JPH11289285A - Adaptive receiver and multiplex communication system - Google Patents
Adaptive receiver and multiplex communication systemInfo
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】直交周波数多重化マルチキャリア伝送システム
において、データの伝送効率を低下させずに複数の送信
局からの異なるデータを復調可能とする。
【解決手段】複数の送信局から直交周波数分割多重のマ
ルチキャリア伝送方式で送信するシステムに使用される
受信装置である。各送信局からの送信信号を受信するた
めの到来波抽出装置が設けられている。各到来波抽出装
置は、各アンテナ素子に対応して設けられているフーリ
エ変換器３６による変換タイミング（ＦＦＴウインド
ウ）が対応する送信局に対応して設定される。このタイ
ミングがある送信局からＯＦＤＭ方式で送信された信号
の変調区間に同期していれば、その送信局の信号を選局
することができる。さらに、その送信局の信号に関して
各アンテナ素子の各受信信号の位相が同相となるよう
に、その選局された信号に基づいて各アンテナ素子の受
信信号に対する重み係数を決定することができる。
(57) Abstract: In an orthogonal frequency multiplexing multicarrier transmission system, different data from a plurality of transmitting stations can be demodulated without lowering the data transmission efficiency. A receiving device used in a system for transmitting signals from a plurality of transmitting stations by an orthogonal frequency division multiplexing multi-carrier transmission method. An incoming wave extraction device for receiving a transmission signal from each transmitting station is provided. In each arriving wave extracting device, the conversion timing (FFT window) by the Fourier transformer 36 provided corresponding to each antenna element is set corresponding to the corresponding transmitting station. If this timing is synchronized with a modulation section of a signal transmitted from a transmitting station by the OFDM method, the signal of the transmitting station can be selected. Furthermore, a weighting factor for the reception signal of each antenna element can be determined based on the selected signal so that the phase of each reception signal of each antenna element is in phase with the signal of the transmission station.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直交周波数分割多重伝
送方式（ＯＦＤＭ）を用いて情報を送信するシステム
と、そのシステムにおいて使用されるアダプティブ受信
装置に関する。特に、電波空間において複数の送信局か
ら異なる情報の送信信号が重なるような場合における送
信システムとその受信装置に関し、データ列をマルチキ
ャリアを用いて並列伝送する方式に応用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for transmitting information using an orthogonal frequency division multiplexing transmission system (OFDM) and an adaptive receiver used in the system. In particular, the present invention relates to a transmission system and a receiving apparatus in which transmission signals of different information are overlapped from a plurality of transmitting stations in a radio wave space, and can be applied to a method of transmitting a data sequence in parallel using a multicarrier.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、複数の送信局から直交周波数分割
多重（ＯＦＤＭ）のマルチキャリア伝送方式を用いて信
号を送信するシステムが知られている。本出願人は、こ
のシステムにおいて、各送信局毎に異なる参照信号を割
り当てるシステムを提案した（特願平９−２８２９１４
号）。このシステムで使用される受信装置は、複数の到
来波抽出装置を有する。そして、それぞれの到来波抽出
装置では、受信された参照信号が選局対象の参照信号と
なるように重み係数を決定することで、アンテナの指向
性が調整されて選局されている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a system for transmitting a signal from a plurality of transmitting stations using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) multicarrier transmission system. The present applicant has proposed a system for assigning a different reference signal to each transmitting station in this system (Japanese Patent Application No. 9-282914).
issue). The receiving device used in this system has a plurality of incoming wave extracting devices. Then, in each arriving wave extracting apparatus, the weighting factor is determined so that the received reference signal becomes the reference signal to be tuned, so that the directivity of the antenna is adjusted and the channel is tuned.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願
人により提案された参照信号を送信データに挿入する方
式は、参照信号が挿入される分だけ、データの伝送効率
が低下するという問題がある。一方、直交周波数分割多
重（ＯＦＤＭ）のマルチキャリア伝送方式を用いて、同
一情報を複数の送信局から送信するシステムや、単一の
送信局から送信する方式において、受信点に直接到来す
る信号と反射して到来する信号とが同時に受信される環
境で使用されるシステムにおいて、参照信号を用いない
方式が上記出願にも提案されている。即ち、振幅が一定
となる変調方式を用いて、復調には受信信号の振幅が一
定となるように重み係数を決定するＣＭＡアルゴリズム
を用いることである。しかし、このＣＭＡ方式で信号を
復調する場合には、通常、複数の到来波の中から、最も
強い到来波を捕らえ、それ以外の到来波は除去されるこ
とになる。However, the method proposed by the present applicant for inserting a reference signal into transmission data has a problem that the data transmission efficiency is reduced by the amount of insertion of the reference signal. On the other hand, in a system for transmitting the same information from a plurality of transmitting stations using a multicarrier transmission system of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), or in a system for transmitting from a single transmitting station, a signal directly arriving at a receiving point is used. A system that does not use a reference signal in a system used in an environment in which a reflected signal is received simultaneously is also proposed in the above-mentioned application. That is, using a modulation method in which the amplitude is constant, and using a CMA algorithm for determining the weighting coefficient so that the amplitude of the received signal is constant in demodulation. However, when demodulating a signal by the CMA method, usually, the strongest arriving wave is captured from a plurality of arriving waves, and other arriving waves are removed.
【０００４】従って、複数の到来波抽出装置を準備し
て、ＣＭＡアルゴリズムで復調しても、全ての到来波抽
出装置で同じ送信局から到来した信号が抽出されてしま
うことになり、結果として、多重通信を行うことができ
ない。Therefore, even if a plurality of arriving wave extraction devices are prepared and demodulated by the CMA algorithm, all the arriving wave extraction devices will extract signals arriving from the same transmitting station. As a result, Multiplex communication cannot be performed.
