(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の情報が未知の情報の間に時間多重されて送信されるデータチャネルと未知の情報のみが送信されるデータチャネルのそれぞれにおいて情報がコード多重されて送信される通信システムにおける伝搬路特性推定装置において、
既知の情報が未知の情報の間に時間多重されて送信されるデータチャネルの受信信号より当該チャネルの既知及び未知の送信情報をそれぞれ除去して伝搬路特性データを出力する第1の送信情報除去部、
未知の情報のみが送信されるデータチャネルの受信信号より当該チャネルの送信情報を除去して伝搬路特性データを出力する第2の送信情報除去部、
各送信情報除去部の出力を加算する加算部、
加算部の出力より各チャネルが伝搬路で受けた位相特性及び振幅特性を推定する位相/振幅推定部を、
備えたことを特徴とする伝搬路特性推定装置。
【請求項２】
前記第1の送信情報除去部は、
前記位相/振幅推定部より出力される伝搬路の位相／振幅特性を示す位相／振幅情報に基づいて前記受信信号より送信情報を判定する情報判定部、
当該送信情報が既知情報であれば既知情報発生部より入力する既知情報を、未知情報であれば前記情報判定部から入力する判定情報を出力する情報選択部、
前記情報判定部に入力された前記受信信号から前記情報選択部が出力した情報成分を除去する演算を行う乗算部、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の伝搬路特性推定装置。
【請求項３】
前記第２の送信情報除去部は、
前記位相/振幅推定部より出力される伝搬路の位相／振幅特性を示す位相／振幅情報に基づいて前記受信信号より送信情報を判定する情報判定部、
前記情報判定部に入力された前記受信信号から前記情報判定部が出力した情報成分を除去する演算を行う乗算部、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の伝搬路特性推定装置。
【請求項４】
前記情報判定部は、
複素表現された前記受信信号と前記位相／振幅情報の複素共役との複素乗算を行い、複素乗算結果を出力すると共に同一のデータチャネルについて異なる伝送路の伝搬路特性推定装置がそれぞれ出力した複素乗算結果を加算し、加算結果に基づいて送信情報の符号ビットを判定すること、
を特徴とする請求項２又は３記載の伝搬路特性推定装置。
【請求項５】
前記位相/振幅推定部は、
前記加算部から入力するデータシンボルの電力値と設定電力値とを比較する電力比較部、
1シンボル毎の伝搬路における位相変動量の平均値を算出する位相変動量監視部、
入力するデータシンボルの電力値が設定電力値より大きければ該データシンボルを選択し、設定電力値より小さければ当該入力データシンボルの直前に選択したデータシンボルの位相成分を前記位相変動量の平均値分位相回転させて得られるシンボルを選択する選択部、
選択部により選択されたシンボルが入力されて伝搬路の位相／振幅特性を示す位相／振幅情報を出力する手段、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の伝搬路特性推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝搬路特性推定装置に係わり、特に、既知の情報が未知の情報の間に時間多重されて送信されるデータチャネルと未知の情報のみが送信されるデータチャネルのそれぞれにおいて情報がコード多重されて送信される通信システムにおいて、当該複数のデータチャネルが伝搬路で受けた位相／振幅特性を推定する場合に適用して好適な伝搬路特性推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信において、マルチパスが形成される環境を通信端末が移動すると、移動に伴いフェージングによる伝搬路特性の変動が生じる。このような状況下でデータシンボルを受信復調する場合、データシンボルと共に送信される既知シンボル(たとえばパイロットシンボル)を受信復調し、該パイロットシンボルから伝搬路の位相／振幅特性を推定し、伝搬路による影響を除去してデータシンボルの同期検波を行う。
【０００３】
図12はCDMA受信部の構成図である。無線部１は、アンテナATNにより受信した高周波信号をベースバンド信号に周波数変換(RF→IF変換)する。直交検波器２はベースバンド信号を直交検波し、同相成分（Ｉ成分)データと直交成分（Ｑ成分)データを出力する。直交検波器２において、２ａは受信キャリア発生部、２ｂは受信キャリアの位相をπ/2シフトする位相シフト部、２ｃ，２ｄは乗算器でありベースバンド信号に受信キャリアを乗算してＩ成分信号及びＱ成分信号を出力するものである。ローパスフィルタ(LPF)３ａ，３ｂは出力信号の帯域を制限し、ＡＤ変換器５ａ，５ｂはＩ成分信号、Ｑ成分信号をそれぞれディジタル信号に変換し、サーチャ６と各フィンガー部７ａ1〜７ａ4に入力する。
【０００４】
サーチャ６はマルチパスの影響を受けた直接拡散信号（DS信号）が入力すると、マッチトフィルタ（図示せず）を用いて自己相関演算を行ってマルチパスを検出し、各パスにおける逆拡散開始のタイミングデータ及び遅延時間調整データをフィンガー部７ａ1〜７ａ4に入力する。各フィンガー部７ａ1〜７ａ4の逆拡散／遅延時間調整部４ａは、所定のパスを介して到来する直接波あるいは遅延波に拡散符号と同じ符号を用いて逆拡散処理を施してダンプ積分し、しかる後、パスに応じた遅延処理を施し、パイロット信号、情報信号を出力する。チャネル推定部（位相補償部）４ｂはパイロット信号のＩ成分、Ｑ成分をそれぞれ所定スロット数分平均して、チャネル推定信号Ｉt，Ｑtを出力する。同期検波部４ｃは受信信号に含まれるパイロット信号と既知のパイロット信号間の位相差θに基づいて、逆拡散された情報信号I′、Q′の位相を元に戻し、レーク合成部８は各フィンガー部の出力を合成する。
【０００５】
もう少し詳しく説明すると、パイロットシンボルPn、伝搬路特性を ξnとすれば、逆拡散／遅延時間調整部４ａは逆拡散処理により伝搬路の影響を受けたパイロットシンボルPnξnを出力し、チャネル推定部４ｂは該パイロットに既知のパイロットシンボルの複素共役Pn*を乗算して伝搬路特性ξnを推定する。すなわち、チャネル推定部４ｂは次式
