JP4379658B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル無線通信における受信装置に関し、特に、ベースバンド信号の受信レベルを拡大することのできる受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル無線通信において、受信入カレベルは伝搬距離によって大きく異なるため、受信できる入カレベル幅（すなわち、受信ダイナミックレンジ）を拡大させることは重要なことである。従来、ベースバンド信号を復調する際、ダイナミックレンジ拡大のためのレベル正規化処理をするとき、例えば、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムのようにフレーム単位で情報を送っているときは１フレームをメモリに確保し、確保したフレーム単位で正規化処理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のデジタル無線通信におけるレベル正規化処理は、１フレームをメモリに確保しフレーム単位で行っているため、大量のメモリが必要である。また、例えば、リアルタイム処理を必要とされる音声データなどの場合、上記従来のデジタル無線通信におけるレベル正規化処理は、１フレームを一度メモリに確保してから処理を行うため、復調に処理遅延が生じて音声が遅延するなどの不具合がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベースバンド信号のレベル正規化処理によってリアルタイム性とメモリ使用効率を損なうことなく、受信ダイナミックレンジを拡大させることのできる優れた受信装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の受信装置は、無線信号を受信する無線部と、無線部で周波数変換されたベースバンド信号のレベル正規化処理を行う受信信号レベル制御手段と、この受信信号レベル制御手段によりレベル正規化処理されたベースバンド信号を復調し、レベル正規化処理タイミングを受信信号レベル制御手段に通知するベースバンド信号復調処理手段とにより構成されている。 そして、受信信号レベル制御手段は、ベーズバンド信号のレベルを監視する入カレベル監視手段と、ベースバンド信号のレベルに応じた正規化シフト数を正規化シフトテーブルとして備える正規化シフトテーブル保持手段と、入力レベル監視手段により判明した信号レベルを用いて、正規化シフトテーブル保持手段を参照し正規化シフト数を求めるテーブルボインタ作成手段と、無線部より入力したベースバンド信号をテーブルポインタ作成手段で求められた正規化シフト数でレベル正規化処理をするレベル制御手段とによって構成されている。さらに、入カレベル監視手段は、ベースバンド信号のデータの一部について信号パワーを計算するパワー計算手段と、ベースバンド信号のデータの一部について信号レベルを計算するレベル計算手段と、信号パワー及び信号レベルの少なくとも一方の計算結果に基づいて、ベースバンド信号のレベルを判別するレベル判別手段とによって構成されていることを特徴とする。
【０００５】
すなわち、本発明の受信装置では、無線部で周波数変換されたベースバンド信号のデータの一部について、パワーもしくはレベルを計算し、この計算結果を用いてベースバンド信号のレベルを判別し、このレベルに基づいて正規化シフトテーブルから正規化シフト数を求めている。そして、この正規化シフト数でベースバンド信号のレベル正規化処理を行っている。したがって、このような構成にすることにより、ベースバンド信号の一部のデータからベースバンド信号のレベルを判別し、リアルタイム性とメモリ使用効率を損なうことなくレベル正規化処理を行うことができる。
【０００６】
また、本発明の受信装置は、前記入カレベル監視手段は、データを保持するバッファと、バッファに保持されたデータに忘却係数αを掛けた第１補正データとベースバンド信号の一部のデータの信号パワーもしくは信号レベルに係数１−αを掛けた第２補正データとを足した演算結果に、バッファのデータ内容を更新するバッファ更新手段と、この演算結果に基づいて、ベースバンド信号のレベルを判別するレベル判別手段とによって構成されていることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、このような構成にしたことにより、フェージングによるベースバンド信号の急激なレベルの変動を考慮したレベル判別を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の受信装置は、前記ベースバンド信号復調処理手段で復調された信号より回線状態を判別する回線状態判別手段を有し、前記正規化シフトテーブル保持手段が、回線状態判別手段によって判別された回線状態に基づいて、テーブルポインタ作成手段が参照する正規化シフトテーブルを可変するテーブル可変手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、このような構成にしたことにより、回線状態の影響を受けにくいレベル正規化処理を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の受信装置は、ベースバンド信号の一部のデータにより正規化シフト数を求め、レベル正規化処理を行う基地局通信装置や、移動局通信装置や、無線通信システムにも適用することができる。
【００１１】
さらに、本発明の受信装置は、忘却係数αを用いてベースバンド信号のレベルを判別する基地局通信装置や、移動局通信装置や、無線通信システムにも適用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明における受信装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における受信装置のブロツク図である。また、図２は、図１における入カレベル監視手段の正規化処理タイミング動作を説明するための第１のブロツク図である。さらに、図３は、図１における入カレベル監視手段の正規化処理タイミング動作を説明するための第２のブロツク図である。
