JPH08172423A - Antenna diversity reception system - Google Patents
Antenna diversity reception systemInfo
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- JPH08172423A JPH08172423A JP6315042A JP31504294A JPH08172423A JP H08172423 A JPH08172423 A JP H08172423A JP 6315042 A JP6315042 A JP 6315042A JP 31504294 A JP31504294 A JP 31504294A JP H08172423 A JPH08172423 A JP H08172423A
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- antenna diversity
- signal
- correlation
- fading
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- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】デジタル移動無線におけるアンテナダイバーシ
チ受信方式において、相関検出器を有する複数のアンテ
ナダイバーシチ受信機にフレーム同期信号の既知パター
ンを記憶しておき、前記相関検出器により入力信号と記
憶信号の相関出力を検出するとともに、該検出された相
関出力結果によってダイバーシチ枝を選択して切換える
ようにアンテナダイバーシチ受信方式を構成した。
【効果】簡単なハードウエアを追加するだけで対策が困
難な周波数選択性フェージングを克服する。スループッ
トの低下を防ぐことが出来る。
(57) [Summary] [Structure] In an antenna diversity receiving system in digital mobile radio, a plurality of antenna diversity receivers having a correlation detector store a known pattern of a frame synchronization signal, and the correlation detector inputs the input signal. The antenna diversity reception system is configured to detect the correlation output of the stored signal and select and switch the diversity branch according to the detected correlation output result. [Effect] Overcoming frequency-selective fading, which is difficult to deal with simply by adding simple hardware. It is possible to prevent a decrease in throughput.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル移動体通信に
適用される空間ダイバーシチの一つであるアンテナダイ
バーシチ受信方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna diversity receiving system which is one of space diversity applied to digital mobile communication.
【0002】[0002]
【従来の技術】アンテナ切換え空間ダイバーシチは、移
動体通信の特徴であるフェージングによる劣悪な伝播環
境を克服する方法の一つとして広く知られている。2. Description of the Related Art Antenna switching space diversity is widely known as one of methods for overcoming a poor propagation environment due to fading which is a characteristic of mobile communication.
【0003】このアンテナ切換え空間ダイバーシチは、
それぞれの受信信号の相関係数が充分小さくなるだけ離
れた位置に複数個のアンテナを設置して、フェージング
によって信号品質が変動するそれぞれの受信信号の中か
らその時々で最も優れた受信系を選択し切換えることに
より移動にともなう急峻な信号レベルの落込みを免れる
方法である。This antenna switching space diversity is
Multiple antennas are installed at positions far enough apart that the correlation coefficient of each received signal is sufficiently small, and the best receiving system is selected from each received signal whose signal quality fluctuates due to fading. This is a method of avoiding a steep drop in signal level due to movement by switching.
【0004】各受信系の評価は、普通RSSI(Receiv
ed Signal Strength Indicator)と呼ばれるIF帯増幅
器への入力信号レベルによって行われ、各受信系のなか
で最もRSSIが大きい受信系が選択される。The evaluation of each receiving system is usually performed by RSSI (Receiv
This is performed by the input signal level to the IF band amplifier called ed Signal Strength Indicator), and the receiving system with the largest RSSI is selected from among the receiving systems.
