JP4155026B2 - 基地局受信装置及びフレーム同期判定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CDMA通信システムの基地局受信装置に関し、特にフレーム同期判定精度を高めた基地局受信装置及びフレーム同期判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のCDMA(Code Division Multiple Access) 通信方式におけるフレーム同期判定方法では、無線基地局にて受信したUPLINK DPCCH(Dedicated Physical Control Channel)のPILOTビットとチャネル推定用に用いるリファレンスビットパターンとを比較し、不一致ビット数(これを誤りPILOT数とする。)が予め設定された許容値(後方誤り許容PILOT数とする。)以下であった場合に「PILOT判定OK」とし、これが一定のフレーム区間(後方保護段数)以上連続した場合、「同期確立」と判定していた。
【0003】
ところが、W−CDMA通信システムにおけるCM(Compressed Mode)時のように、1無線フレーム内のTS(Time Slot)の全てを送信せずにある区間(数TS間)の送信を停止したり、1TS中のPILOT Field(同期パターンとして適用されるべき「PILOTビット」)のビット数が少ない無線フレームのスロットフォーマットを使用しなければならないなどの理由により、フレーム同期の判定に用いる、1無線フレーム内の総PILOT数が少なくなる場合がある。
【0004】
したがって、1無線フレーム内のPILOTビットを用いて行う誤りPILOT数によるフレーム同期の判定では、測定ビット数が減少することにより、例えば、無信号入力時にランダム系列であるはずの受信PILOTが既知のPILOTパターンと一致する確率が高くなり、結果としてフレーム同期の誤判定につながるなど、同期判定精度が悪化するという問題が生じる。
【0005】
この問題を解決する従来技術として、PILOT数が減少する受信モードに応じて許容される誤りビット数も小さく設定することによって、フレーム同期の確立が精度よく判別できることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
しかしながら、この従来技術では、特定の受信モードに適応する閾値の設定であるため、受信モードに応じて許容される誤りビット数の設定が必要となり、PILOT数の増減に対する適応性に問題が残る。
【0007】
また、より精度を高めるため、PILOTビットのほかにフィンガ部等にて推定される受信SIR(信号波対干渉波電力比)も同期判定に使用することが考えられる。この場合、推定された受信SIRが予め設定している閾値(後方SIR閾値とする。)以上であった場合に「SIR判定OK」とし、上記PILOTビットと合わせ、「PILOT判定OK」かつ「SIR判定OK」の状態が後方保護段数分連続した場合に、「同期確立」と判定する。
【0008】
しかし、無線フレーム内のPILOT数が少ない場合、フィンガ部で推定されるSIR推定精度が劣化するという問題が残る。
【0009】
次に、無線フレーム内のPILOT数とSIR推定精度との関係について説明する。図3は、上りスロットフォーマットを示す図であり、図4は、PILOT数に対するSIR推定精度の変化を示す図である。
【0010】
PILOT数は、図3に示すように、上りスロットフォーマットの変更、CM(Compressed Mode)適用の有無、GAP数等によって変化する。
【0011】
まず、1TS内のPILOT数が6ビットである場合(図3におけるスロットフォーマット“0”または“4”)には、1無線フレーム全体で、6×15=90ビットを用いて受信SIRを算出する。
【0012】
また、1TS内のPILOT数が3ビットである場合(図3におけるスロットフォーマット“2B”または“5B”)には、CMを適用しGAP数を7TSとすると、1無線フレーム全体で、3×(15−7)=24ビットを用いてSIRを算出することとなる。
【0013】
ここで、SIR推定値はTS毎の受信SIRを算出し、15TS分(1フレーム)の平均値として求めるものとする。
【0014】
図4によると、PILOT数の多い場合(A)の方が、PILOT数の少ない場合(B)に比べて、分散の広がりが少なくなっていることが示されている。これより、PILOTビットが少ない場合、受信SIRがSIR閾値以上となる領域(C)で「SIR判定OK」となるため、SIR閾値を超える可能性が高くなり、誤ったフレーム同期(誤同期)やフレーム同期外れ未検出となることが考えられる。
