JP2008053873A - 移動通信システム、携帯電話端末及びそれらに用いるローノイズアンプ切替え閾値制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ローノイズアンプを極力ローゲインモードで使用可能とし、消費電流を削減可能な携帯電話端末を提供する。
【解決手段】 ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩレベルを測定し、その測定値に応じてＲＦ装置１４に受信ゲイン制御信号やＬＮＡのモード切替え信号を送る。ディジタル信号処理装置１２はハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出すると、ＲＦ装置１４のＬＮＡをローゲインモードからハイゲインモードに切替える信号を送り、ＲＦ装置１４のＬＮＡはローゲインモードからハイゲインモードに切替わる。ディジタル信号処理装置１２はローゲイン閾値≦ＲＳＳＩであることを検出すると、ＲＦ装置１４のＬＮＡをハイゲインモードからローゲインモードに切替える信号を送り、ＲＦ装置１４のＬＮＡはハイゲインモードからローゲインモードに切替わる。
【選択図】 図１

Description

本発明は移動通信システム、携帯電話端末及びそれらに用いるローノイズアンプ切替え閾値制御方法並びにそのプログラムに関し、特に携帯電話端末において受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ローノイズアンプ）に関する。

従来、ＬＮＡのゲインモード切替えの閾値としては、通信レートによらず一定であるため、通信レートが高い場合でも受信感度劣化が発生しない受信レベルが設定されている（例えば、特許文献１参照）。

このＬＮＡの一般的な構成を図８に示す。図８において、ＬＮＡ回路３０は、ＬＮＡ３１と、バイアス（Ｂｉａｓ）回路３２と、スイッチ３３と、ロジック（Ｌｏｇｉｃ）回路３４とから構成されている。

ＬＮＡ回路３０においては、ハイゲインモードとローゲインモードとがあり、ハイゲインモード時にＬＮＡ３１をオンにして信号を増幅させ、Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比（信号とノイズとの比）を大きくしている。逆に、ローゲインモード時にはＬＮＡ３１をオフにし、かつＬＮＡ３１をバイパスする経路（スイッチ３３を経由する経路）を持たせ、信号を増幅させずに出力している。

よって、受信信号レベルが十分大きい場合には、ローゲインモードにすることで、ＬＮＡ３１をオフにしている分だけの消費電流を削減することができるというメリットがある。そのため、通常、携帯電話端末では、受信レベルが大きい場合、ＬＮＡ３１を極力ローゲインモードとし、消費電流を下げ、逆に受信レベルが小さくなり、つまりＳ／Ｎ比が悪くなり、受信レベルが受信感度レベル付近になると、ハイゲインモードに切替え、Ｓ／Ｎ比を改善させ、受信感度を向上させている。

しかしながら、一般的に、通信レートが高くなると、所要Ｓ／Ｎ比は厳しくなり、受信感度レベルは通信レートが大きくなるほど悪くなるため、ＬＮＡ３１のローゲインモードからハイゲインモードへの切替えを行う切替え閾値となる受信レベルを、通信レートが低い場合の受信感度レベルから数ｄＢ高い受信レベルに設定してしまうと、通信レートが高い場合に、所要Ｓ／Ｎ比以下になってもＬＮＡ３１がローゲインモードからハイゲインモードへ切替わらないため、受信感度を大幅に悪化させてしまう。

例えば、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で標準化された通信方式であるＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合、図９に示すように、通信レートによって受信感度（参考例）が異なる。つまり、ＬＮＡ３１のローゲインモードで、通信レートが３８４ｋｂｐｓにもかかわらず、ＬＮＡ３１のローゲインモードからハイゲインモードへの切替えを行う受信レベルを３８４ｋｂｐｓの受信感度レベル以下の、例えば、−９０ｄＢｍに設定して、受信レベルがー８５ｄＢｍであった場合、データを正確に復調することができない。

逆に、ＬＮＡ３１のローゲインモードからハイゲインモードへの切替えを行う閾値となる受信レベルを、通信レートが高い場合の受信感度レベルから数ｄＢ高い受信レベルに設定すると、通信レートが低く、かつ必要十分のＳ／Ｎ比がある場合でも、ＬＮＡ３１はハイゲインモードであるため、電流を無駄に消費させてしまう。

