JP2004328431A - Diversity receiving method and diversity circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル移動通信システムで、ディジタル位相変調信号を受信する場合において、受信品質を改善するためのダイバーシティ受信方法及びダイバーシティ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディジタル移動通信環境においては、無線通信路の特徴であるマルチパスによるフェージングの問題があり、それによって生じる受信信号のレベル変動や位相回転は、受信品質劣化の大きな要因である。従って、フェージング対策は、ディジタル移動通信を行う場合、重要な課題である。従来より、その対策として自動利得制御方式やダイバーシティ方式が採用されてきた。
【0003】
また、ディジタル移動通信環境においては、年々アプリケーションが多様化し、小型で簡易な制御を行う装置が求められることも少なくない。
【0004】
従来のダイバーシティ方式として、受信信号レベルを比較して、受信信号レベルが大きいブランチを選択する方式がある。この方法の一例を図11に示す。
【0005】
図11は、受信した無線信号を周波数変換した後のIF信号以降の受信装置の構成の一部を示したものである。受信IF信号101は、IFアンプ102にて、目標レベルに近づくようにレベルを制御される。IFアンプ102の利得は、自動利得制御部113により求められた利得制御信号112により決定される。IFアンプ出力信号103はA/D変換部104でサンプリングされる。サンプリングにより得られたディジタルIF信号105は、直交検波部106により直交検波され、同相成分(I信号107)及び直交成分(Q信号108)が得られる。
【0006】
さらに、同相成分(I信号107)及び直交成分(Q信号108)は、チャネルフィルタ部109において波形整形処理され、波形整形後の同相成分(I信号110)及び波形整形後の直交成分(Q信号111)が得られる。I信号110及びQ信号111は、復調処理に用いられる。また、I信号110及びQ信号111は、受信信号レベル検出部118にも入力され、受信信号レベル演算部117において、I信号110及びQ信号111の2乗和の平方根(:瞬時の受信信号レベル116)が求められる。
【0007】
瞬時の受信信号レベル116は、平均処理部115により、あらかじめ定めたデータ分平均化される。すなわち、受信信号レベル検出部118で求められる受信信号レベルは、(数1)で求める。
【0008】
【数1】
【0009】
受信信号レベル114は、ダイバーシティ部及び自動利得制御部113へ入力される。ダイバーシティ部は、各受信ブランチからの受信信号レベルを比較し、最も受信信号レベルが大きいブランチからの受信データが最も信頼性が高いと判断し、そのブランチからの受信データを選択する(例えば、特許文献1を参照)。
【0010】
【特許文献1】
特開平06−90227号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術の例のように、受信信号レベルを求める方法として、I信号及びQ信号の2乗和の平方根を用いる方法が一般に多く用いられている。しかし、2乗や平方根を求める演算は、回路が複雑となり、規模も大きくなるという課題がある。
【0012】
また、従来のダイバーシティ方式では、受信信号レベルのみならず、復調後のデータから求めた誤り率を使用するなど、さまざまな情報の組合せからブランチ選択を行う方法が用いられている。しかし、回路の小型化のために、受信信号レベルの検出方法を簡素化すると、ダイバーシティ回路での受信信号品質比較の精度が劣化してしまい、多くの情報から処理を行うために、制御が複雑となり、それを実現する回路も大きくなってしまうという課題がある。
【0013】
また、受信回路をLSI化し、小型化を図るには、各処理部それぞれができるだけ簡易な構成で実現されることが要求される。
【0014】
従って本発明は、無線通信システムにおいて、受信信号レベル検出方法を簡素化し、さらに位相変調信号復調処理時に容易に得られる位相誤差値をブランチ判定条件に加えることで、簡易な構成で受信品質の改善が実現できるダイバーシティ回路を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、受信信号レベルの検出を、直交検波後の同相成分(I信号)または直交成分(Q信号)の絶対値の平均のみから求めるように構成したものである。
【0016】
また本発明は、位相変調信号復調処理時に容易に得られる位相誤差値をあらかじめ定めたシンボルデータ分累積し、複数ブランチ間の受信信号レベルの差が小さい場合は、さらにブランチ判定条件に位相誤差累積値を用いるように構成したものである。
【0017】
これらにより、受信信号レベル検出回路を小型化でき、また、特に複雑な回路を付加することなく、ブランチ選択精度を高めることが可能となり、簡易な構成のダイバーシティ回路が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、受信信号を直交検波して得られた同相成分または直交成分のいずれかの絶対値の平均値を受信信号レベルとし、複数の受信ブランチ間で比較し、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチからの受信データを選択するものであり、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチからの受信データを選択することで、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0019】
請求項2に記載の発明は、受信信号を直交検波して得られた同相成分または直交成分のいずれかの絶対値の平均値を受信信号レベルとして求め、位相変調信号を復調して得られる位相データを用いて、前記位相データの理想の位相からの位相誤差をあらかじめ定めたシンボルデータ分累積した位相誤差累積値を求め、前記受信信号レベルと位相誤差累積値とから受信ブランチからの受信データを選択するものであり、受信信号レベルと位相誤差累積値とから受信ブランチからの受信データを選択することにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0020】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載のダイバーシティ受信方法において、受信データの選択は、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチの受信信号レベルと、それ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差があらかじめ定められた閾値より大きい場合は、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチからの受信信号を選択することを特徴とするもので、最も受信信号レベルの大きい受信号とそれ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差を選択条件に加え、この差が受信信号品質を比較する上で有意な差である状況においてブランチ選択を行うことにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0021】
請求項4に記載の発明は、請求項2記載のダイバーシティ受信方法において、受信データの選択は、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチの受信信号レベルと、それ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差があらかじめ定められた閾値より小さい場合は、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチからの受信信号を選択することを特徴とするもので、最も受信信号レベルの大きい受信号とそれ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差を選択条件に加え、この差が受信信号品質を比較する上で有意な差でない状況においては、ブランチ選択条件を位相誤差累積値に切り替えることでブランチ選択を行うことにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0022】
請求項5に記載の発明は、請求項2記載のダイバーシティ受信方法において、受信データの選択は、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の受信ブランチとの位相誤差累積値の差があらかじめ定められた閾値より小さい受信ブランチが存在する場合は、該当受信ブランチ間の中で最も受信信号レベルの大きい受信ブランチを選択することを特徴とするもので、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の受信ブランチとの位相誤差累積値の差を選択条件に加え、この差が受信信号品質を比較する上で有意な差でない状況においては、ブランチ選択条件を受信信号レベルに切り替えることでブランチ選択を行うことにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0023】
