JP2004165716A - 無線通信基地局装置および遅延プロファイル平均化方法 - Google Patents
無線通信基地局装置および遅延プロファイル平均化方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】上り回線同期が行われるＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムにおいて、上り回線信号のパス検出を精度良く行うこと。
【解決手段】同期信号生成部１０６は、伝搬遅延により生じるタイミングのずれがガードピリオドを越えないようにするために、移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングをずらすように指示するための上り回線同期信号を生成する。補正量決定部１０７は、上り回線同期信号に基づいて、平均化部１０８での遅延プロファイルの平均化処理の際に使用されるタイミング補正量を算出する。平均化部１０８は、複数の遅延プロファイルを平均化する際に、上り回線同期制御後の遅延プロファイルを、補正量決定部１０７から入力された補正量だけずらして平均化する。
【選択図】 図１
【解決手段】同期信号生成部１０６は、伝搬遅延により生じるタイミングのずれがガードピリオドを越えないようにするために、移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングをずらすように指示するための上り回線同期信号を生成する。補正量決定部１０７は、上り回線同期信号に基づいて、平均化部１０８での遅延プロファイルの平均化処理の際に使用されるタイミング補正量を算出する。平均化部１０８は、複数の遅延プロファイルを平均化する際に、上り回線同期制御後の遅延プロファイルを、補正量決定部１０７から入力された補正量だけずらして平均化する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信基地局装置および遅延プロファイル平均化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第３世代の移動体通信システムの１つとして、ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用されることが決定している。ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式では、同一のタイムスロットにコード多重する信号の数をなるべく少なくすることにより、コードリソースの利用効率を高めている。
【０００３】
また、セルラーシステムでは、伝搬遅延に起因して、上り回線（移動局装置から基地局装置へ向かう回線）の信号の基地局装置における受信タイミングにばらつきが生じてしまうことがある。この受信タイミングのばらつきに対し何ら対策をしないと、タイムスロット間において上り回線の信号同士が互いに干渉してしまい、通信品質が著しく劣化する。
【０００４】
このような通信品質の劣化を防止するために、上り回線の信号について複数の移動局装置間において同期をとる技術（上り回線同期）や、所定時間以内のタイミングずれを許容するためにタイムスロットにガードピリオドを付加する技術が採られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、コード多重された信号を受信する際には、合成対象とする信号をどのタイミングで逆拡散した信号にするのかを判断するためのパス検出の動作が、受信品質を決定する要素の１つとなる。パス検出の精度を高めるために、目的の移動局装置からの個別チャネル（ＤＰＣＨ；Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ）信号を複数フレームに渡り平均化して受信品質を高め、この平均化した信号をパス検出の基準として用いることが一般に行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１１１５４６号公報
【非特許文献１】
３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２２１ Ｖ５．２．０（２００２−０９）： ３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＴＤＤ） （Ｒｅｌｅａｓｅ ５） ２００２年９月
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上り回線同期が行われるシステムにおいて平均化した信号を用いてパス検出を行う場合、上り回線同期が行われることに起因して以下のような問題が生じる。
【０００８】
上り回線同期が行われるシステムでは、移動局装置から送信されるＤＰＣＨ信号に対して送信タイミングをずらす制御が基地局装置によって行われる。このため、送信タイミングをずらす前の信号と送信タイミングをずらした後の信号では基地局装置における受信タイミングが相違する。よって、基地局装置では、送信タイミング制御後の信号を送信タイミング制御前と同じタイミングで平均化したのでは、かえって受信品質が低下し、パス検出の精度が低下してしまう。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、上り回線同期が行われるＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムにおいて、上り回線信号のパス検出を精度良く行うことができる無線通信基地局装置および遅延プロファイル平均化方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、上り回線同期が行われるＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムにおいて、上り回線同期による送信タイミングのシフト量を考慮して遅延プロファイルを平均化する。例えば、、送信タイミングのシフト量だけずらして平均化する。また、例えば、送信タイミングのシフト量に応じて重み付けして平均化する。これにより、上り回線信号のパス検出を精度良く行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、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。
【００１２】
（実施の形態１）
まず、基地局装置が移動局装置に対して行う上り回線同期の制御について説明する。
【００１３】
上り回線のＤＰＣＨおよび下り回線のＤＰＣＨが確立しているときに、基地局装置は、ＤＰＣＨ信号と時間多重されている既知信号を観測する。そして、基地局装置での受信タイミングを基準にして、伝搬遅延により生じる受信タイミングのずれがガードピリオドを越えないようにするために、上り回線同期信号を生成する。この上り回線同期信号は、下り回線のＤＰＣＨ信号と時間多重されて移動局装置に送信される。つまり、上り回線のＤＰＣＨ信号の送信タイミングが移動局装置に通知される。
【００１４】
移動局装置では、下り回線のＤＰＣＨ信号と時間多重されている上り回線同期信号を復調する。そして、復調結果に基づいて送信タイミングをずらして上り回線のＤＰＣＨ信号を基地局装置に送信する。このようにして上り回線同期の制御が行われる。
【００１５】
以下、上り回線同期の制御を行う基地局装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示す基地局装置では、アンテナ１０１によって受信された上り回線のＤＰＣＨ信号が、受信ＲＦ部１０２およびＡ／Ｄ変換部１０３を介して相関演算部１０４および逆拡散部１１０に入力される。なお、受信ＲＦ部１０２は、受信信号に対してダウンコンバート等の無線処理を施し、Ａ／Ｄ変換部１０３は、無線処理後の受信信号をＡ／Ｄ変換する。
【００１７】
相関演算部１０４は、ＤＰＣＨ信号が含まれているスロットと既知信号との相関値を１スロット内で順次タイミングをずらしながら算出して遅延プロファイルを作成する。作成された遅延プロファイルは、パス検出部１０５、平均化部１０８、およびタイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎに入力される。
【００１８】
パス検出部１０５は、遅延プロファイルに基づいて閾値判定によりＤＰＣＨ信号のパス位置を検出する。例えば、パス検出部１０５は、遅延プロファイルのピーク位置の電力値から所定値だけ小さい値を閾値とし、その閾値よりも電力値が大きいパスをＤＰＣＨ信号のパス位置として検出する。検出されたパス位置は、同期信号生成部１０６に入力される。
【００１９】
