JP2006115206A - Ａｆｃ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＤＭＡ通信システムの移動局において、複数の基地局と同時に通信する際、指定した基地局に対する安定的な周波数追従を実現し、特定の基地局との上りリンク及び下りリンクの両方の受信性能を向上させること。
【解決手段】合成部１１１は、拡散コードが同じである既知参照信号から生成された位相回転ベクトル平均値を合成する。周波数推定部１１２では、各基地局の位相回転ベクトルからその対応する基地局のキャリア周波数誤差を算出する。特定チャネルを送信している基地局が変更された場合、基地局選択部１１３は選択部１１４に対して追従対象基地局の切り替えを指示する。選択部１１４は、追従対象基地局が変更された場合、対応する基地局のキャリア周波数誤差をリミット部１１５に出力する。リミット部１１５は、リミット範囲に収まるように制限されたキャリア周波数誤差を制御電圧発生部１１６に繰り返し出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）通信システムにおける移動局において基地局の基準周波数に追従する処理を行うＡＦＣ（Automatic Frequency Control：自動周波数制御）処理装置に関する。

近年、移動体通信システムにて用いられる通信方式として、干渉や妨害に強いＣＤＭＡ通信方式が注目されている。このＣＤＭＡ通信方式は、送信側では送信したいユーザ信号を拡散符号により拡散して送信し、受信側ではその拡散符号と同一の拡散符号を用いて逆拡散を行うことにより元のユーザ信号を得る通信方式であり、送信側と受信側の拡散符号系列の位相同期を取らなければ受信側において逆拡散を行うことができない。このため、ＣＤＭＡ通信システムでは、移動局にて基地局の基準周波数に追従する処理を行うＡＦＣ処理装置を備えている（例えば、特許文献１〜３）。以下、その概要を説明する。

図８は、ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局において従来のＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成例を示すブロック図である。図８において、無線受信部８０１は、アンテナ８０２が受信した既知参照信号を含む無線信号を増幅し、その増幅した受信信号に基準発振器８０３が発生する基準周波数である搬送波の周波数信号を掛け合わせることにより、受信信号からベースバンド信号を取り出す。無線受信部８０１が取り出した受信ベースバンド信号は、初期同期部８０４と、同期部８０５と、逆拡散部８０６（１）〜８０６（ｎ）とに供給される。なお、以下の説明においては、受信信号からベースバンド信号を取り出す処理を「準同期検波処理」と呼ぶことにする。

基準発振器８０３は、周波数精度が高く、かつ電圧によって周波数の微調整が可能なＶＣＴＣＸＯ（Voltage Controlled Temperature Controlled X'tal Oscillator）で構成されている。

初期同期部８０４は、基地局が送信している拡散コードの同定（セルサーチ）を行う。同期部８０５は、初期同期部８０４にて同定された拡散コードの種類と拡散コードのタイミングとに従って遅延プロファイル情報を作成し、基地局と移動局間の伝搬路の違いによって発生する遅延波の検出（パスサーチ）を行う。また、同期部８０５では検出された遅延波のタイミングから拡散コードの位相を決定し拡散符号発生部８０７（１）〜８０７（ｎ）に設定する。同時に、同期部８０５は、ＡＦＣ処理装置８０８の合成部８１１に対して拡散符号発生部８０７（１）〜８０７（ｎ）に指定した拡散コードを通知する。

拡散符号発生部８０７（１）〜８０７（ｎ）では、それぞれ同期部８０５から指定された拡散コード及び位相に従って拡散コードを発生し、逆拡散部８０６（１）〜８０６（ｎ）の対応する逆拡散部に供給する。逆拡散部８０６（１）〜８０６（ｎ）では、それぞれ受信ベースバンド信号と拡散コードとを掛け合わせて逆拡散処理を行い、ＡＦＣ処理装置８０８に供給する。

ＡＦＣ処理装置８０８は、逆拡散部８０６（１）〜８０６（ｎ）と１対１の関係で設けられる位相回転ベクトル生成部８０９（１）〜８０９（ｎ）及び平均化部８１０（１）〜８１０（ｎ）と、平均化部８１０（１）〜８１０（ｎ）の出力を受ける合成部８１１と、合成部８１１の出力を受ける周波数推定部８１２と、周波数推定部８１２の出力を受ける制御電圧発生部８１３と備え、逆拡散部８０６（１）〜８０６（ｎ）の逆拡散結果に基づき基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）８０３を制御するようになっている。

即ち、位相回転ベクトル生成部８０９（１）〜８０９（ｎ）では、逆拡散部８０６（１）〜８０６（ｎ）にて逆拡散処理された既知参照信号に対して遅延検波を行い、１シンボル当りの位相変化量を示す位相回転ベクトルを算出する。平均化部８１０（１）〜８１０（ｎ）では、位相回転ベクトル生成部８０９（１）〜８０９（ｎ）にて生成された位相回転ベクトルに対して指定された期間の平均化処理を行い、位相回転ベクトル平均値を算出する。

