JP2006295793A - Wireless communication apparatus and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スペースダイバーシチにより通信を行う無線通信装置及び方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus and method for performing communication by space diversity.
無線通信において、良好な伝送品質を確保するための施策の1つとして、スペースダイバーシチが利用されている。図12は、スペースダイバーシチを行う、従来技術の無線通信装置の受信側でのブロック図である。 In wireless communication, space diversity is used as one of the measures for ensuring good transmission quality. FIG. 12 is a block diagram on the receiving side of a conventional wireless communication apparatus that performs space diversity.
図12によると、無線通信装置は、アンテナ21及び31と、受信機22及び32と、移相器23と、合成器24と、復調器25と、位相検波比較回路26とを有する。
According to FIG. 12, the wireless communication apparatus includes
アンテナ21及び31は、ダイバーシチ構成ではない対向装置から送信された同一無線信号を、それぞれ受信し、アンテナ21は、受信信号を受信機22に、アンテナ31は、受信信号を受信機32に出力し、受信機22及び32は、受信信号を中間周波数の信号へと周波数変換を行う。位相検波比較回路26は、受信機22と32の出力信号の位相差を検出して、移相器23に制御信号を出力する。移相器23は、受信機32の出力信号を入力とし、位相検波比較回路26の制御に基づき、受信機22の出力信号と同相となるように、入力信号の位相を調整して出力する。合成器24は、受信機22からの信号と、移相器23からの信号を合成してスペースダイバーシチを実現する。合成器24で合成された信号は、復調器25で復調されて受信データが出力される。
The
図13は、スペースダイバーシチ構成のための、従来技術による無線通信装置の送信側でのブロック図、つまり、図12に示す装置の送信側のブロック図である。 FIG. 13 is a block diagram on the transmission side of a wireless communication apparatus according to the prior art for a space diversity configuration, that is, a block diagram on the transmission side of the apparatus shown in FIG.
図13によると、無線通信装置は、変調器27と、分配器28と、移相器23と、送信機29及び39と、アンテナ21及び31と、位相検波比較回路26とを有する。尚、図12と同一要素には同じ符号を使用している。
According to FIG. 13, the wireless communication device includes a
変調器27は、送信するデータを変調し、分配器28は変調された信号を2系統に分配する。分配器28の一方の出力は、直接送信機29に入力され、他方の出力は、移相器23で位相の調整が行われた後、送信機39に入力される。移相器23での移相変化量は、位相検波比較回路26が、図12に示す受信側での処理により得た値を使用する。送信機29及び39は、中間周波数の入力信号を、所定の無線周波数帯の信号へと周波数変換し、更に、所定の信号レベルへの増幅を行い、アンテナ21は、送信機29からの信号を無線信号として送信し、アンテナ31は、送信機39からの信号を無線信号として送信する。アンテナ21及び31から送信された信号は、ダイバーシチ構成ではない対向装置により受信されるが、図12に示す受信側での処理で得られた位相差を送信側にて予め与えておくことにより、対向装置においては、アンテナ21からの信号と、アンテナ31からの信号が同相で受信され、送信側でのダイバーシチが実現される。上記スペースダイバーシチについては、非特許文献1にその詳細が記載されている。
The
移相器23は、一般的に中間周波数帯で動作するため、スペースダイバーシチ構成を利用する場合、従来技術での無線通信装置では、アンテナ数に相当する受信機が必要となる。マイクロ波帯までの受信機は、近年の普及により廉価になってきているが、準ミリ波帯以上の無線周波数は高価であり、スペースダイバーシチ構成の問題点となっている。また、送信側では、受信側でのダイバーシチ制御で得られた位相変化量を、次の送信ダイバーシチで使用するので、伝送路の位相変化の速さよりも、十分高速に送受信が切り替わるという条件が課せられる。
Since the
従って、本発明は、アンテナ数に相当する受信機を必要とせず、受信側とは独立して送信側のスペースダイバーシチ制御を可能とする無線通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a communication method that do not require a receiver corresponding to the number of antennas and enable space diversity control on the transmission side independently of the reception side.
