JP3785360B2 - Cdma受信装置及びcdma受信処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接拡散CDMA(Code Division Multiple Access)方式を用いた移動通信システムにおける基地局装置及び移動局装置が備えるCDMA受信装置及びCDMA受信処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11は、従来のCDMA受信装置の構成例を示すブロック図である。以下、従来のCDMA受信処理方法を説明する。図11において、マッチトフィルタ1117では、受信信号に対する遅延プロファイルが算出され、パスサーチ部1118では、各フィンガ(finger)に割当てるパス情報が管理され、算出された遅延プロファイルに基づき決定された各フィンガ(finger)に割当てるパス位相がフィンガ割当て部1119に出力される。フィンガ割当て部1119では、パスサーチ部1118の決定に従って各フィンガ(finger)のパス位相を割当てる。拡散符号発生部(code Gen.)1115は、フィンガ割当て部1119が割当てるフィンガ(finger)のパス位相のタイミングで拡散符号を発生し、相関器1114,1101,1106に出力している。受信信号は、相関器1114には、直接入力され、相関器1101には、半チップ遅延器(-1/2chip Delay)1120を介して入力され、相関器1106には、半チップ遅延器(+1/2chip Delay)1121を介して入力されている。受信信号は、相関器1101に割当てたパス位相の例えば1/2チップ前のタイミングで逆拡散される。逆拡散後データについて、同相加算部1103にて同相加算による区間平均が行われ、パワー演算部1104にてパワーの平方根が算出される。
【0003】
また、受信信号は、相関器1106に割当てたパス位相の例えば1/2チップ後のタイミングで逆拡散される。この逆拡散後データについても同様に同相加算部1108にて同相加算による区間平均が行われ、、パワー演算部1109にてパワーの平方根が算出される。
【0004】
そして、加算器1105にて求められた両パワーの平方根の差分について、長区間平均部1110にて長区間平均(例えばIIR平均)が行われ、加算器1112にてその長区間平均の絶対値としきい値発生部1111が発生するトラッキングしきい値との差分が算出され、差分値が判定部1113に入力される。
【0005】
判定部1113は、差分値が正でかつ、その絶対値がトラッキングしきい値よりも大きい場合には、フィンガ割当て部1119に対して相関器1114に割当てるパス位相を前回よりも1/4チップ早くする指示を出力する。
【0006】
また、判定部1113は、反対に、差分値が負でかつ、その絶対値がトラッキングしきい値よりも大きい場合には、フィンガ割当て部1119に対して相関器1114に割当てるパス位相を前回よりも1/4チップ遅くする指示を出力する。
【0007】
【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受信処理方法では、低Eb/Noの環境下において移動局の移動速度の変化や干渉波、マルチパス等によるフェージング速度の変動等の伝搬環境の変化に十分に追従できないためにトラッキングの精度が劣化し、その結果受信品質が劣化することがあるという問題があった。なお、Eb/NoにおけるEbは、情報1ビット当たりの受信信号のエネルギー密度、Noは、1Hz当たりの雑音と干渉信号の電力密度である。
【0008】
また、実際にトラッキングにより決定した逆拡散タイミングが必ずしも誤り率向上に効果があるとは限らないという問題もあった。
【0009】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、低Eb/Noの環境下においても高精度でトラッキングを行い、マルチパス等によるフェージングに強く、受信品質の劣化を防ぐことができるCDMA受信装置及びCDMA受信処理方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のCDMA受信装置は、直接拡散CDMAによる伝搬波の受信信号に対して割当てられたパス位相のタイミング及びその前後1/2チップずらしたタイミングで逆拡散を行う逆拡散手段と、前記逆拡散手段で逆拡散を行った後のシンボルデータに対して伝搬路等でのチャネル変動を算出するチャネル推定手段と、前記チャネル推定手段で算出されたチャネル変動推定値と前記逆拡散手段の出力とを乗算することにより伝搬路等でのチャネル変動分を補償する同期検波手段と、前記同期検波手段の出力を硬判定する硬判定手段と、前記硬判定手段が出力するシンボルデータとパイロットシンボルパターンとを照合しビット誤り率を測定するビット誤り率測定手段と、前記ビット誤り率測定手段で測定されたビット誤り率に基づき次回の最適な逆拡散タイミングを判定する判定手段と、を具備する構成を採る。
【0011】
この構成によれば、割当てたパス位相及びその前後1/2チップずらしたタイミングでの逆拡散結果についてそれぞれある一定区間(例えば1フレーム)での誤り率に基づき次回の最適な逆拡散タイミングを推定するので、トラッキングにおけるパス位相の変動の測定精度をあげることができ、適切なフィンガ割当てを行い、受信品質の劣化を防ぐことができる。
【0012】
本発明のCDMA受信装置は、前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記3つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、構成を採る。
【0013】
本発明のCDMA受信装置は、前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、構成を採る。
【0014】
