JP4094444B2 - 無線通信端末 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器から放射される放射雑音を除去し、無線通信機器の伝送品質を改善する無線通信端末に関する。
【0002】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータのクロックの高周波化に伴い、パーソナルコンピュータが発生するクロック信号が、隣接して配置され併用される無線通信端末に影響を与えるという問題がある。図14にその様子を示す。図14で基地局1と無線通信端末2は無線回線3を通じてデータを送受信する。この際に近接して配置された、例えばパーソナルコンピュータなどの電子機器PCが放射する放射雑音も無線通信端末2の受信アンテナに受信される。無線通信端末2としては携帯型端末の他に、電子機器(パーソナルコンピュータ)の内部に備えられる場合も考えられる。一例としてはパーソナルコンピュータに内蔵されるPCカード型無線通信端末が挙げられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般に無線通信端末に備えられる受信機では図15に示す情報信号Aを図16に示すフィルタ特性Bで帯域制限して受信を行っている。然し乍ら、パーソナルコンピュータのような電子機器PCから放射される放射雑音Nは広い帯域に渡って放射されるため、殆どの場合放射雑音Nは情報信号Aの全帯域にまたがって混入するため、情報信号Aに重畳した放射雑音Nはフィルタ特性Bでは除去することはできない。この結果、情報信号Aの伝送品質を劣化させる不都合が生じる。放射雑音による影響を軽減する方法としては受信アンテナの設置位置を放射雑音源から遠ざけることが考えられるが、特に電子機器へ内蔵する場合には装置の小型化、設置の容易さなどで充分な対応策をとることはできない。
【0004】
また、受信帯域内に入る干渉信号は幾つか考えられる。その代表例としてはエコーがある。これは例えば電話回線において、回路の特性などにより送信した信号がわずかながら受信信号に回り込んで来る現象である。エコーによって音声品質は劣化する。また、これをキャンセルする装置としてエコーキャンセラがある。エコーの原因は送信信号の回り込みであることは良く知られている。つまり、エコーキャンセラでは予め既知である送信信号を用いて受信した信号からそのエコー成分を差し引くことでエコーを除去している。
これに対し、干渉の原因が放射雑音の場合、擬似エコーに相当する擬似放射雑音を発生させることができないため、エコーキャンセラの技術によっては放射雑音を除去することはできない。
【0005】
本発明の目的は電子機器から混入する放射雑音を除去する機能を付加した無線通信端末を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明の無線通信端末は、受信アンテナでの受信信号を信号処理に容易な周波数帯に変換し復調する受信機と、受信機の出力信号から電子機器により放射された干渉信号を除去する干渉除去器を備え、当該干渉除去器は、適応フィルタと加算器とを備え、適応フィルタは、干渉信号の情報を電子機器から取得してこれを基準信号とし、加算器の出力として得られる誤差信号によりタップ係数を制御して、誤差信号が最小化するように擬似干渉信号を生成し、加算器は、上記受信機の出力信号から上記擬似干渉信号を減じることにより干渉信号を除去する。
【0007】
作用
本発明によれば、電子機器が放射する放射雑音を、電子機器から取得し、この放射雑音を受信機で受信した受信信号から差し引く構成としたから、本発明の無線通信端末によれば放射雑音を除去した受信信号を得ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1にこの発明の無線通信端末の実施例を示す。図中100はこの発明で提案する無線通信端末の全体を指す。無線通信端末100は受信信号を信号処理に容易な周波数帯に変換し、復調する受信機200と、電子機器が放射する放射雑音を除去する干渉除去器300と、情報処理系400とによって構成される。
受信機200から出力される受信信号にはデータと放射雑音が含まれている。干渉除去器300は受信信号に含まれる放射雑音成分を除去し、放射雑音成分を除去したデータを情報処理系400に入力する。これにより、情報処理系400に入力されるデータの情報伝送品質は改善され、データの誤り率を低減することができる。
