JP2004187270A - Cdma receiver - Google Patents

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Masahiko Asano
賢彦 浅野
Yoshimasa Ohora
喜正 大洞
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
Kanazawa Institute of Technology (KIT)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize circuit scale of a function part for removing multiple wave interference, to reduce power consumption and to shorten an arithmetic settlement time in a CDMA receiver for removing an influence of interference with present symbol data in a delay wave caused by multiple wave (multi-path). <P>SOLUTION: In the CDMA receiver of a single carrier system (a) or a multicarrier system (b), a received signal from an antenna is down-converted by a frequency converting part 6-1, a baseband signal is extracted through a low-pass filter 6-2, a despreading code is multiplied by a multiplier 6-3, and the signal is demodulated through an integrator 6-4. Delayed distributed waves are composed by a Rake composing part 6-5, the received signal after Rake composition is passed through a transversal filter 1-1, multiple waves except a desired wave of a receiving target are removed, and the data of the output are judged by a judgement part 6-6 and outputted. A tap coefficient of the transversal filter 101 is calculated by solving a decision theoretic operation expression. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、多重波(マルチパス)によって生じる遅延波の自シンボルデータとの干渉の影響を除去するCDMA受信機に関する。第三世代移動体通信システムには、二種類の直接拡散符号分割多元接続方式(DS−CDMA:Direct Sequence Code Division Multiple Access)が採用され、その一つのW−CDMA方式は、移動時に384kbs、静止時に2Mbpsのデータ伝送が可能なシステムである。   The present invention relates to a CDMA receiver that eliminates the influence of interference of a delayed wave caused by a multiplex wave (multipath) with its own symbol data. The third generation mobile communication system employs two types of direct sequence code division multiple access (DS-CDMA), one of which is 384 kbs when moving, and which is stationary. It is a system that can sometimes transmit data at 2 Mbps.

また、第四世代移動体通信システムにおいてもDS−CDMA方式は有力なアクセス方式の候補であり、更に高速のデータ伝送の実現が期待されている。なお、W−CDMA方式はシングルキャリアを用いた伝送システムであるが、次世代方式として、複数キャリアを用いたマルチキャリアDS−CDMA方式が有力な伝送方式の候補として有望視されている。   Also in the fourth generation mobile communication system, the DS-CDMA system is a candidate for an effective access system, and realization of higher-speed data transmission is expected. Although the W-CDMA system is a transmission system using a single carrier, a multi-carrier DS-CDMA system using a plurality of carriers is regarded as a promising transmission system candidate as a next-generation system.

移動体通信の伝搬路は、必ずしも基地局を直接見通すことができる伝搬路であることはなく、幾つかの反射波が到来する多重波伝搬路となる場合が多い。そして、干渉に強いとされるCDMA方式であっても、高速データ伝送を行う場合、拡散率が小さくなるために、この多重波による干渉が無視できなくなり、受信信号の品質が劣化する。   The propagation path of the mobile communication is not necessarily a propagation path that can directly see through the base station, and is often a multiplex wave propagation path through which some reflected waves arrive. Even in the CDMA system which is considered to be resistant to interference, when high-speed data transmission is performed, the spreading factor becomes small, so that interference due to this multiplex wave cannot be ignored, and the quality of the received signal deteriorates.

本発明は、多重波による干渉の影響を無視することができないような高速データ伝送を行う移動体通信装置に好適に適用され、多重波による干渉の影響を除去することができるCDMA受信機に関する。   The present invention relates to a CDMA receiver that is suitably applied to a mobile communication device that performs high-speed data transmission in which the influence of interference caused by multiplex waves cannot be ignored, and that can eliminate the influence of interference caused by multiplex waves.

図6は従来のCDMA送信機の構成を示す。同図の(a)はシングルキャリア方式CDMA送信機の構成を示し、同図の(b)はマルチキャリア方式CDMA送信機の構成を示す。シングルキャリア方式CDMA送信機は、同図(a)に示すように、送信データ(Source)をマッピング部6−1により所定の変調方式にマッピングし、該送信データに拡散コード(Spreading Code)を乗算器6−2により乗じて拡散し、該拡散信号をローパスフィルタ6−3に通し、周波数変換器6−4により1つのキャリア(ejwt)で搬送して送信する。 FIG. 6 shows a configuration of a conventional CDMA transmitter. FIG. 1A shows the configuration of a single-carrier CDMA transmitter, and FIG. 1B shows the configuration of a multi-carrier CDMA transmitter. The single carrier CDMA transmitter maps the transmission data (Source) to a predetermined modulation method by the mapping unit 6-1 and multiplies the transmission data by a spreading code, as shown in FIG. The signal is multiplied and spread by the unit 6-2, the spread signal is passed through a low-pass filter 6-3, and the frequency converter 6-4 carries the signal by carrying it on one carrier (e jwt ).

マルチキャリア方式CDMA送信機は、同図(b)に示すように、送信データ(Source)を直/並列変換器(S/P Converter)6−5により、例えばキャリアの個数と同数の並列データに変換し、各キャリア対応に所定の送信フレームに送信データをマッピング部6−1によりマッピングし、各キャリア対応の送信データにそれぞれ拡散コード(Spreading Code)を乗算器6−2により乗じて拡散し、該拡散信号をそれぞれローパスフィルタ6−3に通し、それぞれ各周波数変換器6−4により複数のキャリア(ejw1t〜ejwmt)で搬送し、複数のキャリアの送信信号を合成部6−6で合成して送信する。 The multi-carrier CDMA transmitter converts the transmission data (Source) into, for example, the same number of parallel data as the number of carriers by a serial / parallel converter (S / P Converter) 6-5 as shown in FIG. The transmission data is mapped to a predetermined transmission frame corresponding to each carrier by the mapping unit 6-1. The transmission data corresponding to each carrier is multiplied by a spreading code by a multiplier 6-2 and spread. The spread signals are each passed through a low-pass filter 6-3, and are carried by a plurality of carriers (e jw1t to e jwmt ) by each frequency converter 6-4. Transmission signals of the plurality of carriers are combined by a combining unit 6-6. And send.

図7は従来のCDMA受信機の構成を示す。同図の(a)はシングルキャリア方式CDMA受信機の構成を示し、同図の(b)はマルチキャリア方式CDMA受信機の構成を示す。シングルキャリア方式CDMA受信機は、同図(a)に示すように、アンテナからの受信信号に周波数変換部7−1によりキャリアの周波数信号(ejwt)を乗じてダウンコンバートし、ローパスフィルタ7−2を通してベースバンド信号を取出す。 FIG. 7 shows a configuration of a conventional CDMA receiver. FIG. 1A shows the configuration of a single-carrier CDMA receiver, and FIG. 2B shows the configuration of a multi-carrier CDMA receiver. The single-carrier CDMA receiver performs down-conversion by multiplying the received signal from the antenna by the frequency signal (e jwt ) of the carrier by the frequency converter 7-1 as shown in FIG. 2 to extract the baseband signal.

