(57)【要約】【課題】  信号の多重により線形な復号処理と非線形な復号処理が混在する場合に最適な基準レベルを決定することができ、また、伝送路の環境によらず良好な受信特性を得ることのできるＣＤＭＡ受信装置を提供する。【解決手段】  第１の基準レベル決定手段１５は、受信したフレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別を判別する。さらに、第１の基準レベル決定手段１５は、フレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別のうち、正規化において優先すべき優先符号化種別を上位レイヤからの情報を用いて決定し、優先符号化種別における正規化に最適な第１の基準値を決定する。第１の正規化処理手段は、第１の基準値を用いてフレーム信号を正規化する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正規化に最適な基準値が異なる複数の符号化種別の復号処理が可能な受信装置において復号処理に用いる信号を正規化するための正規化方法であって、
受信したフレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別を判別する第１のステップと、
前記フレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別のうち、正規化において優先すべき優先符号化種別を上位レイヤからの情報を用いて決定する第２のステップと、
前記優先符号化種別における正規化に最適な第１の基準値を決定する第３のステップと、
前記第１の基準値を用いて前記フレーム信号を正規化する第４のステップとを有する正規化方法。
【請求項２】
前記第４のステップにて正規化されたフレーム信号にチャネルデコード処理がされた後、前記フレーム信号に含まれるチャネル信号毎に、符号化種別に最適な第２の基準値を前記第１の基準値から求める第５のステップと、
前記第２の基準値を用いて前記チャネル信号を正規化した後、前記チャネル信号に対して、その符号化種別に適当な復号処理を行う第６のステップとをさらに有する、請求項１記載の正規化方法。
【請求項３】
前記受信装置が復号処理可能な符号化種別には非線形な復号処理と線形な復号処理の符号化種別が含まれる、請求項１または２に記載の正規化方法。
【請求項４】
前記非線形な復号処理の符号化種別はｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号を行なうものである、請求項３記載の正規化方法。
【請求項５】
前記線形な復号処理の符号化種別はビタビ復号を行うものである、請求項３または４に記載の正規化方法。
【請求項６】
前記第３のステップにおいて、前記優先符号化種別の復号処理が非線形であれば、正規化単位内でのチャネル信号の平均値により前記第１の基準値を求め、前記優先符号化種別の復号処理が線形であれば、正規化単位内のチャネル信号の最大値により前記第１の基準値を求める、請求項３〜５のいずれか１項に記載の正規化方法。
【請求項７】
前記第２のステップにおいて、前記フレーム信号に複数の符号化種別のチャネル信号が含まれている場合、上位レイヤにおいてＱｏＳを相対的に上げようとしているチャネル信号を優先するように重み付けして前記優先符号化種別を決定する、請求項２記載の正規化方法。
【請求項８】
ＲＭＡ情報を用いて前記チャネル信号に重み付けをする、請求項７記載の正規化方法。
【請求項９】
前記第１のステップにおいて、前記フレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別を、前記フレーム信号に多重されている前記チャネル信号の種別を示す受信ＴＦＣＩ情報と、上位レイヤにて把握されている各種別の符号化種別情報とから判別する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の正規化方法。
【請求項１０】
正規化に最適な基準値が異なる複数の符号化種別の復号処理が可能な受信装置であって、
受信したフレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別を判別し、前記フレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別のうち、正規化において優先すべき優先符号化種別を上位レイヤからの情報を用いて決定し、前記優先符号化種別における正規化に最適な第１の基準値を決定する第１の基準レベル決定手段と、
前記第１の基準値を用いて前記フレーム信号を正規化する第１の正規化処理手段とを有する受信装置。
【請求項１１】
前記第１の正規化手段にて正規化されたフレーム信号にチャネルデコード処理をするチャネルデコード処理手段と、
前記チャネルデコード処理手段にて前記チャネルデコード処理がされた前記フレーム信号に含まれるチャネル信号毎に、符号化種別に最適な第２の基準値を前記第１の基準値から求める第２の基準レベル決定手段と、
前記第２の基準値を用いて前記チャネル信号を正規化する第２の正規化手段と、
前記第２の正規化手段にて正規化された前記チャネル信号に対して、その符号化種別に適当な復号処理を行う復号処理手段とをさらに有する、請求項１０記載の受信装置。
【請求項１２】
前記受信装置が復号処理可能な符号化種別には非線形な復号処理と線形な復号処理の符号化種別が含まれる、請求項１０または１１に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記非線形な復号処理の符号化種別はｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号を行なうものである、請求項１２記載の受信装置。
