JP3683733B2 - Cdma受信機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車電話、携帯電話等の無線通信分野における符号分割多重アクセス(CDMA:Code Division Multiple Access )受信機に関するものであり、特に、受信信号の位相ずれを補正することにより品質の良い通信を実現するCDMA受信機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来のCDMA受信機について説明する。まず、CDMAを利用した通信システムの概要について説明する。たとえば、一つの基地局に収容されるN個の移動機は、それぞれ内部の送信機によって個別の拡散符号で拡散した送信拡散信号を生成し、さらに、発振器の生成する周波数に基づいて送信拡散信号をアップコンバートし、アンテナを経由して該信号を送信する。N個の移動機から送信された送信波は、多重化された受信波として、アンテナを経由して基地局にて受信される。
【0003】
そして、その受信波は、発振器の生成する周波数に基づいてダウンコンバートされ、基地局内部のアナログ/ディジタル(A/D)変換器によりディジタルの受信拡散信号に変換される。A/D変換器より出力される受信拡散信号は、各ユーザ(移動機)に対応した受信機により復調および復号される。
【0004】
上記、CDMAを利用した通信システムに利用されるCDMA受信機に関する文献としては、たとえば、安藤、佐和橋著「DS−CDMAにおける複数パイロットブロックを用いる高精度チャネル推定法」(信学技報RCS96−72,PP.45−50(1996−8))がある。
【0005】
以下、「DS−CDMAにおける複数パイロットブロックを用いる高精度チャネル推定法」に記載の受信機の復調回路について説明する。図10は、従来のCDMA受信機における復調回路の構成を示すものである。なお、移動機が送信する送信信号は、情報信号とトレーニング信号が別の拡散符号で拡散され、符号分割多重して送信する構成とする(図3(d)参照)。図10において、71は受信信号抽出回路であり、72は補正信号生成回路であり、73は受信信号合成回路である。
【0006】
受信信号抽出回路71内の逆拡散回路711a,711b,…711cは、既知の手段により、受信拡散信号から抽出する受信信号に対応した拡散符号によって逆拡散を行う。このとき、同じ受信信号を時間的に分割できる成分(以降、各成分をパスと呼ぶ)ごとに抽出する。なお、図3(d)のような信号に対しては、トレーニング信号と情報信号を分離して抽出する。また、逆拡散回路は、J個のパス数分存在する。
【0007】
補正信号生成回路72内の伝送路特性推定回路721a,721b,…721c(J個)は、式(1)の処理によって、m番目のスロットに対応する推定伝送路特性h(m,j)を計算する(j=1,…,J)。
h(m,j)=ΣrT (n,m,j)×I(n,m)* ・・(1)
なお、rT (n,m,j)は、受信信号におけるm番目のスロットの、j番目のパスの、トレーニング信号部分のn番目のシンボルである。また、I(n,m)は、m番目のスロットの送信されたトレーニング信号のn番目のシンボルである。また、a* は、aの複素共役である。また、式(1)のΣは、n=1,…,NT の総和であり、そのNT はスロット内のトレーニング信号のシンボル数である。
【0008】
推定伝送路特性平均化回路722a,722b,…722cは、各パスの推定伝送路特性を平均化する。たとえば、推定伝送路特性平均化回路722aの内部では、シフトレジスタ723によって過去4スロットの推定伝送路特性h(m−i,1)を記憶し(i=1,…,4)、現在の推定伝送路特性h(m,1)とともに各推定伝送路特性を乗算器724〜728にそれぞれ出力する。また、乗算器724〜728では、重み係数生成回路729から出力される固定の重み係数に基づいて、推定伝送路特性h(m−i,1)を重み付けする。そして、総和回路730では、乗算器724〜728の出力の総和を計算し、補正信号としてH(m−2,1)を信号補正回路732aに出力する。なお、他のパスについても同様に動作する。
【0009】
受信信号合成回路73内の遅延回路731a,731b,…731cは、補正信号の生成に必要とされる時間だけ、受信信号の情報信号を遅延させて出力する。
【0010】
信号補正回路732a,732b,…732cは、遅延回路731a,731b,…731cから出力される受信信号の情報信号rD (n,m−2,j)を補正信号H(m−2,j)で補正する(n=1,…,ND 、j=1,…,J)。ここで、ND はスロット内の情報信号のシンボル数であり、情報信号rD (n,m−2,j)は、式(2)によって補正される。
