JP3665562B2 - 移動通信装置及び受信信号処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の周波数範囲でチューニングすることにより、通信サービス圏内において提供されるチャネルを検出して通信を可能とする移動通信装置に係り、特に、スペクトラム拡散が施された信号を送受信して通信を行う移動通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば携帯電話機といった、無線信号を送受信して通信を行う移動通信装置には、相手先との通信を可能とするために、予め定められた周波数範囲でチューニングして移動体通信システムの基地局等から提供されるチャネルを検出し、初期同期を確立するための処理を実行するものがある。
【０００３】
例えば、いわゆる第３世代の移動体通信システムであるＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication-2000）のシステムでは、通信方式としてＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式が採用され、移動通信装置が基地局との間でスペクトラム拡散が施された無線信号を送受信する。
このＩＭＴ−２０００のシステムでは、１つのチャネルに対して約５ＭＨｚの帯域が割り当てられ、また、チャネルの中心周波数として設定されうる周波数の間隔（チャネルセパレーション）は、２００ｋＨｚである。
【０００４】
こうした移動体通信システムに適用される移動通信装置は、チャネルを検出する際に、所定の周波数範囲をスキャンニングして受信信号の電力が最大となった周波数を、チャネルの中心周波数であると特定して通信を実行することが考えられる。
しかし、フェージング等を考慮すると、受信信号の電力が最大となった周波数が、必ずしも基地局にて設定されたチャネルの中心周波数に一致するとは限らない。
【０００５】
このため、移動通信装置は、受信信号の電力が最大となった周波数の付近で再度スキャンニングして、例えば相関値を検出するといった、初期同期を確立するための処理を実行することが考えられる。
この際、従来の移動通信装置は、無線周波数帯の受信信号を中間周波数帯にダウンコンバートするために用いる発振信号の周波数を、２００ｋＨｚステップで切り換えつつ、例えば相関値の検出といった、初期同期を確立するための処理を実行する。
【０００６】
ここで、移動通信装置が、発振信号の周波数の設定に２５０μｓ、受信信号の電力の測定に７５０μｓの時間を、それぞれ費やすものとする。すなわち、受信信号の周波数を１回設定するごとに、移動通信装置は１ｍｓの時間を費やして、受信信号の電力を測定する。
【０００７】
ＩＭＴ−２０００のシステムでは、下り無線リンクとして、２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚからなる６０ＭＨｚの周波数範囲を使用することができる。ただし、下り無線リンクとして使用可能な周波数範囲の外部に信号が漏洩することを防止するため、チャネルの中心周波数を設定可能な周波数範囲は、２１１２．６ＭＨｚ〜２１６７．４ＭＨｚである。
この周波数範囲において、チャネルの中心周波数として設定されうる周波数が２００ｋＨｚステップで存在することから、移動通信装置は、受信信号の電力を測定してチャネルを検出する際に、２７５通りの周波数を受信信号の周波数に設定して、受信信号の電力を測定すると考えられる。
従って、下り無線リンクのために提供されるチャネルを検出する際には、受信信号の電力を測定するために、約２７５ｍｓの時間を要する。
【０００８】
こうして受信信号の電力を測定したのち、例えば所定の閾値を超える受信信号電力が測定された周波数が存在した場合等に、従来の移動通信装置は、さらに１５ＭＨｚの範囲を２００ｋＨｚステップでスキャンニングして、初期同期を確立するための処理を実行する。
この際、移動通信装置が、発振信号の周波数の設定や相関値の検出等を含めて、受信信号の周波数を１回設定するごとに、約１ｍｓの時間を費やすものとすると、１５ＭＨｚの範囲を２００ｋＨｚステップでスキャンニングすることから、約７５ｍｓの時間を要することになる。
【０００９】
従って、従来の移動通信装置が、移動体通信システムにて提供されるチャネルを検出して初期同期を確立するための処理を１回実行すると、例えば３５０ｍｓの時間を費やすこととなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、チャネルを検出するために受信信号の電力を測定する処理と、初期同期を確立するために相関値の検出等を行う処理とのいずれにおいても、受信信号の周波数を規定する発振信号の周波数を２００ｋＨｚステップで切り換えている。
【００１１】
この点、移動通信装置が初期同期を確立して通信サービス圏内に復帰し、待受状態に入るまでには、多くの電流を消費することから、こうした処理に費やす時間は短い方が好ましい。
【００１２】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、チャネルを検出して初期同期を確立するための処理を簡単化し、通信サービス圏内に素早く復帰可能とした移動通信装置を、提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る移動通信装置は、
スペクトラム拡散が施された信号を受信し、拡散コードとの相関値を検出して初期同期を確立するための処理を実行することにより通信を可能とするものであって、
受信信号からベースバンド信号を復調する復調手段と、
前記復調手段がベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号を生成するローカル発振信号生成手段と、
前記復調手段により復調されたベースバンド信号と拡散コードとの相関演算により、相関値を検出する相関検出手段とを備え、
前記ローカル発振信号生成手段は、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して前記復調手段に供給する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、ローカル発振信号生成手段は、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して復調手段に供給する。
これにより、相関検出手段は、復調手段により復調されたベースバンド信号から、チャネルの中心周波数が設定されうる複数の周波数の受信信号について、同時に相関値を検出することができ、初期同期を確立するための処理を簡単化して通信サービス圏内に素早く復帰することができる。
【００１５】
より具体的には、前記復調手段は、複数の復調用キャリアに相当する各周波数成分の大きさをほぼ同一とするための通過帯域特性を有し、前記ローカル発振信号生成手段により生成されたローカル発振信号をフィルタリングして、ベースバンド信号の復調に供する帯域通過フィルタを備えることが望ましい。
【００１６】
また、前記ローカル発振信号生成手段は、
所定の基準周波数を有する参照信号を生成する基準発振器と、
ローカル発振信号を生成する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器により生成されたローカル発振信号と前記基準発振器により生成された参照信号との位相差に対応した大きさを有する電圧信号を生成する電圧信号生成回路と、
通信を実行する際に、前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号をフィルタリングする第１のフィルタと、
初期同期を確立するための処理を実行する際に、前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号をフィルタリングする第２のフィルタと、
前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号を、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタのいずれか一方にフィルタリングさせて前記電圧制御発振器に供給するスイッチとを備えることが望ましい。
【００１７】
ここで、前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタのカットオフ周波数より大なるカットオフ周波数を有する低域通過フィルタであり、リファレンスリークが含まれた電圧信号を前記電圧制御発振器に供給可能とすることが望ましい。
【００１８】