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載のダイバーシティ受信方法において、受信した信号を用いてフレーム同期処理を行った結果、フレーム同期の確立の成功または不成功のいずれかを示すフレーム同期判定結果より、フレーム同期の確立の成功した受信ブランチの候補から選択することを特徴とするもので、フレーム同期外れと判定された受信ブランチを、受信ブランチ選択の候補から除外することで、ブランチ選択精度の向上を図ることができるという作用を有する。
【0024】
請求項7に記載の発明は、受信信号を直交検波して得られた同相成分または直交成分のいずれかの絶対値の平均値を受信信号レベルとする受信信号レベル検出手段と、前記受信信号レベル検出手段より得られる受信信号レベルを、複数の受信ブランチ間で比較し、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチからの受信データを選択する受信ブランチ選択手段とを有するもので、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチからの受信データを選択することで、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0025】
請求項8に記載の発明は、受信信号を直交検波して得られた同相成分または直交成分のいずれかの絶対値の平均値を受信信号レベルとする受信信号レベル検出手段と、位相変調信号を復調して得られる位相データを用いて、前記位相データの理想の位相からの位相誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差をあらかじめ定めたシンボルデータ分累積した位相誤差累積値を求める位相誤差累積手段と、前記受信信号レベル検出手段より得られる受信信号レベルと前記位相誤差累積手段より得られる位相誤差累積値とから受信ブランチからの受信データを選択する受信ブランチ選択手段とを有することを特徴とするもので、受信信号レベルと位相誤差累積値とから受信ブランチからの受信データを選択することにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0026】
請求項9に記載の発明は、請求項7記載のダイバーシティ回路において、受信ブランチ選択手段は、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチの受信信号レベルと、それ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差があらかじめ定められた閾値より大きい場合は、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチからの受信信号を選択することを特徴とするもので、最も受信信号レベルの大きい受信号とそれ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差を選択条件に加え、この差が受信信号品質を比較する上で有意な差である状況においてブランチ選択を行うことにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0027】
請求項10に記載の発明は、請求項8記載のダイバーシティ回路において、受信ブランチ選択手段は、最も受信信号レベルの大きい受信ブランチの受信信号レベルと、それ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差があらかじめ定められた閾値より小さい場合は、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチからの受信信号を選択することを特徴とするもので、最も受信信号レベルの大きい受信号とそれ以外の受信ブランチの受信信号レベルとの差を選択条件に加えることにより、この差が受信信号品質を比較する上で有意な差でない状況においては、ブランチ選択条件を位相誤差累積値に切り替えることでブランチ選択を行うことにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0028】
請求項11に記載の発明は、請求項8記載のダイバーシティ回路において、受信ブランチ選択手段は、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の受信ブランチとの位相誤差累積値の差があらかじめ定められた閾値より小さい受信ブランチが存在する場合は、該当受信ブランチ間の中で最も受信信号レベルの大きい受信ブランチを選択することを特徴とするもので、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の受信ブランチとの位相誤差累積値の差を選択条件に加え、受信信号品質を比較する上で、ブランチ間の位相誤差累積値の差が有意な差でない状況においては、ブランチ選択条件を受信信号レベルに切り替えることでブランチ選択を行うことにより、ブランチ選択精度の向上を図ると共に、受信信号レベルの検出回路を簡易な構成で実現することができるという作用を有する。
【0029】
請求項12に記載の発明は、請求項7乃至11のいずれかに記載のダイバーシティ回路において、さらに、受信した信号を用いてフレーム同期処理を行った結果、フレーム同期の確立の成功または不成功のいずれかを示すフレーム同期判定結果を出力するフレーム同期判定手段を具備し、前記フレーム同期判定手段より得られるフレーム同期判定結果より、フレーム同期の確立した受信ブランチの候補から選択することを特徴とするもので、フレーム同期外れと判定された受信ブランチを、受信ブランチ選択の候補から除外することで、ブランチ選択精度の向上を図ることができるという作用を有する。
【0030】
請求項13に記載の発明は、請求項8乃至12のいずれかに記載のダイバーシティ回路において、同じ受信信号またはあらかじめ定めた時間差内の受信信号を基に求められた受信信号レベル、位相誤差累積値、フレーム同期判定結果、及び、受信データが、ダイバーシティ回路へ入力されるようにタイミングを調整するタイミング調整手段を有することを特徴とするもので、それぞれの信号を得るのに必要な処理時間の差を吸収する遅延量の遅延器の挿入することにより、各信号間の時間相関を高めることができ、ブランチ選択精度を向上させるという作用を有する。
【0031】
請求項14に記載の発明は、請求項7乃至13のいずれかに記載のダイバーシティ回路からの受信データを受信することを特徴とする受信装置で、信頼性の高い受信装置を実現することができるという作用を有する。
【0032】
請求項15に記載の発明は、請求項14に記載の受信装置と、フレーム同期用データを含むデータを位相変調して送信するの送信装置とを有することを特徴とするもので、信頼性の高い通信装置を実現することができるという作用を有する。
【0033】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【0034】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシティ回路を用いた受信装置の構成を示すブロック図である。これは、二つのブランチa,bから構成される受信装置の例である。
【0035】
図1において、400a、bは受信IF信号401a、401bより得られる受信信号レベル421a,b及びフレーム同期部418a,bより得られた復調後の受信データ424a、bをそれぞれ生成するブランチa,b、425は各ブランチにおける受信信号レベル及び復調後の受信データを用いてブランチ選択をするダイバーシティ部である。各ブランチとも、アンテナ427、RF部428、IFアンプ402、A/D変換部404、直交検波部406、チャネルフィルタ部409、受信信号レベル検出部422、自動利得制御部419と、復調処理部である位相変換部412、位相検波部414、自動周波数制御部416及びフレーム同期部418とから構成されている。
【0036】
上記のように構成された受信装置の動作について、以下に説明する。
【0037】
受信IF信号401a、bは、IFアンプ402a、bにて、目標レベルに近づくようにレベルを制御される。IFアンプ402a、bの利得は、自動利得制御部419a、bにより求められた利得制御信号420a、bにより決定される。IFアンプ出力信号403a、bはA/D変換部404a、bでサンプリングされる。サンプリングにより得られたディジタルIF信号405a、bは、直交検波部406a、bにより直交検波され、同相成分(I信号407a、b)及び直交成分(Q信号408a、b)が得られる。
【0038】
