JP2002305471A

JP2002305471A - 伝搬路推定装置

Info

Publication number: JP2002305471A
Application number: JP2001105844A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamamoto; 哲也山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-18

Abstract

(57)【要約】【課題】平均をとってノイズの抑圧を行う伝搬路推定
法では、レベルの大きなノイズを含むデータの影響によ
り伝搬路特性の推定誤りが生じることがある。【解決手段】伝搬路推定部302は、SIR測定部32により
測定されたSIRに応じて、受信状況を判断し、受信状況
が劣悪であると判断した場合、相関部301により得られ
た受信シンボル中にある伝搬路推定用の既知のデータD
(m、t)のc個の中央値を、伝搬路推定値X(t)とする。乗
算器304は、この伝搬路の特性X(t)の複素共役を、遅延
部303によってタイミングの整合が取れている未知のデ
ータに掛け合わせることで、伝搬路の特性を補償した結
果を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝搬路の特性を推
定する伝搬路推定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複数の移動機を相互に接続する移
動通信システムにおいては、自動車電話や携帯電話等の
普及による周波数不足に伴い、多元接続方式として、符
号拡散多元接続方式（以下、「ＣＤＭＡ」と呼ぶ）が注
目されている。

【０００３】このＣＤＭＡは、通信方式として、直接拡
散／スペクトル拡散通信方式（以下、「ＤＳ／ＳＳ方
式」と呼ぶ）を用いる多元接続方式である。ここで、Ｄ
Ｓ／ＳＳ方式とは、送信データを所定の拡散符号系列で
直接拡散した後、ディジタル変調して送信する通信方式
である。

【０００４】一般に移動体通信においては、受信信号の
振幅と位相とが変動するフェージングと呼ばれる現象が
生じている。フェージングにより、正しい情報を受け取
ることができない場合が生じる。

【０００５】多元接続方式としてＣＤＭＡを採用する移
動通信システムにおいては、フェージングに対処できる
受信機として、ＲＡＫＥ方式の受信機を用いることが考
えられている。

【０００６】このＲＡＫＥ方式の受信機は、フェージン
グを受けている受信信号を逆拡散により先行波と遅延波
に分離し、各分離出力をそれぞれの信頼度に応じて重み
付けし、各重み付け出力を合成することにより、パスダ
イバーシチを実現するものである。

【０００７】フェージングに対処可能な受信機として、
このＲＡＫＥ方式の受信機を用いる場合、重み付け係数
を正確に定めることができれば、最大比合成ダイバーシ
チと等価なパスダイバーシチを得ることができる。

【０００８】合成用の重み付け係数としては、受信信号
が伝搬されてきた伝搬路の特性の複素共役を用いること
ができる。重み付け係数として、この複素共役を用いる
場合は、伝搬路特性を推定する必要がある。この伝搬路
特性を推定する方法としては、次の文献に記載されてい
る方法が知られている。

【０００９】以下の文献では、伝搬路特性は、これを推
定する時間間隔に対してゆっくりと変化する。

【００１０】安部田、三瓶、森永：“抑圧パイロットチ
ャネルを用いたDS/CDMA同期検波方式”、電子情報通信
学会論文誌B-II Vol。J77-B-II No．11、pp．641-648、
1994年11月。

【００１１】一方ノイズは、伝搬路の変動とは略無関係
に発生し、真の信号を中心に高速に振動して重畳されて
いる。

【００１２】そこで伝搬路特性の振幅や位相が略一定と
みなせる区間において受信信号に対して平均化処理を行
うことでノイズの抑圧を行い、伝搬路特性を推定してい
る。

【００１３】また、特開平１０−９８４１１“RAKE受信
装置”においては、データの移動平均処理により、ノイ
ズの影響を平滑化した伝搬路特性を推定している。

【００１４】このように、従来は平均をとることによっ
て伝搬路特性を推定していた。

【００１５】

【発明が解決しようとしている課題】上記重畳されるノ
イズの中には、発生確率は低いながらもレベルの大きい
ものが存在する。

【００１６】上記伝搬路推定法では平均をとることでノ
イズの抑圧を行っているものの、レベルの大きなノイズ
を含むデータの影響により伝搬路特性の推定誤りが生じ
うる。

【００１７】本発明は上述の課題に鑑みてなされたもの
で、レベルの大きなノイズが含まれるデータの影響を受
けないように伝搬路推定値を求めることで、より正確な
伝搬路特性を推定することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る発明は、既知のデータを受信すること
で伝搬路の特性を推定する伝搬路推定装置において、所
定数の伝搬路推定値用データの内、その中央値を伝搬路
推定値とする回路を備えたことを特徴とする。