該ベースバンド信号に乗算器7−3で逆拡散コード(Despreading Code)を乗じ、積分器7−4を通して復調した後、レイク(Rake)合成受信部7−5によりレイク(Rake)合成を行い、該レイク(Rake)合成後の受信データに対して判定部7−6においてデータ判定を行い、該判定データを出力する。なお、レイク(Rake)合成受信部7−5は、複数の伝搬路から到来する遅延分散した受信波の信号パワーを1つに集める合成を行う。   The baseband signal is multiplied by a despreading code by a multiplier 7-3, demodulated through an integrator 7-4, and rake-combined by a rake-combining receiving unit 7-5. The determination unit 7-6 performs data determination on the received data after the rake combination, and outputs the determination data. The rake combining receiver 7-5 combines the signal powers of the delay-dispersed received waves coming from a plurality of propagation paths into one.

マルチキャリア方式CDMA受信機は、同図(b)に示すように、アンテナからの受信信号に、複数の周波数変換部7−1により各キャリアの周波数信号(ejw1t〜ejwmt)を乗じてダウンコンバートし、各キャリア対応にローパスフィルタ7−2を通してそれぞれベースバンドの信号を取出す。 The multicarrier CDMA receiver multiplies the received signal from the antenna by the frequency signals (e jw1t to e jwmt ) of each carrier by a plurality of frequency converters 7-1 as shown in FIG. The signal is converted, and a baseband signal is extracted through a low-pass filter 7-2 for each carrier.

各ベースバンドの信号にそれぞれ乗算器7−3で逆拡散コード(Despreading Code)を乗じ、積分器7−4を通して復調した後、それぞれレイク(Rake)合成受信部7−5によりレイク(Rake)合成を行い、該レイク(Rake)合成後の各受信データに対してそれぞれ判定部7−6においてデータ判定を行い、該判定データの並列データを並/直列変換器(P/S Converter)7−7により直列データに変換して出力する。   Each baseband signal is multiplied by a despreading code in a multiplier 7-3, demodulated through an integrator 7-4, and then rake-combined by a rake-combination receiving unit 7-5. Is performed in the determination unit 7-6 on each of the received data after the rake synthesis, and the parallel data of the determination data is converted into a parallel / serial converter (P / S Converter) 7-7. To convert the data into serial data and output.

図8にレイク(Rake)合成受信部の構成を示す。同図の(a)はパイロット検出部を示し、同図の(b)は該パイロット検出部から得たチャネル推定値を用いて、レイク(Rake)合成を行うレイク合成受信部の構成を示している。同図(a)に示すパイロット検出部は、受信信号VRを、縦続接続した遅延時間Tcの複数の遅延素子8−1に入力し、各遅延素子8−1の出力信号にパイロットシンボル用の逆拡散符号(pilot)を乗算器8−2により乗じ、積分器8−3で積分してパイロットシンボルを復調し、チャネル推定値C0〜CL-1を得る。なお、遅延素子8−1は拡散コードの1チップ分の遅延Tcを与え、想定される遅延波の総数を最大Lとすると、遅延素子8−1はL−1個、乗算器8−2及び積分器8−3はL個備えられる。 FIG. 8 shows a configuration of a rake combining receiving unit. (A) of the figure shows a pilot detecting unit, and (b) of the figure shows a configuration of a rake combining receiving unit that performs rake combining using channel estimation values obtained from the pilot detecting unit. I have. Pilot detection section shown in the diagram (a) the received signal V R, and input to a plurality of delay elements 8-1 for delay time in cascaded T c, pilot symbol in the output signal of each delay element 8-1 multiplied by the multiplier 8-2 despreading code (pilot) of, and integrated by the integrator 8-3 demodulates pilot symbols to obtain channel estimates C 0 ~C L-1. It is to be noted that the delay element 8-1 gives a delay Tc of one chip of the spread code and that the total number of assumed delay waves is L at the maximum, L-1 delay elements 8-1 and a multiplier 8-2 And L integrators 8-3 are provided.

同図(b)のレイク(Rake)合成受信部は、受信信号VRを、同様に縦続接続した遅延時間Tcの複数の遅延素子8−1に入力し、各遅延素子8−1の出力信号にシンボルデータの逆拡散符号(Despreading Code)を乗算器8−2で乗じ、積分器8−3で積分して送信データを復調し、該復調信号に、前述のチャネル推定値の複素共役C* 0〜C* L-1を乗算器8−4で乗じて伝搬路のチャネル補償を行った後、合成部8−5で最大比合成を行い、判定部8−6でデータの判定を行い、該判定データを出力する。 Lake (Rake) Synthesis receiver of FIG. (B) the received signals V R, similarly input to a plurality of delay elements 8-1 cascaded delay time T c, the output of each delay element 8-1 The signal is multiplied by a despreading code of symbol data by a multiplier 8-2, integrated by an integrator 8-3 to demodulate transmission data, and the demodulated signal is added to the complex conjugate C of the above-described channel estimation value. After multiplying * 0 to C * L-1 by the multiplier 8-4 to perform channel compensation on the propagation path, the combining unit 8-5 performs maximum ratio combining, and the determining unit 8-6 determines data. , And outputs the determination data.

図7及び図8に示したレイク(Rake)合成受信を行うDS−CDMA受信機において、前述の多重波(マルチパス)による遅延波の自シンボルデータとの干渉の影響を除去する従来の手段としては、例えば、下記の特許文献1等に開示されているように干渉キャンセラの利用が提案されているが、多重波干渉キャンセラは、現在のLSIの集積度などを考慮すると、回路規模が相当大きくなり、移動体等への適用には困難である。また、回路規模の大きい多重波干渉キャンセラの提案のほかに、演算量が膨大で回路規模も大きいビタビ等化器を用いる干渉キャンセラなどが提案されている。
特許第3024750号公報
In the DS-CDMA receiver for performing rake combining reception shown in FIGS. 7 and 8, as a conventional means for removing the influence of the interference of the delayed wave due to the multiplex wave (multipath) with the own symbol data. For example, the use of an interference canceller has been proposed as disclosed in the following Patent Document 1 or the like. However, the multi-wave interference canceller has a considerably large circuit scale in consideration of the current degree of integration of an LSI. Therefore, it is difficult to apply the method to moving objects and the like. In addition to the proposal of a multi-wave interference canceller having a large circuit scale, an interference canceller using a Viterbi equalizer which requires a large amount of computation and a large circuit scale has been proposed.
Japanese Patent No. 3024750

本発明は、多重波の干渉によって生じる周波数選択性フェーディングの影響が無視できなくなるような広帯域データの高速伝送に対して、多重波による干渉を除去し、受信品質の改善を図るとともに、該多重波干渉を除去する機能部の回路規模及び消費電力が小さく、演算収束時間の短いCDMA受信機を提供することを目的とする。   The present invention is intended to improve the reception quality by eliminating interference caused by multiplex waves for high-speed transmission of wideband data in which the influence of frequency selective fading caused by interference of multiplex waves cannot be ignored. It is an object of the present invention to provide a CDMA receiver having a small circuit scale and power consumption of a functional unit for removing wave interference and having a short operation convergence time.

