JP2002009668A - 通信装置および検波方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ検波において演算量を削減する。 【解決手段】 受信信号から遅延プロファイルを推定す
る。遅延プロファイルの各遅延波がスレッショルドレベ
ル以上か否かを判定する。スレッショルドレベル以上と
判定された遅延プロファイルの最初の遅延波から最後の
遅延波までの遅延波を含む遅延波に関して遅延プロファ
イル行列を作成する。遅延プロファイル行列を用いて受
信信号からデータを検波する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ検波におい
て演算量を削減する通信装置および検波方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、第３世代移動通信方式として、Ｃ
ＤＭＡ方式が規格化されつつある。第３世代移動通信の
ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式には、
ＤＳ(Direct Sequence)、ＭＣ(Multi Carrier)、ＴＤＤ
(Time Division Duplex)の３方式が考えられている。こ
の中で、ＴＤＤ方式においては、検波方式としてセル内
の干渉をキャンセルする、マルチユーザディテクション
(Multi-user Detection)としてジョイントディテクショ
ン(Joint Detection)が提案されている。

【０００３】以下、Anja Klein氏の論文“Linear Unbia
sed Data Estimation in Mobile Radio Systems Applyi
ng CDMA”（IEEE J. Select. Areas Communication, Vo
l. 11 pp.1058-1066, 1993）を参照し、ＣＤＭＡにおけ
るジョイントディテクションの概要を説明する。

【０００４】一般に、移動通信方式においては、複数の
伝搬経路があるために、受信信号Ｅは伝搬路の遅延プロ
ファイルＭと送信データＤから次式であらわされる。こ
こでは、簡略化のために雑音を無視して考える。 Ｅ＝Ｍ×Ｄ また、この式は行列を用いて次式で表すことができる。
但し、受信信号ＥはＥ＝｛e0, e1, ..., e2t｝であり、
伝送信号ＤはＤ＝｛d0, d1, ..., dt｝である。

【０００５】

【数１】

【０００６】ここで、m0, ..., mtは伝送路の遅延プロ
ファイルを示す数列であり、第１列は各遅延時間（0,
1, 2, ..., t）におけるdtの受信パワーと位相変位をあ
らわす。

【０００７】受信機においては、パイロット信号等によ
り伝送路の遅延プロファイル｛m0,m1, ..., mt｝を推定
し、行列Ｍの逆行列を各項の左から掛けることにより、
データが検波できる。

【０００８】複数ユーザの場合も同様に、複数ユーザの
遅延プロファイルを行列式に示すことができ、この逆行
列を左から掛けることにより、各ユーザの信号を検波で
きるだけでなく、ユーザ間の干渉も除去できる。

【０００９】この場合には、数列Ｅは遅延プロファイル
が影響しうる時間分の項が必要となる。また、行列式Ｍ
は ｛(遅延プロファイルが影響しうるシンボル数×拡散率)
＋遅延時間−１｝行（ユーザ数×遅延プロファイルが影
響しうるシンボル数）列 である。

【００１０】このような、マルチユーザディテクション
としてジョイントディテクションを用いて検波を行う場
合に、各ユーザの遅延プロファイルを検出するために、
例えばパイロット信号を用いる。例えばＣＤＭＡ方式の
場合には、このパイロット信号と受信信号の相関値か
ら、遅延プロファイルが検出でき、相関値に拡散コード
を畳み込み演算することにより容易に受信データの検波
ができる。

【００１１】図１は、従来の通信装置の構成例を示すブ
ロック図である。図１に示す通信装置は、遅延プロファ
イル推定部１０、行列式作成部２０、およびデータ検波
部３０を備える。遅延プロファイル推定部１０は、受信
信号から遅延プロファイルを推定する。行列式作成部２
０は、推定した遅延プロファイルから遅延プロファイル
行列を作成する（ＣＤＭＡ方式の場合には、遅延プロフ
ァイルに各シンボルの拡散コードを畳み込んで遅延プロ
ファイル行列を作成する）。データ検波部３０は、受信
信号に、作成した遅延プロファイル行列の逆行列を掛け
ることにより、データを検波する。

【００１２】マルチユーザディテクションとしてジョイ
ントディテクションを用いて検波を行う場合、無線基地
局においては、複数ユーザのデータを一括して検波で
き、非常に有用である。一方、無線移動局装置において
は、不要な他ユーザのデータを検波することから、演算
量が大きく、移動機の小型化、低消費電力化に向かな
い。

