(57)【要約】  様々な受信パスの環境に応じた干渉除去を行わせることができ、特性を向上させる。移動通信端末は基地局から送信された共通パイロットチャネルから遅延プロファイルを生成し、受信パスの受信電力および、遅延量の測定を行う。次に、遅延プロファイルに基づいて、基準パスＰ１から最も離れた受信パスＰ４の遅延量を最大遅延量Ｄに設定する。ただし、最も離れた受信パスＰ４の電力値が、基準パスＰ１の電力値と比較して１０ｄＢ以上の開きがある場合には干渉除去の対象から除外し、基準パスＰ１から次に離れた受信パスＰ３の遅延量を最大遅延量Ｄとして設定する。その後、サンプル数と最大遅延量Ｄに基づいてチャネル行列を生成し、このチャネル行列に基づいて生成された重み行列を、実際にデータ情報が乗せられるチャネルに乗算することで、干渉除去を行う。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準となる受信パスから最も離れた受信パスの遅延量に応じて最大遅延量を設定する設定手段と、
予め定められたサンプル数および前記設定された最大遅延量に基づいてチャネル行列を生成する生成手段と、
前記生成されたチャネル行列に基づいて干渉除去を行う干渉除去手段と、
を備えることを特徴とする移動通信端末。
【請求項２】
前記最も離れた受信パスは、前記基準となる受信パスの電力値と比較して、所定の閾値以上の電力値を有するパスのうち、最も遅延量が大きいパスであることを特徴とする請求項１記載の移動通信端末。
【請求項３】
移動通信端末におけるマルチパス干渉除去方法であって、
基準となる受信パスから最も離れた受信パスの遅延量に応じて最大遅延量を設定し、
予め定められたサンプル数および前記設定された最大遅延量に基づいてチャネル行列を生成し、
前記生成されたチャネル行列に基づいて干渉除去を行う
ことを特徴とするマルチパス干渉除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信端末およびマルチパス干渉除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが急速に普及し、情報の多元化や大容量化が進んでいる。これに伴い、移動通信の分野でも高速無線通信を実現するための次世代無線アクセス方式についての研究や開発が盛んに行われている。この次世代無線アクセス方式として、例えば、移動通信端末（移動機）の受信環境に応じてスループットが決まる適応変復調・誤り訂正符号化（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and channel Coding）を用いたＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）システムがある。高速無線通信では、自信号の遅延波による干渉により、スループットの低下やデータチャネルのエラーレートの低下が起こる。そのため、マルチパス干渉を除去する線形等化器や干渉キャンセラ等を適用することによって、移動通信端末の受信能力を向上させている。【０００３】
以下において、従来検討されている干渉除去装置を搭載した移動通信端末（ここでは特に線形等化器）における干渉除去時の動作手順について、図１〜図３を参照して説明する。【０００４】
まず、図１に示すように、移動通信端末ＭＳは、基地局ＢＳから送信された共通パイロットチャネル（CPICH: Common Pilot Channel）Ｃ１〜Ｃ３から受信パスを測定し、この受信パスに基づいて、遅延プロファイルを生成する。そして、遅延プロファイルに基づいて、受信パスＡ１〜Ａ３の受信電力Ｐ１〜Ｐ３および、遅延量（受信タイミング、遅延時間と同意）Ｑ１２，Ｑ１３の測定を行う。これらの測定は、例えば、通常のCDMA対応型の移動通信端末で行われている公知の測定方法を用いることができる。遅延量Ｑ１２は、受信パスＡ１を受信してから受信パスＡ２（遅延波）を受信するまでの遅延時間差であり、遅延量Ｑ１３は、受信パスＡ１を受信してから受信パスＡ３（遅延波）を受信するまでの遅延時間差である。なお、図１（ｂ）に示す遅延プロファイルの横軸は時間を表し、縦軸は受信電力を表す。また、図１（ｂ）に示すＰ１２は、受信パスＡ１の受信電力Ｐ１と受信パスＡ２の受信電力Ｐ２との電力差を示し、Ｐ１３は、受信パスＡ１の受信電力Ｐ１と受信パスＡ３の受信電力Ｐ３との電力差を示す。【０００５】
次に、図２（ａ）に示す遅延プロファイルに含まれる予め定められた干渉除去装置のサンプル数Ｗ（任意に設定可能）および最大遅延量Ｄに従って、図２（ｂ）に示すチャネル行列を生成する。なお、図２（ａ）は、図１（ｂ）に示す遅延プロファイルのうちの下部にあたる部分のみを示した図である。【０００６】
次に、生成したチャネル行列に基づいて重み行列を生成し、この重み行列を、実際にデータ情報が乗せられるチャネルに乗算することで、干渉が除去される。【０００７】
