JP4455765B2 - 多アンテナシステムによって同時受信されたｏｆｄｍ信号処理用プロセス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主請求項の前文によるプロセスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近代的なディジタル技術においては、データ伝送（音声、ビデオ、または、その他のデータ）に、いわゆるＯＦＤＭ（Orthogonal-Frequency-Division Multiplex 直交周波数分割多重）システムまたはＣＯＦＤＭ（符号化ＯＦＤＭ）が用いられている。この原理によれば、伝送に先だって、ディジタルデータストリームは伝送ネットワークを通して複数のサブ信号に分割され、分割された各々は、それぞれの搬送波にのせられ、別々に送られる。たとえば、一般的なタイプのデータ伝送にも使えるいわゆるＤＶＢ-Ｔ（Digital-Video-Broadcasting, Terrestrial ）地上波ディジタルビデオ放送システムにおいては、1705箇または6817箇の個別の搬送波が使われる。受信側では、付属情報の各項目が再構成されて送信器端のディジタルデータストリームの情報の全項目が形成される。
【０００３】
このようなＯＦＤＭシステムは送信端の条件と受信端のデータ再生項目で（たとえば、ＤＡＢに対しては標準ETS 300401で、ＤＶＢ−Ｔに対しては標準ETS 300744で）標準化されている。受信端で、アンテナで受信される高周波信号はＯＦＤＭ復調器で、好ましくは中間周波数に変換された後に復調され、それによって付随するＩ/Ｑ値が各搬送波について取得される、ということがこれらＯＦＤＭシステムの共通の特徴である。
【０００４】
ＤＶＢ−Ｔシステムで使われているような、いわゆる入力パイロットトーン補正ＯＦＤＭシステムでは、チャンネル補正値は、共送信パイロットトーンから同時に決定される。各搬送波に対して、それぞれのＩ/Ｑ値は、関連するチャンネル補正値で複素的に係数倍される。このことが、すべての搬送波が一定の振幅を持ち、たとえばマルチパス受信などによって起こされるおそれのある全受信帯域にわたる各搬送波の振幅の落ち込みが適宜補償され、補正されることを確実にしている。
【０００５】
このようなシステムでは、個々のデータ以外に、いわゆる信頼度も送信されており、それによって、取得したディジタル値の取得後の処理をいわゆる軟判定プロセスで行うことが一般的である。チャンネル補正を通じてのＩ/Ｑ値の補正、または、信頼度を通して得られたディジタル値の補正についての、これら二つの既知の可能性は、受信器についての最新の技術である。
【０００６】
特に、このようなＯＦＤＭ信号のモバイル受信での信号対ノイズ比を改善するために、２個またはそれ以上のアンテナと、それに対応して指定された個別の受信チャンネルを具備し、これらの複数の受信チャンネルの高周波または中間周波数面に受信器のアナログ受信信号を組み合わせることが知られている。各受信チャンネルのアナログ信号は、たとえば、周波数に依存する受信パワーの関数として重み付けされ、足し合わされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにすると、有用な信号だけでなく、ノイズ成分も組み込まれるため、原理的には、問題のサブバンドが受信状態の最もよいチャンネルにくらべて信号対雑音比が劣化することがあり得る。これらのアナログ組み合わせプロセスは非常に高い出費を必要とし、関連のチャンネル特性に比較的ゆっくりとしか追従することができない。周波数選択的に足し合わせを行った場合には、比較的フラットな選択カーブが得られるに過ぎず、したがって、受信周波数帯域内のシャープな落ち込みを補正することはできない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の一つの目的は、これらの欠点を避け受信における顕著な改善を導き出す多アンテナシステムによる同時受信ＯＦＤＭ信号の足し合わせプロセスを示すことにある。
