JP4309193B2

JP4309193B2 - パス検出方法

Info

Publication number: JP4309193B2
Application number: JP2003207541A
Authority: JP
Inventors: 徳宏服部
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2023-08-14
Also published as: JP2005064593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はパス検出方法に関し、特に、それぞれの信号源から送信され、電波伝搬経路ごとの遅延を受けて受信される受信信号の複数のパスを検出するために、多くの処理時間を必要とするが広い遅延範囲のパスを検出できるサーチング窓と、多くの処理時間を必要としないが狭い遅延範囲のパスしか検出することができないトラッキング窓とを用い、イニシャル時には、サーチング窓によって複数のパスを検出し、検出したパス群の中心にトラッキング窓の中心を合わせ、サーチング窓による検出と検出との間においては、トラッキング窓によるパスの検出を行うパス検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＳ−ＣＤＭＡ（Direct Sequence - Code Division Multiple Access）方式においては、拡散符号が用いられており、伝搬遅延波を分離し、分離した複数のパスを効率よく合成するＲＡＫＥ受信により伝送品質の改良を図っている（例えば特許文献１参照）。このＲＡＫＥ受信においては、伝搬遅延波の数が多いほど伝送品質の向上が図れることから、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式の受信機においては、伝搬遅延波の検出が重要なこととなる。ＤＳ−ＣＤＭＡ方式の受信機においては、ＭＦ出力の相関ピークを用いてパスを検出する。また、パスの検出範囲となるＭＦ出力範囲は、窓と呼ばれる。
【０００３】
各パスの遅延量は伝搬路の状態によって変化するので、各パスが窓内に存在するように、常に窓の位置をパスに追従させてパスを検出する必要がある。この場合、数多くのパスを検出するためには窓範囲を広くする必要がある。しかし、窓範囲が広いと、パスを検出しなければならない範囲も広がるのでパス検出処理に時間がかかり、パス追従が困難となる。そこで、最初に広い範囲の検出が可能なサーチング窓（Ｓｒｃｈ窓）によってパス群の大まかな位置を捕捉し、捕捉後は、大まかなパス位置の中心部分においてトラッキング窓（Ｔｒｃｋ窓）による狭い範囲の検出を行ってパスを厳密に検出する。
【０００４】
図３は、上述したパス検出方法の従来例を説明するための図である。この例において、サーチング窓（Ｓｒｃｈ窓）の範囲は、遅延が±８μｓであって、トラッキング窓（Ｔｒｃｋ窓）の範囲は、遅延が±６μｓとなっている。Ｓｒｃｈ窓によってＰ１０〜Ｐ１５の６パルスが検出されたとすると、検出されたパス群の中で最もレベルの高いパスＰ１１がＴｒｃｋ窓の範囲に入るようにＴｒｃｋ窓を割り付ける。その割付については、例えば図３に示されるように、Ｔｒｃｋ窓の中心がＳｒｃｈ窓によって検出されたパス群の中心に来るようにＴｒｃｋ窓を割り付ける。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７７４４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなパス検出方法に関して、３ＧＰＰで規定される伝搬路モデルにＢ−Ｄモデル（Birth-Death Model）がある。このＢ−Ｄモデルには屋内型と屋外型とがあり、例えば屋外型では、遅延が±５μｓの範囲内のランダムな位置に２つのパスが片方ずつ１９１ｍｓの間隔で周期的に出現／消滅（Birth/Death）を繰り返す。このＢ−Ｄモデルに対して、上記した従来のパス検出方法ではＴｒｃｋ窓の範囲内において図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、パスを検出しきれないという問題がある。すなわち、図４（Ａ）に示すように、Ｂ−Ｄモデルの２つの先頭パスＰ１０と最終パスＰ１１とがそれぞれ＋４μｓと＋５μｓとの位置にあるとすると、Ｓｒｃｈ窓は、これらの２つのパスを検出するので、Ｔｒｃｋ窓はその中心が、検出されたパス群の中心に合うように設定される。
【０００７】
