JP2004007177A

JP2004007177A - Ｃｄｍａ通信システムにおける受信パスタイミングサーチ方法及び装置

Info

Publication number: JP2004007177A
Application number: JP2002159420A
Authority: JP
Inventors: Manabu Oshima; 大島　学
Original assignee: NEC Corp; MX Mobiling Ltd
Current assignee: NEC Corp; MX Mobiling Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】ＣＤＭＡ通信システムにおいて、マルチパスフェージング環境下での受信状態が劣化し受信誤りが発生するような状況でも、適切な受信パスタイミングを探索できるようにする。
【解決手段】受信信号の受信品質を計測する受信品質計測部２０１と、予め設定されたしきい値を格納する内部ＲＯＭ２０３と、内部ＲＡＭ２０４と、計測された受信品質がしきい値以上であるかを判定して、しきい値以上である場合に、受信信号を格納するように内部ＲＡＭ２０４に指示する受信品質判定部２０２と、内部ＲＡＭ２０４に格納された受信信号から受信パスタイミングのサーチを行う受信パスタイミング検出部２０５と、を設ける。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ（符号分割多重接続）方式の通信システムにおいて、マルチパスフェージングが存在する環境下においても適切に受信パスをサーチできる受信パスタイミングサーチ方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式を用いた通信システム、例えばデジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラシステム）では、マルチパスフェージング環境下での高品質な受信を行うために、レイク（ＲＡＫＥ）／ダイバーシティ受信技術や送信電力制御技術等が必須となっている。
【０００３】
セルラシステムなどでは、送信点と受信点との間の電波の伝搬経路として、地物による反射などによって複数の経路（マルチパス）が存在することが一般的であり、受信点には、送信点からの信号が、伝搬経路差に応じたタイミングで複数回にわたって入射することになる。そこで、ＣＤＭＡ方式を用いるこれらの通信システムでは、経路（パス）ごとの受信信号をそれぞれ逆拡散し、逆拡散後の信号を熊手（ｒａｋｅ）でかき集めるようにして受信信号のＳ／Ｎ比を向上させ、またダイバーシティ受信を行うようにするレイク受信技術が用いられている。
【０００４】
このようなＣＤＭＡ通信システムにおいては、各伝搬経路（パス）ごとの受信タイミングを抽出する受信パスタイミングサーチ技術は重要な技術的要素であり、この受信パスタイミングサーチの精度が、ＣＤＭＡ通信システムにおけるレイク／ダイバーシティ受信時の特性を左右することになる。
【０００５】
従来、受信パスタイミングサーチ方法としては、ある遅延時間に対して一定チップ数だけ相関を求め、次に遅延時間を一定値（たとえば１／２チップ）だけずらす、ということを繰り返し、相関の最も大きい時点を受信を行うタイミング位置とみなす、いわゆるスライディング相関算出法による検出方法がある。しかしながら、スライディング相関検出法では、マルチパスフェージング等により受信レベルが変動し劣化している場合でも、その時の受信信号を用いて受信パスタイミングのサーチを行うので、受信パスの誤検出を引き起こし、受信精度を劣化させるという問題があった。
【０００６】
そこでスライディング相関算出法に関しては種々の改良がなされており、これらは、特開２０００−２６９８５４号公報、特開２０００−２７８１８４号公報、特開平１０−１７３６２９号公報、特開平１０−２７１０３４号公報などに開示されている。
【０００７】
また、特開平１１−２５１９６２号公報には、受信信号の受信レベルがしきい値に達していない場合には、対応する相関結果を受信パスタイミングの発生には使用しないようにしたものが開示されている。特開２００１−１８６０５７号公報には、逆拡散を行っているあるパスの受信レベルがしきい値に達しない場合には、そのパスの逆拡散を停止して次候補パスの逆拡散を行うようにするものが開示されている。特開２００２−５０９８２号公報には、受信レベルに応じてしきい値を変化させることにより、ノイズの影響を受けにくくするようにしたものが開示されている。特開２００１−２８５１２９号公報には、フェージングピッチを推定してフェージングによるレベルの落込みが起きる前にパスタイミング割当てを行うようにしたものが開示されている。特開２００２−５０９８２号公報には、データ通信や音声通話の別に応じて受信処理ブロックを選択して処理を行うＣＤＭＡ受信装置が開示されている。