また、所定の周波数範囲で発振信号の周波数を切り換えることにより、受信信号の周波数を切り換える受信周波数制御手段を備え、
前記受信周波数制御手段は、相関値を検出して初期同期を検出するための処理を実行する際に、発振信号の周波数を、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔よりも広いステップ幅で切り換えることが望ましい。
【００１９】
この発明の第２の観点に係る受信信号処理方法は、
スペクトラム拡散が施された信号を受信し、拡散コードとの相関を検出して初期同期を確立するための処理を実行することにより通信を可能とする方法であって、
受信信号からベースバンド信号を復調する復調ステップと、
前記復調ステップにてベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号を生成するローカル発振信号生成ステップと、
前記復調ステップにて復調したベースバンド信号と拡散コードとの相関演算により、相関値を検出する相関検出ステップとを備え、
前記ローカル発振信号生成ステップは、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して前記復調ステップにおけるベースバンド信号の復調に供する、
ことを特徴とする。
【００２０】
前記ローカル発振信号生成ステップにて生成したローカル発振信号をフィルタリングして、複数の復調用キャリアに相当する各周波数成分の大きさをほぼ同一に調整し、前記復調ステップにおけるベースバンド信号の復調に供するフィルタリングステップを備えることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る移動通信装置について詳細に説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る移動通信装置１００の構成を示す図である。
この移動通信装置１００は、例えば通信方式としてＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式を採用したＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication-2000）のシステムといった、移動体通信システムに適用され、スペクトラム拡散が施された信号を受信する。
【００２２】
この移動通信装置１００は、図１に示すように、第１のミキサ１と、シンセサイザー２と、第１のＢＰＦ（Band Pass Filter）３と、直交検波器４と、ローカル発振信号生成回路５と、相関器６と、相関パターン生成器７とを備えて構成される。
【００２３】
第１のミキサ１は、例えばアンテナ等により受信したのちＬＮＡ（Low Noise Amplifier）等により増幅された無線周波数帯の受信信号を受け、シンセサイザー２により生成された発振信号と乗積するためのものである。
【００２４】
シンセサイザー２は、所定の周波数範囲内で発振周波数を切換可能な発振回路であり、無線周波数帯の受信信号を中間周波数（ＩＦ；Intermediate Frequency）帯に変換するための発振信号を生成する。例えば、シンセサイザー２は、２００ｋＨｚステップで発振周波数を切換可能であり、１チャネル分の周波数範囲に含まれる信号が第１のＢＰＦ３を通過するように、受信信号の周波数を変換するための発振信号を生成する。すなわち、シンセサイザー２は、発振周波数を制御することにより、受信信号の周波数（受信周波数）を規定する。
例えば、シンセサイザー２は、２１１２．６ＭＨｚ〜２１６８．４ＭＨｚの周波数範囲に含まれる所定の帯域を、第１のＢＰＦ３の通過帯域と一致させるべく、受信信号の周波数を変換するための発振信号を生成する。
【００２５】
第１のＢＰＦ３は、第１のミキサ１から受けた信号をフィルタリングすることにより、中間周波数帯に変換された受信信号を抽出するためのものである。すなわち、第１のＢＰＦ３は、１つのチャネルに割り当てられる帯域幅と同一の通過帯域幅（例えば、５ＭＨｚ）を有し、第１のミキサ１から受けた信号のうち、所定の周波数成分のみを通過させる。
【００２６】
直交検波器４は、第１のＢＰＦ３を通過した信号から、スペクトラム拡散が施されたベースバンド信号を復調するためのものである。
直交検波器４は、第２及び第３のミキサ１０、１１と、第２のＢＰＦ１２と、９０度移相器１３とを備えて構成される。
【００２７】
第２のミキサ１０は、第１のＢＰＦ３を通過した中間周波数帯の受信信号に、第２のＢＰＦ１２を通過したローカル発振信号を、乗積するためのものである。これにより、例えば、第２のミキサ１０は、ベースバンド信号のＩ（In-phase；同相）成分を復調可能とする。
【００２８】
第３のミキサ１１は、第１のＢＰＦ３を通過した中間周波数帯の受信信号に、９０度移相器１３により位相が９０度だけシフトされたローカル発振信号を乗積するためのものである。これにより、例えば、第３のミキサ１１は、ベースバンド信号のＱ（Quadrature；直交）成分を復調可能とする。
【００２９】
第２のＢＰＦ１２は、ベースバンド信号を復調するためにローカル発振信号生成回路５により生成されたローカル発振信号をフィルタリングすることにより、ローカル発振信号の大きさを周波数成分ごとに調整するためのものである。すなわち、第２のＢＰＦ１２は、例えば図２に示すような通過帯域特性を有し、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分がほぼ同一の大きさとなるように調整する。
【００３０】
９０度移相器１３は、第２のＢＰＦ１２を通過したローカル発振信号の位相を９０度だけシフトさせて第３のミキサ１１に供給するためのものである。
【００３１】
ローカル発振信号生成回路５は、直交検波器４がベースバンド信号を復調するために利用されるローカル発振信号を、生成するためのものである。
ローカル発振信号生成回路５は、電圧制御発振器１４と、基準発振器１５と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１６と、第１及び第２のスイッチ１７、１８と、第１及び第２のＬＰＦ（Low Pass Filter）１９、２０とを備えている。
【００３２】
電圧制御発振器１４は、電圧信号の振幅に対応した周波数を有するローカル発振信号を生成するための発振回路である。すなわち、電圧制御発振器１４は、第１のスイッチ１７の接続先に応じて、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方によりフィルタリングされた電圧信号を受け、その電圧信号の大きさに対応した周波数を有するローカル発振信号を生成する。
【００３３】
基準発振器１５は、例えば水晶発振器等から構成され、所定の周波数を有する参照信号を生成し、ＰＬＬ回路１６に供給するためのものである。ここで、基準発振器１５は、比較周波数として、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔（チャネルセパレーション）に相当する周波数を、参照信号の周波数に規定し、ＰＬＬ回路１６に供給する。
【００３４】
ＰＬＬ回路１６は、例えば１チップのＩＣ（Integrated Circuit）上に設けられたプログラマブル分周器、プリスケーラ、位相比較器、チャージポンプ等から構成され、基準発振器１５により生成された参照信号と、電圧制御発振器１４により生成されたローカル発振信号を受ける。ＰＬＬ回路１６は、参照信号と、ローカル発振信号との位相差に対応した大きさを有する電圧信号を生成し、第２のスイッチ１８の接続先に応じて、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方に供給する。
【００３５】
第１及び第２のスイッチ１７、１８は、例えば半導体スイッチ等から構成され、連動して接続先を切り換えて、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号を、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方にフィルタリングさせる。
第１のスイッチ１７は、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方によりフィルタリングされた電圧信号を、電圧制御発振器１４に供給する。
第２のスイッチ１８は、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号を、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方に入力して、フィルタリングさせる。
