JPH0865184A

JPH0865184A - 干渉波検出方法

Info

Publication number: JPH0865184A
Application number: JP6214284A
Authority: JP
Inventors: Yukihide Kamio; 享秀神尾; Masayoshi Sasaki; 雅祥佐々木; Shuichi Sasaoka; 秀一笹岡
Original assignee: Communications Research Laboratory
Current assignee: Communications Research Laboratory
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2590441B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】セルラー通信システムで問題となる同一チャ
ネル干渉波の影響を軽減するために、簡易に精度よく検
出することである。【構成】複数の移動通信用基地局を配置し、周波数を
再利用する通信システムで、検出された信号を用いて干
渉を軽減する方式において、送信側は、伝送する情報系
列と制御情報系列でスロットを構成し、該スロット中に
振幅ゼロで所定時間のスペースシンボルを挿入し、異な
った基地局からの異なったタイミングで送出される既知
シンボルを各々干渉波及び希望波の影響のないスペース
シンボル挿入部分ｊ、ｈのタイミングで、それぞれ検出
することにより、希望波と干渉波を同時に検出すること
を特徴とする干渉波検出方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線通信システム、特
にディジタルセルラー通信システムに利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、セルラー通信システムでは、周波
数を再利用するため、同一チャネル干渉信号の影響が通
信品質及び周波数の有効利用に大きく関わることから、
干渉信号に対して劣化の少ない変調方式を用いる。また
は、基地局の配置、アンテナの指向性などを工夫するこ
とにより干渉の影響を低減していた。一方、受信した信
号から、干渉の影響を低減する技術として、文献（吉野
仁、府川和彦、鈴木博：「ＲＬＳ−ＭＬＳＥによる適応
干渉キャンセラ」、電子情報通信学会論文誌、Ｂ−Ｉ
Ｉ、Ｎｏ．２、１９９４年２月）のように、複数シンボ
ルの互いに直交する信号系列の既知信号を用いて、信号
処理により干渉信号を検出する方式がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した技術は、複数
シンボルの系列の既知信号を用いて、複雑な信号処理に
より干渉波の変動を推定しているため、検出の精度が悪
く、装置化規模が大きくなる。そこで、本発明は、検出
精度の向上のために、振幅ゼロの時間をもうけることに
より、これらの問題点を解決することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決すための手段】本発明では、複数の移動通
信用基地局を配置し、周波数を再利用する通信システム
で、検出された信号を用いて干渉を軽減する方式におい
て、送信側は、伝送する情報系列と制御情報系列でスロ
ットを構成し、該スロット中に振幅ゼロで所定時間のス
ペースシンボルを挿入し、異なった基地局からの異なっ
たタイミングで送出される既知シンボルを各々干渉波及
び希望波の影響のないスペースシンボル挿入部分のタイ
ミングで、それぞれ検出することにより、希望波と干渉
波を簡易で正確に検出することができる。

【０００５】

【作用】本発明におけるスロット構成図を図１に示し、
図面を参照し説明する。希望波においては、ｇのタイミ
ングでパイロットシンボル、そして、ｈのタイミングに
スペースシンボル、すなわち、振幅ゼロの信号を挿入す
る。干渉局においては、ｊのタイミングでパイロットシ
ンボル、そして、ｉのタイミングにスペースシンボルを
挿入する。このように異なるタイミングでスペースシン
ボルを挿入することにより、両者が同時に受信された受
信信号系列において、ｋのタイミングでは、希望局のパ
イロットシンボルｊが観測され、干渉信号を検出するこ
とができる。

【０００６】

【実施例】次に、本発明に係る干渉波検出方法の実施例
を添付図面に基づいて詳細に説明する。初めに、以下の
実施例に適用するスロット構成の具体例を図１に基づい
て説明する。

【０００７】送信側において、伝送したい希望波情報系
列ａに、定期的にパイロットシンボルｇ及びスペースシ
ンボルｈを挿入する。スペースシンボルｈは振幅ゼロの
シンボルである。これを希望波送信信号系列ｃと呼ぶ。

