專利名稱：移動通信系統(tǒng)中的傳播路徑推斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別適用于在無線通信系統(tǒng)中使用的接收側(cè)通信設(shè)備的傳播路徑推斷方法。
背景技術(shù)：
圖2中示出適用本發(fā)明的無線通信設(shè)備和無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。無線通信系統(tǒng)由發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備201和接收側(cè)無線通信設(shè)備202構(gòu)成，通過無線傳播路徑203進行通話和數(shù)據(jù)傳輸。圖2之后所有的圖以單向線路(例如下行線路)為例進行了記述，在上行線路也同樣能適用。
在發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備201中，首先，應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)由發(fā)送部205內(nèi)的傳輸路徑編碼部207被進行編碼。在無線通信中，作為編碼方法，一般使用著卷積編碼和Turbo編碼。編碼后的代碼被輸入到QAM(Quadrature Amplitude Modulation即，正交調(diào)振幅制)調(diào)制部206中進行調(diào)制，由無線部208將調(diào)制后的基帶信號變換成無線頻帶進行傳輸。另一方面，在接收側(cè)無線通信設(shè)備202中，由無線部215將通過天線從無線傳播路徑203接收到的無線信號變換成基帶?；鶐盘柺紫仍诮邮詹?11中用QAM解調(diào)部213進行解調(diào)處理之后，用傳輸路徑譯碼部214進行譯碼。再有，在QAM解調(diào)部213中，使用傳播路徑推斷部212中的無線傳播路徑的推斷結(jié)果進行解調(diào)處理。
且說，作為發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備中的傳輸路徑編碼方法，在此，如圖3所示，假設(shè)編碼率R＝1/3，約束長K＝4的Turbo代碼。該代碼是作為第三代移動通信的方式在3GPP(3rdGeneration Partnership Project)方式TS25.212中規(guī)定的，被廣泛使用的代碼之一。
此外，在發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備的QAM調(diào)制部中，為了提高傳輸效率，進行很早就研究出的多值調(diào)制(QAM調(diào)制)。在64QAM的情況下，每1個符號能傳輸6位，如圖4中401所示，將6位{S5，S4，S3，S2，S1，S0}分成3位{S2，S1，S0}同相成分(I成分In-phase成分)和3位{S5，S4，S3}正交成分(Q成分Quadrature成分)，對各自相鄰的符號施行產(chǎn)生1位差別的格雷編碼，配置在如圖4中示出的信號點上進行傳輸。
由于已被QAM調(diào)制的發(fā)送信號在無線傳播路徑中受稱為衰減的無線傳播路徑特有的振幅變動和相位旋轉(zhuǎn)的影響，因此，在接收側(cè)無線通信設(shè)備中，為了正確地解調(diào)和譯碼，有必要正確地推斷這些變動。圖5中示出該情況。首先，假設(shè)發(fā)送信號點配置為501形狀的QAM信號，該信號在傳播路徑中受到了振幅變動G和相位旋轉(zhuǎn)θ的衰減502。這時信號點配置如503所示。在接收側(cè)，通過利用發(fā)送中的傳播路徑推斷用引導(dǎo)信號等，來推斷傳播路徑中的振幅變動G和相位旋轉(zhuǎn)θ，另外，通過將該傳播路徑推斷值的復(fù)數(shù)共軛相乘，實現(xiàn)(-θ)旋轉(zhuǎn)并補償相位旋轉(zhuǎn)505。再有，在象QAM這樣地在振幅方向上也載有信息的信號的情況下，為了解調(diào)，有必要也正確地推斷振幅變動G的值。
且說，為了進行上述中的傳播路徑推斷，一般地，所述載有信息的數(shù)據(jù)信號另外準(zhǔn)備用于推斷傳播路徑狀況的引導(dǎo)信號。引導(dǎo)信號的特征為是即使在接收側(cè)正發(fā)送何種狀態(tài)的信號是已知的，因此，引導(dǎo)信號的接收信號本身表現(xiàn)傳播路徑的狀況。例如，在引導(dǎo)信號的信號點配置＝(1，0)，即為以1×exp(j0)表現(xiàn)的信號的情況下，就成為接收信號＝G×exp(jθ)，的確，接收信號表現(xiàn)著傳播路徑的狀況。由于從接收信號生成僅正負(fù)倒轉(zhuǎn)了正交成分信號，則該信號成為G×exp(-jθ)，因此，也能容易地得到使其進行解調(diào)所需的(-θ)旋轉(zhuǎn)所必要的信號。
