JP3748443B2 - 無線受信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ダイバーシチ受信を行う無線受信装置に関する。
従来、ダイバーシチ受信を行う無線受信装置では、パス検出等の同期処理を行うための処理系統がアンテナに対応させて複数ブランチ分必要となる。例えば、2ブランチのダイバーシチ受信を行うためには、同期処理系統が2つ必要になり、シングルブランチの受信に比べ同期処理のリソースが2倍必要となる(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−324528号公報
同期処理については、3GPP TS25.133おいて、同時接続可能数が6RL(Radio Link)に対応しなければならない(すなわち移動局装置は6セル分の信号を同時に受信できなければならない)旨規定されている。このため、上記従来の無線受信装置を単純に3GPPの規定にあわせて構成すると、2ブランチのダイバーシチ受信を行うためには、合計で12の同期処理系統が必要となり、装置規模が増大してしまうと共に製造コストが高くなってしまう。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、装置規模を増大させずに効率よくダイバーシチ受信を行うことができる無線受信装置を提供することを目的とする。
本発明の無線受信装置は、第1アンテナおよび第2アンテナと、受信信号を逆拡散して得た逆拡散結果に基づいて遅延プロファイルを作成し、その遅延プロファイルに基づいてパスの検出を行う同期処理手段と、検出されたパスの位置に従って前記受信信号を逆拡散して得られる複数の信号を合成する合成手段と、を具備し、前記同期処理手段は、同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達している場合は前記第1アンテナで受信された第1受信信号を用いて前記セルの分の逆拡散および遅延プロファイルの作成を行う第1処理を行った後に、前記第1受信信号のパスの検出を行い、同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達していない場合は、前記第1処理、および前記第2アンテナで受信された第2受信信号を用いて逆拡散および遅延プロファイルの作成を行う第2処理を行った後に、前記第1受信信号および前記第2受信信号双方のパスの検出を行う構成を採る。この構成によれば、同時接続数が同時接続可能数に達していない場合にだけダイバーシチ受信が行われるため、装置規模を増大させずに効率よくダイバーシチ受信を行うことができる。
本発明によれば、装置規模を増大させずに効率よくダイバーシチ受信を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図1の無線受信装置は、アンテナ#1とアンテナ#2とを使用してダイバーシチ受信を行うものである。この無線受信装置は、例えば移動体通信システムの移動局装置等に搭載されて使用されるものである。
アンテナ#1で受信された信号は受信処理部101−1でダウンコンバート等の所定の無線処理を施された後、バッファ102−1に保持される。アンテナ#2で受信された信号は受信処理部101−2でダウンコンバート等の所定の無線処理を施された後、バッファ102−2に保持される。ここで、アンテナ#2、受信処理部101−2、およびバッファ102−2は、HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)のダイバーシチ受信専用に備えられたものである。図1の無線受信装置を搭載する移動局装置は、現在、HSDPAサービスを提供するセル(HSDPAサービングセル)に位置するものとする。よって、アンテナ#1で受信される信号にも、アンテナ#2で受信される信号にも、HSDPAサービングセルの信号(HSDPA信号)が含まれる。なお、HSDPA信号としては、HSDPAサービングセルのHS−SCCH(Hi Speed-Shared Control Channel)信号、HS−PDSCH(Hi Speed-Physical Downlink Shared Channel)信号、CPICH(Common Pilot Channel)信号、DPCH(Dedicated Physical Channel)信号等がある。