本発明のCDMA受信機は、(1)符号分割拡散信号を逆拡散した後にレイク(Rake)合成受信して復調するCDMA受信機において、レイク(Rake)合成受信部の後段に、遅延素子、乗算器、加算器から成るトランスバーサルフィルタを配置し、該トランスバーサルフィルタのタップ係数として、該トランスバーサルフィルタから受信対象の希望波以外の多重波を除去した出力が得られるタップ係数を算出する係数演算部を備え、該トランスバーサルフィルタは、前記係数演算部から得られるタップ係数を、各遅延素子の各出力に乗算器により乗じ、該タップ係数を乗じた各遅延素子の各出力を加算器で加算して出力する構成を有するものである。   According to the CDMA receiver of the present invention, (1) in a CDMA receiver for despreading a code division spread signal, performing rake combining and receiving and demodulating the rake combined signal, a delay element and a multiplier are provided after the rake combining and receiving section. And a transversal filter comprising an adder and an adder. A coefficient operation for calculating, as a tap coefficient of the transversal filter, a tap coefficient capable of obtaining an output obtained by removing a multiplex wave other than a desired wave to be received from the transversal filter. And a transversal filter, wherein the transversal filter multiplies each output of each delay element by a multiplier with a tap coefficient obtained from the coefficient operation unit, and adds each output of each delay element multiplied by the tap coefficient by an adder. And outputs the result.

また、(2)前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を、以下に説明する式(12)による1次近似式を用いて算出することを特徴とする。
(3)前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を、以下に説明する式(14)による厳密解を与える演算式を用いて算出することを特徴とする。
(2) The tap coefficient of the transversal filter is calculated by using a first-order approximation equation expressed by the following equation (12).
(3) The tap coefficient of the transversal filter is calculated using an arithmetic expression that gives an exact solution according to Expression (14) described below.

また、(4)前記CDMA受信機は、マルチキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式の受信機であって、前記レイク(Rake)合成受信部及びその後段のトランスバーサルフィルタを、各キャリア毎の受信信号に対して備えたものである。   (4) The CDMA receiver is a receiver of a direct spreading code division multiple access system using a multicarrier, wherein the rake combining receiver and a transversal filter at a subsequent stage are provided for each carrier. This is provided for a received signal.

また、(5)前記トランスバーサルフィルタの出力を量子化して、前記係数演算部へフィードバックし、該係数演算部は、該フィードバックされたトランスバーサルフィルタ出力を用いて該トランスバーサルフィルタのタップ係数を更新するものである。   (5) Quantizing the output of the transversal filter and feeding it back to the coefficient calculator, which updates the tap coefficient of the transversal filter using the fed back transversal filter output. Is what you do.

本発明によれば、遅延素子、乗算器、加算器からなるトランスバーサルフィルタを、レイク(Rake)合成受信部の後段に設け、トランスバーサルフィルタのタップ係数を決定論的な式から算出することにより、繰り返し計算を行うことなく短時間にタップ係数を決定することができ、また、算出結果をフィードバックして繰り返し計算を行う場合でも1〜2回程度の非常に少ない繰り返し回数で精度の良い多重波干渉除去を行うことができる。   According to the present invention, a transversal filter including a delay element, a multiplier, and an adder is provided at a subsequent stage of a rake combining receiver, and a tap coefficient of the transversal filter is calculated from a deterministic equation. The tap coefficient can be determined in a short time without performing repetitive calculations, and even when performing repetitive calculations by feeding back the calculation results, highly accurate multiplexed waves can be obtained with a very small number of repetitions of about 1 to 2 times. Interference cancellation can be performed.

また、本発明のCDMA受信機で付加した回路は、トランスバーサルフィルタとそのタップ係数の係数演算部のみであり、回路規模が小さく、消費電力の小さい付加回路により多重波干渉除去を行い、高速伝送データを精度良く受信することが可能となる。   The circuit added in the CDMA receiver according to the present invention is only a transversal filter and a coefficient operation unit for tap coefficients thereof. The additional circuit having a small circuit size and low power consumption eliminates multi-wave interference and performs high-speed transmission. Data can be received with high accuracy.

本発明によるCDMA受信機の構成を図1に示す。同図の(a)は、シングルキャリア方式CDMA受信機の構成を示し、同図の(b)はマルチキャリア方式CDMA受信機の構成を示す。本発明によるCDMA受信機は、図7に示した従来のCDMA受信機におけるレイク(Rake)合成受信部7−5の後段に、トランスバーサルフィルタ1−1を配置し、該トランスバーサルフィルタ1−1を通すことにより、受信対象の希望波以外の多重波(遅延波)を除去し、該多重波による自シンボルデータとの干渉の影響を除去するものである。   FIG. 1 shows the configuration of a CDMA receiver according to the present invention. FIG. 1A shows the configuration of a single-carrier CDMA receiver, and FIG. 1B shows the configuration of a multi-carrier CDMA receiver. In the CDMA receiver according to the present invention, a transversal filter 1-1 is arranged at a stage subsequent to a rake combining receiver 7-5 in the conventional CDMA receiver shown in FIG. , A multiplexed wave (delayed wave) other than the desired wave to be received is removed, and the influence of the multiplexed wave on its own symbol data is removed.

本発明のCDMA受信機の構成において、レイク(Rake)合成受信部7−5の後段にトランスバーサルフィルタ1−1を配置した構成以外は、図7に示した従来のCDMA受信機の構成と同一であるので、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複した説明は省略する。   The configuration of the CDMA receiver according to the present invention is the same as the configuration of the conventional CDMA receiver shown in FIG. 7 except that the transversal filter 1-1 is arranged at the subsequent stage of the rake combining receiver 7-5. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

以下、本発明によるCDMA受信機のトランスバーサルフィルタ1−1について、主にマルチキャリア方式のものについて説明する。シングルキャリア方式のものは、マルチキャリア方式におけるキャリア番号mを1のみとした場合に相当する。   Hereinafter, the transversal filter 1-1 of the CDMA receiver according to the present invention will be described mainly for a multi-carrier system. The single carrier system corresponds to the case where the carrier number m in the multicarrier system is only 1.

マルチキャリア方式は、周波数選択性フェーディングの影響の軽減などのために用いられ、マルチキャリア方式CDMA送受信機におけるフィルタはルート・ナイキストであり、各キャリアの周波数の重複はないものとする。つまり、キャリア間隔を、Δω=2π(1+α)/Tとする。ここでαはロールオフ率、Tは情報ビット幅である。従って、受信側では受信フィルタによって1つのキャリア成分のみが抽出される。   The multi-carrier scheme is used to reduce the influence of frequency selective fading, etc. The filter in the multi-carrier CDMA transceiver is a root Nyquist, and the frequency of each carrier does not overlap. That is, the carrier interval is set to Δω = 2π (1 + α) / T. Here, α is the roll-off rate, and T is the information bit width. Therefore, on the receiving side, only one carrier component is extracted by the receiving filter.

本発明におけるトランスバーサルフィルタ1−1のタップ係数の算定において、伝搬路のチャネル推定値及び拡散コードは既知であるとし、該伝送路のチャネルインパルス応答を最適化するようにトランスバーサルフィルタ1−1の係数を設定する。   In the calculation of the tap coefficient of the transversal filter 1-1 in the present invention, it is assumed that the channel estimation value and the spreading code of the propagation path are known, and the transversal filter 1-1 is optimized so as to optimize the channel impulse response of the transmission path. Set the coefficient of.

