JP3718456B2 - 移動通信装置及び通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動通信装置及び通信方法に関する。
【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、相手先との間での通信を可能とするために、所定の周波数範囲でチューニングして、予め定められた周波数に配置された制御チャネル（止まり木チャネル）を検出するものがある。
【０００３】
例えば、図６に示すような構成を有する従来の移動通信装置は、シンセサイザー５３によって生成されたローカル発振信号を利用して、ミキサ５２及びＢＰＦ（Band Pass Filter）５４により、受信信号をＩＦ（Intermediate Frequency）帯にダウンコンバートする。こののち、ＢＰＦ５４を通過したＩＦ信号の電力、あるいは、直交検波器等から構成される復調器５６により復調されたベースバンド信号の電力などに基づいて、所定の周波数に配置された制御チャネルを受信できるか否かを判別する。
【０００４】
ここで、例えばＰＤＣ（Personal Digital Cellular）やＧＳＭ（Global System for Mobile communications）といった、いわゆる第２世代以前の移動体通信システムでは、制御チャネルが配置される周波数は数十種類規定されている。従って、第２世代以前の移動体通信システムに適用される移動通信装置は、電源投入時や圏外待受時に、シンセサイザー５３によって生成されるローカル発振信号の周波数を制御して、制御チャネルが存在する可能性のある全ての周波数を探索する。これにより、移動通信装置は、基地局との間での無線通信が可能か否かを判別することができる。
【０００５】
こうした従来の移動体通信システムでは、通信方式として周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ；Frequency Division Multiple Access）を採用していたことなどから、チャネルが存在しうる周波数の間隔は、１つのチャネルが占める帯域幅と大きく異なることはなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、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、通信方式として符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ；Code Division Multiple Access）が採用され、チャネルを配置可能な周波数の間隔と、１つのチャネルが占める帯域幅とが大きく異なることがある。
【０００７】
すなわち、ＩＭＴ−２０００のシステムでは、チャネルの中心周波数として設定される可能性のある周波数位置が２００ｋＨｚのステップで存在する一方で、１つのチャネルに対しては５ＭＨｚの帯域幅を持つ周波数範囲が割り当てられる。従って、ＩＭＴ−２０００のシステムに適用される移動通信装置は、チャネルを検出して初期同期を確立できるか否かを判別する際に、通信実行時と同じ帯域幅で受信信号の強度を測定すると、大まかな包絡線情報しか得ることができない。
このため、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に合わせた細かなステップ、例えば２００ｋＨｚのステップでチューニングして、それぞれの周波数にて初期同期を確立するための処理を実行しなければならず、電源投入時や圏外待受時の処理に多くの時間を要し、消費電力が増大するという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化し、消費電力を低減することができる移動通信装置及び通信方法を、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て、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行するものであって、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度測定手段と、
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段を備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータ、及び周波数誤差がチャネルの中心周波数となりうる周波数の間隔の整数倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータを、予め記憶している、
ことを特徴とする。
【００１１】
この発明の第２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て、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する移動通信装置であって、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度測定手段と、
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段と、
前記信号強度測定手段による測定結果に基づいて受信信号に含まれる周波数誤差を検出し、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成してローカル発振信号の周波数を制御する周波数制御手段とを備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、自動周波数制御による初期引き込みが可能な範囲を拡大するためのデータとして、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータと、周波数誤差が自動周波数制御単独による初期引き込み可能な範囲の＋１倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータと、周波数誤差が自動周波数制御単独による初期引き込み可能な範囲の−１倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータとを、予め記憶している、
ことを特徴とする。
【００１２】
この発明の第３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て、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する移動通信装置であって、
周波数を切換可能なローカル発振信号を生成して受信信号の周波数を規定するローカル発振信号生成手段と、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度特定手段とを備え、
前記ローカル発振信号生成手段は、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ローカル発振信号の周波数を切り換え、
前記パターン生成手段は、前記ローカル発振信号生成手段によりローカル発振信号の周波数が切り換えられるごとに、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応した拡散コードの生成パターンと、周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンとを、順次前記逆拡散手段に供給して、逆拡散処理を実行させる、
ことを特徴とする。
【００１３】
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段を備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータ、及び周波数誤差がチャネルの中心周波数となりうる周波数の間隔の整数倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータを、予め記憶していることが望ましい。
【００１５】
この発明の第４の観点に係る通信方法は、
スペクトラム拡散が施された信号を受信して、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する通信方法であって、
周波数を切換可能なローカル発振信号を生成して受信信号の周波数を規定するローカル発振信号生成ステップと、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散ステップと、
前記逆拡散ステップにて逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成ステップと、
前記逆拡散ステップにて逆拡散した信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度特定ステップとを備え、
前記ローカル発振信号生成ステップは、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ローカル発振信号の周波数を切り換え、
前記パターン生成ステップは、前記ローカル発振信号生成ステップにてローカル発振信号の周波数が切り換えられるごとに、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応した拡散コードの生成パターンと、周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンとを順次生成して、前記逆拡散ステップにおける逆拡散処理に供する、
