JP2006135554A

JP2006135554A - 受信装置及び受信方法

Info

Publication number: JP2006135554A
Application number: JP2004321252A
Authority: JP
Inventors: Hajime Okajima; 肇岡島; Takashi Iwai; 敬岩井; Daisuke Yamada; 大輔山田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】メッセージ復調に用いる位相回転量の算出に使用するサンプル数を増やし、メッセージ復調に用いる位相回転量の測定精度を向上させ、メッセージの受信特性を向上すること。
【解決手段】位相回転量補正部１０３は、位相回転量算出部１０２から出力されたメッセージの位相回転量と位相回転量算出部１０１から出力されたプリアンブルの位相回転量を入力し、例えば、位相回転量算出部１０２から出力されたメッセージの位相回転量と位相回転量算出部１０１から出力されたプリアンブルの位相回転量の平均値をメッセージ復調に用いる位相回転量として補正する。復調部１０４は、位相回転量補正部１０３から出力された補正後の位相回転量分だけ位相補正してチャネル推定値を算出しメッセージの復調を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、符号分割多元接続(CDMA: Code Division Multiple Access)方式の通信システムに使用される受信装置に関するものである。

従来の受信装置として、特許文献１に開示されたものがある。図１１は、従来の受信装置の構成を示すブロック図である。図１１において受信装置は、位相回転量算出部１１と、復調部１２とから主に構成されている。

位相回転量算出部１１は、メッセージの位相回転量を算出する。復調部１２は、位相回転量算出部１１から出力されたメッセージの位相回転量を用いてメッセージの復調を行う。
特開２００１−１２７７０４号公報

しかしながら、従来の受信装置においては、図１２に示すように、メッセージは単発で送信され、またデータ長が短く、位相回転量を算出するのに使用できるサンプル数が少ないため、メッセージ復調に用いる位相回転量の測定精度が劣化し、メッセージの受信特性が劣化するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、メッセージ復調に用いる位相回転量の算出に使用するサンプル数を増やし、メッセージ復調に用いる位相回転量の測定精度を向上させ、メッセージの受信特性を向上することができる受信装置及び受信方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため本発明の受信装置は、プリアンブルの位相回転量を算出する第１の位相回転量算出手段と、メッセージの位相回転量を算出する第２の位相回転量算出手段と、前記プリアンブルの位相回転量に基づいて前記メッセージの位相回転量を補正する位相回転量補正手段と、前記補正後の位相回転量分を用いてメッセージの復調を行う復調手段と、を備えた構成を採る。

本発明の受信方法は、プリアンブルの位相回転量を算出する第１の位相回転量算出工程と、メッセージの位相回転量を算出する第２の位相回転量算出工程と、前記プリアンブルの位相回転量に基づいて前記メッセージの位相回転量を補正する位相回転量補正工程と、前記補正後の位相回転量を用いてメッセージの復調を行う復調工程と、を備えた方法を採る。

本発明によれば、メッセージ復調に用いる位相回転量の算出に使用するサンプル数が増え、メッセージ復調に用いる位相回転量の測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。

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に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図２は、プリアンブルの位相回転量の算出方法を説明するための図である。図３はメッセージの位相回転量の算出方法を説明するための図である。

図１に示すように、本実施の形態の受信装置は、位相回転量算出部１０１と、位相回転量算出部１０２と、位相回転量補正部１０３と、復調部１０４とから主に構成されている。

位相回転量算出部１０１は、例えば、遅延プロファイルを測定し、受信タイミングｔを算出し、算出した受信タイミングｔから一定周期（Δｔ）毎に（図２におけるＴ＝ｔ＋Δｔ、Ｔ＝ｔ＋２Δｔ、Ｔ＝ｔ＋３Δｔ）プリアンブルの位相を測定し（図２における位相１、位相２、位相３、位相４…）、プリアンブルの位相回転量（図２における位相回転量１、位相回転量２、位相回転量３＝、…）を算出する。

位相回転量算出部１０２は、図３のように例えば、メッセージに含まれるパイロット信号に着目し、パイロット信号の受信タイミングｔ’を遅延プロファイルより算出し、算出した受信タイミングｔ’から一定周期（Δｔ’）毎に（図３におけるＴ’＝ｔ’＋Δｔ’、Ｔ’＝ｔ’＋２Δｔ’、…、Ｔ’＝ｔ’＋（Ｎ−１）Δｔ’）パイロット信号の位相を測定し（図３における位相１、位相２、位相３、…、位相Ｎ）、メッセージの位相回転量（図３における位相回転量１、位相回転量２、…）として算出する。位相回転量の算出は、例えば、周期毎に測定した位相の差分（位相回転量１＝位相２−位相１）により算出する。