【０００５】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、直交周波数分割多重（Ｏ
ＦＤＭ）のマルチキャリア伝送方式で異なる情報を異な
る送信局から送信するシステムにおいて、参照信号を用
いる事なく受信装置における選局が可能なようにするこ
とである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide orthogonal frequency division multiplexing (O).
In a system in which different information is transmitted from different transmitting stations in a multicarrier transmission method (FDM), it is possible to select a channel in a receiving device without using a reference signal.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の送信局からそれぞれ複数キャリアを用いた直交周波数
分割多重伝送方式で送信された信号を受信するためのア
ダプティブ受信装置において、信号を受信し複数の遅延
時間差を有した信号を出力するアンテナと、アンテナで
受信された信号に基づき、１つの送信局から送信された
信号のみを抽出する複数の到来波抽出装置から成る。According to a first aspect of the present invention, there is provided an adaptive receiving apparatus for receiving a signal transmitted from a plurality of transmitting stations by an orthogonal frequency division multiplexing transmission method using a plurality of carriers, wherein the signal is transmitted from a plurality of transmitting stations. The antenna includes an antenna that receives and outputs a signal having a plurality of delay time differences, and a plurality of arriving wave extraction devices that extracts only a signal transmitted from one transmitting station based on a signal received by the antenna.
【０００７】各到来波抽出装置は、アンテナの出力する
各信号にそれぞれ重み付けする重み付け装置と、各重み
付け装置により重み付けられた各信号を合成する合成器
と、合成器の出力を各キャリア毎の信号に分波する分波
器と、分波器の各キャリア毎の信号に基づいて重み係数
を決定する制御装置とから成る。Each arriving wave extraction device includes a weighting device for weighting each signal output from the antenna, a combiner for combining the signals weighted by each weighting device, and an output of the combiner for each carrier signal. And a control device for determining a weighting coefficient based on a signal for each carrier of the duplexer.
【０００８】この構成において、分波器は、入力信号を
一定期間毎に切り出し直並列変換を行う直並列変換器
と、直並列変換された信号に対してフーリエ変換を行い
各キャリアの成分毎に分けるフーリエ変換器とから構成
され、各到来波抽出装置における各分波器の直並列変換
器は、それぞれ対応する送信局から到来する信号に同期
して直並列変換を行うことを特徴とする。In this configuration, the duplexer cuts out the input signal at regular intervals and performs serial-to-parallel conversion, and performs a Fourier transform on the serial-to-parallel-converted signal to perform a component-by-component conversion for each carrier. And a serial-to-parallel converter of each demultiplexer in each arriving wave extractor, which performs serial-parallel conversion in synchronization with a signal arriving from the corresponding transmitting station.
【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明に対し
て、重み付け装置、合成器、分波器の配置が異なるもの
であり、特徴とするところは同一である。即ち、請求項
１の発明がアンテナの出力する各信号を重み付けした
後、合成し、その後に各キャリア毎に分波するようにし
ている。これに対して、請求項２では、アンテナの出力
する各信号を分波器で各キャリア毎の信号に分波し、そ
の後に、アンテナの出力する各信号毎に異なる重み付け
係数で、各キャリア毎の信号を重み付けしている。その
後、重み付けされた信号を各キャリア毎に合成してい
る。The second aspect of the invention differs from the first aspect of the invention in the arrangement of the weighting device, the combiner, and the duplexer, and has the same characteristics. That is, according to the first aspect of the present invention, each signal output from the antenna is weighted, then synthesized, and then demultiplexed for each carrier. On the other hand, in claim 2, each signal output from the antenna is demultiplexed into a signal for each carrier by a demultiplexer, and then a weighting coefficient different for each signal output from the antenna is used for each carrier. Are weighted. Thereafter, the weighted signals are combined for each carrier.
【００１０】請求項３の発明は、制御装置は合成された
各キャリアの振幅が所定の値となるように重み付係数を
制御することを特徴とするものである。請求項４の発明
は、送信局は高速な送信データを低速なデータ列に分割
する直並列変換器と、分割されたデータを逆フーリエ変
換を用いてそれぞれ異なる周波数のキャリアに変換する
逆フーリエ変換器と、複数のキャリアを同時に送信する
ためのアンテナとから成り、複数の送信局の直並列変換
器はそれぞれ一致しないタイミングで直並列変換を行
い、受信局の複数の到来波抽出装置の分波器の有する直
並列変換器はそれぞれ対応する送信局から到来する信号
に同期して直並列変換を行うことを特徴とする。尚、ア
ンテナには、複数のアンテナ素子を配列したアレーアン
テナ、１つのアンテナ素子と遅延回路と分岐回路との直
列接続から成り、各分岐回路から遅延時間差のある各信
号を出力するアンテナ等を用いることができる。A third aspect of the present invention is characterized in that the control device controls the weighting coefficient such that the amplitude of each combined carrier has a predetermined value. According to a fourth aspect of the present invention, the transmitting station converts a high-speed transmission data into a low-speed data stream by a serial-parallel converter, and an inverse Fourier transform that converts the divided data into carriers having different frequencies by using an inverse Fourier transform. And an antenna for simultaneously transmitting a plurality of carriers. The serial-to-parallel converters of the plurality of transmitting stations perform serial-to-parallel conversion at timings that do not coincide with each other, and demultiplex the plurality of arriving wave extracting devices of the receiving station. The serial-to-parallel converters included in the transmitters perform the serial-to-parallel conversion in synchronization with the signals arriving from the corresponding transmitting stations. In addition, as the antenna, an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged, an antenna which is composed of a serial connection of one antenna element, a delay circuit, and a branch circuit, and outputs each signal having a delay time difference from each branch circuit is used. be able to.
