(57)【要約】【課題】より低ＳＩＲまで測定することが可能な通信装置を得ること。【解決手段】本発明にかかる通信装置は、受信信号に含まれる既知のデータ系列を用いて信号電力を測定し、さらに、受信信号電力の測定値と前記信号電力測定値の差分を第１の干渉電力とする通信装置であって、信号電力測定時の観測データ数および第１の干渉電力に基づいて信号電力測定値に残留する干渉成分（第２の干渉電力）を推定するＩ´推定器（７）と、前記信号電力測定値および第２の干渉電力を用いて信号電力測定値に残留する干渉成分を除去するＳ補正器（６）と、干渉成分除去後の信号電力と第１の干渉電力とを用いてＳＩＲを計算するＳＩＲ計算器（８）と、を備えることとした。【選択図】        図１
2006005614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に含まれる既知のデータ系列を用いて信号電力を測定し、さらに、受信信号電力の測定値と前記信号電力測定値の差分を第１の干渉電力とする通信装置であって、
前記信号電力測定時の観測データ数および前記第１の干渉電力に基づいて前記信号電力測定値に残留する干渉成分（第２の干渉電力）を推定する残留干渉成分推定手段と、
前記信号電力測定値および前記第２の干渉電力を用いて前記信号電力測定値に残留する干渉成分を除去する信号電力補正手段と、
前記干渉成分除去後の信号電力と前記第１の干渉電力とを用いてＳＩＲを計算するＳＩＲ計算手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
さらに、前記第１の干渉電力を平均化し、
前記残留干渉成分推定手段は、前記第２の干渉電力の推定時に平均化後の第１の干渉電力を用い、前記ＳＩＲ計算手段は、前記ＳＩＲ計算時に平均化後の第１の干渉電力を用いることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記ＳＩＲの計算結果に応じて、送信側における送信電力を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
パス毎に前記信号電力測定値および前記第１の干渉電力を求め、前記残留干渉成分推定手段、前記信号電力補正手段、およびＳＩＲ計算手段、の組み合わせをパス毎に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項５】
復調後の受信信号に含まれる既知のデータ系列を用いて信号電力を測定する第１の工程と、
前記受信信号の電力測定値と前記信号電力測定値との差分を計算することにより第１の干渉電力を測定する第２の工程と、
前記信号電力測定時の観測データ数および前記第１の干渉電力に基づいて前記信号電力測定値に残留する干渉成分（第２の干渉電力）を推定する第３の工程と、
前記信号電力測定値および前記第２の干渉電力を用いて前記信号電力測定値に残留する干渉成分を除去する第４の工程と、
前記干渉成分除去後の信号電力と前記第１の干渉電力とを用いてＳＩＲを計算する第５の工程と、
を含むことを特徴とするＳＩＲ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を測定する通信装置に関するものであり、特に、ＳＩＲ測定時における信号電力測定値に含まれる干渉電力の影響を低減可能な通信装置およびそのＳＩＲ測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の通信装置におけるＳＩＲ測定方法について説明する。従来のＳＩＲ測定方法としては、たとえば、信号電力と干渉電力を測定してＳＩＲを計算する手法がとられる。具体的には、Ｗ−ＣＤＭＡシステム対応の受信機におけるＳＩＲ測定方法として、マルチパスに対する合成ＳＩＲの測定精度を向上させるＳＩＲ測定方法が開示されている（特許文献１参照）。この方法によると、合成ＳＩＲを計算する際に、パス毎のＳＩＲによって信号電力測定値と干渉電力測定値に重み付けを行うことにより、ＳＩＲ測定精度の向上を図っている。
【０００３】
