JP4084058B2 - 受信レベル測定回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムの受信機で用いられる受信レベル測定回路に係り、特に受信レベルの測定精度を向上できる受信レベル測定回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムにおいては、限られた周波数等の資源を有効に利用する方法としてさまざまな多元接続の方法が考案されており、ＣＤＭＡ（Direct Sequence-Code Division Multiple Access ：符号分割多元接続）方式と称される方法が注目されている。
ＣＤＭＡ方式の中で、特に通信する各チャネル毎に個別の拡散符号を割り当て多重化し、また、送信シンボルにパイロットシンボルを挿入して伝送し、受信側ではパイロットシンボルの逆拡散信号から振幅位相変動を抽出し、それを用いて受信シンボルの補正を行い検波するＤＳ−ＣＤＭＡ（Direct Sequence Code Division Multiple Access ：直接拡散符号分割多元接続）方式では、その方式に特有の閉ループ制御型送信電力制御を行うために受信機において受信波のレベル測定を行う必要があることが知られている。
【０００３】
まず、従来のＣＤＭＡ受信機における受信レベル測定回路の構成例について、図６を使って説明する。図６は、従来の受信レベル測定回路の一構成例を示すブロック図である。
従来の受信レベル測定回路は、図６に示すように、ＲＳＳＩ検出部１と、Ａ／Ｄ変換部２と、ＲＳＳＩ平均化部３と、電圧／ｄＢ変換部４とから構成されている。
【０００４】
従来の受信レベル測定回路の各部について説明する。
ＲＳＳＩ検出部１は、無線周波数帯域の受信信号の受信信号電界強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）を検出し、電圧出力するものである。尚、この部位は、市販のＲＳＳＩ検出用のＩＣ等で実現されている。
Ａ／Ｄ変換部２は、電圧出力されたＲＳＳＩのアナログ値をディジタル値に変換するものである。
ＲＳＳＩ平均化部３は、検出されたＲＳＳＩを平均化するものである。
電圧／ｄＢ変換部４は、平均化されたＲＳＳＩの電圧値をｄＢ値に変換するものである。尚、この部位は、ＲＳＳＩの電圧値対ＲＳＳＩのｄＢ値の変換テーブルを予め作成しておき、それを参照することで実現できる。
【０００５】
次に、従来のレベル測定回路の動作について図６を使って説明する。
従来のレベル測定回路では、受信機に入力された無線周波数帯域の受信信号が、ＲＳＳＩ検出部１に入力され、受信信号のＲＳＳＩが検出されてアナログの電圧値で出力され、Ａ／Ｄ変換部２でディジタル値に変換され、ＲＳＳＩ平均化部３において所定の平均化を施され、電圧／ｄＢ変換部４にてｄＢ値に変換されて、受信機に入力された信号の受信レベルの測定結果がＲＳＳＩのｄＢ値で出力されるようになっていた。
これにより、受信機に入力された信号の受信品質を測定することができた。
【０００６】
しかしながら、上記従来の受信レベル測定回路では、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式において複数の送受信機がそれぞれ同一の無線周波数帯域を使用して通信を行うため、受信機に入力された信号の全てが希望波レベルとは限らず、干渉波レベルを含んでいるにもかかわらず、単一に受信レベルとして測定されてしまうという問題点があった。
また、無線周波数帯域におけるＲＳＳＩ測定では、理論的に受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルは測定できず、全レベルで正確な受信レベルが測定できないという問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決する技術として、平成１３年１０月１２日公開の特開２００１−２８５２０９号「受信レベル測定方法及び受信レベル測定回路」（出願人：株式会社日立国際電気、発明者：石井 崇人）が提案されている。
この従来技術は、受信信号の電界強度を検出すると共に、受信信号を直交検波してベースバンド信号から各拡散符号毎に希望波及び干渉波を検出し、複数の希望波成分を合成して電力化し、合成された希望波レベルに対して、受信電界強度が帯域内雑音以下のレベルでは当該希望波レベルをそのまま用い、帯域内雑音以上のレベルでは、希望波レベルに無線部検出の受信電界強度を加えて補正し、受信レベル測定結果とする受信レベル測定方法及び受信レベル測定回路である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術である特開２００１−２８５２０９号の受信レベル測定回路は、希望波レベル、干渉波レベルを分離して測定し、受信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以下）の場合には希望波電力のレベルを希望波受信レベルとし、特定値を上回る（帯域内雑音以上）場合には、希望波電力のレベルに電界強度のレベルを加算して補正し、希望波受信レベルとしているので、受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルまで希望波受信レベルを測定可能とすることができる基本的な構成を有するものである。
【０００９】
本発明は、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、また希望波が存在しない状況下に不適切な補正を施さないようにして、受信レベルの測定精度を向上できる受信レベル測定回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信レベル測定回路において、受信信号電界強度検出手段で受信信号の電界強度を検出し、直交検波手段で受信信号を直交検波し、希望波／干渉波検出手段で直交検波された受信信号から複数のスカラーの希望波成分と複数の干渉波成分と複数の周波数誤差ベクトルとを検出し、周波数誤差補正値取得手段で予めテーブルに周波数誤差に対応する補正値を記憶しておき、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の周波数誤差ベクトルを加算し平均化し単位変換した周波数誤差に対応する補正値をテーブルから取得し、周波数誤差補正手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数のスカラーの希望波成分を加算し、補正値を用いて加算されたスカラーの希望波成分を補正し、希望波成分電力化手段で補正されたスカラーの希望波成分を電力化し希望波電力のレベルを求め、希望波レベル補正手段で検出された電界強度が予め定められた特定値以下となった場合は、希望波電力のレベルを希望波受信レベルとして出力し、検出された電界強度が特定値を上回った場合は、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波受信レベルとして出力するものなので、希望波レベル、干渉波レベルを分離して測定し、受信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以下）の場合には希望波電力のレベルを希望波受信レベルとし、特定値を上回る（帯域内雑音以上）場合には、希望波電力のレベルに電界強度のレベルを加算して補正し、希望波受信レベルとする際に、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、希望波受信レベルの測定精度を向上できる。
【００１１】
また、本発明は、受信レベル測定回路において、干渉波成分平均化手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の干渉波成分を平均化して干渉波受信レベルを出力し、希望波電力対干渉波電力比測定手段で、干渉波成分平均化手段からの干渉波受信レベルと希望波電力のレベルとから希望波電力対干渉波電力比を求め、希望波レベル補正手段で、特定値を基準とした補正の際に、検出された電界強度が特定値を上回った場合において、希望波電力対干渉波電力比がゼロより大きい場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波電力対干渉波電力比がゼロ以下の場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行わないものなので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、以下で説明する機能実現手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は全部をソフトウェアで実現することも可能である。更に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
【００１３】
本発明に係る受信レベル測定回路は、希望波／干渉波検出手段で直交検波された受信信号から複数の希望波成分と複数の干渉波成分と複数の周波数誤差ベクトルとを検出し、周波数誤差補正値取得手段で予め周波数誤差に対応する補正値を記憶しておき、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の周波数誤差ベクトルを加算し平均化し単位変換した周波数誤差に対応する補正値を取得し、周波数誤差補正手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の希望波成分を加算し、補正値を用いて希望波成分を補正するものなので、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、希望波受信レベルの測定精度を向上できるものである。
【００１４】
また、本発明の受信レベル測定回路は、希望波電力対干渉波電力比測定手段で、干渉波受信レベルと希望波電力のレベルとから希望波電力対干渉波電力比を求め、希望波レベル補正手段で、特定値を基準とした補正の際に、検出された電界強度が特定値を上回った場合において、希望波電力対干渉波電力比がゼロより大きい場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波電力対干渉波電力比がゼロ以下の場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行わないものなので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できるものである。
【００１５】
尚、本発明の実施の形態における各手段と図１の各部との対応を示すと、受信信号電界強度検出手段は、ＲＳＳＩ検出部１、Ａ／Ｄ部２、ＲＳＳＩ平均化部３、電圧／ｄＢ変換部４に相当し、直交検波手段は、ＡＧＣ部５、直交検波部６、発振器７、Ａ／Ｄ部８に相当し、希望波／干渉波検出手段は、希望波／干渉波検出部９-1、９-2、…９-Nに相当し、周波数誤差補正値取得手段は、加算器５０、周波数誤差平均化部５１、アークタンジェント演算部５２，周波数誤差補正テーブル５３に相当し、周波数誤差補正手段は、加算器１０、パイロットゲイン補正部４１、周波数誤差補正部４２に相当し、希望波成分電力化手段は、希望波成分電力化部１１、ｄＢ変換部１５に相当し、干渉波成分平均化手段は、干渉波成分平均化部１３、ｄＢ変換部１５に相当し、希望波レベル補正手段は、希望波レベル補正部１２に相当し、干渉波レベル補正手段は、干渉波レベル補正部１４に相当し、希望波電力対干渉波電力比測定手段はＳＩＲ測定部４３に相当している。
