WO2011024649A1 - 受信装置及び干渉電力推定方法 - Google Patents

受信装置及び干渉電力推定方法 Download PDF

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裕之 川合
基紹 鈴木
哲朗 今井
義裕 石川
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
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    • H04J11/0023Interference mitigation or co-ordination
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08Testing, supervising or monitoring using real traffic

Definitions

  • the present invention relates to a receiver and an interference power estimation method in a mobile communication system.
  • a reference signal mapped discontinuously on the time / frequency axis as shown in FIG. 1 is used to measure SIR.
  • RS reference signal
  • E
  • Interference power estimation method described above when the channel variation between the two reference channel variation value r 1 obtained from each signal, r c (thick frame in FIG. 1) is small, i.e., compared with the fluctuation period of the instantaneous fading Thus, when the reference signal is sufficiently close in time and frequency and the influence of fluctuations in instantaneous fading is limited, highly accurate interference power estimation can be performed. However, when the moving speed is high or the delay spread is large, the correlation of fading fluctuation between the channel fluctuation values r 1 and r c obtained from the two reference signals is low, and r 1 and r c There is an influence of fluctuation of instantaneous fading between them. At this time, in the above interference power estimation method, the accuracy of interference power estimation is greatly degraded. As a result, there is a problem that the SIR that is the reception quality cannot be accurately measured.
  • the present invention has been made in view of such a point, and even when the correlation between fading fluctuations between reference signals is low, a receiving apparatus capable of accurately obtaining interference quality by performing interference power estimation with high accuracy
  • Another object of the present invention is to provide an interference power estimation method.
  • the receiving apparatus of the present invention includes a reference signal extraction unit that extracts a reference signal from a received signal including a plurality of reference signals that are discontinuous in the time / frequency plane and obtains a channel fluctuation value, and a specific signal in the time / frequency plane.
  • Linear synthesizing means for linearly synthesizing channel fluctuation values respectively obtained from reference signals surrounding time / frequency reference signals with a predetermined weight, and interference power estimating means for estimating interference power using the linearly synthesized linearly synthesized values; It is characterized by comprising.
  • the interference power estimation means estimates the interference power by averaging the difference between the linear composite value and the channel fluctuation value obtained from the specific time / frequency reference signal. It is preferable to obtain a value.
  • the reference signal on the time / frequency plane is mapped to an arrangement used in the LTE system.
  • the interference power estimation method of the present invention includes a step of receiving a signal including a plurality of reference signals that are discontinuous in a time / frequency plane, a step of obtaining a channel fluctuation value by extracting the reference signal from the signal, and the time A step of linearly synthesizing a channel variation value obtained from a reference signal surrounding a reference signal of a specific time / frequency in a frequency plane with a predetermined weight, and a step of estimating interference power using the linearly synthesized linearly synthesized value; It is characterized by comprising.
  • this method it is possible to interpolate a fading fluctuation in a region partitioned by a reference signal surrounding a reference signal of a specific time / frequency on the time / frequency plane. As a result, even when the correlation of fading fluctuations between reference signals is low, interference power estimation can be performed with high accuracy, and as a result, accurate reception quality can be obtained.
  • the difference between the linear composite value and the channel fluctuation value obtained from the specific time / frequency reference signal may be square-averaged to obtain an estimated interference power value. preferable.
  • the reference signal in the time / frequency plane is mapped to an arrangement used in the LTE system.
  • the channel fluctuation values obtained from RS 3 and RS 4 are r 1 , r 2 , r 3 and r 4 , respectively, and the reference signals RS 1 and RS 2 are separated from the reference signal RS c by 3 subcarriers and 4 symbols, respectively.
  • a signal including a plurality of reference signals that are discontinuous in the time / frequency plane is received, the reference signal is extracted from the signal, and a reference signal having a specific time / frequency in the time / frequency plane is obtained. Since the surrounding reference signal is linearly synthesized with a predetermined weight and the interference power is estimated using the linearly synthesized linearly synthesized value, the interference power can be accurately detected even when the correlation of fading fluctuations between the reference signals is low. An accurate reception quality can be obtained by performing estimation.
  • a signal including a plurality of reference signals that are discontinuous in the time / frequency plane is received, the reference signal is extracted from the signal, and a specific time / frequency in the time / frequency plane is obtained.
  • the channel fluctuation values respectively obtained from the reference signals surrounding the reference signals are linearly synthesized with a predetermined weight, and the interference power is estimated using the linearly synthesized linearly synthesized values.
  • a reference signal surrounding a specific time / frequency reference signal in the time / frequency plane is obtained by linearly synthesizing the reference signal surrounding the specific time / frequency reference signal in the time / frequency plane with a predetermined weight. It is possible to interpolate the fading fluctuation in the area partitioned by. As a result, even when the correlation of fading fluctuation between reference signals is low, interference power estimation can be performed with high accuracy.
  • FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of RSs in the downlink used in the LTE system.
  • RSs are arranged every 6 subcarriers in the first and fifth symbols of each slot on the time / frequency plane.
  • an area partitioned by four RSs that is, two RSs of each first symbol of a certain slot and a slot adjacent thereto and two RSs adjacent to each other in the frequency direction of the two RSs (
  • the RS of the fifth symbol of the slot is located inside a region surrounded by a thick line in FIG.
  • this RS arrangement there are four RSs, that is, two RSs of each fifth symbol of a certain slot and a slot adjacent thereto, and two RSs adjacent to each other in the frequency direction of the two RSs.
  • the RS of the first symbol of the adjacent slot is located inside the partitioned area.
  • the area composed of the four adjacent RSs in the first symbol of the slot overlaps the area composed of the four adjacent RSs in the fifth symbol of the slot. ing.
  • channel fluctuation values r 2k + 1, l obtained from the received signal of the RS of the fifth symbol in the slot shown in FIG. 2 and the channels obtained from the received signals of the four RSs of the first symbol of the slots surrounding it.
  • Interference power is estimated by interpolating fading fluctuations with the fluctuation values r 2k, l , r 2k, l + 1 , r 2 (k + 1), l , r 2 (k + 1), l + 1 as one unit to obtain the variance of the received signal.
  • a process of interpolating fading fluctuation is performed in an area formed by four RSs adjacent to the first symbol or the fifth symbol of the slot. That is, the channel fluctuation values obtained from the received signals of the RSs surrounding the RS of a specific time / frequency in the time / frequency plane are linearly synthesized with a predetermined weight, and the RS of the specific time / frequency is linearly synthesized from the linearly synthesized linearly synthesized value.
  • the channel fluctuation value obtained from the received signal is subtracted, the subtracted value after subtraction is averaged, and the average value after averaging is used as the estimated value of interference power. Further, the SIR is measured using the estimated value of the interference power.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining weighting at the time of linear synthesis in the present invention.
  • a channel fluctuation value obtained from an RS of a specific time / frequency from the reference signal RS c is denoted by r c, and RS 1 , RS 2 , RS 3 , RS 4 that are four RSs surrounding the reference signal RS c. It is set to r 1, r 2, r 3 , r 4 channel fluctuation values obtained from each.
  • the reference signal RS 1 is arranged a subcarrier and c symbols away from the reference signal RS c
  • the reference signal RS 2 is arranged b b carriers and c symbols away from the reference signal RS c
  • the reference signal RS 3 is the reference signal RS
  • the reference signal RS 4 is arranged at a distance of b subcarriers and d symbols from the reference signal RS c .
  • the interpolated channel fluctuation value r c ′ weighted according to the distances to the reference signals RS 1 , RS 2 , RS 3 , RS 4 is expressed by the following equation (1).
  • r c ′ (bd ⁇ r 1 + ad ⁇ r 2 + bc ⁇ r 3 + ac ⁇ r 4 ) / ⁇ (a + b) (c + d) ⁇ Equation (1)
  • the interference power is estimated using the interpolated channel fluctuation value r c ′.
  • the interference power estimation value is obtained by normalizing the variance of the channel fluctuation value r c obtained from the interpolation channel fluctuation value r c ′ and RS c (the following equation (2)).
  • 2 ) / X X 1 + [(a 2 + b 2 ) (c 2 + d 2 ) / ⁇ (a + b) (c + d) ⁇ 2 ]
  • the reference signal of a specific time and frequency as the reference signal r c a reference signal which surrounds a reference signal r c a reference signal r 1, r 2, r 3 , r 4, a reference signal RS 1, RS 2
  • the reference signal RS c is arranged 3 subcarriers and 4 symbols apart from each other, and the reference signals RS 3 and RS 4 are arranged 3 subcarriers and 3 symbols apart from the reference signal RS c , respectively.
  • the interpolation reference channel fluctuation values r c ′ and X are as follows.
  • the reference signal surrounding the reference signal RS c is interpolated with the reference signals RS 1 , RS 2 , RS 3 , RS 4 as a unit to interpolate the channel variation, and the average power and variance of the received reference signal are obtained,
  • N L and N K are the numbers of RSs in the average interval in the frequency direction and the time direction, respectively.
  • the interference power estimation method described above since the fading fluctuation in the region partitioned by the reference signal surrounding the reference signal of the specific time / frequency is interpolated in the time / frequency plane, the reference Even when the correlation between fading fluctuations between signals is low, interference power estimation can be performed with high accuracy, and as a result, accurate reception quality can be obtained.
