JP4683507B2

JP4683507B2 - 信号伝送チャネルのインパルス応答の評価方法および移動局

Info

Publication number: JP4683507B2
Application number: JP30281499A
Authority: JP
Inventors: ヴァイルゴールドベニー
Original assignee: Ipcom GmbH and Co KG
Current assignee: Ipcom GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: EP0998054B1; DE69803574T2; EP0998054A1; JP2000138622A; US6603749B1; DE69803574D1; DK0998054T3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号伝送チャネルのインパルス応答の評価方法および移動局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
未公開のドイツ特許出願 DE 19826036 号明細書によると、マルチパス受信により生じた無線信号のひずみを抑圧することは既に公知である。そのためには、無線信号を符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）伝送モードで基地局から移動局へ伝送する際には特に、対応する伝送チャネルのインパルス応答がマルチパス受信について評価される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、信号伝送チャネルのインパルス応答の評価方法および移動局において、１つの複合されたチャネル評価器および１つのチャネル評価ルーティンだけが符合分割多元接続（ＣＤＭＡ）伝送モードおよび時分割多元接続（ＴＤＭＡ）伝送モードに対して必要であるように構成して、移動局の複雑さを緩和することである。またこれにより、ＴＤＭＡ伝送モードだけでなくＣＤＭＡ伝送モードにも使用できるデュアルモード移動局を、単純な形で実現することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、
移動通信システムにおける信号伝送チャネルのインパルス応答（ｈ）の評価方法において、
信号をシグネチャビットおよび情報ビットと共に、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）伝送モード、または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）伝送モードのいずれかにおいて信号伝送チャネルを介して基地局から伝送し、
該信号を移動局で受信し、
前記シグネチャビットを、該伝送された信号から、移動局の唯１つの複合型チャネル評価器により、伝送モードに依存して抽出し、
信号伝送チャネルの前記インパルス応答（ｈ）を、唯１つの複合型チャネル評価器により、対応する伝送モードに対して抽出されたシグネチャビット（５）に従って評価する、
ここで、ＴＤＭＡ伝送モードでは、前記シグネチャビット（５）をシーケンス（２５）として、タイムスロット（３５、４０）の２つの情報ビットセクション（３０）の間で多重化してそれぞれ伝送し、
前記シグネチャビット（５）を、前記伝送された信号（２０）から唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により、対応するタイムスロット（３５、４０）内での該シグネチャビットのタイミングに依存して抽出し、
ＣＤＭＡ伝送モードでは、前記シグネチャビット（５）を、前記情報ビット（１０）と共に時分割多重化および／または符号分割多重化して伝送し、
前記シグネチャビット（５）を前記伝送された信号（２０）から、唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により該シグネチャビットのタイミングおよび／または符号化に依存して抽出する、
ようにして解決される。
【０００５】
また前記課題は、
移動通信システムにおいて信号伝送チャネルのインパルス応答（ｈ）を評価するための評価手段を有する移動局において、
前記評価手段は、唯１つの複合型チャネル評価器を含み、
前記唯１つの複合型チャネル評価器は、
信号伝送チャネルを介して、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）伝送モード、または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）伝送モードのいずれかにより、シグネチャビットおよび情報ビットと共に伝送された信号を基地局から受信し、
前記唯１つの複合型チャネル評価器は、
前記シグネチャビットを、該伝送された信号から、伝送モードに依存して抽出し、
前記唯１つの複合型チャネル評価器は、
信号伝送チャネルの前記インパルス応答（ｈ）を、対応する伝送モードに対して抽出されたシグネチャビットに従って評価する、
ここで、ＴＤＭＡ伝送モードでは、前記シグネチャビット（５）をシーケンス（２５）として、タイムスロット（３５、４０）の２つの情報ビットセクション（３０）の間で多重化してそれぞれ伝送し、