再有，引導(dǎo)信號的發(fā)送方法大致有兩種，一種如圖6所示，是與數(shù)據(jù)信號并行使用各自的通信信道同時發(fā)送的方法，另一種如圖8所示，代之與數(shù)據(jù)信號使用相同的通信信道，在一個時間上定期地插入引導(dǎo)信號的方法。
以下，具體說明使用哪個時刻中的引導(dǎo)信號的值進行傳播路徑推斷。
如圖6所示，在并行地發(fā)送第一個引導(dǎo)信號的情況下，通常，由于數(shù)據(jù)信號的傳輸速度相對快，因此，在同一時間接收的數(shù)據(jù)個數(shù)不同。在圖6的例子中，一個四角相當(dāng)于各個信號的1個符號，在接收601的引導(dǎo)信號P3的1個符號之時，602的數(shù)據(jù)信號則接收d1，d2，d3，d4-4個符號。因此，用于d1，d2，d3，d4-4個符號的解調(diào)的傳播路徑推斷值，使用在同時刻接收到的引導(dǎo)信號P3，將接收到的P3作為傳播路徑推斷值。
在圖6的傳播路徑推斷方法中，在P3時刻傳播路徑受到衰減和噪聲等的影響的情況下，有可能不能正確地進行傳播路徑推斷而通信質(zhì)量劣化。為了回避該問題，如圖7所示，可以考慮使用推斷時刻前后時刻中的多個引導(dǎo)信號，在分別如701所示的加權(quán)之后將其相加702，將它作為傳播路徑推斷值的方法。但在該情況下也使用W1∶W2∶W3∶W4∶W5＝1∶2∶3∶2∶1這樣的簡單的加權(quán)系數(shù)，對接近數(shù)據(jù)信號的信號給予更大的加權(quán)系數(shù)703。
另一方面，如圖8所示的一種簡單方法，在使用同一信道周期性地插入引導(dǎo)信號的情況下，由于在數(shù)據(jù)信號802的前后存在引導(dǎo)信號801、803，因此，計算引導(dǎo)信號801和803的平均值805，將其作為傳播路徑推斷值，適用于引導(dǎo)信號801、803之間的所有的數(shù)據(jù)信號802。
即使在圖8的傳播路徑推斷方法中，在引導(dǎo)信號受到衰減和噪聲等影響的情況下，也有可能不能正確地進行傳播路徑推斷而通信質(zhì)量劣化。為了回避該問題，如圖9所示，可以考慮使用推斷時刻前后的時刻中的多個引導(dǎo)信號，在分別如901所示的加權(quán)之后將其相加902，將它作為傳播路徑推斷值的方法。但是，在該情況下也使用W1∶W2∶W3∶W4＝1∶2∶2∶1這樣的簡單的加權(quán)系數(shù)，對接近數(shù)據(jù)信號的信號給予更大的加權(quán)系數(shù)903。例如，在非特許文獻1中實際介紹了W1∶W2∶W3∶W4＝1∶2∶2∶1的例子。
以上所述的傳播路徑推斷方法的特征在于，將從一個或多個引導(dǎo)信號的信息得到的傳播路徑推斷值適用于多個多數(shù)據(jù)信號(符號)的解調(diào)。在現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中，在適用在象QAM這樣在振幅和相位上載有信息的調(diào)制方式的情況下，由于在解調(diào)中也需要精度高的傳播路徑推斷結(jié)果，因此，對于多個數(shù)據(jù)信號(符號)，若使用同一傳播路徑推斷值，存在有由于沒正確推斷傳播路徑變動，而反過來通信質(zhì)量大幅劣化的問題。
此外，即使在由多個時刻的引導(dǎo)信號的加權(quán)來推斷傳播路徑的情況下，在現(xiàn)有的方法中，也存在沒有加權(quán)系數(shù)的定量的計算根據(jù)，若沒有正確地設(shè)定系數(shù)就轉(zhuǎn)換，則通信質(zhì)量就大幅劣化的情況。
非特許文獻1“DS-CDMA中使用多個領(lǐng)示塊的高精度信道推斷法”安藤他，(電子信息通信學(xué)會技術(shù)報告RCS96-72)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種傳播路徑推斷方法，伴隨著無線通信系統(tǒng)中的信息傳輸速度的高速化，為了提高頻率利用率，在適用QAM作為調(diào)制方式的系統(tǒng)不斷增加的情況下，本傳播路徑推斷方法用于高效且高精度地推斷傳播路徑，以良好的質(zhì)量即良好的誤碼率特性進行通信。
為了達到上述目的，本發(fā)明利用對數(shù)據(jù)信號的每一個符號計算出不同的傳播路徑推斷值用于解調(diào)，來實現(xiàn)特性改善。
此外，為了達到上述目的，以無線傳播路徑中的衰減具有的頻率特性為著眼點，利用去除使推斷誤差增大的熱噪聲來提高傳播路徑推斷值的計算精度。


圖1是示出本發(fā)明涉及的實施例4的傳播路徑推斷方法的框圖。
圖2是示出本發(fā)明中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出傳播路徑編碼方法之一的Turbo編碼的生成器的框圖。