しかし、１９１ｍｓ後の次の周期に、＋４μｓの位置の先頭パスＰ０が消滅して、図４（Ｂ）に示されるように、−５μｓの位置に先頭パスＰ０’が新たに出現したとすると、直前の周期において設定された位置のＴｒｃｋ窓によってはこのパスＰ０’を検出できないという問題が発生する。
【０００８】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、検出のための窓範囲を広げること無く、Ｂ−Ｄモデルにおいて出現する如何なるパスをも検出できるパス検出方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、この発明は、それぞれの信号源から送信され、電波伝搬経路ごとの遅延を受けて受信される受信信号の複数のパスを検出するために、イニシャル時には、広い遅延範囲のパスを検出するサーチング窓によって複数のパスを検出し、検出したパス群の中心にトラッキング窓の中心を合わせ、サーチング窓による検出と検出との間においては、狭い遅延範囲のパスを検出するトラッキング窓によるパスの検出を行うパス検出方法であって、予め定められた範囲内のランダムな位置に２つのパスが周期的に出現と消滅を繰り返すモデルに対するトラッキング窓によるパス検出において、新たな周期における先頭パスがトラッキング窓から消滅した場合にサーチング窓により先頭パスを検出し、サーチング窓によって検出される前記新たな周期における先頭パスの検出位置にトラッキング窓のパス検出開始位置を設定し、新たな周期における最終パスがトラッキング窓から消滅した場合に、直前の周期における先頭パスの検出位置にトラッキング窓のパス検出開始位置を設定するものである。
【００１０】
このような構成によれば、トラッキング窓によるパス検出において、新たな周期における先頭パスの検出位置が直前の周期における先頭パスの検出位置よりも先行し、設定されているトラッキング窓の範囲外であるときは、サーチング窓によって検出される前記新たな周期における先頭パスの検出位置にトラッキング窓のパス検出開始位置を設定する。また、新たな周期における先頭パスの検出位置が直前の周期における先頭パスの検出位置よりも先行しておらず、設定されているトラッキング窓の範囲外であるときは、直前の周期における先頭パスの検出位置にトラッキング窓のパス検出開始位置を設定する。また、既に設定されているトラッキング窓のパス検出開始位置よりも早いパス位置に新たな先頭パスが検出された場合には、トラッキング窓のパス検出開始位置を新たな先頭パスのパス位置することができ、逆に、既に設定されているトラッキング窓のパス検出開始位置よりも遅いパス位置に新たな先頭パスが出現した場合には、トラッキング窓のパス検出開始位置は直前の周期における先頭パスの検出位置に設定する。このことにより、トラッキング窓の窓範囲を広げること無く、Ｂ−Ｄモデルにおいて出現する如何なるパスをも検出できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による通信装置及びそのパス検出方法の実施の形態例について説明する。
図１は本発明の実施の形態例で説明する移動体通信装置の受信部の構成例を示すブロック図である。
図示のように、この移動体通信装置は、マッチドフィルタ１０１、プロファイル１０２、メモリ１０３、スクランブルコード発生器１０４、及び制御部１０５を有して構成されている。
【００１２】
マッチドフィルタ１０１は、図示しない受信部から、受信ベースバンド信号を入力し、この受信ベースバンド信号をスクランブルコード発生器１０４が発生するスクランブルコードを使用して逆拡散するものであり、相関ピーク検出手段の一例である。
この場合、マッチドフィルタ１０１は、乗算器および累算器などを用いて、受信ベースバンド信号とスクランブルコードとの１シンボル時間分の相関演算を行う。
【００１３】
そして、受信ベースバンド信号のスクランブルコードとスクランブルコード発生器１０４から出力されるスクランブルコードとの位相が合致すれば、マッチドフィルタ１０１においてスクランブルコード特有の鋭い相関ピークが検出される。また、マルチパス環境ならば、遅延波に関しても、その遅延時間だけ時間シフトした相関ピークがマッチドフィルタ１０１の出力に出現する。
【００１４】
プロファイル１０２は、マッチドフィルタ１０１の出力を自乗して位相変動を除去する。
すなわち、マッチドフィルタ１０１の出力には、伝搬路や情報信号による位相回転があるため、その位相変動をプロファイル１０２においてを除去する。
