JP2004537237A - 選択可能反転および可変ゲインを有する受信ダイバーシチコンバイナ - Google Patents
選択可能反転および可変ゲインを有する受信ダイバーシチコンバイナ Download PDFInfo
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Abstract
得られる出力結合された信号を最大化するために、選択基準に基づき、受信した信号のいずれかの増幅反転が行われる、ダイバーシチ無線受信器のためのコンバイナ。各ダイバーシチ信号の強度、ならびに、結合された出力信号の強度がモニタリングされる。利得制御エンジンは、より強い信号を、反転されたより弱い信号または反転されていないより弱い信号のいずれかと結合して、結合された出力(得られる)信号強度を最大化する。他の実施形態によると、コンバイナは、増幅調節をさらに行い得、それにより、チャネル内ノイズパワーがまたモニタリングされ、個々のチャネルの信号対ノイズ比が用いられてアンプ利得が調節される。この実施形態において、個々のチャネル信号対ノイズ比と、結合された出力信号の強度とが用いられて、受信した信号を結合する前に、より弱い信号を反転するか否かが判定される。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
【技術分野】
【0001】
(発明の分野)
本発明は、ダイバーシチRF受信機の分野にあり、特にこのような受信機で用いられるコンバイナ回路の分野にある。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
携帯電話などの無線通信装置に到着する信号は典型的には波の複雑な混合を含む。いくつかの波は直接送信アンテナから到着し、他の波は静止しているか、または移動している物体から反射されてくる。得られる波形は振幅領域が相殺または補強されたものであり、さらに反射された信号が取る様々な長さの経路に亘る伝搬遅延により時間領域が歪んだものである。これらの振幅および時間の歪みはマルチパスフェーディングと呼ばれ、これは信号の復号化をより困難にする。
【0003】
データシステムにおいて、このような相殺は所望のビットストリームの一部を消去し得、消去の長さは様々な要因に依存する。前方誤り訂正(FEC)はこの消去の問題を解決する一般的な技術である。送信されたデータに冗長な情報が追加されて、元のデータの予想されたレベルの消去と回復が再送信することなく可能になる。FECは有用であるが、ビットレートが増加するとさらなる冗長が追加されなければならず、そのことがリターンの低減を引き起こす。冗長はシステムの有効ビットレートを低減させる。
【0004】
マルチパスフェーディングによって引き起こされる問題に対する別の解決は、2つの独立チャネルを用いることである。これは2つの空間的に別々の受信アンテナを用いること、または2つの直交偏光受信アンテナを用いることにより行われる。ダイバーシチ受信システムは概して3つの異なるクラスの技術のうちの1つを用いて、複数の受信信号を結合する。3つの異なるクラスの技術とは、(i)選択結合:これによると、最も強い信号対ノイズ比を有する信号が選択される(これは適度な監視および制御機能を必要とするが、この結果時間と位相が変位し、これが同期に悪影響を与え得る)、(ii)最大比率結合:これによると、位相シフタを用いて信号の位相が整合され、自動ゲインコントローラ(AGC)を用いて大きさが調整される。その結果、各信号に与えられたゲインが信号の大きさに正比例しノイズパワーに反比例する(これは非常に複雑な監視および制御機能を必要とするが、時間も位相も変位しない)、(iii)平衡ゲイン結合:これによると、位相シフタを用いて信号の位相が整合され、個々の信号の強度とは無関係に、すなわち大きさを調整することなく、全信号が平衡ゲインで組み合わされる(これは複雑な監視および制御機能を必要とするが、時間も位相も変位しない)。
【0005】
さらに公知であるのは復調後平衡ゲインコンバイナであり、これは振幅制御も位相制御もせずに(したがって監視および制御機能を必要とせず)、さらに時間も位相も変位させることなく、ダイバーシチを達成する。しかし残念なことに、これは復調後のプロセスを実行するため、復調器を含むすべての受信機フロントエンド回路の重複を必要とする。さらにこの性能は他のコンバイナほど高くはない。
【0006】
以上3つの復調前コンバイナのうち、最大比率コンバイナが最良の組み合わされたキャリア対ノイズ比を提供し、平衡ゲインコンバイナも最大比率コンバイナとほぼ同等の性能を提供する。選択コンバイナはキャリア対ノイズ比での向上が最も低い。
【0007】
したがって、空間ダイバーシチ内で最適に信号を結合する有効な手段であって、上記従来のものよりも有効かつこれらほど複雑ではない手段が必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の要旨)
本発明によると、得られる出力信号を最大にするために選択ベースでいずれかの受信信号が反転される、ダイバーシチ無線受信機用コンバイナが提供される。各ダイバーシチ信号の強度および組み合わされた出力信号の強度が監視される。ゲイン制御エンジンは、より強い信号を、反転した、または反転しないより弱い信号と結合して、組み合わされた出力(得られた)信号強度を最大にする。さらに必要に応じてコンバイナは、各受信信号ごとにチャネル内ノイズに基づいて振幅を調整し得、それにより信号強度ならびにチャネル内ノイズパワーおよび個々のチャネルの信号対ノイズ比が増幅器のゲインを調整するために用いられる。
