JP2003018081A - 移動無線端末 - Google Patents
移動無線端末Info
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- JP2003018081A JP2003018081A JP2001204992A JP2001204992A JP2003018081A JP 2003018081 A JP2003018081 A JP 2003018081A JP 2001204992 A JP2001204992 A JP 2001204992A JP 2001204992 A JP2001204992 A JP 2001204992A JP 2003018081 A JP2003018081 A JP 2003018081A
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Abstract
異なっても、干渉や雑音による伝送路推定誤差の影響が
小さく、かつ合成出力の振幅の信頼性を高めることが可
能な移動無線端末を提供できる。 【解決手段】 パイロット信号受信機11〜1nは、共
通パイロット信号CPICHから伝送路推定値h1(t)~hn(t)お
よびこの共役複素h1*(t)~hn*(t)を求める。複素乗算器
21〜2nは、それぞれ伝送路p1〜pnの個別信号DP
CHに対して、上記共役複素h1*(t)~hn*(t)を乗算して、
同期検波と最大比合成の重み付けを行う。正規化係数演
算部40は、上記伝送路推定値h1(t)~hn(t)に基づい
て、振幅に関する正規化係数aを求める。合成部30
は、複素乗算器21〜2nの出力をダイバーシチ合成す
る。正規化部50は、合成部30の出力に、正規化係数
演算部40で求めた正規化係数aを乗算して、正規化を
行うようにしたものである。
Description
Division Multiple Access)方式により無線通信を行
う自動車電話システムや携帯電話システムをはじめとす
る無線通信システムで用いられる移動無線端末に関す
る。
距離変動、長区間中央値変動(シャドウイング)、短区
間中央値変動などの伝送路の変動を補償するために送信
電力制御を行うものがある。
他の通信局に対する干渉が増大するため、干渉が通信容
量に大きな影響を与える移動通信システム、特に多重化
にCDMA方式を使用するCDMA移動通信システムで
は、送信電力制御は重要な技術であり、伝送路変動を追
従できるように短い周期で送信電力制御を行う。
あるが、基準位相を用いる同期検波方式が広く使用され
ている。一般に、基準位相はパイロット信号で伝送さ
れ、その伝送方法には様々な形式がある。
の下り回線のように、多数の回線が多重化されている場
合、各回線で個別に用いる個別チャネル信号に対して、
パイロット信号は回線間で共通に用いることがある。以
下、このようなパイロット信号を共通パイロット信号と
称する。
信であるので、回線毎に適切な電力制御を行うことがで
きる。しかし、共通パイロット信号は1対複数の通信で
あるので、回線毎に適切な電力制御を行うことができな
い。このため、共通パイロット信号は、定常的な電力で
送信されることが普通である。
償するためにダイバーシチが行われることが多い。ダイ
バーシチには、一般的に使用される受信アンテナダイバ
ーシチのほか、CDMAシステムで使用されるRAKE
受信が代表的なダイバーシチ受信方式である。
伝送された信号を合成受信することにより、特性を向上
するもので、代表的な合成方法としては、伝送路特性に
応じて重み付けを行う最大比合成法がある。
るために、チャネル符号化が行われることがある。チャ
ネル符号化は、あるブロックの情報ビットをより多数の
伝送ビットで伝送することにより行われる。チャネル符
号化を行う場合は、符号化されたデータにインターリー
ブを行うことにより、高速なフェージング下の特性を向
上することができる。
度が十分速いときには特性向上が顕著に現れるため、符
号化ブロック長は長い方がよい。また、符号化されたデ
ータの復号の際、各ビットの信頼度を利用する軟判定復
号を行って利得を得る方法が一般的である。
を利用した同期検波、ダイバーシチ受信、軟判定復号の
4つの要素技術は、より広帯域の伝送路を用いるW−C
DMA(Wideband Code Division Multiple Access)を
採用するシステムの下り回線において使用されている。
は、ダイバーシチ受信としてRAKE受信を行うが、こ