【００１６】
まず、本発明に係る受信レベル測定回路の構成について図１を使って説明する。図１は、本発明に係る受信レベル測定回路の構成ブロック図である。尚、図６と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
【００１７】
本発明の受信レベル測定回路は、従来の受信レベル測定回路と同様の部分として、ＲＳＳＩ検出部１と、Ａ／Ｄ変換部２と、ＲＳＳＩ平均化部３と、電圧／ｄＢ変換部４とから構成され、更に本発明の特徴部分として、ＡＧＣ部５と、直交検波部６と、発振器７と、Ａ／Ｄ部８と、複数の希望波／干渉波検出部９と、加算器１０と、パイロットゲイン補正部４１と、周波数誤差補正部４２と、希望波成分電力化部１１と、ｄＢ変換部１５と、希望波レベル補正部１２と、干渉成分平均化部１３と、干渉波レベル補正部１４と、ＳＩＲ測定部４３と、加算器５０と、周波数誤差平均化部５１と、アークタンジェント演算部５２と、周波数誤差補正テーブル５３とが設けられている。
【００１８】
次に、本装置の各部について具体的に説明するが、従来と同様に無線部ＲＳＳＩを検出するため構成であるＲＳＳＩ検出部１とＡ／Ｄ変換部２とＲＳＳＩ平均化部３と電圧／ｄＢ変換部４は、動作も従来と全く同様であるので説明を省略し、本発明の特徴部分について具体的に説明する。
【００１９】
ＡＧＣ部５は、自動利得制御（Automatic Gain Control：ＡＧＣ）を行うもので、ＲＳＳＩ検出部１において検出されたＲＳＳＩ電圧を用いて、受信電力を一定にするよう増幅（又は減衰）するものである。
直交検波部６は、無線周波数帯域の受信信号を復調し、ベースバンドの同相、直交成分にダウンコンバートするものである。
発振器７は、直交検波部６に搬送波を出力するものである。
Ａ／Ｄ部８は、直交検波部６においてダウンコンバートされたアナログベースバンド受信信号をディジタル値に変換するものである。
【００２０】
希望波／干渉波検出部９は、ディジタル変換されたベースバンド受信信号から希望波成分、干渉波成分、周波数誤差ベクトルを検出するもので、拡散符号毎に複数設けられている。ＤＣ−ＣＤＭＡ方式においては、マルチパスを分離して、各パス毎に希望波成分、干渉波成分、周波数誤差ベクトルを検出するのに用いられる。尚、内部の詳細については、後述する。
【００２１】
加算器５０は、複数の希望波／干渉波検出部９からの周波数誤差ベクトルを加算して合成するものである。
周波数誤差平均化部５１は、加算後の周波数誤差ベクトルを平均化するものである。これは、各希望波／干渉波検出部９からの周波数誤差ベクトルが１シンボル時間における位相回転量であり、フェージング等の要因による位相回転量を含んでいるため、周波数誤差平均化部５１で長時間の平均化を行うことによりフェージングによる位相回転の成分を消し、固定的な周波数誤差による位相回転量として検出するためのものである。
【００２２】
アークタンジェント演算部（図ではarctan演算部）５２は、平均化後の周波数誤差ベクトルにａｒｃｔａｎ演算を施して、周波数誤差（Ｈｚ）に単位変換を行うものである。具体的には、平均化後の周波数誤差ベクトルに対してａｒｃｔａｎ演算を施してΔθが求められ、更に１シンボル時間長から周波数誤差（Ｈｚ）が求められて単位変換されることになる。
周波数誤差補正テーブル５３は、周波数誤差に対応する補正値をテーブル形式で記憶している補正テーブルを具備して、アークタンジェント演算部５２の出力である周波数誤差（Ｈｚ）を入力とし、それに該当する補正値を出力するである。尚、補正テーブルの詳細については、後述する。
【００２３】
加算器１０は、複数の希望波／干渉波検出部９から出力される希望波成分を加算して合成するものである。
パイロットゲイン補正部４１は、送信側で加えられたパイロットシンボル部分のオフセットを補正するものである。即ち、送信側において、パイロットシンボル部分にデータシンボル部分の電力に対して電力オフセットを加えて（パイロットゲイン）送信する場合を考慮し、このパイロットゲイン分の補正を行う。例えばデータシンボルに対してパイロットシンボルが１／２の電力で送信されている場合、パイロットゲイン補正部４１では、合成後の希望波成分を√２倍することによりパイロットゲインを補正するようになっている。
周波数誤差補正部４２は、加算し、パイロットゲインを補正した希望波成分に対し、周波数誤差補正テーブル５３の出力である周波数誤差補正値を用いて周波数誤差を補正するものである。
希望波成分電力化部１１は、周波数誤差補正後の希望波成分を電力化するものである。
【００２４】
干渉成分平均化部１３は、複数の希望波／干渉波検出部９からの干渉波成分を平均化するものである。
ｄＢ変換部１５は、希望波成分電力化部１１の出力である希望波成分電力と、干渉成分平均化部１３の出力である干渉波成分電力をそれぞれｄＢ変換するものである。
【００２５】
ＳＩＲ測定部４３は、ｄＢ変換部１５でｄＢ変換された希望波成分電力、干渉波成分電力から希望波電力対干渉波電力比（Signal-to-Interference Ratio：ＳＩＲ）を求めるものである。
【００２６】
希望波レベル補正部１２は、電圧／ｄＢ変換部４においてｄＢ変換された平均化後のＲＳＳＩと、送信側での拡散変調により拡散された信号の拡散率と、受信機において測定された希望波成分電力を絶対電力値に補正するための固定補正値と、ＳＩＲ測定部４３において測定されたＳＩＲ値とを入力とし、ｄＢ変換部１５から出力される希望波成分電力を補正し、希望波受信レベルを出力するものである。補正の詳細については、後述する。
【００２７】
干渉波レベル補正部１４は、電圧／ｄＢ変換部４においてｄＢ変換された平均化後のＲＳＳＩと、送信側での拡散変調により拡散された信号の拡散率と、受信機において測定された希望波成分電力を絶対電力値に補正するための固定補正値と、ＳＩＲ測定部４３において測定されたＳＩＲ値とを入力とし、ｄＢ変換部１５から出力される干渉波成分電力を補正し、干渉波受信レベルを出力するものである。補正の詳細については、後述する。
【００２８】
次に、本発明の受信レベル測定回路の希望波／干渉波検出部９の内部構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の希望波／干渉波検出部９の内部構成を示すブロック図である。
本発明の希望波／干渉波検出部９の内部は、図２に示すように、符号生成部２１と、逆拡散部２２と、ディジタルＡＧＣ部２３と、参照用パイロットシンボル生成部２５と、複素乗算器２６と、希望波成分平均化部２７と、加算器２８と、ベクトル／スカラー変換部３０と、干渉波成分電力化部３１と、指数重み付け平均化部３２と、遅延器（図ではＤｅｌａｙ）３４と、複素乗算器３５とから構成されている。
【００２９】
希望波／干渉波検出部９の内部の各部について説明する。
符号生成部２１は、参照用の拡散符号を生成するもので、各希望波／干渉波検出部９-1〜９-Nで異なる拡散符号が生成される。
逆拡散部２２は、Ａ／Ｄ部８の出力であるベースバンドの受信信号と、符号生成部２１の出力である参照用拡散符号との相関演算を行い逆拡散するものである。
【００３０】
ディジタルＡＧＣ部２３は、逆拡散後の信号を送信側の拡散率に応じてシフトアップするものである。例えば逆拡散前の信号の振幅をＡとすると、逆拡散後の振幅と送信側の拡散率との関係は理想的には［表１］の通りになる。
【００３１】
【表１】
【００３２】
［表１］に示すように拡散率により逆拡散後の振幅が異なり、拡散率が低い程、逆拡散後の振幅が小さくなる、即ち信号のビット数が少なくなる。これより後段の処理を固定小数点演算で取り扱うことを想定した場合、ビット数の減少は特性劣化を招く要因になる。そこで、ディジタルＡＧＣ部２３では、逆拡散後のビット数が一定になるように拡散率に応じたシフトアップを行い、演算ビット数の減少による劣化を防ぐことが可能である。
【００３３】
参照用パイロットシンボル生成部２５は、後述する振幅位相変動量を求めるための参照用パイロットシンボルを生成するものである。
複素乗算器２６は、ディジタルＡＧＣ後の受信信号と参照用パイロットシンボルとの複素共役乗算を行い振幅位相変動量を求め、希望波成分ベクトルとするものである。
【００３４】
希望波成分平均化部２７は、複素乗算器２６からの希望波成分ベクトルを平均化するものである。
ベクトル／スカラー変換部３０は、希望波成分ベクトルをスカラーに変換するものである。
【００３５】
加算器２８は、希望波成分平均化部２７の出力である平均化後の希望波成分ベクトルと、平均前の希望波成分ベクトルとの差分を求め、干渉波成分ベクトルとするものである。
干渉波成分電力化部３１は、干渉波成分ベクトルの電力を求め、更に所定のパイロットシンボル数分の平均化を行うものである。
指数重み付け平均化部３２は、電力化された干渉波成分を長区間にわたり指数重み付け平均するものである。
【００３６】
遅延器（図ではＤｅｌａｙ）３４は、入力される信号を１シンボル時間遅延させるものである。
複素乗算器３５は、あるシンボルにおける振幅位相変動量と、その前のシンボルにおける振幅位相変動量との複素乗算を行い、１シンボル時間における位相回転量を周波数誤差ベクトルとして求めるものである。
【００３７】
次に、本発明の受信レベル測定回路の動作について、図１，図２を用いて説明する。
本発明の受信レベル測定回路では、受信機に入力された無線周波数帯域の受信信号が、従来と同様に、ＲＳＳＩ検出部１に入力され、ＲＳＳＩが検出されてアナログの電圧値で出力され、Ａ／Ｄ変換部２でディジタル値に変換され、ＲＳＳＩ平均化部３において所定の平均化を施され、電圧／ｄＢ変換部４にてｄＢ値に変換されて、受信機に入力された無線信号の受信レベルの測定結果がＲＳＳＩのｄＢ値で出力される。
【００３８】
一方、入力された無線周波数帯機の受信信号は、ＲＳＳＩ検出部１で検出されたＲＳＳＩ電圧を用いて、ＡＧＣ部５にて利得制御が行われ、受信電力が一定になるように制御される。そして、さらに直交検波部６において、発振器７からの搬送波によりベースバンドの同相、直交成分にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたベースバンドの受信信号は、Ａ／Ｄ部８でディジタル信号に変換され、複数の希望波／干渉波検出部９に並列に入力される。
【００３９】
ここで、各希望波／干渉波検出部９内部における動作について説明する。
各希望波／干渉波検出部９の内部では、入力されたベースバンドのディジタル受信信号が逆拡散部２２に入力され、各符号生成部２１から出力されるの参照用の拡散符号との相関演算が行われて逆拡散され、逆拡散後の受信シンボルが、ディジタルＡＧＣ部２３に入力される。
【００４０】
