WO2011013343A1 - 無線通信装置及び信号検出方法 - Google Patents

無線通信装置及び信号検出方法 Download PDF

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齊藤英樹
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    • H04B17/345—Interference values

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication apparatus and a signal detection method, and more particularly to a radio communication apparatus and a signal detection method provided with an interference canceller that removes interference components of an interference cell from a received signal.
  • CDMA high-speed communication systems such as HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) are known.
  • HSDPA High Speed Downlink Packet Access
  • the CDMA receiver communicates in the vicinity of the base station, the communication quality is good and communication at a high rate is possible.
  • the CDMA receiver communicates at a cell edge far from the base station, interference from adjacent cells is large, and the communicable rate can be kept low.
  • an interference canceller that removes a signal of another cell serving as an interference cell is used to improve reception performance (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 In order to remove the signal of the interference cell using the interference canceller, it is necessary to perform channel estimation of the interference cell and accurately obtain the reception power and thermal noise power of the interference cell.
  • Patent Document 3 there is known a method for estimating the received power of another cell serving as an interference cell by estimating all spreading codes used in the other cell (for example, Patent Document 3).
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 the thermal noise power including both the received power and the thermal noise power of the interference cell is estimated, and the thermal noise power cannot be calculated correctly, thereby reducing the performance of the interference canceller. There is a problem. Further, in Patent Document 3, since the received power of the interference cell can be estimated, the received power of the interference cell determined by the method of Patent Document 3 is removed from the thermal noise power determined by the methods of Patent Document 1 and Patent Document 2. Thus, the thermal noise power can be obtained with high accuracy. However, since Patent Document 3 requires a large number of despreaders, there is a problem that the circuit scale increases and the power consumption increases.
  • An object of the present invention is to provide a radio communication apparatus and a signal detection method capable of improving the characteristics of an interference canceller and improving the reception performance without increasing the circuit scale and without increasing the power consumption. Is to provide.
  • the radio communication apparatus of the present invention includes channel estimation means for obtaining a channel estimation value of each path and a variance value of the channel estimation value for each cell from a received signal subjected to multipath fading, and power of the channel estimation value of each path.
  • Power sum calculating means for calculating the power sum for each cell, received power calculating means for calculating the received power of the received signal, based on the channel estimation value, the variance value, the power sum, and the received power.
  • Exponential calculation means for calculating a received power index of an interference cell based on the channel estimation value, the variance value, and the received power, and calculating the thermal noise power index, and receiving the thermal noise power index and the interference cell By filtering the received signal with the filter coefficient obtained from the power index, the interference component of the interference cell contained in the received signal is removed. It adopts a configuration comprising a canceling means.
  • the signal detection method of the present invention is a signal detection method in a wireless communication apparatus that detects a signal of a desired cell by removing interference components of an interference cell from a received signal, and is a signal detection method for each path from a received signal subjected to multipath fading.
  • Irutaringu Obtaining a channel estimation value and a variance value of the channel estimation value for each cell; calculating a power sum for each cell of the power of the channel estimation value of each path; and calculating a reception power of the received signal And calculating a thermal noise power index based on the channel estimation value, the variance value, the power sum, and the received power, and based on the channel estimate value, the variance value, and the received power, the interference cell Calculating the received power index of the received signal with a filter coefficient obtained from the thermal noise power index and the received power index of the interfering cell.
  • Irutaringu was as comprising the steps of: detecting the removed signal interference components of the interfering cells are included in the reception signal.
  • the characteristics of the interference canceller can be improved and the reception performance can be improved without increasing the circuit scale and increasing the power consumption.
  • 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the block diagram which shows the structure of the demodulation part which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • Spectrum conceptual diagram after CDMA despreading processing according to Embodiment 1 of the present invention The block diagram which shows the structure of the demodulation part which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the communication system includes a plurality of interfering stations 20-1 to 20-j (j is an arbitrary natural number indicating the number of interfering stations), a desired station 30, and a radio such as a mobile phone.
  • the communication apparatus 100 is mainly configured.
  • interfering stations 20-1 to 20-j constitute adjacent cells of the desired station 30.
  • the wireless communication device 100 communicates with the desired station 30 within the cell of the desired station 30.
  • radio communication apparatus 100 receives a signal from desired station 30 and also receives signals from interfering stations 20-1 to 20-j.
  • the radio communication apparatus 100 can accurately detect the signal of the desired station 30 by accurately removing the interference components from the interference stations 20-1 to 20-j included in the received signal from the received signal. .
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless communication apparatus 100.
  • the wireless communication device 100 is, for example, a CDMA receiver.
  • the wireless communication apparatus 100 mainly includes an antenna 101, a wireless unit 102, an analog / digital (hereinafter referred to as “A / D”) conversion unit 103, a demodulation unit 104, and a decoding unit 105. Each configuration will be described in detail below.
  • a / D analog / digital
  • the antenna 101 receives the CDMA signal transmitted from the desired station and the interference station and outputs it to the radio unit 102.
