JP6317273B2 - 無線通信システム、端末局装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、端末局装置及び無線通信方法に関する。

符号分割多元接続方式、すなわちＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式による通信では、複数の端末局装置が同じ周波数帯域を利用するためマルチユーザ干渉が生じ、伝送品質が大きく劣化する。マルチユーザ干渉による伝送品質劣化を軽減するための技術として、マルチステージ干渉キャンセラが知られている（例えば、非特許文献１参照）。この技術では、ある端末局装置の復調情報から、当該端末局装置が、他の端末局装置へ与える干渉の干渉レプリカ信号を生成し、生成した干渉レプリカ信号を受信信号から除去してから他の端末局装置の復調を行う。

図１３は、ＣＤＭＡ通信の機能を有する端末局装置５０の構成の一例を示す図であり、図１４は、ＣＤＭＡ通信の機能とマルチステージ干渉キャンセラ機能を有する基地局装置６０の構成の一例を示す図である。基地局装置６０が有するマルチステージ干渉キャンセラ機能について説明する。基地局装置６０のチャネル推定部６７−１は、受信側無線部６５によってディジタル信号に変換された信号を利用して、信号波の検出を行い、検出した信号波ごとのチャネル推定を行う。ＲＡＫＥ合成部６８−１は、チャネル推定部６７−１が算出した信号波ごとの遅延時間に基づいて、信号波ごとに逆拡散を行い、信号波ごとの振幅変動量及び位相変動量に基づいて、全信号波の最大比合成を行う。

干渉レプリカ生成部７０−１は、チャネル推定部６７−１が算出したチャネル推定結果値と、復調部６９−１によって復調された復調情報とに基づいて干渉レプリカ信号を生成する。減算器７１−１は、受信側無線部６５がディジタル信号に変換した受信信号から干渉レプリカ生成部７０−１が生成した干渉レプリカ信号を減算する。そして、次の復調対象となる他の端末局装置５０の復調が行われる際に、チャネル推定部６７−２が、干渉レプリカ信号が減算された受信信号を用いる。これにより、復調済みの端末局装置５０からの干渉を低減することが可能となる。

立川敬二監修、「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」、丸善株式会社、２００１年６月２５日、ｐ５６−７７

ところで、マルチステージ干渉キャンセラ機能を適用した基地局装置６０では、雑音や干渉などによる信号波の誤検出やチャネル推定誤差により、干渉レプリカ信号に誤差が生じてしまう。そのため、干渉レプリカ信号を減算した受信信号にも残留干渉成分が含まれる。特に、複数の端末局装置５０が存在する環境では、復調順位が下位の端末局装置５０に対応した送信信号系列の復号時に、残留干渉成分が蓄積し、伝送品質劣化の大きな要因となる。

信号波の誤検出の回避やチャネル推定誤差の影響を軽減する手法として、多重波の中から信頼度の高い信号波のみを選択する手法がある。この手法では、信頼度を保証する手段として、振幅に閾値を設定し、振幅がこの閾値を超えた信号波のみを選択し、ＲＡＫＥ合成、誤り訂正復号化、多値復調、及び干渉レプリカ信号生成を行って、受信信号からの減算を行う。
しかしながら、この手法であっても、閾値を超えない振幅の小さな信号波を無視するため、無視した信号波の分について、干渉レプリカ信号に誤差が生じてしまい、干渉レプリカ信号の減算後に残留干渉成分が生じるという問題がある。

