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1. WO2009054399 - 無線通信装置および無線受信方法

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明 細 書

発明の名称 無線通信装置および無線受信方法 0001  

技術分野

0002  

背景技術

0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0010   0011   0012   0013   0014  

課題を解決するための手段

0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021  

発明の効果

0022  

図面の簡単な説明

0023   0024  

発明を実施するための最良の形態

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

無線通信装置および無線受信方法

関連出願の相互参照

[0001]
 本出願は、2007年10月23日に出願された日本国特許出願2007-275087号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。

技術分野

[0002]
 本発明は、複数のアンテナを用いて、受信信号をダイバーシティ合成する無線通信装置および無線受信方法に関するものである。

背景技術

[0003]
 移動無線通信システムとして、基地局や移動端末での受信性能を改善するために、複数のアンテナを用いて受信ゲインの増大を図ったものが知られている。
[0004]
 ここで、受信性能を劣化させる要因の一つに、フェージングがある。フェージングとは、基地局または移動端末から発した無線信号波が、両局間に存在する建物、車両、樹木等による反射、屈折、散乱により、多くの経路から到来してマルチパス信号波化する現象である。このようなマルチパスフェージングが生じると、受信アンテナ端で受信電力が大きく変動することになる。このため、受信側に複数のアンテナを用意して、受信電力を大きくすることにより、マルチパスフェージングの影響を低減させる対策を採っている。
[0005]
 図9は、このようなマルチパスフェージングの影響を低減して受信ゲインの増大を図った従来の無線通信装置の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。この無線通信装置は、複数のアンテナ101-1~101-Mを備える。アンテナ101-1~101-Mで受信された到来信号は、対応する受信部102-1~102-Mで受信処理されてA/D変換される。これら受信部102-1~102-Mの出力信号は、合成回路103において合成受信電力が最大になるようにダイバーシティ合成された後、その合成受信信号は等化器104で等化処理されてから、復号回路105で誤り訂正されて復号される。
[0006]
 ここで、合成回路103において複数の受信信号を合成する方法の一例としては、例えば、受信信号内に挿入される既知情報信号を利用し、MMSE(Minimum Mean Square Error)により、各アンテナについて、受信した既知情報信号の位相の誤差が最小となるアンテナ重みを算出し、その算出したアンテナ重みに基づいて各受信部からの受信信号の位相を補正して合成することにより、SNR(Signal to Noise Ratio)が十分大きな合成受信信号を得る方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
[0007]
 図9に示す従来の無線通信装置は、合成回路103において、各受信部からの受信信号を合成する前処理として、各受信信号の位相を補正する一次等化処理を行い、その後、等化器104において、既知情報信号の振幅に基づいて、合成受信信号に対して二次等化処理を行う。また、復号回路105は、等化器104による合成受信信号の二次等化処理過程で生成される信頼度情報(合成電力)を利用して、合成受信信号に対して誤り訂正処理を行って合成受信信号を復号し、その結果を出力する。なお、このような信頼情報を利用する誤り訂正方法は、例えば、特許文献2に開示されている。
[0008]
 また、複数のアンテナからの受信信号を合成する他の方法としては、例えば、受信信号内に挿入される既知情報信号を利用して各アンテナの受信信号の位相を補正し、その位相補正された各受信信号のレベルに応じて、合成受信電力が大きくなるように各受信信号を重み付けして合成するMRC(Maximum Ratio Combining)も知られている。
[0009]
特許文献1 : 特表2003-501971号公報
特許文献2 : 国際公開第2004/082182号パンフレット