すなわち、従来の通信装置においては、マルチパスのうち、レベルが小さい（ＳＩＲが小さい）パスに対する信号電力測定値と干渉電力測定値には、より小さい重み付け係数を乗算する。これにより、マルチパスに対する合成ＳＩＲの精度向上を実現する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通常、信号電力の測定値には、信号電力だけではなく必ず干渉成分が含まれる。すなわち、信号電力の測定処理は、原理的にフィルタと同じ処理であるが、フィルタ帯域幅を０にはできない（フィルタリング時間を無限にはできない）ために干渉成分が含まれてしまう。このような現象は、特に、ＳＩＲが小さい（干渉電力が大きい）場合に顕著に現れ、低ＳＩＲでは、信号電力の測定値にフロアー（測定値がある値よりも小さくならない現象）が生じ、測定可能なＳＩＲの範囲を狭くする原因となっていた。
【０００６】
図６は、信号電力測定値に含まれる干渉電力の大きさを表す図であり、詳細には、図６−１はＳＩＲが大きい場合、図６−２はＳＩＲが小さい場合を表している。なお、Ｓは信号電力の測定値を表し、Ｓ0は真の信号電力を表し、Ｉは干渉電力の測定値を表し、Ｉ´はＳに混入する干渉電力を表す。また、図７は、ＳＩＲの測定範囲が狭くなっている様子を示す図である。たとえば、図６−１のように、ＳＩＲが大きい場合には、信号電力測定値Ｓに含まれる干渉電力Ｉ´の大きさは、真の信号電力Ｓ0が大きいために相対的に小さくなっている。すなわち、Ｉ´の影響は小さくなる。これに対し、図６−２のように、ＳＩＲが小さい場合には、真の信号電力Ｓ0が小さいために、Ｉ´の影響が相対的に大きくなっている。このようなことが原因となり、従来においては、図７の実線に示すように、ＳＩＲが小さくなるにつれて、ＳＩＲ測定値が一定値より小さくならずに平坦になってしまう領域（フロアー）が発生する。このフロアーにより、ＳＩＲを測定できる範囲が狭くなる。
【０００７】
したがって、上記従来の通信装置におけるＳＩＲ測定方法においては、信号電力測定値に含まれる干渉成分を除去する処理を行っていないために、信号電力の測定値が真の値よりも大幅に大きくなってしまう可能性があり、この場合、測定可能なＳＩＲの範囲が狭くなる、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より低ＳＩＲまで測定可能な通信装置およびそのＳＩＲ測定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、受信信号に含まれる既知のデータ系列を用いて信号電力を測定し、さらに、受信信号電力の測定値と前記信号電力測定値の差分を第１の干渉電力とする通信装置であって、前記信号電力測定時の観測データ数および前記第１の干渉電力に基づいて前記信号電力測定値に残留する干渉成分（第２の干渉電力）を推定する残留干渉成分推定手段（後述する実施の形態のＩ´推定器７に相当）と、前記信号電力測定値および前記第２の干渉電力を用いて前記信号電力測定値に残留する干渉成分を除去する信号電力補正手段（Ｓ補正器６に相当）と、前記干渉成分除去後の信号電力と前記第１の干渉電力とを用いてＳＩＲを計算するＳＩＲ計算手段（ＳＩＲ計算器８に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、上記信号電力測定時の観測データ数および上記第１の干渉電力に基づいて信号電力測定値に残留する第２の干渉成分を求め、信号電力測定値に残留する第２の干渉成分を除去することにより、信号電力測定値に含まれる干渉電力の影響を低減することとした。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、上記のとおり、信号電力測定値に含まれる干渉電力の影響を低減できるので、たとえば、図７の破線で示すように、フロアーを小さく、より低ＳＩＲまで測定でき、これにより、従来よりも広い範囲のＳＩＲを測定することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる通信装置およびＳＩＲ測定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるＳＩＲ測定方法を実現する実施の形態１の通信装置の構成を示す図である。この通信装置は、アンテナ１と、アンテナ１を介して受信した信号を復調する復調器２と、復調器２で復調された信号の電力を測定する信号電力（Ｓ）測定器３と、復調器２で復調された信号の干渉電力を測定する干渉電力（Ｉ）測定器４と、Ｓ測定器３で測定された信号電力測定値に含まれる干渉電力を推定し除去する補正器５と、補正器５により補正後の信号電力とＩ測定器４により測定された干渉電力とを用いてＳＩＲを計算するＳＩＲ計算器８と、を備えている。また、上記補正器５は、Ｉ測定器４により測定された干渉電力を用いてＳ測定器３により測定された信号電力に含まれる干渉電力Ｉ´を推定する干渉電力（Ｉ´）推定器７と、Ｓ測定器３により測定された信号電力とＩ´推定器７により推定された干渉電力とを用いて信号電力の測定値に含まれる干渉電力を補正する信号電力（Ｓ）補正器６と、を備えている。
