JP4043287B2 - 無線通信システム、通信装置および受信品質測定方法 - Google Patents
無線通信システム、通信装置および受信品質測定方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリアＣＤＭＡ（Code Division Multiple access）方式を用いた多元接続方式を採用する無線通信システムおよび通信装置に関するものであり、特に、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある環境で通信を行う通信装置および当該通信装置における受信品質測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の無線通信システムについて説明する。マルチキャリアＣＤＭＡ方式を用いた多元接続方式の無線通信システムとしては、たとえば、文献「下りリンクブロードバンド無線パケット伝送におけるSC/DS-CDMA,MC/DS-CDMA,MC-CDMA方式の特性比較、電子情報通信学会 信学技報 RCS99-130 p.63-70 1999年10月」に記載のシステムがある。以下、図面を用いて従来技術について説明する。
【０００３】
図９は、上記無線通信システムを構成する送信側の通信装置の内部構成を示す図である。図９において、２０１はシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）であり、２０２−１，２０２−２，…，２０２−Ｎscgはそれぞれ第１，２，…，Ｎscg番目のサブキャリア群変調処理部であり、２０３−１，２０３−２，…，２０３−Ｎscgは多重化部であり、２０４は逆フーリエ変換部であり、２０５はガードインターバル（ＧＩ）付加部であり、２０６は周波数変換部であり、２０７はアンテナである。また、各サブキャリア群変調処理部において、２１１はスロット作成部であり、２１２はコピー部であり、２１３は情報変調部であり、２１４は周波数拡散部である。
【０００４】
また、図１０は、上記無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。図１０において、３０１はアンテナであり、３０２は周波数変換部であり、３０３はガードインターバル（ＧＩ）除去部であり、３０４はフーリエ変換部であり、３０５−１，３０５−２，３０５−３，…，３０５−Ｎc-2，３０５−Ｎc-1，３０５−Ｎcは共通パイロット抽出部であり、３０６はサブキャリア毎チャネル推定部であり、３０７は遅延器であり、３０８−１，３０８−２，３０８−３，…，３０８−Ｎc-2，３０８−Ｎc-1，３０８−Ｎcはフェージング補償部であり、３０９は周波数逆拡散部であり、３１０はパラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）であり、３１１はデータ判定部である。
【０００５】
ここで、上記従来の通信システムを構成する送信側および受信側の通信装置の動作を説明する。まず、送信側の通信装置の動作を、図９を用いて説明する。なお、ここでは、基地局と複数端末間のデータ通信を想定する。
【０００６】
任意の端末に対する送信データはＳ／Ｐ２０１に入力され、Ｓ／Ｐ２０１では、受信したデータを並列数Ｎscg（予め規定された整数）のパラレルデータに変換する。
【０００７】
各サブキャリア群変調処理部では、サブキャリア群毎に変調処理を行う。なお、上記通信装置では、すべてのサブキャリア群変調処理部が同一の信号処理を行うので、第１番目のサブキャリア群変調処理部２０２−１の動作について説明し、他のサブキャリア群変調処理部については説明を省略する。
【０００８】
第１番目のサブキャリア群変調処理部２０２−１では、Ｓ／Ｐ２０１のパラレル出力の第１番目のデータ系列を受け取る。まず、スロット作成部２１１では、データ系列をＮdata毎に分割し、さらに、分割後のデータ系列の先頭に共通パイロットシンボルを付加し、一つのデータスロットを作成する。図１１は、データスロットおよびデータフレームの構成を示す図である。送信スロットは、パイロットシンボル部分（既知系列）とデータ部分で構成される。
【０００９】
コピー部２１２では、スロット化されたデータ系列を予め規定されたサブキャリア数Ｎsubにコピーし、Ｎsub個分のデータを作成する。情報変調部２１３では、Ｎsub個のデータに対してＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調を実施し、Ｎsub個のサブキャリア信号を作成する。
【００１０】
周波数拡散部２１４では、複数の端末毎あるいは送信するチャネル毎に、互いに直交する周波数拡散コード（コードは±１で表現される）を用いて周波数拡散処理を実行する。周波数拡散コードは、一般的に、直交符号の１つである「Walsch符号」が用いられる。
【００１１】
多重化部２０３−１では、複数の端末へ送信するための、Ｎsub個の周波数拡散後の信号を多重化する。
【００１２】
逆フーリエ変換部２０４では、多重化部２０３−１にて多重化後のＮsub個のサブキャリアの信号と、他のサブキャリア群の多重化部で多重化されたサブキャリアの信号の、合計Ｎscg×Ｎsub（＝Ｎc）個のサブキャリア信号を受け取る。そして、サブキャリア信号に対して逆フーリエ変換を行う。逆フーリエ変換後の信号は、図１２の上段に示すように、シンボルの連続信号である。
【００１３】
ＧＩ付加部２０５では、逆フーリエ変換後のシンボルの後部をτGI時間だけコピーし、それをガードインターバルとしてシンボルの先頭に貼り付ける。図１２の下段には、ＧＩ付加後の信号を示す。また、図１３は、周囲の建物や地形によって電波が反射，回折，散乱し、到来したマルチパス波が互いに干渉することによって生じる周波数選択性フェージング伝送路の、インパルス応答の一例を示す図である。τGIは、一般的に、図１３に示すように、伝送路上の遅延波の広がりτdよりも大きくなるように設定される。
【００１４】
最後に、ＧＩ付加後の信号は、周波数変換部２０６にて周波数変換が行われ、その後、アンテナ２０７から無線通信における伝送路上に出力される。図１４は、たとえば、Ｎscg＝４，Ｎsub＝８の場合における周波数軸上の変調信号の様子を示す図である。
【００１５】
つぎに、受信側の通信装置の動作を、図１０を用いて説明する。アンテナ３０１では、無線通信路上で周波数選択性フェージング等の影響を受けた信号を受信する。周波数変換部３０２では、受け取った信号をベースバンド信号へ変換する。そして、ＧＩ除去部３０３では、変換後のベースバンド信号からガードインターバルを除去し、シンボル毎に連なった信号を出力する。
【００１６】
フーリエ変換部３０４では、ガードインターバル除去後の信号に対してフーリエ変換を行い、Ｎscg×Ｎsub（＝Ｎc）個のサブキャリア信号を抽出する。各共通パイロット抽出部では、サブキャリア毎に、スロット中の共通パイロット部分のシンボルを抽出する。サブキャリア毎チャネル推定部３０６では、サブキャリア毎に隣り合う３個のサブキャリアのチャネル推定値を同相加算し、雑音成分を抑圧したサブキャリア毎のチャネル推定値を算出する。一方、遅延器３０７では、フーリエ変換後の信号を、各共通パイロット抽出部の処理とサブキャリア毎チャネル推定部３０６の処理による遅延時間分だけ遅らせる。
【００１７】
各フェージング補償部では、各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいてフェージング変動補償値を算出し、サブキャリア毎にフェージング変動を補償する。フェージング変動補償値としては、たとえば、逆拡散時における等利得合成（ＥＧＣ）に基づいて生成した値、あるいは最小２乗合成（ＭＭＳＥＣ）に基づいて生成した値、等がある。
【００１８】
周波数逆拡散部３０９では、フェージング補償後のサブキャリア信号に対して周波数逆拡散を行い、サブキャリア群に対応したＮsub個のサブキャリア信号を一つの処理単位として、周波数逆拡散後の信号を出力する。Ｐ／Ｓ３１０では、受け取ったサブキャリア群信号をシリアル信号に変換する。そして、Ｐ／Ｓ変換後の信号は、データ判定部３１１にて判定／復調される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の無線通信システムを移動体通信に適用した場合は、周囲の建物や地形によって電波が反射，回折，散乱し、移動局には、複数の伝送路を経た波（マルチパス波）が到来する。そして、そのマルチパス波が互いに干渉するため、受信波の振幅と位相がランダムに変動する周波数選択性フェージングが発生する。具体的にいうと、たとえば、基地局からの送信信号が伝送路上で上記周波数選択性フェージングの影響を受けた場合、伝送路状況によっては複数の遅延波が存在するため、移動局に到達している信号電力を受信信号品質の指標として算出することが難しい、という問題があった。
【００２０】
また、多重するユーザの信号によって干渉が存在する場合は、このユーザ干渉を考慮した受信信号品質を精度良く推定できない、という問題があった。
【００２１】
また、マルチメディア移動体通信では、取り扱うアプリケーション，伝送路の状態に応じて、送信側で周波数拡散率または変調信号の多値数を変更する。これにより、情報速度を適応的に変更することはできるが、フェージング，シャドウイング等のレベル変動があるため、受信信号品質を精度よく推定できない場合がある、という問題があった。
【００２２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体通信に適用した場合であっても、受信信号品質を精度よく推定可能な無線通信システム、通信装置および受信品質測定方法を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信システムにあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成する送信側通信装置と、前記パイロット系列および前記チャネル毎に規定された既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する受信側通信装置と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
つぎの発明にかかる無線通信システムにあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、特定チャネルの所定の位置に、予め規定された既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置し、他チャネルの所定の位置に、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成する送信側通信装置と、前記パイロット系列および前記特定チャネル毎の既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する受信側通信装置と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記受信側通信装置は、サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償し、さらに、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するフェージング補償手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成手段と、前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化手段と、前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出手段と、前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算手段と、前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出手段と、前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化手段と、前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記受信側通信装置は、さらに、前記第２の平均化手段出力の干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化手段、を備えることを特徴とする。