そして、ディジタルＡＧＣ部２３では、送信側の拡散変調における拡散率に応じて逆拡散後の信号がシフトアップされて定振幅にされ、ディジタルＡＧＣ後の受信シンボルのうちパイロットシンボル部分は、参照用パイロットシンボル生成部２５から出力される参照用パイロットシンボルと複素乗算器２６にて複素共役乗算を施され、その計算結果が振幅位相変動量、すなわち希望波成分ベクトルとして出力され、希望波成分平均化部２７にて所定のパイロットシンボル数分の平均化が行われ、ベクトル／スカラー変換部３０にてその大きさ（スカラー）が求められて出力される。
【００４１】
また、複素乗算器２６から出力される平均前の希望波成分ベクトルと、希望波成分平均化部２７から出力される平均化後の希望波成分ベクトルとの差分が加算器２８でとられ、これが干渉波成分ベクトルとなり、干渉波成分電力化部３１で電力化及び所定のパイロットシンボル数分の平均化が行われ、更に指数重み付け平均化部３２において長区間にわたる平均化が行われて出力される。
【００４２】
ここで、この希望波成分及び干渉波成分について図３，図４と式を用いて説明する。図３は、フレームフォーマットの例を示すフィーマット図であり、図４は、希望波成分ベクトルの平均化の様子を示す説明図である。
受信した信号には、図３に示すようにパイロットシンボルＰ１〜Ｐ４が周期的に挿入されていることにする。そして、パイロットシンボルＰ１〜Ｐ４における希望波成分ベクトルを図４に示すベクトルＰ１〜ベクトルＰ４であるとすると、平均化後の希望波成分ベクトルは、図４に示すベクトルＲになる。
【００４３】
また、希望波成分平均化部２７で平均化された希望波成分ベクトルを、数式で表すと［数１］のように表される。
【００４４】
【数１】
【００４５】
そして、更に、希望波成分ベクトルに対してベクトル／スカラー変換部３０においてベクトル／スカラー変換を行うと、その出力Ｓは、［数２］で表すことができる。
【００４６】
【数２】
【００４７】
一方、平均化後の希望波成分ベクトルＲに対する平均前の希望波成分ベクトルＰ１〜Ｐ４の分散、すなわち干渉波成分ベクトルで表される干渉波成分Ｉは、干渉波成分電力化部３１からの出力であり、数式で表すと［数３］のように表される。
【００４８】
【数３】
【００４９】
更に、干渉波成分は指数重み付け平均化部３２において長区間にわたり平均化が行われ、複数の希望波／干渉波検出部９において、各々希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）を求めることができる。
【００５０】
一方、受信機において受信した信号には、送信側の発振器と受信側の発振器の周波数誤差に起因する位相回転が含まれている。これを補正するために、複素乗算器２６から出力されるあるシンボルにおける振幅位相変動量（希望波成分ベクトル）と、遅延器３４で１シンボル時間遅延された前シンボルにおける振幅位相変動量（希望波成分ベクトル）とを複素乗算器３５により複素乗算することによりその差分を求め、１シンボル時間における位相回転量が周波数誤差ベクトルとして求められる。
以上が各希望波干渉波検出部９における動作例である。
【００５１】
ＤＳ−ＣＤＭＡ方式においては、マルチパスを逆拡散により分離することが可能なので、分離された遅延波をそれぞれ希望波／干渉波検出部９に割り当ててやることにより、各パス毎の希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）を求め、それを合成、平均することにより求める希望波レベル、干渉波レベルを得ることができる。
【００５２】
次に複数の希望波／干渉波検出部９からの希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）から、合成、平均後の希望波受信レベル、干渉波受信レベルを得る動作について説明する。
希望波成分（Ｓ）に関しては、各希望波／干渉波検出部９において検出された希望波成分（［数２］）が、加算器１０で加算され、これにより分離された各パスの希望波成分の和が求められて、合成後の希望波成分を求めることができる。
【００５３】
そして、本発明の特徴の１つとして、合成後の希望波成分は、送信側でパイロットシンボル部分にデータシンボル部分の電力に対して電力オフセット（パイロットゲイン）を加えて送信されている場合を考慮して、パイロットゲイン補正部４１で送信側で加えられているパイロットゲイン分の補正が行われる。
【００５４】
そして、更に本発明の特徴の２つ目として、パイロットゲイン分の補正後の合成された希望波成分に対して周波数誤差の補正が行われる。
具体的には、各希望波／干渉波検出部９から出力される周波数誤差ベクトルが加算器５０で加算され、合成後の周波数誤差ベクトルが求められ、更に周波数誤差平均化部５１で長区間の平均化が行われて、フェージングによる位相回転の成分が消されて、固定的な周波数誤差による位相回転量として検出される。
【００５５】
そして、平均化後の周波数誤差ベクトルに対してアークタンジェント演算部５２でａｒｃｔａｎ演算が施されて周波数誤差（Ｈｚ）が求められ、周波数誤差補正テーブル５３で周波数誤差に対応する補正値が求められる。
【００５６】
ここで、周波数誤差補正テーブル５３に具備されている補正テーブルについて、詳しく説明する。
まず、周波数誤差のない理想状態について考える。
希望波成分平均化部２７における平均化後の希望波成分ベクトルをＲとすると、
Ｒ（１、０）
である。
【００５７】
それに対して、周波数誤差ｆ、平均化するシンボル数Ｎとすると、ｉ番目のシンボルの希望波成分ベクトルＲ′ｉは、次の式で表すことができる。
Ｒ′ｉ＝（Ｉ＋ｊＱ）×（Ｃｏｓ（２πｆｔ）＋ｊＳｉｎ（２πｆｔ））…（数４）
【００５８】
よって、例えば、周波数誤差が２００Ｈｚあり、平均化シンボル数４、シンボルレート１５ｋｓｐｓのとき、振幅方向の変動が無いと仮定すると、上式においてｆ＝２００、ｔ＝Ｎ×（１／１５０００）、Ｉ＝１、Ｑ＝０とすると、それぞれの希望波成分ベクトルＲ′ｌ、Ｒ′２、Ｒ′３、Ｒ′４は、
Ｒ′１（１、０）
Ｒ′２（０．９９６４９３、０．０８３６７８）
Ｒ′３（０．９８５９９６、０．１６６７６９）
Ｒ′４（０．９６８５８３、０．２４８６９）
となる。
【００５９】
よって上記４シンボル分の平均化後の希望波成分ベクトルＲ′は、［数２］から
Ｒ′（０．９８７７６８、０．１２４７８４）
となりその大きさは、
｜Ｒ′｜＝０．９９５６１９
となって、周波数誤差が無い場合に対して０．９９５６１９倍の大きさとなる。
そこで、補正テーブルでは上記値を大きさ１に補正する値、すなわち
２００Ｈｚにおけるテーブル補正値＝１／０．９９５６１９＝１．００４４０１
を周波数誤差２００Ｈｚに対する補正値として対応付けることができる。
【００６０】
上記示したような形で、複数の周波数誤差についてあらかじめ補正値を求め、補正テーブルとして記憶しておく。
そして、周波数誤差補正テーブル５３ではアークタンジェント演算部５２からの周波数誤差に対応する補正値を周波数誤差補正部４２に出力するようになっている。
【００６１】
そして、周波数誤差補正テーブル５３で周波数誤差に対応付けて求められた補正値が周波数誤差補正部４２に出力され、周波数誤差補正部４２でパイロットゲイン補正部４１からの合成後の希望波成分に補正値が乗算されて補正され、更に希望波成分電力化部１１で補正後の希望波成分が電力化される。
【００６２】
一方、干渉波成分（Ｉ）は、各パス毎の干渉波成分（［数３］）が、干渉成分平均化部１３にて更に平均化される。
これは、逆拡散により分離された各パスを合成する、いわゆるＲＡＫＥ合成によって、希望波成分は合成され、また、干渉成分は各パス独立なので合成後は平均化されて抑圧されることを利用したものである。
【００６３】
そして、希望波成分電力化部１１から出力される希望波成分電力、及び干渉成分平均化部１３から出力される干渉波成分電力は、それぞれｄＢ変換部１５でｄＢ変換される。ｄＢ変換された希望波成分電力及び干渉波成分電力は、ＳＩＲ測定部４３にてその希望波電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）が求められる。
【００６４】
次に、希望波成分、干渉波成分の補正方法の概念について図５を用いて説明する。図５は、ベースバンド検出の希望波成分とＲＳＳＩの関係を模式的に示す説明図である。
図５に示すように、受信電界が帯域内雑音レベル近傍になると（図中領域Ａ）、ＲＳＳＩ検出部１〜電圧／ｄＢ変換部４で検出される無線部検出のＲＳＳＩは、フロアを引いてしまい正しく検出されなくなり、無線部ＡＧＣも適切にはかからなくなる。一方、ベースバンドでの希望波成分は、領域Ａでは線形に検出することができる。
【００６５】
それに対して、図中領域Ｂだと、無線部ＲＳＳＩが正しく検出できるために、無線部ＡＧＣが正しくかかり、そのため、ベースバンドでの希望波成分は飽和してしまい正しく検出できない。
そこで、ベースバンドで検出された希望波成分と、ＲＳＳＩ検出部１〜電圧／ｄＢ変換部４で検出される無線部検出のＲＳＳＩとを用いて、領域Ａではベースバンドで検出された希望波成分をそのまま利用し、領域Ｂではベースバンドで検出された希望波成分に無線部のＲＳＳＩを補正値として加えることにより、全受信電界領域において適切なる受信レベル検出を行うことができる。
【００６６】
上記補正方法を実現する具体的な方法について説明する。
まずＲＳＳＩ検出部１〜電圧／ｄＢ変換部４で検出できる無線部のＲＳＳＩの下限値をアナログのパラメータとして予め希望波レベル補正部１２に保持しておく。図５においては、ＲＳＳＩの曲線が、領域Ａと領域Ｂとの境界線と交わる当たりの値をＲＳＳＩの下限値とする。そして、検出された無線部のＲＳＳＩが、この下限値に達して下限値以下になると無線部ＲＳＳＩによる補正を行わないようにする。すなわち、
である。この（数５）により、無線部において正しくＡＧＣがかからない領域（図５中領域Ａ）ではＲＳＳＩの値の信頼性は低いのでＲＳＳＩによる補正は行わずに、正しくＡＧＣがかかる領域（図５中領域Ｂ）ではＲＳＳＩによる補正が実現できる。
【００６７】
更に、希望波レベル補正部１２では、ベースバンド検出の希望波レベルを絶対電力に直す補正を行う。これは、送信側で拡散変調することにより得られる拡散利得と、希望波／干渉波検出部９のディジタルＡＧＣ部２３に対する固定の補正値とをパラメータとして保持しておき、これを上記無線部ＲＳＳＩによる補正の後に、希望波レベルに加えることにより、求める希望波レベルの絶対電力値を得ることができる。
【００６８】
ここで、上記希望波／干渉波検出部９のディジタルＡＧＣ部２３に対する固定の補正値の一例について説明する。
今、受信機で受信した受信波に干渉が無い場合を考える、すなわち受信電力はすべて希望波である。この場合ベースバンドで逆拡散を行うと拡散利得が得られる。すなわち
理想希望波レベル＝干渉が無い場合の無線部ＲＳＳＩ …（数６）
である。この理想希望波レベルに対してベースバンドで検出する希望波レベルは、演算時のフォーマットや実現法によって固定のオフセットがかかる。このオフセットを吸収するために、干渉が無い状態である受信信号を入力したときの理想希望波レベルと測定希望波レベルの差を固定の補正値パラメータとして保持しておき、測定希望波レベルにこの補正値を加えることによって、絶対電力値に直すことができる。
【００６９】
