專利名稱：接收裝置及傳播路徑估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在例如采用OOK(On OffKeying，開關(guān)鍵控)調(diào)制方式的系統(tǒng)中，使 用通過包絡(luò)線檢波等獲得的接收信號(hào)的振幅信息進(jìn)行傳播路徑估計(jì)的接收裝置和傳播路 徑估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
在無線通信中，從發(fā)送天線發(fā)送的信號(hào)經(jīng)過多個(gè)路徑到達(dá)接收天線。此時(shí)，由 于經(jīng)過的路徑長(zhǎng)度不同而導(dǎo)致各個(gè)信號(hào)在強(qiáng)度和相位互不相同的狀態(tài)下合成，因此接收 器的解調(diào)性能變差。因此，為了在接收器中準(zhǔn)確地解調(diào)信號(hào)，傳播路徑估計(jì)是一項(xiàng)重要 的技術(shù)。一般而言，以如下方式進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。首先，從發(fā)送端對(duì)接收端發(fā)送傳播 路徑估計(jì)系列(CES Channel Estimation Sequence)。在接收端預(yù)先準(zhǔn)備有與從發(fā)送端發(fā)
送的傳播路徑估計(jì)系列相同的已知信號(hào)系列，取得該已知信號(hào)系列與從接收信號(hào)中通過 檢波檢測(cè)出的系列之間的相關(guān)。傳播路徑估計(jì)中，作為檢波方式，一般使用同步檢波。其次，從獲得的相關(guān)結(jié) 果中檢測(cè)出現(xiàn)了陡峭的峰值的位置作為直達(dá)波或者延遲波的到達(dá)時(shí)刻，估計(jì)信號(hào)的傳輸 延遲量。因此，在傳播路徑估計(jì)中使用具有優(yōu)異的自相關(guān)特性的信號(hào)系列作為傳播路徑 估計(jì)系列。而且，根據(jù)估計(jì)出的傳輸延遲量求因碼間干擾造成的振幅變動(dòng)的大小，并估 計(jì)振幅系數(shù)。作為提高傳播路徑估計(jì)的精度的方法，例如有專利文獻(xiàn)1中公開的方法。在專 利文獻(xiàn)1中公開的方法中，接收端接收從通信對(duì)象發(fā)送的已知信號(hào)系列，通過對(duì)已知信 號(hào)系列與接收信號(hào)系列之間的復(fù)相關(guān)處理而求功率延遲分布。然后，根據(jù)延遲分布檢測(cè) 出直達(dá)波分量的到達(dá)時(shí)間和大小，生成與直達(dá)波相對(duì)應(yīng)的相關(guān)值的復(fù)本。接下來，從該 延遲分布(相關(guān)結(jié)果)中減去所生成的復(fù)本，從而提高延遲波的到達(dá)時(shí)間的估計(jì)精度。另 外，專利文獻(xiàn)1中公開的方法的前提是作為檢波方式使用同步檢波。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利申請(qǐng)?zhí)乇?006-524971號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題然而，根據(jù)通信方式的不同，檢波方式并不一定使用同步檢波，因此，即便使 用專利文獻(xiàn)1中公開的方法也未必能夠提高傳播路徑估計(jì)的精度。例如，在利用寬帶傳 輸脈沖狀的信號(hào)的UWB (Ultra Wide Band,超寬帶)中，有時(shí)采用根據(jù)脈沖的有無而傳輸 數(shù)據(jù)的OOK(On OffKeying)調(diào)制方式。這里，在OOK調(diào)制方式中，使脈沖的“有”和
“無”對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)“1”和“O”，且僅在振幅分量中包含信息，因此檢波方式大多采用包絡(luò)線檢波。同步檢波是從接收信號(hào)序列中提取振幅信息和相位信息，而包絡(luò)線檢波是從接 收信號(hào)序列中僅提取振幅信息。因此，當(dāng)傳播路徑中存在延遲波時(shí)，通過包絡(luò)線檢波獲 得的檢波信號(hào)序列與已知信號(hào)序列之間的相關(guān)結(jié)果、和通過同步檢波獲得的檢波信號(hào)序 列與已知信號(hào)序列之間的相關(guān)結(jié)果不同。其結(jié)果，如果將通過包絡(luò)線檢波的相關(guān)結(jié)果直 接用于傳播路徑估計(jì)，因相關(guān)結(jié)果中不包含相位信息，有時(shí)無法獲得適當(dāng)?shù)膫鞑ヂ窂焦?計(jì)結(jié)果。這里，舉例說明對(duì)OOK調(diào)制信號(hào)的進(jìn)行包絡(luò)線檢波的相關(guān)結(jié)果與進(jìn)行同步檢 波的相關(guān)結(jié)果的差異。以下，以使用長(zhǎng)度為128比特的CES(由數(shù)據(jù)“1”和“O”構(gòu) 成)的情況為例進(jìn)行說明。