JP2003234676A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い精度で受信に適したタイミングを検出す
ることが可能な無線通信装置を提供する。 【解決手段】 パスサーチ制御手段１００ａが、パス検
出を行うサーチャ１６ａを制御し、±１／２チップ、す
なわちフィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄのＤＬＬ機能に
より容易に自動修正可能な範囲±１／４チップの２倍よ
りも大きな３／２チップずつ受信タイミングを可変して
パス検出を行う操作を、所定のタイミング区間で繰り返
すことで、結果として１／２チップ間隔でパス検出を行
い、受信に適したパスを検出するようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スペクトラム拡
散通信方式により無線通信を行う無線通信装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、通信方式として直接拡散
−スペクトル拡散方式を採用する無線通信装置では、受
信に適した複数のパスを検出し、これらのパスを複数の
逆拡散器を用いて逆拡散し、この結果をＲＡＫＥ（レイ
ク）合成して受信を行うようにしている。

【０００３】このように、直接拡散−スペクトル拡散方
式を採用する無線通信装置では、複数の経路を通じた信
号を受信して合成することで、耐フェージング特性を向
上させている。

【０００４】上述したＲＡＫＥ合成を行うためには、受
信に適した複数のパスを検出する必要があるため、パス
の検出精度が受信特性を決定する大きな要因となってい
る。

【０００５】従来の無線通信装置では、受信信号を種々
の位相の拡散符号で順次逆拡散して、この逆拡散の結果
から最適なパスを検出する。ここで、逆拡散に用いられ
る拡散符号は、図２に示すように、拡散符号１／２チッ
プに相当する時間間隔ΔＴ０ずつ位相を変化させた位相
（受信タイミング）Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、…を有するもの
であり、図９に示すように、受信して得たディジタル信
号Ｒの所定のタイミングの信号ｒに、順次乗算される。

【０００６】しかしながら、受信信号は、フェージング
をはじめとする種々の原因により時々刻々とその受信電
力レベルが変化することが知られている。このため、状
況によっては、パスを検出する際に、一時的に受信電力
レベルが低下してしまい、最適なパスであっても検出し
損なってしまうという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の無線通信装置で
は、フェージングをはじめとする種々の原因により、受
信信号の電力レベルが時々刻々と変化するため、複数の
相関器を用いても、状況によっては、受信に適したパス
を検出し損なってしまうという問題があった。この発明
は上記の問題を解決すべくなされたもので、高い精度で
受信に適したパスを検出することが可能な無線通信装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、直接拡散−スペクトラム拡散方式を
通信方式とする移動通信システムに用いられる無線通信
装置において、受信信号を種々の位相の拡散符号で逆拡
散し、この逆拡散によって得られる相関レベルに基づい
て受信に適したパスを検出するパス検出手段と、このパ
ス検出手段が検出したパスに対応する位相の拡散符号を
用いて、受信信号を復調する復調手段と、パス検出手段
の検出動作にあわせてパス検出手段にて用いる拡散符号
の位相を可変制御するものであって、拡散符号の位相を
そのチップレート以上の第１の量ずつ可変する制御を繰
り返して、チップレート未満の第２の量の位相毎にパス
検出を行わせる制御手段とを具備して構成するようにし
た。

【０００９】上記構成の無線通信装置では、パス検出手
段にて用いる拡散符号の位相を、拡散符号のチップレー
ト以上の第１の量ずつ可変する制御を繰り返して、チッ
プレート未満の第２の量の位相毎にパス検出を行わせる
ようにしている。

【００１０】したがって、上記構成の無線通信装置によ
れば、フェージングなどの影響により理想の位相の拡散
符号を用いていもパス検出が行えなかった場合に、ある
程度の時間をおいて理想の位相から第２の量だけ位相が
ずれた拡散符号を用いてパス検出が行われるので、この
検出の際に所望のパスを検出する可能性が高く、この結
果、高い精度で受信に適したパスを検出することができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。図１は、この発明の一実
施形態に係わるＣＤＭＡ方式の移動無線端末の構成を示
すもので、特にここでは、当該発明に関わる受信系を中
心に説明する。

