JP4082666B2 - 無線受信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端末から帰還される情報に応じて各アンテナ出力の位相、振幅値を適応する、送信アンテナダイバーシチを用いた通信システムに対応する端末装置に適用して好適な無線通信装置に関し、特に、サイトダイバーシチ利得が異なるチャネルが存在する場合においても、効率よく適切なアンテナ重み値を導出して受信品質の向上等を図った無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線通信システムにおける受信品質を改善する一手法として、複数のアンテナから同一の情報を送信する送信アンテナダイバーシチ技術が知られている。また、複数のアンテナから出力する信号の位相及び振幅を、受信側から帰還される情報に基づき決定する、閉ループ送信アンテナダイバーシチ技術が知られている。
【０００３】
このような無線通信システムにおいては、受信側（端末）において、推定した各アンテナからの伝搬路特性から、受信信号強度が最大となる各アンテナ位相及び振幅を導出する。
【０００４】
次に、上記導出した位相及び振幅値を量子化し、量子化情報を送信側（基地局）へ送信する。
【０００５】
送信側（基地局）は、受信した上記位相及び振幅を示す量子化情報に応じて各アンテナの位相及び振幅値を適応する。
【０００６】
このような適応制御は、周期的に繰り返し実行される。これにより、時間変動する伝搬路特性に対しても最適な位相及び振幅を適用することができ、受信品質の向上を図ることができるようになっている。
【０００７】
以下、理解容易とするため、送信アンテナ数が二つの場合を例にとって具体的に説明する。
【０００８】
図１０は、送信アンテナダイバーシチが適用される基地局の構成を示すブロック図である。この図１０において、基地局は、同期検波用パイロットとユーザデータをユーザに対して送信する。
【０００９】
上記同期検波用パイロットとしては、アンテナ１０１から送信するための第１のパイロット（Ｐｉｌｏｔ１）、及びアンテナ１０２から送信するための第２のパイロット（Ｐｉｌｏｔ２）がユーザに対して送信される。
【００１０】
上記第１のパイロットと第２のパイロットは時間軸上で直交関係にあり、例えば図１１に示すような既知のシンポルバターンで送信される。第１のパイロットは、拡散部１０３で、基地局（セクタ）固有の拡散符号により、例えば４ＭＨｚの帯域のデータに拡散処理され、多重部１０４に供給される。第２のパイロットも同様に、拡散部１０５において、上記第１のパイロットの拡散処理に用いた同一の拡散符号により例えば４ＭＨｚの帯域のデータに拡散処理され、多重部１０６に供給される。
【００１１】
上記ユーザデータとしては、この例の場合、音声等の回線交換データと、パケットデータとの２種類が存在するものとする。
【００１２】
上記回線交換データには、符号化部１０７において、無線伝搬路における誤りを検出し訂正するための符号化処理が施される。この符号化処理としては、例えば誤り検出の際にＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が用いられ、誤り訂正の際に、ターボ符号や畳み込み符号などが用いられる。
【００１３】
この符号化処理された回線交換データは、変調部１０８でＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，ＱＡＭ等を用いて変調処理され多重部１０９に供給される。そして、この多重部１０９において、図１２に示すようにパケットチャネルのデータの有無、及びそのレートを示すパケットインジケータと時間多重される。
【００１４】
なお、このパケットインジケータは、別拡散符号を用いて、別チャネルに独立してマッピングしてもよい。
【００１５】
このように多重化されたデータは、拡散部１１０において、上記拡散部１０３で用いられた同じ基地局固有の拡散符号及びデータチャネル識別符号で拡散処理され多重部１１１に供給される。
【００１６】
一方、上記パケットデータもこの回線交換データと同様に、符号化部１１２において符号化処理され、変調部１１３において変調処理され拡散部１１４に供給される。
【００１７】
ここで、このパケットデータの場合、図１３に示すように連続的な回線交換データとは異なり、非連続である。このため、基地局は、データの有無及びパケットデータレートに応じて、前述のインジケータの値を変更して挿入する。
【００１８】
拡散部１１４は、上記変調処理されたパケットデータを、上記拡散部１０３と同じ基地局固有の拡散符号とパケットデータチャネル識別符号を用いて拡散処理し、これを多重部１１１に供給する。
【００１９】
多重部１１１は、各拡散部１１０，１１４において、それぞれの識別符号で拡散処理された回線交換データ及びパケットデータを多重化処理することでアンテナデータを形成し、これをアンテナ重み適用部１１５，１１６にそれぞれ供給する。
【００２０】
アンテナ重み適用部１１５は、上記アンテナデータに対してアンテナ１０１用の係数を乗算処理し、これを多重部１０４に供給する。多重部１０４は、この乗算処理されたアンテナデータと、上記拡散処理された第１のパイロットとを多重化処理し、これを送受信共用装置１１７に供給する。送受信共用装置１１７は、この第１のパイロットと多重化処理されたアンテナデータをアンテナ１０１を介してユーザに送信する。
【００２１】
アンテナ重み適用部１１６は、上記アンテナデータに対してアンテナ１０２用の係数を乗算処理し、これを多重部１０６に供給する。多重部１０６は、この乗算処理されたアンテナデータと、上記拡散処理された第２のパイロットとを多重化処理し、これを送信装置１１８に供給する。送信装置１１８は、この第２のパイロットと多重化処理されたアンテナデータをアンテナ１０２を介してユーザに送信する。
【００２２】
このようにして、各アンテナ１０１，１０２からアンテナデータが送信されるのであるが、基地局は、各アンテナ重み適用部１１５，１１６で乗算処理される係数（アンテナ重み値）を導出するために、受信機能が設けられている送受信共用装置１１７側でユーザから受信したデータを逆拡散部１１９に供給する。
