(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遅延プロファイルにおける先頭波位置を検出する先頭波位置検出装置であって、
遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、
前記時間間隔測定手段により測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出手段と、
前記先頭位置検出手段により検出した先頭位置以後において、サンプル値が最初にピークとなる位置を先頭波位置として検出する先頭波位置検出手段とを備え、
前記先頭波位置検出装置は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧手段をさらに備え、
前記時間間隔測定手段は、前記雑音抑圧手段により雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする先頭波位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の先頭波位置検出装置であって、前記サンプル値は受信電力値であることを特徴とする先頭波位置検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の先頭波位置検出装置を備え、
前記遅延プロファイルは、拡散符号を用いて拡散した送信信号を受信側で逆拡散し分離して生成したパスに関する遅延プロファイルであることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
遅延プロファイルにおける先頭位置を検出する先頭位置検出装置であって、
遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、
前記時間間隔測定手段により測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出手段とを備え、
前記先頭位置検出装置は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧手段をさらに備え、
前記時間間隔測定手段は、前記雑音抑圧手段により雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする先頭位置検出装置。
【請求項５】
遅延プロファイルにおける先頭波位置を検出する先頭波位置検出方法であって、
遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定ステップと、
前記時間間隔測定ステップにより測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出ステップと、
前記先頭位置検出ステップにより検出した先頭位置以後において、サンプル値が最初にピークとなる位置を先頭波位置として検出する先頭波位置検出ステップとを備え、
前記先頭波位置検出方法は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧ステップをさらに備え、
前記時間間隔測定ステップは、前記雑音抑圧ステップにより雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする先頭波位置検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の先頭波位置検出方法であって、前記サンプル値は受信電力値であることを特徴とする先頭波位置検出方法。
【請求項７】
遅延プロファイルにおける先頭位置を検出する先頭位置検出方法であって、
遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定ステップと、
前記時間間隔測定ステップにより測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出ステップとを備え、
前記先頭位置検出方法は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧ステップをさらに備え、
前記時間間隔測定ステップは、前記雑音抑圧ステップにより雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする先頭位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遅延プロファイルにおける先頭波の位置を検出する先頭波位置検出装置および方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、基地局アンテナから電波を受信し、ビル等で反射や回折を経て到達した電波を受信した場合の概念、および（伝搬）遅延プロファイルの例を示す図である。遅延プロファイルの▲１▼、▲２▼および▲３▼の電波は素波（パス）と呼ばれる。
【０００３】
図１に示した遅延プロファイルにおいて、横軸は移動局に到来する電波の伝搬遅延時間（以下、「遅延時間」と呼ぶ）であり、縦軸は受信電力である。縦軸は伝搬損失で表すこともできる。また、受信電力や伝搬損失は絶対的なものであっても、相対的なものであってもよい。
【０００４】
図２は、従来の受信装置の構成例を示す図である。図２に示す受信装置は、アンテナ１２０、逆拡散符号発生部１２２、１３６、乗算部１２４、１３８、遅延プロファイル測定部１２６、平均化部１２７、雑音レベル検出部１２８、除去部１３０、パス選択部１３２、検出タイミング設定部１３４、およびＲＡＫＥ合成部１４０を備える。
【０００５】