【００１２】送信装置１２では、ディジタル化された音
声やデータなどの送信データを、ＰＳＫ変調などのディ
ジタル変調方式により変調して、この変調されたデータ
を拡散符号を用いて拡散し、広帯域のベースバンド信号
に変換する。

【００１３】そして、送信装置１２では、上記拡散され
たベースバンド信号を無線周波数の信号にアップコンバ
ートして、共用器１１を通じてアンテナ１０に入力す
る。この入力された無線周波数の信号は、アンテナ１０
より空間に放射され、図示しない基地局に向け送信され
る。

【００１４】一方、上記基地局より送信された無線信号
は、アンテナ１０にて受信されて、共用器１１を通じて
受信装置１３に入力される。受信装置１３は、無線回路
１４と、中間周波回路１５と、Ｒａｋｅ（レイク）受信
機１６とからなる。

【００１５】無線回路１４では、共用器１１から受信し
た無線信号が減衰器１４ａに入力され、ここで、予め設
定した量だけ減衰される。減衰器１４ａを通過した信号
は、増幅器１４ｂで所定のレベルまで増幅された後、ミ
キサ１４ｃにて周波数シンセサイザ１４ｄにて生成され
た局部発振信号とミキシングされて、中間周波数にダウ
ンコンバートされる。

【００１６】この中間周波数にダウンコンバートされた
信号は、中間周波回路１５に入力され、増幅器１５ａに
て所定のレベルまで増幅される。この増幅結果は、バン
ドパスフィルタ（ＢＰＦ）１５ｂに入力され、ここより
所望の帯域のみが通過して、ミキサ１５ｃに入力され
る。

【００１７】ミキサ１５ｃでは、バンドパスフィルタ１
５ｂを通過した信号が、周波数シンセサイザ１５ｄにて
生成される信号とミキシングされて、ベースバンド信号
に変換される。

【００１８】このベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換器
（Ａ／Ｄ）１５ｅにてディジタル信号に変換され、Ｒａ
ｋｅ受信機１６に入力される。なお、上記Ａ／Ｄ変換器
１５ｅにおけるサンプリングレートは、送信側における
拡散レートの数倍の周波数に設定されている。

【００１９】Ｒａｋｅ受信機１６は、サーチャ１６ａ
と、フィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄと、シンボル合成
器１６ｅとからなり、上記ディジタル信号は、サーチャ
１６ａと、フィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄにそれぞれ
入力される。

【００２０】サーチャ１６ａは、複数の相関器と、拡散
符号の生成器を備えており、制御部１００からの指示に
従って、種々の拡散符号を位相を変化させて生成し、こ
れを上記相関器を用いて上記ディジタル信号に対して乗
算する逆拡散処理を施し、この逆拡散結果から、基地局
から自端末宛てに送信された信号の受信に適したパスを
複数検出する。

【００２１】そして、サーチャ１６ａは、上記検出した
パスの逆拡散に用いた拡散符号の識別情報とその位相
（以下、受信タイミングと称する）とを、受信に適した
パスの情報（以下、パス情報と称する）として制御部１
００に通知する。

【００２２】フィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、制御
部１００によって割り当てられた受信タイミングおよび
拡散符号で、上記ディジタル信号に逆拡散処理を施すも
ので、それぞれＤＬＬ（Delay locked Loop）機能を備
える。

【００２３】このＤＬＬ機能は、現在割り当てられてい
る受信タイミングと拡散符号±１／４チップだけ位相が
ずれた受信タイミングで逆拡散を行い、この逆拡散の結
果と、割り当てられている受信タイミングでの逆拡散の
結果とを比較し、この比較結果に基づいて、受信タイミ
ングを１ループ制御あたり拡散符号±１／４チップだけ
可変して、受信タイミングの誤差を自動修正するループ
制御である。