本発明における無線通信装置によれば、
データ信号と既知パターンであるトレーニング信号とを含む無線信号を受信する無線通信装置であって、第1から第N(Nは2以上の整数)のアンテナと、第k(kは1以上N以下の整数)のアンテナが受信する信号を、k−1シンボル長遅延させる遅延手段と、各アンテナが受信し、遅延手段により遅延させられたN個の信号を合成する合成手段と、合成後の信号を中間周波数帯の信号に変換する周波数変換手段と、前記中間周波数帯の信号を復調する復調手段と、復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定する最尤系列推定手段とを有することを特徴とする。
According to the wireless communication device of the present invention,
A wireless communication apparatus that receives a wireless signal including a data signal and a training signal that is a known pattern, the first to Nth (N is an integer of 2 or more) antennas, and a kth (k is 1 or more and N or less) A delay unit that delays the signal received by the antenna of k-1 symbols, a combining unit that combines the N signals received by each antenna and delayed by the delay unit, and a combined signal. Conversion means for converting the signal into an intermediate frequency band signal, demodulation means for demodulating the intermediate frequency band signal, maximum likelihood sequence estimation for the demodulated signal, and maximum likelihood sequence estimation for identifying the data signal Means.
本発明の無線通信装置における他の実施形態によれば、
前記トレーニング信号は、第1から第Nの区間を有し、トレーニング信号の第i(iは1以上N以下の整数)の区間の受信時には、第iのアンテナが受信する信号のみを合成手段の入力とし、データ信号の受信時には、全アンテナが受信する信号を合成手段の入力とするタイミング制御手段を有することも好ましい。
According to another embodiment of the wireless communication device of the present invention,
The training signal has first to Nth sections, and when receiving the training signal in the i-th section (i is an integer of 1 to N), only the signal received by the i-th antenna is received by the combining means. It is also preferable to have a timing control means that takes the signals received by all the antennas as inputs and inputs the signals to the combining means when receiving the data signal.
また、本発明の無線通信装置における他の実施形態によれば、
データ信号に既知パターンであるトレーニング信号を挿入するトレーニング信号挿入手段と、トレーニング信号が挿入されたデータ信号を変調する変調手段と、変調後の信号を無線周波数帯の信号に変換する周波数変換手段と、周波数変換後の信号を第1から第N(Nは2以上の整数)の信号に分配する分配手段と、第k(kは1以上N以下の整数)の信号を、k−1シンボル長遅延させる遅延手段と、遅延手段により遅延させられた第1から第Nの信号それぞれを無線信号として送信する第1から第Nのアンテナとを有することを特徴とする。
According to another embodiment of the wireless communication device of the present invention,
Training signal insertion means for inserting a training signal that is a known pattern into the data signal, modulation means for modulating the data signal with the training signal inserted, and frequency conversion means for converting the modulated signal into a signal in a radio frequency band , A distribution means for distributing the frequency-converted signal to first to Nth (N is an integer of 2 or more) signals, and a kth (k is an integer of 1 to N) signals, k−1 symbol length It has delay means for delaying, and first to Nth antennas for transmitting each of the first to Nth signals delayed by the delay means as radio signals.
更に、本発明の無線通信装置における他の実施形態によれば、
前記トレーニング信号は、第1から第Nの区間を有し、トレーニング信号の第i(iは1以上N以下の整数)の区間の送信時には、第iの信号のみを第iのアンテナに出力し、データ信号の送信時には、第1から第Nの信号それぞれを、第1から第Nのアンテナに出力するタイミング制御手段を有することも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless communication apparatus of the present invention,
The training signal has first to Nth sections, and outputs only the i-th signal to the i-th antenna when transmitting the training signal in the i-th section (i is an integer of 1 to N). It is also preferable to have timing control means for outputting each of the first to Nth signals to the first to Nth antennas when transmitting the data signal.
更に、本発明の無線通信装置における他の実施形態によれば、
前記無線通信装置が送信する無線信号を受信する無線通信装置であって、復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定する最尤系列推定手段を有することを特徴とする。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless communication apparatus of the present invention,
A radio communication apparatus that receives a radio signal transmitted by the radio communication apparatus, comprising: a maximum likelihood sequence estimation unit that performs maximum likelihood sequence estimation on a demodulated signal and identifies a data signal. .
更に、本発明の無線通信装置における他の実施形態によれば、
前記最尤系列推定手段は、トレーニング信号受信時に、伝送路のインパルス応答特性を示すN個のタップ係数を求め、データ信号受信時に、前記タップ係数を用いて、最尤系列推定を行うことも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless communication apparatus of the present invention,
It is also preferable that the maximum likelihood sequence estimation means obtains N tap coefficients indicating impulse response characteristics of a transmission path when receiving a training signal, and performs maximum likelihood sequence estimation using the tap coefficients when receiving a data signal. .