【0009】
図2にこの発明の要部となる干渉除去器300の実施例を示す。この実施例に示す干渉除去器300は加算器301と、放射雑音予測器302とによって構成される。放射雑音予測器302はこの実施例では増幅器303と、移相器304とによって構成した場合を示す。
増幅器303には例えばケーブルFVを通じて干渉源となる電子機器PCから放射雑音を入力する。放射雑音としては、例えば電子機器PCを駆動するクロック信号などが考えられる。増幅器303で所望のレベルに増幅された放射雑音を移相器304に入力し、移相器304で受信機200から出力される受信信号に含まれる干渉信号(放射雑音)の位相とは逆位相の関係に設定する。この逆位相の関係にある放射雑音成分を放射雑音予測器302の出力信号である擬似干渉信号として加算器301に入力し、加算器301で受信機200から出力された受信信号に加算する。
【0010】
放射雑音予測器302から出力される擬似干渉信号は受信機200から出力される干渉信号とは逆位相の関係に設定されているから、加算器301の出力にはデータのみが出力され放射雑音性分は除去される。
図3は干渉除去器300の第2の実施例を示す。この実施例では放射雑音予測器302を適応フィルタ305で構成した場合を示す。適応フィルタ305には電子機器PCからケーブルFV等を通じて直接取得した放射雑音の情報を基準信号として与え、適応フィルタ305によって擬似干渉信号を生成する。加算器301の出力に得られる差信号を誤差信号として適応フィルタ305に入力し、この誤差信号により適応フィルタ305のタップ係数を制御する。適応フィルタ305のタップ係数の制御に用いられる誤差信号は加算器301の出力(干渉信号−擬似干渉信号)の平均2乗値である。また、タップ係数の制御は誤差信号を最小化するように動作し、その結果として受信信号から干渉信号を除去するように動作する。
【0011】
図4は干渉除去器300の第3の実施例を示す。この実施例では先ず、通信回線が確定していない状況でスイッチSW1を接点Bに接触させ、放射雑音のみを受信し、メモリ306に放射雑音を記憶させる。例えばこの発明の通信相手を基地局1(図1参照)とした場合、基地局からの送信を止める。通信が開通された状況ではスイッチSW1を接点Aに接触させ受信信号系路を形成すると共に、記憶された放射雑音を基準信号として適応フィルタ305に与え、適用フィルタ305を用いて擬似干渉信号を生成する。この実施例は、特に時間変動の小さい放射雑音の除去に有効である。
【0012】
図5に干渉除去器300の第4の実施例を示す。図5に示す実施例では送信機(図5には特に図示していない)から予め受信機200で既知であるトレーニング信号を送信し、第2の加算器308で受信信号からトレーニング信号を減じることで干渉信号を抽出する。抽出された干渉信号を基準信号として適応フィルタ305に入力し、適応フィルタ305を用いて擬似干渉信号を生成する。このとき、適応フィルタ305は誤差信号により制御されるタップ係数制御器307によりタップ係数が制御され、誤差信号が最小化するように動作する。
初期のトレーニング信号により適応フィルタ305が定常動作に収束すれば適応フィルタ305の動作状態はタップ係数制御器307により保持され、トレーニング信号の供給は不要となる。但し、干渉信号の状況が時間の経過に従って変動することが考えられる場合には、トレーニング信号の代わりに第1の加算器301から出力される再生信号を第2の加算器308に供給し、干渉信号の抽出動作を継続させてもよい。
【0013】
図6及び図7は電子機器に内蔵若しくは電子機器に近接した無線通信端末の電波利用環境の他の例を示す。この例では、無線通信端末に2本のアンテナを搭載した例である。図6は2本のアンテナを搭載した無線通信端末が遠方に存在する基地局1から発信される電波を受信する様子を示す。また、図7は2本のアンテナを搭載した無線通信端末がこの端末に近接して配置された電子機器PCから放射される放射雑音を受信する様子を示す。
一般に移動通信環境では遠方の基地局1から送信された信号は都市などを伝搬する過程で多くの散乱を受ける。このため、ある一定の距離だけ離れて配置された無線通信端末の異なるアンテナに受信される各信号は空間的な広がりをもっている。このため図6BとCに示すように2本のアンテナに受信される受信信号(データ)間の相関は小さくなる。
