JP2006279121A - Mobile speed estimate circuit, mobile speed estimate method, and channel quality estimate circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は移動速度推定回路およびその方法に関し、特に、CDMA(Code Division Multiple Access)方式に適用して有効な移動速度推定回路およびその方法に関する。 The present invention relates to a moving speed estimation circuit and method, and more particularly, to a moving speed estimation circuit and method effective when applied to a code division multiple access (CDMA) system.
移動通信システムにおけるチャネル多重化方式としては、従来より、時分割多元接続(Time Division Multiple Access :TDMA)方式や周波数分割多元接続(Frequency Division Multiple Access:FDMA)方式等が用いられてきたが、周波数利用効率のより高い方式である、直接拡散符号分割多元接続(Direct Sequence Code Division Multiple Access :DSーCDMA)方式が、通信の大容量化を実現できる方式として商用化されてきている。 As a channel multiplexing method in a mobile communication system, a time division multiple access (TDMA) method, a frequency division multiple access (FDMA) method, or the like has been used. A direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) system, which is a system with higher utilization efficiency, has been commercialized as a system capable of realizing a large communication capacity.
DSーCDMA方式は、スペクトル拡散通信の一種である。この方式では、送信側で、複数のチャネルに同じ周波数を用い、チャネル毎に独立な広帯域の拡散コードをデータ信号に乗じることにより、データ信号のスペクトルを広げて送信し、受信側で、同じ拡散コードを乗じて、各チャネルのデータ信号を復元する。受信側での拡散コードの乗算は、逆拡散と呼ばれる。このDSーCDMA方式を移動通信に適用した場合、サーチャー機能、送信電力制御機能、絶対同期検波機能等が不可欠となる。 The DS-CDMA system is a kind of spread spectrum communication. In this method, the transmission side uses the same frequency for multiple channels and multiplies the data signal by a wideband spreading code that is independent for each channel, so that the spectrum of the data signal is widened and transmitted, and the same spreading is performed on the reception side. Multiply the code to restore the data signal for each channel. Multiplication of the spreading code on the receiving side is called despreading. When this DS-CDMA system is applied to mobile communication, a searcher function, a transmission power control function, an absolute synchronous detection function, and the like are indispensable.
サーチャー機能とは、伝送パスを検出し、逆拡散を行うためのタイミングである逆拡散コードタイミングを検出する機能であり、送信電力制御機能とは、移動局と基地局との距離差による遠近問題およびマルチパスによる瞬時変動(フェージング)に対して、送信電力を変更する機能である。また、絶対同期検波機能とは、より低い送信電力で所要BER(bit error rate)を得るために、パイロット信号をデータ信号に付加して送信し、絶対同期検波を行う機能である。 The searcher function is a function that detects the despread code timing, which is the timing for detecting the transmission path and despreading, and the transmit power control function is a near / far problem due to the distance difference between the mobile station and the base station. And a function of changing transmission power against instantaneous fluctuation (fading) due to multipath. The absolute synchronous detection function is a function for performing absolute synchronous detection by adding a pilot signal to a data signal and transmitting it in order to obtain a required BER (bit error rate) with lower transmission power.
また、移動通信では、移動局が静止状態から高速移動状態に移行する過程や、都市環境から郊外環境に移行する過程等の動的に変化する様々な環境の中で、安定した通信が必要とされる。特に、複数の伝送路を通った反射波や遅延波を伴うマルチパス環境においては、干渉によりフェージング(瞬時値変動)が発生するため、その対策は移動通信では不可欠なものとなる。DSーCDMA方式においても、上述の各機能と関連して、有効なフェージング対策が望まれる。 In mobile communication, stable communication is required in a variety of dynamically changing environments such as a process in which a mobile station shifts from a stationary state to a high-speed moving state and a process in which the mobile station transitions from an urban environment to a suburban environment. Is done. In particular, in a multipath environment involving reflected waves and delayed waves that have passed through a plurality of transmission paths, fading (instantaneous value fluctuation) occurs due to interference, so that countermeasures are indispensable in mobile communications. Also in the DS-CDMA system, effective fading countermeasures are desired in connection with the above functions.
しかしながら、DSーCDMA方式の移動通信においては、以下のような問題がある。 However, the DS-CDMA mobile communication has the following problems.
一般に、通信中に発生したフェージングに対して、通信装置各部のパラメータとしては最適な値が存在するが、フェージングの変動スピードは移動局の移動速度(または、フェージングピッチ)により変化するため、各パラメータは必ずしも常に最適値に設定されているとは限らない。したがって、パラメータが最適化されていない場合、受信特性において劣化が発生し、チャネル容量が劣化する。また、各パラメータを最適化するためには、移動局において自身の移動速度を推定する必要がある。 In general, there are optimum values for the parameters of each part of the communication device for fading that occurs during communication. However, since the fading fluctuation speed varies depending on the moving speed (or fading pitch) of the mobile station, each parameter Is not always set to an optimum value. Therefore, when the parameters are not optimized, the reception characteristics are degraded, and the channel capacity is degraded. In addition, in order to optimize each parameter, it is necessary for the mobile station to estimate its own moving speed.