rD ´(n,m−2,j)=rD (n,m−2,j)×H(m−2,j)* ・・(2)
なお、rD ´(n,m−2,j)は、補正された受信信号である。
【0011】
合成回路733は、補正された受信信号rD ´(n,m−2,j)の総和を計算し、復調結果の軟判定値を受信情報として出力する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来のCDMA受信機では、符号によって多重化された複数の移動機からの送信信号を受信する場合、各移動機における発振器の絶対精度のばらつきにより、各送信信号が個別の周波数オフセット(周波数ずれ)を持つことになる。この場合、内部では、周波数オフセットによって位相のずれた推定伝送路特性を平均化することになる。そのため、従来のCDMA受信機においては、位相のずれによる影響を軽減させるために、平均化するスロット数を減らしたり、時間的に離れたスロットの重み係数を小さくしたりする。
【0013】
このように、従来のCDMA受信機では、平均化するスロット数を減らしたり、時間的に離れたスロットの重み係数を小さくしたりする必要があり、これに伴って、補正信号の精度が悪くなり、結果として受信した信号(復号した後のデータ)の品質が悪くなる、という問題があった。
【0014】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、平均化する前に推定伝送路特性の位相ずれを補正してから平均化し、さらに、受信信号の位相ずれを考慮して補正信号を生成することにより、品質の良い通信を実現するCDMA受信機を得ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるCDMA受信機にあっては、個別の拡散符号で拡散され、多重化された複数ユーザの送信拡散信号を受信し、さらに、各ユーザに対応した拡散符号で逆拡散を行い、到来時間の異なる複数の受信信号を抽出する受信信号抽出手段(後述する実施の形態に記載の受信信号抽出回路1に相当)と、前記受信信号抽出手段にて抽出される複数の受信信号に基づいて、周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定手段(周波数オフセット推定回路2に相当)と、前記受信信号抽出手段にて抽出される複数の受信信号と、前記周波数オフセット推定手段にて推定される推定周波数オフセットに基づいて、各受信信号に対応する補正信号を生成する補正信号生成手段(補正信号生成回路3に相当)と、前記補正信号生成手段にて生成される補正信号に基づいて、受信信号を合成する受信信号合成手段(受信信号合成回路4に相当)と、を備えることを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、各ユーザに対応した拡散符号で逆拡散を行い、到来時間の異なる複数の受信信号を抽出し、該複数の受信信号の周波数オフセットを推定し、さらに、前記複数の受信信号と推定周波数オフセットから各受信信号に対応する補正信号を生成し、精度の高い補正信号による補正後の、各パスに対応した受信信号を合成する。これにより、本発明は、精度の高い軟判定値もしくは判定値を出力することができ、伴って、後段の復号器による誤り訂正後のデータの誤り率を小さくすることができ、その結果、品質の良い通信を行うことができる。
【0017】
つぎの発明にかかるCDMA受信機にあっては、さらに、単一ユーザからの送信拡散信号を受信することを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、単一ユーザからの送信拡散信号を受信する場合においても、精度の高い軟判定値もしくは判定値を出力することができ、伴って、後段の復号器による誤り訂正後のデータの誤り率を小さくすることができ、その結果、品質の良い通信を行うことができる。
【0019】