また、希望波レベルと干渉波レベルとのＳＩＲの関係は次式で表すことができる。
ＳＩＲ（ｄＢ）＝希望波レベル−干渉波レベル＋拡散利得 …（数７）
そこで、干渉波レベル補正部１４では、希望波レベル補正部１２で行った補正に対して、（数７）の関係が保たれるような絶対電力値に補正されるようになっている。
【００７０】
また、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では、複数の送受信機がそれぞれ同一の無線周波数帯域を使用して通信を行うため、受信機に入力された信号のすべてが希望波成分とは限らず、干渉波成分を含んでいるということは従来技術のところで述べた。このため、希望波レベル補正部１２における補正において、受信電界が帯域内雑音以上のレベルである場合に、（数５）に従って希望波レベルに無線部検出のＲＳＳＩを加えて補正し受信レベル測定結果とすると、受信信号に希望波が存在しないような場合であっても補正を施してしまい、希望波が存在しないにもかかわらず、あたかも希望波が存在するかのようなレベルと測定されてしまう恐れがある。
【００７１】
そこで、本発明の３つ目の特徴として、ＳＩＲ測定部４３で測定されたＳＩＲを用いて、例えばＳＩＲが「０ｄＢ」以下の場合は（数５）の補正を行わないで、「０ｄＢ」より大きい場合には行うというように、ＳＩＲ値を補正のしきい値に利用することにより、希望波が存在しないような場合の不適切な補正を防ぐことができる。
【００７２】
尚、上記説明した受信レベル測定回路に関して、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）にて実現可能である。
【００７３】
本発明の実施の形態の受信レベル測定回路によれば、複数の希望波／干渉波検出部９において、逆拡散によりマルチパスを分離し、分離された遅延波から各パス毎の希望波成分と干渉波成分を検出し、各希望波／干渉波検出部９で検出された希望波成分は加算器１０で合成し、干渉波成分は、干渉成分平均化部１３で平均化してしているので、希望波レベル、干渉波レベルを別々に測定でき、受信波に含まれる不要な干渉波成分を除いた希望波成分のレベルを受信レベルとして取得できる効果がある。
【００７４】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、各希望波／干渉波検出部９で検出された希望波成分を合成した希望波レベルに対して、希望波レベル補正部１２において、受信電界が帯域内雑音以下のレベルでは、希望波レベルをそのまま用い、帯域内雑音以上のレベルでは、希望波レベルに無線部検出のＲＳＳＩを加えて補正し、受信レベル測定結果としているので、受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルまで測定可能な受信レベル測定回路を実現できる効果がある。
【００７５】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、上記のように帯域内雑音以上のレベルで、希望波レベルに無線部検出のＲＳＳＩを加えて補正し受信レベル測定結果とする場合、受信信号に希望波が存在しないにもかかわらず不適切な補正を行わないように、ＳＩＲ測定部４３で希望波電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）を求め、希望波レベル補正部１２においてＳＩＲを閾値としてＲＳＳＩを加算する補正を行うか否かを判断するので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【００７６】
そして、更に本発明の受信レベル測定回路によれば、送信側の発振器と受信側の発振器の周波数誤差に起因する位相回転を補正するために、各希望波／干渉波検出部９において、シンボル間の位相回転量を周波数誤差ベクトルとして求め、予め記憶している周波数誤差に対応する補正値を用いて周波数誤差補正部４２で希望波成分を補正するので、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【００７７】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、各希望波／干渉波検出部９で求めた周波数誤差ベクトルにはフェージング等の要因による位相回転量を含んでいるので、加算器５０で各希望波／干渉波検出部９からの周波数誤差ベクトルが合成された後に、周波数誤差平均化部５１で長区間の平均化が行われ、フェージングによる位相回転の成分が消されて、固定的な周波数誤差による位相回転量として検出されるので、周波数誤差の補正精度が向上され、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【００７８】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、送信側で加えられたパイロットシンボル部分のオフセット（パイロットゲイン）を補正するために、パイロットゲイン補正部４１で送信側で加えたパイロットゲインに応じて合成後の希望波成分を補正するので、パイロットシンボルを用いて測定した希望波受信レベルをよりデータシンボルの希望波受信レベルの近づけることができ、希望波受信レベルの精度を向上できる効果がある。
【００７９】
そして、本発明の受信レベル測定回路をＣＤＭＡ無線通信システムの基地局及び移動局に採用することによって、検出された電界強度が予め定められた特定値（ＲＳＳＩの下限値）以下となった場合は、希望波電力のレベルを希望波受信レベルとして出力し、検出された電界強度が特定値を上回った場合は、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波受信レベルとして出力するので、受信レベルを全受信電界にわたって精度良く測定でき、閉ループ制御型の送信電力制御を有効に行うことができる効果がある。
具体的には、本発明の受信レベル測定回路を備え、送信電力の制御に受信レベル測定回路からの出力を利用する送受信機を、基地局又は移動局に設置することで実現できる。
【００８０】
また、上記基本的な補正に加えて、希望波が存在しない場合の補正の有無の判断、又は送信側の発振器と受信側の発振器の周波数誤差の補正、或いはパイロットゲインの補正などをも施すことによって希望波受信レベル及び干渉波受信レベルの測定精度を向上し、閉ループ制御型の送信電力制御を有効に行うことができる効果がある。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、希望波／干渉波検出手段で直交検波された受信信号から複数のスカラーの希望波成分と複数の干渉波成分と複数の周波数誤差ベクトルとを検出し、周波数誤差補正値取得手段で予めテーブルに周波数誤差に対応する補正値を記憶しておき、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の周波数誤差ベクトルを加算し平均化し単位変換した周波数誤差に対応する補正値をテーブルから取得し、周波数誤差補正手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数のスカラーの希望波成分を加算し、補正値を用いて加算されたスカラーの希望波成分を補正する受信レベル測定回路としているので、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、希望波受信レベルの測定精度を向上できる効果がある。
【００８２】
また、本発明によれば、希望波電力対干渉波電力比測定手段で、干渉波受信レベルと希望波電力のレベルとから希望波電力対干渉波電力比を求め、希望波レベル補正手段で、特定値を基準とした補正の際に、検出された電界強度が特定値を上回った場合において、希望波電力対干渉波電力比がゼロより大きい場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波電力対干渉波電力比がゼロ以下の場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行わない受信レベル測定回路としているので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る受信レベル測定回路の構成ブロック図である。
【図２】本発明の希望波／干渉波検出部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】フレームフォーマットの例を示すフィーマット図である。
【図４】希望波成分ベクトルの平均化の様子を示す説明図である。
【図５】ベースバンド検出の希望波成分とＲＳＳＩの関係を模式的に示す説明図である。
【図６】従来の受信レベル測定回路の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＲＳＳＩ検出部、 ２…Ａ／Ｄ変換部、 ３…ＲＳＳＩ平均化部、 ４…電圧／ｄＢ変換部、 ５…ＡＧＣ部、 ６…直交検波部、 ７…発振器、 ８…Ａ／Ｄ部、 ９…希望波／干渉波検出部、 １０…加算器、 １１…希望波成分電力化部、 １２…希望波レベル補正部、 １３…干渉成分平均化部、 １４…干渉波レベル補正部、 １５…ｄＢ変換部、 ２１…符号生成部、 ２２…逆拡散部、 ２３…ディジタルＡＧＣ部、 ２５…参照用パイロットシンボル生成部、 ２６…複素乗算器、 ２７…希望波成分平均化部、 ２８…加算器、 ３０…ベクトル／スカラー変換部、 ３１…干渉波成分電力化部、 ３２…指数重み付け平均化部、 ３４…遅延器、 ３５…複素乗算器、 ４１…パイロットゲイン補正部、 ４２…周波数誤差補正部、 ４３…ＳＩＲ測定部、 ５０…加算器、 ５１…周波数誤差平均化部、 ５２…アークタンジェント演算部、 ５３…周波数誤差補正テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムの受信機で用いられる受信レベル測定回路に係り、特に受信レベルの測定精度を向上できる受信レベル測定回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムにおいては、限られた周波数等の資源を有効に利用する方法としてさまざまな多元接続の方法が考案されており、ＣＤＭＡ（Direct Sequence-Code Division Multiple Access ：符号分割多元接続）方式と称される方法が注目されている。
ＣＤＭＡ方式の中で、特に通信する各チャネル毎に個別の拡散符号を割り当て多重化し、また、送信シンボルにパイロットシンボルを挿入して伝送し、受信側ではパイロットシンボルの逆拡散信号から振幅位相変動を抽出し、それを用いて受信シンボルの補正を行い検波するＤＳ−ＣＤＭＡ（Direct Sequence Code Division Multiple Access ：直接拡散符号分割多元接続）方式では、その方式に特有の閉ループ制御型送信電力制御を行うために受信機において受信波のレベル測定を行う必要があることが知られている。
【０００３】
まず、従来のＣＤＭＡ受信機における受信レベル測定回路の構成例について、図６を使って説明する。図６は、従来の受信レベル測定回路の一構成例を示すブロック図である。