圖4是示出QAM之一的64QAM的信號點配置的圖。
圖5是示出QAM發(fā)送信號由衰減和檢波推移成何種狀態(tài)的圖。
圖6是示出引導(dǎo)信號與數(shù)據(jù)信號并行地發(fā)送的情況下的現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法的圖。
圖7是在引導(dǎo)信號與數(shù)據(jù)信號并行地發(fā)送的情況下，使用了多個時刻中的引導(dǎo)信號的現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法的圖。
圖8是示出引導(dǎo)信號與數(shù)據(jù)信號分時地發(fā)送的情況下的現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法的圖。
圖9是示出在引導(dǎo)信號與數(shù)據(jù)信號分時地發(fā)送的情況下，使用了更寬范圍的時刻中的多個引導(dǎo)信號的現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法的圖。
圖10是示出本發(fā)明的實施例1中的傳播路徑推斷方法的圖。
圖11是表示了傳播路徑中的衰減的頻譜的圖。
圖12是說明使用本發(fā)明的實施例2中的低通濾波器來高精度地推斷衰減的情況的圖。
圖13是實現(xiàn)本發(fā)明的實施例3中的傳播路徑推斷方法的框圖。
圖14是示出本發(fā)明的實施例3、4中的加權(quán)系數(shù)的值的圖。
圖15是示出本發(fā)明的實施例3中的引導(dǎo)信號的采樣間隔與傳播路徑推斷周期的關(guān)系的圖。
圖16是示出本發(fā)明的實施例4中的引導(dǎo)信號的采樣間隔與傳播路徑推斷周期的關(guān)系的圖。
圖17是示出使用了本發(fā)明的實施例4的模擬試驗結(jié)果的圖。
圖18是說明使用了本發(fā)明的實施例5的傳播路徑推斷方法的圖。
圖中101…本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷部102…本發(fā)明涉及的引導(dǎo)信號和“0”數(shù)據(jù)切換開關(guān)103…本發(fā)明涉及的構(gòu)成FIR的延遲元件104…本發(fā)明涉及的構(gòu)成FIR的乘法器105…本發(fā)明涉及的構(gòu)成FIR的加法器106…本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷值107…檢波部108…解調(diào)部201…發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備202…接收側(cè)無線通信設(shè)備203…無線傳播路徑204…發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備的天線205…發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備的發(fā)送部206…發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備的QAM調(diào)制部207…發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備的傳輸路徑編碼部208…發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備的無線部209…發(fā)送側(cè)無線通信設(shè)備的接收部210…接收側(cè)無線通信設(shè)備的天線211…接收側(cè)無線通信設(shè)備的接收部212…接收側(cè)無線通信設(shè)備的傳播路徑推斷部213…接收側(cè)無線通信設(shè)備的QAM解調(diào)部214…接收側(cè)無線通信設(shè)備的傳輸路徑解碼部215…接收側(cè)無線通信設(shè)備的無線部
216…接收側(cè)無線通信設(shè)備的發(fā)送部301…向Turbo編碼器的輸入位302…Turbo編碼器的編碼后的輸出位401…64QAM中的符號和位配置501…QAM發(fā)送信號的信號點配置502…傳播路徑變動503…QAM接收信號的信號點配置504…檢波解調(diào)處理505…解調(diào)后QAM信號的信號點配置601…引導(dǎo)信號602…數(shù)據(jù)信號701…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的乘法器702…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的加法器703…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