當(dāng)CES的長(zhǎng)度為128比特時(shí)，獲得255(= 128X2-1)樣本 (sample)的相關(guān)結(jié)果。圖1表示在傳播路徑中不存在延遲波的情況下，通過包絡(luò)線檢波獲得的檢波信 號(hào)序列與原來的CES之間的相關(guān)結(jié)果。如從圖1可知，當(dāng)不存在延遲波時(shí)，僅在樣本中 央的第128樣本存在陡峭的峰值。該陡峭的峰值表示存在直達(dá)波，并成為延遲波的傳輸 延遲量的基準(zhǔn)時(shí)間。圖2表示在傳播路徑中不存在延遲波的情況下，通過同步檢波獲得的檢波信號(hào) 序列與原來的CES之間的相關(guān)結(jié)果。如從圖2可知，在傳播路徑中不存在延遲波的情況 下，進(jìn)行同步檢波時(shí)也與圖1同樣僅在樣本中央的第128樣本存在峰值。這樣，當(dāng)傳播路徑中不存在延遲波時(shí)，通過包絡(luò)線檢波的相關(guān)結(jié)果與通過同步 檢波的相關(guān)結(jié)果一致。因此，在傳播路徑中不存在延遲波時(shí)，使用包絡(luò)線檢波的情況下 的傳播路徑估計(jì)結(jié)果與使用同步檢波的情況下的傳播路徑估計(jì)結(jié)果相同。另一方面，在 傳播路徑中存在延遲波時(shí)，使用包絡(luò)線檢波的情況下的相關(guān)結(jié)果與使用同步檢波的情況 下的相關(guān)結(jié)果不同。作為一例，傳播路徑的CIR(Channel Impulse Response，傳播路徑的 信道脈沖響應(yīng))h(t)為如下式(1)所示。h(t)= a! δ (t-di) exp (j Φ J +a2 δ (t_d2) exp (j Φ 2)…(1)在式(1)中，第1項(xiàng)表示直達(dá)波，第2項(xiàng)表示延遲波，δ⑴表示狄拉克的δ函 數(shù)，an表示振幅衰減量，dn表示傳播延遲量，φη表示相位旋轉(zhuǎn)量。作為一例，當(dāng)設(shè)為ai =1、a2 = 0.3、Ci1 = O、d2 = T(其中，T 為碼元長(zhǎng)度)、(^1 = O、Φ2 = π，則 CIR成 為 h(t) = δ (t) -0.3 δ (t-T)。作為一例，在圖3中表示通過同步檢波的相關(guān)結(jié)果。圖4中放大地表示了圖3 中的第120到第140的樣本。如從圖4可知，同步檢波中，在第128樣本檢測(cè)到絕對(duì)值 最大的峰值，在第129樣本檢測(cè)到絕對(duì)值第二大的峰值。因此，第128樣本的峰值表示 檢測(cè)到直達(dá)波，而第129樣本的峰值表示在相對(duì)于直達(dá)波延遲了 1個(gè)碼元的位置檢測(cè)到延 遲波。進(jìn)而，可知檢測(cè)到延遲波的振幅為負(fù)值，延遲波對(duì)直達(dá)波產(chǎn)生反相的干擾。在使 用同步檢波的情況下，可準(zhǔn)確地檢測(cè)出延遲波的到達(dá)時(shí)間和延遲波的相位。另一方面，圖5中表示通過包絡(luò)線檢波的相關(guān)結(jié)果。圖6是放大了圖5中第120 到第140的樣本的圖。如從圖6可知，在第128和第135樣本中出現(xiàn)峰值。因此，本來 必須在第129樣本中檢測(cè)出延遲波，但卻在第135樣本中檢測(cè)出延遲波。這樣，在使用包絡(luò)線檢波的情況下，有時(shí)延遲波的到達(dá)時(shí)間被錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，延遲波產(chǎn)生反相的干擾。因此，延遲波的振幅本來應(yīng)當(dāng)被檢測(cè)為負(fù)值， 但卻如圖5所示，通過包絡(luò)線檢波的相關(guān)結(jié)果中，延遲波的振幅被檢測(cè)為正值，直達(dá)波 與延遲波的相位關(guān)系也被錯(cuò)誤檢測(cè)。因此，在傳播路徑中存在延遲波的情況下，如果將通過包絡(luò)線檢波的相關(guān)結(jié)果 直接用于傳播路徑估計(jì)，則有時(shí)難以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膫鞑ヂ窂焦烙?jì)。本發(fā)明的目的在于，提供使用接收信號(hào)的振幅信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)膫鞑ヂ窂焦烙?jì)的 接收裝置及傳播路徑估計(jì)方法。解決問題的方案本發(fā)明的接收裝置采用的結(jié)構(gòu)包括檢波單元，對(duì)OOK調(diào)制信號(hào)序列進(jìn)行包絡(luò) 線檢波而獲取檢波信號(hào)序列，所述OOK調(diào)制信號(hào)序列是對(duì)由數(shù)據(jù)“O”和“1”構(gòu)成的 已知的傳播路徑估計(jì)序列進(jìn)行OOK調(diào)制所得的信號(hào)序列；提取單元，從所述檢波信號(hào)序 列中僅提取與數(shù)據(jù)“1”對(duì)應(yīng)的檢波信號(hào)而獲取提取信號(hào)序列；相關(guān)單元，進(jìn)行所述提 取信號(hào)序列與所述傳播路徑估計(jì)序列之間的相關(guān)運(yùn)算；以及估計(jì)單元，根據(jù)所述相關(guān)運(yùn) 算的結(jié)果估計(jì)傳播路徑特性。