JP3474826B2 - 受信レベル測定方法及び受信レベル測定回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信システム
の受信機で用いられる受信レベル測定方法及び受信レベ
ル測定回路に係り、特に受信機の帯域内雑音以下の受信
レベルであっても精度良く受信レベルが測定できる受信
レベル測定方法及び受信レベル測定回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信システムにおいては、限られ
た周波数等の資源を有効に利用する方法としてさまざま
な多元接続の方法が考案されており、ＣＤＭＡ（Direct
Sequence-Code Division Multiple Access ：符号分割
多元接続）方式と称される方法が注目されている。ＣＤ
ＭＡ方式の中で、特に通信する各チャネル毎に個別の拡
散符号を割り当て多重化し、また、送信シンボルにパイ
ロットシンボルを挿入して伝送し、受信側ではパイロッ
トシンボルの逆拡散信号から振幅位相変動を抽出し、そ
れを用いて受信シンボルの補正を行い検波するＤＳ−Ｃ
ＤＭＡ（Direct Sequence Code Division Multiple Acc
ess ：直接拡散符号分割多元接続）方式では、その方式
に特有の閉ループ制御型送信電力制御を行うために受信
機において受信波のレベル測定を行う必要があることが
知られている。

【０００３】まず、従来のＣＤＭＡ受信機における受信
レベル測定回路の構成例について、図７を使って説明す
る。図７は、従来の受信レベル測定回路の一構成例を示
すブロック図である。従来の受信レベル測定回路は、図
７に示すように、ＲＳＳＩ検出部１と、Ａ／Ｄ変換部２
と、ＲＳＳＩ平均化部３と、電圧／ｄＢ変換部４とから
構成されている。

【０００４】従来の受信レベル測定回路の各部について
説明する。ＲＳＳＩ検出部１は、無線周波数帯域の受信
信号の受信信号電界強度（Received Signal Strength I
ndicator：ＲＳＳＩ）を検出し、電圧出力するものであ
る。尚、この部位は、市販のＲＳＳＩ検出用のＩＣ等で
実現されている。Ａ／Ｄ２は、電圧出力されたＲＳＳＩ
のアナログ値をディジタル値に変換するものである。Ｒ
ＳＳＩ平均化部３は、検出されたＲＳＳＩを平均化する
ものである。電圧／ｄＢ変換部４は、平均化されたＲＳ
ＳＩの電圧値をｄＢ値に変換するものである。尚、この
部位は、ＲＳＳＩの電圧値対ＲＳＳＩのｄＢ値の変換テ
ーブルを予め作成しておき、それを参照することで実現
できる。

【０００５】次に、従来のレベル測定回路の動作につい
て図７を使って説明する。従来のレベル測定回路では、
受信機に入力された無線周波数帯域の受信信号が、ＲＳ
ＳＩ検出部１に入力され、受信信号のＲＳＳＩが検出さ
れてアナログの電圧値で出力され、Ａ／Ｄ変換部２でデ
ィジタル値に変換され、ＲＳＳＩ平均化部３において所
定の平均化を施され、電圧／ｄＢ変換部４にてｄＢ値に
変換されて、受信機に入力された信号の受信レベルの測
定結果がＲＳＳＩのｄＢ値で出力されるようになってい
た。

【０００６】尚、受信レベル測定回路の従来技術として
は、平成８年１１月５日公開の特開平８−２９３８２２
号「受信電界強度検出信号補正回路」（出願人：沖電気
工業株式会社、発明者：児玉昭宣）がある。この従来技
術は、受信電波の電界強度を検出する機能を有する無線
装置において、前記電界強度と前記受信電波の電界強度
の真値との差分を測定し、該差分を量子化したデータを
記憶装置に格納し、前記データを用いて前記電界強度を
補正する受信電界強度検出信号補正回路であり、これに
より、安定したＲＳＳＩを出力でき、同様の無線装置が
複数存在する場合に、各受信部のＲＳＳＩ特性を統一で
きるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
受信レベル測定回路では、ＤＳ‐ＣＤＭＡ方式において
複数の送受信機がそれぞれ同一の無線周波数帯域を使用
して通信を行うため、受信機に入力された信号の全てが
希望波レベルとは限らず、干渉波レベルを含んでいるに
もかかわらず、単一に受信レベルとして測定されてしま
うという問題点があった。また、無線周波数帯域におけ
るＲＳＳＩ測定では、理論的に受信機無線部の帯域内雑
音以下のレベルは測定できず、全レベルで正確な受信レ
ベルが測定できないという問題点があった。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、希望波レベル、干渉波レベルを分離して測定し、な
おかつ受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルまで正確
に測定可能な受信レベル測定方法及び受信レベル測定回
路を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、受信レベル測定方法において、
検出された電界強度が予め定められた特定値以下となっ
た場合は、希望波電力のレベルを希望波受信レベルとし
て出力し、検出された電界強度が特定値を上回った場合
は、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベル
を加算する補正を行い、希望波受信レベルとして出力す
るものであり、希望波レベル、干渉波レベルを分離して
測定し、受信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以下）
の場合には希望波電力のレベルを希望波受信レベルと
し、特定値を上回る（帯域内雑音以上）場合には、希望
波電力のレベルに電界強度のレベルを加算して補正し、
希望波受信レベルとしているので、受信機無線部の帯域
内雑音以下のレベルまで測定可能とすることができる。

