JP6190221B2 - Receiver - Google Patents
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Description
本発明は、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output;多入力多出力)システムにおける伝搬路の品質を監視するMIMO伝搬路品質監視機能を有する受信装置に関する。 The present invention, MIMO; relates to a receiving equipment having a MIMO channel quality monitoring function of monitoring the quality of the propagation path in (Multiple-Input Multiple-Output multiple input multiple output) system.
送信及び受信に複数のアンテナを用いて無線通信を行うMIMOシステムは、送受信アンテナ間の複数の伝搬路を利用して伝送容量を増加させることや回線品質を向上させることに利用できるため、通信・放送の分野で応用が進んでいる。移動環境で大容量伝送を行う場合、周波数選択性フェージングが問題となることから、MIMOシステムは、マルチキャリアの直交周波数分割多重(OFDM;Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式と組み合わせたMIMO−OFDMシステムとして用いられることが多い。 A MIMO system that performs wireless communication using multiple antennas for transmission and reception can be used to increase transmission capacity and improve line quality using multiple propagation paths between transmission and reception antennas. Applications are progressing in the field of broadcasting. When performing large-capacity transmission in a mobile environment, the frequency selective fading becomes a problem, so the MIMO system is used as a MIMO-OFDM system combined with a multicarrier orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme. It is often done.
MIMOシステムはアンテナを増やせばその分の効果が得られるというものではなく、複数の送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬路応答が似通っていなく相関が低い場合に、MIMOの効果が得られる。そのため、従来のSISO(Single-Input Single-Output)システムでは問題ない伝搬環境でも、MIMOシステムでは問題となることもある(例えば、非特許文献1参照)。 In the MIMO system, if the number of antennas is increased, the corresponding effect cannot be obtained. If the propagation path responses between the plurality of transmitting antennas and the receiving antenna are not similar and the correlation is low, the MIMO effect can be obtained. Therefore, even in a propagation environment where there is no problem in a conventional SISO (Single-Input Single-Output) system, there may be a problem in a MIMO system (for example, see Non-Patent Document 1).
従来から行われている1送信1受信のSISOシステムにおいては、受信電力、コンスタレーション、遅延プロファイル、MER(Modulation Error Rate)とそのマージンなどを個々に表示して、伝搬路の品質を監視していた(例えば、特許文献1及び非特許文献2参照)。 In a conventional SISO system with one transmission and one reception, the received power, constellation, delay profile, MER (Modulation Error Rate) and its margin are individually displayed to monitor the quality of the propagation path. (For example, see Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
MIMOシステムにおいては、各送信アンテナと各受信アンテナとの間の伝搬路応答が似通っている場合に伝送特性が劣化するため、従来のSISOシステムにおける伝搬路の品質監視方法に基づいてアンテナの配置等を決定しても伝送が破綻することがあり、従来の方法をそのまま適用することができないという問題があった。 In a MIMO system, the transmission characteristics deteriorate when the channel response between each transmitting antenna and each receiving antenna is similar. Therefore, the antenna arrangement based on the channel quality monitoring method in the conventional SISO system, etc. However, there is a problem that the transmission may fail even if it is determined, and the conventional method cannot be applied as it is.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、MIMOシステムにおける伝搬路の品質を精度良く監視するMIMO伝搬路品質監視機能を有する受信装置を提供することにある。 An object of the present invention has been made in view of such circumstances is to provide a receiving equipment having a MIMO channel quality monitoring function to accurately monitor the quality of the channel in a MIMO system.