  • an RS of an RS used in the LTE system An arrangement area may be mentioned. That is, in the RS arrangement as shown in FIGS. 4 and 5, the area surrounded by the thick line is the interpolation area or the interpolation unit.
  • the RS arrangement is as shown in FIG. 4
  • the RS arrangement configuration (number of symbols and position) shown in FIG. 4 is determined from the viewpoint of channel estimation accuracy and overhead.
  • FIG. 5 RS is mapped to the first symbol and the fifth symbol in each slot every six subcarriers for each antenna.
  • the RSs for the third and fourth antennas are mapped to the same subcarrier as the first and second antennas, respectively, only in the second symbol in the slot.
  • an RS arrangement as shown in FIG. 5 is obtained.
  • the number of antennas is 1 or 2 (1 antenna port, 2 antenna ports), as shown in FIG. 2, RS is mapped to the first symbol and the fourth symbol in each slot every 6 subcarriers for each antenna. Is done.
  • the RSs for the third and fourth antennas are mapped to the same subcarrier as the first and second antennas, respectively, only in the second symbol in the slot.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a receiving apparatus according to the present invention.
  • the mobile terminal device is a receiving device in the LTE system
  • 6 includes a reception antenna 11, a reception unit 12, an FFT (Fast Fourier Transform) unit 13, an RS extraction unit 14, a weighting synthesis unit 15, a subtraction unit 16, and a square averaging unit. 17 is mainly composed.
  • the mobile terminal apparatus also includes a transmission unit, which is omitted for the sake of simplicity.
  • the receiving unit 12 receives the OFDM signal from the radio base station device via the receiving antenna 11.
  • the receiving unit 12 outputs the OFDM signal to the FFT unit 13.
  • the FFT unit 13 performs FFT on the OFDM signal and converts it to a frequency domain signal.
  • the FFT unit 13 outputs the signal after the FFT to the RS extraction unit 14.
  • the RS extraction unit 14 extracts the RS from the signal after the FFT. For example, the RS extraction unit 14 extracts reception signals corresponding to the reference signals RS c , RS 1 , RS 2 , RS 3 , and RS 4 in FIG. 3, and channel variation values r c , r 1 , r 2 , and r 3, respectively. , determine the r 4. The outputs channel fluctuation value r 1 to be used for weighting and combining, r 2, r 3, the r 4 to the weighting combining unit 15, and outputs channel fluctuation value r c to the subtraction unit 16.
  • the weighting / synthesizing unit 15 uses the channel fluctuation values r 1 , r 2 , r 3 , and r 4 to obtain an interpolated channel fluctuation value r c ′ according to Equation (1).
  • the RS arrangement shown in FIG. 4 or 5 is known in the mobile terminal apparatus.
  • a, b, c, and d in FIG. 3 are also known on the mobile terminal device side from the RS arrangement.
  • the weighting / synthesizing unit 15 obtains the interpolation reference signal r c ′ from the equation (1) using the reference signals r 1 , r 2 , r 3 , r 4 and a, b, c, d. it can.
  • the weighting synthesis unit 15 outputs the interpolated channel fluctuation value r c ′ to the subtraction unit 16.
  • Subtraction unit 16 RS and channel fluctuation value r c obtained from the reference signal extracted by the extraction section 14, 'the difference between (
  • the subtraction unit 16 outputs the obtained difference to the square averaging unit 17.
  • the square averaging unit 17 obtains an estimated value of interference power using the difference obtained by the subtracting unit 16. That is, the square averaging unit 17 obtains an estimated value of the interference power according to the equation (2). Also in this case, since a, b, c, and d in FIG. 3 are known on the mobile terminal device side, the square averaging unit 17 uses the difference and a, b, c, and d to obtain the formula (2 ) To obtain an estimated value of interference power.
  • the average SIR can be obtained by the above formula (3) using the estimated interference power value obtained in this way.
  • This SIR is highly accurate because the interference power is accurately estimated without being affected by fading fluctuations by the interference power estimation method according to the present invention.
  • the accuracy of SIR measurement was evaluated by computer simulation.
  • the system bandwidth is 5 MHz
  • the subcarrier interval is 15 kHz
  • the number of subcarriers is 300.
  • the transmitter of the radio base station apparatus time-multiplexes a 5-symbol pseudo-random data signal and 2-symbol RS in one slot of 0.5 msec length, and signals in the time domain by IFFT (Inverse Fast Fourier Transform). After conversion to CP, CP was added. Also, the FFT timing synchronization at the receiving unit on the mobile terminal device side is ideal.
  • the interference power component was white Gaussian noise, and the average received SIR was fixed at 10 dB.
  • r. m. s root mean square delay spread ⁇ ( ⁇ sec) and moving speed v (m / s) were used as parameters.