【0015】
したがって、このPILOT数の減少はSIR推定精度の劣化原因となるため、SIR推定を合わせて同期判定を行う場合でも安定した同期判定が行えないという問題がある。
【0016】
【特許文献1】
特開2002−124936号公報
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のフレーム同期判定方法は、PILOT数が減少する場合には、安定した同期判定が行えないという欠点がある。
【0018】
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去するため、1TS内のPILOT数と1無線フレーム内のGAP数に応じてSIRオフセット値を算出し、SIR閾値に加えてSIR閾値を適応的に設定することにより、フレーム同期の判定に用いるPILOT数が少なくなる場合でも、安定性のある同期判定精度を有する基地局受信装置及びフレーム同期判定方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局受信装置は、CDMA通信システムの基地局受信装置において、入力された受信ベースバンド信号から有効なパスの補足処理を行ないパス情報を出力するパスサーチ部と、前記パス情報により前記受信ベースバンド信号を逆拡散して、チャネル推定、RAKE合成、SIR(信号波対干渉波電力比)推定およびGAP数算出の処理を行なうフィンガ部と、前記フィンガ部から出力されたRAKE合成後のPILOTデータ系列を入力して復号処理を行い、1無線フレームのPILOTビット情報(誤りPILOT数)と1無線フレーム内の各TS(Time Slot)のPILOT数とを出力するデコード部と、前記フィンガ部から出力された前記GAP数の情報と前記デコード部から出力された各TSのPILOT数とをもとに、予め設定されたSIR閾値に加えるSIRオフセット値を算出するSIR閾値オフセット算出部と、前記デコード部から出力された前記1無線フレームのPILOTビット情報、前記フィンガ部から出力されたSIR推定値および前記SIR閾値オフセット算出部から出力された前記SIRオフセット値を用いてフレーム同期判定を行なう同期判定部と、を備えることを特徴としている。
【0020】
また、前記SIR推定値は、各TSのPILOTビットから受信SIRを算出し、当該受信SIRをGAP TSを除く1無線フレーム分で平均化した値とすることを特徴としている。
【0021】
また、前記デコード部は、予め設定されたPILOTパターンと入力された前記PILOTデータ系列を復号して得られた結果とを比較して、前記1無線フレームのPILOTビット情報と前記各TSのPILOT数とを算出することを特徴としている。
【0024】
また、本発明の基地局受信装置におけるフレーム同期判定方法は、入力された受信ベースバンド信号から有効なパスの補足処理を行なってパス情報を出力し、前記パス情報により前記受信ベースバンド信号を逆拡散してチャネル推定、RAKE合成、SIR(信号波対干渉波電力比)推定およびGAP数の算出を処理し、RAKE合成されたPILOTデータ系列を入力して復号処理し、1無線フレームのPILOTビット情報(誤りPILOT数)と1無線フレーム内の各TS(Time Slot)のPILOT数とを出力し、前記GAP数の情報と各TSのPILOT数とをもとに、予め設定されたSIR閾値に加えるSIRオフセット値を算出し、前記1無線フレームのPILOTビット情報、前記SIR推定値および前記SIRオフセット値を用いてフレーム同期判定を行なうことを特徴としている。
【0025】
また、前記SIR推定値は、各TSのPILOTビットから受信SIRを算出し、当該受信SIRをGAP TSを除く1無線フレーム分で平均化した値とすることを特徴としている。
【0026】
また、前記1無線フレームのPILOTビット情報および前記各TSのPILOT数は、予め設定されたPILOTパターンと前記PILOTデータ系列を復号して得られた結果とを比較して求められることを特徴としている。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明のフレーム同期判定方法を適用したCDMA通信システムの基地局受信装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【0030】
図1に示す本実施の形態は、フィンガ部11と、パスサーチャ部12と、デコード部13と、SIR(信号波対干渉波電力比)閾値オフセット算出部14と、同期判定部15とより構成されている。
【0031】