【０００８】
さらに本発明者は、既に特願２００１−３９９１８１号において、受信信号において計測された誤り率と受信品質とに応じて、受信すべきパスタイミングの検出及び更新の周期を制御することを提案している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチパスフェージングの存在などにより受信レベルが変動し劣化している場合における受信パスの誤検出を抑制して受信精度を向上させる技術には、まだ改善の余地がある。
【００１０】
そこで本発明の目的は、マルチパスフェージング環境下での受信状態が劣化し受信誤りが発生するような状況においても、適切な受信パスタイミングを探索できる受信パスタイミングサーチ方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の受信パスタイミングサーチ方法は、ＣＤＭＡ通信システムにおける受信パスタイミングをサーチする受信パスタイミングサーチ方法であって、受信信号の受信品質を計測し、計測された受信品質と予め設定されたしきい値とを比較し、計測された受信品質がしきい値以上である場合に、受信信号をメモリに格納し、メモリに格納された受信信号から受信パスタイミングのサーチを行う。
【００１２】
本発明の受信パスタイミングサーチ装置は、ＣＤＭＡ通信システムにおける受信パスタイミングをサーチする受信パスタイミングサーチ装置であって、受信信号の受信品質を計測する計測手段と、予め設定されたしきい値を格納する第１の格納手段と、第２の格納手段と、計測された受信品質がしきい値以上であるかを判定して、しきい値以上である場合に、受信信号を格納するように第２の格納手段に指示する判定手段と、第２の格納手段に格納された受信信号から受信パスタイミングのサーチを行う検出手段と、を有する。
【００１３】
すなわち本発明では、マルチパスフェージング環境下での受信状態が劣化し受信誤りが発生するような状況においても、受信品質が予め設定された受信品質しきい値以上の時に受信信号を取り込んでメモリに蓄え、メモリに蓄えた受信信号から受信すべきパスタイミングをサーチするようにしている。つまり、受信品質が高い受信データ部分のみを用いてパスタイミングを得ようとすることで、適切な受信パスタイミングの制御による安定した通信ができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の一形態の受信パスタイミングサーチ方法が適用される移動機の一例の構成を示すブロック図であり、図２は実施の一形態の受信パスタイミングサーチ方法を実行する受信タイミング制御部を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示す移動機は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式を用いたデジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラーシステム）の移動機である。この移動機は、アンテナ１０１と、アンテナ１０１に接続して送信ＲＦ信号を増幅する送信アンプ及び受信ＲＦ信号を増幅する低雑音アンプを有する送受信増幅部１０２と、ＲＦ（高周波）信号とベースバンド信号との変換などを行う無線部１０３と、ベースバンド信号処理を行うベースバンド信号処理部１０４と、この移動機全体の制御を行う制御部１０５と、音声及び各種データ用のアダプタ機能を有し、またハンドセット（送受話器）、端末操作機能、及び画像／データ端末とのインターフェース機能を持つ端末インターフェース部１０６と、を備えている。
【００１６】
ここでアンテナ１０１は、送受信増幅部１０２内の送信アンプで増幅された上りＲＦ信号を送信し、また基地局からの下りＲＦ信号を受信して送受信増幅部１０２に入力する。送受信増幅部１０２は、送信ＲＦ信号と受信ＲＦ信号を多重分離する機能も備えている。無線部１０３は、具体的には、ベースバンド拡散された送信信号をＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換し直交変調により送信ＲＦ信号に変換して送受信増幅部１０２に出力するとともに、送受信増幅部１０２の低雑音アンプからの受信ＲＦ信号を準同期検波しＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換してベースバンド信号処理部１０４に伝送する。ベースバンド信号処理部１０４では、ベースバンド信号処理として、送信データに対しては、誤り訂正符号化、フレーム化、データ変調及び拡散変調が行われ、受信信号に対しては、逆拡散、受信パスタイミング検出、チップ同期、フィンガ（ｆｉｎｇｅｒ）／レイク受信、誤り訂正復号、データの多重分離、受信品質計測機能などが行われるようになっている。
