(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手局との通信におけるフェージングドップラ周波数を推定する手段と、
推定されたフェージングドップラ周波数と所定の閾値を比較し、その比較結果に基づいて、上記通信相手局との通信環境が高速フェージング状態であるか低速フェージング状態であるかを判定する手段と、
前記判定する手段の判定結果を記憶する手段と
を有し、
上記推定する手段は、上記フェージングドップラ周波数と共に、上記通信相手局との通信における瞬時フェージングドップラ周波数を推定する構成であり、
上記推定する手段により推定された瞬時フェージングドップラ周波数に基づいて、上記判定する手段が上記通信相手局との通信環境を判定する上記閾値を決定する手段を有し、
上記決定する手段は、上記推定する手段により推定された瞬時フェージングドップラ周波数と、上記記憶する手段に記憶された過去の判定結果とに基づいて、閾値の決定を行う
ことを特徴とするフェージングドップラ周波数判定装置。
【請求項２】
請求項１記載のフェージングドップラ周波数判定装置において、前記推定する手段は、チャネル相関値ならびに瞬時チャネル相関値を推定することで、それらと等価なフェージングドップラ周波数ならびに瞬時フェージングドップラ周波数を推定することを特徴とするフェージングドップラ周波数判定装置。
【請求項３】
請求項１記載のフェージングドップラ周波数判定装置において、前記推定する手段は、チャネル推定値の内積の平均値ならびに瞬時値を推定することで、それらと等価なフェージングドップラ周波数ならびに瞬時フェージングドップラ周波数を推定することを特徴とするフェージングドップラ周波数判定装置。
【請求項４】
請求項１記載のフェージングドップラ周波数判定装置において、前記推定する手段は、複素平面上におけるチャネル推定値間の距離の平均値ならびに瞬時値を推定することで、それらと等価なフェージングドップラ周波数ならびに瞬時フェージングドップラ周波数を推定することを特徴とするフェージングドップラ周波数判定装置。
【請求項５】
請求項２記載のフェージングドップラ周波数判定装置において、前記チャネル相関値は、絶対値として与えられることを特徴とするフェージングドップラ周波数判定装置。
【請求項６】
請求項３記載のフェージングドップラ周波数判定装置において、前記チャネル推定値の内積は、絶対値として与えられることを特徴とするフェージングドップラ周波数判定装置。
【請求項７】
通信相手局との通信におけるフェージングドップラ周波数ならびに瞬時フェージングドップラ周波数を推定し、
推定された瞬時フェージングドップラ周波数に基づいて、上記通信相手局との通信環境を判定する閾値を決定し、
推定された上記フェージングドップラ周波数および選択された上記閾値に基づいて、上記通信相手局との通信環境が高速フェージング状態であるか低速フェージング状態であるかを判定し、
上記判定結果を記憶する手段に記憶し、
上記閾値の決定は、上記推定した瞬時フェージングドップラ周波数と、上記記憶する手段に記憶された過去の判定結果とに基づいて行われる
ことを特徴とするフェージングドップラ周波数判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号をもとにフェージングドップラ周波数を判定する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムには、固定した場所で使用される端末から高速に移動する環境において使用される端末まで、様々な環境で用いられる端末が存在する。それぞれの端末に対して品質の良い通信を実現するためにはまず、基地局装置において端末の使用環境を推定する必要がある。端末の使用環境を表す代表的なパラメタのひとつが、フェージングドップラ周波数である。フェージングドップラ周波数は、端末から基地局に至るチャネルの変化の速さを表す尺度である。フェージングドップラ周波数を推定することで、使用環境に応じてスケジューリングや適応受信信号処理を行うことが可能となる。
【０００３】
フェージングドップラ周波数を推定する方法としては、受信信号レベル変動のピッチを平均する方法や、ある一定間隔のチャネル推定値の位相差・内積値等を平均する方法等が従来から知られている（特許文献１〜６参照）。
【０００４】
得られたフェージングドップラ周波数に基づいて端末毎のスケジューリングや適応的な受信信号処理を行うとき、各端末は、一般的に、フェージングドップラ周波数の値の範囲別に区分されて取り扱われる。最も一般的な区分法は、フェージングドップラ周波数の高い（高速フェージング）端末と、フェージングドップラ周波数の低い（低速フェージング）端末との、２種類に分けることである（特許文献７〜１０参照）。
【０００５】
