JP2002111575A

JP2002111575A - 移動無線端末

Info

Publication number: JP2002111575A
Application number: JP2000299849A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Asanuma; 裕浅沼
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】システムの規格変更を行うことなく、ＦＢＩ
データを求めるための演算量を低減し、ハードウェア規
模や消費電力を縮小することを可能とする。【解決手段】共通パイロット信号受信機１１１，１１
２にてそれぞれ検出された位相と振幅は、振幅位相比較
部１２０にて、位相同士、振幅同士がそれぞれ比較さ
れ、基地局の２つのアンテナよりそれぞれ送信される個
別信号間の適正な位相差と振幅差が求められる。ランダ
ムビット生成部１５０では、ランダム関数に基づいて、
位相制御ビットの第３のビットがランダムな値で生成さ
れる。ＦＢＩ生成部１３１は、上記位相差および振幅差
に基づく演算処理を実施して、振幅制御ビット、および
第１と第２の位相制御ビットを生成し、これにランダム
ビット生成部１５０にて生成した第３の位相制御ビット
を加えてＦＢＩデータを生成するようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基地局から送信
される無線信号の振幅や位相を制御する送信ダイバーシ
チに対応する移動無線端末に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信システムでは、距離変動、長区
間中央値変動（シャドウイング）、短区間中央値変動な
どの無線伝送路の変動により特性が劣化することが知ら
れている。

【０００３】この特性劣化を補償するために、さまざま
な方法が使用されている。その代表的な方法の１つにダ
イバーシチがある。このダイバーシチは、１系統の通信
に対し、複数の伝送路を使用するものである。

【０００４】移動通信システムにおけるダイバーシチ
は、装置構成および効果を考慮してアンテナダイバーシ
チが採用されることが多い。アンテナダイバーシチを採
用する際、移動局ハードウェア削減の観点から、基地局
送信アンテナダイバーシチが適用される場合がある。特
にＣＤＭＡを用いたシステムでは、同一帯域内で異なる
アンテナから基準となるパイロット信号を、異なる符号
を使用することにより、容易に同時に伝送できる。

【０００５】このため、送信ダイバーシチ方式との親和
性が高いと考えられている。例えば、ＩＭＴ２０００に
対応した方式の１つであるＷ−ＣＤＭＡでは標準規格と
して用いられている。

【０００６】送信ダイバーシチ方式には、送信側の複数
のアンテナから、信号を規定の時間変化するパターンで
送信する方法と、受信側の受信信号が最適になるよう
に、送信側で送信信号の位相、振幅を制御する方法が考
えられる。

【０００７】前者の場合は、受信状況を知る必要はない
が、後者の場合は、何らかの方法で受信側の受信状況を
送信側で知る必要がある。ここでは、前者の方法をオー
プンループモード、後者の方法を受信状況を送信側に返
す必要があることからクローズドループモード基地局送
信ダイバーシチと呼ぶことにする。

【０００８】クローズドループモード基地局送信ダイバ
ーシチでは、基地局の複数のアンテナから送信される各
々の送信信号の位相および振幅を受信時に最適になるよ
うに制御する必要がある。

【０００９】最適な制御をするための方法のひとつとし
て、移動局で以前に受信した基準信号から、最適なパタ
ーンを求め、求めたパターン情報を上り回線を通して基
地局に伝送し、基地局は伝送されたパターン情報を基に
して、各アンテナから送信される次の信号の位相および
振幅を決定する方法がある。

【００１０】この場合、移動局から基地局に送信する情
報の量を少なくするため、予め、基地局から送信される
信号のパターンを数種類定め、移動局から基地局へは定
められたパターンに対応する信号を送信する方法をとる
ことができる。Ｗ−ＣＤＭＡでは、この対応する信号を
ＦＢＩ（Feed Back Information）と呼んでいる。

【００１１】次に、ＦＢＩを用いたクローズドループモ
ードによる送信アンテナダイバーシチ制御を行う移動通
信システムの一例について説明する。図３は、このシス
テムの従来の構成を示すもので、図４は、その制御を説
明するための図である。