的加權(quán)系數(shù)的分布801…在注目時刻的數(shù)據(jù)信號之前的某個引導(dǎo)信號802…數(shù)據(jù)信號803…在注目時刻的數(shù)據(jù)信號之后的某個引導(dǎo)信號804…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的乘法器805…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的加法器901…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的乘法器902…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的加法器903…現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法中的加權(quán)系數(shù)的分布1001…本發(fā)明涉及的引導(dǎo)信號1002…本發(fā)明涉及的用于數(shù)據(jù)符號d1的傳播路徑推斷的引導(dǎo)信號1003…本發(fā)明的傳播路徑推斷方法中的乘法器1004…本發(fā)明的傳播路徑推斷方法中的加法器1005…數(shù)據(jù)信號1006…本發(fā)明涉及的使用傳播路徑推斷結(jié)果的數(shù)據(jù)符號d11007…本發(fā)明涉及的用于數(shù)據(jù)符號d2的傳播路徑推斷的引導(dǎo)信號1008…本發(fā)明的傳播路徑推斷方法中的乘法器
1009…本發(fā)明的傳播路徑推斷方法中的加法器1010…本發(fā)明涉及的使用傳播路徑推斷結(jié)果的數(shù)據(jù)符號d21101…衰減的頻譜1102…最大多普勒頻率的2倍的頻率1103…數(shù)據(jù)傳輸速度1104…使衰減的頻譜范圍通過的低通濾波器1201…傳播路徑中的熱噪聲1202…在傳播路徑中衰減和熱噪聲增加的狀態(tài)1203…在低通濾波器通過后殘留的熱噪聲1301…實現(xiàn)本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷方法的FIR1302…輸入到本發(fā)明涉及的FIR中的引導(dǎo)信號1303…構(gòu)成本發(fā)明涉及的FIR的延遲元件1304…構(gòu)成本發(fā)明涉及的FIR的乘法器1305…構(gòu)成本發(fā)明涉及的FIR的加法器1306…本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷值1401…傅立葉變換運算1402…理想低通濾波器的脈沖響應(yīng)1403…理想低通濾波器中的波形間隔1404…設(shè)定成本發(fā)明涉及的FIR的各系數(shù)的加權(quán)系數(shù)的值1501…引導(dǎo)信號的時間波形1502…本發(fā)明涉及的已被采樣的引導(dǎo)信號1503…本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷值1601…打開本發(fā)明涉及的采樣間隔來采樣引導(dǎo)信號，在之間插入了“0”的信號1602…本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷值1801…本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷裝置1802…本發(fā)明涉及的加權(quán)系數(shù)的分布1803…本發(fā)明涉及的傳播路徑推斷裝置1804…本發(fā)明涉及的加權(quán)系數(shù)的分布
具體實施例方式
實施例1在本發(fā)明中，為了達到上述目的，如圖10所示，使引導(dǎo)信號的采樣周期與數(shù)據(jù)信號的傳輸速度(符號率)相同，使用一個引導(dǎo)信號，或使用加權(quán)了多個引導(dǎo)信號的信號，對數(shù)據(jù)信號的每個符號推斷傳播路徑。具體地說，推斷該數(shù)據(jù)信號的傳播路徑中的振幅變動或相位旋轉(zhuǎn)。
引導(dǎo)信號1001按與數(shù)據(jù)信號1005相同的傳輸速度(符號率)發(fā)送P0，P1，P2，P3，P4，…或采樣。在圖10中，通過使用4個符號間隔的引導(dǎo)信號p0，p4，p8，p12，p16-1002，對各個引導(dǎo)信號乘以加權(quán)系數(shù)1003并相加1004，從而計算出數(shù)據(jù)信號1005中的某一個符號d1-1006中的傳播路徑推斷值?；蛘撸部梢詢H使用按同定時或最近的定時接收的引導(dǎo)信號p8，計算出傳播路徑推斷值。作為用于傳播路徑推斷的引導(dǎo)信號，一般地，考慮經(jīng)過與檢波對象數(shù)據(jù)信號的符號一樣的傳播路徑，按大致相同的定時接收的引導(dǎo)信號較理想。此外，利用使用其定時前后的多個符號的引導(dǎo)信號，就能進行高精度的傳播路徑推斷。使1個數(shù)據(jù)符號與用于該數(shù)據(jù)符號傳播路徑推斷的引導(dǎo)信號的時間關(guān)系固定，d1-1006的下一個數(shù)據(jù)符號d2-1010的傳播路徑推斷值，則利用使用偏移1個符號時間的引導(dǎo)信號p1，p5，p9，p13，p17-1007，同樣地乘以加權(quán)系數(shù)1008后相加1009來計算出。