【００１７】
この移動機においては、特に、ベースバンド信号処理部１０４には、受信パスタイミングのサーチ及びその制御を行う受信パスタイミング制御部が実装されている。受信パスタイミング制御部は、図２に示すように、レイク受信された受信信号からその受信品質を計測する受信品質計測部２０１と、予め設定される受信品質しきい値が格納されている内部ＲＯＭ（読出し専用メモリ）２０３と、計測された受信品質と予め設定された受信品質しきい値とから受信品質を比較判定する受信品質判定部２０２と、受信品質が予め設定された受信品質しきい値以上の時に受信信号を取り込んでおくための内部ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０４と、内部ＲＡＭ２０４に蓄えた受信信号を繰り返し読み出してタイミングをずらせた相関値を求め、得られた相関値から受信すべきパスタイミングをサーチする受信パスタイミングサーチ部２０６と、を備えている。内部ＲＡＭ２０４が受信信号を新たに格納するかどうかは、受信品質判定部２０２からの指示によって選択されるようになっている。なお後述するように、受信品質しきい値は必要に応じて変更できるようにしておくことが好ましいので、内部ＲＯＭ２０３としては、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ）やフラッシュメモリなどのプログラマブルメモリを用いることが好ましい。
【００１８】
また、ベースバンド信号処理部１０４には、フィンガ／レイク受信部が設けられる。図３はフィンガ／レイク受信部の構成を示している。フィンガ／レイク受信部は、無線部１０３から出力された受信ベースバンド信号が入力するｎ個のフィンガ回路３０１−１〜３０１−ｎと、各フィンガ回路３０１−１〜３０１−ｎからの逆拡散後の信号をレイク合成するレイク合成部３０２とを備えている。各フィンガ回路３０１−１〜３０１−ｎは、それぞれマルチパス成分のうちの１つのパスに対応させられるものであって、受信パスタイミングサーチ制御情報が示すタイミングで、送信側と同じ拡散符号を用いて、入力信号（受信ベースバンド信号）に逆拡散を施す。レイク合成部３０２は、逆拡散された各パスの受信信号を、各フィンガ回路３０１−１〜３０１−ｎでの出力の時間を合わせた上で加算することにより、レイク合成後の受信信号を生成している。
【００１９】
次に、本実施形態の動作について説明する。
【００２０】
この移動機において、通信の相手方である基地局から送信されたＲＦ信号は、アンテナ１０１において受信ＲＦ信号として受信され、送受信増幅部１０２内の低雑音アンプによって増幅された後、無線部１０３において準同期検波されＡ／Ｄ変換されて受信ベースバンド信号に変換される。この受信ベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４に入力し、ベースバンド信号処理を受ける。このベースバンド信号処理においては、受信パスタイミングのサーチが行われるので、以下、ここでの受信パスタイミングのサーチについて説明する。
【００２１】
受信ベースバンド信号は、上述したフィンガ／レイク受信部に入力し、各フィンガ３０１−１〜３０１−ｎにおいて逆拡散された後、レイク合成部３０２においてレイク合成され、レイク受信後の受信信号となる。そして、この受信信号は、図２に示す受信パスタイミング制御部に入力し、その受信品質を計測するためにまず受信品質計測部２０１に取り込まれる。受信品質計測部２０１で計測された受信品質と、内部ＲＯＭ２０３に格納されている予め設定された受信品質しきい値とが受信品質判定部２０２に入力され、受信品質判定部２０２は、受信品質と受信品質しきい値との比較判定を行う。ここで、計測した受信品質が予め設定された受信品質しきい値以上であれば、その時点での受信環境は良好な状態であると判断される。内部ＲＡＭ２０４は、受信品質判定部２０２からの指示によって受信信号を取り込むか取り込まないかが選択されるようになっており、したがって、この受信環境が良好な時点での受信信号が内部ＲＡＭ２０４に保存される。受信パスタイミング検出部２０５は、内部ＲＡＭ２０４に蓄えられている受信信号を読み出して例えばスライディング相関算出法によって相関算出を行い、最も相関の高い点を特定し、受信すべきパスタイミングのサーチを行う。具体的には、受信パスタイミング検出部２０５は、内部ＲＡＭ２０４に格納された受信信号を繰り返し読み出して、タイミングをずらせた相関値を求め、得られた相関値から受信すべきパスタイミングをサーチする。
【００２２】
そして、受信パスタイミング検出部２０５は、サーチされた受信パスタイミングに基づき、フィンガ／レイク受信部に対して、受信パスタイミングサーチ制御情報を出力する。