【００２４】シンボル合成器１６ｅは、フィンガ１６
ｂ、１６ｃ、１６ｄの逆拡散処理により得られたマルチ
パスの各シンボルを、各フィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６
ｄに割り当てられた受信タイミングを考慮してシンボル
合成する。

【００２５】シンボル合成器１６ｅにてシンボル合成さ
れた信号は、後段の信号処理部１７にて、送信側のディ
ジタル変調に対応する復調処理が施され、受信データが
再生される。

【００２６】制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲ
ＡＭ等を有してなるものであり、上記ＣＰＵが上記ＲＯ
Ｍに記憶される制御プログラムや制御データにしたがっ
て、当該移動無線端末装置の各部を統括して制御するも
のである。

【００２７】また、制御部１００は、パスサーチ制御手
段１００ａを備えており、この制御手段により上記サー
チャ１６ａを制御して、本願特有のパスサーチを実施す
る。そして制御部１００は、サーチャ１６ａの検出結果
に基づいて、各フィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄに対し
て受信するパスの割り当てを行う。

【００２８】記憶部２００は、ＲＯＭおよびＲＡＭなど
の記録媒体であって、ユーザが任意に記録可能な電話帳
データをはじめとする種々の情報を記憶するエリアを有
する他に、パスサーチ制御手段１００ａによるパスサー
チ制御により求めたパス情報を記憶するエリアを有し、
このエリアに記憶する情報はパスサーチ制御手段１００
ａによって更新される。

【００２９】なお、図１において図示は省略している
が、本装置の構成要素として、上述した各部を動作させ
るための電力を供給し、繰り返し充放電可能なバッテリ
を有する電源部が存在する。

【００３０】次に、上記構成の移動無線端末のパスサー
チ動作について説明する。図２は、逆拡散に用いる拡散
符号の位相、すなわち受信タイミングを示すもので、図
３は、パスサーチ制御手段１００ａによるパスサーチ制
御の対象となる受信信号と受信タイミングの関係を示す
ものである。

【００３１】図３の例では、説明を簡明にするために、
サーチャ１６ａが備える相関器の１つに対する制御につ
いて着目し、同様の制御が他の相関器に対しても行われ
ているものとする。

【００３２】パスサーチ制御手段１００ａは、サーチャ
１６ａを制御して、Ａ／Ｄ変換器１５ｅにて得られたデ
ィジタル信号Ｒの所定のタイミングの信号ｒに対し、拡
散符号２チップに相当する時間間隔ΔＴ１だけ位相を変
化させた拡散符号を順次乗算させ逆拡散させる。すなわ
ち、位相をＴ１、Ｔ４、Ｔ７、…、Ｔ２、Ｔ５、Ｔ８、
…と可変して、信号Ｒを逆拡散する。

【００３３】そして、サーチャ１６ａは、上記逆拡散の
結果に基づいて、最適な受信タイミングを検出し、これ
と逆拡散に用いた拡散符号の識別情報を対応づけてパス
情報としてパスサーチ制御手段１００ａに通知する。こ
の通知を受けたパスサーチ制御手段１００ａは、通知さ
れたパス情報を記憶部２００の所定のエリアに記録す
る。

【００３４】やがて、制御部１００は、記憶部２００に
記憶されるパス情報に基づいて、フィンガ１６ｂ、１６
ｃ、１６ｄに対して受信するパスの割り当てを行う。こ
れに対して、フィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、制御
部１００によって割り当てられた受信タイミングおよび
拡散符号で、Ａ／Ｄ変換器１５ｅにて得られたディジタ
ル信号に逆拡散処理を施す。