ξn＾＝Pn・ξn・Pn*＝ξn・｜Pn｜2        (1)
の演算を行い、Pn＝１として伝搬路特性ξnを推定する。実際には受信シンボルは雑音や干渉の影響を受けているため、(1)式により求まる伝搬路特性ξn＾の平均を取ることにより、たとえば複数のパイロットシンボル間での移動平均を取ることにより精度の向上を図っている。
【０００６】
既知シンボル(パイロット)を伝送する第1の方式として、従来、データチャネルと別個に既知シンボルのみを送信するチャネルを有する方式が知られている。たとえば、大川、安藤、佐和橋、安達、”DS-CDMAにおける2Mbpsマルチコード伝送特性”、電子情報通信学会ソサイエティ大会、B-345、pp.346、1996年参照。この文献では時間的に連続して送信されてくるPilot Bit(パイロットシンボル)の相関値を用いて(1)式によりチャネル推定し、更に、移動平均化処理などの方法を用いてデータチャネルが伝送路で受ける位相情報及び振幅情報を高精度に推定する。図1３はかかる従来技術におけるチャネル推定回路の構成図であり、パイロットシンボル相関器8aは、べースバンド信号に送信側のパイロット拡散符号と同一の逆拡散符号を乗算して伝搬路の影響を受けたパイロットシンボルPn・ξnを出力し、乗算器8bは既知パイロットシンボルの複素共役Pn*を相関器出力に乗算して伝搬路特性ξnを推定し、移動平均処理部８ｃはその移動平均を演算して伝搬路特性(位相／振幅推定値) を出力する。
【０００７】
又、既知シンボルを伝送する第2の方式として、前記従来技術において連続送信されているはずのPilot Bit(パイロットシンボル)の一部位置に未知情報シンボルを挿入する方式も知られている。例えば、3rd Generation Partnership Project（以下3GPPと称す）で標準化されているFDDモードの上りリンクのフレーム構成では、図1４に示すように未知の情報のみが送信されるDPDCHデータチャネル (Dedicated Physical Data Channel)と既知情報であるPilot Bitが定期的に未知情報の間に時間多重されて送信されているDPCCH制御チャネル(Dedicated Physical Control Channel)とが直交符号により実数軸および虚数軸に多重されている。
【０００８】
すなわち、移動局から基地局への上り信号のフレームフォーマットにおいて、1フレームは10msecで、15スロットＳ０〜Ｓ１４で構成されている。DPDCHデータチャネルはQPSK変調の直交するIチャンネルにマッピングされ、DPCCH制御チャネルはQPSK変調の直交するQチャンネルにマッピングされる。DPDCHデータチャネル(Iチャンネル)の各スロットはｎビットで構成され、ｎはシンボル速度に応じて変化する。DPDCHデータチャネルには１以上のトランスポートチャネルのデータを最大6チャネルまで多重して送信できる。例えば、CELPにより圧縮符号化した音声符号データを重要度が高い音声符号部分と重要度が低い音声符号部分に分け、１フレーム当たり所定のビット数をそれぞれに割り当てて異なるトランスポートチャネルで多重して伝送する。
【０００９】
制御データを送信するDPCCH制御チャネル(Qチャンネル)の各スロットは10ビットで構成され、シンボル速度は15ksps一定であり、パイロットPILOT、送信電力制御データTPC、トランスポート・フォーマット・コンビネーション・インジケータTFCI、フィードバック情報FBIを送信する。PILOT、TPC、TFCI、FBIのビット数は必要に応じて変更することができる。PILOTは前述のように受信側でチャネル推定(伝搬路特性の推定)をしたり、SIRを測定する際に利用するもの、TPCは送信電力制御に利用するもの、TFCIはデータのシンボル速度や１フレーム当たりのビット数、レペティションにより増加するビット数等を送信するもの、FBIは基地局における送信ダイバーシティを制御するものである。
【００１０】
3GPPのフレームフォーマット構成において、既述の第1の方式で伝搬路を推定すると既知情報区間において既知情報成分を除去して正しく伝搬路特性を推定できるが、未知情報区間において該未知情報成分を除去することができず正確に伝搬路特性を推定することができず、誤差の大きな位相情報及び振幅情報が得られてしまう問題が生じる。例えば受信信号ｒを以下のように仮定する。
ｒ＝ｄ・exp(Φ)＋ｎ      (2)
ここで、ｄはPilot Bitの情報成分、Φは伝送路の位相成分（簡単のため振幅成分は一定とした）、ｎはノイズ成分である。第1方式の位相成分推定法では、ｘ＝Σｄ・ｒ＝Σｄ・（ｄ・exp(Φ)＋ｎ）     (3)
となりｎが平均値０のノイズで、ｄが１であるとすると、
ｘ＝exp(Φ)     (4)
となり伝送路の位相成分を推定できる。しかしながら、未知情報区間においてｄは未知のデータビットであり、１、−１の両方の値を取る場合、ｘ＝exp(Φ)とはならず誤差の大きな位相成分の推定値が得られてしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、3GPPのフレームフォーマット構成では、既知情報区間(PILOT区間)において第1の方式を用いて伝搬路特性を推定し、未知情報区間(TFCI,FBI,TPC区間)において既知情報区間の伝搬路特性データを用いて直線補間して伝搬路特性を推定する。図1５はかかるチャネル推定回路の構成図であり、DPCCH相関器９aは、べースバンド信号に送信側のDPCCH拡散符号と同一の逆拡散符号を乗算して伝搬路の影響を受けた制御チャネルのシンボルを出力し、乗算器９bは既知パイロットシンボルの複素共役Pn*を相関器出力に乗算して既知情報区間における伝搬路特性を推定し、加算器９ｃは1スロット内の既知シンボル数分、乗算器出力を加算して平均化し、直線補間処理部９ｄは直線補間処理により未知シンボル区間における伝搬路特性を推定する。
【００１２】
しかし、図1５により伝搬路を推定すると、既知情報区間では正しく伝搬路特性を推定できるが、未知情報区間では該既知情報区間で推定した伝搬路特性を用いるため正確に伝搬路特性を推定することができず、誤差の大きな位相情報及び振幅情報が得られてしまう問題が生じる。