本発明のCDMA受信装置は、前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップ後にするか前にするかを判定する、構成を採る。
【0015】
本発明のCDMA受信装置は、前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、構成を採る。
【0016】
本発明のCDMA受信装置は、前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングで逆拡散を行った後のシンボルデータに対して同相加算平均、電力加算平均したものの差分の一定区間の平均値を求める平均手段を備え、前記判定手段は、前記平均手段の出力の正負、大きさとしきい値との大小関係、前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分と閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、構成を採る。
【0017】
本発明のCDMA受信装置は、受信希望波電力と干渉電力の比を算出する回路を備え、前記判定手段は、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力と干渉電力の比としきい値との大小関係も考慮する、構成を採る。
【0018】
本発明のCDMA受信装置は、受信希望波電力を算出する回路を備え、前記判定手段は、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力としきい値との大小関係も考慮する、構成を採る。
【0019】
本発明のCDMA受信処理方法は、直接拡散CDMAによる伝搬波の受信信号に対して割当てられたパス位相のタイミング及びその前後1/2チップずらしたタイミングで逆拡散を行う逆拡散工程と、前記逆拡散工程にて逆拡散を行った後のシンボルデータに対して伝搬路等でのチャネル変動を算出するチャネル推定工程と、前記チャネル推定工程にて算出されたチャネル変動推定値と前記逆拡散工程の出力とを乗算することにより伝搬路等でのチャネル変動分を補償する同期検波工程と、前記同期検波工程での出力を硬判定する硬判定工程と、前記硬判定で硬判定されたシンボルデータとパイロットシンボルパターンとを照合しビット誤り率を測定するビット誤り率測定工程と、前記ビット誤り率測定工程で測定されたビット誤り率に基づき次回の最適な逆拡散タイミングを判定する判定工程と、を具備するようにした。
【0020】
本発明のCDMA受信処理方法は、前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記3つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを1/4チップずらしたタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、ようにした。
【0021】
本発明のCDMA受信処理方法は、前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを1/4チップずらしたタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、ようにした。
【0022】
本発明のCDMA受信処理方法は、前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップ後にするか前にするかを判定する、ようにした。
【0023】
これらの方法によれば、ビット誤り率測定部で測定された受信信号に対して割当てたパス位相のタイミング(OnTime)の前後1/2チップずらした2つのタイミング(Early、Late)でのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップ後にするか前にするかを判定することができる。
【0024】
本発明のCDMA受信処理方法は、前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、ようにした。
【0025】
本発明のCDMA受信処理方法は、前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングで逆拡散を行った後のシンボルデータに対して同相加算平均、電力加算平均したものの差分の一定区間の平均値を求める平均工程を備え、前記判定工程では、前記平均部の出力の正負、大きさとしきい値との大小関係、前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分と閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、ようにした。
【0026】
本発明のCDMA受信処理方法は、受信希望波電力と干渉電力の比を算出する工程を備え、前記判定工程では、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力と干渉電力の比としきい値との大小関係も考慮する、ようにした。
【0027】
本発明のCDMA受信処理方法は、受信希望波電力を算出する工程を備え、前記判定工程では、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力としきい値との大小関係も考慮する、ようにした。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、直接拡散CDMA方式を用いた移動通信システムにおけるCDMA受信装置において、伝搬路等におけるチャネル(CH)変動を算出し、各フィンガ(パス)における逆拡散部出力のOn Time, Early, Lateの各タイミングにおいて、CH推定値を乗算した同期検波後のシンボルデータを硬判定(仮判定)し、仮判定後のシンボルをリファレンスとなるパイロットシンボルパターンと照合することによって誤り率を算出し、この算出値を用いてOn Time, Early, Lateの3者のうちで最も誤り率の小さい逆拡散タイミングを抽出して最適なパス位相の選択を可能とし、これによりトラッキングに用いる信号のS/N比を大きくしてノイズへの耐性を高め、干渉やマルチパス及びフェージング変動等の伝搬環境の変動に強くし、受信品質の劣化を防ぐことである。