図４は、従来から知られているフェージングドップラ周波数判定装置の一例を示す。従来のフェージングドップラ周波数判定装置は、フェージングドップラ周波数推定部３００と判定部３０２とから構成される。フェージングドップラ周波数推定部３００は、チャネル推定値入力３１０をもとにフェージングドップラ周波数を算出し、フェージングドップラ周波数推定値３１４として出力する。判定部３０２は、フェージングドップラ周波数推定値３１４に対して閾値判定を行うことで、フェージングドップラ周波数の判定を行い、判定結果３１５を出力する。同様の閾値判定は、フェージングドップラ周波数と等価な値であるチャネル相関値等に対して行う場合もある。また閾値判定の精度を向上させるために、保護段を設ける手法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１４２７１５号
【特許文献２】特許第４３５８６８６号
【特許文献３】特開２００５−１５９６５５号公報
【特許文献４】特開２００１−２２３６７１号公報
【特許文献５】特開２００４−０４８７５５号公報
【特許文献６】特開２００９−１４７９８２号公報
【特許文献７】特開２００４−０２３７６３号公報
【特許文献８】特開２００７−２３５６６７号公報
【特許文献９】ＷＯ２００７／０７７６６７
【特許文献１０】特表２００９−５３４８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に示すフェージングドップラ周波数判定装置で用いられる判定方法は、フェージングが定常状態にある場合においては有効である。しかしながら、フェージングドップラ周波数推定区間において端末の移動速度が変わる様な過渡状態では、検出が遅れる問題がある。
【０００８】
その理由は、過渡状態では、フェージングドップラ周波数推定を行う時間区間において、高速フェージングと低速フェージングの両方の状態が含まれるためである。推定区間内に両方の状態が含まれる結果、過渡状態で得られるフェージングドップラ周波数推定値は、遷移後の定常状態で得られるフェージングドップラ周波数推定値と比べて、判別がつきにくくなる。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決し、フェージングドップラ周波数変動への追従性能に優れたフェージングドップラ周波数判定装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点によると、通信相手局との通信におけるフェージングドップラ周波数を推定する手段と、推定されたフェージングドップラ周波数と所定の閾値を比較し、その比較結果に基づいて、通信相手局との通信環境が高速フェージング状態であるか低速フェージング状態であるかを判定する手段とを有し、推定する手段は、フェージングドップラ周波数と共に、通信相手局との通信における瞬時フェージングドップラ周波数を推定する構成であり、推定する手段により推定された瞬時フェージングドップラ周波数に基づいて、判定する手段が通信相手局との通信環境を判定する閾値を決定する手段を有することを特徴とするフェージングドップラ周波数判定装置が提供される。
【００１１】
推定する手段は、フェージングドップラ周波数ならびに瞬時フェージングドップラ周波数を直接推定するのではなく、それらと等価なチャネル相関値ならびに瞬時チャネル相関値、チャネル推定値の内積の平均値ならびに瞬時値、あるいは複素平面上におけるチャネル推定値間の距離の平均値ならびに瞬時値を推定する構成とすることもできる。
【００１２】
チャネル相関値あるいはチャネル推定値の内積は、絶対値として与えられる。
【００１３】
判定する手段の判定結果を記憶する手段を有し、閾値を決定する手段は、推定する手段により推定された瞬時フェージングドップラ周波数と、記憶する手段に記憶された過去の判定結果とに基づいて、閾値の選択を行うこともできる。
【００１４】
本発明の第２の観点によると、通信相手局との通信におけるフェージングドップラ周波数ならびに瞬時フェージングドップラ周波数を推定し、推定された瞬時フェージングドップラ周波数に基づいて、通信相手局との通信環境を判定する閾値を決定し、推定されたフェージングドップラ周波数および決定された閾値に基づいて、通信相手局との通信環境が高速フェージング状態であるか低速フェージング状態であるかを判定することを特徴とするフェージングドップラ周波数判定方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、フェージングドップラ周波数変動への追従性能に優れたフェージングドップラ周波数判定装置および方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るフェージングドップラ周波数判定装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すフェージングドップラ周波数判定装置中の閾値制御部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すフェージングドップラ周波数判定装置によるフェージングドップラ周波数判定方法を説明するフローチャートである。