また、プロファイル１０２は、位相変動を除去したマッチドフィルタ１０１の出力をメモリ１０３に累積加算平均してマッチドフィルタ１０１の出力に含まれる雑音を除去し、累積加算平均出力から最大値と平均値を得ることにより、例えば最大値の半分の値に平均値を加えた値を閾値とし、この閾値を超える加算平均出力を到達波、すなわち受信パスタイミングとし、これを出力する。
この場合、メモリ１０３は、１スロット分（１スロット＝１０シンボル）の領域を有している。
そして、マッチドフィルタ１０１とプロファイル１０２とは、１シンボル時間分の相関演算を１０シンボル分繰り返し、１スロット時間分のパスタイミングを得る。
【００１５】
制御部１０５は、シンボルタイミング制御信号をマッチドフィルタ１０１に与え、マッチドフィルタ１０１のシンボルタイミングを制御するものであり、以下のようなパス検出方法に基づく処理を実行し、マッチドフィルタ１０１における相関ピーク検出窓範囲を制御する相関ピーク検出窓制御手段としての機能を有する。
【００１６】
すなわち、本例の制御部１０５では、マッチドフィルタ１０１における相関ピーク検出窓範囲を任意の数のブロックに分割し、マッチドフィルタ１０１により検出された相関ピーク値のうち、最も大きい相関ピーク値の検出位置と次に大きい相関ピーク値の検出位置との中央位置が、これら２つの相関ピーク値が検出された２つのブロックの中央位置に一致するように相関ピーク検出窓範囲を制御することにより、上述したＢ−Ｄモデルのような伝搬路モデルにおいても、窓範囲を広げることなく有効なパス検出を行えるようにしたものである。
なお、窓をどのような単位でブロック化するかは、種々の方法を採用できるが、例えば予めシミュレーション等を行い、通信環境等に合わせて最適な区切り方を適宜設定しておくような方法を用いることができる。また、分割された各ブロックには、適宜番号を付して管理するものとする。
【００１７】
図２は本例におけるパス検出方法の具体例を示す説明図であり、Ｂ−Ｄモデルにおけるパス検出方法を示している。図２（Ａ）は、この発明のパス検出方法を適用した実施の形態において、遅延の大きいパス位置のパスＰ０，Ｐ１に対するイニシャル時におけるトラッキング窓の設定方法を説明するための図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の状態の時に、新たな周期の先頭パスが直前の周期の先頭パスよりも先行したパス位置に出現した場合のトラッキング窓の設定を説明する図、図２（Ｃ）は、この発明のパス検出方法を適用した実施の形態において、遅延の小さいパス位置のパスＰ０，Ｐ１に対するイニシャル時におけるトラッキング窓の設定方法を説明するための図、図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）の状態の時に、新たな周期の先頭パスが直前の周期の先頭パスよりも遅れたパス位置に出現した場合のトラッキング窓の設定を説明する図である。
【００１８】
Ｂ−Ｄモデルにおいて先頭パスＰ０および最終パスＰ１が図２（Ａ）に示されるような遅延が±５μｓの範囲のパス位置に出現したとする。イニシャル時の周期において例えば、図２（Ａ）の場合、＋４μｓおよび＋５μｓのパス位置の先頭パスＰ０および最終パスＰ１は、検出範囲の広いサーチング窓（Ｓｒｃｈ窓；±８μｓの範囲）によって検出される。そして、検出範囲の狭いトラッキング窓（Ｔｒｃｋ窓；±６μｓの範囲）は、その中心がＳｒｃｈ窓によって検出されたパス群Ｐ０，Ｐ１の中心に合わされる。
【００１９】
イニシャル時以降の周期においては、先頭パスＰ０が消滅した後に、図２（Ｂ）に示されるごとく、新たな周期の先頭パスＰ０’が先頭パスＰ０より早いパス位置−５μｓに出現すると、それまで設定されていたＴｒｃｋ窓の範囲外となるので、それまで設定されていたＴｒｃｋ窓によってはこの先頭パスＰ０’を検出することができない。そこで、Ｓｒｃｈ窓によってこの先頭パスＰ０’を検出し、この検出に基づいてＴｒｃｋ窓のパス検出開始位置を変更する。すなわち、Ｔｒｃｋ窓のパス検出開始位置が先頭パスＰ０’を検出できる位置になるように、Ｔｒｃｋ窓の範囲を再設定する（図２（Ｂ））。この場合のＴｒｃｋ窓のパス検出開始位置は、先頭パスＰ０’の出現位置よりも＋２サンプル（具体的には０．６５μｓ）早い位置に設定される。
【００２０】