従来の受信レベル測定回路は、図６に示すように、ＲＳＳＩ検出部１と、Ａ／Ｄ変換部２と、ＲＳＳＩ平均化部３と、電圧／ｄＢ変換部４とから構成されている。
【０００４】
従来の受信レベル測定回路の各部について説明する。
ＲＳＳＩ検出部１は、無線周波数帯域の受信信号の受信信号電界強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）を検出し、電圧出力するものである。尚、この部位は、市販のＲＳＳＩ検出用のＩＣ等で実現されている。
Ａ／Ｄ変換部２は、電圧出力されたＲＳＳＩのアナログ値をディジタル値に変換するものである。
ＲＳＳＩ平均化部３は、検出されたＲＳＳＩを平均化するものである。
電圧／ｄＢ変換部４は、平均化されたＲＳＳＩの電圧値をｄＢ値に変換するものである。尚、この部位は、ＲＳＳＩの電圧値対ＲＳＳＩのｄＢ値の変換テーブルを予め作成しておき、それを参照することで実現できる。
【０００５】
次に、従来のレベル測定回路の動作について図６を使って説明する。
従来のレベル測定回路では、受信機に入力された無線周波数帯域の受信信号が、ＲＳＳＩ検出部１に入力され、受信信号のＲＳＳＩが検出されてアナログの電圧値で出力され、Ａ／Ｄ変換部２でディジタル値に変換され、ＲＳＳＩ平均化部３において所定の平均化を施され、電圧／ｄＢ変換部４にてｄＢ値に変換されて、受信機に入力された信号の受信レベルの測定結果がＲＳＳＩのｄＢ値で出力されるようになっていた。
これにより、受信機に入力された信号の受信品質を測定することができた。
【０００６】
しかしながら、上記従来の受信レベル測定回路では、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式において複数の送受信機がそれぞれ同一の無線周波数帯域を使用して通信を行うため、受信機に入力された信号の全てが希望波レベルとは限らず、干渉波レベルを含んでいるにもかかわらず、単一に受信レベルとして測定されてしまうという問題点があった。
また、無線周波数帯域におけるＲＳＳＩ測定では、理論的に受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルは測定できず、全レベルで正確な受信レベルが測定できないという問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決する技術として、平成１３年１０月１２日公開の特開２００１−２８５２０９号「受信レベル測定方法及び受信レベル測定回路」（出願人：株式会社日立国際電気、発明者：石井 崇人）が提案されている。
この従来技術は、受信信号の電界強度を検出すると共に、受信信号を直交検波してベースバンド信号から各拡散符号毎に希望波及び干渉波を検出し、複数の希望波成分を合成して電力化し、合成された希望波レベルに対して、受信電界強度が帯域内雑音以下のレベルでは当該希望波レベルをそのまま用い、帯域内雑音以上のレベルでは、希望波レベルに無線部検出の受信電界強度を加えて補正し、受信レベル測定結果とする受信レベル測定方法及び受信レベル測定回路である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術である特開２００１−２８５２０９号の受信レベル測定回路は、希望波レベル、干渉波レベルを分離して測定し、受信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以下）の場合には希望波電力のレベルを希望波受信レベルとし、特定値を上回る（帯域内雑音以上）場合には、希望波電力のレベルに電界強度のレベルを加算して補正し、希望波受信レベルとしているので、受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルまで希望波受信レベルを測定可能とすることができる基本的な構成を有するものである。
【０００９】
本発明は、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、また希望波が存在しない状況下に不適切な補正を施さないようにして、受信レベルの測定精度を向上できる受信レベル測定回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信レベル測定回路において、受信信号電界強度検出手段で受信信号の電界強度を検出し、直交検波手段で受信信号を直交検波し、希望波／干渉波検出手段で直交検波された受信信号から複数のスカラーの希望波成分と複数の干渉波成分と複数の周波数誤差ベクトルとを検出し、周波数誤差補正値取得手段で予めテーブルに周波数誤差に対応する補正値を記憶しておき、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の周波数誤差ベクトルを加算し平均化し単位変換した周波数誤差に対応する補正値をテーブルから取得し、周波数誤差補正手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数のスカラーの希望波成分を加算し、補正値を用いて加算されたスカラーの希望波成分を補正し、希望波成分電力化手段で補正されたスカラーの希望波成分を電力化し希望波電力のレベルを求め、希望波レベル補正手段で検出された電界強度が予め定められた特定値以下となった場合は、希望波電力のレベルを希望波受信レベルとして出力し、検出された電界強度が特定値を上回った場合は、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波受信レベルとして出力するものなので、希望波レベル、干渉波レベルを分離して測定し、受信電界強度が特定値以下（帯域内雑音以下）の場合には希望波電力のレベルを希望波受信レベルとし、特定値を上回る（帯域内雑音以上）場合には、希望波電力のレベルに電界強度のレベルを加算して補正し、希望波受信レベルとする際に、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、希望波受信レベルの測定精度を向上できる。
【００１１】
また、本発明は、受信レベル測定回路において、干渉波成分平均化手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の干渉波成分を平均化して干渉波受信レベルを出力し、希望波電力対干渉波電力比測定手段で、干渉波成分平均化手段からの干渉波受信レベルと希望波電力のレベルとから希望波電力対干渉波電力比を求め、希望波レベル補正手段で、特定値を基準とした補正の際に、検出された電界強度が特定値を上回った場合において、希望波電力対干渉波電力比がゼロより大きい場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波電力対干渉波電力比がゼロ以下の場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行わないものなので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、以下で説明する機能実現手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は全部をソフトウェアで実現することも可能である。更に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
【００１３】
本発明に係る受信レベル測定回路は、希望波／干渉波検出手段で直交検波された受信信号から複数の希望波成分と複数の干渉波成分と複数の周波数誤差ベクトルとを検出し、周波数誤差補正値取得手段で予め周波数誤差に対応する補正値を記憶しておき、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の周波数誤差ベクトルを加算し平均化し単位変換した周波数誤差に対応する補正値を取得し、周波数誤差補正手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の希望波成分を加算し、補正値を用いて希望波成分を補正するものなので、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、希望波受信レベルの測定精度を向上できるものである。
【００１４】
また、本発明の受信レベル測定回路は、希望波電力対干渉波電力比測定手段で、干渉波受信レベルと希望波電力のレベルとから希望波電力対干渉波電力比を求め、希望波レベル補正手段で、特定値を基準とした補正の際に、検出された電界強度が特定値を上回った場合において、希望波電力対干渉波電力比がゼロより大きい場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波電力対干渉波電力比がゼロ以下の場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行わないものなので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できるものである。
【００１５】
尚、本発明の実施の形態における各手段と図１の各部との対応を示すと、受信信号電界強度検出手段は、ＲＳＳＩ検出部１、Ａ／Ｄ部２、ＲＳＳＩ平均化部３、電圧／ｄＢ変換部４に相当し、直交検波手段は、ＡＧＣ部５、直交検波部６、発振器７、Ａ／Ｄ部８に相当し、希望波／干渉波検出手段は、希望波／干渉波検出部９-1、９-2、…９-Nに相当し、周波数誤差補正値取得手段は、加算器５０、周波数誤差平均化部５１、アークタンジェント演算部５２，周波数誤差補正テーブル５３に相当し、周波数誤差補正手段は、加算器１０、パイロットゲイン補正部４１、周波数誤差補正部４２に相当し、希望波成分電力化手段は、希望波成分電力化部１１、ｄＢ変換部１５に相当し、干渉波成分平均化手段は、干渉波成分平均化部１３、ｄＢ変換部１５に相当し、希望波レベル補正手段は、希望波レベル補正部１２に相当し、干渉波レベル補正手段は、干渉波レベル補正部１４に相当し、希望波電力対干渉波電力比測定手段はＳＩＲ測定部４３に相当している。
【００１６】
まず、本発明に係る受信レベル測定回路の構成について図１を使って説明する。図１は、本発明に係る受信レベル測定回路の構成ブロック図である。尚、図６と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
【００１７】
本発明の受信レベル測定回路は、従来の受信レベル測定回路と同様の部分として、ＲＳＳＩ検出部１と、Ａ／Ｄ変換部２と、ＲＳＳＩ平均化部３と、電圧／ｄＢ変換部４とから構成され、更に本発明の特徴部分として、ＡＧＣ部５と、直交検波部６と、発振器７と、Ａ／Ｄ部８と、複数の希望波／干渉波検出部９と、加算器１０と、パイロットゲイン補正部４１と、周波数誤差補正部４２と、希望波成分電力化部１１と、ｄＢ変換部１５と、希望波レベル補正部１２と、干渉成分平均化部１３と、干渉波レベル補正部１４と、ＳＩＲ測定部４３と、加算器５０と、周波数誤差平均化部５１と、アークタンジェント演算部５２と、周波数誤差補正テーブル５３とが設けられている。
【００１８】