【０００８】同様に、干渉波情報系列ｂについても、定
期的にパイロットシンボルｊ及びスペースシンボルｉを
挿入する。ただし、希望波のパイロットシンボルｇ及び
干渉波のパイロットシンボルｊが互いに干渉を受けない
よう、干渉波情報系列ｂでは，希望波送信信号系列ｃが
パイロットシンボルｇを送信している時刻では、スペー
スシンボルｉを、逆に、スペースシンボルｈを送信して
いる時刻では、パイロットシンボルｊを送信するように
挿入する。これを干渉波送信信号系列ｄと呼ぶ。

【０００９】受信側においては、希望波送信信号系列ｃ
に干渉波送信情報系列ｆの重畳した信号系列を受信す
る。この受信した信号系列を受信信号系列ｅと定義す
る。

【００１０】受信側では、プリアンブルによる相関処理
等のあらかじめ定められた手順を経ることによって、受
信信号系列ｅの中に挿入されている希望波のパイロット
シンボルｇ及びスペースシンボルｈの位置が予め分か
る。干渉波が存在しない場合は、受信側において、希望
波送信信号系列ｃのスペースシンボルｈの挿入位置の信
号ｉの振幅がゼロとなる。しかし、干渉波が存在する場
合は、干渉波のパイロットシンボルが出力される。

【００１１】前記手段により受信した干渉の影響のない
希望波及び干渉波のパイロットシンボルから、希望波及
び干渉波のフェージング歪を各々独立に推定することが
できる。このようにして得られた希望波及び干渉波のフ
ェージング歪の推定値をから、受信側では、希望波及び
干渉波の送信可能なシンボル全てのレプリカを生成し、
その全ての組み合わせについて受信信号と比較し、ユー
クリッド距離が最小となる組み合わせから希望波を復調
することができる。または、干渉波の振幅が希望波の振
幅より大きいときは干渉波を復調し、その干渉波の復調
信号からレプリカを生成し受信信号から差し引くことに
より希望波を復調することができる。

【００１２】次に、本発明を用いて希望波と干渉波を同
時に検出する第１実施例について、図２及び図３の図面
を参照し説明する。

【００１３】第１実施例で用いた変調方式はＱＰＳＫで
ある。また、干渉波の数は、複数波でも可能であるが、
第１実施例では１波とする。

【００１４】ディジタル移動無線通信システムにＱＰＳ
Ｋを適用し、準同期検波を行う場合、フェージング対策
が必要となる。ここでは、フェージング対策として、伝
送路歪補償方式（特開平１−１９６９２４号公報）を適
用する。伝送路歪補償方式とは、送信側において、伝送
すべき信号の系列中に定期的に既知のシンボル（パイロ
ットシンボルまたはフレームシンボルと呼ばれる）を挿
入する。そして受信側では、パイロットシンボルから、
受信包絡線レベルを推定することによって伝送路歪を補
償する方式である。

【００１５】まず、図２の送信側において、伝送すべき
情報系列１を信号点配置部２によりシンボル化する。

【００１６】次に、シンボル化した系列３にパイロット
シンボル挿入部４により定期的にパイロットシンボルを
挿入する。

【００１７】さらに、スペースシンボル挿入部５により
定期的にスペースシンボルを挿入する。スペースシンボ
ルの挿入間隔とパイロットシンボル挿入間隔とは等しく
する。

【００１８】このようにして構成された希望波送信信号
系列６は、送信側ルートナイキストフィルタ部７を通し
て帯域制限され、次に送信側局部発振器部８及び直交変
調部９により、高周波信号に変換され、送信側空中線１
０より出力される。

【００１９】干渉波送信信号系列も希望波送信信号系列
６と同様に構成され、送信側ルートナイキストフィルタ
部７を通して帯域制限され、直交変調部により、高周波
信号に変換され、送信側空中線１０より出力される。た
だし、干渉波送信信号系列のパイロットシンボル及びス
ペースシンボルの挿入位置は、それぞれ希望波送信信号
系列６のスペースシンボル及びパイロットシンボルの挿
入位置となるようにする。

【００２０】図３の受信側では、受信側空中線１１より
受信した高周波信号を、送信側とほぼ同じ周波数を持つ
受信側局部発振器部１２及び準同期検波部１３により準
同期検波する。さらに不要波を除去するため、受信側ル
ートナイキストフィルタ部１４により濾波する。

