专利名称：接收装置及复本信号生成方法
技术领域：
本发明涉及接收装置及复本(レプリカ)信号生成方法，特别涉及自适应地更新阵列合成部及均衡器的抽头系数的接收装置及复本信号生成方法。
以下，用
图1至图6来说明现有接收装置。图1是现有接收装置的概略结构要部方框图。图2是现有接收装置的多阵列合成部的概略结构要部方框图。图3是现有接收装置的传播路径估计部的概略结构要部方框图。图4A～图4D是延迟分布的示例图。图5是现有接收装置的维特比(ビタビ)均衡器的概略结构要部方框图。图6是现有接收装置的复本生成部的概略结构要部方框图。
首先，用图1来说明现有接收装置的整体结构。在图1中，多阵列合成部12具有与天线数相同数目个合成由各天线11接收到的信号的处理系统，进一步合成对每个天线进行加权后合成的结果。
定时控制部13根据多阵列合成部12内对每个天线设置的接收处理部的输出来获得符号同步定时。定时控制部13能够根据某一个接收处理部的输出来获得符号同步定时。
传播路径估计部14根据多阵列合成部12内对每个天线设置的接收处理部的输出来估计延迟分布，把握接收信号分量在时间轴上的分布状况。即，传播路径估计部14进行传播路径估计。然后，为了将接收信号分量的分布收敛到后述的维特比均衡器16能够进行延迟补偿的范围内，传播路径估计部14计算对延迟波的时间调整量(图4D所示的τ)，输出到多阵列合成部12内的时间调整部22。传播路径估计部14能够根据某一个接收处理部的输出来进行传播路径估计。
抽头系数估计部15估计使复本信号和接收信号之间的差分的平方平均值最小的系数(即，基于最小平方法的加权系数)，将该估计出的系数输出到多阵列合成部12内的前馈滤波器(FFF)23和维特比均衡器16内的复本生成部56。该系数被使用在FFF 23及复本生成部56内的乘法器65～69中。
维特比均衡器16生成复本信号，将阵列合成过的接收信号分量和复本信号之间的差分作为似然信息，用维特比算法对接收信号进行判定。
接着，用图2来说明多阵列合成部12的结构。这里，例如说明阵列元为2个、路径组为2个的情况，但是阵列元数及路径组数是任意的。
在图2中，接收处理部21对来自各天线的接收信号分别进行接收处理。时间调整部22根据传播路径估计部14的输出来延迟接收处理后的接收信号。FFF 23根据抽头系数估计部15指示的抽头系数对接收信号进行加权处理。合成部24合成各阵列、各路径的FFF处理后的所有信号。
接着，用图3来说明传播路径估计部14的结构。在图3中，延迟分布估计部31估计接收信号分量的延迟分布。延迟分布的一例示于图4A。延迟分布的估计可以使用接收信号和已知信号之间的相关值，或者也可以使用冲击响应值。
最大值检测部32从估计出的延迟分布的时间轴上分布的接收信号分量的功率中检测最大值。阈值设定部33根据功率的最大值来设定只选择接收状态良好的路径的阈值。阈值的决定方法是任意的，例如，有最大值的几％这一决定方法、或从最大值中减去规定值这一决定方法等。阈值设定时的延迟分布示于图4B。
提取部34只提取接收功率超过阈值设定部33设定的阈值的路径。路径提取后的延迟分布示于图4C。
分组部35将提取出的路径分为组(路径组)。该分组是在考虑到维特比均衡器16中能够补偿的最大延迟时间的基础上使维特比算法的状态数尽量小来进行的。
例如，在图4C中，路径提取后最大延迟分量的延迟时间是6T。这里，如果假设维特比均衡器16中能够补偿的最大延迟时间为4T延迟，则在将具有图4C所示延迟分布的接收信号不进行时间调整而输入到维特比均衡器16中的情况下，由于补偿范围外的延迟波的影响会使接收性能大幅度恶化。
因此，这里，如果将每3T延迟间隔(每4个分量)定为1组，则如图4D所示，能够设定A组和B组这2组。在以后在时间调整部22中对这些组进行时间调整的情况下，由于最大延迟分量的延迟时间是3T，所以成为在最大可补偿4T延迟的维特比均衡器16中能够充分进行均衡处理的状态。
此外，向最大可补偿4T延迟的维特比均衡器16输入最大延迟分量的延迟时间是3T的接收信号分量组后，如果调制方式例如是QPSK，则维特比算法中的状态数为43＝64。该状态数越少，则运算量可以越少，处理速度提高。因此，如果想减少运算量，则分组部35最好在超过阈值的接收信号分量的分布状况允许的范围内按尽可能少的延迟时间间隔来确定组，使得状态数尽量少。组数不限于2，而是任意的。
