JP4006740B2 - レイク受信装置及びレイク受信装置に於ける処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、直接拡散符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ；Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に於けるマルチパス・フェージング等による受信電界強度や位相の変動に対する受信特性を改善するレイク受信装置及びレイク受信装置に於ける処理方法に関する。

ＣＤＭＡ方式は、移動通信システムやＷＬＬ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ｌｏｏｐ）等の半固定通信システム等の各種の通信システムに適用されている。例えば、移動通信システムとして北米で標準化されたＩＳ−９５方式は、拡散帯域を１．２５ＭＨｚとしている。これに対して、次世代の移動通信システムとしての広帯域ＣＤＭＡ方式は、拡散帯域を５ＭＨｚとしている。

通常の移動通信に於いては、移動体の速度や搬送波周波数によって決まる最大周波数を有するランダムな振幅，位相の変化やフェージングが生じる。従って、固定無線通信システムに比較して、安定な受信状態を維持することが容易ではない。このような周波数選択性フェージングの影響を軽減する為には、狭帯域の信号を広帯域に拡散して送信するＣＤＭＡ方式が有効である。

又移動通信システムに於いては、高層ビル等による反射波が遅延波として受信され、移動体の周辺環境によって大きく変化するマルチパスフェージングが問題となる。そして、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式に於いては、遅延波が拡散符号に対して干渉波となるから、受信特性の劣化を招くことになる。このような遅延波による受信特性の劣化を改善する為に、レイク（ＲＡＫＥ）受信装置が適用されている。このレイク受信装置は、マルチパスの各パスを介して到来する遅延波毎に逆拡散復調を行い、それぞれ異なる遅延時間の逆拡散復調出力信号の時間調整を行い、且つ受信レベルに応じて重み付けを行って合成出力するものである。

前述のＩＳ−９５方式に従った送信部及び受信部の要部を図１９に示す。同図に於いて、１０１は畳み込み符号化部 、１０２はインターリーバ、１０３はＭアレイ（Ｍ−ａｒａｙ）直交変調部、１０４はＯＱＰＳＫ（Ｏｆｓｅｔ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調部、１０５は無線送信部（Ｔｘ）を示し、送信部を構成している。

又１１１はアンテナ対応の無線受信部（Ｒｘ）、１１２はＯＱＰＳＫ復調部、１１３は信号選択部、１１４は復調部（Ｆｉｎｇｅｒ１〜４）、１１５は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）、１１６はデインターリーバ、１１７はビタビ復号部、１１８はサーチャを示し、受信部を構成している。

送信部は、送信音声信号や各種の送信データ等の入力信号を、畳み込み符号化部１０１に於いて所定の拘束長に従った畳み込みにより符号化し、インターリーバ１０２によりインターリーブ処理する。例えば、１６行×２４列のメモリに列方向に書込み、行方向に読出すことにより、インターリーブ処理することができる。そして、直交変調部１０３により直交変調し、ウォルシュ（Ｗａｌｓｈ）コードに変換する。例えば、６４次のウォルシュ符号化による拡散処理を行う。そして、ＯＱＰＳＫ変調部１０４によりオフセット位相シフト変調を行い、無線送信部１０５により無線周波数に変換して送信する。

受信部は、複数のセクタ毎に複数のアンテナを有し、アンテナ対応の無線受信部１１１により前述のような送信部からの信号を受信し、それぞれＯＱＰＳＫ復調部１１２によりオフセット位相シフト変調信号の復調を行い、信号選択部１１３とサーチャ１１８とに入力する。サーチャ１１８は、ＯＱＰＳＫ復調部１１２からの復調信号を高速処理して、選択するＯＱＰＳＫ復調部１１２を判定し、信号選択部１１５を制御して、選択したＯＱＰＳＫ復調部１１２をフィンガの復調部１１４に接続する。

フィンガの復調部１１４は、逆拡散復調と、高速アダマール変換との機能を含み、各フィンガの復調部１１４の復調出力をウォルシュコード対応に合成し、最大値選択部１１５により最大値を選択して、デインターリーバ１１６に入力し、送信部のインターリーバ１０２と逆の処理のデインターリーブ処理を行い、ビタビ復号部１１７により最尤復号処理を行って受信出力とする。

フィンガの復調部１１４は、例えば、図２０に示す構成を有するものであり、１２１は逆拡散部、１２２は高速アダマール変換部（ＦＨＴ；Ｆａｓｔ Ｈａｄａｍａｒｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、１２３はエネルギ算出部（Ｉ^２＋Ｑ^２）、１２４は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）、１２５はフィンガ品質判定部、１２６はゲート回路（ＧＡＴＥ）、１２７はタイムトラッキング部、１２８はＰＮ発生器、１１５は図１９に於ける最大値選択部に対応する最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

ＯＱＰＳＫ復調部１１２（図１９参照）により復調されたＩ，Ｑチャネルの信号を、信号選択部１１３を介して復調部１１４の逆拡散部１２１に入力する。この逆拡散部１２１には、ＰＮ発生器１２８からの拡散コードを入力して、Ｉ，Ｑチャネルの信号を逆拡散復調し、高速アダマール変換部１２２に於いてアダマール変換する。変換されたウォルシュ（Ｗａｌｓｈ）コードＷ_０〜Ｗ_６３をエネルギ算出部１２３に入力し、Ｉチャネル成分とＱチャネル成分との自乗の和によるエネルギＥ_０〜Ｅ_６３を求めてゲート回路１２６と最大値選択部１２４とに入力し、最大値選択部１２４により選択した最大値をフィンガ品質判定部１２５に入力する。

フィンガ品質判定部１２５は、図２１に示すように、最大値選択部１２４により選択した最大エネルギＥｍａｘと、閾値ＴＨとを比較する比較回路によって構成され、最大エネルギＥｍａｘが閾値ＴＨを超えていると、このフィンガの品質が良いと判定して、他の品質の良いフィンガと合成する為に、ゲート回路１２６を開く制御信号を出力する。このような閾値ＴＨを超える最大エネルギＥｍａｘが得られる状態を、フィンガのロック状態と称することもある。