【請求項１４】
前記線形な復号処理の符号化種別はビタビ復号を行うものである、請求項１２または１３に記載の受信装置。
【請求項１５】
前記第１の基準レベル決定手段は、前記優先符号化種別の復号処理が非線形であれば、正規化単位内でのチャネル信号の平均値により前記第１の基準値を求め、前記優先符号化種別の復号処理が線形であれば、正規化単位内のチャネル信号の最大値により前記第１の基準値を求める、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１６】
前記第１の基準レベル決定手段は、前記フレーム信号に複数の符号化種別のチャネル信号が含まれている場合、上位レイヤにおいてＱｏＳを相対的に上げようとしているチャネル信号を優先するように重み付けして前記優先符号化種別を決定する、請求項１１記載の受信装置。
【請求項１７】
前記第１の基準レベル決定手段は、ＲＭＡ情報を用いて前記チャネル信号に重み付けをする、請求項１６記載の受信装置。
【請求項１８】
前記第１の基準レベル決定手段は、前記フレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別を、前記フレーム信号に多重されている前記チャネル信号の種別を示す受信ＴＦＣＩ情報と、上位レイヤにて把握されている各種別の符号化種別情報とから判別する、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを採用したターボ復号またはビタビ復号前の受信信号のレベルの正規化に関し、特に、伝送路上で急峻なフェージング環境が生じるＷ−ＣＤＭＡ通信システムにおいて良好な復号特性を得ることを可能とする正規化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｗ−ＣＤＭＡ受信装置におけるデコード部では、チャネルデコード処理に用いるメモリ量をできるだけ削減するのが好ましい。そのため、一般的に、精度の良い浮動小数点形式で表現した受信ＲＡＫＥデータを、所定のｂｉｔ数で表現した軟判定形式に量子化した後に、一連のチャネルデコード処理、およびターボ復号処理またはビタビ復号処理が行われる。この受信ＲＡＫＥデータを表現する精度の良い浮動小数点形式は、一例として、仮数部１０ビットと指数部６ビットの合計１６ビットである。また、量子化後の軟判定形式は、一例として、１シンボル当たり８ビットである。
【０００３】
従来のビタビ復号処理やｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを採用したターボ復号では、尤度の推定に線形成分のみが影響する。そのため、その量子化において所定ｂｉｔ数で最大限に受信レベル（尤度）を表現できるようにするために、正規化が必要とされる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、正規化対象の範囲の中で最大のレベルに合わせて受信信号を正規化する方法が最もよいとされている。そこで、従来では軟判定形式に量子化するとき、最大の受信レベルの信号を基準として受信信号を正規化していた。
【０００５】
図５は、従来のＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。図５を参照すると、従来のＣＤＭＡ受信装置は、パスサーチ部５１、フィンガー部５２、およびデコード部５３を有している。デコード部５３は、メモリ５４、第１の基準レベル決定部５５、第１の正規化処理部５６、第１のチャネルデコード部５７、メモリ５８、およびＴｒＣＨ処理部５９を有している。
【０００６】
ＴｒＣＨ処理部５９は複数設けられており、その各々がＴｒＣＨ毎の処理を行う。ＴｒＣＨ処理部５９は、第２の基準レベル決定部６０、第２の正規化処理部６１、１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部６２、セレクタ６３、ターボ復号処理部６４、ビタビ復号処理部６５、および第２のチャネルデコード部６６を有している。
【０００７】
パスサーチ部５１は、受信ベースバンド信号からパスを検出し、フィンガー部５２へ通知する。
【０００８】
フィンガー部５２は、受信ベースバンド信号を逆拡散し、パスサーチ部５１から通知されるパス情報に基づいてＲＡＫＥ合成処理を行う。Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムにおける無線区間すなわち、端末と基地局の間では、ＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄａｔｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれるデータ部と、ＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれるコントロール部から構成されるＰｈＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）で通信を行う。
【０００９】
フィンガー部５２は、ＤＰＤＣＨのＲＡＫＥ合成後のデータ（以下、ＲＡＫＥデータと称す）を無線Ｆｒａｍｅ単位でメモリ５４に保存し、デコード部５３に通知する。ここで扱うＲＡＫＥデータのフォーマットは浮動小数点形式であり、例えば、１Ｓｙｍｂｏｌ当たり、仮数部（Ｍａｎｔｉｓｓａ）１０ビット、指数部（Ｅｘｐｏｎｅｎｔ）６ビットの計１６ビットで、
【００１０】
【数１】
2005217741.tif 000003
と表現される。
【００１１】