【0009】
本発明の一局面によると、無線受信機内で複数の受信ダイバーシチ信号を結合してそこから組み合わされた出力信号を生成するコンバイナが提供される。ゲイン制御エンジンは、各受信信号および組み合わされた出力信号の強度を判定するように構成されている。ゲインコントローラは、これらの判定の結果に基づいてゲイン制御エンジンにより制御される。これによりゲインコントローラは、受信信号のうちの最も弱い信号を反転して、このような反転が組み合わされた出力信号の強度を高めるときに他の受信信号と結合する。ゲイン制御エンジンは、最も弱い受信信号が反転される前に、組み合わされた出力信号の強度に関する第1判定を行い、最も弱い受信信号が反転された後に、組み合わされた出力信号の強度に関する第2判定を行う。第2判定の強度が第1判定のそれよりも大きくなった場合、最も弱い受信信号の反転は続けられ、第2判定の強度が第1判定のそれよりも小さくなった場合、最も弱い受信信号の反転は逆転される。第1および第2判定および相対的に弱い信号の反転は、定期的に繰り返されるか、または組み合わされた出力信号の強度が所定量低下したときに行われる。
【0010】
好適には、ゲイン制御エンジンは、受信信号チャネルのノイズを判定するように構成されており、ゲインコントローラの制御は受信信号に対して判定された信号対ノイズ比に基づいている。これにより各受信信号は、それに対して判定された信号対ノイズ比に比例するゲインにより増幅される。好適な実施形態のゲインコントローラは、各受信信号用に自動ゲインコントローラ(AGC)を含み、ゲイン制御エンジンはデジタル信号プロセッサを含む。
【0011】
本発明の別の局面によると、無線受信機内で複数のダイバーシチ信号を結合してそこから組み合わされた出力信号を生成する方法が提供される。各受信信号および組み合わされた出力信号の強度が判定される。受信信号のゲインは、これらの判定の結果に基づいて制御される。これにより、受信信号のうちの最も弱い信号が反転され、このような反転が組み合わされた出力信号の強度を高めるときに他の受信信号と組み合わされる。最も弱い受信信号が反転される前に、組み合わされた出力信号の強度に関する第1判定が行われ、最も弱い受信信号が反転された後に、組み合わされた出力信号の強度に関する第2判定が行われる。第2判定の強度が第1判定のそれよりも大きくなった場合、最も弱い受信信号の反転は維持され、第2判定の強度が第1判定のよれよりも小さくなった場合、最も弱い受信信号の反転は逆転される。第1および第2判定および相対的に弱い信号の反転は、定期的に繰り返されるか、または組み合わされた出力信号の強度が所定量低下したときに行われる。好適には、受信信号チャネルのノイズもまた判定され、ゲインは、受信信号に対して判定された信号対ノイズ比に基づいても制御される。これにより各受信信号は、それに対して判定された信号対ノイズ比に比例するゲインにより増幅される。
【0012】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の前復調選択可能反転コンバイナ回路の第1実施形態を図1に示す。2つの受信ダイバーシチ信号10、20は、制御信号60、70を生成するデジタル信号処理手段を含むゲイン制御エンジン40によって処理および解析される。制御信号60、70は、自動ゲインコントローラ(AGC)20、30の形態のゲインコントローラに供給され、受信信号10、20を所定の方法で適宜変更する。次いで、AGC20、30から出力される変更信号80、90は、加算器50によって和をとられ、結合出力信号100を生成する。結合信号100は、受信信号10、20に適用されるゲインを判定する際に使用するために、ゲイン制御エンジン40にフィードバックおよび入力される。
【0014】
ゲイン制御エンジン40は、プロセッサおよびソフトウェアアルゴリズム(例えば、プログラム化デジタル信号プロセッサ)の形態であり得、また専用ハードウェア実装を使用することが所望される場合は、計算論理回路によって提供され得る。
【0015】
図2(a)および(b)は、受信信号10、20がコンバイナ回路によってどのように処理および解析されるかを例示する。図示するように、コンバイナは、選択可能なように、得られる出力信号を最大化するように受信信号のいずれかを振幅反転する。図2(a)は、2つの異なるアンテナ(フェーザAおよびB)から受信される信号が加算されて、受信信号のいずれよりも大きな振幅を有する結合された信号(フェーザC)を生成する。対称的に、図2(b)は、2つの受信信号(フェーザAおよびB)を単純に加算することによって、入力信号のうちの1つ(フューザA)よりも小さな振幅を有する結合された信号(フューザC)を生成し得る場合を示す。しかし、2つの入力信号のうちの小さい方(フューザB)を反転して、これに対応する選択された反転信号を生成し、そして次いで反転信号および2つの入力信号(フューザAおよびB’’)のうちの大きい方を加算することによって、受信信号のいずれよりも大きな振幅を有する結合された信号(フューザC)が生成される。
【0016】
受信ダイバーシチ信号を結合された方法は、従来のコンバイナよりも有利である。なぜなら、振幅反転回路は位相シフト回路よりも実現が簡単であり、かつまた、このコンバイナのモニタリングおよび制御機能は、位相アラインメントに必要なものよりも実現が簡単だからである。
【0017】
図1の選択可能反転コンバイナは、各ダイバーシチ信号の強度および結合された出力信号の強度をモニタする。ゲイン制御エンジン40は、より強い信号を、反転されているかまたは反転されていないより弱い信号と結合して、結合された出力(得られる)信号強度を最大化する。
