JP3645461B2 - Ｃｄｍａ無線受信装置および制御方法 - Google Patents
Ｃｄｍａ無線受信装置および制御方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ無線受信装置（例えば、移動無線機）および制御方法に関し、より具体的には、受信した電波のパス数等に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定するＣＤＭＡ無線受信装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ無線アクセス方式において、伝送信号は非常に長い周期で無数の種類のロングコードで拡散されている。異なる種類のロングコードは直交関係にあり、各ロングコードとの相関は小さい。また、同一ロングコードにおいても、位相の異なるものは直交関係にある。そのため、無線通信を確立するために受信機側では、ロングコードの種類の特定や、ロングコードタイミングの検出を行う。
【０００３】
また、ＣＤＭＡ無線アクセス方式では、送信機側より送信された電波が複数の異なる伝播距離の経路（パス）を経て受信機側へ到達した場合、各伝播経路を足し合わせて受信電力を増加させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
受信品質を高く保つために、受信機側ではすべての伝播経路（パス）の受信タイミングを随時調査、取得（認定）することが好ましい。
【０００５】
図１は、パスの受信タイミングの調査、取得の例を説明するための図である。例えば、図１に示す遅延プロファイルが得られた場合に、あるしきい値Ｐth以上の受信レベルのピーク値となる遅延時間τ1、τ2およびτ3をパスの遅延時間（受信タイミング）としてとらえることが考えられる。
【０００６】
また、電波の受信タイミングを精度よく把握するためには、測定した遅延プロファイルの平均化を行うことが好ましい。
【０００７】
図２は、測定した遅延プロファイルおよび平均化した遅延プロファイルの例を示す図である。
【０００８】
平均化時間を長くすると、精度はより高まる。すなわち、雑音等の影響によりパスの認定（パスの受信タイミングの認定）を誤ることが少なくなる。ただし、伝搬経路が高速に変動する場合には、平均化時間を長くすると、受信タイミングを切り替える周期が長くなるため、常に最適な伝搬経路を選択できなくなる。
【０００９】
一方、平均化時間を短くすると、受信タイミングを切り替える周期が短くなるが、精度が悪くなる。
【００１０】
そのため、ＣＤＭＡ無線受信装置の周囲の電波伝播環境（例えば、パスの数）、ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度、受信干渉量（受信した電波の干渉量）に対して、最適な平均時間および受信タイミングの切替周期（切替時間）が存在する。移動体通信では、ＣＤＭＡ無線受信装置の周囲の電波伝播環境、ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度、受信干渉量は時間の経過とともに刻々と変動し得る。
【００１１】
図３は、従来のＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。図３に示すＣＤＭＡ無線受信装置は、アンテナ１０１、ミキサ１０２、参照波発生器１０３、Ａ／Ｄ変換器１０５、遅延プロファイル測定回路１０６、遅延プロファイル平均化回路１０７、拡散コード生成器１０８、受信タイミング制御部１０９、ＲＡＫＥ合成器１１４、および逆拡散部１１５−１、１１５−２を備える。逆拡散部１１５−１、１１５−２は、それぞれ逆拡散器１１０−１、１１０−２、および検波器１１２−１、１１２−２を備える。図３の例では、２系統の逆拡散部１１５−１、１１５−２を備えたＣＤＭＡ無線受信装置が示されている。
【００１２】
アンテナ１０１により受信した電波は、ミキサ１０２において、参照波発生器１０３により発生された参照波と掛け合わされ、ベースバンド信号に変換される。変換されたベースバンド信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器１０５においてデジタル信号に変換される。
【００１３】
変換されたデジタル信号は、逆拡散部１１５−１、１１５−２の逆拡散器１１０−１、１１０−２において、拡散コード生成器１０８により生成された拡散コードと掛け合わされ、検波器１１２−１、１１２−２において検波され、ＲＡＫＥ合成器１１４に入力される。ＲＡＫＥ合成器１１４では、逆拡散部（図３の例では２つの逆拡散部１１５−１、１１５−２）からの信号が合成される。合成された信号はユーザデータとして出力される。
【００１４】
また、Ａ／Ｄ変換器１０５において変換されたデジタル信号は、遅延プロファイル測定回路１０６に入力され、遅延プロファイルが測定される。測定された遅延プロファイルは、遅延プロファイル平均化回路１０７において平均化され、受信タイミング制御部１０９に入力される。受信タイミング制御部１０９では、平均化された遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミング（図３の例では逆拡散器１１０−１、１１０−２のそれぞれに対する受信タイミング）を決定し、決定した受信タイミングを拡散コード生成器１０８に指示する。拡散コード生成器１０８は、指示された受信タイミングで逆拡散器１１０−１、１１０−２に対して拡散コードを出力する。
【００１５】
このように、従来のＣＤＭＡ無線受信装置では、周囲の電波伝播環境、ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度、干渉量が時間的に変動しても、遅延プロファイルの平均化時間および受信タイミングの切替周期（切替時間）が一定だったために、高品質な受信を行うことができないという欠点があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、ＣＤＭＡ無線受信において、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができるようにすることである。
【００１７】
また、ＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができるようにすることである。
【００１８】
さらに、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができるようにすることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信装置であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定手段と、前記遅延プロファイル測定手段により測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化手段と、前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御手段と、前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波のパス数を測定するパス数測定手段と、前記パス数測定手段により測定したパス数に応じて、前記遅延プロファイル平均化手段による平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御手段による受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段とを備え、前記遅延プロファイル平均化手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信装置であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定手段と、前記遅延プロファイル測定手段により測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化手段と、前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御手段と、受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定する移動速度測定手段と、前記移動速度測定手段により測定した移動速度に応じて、前記遅延プロファイル平均化手段による平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御手段による受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段とを備え、前記遅延プロファイル平均化手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記移動速度測定手段は、前記遅延プロファイル測定手段により測定された前記遅延プロファイルにおける特定パスの受信レベルについて、特定期間の平均値を測定する平均レベル測定手段と、前記特定パスが前記特定期間に前記平均レベル測定手段により測定された前記平均値を交差する交差回数を計数する交差回数計数手段とをさらに備え、前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき、前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記移動速度測定手段は、前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係をあらかじめ格納したレベル交差回数特性記憶手段と、前記レベル交差回数特性記憶手段にアクセスして前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を見積もる移動速度見積手段とををさらに備えたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記移動速度測定手段は、前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき、次式を用いて前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