合成部８１１では、平均化部８１０（１）〜８１０（ｎ）から出力される位相回転ベクトルの平均値をベクトル合成し、位相回転ベクトル合成値を算出する。周波数推定部８１２では、位相回転ベクトル合成値から位相回転角、即ち既知参照信号の位相回転速度を検出する。制御電圧発生部８１３では、位相回転速度に応じた制御電圧を発生し、基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）８０３に与える。基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）８０３は、制御電圧に比例して搬送波の周波数を変化させて無線受信部８０１に与え、無線受信部８０１が準同期検波処理に用いる搬送波の周波数を基地局の搬送波周波数に近づける動作を行う。

このように、従来のＡＦＣ処理装置８０８では、受信した既知参照信号を用いて位相回転速度を検出し、この位相回転速度に応じて基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）８０３の発振周波数を変化させ、無線受信部８０１における準同期検波処理に用いられる搬送波の周波数を基地局の基準周波数に合わせ込むようにしている。

これによって、従来のＡＦＣ処理装置８０８では、受信信号の搬送波周波数と基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）８０３が発生する搬送波の周波数とのずれを補正し、受信ベースバンド信号に生じる位相回転量の低減を図っている。なお、以下、受信信号の搬送波周波数と基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）８０３が発生する搬送波の周波数とのずれのことを「キャリア周波数誤差」と呼ぶ。

ここで、ＣＤＭＡ通信システムを含む移動体通信システムでは、一つの基地局が移動局と通信できる範囲に限界があるので、移動局が通信中に通信対象となる基地局を切り替えるハンドオーバーが行われる。特にＣＤＭＡ通信システムでは拡散コードの異なった複数の基地局を同一周波数内に設置することが可能であるので、移動局が複数の基地局と同時に通信を行いながら基地局の切り替えを行うソフトハンドオーバーが実現されている。

図９は、ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局がソフトハンドオーバー時に行うＡＦＣ処理動作を説明する図である。ソフトハンドオーバーで複数の基地局と同時に通信する場合、実際には基地局間の基準周波数にずれが存在するため、例えば図９に示すように、移動局ＭＳは、基地局２０１，基地局２０２の基準周波数差Δｆ_{ＢＳ１−ＢＳ２}を求め、その中間の周波数（Δｆ_{ＢＳ１−ＢＳ２}）／２が移動局ＭＳの基準周波数となるようにＡＦＣ処理を行う方法も提案されている。
特開２０００−１０６５３５号公報 特開２００２−２１７７７６号公報 特開２００２−１１１５４１号公報

ところで、ＣＤＭＡ通信システムでは情報伝送速度の向上を実現するために、ソフトハンドオーバーで複数の基地局と同時に通信を行っている場合でも、特定の基地局に対する通信品質を向上させることが望まれている。特に、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）などの高速パケット伝送では、１６ＱＡＭなどの多値変復調方式を用いるので、より高いＳＮＲでの受信が求められる。そのため、干渉抑圧及びシステム効率向上の観点からソフトハンドオーバーを適用しないチャネルが通信に用いられる場合がある。このような特定チャネルの受信性能を向上させるためには、特定チャネルを用いて通信を行う特定基地局に対してＡＦＣ処理を行う必要がある。

しかしながら、従来のＡＦＣ処理装置では、図８に示したように、通信対象となる基地局の合成の基準周波数を用いてＡＦＣ処理を行うので、特定の基地局に対する受信性能を向上させることができないという問題がある。

一方、移動局の基準周波数は一般に準同期検波だけでなくＡＤ変換器を含むベースバンド信号処理回路の動作基準周波数としても用いられるので、移動局の基準周波数を変化させる場合には、次の（１）〜（３）に示すような問題がある。

（１）まず、基準周波数を大きく変化させるとベースバンド処理回路の動作が不安定になる。具体的には、例えば、図１０〜図１２に示すように、基準周波数が変化することにより、基準周波数を元に動作しているパスサーチの処理において見かけのパス位置が変化することになり、パス移動に対する追従（トラッキング）処理が破綻し受信特性が劣化するという問題がある。

以下、図１０〜図１２を参照して説明する。なお、図１０は、ＣＤＭＡ通信システムにおける基地局と移動局との基準周波数の関係を説明する図である。図１１と図１２は、図１０に示す周波数誤差が存在する場合における移動局でのパスサーチ処理を説明する図である。

図１０に示すように、基地局の基準周波数と移動局の基準周波数との間に周波数誤差が発生すると、移動局では一定時間内に生成される基準クロック数が変化する。移動局でのパスサーチの処理では、この基準クロックに従って一定時間毎にパス位置を検出するための遅延プロファイルを生成しているので、基準クロック数が変化した場合は、図１１と図１２に示すように見かけのパス位置が変化する。