【0018】
図3のフローチャートは、図1の無線受信器コンバイナ回路のゲイン制御エンジンによって実行されるステップを例示する。各受信信号10、20の強度が判定され、そして図3のフローチャートには明示しないが、そのような判定は、結合された処理の実行中により弱い受信信号が必要に応じて同定されるように規則正しくかつ連続して行われることに留意すべきである。出力結合された信号100はまた、判定(計測)される。受信信号10、20のうちの一方は、他方よりも弱い場合は、反転される(すなわち、−1が乗算され、位相を180度増加させる)。次いで、出力信号100の大きさが再度計測され、そしてその大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも強い場合は、位相反転のより弱い受信信号への適用を維持して、反転信号が他方の受信信号に加算されるようにする。しかし、出力信号100の大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも弱いと計測された場合、位相反転を停止し、元のより弱い受信信号を他方の受信信号に加算する。このようなより弱い受信信号の位相反転の維持または停止は、場合によっては、結合された出力信号の強度が所定のしきい値より下へ降下するか、または所定の持続時間が過ぎたかのいずれかの時間まで続けられる。いずれかのそのような状態が発生すると、より弱い信号の位相が反転され、かつ結合された出力信号の強度を再計測し、そして結合された出力信号が最後のそのような計測値よりも弱いかまたは強いかを判定する前記処理の繰り返しサイクルが実行される(図3に示す)。
【0019】
本発明の前復調選択可能反転/可変ゲインコンバイナ回路の第2実施形態を図4に示す。このコンバイナ回路は、図1を参照して上記したより弱い受信信号に対して選択可能振幅反転処理を実行し、かつ加えて、反転選択処理に寄与する振幅調節を実行する。この実施形態において、コンバイナは、従来の最大比コンバイナと同様の方法で、受信信号の強度およびチャネル内ノイズパワーの両方をモニタし、かつ個々のチャネル信号対ノイズ比を使用して増幅器ゲインを調節する。この実施形態の実施において、個々の増幅器ゲインは、受信信号振幅に比例、かつチャネル内ノイズパワーに対して反比例するようにされる。個々のチャネル信号対ノイズ比+結合された出力信号の強度を使用して、受信信号を結合する前により弱い信号を作り出すかどうかを判定する。ゲイン制御エンジン40は、上記のようにより強い信号を反転されているかまたは反転されていないより弱い信号と結合して、結合出力信号強度100を最大化する。
【0020】
図5のフローチャートは、図4の無線受信器コンバイナ回路のゲイン制御エンジンによって実行されるステップを例示する。各受信信号10、20および各受信信号に関連するチャネル内ノイズの強度を計測する。各受信信号に対するゲイン調節値を、その信号に適用可能な信号対ノイズ比に基づいて、判定し、そして信号に適用する。図5に明示しないが、そのような判定は、結合された処理の実行中により弱い受信信号が必要に応じて同定されるように、かつ現在の(正しい)信号対ノイズ比が増幅器(AGC)ゲインを調節するように使用されるように、規則正しくかつ連続して行われることに留意すべきである。
【0021】
結合された出力信号100を判定(計測)する。受信信号10、20のうちの一方は、他方よりも弱い場合は、反転される(すなわち、−1が乗算され、位相を180度増加させる)。次いで、出力信号100の大きさが再度計測され、そしてその大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも強い場合は、位相反転のより弱い受信信号への適用を維持して、反転信号が他方の受信信号に加算されるようにする。しかし、出力信号100の大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも弱いと計測された場合、位相反転を停止し、元のより弱い受信信号を他方の受信信号に加算する。このようなより弱い受信信号の位相反転の維持または停止は、場合によっては、結合された出力信号の強度が所定のしきい値より下へ降下するか、または所定の持続時間が過ぎたかのいずれかの時間まで続けられる。いずれかのそのような状態が発生すると、より弱い信号の位相が反転され、かつ結合された出力信号の強度を再計測し、そして結合された出力信号が最後のそのような計測値よりも弱いかまたは強いかを判定する前記処理の繰り返しサイクルが実行される(図5に示す)。
【0022】
上記実施形態において利用された個々の電子および処理機能はそれぞれ、当業者に十分に理解される。種々の他の実施形態が代替として当業者に考案され得ることが読者に理解される。通信設計の当業者は、本発明を所定の用途に適切な実施形態に容易に適用し得る。
【0023】
したがって、本明細書中に例示として示し、かつ記載する特定の実施形態は、添付の特許請求項の範囲によって定義され、発明者に請求される発明の範囲を制限することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】図1は、本発明による無線受信機コンバイナの第1実施形態のコンポーネントを示すブロック図である。