図11はフェージングによる受信信号電界強度の落ち込みを示す図である。従来の移動速度推定方法は、この受信レベルの変動をモニタリングして移動速度の推定を行っている。特許文献1では、受信信号電界強度をある時間間隔で瞬時変動(微分)を測定し、その変動量が移動速度に近似できることから、移動速度を推定している。また、特許文献2では、受信信号電界強度と閾値との交差回数により速度を推定している。
FIG. 11 is a diagram illustrating a drop in received signal electric field strength due to fading. The conventional moving speed estimation method estimates the moving speed by monitoring the fluctuation of the reception level. In
しかしながら、FDMA方式やTDMA方式の場合のように、ある時点の1の周波数を1の移動局が占有する方式(FDMA方式は1つの周波数を1つの移動局が占有し、TDMA方式では1つの周波数を時間方向には複数の移動局で分割しているものの、ある時点に着目するとその時点では必ず1つの移動局が占有)とは異なり、DS−CDMA方式においては、1つの周波数を複数の移動局で共有している。即ち、1つの移動局に許容される電力は他の多重化方式よりも制約が厳しい状況にある。図12に示されるような、フェージングが発生していて、更に受信電界強度自体が低い場合には、フェージングのノッチの部分で電界強度の測定限界、即ちノイズフロアレベルとなってしまう場合がある。この場合、特許文献1の手法では微分を算出することができないし、特許文献2の手法では測定限界の発生の有無に関わらず同じ移動速度推定結果となるために、受信電界強度が低い場合の速度変化を把握することが難しいものとなってしまう。
本発明の目的は、移動局または基地局において使用される、移動局の移動速度推定回路及び移動速度推定方法であって、フェージングが落ち込んだ場合にも正確な移動速度の推定が可能な回路および方法を提供することにある。特に、1つの移動局に許容される電力の制約が厳しいDS−CDMA方式に使用される場合であっても正確な移動局の速度推定が可能な回路および方法を提供することにある。 An object of the present invention is a mobile station speed estimation circuit and a mobile speed estimation method used in a mobile station or a base station, and a circuit capable of accurately estimating a mobile speed even when fading drops. It is to provide a method. In particular, it is an object of the present invention to provide a circuit and a method capable of accurately estimating the speed of a mobile station even when used in a DS-CDMA system in which the restriction of power allowed for one mobile station is severe.
本発明の第1の観点は、受信信号電界強度の時系列的なレベル変動により、移動速度を推定する移動速度推定回路であって、受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出する演算部と、前記演算部の算出した情報により移動速度を推定する移動速度推定部とを有することを特徴とする移動速度推定回路を実現することである。 A first aspect of the present invention is a moving speed estimation circuit that estimates a moving speed based on time-series level fluctuations of a received signal electric field strength, and is surrounded by a portion where the received electric field strength falls and a portion having a predetermined value. A moving speed estimation circuit comprising: a calculation unit that calculates information corresponding to the area of the portion to be calculated; and a movement speed estimation unit that estimates a movement speed based on the information calculated by the calculation unit. .
本発明の第2の観点は、受信信号電界強度の時系列的なレベル変動により、移動速度を推定する移動速度推定方法であって、受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出し、前記面積に対応する情報により移動速度を推定すること
を特徴とする移動速度推定方法を実現することである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a moving speed estimation method for estimating a moving speed based on a time-series level fluctuation of a received signal electric field strength, which is surrounded by a portion where a received electric field strength falls and a portion having a predetermined value. It is to realize a moving speed estimation method characterized in that information corresponding to an area of a portion to be calculated is calculated and a moving speed is estimated based on the information corresponding to the area.
本発明の第3の観点は、受信信号電界強度の時系列的なレベル変動により、受信信号の品質を推定する受信信号品質推定回路であって、受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出する演算部と、前記演算部の算出した情報により受信信号の品質を推定する品質推定部とを有することを特徴とする受信信号品質推定回路を実現することである。 A third aspect of the present invention is a received signal quality estimation circuit for estimating the quality of a received signal based on a time-series level fluctuation of the received signal electric field strength, and has a drop portion of the received electric field strength and a predetermined value. A reception signal quality estimation circuit comprising: a calculation unit that calculates information corresponding to an area of a portion surrounded by the part; and a quality estimation unit that estimates the quality of the reception signal based on the information calculated by the calculation unit. Is to realize.
本発明によれば、移動局または基地局において使用される、移動局の移動速度推定回路及び移動速度推定方法であって、フェージングが落ち込んだ場合にも正確な移動速度の推定が可能となる。特に、1移動局当りの電力制約が厳しいDS−CDMA方式であっても正確な移動速度の推定が可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is the moving speed estimation circuit and moving speed estimation method of a mobile station used in a mobile station or a base station, Comprising: Even when fading falls, accurate movement speed estimation is attained. In particular, it is possible to accurately estimate the moving speed even in the DS-CDMA system in which power restrictions per mobile station are severe.
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の移動局または基地局に搭載される、移動速度推定回路の第1の実施の形態におけるブロック図である。図において、1は受信信号レベル推定部、2は正規化部、3は面積演算部、4は速度検出部をそれぞれ示す。 FIG. 1 is a block diagram in a first embodiment of a moving speed estimation circuit mounted on a mobile station or base station of the present invention. In the figure, 1 is a received signal level estimation unit, 2 is a normalization unit, 3 is an area calculation unit, and 4 is a speed detection unit.
アンテナから受信された信号は、受信信号レベル推定部により受信信号電界強度が測定される。ここで、受信信号レベル測定部は、減衰していないレベルを0dBmとし、瞬時変動が発生して信号が減衰しているレベルは負の値として検出する。正規化部2では、この負の値として検出された値を、後段の面積演算部3の演算処理の為に正規化する。
The received signal electric field strength of the signal received from the antenna is measured by the received signal level estimation unit. Here, the received signal level measuring unit detects the level at which the signal is not attenuated as 0 dBm, and detects the level at which the signal is attenuated due to instantaneous fluctuation as a negative value. The
図2は、正規化処理のイメージを示す図である。受信信号レベル推定部のダイナミックレンジを0dBm〜−140dBmとした場合の正規化について示している。尚、正規化部2は絶対値回路等で実現できる。尚、図1では、正規化部2を必要としているが、受信信号レベル測定部1が全て0以上のプラスのレベルで受信信号レベルを測定する場合や、後段の面積演算部3がマイナスレベルでも面積演算ができる場合には正規化部2は不要となる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an image of normalization processing. It shows normalization when the dynamic range of the received signal level estimation unit is 0 dBm to -140 dBm. The
正規化部2にて正規化された受信レベルは面積演算部3にて、フェージングのノッチ(最も減衰している部分)と、その前後の、所定の閾値レベルに相当するレベルを有する部分によって囲まれる面積を演算する。
The reception level normalized by the
図3は通常のフェージング環境下での面積算出手法を説明する図である。図において、B点はフェージングのノッチの部分、A点はB点よりも時系列で前に存在し、面積演算用レベル閾値に相当する部分、C点はB点よりも時系列で後に存在し、面積演算用レベル閾値に相当する部分をそれぞれ示している。図3の状況の場合、A点とC点との間の時間間隔を底辺とし、A点(C点)とB点との受信信号電界強度の差を高さとする三角形の面積演算を面積演算部3にて行う。この場合、底辺の長さの単位は時間であり高さの単位はdBであるため、両者の単位は異なるが、面積演算はこのまま行う(当然のことながら、他の単位に変換してもよい)。
FIG. 3 is a diagram illustrating an area calculation method under a normal fading environment. In the figure, point B is the fading notch part, point A exists in time series before point B, part corresponding to the area calculation level threshold, and point C exists in time series after point B. , Portions corresponding to the area calculation level threshold are shown. In the case of the situation in FIG. 3, the area calculation is performed on a triangular area with the time interval between point A and point C as the base and the difference in received signal electric field strength between point A (point C) and point B as the height.