周波数誤差がそれ程大きくない場合には、ＡＦＣ処理での基準周波数の変化幅は小さいので、基準クロック数の変化は比較的小さい。この場合には、図１１に示すように、トラッキング処理で補正可能な範囲１１０１内で見かけのパス位置１１０２が変化するので、拡散コードの位相を変化させることにより、このパス移動に対するトラッキング処理を行うことができる。

しかし、周波数誤差が相当に大きくなると、ＡＦＣ処理での基準周波数の変化幅が相当に大きくなるので、基準クロック数の変化は比較的大きくなる。この場合は。図１２に示すように、見かけのパス位置１２０１がトラッキング処理で補正可能な範囲１１０１外に移動する状態が発生する。つまり、パス位置の変化を修正できなくなるので、パス移動に対する追従が破綻することになる。

（２）また、特定の基地局の切り替えに追従するために移動局の基準周波数を大きく変化させた場合、準同期検波によって得られるベースバンド信号の位相が変化してしまい、復調やＡＦＣ処理に必要となるチャネル推定の精度が劣化することによって受信性能が劣化してしまうという問題がある。

（３）さらに、基準周波数は、移動局から上り送信周波数の基準としても用いられるので、上り送信周波数が不安定になり、基地局における上り受信性能が劣化してしまうという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＣＤＭＡ通信システムの移動局において、ソフトハンドオーバー等、複数の基地局との同時通信時に、指定した基地局に対する安定的な周波数追従を実現し、特定の基地局に対する受信性能、特定の基地局における受信性能の双方を向上させることのできるＡＦＣ処理装置を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明に係るＡＦＣ処理装置は、ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局において通信を行う基地局の基準周波数に追従する処理を行うＡＦＣ処理装置において、２以上の基地局が送信する既知参照信号を用いて生成された位相回転ベクトルに基づき基地局毎の周波数誤差を推定する周波数推定手段と、２以上の基地局の中から１対１の通信を行う特定通信チャネルを送信する特定基地局を周波数の合わせ込み対象として選択する基地局選択手段と、前記基地局選択手段の指示に基づき前記周波数推定手段が推定した周波数誤差の中から対応する基地局の周波数誤差を選択する選択手段と、前記基地局選択手段の基地局選択が第１の基地局から第２の基地局に遷移したとき前記選択手段が選択した第１及び第２の基地局の周波数誤差に基づき当該移動局の基準周波数を段階的に上昇または下降する制御を行う周波数制御手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、複数の基地局との同時通信を行っている場合でも、特定の基地局に対する安定的な周波数追従を実現し、特定の基地局に対する受信性能、特定の基地局における受信性能の双方を向上させることができる。

本発明に係るＡＦＣ処理装置は、上記の発明において、前記周波数制御手段は、予め定めた制御範囲を単位として、当該移動局の基準周波数を、第１の基地局に対応する基準周波数から第２の基地局に対応する基準周波数に段階的に変化させるという構成を採る。

この構成によれば、移動局の基準周波数を、選択した基地局の基準周波数に段階的に追従させることができる。

本発明に係るＡＦＣ処理装置は、上記の発明において、前記周波数制御手段は、当該移動局の基準周波数の変化幅を、前記選択手段が選択した第１及び第２の基地局の周波数差に基づき算出した一定値以下に制限しつつ当該移動局の基準周波数を、第１の基地局に対応する基準周波数から第２の基地局に対応する基準周波数に段階的に変化させるという構成を採る。

この構成によれば、移動局の基準周波数を、選択した基地局の基準周波数に段階的に追従させることができる。

本発明に係るＡＦＣ処理装置は、ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局において通信を行う基地局の基準周波数に追従する処理を行うＡＦＣ処理装置において、２以上の基地局の中から１対１の通信を行う特定通信チャネルを送信する特定基地局を周波数の合わせ込み対象として選択する基地局選択手段と、２以上の基地局が送信する既知参照信号を用いて生成された位相回転ベクトルの中から、前記基地局選択手段が指定する基地局に対応する位相回転ベクトルを選択して出力し、また前記基地局選択手段の基地局選択が第１の基地局から第２の基地局に遷移したとき、前記第１及び第２の基地局に対応する位相回転べクトルを選択して合成する選択合成手段と、前記選択合成手段が出力する位相回転ベクトルに基づき追従する基地局の周波数誤差を推定し、その推定した周波数誤差によって基準周波数発生手段を制御する周波数推定手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、複数の基地局との同時通信を行っている場合でも、特定の基地局に対する安定的な周波数追従を実現し、特定の基地局に対する受信性能、特定の基地局における受信性能を向上させることができる。

本発明に係るＡＦＣ処理装置は、上記の発明において、前記選択合成手段は、前記基地局選択手段の基地局選択が第１の基地局から第２の基地局に遷移したとき、合成した位相回転ベクトルを一定期間内継続して出力するという構成を採る。