上述した従来の干渉除去時の動作手順について、図３を参照して具体的に説明する。【０００８】
まず、遅延プロファイル作成部９１が、共通パイロットチャネルを用いて基地局から送信された信号を逆拡散して、例えば図１（ｂ）に示す遅延プロファイルを生成する。遅延プロファイル作成部９１は、図１（ｂ）に示す遅延プロファイルに基づいて、各受信パスＡ１〜Ａ３の受信電力Ｐ１〜Ｐ３および遅延量Ｑ１２，Ｑ１３を測定する。なお、遅延プロファイル作成部９１は、ＭＦ（Matched Filter）機能を有している。【０００９】
次に、チャネル行列生成部９２は、図２（ａ）に示すサンプル数Ｗおよび最大遅延量Ｄに基づいて、図２（ｂ）に示すチャネル行列を生成する。チャネル行列は、（Ｗ＋Ｄ）行Ｗ列の行列として表される。次に、重み行列生成部９３は、図２（ｂ）に示すチャネル行列を逆行列演算して重み行列を生成する。次に、干渉除去部９４は、チャネル上のデータに重み行列を乗算することによりマルチパス干渉を除去する。【００１０】
上述した従来の動作手順では、重み行列を生成する際に逆行列演算が必要となるため、チャネル行列の大きさ（行列の行数および列数（図２（ｂ）のＷおよびＷ＋Ｄ））が、重み行列生成の際の演算回数に大きく依存することになる。一般に、Ｘ行Ｘ列の逆行列を生成する場合には、Ｘ3回強の乗算回数を要する。【００１１】
下記非特許文献１には、上述した従来の干渉除去方法に関する技術が開示されている。
【非特許文献１】A. Klein, "Data Detection Algorithms Specially Designed for the Downlink of Mobile Radio Systems," Proc. of IEEE VTC'97, pp. 203-207, Phoenix, May 1997.T. Kawamura, K. Higuchi, Y. Kishiyama, and M. Sawahashi, "Comparison between multipath interference canceller and chip equalizer in HSDPA in multipath channel," Proc. of IEEE VTC 2002, pp. 459-463,Birmingham, May 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、干渉除去装置は、自信号の遅延波による干渉を除去することによって、より高速な無線通信を可能とするものである。しかしながら、従来検討されている干渉除去装置では、予め定められたパラメータを用いて干渉除去を行っている。したがって、消費電力を増大させて干渉除去を行っているにもかかわらず、様々な受信パスの環境変化に対応することができずに、特性の改善に貢献し得ない場合が生じてしまう。特性の改善に貢献し得ない場合について、図４〜図６を参照して具体的に説明する。【００１３】
図４に示すように、例えば、受信パス間の遅延量Ｑ１２が小さい場合に、最大遅延量Ｄを受信パスの遅延時間以上に設定したとしても、干渉除去による効果は変わらない。しかし、最大遅延量Ｄを必要以上に大きく設定してしまうと、演算回数が増大してしまう。つまり、干渉除去による効果に影響を及ぼさない範囲についてまで演算の対象に含むこととなり、大幅に演算回数が増大してしまう。これにより消費電力も増大してしまう。ここで、図４に示すＲ１は、チャネル行列を生成する範囲を示し、Ｒ２は、干渉除去による効果がある範囲を示す。【００１４】
一方、図５に示すように、例えば、受信パス間の遅延量Ｑ１２が最大遅延量Ｄよりも大きい場合には、チャネル行列を生成しても干渉を除去することができない。したがって、このような場合には、演算回数が増加して消費電力が増大するにもかかわらず特性が向上しないこととなる。【００１５】
さらに、図６で示すように、遅延波である受信パスＰ３の電力が小さい場合には、マルチパス干渉の影響が小さいため、このパスの干渉を除去しても特性の向上にあまり影響しない。このような場合に、最大遅延量Ｄを大きく設定すると、演算回数が増大するにもかかわらず、干渉除去による効果が望めない場合も生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するために、様々な受信パスの環境に応じた干渉除去を行わせることができ、特性を向上させることができる移動通信端末およびマルチパス干渉除去方法を提供することを目的とする。【００１７】
本発明の移動通信端末は、基準となる受信パスから最も離れた受信パスの遅延量に応じて最大遅延量を設定する設定手段と、予め定められたサンプル数および上記設定された最大遅延量に基づいてチャネル行列を生成する生成手段と、上記生成されたチャネル行列に基づいて干渉除去を行う干渉除去手段と、を備えることを特徴とする。【００１８】
