(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信アンテナで受信された無線帯域信号を信号処理することにより、ＣＤＭＡ方式に基づき各ユーザが占有する個別チャネルと全ユーザで共有する共有チャネルとが多重された上り通信チャネルの無線受信出力を出力する無線受信部と、
前記無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた任意のユーザの個別チャネルに対応する信号を入力とし、その既知のＰｉｌｏｔ部シンボルに対する逆拡散後の位相／振幅情報から伝送路による位相および振幅変動を示す伝送路推定値を算出する伝送路推定回路と、
当該ユーザの個別チャネルと共有チャネルとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の推定値に基づき、前記伝送路推定回路からの伝送路推定値を補正する伝送路推定値補正回路と、
この伝送路推定値補正回路で補正された伝送路推定値に基づいて、前記無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた当該ユーザの共有チャネルに対応する信号を復調する共有チャネル復調回路と
を備えることを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＤＭＡ受信装置において、
当該ユーザのタイミングオフセット情報および上り送信電力制御コマンド情報を入力とし、タイミングオフセット区間内における上り送信電力制御コマンドに応じた受信電力変動を推定することにより受信電力変動を補正する受信電力差補正係数を算出する受信電力差補正係数算出回路をさらに備え、
前記伝送路推定値補正回路は、前記受信電力差補正係数算出回路からの受信電力差補正係数に基づき、前記伝送路推定回路からの伝送路推定値を補正する
ことを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＣＤＭＡ受信装置において、
前記伝送路推定値補正回路は、前記伝送路推定回路から得られた当該タイミング前後の複数の伝送路推定値を前記受信電力変動の推定値に基づき補正した後、これら補正後の伝送路推定値を重み付け平均して出力する
ことを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＣＤＭＡ受信装置において、
前記無線受信出力から当該ユーザの個別チャネルおよび共通チャネルに関するパス遅延を検出するパス検出回路と、
当該ユーザの個別チャネルのパス遅延に基づき前記無線受信出力を逆拡散操作して前記ユーザの個別チャネルに対応する信号を出力する個別チャネル用逆拡散回路と、
当該ユーザの共通チャネルのパス遅延に基づき前記無線受信出力を逆拡散操作して前記ユーザの共通チャネルに対応する信号を出力する共通チャネル用逆拡散回路と
をさらに備えることを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＣＤＭＡ受信装置において、
前記伝送路推定値に基づいて当該ユーザの個別チャネルに対応する信号から当該個別チャネルのＤａｔａ部の復調を行う個別チャネル用復調回路をさらに備える
ことを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＣＤＭＡ受信装置において、
前記個別チャネル用逆拡散回路、前記伝送路推定回路、および前記個別チャネル用復調回路からなる個別チャネルパス復調部を当該ユーザの各個別チャネル毎に備え、
これら個別チャネルパス復調部の個別チャネル用復調回路からの復調出力をＲＡＫＥ合成して得られた当該ユーザの個別チャネル復調結果を出力する個別チャネル用ＲＡＫＥ合成回路をさらに備え、
前記共有チャネル用逆拡散回路、前記伝送路推定値補正回路、および前記共有チャネル用復調回路からなる共有チャネルパス復調部を当該ユーザの各共通チャネル毎に備え、
これら共有チャネルパス復調部の共有チャネル用復調回路からの復調出力をＲＡＫＥ合成して得られた当該ユーザの共有チャネル復調結果を出力する共有チャネル用ＲＡＫＥ合成回路をさらに備える
ことを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項７】
受信アンテナで受信された無線帯域信号を信号処理することにより、ＣＤＭＡ方式に基づき各ユーザが占有する個別チャネルと全ユーザで共有する共有チャネルとが多重された上り通信チャネルの無線受信出力を出力する無線受信ステップと、
無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた任意のユーザの個別チャネルに対応する信号を入力とし、その既知のＰｉｌｏｔ部シンボルに対する逆拡散後の位相／振幅情報から伝送路による位相および振幅変動を示す伝送路推定値を算出する伝送路推定ステップと、
当該ユーザの個別チャネルと共有チャネルとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の推定値に基づき算出された伝送路推定値を補正する伝送路推定値補正ステップと、
この伝送路推定値補正ステップで補正された伝送路推定値に基づいて、無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた当該ユーザの共有チャネルに対応する信号を復調する共有チャネル復調ステップと
