JP2000059290A - デジタル通信局用チャンネル推定装置 - Google Patents

デジタル通信局用チャンネル推定装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉や熱雑音の存在下でも正確なチャンネル
推定を行う。 【解決手段】 受信トレーニングシーケンスの中央ビッ
ト群と既知トレーニングシーケンスの相当するビットと
の間の相関に従って時間誤差推定値を与えるよう動作す
る第１の推定手段と、受信トレーニングシーケンスのビ
ットの第１の小群と受信トレーニングシーケンスのビッ
トの第２の小群が同一であると仮定し、受信トレーニン
グシーケンスの第１の小群の各ビットに対応する信号と
受信トレーニングシーケンスのビットの第２の小群のビ
ットに対応する信号との平均を求める平均化手段と、受
信トレーニングシーケンスに含まれる信号を該平均化信
号に代えることで補正した受信トレーニングシーケンス
中の同じ中央ビット群と既知トレーニングシーケンスの
相当するビットとの間の相関に従ってタイミング誤差推
定値を計算するよう動作する第２の推定手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＳＭ移動電話な
どのデジタル遠隔通信局用チャンネル推定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＧＳＭシステムにおいて、基地局によっ
て送信される各データバーストには、２６ビットトレー
ニングシーケンスのような「中央アンブル」（mid-ambl
e）などがある。移動局はそのようなトレーニングシー
ケンスを使用して、ＧＳＭ基地局から送信される各タイ
ムスロット内のデータの復調に必要なチャンネルタップ
を計算する。復調装置が誤差のないデータを再構成する
能力は、チャンネル推定の信頼性によって制限される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】移動局は実際には、各
トレーニングシーケンスを用いて、それを含む信号バー
ストの中央の位置を決定する。移動局は、トレーニング
シーケンスがあると予想されるデータバーストの部分
を、その既知トレーニングシーケンスと一致するローカ
ル発生シーケンスと比較することで決定する。従来のチ
ャンネル推定装置では、トレーニングシーケンスの中央
の１６ビットを既知トレーニングシーケンスと相関さ
せ、その結果を用いてタイミング誤差を推定すること
で、それに従ってチャンネルタップを設定することがで
きる。
【０００４】従来の配置は、干渉、熱雑音および変動す
るドップラー偏移がなければ満足に動作する。しかしな
がらそれらの条件が存在する場合は、推定が不十分とな
って、データ信号の適切な再構成および復号が妨害され
る場合がある。
【０００５】そこで本発明の目的は、干渉および／また
は熱雑音の存在下で、従来可能であったものよりも正確
なチャンネル推定を行うことができるチャンネル推定装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のデジタル通信局
用チャンネル推定装置は、デジタル通信局用チャンネル
推定装置において、受信トレーニングシーケンスの中央
ビット群と既知トレーニングシーケンスの相当するビッ
トとの間の相関に従って時間誤差推定値を与えるよう動
作する第１の推定手段と、受信トレーニングシーケンス
のビットの第１の小群と受信トレーニングシーケンスの
ビットの第２の小群が同一であると仮定し、受信トレー
ニングシーケンスの第１の小群の各ビットに対応する信
号と受信トレーニングシーケンスのビットの第２の小群
のビットに対応する信号との平均を求める平均化手段
と、受信トレーニングシーケンスに含まれる信号を該平
均化信号に代えることで補正した受信トレーニングシー
ケンス中の同じ中央ビット群と既知トレーニングシーケ
ンスの相当するビットとの間の相関に従ってタイミング
誤差推定値を計算するよう動作する第２の推定手段を有
してなることを特徴とする。
【０００７】この場合、前記第１の小群が前記受信トレ
ーニングシーケンスの最初のｎビットを含み、前記第２
の小群が前記受信トレーニングシーケンスの最後のｎビ
ットを含むこととしてもよい。
【０００８】さらに、前記既知トレーニングシーケンス
の所定のビットが固有の値を有する場合に、前記第１お
よび第２の小群が各小群のＮ−２個の中央ビットに限定
されることとしてもよい。
【０００９】ＧＳＭシステムでは、８個の異なるトレー
ニングシーケンスがあり、それぞれの最初の１０ビット
が最後の１０ビットと同一である。従って、第１および
第２のビット群はそれぞれ、その第１の１０ビットおよ
び最後の１０ビットになると考えられる。
【００１０】上記の配置によって、０．５〜１ｄＢ程度
の生ビット誤差率改善があることが認められる。これに
必要とされる処理の量は小さいことから、ＧＳＭ移動電
話での処理のほとんどに使用されるＤＳＰ（デジタル信