特開２００５−２２３５８３号公報

上述した従来の携帯電話端末では、通信レートが低く、十分受信感度に余裕がある状況でも、ＬＮＡがハイゲインモードに切替わる状況が発生し、その分だけ、無駄にＬＮＡで電流が消費されるという問題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ローノイズアンプを極力ローゲインモードで使用することができ、消費電流を削減することができる移動通信システム、携帯電話端末及びそれらに用いるローノイズアンプ切替え閾値制御方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明による移動通信システムは、基地局と、前記基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末とからなる移動通信システムであって、
前記携帯電話端末は、前記通信レートを測定する手段と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う制御手段とを備えている。

本発明による携帯電話端末は、基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末であって、
前記通信レートを測定する手段と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う制御手段とを備えている。

本発明によるローノイズアンプ切替え閾値制御方法は、基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末に用いるローノイズアンプ切替え閾値制御方法であって、
前記携帯電話端末が、前記通信レートを測定する処理と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う制御処理とを実行している。

本発明によるプログラムは、基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末が実行するプログラムであって、
前記携帯電話端末の制御装置に、前記通信レートを測定する処理と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う処理とを実行させている。

すなわち、本発明のローノイズアンプ切替え閾値制御方法は、低速から高速までの通信レートに対応した携帯電話端末が、受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ローノイズアンプ）を有し、通信レートに応じてそのＬＮＡのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行うことを特徴としている。

つまり、本発明のローノイズアンプＬＮＡ切替え閾値制御方法では、上記の問題を解決するために、通信レートに応じてＬＮＡがローゲインモードからハイゲインモードに切替わる際の閾値となる受信レベルを動的に切替える仕組みを備えているため、受信特性を維持しつつ、消費電力を極力低減することが可能となる。

上記のように、本発明のローノイズアンプ切替え閾値制御方法では、通信レートに対応して、ＬＮＡがローゲインモードからハイゲインモードに切替わる際の閾値を変更しているため、ＬＮＡを極力ローゲインモードで使うことが可能になり、消費電流を削減することが可能となる。

また、本発明のローノイズアンプ切替え閾値制御方法では、通信レートに対応して、ＬＮＡがローゲインモードからハイゲインモードに切替わる際の閾値を変更しているため、ＬＮＡを極力ローゲインモードで使用することが可能になるうえ、通信レートが高い場合でも受信感度劣化が発生しない。

さらに、本発明のローノイズアンプ切替え閾値制御方法では、フェージング環境等によって受信レベル変動が大きい場合に、ＬＮＡのゲインモード切替えをある時間内での回数を制限することによって、受信感度劣化を抑制することが可能となる。

さらにまた、本発明のローノイズアンプ切替え閾値制御方法では、フェージング環境等によって受信レベル変動が大きい場合でも、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）値より受信環境が良い場合、ＬＮＡのゲインモード切替えが頻繁に起こることを許容している。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、ローノイズアンプを極力ローゲインモードで使用することができ、消費電流を削減することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施例による携帯電話端末の構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施例による携帯電話端末は、ＣＰＵ（中央処理装置）装置１１と、その基本的制御下にあるディジタル信号処理装置１２と、アナログ信号処理装置１３と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）装置１４と、メモリ装置１５と、電源装置１６と、バッテリ１７と、アンテナ１８，１９とから構成されている。

ＣＰＵ装置１１はディジタル信号処理装置１２、アナログ信号処理装置１３、ＲＦ装置１４、メモリ装置１５、電源装置１６の制御、及びディジタル信号処理装置１２とのデータのやり取りを行う。

ＲＦ装置１４は無線信号の変復調を行い、アナログ信号処理装置１３はＲＦ装置１４からの信号をＡＤ（アナログ／ディジタル）変換し、ＡＤ変換した信号をディジタル信号処理装置１２に送り、またディジタル信号処理装置１２からの信号をＤＡ（ディジタル／アナログ）変換し、ＤＡ変換した信号をＲＦ装置１４に送る。

ディジタル信号処理装置１２はアナログ信号処理装置１３からの信号に対してディジタル信号処理を行ってその信号を復号し、復号した信号をＣＰＵ装置１１へ送る。

また、ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信信号強度表示信号）レベルを測定し、その測定値に応じてＲＦ装置１４に受信ゲイン制御信号やＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ローノイズアンプ）のモード切替え信号を送る。