又逆拡散を行う遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）は、サーチャ１１８から与えるものであるが、高速な遅延変動に追従する為に、フィンガ内部でもこの遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）を変更する機能を有するもので、タイムトラッキング部１２７は、逆拡散復調された信号によって遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）の動きを捕捉し、それによって、ＰＮ発生器１２８を最新の遅延時間に追従するように制御するものである。なお、サーチャ１１８は、相関検出による相関値の大きいパスをフィンガに割り当てるように制御し、且つこのパスの変動に追従する機能を備えている。

又複数のマルチパス信号の中の信号強度に相当する相関値の大きい順にｎ個のマルチパス信号を選択し、選択したマルチパス信号が総て所定値以下に低下した時、選択状態を所定時間維持する受信手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。又最高レベルの信号とそれ以外の信号とのそれぞれのレベル差を求めて、所定の閾値以上の信号に対する逆拡散復調手段をオフ状態に制御するレイク受信機も知られている（例えば、特許文献２参照）。又複数のフィンガ毎に受信品質を求め、閾値以下のフィンガをオフとするレイク受信機も知られている（例えば、特許文献３参照）。又フィンガ間のタイミング差が小さい場合に、同一パスとして処理しないように制御するレイク受信手段も知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開平６−１２５３２９号公報 特開平７−２３１２７８号公報 特開平１１−８６０６号公報 特開平１１−１６８４４８号公報

ＤＳ−ＣＤＭＡ方式は、高能率の誤り訂正機能によって低Ｅｂ／Ｎｏ（Ｅｂ＝ビット当たりのエネルギ、Ｎｏ＝平均電力スペクトル密度）まで使用可能となり、又瞬時的なフェージングによる瞬断が生じることがある。このような状態に於いて、フィンガ品質判定部１２５に於いては、閾値ＴＨを超える最大エネルギＥｍａｘが得られないことにより、ロック外れとなる。更に、総てのフィンガに於いてロック外れの状態となることもあり、この場合、総ての復調出力信号が合成されないことになり、ビタビ復号部１１７等のデコード回路には、オール“０”が入力されて、入力信号断の状態となり、その前後の信号は全く再生されない状態となる問題がある。

又サーチャが割り当てる遅延時間について、フィンガが制御するトラッキング機能があるが、２以上のフィンガに対して近似した遅延時間を割り当てた場合に、トラッキング機能が作用して、同一の遅延時間となる場合がある。例えば、図２２に示すように、時間１では、フィンガ１，２に対して異なる遅延時間を割り当てたが、次の時間２ではフィンガ１，２のトラッキング機能により相互に近づくように制御され、更に次の時間３では、フィンガ１，２の遅延時間が一致するように制御されることがある。この場合に、セクタ及びアンテナが同一であると、全く同一の条件のフィンガが複数存在することになる。このような状態となると、レイク受信のゲインが殆どなく、フィンガを無駄に使用する問題がある。

又サーチャの指示により、フィンガに、セクタ，アンテナ，遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）等の割り当てを行うものであるが、一般的な手法として、フィンガ品質が劣化しているフィンガ（ロック外れのフィンガ）を、新たな割り当てを行う場合の割り当て対象とする。この割り当て対象フィンガが複数存在する場合、無規則に割り当てを行うと、低Ｅｂ／Ｎｏの場合に安定な動作ができなくなる問題がある。例えば、低Ｅｂ／Ｎｏ状態であると、割り当てたフィンガの品質判定出力は良と不良とを繰り返すことがあり、又フェージングで瞬断変動が発生したりする。即ち、短時間の判定では、本来必要な信号であるか否かを判定できない可能性が大きい問題がある。

本発明は、前述の問題点を解決し、安定且つ効率の良いレイク受信を可能とすることを目的とする。

本発明のレイク受信装置は、フィンガ品質判定部と復調部とをそれぞれ有する複数のフィンガの出力信号を合成して出力するレイク受信装置であって、セクタ番号とアンテナ番号と遅延時間等の条件が総て一致するか否かを判定し、前記条件が一致した何れか一方のフィンガの動作を停止させるフィンガ状態判定部を設ける。

又フィンガ状態判定部は、複数のフィンガを順次選択して、フィンガ間の条件が同一であるか否かを時分割的に判定する構成を備えることができる。

複数のフィンガの出力信号を合成して出力するレイク受信装置に於いて、全フィンガの品質不良時でも、少なくとも１フィンガの出力信号を合成出力するから、受信出力信号を継続させることが可能となり、低Ｅｂ／Ｎｏに於ける受信特性が改善され、且つマルチパスの変動、特に瞬断が生じても、受信処理の安定化を図ることができると共に、複数のフィンガが同一のセクタ，アンテナ，遅延時間等の同一条件で動作する無駄な状態が発生した場合に、何れか一方を継続して動作させ、他方の動作を停止させることにより、フィンガを有効利用することが可能となる。

本発明のレイク受信装置は、図を参照して説明すると、フィンガ品質判定部３−１〜３−４と復調部２−１〜２−４とをそれぞれ有する複数のフィンガの出力信号を合成して出力するレイク受信装置であって、複数のフィンガの遅延時間等の条件が同一であるか否かを判定し、条件が同一の何れか一方のフィンガの動作を停止させるフィンガ状態判定部を設ける。

以下図１〜図１８を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、レイク受信装置の要部説明図であり、１−１〜１−４はフィンガ、２−１〜２−４は復調部、３−１〜３−４はフィンガ品質判定部、４−１〜４−４は選択制御部（ＳＥＬ）、５−１〜５−４はスイッチ回路、６は合成判定部、７はオア回路、８は全フィンガ品質劣化時の合成論理出力部、９は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