本発明におけるダイバーシチによる無線通信方法によれば、
データ信号に、既知パターンのトレーニング信号を挿入するステップと、トレーニング信号が挿入されたデータ信号を変調後に周波数変換し、無線信号として送信するステップと、前記無線信号を、第1から第N(Nは2以上の整数)のアンテナで受信し、第k(kは1以上N以下の整数)のアンテナの出力信号をk−1シンボル長遅延させて合成するステップと、復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定するステップと、
を有することを特徴とする。
According to the diversity wireless communication method of the present invention,
Inserting a training signal having a known pattern into a data signal; modulating a frequency of the data signal into which the training signal is inserted; and transmitting the signal as a radio signal; Is received by an antenna having an integer of 2 or more, and the output signal of the k-th antenna (k is an integer of 1 or more and N or less) is combined with a delay of k-1 symbols, and the demodulated signal is Performing maximum likelihood sequence estimation and identifying a data signal;
It is characterized by having.
本発明のダイバーシチによる無線通信方法における他の実施形態によれば、
データ信号に、既知パターンのトレーニング信号を挿入するステップと、トレーニング信号が挿入されたデータ信号を変調後に周波数変換し、第1から第N(Nは2以上の整数)の信号に分配するステップと、第k(kは1以上N以下の整数)の信号を、k−1シンボル長遅延させて無線信号として送信するステップと、前記無線信号を、1つのアンテナにより受信するステップと、受信信号を周波数変換して復調するステップと、復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定するステップとを有することを特徴とする。
According to another embodiment of the diversity wireless communication method of the present invention,
Inserting a training signal of a known pattern into the data signal; modulating the frequency of the data signal into which the training signal is inserted after modulation; and distributing the first to N-th (N is an integer of 2 or more) signals; Transmitting a k-th signal (k is an integer not less than 1 and not more than N) as a radio signal with a delay of k-1 symbols, receiving the radio signal with one antenna, and receiving the received signal The method includes a step of performing frequency conversion and demodulation, and a step of performing maximum likelihood sequence estimation on the demodulated signal and specifying a data signal.
N個のアンテナそれぞれが受信する、既知パターンであるトレーニング信号を含む信号を、それぞれが1シンボル長づつ異なるように時間差を与えた状態で合成し、これに対して最尤系列推定を行うことにより、最尤系列推定等化器のパスダイバーシチと同様の効果でスペースダイバーシチ合成を行うことができ、受信機の数をアンテナ数に係らず1つとすることができる。 By combining the signals including the training signal, which is a known pattern, received by each of the N antennas with a time difference such that each of them differs by one symbol length, and performing maximum likelihood sequence estimation on this Thus, space diversity combining can be performed with the same effect as the path diversity of the maximum likelihood sequence estimation equalizer, and the number of receivers can be one regardless of the number of antennas.
同様に、既知パターンであるトレーニング信号を含む信号を、それぞれが1シンボル長づつ異なるように時間差を与えた状態で合成して送信することで、前記信号を受信した無線通信装置は、最尤系列推定によりデータ系列の推定ができ、送信ダイバーシチ構成を、反対方向の処理とは無関係とすることができる。 Similarly, by combining and transmitting signals including a training signal that is a known pattern with a time difference such that each is different by one symbol length, the radio communication apparatus that has received the signal can obtain the maximum likelihood sequence. The data sequence can be estimated by estimation, and the transmission diversity configuration can be made independent of processing in the opposite direction.
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態での無線通信装置のブロック図であり、(a)に示す無線通信装置が送信する無線信号を、(b)に示す無線通信装置がスペースダイバーシチ構成で受信を行う。 FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention, in which a wireless signal transmitted by the wireless communication apparatus shown in FIG. Receive.