【００３５】そして、フィンガ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ
は、ＤＬＬ機能により、現在割り当てられている受信タ
イミングと拡散符号±１／４チップだけ位相がずれた受
信タイミングで逆拡散を行い、この逆拡散の結果と、割
り当てられている受信タイミングでの逆拡散の結果とを
比較し、この比較結果に基づいて、受信タイミングを１
ループ制御あたり拡散符号±１／４チップだけ可変し
て、受信タイミングの誤差を自動修正する。

【００３６】一般に、逆拡散の結果は、図４に示すよう
に、理想の受信タイミングＴ０より±１／２チップだけ
位相がずれた受信タイミングＴ１，Ｔ２においても、自
己相関によりある程度の相関レベルが検出できる。

【００３７】しかしながら、フェージングによって、理
想の受信タイミングＴ０における相関レベルが低い場合
には、隣接する受信タイミングＴ１，Ｔ２における自己
相関のレベルも低下するため、受信タイミングＴ１，Ｔ
２を受信に適したものとして検出することはできない。

【００３８】これに対して、上記構成の無線通信装置で
は、パス検出において、±１／２チップ（フィンガ１６
ｂ、１６ｃ、１６ｄのＤＬＬ機能により容易に自動修正
可能な範囲±１／４チップの２倍）よりも大きな３／２
チップずつ受信タイミングを可変してパス検出を行う操
作を、所定のタイミング区間で繰り返すことで、結果と
して１／２チップ間隔でパス検出を行い、受信に適した
パスを検出するようにしている。

【００３９】すなわち、受信タイミング検出の分解能Δ
Ｔ（１／２チップ）を低下させることなく、受信タイミ
ングを分散させてパス検出を行うので、理想の受信タイ
ミングＴ０およびこれに隣接する受信タイミングＴ１，
Ｔ２について分散したタイミングでパスの検証が行われ
る。

【００４０】したがって、上記構成の無線通信装置によ
れば、理想の受信タイミングＴ０における相関レベルが
一時的に低い場合でも、隣接する受信タイミングＴ１，
Ｔ２にてパスを検証する際にパスが検出される可能性が
高く、この結果、高い精度で受信に適したタイミングを
検出することができる。

【００４１】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。上記実施の形態では、パスサーチ制御
手段１００ａは、サーチャ１６ａを制御して、受信タイ
ミングをΔＴ１（３／２チップ）ずつ可変して受信に適
したパスを検出するように制御したが、これに代わって
例えば、受信タイミングを周期的に可変するようにして
もよい。

【００４２】図５はその一例を示すもので、パスサーチ
制御手段１００ａは、サーチャ１６ａを制御して、第１
の検出期間Ｓ１においては、受信タイミングをΔＴ１
（３／２チップ）ずつ可変して受信に適したパスを検出
する制御を周期的に実施し、第２の検出期間Ｓ２におい
ては、受信タイミングをΔＴ２（５／２チップ）ずつ可
変して受信に適したパスを検出する制御を周期的に実施
し、以後、第１の検出期間Ｓ１の制御と第２の検出期間
Ｓ２の制御を繰り返すようにする。

【００４３】このように、受信タイミングを周期的に可
変すれば、フェージングの変動周期が変化するような場
合にも、フェージングによるパス検出の精度の低下を抑
制することができる。なお、受信タイミングの可変幅Δ
Ｔ１，ΔＴ２および検出期間Ｓ１，Ｓ２は、ユーザが運
用環境などに応じて、任意に設定できるようにしてもよ
い。

【００４４】また、別の実施例としては、パスサーチ制
御手段１００ａがサーチャ１６ａを制御して、最も受信
に適したパスを受信させて、このパスの受信電力レベル
を監視し、このレベルの変動周期に応じて受信タイミン
グの可変幅ΔＴを可変するようにしてもよい。

【００４５】このような制御をパスサーチ制御手段１０
０ａが行う際のフローチャートを図６に示す。このフロ
ーチャートに示す処理は、所定の周期Ｓが到来する毎に
実施されるものである。