【0029】
以下、本発明実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0030】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図である。
【0031】
図1に示すように、このCDMA受信装置は、相関器101と、マッチトフィルタ102と、パスサーチ部103と、フィンガ割当て部104と、トラッキング部105と、チャネル推定部(CH推定部)106と、同期検波・RAKE合成部107とを備えている。
【0032】
相関器101とマッチトフィルタ102には、フィンガ(finger)毎の受信信号が入力される。この受信信号は、情報データとパイロット信号を含む制御データとで構成されている。具体的には、受信信号は、図3に示すように、複数の無線フレーム(Frame#0〜Frame#N)で構成され、1無線フレーム(1Frame)は複数のスロット(slot#0〜slot#N)からなり、1スロット(1slot)にはパイロットシンポルを挿入する領域(パイロット部)とTPCビット等の制御データを挿入する流域とが設けられている。
【0033】
マッチトフィルタ102では、受信信号に対する遅延プロファイルが算出され、パスサーチ部103に出力される。パスサーチ部103では、各フィンガ(finger)に割当てるパス情報を管理し、算出された遅延プロファイルに基づき決定された各フィンガ(finger)に割当てるパス位相がフィンガ割当て部104に出力される。フィンガ割当て部104では、パスサーチ部103の決定に従って相関器101に対し各フィンガ(finger)のパス位相を割当てる。
【0034】
一方、相関器101では、フィンガ割当て部104が割当てたパス位相のタイミング(OnTime)及び前後1チップ(chip)以内(例えば±1/2チップ)のタイミング(Early,Late)にて受信信号が逆拡散され、OnTime,Early,Lateの各タイミングでの逆拡散受信信号がトラッキング部105に出力される。またOnTimeにおける逆拡散後のシンボルデータのうち、情報データが同期検波・RAKE合成部107に出力され、制御データがCH推定部106に出力される。
【0035】
CH推定部106では、相関器101で逆拡散を行った後のシンボルデータ中の制御データに対して位相回転量が補償され、フィンガ(finger)毎のチャネル変動の推定値が算出され、トラッキング部105と同期検波・RAKE合成部107とに出力される。同期検波・RAKE合成部107では、相関器101が逆拡散を行った後のシンボルデータ(情報データ)とCH推定部106がチャネル変動を補償した信号とが同期検波・RAKE合成され、軟判定データが出力される。
【0036】
トラッキング部105では、相関器101から入力されるOnTime,Early,Lateの各タイミングでの逆拡散受信信号とCH推定部106から入力されるフィンガ(finger)毎のチャネル変動の推定値とに基づき、同期捕捉できた各フィンガ(finger)のパス位相の変動を測定し、同期の維持ができるようにフィンガ割当て部104が割当てるパス位相に修正を加えることが行われる。これにより、同期状態の維持が図られる。
【0037】
ここで、本実施の形態1では、トラッキング部105は、図2に示すように、各フィンガ(finger)のパス位相の変動の測定精度を高めるように構成され、一層適切なフィンガ割当てが行えるようにしている。
【0038】
図2は、図1に示した相関器101とトラッキング部105の関係を具体的に示すブロック図である。なお、図2では、図1で示した構成要素と同一ないしは同等である要素には、同一の符号が付されている。
【0039】
図2において、図1に示した相関器101に関わる部分は、拡散符号発生部(code Gene.)201と、相関器202,203,204と、半チップ遅延器(+1/2chip Delay)205と、半チップ遅延器(-1/2chip Delay)206とで構成されている。
【0040】
また、図1に示したトラッキング部105は、同期検波部207,208,209と、硬判定部210,211,212と、誤り率測定部213,214,215と、パイロットシンボルパターン格納部216と、判定部217とで構成されている。なお、図1に示した同期検波・RAKE合成部107は、同期検波部207とRAKE合成部218とで構成されている。
【0041】
相関器101に関わる部分では、拡散符号発生部(code Gen.)201は、フィンガ割当て部104が割当てるフィンガ(finger)のパス位相のタイミングで拡散符号を発生し、相関器202,203,204に出力している。受信信号は、相関器202には、直接入力され、相関器203には、半チップ遅延器(-1/2chip Delay)206を介して入力され、相関器204には、半チップ遅延器(+1/2chip Delay)205を介して入力されている。
【0042】
相関器202の出力は、CH推定部106と同期検波部207と入力され、CH推定部106の出力は、同期検波部207,208,209に入力されている。相関器203の出力は同期検波部208に入力され、相関器204の出力は同期検波部209に入力されている。
【0043】
