JP2005268849A - Diversity receiving device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diversity receiving device with a small circuit scale for realizing a low consumed current regardless of permitting a fixed gain difference between antennas contributing to the downsizing of and the degree of design flexibility of the receiver, while fully developing the effect of space diversity reception in the DS-CDMA system. <P>SOLUTION: A digital signal processing section 102 is provided with AGC control sections 11A, 11B for independently controlling both AGC an amplifier section 8 and search finger processing sections 10A, 10B corresponding to branches of RF reception signal processing sections 101A, 101B; a set of a plurality of tracking finger processing sections 9; a path searching and path selecting section 14; and a threshold and correction level generating unit 18. The path search and path selection section 14 applies dynamic path search to each branch, in cooperation with the search finger processing sections 10A, 10B, uses a correction signal from the threshold and correction level generating unit 18, to correct the received signal level thereby carrying out path selection for rake synthesis on the basis of a result of this correction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、DS−CDMA方式にスペースダイバーシチ受信を適用したダイバーシチ受信装置に関するものである。   The present invention relates to a diversity receiver that applies space diversity reception to a DS-CDMA system.

第3世代移動体無線通信方式として、IMT−2000の無線アクセス方式の1つである直接拡散・符号分割多元接続方式(DS−CDMA:Direct Sequence Code Division Multiple Access)方式(例えばW−CDMA方式)に関しては、現在、3GPP(Third Generation Partnership Project)において標準化作業が行なわれている。この3GPPのRelease5においては、前述したDS−CDMA方式無線インターフェースのパケット伝送機能を拡張することにより、最大データ伝送速度として14.4MHzを実現可能とする高速パケット通信方式(HSDPA:High Speed Downlink Packet Access)が仕様化されている。このHSDPAでは、パケットデータのスループット増大のため、端末側の受信C/I(3GPPではCQI:Channel Quality Indicatorで定義されている。)の変動に応じてデータ変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせである(以下、MCS:Modulation and Coding Schemeと呼ぶ)の最適化、データ再送要求を行なう際に以前の受信パケットデータを再利用するHybrid ARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)、効率の良い無線資源管理が可能な基地局(Node-B)による高速資源割り当て(Fast Resource Allocation)等の新規技術が使われている。   As a third-generation mobile radio communication system, a direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) system (for example, W-CDMA system), which is one of IMT-2000 radio access systems Is currently being standardized in 3GPP (Third Generation Partnership Project). In Release 5 of 3GPP, the packet transmission function of the DS-CDMA wireless interface described above is expanded to realize a high-speed packet communication method (HSDPA: High Speed Downlink Packet Access) that can realize 14.4 MHz as the maximum data transmission rate. ) Has been specified. In this HSDPA, in order to increase the throughput of packet data, a combination of a data modulation scheme and an error correction coding rate in accordance with a change in reception C / I on the terminal side (defined by CQI: Channel Quality Indicator in 3GPP) (Hereinafter referred to as MCS: Modulation and Coding Scheme), Hybrid ARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) for reusing previously received packet data when a data retransmission request is made, and efficient radio resource management New technologies such as Fast Resource Allocation by a possible base station (Node-B) are used.

上述したMCSの最適化の方法として、受信状態が良い端末に対しては、より高いレートのパケットデータ伝送を割り当て、受信状態が悪い端末に対しては、より低いレートのパケットデータ伝送に制限することで、全体として高効率な伝送を実現し、システム全体としての平均スループットを増大することができる。この受信状態の良否を判断するために、端末側から随時報告される受信C/Iが用いられる。ここで、受信C/Iとは、端末側で測定される受信SIR(Signal to Interference Ratio)のことである。   As a method of optimizing the MCS described above, a higher rate packet data transmission is allocated to a terminal having a good reception state, and a lower rate packet data transmission is limited to a terminal having a poor reception state. As a result, highly efficient transmission can be realized as a whole, and the average throughput of the entire system can be increased. In order to determine the quality of this reception state, reception C / I reported from time to time from the terminal side is used. Here, the reception C / I is a reception SIR (Signal to Interference Ratio) measured on the terminal side.

図4において、端末側の受信C/I値と基地局側から割り当てられるパケットデータのMCSのイメージ図を示す。図中、「ダウンリンクパケットデータ」の数値1〜3はそれぞれ、高次変調&高次符号化率データ、中次変調&中次符号化率データ、および低次変調&低次符号化率データを示している。図4から分かるように、端末側受信C/I値が高い時点では”1”、低い時点では”3”、それらの中間の時点では”2”が割り当てられている。したがって、端末側の受信SIR値、言い換えれば端末における受信品質特性を改善することができれば、その分、より高いレートのパケットデータ伝送を、基地局側は各端末にそれぞれ割り当てることができるので、システム全体としても平均スループットを増大することができる。   FIG. 4 shows an image diagram of the received C / I value on the terminal side and the MCS of the packet data allocated from the base station side. In the figure, numerical values 1 to 3 of “downlink packet data” are respectively high-order modulation & high-order coding rate data, medium-order modulation & medium-order coding rate data, and low-order modulation & low-order coding rate data. Is shown. As can be seen from FIG. 4, “1” is assigned when the terminal-side received C / I value is high, “3” is assigned when the terminal-side received C / I value is low, and “2” is assigned at an intermediate time. Therefore, if the reception SIR value on the terminal side, in other words, the reception quality characteristic in the terminal can be improved, the base station side can allocate a higher rate of packet data transmission to each terminal accordingly. Overall, the average throughput can be increased.

図5においてHSDPAで仕様化されている各物理チャネル信号のタイミングを示す。CPICH(Common Pilot CHannel)およびP−CCPCH(Primary Common Control Physical CHannel)&SCH(Synchronization CHannel)は、セルサーチやチャネル推定、セルからの報知情報の取得に使用される。一方、HS−SCCH(High Speed Shared Control CHannel )およびHS−PDSCH(High Speed Physical Downlink Shared CHannel)は、HSDPAを行う際に使用されるダウンリンク物理チャネル信号であり、HS−SCCHは各端末に対するパケット信号の有無や対応するMCSを知らせる制御チャネルで、HS−PDSCHはそれに対応するパケットデータチャネルである。   FIG. 5 shows the timing of each physical channel signal specified by HSDPA. CPICH (Common Pilot CHannel) and P-CCPCH (Primary Common Control Physical CHannel) & SCH (Synchronization CHannel) are used for cell search, channel estimation, and acquisition of broadcast information from a cell. On the other hand, HS-SCCH (High Speed Shared Control CHannel) and HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink Shared CHannel) are downlink physical channel signals used when performing HSDPA, and HS-SCCH is a packet for each terminal. HS-PDSCH is a packet data channel corresponding to the presence / absence of a signal and a control channel for notifying the corresponding MCS.

DS−CDMA方式の受信装置では、Rake受信方式が採用されている。Rake受信方式は、電波の反射などによって受信時に位相差、時間差がついた信号成分を別々に取り出して位相・時間を揃えて合成する受信方式である。   The DS-CDMA receiver uses the Rake reception method. The Rake reception method is a reception method in which signal components having a phase difference and a time difference at the time of reception due to radio wave reflection or the like are taken out separately and combined with the same phase and time.

上述した端末における受信品質特性を改善する方法として、スペースダイバーシチ受信やマルチパス干渉キャンセラ等の技術が挙げられる。特にスペースダイバーシチ受信は、陸上移動体通信でのフェージングによる受信特性の劣化に対して、受信品質特性を改善する方式として従来から知られている(特許文献1、2参照)。   As a method for improving the reception quality characteristic in the terminal described above, there are techniques such as space diversity reception and multipath interference canceller. In particular, space diversity reception is conventionally known as a method for improving reception quality characteristics against deterioration of reception characteristics due to fading in land mobile communication (see Patent Documents 1 and 2).