次に、Ｂ−ＤモデルにおいてパスＰ０およびＰ１が図２（Ｃ）に示されるように、−４μｓおよび−５μｓのパス位置に出現した場合について説明する。−４μｓおよび−５μｓのパス位置のパスＰ０およびＰ１は、Ｓｒｃｈ窓によって検出され、Ｔｒｃｋ窓は、その中心がＳｒｃｈ窓によって検出されたパス群Ｐ０，Ｐ１の中心に合わされる。パスＰ０が消滅した後、図２（Ｄ）に示されるように、新たな先頭パスＰ０’がそれまでの先頭パスＰ０よりも遅いパス位置＋５μｓに出現すると、先頭パスＰ０’の位置はそれまで設定されていたＴｒｃｋ窓の範囲外となるので、それまで設定されていたＴｒｃｋ窓によってはこの先頭パスＰ０’を検出することができない。この場合には、直前の周期の先頭パスのパス位置にＴｒｃｋ窓のパス検出開始位置を設定する（図２（Ｄ）においてはパスＰ１）。
【００２１】
上述した機能を含めこのパス検出方法を概括する。このパス検出方法において、パス検出動作を確実にするために、図２の例でも示したように、Ｔｒｃｋ窓の検出範囲は、Ｓｒｃｈ窓よりも検出範囲が狭いが、検出対象のパスの出現範囲以上に広く設定されている。このパス検出方法において、Ｔｒｃｋ窓が先頭パスを検出できないような場合には、Ｓｒｃｈ窓が先頭パス位置を検出するとともに、トラック窓のパス検出開始位置をその先頭パスの位置に設定する。すなわち、イニシャル時のＴｒｃｋ窓の設定以降の周期において、既に設定されているＴｒｃｋ窓のパス検出開始位置よりも早いパス位置に新たな先頭パスが検出された場合には、Ｔｒｃｋ窓のパス検出開始位置を新たな先頭パスのパス位置する。逆に、既に設定されているＴｒｃｋ窓のパス検出開始位置よりも遅いパス位置に新たな先頭パスが出現した場合には、Ｔｒｃｋ窓のパス検出開始位置は、直前の周期における先頭パスの検出位置に設定する。
【００２２】
【発明の効果】
この発明のパス検出方法は、以上において説明したように構成されているので、トラッキング窓が先頭パスを検出できないような場合には、サーチング窓が先頭パス位置を検出するとともに、トラッキング窓のパス検出開始位置をそれまでに検出した先頭パスのうちの最先の先頭パスの位置に設定することになるので、トラッキング窓の窓範囲を広げること無く、Ｂ−Ｄモデルにおいて出現する如何なるパスをも検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例で説明する移動体通信装置の受信部の構成例を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は、この発明のパス検出方法を適用した実施の形態において、遅延の大きいパス位置のパスＰ０，Ｐ１に対するイニシャル時におけるトラッキング窓の設定方法を説明するための図である。
（Ｂ）は、（Ａ）の状態の時に、新たな周期の先頭パスが直前の周期の先頭パスよりも先行したパス位置に出現した場合のトラッキング窓の設定を説明する図である。
（Ｃ）は、この発明のパス検出方法を適用した実施の形態において、遅延の小さいパス位置のパスＰ０，Ｐ１に対するイニシャル時におけるトラッキング窓の設定方法を説明するための図である。
（Ｄ）は、（Ｃ）の状態の時に、新たな周期の先頭パスが直前の周期の先頭パスよりも遅れたパス位置に出現した場合のトラッキング窓の設定を説明する図である。
【図３】パス検出方法の従来例を説明するための図である。
【図４】（Ａ）は、Ｂ−Ｄモデルに対して、図３の従来のパス検出方法を適用し、イニシャル時にトラッキング窓を設定する方法を説明するための図である。
（Ｂ）は、（Ａ）に示されるようなトラッキング窓によってはパス検出に不都合が生じることを説明するための図である。
【符号の説明】
Ｓｒｃｈ窓サーチング窓、Ｔｒｃｋ窓トラッキング窓、Ｐ０先頭パス。

Claims

それぞれの信号源から送信され、電波伝搬経路ごとの遅延を受けて受信される受信信号の複数のパスを検出するために、イニシャル時には、広い遅延範囲のパスを検出するサーチング窓によって複数のパスを検出し、検出したパス群の中心にトラッキング窓の中心を合わせ、サーチング窓による検出と検出との間においては、狭い遅延範囲のパスを検出するトラッキング窓によるパスの検出を行うパス検出方法であって、
予め定められた範囲内のランダムな位置に２つのパスが周期的に出現と消滅を繰り返すモデルに対するトラッキング窓によるパス検出において、新たな周期における先頭パスがトラッキング窓から消滅した場合にサーチング窓により先頭パスを検出し、サーチング窓によって検出される前記新たな周期における先頭パスの検出位置にトラッキング窓のパス検出開始位置を設定し、
新たな周期における最終パスがトラッキング窓から消滅した場合に、直前の周期における先頭パスの検出位置にトラッキング窓のパス検出開始位置を設定するパス検出方法。