【００１０】また、本発明は、受信信号電界強度検出手
段で受信信号の電界強度を検出し、直交検波手段で受信
信号を直交検波し、希望波／干渉波検出手段で直交検波
された受信信号から複数の希望波と複数の干渉波とを検
出し、希望波成分電力化手段で検出された複数の希望波
成分を加算して電力化し、希望波電力として出力し、希
望波レベル補正手段で検出された電界強度が予め定めら
れた特定値以下となった場合は、希望波電力のレベルを
希望波受信レベルとして出力し、検出された電界強度が
特定値を上回った場合は、希望波電力のレベルに検出さ
れた電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波受
信レベルとして出力する受信レベル測定回路としてお
り、希望波レベル、干渉波レベルを分離して測定し、受
信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以下）の場合には
希望波電力のレベルを希望波受信レベルとし、特定値を
上回る（帯域内雑音以上）場合には、希望波電力のレベ
ルに電界強度のレベルを加算して補正し、希望波受信レ
ベルとしているので、受信機無線部の帯域内雑音以下の
レベルまで測定可能とすることができる。

【００１１】また、本発明は、上記受信レベル測定回路
を備え、送信電力の制御に受信レベル測定回路からの出
力を利用する基地局又は移動局を有する通信システムと
しているので、受信機無線部の帯域内雑音以下のレベル
まで測定された受信レベルで有効なる送信電力の制御を
行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。尚、以下で説明する機能実現
手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのよう
な回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は
全部をソフトウェアで実現することも可能である。更
に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよ
く、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよ
い。

【００１３】上位概念的に説明すれば、本発明に係る受
信レベル測定方法及び受信レベル測定回路は、検出され
た電界強度が予め定められた帯域内雑音以下となった場
合は、希望波電力のレベルを希望波受信レベルとして出
力し、検出された電界強度が帯域内雑音以上となった場
合は、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベ
ルを加算する補正を行い、希望波受信レベルとして出力
するものであり、希望波レベル、干渉波レベルを分離し
て測定し、受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルまで
測定可能とすることができる。

【００１４】機能実現手段で説明すれば、本発明に係る
受信レベル測定回路は、受信信号の電界強度を検出する
受信信号電界強度検出手段と、受信信号を直交検波する
直交検波手段と、直交検波された受信信号から複数の希
望波と複数の干渉波とを検出する希望波／干渉波検出手
段と、検出された複数の希望波成分を加算して電力化す
る希望波成分電力化手段と、検出された電界強度が予め
定められた帯域内雑音以下となった場合は、希望波電力
のレベルを希望波受信レベルとして出力し、検出された
電界強度が帯域内雑音以上となった場合は、希望波電力
のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正
を行い、希望波受信レベルとして出力する希望波レベル
補正手段とを備える受信レベル測定回路としており、希
望波レベル、干渉波レベルを分離して測定し、受信機無
線部の帯域内雑音以下のレベルまで測定可能とすること
ができる。

【００１５】尚、本発明の実施の形態における各手段と
図１の各部との対応を示すと、受信信号電界強度検出手
段は、ＲＳＳＩ検出部１、Ａ／Ｄ部２、ＲＳＳＩ平均化
部３、電圧／ｄＢ変換部４に相当し、直交検波手段は、
ＡＧＣ部５、直交検波部６、発振器７、Ａ／Ｄ部８に相
当し、希望波／干渉波検出手段は、希望波／干渉波検出
部９-1、９-2、…９-Nに相当し、希望波成分電力化手段
は、加算器１０、希望波成分電力化部１１に相当し、干
渉波成分平均化手段は、干渉波成分平均化部１３、真値
／ｄＢ変換部１５に相当し、希望波レベル補正手段は、
機能はレベル補正部１２、真値／ｄＢ変換部１５に相当
し、干渉波レベル補正手段は、干渉波レベル補正部１
４、真値／ｄＢ変換部１５に相当している。

【００１６】まず、本発明に係る受信レベル測定回路の
構成について図１を使って説明する。図１は、本発明に
係る受信レベル測定回路の構成ブロック図である。尚、
図７と同様の構成をとる部分については同一の符号を付
して説明する。

【００１７】本発明の受信レベル測定回路は、従来の受
信レベル測定回路と同様の部分として、ＲＳＳＩ検出部
１と、Ａ／Ｄ変換部２と、ＲＳＳＩ平均化部３と、電圧
／ｄＢ変換部４とから構成され、更に本発明の特徴部分
として、ＡＧＣ部５と、直交検波部６と、発振器７と、
Ａ／Ｄ部８と、複数の希望波／干渉波検出部９と、加算
器１０と、希望波成分電力化部１１と、希望波レベル補
正部１２と、干渉成分平均化部１３と、干渉波レベル補
正部１４と、真値／ｄＢ変換部１５とが設けられてい
る。