つぎの発明にかかるCDMA受信機において、前記周波数オフセット推定手段は、受信信号抽出手段にて抽出される複数の受信信号に基づいて、各受信信号に対応する推定伝送路特性を計算する伝送路特性推定手段(後述する実施の形態の伝送路特性推定回路21a,21b,…21cに相当)と、前記各受信信号に対応する推定伝送路特性に基づいて、各受信信号に対応する推定位相偏差を計算する位相偏差推定回路(位相偏差推定回路22a,22b,…22cに相当)と、前記各受信信号に対応する推定位相偏差を合成し、合成位相偏差を計算する位相偏差合成手段(位相偏差合成回路23に相当)と、前記合成位相偏差を平均化して、推定周波数オフセットを計算する平均化手段(平均化回路24に相当)と、を備えることを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、平均化する前に、受信信号の位相ずれの補正、もしくは短い区間に対して計算した推定伝送路特性の位相ずれの補正を行ってから、推定伝送路特性の平均化を行う。これにより、推定伝送路特性を平均化する時間を長くすることができ、より精度の高い補正信号を生成することができる。
【0021】
つぎの発明にかかるCDMA受信機において、前記補正信号生成手段は、伝送路の状態に応じて、推定伝送路特性の計算に利用する受信信号の長さを変更することを特徴とする。
【0022】
この発明によれば、伝送路特性が緩やかに変動する場合は、推定伝送路特性の平均化の時間を、伝送路特性の変動がほとんど無いと仮定できる長さの範囲にする。一方、伝送路特性が速く変動する場合は、推定伝送路特性の平均化の時間を短くする。このように、伝送路特性の変動量(変動の速さ)によって、推定伝送路特性を平均化する時間を変えることにより、伝送路特性の変動量によらない精度の高い補正信号を計算することができる。
【0023】
つぎの発明にかかるCDMA受信機にあっては、前記個別の拡散符号で拡散され、多重化された複数ユーザの送信拡散信号を、複数のアンテナ(後述する実施の形態のアンテナ207a,207b相当)により受信する構成とし、到来時間の異なる複数の受信信号を、前記受信信号抽出手段、周波数オフセット推定手段、補正信号生成手段、および受信信号合成手段にて復調することを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、個別の拡散符号で拡散され、多重化された複数ユーザの送信拡散信号を、複数のアンテナによりダイバーシチ受信するようにしたため、より高品質な通信を行うことができる。
【0025】
つぎの発明にかかるCDMA受信機にあっては、さらに、単一ユーザからの送信拡散信号を、複数のアンテナにより受信することを特徴とする。
【0026】
この発明によれば、単一ユーザからの送信拡散信号を受信した場合でも、複数のアンテナによりダイバーシチ受信するようにしたため、さらに高品質な通信を行うことができる。
【0027】
つぎの発明にかかるCDMA受信機にあっては、さらに、前記周波数オフセット推定手段により推定した推定周波数オフセットに基づいて、前記受信信号抽出手段の出力する受信信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えることを特徴とする。
【0028】
この発明によれば、受信信号に対して周波数オフセットの補正を行う構成としたため、補正信号の生成において周波数オフセットの補正を行う必要がなくなる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるCDMA受信機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本発明は、基地局および移動機側の双方の受信において利用することができる。
【0030】
実施の形態1.
図1は、本発明にかかるCDMA受信機の復調回路の構成を示す図である。まず、CDMA(符号分割多重アクセス)通信システムにおけるCDMA受信機の位置付けを説明する。図2は、CDMAを利用した通信システムの概要を示す図である。
【0031】
図2において、101a,101b,…101cは複数の移動機であり、106はそれらの移動機を収容する基地局である。また、移動機101a,101b,…101cにおいて、102a,102b,…102cは送信信号を個別の拡散符号で拡散する送信機であり、103a,103b,…103cは送信周波数を発生する発振機であり、104a,104b,…104cは送信拡散信号をアップコンバートするミキサであり、105a,105b,…105cはアンテナである。
【0032】
また、基地局106において、107はアンテナであり、108は発振器であり、109は受信拡散信号をダウンコンバートするミキサであり、110はディジタルの受信拡散信号に変換するA/D変換器であり、111a,111b,…111cは内部の復調回路112および復号回路にて受信信号の復調および復号を行う受信機である。
【0033】