以上から、本発明の目的は未知情報区間であっても伝搬路特性の推定精度を向上できるようにすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、
既知の情報が未知の情報の間に時間多重されて送信されるデータチャネルの受信信号より当該チャネルの既知及び未知の送信情報をそれぞれ除去して伝搬路特性データを出力する第1の送信情報除去部、未知の情報のみが送信されるデータチャネルの受信信号より当該チャネルの送信情報を除去して伝搬路特性データを出力する第2の送信情報除去部、各送信情報除去部の出力を加算する加算部、加算部の出力より各チャネルが伝搬路で受けた位相特性及び振幅特性を推定する位相/振幅推定部を備えている。
【００１４】
本発明によれば、既知の情報が未知の情報の間に時間多重されて送信されるデータチャネルの受信信号より送信情報を除去して擬似的に伝搬路で受けた位相／振幅特性を示す位相／振幅情報を生成し、同様に未知の情報のみが送信されるデータチャネルの受信信号より送信情報を除去して擬似的に伝搬路で受けた位相／振幅特性を示す位相／振幅情報を生成し、これらデータチャネルにおける位相／振幅情報を加算することにより、伝搬路の位相／振幅特性の推定精度を向上することができる。又、位相／振幅推定部に移動平均化処理回路やFIRフィルタなどを用いることにより精度を更に向上することができる。
【００１５】
又、本発明の情報判定部は、複素表現された受信信号と位相／振幅情報の複素共役との複素乗算を行い、得られた複素乗算結果を判定情報として出力する。このようにすれば、情報判定部の出力信号に尤度情報を付加できるため、フェージング等でパワーが劣化していても位相/振幅推定部で行なう位相/振幅特性の推定演算に与える影響を軽減することができる。
【００１６】
又、本発明では、マルチパスにおける各パスの情報判定部が出力する複素情報を加算するようにしているからダイバーシチ効果が得られ、符号判定部で行なう情報成分の符号ビットの判定精度を格段に向上することができる。
又、本発明では、位相/振幅推定部に入力するデータシンボルの電力が小さい場合、１サンプル前に出力したデータシンボルの位相を平均位相変動量分だけ位相回転させて求まる値を移動平均化処理回路やＦＩＲフィルタ部等に入力させるようにしているから、データシンボルの電力が小さい場合でも精度の高い位相/振幅特性の推定値を得ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図1４に示す3GPPの上りリンクのフレームフォーマットに従い、未知の情報のみが送信されるDPDCHデータチャネルを実数軸に、既知の情報であるPilot Bitが定期的に未知の情報の間に時間多重されて送信されているDPCCH制御チャネルを虚数軸にそれぞれマッピングして直交符号を用いて多重する場合について、本発明の実施例を説明する。
【００１８】
(A)伝搬路特性推定回路の構成
図１はＣＤＭＡ受信部における伝搬路の位相／振幅特性を推定する本発明の伝搬路特性推定装置の一実施例を示すブロック図であり、相関器１１、情報判定部１２、情報選択部１３、乗算部１４をDPCCH制御チャネルに対して備え、相関器１５、情報判定部１６、乗算部１７、電力補償部１8をDPDCHデータチャネルに対して備え、更に、加算部１９、位相/振幅推定部２０を備えている。
【００１９】
信号入力端子01には、アンテナで受信した信号を準同期検波し、しかる後、ベースバンド帯域の信号に変換し、Ａ/Ｄ変換器によりディジタル化して得られるべースバンド信号が入力する。DPCCH相関器１１の入力端子02には、送信側でDPCCH制御チャネルを拡散する際に使用した拡散符号がDPCCH用逆拡散符号として図示していない同期捕捉器の指示するタイミングで入力する。同様に、DPDCH相関器１５の入力端子03には、送信側でDPDCHデータチャネルを拡散する際に使用した拡散符号が、DPDCH用逆拡散符号として図示していない同期捕捉器の指示するタイミングで入力する。
【００２０】
情報選択部１３の入力端子04には現在処理中のビットが既知情報であるPilot Bitであるか否かを示す情報種別選択信号が入力する。すなわち、入力端子02、03からそれぞれ入力する各逆拡散符号の位相および図1４に示したフレームフォーマットに従って、現在処理中のビットが既知情報であるPilot Bitであるか否かを示す情報種別選択信号が入力される。入力端子05には図示しない既知情報発生部で発生した既知のPilot Bit情報が入力される。入力端子06には、DPCCH制御チャネルの送信電力に対するDPDCHデータチャネルの送信電力の比の逆数が設定電力情報として入力する。
【００２１】
DPCCH相関器１１は、入力端子01から入力するベースバンド信号と入力端子02から入力するDPCCH用逆拡散符号を用いて逆拡散演算を行ってDPCCH制御チャネルのデータビット、すなわち、伝搬路特性の影響を受けたDPCCHデータビット((1)式のPn・ξnに相当する)を出力する。ただし、ここでPnはDPCCH制御チャネルの情報成分である。
情報判定部１２は、相関器１１が出力するDPCCHデータビットと位相／振幅推定部２０が出力する伝搬路特性推定値(位相／振幅推定値)を用いてDPCCH制御チャネルにおけるデータビット（Pnに相当）の情報成分(符号ビット)を判定し、判定結果を出力する。
【００２２】
情報選択部１３は、情報判定部１１が出力する判定結果と既知情報(パイロット)が入力され、情報種別選択信号に基づいて判定結果もしくは既知情報を選択的に出力する。すなわち、既知情報区間では既知情報を選択し、既知情報以外の区間では情報判定部１２で判定した結果を出力する。このように入力端子05から入力する既知情報を選択する理由は、この既知情報の方が情報判定部で判定して得られる既知情報より正確なためである。
乗算部１４は、DPCCH相関器１１が出力する伝搬路特性の影響を受けたDPCCHチャネルのデータビット（Pn・ξn）と情報選択部１３が出力する情報成分（Pn）を乗算し、DPCCHチャネルのデータビットから情報成分を除去して伝搬路特性（ξn）を表わすデータビットを出力する。
【００２３】