次に、本装置の各部について具体的に説明するが、従来と同様に無線部ＲＳＳＩを検出するため構成であるＲＳＳＩ検出部１とＡ／Ｄ変換部２とＲＳＳＩ平均化部３と電圧／ｄＢ変換部４は、動作も従来と全く同様であるので説明を省略し、本発明の特徴部分について具体的に説明する。
【００１９】
ＡＧＣ部５は、自動利得制御（Automatic Gain Control：ＡＧＣ）を行うもので、ＲＳＳＩ検出部１において検出されたＲＳＳＩ電圧を用いて、受信電力を一定にするよう増幅（又は減衰）するものである。
直交検波部６は、無線周波数帯域の受信信号を復調し、ベースバンドの同相、直交成分にダウンコンバートするものである。
発振器７は、直交検波部６に搬送波を出力するものである。
Ａ／Ｄ部８は、直交検波部６においてダウンコンバートされたアナログベースバンド受信信号をディジタル値に変換するものである。
【００２０】
希望波／干渉波検出部９は、ディジタル変換されたベースバンド受信信号から希望波成分、干渉波成分、周波数誤差ベクトルを検出するもので、拡散符号毎に複数設けられている。ＤＣ−ＣＤＭＡ方式においては、マルチパスを分離して、各パス毎に希望波成分、干渉波成分、周波数誤差ベクトルを検出するのに用いられる。尚、内部の詳細については、後述する。
【００２１】
加算器５０は、複数の希望波／干渉波検出部９からの周波数誤差ベクトルを加算して合成するものである。
周波数誤差平均化部５１は、加算後の周波数誤差ベクトルを平均化するものである。これは、各希望波／干渉波検出部９からの周波数誤差ベクトルが１シンボル時間における位相回転量であり、フェージング等の要因による位相回転量を含んでいるため、周波数誤差平均化部５１で長時間の平均化を行うことによりフェージングによる位相回転の成分を消し、固定的な周波数誤差による位相回転量として検出するためのものである。
【００２２】
アークタンジェント演算部（図ではarctan演算部）５２は、平均化後の周波数誤差ベクトルにａｒｃｔａｎ演算を施して、周波数誤差（Ｈｚ）に単位変換を行うものである。具体的には、平均化後の周波数誤差ベクトルに対してａｒｃｔａｎ演算を施してΔθが求められ、更に１シンボル時間長から周波数誤差（Ｈｚ）が求められて単位変換されることになる。
周波数誤差補正テーブル５３は、周波数誤差に対応する補正値をテーブル形式で記憶している補正テーブルを具備して、アークタンジェント演算部５２の出力である周波数誤差（Ｈｚ）を入力とし、それに該当する補正値を出力するである。尚、補正テーブルの詳細については、後述する。
【００２３】
加算器１０は、複数の希望波／干渉波検出部９から出力される希望波成分を加算して合成するものである。
パイロットゲイン補正部４１は、送信側で加えられたパイロットシンボル部分のオフセットを補正するものである。即ち、送信側において、パイロットシンボル部分にデータシンボル部分の電力に対して電力オフセットを加えて（パイロットゲイン）送信する場合を考慮し、このパイロットゲイン分の補正を行う。例えばデータシンボルに対してパイロットシンボルが１／２の電力で送信されている場合、パイロットゲイン補正部４１では、合成後の希望波成分を√２倍することによりパイロットゲインを補正するようになっている。
周波数誤差補正部４２は、加算し、パイロットゲインを補正した希望波成分に対し、周波数誤差補正テーブル５３の出力である周波数誤差補正値を用いて周波数誤差を補正するものである。
希望波成分電力化部１１は、周波数誤差補正後の希望波成分を電力化するものである。
【００２４】
干渉成分平均化部１３は、複数の希望波／干渉波検出部９からの干渉波成分を平均化するものである。
ｄＢ変換部１５は、希望波成分電力化部１１の出力である希望波成分電力と、干渉成分平均化部１３の出力である干渉波成分電力をそれぞれｄＢ変換するものである。
【００２５】
ＳＩＲ測定部４３は、ｄＢ変換部１５でｄＢ変換された希望波成分電力、干渉波成分電力から希望波電力対干渉波電力比（Signal-to-Interference Ratio：ＳＩＲ）を求めるものである。
【００２６】
希望波レベル補正部１２は、電圧／ｄＢ変換部４においてｄＢ変換された平均化後のＲＳＳＩと、送信側での拡散変調により拡散された信号の拡散率と、受信機において測定された希望波成分電力を絶対電力値に補正するための固定補正値と、ＳＩＲ測定部４３において測定されたＳＩＲ値とを入力とし、ｄＢ変換部１５から出力される希望波成分電力を補正し、希望波受信レベルを出力するものである。補正の詳細については、後述する。
【００２７】
干渉波レベル補正部１４は、電圧／ｄＢ変換部４においてｄＢ変換された平均化後のＲＳＳＩと、送信側での拡散変調により拡散された信号の拡散率と、受信機において測定された希望波成分電力を絶対電力値に補正するための固定補正値と、ＳＩＲ測定部４３において測定されたＳＩＲ値とを入力とし、ｄＢ変換部１５から出力される干渉波成分電力を補正し、干渉波受信レベルを出力するものである。補正の詳細については、後述する。
【００２８】
次に、本発明の受信レベル測定回路の希望波／干渉波検出部９の内部構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の希望波／干渉波検出部９の内部構成を示すブロック図である。
本発明の希望波／干渉波検出部９の内部は、図２に示すように、符号生成部２１と、逆拡散部２２と、ディジタルＡＧＣ部２３と、参照用パイロットシンボル生成部２５と、複素乗算器２６と、希望波成分平均化部２７と、加算器２８と、ベクトル／スカラー変換部３０と、干渉波成分電力化部３１と、指数重み付け平均化部３２と、遅延器（図ではＤｅｌａｙ）３４と、複素乗算器３５とから構成されている。
【００２９】
希望波／干渉波検出部９の内部の各部について説明する。
符号生成部２１は、参照用の拡散符号を生成するもので、各希望波／干渉波検出部９-1〜９-Nで異なる拡散符号が生成される。
逆拡散部２２は、Ａ／Ｄ部８の出力であるベースバンドの受信信号と、符号生成部２１の出力である参照用拡散符号との相関演算を行い逆拡散するものである。
【００３０】
ディジタルＡＧＣ部２３は、逆拡散後の信号を送信側の拡散率に応じてシフトアップするものである。例えば逆拡散前の信号の振幅をＡとすると、逆拡散後の振幅と送信側の拡散率との関係は理想的には［表１］の通りになる。
【００３１】
【表１】
［表１］に示すように拡散率により逆拡散後の振幅が異なり、拡散率が低い程、逆拡散後の振幅が小さくなる、即ち信号のビット数が少なくなる。これより後段の処理を固定小数点演算で取り扱うことを想定した場合、ビット数の減少は特性劣化を招く要因になる。そこで、ディジタルＡＧＣ部２３では、逆拡散後のビット数が一定になるように拡散率に応じたシフトアップを行い、演算ビット数の減少による劣化を防ぐことが可能である。
【００３３】
参照用パイロットシンボル生成部２５は、後述する振幅位相変動量を求めるための参照用パイロットシンボルを生成するものである。
複素乗算器２６は、ディジタルＡＧＣ後の受信信号と参照用パイロットシンボルとの複素共役乗算を行い振幅位相変動量を求め、希望波成分ベクトルとするものである。
【００３４】
希望波成分平均化部２７は、複素乗算器２６からの希望波成分ベクトルを平均化するものである。
ベクトル／スカラー変換部３０は、希望波成分ベクトルをスカラーに変換するものである。
【００３５】
加算器２８は、希望波成分平均化部２７の出力である平均化後の希望波成分ベクトルと、平均前の希望波成分ベクトルとの差分を求め、干渉波成分ベクトルとするものである。
干渉波成分電力化部３１は、干渉波成分ベクトルの電力を求め、更に所定のパイロットシンボル数分の平均化を行うものである。
指数重み付け平均化部３２は、電力化された干渉波成分を長区間にわたり指数重み付け平均するものである。
【００３６】
遅延器（図ではＤｅｌａｙ）３４は、入力される信号を１シンボル時間遅延させるものである。
複素乗算器３５は、あるシンボルにおける振幅位相変動量と、その前のシンボルにおける振幅位相変動量との複素乗算を行い、１シンボル時間における位相回転量を周波数誤差ベクトルとして求めるものである。
【００３７】
次に、本発明の受信レベル測定回路の動作について、図１，図２を用いて説明する。
本発明の受信レベル測定回路では、受信機に入力された無線周波数帯域の受信信号が、従来と同様に、ＲＳＳＩ検出部１に入力され、ＲＳＳＩが検出されてアナログの電圧値で出力され、Ａ／Ｄ変換部２でディジタル値に変換され、ＲＳＳＩ平均化部３において所定の平均化を施され、電圧／ｄＢ変換部４にてｄＢ値に変換されて、受信機に入力された無線信号の受信レベルの測定結果がＲＳＳＩのｄＢ値で出力される。
【００３８】
一方、入力された無線周波数帯機の受信信号は、ＲＳＳＩ検出部１で検出されたＲＳＳＩ電圧を用いて、ＡＧＣ部５にて利得制御が行われ、受信電力が一定になるように制御される。そして、さらに直交検波部６において、発振器７からの搬送波によりベースバンドの同相、直交成分にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたベースバンドの受信信号は、Ａ／Ｄ部８でディジタル信号に変換され、複数の希望波／干渉波検出部９に並列に入力される。
【００３９】
ここで、各希望波／干渉波検出部９内部における動作について説明する。
各希望波／干渉波検出部９の内部では、入力されたベースバンドのディジタル受信信号が逆拡散部２２に入力され、各符号生成部２１から出力されるの参照用の拡散符号との相関演算が行われて逆拡散され、逆拡散後の受信シンボルが、ディジタルＡＧＣ部２３に入力される。
【００４０】
そして、ディジタルＡＧＣ部２３では、送信側の拡散変調における拡散率に応じて逆拡散後の信号がシフトアップされて定振幅にされ、ディジタルＡＧＣ後の受信シンボルのうちパイロットシンボル部分は、参照用パイロットシンボル生成部２５から出力される参照用パイロットシンボルと複素乗算器２６にて複素共役乗算を施され、その計算結果が振幅位相変動量、すなわち希望波成分ベクトルとして出力され、希望波成分平均化部２７にて所定のパイロットシンボル数分の平均化が行われ、ベクトル／スカラー変換部３０にてその大きさ（スカラー）が求められて出力される。
【００４１】
また、複素乗算器２６から出力される平均前の希望波成分ベクトルと、希望波成分平均化部２７から出力される平均化後の希望波成分ベクトルとの差分が加算器２８でとられ、これが干渉波成分ベクトルとなり、干渉波成分電力化部３１で電力化及び所定のパイロットシンボル数分の平均化が行われ、更に指数重み付け平均化部３２において長区間にわたる平均化が行われて出力される。
【００４２】
ここで、この希望波成分及び干渉波成分について図３，図４と式を用いて説明する。図３は、フレームフォーマットの例を示すフィーマット図であり、図４は、希望波成分ベクトルの平均化の様子を示す説明図である。
受信した信号には、図３に示すようにパイロットシンボルＰ１〜Ｐ４が周期的に挿入されていることにする。そして、パイロットシンボルＰ１〜Ｐ４における希望波成分ベクトルを図４に示すベクトルＰ１〜ベクトルＰ４であるとすると、平均化後の希望波成分ベクトルは、図４に示すベクトルＲになる。
【００４３】
また、希望波成分平均化部２７で平均化された希望波成分ベクトルを、数式で表すと［数１］のように表される。