本發(fā)明的傳播路徑估計(jì)方法中，對(duì)OOK調(diào)制信號(hào)序列進(jìn)行包絡(luò)線檢波而獲取檢 波信號(hào)序列，所述OOK調(diào)制信號(hào)序列是對(duì)由數(shù)據(jù)“O”和“1”構(gòu)成的已知的傳播路徑 估計(jì)序列進(jìn)行OOK調(diào)制所得的信號(hào)序列；從所述檢波信號(hào)序列中僅提取與數(shù)據(jù)“1”對(duì) 應(yīng)的檢波信號(hào)而獲取提取信號(hào)序列；進(jìn)行所述提取信號(hào)序列與所述傳播路徑估計(jì)序列之 間的相關(guān)運(yùn)算；以及根據(jù)所述相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果估計(jì)傳播路徑特性。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的接收裝置及傳播路徑估計(jì)方法，能夠使用接收信號(hào)的振幅信息， 進(jìn)行適當(dāng)?shù)膫鞑ヂ窂焦烙?jì)。因此，例如在如OOK調(diào)制信號(hào)那樣僅在接收信號(hào)的振幅信息 中包含數(shù)據(jù)的信息的情況下，借用接收信號(hào)的解調(diào)中所使用的僅提取接收信號(hào)的振幅信 息的包絡(luò)線檢波等檢波方式，從而在能夠避免電路規(guī)模變大且復(fù)雜的同時(shí)能夠進(jìn)行適當(dāng) 的傳播路徑估計(jì)。


圖1是表示一例使用了包絡(luò)線檢波時(shí)的相關(guān)結(jié)果的圖。圖2是表示一例使用了同步檢波時(shí)的相關(guān)結(jié)果的圖。圖3是表示一例在存在延遲波的環(huán)境下進(jìn)行同步檢波時(shí)的相關(guān)結(jié)果的圖。圖4是圖3的放大圖。圖5是表示一例在存在延遲波的環(huán)境下進(jìn)行包絡(luò)線檢波時(shí)的相關(guān)結(jié)果的圖。圖6是圖5的放大圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的接收裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖8是表示發(fā)送數(shù)據(jù)的一例“0110001010”的圖。圖9是表示在對(duì)圖8的發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行了 OOK調(diào)制的情況下獲得的調(diào)制信號(hào)的 圖。圖10是表示一例存在延遲波時(shí)的接收信號(hào)的圖。
圖11是表示在對(duì)圖9的OOK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行了包絡(luò)線檢波的情況下獲得的檢波信 號(hào)的圖。圖12是表示在對(duì)圖9的OOK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行了同步檢波的情況下獲得的檢波信號(hào) 的圖。圖13是表示在對(duì)圖10的接收信號(hào)進(jìn)行了包絡(luò)線檢波的情況下獲得的檢波信號(hào)的 圖。圖14是表示在對(duì)圖10的接收信號(hào)進(jìn)行了同步檢波的情況下獲得的檢波信號(hào)的 圖。圖15是表示對(duì)圖11的檢波信號(hào)進(jìn)行采樣(sampling)獲得的樣本值的圖。圖16是表示對(duì)圖12的檢波信號(hào)進(jìn)行采樣獲得的樣本值的圖。圖17是表示對(duì)圖13的檢波信號(hào)進(jìn)行采樣獲得的樣本值的圖。圖18是表示對(duì)圖14的檢波信號(hào)進(jìn)行采樣獲得的樣本值的圖。圖19是表示實(shí)施方式1的傳輸路徑估計(jì)單元的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖20是表示從圖17的樣本值中提取數(shù)據(jù)“1”的部分的結(jié)果的圖。圖21是表示僅使用了傳播路徑估計(jì)序列中的數(shù)據(jù)“1”的部分時(shí)的相關(guān)結(jié)果的 圖。圖22是圖21的放大圖。圖23是表示自相關(guān)結(jié)果成為脈沖的CES的自相關(guān)結(jié)果的圖。圖24是圖23的放大圖。圖25是表示對(duì)自相關(guān)結(jié)果成為脈沖的CES以2倍的速率進(jìn)行了采樣時(shí)的自相關(guān) 結(jié)果的圖。圖26是圖25的放大圖。圖27是表示一例在存在延遲波的環(huán)境下對(duì)CES以2倍的速率進(jìn)行了采樣時(shí)的相 關(guān)結(jié)果的圖。