【図４】公知のフェージングドップラ周波数判定装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
［実施の形態の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係るフェージングドップラ周波数判定装置の構成例を示すブロック図である。
【００１９】
このフェージングドップラ周波数判定装置は、フェージングドップラ周波数推定部１００と、閾値制御部１０１と、判定部１０２と、判定結果記憶部１０３とから構成される。フェージングドップラ周波数推定部１００は、通信相手局（移動局端末）との通信におけるフェージングドップラ周波数を推定する手段を構成する。フェージングドップラ周波数推定部１００は、フェージングドップラ周波数と共に、通信相手局との通信における瞬時フェージングドップラ周波数を推定する。閾値制御部１０１は、フェージングドップラ周波数推定部１００により推定された瞬時フェージングドップラ周波数に基づいて、判定部１０２が通信相手局との通信環境を判定する閾値を決定する手段を構成する。判定部１０２は、推定されたフェージングドップラ周波数と所定の閾値を比較し、その比較結果に基づいて、通信相手局との通信環境が高速フェージング状態であるか低速フェージング状態であるかを判定する手段を構成する。
【００２０】
［各部の動作の詳しい説明］
各部の動作をさらに詳しく説明する。
【００２１】
フェージングドップラ周波数推定部１００は、通信相手局との通信チャネルの推定値として与えられる複素数のチャネル推定値入力１１０をもとに、フェージングドップラ周波数１１４を算出し、判定部１０２へ出力する。フェージングドップラ周波数推定部１００は、フェージングドップラ周波数１１４の他に、瞬時フェージングドップラ周波数１１１も算出する。瞬時フェージングドップラ周波数１１１は、算出区間内のチャネル推定値入力１１０を累積して得られるフェージングドップラ周波数１１４と異なり、所定の時間離れた２つのチャネル推定値入力だけから得られる瞬時値である。フェージングドップラ周波数推定部１００は、算出した瞬時フェージングドップラ周波数１１１を、閾値制御部１０１に対して出力する。
【００２２】
閾値制御部１０１は、フェージングドップラ周波数推定部１００から得た瞬時フェージングドップラ周波数１１１と、判定結果記憶部１０３から得た過去の判定結果１１２とをもとに、対応する閾値１１３を判定部１０２に対して出力する。ここで、現在の通信環境の判定基準は過去の判定結果１１２に基づくものであり、過去の判定結果１１２が、現在の状態を表している。
【００２３】
判定部１０２は、フェージングドップラ周波数１１４を閾値１１３と比較することにより、チャネルが高速フェージングであるか低速フェージングであるかを判定する。最終的に、フェージングドップラ周波数判定装置出力として、判定結果１１５が出力される。判定結果１１５はまた、判定結果記憶部１０３にも送られ、閾値制御部１０１から過去の判定結果１１２として参照されることを目的として記憶される。
【００２４】
フェージングドップラ周波数推定部１００の構成およびその動作、さらにそこで用いられるチャネル推定値入力１１０ついては、たとえば特許文献１〜６にも示されているように当業者にとってよく知られた技術であり、また本発明とは直接関係しないので、その詳細については説明を省略する。
【００２５】
図２は、図１に示すフェージングドップラ周波数判定装置中の閾値制御部１０１の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００２６】
この閾値制御部１０１は、基準値テーブル２００と、比較器２０１と、カウンタ２０２と、閾値テーブル２０３とから構成される。基準値テーブル２００は、過去の判定結果１１２に応じた瞬時フェージングドップラ周波数基準値２１０を、比較器２０１へ出力する。比較器２０１は、瞬時フェージングドップラ周波数基準値２１０と瞬時フェージングドップラ周波数１１０とを比較し、値の大小を比較結果２１１としてカウンタ２０２に報告する。カウンタ２０２は、フェージングドップラ周波数推定区間内で大と報告された回数と小と報告された回数との差を累積し、カウント結果２１２を閾値テーブル２０３に出力する。閾値テーブル２０３は、過去の判定結果１１２とカウント結果２１２とから、閾値１１３を選択して、図１の判定部１０２に出力する。
【００２７】
［動作の説明］
図３は、図１に示すフェージングドップラ周波数判定装置によるフェージングドップラ周波数判定方法を説明するフローチャートである。
【００２８】