上記課題を解決するため、本発明に係る受信装置は、MIMOシステムの伝搬路の品質を監視するMIMO伝搬路品質監視機能を有する受信装置であって、MIMOシステムの伝搬路応答を推定する入力信号処理部と、前記伝搬路応答からライスファクタを算出するライスファクタ算出部と、前記伝搬路応答の相関係数を算出する相関係数算出部と、前記ライスファクタ及び前記相関係数に基づいて、MIMO伝搬路の品質を表す品質情報を表示させる表示処理部と、を備え、前記表示処理部は、前記ライスファクタを一方の軸とし、伝搬路応答の相関係数を他方の軸とするライスファクタ−相関係数座標上に、前記ライスファクタ算出部により算出されたライスファクタ、及び前記相関係数算出部により算出された相関係数をプロットしたグラフを表示させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a receiving apparatus according to the present invention is a receiving apparatus having a MIMO channel quality monitoring function for monitoring a channel quality of a MIMO system, and an input signal for estimating a channel response of the MIMO system. Based on the processing unit, a rice factor calculation unit that calculates a rice factor from the propagation path response, a correlation coefficient calculation unit that calculates a correlation coefficient of the propagation path response, the rice factor and the correlation coefficient, A display processing unit for displaying quality information indicating the quality of the MIMO propagation path , wherein the display processing unit has the rice factor as one axis and the correlation coefficient of the propagation path response as the other axis. -On the correlation coefficient coordinates, the rice factor calculated by the rice factor calculation unit and the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculation unit are plotted. And wherein the Rukoto to display the rough.
さらに、本発明に係る受信装置において、前記表示処理部は、前記ライスファクタ−相関係数座標内において、ライスファクタが小さく且つ相関係数が大きい領域を他の領域と区別して表示させることを特徴とする。 Furthermore, in the receiving apparatus according to the present invention, the display processing unit displays, in the rice factor-correlation coefficient coordinates, an area having a small rice factor and a large correlation coefficient to be distinguished from other areas. And
さらに、本発明に係る受信装置において、受信信号のCNRを算出するCNR算出部を備え、前記表示処理部は、ライスファクタ及び伝搬路応答の相関係数の値に応じて予め決定される所要CNRと、前記CNR算出部により算出したCNRとの差をマージンとして表示させることを特徴とする。 The receiving apparatus according to the present invention further includes a CNR calculating unit that calculates a CNR of a received signal, and the display processing unit is a required CNR that is determined in advance according to a value of a rice factor and a correlation coefficient of a channel response. And the difference between the CNR calculated by the CNR calculation unit and the margin are displayed as a margin.
さらに、本発明に係る受信装置において、前記表示処理部は、前記ライスファクタ−相関係数座標上に前記所要CNRをパラメータとした等値線を表示させることを特徴とする。 Furthermore, in the receiving apparatus according to the present invention, the display processing unit displays an isoline with the required CNR as a parameter on the Rice factor-correlation coefficient coordinates.
さらに、本発明に係る受信装置において、前記品質情報を表示する表示装置を備えることを特徴とする。 The receiving apparatus according to the present invention further includes a display device that displays the quality information.
本発明では、MIMOシステムの伝送特性を左右するパラメータであるライスファクタ及び伝搬路応答の相関係数を関連付けて表示して監視するようにしたため、MIMOシステムにおける伝搬路の品質を精度良く監視することができる。そして、伝搬路の品質の情報をもとにアンテナの種類や配置等を修正することにより、より安定した無線伝送を実現でき、MIMOシステムの安定運用の構築に役立てることができる。 In the present invention, since the rice factor and the correlation coefficient of the propagation path response, which are parameters that affect the transmission characteristics of the MIMO system, are displayed and monitored in association with each other, the quality of the propagation path in the MIMO system can be accurately monitored. Can do. Then, by correcting the type and arrangement of the antenna based on the quality information of the propagation path, more stable wireless transmission can be realized, which can be used for constructing a stable operation of the MIMO system.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、MIMOシステムの伝送特性に関する特徴について説明する。MIMOシステムの伝送特性を左右するものとして、伝送帯域内の受信信号と雑音との電力比、マルチパスの程度、及び伝搬路応答の相関が挙げられる。 First, characteristics regarding transmission characteristics of the MIMO system will be described. Factors that influence the transmission characteristics of the MIMO system include the power ratio between the received signal and noise within the transmission band, the degree of multipath, and the correlation of the propagation path response.
伝送帯域内の受信信号と雑音との電力比を示すパラメータとしては、RSSI(Received Signal Strength Indicator;受信信号強度)や、CNR(Carrier to Noise power Ratio;キャリア電力対雑音電力比)が挙げられる。 Examples of the parameter indicating the power ratio between the received signal and noise in the transmission band include RSSI (Received Signal Strength Indicator) and CNR (Carrier to Noise power Ratio).
