JPH11284600A - パイロット同期検波方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェージング周波数が高いときでも低いとき
でも良好なＢＥＲが得られるようにする。 【解決手段】 補正対象スロットを複数の領域Ａ，Ｂ，
Ｃに分割し、各領域Ａ，Ｂ，Ｃが、パイロットブロック
Ｐ１〜Ｐ４に対して有している相対的な位置関係に応
じ、各パイロットブロックＰ１〜Ｐ４に係るパイロット
ブロック情報に乗ずべき重みを切替設定し、この重みを
用いて各パイロットブロック情報の加重平均を求め、求
めた加重平均に基づき作成した補正ベクトルによって、
補正対象としているシンボルに含まれる位相・振幅の変
動を補正する。平均効果が高く低いフェージング周波数
でのＢＥＲが良好になる。データシンボルと相関が高い
パイロットブロックに大きな重みを与えることができ、
フェージング追従性が良くなり、フェージング周波数が
高い領域でのＢＥＲが良好になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、それぞれ複数のデ
ータシンボルを含むスロットとスロットとの間に、一般
に複数のパイロットシンボルを含むパイロットブロック
を挿入しておき、このパイロットブロックを利用してデ
ータシンボルに位相や振幅の補正を施すパイロット同期
検波方法に関し、特に、ワイドバンドＣＤＭＡ等のディ
ジタル移動通信においてフェージング等により発生する
位相・振幅の変動を、フェージング周波数が低い領域で
も高い領域でも好適に補正できるようにし、良好なビッ
トエラーレート（ＢＥＲ）での受信を実現するため、マ
ルチパイロットブロック平均化法に施した改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】パイロット同期検波を行
う際には、図３に示すように、スロットとスロットとの
間に一定周期で、その論理が既知であるパイロットブロ
ックＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…を挿入する。各パイロ
ットブロックは、信頼性を高めるため一般に複数のパイ
ロットシンボルを以て構成するが、パイロットシンボル
の個数は単数でもよい。パイロット同期検波では、ま
ず、このような形態で挿入されているパイロットシンボ
ル乃至パイロットブロックを利用して、各スロットを構
成するデータシンボルがどのような信号伝送路を経てき
ているのかを推定する。次に、その結果を利用して、各
データシンボルに含まれている位相・振幅の変動分を補
償する。

【０００３】パイロット同期検波の手法には、平均化
法、直線補間法、マルチパイロットブロック平均化法等
がある。そのうち平均化法及び直線補間法では、補正対
象スロット（図３参照）を挟む２個のパイロットブロッ
ク（図３ではＰ２及びＰ３）から、その位相・振幅の変
動分を反映したパイロットブロック情報をそれぞれ作成
する。平均化法では、作成した２個のパイロットブロッ
ク情報同士の（加重）平均を求め、求めた（加重）平均
を利用して、補正対象スロットに属するデータシンボル
に関し上述の補償を施す。直線補間法では、作成した２
個のパイロットブロック情報を利用して、対応する２個
のパイロットブロックに挟まれている補正対象ブロック
中の各データシンボルの位置に応じ直線補間を行い、こ
れにより得られた情報を利用して、補正対象スロットに
属するデータシンボルに関し上述の補償を施す。

【０００４】平均化法及び直線補間法には、互いに一長
一短がある。まず、平均化法の長所は、パイロットブロ
ック同士の平均効果が高いため熱雑音による信号劣化を
低減でき、従ってフェージング周波数が比較的低い領域
で低いＢＥＲが得られることである。他方、直線補間法
の長所は、上記補償の対象となっているデータシンボル
に近く従ってそのデータシンボルとの相関が高いパイロ
ットブロックに係るパイロットブロック情報が重く利用
されることとなるため、フェージング追従性がよく、フ
ェージング周波数が比較的高い領域で低いＢＥＲが得ら
れることである。