同時に、フィンガー部５２は、その無線Ｆｒａｍｅ中の全てのＳｙｍｂｏｌの指数部（Ｅｘｐｏｎｅｎｔ）の最小値を算出し、Ｆｒａｍｅ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔ情報としてデコード部５３の第１の基準レベル決定部５５へ通知する。また、フィンガー部５２は、ＤＰＣＣＨに含まれる制御情報のうちＰｈＣＨに多重されているＴｒＣＨの組み合わせを示すＴＦＣＩをデコードし、受信ＴＦＣＩ情報として第１のチャネルデコード部１７に通知する。
【００１２】
デコード部５３は、主に、送信側にて３ＧＰＰ  ＴＳ  ２５．２１２に規定されるＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｄｉｎｇの処理を施された受信信号をデコードする機能を有するブロックである。
【００１３】
第１の基準レベル決定部５５は、フィンガー部５２より通知されるＦｒａｍｅ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔ情報を基に基準Ｅｘｐｏｎｅｎｔ値（以下、第１の基準ＥＸＰと称す）を算出し、第１の正規化処理部５６および第２の基準レベル決定部６０に通知する。
【００１４】
第１の正規化処理部５６は、メモリ５４からのＦｒａｍｅ毎のＲＡＫＥデータを取り出し、それに対して第１の基準レベル決定部５５にて算出された第１の基準ＥＸＰに従って正規化処理を行い、その結果を第１のチャネルデコード処理部５６に出力する。
【００１５】
第１のチャネルデコード処理部５７は、２ｎｄ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理、ＰｈＣＨの結合処理、ＴｒＣＨへの分割処理、ＲａｔｅＤｅｍａｔｃｈｉｎｇ処理を含む無線Ｆｒａｍｅ毎に行う一連のチャネルデコード処理を行い、その結果をメモリ５８に保存する。
【００１６】
ＴｒＣＨ処理部５９は、ＴｒＣＨ毎の一連のデコード処理を行う機能を有するブロックである。
【００１７】
ＴｒＣＨにおいて、最小のデータユニットの単位となるＴｒＢｋ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｂｌｏｃｋ）はＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）毎に発生する。ここで、ＴＴＩはＴｒＣＨ毎に上位レイヤよりパラメータとして通知され、１０ｍｓｅｃ、２０ｍｓｅｃ、４０ｍｓｅｃ、８０ｍｓｅｃの値（１０ｍｓｅｃの無線Ｆｒａｍｅの整数倍）をとり得る。したがって、第２の正規化処理部６１は、メモリ５８にＴＴＩ分の無線ＦｒａｍｅのＲＡＫＥデータが格納された時点で、メモリ５８よりＴＴＩ分の該当ＴｒＣＨのデータを取り出し、それに対して正規化処理を行い、その結果を１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部６２へ出力する。
【００１８】
なお、ここで再度正規化するのは、第１の正規化処理部５６はＦｒａｍｅ毎に基準のＥｘｐｏｎｅｎｔ値に合わせて正規化したが、ＴＴＩ内の複数Ｆｒａｍｅ間ではレベルが異なるため、さらに正規化して一定の基準レベルに合わせるためである。
【００１９】
第２の正規化処理部６１で使用される第２の基準レベル（以下、第２の基準ＥＸＰと称す）は、第２の基準レベル決定部６０にて、第１の基準ＥＸＰを基に算出される。
【００２０】
１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部６２は、第２の正規化処理部６１による正規化後の信号に対して１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理を行い、処理後の信号をセレクタ６３に送る。
【００２１】
セレクタ６３は、上位レイヤ（不図示）から通知される符号化種別情報に従って、ターボ復号処理部６４またはビタビ復号処理部６５のいずれかを選択し、選択した方に１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部６２からの信号を送る。
【００２２】
ターボ復号処理部６４またはビタビ復号処理部６５は、所定のアルゴリズムに従って誤り訂正復号処理を行い、その結果の信号を第２のチャネルデコード処理部６６に出力する。
【００２３】
第２のチャネルデコード処理部６６は、Ｃｏｄｅ  Ｂｌｏｃｋの結合処理、ＴｒＢｋ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｂｌｏｃｋ）への分割処理、ＣＲＣチェック、ＣＲＣ除去などの一連のチャネルデコード処理を行い、その処理結果である復号後データを出力する。
【００２４】
図６は、図５に示した従来のＣＤＭＡ受信装置における第１および第２の基準レベル決定部の動作を示すフローチャートである。図６（ａ）には第１の基準レベル決定部５５の動作が示され、図６（ｂ）には第２の基準レベル決定部６０の動作が示されている。
【００２５】
図６を参照すると、第１の基準レベル決定部５６は、最小ＥＸＰを第１の基準ＥＸＰとし（ステップＳ５０１）、その第１の基準ＥＸＰを出力する（ステップＳ５０２）。同様に、第２の基準レベル決定部６０は、最小ＥＸＰを第２の基準ＥＸＰとし（ステップＳ５１１）、その第２の基準ＥＸＰを出力する（ステップＳ５１２）。
【特許文献１】特開２００２−２３７７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