【0014】
一方、図7に示した無線通信端末の近くに配置された電子機器PCから放射された受信帯域に入る放射雑音は反射散乱を受けることなく見通し状態に近いため、2本のアンテナに受信される2信号の違いは図7BとCに示すように移相差がわずかに異なる程度であり、相関は高い。
図8に2本のアンテナを搭載した無線通信端末の実施例を示す。受信アンテナAN1とAN2で受信した受信信号は受信機200Aと200Bで復調され、その復調信号が干渉除去器300に入力される。干渉除去器300で放射雑音成分を除去し、放射雑音が除去された受信信号が情報処理系400に出力される。
【0015】
図9は図8に示した干渉除去器300の第1の実施例を示す。この実施例では2つの受信アンテナAN1とAN2に受信される干渉信号の相関が高い場合に有効となる。つまり、振幅位相調整器309で受信アンテナAN2で受信した干渉信号と受信アンテナAN1で受信した干渉信号とを等しくするように調整する。初期調整は、例えばデータを伝送する前の状況下で、受信される干渉信号をモニタし、加算後の干渉信号の電力がほゼロになるように設定する。他の調整方法としては送信機から受信機で既知のトレーニング信号を送信し、トレーニング信号に対する信号電力対(干渉信号電力+雑音電力)比が最大となるように設定してもよい。この設定により受信アンテナAN1とAN2で受信した干渉信号の相関が高ければ放射雑音をほぼゼロの状態に減衰させることができる。
【0016】
図10は図8に示した干渉除去器300の他の実施例を示す。この実施例では電子機器PCからケーブルFV等を通じて放射雑音を直接取得し、この取得した放射雑音情報を用いて振幅位相調整器309Aと309Bで各受信系の擬似干渉信号を生成し、各振幅位相調整器309Aと309Bの出力を放射雑音予測器302の出力信号となる擬似干渉信号1と擬似干渉信号2として第1の加算器301Aと第2の加算器301Bに入力し、これら第1の加算器301Aと第2の加算器301Bで各受信信号からそれぞれ擬似干渉信号を差し引く。この加算により第1の加算器301Aと第2の加算器301Bから放射雑音が除去されたデータ1とデータ2が出力され、これらのデータ1と2はダイバーシチ受信機500でダイバーシチ受信される。
【0017】
図11は図8に示した干渉除去器300の更に他の実施例を示す。この実施例では受信信号にタップ係数を乗算する乗算器310A及び310Bと、これら乗算器310Aと310Bの乗算結果を合成する加算器311と、乗算器310Aと310Bで乗算するタップ係数を制御するタップ係数制御器312とによって干渉除去器300を構成した場合を示す。
図12を用いてタップ係数制御方法の一例を説明する。図12のA1とB1は各受信アンテナAN1とAN2で受信した受信信号1と受信信号2のベクトルを示す。受信信号1と受信信号2は受信信号ベクトル1と放射雑音ベクトル1及び受信信号ベクトル2と放射雑音ベクトル2とを有する。タップ係数は放射雑音ベクトルの合成値をゼロにすべく、一方の受信信号のベクトルを移相させるように設定する図12に示す例では受信信号2を移相させた例を示す。この位相により、放射雑音ベクトルは同図Cに示すように、互に逆位相の関係に設定することができる。合成後は図Dに示す様に放射雑音ベクトルは除去され、受信信号1と2の合成値が得られる。
【0018】
図13は図8に示した干渉除去器300の更に他の実施例を示す。この実施例では放射雑音予測器302の前段に仮判定器600を設け、この仮判定器600で受信データの仮判定(データが1か0を仮判定)を行う。つまり、振幅位相調整器601と602は受信信号の振幅と位相を調整する。振幅幅と位相が調整された受信信号を加算器603で加算し、この加算結果に放射雑音成分を低減した受信データを得る。放射雑音成分が低減された受信データを判定器604に入力し、受信データの論理値を仮判定する。この仮判定の方法としては例えば振幅値に対して閾値を設定し、閾値を越えているとき「1」論理と判定し、閾値以下であれば「0」論理と判定する。
【0019】
この仮判定により適正な論理波形を持つ判定データが得られる。