フィンガ１−１〜１−４は、それぞれ復調部２−１〜２−４とフィンガ品質判定部３−１〜３−４と選択制御部４−１〜４−４とスイッチ回路５−１〜５−４とを含み、復調部２−１〜２−４の復調出力信号をスイッチ回路５−１〜５−４に入力し、スイッチ回路５−１〜５−４の出力信号を加算器の記号で示す合成部に於いて合成し、最大値選択部９に入力する。この最大値選択部９により選択した最大値を示す信号を、図示を省略したデインターリーバによりデインターリーブし、ビタビ復号部により最尤復号して、受信出力信号とする。

又合成判定部６は、フィンガ品質判定部３−１〜３−４からの判定出力信号を入力するオア回路７と、合成論理出力部８とを備えており、オア回路７の出力信号をフィンガ対応の選択制御部４−１〜４−４に共通に入力し、合成論理出力部８のフィンガ対応の出力信号をそれぞれ選択制御部４−１〜４−４に制御信号として入力する。選択制御部４−１〜４−４は、入力された信号を基にスイッチ回路５−１〜５−４のオン，オフを制御するもので、フィンガ品質判定部３−１〜３−４の判定出力信号が品質良を示す時は、スイッチ回路５−１〜５−４をオンとし、フィンガ品質良の復調部２−１〜２−４の復調出力信号の合成を行うことになる。

又合成論理出力部８は、スイッチ回路５−１〜５−４の何れか１個をオンとするような制御信号を選択制御部４−１〜４−４に入力し、選択制御部４−１〜４−４は、フィンガ品質判定部３−１〜３−４の判定出力信号が総て品質不良を示す時、オア回路７の出力信号が“０”となるから、選択制御部４−１〜４−４からの制御信号に従ってスイッチ回路５−１〜５−４のオン，オフを制御し、全フィンガの品質不良の場合でも、少なくとも１フィンガの出力信号を合成部に出力する。なお、全フィンガの品質不良を示す信号を出力するオア回路７の機能を、各選択制御部４−１〜４−４に設けることも可能である。即ち、全フィンガ品質判定部３−１〜３−４の判定出力信号を、前記選択制御部４−１〜４−４に入力して、自フィンガの品質と全フィンガの品質とを基に、スイッチ回路５−１〜５−４を制御する構成とすることできる。又合成論理出力部８からの制御信号は、予め設定した固定パターン或いは時間経過や他の条件により変更するパターンとすることができる。このような構成は、レジスタやカウンタ等のハードウェア或いはソフトウェアによって容易に実現できる。

図２は復調部の要部説明図であり、２０は合成判定部、２１は逆拡散部、２２は高速アダマール変換部（ＦＨＴ）、２３−０〜２３−６３は６４次ウォルシュ（Ｗａｌｓｈ）コード対応のエネルギ算出部（Ｉ^２＋Ｑ^２）、２４は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）、２５はフィンガ品質判定部、２６は選択出力部、２７はタイムトラッキング部、２８はＰＮ発生器、２９は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

この最大値選択部２９は、図１の最大値選択部９に対応し、又合成判定部２０は、図１の合成判定部６に対応する。又選択出力部２６は、図１の選択制御部とスイッチ回路とに対応する。従って、図１に於けるフィンガ１〜４対応のスイッチ回路５−１〜５−４の出力信号を合成するフィンガ合成部は、ウォルシュコードの次数対応の合成を行う構成となる。

又無線通信システムに於けるセクタ対応の単一又は複数のアンテナにより受信し、ＯＱＰＳＫ復調により得られたＩ，Ｑチャネルの信号をサーチャ（図示を省略）の制御に従って選択して逆拡散部２１に入力し、ＰＮ発生器２８からの拡散コードを入力して、Ｉ，Ｑチャネルの信号を逆拡散復調し、高速アダマール変換部２２に於いてアダマール変換する。変換されたウォルシュ（Ｗａｌｓｈ）コードＷ_０〜Ｗ_６３をエネルギ算出部２３−０〜２３−６３に入力し、Ｉチャネル成分とＱチャネル成分との自乗の和（Ｉ^２＋Ｑ^２）によるエネルギＥ_０〜Ｅ_６３を求めて選択出力部２６に入力し、エネルギＥ_０〜Ｅ_６３の中の最大値を最大値選択部２４により選択してフィンガ品質判定部２５に入力する。

フィンガ品質判定部２５は、最大値選択部２４により選択した最大エネルギＥｍａｘと閾値ＴＨとを比較し、閾値ＴＨを超えている場合に、フィンガ品質良と判定する。フィンガ品質判定出力信号が良を示す時に、選択出力部２６のスイッチ回路をオンとする。それにより、エネルギ算出部２３−０〜２３−６３からのエネルギＥ_０〜Ｅ_６３を加算器の記号で示す合成部に出力し、この合成部に於いて、ウォルシュコード対応に他のフィンガのエネルギＥ_０〜Ｅ_６３と合成して最大値選択部２９に入力する。この最大値選択部２９は、レイク合成されたエネルギＥ_０〜Ｅ_６３の中の最大値を示すエネルギを選択して受信コードとし、図示を省略したインターリーバやビタビ復号部に入力する。

又逆拡散を行う遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）は、前述のように、図示を省略したサーチャから与えるものであるが、高速な遅延変動に追従する為に、フィンガ内部でもこの遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）を変更する機能を有するものであり、タイムトラッキング部２７は、逆拡散復調された信号によって遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）の動きを捕捉し、それによって、ＰＮ発生器２８を最新の遅延時間に追従するように制御し、逆拡散部２１に於ける逆拡散復調を継続させる。