また、ユーザ1の信号を抽出しようとする場合、該ユーザ1の信号にチャネル推定値を掛けるという操作と、ユーザ2から干渉を受けるということとは、独立のガウス変数を掛けることになり、ガウス変数の積はローレンチアン分布となる。独立なローレンチアン分布の和はガウス分布に近づくが、拡散比が4と小さい場合でも、2人程度のユーザが同時に通信すればガウス分布と近似して良い。従って、音声ユーザの干渉を相加性白色ガウス雑音(AWGN)と仮定することができる。   Further, when trying to extract the signal of the user 1, the operation of multiplying the signal of the user 1 by the channel estimation value and the interference from the user 2 are multiplied by an independent Gaussian variable. The product of the variables has a Lorenthenian distribution. Although the sum of independent Lorentzian distributions approaches a Gaussian distribution, even when the diffusion ratio is as small as 4, it may be approximated to a Gaussian distribution if about two users communicate simultaneously. Therefore, the voice user's interference can be assumed to be additive white Gaussian noise (AWGN).

ここで、送信信号のシグナルフローについて説明する。CDMA送信機の出力信号vS(t)は、式(1)のように表される。

Figure 2004187270
Here, the signal flow of the transmission signal will be described. The output signal v S (t) of the CDMA transmitter is expressed as in equation (1).
Figure 2004187270

ここで、amnはm番目のキャリアのn番目の送信データであり、bmniはm番目のキャリアのn番目の送信データのi番目の拡散コードを表す。Mは全キャリア数、Nは拡散比である。また、fS(t)は送信フィルタのインパルス応答である。 Here, a mn is the n-th transmission data of the m-th carrier, and b mni is the i-th spreading code of the n-th transmission data of the m-th carrier. M is the total number of carriers, and N is the diffusion ratio. F s (t) is the impulse response of the transmission filter.

上記送信機の出力信号vS(t)は伝搬路においてレイリーフェーディングを受け、受信機に入力される信号v2(t)は以下の式(2)により表される。

Figure 2004187270
The output signal v S (t) of the transmitter undergoes Rayleigh fading in the propagation path, and the signal v 2 (t) input to the receiver is represented by the following equation (2).
Figure 2004187270

ここで、zls=xls+jylsはチャネル推定値を表し、最初の下添え字lはユーザ番号、次の下添え字sは遅延波の番号を示す。なお、xls,ylsは独立なガウス変数であり、これらのエンベロープはレイリー分布となり、位相は一様ランダムとなる。つまり、レイリーフェーディングを受けるチャネルは、電波が多数の障害物で反射され、それらが重ね合わされて得られる2次元のガウス分布となる。これは中心極限定理の一つの現れである。式(2)のW1’(t)は熱雑音である。これには音声ユーザの干渉が含まれている。 Here, z ls = x ls + ji ls represents a channel estimation value, the first subscript 1 indicates a user number, and the next subscript s indicates a delay wave number. Note that x ls and y ls are independent Gaussian variables, and their envelopes have a Rayleigh distribution, and the phase is uniformly random. That is, a channel that receives Rayleigh fading has a two-dimensional Gaussian distribution obtained by reflecting radio waves from many obstacles and superimposing them. This is one manifestation of the central limit theorem. W 1 ′ (t) in equation (2) is thermal noise. This includes voice user interference.

次に受信信号のシグナルフローについて説明する。マルチキャリア方式CDMA受信機は、受信フィルタにより各キャリアの成分だけをそれぞれ抽出する。受信信号のm番目のキャリア成分v3m(t)は、以下の式(3)により表される。

Figure 2004187270
Next, the signal flow of the received signal will be described. The multi-carrier CDMA receiver extracts only the components of each carrier using a reception filter. The m-th carrier component v 3m (t) of the received signal is represented by the following equation (3).
Figure 2004187270

レイク(Rake)合成受信部7−5におけるチャネル推定が正しいと仮定し、レイリーフェーディングを受けるチャネルの推定値を、上記受信信号の各キャリア成分v3m(t)に掛け、各フィンガー回路内で逆拡散し、各フィンガー回路の出力を合成したレイク(Rake)合成出力v4m(nTb)は、以下の式(4)により表される。

Figure 2004187270
Assuming that the channel estimation in the rake combiner / receiver 7-5 is correct, the estimated value of the channel subjected to Rayleigh fading is multiplied by each carrier component v 3m (t) of the received signal, and is applied to each finger circuit. A rake synthesized output v 4m (nT b ) obtained by despreading and synthesizing the output of each finger circuit is represented by the following equation (4).
Figure 2004187270

但し、式(4)においてvImn,vQmnは、それぞれIチャネル成分、Qチャネル成分であり、それぞれ式(5)、式(6)により表される。式(5)、式(6)において、a(i) m,n+pの上添え字(i)は,(1)がIチャネル成分、(2)がQチャネル成分のデータであることを表している。この表記法は拡散コードbmniにも同様に適用している。つまりamni,bmniに上添え字(1)を付したものはIチャネル成分、(2)を付したものはQチャネル成分であることを意味する。 However, in the equation (4), v Imn and v Qmn are an I channel component and a Q channel component, respectively, and are represented by the equations (5) and (6), respectively. In equations (5) and (6), the superscript (i) of a (i) m, n + p indicates that (1) is the data of the I-channel component and (2) is the data of the Q-channel component. Represents. This notation applies to the spreading code b mni as well. In other words, a subscript (1) added to a mni and b mni indicates an I channel component, and a subscript (2) indicates a Q channel component.

また、式(5)のX(111) np等の係数Xの下添え字の最初のnは、データシーケンスのn番目のデータを希望信号として取り出すことを意味し、次の下添え字のpは、該係数X(111) npがn番目の希望信号データからp個のデータ分だけずれた点のデータに対する係数であることを示している。 Further, the first n of the subscript of the coefficient X such as X (111) np in the equation (5) means that the n-th data of the data sequence is taken out as a desired signal, and the next subscript of p Indicates that the coefficient X (111) np is a coefficient for data at a point shifted by p data from the nth desired signal data.

このX(111) np等の係数Xの上添え字の第1番目は、式(8)により定義されるパラメータκrの実部であるか虚部であるかを示し、1はパラメータκrの実部Re(κr)、2はパラメータκrの虚部Im(κr)であることを表し、2番目の上添え字は、送信側で使用された拡散コードがIチャネルのものかQチャネルのものかを示し、3番目の上添え字は、受信側の逆拡散コードがIチャネルのものかQチャネルのものかを示している。それぞれ1がIチャネル、2がQチャネルのものであることを表している。 The first superscript of the coefficient X such as X (111) np indicates whether it is the real part or the imaginary part of the parameter κ r defined by equation (8), and 1 is the parameter κ r Represents the real part Re (κ r ) of the parameter κ r and the imaginary part Im (κ r ) of the parameter κ r , and the second superscript indicates whether the spreading code used on the transmission side is that of the I channel. It indicates whether it is for the Q channel, and the third suffix indicates whether the despread code on the receiving side is for the I channel or the Q channel. 1 represents an I channel and 2 represents a Q channel.

この係数X(ijk) npは、以下の式(7)により表される。

Figure 2004187270
The coefficient X (ijk) np is represented by the following equation (7).
Figure 2004187270

なお、式(5),(6)のWImn,WQmnは熱雑音であって、それぞれ以下の式(9)で与えられる。

Figure 2004187270
Note that W Imn and W Qmn in the equations (5) and (6) are thermal noises, and are respectively given by the following equation (9).
Figure 2004187270

次に、トランスバーサルフィルタ1−1によるチャネルインパルス応答の改善について説明する。レイク(Rake)合成受信部の出力vImn,vQmnをトランスバーサルフィルタ1−1に加えて伝搬路チャネルのインパルス応答を改善する。 Next, the improvement of the channel impulse response by the transversal filter 1-1 will be described. The outputs v Imn and v Qmn of the rake combiner / receiver are added to the transversal filter 1-1 to improve the impulse response of the channel.