また、マルチパスの程度を示すパラメータとしては、最大電力で受信される主波の受信電力とその他の到来波の受信電力和の比であるライスファクタが挙げられる。 The parameter indicating the degree of multipath includes a rice factor that is a ratio of the received power of the main wave received at the maximum power and the received power sum of the other incoming waves.
さらに、伝搬路応答の相関を示すパラメータとしては、送信信号間の伝搬路応答に関する送信相関係数、及び受信信号間の伝搬路応答に関する受信相関係数が挙げられる。 Furthermore, examples of the parameter indicating the correlation of the propagation path response include a transmission correlation coefficient related to the propagation path response between the transmission signals and a reception correlation coefficient related to the propagation path response between the reception signals.
個々のパラメータに関して、RSSIは大きくなるほどCNRが大きくなるため、伝送特性が良くなる。但し、受信機は広い入力ダイナミックレンジを得るために自動利得制御を行うことが通常であり、RSSIが大きい場合には減衰させてベースバンド信号処理部に入力される信号レベルを一定に保つため、RSSIが大きくてもCNRは30dBなどの上限でクリップされた値となる。 For each parameter, the larger the RSSI, the greater the CNR, and the better the transmission characteristics. However, the receiver usually performs automatic gain control in order to obtain a wide input dynamic range, and when the RSSI is large, in order to attenuate and keep the signal level input to the baseband signal processing unit constant, Even if the RSSI is large, the CNR is a value clipped at the upper limit of 30 dB or the like.
ライスファクタは大きくなるほど直接波が支配的で受信信号のレベル変動が小さくなるため、伝送特性が良くなる。一般に、見通し内環境のライスファクタは10dB以上など大きくなり、見通し外環境のライスファクタは0dB以下など小さくなる。 As the rice factor increases, the direct wave is dominant and the level fluctuation of the received signal is reduced, so that the transmission characteristics are improved. In general, the rice factor of the line-of-sight environment becomes large, such as 10 dB or more, and the rice factor of the non-line-of-sight environment becomes small, such as 0 dB or less.
送信相関係数及び受信相関係数は、小さいほど複数設けた送受信アンテナ間の伝搬路が有効に働き、伝送容量の増加や回線信頼性の向上といった効果を享受できるようになる。 The smaller the transmission correlation coefficient and the reception correlation coefficient, the more effective the propagation path between the transmission / reception antennas provided, and the effect of increasing the transmission capacity and improving the line reliability can be enjoyed.
図7(a)は、ライスファクタが無限大(すなわち、自由空間伝搬)でMIMO伝搬路応答が無相関である場合のCNR対BER(Bit Error Rate)特性を示す図である。この図は、無線伝送方式の基本的な性質として、受信信号電力が小さくなると、雑音の影響で信号点を識別し難くなることから伝送特性が劣化することを表したものである。 FIG. 7A is a diagram showing CNR vs. BER (Bit Error Rate) characteristics when the Rice factor is infinite (that is, free space propagation) and the MIMO channel response is uncorrelated. This figure shows that, as a basic property of the wireless transmission system, when the received signal power becomes small, it becomes difficult to identify the signal point due to the noise, so that the transmission characteristics deteriorate.
図7(b)は、ライスファクタが小さくなった場合、又は伝搬路の相関が大きくなった場合のCNR対BER特性を示す図である。マルチパスが到来しライスファクタが小さくなった場合、周波数選択性フェージングが生じてBER曲線の傾きが小さくなり、伝送特性が劣化する。一方、MIMO伝搬路応答の相関係数が大きくなった場合にも、複数の伝搬路が有効に利用できなくなるためBER曲線の傾きが小さくなり、伝送特性が劣化する。このような環境で誤り訂正により擬似エラーフリーとするためには大きなCNRが必要となる。 FIG. 7B is a diagram showing the CNR vs. BER characteristics when the rice factor is small or when the correlation of the propagation path is large. When multipath arrives and the rice factor decreases, frequency selective fading occurs, the BER curve slope decreases, and transmission characteristics deteriorate. On the other hand, even when the correlation coefficient of the MIMO propagation path response becomes large, a plurality of propagation paths cannot be used effectively, so the slope of the BER curve becomes small and the transmission characteristics deteriorate. In order to make pseudo error free by error correction in such an environment, a large CNR is required.
