JP4720439B2 - 移動体通信復調回路及びそれに用いるパスサーチ方法 - Google Patents

Description

本発明は移動体通信復調回路及びそれに用いるパスサーチ方法に関し、特にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式におけるパスサーチ方法に関する。

従来、ＣＤＭＡ移動体通信復調回路では、パスサーチ及びレイク合成によるパスダイバーシチ効果によって受信特性向上を実現している。その受信特性向上に関しては正確なパスの分離、すなわちパスタイミングの検出が重要な技術となる。しかしながら、移動体通信環境においては、複数のパスタイミングが変動するマルチパス環境となる場合があり、パスタイミングが近づくことによって各パスの分離が困難となる場合が発生する。

パスサーチできていないパスは受信側にとって干渉成分となり、受信特性を劣化させる。今後、サービスが開始されるＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）のような高速データ通信では、干渉の影響を受けやすく、現状以上に高精度なパスサーチが望まれている。

通常のパスサーチでは、同一パスに対する複数フィンガの割り当てを防ぐため、各フィンガ割り当てタイミングは１ｃｈｉｐ離して割り当てるように制御される（例えば、特許文献１参照）。

一般的なフィンガ／レイクを用いた復調方式に対応した復調回路の構成を図４に示す。図４において、この復調回路はパスサーチ部５と、フィンガ部２と、レイク（Ｒａｋｅ）受信部３と、受信データ処理部４とから構成されている。パスサーチ部５は遅延プロファイル計算部５１と、相関ピーク検出部５２と、パスタイミング判定部５３とからなり、フィンガ部２はフィンガー２１−１〜２１−ｎからなっている。

遅延プロファイル計算部５１は直交検波され、復調されたＩ成分信号（Ｉｃｈ）、Ｑ成分信号（Ｑｃｈ）各々が入力されると、それらの信号から遅延プロファイルを計算する。相関ピーク検出部５２は遅延プロファイル計算部５１によって計算された遅延プロファイルに対してピークサーチを行う。パスタイミング判定部５３は相関ピーク検出部５２によるピークサーチで検出された電力相関値の高いパス位置からフィンガ割り当てパス位置としてフィンガに割当てる。

フィンガ部２では各フィンガー２１−１〜２１−ｎが割当てられたパスを逆拡散する。レイク受信部３はフィンガ部２の各フィンガー２１−１〜２１−ｎからの出力をレイク合成し、受信データ処理部４はレイク受信部３でレイク合成された信号を復調する。

特開平１０−３０８６８９号公報

しかしながら、上述した従来のＣＤＭＡ移動体通信復調回路では、実環境において１ｃｈｉｐ間隔以内に複数パスが存在することが十分起こりえる。また、標準化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の受信特性試験規格にもパス間隔が１ｃｈｉｐ以内のテストケースが定義されている。

このような場合、従来のＣＤＭＡ移動体通信復調回路では、パス間隔が近いパスを分離・検出しようとすると、図５に示すように、近傍に他のパスのないシングルパス環境では、そのパスのサイドローブを誤検出してしまい、受信特性劣化を生じるという問題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、マルチパス環境下の複数受信パスタイミングが近づいた場合及びシングルパス環境下の場合のどちらでも適切なパスタイミングを検出することができる移動体通信復調回路及びそれに用いるパスサーチ方法を提供することにある。

本発明による移動体通信復調回路は、入力信号から遅延プロファイルを計算し、その遅延プロファイルに対してピークサーチを行って検出された電力相関値の高いパス位置からフィンガ割り当てパス位置としてフィンガに割当てるパスサーチ処理を行う移動体通信復調回路であって、
前記遅延プロファイルの相関ピーク値から検出された近傍ピークタイミングが異なるパスか同一パスのサイドローブかを判断する判断手段と、その判断結果を基にフィンガ割当て制御を適応的に制御する制御手段とを備え、
前記判断手段は、タイミング差分の小さい複数ピークが検出された場合に検出ピーク近傍の相関電力レベルから伝搬路環境を推定し、
前記判断手段は、隣接する検出ピークタイミング差分をタイミング閾値と比較してその検出ピークタイミング差分が制御対象となる差分以下であるかを検出する手段と、検出された近傍ピークタイミングが前記異なるパスか前記同一パスのサイドローブかを判断するためのレベル閾値を計算する手段と、その計算されたレベル閾値と隣接する検出ピークとを比較して前記同一パスのサイドローブか否かを判定する手段とを具備し、
前記同一パスのサイドローブか否かを判定する手段は、その計算されたレベル閾値と、前記差分以下であると検出された隣接する検出ピークタイミングの組について、電力相関レベルの小さいタイミングからそのタイミング差分と同一差分だけ電力相関レベルの大きいタイミングとは時間的に逆方向にあたるタイミングのレベルとを比較している。