例えば、図１５は電力の異なる２波を表す遅延プロファイルを示した一例である。図１６は、Ｇｏｌｄ符号を用いて図１５に示す遅延プロファイルを推定した場合を示す一例である。図１５及び図１６において、縦軸は、相対的な電力値、横軸は、相対的な遅延時間を示す。図１６において、図１５に示す電力の低い信号波（横軸の１２付近に存在する縦軸０．２の値を有する信号波）を検出できるほど低く閾値を定めるとする。このとき、遅延プロファイルを推定すると、図１６に示すようになり、Ｇｏｌｄ符号の自己相関特性の非直交性により現れた偽のピークを信号波として誤検出してチャネル推定してしまう。偽のピークを信号波として誤検出することを防ぐために閾値を高く設定すると、電力の低い遅延した信号波を検出できず、この信号波のチャネル推定もできない。したがって、当該信号波分について干渉レプリカ信号に誤差が生じ、干渉レプリカ信号の減算後に残留干渉成分が生じることになる。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、干渉レプリカ信号を減算した後の干渉成分の残留を低減することを可能とする無線通信システム、端末局装置及び無線通信方法を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、拡散符号を用いる符号分割多元接続方式により無線通信を行う基地局装置と複数の端末局装置とを備える無線通信システムであって、前記基地局装置は、受信信号のチャネル推定結果値と、前記受信信号を復調して得られる前記端末局装置の復調情報とに基づいて干渉レプリカ信号を生成し、生成した前記干渉レプリカ信号を減算した前記受信信号から他の前記端末局装置の復調を行う干渉キャンセラ部を備え、前記端末局装置は、前記基地局装置が送信する報知信号を受信する受信側無線部と、前記受信側無線部が受信する前記報知信号に基づいて、信号波の検出と前記信号波ごとのチャネル推定結果値を算出するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定結果値に対してチャネル推定精度を高める補正を行うチャネル補正部と、前記チャネル補正部が補正した前記チャネル推定結果値に基づいて、前記基地局装置に送信する送信信号に対して周波数領域等化を行う周波数領域等化部と、を備えることを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記端末局装置から前記基地局装置に送信される信号に適用する前記拡散符号よりも自己相関特性の直交性が高い前記拡散符号を前記基地局装置から前記端末局装置に送信される前記報知信号に適用するようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記チャネル補正部は、前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定結果値を初期値として、カルマンフィルタに基づき、チャネルの時変動分を補正したチャネル推定結果値を算出するようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記チャネル補正部は、現在と過去のチャネル推定結果値を重み付け平均化して前記チャネル推定結果値の補正を行うようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記チャネル補正部は、前記受信側無線部が有するＲＦ回路の周波数特性に基づいて、前記チャネル推定結果値に対して補正を行うようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記チャネル補正部は、前記チャネル推定部と、前記周波数領域等化部とに接続される判定部と、前記判定部に接続されるレプリカ生成部と、前記レプリカ生成部に接続され、前記受信側無線部と前記チャネル推定部との間に接続される減算器とを備え、前記判定部は、前記チャネル推定部が検出した全信号波の振幅と、予め定められる閾値とに基づいて、前記減算器によって減算された信号波の遅延時間と一致しない遅延時間の信号波の中で最も振幅の高い信号波を判定して選択し、前記レプリカ生成部は、前記判定部が選択した前記信号波のレプリカ信号を生成し、前記減算器は、前記受信側無線部が出力する前記受信信号から前記レプリカ信号を減算して前記チャネル推定部に出力するようにしてもよい。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、拡散符号を用いる符号分割多元接続方式により基地局装置と無線通信を行う端末局装置であって、前記基地局装置が送信する報知信号を受信する受信側無線部と、前記受信側無線部が受信する前記報知信号に基づいて、信号波の検出と前記信号波ごとのチャネル推定結果値を算出するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定結果値に対してチャネル推定精度を高める補正を行うチャネル補正部と、前記チャネル補正部が補正した前記チャネル推定結果値に基づいて、前記基地局装置に送信する送信信号に対して周波数領域等化を行う周波数領域等化部と、を備えることを特徴とする端末局装置である。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、拡散符号を用いる符号分割多元接続方式により無線通信を行う基地局装置と複数の端末局装置とによって行われる無線通信方法であって、前記端末局装置が、前記基地局装置が送信する報知信号を受信し、受信した前記報知信号に基づいて、信号波の検出と前記信号波ごとのチャネル推定結果値を算出し、算出した前記チャネル推定結果値に対してチャネル推定精度を高める補正を行い、補正した前記チャネル推定結果値に基づいて、前記基地局装置に送信する送信信号に対して周波数領域等化を行い、前記基地局装置が、受信信号のチャネル推定結果値と、前記受信信号を復調して得られる前記端末局装置の復調情報とに基づいて干渉レプリカ信号を生成し、生成した前記干渉レプリカ信号を減算した前記受信信号から他の前記端末局装置の復調を行うことを特徴とする無線通信方法である。

この発明によれば、干渉レプリカ信号を減算した後の干渉成分の残留を低減することが可能となる。

本発明の第１実施形態による無線通信システムを示すブロック図である。 同実施形態による端末局装置を示すブロック図である。 同実施形態による基地局装置を示すブロック図である。 同実施形態によるカルマンフィルタによる補正処理を示すフローチャートである。 図１５の遅延プロファイルをＭ系列で推定した場合のグラフである。 図１５の遅延プロファイルをＣＡＺＡＣ符号で推定した場合のグラフである。 同実施形態による現在と過去のチャネル推定結果値の重み付け平均による補正処理を示すフローチャートである。 同実施形態によるＲＦ回路の周波数特性を求めるフローチャートである。 同実施形態によるＲＦ回路の周波数特性を用いた補正処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による端末局装置を示すブロック図である。 同実施形態による補正処理を示すフローチャートである。 図１６に示す遅延プロファイルに同実施形態の補正処理を適用した場合の遅延プロファイルの推定結果を示す図である。 従来の端末局装置の構成を示すブロック図である。 従来の基地局装置の構成を示すブロック図である。 ２波伝搬環境の遅延プロファイルの一例を示すグラフである。 図１５の遅延プロファイルをＧｏｌｄ符号で推定した一例を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態による無線通信システム１００を示すブロック図である。無線通信システム１００は、複数の端末局装置１−１〜１〜Ｋ（Ｋは、同じタイミングで無線通信を行う端末局装置の個数であり、１以上の整数である）と、基地局装置２とを備える。端末局装置１−１〜１−Ｋと、基地局装置２とは、符号分割多元接続方式、すなわちＣＤＭＡ方式により通信を行う。