さらに、ディジタル信号処理装置１２は送信信号のパワー制御を行うとともに、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）測定を行う。

メモリ装置１５には制御情報等が書込まれており、ＣＰＵ装置１１がその制御に応じて読み書きを行うとともに、ＬＮＡのモード切替え用閾値データが格納されている。また、メモリ装置１５にはＣＰＵ装置１１が制御を行うためのプログラムやディジタル信号処理装置１２が実行するプログラムも格納されている。

電源装置１６はＣＰＵ装置１１からの制御にしたがって、ＣＰＵ装置１１、ディジタル信号処理装置１２、アナログ信号処理装置１３、ＲＦ装置１４、メモリ装置１５への電源供給を行う。バッテリ１７は電源装置１６経由で装置全体に電圧を供給する。アンテナ１８，１９においては、図示せぬ基地局からの信号を受信するとともに、携帯電話端末から基地局に信号を送信する。

図２は図１のＲＦ装置１４の構成を示すブロック図である。図２において、ＲＦ装置１４は、通常、使用するアンテナ１８，１９を切替えるアンテナスイッチ（ＡＮＴＳＷ）１４１と、送信信号と受信信号とを分離するフィルタであるデュプレクサ１４２と、ノイズを極力抑えて信号増幅可能でかつハイゲインモードとローゲインモードとに切替え可能なＬＮＡ１４３と、受信信号以外の信号を減衰させるＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｔｈ Ｆｉｌｔｅｒ）１４４と、信号の変復調回路、送信、受信用ゲイン可変アンプ、ベースバンドフィルタ、アンプ、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）シンセサイザからなるＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１４５と、送信信号以外の信号を減衰させるＢＰＦ１４６と、高いパワーに増幅可能なアンプであるＰＡ１４７と、高いパワーの信号を逆流させないアイソレータ１４８とから構成されている。

これら図１及び図２を参照して本発明の第１の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法について説明する。以下、ＲＳＳＩ及びＬＮＡゲインの求め方を一例として示す。この例では、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合について述べる。

ＷＣＤＭＡの場合、受信信号は復調後、Ｉ信号とＱ信号とに分かれており、最初に、瞬時電力が求められる（ＲＳＳＩ計算＃１）。この瞬時電力は、
ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ（ｎ）＝Ｉ（ｎ）² ＋Ｑ（ｎ）²
（ｎ＝０〜Ｎ）
という式で求められる。尚、Ｎは任意のサンプル数である。

次に、平均瞬時電力が求められる（ＲＳＳＩ計算―２）。この平均瞬時電力は、
ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ２＝１／Ｎ・ΣＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ（ｎ）
という式で求められる。尚、Σはｎ＝０〜Ｎの総和である。

続いて、平均瞬時電力の値がｄＢ変換される（ＲＳＳＩ計算＃３）。ｄＢ変換は、
ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ＿ｄＢ＝１０Ｌｏｇ（ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ２）
という式で行われる。

さらに、アンテナ１８から既知レベル（例えば、−６０ｄＢｍの信号）を入力し、ディジタル信号処理装置１２にてＲＳＳＩ計算＃１からＲＳＳＩ計算＃３の計算を行う（ＲＳＳＩ計算＃４）。

ディジタル信号処理装置１２では、ＬＮＡ１４３がハイゲインモード時に、
ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ補正値
＝−６０ｄＢｍ−ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ＿ｄＢ
−ＬＮＡ＿ＧＡＩＮ−ＲＦＩＣ＿ＧＡＩＮ
を求め、ＬＮＡ１４３がローゲインモード時に、
ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ補正値
＝−６０ｄＢｍ−ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ＿ｄＢ
−ＲＦＩＣ＿ＧＡＩＮ
を求める（ＲＳＳＩ計算＃５）。

ＬＮＡ１４３のゲインであるＬＮＡ＿ＧＡＩＮは、ＲＳＳＩ計算＃５でのローゲインモード時のＲＳＳＩとハイゲインモード時のＲＳＳＩとの差であり、ＲＦＩＣ＿ＧＡＩＮはＲＦＩＣ１４５の受信可変アンプのゲインであり、ディジタル信号処理装置１２が設定するので、既知の値である。例えば、ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ＿ｄＢの値が１０ｄＢｍ、ＬＮＡ＿ＧＡＩＮ＝２０ｄＢ、ＲＦＩＣ＿ＧＡＩＮ＝３０ｄＢとなるならば、ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ補正値は−１０ｄＢとなる。以上によって、
ＲＳＳＩ＝ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ＿ｄＢ＋ＲＸ＿Ｌｅｖｅｌ＿Ｃｏｍｐ
となる。本実施例では、ＲＳＳＩ＝−１０ｄＢとなる（ＲＳＳＩ計算＃６）。