【００１１】[0011]
【発明の作用及び効果】請求項１、２の発明は、複数の
送信局からそれぞれ複数キャリアを用いた直交周波数分
割多重伝送方式で送信するシステムに使用される受信装
置である。その受信装置は、各送信局からの送信信号を
受信するための到来波抽出装置が設けられている。各到
来波抽出装置は、フーリエ変換器による変換タイミング
（時系列でサンプリングされた信号のフーリエ変換の対
象となる時間区間、即ち、ＦＦＴウインドウ）が対応す
る送信局に対応して設定される。従って、このフーリエ
変換器による変換タイミングがある送信局からＯＦＤＭ
方式で送信された信号の変調区間に同期していれば、そ
の送信局の信号を選局することができる。即ち、アンテ
ナの指向性をその送信局以外からの到来波の方向に対し
てヌルを形成するように重み係数を調整することができ
る。他の到来波抽出装置に関しても同様である。したが
って、参照信号を用いることなく、各到来波抽出装置か
ら各送信局からの信号を抽出することが可能となる。According to the first and second aspects of the present invention, there is provided a receiving apparatus used in a system for transmitting signals from a plurality of transmitting stations by an orthogonal frequency division multiplexing transmission method using a plurality of carriers. The receiving device is provided with an incoming wave extracting device for receiving a transmission signal from each transmitting station. In each arriving wave extraction device, the conversion timing (time section to be subjected to Fourier transform of a signal sampled in time series, that is, an FFT window) by the Fourier transformer is set corresponding to the corresponding transmitting station. Therefore, from the transmitting station having the conversion timing by this Fourier transformer, the OFDM
If the signal is synchronized with the modulation section of the signal transmitted by the system, the signal of the transmitting station can be selected. That is, the weight coefficient can be adjusted so that the directivity of the antenna forms a null in the direction of the arriving wave from other than the transmitting station. The same applies to other incoming wave extraction devices. Therefore, it is possible to extract a signal from each transmitting station from each arriving wave extracting device without using a reference signal.
【００１２】請求項３の発明は、複数キャリアを用いた
直交周波数分割多重伝送方式が一定振幅変調方式である
ので、フーリエ変換された後の各キャリア毎の信号が一
定振幅となるように重み係数を決定する。これにより、
アンテナの指向性において、特定の到来波以外の到来波
の方向にヌルを形成することができ、特定の送信局から
の到来波のみを抽出することができる。According to the third aspect of the present invention, since the orthogonal frequency division multiplexing transmission system using a plurality of carriers is a constant amplitude modulation system, the weighting factor is set so that the signal of each carrier after Fourier transform has a constant amplitude. To determine. This allows
In the directivity of the antenna, a null can be formed in the direction of the incoming wave other than the specific incoming wave, and only the incoming wave from the specific transmitting station can be extracted.
【００１３】請求項４の発明は、複数キャリアを用いた
直交周波数分割多重伝送方式において、送信局はキャリ
アの数を入力点数として各キャリア毎の変調信号を入力
して、逆フーリエ変換することで、直交周波数分割多重
化された時系列信号を生成するものである。この逆フー
リエ変換のタイミングを各送信局毎に異なるようにして
いる。これにより、ある特定の送信局の信号に同期して
フーリエ変換して、各キャリア毎の信号に復調するとき
に、同期したその特定の送信局の信号のみが復調でき
る。このように、参照信号を用いることなく、各送信局
からの信号を復調することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the orthogonal frequency division multiplexing transmission system using a plurality of carriers, the transmitting station inputs a modulated signal for each carrier using the number of carriers as an input point, and performs an inverse Fourier transform. , To generate orthogonal frequency division multiplexed time series signals. The timing of the inverse Fourier transform is different for each transmitting station. Accordingly, when Fourier transform is performed in synchronization with a signal of a specific transmission station and demodulated into a signal for each carrier, only the signal of the specific transmission station that is synchronized can be demodulated. Thus, signals from each transmitting station can be demodulated without using a reference signal.
【００１４】尚、本発明は、ガードタイムが設けられて
いても良いが、設けられていなくとも良い。In the present invention, a guard time may be provided, but may not be provided.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。図１は、第１の実施例に係るアダプ
ティブ受信装置と送信局との関係を示している。送信局
Ｂ１、Ｂ２は、それぞれ異なる情報を直交周波数分割多
重のマルチキャリア伝送方式で送信している。即ち、送
信局Ｂ１、Ｂ２では、符号化データに基づいて各キャリ
ア（以下、サブキャリアという）がＰＳＫ変調される。
サブキャリアの数を入力点数とするこのＰＳＫ変調され
た信号のサンプリング値が逆フーリエ変換される。これ
により、直交周波数分割多重化された波形を表す時間列
データが得られる。この時間列データをＤ／Ａ変換する
ことで、直交周波数多重化されたベースバントの信号が
得られ、この信号で搬送波を変調して、送信している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments. FIG. 1 illustrates a relationship between the adaptive receiving apparatus according to the first embodiment and a transmitting station. The transmitting stations B1 and B2 transmit different information in a multi-carrier transmission scheme of orthogonal frequency division multiplexing. That is, in the transmitting stations B1 and B2, each carrier (hereinafter, referred to as a subcarrier) is PSK-modulated based on the encoded data.