この面積演算結果は移動速度推定部4に送られる。移動速度推定部4では面積演算結果をもとに移動速度を推定する。算出した三角形の面積が大きい場合には低速フェージング(即ち移動局が低速で移動)、小さい場合には高速フェージング(即ち移動局が高速で移動)であるとみなす。移動速度推定部4では、面積値と速度の対応テーブルを有し、その対応テーブルを参照することで対応する速度を検出結果として出力する。
The area calculation result is sent to the moving
但し、より詳細に速度を算出したい場合には、面積だけでなく、三角形の面積演算に使用した高さ、底辺に相当する値と速度とを関連づけたテーブルを有することで対応できる。面積値が同じ三角形の場合、底辺が短く、高さが長いものほど、より速いフェージングであると判断できるからである。この場合、面積演算部3は速度検出部4に対して、面積値ではなく底辺および高さに関する情報を移動速度推定部4へ送出すればよい(面積値が必ずしも必要ではない)。また、三角形の面積が同じ場合、底辺が長いものの方が全体としては良好な受信信号電界強度特性であることが判る。即ち、底辺および高さの情報により、受信信号品質推定を行うことができる。底辺および高さの検出は面積演算部3で行ってもよいし、他の手段を用いてもよい。また受信信号品質推定は移動速度推定部4で行ってもよいし、他の手段を用いてもよい。
However, it is possible to calculate the speed in more detail by having a table in which not only the area but also the value corresponding to the height and base used for the area calculation of the triangle and the speed are associated with each other. This is because in the case of triangles having the same area value, the shorter the base and the longer the height, the faster the fading can be determined. In this case, the
以上、本発明の第1の実施の形態を説明したが、以下では受信信号電界強度がノイズフロアレベルにまで達する場合にも対応する第2の実施の形態を説明する。 Although the first embodiment of the present invention has been described above, the second embodiment corresponding to the case where the received signal electric field intensity reaches the noise floor level will be described below.
図4は本発明の移動局または基地局に搭載される、移動速度推定回路の第2の実施の形態におけるブロック図を示す図である。図において、図1と同じ参照符号を付してあるものは同一部材を示し、5は面積演算部、6は受信信号判定部、7は速度推定部をそれぞれ示す。 FIG. 4 is a diagram showing a block diagram in a second embodiment of a moving speed estimation circuit mounted on the mobile station or base station of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members, 5 denotes an area calculation unit, 6 denotes a reception signal determination unit, and 7 denotes a speed estimation unit.
正規化部2までの処理は第1の実施の形態と同じである。面積演算部5では第1実施の形態で説明した三角形の演算に加えて、受信信号電界強度がノイズフロアレベルに達する場合も対応するが、以下で動作を説明する。
The processing up to the
図5は全体の受信電界強度自体が低く、受信信号がノイズフロアレベルに達する場合の面積算出手法を説明する図である。図において、A点、D点は面積演算用レベル閾値に相当する部分であって、A点の方がD点よりも時系列で前に存在する。また、B点、C点はノイズフロアレベルに相当する部分であって、B点の方がC点よりも時系列で前に存在する。図4の場合、図3に示した三角形の面積演算では対応できなくなる。そこで、A点とD点との間の時間間隔を上底、B点とC点との間の時間間隔を下底、A点(D点)とB点(C点)との受信信号電界強度の差を高さとする台形の面積演算を面積演算部5にて行う。尚、この面積演算部5では前述の三角形の面積演算も行うが、三角形の面積演算を行うか、台形の面積演算を行うかは、受信信号判定部6から指示される。
FIG. 5 is a diagram for explaining an area calculation method when the entire received electric field intensity itself is low and the received signal reaches the noise floor level. In the figure, points A and D are portions corresponding to area calculation level thresholds, and point A exists earlier in time series than point D. Further, points B and C are portions corresponding to the noise floor level, and point B exists earlier in time series than point C. In the case of FIG. 4, the triangle area calculation shown in FIG. Therefore, the time interval between the points A and D is the upper base, the time interval between the points B and C is the lower base, and the received signal electric field between the points A (D) and B (C). The
受信信号判定部6は、受信信号電界強度の測定結果を受信信号レベル測定部1から受け、ノイズフロアレベルに達している部分があれば台形の面積演算処理を面積演算部5に指示し、ノイズフロアレベルに達していなければ三角形の面積演算処理を面積演算部5に指示する。
The reception signal determination unit 6 receives the measurement result of the reception signal electric field strength from the reception signal
面積演算部5の演算結果はは移動速度推定部7に送られる。移動速度推定部7では面積演算結果をもとに移動速度を推定する。算出した三角形、台形の面積が大きい場合には低速フェージング(即ち移動局が低速で移動)、小さい場合には高速フェージング(即ち移動局が高速で移動)であるとみなす。移動速度推定部7では、面積値と速度の対応テーブルを有し、その対応テーブルを参照することで対応する速度を検出結果として出力する。
The calculation result of the
但し、より詳細に速度を算出したい場合には、面積だけでなく、三角形の場合なら面積演算に使用した高さ、底辺に関する値と速度とを関連づけたテーブル、台形の場合なら上底(または下底、もしくは上底下底の両方)と高さに関する値と速度とを関連づけたテーブルを有することで対応できる。面積値が同じ三角形の場合、底辺が短く、高さが長いものほど、より速いフェージングであると判断できるし、面積値が同じ台形の場合でも、高さが長いものほど、より速いフェージングであると判断できるからである。この場合、面積演算部5は速度検出部7に対して、面積値ではなく三角形の場合には底辺および高さに関する情報を、台形の場合には上底(または下底、もしくは上底下底の両方)と高さに関する情報を移動速度推定部7へ送出すればよい(面積値が必ずしも必要ではない)。また、三角形の面積が同じ場合、底辺が長いものの方が全体としては良好な受信信号電界強度特性であることが判る。即ち、底辺および高さの情報により、受信信号品質推定を行うことができる。底辺および高さ、上底あるいは下底の検出は面積演算部5で行ってもよいし、他の手段を用いてもよい。また受信信号品質推定は移動速度推定部7で行ってもよいし、他の手段を用いてもよい。