【００３６】
第１のＬＰＦ１９は、移動通信装置１００が初期同期を確立したのちに通信を実行する際、電圧制御発振器１４にローカル発振信号を生成させるために用いられるループフィルタである。すなわち、第１のＬＰＦ１９は、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号に含まれるリファレンスリークを低減して電圧制御発振器１４に供給することで、所定の周波数を有するローカル発振信号を生成させる。
【００３７】
第２のＬＰＦ２０は、移動通信装置１００が初期同期を確立する際に、電圧制御発振器１４にローカル発振信号を生成させるために用いられるループフィルタである。ここで、第２のＬＰＦ２０は、一定程度のリファレンスリークを含んだ電圧信号を電圧制御発振器１４に供給することで、複数の復調用キャリアに相当するスプリアス成分を含んだローカル発振信号を生成させる。
すなわち、第２のＬＰＦ２０のカットオフ周波数は、第１のＬＰＦ１９のカットオフ周波数よりも大きな値に設定されている。
【００３８】
相関器６は、直交検波器４により復調されたベースバンド信号と、相関パターン生成器７により生成された相関パターンに従った拡散コードとの相関演算を実行し、相関値を検出するためのものである。
【００３９】
相関パターン生成器７は、ベースバンド信号を逆拡散するための拡散コードの生成パターン（コードパターン）を、相関器６に供給する。
【００４０】
以下に、この発明の実施の形態に係る移動通信装置１００の動作を説明する。この移動通信装置１００は、チャネルを検出して初期同期を確立する際に、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分（スプリアス成分）を含んだローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調することにより、初期同期を確立するための処理を簡単化することができる装置である。
【００４１】
この移動通信装置１００は、電源投入時や通信サービス圏外に存在するときに、シンセサイザー２が生成する発振信号の周波数を切り換えることにより、所定の周波数範囲でスキャンニングして、受信信号の電力を測定する。
【００４２】
例えば、シンセサイザー２は、受信信号の周波数を２１１２．６ＭＨｚ〜２１６８．４ＭＨｚの範囲で順次切り換える。この際、例えば直交検波器４が復調したベースバンド信号等から、受信信号の電力を特定することができる。
【００４３】
ここで、第１のＢＰＦ３は、例えば５ＭＨｚの通過帯域幅を有している。この通過帯域幅は、移動体通信システムにて提供される１つのチャネルに対して割り当てられる帯域幅とほぼ同一である。
第１のミキサ１によりシンセサイザー２が生成した発振信号と乗積された受信信号のうち、第１のＢＰＦ３の通過帯域に相当する中間周波数帯の受信信号は、受信信号の電力を測定する際に観測の対象として検出される。
このため、例えば図３（ａ）に示すように、周波数Ｆａを中心周波数とするチャネルを通じて伝送される信号（Ｗ−ＣＤＭＡ信号）が存在すると、この移動通信装置１００における受信信号の周波数が図３（ｂ）に示す周波数Ｆｂから周波数Ｆｃまでの間であるときに、受信信号電力として測定可能となる。
なお、図３（ａ）の点線は、第１のＢＰＦ３を通過して受信信号電力の測定対象となる周波数成分の範囲を示している。
【００４４】
このようにして周波数Ｆａを中心周波数とするチャネルを通じて伝送されたＷ−ＣＤＭＡ信号を検出すると、シンセサイザー２は、発振信号の周波数を再び順次切り換えて、受信信号の周波数が周波数Ｆｂから周波数Ｆｃまでとなる範囲を、スキャンニングする。
【００４５】
相関器６は、相関パターン生成器７により生成されたパターンに従った拡散コードと、直交検波器４により復調されたベースバンド信号との相関演算を実行する。このようにして得られた相関値が最大となる受信信号の周波数をチャネルの中心周波数として特定することで、チャネルを検出するとともに初期同期を確立することができる。
【００４６】
この際、ローカル発振信号生成回路５は、第１及び第２のスイッチ１７、１８を制御して、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号を、第２のＬＰＦ２０によりフィルタリングしたのち、電圧制御発振器１４に供給する。
ここで、第２のＬＰＦ２０は、一定程度のリファレンスリークが含まれる電圧信号を電圧制御発振器１４に供給することで、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分（スプリアス成分）を含んだローカル発振信号を生成させる。すなわち、第２のＬＰＦ２０は、ローカル発振信号生成回路５によりローカル発振信号を生成するための動作が破綻しない程度のリファレンスリークを含んだ電圧信号を、電圧制御発振器１４に供給可能とする。
【００４７】
これにより、電圧制御発振器１４は、例えば図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれに示すような周波数分布を有する信号α、β、γを合成したローカル発振信号を生成する。
すなわち、電圧制御発振器１４は、図５（ａ）に示すような周波数スペクトラムを有するローカル発振信号を生成し、直交検波器４に送る。
【００４８】
直交検波器４は、ローカル発振信号生成回路５から受けたローカル発振信号を、第２のＢＰＦ１２に入力してフィルタリングする。
ここで、第２のＢＰＦ１２は、図２に示すような通過帯域特性を有しており、図５（ａ）に示すような周波数スペクトラムを有するローカル発振信号をフィルタリングすることにより、図５（ｂ）に示すような３つの復調用キャリアに相当する周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγを有するローカル発振信号に調整する。
【００４９】
この第２のＢＰＦ１２により調整されたローカル発振信号は、各周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγが、ほぼ同じ大きさになるように調整されており、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔に対応した周波数差を有している。
これにより、相関器６は、チャネルの中心周波数が設定されうる３通りの周波数の受信信号について、同時に相関値を検出することができる。
例えば、相関器６は、図６に示すように、ローカル発振信号に含まれる周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγに対応した相関値分布Ｄα、Ｄβ、Ｄγを検出し、チャネルの中心周波数を特定可能とする。
【００５０】
このように、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγを有するローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調し、相関値を検出することから、シンセサイザー２が発振信号の周波数を切り換えるステップ幅を広くして、周波数を切り換える回数を低減することができる。
すなわち、シンセサイザー２は、相関値を検出して初期同期を確立するための処理を実行する際に、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔よりも広いステップ幅で発振周波数を切り換えて、受信信号の周波数を切り換えることができる。
【００５１】
例えば、シンセサイザー２が、例えば図７に示すように６００ｋＨｚステップで発振信号の周波数を切り換えることで相関値を検出することができ、２００ｋＨｚステップで切り換えた場合の３分の１の時間にて、スキャンニングが完了する。
これにより、初期同期を確立するための処理を簡単化することができ、通信サービス圏内に復帰するまでの時間を短縮することができる。
【００５２】
なお、ベースバンド信号を復調するために用いるローカル発振信号は、３つの復調用キャリアに相当する周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγを有する場合に限定されず、さらにより多くの復調用キャリアに相当する周波数成分を含んでいてもよい。
ここで、移動体通信システムが移動通信装置１００に初期同期を確立させるために提供するチャネルを通じて伝送される信号は、拡散率の利得が高いため、複数の復調用キャリアで同時にベースバンド信号を復調しても、相関値を検出することができる。
複数の復調用キャリアを用いて復調した信号は、互いに相関のない信号となるため、干渉波と同様に扱うことができる。