【００１８】次に、本装置の各部について具体的に説明
するが、従来と同様の構成部分であるＲＳＳＩ検出部１
とＡ／Ｄ変換部２とＲＳＳＩ平均化部３と電圧／ｄＢ変
換部４は、動作も従来と全く同様であるので説明を省略
し、本発明の特徴部分について具体的に説明する。ＡＧ
Ｃ部５は、自動利得制御（Automatic Gain Control：Ａ
ＧＣ）を行うもので、ＲＳＳＩ検出部１において検出さ
れたＲＳＳＩ電圧を用いて、受信電力を一定にするよう
増幅（又は減衰）するものである。直交検波部６は、無
線周波数帯域の受信信号を復調し、ベースバンドの同
相、直交成分にダウンコンバートするものである。発振
器７は、直交検波部６に搬送波を出力するものである。
Ａ／Ｄ部８は、直交検波部６においてダウンコンバート
されたアナログベースバンド受信信号をディジタル値に
変換するものである。

【００１９】希望波／干渉波検出部９は、ディジタル変
換されたベースバンド受信信号から希望波成分、干渉波
成分を検出するもので、拡散符号毎に複数設けられてい
る。ＤＣ−ＣＤＭＡ方式においては、マルチパスを分離
して、各パス毎に希望波成分、干渉波成分を検出するの
に用いられる。尚、内部の詳細については、後述する。
加算器１０は、複数の希望波／干渉波検出部９からの希
望波成分を加算して合成するものである。

【００２０】希望波成分電力化部１１は、加算器１０か
らの出力である加算後の希望波成分を電力化するもので
ある。希望波レベル補正部１２は、電圧／ｄＢ変換部４
においてｄＢ変換された平均化後のＲＳＳＩと、ＲＳＳ
Ｉ検出部１の検出下限値と、送信側での拡散変調により
拡散された信号の拡散率と、受信機において測定された
希望波レベルを絶対電力値に補正するための固定補正値
とを入力とし、希望波成分電力化部１１からの希望波成
分電力を補正するものである。補正の詳細については、
後述する。

【００２１】干渉成分平均化部１３は、複数の希望波／
干渉波検出部９からの干渉波成分を平均化するものであ
る。干渉波レベル補正部１４は、送信側での拡散変調に
より拡散された信号の拡散率と、受信機において測定さ
れた干渉波レベルを絶対電力値に補正するための固定補
正値とを入力とし、干渉成分平均化部１３からの干渉波
成分電力を補正するものである。真値／ｄＢ変換部１５
は、希望波レベル補正部１２の出力である補正後希望波
レベルと、干渉波レベル補正部１４の出力である補正後
干渉波レベルを、それぞれｄＢ変換するものである。

【００２２】次に、本発明の受信レベル測定回路の希望
波／干渉波検出部９の内部構成について、図２を用いて
説明する。図２は、本発明の希望波／干渉波検出部９の
内部構成を示すブロック図である。本発明の希望波／干
渉波検出部９の内部は、図２に示すように、符号生成部
２１と、逆拡散部２２と、ディジタルＡＧＣ部２３と、
振幅レベル検出部２４と、参照用パイロットシンボル生
成部２５と、複素乗算器２６と、振幅位相変動量平均化
部２７と、加算器２８と、ディジタルＡＧＣ補正部２９
と、ベクトル／スカラー変換部３０と、干渉波成分電力
化部３１と、指数重み付け平均化部３２ととから構成さ
れている。

【００２３】希望波／干渉波検出部９の内部の各部につ
いて説明する。符号生成部２１は、参照用の拡散符号を
生成するもので、各希望波／干渉波検出部９-1〜９-Nで
異なる拡散符号が生成される。逆拡散部２２は、Ａ／Ｄ
部８の出力であるベースバンドの受信信号と、符号生成
部２１の出力である参照用拡散符号との相関演算を行い
逆拡散するものである。

【００２４】ディジタルＡＧＣ部２３は、逆拡散後の信
号レベルを後述の振幅レベル検出部２４における振幅レ
ベル検出結果に基づく正規化情報に従って正規化するも
のである。振幅レベル検出部２４は、逆拡散後の信号の
振幅レベルを検出し、ディジタルＡＧＣ部２３で正規化
を行うための正規化情報を出力するものである。尚、デ
ィジタルＡＧＣ部２３と振幅レベル検出部２４による正
規化（ディジタルＡＣＧ）動作に具体例については、後
述の動作説明の中で詳しく説明する。

【００２５】参照用パイロットシンボル生成部２５は、
後述する振幅位相変動量を求めるための参照用パイロッ
トシンボルを生成するものである。複素乗算器２６は、
正規化後の受信信号と参照用パイロットシンボルとの複
素共役乗算を行い振幅位相変動量を求め、希望波成分ベ
クトルとするものである。振幅位相変動量平均化部２７
は、振幅位相変動量を平均化するものである。加算器２
８は、振幅位相変動量平均化部２７の出力である平均化
後振幅位相変動量と、平均前の振幅位相変動量との差分
を求め、干渉波成分ベクトルとするものである。ディジ
タルＡＧＣ補正部２９は、ディジタルＡＧＣ部２３で行
ったディジタルＡＧＣ成分を補正するものである。ベク
トル／スカラー変換部３０は、希望波成分ベクトルをス
カラーに変換するものである。干渉波成分電力化部３１
は、干渉波成分ベクトルの電力を求めるものである。指
数重み付け平均化部３２は、電力化された干渉波成分を
長区間にわたり指数重み付け平均するものである。