【０００５】マルチパイロットブロック平均化法（例え
ば「ＤＳ−ＣＤＮＡにおける複数パイロットブロックを
用いる高精度チャネル推定法」、安藤他、信学技報ＲＣ
Ｓ９６−７２（１９９６−０８）、第４５頁〜第５０頁
を参照）は、平均化法の改良であり、補正対象スロット
を挟む２個のパイロットブロックだけでなく、更にその
隣のパイロットブロック（図３でいえばＰ１及び／又は
Ｐ４）についてもパイロットブロック情報を作成し、加
重平均の対象とする方法である。従って、マルチパイロ
ットブロック平均化法によれば、フェージング周波数が
低い領域では、従前の平均化法に比べても低いＢＥＲを
得ることができる。しかしながら、従前の平均化法に比
べて平均効果が高いため、従前の平均化法に比べても、
フェージング周波数が高い領域でのＢＥＲは一般に劣っ
ている。総じていえば、フェージング周波数が低い領域
ではマルチパイロットブロック平均化法を、中程の領域
では平均化法を、そして、高い領域では直線補間法を用
いるのが、好ましいといえる。

【０００６】

【発明の概要】本発明の目的の一つは、最適なパイロッ
ト同期検波方法がフェージング周波数の帯域毎に異な
る、という現状に鑑み、従来に比べ広いフェージング周
波数帯域に亘り好適なＢＥＲを提供可能なパイロット同
期検波方法を実現することにある。この目的に関連して
発明者が第１に着眼した点は、パイロットブロックの平
均効果を高めひいてはフェージング周波数が低い領域に
関し良好なＢＥＲを得るには、パイロットブロック同士
を平均する処理を用いることと、この処理の対象とする
パイロットブロックの個数を大きくすることとが、必要
であること、である。また、第２の着眼点は、フェージ
ング追従性を高めひいてはフェージング周波数が高い領
域に関し良好なＢＥＲを得るには、そのデータシンボル
に近い位置にあるパイロットブロック即ちそのデータシ
ンボルとの相関が比較的高いパイロットブロックを主と
して用いて、各データシンボルに関しその位相・振幅変
動分の補償を行うことが、必要であること、である。第
３の着眼点は、従来における平均化法、直線補間法及び
マルチパイロットブロック平均化法が、いずれも、スロ
ットを単位として、補正のための情報（マルチパイロッ
トブロック平均化法でいえば加重平均を求める際の重
み）を与えていること、である。

【０００７】本発明においては、パイロットブロックの
平均効果を高めひいてはフェージング周波数が低い領域
に関し良好なＢＥＲを得るべく、３個以上のパイロット
ブロックを利用するマルチパイロットブロック平均化法
を用いる。より詳細にいえば、相異なる位置に挿入され
ている３個以上のパイロットブロックに関し、各パイロ
ットブロックに含まれている振幅及び／又は位相の変動
を示すパイロットブロック情報をそれぞれ作成し、作成
されたパイロットブロック情報同士の加重平均に基づ
き、データシンボルに含まれている振幅及び／又は位相
の変動を補償するための補正を、そのデータシンボルに
施す、という手法を用いる。

【０００８】本発明においては、更に、フェージング追
従性を高めひいてはフェージング周波数が高い領域に関
し良好なＢＥＲを得るべく、そのデータシンボルに近い
位置にあるパイロットブロック即ちそのデータシンボル
との相関が比較的高いパイロットブロックを主として用
いる。より詳細には、補正の対象とされているデータシ
ンボルが、加重平均を求める処理の対象とされているパ
イロットブロックに対し、有している位置関係に応じ、
データシンボル毎に、加重平均を求める際の重みを切替
設定する。これによって、補正対象たるデータシンボル
との相関が他のパイロットブロックに比べ高いパイロッ
トブロックに大きな重みを割り当て、補正対象たるデー
タシンボルとの相関が他のパイロットブロックに比べ低
いパイロットブロックに小さな重みを割り当てる。