【数３】
Ｖ：移動速度
Ｎｍａｘ：交差回数
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいずれかに記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段は、あらかじめ定められた移動速度に対する平均化の時間から、前記移動速度測定手段により測定された移動速度に対する前記平均時間を定めることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信における制御方法であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定ステップと、前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化ステップと、前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御ステップと、前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波のパス数を測定するパス数測定ステップと、前記パス数測定ステップにより測定したパス数に応じて、前記遅延プロファイル平均化ステップにおける平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御ステップにおける受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップとを備え、前記遅延プロファイル平均化ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信における制御方法であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定ステップと、前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化ステップと、前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御ステップと、受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づきＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度を測定する移動速度測定ステップと、前記移動速度測定ステップにより測定した移動速度に応じて、前記遅延プロファイル平均化ステップにおける平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御ステップにおける受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップとを備え、前記遅延プロファイル平均化ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の制御方法であって、前記移動速度測定ステップは、前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した前記遅延プロファイルにおける特定パスの受信レベルについて、特定期間の平均値を測定する平均レベル測定ステップと、前記特定パスが前記特定期間に前記平均レベル測定ステップにより測定した前記平均値を交差する交差回数を計数する交差回数計数ステップと、をさらに備え、前記交差回数計数ステップにより計数した前記交差回数に基づき、前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の制御方法であって、前記移動速度測定ステップは、前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係をあらかじめ格納するレベル交差回数特性記憶ステップと、前記レベル交差回数特性記憶ステップにより格納した前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係にアクセスして前記交差回数計数ステップにより計数した前記交差回数に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を見積もる移動速度見積ステップとをさらに備えたことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の制御方法であって、前記移動速度測定ステップは、前記交差回数計数ステップにより計数された前記交差回数に基づき、次式を用いて前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
【数４】
Ｖ：移動速度
Ｎｍａｘ：交差回数
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数
請求項１２に記載の発明は、請求項８乃至１１のいずれかに記載の制御方法であって、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップは、あらかじめ定められた移動速度に対する平均化の時間から、前記移動速度測定ステップにより測定した移動速度に対する前記平均化時間を定めることを特徴とする。
【００２５】
以上の構成によれば、ＣＤＭＡ無線受信において、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００２６】
また、ＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００２７】
さらに、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態にについて詳しく説明する。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。図４に示すＣＤＭＡ無線受信装置は、アンテナ１、ミキサ２、参照波発生器３、Ａ／Ｄ変換器５、遅延プロファイル測定回路６、遅延プロファイル平均化回路７、拡散コード生成器８、受信タイミング制御部９、ＲＡＫＥ合成器１４、逆拡散部１５−１、１５−２、干渉量測定回路２１、移動速度測定回路２２、パス数測定回路２３、および平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４を備える。アンテナ１以外の部分は、ハードウェア、またはＤＳＰ(Digital Signal Processor)等を用いたソフトウェアとして実現することができる。
【００３０】
逆拡散部１５−１、１５−２は、それぞれ逆拡散器１０−１、１０−２、および検波器１２−１、１２−２を備える。図４の例では、２系統の逆拡散部１１５−１、１１５−２を備えたＣＤＭＡ無線受信装置が示されているが、１系統または３系統以上の逆拡散部を備えたＣＤＭＡ無線受信装置としてもよい。
【００３１】
図３の従来のＣＤＭＡ無線受信装置と同様に、アンテナ１により受信した電波は、ミキサ２において、参照波発生器３により発生された参照波と掛け合わされ、ベースバンド信号に変換される。変換されたベースバンド信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器５においてデジタル信号に変換される。
【００３２】
変換されたデジタル信号は、逆拡散部１５−１、１５−２の逆拡散器１０−１、１０−２において、拡散コード生成器８により生成された拡散コードと掛け合わされ、検波器１２−１、１２−２において検波され、ＲＡＫＥ合成器１４に入力される。ＲＡＫＥ合成器１４では、逆拡散部（図４の例では２つの逆拡散部１５−１、１５−２）からの信号が合成される。合成された信号はユーザデータとして出力される。
【００３３】
また、Ａ／Ｄ変換器５において変換されたデジタル信号は、遅延プロファイル測定回路６に入力され、遅延プロファイルが測定される。測定された遅延プロファイルは、遅延プロファイル平均化回路７において平均化され、受信タイミング制御部９に入力される。受信タイミング制御部９では、平均化された遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミング（図４の例では逆拡散器１０−１、１０−２のそれぞれに対する受信タイミング）を決定し、決定した受信タイミングを拡散コード生成器８に指示する。拡散コード生成器８は、指示された受信タイミングで逆拡散器１０−１、１０−２に対して拡散コードを出力する。