【００２６】次に、本発明の受信レベル測定回路の動作
について、図１，図２を用いて説明する。本発明の受信
レベル測定回路では、受信機に入力された無線周波数帯
域の受信信号が、従来と同様に、ＲＳＳＩ検出部１に入
力され、ＲＳＳＩが検出されてアナログの電圧値で出力
され、Ａ／Ｄ変換部２でディジタル値に変換され、ＲＳ
ＳＩ平均化部３において所定の平均化を施され、電圧／
ｄＢ変換部４にてｄＢ値に変換されて、受信機に入力さ
れた信号の受信レベルの測定結果がＲＳＳＩのｄＢ値で
出力される。

【００２７】一方、入力された無線周波数帯機の受信信
号は、ＲＳＳＩ検出部１で検出されたＲＳＳＩ電圧を用
いて、ＡＧＣ部５にて利得制御が行われ、受信電力が一
定になるように制御される。そして、さらに直交検波部
６において、発振器７からの搬送波によりベースバンド
の同相、直交成分にダウンコンバートされる。ダウンコ
ンバートされたベースバンドの受信信号は、Ａ／Ｄ部８
でディジタル信号に変換され、複数の希望波／干渉波検
出部９に並列に入力される。

【００２８】ここで、希望波／干渉波検出部９内部の動
作について説明する。各希望波／干渉波検出部９内部で
は、入力されたベースバンドのディジタル受信信号が逆
拡散部２２に入力され、各符号生成部２１から出力され
るの参照用の拡散符号との相関演算が行われて逆拡散さ
れ、逆拡散後の受信シンボルが、ディジタルＡＧＣ部２
３に入力される。

【００２９】ここで、ディジタルＡＧＣ部２３と振幅レ
ベル検出部２４の動作について図３を用いて説明する。
図３は、逆拡散後のディジタルＡＧＣ部の動作を説明す
る説明図であり、（ａ）は、逆拡散後の受信レベルが小
さい場合の動作を示し、（ｂ）は、逆拡散後の受信レベ
ルが大きい場合の動作を示している。図３（ａ）、
（ｂ）において、Ａ（ａｘ、ａｙ）は逆拡散後の受信シ
ンボルを示し、Ａ′（ａｘ′、ａｙ′）はディジタルＡ
ＧＣ後の受信シンボルを示している。

【００３０】説明を簡単にするために、まず振幅レベル
検出部２４の説明を行う。振幅レベル検出部２４では、
図３中のＡ点に受信シンボルがある事を検出し、正規化
するためにベクトルＡの振幅を図３（ａ）の場合は何倍
すべきかを求め、図３（ｂ）の場合は何分の一すべきか
を求める。あるいは回路簡単のため、図３（ａ）の場合
は何ビット左シフトすると正規化されるかを求め、図３
（ｂ）の場合は何ビット右シフトすると正規化されるか
を求める方法もある。仮にこの左右のシフト量をディジ
タルＡＧＣシフト量とすると、このディジタルＡＧＣシ
フト量が正規化情報としてディジタルＡＧＣ部２３に入
力される。

【００３１】ディジタルＡＧＣ部２３では、このディジ
タルＡＧＣシフト量に基づき図３（ａ）、（ｂ）で示す
ように受信シンボルの振幅を制御し出力する。このディ
ジタルＡＧＣ部２３と、振幅レベル検出部２４でディジ
タルＡＧＣシフト量を用いて閉ループを組むことによ
り、逆拡散後の受信シンボルの振幅を一定にすることが
できる。このディジタルＡＧＣの動作により後段の複素
乗算器２６を固定小数点フォーマットで構成する場合、
固定小数点フォーマットの管理やアンダーフローによる
測定精度の劣化を防ぐことができる。

【００３２】ディジタルＡＧＣ部２３及び振幅レベル検
出部２４によるディジタルＡＧＣ後の受信シンボルのう
ちパイロットシンボル部分は、参照用パイロットシンボ
ル生成部２５から出力される参照用パイロットシンボル
と複素乗算器２６にて複素共役乗算を施され、その計算
結果が振幅位相変動量として出力される。そして、複素
乗算器２６から出力される振幅位相変動量は、振幅位相
変動量平均化部２７にて所定のパイロットシンボル数分
の平均化が行われ、この平均化後の振幅位相変動量が希
望波成分ベクトルとなる。また、複素乗算器２６から出
力される平均前の振幅位相変動量と、振幅位相変動量平
均化部２７から出力される平均化後の振幅位相変動量と
の差分が加算器２８でとられ、これが干渉波成分ベクト
ルとなる。

【００３３】ディジタルＡＧＣ補正部２９では希望波成
分ベクトル、干渉波成分ベクトルそれぞれについて、前
述したディジタルＡＧＣ部２３及び振幅レベル検出部２
４で行ったディジタルＡＧＣの成分をそれぞれ補正す
る。ディジタルＡＧＣ成分を補正した希望波成分ベクト
ルは、ベクトル／スカラー変換部３０にてその大きさ
（スカラー）が求められて出力される。一方、ディジタ
ルＡＧＣ成分を補正した干渉波成分ベクトルは、干渉波
成分電力化部３１で電力化及び平均化が行われ、更に指
数重み付け平均化部３２において長区間にわたる平均化
が行われて出力される。