A sampling value of this PSK-modulated signal having the number of subcarriers as input points is subjected to inverse Fourier transform. As a result, time sequence data representing a waveform subjected to orthogonal frequency division multiplexing is obtained. By subjecting the time sequence data to D / A conversion, an orthogonal frequency multiplexed baseband signal is obtained, and a carrier is modulated with this signal and transmitted.
【００１６】この時、送信局Ｂ１、Ｂ２とでは、逆フー
リエ変換するタイミングが異なるようにしている。即
ち、図３に示すように、逆フーリエ変換によって得られ
る単位データに対応する時間区間が、送信局Ｂ１とＢ２
とで、完全に重ならないようにしている。At this time, the timings of performing the inverse Fourier transform are different between the transmitting stations B1 and B2. That is, as shown in FIG. 3, the time sections corresponding to the unit data obtained by the inverse Fourier transform are the transmission stations B1 and B2.
And try not to completely overlap.
【００１７】アダプティブ受信装置は、マルチキャリア
伝送方式にて無線伝送されたデータ系列を受信して、そ
の受信したデータ系列を処理することよって元のデータ
系列に再生する装置である。アダプティブ受信装置は、
送信局Ｂ１の信号を抽出するための到来波抽出装置Ｃ１
と送信局Ｂ２の信号を抽出するための到来波抽出装置Ｃ
２とが設けられている。即ち、各アンテナ素子Ａ１〜Ａ
ｋで受信された信号は、それぞれ２分岐されて、到来波
抽出装置Ｃ1 及びＣ２に入力している。The adaptive receiving apparatus is an apparatus that receives a data sequence wirelessly transmitted by the multi-carrier transmission system and processes the received data sequence to reproduce the original data sequence. The adaptive receiver is
Arrival wave extractor C1 for extracting the signal of transmitting station B1
Arriving wave extracting device C for extracting the signal from the transmitting station B2
2 are provided. That is, each of the antenna elements A1 to A
The signal received at k is split into two and input to the arriving wave extraction devices C1 and C2.
【００１８】そのうち１つの到来波抽出装置Ｅ１が図２
に示されている。マルチキャリア伝送方式により複数
（ｎ）のサブキャリアにて送信されたキャリア群は、複
数（ｋ）本のアンテナ素子Ａ1 〜Ａk にて受信される。
これにより、送信局Ｂ１からの信号波（以下、所望波と
いう）と、それ以外の信号波、即ち、送信局Ｂ１からの
信号の反射波や送信局Ｂ２からの信号等（以下、所望波
以外の波を干渉波という）の複数のキャリア群（以下、
広帯域信号と呼ぶ）ｇ1 〜ｇk をアンテナ素子Ａ1 〜Ａ
k で受信することができる。One of the arriving wave extraction devices E1 is shown in FIG.
Is shown in A carrier group transmitted by a plurality (n) of subcarriers by the multicarrier transmission scheme is received by a plurality (k) of antenna elements A1 to Ak.
Thereby, a signal wave from the transmitting station B1 (hereinafter, referred to as a desired wave) and other signal waves, that is, a reflected wave of a signal from the transmitting station B1, a signal from the transmitting station B2, and the like (hereinafter, a signal other than the desired wave) Is called an interference wave) and a plurality of carrier groups (hereinafter, referred to as interference waves)
G1 to gk are called antenna elements A1 to A1.
k.
【００１９】アンテナ素子Ａ1 〜Ａk で受信された広帯
域信号ｇ1 〜ｇk は、それぞれ、重み付け装置Ｅ１〜Ｅ
ｋに入力する。各重み付け装置Ｅ１〜Ｅｋは、制御装置
４により決定された重み係数ｗ１〜ｗｋにより各広帯域
信号ｇ1 〜ｇk に対して重み付けを行う。重み付けされ
た各広帯域信号は合成器２２により合成されることによ
り、周波数特性が補正された１つのキャリア群ｇとして
出力される。The wideband signals g1 to gk received by the antenna elements A1 to Ak are respectively weighted by the weighting devices E1 to Ek.
Enter k. Each of the weighting devices E1 to Ek weights each of the wideband signals g1 to gk with the weighting factors w1 to wk determined by the control device 4. The weighted wideband signals are combined by the combiner 22 and output as one carrier group g whose frequency characteristics have been corrected.
【００２０】周波数特性が補正されたキャリア群ｇは、
分波器３にて各キャリア毎に分波される。つまり、波形
歪みが補償された各キャリア毎の信号Ｓ1 〜Ｓn が出力
される。出力された各キャリア毎の信号Ｓ1 〜Ｓn に分
波されたキャリア群ｇは、制御装置４と復調器５に送出
される。The carrier group g whose frequency characteristics have been corrected is
The light is split by the splitter 3 for each carrier. That is, the signals S1 to Sn for each carrier whose waveform distortion has been compensated are output. The outputted carrier group g, which is demultiplexed into the signals S1 to Sn for each carrier, is sent to the control device 4 and the demodulator 5.
【００２１】復調器５は周波数特性が補正され各キャリ
ア毎の信号Ｓ1 〜Ｓn に分波されたキャリア群を、各キ
ャリア毎に復調して低速のデータ列Ｌ1 〜Ｌn を取り出
す。取り出された低速のデータ列Ｌ1 〜Ｌn は並直列変
換器６に入力され並直列変換器６にて元の送信データ系
列Ｄに再生されて出力される。このように、受信された
複数の広帯域信号ｇ1 〜ｇk が信号処理されて周波数特
性の補正された１つのキャリア群ｇを得て、そのキャリ
ア群ｇを各キャリア毎に復調し、さらに並直列変換をす
ることにより元のデータ系列Ｄに再生される。The demodulator 5 demodulates, for each carrier, a carrier group having frequency characteristics corrected and demultiplexed into signals S1 to Sn for each carrier, and extracts low-speed data strings L1 to Ln. The extracted low-speed data strings L1 to Ln are input to the parallel-to-serial converter 6, where they are reproduced into the original transmission data sequence D and output. In this way, the received plurality of wideband signals g1 to gk are subjected to signal processing to obtain one carrier group g whose frequency characteristics have been corrected, and the carrier group g is demodulated for each carrier. To reproduce the original data series D.