ことを特徴とする。
【００１６】
【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。
図示するように、この移動通信装置１００は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１と、第１のＢＰＦ（Band Pass Filter）２と、ミキサ３と、シンセサイザー４と、第２のＢＰＦ５と、自動利得制御回路６と、復調器７と、ローカル発振器８と、受信処理回路９と、探索処理回路１０とを備えて構成される。
【００１７】
ＬＮＡ１は、無線周波数帯の受信信号を増幅するための増幅回路である。例えば、ＬＮＡ１は、アンテナスイッチの切換動作などにより、送信系統と共用するアンテナ等にて得られた受信信号を所定の利得で増幅して、第１のＢＰＦ２に送る。
【００１８】
第１のＢＰＦ２は、無線周波数帯の受信信号をフィルタリング処理するためのものである。例えば、第１のＢＰＦ２は、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）の規格に準拠して信号を受信可能とするため、２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚを通過帯域として、受信信号をフィルタリングする。
【００１９】
ミキサ３は、第１のＢＰＦ２によりフィルタリングされた受信信号と、シンセサイザー４により生成されたローカル発振信号とを掛け合わせるためのものである。
【００２０】
シンセサイザー４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ローカル発振信号を生成する。例えば、シンセサイザー４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て伝送された信号が第２のＢＰＦ５を通過するように、受信信号の周波数を変換するためのローカル発振信号を生成する。
【００２１】
第２のＢＰＦ５は、ミキサ３から受けた信号をフィルタリング処理することにより、中間周波数帯に変換された受信信号を得るためのものである。すなわち、第２のＢＰＦ５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、ミキサ３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。
【００２２】
自動利得制御回路６は、第２のＢＰＦ５を通過した信号を利得可変で増幅し、所定の振幅を有する信号とするためのものである。
【００２３】
復調器７は、例えば１／２移相器やミキサを含んだ直交検波器等から構成され、ローカル発振器８から受けたローカル発振信号を利用して、ベースバンド信号を復調するためのものである。
この際、復調器７は、ベースバンド信号を、Ｉ（In-phase；同相）信号及びＱ（Quadrature；直交）信号として復調する。
【００２４】
ローカル発振器８は、復調器７が中間周波数帯の受信信号から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。
【００２５】
受信処理回路９は、複数のフィンガ受信機、ＲＡＫＥ合成器等から構成され、復調器７により復調されたベースバンド信号を逆拡散して、情報シンボルを復号するためのものである。受信処理回路９は、復号した情報シンボルをマイクロプロセッサに送るなどして出力する。
【００２６】
探索処理回路１０は、復調器７により復調されたベースバンド信号を逆拡散してチャネルを検出し、初期同期を確立するためのものであり、図２に示すように、複数のマッチトフィルタ２０〜２３と、第１及び第２の合成器２４、２５と、信号強度測定器２６と、制御処理回路２７と、メモリ２８とを備えている。
【００２７】
複数のマッチトフィルタ２０〜２３は、例えば遅延素子や重み付けタップ、加算器等から構成され、復調器７により復調されたベースバンド信号を、制御処理回路２７が備える第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１から受けたコードパターンに従った拡散コードとの相関演算により逆拡散するためのものである。
【００２８】
ここで、第１のマッチトフィルタ２０は、復調器７により復調されたベースバンドのＩ信号を、第１のコードパターン生成部３０により生成されたＩ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。第２のマッチトフィルタ２１は、復調器７により復調されたベースバンドのＱ信号を、第１のコードパターン生成部３０により生成されたＩ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。第３のマッチトフィルタ２２は、復調器７により復調されたベースバンドのＱ信号を、第２のコードパターン生成部３１により生成されたＱ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。第４のマッチトフィルタ２３は、復調器７により復調されたベースバンドのＩ信号を、第２のコードパターン生成部３１により生成されたＱ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。
【００２９】
第１の合成器２４は、第１のマッチトフィルタ２０による相関演算結果から、第３のマッチトフィルタ２２による相関演算結果を差し引くことにより合成し、逆拡散後のＩ信号を生成する。
【００３０】
第２の合成器２５は、第２のマッチトフィルタ２１による相関演算結果から、第４のマッチトフィルタ２３による相関演算結果を差し引くことにより合成し、逆拡散後のＱ信号を生成する。
【００３１】
信号強度測定器２６は、第１の合成器２４により生成された逆拡散後のＩ信号と、第２の合成器２５により生成された逆拡散後のＱ信号とに基づいて、受信信号の強度を測定するためのものである。例えば、信号強度測定器２６は、逆拡散後のＩ信号及びＱ信号の自乗和からベースバンド信号の電力を特定することにより、受信信号の強度を測定する。
【００３２】
制御処理回路２７は、複数のマッチトフィルタ２０〜２３に拡散コードの生成パターンをセットすることにより相関演算処理を制御するためのものである。制御処理回路２７は、メモリ２８から拡散コードの生成パターンを示すデータを読み出し、第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１により、それぞれＩ側待受用及びＱ側待受用のコードパターンを生成する。Ｉ側待受用及びＱ側待受用のコードパターンは、受信信号に周波数誤差が含まれている場合に、ベースバンド信号を逆拡散して初期同期チャネル（Primary SCH）信号を検出可能とするための、拡散コードにおけるＩ信号成分用及びＱ信号成分用の生成パターンである。
【００３３】
第１のコードパターン生成部３０は、初期同期チャネル（Primary SCH）信号に対応した拡散コードのＩ側待受パターンを生成し、第１及び第２のマッチトフィルタ２０、２１に供給する。
【００３４】
第２のコードパターン生成部３１は、初期同期チャネル（Primary SCH）信号に対応した拡散コードのＱ側待受パターンを生成し、第３及び第４のマッチトフィルタ２２、２３に供給する。
【００３５】
メモリ２８は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）といった半導体記憶装置等から構成され、第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１が生成する拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶するためのものである。
すなわち、メモリ２８には、初期同期チャネル（Primary SCH）を検出するために複数のマッチトフィルタ２０〜２３が相関演算を実行する際に使用する拡散コードの生成パターンを示すデータが、予め記憶されている。
【００３６】
ここで、メモリ２８は、この移動通信装置１００が受信する信号の周波数範囲と、移動体通信システムにて提供されるチャネルが使用している周波数範囲との間に不一致が生じる場合、すなわち、受信信号に周波数誤差が含まれる場合、に対応した、拡散コードの生成パターンを示すデータを記憶している。
すなわち、メモリ２８は、送信側で所定のディジタル信号（例えば、０又は１）に対して割り当てられた信号点の位相が、復調器７により復調されたベースバンド信号において、所定量の周波数誤差により回転する場合に対応したコードパターンを示すデータを、記憶している。
例えば、メモリ２８は、受信信号に２００ｋＨｚや４００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ等の周波数誤差が含まれている場合に対応したコードパターンを示すデータを記憶している。
【００３７】
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、受信信号に含まれる所定量の周波数誤差に対応した拡散コードを用いて逆拡散することにより、ローカル発振信号の周波数を切り換えることなく複数の周波数位置におけるチャネルの有無を判別可能とすることで、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化することができる装置である。