【００２７】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記受信側通信装置は、さらに、全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化手段と、全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化手段と、前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成手段、を備えることを特徴とする。
【００２９】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、特定チャネルの所定の位置に、予め規定された既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置し、他チャネルの所定の位置に、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成手段、を備えることを特徴とする。
【００３０】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、受信スロットに含まれるユーザ共通のパイロット系列および予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定手段、を備えることを特徴とする。
【００３１】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、受信スロットに含まれるユーザ共通のパイロット系列および予め規定された特定チャネルの既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定手段、を備えることを特徴とする。
【００３２】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記信号電力対干渉電力比推定手段は、サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償し、さらに、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するフェージング補償手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成手段と、前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化手段と、前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出手段と、前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算手段と、前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出手段と、前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化手段と、前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記信号電力対干渉電力比推定手段は、さらに、前記第２の平均化手段出力の干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化手段、を備えることを特徴とする。
【００３４】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記信号電力対干渉電力比推定手段は、さらに、全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化手段と、全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化手段と、前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００３５】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成ステップと、前記パイロット系列および前記チャネル毎に規定された既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３６】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、特定チャネルの所定の位置に、予め規定された既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置し、他チャネルの所定の位置に、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成ステップと、前記パイロット系列および前記特定チャネル毎の既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３７】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法において、前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償する既知系列用フェージング補償ステップと、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するパイロット用フェージング補償ステップと、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成ステップと、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成ステップと、前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化ステップと、前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出ステップと、前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算ステップと、前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出ステップと、前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化ステップと、前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３８】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法において、前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、さらに、前記第２の平均化ステップにて出力された干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化ステップ、を含むことを特徴とする。
【００３９】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法において、前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、さらに、全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化ステップと、全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化ステップと、前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる無線通信システム、通信装置および受信品質測定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００４１】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。ここでは、本発明にかかる無線通信システムを、マルチキャリアＣＤＭＡ方式の移動体通信システムに適用した場合を想定する。
【００４２】
図１において、１はアンテナであり、２は周波数変換部であり、３はガードインターバル（ＧＩ）除去部であり、４はフーリエ変換部であり、５−１，５−２，５−３，…，５−Ｎc-2，５−Ｎc-1，５−Ｎcは共通パイロット抽出部であり、６はサブキャリア毎チャネル推定部であり、７は遅延器であり、８−１，８−２，８−３，…，８−Ｎc-2，８−Ｎc-1，８−Ｎcはフェージング補償部であり、９は周波数逆拡散部であり、１０はパラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）であり、１１はデータ判定部であり、１２はＳＩＲ（信号電力対干渉電力比）推定部である。
【００４３】
ここで、本発明にかかる通信システムを構成する送信側および受信側の通信装置の動作を説明する。ここでは、基地局と複数端末間のデータ通信を想定する。
【００４４】
まず、送信側の通信装置の動作について説明する。なお、送信側の通信装置の構成については、基本的に従来技術にて説明した構成と同一であるため、ここでは動作の異なる部分（図９、スロット作成部２１１に相当）についてのみ説明する。
【００４５】
図２は、本実施の形態における送信スロットの構成を示す図である。スロット作成部２１１では、Ｓ／Ｐ２０１によるシリアル／パラレル変換後のＮscg個のサブキャリア群データを、スロットのデータサイズであるＮdataシンボル毎に分割する。そして、分割されたデータの先頭に予め規定された既知の系列Ｎkwシンボルを付加し、さらに、既知の系列Ｎkwシンボルの先頭に共通パイロットシンボルを付加することによって、スロット化されたサブキャリア群データを作成する。なお、共通パイロット部分については、チャネルの多重化（コード多重）を行わず、既知系列部分およびデータ部分については、チャネルの多重化（コード多重化）を行う。
【００４６】
つぎに、受信側の通信装置の動作を、図１を用いて説明する。まず、本実施の形態の特徴的な動作（ＳＩＲ推定部１２の動作）を説明する前に、受信側の通信装置の基本動作について説明する。
【００４７】
アンテナ１では、無線通信路上で周波数選択性フェージング等の影響を受けた信号を受信する。周波数変換部２では、受け取った信号をベースバンド信号へ変換する。そして、ＧＩ除去部３では、変換後のベースバンド信号からガードインターバルを除去し、シンボル毎に連なった信号を出力する。
【００４８】
フーリエ変換部４では、ガードインターバル除去後の信号に対してフーリエ変換を行い、Ｎscg×Ｎsub（＝Ｎc）個のサブキャリア信号を抽出する。各共通パイロット抽出部では、サブキャリア毎に、スロット中の共通パイロット部分のシンボルを抽出する。サブキャリア毎チャネル推定部６では、サブキャリア毎に隣り合う３個のサブキャリアのチャネル推定値を同相加算し、雑音成分を抑圧したサブキャリア毎のチャネル推定値を算出する。一方、遅延器７では、フーリエ変換後の信号を、各共通パイロット抽出部の処理とサブキャリア毎チャネル推定部６の処理による遅延時間分だけ遅らせる。
【００４９】
各フェージング補償部では、各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいてフェージング変動補償値を算出し、サブキャリア毎にフェージング変動を補償する。フェージング変動補償値としては、たとえば、逆拡散時における等利得合成（ＥＧＣ）に基づいて生成した値、あるいは最小２乗合成（ＭＭＳＥＣ）に基づいて生成した値、等がある。
【００５０】
周波数逆拡散部９では、フェージング補償後のサブキャリア信号に対して周波数逆拡散を行い、サブキャリア群に対応したＮsub個のサブキャリア信号を一つの処理単位として、周波数逆拡散後の信号を出力する。Ｐ／Ｓ１０では、受け取ったサブキャリア群信号をシリアル信号に変換する。そして、Ｐ／Ｓ変換後の信号は、データ判定部１１にて判定／復調される。
【００５１】
続いて、本実施の形態の特徴的な動作（ＳＩＲ推定部１２の動作）を図３にしたがって詳細に説明する。図３は、実施の形態１のＳＩＲ推定部１２の構成を示す図である。
【００５２】
図３において、２１は既知系列抽出部であり、２２は逆変調部であり、２３は乗算部であり、２４はパイロット抽出部であり、２５は逆変調部であり、２６は乗算部であり、２７は合成部であり、２８は減算部であり、２９は２乗部であり、３０は平均化部であり、３１は合成部であり、３２は平均化部であり、３３は２乗部であり、３４は除算部であり、３５は乗算部である。なお、ここでは、説明の便宜上、一つのサブキャリア群に対する処理について説明する。