ここで、CDMA通信システムにおける上記各構成の動作を簡単に説明する。たとえば、N個の移動機101a,101b,…101cは、それぞれ送信機102a,102b,…102cにて個別の拡散符号で拡散した送信拡散信号を生成する。そして、対応する発振器103a,103b,…103cの生成する周波数に基づいて、送信拡散信号をミキサ104a,104b,…104cにてアップコンバートし、それぞれアンテナ105a,105b,…105cを経由し、該送信信号を各移動機から送信する。
【0034】
N個の移動機101a,101b,…101cから送信された送信波は、基地局106において、多重化された受信波として、アンテナ107を経由して受信される。その受信波は、発振器108の生成する周波数に基づいて、ミキサ109でダウンコンバートされ、A/D(アナログ/ディジタル)変換器110によって、ディジタルの受信拡散信号に変換される。A/D変換器110から出力される受信拡散信号は、各ユーザ(移動機)にそれぞれ対応する受信機111a,111b,…111cにおいて、復調回路112および復号回路113にて復調および復号される。
【0035】
上記のように構成されるCDMA通信システムにおいて、図1に示す本発明のCDMA受信機の構成は、前記復調回路112に相当する部分として位置付けられる。なお、各移動機が送信する送信信号の具体例を図3に示す。たとえば、図示の送信信号は、図3(a)に示すように、スロットと呼ばれる信号のブロックが連続して構成され、図3(b),(c),(d)では、各スロットの構成例を示している。
【0036】
具体的にいうと、図3(b)は、先頭に受信機側で既知であるトレーニング信号があり、その後に情報信号(符号化された信号であり、制御信号なども含む)が続く構成である。また、図3(c)は、情報信号(符号化された信号)の途中に、受信機側で既知であるトレーニング信号がある構成であり、最後尾にトレーニング信号があるような構成も考えられる。また、図3(d)は、情報信号とトレーニング信号が別の拡散符号で拡散され、符号分割多重して送信する構成である。なお、その他に図3(d)のトレーニング信号部分が、図3(b)や(c)の構成をとるこも考えられるが、以降は、説明の便宜上、図3(d)の構成を前提とする。
【0037】
以下、本発明にかかるCDMA受信機の復調回路について詳細に説明する。図1において、1は受信信号抽出回路であり、2は周波数オフセット推定回路であり、3は補正信号生成回路であり、4は受信信号合成回路である。また、受信信号抽出回路1において、11a,11b,…11cは逆拡散回路である。
【0038】
また、周波数オフセット推定回路2において、21a,21b,…21cは伝送路特性推定回路であり、22a,22b,…22cは位相偏差推定回路であり、23は位相偏差合成回路であり、24は平均化回路であり、25は角度変換回路である。また、補正信号生成回路3において、31a,31b,…31cは推定伝送路特性平均化回路である。受信信号合成回路4において、41a,41b,…41cは遅延回路であり、42a,42b,…42cは信号補正回路であり、43は合成回路である。
【0039】
つぎに、上記のように構成されるCDMA受信機の動作について説明する。まず、受信信号抽出回路1では、多重化された複数ユーザの受信拡散信号または単一ユーザからの受信拡散信号から、到来時間の異なる複数の受信信号を抽出する。受信信号抽出回路1では、逆拡散回路11a,11b,…11cが、既知の方法により、受信拡散信号から抽出される受信信号に対して、個別に対応する拡散符号により逆拡散を行う。ここでは、同じ受信信号をパス毎に抽出し、さらに、図3(d)のような信号に対しては、トレーニング信号と情報信号を分離して抽出する。なお、ここでは、逆拡散回路がJ個のパス数分存在するものとする。
【0040】
つぎに、周波数オフセット推定回路2では、受信信号抽出手段1にて抽出された受信信号をもとに推定周波数オフセットを計算する。周波数オフセット推定回路2の動作は以下の通りとなる。たとえば、伝送路特性推定回路21a,21b,…21cでは、式(3)の処理によって、m番目のスロットに対応する推定伝送路特性h(m,j)をそれぞれ計算する(j=1,…,J)。
h(m,j)=ΣrT (n,m,j)×I(n,m)* ・・(3)
なお、rT (n,m,j)は、受信信号におけるm番目のスロットの、j番目のパスの、トレーニング信号部分のn番目のシンボルとする。また、I(n,m)は、m番目のスロットの送信されたトレーニング信号のn番目のシンボルである。また、a* は、aの複素共役である。また、式(3)のΣは、n=1,…,NT の総和を示すものであり、ここでいうNT は、スロット内のトレーニング信号のシンボル数を示すものである。