【００４６】まず、ステップ６ａでは、記憶部２００に
記録しておいたパス情報に基づいて、サーチャ１６ａに
最も受信に適したパスを受信させ、このパスの受信電力
レベルからそのレベルの変動周期Ｔを検出し、ステップ
６ｂに移行する。

【００４７】ステップ６ｂでは、ステップ６ａで検出し
た変動周期Ｔと、閾値Ｔｔｈ１，Ｔｔｈ２（＞Ｔｔｈ
１）とを比較する。ここで、Ｔ＜Ｔｔｈ１の場合には、
ステップ６ｃに移行し、一方、Ｔｔｈ１≦Ｔ≦Ｔｔｈ２
の場合には、ステップ６ｄに移行し、そしてＴ＞Ｔｔｈ
２の場合には、ステップ６ｅに移行する。

【００４８】ステップ６ｃでは、受信タイミングの可変
幅ΔＴをΔＴ１に設定し、ステップ６ｆに移行する。ス
テップ６ｄでは、受信タイミングの可変幅ΔＴをΔＴ２
（＜ΔＴ１）に設定し、ステップ６ｆに移行する。

【００４９】ステップ６ｅでは、受信タイミングの可変
幅ΔＴをΔＴ３（＜ΔＴ２）に設定し、ステップ６ｆに
移行する。ステップ６ｆでは、サーチャ１６ａを制御し
て、受信タイミングをΔＴずつ可変して受信に適したパ
スを検出するように制御する。

【００５０】以上のような制御によれば、受信に最適な
パスに影響するフェージングの変動周期に応じて、受信
タイミングの可変幅ΔＴを制御して、受信に適した受信
タイミングを検出できるので、フェージングによるパス
検出の精度の低下を抑制することができる。

【００５１】さらに別の実施例としては、図７に示すよ
うに、速度検出部３００を設けて、自装置の移動速度を
検出し、この検出結果に応じて受信タイミングの可変幅
ΔＴを可変するようにしてもよい。

【００５２】このような制御をパスサーチ制御手段１０
０ａが行う際のフローチャートを図８に示す。このフロ
ーチャートに示す処理は、所定の周期Ｓが到来する毎に
実施されるものである。

【００５３】まず、ステップ８ａでは、速度検出部３０
０より移動速度Ｖを取得し、ステップ８ｂに移行する。
なお、速度検出部３００は、例えばミキサ１５ｃにて得
られたベースバンド信号からフェージングピッチを求
め、これより自己の移動速度Ｖを求める。

【００５４】ステップ８ｂでは、ステップ８ａで検出し
た移動速度Ｖと、閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２（＞Ｖｔｈ
１）とを比較する。ここで、Ｖ＜Ｖｔｈ１の場合には、
ステップ８ｃに移行し、一方、Ｖｔｈ１≦Ｖ≦Ｖｔｈ２
の場合には、ステップ８ｄに移行し、そしてＶ＞Ｖｔｈ
２の場合には、ステップ８ｅに移行する。

【００５５】ステップ８ｃでは、受信タイミングの可変
幅ΔＴをΔＴ１に設定し、ステップ８ｆに移行する。ス
テップ８ｄでは、受信タイミングの可変幅ΔＴをΔＴ２
（＜ΔＴ１）に設定し、ステップ８ｆに移行する。

【００５６】ステップ８ｅでは、受信タイミングの可変
幅ΔＴをΔＴ３（＜ΔＴ２）に設定し、ステップ８ｆに
移行する。ステップ８ｆでは、サーチャ１６ａを制御し
て、受信タイミングをΔＴずつ可変して受信に適したパ
スを検出するように制御する。

【００５７】以上のような制御によれば、移動によりフ
ェージングの影響が変化しても、受信タイミングの可変
幅ΔＴを制御して、受信に適した受信タイミングを検出
できるので、移動速度の変化によるパス検出の精度の低
下を抑制することができる。その他、この発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能
であることはいうまでもない。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明では、パス
検出手段にて用いる拡散符号の位相を、拡散符号のチッ
プレート以上の第１の量ずつ可変する制御を繰り返し
て、チップレート未満の第２の量の位相毎にパス検出を
行わせるようにしている。

