JP2000332650A - 無線通信端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ・コンバイナにおける復調データの合
成の判断の精度を上げ、合成後の復調データのＳ／Ｎ比
を向上させること。 【解決手段】 基地局から送られてくる電波を受信する
アンテナと、該アンテナによって受信した複数の受信信
号を個別に復調する複数の復調回路と、該複数の復調回
路の出力を合成する信号合成手段と、上記各復調回路と
信号合成手段の間の各通路を開閉するオン・オフ回路
と、各復調回路で復調された信号のエネルギーを検出し
てそのエネルギーが予め定められた閾値より小さい信号
を上記信号合成手段に供給しないように上記オン・オフ
回路を制御する制御手段とを有する無線通信端末装置で
あって、上記複数の復調回路の出力を個別に記憶するバ
ッファ手段を上記オン・オフ回路の前段に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信端末装置に関
し、特に、セルラー無線通信システムの移動局として用
いられる携帯電話機に適用して好適な装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セルラー電話システムとして、従来よ
り、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）
方式やＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access ）方
式が用いられている。ＦＤＭＡ方式は、異なる周波数の
チャネルを用いて多元接続を行うものであり、アナログ
方式のセルラー電話システムでは、もっぱら、この方式
が用いられている。ところが、ＦＤＭＡ方式やＴＤＭＡ
方式では、最近のセルラー電話システム利用者数の急激
な増大に対処することが困難になってきている。

【０００３】即ち、ＦＤＭＡ方式では、周波数利用効率
が悪く、利用者数の急激な増大に対して、チャネル数が
不足しがちである。チャネル数を増大するために、チャ
ネル間隔を狭くすると、隣接チャネルの影響を受けやす
くなったり、音質の劣化を生じる。

【０００４】ＴＤＭＡ方式は、送信データを時間圧縮す
ることにより、利用時間を分割し、同一の周波数を共有
するようにしたもので、ディジタル方式のセルラー電話
システムとして現在広く普及している。ＴＤＭＡ方式
は、ＦＤＭＡ方式だけの場合に比べて、周波数利用効率
が改善されるとはいえ、チャネル数に限界が有り、利用
者の急激な増大とともに、チャネル数の不足が危惧され
ている。

【０００５】これに対して、近年ＣＤＭＡ方式が用いら
れるようになった。この方式は、疑似ランダム符号を拡
散符号として用いて、送信波をスペクトル拡散して送信
するスペクトル拡散通信方式であって、拡散符号の符号
系列のパターンや位相を異ならせることにより、多元接
続が可能である。

【０００６】上記スペクトル拡散通信方式は、送信側
で、送信データにより搬送波を一次変調した後、ＰＮ符
号によりその一次変調した搬送波を更に変調して送信
し、受信側で、送信側と同一のＰＮ符号により復調して
一次変調出力を得てそれを更に復調する方式である。一
次変調としては、例えば、平衡ＱＰＳＫ変調が用いられ
る。また、ＰＮ符号による変調は、搬送波にＰＮ（Pseu
dorandom Noise）符号を乗じることにより遂行される。
ＰＮ符号はランダム符号であるから、このように搬送波
がＰＮ符号により変調を受けると、その周波数スペクト
ルが広げられる。

【０００７】受信側で復調する際には、受信信号に送信
側と同一のＰＮ符号が乗じられる。受信時に、送信時と
同一のＰＮ符号で、その位相が合致していると、逆拡散
が行われ、一次変調出力が得られる。この一次変調出力
を復調することにより、受信データが得られる。

【０００８】スペクトル拡散通信方式では、受信時に信
号を逆拡散するためには、そのパターンのみならず、そ
の位相についても、送信側と同一のＰＮ符号が必要であ
る。従って、ＰＮ符号のパターンや位相を変えることに
より、多元接続が可能となる。このように、拡散符号の
符号系列のパターンや位相を異ならせることにより多元
接続を可能にしたものがＣＤＭＡ方式と呼ばれている。