一方、近年では、ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを改良したｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムが提案され、これがターボ復号に用いられる場合がある。ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムは、ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムに対して補正項を加えることにより、ＭＡＰ復号に近い特性を得られるようにしたものである。
【００２７】
このｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムでは、受信レベルが低い場合、例えば＋１の判定と−１の判定の確からしさがほぼ等しい場合に、より大きい補正を加える必要がある。そのため、従来の正規化方法は適当ではない場合がある。
【００２８】
ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムでは、この補正項という非線形の成分が加わるため、正規化において、通信路に関する情報（例えば、信号対雑音電力比）に応じて、受信信号に正確なスケーリングを施すことが好ましい。しかし、このスケーリングを施すには複雑なデコード処理が必要となる。そのため、その複雑さを回避するためにスケーリングを省略し、従来通り、最大の受信レベルに正規化する方法が取られることがある。
【００２９】
従来通りの正規化では、正規化単位内のレベルの高い信号に合わせ、その他の信号のレベルが丸められる。そのため、受信レベルの変動が激しいような急峻なフェージング環境では、正規化単位内において、短区間のレベルの高い信号に合わせて全体的な信号のレベルが低くなる（図３（ｂ）、図４（ｂ）参照）。そして、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号にて従来の正規化方法を用いた場合、激しいフェージング環境下において、尤度推定の非線形の成分の影響によりｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰの場合よりも復号特性（ＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ））が劣化してしまう。
【００３０】
また、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号に最適な正規化方法を採用しようとする場合、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号とビタビ復号とで最適な正規化方法が異なる点も考慮する必要がある。
【００３１】
ビタビ復号のアルゴリズムは最尤復号であるため、尤度の高い信号はレベルを大きく、尤度の低い信号はレベルを小さく表現するように量子化するのが好ましい。そのため、正規化単位内の最大の受信レベルに基準を合わせて正規化する（図３の（ａ）、図４の（ａ））方がよいとされる。
【００３２】
そのため、Ｗ−ＣＤＭＡ受信装置は、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号またはビタビ復号という符号化種別に応じて、最適な正規化方法を選択するのが好ましい。
【００３３】
しかし、無線Ｆｒａｍｅ（ＰｈＣＨ：Ｐｈｙｉｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）の段階では、符号化種別の定まる単位であるＴｒＣＨ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）が複数多重されている可能性がある。その場合、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ符号とビタビ符号が混在している可能性があるため、どちらの符号化種別に最適な正規化方法を選択すればよいかを決定することは困難である。
【００３４】
以上の理由から、従来のＣＤＭＡ受信装置では、符号化種別によらず常に最大のレベルを基準として正規化する方法を採用していた。そのため、従来のＣＤＭＡ受信装置では、伝送路の環境によって、良好な受信特性が得られないことがあった。
【００３５】
本発明の目的は、信号の多重により線形な復号処理と非線形な復号処理が混在する場合に最適な基準レベルを決定することができ、また、伝送路の環境によらず良好な受信特性を得ることのできるＣＤＭＡ受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、正規化に最適な基準値が異なる複数の符号化種別の復号処理が可能な受信装置であって、
受信したフレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別を判別し、前記フレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別のうち、正規化において優先すべき優先符号化種別を上位レイヤからの情報を用いて決定し、前記優先符号化種別における正規化に最適な第１の基準値を決定する第１の基準レベル決定手段と、
前記第１の基準値を用いて前記フレーム信号を正規化する第１の正規化処理手段とを有している。
【００３７】
したがって、本発明によれば、第１の基準レベル決定手段が、上位レイヤからの情報を用いて適当な符号化種別を選択してそれに最適な第１の基準値を決定し、第１の正規化手段はその第１の基準値を用いて正規化を行なうことができる。
【００３８】
また、前記第１の正規化手段にて正規化されたフレーム信号にチャネルデコード処理をするチャネルデコード処理手段と、
前記チャネルデコード処理手段にて前記チャネルデコード処理がされた前記フレーム信号に含まれるチャネル信号毎に、符号化種別に最適な第２の基準値を前記第１の基準値から求める第２の基準レベル決定手段と、