  • the radio unit 102 performs a filtering process using a low-pass filter or a band-pass filter on the CDMA signal input from the antenna 101. Radio section 102 then outputs the filtered CDMA signal to A / D conversion section 103.
  • the A / D conversion unit 103 converts the CDMA signal that is an analog signal input from the wireless unit 102 into a digital signal and outputs the digital signal to the demodulation unit 104.
  • the demodulator 104 demodulates the digital signal input from the A / D converter 103 and outputs the demodulated signal to the decoder 105. At this time, the demodulator 104 performs processing to remove the interference component of the interference cell from the received signal. Details of the configuration of the demodulator 104 will be described later.
  • the decoding unit 105 decodes the demodulated signal input from the demodulation unit 104 and outputs the decoding result as data.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the demodulation unit 104.
  • Demodulation section 104 is mainly composed of channel estimation section 301, maximum power channel estimation selection section 302, channel power calculation section 303, received signal power calculation section 304, exponent calculation section 305, and interference cancellation section 306. Is done. Each configuration will be described in detail below.
  • the channel estimation unit 301 uses the digital signal input from the A / D conversion unit 103 to calculate the channel estimation value and the channel estimation value of a desired cell (desired station) and an interference cell (interference station) for each path constituting multipath fading. The variance value of is calculated. Then, the channel estimation unit 301 outputs the calculated channel estimation value of each path to the maximum power channel estimation selection unit 302, the channel power calculation unit 303, and the interference cancellation unit 306, and distributes the calculated channel estimation value of each path. The value is output to maximum power channel estimation selection section 302.
  • the maximum power channel estimation selection unit 302 calculates the channel estimation value of the path having the maximum power and the variance value of the channel estimation value from the channel estimation value of each path and the variance value of the channel estimation value input from the channel estimation unit 301. Select for each cell. Maximum power channel estimation selection section 302 then outputs the channel estimation value of each selected path and the variance value of the channel estimation value to exponent calculation section 305.
  • the channel power calculation unit 303 obtains the power value of each path from the channel estimation value of each path input from the channel estimation unit 301, and adds the obtained power value of each path for each cell to thereby estimate the channel of each cell. Calculate the power sum of the values. Channel power calculation section 303 then outputs the calculated value of the total power to exponent calculation section 305.
  • the reception signal power calculation unit 304 calculates the reception power of the digital signal input from the A / D conversion unit 103. Received signal power calculation section 304 then outputs the calculated received power value to exponent calculation section 305.
  • Exponent calculation section 305 includes a channel estimation value and a variance value of the path having the maximum power input from maximum power channel estimation selection section 302, a calculated value of the total power input from channel power calculation section 303, and a received signal power calculation section.
  • a thermal noise power index is calculated based on the received power calculation value input from 304.
  • exponent calculation section 305 is based on the channel estimation value and variance value of the path having the maximum power input from maximum power channel estimation selection section 302 and the received power calculation value input from reception signal power calculation section 304.
  • the reception power index of the interference cell is calculated. That is, the index calculation unit 305 calculates the thermal noise power index and the received power index of the interference cell individually. Then, exponent calculation section 305 outputs the calculated thermal noise power index and the received power index of the interference cell to interference cancellation section 306. A method for obtaining the thermal noise figure and the received power figure of the interference cell will be described later.
  • the interference cancellation unit 306 is an A / D conversion unit 103. A filtering process is performed on the digital signal input from the above to restore orthogonality by multipath and to remove the interference component of the interference cell. Then, the interference cancellation unit 306 outputs the digital signal from which the interference component is removed to the decoding unit 105 as a demodulated signal.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the demodulation unit 104.
  • channel estimation section 301 performs despreading processing for each individual path that constitutes multipath fading and can be separated from each other, from the digital signal input from A / D conversion section 103 (step ST401). At this time, the channel estimation unit 301 may despread only a specific channel such as a pilot channel for both the desired cell and the interference cell.
  • channel estimation section 301 calculates a channel estimation value for each path and a variance value of the channel estimation value from the despread signal (step ST402). Further, the processing of step ST401 and step ST402 is performed for each path constituting the multipath.
  • the maximum power channel estimation selection unit 302 calculates the power value of the channel estimation value for each path, and selects the channel estimation value of the maximum power path and the variance value of the channel estimation value among the calculated power values. (Step ST403).
  • channel power calculation section 303 calculates the channel power by squaring the channel estimation value for each path and calculating the sum of the squared channel estimation values (step ST404). Further, the processing of step ST403 and step ST404 is performed for each cell.
  • Received signal power calculation section 304 calculates the received power of the received signal by squaring the digital signal input from A / D conversion section 103 and averaging the product of the constant section product sum (step ST405). ).
  • the exponent calculation unit 305 uses the channel estimated value of the maximum power path for each cell and the variance value of the channel estimated value, the total power for each cell, and the received power of the received signal to calculate the thermal noise power index.
  • ⁇ is calculated.
  • the index calculation unit 305 calculates the thermal noise power index ⁇ using the following equation (1) (step ST406). It will be described later that the thermal noise power index ⁇ can be calculated by the equation (1).