を備えることを特徴とするＣＤＭＡ受信方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＣＤＭＡ受信方法において、
当該ユーザのタイミングオフセット情報および上り送信電力制御コマンド情報を入力とし、タイミングオフセット区間内における上り送信電力制御コマンドに応じた受信電力変動を推定することにより受信電力変動を補正する受信電力差補正係数を算出する受信電力差補正係数算出ステップをさらに備え、
前記伝送路推定値補正ステップは、算出された受信電力差補正係数に基づき、算出された伝送路推定値を補正するステップを備える
ことを特徴とするＣＤＭＡ受信方法。
【請求項９】
請求項７に記載のＣＤＭＡ受信方法において、
前記伝送路推定値補正ステップは、
得られた当該タイミング前後の複数の伝送路推定値を前記受信電力変動の推定値に基づき補正するステップと、
これら補正後の伝送路推定値を重み付け平均して出力するステップと
を備えることを特徴とするＣＤＭＡ受信方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のＣＤＭＡ受信方法において、
前記無線受信出力から当該ユーザの個別チャネルおよび共通チャネルに関するパス遅延を検出するパス検出ステップと、
当該ユーザの個別チャネルのパス遅延に基づき前記無線受信出力を逆拡散操作して前記ユーザの個別チャネルに対応する信号を出力する個別チャネル用逆拡散ステップと、
当該ユーザの共通チャネルのパス遅延に基づき前記無線受信出力を逆拡散操作して前記ユーザの共通チャネルに対応する信号を出力する共通チャネル用逆拡散ステップと
をさらに備えることを特徴とするＣＤＭＡ受信方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＣＤＭＡ受信方法において、
前記伝送路推定値に基づいて当該ユーザの個別チャネルに対応する信号から当該個別チャネルのＤａｔａ部の復調を行う個別チャネル用復調ステップをさらに備える
ことを特徴とするＣＤＭＡ受信方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＣＤＭＡ受信方法において、
前記個別チャネル用逆拡散ステップ、前記伝送路推定ステップ、および前記個別チャネル用復調ステップからなる個別チャネルパス復調ステップを当該ユーザの各個別チャネル毎に備え、
これら個別チャネルパス復調ステップの個別チャネル用復調ステップからの復調出力をＲＡＫＥ合成して得られた当該ユーザの個別チャネル復調結果を出力する個別チャネル用ＲＡＫＥ合成ステップをさらに備え、
前記共有チャネル用逆拡散ステップ、前記伝送路推定値補正ステップ、および前記共有チャネル用復調ステップからなる共有チャネルパス復調ステップを当該ユーザの各共通チャネル毎に備え、
これら共有チャネルパス復調ステップの共有チャネル用復調ステップからの復調出力をＲＡＫＥ合成して得られた当該ユーザの共有チャネル復調結果を出力する共有チャネル用ＲＡＫＥ合成ステップをさらに備える
ことを特徴とするＣＤＭＡ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）方式の無線通信技術に関し、特に無線基地局で用いられるＣＤＭＡ受信装置での復調技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤＭＡ通信システムは、各ユーザ端末と基地局とがＣＤＭＡ方式を用いて通信を行う際に、上り通信チャネル（以下、ＣＨという）として、各ユーザが占有する個別ＣＨと、全ユーザで共有する共有ＣＨとを用いる。この際、ＣＤＭＡ通信システムの多くは、各ユーザの個別ＣＨおよび共有ＣＨは、互いに符号多重されており、復調時にはこれら各ユーザ毎に個別ＣＨおよび共有ＣＨを分離して復調するものとなっている。【０００３】
この際、個別ＣＨはスロット単位に構成されており、各スロットの開始タイミングは呼接続時に各ユーザに対して独立に決められる。また、各スロットはＰｉｌｏｔ部とＤａｔａ部とから構成されている。Ｐｉｌｏｔ部には、スロット毎に予め定められた既知のシンボル系列が収容されており、個別ＣＨおよび共有ＣＨのＤａｔａ部の復調に必要な伝送路推定値を求めるために用いられる。Ｄａｔａ部にはユーザデータが収容されている。【０００４】
共有ＣＨは全ユーザで共有されるため、スロット単位に構成されているという点は個別ＣＨと同様であるが、開始タイミングは全ユーザ共通であり、予め定められている。共有ＣＨはＤａｔａ部のみで構成され、Ｄａｔａ部にはユーザデータが収容されている。共有ＣＨはＰｉｌｏｔ部が存在しないため、個別ＣＨよりも多くのユーザデータを収容することが可能である。
このようなことから、個別ＣＨと共有ＣＨのスロット開始タイミング差はユーザ毎に異なり、呼接続時に決定されることが分かる。これをタイミングオフセットと定義する。【０００５】
従来、このようなＣＤＭＡ通信システムで用いられるＣＤＭＡ受信装置として、図４に示すような構成が提案されている（例えば、特開２００３−０６９４５１号公報、特開２００２−１１１５７０号公報など参照）。このＣＤＭＡ受信装置は、受信アンテナ部ＲＡ、無線受信部ＲＸ、複数のユーザ復調ブロックから構成されている。なお、図４では、ユーザｋ復調ブロック１のみが示されているが他のユーザ復調ブロックも同様の構成である。【０００６】