さらに、同相成分(I信号407a、b)及び直交成分(Q信号408a、b)は、チャネルフィルタ部409a、bにおいて波形整形処理され、波形整形後の同相成分(I信号410a、b)及び波形整形後の直交成分(Q信号411a、b)が得られる。I信号410a、b及びQ信号411a、bは、位相変換部412a、bにおいて位相データ413a、bに変換される。位相検波部414a、bは、この位相データ413a、bを用いて検波を行い、受信シンボルデータ415a、bが得られる。自動周波数制御部416a、bは、受信シンボルデータの位相情報から、位相誤差を検出し、これをあらかじめ定めたシンボルデータ分累積・平均化することで位相誤差補正量を求め、これをもとに受信シンボルデータを理想の信号点の位相に近づける。位相誤差を補正された受信シンボルデータ417a、bは、フレーム同期、ビット判定を行うフレーム同期部418a、bに渡され、その結果受信データ424a、bが得られる。
【0039】
一方、受信IF信号401a、401bより得られる波形整形後の同相成分(I信号)または波形整形後の直交成分(Q信号)のいずれかを受信信号レベル判定データ423a、bとして、受信信号レベル検出部422a,bに入力し、受信信号レベル421a、bを生成する。受信信号レベル421a、bは、自動利得制御部419a、bにおいて受信IF信号401a、bの入力レベル制御に使用される一方、ダイバーシティ部425にも入力され、
ダイバーシティ部425は、得られた受信信号レベル421a、b及びフレーム同期部418a、bより得られた復調後の受信データ424a、bを用いた後述するダイバーシティ手順により、最も受信品質が良いブランチからの受信データ426が選択される。
【0040】
次に、受信信号レベル検出部422a、bについて説明する。
【0041】
図2は、ダイバーシティ回路を有する受信装置内の、1つのブランチにおけるIFアンプ102から復調処理部(位相変換部412a,b〜フレーム同期部418a、b)への入力までの詳細構成を示すブロック図である。
【0042】
受信IF信号401は、IFアンプ402にて、目標レベルに近づくようにレベルを制御される。IFアンプ402の利得は、自動利得制御部413により求められた利得制御信号412により決定される。IFアンプ出力信号403はA/D変換部404でサンプリングされる。サンプリングにより得られたディジタルIF信号405は、直交検波部406により直交検波され、同相成分(I信号407)及び直交成分(Q信号408)が得られる。さらに、同相成分(I信号407)及び直交成分(Q信号408)は、チャネルフィルタ部409において波形整形処理され、波形整形後の同相成分(I信号410)及び波形整形後の直交成分(Q信号411)が得られる。
【0043】
I信号410及びQ信号411は、復調処理に用いられる。さらにI信号410は、受信信号レベル検出部422に対しても入力される。受信信号レベル検出部422では、受信信号レベル演算部204において、I信号410の絶対値(:瞬時の受信信号レベル203)が求められる。瞬時の受信信号レベル203を平均処理部202により、あらかじめ定めたデータ分平均化し、受信信号レベル421として、ダイバーシティ部425及び自動利得制御部413へ出力する。
【0044】
すなわち、受信信号レベル検出部422で求められる受信信号レベルは、(数2)によって求めることができる。
【0045】
【数2】
【0046】
なお、以上の説明では、受信信号レベル検出部422への受信信号レベル検出に、波形整形後の同相成分(I信号410)を用いた例で説明したが、波形整形後の直交成分(Q信号411)を用いることでも実施可能である。
【0047】
次に、前記のようにして得られた各ブランチの受信信号レベル421a,bを用いて、ブランチ選択を行うダイバーシティ部425のダイバーシティ手順について説明する。図3は、各ブランチにおける受信信号レベル及び復調後の受信データを用いてブランチ選択をするダイバーシティ部425の構成を示すブロック図である。
【0048】
受信信号レベル比較部302は、全ブランチ(ブランチa〜ブランチn)の受信信号レベル421a〜421nを比較し、最も受信信号レベルの大きいブランチが最も受信品質が良いと判定し、そのブランチを示すブランチ選択信号303を出力する。受信ブランチ選択部304は、各ブランチから渡された受信データ4241〜424nのうち、ブランチ選択信号303で示されたブランチからの受信データを、ダイバーシティ部425で選択した受信データ426として出力する。
【0049】
以上説明したように、ダイバーシティ回路において、最も品質の良いブランチの受信データを選択する際に、受信信号レベルの検出を、直交検波後の同相成分(I信号)または直交成分(Q信号)の絶対値の平均のみから求めるように構成したもので、受信信号レベル検出回路を小型化でき、ブランチ選択精度を高めることが可能となり、簡易な構成のダイバーシティ回路が得られる。
【0050】
(実施の形態2)
図4に本発明の実施の形態2における受信装置のブロック構成図を示し、説明する。実施の形態2は、図4にその構成を示すように、実施の形態1とは受信シンボルデータの位相誤差の累積演算を行うダイバーシティ用の位相誤差累積部803a、bを設け、ダイバーシティ部804は受信信号レベル及び位相誤差累積値を用いて、最も受信品質が良いブランチを選択するところが異なるもので、異なるところを中心に説明する。
【0051】
本実施の形態の発明の骨子は、自動利得制御用に受信信号レベル検出部422a,bで生成された受信信号レベル421a、bは、ダイバーシティ部804に対しても入力され、自動周波数制御部416a、bで生成された、受信シンボルデータ415a、bの位相誤差801a、bは、ダイバーシティ用の位相誤差累積部802a、bであらかじめ定められたシンボル数分累積され、位相誤差累積値803a、bとしてダイバーシティ部804に対して入力される。ダイバーシティ部804は、受信信号レベル421a、b、及び、位相誤差累積値803a、bを用いて、前記のダイバーシティ手順により、最も受信品質が良いブランチを選択し、選択されたブランチからの受信データ805を出力するものである。
【0052】
次に、図6に自動周波数制御部416a,b及び位相誤差累積部802のブロック構成図の例を示し、以下に説明する。一般に送受信装置間で用いられるキャリア周波数の誤差を補正するために、受信装置に自動周波数制御部が搭載されるが、自動周波数制御部によるキャリア周波数誤差補正は、次に説明する位相誤差を用いて行うことができる。
【0053】
図5は、受信した4相位相変調信号の位相検波後の信号点配置の一例を示したものであり、取り得る4つの理想の信号点配置を、501、502、503、504の◎で示している。ここでは、受信シンボルデータの信号点配置を506(●)とする。4相位相変調の場合は、受信シンボルデータの位相が、理想の信号点の位相に対し±π/4より小さい誤差であれば、正しく復調できる。したがって、信号点配置501のシンボルデータを送信した結果、受信シンボルデータが506(●)のように、理想の信号点配置501に対する位相誤差507が、±π/4より小さければ(第1象現505内に存在すれば)、理想の信号点配置501に相当するシンボルデータが送信されたと判定できる。
【0054】
直交検波、波形整形後のI信号410、Q信号411は、位相変換部412において位相データ413に変換される。位相検波部414は、この位相データ413を用いて検波を行い、受信シンボルデータ415が得られる。自動周波数制御部416は、受信シンボルデータ415の位相情報から、位相誤差検出部605において、前記のように理想の信号点からの位相誤差604を検出し、位相誤差累積・平均化・補正量演算部603においてあらかじめ定めたシンボルデータ分だけ位相誤差604を累積及び平均化し、受信シンボルデータを理想の信号点の位相に近づけるための位相誤差補正量602を求める。求められた位相誤差補正量602は、位相検波部414の出力である受信シンボルデータ415を補正部606で補正する。位相誤差を補正された受信シンボルデータ601は、フレーム同期、ビット判定を行うフレーム同期部418に渡され、その結果受信データ424が得られる。
【0055】
すなわち、位相誤差検出部605で求められる位相誤差604、及び、位相誤差累積・平均化・補正量演算部603で求められる位相誤差補正量602は、それぞれ(数3)、(数4)によって求めることができる。
【0056】
【数3】
【0057】
【数4】
【0058】
求められた位相誤差補正量602を、位相検波部414の出力である受信シンボルデータ415に加えることで、受信シンボルデータ415の位相を補正する。
【0059】
本実施の形態のダイバーシティ回路では、前記の自動周波数制御部416で求められる位相誤差604を、ブランチ選択に用いる位相誤差情報としてそのまま用いることで構成できる。すなわち、自動周波数制御部416で求められる位相誤差604を、ダイバーシティ用に設けた位相誤差累積部802においてあらかじめ定めた受信シンボルデータ分累積し、その位相誤差累積値802を、ダイバーシティ部804へ渡すように構成する。
【0060】
すなわち、自動周波数制御部416で求められる位相誤差604、及び、位相誤差累積部802で求められる位相誤差累積値804は、それぞれ、(数3)、(数5)によって求めることができる。
【0061】
【数5】
【0062】