のようなダイバーシチ受信では、合成結果のSIRを最
大にする最大比合成法が好適する。最大比合成法は、ダ
イバーシチの各ブランチ(パス)からの信号の位相を一
致させ、振幅に係数を乗算後、合成することにより実現
される。
て、最大比合成法を用いる受信機では、図4に示すよう
に、各伝送路の個別チャネル信号DPCHs1(t)~DPCHsn(t)
に、それぞれパイロット信号受信機11−a〜1n−a
にて共通パイロット信号CPICHから求めた伝送路特性h1
(t)~hn(t)の共役複素h1*(t)~hn*(t)を、複素乗算器21
−a〜2n−aにてそれぞれ乗算して、同期検波の結果
s1(t)h1*(t)~sn(t)hn*(t)を得て、これらを合成部30
−aにて合成することにより、最大比合成を行う。
表現でき、予め定められた共通パイロット信号を受信す
ることにより推定される。そして、この推定された振幅
を信号に乗算することによりダイバーシチの各ブランチ
(パス)信号の重みは最大比となり、推定された位相に
より信号を補正することにより、ブランチ間の同相合成
が実現される。
ル信号の電力またはSIRが一定になるように制御さ
れ、また符号化ブロック長は送信電力制御の周期より長
く設定されている。したがって、個別チャネル信号の電
力と共通パイロット信号の電力の比は、一符号化ブロッ
ク内で変化することになる。
動伝送路における、個別チャネル信号、共通パイロット
信号の受信振幅の様子を図5に示す。個別チャネル信号
は、送信電力制御の効果により、ほぼ一定の受信振幅に
なっているのに対し、共通パイロット信号は伝送路変動
によって、受信振幅が変動する。
に、共通パイロット信号から伝送路特性を得る受信機
を、送信電力制御を行うシステムで用いると、個別チャ
ネル信号の処理では、受信時に同じ振幅であった信号が
復号器入力時に異なる振幅になってしまう。
いため、復号時に軟判定の効果を充分に得ることはでき
ない。つまり、共通パイロット信号を位相基準にしても
問題はないが、共通パイロット信号を振幅基準にすると
受信性能が劣化してしまうことになる。
ムの受信機では、個別チャネル信号にも、個別パイロッ
トと呼ばれるパイロット信号を挿入するようにし、この
個別パイロットから伝送路特性を得るような受信機を用
いるようにしている。図6にその構成を示す。
1−b〜1n−bが、各伝送路の個別チャネル信号DPCH
内の個別パイロットより伝送路特性h1(t)~hn(t)と、こ
の複素共役h1*(t)~hn*(t)とを推定し、これらを複素乗
算器21−b〜2n−bにてそれぞれ乗算して、同期検
波の結果s1(t)h1*(t)~sn(t)hn*(t)を得て、これらを合
成部30−bにて合成することにより、最大比合成を行
う。
伝送路毎に同様の送信電力制御を受けているため、振幅
による信頼度は維持される。しかし、個別パイロットは
個別チャネル信号の一部として挿入されているため、共
通パイロット信号より、電力が著しく低いのが一般的で
ある。このため、共通パイロット信号より伝送路特性を
得た場合と比べ、伝送路特性の推定精度が低く、受信性
能もそれに応じて低いものとなる。
ない共通パイロット信号と、送信電力制御を受ける個別
パイロットでは、振幅の変化は異なるが、位相の変化は
同一であることに着目し、図7に示すような受信機を採
用した。
1−c〜1n−cにて、各伝送路の特性h1(t)~hn(t)を
推定するとともに、個別パイロットから振幅基準w1~wn
を推定する。
−cでは、共通パイロット信号から各伝送路特性の複素
共役h1*(t)~hn*(t)を求め、これより位相成分を推定す
ることにより位相基準を求める。
が、上記位相基準に基づいて、それぞれ伝送路特性h1
(t)~hn(t)を同期検波した後、乗算器41−c〜4n−
cにて振幅基準w1~wnを乗算して、振幅の変動成分を除
去し、合成部50―cにて合成することにより、最大比
合成を行う。
あっても、共通パイロットは電力が大きく干渉や雑音に
よる伝送路推定誤差の影響が小さいが、パイロット信号
受信機11−c〜1n−cにて推定した振幅基準w1~wn
の信頼度が低いため、合成によって得た信号の振幅が十
分な信頼度を示さないという問題がある。
は、共通パイロットチャネルと伝送チャネルの電力制御
方式が異なる無線通信方式を採用する場合、RAKE受
信機において、干渉・雑音による伝送路推定誤差が大き
かったり、あるいはRAKE合成出力の振幅の信頼性が
低いという問題があった。
たもので、共通パイロットチャネルと伝送チャネルの電