アンテナ１２０を介して受信された信号は、乗算部１２４において、逆拡散符号発生部１２２により発生された逆拡散符号と乗算され、逆拡散され、パスは分離される。遅延プロファイル測定部１２６は、分離された各パスの受信電力値を測定し、遅延プロファイルを測定（作成）する。
【０００６】
測定された遅延プロファイルには雑音が含まれているため、平均化部１２７、雑音レベル検出部１２８、および除去部１３０により、雑音を抑圧する。
【０００７】
パス選択部１３２は、雑音が抑圧された遅延プロファイルからＲＡＫＥ合成に適切なパス（例えば、受信電力値の大きいパス）を選択する。検出タイミング設定部１３４は、パス選択部１３２で選択されたパスを考慮して検出タイミングを設定する。逆拡散符号発生部１３６は、検出タイミング設定部１３４で設定された検出タイミングに従い、逆拡散符号を発生し、アンテナ１２０を介して受信された信号を乗算部１３８で逆拡散し、受信された信号のうち、パス選択部１３２で選択されたパスのみがＲＡＫＥ合成部１４０に入力されるようにする。ＲＡＫＥ合成部１４０では入力されたパスのＲＡＫＥ合成を行う。ＲＡＫＥ合成された信号には、その後デインタリーブ処理等がなされ、最終的に復調されたデータが得られる。
【０００８】
ある通信装置Ａからある通信装置Ｂへ信号を送信し、通信装置Ｂにおいて受信信号についての遅延プロファイルを測定したとする。このとき、測定した遅延プロファイルにおいて先頭波の位置を検出することができれば通信装置Ａ（送信地点）と通信装置Ｂ（受信地点）の間の距離を求めることができる。図１の例において、先頭波はパス▲１▼である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１に示す遅延プロファイルは理想的な遅延プロファイルであり、実際に遅延プロファイルを測定した場合には、受信（検出）タイミングによりパス位置は不確定となる。
【００１０】
ＣＤＭＡ方式を例に説明すると、受信信号は図３の（ａ）の信号に対して（ｂ）の拡散符号を重畳された（ｃ）の信号として受信される。拡散符号（ショートコード）はシンボル毎に同一であり、１シンボル毎に遅延プロファイルは観測される。１シンボル毎の観測長は一般にウィンドウ幅と呼ばれる。
【００１１】
この受信信号（送信信号）を逆拡散して遅延プロファイルを得ようとすると、図４に示すように、パス（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）が繰り返された波形（相関出力）が得られる。したがって、受信（検出）タイミングによりパス位置は不確定となる。
【００１２】
例えば、図１に示す遅延プロファイルを実際に測定すると、パスの位置関係は、図５（ａ）のようになる場合もあるし、図５（ｂ）のようになる場合もあるし、図１のようになる場合もある。すなわち、パスの並び方は不確定である。したがって、どのパスが先頭波であるかを検出する方法が望まれる。ただし、パス▲１▼→パス▲２▼→パス▲３▼→パス▲１▼の順番が変ることはない。
【００１３】
また、１シンボル長は最大遅延時間幅に比べて十分長いのが一般的であるが、１シンボル長が最大遅延時間幅に比べて十分長くない場合には、ショートコードとロングコードを組み合わせることによって、等価的にウィンドウ幅を広げることができる。
【００１４】
また、実際に遅延プロファイルを測定した場合には、周波数帯域の制限のため、波形がなまる。図１および図５に示す遅延プロファイルは、周波数帯域が無限大である理想的な場合の遅延プロファイルである。
【００１５】
図６は、図１に示す遅延プロファイルを実際に測定した場合の例を示す図である。図６に示す遅延プロファイル（周波数帯域制限あり）は、図５（ａ）に示す遅延プロファイル（周波数帯域制限なし）と対応している。図６に示すように、遅延プロファイルの波形はなまっている。したがって、仮にパス▲１▼を含む山状の部分が先頭波を含む領域▲１▼’だということがわかったとしても、先頭波▲１▼の位置はわからない。
【００１６】
なお、遅延プロファイルはサンプリングにより測定するのが一般的であり、図６に示す遅延プロファイルもサンプリングにより測定された遅延プロファイルである。
【００１７】
従来の先頭波位置検出方法としては、サンプル値（受信電力値等）が一番大きい位置を先頭波の位置として検出する方法があった。しかし、この方法では誤検出が多かった。例えば図６においてこの方法を適用すると、パス▲２▼の位置を先頭波の位置として検出してしまう。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、遅延プロファイルにおいて先頭波の位置を適切に検出することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、遅延プロファイルにおける先頭波位置を検出する先頭波位置検出装置であって、遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、前記時間間隔測定手段により測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出手段と、前記先頭位置検出手段により検出した先頭位置以後において、サンプル値が最初にピークとなる位置を先頭波位置として検出する先頭波位置検出手段とを備え、前記先頭波位置検出装置は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧手段をさらに備え、前記時間間隔測定手段は、前記雑音抑圧手段により雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の先頭波位置検出装置であって、前記サンプル値は受信電