【００５３】
ＳＩＲ推定部１２に入力されたサブキャリア群単位（拡散率：ＳＦ）のサブキャリア信号は、まず、既知系列抽出部２１に入力され、ここで、既知系列（図２参照）部分が抽出される。逆変調部２２では、受信端末側で予め判っている既知系列および拡散コードを利用して、既知系列抽出部２１により抽出された既知系列部分から、変調成分を除去する。
【００５４】
また、パイロット抽出部２４では、共通パイロット部（図２参照）を抽出する。逆変調部２５では、共通パイロット部分の変調成分を除去するために逆変調処理を行う。
【００５５】
一方、各フェージング変動補償部で算出されたサブキャリア毎のフェージング変動補償値は、周波数逆拡散部９の他に、ＳＩＲ推定部１２に対してもサブキャリア毎に入力される。このフェージング変動補償値は、共通パイロット部分に対する逆変調結果および既知系列に対する逆変調結果に重み付けを行うために用いる。
【００５６】
乗算部３５では、共通パイロット部分のサブキャリア信号の電力が既知系列部分の電力と同一になるように補正するため、フェージング変動補償値とゲインとを乗算する。そして、乗算部２６では、乗算部３５の乗算結果と逆変調処理後の共通パイロット部分とを乗算し、その結果として、フェージング変動が補償されたサブキャリア毎のパイロットシンボルを出力する。また、同様に、乗算部２３では、逆変調処理後の既知系列に対してフェージング変動補償値を乗算し、その結果として、フェージング変動が補償されたサブキャリア毎の既知系列を出力する。
【００５７】
合成部３１では、サブキャリア毎に計算されたフェージング変動補償後のパイロットシンボルをサブキャリア群毎に合成し、一方、合成部２７では、サブキャリア毎に計算されたフェージング変動補償後の既知系列をサブキャリア群毎に合成する。さらに、平均化部３２では、逆拡散後のＮp個のパイロットシンボルに対して平均化処理を行う。
【００５８】
２乗部３３では、平均化処理後のパイロットシンボルを２乗して電力値を算出する（Ａ）。減算部２８では、合成部２７出力の既知系列に関する合成結果から平均化処理後のパイロットシンボルを減算することで、コード間の干渉成分および雑音成分を抽出する。２乗部２９では、雑音成分を２乗して電力値を算出する。そして、平均化部３０では、逆拡散後のＮkw個の既知系列の干渉成分（雑音成分を含む）に対して平均化処理を行う（Ｂ）。平均化部３０による平均化結果は、干渉電力（雑音電力を含む）として出力される。
【００５９】
除算部３４では、２乗部３３出力のパイロットシンボルの電力値を上記干渉電力で除算し、その除算結果を、スロット単位で算出されるサブキャリア群毎のＳＩＲ推定値として出力する。
【００６０】
なお、本実施の形態では、スロット内において、共通パイロット部の後に既知系列を配置しているが、これに限らず、たとえば、スロット中央部やスロット最後部に既知系列を配置することとしてもよいし、または、スロット内に既知系列を分割して配置することとしてもよい。
【００６１】
このように、本実施の形態においては、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加し、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いてＳＩＲを推定する構成とした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、受信信号品質の指標であるＳＩＲ推定値をサブキャリア群毎に精度よく推定できる。
【００６２】
実施の形態２．
実施の形態２では、前述した実施の形態１と異なる、ＳＩＲ推定部１２の構成および動作（ＳＩＲの推定方法）について説明する。なお、送信側の通信装置の構成および受信側の通信装置のその他の構成については、前述した実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。
【００６３】
図４は、実施の形態２のＳＩＲ推定部１２の構成を示す図であり、３６は平均化部である。また、図５は、平均化部３６の構成を示す図であり、４１は増幅部であり、４２は加算部であり、４３は増幅部であり、４４は遅延器である。以下、実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。
【００６４】
平均化部３０からスロット毎の干渉電力を受け取った平均化部３６では、当該干渉電力を複数スロットにわたって平均化する。そして、当該平均化後の干渉電力を除算部３４に対して出力する。
【００６５】
具体的にいうと、増幅部４１では、平均化部３０から受け取ったスロット毎の干渉電力に対して、任意定数α（０＜α＜１）を乗算する。そして、加算部４２では、増幅部４１出力と増幅部４３出力とを加算する。この加算結果は、複数スロットにわたる平均化後の干渉電力として、除算部３４に出力される。なお、この複数スロットにわたる平均化後の干渉電力は、遅延器４４にて、一定時間、たとえば、１スロット分にわたって遅延を付加された後、増幅部４３にて定数（１−α）を乗算される。そして、加算部４２が、平均化部３０から受け取ったつぎのスロット毎の干渉電力に当該乗算結果を加算する。
【００６６】
なお、平均化部３６の構成については、上記図５に限らず、たとえば、図６に示す平均化部を用いることとしてもよい。図６は、平均化部３６の他の構成例を示す図であり、５１はシフトレジスタ部であり、５２は加算部であり、５３は任意定数Ｍで除算する除算部である。この場合、シフトレジスタ部５１では、平均化部３０から受け取ったスロット毎の干渉電力を順にシフトする。加算部５２では、シフトレジスタ部５１のＭスロット分の各レジスタ出力（干渉電力）を加算する。そして、除算部５３では、当該加算結果を任意定数Ｍで除算し、干渉電力を複数スロットにわたって平均化する。
【００６７】
このように、本実施の形態においては、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化処理を行う構成とした。これにより、前述の実施の形態１よりも干渉電力の推定精度が向上するため、受信信号品質の指標であるサブキャリア群単位のＳＩＲ推定値をさらに精度よく推定することができる。
【００６８】
実施の形態３．
実施の形態３では、前述した実施の形態１または２と異なる、ＳＩＲ推定部１２の構成および動作（ＳＩＲの推定方法）について説明する。なお、送信側の通信装置の構成および受信側の通信装置のその他の構成については、前述した実施の形態１および２と同様であるためその説明を省略する。
【００６９】
図７は、実施の形態３のＳＩＲ推定部１２の構成を示す図であり、３７，３８はサブキャリア群毎に得られるすべての信号電力および干渉電力を平均化する平均化部であり、３９は全サブキャリア群のＳＩＲを推定する除算部である。以下、実施の形態１または２と異なる部分の動作についてのみ説明する。
【００７０】
除算部３９では、全サブキャリア群の信号電力の平均値を全サブキャリア群の干渉電力の平均値で除算し、その除算結果を、全サブキャリア群のＳＩＲ推定値として出力する。なお、除算部３９出力の全サブキャリア群のＳＩＲ推定値は、全信号帯域に関する受信信号品質として、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として用いる。また、除算部３４出力のサブキャリア群毎のＳＩＲ推定値は、サブキャリア群毎の受信信号品質として、変調多値数および拡散率の制御の指標として用いる。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、全サブキャリア群を用いて、受信信号品質の指標であるＳＩＲ推定値を算出する。これにより、全サブキャリア群のＳＩＲ推定値を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる。
【００７２】
実施の形態４．
実施の形態４では、前述した実施の形態１、２または３と異なる、スロット作成部２１１およびＳＩＲ推定部１２の動作について説明する。なお、送信側の通信装置の構成および受信側の通信装置の構成については、前述した実施の形態１、２および３と同様であるためその説明を省略する。
【００７３】
図８は、実施の形態４における送信スロットの構成を示す図である。スロット作成部２１１では、Ｓ／Ｐ２０１によるシリアル／パラレル変換後のＮscg個のサブキャリア群データを、スロットのデータサイズ（ＮdataｏｒＮkw＋Ｎdata）に分割する。そして、既知系列が他のユーザ（チャネル）と共通に利用可能な制御チャネルの場合に、分割されたデータ（Ｎdata）の先頭に予め規定された既知の系列Ｎkwシンボルを付加し、さらに、既知の系列Ｎkwシンボルの先頭に共通パイロットシンボルを付加する。また、それ以外のチャネル以外の場合には、分割されたデータ（Ｎkw＋Ｎdata）の先頭に共通パイロットシンボルを付加する。すなわち、本実施の形態の送信スロットには、既知系列が制御チャネルにのみ挿入される。これによって、スロット化されたサブキャリア群データを作成する。
【００７４】
したがって、多重化されている他のデータチャネルでは、制御チャネルに挿入されている既知系列を利用してＳＩＲを推定する。この場合、実施の形態１〜３のどの方法でＳＩＲを推定することとしてもよい。ただし、制御チャネルの拡散率は他の多重化されているデータチャネルとは異なる可能性があるため、データチャネルの拡散率に合わせて逆拡散のためのサブキャリア合成処理（合成部２７における処理）を行って、データチャネル毎のＳＩＲ推定値を算出する。したがって、データチャネルと制御チャネルの拡散率が異なる場合であってもＳＩＲ推定値を算出できる。
【００７５】
このように、本実施の形態では、送信スロットにおける特定のチャネルに既知系列を挿入する。これにより、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加し、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００７７】
つぎの発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルを付加し、さらに、当該スロットの特定チャネルに既知系列を付加し、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００７８】
つぎの発明によれば、サブキャリア群毎に合成したパイロット系列およびサブキャリア群毎に合成した既知系列に基づいて、パイロットシンボルの電力値（信号電力）および干渉成分の電力値（干渉電力）を算出し、さらに、当該信号電力および干渉電力に基づいて、サブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、信号電力対干渉電力比をサブキャリア群毎に精度よく推定できる、という効果を奏する。
【００７９】
つぎの発明によれば、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化処理を行う構成とした。これにより、干渉電力の推定精度が向上するため、サブキャリア群単位の信号電力対干渉電力比をさらに精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８０】
つぎの発明によれば、全サブキャリア群を用いて、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を算出する構成とした。これにより、全サブキャリア群の信号電力対干渉電力比を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる、という効果を奏する。
【００８１】
つぎの発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加する構成とした。そして、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８２】
つぎの発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルを付加し、さらに、当該スロットの特定チャネルに既知系列を付加する構成とした。そして、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００８３】