  • the averaging period is the entire transmission signal band in the frequency direction, and the measurement is performed intermittently at a time rate of 10% while moving in the time direction by 30 meters. The results are shown in FIGS.
  • An SIR measurement error obtained by using the interference power estimation method according to the present invention was taken as an example (black circle), and an SIR measurement error obtained by the conventional method shown in FIG. 1 was taken as a comparative example (white circle).
  • the measurement error increases as the delay spread increases.
  • the interference power can be accurately measured by interpolating the channel fluctuation in the frequency direction, the measurement error is relatively small.
  • An SIR measurement error obtained by using the interference power estimation method according to the present invention was taken as an example (black circle), and an SIR measurement error obtained by the conventional method shown in FIG. 1 was taken as a comparative example (white circle).
  • the average measurement error can be within 1 dB at a moving speed ⁇ 60 (m / s).
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
  • a case has been described in which the downlink of the LTE system is assumed and the reception apparatus is a reception apparatus of a mobile terminal apparatus.
  • the present invention is not limited to this, and OFDM transmission is performed for uplink transmission. Any system that applies transmission can be applied to a receiving apparatus of a radio base station apparatus.
  • RS in the LTE system has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and can be applied regardless of the correlation of fading fluctuation between RSs. is there.

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Abstract

 参照信号間のフェージング変動の相関が低い場合であっても、高精度に干渉電力推定を行って正確な受信品質を求めることができる受信装置及び干渉電力推定方法を提供すること。本発明の干渉電力推定方法は、時間・周波数平面において不連続である複数の参照信号を含む信号を受信し、前記信号から前記参照信号を取り出し、前記時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号からそれぞれ求めたチャネル変動値を所定の重み付けで線形合成し、前記線形合成した線形合成値を用いて干渉電力を推定することを特徴とする。

Description

受信装置及び干渉電力推定方法
 本発明は、移動通信システムにおける受信装置及び干渉電力推定方法に関する。
 移動通信システムにおいては、下り各種制御チャネルからサービスエリアにおける下りリンクの受信品質、例えばSIR(Signal-to-Interference power Ratio)を正確に測定することが重要である。LTE(Long Term Evolution)方式の移動通信システムにおいては、SIRを測定するために、図1に示すような時間・周波数軸上に不連続にマッピングされた参照信号(RS:Reference Signal)を用いる。具体的には、図1に示す参照信号の受信信号から求めたチャネル変動量r,rを用い、E(|r-r)(E:アンサンブル平均)を1/2倍することにより干渉電力を推定し、この干渉電力推定値を用いてSIRを求める。
電子情報通信学会2008年ソサイエティ大会B-1-24