また、本発明のマルチパス干渉除去方法は、移動通信端末におけるマルチパス干渉除去方法であって、基準となる受信パスから最も離れた受信パスの遅延量に応じて最大遅延量を設定し、予め定められたサンプル数および上記設定された最大遅延量に基づいてチャネル行列を生成し、上記生成されたチャネル行列に基づいて干渉除去を行うことを特徴とする。【００１９】
これらの発明によれば、様々な受信パスの環境に応じた干渉除去を行わせることができ、特性を向上させることができる。【００２０】
本発明の移動通信端末において、上記最も離れた受信パスは、上記基準となる受信パスの電力値と比較して、所定の閾値以上の電力値を有するパスのうち、最も遅延量が大きいパスであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る移動通信端末およびマルチパス干渉除去方法によれば、様々な受信パスの環境に応じた干渉除去を行わせることができ、特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は移動通信端末が基地局から受信パスを受信する状況を模式的に表した図であり、（ｂ）は遅延プロファイルを説明するための図である。
【図２】（ａ）は遅延プロファイルの一部を示す図であり、（ｂ）はチャネル行列を説明するための図である。
【図３】従来の干渉除去装置の機能構成を例示する図である。
【図４】受信パスの遅延量が小さい場合の干渉除去効果がある範囲を説明するための図である。
【図５】受信パスの遅延量が大きい場合の干渉除去効果がある範囲を説明するための図である。
【図６】受信パスの電力量が小さい場合の干渉除去効果がある範囲を説明するための図である。
【図７】実施形態における干渉除去装置の機能構成を例示する図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は受信パスの遅延量および受信電力に応じて最大遅延量を設定する方法を説明するための図である。
【図９】本実施形態における干渉除去方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】受信パスの遅延量が小さい場合の最大遅延量制御を説明するための図である。
【図１１】受信パスの遅延量が大きい場合の最大遅延量制御を説明するための図である。
【図１２】受信パスの電力が小さい場合の最大遅延量制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１・・・遅延プロファイル作成部、１２・・・最大遅延量設定部、１３・・・チャネル行列生成部、１４・・・重み行列生成部、１５・・・干渉除去部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る移動通信端末およびマルチパス干渉除去方法の実施形態を図面に基づき説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。【００２５】
本実施形態における移動通信端末は、例えば、ＨＳＤＰＡによる高速無線通信機能を搭載しており、ハイレートな誤り訂正符号や、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；直行振幅変調）、６４ＱＡＭ等の多値変調を用いることによって、周波数利用効率を高めて高速無線通信を実現している。なお、移動通信端末としては、例えば、携帯電話機、簡易型携帯電話機（ＰＨＳ）、通信機能を有する携帯型情報端末（ＰＤＡ）等が該当する。【００２６】
図７は、実施形態における移動通信端末に搭載される干渉除去装置の機能構成を例示する図である。図７に示すように、移動通信端末に搭載される干渉除去装置は、遅延プロファイル作成部１１と、最大遅延量設定部１２（設定手段）と、チャネル行列生成部１３（生成手段）と、重み行列生成部１４と、干渉除去部１５（干渉除去手段）とを有する。【００２７】
遅延プロファイル作成部１１は、上述した背景技術で説明した遅延プロファイル作成部９１と同様に、共通パイロットチャネルを用いて基地局から送信された信号から受信パスを測定し、この受信パスに基づいて、図１（ｂ）に示すような遅延プロファイルを生成する。また、遅延プロファイル作成部１１は、生成した遅延プロファイルに基づいて、各受信パスの受信電力、および基準となる受信パス（以下、基準パスという）と他の受信パスとの間の遅延量を測定する。基準パスとしては、例えば、最大受信電力のパス、または基地局からの到達時間が最も早いパスが該当する。受信電力や遅延量の測定は、例えば、通常のCDMA対応型の移動通信端末で行われている公知の測定方法を用いることができる。なお、遅延プロファイル作成部１１は、ＭＦ（Matched Filter）機能を有している。【００２８】
