(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に含まれる既知信号から位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を個別に検出する位相回転検出手段と、
前記周波数オフセット成分を用いて周波数オフセットに起因する位相回転を補正するとともに、前記周波数オフセット成分を用いて生成された位相回転補正値と前記フェージング変動成分とを用いて前記受信信号の位相回転を補正し、双方の補正を反映させてチャネル推定を行うチャネル推定手段と、
を具備することを特徴とするチャネル推定装置。
【請求項２】
前記周波数オフセット成分を用いて第１位相回転補正値を生成し、この第１位相回転補正値を用いてスロット単位の位相回転補正を行う第１位相回転補正手段を更に具備することを特徴とする請求項１記載のチャネル推定装置。
【請求項３】
前記周波数オフセット成分を用いて第２位相回転補正値を生成し、この第２位相回転補正値を用いてシンボル単位の位相回転補正を行う第２位相回転補正手段を更に具備することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のチャネル推定装置。
【請求項４】
前記フェージング変動成分を用いて、チャネル推定におけるスロット間の重み付け加算を行う重み係数を算出する重み係数算出手段を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のチャネル推定装置。
【請求項５】
前記重み付け加算された出力に、前記第２位相回転補正手段において生成された第２位相回転補正値を乗算してシンボル毎のチャネル推定値を求めることを特徴とする請求項４記載のチャネル推定装置。
【請求項６】
前記重み付け加算された出力に対して、チャネル推定値をスロット中央値に合わせる処理を行うことを特徴とする請求項４記載のチャネル推定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のチャネル推定装置を備えたことを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
受信信号に含まれる既知信号から位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を個別に検出する位相回転検出工程と、
前記周波数オフセット成分を用いて周波数オフセットに起因する位相回転を補正するとともに、前記周波数オフセット成分を用いて生成された位相回転補正値と前記フェージング変動成分とを用いて前記受信信号の位相回転を補正し、双方の補正を反映させてチャネル推定を行うチャネル推定工程と、
を具備することを特徴とするチャネル推定方法。
【請求項９】
前記周波数オフセット成分を用いて第１位相回転補正値を生成し、この第１位相回転補正値を用いてスロット単位の位相回転補正を行う第１位相回転補正工程と、
前記周波数オフセット成分を用いて第２位相回転補正値を生成し、この第２位相回転補正値を用いてシンボル単位の位相回転補正を行う第２位相回転補正工程と、
を具備することを特徴とする請求項８記載のチャネル推定方法。
【請求項１０】
前記フェージング変動成分を用いて、前記受信信号におけるスロット間の重み付け加算を行う重み係数を算出する重み係数算出工程を更に具備することを特徴とする請求項８又は請求項９記載のチャネル推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル無線通信システム、特にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式において使用されるチャネル推定装置及びチャネル推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信において、基地局と通信端末とは独立したクロック発振器を保有している。一般に、基地局は、高精度（０．１ｐｐｍ以下）な発振器を有しているのに対して、通信端末は、コスト、サイズ、消費電力の点から数ｐｐｍ程度の精度の発振器を持つことになる。
【０００３】
例えば、通信端末において、キャリア周波数が２ＧＨｚの場合では、２ｋＨｚ（精度１ｐｐｍ時）以上の周波数ずれが発生することになり、このままでは受信が困難となる。このため、通常通信端末は、下り回線の受信信号に基づいてクロック周波数のずれを制御する機能、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を有する。
【０００４】
ディジタル無線通信システムのＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）の場合、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）規定により０．１ｐｐｍ（２ＧＨｚのキャリア周波数では２００Ｈｚに相当）以下であることが要求されている。
【０００５】
しかしながら、そのような規定を満足した状態であってもなお、基地局による上り回線信号の受信においては、通信端末での周波数オフセット（通信端末のクロック周波数のずれを補正するＡＦＣにおける補正誤差（ＡＦＣ残差）などによって生じる受信信号の周波数ずれ、例えば周波数オフセット２００Ｈｚで１スロット間に４８度程度）及びフェージング変動による高い最大ドップラー周波数（ｆＤ）（例えば２４０Ｈｚ（時速１２０ｋｍ／ｈ程度に相当）で１スロット間に５７．６度程度の位相回転）による位相回転でチャネル推定が大きく劣化し、その結果として受信特性が大きく劣化する。
【０００６】