【００２１】濾波した受信信号系列１５から、スペース
シンボル分離部１６によりスペースシンボルを分離す
る。分離したスペースシンボルから構成される系列をス
ペースシンボル系列１７と呼ぶ。

【００２２】スペースシンボル分離部１６を経た受信信
号系列から、パイロットシンボル分離部Ａ１８によって
パイロットシンボルを分離する。分離したパイロットシ
ンボルから構成される系列をパイロットシンボル系列Ａ
１９と呼ぶ。また、パイロットシンボルが分離された系
列を受信情報系列Ａ２０と呼ぶ。

【００２３】フェージング歪推定部Ａ２２では、スペー
スシンボル系列１７及びパイロットシンボル系列Ａ１９
から、それぞれ干渉波及び希望波のフェージング歪を推
定し、希望波フェージング歪推定値２３及び干渉波フェ
ージング歪推定値２４を出力する。

【００２４】レプリカ生成部Ａ２５では、希望波フェー
ジング歪推定値２３及び干渉波フェージング歪推定値２
４を用いて、送信側で送信可能なシンボルすべてについ
て、それぞれレプリカを生成する。生成されたレプリカ
をそれぞれ、希望波レプリカ信号２６及び干渉波レプリ
カ信号２７と呼ぶ。希望波レプリカ信号２６及び干渉波
レプリカ信号２７生成法を以下に示す。

【００２５】まず、ＱＰＳＫの送信シンボルｚを式１〜
式３のとおり定義する。ただし、jは複素数を示す。

【００２６】

【数１】

【００２７】

【数２】

【００２８】

【数３】

【００２９】一方、時刻ｔにおける希望波フェージング
歪推定値２３の値及び干渉波フェージング歪推定値２４
の値をそれぞれＣｄ（ｔ）及びＣｕ（ｔ）、並びに希望
波レプリカ信号２６の値及び干渉波レプリカ信号２７の
値をそれぞれＲｄ（ｔ）及びＲｕ（ｔ）と定義すると、
Ｒｄ（ｔ）及びＲｕ（ｔ）は、それぞれ式４及び式５の
とおり求めることができる。

【００３０】

【数４】

【００３１】

【数５】

【００３２】次に、このようにして求めたＲｄ（ｔ）及
びＲｕ（ｔ）を用いた希望波の受信シンボルの推定方法
について説明する。なお、受信情報系列Ａ２０の時刻t
における値をｒ（ｔ）と定義する。

【００３３】レプリカ生成部Ａ２５で生成されたＲｄ
（ｔ）及びＲｕ（ｔ）のすべての組み合わせついて、r
(t)との差分を求める。この組み合わせの数は、ＱＰＳ
Ｋで干渉波の数が１であるから１６となる。この差分を
推定誤差信号２１と呼ぶ。時刻tにおける推定誤差信号
２１の値をｅ（ｔ，ｎ，ｍ）と定義すると、ｅ（ｔ，
ｎ，ｍ）は式６により計算される。

【００３４】

【数６】

【００３５】レプリカ生成部２５では、ｅ（ｔ，ｎ，
ｍ）が最小となる希望波と干渉波のシンボルの組み合わ
せを求め、このうち希望波のシンボルを出力する。この
出力された系列を希望波受信シンボル系列２８と呼ぶ。

【００３６】希望波受信シンボル系列２８は復調部２９
をとおり、復調系列３０に変換され出力される。

【００３７】本発明により、希望波及び干渉波のパイロ
ットシンボルを干渉のない状態で検出することで、干渉
波の影響を軽減することができる。

【００３８】次に、本発明により干渉波を検出し、希望
波と干渉波の電力比によって干渉波を低減する第２実施
例を図面に基づいて説明する。

【００３９】なお、送信局の構成は、上記第１実施例と
同様であることから説明を省略する。また、受信局の構
成についても上記第１実施例と同様の構成には同一符号
を付して説明を省略する。したがって、第２実施例にお
いては、符号３１の平均Ｄ／Ｕ（希望波電力対干渉波電
力比の平均値）計算部以降を説明する。