特に、特許文献1には、スペースダイバーシチ受信とRake受信を組み合わせた技術が開示されている。
特開2001−168780号公報 特開2003−258763号公報
In particular, Patent Document 1 discloses a technique combining space diversity reception and Rake reception.
JP 2001-168780 A JP 2003-258663 A

スペースダイバーシチ受信とRake受信を組み合わせた技術において、各アンテナブランチに対して共通の利得制御を行う場合には、各アンテナブランチでのAGC特性のばらつきが大きいとRake合成でのパス選択誤りにつながり、受信特性の劣化を招く。そのため、各アンテナブランチでのAGC特性のばらつき精度が要求され、各アンテナブランチごとにAGC特性の細かな調整が必要となる。   In a technique combining space diversity reception and Rake reception, when performing common gain control for each antenna branch, a large variation in AGC characteristics in each antenna branch leads to a path selection error in Rake combining, Degradation of reception characteristics is caused. Therefore, variation accuracy of AGC characteristics in each antenna branch is required, and fine adjustment of AGC characteristics is required for each antenna branch.

さらに、理想的なスペースダイバーシチの特性改善効果を十分に生かすためには、各アンテナブランチのアンテナ間の相関がなく、アンテナ利得が同等であることが要求される。しかし、一般に移動体通信システムの携帯電話では、装置の小型化やデザイン等の関係から一方のアンテナをホイップアンテナとし、もう一方のアンテナを内蔵アンテナにするというようにアンテナ間において固定的な利得差を必ず生じてしまう。そのため、常にスペースダイバーシチ受信の特性改善効果を期待することは困難である。極端な場合には、シングルブランチ受信時の場合と等価程度となってしまう。   Furthermore, in order to make full use of the effect of improving the ideal space diversity characteristics, there is no correlation between the antennas of each antenna branch, and the antenna gain is required to be equal. However, in general, mobile phones of mobile communication systems have a fixed gain difference between the antennas, for example, one antenna is a whip antenna and the other antenna is a built-in antenna because of the downsizing and design of the device. Will definitely occur. For this reason, it is difficult to always expect the effect of improving the characteristics of space diversity reception. In an extreme case, it is equivalent to the case of single branch reception.

特許文献1に記載の受信装置では、アンテナブランチ毎に独立にAGCをかける技術を開示しているが、アンテナ、受信系RF部およびA/D変換器、受信系ベースバンド信号処理部等が各アンテナブランチ毎に用意されているため、回路規模、消費電流が増大してしまうという問題がある。   The receiving apparatus described in Patent Document 1 discloses a technique for applying AGC independently for each antenna branch, but each of the antenna, the receiving system RF unit and the A / D converter, the receiving system baseband signal processing unit, etc. Since each antenna branch is prepared, there is a problem that the circuit scale and current consumption increase.

本発明は上述した問題点を解決するものであり、DS−CDMA方式においてスペースダイバーシチ受信を適用する場合に、スペースダイバーシチ受信の効果を十分に生かしたまま、装置の小型化やデザインの自由度に寄与するアンテナ間の固定的な利得差を許容し、回路規模を小さくし、低消費電流化を実現することが可能なダイバーシチ受信装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems. When space diversity reception is applied in the DS-CDMA system, the effect of the space diversity reception is fully utilized, and the apparatus can be downsized and the degree of design freedom can be achieved. It is an object of the present invention to provide a diversity receiver that allows a fixed gain difference between contributing antennas, reduces the circuit scale, and realizes low current consumption.

本発明によるダイバーシチ受信装置は、DS−CDMA方式にスペースダイバーシチ受信を適用したダイバーシチ受信装置であって、スペースダイバーシチの複数のブランチに対応する複数のアンテナと、前記複数のアンテナに対応し、それぞれ、受信信号の直交復調部、AGC増幅部、およびアナログディジタル変換器を含む複数のRF受信信号処理部と、前記複数のRF受信信号処理部のディジタル出力を受けて、Rake受信および復号処理を行うとともに前記複数のRF受信信号処理部の各々のAGC増幅部の制御を独立に行うディジタル信号処理部とを備える。このディジタル信号処理部は、各ブランチの平均化遅延プロファイルを測定することにより各パスの同期捕捉と受信信号レベル検出をブランチ対応に行う、前記複数のブランチに対応した複数のサーチフィンガ処理部と、前記複数のRF受信信号処理部の出力を受けて、前記複数のサーチフィンガ処理部からの位相情報を基に複数のパスについて同期追従し、逆拡散処理を行うとともに、コヒーレント検波を行う1組の複数のトラッキングフィンガ処理部と、前記複数のサーチフィンガ処理部の受信信号レベルを補正するための補正信号を生成する補正レベル生成手段と、前記複数のサーチフィンガ処理部と協働して、各ブランチについてダイナミックにパスサーチを行い、前記補正レベル生成手段からの補正信号を用いて前記受信信号レベルの補正を行い、この補正結果に基づいてRake合成のためのパス選択を行うパスサーチ&パス選択部と、前記パスサーチ&パス選択部で選択されたパスについて、前記1組の複数のトラッキングフィンガ処理部の出力を受けてRake合成を行うRake合成部と、前記複数のRF受信信号処理部のそれぞれのアナログディジタル変換器への入力レベルを最適入力レベルとする、前記複数のブランチに対応した複数のAGC制御部と、前記複数のトラッキングフィンガ処理部の出力をRake合成するRake合成部と、前記Rake合成部の出力を復号する復号手段とを有する。   A diversity receiver according to the present invention is a diversity receiver that applies space diversity reception to a DS-CDMA system, and corresponds to a plurality of antennas corresponding to a plurality of branches of space diversity, and the plurality of antennas, A plurality of RF reception signal processing units including a quadrature demodulation unit, an AGC amplification unit, and an analog / digital converter of the reception signal, and a Rake reception and decoding process upon receiving digital outputs of the plurality of RF reception signal processing units A digital signal processing unit that independently controls the AGC amplification unit of each of the plurality of RF reception signal processing units. The digital signal processing unit performs synchronization acquisition of each path and reception signal level detection for each branch by measuring an average delay profile of each branch, and a plurality of search finger processing units corresponding to the plurality of branches, One set of receiving the outputs of the plurality of received RF signal processing units, synchronously tracking a plurality of paths based on phase information from the plurality of search finger processing units, performing despreading processing, and performing coherent detection In cooperation with the plurality of tracking finger processing units, correction level generating means for generating a correction signal for correcting the reception signal level of the plurality of search finger processing units, and the plurality of search finger processing units, A path search is performed dynamically for the received signal level using the correction signal from the correction level generating means. And a path search & path selection unit for selecting a path for Rake synthesis based on the correction result, and the path selected by the path search & path selection unit for the one set of tracking fingers. A plurality of RAKE combining units that receive the output of the processing unit and that perform RAKE combining; AGC controller, a Rake combiner for combining the outputs of the plurality of tracking finger processors, and a decoding means for decoding the output of the Rake combiner.

ディジタル信号処理部は前記複数のRF受信信号処理部の各々のAGC増幅部の制御を独立に行う。かつ、補正レベル生成手段が前記複数のサーチフィンガ処理部の受信信号レベルを補正するための補正信号を生成する。パスサーチ&パス選択部が前記複数のサーチフィンガ処理部と協働して、各ブランチについてダイナミックにパスサーチを行い、前記補正レベル生成手段からの補正信号を用いて前記受信信号レベルの補正を行い、この補正結果に基づいてRake合成のためのパス選択を行う。これによりブランチ対応に受信信号レベルの補正を行うことができるので、ブランチ間の平均利得差が存在しても、希望受信パスを適正に選択することができる。   The digital signal processing unit independently controls the AGC amplification unit of each of the plurality of RF reception signal processing units. The correction level generation means generates a correction signal for correcting the reception signal level of the plurality of search finger processing units. A path search & path selection unit cooperates with the plurality of search finger processing units to dynamically perform a path search for each branch, and to correct the received signal level using a correction signal from the correction level generation means. Based on the correction result, a path selection for Rake synthesis is performed. As a result, the received signal level can be corrected corresponding to the branch, so that even if there is an average gain difference between the branches, the desired reception path can be appropriately selected.

前記補正レベル生成手段は、前記各ブランチ間の平均利得差に対してしきい値判定を行うことにより、当該平均利得差がしきい値以下の場合には、補正の必要性が低いと判断して受信信号レベルの補正信号を出力しないようにすることができる。   The correction level generation means determines that the necessity for correction is low when the average gain difference is equal to or less than the threshold by performing threshold determination on the average gain difference between the branches. Thus, it is possible not to output the correction signal of the received signal level.