フェージングドップラ周波数推定部１００は、チャネル推定値入力１１０をもとに、フェージングドップラ周波数１１４と瞬時フェージングドップラ周波数１１１とを推定する（ステップＳ１）。次に、閾値制御部１０１は、過去の判定結果１１２と瞬時フェージングドップラ周波数１１１とを読み出す（ステップＳ２）。閾値制御部１０１の基準値テーブル２００は、過去の判定結果１１２に基づいて、瞬時フェージングドップラ周波数基準値を検索する（ステップＳ３）。
【００２９】
次に、閾値制御部１０１は、内部のカウンタ２０２をクリアし（ステップＳ４）、瞬時フェージングドップラ周波数推定値の数だけ、ステップ５、およびステップＳ６またはステップＳ７の処理を繰り返す（ループＬ１）。閾値制御部１０１は、内部の比較器２０１により、瞬時フェージングドップラ周波数推定値１１１に対して瞬時フェージングドップラ周波数基準値２１０との比較を行い（ステップＳ５）、瞬時フェージングドップラ周波数推定値が瞬時フェージングドップラ周波数基準値２１０より大きい場合、カウンタ２０２を１だけ増加させ（ステップＳ６）、それ以下の場合、カウンタ２０２を１だけ減少させる（ステップＳ７）。すなわち、瞬時フェージングドップラ周波数基準値２１０を超えるものの数と下回るものの数の差が蓄積される。
【００３０】
ループＬ１の繰り返しが終了すると、閾値制御部１０１は、カウンタ２０２に累積された値と過去の判定結果１１２とに基づいて閾値テーブル２０３を検索し、閾値１１３を取得する（ステップＳ８）。この閾値１１３は、判定部１０２に出力される。
【００３１】
判定部１０２は、ステップＳ８で得られた閾値１１３とフェージングドップラ周波数１１４とを比較し、高速フェージングか低速フェージングかを判定する（ステップＳ９）。判定部１０２は、この判定の結果を判定結果１１５として出力するとともに、判定結果１１５により、判定結果記憶部１０３の値を更新する（ステップＳ１０）。
【００３２】
［発明の他の実施の形態］
図２に示す基準値テーブル２００を検索する代わりに、固定的な基準値を設けても良い。
【００３３】
フェージングドップラ周波数推定部１００は、フェージングドップラ周波数１１４と瞬時フェージングドップラ周波数１１１とを直接推定するのではなく、それらと等価なチャネル推定値入力１１０の相関値ならびに瞬時相関値を推定することもできる。また、フェージングドップラ周波数推定部１００は、フェージングドップラ周波数１１４と瞬時フェージングドップラ周波数１１１を推定するのではなく、それらと等価なチャネル推定値の内積の平均値ならびに瞬時値、あるいは複素平面上におけるチャネル推定値間の距離の平均値ならびに瞬時値を推定することもできる。チャネル相関値あるいはチャネル推定値の内積は、絶対値として与えられる。
【００３４】
図２におけるカウンタ２０２は、比較結果２１１が大であった数と小であった数を別々にカウントしても良い。また、カウンタ２０２は、比較結果２１１の大小の数を数える代わりに、判定結果に大が含まれたか、あるいは小が含まれたかのみを蓄積しても良い。カウンタ２０２は、比較結果２１１が連続して大であった回数の最大値と、連続して小であった回数の最大値との両方、またはどちらか一方を格納しても良い。
【００３５】
図３のステップＳ５の不等号の向きを逆とし、カウンタ２０２の計数のアップ、ダウンを逆にしてもよい。
【００３６】
［効果の説明］
以上説明した実施の形態によれば、フェージングドップラ周波数変動への追従速度が向上する。その理由は、閾値を複数用意し、閾値制御部１０１によって用いる閾値を適応的に選択し、決定したことにある。あらゆる場合において同一の閾値を用いるのではなく、瞬時フェージングドップラ周波数１１１に応じて異なる閾値を用いることで、フェージングドップラ周波数変動への追従性に優れたフェージングドップラ周波数判定装置を実現できる。
【００３７】
フェージングドップラ周波数変動への追従速度が向上することで、特に、移動通信システムの基地局装置において、移動局端末の使用環境に応じてスケジューリングや適応受信信号処理を行うことが可能となり、移動局端末との間の通信品質を改善することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１００、３００  フェージングドップラ周波数推定部（推定する手段）
１０１  閾値制御部（決定する手段）
１０２、３０２  判定部（判定する手段）
１０３  判定結果記憶部（記憶する手段）
１１０、３１０  チャネル推定値入力
１１１  瞬時フェージングドップラ周波数
１１２  過去の判定結果
１１３  閾値
１１４、３１４  フェージングドップラ周波数
１１５、３１５  判定結果
２００  基準値テーブル
２０１  比較器
２０２  カウンタ
２０３  閾値テーブル
２１０  瞬時フェージングドップラ周波数基準値
２１１  比較結果
２１２  カウント結果
【図１】
0005515839.tif 000002
【図２】
0005515839.tif 000003
【図３】
0005515839.tif 000004
【図４】
0005515839.tif 000005