(57)【要約】【課題】パス位置の高速かつ高精度な検出を可能とする。【解決手段】パスタイミング検出部１２は、無線受信部１１からのベースバンド拡散信号よりパスタイミングを検出しパス情報（遅延プロファイル）としてデータベース部１５へ出力する。データベース部は、予め事前情報（周辺情報）を記憶しておくとともに、パス情報を蓄積し、現在の受信信号に対するパス位置推定結果を示すパスタイミング情報を出力し、パスタイミング検出部を通して逆拡散タイミング信号として出力する。逆拡散部１３は、ベースバンド拡散信号と逆拡散タイミング信号とを入力し、拡散が逆拡散されたベースバンド信号をデータ復調部１４へ出力して復調データを出力させる。【選択図】      図１
2004356840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤＭＡ無線通信システムのＣＤＭＡ無線信号の受信装置に使用され、受信ベースバンド拡散信号からパス位置を検出し、当該受信ベースバンド拡散信号の逆拡散タイミングを決定するパス捕捉装置において、
事前に判明している周辺情報、及び過去のパス変移を記録し、これらの記録情報に基づいて新規の受信信号に対するパスの変移を高速かつ高精度に推定するデータベース手段を有することを特徴とするパス捕捉装置。
【請求項２】
受信ベースバンド拡散信号と、当該信号に含まれる既知のパイロット符号及び拡散符号から生成した拡散信号とを入力し、これら２つの信号の相互相関関係を位相をずらしながら算出し相関値データとして出力とする相関値計算手段と、
前記相関値計算手段からの相関値データを入力し、相関電力値データを出力する相関電力値計算手段と、
前記相関電力値計算手段からの相関電力値データを入力し、相関電力積分データを出力する積分計算手段と、
前記積分計算手段からの相関電力積分データを入力し、相関電力積分データの上位の所定個のタイミングを選びパス情報である遅延プロファイルとして出力する遅延プロファイル検出手段と、
予め周辺情報を登録した第２のデータベース手段と、
前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルを蓄積し、蓄積した遅延プロファイルから得られる過去のパス変移情報と前記第２のデータベース手段から得られる周辺情報とから現在のパスの移動を推測したパスタイミング情報を出力とする第１のデータベース手段と、
前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルと、前記第１のデータベース手段からのパスタイミング情報を入力し、逆拡散タイミング信号を出力するパスタイミング調整手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のパス捕捉装置。
【請求項３】
ＣＤＭＡ無線通信システムのＣＤＭＡ無線信号の受信装置において、
アンテナを通してＣＤＭＡ無線信号を受信し、ベースバンド拡散信号を出力する無線受信手段と、
前記無線受信手段からのベースバンド拡散信号を入力し、パス位置を検出し、当該受信ベースバンド拡散信号の逆拡散タイミングを決定し逆拡散タイミング信号として出力する請求項１または２記載のパス捕捉装置と、
前記無線受信手段からのベースバンド拡散信号と、前記捕捉装置からの逆拡散タイミング信号とを入力し、拡散が逆拡散されたベースバンド信号を出力する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段からのベースバンド信号を入力し、復調データを出力するデータ復調手段とを備えることを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項４】
ＣＤＭＡ無線通信システムの基地局に用いられ、自基地局の無線エリア内の移動局の限定された移動可能範囲に基づくパス位置の変移状況を推測可能とした周辺情報を前記捕捉装置のデータベース手段に記録し、且つ、前記移動局の移動に伴うパス位置の変移情報を前記捕捉装置のデータベース手段に記録することを特徴とする請求項３記載のＣＤＭＡ受信装置。
【請求項５】
ＣＤＭＡ無線通信システムのＣＤＭＡ無線信号の受信装置に使用され、受信ベースバンド拡散信号からパス位置を検出し、当該受信ベースバンド拡散信号の逆拡散タイミングを決定するパス捕捉装置におけるパス捕捉方法において、
事前に判明している周辺情報、及び過去のパス変移をデータベース手段に記録し、これらの記録情報に基づいて新規の受信信号に対するパスの変移を高速かつ高精度に推定することを特徴とするパス捕捉方法。
【請求項６】
予め第２のデータベース手段に周辺情報を登録し、