【００３４】
図５は、本実施形態に係る遅延プロファイル測定回路６の構成例を示す図である。図５に示す遅延プロファイル測定回路６は、シフトレジスタ３１、コード設定部３２、乗算部３３−１〜３３−ｎ、加算部３４、およびメモリ３５を備える。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタル信号は、シフトレジスタ３１に順次格納される。シフトレジスタ３１に格納されたデジタル信号は、乗算部３３−１〜３３−ｎにおいて、コード設定部３２から出力された拡散コード（例えば、サーチコード、スクランブルコード、ショートコード）と乗算される。乗算結果は加算部３４において加算され、メモリ３５に格納される。以上の処理を、シフトレジスタ３１内のデジタル信号（データ）をシフトして繰り返し行うことにより、遅延プロファイルを測定（生成）する。
【００３６】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。
【００３７】
パス数測定回路２３は、遅延プロファイル平均化回路７により平均化された遅延プロファイルに基づき、電波（遅延電波）のパス数を測定する。例えば、図１のように、３つの遅延時間τ1、τ2およびτ3をパスの受信タイミングとして決定（認定）した場合には、パス数は３つということになる。
【００３８】
平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、パス数測定回路２３により測定したパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。そして、決定した遅延プロファイルの平均化時間を遅延プロファイル平均化回路７に対して指定し、決定した受信タイミングの切替周期を受信タイミング制御部９に対して指定する。遅延プロファイル平均化回路７では、指定された平均化時間で遅延プロファイルの平均化を行い、受信タイミング制御部９では、指定された切替周期で受信タイミングを決定する（切り替える）。
【００３９】
本実施形態において、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、パス数が多いほど遅延プロファイルの平均化時間を長くするようにしている。パス数が多い場合には各パスのＳ／Ｎ（ＳＮ比）が劣化するため、平均化時間を長くして、より確度の高いパス割り当て（パス認定）を行うためである。
【００４０】
また、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、受信タイミングの切替周期が遅延プロファイルの平均化時間よりも長くならないようにしている。
【００４１】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定しているが、遅延プロファイルの平均化の時間、または受信タイミングの切替周期の一方のみを決定するようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、自己の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定する。
【００４３】
移動速度測定回路２２は、受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づきＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定する。
【００４４】
図６は、本実施形態に係る移動速度測定回路２２の構成例を示す図である。図６に示す移動速度測定回路２２は、平均レベル測定部４１、交差回数計数器４２、移動速度見積部４３、およびレベル交差回数特性データベース４４を備える。
【００４５】
平均レベル測定部４１は、遅延プロファイル測定回路６により測定された遅延プロファイルの任意の１つのパス（遅延時間）に注目し、そのパスの受信レベルの平均値Ａをある期間について計算する。交差回数計数器４２は、ある期間中に、上記の注目したパスの高速に変動する受信レベルが平均レベル測定部４１で測定した受信レベルの平均値Ａを交差する回数ＮAを計数する。移動速度見積部４３は、交差回数計数器４２により計数した交差回数に基づき、レベル交差回数特性データベース４４にアクセスして移動速度を見積もる。レベル交差回数特性データベース４４には、交差回数と移動速度との関係が格納されている。
【００４６】
理想的なレイリーフェージングの場合、以下の関係がある（奥村、進士監修：「移動通信の基礎」（電子情報通信学会）第７０頁参照）。
【００４７】
【数１】
【００４８】
【数２】
【００４９】
Ｎmax：最大レベル交差回数
ｖ：移動速度
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数
したがって、以下の関係が得られる。
【００５０】
【数３】
【００５１】
よって、この式に従えば、搬送波周波数ｆをあらかじめ定めておき、最大レベル交差回数を測定すれば、移動速度ｖを知ることできる。本実施形態においては、最大レベル交差回数Ｎmaxを、上記の注目したパスの受信レベルが平均レベル測定部４１で測定した受信レベルの平均値Ａを交差する回数ＮAと近似して、上記式（３）を用いて移動速度ｖを計算している。
【００５２】
平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、移動速度測定回路２２により測定した移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。そして、決定した遅延プロファイルの平均化時間を遅延プロファイル平均化回路７に対して指定し、決定した受信タイミングの切替周期を受信タイミング制御部９に対して指定する。遅延プロファイル平均化回路７では、指定された平均化時間で遅延プロファイルの平均化を行い、受信タイミング制御部９では、指定された切替周期で受信タイミングを決定する。
【００５３】
本実施形態において、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、移動速度が大きいほど遅延プロファイルの平均化時間を短くするようにしている。移動速度が大きい場合には伝搬路が瞬時に変動するので、その変動に追従するためである。一方、移動速度が小さい場合には遅延プロファイルの平均化時間を長くしてパス選択（認定）の確度の向上を図っている。
【００５４】
図７および図８は、移動速度に対する平均化時間の例を示す図である。移動速度に対する平均化時間は、計算式を用いて求めてもよいし、図８のように、あらかじめ測定した実験値等に基づき一定区間の移動速度に対して平均化時間を定めるようにしてもよい。
【００５５】
また、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、移動速度が大きいほど受信タイミングの切替周期を短くするようにしている。移動速度が大きい場合にはシャドウィングやフェージングの影響を強く受けるからである。一方、移動速度が小さい場合には受信タイミングの切替周期を長くして受信タイミング制御部９等の消費電力の軽減を図っている。
【００５６】
さらに、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、受信タイミングの切替周期が遅延プロファイルの平均化時間よりも長くならないようにしている。
【００５７】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、自己の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定しているが、遅延プロファイルの平均化の時間、または受信タイミングの切替周期の一方のみを決定するようにしてもよい。
【００５８】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定する。
【００５９】
干渉量測定回路２１は、受信した電波の干渉量を測定する。
【００６０】
図９は、本実施形態に係る干渉量測定回路２１の構成例を示す図である。図９に示す干渉量測定回路２１は、検波器５１、平均化器５２、加算部５３、および電力測定部５４を備える。
【００６１】
検波器５１は、Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタル信号を検波する。平均化器５２は、検波されたデジタル信号の電力値の平均化を行う。加算部５３では、検波されたデジタル信号の電力値と平均電力値との差を求める。電力測定部５４では、この電力値の差を基に受信した電波の干渉量を求める。
【００６２】