时间调整量检测部36检测时间调整量。即，时间调整量检测部36根据分组结果来检测为了在最大延迟组上合成其他组而应该将各组分别延迟何种程度。这里，例如，在图4D中，组总共有2个，所以时间调整量检测部36检测用于在最大延迟组即B组上合成A组的、A组的时间调整量τ，传递给时间调整部22。即，时间调整量τ是各组的先头部分在时间轴上的距离。在最大延迟组以外的组有多个的情况下，时间调整量检测部36对每个组检测时间调整量。
接着，用图5来说明维特比均衡器16的结构。在图5中，减法器51从接收信号中减去复本信号。误差功率计算部52根据减法器51的减法结果来计算误差量的功率。
维特比运算部53是例如进行最大似然序列估计的MLSE电路，将算出的误差量的功率值作为似然信息来进行接收信号的判定。
存储器54保持已知信号。开关55根据定时控制部13输出的符号同步定时，在使用已知信号来估计抽头系数时将存储器54中存储的已知信号输出到复本生成部56，在其他时将维特比运算部53输出的接收信号的候选符号序列输出到复本生成部56。
复本生成部56通过根据传播路径估计部14的输出将延迟过的已知信号或接收信号的候选符号序列乘以抽头系数估计部15估计出的抽头系数，来生成复本信号。
接着，用图6来说明复本生成部56的结构。在图6中，由于接收装置取入各采样定时处的接收信号分量，所以延迟部61～64对输入信号进行延迟。延迟部的数目是任意的，这里设为4个。此外，如果设各延迟部中的延迟量为1个符号时间，则接收装置最大能够取入4T延迟波。
乘法器65～69将已知信号分量或候选符号序列分别乘以抽头系数估计部15估计出的抽头系数。加权处理过的各延迟波由加法器70相加。由此，生成复本信号。
这里，由于抽头系数是使接收信号和复本信号之差的平方平均最小来估计的，所以如果采用所有抽头系数由抽头系数估计部15自主估计的结构则所有抽头系数都会收敛到0，会丧失阵列及维特比均衡器的功能。
因此，通常将输入到与先行波对应的抽头所设的乘法器65中的抽头系数定为固定值(例如1)，在将先行波所乘以的抽头系数设为1的情况下由抽头系数估计部15来估计1T延迟波～4T延迟波所乘以的最佳抽头系数，由乘法器66～69相乘。
图6示出在现有接收装置复本生成部中使先行波所乘以的抽头系数为固定值1的情况，但是不限于此。例如，在上述特开平10-336083号公报中记载了“固定为-1(常数)”。
这样，在使接收信号和复本信号之差的平方平均值最小来自适应地更新复本生成部中的抽头系数的现有接收装置中，在复本生成部中使先行波(0T延迟波)所乘以的抽头系数为固定值(例如1)，所以不会所有抽头系数都收敛到0。因此，现有接收装置能够稳定地进行抽头系数的更新。
此外，在与先行波对应的抽头系数是固定值(这里是1)的情况下，与延迟波对应的抽头系数被估计得为最佳。因此，通过将输入固定值的抽头(以下，称为“固定值输入抽头”)定为与先行波对应的抽头，能够估计使先行波的SNR(Signal Noise Ratio信噪比)最大的抽头系数。
然而，在现有接收装置中，在由于衰落等的影响而使先行波的接收电平比延迟波的接收电平骤降的情况下，产生不能充分确保接收信号的SNR这一问题。
即，如果将固定值输入抽头的位置固定在与先行波对应的抽头上，则即使在先行波的接收电平比延迟波的接收电平骤降的状况下，现有接收装置也使先行波的SNR最大来进行操作。其结果是，在现有接收装置中，尽管延迟波在某种程度上到达足够的接收电平，但是不能充分得到接收信号的SNR。
发明概述本发明的目的在于提供一种接收装置及复本信号生成方法，即使在先行波的接收电平比延迟波的接收电平骤降的情况下，也能够改善接收性能。
为了实现上述目的，在本发明中，可以根据进行过时间调整及合成以使得收敛到均衡器补偿范围内的接收信号分量，来改变生成复本信号时固定值输入抽头的位置。
图2是现有接收装置的多阵列合成部的概略结构要部方框图。
图3是现有接收装置的传播路径估计部的概略结构要部方框图。