図１に於ける選択制御部４−１〜４−４は、フィンガ品質判定部３−１〜３−４の判定出力信号と、オア回路７の出力信号と、合成論理出力部８からの制御信号とに基づいて、スイッチ回路５−１〜５−４のオン，オフを制御するものであり、例えば、選択制御部４−１は、フィンガ品質判定部３−１の判定出力信号が“１”（フィンガ１−１の品質良）の場合、スイッチ回路５−１をオンとする。又フィンガ品質判定部３−１の判定出力信号が“０”（フィンガ１−１の品質不良）の場合、オア回路７の出力信号が“１”であると、他のフィンガの品質が良であることを示すから、スイッチ回路５−１をオフとする。

又フィンガ品質判定部３−１の判定出力信号が“０”で、且つオア回路７の出力信号も“０”の場合、全部のフィンガの品質が不良となった場合であるから、合成論理出力部８からの制御信号に従ってスイッチ回路のオン，オフを制御する。例えば、合成論理出力部８から選択制御部４−１に対する制御信号が“１”の場合、選択制御部４−１はスイッチ回路５−１をオンとする。この場合に、合成論理出力部８から選択制御部４−２に対する制御信号が“０”であれば、選択制御部４−２はスイッチ回路５−２をオフとする。

従って、総てのフィンガが瞬時的にロック外れとなっても、合成論理出力部８の制御信号により、少なくとも１フィンガの復調出力信号が合成部に出力されるから、受信復調信号は途切れることなく出力することができる。

図３は、図１と異なるレイク受信装置の要部を示し、３１−１〜３１−４はフィンガ、３２−１〜３２−４は復調部、３３−１〜３３−４はフィンガ品質判定部、３４−１〜３４−４は選択制御部（ＳＥＬ）、３５−１〜３５−４はスイッチ回路、３６は合成判定部、３７はオア回路、３８は全フィンガ品質劣化時の合成論理出力部、３９は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

このレイク受信装置の合成論理出力部３８に於ける全フィンガ品質劣化時の合成論理は、全フィンガの品質劣化直前の状態が確からしいと推定し、全フィンガの品質劣化直前の状態を保持して、全フィンガの品質劣化時には、保持していた状態を継続するように制御するものである。

その為に、各フィンガ３１−１〜３１−４の選択制御部３４−１〜３４−４の出力信号（図面上の丸付き数字を以下括弧付き数字として示す）（１）〜（４）、即ち、スイッチ回路３５−１〜３５−４を制御する信号を合成論理出力３８に入力し、且つオア回路３７の出力信号の全フィンガ品質劣化を示す時に“０”となる信号を入力して、オア回路３７の出力信号が“１”の時の出力信号（１）〜（４）を保持し、オア回路３７の出力信号が“０”となった時に、その直前の保持していた出力信号（１）〜（４）を出力する。従って、選択制御部３４−１〜３４−４はオア回路３７の出力信号が“０”の時に、その直前の状態の出力信号（１）〜（４）によってスイッチ回路３５−１〜３５−４を制御することができる。

図４は図３に於ける合成判定部の説明図であり、合成論理出力部３８を、メモリやフリップフロップ等からなる保持回路３８ａにより構成した場合を示し、オア回路３７に、前述のように、各フィンガ３１−１〜３１−４のフィンガ品質判定部３３−１〜３３−４の判定出力信号を入力し、その出力信号を各フィンガ３１−１〜３１−４の選択制御部（ＳＥＬ）３４−１〜３４−４に入力すると共に、保持回路３８ａに入力する。

又保持回路３８ａに、各フィンガ３１−１〜３１−４の選択制御部３４−１〜３４−４の出力信号（１）〜（４）を入力してそれぞれの最新の信号を保持し、オア回路３７の出力信号が“０”となった時、即ち、全フィンガの品質劣化時に、その“０”直前に保持していた信号を、フィンガ３１−１〜３１−４の選択制御部３４−１〜３４−４に合成判定出力信号として入力する。

各フィンガ３１−１〜３１−４の選択制御部３４−１〜３４−４は、全フィンガの品質劣化を示すオア回路３７の出力信号が“０”の時に、合成判定部３６の合成論理出力部３８からの合成判定出力信号に従ってスイッチ回路３５−１〜３５−４を制御するから、全フィンガの品質劣化直前の状態を継続し、復調出力信号を継続して最大値選択部３９に入力することができる。

図５は、図１及び図３と異なるレイク受信装置の要部説明図であり、４１−１〜４１−４はフィンガ、４２−１〜４２−４は復調部、４３−１〜４３−４はフィンガ品質判定部、４４−１〜４４−４は選択制御部（ＳＥＬ）、４５−１〜４５−４はスイッチ回路、４６は合成判定部、４７はオア回路、４８は合成論理出力部、４９は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

このレイク受信装置の合成論理出力部４８による全フィンガ品質劣化時の合成論理は、受信状態が時々刻々変化し、最良のフィンガであっても品質劣化となる場合があるから、全フィンガ品質劣化時に、フィンガ間の比較により最も良いフィンガを選択して、エネルギ最大のフィンガのみを合成するものである。

その為に、合成判定部４６の合成論理出力部４８に、復調部４２−１〜４２−４からの最大エネルギを示す信号（５）〜（８）を入力する。フィンガ品質判定部４３−１〜４３−４は、前述のように、復調部４２−１〜４２−４からの最大エネルギを示す信号が閾値を超えている場合に、フィンガ品質良と判定して“１”の信号を出力し、又閾値を超えない場合は、フィンガ品質不良と判定して“０”の信号を出力し、それぞれ対応する選択制御部４４−１〜４４−４に入力すると共に、オア回路４７を介して選択制御部４４−１〜４４−４に共通に入力する。

図６は図５に於ける合成判定部を示し、最大値検出部５１とデコード回路５２とにより合成論理出力部４８を構成し、オア回路４７に、前述のように、各フィンガ４１−１〜４１−４のフィンガ品質判定部４３−１〜４３−４の判定出力信号を入力し、オア回路４７の出力信号を各フィンガ４１−１〜４１−４の選択制御部（ＳＥＬ）４４−１〜４４−４に入力する。

