JP3408633B2 - 伝搬路推定装置 - Google Patents
伝搬路推定装置Info
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Description
ル拡散通信方式の通信システムに設けられ、データ変調
成分が除去された相関信号との誤差が最小となるよう
に、最小2乗法によってパラメータが算出された近似関
数に基づいて、伝搬路特性を推定する伝搬路推定装置に
関する。
動通信システムにおいては、自動車電話や携帯電話等の
普及による周波数不足に伴い、多元接続方式として、符
号拡散多元接続方式(以下、「CDMA」という。)が
注目されている。
散/スペクトル拡散通信方式(以下、「DS/SS方
式」という。)を用いる多元接続方式である。ここで、
DS/SS方式とは、送信データを所定の拡散符号系列
で直接拡散した後、ディジタル変調して送信する通信方
式である。
移動通信システムにおいては、周波数選択性フェージン
グに対処可能な受信機として、RAKE方式の受信機を
用いることが考えられている。このRAKE方式の受信
機は、周波数選択性フェージングを受けている受信信号
を逆拡散により先行波と遅延波に分離し、各分離出力を
それぞれの信頼度に応じて重み付けし、各重付け出力を
合成することにより、パスダイバーシチを実現するもの
である。
信機として、このRAKE方式の受信機を用いる場合、
重付け係数を正確に定めることができれば、最大比合成
ダイバーシチと等価なパスダイバーシチを得ることがで
きる。
伝搬されてきた伝搬路の特性の複素共役を用いることが
できる。重付け係数として、この複素共役を用いる場合
は、伝搬路特性を推定する必要がある。この伝搬路特性
を推定する方法としては、従来、次の文献に記載されて
いる方法が知られている。
RA and Masao NAKAGAWA "Adaptive RAKE Receiver for Mobile Communications" IEICE TRANS. COMMUN., VOL.E76-B, NO.8 AUGUST 1993 この文献に記載された方法は、「フェージング速度はほ
とんど変化しない」、「雑音は平均値が0のランダム信
号である」と仮定し、この仮定の下で、予め、データ変
調成分が除去された相関信号を近似する近似関数を定
め、この近似関数に基づいて、伝搬路特性を推定するよ
うにしたものである。
まず、近似関数の次数を定め、次に、最小2乗法によっ
て、この近似関数のパラメータを定め、この次数及びパ
ラメータが定められた近似関数に基づいて、伝搬路特性
を推定するようにしたものである。
が除去された相関信号との誤差が最小となるような近似
関数を定めることができるので、フェージング速度が高
速な環境下や信号対雑音比が低い環境下であっても、伝
搬路特性を良好に推定することが可能となる。
た従来の伝搬路特性推定方法には、次のような問題があ
った。
境の悪化等により、ビット誤り率が悪化した場合、送信
信号に誤り訂正符号を付加することにより、ビット誤り
率を改善する操作が行われる。これにより、このCDM
Aでは、データ伝送速度が一定に定まらないという現象
が起きる。
性を推定する方法においては、推定精度がデータ伝送速
度に大きく影響される。したがって、従来の伝搬路特性
推定方法では、実際のデータ伝送速度が近似関数の設定
時に仮定した速度と同じ場合は、伝搬路特性を良好に推
定することができるが、異なる場合は、期待した推定精
度を得ることができないという問題があった。
に、この発明は、最小2乗法によって、パラメータが定
められた近似関数に基づいて、伝搬路特性を推定する伝
搬路推定装置において、データ伝送速度に基づいて、推
定誤差を最小とし得るような近似データ数を定める手段
を設けるようにしたものである。
近似誤差、すなわち、データ変調成分が除去された相関
信号と近似関数との偏差の2乗の和をいう。また、近似
データ数とは、最小2乗法による演算で使用するデータ
変調成分が除去された相関信号の数をいう。
に基づいて、推定誤差を最小とし得るような近似データ
数が定められる。これにより、実際のデータ伝送速度に
基づいて、最適な近似データ数を定めることができるの
で、データ伝送速度が変化した場合でも、伝搬路特性を
良好に推定することが可能となる。
例を詳細に説明する。なお、以下の説明では、この発明
を、多元接続方式としてCDMAを用い、周波数選択性
フェージングに対処可能な受信機としてRAKE方式の
受信機を用いる移動通信システムの受信機に設けられる
伝搬路推定装置に適用する場合を代表として説明する。