圖28是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的傳輸路徑估計(jì)單元的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框 圖。圖29是用于說明實(shí)施方式2的相關(guān)運(yùn)算單元的動(dòng)作的流程圖。圖30是表示對(duì)圖27所示的自相關(guān)結(jié)果實(shí)施了旁瓣去除處理(sideloberemoving processing)的結(jié)果的圖。圖31是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的傳輸路徑估計(jì)單元的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框 圖。圖32是表示實(shí)施方式3的CES的一例的圖。圖33是表示在存在延遲波的環(huán)境下的圖32的CES的接收信號(hào)的圖。圖34是表示在對(duì)圖33的接收信號(hào)進(jìn)行了包絡(luò)線檢波的情況下獲得的檢波信號(hào)的 圖。圖35是表示對(duì)圖34的檢波信號(hào)進(jìn)行采樣獲得的樣本值的圖。標(biāo)號(hào)的說明100接收裝置101 天線
102檢波單元103采樣單元104、204傳播路徑估計(jì)單元105均衡單元106 二值化單元1041、2041CES 檢測(cè)單元1042 “1” 檢測(cè)單元1043、1043a相關(guān)運(yùn)算單元1044、2042傳輸延遲估計(jì)單元1045、2043振幅系數(shù)估計(jì)單元
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)圖7中表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的接收裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。圖7所示的接 收裝置100包括天線101、檢波單元102、采樣單元103、傳播路徑估計(jì)單元104、均衡單 元105以及二值化單元106。天線101接收從通信對(duì)象(未圖示)發(fā)送的OOK(On OffKeying,開關(guān)鍵控)調(diào) 制信號(hào)序列，并將接收信號(hào)序列輸出到檢波單元102。另外，在本實(shí)施方式中，從通信對(duì) 象發(fā)送OOK調(diào)制信號(hào)序列，該OOK調(diào)制信號(hào)序列是對(duì)由數(shù)據(jù)“0”和“1”構(gòu)成的已 知的傳播路徑估計(jì)序列(CES : ChannelEstimationSequence)進(jìn)行OOK調(diào)制所得的信號(hào)序列。圖9表示例如在如圖8所示從通信對(duì)象發(fā)送傳播路徑估計(jì)序列(CES)即數(shù)據(jù) “0110001010”時(shí)，與該傳播路徑估計(jì)序列(CES)對(duì)應(yīng)的OOK調(diào)制信號(hào)的波形。如果
傳播路徑中不存在延遲波，則天線101接收?qǐng)D9所示的OOK調(diào)制信號(hào)序列。另外，在傳播路徑中存在延遲波的情況下，天線101所接收的OOK調(diào)制信號(hào) 序列的波形發(fā)生變動(dòng)。以下，作為一例，考慮由式(2)表示傳播路徑的信道脈沖響應(yīng) (CIR Channel Impulse Response) Mt)的情況。h (t)= ai δ (t-di) exp (j Φ》+a2 δ (t_d2) exp (j Φ 2)…(2)在式(2)中，第1項(xiàng)表示直達(dá)波，第2項(xiàng)表示延遲波。另外，δ (t)表示狄拉克 的S函數(shù)。而且，an、dn、φη (η = U 2、...)分別表示振幅衰減量、傳輸延遲量、相位
旋轉(zhuǎn)量。在式(2)中，作為一例，當(dāng)設(shè)為ai = 1、a2 = 0.3、Ci1 = 0、d2 = T(T為碼元長(zhǎng) 度)、C^1 = ο、φ2= π時(shí)，信道脈沖響應(yīng)成為hω = δ ω-ο.3δ (t-τ)。圖 ο表示當(dāng) 在這樣的環(huán)境下，發(fā)送圖9所示的OOK調(diào)制信號(hào)序列時(shí)，到達(dá)天線101的接收信號(hào)序列 的波形。因?yàn)檠舆t波的傳輸延遲量d2為d2 = Τ、直達(dá)波與延遲波的相位差為 廣小工= JI，所以延遲了 1碼元長(zhǎng)度T的延遲波對(duì)直達(dá)波產(chǎn)生反相的干擾。因此，當(dāng)緊接著數(shù)據(jù)“1”之后的數(shù)據(jù)為“1”時(shí)，振幅因延遲波的干擾而衰減0.3。另一方面，當(dāng)緊接著數(shù) 據(jù)“1”之后的數(shù)據(jù)為“0”時(shí)，振幅因延遲波的干擾而增加0.3。檢波單元102對(duì)天線101接收到的接收信號(hào)序列實(shí)施包絡(luò)線檢波，并將獲得的檢 波信號(hào)序列輸出到采樣單元103。