【００５３】
例えば、復調用キャリアを２つ同時に用いてベースバンド信号を復調すると、復調用キャリアが１つの場合に比べて、３ｄＢだけＳ／Ｎ（Signal/Noise）比が悪化する。また、復調用キャリアを３つ同時に用いると、４．６ｄＢだけＳ／Ｎ比が悪化する。復調用キャリアを４つ同時に用いると、６ｄＢだけＳ／Ｎ比が悪化する。復調用キャリアを５つ同時に用いると、７ｄＢだけＳ／Ｎ比が悪化する。
このように、復調用キャリアの数を２倍にすると、Ｓ／Ｎ比が約３ｄＢずつ悪化する。
【００５４】
ベースバンド信号を復調するために同時に用いる復調用キャリアの数を増大させると、チャネルの中心周波数を絞り込む範囲が広がるため、再び１つの復調用キャリアでベースバンド信号を復調する回数が増大し、多くの時間を費やす可能性がある。また、相関器６により検出される相関値は、Ｓ／Ｎ比が悪化するに従って低下するので、チャネルの位置を特定することが困難になる。
ベースバンド信号を復調するために同時に用いる復調用キャリアの数を決定する際には、以上の点を考慮して、初期同期を確立するために費やす時間が最短となるように、第２のＢＰＦ１２の通過帯域等を設定すればよい。
【００５５】
また、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を含んだローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調する際には、前述のように、チャネルの位置を特定することが困難になる可能性がある。そこで、この場合には、シンセサイザー２が周波数を切り換えるステップ幅を狭くすることで、より確実にチャネルの位置を特定するようにしてもよい。
【００５６】
例えば、復調用キャリアを５つ用いて同時にベースバンド信号を復調する際に、図８に示すように、シンセサイザー２が生成する発振信号の周波数を２００ｋＨｚステップで切り換えて受信信号の周波数を順次切り換える。この際、相関器６は、ある周波数を中心周波数とするチャネルを通じて伝送された信号の相関値を、シンセサイザー２が発振信号を数回（例えば、５回）切り換えるごとに繰り返し検出することができる。
これにより、受信信号がフェージング等により瞬間的に劣化した場合であっても、チャネルの位置を確実に特定して初期同期を確立することができる。
【００５７】
以上説明したように、この発明によれば、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調し、相関値を検出することで、シンセサイザー２が生成する発振信号の周波数を切り換える回数を低減することができる。
これにより、チャネルを検出して初期同期を確立するための処理を簡単化することができ、通信サービス圏内に素早く復帰することができる。
【００５８】
この発明は、上記実施の形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ローカル発振信号生成回路５が、通信を実行する際に用いる第１のＬＰＦ１９の他に、第２のＬＰＦ２０を備えるものとして説明したが、これに限定されない。
すなわち、例えば、図９に示すように、変調用キャリアとなるローカル発振信号を生成するための変調用キャリア生成回路３０が生成した信号を利用して、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成してもよい。この場合、第２のＢＰＦ２０は不要である。
【００５９】
この場合、例えば、復調用キャリアが１９０ＭＨｚで、変調用キャリアが３８０ＭＨｚであるとすると、チャネルを検出する際には、例えば変調用キャリア生成回路３０により生成される発振信号の周波数を、３８０．４ＭＨｚに調整する。こうして変調用キャリア生成回路３０により生成された発振信号を１／２分周器３１により周波数変換したのち、結合器３２により、ローカル発振信号生成回路５が生成したローカル発振信号と合成することで、２つの復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成することができる。この場合には、上記実施の形態において直交検波器４が備えていた第２のＢＰＦ１２も不要である。
【００６０】
また、図１０に示すように、ローカル発振信号生成回路５により生成されたローカル発振信号をＡＭ（Amplitude Modulation）変調器３３により振幅変調を施したのち、直交検波器４に供給するようにしてもよい。
この場合、例えば２００ｋＨｚの方形波を生成する発振器３４により生成された発振信号をＡＭ変調器３３に供給して、この方形波でローカル発振信号を振幅変調することで、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明のように、この発明によれば、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調し、相関値を検出することで、受信周波数を規定する発振信号の周波数を切り換える回数を低減することができる。
これにより、チャネルを検出して初期同期を確立するための処理を簡単化することができ、通信サービス圏内に素早く復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の構成を示す図である。
【図２】第２のＢＰＦの通過帯域特性を例示する図である。
【図３】移動通信装置が受信信号の電力を測定する際の動作を説明するための図である。
【図４】電圧制御発振器が生成するローカル発振信号について説明するための図である。
【図５】直交検波器がベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号について説明するための図である。
【図６】相関器が検出する相関値分布を例示する図である。
【図７】相関値を検出する際の動作の一例を説明するための図である。
【図８】復調用キャリアを５つ同時に用いて相関値を検出する際の動作の一例を説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１、１０、１１ ミキサ
２ シンセサイザー
３、１２ ＢＰＦ
４ 直交検波器
５ ローカル発振信号生成回路
６ 相関器
７ 相関パターン生成器
１３ ９０度移相器
１４ 電圧制御発振器
１５ 基準発振器
１６ ＰＬＬ回路
１７、１８ スイッチ
１９、２０ ＬＰＦ
３０ 変調用キャリア生成回路
３１ １／２分周器
３２ 結合器
３３ ＡＭ変調器
３４ 発振器
１００ 移動通信装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の周波数範囲でチューニングすることにより、通信サービス圏内において提供されるチャネルを検出して通信を可能とする移動通信装置に係り、特に、スペクトラム拡散が施された信号を送受信して通信を行う移動通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば携帯電話機といった、無線信号を送受信して通信を行う移動通信装置には、相手先との通信を可能とするために、予め定められた周波数範囲でチューニングして移動体通信システムの基地局等から提供されるチャネルを検出し、初期同期を確立するための処理を実行するものがある。
【０００３】
例えば、いわゆる第３世代の移動体通信システムであるＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication-2000）のシステムでは、通信方式としてＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式が採用され、移動通信装置が基地局との間でスペクトラム拡散が施された無線信号を送受信する。
このＩＭＴ−２０００のシステムでは、１つのチャネルに対して約５ＭＨｚの帯域が割り当てられ、また、チャネルの中心周波数として設定されうる周波数の間隔（チャネルセパレーション）は、２００ｋＨｚである。
【０００４】
こうした移動体通信システムに適用される移動通信装置は、チャネルを検出する際に、所定の周波数範囲をスキャンニングして受信信号の電力が最大となった周波数を、チャネルの中心周波数であると特定して通信を実行することが考えられる。
しかし、フェージング等を考慮すると、受信信号の電力が最大となった周波数が、必ずしも基地局にて設定されたチャネルの中心周波数に一致するとは限らない。
【０００５】
このため、移動通信装置は、受信信号の電力が最大となった周波数の付近で再度スキャンニングして、例えば相関値を検出するといった、初期同期を確立するための処理を実行することが考えられる。