最大遅延量設定部１２は、基準パスから最も離れた受信パスの遅延量に応じて最大遅延量Ｄを設定する。この遅延量は、基準パスから所定の受信パスまでの遅延時間差により表される。ここで、最大遅延量設定部１２は、最大遅延量Ｄを設定する際に用いる基準パスから最も離れた受信パスを選定する際に、基準パスの電力値と、この基準パスから最も離れた受信パスの電力値とを比較する。そして、最も離れた受信パスの電力値が所定の閾値（例えば、１０ｄＢ）以下であると判定した場合には、最大遅延量Ｄを設定する際に用いる上記受信パスの選定対象から除外する。その後、最大遅延量設定部１２は、除外した受信パスの次に基準パスから離れた受信パスの電力値と、基準パスの電力値とを比較することになる。すなわち、最大遅延量設定部１２は、基準パスの電力値と比較して、所定の閾値以上の電力値を有する受信パスのうち、最も遅延量が大きい受信パスの遅延量に応じて最大遅延量Ｄを設定する。これにより、受信電力の小さな受信パスを干渉除去の対象から除外することができるため、演算回数を減少させることができる。【００２９】
ここで、図８を参照して、最も離れた受信パスの遅延量に応じて最大遅延量が設定される方法について具体的に説明する。まず、図８（ａ）は、最も電力の大きい基準パスＰ１と遅延波である受信パスＰ２〜Ｐ４との電力差が１０ｄＢ未満である場合の最大遅延量を示す図である。図８（ａ）では、基準パスＰ１から最も離れた受信パスとして、受信パスＰ４が選定され、基準パスＰ１に対する受信パスＰ４の遅延量が、最大遅延量Ｄとして設定される。次に、図８（ｂ）は、最も電力の大きい基準パスＰ１と、遅延波である受信パスＰ２〜Ｐ４のうちの受信パスＰ４との電力差が１０ｄＢ以上である場合の最大遅延量を示す図である。図８（ｂ）では、基準パスＰ１と受信パスＰ４との電力差Ｐ１４が１０ｄＢ以上あるため、受信パスＰ４は、基準パスから最も離れた受信パスとしての選定対象から除外される。この場合には、基準パスＰ１から最も離れた受信パスとして、受信パスＰ３が選定され、基準パスＰ１に対する受信パスＰ３の遅延量が最大遅延量Ｄとして設定される。【００３０】
チャネル行列生成部１３は、予め定められたサンプル数Ｗ、および最大遅延量設定部１２により設定された最大遅延量Ｄに基づいて、図２（ｂ）に示すチャネル行列を生成する。【００３１】
重み行列生成部１４は、上述した背景技術における重み行列生成部９３と同様にして、チャネル行列生成部１３により生成されたチャネル行列に基づいて重み行列を生成する。【００３２】
干渉除去部１５は、上述した背景技術における干渉除去部９４と同様にして、チャネル上のデータに、重み行列生成部１４により生成された重み行列を乗算することによってマルチパス干渉を除去する。【００３３】
次に、図9に示すフローチャートを参照して、本実施形態における干渉除去方法の手順について説明する。【００３４】
まず、移動通信端末の遅延プロファイル作成部１１は、基地局から送信された共通パイロットチャネルに基づいて、受信パスを測定する（ステップＳ１）とともに、遅延プロファイルを生成し、各受信パスの受信電力および基準パスと他の受信パスとの間の遅延量を測定する。【００３５】
次に、最大遅延量設定部１２は、基準パスと、この基準パスから最も離れた受信パスとの間の電力差が１０ｄＢ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定がＮＯである場合（ステップＳ２；ＮＯ）に、最大遅延量設定部１２は、今回判定した受信パスを、最大遅延量Ｄを設定する際に用いる基準パスから最も離れた受信パスの選定対象から除外する。そして、処理をステップＳ２に移行する。【００３６】
一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳである場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）に、最大遅延量設定部１２は、今回判定した受信パスを、基準パスから最も離れた受信パスとして選定し、この選定した受信パスにおける基準パスからの遅延量を最大遅延量として設定する（ステップＳ３）。この後、設定された最大遅延量および予め定められたサンプル数に基づいてチャネル行列が生成される。そして、このチャネル行列に基づいて生成される重み行列が、実際にデータ情報が乗せられるチャネルに乗算されることで、干渉が除去される。【００３７】
以上のように干渉除去を行うことで、受信パスの遅延量が小さい場合には、この遅延量に合わせて最大遅延量Ｄを小さくすることで、無駄な演算を行うことなく干渉を除去することが可能となる。図１０を参照して具体的に説明すると、本実施形態における移動通信端末では、基準パスＰ１と受信パスＰ２との間の遅延量Ｑ１２が小さい場合には、この遅延量Ｑ１２に合わせて最大遅延量Ｄを設定することができる。この場合には、図１０に示すように、従来の固定された最大遅延量Ｄｆでは、チャネル行列を生成する範囲がＲ１で示される範囲であるのに対し、本実施形態における遅延量Ｑ１２に合わせて設定された最大遅延量Ｄでは、チャネル行列を生成する範囲がＲ２で示される範囲に減縮される。これにより、チャネル行列の行数および列数を小さくすることができるため、演算回数を減少させることができる。【００３８】