【００１２】移動局１００は、アンテナ１０１を通じて
受信した基地局２００からの信号をサーキュレータ１０
２を通じて個別信号受信機１１０、共通パイロット信号
受信機１１１，１１２に入力する。

【００１３】個別信号受信機１１０は、自局宛てに個別
に送信される個別信号を受信する受信機である。個別信
号には、音声データをはじめとする伝送データが含まれ
ている。

【００１４】共通パイロット信号受信機１１１は、基地
局２００のアンテナ２０１より送信される共通パイロッ
ト信号Ｃ１を受信するもので、その振幅と位相を検出
し、この検出結果を振幅位相比較部１２０に出力する。

【００１５】共通パイロット信号受信機１１２は、基地
局２００のアンテナ２０２より送信される共通パイロッ
ト信号Ｃ２を受信するもので、その振幅と位相を検出
し、この検出結果を振幅位相比較部１２０に出力する。

【００１６】振幅位相比較部１２０は、共通パイロット
信号受信機１１１，１１２より通知される振幅と位相を
それぞれ比較し、この比較結果に基づいて、基地局２０
０のアンテナ２０１，２０２より送信される個別信号間
の適正な位相差と振幅差を求める。

【００１７】ＦＢＩ生成部１３０は、振幅位相比較部１
２０にて求められた位相差と振幅差に対応するパターン
のＦＢＩデータを生成し、送信機１４０に出力する。送
信機１４０は、音声データなどの伝送データと上記ＦＢ
Ｉデータを合わせた送信信号を生成し、サーキュレータ
１０２を通じてアンテナ１０１より基地局２００に送信
する。

【００１８】一方、基地局２００は、アンテナ２０１を
通じて受信した移動局１００からの信号をサーキュレー
タ２０３を通じて合成部２１０に入力する。また、アン
テナ２０２を通じて受信した移動局１００からの信号を
サーキュレータ２０４を通じて合成部２１０に入力す
る。

【００１９】合成部２１０は、入力される２つの受信信
号を合成し、受信機２２０に入力する。受信機２２０
は、移動局１００からの受信信号を復調／復号して、伝
送データとＦＢＩデータを再生し、伝送データを後段の
信号処理部（図示しない）に出力するとともに、ＦＢＩ
データをＦＢＩ解読部２３０に出力する。

【００２０】ＦＢＩ解読部２３０は、入力されるＦＢＩ
データを解読し、アンテナ２０１を通じて送信する個別
信号の振幅と位相、およびアンテナ２０２を通じて送信
する個別信号の振幅と位相をそれぞれ決定する。

【００２１】個別信号送信機２４１は、前段の図示しな
い信号処理部より入力される伝送データより送信信号を
生成し、この送信信号を上記ＦＢＩ解読部２３０より指
定される振幅と位相に制御する。

【００２２】同様に、個別信号送信機２４２は、前段の
図示しない信号処理部より入力される伝送データより送
信信号を生成し、この送信信号を上記ＦＢＩ解読部２３
０より指定される振幅と位相に制御する。

【００２３】共通パイロット信号送信機２５１は、予め
設定された振幅と位相で共通パイロット信号を生成し、
加算器２６１に入力する。同様に、共通パイロット信号
送信機２５２は、予め設定された振幅と位相で共通パイ
ロット信号を生成し、加算器２６２に入力する。

【００２４】加算器２６１は、個別信号送信機２４１に
て生成された送信信号と共通パイロット信号送信機２５
１にて生成された共通パイロット信号を加算し、サーキ
ュレータ２０３を通じてアンテナ２０１より送信する。

【００２５】同様に、加算器２６２は、個別信号送信機
２４２にて生成された送信信号と共通パイロット信号送
信機２５２にて生成された共通パイロット信号を加算
し、サーキュレータ２０４を通じてアンテナ２０２より
送信する。