図7(c)は、ライスファクタが小さく、且つ伝搬路の相関が大きくなった場合のCNR対BER特性を示す図である。一般的に、見通し内環境ではライスファクタが大きくなるとともに伝搬路応答の相関係数も大きくなり、見通し外環境ではライスファクタが小さくなるとともに伝搬路応答の相関係数も小さくなる傾向にある。しかし、アンテナ間隔が十分離れていないなどのアンテナ条件によっては、見通し外環境でライスファクタが小さくてもMIMO伝搬路応答の相関が大きい状態となり、さらに伝送特性が劣化する。このような場合はより大きなCNRが必要になり、場合によっては誤り訂正によって擬似エラーフリーにできないこともある。 FIG. 7C is a diagram showing CNR vs. BER characteristics when the rice factor is small and the correlation of the propagation path is large. Generally, in the line-of-sight environment, the rice factor increases and the correlation coefficient of the propagation path response also increases. In the environment outside the line-of-sight environment, the rice factor decreases and the correlation coefficient of the propagation path response tends to decrease. However, depending on the antenna conditions such as the antenna interval being not sufficiently separated, even if the rice factor is small in a non-line-of-sight environment, the correlation of the MIMO channel response becomes large, and the transmission characteristics further deteriorate. In such a case, a larger CNR is required, and in some cases, it may not be possible to make a pseudo error free by error correction.
本発明は、このようなMIMOシステムの特徴を利用したものであり、ライスファクタ及び伝搬路の相関係数に基づく品質情報を生成し、MIMO伝搬路の品質を監視する。以下、本発明の一実施形態について、2送信2受信の2×2MIMOシステムを例に説明するが、本発明は2×2MIMOシステムに限定されるものではなく、例えば4×4MIMOシステムや2×4MIMOシステムであっても同様に本発明を適用することができる。 The present invention utilizes such a characteristic of the MIMO system, generates quality information based on the rice factor and the correlation coefficient of the propagation path, and monitors the quality of the MIMO propagation path. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking a 2 × 2 MIMO system with two transmissions and two receptions as an example. However, the present invention is not limited to a 2 × 2 MIMO system, and for example, a 4 × 4 MIMO system or a 2 × 4 MIMO system. The present invention can be similarly applied even to a system.
図1は、本発明の一実施形態に係る受信装置を用いたシステムの構成例を示すブロック図である。図1に示す例では、受信装置1は、MIMO伝搬路品質監視機能を有し、受信アンテナ11(11−1,11−2)と、周波数変換部12(12−1,12−2)と、ベースバンド信号処理部13とを備える。ここでは、映像デコーダ2及び表示装置3を受信装置1の外部に図示しているが、受信装置1が映像デコーダ2及び表示装置3の一方又は双方を備える構成としてもよい。また、図1には、送信装置の送信アンテナ41(41−1,41−2)を併せて図示している。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a system using a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 1, the reception device 1 has a MIMO propagation path quality monitoring function, and includes a reception antenna 11 (11-1, 11-2), and a frequency conversion unit 12 (12-1, 12-2). And a baseband
2本の送信アンテナ41から送信された2×2MIMOシステムの送信信号は、伝搬路応答h11〜h22を受けて、2本の受信アンテナ11で受信RF信号1及び受信RF信号2として受信される。2×2MIMO伝送の伝搬路行列Hは式(1)で表すことができる。