次に、本実施の形態の基地局受信装置の動作を図1を参照して詳細に説明する。
【0032】
図1を参照すると、受信された信号を復調することにより得られた受信ベースバンド信号101は、フィンガ部11とパスサーチャ部12とに入力される。
【0033】
パスサーチャ部12は、受信ベースバンド信号101を入力し、有効なパスの補足処理を行ないパス情報102をフィンガ部11に出力する。
【0034】
フィンガ部11は、パスサーチャ部12から出力されたパス情報102により受信ベースバンド信号101を逆拡散して、チャネル推定、RAKE合成、SIR推定およびGAP数算出の処理を行なう。また、フィンガ部11はRAKE合成後のPILOTデータ系列104をデコード部13に出力し、GAP数情報105をSIR閾値オフセット算出部14に出力し、さらにSIR推定値103を同期判定部15に出力する。
【0035】
デコード部13は、フィンガ部11から出力されたRAKE合成後のPILOTデータ系列104を入力して復号処理を行い、1無線フレームのPILOTビット情報(誤りPILOT数)107を同期判定部15に出力し、また、PILOTビット情報107から求めた各TSのPILOT数106をSIR閾値オフセット算出部14に出力する。
【0036】
SIR閾値オフセット算出部14は、フィンガ部11から出力されたGAP数情報105とデコード部13から出力された1TS当たりのPILOTデータ系列104とをもとに、予め設定されたSIR閾値に加えるSIRオフセット値108を算出し、同期判定部15に出力する。
【0037】
同期判定部15は、デコード部13で復号された1無線フレームのPILOTビット情報107とフィンガ部11から出力されたSIR推定値103と、SIR閾値オフセット算出部14から出力されたSIRオフセット値108とを用いてフレーム同期判定を行なう。
【0038】
以上の構成において、同期判定の動作は次のように行われる。
【0039】
まず、同期判定部15では、デコード部13で復号された1無線フレームのPILOTビット情報107より得られる「誤りPILOT数」と予め設定された「後方誤り許容PILOT数」とを比較して、PILOT判定“OK/NG”を行なう。また、フィンガ部11から出力されたSIR推定値103にSIR閾値オフセット算出部14から出力されたSIRオフセット値108を加算して、予め設定された「後方SIR閾値」の補正を行なう。次に、「補正後の後方SIR閾値」を用いてSIR判定“OK/NG”を行なう。以上のPILOT判定“OK”およびSIR判定“OK”の状態が所定のフレーム区間すなわち「後方保護段数」分連続した場合に、フレーム同期確立と判断する。
【0040】
一方、フレーム同期外れは、前方保護を用いた処理となり、予め設定された「前方誤り許容PILOT数」との比較によるPILOT判定“NG”、または、予め設定された「前方SIR閾値」との比較によるSIR判定“NG”の状態が一定のフレーム区間すなわち「前方保護段数」分連続した場合に判断される。以降、この処理をフレーム毎に行なう。
【0041】
ここで、SIR推定値は以下に示す手順で行う。
(1)各TS内のPILOTビットから受信SIRを算出する。
(2)15TS分(1無線フレーム)で平均化を行い、1無線フレームのSIR推定値とする。
【0042】
すなわち、従来の手順では、1TS内のPILOT数の減少は(1)の各TSのSIR推定精度劣化の原因となり、1無線フレーム内のGAP数の増加は(2)の平均化処理におけるSIR推定精度劣化の原因となる。
【0043】
本実施の形態では、(2)の平均化処理において、GAP TSを対称から外し、GAP数に応じたSIRオフセット値108を算出してSIR閾値に加えることにより、1TS内のPILOT数の変動に適応したSIR閾値を設定し、同期判定精度の安定化を図ることとしている。すなわち、1TS内のPILOT数と1無線フレーム内のGAP数という2つのパラメータの変化に応じて、SIRオフセット値を決定し、より適切なSIR閾値を与えることにより安定したフレーム同期判定を実現することができる。
【0044】
次に、本発明の実施の形態の動作の流れについて図2を参照して説明する。図2は、図1に示す実施の形態の動作の流れを示すフローチャートである。
【0045】
まず、同期判定部15において、現フレームの同期状態の確認を行なう(S10)。そして同期確立状態であれば前方保護を用いた処理となるS11へ、初期状態または同期はずれ状態であれば後方保護を用いた処理となるS21へそれぞれ遷移する。
【0046】