【００３８】
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所在する時（圏外待受時）に、移動体通信システムが使用する所定の周波数範囲でチューニングして、通信を可能にするためのチャネルを検出する。
【００３９】
例えば、ＩＭＴ−２０００のシステムでは、下り無線リンク用として、２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚの周波数範囲が使用可能である。また、１つのチャネルには５ＭＨｚの帯域幅を有する周波数範囲が割り当てられ、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数は２００ｋＨｚステップで存在する。
【００４０】
そこで、シンセサイザー４は、例えば２００ｋＨｚステップで周波数を切換可能なローカル発振信号を生成してミキサ３に供給し、無線周波数帯の受信信号と乗積させる。この無線周波数帯の受信信号は、ＬＮＡ１により増幅されて第１のＢＰＦ２を通過したのち、ミキサ３に入力された信号である。
ミキサ３による乗積の結果得られた信号は、第２のＢＰＦ５に送られる。
【００４１】
第２のＢＰＦ５は、ミキサ３から受けた信号をフィルタリング処理することにより、中間周波数帯にダウンコンバートされた受信信号を抽出し、自動利得制御回路６に送る。
【００４２】
自動利得制御回路６は、第２のＢＰＦ５を通過した信号を利得可変で増幅し、復調器７に送る。
復調器７は、自動利得制御回路６から受けた中間周波数帯の受信信号からベースバンド信号を復調し、受信処理回路９及び探索処理回路１０に送る。
【００４３】
探索処理回路１０は、復調器７により復調されたベースバンド信号を受けると、これを複数のマッチトフィルタ２０〜２３に入力して、拡散コードとの相関演算を実行することにより逆拡散する。
【００４４】
この際、制御処理回路２７は、第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１により、メモリ２８から読み出したデータに従った拡散コードの生成パターンを、複数のマッチトフィルタ２０〜２３に提供する。
【００４５】
メモリ２８には、受信信号における周波数誤差がない場合や、周波数誤差が２００ｋＨｚである場合、４００ｋＨｚである場合、６００ｋＨｚである場合等に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータが、予め記憶されている。すなわち、メモリ２８は、受信信号に含まれる周波数誤差が、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔の整数倍に一致する場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶している。
【００４６】
この移動通信装置１００が受信する信号の周波数範囲と、移動体通信システムにて提供されるチャネルが使用している周波数範囲との間に不一致が生じる場合には、受信信号に周波数誤差が含まれる。
この際、送信側で所定のディジタル信号（例えば、０又は１）に対して割り当てられた信号点の位相は、復調器７により復調されたベースバンド信号において、図３に示すように、Ｉ−Ｑベクトル平面上をサンプルごとに回転する。
【００４７】
すなわち、この移動通信装置１００における受信信号のサンプリング周波数をＦｓ［Ｈｚ］、受信信号に含まれる周波数誤差をＥｒ［Ｈｚ］とする。この場合、送信側で所定のディジタル信号（例えば、０又は１）に対して割り当てられた信号点の位相は、サンプルごとに、数式１に示す角度θ［ｒａｄ］だけ回転する。
【数１】
θ＝２π×Ｅｒ／Ｆｓ ［ｒａｄ］
【００４８】
例えば、この移動通信装置１００における受信信号のサンプリング周波数が３．８４ＭＨｚであるとする。この場合、受信信号に２００ｋＨｚの周波数誤差が含まれているとすると、所定のディジタル信号に対応する信号点の位相は、サンプルごとに、０．３２７ｒａｄだけ回転する。
【００４９】
ここで、送信側でディジタル信号”１”に対して割り当てられる信号点が、Ｉ−Ｑベクトル平面上にて、（Ｉ，Ｑ）＝（１，０）で示されるとする。
このとき、復調器７により復調されるベースバンド信号においてディジタル信号”１”を示す信号点のＩ信号成分は、周波数誤差が２００ｋＨｚであると、サンプルごとに（１，０．９４７，０．７９４，０．５５６，０．２６０，−０．０６４１，−０．３８１，…）と変化する。また、復調器７により復調されるベースバンド信号においてディジタル信号”１”を示す信号点のＱ信号成分は、サンプルごとに（０，０．３２１，０．６０８，０．８３１，０．９６６，０．９９８，０．９２４，…）と変化する。
【００５０】
例えば、周波数誤差がない場合に対応した拡散コードが、（１，１，１，１，１，−１，−１，…）であるとする。
メモリ２８は、受信信号が２００ｋＨｚの周波数誤差を含んでいる場合に対応した拡散コードのＩ側待受パターンとして、（１，０．９４７，０．７９４，０．５５６，０．２６０，０．０６４１，０．３８１，…）を示すデータを記憶している。このデータは、周波数誤差がない場合に対応した拡散コードに、Ｉ信号における信号点の変動値を乗積することにより作成可能である。
また、メモリ２８は、受信信号が２００ｋＨｚの周波数誤差を含んでいる場合に対応した拡散コードのＱ側待受パターンとして、（０，０．３２１，０．６０８，０．８３１，０．９６６，−０．９９８，−０．９２４，…）を示すデータを記憶している。このデータは、周波数誤差がない場合に対応した拡散コードに、Ｑ信号における信号点の変動値を乗積することにより作成可能である。
【００５１】
制御処理回路２７は、メモリ２８から読み出したデータに従って、周波数誤差がない場合、２００ｋＨｚの場合、４００ｋＨｚの場合、６００ｋＨｚの場合等に対応した拡散コードの生成パターンを、複数のマッチトフィルタ２０〜２３に順次供給する。これにより、シンセサイザー４が生成するローカル発振信号の周波数を切り換えることなく、複数の周波数について、当該周波数を中心周波数としたチャネルの有無を判別することができる。
【００５２】
すなわち、第１のコードパターン生成部３０は、メモリ２８から読み出されたデータに従ってＩ側待受パターンを生成し、第１及び第２のマッチトフィルタ２０、２１に供給する。また、第２のコードパターン生成部３１は、メモリ２８から読み出されたデータに従ってＱ側待受パターンを生成し、第３及び第４のマッチトフィルタ２２、２３に供給する。
【００５３】
複数のマッチトフィルタ２０〜２３が相関演算を実行した結果は、第１及び第２の合成器２４、２５に供給されて合成され、逆拡散後のＩ信号及びＱ信号が生成される。
【００５４】
信号強度測定器２６は、第１の合成器２４により生成された逆拡散後のＩ信号と、第２の合成器２５により生成された逆拡散後のＱ信号とを、それぞれ自乗したのち加え合わせることによりベースバンド信号の電力を特定するなどして、受信信号の強度を測定する。
【００５５】
こののち、シンセサイザー４が生成するローカル発振信号の周波数を切り換えて所定の周波数範囲でチューニングしつつ、上述の処理と同様にして、受信信号の強度を測定する。
この際、シンセサイザー４が生成するローカル発振信号の周波数は、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ればよい。すなわち、ローカル発振信号の周波数を切り換える回数を低減して所定の周波数範囲における受信信号の強度分布を特定することができ、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化することができる。
これにより、消費電力を低減することが可能となる。
【００５６】
このようにして、探索処理回路１０は、受信信号の強度分布を特定して通信を可能とするチャネルを検出するとともに、初期同期を確立するための処理を実行することにより、例えば基地局との間で、無線にて通信可能か否かを判別することができる。
【００５７】
以上説明したように、この発明によれば、受信信号に所定量の周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予めメモリ２８に記憶しておき、複数のマッチトフィルタ２０〜２３が実行する相関演算により、ローカル発振信号の周波数を切り換えることなく、複数の周波数について、当該周波数を中心周波数とするチャネルの有無を判別することができる。
これにより、ローカル発振信号の周波数を切り換える回数を低減してチャネルを検出することができ、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化して、消費電力を低減することができる。
【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、メモリ２８には、周波数誤差がない場合、周波数誤差が２００ｋＨｚである場合、４００ｋＨｚである場合、６００ｋＨｚである場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータが記憶されてい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、さらに、周波数誤差が８００ｋＨｚである場合に対応した拡散コードの生成パターンをメモリ２８に予め記憶して、複数のマッチトフィルタ２０〜２３が相関演算を実行する際に利用してもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態では、移動通信装置１００がＩＭＴ−２０００のシステムに適用されるものとして説明したが、これに限定されず、スペクトラム拡散が施された信号を受信する任意の通信装置に適用可能である。