【０００９】ＣＤＭＡ方式は、耐干渉性が優れており、
隣接チャネルの影響を受けにくい。このため、周波数利
用効率が上がり、より多チャネル化が図れる。また、Ｆ
ＤＭＡ方式やＴＤＭＡ方式では、マルチパスによるフェ
ージングの影響を受けやすいがＣＤＭＡ方式はそのよう
な影響を受けにくい。

【００１０】その様子を、図３を参照して、下記に説明
する。基地局１０１から携帯端末１０２に伝送する信号
には、基地局１０１からの電波が携帯端末１０２に直接
届くパスＰ１の他に、基地局１０１からの電波がビル１
０３Ａで反射して携帯端末１０２に届くパスＰ２や、基
地局１０１からの電波がビル１０３Ｂで反射して携帯端
末１０２に届くＰ３等の複数のパスがある。

【００１１】基地局１０１から携帯端末１０２に直接届
くパスＰ１を通って送られてくる電波に比べて、基地局
１０１からビル１０３Ａや１０３Ｂを経由して携帯端末
１０２に届くパスＰ２及びＰ３を通って送られてくる電
波に遅れが生じる。したがって、図４に示すように、携
帯端末１０２には、異なるタイミングでパスＰ１からの
信号Ｓ１、パスＰ２からの信号Ｓ２、パスＰ３からの信
号Ｓ３が到達する。これらの複数のパスＰ１，Ｐ２，Ｐ
３からの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が干渉し合うと、フェー
ジングが発生する。ＦＤＭＡ方式やＴＤＭＡ方式では、
このようなマルチパスによるフェージングの影響が問題
になる。

【００１２】これに対して、ＣＤＭＡ方式では、ダイバ
シティＲＡＫＥ方式を採用することにより、マルチパル
によるフェージングの影響を軽減できると共に、Ｓ／Ｎ
比の向上を図ることができる。この様子を、図５を参照
して下記に説明する。

【００１３】ダイバシティＲＡＫＥ方式では、受信側の
携帯端末に上述のような複数のパスを通って当該携帯端
末に達する信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対して、夫々のパス
を通って送られてくる信号を受信できる受信機１２１
Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃが用意されている。該携帯端末
は更にタイミング検出器１２３を備えており、このタイ
ミング検出器の出力により各パスにおける符号が捕捉さ
れ、この符号が各パスＰ１，Ｐ２，Ｐ３に対応する受信
機１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃにより、復調され、こ
れらの受信機の出力が合成回路１２２に送られそこで合
成される。

【００１４】従って、スペクトラム拡散通信方式では、
複数のパスを通って来た信号間の相互干渉を受けずら
い。そして、このように、複数のパスＰ１，Ｐ２，Ｐ３
からの受信出力を夫々復調し、これら複数のパスからの
復調出力を合成すれば、信号強度が大きくなり、Ｓ／Ｎ
比の向上が図れると共に、マルチパスによるフェージン
グの影響が軽減できる。

【００１５】上述の例では、説明のために、３つの受信
機１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃと、タイミング検出器
１２３とによりダイバシティＲＡＫＥ方式の構成を示し
たが、ダイバシティＲＡＫＥ方式のセルラー電話端末で
は、通常、図６に示すように、各パスの復調出力を得る
ためのフィンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃと、マル
チパスの信号を検出するためのサーチャ１５２と、各パ
スの復調データを合成するためのデータコンバイナ１５
３とが設けられる。

【００１６】上記ファンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１
Ｃへは、入力端子１５０から入力した中間周波数に変換
されたスペクトラム拡散信号を準同期検波器５５で同期
検波し、Ａ／Ｄ変換器１５４でＡ／Ｄ変換した受信信号
が供給される。準同期検波回路１５５は乗算回路で構成
され、入力端子１５０から送られてくる受信信号にＰＬ
Ｌシンセサイザ１５６の出力から供給される同期信号を
乗算することによって受信信号を検波し、その結果をＡ
／Ｄコンバータ１５４に送る。Ａ／Ｄコンバータ１５４
で、この信号がディジタル信号に変換されてフィンガ１
５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃに送られるとともに、サー
チャ１５２にも送られる。