  • exponent calculation section 305 calculates reception power index ⁇ j of the interference cell using the channel estimation value of the maximum power path for each cell, the variance value of the channel estimation value, and the reception power of the received signal. . Specifically, exponent calculation section 305 calculates the received power index ⁇ j of the interference cell using the following equation (2) (step ST407). It will be described later that the reception power index ⁇ j of the interference cell can be calculated by the equation (2).
  • the interference cancellation unit 306 uses the channel estimation value for each cell, the thermal noise figure, and the received power figure of the interfering cell to restore orthogonality due to multipath and to remove interference from the interfering cell.
  • a correct FIR filter coefficient is calculated (step ST408).
  • the interference cancellation unit 306 constructs a matrix as shown in the following equation (3).
  • the interference cancellation unit 306 calculates the filter coefficient W by the following equation (4).
  • the interference cancellation unit 306 performs FIR filtering on the digital signal input from the A / D conversion unit 103 using the calculated filter coefficient (step ST409).
  • interference cancellation section 306 performs despreading processing on the FIR filtered signal (step ST410). At this time, the interference cancellation unit 306 does not perform the despreading process on the interference cell.
  • the interference cancellation unit 306 outputs the signal after the despreading process to the decoding unit 105 as a demodulated signal. This is the end of the description of the operation of the demodulation unit 104.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of the spectrum after the CDMA despreading process.
  • equation (5) which is a model equation of the received signal r (n) at time n considering the interference cell, is set.
  • equation (6) which is a model equation for the received power of the received signal, is obtained.
  • a dispersion model formula of a channel estimation value considering an interference cell is set.
  • the dispersion of channel estimation values includes interference # 501 from other paths of the desired cell.
  • Interference # 502 from the interference cell and thermal noise component # 503 are included.
  • the dispersion model expression of this channel estimation value is as shown in the following expression (7).
  • the dispersion model formula of the channel estimation value when the despreading process and the channel estimation are performed is set for the number of interfering cells (J).
  • Equation (6) and (J + 1) Equations (7) the unknown is (J + 2) of the received power from the desired cell, the received power from the interference cell, and the thermal noise power.
  • the thermal noise power and the received power of the interference cell can be calculated.
  • the thermal noise power index ⁇ can be calculated by the equation (1)
  • the received power index ⁇ j of the interference cell can be calculated by the equation (2).
  • reception is performed by one antenna.
  • the present embodiment is not limited to this, and reception may be performed by a plurality of antennas.
  • the thermal noise power index and the received power index of the interference cell can be calculated for each antenna. Further, by averaging the thermal noise power index calculated for each antenna and the received power index of the interference cell between the antennas, the thermal noise power index and the received power index of the interference cell can be calculated with higher accuracy.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of demodulation section 600 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 adds an interference target cell number determination unit 601 to the demodulation unit 104 according to Embodiment 1 shown in FIG. 3 and has an exponent calculation unit 602 instead of the exponent calculation unit 305.
  • an interference canceling unit 603 is provided instead of the interference canceling unit 306. 6 parts having the same configuration as in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the configuration of the communication system is the same as FIG 1, configuration of a radio communication apparatus, since except having a demodulator 600 instead of the demodulator 104 is the same as FIG. 2, the Description is omitted.
  • the channel estimation unit 301 uses the digital signal input from the A / D conversion unit 103 to calculate the channel estimation value and the channel estimation value of a desired cell (desired station) and an interference cell (interference station) for each path constituting multipath fading. The variance value of is calculated. Then, the channel estimation unit 301 outputs the calculated channel estimation value of each path to the maximum power channel estimation selection unit 302, the channel power calculation unit 303, and the interference cancellation unit 603, and distributes the calculated channel estimation value of each path. The value is output to maximum power channel estimation selection section 302.
  • the maximum power channel estimation selection unit 302 calculates the channel estimation value of the path having the maximum power and the variance value of the channel estimation value from the channel estimation value of each path and the variance value of the channel estimation value input from the channel estimation unit 301. Select for each cell. Maximum power channel estimation selection section 302 then outputs the channel estimation value of each selected path and the variance value of the channel estimation value to exponent calculation section 602.
  • the reception signal power calculation unit 304 calculates the reception power of the reception signal input from the A / D conversion unit 103. Received signal power calculation section 304 then outputs the calculated received power value to exponent calculation section 602.
  • the channel power calculation unit 303 obtains the power value of each path from the channel estimation value of each path input from the channel estimation unit 301, and adds the obtained power value of each path for each cell to thereby estimate the channel of each cell. Calculate the power sum of the values. Channel power calculation section 303 then outputs the calculated value of the total power to interference target cell number determination section 601.