なお、位相誤差を累積するシンボル数や、累積回路の構成方法によっては、位相誤差累積部802を、自動周波数制御部416とダイバーシティ部804とで共有するよう構成しても良い。
【0063】
次に、位相誤差累積部802で求めた位相誤差累積値803を用いて、ブランチ選択を行うダイバーシティ部804について図7を用いて説明する。
【0064】
受信信号レベル比較部702は、全ブランチの受信信号レベル421a〜421nを比較し、最も受信信号レベルの大きいブランチを検出する。続いて、最も受信信号レベルの大きいブランチと、受信信号レベルの差が小さいブランチが存在するかどうかを調べる。ここで受信信号レベルの差が小さいかどうかの判定は、受信信号レベルの差が、あらかじめ定めた閾値より大きい場合は受信信号レベル差が大きいと判定し、あらかじめ定めた閾値より小さい場合は受信信号レベル差が小さいと判定することにより行う。
【0065】
前記の受信信号レベル比較の結果、最も受信信号レベルの大きいブランチと、受信信号レベルの差が小さいブランチが存在しない場合は、位相誤差累積値比較部705に対し、位相誤差累積値比較が不要であること、及び、最も受信信号レベルの大きいブランチの番号を、受信レベル比較結果通知信号703にて通知する。一方、最も受信信号レベルの大きいブランチと、受信信号レベルの差が小さいブランチが存在する場合は、位相誤差累積値比較部705に対し、位相誤差累積値比較が必要であること、及び、最も受信信号レベルの大きいブランチと受信信号レベルの差が小さいブランチのリストを、受信レベル比較結果通知信号703にて通知する。
【0066】
位相誤差累積値比較部705は、受信レベル比較結果通知信号703より、位相誤差累積値比較が不要であると通知された場合は、最も受信信号レベルの大きいブランチが最も受信品質が良いと判定し、最も受信信号レベルの大きいブランチの選択を指示するブランチ選択信号706を出力する。一方、受信レベル比較結果通知信号703より、位相誤差累積値比較が必要であると通知された場合は、前記の最も受信信号レベルの大きいブランチと受信信号レベルの差が小さいブランチのリストに示されたブランチの位相誤差累積値を、各ブランチから通知された位相誤差累積値803a〜803nを用いて比較する。
【0067】
位相誤差累積知比較の結果、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の前記リスト上の受信ブランチの位相誤差累積値との差があらかじめ定められた閾値より大きい場合は、最も位相誤差累積値の小さいブランチが最も受信品質が良いと判定して、位相誤差累積値が最も小さいブランチの選択を指示するブランチ選択信号706を出力する。
【0068】
一方、位相誤差累積値比較の結果、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の前記リスト上の受信ブランチの位相誤差累積値との差があらかじめ定められた閾値より小さい場合は、位相誤差累積値の差は同等と判断し、前記リスト上の受信ブランチの中で最も受信信号レベルの大きいブランチが最も受信品質が良いと判定して、前記リスト上の受信ブランチの中で最も受信信号レベルの大きいブランチの選択を指示するブランチ選択信号706を出力する。
【0069】
受信ブランチ選択部708は、ブランチ選択信号706により選択を指示されたブランチの受信データを、各ブランチからの受信データ424a〜424nの中から選択して、ダイバーシティ部804で選択した受信データ805として出力する。
【0070】
次に、図12にC/Nと位相誤差累積値の関係を示す。この図よりわかるように、受信信号の品質(C/N)が悪いときは、位相誤差累積値が大きくなるという関係があり、ブランチ判定に位相誤差累積値が有効に利用できることがわかる。
【0071】
なお、以上の説明では、4相位相変調信号を用いた例で説明したが、8相位相変調システムなどの別の位相変調システムにおいても実施可能である。また、受信信号レベル421a、bは、受信信号レベル検出部422a、bにおいて、波形整形後の同相成分(I信号410a、b)、または、波形整形後の直交成分(Q信号411a、b)のいずれを用いても、実施可能である。
【0072】
更には、従来技術のように、受信信号レベルとしてI信号及びQ信号2乗和の平方根を用いる場合など、受信信号レベル比較に利用できるものであれば、同様の構成で実施可能である。
【0073】
以上説明したように、ダイバーシティ回路において、最も品質の良いブランチの受信データを選択する際に、直交検波後の同相成分(I信号)または直交成分(Q信号)の絶対値の平均のみから求めた受信信号レベルと、受信シンボルデータ415の位相誤差累積値から選択するように構成したもので、ブランチ選択精度を更に高めることが可能となり、簡易な構成のダイバーシティ回路が得られる。
【0074】
(実施の形態3)
図8に、本発明の実施の形態3における受信装置の構成を示すブロック図を示し、以下に説明する。これは、二つのブランチa,bから構成される受信装置の例である。実施の形態3は、実施の形態2で述べた受信信号レベル及び位相誤差累積値を用いたブランチ選択手段に、さらにダイバーシティ部でフレーム同期判定結果をブランチ選択条件に加えた点が異なり、異なる点を中心に説明する。
【0075】
本発明の実施の形態の骨子は、自動利得制御用に受信信号レベル検出部422a,bで生成された受信信号レベル421a、bは、ダイバーシティ部1002に対しても入力され、自動周波数制御部416a、416bで生成された、受信シンボルデータ415a、bの位相誤差は、ダイバーシティ用の位相誤差累積部802a、bであらかじめ定められたシンボル数分累積され、位相誤差累積値803a、bとしてダイバーシティ部1002に対して入力される。ダイバーシティ部1002は、受信信号レベル421a、b、位相誤差累積値803a、b、及び、フレーム同期判定結果1001a、bを用いて、後述のダイバーシティ手順により、最も受信品質が良いブランチを選択し、選択されたブランチからの受信データ1003を出力するものである。
【0076】
以下に、実施の形態2と異なるフレーム同期部418及びダイバーシティ部1002を中心に説明する。
【0077】
次に、フレーム同期部418のフレーム同期判定処理について説明する。
フレーム同期部418a、bは、受信シンボルデータ列と、フレーム同期用の既知のシンボルデータ列との相関を取ることで、受信シンボルデータ列からフレーム同期の検出を試みる。そして、前記相関が取れた場合は、フレーム同期確立が成功したと判定し、前記相関が取れなかった場合は、フレーム同期確立は不成功と判定する。この判定結果を示すフレーム同期判定結果1001a、bは、ダイバーシティ部1002に通知される。
【0078】
さらに、フレーム同期部418a、bは、フレーム同期確立の成功、不成功を示すフレーム同期判定結果1001a、bを、ダイバーシティ部1002に通知する。
【0079】
図9は、実施の形態2で述べた受信信号レベル及び位相誤差累積値を用いたブランチ選択に、さらにフレーム同期判定結果をブランチ選択条件に加えたダイバーシティ部1002のブロック構成図を示したものである。
【0080】
受信信号レベル比較部902は、まず、全ブランチのフレーム同期部418から通知されたフレーム同期判定結果1001a〜1001nを調べ、フレーム同期確立が不成功であったブランチの有無を確認する。
【0081】
フレーム同期確立の成功、不成功の確認の結果、すべてのブランチにおいてフレーム同期確立が不成功であった場合は、受信信号レベル比較部902は全ブランチからの受信データに信頼性が無く、ブランチ選択処理の意味が無いと判断し、位相誤差累積値比較部906に対し、前回選択されたブランチの選択を保持するように、受信レベル比較結果通知信号903を用いて通知する。
【0082】
一方、フレーム同期確立の成功、不成功の確認の結果、一部のブランチのみにおいてフレーム同期確立が不成功であった場合は、受信信号レベル比較部902はフレーム同期確立が不成功であったブランチからの受信データに信頼性が無いと判断し、フレーム同期確立が成功であったブランチのみを用いて受信信号レベル421a〜421nを比較し、最も受信信号レベルの大きいブランチを検出する。続いて、最も受信信号レベルの大きいブランチと、受信信号レベルの差が小さいブランチが存在するかどうかを調べる。ここで受信信号レベルの差が小さいかどうかの判定は、受信信号レベルの差が、あらかじめ定めた閾値より大きい場合は受信信号レベル差が大きいと判定し、あらかじめ定めた閾値より小さい場合は受信信号レベル差が小さいと判定することにより行う。
【0083】
前記の受信信号レベル比較の結果、最も受信信号レベルの大きいブランチと、受信信号レベルの差が小さいブランチが存在しない場合は、位相誤差累積値比較部906に対し、位相誤差累積値比較が不要であること、及び、最も受信信号レベルの大きいブランチの番号を、受信レベル比較結果通知信号903にて通知する。一方、最も受信信号レベルの大きいブランチと、受信信号レベルの差が小さいブランチが存在する場合は、位相誤差累積値比較部906に対し、位相誤差累積値比較が必要であること、及び、最も受信信号レベルの大きいブランチと受信信号レベルの差が小さいブランチのリストを、受信レベル比較結果通知信号903にて通知する。