DPDCH相関器１５は、入力端子01から入力するベースバンド信号と入力端子03から入力するDPDCH用逆拡散符号を用いて逆拡散演算を行ってDPDCHデータビット、すなわち、伝搬路特性の影響を受けたDPDCHデータビット(Dn・ξn)を出力する。ただし、ここでDnはDPDCHデータチャネルの情報成分である。
情報判定部１６は、DPDCH相関器１５が出力するDPDCHデータチャネルのデータビットと位相/振幅推定部２０が出力する位相/振幅推定値を用いてDPDCHデータチャネルのデータビット(Dnに相当)の符号ビット(1又は−１)を判定し、その判定結果を出力する。
【００２４】
乗算部１７は、DPDCH相関器１５が出力する伝搬路の影響を受けたDPDCHデータチャネルのデータビット（Dn・ξn）と、情報判定部１６が出力する情報成分(Dn)を乗算してDPDCHデータチャネルのデータビットから情報成分を除去した伝搬路特性（ξn）を表わすデータビットを出力する。
電力補償部１８は、入力端子06から入力する設定電力情報を用いて、乗算部１７が出力するデータビットの電力と乗算器14が出力するデータビットの電力の単位を合わせる正規化処理を行う。
加算部１９はDPCCH制御チャネルの伝搬路特性（ξn）を表わすデータビット系列とDPDCHデータチャネルの伝搬路特性（ξn）を表わすデータビット系列が入力され、それらの系列を加算して出力する。
【００２５】
位相/振幅推定部２０は、加算部１９の出力するデータビット系列が入力され、当該データビット系列を用いて平均化あるいはフィルタリング処理を施して位相/振幅推定値を出力する。位相/振幅推定部２０は、図2に示す移動平均化処理回路あるいは図3で示すFIRフィルタ等で構成することができる。移動平均化処理回路はｎタップの遅延部D1〜Ｄnと各遅延部の出力を加算する加算器ADDで構成される。FIRフィルタはｎタップの遅延部D1〜Ｄnと各遅延部の出力に所定の係数ａ1〜ａnを乗算する乗算器M1〜Ｍnと各乗算器の出力を加算する加算器ADDで構成される。
【００２６】
（B）動作
DPCCH相関器１１は、入力端子01から入力されるベースバンド信号と入力端子02から入力されるDPCCH用逆拡散符号との積和演算を予め定められた区間（１ビットの拡散長区間）行なってDPCCH制御チャネルのデータビット系列を出力する。すなわち、DPCCH相関器１１は逆拡散演算を行って伝搬路特性の影響を受けたDPCCH制御チャネルのデータビット系列（Pn・ξn）を出力する。
【００２７】
情報判定部１２は、位相/振幅推定部２０から入力する位相/振幅推定値を基準位相としてDPCCH相関器１１より出力するDPCCHデータビット系列の情報成分の符号ビットを判定する。具体的には、DPCCH制御チャネルのデータビット系列をDI+jDQ、位相/振幅推定値をXI+jXQとするとき、次式
（DI＋jDQ）×（XI−jXQ）    (5)
の演算を行ない、演算結果の実数部の符号(1又は−１)をDPCCH制御チャネルのデータビット系列の情報成分(Pn)として出力する。ここで、ｊは(-1)1/2である。
【００２８】
情報選択部１３は情報種別選択信号を参照し、情報判定部１２から入力するDPCCHデータビット系列の情報成分が既知情報成分であれば、入力端子05より入力する既知情報を出力し、既知情報成分でなければ該DPCCHデータビット系列の情報成分をそのまま出力する。
乗算部１４は情報選択部１３で選択されたDPCCHデータビット系列の情報成分(Pn)を、相関器１１が出力する伝搬路特性の影響を受けたDPCCHデータビット（Pn・ξn）に乗算して情報成分(Pn)を除去した伝搬路特性データビット（ξn）を出力する。すなわち、情報選択部１３で選択した情報成分をII+jIQとすると次式
（DI＋jDQ）×（II−jIQ）    (6)
の演算をすることを意味する。ただし、3GPPにおいてDPCCH情報成分はjIQだけである。
【００２９】
一方、DPDCH相関器１５は、入力端子01から入力するベースバンド信号と入力端子03から入力するDPDCH用逆拡散符号との積和演算を予め定められた区間（１ビットの拡散長区間）行ない、DPDCHデータチャネルのデータビット系列を出力する。すなわち、相関器１５は逆拡散演算を行って伝搬路特性の影響を受けたDPDCHデータビット系列（Dn・ξn）を出力する。
情報判定部１６は、位相/振幅推定部２０から入力する位相/振幅推定値を基準位相として相関器１５で得られたDPDCHデータビット系列の情報成分の符号ビットを判定する。具体的には(5)式と同一の演算を行ってDPDCHデータチャネルにおけるデータビット系列の情報成分（Dn）の符号ビットを判定する。
【００３０】
乗算部１７は相関器１５が出力するDPDCH データビット（Dn・ξn）に情報判定部１６で判定されたDPDCHデータビット系列の情報成分（Dn）を乗算して情報成分を除去した伝搬路特性データビット（ξn）を出力する。具体的な演算は(6)式と同一である。
電力補償部18は、乗算部１７から出力するDPDCHデータビット系列の電力値を、設定電力情報に基づき、乗算部１４から出力するDPCCHデータビット系列の電力値に正規化して出力する。
【００３１】
加算部１９は乗算部１４が出力するDPCCHデータビットが伝搬路で受ける位相／振幅特性データと、DPDCHデータビットが伝搬路で受ける位相／振幅特性データを加算し出力する。加算を行なう場合DPDCHデータチャネルのビットレートとDPCCH制御チャネルのビットレートとが異なる場合には、DPDCHデータチャネルのビットレートに正規化して加算する必要がある。
位相/振幅推定部２０は加算部１９で加算されたデータビット系列をＦＩＲフィルタを通過させることによりノイズ及び干渉成分を除去した伝搬路特性、すなわち、位相/振幅特性推定値を出力する。
【００３２】
ＦＩＲフィルタのタップ係数は、本発明を適用するシステムが許容する周波数以上の周波数成分を除去する様な係数を選ぶ必要がある。すなわち、移動機が速度ｖで移動している場合、素波の到来角に応じて最大fd（＝v/λ, λ：キャリア周波数fcの波長）のドップラ周波数変動を受ける。実際には移動機と受信機間のキャリア周波数に誤差(周波数オフセット)Δfを含んでいるため受信機での準同期検波後のベースバンド信号のパワーは図４のＡに示す様な周波数分布を示す。したがって、システムが許容する移動機の移動速度ｖ，システムが許容する移動機と受信機間のキャリア周波数誤差Δfとから図４のＢに示す様な周波数特性を有するようにFIRフィルタのタップ係数を選ぶ。なお、位相／振幅推定部２０は簡単に構成するために、実数/虚数成分個別に移動平均化処理することで実現可能である。