 上記の干渉電力推定法は、2つの参照信号からそれぞれ求めたチャネル変動値r,rの間(図1における太枠内)のチャネル変動が小さい場合、すなわち、瞬時フェージングの変動周期と比較して参照信号が時間・周波数上で十分近接していて瞬時フェージングの変動の影響が限定的な場合においては、高精度の干渉電力推定を行うことができる。しかしながら、移動速度が高速の場合や、遅延スプレッドが大きい場合には、2つの参照信号からそれぞれ求めたチャネル変動値r,rの間のフェージング変動の相関が低く、r,rの間に瞬時フェージングの変動の影響がある。このとき、上記の干渉電力推定法では、干渉電力推定の精度が大きく劣化する。これにより、受信品質であるSIRを正確に測定できないという問題がある。
 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、参照信号間のフェージング変動の相関が低い場合であっても、高精度に干渉電力推定を行って正確な受信品質を求めることができる受信装置及び干渉電力推定方法を提供することを目的とする。
 本発明の受信装置は、時間・周波数平面において不連続である複数の参照信号を含む受信信号から前記参照信号を取り出してチャネル変動値を求める参照信号抽出手段と、前記時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号からそれぞれ求めたチャネル変動値を所定の重み付けで線形合成する線形合成手段と、前記線形合成した線形合成値を用いて干渉電力を推定する干渉電力推定手段と、を具備することを特徴とする。
 この構成によれば、時間・周波数平面において、特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号で区画された領域でのフェージング変動を補間することができる。その結果、参照信号間のフェージング変動の相関が低い場合であっても、高精度に干渉電力推定を行うことができ、その結果、正確な受信品質を求めることができる。
 本発明の受信装置においては、前記干渉電力推定手段は、前記線形合成値と前記特定の時間・周波数の参照信号から求めたチャネル変動値との間の差分を2乗平均して干渉電力の推定値を得ることが好ましい。
 本発明の受信装置においては、前記時間・周波数平面における参照信号は、LTEシステムで使用する配置にマッピングされていることが好ましい。
 本発明の受信装置においては、前記特定の時間・周波数の参照信号RSから求めたチャネル変動値をrとし、前記参照信号を取り囲む参照信号RS,RS,RS,RSからそれぞれ求めたチャネル変動値をr,r,r,rとし、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、4シンボル離れて配置され、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、3シンボル離れて配置されており、前記所定の重み付けでの線形合成がr’=(3r+3r+4r+4r)/14であり、E(|r’-r)(Eはアンサンブル平均)の値に98/123を乗じた値を干渉電力の推定値とすることが好ましい。
 本発明の干渉電力推定方法は、時間・周波数平面において不連続である複数の参照信号を含む信号を受信する工程と、前記信号から前記参照信号を取り出してチャネル変動値を求める工程と、前記時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号から求めたチャネル変動値を所定の重み付けで線形合成する工程と、前記線形合成した線形合成値を用いて干渉電力を推定する工程と、を具備することを特徴とする。
 この方法によれば、時間・周波数平面において、特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号で区画された領域でのフェージング変動を補間することができる。その結果、参照信号間のフェージング変動の相関が低い場合であっても、高精度に干渉電力推定を行うことができ、その結果、正確な受信品質を求めることができる。
 本発明の干渉電力推定方法においては、前記線形合成値と前記特定の時間・周波数の参照信号から求めたチャネル変動値との間の差分を2乗平均して干渉電力の推定値を得ることが好ましい。
 本発明の干渉電力推定方法においては、前記時間・周波数平面における参照信号は、LTEシステムで使用する配置にマッピングされていることが好ましい。
 本発明の干渉電力推定方法においては、前記特定の時間・周波数の参照信号を参照信号RSから求めたチャネル変動値をrとし、前記参照信号rを取り囲む参照信号RS,RS,RS,RSからそれぞれ求めたチャネル変動値をr,r,r,rとし、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、4シンボル離れて配置され、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、3シンボル離れて配置されており、前記所定の重み付けでの線形合成がr’=(3r+3r+4r+4r)/14であり、E(|r’-r)(Eはアンサンブル平均)の値に98/123を乗じた値を干渉電力の推定値とすることが好ましい。
 本発明によれば、時間・周波数平面において不連続である複数の参照信号を含む信号を受信し、前記信号から前記参照信号を取り出し、前記時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号を所定の重み付けで線形合成し、前記線形合成した線形合成値を用いて干渉電力を推定するので、参照信号間のフェージング変動の相関が低い場合であっても、高精度に干渉電力推定を行って正確な受信品質を求めることができる。
従来の干渉電力推定方法を説明するための図である。 本発明に係る干渉電力推定方法を説明するための図である。 本発明における線形合成の際の重み付けを説明するための図である。 参照信号の配置例を示す図である。 参照信号の配置例を示す図である。 本発明に係る受信装置の概略構成を示す図である。 遅延スプレッドに対するSIR測定誤差特性を示す図である。 移動速度に対するSIR測定誤差特性を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、OFDM(Orthogonal Frequency Divisional Multiplex)を用いるLTEシステムの下りリンクの受信品質(SIR)を測定する方法について説明する。