無線受信部ＲＸは、受信アンテナ部ＲＡで受信された無線帯域の信号を入力とし、入力信号の増幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、アナログ／ディジタル変換などの処理を行い、結果をユーザｋ復調ブロック１へと出力する。ユーザｋ復調ブロック１は、パス検出回路１０、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌ、個別ＣＨ用ＲＡＫＥ合成回路（以下、ＲＡＫＥ合成回路という）１４、共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌ、および共有ＣＨ用ＲＡＫＥ合成回路（以下、ＲＡＫＥ合成回路という）２４から構成される。【０００７】
パス検出回路１０は、無線受信部ＲＸの出力を入力とし、入力信号に対するユーザｋ個別ＣＨ信号のパス遅延を検出し、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌ、共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌへパス遅延を通知する。ここで、入力信号にはユーザＡ個別ＣＨ信号〜ユーザｋ個別ＣＨ信号および共有ＣＨ信号が多重され、さらに伝搬遅延による各信号のマルチパス成分が多重されている。【０００８】
ユーザ個別ＣＨ信号および共有ＣＨの多重方法としては、通常、ＣＤＭＡを用いるが、ユーザ個別ＣＨ信号の多重にはＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）を用いることも可能である。また、多重された複数のユーザ信号の分離方法とマルチパス成分のパス遅延の検出方法および検出されるパス遅延の数に制限はない。【０００９】
個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌでは、個別ＣＨ用逆拡散回路（以下、逆拡散回路という）１１で、無線受信部ＲＸからの無線受信出力と、パス検出回路１０から通知された個別ＣＨパスのパス遅延とを入力とし、無線受信部ＲＸからの無線受信出力に対する逆拡散操作を行い、ユーザｋの個別ＣＨパスに対応する信号を抽出する。また、伝送路推定回路（以下、推定回路という）１２で、逆拡散回路１１の出力に基づき伝送路推定を行う。【００１０】
次に、個別ＣＨ用復調回路（以下、復調回路という）１３で、逆拡散回路１１の出力と、推定回路１２の出力である伝送路推定値とを入力とし、Ｄａｔａ部の復調を行う。これにより、Ｄａｔａ部は、該当Ｄａｔａ部の受信タイミングにおける伝送路推定値を用いて伝送路の影響を取り除くことにより復調される。そして、ＲＡＫＥ合成回路１４では、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌの出力をＲＡＫＥ合成し、ユーザｋ個別ＣＨ復調結果を出力する。【００１１】
一方、共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌでは、共有ＣＨ用逆拡散回路（以下、逆拡散回路という）２１で、無線受信部ＲＸからの無線受信出力と、パス検出回路１０から通知された個別ＣＨパスのパス遅延とを入力とし、無線受信部ＲＸからの無線受信出力に対する逆拡散操作を行い、ユーザｋの共有ＣＨパスに対応する信号を抽出する。次に、共有ＣＨ用復調回路（以下、復調回路という）２３で、逆拡散回路２１の出力と、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌのうち対応するいずれかの推定回路１２からの伝送路推定値とを入力とし、共有ＣＨのＤａｔａ部の復調を行う。【００１２】
これにより、共有ＣＨのＤａｔａ部は、個別ＣＨでのＤａｔａ部の受信タイミングにおける伝送路推定値を用いて伝送路の影響を取り除くことにより復調される。そして、ＲＡＫＥ合成回路２４では、共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌの出力を入力とし、ＲＡＫＥ合成を行い、ユーザｋ共有ＣＨ復調結果を出力する。【００１３】
図５に示す復調動作例のように、個別ＣＨおよび共有ＣＨのＤａｔａ部の復調においては、まず個別ＣＨのＰｉｌｏｔ部を用いて伝送路推定値を算出する。個別ＣＨのＤａｔａ部は、自スロットの伝送路推定値、または自スロットおよび前後いくつかのスロットの伝送路推定値から補間して求めた該当Ｄａｔａ部の受信タイミングにおける伝送路推定値を用いて伝送路の影響を取り除くことにより復調される。また、共有ＣＨのＤａｔａ部は、個別ＣＨのＤａｔａ部と同様に該当Ｄａｔａ部の受信タイミングにおける伝送路推定値を用いて伝送路の影響を取り除くことにより復調される。
【００１４】
上り送信電力制御は、個別ＣＨのスロット単位で行われる。一方、共有ＣＨの上り送信電力は、個別ＣＨの上り送信電力に対して固定、または可変の電力オフセットを与えることで決定される。したがって、共有ＣＨの上り送信電力制御は、タイミングオフセットで定義された一定の時間ずれを持ちながら、スロット単位で行われる。また、共有ＣＨでは上り送信電力制御を行わない、つまり常に一定の上り送信電力とされる場合もある。【００１５】