【００２３】
逆拡散部１１９は、ユーザから受信したデータに対して、ユーザ固有の拡散符号を用いて逆拡散処理し、復調部１２０に供給する。復調部は、この逆拡散処理されたデータを復調処理し、アンテナ重み情報抽出部１２１に供給する。アンテナ重み情報抽出部１２１は、各スロット毎（例えば、０．６６７ｍｓｅｃ毎）にユーザ側から送信されるアンテナ重み情報を抽出し、これをアンテナ重み制御部１２２に供給する。
【００２４】
アンテナ重み制御部１２２は、受信ビットと上記アンテナ重み情報の値をマッピング処理し、この値に応じて各アンテナ重み適用部１１５，１１６のアンテナ重み値を更新する。
【００２５】
この受信ビットとアンテナ重み値の対応例を図１４に示す。この例は、ユーザの端末から１スロット毎に「００」〜「１１」の２ビットのアンテナ重み情報が送信される場合を想定している。
【００２６】
例えば、「００」のアンテナ重み情報が抽出された場合、アンテナ重み適用部１１５のアンテナ重み値（ｗ１）は「１．０」の値に制御され、アンテナ重み適用部１１６のアンテナ重み値（ｗ２）は「１．０＋ｊ１．０」の値に制御される。同様に、「１１」のアンテナ重み情報が抽出された場合、アンテナ重み適用部１１５のアンテナ重み値（ｗ１）は「１．０」の値に制御され、アンテナ重み適用部１１６のアンテナ重み値（ｗ２）は「−１．０−ｊ１．０」の値に制御される。
【００２７】
このように、多重部１１１の出力を「Ｓ」とし、アンテナ重み適用部１１５用のアンテナ重み値を「ｗ１」、アンテナ重み適用部１１６用のアンテナ重み値を「ｗ２」とすると、アンテナ１０１からは「ｗ１＊Ｓ」の値のデータが出力され、アンテナ１０２からは「ｗ２＊Ｓ」の値のデータが出力されることとなる。
【００２８】
図１５に示すように、各アンテナ１０１，１０２と、ユーザの端末１３０との間の伝搬路特性を、それぞれＨ１，Ｈ２（複素ベクタ）とすると、ユーザの端末１３０の受信データＲは、
Ｒ＝（ｗ１Ｈ１＋ｗ２Ｈ２）＊Ｓ・・・・・式１
となる。
【００２９】
次に、図１６に、送信アンテナダイバーシチが適用される基地局に対するユーザの端末装置のブロック図を示す。この図１６において、基地局から送信された上記各アンテナ１０１，１０２からのアンテナデータは、ユーザの端末装置のアンテナ１３０を介して送受信共用装置１３１で受信され、逆拡散部１３２，１３３に供給される。
【００３０】
逆拡散部１３２は、このアンテナデータを、パイロットデータ用の拡散符号を用いて復元し、これをＰｉｌｏｔ復号部１３４に供給する。この復元されたデータは、上記基地局のアンテナ１０１からのデータ成分とアンテナ１０２からのデータ成分とが混合したもの、すなわち、
Ｐ［ｎ］＝（ＡＨ１＋ＡＨ２）・・・・・式２
Ｐ［ｎ＋１］＝（ＡＨ１−ＡＨ２）・・・式３
である。
【００３１】
このため、Ｐｉｌｏｔ復号部１３４は、以下のように各アンテナ１０１，１０２間の伝搬路特性Ｈ１，Ｈ２を推定して伝搬路特性推定値α，βを算出する。
【００３２】
α＝Ｈ１＝（Ｐ〔ｎ］＋Ｐ［ｎ＋１］）＊Ａ・・・・式４
β＝Ｈ２＝（Ｐ［ｎ］−Ｐ［ｎ＋１］）＊Ａ・・・・式５
なお、この伝搬路特性推定値の演算式は、雑音の影響を抑圧するために数サンプル平均して用いる場合もある。Ｐｉｌｏｔ復号部１３４は、このようにして算出した伝搬路特性推定値α，βを、アンテナ重み計算部１３５及び位相補正部１３６にそれぞれ供給する。
【００３３】
アンテナ重み計算部１３５は、上記伝搬路特性推定値α，βに基づいて、上記式１（Ｒ＝（ｗ１Ｈ１＋ｗ２Ｈ２）＊Ｓ）における受信データＲの値が最大となるようなアンテナ重み値（ｗ１，ｗ２）を、図１４に示したアンテナ重み値から選択する。そして、この選択したアンテナ重み値に対応する上記２ビットのアンテナ重み情報をアンテナ重みデータ挿入部１４０に供給する。
【００３４】
アンテナ重みデータ挿入部１４０は、符号化部１３９で符号化された送信ユーザデータに、この２ビットのアンテナ重み情報を時間多重して挿入する。これにより、上記２ビットのアンテナ重み情報が付加された送信ユーザデータが、変調部１４１、拡散部１４２、送受信共用装置１３１を介してアンテナ１３０から上述の基地局へ送信されることとなる。
【００３５】
一方、位相補正部１３６は、逆拡散部１３３にて復元されたアンテナデータ（上記式１の「Ｒ＝（ｗ１Ｈ１＋ｗ２Ｈ２）＊Ｓ」のアンテナデータ）と、上記式４及び式５に基づいて算出された伝搬路特性推定値α，β、及び基地局側へ指示したアンテナ重み情報ｗ１，ｗ２とに基づき、以下の式６の演算式に基づいて復号アンテナデータＳを算出する。
【００３６】
Ｓ＝Ｒ＊（ｗ１α＋Ｗ２β） ・・・・・式６
このように算出された復号アンテナデータは、復調部１４３で復調され、復号部１４４で復号化され、ユーザデータとして受信される。
【００３７】
なお、このユーザの端末装置の説明では、１チャネルのみの受信系の動作を説明したが、当該端末装置において、複数チャネルの受信が行われる場合には、逆拡散部１３３，位相補正部１３６，復調部１４３及び復号部１４４の系をチャネル数分設け、各チャネルにおいて並列的に処理を行えばよい。なお、このときの逆拡散処理時に用いられる拡散符号は、チャネル固有の値となる。
【００３８】
以上の説明は、ユーザの端未装置が単一の基地局と交信している場合であったが、図１７に示すように複数の基地局から同一データが送信され、それをユーザの端末装置１３０で合成するサイトダイバーシチ（ソフトハンドオフ）技術を用いた移動通信システムも知られている。
【００３９】
このサイトダイバーシチを用いた移動通信システムにおける端末装置は、図１８に示す構成となる。この図１８に示す端末装置は、２つの基地局と交信可能なように２チャンネルの受信系１５１，１５２を有している例である。
【００４０】
また、この端末装置の場合、各チャネルの受信系１５１，１５２からの復号アンテナデータを合成して復調部１４３に供給する合成部１５３を有している。
【００４１】
また、この端末装置の場合、各受信系１５１，１５２は、交信している基地局との間の伝搬路特性推定値α１，β１，α２，β２をそれぞれ算出し、アンテナ重み計算部１３５に供給するようになっている。
【００４２】