图4A是延迟分布的示例图。
图4B是延迟分布的示例图。
图4C是延迟分布的示例图。
图4D是延迟分布的示例图。
图5是现有接收装置的维特比均衡器的概略结构要部方框图。
图6是现有接收装置的复本生成部的概略结构要部方框图。
图7是本发明实施例1的接收装置的概略结构要部方框图。
图8A是合成前的延迟分布的示例图。
图8B是合成后的延迟分布的示例图。
图9是本发明实施例1的接收装置的复本生成部的概略结构要部方框图。
图10是本发明实施例1的接收装置及现有接收装置的性能的计算机仿真结果的曲线图。
图11是本发明实施例2的接收装置的概略结构要部方框图。
实施发明的最好形式以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
(实施例1)本实施例的接收装置可以按照时间调整过的接收信号分量的电平来改变以往生成复本信号时固定在与先行波(0T延迟波)对应的抽头上的固定值输入抽头的位置。
以下，用图7至图10来说明本实施例的接收装置。图7是本发明实施例1的接收装置的概略结构要部方框图。图8A是合成前的延迟分布的示例图。图8B是合成后的延迟分布的示例图。图9是本发明实施例1的接收装置的复本生成部的概略结构要部方框图。图10是本发明实施例1的接收装置及现有接收装置的性能的计算机仿真结果的曲线图。
首先，用图7来说明本实施例的接收装置的整体结构。在图7中，多阵列合成部102具有与天线数相同数目个合成各天线101接收到的信号的处理系统，进一步合成对每个天线进行加权后合成的结果。多阵列合成部102的结构及功能与现有接收装置的多阵列合成部相同，所以省略对多阵列合成部102的详细说明。
定时控制部103从多阵列合成部102内对每个天线所设的接收处理部的输出中获得符号同步定时。定时控制部103能够从某一个接收处理部的输出中获得符号同步定时。
传播路径估计部104根据多阵列合成部102内对每个天线所设的接收处理部的输出来估计延迟分布，进行传播路径估计。传播路径估计部104的结构及功能与现有接收装置的传播路径估计部相同，所以省略对传播路径估计部104的详细说明。传播路径估计部104的输出的一例示于图8A。传播路径估计部104能够根据某一个接收处理部的输出进行传播路径估计。
信号分量会聚部105根据传播路径估计部104的输出来会聚时间轴上分布的接收信号分量，合成各信号分量。信号分量会聚部105的输出的一例示于图8B。信号分量会聚部105将A组的信号分量延迟时间调整量τ，将A组及B组的各0T延迟波(先行波)、各1T延迟波、各2T延迟波分别相加。
最大值检测部106从信号分量会聚部104合成的信号分量中检测功率最大的信号分量的采样定时。在图8B所示的例子中，1T延迟波的接收电平最高。该检测结果被传递给抽头系数估计部107。
抽头系数估计部107根据最大值检测部106的检测结果来估计使复本信号和接收信号之间的差分的平方平均值最小的系数(即基于最小二乘法的加权系数)，将该估计出的系数输出到多阵列合成部102内的FFF和维特比均衡器108内的复本生成部。
此外，抽头系数估计部107在估计上述抽头系数时，根据最大值检测部106的输出对合成的信号分量中功率最大的信号分量分配固定值(例如1)的抽头系数。在图8B的例子中，抽头系数估计部107使与1T延迟波对应的抽头系数为固定值。
维特比均衡器108生成复本信号，将进行过时间调整及阵列合成的接收信号分量和复本信号之间的差分作为似然信息，用维特比算法进行判定。维特比均衡器108的结构及功能与现有接收装置的维特比均衡器相同，所以省略对维特比均衡器108的详细说明。
接着，用图9来说明维特比均衡器108内的复本生成部的结构。在图9中，由于接收装置取入各采样定时处的接收信号分量，所以延迟部301～304对输入信号进行延迟。
乘法器305～309将已知信号分量或候选符号序列分别乘以抽头系数。乘以了抽头系数的信号分量由加法器310相加。由此，生成复本信号。