【0041】
位相偏差推定回路22a,22b,…22cでは、式(4)に示すように、現在の推定伝送路特性h(m,j)と、1スロット過去の推定伝送路特性h(m−1,j)の複素共役との積をそれぞれ計算し、その結果を複素位相偏差θ(m,j)として、それぞれ出力する。
θ(m,j)=h(m,j)×h(m−1,j)* ・・(4)
【0042】
位相偏差合成回路23では、式(5)に示すように、各パスの複素位相偏差の総和を計算し、合成位相偏差としてφ(m)を出力する。
φ(m)=Σθ(m,j) ・・(5)
なお、式(5)のΣは、j=1,…,Jにおける総和を示すものである。
【0043】
平均化回路24では、合成位相偏差φ(m)の時間平均を計算し、その結果を推定複素周波数オフセットとして出力する。たとえば、平均化の実現方法としては、次式などがある。
F(m)=Σφ(m+1−i) ・・(6)
なお、式(6)のΣは、i=1,…,NAVE の総和を示すものであり、ここでいうNAVE は、平均するサンプル数を示すものである。また、平均化回路24による他の平均化実現手段としては、たとえば、式(7)のような変更も可能である。
【0044】
F(m)=(1−δ)×F(m−1)+δ×φ(m) ・・(7)
なお、δは平均化の時定数を決定するパラメータであり、1より小さい値をとる。また、平均化手段については、これに限らず、他の方法を適用することとしてもよい。
【0045】
角度変換回路25では、推定複素周波数オフセットを式(8)のように角度変換し、その結果を推定周波数オフセットとして出力する。
f(m)=arctan(F(m)) ・・(8)
【0046】
つぎに、補正信号生成回路3では、受信信号抽出回路1にて抽出された受信信号と、周波数オフセット推定回路2にて推定された推定周波数オフセットとをもとに、受信信号に対する補正信号を計算する。補正信号生成回路3の動作は以下の通りである。
【0047】
たとえば、推定伝送路特性平均化回路31a,31b,…31cでは、各パスに対応した受信信号をそれぞれ入力し、受信信号の周波数オフセットによる位相回転を補正しつつ、推定伝送路特性を計算する。図7は、推定伝送路特性の平均化に(m−2)番目からm番目の3スロット利用し、(m−1)番目のスロットにおいて、その結果を利用する場合の動作例を示したものである。この処理を式(9)に示す。
なお、内側のΣはn=1,・・・ ,NT の総和を示すものであり、外側のΣはi=0,・・・ ,2の総和を示すものである。また、SQRT(−1)は−1のルート(複素数)である。これにより、推定伝送路特性h´(m−1,j)を補正信号として、図7に示す信号補正区間を補正することができる。
【0048】
また、式(10)の処理により、推定伝送路特性h´(m−1,j)をシンボル毎に周波数オフセットの補正を行ったものを補正信号とすることもできる。
【0049】
また、図8に示すように、伝送路の変動量(たとえば、ドップラー周波数)を既知の方法により推定し、その値に応じて推定伝送路特性の平均化に利用するスロットの長さを切り替えることも可能である。
【0050】
また、図9に示すように、伝送路特性推定回路21a,21b,…21cにおいて推定した各スロットに対応した推定伝送路特性h(m−1,j)を利用して、式(9)の処理によらず、式(11)の処理によって推定伝送路特性の平均化を行うことも可能である。
なお、Σはi=0,・・・ ,2における総和を示すものである。また、INT(a)はaの小数点以下を切り捨てた値であり、Nslotは推定伝送路特性の平均化を行うスロット数である。また、伝送路の変動量に応じてNslotを変化させることも可能である。
【0051】
さらに、式(12)の処理により、推定伝送路特性h´(m−INT(Nslot/2),j)をシンボル毎に周波数オフセットの補正を行ったものを、補正信号とすることもできる。
【0052】
最後に、受信信号合成回路4では、各パスに対応した受信信号に対して、前記補正信号により位相補償を行い、RAKE合成を行う。受信信号合成回路4の動作は以下の通りである。
【0053】
たとえば、遅延回路41a,41b,…41cでは、補正信号の生成に必要とされる時間だけ、受信信号の情報信号を遅延させて出力する。信号補正回路42a,42b,…42cでは、遅延回路41a,41b,…41cよりそれぞれ出力される受信信号の情報信号rD (n,m,j)を前記補正信号H(n,m,j)で補正する(n=1,…,ND 、j=1,…,J)。
【0054】
