(57)【要約】【課題】受信品質推定を効率よく行うことができる受信品質推定方法および装置を提供する。【解決手段】複数ユーザ端末ＵＥ１、ＵＥ２・・・の各々に対応する遅延プロファイルを抽出する遅延プロファイル抽出部３１と、各ユーザ端末に対応する遅延プロファイルの周波数領域での受信信号電力を算出する受信電力算出部３３と、全ユーザの受信信号電力を加算して合計受信信号電力を算出する受信電力積算部３５と、多重された受信リファレンス信号の周波数領域における合計受信電力と合計受信信号電力とに基づいて雑音電力を推定する雑音電力推定部３６と、各ユーザ端末に対応する受信信号電力と雑音電力とに基づいて各ユーザ端末の受信品質を算出する受信品質算出部３４と、を有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)符号のサイクリックシフトにより多重された複数ユーザ端末からの受信リファレンス信号と所定ＣＡＺＡＣ符号との周波数領域での相関に基づいて各ユーザ端末の受信品質の推定を行う装置において、
前記複数のユーザ端末の各々に対応する前記相関を抽出する抽出手段と、
各ユーザ端末に対応する相関の周波数領域での受信信号電力を算出する受信電力算出手段と、
前記複数ユーザ端末全ての前記受信信号電力を加算して合計受信信号電力を算出する合計受信電力算出手段と、
前記多重された受信リファレンス信号の周波数領域における合計受信電力と前記合計受信信号電力とに基づいて雑音電力を推定する雑音電力推定手段と、
各ユーザ端末に対応する前記受信信号電力と前記雑音電力とに基づいて各ユーザ端末の受信品質を算出する受信品質算出手段と、
を有することを特徴とする受信品質推定装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、
前記相関を時間領域に変換し、各ユーザ端末に対応するピークの時間的位置を検出するピーク検出手段と、
前記ピークの時間的位置から所定時間範囲の相関を相関プロファイルとして抽出するプロファイル抽出手段と、
ユーザ端末毎に前記相関プロファイルを周波数領域に変換して前記相関を生成する変換手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の受信品質推定装置。
【請求項３】
前記ピーク検出手段は、さらに、前記ピークの時間的位置における相関ピーク値を検出し、前記プロファイル抽出手段は前記相関ピーク値が所定の閾値以上の場合に前記相関プロファイルを抽出することを特徴とする請求項２に記載の受信品質推定装置。
【請求項４】
ＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)符号のサイクリックシフトにより多重された複数ユーザ端末からの受信リファレンス信号と所定ＣＡＺＡＣ符号との周波数領域での相関に基づいて各ユーザ端末の受信品質の推定を行う方法において、
前記複数のユーザ端末の各々に対応する前記相関を抽出し、
各ユーザ端末に対応する相関の周波数領域での受信信号電力を算出し、
前記複数ユーザ端末全ての前記受信信号電力を加算して合計受信信号電力を算出し、
前記多重された受信リファレンス信号の周波数領域における合計受信電力と前記合計受信信号電力とに基づいて雑音電力を推定し、
各ユーザ端末に対応する前記受信信号電力と前記雑音電力とに基づいて各ユーザ端末の受信品質を算出する、
ことを特徴とする受信品質推定方法。
【請求項５】
前記相関の抽出は、
前記相関を時間領域に変換し、各ユーザ端末に対応するピークの時間的位置を検出し、
前記ピークの時間的位置から所定時間範囲の相関を相関プロファイルとして抽出し、
ユーザ端末毎に前記相関プロファイルを周波数領域に変換して前記相関を生成する、
ことを特徴とする請求項４に記載の受信品質推定方法。
【請求項６】
さらに、前記時間領域に変換された相関から前記ピークの時間的位置における相関ピーク値を検出し、
前記相関ピーク値が所定の閾値以上の場合に前記相関プロファイルを抽出する、ことを特徴とする請求項５に記載の受信品質推定方法。
【請求項７】
ＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)符号のサイクリックシフトにより多重された複数ユーザ端末からの受信リファレンス信号と所定ＣＡＺＡＣ符号との周波数領域での相関に基づいて、前記複数のユーザ端末の各々に対応する前記相関を抽出する抽出手段と、
各ユーザ端末に対応する相関の周波数領域での受信信号電力を算出する受信電力算出手段と、
前記複数ユーザ端末全ての前記受信信号電力を加算して合計受信信号電力を算出する合計受信電力算出手段と、
前記多重された受信リファレンス信号の周波数領域における合計受信電力と前記合計受信信号電力とに基づいて雑音電力を推定する雑音電力推定手段と、