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0010]
 上記特許文献1に記載のMMSEによる合成方法は、マルチパス環境に遅延到来波が混在して、主信号に対して時間差のある干渉波が重畳された場合に、その干渉波を抑圧してSNRを確保する。このため、遅延到来波が、MMSEの妨害波除去能力を超えて多く混在した場合には、正常受信に必要なSINR(Signal to Interference and Noise Ratio)が確保できなくなって、受信シンボルの分散が増加する。その結果、合成受信信号に対して誤り訂正処理を実行した場合に、訂正エラーとなる確率が極めて高くなる。
[0011]
 このような遅延到来波を伴うマルチパスフェージングの影響は、受信アンテナの本数が少ない場合に、特に著しくなる。このため、移動端末のように、構造上、多くのアンテナを設けることが困難な受信装置では、特に、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)のような高いSINRを必要とする変調方式の場合には、遅延到来波が多いと、受信シンボル分散の増大の影響で、十分な信号成分を確保できなくなる。その結果、正しい訂正が全くできなくなり、通信が成立しない状況に陥ることになる。
[0012]
 これに対し、MRCによる合成方法は、位相補正した各受信信号のレベルに応じて、合成受信電力が大きくなるように重み付けするので、遅延到来波が多く存在する場合には、正常受信に必要なSINRを確保することができる。しかし、遅延到来波が少ない、若しくは、無い場合には、MRCによる受信信号の合成方法よりも、MMSEによる受信信号の合成方法の方が、信号成分を確保し易くなる。
[0013]
 このため、従来の複数のアンテナを用いる無線通信装置のように、受信信号の合成方法を固定にすると、受信信号の状態が時々刻々変化する無線環境下では、通信品質を一様に安定化することが困難となる。
[0014]
 したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、受信アンテナが少なくても、マルチパスフェージングの影響を低減して、常に安定した受信状態を確保できる無線通信装置および無線受信方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0015]
 上記目的を達成する第1の観点に係る無線通信装置の発明は、複数のアンテナを有し、これら複数のアンテナの受信信号をダイバーシティ合成する無線通信装置において、
 前記複数のアンテナの受信電力を第1のアルゴリズムに従って合成する第1合成部と、
 前記複数のアンテナの受信電力を前記第1のアルゴリズムとは異なる第2のアルゴリズムに従って合成する第2合成部と、
 前記受信信号から遅延波の有無を判定する判定部と、
 前記判定部による判定結果に応じて、前記第1合成部または前記第2合成部の一方を選択して、前記複数のアンテナの受信電力を合成するように制御する制御部と、
 を備えることを特徴とするものである。
[0016]
 第2の観点に係る発明は、第1の観点に係る無線通信装置において、
 前記第1合成部は、前記判定部で遅延波無しと判定された場合に適用され、前記複数のアンテナの受信信号を最小平均二乗誤差法により重み付けして合成するものであり、
 前記第2合成部は、前記判定部で遅延波有りと判定された場合に適用され、前記複数のアンテナの受信電力に基づく合成重み比を算出して、該算出した合成重み比に基づいて、前記複数のアンテナの受信信号を重み付けして合成するものである、
 ことを特徴とするものである。
[0017]
 第3の観点に係る発明は、第2の観点に係る無線通信装置において、
 前記合成重み比は、前記複数のアンテナの受信電力のアンテナ合成振幅と、各アンテナの受信電力の振幅とに基づいて、アンテナ毎のアンテナ信頼度比として算出し、各アンテナの受信信号を対応するアンテナ信頼度比に基づいて重み付けして合成することを特徴とするものである。
[0018]
 第4の観点に係る発明は、第1の観点に係る無線通信装置において、
 前記第1合成部および前記第2合成部でそれぞれ合成する前記複数のアンテナの受信信号は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)された受信信号であることを特徴とするものである。
[0019]
 第5の観点に係る発明は、第1の観点に係る無線通信装置において、
 前記判定部は、
 前記複数のアンテナの各々の受信信号に対して離散フーリエ変換を行ってインパルス系列を算出する算出部を備え、
 前記算出部で算出されたインパルス系列における、到来主波と到来遅延波との利得比、および、到来主波と最後の到来遅延波との時間差に基づいて、遅延波の有無を判定する、
 ことを特徴とするものである。
[0020]
 第6の観点に係る発明は、第5の観点に係る無線通信装置において、
 前記判定部は、
 前記算出部で算出されたインパルス系列における、前記利得比および前記時間差が、それぞれの閾値未満の場合には、遅延波無しと判定し、
 前記利得比または前記時間差の少なくとも一つが対応する閾値以上の場合には、遅延波有りと判定する、
 ことを特徴とするものである。
[0021]
 さらに、上記目的を達成する第7の観点に係る無線受信方法の発明は、複数のアンテナの受信信号をダイバーシティ合成する無線受信方法において、
 前記複数のアンテナの受信電力を、遅延波の有無に応じて、第1のアルゴリズムまたは該第1のアルゴリズムとは異なる第2のアルゴリズムに従って合成することを特徴とするものである。

