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JP3159378B2 - スペクトル拡散通信方式 - Google Patents

スペクトル拡散通信方式

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JP3159378B2
JP3159378B2 JP21855997A JP21855997A JP3159378B2 JP 3159378 B2 JP3159378 B2 JP 3159378B2 JP 21855997 A JP21855997 A JP 21855997A JP 21855997 A JP21855997 A JP 21855997A JP 3159378 B2 JP3159378 B2 JP 3159378B2
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channel
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NEC Corp
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力情報を情報レ
ートより高速の拡散符号で広帯域信号に変換して多元接
続を行うスペクトル拡散通信方式であって、異なる拡散
符号で拡散された複数の物理チャネルを使ってユーザー
情報、制御情報を多重化して送信すると共に、各物理チ
ャネルに送受信間で既知の複数のパイロットシンボルが
適宜挿入されているスペクトル拡散通信方式に関する。
【0002】
【従来の技術】スペクトル拡散通信方式は、耐干渉性、
耐妨害性に優れ、マルチパス環境下でも高い受信特性が
実現できるものとして、近年移動体通信への応用が検討
されている。スペクトル拡散通信方式では、拡散周波数
が高いため、マルチパス伝搬路の違いを区別でき、レイ
ク受信方式が適用できる。レイク受信方式は、マルチパ
ス伝搬路を分離すると共に各パスの伝搬路特性を推定
し、各パスの受信信号に対してそれぞれの伝搬路特性を
補償した後に同相合成することで、パスダイバーシティ
効果を実現する技術である。レイク受信方式において、
このマルチパス伝搬路のチャネル特性の推定と、推定さ
れたチャネル特性の共役複素数を乗ずることで伝搬路特
性の相殺する処理を行う部分をフィンガーと言う(文献
1:Andrew J.Viterbi、CDMA−P
rinciples of Spread Spect
rum Communication、Addison
−Wesley Publishing Compan
y,p.89、1995年)。なお、フィンガーには、
スペクトル拡散符号を逆拡散する相関部をも含む。レイ
ク合成を有効に行うためには、フィンガーにおけるチャ
ネル推定の特性が極めて重要である。物理チャネル(拡
散符号で拡散された信号を指し、パイロットシンボル
等、ユーザー情報や制御情報以外に受信に必要な付加情
報を含んだもの)毎に予め定められたパイロットシンボ
ルが一定スロット間隔毎に周期的に挿入されるシステム
では、当該受信物理チャネルのパイロットシンボルを用
いて、チャネル推定や受信SIRの推定を行う方法が提
案されている(例えば、文献2:(安藤、佐和橋、“D
S−CDMAマルチパイロットブロックによるチャネル
推定RAKEのスペースダイバーシティ特性”、電子情
報通信学会総合大会、B−5−13、1997年)ある
いは文献3:(東、太口、大野、“DS/CDMAにお
ける内挿型同期検波RAKEの特性”、電子情報通信学
会研究会報告、RCS94−98、pp.57−62、
1994年)、あるいは、文献4:(清尾、奥村、土
肥、“DS−CDMAの適応電力制御におけるSIR測
定法の検討”、電子情報通信学会通信ソサイエティ大
会、B−330、1996年))。文献2と文献4の方
式は、当該スロットのチャネル推定を行う際に、隣接す
るスロットのパイロットシンボルを使うことを特徴とす
る。一方、文献3は、チャネル推定の精度を高めるため
に、帰還判定の技術を適用し、当該物理チャネルに含ま
れるデータを用いることを特徴とする。このどちらの方
法も、基本的には、当該受信物理チャネルに挿入されて
いるパイロットシンボルのみを用いることに着目された
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術は、
当該物理チャネルに属する受信信号のみを用いるため、
チャネル推定、ひいては、レイク受信やSIR推定の特
性改善に大きな限界があるということである。都市部で
はビルに囲まれているため、伝搬路にはマルチパスが多
く、また、パス生成や消失の頻度も高い。したがって、
パス当たりの信号電力対雑音電力比(Eb/No)ある
いは信号電力対干渉電力比(Eb/Io)が小さいと共
に、伝搬路の時間変動の関係で時間方向の平均化による
雑音抑圧効果が小さいという性質を持つ。したがって、
文献3のように仮判定データを用いる場合、受信信号電
力対雑音の比が小さいため、仮判定自体の精度が悪くな
り、特性改善に自ずと限界があるという問題がある。ま
た、文献2及び文献4のように複数スロットに渡るシン
ボルを使う場合、伝搬特性の時間変動の関係でスロット
