JP3807337B2 - パスサーチ装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信側において拡散が行われたタイミングであるパスタイミングを検出するためのスペクトラム拡散通信方式におけるパスサーチ装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信システムに用いられる通信方式として、干渉や妨害に強いスペクトラム拡散通信システムであるＣＤＭＡ（符号分割多元接続：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）通信方式が注目されている。このＣＤＭＡ通信システムでは、送信側では送信したいユーザ信号を拡散符号により拡散して送信し、受信側ではその拡散符号と複素共役の拡散符号を用いて逆拡散を行うことにより元のユーザ信号を得る通信システムである。ただし、このＣＤＭＡ通信システムでは、送信側において拡散が行われたタイミングであるパスタイミングを検出しなければ逆拡散を行うことができない。そのため、受信側では受信した信号に含まれるパイロット信号の位置を検出することにより送信データのパスタイミングの検出を行っている。
【０００３】
パイロット信号が用いられている例として、Ｗ（Wideband：広帯域）−ＣＤＭＡ方式における上りＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）／ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）のフレーム構造を図４に示す。
【０００４】
図４に示すように、Ｗ−ＣＤＭＡ通信方式では、送信されるデータはＴ_f＝１０ｍｓｅｃの無線フレームという単位により構成されている。そして、この無線フレームは、それぞれ１５のスロット♯０〜♯１４から構成されている。そして、各スロットは２５６０チップのデータに拡散されている。ここで、あるスロットがＤＰＣＣＨの場合には、このスロットは、パイロットシンボルと、ＴＦＣＩ（Transport Format Combination Indicator）シンボルと、ＦＢＩ（Feedback Information）シンボルと、ＴＰＣ（Transmission Power Control）シンボルとから構成されている。受信側では、このパイロットシンボルが挿入されている位置を検出すればパスタイミングを検出することができる。
【０００５】
そして、このようなパスタイミングを検出するために、スペクトラム拡散通信方式に用いられる受信機にはパスサーチ装置が備えられている。さらに、スペクトラム拡散通信方式に用いられる受信機にフィンガー部およびレイク（ＲＡＫＥ）合成部が備えられている。
【０００６】
フィンガー部は、ベースバンド信号に変換された受信信号を逆拡散する処理を行っている。通常の場合、フィンガー部は複数装備されるため、レイク合成部は、複数のフィンガー部から出力される逆拡散信号をパスサーチ装置により検出されたパスタイミングを用いてレイク合成する。
【０００７】
また、パスサーチ装置は、受信信号から遅延プロファイル（ディレイプロファイル）を計算し、求められた遅延プロファイルからパスタイミングとして有効なピークを検出し、そのタイミングをフィンガー部やレイク合成部へのタイミング情報や有効フィンガー情報として通知する。
【０００８】
この種のスペクトラム拡散通信方式に用いられる従来の受信機については、特許第２８５３７０５号公報および特開平１１−２６１５２８号公報などに記載されている。特許第２８５３７０５号公報には、受信特性を向上させるため、パスサーチ装置で検出したサーチパスとトラッキングしたトラッキングパスに基づきパス捕捉保持部で前方保護及び後方保護をかけて目的とする信号を抽出し、相関復調パス選択部で目的以外の信号のパスを除いて復調すべきパスを選択してからレイク合成することが示されている。
【０００９】
このようなパスサーチ装置を備えた従来の無線基地局装置の構成を図５に示す。ここでは、無線基地局装置の受信機能部分のみを示している。この無線基地局装置は、図５に示すように、アンテナ１と、高周波受信部２と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部３と、フィンガー部１４と、パスサーチ部９５とを備えている。
【００１０】
高周波受信部２は、アンテナ１により受信された信号を復調する。Ａ／Ｄ変換部３は、高周波受信部２において復調されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１１】