平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、干渉量測定回路２１により測定した干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。そして、決定した遅延プロファイルの平均化時間を遅延プロファイル平均化回路７に対して指定し、決定した受信タイミングの切替周期を受信タイミング制御部９に対して指定する。遅延プロファイル平均化回路７では、指定された平均化時間で遅延プロファイルの平均化を行い、受信タイミング制御部９では、指定された切替周期で受信タイミングを決定する。
【００６３】
本実施形態において、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、干渉量が大きいほど遅延プロファイルの平均化時間を長くするようにしている。干渉によるパスの誤認定を防ぐためである。
【００６４】
また、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、受信タイミングの切替周期が遅延プロファイルの平均化時間よりも長くならないようにしている。
【００６５】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定しているが、遅延プロファイルの平均化の時間、または受信タイミングの切替周期の一方のみを決定するようにしてもよい。
【００６６】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定する際に、受信した電波のパス数、自己の移動速度および受信した電波の干渉量に基づいているが、それらの３つの要素のうち、１つまたは２つに基づくようにしてもよい。
【００６７】
受信した電波のパス数、自己の移動速度および受信した電波の干渉量に基づいて平均化時間等を決定する際には、例えば、それらの３つの要素を変数とする関数を用意して決定するようにしてもよいし、要素ごとにそれぞれ関数を用意して平均化時間等を計算し、それらの計算値のうち最大値を採用するようにしてもよい。関数の代わりに図８に示すような対応表を用いて決定するようにしてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＤＭＡ無線受信において、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００６９】
また、ＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００７０】
さらに、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パスの受信タイミングの調査、取得の例を説明するための図である。
【図２】測定した遅延プロファイルおよび平均化した遅延プロファイルの例を示す図である。
【図３】従来のＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る遅延プロファイル測定回路の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る移動速度測定回路の構成例を示す図である。
【図７】移動速度に対する平均化時間の例を示す図である。
【図８】移動速度に対する平均化時間の例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る干渉量測定回路の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、１０１ アンテナ
２、１０２ ミキサ
３、１０３ 参照波発生器
５、１０５ Ａ／Ｄ変換器
６、１０６ 遅延プロファイル測定回路
７、１０７ 遅延プロファイル平均化回路
８、１０８ 拡散コード生成器
９、１０９ 受信タイミング制御部
１０−１、１０−２、１１０−１、１１０−２ 逆拡散器
１２−１、１２−２、５１、１１２−１、１１２−２ 検波器
１４、１１４ ＲＡＫＥ合成器
１５−１、１５−２、１１５−１、１１５−２ 逆拡散部
２１ 干渉量測定回路
２２ 移動速度測定回路
２３ パス数測定回路
２４ 平均化時間・受信タイミング切替周期制御部
３１ シフトレジスタ
３２ コード設定部
３３−１〜３３−ｎ 乗算部
３４、５３ 加算部
３５ メモリ
４１ 平均レベル測定部
４２ 交差回数計数器
４３ 移動速度見積部
４４ レベル交差回数特性データベース
５２ 平均化器
５４ 電力測定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ無線受信装置（例えば、移動無線機）および制御方法に関し、より具体的には、受信した電波のパス数等に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定するＣＤＭＡ無線受信装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ無線アクセス方式において、伝送信号は非常に長い周期で無数の種類のロングコードで拡散されている。異なる種類のロングコードは直交関係にあり、各ロングコードとの相関は小さい。また、同一ロングコードにおいても、位相の異なるものは直交関係にある。そのため、無線通信を確立するために受信機側では、ロングコードの種類の特定や、ロングコードタイミングの検出を行う。
【０００３】
また、ＣＤＭＡ無線アクセス方式では、送信機側より送信された電波が複数の異なる伝播距離の経路（パス）を経て受信機側へ到達した場合、各伝播経路を足し合わせて受信電力を増加させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
受信品質を高く保つために、受信機側ではすべての伝播経路（パス）の受信タイミングを随時調査、取得（認定）することが好ましい。
【０００５】
図１は、パスの受信タイミングの調査、取得の例を説明するための図である。例えば、図１に示す遅延プロファイルが得られた場合に、あるしきい値Ｐth以上の受信レベルのピーク値となる遅延時間τ1、τ2およびτ3をパスの遅延時間（受信タイミング）としてとらえることが考えられる。
【０００６】
また、電波の受信タイミングを精度よく把握するためには、測定した遅延プロファイルの平均化を行うことが好ましい。
【０００７】
図２は、測定した遅延プロファイルおよび平均化した遅延プロファイルの例を示す図である。
【０００８】
平均化時間を長くすると、精度はより高まる。すなわち、雑音等の影響によりパスの認定（パスの受信タイミングの認定）を誤ることが少なくなる。ただし、伝搬経路が高速に変動する場合には、平均化時間を長くすると、受信タイミングを切り替える周期が長くなるため、常に最適な伝搬経路を選択できなくなる。
【０００９】
一方、平均化時間を短くすると、受信タイミングを切り替える周期が短くなるが、精度が悪くなる。
【００１０】
そのため、ＣＤＭＡ無線受信装置の周囲の電波伝播環境（例えば、パスの数）、ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度、受信干渉量（受信した電波の干渉量）に対して、最適な平均時間および受信タイミングの切替周期（切替時間）が存在する。移動体通信では、ＣＤＭＡ無線受信装置の周囲の電波伝播環境、ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度、受信干渉量は時間の経過とともに刻々と変動し得る。
【００１１】
図３は、従来のＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。図３に示すＣＤＭＡ無線受信装置は、アンテナ１０１、ミキサ１０２、参照波発生器１０３、Ａ／Ｄ変換器１０５、遅延プロファイル測定回路１０６、遅延プロファイル平均化回路１０７、拡散コード生成器１０８、受信タイミング制御部１０９、ＲＡＫＥ合成器１１４、および逆拡散部１１５−１、１１５−２を備える。逆拡散部１１５−１、１１５−２は、それぞれ逆拡散器１１０−１、１１０−２、および検波器１１２−１、１１２−２を備える。図３の例では、２系統の逆拡散部１１５−１、１１５−２を備えたＣＤＭＡ無線受信装置が示されている。
【００１２】
アンテナ１０１により受信した電波は、ミキサ１０２において、参照波発生器１０３により発生された参照波と掛け合わされ、ベースバンド信号に変換される。変換されたベースバンド信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器１０５においてデジタル信号に変換される。
【００１３】
変換されたデジタル信号は、逆拡散部１１５−１、１１５−２の逆拡散器１１０−１、１１０−２において、拡散コード生成器１０８により生成された拡散コードと掛け合わされ、検波器１１２−１、１１２−２において検波され、ＲＡＫＥ合成器１１４に入力される。ＲＡＫＥ合成器１１４では、逆拡散部（図３の例では２つの逆拡散部１１５−１、１１５−２）からの信号が合成される。合成された信号はユーザデータとして出力される。
【００１４】
また、Ａ／Ｄ変換器１０５において変換されたデジタル信号は、遅延プロファイル測定回路１０６に入力され、遅延プロファイルが測定される。測定された遅延プロファイルは、遅延プロファイル平均化回路１０７において平均化され、受信タイミング制御部１０９に入力される。受信タイミング制御部１０９では、平均化された遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミング（図３の例では逆拡散器１１０−１、１１０−２のそれぞれに対する受信タイミング）を決定し、決定した受信タイミングを拡散コード生成器１０８に指示する。拡散コード生成器１０８は、指示された受信タイミングで逆拡散器１１０−１、１１０−２に対して拡散コードを出力する。