【００２２】制御装置４は、各キャリア毎の信号Ｓ1 〜
Ｓn に分波されたキャリア群を用いて、重み付け装置Ｅ
１〜Ｅｋを制御する。重み付け装置Ｅ１〜Ｅｋは、受信
した複数の広帯域信号ｇ1 〜ｇk のそれぞれに対しての
重み係数ｗ１〜ｗｋにより重み付けする。重み係数ｗ１
〜ｗｋは、複素数で表される係数であり、重み係数によ
る重み付けにより、個々のキャリア群の振幅及び位相が
制御される。重み係数ｗ１〜ｗｋは、分波器３から出力
される各キャリア毎の信号Ｓ１〜Ｓｎの振幅がすべて等
しくなるように決定される。The control device 4 controls the signals S1 to S1 for each carrier.
Using the carrier group demultiplexed to Sn, a weighting device E
1 to Ek. The weighting devices E1 to Ek weight the received plurality of wideband signals g1 to gk with weighting factors w1 to wk. Weight coefficient w1
Ｗwk are coefficients represented by complex numbers, and the amplitude and phase of each carrier group are controlled by weighting with a weighting coefficient. The weighting coefficients w1 to wk are determined so that the amplitudes of the signals S1 to Sn of the respective carriers output from the duplexer 3 are all equal.
【００２３】振幅一定の変調方式、例えばＰＳＫ、ＦＳ
Ｋ等であって、全てのキャリアを等しい振幅で送信した
場合、データを伝送するキャリアの数をｎとすると、重
み付けされ合成された信号Ｓ１〜Ｓｎの振幅Ｇ１〜Ｇｎ
は、送信アンテナと合成器２２の出力端との間の伝送特
性の周波数特性を表すことになる。従って、重み付け装
置Ｅ１〜Ｅｋにより周波数特性が補正されるとＧ１〜Ｇ
ｎは全て等しくなる。振幅の目標値σを設定し、（１）
式を最小にするようにｗ１〜ｗｋを決定する。A modulation method with a constant amplitude, for example, PSK, FS
K, etc., when all carriers are transmitted with the same amplitude, assuming that the number of carriers transmitting data is n, the amplitudes G1 to Gn of the weighted and combined signals S1 to Sn
Represents the frequency characteristic of the transmission characteristic between the transmitting antenna and the output end of the combiner 22. Therefore, when the frequency characteristics are corrected by the weighting devices E1 to Ek, G1 to G
n are all equal. Set the target value σ of the amplitude, (1)
W1 to wk are determined so as to minimize the expression.
【００２４】[0024]
【数 １】 ｜Ｇ１p −σp ｜q ＋｜Ｇ２p −σp ｜q ＋…＋｜Ｇｎp −σp ｜q …（１） ただし、ｐ、ｑは正の整数である。（１）式が最小にな
るとき、各キャリアの信号の振幅Ｇ１〜Ｇｎは全て所定
の値σと等しくなり、干渉波をキャンセルするように受
信信号の周波数特性を補正することができる。[Number 1] | G1 p -σ p | q + | G2 p -σ p | q + ... + | Gn p -σ p | q ... (1) However, p, q is a positive integer. When the expression (1) is minimized, the amplitudes G1 to Gn of the signals of the respective carriers are all equal to a predetermined value σ, and the frequency characteristics of the received signal can be corrected so as to cancel the interference wave.
【００２５】分波器３は直並列変換器３５および高速フ
ーリエ変換装置( 以下，FFT 演算装置と呼ぶ。) ３６よ
り構成されている。直並列変換器３５は、合成器２２か
ら出力される直列の信号を一定区間毎に切り出し、並列
データに変換する。FFT 演算装置３６は直並列変換器３
５の出力する並列データに対してFFT 演算処理を行うこ
とによって各キャリア毎の成分に分離する。即ち、直並
列変換器３５により切り出されたデータに対してFFT 演
算処理を行うことから、直並列変換器３５は、いわゆる
FFT ウィンドウの働きをしている。図３に示すように、
このFFT ウィンドウによって切り出すタイミングを所望
波のデータのタイミングに一致させた上で、各キャリア
毎の信号の振幅が一定となるように重み係数ｗ１〜ｗｋ
が決定される。FFT ウィンドウのタイミングが送信局Ｂ
１の単位データに同期し、各キャリア毎の信号の振幅が
等しくなった状態で、完全に、送信局Ｂ１からの信号の
みが抽出されたことになる。即ち、アレーアンテナの指
向性において、送信局Ｂ１からの所望波以外の到来波方
向に、ヌルが形成されたことになる。The duplexer 3 comprises a serial-parallel converter 35 and a fast Fourier transform device (hereinafter, referred to as an FFT operation device) 36. The serial-parallel converter 35 cuts out the serial signal output from the synthesizer 22 for each predetermined interval, and converts it into parallel data. The FFT operation unit 36 is a serial-parallel converter 3
5 is subjected to an FFT operation on the parallel data output from the data processor 5, thereby separating the data into components for each carrier. That is, since the FFT operation is performed on the data cut out by the serial-parallel converter 35, the serial-parallel converter 35
Acts as an FFT window. As shown in FIG.