本発明によるパスサーチ方法は、入力信号から遅延プロファイルを計算し、その遅延プロファイルに対してピークサーチを行って検出された電力相関値の高いパス位置からフィンガ割り当てパス位置としてフィンガに割当てるパスサーチ処理を行う移動体通信復調回路に用いるパスサーチ方法であって、
前記移動体通信復調回路が、前記遅延プロファイルの相関ピーク値から検出された近傍ピークタイミングが異なるパスか同一パスのサイドローブかを判断する判断処理と、その判断結果を基にフィンガ割当て制御を適応的に制御する制御処理とを実行し、
前記判断処理において、タイミング差分の小さい複数ピークが検出された場合に検出ピーク近傍の相関電力レベルから伝搬路環境を推定し、
前記判断処理は、隣接する検出ピークタイミング差分をタイミング閾値と比較してその検出ピークタイミング差分が制御対象となる差分以下であるかを検出する処理と、検出された近傍ピークタイミングが前記異なるパスか前記同一パスのサイドローブかを判断するためのレベル閾値を計算する処理と、その計算されたレベル閾値と隣接する検出ピークとを比較して前記同一パスのサイドローブか否かを判定する処理とを含み、
前記同一パスのサイドローブか否かを判定する処理は、その計算されたレベル閾値と、前記差分以下であると検出された隣接する検出ピークタイミングの組について、電力相関レベルの小さいタイミングからそのタイミング差分と同一差分だけ電力相関レベルの大きいタイミングとは時間的に逆方向にあたるタイミングのレベルとを比較することを特徴とする。

すなわち、本発明の移動体通信復調回路は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のパスサーチにおいて、遅延プロファイル相関ピーク値から検出された近傍ピークタイミングが、異なるパスか同一パスのサイドローブかを判断し、その判断結果を基にフィンガ割当て制御を適応的に制御している。

本発明の移動体通信復調回路では、上記の制御によって、シングルパス環境及びパス分離の困難な近傍パスが存在するマルチパス環境の両環境において良好な受信特性を実現し、かつフィンガへのパスアサインの誤りを減少させることによって消費電力低減を実現するものである。

本発明の特徴について、図３に示す遅延プロファイル例を用いて説明する。図３においては、ｔ0 の近傍ピークであるｔ1 が検出されたとする。その場合に、ｔ0 とは逆側の相関電力レベルp は、図３（ａ）に示すシングルパス環境であれば低い電力レベルを示す。しかしながら、図３（ｂ）に示すマルチパス環境では、ｔ0 及びｔ1 のパスのサイドローブ電力が合成されて高い電力レベルを示す。すなわち、電力レベルｐから、伝搬環境がシングルパス環境もしくは近傍パスの存在するマルチパス環境かの判定が可能である。

これによって、本発明の移動体通信復調回路では、タイミング差分の小さい複数ピークが検出された場合、検出ピーク近傍の相関電力レベルから伝搬路環境を推定し、フィンガ割り当てタイミングを適応的に制御することによって、良好な受信特性を保持しつつ、消費電力を低減することが可能となる。

より具体的に説明すると、本発明の移動体通信復調回路では、遅延プロファイル計算部と相関ピーク検出部とパスタイミング判定部とからなるパスサーチ部にパスタイミング比較部と閾値計算部とサイドローブ判定部とを設けている。

パスタイミング比較部は隣接する検出ピークタイミング差分が制御対象となる差分以下であるかをタイミング閾値と比較し、閾値計算部５はサイドローブか別パスかを判断するためのレベル閾値を計算し、サイドローブ判定部は隣接ピークとレベル閾値とを比較してサイドローブか否かを判定しており、パスサーチ部はその判断結果によってフィンガ割り当てタイミングを制御している。