【０００９】従って、本発明によれば、フェージング周
波数が低い領域でも高い領域でも、良好なＢＥＲを得る
ことができる。即ち、本発明においては、スロットを単
位として補正のための情報を与える、という従来の方法
に共通する発想を転換し、より小さな単位であるデータ
シンボルを単位として当該補正のための情報を与えるよ
うにしているため、広いフェージング周波数帯域に亘り
良好なＢＥＲを得ることができる。更に、各スロット内
にそれぞれ複数のデータシンボルを含む複数個の領域を
設定し、各領域毎に、加重平均を求める際の重みを切替
設定するようにすれば、重み切替の頻度を抑えることが
でき、また重みを記憶しておくためのメモリ（ＲＯＭ）
のサイズを小さくすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。

【００１１】図１に、本発明の一実施形態に係るパイロ
ット同期検波方法における処理を、概念的に示す。この
図においては、パイロットブロックＰ２とパイロットブ
ロックＰ３とに挟まれている補正対象スロットが、３個
の領域Ａ，Ｂ及びＣに分割されている。補正対象スロッ
トは例えば４０個のシンボルを含んでおり、領域Ａには
第０〜第９シンボルが、領域Ｂには第１０〜第２９シン
ボルが、領域Ｃには第３０〜第３９シンボルが、それぞ
れ属している。

【００１２】本実施形態においては、マルチパイロット
ブロック平均化法を用いることとするが、本実施形態に
おけるマルチパイロットブロック平均化法は従来のマル
チパイロットブロック平均化法とは異なり、補正対象ス
ロット全体に共通した重みを用いてパイロットブロック
情報の加重平均を行うのではなく、補正対象スロットを
分割して得られる領域Ａ，Ｂ及びＣそれぞれに関し、相
異なる重みを設定し、補正対象シンボル（補正対象スロ
ットに属し位相・振幅の変動に関する補正をこれから施
そうとしているデータシンボルのこと）が属する領域が
いずれの領域かに応じ３組の重みのうちいずれかを選
び、選んだ１組の重みを用いてパイロットブロック情報
の加重平均処理を行うこととしている。

【００１３】さらに、本実施形態における重みは、領域
Ａ，Ｂ及びＣと各パイロットブロックＰ１〜Ｐ４との相
対的な位置関係に応じて定める。例えば、補正対象スロ
ット内の領域のうち領域Ａに最も近いパイロットブロッ
クはパイロットブロックＰ２であるから、パイロットブ
ロックＰ２に係るパイロットブロック情報には他のパイ
ロットに係るパイロットブロック情報に乗ずる重みより
も大きな重みを与える。同様に、領域Ｃに最も近いパイ
ロットブロックはパイロットブロックＰ３であるので、
パイロットブロックＰ３に係るパイロットブロック情報
には最も大きな重みを与え、他のパイロットブロックに
係るパイロットブロック情報にはより小さな重みを乗ず
る。

【００１４】例えば、領域Ａに属するデータシンボルに
ついて位相・振幅の変動を補償する際には、パイロット
ブロックＰ２に係るパイロットブロック情報には０．７
６９の重みをおき、パイロットブロックＰ１及びＰ３に
係るパイロットブロック情報にはそれぞれ０．１１５の
重みをおく。領域Ｂに属するデータシンボルに位相・振
幅の変動の補償を施す際には、パイロットブロックＰ２
及びＰ３に係るパイロットブロック情報にそれぞれ０．
３１２５の重みを割り当て、パイロットブロックＰ１及
びＰ４に係るパイロットブロック情報にはそれぞれ０．
１８７５の重みを割り当てる。領域Ｃに属するデータシ
ンボルに位相・振幅の変動の補償を施す際には、パイロ
ットブロックＰ３に係るパイロットブロック情報に０．
７６９の重みを割り当て、パイロットブロックＰ２及び
Ｐ４に係るパイロットブロック情報にそれぞれ０．１１
５の重みを割り当てる。なお、ここで示した数値は一例
にすぎない。