つぎの発明によれば、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８４】
つぎの発明によれば、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００８５】
つぎの発明によれば、信号電力対干渉電力比推定手段が、サブキャリア群毎に合成したパイロット系列およびサブキャリア群毎に合成した既知系列に基づいて、パイロットシンボルの電力値（信号電力）および干渉成分の電力値（干渉電力）を算出し、さらに、当該信号電力および干渉電力に基づいて、サブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、信号電力対干渉電力比をサブキャリア群毎に精度よく推定できる、という効果を奏する。
【００８６】
つぎの発明によれば、信号電力対干渉電力比推定手段が、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化処理を行う構成とした。これにより、干渉電力の推定精度が向上するため、サブキャリア群単位の信号電力対干渉電力比をさらに精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８７】
つぎの発明によれば、信号電力対干渉電力比推定手段が、全サブキャリア群を用いて、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を算出する構成とした。これにより、全サブキャリア群の信号電力対干渉電力比を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる、という効果を奏する。
【００８８】
つぎの発明によれば、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加するステップと、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定するステップと、を含むこととした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８９】
つぎの発明によれば、スロット毎に共通パイロットシンボルを付加し、さらに、当該スロットの特定チャネルに既知系列を付加するステップと、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定するステップと、を含むこととした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００９０】
つぎの発明によれば、サブキャリア群毎に合成したパイロット系列およびサブキャリア群毎に合成した既知系列に基づいて、パイロットシンボルの電力値（信号電力）および干渉成分の電力値（干渉電力）を算出するステップと、当該信号電力および干渉電力に基づいて、サブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を推定するステップと、を含むこととした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、信号電力対干渉電力比をサブキャリア群毎に精度よく推定できる、という効果を奏する。
【００９１】
つぎの発明によれば、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化するステップを含むこととした。これにより、干渉電力の推定精度が向上するため、サブキャリア群単位の信号電力対干渉電力比をさらに精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００９２】
つぎの発明によれば、全サブキャリア群を用いて受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を算出するステップを含むこととした。これにより、全サブキャリア群の信号電力対干渉電力比を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１における送信スロットの構成を示す図である。
【図３】 実施の形態１のＳＩＲ推定部の構成を示す図である。
【図４】 実施の形態２のＳＩＲ推定部の構成を示す図である。
【図５】 平均化部の構成を示す図である。
【図６】 平均化部の他の構成例を示す図である。
【図７】 実施の形態３のＳＩＲ推定部の構成を示す図である。
【図８】 実施の形態４における送信スロットの構成を示す図である。
【図９】 従来の無線通信システムを構成する送信側の通信装置の内部構成を示す図である。
【図１０】 従来の無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。
【図１１】 従来のデータスロットおよびデータフレームの構成を示す図である。
【図１２】 逆フーリエ変換後の信号とＧＩ付加後の信号を示す図である。
【図１３】 インパルス応答の一例を示す図である。
【図１４】 Ｎscg＝４，Ｎsub＝８の場合における周波数軸上の変調信号の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ アンテナ、２ 周波数変換部、３ ガードインターバル（ＧＩ）除去部、４ フーリエ変換部、５−１，５−２，５−３，５−Ｎc-2，５−Ｎc-1，５−Ｎc 共通パイロット抽出部、６ サブキャリア毎チャネル推定部、７，４４ 遅延器、８−１，８−２，８−３，８−Ｎc-2，８−Ｎc-1，８−Ｎc フェージング補償部、９ 周波数逆拡散部、１０ パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）、１１ データ判定部、１２ ＳＩＲ（信号電力対干渉電力比）推定部、２１ 既知系列抽出部、２２，２５ 逆変調部、２３，２６，３５ 乗算部、２４ パイロット抽出部、２７，３１ 合成部、２８ 減算部、２９，３３ ２乗部、３０，３２，３６，３７，３８ 平均化部、３４，３９，５３ 除算部、４１，４３増幅部、４２，５２ 加算部、５１ シフトレジスタ部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリアＣＤＭＡ（Code Division Multiple access）方式を用いた多元接続方式を採用する無線通信システムおよび通信装置に関するものであり、特に、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある環境で通信を行う通信装置および当該通信装置における受信品質測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の無線通信システムについて説明する。マルチキャリアＣＤＭＡ方式を用いた多元接続方式の無線通信システムとしては、たとえば、文献「下りリンクブロードバンド無線パケット伝送におけるSC/DS-CDMA,MC/DS-CDMA,MC-CDMA方式の特性比較、電子情報通信学会 信学技報 RCS99-130 p.63-70 1999年10月」に記載のシステムがある。以下、図面を用いて従来技術について説明する。
【０００３】
図９は、上記無線通信システムを構成する送信側の通信装置の内部構成を示す図である。図９において、２０１はシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）であり、２０２−１，２０２−２，…，２０２−Ｎscgはそれぞれ第１，２，…，Ｎscg番目のサブキャリア群変調処理部であり、２０３−１，２０３−２，…，２０３−Ｎscgは多重化部であり、２０４は逆フーリエ変換部であり、２０５はガードインターバル（ＧＩ）付加部であり、２０６は周波数変換部であり、２０７はアンテナである。また、各サブキャリア群変調処理部において、２１１はスロット作成部であり、２１２はコピー部であり、２１３は情報変調部であり、２１４は周波数拡散部である。
【０００４】
また、図１０は、上記無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。図１０において、３０１はアンテナであり、３０２は周波数変換部であり、３０３はガードインターバル（ＧＩ）除去部であり、３０４はフーリエ変換部であり、３０５−１，３０５−２，３０５−３，…，３０５−Ｎc-2，３０５−Ｎc-1，３０５−Ｎcは共通パイロット抽出部であり、３０６はサブキャリア毎チャネル推定部であり、３０７は遅延器であり、３０８−１，３０８−２，３０８−３，…，３０８−Ｎc-2，３０８−Ｎc-1，３０８−Ｎcはフェージング補償部であり、３０９は周波数逆拡散部であり、３１０はパラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）であり、３１１はデータ判定部である。
【０００５】
ここで、上記従来の通信システムを構成する送信側および受信側の通信装置の動作を説明する。まず、送信側の通信装置の動作を、図９を用いて説明する。なお、ここでは、基地局と複数端末間のデータ通信を想定する。
【０００６】
任意の端末に対する送信データはＳ／Ｐ２０１に入力され、Ｓ／Ｐ２０１では、受信したデータを並列数Ｎscg（予め規定された整数）のパラレルデータに変換する。
【０００７】
各サブキャリア群変調処理部では、サブキャリア群毎に変調処理を行う。なお、上記通信装置では、すべてのサブキャリア群変調処理部が同一の信号処理を行うので、第１番目のサブキャリア群変調処理部２０２−１の動作について説明し、他のサブキャリア群変調処理部については説明を省略する。
【０００８】
第１番目のサブキャリア群変調処理部２０２−１では、Ｓ／Ｐ２０１のパラレル出力の第１番目のデータ系列を受け取る。まず、スロット作成部２１１では、データ系列をＮdata毎に分割し、さらに、分割後のデータ系列の先頭に共通パイロットシンボルを付加し、一つのデータスロットを作成する。図１１は、データスロットおよびデータフレームの構成を示す図である。送信スロットは、パイロットシンボル部分（既知系列）とデータ部分で構成される。
【０００９】
コピー部２１２では、スロット化されたデータ系列を予め規定されたサブキャリア数Ｎsubにコピーし、Ｎsub個分のデータを作成する。情報変調部２１３では、Ｎsub個のデータに対してＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調を実施し、Ｎsub個のサブキャリア信号を作成する。
【００１０】
周波数拡散部２１４では、複数の端末毎あるいは送信するチャネル毎に、互いに直交する周波数拡散コード（コードは±１で表現される）を用いて周波数拡散処理を実行する。周波数拡散コードは、一般的に、直交符号の１つである「Walsch符号」が用いられる。
【００１１】
多重化部２０３−１では、複数の端末へ送信するための、Ｎsub個の周波数拡散後の信号を多重化する。
【００１２】
逆フーリエ変換部２０４では、多重化部２０３−１にて多重化後のＮsub個のサブキャリアの信号と、他のサブキャリア群の多重化部で多重化されたサブキャリアの信号の、合計Ｎscg×Ｎsub（＝Ｎc）個のサブキャリア信号を受け取る。そして、サブキャリア信号に対して逆フーリエ変換を行う。逆フーリエ変換後の信号は、図１２の上段に示すように、シンボルの連続信号である。
【００１３】
ＧＩ付加部２０５では、逆フーリエ変換後のシンボルの後部をτGI時間だけコピーし、それをガードインターバルとしてシンボルの先頭に貼り付ける。図１２の下段には、ＧＩ付加後の信号を示す。また、図１３は、周囲の建物や地形によって電波が反射，回折，散乱し、到来したマルチパス波が互いに干渉することによって生じる周波数選択性フェージング伝送路の、インパルス応答の一例を示す図である。τGIは、一般的に、図１３に示すように、伝送路上の遅延波の広がりτdよりも大きくなるように設定される。
【００１４】
最後に、ＧＩ付加後の信号は、周波数変換部２０６にて周波数変換が行われ、その後、アンテナ２０７から無線通信における伝送路上に出力される。図１４は、たとえば、Ｎscg＝４，Ｎsub＝８の場合における周波数軸上の変調信号の様子を示す図である。
【００１５】
つぎに、受信側の通信装置の動作を、図１０を用いて説明する。アンテナ３０１では、無線通信路上で周波数選択性フェージング等の影響を受けた信号を受信する。周波数変換部３０２では、受け取った信号をベースバンド信号へ変換する。そして、ＧＩ除去部３０３では、変換後のベースバンド信号からガードインターバルを除去し、シンボル毎に連なった信号を出力する。