【００１３】図２は、遅延プロファイルの例を示す図で
ある。無線基地局から無線移動局へ送信される下り回線
においては、無線基地局送信、無線移動局受信であるこ
とから、無線移動局における遅延プロファイルは各ユー
ザ共通である。これに対し、無線移動局から無線基地局
へ送信される上り回線の遅延プロファイルは、送信する
無線移動局の場所に依存して無線移動局毎に異なる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の検波方
法では、上記行列式Ｍの遅延プロファイルが影響しうる
シンボル数、および遅延時間は固定の値を用いて演算を
行っているため、遅延プロファイルの分散が小さい場合
にも、システムが指定する最大の行列演算を行うことと
なり、演算量は遅延プロファイルの分散が大きい場合と
同様であった。

【００１５】図３は、遅延プロファイルの例を示す図で
ある。図３では、遅延プロファイルの分散が図２の例に
比べて小さい。このような場合には、伝搬路を示す行列
式の遅延時間、および遅延プロファイルが影響しうるシ
ンボル数を削減することにより、演算量を削減できるも
のと考えられる。

【００１６】そこで、本発明の目的は、データ検波にお
いて演算量を削減することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、通信装置であって、受信
信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロファイル
推定手段と、前記遅延プロファイルの各遅延波がスレッ
ショルドレベル以上か否かを判定するスレッショルド判
定手段と、前記スレッショルドレベル以上と判定された
前記遅延プロファイルの最初の遅延波から最後の遅延波
までの遅延波を含む遅延波に関して遅延プロファイル行
列を作成する遅延プロファイル行列作成手段と、前記遅
延プロファイル行列を用いて前記受信信号からデータを
検波する検波手段とを備えたことを特徴とする。

【００１８】請求項２に記載の発明は、通信装置であっ
て、受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロ
ファイル推定手段と、前記遅延プロファイルの各遅延波
がスレッショルドレベル以上か否かを判定するスレッシ
ョルド判定手段と、前記スレッショルドレベル以上と判
定された前記遅延プロファイルの遅延波を含む遅延波に
関して遅延プロファイル行列を作成する遅延プロファイ
ル行列作成手段と、前記遅延プロファイル行列を用いて
前記受信信号からデータを検波する検波手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１９】請求項３に記載の発明は、通信装置であっ
て、受信信号から報知情報を収集する報知情報収集手段
と、前記受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延
プロファイル推定手段と、前記報知情報に基づいて最大
遅延時間を判定し、前記遅延プロファイルにおける当該
最大遅延時間までの遅延波を含む遅延波に関して遅延プ
ロファイル行列を作成する遅延プロファイル行列作成手
段と、前記遅延プロファイル行列を用いて前記受信信号
からデータを検波する検波手段とを備えたことを特徴と
する。

【００２０】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載の通信装置であって、該通信装置は
無線移動局であることを特徴とする。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載の通信装置であって、該通信装置は
無線基地局であることを特徴とする。

【００２２】請求項６に記載の発明は、検波方法であっ
て、受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロ
ファイル推定ステップと、前記遅延プロファイルの各遅
延波がスレッショルドレベル以上か否かを判定するスレ
ッショルド判定ステップと、前記スレッショルドレベル
以上と判定された前記遅延プロファイルの最初の遅延波
から最後の遅延波までの遅延波を含む遅延波に関して遅
延プロファイル行列を作成する遅延プロファイル行列作
成ステップと、前記遅延プロファイル行列を用いて前記
受信信号からデータを検波する検波ステップとを備える
ことを特徴とする。

【００２３】請求項７に記載の発明は、検波方法であっ
て、受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロ
ファイル推定ステップと、前記遅延プロファイルの各遅
延波がスレッショルドレベル以上か否かを判定するスレ
ッショルド判定ステップと、前記スレッショルドレベル
以上と判定された前記遅延プロファイルの遅延波を含む
遅延波に関して遅延プロファイル行列を作成する遅延プ
ロファイル行列作成ステップと、前記遅延プロファイル
行列を用いて前記受信信号からデータを検波する検波ス
テップとを備えることを特徴とする。