【図2a】図2aは、受信信号または受信信号を反転したものに対応するフェーザの追加を示すベクトル図であり、いずれの単独の受信信号よりも強度な信号を生成するために追加された2つの受信ダイバーシチ信号(一方はアンテナ1から、他方はアンテナ2から)に対応するフェーザを示す。
【図2b】図2bは、受信信号または受信信号を反転したものに対応するフェーザの追加を示すベクトル図であり、いずれの単独の受信信号よりも強度な信号を生成するための、一方の受信ダイバーシチ信号(アンテナ1から)に対応する1つのフェーザと、他方の受信ダイバーシチ信号(アンテナ2から)の振幅反転信号に対応する別のフェーザとを示す。
【図3】図3は、図1の無線受信機コンバイナのゲイン制御エンジンにより行われる工程のフローチャートである。
【図4】図4は、本発明による無線受信機コンバイナの第2実施形態のコンポーネントを示すブロック図である。
【図5】図5は、図4の無線受信機コンバイナのゲイン制御エンジンにより行われる工程のフローチャートである。
【0001】
(発明の分野)
本発明は、ダイバーシチRF受信機の分野にあり、特にこのような受信機で用いられるコンバイナ回路の分野にある。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
携帯電話などの無線通信装置に到着する信号は典型的には波の複雑な混合を含む。いくつかの波は直接送信アンテナから到着し、他の波は静止しているか、または移動している物体から反射されてくる。得られる波形は振幅領域が相殺または補強されたものであり、さらに反射された信号が取る様々な長さの経路に亘る伝搬遅延により時間領域が歪んだものである。これらの振幅および時間の歪みはマルチパスフェーディングと呼ばれ、これは信号の復号化をより困難にする。
【0003】
データシステムにおいて、このような相殺は所望のビットストリームの一部を消去し得、消去の長さは様々な要因に依存する。前方誤り訂正(FEC)はこの消去の問題を解決する一般的な技術である。送信されたデータに冗長な情報が追加されて、元のデータの予想されたレベルの消去と回復が再送信することなく可能になる。FECは有用であるが、ビットレートが増加するとさらなる冗長が追加されなければならず、そのことがリターンの低減を引き起こす。冗長はシステムの有効ビットレートを低減させる。
【0004】
マルチパスフェーディングによって引き起こされる問題に対する別の解決は、2つの独立チャネルを用いることである。これは2つの空間的に別々の受信アンテナを用いること、または2つの直交偏光受信アンテナを用いることにより行われる。ダイバーシチ受信システムは概して3つの異なるクラスの技術のうちの1つを用いて、複数の受信信号を結合する。3つの異なるクラスの技術とは、(i)選択結合:これによると、最も強い信号対ノイズ比を有する信号が選択される(これは適度な監視および制御機能を必要とするが、この結果時間と位相が変位し、これが同期に悪影響を与え得る)、(ii)最大比率結合:これによると、位相シフタを用いて信号の位相が整合され、自動ゲインコントローラ(AGC)を用いて大きさが調整される。その結果、各信号に与えられたゲインが信号の大きさに正比例しノイズパワーに反比例する(これは非常に複雑な監視および制御機能を必要とするが、時間も位相も変位しない)、(iii)平衡ゲイン結合:これによると、位相シフタを用いて信号の位相が整合され、個々の信号の強度とは無関係に、すなわち大きさを調整することなく、全信号が平衡ゲインで組み合わされる(これは複雑な監視および制御機能を必要とするが、時間も位相も変位しない)。
【0005】
さらに公知であるのは復調後平衡ゲインコンバイナであり、これは振幅制御も位相制御もせずに(したがって監視および制御機能を必要とせず)、さらに時間も位相も変位させることなく、ダイバーシチを達成する。しかし残念なことに、これは復調後のプロセスを実行するため、復調器を含むすべての受信機フロントエンド回路の重複を必要とする。さらにこの性能は他のコンバイナほど高くはない。
【0006】
以上3つの復調前コンバイナのうち、最大比率コンバイナが最良の組み合わされたキャリア対ノイズ比を提供し、平衡ゲインコンバイナも最大比率コンバイナとほぼ同等の性能を提供する。選択コンバイナはキャリア対ノイズ比での向上が最も低い。
【0007】
したがって、空間ダイバーシチ内で最適に信号を結合する有効な手段であって、上記従来のものよりも有効かつこれらほど複雑ではない手段が必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の要旨)
本発明によると、得られる出力信号を最大にするために選択ベースでいずれかの受信信号が反転される、ダイバーシチ無線受信機用コンバイナが提供される。各ダイバーシチ信号の強度および組み合わされた出力信号の強度が監視される。ゲイン制御エンジンは、より強い信号を、反転した、または反転しないより弱い信号と結合して、組み合わされた出力(得られた)信号強度を最大にする。さらに必要に応じてコンバイナは、各受信信号ごとにチャネル内ノイズに基づいて振幅を調整し得、それにより信号強度ならびにチャネル内ノイズパワーおよび個々のチャネルの信号対ノイズ比が増幅器のゲインを調整するために用いられる。
【0009】