トラッキング部105に関わる部分では、同期検波部207の出力は硬判定部210とRAKE合成部218とに入力され、硬判定部210の出力は誤り率測定部213に入力されている。同期検波部208の出力は硬判定部211に入力され、硬判定部211の出力は誤り率測定部214に入力されている。同期検波部209の出力は硬判定部212に入力され、硬判定部212の出力は誤り率測定部215に入力されている。誤り率測定部213,214,215にはパイロットシンボルパターン格納部216からパイロットシンボルパターンが入力され、出力は判定部217に入力されている。判定部217の出力は、フィンガ割当て部104に入力されている。
【0044】
以上の構成において、相関器202では、直接入力される受信信号が、割当てられたパス位相のタイミング(OnTime)で逆拡散される。CH推定部106では、逆拡散されたシンボルデータ(情報データ、制御データ)を用いて伝搬路での位相回転量を算出し、チャネル変動推定値を同期検波部207,208,209にそれぞれ出力する。
【0045】
同期検波部207では、チャネル変動推定値(複素共役)と相関器202の出力とが乗算(同期検波)され、伝搬路等でのチャネル変動の補正されたシンボルデータが硬判定部210とRAKE合成部218とに出力される。硬判定部210では、同期検波されたシンボルデータについて硬判定(仮判定)が行われる。誤り率測定部213では、硬判定部210から硬判定結果とパイロットシンボルパターン格納部216からパイロットシンボルパターンとの照合が取られ、誤り率が算出され、算出値が判定部217に出力される。
【0046】
相関器203では、相関器202の逆拡散タイミング(OnTime)から半チップ位相が進められたタイミング(Early)の受信信号が逆拡散される。同期検波部208では、CH推定部106からのチャネル変動推定値(複素共役)と相関器203の出力とが乗算(同期検波)され、伝搬路等でのチャネル変動の補正されたシンボルデータが硬判定部211に出力される。硬判定部211では、同期検波されたシンボルデータについて硬判定(仮判定)が行われる。誤り率測定部214では、硬判定部211からの硬判定結果とパイロットシンボルパターン格納部216からパイロットシンボルパターンとの照合が取られ、誤り率が算出され、算出値が判定部217に出力される。
【0047】
相関器204には、相関器202の逆拡散タイミングから半チップ位相が遅れたタイミング(Late)の受信信号が逆拡散される。同期検波部209では、CH推定部106からのチャネル変動推定値(複素共役)と相関器204の出力とが乗算(同期検波)され、伝搬路等でのチャネル変動の補正されたシンボルデータが硬判定部212に出力される。硬判定部212では、同期検波されたシンボルデータについて硬判定(仮判定)が行われる。誤り率測定部215では、硬判定部212からの硬判定結果とパイロットシンボルパターン格納部216からパイロットシンボルパターンとの照合が取られ、誤り率が算出され、算出値が判定部217に出力される。
【0048】
ここで、誤り率測定部213,214,215でのビット照合は、ある一定区間(例えば図3に示す1無線フレーム)内で行われる。このように、OnTime、Early、Lateの各タイミングでの誤り率が求められ、判定部217に集められる。判定部217では、3つの誤り率から最適な逆拡散タイミングを判定し、フィンガ割当て部104に出力する。
【0049】
判定部217は、図4に示すように、最小値検出部401を備え、OnTime、Early、Lateの各タイミングでの誤り率のうち最も誤り率の小さい方の信号を検出し、それに基づき次回のOnTime相関器202での逆拡散タイミングを判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0050】
具体的には、判定部217は、判定の結果、Earlyの誤り率が最小値である場合は、次回のOnTime相関器202での逆拡散タイミングを例えば1/4チップ(chip)前とする指令をフィンガ割当て部104に出力する。
【0051】
また、判定部217は、判定の結果、Lateの誤り率が最小値である場合は、次回のOnTime相関器202での逆拡散タイミングを例えば1/4チップ(chip)後とする指令をフィンガ割当て部104に出力する。
【0052】
また、判定部217は、判定結果、OnTimeが最小値である場合は、次回のOn Time相関器202での逆拡散タイミングはそのままとする指令をフィンガ割当て部104に出力する。
【0053】
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図である。図5では、図2に示した構成において、トラッキング部105に代えて、トラッキング部501が設けられている。トラッキング部501は、トラッキング部105におけるOnTime系の硬判定部210と誤り率測定部213とを削除した構成である。そのため、判定部217に代えた判定部502が設けられている。その他、図2に示した構成と同様である。ここでは、実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
【0054】
判定部502には、誤り率測定部214にて測定されたEarly系の誤り率と、誤り率測定部215にて測定されたLate系の誤り率とが入力される。判定部502では、2つの誤り率小さい方の逆拡散タイミングを判定し、フィンガ割当て部104に出力する。すなわち、判定部502は、判定結果、Earlyの方が小さい場合は、次回のOn Time相関器202での逆拡散タイミングを例えば1/4chip前とする指令をフィンガ割当て部104に出力する。一方、判定部502は、定結果、Lateの方が小さい場合は、次回のOn Time相関器202での逆拡散タイミングを例えば1/4chip後とする指令をフィンガ割当て部104に出力する。
【0055】
(実施の形態3)