例如，如果對(duì)圖9所示的OOK調(diào)制信號(hào)序列實(shí)施包絡(luò)線檢波，則獲得如圖11所 示的檢波信號(hào)序列。另外，圖12中表示通過同步檢波的檢波信號(hào)序列。如從圖11與圖 12的比較可知，在傳播路徑中不存在延遲波的情況下，通過包絡(luò)線檢波獲得的檢波信號(hào) 序列與通過同步檢波獲得的檢波信號(hào)序列為大致相等的波形。另外，在傳播路徑中存在延遲波的情況下，通過包絡(luò)線檢波獲得的檢波信號(hào)序 列與通過同步檢波獲得的檢波信號(hào)序列為不同的波形。如果對(duì)圖10所示的OOK調(diào)制信 號(hào)序列實(shí)施包絡(luò)線檢波，則獲得圖13所示的檢波信號(hào)序列。另外，圖14中表示對(duì)圖10 所示的OOK調(diào)制信號(hào)序列進(jìn)行了同步檢波時(shí)的檢波信號(hào)序列的波形。如從圖13與圖14 的比較可知，關(guān)于受到了延遲波干擾的數(shù)據(jù)“1”的部分，兩者的振幅均減少0.3。另一 方面，關(guān)于受到了延遲波干擾的數(shù)據(jù)“O”的部分，兩者的結(jié)果不同，即包絡(luò)線檢波的檢 波信號(hào)的振幅取正值，而同步檢波的檢波信號(hào)序列的振幅取負(fù)值。如上所述，包絡(luò)線檢波中，僅提取接收信號(hào)序列的振幅信息。因此，如從圖13 與圖11的比較可知，受到延遲波干擾的數(shù)據(jù)“O”的部分(參照時(shí)間4)的振幅增加了 0.3。另一方面，同步檢波中，不僅提取振幅信息，還提取相位信息。因此，如從圖14與 圖12的比較可知，受到延遲波干擾的數(shù)據(jù)“O”的部分的振幅減小了 0.3 (參照時(shí)間4)。這樣，包絡(luò)線檢波時(shí)，不論延遲波的相位旋轉(zhuǎn)量如何，即不論延遲波的相位相 對(duì)于直達(dá)波是同相還是反相，與數(shù)據(jù)“O”對(duì)應(yīng)的檢波信號(hào)的振幅總是增加。因此，如 果將通過包絡(luò)線檢波的檢波信號(hào)序列直接用于傳播路徑估計(jì)，則不一定得到適當(dāng)?shù)膫鞑?路徑估計(jì)結(jié)果。更具體而言，如果將通過包絡(luò)線檢波的檢波信號(hào)序列中與數(shù)據(jù)“O”對(duì) 應(yīng)的檢波信號(hào)用于傳播路徑估計(jì)，則有時(shí)難以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膫鞑ヂ窂焦烙?jì)。因此，本實(shí)施方式中，在后述的傳播路徑估計(jì)單元104中，在接收到的CES(傳 播路徑估計(jì)序列)中僅使用原來的數(shù)據(jù)為“1”的部分的相關(guān)結(jié)果，進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。 如上所述，與使用通過同步檢波的檢波信號(hào)的情況相同地，在使用通過包絡(luò)線檢波的檢 波信號(hào)的情況下，與數(shù)據(jù)“1”對(duì)應(yīng)的檢波信號(hào)的振幅也根據(jù)延遲波的相位旋轉(zhuǎn)量而準(zhǔn)確 地增減。另一方面，在使用包絡(luò)線檢波的檢波信號(hào)的情況下，與數(shù)據(jù)“O”對(duì)應(yīng)的檢波 信號(hào)的振幅不論延遲波的相位旋轉(zhuǎn)量如何總是增加。因此，在接收到的CES (傳播路徑估 計(jì)序列)中僅使用與原來的數(shù)據(jù)“1”對(duì)應(yīng)的部分的相關(guān)結(jié)果，進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。由 此，在包絡(luò)線檢波的檢波信號(hào)序列中，僅使用準(zhǔn)確反映了延遲波的相位旋轉(zhuǎn)量的部分進(jìn) 行傳播路徑估計(jì)。將在后面敘述傳播路徑估計(jì)單元104的傳播路徑估計(jì)方法。采樣單元103對(duì)從檢波單元102輸出的檢波信號(hào)序列以規(guī)定的定時(shí)進(jìn)行采樣，并 將獲得的樣本值輸出到傳播路徑估計(jì)單元104和均衡單元105。例如，作為傳播路徑中不存在延遲波的情況的例子，如果對(duì)圖11所示的包絡(luò)線 檢波后的檢波信號(hào)序列以1/τ(其中，T為碼元長(zhǎng)度)的采樣速率進(jìn)行采樣，則獲得如圖 15所示的樣本值。另外，圖16中表示圖12的同步檢波后的檢波信號(hào)序列的樣本值。如 從圖15與圖16的比較可知，在傳播路徑中不存在延遲波的情況下，經(jīng)包絡(luò)線檢波的檢波信號(hào)序列的樣本值與經(jīng)同步檢波的檢波信號(hào)序列的樣本值取大致相等的值。另一方面，在傳播路徑中存在延遲波的情況下，樣本值因檢波方式而不同。圖 17中表示圖13的包絡(luò)線檢波后的檢波信號(hào)序列的樣本值。另外，圖18中表示圖14的同 步檢波后的檢波信號(hào)序列的樣本值。