【００１３】
先ず、図１、図２、図３を用いて第１の実施の形態の受信装置について説明する。図１において、受信装置は、無線信号を受信する無線部１と、無線部１で周波数変換されたベースバンド信号のレベル正規化処理を行う受信信号レベル制御手段２と、受信信号レベル制御手段手段２によりレベル正規化処理されたベースバンド信号を復調し、レベル正規化処理タイミングを受信信号レベル制御手段２に通知するベースバンド信号復調処理手段３とによって構成されている。
【００１４】
また、受信信号レベル制御手段２は、入力されたベーズバンド信号のレベルを監視する入カレベル監視手段１１と、ベースバンド信号のレベルに応じた正規化シフト数を正規化シフトテーブルとして備える正規化シフトテーブル保持手段１２と、入力レベル監視手段１１により判明した信号レベルを用いて正規化シフトテーブル保持手段１２を参照して正規化シフト数を求めるテーブルボインタ作成手段１３と、無線部１より入力されたベースバンド信号をテーブルポインタ作成手段１３で求められた正規化シフト数でレベル正規化処理をするレベル制御手段１４とによって構成されている。
【００１５】
さらに、入カレベル監視手段１１は、図２に示すように、ベースバンド信号のデータの一部について信号パワーを計算するパワー計算手段１５と、ベースバンド信号のデータの一部について信号レベルを計算するレベル計算手段１６と、信号パワーの計算結果または信号レベルの計算結果により、ベースバンド信号のレベルを判別するレベル判別手段７とによって構成されている。
【００１６】
また、入カレベル監視手段１１は、図３に示すように、図２で述べたパワー計算手段１５とレベル計算手段１６とレベル判別手段１７とに加えて、バッファ１９に保持されたデータに忘却係数αを掛けた第１補正データとベースバンド信号のデータの一部における信号パワーもしくは信号レベルに係数１−αを掛けた第２補正データとを加算した演算結果を入力して、バッファ１９のデータを演算結果に更新するバッファ更新手段１８と、バッファ更新手段１８からの入力情報に基づいて更新データを格納するバッファ１９とによって構成することも可能である。
【００１７】
次に、上記第１の実施の形態における受信装置の動作について説明する。図１において、無線部１で周波数変換されたベースバンド信号は受信信号レベル制御手段２に入力される。そして、受信信号レベル制御手段２に入力されたベースバンド信号の一部は、入カレベル監視手段１１によって抽出される。これにより、入カレベル監視手段１１は、ベースバンド信号復調処理手段３からレベル正規化処理タイミングの通知を受け、抽出したベースバンド信号の一部のデータによりベースバンド信号のレベルを監視する。
【００１８】
一方、正規化シフトテーブル保持手段１３は、ベースバンド信号のレベルと正規化シフト数を対応させるテーブルを保持している。そして、テーブルポインタ作成手段１２は、入カレベル監視手段１１により判別されたベースバンド信号のレベルを用いて、正規化シフトテーブル保持手段１３を参照することにより正規化シフト数を求める。さらに、レベル制御手段１４が、受信信号レベル制御手段２に入力されたベースバンド信号に対して、テーブルボインタ作成手段１２で求められた正規化シフト数に基づいて、レベル正規化処理を行う。
【００１９】
図２に示すように、入カレベル監視手段１１は、ベースバンド信号の一部のデータを抽出し、パワー計算手段１５によってベースバンド信号のパワーを計算したり、レベル計算手段１６によってベースバンド信号のレベルを計算する。そして、これらの計算結果に基づいて、レベル判別手段１７がベースバンド信号のレベルを判別する。
【００２０】
また、図３に示すような入カレベル監視手段１１を用いたときは、バッファ１９に保持されたデータに忘却係数αを掛けた第１補正データと、ベースバンド信号の一部のデータについてパワー計算手段１５またはレベル計算手段１６で信号パワーまたは信号レベルを求め、これに係数１−αを掛けた第２補正データとを加算する。さらに、バッファ更新手段１８によって、バッファ１９のデータ内容を、加算された演算結果に更新する。そして、レベル判別手段１７は、演算結果よりベースバンド信号のレベルの判別を行う。
【００２１】
受信装置をこのような構成にしたことにより、ベースバンド信号の一部のデータからベースバンド信号のレベルを判別し、リアルタイム性とメモリ使用効率を損なうことなくレベル正規化処理を行うことができる。
【００２２】
また、図３に示すようなレベル監視手段を用いることにより、フェージングによるベースバンド信号の急激なレベルの変動を考慮したレベル判別をすることができる。
【００２３】
次に、本発明における第２の実施の形態の受信装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態における受信装置のブロツク図である。また、図５は、本発明の第２の実施の形態における回線状態判別手段とテーブル可変手段の動作を説明するためのブロツク図である。
【００２４】
第２の実施の形態の受信装置は、図１に示す第１の実施の形態の受信装置の構成に加えて、図４に示すように、回線状態を判別する回線状態判別手段４が追加されており、さらに、図５に示すように、正規化シフトテーブル保持手段１２が、テーブル可変手段２０と正規化シフトテーブル２１とによって構成されている。
【００２５】
したがって、第１の実施の形態で説明した内容は省略して、第２の実施の形態で追加された動作について説明する。すなわち、第１の実施の形態の動作に加えて、回線状態判別手段４は、ベースバンド信号復調処理手段３で復調された信号に基づいて回線状態を判別し、その回線状態を正規化シフトテーブル保持手段１２のテーブル可変手段２０に通知する。
【００２６】
一方、テーブル可変手段２０は、回線状態に応じた正規化シフトテーブル２１を保持している。したがって、正規化シフトテーブル保持手段１２において、テーブル可変手段２０は、通知された回線状態に基づいて、テーブルポインタ作成手段１３が参照する正規化シフトテーブル２１を回線状態に合わせて可変する。
【００２７】
よって、このような構成にしたことにより、回線状態の影響を受けにくいレベル正規化処理を行うことができる。