本発明の実施の形態では、前記ディジタル信号処理部は、前記複数のAGC制御部におけるゲイン設定値と、前記複数のサーチフィンガ処理部の平均化遅延プロファイルをそれぞれパスサーチ範囲内で積分した値とを用いることにより、各ブランチにおける受信信号の電界強度を測定する受信電界強度測定部を備える。この受信電界強度測定部は、各ブランチにおける受信信号の電界強度を所定の時間内で平均化し、前記各ブランチ間の平均利得の差をダイナミックに算出することができる。これにより、受信環境の変化に適正に対応することが可能となる。   In an embodiment of the present invention, the digital signal processing unit includes a gain setting value in the plurality of AGC control units and a value obtained by integrating averaged delay profiles of the plurality of search finger processing units within a path search range, respectively. By using, a reception electric field strength measuring unit for measuring the electric field strength of the reception signal in each branch is provided. The received electric field strength measuring unit can average the electric field strength of the received signal in each branch within a predetermined time, and dynamically calculate the difference in average gain between the branches. As a result, it becomes possible to appropriately cope with changes in the reception environment.

前記パスサーチ&パス選択部は、前記各サーチフィンガ処理部に対してパスサーチ範囲をダイナミックに設定可能としてもよい。これにより、陸上移動体通信環境における高速に変動する遅延プロファイルに追従することが可能となる。   The path search & path selection unit may dynamically set a path search range for each of the search finger processing units. This makes it possible to follow a delay profile that fluctuates at high speed in a land mobile communication environment.

前記ディジタル信号処理部は、前記AGC制御部からの信号により補正判定信号を生成する補正判定信号生成器とを備え、前記補正判定信号を用いて、前記パスサーチ&パス選択部における各ブランチに対応した前記サーチフィンガ処理部の受信信号レベルの補正を抑止する。前記補正判定信号生成器は、例えば、前記複数のAGC制御部によるAGC制御におけるゲインに基づいて、熱雑音の影響が支配的となる受信信号の電界強度を判断することにより前記補正判定信号を生成することができる。これは、AGC制御におけるゲインと受信信号の電界強度が1対1に対応していることを利用するものである。これによって、受信信号レベルの誤補正を防止することができる。   The digital signal processing unit includes a correction determination signal generator that generates a correction determination signal based on a signal from the AGC control unit, and corresponds to each branch in the path search & path selection unit using the correction determination signal. The correction of the received signal level of the search finger processing unit is suppressed. The correction determination signal generator generates the correction determination signal by, for example, determining the electric field strength of the received signal that is predominantly influenced by thermal noise based on gain in AGC control by the plurality of AGC control units. can do. This utilizes the fact that the gain in AGC control and the electric field strength of the received signal have a one-to-one correspondence. As a result, erroneous correction of the received signal level can be prevented.

前記ディジタル信号処理部は、前記受信電界強度測定部からの信号および/または前記補正レベル生成手段からの信号に基づいて前記各ブランチ間の平均利得差の違いが大きくRake受信に寄与しないと判断した場合に、前記寄与しないと判断したブランチに関係する前記RF受信信号処理部、前記AGC制御部および前記サーチフィンガ処理部の電源を一時的にオフにする間欠電源制御部を備えてもよい。これにより、無駄な電力消費を削減することができる。前記間欠電源制御部は、与えられる信号に従って、電源供給を間欠的に停止する電源オフ時間をダイナミックに変更するようにしてもよい。   The digital signal processing unit determines that the difference in average gain difference between the branches is large and does not contribute to Rake reception based on the signal from the reception field strength measurement unit and / or the signal from the correction level generation unit. In this case, an intermittent power supply control unit that temporarily turns off the power of the RF reception signal processing unit, the AGC control unit, and the search finger processing unit related to the branch determined not to contribute may be provided. Thereby, useless power consumption can be reduced. The intermittent power control unit may dynamically change a power-off time for intermittently stopping power supply in accordance with a given signal.

本発明によれば、DS−CDMA方式においてスペースダイバーシチ受信を適用する場合に、従来例の方式では困難であったスペースダイバーシチ受信の効果を十分に生かしたまま、装置の小型化やデザインの自由度に寄与する、各アンテナブランチ間の固定的な利得差を十分に許容することが可能となる。特に、従来のシングル受信機に対して追加される回路規模を比較的小さくすることにより、低消費電流化を実現することができる。   According to the present invention, when space diversity reception is applied in the DS-CDMA system, it is possible to reduce the size of the apparatus and the degree of design freedom while fully utilizing the effect of space diversity reception, which was difficult in the conventional system. It is possible to sufficiently tolerate a fixed gain difference between the antenna branches that contributes to. In particular, by reducing the circuit scale added to the conventional single receiver, the current consumption can be reduced.

さらに、スペースダイバーシチ受信の効果が期待できないときは、そのアンテナブランチに関する回路部の電源を一時的にオフすることで、さらに、トータルとして低消費電流化を実現することが可能となる。これにより、特にバッテリを使用する装置の使用可能時間を延ばすことができる。   Furthermore, when the effect of space diversity reception cannot be expected, it is possible to further reduce the current consumption as a whole by temporarily turning off the power of the circuit unit related to the antenna branch. Thereby, the usable time of the apparatus which uses a battery especially can be extended.

本発明を携帯通信端末に適用することにより、装置を小型化し、かつ低消費電流で、受信品質特性の良い、DS−CDMA方式における高速パケットデータ伝送に対応した端末を実現することが可能となる。   By applying the present invention to a mobile communication terminal, it is possible to realize a terminal that supports high-speed packet data transmission in the DS-CDMA system with a reduced apparatus size, low current consumption, and good reception quality characteristics. .

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明におけるDS−CDMA方式移動体通信端末にスペースダイバーシチ受信を適用する回路の構成を示すブロック図である。ここではブランチ数が2つの場合を示している。   FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration for applying space diversity reception to a DS-CDMA mobile communication terminal according to the present invention. Here, a case where the number of branches is two is shown.

図1において、アンテナ1Aは送受信兼用のメインアンテナ、アンテナ1Bは受信専用のサブアンテナである。例えば、一方のアンテナはホイップアンテナであり、他方のアンテナは内蔵アンテナである。アンテナ1Aで受信された高周波信号は、デュプレクサ(DUP)2において送信波リークやスプリアスレスポンス、ブロッキング等を引き起こす不要波を減衰させた後に、RF受信信号処理部101Aへと入力される。RF受信信号処理部101Aの内部において、入力された信号は、低雑音増幅器(LNA)4で低雑音高周波増幅され、直交復調部5により互いに直交するI、Qベースバンド信号に変換される。このI、Qベースバンド信号は、低域通過フィルタ(LPF)部6によりチャネル選択が行なわれた後に、自動利得制御(AGC)増幅部7により、AGC増幅が行なわれる。この際に、A/D変換器8において受信信号が、常に最適なダイナミックレンジで量子化を行えるようにAGC制御が行われる。続いて、A/D変換器8により、ディジタルデータに変換されたI、Qのベースバンド信号は、ディジタル信号処理部102に入力される。   In FIG. 1, an antenna 1A is a main antenna for both transmission and reception, and an antenna 1B is a sub-antenna dedicated for reception. For example, one antenna is a whip antenna and the other antenna is a built-in antenna. The high-frequency signal received by the antenna 1A is input to the RF reception signal processing unit 101A after the duplexer (DUP) 2 attenuates unnecessary waves that cause transmission wave leakage, spurious response, blocking, and the like. In the RF reception signal processing unit 101A, an input signal is amplified by a low noise high frequency by a low noise amplifier (LNA) 4 and converted into orthogonal I and Q baseband signals by an orthogonal demodulation unit 5. The I and Q baseband signals are subjected to channel selection by a low-pass filter (LPF) unit 6 and then subjected to AGC amplification by an automatic gain control (AGC) amplification unit 7. At this time, AGC control is performed in the A / D converter 8 so that the received signal can always be quantized with an optimum dynamic range. Subsequently, the I and Q baseband signals converted into digital data by the A / D converter 8 are input to the digital signal processing unit 102.