如從圖17與圖18的比較可知，在傳播路徑中存在 延遲波的情況下，經(jīng)包絡(luò)線檢波的檢波信號(hào)序列的樣本值與經(jīng)同步檢波的檢波信號(hào)序列 的樣本值取不同的值。傳播路徑估計(jì)單元104使用從采樣單元103輸出的樣本值進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。這 里，所謂的傳播路徑估計(jì)是指對(duì)傳播路徑的信道脈沖響應(yīng)(CIR)的傳輸延遲量、振幅系 數(shù)進(jìn)行估計(jì)。另外，將在后面詳述本實(shí)施方式的傳播路徑估計(jì)單元104的傳播路徑估計(jì) 方法。傳播路徑估計(jì)單元104將估計(jì)出的傳輸延遲量和振幅系數(shù)輸出到均衡單元105。均衡單元105對(duì)從采樣單元103輸出的樣本值進(jìn)行均衡。具體而言，均衡單元 105使用傳播路徑估計(jì)單元104估計(jì)出的傳輸延遲量、振幅系數(shù)、以及二值化單元106中 所解調(diào)的以前的解調(diào)結(jié)果，對(duì)樣本值的振幅進(jìn)行校正。另外，將在后面詳述均衡單元105 的振幅校正方法。均衡單元105將經(jīng)振幅校正后的樣本值輸出到二值化單元106。二值化單元106將從均衡單元105輸出的振幅校正后的樣本值與規(guī)定閾值Th進(jìn) 行比較并進(jìn)行二值化，從而對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。二值化單元106將解調(diào)結(jié)果反饋到均 衡單元105。接下來，記述傳播路徑估計(jì)單元104的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和傳播路徑估計(jì)方法。傳播路 徑估計(jì)單元104在接收到的CES (傳播路徑估計(jì)序列)中僅使用與原來的數(shù)據(jù)“1”對(duì)應(yīng) 的部分的相關(guān)結(jié)果，進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。圖19中表示傳播路徑估計(jì)單元104的主要部分的結(jié)構(gòu)。圖19所示的傳播路徑 估計(jì)單元104包括CES檢測(cè)單元1041、“1”檢測(cè)單元1042、相關(guān)運(yùn)算單元1043、傳輸 延遲估計(jì)單元1044以及振幅系數(shù)估計(jì)單元1045。CES檢測(cè)單元1041對(duì)接收信號(hào)中的CES區(qū)間進(jìn)行檢測(cè)。作為CES的檢測(cè)方法并 沒有特別限定，可使用各種方法。例如，可使用如下檢測(cè)方法在CES檢測(cè)單元1041具 有匹配濾波器，且匹配濾波器的輸出超出了規(guī)定值的情況下，判定為檢測(cè)到CES。CES 檢測(cè)單元1041將檢測(cè)出的CES輸出到“1”檢測(cè)單元1042和振幅系數(shù)估計(jì)單元1045?！?”檢測(cè)單元1042從CES檢測(cè)單元1041檢測(cè)出的CES中僅提取原來的數(shù)據(jù) 為“1”的部分，并將原來的數(shù)據(jù)為“0”的部分的樣本值替換為0，構(gòu)成新的CES作為 提取信號(hào)序列。另外，“1”檢測(cè)單元1042可通過進(jìn)行式(3)的運(yùn)算而實(shí)現(xiàn)該處理。CE1(Ii) = CEr (η) X CE (η) (η = 1, 2，...)...(3)在式(3)中，CE(n)表示原來的CES，CEr(η)表示CES檢測(cè)單元1041檢測(cè)出 的CES。而且，運(yùn)算“X”表示CES的各要素的乘法運(yùn)算，CE1Cn)表示新構(gòu)成的作為 提取信號(hào)序列的CES。另外，因CES使用在發(fā)送裝置與接收裝置之間共享的信號(hào)序列， 因而可在接收端預(yù)先準(zhǔn)備有與所發(fā)送的CES相同的CES。圖20中表示對(duì)圖17的信號(hào)序列進(jìn)行式(3)的處理所得的信號(hào)序列(新構(gòu)成的 CES)。如從圖20可知，數(shù)據(jù)“0”的部分的振幅全部被替換為0。 “1”檢測(cè)單元1042 將新構(gòu)成的CES(CE1Cn))輸出到相關(guān)運(yùn)算單元1043。相關(guān)運(yùn)算單元1043進(jìn)行CE1Cn)與CE(n)之間的相關(guān)運(yùn)算。圖21中表示一例相關(guān)運(yùn)算結(jié)果。圖22是放大了圖21中的第120到第140的樣本的圖。如從圖22與圖6 的比較可知，圖22中，第135樣本的峰值消失，取而代之，在第129樣本中出現(xiàn)峰值。 進(jìn)而，圖22中振幅系數(shù)被檢測(cè)為負(fù)值。也就是說，“1”檢測(cè)單元1042將原來的數(shù)據(jù)為“0”的部分的樣本值替換為 0，從而消除未準(zhǔn)確反映相位旋轉(zhuǎn)量的數(shù)據(jù)“0”的部分的延遲波的影響。