ここで言う上り送信電力制御とは、基地局における上り受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio：信号対干渉電力比）を予め定められた閾値と比較し、閾値より小さければ上り送信電力増加制御を、大きければ上り送信電力減少制御をユーザ端末に対して行う動作のことである。上記ＣＤＭＡ無線通信システムのように、共有ＣＨを用いてユーザデータを送信する方式によれば、効率的な無線リソースの利用を実現できる。また、全ユーザを共通のタイミングでスケジューリングできるため、各ユーザデータの遅延時間の制御にも適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、このような従来技術では、タイミングオフセットが存在し、かつ、上り送信電力制御が実施されている場合には、共有ＣＨの復調精度が劣化してしまう、という問題がある。以下、前述した図５を参照して、個別ＣＨと共有ＣＨとの間にタイミングオフセットが存在し、かつ、上り送信電力制御が実施されている場合を例に挙げて考える。【００１７】
任意のスロット（ｎ）における個別ＣＨの送信信号をＴｘ（ｎ）、個別ＣＨのフェージングを含む伝送路による位相・振幅変動、すなわち伝送路推定値をＨ（ｎ）とすると、個別ＣＨの受信信号Ｒｘ（ｎ）は以下のように表すことができる。
Ｒｘ（ｎ）＝ Ｈ（ｎ）・Ｔｘ（ｎ）
個別ＣＨの復調時には上式のＴｘ（ｎ）を復元するために、以下の演算が行われる。ここでＨ*（ｎ）はＨ（ｎ）の複素共役を表す。
Ｔｘ（ｎ）＝ Ｈ*（ｎ）・Ｒｘ（ｎ）
また、任意のスロット番号ｎにおける共有ＣＨの送信信号をｔｘ（ｎ）、共有ＣＨの伝送路推定値をｈ（ｎ）とすると、共有ＣＨの受信信号ｒｘ（ｎ）は以下のように表すことができる。
ｒｘ（ｎ）＝ ｈ（ｎ）・ｔｘ（ｎ）【００１８】
タイミングオフセットが存在しない場合は、任意のスロット（ｎ）における個別ＣＨの伝送路推定値をＨ（ｎ）、予め定められた個別ＣＨに対する共有ＣＨの電力オフセットＰOFFSETから求められた係数をＡOFFSETとすると、共有ＣＨの復調に用いられる伝送路推定値ｈ（ｎ）は以下のように算出される。
ｈ（ｎ）＝ＡOFFSET・Ｈ（ｎ）
共有ＣＨの復調時には上式のｔｘ（ｎ）を復元するために、以下の演算が行われる。ここで*は複素共役を表す。
ｔｘ（ｎ）＝ ｈ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・Ｈ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）【００１９】
しかし、図５のシンボルｍのように伝送路推定に使われた個別ＣＨのシンボルのスロット番号と復調すべき共有ＣＨのシンボルのスロット番号とがタイミングオフセットによってずれている場合、上式は以下のようになる。
ｔｘ（ｎ）＝ ｈ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・Ｈ*（ｎ＋１）・ｒｘ（ｎ）【００２０】
ここで、スロット（ｎ）からスロット（ｎ＋１）への上り送信電力制御による受信電力変動から求められる係数をΔ、スロット（ｎ）からスロット（ｎ＋１）への時間経過による伝送路の変動をαとすると、Ｈ（ｎ＋１）は以下のようになる。
Ｈ（ｎ＋１）＝Δ・（Ｈ（ｎ）＋α）
このため、Ｈ（ｎ＋１）から求められたｈ（ｎ）には明らかに上り送信電力制御による受信電力変動も含まれていることになる。【００２１】
一方、共有ＣＨのシンボルｍには、時間経過による伝送路の変動のみが含まれ、上り送信電力制御による受信電力変動は含まれていない。したがって、この伝送路推定値ｈ（ｎ）を共有ＣＨのシンボルｍに対してそのまま用いて復調を行うと、ｈ（ｎ）に含まれている上り送信電力制御による受信電力変動の影響で共有ＣＨの復調精度が劣化してしまう。
ｔｘ（ｎ）＝ｈ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・Ｈ*（ｎ＋１）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・Δ・（Ｈ（ｎ）＋α）*・ｒｘ（ｎ）【００２２】
これに対して、本来必要とされる演算式は以下の通りである。ここで*は複素共役を表す。
ｔｘ（ｎ）＝ＡOFFSET・（Ｈ（ｎ）＋α）*・ｒｘ（ｎ）
上式からも共有ＣＨ復調時に上り送信電力制御による受信電力変動から求められる係数Δに相当する誤差が発生していることが分かる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、個別ＣＨと共有ＣＨとの間にタイミングオフセットが存在し、かつ、上り送信電力制御が実施されている場合でも、共有ＣＨの復調精度の劣化を防ぐことができるＣＤＭＡ受信装置および方法を提供することを目的としている。【００２４】
本発明にかかるＣＤＭＡ受信装置は、受信アンテナで受信された無線帯域信号を信号処理することにより、ＣＤＭＡ方式に基づき各ユーザが占有する個別チャネルと全ユーザで共有する共有チャネルとが多重された上り通信チャネルの無線受信出力を出力する無線受信部と、前記無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた任意のユーザの個別チャネルに対応する信号を入力とし、その既知のＰｉｌｏｔ部シンボルに対する逆拡散後の位相／振幅情報から伝送路による位相および振幅変動を示す伝送路推定値を算出する推定回路と、当該ユーザの個別チャネルと共有チャネルとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の推定値に基づき、前記伝送路推定回路からの伝送路推定値を補正する伝送路推定値補正回路と、この伝送路推定値補正回路で補正された伝送路推定値に基づいて、前記無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた当該ユーザの共有チャネルに対応する信号を復調する共有チャネル復調回路とを備えている。