这里，抽头系数估计部107使与合成处理后功率最大的信号分量对应的抽头系数为固定值(这里是1)。即，抽头系数估计部107使与最大值检测部106检测出的采样定时对应的抽头所乘以的抽头系数为固定值(这里是1)。具体地说，在图8B的例子中1T延迟波取最大值，所以抽头系数估计部107使输入到乘法器306的抽头系数为固定值1。此外，在使1T延迟波的抽头系数为1的情况下，抽头系数估计部107使接收信号和复本信号之间的差分的平方平均最小来估计输入到乘法器306以外的乘法器的抽头系数。
这样，由于固定值输入抽头的位置是可变的，所以在2T延迟波的功率成为最大值的情况下，输入到乘法器307中的抽头系数成为固定值1；在3T延迟波的功率成为最大值的情况下，输入到乘法器308中的抽头系数成为固定值1；而在先行波(0T延迟波)的功率成为最大值的情况下，输入到乘法器305中的抽头系数成为固定值1。
接着，说明具有上述结构的接收装置的操作。
在传播路径中受到各种失真的信号由天线101接收。多阵列合成部102对接收信号进行接收处理。定时控制部103用接收处理过的信号来检测符号同步定时。
传播路径估计部104用接收处理过的接收信号进行传播路径估计。此外，为了将接收信号分量的分布收敛到维特比均衡器108中能够进行延迟补偿的范围内，传播路径估计部104估计对延迟波的时间调整量。该时间调整量检测部的估计以延迟分布中功率超过规定阈值的信号分量为对象来进行。
接着，信号分量会聚部105根据传播路径估计部104输出的时间调整量对延迟分布进行时间调整后进行合成。然后，最大值检测部106检测合成的信号分量中功率最大的信号分量的采样定时。
维特比均衡器108算出的接收信号和复本信号之间的差分被传递给抽头系数估计部107。然后，抽头系数估计部107使与合成后功率最大的信号分量对应的抽头系数为固定值(这里是1)，并且使接收信号和复本信号之间的差分的平方平均最小来估计其他抽头系数。通过这一系列操作，随时更新输入到多阵列合成部102内的FFF和维特比均衡器108内的复本生成部中的系数。
接着，用图10来说明本发明人进行的计算机仿真结果。
本发明人在下表所示的诸条件下，通过计算机仿真比较了上述现有接收装置(即，始终使先行波所乘以的抽头系数为1的接收装置)的性能、和本实施例的接收装置(即，使固定值输入抽头的位置可变的接收装置)的性能。
仿真结果示于图10。如图所示，在本实施例的接收装置中，在上述条件下，与上述现有接收装置相比，出现了在BER 1.0E-5的点上Eb/N0提高约2dB这一显著的效果。
这样，根据本实施例，由于可以按照合成处理后各信号分量的电平来改变以往生成复本信号时固定在与先行波(0T延迟波)对应的抽头上的固定值输入抽头的位置，所以能够自适应地估计、更新抽头系数来生成复本信号，使得接收电平最高的路径的SNR最大。因此，根据本实施例，即使在先行波的接收电平比延迟波的接收电平骤降的情况下，也能够改善接收性能。
(实施例2)本实施例的接收装置与实施例1的接收装置的不同点在于不是用合成的信号分量的功率的大小、而是用合成的信号分量数来决定固定值输入抽头的位置。
在本实施例中，将与合成的信号分量数最多的采样定时对应的抽头作为固定值输入抽头的位置。由此，在本实施例中，能节省求合成的信号分量的功率的运算，削减运算量，简化硬件规模。
以下，用图11来说明本实施例的接收装置。图11是本发明实施例2的接收装置的概略结构要部方框图。对与实施例1同样的结构附以同一标号，并且省略其详细说明。
在图11中，最大合成数检测部501从信号分量会聚部105的输出中检测合成了最多信号分量的采样位置。在合成的信号分量数目相同的情况下，选择延迟时间短的(即，在时间上接近先行波的)。
在例如上述图8B所示的分布的情况下，信号分量会聚部105的输出被合成的信号分量数对先行波(0T延迟波)为2个，对1T延迟波为2个，对2T延迟波为0个，对3T延迟波为1个。因此，先行波(0T延迟波)被作为具有最大合成数的延迟波来检测，检测结果被传递给抽头系数估计部107。
抽头系数估计部107决定固定值输入抽头的位置，使得合成的信号分量数最多的信号分量(这里是先行波)所乘以的抽头系数为固定值，并且估计其他抽头系数。然后，抽头系数估计部107将这些抽头系数输出到维特比均衡器108内的复本生成部。