パスサーチ装置９５は、Ａ／Ｄ変換部３からのデジタルデータからパスタイミングを検出する処理を行っていて、符号発生器７と、相関値計算部４と、同相加算部５と、電力加算部６と、パスコントロール部９とを備えている。
【００１２】
符号発生器７は、割り当てられた通信チャネルに対応した拡散符号を生成する。相関値計算部４は、符号発生器７によって生成された拡散符号と予め決められたパイロット信号を掛け合わせて拡散させた理想的な受信信号と、入力信号の各タイムスロットの先頭位置に付加されたパイロット信号部分との相関値を算出する。同相加算部５は、直交復調されたパイロット信号のお互いに直交する信号成分であるＩ（In-phase component：同相成分）信号およびＱ（Quadrature component：直交成分）信号のそれぞれについて一定回数の同相加算“Ｉ＋Ｉ”または“Ｑ＋Ｑ”を行う。電力加算部６は、同相加算部５による同相加算が行われた後の信号に対して、一定回数の電力加算“Ｉ²＋Ｑ²”を行うことにより遅延プロファイルの生成を行っている。パスコントロール部９は、電力加算部６により生成された遅延プロファイルに基づいてパスタイミングの検出を行い、そのパスタイミングをフィンガー部１４の逆拡散部１１に通知する。
【００１３】
フィンガー部１４は、Ａ／Ｄ変換部３からのディジタルデータに対してパスサーチ装置９５により通知されたパスタイミングを用いて逆拡散を行う処理を行っており、符号発生器１０と、逆拡散部１１と、検波部１２と、検波した信号を合成するレイク合成部１３を備えている。
【００１４】
符号発生器１０は、割り当てられた通信チャネルに対応した拡散符号を生成する。逆拡散部１１は、パスサーチ装置９５から通知される遅延時間に対応する特定パスを抽出し符号発生器１０によって生成された拡散符号を用いてＡ／Ｄ変換部３からのデータの逆拡散を行う。検波部１２は、チャネル推定を行いフェージングの影響を取り除く。レイク合成部１３は、検波部１２により検波された信号を合成することにより復調データを生成している。
【００１５】
次に、この従来のパスサーチ装置９５を備えた無線基地局装置の動作について図面を参照して説明する。
【００１６】
図示しない送信側の移動体端末からは、複数のタイムスロットを有するフレーム化された送信信号が送出される。各タイムスロットには、その先頭位置に、予め送受信両側で既知の固定パターンであるパイロット信号が付加され、送信データと共に直交変調される。直交変調後、各通信チャネル固有の拡散符号を用いてスペクトル拡散が行われる。アンテナ１では、このＣＤＭＡ方式で各自固有の拡散符号を用いて拡散された送信信号が受信される。アンテナ１から高周波受信部２によって受信されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換部３によってディジタルデータに変換される。このディジタルデータはパスサーチ装置９５およびフィンガー部１４に入力される。
【００１７】
パスサーチ装置９５では、相関値計算部４でＡ／Ｄ変換部３からのディジタルデータの各タイムスロットの先頭位置に付加されたパイロット信号部分と、符号発生器７によって生成される拡散符号と予め決められたパイロット信号を掛け合わせて拡散させた理想的な受信信号との相関値を算出する。同相加算部５では、相関値計算部４で算出された相関値を用いた同相加算が行われる。そして、電力加算部９では、同相加算が行われた後の値を用いて電力加算が行われ遅延プロファイルが生成される。そして、パスコントロール部９ではこの遅延プロファイルに基づいたパス検出が行われる。
【００１８】
フィンガー部１４は、Ａ／Ｄ変換部３からのディジタルデータを、パスサーチ装置９５から通知される遅延時間に対応する特定パスを抽出し符号発生器１０によって生成された拡散符号を用いて逆拡散部１１で逆拡散を行う。その後、検波部１２でチャネル推定をしてフェージングの影響を取り除き、レイク合成部１３で検波した信号をレイク合成し、復調データが生成される。
【００１９】
上記で説明したような従来のパスサーチ装置９５では、広域なサーチを時分割したサーチウィンドウを使用してパスサーチを行っている。そして、相関値計算部４により算出された相関値を同相加算部５により加算することにより１つのタイミングに対して複数の相関値を算出してフェージング等の影響を取り除いている。
【００２０】