図２は、端末局装置１−１〜１−Ｋの内部構成を示すブロック図である。端末局装置１−１〜１−Ｋの各々は、同じ内部構成を有しており、ここでは、端末局装置１−１〜１−Ｋの任意の１つを示すものとして端末局装置１として内部構成を示す。また、以下、端末局装置１として示す場合は、端末局装置１−１〜１−Ｋのいずれか１つの端末局装置を示すものとする。端末局装置１において、変調部１０は、送信する送信情報に対して多値変調を行って誤り訂正符号化を行う。拡散部１１は、変調部１０が多値変調して誤り訂正符号化した送信情報を、端末局装置１−１〜１−Ｋごとに固有の予め定められる拡散符号を用いて符号拡散する。周波数領域等化部１２は、チャネル推定部１６によって推定され、チャネル補正部１７によって補正されたチャネル推定結果値に基づいて、拡散部１１で符号拡散された送信情報、すなわち送信信号に対して周波数領域等化を行う。送信側無線部１３は、周波数領域等化部１２によって周波数領域等化された送信信号をアナログ信号に変換し、周波数変換して送受信アンテナ１４を通じて基地局装置２に送信する。

受信側無線部１５は、基地局装置２から送信され、送受信アンテナ１４を通じて受信した受信信号に対して周波数変換を行い、ディジタル信号への変換を行う。チャネル推定部１６は、事前に基地局装置２から送信された下り報知信号を利用してチャネル推定を行う。
ここで、チャネル推定とは、フェージング変動に起因する受信信号の位相及び振幅の変動を推定することであり、下り報知信号については、端末局装置１側で予め送信データ変調位相が既知であるため、この報知信号の受信位相及び振幅を参照位相及び振幅として各信号波のチャネル推定結果値を算出する。また、チャネル推定部１６は、下り報知信号を利用して信号波の検出を行う。また、チャネル推定部１６は、検出した信号波ごとの遅延時間と振幅変動量と位相変動量をチャネル推定結果値として算出して出力する。チャネル補正部１７は、チャネル推定部１６が出力するチャネル推定結果値に対してチャネル推定精度を高める補正を行い、周波数領域等化部１２とＲＡＫＥ合成部１８に出力する。ＲＡＫＥ合成部１８は、チャネル推定部１６が算出し、チャネル補正部１７が補正した信号波の遅延時間に基づいて、信号波ごとに逆拡散を行う。また、ＲＡＫＥ合成部１８は、チャネル推定部１６が算出した振幅変動量と位相変動量を用いて、全信号波の最大比合成を行う。復調部１９は、ＲＡＫＥ合成部１８によって最大比合成された信号に対し、誤り訂正復号化して多値復調を行うことにより基地局装置２が送信した信号を復元する。

図３は、基地局装置２の内部構成を示すブロック図である。基地局装置２は、変調部２０、拡散部２１、送信側無線部２２、送受信アンテナ２３、受信側無線部２４、復調順位決定部２５、干渉キャンセラ部３０を備える。また、干渉キャンセラ部３０は、Ｋ個のチャネル推定部３１−１〜３１−Ｋ、Ｋ個のＲＡＫＥ合成部３２−１〜３２−Ｋ、Ｋ個の復調部３３−１〜３３−Ｋ、Ｋ−１個の干渉レプリカ生成部３４−１〜３４−Ｋ−１、Ｋ−１個の減算器３５−１〜３５−Ｋ−１を備える。

基地局装置２において、変調部２０は、送信する送信情報に対して多値変調を行って誤り訂正符号化する。拡散部２１は、変調部２０によって多値変調され誤り訂正符号化された送信情報を、端末局装置１−１〜１−Ｋごとに固有の予め定められる拡散符号を用いて符号拡散する。送信側無線部２２は、拡散部２１によって符号拡散された送信情報、すなわち送信信号をアナログ信号に変換して周波数変換し、送受信アンテナ２３を通じて送信する。

受信側無線部２４は、端末局装置１−１〜１−Ｋから送信され、送受信アンテナ２３を通じて受信する受信信号に対して周波数変換及びディジタル信号への変換を行う。復調順位決定部２５は、受信側無線部２４がディジタル信号に変換した受信信号に基づいて、基地局装置２に到来した信号波の電力を端末局装置１−１〜１−Ｋごとに算出することにより推定する。また、復調順位決定部２５は、信号波の電力が高い順に、優先して復調するように復調順位を選択する。