However, if you want to calculate the speed in more detail, in addition to the area, in the case of a triangle, a table that associates the height used for area calculation, the value related to the base and the speed, and in the case of a trapezoid, the upper base (or lower This can be dealt with by having a table that associates the speed and the value related to the height with respect to the bottom or both the upper bottom and the lower bottom). If the triangle has the same area value, the shorter the base and the higher the height, the faster the fading can be judged, and even if the area is the same trapezoid, the longer the height, the faster the fading. This is because it can be determined. In this case, the
更に、面積が同じ三角形と台形の場合には、台形の方が減衰速度が速くなっていることから、移動速度が速くなっていると言える。 Furthermore, in the case of a triangle and a trapezoid having the same area, it can be said that the trapezoid has a faster decay speed, and thus the moving speed is faster.
以上のように、面積値や、更に面積演算に必要となる底辺、上底、下底、高さ等のパラメータを参酌することにより、詳細な受信信号の品質や移動速度の推定を行うことが可能となる。 As described above, it is possible to estimate the quality of the received signal and the moving speed in detail by considering the area value and parameters such as the base, upper base, lower base and height necessary for area calculation. It becomes possible.
また、上記第1の実施の形態、第2の実施の形態における面積算出用レベル閾値は固定でも可変でも対応できる。但し、固定の場合は、受信信号電界強度が高い場合も低い場合も対応できるよう、低い場合に合わせて設定することが必要となる。可変の場合には、ある時間における全体的な受信信号電界強度の強度を積分して、その積分値からだいたいの閾値を算出することが考えられるが、受信信号電界強度の急変に対応することができるよう、急変した場合の制御ループの時定数を変更させる手段が必要となる。例えば、瞬時変動が大きい場合には、積分回数を小さくすること等で対応できる。 In addition, the area calculation level threshold value in the first and second embodiments can be fixed or variable. However, in the case of fixed, it is necessary to set according to the low case so that the case where the received signal electric field strength is high or low can be dealt with. In the case of variable, it is conceivable to integrate the overall intensity of the received signal electric field strength at a certain time, and to calculate a rough threshold value from the integrated value. In order to be able to do so, a means for changing the time constant of the control loop in the case of sudden change is required. For example, when the instantaneous fluctuation is large, it can be dealt with by reducing the number of integrations.
更に、上記第1の実施の形態、第2の実施の形態で推定された移動速度に関する情報は、本発明では移動体通信システムの各種パラメータの制御に利用する。 Furthermore, the information regarding the moving speed estimated in the first embodiment and the second embodiment is used for controlling various parameters of the mobile communication system in the present invention.
移動局が移動することによって(移動局、基地局ともに)受信信号の周波数が変動する。この周波数変動により、送信側の送信信号の周波数と、受信側の受信信号の周波数にずれが生じる。このずれの発生により、複素平面の自体が送信側と受信側との間でずれが発生し、受信側で誤った信号点判定をしてしまう危険がある。AFC(Auto Frequency Control:自動周波数制御)は、送信側から既知の位相で送信された既知信号(パイロット信号等)を、受信側でどの位相で受信したのかを検出することにより、移相量を算出し、周波数変動に置き替えて受信信号の信号点を判断する際に必要な搬送波の周波数を制御するものであり、信号点判定の正確さを向上させるために、移動体通信システムにおいては必須の構成要素の一つとなっている。 When the mobile station moves (both the mobile station and the base station), the frequency of the received signal varies. Due to this frequency variation, there is a difference between the frequency of the transmission signal on the transmission side and the frequency of the reception signal on the reception side. Due to the occurrence of this deviation, the complex plane itself is displaced between the transmission side and the reception side, and there is a risk of erroneous signal point determination on the reception side. In AFC (Auto Frequency Control), the phase shift amount is determined by detecting at which phase a known signal (pilot signal, etc.) transmitted from the transmitting side at a known phase is received at the receiving side. It is calculated and replaced with frequency fluctuation to control the frequency of the carrier wave required when judging the signal point of the received signal. In order to improve the accuracy of signal point judgment, it is essential in the mobile communication system. It is one of the components.
図6は低速移動の場合の複素平面での分布図である。I軸上で送信されたパイロット信号が、時計と反対方向に低速フェージングの影響である位相回転を受けて受信されたことを示している。低速移動の場合は、位相変動が少ないために、AFC部にあるループフィルタの感度を悪くし、AFC部に安定的に位相追従を行わせるようにする。このAFC部の制御は、移動局でも基地局でも適用できる。 FIG. 6 is a distribution diagram on the complex plane in the case of low speed movement. It shows that the pilot signal transmitted on the I axis was received by receiving a phase rotation that is the influence of the slow fading in the opposite direction to the clock. In the case of low-speed movement, since the phase fluctuation is small, the sensitivity of the loop filter in the AFC unit is deteriorated so that the AFC unit can stably perform phase tracking. This control of the AFC unit can be applied to either a mobile station or a base station.