各ユーザ端末に対応する前記受信信号電力と前記雑音電力とに基づいて各ユーザ端末の受信品質を算出する受信品質算出手段と、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに係り、特に受信品質推定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの標準化を行う団体である３ＧＰＰでは、現在のＷ−ＣＤＭＡシステムの後継として、高速データ伝送、低遅延、パケット伝送に特化した無線アクセス方式であるＬＴＥ(Long Term Evolution)について検討が進められている。この中で、広帯域無線アクセスにおける上りリンクのアクセス方式としてシングルキャリア送信が採用される。シングルキャリア送信は、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：OFDM)のようなマルチキャリア送信と比べて、ピーク対平均雑音電力比 (ＰＡＰＲ：Peak to Average Power Ratio）が小さく電力効率が優れている。したがって、シングルキャリア送信は、バッテリ容量に限りがある携帯端末のような移動局（User Equipment:ＵＥともいう。）から基地局（ＮｏｄｅＢあるいはｅＮＢともいう。）への上りリンクに適したアクセス方式である。
【０００３】
また、上りリンクのリファレンス信号（参照信号）系列にはＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列が用いられる。ＣＡＺＡＣ系列とは、時間領域および周波数領域において一定振幅でかつ位相差０以外の自己相関値が０となる系列のことである。時間領域で一定振幅であることからＰＡＰＲが小さく抑えられ、かつ周波数領域においても一定振幅であることから周波数領域における伝搬路推定に適する系列である。ＣＡＺＡＣ系列の一例として、次式で表されるZadoff-Chu系列（以下、ＺＣ系列という。）がある（非特許文献１参照）。
【０００４】
【数１】
2009065403.tif 000003
時間領域では次式で表される（非特許文献２参照）。
【０００５】
【数２】
2009065403.tif 000004
ここで、ｎはＣＡＺＡＣ系列中の要素番号、ｋはＣＡＺＡＣ系列の系列番号、およびＬはＣＡＺＡＣ系列の系列長である。ＣＡＺＡＣ系列の系列数はＣＡＺＡＣ系列の系列長に依存する。上記ＺＣ系列では、系列長Ｌが素数の場合に系列数が最大となり、系列数は（Ｌ−１）に等しい。つまり、ＣＡＺＡＣ系列の系列長が短くなると、異なるＣＡＺＡＣ系列の系列数は小さくなる。
【０００６】
上りリンクのリファレンス信号系列にＣＡＺＡＣ系列が用いられる場合、複数の移動局ＵＥのリファレンス信号多重には、符号分割多重（ＣＤＭ：Code Division Multiplexing）が用いられる（非特許文献３参照）。リファレンス信号のＣＤＭでは、各ユーザは同一系列長のＣＡＺＡＣ系列を用い、ユーザ（移動局）(またはアンテナ)毎に固有のサイクリックシフトによりリファレンス信号を直交させることができる。以下、サイクリックシフトについて簡単に説明する。
【０００７】
１）サイクリックシフト
図１はＣＡＺＡＣ系列に基づくサイクリックシフトを説明するための模式図である。図１に示すように、あるＣＡＺＡＣ系列Ｃ１を系列１とすると、その最後部を先頭に付け替えてシフトさせることで系列２を生成し、さらに系列２の最後部を先頭に付け替えてシフトさせることで系列３を生成するというように、順次リング状にシフトさせることで系列４、系列５、系列６を生成する。これをサイクリックシフトといい、サイクリックシフトにより生成されたＣＡＺＡＣ系列をサイクリックシフト系列という。以下、サイクリックシフト系列はシフト量を示す番号を用いてＳ1、Ｓ2・・・というように表記される。
【０００８】
上述したようにＣＡＺＡＣ系列の自己相関値は位相差０以外で常に０となるので、最後部から先頭に付け替えるサイクリックシフト量を想定される最大遅延パス時間以上にすることで、マルチパス環境においても複数のリファレンス信号を直交させることができる。例えば、ＬＴＥの伝搬路モデルは、最大遅延パスが約５μsec、１つのロングブロックが６６．６μsecであるから、理論上は６６．６／５の計算から１３個のサイクリックシフト系列を使用することが可能である。ただし、フィルタの影響等でパスのインパルス応答は広がってしまうため、実際に直交可能であるサイクリックシフト系列数は６程度とされている（非特許文献４参照）。
【０００９】
２）リファレンス信号
ＬＴＥの上りリンクのリファレンス信号（適宜、ＲＳと略記する。）は、大きく３種類に分類することができる。主にデータを送信するＰＵＳＣＨ(Physical Uplink Shared Channel)を復調するためのリファレンス信号、制御信号を送信するＰＵＣＣＨ(Physical Uplink Control Channel)を復調するためのリファレンス信号、および、上りリンクの伝搬路品質を測定するためのリファレンス信号あるいはＣＱＩ測定用リファレンス信号（以下、Soundingリファレンス信号という。）である。
【００１０】