干渉キャンセラ部３０において、チャネル推定部３１−１〜３１−Ｋは、受信側無線部２４がディジタル信号に変換した受信信号に基づいて、信号波の検出を行う。また、チャネル推定部３１−１〜３１−Ｋは、検出した信号波ごとの遅延時間と振幅変動量と位相変動量をチャネル推定結果値として算出する。ＲＡＫＥ合成部３２−１〜３２−Ｋは、チャネル推定部３１−１〜３１−Ｋが算出した信号波の遅延時間に基づいて、チャネル推定部３１−１〜３１−Ｋが検出した信号波ごとに逆拡散を行う。また、ＲＡＫＥ合成部３２−１〜３２−Ｋは、チャネル推定部３１−１〜３１−Ｋが算出した振幅変動と位相変動量に基づいて、全信号波の最大比合成を行う。復調部３３−１〜３３−Ｋは、ＲＡＫＥ合成部３２−１〜３２−Ｋが最大比合成した信号に対し、誤り訂正復号化を行って多値復調を行い、端末局装置１−１〜１−Ｋが送信した信号を復元する。ここで、復調部３３−１〜３３−Ｋが復調する復調情報１〜Ｋは、前述したように基地局装置２に到来した信号波の電力の高い順となり、復調情報１〜Ｋの各々は、端末局装置１−１〜１−Ｋから送信された信号のいずれか１つに対応することになる。

干渉レプリカ生成部３４−１〜３４−Ｋ−１は、復調部３３−１〜３３−Ｋ−１が復調した復調情報１〜Ｋ−１と、チャネル推定部３１−１〜３１−Ｋ−１が算出したチャネル推定結果値とに基づいて干渉レプリカ信号を生成する。減算器３５−１〜３５−Ｋ−１は、干渉レプリカ生成部３４−１〜３４−Ｋ−１が生成した干渉レプリカ信号を復調順位決定部２５から出力される受信信号から減算して、次段のチャネル推定部３１−２〜３１−Ｋに出力する。

第１実施形態による基地局装置２と、図１４に示す従来の基地局装置６０では、適用する拡散符号に違いがある。第１実施形態における無線通信システム１００において、基地局装置２が端末局装置１に対して送信する下りの報知信号と、端末局装置１から基地局装置２に対して送信する上りの信号とにおいて、下りの報知信号の符号拡散に用いる拡散符号、すなわち基地局装置２の拡散部２１が用いる拡散符号に対して自己相関特性の直交性が高い符号を適用する。下り報知信号を送信する際には、上り信号を送信する場合のように同時通信する端末局装置１がないため、符号数が少ない自己相関特性の直交性が高い符号を用いることができる。例えば、下り報知信号の拡散符号に、Ｍ系列またはＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)符号を適用し、上り信号の拡散符号に、Ｇｏｌｄ符号を適用する。これにより、端末局装置１のチャネル推定部１６は、当該自己相関特性の直交性が高い拡散符号を用いてチャネル推定を行うことになる。

（カルマンフィルタによる補正処理）
図４は、端末局装置１のチャネル補正部１７によるチャネル推定精度を高める補正処理の一例としてカルマンフィルタを用いた処理を示すフローチャートである。端末局装置１の受信側無線部１５は、送受信アンテナ１４を通じて拡散符号で拡散された下りの報知信号を事前に受信して周波数変換及びディジタル信号への変換を行う（ステップＳａ１）。ここで、次式（１）は、カルマンフィルタの状態方程式である。

式（１）において、右辺のｘ（ｔ）は、内部状態ベクトル、Ｆは、内部状態ベクトルの時間遷移行列であり、ｖ（ｔ）は、プロセス雑音である。また、左辺のｘ（ｔ＋Δｔ）は、Δｔ後の内部状態ベクトルである。チャネル推定部１６は、端末局装置１が事前に受信した下りの報知信号から得られる情報、例えば、過去のチャネル推定結果値に基づいて、チャネル推定結果値の時間遷移行列Ｆを算出してチャネル補正部１７に出力する（ステップＳａ２）。チャネル推定部１６は、受信側無線部１５がディジタル信号に変換した信号から信号波の検出を行う。チャネル推定部１６は、検出した信号波ごとの遅延時間と振幅変動量と位相変動量を算出してチャネル推定結果値としてチャネル補正部１７に出力する。チャネル補正部１７は、チャネル推定部１６が算出したチャネル推定結果値を内部状態ベクトルｘ（ｔ）の初期値とする（ステップＳａ３）。チャネル補正部１７は、時間遷移行列Ｆと、内部状態ベクトルｘ（ｔ）の初期値と、プロセス雑音ｖ（ｔ）とに基づいて、式（１）によりΔｔ後、すなわち未来のチャネル推定結果値ｘ（ｔ＋Δｔ）を算出する（ステップＳａ４）。チャネル補正部１７は、算出した未来のチャネル推定結果値を周波数領域等化部１２に出力し、周波数領域等化部１２は、未来のチャネル推定結果値に基づいて、上り信号の周波数領域等化を行う。