本発明の一局面によると、無線受信機内で複数の受信ダイバーシチ信号を結合してそこから組み合わされた出力信号を生成するコンバイナが提供される。ゲイン制御エンジンは、各受信信号および組み合わされた出力信号の強度を判定するように構成されている。ゲインコントローラは、これらの判定の結果に基づいてゲイン制御エンジンにより制御される。これによりゲインコントローラは、受信信号のうちの最も弱い信号を反転して、このような反転が組み合わされた出力信号の強度を高めるときに他の受信信号と結合する。ゲイン制御エンジンは、最も弱い受信信号が反転される前に、組み合わされた出力信号の強度に関する第1判定を行い、最も弱い受信信号が反転された後に、組み合わされた出力信号の強度に関する第2判定を行う。第2判定の強度が第1判定のそれよりも大きくなった場合、最も弱い受信信号の反転は続けられ、第2判定の強度が第1判定のそれよりも小さくなった場合、最も弱い受信信号の反転は逆転される。第1および第2判定および相対的に弱い信号の反転は、定期的に繰り返されるか、または組み合わされた出力信号の強度が所定量低下したときに行われる。
【0010】
好適には、ゲイン制御エンジンは、受信信号チャネルのノイズを判定するように構成されており、ゲインコントローラの制御は受信信号に対して判定された信号対ノイズ比に基づいている。これにより各受信信号は、それに対して判定された信号対ノイズ比に比例するゲインにより増幅される。好適な実施形態のゲインコントローラは、各受信信号用に自動ゲインコントローラ(AGC)を含み、ゲイン制御エンジンはデジタル信号プロセッサを含む。
【0011】
本発明の別の局面によると、無線受信機内で複数のダイバーシチ信号を結合してそこから組み合わされた出力信号を生成する方法が提供される。各受信信号および組み合わされた出力信号の強度が判定される。受信信号のゲインは、これらの判定の結果に基づいて制御される。これにより、受信信号のうちの最も弱い信号が反転され、このような反転が組み合わされた出力信号の強度を高めるときに他の受信信号と組み合わされる。最も弱い受信信号が反転される前に、組み合わされた出力信号の強度に関する第1判定が行われ、最も弱い受信信号が反転された後に、組み合わされた出力信号の強度に関する第2判定が行われる。第2判定の強度が第1判定のそれよりも大きくなった場合、最も弱い受信信号の反転は維持され、第2判定の強度が第1判定のよれよりも小さくなった場合、最も弱い受信信号の反転は逆転される。第1および第2判定および相対的に弱い信号の反転は、定期的に繰り返されるか、または組み合わされた出力信号の強度が所定量低下したときに行われる。好適には、受信信号チャネルのノイズもまた判定され、ゲインは、受信信号に対して判定された信号対ノイズ比に基づいても制御される。これにより各受信信号は、それに対して判定された信号対ノイズ比に比例するゲインにより増幅される。
【0012】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の前復調選択可能反転コンバイナ回路の第1実施形態を図1に示す。2つの受信ダイバーシチ信号10、20は、制御信号60、70を生成するデジタル信号処理手段を含むゲイン制御エンジン40によって処理および解析される。制御信号60、70は、自動ゲインコントローラ(AGC)20、30の形態のゲインコントローラに供給され、受信信号10、20を所定の方法で適宜変更する。次いで、AGC20、30から出力される変更信号80、90は、加算器50によって和をとられ、結合出力信号100を生成する。結合信号100は、受信信号10、20に適用されるゲインを判定する際に使用するために、ゲイン制御エンジン40にフィードバックおよび入力される。
【0014】
ゲイン制御エンジン40は、プロセッサおよびソフトウェアアルゴリズム(例えば、プログラム化デジタル信号プロセッサ)の形態であり得、また専用ハードウェア実装を使用することが所望される場合は、計算論理回路によって提供され得る。
【0015】
図2(a)および(b)は、受信信号10、20がコンバイナ回路によってどのように処理および解析されるかを例示する。図示するように、コンバイナは、選択可能なように、得られる出力信号を最大化するように受信信号のいずれかを振幅反転する。図2(a)は、2つの異なるアンテナ(フェーザAおよびB)から受信される信号が加算されて、受信信号のいずれよりも大きな振幅を有する結合された信号(フェーザC)を生成する。対称的に、図2(b)は、2つの受信信号(フェーザAおよびB)を単純に加算することによって、入力信号のうちの1つ(フューザA)よりも小さな振幅を有する結合された信号(フューザC)を生成し得る場合を示す。しかし、2つの入力信号のうちの小さい方(フューザB)を反転して、これに対応する選択された反転信号を生成し、そして次いで反転信号および2つの入力信号(フューザAおよびB’’)のうちの大きい方を加算することによって、受信信号のいずれよりも大きな振幅を有する結合された信号(フューザC)が生成される。
【0016】
受信ダイバーシチ信号を結合された方法は、従来のコンバイナよりも有利である。なぜなら、振幅反転回路は位相シフト回路よりも実現が簡単であり、かつまた、このコンバイナのモニタリングおよび制御機能は、位相アラインメントに必要なものよりも実現が簡単だからである。
【0017】
図1の選択可能反転コンバイナは、各ダイバーシチ信号の強度および結合された出力信号の強度をモニタする。ゲイン制御エンジン40は、より強い信号を、反転されているかまたは反転されていないより弱い信号と結合して、結合された出力(得られる)信号強度を最大化する。
【0018】