前記シグネチャビット（５）を、前記伝送された信号（２０）から唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により、対応するタイムスロット（３５、４０）内での該シグネチャビットのタイミングに依存して抽出し、
ＣＤＭＡ伝送モードでは、前記シグネチャビット（５）を、前記情報ビット（１０）と共に時分割多重化および／または符号分割多重化して伝送し、
前記シグネチャビット（５）を前記伝送された信号（２０）から、唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により該シグネチャビットのタイミングおよび／または符号化に依存して抽出する、
ように構成して解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に、移動電話、無線電話またはこれらに類するものとして実現できる移動局１５を示す。移動局１５は、フィルタ５５に接続されたアンテナ５０を有する。アンテナ５０を介して、移動局１５は信号２０を受信する。この信号２０は、図１に示されていない基地局から、移動通信システムの信号伝送チャネル１を介して伝送される。図１を参照すると、信号２０を移動局１５へ伝送するための２通りの異なる地理的経路が、異なる矢印で示されている。この、移動局１５における信号２０のマルチパス受信のため、受信信号２０にマルチパスひずみが生じる。フィルタ５５はフィルタおよびミキサ回路を有し、信号２０をベースバンド信号ｒに変換する。そしてベースバンド信号ｒは、移動局１５の第１の等化器６０、第２の等化器６５および唯１つの複合型チャネル評価器４５に入力される。第１のシグネチャ参照信号７５と同様に、第２のシグネチャ参照信号８０が複合型チャネル評価器４５に供給される。移動局１５の唯１つの複合型チャネル評価器４５は、信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈに対する評価を出力し、それを第１の等化器６０または第２の等化器６５の一方へ供給する。第１等化器６０の出力側および第２等化器６５の出力側はマルチプレクサ７０に接続されており、マルチプレクサ７０は第１等化器６０および第２等化器６５の出力信号を多重化して、多重化された出力信号ｄを形成する。この多重化された出力信号ｄは、移動局１５の判定装置により判定される。前記判定装置は、図１には示されていない。判定された多重化された出力信号を処理するための移動局１５の装置も、上記のもの以外は図１に示されていない。
【０００７】
移動局１５は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）伝送モードと同様に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）伝送モードによる信号伝送に使用できる。基地局と移動局１５の間の信号伝送に使用される伝送モードは、基地局から移動局１５へ信号伝送の開始時に通知される。ＴＤＭＡ伝送モードにおける信号伝送が供給された場合、移動局１５の制御装置は第１等化器６０を起動する。前記制御装置は図１に示されていない。ＣＤＭＡ伝送モードにおける信号伝送が供給されると、前記制御装置は第２等化器６５を起動する。
【０００８】
移動局１５で受信された信号２０のマルチパスひずみを補償するために、信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈを知る必要がある。インパルス応答ｈの評価は通常、伝送信号２０に多重化された、いわゆるシグネチャビット（signature bits）５を使用して実行される。信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈを評価する別の手法は、ブラインドまたは適応アルゴリズムを使用することである。
【０００９】
【実施例】
以下では、シグネチャビット５を使用するインパルス応答ｈの評価を例にとって説明する。図３を参照すると、ＴＤＭＡ伝送モードでは、移動局１５へ伝送される信号２０はタイムスロット３５、４０に分割される。図３では、第１のタイムスロット３５および第２のタイムスロット４０が、例として時間軸ｔ上に示されている。各タイムスロット３５、４０は、情報ビット１０を有する２つの情報ビットセクション３０を含む。シグネチャビット５はシグネチャビットシーケンス２５として、対応するタイムスロット３５、４０の２つの情報ビットセクション３０の間に多重化されるか、または埋め込まれて伝送される。タイムスロット３５、４０のタイミング、および情報ビットセクション３０の長さ、およびシグネチャビットシーケンス２５は所定であり移動局１５では既知である。従って、対応するタイムスロット３５、４０におけるＴＤＭＡ伝送モードに応じたシグネチャビット２５のタイミングもまた、移動局１５、特に複合型チャネル評価器４５では既知である。
【００１０】