このようなサイトダイバーシチを用いた移動通信システムの場合、端末装置が選択するアンテナ重み値は、サイトダイバーシチ利得を考慮して選択する必要がある。
【００４３】
すなわち、
Ｒ＝（ｗ１（Ｈ１の１＋Ｈ１の２＋Ｈ１の３・・・Ｈ１のＮ）＋ｗ２（Ｈ２の１＋Ｈ２の２＋Ｈ２の３・・・Ｈ２のＮ））＊Ｓ・・・・・式７
で算出されるアンテナデータＲが最大となるアンテナ重み情報の値を選択する必要がある。
【００４４】
このため、この端末装置の場合、各受信系１５１，１５２において、各アンテナ間の伝搬路特性推定値α１，β１，α２，β２をそれぞれ算出する。そして、アンテナ重み計算部１３５が、この各チャネルの伝搬路特性推定値α１，β１，α２，β２に基づいて、
Ｒ＝（ｗ１（Ｈ１の１＋Ｈ１の２）＋ｗ２（Ｈ２の１＋Ｈ２の２））＊Ｓ・・・・・・・式８
の演算式における受信データＲの値が最大となるようにアンテナ重み値ｗ１，ｗ２を選択する。
【００４５】
なお、ダイバーシチ受信装置及び制御方法として、以下の特許文献が開示されている。
【００４６】
【特許文献】
国際公開番号 ＷＯ９７／２０４００
【００４７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えばＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ２０００等のようなサイトダイバーシチを用いた移動通信システムのように、複数のチャネルのデータが基地局からユーザの端末装置に同時に送信される移動通信システムの場合、サイトダイバーシチ利得が有るチャネルと、サイトダイバーシチ利得が無いチャネルとが混在することがある。
【００４８】
すなわち、上記移動通信システムの場合、図１９に示すようにデータチャネル１（data channel 1）である上記音声等の回線交換データは、２つの基地局から同時にユーザの端末装置に送信されるのであるが、データチャネル２（data channel 2）であるパケットデータは１つの基地局からのみしか、ユーザの端末装置に送信されない。
【００４９】
このため、サイトダイバーシチ利得が有るチャネル用に算出したアンテナ重み値を用いてサイトダイバーシチ利得が無いチャネルのデータを受信してしまうと、このサイトダイバーシチ利得が無いチャネルのデータの受信特性が劣化し、反対に、サイトダイバーシチ利得が無いチャネル用に算出したアンテナ重み値を用いてサイトダイバーシチ利得が有るチャネルのデータを受信してしまうと、このサイトダイバーシチ利得が有るチャネルのデータの受信特性が劣化する問題を生じていた。
【００５０】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、複数の基地局と交信を行うサイトダイバーシチに対応する端末の各チャネル毎に最適なアンテナ重み値を割り当てることができるような無線通信装置の提供を目的とする。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各受信系で復元処理されるデータのデータ量、又はパケットデータの状態に応じて最適なアンテナ重み値を選択して各受信系に割り当てる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
本発明に係る無線通信装置は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ２０００等のサイトダイバーシチを用いた移動通信システムに対応する携帯電話機に適用することができる。
【００５３】
このような移動通信システムにおいて、複数の基地局から送信される音声等の回線交換データの場合は連続的にデータの送信が行われるのに対し、単一の基地局から送信されるパケットデータの場合はバースト的に（断続的に）データの送信が行われる。
【００５４】
この本発明の第１の実施の形態となる携帯電話機では、このような回線交換データ及びパケットデータの各データの性質の違いに鑑み、伝搬路にパケットデータが存在する場合には、その伝搬路に対してパケットデータ用のアンテナ重み値を選択して用い、伝搬路にパケットデータが存在しない場合には、各伝搬路のデータ量に応じて回線交換データ用のアンテナ重み値を割り当てて用いるようになっている。
【００５５】
［第１の実施の形態の構成］
図１に、本発明の第１の実施の形態となる携帯電話機のブロック図を示す。この図１からわかるように、当該実施の形態の携帯電話機は、データの送受信を行うアンテナ１及び送受信共用装置２と、例えば第１の基地局から送信された回線交換データ或いはパケットデータを復元する第１の受信系３と、第２の基地局から送信された回線交換データを復元する第２の受信系４とを有している。
【００５６】
なお、理解容易とするために、パケットデータは、上記第１の受信系３で復元され、音声等の回線交換データは、上記第１の受信系３及び第２の受信系４で復元されることとして説明を進める。
【００５７】
また、この携帯電話機は、単一の基地局から送信されるパケットデータを復元するパケットデータ専用の受信系である第３の受信系５と、上記第１，第２の受信系３，４で受信されたデータを合成する合成部６とを有している。
【００５８】
また、この携帯電話機は、上記合成部６で形成された合成データに対して所定の復調処理を施す復調部７と、この復調処理された合成データに対して復号化処理を施し、これを受信ユーザデータとして出力する復号部８とを有している。
【００５９】
また、この携帯電話機は、上記パケットデータ専用の受信系である第３の受信系５からの受信ユーザパケットデータの実行データ量に基づいて、上記パケットデータの復元を行う第１の受信系３で用いる「アンテナ重み値」を算出するための「重み値」を算出し、また、第１，第２の受信系３，４で受信された回線交換データの各実行データ量に基づいて、回線交換データの復元を行う上記第１，第２の受信系３，４で用いる「アンテナ重み値」をそれぞれ算出するための「重み値」を算出するチャネル監視部９とを有している。
【００６０】