【００２６】以上のように、従来の移動通信システム
は、移動局１００が基地局２００の２つのアンテナ２０
１，２０２より送信される共通パイロット信号に基づい
て、各アンテナ２０１，２０２より送信される個別信号
の位相と振幅の適正値を求め、ＦＢＩデータとして、基
地局２００に送信する。

【００２７】そして、基地局２００は、移動局より通知
されるＦＢＩデータに基づいて、各アンテナ２０１，２
０２より送信する個別信号の位相と振幅を制御するよう
にしている。

【００２８】以上のような、移動局からＦＢＩを基地局
に送信するシステムでは、移動局で最適なパターンを選
択するために基地局から送られる基準信号を用いる必要
がある。基準信号としては、各アンテナから独立に送信
される共通パイロット信号が使用される。

【００２９】共通パイロット信号は、移動局とって既知
信号である必要があるため、共通パイロット信号に対し
ては、クローズドループモード基地局送信ダイバーシチ
は適用しない。

【００３０】ところで、クローズドループモード基地局
送信ダイバーシチでは、移動局から基地局に向けてＦＢ
Ｉデータが周期的に伝送されるが、このＦＢＩデータの
各ビットが同等の情報を有するように構成する方法と、
ＦＢＩデータの各ビットが一組となって、位相差と振幅
差を示すように構成する方法とがある。

【００３１】Ｗ−ＣＤＭＡ規格、３ＧＰＰＴＳ２５．
２１４Ｖ３．２．０に記載されているクローズループ送
信ダイバーシチモード１は、前者の方法に分類され、同
モード２は後者の方法に分類される。

【００３２】後者の方法、すなわちＦＢＩデータの各ビ
ットが同等の情報を有するように構成する方法では、あ
るＦＢＩビットを決定する場合、同一組中の他のＦＢＩ
ビットの状態も考慮しなければならないので選択手順が
複雑になることがある。

【００３３】例えば、Ｗ−ＣＤＭＡクローズドループ送
信ダイバーシチモード２において、移動局から基地局に
向けて送信されるＦＢＩは、振幅制御の１ビットと位相
制御の３ビットの併せて４ビットが一組となっている。

【００３４】位相制御の３ビットは、図４に示すよう
に、第１のビットは位相平面を半分に分ける制御ビット
で、第２のビットは第１のビットで使用した軸と直交す
る軸で位相平面を半分に分ける制御ビットである。

【００３５】そして、第３のビットは、第１のビットと
第２のビットにより表現された９０度の位相差を、半分
に分ける制御ビットである。そして、これら３つの位相
制御ビットの組合せにより、図６に示すように、４５度
単位で位相差を表現することを可能としている。

【００３６】このような位相差や振幅差を示すＦＢＩデ
ータは、前述したように振幅位相比較部１２０とＦＢＩ
生成部１３０とにより生成されるが、ここでは、最大２
の４乗通り、すなわち１６通りの状態を評価して、各Ｆ
ＢＩビットを選択することになり、この動作は演算量が
多く、ハードウェア規模、消費電力を増大させるものと
なっていた。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動無線端末で
は、クローズドループ送信ダイバーシチを行う場合、位
相差と振幅差を示す情報を求めるための演算量が多く、
ハードウェア規模や消費電力が大きいという問題があっ
た。

【００３８】この発明は上記の問題を解決すべくなされ
たもので、システムの規格変更を行うことなく、クロー
ズドループ送信ダイバーシチを行うための、位相差と振
幅差を示す情報を求めるための演算量を低減し、ハード
ウェア規模や消費電力を縮小することが可能な移動無線
端末を提供することを目的とする。

【００３９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、複数の送信アンテナを有し、パイロ
ット信号については複数の送信アンテナ間で共通の振幅
と位相で送信し、移動局毎に個別に送信する個別信号に
ついては、対応する移動局からの制御情報に応じて振幅
と位相を制御して送信する機能を備えた基地局と通信を
行う移動無線端末において、パイロット信号を、送信さ
れる複数の送信アンテナ毎にそれぞれ受信する受信手段
と、この受信手段で受信したパイロット信号間の振幅差
と位相差を検出する検出手段と、ランダム関数に基づい
て、ランダムなデータを生成するランダムビット生成手
段と、振幅差に基づいて振幅制御に関わる制御情報を生
成するとともに、位相差に基づいて位相制御に関わる制
御情報の一部を生成し、残る位相制御に関わる制御情報
については、ランダムビット生成手段にて生成したデー
タを用いることにより位相制御に関わる制御情報を生成
する制御情報生成手段と、この制御情報生成手段にて生
成した制御情報を基地局宛てに無線送信する送信手段と
を具備して構成するようにした。