ＣＤＭＡ伝送モードでは、情報ビット１０およびシグネチャビット５は符号分割多重化および／または時分割多重化することができる。ＣＤＭＡ伝送モードにおける時分割多重化信号２０の例は、図４に示されている。図４を参照すると、シグネチャビット５を有するシグネチャビットシーケンス２５、および情報ビットを１０を有する情報ビットセクション３０は、情報ビットセクション３０が２つのシグネチャビットシーケンス２５に埋め込まれ、各シグネチャビットシーケンス２５が２つの情報ビットセクション３０の間に埋め込まれるように多重化されている。これにより、情報ビットセクション３０およびシグネチャビットシーケンス２５は図４のように、移動局１５で既知である所定の長さで時間軸ｔ上に配置される。従って、ＣＤＭＡ伝送モードにおけるシグネチャビットシーケンス２５のタイミングもまた、移動局１５、特に複合型チャネル評価器４５で既知である。
【００１１】
シグネチャビットシーケンス２５のタイミングは、ＣＤＭＡ伝送モードに対するのと同様にＴＤＭＡ伝送モードに対しても複合型チャネル評価器４５で既知なので、シグネチャビットシーケンス２５をアンテナ５０が受信した信号２０から抽出し、フィルタ５５によりベースバンドに変換することが出来る。基地局と移動局１５の間で信号２０を伝送するための目下の伝送モードは、複合型チャネル評価器４５において移動局１５の制御装置から既知である。従って、ＴＤＭＡ伝送モードでは、図３に例示した対応するタイムスロット３５、４０におけるシグネチャビットのタイミングに依存して、シグネチャビット５が伝送信号２０から複合型チャネル評価器４５により抽出される。ＣＤＭＡ伝送モードでは、図４に例示したシグネチャビットのタイミングに依存して、シグネチャビット５は伝送信号２０から複合型チャネル評価器４５により抽出される。
【００１２】
付加的にまたは択一的に、ＣＤＭＡ伝送モードにおいてはシグネチャビット５は、情報ビット１０と共に伝送信号２０に多重化して伝送される符号であってもよい。ＣＤＭＡ伝送モードにおける伝送のためのシグネチャビット５の符号化もまた所定であり、移動局１５、特に複合型チャネル評価器４５において既知である。従ってシグネチャビット５もまた、伝送信号２０から複合型チャネル評価器４５により、ＣＤＭＡ伝送モードでのそれらの符号化に依存して抽出することができる。移動局１５の制御装置は、基地局と移動局１５の間の信号伝送の開始時に、使用される伝送モードを複合型チャネル評価器４５に通知する。そのため、複合型チャネル評価器４５は、伝送信号２０からシグネチャビット５を抽出するために正しいタイミングおよび／または符号化を使用することができる。ＣＤＭＡ伝送モードを使用する場合、制御装置は複合型チャネル評価器４５とＣＤＭＡ伝送モードの形式、つまりシグネチャビット５が情報ビット１０と共に時分割多重化および／または符合分割多重化されて伝送されるのかどうかをも通知する必要もある。この手法では、伝送信号２０におけるシグネチャビット５のタイミングおよび／または符号化は、実際に使用されるＣＤＭＡ伝送モードに関して複合型チャネル評価器４５で既知である。
【００１３】
ＴＤＭＡ伝送モードを使用する場合は、第１のシグネチャ参照信号７５が複合型チャネル評価器４５に供給され、第１等化器６０を起動する。ＣＤＭＡ伝送モードを使用する場合は、第２のシグネチャ参照信号８０が複合型チャネル評価器４５に供給され、第２等化器６５を起動する。複合型チャネル評価器４５は、伝送信号２０から抽出されたシグネチャビットシーケンス２５を、実際に使用される伝送モードの対応するシグネチャ参照信号７５、８０と比較する。この比較の結果に依存して、複合型チャネル評価器４５は信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈを評価し、その評価を起動された等化器６０、６５に供給する。信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの前記評価によりインパルス応答ｅが計算されて、起動された等化器６０、６５に対してｈ＊ｅ≒１であるように実現される。この手法では、マルチパスひずみである信号伝送チャネル１からの影響を、起動された等化器６０、６５によって近似的に補償することができ、起動された等化器６０、６５の出力は、最初に基地局により送信された情報ビット１０に近似的に対応する。
【００１４】
適応アルゴリズムを信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの評価に使用すると、シグネチャビットシーケンス２５の抽出により、基地局と移動局１５の間の信号伝送の開始時に、複合型チャネル評価器４５を初期化することが出来る。つまり上述の手法では、信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈに対する第１の評価を、トレーニング期間中に計算することができる。その後で、先行して受信された情報ビット１０を複合型チャネル評価器４５が使用して、信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの評価を適応化し、これによりいわゆる判定指向モード中に、信号伝送チャネル特性において比較的遅い変動を追跡する。前記情報ビット１０は、起動された等化器６０、６５により第１の評価に従って検出および等化され、図１に示されていない判定装置によって判定される。判定指向モード中の信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの評価の適応化は、特にトレーニング期間の完了後に実行される。