同期信号生成部１０６は、伝搬遅延により生じるタイミングのずれがガードピリオドを越えないように制御するために、上り回線同期信号を生成する。例えば、同期信号生成部１０６は、ガードピリオドが１６チップであり、また、パス検出部１０５で検出されたパス位置がスロットの先頭から１７チップ目にあるといった場合には、移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するための上り回線同期信号を生成する。上り回線同期信号は補正量決定部１０７に入力される。また、上り回線同期信号は、下り回線のＤＰＣＨ信号にＳＳシンボルとして時間多重されて、図示しない送信系を介して移動局装置に送信される。つまり、上り回線のＤＰＣＨ信号の送信タイミングのシフト量が移動局装置に通知される。
【００２０】
補正量決定部１０７は、上り回線同期信号に基づいて、平均化部１０８での遅延プロファイルの平均化処理の際に使用されるタイミング補正量を算出する。上り回線同期信号によって示される移動局装置における送信タイミングのずれ幅（送信タイミングのシフト量）がＸチップである場合には、補正量決定部１０７は、Ｘチップを補正量として決定する。例えば、移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するような上り回線同期信号が同期信号生成部１０６で生成された場合には、補正量が１７チップに決定される。この補正量は、移動局装置が上り回線同期信号を正確に復調できた場合には、パス位置の変動量と一致する。決定された補正量は、平均化部１０８に入力される。
【００２１】
ここで、遅延プロファイルの平均化について説明する。遅延プロファイルの瞬時値には最新の伝搬環境が反映されているという利点と、雑音の影響を多く含んでいるという欠点とがある。この欠点を改善するために例えば１０回分の遅延プロファイルの瞬時値を平均化した場合には、雑音の白色性から雑音低減の効果が得られ、約１０ｄＢのＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の改善を期待できる。しかし、遅延プロファイルの平均化では最新の遅延プロファイルだけでなく過去の遅延プロファイルも利用しているため、平均化した遅延プロファイルを用いてパス位置の割当を行うと、過去の時点においては存在したが現在は存在しないパス位置を割り当ててしまうということがある。
【００２２】
上り回線同期の制御が行われると、移動局装置から送信される信号の送信タイミングがずれ、その送信タイミングのずれにあわせて遅延プロファイルもずれてしまう。このずれた遅延プロファイルをそのまま平均化したのでは、上記のように過去の時点においては存在したが現在は存在しないパス位置を割り当ててしまう可能性が高くなってしまう。このような上り回線同期によって生じる誤ったパス位置の検出を防止するために、本実施の形態では以下のようにして遅延プロファイルの平均化を行う。
【００２３】
すなわち、平均化部１０８は、図２に示すように、複数の遅延プロファイルを平均化する際に、上り回線同期制御後の遅延プロファイルを、補正量決定部１０７から入力された補正量Ｘチップだけずらして平均化する。例えば、補正量が１７チップである場合には、相関演算部１０４から入力される遅延プロファイルを１７チップ分ずらしてから過去の遅延プロファイルと平均化する。図２（ａ）は上り回線同期制御前の遅延プロファイルであり、図２（ｂ）は上り回線同期制御後の遅延プロファイルである。上り回線同期の制御により移動局装置でのＤＰＣＨ信号の送信タイミングがＸチップだけ遅くなった場合には、相関演算部１０４で作成される遅延プロファイルは、図２（ｂ）に示すように、上り回線同期制御前に比べＸチップだけ遅くなる（Ｘチップだけ右方向にずれる）。そこで、平均化部１０８は、図２（ｂ）に示す遅延プロファイルを補正量Ｘチップだけ左方向にずらしてから、上り回線同期制御前の遅延プロファイルと平均化する。そして、平均化した遅延プロファイルに基づいて閾値判定によりＤＰＣＨ信号のパス位置を各移動局装置毎に検出する。例えば、平均化部１０８は、平均化した遅延プロファイルのピーク位置の電力値から所定値だけ小さい値を閾値とし、その閾値よりも電力値が大きいパスをＤＰＣＨ信号のパス位置として検出する。そして、検出したパス位置をタイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎに入力する。
【００２４】
タイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎは基地局装置と無線通信を行う移動局装置の数だけ用意され、各移動局装置毎の拡散符号について、平均化部１０８で検出されたパス位置を逆拡散の開始タイミングとして逆拡散部１１０に指示する。また、タイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎは、平均化部１０８で検出されたパス位置と相関演算部１０４で作成された遅延プロファイルとをチャネル推定部１１１−１〜１１１−ｎに入力する。
【００２５】
逆拡散部１１０は、タイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎから指示された逆拡散の開始タイミングに従って、各移動局装置毎の拡散符号でＤＰＣＨ信号のデータ部分に対して逆拡散を行う。これにより、平均化部１０８で検出されたパス位置を開始タイミングとして逆拡散処理が行われ、基地局装置と無線通信を行う移動局装置各々から送信されたＤＰＣＨ信号が得られる。逆拡散後のＤＰＣＨ信号は干渉キャンセラ１１２に入力される。
【００２６】
チャネル推定部１１１−１〜１１１−ｎは、入力された遅延プロファイルから、平均化部１０８で検出されたパス位置の情報だけを取り出して干渉キャンセラ１１２に入力する。
【００２７】
干渉キャンセラ１１２は、ジョイント・ディテクション（Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を用いてＤＰＣＨ信号から干渉を除去する。ジョイント・ディテクションとは、チャネル推定により得られる遅延プロファイルを用いて、受信信号から符号間干渉と他の移動局装置の信号からの干渉とを除去する干渉除去方法である。このジョイント・ディテクションについては、例えば「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｖｓ．Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｏｆ Ｃ／ＴＤＭＡ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ」（Ｂｅｒｎｄ Ｓｔｅｉｎｅｒ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＥＰＭＣＣ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｇｅｒｍａｎｙ １９９７， Ｎｏ．１４５， ｐｐ．２５３−２６０）または、「ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＭＵＬＴＩ−ＲＡＴＥ ＭＵＬＴＩ−ＵＳＥＲ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＴＨＥ ＡＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳ ＷＣＤＭＡ ＵＰＬＩＮＫ」（Ｈ．Ｒ．Ｋａｒｉｍｉ， ＶＴＣ’９９， ｐｐ．５９３−５９７）に記載されている。
【００２８】
復調部１１３は、干渉キャンセラ１１２から拡散符号毎に入力された干渉除去後のＤＰＣＨ信号に対して所定の復調処理を施す。この復調処理によりチャネル毎の復調データが得られる。
【００２９】
このように本実施の形態によれば、上り回線同期の制御量、すなわち、移動局装置での送信タイミングのずれ幅を考慮しながら遅延プロファイルの平均化を行うため、上り回線同期の制御を行う場合でもパス位置の検出を精度良く行うことができる。その結果、上り回線同期の制御を行う場合でも、干渉キャンセル処理を正確に行うことができるので、復調データの品質が劣化してしまうことを防止することができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図３において実施の形態１（図１）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態では、遅延プロファイルの平均化の方法だけが実施の形態１と相違する。
【００３１】
同期信号生成部１０６は、生成した上り回線同期信号を平均化部２０１に入力する。
【００３２】
図３において、平均化部２０１は例えばＩＩＲフィルタで構成され、以下の式（１）に従って遅延プロファイルを平均化する。
Ｄ（ｔ） ＝ （１−α）・Ｄ（ｔ−１） ＋ α・ｄ（ｔ） …（１）
【００３３】