力制御方式が異なる無線通信方式を採用する場合であっ
ても、RAKE受信機において、干渉・雑音による伝送
路推定誤差の影響が小さく、かつRAKE合成出力の振
幅の信頼性が高い移動無線端末を提供することを目的と
する。
めに、請求項1に係わる本発明は、CDMA方式により
無線通信を行うもので、複数の移動無線端末に宛てて送
信する共通信号については所定の送信電力で基地局から
送信するように制御し、特定の移動無線端末に個別に送
信する個別信号については、対応する移動無線端末毎に
送信電力を制御して基地局から送信する移動通信システ
ムで用いられる移動無線端末において、複数の伝送路に
ついて、それぞれ共通信号と個別信号とを検出する逆拡
散手段と、この逆拡散手段にて求めた共通信号から、各
伝送路の特性を推定した推定値とその共役複素とを求め
る伝送路推定手段と、この伝送路推定手段にて求めた推
定値の共役複素を用いて、対応する伝送路の個別信号に
対して、それぞれ同期検波とダイバーシチ合成の重み付
けを行う検波手段と、この伝送路推定手段にて求めた各
伝送路の推定値から、振幅の正規化係数を求める係数演
算手段と、検波手段にて得た各伝送路の検波結果を合成
する合成手段と、この合成手段の合成結果に、正規化係
数を乗算して振幅の正規化を行う正規化手段を具備して
構成するようにした。
A方式により無線通信を行うもので、複数の移動無線端
末に宛てて送信する共通信号については所定の送信電力
で基地局から送信するように制御し、特定の移動無線端
末に個別に送信する個別信号については、対応する移動
無線端末毎に送信電力を制御して基地局から送信する移
動通信システムで用いられる移動無線端末において、複
数の伝送路について、それぞれ共通信号と個別信号とを
検出する逆拡散手段と、この逆拡散手段にて求めた共通
信号から、各伝送路の特性を推定した推定値とその共役
複素とを求める伝送路推定手段と、この伝送路推定手段
にて求めた推定値の共役複素を用いて、対応する伝送路
の個別信号に対して、それぞれ同期検波とダイバーシチ
合成の重み付けを行う検波手段と、この伝送路推定手段
にて求めた各伝送路の推定値から、振幅の正規化係数を
求める係数演算手段と、検波手段にて求めた各伝送路の
検波結果に、それぞれ正規化係数を乗算して、振幅の正
規化を行う正規化手段と、この正規化手段にて得た各伝
送路の正規化結果を合成する合成手段とを具備して構成
するようにした。
ら、伝送路の特性を推定した推定値とその共役複素とを
求め、この共役複素に基づいて個別信号の同期検波とダ
イバーシチ合成の重み付けを行うとともに、上記推定値
に基づいて求めた振幅の正規化係数で合成結果を正規化
するようにしている。
れば、雑音や干渉の影響の少ない共通信号に基づいて、
個別信号の同期検波と振幅の正規化を行うので、信号振
幅の信頼度が高い合成結果を得ることができ、共通信号
と個別信号の送信電力の制御方法が異なっても、干渉や
雑音による伝送路推定誤差の影響が小さく、かつ合成出
力の振幅の信頼性を高めることができる。
施形態について説明する。以下の説明では、3GPP
(3rd Generation Partnership Project) W−CDM
A FDDシステムを例に挙げて説明する。
割多元接続(CDMA)方式を使用し、基地局からは、
移動局宛てに共通する共通パイロット信号CPICHと、各
移動局に個別に送られる個別信号DPCHが送信されてい
る。個別信号DPCHには個別パイロットが含まれている。
一定の送信電力で共通パイロット信号CPICHを送信し、
個別信号DPCHについては10ミリ秒あるいは15ミリ秒
の周期で送信電力制御し、移動局における受信電力を最
適化している。
送される情報に対し符号化率1/3〜1/2の誤り訂正
符号化がなされ、さらに符号化のブロックの時間長は1
0ミリ秒から80ミリ秒の範囲に設定されている。
り、送信電力制御周期の方が短いので、個別チャネルの
電力と共通チャネルの電力の比は、一符号化ブロック内
で変化する。
動無線端末の受信系の構成を示すものである。基地局よ
り受信したRF信号は、RF部1にて受信され、ここで
ベースバンド信号に周波数変換された後、A/D変換さ
れ、逆拡散部2に出力される。
ジタル信号を、拡散符号を用いて逆拡散することによ
り、n個の伝送路p1〜pnを検出し、各伝送路p1〜
pnについて上述した共通パイロット信号CPICHと個別
信号DPCHを得て、これらの受信信号をRAKE合成部3
に出力する。