【００１４】
ここで、上記のように構成された通信装置の動作、すなわち、本発明にかかるＳＩＲ測定方法について説明する。図２は、本発明にかかるＳＩＲ測定方法を示すフローチャートである。
【００１５】
まず、復調器２では、既知の処理により、アンテナ１を介して受信した無線信号を復調する（ステップＳ１）。
【００１６】
つぎに、Ｓ測定器３では、復調後の信号を用いて信号電力を測定する（ステップＳ２）。一般に、信号電力の測定は、受信信号に含まれる既知系列（データ変化のパターンが受信機側で予め分かっているデータ系列）に対して、既知のデータ変調パターンを除去しながら加算することで行われる。すなわち、信号電力測定は、観測時間内の受信データのパターンをａｌｌ“０”や、ａｌｌ“１”のように、データ変調のない（無変調）信号に変換して、これらのデータを加算することで行われる。なお、信号電力測定器３における加算処理は、フィルタリングと等価であり、観測するデータ数が多いほど、フィルタが狭帯域となるため、フィルタリングによる干渉成分の除去効果が高まり、測定精度が向上する。すなわち、信号電力測定値に含まれる干渉電力の大きさは、観測するデータ数が多いほど小さいという性質がある。ただし、観測できるデータ数を無限に多くすることはできず、限りがあるため、信号電力測定値に含まれる干渉電力を０にすることはできない。
【００１７】
一方、Ｉ測定器４では、復調後の信号を用いて干渉電力を測定する（ステップＳ３）。干渉電力の測定は、受信信号の全電力が信号電力と干渉電力の和であることを利用して測定する。すなわち、受信信号の全電力を測定し、この測定値から上記で測定された信号電力を減算することで干渉電力を測定する。
【００１８】
つぎに、補正器５では、上記信号電力測定値に含まれる干渉成分を除去する。信号電力測定値に含まれる干渉成分は、Ｉ´推定器７により推定する（ステップＳ４）。たとえば、信号電力測定値に含まれる干渉電力の大きさは、観測するデータに応じて計算することができ、下記（１）式のように表すことができる。
Ｉ´＝Ｉ／ｎ                                  …（１）
【００１９】
ただし、ＩはＩ測定器４により測定された干渉電力であり、ｎは観測データ数（通常は観測シンボル数）である。
【００２０】
また、Ｓ補正器６の動作は、たとえば、下記（２）式のように表すことができる（ステップＳ５）。これにより、信号電力測定値に含まれる干渉電力を除去することができる。
Ｓ補正器６出力＝Ｓ−Ｉ´                      …（２）
【００２１】
ただし、ＳはＳ測定器３により測定された信号電力であり、Ｉ´は上記（１）式により求めた推定干渉電力である。
【００２２】
また、上記（１）式は、受信信号の性質に応じて変更可能である。たとえば、送信側にて、複数のアンテナから信号を送信する送信ダイバーシチと呼ばれる方法が採用される場合には、上記（１）が変更される。具体的には、送信アンテナが２本の場合には、上記（１）式が（３）式のように変更される。
Ｉ´＝２Ｉ／ｎ                                …（３）
【００２３】
このように、受信信号（すなわち送信信号）の性質に応じて信号電力に含まれる干渉電力は変わるが、通常、送信信号がどのようなものであるかについては受信側で既知であるため、それに応じた推定処理を行えばよく、Ｉ´推定器７の動作は、上記（１）式，（３）式に限ったものではない。すなわち、観測データ数ｎによって、信号電力を測定する際の帯域が決まり、ｎが大きいほど信号電力に含まれる干渉電力Ｉ´は小さくなる。本実施の形態では、この関係を用いて、信号電力測定値に含まれる干渉成分を除去する。
【００２４】
また、上記（２）式に示す補正処理に関しても、これに限ったものではない。たとえば、Ｓ−Ｉ´の処理で減算結果が負数になるような状態は、電力が負数になることであるから有り得ない状態である。このような場合には、減算処理を行わないようにする処理や、小さな正の数値を出力する処理、を行うことが考えられる。さらに、より複雑な式を用いてもよく、たとえば、Ｓが小さいほどＳ補正器６出力が小さくなるような関数を用いてもよい。いずれの方法であっても、信号電力測定値に含まれる干渉電力を低減することができる。一例として、下記（４）式のように、推定干渉電力Ｉ´に重み付けを行う方法が考えられる。