発明の効果

[0022]
 本発明によれば、複数のアンテナの受信電力を、遅延波の有無に応じて、異なるアルゴリズムに従って合成するので、遅延波の有無に適したアルゴリズムで合成することができる。したがって、受信アンテナが少なくても、マルチパスフェージングの影響を低減して、常に安定した受信状態を確保することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0023]
[図1] 本発明の一実施の形態に係る無線通信装置の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。
[図2] 図1に示した判定部の概略構成を示す機能ブロック図である。
[図3] 図2に示したインパルス応答検出回路で算出されるインパルス系列の一例を示す図である。
[図4] 図1に示した無線通信装置による受信動作の概略を示すフローチャートである。
[図5] 「遅延波有り」の場合の図1に示す合成部の構成を示す機能ブロック図である。
[図6] 図1に示した無線通信装置の一例の動作を説明するためのOFDM方式におけるパイロット配置例を示す図である。
[図7] 「遅延波無し」の場合の図1に示す合成部の構成を示す機能ブロック図である。
[図8] 図1に示した無線通信装置により異なる合成法で生成した合成受信信号のFER特性のシミュレーション結果を比較して示す図である。
[図9] 従来の無線通信装置の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

[0024]
 11-1~11-M アンテナ
 12-1~12-M 受信部
 13 合成部
 14 復号部
 15 判定部
 16 制御部
 21-1~21-M 等化器
 22 合成重み生成回路
 23 合成回路
 24 等化器
 26-1~26-M,27-1~27-M,29,30 切替スイッチ
 28,31 オン・オフスイッチ
 41-1~41-M 離散フーリエ変換(DFT)回路
 42 インパルス応答検出回路
 43 判定回路