【００１５】
このように、従来のＣＤＭＡ無線受信装置では、周囲の電波伝播環境、ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度、干渉量が時間的に変動しても、遅延プロファイルの平均化時間および受信タイミングの切替周期（切替時間）が一定だったために、高品質な受信を行うことができないという欠点があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、ＣＤＭＡ無線受信において、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができるようにすることである。
【００１７】
また、ＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができるようにすることである。
【００１８】
さらに、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができるようにすることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信装置であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定手段と、前記遅延プロファイル測定手段により測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化手段と、前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御手段と、前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波のパス数を測定するパス数測定手段と、前記パス数測定手段により測定したパス数に応じて、前記遅延プロファイル平均化手段による平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御手段による受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段とを備え、前記遅延プロファイル平均化手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信装置であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定手段と、前記遅延プロファイル測定手段により測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化手段と、前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御手段と、受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定する移動速度測定手段と、前記移動速度測定手段により測定した移動速度に応じて、前記遅延プロファイル平均化手段による平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御手段による受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段とを備え、前記遅延プロファイル平均化手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記移動速度測定手段は、前記遅延プロファイル測定手段により測定された前記遅延プロファイルにおける特定パスの受信レベルについて、特定期間の平均値を測定する平均レベル測定手段と、前記特定パスが前記特定期間に前記平均レベル測定手段により測定された前記平均値を交差する交差回数を計数する交差回数計数手段とをさらに備え、前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき、前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記移動速度測定手段は、前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係をあらかじめ格納したレベル交差回数特性記憶手段と、前記レベル交差回数特性記憶手段にアクセスして前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を見積もる移動速度見積手段とををさらに備えたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記移動速度測定手段は、前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき、次式を用いて前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
【数３】
Ｎｍａｘ：交差回数
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいずれかに記載のＣＤＭＡ無線受信装置であって、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段は、あらかじめ定められた移動速度に対する平均化の時間から、前記移動速度測定手段により測定された移動速度に対する前記平均時間を定めることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信における制御方法であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定ステップと、前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化ステップと、前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御ステップと、前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波のパス数を測定するパス数測定ステップと、前記パス数測定ステップにより測定したパス数に応じて、前記遅延プロファイル平均化ステップにおける平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御ステップにおける受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップとを備え、前記遅延プロファイル平均化ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、ＣＤＭＡ無線受信における制御方法であって、受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定ステップと、前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化ステップと、前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御ステップと、受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づきＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度を測定する移動速度測定ステップと、前記移動速度測定ステップにより測定した移動速度に応じて、前記遅延プロファイル平均化ステップにおける平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御ステップにおける受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップとを備え、前記遅延プロファイル平均化ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の制御方法であって、前記移動速度測定ステップは、前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した前記遅延プロファイルにおける特定パスの受信レベルについて、特定期間の平均値を測定する平均レベル測定ステップと、前記特定パスが前記特定期間に前記平均レベル測定ステップにより測定した前記平均値を交差する交差回数を計数する交差回数計数ステップと、をさらに備え、前記交差回数計数ステップにより計数した前記交差回数に基づき、前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の制御方法であって、前記移動速度測定ステップは、前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係をあらかじめ格納するレベル交差回数特性記憶ステップと、前記レベル交差回数特性記憶ステップにより格納した前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係にアクセスして前記交差回数計数ステップにより計数した前記交差回数に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を見積もる移動速度見積ステップとをさらに備えたことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の制御方法であって、前記移動速度測定ステップは、前記交差回数計数ステップにより計数された前記交差回数に基づき、次式を用いて前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする。
