JP2007104505A - 移動体端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】基地局における一方のアンテナの出力成分が雑音や干渉のみの場合においても、同期検波及び重み付け後の出力信号の劣化を低減させることができるような送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末を提供する。
【解決手段】送信ダイバーシチ方式を使用する移動体端末において、DPDH位相推定部104及びCPICH位相推定部105が、基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号を基地局の各送信アンテナについて分離する。そして、重み制御部108が、各送信アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナの有効判定を行う。さらに、各アンテナの有効判定の結果に従って、同期検波部106が同期検波を行い、重み制御部108がアンテナ毎の重みを調節し、重み付け部107が同期検波ならびに重み付けにおけるアンテナ毎の重み付けを行う。
【選択図】図1
【解決手段】送信ダイバーシチ方式を使用する移動体端末において、DPDH位相推定部104及びCPICH位相推定部105が、基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号を基地局の各送信アンテナについて分離する。そして、重み制御部108が、各送信アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナの有効判定を行う。さらに、各アンテナの有効判定の結果に従って、同期検波部106が同期検波を行い、重み制御部108がアンテナ毎の重みを調節し、重み付け部107が同期検波ならびに重み付けにおけるアンテナ毎の重み付けを行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、送信ダイバーシチ方式を使用するWCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)システムの移動体端末に関するものである。
従来より、第3世代広帯域符号分割/多重アクセスシステム(WCDMAシステム)と呼ばれる移動体通信システムでは、開ループ方式の送信ダイバーシチ及び閉ループ方式の送信ダイバーシチが使用されている。以下、送信ダイバーシチの動作について説明する。開ループ方式の送信ダイバーシチ又は閉ループ方式の送信ダイバーシチに対応する基地局では、アンテナ間で無相関となるように距離を隔てた送信アンテナを2本有している。そして、これらのアンテナ間で直交するデータ系列の共通パイロットチャネル(以下、CPICHという)を同一の拡散符号系列で拡散して各アンテナより送信する。なお、CPICH(共通パイロットチャネル)は拡散率が一定であり、個別チャネル(以下、DPCHという)と比較して送信パワーを高くして送信されることが多い。
各アンテナのCPICHは、送信ダイバーシチ無しの場合に対して1/2のパワーで送信されており、各アンテナからのパスはそれぞれ異なる伝搬路を経て移動局に到達する。各アンテナから送信された信号は拡散符号によって拡散されているため、各アンテナから送信されたCPICHが電力合成されて移動体端末で受信されることになる。さらに、移動体端末で受信した無線信号をCPICHについて逆拡散し、各アンテナの直交パターンを用いてアンテナ毎に分離すると、アンテナ毎に分離した信号間に位相差が生じる。
また、開ループ方式の送信ダイバーシチでは、DPCHもCPICHと同様にアンテナ間で直交するパターンで送信し、且つ移動体端末でアンテナ毎に分離したCPICHとDPCHを用いて同期検波とアンテナ間の合成を行うことで、伝搬路上に生じた劣化を低減する空間ダイバーシチを形成する。一方、閉ループ方式の送信ダイバーシチでは、開ループ方式の送信ダイバーシチに加えて、基地局と移動体端末で各アンテナのDPCH送信パワー、及びアンテナ間の位相差に関する情報(フィードバック情報)を上りリンクでやり取りする。基地局では、このフィードバック情報に基づいて下りリンクのDPCH受信パワーが最大となるように各アンテナのDPCH送信パワーと位相差を制御する。このような動作により、閉ループ方式の送信ダイバーシチでは、伝搬路上に生じた劣化を低減させると共に、アンテナ間の合成によるゲインを得ることができる(例えば、特許文献1参照)。
また、閉ループ方式の送信ダイバーシチでは、フィードバック情報のやり取りを上りリンクを介して行うため、上りリンクの受信品質によってはフィードバック情報に誤りが生じる場合がある。このとき、基地局における各アンテナの送信パワー制御、及び位相制御に誤りが生じ、移動体端末の受信時におけるDPCH受信パワーが最大にならず、さらに移動体端末で期待する各アンテナの送信パワー及び位相状態が基地局と異なることによって、同期検波及び重み付け出力が劣化する。
このような課題に対し、移動体端末において、DPCH(個別チャネル)とCPICH(共通パイロットチャネル)の各位相推定値を用いて基地局で受信したフィードバック情報を推定するアンテナベリフィケーションが提案されている。このようなアンテナベリフィケーションの適用により、推定したフィードバック情報に基づいて位相補正並びにアンテナ毎の重み補正を行うことで、上り誤り発生時の同期検波並びに重み付け出力の劣化を低減させることができる(例えば、特許文献2参照)。なお、移動体端末に関する基地局仕様条件等に関しては下記の非特許文献1に報告されている。
特開2002−271266号公報
特開2004−179931号公報
3GPP TS25.214(Physical LayarProcedure(FDD))
しかしながら、上記従来の送信ダイバーシチ方式を使用する移動体端末においては、一方のアンテナの出力成分が雑音や干渉のみのとき、例えば、送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合や、基地局の一方のアンテナからのパスがシャドウイング等の影響によって移動体端末に到達しない場合、及び、基地局、移動体端末それぞれで送信ダイバーシチの状態が異なる場合などにおいては、移動体端末に到達しないパスの逆拡散及び位相推定出力が雑音や干渉成分のみとなってしまう。したがって、雑音や干渉成分の大きさによっては、同期検波及び重み付け後の出力信号の劣化がさらに大きくなってしまうことがある。