After making the timing to be cut out by the FFT window coincide with the timing of the data of the desired wave, the weighting factors w1 to wk are set so that the amplitude of the signal for each carrier becomes constant.
Is determined. FFT window timing is transmitting station B
This means that only the signal from the transmitting station B1 has been completely extracted in a state in which the amplitude of the signal for each carrier has become equal in synchronization with the unit data of 1 unit. That is, in the directivity of the array antenna, a null is formed in an arrival wave direction other than the desired wave from the transmitting station B1.
【００２６】従って、直並列変換器３５の変換タイミン
グを所望波のタイミングに合わせると到来波抽出装置Ｃ
１からは送信局Ｂ１からの信号のみが出力される。図３
に示すFFT ウィンドウにより抽出するタイミングは、信
号に含まれている基準シンボル等を用いて決定される。
到来波抽出装置Ｃ２においては、図３に示すように、FF
T ウィンドウの抽出タイミングが送信局Ｂ２の信号に同
期して設定される。このようにして、各到来波抽出装置
Ｃ１、Ｃ２は、それぞれ、送信局Ｂ１、Ｂ２の信号のみ
を抽出することができる。Therefore, when the conversion timing of the serial-parallel converter 35 is adjusted to the timing of the desired wave, the arriving wave extracting device C
1 outputs only a signal from the transmitting station B1. FIG.
The timing to be extracted by the FFT window shown in (1) is determined using the reference symbols and the like included in the signal.
In the arriving wave extraction device C2, as shown in FIG.
The extraction timing of the T window is set in synchronization with the signal of the transmitting station B2. In this way, the arriving wave extraction devices C1 and C2 can extract only the signals of the transmission stations B1 and B2, respectively.
【００２７】尚、上記の装置は、全て、ディジタル信号
を入力する数値演算装置で構成されている。実際には、
アレイアンテナ１で受信された高周波広帯域信号は周波
数変換されてベースバンドの直交周波数分割多重信号と
なる。この信号が所定時間間隔でサンプリングされてデ
ィジタル値に変換されている。このディジタル値の時間
列により波形が与えられている。よって、このディジタ
ル信号に変換する部分は図面には明示されていないが、
重み付け装置Ｅ１〜Ｅｋに入力する信号から、全て、時
系列のディジタル信号である。The above devices are all constituted by numerical operation devices for inputting digital signals. actually,
The high-frequency wideband signal received by the array antenna 1 is frequency-converted into a baseband orthogonal frequency division multiplexed signal. This signal is sampled at predetermined time intervals and converted to a digital value. A waveform is given by a time sequence of the digital values. Therefore, although the part to be converted into the digital signal is not explicitly shown in the drawing,
All of the signals input to the weighting devices E1 to Ek are time-series digital signals.
【００２８】上記発明は、各送信局から送信される信号
にガードタイムが設けられている方式にも適用すること
ができる。即ち、送信局Ｂ１から送信された信号波が複
数の経路でアンテナに入力する場合に、その複数の経路
で入力された信号波は、同一データであっても遅延時間
が異なる。この場合に、ガードタイム以上の遅延があっ
ても、FFT 変換された信号から波形歪みによる影響を除
去することができる。このようにして、同一送信局から
出力された干渉波を効果的且つ精度良く除去することが
できる。The above invention can be applied to a system in which a signal transmitted from each transmitting station is provided with a guard time. That is, when a signal wave transmitted from the transmitting station B1 is input to the antenna through a plurality of paths, the signal waves input through the plurality of paths have different delay times even if they have the same data. In this case, even if there is a delay equal to or longer than the guard time, it is possible to remove the influence of the waveform distortion from the FFT-transformed signal. Thus, the interference wave output from the same transmitting station can be effectively and accurately removed.
【００２９】上記実施例では、各アンテナ素子の出力信
号を重み付けしてから合成したが、図４に示すようにし
ても良い。各アンテナ素子Ａ１〜Ａｋの出力する広帯域
信号ｇ１〜ｇｋを、それぞれ、図２と同一構成の分波器
３（直並列変換器３５とFFT演算装置３６とを有する）
で各キャリア毎の信号に分波した後、各重み付け装置Ｅ
１〜Ｅｋで重み付けして、各キャリア毎に合成しても良
い。この場合、同一のアンテナ素子から出力された信号
に関しては、全てのキャリア毎の信号に対して同一の重
み係数が用いられる。In the above embodiment, the output signals of each antenna element are weighted and then combined, but may be as shown in FIG. Each of the wideband signals g1 to gk output from each of the antenna elements A1 to Ak is divided into a demultiplexer 3 having the same configuration as that of FIG.
After demultiplexing into signals for each carrier in each weighting device E
Weighting may be performed using 1 to Ek, and the signals may be combined for each carrier. In this case, with respect to signals output from the same antenna element, the same weighting factor is used for all the signals for each carrier.
【００３０】上記の実施例では、送信局Ｂ１、Ｂ２は移
動局を想定している。この場合には、各送信局Ｂ１、Ｂ
２がＰＳＫ変調信号を逆フーリエ変換して時間軸上の直
交周波数多重化信号とするタイミングを異ならせるため
に、送信局Ｂ１、Ｂ２間のデータ交換が必要となる。
又、送信時のタイミングが異なっても、送信局とアダプ
ティブ受信装置との位置関係によっては、送信局Ｂ１、
Ｂ２からの受信信号のフーリエ変換タイミングが同一と
なる場合がある。この状態になった時には、選局できな
くなる。In the above embodiment, the transmitting stations B1 and B2 are assumed to be mobile stations. In this case, each of the transmitting stations B1, B
Data transmission between the transmitting stations B1 and B2 is required in order for the PSK 2 to perform the inverse Fourier transform of the PSK modulation signal to make the timing orthogonal quadrature multiplexed on the time axis.