【００１５】
上述の適応アルゴリズムは、ＴＤＭＡ伝送モードにおけるすべてのタイムスロット３５、４０に応用できる。これにより上述の手法では、トレーニング期間中に信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの評価が、複合型チャネル評価器４５によりすべてのタイムスロット３５、４０に含まれるシグネチャビットシーケンス２５を使用してまず初期化される。対応するタイムスロット３５、４０に含まれるシグネチャビットシーケンス２５の前後にある情報ビット１０は、移動局１５のメモリに保存される。前記メモリは図１には示されていない。対応するタイムスロット３５、４０の最初の情報ビット１０は、信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの初期化された評価に基づいて検出され、等化される。対応するタイムスロット３５、４０の以降の情報ビット１０はすべて、起動された第１等化器６０により、信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの適応評価に基づいて検出され等化される。その際、判定指向モード中に先行して検出され、等化されて判定された同じタイムスロット３５、４０の情報ビット１０が考慮に入れられる。
【００１６】
信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈを複合型チャネル評価器４５により評価する別の手法は、ブラインドアルゴリズムを使用することである。ここでは、シグネチャ参照信号７５、８０は複合型チャネル評価器４５に供給されないか、伝送信号２０内にシグネチャビットシーケンス２５は存在しない。
【００１７】
図２は、トレーニング期間中に信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈを評価するためのアルゴリズムを示す。ステップ１００では移動局１５の制御装置が、基地局と移動局１５の間の信号伝送のために選択されたのはＴＤＭＡ伝送モードなのか、ＣＤＭＡ伝送モードなのかをチェックする。ＴＤＭＡ伝送モードが選択されたならばプログラムはステップ１０５に分岐し、それ以外ならばステップ１１０に分岐する。
ステップ１０５では複合型チャネル評価器４５がシグネチャビットシーケンス２５を伝送信号２０から、対応するタイムスロット３５、４０内でのシグネチャビット５のタイミングに依存して抽出する。その後、前記プログラムはステップ１１５に進む。
ステップ１１５では、第１のシグネチャ参照信号７５が複合型チャネル評価器４５にロードされる。
ステップ１１０では、複合型チャネル評価器４５がシグネチャビットシーケンス２５を伝送信号２０から、伝送信号２０内のシグネチャビット５のタイミングおよび／または符号化に依存して抽出する。その後前記プログラムは、ステップ１２０に進む。
ステップ１２０では、第２のシグネチャ参照信号８０が複合型チャネル評価器４５にロードされる。ステップ１１５またはステップ１２０の後で、前記プログラムはステップ１２５に進む。
ステップ１２５では複合型チャネル評価器４５が、ロードされたシグネチャ参照信号７５、８０を抽出されたシグネチャビット５と比較する。その後、前記プログラムはステップ１３０に進む。
ステップ１３０では複合型チャネル評価器４５が、信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの評価を計算する。その後、プログラムは終了する。
【００１８】
対応するシグネチャ参照信号７５、８０と抽出されたシグネチャビット５との比較、および信号伝送チャネル１のインパルス応答ｈの評価計算は、公知のアルゴリズム、例えば「 Communication Systems, 2nd edition, Simon Haykin, John Wiley & Sons, New York, 1983 」に説明されている最小二乗平均のためのアルゴリズムを使用して実現される。また、評価器としては「 Adaptive Filter Theory, 2nd edition, Simon Haykin, Prentice Hall, 1991 」に説明されているカルマン型評価器、相関器型評価器、またはそれに類するものを使用して実現される。
【００１９】
ＣＤＭＡ伝送モードに関しては、第２等化器６５は「 Digital Communications, 3rd edition John G. Proakis, MC Graw-Hill, New York, 1995 」に説明してあるＲａｋｅ受信機として実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動局のブロック線図である。
【図２】伝送モードに依存する伝送チャネルのインパルス応答を評価するためのアルゴリズムである。
【図３】ＴＤＭＡ伝送モードにおける信号の伝送を示す図である。
【図４】ＣＤＭＡ伝送モードにおける信号の伝送を示す図である。
【符号の説明】
ｒベースバンド信号
ｈインパルス応答
１信号伝送チャネル
５シグネチャビット
１０情報ビット
１５移動局
２０信号
２５シグネチャビットシーケンス