特に、チャネル推定精度の向上を目的とした、複数スロットのパイロットシンボルを重み付けして平均化する方法（ＷＭＳＡ：Ｗｅｉｇｈｔｅｄ  Ｍｕｌｔｉ−Ｓｙｍｂｏｌ  Ａｖｅｒａｇｉｎｇ）においては、チャネル推定を求める平均化時間が長いほど、その影響が大きい。よって、従来では、ｆＤによって平均化長（スロット長及びその重み係数）を制御することが考えられている。
【０００７】
図６は、従来のチャネル推定装置の構成を示すブロック図である。受信信号に対しては、相関器６０１において、通信相手での拡散変調処理で使用した拡散符号を用いて逆拡散処理を行って乗算器６０２に出力する。乗算器６０２では、逆拡散処理後のパイロット部分（既知信号部分）の信号にパイロットパターン（ＰＬパターン）を乗算し、その乗算結果を同相加算回路６０３に出力する。同相加算回路６０３では、乗算結果を同相加算してスロット単位のチャネル推定値を求める。ＰＬパターンの乗算及び同相加算は、スロット内の処理となる。このチャネル推定値は、重み付け加算回路６０４に出力される。重み付け加算回路６０４では、複数スロットにわたるスロット単位のチャネル推定値に対して重み付け加算を行う。したがって、この重み付け加算処理はスロット間の処理となる。
【０００８】
一方、逆拡散処理後の信号は、位相回転検出回路６０５に出力される。位相回転検出回路６０５では、逆拡散処理後の信号からドップラー周波数（ｆＤ）を検出して、位相回転を検出し、位相回転量を重み係数算出回路６０６に出力する。重み係数算出回路６０６では、位相回転量に基づいて重み係数を算出し、この重み係数を重み付け加算回路６０４に出力する。このようにして複数スロットにわたって重み付け加算されたチャネル推定値によりチャネル推定値が求められる。
【０００９】
このように、上記構成のチャネル推定装置においては、あるスロットにおけるチャネル推定値を求める際に、フェージング変動の時間的な相関が高いと思われる前後のスロットのチャネル推定値を用いてチャネル推定精度を向上させている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のチャネル推定装置では、周波数オフセットやフェージング変動による位相回転が大きくなるにしたがって、その影響を受けないように平均化時間を短くする（平均化を行う前後のスロット数を少なくする）。これは、平均化時間を短くした分のチャネル推定に用いる信号のエネルギーが減少することを意味する。チャネル推定に用いる信号のエネルギーが減少すると、必然的にＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が劣化し、チャネル推定精度自体が劣化してしまう。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信品質を劣化させることなく、チャネル推定精度を向上させることができるチャネル推定装置及びチャネル推定方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のチャネル推定装置は、受信信号に含まれる既知信号から位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を個別に検出する位相回転検出手段と、前記周波数オフセット成分を用いて周波数オフセットに起因する位相回転を補正するとともに、前記周波数オフセット成分を用いて生成された位相回転補正値と前記フェージング変動成分とを用いて前記受信信号の位相回転を補正し、双方の補正を反映させてチャネル推定を行うチャネル推定手段と、を具備する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、受信品質を劣化させることなく、チャネル推定精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明のチャネル推定装置は、上記構成において、前記周波数オフセット成分を用いて第１位相回転補正値を生成し、この第１位相回転補正値を用いてスロット単位の位相回転補正を行う第１位相回転補正手段を更に具備する構成を採る。
【００１５】
本発明のチャネル推定装置は、上記構成において、前記周波数オフセット成分を用いて第２位相回転補正値を生成し、この第２位相回転補正値を用いてシンボル単位の位相回転補正を行う第２位相回転補正手段を更に具備する構成を採る。
【００１６】
これらの構成によれば、シンボルレベル及び／又はスロットレベルで個々に位相回転補正を行うことができるので、より精度良くチャネル推定を行うことが可能となる。
【００１７】
本発明のチャネル推定装置は、上記構成において、前記フェージング変動成分を用いて、チャネル推定におけるスロット間の重み付け加算を行う重み係数を算出する重み係数算出手段を更に具備する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、フェージングの相関が高いと思われる複数のスロットのチャネル推定値を用いてチャネル推定精度を向上させることができる。
【００１９】
本発明のチャネル推定装置は、上記構成において、前記重み付け加算された出力に、前記第２位相回転補正手段において生成された第２位相回転補正値を乗算してシンボル毎のチャネル推定値を求める構成を採る。
【００２０】
本発明のチャネル推定装置は、上記構成において、前記重み付け加算された出力に対して、チャネル推定値をスロット中央値に合わせる処理を行う構成を採る。
【００２１】
これらの構成によれば、シンボル単位でもスロット平均でも正確にチャネル推定値を求めることができる。
【００２２】
本発明の基地局装置は、上記構成のチャネル推定装置を備えたことを特徴とする。これにより、高精度のチャネル推定を行って、高い受信性能を発揮することができる。
【００２３】