これにより、例えば、端末局装置１が高速で移動している場合、１回の通信の間にチャネルが変動するため通常のチャネル推定では伝送品質が劣化する。カルマンフィルタは、式（１）の状態方程式に基づいて、チャネルの時変動を予測して算出し、算出した時変動の予測値によって補正を行うことにより、チャネルの時変動に追従し、伝送品質の劣化を抑えることができる。

上記の第１実施形態の構成により、端末局装置１において、事前に基地局装置２が送信する下り報知信号を利用してチャネル推定部１６がチャネル推定を行い、チャネル推定部１６が算出したチャネル推定結果値に対して、チャネル補正部１７が、推定結果の精度を高める補正処理を行う。周波数領域等化部１２は、補正処理されたチャネル推定結果値に基づいて、基地局装置２に送信する上り信号に周波数領域等化を行う。
これにより、基地局装置２が端末局装置１から周波数領域等化が行われた信号を受信した際、多重波によって生じる周波数領域での歪みを打ち消し、多重波伝搬環境を擬似的に1波伝搬環境とすることができる。それにより、干渉レプリカ生成部２９−１〜２９−Ｋ−１は、周波数領域での歪みが打ち消された状態で、干渉レプリカ信号の生成を行うことができ、その干渉レプリカ信号を受信信号から減算することができる。

複数の端末局装置１−１〜１−Ｋが存在し、かつ多重波伝搬が行われる環境では、雑音や干渉、または、端末局装置１−１〜１−Ｋが送信信号系列の符号拡散に用いる拡散符号の自己相関特性の非直交性のためにレプリカ信号の減算後の残留干渉成分が一般的に生じる。これに対して、上記のように周波数領域での歪みが打ち消された状態で生成した干渉レプリカ信号の生成を行い、生成した干渉レプリカ信号を受信信号から減算することでレプリカ信号の減算後の残留干渉成分を低減させることができる。

また、チャネル推定の後に、端末移動環境において、事象の時変動を推定する上述したカルマンフィルタによってチャネルの時変動分を補正することで、チャネル推定精度を高め、受信信号から干渉レプリカ信号を減算した後の残留干渉成分をさらに低減することができる。

また、無線通信システム１００では、下り報知信号の符号拡散に用いる拡散符号として、上り信号の符号拡散に用いる拡散符号よりも自己相関特性の直交性が高い拡散符号を用いる構成とした。自己相関特性の直交性が高い符号を利用することにより、チャネル推定精度が高まり、干渉レプリカ信号の減算後の残留干渉成分をさらに低減することができる。例えば、図１５に示した２波到来遅延プロファイルモデルにおいて、端末局装置１が、チャネル推定の際に利用する遅延プロファイルを推定した例として、下り報知信号の符号拡散にＭ系列を用いた場合の例を図５に示し、ＣＡＺＡＣ符号を用いた場合の例を図６に示す。図５、図６に示す通り、図１６に示すＧｏｌｄ符号を用いた場合よりも自己相関特性の高いＭ系列やＣＡＺＡＣ符号を用いた場合は電力の低い信号波を示すピークが際立っており、電力の低い信号波を高精度に検出してチャネル推定できることが分かる。なお、図５及び図６において、縦軸は、相対的な電力値、横軸は、相対的な遅延時間を示す。

（現在と過去のチャネル推定結果値の重み付け平均による補正処理）
チャネル補正部１７による補正処理の他の例として、前回通信した際のチャネル推定結果値と現在のチャネル推定結果値をそれぞれ重み付けして平均化する補正処理がある。図７は、当該補正処理の流れを示すフローチャートである。端末局装置１の受信側無線部１５は、送受信アンテナ１４を通じて拡散符号で拡散された下りの報知信号を事前に受信して周波数変換及びディジタル信号への変換を行う（ステップＳｂ１）。チャネル推定部１６は、受信側無線部１５がディジタル信号に変換した報知信号を利用して信号波の検出を行う。チャネル推定部１６は、検出した信号波ごとの遅延時間と振幅変動量と位相変動量を算出してチャネル推定結果値としてチャネル補正部１７に出力する（ステップＳｂ２）。チャネル補正部１７は、チャネル推定部１６が出力する現在のチャネル推定結果値に予め定められる重み付けの値を乗算する（ステップＳｂ３）。チャネル補正部１７は、内部の記憶領域に記憶している前回のチャネル推定結果値を読み出し、読み出した前回のチャネル推定結果値に予め定められる重み付けの値を乗算する（ステップＳｂ４）。チャネル補正部１７は、重み付けした前回と今回のチャネル推定結果値の和を周波数領域等化部１２とＲＡＫＥ合成部１８に出力する（ステップＳｂ５）。チャネル補正部１７は、重み付けした前回と今回のチャネル推定結果の和を内部の記憶領域に書き込み前回のチャネル推定結果として記憶する（ステップＳｂ６）。