また、この携帯電話機は、上記第１，第２の受信系３，４で算出された伝搬路特性推定値（以下に説明するα１，β１，α２，β２）と、上記チャネル監視部９からの重み値（以下に説明するφ１，φ２）とに基づいて、アンテナ重み値（Ｒｘ_Ｗ）を算出して該第１，第２の受信系３，４に供給するアンテナ重み計算部１０と、ユーザが送信を行うデータに対して、上記アンテナ重み計算部１０で算出された値のアンテナ重みデータ（Ｔｘ_Ｗ）を挿入し、これを上記送受信共用装置２及びアンテナ１を介して基地局に送信する送信系１１とを有している。
【００６１】
ここで、サイトダイバーシチを用いた移動通信システムでは、基地局は、データと共に、このデータの同期検波を行うための同期検波パイロットを携帯電話機に送信するようになっている。
【００６２】
このため、携帯電話機の第１の受信系３は、上記データに対して逆拡散処理を施す逆拡散部２１と、この逆拡散処理されたデータに対し、Ｐｉｌｏｔ復号部２４からの伝搬路特性推定値α１，β１及び上記アンテナ重み計算部１０からのアンテナ重み値Ｒｘ_Ｗに基づいて位相補正処理を施す位相補正部２２と、上記同期検波パイロットに対して逆拡散処理を施す逆拡散部２３と、この逆拡散処理された同期検波パイロットに基づいて、伝搬路特性推定値α１，β１を算出し、これを上記位相補正部２２に供給するＰｉｌｏｔ復号部２４とを有している。
【００６３】
また、第２の受信系４も同様に、上記データに対して逆拡散処理を施す逆拡散部２５と、この逆拡散処理されたデータに対し、Ｐｉｌｏｔ復号部２８からの伝搬路特性推定値α２，β２及び上記アンテナ重み計算部１０からのアンテナ重み値Ｒｘ_Ｗに基づいて位相補正処理を施す位相補正部２６と、上記同期検波パイロットに対して逆拡散処理を施す逆拡散部２７と、この逆拡散処理された同期検波パイロットに基づいて、伝搬路特性推定値α２，β２を算出し、これを上記位相補正部２６に供給するＰｉｌｏｔ復号部２８とを有している。
【００６４】
パケットデータ専用の受信系である第３の受信系５は、受信されたパケットデータに対して逆拡散処理を施す逆拡散部３０と、この逆拡散処理されたパケットデータに対して位相補正処理を施す位相補正部３１と、この位相補正処理されたパケットデータに対して復調処理を施す復調部３２と、この復調処理されたパケットデータに対して復号化処理を施して上記チャネル監視部９に供給する復号部３３とを有している。
【００６５】
送信系１１は、送信を行うユーザデータに対して符号化処理を施す符号化部３５と、この符号化されたユーザデータに対して、アンテナ重み計算部１０からのアンテナ重みデータ（Ｔｘ_Ｗ）を挿入するアンテナ重みデータ挿入部３６と、このアンテナ重みデータが挿入されたユーザデータに対して変調処理を施す変調部３７と、この変調処理されたユーザデータに対して拡散符号を用いて拡散処理し、これを送受信共用装置２及びアンテナ１を介して基地局に送信する拡散部３８とを有している。
【００６６】
［第１の実施の形態の特徴的な動作］
このような構成を有する第１の実施の形態の携帯電話機は、複数の基地局から送信される回線交換データを受信した場合、前述のようにこの回線交換データを第１，第２の受信系３，４で復元する。このため、チャネル監視部９は、この回線交換データを受信した場合は、第１，第２の受信系３，４で復元される回線交換データの実行データ量をそれぞれ検出し、この各実行データ量に基づいて、該各受信系３，４で用いるアンテナ重み値をそれぞれ制御する。
【００６７】
また、単一の基地局から送信されるパケットデータを受信した場合、前述のようにこのパケットデータを第１の受信系３で復元する。このため、チャネル監視部９は、この回線交換データを受信した場合は、パケットデータ専用の受信系である第３の受信系５で復元されたパケットデータの実行データ量を検出し、このパケットデータの実行データ量に基づいて、パケットデータの復元を行う第１の受信系３で用いるアンテナ重み値を制御すると共に、これと並列的に回線交換データの復元を行っている第２の受信系のをアンテナ重み値を制御する。
【００６８】
〔実行データ量の検出〕
図２のフローチャートに、チャネル監視部９における実行データ量の検出動作の流れを示す。チャネル監視部９は、この図２のフローチャートに示す実行データ量の検出動作を、各受信系２，３毎に実行する。
【００６９】
Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ２０００等のサイトダイバーシチを用いた移動通信システムの場合、基地局から送信されるデータはフレーム毎に送信される。このため、チャネル監視部９は、まず、ステップＳ１において、各フレーム中に存在するデータのデータ量を検出し、このデータ量を各フレーム毎に積算処理して合計データ量を検出する（total_data+＝assigned data）。
【００７０】
次に、ステップＳ２において、チャネル監視部９は、上記合計データ量を検出するに至った合計フレーム数を検出する（num_frame++）。
【００７１】
そして、ステップＳ３において、チャネル監視部９は、上記ステップＳ２で検出した合計フレーム数で、上記ステップＳ１で検出した合計データ量を除算処理することで、そのチャネル（＝上記第１の受信系３，第２の受信系４）の実行データ量（data_rate）を算出する（data_rate＝total_data/num_frame）。
【００７２】
具体的には、現在受信されているデータが回線交換データの場合、チャネル監視部９は、第１，第２の受信系３，４で復元された回線交換データに基づいて、該各受信系３，４毎に回線交換データの実行データ量を算出する。
【００７３】
これに対して、現在受信されているデータがパケットデータの場合、チャネル監視部９は、第３の受信系５で復元されたパケットデータに基づいて、該パケットデータの実行データ量を算出する。すなわち、この例の場合、上記第１の受信系３で復元されるパケットデータの実行データ量は、パケットデータ専用の第３の受信系５で復元されたパケットデータに基づいて算出している。
【００７４】
〔重み値の算出〕
次に、図３のフローチャートに、「アンテナ重み値」の算出動作の流れを示す。
【００７５】