なお、ND はスロット内の情報信号のシンボル数であり、情報信号rD (n,m,j)は、式(13)によって補正することができる。
rD ´(n,m,j)=rD (n,m,j)×H(n,m,j)* ・・(13)
なお、rD ´(n,m,j)は、補正された受信信号である。また、式(13)は、NT =ND の場合の処理であり、NT とND が異なる場合は、時間的に一致する受信信号の情報信号を補正信号によって補正する。合成回路43では、補正された受信信号rD ´(n,m,j)の総和を計算し(n=1,…,ND 、j=1,…,J)、復調結果である軟判定値を出力する。
【0055】
このように、本実施の形態では、平均化する前に、受信信号の位相ずれの補正、もしくは短い区間に対して計算した推定伝送路特性の位相ずれの補正を行った後、推定伝送路特性の平均化を行う。これにより、推定伝送路特性を平均化する時間を長くすることができ、より精度の高い補正信号を生成することができる。従って、本実施の形態では、精度の高い補正信号により、各パスに対応した受信信号を合成することができるため、精度の高い軟判定値もしくは判定値を出力することができる。また、後段の復号器による誤り訂正後のデータの誤り率を小さくすることができ、より品質の良い通信を行うことができる。
【0056】
また、本実施の形態における推定伝送路特性の平均化の時間は、伝送路特性の変動がほとんど無いと仮定できる長さの範囲にする必要がある。従って、伝送路特性が緩やかに変動する場合には、推定伝送路特性の平均化時間を比較的長く設定することにより、干渉や雑音によるひずみを抑圧し、精度の高い補正信号を生成することができる。一方、伝送路特性が速く変動する場合には、伝送路推定伝送路特性の平均化の時間を短くする必要がある。このように、本実施の形態では、伝送路特性の変動量(変動の速さ)に応じて、推定伝送路特性の平均化時間を変更することにより、伝送路特性の変動量によらず、精度の高い補正信号を計算することができる。
【0057】
実施の形態2.
図4は、CDMA通信システムにおける本発明の基地局206の構成を示す。また、図5は、本発明にかかるCDMA受信機の復調回路の構成を示す図である。図4において、207a,…207bはアンテナであり、208は発振器であり、209a,…209bはミキサであり、210a,…210bはA/D変換器であり、211a,211b…211cはそれぞれ復調回路212および復号回路213を有する受信機である。なお、図5に示す復調回路は、前記復調回路212に相当する。
【0058】
上記のように構成される基地局において、たとえば、P本のアンテナ207a,…207bを経由して受信される複数ユーザ(多重化されている)または単一ユーザからの各受信波は、発振器208の生成する周波数に基づいて、ミキサ209a,…209bでそれぞれダウンコンバートされる。
【0059】
そして、ダウンコンバートされた信号は、それぞれ対応するA/D変換器210a,…210bに入力され、ディジタルの受信拡散信号に変換される。最後に、P個のA/D変換器210a,…210bにより出力される各受信拡散信号は、各ユーザに対応した受信機211a,211b,…211c内の、復調回路212および復号回路213によって復調および復号される。
【0060】
つぎに、上記基地局206内の復調回路212の構成について説明する。図5において、51は受信信号抽出回路であり、52は周波数オフセット回路であり、53は補正信号生成回路であり、受信信号合成回路である。また、受信信号抽出回路51において、511a,511bは各アンテナに対応する逆拡散回路である。
【0061】
上記のように構成される受信信号抽出回路51は、P個の受信拡散信号のそれぞれに対応した逆拡散回路にて、各受信信号に対応した拡散符号による逆拡散を行う。このとき、各逆拡散回路では、各受信信号をパス毎に抽出し、さらに、図3(d)のような信号に対しては、トレーニング信号と情報信号を分離して抽出する。
【0062】
なお、ここでも、先に説明した実施の形態と同様に、逆拡散回路がJ個のパスに対応するものとする。また、周波数オフセット推定回路52、補正信号生成回路53、および受信信号合成回路54については、先に説明した周波数オフセット推定回路2、補正信号生成回路3、および受信信号合成回路4と同様の動作を行うため、説明を省略する。
【0063】
このように、本実施の形態においては、複数本のアンテナを有することにより、ダイバーシチ受信が可能となり、実施の形態1のCDMA受信機と比較して、さらに高品質な通信を行うことができる。
【0064】
実施の形態3.