図6は、本発明の実施の形態3に係るCDMA受信装置におけるトラッキング部が備える判定部の構成図である。実施の形態3に係るCDMA受信装置では、実施の形態2(図5)に示したCDMA受信装置におけるトラッキング部501が備える判定部502に代えて、図6に示す判定部600が採用されている。その他は、図5に示した構成と同様である。ここでは、実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
【0056】
図6において、判定部600は、加算器601と、絶対値算出部602と、正負判定部603と、閾値発生部604と、最適値検出部605とを備えている。
【0057】
以上の構成において、判定部600の加算器601には、誤り率測定部214にて測定されたEarly系の誤り率と、誤り率測定部215にて測定されたLate系の誤り率とが入力される。加算器601では、Early系の誤り率とLate系の誤り率との差分が求められる。絶対値算出部602では、加算器601で求められた差分の絶対値算が算出される。正負判定部603では、加算器601で求められた差分の正負が判定される。閾値発生部604では、所定の閾値が出力される。
【0058】
最適値検出部605では、絶対値算出部602の算出値、正負判定部603の判定結果及び閾値発生部604からの閾値に基づき次回の逆拡散タイミングを判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0059】
具体的には、最適値検出部605では、2つの誤り率の差分が正でかつ、その絶対値が閾値よりも大きい場合には、次回の逆拡散タイミングを例えば1/4chip後と判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0060】
また、最適値検出部605では、2つの誤り率の差分が負でかつ、その絶対値が閾値よりも大きい場合は、次回の逆拡散タイミングを例えば1/4chip前と判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0061】
上記以外の場合には、最適値検出部605では、前回と同じタイミングと判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0062】
(実施の形態4)
図7は、本発明の実施の形態4に係るCDMA受信装置におけるトラッキング部が備える判定部の構成図である。実施の形態4に係るCDMA受信装置では、実施の形態1(図2)に示したCDMA受信装置におけるトラッキング部105が備える判定部217に代えて、図7に示す判定部700が採用されている。その他は、図2に示した構成と同様である。ここでは、実施の形態4に関わる部分を中心に説明する。
【0063】
図7において、判定部700は、加算器701と、最小値検出部702と、絶対値算出部703と、正負判定部704と、閾値発生部705と、最適値検出部706とを備えている。
【0064】
以上の構成において、判定部700には、誤り率測定部213にて測定されたOnTime系の誤り率と、誤り率測定部214にて測定されたEarly系の誤り率と、誤り率測定部215にて測定されたLate系の誤り率とが入力される。加算器701では、Early系の誤り率とLate系の誤り率との差分が求められる。最小値検出部702では、Early系の誤り率とLate系の誤り率との中からOnTime系の誤り率よりも小さい方が探索される。絶対値算出部703では、加算器701で求められた差分の絶対値算が算出される。正負判定部704では、加算器701で求められた差分の正負が判定される。閾値発生部705では、所定の閾値が出力される。
【0065】
最適値検出部706では、最小値検出部702の検出結果、絶対値算出部703の算出値、正負判定部704の判定結果及び閾値発生部705からの閾値に基づき次回の逆拡散タイミングを判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0066】
具体的には、最適値検出部706では、2つの誤り率の差分が正で、その絶対値が閾値よりも大きく、かつLate系の誤り率が最小の場合には、次回の逆拡散タイミングを例えば1/4chip後と判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0067】
また、最適値検出部706では、2つの誤り率の差分が負で、その絶対値が閾値よりも大きく、かつEarly系の誤り率が最小の場合には、次回の逆拡散タイミングを例えば1/4chip前と判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0068】
上記以外の場合には、最適値検出部706では、前回と同じタイミングと判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0069】
(実施の形態5)
図8は、本発明の実施の形態5に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図である。図8に示すように、実施の形態5に係るCDMA受信装置は、図2(実施の形態1)に示した構成において、トラッキング部105に代えて、トラッキング部800が設けられている。トラッキング部800では、トラッキング部105の構成に加えて、相関器203の出力を受ける同相加算部801と、相関器204の出力を受ける同相加算部802と、同相加算部801の出力を受けるパワー演算部803と、同相加算部802の出力を受けるパワー演算部804と、パワー演算部803,804の各出力を受ける加算器805と、加算器805の出力を受ける長区間平均部(IIR)806と、トラッキングしきい値を発生するしきい値発生部807と、長区間平均部806としきい値発生部807の各出力を受ける加算器808とが設けられ、それに伴い判定部217に代えた判定部809が設けられている。判定部809には、誤り率測定部213,214,215の各出力に加えて、加算器808の出力が入力されている。その他は、図2に示した構成と同様である。ここでは、実施の形態5に関わる部分を中心に説明する。