【００２５】
また、本発明にかかるＣＤＭＡ受信方法は、受信アンテナで受信された無線帯域信号を信号処理することにより、ＣＤＭＡ方式に基づき各ユーザが占有する個別チャネルと全ユーザで共有する共有チャネルとが多重された上り通信チャネルの無線受信出力を出力する無線受信ステップと、無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた任意のユーザの個別チャネルに対応する信号を入力とし、その既知のＰｉｌｏｔ部シンボルに対する逆拡散後の位相／振幅情報から伝送路による位相および振幅変動を示す伝送路推定値を算出する伝送路推定ステップと、当該ユーザの個別チャネルと共有チャネルとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の推定値に基づき算出された伝送路推定値を補正する伝送路推定値補正ステップと、この伝送路推定値補正ステップで補正された伝送路推定値に基づいて、無線受信出力に対して逆拡散操作を行って得られた当該ユーザの共有チャネルに対応する信号を復調する共有チャネル復調ステップとを備えている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、個別ＣＨでの伝送路推定値に対して、個別ＣＨと共有ＣＨとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の推定値に基づいて補正された伝送路推定値が、共有ＣＨの復調に用いられるため、タイミングオフセットが存在し、かつ、上り送信電力制御が実施されている場合でも、共有ＣＨの復調精度の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置の他の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図４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】図５は、従来のＣＤＭＡ受信装置の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［ＣＤＭＡ受信装置の概要］
本実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置は、Ｐｉｌｏｔ部を含み、上り送信電力制御を行う個別チャネル（以下、ＣＨという）と、個別ＣＨの伝送路推定値を用いて復調を行う共有ＣＨとから構成されるＣＤＭＡ通信システムで用いられる受信装置であって、個別ＣＨから伝送路推定を行った後、その個別ＣＨと共有ＣＨとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動を推定および補正し、これを共有ＣＨの復調に用いるものである。
【００２９】
本実施の形態では、各ユーザ端末が基地局とＣＤＭＡ方式を用いて通信を行う際に、上り通信ＣＨとして、各ユーザの占有する個別ＣＨと、全ユーザで共有する共有ＣＨとを用いることを前提とする。各ユーザの個別ＣＨおよび共有ＣＨは、互いに符号多重されており、復調時には分離可能であるとする。なお、各ユーザの個別ＣＨおよび共有ＣＨが互いに多重されており、復調時に分離可能であれば、ＣＤＭＡ以外の多重方式でも本発明を適用可能である。【００３０】
個別ＣＨはスロット単位に構成されており、このスロットの開始タイミングは呼接続時に各ユーザに対して独立に決められる。また、各スロットはＰｉｌｏｔ部とＤａｔａ部とから構成されている。Ｐｉｌｏｔ部には、スロット毎に予め定められた既知のシンボル系列が収容されており、個別ＣＨおよび共有ＣＨのＤａｔａ部の復調に必要な伝送路を推定するために用いられる。Ｄａｔａ部にはユーザデータが収容されている。なお、個別ＣＨがＰｉｌｏｔ部のみから構成される場合も本発明を適用可能である。【００３１】
共有ＣＨは全ユーザで共有されるため、スロット単位に構成されているという点は個別ＣＨと同様であるが、開始タイミングは全ユーザ共通であり、予め定められている。共有ＣＨはＤａｔａ部のみで構成され、Ｄａｔａ部にはユーザデータが収容されている。共有ＣＨはＰｉｌｏｔ部が存在しないため、個別ＣＨよりも多くのユーザデータを収容することが可能である。したがって、個別ＣＨと共有ＣＨのスロット開始タイミング差、すなわちタイミングオフセットは、ユーザ毎に異なっており、また呼接続時に決定されためユーザ毎に取得可能であることが分かる。【００３２】
上り送信電力制御は、個別ＣＨのスロット単位で行われる。また、共有ＣＨの上り送信電力は、個別ＣＨの上り送信電力に対して固定、または可変の電力オフセットを与えることで決定される。なお、ここで言う上り送信電力制御とは、基地局における上り受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio：信号対干渉電力比）を予め定められた閾値と比較し、閾値より小さければ上り送信電力増加制御を、大きければ上り送信電力減少制御をユーザ端末に対して行う動作のことである。【００３３】