【００６０】
さらに、この発明は、ＡＦＣ（自動周波数制御）回路による初期引き込み動作に適用することで、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲を拡大し、初期同期を素早く確立することができる。
例えば、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲が３ｐｐｍ（parts per million）であるとすると、受信信号に含まれる周波数誤差が４ｐｐｍである場合には、ＡＦＣ回路単独での初期引き込みが不可能となる。
そこで、探索処理回路１０により測定された受信信号の強度分布から周波数誤差を検出し、検出結果に基づいてローカル発振信号の周波数を帰還制御することで、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲を実質的に拡大する。
【００６１】
図４は、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲を拡大するための移動通信装置１００の構成の一例を示す図である。
図示するように、この場合、移動通信装置１００は、周波数誤差検出回路１１を備え、探索処理回路１０が測定した受信信号の強度に基づいて周波数誤差を検出するなどして、ローカル発振信号の周波数を制御する。
【００６２】
例えば、周波数誤差検出回路１１は、探索処理回路１０にて生成されるコードパターンと対応付けられた周波数誤差を示す情報を取得し、受信信号の強度がピークとなる場合に対応する周波数誤差を検出する。周波数誤差検出回路１１は、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成し、例えばローカル発振器８が備えるＴＣＸＯ（図示せず）に印加するなどして、ローカル発振器８が生成するローカル発振信号の周波数を制御する。
【００６３】
具体例として、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲が３ｐｐｍである場合に、探索処理回路１０は、例えば３ｐｐｍに相当する周波数誤差に対応したコードパターンを生成して、受信信号の強度を測定する。こうして、例えば４ｐｐｍといった、従来ではＡＦＣによる捕捉ができなかった周波数誤差を含んでいる場合にも、ローカル発振信号の周波数を適切に制御して、初期同期を素早く確立することができる。
この場合、メモリ２８は、受信信号に３ｐｐｍの周波数誤差が含まれる場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶している。
【００６４】
ここで、探索処理回路１０と同一の構成を有する複数の探索処理回路１０１〜１０ｍ（ｍは自然数）を設け、それぞれ互いに異なる周波数誤差が含まれている場合に対応した初期同期用のコードパターンを使用して、受信信号の強度を測定するようにしてもよい。
この際、周波数誤差検出回路１１は、複数の探索処理回路１０１〜１０ｍが測定した受信信号の強度がピークとなる場合に対応する周波数誤差を検出する。周波数誤差検出回路１１は、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成し、例えばローカル発振器８が備えるＴＣＸＯに印加することにより、ローカル発振信号の周波数を帰還制御することができる。
【００６５】
図５は、一例として、３つの探索処理回路１０１〜１０３を用いた移動通信装置１００の構成を示す図である。
ここで、例えば、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲が３ｐｐｍである場合には、３つの探索処理回路１０１〜１０３により、それぞれ、０ｐｐｍ（位相回転なし）、＋３ｐｐｍ、−３ｐｐｍの周波数誤差が含まれている場合に対応した初期同期用のコードパターンを生成し、受信信号の強度を測定する。周波数誤差検出回路１１は、各探索処理回路１０１〜１０３が測定した受信信号の強度がピークとなる場合に対応する周波数誤差を検出し、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成して、ローカル発振信号の周波数を制御する。
この場合、メモリ２８は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合、＋３ｐｐｍの周波数誤差が含まれている場合、−３ｐｐｍの周波数誤差が含まれている場合のそれぞれに対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶している。
このようにして、ＡＦＣにより初期引き込みが可能な周波数範囲を拡大し、初期同期をより迅速に確立することができる。
なお、複数の探索処理回路１０１〜１０ｍにおいては、制御処理回路２７やメモリ２８を個別に設ける必要はなく、設計に応じて、共通化するようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
この発明によれば、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化して、消費電力を低減することができる。
【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】探索処理回路の構成を示す図である。
【図３】所定のディジタル信号に対して割り当てた信号点の位相について説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例の構成の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例の構成の一例を示す図である。
【図６】従来の移動通信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１、５０ ＬＮＡ
２、５、５１、５４ ＢＰＦ
３、５２ ミキサ
４、５３ シンセサイザー
６、５５ 自動利得制御回路
７、５６ 復調器
８、５７ ローカル発振器
９ 受信処理回路
１０、１０１〜１０ｍ 探索処理回路
１１ 周波数誤差検出回路
２０〜２３ マッチトフィルタ
２４、２５ 合成器
２６ 信号強度測定器
２７ 制御処理回路
２８ メモリ
３０、３１ コードパターン生成部
１００ 移動通信装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動通信装置及び通信方法に関する。
【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、相手先との間での通信を可能とするために、所定の周波数範囲でチューニングして、予め定められた周波数に配置された制御チャネル（止まり木チャネル）を検出するものがある。
【０００３】
例えば、図６に示すような構成を有する従来の移動通信装置は、シンセサイザー５３によって生成されたローカル発振信号を利用して、ミキサ５２及びＢＰＦ（Band Pass Filter）５４により、受信信号をＩＦ（Intermediate Frequency）帯にダウンコンバートする。こののち、ＢＰＦ５４を通過したＩＦ信号の電力、あるいは、直交検波器等から構成される復調器５６により復調されたベースバンド信号の電力などに基づいて、所定の周波数に配置された制御チャネルを受信できるか否かを判別する。
【０００４】
ここで、例えばＰＤＣ（Personal Digital Cellular）やＧＳＭ（Global System for Mobile communications）といった、いわゆる第２世代以前の移動体通信システムでは、制御チャネルが配置される周波数は数十種類規定されている。従って、第２世代以前の移動体通信システムに適用される移動通信装置は、電源投入時や圏外待受時に、シンセサイザー５３によって生成されるローカル発振信号の周波数を制御して、制御チャネルが存在する可能性のある全ての周波数を探索する。これにより、移動通信装置は、基地局との間での無線通信が可能か否かを判別することができる。
【０００５】
こうした従来の移動体通信システムでは、通信方式として周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ；Frequency Division Multiple Access）を採用していたことなどから、チャネルが存在しうる周波数の間隔は、１つのチャネルが占める帯域幅と大きく異なることはなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、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、通信方式として符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ；Code Division Multiple Access）が採用され、チャネルを配置可能な周波数の間隔と、１つのチャネルが占める帯域幅とが大きく異なることがある。