仮判定器600から出力される判定データは放射雑音予測器302に入力される。この実施例に用いる放射雑音予測器302は伝搬路推定器313A、313Bと、加算器314A、314Bとによって構成した場合を示す。伝搬路推定器313A、313Bは仮判定器600から入力される判定データに対して電波伝搬路で受けた影響を推定し、その影響を表わすパラメータを判定データに乗算する動作を行う。この乗算動作により、判定データは再び受信データに近似したレプリカ信号に整形される。
【0020】
伝搬路推定器313A、313Bから出力されるレプリカ信号を加算器314Aと314Bに入力し、この加算器314Aと314Bで受信機200A,200Bから出力される受信信号に加算する。この加算時にデータ成分を消去し、擬似干渉信号1と擬似干渉信号2を生成する。
この擬似干渉信号1と2を加算器301Aと301Bに入力し、この加算器301A、301Bで受信機200Aと200Bで受信した2系統の受信信号から放射雑音成分を除去したデータ1とデータ2を再生する。
尚、700Aと700Bは遅延器を示す。この遅延器700Aと700Bは仮判定器600と放射雑音予測器302で受ける遅延に等しい遅延量を有し、加算器301Aと301Bに入力される受信信号と擬似干渉信号1及び2のタイミングを合致させるために設けられている。
【0021】
加算器301Aと301Bで放射雑音成分が除去されたデータ1とデータ2はダイバーシチ受信機500に入力され、ダイバーシチ受信される。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば電子機器から放射される放射雑音を除去してS/N比のよい受信信号を得ることができる。この結果として誤り発生率を低減することができ、通信品質の高いデータ通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の概要を説明するためのブロック図。
【図2】この発明の要部となる干渉除去器の第1の実施例を説明するためのブロック図。
【図3】この発明の要部となる干渉除去器の第2の実施例を説明するためのブロック図。
【図4】この発明の要部となる干渉除去器の第3の実施例を説明するためのブロック図。
【図5】この発明の要部となる干渉除去器の第4の実施例を説明するためのブロック図。
【図6】遠方から到来する電波の様子を説明するための図。
【図7】近接して発生する放射雑音の様子を説明するための図。
【図8】この発明の要部となる干渉除去器の他の型式の実施例を説明するためのブロック図。
【図9】図8に示した型式の干渉除去器の第1の実施例を説明するためのブロック図。
【図10】図8に示した型式の干渉除去器の第2の実施例を説明するためのブロック図。
【図11】図8に示した型式の干渉除去器の第3の実施実施例を説明するためのブロック図。
【図12】図11に示した実施例の動作を説明するための図。
【図13】図8に示した型式の干渉除去器の第4の実施例を説明するためのブロック図。
【図14】従来の技術を説明するためのブロック図。
【図15】従来の技術の動作を説明するためのグラフ。
【図16】従来の技術の欠点を説明するためのグラフ。
【符号の説明】
1 基地局 308 第2の加算器
2 無線通信端末 309 振幅位相調整器
3 無線回線 310A、310B 乗算器
PC 電子機器 311 加算器
100 無線通信端末 312 タップ係数制御器
200 受信機 313A、313B 伝搬路推定器
300 干渉除去器 314A、314B 加算器
301A、301B 加算器 400 情報処理系
302 放射雑音予測器 500 ダイバーシチ受信機
303 増幅器 600 仮判定器
304 移相器 700A、700B 遅延器
305 適応フィルタ
306 メモリ
307 タップ係数制御器
Claims (6)
- 受信アンテナでの受信信号を信号処理に容易な周波数帯に変換し復調する受信機と、受信機の出力信号から電子機器により放射された干渉信号を除去する干渉除去器と、
を備える無線通信端末であって、
上記干渉除去器は、適応フィルタと加算器とを備え、
上記適応フィルタは、上記干渉信号の情報を上記電子機器から取得してこれを基準信号とし、上記加算器の出力として得られる誤差信号によりタップ係数を制御して、誤差信号が最小化するように擬似干渉信号を生成し、
上記加算器は、上記受信機の出力信号から上記擬似干渉信号を減じることにより干渉信号を除去する
ことを特徴とする無線通信端末。 - 請求項1記載の無線通信端末において、