又最大値検出部５１は、各フィンガ４１−１〜４１−４のフィンガ品質判定部４３−１〜４３−４に入力するフィンガ対応の最大エネルギの信号（５）〜（８）を比較して最大値を検出し、その最大値となるフィンガ番号を出力する。デコード回路５２は、このフィンガ番号に対応する選択制御部４４−１〜４４−４に対する合成判定部出力信号を出力する。それにより、全フィンガ品質劣化の場合に、その中でも最良のフィンガを検出してフィンガ合成を行うことにより、復調出力信号を中断させないようにすることができる。

図７は、レイク受信装置の要部説明図であり、６１−１〜６１−４はフィンガ、６２−１〜６２−４は復調部、６３−１〜６３−４はフィンガ品質判定部、６４−１〜６４−４は選択制御部（ＳＥＬ）、６５−１〜６５−４はスイッチ回路、６６は合成判定部、６７はオア回路、６８は合成論理出力部、６９は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

このレイク受信装置の合成論理出力部６８による全フィンガ品質劣化時の合成論理は、全フィンガ品質劣化の直後の場合に於いては、その直前の合成状態が最適と考えられるが、全フィンガ品質劣化後の時間経過により受信状態が変化するから、フィンガ間の比較により最も良いフィンガを選択してフィンガ合成するものである。

その為に、合成判定部６６の合成論理出力部６８に、選択制御部６４−１〜６４−４の出力信号（１）〜（４）と、復調部４２−１〜４２−４からの最大エネルギを示す信号（５）〜（８）とを入力する。又フィンガ品質判定部６３−１〜６３−４の判定出力信号を、それぞれ対応する選択制御部６４−１〜６４−４に入力すると共にオア回路６７を介して共通に選択制御部６４−１〜６４−４に入力する。

図８は図７に於ける合成判定部６６を示し、６８−１は最大値検出部、６８−２はデコード回路、６８−３は保持回路、６８−４はセレクタ、６８−５はタイマ回路、６７はオア回路を示す。最大値検出部６８−１は、復調部６２−１〜６２−４からの最大エネルギを示す信号（５）〜（８）の中の最大値を検出し、その最大値を示すフィンガ番号を出力する。デコード回路６８−２は、最大値を示すフィンガに対する合成判定出力信号をセレクタ６８−４のＢ端子に入力する。又選択制御部６４−１〜６４−４からの出力信号（１）〜（４）を保持回路６８−３により保持し、オア回路６７の出力信号が“０”の直前の保持状態を維持して、セレクタ６８−４のＡ端子に入力する。

タイマ回路６８−５は、オア回路６７が全フィンガ品質劣化を示す“０”をトリガとして動作を開始し、セレクタ６８−４を制御するもので、最初はＡ端子を選択して出力し、設定された時間経過によりＢ端子を選択して出力する。従って、全フィンガ品質劣化直後は、その直前のフィンガ合成状態を継続し、設定時間経過後に、品質劣化のフィンガの中でも最良のフィンガを合成対象とする。この場合の設定時間は、通信システムの条件に対応して選定することができる。

図９は、レイク受信装置の要部説明図であり、７１−１〜７１−４はフィンガ対応の復調部、７２は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）、７３はフィンガ状態判定部を示す。この実施の形態は、複数のフィンガが同一条件となったことをフィンガ状態判定部７３で判定して、同一条件の何れか一方のフィンガの動作を停止させるものである。

例えば、図２２について説明したように、時間１に於いて、同一のセクタの同一のアンテナ対応に、フィンガ１，２に対してマルチパスに従った異なる遅延時間を割り当て、次の時間２ではフィンガ１，２のトラッキング機能により相互に近づくように制御され、更に次の時間３では、フィンガ１，２の遅延時間が一致するように制御されて、全く同一の条件のフィンガが複数存在することがあり、このような状態となると、レイク受信のゲインが殆どなく、フィンガを無駄に使用することになる。そこで、フィンガ状態判定部７３は、このような状態を判定すると、同一条件の何れか一方のフィンガの動作を停止させ、停止させたフィンガは、サーチャによる割り当てを可能とし、有効利用を図ることができる。

図１０は、図９に於けるフィンガ状態判定部の説明図であり、フィンガ１，２，３，４の順序でフィンガ１の優先順位を高くした場合を示し、判定部７３−１〜７３−６は、それぞれフィンガ１，２間、フィンガ１，３間、フィンガ１，４間、フィンガ２，３間、フィンガ２，４間、フィンガ３，４間で同一条件か否かの判定を行う。

その為に、一致検出部７４−１〜７４−３とアンド回路７５とを設け、セクタ番号（セクタＮｏ）とアンテナ番号（アンテナＮｏ）と遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）等とをそれぞれ一致検出部７４−１〜７４−３により比較して、フィンガ割り当ての情報が総て一致すると、フィンガ間が同一の条件で動作することを示し、アンド回路７５の出力信号が“１”となる。これをフィンガ停止信号とする。例えば、フィンガ１，２の条件が同一となると、フィンガ２に対する停止信号が出力される。又フィンガ２，３の条件が同一となると、フィンガ３に対する停止信号が出力される。

図１１は、フィンガ状態判定部の説明図であり、図１０の１個の判定部を時分割的に使用する構成の場合を示すもので、時分割的に制御する為のコントローラ７６を設け、ステップ１〜６に従ってフィンガｎ，ｍ（ｎ＝２，３，４，ｍ＝１，２，３）を選択し、同一条件か否かを判定して、同一条件の場合にフィンガｎに停止信号を出力する。例えば、フィンガｍ＝１，ｎ＝３の比較により、同一条件となると、フィンガｎ＝３に停止信号を出力する。この場合、６ステップによる多重化処理を行っているから、フィンガ状態判定部の回路規模を１／６にすることができる。又フィンガｎに対する停止信号は、フィンガｎ対応にラッチし、この停止したフィンガをサーチャが割り当てることにより、ラッチしていた停止信号をリセットすることができる。