ここで、ｄ（ｔ）は相関演算部１０４から入力される瞬時の遅延プロファイルを示し、αは重み付け係数（但し、０＜α＜１）を示し、Ｄ（ｔ）は遅延プロファイルの今回の平均処理結果を示し、Ｄ（ｔ−１）は遅延プロファイルの前回の平均処理結果を示す。つまり、上式（１）では、重み付け係数αを大きな値にするほど、現在の遅延プロファイルに対する重み付けを大きくし、かつ、過去の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うことができる。逆に、重み付け係数αを小さな値にするほど、過去の遅延プロファイルに対する重み付けを大きくし、かつ、現在の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うことができる。
【００３４】
そこで、平均化部２０１は、上り回線同期信号が入力される場合、つまり、移動局装置でのＤＰＣＨ信号の送信タイミングがＸチップだけずれる場合は、パス位置が変化する可能性が高いため、重み付け係数αを大きな値（例えば、０．５以上の値）にして平均化処理を行う。逆に、上り回線同期信号が入力されない場合、つまり、移動局装置でのＤＰＣＨ信号の送信タイミングが前回と同じ場合は、パス位置が変化する可能性が低いため、重み付け係数αを小さな値（例えば、０．５未満の値）にして平均化処理を行う。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、上り回線同期の制御が行われるタイミングで過去の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うため、上り回線同期の制御が行われるときに、平均化された遅延プロファイルに対する過去の遅延プロファイルの影響を相対的に小さくすることができる。よって、上り回線同期の制御を行う場合でもパス位置の検出を精度良く行うことができる。その結果、上り回線同期の制御を行う場合でも、干渉キャンセル処理を正確に行うことができるので、復調データの品質が劣化してしまうことを防止することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図４において実施の形態２（図３）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態に係る基地局装置は、図３に示す構成に、さらに、逆拡散部１１０以外の別の逆拡散部３０２と、パス位置予測部３０３とを有する。逆拡散部１１０を動作させるか逆拡散部３０２を動作させるかは、図４に示す２つのスイッチ３０１によって切り替えられる。
【００３８】
パス位置予測部３０３は、同期信号生成部１０６が「０チップ」でない制御量を示す上り回線同期信号を出力した直後の受信信号について、そのパス位置を、上り回線同期信号により示される制御量に基づいて予測する。例えば、上り回線同期信号が移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するものである場合は、パス位置予測部３０３は、同期信号生成部１０６が上り回線同期信号を出力した直後の受信信号について、受信タイミングが１７チップ早くなると予測する。パス位置予測部３０３の予測結果は、上り回線同期制御を実施する対象ごとに独立して、逆拡散部３０２に与えられる。
【００３９】
本実施の形態では、動作させる逆拡散部を上り回線同期を制御するタイミングで切り替え、予測されるパス位置で逆拡散を行う。上り回線同期の制御が実施されないタイミング、換言すれば、移動局装置での送信タイミングをずらさない間は、逆拡散部１１０で逆拡散処理を行い、上り回線同期の制御が実施されるタイミング、換言すれば、送信タイミングをずらした直後は、逆拡散部３０２で逆拡散処理を行う。具体的には、逆拡散部１１０と逆拡散部３０２の切り替えタイミングは、同期信号生成部１０６によって指示される。同期信号生成部１０６は、第１に、「０チップ」でない制御量を示す上り回線同期信号を出力した直後の受信信号については逆拡散部１１０から逆拡散部３０２に、第２に、第１で切り替えた次の受信信号については逆拡散部３０２から逆拡散部１１０に、それぞれ動作を切り替える。
【００４０】
逆拡散部３０２は、既知信号よりも早く送信されるデータ部分に対して、パス位置予測部３０３から出力されるパス位置のずれの分だけ逆拡散のタイミングをずらして逆拡散を行い、シンボルレートでデータを保存する。ここで、シンボルレートでデータを保存するのは、以下の理由による。すなわち、既知信号より早く送信されるデータ部分のパス位置が分からないためにデータ部分の逆拡散処理を既知信号の復調以降にせざるを得ない場合、逆拡散部３０２は、Ａ／Ｄ変換部１０３からのサンプルレートの出力を保存する必要があり、例えば、１６倍拡散で、８倍オーバーサンプリングとしている場合には、サンプルレートからシンボルレートに落とすことで１２８分の１のデータ量とすることができるができるからである。
【００４１】
本実施の形態に係る基地局装置が上記構成を採ることで、上り回線同期の制御が行われる場合にも、正しいタイミングで逆拡散処理を行うことができる。すなわち、図５に示すように、上り回線同期の制御が実施されるタイミングまでは、逆拡散部１１０がタイミングＡで逆拡散を行う。この段階では、まだ上り回線同期の制御が実施されていないため、既知信号であるミッドアンブルを用いたパス位置の検出は正確に行われる。そして、上り回線同期の制御が実施されるタイミングで逆拡散部３０２に切り替えられ、逆拡散部３０２は、データ部分（データ・シンボル）に対して、パス位置予測部３０３で予測されたパス位置（例えば、上り回線同期の制御が実施される前のパス位置から１７チップ前にずらしたパス位置）に基づいて、タイミングＡとは異なるタイミングＢで逆拡散を行う。よって、上り回線同期の制御が実施されたときにも、上り回線同期の制御実施後ミッドアンブル送信前に送信されたデータ・シンボルに対する逆拡散処理を正しいタイミングで行うことができる。
【００４２】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図６において実施の形態２（図３）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【００４３】
本実施の形態に係る基地局装置は、図３に示す構成に、さらに、ＵｐＰＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ）検出部４０１、ＦＰＡＣＨ（Ｆａｓｔ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ）生成部４０２、およびＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ）パス位置予測部４０３を有する。動作の切り替えは、スイッチ４０４によって行われる。例えば、１フレーム（１０ｍｓ）が、２つのサブフレーム（５ｍｓ）で構成され、サブフレームがタイムスロット＃０〜＃６の７つのタイムスロットで構成され、さらに、タイムスロット＃０とタイムスロット＃１との間にプリアンブル部分が挿入されるようなフレーム構成になっている場合は、移動局装置は、ＵｐＰＣＨをタイムスロット＃１の直前部分（ＵｐＰＴＳ：Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）でのみ送信可能である。このため、スイッチ４０４は、受信信号の入力先を、ＵｐＰＴＳではＵｐＰＣＨ検出部４０１に、タイムスロット＃１以降は相関演算部１０４および逆拡散部１１０に切り替える。
【００４４】
ここで、ＵｐＰＣＨは、上り回線のランダムアクセス用で、移動局装置がランダムアクセス要求を送信するためのチャネルである。ＦＰＡＣＨは、移動局装置のランダムアクセス要求に応えて、基地局装置が許可するＰＲＡＣＨに関する情報を移動局装置に対して指示するためのチャネルである。
【００４５】
移動局装置がＰＲＡＣＨを使用しようとして送信したＵｐＰＣＨ信号（ランダムアクセス要求）は、アンテナ１０１によって受信され、受信ＲＦ部１０２およびＡ／Ｄ変換部１０３を介してＵｐＰＣＨ検出部４０１に入力される。
【００４６】
ＵｐＰＣＨ検出部４０１は、ランダムアクセスを希望した移動局装置からのＵｐＰＣＨ信号を観測し、ＵｐＰＣＨ信号を検出した場合にはその旨がＦＰＡＣＨ生成部４０２へ通知される。また、ＵｐＰＣＨ検出部４０１は、ＵｐＰＣＨのパス位置を検出して、そのパス位置をＦＰＡＣＨ生成部４０２およびＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３に入力する。
【００４７】