【００４４】
【数１】
そして、更に、希望波成分ベクトルに対してベクトル／スカラー変換部３０においてベクトル／スカラー変換を行うと、その出力Ｓは、［数２］で表すことができる。
【００４６】
【数２】
一方、平均化後の希望波成分ベクトルＲに対する平均前の希望波成分ベクトルＰ１〜Ｐ４の分散、すなわち干渉波成分ベクトルで表される干渉波成分Ｉは、干渉波成分電力化部３１からの出力であり、数式で表すと［数３］のように表される。
【００４８】
【数３】
更に、干渉波成分は指数重み付け平均化部３２において長区間にわたり平均化が行われ、複数の希望波／干渉波検出部９において、各々希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）を求めることができる。
【００５０】
一方、受信機において受信した信号には、送信側の発振器と受信側の発振器の周波数誤差に起因する位相回転が含まれている。これを補正するために、複素乗算器２６から出力されるあるシンボルにおける振幅位相変動量（希望波成分ベクトル）と、遅延器３４で１シンボル時間遅延された前シンボルにおける振幅位相変動量（希望波成分ベクトル）とを複素乗算器３５により複素乗算することによりその差分を求め、１シンボル時間における位相回転量が周波数誤差ベクトルとして求められる。
以上が各希望波干渉波検出部９における動作例である。
【００５１】
ＤＳ−ＣＤＭＡ方式においては、マルチパスを逆拡散により分離することが可能なので、分離された遅延波をそれぞれ希望波／干渉波検出部９に割り当ててやることにより、各パス毎の希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）を求め、それを合成、平均することにより求める希望波レベル、干渉波レベルを得ることができる。
【００５２】
次に複数の希望波／干渉波検出部９からの希望波成分（Ｓ）、干渉波成分（Ｉ）から、合成、平均後の希望波受信レベル、干渉波受信レベルを得る動作について説明する。
希望波成分（Ｓ）に関しては、各希望波／干渉波検出部９において検出された希望波成分（［数２］）が、加算器１０で加算され、これにより分離された各パスの希望波成分の和が求められて、合成後の希望波成分を求めることができる。
【００５３】
そして、本発明の特徴の１つとして、合成後の希望波成分は、送信側でパイロットシンボル部分にデータシンボル部分の電力に対して電力オフセット（パイロットゲイン）を加えて送信されている場合を考慮して、パイロットゲイン補正部４１で送信側で加えられているパイロットゲイン分の補正が行われる。
【００５４】
そして、更に本発明の特徴の２つ目として、パイロットゲイン分の補正後の合成された希望波成分に対して周波数誤差の補正が行われる。
具体的には、各希望波／干渉波検出部９から出力される周波数誤差ベクトルが加算器５０で加算され、合成後の周波数誤差ベクトルが求められ、更に周波数誤差平均化部５１で長区間の平均化が行われて、フェージングによる位相回転の成分が消されて、固定的な周波数誤差による位相回転量として検出される。
【００５５】
そして、平均化後の周波数誤差ベクトルに対してアークタンジェント演算部５２でａｒｃｔａｎ演算が施されて周波数誤差（Ｈｚ）が求められ、周波数誤差補正テーブル５３で周波数誤差に対応する補正値が求められる。
【００５６】
ここで、周波数誤差補正テーブル５３に具備されている補正テーブルについて、詳しく説明する。
まず、周波数誤差のない理想状態について考える。
希望波成分平均化部２７における平均化後の希望波成分ベクトルをＲとすると、
Ｒ（１、０）
である。
【００５７】
それに対して、周波数誤差ｆ、平均化するシンボル数Ｎとすると、ｉ番目のシンボルの希望波成分ベクトルＲ′ｉは、次の式で表すことができる。
Ｒ′ｉ＝（Ｉ＋ｊＱ）×（Ｃｏｓ（２πｆｔ）＋ｊＳｉｎ（２πｆｔ））…（数４）
【００５８】
よって、例えば、周波数誤差が２００Ｈｚあり、平均化シンボル数４、シンボルレート１５ｋｓｐｓのとき、振幅方向の変動が無いと仮定すると、上式においてｆ＝２００、ｔ＝Ｎ×（１／１５０００）、Ｉ＝１、Ｑ＝０とすると、それぞれの希望波成分ベクトルＲ′ｌ、Ｒ′２、Ｒ′３、Ｒ′４は、
Ｒ′１（１、０）
Ｒ′２（０．９９６４９３、０．０８３６７８）
Ｒ′３（０．９８５９９６、０．１６６７６９）
Ｒ′４（０．９６８５８３、０．２４８６９）
となる。
【００５９】
よって上記４シンボル分の平均化後の希望波成分ベクトルＲ′は、［数２］から
Ｒ′（０．９８７７６８、０．１２４７８４）
となりその大きさは、
｜Ｒ′｜＝０．９９５６１９
となって、周波数誤差が無い場合に対して０．９９５６１９倍の大きさとなる。
そこで、補正テーブルでは上記値を大きさ１に補正する値、すなわち
２００Ｈｚにおけるテーブル補正値＝１／０．９９５６１９＝１．００４４０１
を周波数誤差２００Ｈｚに対する補正値として対応付けることができる。
【００６０】
上記示したような形で、複数の周波数誤差についてあらかじめ補正値を求め、補正テーブルとして記憶しておく。
そして、周波数誤差補正テーブル５３ではアークタンジェント演算部５２からの周波数誤差に対応する補正値を周波数誤差補正部４２に出力するようになっている。
【００６１】
そして、周波数誤差補正テーブル５３で周波数誤差に対応付けて求められた補正値が周波数誤差補正部４２に出力され、周波数誤差補正部４２でパイロットゲイン補正部４１からの合成後の希望波成分に補正値が乗算されて補正され、更に希望波成分電力化部１１で補正後の希望波成分が電力化される。
【００６２】
一方、干渉波成分（Ｉ）は、各パス毎の干渉波成分（［数３］）が、干渉成分平均化部１３にて更に平均化される。
これは、逆拡散により分離された各パスを合成する、いわゆるＲＡＫＥ合成によって、希望波成分は合成され、また、干渉成分は各パス独立なので合成後は平均化されて抑圧されることを利用したものである。
【００６３】
そして、希望波成分電力化部１１から出力される希望波成分電力、及び干渉成分平均化部１３から出力される干渉波成分電力は、それぞれｄＢ変換部１５でｄＢ変換される。ｄＢ変換された希望波成分電力及び干渉波成分電力は、ＳＩＲ測定部４３にてその希望波電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）が求められる。
【００６４】
次に、希望波成分、干渉波成分の補正方法の概念について図５を用いて説明する。図５は、ベースバンド検出の希望波成分とＲＳＳＩの関係を模式的に示す説明図である。
図５に示すように、受信電界が帯域内雑音レベル近傍になると（図中領域Ａ）、ＲＳＳＩ検出部１〜電圧／ｄＢ変換部４で検出される無線部検出のＲＳＳＩは、フロアを引いてしまい正しく検出されなくなり、無線部ＡＧＣも適切にはかからなくなる。一方、ベースバンドでの希望波成分は、領域Ａでは線形に検出することができる。
【００６５】
それに対して、図中領域Ｂだと、無線部ＲＳＳＩが正しく検出できるために、無線部ＡＧＣが正しくかかり、そのため、ベースバンドでの希望波成分は飽和してしまい正しく検出できない。
そこで、ベースバンドで検出された希望波成分と、ＲＳＳＩ検出部１〜電圧／ｄＢ変換部４で検出される無線部検出のＲＳＳＩとを用いて、領域Ａではベースバンドで検出された希望波成分をそのまま利用し、領域Ｂではベースバンドで検出された希望波成分に無線部のＲＳＳＩを補正値として加えることにより、全受信電界領域において適切なる受信レベル検出を行うことができる。
【００６６】
上記補正方法を実現する具体的な方法について説明する。
まずＲＳＳＩ検出部１〜電圧／ｄＢ変換部４で検出できる無線部のＲＳＳＩの下限値をアナログのパラメータとして予め希望波レベル補正部１２に保持しておく。図５においては、ＲＳＳＩの曲線が、領域Ａと領域Ｂとの境界線と交わる当たりの値をＲＳＳＩの下限値とする。そして、検出された無線部のＲＳＳＩが、この下限値に達して下限値以下になると無線部ＲＳＳＩによる補正を行わないようにする。すなわち、
【００６７】
更に、希望波レベル補正部１２では、ベースバンド検出の希望波レベルを絶対電力に直す補正を行う。これは、送信側で拡散変調することにより得られる拡散利得と、希望波／干渉波検出部９のディジタルＡＧＣ部２３に対する固定の補正値とをパラメータとして保持しておき、これを上記無線部ＲＳＳＩによる補正の後に、希望波レベルに加えることにより、求める希望波レベルの絶対電力値を得ることができる。
【００６８】
ここで、上記希望波／干渉波検出部９のディジタルＡＧＣ部２３に対する固定の補正値の一例について説明する。
今、受信機で受信した受信波に干渉が無い場合を考える、すなわち受信電力はすべて希望波である。この場合ベースバンドで逆拡散を行うと拡散利得が得られる。すなわち
理想希望波レベル＝干渉が無い場合の無線部ＲＳＳＩ …（数６）
である。この理想希望波レベルに対してベースバンドで検出する希望波レベルは、演算時のフォーマットや実現法によって固定のオフセットがかかる。このオフセットを吸収するために、干渉が無い状態である受信信号を入力したときの理想希望波レベルと測定希望波レベルの差を固定の補正値パラメータとして保持しておき、測定希望波レベルにこの補正値を加えることによって、絶対電力値に直すことができる。
【００６９】
また、希望波レベルと干渉波レベルとのＳＩＲの関係は次式で表すことができる。
ＳＩＲ（ｄＢ）＝希望波レベル−干渉波レベル＋拡散利得 …（数７）
そこで、干渉波レベル補正部１４では、希望波レベル補正部１２で行った補正に対して、（数７）の関係が保たれるような絶対電力値に補正されるようになっている。
【００７０】
また、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式では、複数の送受信機がそれぞれ同一の無線周波数帯域を使用して通信を行うため、受信機に入力された信号のすべてが希望波成分とは限らず、干渉波成分を含んでいるということは従来技術のところで述べた。このため、希望波レベル補正部１２における補正において、受信電界が帯域内雑音以上のレベルである場合に、（数５）に従って希望波レベルに無線部検出のＲＳＳＩを加えて補正し受信レベル測定結果とすると、受信信号に希望波が存在しないような場合であっても補正を施してしまい、希望波が存在しないにもかかわらず、あたかも希望波が存在するかのようなレベルと測定されてしまう恐れがある。
【００７１】
そこで、本発明の３つ目の特徴として、ＳＩＲ測定部４３で測定されたＳＩＲを用いて、例えばＳＩＲが「０ｄＢ」以下の場合は（数５）の補正を行わないで、「０ｄＢ」より大きい場合には行うというように、ＳＩＲ値を補正のしきい値に利用することにより、希望波が存在しないような場合の不適切な補正を防ぐことができる。
【００７２】
尚、上記説明した受信レベル測定回路に関して、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）にて実現可能である。
【００７３】
本発明の実施の形態の受信レベル測定回路によれば、複数の希望波／干渉波検出部９において、逆拡散によりマルチパスを分離し、分離された遅延波から各パス毎の希望波成分と干渉波成分を検出し、各希望波／干渉波検出部９で検出された希望波成分は加算器１０で合成し、干渉波成分は、干渉成分平均化部１３で平均化してしているので、希望波レベル、干渉波レベルを別々に測定でき、受信波に含まれる不要な干渉波成分を除いた希望波成分のレベルを受信レベルとして取得できる効果がある。