由于使用上述的傳播路徑推斷方法能對于數(shù)據(jù)信號的每一個符號計算出不同的傳播路徑推斷值，因此，能改善通信質(zhì)量特性(誤碼率特性)。
實施例2在本實施例中，利用使接收到的引導(dǎo)信號作為輸入來通過低通濾波器(LPFLow Pass Filter)，提高傳播路徑的推斷精度。
以下對此具體地進行說明。
在無線傳播路徑中產(chǎn)生所謂衰減的振幅和相位的急劇變動(一種噪聲)。將其表現(xiàn)在頻域中的情況下，沒有超過最大多普勒頻率(＝fd)的頻率成分。在此，所述最大多普勒頻率是與載波頻率和移動臺的移動速度成比例的頻率。例如，假設(shè)載波頻率＝800MHz，移動臺的移動速度為時速120km的情況下，最大多普勒頻率大致為fd＝240Hz(相當(dāng)于240bit/s)，頻譜密度大致如圖11的1101所示。
對此，數(shù)據(jù)傳輸速度例如在現(xiàn)在的第三代便攜式電話中為384kb/s，在實際的無線傳播路徑中進行更高速的傳輸，在位順序中更是非常地高速。在圖11的例子中，在模擬試驗時，設(shè)數(shù)據(jù)傳輸速度為289.5kHz(1103)，但該情況下在fd＝240Hz和289.5kb/s時也有1200倍以上的速度差。
但是，在傳播路徑中加以上述衰減，增加與在無線傳播路徑傳輸?shù)膸挸杀壤臒嵩肼?白色噪聲)。圖12的1201示出該情況。由于在現(xiàn)有的傳播路徑推斷中，理應(yīng)在因衰減而產(chǎn)生的振幅變動和相位旋轉(zhuǎn)中增加寬帶的噪聲成分1201的狀態(tài)1202下，推斷傳播路徑，但由于衰減不具有如上所述的最大多普勒頻率以上的成分，因此，利用使引導(dǎo)信號在低通濾波器上通過，衰減信號就照原樣通過，能去除存在于殘留頻帶中的很多熱噪聲。上述低通濾波器具有通過1104示出的最大多普勒頻率以下成分的通頻帶。當(dāng)然，存在于衰減的頻域中的熱噪聲沒能去除而殘留1203，但若與在原傳播路徑中增加的熱噪聲的總計相比，因為數(shù)據(jù)傳輸速度快，衰減按位順序慢，所以，可以認(rèn)為極少(若是剛才的fd＝240Hz和傳輸速度289.5kb/s的例子，使其通過該濾波器，則使熱噪聲減少到1/600左右)。這樣，利用使在用于傳播路徑推斷中的引導(dǎo)信號，通過配合了在傳播路徑上產(chǎn)生的衰減的最大多普勒頻率的低通濾波器，從而去除不需要的噪聲，高精度地進行傳播路徑推斷。
實施例3在本實施例中提到了實施例2中的低通濾波器的具體的構(gòu)成方法。如實施例1所述的，由于對數(shù)據(jù)信號的每一個符號計算出不同的傳播路徑推斷值，因此，引導(dǎo)信號的發(fā)送或采樣間隔也與數(shù)據(jù)信號一致，在實施例1中，將多個時刻中的引導(dǎo)信號數(shù)據(jù)加權(quán)之后相加，但實現(xiàn)它的更簡單的方法是圖13的1301中示出的FIR濾波器。即，由多個延遲元件1303和對各個數(shù)據(jù)乘以加權(quán)系數(shù)的乘法器1304及相加這些相乘結(jié)果的加法器1305構(gòu)成。再有，F(xiàn)IR濾波器的各系數(shù)如圖14所示，配合由期望的低通特性1104的傅立葉變換求得的脈沖響應(yīng)1402，設(shè)定作為加權(quán)系數(shù)1404。這也可以說是用1301的FIR構(gòu)成具有1104的頻率特性的低通濾波器。在本發(fā)明中的特征在于，將加權(quán)系數(shù)設(shè)定為具有配合傳播路徑變動的低通濾波器的特性。此外，在注目于加權(quán)系數(shù)的值本身的情況下，本發(fā)明的特征在于，如圖14的1404所示作為加權(quán)系數(shù)的值而具有負(fù)值。
實施例4在本實施例中，即使利用奈奎斯特定理使引導(dǎo)信號的采樣速度(速率)比數(shù)據(jù)傳輸速度(數(shù)據(jù)信號的符號率)慢，也能進行與使采樣間隔與數(shù)據(jù)傳輸速度相同時同樣的高精度的傳播路徑推斷值的計算。以下詳細地進行敘述。