【００１５】このように、補正対象スロットの全体に亘
って同一の重みを用いるのでなく、補正対象スロットを
複数個の（図１では３個の）領域に分け、各領域が各パ
イロットブロックに対して有している相対的な位置関係
に応じ、重みを切り換えること、より詳細には、補正対
象シンボルに比較的近い位置にありこの補正対象シンボ
ルとの相関が高いパイロットシンボルに係るパイロット
ブロック情報の重みを比較的大きくし、補正対象シンボ
ルから比較的遠い位置にありこの補正対象シンボルとの
相関が低いパイロットシンボルに係るパイロットブロッ
ク情報の重みを比較的小さくすることによって、従来の
平均化法やマルチパイロットブロック平均化法に比べ、
フェージング追従性が良好で、従ってフェージング周波
数が高い領域におけるＢＥＲが良好な装置を、実現する
ことができる。

【００１６】また、補正対象スロットに属する各データ
シンボル毎に重みを切り換え設定してもよいが、そのよ
うにすると、各データシンボルに対応した重みを記憶し
ておくためのメモリ例えばＲＯＭのサイズを大きくしな
ければならなくなる。本実施形態のように、補正対象ス
ロットを比較的少数の（図では３個の）領域に分割し、
各領域毎に重みを切替設定するようにすれば、必要なメ
モリのサイズも小さくて済む。

【００１７】図２に、本実施形態に係るパイロット同期
検波方法を実現する装置の機能構成を示す。図中、受信
バッファ１０は、伝送路（一般にはフェージング伝送
路）を介して受信した信号を、複数スロットに亘り逐次
記憶する。図中、「Ｐ」で表されているのはパイロット
シンボルであり、「Ｄ」で表されているのはデータシン
ボルである。さらに、「Ｔ」で示されているのはＴＰＣ
（Tx Power Control）であり、送信電力制御に使用され
る。

【００１８】また、パイロットブロック情報作成部１２
は、受信バッファ１０上の信号からパイロットブロック
を抽出する。この図に示されている例では、各シンボル
のビット数がＩチャネル及びＱチャネル各８ビットであ
り、各パイロットブロックが４個のパイロットシンボル
を含んでいるとされている。従って、パイロットブロッ
ク情報作成部１２により取り出されるパイロットブロッ
クは、合計で、８×２×４＝６４ビットである。パイロ
ットブロック情報作成部１２は、抽出したパイロットブ
ロックに含まれる４個のパイロットシンボルを平均化す
ることによって、パイロットブロック情報を作成する。
従って、１個のパイロットブロック情報のビット数は、
８×２＝１６ビットである。また、パイロットブロック
情報作成部１２は、平均化を可能にするため、平均化に
先立ち各パイロットシンボルに従来公知の論理補正を施
す。パイロットブロック情報作成部１２は、作成したパ
イロットブロック情報を、複数ブロック分、記憶する。
この図に示されている例では、５個前のパイロットブロ
ックに係るパイロットブロック情報ＰＢ（ｎ−５）から
最近のパイロットブロックＰＢ（ｎ）に至るまで、合計
６個のパイロットブロック情報が、パイロットブロック
情報作成部１２により保持されている。

【００１９】マルチパイロットブロック平均化処理部１
４は、内蔵するＲＯＭ１６から読み出した１組の重み
を、パイロットブロック情報ＰＢ（ｎ−５）〜ＰＢ
（ｎ）の組に乗じ、さらにこの乗算の結果から平均を算
出することによって、パイロットブロック情報ＰＢ（ｎ
−５）〜ＰＢ（ｎ）の加重平均を求める。各パイロット
ブロック情報のＩチャネル成分をＩｐと表し、Ｑチャネ
ル成分をＱｐと表すこととするならば、マルチパイロッ
トブロック平均化処理部１４によって得られる平均化さ
れたパイロットブロック情報のＩチャネル成分はＩｐの
加重平均Ｉｐ^-（ｎ）により、Ｑチャネル成分はＱｐの
加重平均Ｑｐ^-（ｎ）により、それぞれ表すことができ
る。