相関値計算手段で、受信ベースバンド拡散信号と、当該信号に含まれる既知のパイロット符号及び拡散符号から生成した拡散信号との２つの信号の相互相関関係を位相をずらしながら算出し相関値データとし、
相関電力値計算手段で、前記相関値データから相関電力値データを算出し、
積分計算手段で、前記相関電力値データから相関電力積分データを算出し、
遅延プロファイル検出手段で、前記相関電力積分データの上位の所定個のタイミングを選びパス情報である遅延プロファイルを算出し、
第１のデータベース手段で、前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルを蓄積し、蓄積した遅延プロファイルから得られる過去のパス変移情報と、前記第２のデータベース手段から得られる周辺情報とから現在のパスの移動を推測し、パスタイミング情報として出力し、
パスタイミング調整手段で、前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルと、前記第１のデータベース手段からのパスタイミング情報とから逆拡散タイミングを決定し逆拡散タイミング信号として出力することを特徴とする請求項５記載のパス捕捉方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＤＭＡ受信装置、及びそのパス捕捉装置と方法に関し、特にＣＤＭＡ無線通信システムのＣＤＭＡ無線信号の受信装置と、それに使用される受信ベースバンド拡散信号からパス位置を検出し、当該受信ベースバンド拡散信号の逆拡散タイミングを決定するパス捕捉装置と、そのパス捕捉方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＤＭＡ受信装置は、送信側より送信されアンテナを通して受信したキャリア信号をベースバンド拡散信号に変換する無線受信部と、ベースバンド拡散信号から逆拡散を行うためのパスタイミング（パス位置、逆拡散タイミング）を検出するパスタイミング検出部と、ベースバンド拡散信号を逆拡散タイミングに従って逆拡散する逆拡散部と、逆拡散されたベースバンド拡散信号、すなわち通常のベースバンド信号に対する復調処理を行い送信されたデータの復元を行うデータ復調部とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２６９８５４号公報（第２頁、図１−２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＣＤＭＡ受信装置では、パスタイミング検出部でパス位置検出を行う際、現在の受信信号のみを使用し、１スロット（あるいは数スロット）という規定の時間内でパス位置を検出しているので、パス位置の検出に時間がかかることがあり、その結果受信精度の劣化を招く可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、パス位置を高速かつ高精度に検出することにより、パスタイミングの急激な変化に追従し、受信精度を向上することができるＣＤＭＡ受信装置、及びそのパス捕捉装置と方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るパス捕捉装置は、ＣＤＭＡ無線通信システムのＣＤＭＡ無線信号の受信装置に使用され、受信ベースバンド拡散信号からパス位置を検出し、当該受信ベースバンド拡散信号の逆拡散タイミングを決定するパス捕捉装置において、事前に判明している周辺情報、及び過去のパス変移を記録し、これらの記録情報に基づいて新規の受信信号に対するパスの変移を高速かつ高精度に推定するデータベース手段を有する。
【０００７】
本発明の請求項２に係るパス捕捉装置は、請求項１に係るパス捕捉装置において、受信ベースバンド拡散信号と、当該信号に含まれる既知のパイロット符号及び拡散符号から生成した拡散信号とを入力し、これら２つの信号の相互相関関係を位相をずらしながら算出し相関値データとして出力とする相関値計算手段と、前記相関値計算手段からの相関値データを入力し、相関電力値データを出力する相関電力値計算手段と、前記相関電力値計算手段からの相関電力値データを入力し、相関電力積分データを出力する積分計算手段と、前記積分計算手段からの相関電力積分データを入力し、相関電力積分データの上位の所定個のタイミングを選びパス情報である遅延プロファイルとして出力する遅延プロファイル検出手段と、予め周辺情報を登録した第２のデータベース手段と、前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルを蓄積し、蓄積した遅延プロファイルから得られる過去のパス変移情報と前記第２のデータベース手段から得られる周辺情報とから現在のパスの移動を推測したパスタイミング情報を出力とする第１のデータベース手段と、前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルと、前記第１のデータベース手段からのパスタイミング情報を入力し、逆拡散タイミング信号を出力するパスタイミング調整手段とを備える。