【0084】
位相誤差累積値比較部906は、受信レベル比較結果通知信号903より、位相誤差累積値比較が不要であると通知された場合は、最も受信信号レベルの大きいブランチが最も受信品質が良いと判定し、最も受信信号レベルの大きいブランチの選択を指示するブランチ選択信号907を出力する。一方、受信レベル比較結果通知信号903より、位相誤差累積値比較が必要であると通知された場合は、前記の最も受信信号レベルの大きいブランチと受信信号レベルの差が小さいブランチのリストに示されたブランチの位相誤差累積値を、各ブランチから通知された位相誤差累積値803a〜803nを用いて比較する。位相誤差累積知比較の結果、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の前記リスト上の受信ブランチの位相誤差累積値との差があらかじめ定められた閾値より大きい場合は、最も位相誤差累積値の小さいブランチが最も受信品質が良いと判定して、位相誤差累積値が最も小さいブランチの選択を指示するブランチ選択信号907を出力する。一方、位相誤差累積値比較の結果、最も位相誤差累積値の小さい受信ブランチと、それ以外の前記リスト上の受信ブランチの位相誤差累積値との差があらかじめ定められた閾値より小さい場合は、位相誤差累積値の差は同等と判断し、前記リスト上の受信ブランチの中で最も受信信号レベルの大きいブランチが最も受信品質が良いと判定して、前記リスト上の受信ブランチの中で最も受信信号レベルの大きいブランチの選択を指示するブランチ選択信号907を出力する。
【0085】
受信ブランチ選択部909は、ブランチ選択信号907により選択を指示されたブランチの受信データを、各ブランチからの受信データ424a〜424nの中から選択して、ダイバーシティ部1002で選択した受信データ1003として出力する。
【0086】
なお、ダイバーシティ部1002の受信ブランチの選択は、フレーム同期判定結果1001と受信信号レベル421との組合わせのみで判定してもよい。
【0087】
以上説明したように、ダイバーシティ回路において、最も品質の良いブランチの受信データを選択する際に、フレーム同期判定結果と、直交検波後の同相成分(I信号)または直交成分(Q信号)の絶対値の平均のみから求めた受信信号レベルと、受信シンボルデータ415の位相誤差累積値から選択するように構成したもので、ブランチ選択精度を更に高めることが可能となり、簡易な構成のダイバーシティ回路が得られる。
【0088】
(実施の形態4)
図10は、本発明の実施の形態4における受信装置のブロック構成図を示すもので、実施の形態1とは復調処理と受信レベル検出処理の処理時間の差を吸収し、ブランチ選択精度を高めるために、復調処理系と受信レベル検出処理系の一方に遅延部を挿入した点が異なり、異なる点を中心に説明する。
【0089】
本発明の背景について説明する。実施の形態1で述べた受信装置(図1)において、チャネルフィルタ部409a、bが出力した波形整形後の同相成分(I信号410a、b)及び波形整形後の直交成分(Q信号411a、b)は、位相変換部412a、bからフレーム同期部418a、bまでの復調処理と、受信信号レベル検出部422a、bでの受信信号レベル検出処理の二つの処理に使用される。復調処理により得られた受信データ424a、bは、フレーム同期部418a、bより、ダイバーシティ部425に渡される。一方、受信レベル検出処理により得られた受信信号レベル421a、bも、ダイバーシティ部804に渡される。
【0090】
これらの復調処理と受信レベル検出処理は、処理時間が同じとは限らないため、処理時間異なる場合、同じI信号410a、b及びQ信号411a、bより求められた受信データ424a、bと受信信号レベル421a、bは、ダイバーシティ部425に異なったタイミングで入力されることになり、受信データと受信信号レベルの時間相関が低くなってしまう。
【0091】
その結果、特に短期間に受信信号レベル変動が生じた場合、ブランチ選択精度が低下する場合があり、これを防ぎブランチ選択精度を向上させることを目的としている。
【0092】
図10は、復調処理時間が、受信レベル検出処理時間より長い場合を想定し、実施の形態1で述べた受信信号レベル検出部およびダイバーシティ部を用いた受信装置において、受信信号レベル検出部422a、bからダイバーシティ部1103へ渡される受信信号レベル421a、bを、ダイバーシティ部1103の前段に配置した遅延部1101a、bにより遅延させることで、ブランチ判定に用いる情報のダイバーシティ部1103への入力タイミングを調整するように構成した受信装置のブロック図である。
【0093】
遅延部1101a、bは、復調処理と受信レベル検出処理の処理時間の差に相当する遅延器を備えており、これによりダイバーシティ部1103に入力される受信データ424a、bと受信信号レベル1102a、bの時間相関は高くなり、ブランチ選択精度を向上させることができる。
【0094】
また、実施の形態2の図4で示したような位相誤差累積値をブランチ選択条件に含めたダイバーシティ手段や、実施の形態3の図8で示したような位相誤差累積値及びフレーム同期判定結果をブランチ選択条件に含めたダイバーシティ手段においても、位相誤差累積値、フレーム同期判定結果、受信信号レベル及び受信データのダイバーシティ部への入力前に、それぞれの信号を得るのに必要な処理時間の差を吸収する遅延量の遅延器の挿入することにより、各信号間の時間相関を高めることができ、ブランチ選択精度を向上させることができる。
【0095】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無線通信システムの受信装置において、受信信号レベルの検出を、直交検波後の同相成分(I信号)または直交成分(Q信号)の絶対値の平均のみから求めように構成することで、ダイバーシティ回路を簡易な構成で実現することができ、受信装置の小型化が図れる。
【0096】
さらに、位相検波後の位相情報を元に容易に得られる位相誤差の累積値、フレーム同期確立の成功、不成功の結果をブランチ選択条件に加えることで、前記ダイバーシティ回路のブランチ選択精度を更に向上させることができる。
【0097】
また、受信データと、ブランチ選択の判断材料である前記の受信信号レベル、位相誤差累積値、及び、フレーム同期確立結果の時間相関を調整してダイバーシティ回路へ入力することで、ブランチ選択精度の更なる改善が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における受信装置のブロック構成図
【図2】本発明の実施の形態1による受信信号レベル検出回路の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態1によるダイバーシティ回路の構成を示すブロック図
【図4】本発明の実施の形態2における受信装置のブロック構成図
【図5】4相位相変調信号の位相検波後の信号点配置を説明する図
【図6】本発明の実施の形態2による自動周波数制御部の構成を示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態2によるダイバーシティ回路の構成を示すブロック図
【図8】本発明の実施の形態3における受信装置のブロック構成図
【図9】本発明の実施の形態3によるダイバーシティ回路の構成を示すブロック図
【図10】本発明の実施の形態4における受信装置のブロック構成図
【図11】従来の技術による受信信号レベル検出回路の構成を示すブロック図
【図12】本発明の受信信号の品質C/Nと位相誤差累積値の関係を説明する図
【符号の説明】
202 平均処理部
204 受信信号レベル演算部
302 受信信号レベル比較部
304 受信ブランチ選択部
402a、b IFアンプ
404a、b A/D変換部
406a、b 直交検波部
409a、b チャネルフィルタ部
412a、b 位相変換部
414a、b 位相検波部
416a、b 自動周波数制御部
418a、b フレーム同期部
419a、b 自動利得制御部
422a、b 受信信号レベル検出部
425 ダイバーシティ部
427a、b アンテナ
428a、b RF部
505 第1象現
506 受信シンボルデータの信号点配置
507 位相誤差
603 位相誤差累積・平均化・補正量演算部
605 位相誤差検出部
606 補正部
702 受信信号レベル比較部
705 位相誤差累積値比較部
708 受信ブランチ選択部
802a、b 位相誤差累積部
804 ダイバーシティ部
902 受信信号レベル比較部
906 位相誤差累積値比較部
909 受信ブランチ選択部
1002 ダイバーシティ部
1101a、b 遅延部
1103 ダイバーシティ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a diversity receiving method and a diversity circuit for improving reception quality when receiving a digital phase modulation signal in a digital mobile communication system.