【００３４】ここで、この希望波成分及び干渉波成分に
ついて図４，図５と式を用いて説明する。図４は、フレ
ームフォーマットの例を示すフィーマット図であり、図
５は、振幅位相変動量の平均化の様子を示す説明図であ
る。受信した信号には、図４に示すようにパイロットシ
ンボルＰ１〜Ｐ４が周期的に挿入されていることにす
る。そして、パイロットシンボルＰ１〜Ｐ４における振
幅位相変動量ベクトルを図５に示すベクトルＰ１〜ベク
トルＰ４であるとすると、平均化後の振幅位相変動量ベ
クトルは、図５に示すベクトルＲになる。また、ディジ
タルＡＧＣ成分の補正値をＡとすると、希望波成分ベク
トルのディジタルＡＧＣ補正部２９出力は、［数１］の
ように表される。

【００３５】

【数１】

【００３６】そして、更に、希望波成分ベクトルに対し
てベクトル／スカラー変換部３０においてベクトル／ス
カラー変換を行うと、その出力Ｓは、［数２］で表すこ
とができる。

【００３７】

【数２】

【００３８】一方、平均化後の振幅位相変動量Ｒに対す
る平均前の振幅位相変動量Ｐ１〜Ｐ４の分散、すなわち
干渉波成分ベクトルの分散で表される干渉波成分Ｉは、
干渉波成分電力化部３１からの出力であり、［数３］の
ように表される。

【００３９】

【数３】

【００４０】更に、干渉波成分は指数重み付け平均化部
３２において長区間にわたり平均化が行われ、複数の希
望波／干渉波検出部９において、各々希望波成分
（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）を求めることができる。ＤＳ
−ＣＤＭＡ方式においては、マルチパスを逆拡散により
分離することが可能なので、分離された遅延波をそれぞ
れ希望波／干渉波検出部９に割り当ててやることによ
り、各パス毎の希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）を
求め、それを合成、平均することにより求める希望波レ
ベル、干渉波レベルを得ることができる。

【００４１】次に複数の希望波／干渉波検出部９からの
希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）から、合成、平均
後の希望波レベル、干渉波レベルを得る動作について説
明する。希望波成分（Ｓ）に関しては、各希望波／干渉
波検出部９において検出された希望波成分（［数２］）
が、加算器１０で加算され、これにより分離された各パ
スの希望波成分の和が求められて、合成後の希望波成分
を求めることができ、更に希望波成分電力化部１１で、
合成された希望波成分が電力化される。一方、干渉波成
分（Ｉ）は、各パス毎の干渉波成分（［数３］）が、干
渉成分平均化部１３にて更に平均化される。これは、逆
拡散により分離された各パスを合成する、いわゆるＲＡ
ＫＥ合成によって、希望波成分は合成され、また、干渉
成分は各パス独立なので合成後は平均化されて抑圧され
ることを利用したものである。

【００４２】次に、希望波成分、干渉波成分の補正方法
の概念について図６を用いて説明する。図６は、ベース
バンド検出の希望波成分とＲＳＳＩの関係を模式的に示
す説明図である。図６に示すように、受信電界が帯域内
雑音レベル近傍になると（図中領域Ａ）、ＲＳＳＩ検出
部１〜電圧／ｄＢ変換部４で検出される無線部検出のＲ
ＳＳＩは、フロアを引いてしまい正しく検出されなくな
り、無線部ＡＧＣも適切にはかからなくなる。一方、ベ
ースバンドでの希望波成分は、領域Ａでは線形に検出す
ることができる。

【００４３】それに対して、図中領域Ｂだと、無線部Ｒ
ＳＳＩが正しく検出できるために、無線部ＡＧＣが正し
くかかり、そのため、ベースバンドでの希望波成分はフ
ロアを引いてしまい正しく検出できない。そこで、ベー
スバンドで検出された希望波成分と、ＲＳＳＩ検出部１
〜電圧／ｄＢ変換部４で検出される無線部検出のＲＳＳ
Ｉとを用いて、領域Ａではベースバンドで検出された希
望波成分をそのまま利用し、領域Ｂではベースバンドで
検出された希望波成分に無線部のＲＳＳＩを補正値とし
て加えることにより、全受信電界領域において適切なる
受信レベル検出を行うことができる。

【００４４】上記補正方法を実現する具体的な方法につ
いて説明する。まずＲＳＳＩ検出部１〜電圧／ｄＢ変換
部４で検出できる無線部のＲＳＳＩの下限値をアナログ
のパラメータとして予め希望波レベル補正部１２に保持
しておく。図６においては、ＲＳＳＩの曲線が、領域Ａ
と領域Ｂとの境界線と交わる当たりの値をＲＳＳＩの下
限値とする。そして、検出された無線部のＲＳＳＩが、
この下限値に達して下限値以下になると無線部ＲＳＳＩ
による補正を行わないようにする。すなわち、 補正後希望波レベル＝補正前希望波レベル＋（無線部検
出ＲＳＳＩ−無線部検出ＲＳＳＩ下限値） である。この式により、無線部において正しくＡＧＣが
かからない領域（図６中領域Ａ）ではＲＳＳＩの値の信
頼性は低いのでＲＳＳＩによる補正は行わずに、正しく
ＡＧＣがかかる領域（図６中領域Ｂ）ではＲＳＳＩによ
る補正が実現できる。