【００２３】
ここで、受信信号の受信品質としては、種々のものが使用可能である。例えば、既知の情報ビット（例えば、パイロット信号、同期ワード）、あるいは、既知の情報長ごとに挿入される誤り検出符号（例えばＣＲＣ符号）の合否結果（あるいは誤り率）でもよい。さらに、計測されるべき受信品質として、ＲＳＳＩ（希望波受信電力）、あるいはＳＩＲ（希望波受信電力対干渉波受信電力比）を用いてもよい。ＣＤＭＡ通信システムの構成や用途に応じて適宜の受信品質を採用することにより、柔軟な制御構成を取ることが可能である。
【００２４】
また、受信品質しきい値は、内部ＲＯＭ２０３に格納されているが、例えば、内蔵ＲＯＭ２０３にＥＥＰＲＯＭなどのプログラマブルＲＯＭを使用することにより、端末インターフェース部１０６からの操作などによって、任意に設定し直すことができるようになる。これにより、さらに柔軟な制御を行うことが可能になる。
【００２５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について、デジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラーシステム）の移動機を例にあげて説明したが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、デジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラーシステム）の基地局にも適用することができ、さらには、デジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラーシステム）以外のＣＤＭＡ通信システムにも適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、受信品質が受信品質しきい値以上の時点、すなわち受信環境が良好な時点での受信信号を用いて受信パスタイミングのサーチを行うことになるので、受信レベルの変動による受信パスの誤検出を抑えることができ、マルチパスフェージング環境下においても安定した受信精度を得ることができるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の受信パスタイミングサーチ方法が適用される移動機の一例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態の受信パスタイミングサーチ方法を実行する受信タイミング制御部を示すブロック図である。
【図３】フィンガ／レイク受信部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１　　アンテナ
１０２　　送受信増幅部
１０３　　無線部
１０４　　ベースバンド信号処理部
１０５　　制御部
１０６　　端末インターフェース部
２０１　　受信品質計測部
２０２　　受信品質判定部
２０３　　内部ＲＯＭ
２０４　　内部ＲＡＭ
２０５　　受信パスタイミング検出部
３０１−１〜３０１−ｎ　　フィンガ回路
３０２　　レイク合成部

Claims

ＣＤＭＡ通信システムにおける受信パスタイミングをサーチする受信パスタイミングサーチ方法であって、
受信信号の受信品質を計測し、
前記計測された受信品質と予め設定されたしきい値とを比較し、
前記計測された受信品質が前記しきい値以上である場合に、前記受信信号をメモリに格納し、
前記メモリに格納された受信信号から受信パスタイミングのサーチを行う、受信パスタイミングサーチ方法。
前記受信信号は、レイク合成後の受信信号である、請求項１に記載の受信パスタイミングサーチ方法。
ＣＤＭＡ通信システムにおける受信パスタイミングをサーチする受信パスタイミングサーチ装置であって、
受信信号の受信品質を計測する計測手段と、
予め設定されたしきい値を格納する第１の格納手段と、
第２の格納手段と、
前記計測された受信品質が前記しきい値以上であるかを判定して、前記しきい値以上である場合に、前記受信信号を格納するように前記第２の格納手段に指示する判定手段と、
前記第２の格納手段に格納された受信信号から受信パスタイミングのサーチを行う検出手段と、
を有する受信パスタイミングサーチ装置。
前記受信信号はレイク受信後の受信信号である請求項３に記載の受信パスタイミングサーチ装置。
前記第１の格納手段に格納されたしきい値を再設定する手段をさらに有する、請求項３または４に記載の受信パスタイミングサーチ装置。
前記検出手段は、前記第２の格納手段に格納された受信信号を繰り返し読み出してタイミングをずらせた相関値を求め、得られた相関値から受信すべきパスタイミングをサーチする、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の受信パスタイミングサーチ装置。