Ｓ補正器６出力＝Ｓ−ａＩ´                    …（４）
【００２５】
なお、重み付け係数ａ（０≦ａ≦１）は、たとえば、メモリに保存しておき、Ｓが小さい（ＳＩＲが小さい）状態では０に近い値を使い、Ｓが大きい（ＳＩＲが大きい）状態では１に近い値を使うようにする。これによって、特に、ＳＩＲが小さい状態において、Ｓ補正器６出力が負数になることを回避できる。
【００２６】
最後に、ＳＩＲ計算器８では、Ｓ補正器６の出力を干渉電力測定器４の出力で除算することによりＳＩＲを計算する（ステップＳ６）。
【００２７】
このように、本実施の形態においては、上記Ｓ測定器３の性質から干渉電力を０にすることはできないが、上記のとおり、信号電力測定値に含まれる干渉電力の影響を低減できるので、たとえば、図７の破線で示すように、フロアーを小さく、より低ＳＩＲまで測定でき、これにより、従来よりも広い範囲のＳＩＲを測定することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、受信信号がアンテナ１から入力される場合、すなわち、無線通信におけるＳＩＲ測定方法について説明したが、これに限らず、有線通信においても適用可能である。有線通信の場合には、有線回線から入力される受信信号に対して同様の処理を行えばよい。また、本実施の形態の通信装置は、変復調方式に依存せず、どのような変復調方式であっても適用可能である。また、本実施の形態における干渉電力は、希望信号以外の全ての電力であり、他局からの干渉に限らず、熱雑音や機器の劣化に起因する干渉成分等も含まれる。また、上記図２に示す手順は、ＤＳＰ等でソフトウエア処理により実現することとしてもよく、各ステップの処理を実行することにより上記と同様の効果が得られる。
【００２９】
実施の形態２．
図３は、本発明にかかるＳＩＲ測定方法を実現する実施の形態２の通信装置の構成を示す図であり、この通信装置は、前述した実施の形態１の構成に加えて、平均化器１１を備え、平均化部１１がＩ測定器４にて測定した干渉電力測定値を平均化する。伴って、Ｉ´推定器７は、平均化器１１の出力を用いて、信号電力測定値に含まれる干渉電力を推定する。同様に、ＳＩＲ計算器８は、平均化器１１の出力を用いてＳＩＲを計算する。なお、本実施の形態においては、前述した実施の形態１と異なる処理についてのみ説明する。
【００３０】
平均化器１１では、干渉電力測定値を平均化する処理を行うこととし、この平均化処理を実現するための構成として、たとえば、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタや移動平均フィルタ等を用いる。なお、ＩＩＲフィルタであれば、回路構成が簡単で、平均時間を容易に変更できるという利点がある。よって、平均化時間を何らかの指標（たとえば、フレームフォーマット、伝送される情報データの種別、移動速度、伝送路の状態等）により切り替えることとしてもよい。
【００３１】
このように、本実施の形態の構成を用いれば、平均化器１１の処理によって干渉電力の測定精度が向上するので、より正確にＩ´の測定が可能となる。
【００３２】
なお、図３では、平均化処理をＩ測定器４の出力点に配置しているが、これに限らず、Ｉ測定器４の内部で行うこととしてもよく、または、Ｉ´測定器７とＳＩＲ計算器８の内部で行うこととしてもよい。
【００３３】
実施の形態３．
図４は、本発明にかかるＳＩＲ測定方法を、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband - Code Division Multiple Access）用通信装置に適用する場合の構成を示す図である。この通信装置は、前述した実施の形態１の構成に加えて、ＴＰＣ生成器２１と、変調器２２と、アンテナ２３と、を備え、ＴＰＣ生成器２１が、ＳＩＲ計算器８の出力を所定のしきい値と比較して送信側の電力を増減させるための信号（ＴＰＣビット）を生成し、変調器２２が、ＴＰＣ生成器２１により生成されたＴＰＣビットおよび送信データ等を変調して変調波を発生する。なお、先に説明した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムでは、送信電力を増減することにより、他局への干渉を低減する送信電力制御が行われている。送信電力制御が有効に機能している場合は、他局へ与える干渉を低減できるため、システムが収容できるユーザ数が増加する。一般に、送信電力制御は、データ伝送に誤りを多く含むような低ＳＩＲであっても動作する必要がある。これは、データ伝送に多くの誤りを含む状態であっても、他局への干渉を小さくするために必要な条件である。