【００４５】更に、希望波レベル補正部１２では、ベー
スバンド検出の希望波レベルを絶対電力に直す補正を行
う。これは、送信側で拡散変調することにより得られる
拡散利得と、希望波／干渉波検出部９の演算に対する固
定の補正値とをパラメータとして保持しておき、これを
上記無線部ＲＳＳＩによる補正の後に、希望波レベルに
加えることにより、求める希望波レベルの絶対電力値を
得ることができる。

【００４６】ここで、上記希望波／干渉波検出部９の演
算に対する固定の補正値の一例について説明する。今、
受信機で受信した受信波に干渉が無い場合を考える、す
なわち受信電力はすべて希望波である。この場合ベース
バンドで逆拡散を行うと拡散利得が得られる。すなわち 理想希望波レベル＝干渉が無い場合の無線部ＲＳＳＩ＋
拡散利得 である。この理想希望波レベルに対してベースバンドで
検出する希望波レベルは、演算時のフォーマットや実現
法によって固定のオフセットがかかる。このオフセット
を吸収するために、干渉が無い状態である受信信号を入
力したときの理想希望波レベルと測定希望波レベルの差
を固定の補正値パラメータとして保持しておき、測定希
望波レベルにこの補正値を加えることによって、絶対電
力値に直すことができる。

【００４７】また、干渉波レベル補正部１４では、この
固定の補正のみが行われ、絶対電力値に補正されるよう
になっている。上記の補正の後、補正後希望波レベルと
補正後干渉波レベルは、それぞれ真値／ｄＢ変換部１５
においてｄＢ変換されて出力され、希望波レベル、干渉
波レベルの測定結果が出力されるようになっている。

【００４８】

【実施例】ここで、本発明の実施の形態に係る受信レベ
ル測定回路を、ＷＣＤＭＡ（WideBand Code Division M
ultiple Access：広帯域符号分割多重方式）の基地局に
採用した場合を例に説明する。ＷＣＤＭＡの基地局で
は、クローズドループ（閉ループ）送信電力制御のため
に受信レベル測定と受信スロット平均ＳＩＲ（希望波対
干渉波電力比：Signal-to-Interference Ratio）検出を
行う。レベル測定、ＳＩＲ測定は、ユーザー情報、制御
情報転送用チャネルＤＣＨ（Dedicated CHannel ）の物
理チャネルであるＤＰＣＨ（Dedicated Physical data
CHannel ）の中の１つである制御情報用チャネルＤＰＣ
ＣＨ（Dedicated Physical Control CHannel）にて伝送
されるパイロットシンボルを用いて行われる。

【００４９】次に、ＷＣＤＭＡの基地局におけるレベル
測定、ＳＩＲ測定のアルゴリズムについて、図１，図２
と対応付けながら説明する。ＤＰＣＣＨの各パスの逆拡
散信号（各希望波／干渉波検出部９における逆拡散部２
２出力）に対して、まずDigitalＡＧＣをかける（ディ
ジタルＡＧＣ部２３、振幅レベル検出部２４）。これ
は、後続の検波部（参照用パイロットシンボル生成部２
５、複素乗算器２６に相当）に対する有効語調を最適化
するために使用している。そして、DigitalＡＧＣ後の
ＤＰＣＣＨのパイロットシンボルと参照用パイロットシ
ンボルとの複素共役乗算（参照用パイロットシンボル生
成部２５、複素乗算器２６）により、各シンボルのチャ
ネル変動量Ｐ_rot（ｉ）を求め、チャネル変動量Ｐ
_rot（ｉ）の同相成分、直交成分を個別に平均化し、
［数４］によりＰ_{r ot}（ave）を求め、希望波成分とする
（振幅位相変動量平均化部２７出力）。ここで、同相成
分、直交成分を個別に平均化することにより、雑音の影
響による希望波成分の誤差を抑圧し、希望波成分の測定
精度を向上させることができる。

【００５０】

【数４】

【００５１】また、この平均化後のチャネル変動量Ｐ
_rot（ave）と、平均化前の各シンボルにおけるチャネル
変動量Ｐ_rot（ｉ）との差分Ｐ_diff（ｉ）を求め、干渉
波成分とする（加算器２８出力）。

【００５２】そして、このＰ_rot（ave）に対して、Digi
talＡＧＣ分の補正を補正項Ａにより行い、これをパス
毎のＳとして［数５］により求める（ベクトル／スカラ
ー変換部３０出力、つまり希望波／干渉波検出部９〜の
希望波出力）。また、Ｐ_diff（ｉ）に対しても、同様に
DigitalＡＧＣ分の補正を補正項Ａにより行った後電力
化して、更に平均化してこれをパス毎の干渉波電力Ｐｏ
ｗ＜Ｉ＞として［数６］により求める（指数重み付け平
均化部３２出力、つまり希望波／干渉波検出部９からの
干渉波出力）。

【００５３】

【数５】

【００５４】

【数６】

【００５５】ここで、複数フィンガー存在するときは、
このパス毎のＳを振幅加算（加算器１０）した後、電力
化してＲＡＫＥ合成後の希望波電力Ｐｏｗ＜Ｓ＞とし
（希望波成分電力化部１１）、また、パス毎のＰｏｗ＜
Ｉ＞を平均化し（干渉成分平均化部１３）、これをＲＡ
ＫＥ合成後の干渉波電力（平均）Ｐｏｗ＜Ｉ＞とする
（［数７］）。