図２（Ａ）は、ＰＵＳＣＨおよびＰＵＣＣＨとそれらの復調用リファレンス信号およびSoundingリファレンス信号とを含むスロットのリソース割当の一例を示すフォーマット図である。１スロットは７個のブロックで構成される。ＰＵＣＣＨには全帯域の端のリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）が割り当てられ、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨはＦＤＭで多重される。なお、１リソースブロックは１２サブキャリアで構成される。
【００１１】
また、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨおよびそれらの復調に用いるリファレンス信号は、それぞれの帯域に時間分割多重（ＴＤＭ）される。Soundingリファレンス信号は、ＰＵＣＣＨおよびＰＵＳＣＨの復調に用いるリファレンス信号とは別にシステム帯域のリソースに割り当てられる。
【００１２】
図２（Ａ）に示すようなＰＵＣＣＨ送信において、より大きい周波数ダイバーシチ効果を得るために、ＰＵＣＣＨのユーザ多重はＰＵＣＣＨの帯域に拡散するＣＤＭを用いることが標準化で規定されている。このとき、拡散符号に用いる系列としてＣＡＺＡＣ系列を用いることにより、上述したリファレンス信号のＣＤＭ多重と同様に、ユーザ間で直交させることが可能となる。
【００１３】
また、ＰＵＣＣＨの復調に用いるリファレンス信号のユーザ多重においても、リファレンス信号の系列長が小さくならずＣＡＺＡＣ系列数が確保できるようにＣＤＭが採用される。ただし、ＰＵＣＣＨは、下りリンクでデータを受信するユーザ端末（ＵＥ）からのＡＣＫ／ＮＡＣＫだけではなく、下りリンクデータ送信のスケジューリング待ちをしているユーザの下りリンク品質を示すＣＱＩも送信する必要がある。そこで、ＰＵＣＣＨの復調に用いるリファレンス信号は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用とＣＱＩ用に分けられている。
【００１４】
３）リファレンス信号系列の生成
図２（Ｂ）はリファレンス信号系列の生成回路の機能的構成を示すブロック図である。上述したように、ＰＵＣＣＨの制御信号は周波数領域のＣＡＺＡＣ系列を用いて拡散される。まず、サブキャリアマッピング部１１は周波数領域のＣＡＺＡＣ系列を所定のサブキャリアにマッピングし、それを逆フーリエ変換部１２によって時間領域の信号に変換する。続いて、サイクリックシフト部１３は、たとえば図１に示すような６パターンのサイクリックシフトのうち当該ユーザ端末に指定されたパターンのサイクリックシフトを時間領域のＣＡＺＡＣ系列信号に付加する。サイクリックプレフィックス挿入部１４は、こうして得られた時間領域のＣＡＺＡＣ系列信号にサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を付加してリファレンス信号を生成する。
【００１５】
４）受信品質推定
ＣＤＭ多重された複数ユーザ端末ＵＥのチャネル推定には、周波数領域での相関方式を用いることができる（非特許文献５のFigure 2を参照）。一例として、４つのユーザ端末ＵＥ１−ＵＥ４のチャネル推定について説明する。
【００１６】
図３（Ａ）はマルチユーザチャネル推定装置の基本的構成を示すブロック図である。図３（Ａ）に示すように、ＣＰ削除部２０によって受信信号からサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を削除した後、フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）部２１によって周波数領域へ変換される。続いて、乗算処理部２２によって、周波数領域の受信信号は、同じく周波数領域へ変換された１つのＣＡＺＡＣ系列と複素乗算される。この乗算結果が逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部２３によって時間領域へ再変換されることで、ユーザ端末ＵＥ１−ＵＥ４のそれぞれのサイクリックシフト遅延に従った相関信号が得られる。このようにして推定された上りリンクもしくは下りリンクの信号受信品質に応じて、データレート制御が行われる。
【００１７】
【非特許文献１】3GPP TS36.211 v1.2.1
【非特許文献２】B. M. Popovic, "Generalized Chirp-Like Polyphase Sequences with Optimum Correlation Properties," IEEE Transactions on Information Theory, Vol.38, No.4, pp1406-1409, July 1992
【非特許文献３】3GPP R1-060925 Texas Instruments, "Comparison of Proposed Uplink Pilot Structures For SC-OFDMA," March 2006