  • the interference target cell number determination unit 601 outputs the input power sum to the exponent calculation unit 602 when the calculated value of the power sum input from the channel power calculation unit 303 is larger than the threshold value. Also, the interference target cell number determination unit 601 does not output the input power sum to the exponent calculation unit 602 when the calculated value of the power sum input from the channel power calculation unit 303 is equal to or less than the threshold value. Further, the interference target cell number determination unit 601 counts cells having a calculated power sum larger than the threshold as interference target cells. Then, the interference target cell number determination unit 601 outputs the count value as the interference target cell number to the exponent calculation unit 602 and the interference cancellation unit 603.
  • Exponent calculation section 602 receives the channel estimation value and dispersion value of the path having the maximum power input from maximum power channel estimation selection section 302, the calculated power sum input from interference target cell number determination section 601, and the received signal power Based on the calculated received power value input from the calculation unit 304, the thermal noise power index and the received power index of the interference cell are calculated. At this time, the index calculation unit 602 calculates the thermal noise power index and the received power index of the interference cell based on the number of cells to be interfered input from the interference target cell number determination unit 601 by calculation excluding cells other than the interference target cell. Is calculated. Then, exponent calculation section 602 outputs the calculated thermal noise power index and the received power index of the interference cell to interference cancellation section 603.
  • the interference cancellation unit 603 Based on the channel estimation value of each cell input from the channel estimation unit 301, the thermal noise power index input from the index calculation unit 602, and the received power index of the interference cell, the interference cancellation unit 603 A filtering process is performed on the digital signal input from the above to restore orthogonality by multipath and to remove the interference component of the interference cell. At this time, the interference cancellation unit 603 does not remove the interference of cells other than the interference target cell based on the number of interference target cells input from the interference target cell number determination unit 601. Then, the interference cancellation unit 603 outputs the digital signal from which the interference component is removed to the decoding unit 105 as a demodulated signal.
  • signals may be received by a plurality of antennas.
  • the power consumption can be further reduced.
  • the radio communication apparatus and signal detection method according to the present invention are particularly suitable for removing the interference component of the interference cell from the received signal by the interference canceller.