Further, even if the timing at the time of transmission is different, depending on the positional relationship between the transmitting station and the adaptive receiver, the transmitting stations B1,
There are cases where the Fourier transform timing of the received signal from B2 is the same. In this state, it becomes impossible to select a channel.
【００３１】しかしながら、図５に示す構成の場合に
は、このようなことがなく、選局が可能となる。即ち、
送信局Ｂ１、送信局Ｂ２とを固定局として、有線回線に
より送信信号のデータのタイミングが一致しないように
調整する。これにより、アダプティブ受信装置は、２つ
の送信局の信号を復調することが可能となる。このシス
テムは、構内無線システムなどにおいて特に有効であ
る。However, in the case of the configuration shown in FIG. 5, this is not the case, and channel selection is possible. That is,
The transmission station B1 and the transmission station B2 are set as fixed stations, and adjustment is performed so that the data timings of transmission signals do not coincide with each other by a wired line. Thereby, the adaptive receiving apparatus can demodulate the signals of the two transmitting stations. This system is particularly effective in a private wireless system or the like.
【００３２】上記実施例は、到来波抽出装置が２つの場
合について説明したが、この数は限定されない。又、ア
ンテナの素子数も任意である。数が多い程、指向性の調
整精度が高くなる。アンテナは、１つのアンテナ素子と
分岐素子と遅延素子との直列接続回路を用いたものも含
む。この各分岐素子からの出力信号が遅延時間差を有す
る各信号に相当する。又、上記実施例は、データ列を分
割して並列伝送する直交周波数分割多重のマルチキャリ
ア伝送方式について述べた。しかし、この方式に限ら
ず、本発明は、例えば、テレビ放送やセルラー方式の携
帯電話など１つの放送局から複数の周波数の信号を送信
する無線通信システムにも用いることができる。Although the above embodiment has been described in connection with the case where the number of arriving wave extraction devices is two, the number is not limited. The number of elements of the antenna is also arbitrary. The greater the number, the higher the accuracy of directivity adjustment. The antenna includes an antenna using a series connection circuit of one antenna element, a branch element, and a delay element. The output signal from each branch element corresponds to each signal having a delay time difference. Further, the above-described embodiment has described the orthogonal frequency division multiplexing multi-carrier transmission system in which a data sequence is divided and transmitted in parallel. However, the present invention is not limited to this method, and the present invention can also be used for a wireless communication system that transmits signals of a plurality of frequencies from one broadcasting station such as a television broadcast or a cellular phone.
【００３３】又、上記実施例では全てのキャリアの振幅
が所定の値となるように重み係数を制御する場合につい
て説明したが、重み係数の制御には必ずしも全てのキャ
リアを用いる必要はなく、一部のキャリアを用いて重み
係数を制御しても同様の効果が得られる。In the above embodiment, the case where the weighting coefficients are controlled so that the amplitudes of all the carriers have predetermined values has been described. However, it is not always necessary to use all the carriers for controlling the weighting coefficients. The same effect can be obtained by controlling the weight coefficient using the carrier of the unit.
【００３４】このようにして、参照信号を用いることな
く、各送信局から送信された信号波を精度良く復調する
ことができるために、データの伝送効率を低下させるこ
とがない。As described above, since the signal wave transmitted from each transmitting station can be accurately demodulated without using the reference signal, the data transmission efficiency does not decrease.
【図１】本発明の実施例に係るアダプティブ受信装置と
送信局とを示した構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an adaptive receiving apparatus and a transmitting station according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施例に係るアダプティブ受信装置の構成
図。FIG. 2 is a configuration diagram of an adaptive receiving apparatus according to the embodiment.
【図３】同実施例のアダプティブ受信装置の動作原理を
説明するための説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation principle of the adaptive receiving apparatus according to the embodiment;
【図４】変形例に係るアダプティブ受信装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of an adaptive receiving apparatus according to a modification.
【図５】他の変形例に係るアダプティブ受信装置と送信
局との関係を示した構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a relationship between an adaptive receiving apparatus and a transmitting station according to another modification.