送信側の装置と受信側の装置が固定的に設置されている環境であれば、チャネルの時変動が小さく、前回のチャネル推定結果値との重み付け平均を算出することで雑音の影響を低減することができる。例えば、チャネルの時変動がなく、現在と前回のチャネル推定結果値の重み付けをいずれも０．５とした場合を考えると、信号電力対雑音電力比は約３ｄＢ向上し、チャネル推定精度を高めることができる。
なお、上記の補正処理では、今回と前回のチャネル推定結果値との重み付け平均を用いる補正処理を示したが、前回のチャネル推定値に限られず、チャネルの時変動が小さい場合には、２〜３回前など過去のチャネル推定結果値を用いるようにしてもよい。

また、上記のチャネル補正部１７における補正処理において、端末局装置１が移動している場合、カルマンフィルタによる補正を行い、端末局装置１が固定されている場合、現在と過去のチャネル推定結果値の重み付け平均による補正を行うというように切り替えて補正を行うようにしてもよい。

（ＲＦ回路の周波数特性を用いた補正処理）
チャネル補正部１７による補正処理の他の例として、事前にＲＦ(Radio Frequency)回路の周波数特性を求め、当該周波数特性を用いて補正を行う補正処理がある。図８及び図９は、当該補正処理の流れを示すフローチャートである。図２の端末局装置１において、周波数特性の算出の対象となるＲＦ回路は、受信側無線部１５に備えられており、送受信アンテナ１４に接続されている。図８に示すように、ＲＦ回路に対して、既知信号ｓ_ｒｆ（ｋ）を入力すると、チャネル推定部１６において、出力信号ｒ_ｒｆ（ｋ）が得られる（ステップＳｃ１）。既知信号ｓ_ｒｆ（ｋ）と、出力信号ｒ_ｒｆ（ｋ）との関係を式で示すと次式（２）のようになる。

式（２）においてｋは、離散時間を表し、ｈ_ｌｒｆ（ｌ）は、ＲＦ回路のインパルス応答を表し、Ｌは、多重波数を表す。チャネル推定部１６は、受信側無線部１５のＲＦ回路が出力する出力信号ｒ_ｒｆ（ｋ）のフーリエ変換Ｒ_ｒｆ（ｆ）を算出する（ステップＳｃ２）。フーリエ変換Ｒ_ｒｆ（ｆ）は、次式（３）で表される。

式（３）において、ｆは、周波数を表し、Ｈ_ｒｆ（ｆ）は、ＲＦ回路の周波数特性を表し、Ｓ_ｒｆ（ｆ）は、既知信号ｓ_ｒｆ（ｋ）のフーリエ変換を表す。式（３）より、ＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）は、出力信号のフーリエ変換Ｒ_ｒｆ（ｆ）を既知信号のフーリエ変換Ｓ_ｒｆ（ｆ）で除算することにより、次式（４）として求められる（ステップＳｃ３）。

チャネル推定部１６は、算出したＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）をチャネル補正部１７に出力する。チャネル補正部１７は、チャネル推定部１６から出力されるＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）を内部の記憶領域に記憶する。

次に、図９に示すように、端末局装置１の受信側無線部１５は、送受信アンテナ１４を通じて拡散符号で拡散された報知信号を事前に受信して周波数変換及びディジタル信号への変換を行う（ステップＳｄ１）。チャネル推定部１６は、受信側無線部１５がディジタル信号に変換した下りの報知信号を利用して信号波の検出を行う。チャネル推定部１６は、検出した信号波ごとの遅延時間と振幅変動量と位相変動量を算出してチャネル推定結果値としてチャネル補正部１７に出力する（ステップＳｄ２）。チャネル補正部１７は、チャネル推定部１６が出力したチャネル推定結果値をフーリエ変換し、フーリエ変換したチャネル推定結果値に対して、内部の記憶領域に記憶しているＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）を乗算することにより補正を行う（ステップＳｄ３）。ここで、補正したチャネル推定結果値を、Ｈ（ｆ）で表す。チャネル補正部１７は、算出したチャネル推定結果値Ｈ（ｆ）を周波数領域等化部１２に出力する。周波数領域等化部１２は、周波数領域において、符号拡散された信号を補正されたチャネル推定結果値Ｈ（ｆ）で除算する。

実用上は、単純にＨ（ｆ）で除算をせず、ＺＦ(Zero-Forcing)周波数領域等化やＭＭＳＥ(Minimum Mean Square Error）周波数領域等化といったアルゴリズムを適用する。いずれのアルゴリズムにおいても、除算する場合と同様に多重波の影響が低減されることになる。すなわち、上記のようにして算出したＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）をチャネル推定結果値に対して周波数領域で乗算することにより、ＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）を考慮した精度の高いチャネル推定結果値が得られる。送信側の端末局装置１において、当該チャネル推定結果値を適用して事前に周波数領域等化を加えることで、受信側の基地局装置２では多重波による周波数歪みがない信号を受信できる。多重波の影響が低減されることで、干渉キャンセラ部３０において生成される干渉レプリカ信号の除去後の残留干渉成分を低減することができる。