また、移動体端末において、両アンテナのCPICH(共通パイロットチャネル)は正常に受信できているが、一方のアンテナのDPCH(個別チャネル)が何らかの要因によって送信されない場合や、一方のアンテナからのパスの劣化が非常に大きいために、移動体端末においてパスの劣化が大きいアンテナのDPCHの出力成分が雑音や干渉成分のみとなる場合は、パスの劣化の大きさによっては同期検波及び重み付け後の出力信号の劣化がさらに大きくなってしまうことがある。さらに、閉ループ方式の送信ダイバーシチを行っているときに前記のような受信環境にある場合には、位相差及びアンテナ毎の重みを推定することができないために、移動体端末におけるアンテナベリフィケーションを誤ることによって、同期検波及び重み付け後の出力信号の劣化がさらに大きくなってしまうことがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、基地局における一方のアンテナの出力成分が雑音や干渉のみの場合においても、同期検波及び重み付け後の出力信号の劣化を低減させることができるような送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末を提供することを目的とする。
本発明の移動体端末は、送信ダイバーシチを使用するWCDMAシステムの移動体端末において、基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号、及び個別チャネルのパイロット信号のそれぞれの位相をアンテナ毎に推定する位相推定手段と、位相推定手段により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて個別チャネル又は共通チャネルの同期検波を行う同期検波手段と、位相推定手段により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて、同期検波手段によって同期検波された出力信号の重み付けを行う重み付け手段と、基地局の各アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナが有効か否かを判定し、その判定結果に応じて同期検波及び重み付けを行う際のアンテナごとの重みを調節する重み制御手段とを備える構成を採っている。
このような構成により、送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合や、基地局の一方のアンテナからのパスがシャドウイング等の影響によって移動体端末に到達しない場合、及び、基地局、移動体端末それぞれで送信ダイバーシチの状態が異なる場合においても、同期検波及び重み付けにおける雑音や干渉の影響を低減させることができる。
また、本発明の移動体端末は、前記発明の構成に加えて、さらに、個別チャネルの信号電力が最大となるようにアンテナ相互間の位相差とアンテナごとの重みを推定するアンテナベリフィケーション手段を備える構成を採っている。
このような構成により、前記発明の効果に加えて、さらに、閉ループ方式の送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合や、基地局の一方のアンテナからのパスがシャドウイング等の影響によって移動体端末に到達しない場合のような受信環境においても、アンテナベリフィケーションを誤ることによる同期検波及び重み付け後の劣化を低減させることができる。
また、本発明の移動体端末は、前記各発明の構成において、重み制御手段は、基地局の各アンテナについて分離した共通チャネルにおけるパイロット信号の平均値の受信品質が閾値を満たすか否かにより、各アンテナが有効か否かの判定を行う構成を採っている。
このような構成により、移動体端末の重み制御手段は各アンテナが有効か否かの判定を、共通チャネルのパイロット信号についての位相推定情報の受信品質が閾値を満たすか否かによって行っている。したがって、前記各発明の効果に加え、データ系列が一意に定められ、拡散率が一定であるCPICHを判定基準に用いることにより、各アンテナが有効か否かの判定を簡易化することができる。更に、送信ダイバーシチの形態に依らず、同一の判定基準を設けることができる。
また、本発明の移動体端末は、前記各発明の構成において、重み制御手段は、基地局の各アンテナについて分離した共通チャネルにおけるパイロット信号と個別チャネルにおけるパイロット信号のそれぞれの平均値の絶対値比または信号電力比が閾値を満たすか否かにより、各アンテナが有効か否かの判定を行う構成を採っている。
このような構成により、移動体端末の重み制御手段は、各アンテナが有効かどうかの判定を共通チャネルのパイロット信号と個別チャネルのパイロット信号の信号電力比が閾値を満たすか否かによって行っている。したがって、移動体端末において両アンテナのCPICHは正常に受信できているが、一方のアンテナのDPCHが何らかの要因によって送信されない場合や、一方アンテナからのパスの劣化が非常に大きく、移動体端末において同アンテナのDPCHの出力成分が雑音や干渉成分のみとなる場合の同期検波及び重み付け後の劣化を低減させることができる。さらに、移動体端末において同アンテナのDPCHの出力成分が雑音や干渉成分のみとなる場合にアンテナベリフィケーションを誤ることによる同期検波及び重み付け後の劣化を低減させることができる。
本発明の移動体端末によれば、送信ダイバーシチに対応する基地局の各送信アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナが有効か否かを判定し、その結果に応じて同期検波及び重み付けを行う際のアンテナごとの重みを調節する重み制御手段を設けている。これによって、送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合や、基地局の一方のアンテナからのパスがシャドウイング等の影響によって移動局に到達しない場合、及び、基地局、移動体端末それぞれで送信ダイバーシチの状態が異なる場合においても、同期検波及び重み付けにおける雑音や干渉の影響を低減させ、安定した信号の送受信を行うことができる。
〈発明の概要〉