図1(a)の無線通信装置は、トレーニング信号挿入回路1と、変調器2と、送信機3と、アンテナ4とを有する。トレーニング信号挿入回路1は、送信するデータ信号に対して、既知パターンのトレーニング信号を挿入して出力する。トレーニング信号としては、例えば、PN(PseudNoise)系列を用いることができる。図2は、トレーニング信号を、送信データの前に付加した状態を示している。
The wireless communication apparatus in FIG. 1A includes a training
変調器2は、トレーニング信号挿入回路1の出力信号を変調し、送信機3は、変調された信号を所定の無線周波数帯の信号に周波数変換し、所定のレベルに増幅して出力し、アンテナ4は、送信機3の出力信号を無線信号として送信する。
The
図1(b)の無線通信装置は、アンテナ41及び42と、遅延回路5と、合成器6と、受信機7と、復調器8と、最尤系列推定器9とを有する。アンテナ41及び42は、図1(a)に示す無線通信装置が送信した無線信号を、それぞれ受信して、アンテナ41は、受信信号を合成器6に出力し、アンテナ42は、受信信号を遅延回路5に出力する。
The wireless communication device in FIG. 1B includes
遅延回路5は、入力信号を1シンボルだけ遅延させて、合成器6に出力する。合成器6は、アンテナ41からの信号と、遅延回路5からの信号を合成し、受信機7は、合成器6が合成した信号を中間周波数帯の信号へと周波数変換し、復調器8は、中間周波数帯の信号に変換された受信信号の復調を行い、復調後の信号を最尤系列推定器9に入力する。
The
最尤系列推定器9は、入力信号に対して最尤系列推定を行って送信されたデータ信号を特定し、特定したデータ信号を出力する。図3は、最尤系列推定器9のブロック図である。図3によると、最尤系列推定器は、伝送路推定回路91と、レプリカ生成回路92と、ブランチメトリック生成回路93と、系列推定回路94とを有する。
The maximum
伝送路推定回路91は、タップ間隔が1シンボル長で、2タップ構成のフィルタであり、受信無線信号に含まれるトレーニング信号を利用して、タップ係数c0及びc1の最適値を求め、受信信号のデータ信号区間において、求めたタップ係数c0及びc1をレプリカ生成回路92に出力する。
The transmission
図4は、伝送路推定回路91のブロック図である。図4によると、伝送路推定回路91は、遅延回路910と、乗算器911及び912と、加算器913及び914と、タップ係数制御回路915とを有する。
FIG. 4 is a block diagram of the transmission
図4において、u(n)は、送信側にて付加するトレーニング信号と、同一系列の信号であり、図示しない固定的なメモリ等を用いて生成され、y(n)は、最尤系列推定器9の入力信号である。伝送路推定回路91は、トレーンニング信号受信中、以下に説明するように、タップ係数c0及びc1を伝送路特性に合わせて調整を行う。
In FIG. 4, u (n) is a signal of the same sequence as the training signal added on the transmission side, and is generated using a fixed memory (not shown), and y (n) is the maximum likelihood sequence estimation. This is an input signal of the
まず、トレーニング信号と同一系列の信号は、乗算器911でタップ係数c0と乗算され、更に、遅延回路910で1ビット遅延された後、乗算器912でタップ係数c1と乗算される。乗算器911の出力と、乗算器912の出力は、加算器913で加算され、従って、加算器913の出力は、c0×u(n)+c1×u(n−1)となる。信号y(n)は、アンテナ41の受信信号と、アンテナ42の受信信号を1ビットの遅延させた信号の合成であるため、加算器913の出力信号がy(n)と等しくなるようにタップ係数c0とc1の調整を行う。即ち、加算器914でy(n)から加算器913の出力信号を減じて、誤差信号e(n)とし、誤差が0となるように、タップ係数制御回路915でタップ係数の制御を行う。タップ係数の制御には、一般的なLMS(Least Mean Squares)アルゴリズムや、RLS(Recursive Least Squares)アルゴリズムが使用可能である。
First, a signal of the same series as the training signal is multiplied by a tap coefficient c0 by a
伝送路推定回路91は、上述したように、トレーニング信号の受信中に求めたタップ係数c0及びc1を、データ信号受信中は、レプリカ生成回路92に出力する。
As described above, the transmission
レプリカ生成回路92は、伝送路推定回路91が求めたタップ係数を用い、送信信号の状態毎に、レプリカ信号r(n)=c0×s(n)+c1×s(n−1)を求める。ここで、s(n)は、送信信号の状態を示し、例えば、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調を使用している場合、図5に示すように、送信信号の状態としては4通りの状態が、s(n)及びs(n−1)の組合せとしては、合計16通りが存在する。従って、レプリカ信号r(n)も16個存在することとなる。
The
ブランチメトリック生成回路93は、レプリカ信号r(n)毎に、ブランチメトリック信号b(n)=|y(n)−r(n)|2を計算する。
The branch
系列推定回路94は、ブランチメトリック信号b(n)から最尤系列推定により、送信側において送信されたデータ信号系列を推定して出力する。図6は、最尤系列推定を説明する図である。QPSK変調の場合、図5に示したように、4通りの送信シンボルが存在するため、Mシンボルのデータ区間においては、4Mのデータ系列の組合せが存在するが、この中から受信波形に最も近いものを実際に対向装置が送信したデータ信号系列として探し出す。このため、各系列について対応するブランチメトリックb(n)を加算し、Mシンボルまでの累積値を総ての系列について計算し、この中で最小のものをデータ信号系列として出力する。上記計算には、一般的にビタビアルゴリズムが用いられる。
The
シンボル毎に信号検出を行うのではなく、Mシンボルに亘っての系列推定を行う理由は、シンボル毎の信号検出では、c0とc1の値が近いときにs(n)とs(n−1)が区別できず検出精度が劣化するのに対し、系列推定では、複数シンボルに亘っての検出誤差の累積値を比較するため、s(n)とs(n−1)の識別度が向上するからである。 The reason for performing sequence estimation over M symbols instead of performing signal detection for each symbol is that s (n) and s (n−1) when c0 and c1 are close to each other in signal detection for each symbol. ) Cannot be distinguished from each other and the detection accuracy is deteriorated. In the sequence estimation, since the accumulated values of detection errors over a plurality of symbols are compared, the discrimination between s (n) and s (n-1) is improved. Because it does.