同期確立状態の場合、S11では誤りPILOT数(P)と前方誤り許容PILOT数(Pf’)との比較を行ない、誤りPILOT数(P)が前方誤り許容PILOT数(Pf’)以下であればPILOT判定“OK”と判断してS12へ遷移し、誤りPILOT数(P)が前方誤り許容PILOT数(Pf’)より大きければPILOT判定“NG”としてS14へ遷移する。
【0047】
S12へ遷移したとき、前方SIR閾値(Sf’)に1TS内のPILOT数とGAP数とより算出したSIR閾値オフセット値(Sf /offset)を加え、新たに補正後の前方SIR閾値(Sf'')としてS13へ遷移する。
【0048】
S13へ遷移した時は、受信SIR(S)と補正後の前方SIR閾値(Sf'')との比較を行なう。受信SIR(S)が補正後の前方SIR閾値(Sf'')以上であればSIR判定“OK”となりS15へ遷移し、受信SIR(S)が補正後の前方SIR閾値(Sf'')より小さければSIR判定“NG”となりS14へ遷移する。
【0049】
S14へ遷移した時は、現フレームの前方保護段数(現保護段数)に1を加え、S16へ遷移する。
【0050】
S15へ遷移した時は、現フレームの前方保護段数(現保護段数)を0とし、S16へ遷移する。
【0051】
S16では、現保護段数と設定値(同期判定用前方保護段数)とを比較し、現保護段数が同期判定用前方保護段数以上であればS17へと遷移し、現保護段数が同期判定用前方保護段数より小さければS18へ遷移する。
【0052】
S17へ遷移したときは「同期外れ」の状態に遷移し、S10へ戻る。
【0053】
S18へ遷移したときは「同期確立」の現フレームの状態を保持し、S10へ戻る。以降、この処理を無線フレーム毎に行なう。
【0054】
したがって、PILOT判定“NG”、または、GAP数を考慮したSIR判定“NG”の状態が所定のフレーム区間すなわち「同期判定用前方保護段数」分連続した場合にフレーム同期外れと判断することにより、GAP数の変化に応じてフレーム同期の判定を行うことができる。
【0055】
一方、初期状態または同期はずれ状態の場合、S21では誤りPILOT数(P)と後方誤り許容PILOT数(Pb’)との比較を行なう。誤りPILOT数(P)が後方誤り許容PILOT数(Pb’)以下であればPILOT判定“OK”としてS22へ遷移、誤りPILOT数(P)が後方誤り許容PILOT数(Pb’)より大きければPILOT判定“NG”となりS25へ遷移する。
【0056】
S22へ遷移した時は、後方SIR閾値(Sb’)に1TS内のPILOT数とGAP数とより算出したSIR閾値オフセット値(Sb /offset)を加え、新たに補正後の後方SIR閾値(Sb'')としてS23へ遷移する。
【0057】
S23へ遷移した時は、受信SIR(S)と補正後の後方SIR閾値(Sb'')との比較を行い、受信SIR(S)が補正後の後方SIR閾値(Sb'')以上であればSIR判定“OK”としてS24へ遷移、受信SIRが補正後の後方SIR閾値(Sb'')より小さければSIR判定“NG”となりS25へ遷移する。
【0058】
S24へ遷移した時は、現フレームの後方保護段数(現保護段数)に1を加え、S26へ遷移する。
【0059】
S25へ遷移した時は、現フレームの後方保護段数(現保護段数)を0とし、S26へ遷移する。
【0060】
S26へ遷移した時は、現保護段数と設定値(同期判定用後方保護段数)とを比較し、現保護段数が同期判定用後方保護段数以上であればS27へ遷移し、現保護段数が同期判定用後方保護段数より小さければS28へ遷移する。
【0061】
S27へ遷移した時は、「同期確立」の状態に遷移し、S10へ戻る。
【0062】
S28へ遷移した時は、「同期はずれ状態」の現フレームの状態を保持して、S10へ戻る。
【0063】
したがって、PILOT判定“OK”、且つ、GAP数を考慮したSIR判定“OK”の状態が所定のフレーム区間すなわち「同期判定用後方保護段数」分連続した場合にのみ、フレーム同期確立と判断することにより、誤同期の判定を防止することができる。
【0064】
また、SIR推定が正しく行なえなかった場合においても、SIRオフセット値を適切な値に設定することでSIR推定精度の劣化の影響を緩和することができる。
【0065】