【００４０】上記構成の移動無線端末では、基地局の複
数の送信アンテナより送信される個別信号の振幅と位相
を制御する制御情報を生成する際に、振幅制御に関わる
制御情報については、検出手段にて求めた振幅差に基づ
いて生成し、一方、位相制御に関わる制御情報について
は、位相差に基づいての一部を生成し、残りについて
は、ランダムビット生成手段にて生成したデータを用い
て生成するようにしている。

【００４１】したがって、上記構成の移動無線端末によ
れば、位相制御に関わる制御情報の一部にランダムビッ
ト生成手段にて生成したデータを用いるようにしている
ので、制御情報の生成に関わる演算量を低減し、ハード
ウェア規模や消費電力を縮小することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施形態について説明する。図１は、この発明の一
実施形態に係わる移動無線端末、すなわち移動通信シス
テムにおける移動局の構成を示すものである。

【００４３】この図に示す移動通信端末は、図３に示し
た従来の移動無線端末（移動局１００）と同様に、Ｗ−
ＣＤＭＡ規格、３ＧＰＰＴＳ２５．２１４Ｖ３．２．
０に記載されているクローズループ送信ダイバーシチモ
ード２に対応するもので、基地局宛てに振幅制御の１ビ
ットと位相制御の３ビットからなるＦＢＩデータを送信
するものである。

【００４４】なお、図１において、図３に示した従来の
移動無線端末と同一部分には同一符号を付して示し、こ
こでは異なる部分を中心に述べる。基地局側の構成につ
いては、図３に示した構成と同じであることより、図示
および説明を省略する。

【００４５】また、以下に説明する例では、伝送データ
に対して符号化率１／３〜１／２の誤り訂正符号化を実
施し、さらに符号化後のデータは、１０ミリ秒から８０
ミリ秒の範囲内でインターリーブが行われるものとす
る。そして、ＦＢＩデータは、２／３ミリ秒間隔で移動
無線端末から基地局に向け送信される。

【００４６】アンテナ１０１を通じて受信した基地局２
００からの信号をサーキュレータ１０２を通じて個別信
号受信機１１０、共通パイロット信号受信機１１１，１
１２に入力する。

【００４７】個別信号受信機１１０は、自局宛てに個別
に送信される個別信号を受信する受信機である。個別信
号には、音声データをはじめとする伝送データが含まれ
ている。

【００４８】共通パイロット信号受信機１１１は、基地
局２００のアンテナ２０１より送信される共通パイロッ
ト信号Ｃ１を受信するもので、その振幅と位相を検出
し、この検出結果を振幅位相比較部１２０に出力する。

【００４９】共通パイロット信号受信機１１２は、基地
局２００のアンテナ２０２より送信される共通パイロッ
ト信号Ｃ２を受信するもので、その振幅と位相を検出
し、この検出結果を振幅位相比較部１２０に出力する。

【００５０】振幅位相比較部１２０は、共通パイロット
信号受信機１１１，１１２より通知される振幅と位相を
それぞれ比較し、この比較結果に基づいて、基地局２０
０のアンテナ２０１，２０２より送信される個別信号間
の適正な位相差と振幅差を求める。

【００５１】ランダムビット生成部１５０は、ランダム
関数を用いて、位相制御ビットの第３のビット（第１の
ビットと第２のビットにより表現された９０度の位相差
を半分に分ける制御ビット）をランダム関数を用いて、
ランダムな値で生成し、ＦＢＩ生成部１３１に出力す
る。