次に、ＬＮＡ１４３のローゲインモードからハイゲインモードへの切替え方法を示す。当初、ＬＮＡ１４３がローゲインモード時で、ＲＳＳＩ測定（ＲＳＳＩ計算＃７）を行う。その際、例えば、ハイゲインモード切替えの閾値であるハイゲイン閾値（ＨＩＧＨＧＡＩＮ＿ＴＨ）＝−９０ｄＢｍに設定した状態で、ＲＳＳＩ＝−９０ｄＢｍだった場合、ディジタル信号処理装置１２はハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出した後、ＬＮＡ１４３をローゲインモードからハイゲインモードに切替える信号を送り、ＬＮＡ１４３はローゲインモードからハイゲインモードに切替わる。その後のＲＳＳＩ測定方法は、ＲＳＳＩ計算＃６で行う。

同様に、ＬＮＡ１４３のハイゲインモードからローゲインモードへの切替え方法は、例えばローゲインモード切替えの閾値であるローゲイン閾値（ＬＯＷＧＡＩＮ＿ＴＨ）＝−５０ｄＢｍに設定した状態で、ＲＳＳＩ＝−５０ｄＢｍだった場合、ディジタル信号処理装置１２はローゲイン閾値≦ＲＳＳＩであることを検出した後、ＬＮＡ１４３をハイゲインモードからローゲインモードに切替える信号を送り、ＬＮＡ１４３はハイゲインモードからローゲインモードに切替わる。その後のＲＳＳＩ測定方法は、ＲＳＳＩ計算＃７で行う。

以上のＲＳＳＩの求め方とＬＮＡのローゲインモードからハイゲインモードへの切替わりの関係とに基づき、図３及び図４の制御手順を参照して本発明の一実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法について説明する。本実施例では、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で標準化された通信方式であるＷＣＤＭＡの場合について説明するが、以下では本発明に関する制御手順についてのみを説明する。尚、図３及び図４の制御手順において、ディジタル信号処理装置１２の処理はディジタル信号処理装置１２がメモリ装置１５のプログラムを実行することでも実現可能である。

まず、ＣＰＵ装置１１は音声及びデータ通信を行うため、データチャネル（ＣＨ）［ＤＰＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＤＰＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）］をある通信レート、例えば“３８４ｋｂｐｓ”でオープンするよう、ディジタル信号処理装置１２に命令し、その際、メモリ装置１５から読出した通信レート（“３８４ｋｂｐｓ”）、ハイゲイン閾値、ローゲイン閾値を設定する（図３のａ１）。この例では、ハイゲイン閾値＝−６０ｄＢｍ、ローゲイン閾値＝−４０ｄＢｍとする。

次に、ディジタル信号処理装置１２は、初期設定としてＲＦ装置１４のＬＮＡ１４３にローゲインモードを設定し（図３のａ２）、データチャネルを使った通信を開始し、ＲＦ装置１４に対して１スロット（６６７μｓ）単位で受信信号へのゲイン制御や、送信信号へのパワー制御を始め（図３のａ３）、同時に１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−６５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとハイゲイン閾値の値とを比較し、ハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出するため（図３のａ４）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をローゲインモードからハイゲインモードに切替え（図３のａ５）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−３５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとローゲイン閾値の値とを比較し、ローゲイン閾値≦ＲＳＳＩであることを検出するため（図３のａ６）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をハイゲインモードからローゲインモードに切替える（図３のａ７）。以降、ディジタル信号処理装置１２は上記と同様の制御を行う。

次に、ＣＰＵ装置１１は音声及びデータ通信を止めるためにデータチャネルをクローズするよう、ディジタル信号処理装置１２に命令する（図３のａ８）。ディジタル信号処理装置１２はＲＦ装置１４に対して１スロット（６６７μｓ）単位で受信信号へのゲイン制御や、送信信号へのパワー制御や、１スロット間ＲＳＳＩ測定を止め（図３のａ９）、ＲＦ装置１４のＬＮＡ１４３をローゲインモードに設定する（図３のａ１０）。