【０００９】
主請求項の前文によるプロセスからはじめて、この目的は、主請求項に述べられている特性によって達成される。その有利な展開は従属請求項で述べられる。
【００１０】
本発明によれば、多アンテナシステムの各受信チャンネルにおいて、関連基準に従いシステム内で何等かの方法で取得されたチャンネル補正あるいは信頼についての値を、復調されたＩ/Ｑ値に対応する重み付けに用いることができる。
【００１１】
信頼度が既知の方法で決定されるＤＡＢシステムでは、本発明に従って、それらの値が、関連するＩ/Ｑ値を適正に重み付けされたやりかたで足し合わされ、それによって、受信信号に対して良好な信号対ノイズ比を持っている関連の受信チャンネルから、多アンテナシステムの各受信信号の対応する平均値を得るのに使われる。このことは、伝送チャンネルの性質に依存して、固定受信の場合よりももっと困難な受信状態が存在し得るＤＡＢ信号のモバイル受信にとって特に有利である。このようにしてフェーディング障害の補正が可能となる。
【００１２】
ＤＶＢ−Ｔシステムで設けられているようなチャンネル補正値の関数として、この補正を実行することは特に有利である。ここでもまた、良好な信号対ノイズ比でモバイル受信を行うことができ、各受信チャンネルにおける受信信号のこの重み付き評価は解析アルゴリズムを特に簡単化するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態及び発明の効果】
以下に、模式的な図を参照して２つの実施例について本発明を詳細に説明する。
図１は、多アンテナシステムの各搬送波の信号が判定装置の前段でディジタルに組み合わされるパイロットトーン支援付きＯＦＤＭ信号用の受信回路配置の基本的な回路ダイアグラムである。受信された多搬送波ＯＦＤＭ信号は複数のアンテナＡ１からＡｎまでで受信され、随時、各受信器Ｅ１,Ｅ２からＥｎを通して適正な１つの中間周波数に変換される。すべての受信器Ｅ１からＥｎは同一の受信周波数にセットされており、簡単には、中間周波数へのダウンコンバートが、随時、共通の発振器を用いて行われる。
【００１４】
つぎに、ｎ個の受信チャンネルの各々で、ＯＦＤＭ信号の復調が、それぞれの場合に応じて、それぞれ別個の復調器Ｄ１からＤｎにおいて行われ、それに付随するチャンネル補正値も同時に取得され、それらは、多搬送波システムの各搬送波のレベルのゲージになっており、したがって、また、この搬送波で送信された符号が正しいことの確率のゲージにもなっている。
【００１５】
復調器の出力で各搬送波に対して得られるＩ/Ｑ値は時間同期装置Ｓに供給され、そこでは総数ｎ個のＩ/Ｑ信号が対応する遅延装置によって補正される。その結果、この時間同期装置Ｓの出力で対応搬送波のＩ/Ｑ値が同時に生じ、その値が処理装置Ｒに供給され、そこで、以下に述べるように処理される。時間同期は、ＯＦＤＭ復調に関して知られている同期フラグを用いて実行することができる。
【００１６】
既知のやりかたでこのように条件付けされたＩ/Ｑ値が判定装置Ｍ（デマッピングデバイス）で各々のビットに分解される前に、処理装置Ｒにより関連のチャンネル補正の逆数値に比例する値で複素的な積をとることで重み付けされる。この重み付けは、まず、すべてのｎ受信チャンネルの各Ｉ/Ｑ値に対して実行される。Ｉ/Ｑ値は、もしその値がチャンネル補正によってごくわずかしか変化していないなら、こうして特に大きく重み付けされる。
【００１７】
つぎに、すべての相互に指定されたＩ／Ｑ値が足し合わされ、すべての重みの和で割られる。図２は２本のアンテナＡ１とＡ２に対するこのタイプの重み付けと足し合わせを示している。このシステムの、全部で１７０５または６８１７の各搬送波のうち、周波数ｆ１で受信された搬送波はアンテナＡ１からフェーディングで減少した振幅でのみ受信される。このことは、この受信チャンネルに対して得られるチャンネル補正の逆数値ｋ１によって表される。
【００１８】