最尤系列推定を行うことは、2シンボルの信号電力を用いて信号検出を行うことであり、両シンボルの信号電力を最大比合成する効果がある。合成器6出力のインパルス応答特性は、図7に示すようになり、人工的に生成した遅延波と主波を最尤系列推定によって合成する。2つのアンテナの受信電力間に相関がない場合は、効果的なスペースダイバーシチ利得が得られる。
Performing maximum likelihood sequence estimation means performing signal detection using the signal power of two symbols, and has the effect of combining the signal powers of both symbols at the maximum ratio. The impulse response characteristic of the
本発明の特徴は、上述した通り、2つのアンテナの受信信号を、1シンボル長の時間差が有る状態で合成し、これに対して最尤系列推定を行うことにより、最尤系列推定等化器のパスダイバーシチと同様の効果でスペースダイバーシチ合成を行うことである。 A feature of the present invention is that, as described above, a maximum likelihood sequence estimation equalizer is obtained by combining the received signals of two antennas in a state where there is a time difference of one symbol length and performing maximum likelihood sequence estimation on this. Space diversity synthesis is performed with the same effect as the path diversity.
尚、本実施形態では、2つのアンテナによるスペースダイバーシチ合成について記載したが、これを発展させて3つのアンテナを用いたスペースダイバーシチ合成も可能である。この場合、3つ目のアンテナには、2シンボル長分の遅延回路を挿入し、更に、伝送路推定回路も3タップとなり、レプリカ信号r(n)も、3シンボルs(n)、s(n−1)及びs(n−2)の全組合せの合計64個となる。4以上のアンテナについても同様の考え方で拡張できる。 In this embodiment, space diversity combining using two antennas has been described. However, space diversity combining using three antennas can be developed. In this case, a delay circuit for a length of 2 symbols is inserted into the third antenna, the transmission path estimation circuit is also 3 taps, and the replica signal r (n) is also 3 symbols s (n), s ( The total number of combinations of n-1) and s (n-2) is 64. 4 or more antennas can be extended in the same way.
図8は、本発明の第2実施形態での無線通信装置のブロック図であり、(a)に示すスペースダイバーシチ構成の無線通信装置が送信する信号を、(b)に示す無線通信装置が受信を行う。尚、同一構成要素には同一符号を使用して、詳細な説明は省略する。 FIG. 8 is a block diagram of the wireless communication apparatus according to the second embodiment of the present invention. The wireless communication apparatus shown in (b) receives a signal transmitted by the wireless communication apparatus having the space diversity configuration shown in (a). I do. In addition, the same code | symbol is used for the same component and detailed description is abbreviate | omitted.