【００５２】ＦＢＩ生成部１３１は、振幅位相比較部１
２０より入力される位相差と振幅差に基づき、ランダム
ビット生成部１５０から入力される第３の位相制御ビッ
トを用いて、ＦＢＩデータを生成し、送信機１４０に出
力する。

【００５３】送信機１４０は、音声データなどの伝送デ
ータと、ＦＢＩ生成部１３１にて生成されたＦＢＩデー
タを合わせた送信信号を生成し、サーキュレータ１０２
を通じてアンテナ１０１より基地局２００に送信する。

【００５４】次に、上記構成の移動無線端末の動作につ
いて説明する。アンテナ１０１を通じて受信した基地局
２００からの信号は、サーキュレータ１０２を通じて個
別信号受信機１１０、共通パイロット信号受信機１１
１，１１２に入力される。

【００５５】そして、このようにして受信される基地局
２００からの信号のうち、基地局２００のアンテナ２０
１より送信される共通パイロット信号Ｃ１は、共通パイ
ロット信号受信機１１１にて受信され、その位相と振幅
が検出される。この検出結果は、振幅位相比較部１２０
に出力される。

【００５６】同様に、基地局２００からの受信信号のう
ち、基地局２００のアンテナ２０２より送信される共通
パイロット信号Ｃ２は、共通パイロット信号受信機１１
２にて受信され、その位相と振幅が検出される。この検
出結果は、振幅位相比較部１２０に出力される。

【００５７】共通パイロット信号受信機１１１，１１２
にてそれぞれ検出された位相と振幅は、振幅位相比較部
１２０にて、位相同士、振幅同士がそれぞれ比較され、
基地局２００のアンテナ２０１，２０２より送信される
個別信号間の適正な位相差と振幅差が求められる。この
ようにして求められた位相差と振幅差は、ＦＢＩ生成部
１３０に出力される。

【００５８】一方、ランダムビット生成部１５０では、
ランダム関数に基づいて、位相制御ビットの第３のビッ
トがランダムな値で生成され、ＦＢＩ生成部１３１に出
力される。

【００５９】これに対して、ＦＢＩ生成部１３１は、振
幅位相比較部１２０より入力される振幅差に基づいて、
ＦＢＩデータの振幅制御ビットを生成する。また、ＦＢ
Ｉ生成部１３１は、振幅位相比較部１２０より入力され
る位相差に基づく演算処理を実施して、ＦＢＩデータの
第１の位相制御ビットと第２の位相制御ビットを生成す
る。

【００６０】そして、ＦＢＩ生成部１３１は、上記生成
した振幅制御ビット、および第１と第２の位相制御ビッ
ト、そして第３の位相制御ビットについては、ランダム
ビット生成部１５０から入力される第３の位相制御ビッ
トを用いて、ＦＢＩデータを生成し、送信機１４０に出
力する。

【００６１】送信機１４０に入力されたＦＢＩデータ
は、音声データなどの伝送データと合わせられた送信信
号となり、サーキュレータ１０２を通じてアンテナ１０
１より基地局２００に向け送信される。

【００６２】以上のように、上記構成の移動無線端末で
は、ＦＢＩデータのうち、振幅制御ビット、および第１
と第２の位相制御ビットについては、従来通り、振幅位
相比較部１２０より入力される位相差と振幅差に基づい
て生成し、第３の位相制御ビットについては、ランダム
ビット生成部１５０にて生成したランダムビットを用い
るようにしている。

【００６３】図２は、第３の位相制御ビットを従来通り
伝送路推定値から生成した場合（破線で示す）と、上記
構成によりランダムビットを用いて生成した場合（実線
で示す）の相対電力についてのドップラ周波数特性を示
すものである。

【００６４】この図に示すように、ランダムビットを用
いて生成した場合は、伝送路推定値から生成した場合に
比べ、ドップラ周波数１〜１００［Ｈｚ］の範囲で、本
発明の適用による受信電力劣化量は最大で０．１５［ｄ
Ｂ］であり、この程度の劣化は受信系の劣化配分で十分
に吸収できるレベルである。