号処理装置）に組み込むのに非常に適している。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
【００１２】図１は、本発明が適用される移動電話のブ
ロック図である。
【００１３】図２は、本発明によるデジタル通信局用チ
ャンネル推定装置の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【００１４】最初に図１について説明すると、この移動
電話には、ＲＦ段１０ならびにＲＦ段１０からのＩ，Ｑ
サンプルのバッチを受け取る復号装置を有するデジタル
信号処理装置（ＤＳＰ）１１がある。ＤＳＰ１１には、
該サンプルバッチを処理するために記憶するＲＡＭのバ
ンクがあることで、それらサンプルによって表されるデ
ータを、再構成し、正確に復号し、電話の音声セクショ
ン１３または主処理装置１２に送ることができるように
構成されている。ＤＳＰ１１には多くの機能があるが、
その中には受信信号とローカルクロック回路との間の周
波数差の検出、到来信号の回転もしくは脱回転による周
波数誤差の補正、ならびに電話時間フレームと受信信号
との同期がある。その後者の機能では、各受信信号バー
ストを解析して、適切な時間フレーム補正を行って、各
バースト中のデータを明瞭に抽出できるようにする。
【００１５】その後者に関しては、ＧＳＭシステムで各
基地局が送信するバーストの大半が「中央アンブル」を
有し、データビットはその中央アンブルの前後にある。
中央アンブルには、２６ビットトレーニングシーケンス
がある。ＧＳＭシステムは、図３に示すように８個のト
レーニングシーケンス（ＴＳＣ）を指定する。
【００１６】実際のＴＳＣは図３に示した通りである
が、受信装置が実際に使用するＴＳＣは、データの両極
表示を有する（すなわち、１秒および０秒ではなく、デ
ータは±１秒の流れとして表わされる）。
【００１７】時間フレーム補正の場合、ＤＳＰ１１は、
トレーニングシーケンスを形成すると予想されるＩ，Ｑ
サンプル対を選択し、呼出設定手順の一部として基地局
が指定していることから、相関機能を実行して、それら
のサンプルと既知トレーニングシーケンスとの間の相関
を調べる。特定の呼出の期間中、全てのデータバースト
について同じＴＳＣを用いる。それについては、トレー
ニングシーケンスの中央の１６ビットのみを用いる。使
用するシーケンスは、干渉、熱雑音もしくはドップラー
偏移効果がなく、しかも調べるサンプルが全て２６ビッ
トトレーニングシーケンス内にある場合には、相関機能
によって、送信／受信プロセスの結果としてトレーニン
グシーケンスに行われた変換を定義する１組の係数が得
られるようなものである。
【００１８】本発明者らは、トレーニングシーケンスの
周期性を認めた。各場合について、最初の１０（＝ｎ）
ビットが最後の１０ビットと同一である。干渉および上
述の他の効果がなければ、同じ周期的パターンが予想さ
れるはずであるが、そのような効果があると、それが一
部消失する可能性がある。
【００１９】図２に示したように、本発明によるチャン
ネル推定装置には、２つの異なる段階を行う手段があ
る。すなわち、予備相関・バースト位置推定手段２１と
平均化手段２２である。
【００２０】予備相関・バースト位置推定手段２１は、
受信トレーニングシーケンスの中央ビット群と既知トレ
ーニングシーケンスの相当するビットとの間の相関に従
って時間誤差推定値を与えるよう動作する第１の推定手
段であり、従来の相関プロセスおよび誤差推定プロセス
を実行して、大まかなタイミング補正を行って、トレー
ニングシーケンスを表すサンプルを暫定的に確認できる
ようにする。
【００２１】平均化手段２２は、トレーニングシーケン
スのビットの第１の小群の各ビットとトレーニングシー
ケンスのビットの第２の小群における同等のビットに相
当する信号との平均を求めて、該第１および第２のビッ
ト小群が同一であると仮定する平均化手段であり、ＴＳ
Ｃビット０〜９を表す第１の小群での各Ｉ，Ｑサンプル
とＴＳＣビット１６〜２５を表す第２の小群に相当する
Ｉ，Ｑサンプル対との平均を計算し、１０回の平均結果
を記憶し、記号位置０〜９および１６〜２５でオリジナ
ルのサンプルに上書きする。
【００２２】次に、補正・誤差推定手段２３により、受
信トレーニングシーケンスに含まれる信号を平均化手段
２２により、平均化信号に代えることで補正した受信ト
レーニングシーケンス中の同じ中央ビット群と既知トレ
ーニングシーケンスの相当するビットとの間の相関に従
ってタイミング誤差推定値を計算するよう動作する第２
の推定手段であり、通常行われている補正・誤差推定を
繰り返すが、第１および第２の小群に最初にサンプルも
のを、平均Ｉ，Ｑサンプル対に代える。
【００２３】次に、チャンネルタップ選択手段２４、ピ
ーク検出手段２５および正規化手段２６により、通常行
われているチャンネルタップ選択、ピーク検出および正
規化を行う。
【００２４】本実施例においては、推定装置に予備相関
・バースト位置推定手段２１および平均化手段２２によ