【非特許文献４】3GPP R1-071294 Qualcomm Europe, "Link Analysis and Multiplexing Capability for CQI Transmission," March 2007
【非特許文献５】3GPP R1-070359 NEC Group, "Definition of Cyclic Shift in Code Division Multiplexing," Jan. 2007
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
図３（Ａ）に示す周波数領域での相関方式によって得られる相関信号から各ユーザの受信品質を推定しようとすると、次のような手順を必要とする。まず、周波数領域において受信信号から当該ユーザの受信信号電力を求め、それを同じく周波数領域の受信信号から減算することで受信ノイズ成分を求め、受信信号電力とノイズ成分との比を計算することで当該ユーザの受信品質を得る。たとえば、リファレンス信号は各ユーザがデータ送信を行う時間もしくは周波数帯にしか存在しないと仮定すれば、図３（Ｂ）に示すようにユーザ毎に完全に独立に受信品質の推定を行う必要がある。
【００１９】
図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す基本的構成の一実装例を示すブロック図である。ユーザ毎に完全に独立に受信品質の推定を行うために、受信信号をフーリエ変換部２１によって周波数領域へ変換した後、ユーザ毎に乗算処理部２２および逆フーリエ変換部２３によって時間領域での相関信号を得る。この相関信号の信号品質を雑音除去部２４によって改善した後、再度、フーリエ変換部２５によって周波数領域へ変換し、受信電力算出部２６によって周波数軸上での受信電力Ｐｓが算出され、減算処理部２７および受信品質算出部２８へ出力される。
【００２０】
減算処理部２７は、乗算処理部２２により相関処理された周波数領域の相関信号の受信電力から受信電力算出部２６の当該ユーザ受信電力を減算することで、ノイズ電力Ｐｎｚを生成して受信品質算出部２８へ出力する。受信品質算出部２８は、周波数領域において受信電力Ｐｓとノイズ成分Ｐｎｚとの比を算出し、当該ユーザの受信品質を推定する。
【００２１】
しかしながら、図３（Ｂ）に示す回路では、標準化で検討されているような、制御信号およびリファレンス信号を符号分割多重ＣＤＭするチャネル構成においては、それぞれに最適な処理を行うことができない。また、受信品質推定の精度向上のため、ユーザ毎に時間軸上で雑音除去処理を行う雑音除去部２４を設ける必要がある。雑音除去部２４は帯域制限フィルタを用いるので複雑な処理となる。
【００２２】
さらに、上りリンクの制御信号とデータ信号とが異なる多重方式を採用する場合、データ信号の受信回路と同様の回路構成で制御信号の受信品質推定を行うと、制御信号の多重方式の特性に合った処理を行うことができず効率が劣化する。
【００２３】
そこで本発明の目的は、受信品質推定を効率よく行うことができる受信品質推定方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明による受信品質推定装置は、ＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)符号のサイクリックシフトにより多重された複数ユーザ端末からの受信リファレンス信号と所定ＣＡＺＡＣ符号との周波数領域での相関に基づいて各ユーザ端末の受信品質の推定を行う装置であって、前記複数のユーザ端末の各々に対応する前記相関を抽出する抽出手段と、各ユーザ端末に対応する相関の周波数領域での受信信号電力を算出する受信電力算出手段と、前記複数ユーザ端末全ての前記受信信号電力を加算して合計受信信号電力を算出する合計受信電力算出手段と、前記多重された受信リファレンス信号の周波数領域における合計受信電力と前記合計受信信号電力とに基づいて雑音電力を推定する雑音電力推定手段と、各ユーザ端末に対応する前記受信信号電力と前記雑音電力とに基づいて各ユーザ端末の受信品質を算出する受信品質算出手段と、を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明による受信品質推定方法は、ＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)符号のサイクリックシフトにより多重された複数ユーザ端末からの受信リファレンス信号と所定ＣＡＺＡＣ符号との周波数領域での相関に基づいて各ユーザ端末の受信品質の推定を行う方法であって、前記複数のユーザ端末の各々に対応する前記相関を抽出し、各ユーザ端末に対応する相関の周波数領域での受信信号電力を算出し、前記複数ユーザ端末全ての前記受信信号電力を加算して合計受信信号電力を算出し、前記多重された受信リファレンス信号の周波数領域における合計受信電力と前記合計受信信号電力とに基づいて雑音電力を推定し、各ユーザ端末に対応する前記受信信号電力と前記雑音電力とに基づいて各ユーザ端末の受信品質を算出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、多重された複数のユーザ端末のリファレンス信号からそれぞれの受信品質を効率よく推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の一実施例によれば、同一ＣＡＺＡＣ符号に基づいた複数のユーザの受信品質をまとめて推定し、受信品質推定処理の効率化および高精度化を実現することができる。以下図面を用いて詳細に説明する。