この図３のフローチャートにおいて、図２のフローチャートを用いて説明したように、第１の受信系３に対応する実行データ量を算出すると、チャネル監視部９は、この図３のフローチャートのステップＳ１１において、上記第１の受信系３の所定の複数フレームにわたる実行データ量の平均レートを検出する。また、これと同様に、チャネル監視部９は、ステップＳ１２において、上記第２の受信系４の所定の複数フレームにわたる実行データ量の平均を検出する。
【００７６】
図４に、第１の基地局（BTS1）から送信され上記第１の受信系３でデータ処理される回線交換データ（BTS1 CS instantaneous data），パケットデータ（BTS1 PS instantaneous data）、及び第１の受信系３に対応する上記実行データ量の平均レート（BTS1 avarage data）の関係の一例を示す。
【００７７】
また、図５に、第２の基地局（BTS2）から送信され上記第２の受信系４でデータ処理される回線交換データ（BTS2 CS instantaneous data），パケットデータ（BTS2 PS instantaneous data）、及び第２の受信系４に対応する上記実行データ量の平均レート（BTS2 avarage data）の関係の一例を示す。
【００７８】
この図４及び図５は、第１，第２の基地局から回線交換データ（CS）が送信（ソフトハンドオーバー）される場合は、例えば１２．２ｋｂｐｓの送信速度で送信され、該各基地局からパケットデータ（PS）が送信（バースト的に送信）される場合は、例えば最大３８４ｋｂｐｓの送信速度で送信されることを想定したものである。
【００７９】
また、図４は、第１の基地局から送信されたパケットデータを第１の受信系３でデータ処理した例である。このため、図４中符号ａの点線で示す回線交換データ（CS）のレートは、約１０ｋｂｐｓで一定なのであるが、図４中符号ｂの細線で示すパケットデータ（PS）のレートは、各パケットに対応するレートで断続的に現れている。そして、この一定レートの回線交換データと、上記各パケットに対応するレートで断続的に現れるパケットデータとの平均レートを算出すると、図４中符号ｃの太線で示す平均レートが算出されることを示している（上記ステップＳ１１）。
【００８０】
これに対して図５は、第２の基地局から送信された回線交換データを第２の受信系４でデータ処理した例である。また、この場合においては、第２の基地局からパケットデータの送信はない。
【００８１】
このため、図５中符号ａの点線で示す回線交換データ（CS）のレートは、約１２ｋｂｐｓで一定なのであるが、図５中符号ｂの細線で示すパケットデータ（PS）のレートは「０（データ無し）」である。そして、この一定レートの回線交換データと、上記データレート「０」のパケットデータとの平均レートを算出すると、図５中符号ｃの太線で示す平均レートが算出されることを示している（上記ステップＳ１２）。
【００８２】
次に、図３のフローチャートのステップＳ１３では、チャネル監視部９が、上記ステップＳ１１及びステップＳ１２で算出した各平均レートに基づいて、以下の演算を行うことで、アンテナ重み計算部１０が第１の受信系３の「アンテナ重み値」を算出する際に用いる「重み値φ１＝BTS1_weight」及び第２の受信系４の「アンテナ重み値」を算出する際に用いる「重み値φ２＝BTS2_weight」を算出する。
【００８３】
なお、以下の式では、第１の受信系３に対応する上記平均レートを「BTS1_avg_rate」として記載し、第２の受信系４に対応する上記平均レートを「BTS2_avg_rate」として記載している。
【００８４】
φ1=BTS1_weight=0.5*(1+(BTS2_avg_rate/(BTS1_avg_rate+BTS2_avg_rate))
φ2=BTS2_weight=1.0−BTS1_weight
チャネル監視部９は、このような演算式に基づいて算出した各重み値φ１，φ２をアンテナ重み計算部１０に供給する。
【００８５】
このように算出された各重み値φ１，φ２の一例を図６に示す。この図６において、符号ａの実線が第１の受信系３用の重み値φ１（＝BTS1_weight）の変遷を示し、符号ｂの点線が第２の受信系４用の重み値φ２（＝BTS2_weight）の変遷を示している。
【００８６】
なお、チャネル監視部９にはミニマムオペレータが設けられており、このミニマムオペレータにより、上記演算式で算出される各重み値φ１，φ２が、例えば「０．７５以上、０．２５以下」とならないように、該各重み値φ１，φ２の値を調整するようになっている。
【００８７】
〔アンテナ重み値の算出〕
次に、アンテナ重み計算部１０は、このようにして算出された各重み値φ１，φ２と、第１の受信系３のＰｉｌｏｔ復号部２４からの伝搬路特性推定値α１，β１、及び第２の受信系４のＰｉｌｏｔ復号部２８からの伝搬路特性推定値α２，β２に基づいて、以下の演算式における受信データＲの値（受信強度）が最大となるようにアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２を選択する。
【００８８】
Ｒ＝（φ１Ｗ１（α１＋β１）＋φ２Ｗ２（α２＋β２））＊Ｓ
そして、アンテナ重み計算部１０は、この演算式に基づいて選択したアンテナ重み値Ｗ１を、第１の受信系３の位相補正部２２に供給し、アンテナ重み値Ｗ２を、第２の受信系４の位相補正部２６に供給する（この様子は、図１中、Ｒｘ_Ｗ１、Ｒｘ_Ｗ２で表記）。
【００８９】
なお、上記アンテナ重み計算部１０で算出されたアンテナ重み値は、図１に示す送信系１１により、送信ユーザデータに挿入され、基地局にフィードバックされる。
【００９０】
次に、第１の受信系３の位相補正部２２は、上記Ｐｉｌｏｔ復号部２４からの伝搬路特性推定値α１，β１、及び上記アンテナ重み計算部１０からの当該第１の受信系３用のアンテナ重み値Ｗ１に基づいて、逆拡散部２１からのデータに対して位相補正処理を施す。
【００９１】
同様に、第２の受信系４の位相補正部２６は、上記Ｐｉｌｏｔ復号部２８からの伝搬路特性推定値α２，β２、及び上記アンテナ重み計算部１０からの当該第２の受信系４用のアンテナ重み値Ｗ２に基づいて、逆拡散部２１からのデータに対して位相補正処理を施す。
【００９２】