本発明の送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末は、基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号を基地局の各送信アンテナについて分離し、各送信アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナの有効判定を行うように構成されている。さらに、各アンテナの有効判定の結果に従って同期検波及び重み付けを行う際のアンテナ毎の重みを調節するように構成されている。このようにして、送信ダイバーシチにおいて各アンテナについて分離した受信信号によってアンテナの有効判定を行い、かつ同期検波及び重み付けにおけるアンテナごとの重みを調節することにより、送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合のように、基地局の一方のアンテナからのパスが移動体端末に到達しない環境であっても、影響を受けたアンテナについての位相推定情報が雑音や干渉成分のみとなって同期検波及び重み付け後の出力信号が劣化することを防ぐことができる。つまり、同期検波及び重み付けにおける雑音や干渉の影響を低減させて、常に安定した信号を得ることができる。
本発明の送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末は、基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号を基地局の各送信アンテナについて分離し、各送信アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナの有効判定を行うように構成されている。さらに、各アンテナの有効判定の結果に従って同期検波及び重み付けを行う際のアンテナ毎の重みを調節するように構成されている。このようにして、送信ダイバーシチにおいて各アンテナについて分離した受信信号によってアンテナの有効判定を行い、かつ同期検波及び重み付けにおけるアンテナごとの重みを調節することにより、送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合のように、基地局の一方のアンテナからのパスが移動体端末に到達しない環境であっても、影響を受けたアンテナについての位相推定情報が雑音や干渉成分のみとなって同期検波及び重み付け後の出力信号が劣化することを防ぐことができる。つまり、同期検波及び重み付けにおける雑音や干渉の影響を低減させて、常に安定した信号を得ることができる。
以下、図面を用いて、本発明における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末について幾つかの実施の形態を詳細に説明する。尚、各実施の形態に用いる図面において、同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
〈実施の形態1〉
図1は、本発明の実施の形態1における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成を示すブロック図である。図1において、送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末は、無線電波を受信する受信アンテナ部101と、個別チャネルであるDPCHを逆拡散するDPCH逆拡散部102と、共通パイロットチャネルであるCPICHを逆拡散するCPICH逆拡散部103と、基地局の複数のアンテナから送信された個別チャネルのパイロット信号の各位相をアンテナ毎に推定するDPCH位相推定部104と、基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号の各位相をアンテナ毎に推定するCPICH位相推定部105と、DPCH位相推定部104及びCPICH位相推定部105により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて個別チャネルの同期検波を行う同期検波部(同期検波手段)106と、DPCH位相推定部104及びCPICH位相推定部105により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて、同期検波部106が同期検波した同期検波出力信号の重み付けを行う重み付け部(重み付け手段)107と、基地局の各送信アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナが有効か否かを判定し、その結果に応じて同期検波及び重み付けを行う際のアンテナ毎の重みを調節する重み制御部(重み制御手段)108と、アンテナ毎に個別に重みの乗算を行う重み乗算部109,110,111,112と、を備えた構成となっている。なお、DPCH位相推定部104とCPICH位相推定部105とによって位相推定手段が構成されている。
図1は、本発明の実施の形態1における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成を示すブロック図である。図1において、送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末は、無線電波を受信する受信アンテナ部101と、個別チャネルであるDPCHを逆拡散するDPCH逆拡散部102と、共通パイロットチャネルであるCPICHを逆拡散するCPICH逆拡散部103と、基地局の複数のアンテナから送信された個別チャネルのパイロット信号の各位相をアンテナ毎に推定するDPCH位相推定部104と、基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号の各位相をアンテナ毎に推定するCPICH位相推定部105と、DPCH位相推定部104及びCPICH位相推定部105により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて個別チャネルの同期検波を行う同期検波部(同期検波手段)106と、DPCH位相推定部104及びCPICH位相推定部105により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて、同期検波部106が同期検波した同期検波出力信号の重み付けを行う重み付け部(重み付け手段)107と、基地局の各送信アンテナについて分離した受信信号によって各アンテナが有効か否かを判定し、その結果に応じて同期検波及び重み付けを行う際のアンテナ毎の重みを調節する重み制御部(重み制御手段)108と、アンテナ毎に個別に重みの乗算を行う重み乗算部109,110,111,112と、を備えた構成となっている。なお、DPCH位相推定部104とCPICH位相推定部105とによって位相推定手段が構成されている。