 本発明の干渉電力推定方法においては、時間・周波数平面において不連続である複数の参照信号を含む信号を受信し、前記信号から前記参照信号を取り出し、前記時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号からそれぞれ求めたチャネル変動値を所定の重み付けで線形合成し、前記線形合成した線形合成値を用いて干渉電力を推定する。
 このように、時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号を所定の重み付けで線形合成することにより、時間・周波数平面において、特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号で区画された領域でのフェージング変動を補間することができる。その結果、参照信号間のフェージング変動の相関が低い場合であっても、高精度に干渉電力推定を行うことができる。
 図2は、LTEシステムで使用する、下りリンクにおけるRSの配置を示す図である。図2に示すように、時間・周波数平面において、各スロットの1シンボル目と5シンボル目に6サブキャリアおきにRSが配置されている。このRS配置においては、あるスロットおよびこれに隣接するスロットの各1シンボル目の2つのRSと、この2つのRSの周波数方向にそれぞれ隣接する2つのRSとの4つのRSで区画された領域(図2における太線で囲んだ領域)の内部に、前記スロットの5シンボル目のRSが位置するようになっている。また、言い換えると、このRS配置においては、あるスロット及びこれに隣接するスロットの各5シンボル目の2つのRSと、この2つのRSの周波数方向にそれぞれ隣接する2つのRSとの4つのRSで区画された領域の内部に、前記隣接するスロットの1シンボル目のRSが位置するようになっている。このように、図2に示すRS配置においては、スロットの1シンボル目の隣接する4つのRSで構成される領域と、スロットの5シンボル目の隣接する4つのRSで構成される領域とが重なっている。
 本発明においては、図2に示すスロットの5シンボル目のRSの受信信号から求めたチャネル変動値r2k+1,lと、それを取り囲むスロットの1シンボル目の4つのRSの受信信号から求めたチャネル変動値r2k,l、r2k,l+1、r2(k+1),l、r2(k+1),l+1を一単位としてフェージング変動を補間して受信信号の分散を求めることにより干渉電力を推定する。また、このように得られた干渉電力の推定値Pと受信信号の平均電力Pを用いて周波数・時間方向に平均化することにより平均SIR(=P/P)を求める。
 本発明においては、上記スロットの1シンボル目あるいは5シンボル目の隣接する4つのRSで構成される領域においてフェージング変動を補間する処理を行う。すなわち、時間・周波数平面における特定の時間・周波数のRSを取り囲むRSの受信信号からそれぞれ求めたチャネル変動値を所定の重み付けで線形合成し、線形合成した線形合成値から特定の時間・周波数のRSの受信信号から求めたチャネル変動値を減算し、減算後の減算値を平均化し、平均化後の平均値を干渉電力の推定値とする。さらに、この干渉電力の推定値を用いてSIRを測定する。
 ここで、特定の時間・周波数のRSを取り囲むRS(隣接する4つのRS)を所定の重み付けで線形合成する場合の重み付けについて説明する。図3は、本発明における線形合成の際の重み付けを説明するための図である。
 図3においては、特定の時間・周波数のRSを参照信号RSから求めたチャネル変動値をrとし、参照信号RSを取り囲む4つのRSであるRS,RS,RS,RSからそれぞれ求まるチャネル変動値をr,r,r,rとしている。参照信号RSは参照信号RSからaサブキャリア、cシンボル離れて配置され、参照信号RSは参照信号RSからbサブキャリア、cシンボル離れて配置され、参照信号RSは参照信号RSからaサブキャリア、dシンボル離れて配置され、参照信号RSは参照信号RSからbサブキャリア、dシンボル離れて配置されている。
 したがって、参照信号RSについて、参照信号RS,RS,RS,RSへの距離に応じて重み付けされた補間チャネル変動値r’は、下記式(1)のようになる。
 r’=(bd・r+ad・r+bc・r+ac・r)/{(a+b)(c+d)} 式(1)
そして、この補間チャネル変動値r’を用いて、干渉電力の推定を行う。すなわち、補間チャネル変動値r’とRSから求めたチャネル変動値rの分散を正規化することにより干渉電力の推定値とする(下記式(2))。
 E(|r’-r)/X
 X=1+[(a+b)(c+d)/{(a+b)(c+d)}] 式(2)
 ここで、特定の時間・周波数の参照信号を参照信号rとし、参照信号rを取り囲む参照信号を参照信号r,r,r,rとし、参照信号RS,RSが参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、4シンボル離れて配置され、参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、3シンボル離れて配置されているとした場合、すなわち、a=b=3、c=4、d=3を上記式(1)、式(2)に代入すると、補間参照チャネル変動値r’及びXは以下のようになる。
 r’=(3r+3r+4r+4r)/14
 X=123/98
 したがって、干渉電力の推定値は、r’=(3r+3r+4r+4r)/14として、E(|r’-r)(Eはアンサンブル平均)の値に98/123を乗じた値となる。
 また、上記のように参照信号RSを取り囲む参照信号を参照信号RS,RS,RS,RSを一単位としてチャネル変動を補間して、受信参照信号の平均電力と分散を求め、これを下記式(3)に示すようにして周波数・時間方向に平均化することにより平均SIR(=P/P)を計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