図3のフローチャートは、図1の無線受信器コンバイナ回路のゲイン制御エンジンによって実行されるステップを例示する。各受信信号10、20の強度が判定され、そして図3のフローチャートには明示しないが、そのような判定は、結合された処理の実行中により弱い受信信号が必要に応じて同定されるように規則正しくかつ連続して行われることに留意すべきである。出力結合された信号100はまた、判定(計測)される。受信信号10、20のうちの一方は、他方よりも弱い場合は、反転される(すなわち、−1が乗算され、位相を180度増加させる)。次いで、出力信号100の大きさが再度計測され、そしてその大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも強い場合は、位相反転のより弱い受信信号への適用を維持して、反転信号が他方の受信信号に加算されるようにする。しかし、出力信号100の大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも弱いと計測された場合、位相反転を停止し、元のより弱い受信信号を他方の受信信号に加算する。このようなより弱い受信信号の位相反転の維持または停止は、場合によっては、結合された出力信号の強度が所定のしきい値より下へ降下するか、または所定の持続時間が過ぎたかのいずれかの時間まで続けられる。いずれかのそのような状態が発生すると、より弱い信号の位相が反転され、かつ結合された出力信号の強度を再計測し、そして結合された出力信号が最後のそのような計測値よりも弱いかまたは強いかを判定する前記処理の繰り返しサイクルが実行される(図3に示す)。
【0019】
本発明の前復調選択可能反転/可変ゲインコンバイナ回路の第2実施形態を図4に示す。このコンバイナ回路は、図1を参照して上記したより弱い受信信号に対して選択可能振幅反転処理を実行し、かつ加えて、反転選択処理に寄与する振幅調節を実行する。この実施形態において、コンバイナは、従来の最大比コンバイナと同様の方法で、受信信号の強度およびチャネル内ノイズパワーの両方をモニタし、かつ個々のチャネル信号対ノイズ比を使用して増幅器ゲインを調節する。この実施形態の実施において、個々の増幅器ゲインは、受信信号振幅に比例、かつチャネル内ノイズパワーに対して反比例するようにされる。個々のチャネル信号対ノイズ比+結合された出力信号の強度を使用して、受信信号を結合する前により弱い信号を作り出すかどうかを判定する。ゲイン制御エンジン40は、上記のようにより強い信号を反転されているかまたは反転されていないより弱い信号と結合して、結合出力信号強度100を最大化する。
【0020】
図5のフローチャートは、図4の無線受信器コンバイナ回路のゲイン制御エンジンによって実行されるステップを例示する。各受信信号10、20および各受信信号に関連するチャネル内ノイズの強度を計測する。各受信信号に対するゲイン調節値を、その信号に適用可能な信号対ノイズ比に基づいて、判定し、そして信号に適用する。図5に明示しないが、そのような判定は、結合された処理の実行中により弱い受信信号が必要に応じて同定されるように、かつ現在の(正しい)信号対ノイズ比が増幅器(AGC)ゲインを調節するように使用されるように、規則正しくかつ連続して行われることに留意すべきである。
【0021】
結合された出力信号100を判定(計測)する。受信信号10、20のうちの一方は、他方よりも弱い場合は、反転される(すなわち、−1が乗算され、位相を180度増加させる)。次いで、出力信号100の大きさが再度計測され、そしてその大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも強い場合は、位相反転のより弱い受信信号への適用を維持して、反転信号が他方の受信信号に加算されるようにする。しかし、出力信号100の大きさがより弱い受信信号を位相反転する前に得られる計測値よりも弱いと計測された場合、位相反転を停止し、元のより弱い受信信号を他方の受信信号に加算する。このようなより弱い受信信号の位相反転の維持または停止は、場合によっては、結合された出力信号の強度が所定のしきい値より下へ降下するか、または所定の持続時間が過ぎたかのいずれかの時間まで続けられる。いずれかのそのような状態が発生すると、より弱い信号の位相が反転され、かつ結合された出力信号の強度を再計測し、そして結合された出力信号が最後のそのような計測値よりも弱いかまたは強いかを判定する前記処理の繰り返しサイクルが実行される(図5に示す)。
【0022】
上記実施形態において利用された個々の電子および処理機能はそれぞれ、当業者に十分に理解される。種々の他の実施形態が代替として当業者に考案され得ることが読者に理解される。通信設計の当業者は、本発明を所定の用途に適切な実施形態に容易に適用し得る。
【0023】
したがって、本明細書中に例示として示し、かつ記載する特定の実施形態は、添付の特許請求項の範囲によって定義され、発明者に請求される発明の範囲を制限することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】図1は、本発明による無線受信機コンバイナの第1実施形態のコンポーネントを示すブロック図である。
【図2a】図2aは、受信信号または受信信号を反転したものに対応するフェーザの追加を示すベクトル図であり、いずれの単独の受信信号よりも強度な信号を生成するために追加された2つの受信ダイバーシチ信号(一方はアンテナ1から、他方はアンテナ2から)に対応するフェーザを示す。
【図2b】図2bは、受信信号または受信信号を反転したものに対応するフェーザの追加を示すベクトル図であり、いずれの単独の受信信号よりも強度な信号を生成するための、一方の受信ダイバーシチ信号(アンテナ1から)に対応する1つのフェーザと、他方の受信ダイバーシチ信号(アンテナ2から)の振幅反転信号に対応する別のフェーザとを示す。