The transmission signals of the 2 × 2 MIMO system transmitted from the two transmission antennas 41 receive the propagation path responses h 11 to h 22 and are received as the reception RF signal 1 and the
周波数変換部12−1は、受信アンテナ11−1により受信した受信RF信号1を受信IF信号1に周波数変換するとともに、受信RF信号1の受信信号強度であるRSSI1を検出し、受信IF信号1及びRSSI1をベースバンド信号処理部13に出力する。同様に、周波数変換部12−2は、受信アンテナ11−2により受信した受信RF信号2を受信IF信号2に周波数変換するとともに、受信RF信号2の受信信号強度であるRSSI2を検出し、受信IF信号2及びRSSI2をベースバンド信号処理部13に出力する。
The frequency converter 12-1 converts the frequency of the received RF signal 1 received by the receiving antenna 11-1 into the received IF signal 1, detects RSSI1 that is the received signal strength of the received RF signal 1, and receives the received IF signal 1. And RSSI1 are output to the baseband
ベースバンド信号処理部13は、入力信号処理部131と、伝搬路品質処理部132と、MIMO復調処理部133と、出力信号処理部134とを備える。
The baseband
入力信号処理部131は、周波数変換部12から入力される受信IF信号に対してOFDM又はシングルキャリアの復調処理をして、受信信号及びチャネル情報(推定した伝搬路応答h11〜h22)を生成し、伝搬路品質処理部132及びMIMO復調処理部133に出力する。入力信号処理部131の詳細については後述する。
The input
伝搬路品質処理部132は、入力信号処理部131により生成された2つの受信系統のRSSI、受信信号、及びチャネル情報を入力し、伝搬路の品質を表すパラメータの計算処理を行って品質情報を生成し、表示装置3に出力する。伝搬路品質処理部132の詳細については後述する。
The propagation path
MIMO復調処理部133は、入力信号処理部131により生成された2つの受信系統の受信信号及びチャネル情報を入力し、MIMOの方式に応じた復調処理を行ってMIMO復調信号を生成し、出力信号処理部134に出力する。
The MIMO
出力信号処理部134は、MIMO復調処理部133により生成されたMIMO復調信号に対してデインターリーブ処理、データフレーム同期処理、誤り訂正処理など、送信側と逆の処理を行ってTS信号を生成し、映像デコーダ2に出力する。
The output
映像デコーダ2は、出力信号処理部134により生成されたTS信号に対して、MPEG−4 AVC/H.264方式などの所定の方式により復号処理を行い、復号信号を表示装置3に出力する。
The
表示装置3は、伝搬路品質処理部132により生成された品質情報を表示する。また、映像デコーダ2により生成された映像情報を表示する。表示装置3は、品質情報及び映像情報を上下又は左右に別々に表示させてもよいし、映像情報に品質情報をオーバーレイさせてもよい。また、表示装置3を2つ設け、それぞれ個別に表示させてもよい。なお、品質情報はアプリケーションソフト上で表示させるようにしてもよい。品質情報の具体例については後述する。
The display device 3 displays the quality information generated by the propagation path
[入力信号処理部]
次に、入力信号処理部131の詳細について説明する。図2は、入力信号処理部131の構成例を示すブロック図である。図2(a)は、2×2MIMOシステムをOFDM方式に適用した伝送方式の場合の入力信号処理部131の構成を示すブロック図である。この例では、入力信号処理部131は、ADC部1311と、直交復調部1312と、AFC(Automatic Frequency Control;自動周波数制御)部1313と、シンボル同期部1314と、FFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)部1315と、チャネル推定部1316とを備える。
[Input signal processor]
Next, details of the input
ADC部1311は、周波数変換部12により生成された受信IF信号に対して離散化及び量子化を行ってデジタルIF信号に変換し、直交復調部1312に出力する。
The
直交復調部1312は、ADC部1311により生成されたデジタルIF信号に対して直交復調を行って実部と虚部のベースバンド信号に変換し、AFC部1313に出力する。
The
AFC部1313は、直交復調部1312により生成されたベースバンド信号に対して送信と受信の周波数ずれを修正し、シンボル同期部1314に出力する。
The
シンボル同期部1314は、OFDMのガード期間が有効シンボル期間の後部をコピーしたものであることを利用して、スライディング相関処理などによりOFDMシンボルの先頭位置を検出する。
The
FFT部1315は、周波数補正されたベースバンド信号に対して、OFDMシンボルの先頭からガード期間分除去した有効シンボルに対してFFT処理を行って、各サブキャリアの受信信号を生成し、チャネル推定部1316、伝搬路品質処理部132、及びMIMO復調処理部133に出力する。