図7は高速移動の場合の複素平面の分布図である。I軸上で送信されたパイロット信号が、時計と反対方向に高速フェージングの影響である位相回転を受けて受信されたことを示している。高速移動の場合、位相変動が大きいために、AFC部にあるループフィルタの感度を向上させ、AFC部に高速で位相追従を行わせるようにする。 FIG. 7 is a distribution diagram of the complex plane in the case of high speed movement. It shows that the pilot signal transmitted on the I axis was received by receiving a phase rotation which is the influence of fast fading in the opposite direction to the clock. In the case of high-speed movement, since the phase fluctuation is large, the sensitivity of the loop filter in the AFC unit is improved so that the AFC unit can perform phase tracking at high speed.
また、移動速度により、位相回転角度を検出するためのAFC部の角度推定用テーブルを変更してもよい。移動が高速の場合には、図8のような複素平面領域全体に対するテーブルを用意する必要があるが、移動が低速の場合は図9に示すような、カバーする複素平面領域の小さいテーブルを用意し、その分ビット精度を向上させることができる。尚、AFC部のループフィルタの感度を変更させる手段としては、特開平2−222343等の一般的なものが使用できる。 Further, the angle estimation table of the AFC unit for detecting the phase rotation angle may be changed according to the moving speed. When the movement is fast, it is necessary to prepare a table for the entire complex plane area as shown in FIG. 8, but when the movement is slow, prepare a table with a small complex plane area to cover as shown in FIG. As a result, the bit accuracy can be improved accordingly. As a means for changing the sensitivity of the loop filter of the AFC unit, general means such as JP-A-2-222343 can be used.
また、以上では本発明の移動速度推定回路をAFCに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、セルサーチ頻度、TPC(Transmission Power Control)、HCS(Hierarchical Cell Structures:大セル中にトラフィックを吸収させるための小セルを配置した構成。図10にその例を示す)等に利用することができる。 Further, the case where the moving speed estimation circuit of the present invention is applied to AFC has been described above, but the present invention is not limited to this, and cell search frequency, TPC (Transmission Power Control), HCS (Hierarchical Cell Structures) : A configuration in which a small cell for absorbing traffic is arranged in a large cell (an example of which is shown in FIG. 10).
セルサーチ頻度については次のように適用する。即ち、高速に移動する移動局ほど、ハンドオフの機会が増えるということが一般的に言えます。高速に移動する移動局について、セルサーチの頻度を高くさせるようにすることで、移動先の基地局との新たな回線を用意する前に回線断となることを防止することができる。具体的には、基地局に移動局の移動速度推定部を設け、高速に移動していると移動速度推定回路が判断する場合には、移動局にセルサーチ頻度を上げるように制御する信号を移動局に渡してもよいし、基地局から移動局へ送信している信号を、セルサーチを促すために、わざとレベルを下げて送信してもよい。また移動局に移動局自身の移動速度推定回路を設け、高速に移動していると判断する場合には、自身のセルサーチ頻度を高めることで実現できる。 The cell search frequency is applied as follows. In other words, it can be generally said that the higher the speed of a mobile station, the more opportunities for handoff. By increasing the frequency of cell search for a mobile station that moves at high speed, it is possible to prevent the line from being disconnected before preparing a new line with the base station of the movement destination. Specifically, when the mobile speed estimation circuit determines that the base station is moving at a high speed and the mobile speed estimation circuit determines that the mobile station is moving at a high speed, a signal for controlling the mobile station to increase the cell search frequency is provided. The signal transmitted from the base station to the mobile station may be transmitted to the mobile station at an intentionally lowered level in order to promote cell search. In addition, when the mobile station is provided with a moving speed estimation circuit for the mobile station and determines that the mobile station is moving at a high speed, it can be realized by increasing the frequency of its own cell search.
TPCについては次のように適用する。CDMA方式では、他の方式よりも1移動局あたりの電力制約が厳しい方式であることは説明したとおりであり、基地局に到来する各移動局からの信号の信号品質[例えばSIR(Signal to Interference Ratio:信号対干渉比)]が均一となるよう、移動局の送信電力を上げるか下げるかを示すTPCコマンドを基地局から移動局へ送信する。移動局はこのTPCコマンドに基づいて電力制御を行うものをTPCと言う。一般に、高速に移動する移動局からの信号ほど、フェージングるレベル変動が大きいことも説明したとおりであるが、この性質を利用して、高速に移動する移動局ほど、1回のTPCコマンドで送信レベルの制御幅を大きくすることで、早期のレベル安定化を図ることができる。具体的には、基地局に移動局の移動速度推定回路を設け、移動局へ発信するTPCコマンドに、移動速度に応じたレベル制御幅を意味付けて移動局へ送信しても実現できる。また、移動局が自らの移動速度を推定する移動速度推定回路を設け、この推定値により、基地局から受信するTPCコマンドの上昇、または下降命令に対して制御幅を変更して送信電力制御を行うことでも実現できる。 The TPC is applied as follows. As described above, in the CDMA system, the power constraint per mobile station is stricter than in other systems, and the signal quality of each mobile station arriving at the base station [for example, SIR (Signal to Interference Ratio: signal to interference ratio)] is transmitted from the base station to the mobile station, indicating whether the transmission power of the mobile station is to be increased or decreased. A mobile station that performs power control based on this TPC command is called TPC. In general, the signal from a mobile station moving at a higher speed has a greater fading level fluctuation. However, using this property, a mobile station moving at a higher speed transmits with one TPC command. By increasing the level control range, it is possible to achieve early level stabilization. Specifically, the mobile station can be realized by providing a mobile station movement speed estimation circuit in the base station and transmitting the TPC command transmitted to the mobile station with a level control width corresponding to the movement speed to the mobile station. In addition, a mobile speed estimation circuit is provided for the mobile station to estimate its own mobile speed. With this estimated value, transmission power control is performed by changing the control width in response to an increase or decrease command of the TPC command received from the base station. It can be realized by doing.