この際、従来の移動通信装置は、無線周波数帯の受信信号を中間周波数帯にダウンコンバートするために用いる発振信号の周波数を、２００ｋＨｚステップで切り換えつつ、例えば相関値の検出といった、初期同期を確立するための処理を実行する。
【０００６】
ここで、移動通信装置が、発振信号の周波数の設定に２５０μｓ、受信信号の電力の測定に７５０μｓの時間を、それぞれ費やすものとする。すなわち、受信信号の周波数を１回設定するごとに、移動通信装置は１ｍｓの時間を費やして、受信信号の電力を測定する。
【０００７】
ＩＭＴ−２０００のシステムでは、下り無線リンクとして、２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚからなる６０ＭＨｚの周波数範囲を使用することができる。ただし、下り無線リンクとして使用可能な周波数範囲の外部に信号が漏洩することを防止するため、チャネルの中心周波数を設定可能な周波数範囲は、２１１２．６ＭＨｚ〜２１６７．４ＭＨｚである。
この周波数範囲において、チャネルの中心周波数として設定されうる周波数が２００ｋＨｚステップで存在することから、移動通信装置は、受信信号の電力を測定してチャネルを検出する際に、２７５通りの周波数を受信信号の周波数に設定して、受信信号の電力を測定すると考えられる。
従って、下り無線リンクのために提供されるチャネルを検出する際には、受信信号の電力を測定するために、約２７５ｍｓの時間を要する。
【０００８】
こうして受信信号の電力を測定したのち、例えば所定の閾値を超える受信信号電力が測定された周波数が存在した場合等に、従来の移動通信装置は、さらに１５ＭＨｚの範囲を２００ｋＨｚステップでスキャンニングして、初期同期を確立するための処理を実行する。
この際、移動通信装置が、発振信号の周波数の設定や相関値の検出等を含めて、受信信号の周波数を１回設定するごとに、約１ｍｓの時間を費やすものとすると、１５ＭＨｚの範囲を２００ｋＨｚステップでスキャンニングすることから、約７５ｍｓの時間を要することになる。
【０００９】
従って、従来の移動通信装置が、移動体通信システムにて提供されるチャネルを検出して初期同期を確立するための処理を１回実行すると、例えば３５０ｍｓの時間を費やすこととなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、チャネルを検出するために受信信号の電力を測定する処理と、初期同期を確立するために相関値の検出等を行う処理とのいずれにおいても、受信信号の周波数を規定する発振信号の周波数を２００ｋＨｚステップで切り換えている。
【００１１】
この点、移動通信装置が初期同期を確立して通信サービス圏内に復帰し、待受状態に入るまでには、多くの電流を消費することから、こうした処理に費やす時間は短い方が好ましい。
【００１２】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、チャネルを検出して初期同期を確立するための処理を簡単化し、通信サービス圏内に素早く復帰可能とした移動通信装置を、提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る移動通信装置は、
スペクトラム拡散が施された信号を受信し、拡散コードとの相関値を検出して初期同期を確立するための処理を実行することにより通信を可能とするものであって、
受信信号からベースバンド信号を復調する復調手段と、
前記復調手段がベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号を生成するローカル発振信号生成手段と、
前記復調手段により復調されたベースバンド信号と拡散コードとの相関演算により、相関値を検出する相関検出手段とを備え、
前記ローカル発振信号生成手段は、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して前記復調手段に供給する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、ローカル発振信号生成手段は、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して復調手段に供給する。
これにより、相関検出手段は、復調手段により復調されたベースバンド信号から、チャネルの中心周波数が設定されうる複数の周波数の受信信号について、同時に相関値を検出することができ、初期同期を確立するための処理を簡単化して通信サービス圏内に素早く復帰することができる。
【００１５】
より具体的には、前記復調手段は、複数の復調用キャリアに相当する各周波数成分の大きさをほぼ同一とするための通過帯域特性を有し、前記ローカル発振信号生成手段により生成されたローカル発振信号をフィルタリングして、ベースバンド信号の復調に供する帯域通過フィルタを備えることが望ましい。
【００１６】
また、前記ローカル発振信号生成手段は、
所定の基準周波数を有する参照信号を生成する基準発振器と、
ローカル発振信号を生成する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器により生成されたローカル発振信号と前記基準発振器により生成された参照信号との位相差に対応した大きさを有する電圧信号を生成する電圧信号生成回路と、
通信を実行する際に、前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号をフィルタリングする第１のフィルタと、
初期同期を確立するための処理を実行する際に、前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号をフィルタリングする第２のフィルタと、
前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号を、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタのいずれか一方にフィルタリングさせて前記電圧制御発振器に供給するスイッチとを備えることが望ましい。
【００１７】
ここで、前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタのカットオフ周波数より大なるカットオフ周波数を有する低域通過フィルタであり、リファレンスリークが含まれた電圧信号を前記電圧制御発振器に供給可能とすることが望ましい。
【００１８】
また、所定の周波数範囲で発振信号の周波数を切り換えることにより、受信信号の周波数を切り換える受信周波数制御手段を備え、
前記受信周波数制御手段は、相関値を検出して初期同期を検出するための処理を実行する際に、発振信号の周波数を、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔よりも広いステップ幅で切り換えることが望ましい。
【００１９】
この発明の第２の観点に係る受信信号処理方法は、
スペクトラム拡散が施された信号を受信し、拡散コードとの相関を検出して初期同期を確立するための処理を実行することにより通信を可能とする方法であって、
受信信号からベースバンド信号を復調する復調ステップと、
前記復調ステップにてベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号を生成するローカル発振信号生成ステップと、
前記復調ステップにて復調したベースバンド信号と拡散コードとの相関演算により、相関値を検出する相関検出ステップとを備え、
前記ローカル発振信号生成ステップは、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して前記復調ステップにおけるベースバンド信号の復調に供する、
ことを特徴とする。
【００２０】
前記ローカル発振信号生成ステップにて生成したローカル発振信号をフィルタリングして、複数の復調用キャリアに相当する各周波数成分の大きさをほぼ同一に調整し、前記復調ステップにおけるベースバンド信号の復調に供するフィルタリングステップを備えることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る移動通信装置について詳細に説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る移動通信装置１００の構成を示す図である。
この移動通信装置１００は、例えば通信方式としてＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式を採用したＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication-2000）のシステムといった、移動体通信システムに適用され、スペクトラム拡散が施された信号を受信する。