The
チャネル推定部1316は、各サブキャリアの受信信号のうち、チャネル推定用に割り当てられた既知情報のパイロットキャリアについて、送信信号1と送信信号2のパイロットパターン(例えば、シンボル毎に送信信号1と送信信号2が交互に伝送されるパイロットパターンや、送信信号1はそのままで送信信号2はシンボル毎に位相が反転されて伝送されるパイロットパターンなど)に応じて、MIMOシステムの伝搬路応答を推定する。そして、伝搬路応答をチャネル情報として伝搬路品質処理部132及びMIMO復調処理部133に出力する。
図2(b)は、2×2MIMOシステムをシングルキャリア方式に適用した伝送方式の場合の入力信号処理部131’の構成例を示すブロック図である。この例では、入力信号処理部131’は、ADC部1311と、直交復調部1312と、AFC部1313と、チャネル推定部1316、ブロック同期部1317とを備える。ADC部1311と、直交復調部1312と、AFC部1313と、チャネル推定部1316については、OFDM方式の場合と同じである。
FIG. 2B is a block diagram illustrating a configuration example of the input
ブロック同期部1317は、シングルキャリアブロックの先頭部分に挿入されている同期信号をもとにブロックの先頭を検出して受信信号を生成し、チャネル推定部1316、伝搬路品質処理部132、及びMIMO復調処理部133に出力する。
The
[伝搬路品質処理部]
次に、伝搬路品質処理部132の詳細について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、伝搬路品質処理部132の構成例を示すブロック図である。図3に示す例では、伝搬路品質処理部132は、CNR算出部1321と、ライスファクタ算出部1322と、相関係数算出部1323と、表示処理部1324とを備える。
[Channel quality processing section]
Next, details of the propagation path
図4は、MIMO伝搬路品質監視機能を有する受信装置1の伝搬路品質処理部132による品質監視方法を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a quality monitoring method by the propagation path
CNR算出部1321は、受信信号のCNRを算出する(ステップS101)。受信信号のCNRは、周波数変換部12により検出されたRSSI1,RSSI2と、予め測定したそれぞれの雑音電力との比によりCNR1,CNR2を算出することができる。雑音電力は、例えばヌルキャリアの電力を測定することにより求まる。CNR算出部1321は、周波数変換部12がRSSIを出力しない場合であってもCNRを算出でき、その場合は、受信信号から信号電力と雑音電力を検出し、その比をCNRとする。但し、CNRは上限でクリップされた値となる。
The
ライスファクタ算出部1322は、チャネル推定部1316が周波数領域のチャネル推定を行う場合は、チャネル推定結果をIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)することで遅延プロファイルを求めることができる。また、チャネル推定部1316が時間領域のインパルス応答を推定する場合は、推定したインパルス応答を遅延プロファイルとすることができる。
When the
ライスファクタ算出部1322は、遅延プロファイルを電力で表現した電力遅延プロファイルにし、最大電力で受信される主波の受信電力P0とその他の到来波の受信電力和(ΣPi)の比であるライスファクタKを式(2)により、各伝搬路応答h11〜h22に対して計算し、その平均値又は加重平均値である平均ライスファクタを算出する(ステップS102)。
The rice
相関係数算出部1323は、チャネル情報(推定した伝搬路応答h11〜h22)を行列表現した伝搬路行列Hに対して、Hの共役転置行列を式(3)に示すHHで表すと、式(4)に示す送信相関行列<HHH>、及び式(5)に示す受信相関行列<HHH>を求める。ここで、<>はアンサンブル平均を表す。そして、相関係数算出部1323は、それぞれに対して対角要素の積の平方根で正規化した1行2列要素の絶対値を、式(6)に示す送信相関係数、及び式(7)に示す受信相関係数として算出する(ステップS103)。
The correlation
表示処理部1324は、ライスファクタ算出部1322により算出された平均ライスファクタ、及び相関係数算出部1323により算出された相関係数に基づいて、MIMO伝搬路の品質を表す品質情報を表示装置3に出力し、品質情報を表示装置3に表示させる(ステップS104)。品質情報に、CNR算出部1321により算出されたCNRの情報を含めてもよい。品質情報の具体例を以下に示す。
The
図5は、品質情報の第1の例を示すグラフであり、ライスファクタを一方の軸とし、伝搬路応答の相関係数を他方の軸とするライスファクタ−相関係数座標Aを示している。ライスファクタは、ここでは一例として−5dBから20dBの範囲としている。 FIG. 5 is a graph showing a first example of quality information, and shows a rice factor-correlation coefficient coordinate A with the rice factor as one axis and the correlation coefficient of the propagation path response as the other axis. . In this example, the rice factor is in the range of -5 dB to 20 dB.