HCSについては次のように適用する。即ち、HCSは大規模競技場等、局部的に集中してトラフィックが発生する場所には、そのトラフィックを吸収させるために、大型セルの中にトラフィックを吸収させるための小型セルを配置する技術ですが、高速に移動する移動局は、大型セルから小型セルにハンドオフさせても、直ぐ小型セルのエリアを超えて大型セルのみのエリアに戻ってくることが予想され、このような移動局に対して小型セルへのハンドオフを促すことは、ハンドオフの機会を増やすことにつながり、システム全体の負荷を増大させてしまう。従って、HCSのエリアについて、高速に移動する移動局については小型セルへハンドオフさせないように制御することで、システムの負荷を軽減させることができる。具体的には、基地局側に移動局の移動速度推定部を設け、この移動局から、小型セル内へのハンドオフ要求があったとしてもこれを受け付けず、大型セルのまま通信を継続させることで実現できる。また、移動局自身に移動速度推定回路を設け、自身がHCSの小型セルへのハンドオフを要求する契機となったとしても自身が高速に移動していると移動速度推定回路が判断した場合には小型セルへのハンドオフ要求を基地局へ上げないように制御することでも実現できる。 The HCS is applied as follows. In other words, HCS is a technology that places a small cell in a large cell to absorb the traffic in a large-scale stadium, etc., where traffic is concentrated locally to absorb the traffic. However, even if a mobile station moving at high speed is handed off from a large cell to a small cell, it is expected that it will soon return to the area of only the large cell beyond the area of the small cell. Encouraging handoff to a small cell increases the chance of handoff and increases the load on the entire system. Therefore, the system load can be reduced by controlling the mobile station moving at high speed so as not to handoff to a small cell in the HCS area. Specifically, a mobile station speed estimation unit is provided on the base station side, and even if there is a handoff request from this mobile station to a small cell, it will not be accepted and communication will continue as a large cell. Can be realized. In addition, if the mobile station itself has a moving speed estimation circuit, and the mobile speed estimation circuit determines that it is moving at high speed even if it is an opportunity to request handoff to a small cell of HCS, This can also be realized by controlling so that a handoff request to a small cell is not sent to the base station.
また、第1の実施の形態、第2の実施の形態にて説明した受信信号品質推定回路について、この推定結果は、AFCやセルサーチ頻度やハンドオフ契機判断は移動速度推定回路と同様に適用できることは勿論のこと、誤り率により制御されるシステム全般に適用できる。例えば、TPCのアウターループ制御、パケット再送制御、SSDT(Site Selection Diversity Transmission)時の基地局選択情報等として活用できる。 In addition, for the received signal quality estimation circuit described in the first embodiment and the second embodiment, this estimation result can be applied to the AFC, cell search frequency, and handoff trigger judgment in the same manner as the movement speed estimation circuit. Needless to say, the present invention can be applied to all systems controlled by an error rate. For example, it can be utilized as TPC outer loop control, packet retransmission control, base station selection information during SSDT (Site Selection Diversity Transmission), and the like.
AFCについては次のように適用する。即ち、受信信号品質推定回路の推定した品質結果が悪い場合には、AFC部が追従できていない可能性があるため、高速に追従させるように制御するものである。このAFC部の制御は、移動局にも基地局にも適用できることは言うまでもない。 AFC is applied as follows. That is, when the quality result estimated by the received signal quality estimation circuit is poor, the AFC unit may not be able to follow, so control is performed so as to follow at high speed. Needless to say, the control of the AFC unit can be applied to both the mobile station and the base station.
セルサーチ頻度については次のように適用する。即ち、受信信号品質推定回路の推定した品質結果が悪い場合には、セルサーチ頻度を高く制御して、受信品質の良好な回線があるなら早期にハンドオフをさせることである。具体的には、基地局に受信信号品質推定回路を設け、移動局からの信号の品質が悪くなった場合に、移動局に対してセルサーチ頻度を上げるように指令することでも良いし、移動局のハンドオフを促すように、移動局への送信信号のレベルを下げてもよい。また、移動局に受信信号品質推定回路を設け、基地局からの信号の品質が悪くなった場合に、セルサーチ頻度を高くするよう制御することでも実現できる。 The cell search frequency is applied as follows. That is, when the quality result estimated by the reception signal quality estimation circuit is poor, the cell search frequency is controlled to be high, and if there is a line with good reception quality, handoff is performed early. Specifically, a reception signal quality estimation circuit is provided in the base station, and when the signal quality from the mobile station deteriorates, the mobile station may be instructed to increase the cell search frequency, or the mobile station The level of the transmission signal to the mobile station may be lowered so as to encourage the handoff of the station. It can also be realized by providing a received signal quality estimation circuit in the mobile station and performing control to increase the cell search frequency when the quality of the signal from the base station deteriorates.
TPCアウターループ制御については次のように適用できる。TPCが所望の回線品質になるように制御するものであることは説明したとおりであるが、所望の回線品質を実現するために、TPCによる送信電力制御された信号の回線品質を測定し、所望の回線品質になっていない場合には、この回線品質の所望値(目標値)自体がTPC制御にとっては正しくない値だと判断して所望値を変更するものがTPCアウターループ制御である。具体的には、受信信号品質推定回路を移動局あるいは基地局に設け、受信信号の品質により、TPCの目標値を変更させることで実現できる。 The TPC outer loop control can be applied as follows. As described above, the TPC is controlled so as to achieve the desired channel quality. However, in order to realize the desired channel quality, the channel quality of the signal whose transmission power is controlled by the TPC is measured, and the desired channel quality is obtained. If the channel quality is not equal to that of the TPC outer loop control, it is determined that the desired value (target value) of the channel quality itself is an incorrect value for the TPC control and the desired value is changed. Specifically, this can be realized by providing a received signal quality estimation circuit in the mobile station or base station and changing the TPC target value according to the quality of the received signal.