【００２２】
この移動通信装置１００は、図１に示すように、第１のミキサ１と、シンセサイザー２と、第１のＢＰＦ（Band Pass Filter）３と、直交検波器４と、ローカル発振信号生成回路５と、相関器６と、相関パターン生成器７とを備えて構成される。
【００２３】
第１のミキサ１は、例えばアンテナ等により受信したのちＬＮＡ（Low Noise Amplifier）等により増幅された無線周波数帯の受信信号を受け、シンセサイザー２により生成された発振信号と乗積するためのものである。
【００２４】
シンセサイザー２は、所定の周波数範囲内で発振周波数を切換可能な発振回路であり、無線周波数帯の受信信号を中間周波数（ＩＦ；Intermediate Frequency）帯に変換するための発振信号を生成する。例えば、シンセサイザー２は、２００ｋＨｚステップで発振周波数を切換可能であり、１チャネル分の周波数範囲に含まれる信号が第１のＢＰＦ３を通過するように、受信信号の周波数を変換するための発振信号を生成する。すなわち、シンセサイザー２は、発振周波数を制御することにより、受信信号の周波数（受信周波数）を規定する。
例えば、シンセサイザー２は、２１１２．６ＭＨｚ〜２１６８．４ＭＨｚの周波数範囲に含まれる所定の帯域を、第１のＢＰＦ３の通過帯域と一致させるべく、受信信号の周波数を変換するための発振信号を生成する。
【００２５】
第１のＢＰＦ３は、第１のミキサ１から受けた信号をフィルタリングすることにより、中間周波数帯に変換された受信信号を抽出するためのものである。すなわち、第１のＢＰＦ３は、１つのチャネルに割り当てられる帯域幅と同一の通過帯域幅（例えば、５ＭＨｚ）を有し、第１のミキサ１から受けた信号のうち、所定の周波数成分のみを通過させる。
【００２６】
直交検波器４は、第１のＢＰＦ３を通過した信号から、スペクトラム拡散が施されたベースバンド信号を復調するためのものである。
直交検波器４は、第２及び第３のミキサ１０、１１と、第２のＢＰＦ１２と、９０度移相器１３とを備えて構成される。
【００２７】
第２のミキサ１０は、第１のＢＰＦ３を通過した中間周波数帯の受信信号に、第２のＢＰＦ１２を通過したローカル発振信号を、乗積するためのものである。これにより、例えば、第２のミキサ１０は、ベースバンド信号のＩ（In-phase；同相）成分を復調可能とする。
【００２８】
第３のミキサ１１は、第１のＢＰＦ３を通過した中間周波数帯の受信信号に、９０度移相器１３により位相が９０度だけシフトされたローカル発振信号を乗積するためのものである。これにより、例えば、第３のミキサ１１は、ベースバンド信号のＱ（Quadrature；直交）成分を復調可能とする。
【００２９】
第２のＢＰＦ１２は、ベースバンド信号を復調するためにローカル発振信号生成回路５により生成されたローカル発振信号をフィルタリングすることにより、ローカル発振信号の大きさを周波数成分ごとに調整するためのものである。すなわち、第２のＢＰＦ１２は、例えば図２に示すような通過帯域特性を有し、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分がほぼ同一の大きさとなるように調整する。
【００３０】
９０度移相器１３は、第２のＢＰＦ１２を通過したローカル発振信号の位相を９０度だけシフトさせて第３のミキサ１１に供給するためのものである。
【００３１】
ローカル発振信号生成回路５は、直交検波器４がベースバンド信号を復調するために利用されるローカル発振信号を、生成するためのものである。
ローカル発振信号生成回路５は、電圧制御発振器１４と、基準発振器１５と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１６と、第１及び第２のスイッチ１７、１８と、第１及び第２のＬＰＦ（Low Pass Filter）１９、２０とを備えている。
【００３２】
電圧制御発振器１４は、電圧信号の振幅に対応した周波数を有するローカル発振信号を生成するための発振回路である。すなわち、電圧制御発振器１４は、第１のスイッチ１７の接続先に応じて、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方によりフィルタリングされた電圧信号を受け、その電圧信号の大きさに対応した周波数を有するローカル発振信号を生成する。
【００３３】
基準発振器１５は、例えば水晶発振器等から構成され、所定の周波数を有する参照信号を生成し、ＰＬＬ回路１６に供給するためのものである。ここで、基準発振器１５は、比較周波数として、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔（チャネルセパレーション）に相当する周波数を、参照信号の周波数に規定し、ＰＬＬ回路１６に供給する。
【００３４】
ＰＬＬ回路１６は、例えば１チップのＩＣ（Integrated Circuit）上に設けられたプログラマブル分周器、プリスケーラ、位相比較器、チャージポンプ等から構成され、基準発振器１５により生成された参照信号と、電圧制御発振器１４により生成されたローカル発振信号を受ける。ＰＬＬ回路１６は、参照信号と、ローカル発振信号との位相差に対応した大きさを有する電圧信号を生成し、第２のスイッチ１８の接続先に応じて、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方に供給する。
【００３５】
第１及び第２のスイッチ１７、１８は、例えば半導体スイッチ等から構成され、連動して接続先を切り換えて、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号を、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方にフィルタリングさせる。
第１のスイッチ１７は、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方によりフィルタリングされた電圧信号を、電圧制御発振器１４に供給する。
第２のスイッチ１８は、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号を、第１のＬＰＦ１９と第２のＬＰＦ２０のいずれか一方に入力して、フィルタリングさせる。
【００３６】
第１のＬＰＦ１９は、移動通信装置１００が初期同期を確立したのちに通信を実行する際、電圧制御発振器１４にローカル発振信号を生成させるために用いられるループフィルタである。すなわち、第１のＬＰＦ１９は、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号に含まれるリファレンスリークを低減して電圧制御発振器１４に供給することで、所定の周波数を有するローカル発振信号を生成させる。
【００３７】
第２のＬＰＦ２０は、移動通信装置１００が初期同期を確立する際に、電圧制御発振器１４にローカル発振信号を生成させるために用いられるループフィルタである。ここで、第２のＬＰＦ２０は、一定程度のリファレンスリークを含んだ電圧信号を電圧制御発振器１４に供給することで、複数の復調用キャリアに相当するスプリアス成分を含んだローカル発振信号を生成させる。
すなわち、第２のＬＰＦ２０のカットオフ周波数は、第１のＬＰＦ１９のカットオフ周波数よりも大きな値に設定されている。
【００３８】
相関器６は、直交検波器４により復調されたベースバンド信号と、相関パターン生成器７により生成された相関パターンに従った拡散コードとの相関演算を実行し、相関値を検出するためのものである。
【００３９】
相関パターン生成器７は、ベースバンド信号を逆拡散するための拡散コードの生成パターン（コードパターン）を、相関器６に供給する。
【００４０】
以下に、この発明の実施の形態に係る移動通信装置１００の動作を説明する。この移動通信装置１００は、チャネルを検出して初期同期を確立する際に、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分（スプリアス成分）を含んだローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調することにより、初期同期を確立するための処理を簡単化することができる装置である。
【００４１】
この移動通信装置１００は、電源投入時や通信サービス圏外に存在するときに、シンセサイザー２が生成する発振信号の周波数を切り換えることにより、所定の周波数範囲でスキャンニングして、受信信号の電力を測定する。
【００４２】