根據(jù)奈奎斯特定理，由于若有信號所具有的最大頻率的2倍以上的采樣頻率，就能再現(xiàn)原來的信號，因此，在圖11的fd＝240Hz的衰減的情況下，若按480Hz(相當(dāng)于480bit/s)1102以上進行采樣，則理論上就能再現(xiàn)該衰減。在圖11的情況下，由于數(shù)據(jù)傳輸速度是289.5kb/s(1103)，因此，滿足該奈奎斯特定理的條件。即使在先前所述的第三實施例中，通過使引導(dǎo)信號的采樣間隔與數(shù)據(jù)傳輸速度相同，也滿足該奈奎斯特定理。圖15中示出該情況。通過使引導(dǎo)信號1501按與數(shù)據(jù)傳輸速度相同的采樣頻率進行采樣1502，并使FIR濾波器1301動作，該FIR濾波器1301使1501與衰減合并了的頻域通過，按與數(shù)據(jù)傳輸速度相同的間隔計算出傳播路徑推斷值1503。
該實施例3的動作在衰減的最大多普勒頻率fd＝240Hz的情況下，進行的，若按480Hz以上進行采樣，則相對于信號能夠再現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸速度為289.5bk/s，非常高速。在該情況下，能不損傷通信質(zhì)量而使引導(dǎo)信號的采樣率降低到最大多普勒頻率的2倍左右。
因此，例如圖16這樣地，設(shè)采樣頻率為數(shù)據(jù)傳輸速度的1/4，即每4個數(shù)據(jù)符號進行1回采樣，在與剩下的3個采樣對應(yīng)的時刻則生成插入“0”的信號1601并內(nèi)插，使其輸入到在實施例3中使用的FIR濾波器中。由于數(shù)據(jù)傳輸速度對于衰減的最大多普勒頻率十分高速，因此，即使設(shè)定引導(dǎo)信號的采樣間隔為數(shù)據(jù)傳輸速度的1/4，奈奎斯特定理也成立，且由于使用與實施例3中說明的相同的FIR濾波器，衰減具有的頻域全部通過，因此，使其這樣地動作并輸出的傳播路徑推斷值1602，就與圖15中的傳播路徑推斷值1503大致相同。圖1示出該傳播路徑推斷方法。將引導(dǎo)信號1001按某個采樣頻率(但是，設(shè)定為衰減的最大多普勒頻率的2倍以上)進行采樣1002，將其作為傳播路徑推斷中使用的輸入信號。接著，由開關(guān)102的切換來實現(xiàn)配合傳播路徑推斷值的輸出間隔(＝數(shù)據(jù)傳輸速度)插入“0”的信號1601，使具備擁有1404所示低通特性的加權(quán)系數(shù)的FIR濾波器動作。FIR濾波器由多個延遲器103和進行與各個加權(quán)系數(shù)進行相乘的乘法器104及相加這些相乘結(jié)果的加法器105構(gòu)成，按數(shù)據(jù)符號率動作的FIR濾波器的輸出106成為數(shù)據(jù)信號某個時刻中的1個符號部分的傳播路徑推斷值。之后，在檢波部107中，使用傳播路徑推斷值進行數(shù)據(jù)信號的檢波(相位旋轉(zhuǎn)的補償?shù)?，在解調(diào)部108中利用多值調(diào)制等進行已被調(diào)制的數(shù)據(jù)信號的解調(diào)。
利用計算機模擬試驗來評價使用了該實施例4中的傳播路徑推斷方法時的誤碼率特性。作為模擬試驗的條件，傳輸路徑編碼使用圖3中示出的編碼率R＝1/3，約束長K＝4的Turbo編碼，多值調(diào)制適用16QAM，進行20kb/s傳輸(再有，該時的QAM的符號傳輸速度等于16k symbol/s)。此外，引導(dǎo)信號按1600Hz(1.6kb/s)進行發(fā)送，假定引導(dǎo)信號的功率為數(shù)據(jù)信號的功率的10倍強。傳播路徑推斷按數(shù)據(jù)信號的10個符號上一次比例來采樣引導(dǎo)信號，在插入9個“0”后與數(shù)據(jù)傳輸速度合并之后，以240Hz以下作為通頻帶寬的低通濾波器安裝在100個分支的FIR上。圖17中示出fd＝240Hz時的誤碼率特性。
實線為在理想地沒有錯誤地推斷傳播路徑的情況下可能達到的誤碼率特性的限定值。此外，在存在用FIR濾波器不能去除的殘留噪聲1203的情況下，由于由該噪聲產(chǎn)生的傳播路徑推斷誤差而導(dǎo)致誤碼率特性劣化，用虛線示出該特性。該特性也可以解釋為示出了將配合衰減特性的低通特性通過FIR實現(xiàn)時的界限。另外，為了進行比較，用三角標(biāo)記(▲)示出使用了NTT-TOCOMO在1996年發(fā)表的現(xiàn)有的傳播路徑推斷方法時的特性。由圖17可知，使用具有配合衰減特性的低通特性的本實施例中的FIR，與現(xiàn)有方式相比，能改善大約0.2dB特性。