したがって、共有ＣＨの上り送信電力制御は、タイミングオフセットで定義された一定の時間ずれを持ちながら、スロット単位で行われる。また、共有ＣＨでは上り送信電力制御を行わない、つまり常に固定電力で受信される場合も考えられる。上り送信電力制御コマンドに従って発生するユーザ端末の送信電力変動は、そのまま基地局における受信電力変動として観測される。これにより、各スロットにおける上り送信電力制御による受信電力変動は、下り信号として送信した上り送信電力制御コマンド情報から推定することが可能である。【００３４】
本実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置では、個別ＣＨから伝送路推定を行った後、その個別ＣＨと共有ＣＨとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動を推定および補正し、これを共有ＣＨの復調に用いることで共有ＣＨの復調精度の劣化を防いでいる。
【００３５】
［ＣＤＭＡ受信装置の構成］
次に、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置について説明する。なお、図１に示した本発明の一実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置のブロック図において、前述した図４と同じまたは同等部分には同一符号が付されている。図１のＣＤＭＡ受信装置は、受信アンテナ部ＲＡ、無線受信部ＲＸ、複数のユーザ復調ブロックから構成されている。ここでは、ユーザｋ復調ブロック１のみが示されているが他のユーザ復調ブロックも同様の構成である。なおユーザ数ｋおよび復調可能なパス数Ｌはともに正整数であり、ユーザ数およびパス数に制限はない。【００３６】
受信アンテナ部ＲＡは、１個以上の受信アンテナ素子から構成される。なお、受信アンテナ素子数に制限はない。また、アンテナ素子の水平面内および垂直面内指向性に制限はなく、例としてはオムニ（無指向性）、ダイポール（双極指向性）が挙げられる。【００３７】
無線受信部ＲＸは、ローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部発信器、ＡＧＣ（Auto Gain Controller）、直交検波器、低域通過フィルタ、アナログ／ディジタル変換器などから構成される（図示せず）。この無線受信部ＲＸでは、受信アンテナ部ＲＡで受信された無線帯域の信号を入力とし、入力信号の増幅、無線帯域から基底帯域への周波数変換、直交検波、アナログ／ディジタル変換などの処理を行い、結果をユーザｋ復調ブロック１へと出力する。【００３８】
ユーザｋ復調ブロック１は、パス検出回路１０、受信電力差補正係数算出回路（以下、補正係数算出回路という）２０、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌ、ＲＡＫＥ合成回路１４、共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌ、およびＲＡＫＥ合成回路２４から構成される。【００３９】
パス検出回路１０は、無線受信部ＲＸの出力を入力とし、入力信号に対するユーザｋ個別ＣＨ信号のパス遅延を検出し、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌ、共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌへパス遅延を通知する。ここで、入力信号にはユーザＡ個別ＣＨ信号〜ユーザｋ個別ＣＨ信号および共有ＣＨ信号が多重され、さらに伝搬遅延による各信号のマルチパス成分が多重されている。【００４０】
ユーザ個別ＣＨ信号および共有ＣＨの多重方法としては、通常、ＣＤＭＡを用いるが、ユーザ個別ＣＨ信号の多重にはＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）を用いることも可能である。また、多重された複数のユーザ信号の分離方法とマルチパス成分のパス遅延の検出方法および検出されるパス遅延の数に制限はない。【００４１】
補正係数算出回路２０は、ユーザｋのタイミングオフセット情報と、ユーザｋの上り送信電力制御コマンド情報とを入力とし、タイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動を推定し、これを補正するための受信電力差補正係数を出力する。タイミングオフセット区間内における上り送信電力制御コマンドに応じた受信電力変動を推定し、これを補正するための受信電力差補正係数を算出する。
【００４２】
この際、共有ＣＨの上り送信電力が、個別ＣＨの上り送信電力に対して固定、または可変の電力オフセット（ＰOFFSET）を与えることで決定される場合には、その電力オフセットを考慮した受信電力差補正係数を算出することも可能である。なお、受信電力差補正係数はパスによらず、ユーザｋのタイミングオフセット情報と、ユーザｋの上り送信電力制御コマンド情報とから算出される。【００４３】