上記のように、本発明の移動体通信復調回路では、検出したパスタイミングの相関電力レベルとその付近の相関電力レベルとの比較によってフィンガ割り当てタイミングを制御しているため、誤ったフィンガ割り当てによる受信特性劣化を低減することが可能となる。

また、本発明の移動体通信復調回路では、上記の制御において、制御実施有無の判定に閾値を用いているため、シングルパス環境、マルチパス環境に関らず、受信特性劣化を低減することが可能となる。

さらに、本発明の移動体通信復調回路では、上記の制御によってフィンガへのパスアサイン誤りを低減することが可能となるので、余計なフィンガを動作させずに消費電力を低減させることが可能となる。

本発明は、以下に述べるような構成及び動作によって、マルチパス環境下の複数受信パスタイミングが近づいた場合及びシングルパス環境下の場合のどちらでも適切なパスタイミングを検出することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による移動体通信復調回路の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による移動体通信復調回路は一般的なフィンガ／レイクを用いた復調方式に対応した復調回路で構成され、パスサーチ部１と、フィンガ部２と、レイク（Ｒａｋｅ）受信部３と、受信データ処理部４とから構成されている。

パスサーチ部１は遅延プロファイル計算部１１と、相関ピーク検出部１２と、パスタイミング判定部１３と、パスタイミング比較部１４と、閾値計算部１５と、サイドローブ判定部１６とからなり、フィンガ部２はフィンガー２１−１〜２１−ｎからなっている。

遅延プロファイル計算部１１は直交検波され、復調されたＩ成分信号（Ｉｃｈ）、Ｑ成分信号（Ｑｃｈ）各々が入力されると、それらの信号から遅延プロファイルを計算する。相関ピーク検出部１２は遅延プロファイル計算部１１によって計算された遅延プロファイルに対してピークサーチを行う。パスタイミング判定部１３は相関ピーク検出部１２によるピークサーチで検出された電力相関値の高いパス位置からフィンガ割り当てパス位置としてフィンガに割当てる。

フィンガ部２では各フィンガー２１−１〜２１−ｎが割当てられたパスを逆拡散する。レイク受信部３はフィンガ部２の各フィンガー２１−１〜２１−ｎからの出力をレイク合成し、受信データ処理部４はレイク受信部３でレイク合成された信号を復調する。

本実施例では、パスタイミング判定部１３がフィンガに割当て可能と判定したパスタイミングをパスタイミング比較部１４に通知する。パスタイミング比較部１４では検出されたパスタイミングの差分を閾値と比較する。その比較結果によってパスタイミング間隔が狭い、すなわち制御対象とされたタイミングはサイドローブ判定部１６に通知される。

閾値計算部１５では遅延プロファイルからサイドローブ判定のためのレベル閾値を算出し、サイドローブ判定部１６に通知する。サイドローブ判定部１６では隣接ピークレベルを閾値計算部１５から通知された閾値と比較し、パスタイミング比較部１４から通知されたパスタイミングがサイドローブを検出したピークなのか異なるパスを検出したピークかを判定する。サイドローブ判定部１６の判定結果はパスタイミング判定部１３にフィードバックされ、パスタイミング判定部１３はサイドローブのタイミングがフィンガにアサインしないようにフィンガ割当タイミングを制御する。

サイドローブの判定方法としては、パスタイミング比較部１４においてフィンガ割り当てタイミングの中にタイミング差分が小さいパスタイミングの組がないかを判定し、タイミング差分が小さいと判定されたパスタイミングの組について、電力相関レベルの小さいタイミングからそのタイミング差分（ｔｄ）と同一差分だけ電力相関レベルの大きいタイミングとは時間的に逆方向にあたるタイミングのレベルと、サイドローブ判定閾値をサイドローブ判定部１６にて比較する。

そこで、レベルが閾値以下である場合には、そのパスタイミングの組の電力相関レベルの低いタイミングを、電力相関レベルの高いタイミングにあるパスのサイドローブを検出したものと判定し、パスタイミング判定部１３にてフィンガ割当てタイミングから除外される。