数が多く取れず、精度の改善に限界があるという問題が
ある。
【0004】本発明の目的は、チャネル推定精度を高
め、レイク受信による受信特性を向上させるスペクトル
拡散通信方式を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のスペクトル拡散
通信方式は、ある物理チャネルを受信してチャネル推定
を行う際に、当該物理チャネルに含まれるパイロットシ
ンボルと当該物理チャネル以外に含まれるパイロットシ
ンボルを用いて当該物理チャネルの伝搬路の変動を推定
するチャネル推定を行う。
【0006】したがって、チャネル推定の精度を高める
と共に、レイク受信による受信特性の改善や、受信SI
Rの推定、周波数オフセットの推定精度を高める。
【0007】また、本発明のスペクトル拡散通信方式
は、複数のフィンガー部と、各フィンガー部から出力さ
れる重み付けされた受信信号を同相加算して出力するレ
イク合成部と、物理チャネルに対応する送信信号のレプ
リカを用いて、受信信号から遅延プロファイルを計算す
る遅延プロファイル計算部と、前記遅延プロファイルか
ら、相関電力の大きいピークを与えるピーク出力位相を
検出し、該ピーク出力位相を当該受信物理チャネルとチ
ャネル推定用物理チャネルの逆拡散タイミングに変換し
た後、各フィンガー部へ出力するパス制御部を有し、各
フィンガー部は、前記パス制御部で指定された逆拡散タ
イミング信号で当該受信物理チャネルおよびチャネル推
定用物理チャネルの受信信号を逆拡散する相関器と、前
記逆拡散された受信シンボルの、当該物理チャネルおよ
びチャネル推定用物理チャネルのそれぞれのパイロット
シンボルに相当する部分を入力し、当該フィンガー部が
担当するパスに対応するチャネル推定を行い、レイク合
成のための重み係数を推定する重み係数推定部と、推定
された重み係数の共役複素数を前記相関器から出力され
た受信信号に掛け、前記レイク合成部へ出力する重み付
け回路を含むことを特徴とするスペクトル拡散通信方式
を含む。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0009】図1は本発明の一実施形態のスペクトル拡
散通信方式の構成図である。
【0010】本実施形態のスペクトル拡散通信方式は入
力端子100と8個のフィンガー2001〜2008と遅
延プロファイル計算部310とパス制御部330とレイ
ク合成部400とチャネル割り当て制御部500と復調
出力端子600で構成されている。ここで、フィンガー
の数は一例であり、本発明にとって本質的な意味を持つ
ものではない。また、本実施形態では、チャネル推定用
の物理チャネルの数として1を選択するこれも一例で
あり本発明にとっては本質的な値ではない。
【0011】フィンガー部2001 〜2008 はいずれ
も同じ構成で、相関器110と重み係数推定部120と
重み付け回路130で構成されている。
【0012】入力端子100からは、アンテナで受信し
た受信信号が入力される。入力信号は、情報変調がQP
SKの場合はI、Qの2次元信号となる。それぞれの入
力端子から供給される受信信号は、フィンガー部200
1 〜2008 のそれぞれに備わっている逆拡散のための
相関器110に供給されると共に、遅延プロファイル計
算部310に供給される。遅延プロファイル計算部31
0では、チャネル割り当て制御部500から指定される
物理チャネルに対応する送信信号のレプリカを用いて、
受信信号から遅延プロファイルを計算する。遅延プロフ
ァイルは、送信レプリカと受信信号との相関電力値で表
されているとする。遅延プロファイルを計算するための
積分時間や遅延プロファイルを計算する区間は予め定め
られているか、受信特性に応じて外部から指定されるよ
うな構成になっている。この積分時間は、パスの瞬時変
動を吸収する効果を持つ。遅延プロファイル計算部31
0で計算された遅延プロファイルは、上記積分時間に応
じた時間単位でパス制御部330へ出力される。パス制
御部330では、まず、遅延プロファイルから相関電力
の大きいN個(例:N=20)のピークを与えるピーク
出力位相を検出する。パス制御部330で検出されたピ
ーク位相は、チャネル割り当て制御部500からの指定
によって、当該受信物理チャネルとチャネル推定用に指
定された物理チャネルの位相に変換された後、各フィン
ガー部2001 〜2008 の相関器110へ出力され
る。
【0013】各フィンガー部2001 〜2008 の動作
は以下の通りである。相関器110は、パス制御部33
0で指定される逆拡散タイミング信号で当該受信物理チ
ャネル及びチャネル推定用物理チャネルの受信信号を逆
拡散する。このときの逆拡散符号の情報もチャネル割り
当て制御部500より指定される。また、逆拡散した受
信シンボルは、チャネル割り当て制御部500から指定
されるフレーム同期情報510と520により、当該物
理チャネル及びチャネル推定用の物理チャネルのそれぞ
れのパイロットシンボルに該当する部分が重み係数推定
部120へ出力され、当該物理チャネルに相当する受信
シンボルが重み付け回路130へ出力される。重み係数
推定部120では、例えば、前記文献1及び文献2の方
法を用いて、当該フィンガー部が担当するパスに対応す
