(57)【要約】【課題】フェージングおよび隣接妨害波が存在する環境下において、受信特性の悪化を抑制する技術を提供する。【解決手段】処理部２０は、受信した信号からブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックと生き残りパスからパスメトリックを計算する。推定部２２は、生き残りパス毎に伝送路特性を推定し、生き残りパス毎の伝送路特性をブランチメトリックの計算に使用させる。選択部３０は、第１測定部２４において測定した信号のレベルと、第２測定部２６において測定したドップラー周波数をもとに、複数の係数群のうちの１つを選択し、選択した係数群を伝送路特性の推定に使用させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報系列が含まれた信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信した信号からブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックと生き残りパスからパスメトリックを計算する処理部と、
前記処理部における生き残りパス毎に伝送路特性を推定し、生き残りパス毎の伝送路特性を、前記処理部におけるブランチメトリックの計算に使用させる推定部と、
前記受信部において受信される信号の上側周波数および下側周波数の少なくとも１つにおける信号のレベルを測定する第１測定部と、
前記受信部において受信した信号のドップラー周波数を測定する第２測定部と、
前記第１測定部において測定した信号のレベルと、前記第２測定部において測定したドップラー周波数をもとに、複数の係数群のうちの１つを選択し、選択した係数群を、前記推定部における伝送路特性の推定に使用させる選択部とを備え、
前記推定部は、生き残りパス毎に、前記受信部において受信した信号と生き残りパスとの相関関数を計算し、前記選択部から受けつけた係数群に含まれた複数の係数のそれぞれによって、相関関数と、過去の伝送路特性とを重みづけしてから加算することによって、伝送路特性を推定することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
相関関数と、現在から過去に向かう順の過去の伝送路特性とを並べた場合のそれぞれに対する複数の係数の傾きは、係数群毎に異なっており、
前記選択部は、前記第１測定部において測定した信号のレベルが大きくなるほど、傾きが緩やかな係数群を選択することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記第２測定部において測定したドップラー周波数が大きくなるほど、傾きが急な係数群を選択することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
情報系列が含まれた信号を受信するステップと、
受信した信号からブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックと生き残りパスからパスメトリックを計算するステップと、
生き残りパス毎に伝送路特性を推定するステップと、
生き残りパス毎の伝送路特性を、ブランチメトリックの計算に使用させるステップと、
受信される信号の上側周波数および下側周波数の少なくとも１つにおける信号のレベルを測定するステップと、
受信した信号のドップラー周波数を測定するステップと、
測定した信号のレベルと、測定したドップラー周波数をもとに、複数の係数群のうちの１つを選択するステップと、
選択した係数群を、伝送路特性の推定に使用させるステップとを備え、
前記推定するステップは、生き残りパス毎に、受信した信号と生き残りパスとの相関関数を計算し、受けつけた係数群に含まれた複数の係数のそれぞれによって、相関関数と、過去の伝送路特性とを重みづけしてから加算することによって、伝送路特性を推定することを特徴とする受信方法。
【請求項５】
情報系列が含まれた信号を受信するステップと、
受信した信号からブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックと生き残りパスからパスメトリックを計算するステップと、
生き残りパス毎に伝送路特性を推定するステップと、
生き残りパス毎の伝送路特性を、ブランチメトリックの計算に使用させるステップと、
受信される信号の上側周波数および下側周波数の少なくとも１つにおける信号のレベルを測定するステップと、
受信した信号のドップラー周波数を測定するステップと、
測定した信号のレベルと、測定したドップラー周波数をもとに、複数の係数群のうちの１つを選択するステップと、
選択した係数群を、伝送路特性の推定に使用させるステップとを備え、