另一方面，數(shù) 據(jù)“1”的部分的樣本值準(zhǔn)確地反映相位旋轉(zhuǎn)量，所以“1”檢測(cè)單元1042從CES中僅 提取原來的數(shù)據(jù)為“1”的部分。由此，相關(guān)運(yùn)算單元1043能夠使用包含與相位旋轉(zhuǎn)量 有關(guān)的信息的檢波信號(hào)序列來獲取相關(guān)運(yùn)算結(jié)果。因此，在檢波單元102實(shí)施包絡(luò)線檢 波的情況下，相關(guān)運(yùn)算結(jié)果中準(zhǔn)確地包含延遲波的傳輸延遲量和相位旋轉(zhuǎn)量。相關(guān)運(yùn)算單元1043將獲得的相關(guān)結(jié)果輸出到傳輸延遲估計(jì)單元1044。傳輸延遲估計(jì)單元1044從相關(guān)結(jié)果中檢測(cè)相關(guān)值的絕對(duì)值超過了規(guī)定值Y的部 位作為信號(hào)到達(dá)時(shí)間UnCn= 1、2、…)。接下來，傳輸延遲估計(jì)單元1044根據(jù)檢測(cè)出的 到達(dá)時(shí)間Un計(jì)算傳輸延遲量dn。傳輸延遲量dn是直達(dá)波的到達(dá)時(shí)間與延遲波的到達(dá)時(shí)間 的相對(duì)時(shí)間差，傳輸延遲估計(jì)單元1044通過式(4)獲得傳輸延遲量dn。dn = Un-U1 (η = 1, 2，...)...(4)例如，圖21中，當(dāng)設(shè)Y = 5時(shí)，則 =128被檢測(cè)為直達(dá)波的到達(dá)時(shí)間、U2 =129被檢測(cè)為延遲波的到達(dá)時(shí)間。因此，傳輸延遲估計(jì)單元1044獲得Ci1 = U1-U1 = 128-128 = 0作為直達(dá)波的傳輸延遲量屯。此外，傳輸延遲估計(jì)單元1044獲得d2 = U2-U1 =129-128 = 1作為延遲波的傳輸延遲量d2。這樣，檢測(cè)到延遲波相對(duì)于直達(dá)波延遲1 碼元長(zhǎng)度。傳輸延遲估計(jì)單元1044將傳輸延遲量dn輸出到振幅系數(shù)估計(jì)單元1045和均衡 單元105。振幅系數(shù)估計(jì)單元1045使用從CES檢測(cè)單元1041輸出的CES(式⑶中的 CEr (η)),傳輸延遲估計(jì)單元1044估計(jì)出的傳輸延遲量dn來估計(jì)信道脈沖響應(yīng)(CIR)的 振幅系數(shù)An，并將估計(jì)出的振幅系數(shù)八 輸出到均衡單元105。在此，振幅系數(shù)An是以如下方式進(jìn)行定義。另外，在式(2)中雖然包含振幅衰 減量an和相位旋轉(zhuǎn)量Φ η，但振幅系數(shù)估計(jì)單元1045匯總這些值而檢測(cè)An = anexp (j Φ η) 作為振幅系數(shù)。也就是說，式(2)如式(5)所示。h (t) = A1 δ (t-di) +A2 δ (t_d2)... (5)當(dāng)將無延遲波干擾的狀態(tài)下接收到數(shù)據(jù)“1”時(shí)的振幅設(shè)為C，將無延遲波干擾 的狀態(tài)下接收到數(shù)據(jù)“0”時(shí)的振幅設(shè)為Z時(shí)，可以通過以下運(yùn)算處理[1] [4]估計(jì)振 幅系數(shù)An。另外，由于CES是已知信號(hào)序列且已獲得傳輸延遲量，得知在CES區(qū)間內(nèi) 的不受延遲波干擾的數(shù)據(jù)“1”和不受延遲波干擾的數(shù)據(jù)“0”。振幅C根據(jù)不受延遲 波干擾的數(shù)據(jù)“1”的振幅值而被設(shè)置，而振幅Z根據(jù)不受延遲波干擾的數(shù)據(jù)“0”的振 幅值而被設(shè)置。[1]在當(dāng)前的接收數(shù)據(jù)為“0”、Ci2-Ci1碼元前的數(shù)據(jù)為“1”時(shí)如果將當(dāng)前的接收數(shù)據(jù)的樣本值設(shè)為S1,通過計(jì)算式(6)，估計(jì)延遲波對(duì)數(shù)據(jù) “0”造成的振幅變動(dòng)D115D1 = S1-Z ...(6)
[2]在當(dāng)前的接收數(shù)據(jù)為“1”、Ci2-Ci1碼元前的數(shù)據(jù)為“1”時(shí)如果將當(dāng)前的接收數(shù)據(jù)的樣本值設(shè)為S2,通過計(jì)算式(7)，估計(jì)延遲波對(duì)數(shù)據(jù) “1”造成的振幅變動(dòng)D2。D2 = S2-C ...(7)[3]直達(dá)波的振幅系數(shù)A1與C相等(式(8))。A1 = C ...(8)[4]如式(9)所示，延遲波的振幅系數(shù)A2因當(dāng)前的接收數(shù)據(jù)而不同。
權(quán)利要求