の受信信号をRAKE合成することにより、受信ダイバ
ーシチを実現するものである。ここで得られた合成結果
は、復号部4に出力される。復号部4は、上記合成結果
を復号するもので、この合成結果の振幅に基づいて誤り
訂正符号の軟判定復号を行う。
合成部3について説明する。RAKE合成部3は、パイ
ロット信号受信機11〜1nと、複素乗算器21〜2n
と、合成部30と、正規化係数演算部40と、正規化部
50とを備える。
の共通パイロット信号CPICHから伝送路推定値h1(t)およ
びこの共役複素h1*(t)を求める。同様に、パイロット信
号受信機12〜1nは、それぞれ伝送路p2〜pnの共
通パイロット信号CPICHから伝送路推定値h2(t)~hn(t)お
よびこの共役複素h2*(t)~hn*(t)を求める。
DPCHに対して、パイロット信号受信機11で求めた伝送
路推定値の共役複素h1*(t)を乗算して、同期検波と最大
比合成の重み付けを行い、合成部30に出力する。な
お、この際の重み係数は、|h1(t)|で表される。
れ伝送路p2〜pnの個別信号DPCHに対して、パイロッ
ト信号受信機12〜1nで求めた伝送路推定値の共役複
素h2*(t)~hn*(t)を乗算して、同期検波と最大比合成の
重み付けを行い、合成部30に出力する。なお、この際
の重み係数は、それぞれ|h2(t)|~|hn(t)|で表される。
受信機11〜1nで求めた伝送路推定値h1(t)~hn(t)に
基づいて、振幅に関する正規化係数aを求める。正規化
係数aは、下式に示すよう各パスワードの振幅重みの2
乗の総和の逆数である。
力をダイバーシチ合成し、この合成結果を正規化部50
に出力する。正規化部50は、合成部30の出力に、正
規化係数演算部40で求めた正規化係数aを乗算して、
正規化を行う。
は、RAKE合成部3において、雑音や干渉の影響の少
ない共通パイロット信号CPICHに基づいて、各伝送路の
位相および振幅を推定し、この推定結果に基づいて複数
の伝送路p1〜pnをダイバーシチ合成するようにして
いる。
れば、共通パイロット信号CPICHと個別信号DPCHの送信
電力の制御方法が異なっても、干渉や雑音による伝送路
推定誤差が小さく、かつRAKE合成出力の振幅の信頼
性を高めることができる。
るものではない。例えば、上記実施の形態では、正規化
部50において合成部30の出力に、正規化係数演算部
40で求めた正規化係数aを乗算して正規化を行うよう
にしているが、RAKE合成や伝送路推定値の乗算は線
形処理であるので、RAKE合成前の各パスの信号、あ
るいは、各パスの伝送路推定値に対して、正規化係数a
を乗算するようにしても同じ結果が得られる。
定値より求まるので、伝送路が一定と見なせるような期
間については、正規化係数aを一定とすることにより、
演算量を削減することができる。
後およびRAKE合成後の個別信号は、伝送路推定値の
正規化処理が行われているため、符号ブロック内のシン
ボル間で等利得重みとなっているので、図3に示すよう
に、自乗回路60によって正規化部50の出力を2乗す
ることにより、個別信号の最大比重みにするようにして
もよい。
号は、2乗することによりダイナミックレンジが広が
り、SIRが小さい場合は、本来の重みは信号振幅で乗
じる必要があるので重み誤差が増大する。
クレンジが狭い場合や所要SIRが小さいときは、符号
ブロック内のシンボル間で等利得重みを選択し、一方、
復号部4のダイナミックレンジが広い場合や所要SIR
が大きいときは、符号ブロック内のシンボル間で最大比
重みを選択すると、それぞれ良好な受信特性を得ること
ができる。
路p1〜pnの重み係数をそれぞれ伝送路推定値の振幅
|h1(t)|~|hn(t)|としたが、例えば、SIRに基づく重
み付け方法をとる場合でも適用することができる。この
とき、各伝送路p1〜pnの重み係数をそれぞれw1(t)~
wn(t)とすれば、正規化係数は、下式で示される。
で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはい
うまでもない。
路の特性を推定した推定値とその共役複素とを求め、こ
の共役複素に基づいて個別信号の同期検波とダイバーシ
チ合成の重み付けを行うとともに、上記推定値に基づい
て求めた振幅の正規化係数で合成結果を正規化するよう
にしている。
渉の影響の少ない共通信号に基づいて、個別信号の同期
検波と振幅の正規化を行うので、信号振幅の信頼度が高
い合成結果を得ることができ、共通信号と個別信号の送