前記推定するステップは、生き残りパス毎に、受信した信号と生き残りパスとの相関関数を計算し、受けつけた係数群に含まれた複数の係数のそれぞれによって、相関関数と、過去の伝送路特性とを重みづけしてから加算することによって、伝送路特性を推定することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信技術に関し、特に信号を受信する受信装置、受信方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送路上で高速フェージングが生じる場合であっても、受信特性の悪化の抑制が望まれる。そのため、パイロット信号が含まれた受信信号を復調する際に、パイロット信号をもとにフェージング歪みが推定される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
受信信号の上側あるいは下側の隣接チャネルに信号が存在する場合、当該信号は、受信信号にとって隣接妨害波となる。フェージングに加えて隣接妨害波が存在する環境下においても、受信特性の悪化を抑制することが望まれる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、フェージングおよび隣接妨害波が存在する環境下において、受信特性の悪化を抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の受信装置は、情報系列が含まれた信号を受信する受信部と、受信部において受信した信号からブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックと生き残りパスからパスメトリックを計算する処理部と、処理部における生き残りパス毎に伝送路特性を推定し、生き残りパス毎の伝送路特性を、処理部におけるブランチメトリックの計算に使用させる推定部と、受信部において受信される信号の上側周波数および下側周波数の少なくとも１つにおける信号のレベルを測定する第１測定部と、受信部において受信した信号のドップラー周波数を測定する第２測定部と、第１測定部において測定した信号のレベルと、第２測定部において測定したドップラー周波数をもとに、複数の係数群のうちの１つを選択し、選択した係数群を、推定部における伝送路特性の推定に使用させる選択部とを備える。推定部は、生き残りパス毎に、受信部において受信した信号と生き残りパスとの相関関数を計算し、選択部から受けつけた係数群に含まれた複数の係数のそれぞれによって、相関関数と、過去の伝送路特性とを重みづけしてから加算することによって、伝送路特性を推定する。
【０００７】
本発明の別の態様は、受信方法である。この方法は、情報系列が含まれた信号を受信するステップと、受信した信号からブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックと生き残りパスからパスメトリックを計算するステップと、生き残りパス毎に伝送路特性を推定するステップと、生き残りパス毎の伝送路特性を、ブランチメトリックの計算に使用させるステップと、受信される信号の上側周波数および下側周波数の少なくとも１つにおける信号のレベルを測定するステップと、受信した信号のドップラー周波数を測定するステップと、測定した信号のレベルと、測定したドップラー周波数をもとに、複数の係数群のうちの１つを選択するステップと、選択した係数群を、伝送路特性の推定に使用させるステップとを備える。推定するステップは、生き残りパス毎に、受信した信号と生き残りパスとの相関関数を計算し、受けつけた係数群に含まれた複数の係数のそれぞれによって、相関関数と、過去の伝送路特性とを重みづけしてから加算することによって、伝送路特性を推定する。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フェージングおよび隣接妨害波が存在する環境下において、受信特性の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係る受信装置の構成を示す図である。
【図２】図１の記憶部に記憶された複数の係数群のデータ構造を示す図である。
【図３】図２の複数の係数群に含まれる複数の係数のデータ構造を示す図である。
【図４】図２の複数の係数群に含まれる複数の係数を示す図である。