この構成によれば、対象基地局が変化したタイミングからある一定期間において、変化前後の対象基地局の両方を選択することができる。

本発明に係るＡＦＣ処理装置は、上記の発明において、前記基地局選択手段は、前記特定通信チャネルの送信を行っている基地局の管轄下にある複数のセクタを選択するという構成を採る。

この構成によれば、特定チャネルの送受信を行っている基地局の管轄下にある他のセクタでもハンドオーバー状態にあれば、全て選択することにすれば、周波数制御の精度を向上させることができる。

本発明に係るＡＦＣ処理装置は、上記の発明において、前記基地局選択手段は、通信を行っている複数の基地局の基準周波数を推定し、複数の基地局間の周波数差がある閾値以上であるときに基地局選択を行うという構成を採る。

この構成によれば、ハンドオーバー状態にある基地局の基準周波数差がある程度以上であれば、対象基地局として選択される。

本発明によれば、ＣＤＭＡ通信システムの移動局において特定の基地局との上りリンク及び下りリンクの両方の受信性能を向上させることができるという効果が得られる。

本発明の骨子は、移動局が複数の基地局と同時に通信を行うソフトハンドオーバー時において、複数の基地局の中から１対１の通信を行う特定通信チャネルを送信する特定の基地局を周波数の合わせ込み対象として選択し、選択した基地局の基準周波数に移動局の基準周波数を段階的に追従させることによって特定の基地局に対する安定的な周波数追従を実現し、特定の基地局に対する受信性能、特定の基地局における受信性能の双方を向上させることである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成を示すブロック図である。図１において、無線受信部１０１は、アンテナ１０２が受信した既知参照信号を含む無線信号を増幅し、その増幅した受信信号に基準発振器１０３が発生する基準周波数である搬送波の周波数信号を掛け合わせることにより、受信信号からベースバンド信号を取り出す。無線受信部１０１が取り出した受信ベースバンド信号は、初期同期部１０４と、同期部１０５と、逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）とに供給される。

基準発振器１０３は、周波数精度が高く、かつ電圧によって周波数の微調整が可能なＶＣＴＣＸＯ（Voltage Controlled Temperature Controlled X'tal Oscillator）で構成されている。

初期同期部１０４は、当該移動局のＣＤＭＡ無線受信装置の電源投入時などにおいて、基地局が送信している拡散コードの同定（セルサーチ）を行う。例えば、基地局間非同期ＣＤＭＡシステムの場合、初期同期部１０４は、拡散コードの種類と拡散コードのタイミングとを同定する。

同期部１０５は、初期同期部１０４にて同定されたコードの種類と拡散コードのタイミングとに従って遅延プロファイル情報を作成する。そして、同期部１０５は、その遅延プロファイルが最大となる最適なパスの信号を受信できるように、拡散符号発生部１０７（１）〜１０７（ｎ）に拡散コードの種類と拡散コードのタイミングを指定する。このとき、ソフトハンドオーバーによって複数の基地局と通信をおこなう必要がある場合は、基地局毎に異なった拡散コードの種類と拡散コードのタイミングとを拡散符号発生部１０７（１）〜１０７（ｎ）に指定する。同時に、同期部１０５は、ＡＦＣ処理装置１０８の合成部１１１に対して拡散符号発生部１０７（１）〜１０７（ｎ）に指定した拡散コードを通知する。

拡散符号発生部１０７（１）〜１０７（ｎ）では、それぞれ同期部１０５から指定された拡散コードの種類と拡散コードのタイミングとに従って拡散コードを発生し、逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）の対応する逆拡散部に供給する。逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）では、それぞれ受信ベースバンド信号と拡散コードとを掛け合わせて逆拡散処理を行う。以上の処理によって、ソフトハンドオーバー中は基地局毎の既知参照信号が逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）からＡＦＣ処理装置１０８に入力される。

ＡＦＣ処理装置１０８は、逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）と１対１の関係で設けられる位相回転ベクトル生成部１０９（１）〜１０９（ｎ）及び平均化部１１０（１）〜１１０（ｎ）と、平均化部１１０（１）〜１１０（ｎ）の出力を受ける合成部１１１と、合成部１１１の出力を受ける周波数推定部１１２（１）〜１１２（３）と、周波数推定部１１２（１）〜１１２（３）の出力と基地局選択部１１３の出力とを受ける選択部１１４と、選択部１１４の出力を受けるリミット部１１５と、リミット部１１５の出力を受ける制御電圧発生部１１６と備え、逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）の逆拡散結果と基地局選択部１１３の出力とに基づき基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０３を制御するようになっている。

即ち、位相回転ベクトル生成部１０９（１）〜１０９（ｎ）では、逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）にて逆算処理された既知参照信号に対して遅延検波処理を行い、１シンボル当りの位相変化量を示す位相回転ベクトルを算出する。平均化部１１０（１）〜１１０（ｎ）では、位相回転ベクトル生成部１０９（１）〜１０９（ｎ）にて生成された位相回転ベクトルに対して指定された期間の平均化処理を行い、位相回転ベクトル平均値を算出する。