【数４】
Ｎｍａｘ：交差回数
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数
請求項１２に記載の発明は、請求項８乃至１１のいずれかに記載の制御方法であって、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップは、あらかじめ定められた移動速度に対する平均化の時間から、前記移動速度測定ステップにより測定した移動速度に対する前記平均化時間を定めることを特徴とする。
【００２５】
以上の構成によれば、ＣＤＭＡ無線受信において、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００２６】
また、ＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００２７】
さらに、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態にについて詳しく説明する。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。図４に示すＣＤＭＡ無線受信装置は、アンテナ１、ミキサ２、参照波発生器３、Ａ／Ｄ変換器５、遅延プロファイル測定回路６、遅延プロファイル平均化回路７、拡散コード生成器８、受信タイミング制御部９、ＲＡＫＥ合成器１４、逆拡散部１５−１、１５−２、干渉量測定回路２１、移動速度測定回路２２、パス数測定回路２３、および平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４を備える。アンテナ１以外の部分は、ハードウェア、またはＤＳＰ(Digital Signal Processor)等を用いたソフトウェアとして実現することができる。
【００３０】
逆拡散部１５−１、１５−２は、それぞれ逆拡散器１０−１、１０−２、および検波器１２−１、１２−２を備える。図４の例では、２系統の逆拡散部１１５−１、１１５−２を備えたＣＤＭＡ無線受信装置が示されているが、１系統または３系統以上の逆拡散部を備えたＣＤＭＡ無線受信装置としてもよい。
【００３１】
図３の従来のＣＤＭＡ無線受信装置と同様に、アンテナ１により受信した電波は、ミキサ２において、参照波発生器３により発生された参照波と掛け合わされ、ベースバンド信号に変換される。変換されたベースバンド信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器５においてデジタル信号に変換される。
【００３２】
変換されたデジタル信号は、逆拡散部１５−１、１５−２の逆拡散器１０−１、１０−２において、拡散コード生成器８により生成された拡散コードと掛け合わされ、検波器１２−１、１２−２において検波され、ＲＡＫＥ合成器１４に入力される。ＲＡＫＥ合成器１４では、逆拡散部（図４の例では２つの逆拡散部１５−１、１５−２）からの信号が合成される。合成された信号はユーザデータとして出力される。
【００３３】
また、Ａ／Ｄ変換器５において変換されたデジタル信号は、遅延プロファイル測定回路６に入力され、遅延プロファイルが測定される。測定された遅延プロファイルは、遅延プロファイル平均化回路７において平均化され、受信タイミング制御部９に入力される。受信タイミング制御部９では、平均化された遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミング（図４の例では逆拡散器１０−１、１０−２のそれぞれに対する受信タイミング）を決定し、決定した受信タイミングを拡散コード生成器８に指示する。拡散コード生成器８は、指示された受信タイミングで逆拡散器１０−１、１０−２に対して拡散コードを出力する。
【００３４】
図５は、本実施形態に係る遅延プロファイル測定回路６の構成例を示す図である。図５に示す遅延プロファイル測定回路６は、シフトレジスタ３１、コード設定部３２、乗算部３３−１〜３３−ｎ、加算部３４、およびメモリ３５を備える。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタル信号は、シフトレジスタ３１に順次格納される。シフトレジスタ３１に格納されたデジタル信号は、乗算部３３−１〜３３−ｎにおいて、コード設定部３２から出力された拡散コード（例えば、サーチコード、スクランブルコード、ショートコード）と乗算される。乗算結果は加算部３４において加算され、メモリ３５に格納される。以上の処理を、シフトレジスタ３１内のデジタル信号（データ）をシフトして繰り返し行うことにより、遅延プロファイルを測定（生成）する。
【００３６】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。
【００３７】
パス数測定回路２３は、遅延プロファイル平均化回路７により平均化された遅延プロファイルに基づき、電波（遅延電波）のパス数を測定する。例えば、図１のように、３つの遅延時間τ1、τ2およびτ3をパスの受信タイミングとして決定（認定）した場合には、パス数は３つということになる。
【００３８】
平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、パス数測定回路２３により測定したパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。そして、決定した遅延プロファイルの平均化時間を遅延プロファイル平均化回路７に対して指定し、決定した受信タイミングの切替周期を受信タイミング制御部９に対して指定する。遅延プロファイル平均化回路７では、指定された平均化時間で遅延プロファイルの平均化を行い、受信タイミング制御部９では、指定された切替周期で受信タイミングを決定する（切り替える）。
【００３９】
本実施形態において、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、パス数が多いほど遅延プロファイルの平均化時間を長くするようにしている。パス数が多い場合には各パスのＳ／Ｎ（ＳＮ比）が劣化するため、平均化時間を長くして、より確度の高いパス割り当て（パス認定）を行うためである。
【００４０】
また、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、受信タイミングの切替周期が遅延プロファイルの平均化時間よりも長くならないようにしている。
【００４１】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定しているが、遅延プロファイルの平均化の時間、または受信タイミングの切替周期の一方のみを決定するようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、自己の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定する。
【００４３】
移動速度測定回路２２は、受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づきＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定する。
【００４４】
図６は、本実施形態に係る移動速度測定回路２２の構成例を示す図である。図６に示す移動速度測定回路２２は、平均レベル測定部４１、交差回数計数器４２、移動速度見積部４３、およびレベル交差回数特性データベース４４を備える。
【００４５】
平均レベル測定部４１は、遅延プロファイル測定回路６により測定された遅延プロファイルの任意の１つのパス（遅延時間）に注目し、そのパスの受信レベルの平均値Ａをある期間について計算する。交差回数計数器４２は、ある期間中に、上記の注目したパスの高速に変動する受信レベルが平均レベル測定部４１で測定した受信レベルの平均値Ａを交差する回数ＮAを計数する。移動速度見積部４３は、交差回数計数器４２により計数した交差回数に基づき、レベル交差回数特性データベース４４にアクセスして移動速度を見積もる。レベル交差回数特性データベース４４には、交差回数と移動速度との関係が格納されている。
【００４６】
理想的なレイリーフェージングの場合、以下の関係がある（奥村、進士監修：「移動通信の基礎」（電子情報通信学会）第７０頁参照）。
【００４７】
【数１】
【数２】
Ｎmax：最大レベル交差回数
ｖ：移動速度
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数