【００４０】フェージング歪推定部Ａ２２から出力され
た希望波フェージング歪推定値２３及び干渉波フェージ
ング歪推定値２４は、平均Ｄ／Ｕ計算部３１に加えら平
均のＤ／Ｕが計算される。その結果、平均Ｄ／Ｕ計算部
３１は平均Ｄ／Ｕ計算値３２を出力する。

【００４１】平均Ｄ／Ｕ計算値３２により、スイッチ１
及びスイッチ２を制御する。即ち、平均Ｄ／Ｕ計算値３
２がゼロより大きいか若しくは等しいときは、各スイッ
チをα側に接とし、平均Ｄ／Ｕ計算値３２がゼロより小
さいときは、各スイッチをβ側に接とする。はじめに、
平均Ｄ／Ｕ計算値３２がゼロより大きいか若しくは等し
いときを説明する。

【００４２】したがって、各スイッチはα側に接になっ
ている。フェージング歪補償部Ａ３３では、受信情報系
列Ａ２０を希望波フェージング歪推定値２３を用いてフ
ェージング歪補償を行い、その出力を判定部Ａ３４に与
える。

【００４３】判定部Ａ３４では、希望波の送信側シンボ
ルに相当するシンボルの判定を行い、その出力をスイッ
チ２をとおして復調部２９に与える。

【００４４】復調部２９では、希望波受信シンボル系列
Ａ２８を復調系列３０に変換し出力する。

【００４５】次に、平均Ｄ／Ｕ計算値３２がゼロより小
さいときを説明する。この場合、各スイッチはβ側に接
となる。

【００４６】フェージング歪補償部Ａ３３では、受信情
報系列Ａ２０を干渉波フェージング歪推定値２４を用い
てフェージング歪補償を行い、その出力を判定部Ａ３４
に与える。

【００４７】判定部Ａ３４では、干渉波の送信側シンボ
ルに相当するシンボルの判定を行う、その出力をスイッ
チ２をとおしてレプリカ生成部Ｂ３６に与える。このレ
プリカ生成部Ｂ３５に与えられる信号を干渉波受信シン
ボル系列３５と呼ぶ。

【００４８】レプリカ生成部Ｂ３６では、干渉波受信シ
ンボル系列３５及び干渉波フェージング歪推定値２４を
用いて、干渉波レプリカ信号Ｂ３７を生成、出力する。

【００４９】スペースシンボル分離部１６を経た受信信
号系列から干渉波成分を除去するため、干渉波レプリカ
信号Ｂ３７を差し引き、パイロットシンボル分離部Ｂ３
８に与える。

【００５０】パイロットシンボル分離部Ｂ３８ではパイ
ロットシンボルを分離する。分離されたパイロットシン
ボルから構成される系列をパイロットシンボル系列Ｂ３
９と呼ぶ。また、パイロットシンボルが分離された系列
を受信情報系列Ｂ４０と呼ぶ。

【００５１】フェージング歪推定部Ｂ４１では、パイロ
ットシンボル系列Ｂ３９から希望波のフェージング歪を
推定し、希望波フェージング歪推定値Ｂ４２を出力す
る。

【００５２】フェージング歪補償部Ｂ４３では、与えら
れた希望波フェージング歪推定値Ｂ４２を用いて受信情
報系列Ｂ４０をフェージング歪補償を行い、判定部Ｂ４
４に加える。

【００５３】判定部Ｂ４４では、希望波の送信側シンボ
ルに相当するシンボルの判定を行い、その出力を復調部
２９に与える。

【００５４】復調部２９では、希望波受信シンボル系列
Ｂ４５を復調系列３０に変換し出力する。

【００５５】本発明により、希望波及び干渉波のパイロ
ットシンボルを干渉のない状態で検出し、その値から平
均Ｄ／Ｕを計算することにより、平均Ｄ／Ｕが１より小
さい場合、干渉波の影響を軽減することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明に係る干
渉波検出方法によれば、検出された干渉信号情報を用い
た干渉波低減方式との組合せにより、装置化規模が小さ
く、干渉波低減能力の優れた受信機を実現できる。ま
た、第２発明に係る干渉波検出方法によれば、フェージ
ングひずみ補償方式と組み合わせることにより、希望波
と干渉波のフェージングひずみも推定することが出来る
ため周波数利用効率の高い多値変調方式の干渉波低減方
式を実現できる。このため、本発明を用いて干渉波を低
減したセルラー通信システムを構成することにより、ゾ
ーン繰り返し数が減少による同一周波数の再利用率の向
上及び、周波数効率の高い変調方式の適用が可能とな
り、周波数の有効利用が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスロット構成を表した図。