図8(a)の無線通信装置は、トレーニング信号挿入回路1と、変調器2と、送信機3と、分配器10と、遅延回路5と、アンテナ41及び42とを有する。トレーニング信号挿入回路1は、送信するデータ信号に対して、既知パターンのトレーニング信号を挿入する。分配器10は、変調器2で変調され、送信機3で所定の無線周波数帯の信号に変換された信号を、2系統に分配し、一方の信号をアンテナ41に出力し、他方の信号を遅延回路5に出力する。
The wireless communication apparatus in FIG. 8A includes a training
遅延回路5は、入力信号を1シンボルだけ遅延させて、アンテナ43に出力し、アンテナ42及び43は、それぞれ入力信号を無線信号として送信する。
The
図8(b)の無線通信装置は、アンテナ4と、受信機7と、復調器8と、最尤系列推定器9とを有する。アンテナ4は、図8(a)に示す無線通信装置のアンテナ41及び42が送信した、両無線信号を受信して、受信信号を受信機7に出力する。その後、第1実施形態と同様、受信機7は、入力信号を中間周波数帯の信号へと周波数変換し、復調器8は、中間周波数帯の信号に変換された受信信号の復調を行い、最尤系列推定器9は、最尤系列推定により、データ信号系列を推定して出力する。第2実施形態でも、アンテナ4出力のインパルス応答特性は、図7と同様、主波と遅延波が存在し、最尤系列推定を行うことにより、2つの波を合成してスペースダイバーシチ構成を実現できる。
The wireless communication apparatus in FIG. 8B includes an
無線基地局が、複数の無線端末と通信を行う無線システムにおいて、無線基地局の受信側を図1(b)の構成とし、無線基地局の送信側を図8(a)の構成とし、無線端末の受信側を図8(b)の構成とし、無線端末の送信側を図1(a)の構成とすることで、無線基地局側においては、アンテナ数と同数の受信機を必要とはせず、無線端末側においては、アンテナ構成を小規模、つまり1つのアンテナにより、スペースダイバーシチを構成できる。また、本構成においては、従来技術とは異なり、無線基地局から無線端末方向でのダイバーシチ、即ち、送信ダイバーシチは、無線端末から無線基地局方向、即ち、受信ダイバーシチの処理に依存しない。 In a wireless system in which a wireless base station communicates with a plurality of wireless terminals, the receiving side of the wireless base station is configured as shown in FIG. 1B, the transmitting side of the wireless base station is configured as shown in FIG. The reception side of the terminal is configured as shown in FIG. 8B, and the transmission side of the wireless terminal is configured as shown in FIG. 1A, so that the same number of receivers as the number of antennas are required on the wireless base station side. However, on the wireless terminal side, the antenna configuration is small, that is, space diversity can be configured by one antenna. Also, in this configuration, unlike the prior art, diversity from the radio base station to the radio terminal, that is, transmission diversity does not depend on processing from the radio terminal to the radio base station, ie, reception diversity.
第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、3以上のアンテナ構成に拡張可能である。 The second embodiment can be expanded to three or more antenna configurations as in the first embodiment.
図9は、本発明の第3実施形態での無線通信装置のブロック図である。図9によると、無線通信装置は、アンテナ41及び42と、遅延回路5と、スイッチ10及び11と、合成器6と、受信機7と、復調器8と、最尤系列推定器9と、タイミング制御回路12とを有する。
FIG. 9 is a block diagram of a wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention. According to FIG. 9, the wireless communication device includes
また、図10に本実施形態で使用するトレーニング信号を示す。図10によると、トレーニング信号は、それぞれが既知の系列である、第1トレーニング信号と、第2トレーニング信号から構成される。 FIG. 10 shows training signals used in the present embodiment. According to FIG. 10, the training signal is composed of a first training signal and a second training signal, each of which is a known sequence.
アンテナ41及び42は、図1(a)に示す無線通信装置が送信した、図10に示す無線信号を、それぞれ受信して、アンテナ41は、受信信号をスイッチ10に出力し、アンテナ42は、受信信号を遅延回路5に出力し、遅延回路5は、入力信号を1シンボルだけ遅延させて、スイッチ11に出力する。
The
スイッチ10及び11は、タイミング制御回路12の制御に基づき、スイッチをON又はOFFとし、ONである間は合成器6に入力信号を出力し、OFFである間は出力を行わない。
The
タイミング制御回路12は、復調器8の出力を入力とし、第1トレーニング信号と、第2トレーニング信号の受信タイミングを検出し、第1トレーニング信号を受信している間は、スイッチ10をONとし、スイッチ11をOFFに、第2トレーニング信号を受信している間は、スイッチ10をOFFとし、スイッチ11をONに、データ信号を受信している間は、スイッチ10及び11をONとする。
The
タイミング制御回路12の制御により、第1トレーニング信号を受信している間、最尤系列推定器9の伝送路推定回路91は、アンテナ41が受信し、主波に相当するタップ係数c0のみを制御する。同様に、第2トレーニング信号を受信している間、最尤系列推定器9の伝送路推定回路91は、アンテナ42が受信し、遅延波に相当するタップ係数c1のみを制御する。
Under the control of the