図１２はフィンガ割り当ての動作説明図であり、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，・・・は、フィンガ割り当ての種類、例えば、セクタ番号，アンテナ番号，遅延時間（ＰＮ−ＯＦＦＳＥＴ）等を含み、サーチャが割り当て候補とする。例えば、時間１に於いて、フィンガ１にＡ、フィンガ２にＢ、フィンガ３にＣ、フィンガ４にＤをそれぞれ割り当てた状態を出発点とし、網掛け部分は品質良（ロック状態）であることを示す。即ち、時間１〜６にわたってＡを割り当てたフィンガ１の品質が良であり、又時間４，５に於けるＦを割り当てたフィンガ３の品質が良であることを示している。

又時間３に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｅ，Ｆは、フィンガ１の品質が良であるから、フィンガ番号の若番順に従ってフィンガ２にＥを割り当て、次のフィンガ３にＦを割り当てる。又次の時間５に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｇ，Ｈは、その時点でフィンガ１，３の品質が良であるから、フィンガ２にＧを割り当て、フィンガ４にＨを割り当てる。又時間７に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｉは、その時点でフィンガ１の品質が不良となり、フィンガ２の品質が良であるから、フィンガ１にＩを割り当てる。又時間９に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｊ，Ｋは、フィンガ１，３に割り当てる。

前述のように、品質不良のフィンガ番号の若番順に割り当てを行った場合、例えば、最も若番で割り当ての順位が高いフィンガ１は、品質が良の場合は割り当ての変更はないが、品質不良の場合、例えば、時間７〜１５に於いて、Ｉ，Ｊ，Ｌ，Ｍ，Ｏのように割り当てが頻繁に変更される。又例えば、フィンガ１に割り当てたＬが、次の時間に品質良となる場合でも、サーチャ出力の割り当て候補Ｍが割り当てられることになる。又最も割り当ての順位が低いフィンガ４は、品質良となる場合がないが、割り当ての変更は少ない。

従って、割り当て順位の高いフィンガに新たに割り当てた時に品質不良であっても、僅かな時間の経過で品質良となる場合が多いものであるが、次に新たな割り当て候補が発生すると、それが割り当てられることになる。即ち、フィンガ１〜４の有効利用を図ることができないことになる。

そこで、「フィンガ品質が不良のものの中で、より過去に割り当てたフィンガに対して割り当てを行う」手段を適用する。即ち、図１３のフィンガ割り当ての動作説明図に示すように、フィンガ１〜４に付与する割り当て順位１〜４を、より過去に割り当てを行ったフィンガに対して高い順位とし、それに伴って他のフィンガの順位を変更する。例えば、時間１に於けるフィンガ１〜４の割り当て順位を１〜４とし、時間３に於けるサーチャ出力の割り当て候補Ｅ，Ｆについて、割り当て順位１のフィンガ１は品質良であるから、次の割り当て順位２のフィンガ２にＥを割り当てて順位を４とし、次に割り当て順位３のフィンガ３にＦを割り当てて順位を４とし、それにより、フィンガ２の順位を３とし、フィンガ４の順位を２に変更する。

そして、時間５に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｇ，Ｈは、割り当て順位１，４のフィンガ１，３の品質が良であるから、次の割り当て順位２のフィンガ４にＧを割り当て、次の割り当て順位３のフィンガ２にＨを割り当てて、このフィンガ２の順位を４、フィンガ３の順位を２、フィンガ４の順位を３にそれぞれ変更する。又時間７に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｉは、その時点でフィンガ１の品質が不良となり、従って、割り当て順位１のフィンガ１にＩを割り当てて、その順位を４とし、フィンガ２の順位を３、フィンガ３の順位を１、フィンガ４の順位を２に変更する。以後、同様な制御処理により、割り当て順位の制御に従ってフィンガに対する割り当てが行われる。

従って、図１３と図１２とを比較すると判るように、各フィンガ１〜４に対してほぼ均等に割り当てが行われることになる。又例えば、時間１０にフィンガ４に割り当てたＬは、時間１０，１１では品質不良であるが、次の時間１２に於いて品質良となる。即ち、品質不良のフィンガに対する割り当てをほぼ均等に行うことにより、割り当てを頻繁に変更しないで済むから、品質良となる割り当てが発生する可能性が高くなり、安定な受信処理が可能となる。

図１４は、フィンガ合成部の説明図であり、図１３に示すフィンガ割り当ての動作を実現する為の要部を示し、８１−１〜８１−４はフィンガ１〜４、８２−１〜８２−４は復調部、８３−１〜８３−４は割り当て順位カウンタ、８４はフィンガ選択部、８５はサーチャ、８６は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

サーチャ８５は、図示を省略したＯＱＰＳＫ復調部からの復調出力信号を基に割り当て候補をフィンガ選択部８４に入力する。フィンガ選択部８４は、割り当て順位カウンタ８３−１〜８３−４による割り当て順位１〜４を判定して、フィンガ１〜４の割り当てを行い、且つ割り当て順位カウンタ８３−１〜８３−４の変更を制御する。この時、フィンガ１〜４の対応の図示を省略したフィンガ品質判定部からの判定出力信号を入力し、品質良のフィンガに対する割り当ての処理を行わないように制御する。