る追加の段階としての予備相関・バースト位置推定およ
び平均化を加えることにより、チャンネルタップ選択に
おける正確さを改善して、模擬的使用で、生ビット誤差
率を０．５〜１ｄＢ改善することができる。
【００２５】上記の実施例では、２６ビットトレーニン
グシーケンスの最初の１０ビットと最後の１０（＝ｎ）
ビットを、全てのトレーニングシーケンスの第１小群お
よび第２小群として使用した。環境によっては、第２〜
第８のビットと第１８〜第２５のビットのみの平均を求
めることで、すなわち上記で確認した各小群の最初と最
後のビットを無視することで、さらにわずかに正確さを
改善することができる。
【００２６】このわずかな改善は、中央アンブルにおけ
るトレーニングシーケンスの直前および直後のスチーリ
ング（stealing）フラグがそれぞれＴＳＣの第１５ビッ
トおよび第１０ビットに一致しない場合に起こり得る記
号間干渉のために得ることができる。
【００２７】しかしながら、スチーリングフラグは、チ
ャンネルタップが最終的に選択されるまでは、確実に確
認することはできない。スチーリングフラグが最も一般
的にはゼロであると仮定すると（音声バーストの場
合）、ＴＳＣの第１０ビットがゼロである場合は各小群
の全１０（＝Ｎ）ビットの平均を取り、ＴＳＣの第１０
ビットが１である場合は各小群の内側８（＝Ｎ−２）ビ
ットのみの平均を取ることで、上記の推定装置に対して
さらにわずかな改善を行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、干渉および／または熱雑音の存在下で、従来
可能であったものよりも正確なチャンネル推定を行うこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される移動電話のブロック図であ
る。
【図２】本発明によるデジタル通信局用チャンネル推定
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】ＧＳＭシステムにおけるトレーニングシーケン
ス（ＴＳＣ）を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＲＦ段 １１ デジタル信号処理装置（ＤＳＰ） １２ 主処理装置 １３ 音声セクション ２１ 予備相関・バースト位置推定手段 ２２ 平均化手段 ２３ 補正・誤差推定手段 ２４ チャンネルタップ選択手段 ２５ ピーク検出手段 ２６ 正規化手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョナ ハート イギリス国、 バークシャー アールジー ２ ０ティーディー、 レディング、 イ ンペリアル ウェイ、 インペリウム、 レベル３、 エヌ・イー・シー・テクノロ ジーズ・ユーケー・リミテッド内 (72)発明者 ステイーブン ツルーラブ イギリス国、 バークシャー アールジー ２ ０ティーディー、 レディング、 イ ンペリアル ウェイ、 インペリウム、 レベル３、 エヌ・イー・シー・テクノロ ジーズ・ユーケー・リミテッド内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デジタル通信局用チャンネル推定装置に
    おいて、 受信トレーニングシーケンスの中央ビット群と既知トレ
    ーニングシーケンスの相当するビットとの間の相関に従
    って時間誤差推定値を与えるよう動作する第１の推定手
    段と、 受信トレーニングシーケンスのビットの第１の小群と受
    信トレーニングシーケンスのビットの第２の小群が同一
    であると仮定し、受信トレーニングシーケンスの第１の
    小群の各ビットに対応する信号と受信トレーニングシー
    ケンスのビットの第２の小群のビットに対応する信号と
    の平均を求める平均化手段と、 受信トレーニングシーケンスに含まれる信号を該平均化
    信号に代えることで補正した受信トレーニングシーケン
    ス中の同じ中央ビット群と既知トレーニングシーケンス
    の相当するビットとの間の相関に従ってタイミング誤差
    推定値を計算するよう動作する第２の推定手段を有して
    なることを特徴とするデジタル通信局用チャンネル推定
    装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の小群が前記受信トレーニング
    シーケンスの最初のｎビットを含み、前記第２の小群が
    前記受信トレーニングシーケンスの最後のｎビットを含
    む請求項１記載のデジタル通信局用チャンネル推定装
    置。
  3. 【請求項３】 前記既知トレーニングシーケンスの所定
    のビットが固有の値を有する場合に、前記第１および第
    ２の小群が各小群のＮ−２個の中央ビットに限定される
    請求項２記載のデジタル通信局用チャンネル推定装置。
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