一方、アンテナ1Bで受信された高周波信号は、BPF3においてスプリアスレスポンス、ブロッキング等を引き起こす不要波を減衰させた後に、RF受信信号処理部101Bへと入力される。RF受信信号処理部101Bの内部では、上述したRF受信信号処理部101Aと同様な信号処理が行なわれた後に、ディジタル信号処理部102へ入力される。   On the other hand, the high-frequency signal received by the antenna 1B is input to the RF reception signal processing unit 101B after attenuation of unnecessary waves that cause spurious responses, blocking, and the like in the BPF 3. In the RF reception signal processing unit 101B, signal processing similar to that of the RF reception signal processing unit 101A described above is performed, and then input to the digital signal processing unit 102.

ここで、DUP2あるいはBPF部6の挿入損失、RF受信信号処理部101A,101BのNFおよびゲインを考慮して、アンテナ1Aの入力端子からRF受信信号処理部101AのA/D変換器入力までの受信信号と、アンテナ1Bの入力端子からRF受信信号処理部101AのA/D変換器入力までの受信信号との間で、トータルNF(Noise Figure)およびトータルゲインが同等になるように、各段はレベルダイアグラム設計されている。その結果、ブランチAおよびブランチBの受信信号のC/Nは同等となり、スペースダイバーシチ受信を理想的に行うことができる。なおRF受信信号処理部101A,101BのLNA4は、受信信号レベルが強入力の時に飽和しないように、AGC制御が可能な機能を備えている。   Here, taking into account the insertion loss of DUP 2 or BPF unit 6 and the NF and gain of RF reception signal processing units 101A and 101B, from the input terminal of antenna 1A to the A / D converter input of RF reception signal processing unit 101A Each stage so that the total NF (Noise Figure) and the total gain are equal between the received signal and the received signal from the input terminal of the antenna 1B to the input of the A / D converter of the RF received signal processing unit 101A. Is a level diagram designed. As a result, the C / Ns of the reception signals of branch A and branch B are equal, and space diversity reception can be performed ideally. The LNA 4 of the RF reception signal processing units 101A and 101B has a function capable of AGC control so as not to be saturated when the reception signal level is a strong input.

ディジタル信号処理部102では、AGC増幅部7の制御、Rake受信、および復号処理が行われる。具体的には、ディジタル信号処理部102は、ブランチA,Bのスペースブランチの数(ここでは2つ)にそれぞれ対応した個数のサーチフィンガ処理部10(10A,10B)とAGC制御部11(11A,11B)とを備えている。しかし、トラッキングフィンガ処理部9、パスサーチ&パス選択部14、Rake合成部15等の各信号処理部は、シングルブランチ受信機と同じく1つのみを有する。したがって、回路規模、消費電流を削減することができる。   In the digital signal processing unit 102, control of the AGC amplification unit 7, Rake reception, and decoding processing are performed. Specifically, the digital signal processing unit 102 includes a number of search finger processing units 10 (10A and 10B) and AGC control units 11 (11A) corresponding to the number of space branches (two in this case) of the branches A and B, respectively. , 11B). However, each signal processing unit such as the tracking finger processing unit 9, the path search & path selection unit 14, the Rake combining unit 15 and the like has only one like the single branch receiver. Therefore, the circuit scale and current consumption can be reduced.

サーチフィンガ処理部10A,10Bは、各ブランチの平均化遅延プロファイルを測定することにより各パスの同期捕捉と受信信号レベル検出をブランチ対応に行う。トラッキングフィンガ処理部9は、サーチフィンガ処理部10A,10Bからの位相情報を基に複数のパスについて同期追従し、逆拡散処理を行うとともに、コヒーレント検波を行う。パスサーチ&パス選択部14は、複数のサーチフィンガ処理部10A,10Bと協働して、各ブランチについて時系列的に、ダイナミックにパスサーチを行い、Rake合成のためのパス選択を行う。Rake合成部15は、パスサーチ&パス選択部14で選択されたパスについてRake合成を行う。Rake合成部15の出力は、復号部16およびSIR推定部17へ出力される。   The search finger processing units 10A and 10B measure the average delay profile of each branch and perform synchronization acquisition of each path and reception signal level detection corresponding to the branch. The tracking finger processing unit 9 synchronously follows a plurality of paths based on the phase information from the search finger processing units 10A and 10B, performs despreading processing, and performs coherent detection. The path search & path selection unit 14 cooperates with the plurality of search finger processing units 10A and 10B to perform path search dynamically for each branch in time series, and to select a path for Rake synthesis. The Rake combining unit 15 performs Rake combining on the path selected by the path search & path selecting unit 14. The output of the Rake combining unit 15 is output to the decoding unit 16 and the SIR estimation unit 17.

本実施の形態では、従来のように2組のトラッキングフィンガ処理部を用いる場合に比べて、1組のトラッキングフィンガ処理部#1〜#NをブランチA,Bで共用する。そのため、サーチフィンガ処理部10の処理結果に基づいてパスサーチ&パス選択部14で選択された最大N個のパス(いずれのブランチかは問わない)がトラッキングフィンガ処理部#1〜#Nに割り当てられる。A/D変換器8から出力されるディジタルデータは所定量(例えば数フレーム)分、バッファメモリ(図示せず)に記憶され、トラッキングフィンガ処理部9はサーチフィンガ処理部10およびパスサーチ&パス選択部14の処理結果に従って同データを処理できる。このように1組のN個のトラッキングフィンガ処理部を、選択されたパスに柔軟に割り当てるようにしたので、従来のようにブランチ毎にN個のトラッキングフィンガ処理部を用意する必要がなくなる。   In this embodiment, compared to the case where two sets of tracking finger processing units are used as in the prior art, one set of tracking finger processing units # 1 to #N is shared by branches A and B. Therefore, a maximum of N paths (regardless of which branch) selected by the path search & path selection unit 14 based on the processing result of the search finger processing unit 10 are allocated to the tracking finger processing units # 1 to #N. It is done. Digital data output from the A / D converter 8 is stored in a buffer memory (not shown) for a predetermined amount (for example, several frames), and the tracking finger processing unit 9 includes a search finger processing unit 10 and a path search & path selection. The same data can be processed according to the processing result of the unit 14. Thus, since one set of N tracking finger processing units is flexibly assigned to the selected path, it is not necessary to prepare N tracking finger processing units for each branch as in the prior art.

なお、図1におけるRF受信信号処理部101A,101Bはダイレクトコンバージョン受信の構成として示しているが、従来からあるスーパーヘテロダイン受信の構成であっても何ら差し支えない。   Note that the RF reception signal processing units 101A and 101B in FIG. 1 are shown as a direct conversion reception configuration, but a conventional superheterodyne reception configuration may be used.

前述したように、移動体通信システムの携帯端末等では通常、片方のアンテナをホイップアンテナ等のメインアンテナとし、もう片方のアンテナを内蔵アンテナ等のサブアンテナにすることで装置の小型化およびデザインの最適化を図る。そのためにメインおよびサブの2つのアンテナ間において、なんらかの固定的な利得差を生じてしまう。よって、各スペースブランチに対して共通の等しい利得制御を行う場合には、サーチフィンガ処理部での平均化遅延プロファイルは、2つのアンテナの固定的な利得差分をそのまま反映することになってしまう。一般に、パスサーチ&パス選択部では受信信号のレベルに対して、しきい値判定を行い、レベルの高い順にRake合成を行うパスを選択する。   As described above, in a mobile terminal of a mobile communication system, usually, one antenna is a main antenna such as a whip antenna, and the other antenna is a sub-antenna such as a built-in antenna. Optimize. Therefore, some fixed gain difference is generated between the main and sub antennas. Therefore, when common equal gain control is performed for each space branch, the average delay profile in the search finger processing unit reflects the fixed gain difference between the two antennas as they are. In general, the path search & path selection unit performs threshold determination on the level of the received signal, and selects a path for Rake combining in descending order of level.