図2は、図1に示す移動体端末の実施の形態1における重み制御部108の内部構成を示すブロック図である。図2において、重み制御部108は、各アンテナのCPICH信号電力を測定する電力測定部201,202と、各アンテナの信号電力と閾値とを比較する閾値比較部203,204と、アンテナの有効判定と重み係数生成を行うアンテナ有効判定部205と、を備えた構成となっている。
図3は、図2に示す実施の形態1におけるアンテナ有効判定部205の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図1、図2及び図3を参照しながら本発明の実施の形態1における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の動作を説明する。まず、図1において、アンテナ部101より受信した無線信号をDPCH逆拡散部102及びCPICH逆拡散部103でDPCH及びCPICHについて逆拡散し、逆拡散後の各信号を得る。このとき、送信ダイバーシチが適用されている場合の逆拡散後のDPCH及びCPICHは、図示しない基地局の2つの送信アンテナ間で直交するパターンのデータが電力合成された信号となっている。
次に、DPCH位相推定部104及びCPICH位相推定部105は、各チャネルの逆拡散データを各アンテナのパターンに合わせて同相加算してアンテナ毎に分離する。ここで、CPICHのシンボル番号をn、CPICHの逆拡散後のCPICH信号をA(n)、及びCPICHの各アンテナの送信パターンをC1(n)、C2(n)と置くと、アンテナ毎に分離したCPICHの位相推定値α1、α2は次の式(1)及び式(2)のように表される。
α1(n)=1/NΣA(n)×C1^*(n) (1)
α2(n)=1/NΣA(n)×C2^*(n) (2)
なお、NはCPICHの直交パターンの周期を表わし、x^*はベクトルxの共役複素数を表す。
α2(n)=1/NΣA(n)×C2^*(n) (2)
なお、NはCPICHの直交パターンの周期を表わし、x^*はベクトルxの共役複素数を表す。
DPCHについては、DPCHのパイロット信号について前記同様の計算を行うことでDPCHのパイロット信号のアンテナ分離が可能である。ここで、DPCHのシンボル番号をm、逆拡散後のDPCH信号をB(m)、及びDPCHパイロット信号の各アンテナの送信パターンをD1(m)、D2(m)と置くと、アンテナ毎に分離したDPCHパイロット信号の位相推定値β1、β2は次の式(3)及び式(4)のように表される。
β1(m)=1/M×ΣB(m+i)×D1^*(m+i) (3)
β2(m)=1/M×ΣB(m+i)×D2^*(m+i) (4)
但し、i=0〜M−1、MはDPCHパイロット信号の直交パターンの周期を表す。
β2(m)=1/M×ΣB(m+i)×D2^*(m+i) (4)
但し、i=0〜M−1、MはDPCHパイロット信号の直交パターンの周期を表す。
次に、同期検波部106は逆拡散後DPCH信号をCPICHの位相推定値を用いて復調し、重み付け部107は復調後のDPCHの信号対雑音比(S/N)に応じて重み付けを行って出力する。
ここで、一例として、同期検波後のDPCH信号の重み付けをCPICHの信号電力によって行うものとし、開ループの送信ダイバーシチにおける同期検波並びに重み付け後のDPCH信号x(m)は次の式(5)及び式(6)のように表される。但し、DPCHの拡散率はCPICHの拡散率以下であるものとする。
x(m)=B(m)×√w’_ant1×β1^*(n) (5)
−B^*(m+1)×√w’_ant2×β2(n) (6)
なお、√w’_ant1、√w’_ant2は、各送信アンテナについての重みを表す係数であり、この係数は重み制御部108によって生成される。
−B^*(m+1)×√w’_ant2×β2(n) (6)
なお、√w’_ant1、√w’_ant2は、各送信アンテナについての重みを表す係数であり、この係数は重み制御部108によって生成される。
次に、図2において、重み制御部108では、電力測定部201,202で各アンテナのCPICH位相推定値の電力を測定し、閾値比較部203,204で各アンテナの電力値と閾値とを比較する。なお、閾値の設定例として、出力成分が全て雑音や干渉成分である場合の電力値を基準に設定する方法がある。
さらに、アンテナ有効判定部205では、図3のフローチャートに示すような動作により、閾値比較部203,204の比較結果に基づいてアンテナ有効判定から閾値の生成を行う。すなわち、アンテナ毎に分離したCPICHの位相推定値をα1、α2とし、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上のとき、つまり、|α1|^2、及び|α2|^2が共に閾値以上のときは(ステップS101でYESの場合)、位相補正情報として両アンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位相補正情報を、w_ant1=1.0、及びw_ant2=1.0として出力する(ステップS102)。
また、|α1|^2、|α2|^2が共に閾値以上でないときは(ステップS101でNOの場合)、一方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|α1|^2が閾値未満のときは(ステップS103でYESの場合)、一方のアンテナの重みを0.0とし、他方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位相補正情報を、w_ant1=0.0、w_ant2=1.0として出力する(ステップS104)。
また、|α1|^2、|α2|^2が共に閾値以上でないときで(ステップS101でNOの場合)、他方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|α2|^2が閾値未満のときは(ステップS105でYESの場合)、他方のアンテナの重みを0.0とし、一方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位相補正情報を、w_ant1=1.0、w_ant2=0.0として出力する(ステップS106)。
さらに、|α2|^2が閾値未満でないときは(ステップS105でNOの場合)、両アンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位相補正情報を、w_ant1=1.0、w_ant2=1.0として出力する(ステップS107)。