１…アレイアンテナ Ａ、Ａ1 〜Ａk …アンテナ素子 Ｃ1 、Ｃ2 …到来波抽出装置 ｇ…キャリア群 ｇ1 〜ｇk …広帯域信号（アンテナで受信したキャリア
群） Ｌ1 〜Ｌn …低速データ列 Ｄ…送信データ列 ３…分波器 ４…制御装置 ５…復調器 ６…並直列変換器 Ｅ１〜Ｅｋ…重み付け装置 ２２…合成器 ３５…直並列変換器 ３６…FFT 変換器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Array antenna A, A1-Ak ... Antenna element C1, C2 ... Arrival wave extraction device g ... Carrier group g1-gk ... Broadband signal (carrier group received by the antenna) L1-Ln ... Low-speed data sequence D ... Transmission data sequence DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Divider 4 ... Control device 5 ... Demodulator 6 ... Parallel-serial converter E1-Ek ... Weighting device 22 ... Synthesizer 35 ... Serial-parallel converter 36 ... FFT converter
Claims (4)
用いた直交周波数分割多重伝送方式で送信された信号を
受信するためのアダプティブ受信装置において、 信号を受信し複数の遅延時間差を有した信号を出力する
アンテナと、 前記アンテナで受信された信号に基づき、１つの送信局
から送信された信号のみを抽出する複数の到来波抽出装
置から成り、 各到来波抽出装置は前記アンテナの出力する各信号にそ
れぞれ重み付けする重み付け装置と、 前記各重み付け装置により重み付けられた各信号を合成
する合成器と、 前記合成器の出力を各キャリア毎の信号に分波する分波
器と、 前記分波器の各キャリア毎の信号に基づいて重み係数を
決定する制御装置とから成り、 前記分波器は、 入力信号を一定期間毎に切り出し直並列変換を行う直並
列変換器と、 直並列変換された信号に対してフーリエ変換を行い各キ
ャリアの成分毎に分けるフーリエ変換器とから構成さ
れ、 前記各到来波抽出装置における各分波器の直並列変換器
は、それぞれ対応する送信局から到来する信号に同期し
て直並列変換を行うことを特徴とするアダプティブ受信
装置。An adaptive receiving apparatus for receiving a signal transmitted from a plurality of transmitting stations by an orthogonal frequency division multiplexing transmission method using a plurality of carriers, respectively, wherein the signal is received and a signal having a plurality of delay time differences is received. An output antenna, and a plurality of arriving wave extracting devices for extracting only a signal transmitted from one transmitting station based on a signal received by the antenna, wherein each arriving wave extracting device outputs each signal output from the antenna. A weighting device that weights the signals, a combiner that combines the signals weighted by the weighting devices, a duplexer that separates the output of the combiner into a signal for each carrier, A control device that determines a weight coefficient based on a signal for each carrier, wherein the duplexer cuts out an input signal at regular intervals and performs serial-to-parallel conversion. A parallel converter, and a Fourier transformer that performs a Fourier transform on the serial-to-parallel-converted signal and separates each carrier component. The serial-to-parallel converter of each duplexer in each of the incoming wave extraction devices is An adaptive receiving apparatus that performs serial-to-parallel conversion in synchronization with a signal arriving from a corresponding transmitting station.
用いた直交周波数分割多重伝送方式で送信された信号を
受信するためのアダプティブ受信装置において、 信号を受信し複数の遅延時間差を有した信号を出力する
アンテナと、 前記アンテナで受信された信号に基づき、１つの送信局
から送信された信号のみを抽出する複数の到来波抽出装
置から成り、 各到来波抽出装置は、 前記アンテナの出力する各信号を各キャリア毎の信号に
それぞれ分波する分波器と、 前記分波器の出力するキャリア毎の信号にそれぞれ重み
付けする重み付け装置と、 前記各重み付け装置がそれぞれ出力するキャリ毎の信号
をキャリア毎に合成する合成器と、 前記合成器の出力するキャリア毎の信号に基づいて重み
係数を決定する制御装置とから成り、 前記分波器は、 入力信号を一定期間毎に切り出し直並列変換を行う直並
列変換器と、 直並列変換された信号に対してフーリエ変換を行い各キ
ャリアの成分毎に分けるフーリエ変換器とから構成さ
れ、 １つの到来波抽出装置における前記アンテナの出力する
各信号毎に対応した各分波器の直並列変換器は同時に直
並列変換を行うと共に、各到来波抽出装置はそれぞれ対
応する送信局から到来する信号に同期して直並列変換を
行うことを特徴とするアダプティブ受信装置。2. An adaptive receiving apparatus for receiving a signal transmitted from a plurality of transmitting stations by an orthogonal frequency division multiplexing transmission method using a plurality of carriers, wherein the signal is received and a signal having a plurality of delay time differences is received. An output antenna, and a plurality of arriving wave extraction devices that extract only a signal transmitted from one transmitting station based on a signal received by the antenna. A demultiplexer that demultiplexes a signal into a signal for each carrier, a weighting device that weights a signal for each carrier output by the demultiplexer, and a carrier that outputs a signal for each carrier output by each of the weighting devices. A combiner that combines the signals for each carrier, and a control device that determines a weighting coefficient based on a signal for each carrier output by the combiner. The device is composed of a serial-parallel converter that cuts out an input signal at regular intervals and performs serial-parallel conversion, and a Fourier transformer that performs Fourier transform on the serial-parallel-converted signal and separates each carrier component. The serial-to-parallel converters of the respective demultiplexers corresponding to the respective signals output from the antenna in one arriving wave extractor perform the serial-to-parallel conversion at the same time, and each arriving wave extractor comes from the corresponding transmitting station. An adaptive receiving apparatus for performing serial-parallel conversion in synchronization with a signal.
振幅が所定の値となるように重み係数を制御することを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアダプティブ
受信装置。3. The adaptive receiving device according to claim 1, wherein the control device controls the weighting coefficient such that the amplitude of each combined carrier has a predetermined value.
タ列に分割する直並列変換器と、 分割されたデータを逆フーリエ変換を用いてそれぞれ異
なる周波数のキャリアに変換する逆フーリエ変換器と、 複数のキャリアを同時に送信するためのアンテナとから
成り、 複数の送信局の直並列変換器はそれぞれ一致しないタイ
ミングで直並列変換を行い、受信局の複数の到来波抽出
装置の分波器の有する直並列変換器はそれぞれ対応する
送信局から到来する信号に同期して直並列変換を行うこ
とを特徴とする多重通信システム。4. A transmitting station comprising: a serial-parallel converter for dividing high-speed transmission data into a low-speed data sequence; and an inverse Fourier transformer for converting the divided data into carriers having different frequencies using an inverse Fourier transform. And an antenna for simultaneously transmitting a plurality of carriers. The serial-to-parallel converters of the plurality of transmitting stations perform serial-to-parallel conversion at timings that do not coincide with each other. A multiplex communication system, wherein the serial-to-parallel converters perform serial-to-parallel conversion in synchronization with signals arriving from corresponding transmitting stations.
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