発明を実施するための最良の形態

[0025]
 以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
[0026]
 図1は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置の要部の概略構成を示す機能ブロック図である。この無線通信装置は、複数のアンテナ11-1~11-Mと、アンテナ11-1~11-Mの受信信号を処理する受信部12-1~12-Mと、受信部12-1~12-Mの出力をダイバーシティ合成する合成部13と、合成された合成受信信号を復号する復号部14と、受信部12-1~12-Mの出力に基づいて遅延波の有無を判定する判定部15と、判定部15による判定結果に応じて合成部13における合成処理を制御する制御部16とを備える。
[0027]
 本実施の形態に係る無線通信装置は、遅延波の有無を判定する判定部15による判定結果に応じて、受信部12-1~12-Mの出力を異なるアルゴリズムに従って合成するように、合成部13を制御部16により制御する。具体的には、判定部15により遅延波が無いと判定された場合には、第1のアルゴリズムとして、図9において説明した公知のMMSEに従って合成し、判定部15により遅延波が有ると判定された場合には、MMSEとは異なる第2のアルゴリズムに従って合成する。
[0028]
 ここで、第2のアルゴリズムとしては、上述した公知のMRCを採用することもできるが、本実施の形態に係る無線通信装置は、アンテナ11-1~11-Mに対応する受信部12-1~12-Mの受信電力に基づくアンテナ合成振幅と、各アンテナに対応する受信部の受信電力の振幅とに基づいて、アンテナ毎のアンテナ信頼度比を算出し、各アンテナに対応する受信部の受信信号を対応するアンテナ信頼度比に基づいて重み付けして合成して合成受信信号を生成する。
[0029]
 このため、合成部13には、受信部12-1~12-Mに対応する等化器21-1~21-Mと、合成重み生成回路22と、合成回路23と、等化器24とを設ける。さらに、合成部13には、等化器21-1~21-Mをバイパスする入力側の切替スイッチ26-1~26-Mおよび出力側の切替スイッチ27-1~27-Mと、合成重み生成回路22の合成回路23へのアンテナ信頼度比の出力ラインを接離するオン・オフスイッチ28と、等化器24をバイパスする入力側の切替スイッチ29および出力側の切替スイッチ30と、等化器24の復号部14への信頼度情報の出力ラインを接離するオン・オフスイッチ31とを設ける。
[0030]
 また、判定部15には、図2に機能ブロック図を示すように、受信部12-1~12-Mの出力をそれぞれ離散フーリエ変換するDFT(Discrete Fourier Transform)回路41-1~41-Mと、これらDFT回路41-1~41-Mの出力から受信信号のインパルス系列を算出するインパルス応答検出回路42と、このインパルス応答検出回路42の出力に基づいて遅延波の有無を判定する判定回路43とを設ける。
[0031]
 判定回路43は、インパルス応答検出回路42から得られるインパルス系列に基づいて、最初に到来する到来主波と、その後に到来する各到来遅延波との利得比、および、到来主波から最後の到来遅延波までの時間差を算出し、これら利得比および時間差に基づいて、遅延波の有無を判定し、その結果を図1に示す制御部16に出力する。
[0032]
 例えば、インパルス応答検出回路42において、図3に示すように、利得Aの到来主波と、利得A′の到来遅延波と、到来主波から時間差dtで到来した利得A″の最後の到来遅延波とを有するインパルス系列が算出された場合には、判定回路43は、到来主波と各到来遅延波との利得比A′/AおよびA″/Aを算出して、それらの利得比と所定の閾値Cとをそれぞれ比較するとともに、時間差dtと所定の閾値Tとを比較する。その結果、A′/A<C、A″/A<C、dt<Tの場合には、「遅延波無し」と判定し、少なくとも一つの利得比が閾値C以上、あるいは時間差dtが閾値T以上の場合には、「遅延波有り」と判定する。なお、利得比の閾値Cおよび時間差の閾値Tは、フレームエラー(FER)特性のシミュレーション結果等に基づいて適宜設定しておく。
[0033]
 したがって、本実施の形態において、判定部15は、DFT回路41-1~41-Mおよびインパルス応答検出回路42を含んで算出部を構成する。
[0034]
 図1において、制御部16は、判定部15からの判定結果が、「遅延波無し」の場合には、受信部12-1~12-Mの出力を、等化器21-1~21-Mをバイパスして合成回路23に直接供給するように、切替スイッチ26-1~26-Mおよび切替スイッチ27-1~27-Mを制御するとともに、オン・オフスイッチ28をオフにして、合成重み生成回路22から合成回路23へのアンテナ信頼度比の出力ラインを遮断する。さらに、合成回路23の出力を、等化器24を経て復号部14に供給するように、切替スイッチ29および切替スイッチ30を制御するとともに、オン・オフスイッチ31をオンにして、等化器24から復号部14に信頼度情報を供給するように制御する。これにより、合成回路23において、MMSEに基づいて合成受信信号を生成する。