スイッチ103は、制御部104によって切り替え制御され、バッファ102−1またはバッファ102−2に保持された受信信号を逆拡散部105および逆拡散部108に入力する。切り替え制御については後述する。逆拡散部105は入力された受信信号に対して逆拡散を行って、その逆拡散結果を遅延PF(プロファイル)作成部106に入力する。遅延PF作成部106は、逆拡散結果より遅延プロファイルを作成し、パス検出部107に入力する。パス検出部107は、遅延プロファイルより所定のしきい値以上のレベルとなるパスを検出し、パス位置を示す信号を逆拡散部108に入力する。なお、逆拡散部105、遅延PF作成部106およびパス検出部107より同期処理部を構成する。
逆拡散部108は、受信可能パス数だけ備えられ、入力された受信信号に対してパス検出部107で検出されたパス位置のタイミングに合わせて逆拡散を行う。逆拡散後のそれぞれのパスの信号はRAKE合成部109でRAKE合成される。RAKE合成後の信号は復号部110で誤り訂正復号され、その結果、受信データが得られる。
図1に示すように本実施の形態では、同期処理部(逆拡散部105、遅延PF作成部106およびパス検出部107)を1ブランチ分だけ備え、この1ブランチ分の同期処理部で2ブランチ分の同期処理を行う。また、この同期処理部を時分割で動作させることにより、複数セル分の受信信号を処理可能とする。
次いで、制御部104が行う切り替え制御について図2および図3を用いて説明する。なお、同時接続可能数をNセルとして説明する。また、同期処理部は所定の周期(図2、図3では2フレーム)で一連の同期処理を繰り返す。
同時接続しているセルの合計がHSDPAサービングセルを含みNセルに達している場合は、図2に示すように、制御部104は、同期処理部のリソースに空きがないと判断し、スイッチ103をバッファ102−1と逆拡散部105とを接続したまま維持する。そして、Nセル分の逆拡散および遅延プロファイルの作成が完了した後に、パス検出が行われる。よって、この場合には、アンテナ#1で受信された信号に対してのみ同期処理が行われるので、ダイバーシチ受信は行われない。つまり、同時接続しているセルの合計がNに達していて同期処理部に空きリソースがない場合は、ダイバーシチ受信を行わない。
一方、同時接続しているセルの合計がHSDPAサービングセルを含みNセルに達していない場合は、図3に示すように、制御部104は、同期処理部のリソースに空きがあると判断し、アンテナ#1の受信信号に対して行われる、同時接続しているセル分の逆拡散および遅延プロファイルの作成の完了後、スイッチ103を切り替えて、バッファ102−2と逆拡散部105とを接続する。これにより、バッファ102−2に保持された受信信号が逆拡散部105に入力される。アンテナ#2、受信処理部101−2およびバッファ102−2は、HSDPAサービングセルに対して専用に設けられたものであるため、この切り替え制御により、アンテナ#2で受信された2ブランチ目の受信信号に含まれるHSDPA信号に対して逆拡散および遅延プロファイルの作成が行われる。逆拡散および遅延プロファイルの作成は、HSDPA信号のうちCPICH信号やDPCH信号に対して行われる。そして、2ブランチ目のHSDPA信号に対する逆拡散および遅延プロファイルの作成が完了した後に、アンテナ#1の受信信号に対する遅延プロファイルおよびアンテナ#2のHSDPA信号に対する遅延プロファイルに基づいてパス検出が行われる。つまり、同時接続しているセルの合計がNに達していない場合は、その空きリソースを利用して、HSDPAサービングセルに対してダイバーシチ受信が行われる。また、HSDPAサービングセルは移動局装置に対して1セルに限られるため、アンテナ#1およびアンテナ#2に対する同期処理の合計時間は、図2で示したNセル分以下になる。
パス検出部107でのパス検出は以下のようにして行われる。まず、パス検出部107は、遅延PF作成部106がセル毎に作成した遅延プロファイルより所定のしきい値以上のレベルとなるパスをフィンガ割り当て候補のパスとしてセル毎に検出する。そして、検出されたパスのうち、セル毎に所定数のパスをフィンガに割り当てる。この際、遅延プロファイルの値が大きいものから順に所定数までを割り当てる。この所定数はセル毎に異なる値が設定される。例えば、HSDPAサービングセル以外のセルに対しては所定数Nを設定し、HSDPAサービングセルに対しては所定数Nより大きい所定数N_HSを設定する(N<N_HS)。さらに、ダイバーシチ受信を行う場合は、HSDPAサービングセルに対して、所定数N_HSよりもさらに大きな所定数N_HS_divを設定する(N<N_HS<N_HS_div)。また、ダイバーシチ受信を行う場合は、アンテナ#1に対する遅延プロファイルとアンテナ#2に対する遅延プロファイルをまとめて所定数N_HS_divまでのパスをフィンガに割り当てる。ダイバーシチ受信を行う場合はフィンガ割り当ての候補となる受信品質の良いパスの数がアンテナ数に応じて相対的に増加するため、このようにダイバーシチ受信を行う場合の所定数をダイバーシチ受信を行わない場合の所定数よりも大きく設定することにより、ダイバーシチ受信を有効に利用したフィンガ割り当てを行うことができ、受信特性を改善することができる。