前記第２の基準値を用いて前記チャネル信号を正規化する第２の正規化手段と、
前記第２の正規化手段にて正規化された前記チャネル信号に対して、その符号化種別に適当な復号処理を行う復号処理手段とをさらに有することとしてもよい。
【００３９】
また、前記受信装置が復号処理可能な符号化種別には非線形な復号処理と線形な復号処理の符号化種別が含まれることとしてもよい。また、前記非線形な復号処理の符号化種別はｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号を行なうものであるとしてもよい。
【００４０】
また、前記線形な復号処理の符号化種別はビタビ復号を行うものであるとしてもよい。
【００４１】
したがって、急峻なフェージング環境下でもｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号において良好な受信特性を得ることができる。
【００４２】
また、前記第１の基準レベル決定手段は、前記優先符号化種別の復号処理が非線形であれば、正規化単位内でのチャネル信号の平均値により前記第１の基準値を求め、前記優先符号化種別の復号処理が線形であれば、正規化単位内のチャネル信号の最大値により前記第１の基準値を求めることとしてもよい。
【００４３】
また、前記第１の基準レベル決定手段は、前記フレーム信号に複数の符号化種別のチャネル信号が含まれている場合、上位レイヤにおいてＱｏＳを相対的に上げようとしているチャネル信号を優先するように重み付けして前記優先符号化種別を決定することとしてもよい。また、前記第１の基準レベル決定手段は、ＲＭＡ情報を用いて前記チャネル信号に重み付けをすることとしてもよい。
【００４４】
したがって、重み付けにＲＭＡを用いるので、Ｒａｔｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ処理における繰り返しシンボルを多くしようとする、または間引きを少なくしようとする、すなわち、ＱｏＳを相対的に上げようとする意図のあるチャネル信号を重視して重み付けすることができる。
【００４５】
また、前記第１の基準レベル決定手段は、前記フレーム信号に含まれているチャネル信号の符号化種別を、前記フレーム信号に多重されている前記チャネル信号の種別を示す受信ＴＦＣＩ情報と、上位レイヤにて把握されている各種別の符号化種別情報とから判別することとしてもよい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、第１の基準レベル決定手段が、上位レイヤからの情報を用いて適当な符号化種別を選択してそれに最適な第１の基準値を決定し、第１の正規化手段はその第１の基準値を用いて正規化を行なうので、複数の符号化手段の復号処理がある場合に、複雑な処理を要さずに、正規化に最適な基準値を決定することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、急峻なフェージング環境下でもｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号において良好な受信特性を得ることができる。
【００４８】
また、本発明によれば、重み付けにＲＭＡを用いるので、Ｒａｔｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ処理における繰り返しシンボルを多くしようとする、または間引きを少なくしようとする、すなわち、ＱｏＳを相対的に上げようとする意図のあるチャネル信号を重視して重み付けするので、複数の符号化種別のチャネル信号が多重されたフレーム信号を良好に正規化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
図１は、本発明の一実施形態のＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。図１には、一例として、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける基地局に本発明を適用した構成が示されている。
【００５１】
図１を参照すると、ＣＤＭＡ受信装置は、パスサーチ部１１、フィンガー部１２、およびデコード部１３を有している。デコード部１３は、メモリ１４、第１の基準レベル決定部１５、第１の正規化処理部１６、第１のチャネルデコード部１７、メモリ１８、およびＴｒＣＨ処理部１９を有している。
【００５２】
ＴｒＣＨ処理部１９は複数設けられており、その各々がＴｒＣＨ毎の処理を行う。ＴｒＣＨ処理部１９は、第２の基準レベル決定部２０、第２の正規化処理部２１、１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部２２、セレクタ２３、ターボ復号処理部２４、ビタビ復号処理部２５、および第２のチャネルデコード部２６を有している。
【００５３】
パスサーチ部１１は、受信ベースバンド信号からパスを検出し、フィンガー部１２へ通知する。
【００５４】
フィンガー部１２は、受信ベースバンド信号を逆拡散し、またパスサーチ部１１から通知されるパス情報に基づいてＲＡＫＥ合成処理を行う。Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムにおける無線区間すなわち、端末と基地局の間では、ＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄａｔｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれるデータ部と、ＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれるコントロール部から構成されるＰｈＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）で通信を行う。