その後に、ＣＰＵ装置１１は音声及びデータ通信を行うためにデータチャネルをある通信レート、例えば“１２．２ｋｂｐｓ”でオープンするよう、ディジタル信号処理装置１２に命令し、その際、メモリ装置１５から読出した通信レート（“１２．２ｋｂｐｓ”）、ハイゲイン閾値、ローゲイン閾値を設定する（図３のａ１１）。この例では、ハイゲイン閾値＝−９０ｄＢｍ、ローゲイン閾値＝−４０ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はデータチャネルを使った通信を開始し、ＲＦ装置１４に対して１スロット（６６７μｓ）単位で受信信号へのゲイン制御や、送信信号へのパワー制御を始め（図４のａ１３）、同時に１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−６５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとハイゲイン閾値の値とを比較し、ハイゲイン閾値＜ＲＳＳＩであることを検出するため（図４のａ１４）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３のモード変更は必要ない。１スロット間ＲＳＳＩ測定を行って、その測定結果が−９５ｄＢｍだった場合、ＬＮＡ１４３はローゲインモードなので、ＲＳＳＩ＝−９５ｄＢｍとなる。

ディジタル信号処理装置１２は、ＲＳＳＩとハイゲイン閾値の値を比較し、ハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出するため（図４のａ１５）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をローゲインモードからハイゲインモードに切替え（図４のａ１６）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−３５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとローゲイン閾値の値を比較し、ローゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出するため（図４のａ１７）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をハイゲインモードからローゲインモードに切替える（図４のａ１８）。以降、ディジタル信号処理装置１２は上記と同様の制御を行う。

この後に、ＣＰＵ装置１１は音声及びデータ通信を止めるため、データチャネルをクローズするよう、ディジタル信号処理装置１２に命令する（図４のａ１９）。ディジタル信号処理装置１２はＲＦ装置１４に対して１スロット（６６７μｓ）単位で受信信号へのゲイン制御や、送信信号へのパワー制御や、１スロット間ＲＳＳＩ測定を止め（図４のａ２０）、ＲＦ装置１４のＬＮＡ１４３をローゲインモードに設定する（図４のａ２１）。

このように、本実施例では、通信レートに応じてＬＮＡ１４３がローゲインモードからハイゲインモードに切替わる際の閾値となる受信レベルを動的に切替える仕組みを備えているため、受信特性を維持しつつ、消費電力を極力低減することができる。また、本実施例では、ＬＮＡ１４３を極力ローゲインモードで使うことができ、消費電流を削減することができる。

図５は本発明の第２の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順を示すシーケンスチャートである。尚、本発明の第２の実施例による携帯電話端末及びその携帯電話端末のＲＦ装置各々の構成は、図１及び図２に示す本発明の第１の実施例と同様の構成となっている。これら図１と図２と図５とを参照して本発明の第２の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順について説明する。尚、図５の制御手順において、ディジタル信号処理装置１２の処理はディジタル信号処理装置１２がメモリ装置１５のプログラムを実行することでも実現可能である。

本発明の第２の実施例は、ある時間内でのＬＮＡ１４３のモード切替え回数を制限し、フェージング等によって受信レベル変動が大きく、頻繁にモード切替え閾値（ローゲイン閾値、ハイゲイン閾値）を跨ぎ、頻繁にＬＮＡ１４３のモード切替えが発生することによる受信感度劣化を抑制する点で他の実施例と異なる。

これは、通信レートが高い場合、ハイゲイン閾値の値が、通信レートが低い時と比べて高くなる一方、大きなレベルの信号を受信した場合でも、信号が飽和しないようにするため、通信レートによってローゲイン閾値の値を高くすることができないため、結果的にモード切替え閾値の間隔が、通信レートが低い時と比べて狭くなることによる。その結果、ＬＮＡ１４３のモード切替えが頻繁に発生しやすくなり、特にＬＮＡ１４３のモード切替えが行われるスロット境界付近のデータエラーが発生する可能性があるため、フェージング等の瞬間的な受信レベル変動が大きい時だけ、極力、ＬＮＡ１４３のモード切替えを行わないやり方を取るものである。