【００２０】シンボル補正部１８は、マルチパイロット
ブロック平均化処理部１４によって得られた平均化後の
パイロットブロック情報（Ｉｐ^-（ｎ），Ｑｐ^-（ｎ））
に基づき、次の式

【数１】Ｉｃ（ｎ）＝Ｉｐ^-（ｎ）＋Ｑｐ^-（ｎ） Ｑｃ（ｎ）＝Ｉｐ^-（ｎ）−Ｑｐ^-（ｎ） に従い、補正ベクトル（Ｉｃ（ｎ），Ｑｃ（ｎ））を計
算する。シンボル補正部１８はこのようにして得られた
補正ベクトル（Ｉｃ（ｎ），Ｑｃ（ｎ））を、受信バッ
ファ１０から読み出した補正対象シンボル、すなわち補
正対象スロットに属するデータシンボル（Ｉｄ，Ｑｄ）
に乗ずることにより、補正されたデータシンボル（Ｉ
ｅ，Ｑｅ）を生成する。この補正出力は、次の式

【数２】Ｉｅ＝Ｉｄ・Ｉｃ（ｎ）−Ｑｄ・Ｑｃ（ｎ） Ｑｅ＝Ｑｄ・Ｉｃ（ｎ）＋Ｉｄ・Ｑｃ（ｎ） で与えられる。

【００２１】さらに、マルチパイロットブロック平均化
処理部１４は、補正対象シンボル（Ｉｄ，Ｑｄ）が補正
対象スロット中の領域Ａ，Ｂ及びＣのうちどの領域に属
するのかを識別し、その結果に応じて、ＲＯＭ１６上に
記憶されている３組の重みのうちいずれを選んでパイロ
ットブロック情報ＰＢ（ｎ−５）〜ＰＢ（ｎ）に付与す
るのかを、決めている。例えば、補正対象シンボル（Ｉ
ｄ，Ｑｄ）が領域Ａに属するときには、パイロットブロ
ック情報ＰＢ（ｎ−５）〜ＰＢ（ｎ）に乗ずる重みを
（０，０．１１５，０．７６９，０．１１５，０，０）
にし、補正対象シンボル（Ｉｄ，Ｑｄ）が領域Ｄに属す
るときには、これを、（０，０．１８７５，０．３１２
５，０．３１２５，０．１８７５，０）にする、という
ように、重みの切替を行う。これによって、本実施形態
の特徴に係る細分化された領域Ａ，Ｂ，Ｃ毎の重みの切
替設定を、実現することができる。

【００２２】この図の例では、パイロットブロック情報
作成部１２内に６通りのパイロットブロック情報を保持
しているが、何通りのパイロットブロック情報を保持す
ればよいかについては、要求される正確さと、許容され
る出力遅延との兼ね合いで、決めればよい。すなわち、
パイロットブロック情報作成部１２においてより多くの
パイロットブロック情報を保持するようにすれば、シン
ボル補正部１８においてより正確な補正を補正対象シン
ボル（Ｉｄ，Ｑｄ）に施すことができ一般により良好な
ＢＥＲを実現できるが、反面、受信バッファ１０のサイ
ズを大きくしなければならなくなり、出力に遅延が発生
する。従って、許容される出力遅延の範囲内で、パイロ
ットブロック情報作成部１２にて保持するパイロットブ
ロック情報の個数を多くするのが望ましい。