實施例5在本實施例中，由于在多值調(diào)制適用時高效且高精度地進行傳播路徑推斷，因此，數(shù)據(jù)信號的每個符號使用不同的傳播路徑推斷值，但在本實施例中，將幾個符號作為傳播路徑推斷的更新單位，每幾個符號就適用從實施例1～4中示出的傳播路徑推斷方法。由于原來的傳播路徑推斷值的每一個數(shù)據(jù)符號不同，因此，將幾個符號的部分設(shè)定同一傳播路徑推斷值，就產(chǎn)生或多或少的特性劣化，但能夠減少傳播路徑推斷的計算頻率，此外，由FIR構(gòu)成濾波器的情況下，從裝置結(jié)構(gòu)的觀點來看可知，由于能使分支數(shù)減少(等價于使乘法器的數(shù)目減少)，因此有簡略化的優(yōu)點。圖18示出該情況。在圖18的例子中，假設(shè)在每個符號就更新傳播路徑推斷值之時，構(gòu)成的FIR濾波器1801的分支數(shù)是6，其加權(quán)系數(shù)的分布假定為是1802。另外，若假定為2個數(shù)據(jù)符號之間也可以使用同一傳播路徑推斷值，則2個符號之間就成為相同的加權(quán)系數(shù)的乘法，因此，乘法器可以是3個，其分布成為如1804那樣的分布(再有，1804的虛線表示與分支數(shù)是3個的情況的特性等價的、在與1801同樣分支數(shù)為6的情況下實現(xiàn)的加權(quán)系數(shù))。由于加權(quán)系數(shù)不同，因此產(chǎn)生或多或少的特性劣化，但在該例子中也可以設(shè)定乘法器的數(shù)目為1/2。
用于本發(fā)明的引導(dǎo)信號可以是從發(fā)送側(cè)通信設(shè)備向多個接收側(cè)通信設(shè)備發(fā)送的共用的引導(dǎo)信號，也可以是從發(fā)送側(cè)通信設(shè)備向特定的接收側(cè)通信設(shè)備發(fā)送的個別引導(dǎo)信號。此外，在如實施例4那樣，在按比數(shù)據(jù)信號的符號率低的速率來采樣引導(dǎo)信號的情況下，也可以是用與數(shù)據(jù)信號相同的信道，周期地插入到數(shù)據(jù)信號之間之后再發(fā)送的引導(dǎo)信號。
根據(jù)本發(fā)明，在進行適用了多值調(diào)制的高速數(shù)據(jù)傳輸時，也能進行高效且高精度的傳播路徑推斷，改善通信質(zhì)量特性。
權(quán)利要求
1.一種傳播路徑推斷方法，該傳播路徑推斷方法是移動通信系統(tǒng)中的接收設(shè)備求出用于從發(fā)送設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)信號的檢波的傳播路徑推斷值，其特征在于，上述接收設(shè)備從上述發(fā)送設(shè)備接收包含多個數(shù)據(jù)符號的數(shù)據(jù)信號，對每個上述接收數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)符號推斷該數(shù)據(jù)信號的傳播路徑，使用該推斷結(jié)果，對每個上述數(shù)據(jù)符號進行上述接收數(shù)據(jù)信號的檢波。
2.如權(quán)利要求1所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，上述接收設(shè)備從上述發(fā)送設(shè)備接收引導(dǎo)信號，并使用上述引導(dǎo)信號推斷上述傳播路徑。
3.如權(quán)利要求2所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，上述接收設(shè)備基于上述引導(dǎo)信號，推斷上述接收數(shù)據(jù)信號的傳播路徑中的振幅變動或相位旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求2所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，使用包含接收定時與上述被檢波的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)符號最近的符號的1個或多個引導(dǎo)信號的符號，推斷上述傳播路徑。
5.如權(quán)利要求2所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，按比上述數(shù)據(jù)信號的符號率慢的速度進行采樣上述引導(dǎo)信號，使用按上述數(shù)據(jù)信號的符號率動作的FIR濾波器，將被采樣的引導(dǎo)信號內(nèi)插到上述數(shù)據(jù)信號的符號率中，輸入到FIR濾波器中，將濾波器輸出作為傳播路徑推斷值，進行傳播路徑推斷。
6.如權(quán)利要求5所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，上述FIR濾波器的系數(shù)基于由規(guī)定的低通特性的傅立葉變換求得的脈沖響應(yīng)進行設(shè)定。
7.如權(quán)利要求5所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，上述引導(dǎo)信號用與上述數(shù)據(jù)信號相同的信道，按規(guī)定的間隔插入到上述數(shù)據(jù)信號的符號之間后進行發(fā)送。