まず、ＣＰＵ装置１１は音声及びデータ通信を行うため、データチャネルをある通信レート（例えば、“３８４ｋｂｐｓ”）でオープンするよう、ディジタル信号処理装置１２に命令し、その際、メモリ装置１５から読出した通信レート“３８４ｋｂｐｓ”、ハイゲイン閾値（ＨＩＧＨＧＡＩＮ＿ＴＨ）、ローゲイン閾値（ＬＯＷＧＡＩＮ＿ＴＨ）、モード切替え回数制限値（ＳＷ＿ＬＩＭＩＴ）、モード切替えカウント時間（ＳＷ＿ＣＯＵＮＴ＿ＴＩＭＥ）、モード切替え禁止時間（ＳＷ＿ＰＲＯＨＩＢＩＴ＿ＴＩＭＥ）を設定する（図５のｂ１）。この例では、ハイゲイン閾値＝−６０ｄＢｍ、ローゲイン閾値＝−４０ｄＢｍ、モード切替え回数制限値＝４回、モード切替えカウント時間＝６スロット、モード切替え禁止時間＝２スロットとする。

ディジタル信号処理装置１２は初期設定としてＲＦ装置１４のＬＮＡ１４３にローゲインモードを設定し（図５のｂ２）、データチャネルを使った通信を開始し、ＲＦ装置１４に対して１スロット（６６７μｓ）単位で受信信号へのゲイン制御や、送信信号へのパワー制御を始め、同時に１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う（図５のｂ３）。この時、測定したＲＳＳＩは−６５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとハイゲイン閾値の値とを比較し、ハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「１」とカウントし（図５のｂ４）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をローゲインモードからハイゲインモードに切替え（図５のｂ５）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−３５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとローゲイン閾値の値とを比較し、ローゲイン閾値≦ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「２」とカウントし（図５のｂ６）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をハイゲインモードからローゲインモードに切替え（図５のｂ７）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−６５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとハイゲイン閾値の値とを比較し、ハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「３」とカウントし（図５のｂ８）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をローゲインモードからハイゲインモードに切替え（図６のｂ９）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−３５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとローゲイン閾値の値とを比較し、ローゲイン閾値≦ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「４」とカウントし（図５のｂ１０）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をハイゲインモードからローゲインモードに切替える（図５のｂ１１）。この時点で、６スロット内でモード切替え回数制限値の回数を超えたため、以降２スロットは、モード切り替えを禁止する（ステップＢ−１２）。以降、ディジタル信号処理装置１２は上記と同様の制御を行う。

このように、本実施例では、ある時間内でのＬＮＡ１４３のモード切替え回数を制限することで、フェージング等によって受信レベル変動が大きく、頻繁にモード切替え閾値を跨ぎ、頻繁にＬＮＡ１４３のモード切替えが発生することによる受信感度劣化を抑制することができる。

図６は本発明の第３の実施例におけるＳＩＲの求め方を示す図であり、図７は本発明の第３の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順を示すシーケンスチャートである。尚、本発明の第３の実施例による携帯電話端末及びその携帯電話端末のＲＦ装置各々の構成は、図１及び図２に示す本発明の第１の実施例と同様の構成となっている。これら図１と図２と図６と図７とを参照して本発明の第３の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順について説明する。尚、図７の制御手順において、ディジタル信号処理装置１２の処理はディジタル信号処理装置１２がメモリ装置１５のプログラムを実行することでも実現可能である。

本発明の第３の実施例は、ＳＩＲが良好な場合、フェージング等によって受信レベル変動が大きく、頻繁にモード切替え閾値（ローゲイン閾値、ハイゲイン閾値）を跨ぎ、頻繁にＬＮＡ１４３のモード切替えが発生している場合も、ＬＮＡ１４３のモード切替え制限を行わない点で他の実施例と異なる。

まず、ＳＩＲの求め方を示す。ＷＣＤＭＡの場合、受信信号の復調後、Ｉ信号とＱ信号とに分かれ、Ｉ信号とＱ信号とは直交しているため、複素平面上で表すとシンボル点ができるが、理想的には、１点にシンボル点が集まるが、実際には干渉波の影響でその点は広がりを持つ。この様子を図６に示す。