前述のように、各位相補正部２２，２６に供給されるアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２は、各受信系３，４でデータ処理される実行データ量に対応した値となっている。このため、各受信系３，４で復元される第１の基地局からのデータ及び第２の基地局からのデータの位相及び振幅値を最適なものとすることができる。従って、合成部６〜復号部８により復号化される受信ユーザデータの位相及び振幅値を最適なものとすることができる。
【００９３】
［第１の実施の形態の効果］
以上の説明から明らかなように、当該第１の実施の形態の携帯電話機は、複数の基地局からのデータを、当該携帯電話機の複数の受信系で受信して復号する際に、チャネル監視部９で各受信系で処理されるデータの実行データ量を検出し、この検出した実行データ量に基づいて、該各受信系のデータのアンテナ重み値を可変制御する。
【００９４】
これにより、各受信系で処理されるデータの実行データ量に対応するアンテナ重み値を用いることができるため、各受信系で復元される受信ユーザデータの位相及び振幅値を最適なものとすることができる。従って、時間変動する伝搬路特性に対応して受信品質の向上を図ることができる。
【００９５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態となる携帯電話機の説明をする。上述の第１の実施の形態の携帯電話機は、各受信系３，４で処理されるデータの実行データ量に基づいてアンテナ重み値を可変制御するものであったが、この第２の実施の形態の携帯電話機は、「パケットデータのデータの状態」に応じて各受信系３，４のアンテナ重み値を可変制御するようにしたものである。
【００９６】
［第２の実施の形態の構成］
この第２の実施の形態の携帯電話機の場合、図７に示すようにインジケータ抽出部５０を有している。このインジケータ抽出部５０には、パケットデータを受信した場合に、該パケットデータの復元処理を行う第１の受信系からのデータが入力されるようになっている。また、このインジケータ抽出部５０から出力されるパケットデータの状態を示すデータは、チャネル監視部９に供給されるようになっている。
【００９７】
そして、チャネル監視部９は、インジケータ抽出部５０から供給されるパケットデータの状態を示すデータに基づいて、上述の重み値φ１，φ２（＝BTS1_weight，BTS2_weight）を形成し、これらをアンテナ重み計算部１０に供給するようになっている。
【００９８】
なお、この図７において、上述の第１の実施の形態の携帯電話機と同じ動作を示す箇所には同じ符号を付してある。従って、この図７において、上述の第１の実施の形態の携帯電話機と同じ符号を付した箇所の説明は、上述の第１の実施の形態の説明を参照されたい。
【００９９】
［第２の実施の形態の動作］
Ｗ−ＣＤＭＡやＣＤＭＡ２０００等のサイトダイバーシチを用いた移動通信システムで送受信されるパケットデータには、そのパケット内にデータが存在するか否かを示すインジケータが挿入されている。
【０１００】
このため、インジケータ抽出部５０は、パケットデータを受信した場合、この受信したパケットデータからインジケータを抽出し、これをチャネル監視部９に供給する。
【０１０１】
これに対して、上記第３の受信系５の復号部３３は、パケットデータを受信した場合、この受信したパケットデータが正常に受信（復号）できたか否かを示すフラグを形成し、これをチャネル監視部９に供給する。
【０１０２】
チャネル監視部９は、上記インジケータによりパケットデータの受信が検出された場合には、パケットデータのデータ処理を行う受信系（この場合は、第１の受信系３）で用いるアンテナ重み値Ｗ１の値に重みを置くために、重み値φ１の値を所定の大きな値とする。
【０１０３】
また、チャネル監視部９は、断続的に送信されるパケットデータの性質を利用し、上記インジケータによりパケットデータの受信が検出されてから所定時間の間は、上記パケットデータのデータ処理を行うアンテナ重み値用の重み値φ１の値を上記所定の大きな値に保持する。
【０１０４】
さらに、パケットデータが正常に受信されなかった場合には、携帯電話機から基地局に対して、該パケットデータの再送要求がなされ、基地局から正常に受信されなかったパケットデータが、該携帯電話機に対して再送される。
【０１０５】
このため、チャネル監視部９は、上記復号部３３から、パケットデータが正常に受信されなかったことを示すフラグが供給された場合には、基地局から再送されるパケットデータ（正常に受信されなかったパケットデータ）に備えて、上記重み値φ１の値を保持する時間を延長制御して、該重み値φ１の値を上記所定時間以上の間、保持する。
【０１０６】
図８のフローチャートに、このようなチャネル監視部９の動作の流れを示す。まず、このフローチャートは、携帯電話機のメイン電源が投入されることでスタートとなる。ステップＳ２１では、チャネル監視部９が、上記インジケータ抽出部５０から供給されるインジケータの有無を判別することで、パケットデータが受信されたか否かを判別する。
【０１０７】
パケットデータの受信が検出されなかった場合、チャネル監視部９は、ステップＳ２２において、タイムオーバーか否かを判別する。すなわち、前述のようにパケットデータは、基地局から断続的に送信されるため、チャネル監視部９は、パケットデータを受信したタイミングでタイマによる計時を開始し（ステップＳ２６）、このタイマにより計時される所定時間の間（例えば数秒）は、上記重み値φ１の値を保持するようになっている。
【０１０８】
このため、このステップＳ２２では、チャネル監視部９が、パケットデータが検出されなくなってから上記タイマにより計時される所定時間が経過したか否かを判別する。そして、タイマにより計時される所定時間が経過した場合は、その後、基地局からパケットデータが送信されてくる可能性は低いため、ステップＳ２３において、回線交換データ用のアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２が上記アンテナ重み計算部１０で算出されるように、重み値φ１の値を、例えば０．６等の所定の小さな値（ａ１＝０．６）とし、これをアンテナ重み計算部１０に供給する。
【０１０９】