したがって、以下の関係が得られる。
【００５０】
【数３】
よって、この式に従えば、搬送波周波数ｆをあらかじめ定めておき、最大レベル交差回数を測定すれば、移動速度ｖを知ることできる。本実施形態においては、最大レベル交差回数Ｎmaxを、上記の注目したパスの受信レベルが平均レベル測定部４１で測定した受信レベルの平均値Ａを交差する回数ＮAと近似して、上記式（３）を用いて移動速度ｖを計算している。
【００５２】
平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、移動速度測定回路２２により測定した移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。そして、決定した遅延プロファイルの平均化時間を遅延プロファイル平均化回路７に対して指定し、決定した受信タイミングの切替周期を受信タイミング制御部９に対して指定する。遅延プロファイル平均化回路７では、指定された平均化時間で遅延プロファイルの平均化を行い、受信タイミング制御部９では、指定された切替周期で受信タイミングを決定する。
【００５３】
本実施形態において、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、移動速度が大きいほど遅延プロファイルの平均化時間を短くするようにしている。移動速度が大きい場合には伝搬路が瞬時に変動するので、その変動に追従するためである。一方、移動速度が小さい場合には遅延プロファイルの平均化時間を長くしてパス選択（認定）の確度の向上を図っている。
【００５４】
図７および図８は、移動速度に対する平均化時間の例を示す図である。移動速度に対する平均化時間は、計算式を用いて求めてもよいし、図８のように、あらかじめ測定した実験値等に基づき一定区間の移動速度に対して平均化時間を定めるようにしてもよい。
【００５５】
また、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、移動速度が大きいほど受信タイミングの切替周期を短くするようにしている。移動速度が大きい場合にはシャドウィングやフェージングの影響を強く受けるからである。一方、移動速度が小さい場合には受信タイミングの切替周期を長くして受信タイミング制御部９等の消費電力の軽減を図っている。
【００５６】
さらに、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、受信タイミングの切替周期が遅延プロファイルの平均化時間よりも長くならないようにしている。
【００５７】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、自己の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定しているが、遅延プロファイルの平均化の時間、または受信タイミングの切替周期の一方のみを決定するようにしてもよい。
【００５８】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定する。
【００５９】
干渉量測定回路２１は、受信した電波の干渉量を測定する。
【００６０】
図９は、本実施形態に係る干渉量測定回路２１の構成例を示す図である。図９に示す干渉量測定回路２１は、検波器５１、平均化器５２、加算部５３、および電力測定部５４を備える。
【００６１】
検波器５１は、Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタル信号を検波する。平均化器５２は、検波されたデジタル信号の電力値の平均化を行う。加算部５３では、検波されたデジタル信号の電力値と平均電力値との差を求める。電力測定部５４では、この電力値の差を基に受信した電波の干渉量を求める。
【００６２】
平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、干渉量測定回路２１により測定した干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化時間、および受信タイミングの切替周期を決定する。そして、決定した遅延プロファイルの平均化時間を遅延プロファイル平均化回路７に対して指定し、決定した受信タイミングの切替周期を受信タイミング制御部９に対して指定する。遅延プロファイル平均化回路７では、指定された平均化時間で遅延プロファイルの平均化を行い、受信タイミング制御部９では、指定された切替周期で受信タイミングを決定する。
【００６３】
本実施形態において、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、干渉量が大きいほど遅延プロファイルの平均化時間を長くするようにしている。干渉によるパスの誤認定を防ぐためである。
【００６４】
また、平均化時間・受信タイミング切替周期制御部２４は、受信タイミングの切替周期が遅延プロファイルの平均化時間よりも長くならないようにしている。
【００６５】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定しているが、遅延プロファイルの平均化の時間、または受信タイミングの切替周期の一方のみを決定するようにしてもよい。
【００６６】
本実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置は、遅延プロファイルの平均化の時間、および受信タイミングの切替周期を決定する際に、受信した電波のパス数、自己の移動速度および受信した電波の干渉量に基づいているが、それらの３つの要素のうち、１つまたは２つに基づくようにしてもよい。
【００６７】
受信した電波のパス数、自己の移動速度および受信した電波の干渉量に基づいて平均化時間等を決定する際には、例えば、それらの３つの要素を変数とする関数を用意して決定するようにしてもよいし、要素ごとにそれぞれ関数を用意して平均化時間等を計算し、それらの計算値のうち最大値を採用するようにしてもよい。関数の代わりに図８に示すような対応表を用いて決定するようにしてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＤＭＡ無線受信において、受信した電波のパス数に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００６９】
また、ＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【００７０】
さらに、受信した電波の干渉量に応じて、遅延プロファイルの平均化の時間、および／または受信タイミングの切替周期を決定することにより、高品質な受信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パスの受信タイミングの調査、取得の例を説明するための図である。
【図２】測定した遅延プロファイルおよび平均化した遅延プロファイルの例を示す図である。
【図３】従来のＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＣＤＭＡ無線受信装置の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る遅延プロファイル測定回路の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る移動速度測定回路の構成例を示す図である。
【図７】移動速度に対する平均化時間の例を示す図である。
【図８】移動速度に対する平均化時間の例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る干渉量測定回路の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、１０１ アンテナ
２、１０２ ミキサ
３、１０３ 参照波発生器
５、１０５ Ａ／Ｄ変換器
６、１０６ 遅延プロファイル測定回路
７、１０７ 遅延プロファイル平均化回路
８、１０８ 拡散コード生成器
９、１０９ 受信タイミング制御部
１０−１、１０−２、１１０−１、１１０−２ 逆拡散器
１２−１、１２−２、５１、１１２−１、１１２−２ 検波器
１４、１１４ ＲＡＫＥ合成器
１５−１、１５−２、１１５−１、１１５−２ 逆拡散部
２１ 干渉量測定回路
２２ 移動速度測定回路
２３ パス数測定回路
２４ 平均化時間・受信タイミング切替周期制御部
３１ シフトレジスタ
３２ コード設定部
３３−１〜３３−ｎ 乗算部
３４、５３ 加算部
３５ メモリ
４１ 平均レベル測定部
４２ 交差回数計数器
４３ 移動速度見積部
４４ レベル交差回数特性データベース
５２ 平均化器
５４ 電力測定部
Claims (12)
- ＣＤＭＡ無線受信装置であって、
受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定手段と、
前記遅延プロファイル測定手段により測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化手段と、
前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御手段と、