又フィンガ選択部８４は、前述のように、品質不良のフィンガに対して新たなサーチャ出力の割り当て候補を割り当て、そのフィンガ対応の割り当て順位カウンタによる順位表示を最低の４とし、他のフィンガ対応の割り当て順位カウンタはそれぞれ前回より順位を一つ上げるように更新する（カウント内容を１減算）。図１３に示すように、新たに割り当てが行われたフィンガ対応の割り当て順位カウンタを４とし、他のフィンガ対応の割り当て順位カウンタを−１する。それにより、品質良が継続しているフィンガ対応の割り当て順位カウンタは、減算が繰り返されることから、割り当て順位が最も高い１を継続することになり、品質不良となった時には、次の新たな割り当てが行われる。この割り当て順位カウンタ８３−１〜８３−４は、レジスタ等のハードウェアで実現する場合も簡単な制御構成で済み、又ソフトウェアでも容易に実現することができる。

又フィンガ品質が良から不良に変化した場合に、直ちに新たな割り当てが行われることがある。例えば、そのままの割り当て状態を継続した方が品質良となる可能性が高い場合がある。そこで、「より過去に不良状態になっているフィンガから割り当てる」手段を適用する。即ち、図１５に示すフィンガ割り当ての動作説明図に示すように、フィンガ１〜４対応の割り当て順位を、品質良のフィンガに対しては４とし、又割り当てにより４とし、この割り当て発生時に、割り当て発生フィンガと品質良のフィンガとを除くフィンガの割り当て順位を−１し、割り当て順位１はそのままの順位とする。

例えば、時間１に於ける割り当て状態が、フィンガ１はＡで、品質良であるから、割り当て順位は４、フィンガ２はＢで割り当て順位は１、フィンガ３はＣで割り当て順位は２、フィンガ４はＤで割り当て順位は３の場合、時間３に於いてサーチャ出力の割り当て候補Ｅ，Ｆについて、割り当て順位１のフィンガ２にＥを割り当てて順位を４として、フィンガ３の順位を２から１、フィンガ４の順位を３から２とし、次に割り当て順位１のフィンガ３にＦを割り当てて順位を４とし、フィンガ２の順位を４から３とし、フィンガ４の順位を２から１とする。即ち、時間３の状態となる。

又時間５に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｇ，Ｈについて、フィンガ１，３の品質が良の場合で、それぞれの割り当て順位は４であり、そこで、順位１のフィンガ４にＧを割り当てて、順位を４とし、フィンガ２の順位を３から２とする。そして、次の割り当て候補Ｈを、順位２のフィンガ２に割り当てて順位を４とし、フィンガ４の順位を４から３に変更する。この結果が図示の時間５の状態である。又時間６に於いて、フィンガ４の品質が良となることにより、順位を３から４とする。以後同様な制御処理により割り当て順位の制御に従って、フィンガの割り当てが行われる。

図１６は、フィンガ合成部の説明図であり、図１５に示すフィンガ割り当ての動作を実現する為の要部を示し、８１−１〜８１−４はフィンガ１〜４、８２−１〜８２−４は復調部、８７−１〜８７−４は割り当て順位カウンタ、８４はフィンガ選択部、８５はサーチャ、８６は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

サーチャ８５は、前述のように、図示を省略したＯＱＰＳＫ復調部からの復調出力信号を基に割り当て候補をフィンガ選択部８４に入力する。又フィンガ選択部８４に、（１〜４）として示す割り当て順位カウンタ８７−１〜８７−４の内容を入力し、フィンガ１〜４の割り当て順位を判定し、順位の高いフィンガに対して割り当てを行い、且つ割り当て順位カウンタ８７−１〜８７−４の制御を行う。即ち、割り当て発生のフィンガ対応の割り当て順位カウンタの内容を４とし、又復調部８２−１〜８２−４からの品質判定出力信号（フィンガ品質判定部の出力信号）を割り当て順位カウンタ８７−１〜８７−４に入力し、品質良の場合に、内容を４とし、又品質不良のフィンガ対応の割り当て順位カウンタの内容を、割り当て発生毎に−１する。従って、割り当て順位カウンタの内容は、順位の１〜４を示すものとなる。

このような制御により、品質不良の期間が長いフィンガに対する割り当ての順位が高く、品質良の期間が長いフィンガに対する割り当ての順位が低いものとなり、品質良のフィンガが瞬断等により品質不良となっても直ちには新たな割り当てが発生しないことになって、安定なフィンガ合成を行うことができる。

又品質良のフィンガが多く、割り当て順位が総て４となると、品質判定出力信号が良から不良に変化した時に、直ちに新たな割り当てが行われることがある。例えば、瞬断による品質不良の場合に、直ぐに他の割り当て候補による割り当てが行われることがある。そこで、「品質判定を割り当てより優先させる」手段を適用する。

図１７は、フィンガ割り当ての動作説明図であり、品質判定を割り当て順位より０．５優先させる場合を示し、順位１〜４を順位１〜８とし、且つ順位の変更を−２として示す。そして、品質良のフィンガの割り当て順位を８、新たに割り当てた時のフィンガの割り当て順位を７とし、割り当て発生毎に、品質不良のフィンガの割り当て順位を−２とし、この−２により順位が１以下にならないように制御する。このようにして、品質判定を優先させるものである。

例えば、時間１に於いて、フィンガ１は品質良で割り当て順位は８、フィンガ２は割り当て順位１、フィンガ３は割り当て順位３、フィンガ４は割り当て順位５であるとし、時間３に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｅ，Ｆについて、割り当て順位１のフィンガ２に候補Ｅを割り当てて、その順位を７とし、他のフィンガについては−２の処理により、フィンガ３の順位を３から１に、フィンガ４の順位を５から３に変更する。そして、次の割り当て候補Ｆを、順位１となったフィンガ３に割り当てて、その順位を７とし、他のフィンガについて−２の処理により、フィンガ２の順位を７から５に、又フィンガ４の順位を３から１に変更する。

又時間４に於いて、フィンガ３の品質が良となると、順位を７から８に変更する。次の時間５に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｇ，Ｈについて、割り当て順位１のフィンガ４にＧを割り当てて、その順位を７とし、又フィンガ２の順位を５から３に変更する。そして、次の候補Ｈを順位３のフィンガ２に割り当てて、その順位を７とし、フィンガ４の順位を７から５に変更する。