力値であることを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の先頭波位置検出装置を備え、前記遅延プロファイルは、拡散符号を用いて拡散した送信信号を受信側で逆拡散し分離して生成したパスに関する遅延プロファイルであることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、遅延プロファイルにおける先頭位置を検出する先頭位置検出装置であって、遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、前記時間間隔測定手段により測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出手段とを備え、前記先頭位置検出装置は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧手段をさらに備え、前記時間間隔測定手段は、前記雑音抑圧手段により雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、遅延プロファイルにおける先頭波位置を検出する先頭波位置検出方法であって、遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定ステップと、前記時間間隔測定ステップにより測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出ステップと、前記先頭位置検出ステップにより検出した先頭位置以後において、サンプル値が最初にピークとなる位置を先頭波位置として検出する先頭波位置検出ステップとを備え、前記先頭波位置検出方法は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧ステップをさらに備え、前記時間間隔測定ステップは、前記雑音抑圧ステップにより雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の先頭波位置検出方法であって、前記サンプル値は受信電力値であることを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、遅延プロファイルにおける先頭位置を検出する先頭位置検出方法であって、遅延時間上でサンプリングした遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定する時間間隔測定ステップと、前記時間間隔測定ステップにより測定した時間間隔のうち、最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する先頭位置検出ステップとを備え、前記先頭位置検出方法は、遅延プロファイルの雑音とみなされるサンプル値をしきい値処理によって抑圧する雑音抑圧ステップをさらに備え、前記時間間隔測定ステップは、前記雑音抑圧ステップにより雑音を抑圧した遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を測定することを特徴とする。
【００２８】
以上の構成によれば、遅延プロファイルにおいて先頭波の位置を適切に検出することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
図７は、本発明の実施形態に係る受信装置の構成例を示す図である。本実施形態に係る受信装置は、先頭波位置検出装置１０、アンテナ２０、逆拡散符号発生部２２、３６、乗算部２４、３８、遅延プロファイル測定部２６、パス選択部３２、検出タイミング設定部３４、およびＲＡＫＥ合成部４０を備える。
【００３１】
先頭波位置検出装置１０は、平均化部２７、雑音レベル検出部２８、除去部３０、時間間隔測定部１２、先頭位置検出部１４および先頭波位置検出部１６を有する。先頭波位置検出装置１０は、ハードウェアとして実現することもできるし、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等によりソフトウェアとして実現することもできる。
【００３２】
アンテナ２０を介して受信された信号は、乗算部２４において、逆拡散符号発生部２２により発生された逆拡散符号と乗算され、逆拡散され、パスは分離される。遅延プロファイル測定部２６は、分離された各パスの受信電力値を測定し、遅延プロファイルを測定（作成）する。測定はサンプリングにより行う。
【００３３】
測定された遅延プロファイルには雑音が含まれているため、平均化部２７、雑音レベル検出部２８、および除去部３０により以下のような処理を行い、雑音を抑圧する。
【００３４】
平均化部２７は、遅延プロファイル（またはさらに雑音を抑圧するために同相加算を行った上で得られた遅延プロファイル）の各サンプル値（本実施形態においては受信電力値）について（時間）平均化を行う。
【００３５】
図８は、平均化部２７により平均化された遅延プロファイルの例を示す図である。図８の例では３１個のサンプル値が示されている。
【００３６】
雑音レベル検出部２８では、遅延プロファイルの雑音レベルを検出する。具体的には、サンプル値について累積確率を求め、あらかじめ定められた累積確率Ｘ［％］に対応するサンプル値（受信電力値）を雑音レベルＮ０とする。Ｘの具体的な値としては、例えば５０［％］が考えられる。
【００３７】
図９は、サンプル値について累積確率を求めた例を示す図である。
【００３８】
除去部３０では、パスレベルしきい値Ｌｔｈ＝Ｎ０＋ΔＬ（Ｎ０：雑音レベル検出部２８で求めた雑音レベル）未満であるサンプル値を雑音とみなし、それらのサンプル値を遅延プロファイルから除去する。ΔＬはあらかじめ定められた値であり、０としてもよい。