【００３３】
以上本実施例によれば、位相/振幅推定部２０が出力する位相/振幅推定値を位相基準として、DPCCH制御チャネルとDPDCHデータチャネルの各情報成分を判定し、DPCCH制御チャネル及びDPDCHデータチャネルの伝搬路特性の影響を受けている各データビット系列の受信信号から該情報成分を除去し、擬似的に当該制御チャネル及びデータチャネルがそれぞれ伝搬路で受けた位相特性及び振幅特性を示すデータ系列を生成して出力する。この結果、DPCCH制御チャネルの伝搬路特性データ系列とDPDCHデータチャネルの伝搬路特性データ系列を加算することにより精度の高い伝搬路特性データ系列を発生でき、ＦＩＲフィルタ、移動平均化処理回路を通すことによりさらに精度の高い伝搬路特性推定値を得ることが可能となる。
【００３４】
・変形例
以上において、情報判定部１２，１６はDPCCH制御チャネル及びDPDCHデータチャネルにおける各情報成分の符号ビット(1又は−１)を判定(硬判定)した場合であるが、複素演算結果をそのまま出力するように構成することもできる。すなわち、情報判定部１２は複素表現された受信信号と位相／振幅情報の複素共役との複素乗算を行い、得られた複素乗算結果を判定情報として情報選択部１３に入力する。情報選択部１３は、情報種別選択信号により情報判定部１２の出力が既知情報ビットであることが示されている場合には、既知情報入力端子05より入力する既知情報を最大尤度に変換して出力し、一方、情報種別選択信号により既知情報以外の情報ビットであることが示されている場合には、情報判定部１２から入力する乗算結果（複素値）を出力する。
【００３５】
乗算部１４は、情報選択部１３で選択された情報成分を相関器１１から出力する伝搬路特性の影響を受けたDPCCH制御チャネルのデータビット系列に乗算し、該データビット系列より情報成分を除去する。情報選択部１３で選択された情報成分をII+jIQ、DPCCH制御チャネルのデータビット系列をDI+jDQとすると乗算部１４による乗算は次式
（DI＋jDQ）×（II−jIQ）      (7)
の演算を意味する。DPDCHデータチャネル側も上述したDPCCH制御チャネルと同様に情報判定部16において複素乗算結果を判定情報として出力し、乗算器17において相関器１５から出力する伝搬路特性の影響を受けたDPＤCHデータチャネルのデータビット系列に複素乗算結果を乗算し、該データビット系列より情報成分を除去する。以後、加算部19、位相／振幅推定部２０を介して位相／振幅推定値が出力される。
【００３６】
この変形例によれば、情報判定部１２，１６が出力するデータビット系列の情報成分に尤度情報が付加されているため、フェージング等でデータビット系列のパワーが劣化していても位相/振幅推定部２０で行なう位相/振幅推定の演算に与える影響を軽減することができる。
【００３７】
（Ｃ）情報判定部の別の構成
マルチパスの各フィンガーでは図1と同様に各伝搬路の位相・振幅特性を推定するから、各フィンガーにおける情報判定部の判定結果(複素情報)を合成し、合成結果に基づいて情報成分の符号ビットを判定するように構成すればダイバーシチ効果が得られ、判定精度を向上することができる。
【００３８】
図５はかかる場合の情報判定部３０の構成図であり、図1の情報判定部１２，１６に替えて使用できるものである。情報判定部３０は、乗算部３１、加算部３２、符号判定部３３を有している。乗算部３１には相関器１１もしくは１５が出力するデータビット系列と、位相/振幅推定部２０(図1参照)が出力する位相/振幅推定値の共役複素がそれぞれ入力する。乗算部３１はこれらを乗算し、DPCCH制御チャネルもしくはDPDCHデータチャネルのデータビット系列の情報成分を複素数で出力する。又、乗算部３１は乗算結果をマルチパスを構成する他のパス(伝送路Ａ,伝送路Ｂ)の情報判定部３０に出力する。
【００３９】
加算部３２は、乗算部３１から出力する複素情報と、他のパス(伝送路Ａ,伝送路Ｂ)の情報判定部３０から入力する複素情報を加算し、加算結果を符号判定部33に入力する。符号判定部３３は、加算部３２から入力する加算結果に基づいてデータビットの符号を判定して出力する。
この実施例によれば、マルチパスにおける各パスの情報判定部が出力する複素情報を加算することによりダイバーシチ効果が得られ、符号判定部で行なう情報成分の符号ビットの判定精度を格段に向上することができる。
【００４０】
（Ｄ）位相/振幅推定部の別の構成
図1の加算部１９が出力するデータビット系列の位相/振幅特性の情報精度は、電力が大きいと良好であるが、電力が小さいと低下する。そこで、電力大のときには加算部１９の出力データをそのまま採用し、電力小のときには1シンボル前のデータを用いて加算部１９の出力データを推定して出力する。
【００４１】
図6はかかる制御を実現する位相/振幅推定部の構成図であり、加算部19から出力するデータビット系列(データシンボル)と電力閾値がそれぞれ入力される電力判定部４１と、電力の大小に基づいて加算部19から出力するデータシンボルまたは1シンボル前のデータを選択的に出力するセレクタ部４２と、FIRフィルタ部４３と、1シンボル前のデータを用いて今回のデータシンボルを生成するデータ生成部４４を有している。
【００４２】
データ生成部４４は、位相／振幅推定値を1シンボル期間遅延する遅延部４４ａ、現サンプルにおける位相／振幅推定値と1シンボル前の位相／振幅推定値の複素共役とを乗算して1シンボル期間における位相変動を算出する乗算部４４ｂ、乗算部４４ｂから出力する1シンボル期間における位相変動の移動平均を演算して出力する移動平均化処理部４４ｃ、セレクタ出力を1シンボル期間遅延する遅延部４４ｄ、移動平均化処理部４４ｃから出力する1シンボル期間における位相変動と遅延部44dから出力する1シンボル前のセレクタ出力を乗算して今回の加算部１９の出力を推定する乗算器44eを有している。
【００４３】