【００３５】
以上のように、本発明にかかるＳＩＲ測定方法をＷ−ＣＤＭＡ用通信装置に適用した場合には、前述した実施の形態１と同様に、従来のＳＩＲ測定方法よりも低ＳＩＲまで測定可能となるため、送信電力制御が正常に動作するＳＩＲ範囲が広くなる。これにより、結果として、システムが収容可能なユーザ数を増大できる。
【００３６】
なお、上記図４については、説明の便宜上、図１に示す実施の形態１の構成を利用した場合について記載しているが、これに限らず、図３に示す実施の形態２の構成を利用することとしてもよい。
【００３７】
実施の形態４．
図５は、本発明にかかるＳＩＲ測定方法を、ＳＩＲ測定対象が複数存在する通信装置に適用する場合の構成を示す図である。たとえば、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいては、複数の反射波（マルチパス信号）を受信するので、各マルチパス信号に対して、実施の形態１または２に記載のＳＩＲ測定方法を適用する。
【００３８】
本実施の形態では、たとえば、図５に示すように、復調部２，Ｓ測定器３，Ｉ測定器４、Ｓ補正器６，Ｉ´推定器７を、それぞれマルチパス数分用意する。そして、ＳＩＲ計算器８では、パス毎に、Ｓ補正器６の出力を干渉電力測定器４の出力で除算することによりＳＩＲを計算する。
【００３９】
以上のように、本発明にかかるＳＩＲ測定方法をＳＩＲ測定対象が複数存在する通信装置に適用した場合には、各パスにおけるＳＩＲ測定範囲が広がるので、結果として、ＳＩＲ計算器８により計算されるＳＩＲの範囲が広がり、より低ＳＩＲまで測定することが可能となる。なお、上記ＳＩＲ計算器８は、たとえば、各マルチパスに対するＳＩＲの和を計算することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかる通信装置およびＳＩＲ測定方法は、ＳＩＲを測定する無線方式および有線方式を採用するすべての通信システムに有用であり、特に、前記通信システムを構成する受信側の構成として適している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明にかかるＳＩＲ測定方法を実現する実施の形態１の通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明にかかるＳＩＲ測定方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明にかかるＳＩＲ測定方法を実現する実施の形態２の通信装置の構成を示す図である。
【図４】本発明にかかるＳＩＲ測定方法を、Ｗ−ＣＤＭＡ用通信装置に適用する場合の構成を示す図である。
【図５】本発明にかかるＳＩＲ測定方法を、ＳＩＲ測定対象が複数存在する通信装置に適用する場合の構成を示す図である。
【図６−１】信号電力測定値に含まれる干渉電力の大きさ（ＳＩＲが大きい場合）を表す図である。
【図６−２】信号電力測定値に含まれる干渉電力の大きさ（ＳＩＲが小さい場合）を表す図である。
【図７】ＳＩＲの測定範囲が狭くなっている様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  アンテナ
２  復調器
３  信号電力（Ｓ）測定器
４  干渉電力（Ｉ）測定器
５  補正器
６  信号電力（Ｓ）補正器
７  干渉電力（Ｉ´）推定器
８  ＳＩＲ計算器
１１  平均化器
２１  ＴＰＣ生成器
２２  変調器
２３  アンテナ
【図１】
2006005614.tif 000003
【図２】
2006005614.tif 000004
【図３】
2006005614.tif 000005
【図４】
2006005614.tif 000006
【図５】
2006005614.tif 000007
【図６−１】
2006005614.tif 000008
【図６−２】
2006005614.tif 000009
【図７】
2006005614.tif 000010