JP2001267960A - Ｃｄｍａ復調装置及びその方法 - Google Patents

Ｃｄｍａ復調装置及びその方法

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JP2001267960A JP2000072050A JP2000072050A JP2001267960A JP 2001267960 A JP2001267960 A JP 2001267960A JP 2000072050 A JP2000072050 A JP 2000072050A JP 2000072050 A JP2000072050 A JP 2000072050A JP 2001267960 A JP2001267960 A JP 2001267960A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＤＭＡ復調装置において、より高精度な伝
送路変動の推定、補償を可能とする。 【解決手段】 逆拡散したシンボル周期の受信データ系
列をメモリ３に蓄積する。スロット同期検出部４でパイ
ロットシンボル位置検出を行い、パイロットシンボル平
均化部５では、この位置検出タイミングを使用して、各
パイロットブロックについて、前記複数のパイロットシ
ンボルにおける複数の受信チャネルを各パイロットブロ
ック内で平均化して各パイロットブロック毎のチャネル
推定値を求める。この推定チャネル情報を遅延部６でタ
イミングを揃え、パイロットブロック伝送路推定部８
で、各チャネル推定値を重み付け加算する。このとき重
み決定部７で、伝送路状態に応じて重み係数を制御す
る。この複数パイロットブロック伝送路推定部８により
求められたチャネル推定値を用いて、伝送路変動補償部
１０でｎ番目のスロットの各情報シンボルの伝送路変動
を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣＤＭＡ（Code Div
ision Multiple Access ）復調装置及びその方法に関
し、特に情報レートより高速の拡散符号で広帯域の信号
に拡散して多元接続伝送を行うＣＤＭＡ方式に準拠した
復調方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動通信環境下においては、移動局と基
地局との相対位置の変動に伴うレイリーフェージングに
起因した通信チャネルの振幅変動、位相変動が生じる。
そのために、情報シンボル間に一定周期で挿入された位
相既知のパイロットシンボルを用てフェージング歪みを
推定し補償する方法が提案されている。
【０００３】この方法においては、通信チャネルに情報
シンボル数のシンボル毎に送信位相既知のパイロットシ
ンボルを１シンボル挿入し、このパイロットシンボルの
受信位相を基に伝送路推定を行う。該当する情報シンボ
ル区間の前後のパイロットシンボルでの各通信者の各パ
スの受信信号の振幅、位相測定を行い、この測定値を内
挿することにより、情報シンボル区間の伝送路変動を推
定し補償するものである。
【０００４】これに対して、より多くのタイムスロット
（以下単にスロットと称する）のパイロットシンボルを
用いてチャネル推定を行うことにより、チャネル推定精
度を向上させる方式が提案されており、特開平１０−５
１４２４号公報や特開平１１−１８６９９０号公報に開
示されている。
【０００５】図４は特開平１１−１８６９９０号公報に
開示の構成を示すブロック図であり、図５は図４の複数
パイロットブロックチャネル推定部８の詳細を説明する
ための図である。図４において、マッチトフィルタ２は
受信データ系列入力端１から入力される受信データ系列
を各マルチパスの受信タイミングに応じて拡散符号を用
いて逆拡散する。逆拡散したシンボル周期の受信データ
系列のｎ−（ｋ−１）番目（ここで、ｎは非負整数、ｋ
は正整数）のスロットからｎ＋ｋ番目までの、合計２ｋ
個のスロットをメモリ３に蓄積する。
【０００６】各スロットの構成は、図５に示すように、
パイロットブロックと、ＴＰＣ（送信電力制御情報）
と、送信データとからなり、パイロットブロックは複数
のパイロットシンボル（図の例では３シンボルとしてい
る）からなるものとする。
【０００７】メモリ３には、各スロットのパイロットブ
ロックのみを蓄積することもできる。メモリ３から順次
各スロットのパイロットブロックを取り出して、スロッ
ト同期検出部４でパイロットシンボル位置の検出を行