電力判定部４１は加算部19より入力するデータビットの電力値と電力閾値とを比較し、電力閾値よりも入力されたデータビットの電力値が小さい場合はローレベルの信号（"０"）を出力し、大きい場合もしくは等しい場合はハイレベルの信号("1")をセレクト情報として出力する。
一方、乗算部４４ｂはFIRフィルタ部４３が出力する位相/振幅推定値情報とその１シンボル前の値の複素共役を１シンボル毎に乗算して１シンボル毎の位相変動量を求め、移動平均化処理部４４ｃは該位相変動量を予め定めた区間移動平均化処理することにより平均位相変動量を求める。乗算部４４ｅは、セレクタ部４２が出力した１シンボル前の位相／振幅特性データを移動平均化処理部４４ｃで求めた平均位相変動量分だけ位相変動させた値をセレクタ部４２に入力する。
【００４４】
セレクタ部４２は、電力判定部３３より入力されるセレクト情報の値が‘１’の場合、加算部19より入力するデータビットを選択し、セレクト情報の値が‘０’の場合、セレクタ部４２が１サンプル前に出力したデータビットの位相を平均位相変動量分だけ位相変動させた値を選択し、選択データをＦＩＲフィルタ部４３に入力する。ＦＩＲフィルタ部４３はセレクタ部４２でセレクトされたデータビット系列を用いてフィルタリング処理して位相/振幅推定値を出力する。
【００４５】
図6の実施例によれば、位相/振幅推定部に入力するデータシンボルの電力が小さい場合、１シンボル前に出力したデータシンボルの位相を平均位相変動量分だけ位相変動させて求まる値をＦＩＲフィルタ部に入力させるようにしたから、データシンボルの電力が小さい場合でも精度の高い位相/振幅推定値を得ることが可能となる。また、ＦＩＲフィルタ部の出力する位相/振幅推定値を用いて位相変動量を推定するようにしたから、精度の高い位相変動量を得ることが可能となる。
【００４６】
（Ｅ）相関器が出力するシンボル間の固定位相変動量が大きい場合の対策
図4に関連して説明したように受信機の準同期検波後のベースバンド信号には、移動機の移動に伴うドップラ周波数変動と移動機と受信機間のキャリア周波数誤差に伴う周波数変動とが含まれている。一般的に、ドップラ周波数変動は時々刻々変動するパラメータであるのに対し、キャリア周波数誤差変動Δfは長区間に渡り変動しない固定のパラメータであるがドップラ周波数変動に比べて相当大きくなることがある。かかる場合、何らかの方法でΔfが推定できれば−fd〜fdを通過帯域とするフィルタを形成すれば良い事となり Δfがfdに対して大きくなっても、フィルタ形成が非常に容易となる。そこで、キャリア周波数誤差変動Δfに伴う1シンボル当りの位相変動量φを検出する手段を設け、図1の位相／振幅推定回路の一部に改良を加える。
【００４７】
(a)情報判定部周辺の改良
キャリア周波数誤差変動Δfに伴う1シンボル当りの位相変動量をφ、ドップラ周波数に伴う1シンボル当りの位相変動量をθとし、φ>>θとする。φ>>θより、ある時刻において相関器１５(図1)から出力するシンボルαiの位相を3φ＋θとすると、1,2,3シンボル前のシンボルの位相はそれぞれ、αi−1＝2φ＋θ,αi−2＝φ＋θ, αi−3＝θと表すことができる。位相／振幅推定部20を図７に示すタップ数=3の移動平均化処理回路で構成するものとすると、位相／振幅推定部20は移動平均処理の位相関係から中間タップのシンボルαi−2の位相情報を有する位相/振幅推定値を出力する。
【００４８】
このため、情報判定部１６に相関器15から入力するシンボルαiの位相（＝3φ＋θ）は位相/振幅推定値の位相（=φ+θ）より2φだけ進んでいることになり、φが大きいと正しい情報判定ができなくなる。そこで本発明では、図8に示すように情報判定部（Bit Decision）１６の前段に位相回転部50を設け、相関器15から入力するシンボルαiの位相を2φ回転して位相/振幅推定値の位相と一致するように制御する。すなわち、位相回転部５０は周波数オフセット推定部５１から入力する周波数オフセットに起因する位相変動量φを用いて、次式
β＝−［（TAP−1）/2＋1］×φ
により位相回転量βを演算する。ここではTAP＝3であるからβ＝−2φである。ついで、位相回転部５０はβだけシンボルαiの位相を進める処理を行って（2φだけ位相を引き戻す）、位相/振幅推定値の位相に一致させる。以上により、情報判定部１６における情報判定の精度が向上する。
【００４９】
周波数オフセット推定部５１は図9に示す構成を備えている。図４からドップラ周波数変動は0Hzを中心に-fdからfdの間で0Hzを中心に左右対称となる分布を有している。したがって、長区間受信信号を平均化することによりドップラ周波数変動は相殺され、周波数オフセットΔfに伴う1シンボル当りの位相変動量φを検出することが可能となる。このため、周波数オフセット推定部５１において、遅延部５１ａは位相／振幅推定値を1サンプル期間遅延し、乗算部５１ｂは現サンプルにおける位相／振幅推定値と1サンプル前の位相／振幅推定値の複素共役とを乗算して1サンプル期間における位相変動を算出し、平均化処理部５１ｃは乗算部５１ｂから出力する1サンプル期間における位相変動の平均値を演算して周波数オフセットΔfに伴う1シンボル当りの位相変動量を出力する。加算部５１ｄは該位相変動量と他フィンガーから入力する位相変動量を加算してダイバーシチ効果により検出精度を高めて周波数オフセットΔfに伴う1シンボル当りの位相変動量φを出力する。尚、実際には各演算部で複素演算が行われ、加算部５１ｄから出力する複素数の実数部realと虚数部imagを用いて次式
φ＝tan-1(imag/real)
により位相変動量φを演算する。
周波数オフセット推定部５１に入力する信号を位相/振幅推定値としている理由は受信信号から干渉を除去した信号が位相/振幅推定値であるため、直接受信信号を入力するよりも特性が向上するためである。
【００５０】
以上より、図8において、位相回転部50は相関器１５から出力するDPDCHデータチャネルにおけるデータビット系列の位相をβ（=2φ）回転し、情報判定部１６は位相回転したデータビット系列の情報成分と位相/振幅推定値の複素共役を乗算し、複素乗算結果を出力し、加算部１６′は該複素乗算結果と他フィンガーからの複素乗算結果を加算してダイバーシチ効果により情報判定精度を高め、乗算部１７は加算器出力の複素共役と相関器出力を乗算し、伝搬路の位相・振幅特性を示す情報を出力する。