しかし、送信機側においては送信は常時継続して行われているわけではなく、一時的な送信の停止が行われる場合がある。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式においては、異なる周波数間のハンドオーバを実現するために、他キャリア周波数の信号電力(ＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel）の受信電力)の測定(キャリアセンシング)を行う必要があり、データ圧縮モード(Compressed Mode)が規定されている。このデータ圧縮モード中においては、情報データが送信されないスロット区間があり、受信機では、この空き時間(送信ギャップ)を用いて周波数シンセサイザの発信周波数を変えて異なるキャリア周波数帯のＣＰＩＣＨチャネルの受信電力測定、他システム、他キャリアの制御チャネルの初期同期、実際のハンドオーバ処理が行われる。
【００２１】
しかし、図５に示したような従来のパスサーチ装置９５では、スロット単位での送信停止が生じた時でも送信停止区間をそのまま遅延プロファイルの生成に使用してしまうため、パスの誤検出が増加してしまう。つまり、従来のパスサーチ装置９５では、送信停止が発生した場合でも同相加算部５では常に同相加算が行われるため、加算するサーチウィンドウがずれてしまうことになる。そのため、あるタイミングにおける相関値を別のタイミングの相関値として加算してしまうことになり不正確な遅延プロファイルが生成されてしまう。そして、この不正確な遅延プロファイルを用いてパス検出を行うと、場合によっては誤ったパスを検出してしまうことになる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のパスサーチ装置では、スロット単位での送信停止が生じる場合、その送信停止を考慮せずに遅延プロファイルを生成してしまうためパスの誤検出が増加してしまうという問題点があった。
【００２３】
本発明の目的は、スロット単位での送信停止が生じた場合でも、適切な遅延プロファイルを生成することにより、パスの誤検出を増加させることなく精度の高いパス検出を行うことができるパスサーチ装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパスサーチ装置は、送信側において拡散が行われたタイミングであるパスタイミングを検出するためのパスサーチ装置であって、
割り当てられた通信チャネルに対応した拡散符号を生成する符号発生手段と、前記符号発生手段によって生成された拡散符号と予め決められたパイロット信号を掛け合わせて拡散させた理想的な受信信号と、入力信号の各タイムスロットの先頭位置に付加されたパイロット信号部分との相関値を算出する相関値計算部と、
直交復調されたパイロット信号のお互いに直交する信号成分であるＩ信号（同相成分）およびＱ信号（直交成分）のそれぞれについて一定回数の同相加算を行う同相加算手段と、
前記同相加算手段による同相加算が行われた後の信号に対して、一定回数の電力加算を行うことにより遅延プロファイルの生成を行う電力加算手段と、
前記電力加算手段により生成された遅延プロファイルに基づいてパスタイミングの検出を行うパスコントロール手段と、
上位レイヤから送信される送信停止区間を予め通知するスケジューリング情報に基づいて、前記同相加算手段における同相加算を送信停止区間において停止させる制御を行う加算制御手段とを備えている。
【００２５】
本発明によれば、一時的な送信停止が行わた場合、加算制御手段はスケジューリング情報に基づいて送信停止区間における同相加算手段の同相加算を停止させる。そのため、同相加算手段では有効な相関値のみを同相加算に使用することになるので、電力加算部ではより理想的な遅延プロファイルが生成され、パスコントロール手段におけるパス検出の精度が向上する。
【００２６】
また、本発明の他のパスサーチ装置によれば、上位レイヤから送信される送信停止区間を予め通知するスケジューリング情報に基づいて、同相加算手段における同相加算を停止させる替わりに、電力加算手段における電力加算を停止させる制御を行うようにしてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態のパスサーチ装置１５を含む基地局装置の構成を示すブロック図である。図１において、図５中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
【００２９】
本実施形態のパスサーチ装置１５は、図５に示した従来のパスサーチ装置９５に対して、加算制御部８を備えるようにしたものである。
【００３０】
加算制御部８は、ＲＮＣ（Radio Network Controller）等の上位レイヤから送信される送信停止区間を予め通知するスケジューリング情報に基づいて、同相加算部５における同相加算を送信停止区間において停止させる制御を行う。つまり、加算制御部８は、同相加算部５における一定回数の同相加算を、スケジューリング情報を用いて送信停止区間以外の区間においてのみ行うように制御する。