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Abstract

　回路規模を大きくすることなく、また消費電力を増加させることなく、干渉キャンセラの特性を向上させることができるとともに、受信性能を向上させることができる無線通信装置。この装置では、チャネル推定部（３０１）は、マルチパスフェージングを受けた受信信号より各パスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値をセル毎に求める。チャネル電力算出部（３０３）は、各パスのチャネル推定値の電力のセル毎の電力総和を算出する。受信信号電力算出部（３０４）は、受信信号の受信電力を算出する。指数算出部（３０５）は、チャネル推定値と分散値と電力総和と受信電力とに基づいて熱雑音電力指数を算出するとともに、チャネル推定値と分散値と受信電力とに基づいて干渉セルの受信電力指数を算出する。

Description

無線通信装置及び信号検出方法
　本発明は、無線通信装置及び信号検出方法に関し、特に受信信号から干渉セルの干渉成分を除去する干渉キャンセラを備えた無線通信装置及び信号検出方法に関する。
　従来、ＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access)等の、ＣＤＭＡの高速化通信システムが知られている。このようなＣＤＭＡの高速化通信システムにおいて、ＣＤＭＡ受信機は、基地局の近傍において通信する場合には、通信品質が良く、高レートでの通信が可能である。一方、ＣＤＭＡ受信機は、基地局から遠いセルエッジにおいて通信する場合には、隣接セルからの干渉が大きく、通信可能なレートを低く抑えられてしまう。
　また、従来、ＣＤＭＡ受信機において、セルエッジにおけるレートの低下を防ぐために、干渉セルとなる他セルの信号を除去する干渉キャンセラを用いて、受信性能の向上を図るものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。干渉キャンセラを用いて干渉セルの信号を除去するためには、干渉セルのチャネル推定を実施するとともに、干渉セルの受信電力及び熱雑音電力を正確に求める必要がある。
　また、従来、他セルで使用されている拡散コードを全て推定することにより、干渉セルとなる他セルの受信電力を推定する方法が知られている（例えば、特許文献３）。
特開２００５－３２８３１１号公報 特開２００６－５４９００号公報 米国特許第６９５６８９３号明細書
　しかしながら、特許文献１及び特許文献２においては、干渉セルの受信電力と熱雑音電力との両方を含む熱雑音電力が推定され、正しく熱雑音電力を算出できないことにより、干渉キャンセラの性能が低下するという問題がある。また、特許文献３においては、干渉セルの受信電力を推定できるので、特許文献１及び特許文献２の方法により求めた熱雑音電力から、特許文献３の方法により求めた干渉セルの受信電力を取り除くことにより、精度良く熱雑音電力を求めることができる。しかし、特許文献３においては、逆拡散器を多数必要とするので、回路規模が大きくなるとともに消費電力が増加するという問題がある。
　本発明の目的は、回路規模を大きくすることなく、また消費電力を増加させることなく、干渉キャンセラの特性を向上させることができるとともに、受信性能を向上させることができる無線通信装置及び信号検出方法を提供することである。
　本発明の無線通信装置は、マルチパスフェージングを受けた受信信号より各パスのチャネル推定値及び前記チャネル推定値の分散値をセル毎に求めるチャネル推定手段と、各パスの前記チャネル推定値の電力のセル毎の電力総和を算出する電力総和算出手段と、前記受信信号の受信電力を算出する受信電力算出手段と、前記チャネル推定値と前記分散値と前記電力総和と前記受信電力とに基づいて熱雑音電力指数を算出するとともに、前記チャネル推定値と前記分散値と前記受信電力とに基づいて干渉セルの受信電力指数を算出する指数算出手段と、前記熱雑音電力指数及び前記干渉セルの受信電力指数により求めたフィルタ係数で前記受信信号をフィルタリングすることにより、前記受信信号に含まれる干渉セルの干渉成分を除去する干渉キャンセル手段と、を具備する構成を採る。
　本発明の信号検出方法は、受信信号より干渉セルの干渉成分を除去して所望セルの信号を検出する無線通信装置における信号検出方法であって、マルチパスフェージングを受けた受信信号より各パスのチャネル推定値及び前記チャネル推定値の分散値をセル毎に求めるステップと、各パスの前記チャネル推定値の電力のセル毎の電力総和を算出するステップと、前記受信信号の受信電力を算出するステップと、前記チャネル推定値と前記分散値と前記電力総和と前記受信電力とに基づいて熱雑音電力指数を算出するとともに、前記チャネル推定値と前記分散値と前記受信電力とに基づいて前記干渉セルの受信電力指数を算出するステップと、前記熱雑音電力指数及び前記干渉セルの受信電力指数により求めたフィルタ係数で前記受信信号をフィルタリングすることにより、前記受信信号に含まれる干渉セルの干渉成分を除去した信号を検出するステップと、を具備するようにした。
　本発明によれば、回路規模を大きくすることなく、また消費電力を増加させることなく、干渉キャンセラの特性を向上させることができるとともに、受信性能を向上させることができる。
本発明の実施の形態１に係る通信システムを示す図 本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る復調部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る復調部の動作を示すフロー図 本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ逆拡散処理後のスペクトル概念図 本発明の実施の形態２に係る復調部の構成を示すブロック図
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。
　図１より、本実施の形態における通信システムは、複数の干渉局２０－１～２０－ｊ（ｊは、干渉局の数を示す任意の自然数）と、所望局３０と、携帯電話等の無線通信装置１００とから主に構成される。
　図１において、干渉局２０－１～２０－ｊは、所望局３０の隣接セルを構成する。無線通信装置１００は、所望局３０のセル内で所望局３０と通信を行っている。この際、無線通信装置１００は、所望局３０からの信号を受信するとともに、干渉局２０－１～２０－ｊからの信号も受信する。
　従って、無線通信装置１００は、受信信号に含まれる干渉局２０－１～２０－ｊによる干渉成分を、受信信号から精度良く除去することにより、所望局３０の信号を精度良く検出することができる。
　次に、無線通信装置１００の構成について、図２を用いて説明する。図２は、無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。無線通信装置１００は、例えばＣＤＭＡ受信機である。