【００５５】
フィンガー部１２は、ＤＰＤＣＨのＲＡＫＥ合成後のデータ（以下、ＲＡＫＥデータと称す）を無線Ｆｒａｍｅ単位でメモリ１４に保存し、デコード部１３に通知する。ここで扱うＲＡＫＥデータのフォーマットは浮動小数点形式であり、例えば、１Ｓｙｍｂｏｌ当たり、仮数部（Ｍａｎｔｉｓｓａ）１０ビット、指数部（Ｅｘｐｏｎｅｎｔ）６ビットの計１６ビットで、
【００５６】
【数２】
2005217741.tif 000004
と表現される。
【００５７】
同時に、フィンガー部１２は、その無線Ｆｒａｍｅ中の全てのＳｙｍｂｏｌの指数部（Ｅｘｐｏｎｅｎｔ）の平均値および最小値を算出し、Ｆｒａｍｅ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔ情報としてデコード部１３の第１の基準レベル決定部５５へ通知する。ここでは、Ｅｘｐｏｎｅｎｔの平均値を平均Ｅｘｐｏｎｅｎｔ値（以下、平均ＥＸＰと称す）とし、最小値を最小Ｅｘｐｏｎｅｎｔ値（以下、最小ＥＸＰと称す）とする。
【００５８】
また、フィンガー部１２は、ＤＰＣＣＨに含まれる制御情報のうちＰｈＣＨに多重されているＴｒＣＨの組み合わせを示すＴＦＣＩをデコードし、受信ＴＦＣＩ情報として第１の基準レベル決定部１５および第１のチャネルデコード部１７に通知する。
【００５９】
第１の基準レベル決定部１５は、フィンガー部１２より通知されるＦｒａｍｅ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔ情報および受信ＴＦＣＩ情報と、上位レイヤ（不図示）より通知されるＲＭＡ情報および符号化種別情報から優先符号化種別を決定し、その優先符号化種別に最適な基準Ｅｘｐｏｎｅｎｔ値（以下、第１の基準ＥＸＰと称す）を算出し、第１の正規化処理部１６および第２の基準レベル決定部２０に通知する。
【００６０】
第１の正規化処理部１６は、メモリ１４からのＦｒａｍｅ毎のＲＡＫＥデータを取り出し、それに対して第１の基準レベル決定部１５にて算出された第１の基準ＥＸＰに従って正規化処理を行い、その結果を第１のチャネルデコード処理部１６に出力する。
【００６１】
第１のチャネルデコード処理部１７は、第１の正規化処理部１６からの信号に対して、２ｎｄ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理、ＰｈＣＨの結合処理、ＴｒＣＨへの分割処理、およびＲａｔｅＤｅｍａｔｃｈｉｎｇ処理を含む無線Ｆｒａｍｅ毎に行うべき一連のチャネルデコード処理を行い、その結果をメモリ１８に保存する。
【００６２】
ＴｒＣＨ処理部１９は、ＴｒＣＨ毎の一連のデコード処理を行う機能を有するブロックである。
【００６３】
ＴｒＣＨにおいて、最小のデータユニットの単位となるＴｒＢｋ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｂｌｏｃｋ）はＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）毎に発生する。ここで、ＴＴＩはＴｒＣＨ毎に上位レイヤよりパラメータとして通知され、１０ｍｓｅｃ、２０ｍｓｅｃ、４０ｍｓｅｃ、８０ｍｓｅｃの値（１０ｍｓｅｃの無線Ｆｒａｍｅの整数倍）をとり得る。したがって、第２の正規化処理部２１は、メモリ１８にＴＴＩ分の無線ＦｒａｍｅのＲＡＫＥデータが格納された時点で、メモリ１８よりＴＴＩ分の該当ＴｒＣＨのデータを取り出し、それに対して正規化処理を行い、その結果を１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部１２へ出力する。
【００６４】
なお、ここで再度正規化するのは、第１の正規化処理部１６はＦｒａｍｅ毎に基準のＥｘｐｏｎｅｎｔ値に合わせて正規化したが、ＴＴＩ内の複数Ｆｒａｍｅ間ではレベルが異なるため、さらに正規化して一定の基準レベルに合わせるためである。
【００６５】
第２の正規化処理部１１で使用される第２の基準レベル（以下、第２の基準ＥＸＰと称す）は、第２の基準レベル決定部２０にて、上位レイヤから通知される符号化種別情報と第１の基準レベル決定部１５で求められた第１の基準ＥＸＰを基に算出される。
【００６６】
１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部２２は、第２の正規化処理部２１による正規化後の信号に対して１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理を行い、処理後の信号をセレクタ２３に送る。
【００６７】
セレクタ２３は、上位レイヤから通知される符号化種別情報に従って、ターボ復号処理部２４またはビタビ復号処理部２５のいずれかを選択し、選択した方に１ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部２２からの信号を送る。
【００６８】
セレクタ２３から信号を受けたターボ復号処理部２４またはビタビ復号処理部２５は、所定のアルゴリズムに従って誤り訂正復号処理を行い、その結果の信号を第２のチャネルデコード処理部２６に出力する。ターボ符号処理部２４は、非線形な、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号を行い、ビタビ復号処理部２５は、線形な、ビタビ復号を行なう。
【００６９】