上記構成により、最尤系列推定器9の伝送路推定回路91は、タップ係数の制御を対応するアンテナからの受信信号のみを用いて実行でき、タップ係数制御の精度を向上させることができる。
With the above configuration, the transmission
図11は、本発明の第4実施形態での無線通信装置のブロック図である。図11によると、無線通信装置は、トレーニング信号挿入回路1と、変調器2と、送信機3と、分配器10と、スイッチ10及び11と、遅延回路5と、アンテナ41及び42と、タイミング制御回路12とを有する。トレーニング信号挿入回路1は、送信データに対して、図10に示す、既知パターンである第1トレーニング信号と第2トレーニング信号を付加する。分配器10は、変調器2で変調され、送信機3で所定の無線周波数帯の信号に変換された信号を、2系統に分配し、一方の信号をスイッチ10に出力し、他方の信号をスイッチ11に出力する。
FIG. 11 is a block diagram of a wireless communication apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. According to FIG. 11, the radio communication device includes a training
タイミング制御回路12は、トレーニング信号挿入回路1の出力を入力とし、第1トレーニング信号と、第2トレーニング信号の送信タイミングを検出し、第1トレーニング信号を送信している間は、スイッチ10をONとし、スイッチ11をOFFに、第2トレーニング信号を送信している間は、スイッチ10をOFFとし、スイッチ11をONに、データ信号を送信している間は、スイッチ10及び11をONとする。
The
スイッチ10は、タイミング制御回路12の制御に基づき、スイッチがONである間はアンテナ41に入力信号を出力し、アンテナ41は、入力信号を無線信号として送信し、スイッチ11は、タイミング制御回路12の制御に基づき、スイッチがONである間は遅延回路5に入力信号を出力し、遅延回路5は、入力信号を1ビット遅延させた後、アンテナ42に出力し、アンテナ42は、入力信号を無線信号として送信する。
Based on the control of the
受信側のブロック図は、図8(b)と同様であるが、最尤系列推定器9の伝送路推定回路91は、アンテナ41が送信した第1トレーニング信号を用いてタップ係数c0を調整し、アンテナ42が送信した第2トレーニング信号を用いてタップ係数c1を調整する。よって、第3実施形態と同様、タップ係数の精度を向上できる。
The block diagram on the reception side is the same as FIG. 8B, but the transmission
第3及び第4実施形態でも、第1実施形態と同様に、3以上のアンテナ構成に拡張可能である。 The third and fourth embodiments can be expanded to three or more antenna configurations as in the first embodiment.
1 トレーニング信号挿入回路
2、27 変調器
3、29、39 送信機
4、21、31、41、42 アンテナ
5、910 遅延回路
6、24 合成器
7、22、32 受信機
8、25 復調器
9 最尤系列推定器
10、11 スイッチ
12 タイミング制御回路
23 移相器
26 位相検波比較回路
28 分配器
91 伝送路推定回路
92 レプリカ生成回路
93 ブランチメトリック生成回路
94 系列推定回路
911、912 乗算器
913、914 加算器
915 タップ係数制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第1から第N(Nは2以上の整数)のアンテナと、
第k(kは1以上N以下の整数)のアンテナが受信する信号を、k−1シンボル長遅延させる遅延手段と、
各アンテナが受信し、遅延手段により遅延させられたN個の信号を合成する合成手段と、
合成後の信号を中間周波数帯の信号に変換する周波数変換手段と、
前記中間周波数帯の信号を復調する復調手段と、
復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定する最尤系列推定手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device that receives a wireless signal including a data signal and a training signal that is a known pattern,
First to Nth antennas (N is an integer of 2 or more);
Delay means for delaying a signal received by a k-th antenna (k is an integer of 1 to N) by a length of k-1 symbols;
Combining means for combining the N signals received by each antenna and delayed by the delay means;
A frequency converting means for converting the synthesized signal into an intermediate frequency band signal;
Demodulation means for demodulating the intermediate frequency band signal;
Maximum likelihood sequence estimation means for performing maximum likelihood sequence estimation on the demodulated signal and identifying a data signal;
A wireless communication apparatus comprising:
トレーニング信号の第i(iは1以上N以下の整数)の区間の受信時には、第iのアンテナが受信する信号のみを合成手段の入力とし、データ信号の受信時には、全アンテナが受信する信号を合成手段の入力とするタイミング制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The training signal has first to Nth sections,
When receiving the i-th section of the training signal (i is an integer between 1 and N), only the signal received by the i-th antenna is input to the combining means, and when receiving the data signal, the signals received by all antennas are received. The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising a timing control unit that inputs the combining unit.