[0002]
[Prior art]
In a digital mobile communication environment, there is a problem of fading due to multipath, which is a characteristic of a wireless communication path, and the level fluctuation and phase rotation of a received signal caused by the problem are major factors in deterioration of reception quality. Therefore, fading countermeasures are an important issue when performing digital mobile communication. Conventionally, an automatic gain control method or a diversity method has been adopted as a countermeasure.
[0003]
Further, in a digital mobile communication environment, applications are diversifying year by year, and a device that performs small and simple control is often required.
[0004]
As a conventional diversity method, there is a method of comparing received signal levels and selecting a branch having a higher received signal level. One example of this method is shown in FIG.
[0005]
FIG. 11 shows a part of the configuration of the receiving device after the IF signal after frequency conversion of the received wireless signal. The level of the
[0006]
Further, the in-phase component (I signal 107) and the quadrature component (Q signal 108) are subjected to waveform shaping processing in the
[0007]
The instantaneous received
[0008]
(Equation 1)
[0009]
Received
[0010]
[Patent Document 1]
JP 06-90227 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As in the above-described prior art example, a method of using the square root of the sum of squares of the I signal and the Q signal is often used as a method of obtaining the reception signal level. However, the operation for obtaining the square or the square root has a problem that the circuit becomes complicated and the scale becomes large.
[0012]
Further, in the conventional diversity system, a method of selecting a branch from various combinations of information, such as using an error rate obtained from demodulated data as well as a received signal level, is used. However, if the method of detecting the received signal level is simplified to reduce the size of the circuit, the accuracy of the comparison of the received signal quality in the diversity circuit is degraded. Then, there is a problem that a circuit for realizing it becomes large.
[0013]
Further, in order to reduce the size of the receiving circuit to an LSI, it is required that each processing unit be realized with a configuration as simple as possible.
[0014]
Therefore, the present invention improves the reception quality with a simple configuration by simplifying the reception signal level detection method and adding a phase error value easily obtained at the time of phase modulation signal demodulation processing to the branch determination condition in a wireless communication system. It is an object of the present invention to provide a diversity circuit that can realize the above.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention is configured to detect a received signal level only from an average of absolute values of an in-phase component (I signal) or a quadrature component (Q signal) after quadrature detection. .
[0016]
Further, the present invention accumulates a phase error value easily obtained at the time of a phase modulation signal demodulation process by a predetermined symbol data, and further includes a phase error accumulation condition in a branch determination condition when a difference between received signal levels among a plurality of branches is small. It is configured to use a value.
[0017]
As a result, the size of the received signal level detection circuit can be reduced, and the branch selection accuracy can be increased without adding a particularly complicated circuit, and a diversity circuit having a simple configuration can be obtained.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, an average value of absolute values of either an in-phase component or a quadrature component obtained by performing quadrature detection on a received signal is used as a received signal level, and comparison is performed between a plurality of reception branches. , Selecting the received data from the receiving branch having the highest received signal level. By selecting the received data from the receiving branch having the highest received signal level, the branch selection accuracy can be improved, and the received signal level can be improved. Can be realized with a simple configuration.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, an average value of absolute values of either an in-phase component or a quadrature component obtained by quadrature detection of a received signal is obtained as a received signal level, and a phase obtained by demodulating a phase-modulated signal is obtained. Using the data, a phase error from an ideal phase of the phase data is calculated for a predetermined symbol data to obtain a phase error accumulated value, and received data from a receiving branch is obtained from the received signal level and the phase error accumulated value. By selecting the reception data from the reception branch from the reception signal level and the accumulated phase error value, the branch selection accuracy is improved, and the reception signal level detection circuit is realized with a simple configuration. It has the effect of being able to.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, in the diversity receiving method according to the first or second aspect, the reception data is selected by selecting the reception signal level of the reception branch having the highest reception signal level and the reception signal level of the other reception branches. If the difference from the received signal is larger than a predetermined threshold, the received signal from the receiving branch with the highest received signal level is selected. By adding a difference from the received signal level of the branch to the selection condition and performing the branch selection in a situation where the difference is a significant difference in comparing the received signal quality, the branch selection accuracy is improved and the received signal is improved. This has the effect that the level detection circuit can be realized with a simple configuration.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the diversity receiving method according to the second aspect, the selection of the received data is performed based on the reception signal level of the reception branch having the highest reception signal level and the reception signal level of the other reception branches. When the difference is smaller than a predetermined threshold value, the reception signal from the reception branch with the smallest phase error accumulation value is selected, and the reception signal with the highest reception signal level and the other reception branches are selected. In a situation where this difference is not a significant difference in comparing the received signal quality, the branch selection is performed by switching the branch selection condition to the accumulated phase error value. And operation of improving the branch selection accuracy and realizing a reception signal level detection circuit with a simple configuration. A.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, in the diversity receiving method according to the second aspect, the selection of the reception data is such that a difference between the phase difference accumulated value between the reception branch having the smallest phase error accumulated value and the other reception branches is determined. When there is a reception branch smaller than a predetermined threshold, the reception branch having the largest reception signal level among the reception branches is selected, and the reception branch having the smallest phase error accumulated value is selected. And adding the difference of the phase error accumulated value with the other reception branches to the selection condition, and when the difference is not a significant difference in comparing the reception signal quality, the branch selection condition is switched to the reception signal level. By performing the branch selection, the branch selection accuracy can be improved, and the reception signal level detection circuit can be realized with a simple configuration. It has the effect that it is possible.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, in the diversity receiving method according to any one of the first to fifth aspects, as a result of performing the frame synchronization process using the received signal, whether the frame synchronization is successfully established or not succeeded. From the frame synchronization determination result indicating whether or not frame synchronization has been successfully established, selection is made from reception branch candidates, and reception branches determined to be out of frame synchronization are excluded from reception branch selection candidates. This has the effect that the branch selection accuracy can be improved.