第２のチャネルデコード処理部２６は、ターボ復号処理部２４またはビタビ復号処理部２５からの信号に対して、Ｃｏｄｅ  Ｂｌｏｃｋの結合処理、ＴｒＢｋ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｂｌｏｃｋ）への分割処理、ＣＲＣチェック、およびＣＲＣ除去を含む一連のチャネルデコード処理を行い、その処理結果である復号後データを出力する。
【００７０】
図２は、図１に示したＣＤＭＡ受信装置における第１および第２の基準レベル決定部の動作を示すフローチャートである。図２（ａ）には第１の基準レベル決定部１５の動作が示され、図２（ｂ）には第２の基準レベル決定部２０の動作が示されている。
【００７１】
図２（ａ）を参照すると、第１の基準レベル決定部１５は、まず、（１）〜（３）の優先符号化種別判定処理を行う（ステップＳ１０１）。
（１）  受信ＴＦＣＩ情報より、受信無線Ｆｒａｍｅに多重されているＴｒＣＨの各々の種別を判別する。ＴＦＣＩはＰｈＣＨに多重される各ＴｒＣＨの組み合わせ、各ＴｒＣＨのＴｒＢｋサイズおよびＴｒＢｋ数を示す指標であり、本来、第１のチャネルデコード処理部１７におけるデコード処理で必要とされるものである。
（２）  上位レイヤから通知されるＴｒＣＨ毎の符号化種別情報と、上述した（１）で判別したＴｒＣＨの情報とを照合することにより、受信Ｆｒａｍｅに含まれる各ＴｒＣＨの符号化種別を判別する。
（３）  全てのＴｒＣＨの符号化種別が同一であれば、優先符号化種別はその符号化種別に一意に定まる。複数の符号化種別が混在している場合、各ＴｒＣＨをＲＭＡ（Ｒａｔｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ  Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）に応じて重み付けをした後、各符号化種別の優先度を算出し、最も優先度の高い符号化種別を優先符号化種別と決定する。例えば、ＴｒＣＨ＃０（ターボ符号化、ＲＭＡ：１００）とＴｒＣＨ＃１（畳み込み符号化、ＲＭＡ：１２０）の２つのＴｒＣＨが多重されている場合、ＲＭＡの大きな畳み込み符号化を優先符号化種別とする。本来、あるＴｒＣＨのＲＭＡが他のＴｒＣＨのＲＭＡと比べて相対的に大きいことは、Ｒａｔｅ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ処理におけるＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎ（繰り返し）のシンボルを多くすること、またはＰｕｎｃｔｕｒｉｎｇ（間引き）を少なくすることを意味する。すなわち、そのＴｒＣＨのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を相対的に上げようとする意図があるといえる。そのため、ここでは優先符号化種別の判定にＲＭＡを使用することにより、ＲＭＡの大きなＴｒＣＨの符号化種別を優先するものである。
【００７２】
第１の基準レベル決定部１５は、（１）〜（３）の処理の後、そこで算出された優先符号化種別がターボ符号または畳み込み符号のいずれであるか判定する（ステップＳ１０２）。
【００７３】
優先符合化種別がターボ符号であれば、第１の基準レベル決定部１５は、正規化にて基準として使用する第１の基準ＥＸＰを平均ＥＸＰとする（ステップＳ１０３）。また、優先符号化種別が畳み込み符号であれば、第１の基準レベル決定部１５は、第１の基準ＥＸＰを最小ＥＸＰとする（ステップＳ１０４）。なお、Ｅｘｐｏｎｅｎｔが最小であることは信号のレベルが最大であることを示す。
【００７４】
次に、ステップＳ１０３またはステップＳ１０４の処理の後、第１の基準レベル決定部１５は、第１の基準ＥＸＰを第１の正規化処理部１６に出力する（ステップＳ１０５）。
【００７５】
図３は、第１の正規化処理部による正規化処理の様子を示す図である。ここでは、１Ｆｒａｍｅが８Ｓｙｍｂｏｌで構成される例が示されている。図３（ａ）には正規化前のＳｙｍｂｏｌが示されている。図３（ｂ）には最小ＥＸＰを基準として正規化した様子が示されている。図３（ｃ）には平均ＥＸＰを基準として正規化した様子が示されている。
【００７６】
図３を参照すると、（ａ）に示されたＳｙｍｂｏｌ毎に異なるＥｘｐｏｎｅｎｔ値を有する各Ｓｙｍｂｏｌを、最小ＥＸＰを基準として正規化すると、（ｂ）に示したように、最小のＥｘｐｏｎｅｎｔ（最大の受信レベル）を持つＳｙｍｂｏｌのダイナミックレンジが一番大きく、その他のＳｙｍｂｏｌのレベルが小さい方向に丸められる。
【００７７】
また、平均ＥＸＰを基準に正規化すると、（ｃ）に示した様に、平均の受信レベルを持つＳｙｍｂｏｌのダイナミックレンジが一番大きく、それを越える受信レベルのＳｙｍｂｏｌは最大のレベルへ丸められ、またそれを下回る受信レベルのＳｙｍｂｏｌは小さい方向に丸められる。
【００７８】
図２（ｂ）を参照すると、第２の基準レベル決定部２０は、該当するＴｒＣＨの符号化種別を、上位レイヤより通知されるＴｒＣＨ毎の符号化種別情報との関連付けにより判定する（ステップＳ１１１）。
【００７９】
ＴｒＣＨの符号化種別がターボ符号であれば、第２の基準レベル決定部２０は、ＴＴＩ内の各Ｆｒａｍｅの第１の基準ＥＸＰの平均値を算出し、これを第２の基準ＥＸＰとする（ステップＳ１１２）。一方、ＴｒＣＨの符号化種別が畳み込み符号であれば、第２の基準レベル決定部２０は、ＴＴＩ内の各Ｆｒａｍｅの第１の基準ＥＸＰの最小値を算出し、これを第２の基準ＥＸＰとする（ステップＳ１１３）。
【００８０】
次に、ステップＳ１１２またはステップＳ１１３の処理の後、第２の基準レベル決定部２０は、第２の基準ＥＸＰを第２の正規化処理部２１に出力する（ステップＳ１１４）。
【００８１】