【００１６】
フーリエ変換部３０４では、ガードインターバル除去後の信号に対してフーリエ変換を行い、Ｎscg×Ｎsub（＝Ｎc）個のサブキャリア信号を抽出する。各共通パイロット抽出部では、サブキャリア毎に、スロット中の共通パイロット部分のシンボルを抽出する。サブキャリア毎チャネル推定部３０６では、サブキャリア毎に隣り合う３個のサブキャリアのチャネル推定値を同相加算し、雑音成分を抑圧したサブキャリア毎のチャネル推定値を算出する。一方、遅延器３０７では、フーリエ変換後の信号を、各共通パイロット抽出部の処理とサブキャリア毎チャネル推定部３０６の処理による遅延時間分だけ遅らせる。
【００１７】
各フェージング補償部では、各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいてフェージング変動補償値を算出し、サブキャリア毎にフェージング変動を補償する。フェージング変動補償値としては、たとえば、逆拡散時における等利得合成（ＥＧＣ）に基づいて生成した値、あるいは最小２乗合成（ＭＭＳＥＣ）に基づいて生成した値、等がある。
【００１８】
周波数逆拡散部３０９では、フェージング補償後のサブキャリア信号に対して周波数逆拡散を行い、サブキャリア群に対応したＮsub個のサブキャリア信号を一つの処理単位として、周波数逆拡散後の信号を出力する。Ｐ／Ｓ３１０では、受け取ったサブキャリア群信号をシリアル信号に変換する。そして、Ｐ／Ｓ変換後の信号は、データ判定部３１１にて判定／復調される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の無線通信システムを移動体通信に適用した場合は、周囲の建物や地形によって電波が反射，回折，散乱し、移動局には、複数の伝送路を経た波（マルチパス波）が到来する。そして、そのマルチパス波が互いに干渉するため、受信波の振幅と位相がランダムに変動する周波数選択性フェージングが発生する。具体的にいうと、たとえば、基地局からの送信信号が伝送路上で上記周波数選択性フェージングの影響を受けた場合、伝送路状況によっては複数の遅延波が存在するため、移動局に到達している信号電力を受信信号品質の指標として算出することが難しい、という問題があった。
【００２０】
また、多重するユーザの信号によって干渉が存在する場合は、このユーザ干渉を考慮した受信信号品質を精度良く推定できない、という問題があった。
【００２１】
また、マルチメディア移動体通信では、取り扱うアプリケーション，伝送路の状態に応じて、送信側で周波数拡散率または変調信号の多値数を変更する。これにより、情報速度を適応的に変更することはできるが、フェージング，シャドウイング等のレベル変動があるため、受信信号品質を精度よく推定できない場合がある、という問題があった。
【００２２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体通信に適用した場合であっても、受信信号品質を精度よく推定可能な無線通信システム、通信装置および受信品質測定方法を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信システムにあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成する送信側通信装置と、前記パイロット系列および前記チャネル毎に規定された既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する受信側通信装置と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
つぎの発明にかかる無線通信システムにあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、特定チャネルの所定の位置に、予め規定された既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置し、他チャネルの所定の位置に、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成する送信側通信装置と、前記パイロット系列および前記特定チャネル毎の既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する受信側通信装置と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記受信側通信装置は、サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償し、さらに、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するフェージング補償手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成手段と、前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化手段と、前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出手段と、前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算手段と、前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出手段と、前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化手段と、前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記受信側通信装置は、さらに、前記第２の平均化手段出力の干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化手段、を備えることを特徴とする。
【００２７】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記受信側通信装置は、さらに、全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化手段と、全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化手段と、前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成手段、を備えることを特徴とする。
【００２９】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、特定チャネルの所定の位置に、予め規定された既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置し、他チャネルの所定の位置に、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成手段、を備えることを特徴とする。
【００３０】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、受信スロットに含まれるユーザ共通のパイロット系列および予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定手段、を備えることを特徴とする。
【００３１】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、受信スロットに含まれるユーザ共通のパイロット系列および予め規定された特定チャネルの既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定手段、を備えることを特徴とする。
【００３２】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記信号電力対干渉電力比推定手段は、サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償し、さらに、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するフェージング補償手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成手段と、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成手段と、前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化手段と、前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出手段と、前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算手段と、前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出手段と、前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化手段と、前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記信号電力対干渉電力比推定手段は、さらに、前記第２の平均化手段出力の干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化手段、を備えることを特徴とする。
【００３４】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記信号電力対干渉電力比推定手段は、さらに、全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化手段と、全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化手段と、前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００３５】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成ステップと、前記パイロット系列および前記チャネル毎に規定された既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３６】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法にあっては、特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、特定チャネルの所定の位置に、予め規定された既知系列と、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置し、他チャネルの所定の位置に、ユーザ共通のパイロット系列と、前記所定サイズのデータと、を配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成ステップと、前記パイロット系列および前記特定チャネル毎の既知系列に基づいて、逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３７】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法において、前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償する既知系列用フェージング補償ステップと、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するパイロット用フェージング補償ステップと、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成ステップと、前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成ステップと、前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化ステップと、前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出ステップと、前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算ステップと、前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出ステップと、前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化ステップと、前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３８】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法において、前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、さらに、前記第２の平均化ステップにて出力された干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化ステップ、を含むことを特徴とする。