【図3】図3は、図1の無線受信機コンバイナのゲイン制御エンジンにより行われる工程のフローチャートである。
【図4】図4は、本発明による無線受信機コンバイナの第2実施形態のコンポーネントを示すブロック図である。
【図5】図5は、図4の無線受信機コンバイナのゲイン制御エンジンにより行われる工程のフローチャートである。
Claims (10)
- 受信した複数のダイバーシチ信号を無線受信器において結合し、結合された出力信号を生成するコンバイナであって、該コンバイナは、該受信した信号のそれぞれおよび該結合された出力信号の強度を判定し、該判定の結果に基づいて利得コントローラを制御し、それにより、該利得コントローラが該受信した信号のうちの最も弱い信号を、反転によって該結合された出力信号の強度が増大する場合に、他の該受信した信号と結合するために反転するように構成された利得制御エンジンを含む、コンバイナ。
- 前記利得制御エンジンは、前記受信した最も弱い信号が反転される前に、前記結合された出力信号の強度についての第1判定を行い、該受信した最も弱い信号が反転された後に、該結合された出力信号の強度についての第2判定を行い、該受信した最も弱い信号の反転は、該第2判定の強度が該第1判定の強度よりも増大している場合に継続され、該第2判定の強度が該第1判定の強度よりも低減している場合に反転される、請求項1に記載のコンバイナ。
- 前記第1および第2判定、ならびに前記より弱い信号の反転は、周期的に、あるいは、前記結合された出力信号の強度が所定の量低減した場合に、繰り返される、請求項2に記載のコンバイナ。
- 前記利得制御エンジンは、受信した信号チャネルにおけるノイズを判定するように構成され、前記利得コントローラの制御はまた、該受信した信号に対して判定された信号対ノイズ比に基づき、それにより、該受信した信号のそれぞれは、そのために判定された信号対ノイズ比に比例する利得によって増幅される、請求項3に記載のコンバイナ。
- 前記利得コントローラは、前記受信した信号のそれぞれについて、自動利得コントローラ(AGC)を含む、請求項4に記載のコンバイナ。
- 前記利得制御エンジンは、デジタル信号プロセッサを含む、請求項5に記載のコンバイナ。
- 受信した複数のダイバーシチ信号を無線受信器において結合し、結合された出力信号を生成する方法であって、該方法は、該受信した信号のそれぞれおよび結合された出力信号の強度を判定する工程と、該判定の結果に基づいて該受信した信号の利得を制御する工程であって、それにより、該受信した信号のうちの最も弱い信号が、反転によって該結合された出力信号の強度が増大する場合に、他の該受信した信号と結合するために反転される、工程とを包含する、方法。
- 前記受信した最も弱い信号が反転される前に、前記結合された出力信号の強度についての第1判定を行い、該受信した最も弱い信号が反転された後に、該結合された出力信号の強度についての第2判定を行う工程と、該受信した最も弱い信号の反転を、該第2判定の強度が該第1判定の強度よりも増大している場合に継続し、該第2判定の強度が該第1判定の強度よりも低減している場合に反転する工程とを包含する、請求項7に記載の方法。
- 前記第1および第2判定、ならびに前記より弱い信号の反転は、周期的に、あるいは、前記結合された出力信号の強度が所定の量低減した場合に、繰り返される、請求項8に記載の方法。
- 受信した信号チャネルにおけるノイズを判定する工程と、該受信した信号に対して判定された信号対ノイズ比に基づいて前記利得を制御する工程であって、それにより、該受信した信号のそれぞれは、そのために判定された信号対ノイズ比に比例する利得によって増幅される工程とを包含する、請求項3に記載の方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7088965B1 (en) * | 2002-01-08 | 2006-08-08 | Sprint Spectrum L.P. | Fractal antenna system and method for improved wireless telecommunications |
US8098683B2 (en) | 2004-10-06 | 2012-01-17 | Broadcom Corporation | Method and system for implementing a single weight (SW) single channel (SC) MIMO system with no insertion loss |
US8509703B2 (en) * | 2004-12-22 | 2013-08-13 | Broadcom Corporation | Wireless telephone with multiple microphones and multiple description transmission |
US20060133621A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Broadcom Corporation | Wireless telephone having multiple microphones |
US20070116300A1 (en) * | 2004-12-22 | 2007-05-24 | Broadcom Corporation | Channel decoding for wireless telephones with multiple microphones and multiple description transmission |