すなわち、この発明を、RAKE合成用の伝搬路推定装
置に適用する場合を代表として説明する。
ブロック図である。図において、10は、データ変調成
分が除去された相関信号V1(i) が供給される入力端子
である。ここで、相関信号とは、受信信号を逆拡散する
ことにより得られる信号である。また、データ変調成分
が除去された相関信号V1(i) とは、この逆拡散により
得られた相関信号とその判定結果を示す信号とを乗算す
ることにより得られた信号である。したがって、このデ
ータ変調成分が除去された相関信号V1(i) は、伝搬路
特性を示す成分と雑音とからなる。なお、iは時間を示
し、V1(i) は、相関信号が時間離散信号であることを
示す。
号V2が供給される入力端子である。
表示信号V2に基づいて、最小2乗法による推定誤差S
を最小とし得るような近似データ数Mを決定する近似デ
ータ数決定部である。
関数F(i) に基づいて、伝搬路特性の推定値V3(i) を
算出する推定値算出部である。この推定値算出部40
は、近似データ数決定部30で決定された近似データ数
M分の相関信号V1(i) を使って、最小2乗法によっ
て、相関信号V1(i) との推定誤差Sが最小となるよう
に、近似関数F(i) のパラメータを算出し、このパラメ
ータを有する近似関数F(i) に基づいて、相関信号V1
(i) を使って、推定値V3(i) を算出する。
定値V3(i) が供給される出力端子である。この出力端
子50は、図示しない重付け部に接続されている。すな
わち、推定値V3(i) の複素共役を求め、これを相関信
号V1(i) に乗算する重付け部に接続されている。
端子10から入力された相関信号V1(i) は、推定値算
出部40に供給される。また、入力端子20から入力さ
れた速度表示信号V2は、近似データ数決定部30に供
給される。
V2に基づいて、各データ伝送速度ごとに、図3に示す
ような近似データ数Mと推定誤差Sとの関係を示す近似
データ数決定図を作成し、この図に基づいて、推定誤差
Sを最小とし得るような近似データ数Mを決定する。こ
れにより、近似データ数Mは、実際のデータ伝送速度に
応じて、最適な値に設定されることになる。
が早い場合は、大きい値に設定され、遅い場合は、小さ
い値に設定される。これは、データ伝送速度の変化に伴
う伝搬路の変化に対応させるためである。
雑音除去能力に基づいて定められる必要最小限の近似デ
ータ数Mよりは小さくなることがないように設定され
る。これは、データ伝送速度が遅い場合でも、必要最小
限の雑音除去能力を確保するためである。
データ数Mは、推定値算出部40に供給される。推定値
算出部40は、この近似データ数Mを受け取ると、ま
ず、近似データ数M分の相関信号V1(i) を使って、最
小2乗法によって、近似関数F(i) のパラメータを算出
する。これにより、相関信号V1(i) と近似関数F(i)
との偏差の2乗の和、すなわち、推定誤差Sが最小とな
るようなパラメータが求められる。この推定誤差Sは、
次式(1)で表される。
(M−1)Tdとなっている。
タが定められた近似関数F(i) に基づいて、推定値V3
(i) を算出する。この場合、現時刻T+MTdにおける
伝搬路特性は、F(T+MTd) と推定される。したがって、
近似関数F(i) が次式(2)に示すような2次関数であ
る場合は、現時刻T+MTdにおける伝搬路特性は、次
式(3)のように推定される。
して、図示しない重付け部に供給される。これにより、
推定値V3(i) は、RAKE合成のための重付けに供さ
れる。 以上が伝搬路推定装置の構成および動作であ
る。次に、推定値算出部40の具体的構成の一例を説明
する。図2は、この推定値算出部40の具体的構成の一
例を示すブロック図である。
ジタルフィルタによって構成され、近似関数F(i) のパ
ラメータを算出することにより、タップ係数を算出し、
このタップ係数に基づいて、近似データ数M分の相関信
号V1(i) を重み付け加算することにより、推定値V3
(i) を算出するようになっている。
も、近似データ数決定部30で決定可能な近似データ数
Mのうち、最も大きな近似データ数Mmax分のタップ
P(1)〜P(K)(Mmax≦K)を有するシフトレ
ジスタである。このシフトレジスタ61は、入力端子1
0から入力される相関信号V1(i) を順次遅延すること
により、K個の相関信号V1(i) を同時に出力する。
タ41の各タップP(1)〜P(K)ごとに設けられ、
対応するタップP(1)〜P(K)から出力される相関
信号V1(i) にタップ係数A(1)〜A(K)を乗算す
るタップ係数乗算器である。