すなわち、アンテナ有効判定部205は、一方のアンテナのみが閾値を満たすような状況では(ステップS103でYESのとき、及びステップS105でYESのときは)、閾値未満のアンテナについての重み係数は0.0とし、もう一方の(閾値を満たす)アンテナの重み係数は1.0となるように重み係数を生成する(ステップS104、及びステップS106)。また、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上のとき(ステップS101でYESのとき)、または、両アンテナの位相推定値が共に閾値未満のとき(ステップS105でNOのとき)は、両アンテナの重みを1.0として出力する(ステップS102、及びステップS107)。
このような本発明の実施の形態1における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末によれば、送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合や、基地局の一方のアンテナからのパスがシャドウイング等の影響によって移動体端末に到達しない場合、及び、基地局、移動体端末それぞれで送信ダイバーシチの状態が異なる場合においても、同期検波ならびに重み付けにおける雑音や干渉の影響を低減させることができる。
〈実施の形態2〉
本発明の実施の形態2における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成は、図1に示した実施の形態1の場合と同じである。図4は、図1に示す移動体端末の実施の形態2における重み制御部108の内部構成を示すブロック図である。実施の形態2の重み制御部108は、各アンテナのDPCH信号電力を測定する電力測定部401,403と、各アンテナのCPICH信号電力を測定する電力測定部402,404と、各アンテナのDPCH信号電力と各アンテナのCPICH信号電力の比を求める除算部405,406と、各アンテナの信号電力比と閾値とを比較する閾値比較部407,408と、アンテナの有効判定と重み係数の生成を行うアンテナ有効判定部409とによって構成されている。
本発明の実施の形態2における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成は、図1に示した実施の形態1の場合と同じである。図4は、図1に示す移動体端末の実施の形態2における重み制御部108の内部構成を示すブロック図である。実施の形態2の重み制御部108は、各アンテナのDPCH信号電力を測定する電力測定部401,403と、各アンテナのCPICH信号電力を測定する電力測定部402,404と、各アンテナのDPCH信号電力と各アンテナのCPICH信号電力の比を求める除算部405,406と、各アンテナの信号電力比と閾値とを比較する閾値比較部407,408と、アンテナの有効判定と重み係数の生成を行うアンテナ有効判定部409とによって構成されている。
図5は、図4に示す実施の形態2におけるアンテナ有効判定部409の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図1、図4及び図5を参照しながら本発明の実施の形態2における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の動作を説明する。受信アンテナ部101による無線信号の受信から同期検波及び重み付けまでの一連の動作については前述の実施の形態1と同様の動作であるが、実施の形態2では重み制御部108の動作が実施の形態1の場合とは異なる。
図4に示す実施の形態2における重み制御部108では、電力測定部401,403で各アンテナのDPCH位相推定値の電力を測定し、電力測定部402,404で各アンテナのCPICH位相推定値の電力を測定する。そして、除算部405,406で各アンテナのDPCH位相推定値の電力と各アンテナのCPICH位相推定値の電力とを除算した後、閾値比較部407,408で各アンテナのCPICH電力値とDPCH電力値の比と閾値とを比較する。なお、閾値の設定例として、CPICHの出力成分に信号成分が含まれるが、DPCHの出力成分が全て雑音や干渉成分である場合の電力値を基準に設定する方法がある。
図4のアンテナ有効判定部409では、図5のフローチャートに示すような動作により、閾値比較部407,408の比較結果に基づいてアンテナ有効判定から閾値の生成を行う。すなわち、アンテナ毎に分離したCPICHの位相推定値をα1、α2とし、アンテナ毎に分離したDPCHパイロット信号の位相推定値をβ1、β2として、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上のとき、つまり、|β1|^2/|α1|^2、及び|β2|^2/|α2|^2が共に閾値以上のときは(ステップS201でYESの場合)、位置補正情報として両アンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位置補正情報を、w_ant1=1.0、w_ant2=1.0として出力する(ステップS202)。
また、|β1|^2/|α1|^2、及び|β2|^2/|α2|^2が共に閾値以上でないときは(ステップS201でNOの場合)、一方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|β1|^2/|α1|^2が閾値未満のときは(ステップS203でYESの場合)、位置補正情報として一方のアンテナの重みを0.0とし、他方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位置補正情報を、w_ant1=0.0、w_ant2=1.0として出力する(ステップS204)。
また、|β1|^2/|α1|^2、及び|β2|^2/|α2|^2が共に閾値以上でないときで(ステップS201でNOの場合)、他方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|β2|^2/|α2|^2が閾値未満のときは(ステップS205でYESの場合)、位置補正情報として他方のアンテナの重みを0.0とし、一方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位置補正情報を、w_ant1=1.0、w_ant2=0.0として出力する(ステップS206)。
さらに、|β2|^2/|α2|^2が閾値未満でないときは(ステップS205でNOの場合)、位置補正情報として両アンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位置補正情報を、w_ant1=1.0、w_ant2=1.0として出力する(ステップS207)。