なお、本実施の形態においては、ダイバーシチ受信を行わない場合は、アンテナ#2に対する受信処理を停止させてもよい。つまり、受信処理部101−2およびバッファ102−2の動作を停止させてもよい。このようにダイバーシチ受信を行わない場合にアンテナ#2に対する受信処理を停止することで、消費電力を削減することができる。
このように本実施の形態によれば、同期処理に空きリソースがある場合、すなわち、現在の同時接続数が同時接続可能数に達していない場合にHSDPAサービングセルに対してダイバーシチ受信を行うため、同期処理に係るリソースを増加させることなく、HSDPA信号に対してダイバーシチゲインを得ることができる。また、同期処理の空きリソースを利用してダイバーシチ受信を行うため、空きリソースを有効に利用することができる。つまり、本実施の形態によれば、HSDPAサービングセルに対して、装置規模を増大させずに効率よくダイバーシチ受信を行うことができる。ダイバーシチ受信によってHSDPAサービングセルの受信品質を向上できると、移動局装置から基地局装置に送信される下り回線の伝送品質報告値(CQI:Channel Quality Indicator)が上がるので、その移動局装置についてデータ伝送のスループットを向上させることができる。
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図4において、実施の形態1(図1)と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
アンテナ#1で受信された信号は受信処理部101−1でダウンコンバート等の所定の無線処理を施された後、バッファ102−1に保持されるとともにゲイン制御部117に入力される。また、アンテナ#2で受信された信号は受信処理部101−2でダウンコンバート等の所定の無線処理を施された後、バッファ102−2に保持されるとともにゲイン制御部117に入力される。
ゲイン制御部117は、アンテナ#1で受信された信号の受信電力およびアンテナ#2で受信された信号の受信電力を測定した後比較し、大きい方の受信電力を選択し、その選択した受信電力に基づいて受信処理部101−1および受信処理部101−2で行われるAGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)のゲインの値を算出する。そして、求めたゲイン値を受信処理部101−1および受信処理部101−2の双方に入力する。受信処理部101−1および受信処理部101−2では、入力された同一のゲイン値に基づいて受信信号の利得を調節する。つまり、大きい方の受信電力に基づいて求めた同一のゲイン値をアンテナ#1およびアンテナ#2の双方に対し共通に適用する。
スイッチ119は、制御部118によって切り替え制御され、バッファ102−1に保持された受信信号またはバッファ102−2に保持された受信信号のいずれか一方をセルサーチ部120に入力する。制御部118における切り替え制御はゲイン制御部117における選択に従う。つまり、ゲイン制御部117は、選択結果、すなわち、選択した大きい方の受信電力をもつ信号が、アンテナ#1で受信された信号(バッファ102−1に保持された受信信号)かアンテナ#2で受信された信号(バッファ102−2に保持された受信信号)のいずれであるかを制御部118に知らせる。制御部118は、ゲイン制御部117より知らされた選択結果に従って、大きい方の受信電力をもつ受信信号を選択してセルサーチ部120に入力する。つまり、制御部118は、アンテナ#1で受信された信号の受信電力の方が大きい場合はバッファ102−1とセルサーチ部120とをスイッチ119によって接続し、逆に、アンテナ#2で受信された信号の受信電力の方が大きい場合はバッファ102−2とセルサーチ部120とをスイッチ119によって接続する。セルサーチ部120は、入力された受信信号に基づいてセルサーチを行い、セルサーチ結果を出力する。