図2に、従来例の方式でアンテナ間に固定的な利得差がある場合に熱雑音の影響が無視できるときのサーチフィンガ処理部での平均化遅延プロファイルの例を示す。この図では、各チップタイミングにおける希望受信パスの自己相関ピークを○とし、マルチパスや他セル干渉による相互相関ピークを×としており、便宜上、熱雑音による成分を除いている。両ブランチに共通の等しい利得制御を行う構成において、ブランチA,B間のアンテナ利得差を考慮せずにレベルの高い順にパスを選択した場合には、ブランチB側の希望受信パスは選択されず、逆にブランチA側の他ユーザ干渉を選択することになり、Rake合成した受信信号のSIRが劣化してしまう。   FIG. 2 shows an example of an averaged delay profile in the search finger processing unit when the influence of thermal noise can be ignored when there is a fixed gain difference between antennas in the conventional method. In this figure, the autocorrelation peak of the desired reception path at each chip timing is indicated by ◯, the cross-correlation peak due to multipath or other cell interference is indicated by ×, and components due to thermal noise are excluded for convenience. In a configuration in which equal gain control common to both branches is performed, when a path is selected in descending order without considering the antenna gain difference between branches A and B, the desired reception path on the branch B side is not selected. On the contrary, the other user interference on the branch A side is selected, and the SIR of the Rake combined received signal is deteriorated.

一方、本発明では、図1におけるRF受信信号処理部101A,101Bでは、2つのアンテナからの受信信号が、各アンテナブランチに対応するAGC制御部11A,11Bにより、両A/D変換器8において、常に最適なダイナミックレンジで量子化されるようにAGC制御が行われるため、前述した従来例のようなブランチ間のアンテナ利得差の影響を受けにくい。但し、各ブランチ独立のAGC制御によってもサーチフィンガ処理部10A,10Bで検出される信号レベルには2つのブランチ間の平均利得差の影響が残るため、後述するように必要に応じて信号レベルの補正を行う。   On the other hand, in the present invention, in the RF reception signal processing units 101A and 101B in FIG. 1, the reception signals from the two antennas are received by both A / D converters 8 by the AGC control units 11A and 11B corresponding to the respective antenna branches. Since AGC control is performed so that quantization is always performed with an optimum dynamic range, it is not easily affected by the antenna gain difference between branches as in the conventional example described above. However, since the influence of the average gain difference between the two branches remains on the signal level detected by the search finger processing units 10A and 10B even by AGC control independent of each branch, the signal level can be adjusted as necessary as will be described later. Make corrections.

また、前述したように本発明では、回路規模を削減するためにトラッキングフィンガ処理部9およびパスサーチ&パス選択部14をシングルブランチ受信機と同じく単一個で構成している。このため、パスサーチ&パス選択部14は、前述のように、複数のサーチフィンガ処理部10A,10Bと協働して、各ブランチについてダイナミックにパスサーチを行うが、本実施の形態では、さらにしきい値&補正レベル生成器18からの補正信号を用いて受信信号レベルの補正を行い、この補正結果に基づいてRake合成のためのパス選択を行う。具体的には、しきい値&補正レベル生成器18は、2つのブランチ間の平均利得差に対して所定のしきい値に基づいて、レベル補正をするかどうかの判定を行う。さらに、その判定結果に基づいて、各ブランチに対応したサーチフィンガ処理部10A,10Bの受信信号レベルを所定のレベルに補正してパス選択を行うように、パスサーチ&パス選択部14に働きかける。すなわち、しきい値&補正レベル生成器18は2つのブランチ間の平均利得差が所定のしきい値より大きいときに、サーチフィンガ処理部10A,10Bでの受信信号レベルのレベル補正を行わせる。平均利得差が所定のしきい値より小さいときには、補正の効果が小さく補正を行うまでもないものと判断して、レベル補正は指示しない。レベル補正の方法としては、例えば、利得の低い方のブランチの信号レベルをその利得差に応じた所定量だけ増加させるものである。ブランチ間の平均利得差の測定方法については後述する。   Further, as described above, in the present invention, in order to reduce the circuit scale, the tracking finger processing unit 9 and the path search & path selection unit 14 are configured as a single unit like the single branch receiver. For this reason, as described above, the path search & path selection unit 14 cooperates with the plurality of search finger processing units 10A and 10B to dynamically perform path search for each branch. The received signal level is corrected using the correction signal from the threshold & correction level generator 18, and a path selection for Rake synthesis is performed based on the correction result. Specifically, the threshold value & correction level generator 18 determines whether or not level correction is performed based on a predetermined threshold value for the average gain difference between the two branches. Further, based on the determination result, the path search & path selection unit 14 is urged to perform path selection by correcting the received signal level of the search finger processing units 10A and 10B corresponding to each branch to a predetermined level. That is, the threshold & correction level generator 18 performs level correction of the received signal level in the search finger processing units 10A and 10B when the average gain difference between the two branches is larger than the predetermined threshold. When the average gain difference is smaller than the predetermined threshold value, it is determined that the correction effect is small and there is no need to perform correction, and level correction is not instructed. As a level correction method, for example, the signal level of the branch with the lower gain is increased by a predetermined amount corresponding to the gain difference. A method for measuring the average gain difference between the branches will be described later.

上述した動作を行なうことにより、アンテナ間に固定的な利得差がある場合にも、スペースダイバーシチ受信の効果を十分に得ることができる。なお、2つのブランチ間の平均利得差に対応した前記所定のしきい値および補正レベル値のパラメータは、シミュレーション値や実際の陸上移動体通信環境における実験結果から、精度よくパス選択を行える最適値を選ぶことによって決めるものとする。   By performing the operation described above, the effect of space diversity reception can be sufficiently obtained even when there is a fixed gain difference between the antennas. The parameters of the predetermined threshold value and the correction level value corresponding to the average gain difference between the two branches are optimum values that can accurately select a path from simulation values and experimental results in an actual land mobile communication environment. Shall be determined by choosing

続いて、受信信号の電界強度が低い場合を考える。図3において、アンテナ間に固定的な利得差がある場合に熱雑音の影響が支配的であるときのサーチフィンガ処理部10A,10Bでの平均化遅延プロファイルの例を示す。この図では、各チップタイミングにおける希望受信パスの自己相関ピークを○、熱雑音成分を×としており、便宜上、マルチパスや他セル干渉による成分を除いている。この場合のノイズフロアレベルは受信機のNFで定められるため、アンテナ間の利得差の値によっては、ブランチBの受信信号がノイズフロアに埋もれてしまう。つまり、熱雑音の影響が支配的な場合において、前述した受信信号レベルの補正を行うと、逆に補正を行わない時よりもパス選択を誤る可能性が高くなってしまう。   Next, consider the case where the electric field strength of the received signal is low. FIG. 3 shows an example of an averaged delay profile in the search finger processing units 10A and 10B when the influence of thermal noise is dominant when there is a fixed gain difference between antennas. In this figure, the autocorrelation peak of the desired reception path at each chip timing is indicated by ○, and the thermal noise component is indicated by ×, and for the sake of convenience, components due to multipath and other cell interference are excluded. Since the noise floor level in this case is determined by the NF of the receiver, the reception signal of the branch B is buried in the noise floor depending on the value of the gain difference between the antennas. In other words, when the influence of the thermal noise is dominant, if the received signal level is corrected as described above, there is a higher possibility of erroneous path selection than when no correction is performed.

一方、通常、受信信号の電界強度が低い場合には、AGC制御部11A,11BにおけるAGC制御により、RF受信信号処理部101A,101BにあるAGC増幅部7のゲインは高く制御される。   On the other hand, when the electric field strength of the reception signal is low, the gain of the AGC amplification unit 7 in the RF reception signal processing units 101A and 101B is controlled to be high by the AGC control in the AGC control units 11A and 11B.