トランスバーサルフィルタ1−1のIチャネル、Qチャネル用のタップ係数を、それぞれα(I),β(Q)のように上添え字(I),(Q)を付して区別して表す。トランスバーサルフィルタ1−1の出力vI,vQは、以下の式(10)により表される。

Figure 2004187270
Tap coefficients for the I-channel and the Q-channel of the transversal filter 1-1 are distinguished by adding superscripts (I) and (Q) like α (I) and β (Q) , respectively. The outputs v I and v Q of the transversal filter 1-1 are represented by the following equation (10).
Figure 2004187270

ここで、タップ係数αkはチャネルのインパルス応答の改善を行う係数で、タップ係数βkはIチャネルとQチャネルとの間の干渉除去を行う係数である。ここで、タップ数は2K+1であり、Kは式(11)の右辺の値以上の数値である。なお、タップ係数αk,βkの下添え字はタップ番号を表す。式(11)の右辺は、(L−1)/Nを越えない整数を意味する。 Here, the tap coefficient α k is a coefficient for improving the impulse response of the channel, and the tap coefficient β k is a coefficient for removing interference between the I channel and the Q channel. Here, the number of taps is 2K + 1, and K is a numerical value equal to or larger than the value on the right side of Expression (11). The subscripts of the tap coefficients α k and β k represent tap numbers. The right side of the equation (11) means an integer not exceeding (L-1) / N.

上記の式(10)に式(5)、式(6)のvImn,vQmnを代入し、タップ係数αk,βkを算出する。ところで、X(ijk) npはp=0のときが最大であり、他の場合に較べて値が最も大きいため、タップ係数の1次近似は、以下の式(12)により表すことができる。

Figure 2004187270
The tap coefficients α k and β k are calculated by substituting v Imn and v Qmn of equations (5) and (6) into equation (10). By the way, X (ijk) np is maximum when p = 0, and has the largest value as compared with other cases. Therefore, the first-order approximation of the tap coefficient can be expressed by the following equation (12).
Figure 2004187270

上記タップ係数の1次近似値を用いたトランスバーサルフィルタ1−1によっても、チャネルインパルス応答は改善される。しかし、厳密解を算出して正確なタップ係数を用いることにより、改善効果を最善なものとすることができる。式(10)に式(5)、式(6)のvImn,vQmnを代入し、データa(i) mnについて整理すると、以下の式(13)が導出される。

Figure 2004187270
The channel impulse response is also improved by the transversal filter 1-1 using the first-order approximation of the tap coefficient. However, by calculating an exact solution and using an accurate tap coefficient, the improvement effect can be optimized. By substituting v Imn and v Qmn of Expressions (5) and (6) into Expression (10) and rearranging the data a (i) mn , the following Expression (13) is derived.
Figure 2004187270

トランスバーサルフィルタ1−1のタップ範囲で、希望波のみを出力し、遅延波を除去する理想的なチャネルインパルス応答をトランスバーサルフィルタ1−1から得るためには、以下の式(14)を満たすタップ係数であればよい。

Figure 2004187270
In order to output from the transversal filter 1-1 an ideal channel impulse response for outputting only a desired wave and removing a delayed wave within the tap range of the transversal filter 1-1, the following expression (14) is satisfied. What is necessary is just a tap coefficient.
Figure 2004187270

上記式(14)において、δs0は、s=0のときに1、s≠0のときに0となるクロネッカーのデルタである。sは−KからKまでの2K+1個の値を取る。式(14)の連立方程式を解いて各タップ係数αk,βkを算出することにより、チャネルインパルス応答を最善にするタップ係数αk,βkを得ることができる。 In the above equation (14), δ s0 is a Kronecker delta that becomes 1 when s = 0 and becomes 0 when s ≠ 0. s takes 2K + 1 values from -K to K. Each tap coefficient alpha k by solving the simultaneous equations of formula (14), by calculating the beta k, the tap coefficients to best channel impulse response alpha k, can be obtained beta k.

このように演算式が定まった決定論的な式を解くことにより、最小二乗誤差算出法(MMSE)などの収束法と異なり、繰り返し計算を行うことなく、短時間にタップ係数αk,βkを決定することができ、このタップ係数αk,βkを用いたトランスバーサルフィルタを通すことにより、受信データのビット誤り率を大幅に低減することができる。 By solving a deterministic equation in which an arithmetic expression is determined in this way, unlike the convergence method such as the least squares error calculation method (MMSE), the tap coefficients α k and β k can be shortened in a short time without performing repetitive calculation. Can be determined, and by passing through a transversal filter using the tap coefficients α k and β k , the bit error rate of the received data can be significantly reduced.

図2は本発明によるレイク(Rake)合成受信部とトランスバーサルフィルタの構成を示す。レイク(Rake)合成受信部は、遅延素子8−1、逆拡散符号(Despreading Code)を乗じる乗算器8−2、積分器8−3、チャネル推定値の複素共役C* 0〜C* L-1を乗じる乗算器8−4、合成部8−5から成り、これらは図8の(b)に示した構成と同様のものである。 FIG. 2 shows a configuration of a rake combining receiver and a transversal filter according to the present invention. The rake combining and receiving section includes a delay element 8-1, a multiplier 8-2 for multiplying a despreading code, an integrator 8-3, and complex conjugates C * 0 to C * L- of channel estimation values. It is composed of a multiplier 8-4 for multiplying by 1 and a synthesizing unit 8-5, and these have the same configuration as that shown in FIG. 8B.

トランスバーサルフィルタは、レイク(Rake)合成受信部の出力を、縦続接続された複数の遅延素子2−1に加え、各遅延素子2−1の出力に、係数演算部2−4により算出したタップ係数γ-p〜γpを乗算器2−2により乗じ、該タップ係数γ-p〜γpを乗じたタップ出力を加算器2−3により加算して出力する。なお、図示を簡明化するため、図2においてIチャネル成分とQチャネル成分の表示を省略しているが、そのためタップ係数αk,βkをまとめてγ-p〜γpとして表記している。 The transversal filter adds the output of the rake combining receiver to the plurality of delay elements 2-1 connected in cascade, and adds the tap calculated by the coefficient calculator 2-4 to the output of each delay element 2-1. multiplied by the coefficient gamma -p to? p by the multiplier 2-2, and outputs the tap output multiplied by the tap coefficient gamma -p to? p are added by the adder 2-3. Incidentally, For ease of illustration, but are not shown I channel component and the Q channel component in FIG. 2, are denoted as So tap coefficient alpha k, collectively β k γ -pp .

図3は本発明のトランスバーサルフィルタ出力をフィードバックする実施形態の構成を示す。この実施形態は、トランスバーサルフィルタの加算器2−3の出力を、量子化器3−1により例えば8レベル程度に量子化し、該量子化した出力を係数演算部3−2へフィードバックし、係数演算部3−2は該量子化された出力を用いてタップ係数を更新する。   FIG. 3 shows the configuration of an embodiment for feeding back the output of a transversal filter according to the present invention. In this embodiment, the output of the adder 2-3 of the transversal filter is quantized by the quantizer 3-1 to, for example, about eight levels, and the quantized output is fed back to the coefficient calculation unit 3-2, and the coefficient is calculated. The operation unit 3-2 updates the tap coefficient using the quantized output.