う。このタイミング情報を用いて、パイロットシンボル
平均化部５により各パイロットブロック内の複数のパイ
ロットシンボルで順次チャネルを平均化して、各パイロ
ットブロック毎のチャネル（伝送路）推定値を求める。
この際、送信電力制御を行っているため伝送路の状態が
変化しなくても、受信信号の振幅（電力）はスロット単
位で変化するため、その補正を行っても良い。この各パ
イロットブロックでの伝送路推定値を遅延部６でタイミ
ングをそろえる。
【０００８】複数パイロットブロック伝送路推定部８
で、２ｋ個の各パイロットブロックでの伝送路推定値を
シンボル毎に重み係数を変えて重み付け加算することに
より、平均化して求める。この伝送路推定値の複素共役
（図４では＊で示す）とメモリ３からのデータとを乗算
器１０で乗算し、各シンボルのフェージング位相変動を
補償し、位相変動補償後の信号をＲＡＫＥ合成部１１で
ＲＡＫＥ合成する。ＲＡＫＥ合成後のデータは、復調デ
ータ出力端１２より出力される。
【０００９】一方、各ＴＰＣ（送信電力制御情報）につ
いては、各パイロットブロックでの伝送路推定値（遅延
回路６からの出力）を、そのまま送信電力制御シンボル
の伝送路推定値として送信電力制御御コマンド判定部９
へ入力して、フェージング位相送信電力制御変動を補償
しデータ判定する。
【００１０】以下に、かかる従来のＣＤＭＡ復調方法の
動作原理を説明する。図５において、パイロットシンボ
ル平均化部５の出力３０１は、２Ｋ個の各パイロットブ
ロックについて、複数のパイロットシンボルでの受信チ
ャネルを各パイロットブロック内で平均化して，各パイ
ロットブロック毎の伝送路推定値を求めた結果の出力で
ある。パイロットブロック毎に平均化された各複素フェ
ージング包絡線推定値はξｌ(n+K) ，……，ξｌ(n+1)
，ξｌ(n) ，……，ξｌ(n-(K-1)) で示す。
【００１１】各パイロットブロックは遅延部３２０，３
２５，３３０，３３５，３４０を介して順次乗算器３８
５，３９０，３９５，３９６，３９７と接続されてい
る。尚、乗算器３８０には現在のパイロットシンボル平
均化部出力３０１が接続されている。これ等乗算器は、
各々重み付けαk ，α2 ，α1 ，α0 ，α(-1)，……，
α(-k+1)を用いて乗算される。その結果を加算器３９８
で加算してξ(n) を求め、保存部４００を介してξ(m,
n）が得られる。このξ(m,n）はｎ番目のスロットのｍ
番目のシンボルに対する伝送路推定値を示す。
【００１２】図６は従来の伝送路推定法を説明するため
の図である。図６において、パイロットシンボルを用い
て求めた伝送路推定値は、横軸を同相成分、縦軸を直交
成分とする座標上の点で示される。点は１スロット間で
同じ推定値を採用した場合を示す。高速フェージング時
の受信包絡線変動は、変動が大であることを示す。逆に
低速フェージング時の受信包絡線変動は、変動が小であ
ることを示す。
【００１３】図６に示される従来例では、熱雑音、干渉
信号に対して伝送路推定度を向上させるために、該当す
るスロットの前後複数シンボルを重み付け平均化してお
り、重み付けの値αk ，α2 ，α1 ，α0 ，α(-1)，…
…，α(-k+1)は、常に同じ値が用いられている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
は、重み付けの値は普遍であるため、平均化するスロッ
トを増やす（Ｋの値を増やしたりαｎの値を幅広く同じ
程度の値にしたりする）と、フェージングが遅い時など
伝送路状態が安定している場合には良いが、フェージン
グが速い時などには、伝送路状態も変化が激しい場合に
はフェージングへの追従特性が落ちてしまう。
【００１５】逆に、平均化するスロットを減らす（ｋの
値を減らしたり、ｎの付近だけαnの値を設定してそれ
以外は０に近い値を設定したりする）と、フェージング
が速い時など伝送路状態も変化が激しい場合にはフェー
ジングへの追従性は良くなるが、フェージングが遅い時
など伝送路状態が安定している場合には、平均化による
熱雑音や干渉などの影響を抑えることができなくなり伝
送路推定精度が落ちてしまう。
【００１６】そこで、本発明は上記の問題点に鑑みなさ
れたものであって、その目的とするところは、伝送路状
態によらずにより高精度な伝送路変動の推定、補償を可
能としたＣＤＭＡ復調装置及びその方法を提供すること