又時間６に於いて、フィンガ４の品質が良となると、順位を５から８に変更する。この時、フィンガ１，３，４の順位は８で、フィンガ２の順位が７となる。次の時間７に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｉについて、割り当て順位７のフィンガ２に割り当てることになり、順位は７のままとする。この時、フィンガ１の品質が不良であると、順位を８から６に変更する。

同様に、時間９に於いて、サーチャ出力の割り当て候補Ｊ，Ｋについて、割り当て順位６のフィンガ１，３の何れか一方であるが、同一順位の場合に若番を選定すると、フィンガ１にＪを割り当てて、順位を７とし、フィンガ２の順位を７から５に、フィンガ３の順位を６から４にそれぞれ変更し、フィンガ４は品質良であるから順位８のままとする。そして、順位４のフィンガ３にＫを割り当てて、順位を７とし、フィンガ１の順位を７から５に変更し、フィンガ２の順位を５から３に変更する。その結果が時間９の状態である。以後同様な割り当て順位の制御により、フィンガの割り当てが行われ、品質良であったフィンガに対する新たな割り当て順位を低くすることにより、瞬断等の場合でも、安定な受信処理を継続することができる。

図１８は、フィンガ合成部の説明図であり、前述の図１７に示すフィンガ割り当ての動作を実現する為の要部を示し、９１−１〜９１−４はフィンガ１〜４、９２−１〜９２−４は復調部、９３−１〜９３−４は割り当て順位カウンタ、９４はフィンガ選択部、９５はサーチャ、９６は最大値選択部（ＭＡＸ ＳＥＬ）を示す。

サーチャ９５は、前述のように、図示を省略したＯＱＰＳＫ復調部からの復調出力信号を基に割り当て候補をフィンガ選択部９４に入力する。このフィンガ選択部９４は、割り当て順位カウンタ９３−１〜９３−４による割り当て順位１〜８を判定して、フィンガ１〜４の割り当て制御を行い、且つ割り当て順位カウンタ９３−１〜９３−４の変更を制御する。即ち、（７，−２）として示すように、割り当てを行ったフィンガ対応の割り当て順位カウンタを７とし、品質不良の他のフィンガ対応の割り当て順位カウンタの内容を−２とする。

又復調部９２−１〜９２−４からの品質判定出力信号（フィンガ品質判定部の出力信号）を割り当て順位カウンタ９３−１〜９３−４に入力し、（８）として示すように、品質良の場合に割り当て順位カウンタ９３−１〜９３−４の内容を８とする。従って、割り当て順位カウンタ９３−１〜９３−４は、フィンガ品質良の場合に８、フィンガ選択部９４による割り当てが行われた時に７となり、フィンガ品質不良で、他のフィンガに割り当てが行われる毎に−２として、フィンガ選択部９４には、（１〜８）として示すように、割り当て順位カウンタ９３−１〜９３−４による順位１〜８が入力される。

従って、フィンガ選択部９４は、順位１〜８に従ってフィンガ割り当て制御を行い、品質良のフィンガが瞬断により一時的に不良となっても、新たな割り当てが行われないことにより、安定な受信処理が可能となる。又同一順位の場合に、前述のように、若番を優先させる等の処理を行うことができる。

レイク受信装置の要部説明図である。 復調部の要部説明図である。 レイク受信装置の要部説明図である。 合成判定部の説明図である。 レイク受信装置の要部説明図である。 合成判定部の説明図である。 レイク受信装置の要部説明図である。 合成判定部の説明図である。 レイク受信装置の要部説明図である。 フィンガ状態判定部の説明図である。 フィンガ状態判定部の説明図である。 フィンガ割り当ての動作説明図である。 フィンガ割り当ての動作説明図である。 フィンガ合成部の説明図である。 フィンガ割り当ての動作説明図である。 フィンガ合成部の説明図である。 フィンガ割り当ての動作説明図である。 フィンガ合成部の説明図である。 送信部及び受信部の要部説明図である。 復調部の説明図である。 フィンガ品質判定部の説明図である。 トラッキングの説明図である。

符号の説明

１−１〜１−４ フィンガ
２−１〜２−４ 復調部
３−１〜３−４ フィンガ品質判定部
４−１〜４−４ 選択制御部（ＳＥＬ）
５−１〜５−４ スイッチ回路
６ 合成判定部
７ オア回路
８ 合成論理出力部

Claims (4)

1. フィンガ品質判定部と復調部とをそれぞれ有する複数のフィンガの出力信号を合成して出力するレイク受信装置に於いて、
   セクタ番号とアンテナ番号と遅延時間の条件が総て一致するか否かを判定し、前記条件が一致した何れか一方のフィンガの動作を停止させるフィンガ状態判定部を設けたことを特徴とするレイク受信装置。
2. 前記フィンガ状態判定部は、複数の前記フィンガを順次選択して、フィンガ間の前記条件が同一であるか否かを時分割的に判定する構成を備えたことを特徴とする請求項１記載のレイク受信装置。
3. 複数のフィンガの出力信号を合成するレイク受信装置に於いて、
   第１のフィンガと第２のフィンガとが、同じセクタアンテナから送信された受信信号で あって遅延時間が一致する信号を処理することを検出した場合に、該第１のフィンガと該 第２のフィンガとの何れかのフィンガについて新たな割り当て制御を行う割当部
   を備えたことを特徴とするレイク受信装置。
4. 複数のフィンガの出力信号を合成するレイク受信装置に於ける処理方法に於いて、
   第１のフィンガと第２のフィンガとが、同じセクタアンテナから送信された受信信号で あって遅延時間が一致する信号を処理することを検出した場合に、該第１のフィンガと該 第２のフィンガとの何れかのフィンガについて新たな割り当て制御を行う
   ことを特徴とするレイク受信装置に於ける処理方法。

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