(1)〜42(K)の乗算出力をすべて加算し、推定値
V3(i) を出力する総和器である。
算出するタップ係数演算部である。このタップ係数演算
部44は、近似データ数決定部30で決定された近似デ
ータ数M分の相関信号V1(i) を使って、この相関信号
V1(i) との推定誤差Sが最小となるように、最小2乗
法によって、近似関数F(i) のパラメータを算出するこ
とにより、タップ係数A(1)〜A(K)を算出する。
データ数M分のタップ係数A(1)〜A(M)について
は、これを、上記のように、最小2乗法によって算出
し、残りのタップ係数A(M+1)〜A(K)について
は、これを0に設定する。
には、例えば、予め、各近似データ数Mごとに、タップ
係数A(1)〜A(K)を求めておき、近似データ数決
定部30で近似データ数Mが決定されると、この近似デ
ータ数Mに対応するタップ係数A(1)〜A(K)をテ
ーブル等から読み出して、タップ係数乗算器42(1)
〜42(K)に供給するようになっている。
端子10から入力された相関信号V1(i) は、シフトレ
ジスタ41により、順次、データ伝送周期Td分づつ遅
延される。これにより、シフトレジスタ41からK個の
相関信号V1(i) が同時に出力される。このK個の相関
信号V1(i) は、それぞれ対応するタップ係数乗算部4
2(1)〜42(K)でタップ係数A(1)〜A(K)
を乗算された後、総和器43で加算される。
のうち、近似データ数M分のタップ係数A(1)〜A
(M)は、推定誤差Sが最小となるように、最小2乗法
によって、近似関数F(i) のパラメータを算出すること
により算出される。これに対し、残りのタップ係数A
(M+1)〜A(K)は、0に設定される。これによ
り、現時刻T+MTdの推定値V3(i) は、現時刻T+
MTdの直ぐ前のM個のデータV1(T) 〜V1(T+(M-1)
Td) から算出される。
の如く、近似データ数決定部30で近似データ数Mが決
定されると、この近似データ数Mに対応するタップ係数
A(1)〜A(K)をテーブル等から読み出して、タッ
プ係数乗算器42(1)〜42(K)に供給するように
なっている。
うな効果が得られる。 まず、この実施例によれば、データ伝送速度に基づ
いて、最小2乗法による推定誤差Sを最小とし得るよう
な近似データ数Mを決定するようにしたので、実際のデ
ータ伝送速度に基づいて、最適な近似データ数Mを設定
することができる。これにより、データ伝送速度が変動
した場合でも、伝搬路特性を良好に推定することが可能
となる。
出部40を非巡回型ディジタルフィルタで構成する場合
においては、通信時に、自動的にタップ係数A(1)〜
A(K)を設定することができるので、設計時に、タッ
プ係数A(1)〜A(K)の設定という煩雑な作業を行
わなくても済むようにすることができる。
出部30を非巡回型ディジタルフィルタで構成する場
合、予め、各近似データ数Mごとに、タップ係数A
(1)〜A(K)を求めておき、近似データ数決定部3
0で近似データ数Mが決定されると、この近似データ数
Mに対応するタップ係数A(1)〜A(K)をテーブル
等から読み出して、タップ係数乗算器42(1)〜42
(K)に供給するようにしたので、近似データ数Mが決
定した後、迅速に、タップ係数A(1)〜A(K)を設
定することができる。
たが、この発明は、上述したような実施例に限定される
ものではない。
データ伝送速度に基づいて、逐次、図3に示すような近
似データ数決定図を作成し、この図に基づいて、近似デ
ータ数Mを決定する場合を説明した。しかし、この発明
は、予め、予想される複数のデータ伝送速度ごとに、最
適な近似データ数Mを求めてテーブルを作成しておき、
通信時に、データ伝送速度に基づいて、このテーブルを
参照することにより、近似データ数Mを決定するように
してもよい。
多元接続方式としてCDMAを用い、周波数選択性フェ
ージングに対処可能な受信機としてRAKE方式の受信
機を用いる移動通信システムの受信機に設けられる伝搬
路推定装置に適用する場合を説明した。すなわち、この
発明を、RAKE合成用の伝搬路推定装置に適用する場
合を説明した。
目的に用いられる伝搬路推定装置にも適用することがで
きる。また、この発明は、CDMA以外の多元接続方式
を用いる移動通信システムの伝搬路推定装置にも適用す
ることができる。また、この発明は、移動通信システム
以外の通信システムの伝搬路推定装置にも適用すること
ができる。
て、パラメータが定められた近似関数F(i) に基づい
て、伝搬路特性を推定する伝搬路推定装置一般に適用す
ることができる。