【００５６】

【数７】

【００５７】以上のように求めた希望波電力Ｐｏｗ＜Ｓ
＞から、送信側でＤＰＣＣＨに乗せられるＧ値（Gain F
actor）分の補正と、請求項に示した特定値を基準とし
た補正、及び拡散率と固定補正値とを用いた補正を行っ
て希望波受信レベルを求める。更に、干渉波電力（平
均）Ｐｏｗ＜Ｉ＞から、請求項に示した拡散率と固定補
正値とを用いた補正を行って干渉波受信レベルを求め
る。この補正後の希望波受信レベル、干渉波受信レベル
からＳＩＲを求めることができる。

【００５８】補正式を以下に示す。補正後の希望波受信
レベルをＲＳＣＰとすると、ＲＳＣＰは［数８］のよう
に示される。

【００５９】

【数８】

【００６０】一方、干渉波レベルをＩＳＣＰとすると、
ＩＳＣＰは、［数９］のように示される。

【００６１】

【数９】

【００６２】その結果、ＳＩＲは、［数８］、［数９］
から［数１０］で導き出される。

【００６３】

【数１０】

【００６４】尚、上記説明した受信レベル測定回路に関
して、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）にて実現可
能である。

【００６５】本発明の実施の形態の受信レベル測定回路
によれば、複数の希望波／干渉波検出部９において、逆
拡散によりマルチパスを分離し、分離された遅延波から
各パス毎の希望波成分と干渉波成分を検出し、各希望波
／干渉波検出部９で検出された希望波成分は加算器１０
で合成し、干渉波成分は、干渉成分平均化部１３で平均
化してしているので、希望波レベル、干渉波レベルを別
々に測定でき、受信波に含まれる不要な干渉波成分を除
いた希望波成分のレベルを受信レベルとして取得できる
効果がある。

【００６６】また、本発明の受信レベル測定回路によれ
ば、各希望波／干渉波検出部９で検出された希望波成分
を合成した希望波レベルに対して、希望波レベル補正部
１２において、帯域内雑音以下のレベルでは、希望波レ
ベルをそのまま用い、帯域内雑音以上のレベルでは、希
望波レベルに無線部検出のＲＳＳＩを加えて補正し、受
信レベル測定結果としているので、受信機無線部の帯域
内雑音以下のレベルまで測定可能な受信レベル測定回路
を実現できる効果がある。

【００６７】そして、本発明の受信レベル測定回路をＣ
ＤＭＡ無線通信システムの基地局及び移動局に採用する
ことによって、検出された電界強度が予め定められた特
定値（ＲＳＳＩの下限値）以下となった場合は、希望波
電力のレベルを希望波受信レベルとして出力し、検出さ
れた電界強度が特定値を上回った場合は、希望波電力の
レベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を
行い、希望波受信レベルとして出力するので、受信レベ
ルを全受信電界にわたって精度良く測定でき、閉ループ
制御型の送信電力制御を有効に行うことができる効果が
ある。具体的には、本発明の受信レベル測定回路を備
え、送信電力の制御に受信レベル測定回路からの出力を
利用する送受信機を、基地局又は移動局に設置すること
で実現できる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、検出された電界強度が
予め定められた特定値以下となった場合は、希望波電力
のレベルを希望波受信レベルとして出力し、検出された
電界強度が特定値を上回った場合は、希望波電力のレベ
ルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行
い、希望波受信レベルとして出力する受信レベル測定方
法としているので、希望波レベル、干渉波レベルを分離
して測定し、受信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以
下）の場合には希望波電力のレベルを希望波受信レベル
とし、特定値を上回る（帯域内雑音以上）場合には、希
望波電力のレベルに電界強度のレベルを加算して補正
し、希望波受信レベルとしているので、受信機無線部の
帯域内雑音以下のレベルまで測定可能とすることができ
る効果がある。

【００６９】また、本発明によれば、受信信号電界強度
検出手段で受信信号の電界強度を検出し、直交検波手段
で受信信号を直交検波し、希望波／干渉波検出手段で直
交検波された受信信号から複数の希望波と複数の干渉波
とを検出し、希望波成分電力化手段で検出された複数の
希望波成分を加算して電力化し、希望波電力として出力
し、希望波レベル補正手段で検出された電界強度が予め
定められた特定値以下となった場合は、希望波電力のレ
ベルを希望波受信レベルとして出力し、検出された電界
強度が特定値を上回った場合は、希望波電力のレベルに
検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希
望波受信レベルとして出力する受信レベル測定回路とし
ているので、希望波レベル、干渉波レベルを分離して測
定し、受信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以下）の
場合には希望波電力のレベルを希望波受信レベルとし、
特定値を上回る（帯域内雑音以上）場合には、希望波電
力のレベルに電界強度のレベルを加算して補正し、希望
波受信レベルとしているので、受信機無線部の帯域内雑
音以下のレベルまで測定可能とすることができる効果が
ある。

【００７０】また、本発明によれば、上記受信レベル測
定回路を備え、送信電力の制御に受信レベル測定回路か
らの出力を利用する基地局又は移動局を有する通信シス
テムとしているので、受信機無線部の帯域内雑音以下の
レベルまで測定された受信レベルで有効なる送信電力の
制御を行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る受信レベル測定回路の構成ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の希望波／干渉波検出部の内部構成を示
すブロック図である。