[0035]
 これに対し、判定部15からの判定結果が、「遅延波有り」の場合には、制御部16は、受信部12-1~12-Mの出力を対応する等化器21-1~21-Mを経て合成回路23に供給するように、切替スイッチ26-1~26-Mおよび切替スイッチ27-1~27-Mを制御するとともに、合成回路23の出力を、等化器24をバイパスして復号部14に供給するように、切替スイッチ29および切替スイッチ30を制御する。さらに、オン・オフスイッチ28をオンにして、合成重み生成回路22から合成回路23にアンテナ信頼度を供給するように制御するとともに、オン・オフスイッチ31はオフとして、等化器24から復号部14への信頼度情報の出力ラインを遮断する。これにより、合成回路23において、アンテナ信頼度比に基づいて合成受信信号を生成する。
[0036]
 図4は、本実施の形態に係る無線通信装置の受信動作の概略を示すフローチャートである。先ず、判定部15において、受信部12-1~12-Mの出力に基づいて、上述したようにして遅延波の有無を判定し、その結果を制御部16に供給する(ステップS1)。制御部16は、判定部15からの判定結果を判別し(ステップS2)、その結果、「遅延波無し」の場合には、MMSEに基づいて合成受信信号を生成するように合成部13を制御し(ステップS3)、「遅延波有り」の場合には、アンテナ信頼度比に基づいて合成受信信号を生成するように合成部13を制御する(ステップS4)。その後、ステップS3またはステップS4で生成された合成受信信号は、復号部14において復号処理が実行されて、誤り訂正されて復号される(ステップS5)。
[0037]
 次に、「遅延波有り」の場合のアンテナ信頼度比による合成処理について説明する。この場合、合成部13は、制御部16により、図5に示すように構成して、アンテナ11-1~11-Mで受信した到来信号を、対応する受信部12-1~12-Mで受信処理してA/D変換し、これら受信部12-1~12-Mの出力信号を、合成部13の対応する等化器21-1~21-Mに供給する。
[0038]
 ここで、アンテナ11-1~11-Mで受信される到来信号は、無線空間でのマルチパス環境の影響により、その振幅および位相が変動している。本実施の形態に係る無線通信装置では、受信部12-1~12-Mの出力を、対応する等化器21-1~21-Mに供給することにより、受信系路毎に、到来信号に挿入されているトレーニングシーケンスやパイロットシンボルといった既知信号を用いて、到来信号の振幅および位相の変動を補償するチャネル推定および等化補償を独立して行って、アンテナ毎の信頼情報(受信電力)と等化補償後のアンテナ毎の受信信号とを生成する。
[0039]
 等化器21-1~21-Mは、生成したアンテナ毎の信頼情報を合成重み生成回路22に供給し、等化補償後の受信信号を合成回路23に供給する。合成重み生成回路22は、入力されたアンテナ毎の信頼情報に基づいて、アンテナ合成振幅を算出する。次に、合成重み生成回路22は、前記算出されたアンテナ合成振幅とアンテナ毎の信頼情報とに基づいて、アンテナ毎のアンテナ信頼度比を算出し、その算出した各アンテナ信頼度比を合成重み比として合成回路23に供給する。
[0040]
 合成回路23は、等化器21-1~21-Mからの等化補償後の受信信号を、合成重み生成回路22からのアンテナ毎のアンテナ信頼度比(合成重み比)に基づいて重み付けして合成して合成受信信号を生成する。次に、合成回路23は、前記生成された合成受信信号を、等化器24をバイパスして復号部14に供給する。復号部14は、前記合成回路23から供給された合成受信信号を誤り訂正して復号して、その結果を出力する。
[0041]
 以下、通信方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を採用してマルチキャリア変調方式の無線通信を行う場合を例にとって、「遅延波有り」の場合の合成処理について、さらに詳細に説明する。
[0042]
 図6は、OFDM方式におけるパイロット配置の一例を示す図である。この例では、周波数軸方向(f)に14シンボル(すなわち、14サブキャリア)で、時間軸方向(t)に4シンボルの14×4シンボルについて、サブキャリアインデックス1,13のOFDMシンボルインデックス2,4と、サブキャリアインデックス5,9のOFDMシンボルインデックス1,3とに、それぞれパイロットを割り当てた場合を示している。
[0043]
 本実施の形態に係る無線通信装置は、等化器21-1~21-Mの各々において、先ず、パイロットのチャネル特性を推定し、その後、推定したチャネル特性を時間軸方向にあるデータシンボルに補間し、周波数軸方向では補間されたチャネル特性および周波数軸方向にあるパイロットのチャネル特性を用いて、周波数軸方向にあるデータシンボルにチャネル特性を補間する。
[0044]
 このため、等化器21-1~21-Mは、先ず、パイロットを抽出して、下記(1)式により、抽出したパイロットのチャネルの伝達特性を推定(算出)する。
[0045]
[数1]