トランスバーサルフィルタの出力は、送信データa(i) mnの正確な推定値となる。そこで、トランスバーサルフィルタの出力を8レベル程度で軟判定し、これをバファーメモリに蓄えておき、レイク(Rake)合成受信部の出力として用い、タップ係数を変更することにより、遅延波による自シンボルとの符合間干渉成分をより精度良く除去することができ、ビット誤り率を更に改善することができる。 The output of the transversal filter is an accurate estimate of the transmitted data a (i) mn . Therefore, the output of the transversal filter is soft-decisioned at about eight levels, stored in a buffer memory, used as an output of a rake combining receiver, and by changing tap coefficients, the own symbol by the delayed wave is obtained. Can be more accurately removed, and the bit error rate can be further improved.

また、タップ係数の更新処理を繰り返し行うことにより、より精度良く干渉を除去することができる。また、トランスバーサルフィルタの8レベル程度の軟判定出力データを、後段の判定部のデータ判定に用いることにより、ビット誤り率を低減し、受信品質を改善することができる。   Further, by repeatedly performing the updating process of the tap coefficient, it is possible to more accurately remove the interference. Further, by using the soft decision output data of about eight levels of the transversal filter for the data decision of the subsequent decision section, the bit error rate can be reduced and the reception quality can be improved.

この場合、タップ係数の初期係数として、前述の式(12)又は式(14)を用いて算出したタップ係数を設定することができるが、式(12)の一次近似式で算出したタップ係数を初期係数として設定し、その後、フィードバック系により更新することにより、演算処理部を簡素化すると共に精度のよいタップ係数を算出することが可能となる。   In this case, as the initial coefficient of the tap coefficient, the tap coefficient calculated using the above equation (12) or (14) can be set. By setting it as an initial coefficient and then updating it by a feedback system, it becomes possible to simplify the arithmetic processing unit and calculate an accurate tap coefficient.

一方、式(14)の厳密解を与える式を用いて算出したタップ係数を初期係数として設定した場合、計算量は多くなるが、一意にタップ係数が定まり、収束時間は基本的にないが、それはこれまでの前提が全て正しい場合である。しかし、チャネル推定値には誤差が混じる可能性があり、そのような場合、フィードバック系によりタップ更新することによって、より精度のよいタップ係数が得られる。   On the other hand, when the tap coefficient calculated using the equation that gives the exact solution of equation (14) is set as the initial coefficient, the amount of calculation increases, but the tap coefficient is uniquely determined, and the convergence time is basically no. That is when all the previous assumptions are correct. However, there is a possibility that an error may be mixed in the channel estimation value. In such a case, by updating the taps by the feedback system, a more accurate tap coefficient can be obtained.

また、マルチキャリア方式CDMA受信機におけるトランスバーサルフィルタのタップ係数の係数演算部を、マルチキャリアの中央の周波数に近いキャリアに対してのみ設け、該係数演算部により算出されたタップ係数を全てのキャリアに対して用いることにより、回路規模と演算量を簡素化することができる。   Also, a coefficient calculation unit for a tap coefficient of a transversal filter in a multi-carrier CDMA receiver is provided only for a carrier close to the center frequency of the multi-carrier, and the tap coefficients calculated by the coefficient calculation unit are used for all carriers. , The circuit scale and the amount of calculation can be simplified.

図4及び図5に本発明によるCDMA受信機のビット誤り率の改善の様子の一例を示す。図4は一次近似式(12)を用いた場合を示し、図5は厳密解を算出する式(14)を用いた場合の改善の様子を示す。図4において、点線によりトランスバーサルフィルタを用いていないCDMA受信機のビット誤り率を示し、実線によりトランスバーサルフィルタを用いたCDMA受信機のビット誤り率を示している。   4 and 5 show an example of how the bit error rate of the CDMA receiver according to the present invention is improved. FIG. 4 shows a case in which the first-order approximation equation (12) is used, and FIG. 5 shows an improvement in the case of using the equation (14) for calculating an exact solution. In FIG. 4, the dotted line shows the bit error rate of a CDMA receiver not using a transversal filter, and the solid line shows the bit error rate of a CDMA receiver using a transversal filter.

図4のグラフは、次のような条件で測定したものである。(1)最大ビットレート:20Mbps、(2)バンド幅:100MHz、(3)キャリア数m:16、(4)遅延分散範囲:1μs、(5)処理利得(拡散率)N:4、(6)セル内のユーザ数:20Mbpsの1ユーザと64kbpsの数人のユーザ、(7)タップ係数算出条件:一次近似、(8)マルチパス間隔:Tc、(9)マルチパスレベル:等レベル The graph of FIG. 4 is measured under the following conditions. (1) Maximum bit rate: 20 Mbps, (2) Bandwidth: 100 MHz, (3) Number of carriers m: 16, (4) Delay dispersion range: 1 μs, (5) Processing gain (spreading factor) N: 4, (6) ) Number of users in cell: one user of 20 Mbps and several users of 64 kbps, (7) tap coefficient calculation condition: first-order approximation, (8) multipath interval: T c , (9) multipath level: equal level

図4に示すグラフは、一次近似(最も荒い近似)で算出したタップ係数を用いているが、例えば、10-2のビット誤り率に対して、トランスバーサルフィルタを用いることにより、信号対雑音比(SNR)に5dB程度の利得が得られることが分かる。 The graph shown in FIG. 4 uses tap coefficients calculated by first-order approximation (roughest approximation). For example, for a bit error rate of 10 −2 , a signal-to-noise ratio is obtained by using a transversal filter. It can be seen that a gain of about 5 dB can be obtained in (SNR).

図5において、(a)はトランスバーサルフィルタを用いていないCDMA受信機のビット誤り率のグラフを示し、(b)にトランスバーサルフィルタを用いたCDMA受信機のビット誤り率のグラフを示している。図の(a)と(b)とを比較すると、トランスバーサルフィルタを用いることによりビット誤り率が大幅に改善されることが分かる。   5A shows a graph of the bit error rate of the CDMA receiver not using the transversal filter, and FIG. 5B shows a graph of the bit error rate of the CDMA receiver using the transversal filter. . Comparing (a) and (b) in the figure, it can be seen that the bit error rate is significantly improved by using the transversal filter.

図5のグラフは、次のような条件で測定したものである。(1)最大ビットレート:20Mbps、(2)バンド幅:100MHz、(3)キャリア数m:4,8,16、(4)遅延分散範囲:1μs、(5)処理利得(拡散率)N:4、(6)セル内のユーザ数:20Mbpsの1ユーザと64kbpsの数人のユーザ、(7)タップ係数算出条件(図の(b)):厳密解、(8)マルチパス間隔:Tc、(9)マルチパスレベル:等レベル The graph of FIG. 5 is measured under the following conditions. (1) Maximum bit rate: 20 Mbps, (2) Bandwidth: 100 MHz, (3) Number of carriers m: 4, 8, 16, (4) Delay dispersion range: 1 μs, (5) Processing gain (spreading factor) N: 4. (6) Number of users in a cell: one user of 20 Mbps and several users of 64 kbps, (7) tap coefficient calculation condition ((b) in the figure): exact solution, (8) multipath interval: T c , (9) Multi-pass level: Equal level

以下に、本発明の特徴点を付記として記す。   Hereinafter, the features of the present invention will be described as additional notes.