【図５】図１の受信装置による選択手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、ＡＰＣＯ−Ｐ２５  ｐｈａｓｅ２のような無線通信システムにおける受信装置に関する。受信装置は、フェージングおよび隣接妨害波が存在する環境下において、受信した信号を復調する。受信装置は、ＰＳＰ（Ｐｅｒ−Ｓｕｒｖｉｖｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）ベースのＭＬＳＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を実行する。ＭＬＳＥではビタビアルゴリズムが使用され、ビタビアルゴリズムにおける伝送路特性を推定するためにＰＳＰが使用される。特に、ＰＳＰは、生き残りパス毎に伝送路特性を推定するので、伝送路特性を推定する際の遅延が小さくなり、伝送路特性の高速な変動にも追従可能になる。なお、ビタビアルゴリズムとは、所定の状態を与えられたときに、現在の状態に基づき、その後に生じる状態の最も尤らしい（最も起こり得る）並びを探索するアルゴリズムである。また生き残りパスとは、各状態に推移するパスのうち、選択されたパスを意味する。
【００１２】
伝送路特性では、受信した信号と生き残りパスとの相関関数に続いて、過去の伝送路特性が現在から過去に向かって並べられる。その際、相関関数と伝送路特性には係数が乗算される。以下では、複数の係数の組合せを「係数群」と呼ぶ。受信装置は、隣接チャネルの信号（以下、「隣接信号」ということもある）のレベルを測定するとともに、受信した信号におけるドップラー周波数も測定する。また、受信装置は、複数種類の係数群を予め保持しており、測定したレベルおよびドップラー周波数をもとに１つの係数群を選択し、選択した係数群を伝送路特性の推定に使用する。隣接信号のレベルおよびドップラー周波数に応じて係数群が選択されるので、フェージングおよび隣接妨害波が存在する環境下における受信特性の悪化が抑制される。
【００１３】
図１は、受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、受信部１０、復調部１２、復号部１４を含む。復調部１２は、処理部２０、推定部２２、第１測定部２４、第２測定部２６、記憶部２８、選択部３０を含む。受信部１０は、情報系列が含まれた信号を受信する。この信号は、例えば、ＡＰＣＯ−Ｐ２５ ｐｈａｓｅ２に対応したＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号である。受信部１０は、受信した信号を検波し、検波した結果をベースバンド信号（以下、「受信信号」という）として復調部１２に出力する。検波には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。なお、情報系列とは、所定の情報の集合体などを意味する。
【００１４】
処理部２０は、受信部１０から受信信号を受けつけ、受信信号に対してビタビアルゴリズムを実行することにより、情報系列を取得する。ビタビアルゴリズムには公知の技術が使用されればよい。処理部２０は、時刻ｎＴにおける受信信号ｒ（ｎＴ）からブランチメトリックＢ（ｎＴ）を次のように計算する。
Ｂ（ｎＴ）＝Ｒｅ（ｒ（ｎＴ）ｇ＊（ｎＴ）ｓ＊（ｎＴ））  ・・・（１）
ここで、ｇ（ｎＴ）は、推定部２２において推定された生き残りパス毎の伝送路特性を示す。また、ｓ（ｎＴ）は、情報系列の候補の状態遷移を示す。生き残りパス毎の伝送路特性と、情報系列の候補の状態遷移により、ブランチが計算される。そのため、ブランチメトリックは、受信信号とブランチとのハミング距離を示す。
【００１５】
処理部２０は、ブランチメトリックと生き残りパスからパスメトリックを計算する。また、処理部２０は、同一の状態に至るパスメトリックを比較し、大きい方のパスメトリックを選択する。このパスメトリックの選択が生き残りパスの更新に相当する。さらに、処理部２０は、最も大きい生き残りパスを情報系列として選択し、情報系列を出力する。
【００１６】
推定部２２は、ＰＳＰにより、処理部２０における生き残りパス毎に伝送路特性を推定する。具体的に説明すると、推定部２２は、受信信号ｒ（ｎＴ）と生き残りパスＰとの相関関数ｃｏｒｒを次のように計算する。
ｃｏｒｒ（ｒ，Ｐ）＝ｒ（ｎＴ）Ｐ＊  ・・・（２）
【００１７】
また、推定部２２は、選択部３０から受けつけた係数群に含まれた複数の係数ｗ０〜ｗ４のそれぞれによって、相関関数ｃｏｒｒと、過去の伝送路特性ｇ（（ｎ−１）Ｔ）〜ｇ（（ｎ−４）Ｔ）とを重みづけしてから加算することによって、伝送路特性ｇ（ｎＴ）を次のように推定する。
ｇ（ｎＴ）＝ｗ０ｃｏｒｒ（ｒ，Ｐ）＋ｗ１ｇ（（ｎ−１）Ｔ）
＋ｗ２ｇ（（ｎ−２）Ｔ）＋ｗ３ｇ（（ｎ−３）Ｔ）
＋ｗ４ｇ（（ｎ−４）Ｔ）  ・・・・（３）
【００１８】