【０００８】
本発明の請求項３に係るＣＤＭＡ受信装置は、ＣＤＭＡ無線通信システムのＣＤＭＡ無線信号の受信装置において、アンテナを通してＣＤＭＡ無線信号を受信し、ベースバンド拡散信号を出力する無線受信手段と、前記無線受信手段からのベースバンド拡散信号を入力し、パス位置を検出し、当該受信ベースバンド拡散信号の逆拡散タイミングを決定し逆拡散タイミング信号として出力する請求項１または２に係るパス捕捉装置と、前記無線受信手段からのベースバンド拡散信号と、前記捕捉装置からの逆拡散タイミング信号とを入力し、拡散が逆拡散されたベースバンド信号を出力する逆拡散手段と、前記逆拡散手段からのベースバンド信号を入力し、復調データを出力するデータ復調手段とを備える。
【０００９】
本発明の請求項４に係るＣＤＭＡ受信装置は、請求項３に係るＣＤＭＡ受信装置において、ＣＤＭＡ無線通信システムの基地局に用いられ、自基地局の無線エリア内の移動局の限定された移動可能範囲に基づくパス位置の変移状況を推測可能とした周辺情報を前記捕捉装置のデータベース手段に記録し、且つ、前記移動局の移動に伴うパス位置の変移情報を前記捕捉装置のデータベース手段に記録する構成を有する。
【００１０】
本発明の請求項５に係るパス捕捉方法は、ＣＤＭＡ無線通信システムのＣＤＭＡ無線信号の受信装置に使用され、受信ベースバンド拡散信号からパス位置を検出し、当該受信ベースバンド拡散信号の逆拡散タイミングを決定するパス捕捉装置におけるパス捕捉方法において、事前に判明している周辺情報、及び過去のパス変移をデータベース手段に記録し、これらの記録情報に基づいて新規の受信信号に対するパスの変移を高速かつ高精度に推定する工程を有する。
【００１１】
本発明の請求項６に係るパス捕捉方法は、請求項５に係るパス捕捉方法において、予め第２のデータベース手段に周辺情報を登録し、相関値計算手段で、受信ベースバンド拡散信号と、当該信号に含まれる既知のパイロット符号及び拡散符号から生成した拡散信号との２つの信号の相互相関関係を位相をずらしながら算出し相関値データとし、相関電力値計算手段で、前記相関値データから相関電力値データを算出し、積分計算手段で、前記相関電力値データから相関電力積分データを算出し、遅延プロファイル検出手段で、前記相関電力積分データの上位の所定個のタイミングを選びパス情報である遅延プロファイルを算出し、第１のデータベース手段で、前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルを蓄積し、蓄積した遅延プロファイルから得られる過去のパス変移情報と、前記第２のデータベース手段から得られる周辺情報とから現在のパスの移動を推測し、パスタイミング情報として出力し、パスタイミング調整手段で、前記遅延プロファイル検出手段からの遅延プロファイルと、前記第１のデータベース手段からのパスタイミング情報とから逆拡散タイミングを決定し逆拡散タイミング信号として出力する工程を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要を説明する。本発明のＣＤＭＡ受信装置は、主としてＣＤＭＡ無線アクセス方式の移動体通信システムの基地局（移動局でも可）に用いられ、事前に判明している自基地局の周辺情報、及び相手移動局の移動に伴う自基地局の受信信号における過去のパス変移をデータベースに記録しておくことにより、新規の受信信号に対するパスの変移を推定し、より高精度なパス位置決定を行うことができる。すなわち、従来のＣＤＭＡ受信装置におけるパス捕捉装置に対してデータベースを追加し、事前にパス遷移の推測のための周辺情報を入力し、また、過去のパス移動の変移を記録し、その情報および記録を現在のパス位置の決定に使用する。
【００１３】
なお周辺情報とは、基地局周辺の道路情報、建物の配置などを数値化したものである。移動局（人や車、電車など）は、基地局周辺のほぼ決まった場所（道路や線路上）をほぼ決まった速度で移動することが多い。したがって、これらの制限から外れた位置を移動する局に対しては従来のパス捕捉処理にて対応し、想定されたルートを移動する局に対してはデータベースを利用した高速かつ高精度なパス検出（捕捉）を行ない、パス検出結果をデータベースにフィードバックすることで、周辺情報からのゆらぎを吸収する。
【００１４】
本発明は、このようにして、従来のＣＤＭＡ受信装置（パス捕捉装置）より高速かつ正確にパス位置を決定することができる。
【００１５】