図２は図１のパスサーチ部１の処理動作を示すフローチャートであり、図３は本発明の一実施例による遅延プロファイル例を示す図である。これら図１〜図３を参照して本発明の一実施例によるパスサーチ部１で実施されるサイドローブ判定に基づくパスサーチ動作について説明する。

本実施例によるパスサーチ方法では、まずパスサーチ部１がパスタイミング判定部１３にてフィンガ割当て対象のパスタイミングが検出されると（図２ステップＳ１）、パスタイミング比較部１４にて、既にフィンガに割り当てられているパスタイミング（図３のｔ0 ）と新たに検出されたパスタイミング（図３のｔ1 ）とのタイミング差分（ｔd ＝ｔ1 ・ｔ0 ）を検出し（図２ステップＳ２）、そのタイミング差分（ｔd ）がパスタイミング閾値Ｔ1 以下であるかどうか（｜ｔd ｜≦Ｔ1 ）の比較を行う（図２ステップＳ３）。

タイミング差分ｔd がパスタイミング閾値Ｔ1 以下であった場合、パスタイミングｔ1 は図３（ａ）に示すような同一受信パスの遅延プロファイルのサイドローブを検出している可能性があると判断する。

次に、サイドローブ判定部１６にてパスタイミングｔ1 がパスタイミングｔ0 にあるパスのサイドローブか、そのパスとは別のパスなのかを判定する。この判定は、パスタイミングｔ1 からパスタイミングｔ0 とは時間的に逆方向にタイミング差分ｔd だけ離れたタイミングの相関電力レベルｐを求め（図２ステップＳ４）、閾値計算部１５にて算出されたサイドローブ判定閾値Ｌ1 と比較すること（図２ステップＳ５）によって実施する。相関電力レベルｐがサイドローブ判定閾値Ｌ1 以下の場合には、パスタイミングｔ1 がパスタイミングｔ0 にあるパスのサイドローブと判断する。

タイミング差分ｔd がパスタイミング閾値Ｔ1 より離れている場合（図２ステップＳ３）、もしくは相関電力レベルｐがサイドローブ判定閾値Ｌ1 より大きい場合（図２ステップＳ５）には、パスタイミングｔ1 がパスタイミングｔ0 とは別のパスの相関によって検出したパスタイミングだと判断する。

パスタイミング判定部１３ではサイドローブ判定部１６が、パスタイミングｔ1 のタイミングをサイドローブと判定した場合、パスタイミングｔ1 をフィンガに割り当てないように動作する（図２ステップＳ６）。また、パスタイミング判定部１３ではパスタイミングｔ1 のタイミングをパスタイミングｔ0 とは別のパスと判定した場合、パスタイミングｔ1 をフィンガに割り当てる（図２ステップＳ７）。

本実施例による制御を実施しない場合、移動通信ではパスタイミングが時々刻々と変化し、図３（ａ）や図３（ｂ）のような状態になることがあるが、それらの状態を判別することができず、適切なパスタイミングをフィンガに割り当て、良好な受信特性を得ることができない。また、誤ってパスを割り当てることによって余分なフィンガを動作させることになり、消費電力の増加に繋がる。

このように、本実施例では、検出したパスタイミングの相関電力レベルとその付近の相関電力レベルとの比較によってフィンガ割り当てタイミングを制御しているため、誤ったフィンガ割り当てによる受信特性劣化を低減することができる。

また、本実施例では、上記の制御において、制御実施有無の判定に閾値を用いているため、シングルパス環境やマルチパス環境に関らず、受信特性劣化を低減することができる。

さらに、本実施例では、上記の制御によってフィンガへのパスアサイン誤りを低減することができ、余計なフィンガを動作させないので、消費電力を低減することができる。

尚、本発明では、閾値計算部５にて算出されるサイドローブ判定閾値Ｌ1 の算出方法に関しては特に限定するものではなく、
（１）遅延プロファイルのノイズフロアから算出
Ｌ1 ＝ノイズフロア×Ａ
（２）遅延プロファイルの最大相関電力レベルから算出
Ｌ1 ＝最大相関電力レベル×Ａ
（３）制御すべきタイミングの組み合わせ（ｔ0 、ｔ1 ）の相関電力レベルから算出
Ｌ1 ＝ｔ0 もしくはｔ1 の相関電力レベル×Ａ
（４）固定値
という方法が考えられる。