【0005】一方、フェージングは振幅及び位相の変動
分布によって、例えば仲上ーライスフェージング、レイ
リー(Rayleigh)フェージングなどと分類されるが、フ
ェージングを特徴づけるもう一つの要素に、周波数選択
性(セレクティブ)フェージングと非選択性(フラッ
ト)フェージングの区別がある。これはフェージングを
発生させる多重波のそれぞれの到来時間差が、変調信号
帯域の逆数に対して無視できるか否かの区別である。On the other hand, fading is classified into Nakagami-Rice fading, Rayleigh fading, etc. according to the amplitude and phase variation distribution. Another factor that characterizes fading is frequency selectivity (selective). There is a distinction between fading and non-selective (flat) fading. This is to distinguish whether the arrival time difference of multiple waves that cause fading can be ignored with respect to the reciprocal of the modulation signal band.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】多重波の到来時間差が
無視できる非選択性(フラット)フェージングの場合
は、入力信号の品質を決定する主要な要素は、C/N比
であり、従来技術のRSSIによる入力系の選択で問題
はない。ところが、周囲に山などがあって長い遅延時間
を持った到来波があったり、また将来その実現が望まれ
る高速デジタル移動体通信のように伝送レートが高くな
ると、周波数選択性(セレクレティブ)フェージングが
発生する。つまり、主要波に加えて遅延時間を持った干
渉波が発生し、このような到来波は、周波数特性が劣化
しているためにいくらC/N比が大きな信号であっても
良好な信号とはなりえない。In the case of non-selective (flat) fading in which the time difference of arrival of multiple waves can be ignored, the main factor that determines the quality of the input signal is the C / N ratio. There is no problem in selecting the input system by RSSI. However, if there is an incoming wave with a long delay time due to mountains around it, or if the transmission rate becomes high such as high-speed digital mobile communication that is expected to be realized in the future, frequency selective (selective) fading will occur. appear. That is, an interference wave having a delay time is generated in addition to the main wave, and such an incoming wave is a good signal no matter how large the C / N ratio is because the frequency characteristics are deteriorated. It cannot be.
【0007】従って、従来のRSSIによる入力系の選
択では、見掛け上の信号レベルは大きくてもその多くの
電力が遅延波成分から成るような好ましくない入力系を
選択することになり、周波数選択性(セレクティブ)フ
ェージングに対しては改善効果が期待できない、という
問題があった。周波数選択性フェージングの対策方法と
しては、例えば適応等化器などの技術が知られている
が、 適応等化器を構成するためには、大規模なハード
ウエアが必要なだけではなく、急峻なフェージングにも
追従し確実に収束するアルゴリズムの実現が非常に困難
である。Therefore, in the conventional selection of the input system by the RSSI, even if the apparent signal level is large, an unfavorable input system in which a large amount of the power thereof is composed of delayed wave components is selected, and the frequency selectivity is increased. (Selective) There was a problem that improvement effect could not be expected for fading. A technique such as an adaptive equalizer is known as a method for preventing frequency selective fading. However, in order to configure an adaptive equalizer, not only large-scale hardware is required, but also steep It is very difficult to realize an algorithm that reliably follows the fading and converges.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術のこれらの問題点を解決し、非常に簡単に効率よく周
波数選択性フェージングを克服することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome these problems of the prior art and to overcome frequency selective fading very easily and efficiently.
【0009】本発明は、上記課題を解決するために、デ
ジタル移動無線におけるアンテナダイバーシチ受信方式
において、相関検出器を有する複数のアンテナダイバー
シチ受信機にフレーム同期信号の既知パターンを記憶し
ておき、前記相関検出器により入力信号と記憶信号の相
関出力を検出するとともに、該検出された相関出力結果
によってダイバーシチ枝を選択して切換えるようにアン
テナダイバーシチ受信方式を構成した。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention stores a known pattern of a frame synchronization signal in a plurality of antenna diversity receivers having a correlation detector in an antenna diversity receiving system in digital mobile radio. The antenna diversity receiving system is configured to detect the correlation output of the input signal and the stored signal by the correlation detector and select and switch the diversity branch according to the detected correlation output result.
【0010】[0010]
【作用】上記構成によれば、複数のアンテナダイバーシ
チ受信機の相関出力結果によって最も出力の大きな入力
系を選択することができる。According to the above construction, the input system having the largest output can be selected according to the correlation output results of the plurality of antenna diversity receivers.
【0011】[0011]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】本発明は、高速デジタル移動体通信などの
セレクテイブフェージングが発生する伝搬環境にも良好
に動作するアンテナダイバーシチ方式を示すものであ
る。The present invention shows an antenna diversity system which operates well even in a propagation environment in which selective fading occurs such as high-speed digital mobile communication.