ここで、ｗ０はｃｏｒｒ（ｒ，Ｐ）に対する係数であり、ｗ１はｇ（（ｎ−１）Ｔ）に対する係数であり、ｗ２はｇ（（ｎ−２）Ｔ）に対する係数であり、ｗ３はｇ（（ｎ−３）Ｔ）に対する係数であり、ｗ４はｇ（（ｎ−４）Ｔ）に対する係数である。また、過去の伝送路特性のうち、ｇ（（ｎ−１）Ｔ）は新しく、ｇ（（ｎ−４）Ｔ）は古い。そのため、ｇ（（ｎ−１）Ｔ）、ｇ（（ｎ−２）Ｔ）、ｇ（（ｎ−３）Ｔ）、ｇ（（ｎ−４）Ｔ）の順は、現在から過去に向かう順であるといえる。これより、ｗ０、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４は、相関関数と、現在から過去に向かう順の過去の伝送路特性とを並べた場合のそれぞれに対する複数の係数であるといえる。ここで、過去の伝送路特性の数は「４」とされ、係数の数は「５」とされているが、これらに限定されない。さらに、複数の係数の組合せは「係数群」と呼ばれる。
【００１９】
推定部２２におけるこれらの処理は、生き残りパス毎になされる。推定部２２は、生き残りパス毎の伝送路特性を処理部２０に出力することによって、処理部２０におけるブランチメトリックの計算に生き残りパス毎の伝送路特性を使用させる。
【００２０】
第１測定部２４は、受信部１０において受信される信号の上側周波数および下側周波数の少なくとも１つにおける信号のレベルをスキャン動作により測定する。これは、受信部１０において受信される信号に対する隣接信号のレベルを測定することに相当する。第１測定部２４は、測定した隣接信号のレベルを選択部３０に出力する。第２測定部２６は、受信部１０において受信した信号のドップラー周波数を測定する。ドップラー周波数の測定には、例えば、信号に挿入されたパイロット信号が利用される。第２測定部２６は、測定したドップラー周波数を選択部３０に出力する。ここで、第１測定部２４および第２測定部２６の測定には公知の技術が使用されればよい。
【００２１】
選択部３０は、第１測定部２４において測定した隣接信号のレベルと、第２測定部２６において測定したドップラー周波数とを受けつける。選択部３０は、隣接信号のレベルとドップラー周波数とをもとに、記憶部２８に記憶された複数の係数群のうちの１つを選択する。以下では、図２から図４を使用して、複数の係数群を説明する。図２は、記憶部２８に記憶された複数の係数群のデータ構造を示す。隣接信号レベルとドップラー周波数に応じて、第１係数群から第５係数群と示される５種類の係数群が割り当てられる。記憶部２８に記憶される係数群の種類の数は「５」に限定されない。図３は、複数の係数群に含まれる複数の係数のデータ構造を示す。図２に示された第１係数群から第５係数群のそれぞれにおける係数ｗ０からｗ４の一例が示される。５種類の係数群では、複数の係数の組合せが互いに異なる。
【００２２】
図４は、複数の係数群に含まれる複数の係数を示す。ここでは、図３に示された各係数がグラフとして示される。横軸にはｗ０からｗ４が順に並べられる。つまり、相関関数と、現在から過去に向かう順の過去の伝送路特性とを並べた場合のそれぞれに対する複数の係数が並べられる。縦軸には係数値が示される。ここで、相関関数と、現在から過去に向かう順の過去の伝送路特性とを並べた場合のそれぞれに対する複数の係数の傾きは、係数群毎に異なる。具体的には、第１係数群、第２係数群、第３係数群、第４係数群、第５係数群の順に係数の傾きが大きくなる。
【００２３】
隣接信号のレベルが小さく（−９０ｄＢｍより下）、かつドップラー周波数も小さい（５Ｈｚ以下）場合、隣接信号の影響が小さく、かつドップラー周波数による変動も小さいので、通常のドップラー周波数に応じた係数群である第１係数群が選択される。一方、隣接信号のレベルが小さく（−９０ｄＢｍより下）ても、ドップラー周波数が大きくなると、ドップラー周波数による変動が大きくなるので、第２係数群から第５係数群が選択される。つまり、選択部３０は、第２測定部２６において測定したドップラー周波数が大きくなるほど、係数の傾きが急な係数群を選択する。係数の傾きが大きくなると、ドップラー周波数の変動に追従しやすくなるからである。ドップラー周波数が大きく（８０Ｈｚより上）になると、隣接信号のレベルが大きくなるほど、係数の傾きが緩やかな係数群が選択される。隣接信号のレベルが大きくなると、ドップラー周波数の変動への追従よりも、平均化による効果が求められるからである。選択部３０は、選択した係数群を、推定部２２における伝送路特性の推定に使用させる。図１に戻る。
【００２４】
復号部１４は、処理部２０から情報系列を受けつける。復号部１４は、情報系列を復号する。復号には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略するが、図示しない送信装置においてなされた符号化に応じた復号が実行される。復号部１４は、復号した結果を出力する。
【００２５】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２６】