本発明では、受信電界強度とAGC制御のゲインが1対1に対応していることを利用して、AGC制御部11A,11Bで設定されたAGC制御信号11sa,11sbを用いて補正判定信号生成器13において、熱雑音の影響が支配的となる受信信号の電界強度を予め設定しておくことで、レベル補正判定信号13sを生成する。このレベル補正判定信号13sを用いて、パスサーチ&パス選択部14において、各ブランチに対応したサーチフィンガ処理部10A,10Bの受信信号レベルを補正するかどうかの判断を行い、熱雑音の影響が支配的な場合には、受信信号レベルの補正を行わないようにする、すなわち、サーチフィンガ処理部10A,10Bの受信信号レベルの補正を抑止する。   In the present invention, the correction determination signal generation is performed using the AGC control signals 11sa and 11sb set by the AGC control units 11A and 11B, utilizing the fact that the received electric field strength and the gain of the AGC control correspond one-to-one. The level correction determination signal 13s is generated by setting in advance the electric field strength of the received signal in which the influence of thermal noise is dominant in the device 13. Using this level correction determination signal 13s, the path search & path selection unit 14 determines whether or not the received signal level of the search finger processing units 10A and 10B corresponding to each branch is corrected, and the influence of thermal noise is affected. In the dominant case, correction of the received signal level is not performed, that is, correction of the received signal level of the search finger processing units 10A and 10B is suppressed.

このような動作により、前述したパスサーチ&パス選択部14において、アンテナブランチ間の平均利得差に対応するレベル補正を行なった後にパス選択する際に、熱雑音の影響が支配的な場合に発生するパス選択誤りによる受信特性の劣化を防ぐことができる。   By such an operation, the path search & path selection unit 14 described above occurs when the influence of thermal noise is dominant when performing path selection after performing level correction corresponding to the average gain difference between antenna branches. It is possible to prevent deterioration of reception characteristics due to a path selection error.

なお、熱雑音の影響が支配的となる受信信号の電界強度は、携帯無線端末の受信レベルダイアグラム設計からほぼ決まるが、生産時の個体差ばらつきがあるため、個々に調整できるように、任意に設定できる機能を備えることで対応することができる。   Note that the electric field strength of the received signal, where the influence of thermal noise is dominant, is almost determined from the reception level diagram design of the mobile wireless terminal, but because there are individual differences in production, it can be adjusted arbitrarily so that it can be adjusted individually. This can be done by providing functions that can be set.

次に、上述した受信信号レベルを補正する際に用いる各アンテナブランチ間における固定的な利得差を導出する方法について説明する。   Next, a method for deriving a fixed gain difference between the antenna branches used for correcting the reception signal level described above will be described.

一般に、各アンテナブランチ間における固定的な利得差は、アンテナ自体の性能差以外に、筐体の影響、人体の影響、さらには実使用時の陸上移動体通信環境による影響などで、大きく変化する。そのため携帯無線端末の生産時に、予めROMに固定的な利得差を書き込むという方法では、実使用環境での各アンテナブランチ間利得差を反映していない。   In general, the fixed gain difference between each antenna branch varies greatly due to the influence of the chassis, the human body, and the land mobile communication environment during actual use, in addition to the performance difference of the antenna itself. . Therefore, the method of writing a fixed gain difference in the ROM in advance at the time of production of the portable wireless terminal does not reflect the gain difference between the antenna branches in the actual use environment.

本発明では、受信電界強度測定部19において、各アンテナブランチに対応したAGC制御部11A,11Bのゲイン設定値と、対応する各サーチフィンガ処理部10A,10Bの平均化遅延プロファイルをパスサーチ範囲内で積分した値とを用いることにより、各アンテナブランチにおける受信信号の電界強度を測定する機能を設けている。   In the present invention, the received electric field strength measuring unit 19 includes the gain setting values of the AGC control units 11A and 11B corresponding to the respective antenna branches and the averaged delay profiles of the corresponding search finger processing units 10A and 10B within the path search range. Is used to measure the electric field strength of the received signal at each antenna branch.

各アンテナブランチに対応したAGC制御の周期は、A/D変換器のビット数にもよるが、通常はレイリーフェージングによる瞬時値変動ではなく、シャドウイングによる短区間中央値変動分や距離変動を補正するように動作する。そこで、パスサーチ&パス選択部14は各アンテナブランチに対応した各サーチフィンガ処理部10A,10Bに対し、パスサーチ範囲をダイナミックに設定可能とすることで、陸上移動体通信環境における高速に変動する遅延プロファイルに追従することが可能となる。   Although the AGC control period corresponding to each antenna branch depends on the number of bits of the A / D converter, it is usually not the instantaneous value fluctuation due to Rayleigh fading, but the short-term median fluctuation and distance fluctuation due to shadowing are corrected. To work. Therefore, the path search & path selection unit 14 allows the search finger processing units 10A and 10B corresponding to each antenna branch to dynamically set the path search range, thereby changing at high speed in the land mobile communication environment. It becomes possible to follow the delay profile.

さらに、受信電界強度測定部19では、上述した方法で測定された受信信号の電界強度を所定時間(例えば数ないし数十の無線フレームに相当する時間)内で平均化を行うことで、各アンテナブランチ間の平均利得の差をダイナミックに算出可能としている。これにより、受信環境の変化に適正に対応することができる。   Further, the received electric field strength measuring unit 19 averages the electric field strength of the received signal measured by the above-described method within a predetermined time (for example, a time corresponding to several to several tens of radio frames), so that each antenna The difference in average gain between branches can be calculated dynamically. Thereby, it is possible to appropriately cope with a change in the reception environment.

図6により、本実施の形態において各アンテナブランチにおける受信信号の電界強度を測定する仕組みを説明する。サーチフィンガ処理部10A,10Bにおける平均化遅延プロファイルには、希望受信パス、熱雑音、およびマルチパス&他セル干渉の相互相関レベルが含まれている。そこでこれらの受信レベルをパスサーチ区間で積分することによって、各アンテナブランチで受信されたトータルの受信信号の電界強度に比例した値を得ることができる。また、前述したように、受信電界強度とAGC制御のゲインが1対1に対応しているので、その情報を一緒に用いることで、ある時点での各アンテナブランチの受信電界強度を推定することが可能となる。すなわち、AGC制御のゲインはVGA(Voltage Gain Amplifier)方式とPGA(Programmable Gain Amplifier)の区別なく、希望受信信号+熱雑音+他干渉信号の総和がA/D変換器の入力において常に最適なダイナミックレンジで量子化できるレベル(これをターゲットレベルという)になるように動作するので、その時点で設定されているAGC制御のゲイン値は、希望受信信号+熱雑音+他干渉信号であるアンテナ端で受信した受信電界強度に1対1に対応している。ゆえに、AGC制御のゲイン値と上記積分した受信レベル値とを足し合わせて、当該システム中での固有のオフセット値(±α)を加えることで、アンテナ端で受信された受信電界強度がある程度の確度をもって推定できる。   With reference to FIG. 6, a mechanism for measuring the electric field strength of the received signal in each antenna branch in the present embodiment will be described. The averaged delay profile in the search finger processing units 10A and 10B includes a desired reception path, thermal noise, and cross-correlation levels of multipath & other cell interference. Therefore, by integrating these reception levels in the path search interval, a value proportional to the electric field strength of the total received signal received by each antenna branch can be obtained. Further, as described above, since the reception electric field strength and the gain of AGC control have a one-to-one correspondence, it is possible to estimate the reception electric field strength of each antenna branch at a certain time by using the information together. Is possible. That is, the gain of AGC control is always the optimum dynamic at the input of the A / D converter, regardless of the difference between VGA (Voltage Gain Amplifier) and PGA (Programmable Gain Amplifier). Since it operates so as to be a level that can be quantized in the range (this is referred to as a target level), the gain value of AGC control set at that time is the desired received signal + thermal noise + other interference signal at the antenna end. There is a one-to-one correspondence to the received field strength. Therefore, by adding the gain value of AGC control and the integrated reception level value and adding an inherent offset value (± α) in the system, the received electric field intensity received at the antenna end can be reduced to some extent. Can be estimated with accuracy.

前述したように、本発明では、各アンテナブランチにおけるアンテナ入力端子からRF受信信号処理部のA/D変換器入力までの受信信号のトータルNF、トータルゲインが同等になるようにレベルダイアグラム設計されているので、上記の機能を備えることにより、実際の周囲環境の変動に応じて、適応的に各アンテナブランチ間における固定的な利得差を導出することが可能となる   As described above, in the present invention, the level diagram is designed so that the total NF and total gain of the received signal from the antenna input terminal to the A / D converter input of the RF received signal processing unit in each antenna branch are equal. Therefore, by providing the above-described function, it becomes possible to adaptively derive a fixed gain difference between the antenna branches in accordance with a change in the actual surrounding environment.