位相回転量補正部１０３は、位相回転量算出部１０２から出力されたメッセージの位相回転量と位相回転量算出部１０１から出力されたプリアンブルの位相回転量を入力し、例えば、位相回転量算出部１０２から出力されたメッセージの位相回転量と位相回転量算出部１０１から出力されたプリアンブルの位相回転量の平均値をメッセージ復調に用いる位相回転量として補正する。

復調部１０４は、位相回転量補正部１０３から出力された補正後の位相回転量分だけ位相補正をしてチャネル推定値を算出してメッセージの復調を行う。

このように本実施の形態によれば、メッセージ復調に用いる位相回転量を算出する際にメッセージの位相回転量に加えてプリアンブルの位相回転量を用いることにより、メッセージ復調に用いる位相回転量の算出に使用するサンプル数が増え、メッセージ復調に用いる位相回転量の測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図４の本実施の形態の受信装置において、図１と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。図４は、図１に対して、復調部１０４を削除し、最大ドップラ周波数算出部２０１と復調部２０２を追加した構成を採る。

最大ドップラ周波数算出部２０１は位相回転量補正部１０３から出力されたメッセージの復調に用いる位相回転量の絶対値を平均し、その平均値の大きさから最大ドップラ周波数を算出する。

復調部２０２は、メッセージに含まれるパイロット信号について同相加算を行い、算出した同相加算結果を複数スロット区間で最大ドップラ周波数算出部２０１から出力された最大ドップラ周波数に応じて重み付け加算を行い、チャネル推定値を算出しメッセージの復調を行う。重み付けは、次のように行う。最大ドップラ周波数が大きい場合は、最大ドップラ周波数が小さい場合に比べて、伝播環境が変化しやすいため、過去のスロット区間の重み付けを小さくし、伝播環境の変化に順応できるようにする。逆に最大ドップラ周波数が小さい場合は、伝播環境の変化が少ないので、過去のスロット区間の重み付けを大きくする。伝搬環境の変化に応じて重み付けすることにより、チャネル推定値の測定精度を向上することができる。

このように本実施の形態によれば、メッセージの最大ドップラ周波数を算出する際にメッセージの位相回転量に加えてプリアンブルの位相回転量を用いることにより、最大ドップラ周波数に使用するサンプル数が増え、最大ドップラ周波数の測定精度が向上し、最大ドップラ周波数に応じて算出するメッセージのチャネル推定値の精度を向上させることができ、算出したチャネル推定値をメッセージの復調に用いることで、メッセージの受信特性を向上することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、
図５の本実施の形態の受信装置において、図１と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。図５は、図１に対して、復調部１０４を削除し、周波数オフセット算出部３０１と、周波数オフセット補正部３０２と、復調部３０３を追加した構成を採る。

周波数オフセット算出部３０１は、位相回転量補正部１０３から出力されたメッセージの復調に用いる位相回転量を平均し、その平均値から周波数オフセットを算出し、周波数オフセット補正部３０２に出力する。

周波数オフセット補正部３０２は、周波数オフセット算出部３０１から出力された周波数オフセットを用いてメッセージの位相を回転させ、周波数オフセット補正後のメッセージを復調部３０３に出力する。

復調部３０３は、周波数オフセット補正後のメッセージに含まれるパイロット信号を同相加算して、チャネル推定値を算出し周波数オフセット補正後のメッセージの復調を行う。

このように本実施の形態によれば、メッセージの周波数オフセットを算出する際にメッセージの位相回転量に加えてプリアンブルの位相回転量を用いることにより、周波数オフセットの算出に使用するサンプル数が増え、周波数オフセットの測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図６の本実施の形態の受信装置において、図１と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。図６は、図１に対して、位相回転量補正部１０３を削除し、位相回転量記憶部４０１と、位相回転量補正部４０２を追加した構成を採る。

位相回転量記憶部４０１は、位相回転量算出部１０１から出力された過去および現在のプリアンブルの位相回転量を記憶する。

位相回転量補正部４０２は、位相回転量記憶部４０１に記憶された過去および現在のプリアンブルの位相回転量と、位相回転量算出部１０２から出力されたメッセージの位相回転量を平均し、メッセージの復調に用いる位相回転量として復調部１０４に出力する。

このように本実施の形態によれば、位相回転量記憶部４０１に記憶された過去および現在のプリアンブルの位相回転量をメッセージの復調に用いる位相回転量の算出に用いるため、位相回転量算出に用いるサンプル数がさらに増え、メッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。なお、メッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上することにより、最大ドップラ周波数および周波数オフセットの測定精度が向上するため、実施の形態１から実施の形態３に用いた場合に、メッセージの受信特性をさらに向上することができる。