【００２４】請求項８に記載の発明は、検波方法であっ
て、受信信号から報知情報を収集する報知情報収集ステ
ップと、前記受信信号から遅延プロファイルを推定する
遅延プロファイル推定ステップと、前記報知情報に基づ
いて最大遅延時間を判定し、前記遅延プロファイルにお
ける当該最大遅延時間までの遅延波を含む遅延波に関し
て遅延プロファイル行列を作成する遅延プロファイル行
列作成ステップと、前記遅延プロファイル行列を用いて
前記受信信号からデータを検波する検波ステップとを備
えることを特徴とする。

【００２５】以上の構成によれば、データ検波において
演算量を削減することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳しく説明する。

【００２７】（第１実施形態）図４は、本発明の第１実
施形態における通信装置の構成例を示すブロック図であ
る。本実施形態に係る通信装置は、遅延プロファイル推
定部１１０、行列式作成部１２０、データ検波部１３
０、およびスレッショルド判定部１４０を備える。本実
施形態に係る通信装置は、無線移動局や無線基地局の形
態をとることができ、ＣＤＭＡ方式においてパイロット
信号を用いてジョイントディテクションを行う。

【００２８】遅延プロファイル推定部１１０は、受信信
号とパイロット信号の相関を検出し、遅延プロファイル
の推定（チャネル推定）を行う。スレッショルド判定部
１４０は、遅延プロファイルの各遅延波（各推定値）か
ら、スレッショルド以上の遅延波を検出する。

【００２９】図５は、遅延プロファイルの例を示す図で
ある。図５の例では、遅延波(a1)および(a2)がスレッシ
ョルド以上の遅延波である。

【００３０】従来はシステム固有の遅延プロファイル最
大遅延時間（最大許容時間）分のプロファイル情報をも
とに演算を行っていたが、図５のようなスレッショルド
を設けることにより、演算に用いるプロファイルを削減
できる。

【００３１】行列式作成部１２０は、スレッショルドレ
ベル以上と判定された最初の遅延波（図５の例では(a
1)）から最後の遅延波（図５の例では(a2)）までの遅延
波を含む遅延波に基づいて遅延プロファイル行列を作成
する。本実施形態ではＣＤＭＡ方式を用いているので、
遅延プロファイルに各シンボルの拡散コードを畳み込ん
で遅延プロファイル行列を作成する。

【００３２】図６は、図５を拡大した図である。例え
ば、拡散率が１６で、最初の遅延波から最後の遅延波ま
での時間が２０ｃｈｉｐであった場合、本実施形態で
は、最初の遅延波から最後の遅延波までの遅延波を含む
シンボル（図５の例では２つのシンボル）の遅延波に関
して遅延プロファイル行列Ｍを作成する。図５の例で
は、最後の遅延波より後の遅延波も、多少、遅延プロフ
ァイル行列において考慮されることになる。

【００３３】演算に必要な遅延プロファイルが影響する
シンボル数は、ＣＤＭＡのように拡散コードにより拡散
されている場合、スレッショルド以上の最初の遅延波か
ら最後の遅延波までの時間を拡散率で割った商（整数）
を用いて ｛（商＋１）×２｝＋１ とあらわせる。２倍は、注目するシンボルの前後のシン
ボルを考慮したものであり、最後に１を足しているの
は、注目するシンボルそのものを含めるためである。

【００３４】例えば拡散率が１６で、従来のシステムで
６０ｃｈｉｐまでの遅延を検出していた場合（最大遅延
時間：６０ｃｈｉｐ）には、 ｛（６０ｃｈｉｐ÷１６）＋１｝×２＋１＝９シンボル の演算が必要であるのに対し、最初の遅延波から最後の
遅延波までの時間が２０ｃｈｉｐであれば、 ｛（２０ｃｈｉｐ÷１６）＋１｝×２＋１＝５シンボル となる。このためにユーザ数を８とすると、行列式Ｍ
は、 ｛(遅延プロファイルが影響しうるシンボル数×拡散率)
＋遅延時間−１｝行（ユーザ数×遅延プロファイルが影
響しうるシンボル数）列 なので、従来例では、２０３行×７２列の行列であるの
に対し、本実施形態によれば、９９行×４０列の行列と
することができる。すなわち、遅延プロファイルが影響
するシンボル数と遅延時間を小さくできることにより行
列演算量が削減できる。