３０情報ビットセクション
３５、４０タイムスロット
４５複合型チャネル評価器
６０第１等化器
６５第２等化器
７０マルチプレクサ
７５、８０シグネチャ参照信号

Claims

移動通信システムにおける信号伝送チャネル（１）のインパルス応答（ｈ）の評価方法において、
信号（２０）をシグネチャビット（５）および情報ビット（１０）と共に、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）伝送モード、または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）伝送モードのいずれかにおいて信号伝送チャネル（１）を介して基地局から伝送し、
該信号（２０）を移動局（１５）で受信し、
前記シグネチャビット（５）を、該伝送された信号（２０）から、移動局（１５）の唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により、伝送モードに依存して抽出し、
信号伝送チャネル（１）の前記インパルス応答（ｈ）を、唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により、対応する伝送モードに対して抽出されたシグネチャビット（５）に従って評価する、
ここで、ＴＤＭＡ伝送モードでは、前記シグネチャビット（５）をシーケンス（２５）として、タイムスロット（３５、４０）の２つの情報ビットセクション（３０）の間で多重化してそれぞれ伝送し、
前記シグネチャビット（５）を、前記伝送された信号（２０）から唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により、対応するタイムスロット（３５、４０）内での該シグネチャビットのタイミングに依存して抽出し、
ＣＤＭＡ伝送モードでは、前記シグネチャビット（５）を、前記情報ビット（１０）と共に時分割多重化および／または符号分割多重化して伝送し、
前記シグネチャビット（５）を前記伝送された信号（２０）から、唯１つの複合型チャネル評価器（４５）により該シグネチャビットのタイミングおよび／または符号化に依存して抽出する、
ことを特徴とする評価方法。
少なくともトレーニング期間中は、伝送チャネル（１）のインパルス応答（ｈ）を、受信されたシグネチャビット（５）を唯１つの複合型チャネル評価器（４５）において、伝送モードに依存する所定のシグネチャ参照信号（７５、８０）と比較することにより評価する、請求項１記載の評価方法。
少なくとも判定指向モードの間、特にトレーニング期間の完了後は、伝送チャネル（１）のインパルス応答（ｈ）を、先行して受信された情報ビット（１０）の判定に依存して評価する、請求項１または２記載の評価方法。
移動通信システムにおいて信号伝送チャネル（１）のインパルス応答（ｈ）を評価するための評価手段を有する移動局（１５）において、
前記評価手段は、唯１つの複合型チャネル評価器（４５）を含み、
前記唯１つの複合型チャネル評価器（４５）は、
信号伝送チャネル（１）を介して、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）伝送モード、または符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）伝送モードのいずれかにより、シグネチャビット（５）および情報ビット（１０）と共に伝送された信号（２０）を基地局から受信し、
前記唯１つの複合型チャネル評価器（４５）は、
前記シグネチャビット（５）を、該伝送された信号（２０）から、伝送モードに依存して抽出し、
前記唯１つの複合型チャネル評価器（４５）は、
信号伝送チャネル（１）の前記インパルス応答（ｈ）を、対応する伝送モードに対して抽出されたシグネチャビット（５）に従って評価する、
ここで、ＴＤＭＡ伝送モードにおいて、前記唯１つの複合型チャネル評価器（４５）は、シグネチャビット（５）を前記伝送された信号（２０）から、対応するタイムスロット（３５、４０）内での該シグネチャビットのタイミングに依存して抽出し、
ここで前記シグネチャビット（５）はシーケンス（２５）として、タイムスロット（３５、４０）の２つの情報ビットセクション（３０）間で多重化されてそれぞれ伝送され、
ＣＤＭＡ伝送モードにおいて、前記唯１つの複合型チャネル評価器（４５）は、シグネチャビット（５）を前記伝送された信号（２０）から該シグネチャビットのタイミングおよび／または符号化に依存して抽出し、
ここで前記シグネチャビット（５）は、前記情報ビット（１０）と共に時分割多重化および／または符号分割多重化されて伝送される、
ことを特徴とする移動局。
前記唯１つの複合型チャネル評価器（４５）は、少なくともトレーニング期間中は、伝送チャネル（１）のインパルス応答（ｈ）を、受信する移動局（１５）で受信されたシグネチャビット（５）と伝送モードに依存する所定のシグネチャ参照信号（７５、８０）とを比較することにより評価する、請求項４記載の移動局。
前記唯１つの複合型チャネル評価器（４５）は、少なくとも判定指向モード中、特にトレーニング期間の終了後は、伝送チャネル（１）のインパルス応答（ｈ）を、先行して受信された情報ビット（１０）の判定に依存して評価する、請求項４または５記載の移動局。