【0070】
以上の構成において、相関器203にてEarlyのタイミングで逆拡散されたシンボルデータは、同相加算部801に入力される。同相加算部801では、相関器203からのシンボルデータについて一定シンボル分だけ同相加算され区間平均が行われる。パワー演算部803では、同相加算部801の出力からパワーの平方根が算出される。
【0071】
また、相関器204にてLateのタイミングで逆拡散されたシンボルデータは、同相加算部802に入力される。同相加算部802では、相関器204からのシンボルデータについて一定シンボル分だけ同相加算され区間平均が行われる。パワー演算部804では、同相加算部802の出力からパワーの平方根が算出される。
【0072】
次いで、加算器805では、パワー演算部803,804の各出力の差分が求められる。長区間平均部806では、例えばIIRフィルタを用いて加算器805の出力について長区間平均値が求められる。加算器808では、長区間平均部806の出力としきい値発生部807が発生するトラッキングしきい値との差分が求められ、判定部809に出力される。
【0073】
判定部809では、長区間平均部806の出力値としきい値発生部807のトラッキングしきい値との差分、OnTime系の誤り率、Early系の誤り率及びLate系の誤り率に基づき、次回の逆拡散タイミングを判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0074】
具体的には、判定部809では、長区間平均部806の結果が正で、かつ、その絶対値がトラッキングしきい値しきいよりも大きく、更にOn Time、Early、Lateの各誤り率の中でEarlyが最小で、かつ、Early〜Late間の差分があるしきい値より大きい場合には、相関器202に割当てるパス位相を前回より1/4チップ(chip)早くする指令がフィンガ割当て部104に出力される。
【0075】
また、判定部809では、長区間平均部806の結果が負で、かつ、その絶対値がトラッキングしきい値よりも大きく、更にOnTime、Early、Lateの各誤り率の中でLateが最小で、かつ、Early〜Late間の差分があるしきい値より大きい場合には、相関器202に割当てるパス位相を前回より1/4チップ(chip)早くする指令がフィンガ割当て部104に出力される。
【0076】
上記以外の場合は、判定部809では、前回と同じタイミングと判定して判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0077】
(実施の形態6)
図9は、本発明の実施の形態6に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図である。図9に示すように、実施の形態6に係るCDMA受信装置では、図8(実施の形態5)に示した構成において、RAKE合成部218の出力を受けるSIR測定部901と、SIR用のしきい値を発生するしきい値発生部902と、SIR測定部901としきい値発生部902の各出力を受ける加算器903とが設けられ、それに伴い、トラッキング800では、判定部809に代えた判定部904が設けられている。判定部904には、誤り率測定部213,214,215の各出力と、加算器808の出力とに加えて、加算器903の出力が入力されている。その他は、図8に示した構成と同様である。ここでは、実施の形態6に関わる部分を中心に説明する。
【0078】
以上の構成において、SIR測定部901では、RAKE合成部218の出力についてSIR(希望波信号電力対干渉波信号電力比)の測定が行われる。加算器903では、測定SIR値としきい値発生部902からのしきい値との差分が求められる。
【0079】
判定部904では、長区間平均部806の出力値としきい値発生部807のトラッキングしきい値との差分、OnTime系の誤り率、Early系の誤り率及びLate系の誤り率、さらに加算器903の出力(測定SIR値としきい値との比較結果)に基づき、次回の逆拡散タイミングを判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。
【0080】
具体的には、判定部904では、長区間平均部806の結果が正で、かつ、その絶対値がトラッキングしきい値しきいよりも大きく、更にOn Time、Early、Lateの各誤り率の中でEarlyが最小で、かつ、Early〜Late間の差分があるしきい値より大きく、さらに測定SIR値がしきい値よりも大きい場合には、相関器202に割当てるパス位相を前回より1/4チップ(chip)早くする指令がフィンガ割当て部104に出力される。
【0081】
また、判定部904では、長区間平均部806の結果が負で、かつ、その絶対値がトラッキングしきい値よりも大きく、更にOnTime、Early、Lateの各誤り率の中でLateが最小で、かつ、Early〜Late間の差分があるしきい値より大きく、さらに測定SIR値がしきい値よりも大きいい場合には、相関器202に割当てるパス位相を前回より1/4チップ(chip)早くする指令がフィンガ割当て部104に出力される。
【0082】
上記以外の場合は、判定部904では、前回と同じタイミングと判定して判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。すなわち、測定SIR値がある一定値よりも小さい場合は、仮にEarly及びLateの相関値の平均値の差分もしくはEarly及びLateの相関値より算出した誤り率の差分が一定値以上であっても、前後1/4チップ(chip)逆拡散タイミングをずらす処理を行わない。
【0083】
(実施の形態7)