【００１７】この際、Ａ／Ｄコンバータ１５４のサンプ
リング周波数は、スペクトラム拡散に使われるＰＮ符号
の周波数よりも十分に高い周波数に設定され、いわゆる
オーバーサンプリングが行われる。フィンガ１５１Ａ，
１５１Ｂ，１５１Ｃは、各パスにおける信号を逆拡散
し、同期捕捉し、データを復調すると共に、周波数誤差
を検出するものである。この周波数誤差は周波数コンバ
イナ１５７に送られる。周波数コンバイナ１５７は周波
数誤差に基いてＰＬＬシンセサイザ１５６に制御信号を
送る。

【００１８】サーチャ１５２は、受信信号の符号を捕捉
し、フィンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃに設置する
各パスの符号を決定するものである。即ち、サーチャ１
５２は、受信信号にＰＮ符号を乗算して逆拡散を行う逆
拡散回路を備えている。そして、コントローラ１５８の
制御の下に、ＰＮ符号の位相を動かし、受信符号との相
関を求める。この設定された符号と受信符号との相関に
より、各パスの符号が決定される。

【００１９】サーチャ１５２の出力がコントローラ１５
８に供給される。コントローラ１５８は、サーチャ１５
２の出力に基づき、各フィンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１
５１Ｃに対するＰＮ符号の位相を設定する。フィンガ１
５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃは、これに基いて、ＰＮ符
号の位相の設定を行い、受信信号の逆拡散を行い、そし
て、各パスにおける受信信号を復調する。

【００２０】フィンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃで
復調されたデータは、データコンバイナ１５３に供給さ
れる。データコンバイナ１５３で、各パスの受信信号が
合成される。この合成された信号が出力端子１５９に出
力される。また、フィンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１
Ｃで、周波数誤差が検出される。この周波数誤差が周波
数コンバイナ１５７に供給される。この周波数コンバイ
ナ１５７の出力により、ＰＬＬシンセサイザ１５６の発
振周波数が制御される。

【００２１】このように、ＲＡＫＥ方式では、複数のパ
スを通って受信側の携帯端末に到来したデータ信号が夫
々の信号に対応して設けられたフィンガ１５１Ａ，１５
１Ｂ，１５１Ｃで復調され、それらのフィンガから出力
される信号がコンバイナ１５３で合成される。なお、こ
のように異なるパスを通って来た複数の信号の復調出力
を合成する際には、フィンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５
１Ｃから出力される複数の出力は、それらの信号の経由
してきたパスの違いに起因して復調出力に生じた電波到
達の遅延差が補正されてから合成されるようになってい
る。

【００２２】上記信号の合成に際しては、受信信号のエ
ネルギーが小さいパスの信号はＳ／Ｎ比が悪く、その信
号を他の信号と合成すると全体のＳ／Ｎ比が低下すると
いう欠点がある。そこで、そのような信号は信号合成器
に入力しないようにする。この様子を図７を参照して説
明する。同図において、Ａ／Ｄ変換器１８０、フィンガ
１８１Ａ，１８１Ｂ，１８１Ｃ、データコンバイナ１８
５、及びコントローラ１８４は、図６に示す回路のＡ／
Ｄ変換器１５４、フィンガ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１
Ｃ、データコンバイナ１５３、及びコントローラ１５８
に対応し同様な機能を有する。

【００２３】図７の回路においては、新たにオン・オフ
回路１８３Ａ，１８３Ｂ，１８３Ｃが加わっており、複
数のフィンガ１８１Ａ，１８１Ｂ，１８１Ｃから送られ
てくる復調されたデータをデータ・コンバイナ１８５に
送る通路の開閉を行うようになっている。この開閉はコ
ントローラ１８４からの制御信号により行われる。コン
トローラ１８４は、フィンガ１８１Ａ，１８１Ｂ，１８
１Ｃから送られてくる、夫々のフィンガで検出される異
なるパスからの信号に対するエネルギー値１８２Ａ，１
８２Ｂ，１８２Ｃを受けて、それらのエネルギー値の大
きさを評価して、上記複数のフィンガからの復調データ
の各々についてその復調データを合成するか否かを決定
し、その決定に基いてオン・オフ回路１８３Ａ，１８３
Ｂ，１８３Ｃにオン・オフ制御信号を送る。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記異なっ
たパスを通って送られてくる複数の信号のエネルギーは
フェージングにより一時的に大きく減衰することがあ
る。このフェージングによる受信信号エネルギーの変化
を図８に示す。受信信号の測定エネルギーとしては、測
定のバラツキを押えるために過去の受信信号のエネルギ
ーとの間で平均化した値を用いる必要がある。