本発明のチャネル推定方法は、受信信号に含まれる既知信号から位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を個別に検出する位相回転検出工程と、前記周波数オフセット成分を用いて周波数オフセットに起因する位相回転を補正するとともに、前記周波数オフセット成分を用いて生成された位相回転補正値と前記フェージング変動成分とを用いて前記受信信号の位相回転を補正し、双方の補正を反映させてチャネル推定を行うチャネル推定工程と、を具備する。
【００２４】
この方法によれば、受信品質を劣化させることなく、チャネル推定精度を向上させることができる
【００２５】
本発明のチャネル推定方法は、上記方法において、前記周波数オフセット成分を用いて第１位相回転補正値を生成し、この第１位相回転補正値を用いてスロット単位の位相回転補正を行う第１位相回転補正工程と、前記周波数オフセット成分を用いて第２位相回転補正値を生成し、この第２位相回転補正値を用いてシンボル単位の位相回転補正を行う第２位相回転補正工程と、を具備する。
【００２６】
この方法によれば、シンボルレベル及びスロットレベルで個々に位相回転補正を行うことができるので、より精度良くチャネル推定を行うことが可能となる。
【００２７】
本発明のチャネル推定方法は、上記方法において、前記フェージング変動成分を用いて、前記受信信号におけるスロット間の重み付け加算を行う重み係数を算出する重み係数算出工程を更に具備する。
【００２８】
この方法によれば、フェージングの相関が高いと思われる複数のスロットのチャネル推定値を用いてチャネル推定精度を向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、チャネル推定を行う際に補正が必要とされる位相回転が、通信端末のクロック周波数のずれを補正するＡＦＣにおける補正誤差（ＡＦＣ残差）などの外部環境により数秒以上の比較的緩やかな時間的オーダーで変化する周波数オフセットと、数ミリ秒のオーダーで頻繁に変化するフェージング変動とに関係することに着目し、位相回転の補正とＷＭＳＡの重み係数の補正（制御）を、各々周波数オフセットとフェージング変動に応じて行い、チャネル推定に両補正を反映させることにより、受信品質を劣化させることなく、チャネル推定精度を向上させることを見出し、本発明をするに至った。
【００３０】
また、本発明者は、上記位相回転補正において、逆拡散信号の同相加算前でシンボル単位（スロット内処理）で位相回転を補正し、さらに同相加算後でスロット単位（スロット間処理）で位相回転を補正してチャネル推定を行うことにより、チャネル推定精度を向上させることを見出し、本発明をするに至った。
【００３１】
すなわち、本発明の骨子は、受信信号に含まれる既知信号から位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を個別に検出し、位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を用いてチャネル推定を行うことにより、受信品質を劣化させることなく、チャネル推定精度を向上させることである。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態においては、チャネル推定を行う際に、周波数オフセットによる位相回転とフェージング変動による位相回転を個々に算出し、両方の位相回転を補正する場合について説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態１に係るチャネル推定装置を備えた基地局の構成を示すブロック図である。なお、図１に示す基地局では、ＲＡＫＥ合成するパスが２である場合について説明するが、ＲＡＫＥ合成するパスが３以上である場合にも適用することができる。また、図１に示す基地局では、説明を簡単にするために、１ユーザの系列のみについて表記している。
【００３４】
通信相手である通信端末から送信された信号は、アンテナ１０１から共用器１０２を介して無線受信回路１０３で受信する。無線受信回路１０３では、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を行って、無線受信処理後の信号を相関器１０４，１０５に出力する。また、無線受信処理後の信号は、サーチ回路１０６に出力される。
【００３５】
相関器１０４では、無線受信処理後の信号のデータ部分（ＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｃｈａｎｎｅｌ））に対して、通信相手である通信端末での拡散変調処理で使用した拡散符号を用いて逆拡散処理を行って同期検波回路１０７の遅延器１０７１及び同期検波回路１０８の遅延器１０８１に出力する。相関器１０５では、無線受信処理後の信号のパイロット部分（既知信号）に対して、通信相手である通信端末での拡散変調処理で使用した拡散符号を用いて逆拡散処理を行って同期検波回路１０７のチャネル推定回路１０７２及び同期検波回路１０８のチャネル推定回路１０８２に出力する。サーチ回路１０６では、逆拡散処理を行うパスの同期をとり、そのタイミング情報を相関器１０４及び相関器１０５に出力する。相関器１０４及び相関器１０５は、サーチ回路１０６からのタイミング情報に基づいて逆拡散処理を行う。
【００３６】
同期検波回路１０７のチャネル推定回路１０７２では、受信信号のパイロット部分を用いてチャネル推定を行い、そのチャネル推定値を乗算器１０７３に出力する。乗算器１０７３では、遅延器１０７１でタイミング補償された受信信号のデータ部分にチャネル推定値を乗算する。これにより同期検波がなされる。同期検波後の信号はＲＡＫＥ合成器１０９に出力される。
【００３７】