(付記1)符号分割拡散信号を逆拡散した後にレイク(Rake)合成受信して復調するCDMA受信機において、レイク(Rake)合成受信部の後段に、遅延素子、乗算器、加算器から成るトランスバーサルフィルタを配置し、該トランスバーサルフィルタのタップ係数として、該トランスバーサルフィルタから受信対象の希望波以外の多重波を除去した出力が得られるタップ係数を算出する係数演算部を備え、該トランスバーサルフィルタは、前記係数演算部から得られるタップ係数を、各遅延素子の各出力に乗算器により乗じ、該タップ係数を乗じた各遅延素子の各出力を加算器で加算して出力する構成を有することを特徴とするCDMA受信機。   (Supplementary Note 1) In a CDMA receiver for despreading a code division spread signal and performing rake synthesis reception and demodulation, a transformer including a delay element, a multiplier, and an adder is provided downstream of the rake synthesis reception unit. A transversal filter, wherein the transversal filter is provided with a coefficient operation unit that calculates a tap coefficient as an tap coefficient of the transversal filter to obtain an output obtained by removing a multiplex wave other than a desired wave to be received from the transversal filter; The filter has a configuration in which each output of each delay element is multiplied by a multiplier with a tap coefficient obtained from the coefficient calculation unit, and each output of each delay element multiplied by the tap coefficient is added and output by an adder. CDMA receiver characterized by the above-mentioned.

(付記2)前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を、前述の式(12)により算出することを特徴とする付記1に記載のCDMA受信機。   (Supplementary note 2) The CDMA receiver according to supplementary note 1, wherein a tap coefficient of the transversal filter is calculated by the above-described equation (12).

(付記3)前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を、前述の式(14)により算出することを特徴とする付記1に記載のCDMA受信機。   (Supplementary note 3) The CDMA receiver according to supplementary note 1, wherein the tap coefficient of the transversal filter is calculated by the above-described equation (14).

(付記4)前記CDMA受信機は、マルチキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式の受信機であって、前記レイク(Rake)合成受信部及びその後段のトランスバーサルフィルタを、各キャリア毎の受信信号に対して備えたことを特徴とする付記1乃至3の何れかに記載のCDMA受信機。   (Supplementary Note 4) The CDMA receiver is a receiver of a direct spreading code division multiple access system using multicarriers, and receives the rake combining receiver and a transversal filter at a subsequent stage for each carrier. 4. The CDMA receiver according to claim 1, wherein the CDMA receiver is provided for a signal.

(付記5)前記トランスバーサルフィルタの出力を量子化して、前記係数演算部へフィードバックし、該係数演算部は、該フィードバックされたトランスバーサルフィルタ出力を用いて該トランスバーサルフィルタのタップ係数を更新することを特徴とする付記1乃至4の何れかに記載のCDMA受信機。   (Supplementary Note 5) The output of the transversal filter is quantized and fed back to the coefficient operation unit, and the coefficient operation unit updates the tap coefficient of the transversal filter using the fed back transversal filter output. The CDMA receiver according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein:

(付記6)前記トランスバーサルフィルタのタップ係数の初期係数として、前述の式(12)を用いて算出したタップ係数を用いることを特徴とする付記5に記載のCDMA受信機。   (Supplementary note 6) The CDMA receiver according to Supplementary note 5, wherein a tap coefficient calculated by using the above equation (12) is used as an initial coefficient of the tap coefficient of the transversal filter.

(付記7)前記トランスバーサルフィルタのタップ係数の初期係数として、前述の式(14)を用いて算出したタップ係数を用いることを特徴とする付記5に記載のCDMA受信機。   (Supplementary note 7) The CDMA receiver according to Supplementary note 5, wherein a tap coefficient calculated by using the above equation (14) is used as an initial coefficient of the tap coefficient of the transversal filter.

(付記8)前記フィードバックされたトランスバーサルフィルタ出力を用いて該トランスバーサルフィルタのタップ係数を繰り返し更新することを特徴とする付記5乃至7の何れかに記載のCDMA受信機。   (Supplementary note 8) The CDMA receiver according to any one of Supplementary notes 5 to 7, wherein a tap coefficient of the transversal filter is repeatedly updated using the fed back transversal filter output.

(付記9)前記係数演算部を、マルチキャリアの中央の周波数に近いキャリアに対してのみ設け、該係数演算部により算出されたタップ係数を全てのキャリアに対するトランスバーサルフィルタのタップ係数に用いることを特徴とする付記4に記載のCDMA受信機。   (Supplementary Note 9) The coefficient calculation unit is provided only for a carrier close to the center frequency of the multicarrier, and the tap coefficients calculated by the coefficient calculation unit are used as the tap coefficients of the transversal filter for all the carriers. The CDMA receiver according to claim 4, characterized in that:

本発明のCDMA受信機の構成を示す図である。It is a figure showing the composition of the CDMA receiver of the present invention. 本発明のレイク(Rake)合成受信部とトランスバーサルフィルタの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a rake combining receiver and a transversal filter according to the present invention. 本発明のトランスバーサルフィルタ出力をフィードバックする実施形態を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of feeding back the output of a transversal filter according to the present invention. 本発明のCDMA受信機のビット誤り率の改善の様子の一例(一次近似解を用いた場合)を示す図である。It is a figure which shows an example of the aspect of the improvement of the bit error rate of the CDMA receiver of this invention (when a 1st-order approximation solution is used). 本発明のCDMA受信機のビット誤り率の改善の様子の一例(厳密解を用いた場合)を示す図である。It is a figure which shows an example of the aspect of the improvement of the bit error rate of the CDMA receiver of this invention (when an exact solution is used). CDMA送信機の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a CDMA transmitter. 従来のCDMA受信機の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a conventional CDMA receiver. レイク(Rake)合成受信部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a rake combining receiving unit.

符号の説明Explanation of reference numerals

1−1 トランスバーサルフィルタ
7−1 周波数変換部
7−2 ローパスフィルタ
7−3 乗算器
7−4 積分器
7−5 レイク(Rake)合成受信部
7−6 判定部
7−7 並/直列変換器(P/S Converter)
1-1 Transversal filter 7-1 Frequency conversion unit 7-2 Low-pass filter 7-3 Multiplier 7-4 Integrator 7-5 Rake (Rake) synthesis reception unit 7-6 Judgment unit 7-7 Parallel / serial converter (P / S Converter)

Claims (5)