図10は、本発明の実施の形態7に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図である。図10に示すように、実施の形態7に係るCDMA受信装置では、図9(実施の形態6)に示した構成において、SIR測定部901に代えてRSSI測定部1001が設けられ、しきい値発生部902に代えて、RSSI用しきい値を発生するしきい値発生部1002が設けられている。それに伴い、トラッキング部800では、判定部904に代えた判定部1004が設けられている。判定部1004には、誤り率測定部213,214,215の各出力と、加算器808の出力とに加えて、加算器1003の出力が入力されている。その他は、図9に示した構成と同様である。ここでは、実施の形態7に関わる部分を中心に説明する。
【0084】
以上の構成において、RSSI測定部1001では、RAKE合成部218の出力についてRSSI(Received Signal Strength Indicator)の測定が行われる。加算器1003では、測定RSSI値としきい値発生部1002からのしきい値との差分が求められる。
【0085】
判定部1004では、長区間平均部806の出力値としきい値発生部807のトラッキングしきい値との差分、OnTime系の誤り率、Early系の誤り率及びLate系の誤り率、さらに加算器1003の出力(測定RSSI値としきい値との比較結果)に基づき、次回の逆拡散タイミングを判定し、判定結果をフィンガ割当て部104に出力される。
【0086】
具体的には、判定部1004では、長区間平均部806の結果が正で、かつ、その絶対値がトラッキングしきい値しきいよりも大きく、更にOn Time、Early、Lateの各誤り率の中でEarlyが最小で、かつ、Early〜Late間の差分があるしきい値より大きく、さらに測定RSSI値がしきい値よりも大きい場合には、相関器202に割当てるパス位相を前回より1/4チップ(chip)早くする指令がフィンガ割当て部104に出力される。
【0087】
また、判定部1004では、長区間平均部806の結果が負で、かつ、その絶対値がトラッキングしきい値よりも大きく、更にOnTime、Early、Lateの各誤り率の中でLateが最小で、かつ、Early〜Late間の差分があるしきい値より大きく、さらに測定SIR値がしきい値よりも大きいい場合には、相関器202に割当てるパス位相を前回より1/4チップ(chip)早くする指令がフィンガ割当て部104に出力される。
【0088】
上記以外の場合は、判定部904では、前回と同じタイミングと判定して判定結果をフィンガ割当て部104に出力する。すなわち、測定RSSI値がある一定値よりも小さい場合は、仮にEarly及びLateの相関値の平均値の差分もしくはEarly及びLateの相関値より算出した誤り率の差分が一定値以上であっても、前後1/4チップ(chip)逆拡散タイミングをずらす処理を行わない。
【0089】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、伝搬環境の変化に応じて相関器出力におけるCH変動を補償した信号をトラッキングに用いるので、トラッキングにおけるパス位相の変動の測定精度をあげることができる。
【0090】
また、パスサーチ部にて割当てたパス位相の例えば前後1/2チップ(chip)の相関器出力をトラッキングに用いているのに加えて、割当てたパス位相の相関器出力も用いて同相加算平均、電力加算平均及び長区間平均(例えばIIR平均)した結果を参照するので、トラッキングの精度を上げることができる。
【0091】
さらに、CH推定値の複素共役を乗算した同期検波後のシンボルデータを硬判定(仮判定)し、仮判定後のシンボルをリファレンスとなるパイロットシンボルパターンと照合することによって誤り率を算出し、この算出値をトラッキングに用いるので、トラッキングの精度を上げることができる。その結果、適切なフィンガ割当てが行えるようになり、受信品質の劣化を防ぐことができる。
【0092】
したがって、直接拡散CDMA方式を用いた移動通信システムにおいて、移動局の移動速度の変化や干渉波、マルチパス等によるフェージング速度の変動等の伝搬環境の変化に十分追従し、低Eb/Noの環境下においても受信品質の劣化を防ぐという効果が得られる。
【0093】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低Eb/Noの環境下においても高精度でトラッキングが行えるので、マルチパス等によるフェージングに強く、受信品質の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図
【図2】図1に示すトCDMA受信装置における相関器とトラッキング部の具体的関係を示すブロック図
【図3】無線フレームの構成を示す図
【図4】図1に示すトラッキング部が備える判定部の構成図
【図5】本発明の実施の形態2に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態3に係るCDMA受信装置におけるトラッキング部が備える判定部の構成図
【図7】本発明の実施の形態4に係るCDMA受信装置におけるトラッキング部が備える判定部の構成図
【図8】本発明の実施の形態5に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図
【図9】本発明の実施の形態6に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図
【図10】本発明の実施の形態7に係るCDMA受信装置の構成を示すブロック図
【図11】従来のCDMA受信装置の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
101、202、203、204 相関器
102 マッチトフィルタ部
103 パスサーチ部
104 フィンガ割当て部
105、501、600、800 トラッキング部
106 CH推定部
107 同期検波・RAKE合成部
201 拡散符号発生部(code Gene.)