　無線通信装置１００は、アンテナ１０１と、無線部１０２と、アナログ／ディジタル（以下「Ａ／Ｄ」と記載する）変換部１０３と、復調部１０４と、復号部１０５とから主に構成される。以下に、各構成について、詳細に説明する。
　アンテナ１０１は、所望局及び干渉局より送信されたＣＤＭＡ信号を受信して無線部１０２へ出力する。
　無線部１０２は、アンテナ１０１から入力したＣＤＭＡ信号に対して、ローパスフィルタまたはバンドパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う。そして、無線部１０２は、フィルタ処理したＣＤＭＡ信号をＡ／Ｄ変換部１０３へ出力する。
　Ａ／Ｄ変換部１０３は、無線部１０２から入力したアナログ信号であるＣＤＭＡ信号をディジタル信号に変換して復調部１０４へ出力する。
　復調部１０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号を復調して復号部１０５へ出力する。この際、復調部１０４は、受信信号から干渉セルの干渉成分を除去する処理を行う。なお、復調部１０４の構成の詳細については後述する。
　復号部１０５は、復調部１０４から入力した復調後の信号を復号し、復号結果をデータとして出力する。
　次に、復調部１０４の構成の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、復調部１０４の構成を示すブロック図である。
　復調部１０４は、チャネル推定部３０１と、最大電力チャネル推定選択部３０２と、チャネル電力算出部３０３と、受信信号電力算出部３０４と、指数算出部３０５と、干渉キャンセル部３０６とから主に構成される。以下に、各構成について、詳細に説明する。
　チャネル推定部３０１は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号より、マルチパスフェージングを構成するパス毎に、所望セル（所望局）及び干渉セル（干渉局）のチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値を算出する。そして、チャネル推定部３０１は、算出した各パスのチャネル推定値を最大電力チャネル推定選択部３０２とチャネル電力算出部３０３と干渉キャンセル部３０６へ出力するとともに、算出した各パスのチャネル推定値の分散値を最大電力チャネル推定選択部３０２へ出力する。
　最大電力チャネル推定選択部３０２は、チャネル推定部３０１から入力した各パスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値の中から、最大電力を有するパスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値をセル毎に選択する。そして、最大電力チャネル推定選択部３０２は、選択した各パスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値を指数算出部３０５へ出力する。
　チャネル電力算出部３０３は、チャネル推定部３０１から入力した各パスのチャネル推定値から各パスの電力値を求め、求めた各パスの電力値をセル毎に加算することにより、各セルのチャネル推定値の電力総和を算出する。そして、チャネル電力算出部３０３は、電力総和の算出値を指数算出部３０５へ出力する。
　受信信号電力算出部３０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号の受信電力を算出する。そして、受信信号電力算出部３０４は、受信電力の算出値を指数算出部３０５へ出力する。
　指数算出部３０５は、最大電力チャネル推定選択部３０２から入力した最大電力を有するパスのチャネル推定値及び分散値と、チャネル電力算出部３０３から入力した電力総和の算出値と、受信信号電力算出部３０４から入力した受信電力の算出値とに基づいて、熱雑音電力指数を算出する。また、指数算出部３０５は、最大電力チャネル推定選択部３０２から入力した最大電力を有するパスのチャネル推定値及び分散値と、受信信号電力算出部３０４から入力した受信電力の算出値とに基づいて、干渉セルの受信電力指数を算出する。即ち、指数算出部３０５は、熱雑音電力指数と干渉セルの受信電力指数とを個別に算出する。そして、指数算出部３０５は、算出した熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数を干渉キャンセル部３０６へ出力する。なお、熱雑音指数及び干渉セルの受信電力指数を求める方法については後述する。
　干渉キャンセル部３０６は、チャネル推定部３０１から入力した各セルのチャネル推定値と、指数算出部３０５から入力した熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数とに基づいて、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号に対して、マルチパスによる直交性を復元し、かつ干渉セルの干渉成分を除去するフィルタリング処理を行う。そして、干渉キャンセル部３０６は、干渉成分を除去したディジタル信号を復調後の信号として復号部１０５へ出力する。
　以上で、復調部１０４の構成の説明を終える。
　次に、復調部１０４の動作について、図４を用いて説明する。図４は、復調部１０４の動作を示すフロー図である。
　最初に、チャネル推定部３０１は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号より、マルチパスフェージングを構成する、互いに分離可能な個々のパス毎に逆拡散処理する（ステップＳＴ４０１）。この際、チャネル推定部３０１は、所望セルと干渉セルの双方について、パイロットチャネル等の特定のチャネルのみを逆拡散すればよい。
　また、チャネル推定部３０１は、逆拡散した信号より、パス毎のチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値を算出する（ステップＳＴ４０２）。また、ステップＳＴ４０１及びステップＳＴ４０２の処理は、マルチパスを構成する各パスについて行う。
　次に、最大電力チャネル推定選択部３０２は、パス毎のチャネル推定値の電力値を算出し、算出した電力値のなかの最大電力のパスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値を選択する（ステップＳＴ４０３）。
　また、チャネル電力算出部３０３は、パス毎のチャネル推定値を２乗し、２乗した各チャネル推定値の総和を求めることによりチャネル電力を算出する（ステップＳＴ４０４）。また、ステップＳＴ４０３及びステップＳＴ４０４の処理は各セルについて行う。
　また、受信信号電力算出部３０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号を２乗して、一定区間積和した値を平均化することによって受信信号の受信電力を算出する（ステップＳＴ４０５）。