なお、上記のＲＦ回路の周波数特性に基づく補正処理では、チャネル推定部１６が、ＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）を求めることにしているが、本発明の構成は、当該実施の形態に限られず、チャネル推定部１６は、出力信号ｒ_ｒｆ（ｋ）をチャネル補正部１７に出力し、チャネル補正部１７が、ＲＦ回路の周波数特性Ｈ_ｒｆ（ｆ）を算出して内部に記憶させる構成であってもよい。

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態による端末局装置１ａの内部構成を示すブロック図である。図１０において、第１実施形態の端末局装置１と同一の構成については同一の符号を付し、以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。第２実施形態による端末局装置１ａは、判定部１７−１、レプリカ生成部１７−２、減算器１７−３を有するチャネル補正部１７ａを備える。判定部１７−１は、チャネル推定部１６が検出した信号波から、予め定められる閾値以上の振幅を有する信号波が存在するか否かを判定する。また、判定部１７−１は、閾値以上の振幅を有する信号波が存在する場合、減算器１７−３が既に減算した信号波の遅延時間と一致しない遅延時間の信号波であって、最も振幅の大きな信号波を判定し、当該信号波のチャネル推定結果値をレプリカ生成部１７−２に出力する。レプリカ生成部１７−２は、判定部１７−１が出力するチャネル推定結果値に基づいてレプリカ信号を生成し減算器１７−３に出力する。減算器１７−３は、受信側無線部１５が出力する信号からレプリカ生成部１７−２が生成したレプリカ信号を減算してチャネル推定部１６に出力する。

図１１は、第２実施形態による端末局装置１ａのチャネル補正部１７ａによるチャネル推定結果値の補正処理を示すフローチャートである。端末局装置１の受信側無線部１５は、送受信アンテナ１４を通じて拡散符号で拡散された下りの報知信号を事前に受信して周波数変換及びディジタル信号への変換を行って減算器１７−３に出力する（ステップＳｅ１）。チャネル推定部１６は、減算器１７−３から出力される信号を利用して信号波の検出を行う。チャネル推定部１６は、検出した信号波ごとの遅延時間と振幅変動量と位相変動量をチャネル推定結果値として算出して判定部１７−１に出力する（ステップＳｅ２）。判定部１７−１は、チャネル推定部１６が検出した信号波の中で、予め定められる閾値以上の振幅を有する信号波が存在するか否かを判定する（ステップＳｅ３）。判定部１７−１は、閾値以上の振幅を有する信号波が存在しないと判定した場合、チャネル推定結果値を周波数領域等化部１２とＲＡＫＥ合成部１８に出力して処理を終了する。一方、判定部１７−１は、閾値以上の振幅を有する信号波が存在すると判定した場合、その中で最も振幅の高い信号波を選択する（ステップＳｅ４）。判定部１７−１は、選択した信号波の遅延時間の推定結果値と、過去に減算器１７−３によって除去した信号波の遅延時間とが一致するか否かを判定する（ステップＳｅ５）。遅延時間が一致する場合、判定部１７−１は、次に振幅の高い信号波を選択する処理を繰り返す（ステップＳｅ６）。判定部１７−１は、選択した信号波のチャネル推定結果値を確定した結果としてレプリカ生成部１７−２に出力する（ステップＳｅ７）。レプリカ生成部１７−２は、選択された信号波のチャネル推定結果値に基づいて、レプリカ信号を生成し、減算器１７−３に出力する（ステップＳｅ８）。減算器１７−３は、受信側無線部１５から出力される信号の検出及び信号波ごとのチャネル推定に利用した信号から、レプリカ信号を減算してチャネル推定部１６に出力し、ステップＳｅ２からの処理を繰り返す（ステップＳｅ９）。

上記の第２実施形態の構成により、信号波を検出する際に、検出した全信号波の振幅が閾値を下回るまで、減算器１７−３により減算していない信号波の中で最も振幅の高い信号波を選択し、選択した信号波に基づいて、レプリカ信号を生成する。そして、生成したレプリカ信号を、チャネル推定に利用した元の信号から減算するという補正処理が繰り返えされることになる。これにより、電力の高い信号波から順にチャネル推定を行うことができ、拡散符号の自己相関特性の非直交性による影響を低減してチャネル推定精度を高めることができる。例えば、図１６に示したＧｏｌｄ符号を用いて推定した遅延プロファイルから振幅の大きい第１波のレプリカを除去した例を図１２に示す。図１２に示す通り、電力の小さい信号波が際立っており、チャネルを高精度に推定できていることが分かる。

なお、上記の第２実施形態の構成において、ステップＳｅ３の判定において、閾値以上の振幅を有する信号波が存在するか否かを判定しているが、この判定処理は一例であり、閾値を超える振幅を有する信号波が存在するか否かを判定するようにしてもよい。
また、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳｅ６において、次に振幅の高い信号波が存在しない場合には、そこで補正処理を終了することになる。