【００２５】このため、平均化フィルタの遅延により、
図９に示すように、実際の受信信号エネルギー１９１及
び復調信号のＳ／Ｎ比の増減と、測定された受信信号の
エネルギー出力１９２との間に時間のずれが生じるた
め、受信信号の大小をそのまま予め定められた閾値１９
３と比較して、各エネルギーがその閾値を下回ったこと
を検出して、コンバイナにおける復調データの合成に使
わないと判断することは適当でない。本発明は、上記問
題を解決し、コンバイナにおける復調データの合成の判
断の精度を上げ、合成後の復調データのＳ／Ｎ比を向上
させた無線端末装置を提供することを課題とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、下記の手段を備えた無線通信端末装置
を提供する。基地局から送られてくる電波を受信するア
ンテナと、該アンテナによって受信した複数の受信信号
を個別に復調する複数の復調回路と、該複数の復調回路
の出力を合成する信号合成手段と、上記各復調回路と信
号合成手段の間の各通路を開閉するオン・オフ回路と、
各復調回路で復調された信号のエネルギーを検出してそ
のエネルギーが予め定められた閾値より小さい信号を上
記信号合成手段に供給しないように上記オン・オフ回路
を制御する制御手段とを有する無線通信端末装置であっ
て、上記複数の復調回路の出力を個別に記憶するバッフ
ァ手段を上記オン・オフ回路の前段に設けた無線通信端
末装置を提供する。

【００２７】本発明はまた、上記無線通信端末装置にお
いて、上記受信エネルギーを用いて、受信信号の復調結
果を有効にするか無効にするかを判断し、有効の場合に
は復調結果を採用し、無効の場合には復調結果を採用し
ないようにする手段を備えた無線通信端末装置を提供す
る。

【００２８】本発明はまた、上記無線通信端末装置にお
いて、上記受信エネルギーを参照して、受信信号の復調
結果を有効にするか無効にするかを判断した時点で、上
記復調結果記憶手段を用いることによって、過去に遡っ
て復調結果を有効又は無効にする手段を備えた無線通信
端末装置を提供する。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明にかかる
無線通信端末装置の一実施形態について下記に説明す
る。同図に示す回路において、Ａ／Ｄ変換器、フィンガ
２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ、及びコントローラ２０
８は図６を参照して上記に説明した回路と同様な回路で
構成される。

【００３０】データコンバイナ２０７内には、記憶手段
（バッファ）２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃが設けら
れ、フィンガ２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃから送られ
てくる復調結果のデータを保持する。

【００３１】これらのバッファの機能は、各フィンガで
復調された信号のマルチパスによる遅延を吸収させるた
めのバッファ２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃで兼用して
もよいが、図１に示すように専用のバッファ２０２Ａ，
２０２Ｂ，２０２Ｃを用いてもよい。

【００３２】各フィンガ２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ
で復調されたデータは、上記バッファ２０３Ａ，２０３
Ｂ，２０３Ｃにおいて、コントローラ２０８からの指令
に従って設定された時間分遅延される。他方、上記フィ
ンガ２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃは夫々が上記複数の
パスの中の１つを通って送られてきた信号を復調して、
復調された信号のエネルギーを検出し、それをコントロ
ーラ２０８に送る。コントローラ２０８は各フィンガか
ら送られてくる信号エネルギーを評価して、フィンガ２
０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃからの各復調された信号を
信号合成器２０５に送って合成するか否かの判断をし、
オン・オフ回路２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃにオン・
オフ制御指令を出す。