以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。図５は、受信装置１００による選択手順を示すフローチャートである。第２測定部２６は、パイロット信号を利用してドップラー周波数を取得する（Ｓ１０）。第１測定部２４は、スキャン動作により隣接信号レベルを取得する（Ｓ１２）。ドップラー周波数が５Ｈｚ以下である場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、選択部３０は第１係数群を選択する（Ｓ１６）。ドップラー周波数が５Ｈｚ以下でない場合（Ｓ１４のＮｏ）、ドップラー周波数が２０Ｈｚ以下であれば（Ｓ１８のＹｅｓ）、選択部３０は第２係数群を選択する（Ｓ２０）。隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上である場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、選択部３０は第１係数群を選択する（Ｓ２６）。隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上でない場合（Ｓ２２のＮｏ）、ステップ２６はスキップされる。
【００２７】
ドップラー周波数が２０Ｈｚ以下でない場合（Ｓ１８のＮｏ）、ドップラー周波数が４０Ｈｚ以下であれば（Ｓ２８のＹｅｓ）、選択部３０は第３係数群を選択する（Ｓ３０）。隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上である場合（Ｓ３２のＹｅｓ）、選択部３０は第１係数群を選択する（Ｓ３６）。隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上でない場合（Ｓ３２のＮｏ）、ステップ３６はスキップされる。ドップラー周波数が４０Ｈｚ以下でない場合（Ｓ２８のＮｏ）、ドップラー周波数が８０Ｈｚ以下であれば（Ｓ３８のＹｅｓ）、選択部３０は第４係数群を選択する（Ｓ４０）。隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上である場合（Ｓ４２のＹｅｓ）、選択部３０は第２係数群を選択する（Ｓ４６）。隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上でない場合（Ｓ４２のＮｏ）、ステップ４６はスキップされる。
【００２８】
ドップラー周波数が８０Ｈｚ以下でない場合（Ｓ３８のＮｏ）、選択部３０は第５係数群を選択する（Ｓ４８）。隣接信号レベルが−７０ｄＢｍ以上である場合（Ｓ５０のＹｅｓ）、選択部３０は第２係数群を選択する（Ｓ５４）。隣接信号レベルが−７０ｄＢｍ以上でない場合（Ｓ５０のＮｏ）、隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上であれば（Ｓ５６のＹｅｓ）、選択部３０は第３係数群を選択する（Ｓ６０）。隣接信号レベルが−９０ｄＢｍ以上でない場合（Ｓ５６のＮｏ）、ステップ６０はスキップされる。
【００２９】
本実施例によれば、隣接信号のレベルとドップラー周波数をもとに、複数の係数群のうちの１つを選択して、選択した係数群を伝送路特性の推定に使用させるので、隣接信号のレベルとドップラー周波数に適した係数群により伝送路特性を推定できる。また、隣接信号のレベルとドップラー周波数に適した係数群により伝送路特性が推定されるので、フェージングおよび隣接妨害波が存在する環境下において、受信特性の悪化を抑制できる。また、複数の係数群では複数の係数の組合せが互いに異なるので、隣接信号のレベルとドップラー周波数のさまざまな組合せに適した係数群を用意できる。また、隣接信号のレベルが大きくなるほど、傾きが緩やかな係数群を選択するので、平均化の効果を大きくできる。また、ドップラー周波数が大きくなるほど、傾きが急な係数群を選択するので、ドップラー周波数による変動に対する追従性を大きくできる。
【００３０】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３１】
実施例によれば、受信装置１００は、ＡＰＣＯ−Ｐ２５ ｐｈａｓｅ２に対応した信号を受信する。しかしながらこれに限らず、例えば、受信装置１００が対応する無線通信システムは、ＡＰＣＯ−Ｐ２５ ｐｈａｓｅ２以外であってもよい。本変形例によれば、適用範囲を拡大できる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  受信部、  １２  復調部、  １４  復号部、  ２０  処理部、  ２２  推定部、  ２４  第１測定部、  ２６  第２測定部、  ２８  記憶部、  ３０  選択部、  １００  受信装置。
【図１】
2020053839.tif 000003
【図２】
2020053839.tif 000004
【図３】
2020053839.tif 000005
【図４】
2020053839.tif 000006
【図５】
2020053839.tif 000007