【０００７】
すなわち、ＩＭＴ−２０００のシステムでは、チャネルの中心周波数として設定される可能性のある周波数位置が２００ｋＨｚのステップで存在する一方で、１つのチャネルに対しては５ＭＨｚの帯域幅を持つ周波数範囲が割り当てられる。従って、ＩＭＴ−２０００のシステムに適用される移動通信装置は、チャネルを検出して初期同期を確立できるか否かを判別する際に、通信実行時と同じ帯域幅で受信信号の強度を測定すると、大まかな包絡線情報しか得ることができない。
このため、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に合わせた細かなステップ、例えば２００ｋＨｚのステップでチューニングして、それぞれの周波数にて初期同期を確立するための処理を実行しなければならず、電源投入時や圏外待受時の処理に多くの時間を要し、消費電力が増大するという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化し、消費電力を低減することができる移動通信装置及び通信方法を、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て、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行するものであって、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度測定手段と、
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段を備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータ、及び周波数誤差がチャネルの中心周波数となりうる周波数の間隔の整数倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータを、予め記憶している、
ことを特徴とする。
【００１１】
この発明の第２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て、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する移動通信装置であって、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度測定手段と、
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段と、
前記信号強度測定手段による測定結果に基づいて受信信号に含まれる周波数誤差を検出し、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成してローカル発振信号の周波数を制御する周波数制御手段とを備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、自動周波数制御による初期引き込みが可能な範囲を拡大するためのデータとして、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータと、周波数誤差が自動周波数制御単独による初期引き込み可能な範囲の＋１倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータと、周波数誤差が自動周波数制御単独による初期引き込み可能な範囲の−１倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータとを、予め記憶している、
ことを特徴とする。
【００１２】
この発明の第３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て、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する移動通信装置であって、
周波数を切換可能なローカル発振信号を生成して受信信号の周波数を規定するローカル発振信号生成手段と、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度特定手段とを備え、
前記ローカル発振信号生成手段は、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ローカル発振信号の周波数を切り換え、
前記パターン生成手段は、前記ローカル発振信号生成手段によりローカル発振信号の周波数が切り換えられるごとに、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応した拡散コードの生成パターンと、周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンとを、順次前記逆拡散手段に供給して、逆拡散処理を実行させる、
ことを特徴とする。
【００１３】
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段を備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータ、及び周波数誤差がチャネルの中心周波数となりうる周波数の間隔の整数倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータを、予め記憶していることが望ましい。
【００１５】
この発明の第４の観点に係る通信方法は、
スペクトラム拡散が施された信号を受信して、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する通信方法であって、
周波数を切換可能なローカル発振信号を生成して受信信号の周波数を規定するローカル発振信号生成ステップと、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散ステップと、
前記逆拡散ステップにて逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成ステップと、
前記逆拡散ステップにて逆拡散した信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度特定ステップとを備え、
前記ローカル発振信号生成ステップは、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ローカル発振信号の周波数を切り換え、
前記パターン生成ステップは、前記ローカル発振信号生成ステップにてローカル発振信号の周波数が切り換えられるごとに、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応した拡散コードの生成パターンと、周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンとを順次生成して、前記逆拡散ステップにおける逆拡散処理に供する、
ことを特徴とする。
【００１６】
【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。
図示するように、この移動通信装置１００は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１と、第１のＢＰＦ（Band Pass Filter）２と、ミキサ３と、シンセサイザー４と、第２のＢＰＦ５と、自動利得制御回路６と、復調器７と、ローカル発振器８と、受信処理回路９と、探索処理回路１０とを備えて構成される。
【００１７】
ＬＮＡ１は、無線周波数帯の受信信号を増幅するための増幅回路である。例えば、ＬＮＡ１は、アンテナスイッチの切換動作などにより、送信系統と共用するアンテナ等にて得られた受信信号を所定の利得で増幅して、第１のＢＰＦ２に送る。
【００１８】
第１のＢＰＦ２は、無線周波数帯の受信信号をフィルタリング処理するためのものである。例えば、第１のＢＰＦ２は、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）の規格に準拠して信号を受信可能とするため、２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚを通過帯域として、受信信号をフィルタリングする。
【００１９】
ミキサ３は、第１のＢＰＦ２によりフィルタリングされた受信信号と、シンセサイザー４により生成されたローカル発振信号とを掛け合わせるためのものである。
【００２０】
シンセサイザー４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ローカル発振信号を生成する。例えば、シンセサイザー４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て伝送された信号が第２のＢＰＦ５を通過するように、受信信号の周波数を変換するためのローカル発振信号を生成する。
【００２１】
第２のＢＰＦ５は、ミキサ３から受けた信号をフィルタリング処理することにより、中間周波数帯に変換された受信信号を得るためのものである。すなわち、第２のＢＰＦ５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、ミキサ３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。
【００２２】
自動利得制御回路６は、第２のＢＰＦ５を通過した信号を利得可変で増幅し、所定の振幅を有する信号とするためのものである。