すなわち、アンテナ有効判定部409は、図5に示すフローチャートような動作により、閾値比較部407,408の比較結果に基づいてアンテナ有効判定から閾値生成を行い、一方のアンテナのみが閾値を満たすような状況では(ステップS203でYESのとき、及びステップS205でYESのときは)、閾値未満のアンテナについての重み係数は0.0とし、もう一方の(閾値を満たす)アンテナの重み係数は1.0となるように重み係数を生成する(ステップS204、及びステップS206)。また、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上のとき(ステップS201でYESのとき)、または、両アンテナの位相推定値が共に閾値未満のとき(ステップS205でNOのとき)は、両アンテナの重みを1.0として出力する(ステップS202、及びステップS207)。
このように、本発明の実施の形態2における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末によれば、移動体端末において両アンテナのCPICHは正常に受信できているが、一方のアンテナのDPCHが何らかの要因によって送信されない場合や、一方のアンテナからのパスの劣化が非常に大きくて、移動体端末において同アンテナの信号成分が無くなってしまう場合、例えば振幅補正やフィルタ処理、A/D変換による量子化等の場合でも、同期検波及び重み付け後の劣化を低減させることができる。
〈実施の形態3〉
図6は、本発明の実施の形態3における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成を示すブロック図である。図6に示す実施の形態3における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末は、図1に示す実施の形態1の移動体端末の構成に対して、閉ループの送信ダイバーシチにおける上り誤りを補償するためのアンテナベリフィケーション部(アンテナベリフィケーション手段)113が追加されたものである。また、図7は、図6に示す移動体端末の実施の形態3における重み制御部108の内部構成を示すブロック図である。さらに、図8は、図7に示す実施の形態3におけるアンテナ有効判定部205aの動作を示すフローチャートである。
図6は、本発明の実施の形態3における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成を示すブロック図である。図6に示す実施の形態3における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末は、図1に示す実施の形態1の移動体端末の構成に対して、閉ループの送信ダイバーシチにおける上り誤りを補償するためのアンテナベリフィケーション部(アンテナベリフィケーション手段)113が追加されたものである。また、図7は、図6に示す移動体端末の実施の形態3における重み制御部108の内部構成を示すブロック図である。さらに、図8は、図7に示す実施の形態3におけるアンテナ有効判定部205aの動作を示すフローチャートである。
次に、図6のように構成された閉ループの送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の動作を説明する。図6の移動体端末においては、受信アンテナ部101による無線信号の受信動作から、同期検波部106による同期検波及び重み付け部107による重み付け動作までの一連の動作については、図1に示す実施の形態1と同じ動作であり、アンテナベリフィケーション部113による閉ループ送信ダイバーシチの上り誤りを補償する動作のみが追加されている。
すなわち、アンテナベリフィケーション部113は、アンテナ毎に分離したCPICH位相推定値と、アンテナ毎に分離したDPCH位相推定値とを用いて上りリンクで生じたフィードバック情報の誤りを推定し、その推定結果に基づいてCPICH位相推定値の位相補正情報及びアンテナ毎のパワー補正情報を生成する。そして、パワー補正情報のうち、位相補正情報は同期検波部106に入力され、同期検波部106では位相補正情報に従って位相推定値の位相補正を行う。また、パワー補正情報は重み制御部108に入力される。
重み制御部108では、電力測定部201,202で各アンテナのCPICH位相推定値の電力を測定し、閾値比較部203,204で各アンテナの電力値と閾値とを比較する。なお、閾値の設定例として、出力成分が全て雑音や干渉成分である場合の電力値を基準に設定する方法がある。
アンテナ有効判定部205aでは、図8のフローチャートに示すような動作により、閾値比較部203,204の比較結果に基づいてアンテナ有効判定から閾値の生成を行う。すなわち、アンテナ毎に分離したCPICHの位相推定値をα1、α2とし、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上のとき、つまり、|α1|^2、及び|α2|^2が共に閾値以上のときは(ステップS301でYESの場合)、位相補正情報としてアンテナベリフィケーション部113が生成した位相推定値のパワー補正情報に従ってアンテナの重み係数を出力する。つまり、位相補正情報を、w'_ant1=w_ant1、及びw'_ant2=w_ant2として出力する(ステップS302)。
また、|α1|^2、|α2|^2が共に閾値以上でないときは(ステップS301でNOの場合)、一方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|α1|^2が閾値未満のときは(ステップS303でYESの場合)、一方のアンテナの重みを0.0とし、他方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位相補正情報を、w_ant1=0.0、w_ant2=1.0として出力する(ステップS304)。
また、|α1|^2、|α2|^2が共に閾値以上でないときで(ステップS301でNOの場合)、他方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|α2|^2が閾値未満のときは(ステップS305でYESの場合)、他方のアンテナの重みを0.0とし、一方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位相補正情報を、w_ant1=1.0、w_ant2=0.0として出力する(ステップS306)。