理想的なシンボル点までの強さをＲＳＣＰ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ：希望波平均信号電力）といい、これは逆拡散後の信号の電力である。広がりの強さ（シンボル点の分散）をＩＳＣＰ［Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ：干渉波（妨害波とも言う）信号平均電力］といい、逆拡散前と逆拡散後とのシンボル点の差とも言える。そして、ＳＩＲとは、ＲＳＣＰとＩＳＣＰとの比で導出される。

すなわち、ＳＩＲ＝ＲＳＣＰ÷ＩＳＣＰとなり、干渉波が大きい程、その値は小さくなる。また、ＲＳＳＩとＲＳＣＰとから、ビット辺りの希望信号エネルギとノイズとの比であるＥｃ÷Ｎｏ（＝ＲＳＣＰ÷ＲＳＳＩ）をＳＩＲの代わりに使うこともある。この処理は、全てディジタル信号処理装置１２で行われる。

まず、ＣＰＵ装置１１は音声及びデータ通信を行うため、データチャネルをある通信レート（例えば、“３８４ｋｂｐｓ”）でオープンするよう、ディジタル信号処理装置１２に命令し、その際、メモリ装置１５から読出した通信レート“３８４ｋｂｐｓ”、ハイゲイン閾値（ＨＩＧＨＧＡＩＮ＿ＴＨ）、ローゲイン閾値（ＬＯＷＧＡＩＮ＿ＴＨ）、モード切替え回数制限値（ＳＷ＿ＬＩＭＩＴ）、モード切替えカウント時間（ＳＷ＿ＣＯＵＮＴ＿ＴＩＭＥ）、モード切替え禁止時間（ＳＷ＿ＰＲＯＨＩＢＩＴ＿ＴＩＭＥ）、モード切替え許容ＳＩＲ閾値（ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＴＨ）を設定する（図７のｃ１）。この例では、ハイゲイン閾値＝−６０ｄＢｍ、ローゲイン閾値＝−４０ｄＢｍ、モード切替え回数制限値＝３回、モード切替えカウント時間＝６スロット、モード切替え禁止時間＝２スロット、モード切替え許容ＳＩＲ閾値＝−１６ｄＢとする。

ディジタル信号処理装置１２は初期設定としてＲＦ装置１４のＬＮＡ１４３にローゲインモードを設定し（図７のｃ２）、データチャネルを使った通信を開始し、ＲＦ装置１４に対して１スロット（６６７μｓ）単位で受信信号へのゲイン制御や、送信信号へのパワー制御を始め、同時に１スロット間ＲＳＳＩ測定、ＳＩＲ測定を行う（図７のｃ３）。この時、測定したＲＳＳＩは−６５ｄＢｍとする。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとハイゲイン閾値の値とを比較し、ハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「１」とカウントし（図７のｃ４）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をローゲインモードからハイゲインモードに切替え（図７のｃ５）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−３５ｄＢｍとする。また、このスロットにてＬＮＡ１４３のモード切替えが起こっているため、ディジタル信号処理装置１２はこのスロットのＳＩＲ値を保管しておく。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとローゲイン閾値の値とを比較し、ローゲイン閾値≦ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「２」とカウントし（図７のｃ６）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をハイゲインモードからローゲインモードに切替え（図７のｃ７）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−６５ｄＢｍとする。また、このスロットにてＬＮＡ１４３のモード切替えが起こっているため、ディジタル信号処理装置１２はこのスロットのＳＩＲ値を保管しておく。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとハイゲイン閾値の値とを比較し、ハイゲイン閾値≧ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「３」とカウントし（図７のｃ８）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をローゲインモードからハイゲインモードに切替え（図７のｃ９）、１スロット間ＲＳＳＩ測定を行う。この時、測定したＲＳＳＩは−３５ｄＢｍとする。また、このスロットにてＬＮＡ１４３のモード切替えが起こっているため、ディジタル信号処理装置１２はこのスロットのＳＩＲ値を保管しておく。

ディジタル信号処理装置１２はＲＳＳＩとローゲイン閾値の値とを比較し、ローゲイン閾値≦ＲＳＳＩであることを検出するため、モード切替え回数を「４」とカウントし（図７のｃ１０）、次のスロット境界でＬＮＡ１４３をハイゲインモードからローゲインモードに切替える（図７のｃ１１）。