【００２３】
復調器７は、例えば１／２移相器やミキサを含んだ直交検波器等から構成され、ローカル発振器８から受けたローカル発振信号を利用して、ベースバンド信号を復調するためのものである。
この際、復調器７は、ベースバンド信号を、Ｉ（In-phase；同相）信号及びＱ（Quadrature；直交）信号として復調する。
【００２４】
ローカル発振器８は、復調器７が中間周波数帯の受信信号から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。
【００２５】
受信処理回路９は、複数のフィンガ受信機、ＲＡＫＥ合成器等から構成され、復調器７により復調されたベースバンド信号を逆拡散して、情報シンボルを復号するためのものである。受信処理回路９は、復号した情報シンボルをマイクロプロセッサに送るなどして出力する。
【００２６】
探索処理回路１０は、復調器７により復調されたベースバンド信号を逆拡散してチャネルを検出し、初期同期を確立するためのものであり、図２に示すように、複数のマッチトフィルタ２０〜２３と、第１及び第２の合成器２４、２５と、信号強度測定器２６と、制御処理回路２７と、メモリ２８とを備えている。
【００２７】
複数のマッチトフィルタ２０〜２３は、例えば遅延素子や重み付けタップ、加算器等から構成され、復調器７により復調されたベースバンド信号を、制御処理回路２７が備える第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１から受けたコードパターンに従った拡散コードとの相関演算により逆拡散するためのものである。
【００２８】
ここで、第１のマッチトフィルタ２０は、復調器７により復調されたベースバンドのＩ信号を、第１のコードパターン生成部３０により生成されたＩ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。第２のマッチトフィルタ２１は、復調器７により復調されたベースバンドのＱ信号を、第１のコードパターン生成部３０により生成されたＩ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。第３のマッチトフィルタ２２は、復調器７により復調されたベースバンドのＱ信号を、第２のコードパターン生成部３１により生成されたＱ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。第４のマッチトフィルタ２３は、復調器７により復調されたベースバンドのＩ信号を、第２のコードパターン生成部３１により生成されたＱ側待受パターンに対応した拡散コードとの相関演算により逆拡散する。
【００２９】
第１の合成器２４は、第１のマッチトフィルタ２０による相関演算結果から、第３のマッチトフィルタ２２による相関演算結果を差し引くことにより合成し、逆拡散後のＩ信号を生成する。
【００３０】
第２の合成器２５は、第２のマッチトフィルタ２１による相関演算結果から、第４のマッチトフィルタ２３による相関演算結果を差し引くことにより合成し、逆拡散後のＱ信号を生成する。
【００３１】
信号強度測定器２６は、第１の合成器２４により生成された逆拡散後のＩ信号と、第２の合成器２５により生成された逆拡散後のＱ信号とに基づいて、受信信号の強度を測定するためのものである。例えば、信号強度測定器２６は、逆拡散後のＩ信号及びＱ信号の自乗和からベースバンド信号の電力を特定することにより、受信信号の強度を測定する。
【００３２】
制御処理回路２７は、複数のマッチトフィルタ２０〜２３に拡散コードの生成パターンをセットすることにより相関演算処理を制御するためのものである。制御処理回路２７は、メモリ２８から拡散コードの生成パターンを示すデータを読み出し、第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１により、それぞれＩ側待受用及びＱ側待受用のコードパターンを生成する。Ｉ側待受用及びＱ側待受用のコードパターンは、受信信号に周波数誤差が含まれている場合に、ベースバンド信号を逆拡散して初期同期チャネル（Primary SCH）信号を検出可能とするための、拡散コードにおけるＩ信号成分用及びＱ信号成分用の生成パターンである。
【００３３】
第１のコードパターン生成部３０は、初期同期チャネル（Primary SCH）信号に対応した拡散コードのＩ側待受パターンを生成し、第１及び第２のマッチトフィルタ２０、２１に供給する。
【００３４】
第２のコードパターン生成部３１は、初期同期チャネル（Primary SCH）信号に対応した拡散コードのＱ側待受パターンを生成し、第３及び第４のマッチトフィルタ２２、２３に供給する。
【００３５】
メモリ２８は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）といった半導体記憶装置等から構成され、第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１が生成する拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶するためのものである。
すなわち、メモリ２８には、初期同期チャネル（Primary SCH）を検出するために複数のマッチトフィルタ２０〜２３が相関演算を実行する際に使用する拡散コードの生成パターンを示すデータが、予め記憶されている。
【００３６】
ここで、メモリ２８は、この移動通信装置１００が受信する信号の周波数範囲と、移動体通信システムにて提供されるチャネルが使用している周波数範囲との間に不一致が生じる場合、すなわち、受信信号に周波数誤差が含まれる場合、に対応した、拡散コードの生成パターンを示すデータを記憶している。
すなわち、メモリ２８は、送信側で所定のディジタル信号（例えば、０又は１）に対して割り当てられた信号点の位相が、復調器７により復調されたベースバンド信号において、所定量の周波数誤差により回転する場合に対応したコードパターンを示すデータを、記憶している。
例えば、メモリ２８は、受信信号に２００ｋＨｚや４００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ等の周波数誤差が含まれている場合に対応したコードパターンを示すデータを記憶している。
【００３７】
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、受信信号に含まれる所定量の周波数誤差に対応した拡散コードを用いて逆拡散することにより、ローカル発振信号の周波数を切り換えることなく複数の周波数位置におけるチャネルの有無を判別可能とすることで、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化することができる装置である。
【００３８】
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所在する時（圏外待受時）に、移動体通信システムが使用する所定の周波数範囲でチューニングして、通信を可能にするためのチャネルを検出する。
【００３９】
例えば、ＩＭＴ−２０００のシステムでは、下り無線リンク用として、２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚの周波数範囲が使用可能である。また、１つのチャネルには５ＭＨｚの帯域幅を有する周波数範囲が割り当てられ、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数は２００ｋＨｚステップで存在する。
【００４０】
そこで、シンセサイザー４は、例えば２００ｋＨｚステップで周波数を切換可能なローカル発振信号を生成してミキサ３に供給し、無線周波数帯の受信信号と乗積させる。この無線周波数帯の受信信号は、ＬＮＡ１により増幅されて第１のＢＰＦ２を通過したのち、ミキサ３に入力された信号である。
ミキサ３による乗積の結果得られた信号は、第２のＢＰＦ５に送られる。
【００４１】
第２のＢＰＦ５は、ミキサ３から受けた信号をフィルタリング処理することにより、中間周波数帯にダウンコンバートされた受信信号を抽出し、自動利得制御回路６に送る。
【００４２】
自動利得制御回路６は、第２のＢＰＦ５を通過した信号を利得可変で増幅し、復調器７に送る。
復調器７は、自動利得制御回路６から受けた中間周波数帯の受信信号からベースバンド信号を復調し、受信処理回路９及び探索処理回路１０に送る。
【００４３】
探索処理回路１０は、復調器７により復調されたベースバンド信号を受けると、これを複数のマッチトフィルタ２０〜２３に入力して、拡散コードとの相関演算を実行することにより逆拡散する。
【００４４】
この際、制御処理回路２７は、第１及び第２のコードパターン生成部３０、３１により、メモリ２８から読み出したデータに従った拡散コードの生成パターンを、複数のマッチトフィルタ２０〜２３に提供する。
【００４５】
メモリ２８には、受信信号における周波数誤差がない場合や、周波数誤差が２００ｋＨｚである場合、４００ｋＨｚである場合、６００ｋＨｚである場合等に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータが、予め記憶されている。すなわち、メモリ２８は、受信信号に含まれる周波数誤差が、チャネルの中心周波数が設定されうる周波数の間隔の整数倍に一致する場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶している。