を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論
である。
通信時に、データ伝送速度に基づいて、最小2乗法によ
る推定誤差を最小とし得るような近似データ数を決定す
るようにしたので、実際のデータ伝送速度に基づいて、
最適な近似データ数を決定することができる。これによ
り、データ伝送速度が変動した場合でも、伝搬路特性を
良好に推定することが可能となる。
ある。
示すブロック図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 直接拡散/スペクトル拡散通信方式の通
信システムに設けられ、データ変調成分が除去された相
関信号との誤差が最小となるように、最小2乗法によっ
てパラメータが算出された近似関数に基づいて、伝搬路
特性を推定する伝搬路推定装置において、 データ伝送速度に基づいて、前記パラメータを算出する
際に使用するデータ数として、前記誤差を最小とし得る
ようなデータ数を決定するデータ数決定手段と、 このデータ数決定手段によって決定されたデータ数分の
前記データ変調成分が除去された相関信号を使って、前
記最小2乗法によって前記パラメータを算出し、この算
出されたパラメータを有する近似関数に基づいて、前記
伝搬路特性の推定値を算出する推定値算出手段とを具備
したことを特徴とする伝搬路推定装置。 - 【請求項2】 前記推定値算出手段は、 少なくとも、前記データ数決定手段によって決定可能な
最大データ数分のタップを有し、前記データ変調成分が
除去された相関信号を順次遅延することにより、タップ
数分の相関信号を同時に出力する遅延手段と、 前記データ数決定手段によって決定されたデータ数分の
相関信号を使って、前記最小2乗法によって、前記パラ
メータを算出することにより、前記データ数決定手段に
よって決定されたデータ数分のタップ係数を算出するタ
ップ係数算出手段と、 このタップ係数算出手段により算出されたタップ係数に
基づいて、前記遅延手段から出力される相関信号のう
ち、前記データ数決定手段で決定されたデータ数分の相
関信号を重付け加算する重付け加算手段とを具備するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項1記載の伝
搬路推定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16765994A JP3408633B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 伝搬路推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16765994A JP3408633B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 伝搬路推定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0832551A JPH0832551A (ja) | 1996-02-02 |
JP3408633B2 true JP3408633B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=15853859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16765994A Expired - Fee Related JP3408633B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 伝搬路推定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3408633B2 (ja) |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16765994A patent/JP3408633B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
雨澤泰治(外2名),最小2乗法に基づく無線チャネル推定の特性評価,春季大会講演論文集,電子情報通信学会,1994年 3月10日,1基礎・境界,p.1−278,A−276 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0832551A (ja) | 1996-02-02 |
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