合成部１１１では、同期部１０５が各拡散符号発生部に指定した拡散コードに基づいて拡散コードが同じである既知参照信号から生成された位相回転ベクトル平均値を合成し、基地局毎の位相回転ベクトル平均値を算出する。周波数推定部１１２（１）〜１１２（３）では、対応する基地局の位相回転ベクトルから対応する基地局のキャリア周波数誤差を算出する。即ち、図１では、最大３つの基地局と同時に通信が行うことができる。なお、図１に対して周波数推定部１１２の数を増やすことにより、４以上の基地局と同時に通信が行うことができる。

基地局選択部１１３は、複数の基地局の中から１対１の通信を行う特定通信チャネルを送信する特定基地局を周波数の合わせ込み対象として選択し、選択部１１４に出力する。選択部１１４は、周波数推定部１１２（１）〜１１２（３）の中から基地局選択部１１３から指定された基地局に対応する周波数推定部を選択し、その選択した周波数推定部が推定出力するキャリア周波数誤差をリミット部１１５に与える。また、選択部１１４は、基地局選択部１１３から指定された基地局が、現在選択されている基地局と異なる場合、つまり、追従対象の基地局の切り替えが発生した場合は、リミット部１１５を制御する信号（以下、「リミット制御信号」という）を一定時間有効に設定する。

リミット部１１５では、選択部１１４から入力されるリミット制御信号が有効である場合、選択部１１４から出力される指定基地局のキャリア周波数誤差が予め設定された範囲内に収まるようにリミット処理を行い、制御電圧発生部１１６に出力する。なお、リミット制御信号が無効である場合は、選択部１１４から出力される指定基地局のキャリア周波数誤差を制御電圧発生部１１６にそのまま出力する。

制御電圧発生部１１６では、リミット部１１５から入力されたキャリア周波数誤差とパラメータ値とに応じた制御電圧を発生し、基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０３に与える。制御電圧発生部１１６は、キャリア周波数誤差が負極性であれば、基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０３が発生する搬送波の周波数を高くするために制御電圧を高くし、キャリア周波数誤差が正極性であれば、基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０３が発生する搬送波の周波数を低くするために制御電圧を低くする。この制御は、受信信号のキャリア周波数に対して基準発振器１０３が発生する搬送波の周波数が低い場合には、周波数誤差推定値が負極性になる一方、受信信号のキャリア周波数に対して基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０３が発生する搬送波の周波数が高い場合には、周波数誤差推定値が正極性になることに基づくものである。なお、基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０３の部品の特性によっては、基準発振器が発生する搬送波の周波数を高くするために制御電圧を低くし、基準発振器が発生する搬送波の周波数を低くするために制御電圧を高くする場合もある。

これによって、基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）１０３は、制御電圧に比例して搬送波の周波数を変化させて無線受信部１０１に与え、無線受信部１０１が準同期検波処理に用いる搬送波の周波数を指定された基地局の搬送波周波数に近づける動作を行う。

次に、図１〜図３を参照して、実施の形態１に係るＡＦＣ処理装置の動作について説明する。なお、図２は、図１に示す周波数推定部までの動作を説明する図である。また、図３は、図１に示す選択部以降の動作を説明する図である。但し、図２では、周波数推定部１１２は２つの場合を示す。なお、図２と図３では、移動局はＭＳ、基地局はＢＳ、遅延波はＰＡＴＨ、同一基地局から送信される遅延波の組はＲＬ（Radio Link）と表記されている。

図１と図２を参照して周波数推定部１１２（１）〜１１２（２）までの動作について説明する。図２では、２つの基地局２０１、２０２と同時に通信する移動局２０３で受信される信号の伝搬状態が示されている。基地局２０１、２０２から出力された信号は、伝搬路上にある障害物２０４で反射されるので、移動局２０３では複数の遅延波２０５〜２１０が受信される。

移動局２０３では、遅延波の合成された信号が受信されるが、初期同期部１０４及び同期部１０５にて同定された拡散コードの種類及びタイミングで逆拡散を行うことによって各遅延波が分離され逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）から出力される。つまり、逆拡散部１０６（１）〜１０６（ｎ）からは、遅延波毎の既知参照信号が出力されることになる。

位相回転ベクトル生成部１０９（１）〜１０９（ｎ）では、遅延波毎の既知参照信号から遅延波毎の位相回転ベクトルを算出する。平均化部１１０（１）〜１１０（ｎ）では、遅延波毎の位相回転ベクトルに対して平均化処理を行い、遅延波毎の位相回転ベクトル平均値を算出する。合成部１１１では、平均化部１１０（１）〜１１０（ｎ）の各出力を受けて、拡散コードが同じである既知参照信号から生成された位相回転ベクトル平均値を合成する。