（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図７の本実施の形態の形態の受信装置において、図６と共通する構成部分には、図６と同一の符号を付して説明を省略する。図７は、図６に対して、位相回転量補正部４０２を削除し、電力算出部５０１と、電力算出部５０２と、重み付け情報算出部５０３と、位相回転量補正部５０４を追加した構成を採る。

電力算出部５０１は、プリアンブルの遅延プロファイルを作成し、受信タイミングを算出し、算出した受信タイミングでプリアンブルを同相加算してプリアンブルの受信電力を算出する。

同様に、電力算出部５０２は、メッセージに含まれるパイロット信号に着目して遅延プロファイルを作成し、受信タイミングを算出し、算出した受信タイミングでメッセージを同相加算してメッセージの受信電力を算出する。

重み付け情報算出部５０３は、電力算出部５０１から出力されたプリアンブルの電力と電力算出部５０２から出力されたメッセージの電力に応じて重み付け情報を算出する。ここで、重み付け情報は、電力が大きいほど重み付けの割合が大きくなるよう算出される。

位相回転量補正部５０４は、重み付け情報算出部５０３から出力された重み付け情報を使用して、位相回転量記憶部４０１で記憶された過去および現在のプリアンブルの位相回転量と、位相回転量算出部１０２から算出されたメッセージの位相回転量を重み付け平均し、メッセージの復調に用いる位相回転量を算出する。

このように本実施の形態によれば、メッセージの復調に用いる位相回転量を算出する際に、メッセージとプリアンブルの受信電力に応じた重み付け平均をすることにより、メッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。なおメッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上することにより、実施の形態１から実施の形態４に用いた場合に、メッセージの受信特性をさらに向上することができる。

（実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図８の本実施の形態の受信装置において、図７と共通する構成部分には、図７と同一の符号を付して説明を省略する。図８は、図７に対して、電力算出部５０１及び電力算出部５０２及び重み付け情報算出部５０３を削除し、ＳＩＲ算出部６０１と、ＳＩＲ算出部６０２と、重み付け情報算出部６０３を追加した構成を採る。ＳＩＲは、Signal to Interference Ratio（希望信号対干渉信号電力比）の略である。

ＳＩＲ算出部６０１は、プリアンブルの遅延プロファイルを作成し、ピークを希望波電力、ピークを除く平均電力を干渉波電力としてプリアンブルのＳＩＲを算出する。

ＳＩＲ算出部６０２は、メッセージに含まれるパイロット信号を同相加算して希望波電力を算出し、パイロットシンボルの分散から干渉波電力を算出し、算出した希望波電力と干渉波電力を用いてメッセージのＳＩＲを算出する。

重み付け情報算出部６０３は、ＳＩＲ算出部６０１から出力されたプリアンブルのＳＩＲとＳＩＲ算出部６０２から出力されたメッセージのＳＩＲに応じて重み付け情報を算出し、位相回転量補正部５０４に出力する。重み付け情報算出部６０３では、算出したＳＩＲが大きいサンプルほど重み付けを大きくする。

このように本実施の形態によれば、ＳＩＲに応じた重み付け平均をすることにより、メッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。なおメッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上することにより、実施の形態１から実施の形態４に用いた場合に、メッセージの受信特性をさらに向上することができる。

（実施の形態７）
図９は、本発明の実施の形態７に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図９の本実施の形態の受信装置において、図７と共通する構成部分には、図７と同一の符号を付して説明を省略する。図９は、図７に対して、電力算出部５０１及び電力算出部５０２及び重み付け情報算出部５０３を削除し、制御部７０１と、重み付け情報算出部７０２を追加した構成を採る。

制御部７０１は、移動機が送信するプリアンブルの電力の上げ幅を決定する。重み付け情報算出部７０２は、制御部７０１が決定した電力の上げ幅に応じて重み付け情報を算出する。ここで、重み付け情報は、電力の上げ幅が大きいほど最後に受信したサンプルの重み付けを大きくする。

このように本実施の形態の受信装置によれば、プリアンブル及びメッセージの受信電力の算出をせず処理量を増加させることなく、メッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。なおメッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上することにより、実施の形態１から実施の形態４に用いた場合に、メッセージの受信特性をさらに向上することができる。

（実施の形態８）
図１０は、本発明の実施の形態８に係る受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０の本実施の形態の受信装置において、図７と共通する構成部分には、図７と同一の符号を付して説明を省略する。図１０は、図７に対して、位相回転量算出部１０１及び位相回転量算出部１０２及び電力算出部５０１及び電力算出部５０２及び重み付け情報算出部５０３を削除し、位相回転量算出部８０１と位相回転量算出部８０２と重み付け情報算出部８０３を追加した構成を採る。

位相回転量算出部８０１と位相回転量算出部８０２はそれぞれ、実施の形態１で説明した方法でプリアンブルの位相回転量とメッセージの位相回転量を算出し、同時に位相回転量の算出に使用したサンプル数を重み付け情報算出部８０３に伝える。