　次に、指数算出部３０５は、セル毎の最大電力のパスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値と、セル毎の電力総和と、受信信号の受信電力とを用いて、熱雑音電力指数βを算出する。具体的には、指数算出部３０５は、以下の（１）式を用いて熱雑音電力指数βを算出する（ステップＳＴ４０６）。なお、熱雑音電力指数βが（１）式によって算出できることについては後述する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　次に、指数算出部３０５は、セル毎の最大電力のパスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値と、受信信号の受信電力とを用いて、干渉セルの受信電力指数γｊを算出する。具体的には、指数算出部３０５は、以下の（２）式を用いて干渉セルの受信電力指数γｊを算出する（ステップＳＴ４０７）。なお、干渉セルの受信電力指数γｊが（２）式によって算出できることについては後述する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　次に、干渉キャンセル部３０６は、セル毎のチャネル推定値と熱雑音指数と干渉セルの受信電力指数とを用いて、マルチパスによる直交性を復元し、かつ干渉セルからの干渉を除去するようなＦＩＲフィルタ係数を算出する（ステップＳＴ４０８）。具体的には、干渉キャンセル部３０６は、以下の（３）式のようなマトリックスを構築する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　また、干渉キャンセル部３０６は、以下の（４）式によりフィルタ係数Ｗを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、干渉キャンセル部３０６は、算出したフィルタ係数を用いて、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号をＦＩＲフィルタリングする（ステップＳＴ４０９）。
　次に、干渉キャンセル部３０６は、ＦＩＲフィルタリングした信号を逆拡散処理する（ステップＳＴ４１０）。この際、干渉キャンセル部３０６は、干渉セルについては逆拡散処理を実施しない。
　そして、干渉キャンセル部３０６は、逆拡散処理後の信号を復調後の信号として復号部１０５へ出力する。以上で、復調部１０４の動作の説明を終える。
　次に、（１）式により熱雑音電力指数βが算出できるとともに、（２）式により干渉セルの受信電力指数γｊが算出できる理由について、図５を用いて説明する。図５は、ＣＤＭＡ逆拡散処理後のスペクトル概念図である。
　まず、干渉セルを考慮した時刻ｎの受信信号ｒ（ｎ）のモデル式である（５）式を設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　（５）式の両辺を２乗すると、受信信号の受信電力のモデル式である（６）式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　次に、干渉セルを考慮したチャネル推定値の分散モデル式を設定する。図５に示すように、例えば、所望セルのマルチパスの各パスについて、逆拡散処理及びチャネル推定を実施した場合、チャネル推定値の分散には、所望セルの他のパスからの干渉＃５０１と、干渉セルからの干渉＃５０２と、熱雑音成分＃５０３とが含まれる。このチャネル推定値の分散モデル式は、以下の（７）式のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　同様に、干渉セルのマルチパスの各パスについて、逆拡散処理及びチャネル推定を実施した場合のチャネル推定値の分散モデル式を、干渉セル数分（Ｊ個）設定する。
　（６）式及び（Ｊ＋１）個の（７）式において、未知数は、所望セルからの受信電力と、干渉セルからの受信電力と、熱雑音電力との（Ｊ＋２）個となるので、（Ｊ＋２）元１次方程式を解くことによって、熱雑音電力及び干渉セルの受信電力を算出できる。これらを用いて、（１）式により熱雑音電力指数βを算出することができるとともに、（２）式により干渉セルの受信電力指数γｊを算出することができる。
　本実施の形態において、１つのアンテナにより受信することにしたが、本実施の形態はこれに限らず、複数のアンテナにより受信するようにしても良い。この場合、アンテナ毎に熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数を算出することができる。また、アンテナ毎に算出した熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数をアンテナ間で平均化することにより、さらに高精度に熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数を算出することができる。
　このように、本実施の形態によれば、干渉セルの受信電力指数と熱雑音電力指数とを分離して推定することにより、熱雑音電力の推定精度を向上させることができ、干渉キャンセラの特性を向上させることができるとともに、受信性能を向上させることができる。また、本実施の形態によれば、干渉セルについては、パイロットチャネル等の特定のチャネルのみを逆拡散処理すればよいので、回路規模を抑制することができるとともに、消費電力を低減することができる。
　（実施の形態２）
　図６は、本発明の実施の形態２に係る復調部６００の構成を示すブロック図である。
　図６に示す復調部６００は、図３に示す実施の形態１に係る復調部１０４に対して、干渉対象セル数判定部６０１を追加し、指数算出部３０５の代わりに指数算出部６０２を有し、干渉キャンセル部３０６の代わりに干渉キャンセル部６０３を有する。なお、図６において、図３と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。また、本実施の形態において、通信システムの構成は図１と同一であるとともに、無線通信装置の構成は、復調部１０４の代わりに復調部６００を有する以外は図２と同一であるので、その説明を省略する。
　チャネル推定部３０１は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号より、マルチパスフェージングを構成するパス毎に、所望セル（所望局）及び干渉セル（干渉局）のチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値を算出する。そして、チャネル推定部３０１は、算出した各パスのチャネル推定値を最大電力チャネル推定選択部３０２とチャネル電力算出部３０３と干渉キャンセル部６０３へ出力するとともに、算出した各パスのチャネル推定値の分散値を最大電力チャネル推定選択部３０２へ出力する。