図２に示す例では、遅延波の組ＲＬ２１１（ＰＡＴＨ２０５、ＰＡＴＨ２０６、ＰＡＴＨ２０７）の位相回転ベクトル平均値が合成される。また、遅延波の組ＲＬ２１２（ＰＡＴＨ２０８、ＰＡＴＨ２０９、ＰＡＴＨ２１０）の位相回転ベクトル平均値が合成される。以上の処理によって、合成部１１１からは２つの基地局２０１、２０２の位相回転ベクトルがそれぞれ算出されることになる。周波数推定部１１２（１）〜１１２（２）では、合成部１１１から出力される対応する基地局の位相回転ベクトルからその対応する基地局のキャリア周波数誤差を算出し、選択部１１４に出力する。

また、図１と図３を参照して、選択部１１４以降の動作について説明する。図３では、時刻ｔにおいて移動局の追従対象となる基地局が基地局２０１から基地局２０２に切り替わった場合の移動局の基準周波数変化が示されている。時刻ｔ以前において、ＭＳの基準周波数３０６は、基地局２０１の基準周波数３０２に追従している。時刻ｔにおいて特定チャネルを送信している基地局が基地局２０１から基地局２０２に変更された場合、基地局選択部１１３は選択部１１４に対して追従対象基地局の切り替えを指示する。

選択部１１４は、追従対象基地局が基地局２０２に変更された場合、基地局２０２のキャリア周波数誤差をリミット部１１５に出力する。また、選択部１１４は、追従対象が基地局２０１から基地局２０２に変更されたので、リミット制御信号３０３を、リミット制御有効時間３０４の間だけ有効（High Level）に設定し、リミット部１１５に出力する。

リミット部１１５では、キャリア周波数誤差として基地局２０１と基地局２０２の周波数誤差３０７が入力される。リミット制御有効時間３０４の間はリミット制御信号３０３が有効（High Level）であるので、リミット部１１５では、リミット処理を実行し、リミット範囲３０５毎に、リミット範囲３０５に収まるように制限されたキャリア周波数誤差を制御電圧発生部１１６に繰り返し出力する。この結果、ＭＳの基準周波数３０６は徐々に基地局２０２の基準周波数３０１に近づいていく。

このように、本実施の形態１に係るＡＦＣ処理装置では、複数基地局との同時通信を行っている場合でも移動局の基準周波数を選択した基地局の基準周波数に段階的に上昇又は下降させて追従することができるので、特定の基地局に対する周波数追従を安定的に実現し、特定の基地局に対する受信性能と特定の基地局における受信性能との双方を向上させることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成を示すブロック図である。なお、図４では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

図４に示すように、実施の形態２では、図１（実施の形態１）に示した構成においてＡＦＣ処理装置１０８に代えてＡＦＣ処理装置４００が設けられている。ＡＦＣ処理装置４００では、ＡＦＣ処理装置１０８におけるリミット部１１５に代えて係数制御部４０１と乗算器４０２が設けられている。

係数制御部４０１は、選択部１１４から出力されるリミット制御信号に基づいて係数を決定し、乗算器４０２に出力する。乗算器４０２は、選択部１１４から出力される指定基地局のキャリア周波数誤差と係数制御部４０１から出力される係数とを乗じて生成した制御電圧を制御電圧発生部１１６に出力する。

次に、図４と図５を参照して、実施の形態２に係るＡＦＣ処理装置の動作について説明する。なお、図５は、図４に示すＡＦＣ処理装置において選択部以降の動作を説明する図である。図５では、時刻ｔにおいて移動局の追従対象となる基地局が基地局２０１から基地局２０２に切り替わった場合の移動局の基準周波数変化が示されている。

図５において、時刻ｔ以前においては、ＭＳの基準周波数５０６は基地局２０１の基準周波数５０２に追従している。時刻ｔにおいて基地局選択部１１３が基地局２０２を指定した場合、選択部１１４は基地局２０２のキャリア周波数誤差を乗算器４０２に出力する。また、選択部１１４は、追従対象が基地局２０１から基地局２０２に変更されたので、リミット制御有効時間５０４の間だけ、リミット制御信号５０３を有効（High Level）に設定し係数制御部４０１に出力する。

係数制御部４０１では、リミット制御信号５０３が有効である場合は、０から１未満の係数を乗算器４０２に出力する。また、係数制御部４０１では、リミット制御信号５０３が無効である場合は、係数として１を乗算器４０２に出力する。乗算器４０２では、キャリア周波数誤差と係数制御部４０１にて選択された係数とを乗じ、演算結果を制御電圧発生部１１６に出力する。

図５は、リミット制御信号５０３が有効である場合の係数として０．５が設定されている場合の動作例である。時刻ｔにおいて、乗算器４０２にはキャリア周波数誤差として基地局２０１と基地局２０２の基準周波数誤差５０７が入力される。乗算器４０２では、リミット制御信号５０３が有効（High Level）であるので、係数制御部４０１からの係数０．５を基準周波数誤差５０７に乗算し、基準周波数誤差５０７の１／２だけＭＳの基準周波数５０６を変化させる制御量５０５を制御電圧発生器１１６に与える。乗算器４０２では、リミット制御有効時間５０４が有効（High Level）である期間内、上記の基地局間周波数差の１／２に移動局周波数をシフトする制御が繰り返されるので、ＭＳの基準周波数５０６は徐々に基地局２０２の基準周波数５０１に近づいていく。