また、受信パスの遅延量が大きい場合には、この遅延量に合わせて最大遅延量Ｄを大きくすることで、干渉除去による特性を向上させることができる。図１１を参照して具体的に説明すると、本実施形態における移動通信端末では、基準パスＰ１と受信パスＰ３との間の遅延量Ｑ１３が大きい場合には、この遅延量Ｑ１３に合わせて最大遅延量Ｄを設定することができる。この場合には、図１１に示すように、従来の固定された最大遅延量Ｄｆでは、チャネル行列を生成する範囲がＲ１で示される範囲に限定されてしまうのに対し、本実施形態の遅延量Ｑ１３に合わせて設定された最大遅延量Ｄでは、チャネル行列を生成する範囲がＲ２で示される範囲に拡大される。これにより、従来の技術では除去することができなかった受信パスＰ３による干渉も除去することができるため、干渉除去による効果が増大する。【００３９】
さらに、受信電力の小さい受信パスが含まれる場合には、この受信電力の小さい受信パスを除外した受信パスの遅延量に合わせて最大遅延量Ｄを設定することで、演算回数を減少させて、干渉除去による効果を増大させることができる。図１２を参照して具体的に説明すると、本実施形態における移動通信端末では、受信パスＰ３の受信電力が基準パスＰ１の受信電力に比べて所定の閾値以上小さい場合には、基準パスＰ１の受信電力に比べて所定の閾値超となる受信パスＰ２の遅延量Ｑ１２に合わせて最大遅延量Ｄを設定することができる。この場合には、図１２に示すように、従来の固定された最大遅延量Ｄｆでは、チャネル行列を生成する範囲がＲ１で示される範囲であるのに対し、本実施形態における遅延量Ｑ１２に合わせて設定された最大遅延量Ｄでは、チャネル行列を生成する範囲がＲ２で示される範囲に減縮される。これにより、チャネル行列の行数および列数を小さくすることができるため、演算回数が減少することになる。【００４０】
最後に、本発明に係るマルチパス干渉除去方法は、移動通信端末におけるマルチパス干渉除去方法であって、受信パスの遅延量または受信パスのパス電力に応じて最大遅延幅を設定し、予め定められたサンプル数および上記設定された最大遅延幅に基づいてチャネル行列を生成し、上記生成されたチャネル行列に基づいて干渉除去を行うことを一の特徴とする。ここで、本実施形態における移動通信端末およびマルチパス干渉除去方法では、図７に示すように「遅延プロファイルで得られたパスの遅延量および受信電力から最大遅延量Ｄを設定する」制御を加えることによって、干渉除去を行うために最適なチャネル行列の生成が可能となる。次に、図9に示すフローチャートを参照して、本実施形態における干渉除去方法の手順について説明する。まず、移動通信端末は基地局から送信された共通パイロットチャネルから遅延プロファイルを生成し、受信パスの受信電力および、遅延量（受信タイミングと同意）の測定を行う（図1参照）。なお、これらの測定は通常のCDMA対応移動通信端末であれば容易に測定することができる。次に、遅延プロファイルに基づいて、行列生成基準点（最大受信電力の受信パスまたは最も到達時間の早い受信パス）から最も離れた受信パスＰ４の遅延量を最大遅延量Ｄとして設定する（図８（ａ）参照）。図８では最大受信電力の受信パスＰ１を生成基準点とする。ただし、図８（ｂ）に示すように、最も離れた受信パスＰ４の受信電力が、最も電力の大きい受信パス（メインパス（基準パス））Ｐ１の受信電力と比較して閾値（例えば、１０ｄＢ）以下である場合には、干渉除去パスとはせずに、次に離れた受信パスＰ３の遅延量を最大遅延量Ｄとして設定する。次に、生成したチャネル行列に基づいて重み行列を生成し、実際にデータ情報が乗せられるチャネルに乗算することで、干渉除去を行う（図７参照）。このような制御を行うことで、受信パスの遅延量が小さい場合には、最大遅延量Ｄを小さくすることで、無駄な演算を行うことなく干渉の除去が可能となり（図１０参照）、受信パスの遅延量が大きい場合には、最大遅延量Ｄを大きくすることで干渉除去による特性改善が望める（図１１参照）。さらに、受信電力の小さいパスを除外することで、演算回数を減少させて、干渉除去の効果を上げることが可能となる（図１２参照）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2006077829.tif 000014
2006077829.tif 000015
2006077829.tif 000016
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