同期検波回路１０８のチャネル推定回路１０８２では、受信信号のパイロット部分を用いてチャネル推定を行い、そのチャネル推定値を乗算器１０８３に出力する。乗算器１０８３では、遅延器１０８１でタイミング補償された受信信号のデータ部分にチャネル推定値を乗算する。これにより同期検波がなされる。同期検波後の信号はＲＡＫＥ合成器１０９に出力される。
【００３８】
ＲＡＫＥ合成器１０９では、同期検波回路１０７及び同期検波回路１０８からの出力をＲＡＫＥ合成して、ＲＡＫＥ合成後の信号を復調回路１１０に出力する。復調回路１１０では、ＲＡＫＥ合成後の信号に対して復調処理を行って受信データを得る。
【００３９】
送信データは、変調回路１１１で変調処理された後に、拡散回路１１２に出力される。拡散回路１１２では、変調処理後のデータに対して所定の拡散符号を用いて拡散変調処理を行い、拡散変調処理後のデータを無線送信回路１１３に出力する。無線送信回路１１３では、拡散変調処理後のデータに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバート）を行う。無線送信処理された信号は、共用器１０２を介してアンテナ１０１から通信相手である通信端末に送信される。
【００４０】
次に、同期検波回路１０７，１０８のチャネル推定回路１０７２，１０８２の構成を説明する。図２は、図１に示す基地局のチャネル推定回路の構成を示すブロック図である。
【００４１】
乗算器２０１では、逆拡散処理後の信号にシンボル毎の位相回転補正値を乗算し、乗算後の信号を乗算器２０２に出力する。乗算器２０２では、シンボル毎の位相回転補正された逆拡散処理後の信号にパイロットパターン（ＰＬパターン）を乗算し、ＰＬパターンによるデータ変調成分を消すことにより同相に揃え、その乗算結果を同相加算回路２０３に出力する。
【００４２】
同相加算回路２０３では、乗算結果を同相加算してスロット単位のチャネル推定値を求める。シンボル毎の位相回転補正値の乗算、ＰＬパターンの乗算及び同相加算は、スロット内の処理となる。このチャネル推定値は、重み付け加算回路２０４に出力される。
【００４３】
一方、逆拡散処理後の信号は、位相回転検出回路２０５の周波数オフセット検出回路２０５１及びフェージング変動成分検出回路（以後、ｆＤ検出回路と省略する）２０５２に出力される。周波数オフセット検出回路２０５１では、逆拡散処理後の信号から周波数オフセットを求める。この周波数オフセット成分（周波数オフセットに対応する位相回転量）は、スロット毎位相回転補正回路２０７及びシンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０に出力される。また、ｆＤ検出回路２０５２では、逆拡散処理後の信号から最大ドップラー周波数（以後、ドップラー周波数又はｆＤ）を求める。なお、一般に周波数オフセットに比べて、フェージング変動におけるドップラー周波数を正確に測定するのは困難である。よって、上記ドップラー周波数の検出においては、周波数オフセットの検出精度よりも、粗い精度（例えば、数十Ｈｚ程度、又は低速／中速／高速の検出程度）に留めることが考えらる。このフェージング変動成分（ｆＤに対応する位相回転量）は、重み係数算出回路２０８に出力される。
【００４４】
シンボル毎位相回転補正回路２１０は、周波数オフセットの位相回転量に基づいてシンボル毎の位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌを算出し、この位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌを乗算器２０１に出力する。スロット毎位相回転補正回路２０７は、周波数オフセットの位相回転量に基づいてスロット毎の位相回転補正値△θｓｌｏｔを算出し、この位相回転補正値△θｓｌｏｔを重み付け加算回路２０４に出力する。シンボル毎位相回転補正回路２０９は、周波数オフセット成分に基づいてシンボル毎の位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌを算出し、この位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌを乗算器２０６に出力する。なお、上記２０１に出力される位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌと２０６に出力される位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌとは同一の値であるため、１つに共通化することも可能である。
【００４５】
重み係数算出回路２０８では、ｆＤ検出値に応じて重み係数（α）を算出し、この重み係数αを重み付け加算回路２０４に出力する。
【００４６】
重み付け加算回路２０４では、スロット毎位相回転補正回路２０７からの位相回転補正値△θｓｌｏｔ及び重み係数算出回路２０８からの重み係数αを用いて複数スロットにわたるスロット単位のチャネル推定値に対して重み付け加算を行う。したがって、この重み付け加算処理はスロット間の処理となる。
【００４７】
このようにして複数スロットにわたって重み付け加算されたチャネル推定値によりシンボル毎のチャネル推定値あるいはスロット平均のチャネル推定値が求められる。この場合、必要に応じて、チャネル推定値としては、重み付け加算回路２０４の出力であるスロット平均のチャネル推定値を用いたり、重み付け加算回路２０４の出力であるスロット平均のチャネル推定値にシンボル毎の位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌを乗算器２０６で乗算して得られたシンボル毎のチャネル推定値を用いる。
【００４８】