このように、本実施の形態２に係るＡＦＣ処理装置では、複数基地局との同時通信を行っている場合でも移動局の基準周波数を選択した基地局の基準周波数に段階的に追従させることができるので、特定の基地局に対する安定的な周波数追従を実現し、特定の基地局に対する受信性能と特定の基地局における受信性能との双方を向上させることができる。

なお、ＡＦＣ処理装置には制御の安定を図るためにキャリア周波数誤差に対してフィードバック係数を乗じて制御を行う構成が一般的である。したがって、基地局の切り替えによってフィードバック係数を切り替える構成を採ることによって、本実施の形態２に係るＡＦＣ処理装置の実装が容易となる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成を示すブロック図である。なお、図６では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。

図６に示すように、実施の形態３では、図１（実施の形態１）に示した構成においてＡＦＣ処理装置１０８に代えてＡＦＣ処理装置６００が設けられている。ＡＦＣ処理装置６００では、ＡＦＣ処理装置１０８における周波数推定部１１２（１）〜１１２（３）が削除されているとともに、選択部１１４に代えて選択合成部６０１が設けられている。そして、リミット部１１５が削除され、選択合成部６０１と制御電圧発生部１１６との間に周波数推定部６０２が設けられている。

実施の形態３では、基地局選択部１１３の指示によって追従対象基地局の切り替えが発生した場合、選択合成部６０１は予め指定された時間の間、追従対象基地局切り替え前の基地局の位相回転ベクトルと、追従対象基地局切り替え後の基地局の位相回転ベクトルとをベクトル合成して周波数推定部６０２に出力する。周波数推定部６０２では、選択合成部６０１にて計算された合成位相回転ベクトルからキャリア周波数誤差を算出して制御電圧を生成し、制御電圧発生部１１６に出力する。

次に、図６と図７を参照して、実施の形態３に係るＡＦＣ処理装置の動作について説明する。なお、図７は、図６に示すＡＦＣ処理装置の動作を説明する図である。図７では、時刻ｔにおいて移動局の追従対象となる基地局が基地局２０１から基地局２０２に切り替わった場合の移動局の基準周波数変化が示されている。

図７において、時刻ｔ以前においては、ＭＳの基準周波数７０５は基地局２０１の基準周波数７０２に追従している。時刻ｔ１において基地局選択部１１３が基地局２０２を指定した場合、選択合成部６０１は、時刻ｔ２までの基地局合成区間７０３の間は基地局２０１の位相回転ベクトルと基地局２０２の位相回転ベクトルとを合成して周波数推定部６０２に出力する。

また、選択合成部６０１は、基地局合成区間７０３が終了した時刻ｔ２において、位相回転ベクトルの合成を終了し、基地局２０２の位相回転ベクトルを周波数推定部６０２に出力する。周波数推定部６０２では、選択合成部６０１から入力された位相回転ベクトルからキャリア周波数誤差を算出し、キャリア周波数誤差を制御電圧として制御電圧生成部１１６に出力する。

基地局２０１の位相回転ベクトルと基地局２０２の位相回転ベクトルを合成した場合、ＭＳの基準周波数７０５は、基地局２０１と基地局２０２の基準周波数の中間値７０４に追従する。したがって、ＭＳの基準周波数７０５は、時刻ｔ１までは基地局２０１の基準周波数７０２、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間では基準周波数の中間値７０４、時刻ｔ２以降では基地局２０２の基準周波数７０１と段階を経て変化する。

このように、本実施の形態３に係るＡＦＣ処理装置では、複数基地局との同時通信を行っている場合でも移動局の基準周波数を選択した基地局の基準周波数に段階的に追従させることによって、特定の基地局に対する安定的な周波数追従を実現し、特定の基地局に対する受信性能を向上させることができる。

なお、実施の形態１〜３では、特定チャネルとしてＨＳＤＰＡに代表される下り高速パケット伝送に適用し下りの受信品質を主として向上させることについて示したが、特定チャネルに上りリンクの高速パケット伝送を適用し、上りリンクの受信品質を向上させることに適用しても同様の効果が得られる。どちらの場合も上り及び下りリンクの受信品質を向上させることができる。

また、一般に同一基地局では同一の基準周波数を持つので、特定チャネルの送受信を行っている基地局の別セクタについてもハンドオーバー状態にあれば全て選択するようにすれば、周波数制御の精度を向上させることができる。

さらに、ハンドオーバー状態にある基地局の基準周波数の差がある程度以上であれば、各実施の形態にて示した基地局選択を行うようにしてもよい。その場合、基準周波数の切り替わりの影響が小さい場合は選択制御を行わず処理負荷を軽減することができる。