符号分割拡散信号を逆拡散した後にレイク(Rake)合成受信して復調するCDMA受信機において、
レイク(Rake)合成受信部の後段に、遅延素子、乗算器、加算器から成るトランスバーサルフィルタを配置し、
該トランスバーサルフィルタのタップ係数として、該トランスバーサルフィルタから受信対象の希望波以外の多重波を除去した出力が得られるタップ係数を算出する係数演算部を備え、
該トランスバーサルフィルタは、前記係数演算部から得られるタップ係数を、各遅延素子の各出力に乗算器により乗じ、該タップ係数を乗じた各遅延素子の各出力を加算器で加算して出力する構成を有することを特徴とするCDMA受信機。
In a CDMA receiver for despreading a code division spread signal and then performing Rake combining reception and demodulation,
A transversal filter including a delay element, a multiplier, and an adder is arranged at a stage subsequent to the rake combining and receiving unit.
As a tap coefficient of the transversal filter, a coefficient operation unit that calculates a tap coefficient from which an output obtained by removing a multiplex wave other than a desired wave to be received from the transversal filter is obtained,
The transversal filter multiplies each output of each delay element by a multiplier with a tap coefficient obtained from the coefficient calculation unit, and adds and outputs each output of each delay element multiplied by the tap coefficient by an adder. A CDMA receiver having a configuration.
前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を、以下の式(12)により算出することを特徴とする請求項1に記載のCDMA受信機。
但し、前記レイク(Rake)合成受信部の出力が以下の式(4)、(5)及び(6)として表されるとし、式(5)及び(6)において、各係数Xは式(7)及び(8)によって、熱雑音Wは式(9)によって表され、各タップ係数αk,βk(下添え字はタップ番号、タップ数は2K+1)によるトランスバーサルフィルタの出力が式(10)によって表されるものとし、amnは送信データ、Nは拡散比、zlsはチャネル推定値で最初の添え字lはユーザ番号、次の添え字sは遅延波の番号、また各式の項において、添え字IはIチャネル、添え字QはQチャネルの信号であることを表し、mはキャリア番号、nはデータシーケンス番号、Lは想定される遅延波の最大数を表し、係数Xの最初の下添え字は受信希望波のデータシーケンス番号、次の下添え字は、該受信希望波のデータ位置からずれたデータ数を表し、該係数Xの最初の上添え字は、式(8)により定義されるパラメータκrの実部であるか虚部であるかを表し、1は実部、2は虚部であることを表し、2番目の上添え字は、送信側で使用された拡散コードがIチャネルのものかQチャネルのものかを示し、3番目の上添え字は、受信側の逆拡散コードがIチャネルのものかQチャネルのものかを表し、それぞれ1がIチャネル、2がQチャネルのものであることを表す。
Figure 2004187270
Figure 2004187270
The CDMA receiver according to claim 1, wherein a tap coefficient of the transversal filter is calculated by the following equation (12).
Here, it is assumed that the output of the rake combining receiving unit is represented by the following equations (4), (5) and (6). In equations (5) and (6), each coefficient X is represented by equation (7). ) And (8), the thermal noise W is represented by equation (9), and the output of the transversal filter by the tap coefficients α k and β k (the subscript is the tap number and the number of taps is 2K + 1) is represented by equation (10). ), A mn is transmission data, N is a spreading ratio, z ls is a channel estimation value, the first suffix l is a user number, the next suffix s is a delay wave number, and In the term, the suffix I represents an I channel, the suffix Q represents a signal of a Q channel, m represents a carrier number, n represents a data sequence number, L represents a maximum number of assumed delay waves, and a coefficient X Is the data sequence number of the desired signal to be received. And the next lower suffix represents the number of data shifted from the data position of the desired reception wave, and the first upper suffix of the coefficient X is the real part of the parameter κ r defined by equation (8). 1 indicates the real part, 2 indicates the imaginary part, and the second superscript indicates that the spreading code used on the transmitting side is of the I channel or of the Q channel. And the third superscript indicates whether the despreading code on the receiving side is for the I channel or the Q channel, and 1 indicates that the code is for the I channel and 2 indicates that the code is for the Q channel. .
Figure 2004187270
Figure 2004187270
前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を、以下の式(14)により算出することを特徴とする請求項1に記載のCDMA受信機。
但し、前記レイク(Rake)合成受信部の出力が以下の式(4)、(5)及び(6)として表されるとし、式(5)及び(6)において、各係数Xは式(7)及び(8)によって、熱雑音Wは式(9)によって表され、各タップ係数αk,βk(下添え字はタップ番号、タップ数は2K+1)によるトランスバーサルフィルタの出力が式(10)及び(13)によって表されるものとし、amnは送信データ、Nは拡散比、zlsはチャネル推定値で最初の添え字lはユーザ番号、次の添え字sは遅延波の番号、また各式の項において、添え字IはIチャネル、添え字QはQチャネルの信号であることを表し、mはキャリア番号、nはデータシーケンス番号、Lは想定される遅延波の最大数を表し、係数Xの最初の下添え字は受信希望波のデータシーケンス番号、次の下添え字は、該受信希望波のデータ位置からずれたデータ数を表し、該係数Xの最初の上添え字は、式(8)により定義されるパラメータκrの実部であるか虚部であるかを表し、1は実部、2は虚部であることを表し、2番目の上添え字は、送信側で使用された拡散コードがIチャネルのものかQチャネルのものかを示し、3番目の上添え字は、受信側の逆拡散コードがIチャネルのものかQチャネルのものかを表し、それぞれ1がIチャネル、2がQチャネルのものであることを表し、δs0は、s=0のときに1、s≠0のときに0となることを表す。
Figure 2004187270
Figure 2004187270
The CDMA receiver according to claim 1, wherein a tap coefficient of the transversal filter is calculated by the following equation (14).
Here, it is assumed that the output of the rake combining receiving unit is represented by the following equations (4), (5) and (6). In equations (5) and (6), each coefficient X is represented by equation (7). ) And (8), the thermal noise W is represented by equation (9), and the output of the transversal filter by each tap coefficient α k , β k (the subscript is the tap number and the number of taps is 2K + 1) is represented by equation (10). ) And (13), a mn is the transmission data, N is the spreading factor, z ls is the channel estimate, the first suffix l is the user number, the next suffix s is the number of the delayed wave, In each equation, the suffix I represents an I channel signal, the suffix Q represents a Q channel signal, m represents a carrier number, n represents a data sequence number, and L represents the maximum number of assumed delayed waves. And the first subscript of the coefficient X is the data of the desired signal The sequence number and the following subscript represent the number of data shifted from the data position of the desired reception wave, and the first superscript of the coefficient X is the real part of the parameter κ r defined by equation (8). And the imaginary part, 1 is the real part, 2 is the imaginary part, and the second suffix is the spreading code used on the transmitting side for the I channel or the Q channel. And the third suffix indicates whether the despreading code on the receiving side is for the I channel or the Q channel, where 1 is the I channel and 2 is the Q channel. Where δ s0 is 1 when s = 0 and 0 when s ≠ 0.
Figure 2004187270
Figure 2004187270
前記CDMA受信機は、マルチキャリアを用いる直接拡散符号分割多元接続方式の受信機であって、前記レイク(Rake)合成受信部及びその後段のトランスバーサルフィルタを、各キャリア毎の受信信号に対して備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のCDMA受信機。   The CDMA receiver is a receiver of a direct spreading code division multiple access system using a multicarrier, wherein the rake combining receiving unit and a transversal filter at a subsequent stage are used for a received signal for each carrier. The CDMA receiver according to any one of claims 1 to 3, wherein the CDMA receiver is provided. 前記トランスバーサルフィルタの出力を量子化して、前記係数演算部へフィードバックし、該係数演算部は、該フィードバックされたトランスバーサルフィルタ出力を用いて該トランスバーサルフィルタのタップ係数を更新することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のCDMA受信機。   Quantizing the output of the transversal filter and feeding it back to the coefficient operation unit, wherein the coefficient operation unit updates the tap coefficient of the transversal filter using the fed back transversal filter output. The CDMA receiver according to any one of claims 1 to 4.
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