ＦＰＡＣＨ生成部４０２は、ＵｐＰＣＨのパス位置を基準にして、伝搬遅延により生じるタイミングのずれがガードピリオドを越えないように制御するために、ＰＲＡＣＨに対する上り回線同期信号を生成する。例えば、ＦＰＡＣＨ生成部４０２は、ガードピリオドが１６チップであり、また、ＵｐＰＣＨのパス位置がスロットの先頭から１７チップ目にあるといった場合には、移動局装置に対してＰＲＡＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するための上り回線同期信号を生成する。上り回線同期信号はＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３に入力される。また、上り回線同期信号は、ＰＲＡＣＨに関する情報（例えば、送信電力の指示や送信を許可するフレームの指示等）と共に、図示しない送信系より、ＦＰＡＣＨを介して移動局装置へ送信される。つまり、ＰＲＡＣＨ信号の送信タイミングのシフト量が移動局装置に通知される。移動局装置では、ＦＰＡＣＨを介して送信された上り回線同期信号を復調する。そして、復調結果に基づいて送信タイミングをずらしてＰＲＡＣＨ信号を基地局装置へ送信する。
【００４８】
ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３は、ＵｐＰＣＨのパス位置と、上り回線同期信号によって示されるＰＲＡＣＨの送信タイミング制御量とから、ＰＲＡＣＨの信号のパス位置を予測する。例えば、上り回線同期信号が移動局装置に対してＰＲＡＣＨの送信タイミングを１７チップ早くするように指示するものである場合は、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３は、それ以降受信されるＰＲＡＣＨ信号について、受信タイミングが１７チップ早くなると予測する。ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３での予測結果は、平均化部２０１に与えられる。
【００４９】
その後受信されるＰＲＡＣＨ信号から得られる遅延プロファイルの平均化処理については、実施の形態２において説明したのと同様である。すなわち、平均化部２０１は、上式（１）に従って、相関演算部１０４で得られたＰＲＡＣＨ信号の遅延プロファイルを平均化する。平均化部２０１は、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３から「０チップ」でない予測結果（ここでは１７チップ）が入力される場合は、重み付け係数αを大きな値（例えば、０．５以上の値）にして平均化処理を行う。逆に、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３から「０チップ」の予測結果が入力される場合（すなわち、ＰＲＡＣＨパス位置がずれないと予測された場合）は、重み付け係数αを小さな値（例えば、０．５未満の値）にして平均化処理を行う。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御が行われるタイミングで過去の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うため、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御が行われるときに、平均化された遅延プロファイルに対する過去の遅延プロファイルの影響を相対的に小さくすることができる。よって、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御を行う場合でもＰＲＡＣＨのパス位置の検出を精度良く行うことができる。その結果、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御を行う場合でも、干渉キャンセル処理を正確に行うことができるので、ＰＲＡＣＨの復調データの品質が劣化してしまうことを防止することができる。
【００５１】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図７において実施の形態４（図６）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態に係る基地局装置は、図６に示す構成に、さらに、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１を有する。
【００５２】
平均化部２０１は、図６に示す基地局装置と通信する複数の移動局装置のうち、ＰＲＡＣＨ信号を送信した移動局装置以外の他の移動局装置から送信されたＤＰＣＨ信号のパス位置（平均化後のパス位置）を、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１に入力する。また、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１には、ＵｐＰＣＨ検出部４０１からＵｐＰＣＨのパス位置も入力される。
【００５３】
ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１は、ＵｐＰＣＨのパス位置と、他の移動局装置のＤＰＣＨのパス位置とから、ＰＲＡＣＨのパス位置が他の移動局装置のＤＰＣＨのパス位置に合うようにＰＲＡＣＨの送信タイミング制御量を求め、この送信タイミング制御量をＦＰＡＣＨ生成部４０２およびＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３に入力する。すなわち、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１は、ＰＲＡＣＨ信号の受信タイミングと他の移動局装置からのＤＰＣＨ信号の受信タイミングとがチップ単位で揃うようにＰＲＡＣＨの送信タイミングを制御する。
【００５４】
このようにしてＰＲＡＣＨの送信タイミングを制御することで、ＰＲＡＣＨ信号と他の移動局装置からのＤＰＣＨ信号とを同一タイミングで受信できる。よって、ＰＲＡＣＨ信号の拡散コードとＤＰＣＨ信号の拡散コードを相互に直交させることができるため、ＰＲＡＣＨ信号に対する逆拡散処理においてはＤＰＣＨ信号の信号成分を０にすることができ、また、ＤＰＣＨ信号に対する対する逆拡散処理においてはＰＲＡＣＨ信号の信号成分を０にすることができる。よって、ＰＲＡＣＨ信号とＤＰＣＨ信号との間の相互の干渉を低減することができる。
【００５５】
なお、ＦＰＡＣＨ生成部４０２は、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１から与えられた送信タイミング制御量を示す上り回線同期信号を生成する。また、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３は、ＵｐＰＣＨのパス位置と、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１から与えられた送信タイミング制御量とから、ＰＲＡＣＨの信号のパス位置を予測する。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上り回線同期が行われるＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムにおいて、上り回線信号のパス検出を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に基地局装置の動作を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態２に基地局装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に基地局装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３に基地局装置の動作を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態４に基地局装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態５に基地局装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１ アンテナ
１０２ 受信ＲＦ部
１０３ Ａ／Ｄ変換部
１０４ 相関演算部
１０５ パス検出部
１０６ 同期信号生成部
１０７ 補正量決定部
１０８、２０１ 平均化部
１０９−１〜１０９−ｎ タイミング制御部
１１０、３０２ 逆拡散部
１１１−１〜１１１−ｎ チャネル推定部
１１２ 干渉キャンセラ
１１３ 復調部
３０１、４０４ スイッチ
３０３ パス位置予測部
４０１ ＵｐＰＣＨ検出部
４０２ ＦＰＡＣＨ生成部
４０３ ＰＲＡＣＨパス位置予測部
５０１ ＰＲＡＣＨパス位置最適化部