【００２８】
図４（Ａ）は本発明の一実施例による受信品質推定装置の機能的構成を示すブロック図であり、図４（Ｂ）は相関を示す時間領域における信号波形図である。本実施例によれば、各ユーザ端末から受信したリファレンス信号をフーリエ変換（ＦＦＴ）部２１によって周波数領域へ変換した後、ＣＡＺＡＣ符号ごとに処理部が設けられている。ここでは、図面の煩雑化を回避するために、１つのＣＡＺＡＣ符号Ｃ１に関する処理部だけが図示されている。
【００２９】
各ＣＡＺＡＣ符号別処理部には、乗算処理部２２、逆フーリエ変換部２３およびユーザ別処理部３０−ＣＳ１〜３０−ＣＳｍが設けられている。上述したように、受信したリファレンス信号はフーリエ変換部２１によって周波数領域へ変換され、乗算処理部２２によってＣＡＺＡＣ符号Ｃ１と周波数領域において乗算され、その結果が逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部２３によって時間領域へ再変換されることで、図４（Ｂ）に示すように、ユーザ端末ＵＥ１−ＵＥｍのそれぞれのサイクリックシフト遅延に従った相関信号が得られる。ユーザ別処理部３０−ＣＳ１〜３０−ＣＳｍは、この相関信号から当該ＣＡＺＡＣ符号に基づく複数ユーザ端末ＵＥ１〜ＵＥｍの周波数軸上の受信品質をそれぞれ算出する。なお、ｍは当該ＣＡＺＡＣ符号のサイクリックシフトにより多重可能なユーザ数である。
【００３０】
ユーザ別処理部３０−ＣＳ１〜３０−ＣＳｍの各々には、ユーザ別遅延プロファイル抽出部３１、フーリエ変換部３２、受信電力算出部３３および受信品質算出部３４が設けられている。ここでも、図面の煩雑化を回避するために、ユーザＵＥ１に関する処理部３０−ＣＳ１だけを図示する。他のユーザ別処理部３０−ＣＳ２〜３０−ＣＳｍも同様の構成及び動作であるから、以下、ユーザＵＥ１に関する処理部３０−ＣＳ１の構成および動作を代表例として説明する。
【００３１】
ユーザ別遅延プロファイル抽出部３１は、当該ユーザＵＥ１の相関の電力ピーク近傍（所定範囲）の相関信号波形が抽出され、当該ユーザの遅延プロファイルとしてフーリエ変換部３２へ出力される。たとえば、ユーザ端末ＵＥ１にＣＡＺＡＣ符号Ｃ１を１回サイクリックシフトさせたＣＡＺＡＣ符号が割り当てられているとすれば、そのサイクリックシフト遅延だけ時間的にずれた位置に当該ユーザ端末ＵＥ１の遅延プロファイルが現れるはずである。他のユーザ端末でも同様に、当該ユーザのサイクリックシフト遅延だけシフトした位置に遅延プロファイルが順次現れる。
【００３２】
こうして得られたピーク近傍の遅延プロファイルはフーリエ変換部３２によって周波数領域に変換される。すなわち、当該ユーザＵＥ１の遅延プロファイルの周波数特性が受信電力算出部３３へ出力される。受信電力算出部３３は、周波数領域において遅延プロファイルを２乗することにより周波数毎の受信信号電力Ｐｓ１を算出し、受信品質算出部３４および全ユーザ受信電力積算部３５へ出力する。他のユーザ別処理部３０−ＣＳ２〜３０−ＣＳｍにおいても、それらの受信電力算出部３３で算出された周波数毎の受信信号電力Ｐｓ２−Ｐｓｍは全ユーザ受信電力積算部３５へ出力される。他のＣＡＺＡＣ符号別処理部においても同様である。
【００３３】
こうして、全ユーザ受信電力積算部３５は、全てのＣＡＺＡＣ符号別処理部における全てのユーザ別処理部の受信電力算出部３３で算出された周波数毎の受信信号電力Ｐｓを入力し、それらを積算して周波数毎の全受信信号電力を雑音電力推定部３６へ出力する。雑音電力推定部３６は、フーリエ変換部２１により周波数領域に変換された受信信号から全受信電力を算出し、その全受信電力から全ユーザ受信電力積算部３５により得られた全受信信号電力を減算することで、雑音電力Ｐｎｚを推定し、全てのＣＡＺＡＣ符号別処理部における全てのユーザ別処理部の受信品質算出部３４へ出力する。
【００３４】
受信品質算出部３４は、受信電力算出部３３から入力した受信信号電力Ｐｓ１と雑音電力Ｐｎｚとの比を算出して当該ユーザ端末ＵＥ１の受信品質を算出する。他のユーザ別処理部３０−ＣＳ２〜３０−ＣＳｍにおいても同様に処理され、それらのユーザ端末ＵＥ２−ＵＥｍの受信品質が得られる。他のＣＡＺＡＣ符号別処理部においても同様である。すなわち、上述したＣＡＺＡＣ符号Ｃ１に関する一連の処理と同様の処理を、ＣＡＺＡＣ符号を変えながら多重ＣＡＺＡＣ符号数分だけ実行することで、全ユーザに対する受信品質の推定が可能である。