【0013】先に示したように、セレクテイブフェージ
ングが発生する状況では、C/N比の大きな入力信号が
最適な信号とは限らない。RSSIのレベルは、遅延波
の電力をも含んでおり、真に求めたい希望波成分のみの
レベルは示さない。そこで、主要波のレベルのみを表す
信号を検出し、それによりアンテナを切換えもしくは選
択するアンテナダイバーシチを考える。ここで、変調方
式としては、デジタル位相変調を想定する。As described above, in a situation where selective fading occurs, an input signal having a large C / N ratio is not always the optimum signal. The RSSI level also includes the power of the delayed wave, and does not indicate the level of only the desired wave component that is truly desired. Therefore, consider antenna diversity in which a signal representing only the level of the main wave is detected and the antenna is switched or selected accordingly. Here, digital phase modulation is assumed as the modulation method.
【0014】デジタル位相変調では、音声データなどの
伝送目的のデータの他に、通信を実現するための様々な
データが伝送される。そのなかには同期ワードをはじめ
として、データ遷移のパターンが既知である必要のある
情報がある。これらの情報を利用して、時間軸上に自己
相関関数が鋭いピークを持つ系列を構成し、位相変調を
行う。各入力系で上記相関演算を行い、最も出力の大き
な入力系を選択する。上記方式の原理を述べる。In digital phase modulation, in addition to data for transmission such as voice data, various data for realizing communication are transmitted. Among them, there is information that the pattern of data transition needs to be known, including the synchronization word. By using these pieces of information, a sequence having a sharp peak in the autocorrelation function on the time axis is constructed and phase modulation is performed. The above correlation calculation is performed in each input system, and the input system with the largest output is selected. The principle of the above method will be described.
【0015】図1は、鋭い自己相関特性を持つ系列の一
つであるM系列符号の自己相関関数を示したものであ
る。図に示すようにパターンが一致したときにのみ鋭い
ピークが発生し、パターンが1ビット以上ずれると一定
の小さな相関値しか示さない。フレーム同期信号やその
他のデータを利用してこのような自己相関特性の鋭い系
列Aを構成して、送信信号を変調する。FIG. 1 shows the autocorrelation function of an M-sequence code, which is one of the sequences having sharp autocorrelation characteristics. As shown in the figure, a sharp peak occurs only when the patterns match with each other, and when the patterns deviate by 1 bit or more, only a certain small correlation value is shown. A transmission signal is modulated by forming a series A having such a sharp autocorrelation characteristic using a frame synchronization signal and other data.
【0016】図2に送信信号のフォーマットを示す。図
2の送信信号は、図3の相関演算のタイミング図に示す
ように遅延時間を持った多重波となって受信機に到来す
る。それぞれの系列も到来時間差だけのずれをもって受
信機に到来する。受信機は、系列のパターンを記憶して
おり、データを読み込むために、同期が捕捉されている
から系列の到来時間も既知である。そこで系列が入力す
る時間に入力信号と記憶している系列パターンとの相関
演算を行うと、遅延波の系列とはパターンが一致しない
ので、相関出力に影響を及ぼすことはなく、演算結果は
希望波成分の大きさのみを表したものとなる。従って、
各入力系で相関演算を行い、演算結果が一番大きな入力
系を選択することによってセレクテイブフェージングに
対しても効果のあるアンテナダイバーシチが構成でき
る。FIG. 2 shows the format of the transmission signal. The transmission signal of FIG. 2 arrives at the receiver as a multiple wave having a delay time as shown in the timing chart of the correlation calculation of FIG. Each of the sequences arrives at the receiver with a difference of arrival time difference. The receiver remembers the pattern of the sequence, and since the synchronization is captured to read the data, the time of arrival of the sequence is also known. Therefore, if the correlation calculation between the input signal and the stored sequence pattern is performed at the time when the sequence is input, the pattern does not match the sequence of the delayed wave, so the correlation output is not affected and the calculation result is desired. It only represents the magnitude of the wave component. Therefore,
By performing the correlation calculation in each input system and selecting the input system having the largest calculation result, it is possible to configure the antenna diversity which is effective against the selective fading.