そこで、周波数ｆ１での搬送波は、比較的小さな重み値たとえばチャンネル補正値２で重み付けされ、他方、フルレベルで受信されている周波数ｆ１の下ならびに上の領域での搬送波は、大きな例えば10の値で重み付けされる。アンテナＡ２の場合には、この小さな重み付け受信領域は、ｆ２という違った周波数にある。
【００１９】
このように、ｆ１領域で、たとえば２と１０のように異なった値で重み付けされたＩ／Ｑ値が足し合わされ、最後にすべての重み（この例では１２）のトータルの数値によって割られ、全周波数領域にわたって一定の良好な受信値を与える平均値が得られる。処理装置Ｒでこのようにして得られた平均Ｉ／Ｑ値は、判定装置Ｍに供給され、そこで既知のやり方でさらに解析される。必要とあれば、そこで、情報の信頼度を計算することもできる。つぎに、データはさらに、軟判定により通常のビタービ・デコーダ（Viterbi-decoder）Ｖによって処理される。
【００２０】
図３は、判定装置Ｍの後段での、多アンテナシステムのディジタルな組み合わせによるＯＦＤＭ信号処理に適する受信回路配置の実施例を示している。多くの場合Ｉ／Ｑ値は、判定装置Ｍの前段ではなく判定装置の後段においてのみ以後の処理が可能であり、その判定装置はたとえば各受信チャンネルに対する復号器Ｄ１の中に組み込んで集積化される。このようにして、各ビットに変換されたデータワードが復号器の出力ですでに得られるので、それらは判定装置Ｍ１からＭｎで同様に計算された信頼度と一緒に、時間同期装置Ｓにおける時間同期に続いてプロセシング装置で、以下のようにそれ以後の処理がなされる。
【００２１】
ｎ個の受信チャンネルの各データワードは、適切なアルゴリズムを用いてＩ／Ｑ値に変換される。このようにして得られた対応各Ｉ／Ｑ値は、関連する信頼情報の値で複素的に積をとられ、このようにして重み付けされたすべてのＩ／Ｑ値が図２に関して述べたように再び足し合わされ、つぎにすべての重み数値で割られる。すべてのＩ／Ｑ値の平均値が決定され、Ｉ／Ｑ値の平均値がデータビットに変換されたとき、軟判定による通常のビタービ・デコーダＶに再び供給されてその後の処理がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の基本的受信回路配置の図
【図２】 ２本のアンテナＡ１とＡ２に対するこのタイプの重み付けと足し合せを示す図
【図３】 判定装置Ｍの後段でのディジタルな組み合わせによる多アンテナシステムについてのＯＦＤＭ信号処理に適する受信回路配置の実施例
【符号の説明】
Ａ１〜Ａｎ アンテナ
Ｄ１〜Ｄｎ 復調器
Ｅ１〜Ｅｎ 受信器
Ｍ 判定装置
Ｓ 時間同期装置
Ｒ 処理装置
Ｖ ビタービ・デコーダ

Claims (1)

1. 複数の受信チャンネルを有する多アンテナシステムによって同時に受信された複数のＯＦＤＭ信号の処理用プロセスにおいて、
   （ｉ）上記各受信チャンネルにおいて、
   （ａ）上記受信されたＯＦＤＭ信号をＩ／Ｑ値に復調し、当該Ｉ／Ｑ値を第１のデータワードにデマッピングするとともに上記第１のデータワードの第１の信頼度を算出し、
   （ｂ）上記第１のデータワードをＩ／Ｑ値に変換して、当該変換後のＩ／Ｑ値及び第１の信頼度を出力するステップと、
   （ｉｉ）上記複数の受信チャンネルから出力された各Ｉ／Ｑ値を上記各第１の信頼度である重み数値で複素的に重み付けして加算して当該加算結果の値をすべての重み数値の和で割ることにより、上記複数の受信チャンネルから出力された各Ｉ／Ｑ値の重み付けされた平均値を算出するステップと、
   （ｉｉｉ）上記算出された平均値を第２のデータワードにデマッピングするとともに当該第２のデータワードの第２の信頼度を算出するステップと、
   （ｉｖ）上記第２のデータワード及び第２の信頼度を軟判定ビタービ・デコーダに出力してデコードするステップとを含むことを特徴とするＯＦＤＭ信号の処理用プロセス。

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