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信基地局装置および遅延プロファイル平均化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第３世代の移動体通信システムの１つとして、ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式が採用されることが決定している。ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式では、同一のタイムスロットにコード多重する信号の数をなるべく少なくすることにより、コードリソースの利用効率を高めている。
【０００３】
また、セルラーシステムでは、伝搬遅延に起因して、上り回線（移動局装置から基地局装置へ向かう回線）の信号の基地局装置における受信タイミングにばらつきが生じてしまうことがある。この受信タイミングのばらつきに対し何ら対策をしないと、タイムスロット間において上り回線の信号同士が互いに干渉してしまい、通信品質が著しく劣化する。
【０００４】
このような通信品質の劣化を防止するために、上り回線の信号について複数の移動局装置間において同期をとる技術（上り回線同期）や、所定時間以内のタイミングずれを許容するためにタイムスロットにガードピリオドを付加する技術が採られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、コード多重された信号を受信する際には、合成対象とする信号をどのタイミングで逆拡散した信号にするのかを判断するためのパス検出の動作が、受信品質を決定する要素の１つとなる。パス検出の精度を高めるために、目的の移動局装置からの個別チャネル（ＤＰＣＨ；Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ）信号を複数フレームに渡り平均化して受信品質を高め、この平均化した信号をパス検出の基準として用いることが一般に行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１１１５４６号公報
【非特許文献１】
３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２２１ Ｖ５．２．０（２００２−０９）： ３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｎｔｏ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ （ＴＤＤ） （Ｒｅｌｅａｓｅ ５） ２００２年９月
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上り回線同期が行われるシステムにおいて平均化した信号を用いてパス検出を行う場合、上り回線同期が行われることに起因して以下のような問題が生じる。
【０００８】
上り回線同期が行われるシステムでは、移動局装置から送信されるＤＰＣＨ信号に対して送信タイミングをずらす制御が基地局装置によって行われる。このため、送信タイミングをずらす前の信号と送信タイミングをずらした後の信号では基地局装置における受信タイミングが相違する。よって、基地局装置では、送信タイミング制御後の信号を送信タイミング制御前と同じタイミングで平均化したのでは、かえって受信品質が低下し、パス検出の精度が低下してしまう。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、上り回線同期が行われるＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムにおいて、上り回線信号のパス検出を精度良く行うことができる無線通信基地局装置および遅延プロファイル平均化方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、上り回線同期が行われるＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムにおいて、上り回線同期による送信タイミングのシフト量を考慮して遅延プロファイルを平均化する。例えば、、送信タイミングのシフト量だけずらして平均化する。また、例えば、送信タイミングのシフト量に応じて重み付けして平均化する。これにより、上り回線信号のパス検出を精度良く行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、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。
【００１２】
（実施の形態１）
まず、基地局装置が移動局装置に対して行う上り回線同期の制御について説明する。
【００１３】
上り回線のＤＰＣＨおよび下り回線のＤＰＣＨが確立しているときに、基地局装置は、ＤＰＣＨ信号と時間多重されている既知信号を観測する。そして、基地局装置での受信タイミングを基準にして、伝搬遅延により生じる受信タイミングのずれがガードピリオドを越えないようにするために、上り回線同期信号を生成する。この上り回線同期信号は、下り回線のＤＰＣＨ信号と時間多重されて移動局装置に送信される。つまり、上り回線のＤＰＣＨ信号の送信タイミングが移動局装置に通知される。
【００１４】
移動局装置では、下り回線のＤＰＣＨ信号と時間多重されている上り回線同期信号を復調する。そして、復調結果に基づいて送信タイミングをずらして上り回線のＤＰＣＨ信号を基地局装置に送信する。このようにして上り回線同期の制御が行われる。
【００１５】
以下、上り回線同期の制御を行う基地局装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示す基地局装置では、アンテナ１０１によって受信された上り回線のＤＰＣＨ信号が、受信ＲＦ部１０２およびＡ／Ｄ変換部１０３を介して相関演算部１０４および逆拡散部１１０に入力される。なお、受信ＲＦ部１０２は、受信信号に対してダウンコンバート等の無線処理を施し、Ａ／Ｄ変換部１０３は、無線処理後の受信信号をＡ／Ｄ変換する。
【００１７】
相関演算部１０４は、ＤＰＣＨ信号が含まれているスロットと既知信号との相関値を１スロット内で順次タイミングをずらしながら算出して遅延プロファイルを作成する。作成された遅延プロファイルは、パス検出部１０５、平均化部１０８、およびタイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎに入力される。
【００１８】
パス検出部１０５は、遅延プロファイルに基づいて閾値判定によりＤＰＣＨ信号のパス位置を検出する。例えば、パス検出部１０５は、遅延プロファイルのピーク位置の電力値から所定値だけ小さい値を閾値とし、その閾値よりも電力値が大きいパスをＤＰＣＨ信号のパス位置として検出する。検出されたパス位置は、同期信号生成部１０６に入力される。
【００１９】
同期信号生成部１０６は、伝搬遅延により生じるタイミングのずれがガードピリオドを越えないように制御するために、上り回線同期信号を生成する。例えば、同期信号生成部１０６は、ガードピリオドが１６チップであり、また、パス検出部１０５で検出されたパス位置がスロットの先頭から１７チップ目にあるといった場合には、移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するための上り回線同期信号を生成する。上り回線同期信号は補正量決定部１０７に入力される。また、上り回線同期信号は、下り回線のＤＰＣＨ信号にＳＳシンボルとして時間多重されて、図示しない送信系を介して移動局装置に送信される。つまり、上り回線のＤＰＣＨ信号の送信タイミングのシフト量が移動局装置に通知される。
【００２０】
補正量決定部１０７は、上り回線同期信号に基づいて、平均化部１０８での遅延プロファイルの平均化処理の際に使用されるタイミング補正量を算出する。上り回線同期信号によって示される移動局装置における送信タイミングのずれ幅（送信タイミングのシフト量）がＸチップである場合には、補正量決定部１０７は、Ｘチップを補正量として決定する。例えば、移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するような上り回線同期信号が同期信号生成部１０６で生成された場合には、補正量が１７チップに決定される。この補正量は、移動局装置が上り回線同期信号を正確に復調できた場合には、パス位置の変動量と一致する。決定された補正量は、平均化部１０８に入力される。
【００２１】
ここで、遅延プロファイルの平均化について説明する。遅延プロファイルの瞬時値には最新の伝搬環境が反映されているという利点と、雑音の影響を多く含んでいるという欠点とがある。この欠点を改善するために例えば１０回分の遅延プロファイルの瞬時値を平均化した場合には、雑音の白色性から雑音低減の効果が得られ、約１０ｄＢのＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の改善を期待できる。しかし、遅延プロファイルの平均化では最新の遅延プロファイルだけでなく過去の遅延プロファイルも利用しているため、平均化した遅延プロファイルを用いてパス位置の割当を行うと、過去の時点においては存在したが現在は存在しないパス位置を割り当ててしまうということがある。