【００３５】
なお、図４（Ａ）に示す受信品質推定装置は、移動通信システムなどの無線通信システムにおける基地局に搭載することができ、ハードウエアによる回路構成だけでなく、ＣＰＵなどのプログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより同様の機能を実現することも可能である。
【００３６】
１．具体例
図５は図４（Ａ）に示す受信品質推定装置の具体例を示すブロック図である。ここでは、リファレンス抽出部１０１を設け、たとえば図２のように多重された受信信号からリファレンス信号を抽出し、そのリファレンス信号がフーリエ変換部１０２によって周波数領域に変換されるものとする。この周波数軸上の受信リファレンス信号はＣＡＺＡＣ符号別処理部２００−Ｃ１〜２００Ｃｎへ出力される。以下、説明を簡略にするために、ＣＡＺＡＣ符号別処理部２００−Ｃ１を代表例として取りあげて構成および動作を説明する。
【００３７】
ＣＡＺＡＣ符号別処理部２００−Ｃ１は、乗算処理部２０１、ＣＡＺＡＣ符号生成部２０２、逆フーリエ変換部２０３、ユーザ別処理部２１０−ＣＳ１〜２１０−ＣＳｍ、および、同一ＣＡＺＡＣ符号内の全ユーザ受信電力積算部２０４を有する。なお、ＣＡＺＡＣ符号別処理部２００−Ｃ１のＣＡＺＡＣ符号生成部２０２は、ＣＡＺＡＣ符号Ｃ１を生成する。他のＣＡＺＡＣ符号別処理部２００−Ｃ２〜２００−Ｃｎにおいても同様に、それぞれのＣＡＺＡＣ符号生成部２０２はＣＡＺＡＣ符号Ｃ２〜Ｃｎをそれぞれ生成する。
【００３８】
乗算処理部２０１は、フーリエ変換部１０２から入力した周波数軸上の受信リファレンス信号とＣＡＺＡＣ符号生成部２０２で生成された周波数軸上のリファレンス信号（ＣＡＺＡＣ符号Ｃ１）とを周波数毎に複素乗算する。乗算処理部２０１の乗算処理によって、受信リファレンス信号と生成されたＣＡＺＡＣ符号Ｃ１のリファレンス信号とが周波数領域で乗算され両信号の相関処理が行われる。乗算結果は逆フーリエ変換部２０３によって時間領域に変換され、図４（Ｂ）に示すように、当該ＣＡＺＡＣ符号Ｃ１に基づいてユーザ端末ＵＥ１−ＵＥｍにそれぞれ割り当てられたサイクリックシフト遅延に従った相関信号が得られる。
【００３９】
ユーザ別処理部２１０−ＣＳ１〜２１０−ＣＳｍは、この相関信号から、当該ＣＡＺＡＣ符号Ｃ１に基づいて多重される複数ユーザ端末ＵＥ１〜ＵＥｍの受信品質Ｑｃｓ１〜Ｑｃｓｍをそれぞれ算出する。ｍは当該ＣＡＺＡＣ符号のサイクリックシフトにより多重可能なユーザ数である。ユーザ別処理部２１０−ＣＳ１〜２１０−ＣＳｍの各々には、ピーク(Peak)検出部２１１、遅延プロファイル(Delay Profile)抽出部２１２、狭帯域フーリエ変換部２１３、受信電力算出部２１４、および受信品質算出部２１５が設けられている。なお、ピーク検出部２１１および遅延プロファイル抽出部２１２は、図４（Ａ）のユーザ別遅延プロファイル抽出部３１に対応する。ここでは、図面の煩雑化を回避するために、ユーザＵＥ１に関するユーザ別処理部２１０−ＣＳ１だけを図示する。他のユーザ別処理部２１０−ＣＳ２〜２１０−ＣＳｍも同様の構成及び動作であるから、以下、ユーザＵＥ１に関する処理部２１０−ＣＳ１の構成および動作を代表例として説明する。
【００４０】
まず、ピーク検出部２１１は、逆フーリエ変換部２０３から入力した時間軸上の信号から当該ユーザＵＥ１の受信タイミングに相当するピーク位置を検出する（図４（Ｂ）参照）。遅延プロファイル抽出部２１２は、検出されたピーク位置に従って当該ユーザの遅延プロファイルを検出する。具体的には、当該ユーザＵＥ１に対応するピーク位置の所定範囲の相関信号波形が抽出され、当該ユーザＵＥ１の遅延プロファイルとして狭帯域フーリエ変換部２１３へ出力される。
【００４１】
狭帯域フーリエ変換部２１３は、当該ユーザの遅延プロファイルを再度周波数軸上の信号に変換し、周波数領域の遅延プロファイルを受信電力算出部２１４へ出力する。なお、狭帯域フーリエ変換部２１３の狭帯域とは、通常のフーリエ変換部１０２や逆フーリエ変換部２０３に比べてフーリエ変換のポイント数が少ないことを意味しており、そのポイント数は、通常のＦＦＴのポイント数を同一ＣＡＺＡＣ符号で多重可能なユーザ数で割った数である。受信電力算出部２１４は、こうして得られた周波数領域の遅延プロファイルを周波数ごとに２乗することで、この時点での当該ユーザの周波数毎の受信信号電力値が求められる。
【００４２】
こうして得られたＣＡＺＡＣ符号Ｃ１内の全ユーザ端末ＵＥ１〜ＵＥｍの受信信号電力は、同一ＣＡＺＡＣ符号内の全ユーザ受信電力積算部２０４によって加算され、ＣＡＺＡＣ符号Ｃ１内の全ユーザ受信信号電力Ｐｓｃ１は全ユーザ受信電力積算部２２２へ出力される。同様に、他のＣＡＺＡＣ符号Ｃ２〜Ｃｎの各々に関しても、多重ユーザのそれぞれの受信電力が同一ＣＡＺＡＣ符号内の全ユーザ受信電力積算部２０４によって加算され、それぞれのＣＡＺＡＣ符号に対する全ユーザ受信信号電力Ｐｓｃ２〜Ｐｓｃｎが全ユーザ受信電力積算部２２２へ出力される。全ユーザ受信電力積算部２２２は、それぞれの同一ＣＡＺＡＣ符号内の全ユーザ受信信号電力Ｐｓｃ１〜Ｐｓｃｎを全て加算し、全ユーザの信号電力加算値Ｐｓを算出して減算処理部２２１へ出力する。