個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌは、それぞれ、逆拡散回路１１、推定回路１２、および復調回路１３から構成されている。逆拡散回路１１は、無線受信部ＲＸからの無線受信出力と、パス検出回路１０から通知された個別ＣＨパスのパス遅延とを入力とし、無線受信部からの出力に対する逆拡散操作を行い、ユーザｋの個別ＣＨパスに対応する信号を抽出する。【００４４】
推定回路１２は、逆拡散回路１１の出力を入力とし、既知Ｐｉｌｏｔ部シンボルに対する逆拡散後の位相／振幅情報から伝送路による位相・振幅変動を示す伝送路推定値を算出する。この伝送路推定値はパス毎に異なり、個別ＣＨ復調回路に与えられ個別ＣＨのＤａｔａ部の復調に使われるとともに、後述する伝送路推定値補正回路（以下、補正回路という）２２にも与えられる。この伝送路推定値は、自スロットのＰｉｌｏｔ部シンボル、もしくは自スロットおよび前後いくつかのスロットの伝送路推定値から補間して求めることが可能である。なお、使用するスロット数および補間方法に制限はない。【００４５】
伝送路推定値を補正回路２２に与える場合には、個別ＣＨのＤａｔａ部の硬判定結果をＰｉｌｏｔ部シンボルと同様に扱い、個別ＣＨのＤａｔａ部シンボルの硬判定結果に対する逆拡散後の位相／振幅情報から伝送路推定値を算出することも可能である。この方法を用いることで、共有ＣＨの受信タイミングにおける伝送路推定値の精度を向上させることができる。【００４６】
復調回路１３は、逆拡散回路１１の出力と、推定回路１２の出力である伝送路推定値とを入力とし、Ｄａｔａ部の復調を行う。Ｄａｔａ部は、該当Ｄａｔａ部の受信タイミングにおける伝送路推定値を用いて伝送路の影響を取り除くことにより復調される。ＲＡＫＥ合成回路１４は、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌの出力をＲＡＫＥ合成し、ユーザｋ個別ＣＨ復調結果を出力する。【００４７】
共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌは、それぞれ、逆拡散回路２１、補正回路２２、および復調回路２３から構成されている。逆拡散回路２１は、無線受信部ＲＸからの無線受信出力と、パス検出回路１０から通知された個別ＣＨパスのパス遅延とを入力とし、無線受信部ＲＸからの無線受信出力に対する逆拡散操作を行い、ユーザｋの共有ＣＨパスに対応する信号を抽出する。【００４８】
補正回路２２は、推定回路１２の出力である伝送路推定値と、補正係数算出回路２０の出力である受信電力差補正係数とを入力とし、伝送路推定値に受信電力差補正係数を適用することにより、補正された伝送路推定値を算出し出力する。伝送路推定値はパス毎に異なるため、補正された伝送路推定値もパス毎に算出される。【００４９】
復調回路２３は、逆拡散回路２１の出力と、個別ＣＨパス復調部１Ａ〜１Ｌの補正回路２２からの補正された伝送路推定値とを入力とし、共有ＣＨのＤａｔａ部の復調を行う。これにより、共有ＣＨのＤａｔａ部は、個別ＣＨでのＤａｔａ部の受信タイミングにおける伝送路推定値を用いて伝送路の影響を取り除くことにより復調される。ＲＡＫＥ合成回路２４は、共有ＣＨパス復調部２Ａ〜２Ｌの出力を入力とし、ＲＡＫＥ合成を行い、ユーザｋ共有ＣＨ復調結果を出力する。【００５０】
［ＣＤＭＡ受信装置の動作］
次に、図２を参照して、本実施の形態にかかるＣＤＭＡ受信装置の動作について説明する。
図２のタイミングチャートに示すように、まず、個別ＣＨと共有ＣＨとの間にタイミングオフセットが存在し、かつ、上り送信電力制御が実施されている任意のユーザｋの任意のパスにおける伝送路推定値の補正を想定する。 任意のスロット（ｎ）における個別ＣＨの送信信号をＴｘ（ｎ）、推定回路１２の出力である伝送路推定値Ｈ（ｎ）とすると、個別ＣＨの受信信号Ｒｘ（ｎ）は以下のように表すことができる。
Ｒｘ（ｎ）＝ Ｈ（ｎ）・Ｔｘ（ｎ）【００５１】
復調時には上式のＴｘ（ｎ）を復元するために、復調回路１３において、以下の演算が行われる。ここでＨ*（ｎ）はＨ（ｎ）の複素共役を表す。
Ｔｘ（ｎ）＝ Ｈ*（ｎ）・Ｒｘ（ｎ）
また、任意のスロット番号ｎにおける共有ＣＨの送信信号をｔｘ（ｎ）、共有ＣＨの伝送路推定値をｈ（ｎ）とすると、共有ＣＨの受信信号ｒｘ（ｎ）は以下のように表すことができる。
ｒｘ（ｎ）＝ ｈ（ｎ）・ｔｘ（ｎ）【００５２】
次に、個別ＣＨと共有ＣＨとの間にタイミングオフセットが存在しない場合を想定すると、任意のスロット（ｎ）における個別ＣＨの伝送路推定値をＨ（ｎ）、予め定められた個別ＣＨに対する共有ＣＨの電力オフセットＰOFFSETから求められた係数をＡOFFSETとすると、共有ＣＨの復調に用いられる伝送路推定値ｈ（ｎ）は、補正係数算出回路２０において以下のように算出される。
ｈ（ｎ）＝ＡOFFSET・Ｈ（ｎ）【００５３】
共有ＣＨの復調時には上式のｔｘ（ｎ）を復元するために、復調回路２３において、以下の演算が行われる。ここで*は複素共役を表す。
ｔｘ（ｎ）＝ ｈ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・Ｈ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）【００５４】
しかし、シンボルｍのように伝送路推定に使われた個別ＣＨのシンボルのスロット番号と復調すべき共有ＣＨのシンボルのスロット番号とがタイミングオフセットによってずれている場合、上式は以下のようになる。