[0046]
 上記(1)式において、周波数応答情報C f,t(a)およびA f,t(a)は、下記(2)式により算出する。
[0047]
[数2]


[0048]
 以上のようにして、各パイロットのチャネル特性を推定したら、等化器21-1~21-Mは、次に、時間軸方向における順次のパイロットのチャネル特性を用いて、下記(3)式により、時間軸方向のデータシンボルのチャネル特性を線形補間する。
[0049]
[数3]


[0050]
 その後、等化器21-1~21-Mは、時間軸方向において推定したパイロットのチャネル特性およびデータシンボルに補間したチャネル特性を用いて、下記(4)式により、周波数軸方向のデータシンボルのチャネル特性を線形補間する。
[0051]
[数4]


[0052]
 以上のようにして、各データシンボルのチャネル特性を推定したら、等化器21-1~21-Mは、その推定結果を用いて、データシンボルの受信信号を、下記(5)式によりチャネル等化して、合成回路23へ供給する。
[0053]
[数5]


[0054]
 また、等化器21-1~21-Mは、下記(6)式により、対応するアンテナのシンボル単位の信頼情報である受信電力を計算して、その結果を合成重み生成回路22へ供給する。
[0055]
[数6]


  
[0056]
 合成重み生成回路22は、等化器21-1~21-Mからのアンテナ毎の信頼情報(受信電力)に基づいて、下記(7)式によりアンテナ合成振幅を算出し、その算出したアンテナ合成振幅とアンテナ毎の受信電力の振幅とに基づいて、下記(8)式により、合成重み比であるアンテナ毎のアンテナ信頼度比を算出し、これら算出したアンテナ毎のアンテナ信頼度比を合成回路23に供給する。
[0057]
[数7]


[0058]
 合成回路23は、上記(5)式に示した等化器21-1~21-Mからの等化補償後の受信信号を、上記(8)式に示した合成重み生成回路22からの対応するアンテナのアンテナ信頼度比を用いて、下記(9)式により重み付けしてダイバーシティ合成して合成受信信号を生成する。次に、合成回路23は、前記生成された合成受信信号を復号部14に供給する。復号部14は、合成回路23から供給された合成受信信号を誤り訂正して復号する。
[0059]
[数8]


[0060]
 次に、「遅延波無し」の場合のMMSEによる合成処理について説明する。この場合、合成部13は、制御部16により、図7に示すように構成する。そして、無線通信装置は、図9において説明したと同様に、先ず、アンテナ11-1~11-Mで受信された到来信号を、対応する受信部12-1~12-Mで受信処理してA/D変換する。受信部12-1~12-Mの出力信号は、合成回路23に入力される。合成回路23は、受信部12-1~12-Mから入力された信号を、到来信号に挿入されたトレーニングシーケンスやパイロットシンボルといった既知信号を用いて位相を補正する一次等化処理を行って、合成受信電力が最大になるように、MMSEに基づいてダイバーシティ合成して合成受信信号を生成する。
[0061]
 その後、合成部13は、等化器24において、既知情報信号の振幅に基づいて合成受信信号を二次等化処理して、復号部14に供給する。復号部14は、等化器24による合成受信信号の二次等化処理過程で生成される信頼度情報(合成電力)を利用して、合成受信信号に対して誤り訂正処理を行って、その復号結果を出力する。
[0062]
 したがって、本実施の形態においては、合成回路23および等化器24を含んで第1合成部を構成しており、等化器21-1~21-M、合成重み生成回路22および合成回路23を含んで第2合成部を構成している。
[0063]
 図8は、本実施の形態に係る無線通信装置により合成受信信号を生成して復号処理した場合のFER特性のシミュレーション結果を示すもので、図8(a)はアンテナ信頼度比により合成受信信号を生成した場合のシミュレーション結果を示し、図8(b)はMMSEにより合成受信信号を生成した場合のシミュレーション結果を示す。なお、シミュレーション条件は、受信アンテナは2本とし、遅延波モデルはITU-R M.1225に定義されたVehicular-A を使用した。この遅延波モデルによる遅延時間、すなわち到来主波と最後の到来遅延波との時間差dtは、2.4μsec程度である。また、このときの移動速度は、120(km/h)である。通信方式は、OFDM方式として、QPSK,16QAM,64QAMの変調方式によるFER特性をシミュレーションした。なお、QPSK,16QAM,64QAMの符号化率は、1/2,3/4,5/6とした。
[0064]
 図8から明らかなように、時間差dtが2.4μsec程度と大きい場合には、図8(b)に示すMMSEでは、特に、高いSINRを必要とする16QAM,64QAMの変調方式において、FER特性の劣化が大きくなる。これに対し、図8(a)に示すアンテナ信頼度比では、安定した受信状態を維持することができる。したがって、時間差dtが2.4μsecの場合には、アンテナ信頼度比により合成受信信号を生成するように、時間差dtの閾値Tを設定する。
[0065]
 以上のように、本実施の形態に係る無線通信装置においては、判定部15において、「遅延波有り」と判定された場合には、複数のアンテナ11-1~11-Mの各々に対応する受信電力、すなわちエンベロープ情報に基づいて、合成重み生成回路22において合成重み比であるアンテナ毎のアンテナ信頼度比を算出し、その算出した各アンテナ信頼度比に基づいて、合成回路23において、対応するアンテナ11-1~11-Mの受信信号を重み付けしてダイバーシティ合成する。これにより、受信アンテナが少ない場合でも、遅延到来波を伴うマルチパスフェージングの影響を低減して、安定した受信状態を維持することができる。
[0066]
 また、判定部15において、「遅延波無し」と判定された場合には、アンテナ11-1~11-Mの受信信号をMMSEにより重み付けしてダイバーシティ合成する。これにより、MMSEによる雑音除去効果によって、一定のSNR値を得ることができ、安定した受信状態を維持することが可能となる。
[0067]
 なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態において、アンテナ信頼度比により合成受信信号を生成する場合には、合成重み生成回路22で算出したアンテナ合成振幅を、復号部14においてシンボル位置の判定に用いて復号処理することもできる。このようにすれば、復号処理のフェージング耐久性を、さらに改善することができる。また、MMSEにより合成受信信号を生成する場合でも、例えば、アンテナ合成振幅を算出して復号部14に供給することにより、等化器24からの信頼度を補正して復号処理することもできる。この場合も、復号処理のフェージング耐久性をさらに改善することができる。
[0068]
 さらに、複数のアンテナの受信信号を合成する第1のアルゴリズムは、MMSEに限らず、他の公知のアルゴリズムを適用することができる。同様に、第2のアルゴリズムについても、上述したアンテナ信頼度比を求めて合成する方法に限らず、他の公知のアルゴリズム、例えば、公知のMRCを適用して合成することもできる。また、本発明は、無線状況に応じて変調方式を切り替える適応変調方式を採用する無線通信装置にも適用することができるとともに、この場合には、適用する変調方式に応じて、到来主波と各到来遅延波との利得比の閾値C、および到来主波から最後の到来遅延波までの時間差の閾値Tを設定することもできる。さらに、本発明は、OFDM方式のようなマルチキャリア変調方式に限らず、複数のアンテナの受信信号をダイバーシティ合成する無線通信装置に広く適用することができる。

