JP4592188B2 - 移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュール - Google Patents
移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュール Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車・携帯電話システム等のセルラ無線通信システムに係わり、特に基地局と移動局との間の無線アクセス方式として符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式を採用したシステムにおいて使用される移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信システムの一つとして、サービスエリアに複数の基地局を分散して配置し、これらの基地局が形成するセルと呼ばれる無線エリア内において、移動局と基地局との間でＣＤＭＡ方式により無線パスを形成して無線通信を行うシステムが実用化されている。このＣＤＭＡ移動通信システムは、マルチパス干渉や妨害に強くシステム容量が大きくとれ、さらに通話品質が良いなどの多くの特長を有する。
【０００３】
ＣＤＭＡ方式を採用した移動通信システムは、送信側の局において、ディジタル化された音声データや画像データに対しＱＰＳＫ（Quadriphase Phase Shift Keying）変調方式等のディジタル変調方式により変調を行った後、この変調された送信データを疑似雑音符号（ＰＮ符号：Pseudorandom noise code）などの拡散符号を用いて広帯域のベースバンド信号に変換し、しかる後無線周波数の信号に変換して送信する。一方、受信側の装置においては、受信された無線周波信号に対し、送信側の装置で使用した拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散を行い、しかる後ＱＰＳＫ復調方式などのディジタル復調方式によりディジタル復調を行って受信データを再生するように構成されている。
【０００４】
ところで、この種のシステムの受信装置において、受信データを復調するためには受信信号に対し拡散符号同期を確立する必要があり、この拡散符号同期の確立処理を電源立ち上げ時やハンドオフ時、間欠受信を行うごとに行っている。また、通話時においては、品質のよい復調を行うために、複数の経路をたどって到来するマルチパスを常時サーチしている。そして、このサーチ結果をもとに、独立したタイミングで到来する複数のパスの位相を合わせて合成することで、通話品質を向上させるようにしている。この受信処理を行う回路をＲＡＫＥ受信機と呼んでいる。
【０００５】
ＲＡＫＥ受信機は、一般に複数のフィンガおよびサーチャを備え、上記復調処理をフィンガで、またマルチパスサーチをサーチャで行っている。フィンガおよびサーチャはともに複数の相関器を有し、受信信号との相関を取ることよって復調およびサーチ動作を行う。
【０００６】
図１１は、ＲＡＫＥ受信機を含む受信フロント・エンド部の構成の一例を示すものである。同図において、無線周波信号はアンテナ１で受信されたのち高周波／中間周波部（ＲＦ／ＩＦ）２において無線周波数から中間周波信号へ、さらに中間周波信号からベースバンド信号へと周波数変換され、しかる後ＲＡＫＥ受信機のサーチャ群３およびフィンガ群４に入力される。サーチャ群３は、電源投入時は勿論のこと通話時および待ち受け時においても符号同期処理を行う。しかも、その処理は高速性を要求されるので複数個のサーチャで分担して行っている。またフィンガ回路４も、先に述べたように独立に到来する複数のパスをそれぞれ復調するために複数個のフィンガを使用する。
【０００７】
図１２にフィンガの構成の一例を示す。フィンガは、復調部５１と、同期追従部５２と、拡散符号発生器５３と、位相制御器５４とから構成される。復調部５１には２個の相関器５１ａ，５１ｂが設けてある。その一つは伝送路を推定するために用いられ、伝送路推定用の共通パイロット・チャネルとパイロット・チャネル用拡散符号との相関値を出力する。他の一つは通話チャネルの復調を行うために使用され、通話チャネルの受信信号と通話チャネル用拡散符号との相関値を出力する。これらの相関出力は伝送路推定器５１ｃに入力され、ここで伝送路の推定値をもとに復調データ成分の再生が行われる。
【０００８】