ｔｘ（ｎ）＝ ｈ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・Ｈ*（ｎ＋１）・ｒｘ（ｎ）【００５５】
ここで、スロット（ｎ）からスロット（ｎ＋１）への上り送信電力制御による受信電力変動から求められる係数をΔ、スロット（ｎ）からスロット（ｎ＋１）への時間経過による伝送路の変動をαとすると、Ｈ（ｎ＋１）は以下のようになる。
Ｈ（ｎ＋１）＝Δ・（Ｈ（ｎ）＋α）
このため、Ｈ（ｎ＋１）から求められたｈ（ｎ）には明らかに上り送信電力制御による受信電力変動も含まれていることになる。一方、共有ＣＨのシンボルｍには、時間経過による伝送路の変動のみが含まれ、上り送信電力制御による受信電力変動は含まれていない。【００５６】
本実施の形態では、補正係数算出回路２０において、ユーザｋのタイミングオフセット情報と上り送信電力制御コマンド情報とから、タイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の推定値に基づいて受信電力変動を補正するための受信電力差補正係数を算出する。そして、補正回路２２において、伝送路推定値に受信電力差補正係数を適用することにより、補正された伝送路推定値を算出する。
【００５７】
具体的には、まず、ユーザｋのタイミングオフセット情報を取得し、補正係数算出回路２０に入力する。ここで、タイミングオフセットは呼接続時に決定される。また、ユーザｋのスロット（ｎ）受信開始時からスロット（ｎ＋１）受信開始時までの間に下り信号として送信した上り送信電力制御コマンド情報を取得し、補正係数算出回路２０に入力する。【００５８】
次に、補正係数算出回路２０において、入力されたユーザｋのスロット（ｎ）受信開始時からスロット（ｎ＋１）受信開始時までの間に下り信号として送信した上り送信電力制御コマンド情報を用いて、ユーザｋのスロット（ｎ）からスロット（ｎ＋１）への上り送信電力制御による受信電力変動を推定する。ここで、上り送信電力制御コマンドに従って発生するユーザ端末の送信電力変動は、そのまま基地局における受信電力変動として観測されると考えられる。【００５９】
下り信号として送信した上り送信電力制御コマンド情報の総和から算出された受信電力変動の推定値をＣTPCとし、実際のユーザｋのスロット（ｎ）からスロット（ｎ＋１）への上り送信電力制御による受信電力変動から求められる係数をΔとすると、以下の近似式が成り立つ。
ＣTPC≒Δ
【００６０】
次に、補正係数算出回路２０において、タイミングオフセットと、上り送信電力制御による受信電力変動の推定値とを用いて、タイミングオフセット区間内において上り送信電力制御による受信電力変動を打ち消す受信電力差補正係数βを算出し、補正回路２２に出力する。
β＝ＣTPC-1（タイミングオフセット区間内の場合）
β＝１（タイミングオフセット区間外の場合）
【００６１】
次に、補正回路２２において、推定回路１２の出力である伝送路推定値に受信電力差補正係数を適用することにより、補正された伝送路推定値を算出する。ここで、補正された伝送路推定値をｈｃ（ｎ）とすると、以下のように表される。
ｈｃ（ｎ）＝ＡOFFSET・β・Ｈ（ｎ＋１）【００６２】
補正された伝送路推定値を図２のシンボルｍの復調に用いることで、タイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の影響を除去することができる。
ｔｘ（ｎ）＝ｈｃ*（ｎ）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・β・Ｈ*（ｎ＋１）・ｒｘ（ｎ）
＝ＡOFFSET・β・Δ・（Ｈ（ｎ）＋α）*・ｒｘ（ｎ）
≒ＡOFFSET・（Ｈ（ｎ）＋α）*・ｒｘ（ｎ）
本来必要とされる演算式は以下の通りであるため、
ｔｘ（ｎ）＝ＡOFFSET・（Ｈ（ｎ）＋α）*・ｒｘ（ｎ）
上式からも共有ＣＨ復調時の誤差を除去できることが分かる。ここで*は複素共役を表す。【００６３】
このように、個別ＣＨから伝送路推定を行った後、その個別ＣＨと共有ＣＨとの間のタイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動を推定および補正し、これを共有ＣＨの復調に用いるようにしたので、個別ＣＨと共有ＣＨとの間のタイミングオフセットが存在し、かつ、上り送信電力制御が実施されている場合にも、共有ＣＨの復調精度の劣化を防ぐことができる。
【００６４】
この際、図３に示すように、共有ＣＨのＤａｔａ部の復調において、該当Ｄａｔａ部の受信タイミングにおける伝送路推定値として、該当Ｄａｔａ部の近傍の受信タイミングにおける伝送路推定値を重み付け平均した結果を用いる場合にも適用可能である。この場合は、それぞれの伝送路推定値に対して受信電力差補正係数を適用してから重み付け平均を行うことで、タイミングオフセットに起因する上り送信電力制御による受信電力変動の影響を除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
携帯電話網などの移動体通信網を構成する無線基地局で用いられるＣＤＭＡ受信装置に適している。
【図１】
0004193900.tif 000002
【図２】
0004193900.tif 000003
【図３】
0004193900.tif 000004
【図４】
0004193900.tif 000005
【図５】
0004193900.tif 000006