【００３１】
本実施形態のパスサーチ装置１５では、上位レイヤからのスケジューリング情報を用いることにより送信停止区間の同相加算を停止することにより、図２に示すような一時的な送信停止が行わた場合であっても、同相加算部５では有効な相関値のみを同相加算に使用することになり、電力加算部９ではより理想的な遅延プロファイルが生成され、パスコントロール部９におけるパス検出の精度が向上する。
【００３２】
つまり、本実施形態のパスサーチ装置１５では、相関値計算部４により算出された相関値を、同相加算部５が遅延プロファイル生成に採用するかどうかを、加算制御部８により制御することで、送信停止区間のみの同相加算停止を実現する。これにより、より理想的な遅延プロファイルの生成が可能になり、パス検出の精度が向上する。
【００３３】
本実施形態のパスサーチ装置１５によれば、広域なサーチを時分割したサーチウィンドウを使用して行うパスサーチ装置において、一時的な送信の停止が行われた場合でも適切な遅延プロファイルの生成が可能となるため、パスの誤検出が減少し、パス検出の精度が向上する。また、狭域なサーチにおいても、ノイズによる影響を減少させ、より理想的な遅延プロファイルの生成が可能となるため、パス検出の精度が向上する。さらに、送信停止中は同相加算を行わないため、従来に比べ処理が削減され低消費電力化を図ることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のパスサーチ装置について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態のパスサーチ装置２５を含む基地局装置の構成を示すブロック図である。図３において、図１中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
【００３５】
本実施形態における無線基地局装置は、図３に示すように、図１に示した第１の実施形態における無線基地局装置に対して、パスサーチ１５をパスサーチ装置２５に置き換えた構成となっている。
【００３６】
本実施形態のパスサーチ装置２５は、図１に示したパスサーチ装置１５に対して、加算制御部８を加算制御部１８に置き換えた構成となっている。
【００３７】
加算制御部１８は、ＲＮＣ等の上位レイヤから送信されるスケジューリング情報に基づいて、電力加算部６における電力加算を送信停止区間において停止させる制御を行う。つまり、加算制御部１８は、電力加算部６における一定回数の電力加算を、スケジューリング情報を用いて送信停止区間以外の区間においてのみ行うように制御する。
【００３８】
上記第１の実施形態のパスサーチ装置１５では、スケジューリング情報を用いることにより、送信停止区間の同相加算を停止するようにしていたが、本実施形態のパスサーチ装置２５では、このスケジューリング情報を用いて送信停止区間の電力加算を停止させてより正確な遅延プロファイルを生成するようにしている。
【００３９】
ただし、図３のように電力加算部６を制御する場合は、破棄するデータが同相加算単位となるので、図１の実施形態と比較して無駄が生じる。その替わり本実施形態のパスサーチ装置によれば、上記で説明した第１のパスサーチ装置と比較して、受信データの有効無効判断を、スロット間隔でなく同相加算周期で判断すればよいため、その分負荷が減るという利点を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スロット単位での送信停止が生じた場合でも、適切な遅延プロファイルを生成することによりパスの誤検出を増加させることなく、精度の高いパス検出を行うことができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のパスサーチ装置１５を含む基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したパスサーチ装置１５の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態のパスサーチ装置２５を含む基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図４】上りＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨのフレーム構造を示す図である。
【図５】従来のパスサーチ装置９５を含む基地局装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ アンテナ
２ 高周波受信部
３ Ａ／Ｄ変換部