[0024]
The invention according to
[0025]
The invention according to
[0026]
According to a ninth aspect of the present invention, in the diversity circuit according to the seventh aspect, the reception branch selecting means is configured to determine a difference between a reception signal level of the reception branch having the highest reception signal level and a reception signal level of the other reception branches. Is larger than a predetermined threshold value, the reception signal from the reception branch with the highest reception signal level is selected, and reception of the reception signal with the highest reception signal level and reception of other reception branches is performed. By adding a difference from the signal level to the selection condition and performing branch selection in a situation where the difference is a significant difference in comparing the received signal quality, the branch selection accuracy is improved and the received signal level is detected. This has the effect that the circuit can be realized with a simple configuration.
[0027]
According to a tenth aspect of the present invention, in the diversity circuit according to the eighth aspect, the reception branch selecting means is configured to determine a difference between a reception signal level of the reception branch having the highest reception signal level and a reception signal level of the other reception branches. Is smaller than a predetermined threshold value, the reception signal from the reception branch having the smallest phase error accumulation value is selected, and the reception signal having the highest reception signal level and the reception signals of the other reception branches are selected. By adding the difference with the received signal level to the selection condition, in a situation where the difference is not a significant difference in comparing the received signal quality, the branch selection is performed by switching the branch selection condition to the accumulated phase error value. As a result, it is possible to improve the branch selection accuracy and to realize a reception signal level detection circuit with a simple configuration. It has the effect of that.
[0028]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the diversity circuit according to the eighth aspect, the receiving branch selecting means determines in advance that the difference between the phase error cumulative values of the receiving branch having the smallest phase error cumulative value and the other receiving branches is the same. When there is a reception branch smaller than the predetermined threshold, the reception branch having the highest reception signal level among the reception branches is characterized by selecting the reception branch having the smallest phase error accumulated value. In addition, when adding the difference of the accumulated phase error with the other reception branches to the selection condition and comparing the received signal quality, if the difference of the accumulated phase error between the branches is not a significant difference, the branch selection condition Is switched to the reception signal level to perform branch selection, thereby improving branch selection accuracy and increasing the reception signal level. Has an effect of the detection circuit can be realized with a simple configuration.
[0029]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the diversity circuit according to any one of the seventh to eleventh aspects, the frame synchronization processing is further performed by using the received signal. A frame synchronization determination unit that outputs a frame synchronization determination result indicating any one of them, and based on the frame synchronization determination result obtained by the frame synchronization determination unit, selecting from reception branch candidates with established frame synchronization. Therefore, by excluding a reception branch determined to be out of frame synchronization from reception branch selection candidates, the branch selection accuracy can be improved.
[0030]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the diversity circuit according to any one of the eighth to twelfth aspects, a received signal level and a phase error accumulated value obtained based on the same received signal or a received signal within a predetermined time difference. , Frame synchronization determination result, and timing adjustment means for adjusting the timing so that the received data is input to the diversity circuit. The difference in processing time required to obtain each signal By inserting a delay unit having a delay amount that absorbs the signal, it is possible to enhance the time correlation between the signals, thereby improving the branch selection accuracy.
[0031]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a receiving apparatus for receiving reception data from the diversity circuit according to any one of the seventh to thirteenth aspects, and a highly reliable receiving apparatus can be realized. It has the action of:
[0032]
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a receiving apparatus according to the fourteenth aspect, and a transmitting apparatus for transmitting a phase-modulated data including frame synchronization data and transmitting the data. It has an effect that a high communication device can be realized.
[0033]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus using a diversity circuit according to
[0035]
In FIG. 1, reference numerals 400a and 400b denote branches a and b for generating
[0036]
The operation of the receiving device configured as described above will be described below.
[0037]
The levels of the reception IF
[0038]
Further, the in-phase components (I signals 407a and 407b) and the quadrature components (Q signals 408a and 408b) are subjected to waveform shaping processing in channel filter sections 409a and 409b. The shaped quadrature components (Q signals 411a and 411b) are obtained. The I signals 410a, b and the Q signals 411a, b are converted into
[0039]
On the other hand, either the in-phase component (I signal) after waveform shaping obtained from the reception IF
[0040]
Next, the reception signal
[0041]
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration from an IF
[0042]
The level of the reception IF
[0043]
I signal 410 and Q signal 411 are used for demodulation processing. Further, I signal 410 is also input to reception signal
[0044]
That is, the reception signal level obtained by the reception signal
[0045]
(Equation 2)
[0046]
In the above description, an example is described in which the in-phase component after waveform shaping (I signal 410) is used for detection of the reception signal level to reception signal
[0047]
Next, a diversity procedure of the
[0048]
The received signal
[0049]
As described above, in the diversity circuit, when selecting the reception data of the branch having the highest quality, the detection of the reception signal level is performed by detecting the absolute value of the in-phase component (I signal) or the quadrature component (Q signal) after quadrature detection. Since the configuration is such that the value is obtained only from the average of the values, the size of the received signal level detection circuit can be reduced, the branch selection accuracy can be increased, and a diversity circuit having a simple configuration can be obtained.
[0050]
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a block diagram of a receiving apparatus according to
[0051]
The gist of the present invention is that the received
[0052]
Next, FIG. 6 shows an example of a block configuration diagram of the automatic
[0053]
FIG. 5 shows an example of the signal point arrangement after phase detection of the received four-phase modulation signal. Four possible ideal signal point arrangements are indicated by ◎ in 501, 502, 503 and 504. ing. Here, the signal point arrangement of the received symbol data is 506 (●). In the case of four-phase modulation, if the phase of the received symbol data is smaller than ± π / 4 from the phase of the ideal signal point, demodulation can be performed correctly. Therefore, as a result of transmitting the symbol data of the
[0054]
The I signal 410 and Q signal 411 that have undergone quadrature detection and waveform shaping are converted into
[0055]
That is, the phase error 604 obtained by the phase
[0056]
[Equation 3]
[0057]
(Equation 4)
[0058]
The phase of the received
[0059]
The diversity circuit according to the present embodiment can be configured by directly using the phase error 604 obtained by the automatic
[0060]
That is, the phase error 604 obtained by the automatic
[0061]
(Equation 5)
[0062]
Note that the
[0063]
Next, a diversity section 804 that performs branch selection using the phase error accumulation value 803 obtained by the phase
[0064]
The reception signal level comparison unit 702 compares the
[0065]
As a result of the received signal level comparison, when there is no branch having the largest received signal level and a branch having the small difference between the received signal levels, the phase error accumulated value comparison unit 705 does not need to perform the phase error accumulated value comparison. The presence and the number of the branch having the highest received signal level are notified by the reception level comparison
[0066]
When notified by the reception level comparison
[0067]
As a result of the phase error accumulation knowledge comparison, when the difference between the reception branch having the smallest phase error accumulation value and the phase error accumulation values of the other reception branches on the list is larger than a predetermined threshold value, It determines that the branch with the smallest cumulative value has the best reception quality, and outputs a
[0068]
On the other hand, if the result of the phase error accumulated value comparison indicates that the difference between the reception branch having the smallest phase error accumulated value and the phase error accumulated values of the other reception branches on the list is smaller than a predetermined threshold value, The difference between the accumulated error values is determined to be the same, the branch having the highest received signal level among the reception branches on the list is determined to have the best reception quality, and the reception signal is determined to be the best among the reception branches on the list. A
[0069]
The reception branch selection unit 708 selects the reception data of the branch designated to be selected by the branch selection signal 706 from the
[0070]
Next, FIG. 12 shows the relationship between C / N and the accumulated phase error value. As can be seen from the figure, when the quality (C / N) of the received signal is poor, there is a relationship that the accumulated phase error increases, and it can be seen that the accumulated phase error can be effectively used for branch determination.