にある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、直接拡散方式のＣＤＭＡを用いた復調装置におい
て、複数のパイロットシンボルを有するパイロットブロ
ックを含むスロットの系列に対して、｛ｎ−（ｋ−
１）｝番目のスロットのパイロットブロックから（ｎ＋
ｋ）番目のスロットのパイロットブロックまで２ｋ個の
パイロットブロックを蓄積する記憶手段と（ここで、
ｎ：非負整数、ｋ：正整数）、前記２ｋ個の各パイロッ
トブロックについて、前記複数のパイロットシンボルに
おける複数の受信チャネルを各パイロットブロック内で
平均化して各パイロットブロック毎のチャネル推定値を
求めるパイロットシンボル平均化手段と、伝送路状態に
応じて、前記パイロットシンボル平均化手段により求め
られた各パイロットブロック毎の伝送路推定値を前記２
ｋ個のパイロットブロックにわたり平均化する重みを決
定する重み決定手段と、前記パイロットシンボル平均化
手段により求められた各パイロットブロック毎の伝送路
推定値を前記２ｋ個のパイロットブロックにわたり前記
重み決定手段で決定した重みで重み付き平均化して、ｎ
番目のスロットの各情報シンボルに対するチャネル推定
値を求める複数パイロットブロック伝送路推定手段と、
前記複数パイロットブロック伝送路推定手段により求め
られたチャネル推定値を用いてｎ番目のスロットの各情
報シンボルの伝送路変動を補償する伝送路変動補償手段
とを備える。伝送路状態に応じて重みを適切に調整する
ことにより、伝送路状態によらずにより高精度な伝送路
変動の推定、補償が可能になる。
【００１８】請求項２に記載の発明では、請求項１記載
のＣＤＭＡ復調装置において、前記重み決定手段は、伝
送路の状態の変化が激しいときには重みの有効範囲を狭
くし、伝送路の状態が安定しているときには重みの有効
範囲を広くする。このことにより、フェージングの速度
によらず、高精度な伝送路変動の推定・補償が可能にな
る。
【００１９】請求項３に記載の発明では、請求項１記載
のＣＤＭＡ復調装置において、前記重み決定手段は、伝
送路の状態が大きく変化したときには変動前の重みを小
さくする。このことにより、シャドーイングなど大幅に
伝送路状態が変化したときにも高精度な伝送路変動の推
定、補償が可能になる。
【００２０】請求項４〜６記載の各発明は請求項１〜３
の各発明に対応した復調方法であり、上記請求項１〜３
の各発明と同等の作用効果を有するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実
施例のブロック図である。図１において、図６と同等部
分は同一符号にて示している。図１を参照すると、マッ
チトフィルタ２は受信データ系列入力端１から入力され
る受信データ系列を各マルチパスの受信タイミングに応
じて拡散符号を用いて逆拡散する。逆拡散したシンボル
周期の受信データ系列のｎ−（ｋ−１）番目（ここで、
ｎは非負整数，ｋは正整数）のスロットからｎ＋ｋ番目
までのスロットをメモリ３に蓄積する。メモリ３には、
各スロットのパイロットブロックのみを蓄積することも
できる。
【００２２】メモリ３から順次各スロットのパイロット
ブロックを取り出して、スロット同期検出部４でパイロ
ットシンボル位置の検出を行う。このタイミング情報を
用いて、パイロットシンボル平均化部５により各パイロ
ットブロックにおける複数の受信チャネルを各パイロッ
トブロック内で平均化して、各パイロットブロック毎の
チャネル（伝送路）推定値を求める。この際、送信電力
制御を行っているために、伝送路の状態が変化しなくて
も受信信号の振幅（電力）はスロット単位で変化するた
め、その補正を行っても良い。
【００２３】この各パイロットブロックでのチャネル推
定値を遅延部６でタイミングをそろえる。これとは別に
メモリ３からのデータを使用して伝送路状態を監視し、
その伝送路状態に応じて、パイロットシンボル平均化部
５により求められた各パイロットブロック毎のチャネル
推定値を平均化する重みを重み決定部７で決定する。複
数パイロットブロック伝送路推定部８で、２ｋ個の各パ
イロットブロックでのチャネル推定値を重み決定部７で
決定した重みで重み付け加算する。このチャネル推定値
の複素共役（図１では、＊で示す）とメモリ３からのデ
ータとを乗算器１０で乗算し、各シンボルのフェージン
グ位相変動を補償し、位相変動補償後の信号をＲＡＫＥ
合成部１１でＲＡＫＥ合成する。ＲＡＫＥ合成後のデー
タは、復調データ出力端１２より出力される。