次に、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。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態を示すブロック構成図である。図１において、本例のＣＤＭＡ受信装置は、アンテナからの受信キャリア信号を入力としベースバンド拡散信号を出力する無線受信部１１と、無線受信部１１からのベースバンド拡散信号を入力としパスタイミングを検出してパス情報としてデータベース部１５へ出力し、データベース部１５からのパス位置推定結果を示すパスタイミング情報に基づいて逆拡散タイミングを決定し逆拡散タイミング信号として出力するパスタイミング検出部１２と、無線受信部１１からのベースバンド拡散信号とパスタイミング検出部１２からの逆拡散タイミング信号とを入力とし拡散が逆拡散されたベースバンド信号を出力する逆拡散部１３と、逆拡散部１３からのベースバンド信号を入力とし復調データを出力とするデータ復調部１４と、パスタイミング検出部１２からのパス情報と図示していない情報入力手段からの事前情報（周辺情報）とを記憶し現在の受信信号に対するパス位置の推定結果を示すパスタイミング情報を出力とするデータベース部１５とを備えている。なお、このＣＤＭＡ受信装置のうち、パスタイミング検出部１２及びデータベース部１５の部分を特にパス捕捉装置と称する。
【００１７】
図２は、このパス捕捉装置、すなわち図１に示すパスタイミング検出部１２およびデータベース部１５の詳細構成例を示す図である。
【００１８】
図２において、パスタイミング検出部１２は、受信信号にあらかじめ含まれることが既知であるパイロット符号と拡散符号とにより生成された拡散信号と、無線受信部１１からの出力であるベースバンド拡散信号とを入力し、これら２つの信号の相互相関関係を２信号の位相（タイミング）をずらしながら算出して相関値データを出力とする相関値計算部１２１と、相関値計算部１２１からの相関値データを入力とし相関電力値データを出力する相関電力値計算部１２２と、相関電力値計算部１２２からの相関電力値データを入力とし相関電力積分データを出力する積分計算部１２３と、積分計算部１２３からの相関電力積分データを入力とし、相関電力積分データの上位の所定個のタイミングを選びパス情報である遅延プロファイルとして出力する遅延プロファイル検出部１２４と、相関電力値計算部１２２からの相関電力値データ，遅延プロファイル検出部１２４を通した積分計算部１２３からの相関電力積分データ，遅延プロファイル検出部１２４からの遅延プロファイル，及びデータベース部１５からのパスタイミング情報を入力とし、逆拡散タイミング信号を出力するパスタイミング調整部１２５とを備えて構成されている。
【００１９】
図２において、データベース部１５は、事前に用意した周辺情報を入力し登録した周辺情報データベース１５２と、遅延プロファイル検出部１２４からの遅延プロファイルを入力し蓄積し、蓄積した遅延プロファイルから得られる過去のパス変移情報と周辺情報データベース１５２から得られる周辺情報とから現在のパスの移動を推測したパスタイミング情報を出力とする主データベース１５１とを備えて構成されている。なお、主データベース１５１及び周辺情報データベース１５２は、データを記憶するデータ記憶手段を有し、さらに主データベース１５１は、それらデータ記憶手段に対するデータの記憶、参照を制御し、パスの移動を推測するデータ制御手段を有している。
【００２０】
次に、図１及び図２を参照して本実施例の全体の動作について詳細に説明する。
【００２１】
なお、ＣＤＭＡシステムでは、無線信号が時間的にフレーム分割されており、更に、１フレームの中が何個かのスロットに分割されているものとする。発信源であるＣＤＭＡ送信装置は、送信データよりパイロット信号とともに符号化されたベースバンド信号を生成し、拡散符号により拡散しベースバンド拡散信号とし、キャリア周波数信号に変調してアンテナから送信する。
【００２２】
図１を参照すると、相手ＣＤＭＡ送信装置（発信源）より送信されアンテナにて受信されたキャリア周波数の信号は、無線受信部１１によりベースバンド拡散信号に変換される。
【００２３】
パスタイミング検出部１２では、データベース部１５と協調してこのベースバンド拡散信号から逆拡散タイミングを求め、逆拡散タイミング信号として逆拡散部１３へ通知する。
【００２４】
逆拡散部１３では、通知された逆拡散タイミングでベースバンド拡散信号に対して逆拡散を行う。
【００２５】
データ復調部１４では、逆拡散部１３で逆拡散されたベースバンド信号に対して復調処理を行い復調データを得る。
【００２６】
次に図２を参照して、パス捕捉装置であるパスタイミング検出部１２とデータベース部１５の動作について説明する。
【００２７】