更に、上記電子機器から取得した上記干渉信号の情報を記憶するメモリと、上記受信機に一端が接続され、他端が上記干渉除去器又は上記メモリに切り替え接続可能なスイッチと、
を備え、
通信停止期間には上記スイッチの他端を上記メモリに接続して上記干渉信号をメモリに記憶させ、通信期間には上記スイッチの他端を上記干渉除去器に切り替え接続して上記受信機の出力信号を上記干渉除去器に取り込むとともに、上記メモリに記憶された干渉信号の情報を基準信号として用いることを特徴とする無線通信端末。 - 受信アンテナでの受信信号を信号処理に容易な周波数帯に変換し復調する受信機と、受信機の出力信号から電子機器により放射された干渉信号を除去する干渉除去器と、
を備える無線通信端末であって、
上記干渉除去器は、適応フィルタと、タップ係数制御器と、第1加算器と、第2加算器とを備え、
上記受信信号には既知のトレーニング信号が含まれており、
上記第2加算器は、上記受信機の出力信号から既知のトレーニング信号を減じることにより干渉信号を抽出し、
上記適応フィルタは、上記第1加算器の出力として得られる誤差信号により制御される上記タップ係数制御器によるタップ係数の制御により、上記干渉信号を基準信号として擬似干渉信号を生成し、
上記第1加算器は、上記受信機の出力信号から上記擬似干渉信号を減じることにより干渉信号を除去する
ことを特徴とする無線通信端末。 - 複数の受信アンテナでの受信信号をそれぞれ信号処理に容易な周波数帯に変換し復調する複数の受信機と、電子機器により放射された干渉信号を複数の受信機の出力信号から除去する干渉除去器と、
を備える無線通信端末であって、
上記干渉除去器は、加算器と、タップ係数制御器と、一端が複数の受信機にそれぞれ接続され他端が加算器に接続される複数の乗算器と、
を備え、
各受信機の出力信号を上記加算器で合成した際に上記干渉信号が除去されるよう、上記タップ係数制御器が上記複数の乗算器のタップ係数を制御することを特徴とする無線通信端末。 - 複数の受信アンテナでの受信信号をそれぞれ信号処理に容易な周波数帯に変換し復調す る複数の受信機と、電子機器により放射された干渉信号を複数の受信機の出力信号から除去する干渉除去器と、
を備える無線通信端末であって、
更に、干渉信号除去後の、複数の受信機の出力信号が入力され、ダイバーシチ受信処理を行うダイバーシチ受信機を備え、
上記干渉除去器は、複数の受信機にそれぞれ対応する、複数の振幅位相調整器と複数の加算器とを備え、
上記振幅位相調整器は、対応する受信機の出力信号から擬似干渉信号を減じることにより干渉信号が除去されるよう、上記電子機器から取得した上記干渉信号の振幅位相を調整することにより上記擬似干渉信号を生成し、
上記加算器は、対応する受信機の出力信号から上記擬似干渉信号を減じることにより干渉信号を除去する
ことを特徴とする無線通信端末。 - 複数の受信アンテナでの受信信号をそれぞれ信号処理に容易な周波数帯に変換し復調する複数の受信機と、電子機器により放射された干渉信号を複数の受信機の出力信号から除去する干渉除去器と、
を備える無線通信端末であって、
更に、干渉信号が除去後の、複数の受信機の出力信号が入力され、ダイバーシチ受信処理を行うダイバーシチ受信機を備え、
上記干渉除去器は、
上記複数の受信機の出力信号の振幅と位相を調整する、上記複数の受信機のそれぞれに対応する複数の振幅位相調整器と、
上記複数の振幅位相調整器の各出力信号を合成する第1加算器と、
上記第1加算器の出力信号の論理値の判定データを出力する判定器と、
上記判定データに対して電波伝搬路で受けた影響を推定し、その影響を表すパラメータを上記判定データに乗算することによりレプリカ信号を生成する、上記複数の受信機にそれぞれ対応する複数の伝搬路推定器と、
上記複数の受信機の出力信号と、それに対応する上記伝搬路推定器から出力されたレプリカ信号とを合成して擬似干渉信号を生成する、上記複数の受信機にそれぞれ対応する複数の第2加算器と、
上記複数の受信機の出力信号に対してそれぞれ遅延を与える複数の遅延器と、
上記遅延器により遅延が与えられた上記複数の受信機の出力信号と、それに対応する上記擬似干渉信号とを合成して干渉信号を除去する第3加算器と、
を備えることを特徴とする無線通信端末。
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