図３は、本発明の実施の形態１に係るチャネル推定装置を備えた基地局と無線通信を行う通信端末の構成を示すブロック図である。なお、図３に示す通信端末では、ＲＡＫＥ合成するパスが１である場合について説明するが、ＲＡＫＥ合成するパスが２以上である場合にも適用することができる。
【００４９】
通信相手である基地局から送信された信号は、アンテナ３０１から共用器３０２を介して無線受信回路３０３で受信する。無線受信回路３０３では、受信信号に対して所定の無線受信処理を行って、無線受信処理後の信号を相関器３０４及びサーチ回路３０７に出力する。
【００５０】
相関器３０４では、無線受信処理後の信号に対して、通信相手である通信端末での拡散変調処理で使用した拡散符号を用いて逆拡散処理を行ってチャネル推定・同期検波・合成回路３０５に出力する。相関器３０４は、サーチ回路３０７からのタイミング情報に基づいて逆拡散処理を行う。チャネル推定・同期検波・合成回路３０５では、無線受信処理後の信号のパイロット部分（既知信号）を用いてチャネル推定を行ってチャネル推定値を求め、このチャネル推定値を無線受信処理後の信号のデータ部分に乗算して同期検波を行う。さらに、チャネル推定・同期検波・合成回路３０５では、同期検波後の信号を用いてＲＡＫＥ合成を行う。
【００５１】
ＲＡＫＥ合成後の信号は、復調回路３０６に出力される。復調回路３０６では、ＲＡＫＥ合成後の信号に対して復調処理を行って受信データを得る。
【００５２】
送信データは、変調回路３０８で変調処理された後に、拡散回路３０９に出力される。拡散回路３０９では、変調処理後のデータに対して所定の拡散符号を用いて拡散変調処理を行い、拡散変調処理後のデータを無線送信回路３１０に出力する。無線送信回路３１０では、拡散変調処理後のデータに対して所定の無線送信処理を行う。無線送信処理された信号は、共用器３０２を介してアンテナ３０１から通信相手である基地局に送信される。
上述したような図１に示す基地局と図３に示す通信端末により、ＣＤＭＡ方式によるディジタル無線システムが構成され、図１に示す基地局と図３に示す通信端末により無線通信が行われる。
【００５３】
次に、上記構成を有するチャネル推定装置を備えた基地局の動作について説明する。
基地局では、通信端末からの上り回線信号を受信し、受信信号に対して相関器で逆拡散処理を行う。逆拡散信号は、それぞれ位相回転検出回路２０５の周波数オフセット検出回路２０５１とｆＤ検出回路２０５２に出力される。周波数オフセット検出回路２０５１とｆＤ検出回路２０５２において、それぞれ個別に周波数オフセット成分とｆＤを検出する。
【００５４】
ここで、周波数オフセット成分とフェージング変動成分を分離して検出する方法としては、例えば、スロット毎の正規化後のチャネル推定値から内積演算して平均化する際に位相の回転方向を意識して±を付けて平均化する方法が挙げられる。具体的には、この平均化長を比較的長く取ることにより、頻繁に変化するｆＤによる位相回転の成分は除去されて周波数オフセットのみによる位相回転を検出することができる。そして、求めた周波数オフセットのみによる位相回転を各内積値（回転方向の符号付きの値）から減算した値の絶対値を平均化することにより、ｆＤのみよる位相回転の平均値を求めることができる。ただし、本発明において、周波数オフセット成分とフェージング変動成分を分離して検出する方法は上記の例に限られる訳ではなく、別の方法を適用しても何ら問題はない。
【００５５】
周波数オフセットに起因する位相回転は測定時間（数秒オーダ）に対して一定と見なせる。フェージング変動による位相回転は回転量及び回転方向ともに短い区間においても一定でないため、長時間の平均の検出値と瞬時の位相回転量との差が大きく、誤った検出値に基づいて位相回転補正を行うとかえってチャネル推定精度が劣化する可能性がある。
【００５６】
一方、高いドップラー周波数の時には、フェージング変動による位相回転が同相加算に与える影響も無視できないので、周波数オフセットだけでなくフェージング変動による位相回転も合わせて補正した方が、むしろ良いとも考えられる。いずれにしろ、フェージング変動による位相回転の補正は、短時間での検出精度に依存する。
【００５７】
このように、周波数オフセットに起因する位相回転とｆＤに起因する位相回転を別々に検出して、両位相回転量をチャネル推定に反映させることにより、長時間の平均の検出値と瞬時の位相回転量との差が大きい場合のチャネル推定劣化を防止すると共に、フェージングによる位相回転の同相加算への影響を小さくすることができる。
【００５８】
周波数オフセット検出回路２０５１で求められた周波数オフセット成分は、シンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０とスロット毎位相回転補正回路２０７に出力される。すなわち、本発明においては、位相回転補正として、シンボル毎の補正と、重み付け加算前のスロット毎の補正とを用いる。したがって、スロット内処理において、シンボル単位で位相回転を補正し、さらにスロット単位（前後のスロットをも用いて）で位相回転を補正する。
【００５９】
このような２段階の位相回転補正を行うことにより、まず、シンボル単位の補正により、各シンボルのチャネル推定値から周波数オフセット成分を除去し、同相加算によるスロット単位のチャネル推定精度を向上させ、次に、ＷＭＳＡにおける復調スロットに対する前後のスロット間の周波数オフセット成分を除去することで、ＷＭＳＡによる重み付け加算によるチャネル推定精度を向上させることができる。このように、シンボルレベル及びスロットレベルで個々に位相回転補正を行うことができるので、より精度良くチャネル推定値を求めることが可能となる。
【００６０】
また、上記のようにシンボル単位の位相回転補正とスロット単位の位相回転補正を行う際に、チャネル推定を行う処理単位として、シンボル単位で行う場合とスロット単位で行う場合とが考えられる。シンボル単位でチャネル推定値を求めた場合にはチャネル推定を行う際に、シンボル調整を行う必要がある。