表示処理部1324は、ライスファクタ−相関係数座標A上に、ライスファクタ算出部1322により算出された平均ライスファクタ、及び相関係数算出部1323により算出された相関係数をプロットしたグラフを表示させる。プロットPAは、平均ライスファクタ及び送信相関係数をプロットしたものである。プロットPBは、平均ライスファクタ及び受信相関係数をプロットしたものである。プロットPA及びプロットPBは、両者を区別するために、異なる色又は異なる模様などの異なる形態で表示させるのが好適である。
The
表示処理部1324は、図5(a)に示す品質情報を表示装置3に表示させることにより、ユーザはライスファクタ及び伝搬路応答の相関係数の値から、MIMO伝搬路の品質を監視することができる。ユーザはMIMO伝搬路の品質を監視しながら受信アンテナの種類、位置、間隔などを調整することで、MIMO伝搬路の品質を向上させることができる。
The
図7を参照して説明したように、ライスファクタが小さく且つ相関係数が大きい場合に伝送特性が劣化する。そのため、表示処理部1324は、図5(b)に示すように、ライスファクタ−相関係数座標Aにおいて、ライスファクタが小さく且つ相関係数が大きい領域Rを他の領域と区別して表示させてもよい。
As described with reference to FIG. 7, the transmission characteristics deteriorate when the rice factor is small and the correlation coefficient is large. Therefore, as shown in FIG. 5B, the
表示処理部1324は、図5(b)に示す品質情報を表示装置3に表示させることにより、ユーザは、プロットが領域R内に表示された場合には、MIMO伝搬路の品質が悪いものと容易に判断することができる。
The
表示処理部1324は、ライスファクタ及び伝搬路応答の相関係数の値に応じて予め決定される所要CNRを、内部又は外部に設けられた記憶部から取得し、表示装置3に表示させるようにしてもよい。なお、所要CNRは、MIMOシステムの方式、変調多値数、誤り訂正の種類などによって異なる。
The
図6は、品質情報の第2の例を示すグラフであり、図5(a)に示すライスファクタ−相関係数座標A上に、更に所要CNRをパラメータとした等値線を表示したグラフである。ここでは、縦軸を送信相関係数と受信相関係数の和としている。プロットPCは、ライスファクタ算出部1322により算出された平均ライスファクタ、及び相関係数算出部1323により算出された送信相関係数と受信相関係数の和をプロットしたものである。なお、縦軸を送信相関係数と受信相関係数の平均としてもよいし、図5と同様に、送信相関係数又は受信相関係数を表すものとし、2つの点をプロットしてもよい。
FIG. 6 is a graph showing a second example of quality information, and is a graph in which an isoline with the required CNR as a parameter is further displayed on the rice factor-correlation coefficient coordinates A shown in FIG. is there. Here, the vertical axis represents the sum of the transmission correlation coefficient and the reception correlation coefficient. Plot P C is a plot Mean Rice factor calculated by the
伝送特性が劣化する(すなわち、ライスファクタが小さく且つ相関係数が大きくなる)につれて所要CNRが大きくなり、一般的に注意が必要となるが、CNRの値は送信装置からの距離や伝搬環境などにより変動する。ライスファクタが小さく且つ相関係数が大きくても、CNRが所要CNRを上回っていればMIMO伝搬路の品質は保たれる。そのため、伝搬路品質処理部132は、CNR算出部1321により算出されたCNR1及びCNR2の平均値又は加重平均値である平均CNRと、所要CNRとの差をマージンとして表示装置3に表示させるのが好適である。例えば、図6に示すように、プロットPCに対する所要CNRが21dBで平均CNRが30dBである場合、CNRマージンを9dBと表示する。
The required CNR increases as transmission characteristics deteriorate (that is, the rice factor decreases and the correlation coefficient increases), and generally requires attention. The CNR value depends on the distance from the transmission device, the propagation environment, etc. Varies depending on Even if the rice factor is small and the correlation coefficient is large, the quality of the MIMO propagation path is maintained if the CNR exceeds the required CNR. Therefore, the propagation path
表示処理部1324は、図6に示すようなグラフを表示装置3に表示させることにより、ユーザは無線回線の余裕度を監視することができ、所要CNRを具体的に知ることができるため、より信頼性の高い運用が可能となる。
Since the
表示処理部1324は、所要CNRの等値線を表示させないで、平均CNRと所要CNRとの差のみを表示させるようにしてもよいし、CNR1と所要CNR、及びCNR2と所要CNRとの差をそれぞれ表示させるようにしてもよい。また、伝搬路品質処理部132は、図5(b)に示すライスファクタ−相関係数座標A上に、更に所要CNRをパラメータとした等値線を表示させてもよい。
The
また、上述したMIMO伝搬路品質監視機能を実現するためにコンピュータを用いることができる。そのようなコンピュータは、MIMO伝搬路品質監視方法の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを当該コンピュータの記憶部に格納しておき、当該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録することができる。 In addition, a computer can be used to realize the above-described MIMO propagation path quality monitoring function. Such a computer stores a program describing processing contents for realizing each function of the MIMO channel quality monitoring method in a storage unit of the computer, and reads and executes the program by the CPU of the computer. Can be realized. This program can be recorded on a computer-readable recording medium.