【００６５】なお、このシュミレーションでは、２本の
基地局アンテナから移動局への伝送路がそれぞれ１パス
レーリーモデルとし、移動局における伝送路応答推定は
理想値である。また、クローズドループの制御遅延は
１．５スロットとした。

【００６６】したがって、上記構成の移動無線端末によ
れば、若干の受信感度劣化はあるものの、第３の位相制
御ビットに関わる演算処理を行う必要がないため、ＦＢ
Ｉデータの生成に関わる演算量を低減し、ハードウェア
規模や消費電力を縮小することができる。

【００６７】また、第３の位相制御ビットをＦＢＩデー
タから省略することも考えられるが、この場合、基地局
もこれに対応する構成とする必要があり、システム全体
を見直す必要があるが、上記構成の移動無線端末では、
端末単位で実現でき、既存のシステムに特別な手を加え
ることなく適用できる。

【００６８】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であること
はいうまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明では、基地
局の複数の送信アンテナより送信される個別信号の振幅
と位相を制御する制御情報を生成する際に、振幅制御に
関わる制御情報については、検出手段にて求めた振幅差
に基づいて生成し、一方、位相制御に関わる制御情報に
ついては、位相差に基づいての一部を生成し、残りにつ
いては、ランダムビット生成手段にて生成したデータを
用いて生成するようにしている。

【００７０】したがって、この発明によれば、位相制御
に関わる制御情報の一部にランダムビット生成手段にて
生成したデータを用いるようにしているので、制御情報
の生成に関わる演算量を低減し、ハードウェア規模や消
費電力を縮小することが可能な移動無線端末を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる移動無線端末の一実施形態の
構成を示す回路ブロック図。

【図２】図１に示した移動無線端末と図３に示した移動
無線端末の受信電力レベルを示すドップラ周波数特性
図。

【図３】従来の移動無線端末および基地局の構成を示す
回路ブロック図。

【図４】移動無線端末にて生成されるＦＢＩデータの生
成を説明するための図。

【図５】ＦＢＩデータの位相制御ビットを説明するため
の図。

【図６】ＦＢＩデータの位相制御ビット列が示す位相差
を説明するための図。

【符号の説明】

１０１…アンテナ１０２…サーキュレータ１１０…個別信号受信機１１１，１１２…共通パイロット信号受信機１２０…振幅位相比較部１３１…ＦＢＩ生成部１４０…送信機１５０…ランダムビット生成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の送信アンテナを有し、パイロット
信号については前記複数の送信アンテナ間で共通の振幅
と位相で送信し、移動局毎に個別に送信する個別信号に
ついては、対応する移動局からの制御情報に応じて振幅
と位相を制御して送信する機能を備えた基地局と通信を
行う移動無線端末において、前記パイロット信号を、送信される複数の送信アンテナ
毎にそれぞれ受信する受信手段と、この受信手段で受信したパイロット信号間の振幅差と位
相差を検出する検出手段と、ランダム関数に基づいて、ランダムなデータを生成する
ランダムビット生成手段と、前記振幅差に基づいて振幅制御に関わる前記制御情報を
生成するとともに、前記位相差に基づいて位相制御に関
わる前記制御情報の一部を生成し、残る位相制御に関わ
る前記制御情報については、前記ランダムビット生成手
段にて生成したデータを用いることにより位相制御に関
わる前記制御情報を生成する制御情報生成手段と、この制御情報生成手段にて生成した制御情報を前記基地
局宛てに無線送信する送信手段とを具備することを特徴
とする移動無線端末。
【請求項２】前記位相制御に関わる制御情報は、複数
のビット情報からなるものであって、前記制御情報生成手段は、重要度の高い一部の前記ビッ
ト情報については、前記検出手段にて求めた位相差に基
づいて生成し、残る重要度の低い前記ビット情報につい
ては、前記ランダムビット生成手段にて生成したデータ
を用いることにより位相制御に関わる前記制御情報を生
成することを特徴とする請求項１に記載の移動無線端
末。