【００２２】
上り回線同期の制御が行われると、移動局装置から送信される信号の送信タイミングがずれ、その送信タイミングのずれにあわせて遅延プロファイルもずれてしまう。このずれた遅延プロファイルをそのまま平均化したのでは、上記のように過去の時点においては存在したが現在は存在しないパス位置を割り当ててしまう可能性が高くなってしまう。このような上り回線同期によって生じる誤ったパス位置の検出を防止するために、本実施の形態では以下のようにして遅延プロファイルの平均化を行う。
【００２３】
すなわち、平均化部１０８は、図２に示すように、複数の遅延プロファイルを平均化する際に、上り回線同期制御後の遅延プロファイルを、補正量決定部１０７から入力された補正量Ｘチップだけずらして平均化する。例えば、補正量が１７チップである場合には、相関演算部１０４から入力される遅延プロファイルを１７チップ分ずらしてから過去の遅延プロファイルと平均化する。図２（ａ）は上り回線同期制御前の遅延プロファイルであり、図２（ｂ）は上り回線同期制御後の遅延プロファイルである。上り回線同期の制御により移動局装置でのＤＰＣＨ信号の送信タイミングがＸチップだけ遅くなった場合には、相関演算部１０４で作成される遅延プロファイルは、図２（ｂ）に示すように、上り回線同期制御前に比べＸチップだけ遅くなる（Ｘチップだけ右方向にずれる）。そこで、平均化部１０８は、図２（ｂ）に示す遅延プロファイルを補正量Ｘチップだけ左方向にずらしてから、上り回線同期制御前の遅延プロファイルと平均化する。そして、平均化した遅延プロファイルに基づいて閾値判定によりＤＰＣＨ信号のパス位置を各移動局装置毎に検出する。例えば、平均化部１０８は、平均化した遅延プロファイルのピーク位置の電力値から所定値だけ小さい値を閾値とし、その閾値よりも電力値が大きいパスをＤＰＣＨ信号のパス位置として検出する。そして、検出したパス位置をタイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎに入力する。
【００２４】
タイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎは基地局装置と無線通信を行う移動局装置の数だけ用意され、各移動局装置毎の拡散符号について、平均化部１０８で検出されたパス位置を逆拡散の開始タイミングとして逆拡散部１１０に指示する。また、タイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎは、平均化部１０８で検出されたパス位置と相関演算部１０４で作成された遅延プロファイルとをチャネル推定部１１１−１〜１１１−ｎに入力する。
【００２５】
逆拡散部１１０は、タイミング制御部１０９−１〜１０９−ｎから指示された逆拡散の開始タイミングに従って、各移動局装置毎の拡散符号でＤＰＣＨ信号のデータ部分に対して逆拡散を行う。これにより、平均化部１０８で検出されたパス位置を開始タイミングとして逆拡散処理が行われ、基地局装置と無線通信を行う移動局装置各々から送信されたＤＰＣＨ信号が得られる。逆拡散後のＤＰＣＨ信号は干渉キャンセラ１１２に入力される。
【００２６】
チャネル推定部１１１−１〜１１１−ｎは、入力された遅延プロファイルから、平均化部１０８で検出されたパス位置の情報だけを取り出して干渉キャンセラ１１２に入力する。
【００２７】
干渉キャンセラ１１２は、ジョイント・ディテクション（Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を用いてＤＰＣＨ信号から干渉を除去する。ジョイント・ディテクションとは、チャネル推定により得られる遅延プロファイルを用いて、受信信号から符号間干渉と他の移動局装置の信号からの干渉とを除去する干渉除去方法である。このジョイント・ディテクションについては、例えば「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｖｓ．Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｏｆ Ｃ／ＴＤＭＡ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ」（Ｂｅｒｎｄ Ｓｔｅｉｎｅｒ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＥＰＭＣＣ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｇｅｒｍａｎｙ １９９７， Ｎｏ．１４５， ｐｐ．２５３−２６０）または、「ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＭＵＬＴＩ−ＲＡＴＥ ＭＵＬＴＩ−ＵＳＥＲ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＴＨＥ ＡＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳ ＷＣＤＭＡ ＵＰＬＩＮＫ」（Ｈ．Ｒ．Ｋａｒｉｍｉ， ＶＴＣ’９９， ｐｐ．５９３−５９７）に記載されている。
【００２８】
復調部１１３は、干渉キャンセラ１１２から拡散符号毎に入力された干渉除去後のＤＰＣＨ信号に対して所定の復調処理を施す。この復調処理によりチャネル毎の復調データが得られる。
【００２９】
このように本実施の形態によれば、上り回線同期の制御量、すなわち、移動局装置での送信タイミングのずれ幅を考慮しながら遅延プロファイルの平均化を行うため、上り回線同期の制御を行う場合でもパス位置の検出を精度良く行うことができる。その結果、上り回線同期の制御を行う場合でも、干渉キャンセル処理を正確に行うことができるので、復調データの品質が劣化してしまうことを防止することができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図３において実施の形態１（図１）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態では、遅延プロファイルの平均化の方法だけが実施の形態１と相違する。
【００３１】
同期信号生成部１０６は、生成した上り回線同期信号を平均化部２０１に入力する。
【００３２】
図３において、平均化部２０１は例えばＩＩＲフィルタで構成され、以下の式（１）に従って遅延プロファイルを平均化する。
Ｄ（ｔ） ＝ （１−α）・Ｄ（ｔ−１） ＋ α・ｄ（ｔ） …（１）
【００３３】
ここで、ｄ（ｔ）は相関演算部１０４から入力される瞬時の遅延プロファイルを示し、αは重み付け係数（但し、０＜α＜１）を示し、Ｄ（ｔ）は遅延プロファイルの今回の平均処理結果を示し、Ｄ（ｔ−１）は遅延プロファイルの前回の平均処理結果を示す。つまり、上式（１）では、重み付け係数αを大きな値にするほど、現在の遅延プロファイルに対する重み付けを大きくし、かつ、過去の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うことができる。逆に、重み付け係数αを小さな値にするほど、過去の遅延プロファイルに対する重み付けを大きくし、かつ、現在の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うことができる。
【００３４】
そこで、平均化部２０１は、上り回線同期信号が入力される場合、つまり、移動局装置でのＤＰＣＨ信号の送信タイミングがＸチップだけずれる場合は、パス位置が変化する可能性が高いため、重み付け係数αを大きな値（例えば、０．５以上の値）にして平均化処理を行う。逆に、上り回線同期信号が入力されない場合、つまり、移動局装置でのＤＰＣＨ信号の送信タイミングが前回と同じ場合は、パス位置が変化する可能性が低いため、重み付け係数αを小さな値（例えば、０．５未満の値）にして平均化処理を行う。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、上り回線同期の制御が行われるタイミングで過去の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うため、上り回線同期の制御が行われるときに、平均化された遅延プロファイルに対する過去の遅延プロファイルの影響を相対的に小さくすることができる。よって、上り回線同期の制御を行う場合でもパス位置の検出を精度良く行うことができる。その結果、上り回線同期の制御を行う場合でも、干渉キャンセル処理を正確に行うことができるので、復調データの品質が劣化してしまうことを防止することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図４において実施の形態２（図３）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態に係る基地局装置は、図３に示す構成に、さらに、逆拡散部１１０以外の別の逆拡散部３０２と、パス位置予測部３０３とを有する。逆拡散部１１０を動作させるか逆拡散部３０２を動作させるかは、図４に示す２つのスイッチ３０１によって切り替えられる。