【００４３】
一方、合計受信電力推定部２２０は、フーリエ変換部１０２から入力した周波数軸上の受信リファレンス信号から全受信信号の電力値Ｐtotalを算出する。減算処理部２２１は、合計受信電力推定部２２０からの全受信電力値Ｐtotalから全ユーザ信号電力加算値Ｐｓを差し引くことにより周波数毎の雑音電力Ｐｎｚを算出し、全てのＣＡＺＡＣ符号別処理部における全ての受信品質算出部２１５へ出力する。
【００４４】
各受信品質算出部２１５は、受信電力算出部２１４から入力した当該ユーザの受信信号電力と雑音電力Ｐｎｚとの比を求めることにより、各ユーザの受信品質である信号対雑音電力比を当該ユーザの受信品質Ｑｃｓ１〜Ｑｃｓｍとして求めることができる。
【００４５】
２．遅延プロファイル抽出
次に、ピーク検出部２１１および遅延プロファイル抽出部２１２（図４（Ａ）のユーザ別遅延プロファイル抽出部３１）の動作について説明する。これらの動作はプログラムをＣＰＵ上で実行することにより実現することもできる。
【００４６】
２．１）第１例
図６（Ａ）は本実施例におけるユーザ別遅延プロファイル抽出動作の第１例を示すフローチャートである。まず、ピーク検出部２１１は、当該ユーザの遅延プロファイルが存在する時間部分を抽出する（ステップＳ３０１）。この時間部分は、ＣＡＺＡＣ符号のサイクリックシフトによりユーザが多重されていることから、サイクリックシフト量から一意に求めることが可能である。たとえば、このピーク検出部２１１がユーザＵＥ１の処理部に属しているとすれば、この時間部分は図４（Ｂ）のＵＥ１に対応する時間的部分である。
【００４７】
続いて、ピーク検出部２１１は、抽出した時間部分の相関信号を２乗して電力値に変換し（ステップＳ３０２）、その電力値の中で最大の値（ピーク電力値）とそのピーク位置とを検出する（ステップＳ３０３）。
【００４８】
遅延プロファイル抽出部２１２は、検出されたピーク位置の近傍（ピーク位置を中心とする所定範囲）の相関信号のみを一定数サンプリングし、当該ユーザの遅延プロファイルとして生成する（ステップＳ３０４）。
【００４９】
２．２）第２例
図６（Ｂ）は本実施例におけるユーザ別遅延プロファイル抽出動作の第２例を示すフローチャートである。まず、ピーク検出部２１１は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３と同様にしてピーク電力値およびピーク位置の検出を行う（ステップＳ４０１〜Ｓ４０３）。この第２例では、ピーク電力値が所定レベル以上であるか否かに従って遅延プロファイルの生成を制御する。
【００５０】
まず、遅延プロファイル抽出部２１２は、検出されたピーク電力値が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０４）。ピーク電力値が所定の閾値以上であれば（ステップＳ４０４のＹｅｓ）、検出されたピーク位置の近傍（ピーク位置を中心とする所定範囲）の相関信号のみを一定数サンプリングし、当該ユーザの遅延プロファイルとして生成する（ステップＳ４０５）。これに対して、ピーク電力値が所定の閾値に達していない場合には（ステップＳ４０４のＮｏ）、当該ユーザの遅延プロファイルとして全て０を生成する（ステップＳ４０６）。これにより、当該ユーザの受信品質は最低値０となる。
【００５１】
このように、ピーク電力値が閾値以上であれば当該ユーザの受信品質はデータレート制御に加味するに値すると判断して図６（Ａ）と同じ処理を行うが、閾値を下回った場合には当該ユーザの受信品質はデータレート制御に加味するには不十分と判断し、受信品質のよいユーザに対してより多くの帯域を割り当てる。これによって全体のスループットを向上させることが可能となる。
【００５２】
３．発明の諸側面
以上述べたように、本発明による受信品質推定装置は、複数のユーザ端末の各々に対応する相関プロファイルを抽出し、各ユーザ端末に対応する相関プロファイルの周波数領域での受信信号電力を算出する。さらに、複数ユーザ端末全ての受信信号電力を加算した合計受信信号電力と受信リファレンス信号の周波数領域における合計受信電力とに基づいて雑音電力を推定し、各ユーザ端末に対応する前記受信信号電力と雑音電力とに基づいて各ユーザ端末の受信品質を推定する。
【００５３】
相関の抽出は、相関を時間領域に変換し、各ユーザ端末に対応するピークの時間的位置を検出し、ピークの時間的位置から所定時間範囲の相関を相関プロファイルとして抽出し、ユーザ端末毎に相関プロファイルを周波数領域に変換することで、生成することができる。
【００５４】
ピークの時間的位置における相関ピーク値をさらに検出し、相関ピーク値が所定の閾値以上の場合に相関プロファイルを有効に抽出することが望ましい。