1.接收裝置，包括檢波單元，對(duì)開關(guān)鍵控調(diào)制信號(hào)序列進(jìn)行包絡(luò)線檢波而獲取檢波信號(hào)序列，所述開 關(guān)鍵控調(diào)制信號(hào)序列是對(duì)由數(shù)據(jù)“0”和“1”構(gòu)成的已知的傳播路徑估計(jì)序列進(jìn)行開關(guān) 鍵控調(diào)制所得的信號(hào)序列；提取單元，從所述檢波信號(hào)序列中僅提取與數(shù)據(jù)“1”對(duì)應(yīng)的檢波信號(hào)而獲取提取信 號(hào)序列；相關(guān)單元，進(jìn)行所述提取信號(hào)序列與所述傳播路徑估計(jì)序列之間的相關(guān)運(yùn)算；以及估計(jì)單元，根據(jù)所述相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果估計(jì)傳播路徑特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，所述提取單元通過將所述檢波信號(hào)序列中與數(shù)據(jù)“0”對(duì)應(yīng)的檢波信號(hào)替換為0而獲 取所述提取信號(hào)序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，還包括二值化單元，使所述檢波信號(hào)序列二值化而獲得解調(diào)結(jié)果；以及均衡單元，使用所述傳播路徑估計(jì)序列、所述檢波信號(hào)序列及以前的解調(diào)結(jié)果，進(jìn) 行均衡處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，所述估計(jì)單元根據(jù)所述相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果計(jì)算延遲波相對(duì)于直達(dá)波的延遲時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收裝置，所述估計(jì)單元使用所述延遲時(shí)間、所述傳播路徑估計(jì)序列以及所述檢波信號(hào)序列， 估計(jì)傳播路徑的振幅系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收裝置，所述均衡單元根據(jù)所述延遲時(shí)間、不受延遲波干擾的所述傳播路徑估計(jì)序列中的數(shù) 據(jù)“0”和“1”的振幅值、延遲波對(duì)所述傳播路徑估計(jì)序列中的數(shù)據(jù)“0”和“1”造 成的振幅變動(dòng)、以及以前的數(shù)據(jù)的解調(diào)結(jié)果，校正所述檢波信號(hào)序列的振幅。
7.傳播路徑估計(jì)方法，對(duì)開關(guān)鍵控調(diào)制信號(hào)序列進(jìn)行包絡(luò)線檢波而獲取檢波信號(hào)序列，所述開關(guān)鍵控調(diào)制 信號(hào)序列是對(duì)由數(shù)據(jù)“0”和“1”構(gòu)成的已知的傳播路徑估計(jì)序列進(jìn)行開關(guān)鍵控調(diào)制所 得的信號(hào)序列；從所述檢波信號(hào)序列中僅提取與數(shù)據(jù)“1”對(duì)應(yīng)的檢波信號(hào)而獲取提取信號(hào)序列；進(jìn)行所述提取信號(hào)序列與所述傳播路徑估計(jì)序列之間的相關(guān)運(yùn)算；以及根據(jù)所述相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果估計(jì)傳播路徑特性。
全文摘要
公開了能夠使用接收信號(hào)的振幅信息，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膫鞑ヂ窂焦烙?jì)的接收裝置及傳播路徑估計(jì)方法。在該裝置中，檢波單元(102)提取開關(guān)鍵控(OOK(On Off Keying))調(diào)制信號(hào)序列的振幅信息而獲得檢波信號(hào)序列，所述OOK調(diào)制信號(hào)序列是由數(shù)據(jù)“0”和“1”構(gòu)成的已知的傳播路徑估計(jì)序列(CES(Channel Estimation Sequence))經(jīng)OOK調(diào)制所得的信號(hào)序列，“1”檢測(cè)單元(1042)從檢波信號(hào)序列的采樣值中僅提取與數(shù)據(jù)“1”對(duì)應(yīng)的采樣值而獲取提取信號(hào)序列，相關(guān)運(yùn)算單元(1043)進(jìn)行提取信號(hào)序列與CES之間的相關(guān)運(yùn)算，傳輸延遲估計(jì)單元(1044)根據(jù)該相關(guān)運(yùn)算來估計(jì)信道脈沖響應(yīng)(CIR(Channel Impulse Response))的傳輸延遲量，振幅系數(shù)估計(jì)單元(1045)根據(jù)該相關(guān)運(yùn)算來估計(jì)CIR的振幅系數(shù)。
文檔編號(hào)H04L27/02GK102017555SQ20098011648
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者坂本剛憲, 大山貴博 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社