このように本実施の形態によれば、ダイバーシチ受信を構成するアンテナ#1およびアンテナ#2のAGCを同一のゲイン値に基づいて行って、アンテナ#1およびアンテナ#2のAGCを共通に行うため、受信処理部101−1および受信処理部101−2でのAGCを含む受信処理に後続するパス検出、RAKE合成等において、アンテナ間の受信レベルの差を考慮する必要がなくなる。よって、接続しているセルでダイバーシチ受信が行われるか否かに依らない構成とすることができるため、無線受信装置の装置構成を簡単にすることができる。また、セルサーチにダイバーシチ受信が適用される場合は、セルサーチを上記のようにゲイン制御部117における選択結果に従って行うことで、アンテナ数に応じて装置構成を大きくすることなく、ダイバーシチゲインを得ることができる。
なお、セルサーチにダイバーシチ受信が適用されない場合は、アンテナ#1およびアンテナ#2それぞれの受信電力に基づいてアンテナ毎に独立にAGCを行うようにする。トラヒックチャネル以外の制御チャネル(例えば報知チャネル)についてダイバーシチ受信が適用されない場合も同様である。
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図5において、実施の形態1(図1)と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
実施の形態1では、同期処理に空きリソースがある場合、すなわち、同時接続しているセルの合計がHSDPAサービングセルを含みNセルに達していない場合にだけ、HSDPAサービングセルに対するダイバーシチ受信が可能であった。これに対し、本実施の形態では、図5に示すように、同期処理部において、同時接続しているNセルに加えて2ブランチ目のHSDPA信号に対する同期処理を可能にするよう、逆拡散部105に追加して逆拡散部111を設けた。つまり、N+1のリソースを用意した。
これにより、同時接続しているセルの合計がNに達している場合でも、図6に示すように、HSDPAサービングセルに対するダイバーシチ受信を行うためのリソースをさらに1セル分確保することができる。よって、本実施の形態では、HSDPAサービングセルに対して常にダイバーシチ受信を行うことができる。
(実施の形態4)
図7は、本発明の実施の形態4に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図7において、実施の形態1(図1)、実施の形態3(図5)と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
本実施の形態では、図7に示すように、同期処理部において、同時接続しているNセルおよびHSDPAサービングセルに加えて2ブランチ目の上り回線(UL:Up Link)サービングセルの信号に対する同期処理を可能にするよう、さらに逆拡散部112を追加した。つまり、N+2のリソースを用意した。ここで、上り回線サービングセルとは、上り回線にハイブリッドARQ(Automatic Repeat reQuest)や送信スケジューリング、適応変調といった技術を適用したときに、その上り回線に対するACK(ACKnowledgment)やNACK(Negative ACKnowledgment)またはスケジューリング情報を下り回線で送信するセルである。
このように、N+2のリソースを用意することにより、同時接続しているセルの合計がNに達している場合でも、図8に示すように、HSDPAサービングセルに対するダイバーシチ受信を行うためのリソースおよび上り回線サービングセルに対するダイバーシチ受信を行うためのリソースをさらに2セル分確保することができる。よって、本実施の形態では、HSDPAサービングセルおよび上り回線サービングセルに対して常にダイバーシチ受信を行うことができる。HSDPAサービングセルと上り回線サービングセルとは同一でないことがあるため、HSDPAサービングセルに対してだけでなく上り回線サービングセルに対しても常にダイバーシチ受信を行って、上り回線サービングセルからの下り回線信号の受信品質を向上させることは有効である。
(実施の形態5)
図9は、本発明の実施の形態5に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図9において、実施の形態1(図1)と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)では移動局装置毎の伝搬路状況に合わせた最適な送信電力制御は行われないため、移動局装置では受信品質が劣悪になる場合があり、MBMSを適切に受けられないことがある。そこで、本実施の形態では、図9に示すように、同期処理部において、同時接続しているNセルに加えて2ブランチ目のMBMSセルの信号に対する同期処理を可能にするよう、逆拡散部105に追加して逆拡散部113を設けた。つまり、N+1のリソースを用意した。