【００５９】したがって、この発明によれば、フェージ
ングなどの影響により理想の位相の拡散符号を用いてい
もパス検出が行えなかった場合に、ある程度の時間をお
いて理想の位相から第２の量だけ位相がずれた拡散符号
を用いてパス検出が行われるので、この検出の際に所望
のパスを検出する可能性が高く、この結果、高い精度で
受信に適したパスを検出することが可能な無線通信装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる無線通信装置の一実施の形態
の構成を示す回路ブロック図。

【図２】この発明に係わる無線通信装置の逆拡散に用い
る拡散符号の位相の関係を示す図。

【図３】図１に示した無線通信装置のパス検出時の受信
タイミング制御を説明するための図。

【図４】理想の受信タイミングで得られる相関レベル
と、これに隣接する受信タイミングで得られる相関レベ
ルの関係を説明するための図。

【図５】この発明に係わる無線通信装置のパス検出時の
受信タイミング制御を説明するための図。

【図６】この発明に係わる無線通信装置のパス検出時の
受信タイミング制御を説明するためのフローチャート。

【図７】この発明に係わる無線通信装置の一実施の形態
の構成を示す回路ブロック図。

【図８】この発明に係わる無線通信装置のパス検出時の
受信タイミング制御を説明するためのフローチャート。

【図９】従来の無線通信装置のパス検出時の受信タイミ
ング制御を説明するための図。

【符号の説明】

１０…アンテナ １１…共用器 １２…送信装置 １３…受信装置 １４…無線回路 １４ａ…減衰器 １４ｂ…増幅器 １４ｃ…ミキサ １４ｄ…周波数シンセサイザ １５…中間周波回路 １５ａ…増幅器 １５ｂ…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） １５ｃ…ミキサ １５ｄ…周波数シンセサイザ １５ｅ…Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ） １６…受信機 １６ａ…サーチャ １６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…フィンガ １６ｅ…シンボル合成器 １７…信号処理部 １００…制御部 １００ａ…パスサーチ制御手段 ２００…記憶部 ３００…速度検出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直接拡散−スペクトラム拡散方式を通信
   方式とする移動通信システムに用いられる無線通信装置
   において、 受信信号を種々の位相の拡散符号で逆拡散し、この逆拡
   散によって得られる相関レベルに基づいて受信に適した
   パスを検出するパス検出手段と、 このパス検出手段が検出したパスに対応する位相の拡散
   符号を用いて、前記受信信号を復調する復調手段と、 前記パス検出手段の検出動作にあわせて前記パス検出手
   段にて用いる拡散符号の位相を可変制御するものであっ
   て、前記拡散符号の位相をそのチップレート以上の第１
   の量ずつ可変する制御を繰り返して、前記チップレート
   未満の第２の量の位相毎にパス検出を行わせる制御手段
   とを具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 前記受信信号に基づいて、フェージング
   周期を検出する周期検出手段を備え、 前記制御手段は、前記周期検出手段の検出結果に基づい
   て、前記第１の量を可変することを特徴とする請求項１
   に記載の無線通信装置。
3. 【請求項３】 移動速度を検出する速度検出手段を備
   え、 前記制御手段は、前記速度検出手段の検出結果に基づい
   て、前記第１の量を可変することを特徴とする請求項１
   に記載の無線通信装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記第１の量として複
   数の値を有し、前記第１の量を所定の周期で切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
5. 【請求項５】 前記復調手段は、前記パス検出手段にて
   検出したパスに対応する位相に基づいて、前記拡散符号
   の位相を可変して復調を行い、この復調結果に基づいて
   受信に適した位相を検出することを特徴とする請求項１
   に記載の無線通信装置。