【図２】本発明の第１実施例及び第２実施例にかかわる
送信側を表した図。

【図３】本発明の第１実施例にかかわる受信側を表した
図。

【図４】本発明の第２実施例にかかわる受信側を表した
図。

【符号の説明】

ａ・・・希望波情報系列ｂ・・・干渉波情報系列ｃ・・・希望波送信信号系列ｄ・・・干渉波送信信号系列ｅ・・・受信信号系列ｆ・・・復調系列ｇ・・・希望波のパイロットシンボルｈ・・・希望波のスペースシンボルｉ・・・干渉波のパイロットシンボルｊ・・・干渉波のスペースシンボルｋ・・・希望波送信信号系列ｃのスペースシンボル
挿入位置の信号１・・・情報系列２・・・信号点配置部３・・・シンボル化した系列４・・・パイロットシンボル挿入部５・・・スペースシンボル挿入部６・・・希望波送信信号系列７・・・送信側ルートナイキストフィルタ部８・・・送信側局部発振器部９・・・直交変調部１０・・・送信空中線１１・・・受信空中線１２・・・受信側局部発振器部１３・・・準同期検波部１４・・・受信側ルートナイキストフィルタ部１５・・・受信信号系列１６・・・スペースシンボル分離部１７・・・スペースシンボル系列１８・・・パイロットシンボル分離部Ａ１９・・・パイロットシンボル系列Ａ２０・・・受信情報系列Ａ２１・・・推定誤差信号２２・・・フェージング歪推定部Ａ２３・・・希望波フェージング歪推定値２４・・・干渉波フェージング歪推定値２５・・・レプリカ生成部Ａ２６・・・希望波レプリカ信号２７・・・干渉波レプリカ信号２８・・・希望波受信シンボル系列２９・・・復調部３０・・・受信情報系列３１・・・平均D/U計算部３２・・・平均D/U計算値３３・・・フェージング歪補償部Ａ３４・・・判定部Ａ３５・・・干渉波受信シンボル系列３６・・・レプリカ生成部Ｂ３７・・・干渉波レプリカ信号Ｂ３８・・・パイロットシンボル分離部Ｂ３９・・・パイロットシンボル系列Ｂ４０・・・受信情報系列Ｂ４１・・・フェージング歪推定部Ｂ４２・・・希望波フェージング歪推定値Ｂ４３・・・フェージング歪補償部Ｂ４４・・・判定部Ｂ４５・・・希望波受信シンボル系列

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の移動通信用基地局を配置し、周波数
を再利用する通信システムで、検出された信号を用いて
干渉を軽減する方式において、送信側は、伝送する情報
系列と制御情報系列でスロットを構成し、該スロット中
に振幅ゼロで所定時間のスペースシンボルを挿入し、異
なった基地局からの異なったタイミングで送出される既
知シンボルを各々干渉波及び希望波の影響のないスペー
スシンボル挿入部分のタイミングで、それぞれ検出する
ことにより、希望波と干渉波を同時に検出することを特
徴とする干渉波検出方法。
【請求項２】複数の移動通信基地局を配置し周波数を再
利用するシステムで、パイロットシンボルを用いてフェ
ージングひずみを補償する方式を用いて、検出された信
号により干渉を軽減する通信システムにおいて、送信側
は、伝送する情報系列と制御情報系列でスロットを構成
し、該スロット中に振幅ゼロで所定時間のスペースシン
ボルを挿入し、異なった基地局からの異なったタイミン
グで送出されるパイロットシンボルを干渉波及び希望波
の影響のないスペースシンボル挿入部分のタイミング
で、それぞれ検出し、希望波と干渉波のフェージングひ
ずみを同時に推定することを特徴とする干渉波検出方
法。