例えば、シンセサイザー２は、受信信号の周波数を２１１２．６ＭＨｚ〜２１６８．４ＭＨｚの範囲で順次切り換える。この際、例えば直交検波器４が復調したベースバンド信号等から、受信信号の電力を特定することができる。
【００４３】
ここで、第１のＢＰＦ３は、例えば５ＭＨｚの通過帯域幅を有している。この通過帯域幅は、移動体通信システムにて提供される１つのチャネルに対して割り当てられる帯域幅とほぼ同一である。
第１のミキサ１によりシンセサイザー２が生成した発振信号と乗積された受信信号のうち、第１のＢＰＦ３の通過帯域に相当する中間周波数帯の受信信号は、受信信号の電力を測定する際に観測の対象として検出される。
このため、例えば図３（ａ）に示すように、周波数Ｆａを中心周波数とするチャネルを通じて伝送される信号（Ｗ−ＣＤＭＡ信号）が存在すると、この移動通信装置１００における受信信号の周波数が図３（ｂ）に示す周波数Ｆｂから周波数Ｆｃまでの間であるときに、受信信号電力として測定可能となる。
なお、図３（ａ）の点線は、第１のＢＰＦ３を通過して受信信号電力の測定対象となる周波数成分の範囲を示している。
【００４４】
このようにして周波数Ｆａを中心周波数とするチャネルを通じて伝送されたＷ−ＣＤＭＡ信号を検出すると、シンセサイザー２は、発振信号の周波数を再び順次切り換えて、受信信号の周波数が周波数Ｆｂから周波数Ｆｃまでとなる範囲を、スキャンニングする。
【００４５】
相関器６は、相関パターン生成器７により生成されたパターンに従った拡散コードと、直交検波器４により復調されたベースバンド信号との相関演算を実行する。このようにして得られた相関値が最大となる受信信号の周波数をチャネルの中心周波数として特定することで、チャネルを検出するとともに初期同期を確立することができる。
【００４６】
この際、ローカル発振信号生成回路５は、第１及び第２のスイッチ１７、１８を制御して、ＰＬＬ回路１６から出力された電圧信号を、第２のＬＰＦ２０によりフィルタリングしたのち、電圧制御発振器１４に供給する。
ここで、第２のＬＰＦ２０は、一定程度のリファレンスリークが含まれる電圧信号を電圧制御発振器１４に供給することで、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分（スプリアス成分）を含んだローカル発振信号を生成させる。すなわち、第２のＬＰＦ２０は、ローカル発振信号生成回路５によりローカル発振信号を生成するための動作が破綻しない程度のリファレンスリークを含んだ電圧信号を、電圧制御発振器１４に供給可能とする。
【００４７】
これにより、電圧制御発振器１４は、例えば図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれに示すような周波数分布を有する信号α、β、γを合成したローカル発振信号を生成する。
すなわち、電圧制御発振器１４は、図５（ａ）に示すような周波数スペクトラムを有するローカル発振信号を生成し、直交検波器４に送る。
【００４８】
直交検波器４は、ローカル発振信号生成回路５から受けたローカル発振信号を、第２のＢＰＦ１２に入力してフィルタリングする。
ここで、第２のＢＰＦ１２は、図２に示すような通過帯域特性を有しており、図５（ａ）に示すような周波数スペクトラムを有するローカル発振信号をフィルタリングすることにより、図５（ｂ）に示すような３つの復調用キャリアに相当する周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγを有するローカル発振信号に調整する。
【００４９】
この第２のＢＰＦ１２により調整されたローカル発振信号は、各周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγが、ほぼ同じ大きさになるように調整されており、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔に対応した周波数差を有している。
これにより、相関器６は、チャネルの中心周波数が設定されうる３通りの周波数の受信信号について、同時に相関値を検出することができる。
例えば、相関器６は、図６に示すように、ローカル発振信号に含まれる周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγに対応した相関値分布Ｄα、Ｄβ、Ｄγを検出し、チャネルの中心周波数を特定可能とする。
【００５０】
このように、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγを有するローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調し、相関値を検出することから、シンセサイザー２が発振信号の周波数を切り換えるステップ幅を広くして、周波数を切り換える回数を低減することができる。
すなわち、シンセサイザー２は、相関値を検出して初期同期を確立するための処理を実行する際に、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔よりも広いステップ幅で発振周波数を切り換えて、受信信号の周波数を切り換えることができる。
【００５１】
例えば、シンセサイザー２が、例えば図７に示すように６００ｋＨｚステップで発振信号の周波数を切り換えることで相関値を検出することができ、２００ｋＨｚステップで切り換えた場合の３分の１の時間にて、スキャンニングが完了する。
これにより、初期同期を確立するための処理を簡単化することができ、通信サービス圏内に復帰するまでの時間を短縮することができる。
【００５２】
なお、ベースバンド信号を復調するために用いるローカル発振信号は、３つの復調用キャリアに相当する周波数成分Ｓα、Ｓβ、Ｓγを有する場合に限定されず、さらにより多くの復調用キャリアに相当する周波数成分を含んでいてもよい。
ここで、移動体通信システムが移動通信装置１００に初期同期を確立させるために提供するチャネルを通じて伝送される信号は、拡散率の利得が高いため、複数の復調用キャリアで同時にベースバンド信号を復調しても、相関値を検出することができる。
複数の復調用キャリアを用いて復調した信号は、互いに相関のない信号となるため、干渉波と同様に扱うことができる。
【００５３】
例えば、復調用キャリアを２つ同時に用いてベースバンド信号を復調すると、復調用キャリアが１つの場合に比べて、３ｄＢだけＳ／Ｎ（Signal/Noise）比が悪化する。また、復調用キャリアを３つ同時に用いると、４．６ｄＢだけＳ／Ｎ比が悪化する。復調用キャリアを４つ同時に用いると、６ｄＢだけＳ／Ｎ比が悪化する。復調用キャリアを５つ同時に用いると、７ｄＢだけＳ／Ｎ比が悪化する。
このように、復調用キャリアの数を２倍にすると、Ｓ／Ｎ比が約３ｄＢずつ悪化する。
【００５４】
ベースバンド信号を復調するために同時に用いる復調用キャリアの数を増大させると、チャネルの中心周波数を絞り込む範囲が広がるため、再び１つの復調用キャリアでベースバンド信号を復調する回数が増大し、多くの時間を費やす可能性がある。また、相関器６により検出される相関値は、Ｓ／Ｎ比が悪化するに従って低下するので、チャネルの位置を特定することが困難になる。
ベースバンド信号を復調するために同時に用いる復調用キャリアの数を決定する際には、以上の点を考慮して、初期同期を確立するために費やす時間が最短となるように、第２のＢＰＦ１２の通過帯域等を設定すればよい。
【００５５】
また、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を含んだローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調する際には、前述のように、チャネルの位置を特定することが困難になる可能性がある。そこで、この場合には、シンセサイザー２が周波数を切り換えるステップ幅を狭くすることで、より確実にチャネルの位置を特定するようにしてもよい。
【００５６】
例えば、復調用キャリアを５つ用いて同時にベースバンド信号を復調する際に、図８に示すように、シンセサイザー２が生成する発振信号の周波数を２００ｋＨｚステップで切り換えて受信信号の周波数を順次切り換える。この際、相関器６は、ある周波数を中心周波数とするチャネルを通じて伝送された信号の相関値を、シンセサイザー２が発振信号を数回（例えば、５回）切り換えるごとに繰り返し検出することができる。
これにより、受信信号がフェージング等により瞬間的に劣化した場合であっても、チャネルの位置を確実に特定して初期同期を確立することができる。
【００５７】