【００３５】データ検波部１３０は、受信信号に、作成
した遅延プロファイル行列の逆行列を掛けることによ
り、データを検波する。

【００３６】本実施形態では、本発明をＣＤＭＡ方式に
適用した場合について説明したが、本発明はＣＤＭＡ方
式以外の方式にも適用することができる。ＣＤＭＡ方式
を用いない場合においては、遅延波が影響するシンボル
数が （最初の遅延波から最後の遅延波までの時間）×２＋１ となるだけで同様の効果が得られる。

【００３７】（第２実施形態）図７は、本発明の第２実
施形態における通信装置の構成例を示すブロック図であ
る。本実施形態に係る通信装置は、遅延プロファイル推
定部２１０、行列式作成部２２０、データ検波部２３
０、およびスレッショルド判定部２４０を備える。本実
施形態に係る通信装置も、無線移動局や無線基地局の形
態をとることができ、ＣＤＭＡ方式においてパイロット
信号を用いてジョイントディテクションを行う。また、
受信信号から遅延プロファイルを推定し、スレッショル
ド判定を行うまでは第１実施形態と同様である。

【００３８】図８は、遅延プロファイルの例を示す図で
ある。行列式作成部２２０は、スレッショルドレベル以
上と判定された遅延波（図８の例では(b1)および(b2)）
を含む遅延波に関して遅延プロファイル行列を作成す
る。より具体的には、スレッショルドレベル以上と判定
された遅延波を含むシンボルの遅延波に関して遅延プロ
ファイル行列を作成する。図８のように、スレッショル
ド以上の遅延波が時間的に離れている場合には、それぞ
れのシンボルのタイミングに準じて演算量を削減する。

【００３９】なお、図８の例では、スレッショルドレベ
ル以上の遅延波は２つであるが、３つ以上あるような場
合でも、それぞれの遅延波を含むシンボルの遅延波に関
して遅延プロファイル行列を作成する。なお、スレッシ
ョルドレベルを超える２つ以上の遅延波が１つのシンボ
ルに属することもある。

【００４０】本実施形態では、本発明をＣＤＭＡ方式に
適用した場合について説明したが、本発明はＣＤＭＡ方
式以外の方式にも適用することができる。

【００４１】（第３実施形態）図９は、本発明の第３実
施形態における通信装置の構成例を示すブロック図であ
る。本実施形態に係る通信装置は、遅延プロファイル推
定部３１０、行列式作成部３２０、データ検波部３３
０、および報知情報収集部３５０を備える。本実施形態
に係る通信装置も、無線移動局や無線基地局の形態をと
ることができ、ＣＤＭＡ方式においてパイロット信号を
用いてジョイントディテクションを行う。

【００４２】報知情報収集部３５０は、受信信号に含ま
れる報知情報を収集する。行列式作成部３２０は、報知
情報に基づいて最大遅延時間を判定し、遅延プロファイ
ルにおける当該最大遅延時間までの遅延波を含む遅延波
に関して遅延プロファイル行列を作成する。

【００４３】報知情報としては、例えば、無線基地局が
報知する送信電力情報、セル半径情報等が考えられる。
例えば、送信電力情報またはセル半径情報を収集した無
線移動局は、その情報に基づいて最大遅延時間を判定す
ることができる。

【００４４】図１０は、遅延プロファイルの例を示す図
である。報知情報に基づいて最大遅延時間を判定し、遅
延プロファイル行列を作成することにより、図１０に示
すように、行列演算量を削減できる場合があると考えら
れる。例えば、セル半径が小さいような場合に、行列演
算量を削減できるものと考えられる。

【００４５】本実施形態では、本発明をＣＤＭＡ方式に
適用した場合について説明したが、本発明はＣＤＭＡ方
式以外の方式にも適用することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
ータ検波において演算量を削減することができる。した
がって、データ検波における消費電力も低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の通信装置の構成例を示すブロック図であ
る。