【0017】図4に、上記の様な本発明の原理を具体化
した実施例を示す。FIG. 4 shows an embodiment embodying the principle of the present invention as described above.
【0018】図4において、アンテナ1、2から受信し
た到来波は、ミキサー3と周波数シンセサイザー4によ
ってIF信号に変換されて、ミキサー5、ミキサー6に
入力される。一方検波出力I及びQ信号を利用して変調
を受けずに位相誤差も持たないコヒーレントなキャリア
を生成する。コヒーレントキャリアはミキサー5に入力
されてI成分信号が検波され、位相シフター7によって
90度位相がシフトしたコヒーレントキャリアがミキサ
ー6に入力されてQ成分信号が検波される。In FIG. 4, the incoming waves received from the antennas 1 and 2 are converted into IF signals by the mixer 3 and the frequency synthesizer 4 and input to the mixers 5 and 6. On the other hand, the detection output I and Q signals are used to generate a coherent carrier that is not modulated and has no phase error. The coherent carrier is input to the mixer 5 to detect the I component signal, and the coherent carrier whose phase is shifted by 90 degrees by the phase shifter 7 is input to the mixer 6 to detect the Q component signal.
【0019】以上は通常の同期検波の構成と動作と同じ
である。The above is the same as the configuration and operation of normal synchronous detection.
【0020】本発明では、上記構成及び動作に加えて、
コヒーレントキャリアが変調器8に入力される。変調器
8はコヒーレントキャリアを送信される系列と同じ系列
で変調し、ミキサー9に出力する。ミキサー9とLPF
10によって、入力信号と受信機で変調された信号との
相関演算が行われる。I、Q信号ならびに相関係数はA
/D変換器11、12、13を経て信号処理回路14に
入力される。In the present invention, in addition to the above configuration and operation,
The coherent carrier is input to the modulator 8. The modulator 8 modulates the coherent carrier with the same sequence as the transmitted sequence, and outputs it to the mixer 9. Mixer 9 and LPF
10, the correlation calculation between the input signal and the signal modulated by the receiver is performed. I, Q signals and correlation coefficient are A
It is input to the signal processing circuit 14 via the / D converters 11, 12, and 13.
【0021】以上の受信系が複数個用意され、複数の
I、Q信号ならびに相関係数が信号処理回路14に入力
される。15はバンドパスフィルター、16、17はロ
ーパスフィルターLPF、18はキャリア発生器、19
は系列発生器である。A plurality of the above receiving systems are prepared, and a plurality of I, Q signals and correlation coefficients are input to the signal processing circuit 14. 15 is a bandpass filter, 16 and 17 are lowpass filters LPF, 18 is a carrier generator, 19
Is a sequence generator.
【0022】信号処理回路14は、受信信号のうち系列
受信時の相関係数出力が最も大きな受信系を選択し、そ
の受信系のI、Q信号を読み込む。The signal processing circuit 14 selects the receiving system having the largest correlation coefficient output at the time of series reception from the received signals, and reads the I and Q signals of the receiving system.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成なら
びに方法によれば、従来のアンテナダイバーシチに一般
に広く用いられている簡単なハードウエアを追加するだ
けで対策が困難な周波数選択性フェージングを克服する
ものである。また、送信信号に自己相関特性が鋭い既知
のデータパターンを必要とするが、デジタル通信の場
合、既知のパターンは同期の確立などに不可欠なもので
あり、これらの既知パターンを応用することによって本
発明の適用によるスループットの低下を防ぐことが出来
る。将来実現が期待される高速デジタル移動体通信にと
って周波数選択性フェージングの克服は最も重要な技術
の一つであり、本発明は非常に簡単に効率よく周波数選
択性フェージングを克服するものである。As described above, according to the configuration and method of the present invention, frequency selective fading, which is difficult to be dealt with by simply adding simple hardware generally used in the conventional antenna diversity, is eliminated. It is to overcome. In addition, although a known data pattern with sharp autocorrelation characteristics is required for the transmission signal, in the case of digital communication, the known pattern is indispensable for establishing synchronization, etc. It is possible to prevent a decrease in throughput due to the application of the invention. Overcoming frequency selective fading is one of the most important techniques for high-speed digital mobile communication expected to be realized in the future, and the present invention very easily and efficiently overcomes frequency selective fading.