ここで、N,Nはそれぞれ周波数方向・時間方向の平均区間内のRS数である。
 このように、上述した干渉電力推定方法によれば、時間・周波数平面において、特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号で区画された領域でのフェージング変動を補間するので、その結果、参照信号間のフェージング変動の相関が低い場合であっても、高精度に干渉電力推定を行うことができ、その結果、正確な受信品質を求めることができる。
 本発明に係る干渉電力推定方法において、時間・周波数平面で、特定の時間・周波数のRSを取り囲むRSで区画された領域(補間領域、補間単位)としては、例えば、LTEシステムで使用するRSの配置領域が挙げられる。すなわち、図4及び図5に示すようなRS配置において、太線で囲まれた領域が補間領域あるいは補間単位となる。
 具体的には、ノーマルCP(Normal Cyclic Prefix)長の場合には、図4に示すようなRS配置となる。図4に示すRS配置構成(シンボル数と位置)は、チャネル推定精度とオーバーヘッドの観点から決定されており、アンテナ数が1又は2(1アンテナポート、2アンテナポート)の場合には、図2に示すように、アンテナ毎に6サブキャリアおきに各スロット内の1シンボル目、5シンボル目にRSがマッピングされる。アンテナ数が4(4アンテナポート)の場合には、3番目、4番目のアンテナに対するRSが、スロット内の2シンボル目のみに、それぞれ1番目、2番目のアンテナと同一のサブキャリアにマッピングされる。また、ロングCP(Long Cyclic Prefix)長の場合には、図5に示すようなRS配置となる。アンテナ数が1又は2(1アンテナポート、2アンテナポート)の場合には、図2に示すように、アンテナ毎に6サブキャリアおきに各スロット内の1シンボル目、4シンボル目にRSがマッピングされる。アンテナ数が4(4アンテナポート)の場合には、3番目、4番目のアンテナに対するRSが、スロット内の2シンボル目のみに、それぞれ1番目、2番目のアンテナと同一のサブキャリアにマッピングされる。
 図6は、本発明に係る受信装置の概略構成を示す図である。ここでは、LTEシステムにおける移動端末装置の受信装置である場合について説明する。図6に示す受信装置は、受信アンテナ11と、受信部12と、FFT(Fast Fourier Transform)部13と、RS取り出し部14と、重み付け合成部15と、減算部16と、2乗平均化部17とから主に構成されている。また、移動端末装置においては、送信部も備えているが、説明を簡略にするために省略する。
 受信部12は、無線基地局装置からのOFDM信号を、受信アンテナ11を介して受信する。受信部12は、OFDM信号をFFT部13に出力する。FFT部13は、OFDM信号をFFTして周波数領域の信号に変換する。FFT部13は、FFT後の信号をRS取り出し部14に出力する。
 RS取り出し部14は、FFT後の信号からRSを抽出する。例えば、RS取り出し部14は、図3における参照信号RS,RS,RS,RS,RSに対応する受信信号を取り出し、それぞれチャネル変動値r,r,r,r,rを求める。そして、重み付け合成に使用するチャネル変動値r,r,r,rを重み付け合成部15に出力し、チャネル変動値rを減算部16に出力する。
 重み付け合成部15は、チャネル変動値r,r,r,rを用い、式(1)により、補間チャネル変動値r’を求める。この場合において、予めアンテナ数の情報は無線基地局装置より報知あるいは通知されているので、移動端末装置においては図4又は図5に示すRS配置が既知である。このため、そのRS配置より図3におけるa,b,c,dも移動端末装置側で既知である。このように、重み付け合成部15は、参照信号r,r,r,r及びa,b,c,dを用いて、式(1)から補間参照信号r’を求めることができる。重み付け合成部15は、補間チャネル変動値r’を減算部16に出力する。
 減算部16は、RS取り出し部14で抽出された参照信号から求めたチャネル変動値rと、重み付け合成部15で得られた補間チャネル変動値r’との差分(|r’-r|)を計算する。減算部16は、得られた差分を2乗平均化部17に出力する。2乗平均化部17は、減算部16で得られた差分を用いて干渉電力の推定値を求める。すなわち、2乗平均化部17は、式(2)により、干渉電力の推定値を求める。この場合においても、図3におけるa,b,c,dが移動端末装置側で既知であるので、2乗平均化部17は、差分及びa,b,c,dを用いて、式(2)から干渉電力の推定値を求めることができる。
 このようにして得られた干渉電力の推定値を用いて、上記式(3)により、平均SIRを求めることができる。このSIRは、本発明に係る干渉電力推定方法によりフェージング変動の影響を受けずに精度良く干渉電力が推定されているので、結果として、精度の高いものである。
 次に、本発明の効果を明確にするために、SIR測定の精度を計算機シミュレーションにより評価した。ここでは、システム帯域幅を5MHzとし、サブキャリア間隔を15kHzとし、サブキャリア数を300とした。また、無線基地局装置の送信部において、0.5msec長の1スロット内に、5シンボルの擬似ランダムデータ信号と2シンボルのRSを時間多重し、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)により時間領域の信号に変換した後、CPを付加した。また、移動端末装置側の受信部でのFFTタイミング同期は理想とした。
 本評価では、干渉電力成分は白色ガウス雑音とし、平均受信SIRは10dB固定とした。また、チャネル変動として、等レベル2パスマルチパスフェージング変動を考慮し、r.m.s(root mean square)遅延スプレッドσ(μsec)、移動速度v(m/s)はパラメータとした。また、平均化区間は、周波数方向は送信信号帯域全体とし、時間方向は30メートル移動する間に時間率10%で間欠的に測定を行うものとした。その結果を図7及び図8に示す。