４ 相関値計算部
５ 同相加算部
６ 電力加算部
７ 符号発生器
８ 加算制御部
９ パスコントロール部
１０ 符号発生器
１２ 検波部
１３ レイク合成部
１４ フィンガー部
１５ パスサーチ装置
１８ 加算制御部
２５ パスサーチ装置
９５ パスサーチ装置

Claims (4)

1. 送信側において拡散が行われたタイミングであるパスタイミングを検出するためのパスサーチ装置であって、
   割り当てられた通信チャネルに対応した拡散符号を生成する符号発生手段と、
   前記符号発生手段によって生成された拡散符号と予め決められたパイロット信号を掛け合わせて拡散させた理想的な受信信号と、入力信号の各タイムスロットの先頭位置に付加されたパイロット信号部分との相関値を算出する相関値計算部と、
   直交復調されたパイロット信号のお互いに直交する信号成分であるＩ信号（同相成分）およびＱ信号（直交成分）のそれぞれについて一定回数の同相加算を行う同相加算手段と、
   前記同相加算手段による同相加算が行われた後の信号に対して、一定回数の電力加算を行うことにより遅延プロファイルの生成を行う電力加算手段と、
   前記電力加算手段により生成された遅延プロファイルに基づいてパスタイミングの検出を行うパスコントロール手段と、
   上位レイヤから送信される送信停止区間を予め通知するスケジューリング情報に基づいて、前記同相加算手段における同相加算を送信停止区間において停止させる制御を行う加算制御手段と、を備えているパスサーチ装置。
2. 送信側において拡散が行われたタイミングであるパスタイミングを検出するためのパスサーチ装置であって、
   割り当てられた通信チャネルに対応した拡散符号を生成する符号発生手段と、
   前記符号発生手段によって生成された拡散符号と予め決められたパイロット信号を掛け合わせて拡散させた理想的な受信信号と、入力信号の各タイムスロットの先頭位置に付加されたパイロット信号部分との相関値を算出する相関値計算部と、
   直交復調されたパイロット信号のお互いに直交する信号成分であるＩ信号（同相成分）およびＱ信号（直交成分）のそれぞれについて一定回数の同相加算を行う同相加算手段と、
   前記同相加算手段による同相加算が行われた後の信号に対して、一定回数の電力加算を行うことにより遅延プロファイルの生成を行う電力加算手段と、
   前記電力加算手段により生成された遅延プロファイルに基づいてパスタイミングの検出を行うパスコントロール手段と、
   上位レイヤから送信される送信停止区間を予め通知するスケジューリング情報に基づいて、前記電力加算手段における電力加算を送信停止区間において停止させる制御を行う加算制御手段と、を備えているパスサーチ装置。
3. 送信側において拡散が行われたタイミングであるパスタイミングを検出するためのパスサーチ方法であって、
   割り当てられた通信チャネルに対応して生成された拡散符号と予め決められたパイロット信号を掛け合わせて拡散させた理想的な受信信号と、入力信号の各タイムスロットの先頭位置に付加されたパイロット信号部分との相関値を算出するステップと、
   直交復調されたパイロット信号のお互いに直交する信号成分であるＩ信号（同相成分）およびＱ信号（直交成分）のそれぞれについての一定回数の同相加算を、上位レイヤから送信される送信停止区間を予め通知するスケジューリング情報を用いて、送信停止区間以外の区間においてのみ行うステップと、
   前記同相加算が行われた後の信号に対して、一定回数の電力加算を行うことにより遅延プロファイルの生成を行うステップと、
   生成された前記遅延プロファイルに基づいてパスタイミングの検出を行うステップと、を備えているパスサーチ方法。
4. 送信側において拡散が行われたタイミングであるパスタイミングを検出するためのパスサーチ方法であって、
   割り当てられた通信チャネルに対応して生成された拡散符号と予め決められたパイロット信号を掛け合わせて拡散させた理想的な受信信号と、入力信号の各タイムスロットの先頭位置に付加されたパイロット信号部分との相関値を算出するステップと、
   直交復調されたパイロット信号のお互いに直交する信号成分であるＩ信号（同相成分）およびＱ信号（直交成分）のそれぞれについての一定回数の同相加算を行うステップと、
   前記同相加算が行われた後の信号に対する一定回数の電力加算を、上位レイヤから送信される送信停止区間を予め通知するスケジューリング情報を用いて、送信停止区間以外の区間においてのみ行うことにより遅延プロファイルの生成を行うステップと、
   生成された前記遅延プロファイルに基づいてパスタイミングの検出を行うステップと、を備えているパスサーチ方法。

Images