信電力の制御方法が異なっても、干渉や雑音による伝送
路推定誤差の影響が小さく、かつ合成出力の振幅の信頼
性を高めることが可能な移動無線端末を提供できる。
施形態の構成を示す回路ブロック図。
構成を示す回路ブロック図。
変形例の構成を示す回路ブロック図。
示す回路ブロック図。
別チャネル信号の受信振幅の変動の様子を示す波形図。
示す回路ブロック図。
示す回路ブロック図。
Claims (5)
- 【請求項1】 CDMA(Code Division Multiple Acc
ess)方式により無線通信を行うもので、複数の移動無
線端末に宛てて送信する共通信号については所定の送信
電力で基地局から送信するように制御し、特定の移動無
線端末に個別に送信する個別信号については、対応する
移動無線端末毎に送信電力を制御して基地局から送信す
る移動通信システムで用いられる移動無線端末におい
て、 複数の伝送路について、それぞれ前記共通信号と前記個
別信号とを検出する逆拡散手段と、 この逆拡散手段にて求めた前記共通信号から、各伝送路
の特性を推定した推定値とその共役複素とを求める伝送
路推定手段と、 この伝送路推定手段にて求めた推定値の共役複素を用い
て、対応する伝送路の個別信号に対して、それぞれ同期
検波とダイバーシチ合成の重み付けを行う検波手段と、 前記伝送路推定手段にて求めた各伝送路の推定値から、
振幅の正規化係数を求める係数演算手段と、 前記検波手段にて得た各伝送路の検波結果を合成する合
成手段と、 この合成手段の合成結果に、前記正規化係数を乗算して
振幅の正規化を行う正規化手段とを具備することを特徴
とする移動無線端末。 - 【請求項2】 CDMA(Code Division Multiple Acc
ess)方式により無線通信を行うもので、複数の移動無
線端末に宛てて送信する共通信号については所定の送信
電力で基地局から送信するように制御し、特定の移動無
線端末に個別に送信する個別信号については、対応する
移動無線端末毎に送信電力を制御して基地局から送信す
る移動通信システムで用いられる移動無線端末におい
て、 複数の伝送路について、それぞれ前記共通信号と前記個
別信号とを検出する逆拡散手段と、 この逆拡散手段にて求めた前記共通信号から、各伝送路
の特性を推定した推定値とその共役複素とを求める伝送
路推定手段と、 前記伝送路推定手段にて求めた推定値の共役複素を用い
て、対応する伝送路の個別信号に対して、それぞれ同期
検波とダイバーシチ合成の重み付けを行う検波手段と、 この伝送路推定手段にて求めた各伝送路の推定値から、
振幅の正規化係数を求める係数演算手段と、 前記検波手段にて求めた各伝送路の検波結果に、それぞ
れ前記正規化係数を乗算して、振幅の正規化を行う正規
化手段と、 この正規化手段にて得た各伝送路の正規化結果を合成す
る合成手段とを具備することを特徴とする移動無線端
末。 - 【請求項3】 前記係数演算手段は、前記伝送路推定手
段にて求めた各伝送路の推定値から、共通信号のシンボ
ル毎に振幅の正規化係数を求めることを特徴とする請求
項1または請求項2に記載の移動無線端末。 - 【請求項4】 前記合成手段の合成結果を2乗する手段
を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
れかに記載の移動無線端末。 - 【請求項5】 前記正規化手段は、前記伝送路推定手段
にて求めた各伝送路の推定値に対して、正規化係数を乗
算することを特徴とする請求項1または請求項2に記載
の移動無線端末。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001204992A JP4588931B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | 移動無線端末 |
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---|---|---|---|
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JP2003018081A true JP2003018081A (ja) | 2003-01-17 |
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---|---|---|---|
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