【００３９】
図１０は、図８に示す遅延プロファイルについて、雑音とみなされたサンプル値を除去した例を示す図である。図１０に示す例では、１２個のサンプル値がパスレベルしきい値Ｌｔｈ未満であり、雑音とみなされ、除去されている。一方、８個のサンプル値（ａ）〜（ｈ）はパスレベルしきい値Ｌｔｈ以上であるので残っている。
【００４０】
雑音を抑圧するため、以上説明した（平均化部２７による）平均化処理および（雑音レベル検出部２８および除去部３０による）しきい値処理を行うことが好ましいが、平均化処理および／またはしきい値処理を行わないようにすることも可能である。
【００４１】
除去部３０により雑音を除去された遅延プロファイルは、先頭波位置検出装置１０に入力される。先頭波位置検出装置１０では、まず時間間隔測定部１２で、入力された遅延プロファイルについてサンプル値の時間間隔（幅）を測定する。
【００４２】
図１１は、図１０に示す遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を示す図である。図１１では時間間隔としてτ１〜τ１３が示されている。ただし、サンプル値（ｍ）とサンプル値（ａ）の間隔τ１についてはτ１Ａとτ１Ｂの和として示されている。
【００４３】
先頭位置検出部１４では、時間間隔測定部１２により測定した時間間隔の最大値を求める。そして、遅延プロファイルにおいて、その最大の時間間隔直後のサンプル値の位置を先頭位置として検出する。図１１の例では、時間間隔τ８が最大値であり、その直後のサンプル値の位置、すなわちサンプル値（ｈ）の位置が先頭位置として検出される。
【００４４】
先頭波位置検出部１６では、先頭位置検出部１４により検出した先頭位置以後において、サンプル値が最初にピークとなる位置を先頭波位置として検出する。
【００４５】
先頭波位置検出部１６における先頭波位置の検出方法をより具体的に説明すると、先頭位置のサンプル値から順にサンプル番号を１、２、・・・と付与していく。図１１の例では、サンプル値（ｈ）にサンプル番号１が、サンプル値（ｉ）にサンプル番号２が付与される。以下順にサンプル番号が付与されていき、最後にサンプル値（ｇ）にサンプル番号１３が付与される。サンプル番号を付与した後、サンプル番号１のサンプル値から順にピーク検出を行う。そして、以下の条件を満たす最小のサンプル番号ｋ＋１（ｋ＝１、２、・・）を有するサンプル値（の位置）を先頭波（の位置）として検出する。
【００４６】
Ｅ（ｋ）≦Ｅ（ｋ＋１）≧Ｅ（ｋ＋２）
ここで、Ｅ（ｋ）はサンプル番号ｋのサンプル値である。図１１の例では、サンプル値（ｊ）（サンプル番号３）が先頭波として検出される。
【００４７】
本実施形態においては、サンプル値として受信電力値を用いたが、伝搬損失等他の値を用いることもできる。
【００４８】
また、先頭波位置としては、先頭波位置検出部１６で検出した先頭波位置を用いることが好ましいが、装置を簡略化するために先頭位置検出部１４で検出した先頭位置を先頭波位置とみなして用いることも考えられる。このような場合には、先頭波位置検出部１６は不要になる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遅延プロファイルにおいて先頭波の位置を適切に検出することができる。先頭波の位置を適切に検出することができれば、例えば信号の送信地点と受信地点の距離を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基地局アンテナから電波を受信し、ビル等で反射や回折を経て到達した電波を受信した場合の概念、および（伝搬）遅延プロファイルの例を示す図である。
【図２】従来の受信装置の構成例を示す図である。
【図３】受信信号を説明するための図である。
【図４】遅延プロファイルの測定の概要を説明するための図である。
【図５】図１に示す遅延プロファイルを実際に測定した場合のパスの位置関係の例を示す図である。
【図６】図１に示す遅延プロファイルを実際に測定した場合の例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る受信装置の構成例を示す図である。
【図８】
平均化部により平均化された遅延プロファイルの例を示す図である。
【図９】サンプル値について累積確率を求めた例を示す図である。
【図１０】図８に示す遅延プロファイルについて、雑音とみなされたサンプル値を除去した例を示す図である。
【図１１】図１０に示す遅延プロファイルのサンプル値の時間間隔を示す図である。
【符号の説明】
１０  先頭波位置検出装置
１２  時間間隔測定部
１４  先頭位置検出部
１６  先頭波位置検出部
２０、１２０  アンテナ
２２、３６、１２２、１３６  逆拡散符号発生部
２４、３８、１２４、１３８  乗算部
２６、１２６  遅延プロファイル測定部
２７、１２７  平均化部
２８、１２８  雑音レベル検出部
３０、１３０  除去部
３２、１３２  パス選択部
３４、１３４  検出タイミング設定部
４０、１４０  ＲＡＫＥ合成部
【図１】
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【図２】
0003566895.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003566895.tif 000009
【図９】
0003566895.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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