【図1】M系列符号の自己相関関数を示した図。FIG. 1 is a diagram showing an autocorrelation function of an M-sequence code.
【図2】送信信号のフォーマットを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a format of a transmission signal.
【図3】図2の送信信号の相関演算のタイミング図。FIG. 3 is a timing diagram of correlation calculation of the transmission signal of FIG.
【図4】本発明の原理を具体化した実施例を示す回路
図。FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment embodying the principle of the present invention.
1 アンテナ 2 アンテナ 3 ミキサー 4 周波数シンセサイザー 5 ミキサー 6 ミキサー 7 位相シフター 8 変調器 9 ミキサー 10 LPF 11 A/D変換器 12 A/D変換器 13 A/D変換器 14 信号処理回路 15 バンドパスフィルター 16 バンドパスフィルター 17 LPF 18 キャリア発生器 19 系列発生器 1 Antenna 2 Antenna 3 Mixer 4 Frequency Synthesizer 5 Mixer 6 Mixer 7 Phase Shifter 8 Modulator 9 Mixer 10 LPF 11 A / D Converter 12 A / D Converter 13 A / D Converter 14 Signal Processing Circuit 15 Bandpass Filter 16 Band pass filter 17 LPF 18 Carrier generator 19 Series generator
Claims (1)
ーシチ受信方式において、相関検出器を有する複数のア
ンテナダイバーシチ受信機にフレーム同期信号の既知パ
ターンを記憶しておき、前記相関検出器により入力信号
と記憶信号の相関出力を検出するとともに、該検出され
た相関出力結果によってダイバーシチ枝を選択して切換
えるように構成したことを特徴とするアンテナダイバー
シチ受信方式。1. In an antenna diversity receiving system for digital mobile radio, a plurality of antenna diversity receivers having a correlation detector store a known pattern of a frame synchronization signal, and the correlation detector detects an input signal and a stored signal. An antenna diversity receiving system, characterized in that a correlation output is detected and a diversity branch is selected and switched according to the detected correlation output result.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6315042A JPH08172423A (en) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Antenna diversity reception system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6315042A JPH08172423A (en) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Antenna diversity reception system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08172423A true JPH08172423A (en) | 1996-07-02 |
Family
ID=18060733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6315042A Pending JPH08172423A (en) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Antenna diversity reception system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08172423A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8301100B2 (en) | 2009-04-22 | 2012-10-30 | Panasonic Corporation | Directional pattern determining method capable of quickly selecting optimum directional pattern |
US8583052B2 (en) | 2009-11-27 | 2013-11-12 | Panasonic Corporation | Wireless communication apparatus changing radiation patterns of antenna apparatuses |
US8717249B2 (en) | 2009-12-28 | 2014-05-06 | Panasonic Corporation | Variable directivity antenna apparatus including parasitic elements having cut portion of rectangular shape |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP6315042A patent/JPH08172423A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8301100B2 (en) | 2009-04-22 | 2012-10-30 | Panasonic Corporation | Directional pattern determining method capable of quickly selecting optimum directional pattern |
US8583052B2 (en) | 2009-11-27 | 2013-11-12 | Panasonic Corporation | Wireless communication apparatus changing radiation patterns of antenna apparatuses |
US8717249B2 (en) | 2009-12-28 | 2014-05-06 | Panasonic Corporation | Variable directivity antenna apparatus including parasitic elements having cut portion of rectangular shape |
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