以上説明したように、この発明によれば、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調し、相関値を検出することで、シンセサイザー２が生成する発振信号の周波数を切り換える回数を低減することができる。
これにより、チャネルを検出して初期同期を確立するための処理を簡単化することができ、通信サービス圏内に素早く復帰することができる。
【００５８】
この発明は、上記実施の形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ローカル発振信号生成回路５が、通信を実行する際に用いる第１のＬＰＦ１９の他に、第２のＬＰＦ２０を備えるものとして説明したが、これに限定されない。
すなわち、例えば、図９に示すように、変調用キャリアとなるローカル発振信号を生成するための変調用キャリア生成回路３０が生成した信号を利用して、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成してもよい。この場合、第２のＢＰＦ２０は不要である。
【００５９】
この場合、例えば、復調用キャリアが１９０ＭＨｚで、変調用キャリアが３８０ＭＨｚであるとすると、チャネルを検出する際には、例えば変調用キャリア生成回路３０により生成される発振信号の周波数を、３８０．４ＭＨｚに調整する。こうして変調用キャリア生成回路３０により生成された発振信号を１／２分周器３１により周波数変換したのち、結合器３２により、ローカル発振信号生成回路５が生成したローカル発振信号と合成することで、２つの復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成することができる。この場合には、上記実施の形態において直交検波器４が備えていた第２のＢＰＦ１２も不要である。
【００６０】
また、図１０に示すように、ローカル発振信号生成回路５により生成されたローカル発振信号をＡＭ（Amplitude Modulation）変調器３３により振幅変調を施したのち、直交検波器４に供給するようにしてもよい。
この場合、例えば２００ｋＨｚの方形波を生成する発振器３４により生成された発振信号をＡＭ変調器３３に供給して、この方形波でローカル発振信号を振幅変調することで、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明のように、この発明によれば、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を用いてベースバンド信号を復調し、相関値を検出することで、受信周波数を規定する発振信号の周波数を切り換える回数を低減することができる。
これにより、チャネルを検出して初期同期を確立するための処理を簡単化することができ、通信サービス圏内に素早く復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の構成を示す図である。
【図２】第２のＢＰＦの通過帯域特性を例示する図である。
【図３】移動通信装置が受信信号の電力を測定する際の動作を説明するための図である。
【図４】電圧制御発振器が生成するローカル発振信号について説明するための図である。
【図５】直交検波器がベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号について説明するための図である。
【図６】相関器が検出する相関値分布を例示する図である。
【図７】相関値を検出する際の動作の一例を説明するための図である。
【図８】復調用キャリアを５つ同時に用いて相関値を検出する際の動作の一例を説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１、１０、１１ ミキサ
２ シンセサイザー
３、１２ ＢＰＦ
４ 直交検波器
５ ローカル発振信号生成回路
６ 相関器
７ 相関パターン生成器
１３ ９０度移相器
１４ 電圧制御発振器
１５ 基準発振器
１６ ＰＬＬ回路
１７、１８ スイッチ
１９、２０ ＬＰＦ
３０ 変調用キャリア生成回路
３１ １／２分周器
３２ 結合器
３３ ＡＭ変調器
３４ 発振器
１００ 移動通信装置
Claims (7)
- スペクトラム拡散が施された信号を受信し、拡散コードとの相関値を検出して初期同期を確立するための処理を実行することにより通信を可能とする移動通信装置であって、
受信信号からベースバンド信号を復調する復調手段と、
前記復調手段がベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号を生成するローカル発振信号生成手段と、
前記復調手段により復調されたベースバンド信号と拡散コードとの相関演算により、相関値を検出する相関検出手段とを備え、
前記ローカル発振信号生成手段は、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して前記復調手段に供給する、
ことを特徴とする移動通信装置。 - 前記復調手段は、複数の復調用キャリアに相当する各周波数成分の大きさをほぼ同一とするための通過帯域特性を有し、前記ローカル発振信号生成手段により生成されたローカル発振信号をフィルタリングして、ベースバンド信号の復調に供する帯域通過フィルタを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信装置。 - 前記ローカル発振信号生成手段は、
所定の基準周波数を有する参照信号を生成する基準発振器と、
ローカル発振信号を生成する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器により生成されたローカル発振信号と前記基準発振器により生成された参照信号との位相差に対応した大きさを有する電圧信号を生成する電圧信号生成回路と、
通信を実行する際に、前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号をフィルタリングする第１のフィルタと、
初期同期を確立するための処理を実行する際に、前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号をフィルタリングする第２のフィルタと、
前記電圧信号生成回路により生成された電圧信号を、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタのいずれか一方にフィルタリングさせて前記電圧制御発振器に供給するスイッチとを備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信装置。 - 前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタのカットオフ周波数より大なるカットオフ周波数を有する低域通過フィルタであり、リファレンスリークが含まれた電圧信号を前記電圧制御発振器に供給可能とする、
ことを特徴とする請求項３に記載の移動通信装置。 - 所定の周波数範囲で発振信号の周波数を切り換えることにより、受信信号の周波数を切り換える受信周波数制御手段を備え、
前記受信周波数制御手段は、相関値を検出して初期同期を検出するための処理を実行する際に、発振信号の周波数を、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔よりも広いステップ幅で切り換える、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の移動通信装置。 - スペクトラム拡散が施された信号を受信し、拡散コードとの相関を検出して初期同期を確立するための処理を実行することにより通信を可能とする受信信号処理方法であって、
受信信号からベースバンド信号を復調する復調ステップと、
前記復調ステップにてベースバンド信号を復調するためのローカル発振信号を生成するローカル発振信号生成ステップと、
前記復調ステップにて復調したベースバンド信号と拡散コードとの相関演算により、相関値を検出する相関検出ステップとを備え、
前記ローカル発振信号生成ステップは、複数の復調用キャリアに相当する周波数成分を有するローカル発振信号を生成して前記復調ステップにおけるベースバンド信号の復調に供する、
ことを特徴とする受信信号処理方法。 - 前記ローカル発振信号生成ステップにて生成したローカル発振信号をフィルタリングして、複数の復調用キャリアに相当する各周波数成分の大きさをほぼ同一に調整し、前記復調ステップにおけるベースバンド信号の復調に供するフィルタリングステップを備える、
ことを特徴とする請求項６に記載の受信信号処理方法。
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