【００７４】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、各希望波／干渉波検出部９で検出された希望波成分を合成した希望波レベルに対して、希望波レベル補正部１２において、受信電界が帯域内雑音以下のレベルでは、希望波レベルをそのまま用い、帯域内雑音以上のレベルでは、希望波レベルに無線部検出のＲＳＳＩを加えて補正し、受信レベル測定結果としているので、受信機無線部の帯域内雑音以下のレベルまで測定可能な受信レベル測定回路を実現できる効果がある。
【００７５】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、上記のように帯域内雑音以上のレベルで、希望波レベルに無線部検出のＲＳＳＩを加えて補正し受信レベル測定結果とする場合、受信信号に希望波が存在しないにもかかわらず不適切な補正を行わないように、ＳＩＲ測定部４３で希望波電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）を求め、希望波レベル補正部１２においてＳＩＲを閾値としてＲＳＳＩを加算する補正を行うか否かを判断するので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【００７６】
そして、更に本発明の受信レベル測定回路によれば、送信側の発振器と受信側の発振器の周波数誤差に起因する位相回転を補正するために、各希望波／干渉波検出部９において、シンボル間の位相回転量を周波数誤差ベクトルとして求め、予め記憶している周波数誤差に対応する補正値を用いて周波数誤差補正部４２で希望波成分を補正するので、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【００７７】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、各希望波／干渉波検出部９で求めた周波数誤差ベクトルにはフェージング等の要因による位相回転量を含んでいるので、加算器５０で各希望波／干渉波検出部９からの周波数誤差ベクトルが合成された後に、周波数誤差平均化部５１で長区間の平均化が行われ、フェージングによる位相回転の成分が消されて、固定的な周波数誤差による位相回転量として検出されるので、周波数誤差の補正精度が向上され、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【００７８】
また、本発明の受信レベル測定回路によれば、送信側で加えられたパイロットシンボル部分のオフセット（パイロットゲイン）を補正するために、パイロットゲイン補正部４１で送信側で加えたパイロットゲインに応じて合成後の希望波成分を補正するので、パイロットシンボルを用いて測定した希望波受信レベルをよりデータシンボルの希望波受信レベルの近づけることができ、希望波受信レベルの精度を向上できる効果がある。
【００７９】
そして、本発明の受信レベル測定回路をＣＤＭＡ無線通信システムの基地局及び移動局に採用することによって、検出された電界強度が予め定められた特定値（ＲＳＳＩの下限値）以下となった場合は、希望波電力のレベルを希望波受信レベルとして出力し、検出された電界強度が特定値を上回った場合は、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波受信レベルとして出力するので、受信レベルを全受信電界にわたって精度良く測定でき、閉ループ制御型の送信電力制御を有効に行うことができる効果がある。
具体的には、本発明の受信レベル測定回路を備え、送信電力の制御に受信レベル測定回路からの出力を利用する送受信機を、基地局又は移動局に設置することで実現できる。
【００８０】
また、上記基本的な補正に加えて、希望波が存在しない場合の補正の有無の判断、又は送信側の発振器と受信側の発振器の周波数誤差の補正、或いはパイロットゲインの補正などをも施すことによって希望波受信レベル及び干渉波受信レベルの測定精度を向上し、閉ループ制御型の送信電力制御を有効に行うことができる効果がある。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、希望波／干渉波検出手段で直交検波された受信信号から複数のスカラーの希望波成分と複数の干渉波成分と複数の周波数誤差ベクトルとを検出し、周波数誤差補正値取得手段で予めテーブルに周波数誤差に対応する補正値を記憶しておき、希望波／干渉波検出手段において検出された複数の周波数誤差ベクトルを加算し平均化し単位変換した周波数誤差に対応する補正値をテーブルから取得し、周波数誤差補正手段で、希望波／干渉波検出手段において検出された複数のスカラーの希望波成分を加算し、補正値を用いて加算されたスカラーの希望波成分を補正する受信レベル測定回路としているので、送受信機に具備される発振器の周波数誤差に起因する位相回転の補正を施し、希望波受信レベルの測定精度を向上できる効果がある。
【００８２】
また、本発明によれば、希望波電力対干渉波電力比測定手段で、干渉波受信レベルと希望波電力のレベルとから希望波電力対干渉波電力比を求め、希望波レベル補正手段で、特定値を基準とした補正の際に、検出された電界強度が特定値を上回った場合において、希望波電力対干渉波電力比がゼロより大きい場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波電力対干渉波電力比がゼロ以下の場合には、希望波電力のレベルに検出された電界強度のレベルを加算する補正を行わない受信レベル測定回路としているので、希望波が存在しない場合の不適切な補正を回避して、希望波成分の測定精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る受信レベル測定回路の構成ブロック図である。
【図２】本発明の希望波／干渉波検出部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】フレームフォーマットの例を示すフィーマット図である。
【図４】希望波成分ベクトルの平均化の様子を示す説明図である。
【図５】ベースバンド検出の希望波成分とＲＳＳＩの関係を模式的に示す説明図である。
【図６】従来の受信レベル測定回路の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＲＳＳＩ検出部、 ２…Ａ／Ｄ変換部、 ３…ＲＳＳＩ平均化部、 ４…電圧／ｄＢ変換部、 ５…ＡＧＣ部、 ６…直交検波部、 ７…発振器、 ８…Ａ／Ｄ部、 ９…希望波／干渉波検出部、 １０…加算器、 １１…希望波成分電力化部、 １２…希望波レベル補正部、 １３…干渉成分平均化部、 １４…干渉波レベル補正部、 １５…ｄＢ変換部、 ２１…符号生成部、 ２２…逆拡散部、 ２３…ディジタルＡＧＣ部、 ２５…参照用パイロットシンボル生成部、 ２６…複素乗算器、 ２７…希望波成分平均化部、 ２８…加算器、 ３０…ベクトル／スカラー変換部、 ３１…干渉波成分電力化部、 ３２…指数重み付け平均化部、 ３４…遅延器、 ３５…複素乗算器、 ４１…パイロットゲイン補正部、 ４２…周波数誤差補正部、 ４３…ＳＩＲ測定部、 ５０…加算器、 ５１…周波数誤差平均化部、 ５２…アークタンジェント演算部、 ５３…周波数誤差補正テーブル
Claims (3)
- 受信信号の電界強度を検出する受信信号電界強度検出手段と、
受信信号を直交検波する直交検波手段と、
前記直交検波された受信信号から複数のスカラーの希望波成分と複数の干渉波成分と複数の周波数誤差ベクトルとを検出する希望波／干渉波検出手段と、
予め周波数誤差に対応する補正値をテーブルに記憶し、前記検出された複数の周波数誤差ベクトルを加算し平均化し単位変換した周波数誤差に対応する補正値を前記テーブルから取得する周波数誤差補正値取得手段と、
前記検出された複数のスカラーの希望波成分を加算し、前記補正値を用いて前記加算されたスカラーの希望波成分を補正する周波数誤差補正手段と、
前記補正されたスカラーの希望波成分を電力化し希望波電力のレベルを求める希望波成分電力化手段と、
前記検出された電界強度が予め定められた特定値以下となった場合は、前記希望波電力のレベルを希望波受信レベルとして出力し、前記検出された電界強度が前記特定値を上回った場合は、前記希望波電力のレベルに前記検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、希望波受信レベルとして出力する希望波レベル補正手段とを備えることを特徴とする受信レベル測定回路。 - 希望波／干渉波検出手段で検出された複数の干渉波成分を平均化して干渉波受信レベルを出力する干渉波成分平均化手段と、
前記干渉波成分平均化手段からの干渉波受信レベルと、希望波電力のレベルとから希望波電力対干渉波電力比を求める希望波電力対干渉波電力比測定手段とを設け、
希望波レベル補正手段は、特定値を基準とした補正の際に、検出された電界強度が前記特定値を上回った場合において、前記希望波電力対干渉波電力比がゼロより大きい場合には、前記希望波電力のレベルに前記検出された電界強度のレベルを加算する補正を行い、前記希望波電力対干渉波電力比がゼロ以下の場合には、前記希望波電力のレベルに前記検出された電界強度のレベルを加算する補正を行わない手段であることを特徴とする請求項１記載の受信レベル測定回路。 - 希望波／干渉波検出手段は、
参照用の拡散符号を生成する符号生成部と、
ディジタル変換されたベースバンドの受信信号と前記符号生成部の出力である参照用符号との相関演算を行い、逆拡散する逆拡散部と、
逆拡散後の信号を送信側の拡散率に応じてシフトアップするディジタルＡＧＣ部と、
参照用パイロットシンボルを生成する参照用パイロットシンボル生成部と、
前記ディジタルＡＧＣ部からの信号と前記参照用パイロットシンボルとの複素共役乗算を行い、振幅位相変動量を求め、希望波成分ベクトルとする複素乗算器と、
前記希望波成分ベクトルを１シンボル時間遅延させる遅延器と、
任意のシンボルにおける前記希望波成分ベクトルと、前記遅延器からの１シンボル前の希望波成分ベクトルとの複素乗算を行い、１シンボル時間における位相回転量を求め、周波数誤差ベクトルとして出力する複素乗算器と、
前記希望波ベクトルを平均化する希望波成分平均化部と、
前記平均化された希望波ベクトルと平均化前の希望波ベクトルとの差分を求め、干渉波成分ベクトルを出力する加算器と、
前記希望波成分平均化部からの希望波成分ベクトルをスカラーに変換して希望波成分として出力するベクトル／スカラー変換部と、
前記加算器からの干渉波成分ベクトルの電力を求める干渉波成分電力化部と、
前記電力化された干渉波成分を指数重み付け平均化して干渉波成分として出力する指数重み付け平均化部とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の受信レベル測定回路。
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