【００４６】
この移動通信装置１００が受信する信号の周波数範囲と、移動体通信システムにて提供されるチャネルが使用している周波数範囲との間に不一致が生じる場合には、受信信号に周波数誤差が含まれる。
この際、送信側で所定のディジタル信号（例えば、０又は１）に対して割り当てられた信号点の位相は、復調器７により復調されたベースバンド信号において、図３に示すように、Ｉ−Ｑベクトル平面上をサンプルごとに回転する。
【００４７】
すなわち、この移動通信装置１００における受信信号のサンプリング周波数をＦｓ［Ｈｚ］、受信信号に含まれる周波数誤差をＥｒ［Ｈｚ］とする。この場合、送信側で所定のディジタル信号（例えば、０又は１）に対して割り当てられた信号点の位相は、サンプルごとに、数式１に示す角度θ［ｒａｄ］だけ回転する。
【数１】
θ＝２π×Ｅｒ／Ｆｓ ［ｒａｄ］
【００４８】
例えば、この移動通信装置１００における受信信号のサンプリング周波数が３．８４ＭＨｚであるとする。この場合、受信信号に２００ｋＨｚの周波数誤差が含まれているとすると、所定のディジタル信号に対応する信号点の位相は、サンプルごとに、０．３２７ｒａｄだけ回転する。
【００４９】
ここで、送信側でディジタル信号”１”に対して割り当てられる信号点が、Ｉ−Ｑベクトル平面上にて、（Ｉ，Ｑ）＝（１，０）で示されるとする。
このとき、復調器７により復調されるベースバンド信号においてディジタル信号”１”を示す信号点のＩ信号成分は、周波数誤差が２００ｋＨｚであると、サンプルごとに（１，０．９４７，０．７９４，０．５５６，０．２６０，−０．０６４１，−０．３８１，…）と変化する。また、復調器７により復調されるベースバンド信号においてディジタル信号”１”を示す信号点のＱ信号成分は、サンプルごとに（０，０．３２１，０．６０８，０．８３１，０．９６６，０．９９８，０．９２４，…）と変化する。
【００５０】
例えば、周波数誤差がない場合に対応した拡散コードが、（１，１，１，１，１，−１，−１，…）であるとする。
メモリ２８は、受信信号が２００ｋＨｚの周波数誤差を含んでいる場合に対応した拡散コードのＩ側待受パターンとして、（１，０．９４７，０．７９４，０．５５６，０．２６０，０．０６４１，０．３８１，…）を示すデータを記憶している。このデータは、周波数誤差がない場合に対応した拡散コードに、Ｉ信号における信号点の変動値を乗積することにより作成可能である。
また、メモリ２８は、受信信号が２００ｋＨｚの周波数誤差を含んでいる場合に対応した拡散コードのＱ側待受パターンとして、（０，０．３２１，０．６０８，０．８３１，０．９６６，−０．９９８，−０．９２４，…）を示すデータを記憶している。このデータは、周波数誤差がない場合に対応した拡散コードに、Ｑ信号における信号点の変動値を乗積することにより作成可能である。
【００５１】
制御処理回路２７は、メモリ２８から読み出したデータに従って、周波数誤差がない場合、２００ｋＨｚの場合、４００ｋＨｚの場合、６００ｋＨｚの場合等に対応した拡散コードの生成パターンを、複数のマッチトフィルタ２０〜２３に順次供給する。これにより、シンセサイザー４が生成するローカル発振信号の周波数を切り換えることなく、複数の周波数について、当該周波数を中心周波数としたチャネルの有無を判別することができる。
【００５２】
すなわち、第１のコードパターン生成部３０は、メモリ２８から読み出されたデータに従ってＩ側待受パターンを生成し、第１及び第２のマッチトフィルタ２０、２１に供給する。また、第２のコードパターン生成部３１は、メモリ２８から読み出されたデータに従ってＱ側待受パターンを生成し、第３及び第４のマッチトフィルタ２２、２３に供給する。
【００５３】
複数のマッチトフィルタ２０〜２３が相関演算を実行した結果は、第１及び第２の合成器２４、２５に供給されて合成され、逆拡散後のＩ信号及びＱ信号が生成される。
【００５４】
信号強度測定器２６は、第１の合成器２４により生成された逆拡散後のＩ信号と、第２の合成器２５により生成された逆拡散後のＱ信号とを、それぞれ自乗したのち加え合わせることによりベースバンド信号の電力を特定するなどして、受信信号の強度を測定する。
【００５５】
こののち、シンセサイザー４が生成するローカル発振信号の周波数を切り換えて所定の周波数範囲でチューニングしつつ、上述の処理と同様にして、受信信号の強度を測定する。
この際、シンセサイザー４が生成するローカル発振信号の周波数は、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ればよい。すなわち、ローカル発振信号の周波数を切り換える回数を低減して所定の周波数範囲における受信信号の強度分布を特定することができ、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化することができる。
これにより、消費電力を低減することが可能となる。
【００５６】
このようにして、探索処理回路１０は、受信信号の強度分布を特定して通信を可能とするチャネルを検出するとともに、初期同期を確立するための処理を実行することにより、例えば基地局との間で、無線にて通信可能か否かを判別することができる。
【００５７】
以上説明したように、この発明によれば、受信信号に所定量の周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予めメモリ２８に記憶しておき、複数のマッチトフィルタ２０〜２３が実行する相関演算により、ローカル発振信号の周波数を切り換えることなく、複数の周波数について、当該周波数を中心周波数とするチャネルの有無を判別することができる。
これにより、ローカル発振信号の周波数を切り換える回数を低減してチャネルを検出することができ、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化して、消費電力を低減することができる。
【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、メモリ２８には、周波数誤差がない場合、周波数誤差が２００ｋＨｚである場合、４００ｋＨｚである場合、６００ｋＨｚである場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータが記憶されてい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、さらに、周波数誤差が８００ｋＨｚである場合に対応した拡散コードの生成パターンをメモリ２８に予め記憶して、複数のマッチトフィルタ２０〜２３が相関演算を実行する際に利用してもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態では、移動通信装置１００がＩＭＴ−２０００のシステムに適用されるものとして説明したが、これに限定されず、スペクトラム拡散が施された信号を受信する任意の通信装置に適用可能である。
【００６０】
さらに、この発明は、ＡＦＣ（自動周波数制御）回路による初期引き込み動作に適用することで、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲を拡大し、初期同期を素早く確立することができる。
例えば、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲が３ｐｐｍ（parts per million）であるとすると、受信信号に含まれる周波数誤差が４ｐｐｍである場合には、ＡＦＣ回路単独での初期引き込みが不可能となる。
そこで、探索処理回路１０により測定された受信信号の強度分布から周波数誤差を検出し、検出結果に基づいてローカル発振信号の周波数を帰還制御することで、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲を実質的に拡大する。
【００６１】
図４は、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲を拡大するための移動通信装置１００の構成の一例を示す図である。
図示するように、この場合、移動通信装置１００は、周波数誤差検出回路１１を備え、探索処理回路１０が測定した受信信号の強度に基づいて周波数誤差を検出するなどして、ローカル発振信号の周波数を制御する。
【００６２】
例えば、周波数誤差検出回路１１は、探索処理回路１０にて生成されるコードパターンと対応付けられた周波数誤差を示す情報を取得し、受信信号の強度がピークとなる場合に対応する周波数誤差を検出する。周波数誤差検出回路１１は、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成し、例えばローカル発振器８が備えるＴＣＸＯ（図示せず）に印加するなどして、ローカル発振器８が生成するローカル発振信号の周波数を制御する。
【００６３】
具体例として、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲が３ｐｐｍである場合に、探索処理回路１０は、例えば３ｐｐｍに相当する周波数誤差に対応したコードパターンを生成して、受信信号の強度を測定する。こうして、例えば４ｐｐｍといった、従来ではＡＦＣによる捕捉ができなかった周波数誤差を含んでいる場合にも、ローカル発振信号の周波数を適切に制御して、初期同期を素早く確立することができる。