重み付け情報算出部８０３は、位相回転量の算出に使用したサンプル数に応じて重み付け平均を行い、メッセージの復調に用いる位相回転量を算出する。ここで、重み付けは、算出に用いたサンプル数が多い位相回転量ほど重み付けを大きくする。

このように本実施の形態８によれば、平均化に用いるサンプルの信頼度(信頼度は使用するサンプル数が多いほど高い)に応じてメッセージの復調に用いる位相回転量が算出できるので、メッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上し、メッセージの受信特性を向上することができる。なおメッセージの復調に用いる位相回転量の測定精度が向上することにより、実施の形態１から実施の形態４に用いた場合に、メッセージの受信特性をさらに向上することができる。

本発明に係る受信装置は、移動局装置および基地局装置および移動通信システムに搭載することも可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する移動局装置および基地局装置および移動通信システムを提供することができる。

本発明は、符号分割多元接続(CDMA: Code Division Multiple Access)方式の通信システムに使用される受信装置に用いるのに最適である。

本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係るプリアンブル位相回転量の算出方法を説明する図本発明の実施の形態１に係るメッセージ位相回転量の算出方法を説明する図本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態３に係る受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態４に係る受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態５に係る受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態６に係る受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態７に係る受信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態８に係る受信装置の構成を示すブロック図従来の受信装置の構成を示すブロック図プリアンブルとメッセージの関係を示す図

符号の説明

１０１位相回転量算出部
１０２位相回転量算出部
１０３位相回転量補正部
１０４復調部
２０１最大ドップラ周波数算出部
２０２復調部
３０１周波数オフセット算出部
３０２周波数オフセット補正部
３０３復調部
４０１位相回転量記憶部
４０２位相回転量補正部
５０１電力算出部
５０２電力算出部
５０３重み付け情報算出部
５０４位相回転量補正部
６０１ＳＩＲ算出部
６０２ＳＩＲ算出部
６０３重み付け情報算出部
７０１制御部
７０２重み付け情報算出部
８０１位相回転量算出部
８０２位相回転量算出部
８０３重み付け情報算出部

Claims

プリアンブルの位相回転量を算出する第１の位相回転量算出手段と、メッセージの位相回転量を算出する第２の位相回転量算出手段と、前記プリアンブルの位相回転量に基づいて前記メッセージの位相回転量を補正する位相回転量補正手段と、前記補正後の位相回転量を用いてメッセージの復調を行う復調手段と、を具備することを特徴とする受信装置。
前記復調手段は、前記補正後の位相回転量分だけ位相補正してチャネル推定値を算出しメッセージの復調を行うことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記補正後の位相回転量を用いてメッセージの最大ドップラ周波数を算出する最大ドップラ周波数算出手段を具備し、前記復調手段は、前記最大ドップラ周波数が大きいほど重み付け係数を大きくして重み付け加算しチャネル推定値を算出しメッセージの復調を行うことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記補正後の位相回転量を用いてメッセージの周波数オフセットを算出する周波数オフセット算出手段を具備し、前記復調手段は、前記周波数オフセット補正後のメッセージに含まれるパイロット信号を同相加算してチャネル推定値を算出しメッセージの復調を行うことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記位相回転量補正手段は、過去および現在の前記プリアンブルの位相回転量と前記メッセージの位相回転量を平均することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の受信装置。
前記位相回転量補正手段は、受信電力が大きいほど重み付け係数を大きくして重み付け平均をすることを特徴とする請求項５記載の受信装置。
前記位相回転量補正手段は、希望信号対干渉信号電力比が大きいほど重み付け係数を大きくして重み付け平均をすることを特徴とする請求項５記載の受信装置。
前記位相回転量補正手段は、プリアンブルの送信電力の上げ幅が大きいほど重み付け係数を大きくして重み付け平均をすることを特徴とする請求項５記載の受信装置。
前記位相回転量補正手段は、前記第１の位相回転量算出手段及び前記第２の位相回転量算出手段において各位相回転量の算出に使用したサンプル数が多いほど重み付け係数を大きくして重み付け平均をすることを特徴とする請求項５記載の受信装置。
請求項１から請求項９のいずれかに記載の受信装置を具備することを特徴とする移動局装置。
請求項１から請求項９のいずれかに記載の受信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
プリアンブルの位相回転量を算出する第１の位相回転量算出工程と、メッセージの位相回転量を算出する第２の位相回転量算出工程と、前記プリアンブルの位相回転量に基づいて前記メッセージの位相回転量を補正する位相回転量補正工程と、前記補正後の位相回転量を用いてメッセージの復調を行う復調工程と、を具備することを特徴とする受信方法。