这样，根据本实施例，不检测合成的信号分量的功率，而是根据合成的信号分量数的大小来决定使与哪个延迟波对应的抽头系数为固定值，所以与实施例1的接收装置相比，能够消减运算量，加快处理速度，并且能够大幅度简化硬件规模。
在实施例1及实施例2中，抽头系数的更新例如以时隙为单位来进行。
此外，在实施例1及实施例2中，说明了使用多个系列的自适应阵列天线的结构，但是本发明不限于该条件。即，实施例1及实施例2也能够应用于只使用一个系列的自适应阵列天线的情况下、或者不使用自适应阵列天线而使用普通天线的情况下。
如上所述，根据本发明，可以根据进行过时间调整及合成以使得收敛到均衡器补偿范围内的接收信号分量，来改变生成复本信号时固定值输入抽头的位置，从而即使在先行波的接收电平比延迟波的接收电平骤降的情况下，也能够改善接收性能。
本说明书基于日本平成11年5月31日申请的特愿平11-152030号。其内容全部包含于此。
产业上的可利用性本发明能够应用于无线通信系统中使用的基站装置、或与该基站装置进行无线通信的通信终端装置。
权利要求
1.一种接收装置，包括复本信号生成器，合成在多个抽头中用抽头系数加权过的信号分量来生成复本信号；控制器，随时更新上述多个抽头中使用固定值抽头系数的抽头；以及判定器，将接收信号和上述复本信号之间的差分作为似然信息对接收信号进行判定。
2.如权利要求1所述的接收装置，其中，控制器按照接收信号分量的电平及上述接收信号分量在时间轴上的分布状况来随时更新使用固定值抽头系数的抽头。
3.如权利要求1所述的接收装置，其中，控制器包括提取器，只提取接收电平在规定值以上的信号分量；合成器，将提取出的信号分量在判定器中按照能够补偿的最大延迟时间进行分组后进行合成；以及指示器，检测合成的信号分量中接收电平最高的信号分量的采样定时，将与该检测出的采样定时对应的抽头作为使用固定值抽头系数的抽头而指示给复本信号生成器。
4.如权利要求1所述的接收装置，其中，控制器包括提取器，只提取接收电平在规定值以上的信号分量；合成器，将提取出的信号分量在判定器中按照能够补偿的最大延迟时间进行分组后进行合成；以及指示器，检测合成的信号分量中合成了最多数信号分量的信号分量的采样定时，将与该检测出的采样定时对应的抽头作为使用固定值抽头系数的抽头而指示给复本信号生成器。
5.如权利要求1所述的接收装置，包括多个自适应阵列天线，只接收从规定方向到来的信号；和阵列接收器，对各自适应阵列天线接收到的信号进行加权后进行相加。
6.一种搭载接收装置的通信终端装置，其中，接收装置包括复本信号生成器，合成在多个抽头中用抽头系数加权过的信号分量来生成复本信号；控制器，决定上述多个抽头中使用固定值抽头系数的抽头；以及判定器，将接收信号和上述复本信号之间的差分作为似然信息对接收信号进行判定。
7.一种与权利要求6所述的通信终端装置进行无线通信的基站装置。
8.一种搭载接收装置的基站装置，其中，接收装置包括复本信号生成器，合成在多个抽头中用抽头系数加权过的信号分量来生成复本信号；控制器，决定上述多个抽头中使用固定值抽头系数的抽头；以及判定器，将接收信号和上述复本信号之间的差分作为似然信息对接收信号进行判定。
9.一种与权利要求8所述的基站装置进行无线通信的通信终端装置。
10.一种复本信号生成方法，按照接收信号分量的电平及上述接收信号分量在时间轴上的分布状况适当变更使用固定值抽头系数的抽头来生成复本信号。
全文摘要
信号分量会聚部105根据传播路径估计部104的输出来延迟时间轴上分布的接收信号分量,合成各个信号分量,最大值检测部106从信号分量会聚部105合成的信号分量中检测功率最大的信号分量的采样定时,抽头系数估计部107估计使复本信号和接收信号之间的差分的平方平均值最小的抽头系数,使得对功率取最大值的采样定时分配固定值(例如1)的抽头系数,输出到多阵列合成部102内的FFF和维特比均衡器108内的复本生成部。
文档编号H04B7/08GK1306703SQ00800903
公开日2001年8月1日 申请日期2000年5月30日 优先权日1999年5月31日
发明者齐藤佳子, 上杉充 申请人:松下电器产业株式会社