【００６１】
シンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０及びスロット毎位相回転補正回路２０７では、それぞれ以下のような具体的な演算により位相回転補正値を求めている。
【００６２】
パイロット部分のＰＬパターンを乗算しデータ変調成分を消すことにより同相に揃えた後の相関出力は、
ｐｌ（ｍ）＝ｐｌ．ｉ＋ｊｐｌ．ｑ（ｍ＝０〜５：ｍはシンボル）        …式（１）
である。
【００６３】
シンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０で求められるシンボル単位の位相回転補正値は、
ｅｊ（Δθｓｙｍｂ＊ｍ）＝ａｄ＿ｓｙｍｂ．ｉ（ｍ）＋ｊ・ａｄ＿ｓｙｍｂ．ｑ（ｍ）          …式（２）
により求められる。
【００６４】
スロット毎位相回転補正回路２０７で求められるスロット単位の位相回転補正値は、
ｅｊ（Δθｓｌｏｔ＊ｔ）＝ａｄ＿ｓｌｏｔ．ｉ（ｔ）＋ｊ・ａｄ＿ｓｌｏｔ．ｑ（ｔ）  （ｔ＝−２，−１，０，＋１，＋２）…式（３）
により求められる。
【００６５】
シンボル毎位相回転補正回路２１０の位相回転補正値△θｓｙｍｂｏｌは、乗算器２０１に出力され、ＰＬパターン乗算前の逆拡散信号に乗算される。これにより、ＰＬパターンとの相関をとる前にシンボル単位で位相回転が補正される。
【００６６】
シンボル単位で位相回転が補正されたパイロット部分の逆拡散信号にＰＬパターンを乗算した相関出力ｐｌ（ｍ）は、同相加算回路２０３に出力される。同相加算回路２０３では、
ｃｈ（ｔ，０）＝Σｐｌ（ｍ）・ｅｊ（Δθｓｙｍｂ＊ｍ）                        …式（４）
により同相加算される。
ここで、ｍ＝０〜５とする。ｃｈ（ｔ，ｍ）は、ｔスロット、ｍシンボルのチャネル推定値である。このチャネル推定値は、重み付け加算（ＷＭＳＡ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ  Ｍｕｌｔｉ−Ｓｙｍｂｏｌ  Ａｖｅｒａｇｉｎｇ））前のものである。
【００６７】
次いで、同相加算後のチャネル推定値は、重み付け加算回路２０４に出力される。重み付け加算回路２０４では、重み係数算出回路２０８で算出された重み係数α及びスロット毎位相回転補正回路２０７の出力である位相回転補正値△θｓｌｏｔを用いてＷＭＳＡを行う。ＷＭＳＡの補正では、復調するスロットを中心にしてΔθｓｌｏｔの補正を行う。
【００６８】
ＷＭＳＡは、ｌ番目のブランチのｎ番目のスロットのｍ番目シンボルのチャネル推定値を
【数１】
0003544643.tif 000002
とすると、同期加算後のスロット毎のチャネル推定値は下記式（６）に示すようになり、さらに前後の複数スロットのチャネル推定値を用いることにより、下記式（７）に示すようになる。
【数２】
0003544643.tif 000003
【数３】
0003544643.tif 000004
ここで、αｉ（≦１）は重み係数である。
【００６９】
このＷＭＳＡ技術については、安倍田、安藤、佐和橋、安達らの”ＤＳ／ＣＤＭＡ複数シンボル重み付き平均化（ＷＭＳＡ）パイロットチャネルの特性”信学技報  ＲＣＳ９７−１６３，１９９７−１１）に示されている。この内容はここに含めておく。
【００７０】
この技術を応用してスロット単位の位相回転補正によるＷＭＳＡを行って、復調スロットの先頭シンボルのチャネル推定値を求める場合、
ＣＨ（ｔ，０）＝ΣＷ（ｔ）・ｃｈ（ｔ，０）・ｅｊ（Δθｓｌｏｔ＊ｔ）                  …式（８）
により行う。
ここで、ｔ＝−２，−１，０，＋１，＋２の５スロットとするがスロット数は特に限定されない。Ｗ（ｔ）は、ＷＭＳＡの重み係数である。ＣＨ（ｔ，ｍ）は、ｔスロット、ｍシンボルのチャネル推定値である。このチャネル推定値は、ＷＭＳＡ後のものである。
【００７１】
したがって、シンボル毎のチャネル推定値は、
ＣＨ（ｔ，ｍ）＝ＣＨ（ｔ，０）・ｅｊ（Δθｓｙｍｂ＊ｍ）                          …式（９）
により求められる。
【００７２】
上記チャネル推定値の演算においては、スロット間の補正後のＷＭＳＡ演算を行うが、その推定値が上記式（４）ではスロット先頭に合わせて補正を行うようになっている。したがって、そのままＷＭＳＡを行うと、求まるチャネル推定値はスロット先頭のものに相当する。このため、シンボル毎のチャネル推定値を計算して同期検波する際は、そのまま先頭の次のシンボルから位相回転補正値Δθｓｙｍｂｏｌをかけていけば、各シンボルのチャネル推定値を求めることができる。すなわち、シンボル毎のチャネル推定値を求める場合には、シンボル毎位相回転補正回路２０９で求められた位相回転補正値Δθｓｙｍｂｏｌを重み付け加算回路２０４の出力に乗算器２０６で乗算する（シンボル単位処理）。
【００７３】
しかしながら、スロット単位のチャネル推定値で同期検波する際は、スロット中央（又はパイロットシンボル区間の中央）のチャネル推定値を用いるのが良いと考えられるので、ＷＭＳＡ後の値に、４＊Δθｓｙｍｂｏｌ程度の値（スロット長が１０のパイロットシンボル長である場合）をかけた値で同期検波することが望ましい。
【００７４】
なお、スロット平均のチャネル推定値を用いるかシンボル単位のチャネル推定値を用いるかは、適宜変更することが可能である。シンボル単位のチャネル推定値を用いる場合、チャネル推定値がシンボル単位であるとの指示をシンボル毎位相回転補正回路２０９に入力し、シンボル毎位相回転補正回路２０９は、その指示にしたがって重み付け加算回路２０４の出力に位相回転補正値Δθｓｙｍｂｏｌを乗算する。一方、スロット平均のチャネル推定値を用いる場合、チャネル推定値がスロット平均であるとの旨にしたがってチャネル推定値をスロット中央値に合わせる処理を行う。