上述した実施形態における端末局装置１及び基地局装置２をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ 端末局装置
１０ 変調部
１１ 拡散部
１２ 周波数領域等化部
１３ 送信側無線部
１４ 送受信アンテナ
１５ 受信側無線部
１６ チャネル推定部
１７ チャネル補正部
１８ ＲＡＫＥ合成部
１９ 復調部

Claims (7)

1. 拡散符号を用いる符号分割多元接続方式により無線通信を行う基地局装置と複数の端末局装置とを備える無線通信システムであって、
   前記基地局装置は、
   受信信号のチャネル推定結果値と、前記受信信号を復調して得られる前記端末局装置の復調情報とに基づいて干渉レプリカ信号を生成し、生成した前記干渉レプリカ信号を減算した前記受信信号から他の前記端末局装置の復調を行う干渉キャンセラ部を備え、
   前記端末局装置は、
   前記基地局装置が送信する報知信号であって、前記端末局装置から前記基地局装置に送信される信号に適用する前記拡散符号よりも自己相関特性の直交性が高い前記拡散符号が適用された報知信号を受信する受信側無線部と、
   前記受信側無線部が受信する前記報知信号に基づいて、信号波の検出と前記信号波ごとのチャネル推定結果値を算出するチャネル推定部と、
   前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定結果値に対してチャネル推定精度を高める補正を行うチャネル補正部と、
   前記チャネル補正部が補正した前記チャネル推定結果値に基づいて、前記基地局装置に送信する送信信号に対して周波数領域等化を行う周波数領域等化部と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記チャネル補正部は、
   前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定結果値を初期値として、カルマンフィルタに基づき、チャネルの時変動分を補正したチャネル推定結果値を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記チャネル補正部は、
   現在と過去のチャネル推定結果値を重み付け平均化して前記チャネル推定結果値の補正を行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記チャネル補正部は、
   前記受信側無線部が有するＲＦ回路の周波数特性に基づいて、前記チャネル推定結果値に対して補正を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 前記チャネル補正部は、
   前記チャネル推定部と、前記周波数領域等化部とに接続される判定部と、
   前記判定部に接続されるレプリカ生成部と、
   前記レプリカ生成部に接続され、前記受信側無線部と前記チャネル推定部との間に接続される減算器とを備え、
   前記判定部は、
   前記チャネル推定部が検出した全信号波の振幅と、予め定められる閾値とに基づいて、
   前記減算器によって減算された信号波の遅延時間と一致しない遅延時間の信号波の中で最も振幅の高い信号波を判定して選択し、
   前記レプリカ生成部は、
   前記判定部が選択した前記信号波のレプリカ信号を生成し、
   前記減算器は、
   前記受信側無線部が出力する前記受信信号から前記レプリカ信号を減算して前記チャネル推定部に出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. 拡散符号を用いる符号分割多元接続方式により基地局装置と無線通信を行う端末局装置であって、
   前記基地局装置が送信する報知信号であって、前記端末局装置から前記基地局装置に送信される信号に適用する前記拡散符号よりも自己相関特性の直交性が高い前記拡散符号が適用された報知信号を受信する受信側無線部と、
   前記受信側無線部が受信する前記報知信号に基づいて、信号波の検出と前記信号波ごとのチャネル推定結果値を算出するチャネル推定部と、
   前記チャネル推定部が算出した前記チャネル推定結果値に対してチャネル推定精度を高める補正を行うチャネル補正部と、
   前記チャネル補正部が補正した前記チャネル推定結果値に基づいて、前記基地局装置に送信する送信信号に対して周波数領域等化を行う周波数領域等化部と、
   を備えることを特徴とする端末局装置。
7. 拡散符号を用いる符号分割多元接続方式により無線通信を行う基地局装置と複数の端末局装置とによって行われる無線通信方法であって、
   前記端末局装置が、
   前記基地局装置が送信する報知信号であって、前記端末局装置から前記基地局装置に送信される信号に適用する前記拡散符号よりも自己相関特性の直交性が高い前記拡散符号が適用された報知信号を受信し、
   受信した前記報知信号に基づいて、信号波の検出と前記信号波ごとのチャネル推定結果値を算出し、
   算出した前記チャネル推定結果値に対してチャネル推定精度を高める補正を行い、
   補正した前記チャネル推定結果値に基づいて、前記基地局装置に送信する送信信号に対して周波数領域等化を行い、
   前記基地局装置が、
   受信信号のチャネル推定結果値と、前記受信信号を復調して得られる前記端末局装置の復調情報とに基づいて干渉レプリカ信号を生成し、生成した前記干渉レプリカ信号を減算した前記受信信号から他の前記端末局装置の復調を行う
   ことを特徴とする無線通信方法。

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