さらに、|α2|^2が閾値未満でないときは(ステップS305でNOの場合)、位相補正情報としてアンテナベリフィケーション部113が生成した位相推定値のパワー補正情報に従ってアンテナの重み係数を出力する。つまり、位相補正情報を、w'_ant1=w_ant1、及びw'_ant2=w_ant2として出力する(ステップS307)。
すなわち、アンテナ有効判定部205aでは、図8に示すような動作により、閾値比較部203,204の比較結果に基づいてアンテナ有効判定から閾値の生成を行い、一方のアンテナのみが閾値を満たすような状況では(ステップS303でYES、及びステップS305でYESのとき)、一方のアンテナの位相推定値のみで同期検波及び重み付けを行うように閾値未満のアンテナについての重み係数を0.0、もう一方(閾値を満たす方)のアンテナの重み係数を1.0にして出力する(ステップS304及びステップS306)。逆に、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上(ステップS301でYESのとき)、または閾値未満である場合(ステップS305でNOのとき)は、アンテナベリフィケーション部113が生成した位相推定値のパワー補正情報に従ってアンテナの重み係数を出力する(ステップS302及びステップS307)。
このように、本発明の実施の形態3における閉ループの送信ダイバーシチ方式を使用したる移動体端末によれば、送信ダイバーシチ状態でありながら基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合や、基地局の一方のアンテナからのパスがシャドウイング等の影響によって移動体端末に到達しない場合においても、アンテナベリフィケーションを誤ることによる同期検波及び重み付け後の劣化を低減させることができる。
〈実施の形態4〉
本発明の実施の形態4における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成は図6に示した実施の形態3の場合と同じである。図9は、図6に示す移動体端末の実施の形態4における重み制御部108の内部構成を示すブロック図である。実施の形態4の重み制御部108は、各アンテナのDPCH信号電力を測定する電力測定部401,403と、各アンテナのCPICH信号電力を測定する電力測定部402,404と、各アンテナのDPCH信号電力と各アンテナのCPICH信号電力の比を求める除算部405,406と、各アンテナの信号電力比と閾値とを比較する閾値比較部407,408と、アンテナの有効判定と重み係数の生成を行うアンテナ有効判定部409aとによって構成されている。
本発明の実施の形態4における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の構成は図6に示した実施の形態3の場合と同じである。図9は、図6に示す移動体端末の実施の形態4における重み制御部108の内部構成を示すブロック図である。実施の形態4の重み制御部108は、各アンテナのDPCH信号電力を測定する電力測定部401,403と、各アンテナのCPICH信号電力を測定する電力測定部402,404と、各アンテナのDPCH信号電力と各アンテナのCPICH信号電力の比を求める除算部405,406と、各アンテナの信号電力比と閾値とを比較する閾値比較部407,408と、アンテナの有効判定と重み係数の生成を行うアンテナ有効判定部409aとによって構成されている。
図10は、図9に示す実施の形態4におけるアンテナ有効判定部409aの動作の流れを示すフローチャートである。以下、図6、図9及び図10を参照しながら本発明の実施の形態4における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末の動作を説明する。受信アンテナ部101による無線信号の受信から、同期検波部106による同期検波の動作及び重み付け部107による重み付け動作までの一連の動作については、前述の実施の形態3と同様の動作であるが、重み制御部108の動作が実施の形態3の場合とは異なる。
図9に示す実施の形態4における重み制御部108では、電力測定部401,403で各アンテナのDPCH位相推定値の電力を測定し、電力測定部402,404で各アンテナのCPICH位相推定値の電力を測定する。そして、そして、除算部405,406で各アンテナのDPCH位相推定値の電力と各アンテナのCPICH位相推定値の電力とを除算した後、閾値比較部407,408で各アンテナのCPICH電力値とDPCH電力値の比と閾値とを比較する。なお、閾値の設定例として、CPICHの出力成分に信号成分が含まれるが、DPCHの出力成分が全て雑音や干渉成分である場合の電力値を基準に設定する方法がある。
アンテナ有効判定部409aでは、図10のフローチャートに示すような動作により、閾値比較部407,408の比較結果に基づいてアンテナ有効判定から閾値の生成を行う。すなわち、アンテナ毎に分離したCPICHの位相推定値をα1、α2とし、アンテナ毎に分離したDPCHパイロット信号の位相推定値をβ1、β2として、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上のとき、つまり、|β1|^2/|α1|^2、及び|β2|^2/|α2|^2が共に閾値以上のときは(ステップS401でYESの場合)、位相補正情報としてアンテナベリフィケーション部113が生成した位相推定値のパワー補正情報に従ってアンテナの重み係数を出力する。つまり、位相補正情報を、w'_ant1=w_ant1、及びw'_ant2=w_ant2として出力する(ステップS402)。
また、|β1|^2/|α1|^2、|β2|^2/|α2|^2が共に閾値以上でないときは(ステップS401でNOの場合)、一方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|β1|^2/|α1|^2が閾値未満のときは(ステップS403でYESの場合)、位置補正情報として一方のアンテナの重みを0.0とし、他方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位置補正情報を、w_ant1=0.0、w_ant2=1.0として出力する(ステップS404)。