無線受信部１１の出力であるベースバンド拡散信号が、パスタイミング検出部１２の相関値計算部１２１に入力され、ここで、受信信号中に含まれる予め既知な信号列（「パイロット符号」、「ＰＬ符号」という）を拡散コードで拡散したものとの相関が計算される。この相関値は、ＰＬ符号と同期がとれた点で大きな値を持つ。なお、既知のＰＬ符号は、通常、装置内に記憶保持される。相関値計算部１２１で求められた相関値データは、相関電力値計算部１２２に入力される。
【００２８】
相関電力値計算部１２２では、相関値データを用いて、当該スロットの相関電力値データを計算する。相関電力値計算部１２２で求められた相関電力値データは、積分計算部１２３に対して入力される。
【００２９】
積分計算部１２３では、各スロットの相関電力値データを積分し、予め指定されたスロット数の積分を行った後に、遅延プロファイル検出部１２４を起動する。積分処理を行うことでデータが平均化されノイズ等の影響を減少させる。
【００３０】
遅延プロファイル検出部１２４は、相関電力積分データの値が最大となる点を遅延プロファイルとする。これはＰＬ符号の同期がとれている点で相関値が大きな値を持つためである。また、相関電力積分データ及び求めた遅延プロファイルは、パスタイミング調整部１２５及びデータベース部１５（主データベース１５１）から参照できるように、次に遅延プロファイル検出処理が起動されるまで値を記憶保持する。
【００３１】
データベース部１５は、遅延プロファイル検出部２４からの遅延プロファイルと、主データベース１５１内部に保持している過去のパス位置の変移情報と、周辺情報データベース１５２内部に保持している事前に入力した周辺情報とから現在のパス位置を推定し、パスタイミング情報をパスタイミング調整部１２５へ出力する。
【００３２】
本ＣＤＭＡ受信装置を基地局（位置固定）に用いた場合、無線信号の発信源は移動局（複数可）となる。基地局の無線エリア内を移動する複数の発信源（移動局）は道路等のあらかじめ決められたルートを移動することが多いため、ＣＤＭＡ受信装置（基地局）側で各発信源ごとに、複数の発信源による過去のパス位置の変移から今回のパス位置を推定することが可能である。また、事前に周辺の情報を入力しておくため、データベースの学習機能が効率よく動作するようになるまでの間、その情報を基にパス位置を推定することが可能である。
【００３３】
なお、本ＣＤＭＡ受信装置を移動局に用いた場合、無線信号の発信源は基地局（位置固定）となる。この場合でも、ＣＤＭＡ受信装置（移動局）が道路等のあらかじめ決められたルートを移動することが多ければ、ＣＤＭＡ受信装置（移動局）側で、過去のパス位置の変移から今回のパス位置を推定することが可能である。また、事前に周辺の情報を入力しておくため、データベースの学習機能が効率よく動作するようになるまでの間、その情報を基にパス位置を推定することが可能である。
【００３４】
パスタイミング調整部１２５は、スロットごとに起動され、スロットの相関電力値データ、相関電力積分データ、遅延プロファイル検出部１２４からの遅延プロファイル、データベース部１５からのパスタイミング情報を基に、現スロットにおける逆拡散タイミングを求める。
【００３５】
このように、事前に推定されたパス位置の情報を使用しスロット毎に調整を行うため、高速で正確なパス位置の決定を行うことができ、急激な逆拡散タイミングの変化に追従可能としている。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄積した過去のパス位置の遷移情報を使用することで現在のパス位置を推測し、各スロットにおけるパス位置を高速かつ高精度に検出するばかりでなく、事前に周辺の情報を入力し通信相手が移動する範囲を固定することにより、過去のパス遷移情報が蓄積される前でも高速かつ高精度なパスタイミンの検出を可能とし、パスタイミングの急激な変化にパスタイミング検出処理を追従することができ、受信精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すＣＤＭＡ受信装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示すパスタイミング検出部及びデータベース部の詳細構成例を示す図である。
【符号の説明】
１１    無線受信部
１２    パスタイミング検出部
１３    逆拡散部
１４    データ復調部
１５    データベース部
１２１    相関値計算部
１２２    相関電力値計算部
１２３    積分計算部
１２４    遅延プロファイル検出部
１２５    パスタイミング調整部
１５１    主データベース
１５２    周辺情報データベース
【図１】
2004356840.tif 000003
【図２】
2004356840.tif 000004