【００２４】一方、各送信電力制御データについては、
各パイロットブロックでの伝送路推定値（遅延回路６か
らの出力）を、そのまま送信電力制御シンボルの伝送路
推定値として送信電力制御御コマンド判定部９へ入力し
て、フェージング位相送信電力制御変動を補償し、デー
タ判定する。
【００２５】重み決定部７では、伝送路の状態の変化が
激しいときには重みの有効範囲を狭くし、伝送路の状態
が安定しているときには重みの有効範囲を広くする制御
を行う。伝送路の状態は、メモリ３のデータの干渉波レ
ベルや単位時間にデータのレベルが基準値と交差する回
数などを基にする。例えば、干渉波レベルが大きい程、
単位時間にデータのレベルが基準値と交差する回数が多
いほど伝送路の状態の変化が激しいことを示す。
【００２６】図２にｋ＝３の場合における重み決定の動
作の一例であるフローチャートを示す。伝送路の状態が
安定している場合には、重み係数α3 ＝０．１５，α2
＝０．１７，α1 ＝０．１８，α0 ＝０．１８，α(-1)
＝０．１７，α(-2)＝０．１５のように広範囲に同程度
の値にする。それに対して、伝送路の状態が激しい場合
には、重み係数α3 ＝０．０５，α2 ＝０．１５，α1
＝０．３０，α0 ＝０．３０，α(-1)＝０．１５，α(-
2)＝０．０５のように、中心のα1 やα0 が一番大き
く、そこから離れるにつれて小さくなるように値を決定
する。これはあくまで一例であり、もちろん、より伝送
路の状態を細かく分けても良いし、伝送路の状態に応じ
て線形に重み係数を変化させても良い。
【００２７】本発明の他の実施例について述べる。この
実施例では、図１の構成と同一であるが、重み決定部７
では、伝送路の状態が大きく変化したときには変動前の
重みを小さくする。伝送路の状態は、メモリ３のデータ
のレベルを基にする。例えば、レベル変動が基準値を越
えた時に伝送路の状態が大きく変化したとする。図３に
ｋ＝３の場合における重みの一例を示す。
【００２８】ｊスロット時に伝送路の状態が大きく変化
したとすると、（ｊ−３）スロット時には、重み係数α
3 ＝０．１５，α2 ＝０．１７，α1 ＝０．１８，α0
＝０．１８，α(-1)＝０．１７，α(-2)＝０．１５であ
り、（ｊ−）２スロット時には、重み係数α3 ＝０．１
８，α2 ＝０．２０，α1 ＝０．２１，α0 ＝０．２
１，α(-1)＝０．２０，α(-2)＝０．００である。更
に、（ｊ−１）スロット時には、重み係数α3 ＝０．２
３，α2 ＝０．２５，α1 ＝０．２６，α0 ＝０．２
６，α(-1)＝０．００，α(-2)＝０．００である、とい
うようにすれば良いものである。
【００２９】これはあくまで一例であり、もちろん、レ
ベル変動の基準値は干渉波レベルなどを基に動的に変動
させても良いし、１スロットだけレベルが大きく変化し
た場合には、そこだけ重みを小さくしても良い。
【００３０】これ等重み係数については、予めＲＯＭ等
の読出し専用メモリにテーブル化して格納しておき、伝
送路状態に応じて読出し制御を行うように構成すれば良
いものである。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のパイロットブロックを伝送路状態に応じて重み係
数を変えて重み付け平均化することにより、より高精度
な伝送路変動推定、補償を行うことが可能になるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】図１の重み決定部７の一動作例を表すフローチ
ャートである。
【図３】図１の重み決定部７の一動作例を表す図であ
る。
【図４】従来例を示すブロック図である。
【図５】図４の複数パイロットブロック伝送路推定部８
のブロック図である。
【図６】チャネル推定の説明のための図である。
【符号の説明】
１ 受信データ系列入力端 ２ マッチトフィルタ ３ メモリ ４ スロット同期検出部 ５ パイロットシンボル平均化部 ６ 遅延部 ７ 重み決定部 ８ 複数パイロットブロック伝送路推定部 ９ 送信電力制御御コマンド判定部 １０ 乗算器 １１ ＲＡＫＥ合成部 １２ 復調データ出力端

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直接拡散方式のＣＤＭＡを用いた復調装
    置であって、 複数のパイロットシンボルを有するパイロットブロック
    を含むスロットの系列に対して、｛ｎ−（ｋ−１）｝番