なお、SIRオフセット値は1TS当たりのPIOT数と1無線フレーム内のGAP数のそれぞれに重み付けを設定することにより、種々の状況に応じた汎用性のあるフレーム同期判定を行なうことも可能である。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基地局受信装置及びフレーム同期判定方法によれば、1TS内のPILOT数、1無線フレーム内のGAP数より算出したSIRオフセット値によるSIR閾値の補正を行なうことにより、SIR閾値を適応的に設定できるため、通信中の上りDPCCH(Dedicated Physical Control Channel)の無線フレームの変更が伴うような無線環境、あるいはCM(Compressed Mode)適用時など、1無線フレーム内のPILOT数が激減するような場合でも、フレーム同期判定における同期確立、同期外れ、同期維持を確実に判定でき、かつ処理時間も一定に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフレーム同期判定方法を適用したCDMA通信システムの基地局受信装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示す実施の形態の動作の流れを示すフローチャートである。
【図3】上りスロットフォーマットを示す図である。
【図4】PILOT数に対するSIR推定精度の変化を示す図である。
【符号の説明】
11 フィンガ部
12 パスサーチャ部
13 デコード部
14 SIR閾値オフセット算出部
15 同期判定部
101 ベースバンド信号
102 パス情報
103 SIR推定値
104 PILOTデータ系列
105 GAP数情報
106 PILOT数
107 PILOTビット情報
108 SIRオフセット値
Claims (6)
- CDMA通信システムの基地局受信装置において、
入力された受信ベースバンド信号から有効なパスの補足処理を行ないパス情報を出力するパスサーチ部と、
前記パス情報により前記受信ベースバンド信号を逆拡散して、チャネル推定、RAKE合成、SIR(信号波対干渉波電力比)推定およびGAP数算出の処理を行なうフィンガ部と、
前記フィンガ部から出力されたRAKE合成後のPILOTデータ系列を入力して復号処理を行い、1無線フレームのPILOTビット情報(誤りPILOT数)と1無線フレーム内の各TS(Time Slot)のPILOT数とを出力するデコード部と、
前記フィンガ部から出力された前記GAP数の情報と前記デコード部から出力された各TSのPILOT数とをもとに、予め設定されたSIR閾値に加えるSIRオフセット値を算出するSIR閾値オフセット算出部と、
前記デコード部から出力された前記1無線フレームのPILOTビット情報、前記フィンガ部から出力されたSIR推定値および前記SIR閾値オフセット算出部から出力された前記SIRオフセット値を用いてフレーム同期判定を行なう同期判定部と、
を備えることを特徴とする基地局受信装置。 - 前記SIR推定値は、各TSのPILOTビットから受信SIRを算出し、当該受信SIRをGAP TSを除く1無線フレーム分で平均化した値とする
ことを特徴とする請求項1記載の基地局受信装置。 - 前記デコード部は、予め設定されたPILOTパターンと入力された前記PILOTデータ系列を復号して得られた結果とを比較して、前記1無線フレームのPILOTビット情報と前記各TSのPILOT数とを算出する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の基地局受信装置。 - 入力された受信ベースバンド信号から有効なパスの補足処理を行なってパス情報を出力し、
前記パス情報により前記受信ベースバンド信号を逆拡散してチャネル推定、RAKE合成、SIR(信号波対干渉波電力比)推定およびGAP数の算出を処理し、
RAKE合成されたPILOTデータ系列を入力して復号処理し、
1無線フレームのPILOTビット情報(誤りPILOT数)と1無線フレーム内の各TS(Time Slot)のPILOT数とを出力し、
前記GAP数の情報と各TSのPILOT数とをもとに、予め設定されたSIR閾値に加えるSIRオフセット値を算出し、
前記1無線フレームのPILOTビット情報、前記SIR推定値および前記SIRオフセット値を用いてフレーム同期判定を行なう
ことを特徴とする基地局受信装置におけるフレーム同期判定方法。 - 前記SIR推定値は、各TSのPILOTビットから受信SIRを算出し、当該受信SIRをGAP TSを除く1無線フレーム分で平均化した値とする
ことを特徴とする請求項4記載の基地局受信装置におけるフレーム同期判定方法。 - 前記1無線フレームのPILOTビット情報および前記各TSのPILOT数は、予め設定されたPILOTパターンと前記PILOTデータ系列を復号して得られた結果とを比較して求められる
ことを特徴とする請求項4又は5記載の基地局受信装置におけるフレーム同期判定方法。
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