【００５１】
以上では、タップ数３の場合について説明したが任意のタップ数でも構わない。又、情報判定部16の前段に位相回転部５０を設けた場合について説明したが、情報判定部1２の前段に位相回転部を設けることもできる。
【００５２】
(b)位相／振幅推定部の改良
位相／振幅推定部20をたとえばタップ数＝３の移動平均化処理回路あるいはFIRフィルタで構成すると、図7に示すように各タップにおけるシンボルαi〜αi-3の位相は3φ＋θ，2φ＋θ，φ＋θ，θとなり、位相が大幅に異なって正確な位相／振幅推定値を出力できなくなる。このため、各タップにおける位相を一致させる必要がある。本発明では図1０に示すように、各遅延部D1〜D3の前に位相をφ回転するための位相回転部６１1〜６１3を設けて各タップの位相を合わせている。すなわち、位相／振幅推定部２０の入力データの位相を3φ＋θとすれば、1シンボル前のデータの位相は2φ＋θであるが位相回転部６１1でφ位相回転されるためトータル的に位相は（2φ＋θ）+φ＝3φ＋θとなる。同様に、２シンボル前のデータの位相はφ＋θであるが位相回転部６１1、６１2でそれぞれφ位相回転されるためトータル的に位相は（φ＋θ）+２φ＝3φ＋θとなり、３シンボル前のデータの位相はθであるが位相回転部６１1、６１2、６１3でそれぞれφ位相回転されるためトータル的に位相はθ+３φとなり、各タップの位相が一致する。尚、以上ではタップ数=3の場合であるが任意のタップ数でも良い。
【００５３】
図11は図8の構成に図10の位相／振幅推定部２０を直列に接続した実施例である。この様な構成を採用することによりΔfに伴う1シンボル当りの位相変動量φを除去することができる。そして、位相変動量φを除去することにより先に説明したとおりフィルタ形成が非常に容易となる。具体的にはシフトレジスタの段数を長くする事が可能となり急峻でかつ減衰量の大きなフィルタが形成可能となる。
【００５４】
（Ｆ）変形例
(1)上記実施例では、システムが許容する周波数以上の周波数成分を除去する方法としてＦＩＲフィルタを用いたが、フィルタの形式はＦＩＲフィルタ以外の例えばＩＩＲフィルタ等のフィルタでも同等の効果が期待できる。ただし、フィルタによる位相回転はできるだけ少ないものを選ぶ必要がある。
(2)上記実施例では、システムが許容する周波数以上の周波数成分を除去する方法としてＦＩＲフィルタを用いたが、離散フーリエ変換を行なった後システムが許容する周波数以上の周波数成分の値を０に置き換え、離散フーリエ逆変換を行なうことでも同等の効果が期待できる。
【００５５】
(3)上記実施例では、システムが許容する周波数以上の周波数成分を除去する方法としてＦＩＲフィルタを用いたが、ウェーブレット縮退によるノイズの低減手法を用いる事でも同等の効果が期待できる。
(4)上記実施例では、システムが許容する周波数以上の周波数成分を除去する方法としてＦＩＲフィルタを用いたが、最小自乗近似を行なう事でも同等の効果が期待できる。
(5)上記図6の実施例では、位相変動量を求めるために１サンプル前の値の複素共役値を乗算した後、移動平均化処理を行なっているが、CORDIC等の推定手法を用いることにより同様の効果が期待できる。
【００５６】
・付記
（付記１）  既知の情報が未知の情報の間に時間多重されて送信されるデータチャネルと未知の情報のみが送信されるデータチャネルのそれぞれにおいて情報がコード多重されて送信される通信システムにおける伝搬路特性推定装置において、
既知の情報が未知の情報の間に時間多重されて送信されるデータチャネルの受信信号より当該チャネルの送信情報を除去する第1の送信情報除去部、
未知の情報のみが送信されるデータチャネルの受信信号より当該チャネルの送信情報を除去する第2の送信情報除去部、
各送信情報除去部の出力を加算する加算部、
加算部の出力より各チャネルが伝搬路で受けた位相特性及び振幅特性を推定する位相/振幅推定部を、
備えたことを特徴とする伝搬路特性推定装置。
【００５７】
（付記２）  前記第1の送信情報除去部は、
前記位相/振幅推定部より出力される伝搬路の位相／振幅特性を示す位相／振幅情報に基づいて前記受信信号より送信情報を判定する情報判定部、
当該送信情報が既知情報であれば既知情報発生部より入力する既知情報を、未知情報であれば前記情報判定部から入力する判定情報を出力する情報選択部、
前記情報判定部に入力された前記受信信号から前記情報選択部が出力した情報成分を除去する演算を行う乗算部、
を備えたことを特徴とする付記１に記載の伝搬路特性推定装置。
【００５８】
（付記３）  前記第２の送信情報除去部は、
前記位相/振幅推定部より出力される伝搬路の位相／振幅特性を示す位相／振幅情報に基づいて前記受信信号より送信情報を判定する情報判定部、
前記情報判定部に入力された前記受信信号から前記情報判定部が出力した情報成分を除去する演算を行う乗算部、
を備えたことを特徴とする付記１に記載の伝搬路特性推定装置。
【００５９】
（付記4）  前記第２の送信情報除去部は、更に、
各データチャネルの電力単位を合わせるための電力値補償部、
を備えたことを特徴とする付記３記載の伝搬路特性推定装置。
（付記５）  前記情報判定部は、
複素表現された前記受信信号と前記位相／振幅情報の複素共役との複素乗算を行い、乗算結果に基づいて送信情報の符号ビットを判定する、
ことを特徴とする付記２又は３記載の伝搬路特性推定装置。
【００６０】
（付記６）  前記情報判定部は、
複素表現された前記受信信号と前記位相／振幅情報の複素共役との複素乗算を行い、得られた複素乗算結果を前記判定情報として出力する
ことを特徴とする付記２又は３記載の伝搬路特性推定装置。
（付記７）  前記情報判定部は、
複素表現された前記受信信号と前記位相／振幅情報の複素共役との複素乗算を行い、複素乗算結果を出力すると共に同一のデータチャネルについて異なる伝送路の伝搬路特性推定装置がそれぞれ出力した複素乗算結果を加算し、加算結果に基づいて送信情報の符号ビットを判定すること、
を特徴とする付記２又は3記載の伝搬路特性推定装置。
【００６１】
（付記８）  前記位相/振幅推定部は、