205 半チップ遅延器(+1/2chip Delay)
206 半チップ遅延器(-1/2chip Delay)
207、208、209 同期検波部
210、211、212 硬判定部
213、214、215 誤り率測定部
216 パイロットシンボルパターン格納部
217、502、700、809、904、1004 判定部
218 RAKE合成部
401、702 最小値検出部
601、701、805、808、903、1003 加算器
602、703 絶対値算出部
603、704 正負判定部
604、705 閾値発生部
605、706 最適値検出部
801、802 同相加算部
803、804 パワー演算部
806 長区間平均部
807、902、1002 しきい値発生部
901 SIR測定部
1001 RSSI測定部
Claims (16)
- 直接拡散CDMAによる伝搬波の受信信号に対して割当てられたパス位相のタイミング及びその前後1/2チップずらしたタイミングで逆拡散を行う逆拡散手段と、前記逆拡散手段で逆拡散を行った後のシンボルデータに対して伝搬路等でのチャネル変動を算出するチャネル推定手段と、前記チャネル推定手段で算出されたチャネル変動推定値と前記逆拡散手段の出力とを乗算することにより伝搬路等でのチャネル変動分を補償する同期検波手段と、前記同期検波手段の出力を硬判定する硬判定手段と、前記硬判定手段が出力するシンボルデータとパイロットシンボルパターンとを照合しビット誤り率を測定するビット誤り率測定手段と、前記ビット誤り率測定手段で測定されたビット誤り率に基づき次回の最適な逆拡散タイミングを判定する判定手段と、を具備することを特徴とするCDMA受信装置。
- 前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記3つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、ことを特徴とする請求項1記載のCDMA受信装置。
- 前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、ことを特徴とする請求項1記載のCDMA受信装置。
- 前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップ後にするか前にするかを判定する、ことを特徴とする請求項1記載のCDMA受信装置。
- 前記判定手段は、前記ビット誤り率測定手段で測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1記載のCDMA受信装置。
- 前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングで逆拡散を行った後のシンボルデータに対して同相加算平均、電力加算平均したものの差分の一定区間の平均値を求める平均手段を備え、前記判定手段は、前記平均手段の出力の正負、大きさとしきい値との大小関係、前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分と閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1記載のCDMA受信装置。
- 受信希望波電力と干渉電力の比を算出する回路を備え、前記判定手段は、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力と干渉電力の比としきい値との大小関係も考慮する、ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のCDMA受信装置。
- 受信希望波電力を算出する回路を備え、前記判定手段は、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力としきい値との大小関係も考慮する、ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のCDMA受信装置。
- 直接拡散CDMAによる伝搬波の受信信号に対して割当てられたパス位相のタイミング及びその前後1/2チップずらしたタイミングで逆拡散を行う逆拡散工程と、前記逆拡散工程にて逆拡散を行った後のシンボルデータに対して伝搬路等でのチャネル変動を算出するチャネル推定工程と、前記チャネル推定工程にて算出されたチャネル変動推定値と前記逆拡散工程の出力とを乗算することにより伝搬路等でのチャネル変動分を補償する同期検波工程と、前記同期検波工程での出力を硬判定する硬判定工程と、前記硬判定で硬判定されたシンボルデータとパイロットシンボルパターンとを照合しビット誤り率を測定するビット誤り率測定工程と、前記ビット誤り率測定工程で測定されたビット誤り率に基づき次回の最適な逆拡散タイミングを判定する判定工程と、を具備することを特徴とするCDMA受信処理方法。
- 前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記3つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを1/4チップずらしたタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、ことを特徴とする請求項9記載のCDMA受信処理方法。
- 前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の中で最も誤りビット数の小さいタイミングを1/4チップずらしたタイミングを次回の最適な逆拡散タイミングと判定する、ことを特徴とする請求項9記載のCDMA受信処理方法。
- 前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップ後にするか前にするかを判定する、ことを特徴とする請求項9記載のCDMA受信処理方法。
- 前記判定工程では、前記ビット誤り率測定工程にて測定された前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分の正負と、前記差分の大きさと閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、ことを特徴とする請求項9記載のCDMA受信処理方法。
- 前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングで逆拡散を行った後のシンボルデータに対して同相加算平均、電力加算平均したものの差分の一定区間の平均値を求める平均工程を備え、前記判定工程では、前記平均部の出力の正負、大きさとしきい値との大小関係、前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングの前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率の差分と閾値との大小関係、および前記受信信号に対して割当てたパス位相のタイミングでのビット誤り率と前後1/2チップずらした2つのタイミングでのビット誤り率との大小関係とに基づき、次回の最適な逆拡散タイミングを1/4チップずらすか否かを判定する、ことを特徴とする請求項9記載のCDMA受信処理方法。
- 受信希望波電力と干渉電力の比を算出する工程を備え、前記判定工程では、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力と干渉電力の比としきい値との大小関係も考慮する、ことを特徴とする請求項9から請求項14のいずれかに記載のCDMA受信処理方法。
- 受信希望波電力を算出する工程を備え、前記判定工程では、次回の最適な逆拡散タイミングを判定する際に、受信希望波電力としきい値との大小関係も考慮する、ことを特徴とする請求項9から請求項14のいずれかに記載のCDMA受信処理方法。
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