トレーニング信号が挿入されたデータ信号を変調する変調手段と、
変調後の信号を無線周波数帯の信号に変換する周波数変換手段と、
周波数変換後の信号を第1から第N(Nは2以上の整数)の信号に分配する分配手段と、
第k(kは1以上N以下の整数)の信号を、k−1シンボル長遅延させる遅延手段と、
遅延手段により遅延させられた第1から第Nの信号それぞれを無線信号として送信する第1から第Nのアンテナと、
を有することを特徴とする無線通信装置。 Training signal insertion means for inserting a training signal that is a known pattern into the data signal;
Modulation means for modulating the data signal with the training signal inserted;
A frequency conversion means for converting the modulated signal into a radio frequency band signal;
Distributing means for distributing the frequency-converted signal into first to Nth (N is an integer of 2 or more) signals;
Delay means for delaying a k-th (k is an integer from 1 to N) signal by a length of k-1 symbols;
First to Nth antennas for transmitting each of the first to Nth signals delayed by the delay means as a radio signal;
A wireless communication apparatus comprising:
トレーニング信号の第i(iは1以上N以下の整数)の区間の送信時には、第iの信号のみを第iのアンテナに出力し、データ信号の送信時には、第1から第Nの信号それぞれを、第1から第Nのアンテナに出力するタイミング制御手段を有することを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。 The training signal has first to Nth sections,
When transmitting the training signal in the i-th section (i is an integer between 1 and N), only the i-th signal is output to the i-th antenna, and when transmitting the data signal, each of the first to N-th signals is output. 4. The wireless communication apparatus according to claim 3, further comprising timing control means for outputting to the first to Nth antennas.
復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定する最尤系列推定手段を有することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device that receives a wireless signal transmitted by the wireless communication device according to claim 3 or 4,
A radio communication apparatus comprising a maximum likelihood sequence estimation means for performing maximum likelihood sequence estimation on a demodulated signal and identifying a data signal.
トレーニング信号受信時に、伝送路のインパルス応答特性を示すN個のタップ係数を求め、
データ信号受信時に、前記タップ係数を用いて、最尤系列推定を行うことを特徴とする請求項1、2又は5に記載の無線通信装置。 The maximum likelihood sequence estimation means includes:
When receiving the training signal, N tap coefficients indicating the impulse response characteristics of the transmission path are obtained,
6. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein maximum likelihood sequence estimation is performed using the tap coefficient when receiving a data signal.
データ信号に、既知パターンのトレーニング信号を挿入するステップと、
トレーニング信号が挿入されたデータ信号を変調後に周波数変換し、無線信号として送信するステップと、
前記無線信号を、第1から第N(Nは2以上の整数)のアンテナで受信し、第k(kは1以上N以下の整数)のアンテナの出力信号をk−1シンボル長遅延させて合成するステップと、
復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method using diversity,
Inserting a training signal of a known pattern into the data signal;
The data signal into which the training signal is inserted is modulated and frequency-converted and transmitted as a radio signal;
The radio signal is received by first to Nth antennas (N is an integer of 2 or more), and an output signal of the kth antenna (k is an integer of 1 to N) is delayed by k−1 symbols. Synthesizing step;
Performing maximum likelihood sequence estimation on the demodulated signal and identifying the data signal;
A wireless communication method comprising:
データ信号に、既知パターンのトレーニング信号を挿入するステップと、
トレーニング信号が挿入されたデータ信号を変調後に周波数変換し、第1から第N(Nは2以上の整数)の信号に分配するステップと、
第k(kは1以上N以下の整数)の信号を、k−1シンボル長遅延させて無線信号として送信するステップと、
前記無線信号を、1つのアンテナにより受信するステップと、
受信信号を周波数変換して復調するステップと、
復調後の信号に対して最尤系列推定を行い、データ信号を特定するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method using diversity,
Inserting a training signal of a known pattern into the data signal;
A step of modulating the frequency of the data signal into which the training signal is inserted after modulation and distributing the data signal to first to Nth (N is an integer of 2 or more) signals;
Transmitting a k-th (k is an integer from 1 to N) signal as a radio signal with a delay of k-1 symbols, and
Receiving the wireless signal by one antenna;
Demodulating the received signal by frequency conversion;
Performing maximum likelihood sequence estimation on the demodulated signal and identifying the data signal;
A wireless communication method comprising:
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