続いて、ディジタル信号処理装置１２は次のスロットのＳＩＲ測定を行い、モード切替えが発生したスロットのＳＩＲ値の平均値（ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＡＶＥ）を求め、その値（ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＡＶＥ）をモード切替え許容ＳＩＲ閾値（ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＴＨ）と比較する。ディジタル信号処理装置１２は、ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＡＶＥ＞ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＴＨならば、モード切替え回数をクリアし、ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＡＶＥ≦ＳＷ＿ＳＩＲ＿ＴＨならば、この時点で、６スロット内でモード切替え回数制限値の回数を超えたため、以降２スロットは、モード切替えを禁止する（図７のｃ１２）。以降、ディジタル信号処理装置１２は上記と同様の制御を行う。

このように、本実施例では、ＳＩＲが良好な場合、フェージング等によって受信レベル変動が大きく、頻繁にモード切替え閾値を跨ぎ、頻繁にＬＮＡ１４３のモード切替えが発生している場合も、ＬＮＡ１４３のモード切替え制限を行わないようにすることができる。

本発明の第１の実施例による携帯電話端末の構成例を示すブロック図である。 図１のＲＦ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の第１の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の第２の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順を示すシーケンスチャートである。 本発明の第３の実施例におけるＳＩＲの求め方を示す図である。 本発明の第３の実施例によるＬＮＡ切替え閾値制御方法の制御手順を示すシーケンスチャートである。 従来のＬＮＡの一般的な構成を示す図である。 通信レートによって受信感度が異なる例を示す図である。

符号の説明

１１ ＣＰＵ装置
１２ ディジタル信号処理装置
１３ アナログ信号処理装置
１４ ＲＦ装置
１５ メモリ装置
１６ 電源装置
１７ バッテリ
１８，１９ アンテナ
１４１ アンテナスイッチ
１４２ デュプレクサ
１４３ ＬＮＡ
１４４，１４６ ＢＰＦ
１４５ ＲＦＩＣ
１４７ ＰＡ
１４８ アイソレータ

Claims (10)

1. 基地局と、前記基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末とからなる移動通信システムであって、
   前記携帯電話端末は、前記通信レートを測定する手段と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う制御手段とを有することを特徴とする移動通信システム。
2. 前記携帯電話端末は、前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数を計数する計数手段を含み、
   前記制御手段は、前記計数手段の計数値を基に一定時間内での前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数を制限することを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 前記携帯電話端末は、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）値の測定を行う手段を含み、
   前記制御手段は、その測定されたＳＩＲ値によって受信環境が良いことを検出した場合、前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数の制限を解除することを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
4. 基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末であって、
   前記通信レートを測定する手段と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う制御手段とを有することを特徴とする携帯電話端末。
5. 前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数を計数する計数手段を含み、
   前記制御手段が、前記計数手段の計数値を基に一定時間内での前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数を制限することを特徴とする請求項４記載の携帯電話端末。
6. ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）値の測定を行う手段を含み、
   前記制御手段は、その測定されたＳＩＲ値によって受信環境が良いことを検出した場合、前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数の制限を解除することを特徴とする請求項５記載の携帯電話端末。
7. 基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末に用いるローノイズアンプ切替え閾値制御方法であって、
   前記携帯電話端末が、前記通信レートを測定する処理と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う制御処理とを実行することを特徴とするローノイズアンプ切替え閾値制御方法。
8. 前記携帯電話端末が、前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数を計数する計数処理を実行し、
   前記制御処理において、前記計数処理での計数値を基に一定時間内での前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数を制限することを特徴とする請求項７記載のローノイズアンプ切替え閾値制御方法。
9. 前記携帯電話端末が、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）値の測定を行う処理を実行し、
   前記制御処理において、その測定されたＳＩＲ値によって受信環境が良いことを検出した場合、前記ローノイズアンプのゲイン切替え回数の制限を解除することを特徴とする請求項８記載のローノイズアンプ切替え閾値制御方法。
10. 基地局からの受信レベルによってゲイン切替えを行える仕組みを持つローノイズアンプを含み、低速から高速までの通信レートに対応する携帯電話端末が実行するプログラムであって、
    前記携帯電話端末の制御装置に、前記通信レートを測定する処理と、その測定された通信レートに応じて前記ローノイズアンプのゲイン切替えの閾値を変更する制御を行う処理とを実行させるためのプログラム。

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