ここで、MBMSとは、1対1(Point to Point:P-to-P)の通信ではなく、1対多(Point to Muiti:P-to-M)の通信を行うサービスである。すなわち、MBMSでは、1つの基地局装置が複数の移動局装置に対して同時に同じ情報を送信する。また、MBMSには、ブロードキャストモード(Broadcast Mode)とマルチキャストモード(Multicast Mode) とがあり、ブロードキャストモードが現在のラジオ放送のように全移動局に対して情報送信するようなモードであるのに対し、マルチキャストモードはニュースグループ等そのサービスに加入している特定の移動局に対してのみ情報送信するようなモードである。そして、このようなMBMSを行うセルをMBMSセルという。
このように、N+1のリソースを用意することにより、同時接続しているセルの合計がNに達している場合でも、図10に示すように、MBMSセルに対するダイバーシチ受信を行うためのリソースをさらに1セル分確保することができる。よって、本実施の形態では、MBMSセルに対して常にダイバーシチ受信を行うことができ、MBMSの受信品質を良好に保つことができる。
また、本実施の形態では、図9に示すように、MBMSセルのDPCH信号用の逆拡散部114、MBMSの情報が送信されるSCCPCH(Secondary Common Control Physical Channel)信号用の逆拡散部115および逆拡散後の信号を保持するバッファ116を備えた。逆拡散部114および逆拡散部115は、パス検出部107で検出されたパス位置のタイミングに合わせて逆拡散を行う。これにより、MBMSセルのDPCH信号およびSCCPCH信号に対してダイバーシチ受信に対応させた復調を行うことができる。
なお、DPCH信号用の逆拡散部114の数とSCCPCH信号用の逆拡散部115の数は同数でなくても構わない。これは、DPCH信号は基本的には同時に通信しているセルすべてから送信されるためDPCH信号のパス候補は多数あるのに対し、MBMSのSCCPCH信号は1つもしくは少数のセルからのみ送信されるためSCCPCH信号のパス候補は少ないことがあるからである。
また、DPCH信号に対する処理負荷等を考慮すると、あえてDPCH信号についてはダイバーシチ受信に対応させた復調を行わず、SCCPCH信号についてのみダイバーシチ受信に対応させた復調を行うことも可能である。この場合には、DPCH信号のパスは、アンテナ#1の受信信号から作成された遅延プロファイルだけから検出し、SCCPCH信号のパスは、アンテナ#1の受信信号から作成された遅延プロファイルおよびアンテナ#2の受信信号から作成された遅延プロファイルの双方から検出する。
なお、上記実施の形態1〜5において、HSDPAサービングセル、上り回線サービングセルおよびMBMSセルは、上記無線受信装置を搭載した移動局装置のRL(Radio Link)接続状況や移動局装置での受信レベル測定結果に基づいて、ネットワーク上位において決定され移動局装置に通知される。
また、ダイバーシチ受信を行うRLの選択方法としては、実施の形態1〜5のようにHSDPAサービングセル、上り回線サービングセル、MBMSセルを選択するものの他に、受信品質(DPCH信号のSIR(Signal to Interference Ratio)、CPICH信号のSIR、パス合計電力等)が良好なRLから順に選択する、ダイバーシチ受信を行った場合に合成後の受信品質が最も良好になるRLから順に選択する等が挙げられる。
また、実施の形態1〜5においては、セルサーチ等に使用される制御チャネルの受信処理について、アンテナ#1またアンテナ#2のいずれか一方のアンテナのみを固定的に用いてダイバーシチ受信を行わない構成としてもよい。但し、この場合でもトラヒックチャネルについてはダイバーシチ受信を行う。移動体通信システムにおいては、実施の形態1〜5のような無線受信装置を搭載しダイバーシチ受信を行える移動局装置と、ダイバーシチ受信を行えない移動局装置とが混在している。基地局装置や制御局装置では、各移動局装置がダイバーシチ受信を行えるか否か知り得ないため、制御チャネルをすべての移動局装置に同じ状態で受信させるには、ダイバーシチ受信を行えない移動局装置に合わせた制御を行う必要がある。つまり、移動体通信システムでは、制御チャネルについてはダイバーシチ受信が適用されない。よって、たとえダイバーシチ受信を行える移動局装置でも、制御チャネルについてはダイバーシチ受信を行わないようにする。
本発明は、移動体通信システムの移動局装置等に好適である。