この場合、メモリ２８は、受信信号に３ｐｐｍの周波数誤差が含まれる場合に対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶している。
【００６４】
ここで、探索処理回路１０と同一の構成を有する複数の探索処理回路１０１〜１０ｍ（ｍは自然数）を設け、それぞれ互いに異なる周波数誤差が含まれている場合に対応した初期同期用のコードパターンを使用して、受信信号の強度を測定するようにしてもよい。
この際、周波数誤差検出回路１１は、複数の探索処理回路１０１〜１０ｍが測定した受信信号の強度がピークとなる場合に対応する周波数誤差を検出する。周波数誤差検出回路１１は、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成し、例えばローカル発振器８が備えるＴＣＸＯに印加することにより、ローカル発振信号の周波数を帰還制御することができる。
【００６５】
図５は、一例として、３つの探索処理回路１０１〜１０３を用いた移動通信装置１００の構成を示す図である。
ここで、例えば、ＡＦＣにより捕捉可能な周波数範囲が３ｐｐｍである場合には、３つの探索処理回路１０１〜１０３により、それぞれ、０ｐｐｍ（位相回転なし）、＋３ｐｐｍ、−３ｐｐｍの周波数誤差が含まれている場合に対応した初期同期用のコードパターンを生成し、受信信号の強度を測定する。周波数誤差検出回路１１は、各探索処理回路１０１〜１０３が測定した受信信号の強度がピークとなる場合に対応する周波数誤差を検出し、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成して、ローカル発振信号の周波数を制御する。
この場合、メモリ２８は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合、＋３ｐｐｍの周波数誤差が含まれている場合、−３ｐｐｍの周波数誤差が含まれている場合のそれぞれに対応した拡散コードの生成パターンを示すデータを、予め記憶している。
このようにして、ＡＦＣにより初期引き込みが可能な周波数範囲を拡大し、初期同期をより迅速に確立することができる。
なお、複数の探索処理回路１０１〜１０ｍにおいては、制御処理回路２７やメモリ２８を個別に設ける必要はなく、設計に応じて、共通化するようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
この発明によれば、電源投入時や圏外待受時の処理を簡単化して、消費電力を低減することができる。
【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】探索処理回路の構成を示す図である。
【図３】所定のディジタル信号に対して割り当てた信号点の位相について説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例の構成の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る移動通信装置の変形例の構成の一例を示す図である。
【図６】従来の移動通信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１、５０ ＬＮＡ
２、５、５１、５４ ＢＰＦ
３、５２ ミキサ
４、５３ シンセサイザー
６、５５ 自動利得制御回路
７、５６ 復調器
８、５７ ローカル発振器
９ 受信処理回路
１０、１０１〜１０ｍ 探索処理回路
１１ 周波数誤差検出回路
２０〜２３ マッチトフィルタ
２４、２５ 合成器
２６ 信号強度測定器
２７ 制御処理回路
２８ メモリ
３０、３１ コードパターン生成部
１００ 移動通信装置
Claims (5)
- スペクトラム拡散が施された信号を受信して、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する移動通信装置であって、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度測定手段と、
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段を備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータ、及び周波数誤差がチャネルの中心周波数となりうる周波数の間隔の整数倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータを、予め記憶している、
ことを特徴とする移動通信装置。 - スペクトラム拡散が施された信号を受信して、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する移動通信装置であって、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度測定手段と、
前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段と、
前記信号強度測定手段による測定結果に基づいて受信信号に含まれる周波数誤差を検出し、検出した周波数誤差に対応する大きさの制御電圧を生成してローカル発振信号の周波数を制御する周波数制御手段とを備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、自動周波数制御による初期引き込みが可能な範囲を拡大するためのデータとして、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータと、周波数誤差が自動周波数制御単独による初期引き込み可能な範囲の＋１倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータと、周波数誤差が自動周波数制御単独による初期引き込み可能な範囲の−１倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータとを、予め記憶している、
ことを特徴とする移動通信装置。 - スペクトラム拡散が施された信号を受信して、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する移動通信装置であって、
周波数を切換可能なローカル発振信号を生成して受信信号の周波数を規定するローカル発振信号生成手段と、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散手段と、
前記逆拡散手段が逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成手段と、
前記逆拡散手段により逆拡散された信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度特定手段とを備え、
前記ローカル発振信号生成手段は、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ローカル発振信号の周波数を切り換え、
前記パターン生成手段は、前記ローカル発振信号生成手段によりローカル発振信号の周波数が切り換えられるごとに、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応した拡散コードの生成パターンと、周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンとを、順次前記逆拡散手段に供給して、逆拡散処理を実行させる、
ことを特徴とする移動通信装置。 - 前記パターン生成手段が生成するコードパターンを示すデータを記憶する記憶手段を備え、
前記パターン生成手段は、前記記憶手段から読み出されたデータに従ったコードパターンを生成し、
前記記憶手段は、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応したコードパターンを示すデータ、及び周波数誤差がチャネルの中心周波数となりうる周波数の間隔の整数倍となる場合に対応したコードパターンを示すデータを、予め記憶している、
ことを特徴とする請求項３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て、受信信号の強度分布を特定し、特定した強度分布に基づいてチャネルを検出して通信を実行する通信方法であって、
周波数を切換可能なローカル発振信号を生成して受信信号の周波数を規定するローカル発振信号生成ステップと、
受信信号と拡散コードとの相関演算による逆拡散処理を実行する逆拡散ステップと、
前記逆拡散ステップにて逆拡散処理を実行する際の拡散コードを規定するコードパターンを生成するパターン生成ステップと、
前記逆拡散ステップにて逆拡散した信号に基づいて、受信信号の強度分布を特定する信号強度特定ステップとを備え、
前記ローカル発振信号生成ステップは、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ローカル発振信号の周波数を切り換え、
前記パターン生成ステップは、前記ローカル発振信号生成ステップにてローカル発振信号の周波数が切り換えられるごとに、受信信号に周波数誤差が含まれていない場合に対応した拡散コードの生成パターンと、周波数誤差が含まれている場合に対応した拡散コードの生成パターンとを順次生成して、前記逆拡散ステップにおける逆拡散処理に供する、
ことを特徴とする通信方法。
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