前記加算部から入力するデータシンボルの電力値と設定電力値とを比較する電力比較部、
1シンボル毎の伝搬路における位相変動量の平均値を算出する位相変動量監視部、
入力するデータシンボルの電力値が設定電力値より大きければ該データシンボルを選択し、設定電力値より小さければ当該入力データシンボルの直前に選択したデータシンボルの位相成分を前記位相変動量の平均値分位相回転させて得られるシンボルを選択する選択部、
選択部により選択されたシンボルが入力されて伝搬路の位相／振幅特性を示す位相／振幅情報を出力する手段、
を備えたことを特徴とする付記１記載の伝搬路特性推定装置。
【００６２】
（付記９）  送受信装置における発振周波数の周波数オフセットに基づく固定位相変動φを検出する固定位相変動検出部、
前記位相／振幅推定部を複数タップのフィルタで構成する場合、Ｍ番目の中央タップにおけるデータの位相と一致するように、前記受信信号の位相をＭ・φ分、位相回転する位相回転部、
を備えたことを特徴とする付記1記載の伝搬路特性推定装置。
（付記１０）  前記フィルタの各タップ間に固定位相変動φ分、位相を回転する位相回転部を設けたことを特徴とする付記９記載の伝搬路特性推定装置。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、位相/振幅推定部が出力する位相/振幅推定値を位相基準として、DPCCH制御チャネルとDPDCHデータチャネルの各情報成分をそれぞれ判定し、DPCCH制御チャネル及びDPDCHデータチャネルの伝搬路特性の影響を受けている各データビット系列から前記判定により得られた情報成分を除去し、擬似的に当該制御チャネル及びデータチャネルがそれぞれ伝搬路で受けた位相特性及び振幅特性を示すデータ系列を生成して出力するようにしたから、DPCCH制御チャネルの伝搬路特性データ系列とDPDCHデータチャネルの伝搬路特性データ系列を加算することにより精度の高い伝搬路特性データ系列を発生できる。しかも、ＦＩＲフィルタあるいは移動平均化処理回路を通すことにより更に精度の高い伝搬路特性推定値を得ることが可能となる。
【００６４】
又、本発明によれば、情報判定部において複素表現された受信信号と位相／振幅情報の複素共役との複素乗算を行い、得られた複素乗算結果を判定情報として出力するようにしたから、情報判定部の出力信号に尤度情報を付加できる。このため、フェージング等でデータビット系列のパワーが劣化していても位相/振幅推定部で行なう位相/振幅推定の演算に与える影響を軽減することができる。
又、本発明によれば、マルチパスにおける各パスの情報判定部が出力する複素情報を加算することによりダイバーシチ効果が得られ、符号判定部で行なう情報成分の符号ビットの判定精度を格段に向上することができる。
【００６５】
又、本発明によれば、位相/振幅推定部に入力するデータシンボルの電力が小さい場合、１サンプル前に出力したデータシンボルの位相を平均位相変動量分だけ位相変動させて求まる値を移動平均化処理回路やＦＩＲフィルタ部等に入力するようにしたから、データシンボルの電力が小さい場合でも精度の高い位相/振幅推定値を得ることが可能となる。
また、本発明によれば、移動平均化処理回路やＦＩＲフィルタ部の出力する位相/振幅推定値を用いて位相変動量を推定するようにしたから、精度の高い位相変動量を得ることができ、入力データシンボルの電力が小さい場合であっても精度の高い位相/振幅推定値の出力が可能となる。
【００６６】
又、本発明によれば、周波数オフセットに基づく固定位相変動量が大きい場合であっても、相関器から出力するシンボルの位相を回転して位相/振幅推定値の位相と一致させるようにしたから、情報判定部における情報成分の判定精度を向上でき、伝搬路の位相/振幅特性の推定精度を向上することができる。
又、本発明によれば、周波数オフセットに基づく固定位相変動量が大きい場合であっても、位相/振幅推定部を構成するFIRフィルタや移動平均化処理回路の各タップにおけるシンボルの位相が一致するように位相回転制御するから伝搬路の位相/振幅特性の推定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伝搬路特性推定装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】移動平均化処理回路により構成された位相/振幅推定部の説明図である。
【図３】  FIRフィルタにより構成された位相/振幅推定部の説明図である。
【図４】フェージング周波数特性及びフィルタの周波数特性図ある。
【図５】情報判定部の別の構成図である。
【図６】位相/振幅推定部の別の構成図である。
【図７】タップ数3の移動平均化処理回路の構成図である。
【図８】周波数オフセットに起因する固定位相変動量が大きい場合における情報判定部周辺の構成図ある。
【図９】周波数オフセット推定部の構成図である。
【図１０】周波数オフセットに基づく固定位相変動量が大きい場合における位相／振幅推定部を構成する移動平均化処理回路の構成図である。
【図１１】図８と図10の移動平均化処理回路を接続した構成図である。
【図１２】従来のCDMA受信部の構成図である。
【図１３】従来のフレームフォーマットにおける位相／振幅特性推定装置の構成図である。
【図１４】  3GPPの上りリンクフレーム構成図である。
【図１５】  3GPPのフレームフォーマットを用いた場合における位相／振幅特性推定装置の構成図である。
【符号の説明】
１１  相関器
１２  情報判定部
１３  情報選択部
１４  乗算部
１５  相関器
１６  情報判定部
１７  乗算部
１８  電力補償部
１９  加算部
２０  位相/振幅推定部
【図１】
0003831229.tif 000002
【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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【図１３】
0003831229.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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