本発明の実施の形態1に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係る無線受信装置の動作を示す図 本発明の実施の形態1に係る無線受信装置の動作を示す図 本発明の実施の形態2に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態3に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態3に係る無線受信装置の動作を示す図 本発明の実施の形態4に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態4に係る無線受信装置の動作を示す図 本発明の実施の形態5に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態5に係る無線受信装置の動作を示す図
符号の説明
101−1、101−2 受信処理部
102−1、102−2、116 バッファ
103 スイッチ
104 制御部
105 逆拡散部
106 遅延PF作成部
107 パス検出部
108、111、112、113、114、115 逆拡散部
109 RAKE合成部
110 復号部

Claims (8)

  1. 第1アンテナおよび第2アンテナと、
    受信信号を逆拡散して得た逆拡散結果に基づいて遅延プロファイルを作成し、その遅延プロファイルに基づいてパスの検出を行う同期処理手段と、
    検出されたパスの位置に従って前記受信信号を逆拡散して得られる複数の信号を合成する合成手段と、を具備し、
    前記同期処理手段は、
    同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達している場合は前記第1アンテナで受信された第1受信信号を用いて前記セルの分の逆拡散および遅延プロファイルの作成を行う第1処理を行った後に、前記第1受信信号のパスの検出を行い
    同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達していない場合は、前記第1処理、および前記第2アンテナで受信された第2受信信号を用いて逆拡散および遅延プロファイルの作成を行う第2処理を行った後に、前記第1受信信号および前記第2受信信号双方のパスの検出を行う、
    ことを特徴とする無線受信装置。
  2. 前記同期処理手段は、同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達していない場合は、前記第1処理を行った後に前記第2処理を行う、
    ことを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。
  3. 前記同期処理手段は、同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達していない場合は、前記第2受信信号に含まれるHSDPA信号に対して前記第2処理を行う、
    ことを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。
  4. 前記同期処理手段は、同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達していない場合は、前記第1処理および前記第2処理を、同時接続可能数のセル分の合計処理時間以内に行う、
    ことを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。
  5. 前記同期処理手段は、同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達していない場合は、同時接続しているセルの数が同時接続可能数に達している場合にフィンガに割り当てるパスの数より大きい数のパスをフィンガに割り当てる、
    ことを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。
  6. 前記第1受信信号および前記第2受信信号双方に対し共通のゲイン値により自動利得制御を行う利得制御手段、をさらに具備する、
    ことを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。
  7. 前記利得制御手段は、前記第1受信信号の受信電力および前記第2受信信号の受信電力のうち大きい方の受信電力に基づいて前記ゲイン値を求める、
    ことを特徴とする請求項6記載の無線受信装置。
  8. 請求項1から7のいずれかに記載の無線受信装置を搭載することを特徴とする移動局装置。
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