図6は、本発明にかかるCDMA受信機の復調回路の構成を示す図である。なお、先に説明した実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図6において、61は周波数オフセット推定回路2にて推定された推定周波数オフセットに基づいて、受信信号抽出回路1の出力する受信信号を補正する周波数オフセット補正回路であり、さらに、611a,…611bは受信信号回転回路である。なお、補正信号生成回路3は、周波数オフセットの補正処理が不要となる点を除いて、先に説明した実施の形態1と同様である。
【0065】
周波数オフセット補正回路61では、周波数オフセット推定回路2より出力される推定周波数オフセットをもとに、受信信号を補正する。詳細には、受信信号回転回路611a,…611b(j個)が、逆拡散回路11a,…11bより出力される受信信号を入力し、式(14)の処理によって受信信号の位相を補正する。
なお、r(n,m)は受信信号であり、rcomp(n,m)は補正後の受信信号であり、f(m−1)は(m−1)番目のスロットで推定した周波数オフセットであり、Nは1スロット内のシンボル数である。また、送信信号が図3(d)のようなフォーマットをとる場合は、情報信号とトレーニング信号のそれぞれを式(14)のよって補正する。
【0066】
このように、周波数オフセット回路を有する構成とすることにより、本発明にかかるCDMA受信機では、実施の形態1と同様の効果に加え、さらに、受信信号に対する周波数オフセットの補正が可能となるため、補正信号の生成において、周波数オフセットの補正を行う必要がなくなるという効果が得られる。
【0067】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、各ユーザに対応した拡散符号で逆拡散を行い、到来時間の異なる複数の受信信号を抽出し、該複数の受信信号の周波数オフセットを推定し、さらに、前記複数の受信信号と推定周波数オフセットから各受信信号に対応する補正信号を生成し、精度の高い補正信号による補正後の、各パスに対応した受信信号を合成する。これにより、本発明は、精度の高い軟判定値もしくは判定値を出力することができ、伴って、後段の復号器による誤り訂正後のデータの誤り率を小さくすることができ、その結果、品質の良い通信を行うことができる、という効果を奏する。
【0068】
つぎの発明によれば、単一ユーザからの送信拡散信号を受信する場合においても、精度の高い軟判定値もしくは判定値を出力することができ、伴って、後段の復号器による誤り訂正後のデータの誤り率を小さくすることができ、その結果、品質の良い通信を行うことができる、という効果を奏する。
【0069】
つぎの発明によれば、平均化する前に、受信信号の位相ずれの補正、もしくは短い区間に対して計算した推定伝送路特性の位相ずれの補正を行ってから、推定伝送路特性の平均化を行う。これにより、推定伝送路特性を平均化する時間を長くすることができ、より精度の高い補正信号を生成することができる、という効果を奏する。
【0070】
つぎの発明によれば、伝送路特性が緩やかに変動する場合は、推定伝送路特性の平均化の時間を、伝送路特性の変動がほとんど無いと仮定できる長さの範囲にする。一方、伝送路特性が速く変動する場合は、推定伝送路特性の平均化の時間を短くする。このように、伝送路特性の変動量(変動の速さ)によって、推定伝送路特性を平均化する時間を変えることにより、伝送路特性の変動量によらない精度の高い補正信号を計算することができる、という効果を奏する。
【0071】
つぎの発明によれば、個別の拡散符号で拡散され、多重化された複数ユーザの送信拡散信号を、複数のアンテナによりダイバーシチ受信するようにしたため、より高品質な通信を行うことができる、という効果を奏する。
【0072】
つぎの発明によれば、単一ユーザからの送信拡散信号を受信した場合でも、複数のアンテナによりダイバーシチ受信するようにしたため、さらに高品質な通信を行うことができる、という効果を奏する。
【0073】
つぎの発明によれば、受信信号に対して周波数オフセットの補正を行う構成としたため、補正信号の生成において周波数オフセットの補正を行う必要がなくなる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかるCDMA受信機の復調回路(実施の形態1)の構成を示す図である。
【図2】 CDMAを利用した通信システムの概要を示す図である。
【図3】 各移動機が送信する送信信号の具体例を示す図である。