[0071]
In the above description, an example using a four-phase modulation signal has been described. However, the present invention can be implemented in another phase modulation system such as an eight-phase modulation system. The received
[0072]
Furthermore, a similar configuration can be used as long as it can be used for comparing received signal levels, such as in the case of using the square root of the sum of squares of the I signal and the Q signal as the received signal level as in the prior art.
[0073]
As described above, in the diversity circuit, when selecting the reception data of the branch having the highest quality, the reception data is obtained only from the average of the absolute values of the in-phase component (I signal) or the quadrature component (Q signal) after quadrature detection. Since the configuration is such that the selection is made from the received signal level and the accumulated phase error value of the received
[0074]
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and will be described below. This is an example of a receiving device including two branches a and b. The third embodiment is different from the branch selecting means using the received signal level and the accumulated phase error value described in the second embodiment in that a diversity unit adds a frame synchronization determination result to a branch selection condition. This will be mainly described.
[0075]
The gist of the embodiment of the present invention is that the received
[0076]
The following mainly describes the
[0077]
Next, the frame synchronization determination process of the
The
[0078]
Further, the
[0079]
FIG. 9 is a block diagram of a
[0080]
First, the received signal level comparison unit 902 checks the frame
[0081]
If the frame synchronization establishment is unsuccessful in all branches as a result of confirming the success or failure of the frame synchronization establishment, the received signal level comparing unit 902 has no reliability in the data received from all the branches, and It is determined that the processing is meaningless, and the phase error accumulated value comparison unit 906 is notified using the reception level comparison
[0082]
On the other hand, if the frame synchronization establishment is unsuccessful in only some of the branches as a result of confirming the success or unsuccess of the frame synchronization establishment, the reception signal level comparing unit 902 determines the branch in which the frame synchronization establishment was unsuccessful. It is determined that there is no reliability in the received data from, and the received
[0083]
As a result of the received signal level comparison, when there is no branch having the largest received signal level and a branch having the small difference between the received signal levels, the phase error cumulative value comparison unit 906 does not need to perform the phase error cumulative value comparison. The presence and the number of the branch having the highest received signal level are notified by the received level comparison
[0084]
When notified by the reception level comparison
[0085]
The reception
[0086]
Note that the selection of the receiving branch of
[0087]
As described above, in the diversity circuit, when selecting the reception data of the highest quality branch, the frame synchronization determination result and the absolute value of the in-phase component (I signal) or the quadrature component (Q signal) after quadrature detection are selected. Are selected from the received signal level obtained from only the average and the phase error accumulated value of the received
[0088]
(Embodiment 4)
FIG. 10 is a block diagram of a receiving apparatus according to
[0089]
The background of the present invention will be described. In the receiving apparatus (FIG. 1) described in the first embodiment, in-phase components (I signals 410a, b) after waveform shaping and quadrature components (Q signals 411a, b) after waveform shaping output by channel filter sections 409a, b. ) Are used for two processes: a demodulation process from the
[0090]
Since the demodulation process and the reception level detection process do not always have the same processing time, if the processing times are different, the
[0091]
As a result, especially when the received signal level fluctuates in a short period of time, the branch selection accuracy may be reduced, and the object is to improve the branch selection accuracy.
[0092]
FIG. 10 illustrates a case where the demodulation processing time is longer than the reception level detection processing time, and in the receiving apparatus using the reception signal level detection unit and the diversity unit described in
[0093]
Each of the delay units 1101a and 1101b includes a delay unit corresponding to the difference between the processing time of the demodulation processing and the processing time of the reception level detection processing, so that the
[0094]
Also, the diversity means including the phase error cumulative value as shown in FIG. 4 of the second embodiment in the branch selection condition, the phase error cumulative value and the frame synchronization determination result as shown in FIG. 8 of the third embodiment. Is included in the branch selection condition, the phase error accumulated value, the frame synchronization determination result, the received signal level, and the difference in processing time required to obtain each signal before inputting the received data to the diversity unit. By inserting a delay unit having a delay amount that absorbs the signal, the time correlation between the signals can be increased, and the branch selection accuracy can be improved.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the receiving apparatus of the wireless communication system, the detection of the received signal level is obtained only from the average of the absolute values of the in-phase component (I signal) or the quadrature component (Q signal) after quadrature detection. With such a configuration, the diversity circuit can be realized with a simple configuration, and the receiving device can be downsized.
[0096]
Furthermore, the branch selection accuracy of the diversity circuit is further improved by adding the accumulated value of the phase error easily obtained based on the phase information after the phase detection, the success or failure of the frame synchronization establishment to the branch selection condition. Can be done.
[0097]
Further, by adjusting the received data and the above-mentioned received signal level, phase error accumulated value, and time correlation of the frame synchronization establishment result, which are factors for determining branch selection, and inputting them to the diversity circuit, the accuracy of branch selection can be improved. Some improvements can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a receiving apparatus according to
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a reception signal level detection circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a diversity circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a receiving apparatus according to
FIG. 5 is a view for explaining signal point arrangement after phase detection of a four-phase modulation signal.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an automatic frequency control unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a diversity circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of a receiving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a diversity circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram of a receiving apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a reception signal level detection circuit according to a conventional technique.
FIG. 12 is a view for explaining the relationship between the received signal quality C / N and the phase error accumulated value according to the present invention;
[Explanation of symbols]
202 Average processing unit
204 Received signal level calculator
302 Received signal level comparison unit
304 Receive branch selector
402a, b IF amplifier
404a, b A / D converter
406a, b Quadrature detector
409a, b Channel filter unit
412a, b Phase converter
414a, b Phase detector
416a, b Automatic frequency control unit
418a, b Frame synchronization unit
419a, b Automatic gain control unit
422a, b Received signal level detector
425 Diversity Department
427a, b antenna
428a, b RF unit
505 The first elephant
506 Signal point arrangement of received symbol data
507 Phase error
603 Phase error accumulation / averaging / correction amount calculation unit
605 Phase error detector
606 Correction unit
702 Received signal level comparison unit
705 Phase error accumulated value comparison unit
708 Receiving branch selector
802a, b Phase error accumulator
804 Diversity Department
902 Received signal level comparison unit
906 Phase error accumulated value comparison unit
909 Receiving branch selector
1002 Diversity Department
1101a, b delay unit
1103 Diversity Department
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