本発明の一実施例による移動体通信復調回路の構成を示すブロック図である。 図１のパスサーチ部の処理動作を示すフローチャートである。 （ａ），（ｂ）は本発明の一実施例による遅延プロファイル例を示す図である。 従来の移動体通信復調回路の構成を示すブロック図である。 従来の遅延プロファイル例を示す図である。

符号の説明

１ パスサーチ部
２ フィンガ部
３ レイク受信部
４ 受信データ処理部
１１ 遅延プロファイル計算部
１２ 相関ピーク検出部
１３ パスタイミング判定部
１４ パスタイミング比較部
１５ 閾値計算部
１６ サイドローブ判定部
２１−１〜２１−ｎ フィンガー

Claims (4)

1. 入力信号から遅延プロファイルを計算し、その遅延プロファイルに対してピークサーチを行って検出された電力相関値の高いパス位置からフィンガ割り当てパス位置としてフィンガに割当てるパスサーチ処理を行う移動体通信復調回路であって、
   前記遅延プロファイルの相関ピーク値から検出された近傍ピークタイミングが異なるパスか同一パスのサイドローブかを判断する判断手段と、その判断結果を基にフィンガ割当て制御を適応的に制御する制御手段とを有し、
   前記判断手段は、タイミング差分の小さい複数ピークが検出された場合に検出ピーク近傍の相関電力レベルから伝搬路環境を推定し、
   前記判断手段は、隣接する検出ピークタイミング差分をタイミング閾値と比較してその検出ピークタイミング差分が制御対象となる差分以下であるかを検出する手段と、検出された近傍ピークタイミングが前記異なるパスか前記同一パスのサイドローブかを判断するためのレベル閾値を計算する手段と、その計算されたレベル閾値と隣接する検出ピークとを比較して前記同一パスのサイドローブか否かを判定する手段とを含み、
   前記同一パスのサイドローブか否かを判定する手段は、その計算されたレベル閾値と、前記差分以下であると検出された隣接する検出ピークタイミングの組について、電力相関レベルの小さいタイミングからそのタイミング差分と同一差分だけ電力相関レベルの大きいタイミングとは時間的に逆方向にあたるタイミングのレベルとを比較することを特徴とする移動体通信復調回路。
2. 前記パスサーチ処理は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のパスサーチ処理であることを特徴とする請求項１記載の移動体通信復調回路。
3. 入力信号から遅延プロファイルを計算し、その遅延プロファイルに対してピークサーチを行って検出された電力相関値の高いパス位置からフィンガ割り当てパス位置としてフィンガに割当てるパスサーチ処理を行う移動体通信復調回路に用いるパスサーチ方法であって、
   前記移動体通信復調回路が、前記遅延プロファイルの相関ピーク値から検出された近傍ピークタイミングが異なるパスか同一パスのサイドローブかを判断する判断処理と、その判断結果を基にフィンガ割当て制御を適応的に制御する制御処理とを実行し、
   前記判断処理において、タイミング差分の小さい複数ピークが検出された場合に検出ピーク近傍の相関電力レベルから伝搬路環境を推定し、
   前記判断処理は、隣接する検出ピークタイミング差分をタイミング閾値と比較してその検出ピークタイミング差分が制御対象となる差分以下であるかを検出する処理と、検出された近傍ピークタイミングが前記異なるパスか前記同一パスのサイドローブかを判断するためのレベル閾値を計算する処理と、その計算されたレベル閾値と隣接する検出ピークとを比較して前記同一パスのサイドローブか否かを判定する処理とを含み、
   前記同一パスのサイドローブか否かを判定する処理は、その計算されたレベル閾値と、前記差分以下であると検出された隣接する検出ピークタイミングの組について、電力相関レベルの小さいタイミングからそのタイミング差分と同一差分だけ電力相関レベルの大きいタイミングとは時間的に逆方向にあたるタイミングのレベルとを比較することを特徴とするパスサーチ方法。
4. 前記パスサーチ処理は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のパスサーチ処理であることを特徴とする請求項３記載のパスサーチ方法。

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