次に、チャネル監視部９は、ステップＳ２４において、この小さな値とした重み値φ１の値と、上記回線交換データ用のアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２を算出するための重み値φ２の値を加算して「１」となるように、該重み値φ２の値を調整し（φ２＝１−φ１）、これをアンテナ重み計算部１０に供給する。
【０１１０】
これにより、上述のようにアンテナ重み計算部１０において、この重み値φ１，φ２に基づいて、各受信系３，４において回線交換データに重みを置いたデータ処理が行われるようにアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２が算出されることとなる。
【０１１１】
これに対して、上記タイマにより計時される所定時間が経過していない場合には、その後、連続して基地局からパケットデータが送信されてくる可能性が高い。そして、チャネル監視部９は、最初にパケットデータを受信したタイミングで、上記重み値φ１の値を、パケットデータ用のアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２が上記アンテナ重み計算部１０で算出される値である、例えば０．７５等の所定の大きな値（ａ１＝０．７５）に設定している。
【０１１２】
このため、チャネル監視部９は、上記ステップＳ２２において、上記タイマにより計時される所定時間が経過していないと判別した場合には、ステップＳ２５において、上記パケットデータ用のアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２を算出するための重み値として、先に設定されている重み値φ１の値を、例えば０．７５等の所定の大きな値のまま保持する。
【０１１３】
そして、ステップＳ２４において、この大きな値のまま保持した重み値φ１の値と、重み値φ２の値を加算して「１」となるように、該重み値φ２の値を調整し（φ２＝１−φ１）、これらをアンテナ重み計算部１０に供給する。
【０１１４】
これにより、上述のようにアンテナ重み計算部１０において、この重み値φ１，φ２に基づいて、各受信系３，４においてパケットデータに重みを置いたデータ処理が行われるようにアンテナ重み値Ｗ１，Ｗ２が算出されることとなる。
【０１１５】
一方、上記ステップＳ２１においてパケットデータの受信が検出された場合、チャネル監視部９は、ステップＳ２６において、このパケットデータを検出したタイミングで上記タイマによる計時をスタートする。
【０１１６】
そして、ステップＳ２７において、上記重み値φ１の値を、パケットデータ用の例えば０．７５等の所定の大きな値（ａ２）に設定し、これをアンテナ重み計算部１０に供給する。
【０１１７】
次に、チャネル監視部９は、ステップＳ２８において、パケットデータの復元を行う第３の受信系５の復号部３３からの上記フラグに基づいて、パケットデータの受信が正常に行われたか否かを判別する。パケットデータの受信が正常に行われている場合は、ステップＳ２５で設定した上記重み値φ１に対応する上記重み値φ２をステップＳ２４で設定し、これらをアンテナ重み計算部１０に供給する。
【０１１８】
これに対して、パケットデータの受信が正常に行われなかった場合は、前述のように携帯電話機から基地局に対して、そのパケットデータの再送要求がなされる。そして、この再送要求に応えて即座に基地局からパケットデータの送信が行われる可能性が高い。
【０１１９】
このため、チャネル監視部９は、ステップＳ２９において、上記タイマの計時時間を所定時間分延長する。これにより、基地局からパケットデータが再送された場合に、この再送されたパケットデータを、最適な値の重み値φ１で処理することができる。
【０１２０】
図９（ａ）〜（ｄ）に、このように重み値φ１，φ２が可変制御される様子を示す。この図９（ａ）〜（ｄ）のうち、図９（ａ）は、チャネル監視部９で設定される上記重み値φ１の値を、図９（ｂ）は、パケットデータの受信タイミングを、図９（ｃ）は、インジケータ抽出部５０で検出されたインジケータがチャネル監視部９に供給されるタイミングを、図９（ｄ）は、パケットデータに受信エラーが生じた際に復号部３３からチャネル監視部９に、該受信エラーを示すフラグが供給されるタイミングを示している。
【０１２１】
このような図９（ａ）〜（ｄ）において、まず、図９（ｂ）に示すように時刻ｔ１にパケットデータが受信されたとすると、図９（ｃ）に示すように、この受信のタイミングで上記復号部３３によりインジケータが抽出されチャネル監視部９に供給される。チャネル監視部９は、このインジケータが供給されると、上述のようにパケットデータ用の重み値ａ２（φ１＝ａ２）を選択してアンテナ重み計算部１０に供給する。そして、チャネル監視部９は、図９（ａ）に示すように、このパケットデータ用の重み値ａ２を、予め決められた時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間、保持する。
【０１２２】
次に、図９（ａ）に示すように、時刻ｔ２で、上記パケットデータ用の重み値ａ２を保持する時間が切れたとすると、チャネル監視部９は、この時間切れのタイミングでパケットデータ用の重み値を重み値ａ２から重み値ａ１に変更してアンテナ重み計算部１０に供給する。
【０１２３】
そして、図９（ｂ），（ｃ）の時刻ｔ３に示すように、再度、パケットデータが受信されインジケータが供給されたタイミングで、パケットデータ用の重み値を重み値ａ２に変更してアンテナ重み計算部１０に供給する。
【０１２４】
〔タイマの延長動作〕
ここで、図９（ｂ）中、斜線で示すように、時刻ｔ３で受信されたパケットデータの後半部分が欠損し受信エラーを生じた場合、図９（ｄ）の時刻ｔ４に示すように上記復号部３３からチャネル監視部９に対して受信エラーを示すフラグが供給される。
【０１２５】
チャネル監視部９は、図９（ｂ）の時刻ｔ３でパケットデータが受信されると、図９（ａ）の時刻ｔ３〜時刻ｔ５に示すように所定時間、上記重み値ａ２をアンテナ重み計算部１０に供給するのであるが、上記受信エラーを示すフラグが供給されると、図９（ａ）の時刻ｔ５〜時刻ｔ７に示すように上記重み値ａ２を保持する時間を延長する。
【０１２６】