【図4】 CDMA通信システムにおける本発明の基地局の構成を示す図である。
【図5】 本発明にかかるCDMA受信機の復調回路(実施の形態2)の構成を示す図である。
【図6】 本発明にかかるCDMA受信機の復調回路(実施の形態3)の構成を示す図である。
【図7】 推定伝送路特性の平均化を説明するための一例である。
【図8】 推定伝送路特性の平均化を説明するための一例である。
【図9】 推定伝送路特性の平均化を説明するための一例である。
【図10】 従来のCDMA受信機における復調回路の構成を示すものである。
【符号の説明】
1,51 受信信号抽出回路、2,52 周波数オフセット推定回路、3,53 補正信号生成回路、4,54 受信信号合成回路、11a,11b,11c逆拡散回路、21a,21b,21c 伝送路特性推定回路、22a,22b,22c 位相偏差推定回路、23 位相偏差合成回路、24 平均化回路、25 角度変換回路、31a,31b,31c 推定伝送路特性平均化回路、41a,41b,41c 遅延回路、42a,42b,42c 信号補正回路、43合成回路、61 周波数オフセット補正回路、101a,101b,101c移動機、102a,102b,102c 送信機、103a,103b,103c,108 発振器、104a,104b,104c,109 ミキサ、105a,105b,105c,107,207a,207b アンテナ、106,206 基地局、110 A/D変換器、111a,111b,111c 受信機、112 復調回路、113 復号回路、611a,611b 受信信号回転回路。
Claims (7)
- 個別の拡散符号で拡散され、多重化された複数ユーザの送信拡散信号を受信するCDMA受信機において、
各ユーザに対応した拡散符号で逆拡散を行い、到来時間の異なる複数の受信信号を抽出する受信信号抽出手段と、
前記受信信号抽出手段にて抽出される複数の受信信号に基づいて、周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定手段と、
前記受信信号の各スロットに含まれるトレーニング信号の全シンボルの総和を複数スロット区間にわたって平均化し、その結果を前記複数スロット区間内の特定スロット区間における推定伝送路特性として利用し、さらに、前記周波数オフセットに基づいて前記特定スロット区間における推定伝送路特性をスロット毎またはシンボル毎に補正する補正信号生成手段と、
前記補正信号生成手段にて生成される補正信号に基づいて、受信信号を合成する受信信号合成手段と、
を備えることを特徴とするCDMA受信機。 - さらに、単一ユーザからの送信拡散信号を受信することを特徴とする請求項1に記載のCDMA受信機。
- 前記周波数オフセット推定手段は、
受信信号抽出手段にて抽出される複数の受信信号に基づいて、各受信信号に対応する推定伝送路特性を計算する伝送路特性推定手段と、
前記各受信信号に対応する推定伝送路特性に基づいて、各受信信号に対応する推定位相偏差を計算する位相偏差推定手段と、
前記各受信信号に対応する推定位相偏差を合成し、合成位相偏差を計算する位相偏差合成手段と、
前記合成位相偏差を平均化して、推定周波数オフセットを計算する平均化手段と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のCDMA受信機。 - 前記補正信号生成手段は、
伝送路の状態に応じて、前記平均化に利用する複数スロット区間の長さを変更することを特徴とする請求項1、2または3に記載のCDMA受信機。 - 前記個別の拡散符号で拡散され、多重化された複数ユーザの送信拡散信号を、複数のアンテナにより受信する構成とし、
到来時間の異なる複数の受信信号を、前記受信信号抽出手段、周波数オフセット推定手段、補正信号生成手段、および受信信号合成手段にて復調することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のCDMA受信機。 - さらに、単一ユーザからの送信拡散信号を、複数のアンテナにより受信することを特徴とする請求項5に記載のCDMA受信機。
- さらに、前記周波数オフセット推定手段により推定した推定周波数オフセットに基づいて、前記受信信号抽出手段の出力する受信信号を補正する周波数オフセット補正手段を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のCDMA受信機。
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