　最大電力チャネル推定選択部３０２は、チャネル推定部３０１から入力した各パスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値の中から、最大電力を有するパスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値をセル毎に選択する。そして、最大電力チャネル推定選択部３０２は、選択した各パスのチャネル推定値及びチャネル推定値の分散値を指数算出部６０２へ出力する。
　受信信号電力算出部３０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力した受信信号の受信電力を算出する。そして、受信信号電力算出部３０４は、受信電力の算出値を指数算出部６０２へ出力する。
　チャネル電力算出部３０３は、チャネル推定部３０１から入力した各パスのチャネル推定値から各パスの電力値を求め、求めた各パスの電力値をセル毎に加算することにより、各セルのチャネル推定値の電力総和を算出する。そして、チャネル電力算出部３０３は、電力総和の算出値を干渉対象セル数判定部６０１へ出力する。
　干渉対象セル数判定部６０１は、チャネル電力算出部３０３から入力した電力総和の算出値が閾値より大きい場合には入力した電力総和を指数算出部６０２へ出力する。また、干渉対象セル数判定部６０１は、チャネル電力算出部３０３から入力した電力総和の算出値が閾値以下の場合には入力した電力総和を指数算出部６０２へ出力しない。また、干渉対象セル数判定部６０１は、閾値より大きい電力総和の算出値のセルを干渉対象セルとしてカウントする。そして、干渉対象セル数判定部６０１は、カウント値を干渉対象セル数として指数算出部６０２及び干渉キャンセル部６０３へ出力する。
　指数算出部６０２は、最大電力チャネル推定選択部３０２から入力した最大電力を有するパスのチャネル推定値及び分散値と、干渉対象セル数判定部６０１から入力した電力総和の算出値と、受信信号電力算出部３０４から入力した受信電力の算出値とに基づいて、熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数を算出する。この際、指数算出部６０２は、干渉対象セル数判定部６０１から入力した干渉対象セル数に基づいて、干渉対象セル以外のセルを除いた演算により、熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数を算出する。そして、指数算出部６０２は、算出した熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数を干渉キャンセル部６０３へ出力する。
　干渉キャンセル部６０３は、チャネル推定部３０１から入力した各セルのチャネル推定値と、指数算出部６０２から入力した熱雑音電力指数及び干渉セルの受信電力指数とに基づいて、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力したディジタル信号に対して、マルチパスによる直交性を復元し、かつ干渉セルの干渉成分を除去するフィルタリング処理を行う。この際、干渉キャンセル部６０３は、干渉対象セル数判定部６０１から入力した干渉対象セル数に基づいて、干渉対象セル以外のセルの干渉は除去しない。そして、干渉キャンセル部６０３は、干渉成分を除去したディジタル信号を復調後の信号として復号部１０５へ出力する。
　なお、復調部６００の動作は、干渉対象セル以外のセルを除いて演算及び処理を行う以外は図４と同一であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、上記の実施の形態１と同様に、複数のアンテナにより信号を受信するようにしても良い。
　このように、本実施の形態によれば、上記の実施の形態１の効果に加えて、電力総和の算出値が閾値以下の干渉対象ではないセルの受信電力指数の算出及び干渉対象ではないセルの信号検出を行わないので、消費電力をさらに低減することができる。
　２００９年７月２９日出願の特願２００９－１７６７５９の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明にかかる無線通信装置及び信号検出方法は、特に干渉キャンセラにより受信信号から干渉セルの干渉成分を除去するのに好適である。

Claims (7)

  1. 　マルチパスフェージングを受けた受信信号より各パスのチャネル推定値及び前記チャネル推定値の分散値をセル毎に求めるチャネル推定手段と、
    　各パスの前記チャネル推定値の電力のセル毎の電力総和を算出する電力総和算出手段と、
    　前記受信信号の受信電力を算出する受信電力算出手段と、
    　前記チャネル推定値と前記分散値と前記電力総和と前記受信電力とに基づいて熱雑音電力指数を算出するとともに、前記チャネル推定値と前記分散値と前記受信電力とに基づいて干渉セルの受信電力指数を算出する指数算出手段と、
    　前記熱雑音電力指数及び前記干渉セルの受信電力指数により求めたフィルタ係数で前記受信信号をフィルタリングすることにより、前記受信信号に含まれる干渉セルの干渉成分を除去する干渉キャンセル手段と、
    　を具備する無線通信装置。
  2. 　前記指数算出手段は、前記電力総和が閾値以上のセルの前記干渉セルの受信電力指数を算出する請求項１記載の無線通信装置。
  3. 　前記指数算出手段は、（１）式により前記熱雑音電力指数を算出する請求項１記載の無線通信装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
  4. 　前記指数算出手段は、（２）式により前記干渉セルの受信電力指数を算出する請求項１記載の無線通信装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
  5. 　複数のアンテナにより前記受信信号を受信する受信手段をさらに具備し、
    　前記指数算出手段は、前記アンテナ毎に前記熱雑音電力指数を算出する請求項１記載の無線通信装置。
  6. 　複数のアンテナにより前記受信信号を受信する受信手段をさらに具備し、
    　前記指数算出手段は、前記アンテナ毎に前記干渉セルの受信電力指数を算出する請求項１記載の無線通信装置。
  7. 　受信信号より干渉セルの干渉成分を除去して所望セルの信号を検出する無線通信装置における信号検出方法であって、
    　マルチパスフェージングを受けた受信信号より各パスのチャネル推定値及び前記チャネル推定値の分散値をセル毎に求めるステップと、
    　各パスの前記チャネル推定値の電力のセル毎の電力総和を算出するステップと、
    　前記受信信号の受信電力を算出するステップと、
    　前記チャネル推定値と前記分散値と前記電力総和と前記受信電力とに基づいて熱雑音電力指数を算出するとともに、前記チャネル推定値と前記分散値と前記受信電力とに基づいて前記干渉セルの受信電力指数を算出するステップと、
    　前記熱雑音電力指数及び前記干渉セルの受信電力指数により求めたフィルタ係数で前記受信信号をフィルタリングすることにより、前記受信信号に含まれる干渉セルの干渉成分を除去した信号を検出するステップと、
    　を具備する信号検出方法。
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