前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波のパス数を測定するパス数測定手段と、
前記パス数測定手段により測定したパス数に応じて、前記遅延プロファイル平均化手段による平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御手段による受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段と
を備え、前記遅延プロファイル平均化手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とするＣＤＭＡ無線受信装置。 - ＣＤＭＡ無線受信装置であって、
受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定手段と、
前記遅延プロファイル測定手段により測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化手段と、
前記遅延プロファイル平均化手段により平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御手段と、
受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定する移動速度測定手段と、
前記移動速度測定手段により測定した移動速度に応じて、前記遅延プロファイル平均化手段による平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御手段による受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段と
を備え、前記遅延プロファイル平均化手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御手段は、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段が決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とするＣＤＭＡ無線受信装置。 - 前記移動速度測定手段は、
前記遅延プロファイル測定手段により測定された前記遅延プロファイルにおける特定パスの受信レベルについて、特定期間の平均値を測定する平均レベル測定手段と、
前記特定パスが前記特定期間に前記平均レベル測定手段により測定された前記平均値を交差する交差回数を計数する交差回数計数手段と
をさらに備え、前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき、前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする請求項２に記載のＣＤＭＡ無線受信装置。 - 前記移動速度測定手段は、
前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係をあらかじめ格納したレベル交差回数特性記憶手段と、
前記レベル交差回数特性記憶手段にアクセスして前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を見積もる移動速度見積手段とを
をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載のＣＤＭＡ無線受信装置。 - 前記移動速度測定手段は、
前記交差回数計数手段により計数された前記交差回数に基づき、次式を用いて前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする請求項３に記載のＣＤＭＡ無線受信装置。
Ｎｍａｘ：交差回数
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数 - 前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御手段は、
あらかじめ定められた移動速度に対する平均化の時間から、前記移動速度測定手段により測定された移動速度に対する前記平均時間を定めることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のＣＤＭＡ無線受信装置。 - ＣＤＭＡ無線受信における制御方法であって、
受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定ステップと、
前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化ステップと、
前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御ステップと、
前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波のパス数を測定するパス数測定ステップと、
前記パス数測定ステップにより測定したパス数に応じて、前記遅延プロファイル平均化ステップにおける平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御ステップにおける受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップと
を備え、前記遅延プロファイル平均化ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする制御方法。 - ＣＤＭＡ無線受信における制御方法であって、
受信した電波の遅延プロファイルを測定する遅延プロファイル測定ステップと、
前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した遅延プロファイルを平均化する遅延プロファイル平均化ステップと、
前記遅延プロファイル平均化ステップにより平均化した遅延プロファイルに基づき電波の受信タイミングを決定する受信タイミング制御ステップと、
受信した電波の受信レベルの時間的変化に基づきＣＤＭＡ無線受信を行う装置の移動速度を測定する移動速度測定ステップと、
前記移動速度測定ステップにより測定した移動速度に応じて、前記遅延プロファイル平均化ステップにおける平均化の時間、および／または前記受信タイミング制御ステップにおける受信タイミングの切替周期を決定する平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップと
を備え、前記遅延プロファイル平均化ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した平均化時間で平均化を行い、前記受信タイミング制御ステップは、前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップで決定した切替周期で受信タイミングを決定することを特徴とする制御方法。 - 前記移動速度測定ステップは、
前記遅延プロファイル測定ステップにより測定した前記遅延プロファイルにおける特定パスの受信レベルについて、特定期間の平均値を測定する平均レベル測定ステップと、
前記特定パスが前記特定期間に前記平均レベル測定ステップにより測定した前記平均値を交差する交差回数を計数する交差回数計数ステップと、
をさらに備え、前記交差回数計数ステップにより計数した前記交差回数に基づき、前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする請求項８に記載の制御方法。 - 前記移動速度測定ステップは、
前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係をあらかじめ格納するレベル交差回数特性記憶ステップと、
前記レベル交差回数特性記憶ステップにより格納した前記交差回数とＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度との関係にアクセスして前記交差回数計数ステップにより計数した前記交差回数に基づき前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を見積もる移動速度見積ステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。 - 前記移動速度測定ステップは、
前記交差回数計数ステップにより計数された前記交差回数に基づき、次式を用いて前記ＣＤＭＡ無線受信装置の移動速度を測定することを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
Ｎｍａｘ：交差回数
ｃ：光速
ｆ：搬送波周波数 - 前記平均化時間・受信タイミング切換周期制御ステップは、
あらかじめ定められた移動速度に対する平均化の時間から、前記移動速度測定ステップにより測定した移動速度に対する前記平均化時間を定めることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の制御方法。
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