【００１９】また、本出願に係る発明は、既知のデータ
を受信することで伝搬路の特性を推定する伝搬路推定装
置において、受信状況が劣悪であると判断した場合は、
所定数の伝搬路推定値用データの内、その中央値を伝搬
路推定値とする回路を備えたことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の伝搬路推定装置は、実際
の伝搬路特性の変動に対して高速に動作する。

【００２１】ノイズがなく、フェージングにのみよる伝
搬路特性の変動は、これを２次元平面で表した場合、通
常はある曲線で表される。これをある一定の時間間隔ご
とに抽出したとすると、図６のようになる。同図におい
て、黒丸（●）は抽出された点を表している。

【００２２】伝搬路推定回路は上で述べた変動を求める
ことを目的とするが、実際の伝搬環境ではさらにノイズ
が重畳される。一定の時間間隔ごとに抽出された伝搬路
特性には、その時点におけるノイズが重畳されている。
これを図６と比較して示したのが、図７である。

【００２３】白丸（○）はノイズがない場合の点、黒丸
（●）はノイズが重畳されて実際に抽出された点の一例
を表している。

【００２４】本発明の伝搬路推定装置は、図７の一番上
の黒丸のように、レベルの大きいノイズが重畳された場
合でも、その点は複数のデータ中の中央値とはならない
ことに鑑み、レベルの大きいノイズの影響を受けること
なく、より正確な伝搬路推定値を求める。

【００２５】本発明の実施形態の第1の伝搬路推定部302
を含む無線通信装置のＲＡＫＥ合成部は、図３の構成で
ある。

【００２６】受信信号を相関部301に通すことで受信シ
ンボルを得る。伝搬路推定部302は、受信シンボル中に
ある伝搬路推定用の既知のデータがどれだけ変動してい
るかを観察する事で、その時点の伝搬路の特性を把握す
る。

【００２７】乗算器304は、この伝搬路の特性の複素共
役を、遅延部303によってタイミングの整合が取れてい
る未知のデータに掛け合わせることで、伝搬路の特性を
補償した結果を得る。

【００２８】RAKE合成器31では、各パスに対して上記処
理を行い、それらの結果を同期加算する事でRAKE合成が
達成される。RAKE合成されたデータはSIR測定部32に入
り、受信データのSIR（信号電力対干渉及び雑音電力
比）が求められ、その値は伝搬路推定部（302）に送ら
れる。

【００２９】各パスにおいて、第t番目の伝搬路推定値
はX(t)［t≧1］、X(t)のために利用されるデータをD
(m、t)［1≦m≦c、cは定数］とする。

【００３０】本発明の実施形態の伝搬路推定部302は、
図１のように動作する。

【００３１】伝搬路推定値X(t)、伝搬路推定値用のデー
タD(m、t)は共に、I成分とQ成分との組で表される。す
なわち、X(t)=(XI(t)、XQ(t))［t≧1］、D(m、t)=(DI
(m、t)、DQ(m、t)) ［1≦m≦c、cは定数］である。ま
ず、t=1とする（S101）。

【００３２】伝搬路推定部（302）は、SIR測定部（32）
より与えられたSIR値R(t)と閾値Tとを比較する(S102)。
R(t)の方がTよりも大きい場合、受信状況が良好である
と判断して、相関部301により得られた受信シンボル中
にある伝搬路推定用の既知のデータD(m、t)のc個の平均
値を、伝搬路推定値X(t)とする(S103)。なお、このS103
では、Ｄ(m、t)のI成分DI(m、t)とQ成分DQ(m、t)の夫々
c個について、平均値を取る。

【００３３】一方、SIR値R(t)が閾値T以下の場合、受信
状況が劣悪であると判断する。この場合、c個のD(m、t)
を、I成分、Q成分毎に、昇順ソートする(S104)。定数c=
5の場合の、ソート前とソート後のデータは、例えば、
図２のようになる。

【００３４】I成分データ、Q成分データ各々の中央値の
組を、伝搬路推定値X(t)とする(S105)。尚、「」は小数
点以下繰り上がりの演算子である。（例：「5/2」=「2.5」=
3）。図２の例では、X(t)=(XI(t)、XQ(t))=(DI(3、t)、
DQ(3、t))=(0.05、2.06)となる。なお、この(DI(3、
t)、DQ(3、t))は、S104のソート後の値である。