さらに本発明では、上述した受信電界強度測定部19で算出した各アンテナブランチ間の平均利得の差と、しきい値&補正レベル生成器18で生成される補正レベル値の少なくとも一方に基づいて、間欠電源制御部12において、各アンテナブランチ間の平均利得差が大きく、レベル補正値も大きくなり、それによるパス選択誤りの影響の方が大きいと判断した場合には、そのアンテナブランチに関係するRF受信信号処理部101A,101B、AGC制御部11A,11B、およびサーチフィンガ処理部10A,10Bの一方側の電源を一時的にオフ(スリープモード)にする機能を備えている。   Furthermore, in the present invention, based on at least one of the difference in average gain between the antenna branches calculated by the reception field strength measurement unit 19 described above and the correction level value generated by the threshold value & correction level generator 18, When the intermittent power supply control unit 12 determines that the average gain difference between the antenna branches is large and the level correction value is large and the influence of the path selection error is larger, the RF related to the antenna branch is determined. The reception signal processing units 101A and 101B, the AGC control units 11A and 11B, and the search finger processing units 10A and 10B have a function of temporarily turning off the power (sleep mode).

前述したように、実使用時の人体の影響や陸上移動体通信環境による影響により、各アンテナブランチ間の平均利得差があまりに大きい場合は、そのアンテナブランチからのスペースダイバーシチ効果はほとんど期待できないし、無理にレベル補正を行なうことで、逆にパス選択誤りによる受信特性の劣化が引き起こされる。そこで、各アンテナブランチ間の平均利得差が所定値以上である場合および/またはレベル補正値が所定値以上である場合、そのアンテナブランチに関係するRF受信信号処理部、AGC制御部およびサーチフィンガ処理部の電源をオフにすることにより、無駄な消費電流を削減することができる。   As mentioned above, if the average gain difference between each antenna branch is too large due to the influence of the human body during actual use and the influence of the land mobile communication environment, the space diversity effect from that antenna branch can hardly be expected, By forcibly correcting the level, the reception characteristics are deteriorated due to a path selection error. Therefore, when the average gain difference between the antenna branches is equal to or greater than a predetermined value and / or when the level correction value is equal to or greater than the predetermined value, the RF reception signal processing unit, AGC control unit, and search finger processing related to the antenna branch By turning off the power of the unit, it is possible to reduce wasteful current consumption.

図5に示したように、HS−SCCHおよびHS−PDSCHのデータ長は2ms(3スロット分)である。つまり、電源のオンオフにおける立ち上がり時間、立ち下がり時間は、上記信号のデータ長に比べて十分短いことが必要となる。一方、一般的なRF受信信号処理部の電源のスリープモードからの立ち上がり立下がり時間は、約数十μs以内であり、その他にキャリブレーションの時間を加えてもおおよそ数百μs以内で完了する。1タイムスロットは約667μsなので、上述した条件を十分満足することができる。   As shown in FIG. 5, the data length of HS-SCCH and HS-PDSCH is 2 ms (for 3 slots). That is, the rise time and fall time when the power is turned on and off need to be sufficiently shorter than the data length of the signal. On the other hand, the rise / fall time from the sleep mode of the power supply of a general RF reception signal processing unit is within about several tens of μs, and is completed within about several hundreds of μs even if calibration time is added. Since one time slot is about 667 μs, the above-described conditions can be sufficiently satisfied.

一方、端末のスペックを決める待ち受け時間は、ある条件下での見積もりを前提に計算される。例えば、ここで間欠受信周期を2.56sとした場合について考える。この間欠受信周期の間に、実使用時の陸上移動体通信環境が変化する場合も考えられる。しかし、前述したように本発明では、受信信号の電界強度を所定の時間内で平均化を行っており、間欠受信時に最適な移動平均周期を設定することで、各アンテナブランチ間の平均利得の差を十分ダイナミックに算出することができる。つまり、間欠受信時においても前述したような機能を用いることによって、各アンテナブランチ間の平均利得差の違いが大きく、Rake受信に寄与しないと判断した場合には、そのアンテナブランチに関係するRF受信信号処理部101A,101B、AGC制御部11A,11B、およびサーチフィンガ処理部10A,10Bの一方側の電源をオフにすることにより、無駄な消費電流を削減することができる。   On the other hand, the standby time for determining the specifications of the terminal is calculated on the assumption of an estimate under a certain condition. For example, consider the case where the intermittent reception cycle is 2.56 s. It is also conceivable that the land mobile communication environment during actual use changes during this intermittent reception cycle. However, as described above, in the present invention, the electric field strength of the received signal is averaged within a predetermined time, and by setting an optimal moving average period at the time of intermittent reception, the average gain between each antenna branch is set. The difference can be calculated sufficiently dynamically. In other words, by using the above-described function even during intermittent reception, if it is determined that the difference in average gain difference between each antenna branch is large and does not contribute to Rake reception, RF reception related to that antenna branch is performed. By turning off the power on one side of the signal processing units 101A and 101B, the AGC control units 11A and 11B, and the search finger processing units 10A and 10B, useless current consumption can be reduced.

なお、上記電源オフ時間は任意に設定可能であり、陸上移動体通信環境における高速に変動する遅延プロファイルに追従してダイナミックに電源オフ時間を変更するようにしてもよい。これにより、本来のスペースダイバーシチ受信の効果を損なうことなく、状況に応じて適正な低消費電流化を行うことがが可能となる。   The power-off time can be arbitrarily set, and the power-off time may be dynamically changed following a delay profile that fluctuates at high speed in a land mobile communication environment. As a result, it is possible to appropriately reduce the current consumption according to the situation without impairing the original space diversity reception effect.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but various modifications and changes other than those mentioned above can be made.

本発明におけるDS−CDMA方式移動体通信端末にスペースダイバーシチ受信を適用する回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the circuit which applies space diversity reception to the DS-CDMA system mobile communication terminal in this invention. 従来例の方式でアンテナ間に固定的な利得差がある場合に熱雑音の影響が無視できるときのサーチフィンガ処理部での平均化遅延プロファイルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the average delay profile in a search finger process part when the influence of a thermal noise can be disregarded when there exists a fixed gain difference between antennas by the system of a prior art example. アンテナ間に固定的な利得差がある場合に熱雑音の影響が支配的であるときのサーチフィンガ処理部での平均化遅延プロファイルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the average delay profile in a search finger process part when the influence of a thermal noise is dominant when there exists a fixed gain difference between antennas. 端末側の受信C/I値と基地局側から割り当てられるパケットデータのMCSのイメージ図である。It is an image figure of MCS of the received C / I value on the terminal side and packet data allocated from the base station side. HSDPAで仕様化されている各物理チャネル信号のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of each physical channel signal specified by HSDPA. 本実施の形態において各アンテナブランチにおける受信信号の電界強度を測定する仕組みを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mechanism which measures the electric field strength of the received signal in each antenna branch in this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1A…アンテナ、1B…アンテナ、4…低雑音増幅器(LNA)、5…直交復調部、6…低域通過フィルタ(LPF)、7…自動利得制御部(AGC)、8…A/D変換器、9…トラッキングフィンガ処理部、10,10A,10B…サーチフィンガ処理部、11,11A,11B…AGC制御部、12…間欠電源制御部、13…補正判定信号生成器、14…パスサーチ&パス選択部、15…Rake合成部、16…復号部、17…SIR推定部、18…しきい値&補正レベル生成器、19…受信電界強度測定部、102…ディジタル信号処理部、101A,101B…受信信号処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A ... Antenna, 1B ... Antenna, 4 ... Low noise amplifier (LNA), 5 ... Quadrature demodulation part, 6 ... Low-pass filter (LPF), 7 ... Automatic gain control part (AGC), 8 ... A / D converter , 9 ... Tracking finger processing unit, 10, 10A, 10B ... Search finger processing unit, 11, 11A, 11B ... AGC control unit, 12 ... Intermittent power supply control unit, 13 ... Correction determination signal generator, 14 ... Path search & path Selection unit, 15 ... Rake combining unit, 16 ... decoding unit, 17 ... SIR estimation unit, 18 ... threshold & correction level generator, 19 ... received electric field strength measuring unit, 102 ... digital signal processing unit, 101A, 101B ... Received signal processor