【００３９】
つぎの発明にかかる受信品質測定方法において、前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、さらに、全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化ステップと、全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化ステップと、前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる無線通信システム、通信装置および受信品質測定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００４１】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。ここでは、本発明にかかる無線通信システムを、マルチキャリアＣＤＭＡ方式の移動体通信システムに適用した場合を想定する。
【００４２】
図１において、１はアンテナであり、２は周波数変換部であり、３はガードインターバル（ＧＩ）除去部であり、４はフーリエ変換部であり、５−１，５−２，５−３，…，５−Ｎc-2，５−Ｎc-1，５−Ｎcは共通パイロット抽出部であり、６はサブキャリア毎チャネル推定部であり、７は遅延器であり、８−１，８−２，８−３，…，８−Ｎc-2，８−Ｎc-1，８−Ｎcはフェージング補償部であり、９は周波数逆拡散部であり、１０はパラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）であり、１１はデータ判定部であり、１２はＳＩＲ（信号電力対干渉電力比）推定部である。
【００４３】
ここで、本発明にかかる通信システムを構成する送信側および受信側の通信装置の動作を説明する。ここでは、基地局と複数端末間のデータ通信を想定する。
【００４４】
まず、送信側の通信装置の動作について説明する。なお、送信側の通信装置の構成については、基本的に従来技術にて説明した構成と同一であるため、ここでは動作の異なる部分（図９、スロット作成部２１１に相当）についてのみ説明する。
【００４５】
図２は、本実施の形態における送信スロットの構成を示す図である。スロット作成部２１１では、Ｓ／Ｐ２０１によるシリアル／パラレル変換後のＮscg個のサブキャリア群データを、スロットのデータサイズであるＮdataシンボル毎に分割する。そして、分割されたデータの先頭に予め規定された既知の系列Ｎkwシンボルを付加し、さらに、既知の系列Ｎkwシンボルの先頭に共通パイロットシンボルを付加することによって、スロット化されたサブキャリア群データを作成する。なお、共通パイロット部分については、チャネルの多重化（コード多重）を行わず、既知系列部分およびデータ部分については、チャネルの多重化（コード多重化）を行う。
【００４６】
つぎに、受信側の通信装置の動作を、図１を用いて説明する。まず、本実施の形態の特徴的な動作（ＳＩＲ推定部１２の動作）を説明する前に、受信側の通信装置の基本動作について説明する。
【００４７】
アンテナ１では、無線通信路上で周波数選択性フェージング等の影響を受けた信号を受信する。周波数変換部２では、受け取った信号をベースバンド信号へ変換する。そして、ＧＩ除去部３では、変換後のベースバンド信号からガードインターバルを除去し、シンボル毎に連なった信号を出力する。
【００４８】
フーリエ変換部４では、ガードインターバル除去後の信号に対してフーリエ変換を行い、Ｎscg×Ｎsub（＝Ｎc）個のサブキャリア信号を抽出する。各共通パイロット抽出部では、サブキャリア毎に、スロット中の共通パイロット部分のシンボルを抽出する。サブキャリア毎チャネル推定部６では、サブキャリア毎に隣り合う３個のサブキャリアのチャネル推定値を同相加算し、雑音成分を抑圧したサブキャリア毎のチャネル推定値を算出する。一方、遅延器７では、フーリエ変換後の信号を、各共通パイロット抽出部の処理とサブキャリア毎チャネル推定部６の処理による遅延時間分だけ遅らせる。
【００４９】
各フェージング補償部では、各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいてフェージング変動補償値を算出し、サブキャリア毎にフェージング変動を補償する。フェージング変動補償値としては、たとえば、逆拡散時における等利得合成（ＥＧＣ）に基づいて生成した値、あるいは最小２乗合成（ＭＭＳＥＣ）に基づいて生成した値、等がある。
【００５０】
周波数逆拡散部９では、フェージング補償後のサブキャリア信号に対して周波数逆拡散を行い、サブキャリア群に対応したＮsub個のサブキャリア信号を一つの処理単位として、周波数逆拡散後の信号を出力する。Ｐ／Ｓ１０では、受け取ったサブキャリア群信号をシリアル信号に変換する。そして、Ｐ／Ｓ変換後の信号は、データ判定部１１にて判定／復調される。
【００５１】
続いて、本実施の形態の特徴的な動作（ＳＩＲ推定部１２の動作）を図３にしたがって詳細に説明する。図３は、実施の形態１のＳＩＲ推定部１２の構成を示す図である。
【００５２】
図３において、２１は既知系列抽出部であり、２２は逆変調部であり、２３は乗算部であり、２４はパイロット抽出部であり、２５は逆変調部であり、２６は乗算部であり、２７は合成部であり、２８は減算部であり、２９は２乗部であり、３０は平均化部であり、３１は合成部であり、３２は平均化部であり、３３は２乗部であり、３４は除算部であり、３５は乗算部である。なお、ここでは、説明の便宜上、一つのサブキャリア群に対する処理について説明する。
【００５３】
ＳＩＲ推定部１２に入力されたサブキャリア群単位（拡散率：ＳＦ）のサブキャリア信号は、まず、既知系列抽出部２１に入力され、ここで、既知系列（図２参照）部分が抽出される。逆変調部２２では、受信端末側で予め判っている既知系列および拡散コードを利用して、既知系列抽出部２１により抽出された既知系列部分から、変調成分を除去する。
【００５４】
また、パイロット抽出部２４では、共通パイロット部（図２参照）を抽出する。逆変調部２５では、共通パイロット部分の変調成分を除去するために逆変調処理を行う。
【００５５】
一方、各フェージング変動補償部で算出されたサブキャリア毎のフェージング変動補償値は、周波数逆拡散部９の他に、ＳＩＲ推定部１２に対してもサブキャリア毎に入力される。このフェージング変動補償値は、共通パイロット部分に対する逆変調結果および既知系列に対する逆変調結果に重み付けを行うために用いる。
【００５６】
乗算部３５では、共通パイロット部分のサブキャリア信号の電力が既知系列部分の電力と同一になるように補正するため、フェージング変動補償値とゲインとを乗算する。そして、乗算部２６では、乗算部３５の乗算結果と逆変調処理後の共通パイロット部分とを乗算し、その結果として、フェージング変動が補償されたサブキャリア毎のパイロットシンボルを出力する。また、同様に、乗算部２３では、逆変調処理後の既知系列に対してフェージング変動補償値を乗算し、その結果として、フェージング変動が補償されたサブキャリア毎の既知系列を出力する。
【００５７】
合成部３１では、サブキャリア毎に計算されたフェージング変動補償後のパイロットシンボルをサブキャリア群毎に合成し、一方、合成部２７では、サブキャリア毎に計算されたフェージング変動補償後の既知系列をサブキャリア群毎に合成する。さらに、平均化部３２では、逆拡散後のＮp個のパイロットシンボルに対して平均化処理を行う。
【００５８】
２乗部３３では、平均化処理後のパイロットシンボルを２乗して電力値を算出する（Ａ）。減算部２８では、合成部２７出力の既知系列に関する合成結果から平均化処理後のパイロットシンボルを減算することで、コード間の干渉成分および雑音成分を抽出する。２乗部２９では、雑音成分を２乗して電力値を算出する。そして、平均化部３０では、逆拡散後のＮkw個の既知系列の干渉成分（雑音成分を含む）に対して平均化処理を行う（Ｂ）。平均化部３０による平均化結果は、干渉電力（雑音電力を含む）として出力される。
【００５９】
除算部３４では、２乗部３３出力のパイロットシンボルの電力値を上記干渉電力で除算し、その除算結果を、スロット単位で算出されるサブキャリア群毎のＳＩＲ推定値として出力する。
【００６０】
なお、本実施の形態では、スロット内において、共通パイロット部の後に既知系列を配置しているが、これに限らず、たとえば、スロット中央部やスロット最後部に既知系列を配置することとしてもよいし、または、スロット内に既知系列を分割して配置することとしてもよい。
【００６１】
このように、本実施の形態においては、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加し、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いてＳＩＲを推定する構成とした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、受信信号品質の指標であるＳＩＲ推定値をサブキャリア群毎に精度よく推定できる。
【００６２】
実施の形態２．
実施の形態２では、前述した実施の形態１と異なる、ＳＩＲ推定部１２の構成および動作（ＳＩＲの推定方法）について説明する。なお、送信側の通信装置の構成および受信側の通信装置のその他の構成については、前述した実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。
【００６３】
図４は、実施の形態２のＳＩＲ推定部１２の構成を示す図であり、３６は平均化部である。また、図５は、平均化部３６の構成を示す図であり、４１は増幅部であり、４２は加算部であり、４３は増幅部であり、４４は遅延器である。以下、実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。
【００６４】
平均化部３０からスロット毎の干渉電力を受け取った平均化部３６では、当該干渉電力を複数スロットにわたって平均化する。そして、当該平均化後の干渉電力を除算部３４に対して出力する。
【００６５】
具体的にいうと、増幅部４１では、平均化部３０から受け取ったスロット毎の干渉電力に対して、任意定数α（０＜α＜１）を乗算する。そして、加算部４２では、増幅部４１出力と増幅部４３出力とを加算する。この加算結果は、複数スロットにわたる平均化後の干渉電力として、除算部３４に出力される。なお、この複数スロットにわたる平均化後の干渉電力は、遅延器４４にて、一定時間、たとえば、１スロット分にわたって遅延を付加された後、増幅部４３にて定数（１−α）を乗算される。そして、加算部４２が、平均化部３０から受け取ったつぎのスロット毎の干渉電力に当該乗算結果を加算する。
【００６６】
なお、平均化部３６の構成については、上記図５に限らず、たとえば、図６に示す平均化部を用いることとしてもよい。図６は、平均化部３６の他の構成例を示す図であり、５１はシフトレジスタ部であり、５２は加算部であり、５３は任意定数Ｍで除算する除算部である。この場合、シフトレジスタ部５１では、平均化部３０から受け取ったスロット毎の干渉電力を順にシフトする。加算部５２では、シフトレジスタ部５１のＭスロット分の各レジスタ出力（干渉電力）を加算する。そして、除算部５３では、当該加算結果を任意定数Ｍで除算し、干渉電力を複数スロットにわたって平均化する。
【００６７】
このように、本実施の形態においては、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化処理を行う構成とした。これにより、前述の実施の形態１よりも干渉電力の推定精度が向上するため、受信信号品質の指標であるサブキャリア群単位のＳＩＲ推定値をさらに精度よく推定することができる。