US7983720B2 (en) * | 2004-12-22 | 2011-07-19 | Broadcom Corporation | Wireless telephone with adaptive microphone array |
CN100441006C (zh) * | 2006-08-08 | 2008-12-03 | 华为技术有限公司 | 无线基站及控制接收通道的增益的方法 |
US7668525B2 (en) * | 2007-03-01 | 2010-02-23 | Delphi Technologies, Inc. | System and method of a stereo receiving system |
US8428661B2 (en) | 2007-10-30 | 2013-04-23 | Broadcom Corporation | Speech intelligibility in telephones with multiple microphones |
US9161798B2 (en) * | 2008-02-01 | 2015-10-20 | Dfine, Inc. | Bone treatment systems and methods |
US8551107B2 (en) | 2009-10-15 | 2013-10-08 | Biomet, C.V. | Bending tool and method for reshaping a bone plate |
US8348980B2 (en) | 2009-10-15 | 2013-01-08 | Biomet C.V. | Method and plate for fusing the medial column bones of the foot |
KR101595830B1 (ko) * | 2015-09-21 | 2016-02-24 | 대한민국 | 단파 통신 두절의 판단을 위한 단파 신호 모니터링 방법 및 장치 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3737781A (en) * | 1971-09-15 | 1973-06-05 | Nasa | Signal-to-noise ratio determination circuit |
US3965422A (en) * | 1974-07-26 | 1976-06-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | System channel distortion weighting for predetection combiners |
US4293955A (en) * | 1980-03-17 | 1981-10-06 | Telex Communications, Inc. | Diversity reception system |
NZ239733A (en) * | 1990-09-21 | 1994-04-27 | Ericsson Ge Mobile Communicat | Mobile telephone diversity reception with predetect signal combination |
US5203025A (en) * | 1990-11-09 | 1993-04-13 | Kovatel Communications, Ltd. | Selection circuit in a space diversity reception system for a mobile receiver |
JP3022194B2 (ja) * | 1994-09-02 | 2000-03-15 | 三菱電機株式会社 | ダイバーシチ受信装置 |
FI107851B (fi) * | 1996-05-22 | 2001-10-15 | Nokia Networks Oy | Menetelmä antennikeilan valitsemiseksi, tukiasema ja solukkoradiojärjestelmä |
US6154503A (en) * | 1996-06-07 | 2000-11-28 | Sharp Kk Corporation | Automatic gain control system that responds to baseband signal distortion |
US6256484B1 (en) * | 1997-02-26 | 2001-07-03 | Telex Communications, Inc. | Diversity reception system |
JPH11220346A (ja) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Fujitsu Ltd | 自動利得制御回路 |
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-
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013027004A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 衛星通信システムの地球局装置および地球局装置制御方法 |
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