【００７５】
このように、変化の状態が周波数オフセットに起因する位相回転とフェージング変動に起因する位相回転を別々に補正し、チャネル推定に両補正を反映させるので、受信品質を劣化させることなく、チャネル推定精度を向上させることができる。
【００７６】
さらに、逆拡散信号の同相加算前でシンボル単位（スロット内処理）で位相回転を補正し、さらに同相加算後でスロット単位（スロット間処理）で位相回転を補正してチャネル推定を行うことにより、チャネル推定精度を向上させることができる。
【００７７】
なお、本実施の形態においては、シンボル単位の位相回転補正とスロット単位の位相回転補正を両方行ってスロット平均のチャネル推定値やシンボル単位のチャネル推定値を求める場合について説明しているが、本発明においては、スロット単位の位相回転補正のみを行ってスロット平均のチャネル推定値やシンボル単位のチャネル推定値を求めるようにしても良い。
【００７８】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、周波数オフセットの位相回転補正とフェージング変動の位相回転補正の切り替えや、ＷＭＳＡにおける重み係数の切り替えの制御を行う場合について説明する。
【００７９】
図４は、本発明の実施の形態２に係るチャネル推定回路の構成を示すブロック図である。なお、図４に示すチャネル推定回路において、図２と同じ部分については図２と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００８０】
図４に示すチャネル推定回路は、位相回転検出回路２０５の出力を切り替えるスイッチ４０１，４０２を備えている。スイッチ４０１は、周波数オフセット成分検出回路２０５１で検出された周波数オフセット成分の出力を制御し、スイッチ４０２は、ｆＤ検出回路２０５２で検出されたｆＤ検出値の出力を制御する。
【００８１】
位相回転補正として考慮する成分は、実施の形態１で説明したように、周波数オフセット及びフェージング変動である。したがって、切り替えるモードとしては、位相回転補正の成分として、周波数オフセットのみ、周波数オフセットとフェージング変動の組み合わせの２通りがあり、また、フェージング変動に応じたＷＭＳＡの制御方法として２通りがある。すなわち、以下に説明するように、４つのモードが想定される（図５参照）。
【００８２】
モード＃１：位相回転補正は、周波数オフセットのみを考慮する。フェージング変動による位相回転の影響は残るので、その分はＷＭＳＡの重み係数の切り替えにより対応する。
モード＃２：位相回転補正は、周波数オフセット及びフェージング変動の両方を考慮する。ただし、フェージング変動におけるドップラー周波数の検出精度や位相回転方向の変化速度を考慮して、フェージング変動による補正は高いドップラー周波数の場合のみ、又は低いドップラー周波数の場合のみに限定することも考えられる。なお、フェージング変動に対する位相補正が行われている場合は、ＷＭＳＡの重み係数の切り替えは行わず、平均化するスロット長は固定値とする。
モード＃３：位相回転補正は、周波数オフセット及びフェージング変動の両方を考慮する。ただし、フェージング変動を考慮した補正はモード２と同様に高いドップラー周波数の場合のみ、または低いドップラー周波数の場合のみに限定することも考えられる。この場合、フェージング変動に対する位相補正後もフェージング変動による瞬時的な位相回転の影響は残ると考え、それに対してはフェージング変動によるＷＭＳＡの重み係数の切り替えで対応する。
モード４：フェージング変動におけるドップラー周波数に基づいてＷＭＳＡの重み係数の切り替えを行い、周波数オフセットによる位相回転補正は行わない。
【００８３】
本実施の形態に係るチャネル推定回路においては、モード情報がスイッチ４０１，４０２に入力されて切り替えられることにより、モード情報にしたがって位相回転補正を行う。
【００８４】
例えば、モード情報がモード＃１である場合には、スイッチ４０１は周波数オフセット検出回路２０５１の出力である周波数オフセット成分をシンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０及びスロット毎位相回転補正回路２０７に出力するように制御され、スイッチ４０２はｆＤ検出回路２０５２の出力であるｆＤ検出値を出力しないように制御する。なお、ｆＤ検出回路２０５２からはフェージング変動成分（ｆＤ検出値）が重み係数算出回路２０８に出力される。
【００８５】
これにより、位相回転補正については周波数オフセットのみを考慮し、ドップラー周波数（ｆＤ検出値）に応じたＷＭＳＡの重み係数の切り替えにより、フェージング変動による位相回転の影響を抑える。すなわち、ドップラー周波数が高い（例えばｆＤ＝２００Ｈｚ程度以上）場合に、平均化時間を短く（平均化を行う前後のスロット数を少なく）し、ドップラー周波数が低い場合に、平均化時間を長く（平均化を行う前後のスロット数を多く）する。
【００８６】
モード情報がモード＃２である場合には、スイッチ４０１は周波数オフセット検出回路２０５１の出力である周波数オフセット成分をシンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０及びスロット毎位相回転補正回路２０７に出力するように制御され、スイッチ４０２はｆＤ検出回路２０５２の出力であるｆＤ検出値をシンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０及びスロット毎位相回転補正回路２０７に出力するように制御する。なお、ｆＤ検出回路２０５２からはフェージング変動成分（ｆＤ検出値）が重み係数算出回路２０８に出力される。