【００５５】
本発明によれば、ＣＡＺＡＣ符号の特性を生かした受信品質推定が可能となる。たとえば、上りリンクもしくは下りリンクの信号受信品質に応じたデータレート制御を行う無線通信システムにおいて、多重された複数ユーザのリファレンス信号から効率よく各ユーザの信号受信品質を推定することができる。特に、ユーザ毎に時間軸上のフィルタリングなどの雑音除去処理を必要としないので、高速軽量の動作が可能となる。さらに、相関プロファイルを周波数領域に変換するために狭帯域の高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）を用いることで、処理量を更に少なくすることができ、各ユーザの受信品質の周波数特性を効率よく算出することが可能となる。
【００５６】
本発明の実施例に従えば、図５に例示するように、乗算処理部２０１は、ＦＦＴ１０２後の周波数軸上の受信信号に対して、多重されているＣＡＺＡＣ符号に応じた周波数軸上のリファレンス信号を乗算する。同一ＣＡＺＡＣ符号のサイクリックシフトによる多重ユーザの各々に対して、ピーク検出部２１１および遅延プロファイル抽出部２１２はＩＦＦＴ２０３後の信号から各ユーザの遅延プロファイルを抽出し、狭帯域のＦＦＴ２１３により受信電力の周波数特性を算出する。更に、合計受信電力推定部２２０が周波数軸上の全受信信号の受信電力を推定し、減算処理部２２１は、全受信電力から全ユーザの受信信号電力を減算することにより、雑音信号の周波数特性を算出する。ユーザ毎に受信品質算出部２１５は、周波数軸上で各ユーザの受信電力と雑音信号の比を取ることにより、各ユーザの周波数軸上の受信品質を求める。これら一連の処理を、多重されているＣＡＺＡＣ符号数分だけ行えば、全ユーザに対する受信品質の推定が可能である。
【００５７】
したがって、本発明によれば、ユーザ毎に時間軸上のフィルタリングなどの雑音除去処理を必要とせず、また処理量の少ない狭帯域のＦＦＴを用いて、各ユーザの受信品質の周波数特性を効率よく算出することが可能となっている。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、上りリンクもしくは下りリンクの信号受信品質に応じたデータレート制御を行う無線通信システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ＣＡＺＡＣ系列に基づくサイクリックシフトを説明するための模式図である。
【図２】（Ａ）は、ＰＵＳＣＨおよびＰＵＣＣＨとそれらの復調用リファレンス信号およびSoundingリファレンス信号とを含むスロットのリソース割当の一例を示すフォーマット図であり、（Ｂ）はリファレンス信号系列の生成回路の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）はマルチユーザチャネル推定装置の基本的構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す基本的構成の一実装例を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施例による受信品質推定装置の機能的構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は相関を示す時間領域における信号波形図である。
【図５】図４（Ａ）に示す受信品質推定装置の具体例を示すブロック図である。
【図６】（Ａ）は本実施例におけるユーザ別遅延プロファイル抽出動作の第１例を示すフローチャートであり、（Ｂ）は本実施例におけるユーザ別遅延プロファイル抽出動作の第２例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
２１  高速フーリエ変換部
２２  乗算処理部
２３  逆フーリエ変換部
３０−ＣＳ１〜３０−ＣＳｍ  ユーザ別処理部
３１  ユーザ別遅延プロファイル抽出部
３２  高速フーリエ変換部
３３  受信電力算出部
３４  受信品質算出部
３５  全ユーザ受信電力積算部
３６  雑音電力推定部
１０１  リファレンス抽出部
１０２  高速フーリエ変換部
２００−Ｃ１から２００−Ｃｎ  ＣＡＺＡＣ符号別処理部
２０１  乗算処理部
２０２  ＣＡＺＡＣ符号生成部
２０３  逆フーリエ変換部
２０４  同一ＣＡＺＡＣ符号内全ユーザ受信電力積算部
２１０−ＣＳ１〜２１０−ＣＳｍ  ユーザ別処理部
２１１  ピーク検出部
２１２  遅延プロファイル抽出部
２１３  狭帯域高速フーリエ変換部
２１４  受信電力算出部
２１５  受信品質算出部
２２０  合計受信電力推定部
２２１  減算処理部
２２２  全ユーザ受信電力積算部
【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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