急峻なフェージング環境において、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムのターボ復号を行なう場合、平均ＥＸＰを基準に正規化することにより、短区間のみのレベルの高い信号により、他の区間の信号レベルが全体的に低くなるのを防止できる。ビタビ復号を行なう場合、それに最適な最小ＥＸＰを基準として正規化することができる。また、それらが混在する場合、ＲＭＡに従った重み付けにより定まる優先符号化種別に最適な基準レベルを選んで正規化を行なうことができる。
【００８２】
図４は、第２の正規化処理部による正規化処理の様子を示す図である。図４（ａ）には正規化前のＳｙｍｂｏｌが示されている。ここでは、１ＴＴＩ当たり４Ｆｒａｍｅ（ＴＴＩ＝４０ｍｓｅｃ）であり、１Ｆｒａｍｅ当たり４Ｓｙｍｂｏｌである例が示されている。図４（ｂ）には、第１の基準ＥＸＰの最小値を基準として正規化した様子が示されている。図４（ｃ）には第１の基準ＥＸＰの平均値を基準として正規化した様子が示されている。
【００８３】
図４を参照すると、（ａ）に示されたＳｙｍｂｏｌ毎に異なるＥｘｐｏｎｅｎｔ値を有する各Ｓｙｍｂｏｌを、第１の基準ＥＸＰの最小値を基準として正規化すると、（ｂ）に示した様に、最小のＥｘｐｏｎｅｎｔ（最大の受信レベル）を持つＳｙｍｂｏｌのダイナミックレンジが一番大きく、その他のＳｙｍｂｏｌのレベルが小さい方向に丸められる。
【００８４】
また、第１の基準ＥＸＰの平均値を基準として正規化すると、（ｃ）に示した様に、平均の受信レベルを持つＳｙｍｂｏｌのダイナミックレンジが一番大きく、それを越える受信レベルのＳｙｍｂｏｌは最大のレベルへ丸められ、またそれを下回る受信レベルのＳｙｍｂｏｌは小さい方向に丸められる。
【００８５】
急峻なフェージング環境において、ｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムのターボ復号を行なう場合、第１の基準ＥＸＰの平均値を基準に正規化することにより、短区間のみのレベルの高い信号により、他の区間の信号レベルが全体的に低くなるのを防止できる。ビタビ復号を行なう場合、それに最適な第１の基準ＥＸＰの最小値を基準として正規化することができる。また、それらが混在する場合、ＲＭＡに従った重み付けにより定まる優先符号化種別に最適な基準レベルを選んで正規化を行なうことができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態のＣＤＭＡ受信装置によれば、第１の基準レベル決定部１５が、フィンガー部１２からのＦｒａｍｅ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔ情報および受信ＴＦＣＩ情報と、上位レイヤからのＲＭＡ情報および符号化種別情報とから、Ｆｒａｍｅに多重されているＴｒＣＨを考慮して、第１の正規化処理部１６におけるＦｒａｍｅ毎の正規化に最適な第１の基準ＥＸＰを求め、第２の基準レベル決定部２０が、第１の基準ＥＸＰと符号化種別情報とから、第２の正規化処理部２１におけるＴｒＣＨ毎の正規化に最適な第２の基準ＥＸＰを求めるので、線形なビタビ復号と非線形なｍａｘ＊−ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを用いたターボ復号とが混在する場合に、複雑な処理を要さずに、符号化種別に応じて最適な正規化を行なうことができ、また急峻なフェージング環境下でもターボ復号において良好な受信特性を得ることができる。さらに、最適な正規化により良好な受信特性を得るために、複雑なデコード処理を伴うスケーリングが必要とされない。
【００８７】
なお、ここでは、本発明をＷ−ＣＤＭＡ基地局の受信機に適用した実施形態を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＷ−ＣＤＭＡ端末装置の受信機に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態のＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したＣＤＭＡ受信装置における第１および第２の基準レベル決定部の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の正規化処理部による正規化処理の様子を示す図である。
【図４】第２の正規化処理部による正規化処理の様子を示す図である。
【図５】従来のＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した従来のＣＤＭＡ受信装置における第１および第２の基準レベル決定部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１１    パスサーチ部
１２    フィンガー部
１３    デコード部
１４    メモリ
１５    第１の基準レベル決定部
１６    第１の正規化処理部
１７    第１のチャネルデコード部
１８    メモリ
１９    ＴｒＣＨ処理部
２０    第２の基準レベル決定部
２１    第２の正規化処理部
２２    １ｓｔ  Ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ処理部
２３    セレクタ
２４    ターボ復号処理部
２５    ビタビ復号処理部
２６    第２のチャネルデコード部
Ｓ１０１〜Ｓ１０５、Ｓ１１１〜Ｓ１１４    ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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