【００６８】
実施の形態３．
実施の形態３では、前述した実施の形態１または２と異なる、ＳＩＲ推定部１２の構成および動作（ＳＩＲの推定方法）について説明する。なお、送信側の通信装置の構成および受信側の通信装置のその他の構成については、前述した実施の形態１および２と同様であるためその説明を省略する。
【００６９】
図７は、実施の形態３のＳＩＲ推定部１２の構成を示す図であり、３７，３８はサブキャリア群毎に得られるすべての信号電力および干渉電力を平均化する平均化部であり、３９は全サブキャリア群のＳＩＲを推定する除算部である。以下、実施の形態１または２と異なる部分の動作についてのみ説明する。
【００７０】
除算部３９では、全サブキャリア群の信号電力の平均値を全サブキャリア群の干渉電力の平均値で除算し、その除算結果を、全サブキャリア群のＳＩＲ推定値として出力する。なお、除算部３９出力の全サブキャリア群のＳＩＲ推定値は、全信号帯域に関する受信信号品質として、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として用いる。また、除算部３４出力のサブキャリア群毎のＳＩＲ推定値は、サブキャリア群毎の受信信号品質として、変調多値数および拡散率の制御の指標として用いる。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、全サブキャリア群を用いて、受信信号品質の指標であるＳＩＲ推定値を算出する。これにより、全サブキャリア群のＳＩＲ推定値を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる。
【００７２】
実施の形態４．
実施の形態４では、前述した実施の形態１、２または３と異なる、スロット作成部２１１およびＳＩＲ推定部１２の動作について説明する。なお、送信側の通信装置の構成および受信側の通信装置の構成については、前述した実施の形態１、２および３と同様であるためその説明を省略する。
【００７３】
図８は、実施の形態４における送信スロットの構成を示す図である。スロット作成部２１１では、Ｓ／Ｐ２０１によるシリアル／パラレル変換後のＮscg個のサブキャリア群データを、スロットのデータサイズ（ＮdataｏｒＮkw＋Ｎdata）に分割する。そして、既知系列が他のユーザ（チャネル）と共通に利用可能な制御チャネルの場合に、分割されたデータ（Ｎdata）の先頭に予め規定された既知の系列Ｎkwシンボルを付加し、さらに、既知の系列Ｎkwシンボルの先頭に共通パイロットシンボルを付加する。また、それ以外のチャネル以外の場合には、分割されたデータ（Ｎkw＋Ｎdata）の先頭に共通パイロットシンボルを付加する。すなわち、本実施の形態の送信スロットには、既知系列が制御チャネルにのみ挿入される。これによって、スロット化されたサブキャリア群データを作成する。
【００７４】
したがって、多重化されている他のデータチャネルでは、制御チャネルに挿入されている既知系列を利用してＳＩＲを推定する。この場合、実施の形態１〜３のどの方法でＳＩＲを推定することとしてもよい。ただし、制御チャネルの拡散率は他の多重化されているデータチャネルとは異なる可能性があるため、データチャネルの拡散率に合わせて逆拡散のためのサブキャリア合成処理（合成部２７における処理）を行って、データチャネル毎のＳＩＲ推定値を算出する。したがって、データチャネルと制御チャネルの拡散率が異なる場合であってもＳＩＲ推定値を算出できる。
【００７５】
このように、本実施の形態では、送信スロットにおける特定のチャネルに既知系列を挿入する。これにより、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加し、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００７７】
つぎの発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルを付加し、さらに、当該スロットの特定チャネルに既知系列を付加し、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００７８】
つぎの発明によれば、サブキャリア群毎に合成したパイロット系列およびサブキャリア群毎に合成した既知系列に基づいて、パイロットシンボルの電力値（信号電力）および干渉成分の電力値（干渉電力）を算出し、さらに、当該信号電力および干渉電力に基づいて、サブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、信号電力対干渉電力比をサブキャリア群毎に精度よく推定できる、という効果を奏する。
【００７９】
つぎの発明によれば、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化処理を行う構成とした。これにより、干渉電力の推定精度が向上するため、サブキャリア群単位の信号電力対干渉電力比をさらに精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８０】
つぎの発明によれば、全サブキャリア群を用いて、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を算出する構成とした。これにより、全サブキャリア群の信号電力対干渉電力比を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる、という効果を奏する。
【００８１】
つぎの発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加する構成とした。そして、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８２】
つぎの発明によれば、送信側の通信装置が、スロット毎に共通パイロットシンボルを付加し、さらに、当該スロットの特定チャネルに既知系列を付加する構成とした。そして、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００８３】
つぎの発明によれば、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８４】
つぎの発明によれば、受信側の通信装置が、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００８５】
つぎの発明によれば、信号電力対干渉電力比推定手段が、サブキャリア群毎に合成したパイロット系列およびサブキャリア群毎に合成した既知系列に基づいて、パイロットシンボルの電力値（信号電力）および干渉成分の電力値（干渉電力）を算出し、さらに、当該信号電力および干渉電力に基づいて、サブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を推定する構成とした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、信号電力対干渉電力比をサブキャリア群毎に精度よく推定できる、という効果を奏する。
【００８６】
つぎの発明によれば、信号電力対干渉電力比推定手段が、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化処理を行う構成とした。これにより、干渉電力の推定精度が向上するため、サブキャリア群単位の信号電力対干渉電力比をさらに精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８７】
つぎの発明によれば、信号電力対干渉電力比推定手段が、全サブキャリア群を用いて、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を算出する構成とした。これにより、全サブキャリア群の信号電力対干渉電力比を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる、という効果を奏する。
【００８８】
つぎの発明によれば、スロット毎に共通パイロットシンボルと既知系列とを付加するステップと、受信スロット内の共通パイロットシンボルと既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定するステップと、を含むこととした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００８９】
つぎの発明によれば、スロット毎に共通パイロットシンボルを付加し、さらに、当該スロットの特定チャネルに既知系列を付加するステップと、受信スロット内の共通パイロットシンボルと特定チャネルの既知系列とを用いて信号電力対干渉電力比を推定するステップと、を含むこととした。これにより、受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を精度よく推定することができる、という効果を奏する。また、すべてのデータチャネルに既知系列を挿入する必要がなくなるため、送信スロットの利用効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００９０】
つぎの発明によれば、サブキャリア群毎に合成したパイロット系列およびサブキャリア群毎に合成した既知系列に基づいて、パイロットシンボルの電力値（信号電力）および干渉成分の電力値（干渉電力）を算出するステップと、当該信号電力および干渉電力に基づいて、サブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を推定するステップと、を含むこととした。これにより、周波数選択性フェージングの影響を受ける可能性のある通信環境であっても、信号電力対干渉電力比をサブキャリア群毎に精度よく推定できる、という効果を奏する。
【００９１】
つぎの発明によれば、スロット毎の干渉電力を推定した後に、さらに、複数スロットにわたって平均化するステップを含むこととした。これにより、干渉電力の推定精度が向上するため、サブキャリア群単位の信号電力対干渉電力比をさらに精度よく推定することができる、という効果を奏する。
【００９２】
つぎの発明によれば、全サブキャリア群を用いて受信信号品質の指標である信号電力対干渉電力比を算出するステップを含むこととした。これにより、全サブキャリア群の信号電力対干渉電力比を、全信号帯域に関する受信信号品質、すなわち、変調多値数および拡散率の制御の基本指標として使用できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１における送信スロットの構成を示す図である。
【図３】 実施の形態１のＳＩＲ推定部の構成を示す図である。
【図４】 実施の形態２のＳＩＲ推定部の構成を示す図である。
【図５】 平均化部の構成を示す図である。
【図６】 平均化部の他の構成例を示す図である。
【図７】 実施の形態３のＳＩＲ推定部の構成を示す図である。
【図８】 実施の形態４における送信スロットの構成を示す図である。
【図９】 従来の無線通信システムを構成する送信側の通信装置の内部構成を示す図である。
【図１０】 従来の無線通信システムを構成する受信側の通信装置の内部構成を示す図である。
【図１１】 従来のデータスロットおよびデータフレームの構成を示す図である。
【図１２】 逆フーリエ変換後の信号とＧＩ付加後の信号を示す図である。
【図１３】 インパルス応答の一例を示す図である。
【図１４】 Ｎscg＝４，Ｎsub＝８の場合における周波数軸上の変調信号の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ アンテナ、２ 周波数変換部、３ ガードインターバル（ＧＩ）除去部、４ フーリエ変換部、５−１，５−２，５−３，５−Ｎc-2，５−Ｎc-1，５−Ｎc 共通パイロット抽出部、６ サブキャリア毎チャネル推定部、７，４４ 遅延器、８−１，８−２，８−３，８−Ｎc-2，８−Ｎc-1，８−Ｎc フェージング補償部、９ 周波数逆拡散部、１０ パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）、１１ データ判定部、１２ ＳＩＲ（信号電力対干渉電力比）推定部、２１ 既知系列抽出部、２２，２５ 逆変調部、２３，２６，３５ 乗算部、２４ パイロット抽出部、２７，３１ 合成部、２８ 減算部、２９，３３ ２乗部、３０，３２，３６，３７，３８ 平均化部、３４，３９，５３ 除算部、４１，４３増幅部、４２，５２ 加算部、５１ シフトレジスタ部。