本発明は、ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局に用いるに好適である。

本発明の実施の形態１に係るＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成を示すブロック図 図１に示す周波数推定部までの動作を説明する図 図１に示す選択部以降の動作を説明する図 本発明の実施の形態２に係るＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成を示すブロック図 図４に示すＡＦＣ処理装置において選択部以降の動作を説明する図 本発明の実施の形態３に係るＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成を示すブロック図 図６に示すＡＦＣ処理装置において選択合成部以降の動作を説明する図 ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局において従来のＡＦＣ処理装置を備える受信処理系の構成例を示すブロック図 ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局がソフトハンドオーバー時に行うＡＦＣ処理動作を説明する図 ＣＤＭＡ通信システムにおける基地局と移動局との基準周波数の関係を説明する図 図１０に示す周波数誤差が存在する場合における移動局でのパスサーチ処理を説明する図 図１０に示す周波数誤差が存在する場合における移動局でのパスサーチ処理を説明する図

符号の説明

１０１ 無線受信部
１０２ アンテナ
１０３ 基準発振器（ＶＣＴＣＸＯ）
１０４ 初期同期部
１０５ 同期部
１０６（１）〜１０６（ｎ） 逆拡散部
１０７（１）〜１０７（ｎ） 拡散符号発生部
１０８、４００、６００ ＡＦＣ処理装置
１０９（１）〜１０９（ｎ） 位相回転ベクトル生成部
１１０（１）〜１１０（ｎ） 平均化部
１１１ 合成部
１１２（１）〜１１２（３） 周波数推定部
１１３ 基地局選択部
１１４ 選択部
１１５ リミット部
１１６ 制御電圧発生部
４０１ 係数制御部
４０２ 乗算器
６０１ 選択合成部
６０２ 周波数推定部

Claims (7)

1. ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局において通信を行う基地局の基準周波数に追従する処理を行うＡＦＣ処理装置において、２以上の基地局が送信する既知参照信号を用いて生成された位相回転ベクトルに基づき基地局毎の周波数誤差を推定する周波数推定手段と、２以上の基地局の中から１対１の通信を行う特定通信チャネルを送信する特定基地局を周波数の合わせ込み対象として選択する基地局選択手段と、前記基地局選択手段の指示に基づき前記周波数推定手段が推定した周波数誤差の中から対応する基地局の周波数誤差を選択する選択手段と、前記基地局選択手段の基地局選択が第１の基地局から第２の基地局に遷移したとき前記選択手段が選択した第１及び第２の基地局の周波数誤差に基づき当該移動局の基準周波数を段階的に上昇または下降する制御を行う周波数制御手段と、を具備することを特徴とするＡＦＣ処理装置。
2. 前記周波数制御手段は、予め定めた制御範囲を単位として、当該移動局の基準周波数を、第１の基地局に対応する基準周波数から第２の基地局に対応する基準周波数に段階的に変化させる、ことを特徴とする請求項１記載のＡＦＣ処理装置。
3. 前記周波数制御手段は、当該移動局の基準周波数の変化幅を、前記選択手段が選択した第１及び第２の基地局の周波数差に基づき算出した一定値以下に制限しつつ当該移動局の基準周波数を、第１の基地局に対応する基準周波数から第２の基地局に対応する基準周波数に段階的に変化させる、ことを特徴とする請求項１記載のＡＦＣ処理装置。
4. ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局において通信を行う基地局の基準周波数に追従する処理を行うＡＦＣ処理装置において、２以上の基地局の中から１対１の通信を行う特定通信チャネルを送信する特定基地局を周波数の合わせ込み対象として選択する基地局選択手段と、２以上の基地局が送信する既知参照信号を用いて生成された位相回転ベクトルの中から、前記基地局選択手段が指定する基地局に対応する位相回転ベクトルを選択して出力し、また前記基地局選択手段の基地局選択が第１の基地局から第２の基地局に遷移したとき、前記第１及び第２の基地局に対応する位相回転べクトルを選択して合成する選択合成手段と、前記選択合成手段が出力する位相回転ベクトルに基づき追従する基地局の周波数誤差を推定し、その推定した周波数誤差によって基準周波数発生手段を制御する周波数推定手段と、を具備することを特徴とするＡＦＣ処理装置。
5. 前記選択合成手段は、前記基地局選択手段の基地局選択が第１の基地局から第２の基地局に遷移したとき、合成した位相回転ベクトルを一定期間内継続して出力する、ことを特徴とする請求項４記載のＡＦＣ処理装置。
6. 前記基地局選択手段は、前記特定通信チャネルの送信を行っている基地局の管轄下にある複数のセクタを選択する、ことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載のＡＦＣ処理装置。
7. 前記基地局選択手段は、通信を行っている複数の基地局の基準周波数を推定し、複数の基地局間の周波数差がある閾値以上であるときに基地局選択を行う、ことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載のＡＦＣ処理装置。

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