上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解すべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。 Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, a plurality of constituent blocks described in the embodiments can be combined into one, or one constituent block can be divided.
また、上述した実施形態では2×2MIMOシステムを例に説明したが、送信アンテナ数及び受信アンテナ数がさらに多いMIMOシステムについても同様に、本発明を適用することができる。また、上述した実施形態では伝搬路品質処理部132はCNR算出部1321を備えていえるが、品質情報にCNRを使用しない場合には、CNR算出部1321を備えなくてもよい。
In the above-described embodiment, the 2 × 2 MIMO system has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a MIMO system having a larger number of transmission antennas and reception antennas. In the embodiment described above, the propagation path
本発明は、MIMOシステムの伝搬路の品質を監視する任意の用途に有用である。 The present invention is useful for any application that monitors the quality of a propagation path in a MIMO system.
1 受信装置
2 映像デコーダ
3 表示装置
11 受信アンテナ
12 周波数変換部
13 ベースバンド信号処理部
41 送信アンテナ
131 入力信号処理部
132 伝搬路品質処理部
133 MIMO復調処理部
134 出力信号処理部
1311 ADC部
1312 直交復調部
1313 AFC部
1314 シンボル同期部
1315 FFT部
1316 チャネル推定部
1317 ブロック同期部
1321 CNR算出部
1322 ライスファクタ算出部
1323 相関係数算出部
1324 表示処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
MIMOシステムの伝搬路応答を推定する入力信号処理部と、
前記伝搬路応答からライスファクタを算出するライスファクタ算出部と、
前記伝搬路応答の相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記ライスファクタ及び前記相関係数に基づいて、MIMO伝搬路の品質を表す品質情報を表示させる表示処理部と、
を備え、
前記表示処理部は、前記ライスファクタを一方の軸とし、伝搬路応答の相関係数を他方の軸とするライスファクタ−相関係数座標上に、前記ライスファクタ算出部により算出されたライスファクタ、及び前記相関係数算出部により算出された相関係数をプロットしたグラフを表示させることを特徴とする受信装置。 A receiving apparatus having a MIMO channel quality monitoring function for monitoring a channel quality of a MIMO system,
An input signal processing unit for estimating a propagation path response of the MIMO system;
A rice factor calculation unit for calculating a rice factor from the propagation path response;
A correlation coefficient calculation unit for calculating a correlation coefficient of the channel response;
A display processing unit for displaying quality information indicating the quality of the MIMO propagation path based on the rice factor and the correlation coefficient;
Equipped with a,
The display processing unit has a rice factor calculated by the rice factor calculation unit on a rice factor-correlation coefficient coordinate having the rice factor as one axis and a correlation coefficient of a propagation path response as the other axis, and receiving apparatus according to claim Rukoto to display a graph of the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculation unit.
前記表示処理部は、ライスファクタ及び伝搬路応答の相関係数の値に応じて予め決定される所要CNRと、前記CNR算出部により算出したCNRとの差をマージンとして表示させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の受信装置。 A CNR calculation unit for calculating the CNR of the received signal;
The display processing unit displays, as a margin, a difference between a required CNR determined in advance according to a value of a correlation factor between a rice factor and a propagation path response and a CNR calculated by the CNR calculation unit. The receiving device according to claim 1 or 2 .
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