る伝搬路(チャネル)推定を行い、レイク合成のための
重み係数を推定する。すなわち送受信側で予めわかって
いるパイロットシンボルを用い、パイロットシンボルに
相当する受信シンボルを期待値パイロットシンボルで逆
変調し、それを単純平均したものを重み係数として推定
する。この重み係数は、伝搬路の特性を表す複素ベクト
ルの伝送路の複素ベクトルとなっている。推定された重
み係数の複素ベクトルが重み付け回路130で入力受信
信号に掛けられ、レイク合成部400へ出力される。レ
イク合成部400は、各フィンガイー部2001〜20
8から提供された重み付けされた受信信号を同相加算
して、出力端子600から出力する。
【0014】以上の説明においては、各フィンガー毎に
複数の物理チャネルを逆拡散する構成をとったが、本発
明にとってこの構成は必須ではない。パス制御部330
で探索した相関ピークの内、ピークレベルが低い位相に
対応するフィンガーのみ複数の物理チャネルを対象にチ
ャネル推定を行う構成をとることもできる。
【0015】
【発明の効果】上述したように、本発明は、当該受信物
理チャネルだけでなく、制御チャネルや他ユーザーの物
理チャネルにおけるパイロットシンボルを使って、レイ
ク合成のためのチャネル推定を行うことにより、チャネ
ル推定に伴うパイロットシンボル数を等価的に増やすこ
とができるので、チャネル推定精度、ひいては、レイク
受信による受信特性を向上させるという効果を有する。
特に本発明は、パス当たりの信号電力比対雑音電力比が
低い場合でも、仮判定データによる誤り劣化や、複数ス
ロットの平均化による処理遅延を伴うことなく、チャネ
ル推定の精度を高められるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を表すブロック図である。
【符号の説明】
100 入力端子 110 相関器 120 重み係数推定部 130 重み付け回路 2001 〜2008 フィンガー部 310 遅延プロファイル計算部 330 パス制御部 400 レイク合成部 500 チャネル割り当て制御部 510 チャネル割り当て制御部500からフィンガ
ー2001 に供給される制御信号 520 チャネル割り当て制御部500からフィンガ
ー2008 に供給される制御信号 600 復調出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 13/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力情報を情報レートより高速の拡散符
    号で広帯域信号に変換して多元接続を行うスペクトル拡
    散通信方式であって、異なる拡散符号で拡散された複数
    の物理チャネルを使ってユーザー情報、制御情報を多重
    化して送信すると共に、各物理チャネルに送受信間で既
    知の複数のパイロットシンボルが適宜挿入されているス
    ペクトル拡散通信方式において、ある物理チャネルを受
    してチャネル推定を行う際に、当該物理チャネルに含
    まれるパイロットシンボルと当該物理チャネル以外に含
    まれるパイロットシンボルを用いて当該物理チャネルの
    伝搬路の変動を推定するチャネル推定を行うことを特徴
    とするスペクトル拡散通信方式。
  2. 【請求項2】 入力情報を情報レートより高速の拡散符
    号で広帯域信号に変換して多元接続を行うスペクトル拡
    散通信方式であって、異なる拡散符号で拡散された複数
    の物理チャネルを使ってユーザー情報、制御情報を多重
    化して送信すると共に、各物理チャネルに送受信間で既
    知の複数のパイロットシンボルが適宜挿入されているス
    ペクトル拡散通信方式において、 複数のフィンガー部と、 各フィンガー部から出力される重み付けされた受信信号
    を同相加算して出力するレイク合成部と、 物理チャネルに対応する送信信号のレプリカを用いて、
    受信信号から遅延プロファイルを計算する遅延プロファ
    イル計算部と、 前記遅延プロファイルから、相関電力の大きいピークを
    与えるピーク出力位相を検出し、該ピーク出力位相を
    信した当該物理チャネルとチャネル推定用物理チャネル
    の逆拡散タイミングに変換した後、各フィンガー部へ出
    力するパス制御部を有し、 各フィンガー部は、前記パス制御部で指定された逆拡散
    タイミング信号で受信した当該物理チャネルおよびチャ
    ネル推定用物理チャネルの受信信号を逆拡散する相関器
    と、前記相関器で逆拡散された受信シンボルの、当該物
    理チャネルおよびチャネル推定用物理チャネルのそれぞ
    れのパイロットシンボルに相当する部分を入力し、当該
    フィンガー部が担当するパスに対応するチャネル推定を
    行い、レイク合成のための重み係数を推定する重み係数
    推定部と、推定された重み係数の共役複素数を前記相関
    器から出力された受信信号に掛け、前記レイク合成部へ
    出力する重み付け回路を含むことを特徴とするスペクト
    ル拡散通信方式。
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