Claims (9)

DS−CDMA方式にスペースダイバーシチ受信を適用したダイバーシチ受信装置であって、
スペースダイバーシチの複数のブランチに対応する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに対応し、それぞれ、受信信号の直交復調部、AGC増幅部、およびアナログディジタル変換器を含む複数のRF受信信号処理部と、
前記複数のRF受信信号処理部のディジタル出力を受けて、Rake受信および復号処理を行うとともに前記複数のRF受信信号処理部の各々のAGC増幅部の制御を独立に行うディジタル信号処理部とを備え、
前記ディジタル信号処理部は、
各ブランチの平均化遅延プロファイルを測定することにより各パスの同期捕捉と受信信号レベル検出をブランチ対応に行う、前記複数のブランチに対応した複数のサーチフィンガ処理部と、
前記複数のRF受信信号処理部の出力を受けて、前記複数のサーチフィンガ処理部からの位相情報を基に複数のパスについて同期追従し、逆拡散処理を行うとともに、コヒーレント検波を行う1組の複数のトラッキングフィンガ処理部と、
前記複数のサーチフィンガ処理部の受信信号レベルを補正するための補正信号を生成する補正レベル生成手段と、
前記複数のサーチフィンガ処理部と協働して、各ブランチについてダイナミックにパスサーチを行い、前記補正レベル生成手段からの補正信号を用いて前記受信信号レベルの補正を行い、この補正結果に基づいてRake合成のためのパス選択を行うパスサーチ&パス選択部と、
前記パスサーチ&パス選択部で選択されたパスについて、前記1組の複数のトラッキングフィンガ処理部の出力を受けてRake合成を行うRake合成部と、
前記複数のRF受信信号処理部のそれぞれのアナログディジタル変換器への入力レベルを最適入力レベルとする、前記複数のブランチに対応した複数のAGC制御部と、
前記複数のトラッキングフィンガ処理部の出力をRake合成するRake合成部と、
前記Rake合成部の出力を復号する復号手段とを有する
ことを特徴とするダイバーシチ受信装置。
A diversity receiver that applies space diversity reception to a DS-CDMA system,
Multiple antennas corresponding to multiple branches of space diversity;
Corresponding to the plurality of antennas, respectively, a plurality of RF reception signal processing units including a reception signal orthogonal demodulation unit, an AGC amplification unit, and an analog-digital converter;
A digital signal processing unit that receives a digital output of the plurality of RF reception signal processing units, performs Rake reception and decoding processing, and independently controls each AGC amplification unit of the plurality of RF reception signal processing units; ,
The digital signal processor is
A plurality of search finger processing units corresponding to the plurality of branches, performing synchronization acquisition and reception signal level detection for each path by measuring an average delay profile of each branch,
One set of receiving the outputs of the plurality of RF reception signal processing units, synchronously tracking a plurality of paths based on phase information from the plurality of search finger processing units, performing despreading processing, and performing coherent detection A plurality of tracking finger processing units;
Correction level generation means for generating a correction signal for correcting the reception signal level of the plurality of search finger processing units;
In cooperation with the plurality of search finger processing units, a path search is dynamically performed for each branch, and the received signal level is corrected using a correction signal from the correction level generation means. Based on the correction result, A path search & path selection unit that performs path selection for Rake synthesis;
A Rake combining unit that receives the outputs of the one set of tracking finger processing units and performs a Rake combining on the path selected by the path search & path selecting unit;
A plurality of AGC control units corresponding to the plurality of branches, wherein the input level to each analog-digital converter of the plurality of RF reception signal processing units is an optimum input level;
A Rake combining unit that combines the outputs of the plurality of tracking finger processing units with Rake;
Diversity receiving apparatus, comprising: decoding means for decoding the output of the Rake combining unit.
前記補正レベル生成手段は、前記各ブランチ間の平均利得差に対してしきい値判定を行い、前記しきい値判定に基づき、前記受信信号レベルの補正信号を出力するか否かを判定することを特徴とする請求項1記載のダイバーシチ受信装置。   The correction level generation means determines a threshold value for an average gain difference between the branches, and determines whether to output a correction signal of the received signal level based on the threshold value determination. The diversity receiver according to claim 1. 前記ディジタル信号処理部は、前記複数のAGC制御部におけるゲイン設定値と、前記複数のサーチフィンガ処理部の平均化遅延プロファイルをそれぞれパスサーチ範囲内で積分した値とを用いることにより、各ブランチにおける受信信号の電界強度を測定する受信電界強度測定部を備えたことを特徴とする請求項1記載のダイバーシチ受信装置。   The digital signal processing unit uses a gain setting value in the plurality of AGC control units and a value obtained by integrating averaged delay profiles of the plurality of search finger processing units in a path search range, so that each branch The diversity receiving apparatus according to claim 1, further comprising a received field strength measuring unit that measures a field strength of the received signal. 前記受信電界強度測定部は、各ブランチにおける受信信号の電界強度を所定の時間内で平均化し、前記各ブランチ間の平均利得の差をダイナミックに算出することを特徴とする請求項3記載のダイバーシチ受信装置。   4. The diversity according to claim 3, wherein the reception electric field strength measurement unit averages the electric field strength of the reception signal in each branch within a predetermined time and dynamically calculates a difference in average gain between the branches. Receiver device. 前記パスサーチ&パス選択部は、前記各サーチフィンガ処理部に対してパスサーチ範囲をダイナミックに設定可能であることを特徴とする請求項1記載のダイバーシチ受信装置。   2. The diversity receiving apparatus according to claim 1, wherein the path search & path selection unit can dynamically set a path search range for each search finger processing unit. 前記ディジタル信号処理部は、前記AGC制御部からの信号により補正判定信号を生成する補正判定信号生成器とを備え、前記補正判定信号を用いて、前記パスサーチ&パス選択部における各ブランチに対応した前記サーチフィンガ処理部の受信信号レベルの補正を抑止することを特徴とする請求項1または2記載のダイバーシチ受信装置。   The digital signal processing unit includes a correction determination signal generator that generates a correction determination signal based on a signal from the AGC control unit, and corresponds to each branch in the path search & path selection unit using the correction determination signal. 3. The diversity receiving apparatus according to claim 1, wherein correction of the received signal level of the search finger processing unit is suppressed. 前記補正判定信号生成器は、前記複数のAGC制御部によるAGC制御におけるゲインに基づいて、熱雑音の影響が支配的となる受信信号の電界強度を判断することにより前記補正判定信号を生成することを特徴とする請求項6記載のダイバーシチ受信装置。   The correction determination signal generator generates the correction determination signal by determining the electric field strength of the received signal in which the influence of thermal noise becomes dominant based on the gain in AGC control by the plurality of AGC control units. The diversity receiver according to claim 6. 前記ディジタル信号処理部は、受信電界強度測定部からの信号および/または前記補正レベル生成手段からの信号に基づいて前記各ブランチ間の平均利得差の違いが大きくRake受信に寄与しないと判断した場合に、前記寄与しないと判断したブランチに関係する前記RF受信信号処理部、前記AGC制御部および前記サーチフィンガ処理部の電源を一時的にオフにする間欠電源制御部を備えたことを特徴とする請求項3記載のダイバーシチ受信装置。   When the digital signal processing unit determines that the difference in the average gain difference between the branches is large and does not contribute to Rake reception based on the signal from the reception electric field strength measurement unit and / or the signal from the correction level generation unit And an intermittent power supply control unit for temporarily turning off the power of the RF reception signal processing unit, the AGC control unit, and the search finger processing unit related to the branch determined not to contribute. The diversity receiver according to claim 3. 前記間欠電源制御部は、与えられる信号に従って、電源供給を間欠的に停止する電源オフ時間をダイナミックに変更することを特徴とする請求項8記載のダイバーシチ受信装置。   9. The diversity receiver according to claim 8, wherein the intermittent power supply controller dynamically changes a power-off time for intermittently stopping power supply in accordance with a given signal.
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