Claims (17)
- 特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と前記所定サイズのデータとをコード多重化し、多重化したデータとユーザ共通のパイロット系列とを所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成する送信側通信装置と、
前記パイロット系列および前記チャネル毎に規定された既知系列に基づいて雑音成分を含むコード間の干渉成分を抽出し、前記干渉成分を用いて逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する受信側通信装置と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定された既知系列と前記分割後のデータとを特定チャネル用のデータとし、前記分割後の他のデータを他チャネル用のデータとし、前記特定チャネル用のデータと前記他チャネル用のデータをコード多重し、多重したデータとユーザ共通のパイロット系列とを所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成する送信側通信装置と、
前記パイロット系列および前記特定チャネル毎の既知系列に基づいて雑音成分を含むコード間の干渉成分を抽出し、前記干渉成分を用いて逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する受信側通信装置と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 前記受信側通信装置は、
サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償し、さらに、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するフェージング補償手段と、
前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成手段と、
前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成手段と、
前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化手段と、
前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出手段と、
前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算手段と、
前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出手段と、
前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化手段と、
前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。 - 前記受信側通信装置は、さらに、
前記第２の平均化手段出力の干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化手段、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。 - 前記受信側通信装置は、さらに、
全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化手段と、
全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化手段と、
前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。 - 特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と前記所定サイズのデータとをコード多重化し、多重化したデータとユーザ共通のパイロット系列とを所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成手段、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定された既知系列と前記分割後のデータとを特定チャネル用のデータとし、前記分割後の他のデータを他チャネル用のデータとし、前記特定チャネル用のデータと前記他チャネル用のデータをコード多重し、多重したデータとユーザ共通のパイロット系列とを所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成手段、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 請求項６に記載の通信装置と通信を行う通信装置であって、受信スロットに含まれるユーザ共通のパイロット系列および予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列に基づいて雑音成分を含むコード間の干渉成分を抽出し、前記干渉成分を用いて逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定手段、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 請求項７に記載の通信装置と通信を行う通信装置であって、受信スロットに含まれるユーザ共通のパイロット系列および予め規定された特定チャネルの既知系列に基づいて雑音成分を含むコード間の干渉成分を抽出し、前記干渉成分を用いて逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定手段、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記信号電力対干渉電力比推定手段は、
サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償し、さらに、サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するフェージング補償手段と、
前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成手段と、
前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成手段と、
前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化手段と、
前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出手段と、
前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算手段と、
前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出手段と、
前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化手段と、
前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項８または９に記載の通信装置。 - 前記信号電力対干渉電力比推定手段は、さらに、
前記第２の平均化手段出力の干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化手段、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。 - 前記信号電力対干渉電力比推定手段は、さらに、
全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化手段と、
全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化手段と、
前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。 - 特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定されたユーザ（チャネル）毎の既知系列と前記所定サイズのデータとをコード多重化し、多重化したデータとユーザ共通のパイロット系列とを所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成ステップと、
前記パイロット系列および前記チャネル毎に規定された既知系列に基づいて雑音成分を含むコード間の干渉成分を抽出し、前記干渉成分を用いて逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定ステップと、
を含むことを特徴とする受信品質測定方法。 - 特定数のサブキャリアで構成された複数のサブキャリア群毎に、当該サブキャリア群データを所定のデータサイズに分割し、さらに、予め規定された既知系列と前記分割後のデータとを特定チャネル用のデータとし、前記分割後の他のデータを他チャネル用のデータとし、前記特定チャネル用のデータと前記他チャネル用のデータをコード多重し、多重したデータとユーザ共通のパイロット系列とを所定の位置に配置することによってサブキャリア群毎のスロットを生成するスロット生成ステップと、
前記パイロット系列および前記特定チャネル毎の既知系列に基づいて雑音成分を含むコード間の干渉成分を抽出し、前記干渉成分を用いて逆拡散処理後の信号電力対干渉電力比を推定する信号電力対干渉電力比推定ステップと、
を含むことを特徴とする受信品質測定方法。 - 前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、
サブキャリア毎に前記既知系列を抽出し、当該既知系列のフェージング変動を補償する既知系列用フェージング補償ステップと、
サブキャリア毎に前記パイロット系列を抽出し、当該パイロット系列の電力が前記既知系列の電力と同一になるようにフェージング変動を補償するパイロット用フェージング補償ステップと、
前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎のパイロット系列をサブキャリア群毎に合成する第１の合成ステップと、
前記フェージング変動補償後のサブキャリア毎の既知系列をサブキャリア群毎に合成する第２の合成ステップと、
前記合成後のパイロット系列を構成する複数のシンボル（パイロットシンボル）を平均化する第１の平均化ステップと、
前記平均化後のパイロットシンボルの電力値（信号電力）を算出する第１の電力算出ステップと、
前記合成後の既知系列を構成する複数のシンボル（既知シンボル）から前記平均化後のパイロットシンボルを減算することによってコード間の干渉成分（雑音成分を含む）を抽出する減算ステップと、
前記干渉成分の電力値（干渉電力）を算出する第２の電力算出ステップと、
前記既知シンボル数分の干渉電力を平均化する第２の平均化ステップと、
前記信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによってサブキャリア群毎の信号電力対干渉電力比を得る第１の信号電力対干渉電力比算出ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の受信品質測定方法。 - 前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、さらに、
前記第２の平均化ステップにて出力された干渉電力を複数スロットにわたって平均化する第３の平均化ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の受信品質測定方法。 - 前記信号電力対干渉電力比推定ステップは、さらに、
全サブキャリア群の信号電力を平均化する第３の平均化ステップと、
全サブキャリア群の干渉電力を平均化する第４の平均化ステップと、
前記平均化後の信号電力を前記平均化後の干渉電力で除算することによって全サブキャリア群共通の信号電力対干渉電力比を得る第２の信号電力対干渉電力比算出ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の受信品質測定方法。
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