これにより、図９（ｂ）の時刻ｔ６に示すように、受信エラーにより再送されたパケットデータを、この延長した時間内に受信して、上記最適な重み値ａ２で処理可能とすることができる。
【０１２７】
［第２の実施の形態の効果］
以上の説明から明かなように、当該第２の実施の形態の携帯電話機は、パケットデータのデータの状態（パケットデータの有無、パケットデータ受信の可能性、及びパケットデータの受信エラー等）に応じて、アンテナ重み計算部１０に供給する重み値φ１，φ２を切り替え制御する。
【０１２８】
これにより、最適な重み値でパケットデータを処理することを可能とすることができ、当該携帯電話機の受信品質の向上を図ることができる。
【０１２９】
なお、上述の重み値としては、パケットデータ処理用の重み値及び回線交換データ処理用の重み値を、前述のパケットデータの状態に応じて切り替えて用いればよい。このため、この第２の実施の形態の説明において、上記重み値φ１の値を０．６や０．７５とする等のように具体的な数値を掲げて説明したが、この重み値の値は、設計等に応じて適宜設定すればよい。
【０１３０】
最後に、上述の各実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論であることを付け加えておく。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明は、複数の基地局と交信を行うサイトダイバーシチに対応する端末の各チャネル毎に最適なアンテナ重み値を割り当てることができ、端末の受信特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態となる携帯電話機のブロック図である。
【図２】上記第１の実施の形態の携帯電話機に設けられているチャネル監視部における実行データ量の検出動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】上記第１の実施の形態の携帯電話機に設けられているアンテナ重み計算部におけるアンテナ重み値の算出動作の流れ流れを示すフローチャートである。
【図４】上記第１の実施の形態の携帯電話機に設けられている第１の受信系に対応する実行データ量の平均レートの算出例を示す図である。
【図５】上記第１の実施の形態の携帯電話機に設けられている第２の受信系に対応する実行データ量の平均レートの算出例を示す図である。
【図６】上記第１の実施の形態の携帯電話機に設けられている第１，第２の受信系に対応する重み値の一例を示す図である。
【図７】本発明を適用した第２の実施の形態となる携帯電話機のブロック図である。
【図８】上記第２の実施の形態となる携帯電話機における重み値の設定動作の流れを説明するためのフローチャートである。
【図９】上記第２の実施の形態となる携帯電話機におけるパケットデータの重み値の切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】送信アンテナダイバーシチが適用される基地局の構成を示すブロック図である。
【図１１】同期検波パイロットのシンボルパターンを示す図である。
【図１２】パケットデータに挿入されているインジケータを示す図である。
【図１３】連続的に送信される回線交換データと、断続的に送信されるパケットデータを示す図である。
【図１４】受信ビットとアンテナ重み値の対応例を示す図である。
【図１５】基地局の複数のアンテナから送信されるデータの伝搬路特性を示す図である。
【図１６】送信アンテナダイバーシチが適用される基地局に対するユーザの端末装置のブロック図である。
【図１７】サイトダイバーシチ（ソフトハンドオフ）技術を用いた移動通信システムの概要を示す図である。
【図１８】サイトダイバーシチを用いた移動通信システムに対応するユーザの端末装置のブロック図である。
【図１９】複数の基地局から送信される回線交換データと、単一の基地局から送信されるパケットデータを説明するための図である。
【符号の説明】
１…アンテナ、２…送受信共用装置、３…第１の受信系、４…第２の受信系、５…第３の受信系、６…合成部、７…復調部、８…復号部、９…チャネル監視部、１０…アンテナ重み計算部、２１…逆拡散部、２２…位相補正部、２３…逆拡散部、２４…Ｐｉｌｏｔ復号部、２５…逆拡散部、２６…位相補正部、２７…逆拡散部、２８…Ｐｉｌｏｔ復号部、３０…逆拡散部、３１…位相補正部、３２…復調部、３３…復号部、３５…符号化部、３６…アンテナ重みデータ挿入部、３７…変調部、３８…拡散部、５０…インジケータ抽出部

Claims (2)

1. 複数の基地局から送信される同一のデータをそれぞれ受信してサイトダイバーシチ利得を得る無線通信装置であって、
   上記各基地局からの回線交換データをアンテナ重み値を用いてそれぞれ復元処理する複数の回線交換データ復元手段と、
   単一の基地局から送信されるパケットデータをアンテナ重み値を用いて復元処理するパケットデータ復元手段と、
   上記各回線交換データ復元手段で復元処理された回線交換データのデータ量、及び上記パケットデータ復元手段で復元処理されたパケットデータのデータ量をそれぞれ検出するデータ量検出手段と、
   上記回線交換データの受信時には、上記データ量検出手段で検出された回線交換データのデータ量に応じた値のアンテナ重み値を上記各回線交換データ復元手段に設定し、上記パケットデータの受信時には、上記データ量検出手段で検出されたパケットデータのデータ量に応じた値のアンテナ重み値を上記パケットデータ復元手段に設定するアンテナ重み値可変制御手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   上記回線交換データの受信時には、当該回線交換データの送信を行っている各基地局に対して、上記アンテナ重み値可変制御手段により上記各回線交換データ復元手段に設定された上記アンテナ重み値を送信し、上記パケットデータの受信時には、当該パケットデータの送信を行っている基地局に対して、上記アンテナ重み値可変制御手段により上記パケットデータ復元手段に設定された上記アンテナ重み値を送信する送信手段を有すること
   を特徴とする無線通信装置。

Images