【００８７】
これにより、位相回転補正は、周波数オフセット及びフェージング変動の両方を考慮する。この場合、ｆＤ検出回路２０５２で検出されたドップラー周波数が高い場合にのみｆＤ検出回路２０５２の出力であるｆＤ検出値を出力するように制御するようにしても良く、また逆にドップラー周波数が低い場合にのみｆＤ検出値を出力するなど、条件に応じて限定して制御するようにしても良い。なお、この場合、重み係数算出回路２０８はモード情報に基づいてＷＭＳＡの重み係数の切り替えは行わず、平均化するスロット長は固定値とする。
【００８８】
モード情報がモード＃３である場合には、スイッチ４０１は周波数オフセット検出回路２０５１の出力である周波数オフセット成分をシンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０及びスロット毎位相回転補正回路２０７に出力するように制御され、スイッチ４０２はｆＤ検出回路２０５２の出力であるｆＤ検出値をシンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０及びスロット毎位相回転補正回路２０７に出力するように制御する。なお、ｆＤ検出回路２０５２からはフェージング変動成分（ｆＤ検出値）が重み係数算出回路２０８に出力される。
【００８９】
これにより、位相回転補正は、周波数オフセット及びフェージング変動の両方を考慮する。モード＃２と同様に、ｆＤ検出回路２０５２で検出されたドップラー周波の条件に応じてスイッチ４０２のＯＮ／ＯＦＦ制御をするようにしても良い。また、ＷＭＳＡの重み係数の切り替えにより、フェージング変動による位相回転の影響を抑える。すなわち、ドップラー周波数が高い（例えばｆＤ＝２００Ｈｚ程度以上）場合に、平均化時間を短く（平均化を行う前後のスロット数を少なく）し、ドップラー周波数が低い場合に、平均化時間を長く（平均化を行う前後のスロット数を多く）する。
【００９０】
モード情報がモード＃４である場合には、スイッチ４０１は周波数オフセット検出回路２０５１の出力である周波数オフセット成分をシンボル毎位相回転補正回路２０９，２１０及びスロット毎位相回転補正回路２０７に出力しないように制御され、スイッチ４０２もｆＤ検出回路２０５２の出力であるｆＤ検出値を出力しないように制御する。なお、ｆＤ検出回路２０５２からはフェージング変動成分（ｆＤ検出値）が重み係数算出回路２０８に出力される。
【００９１】
これにより、ＷＭＳＡの重み係数の切り替えにより、フェージング変動による位相回転の影響を抑える。すなわち、ドップラー周波数が高い（例えばｆＤ＝２００Ｈｚ程度以上）場合に、平均化時間を短く（平均化を行う前後のスロット数を少なく）し、ドップラー周波数が低い場合に、平均化時間を長く（平均化を行う前後のスロット数を多く）する。
【００９２】
このように位相回転補正やＷＭＳＡの切り替えのモードを適宜変更することにより、回線状況に応じて適切なチャネル推定を行うことが可能となる。特に、モード＃２，モード＃３については、周波数オフセットによる位相回転成分よりも、フェージング変動による位相回転が大きい場合、すなわち高いドップラー周波数の時には、フェージングによる位相回転が、スロット単位のチャネル推定精度やＷＭＳＡにより求めるチャネル推定精度に与える影響も大きいため、周波数オフセットだけでなくフェージングによる位相回転も合わせて補正した方が良い精度のチャネル推定値を求めることが可能になることも考えられる。
【００９３】
上記実施の形態１，２は適宜組み合わせて実施することが可能である。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、受信信号に含まれる既知信号から位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を個別に検出し、位相回転の周波数オフセット成分及びフェージング変動成分を用いてチャネル推定を行うので、受信品質を劣化させることなく、チャネル推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るチャネル推定装置を備えた基地局の構成を示すブロック図
【図２】図１に示す基地局のチャネル推定回路の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るチャネル推定装置を備えた基地局と無線通信を行う通信端末の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２に係るチャネル推定装置を備えた基地局のチャネル推定回路の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係るチャネル推定装置を備えた基地局におけるモードを説明するためのテーブルを示す図
【図６】従来のチャネル推定装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
２０１，２０２，２０６  乗算器
２０３  同相加算回路
２０４  重み付け加算回路
２０５  位相回転検出回路
２０７  スロット毎位相回転補正回路
２０８  重み係数算出回路
２０９，２１０  シンボル毎位相回転補正回路
２０５１  周波数オフセット検出回路
２０５２  フェージング変動成分検出回路（ｆＤ検出回路）
４０１，４０２  スイッチ
【図１】
0003544643.tif 000005
【図２】
0003544643.tif 000006
【図３】
0003544643.tif 000007
【図４】
0003544643.tif 000008
【図５】
0003544643.tif 000009
【図６】
0003544643.tif 000010