【図３】逆拡散後のディジタルＡＧＣ部の動作を説明す
る説明図である。

【図４】フレームフォーマットの例を示すフィーマット
図である。

【図５】振幅位相変動量の平均化の様子を示す説明図で
ある。

【図６】ベースバンド検出の希望波成分とＲＳＳＩの関
係を模式的に示す説明図である。

【図７】従来の受信レベル測定回路の一構成例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…ＲＳＳＩ検出部、 ２…Ａ／Ｄ変換部、 ３…ＲＳ
ＳＩ平均化部、 ４…電圧／ｄＢ変換部、 ５…ＡＧＣ
部、 ６…直交検波部、 ７…発振器、 ８…Ａ／Ｄ
部、 ９…希望波／干渉波検出部、 １０…加算器、
１１…希望波成分電力化部、 １２…希望波レベル補正
部、 １３…干渉成分平均化部、 １４…干渉波レベル
補正部、 １５…真値／ｄＢ変換部、 ２１…符号生成
部、 ２２…逆拡散部、 ２３…ディジタルＡＧＣ部、
２４…振幅レベル検出部、 ２５…参照用パイロット
シンボル生成部、 ２６…複素乗算器、 ２７…振幅位
相変動量平均化部、 ２８…加算器、 ２９…ディジタ
ルＡＧＣ補正部、 ３０…ベクトル／スカラー変換部、
３１…干渉波成分電力化部、 ３２…指数重み付け平
均化部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出された電界強度が予め定められた特
   定値以下となった場合は、希望波電力のレベルを希望波
   受信レベルとして出力し、前記検出された電界強度が前
   記特定値を上回った場合は、前記希望波電力のレベルに
   前記検出された電界強度のレベルを加算する補正を行
   い、希望波受信レベルとして出力することを特徴とする
   受信レベル測定方法。
2. 【請求項２】 受信信号の電界強度を検出する受信信号
   電界強度検出手段と、 受信信号を直交検波する直交検波手段と、 前記直交検波された受信信号から複数の希望波と複数の
   干渉波とを検出する希望波／干渉波検出手段と、 前記検出された複数の希望波成分を加算して電力化し、
   希望波電力として出力する希望波成分電力化手段と、 前記検出された電界強度が予め定められた特定値以下と
   なった場合は、前記希望波電力のレベルを希望波受信レ
   ベルとして出力し、前記検出された電界強度が前記特定
   値を上回った場合は、前記希望波電力のレベルに前記検
   出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望
   波受信レベルとして出力する希望波レベル補正手段とを
   備えることを特徴とする受信レベル測定回路。
3. 【請求項３】 希望波／干渉波検出手段で検出された複
   数の干渉波成分を平均化して干渉波受信レベルを出力す
   る干渉波成分平均化手段と、 前記干渉波成分平均化手段からの出力に、拡散率と固定
   補正値にて補正を行って干渉波受信レベルを出力する干
   渉波レベル補正手段を設け、 希望波レベル補正手段は、特定値を基準とした補正の他
   に、拡散率と固定補正値とを用いた補正を行う手段であ
   ることを特徴とする請求項２記載の受信レベル測定回
   路。
4. 【請求項４】 希望波／干渉波検出手段は、 参照用の拡散符号を生成する符号生成部と、 ディジタル変換されたベースバンドの受信信号と前記符
   号生成部の出力である参照用符号との相関演算を行い、
   逆拡散する逆拡散部と、 逆拡散後の信号について振幅レベル検出結果により当該
   逆拡散後の信号のレベルを正規化し、正規化後の受信信
   号を出力するディジタルＡＧＣ部と、 前記ディジタルＡＧＣ部から出力された信号の振幅レベ
   ルを検出し、振幅レベル検出結果を出力する振幅レベル
   検出部と、 参照用パイロットシンボルを生成する参照用パイロット
   シンボル生成部と、 前記ディジタルＡＧＣ部と前記振幅レベル検出部の閉ル
   ープから出力された正規化後の信号のパイロットシンボ
   ルと前記参照用パイロットシンボルとの複素共役乗算を
   行い、振幅位相変動量を求める複素乗算器と、 前記振幅位相変動量を平均化して希望波成分ベクトルを
   出力する振幅位相変動量平均化部と、 前記平均化された振幅位相変動量と前記平均化の前の振
   幅位相変動量との差分を求め、干渉波成分ベクトルを出
   力する加算器と、 前記振幅位相変動量平均化部から出力された希望波成分
   ベクトルと前記干渉波成分ベクトルを入力して、正規化
   された信号成分を補正して希望波成分ベクトルと干渉波
   成分ベクトルを出力するディジタルＡＧＣ補正部と、 前記ディジタルＡＧＣ補正部からの希望波成分ベクトル
   をスカラーに変換するベクトル／スカラー変換部と、 前記ディジタルＡＧＣ補正部からの干渉波成分ベクトル
   を電力化する干渉波成分電力化部と、 前記電力化された干渉波成分を指数重み付け平均化する
   指数重み付け平均化部とを備えることを特徴とする請求
   項３記載の受信レベル測定回路。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４記載の受信レベル測定回
   路を備え、送信電力の制御に前記受信レベル測定回路か
   らの出力を利用する基地局又は移動局を有することを特
   徴とする通信システム。