【００３８】
パス位置予測部３０３は、同期信号生成部１０６が「０チップ」でない制御量を示す上り回線同期信号を出力した直後の受信信号について、そのパス位置を、上り回線同期信号により示される制御量に基づいて予測する。例えば、上り回線同期信号が移動局装置に対してＤＰＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するものである場合は、パス位置予測部３０３は、同期信号生成部１０６が上り回線同期信号を出力した直後の受信信号について、受信タイミングが１７チップ早くなると予測する。パス位置予測部３０３の予測結果は、上り回線同期制御を実施する対象ごとに独立して、逆拡散部３０２に与えられる。
【００３９】
本実施の形態では、動作させる逆拡散部を上り回線同期を制御するタイミングで切り替え、予測されるパス位置で逆拡散を行う。上り回線同期の制御が実施されないタイミング、換言すれば、移動局装置での送信タイミングをずらさない間は、逆拡散部１１０で逆拡散処理を行い、上り回線同期の制御が実施されるタイミング、換言すれば、送信タイミングをずらした直後は、逆拡散部３０２で逆拡散処理を行う。具体的には、逆拡散部１１０と逆拡散部３０２の切り替えタイミングは、同期信号生成部１０６によって指示される。同期信号生成部１０６は、第１に、「０チップ」でない制御量を示す上り回線同期信号を出力した直後の受信信号については逆拡散部１１０から逆拡散部３０２に、第２に、第１で切り替えた次の受信信号については逆拡散部３０２から逆拡散部１１０に、それぞれ動作を切り替える。
【００４０】
逆拡散部３０２は、既知信号よりも早く送信されるデータ部分に対して、パス位置予測部３０３から出力されるパス位置のずれの分だけ逆拡散のタイミングをずらして逆拡散を行い、シンボルレートでデータを保存する。ここで、シンボルレートでデータを保存するのは、以下の理由による。すなわち、既知信号より早く送信されるデータ部分のパス位置が分からないためにデータ部分の逆拡散処理を既知信号の復調以降にせざるを得ない場合、逆拡散部３０２は、Ａ／Ｄ変換部１０３からのサンプルレートの出力を保存する必要があり、例えば、１６倍拡散で、８倍オーバーサンプリングとしている場合には、サンプルレートからシンボルレートに落とすことで１２８分の１のデータ量とすることができるができるからである。
【００４１】
本実施の形態に係る基地局装置が上記構成を採ることで、上り回線同期の制御が行われる場合にも、正しいタイミングで逆拡散処理を行うことができる。すなわち、図５に示すように、上り回線同期の制御が実施されるタイミングまでは、逆拡散部１１０がタイミングＡで逆拡散を行う。この段階では、まだ上り回線同期の制御が実施されていないため、既知信号であるミッドアンブルを用いたパス位置の検出は正確に行われる。そして、上り回線同期の制御が実施されるタイミングで逆拡散部３０２に切り替えられ、逆拡散部３０２は、データ部分（データ・シンボル）に対して、パス位置予測部３０３で予測されたパス位置（例えば、上り回線同期の制御が実施される前のパス位置から１７チップ前にずらしたパス位置）に基づいて、タイミングＡとは異なるタイミングＢで逆拡散を行う。よって、上り回線同期の制御が実施されたときにも、上り回線同期の制御実施後ミッドアンブル送信前に送信されたデータ・シンボルに対する逆拡散処理を正しいタイミングで行うことができる。
【００４２】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図６において実施の形態２（図３）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【００４３】
本実施の形態に係る基地局装置は、図３に示す構成に、さらに、ＵｐＰＣＨ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ）検出部４０１、ＦＰＡＣＨ（Ｆａｓｔ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ）生成部４０２、およびＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ）パス位置予測部４０３を有する。動作の切り替えは、スイッチ４０４によって行われる。例えば、１フレーム（１０ｍｓ）が、２つのサブフレーム（５ｍｓ）で構成され、サブフレームがタイムスロット＃０〜＃６の７つのタイムスロットで構成され、さらに、タイムスロット＃０とタイムスロット＃１との間にプリアンブル部分が挿入されるようなフレーム構成になっている場合は、移動局装置は、ＵｐＰＣＨをタイムスロット＃１の直前部分（ＵｐＰＴＳ：Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）でのみ送信可能である。このため、スイッチ４０４は、受信信号の入力先を、ＵｐＰＴＳではＵｐＰＣＨ検出部４０１に、タイムスロット＃１以降は相関演算部１０４および逆拡散部１１０に切り替える。
【００４４】
ここで、ＵｐＰＣＨは、上り回線のランダムアクセス用で、移動局装置がランダムアクセス要求を送信するためのチャネルである。ＦＰＡＣＨは、移動局装置のランダムアクセス要求に応えて、基地局装置が許可するＰＲＡＣＨに関する情報を移動局装置に対して指示するためのチャネルである。
【００４５】
移動局装置がＰＲＡＣＨを使用しようとして送信したＵｐＰＣＨ信号（ランダムアクセス要求）は、アンテナ１０１によって受信され、受信ＲＦ部１０２およびＡ／Ｄ変換部１０３を介してＵｐＰＣＨ検出部４０１に入力される。
【００４６】
ＵｐＰＣＨ検出部４０１は、ランダムアクセスを希望した移動局装置からのＵｐＰＣＨ信号を観測し、ＵｐＰＣＨ信号を検出した場合にはその旨がＦＰＡＣＨ生成部４０２へ通知される。また、ＵｐＰＣＨ検出部４０１は、ＵｐＰＣＨのパス位置を検出して、そのパス位置をＦＰＡＣＨ生成部４０２およびＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３に入力する。
【００４７】
ＦＰＡＣＨ生成部４０２は、ＵｐＰＣＨのパス位置を基準にして、伝搬遅延により生じるタイミングのずれがガードピリオドを越えないように制御するために、ＰＲＡＣＨに対する上り回線同期信号を生成する。例えば、ＦＰＡＣＨ生成部４０２は、ガードピリオドが１６チップであり、また、ＵｐＰＣＨのパス位置がスロットの先頭から１７チップ目にあるといった場合には、移動局装置に対してＰＲＡＣＨ信号の送信タイミングを１７チップ早くするように指示するための上り回線同期信号を生成する。上り回線同期信号はＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３に入力される。また、上り回線同期信号は、ＰＲＡＣＨに関する情報（例えば、送信電力の指示や送信を許可するフレームの指示等）と共に、図示しない送信系より、ＦＰＡＣＨを介して移動局装置へ送信される。つまり、ＰＲＡＣＨ信号の送信タイミングのシフト量が移動局装置に通知される。移動局装置では、ＦＰＡＣＨを介して送信された上り回線同期信号を復調する。そして、復調結果に基づいて送信タイミングをずらしてＰＲＡＣＨ信号を基地局装置へ送信する。
【００４８】
ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３は、ＵｐＰＣＨのパス位置と、上り回線同期信号によって示されるＰＲＡＣＨの送信タイミング制御量とから、ＰＲＡＣＨの信号のパス位置を予測する。例えば、上り回線同期信号が移動局装置に対してＰＲＡＣＨの送信タイミングを１７チップ早くするように指示するものである場合は、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３は、それ以降受信されるＰＲＡＣＨ信号について、受信タイミングが１７チップ早くなると予測する。ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３での予測結果は、平均化部２０１に与えられる。
【００４９】