【００２３】また、本実施形態では、前述のように、補
正対象スロット内における領域Ａ，Ｂ及びＣの位置に応
じて、ＲＯＭ１６上の３通りの重みのうちいずれを使用
するのかを、選択的に決定している。補正対象スロット
を何個の領域に区分すればよいかについては、重みを記
憶するための記憶空間をどの程度まで大きくすることが
許されるのか（すなわちＲＯＭ１６上の占有記憶空間を
どの程度まで大きくすることができるのか）に応じて、
定めればよい。すなわち、マルチパイロットブロック平
均化処理部１４において使用する記憶空間を小さくした
いのであれば、領域の個数を少なくし、逆に、多少記憶
空間を占有しても構わないから正確な補正出力を得たい
のであれば、領域の個数を大きくすればよい。理想的に
は、データシンボル毎に重みを切替設定するようにする
のが望ましいが、現実的には、複数のデータシンボルを
含む領域を補正対象スロット内に設定すること、それも
当該領域の個数を比較的少ない個数にすることが、望ま
しい。

【００２４】さらに、この実施形態では、補正対象シン
ボル（Ｉｄ，Ｑｄ）が、領域Ａ，Ｂ及びＣのいずれに属
するのかに応じ重みを切り替えている。これに加え、フ
ェージング周波数ｆｄに応じて重みを切り替えるように
しても良い。すなわち、図示しないが、周知の構成を有
するフェージング周波数検出回路を用いてフェージング
周波数ｆｄを検出し、補正対象シンボル（Ｉｄ，Ｑｄ）
の位置及びこのフェージング周波数ｆｄ双方に応じて、
ＲＯＭ１６上の各組の重みのうちいずれを使用するのか
を、選択的に決めれば、フェージング周波数の高低に応
じた補正を行うことができるため、補正出力はさらに正
確なものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るパイロット同期検
波方法を概念的に示す図である。

【図２】 この実施形態を実現する装置の機能構成の一
例を示すブロック図である。

【図３】 一従来技術に係るパイロット同期検波方法を
概念的に示す図である。

【符号の説明】

１０ 受信バッファ、１２ パイロットブロック情報作
成部、１４ マルチパイロットブロック平均化処理部、
１６ ＲＯＭ、１８ シンボル補正部、ＰＢ（ｎ−５）
〜ＰＢ（ｎ） パイロットブロック情報、（Ｉｄ，Ｑ
ｄ） 補正対象シンボル、（Ｉｃ（ｎ），Ｑｃ（ｎ））
補正ベクトル、（Ｉｅ，Ｑｅ） 補正出力（補正され
たデータシンボル）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相異なる位置に挿入されている３個以上
   のパイロットブロックに関し各パイロットブロックに含
   まれている振幅及び／又は位相の変動を示すパイロット
   ブロック情報をそれぞれ作成するステップと、作成され
   たパイロットブロック情報同士の加重平均に基づきデー
   タシンボルに含まれている振幅及び／又は位相の変動を
   補償するための補正をそのデータシンボルに施すステッ
   プとを含むマルチパイロットブロック平均化法に従い、
   単数又は複数のパイロットシンボルを含むパイロットブ
   ロックがそれぞれ複数のデータシンボルを含むスロット
   同士の間に挿入されている信号を、検波するパイロット
   同期検波方法において、 上記補正の対象とされているデータシンボルが、上記加
   重平均を求める処理の対象とされているパイロットブロ
   ックに対し、有している位置関係に応じ、かつ、 当該データシンボルとの相関が他のパイロットブロック
   に比べ高いパイロットブロックに大きな重みが割り当て
   られ、当該データシンボルとの相関が他のパイロットブ
   ロックに比べ低いパイロットブロックに小さな重みが割
   り当てられるよう、 データシンボル毎に、上記加重平均を求める際の重みを
   切替設定することを特徴とするパイロット同期検波方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のパイロット同期検波方法
   において、 各スロット内にそれぞれ複数のデータシンボルを含む複
   数個の領域を設定し、各領域毎に、上記加重平均を求め
   る際の重みを切替設定することを特徴とするパイロット
   同期検波方法。