【００３５】このように、伝搬路推定値用データD(m、
t)が多次元平面上の点(DI(m、t)、DQ(m、t))で表される
場合、各座標軸に関して独立に伝搬路推定値用データの
中央値を求め、その中央値の組を伝搬路推定値とする。

【００３６】なお、伝搬路推定値用のデータD(m、t)
は、ある一定の時間間隔ごとに抽出した伝搬路特性の情
報である。

【００３７】以上の一連の動作を以降のtに対しても繰
り返す(S106)。

【００３８】乗算器304は、この伝搬路の特性X(t)の複
素共役を、遅延部303によってタイミングの整合が取れ
ている未知のデータに掛け合わせることで、伝搬路の特
性を補償した結果を得る。

【００３９】本発明の実施形態の第2の伝搬路推定回路
を含む無線通信装置のRAKE合成部は、図４の構成であ
る。

【００４０】受信信号中には異なる拡散符号によって、
伝搬路推定用の既知のデータと未知のデータとが重畳さ
れている。

【００４１】受信信号を、既知のデータ用の相関部A（4
00）に通すことで既知データに対応する受信シンボルを
得る。伝搬部推定部（402）は、この受信シンボルがど
れだけ変動しているかを観察する事で、その時点の伝搬
路の特性を把握する。乗算器（404）は、相関部Ｂ（40
1）で逆拡散され、さらに遅延部403によってタイミング
の整合が取れている未知のデータに、この伝搬路の特性
の複素共役を掛け合わせることで、未知のデータに対し
て伝搬路の特性を補償した結果を得る。

【００４２】RAKE合成器（41）では、各パスに対して上
記処理を行い、それらの結果を同期加算する事でRAKE合
成が達成される。RAKE合成されたデータはSIR測定部（4
3）に入り、SIR測定部（43）と信号電力測定部（42）に
より、受信データの信号電力とSIR（信号電力対干渉及
び雑音電力比）が求められ、それらの値は伝搬路推定部
（402）に送られる。尚、信号電力測定部（42）はSIR測
定部（43）に含まれている。

【００４３】各パスにおいて、第t番目の伝搬路推定値
はX(t)［t≧1］、X(t)のために利用されるデータをD
(m、t)［1≦m≦c、cは定数］とする。

【００４４】伝搬路推定部（402）は、図５のように動
作する。

【００４５】伝搬路推定値、伝搬路推定値用のデータは
共に、I成分とQ成分との組で表される。まず、t=1とす
る（S501）。伝搬路推定部（402）は、信号電力測定部
（42）より与えられた信号電力値P(t)と閾値Sとを比較
する(S502)。

【００４６】P(t)がS以下の場合、受信状況が劣悪であ
ると判断して、S505へ移る。一般に、信号電力値はSIR
値よりも容易に求めることができるので、信号電力値の
みで受信状況が劣悪と判断できる場合は、SIR値を用い
ることなく、早めに受信状況が劣悪であることを判断す
ることができる。

【００４７】P(t)の方がSよりも大きい場合は、さらにS
IR測定部より与えられたSIR値R(t)と閾値Tとを比較する
(S503)。R(t)の方がTよりも大きい場合、受信状況が良
好であると判断して、D(m、t)の平均値をX(t)とする(S5
04)。

【００４８】一方、R(t)がT以下の場合、受信状況が劣
悪であると判断し、各D(m、t)をI成分、Q成分毎に昇順
ソートする(S505)。定数c=5の場合の、ソート前とソー
ト後のデータは例えば図２のようになる。

【００４９】I成分データ、Q成分データ各々の中央値の
組を伝搬路推定値X(t)とする(S506)。尚、「」は小数点
以下繰り上がりの演算子である。（例：「5/2」=「2.5」=
3）。図２の例ではX(t)=(0.05、2.06)となる。

【００５０】このように、伝搬路推定値用データD(m、
t)が多次元平面上の点(DI(m、t)、DQ(m、t))で表される
場合、各座標軸に関して独立に伝搬路推定値用データの
中央値を求め、その中央値の組を伝搬路推定値とする。

【００５１】なお、伝搬路推定値用のデータD(m、t)
は、ある一定の時間間隔ごとに抽出した伝搬路特性の情
報である。

【００５２】以上の一連の動作を以降のtに対しても繰
り返す(S507)。

【００５３】乗算器404は、この伝搬路の特性X(t)の複
素共役を、遅延部403によってタイミングの整合が取れ
ている未知のデータに掛け合わせることで、伝搬路の特
性を補償した結果を得る。