その後受信されるＰＲＡＣＨ信号から得られる遅延プロファイルの平均化処理については、実施の形態２において説明したのと同様である。すなわち、平均化部２０１は、上式（１）に従って、相関演算部１０４で得られたＰＲＡＣＨ信号の遅延プロファイルを平均化する。平均化部２０１は、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３から「０チップ」でない予測結果（ここでは１７チップ）が入力される場合は、重み付け係数αを大きな値（例えば、０．５以上の値）にして平均化処理を行う。逆に、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３から「０チップ」の予測結果が入力される場合（すなわち、ＰＲＡＣＨパス位置がずれないと予測された場合）は、重み付け係数αを小さな値（例えば、０．５未満の値）にして平均化処理を行う。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御が行われるタイミングで過去の遅延プロファイルに対する重み付けを小さくして平均化を行うため、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御が行われるときに、平均化された遅延プロファイルに対する過去の遅延プロファイルの影響を相対的に小さくすることができる。よって、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御を行う場合でもＰＲＡＣＨのパス位置の検出を精度良く行うことができる。その結果、ＰＲＡＣＨに対して上り回線同期の制御を行う場合でも、干渉キャンセル処理を正確に行うことができるので、ＰＲＡＣＨの復調データの品質が劣化してしまうことを防止することができる。
【００５１】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図７において実施の形態４（図６）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態に係る基地局装置は、図６に示す構成に、さらに、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１を有する。
【００５２】
平均化部２０１は、図６に示す基地局装置と通信する複数の移動局装置のうち、ＰＲＡＣＨ信号を送信した移動局装置以外の他の移動局装置から送信されたＤＰＣＨ信号のパス位置（平均化後のパス位置）を、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１に入力する。また、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１には、ＵｐＰＣＨ検出部４０１からＵｐＰＣＨのパス位置も入力される。
【００５３】
ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１は、ＵｐＰＣＨのパス位置と、他の移動局装置のＤＰＣＨのパス位置とから、ＰＲＡＣＨのパス位置が他の移動局装置のＤＰＣＨのパス位置に合うようにＰＲＡＣＨの送信タイミング制御量を求め、この送信タイミング制御量をＦＰＡＣＨ生成部４０２およびＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３に入力する。すなわち、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１は、ＰＲＡＣＨ信号の受信タイミングと他の移動局装置からのＤＰＣＨ信号の受信タイミングとがチップ単位で揃うようにＰＲＡＣＨの送信タイミングを制御する。
【００５４】
このようにしてＰＲＡＣＨの送信タイミングを制御することで、ＰＲＡＣＨ信号と他の移動局装置からのＤＰＣＨ信号とを同一タイミングで受信できる。よって、ＰＲＡＣＨ信号の拡散コードとＤＰＣＨ信号の拡散コードを相互に直交させることができるため、ＰＲＡＣＨ信号に対する逆拡散処理においてはＤＰＣＨ信号の信号成分を０にすることができ、また、ＤＰＣＨ信号に対する対する逆拡散処理においてはＰＲＡＣＨ信号の信号成分を０にすることができる。よって、ＰＲＡＣＨ信号とＤＰＣＨ信号との間の相互の干渉を低減することができる。
【００５５】
なお、ＦＰＡＣＨ生成部４０２は、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１から与えられた送信タイミング制御量を示す上り回線同期信号を生成する。また、ＰＲＡＣＨパス位置予測部４０３は、ＵｐＰＣＨのパス位置と、ＰＲＡＣＨパス位置最適化部５０１から与えられた送信タイミング制御量とから、ＰＲＡＣＨの信号のパス位置を予測する。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上り回線同期が行われるＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式の移動体通信システムにおいて、上り回線信号のパス検出を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に基地局装置の動作を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態２に基地局装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に基地局装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３に基地局装置の動作を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態４に基地局装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態５に基地局装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１ アンテナ
１０２ 受信ＲＦ部
１０３ Ａ／Ｄ変換部
１０４ 相関演算部
１０５ パス検出部
１０６ 同期信号生成部
１０７ 補正量決定部
１０８、２０１ 平均化部
１０９−１〜１０９−ｎ タイミング制御部
１１０、３０２ 逆拡散部
１１１−１〜１１１−ｎ チャネル推定部
１１２ 干渉キャンセラ
１１３ 復調部
３０１、４０４ スイッチ
３０３ パス位置予測部
４０１ ＵｐＰＣＨ検出部
４０２ ＦＰＡＣＨ生成部
４０３ ＰＲＡＣＨパス位置予測部
５０１ ＰＲＡＣＨパス位置最適化部
Claims (7)
- 移動局から送信される上り回線信号を受信する受信手段と、
前記上り回線信号に対する遅延プロファイルを作成する作成手段と、
前記移動局に対して前記上り回線信号の送信タイミングのシフト量を指示する指示手段と、
前記シフト量を考慮して、前記作成手段によって作成された複数の遅延プロファイルを平均化する平均化手段と、
平均化後の遅延プロファイルから検出されるパス位置を開始タイミングとして、前記上り回線信号に対して逆拡散処理を施す第１逆拡散手段と、
を具備することを特徴とする無線通信基地局装置。 - 前記平均化手段は、前記作成手段によって作成された遅延プロファイルを前記シフト量だけずらして平均化する、
請求項１記載の無線通信基地局装置。 - 前記平均化手段は、前記作成手段によって作成された遅延プロファイルを前記シフト量に応じて重み付けして平均化する、
請求項１記載の無線通信基地局装置。 - 前記シフト量に基づいて前記上り回線信号のパス位置を予測する予測手段と、
前記予測手段によって予測されたパス位置を開始タイミングとして、前記上り回線信号に対して逆拡散処理を施す第２逆拡散手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局装置。 - 前記指示手段は、複数の移動局から各々送信される複数の上り回線信号の受信タイミングが同じになるように、前記移動局に対して前記上り回線信号の送信タイミングのシフト量を指示する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局装置。 - 前記上り回線信号は、ＤＰＣＨ信号またはＰＲＡＣＨ信号である、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信基地局装置。 - 移動局から送信される上り回線信号を受信する受信工程と、
前記上り回線信号に対する遅延プロファイルを作成する作成工程と、
前記移動局に対して前記上り回線信号の送信タイミングのシフト量を指示する指示工程と、
前記シフト量を考慮して、前記作成工程において作成された複数の遅延プロファイルを平均化する平均化工程と、
平均化後の遅延プロファイルから検出されるパス位置を開始タイミングとして、前記上り回線信号に対して逆拡散処理を施す第１逆拡散工程と、
を具備することを特徴とする遅延プロファイル平均化方法。
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