8.如權(quán)利要求2所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，上述引導(dǎo)信號的符號率與上述接收數(shù)據(jù)信號的符號率相等。
9.如權(quán)利要求2所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，使上述引導(dǎo)信號通過具有規(guī)定頻率以下的通頻帶的低通濾波器，用于傳播路徑推斷。
10.如權(quán)利要求1所述的傳播路徑推斷方法，其特征在于，上述接收數(shù)據(jù)信號是在上述發(fā)送設(shè)備中被多值調(diào)制的信號。
11.一種移動通信系統(tǒng)中的接收設(shè)備，其特征在于，具有基于接收信號，推斷發(fā)送設(shè)備與該接收設(shè)備間的傳播路徑變動的傳播路徑推斷部；使用上述傳播路徑推斷部中的推斷結(jié)果，檢波接收到的數(shù)據(jù)信號的檢波部；解調(diào)上述已檢波的接收信號的解調(diào)部，上述接收數(shù)據(jù)信號具有多個數(shù)據(jù)符號，上述傳播路徑推斷部按上述接收數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)符號率動作，對每個數(shù)據(jù)符號進行傳播路徑推斷，上述檢波部對每個上述數(shù)據(jù)符號進行上述接收數(shù)據(jù)信號的檢波。
12.如權(quán)利要求11所述的接收設(shè)備，其特征在于，上述傳播路徑推斷部使用從上述發(fā)送設(shè)備接收到的引導(dǎo)信號，推斷上述傳播路徑變動。
13.如權(quán)利要求12所述的接收設(shè)備，其特征在于，上述傳播路徑推斷部基于上述引導(dǎo)信號，推斷上述接收信號的傳播路徑中的振幅變動或相位旋轉(zhuǎn)。
14.如權(quán)利要求12所述的接收設(shè)備，其特征在于，上述傳播路徑推斷部具有使輸入到的引導(dǎo)信號延遲的多個串聯(lián)連接的延遲元件；在上述多個延遲元件的輸出上乘以規(guī)定的多個系數(shù)的多個乘法器；相加上述多個乘法器的輸出的加法器，上述傳播路徑推斷部按上述數(shù)據(jù)信號的符號率動作，使用上述加法器的輸出，推斷上述傳播路徑變動。
15.如權(quán)利要求14所述的接收設(shè)備，其特征在于，向上述傳播路徑推斷部中輸入按比上述數(shù)據(jù)信號的符號率慢的速率采樣到的上述引導(dǎo)信號，將輸入到的上述引導(dǎo)信號按預(yù)先設(shè)定的值內(nèi)插到上述數(shù)據(jù)信號的符號率中，并將該內(nèi)插后的信號向多個延遲元件輸入。
16.如權(quán)利要求15所述的接收設(shè)備，其特征在于，上述多個乘法器的系數(shù)基于由規(guī)定的低通特性的傅立葉變換求得的脈沖響應(yīng)進行設(shè)定。
17.如權(quán)利要求14所述的接收設(shè)備，其特征在于，上述多個系數(shù)中至少一個是負(fù)值。
18.如權(quán)利要求14所述的接收設(shè)備，其特征在于，上述傳播路徑推斷部具有使輸入到的引導(dǎo)信號延遲的多個串聯(lián)連接的延遲元件；在上述多個延遲元件的輸出上乘以規(guī)定的多個系數(shù)的比延遲元件的數(shù)目少的多個乘法器；和相加上述多個乘法器的輸出的加法器，上述傳播路徑推斷部按上述數(shù)據(jù)信號的符號率動作，使用上述加法器的輸出，推斷上述傳播路徑變動。
19.如權(quán)利要求12所述的接收設(shè)備，其特征在于，具有通過用于上述傳播路徑推斷的引導(dǎo)信號的低通濾波器。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種傳播路徑推斷方法，伴隨著無線通信系統(tǒng)中的信息傳輸速度的高速化，為了提高頻率利用率，在適用QAM作為調(diào)制方式的系統(tǒng)不斷增加的情況下，本傳播路徑推斷方法用于高效且高精度地推斷傳播路徑，按良好的質(zhì)量即良好的誤碼率特性進行通信。為了解決上述課題，本發(fā)明利用對于數(shù)據(jù)信號的每一個符號計算出不同的傳播路徑推斷值用于解調(diào)，來實現(xiàn)特性改善。此外，為了解決上述課題，以無線傳播路徑中的衰減具有的頻率特性為著眼點，使用去除使推斷誤差增大的熱噪聲的限頻濾波器來提高傳播路徑推斷值的計算精度。
文檔編號H04B7/005GK1525768SQ03130710
公開日2004年9月1日 申請日期2003年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者花岡誠之, 矢野隆 申請人:株式會社日立制作所