【００５４】上記２つの実施形態では、図３のＲＡＫＥ
合成部に対して図１の伝搬路推定法を、図４のＲＡＫＥ
合成部に対して図5の伝搬路推定法を組み合わせている
が、他の形態では、図４の様に相関部A400と相関部B401
を有するＲＡＫＥ合成部において、伝搬路推定部402
が、図１の伝搬路推定法を行なう。また、その他の形態
では、図３の様に相関部301を有するＲＡＫＥ合成部に
おいて、SIR測定部32がSIRと信号電力P(t)を測定し、伝
搬路推定部302が、図５の伝搬路推定法を行なう。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、レ
ベルの大きなノイズを含むデータの影響を受けることが
できないので，より正確な伝搬路特性の推定を行うこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における伝搬路推定回路の動
作を示す図である。

【図２】本発明の伝搬路推定回路で行われるソートの動
作を表した図である。

【図３】本発明の伝搬路推定回路を用いたＲＡＫＥ合成
回路を表す図である。

【図４】本発明の伝搬路推定回路を用いた、別のＲＡＫ
Ｅ合成回路を表す図である。

【図５】本発明第二の実施形態における伝搬路推定回路
の動作を示す図である。

【図６】ノイズがない場合の伝搬路特性の変動を表した
図である。

【図７】実際の伝搬路特性の変動を、ノイズがない場合
と比較して表した図である。

【符号の説明】

３０１相関部３０２伝搬路推定部３０３遅延部３０４乗算部３１同期加算部３２ＳＩＲ測定部４００相関部Ａ４０１相関部Ｂ４０２伝搬路推定部４０３遅延部４０４乗算部４１同期加算部４２信号電力測定部４３ＳＩＲ測定部

フロントページの続きＦターム(参考） 5K022 EE01 EE35 5K046 AA05 BA05 EE56 5K052 AA01 BB02 CC06 DD03 EE12 EE13 EE38 FF33 GG20 GG42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既知のデータを受信する受信手段と、前
記受信手段の受信データに応じて伝搬路の特性を推定す
る推定手段を有する伝搬路推定装置であって、前記推定手段は、所定数の伝搬路推定値用データの内、
その中央値を伝搬路推定値とすることを特徴とする伝搬
路推定装置。
【請求項２】請求項1に記載の伝搬路推定装置におい
て、前記伝搬路推定値用のデータは、ある一定の時間間隔ご
とに抽出した伝搬路特性の情報であることを特徴とする
伝搬路推定装置。
【請求項３】請求項1に記載の伝搬路推定装置におい
て、前記推定手段は、受信状況が劣悪であると判断した場合
は、所定数の伝搬路推定値用データの内、その中央値を
伝搬路推定値とすることを特徴とする伝搬路推定装置。
【請求項４】請求項３に記載の伝搬路推定装置におい
て、前記推定手段は、信号電力対干渉及び雑音電力比と、あ
る閾値との比較によって、前記受信状況が劣悪であると
の判断をなすことを特徴とする伝搬路推定装置。
【請求項５】請求項３または４に記載の伝搬路推定装
置において、前記推定手段は、信号電力値と、ある閾値との比較によ
って、前記受信状況が劣悪であるとの判断をなすことを
特徴とする伝搬路推定装置。
【請求項６】請求項３から５までに記載の伝搬路推定
装置において、前記推定手段は、受信状況が良好であると判断した場合
は、所定数の伝搬路推定値用データの平均値を、伝搬路
推定値とすることを特徴とする伝搬路推定装置。
【請求項７】請求項１から６までに記載の伝搬路推定
装置において、前記推定手段は、前記伝搬路推定値用データが多次元平
面上の点で表される場合、各座標軸に関して独立に前記
伝搬路推定値用データの中央値を求め、その中央値の組
を伝搬路推定値とすることを特徴とする伝搬路推定装
置。
【請求項８】既知のデータを受信し、受信したデータ
に応じて伝搬路の特性を推定する伝搬路推定方法であっ
て、所定数の伝搬路推定値用データの内、その中央値を伝搬
路推定値とすることを特徴とする伝搬路推定方法。
【請求項９】請求項８に記載の伝搬路推定方法におい
て、受信状況が劣悪であると判断した場合は、所定数の伝搬
路推定値用データの内、その中央値を伝搬路推定値とす
ることを特徴とする伝搬路推定方法。
【請求項１０】請求項８に記載の伝搬路推定方法にお
いて、受信状況が良好であると判断した場合は、所定数の伝搬
路推定値用データの平均値を、伝搬路推定値とすること
を特徴とする伝搬路推定方法。