    目のスロットのパイロットブロックから（ｎ＋ｋ）番目
    のスロットのパイロットブロックまで合計２ｋ個のパイ
    ロットブロックを蓄積する記憶手段と（ここで、ｎは非
    負整数、ｋは正整数）、 前記２ｋ個の各パイロットブロックについて、前記複数
    のパイロットシンボルにおける複数の受信チャネルを各
    パイロットブロック内で平均化して各パイロットブロッ
    ク毎のチャネル推定値を求めるパイロットシンボル平均
    化手段と、 伝送路状態に応じて、前記パイロットシンボル平均化手
    段により求められた各パイロットブロック毎のチャネル
    推定値を、前記２ｋ個のパイロットブロックに亘って平
    均化するための重みを決定する重み決定手段と、 前記パイロットシンボル平均化手段により求められた各
    パイロットブロック毎のチャネル推定値を、前記２ｋ個
    のパイロットブロックに亘って前記重み決定手段で決定
    された重みで重み付き平均化して、ｎ番目のスロットの
    各情報シンボルに対するチャネル推定値を求める複数パ
    イロットブロック伝送路推定手段と、 前記複数パイロットブロック伝送路推定手段により求め
    られた伝送路推定値を用いてｎ番目のスロットの各情報
    シンボルの伝送路変動を補償する伝送路変動補償手段
    と、を備えたことを特徴とするＣＤＭＡ復調装置。
  2. 【請求項２】 前記重み決定手段は、伝送路の状態が安
    定しているときには重みの有効範囲を広くし、伝送路の
    状態の変化がより激しいときには重みの有効範囲を狭く
    することを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ復調装
    置。
  3. 【請求項３】 前記重み決定手段は、伝送路の状態が安
    定状態に比較して大きく変化したときには変動前の重み
    を小さくすることを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ
    復調装置。
  4. 【請求項４】 直接拡散方式のＣＤＭＡを用いた移動通
    信機における復調方法であって、 複数のパイロットシンボルを有するパイロットブロック
    を含むスロットの系列に対して、｛ｎ−（ｋ−１）｝番
    目のスロットのパイロットブロックから（ｎ＋ｋ）番目
    のスロットのパイロットブロックまで合計２ｋ個のパイ
    ロットブロックを蓄積するステップと（ここで、ｎは非
    負整数、ｋは正整数）、 前記２ｋ個の各パイロットブロックについて、前記複数
    のパイロットシンボルにおける複数の受信チャネルを各
    パイロットブロック内で平均化して各パイロットブロッ
    ク毎のチャネル推定値を求めるパイロットシンボル平均
    化ステップと、 伝送路状態に応じて、前記パイロットシンボル平均化手
    段により求められた各パイロットブロック毎のチャネル
    推定値を、前記２ｋ個のパイロットブロックに亘って平
    均化するための重みを決定する重み決定ステップと、 前記パイロットシンボル平均化ステップにより求められ
    た各パイロットブロック毎のチャネル推定値を、前記２
    ｋ個のパイロットブロックに亘って前記重み決定手段で
    決定された重みで重み付き平均化して、ｎ番目のスロッ
    トの各情報シンボルに対するチャネル推定値を求める複
    数パイロットブロック伝送路推定ステップと、 前記複数パイロットブロック伝送路推定ステップにより
    求められた伝送路推定値を用いてｎ番目のスロットの各
    情報シンボルの伝送路変動を補償する伝送路変動補償ス
    テップと、を含むことを特徴とするＣＤＭＡ復調方法。
  5. 【請求項５】 前記重み決定ステップは、伝送路の状態
    が安定しているときには重みの有効範囲を広くし、伝送
    路の状態の変化がより激しいときには重みの有効範囲を
    狭くすることを特徴とする請求項４記載のＣＤＭＡ復調
    方法。
  6. 【請求項６】 前記重み決定ステップは、伝送路の状態
    が安定状態に比較して大きく変化したときには変動前の
    重みを小さくすることを特徴とする請求項４記載のＣＤ
    ＭＡ復調方法。
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