また、|β1|^2/|α1|^2、|β2|^2/|α2|^2が共に閾値以上でないときで(ステップS401でNOの場合)、他方のアンテナの位相推定値が閾値未満のとき、つまり、|β2|^2/|α2|^2が閾値未満のときは(ステップS405でYESの場合)、位置補正情報として他方のアンテナの重みを0.0とし、一方のアンテナの重みを1.0として出力する。つまり、位置補正情報を、w_ant1=1.0、w_ant2=0.0として出力する(ステップS406)。
さらに、|β2|^2/|α2|^2が閾値未満でないときは(ステップS405でNOの場合)、位相補正情報としてアンテナベリフィケーション部113が生成した位相推定値のパワー補正情報に従ってアンテナの重み係数を出力する。つまり、位相補正情報を、w'_ant1=w_ant1、及びw'_ant2=w_ant2として出力する(ステップS407)。
つまり、アンテナ有効判定部409aでは、図10に示すような動作により、閾値比較部407、408の比較結果に基づいてアンテナ有効判定から閾値生成を行い、一方のアンテナのみが閾値を満たすような状況では(ステップS403でYES、及びステップS405でYESのとき)、一方のアンテナの位相推定値のみで同期検波及び重み付けを行うように閾値未満のアンテナについての重み係数を0.0、もう一方(閾値を満たす方)のアンテナの重み係数を1.0にして出力する(ステップS404及びステップS406)。逆に、両アンテナの位相推定値が共に閾値以上(ステップS401でYESのとき)、または閾値未満である場合(ステップS405でNOのとき)は、アンテナベリフィケーション部113が生成した位相推定値のパワー補正情報に従ってアンテナの重み係数を出力する(ステップS402及びステップS407)。
このように、本発明の実施の形態4における送信ダイバーシチ方式を使用した移動体端末によれば、移動体端末において両アンテナのCPICHは正常に受信できているが、一方のアンテナのDPCHが何らかの要因によって送信されない場合や、一方のアンテナからのパスの劣化が非常に大きくて、移動体端末において同アンテナのDPCH出力成分が雑音や干渉成分のみとなる場合でも、アンテナベリフィケーションを誤ることによる同期検波ならびに重み付け後の劣化を低減させることができる。
本発明に係る移動体端末は、基地局の一方のアンテナの送信系に異常がある場合や、基地局の一方のアンテナからのパスがシャドウイング等の影響によって移動体端末に到達しない場合でも、同期検波や重み付けにおける雑音や干渉を低減させることができるので、送信ダイバーシチ方式を使用するWCDMAシステムの移動体端末に有効に利用することができる。
101 受信アンテナ部
102 DPCH逆拡散部
103 CPICH逆拡散部
104 DPCH位相推定部
105 CPICH位相推定部
106 同期検波部
107 重み付け部
108 重み制御部
109,110、111,112 重み乗算部
113 アンテナベリフィケーション部
201,202,401,402,403,404 電力測定部
203,204,407,408 閾値比較部
205,205a,409,409a アンテナ有効判定部
405,406 除算部
102 DPCH逆拡散部
103 CPICH逆拡散部
104 DPCH位相推定部
105 CPICH位相推定部
106 同期検波部
107 重み付け部
108 重み制御部
109,110、111,112 重み乗算部
113 アンテナベリフィケーション部
201,202,401,402,403,404 電力測定部
203,204,407,408 閾値比較部
205,205a,409,409a アンテナ有効判定部
405,406 除算部
Claims (4)
- 送信ダイバーシチを使用するWCDMAシステムの移動体端末において、
基地局の複数のアンテナから送信された共通チャネルのパイロット信号、及び個別チャネルのパイロット信号のそれぞれの位相をアンテナ毎に推定する位相推定手段と、
前記位相推定手段により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて前記個別チャネルの同期検波を行う同期検波手段と、
前記位相推定手段により推定された複数のアンテナの位相推定情報を用いて、前記同期検波手段によって同期検波された出力信号の重み付けを行う重み付け手段と、
前記基地局の各アンテナについて分離した受信信号によって前記各アンテナが有効か否かを判定し、その判定結果に応じて同期検波及び重み付けを行う際のアンテナごとの重みを調節する重み制御手段と、
を備えることを特徴とする移動体端末。 - さらに、前記個別チャネルの信号電力が最大となるようにアンテナ相互間の位相差とアンテナごとの重みを推定するアンテナベリフィケーション手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の移動体端末。
- 前記重み制御手段は、前記基地局の各アンテナについて分離した共通チャネルにおけるパイロット信号の平均値の受信品質が閾値を満たすか否かにより、前記各アンテナが有効か否かの判定を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の移動体端末。
- 前記重み制御手段は、前記基地局の各アンテナについて分離した共通チャネルにおけるパイロット信号と個別チャネルにおけるパイロット信号のそれぞれの平均値の絶対値比または信号電力比が閾値を満たすか否かにより、前記各アンテナが有効か否かの判定を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の移動体端末。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009031184A1 (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Fujitsu Limited | 適応マルチアンテナを用いる移動体通信システム |
JP2011228976A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 移動局装置 |
-
2005
- 2005-10-06 JP JP2005294115A patent/JP2007104505A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2011228976A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 移動局装置 |
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