パケット再送制御については次のように適用する。即ち、受信信号品質推定回路の推定した品質結果が悪い場合には、受信したパケットの内容が誤っていると判断して、送信側にパケットの再送を要求するものである。移動局にも基地局にも適用できることは言うまでもない。 The packet retransmission control is applied as follows. That is, when the quality result estimated by the received signal quality estimation circuit is bad, it is determined that the content of the received packet is incorrect, and the transmission side is requested to retransmit the packet. Needless to say, it can be applied to both mobile stations and base stations.
SSDTについては次のように適用する。SSDTは複数の基地局から移動局へ信号を送信する際に、回線品質の良好な基地局を指定して送信するものを意味するが、移動局に受信信号品質推定回路を設け、これが複数の基地局からの受信信号の回線品質を推定することで、送信する基地局を指定することができる。また基地局側に移動局からの受信信号回線品質推定回路を設け、移動局からの受信信号が良好な基地局が移動局へ送信する基地局となるように制御してもよい。
(付記1)受信信号電界強度の時系列的なレベル変動により、移動速度を推定する移動速度推定回路であって、
受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出する演算部と、
前記演算部の算出した情報により移動速度を推定する移動速度推定部と
を有することを特徴とする移動速度推定回路。(1)
(付記2)付記1に記載の移動速度推定回路であって、
前記演算部は、前記落ち込み部分がフェージングのノッチに対応する1点であり、該ノッチの前後であって所定の値を有する2点との間で形成される三角形の面積に対応する情報を算出すること
を特徴とする移動速度推定回路。(2)
(付記3)付記1に記載の移動速度推定回路であって、
前記演算部は、前記落ち込み部分がノイズフロアレベルとなる2点であり、該落ち込み部分の前後であって所定の値を有する2点との間で形成される台形の面積に関する情報を算出すること
を特徴とする移動速度推定回路。(3)
(付記4)付記1に記載の移動速度推定回路であって、
前記移動速度推定部の移動速度推定値により、自動速度制御回路内のループフィルタのループ定数を変更する制御部を更に有すること
を特徴とする移動速度推定回路。
(付記5)付記1に記載の移動速度推定回路であって、
前記移動速度推定部の移動速度推定値により、送信電力制御の電力制御幅を変更する制御部を更に有すること
を特徴とする移動速度推定回路。
(付記6)付記1に記載の移動速度推定回路であって、
基地局のセルエリア内に、更に小型のセルエリアを有する場合、前記移動速度推定部の移動速度推定値により、移動局を小型セルエリアへハンドオフさせる制御部を更に有すること
を特徴とする移動速度推定回路。
(付記7)付記2に記載の移動速度推定回路であって、
前記演算部は、前記三角形の底辺に相当し、前記所定の値を有する2点間の時間間隔に関する情報と、前記三角形の高さに相当し、前記所定の値とノッチに対応する部分の値とのレベルの差に関する情報とを、前記面積に対応する情報として算出するとともに、
前記移動速度推定部は、前記底辺に関する情報、高さに関する情報により移動速度を推定すること
を特徴とする移動速度推定回路。
(付記8)付記3に記載の移動速度推定回路であって、
前記演算部は、前記台形の上底に相当し、前記所定の値を有する2点間の時間間隔に関する情報、あるいは前記台形の下底に相当し、前記ノイズフロアレベルに相当する2点間の時間感覚に関する情報の少なくとも一方と、前記台形の高さに相当し前記所定の値とノイズフロアレベルとのレベル差に関する情報とを、前記面積に対応する情報として算出するとともに、
前記移動速度推定部は、前記上底、下底の少なくとも一方に関する情報、高さに関する情報により移動速度を推定すること
を特徴とする移動速度推定回路。
(付記9)受信信号電界強度の時系列的なレベル変動により、移動速度を推定する移動速度推定方法であって、
受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出し、
前記面積に対応する情報により移動速度を推定すること
を特徴とする移動速度推定方法。(4)
(付記10)受信信号電界強度の時系列的なレベル変動により、受信信号の品質を推定する受信信号品質推定回路であって、
受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出する演算部と、
前記演算部の算出した情報により受信信号の品質を推定する品質推定部と
を有することを特徴とする受信信号品質推定回路。(5)
(付記11)付記10に記載の受信信号品質推定回路であって、
前記品質推定部の品質推定値により、セルサーチの頻度を変更する制御部を更に有すること
を特徴とする受信信号品質推定回路。
(付記12)付記10に記載の移動速度推定回路であって、
前記品質推定部の品質推定値により、ハンドオフ制御を行う制御部を更に有すること
を特徴とする受信信号品質推定回路。
(付記13)受信信号電界強度の時系列的なレベル変動により、受信信号の品質を推定する受信信号品質推定方法であって、
受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出し、
前記面積に関する情報により受信信号の品質を推定すること
を特徴とする受信信号品質推定方法。
The SSDT is applied as follows. The SSDT means that when a signal is transmitted from a plurality of base stations to a mobile station, a base station having a good channel quality is designated and transmitted. The mobile station is provided with a received signal quality estimation circuit, By estimating the channel quality of the received signal from the base station, the base station to be transmitted can be designated. Further, a reception signal channel quality estimation circuit from the mobile station may be provided on the base station side, and control may be performed so that a base station with a good reception signal from the mobile station becomes a base station that transmits to the mobile station.
(Appendix 1) A moving speed estimation circuit that estimates a moving speed based on time-series level fluctuations in received signal electric field strength,
An arithmetic unit that calculates information corresponding to the area of the portion surrounded by the portion where the received electric field strength falls and the portion having a predetermined value;
A movement speed estimation circuit comprising: a movement speed estimation section that estimates a movement speed based on information calculated by the calculation section. (1)
(Supplementary note 2) The moving speed estimation circuit according to
The calculation unit calculates information corresponding to an area of a triangle formed between the point where the sagging portion corresponds to a fading notch and before and after the notch and which has a predetermined value. A moving speed estimation circuit. (2)
(Supplementary note 3) The moving speed estimation circuit according to
The calculation unit calculates information relating to the area of the trapezoid formed between the two points at which the depressed part becomes a noise floor level and the two points having a predetermined value before and after the depressed part. A moving speed estimation circuit characterized by the above. (3)
(Supplementary note 4) The moving speed estimation circuit according to
The moving speed estimation circuit further comprising a control unit that changes a loop constant of a loop filter in the automatic speed control circuit according to a moving speed estimated value of the moving speed estimation unit.