【００２８】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形態は、受信装置について説明したが、これに限ることはなく、この受信装置を用いた基地局通信装置や移動局通信装置や無線通信システムなどに適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デジタル無線通信における受信装置において、入力されたベースバンド信号についてレベル正規化処理を行うことにより、復調処理手段のダイナミックレンジを広くすることができる。また、ベースバンド信号の一部のデータを用いて正規化シフト数を求めているため、受信装置が処理する負荷を増大をさせることもない。さらに、リアルタイム性を保持し、且つ、メモリ使用効率を損なうことなくレベル正規化処理を行うことができるので、リアルタイム処理を必要とされる音声データなどの受信装置に好んで用いることができる。勿論、この受信装置を用いた基地局通信装置や移動局通信装置や無線通信システムに適用しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における受信装置のブロツク図
【図２】図１における入カレベル監視手段の正規化処理タイミング動作を説明するための第１のブロツク図
【図３】図１における入カレベル監視手段の正規化処理タイミング動作を説明するための第２のブロツク図
【図４】本発明の第２の実施の形態における受信装置のブロツク図
【図５】本発明の第２の実施の形態における回線状態判別手段とテーブル可変手段の動作を説明するためのブロツク図
【符号の説明】
１ 無線部
２ 受信信号レベル制御手段
３ ベースバンド信号復調処理手段
４ 回線状態判別手段
１１ 入カレベル監視手段
１２ 正規化シフトテーブル保持手段
１３ テーブルボインタ作成手段
１４ レベル制御手段
１５ パワー計算手段
１６ レベル計算手段
１７ レベル判別手段
１８ バッファ更新手殴
１９ バッファ
２０ テーブル可変手段
２１ 正規化シフトテーブル

Claims (9)

1. 無線信号を受信する無線部と、前記無線部で周波数変換されたベースバンド信号のレベル正規化処理を行う受信信号レベル制御手段と、前記受信信号レベル制御手段によりレベル正規化処理されたベースバンド信号を復調し、レベル正規化処理タイミングを前記受信信号レベル制御手段に通知するベースバンド信号復調処理手段と、により構成された受信装置であって、
   前記受信信号レベル制御手段は、
   ベーズバンド信号のレベルを監視する入カレベル監視手段と、
   ベースバンド信号のレベルに応じた正規化シフト数を正規化シフトテーブルとして備える正規化シフトテーブル保持手段と、
   前記入力レベル監視手段により判明した信号レベルを用いて、前記正規化シフトテーブル保持手段を参照し正規化シフト数を求めるテーブルボインタ作成手段と、
   前記無線部より入力したベースバンド信号を前記テーブルポインタ作成手段で求められた正規化シフト数でレベル正規化処理をするレベル制御手段とを備え、
   前記入カレベル監視手段が、
   ベースバンド信号のデータの一部について信号パワーを計算するパワー計算手段と、
   ベースバンド信号のデータの一部について信号レベルを計算するレベル計算手段と、
   前記信号パワー及び前記信号レベルの少なくとも一方の計算結果に基づいて、ベースバンド信号のレベルを判別するレベル判別手段とを有することを特徴とする受信装置。
2. 前記入カレベル監視手段は、
   データを保持するバッファと、
   前記バッファに保持されたデータに忘却係数αを掛けた第１補正データと、入力されたベースバンド信号のデータの一部より計算した信号パワーもしくは信号レベルに係数１−αを掛けた第２補正データとを加算した演算結果に、前記バッファのデータ内容を更新するバッファ更新手段と、
   前記演算結果に基づいて、ベースバンド信号のレベルを判別するレベル判別手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記ベースバンド信号復調処理手段で復調された信号より回線状態を判別する回線状態判別手段を有し、
   前記正規化シフトテーブル保持手段が、
   前記回線状態判別手段によって判別された回線状態に基づいて、前記テーブルポインタ作成手段が参照する正規化シフトテーブルを可変するテーブル可変手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受信装置。
4. ベースバンド信号の一部のデータにより正規化シフト数を求め、レベル正規化処理を行う基地局通信装置に適用されることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
5. ベースバンド信号の一部のデータにより正規化シフト数を求め、レベル正規化処理を行う移動局通信装置に適用されることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
6. ベースバンド信号の一部のデータにより正規化シフト数を求め、レベル正規化処理を行う無線通信システムに適用されることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
7. 忘却係数αを用いてベースバンド信号のレベルを判別する基地局通信装置に適用されることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
8. 忘却係数αを用いてベースバンド信号のレベルを判別する移動局通信装置に適用されることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
9. 忘却係数αを用いてベースバンド信号のレベルを判別する無線通信システムに適用されることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。

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