【図２】遅延プロファイルの例を示す図である。

【図３】遅延プロファイルの例を示す図である。

【図４】本発明の第１実施形態における通信装置の構成
例を示すブロック図である。

【図５】遅延プロファイルの例を示す図である。

【図６】図５を拡大した図である。

【図７】本発明の第２実施形態における通信装置の構成
例を示すブロック図である。

【図８】遅延プロファイルの例を示す図である。

【図９】本発明の第３実施形態における通信装置の構成
例を示すブロック図である。

【図１０】遅延プロファイルの例を示す図である。

【符号の説明】 １０、１１０、２１０、３１０ 遅延プロファイル推定
部 ２０、１２０、２２０、３２０ 行列式作成部 ３０、１３０、２３０、３３０ データ検波部 １４０、２４０ スレッショルド判定部 ３５０ 報知情報収集部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上林 真司 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 Ｆターム(参考） 5K022 EE01 EE21 EE31 5K059 DD32 DD35 DD39 EE02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信装置であって、 受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロファ
   イル推定手段と、 前記遅延プロファイルの各遅延波がスレッショルドレベ
   ル以上か否かを判定するスレッショルド判定手段と、 前記スレッショルドレベル以上と判定された前記遅延プ
   ロファイルの最初の遅延波から最後の遅延波までの遅延
   波を含む遅延波に関して遅延プロファイル行列を作成す
   る遅延プロファイル行列作成手段と、 前記遅延プロファイル行列を用いて前記受信信号からデ
   ータを検波する検波手段とを備えたことを特徴とする通
   信装置。
2. 【請求項２】 通信装置であって、 受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロファ
   イル推定手段と、 前記遅延プロファイルの各遅延波がスレッショルドレベ
   ル以上か否かを判定するスレッショルド判定手段と、 前記スレッショルドレベル以上と判定された前記遅延プ
   ロファイルの遅延波を含む遅延波に関して遅延プロファ
   イル行列を作成する遅延プロファイル行列作成手段と、 前記遅延プロファイル行列を用いて前記受信信号からデ
   ータを検波する検波手段とを備えたことを特徴とする通
   信装置。
3. 【請求項３】 通信装置であって、 受信信号から報知情報を収集する報知情報収集手段と、 前記受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロ
   ファイル推定手段と、 前記報知情報に基づいて最大遅延時間を判定し、前記遅
   延プロファイルにおける当該最大遅延時間までの遅延波
   を含む遅延波に関して遅延プロファイル行列を作成する
   遅延プロファイル行列作成手段と、 前記遅延プロファイル行列を用いて前記受信信号からデ
   ータを検波する検波手段とを備えたことを特徴とする通
   信装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の通
   信装置であって、該通信装置は無線移動局であることを
   特徴とする通信装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の通
   信装置であって、該通信装置は無線基地局であることを
   特徴とする通信装置。
6. 【請求項６】 検波方法であって、 受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロファ
   イル推定ステップと、 前記遅延プロファイルの各遅延波がスレッショルドレベ
   ル以上か否かを判定するスレッショルド判定ステップ
   と、 前記スレッショルドレベル以上と判定された前記遅延プ
   ロファイルの最初の遅延波から最後の遅延波までの遅延
   波を含む遅延波に関して遅延プロファイル行列を作成す
   る遅延プロファイル行列作成ステップと、 前記遅延プロファイル行列を用いて前記受信信号からデ
   ータを検波する検波ステップとを備えることを特徴とす
   る検波方法。
7. 【請求項７】 検波方法であって、 受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロファ
   イル推定ステップと、 前記遅延プロファイルの各遅延波がスレッショルドレベ
   ル以上か否かを判定するスレッショルド判定ステップ
   と、 前記スレッショルドレベル以上と判定された前記遅延プ
   ロファイルの遅延波を含む遅延波に関して遅延プロファ
   イル行列を作成する遅延プロファイル行列作成ステップ
   と、 前記遅延プロファイル行列を用いて前記受信信号からデ
   ータを検波する検波ステップとを備えることを特徴とす
   る検波方法。
8. 【請求項８】 検波方法であって、 受信信号から報知情報を収集する報知情報収集ステップ
   と、 前記受信信号から遅延プロファイルを推定する遅延プロ
   ファイル推定ステップと、 前記報知情報に基づいて最大遅延時間を判定し、前記遅
   延プロファイルにおける当該最大遅延時間までの遅延波
   を含む遅延波に関して遅延プロファイル行列を作成する
   遅延プロファイル行列作成ステップと、 前記遅延プロファイル行列を用いて前記受信信号からデ
   ータを検波する検波ステップとを備えることを特徴とす
   る検波方法。