【００３３】上記オン・オフ回路２０４Ａ，２０４Ｂ，
２０４Ｃはコントローラ２０８から送られてくる制御指
令に従って、バッファ２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃの
出力を信号合成器２０５に送る通路の開閉を行う。その
結果、オン・オフ回路を通過した信号のみが信号合成器
２０５で合成され、データ出力端子２０９に出力され
る。

【００３４】コントローラ２０８で、バッファ２０２
Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃでのデータの遅延時間を適正に
設定することにより、図２に示すように、アンテナ端で
の受信信号のエネルギー及び復調信号のＳ／Ｎ比の増減
と、復調データのコンバイナでの合成を有効又は無効と
する時間のズレが解消される。これにより、合成された
復調出力のＳ／Ｎ比を向上することができる。

【００３５】さらに、上述の実施の形態においては、本
発明をＣＤＭＡ方式の通信端末に適用した場合について
述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、基地
局からの受信信号のエネルギーによって復調結果の有効
・無効を判断させるとした場合、時分割多元接続方式
（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access ）のよう
な他の種々の通信端末を広く適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】上述のように、コンバイナの入力部にバ
ッファを設け、遅延させた信号にたいして復調データを
合成するか否かの判定結果を適用させることにより、測
定された受信信号のエネルギー出力に対して過去に遡っ
た復調データを有効・無効にすることができる。このた
め、アンテナ端での受信信号のエネルギー及び復調信号
のＳ／Ｎ比の増減と、復調データのコンバイナで合成を
有効または無効とする時間のズレが解消され、合成され
た復調出力のＳ／Ｎ比を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線通信端末装置の要部回路図であ
る。

【図２】本発明のフィンガ及びコンバイナによるデータ
処理を示す波形図である。

【図３】移動体通信におけるマルチパスを図解した模式
図である。

【図４】マルチパスの時間遅延と受信信号エネルギーを
示す波形図である。

【図５】ＣＤＭＡ通信方式におけるＲＡＫＥ方式の回路
ブロック図である。

【図６】ＣＤＭＡ通信方式の受信機の回路ブロック図で
ある。

【図７】フィンガ及びコンバイナ部の回路ブロック図で
ある。

【図８】フェーシングを説明するための受信エネルギー
の波形図である。

【図９】従来のフィンガ及びコンバイナによるデータ処
理を示す波形図である。

【符号の説明】

２００‥‥Ａ／Ｄ変換器、２０１Ａ〜Ｃ‥‥フィンガ、
２０７‥‥データコンバイナ、２０８‥‥コントロー
ラ、２０２Ａ〜２０３Ｃ‥‥バッファ、２０４Ａ〜Ｃ‥
‥オン・オフ回路、２０５‥‥信号合成器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基地局から送られてきる電波を受信する
   アンテナと、該アンテナによって受信した複数の受信信
   号を個別に復調する複数の復調回路と、 該複数の復調回路の出力を合成する信号合成手段と、 上記各復調回路と信号合成手段の間の各通路を開閉する
   オン・オフ回路と、 各復調回路で復調された信号のエネルギーを検出してそ
   のエネルギーが予め定められた閾値より小さい信号を上
   記信号合成手段に供給しないように上記オン・オフ回路
   を制御する制御手段とを有する無線通信端末装置であっ
   て、 上記複数の復調回路の出力を個別に記憶するバッファ手
   段を上記オン・オフ回路の前段に設けた無線通信端末装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、上記受
   信エネルギーを用いて、受信信号の復調結果を有効にす
   るか無効にするかを判断し、有効の場合には復調結果を
   採用し、無効の場合には復調結果を採用しないようにす
   る手段を備えた無線通信端末装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、上記受
   信エネルギーを参照して、受信信号の復調結果を有効に
   するか無効にするかを判断した時点で、上記復調結果記
   憶手段を用いることによって、過去に遡って復調結果を
   有効又は無効にする手段を備えた無線通信端末装置。