(Supplementary note 5) The moving speed estimation circuit according to
The moving speed estimation circuit further comprising a control unit that changes a power control width of transmission power control according to a moving speed estimated value of the moving speed estimation unit.
(Supplementary note 6) The moving speed estimation circuit according to
A moving speed characterized by further comprising a control unit for handing off the mobile station to the small cell area based on the moving speed estimated value of the moving speed estimating unit when the cell area of the base station has a smaller cell area. Estimating circuit.
(Supplementary note 7) The moving speed estimation circuit according to
The calculation unit corresponds to the base of the triangle and has information about a time interval between two points having the predetermined value, and corresponds to the height of the triangle, and the value of the portion corresponding to the predetermined value and the notch And calculating information regarding the difference in level as information corresponding to the area,
The moving speed estimation circuit, wherein the moving speed estimation unit estimates a moving speed based on information on the base and information on height.
(Supplementary note 8) The moving speed estimation circuit according to
The arithmetic unit corresponds to the upper base of the trapezoid, and information on a time interval between two points having the predetermined value, or corresponds to the lower base of the trapezoid, and between two points corresponding to the noise floor level. While calculating at least one of the information on the time sense and the information on the level difference between the predetermined value corresponding to the height of the trapezoid and the noise floor level as information corresponding to the area,
The moving speed estimation circuit estimates the moving speed based on information on at least one of the upper and lower bases and information on height.
(Supplementary note 9) A moving speed estimation method for estimating a moving speed based on time-series level fluctuations of received signal electric field strength,
Calculate the information corresponding to the area of the portion surrounded by the portion where the received electric field strength falls and the portion having a predetermined value,
A moving speed estimation method, wherein a moving speed is estimated from information corresponding to the area. (4)
(Supplementary Note 10) A reception signal quality estimation circuit for estimating the quality of a reception signal based on time-series level fluctuations of the reception signal electric field strength,
An arithmetic unit that calculates information corresponding to the area of the portion surrounded by the portion where the received electric field strength falls and the portion having a predetermined value;
A reception signal quality estimation circuit, comprising: a quality estimation unit configured to estimate a quality of the reception signal based on information calculated by the calculation unit. (5)
(Supplementary note 11) The received signal quality estimation circuit according to supplementary note 10, wherein
A received signal quality estimation circuit, further comprising a control unit that changes a frequency of cell search according to a quality estimation value of the quality estimation unit.
(Supplementary note 12) The moving speed estimation circuit according to supplementary note 10,
A received signal quality estimation circuit, further comprising a control unit that performs handoff control based on the quality estimation value of the quality estimation unit.
(Supplementary note 13) A received signal quality estimation method for estimating the quality of a received signal based on time-series level fluctuations of the received signal electric field strength,
Calculate the information corresponding to the area of the portion surrounded by the portion where the received electric field strength falls and the portion having a predetermined value,
A received signal quality estimation method, wherein quality of a received signal is estimated from information on the area.
1 受信信号レベル測定部
2 正規化部
3 面積演算部
4 速度検出部
5 面積演算部
6 受信信号判定部
7 速度検出部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出する演算部と、
前記演算部の算出した情報により移動速度を推定する移動速度推定部と
を有することを特徴とする移動速度推定回路。 A moving speed estimation circuit that estimates a moving speed based on time-series level fluctuations in received signal electric field strength,
An arithmetic unit that calculates information corresponding to the area of the portion surrounded by the portion where the received electric field strength falls and the portion having a predetermined value;
A movement speed estimation circuit comprising: a movement speed estimation section that estimates a movement speed based on information calculated by the calculation section.
前記演算部は、前記落ち込み部分がフェージングのノッチに対応する1点であり、該ノッチの前後であって所定の値を有する2点との間で形成される三角形の面積に対応する情報を算出すること
を特徴とする移動速度推定回路。 The moving speed estimation circuit according to claim 1,
The calculation unit calculates information corresponding to an area of a triangle formed between the point where the sagging portion corresponds to a fading notch, and two points having a predetermined value before and after the notch. A moving speed estimation circuit.
前記演算部は、前記落ち込み部分がノイズフロアレベルとなる2点であり、該落ち込み部分の前後であって所定の値を有する2点との間で形成される台形の面積に関する情報を算出すること
を特徴とする移動速度推定回路。 The moving speed estimation circuit according to claim 1,
The calculation unit calculates information relating to the area of the trapezoid formed between the two points at which the depressed part becomes a noise floor level and the two points having a predetermined value before and after the depressed part. A moving speed estimation circuit characterized by the above.
受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出し、
前記面積に対応する情報により移動速度を推定すること
を特徴とする移動速度推定方法。 A moving speed estimation method for estimating a moving speed by time-series level fluctuations of received signal electric field strength,
Calculate the information corresponding to the area of the portion surrounded by the portion where the received electric field strength falls and the portion having a predetermined value,
A moving speed estimation method, wherein a moving speed is estimated from information corresponding to the area.
受信電界強度の落ち込み部分と所定の値を有する部分に囲まれる部分の面積に対応する情報を算出する演算部と、
前記演算部の算出した情報により受信信号の品質を推定する品質推定部と
を有することを特徴とする受信信号品質推定回路。 A received signal quality estimation circuit that estimates the quality of a received signal based on time-series level fluctuations of the received signal electric field strength,
An arithmetic unit that calculates information corresponding to the area of the portion surrounded by the portion where the received electric field strength falls and the portion having a predetermined value;
A reception signal quality estimation circuit, comprising: a quality estimation unit configured to estimate a quality of the reception signal based on information calculated by the calculation unit.
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