請求の範囲

[1]
 複数のアンテナを有し、これら複数のアンテナの受信信号をダイバーシティ合成する無線通信装置において、
 前記複数のアンテナの受信電力を第1のアルゴリズムに従って合成する第1合成部と、
 前記複数のアンテナの受信電力を前記第1のアルゴリズムとは異なる第2のアルゴリズムに従って合成する第2合成部と、
 前記受信信号から遅延波の有無を判定する判定部と、
 前記判定部による判定結果に応じて、前記第1合成部または前記第2合成部の一方を選択して、前記複数のアンテナの受信電力を合成するように制御する制御部と、
 を備えることを特徴とする無線通信装置。
[2]
 前記第1合成部は、前記判定部で遅延波無しと判定された場合に適用され、前記複数のアンテナの受信信号を最小平均二乗誤差法により重み付けして合成するものであり、
 前記第2合成部は、前記判定部で遅延波有りと判定された場合に適用され、前記複数のアンテナの受信電力に基づく合成重み比を算出して、該算出した合成重み比に基づいて、前記複数のアンテナの受信信号を重み付けして合成するものである、
 ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
[3]
 前記合成重み比は、前記複数のアンテナの受信電力のアンテナ合成振幅と、各アンテナの受信電力の振幅とに基づいて、アンテナ毎のアンテナ信頼度比として算出し、各アンテナの受信信号を対応するアンテナ信頼度比に基づいて重み付けして合成することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
[4]
 前記第1合成部および前記第2合成部でそれぞれ合成する前記複数のアンテナの受信信号は、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)された受信信号であることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
[5]
 前記判定部は、
 前記複数のアンテナの各々の受信信号に対して離散フーリエ変換を行ってインパルス系列を算出する算出部を備え、
 前記算出部で算出されたインパルス系列における、到来主波と到来遅延波との利得比、および、到来主波と最後の到来遅延波との時間差に基づいて、遅延波の有無を判定する、
 ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
[6]
 前記判定部は、
 前記算出部で算出されたインパルス系列における、前記利得比および前記時間差が、それぞれの閾値未満の場合には、遅延波無しと判定し、
 前記利得比または前記時間差の少なくとも一つが対応する閾値以上の場合には、遅延波有りと判定する、
 ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
[7]
 複数のアンテナの受信信号をダイバーシティ合成する無線受信方法において、
 前記複数のアンテナの受信電力を、遅延波の有無に応じて、第1のアルゴリズムまたは該第1のアルゴリズムとは異なる第2のアルゴリズムに従って合成することを特徴とする無線受信方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]