 図7は、移動速度v=10(m/s)で、遅延スプレッドσをパラメータとした平均SIR測定誤差を示す。本発明に係る干渉電力推定方法を用いて得られたSIRの測定誤差を実施例(黒丸)とし、図1に示す従来の方法で得られたSIRの測定誤差を比較例(白丸)とした。図7から分かるように、比較例では、チャネル変動を考慮していないため、遅延スプレッドが大きくなるにつれて測定誤差が大きくなっている。これに対して、実施例では、周波数方向のチャネル変動を補間して正確に干渉電力を測定できるので、測定誤差が相対的に小さい。
 図8は、遅延スプレッドσ=0.55(μsec)、移動速度vをパラメータとした平均SIR測定誤差を示す。本発明に係る干渉電力推定方法を用いて得られたSIRの測定誤差を実施例(黒丸)とし、図1に示す従来の方法で得られたSIRの測定誤差を比較例(白丸)とした。図8から分かるように、比較例では、移動速度が大きくなったときに時間方向のチャネル変動の影響を除去できず測定誤差が増大する。これに対して、実施例では、移動速度≦60(m/s)において平均測定誤差1dB以内にすることができる。
 このように、本発明においては、RS間の周波数方向及び時間方向のチャネル変動を考慮した干渉電力推定を行うので、正確な受信品質(SIR)を求めることができる。
 本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態においては、LTEシステムの下りリンクを想定し、受信装置が移動端末装置の受信装置である場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、上りリンクの伝送にOFDM伝送を適用するシステムであれば、無線基地局装置の受信装置にも適用することができる。また、上記実施の形態においては、LTEシステムにおけるRSを用いた場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、RS間のフェージング変動の相関の高低にかかわらずすべて適用が可能である。
 また、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記説明における処理部の数、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。また、図に示される要素の各々は機能を示しており、各機能ブロックがハードウエアで実現されても良く、ソフトウエアで実現されてもよい。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
 本出願は、2009年8月24日出願の特願2009-193534に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (8)

  1.  時間・周波数平面において不連続である複数の参照信号を含む受信信号から前記参照信号を取り出す参照信号抽出手段と、前記時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号からそれぞれ求めたチャネル変動値を所定の重み付けで線形合成する線形合成手段と、前記線形合成した線形合成値を用いて干渉電力を推定する干渉電力推定手段と、を具備することを特徴とする受信装置。
  2.  前記干渉電力推定手段は、前記線形合成値と前記特定の時間・周波数の参照信号から求めたチャネル変動値との間の差分を2乗平均して干渉電力の推定値を得ることを特徴とする請求項1記載の受信装置。
  3.  前記時間・周波数平面における参照信号は、LTEシステムで使用する配置にマッピングされていることを特徴とする請求項1記載の受信装置。
  4.  前記特定の時間・周波数の参照信号を参照信号RSから求めたチャネル変動値をrとし、前記参照信号を取り囲む参照信号RS,RS,RS,RSからそれぞれ求めたチャネル変動値をr,r,r,rとし、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、4シンボル離れて配置され、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、3シンボル離れて配置されており、前記所定の重み付けがr’=(3r+3r+4r+4r)/14であり、E(|r’-r)(Eはアンサンブル平均)の値に98/123を乗じた値を干渉電力の推定値とすることを特徴とする請求項1記載の受信装置。
  5.  時間・周波数平面において不連続である複数の参照信号を含む信号を受信する工程と、前記信号から前記参照信号を取り出す工程と、前記時間・周波数平面における特定の時間・周波数の参照信号を取り囲む参照信号からそれぞれ求めたチャネル変動値を所定の重み付けで線形合成する工程と、前記線形合成した線形合成値を用いて干渉電力を推定する工程と、を具備することを特徴とする干渉電力推定方法。
  6.  前記線形合成値と前記特定の時間・周波数の参照信号から求めたチャネル変動値との間の差分を2乗平均して干渉電力の推定値を得ることを特徴とする請求項5記載の干渉電力推定方法。
  7.  前記時間・周波数平面における参照信号は、LTEシステムで使用する配置にマッピングされていることを特徴とする請求項5記載の干渉電力推定方法。
  8.  前記特定の時間・周波数の参照信号RSから求めたチャネル変動値をrとし、前記参照信号RSを取り囲む参照信号RS,RS,RS,RSから求めたチャネル変動値をr,r,r,rとし、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、4シンボル離れて配置され、前記参照信号RS,RSが前記参照信号RSからそれぞれ3サブキャリア、3シンボル離れて配置されており、前記所定の重み付けがr’=(3r+3r+4r+4r)/14であり、E(|r’-r)(Eはアンサンブル平均)の値に98/123を乗じた値を干渉電力の推定値とすることを特徴とする請求項5記載の干渉電力推定方法。
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