同期追従部５２にも２個の相関器５２ａ，５２ｂが設けてある。これらの相関器５２ａ，５２ｂでは、共通パイロット・チャネルと位相追従用の拡散符号との相関が検出される。各相関器５２ａ，５２ｂの相関出力は、減算器５２ｃで相互に減算されたのちループフィルタ５２ｄでフィルタリング処理が施され、これによりＳ曲線と呼ばれる制御信号が生成される。位相制御器５４は、拡散符号発生器５３が発生する拡散符号の位相を上記Ｓ曲線の制御信号に従い制御する。
【０００９】
拡散符号発生器５３は、上記共通パイロット・チャネル用の拡散符号を３種の位相タイミングで生成する。その一つはOn-time位相の拡散符号であり、この拡散符号は上記伝送路推定用の相関器５１ａに供給される。他の二つは上記On-time位相の拡散符号を±１／２chip位相シフトしたもので、このEarly位相およびLate位相の拡散符号はそれぞれ上記同期追従用の相関器５２ａ，５２ｂに供給される。一方、通話チャネル用の拡散符号は、上記共通パイロット・チャネル用の拡散符号On-timeと同位相に設定される。各拡散符号とも相対的な位相を保ちながら、連動して変化する。
【００１０】
図１３に拡散符号発生器の構成の一例を示す。すなわち拡散符号発生器５３は、固定長の帰還型シフトレジスタ５３ａを有し、このシフトレジスタ５３ａの並列出力を加算器５３ｂでモジュロ２加算することで拡散符号を生成し出力する。また、上記シフトレジスタ５３ａと加算器５３ｂとの間にはアンド回路群５３ｃが設けてある。そして、このアンド回路群５３ｃに必要に応じて予め定めた固定パタンを供給し、シフトレジスタ５３ａの並列出力をこの固定パタンとアンド処理したのち加算器５３ｂでモジュロ２加算することにより、上記拡散符号を一定位相シフトした拡散符号を生成することもできるようにしている。上記固定パタンのことを一般にマスク情報と呼んでいる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＲＡＫＥ受信機では上記したように複数のフィンガを用いた復調が行われる。しかし、フィンガが復調しているパスが常に電力の大きいパスとは限らない。このため、復調と並行してサーチャによりマルチパスサーチを行い、そのサーチ結果をもとに各フィンガに常に電力の大きいパスを割り当てるようにしている。また、ＣＤＭＡ移動通信システムでは、マルチパスサーチと同時に隣接セルのサーチを行う必要があり、このセルサーチもサーチャで行っている。
【００１２】
しかしながら、ハード規模とのトレードオフにより用意できるサーチャ数には限りがある。この限りあるリソースを用いて復調時の種々サーチを行おうとすると、時間的およびリソース的にスケジューリングが非常に難しかった。
【００１３】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ハードウエアリソースを増やすことなく、復調時に並行して行う必要がある複数のサーチ処理を効率良く行えるようにし、これにより小規模な回路規模で高性能の同期系処理を可能にした移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュールを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、伝送路応答推定処理、位相追従処理および復調処理を行うために複数の相関器を備えて、割り当てられたパスの受信信号を位相追従しながら復調する複数のフィンガを有し、これらのフィンガの復調出力を位相を合わせたのち合成するＲＡＫＥ受信機を備えた移動通信端末にあって、
上記複数のフィンガの少なくとも一つについてその受信電力を監視する監視手段と、フィンガ制御手段とを備えている。そして、このフィンガ制御手段により、上記監視手段の監視結果をもとに、フィンガの受信電力が所定レベル以下に低下している期間に、当該フィンガにおいて複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行わせ、かつ選択しなかった残りの相関器に時分割で伝送路応答推定処理および位相追従処理を行わせるように構成したものである。
【００１６】
したがってこの発明によれば、フィンガで受信中のパスの受信電力が低下してしきい値を下回った場合、このパスはＲＡＫＥ合成に供する価値のないパスと見なされて復調処理が停止され、代わりにマルチパスサーチ処理が行われる。すなわち、フィンガが備える複数の相関器のうち、本来パスの復調用に用いられる相関器を選択してマルチパスサーチが行われることになる。したがって、マルチパスサーチをサーチャのみに頼っていた従来の構成と比較して、サーチャの処理負担を軽減することができ、これによりサーチャには隣接基地局のサーチ処理等のその他のサーチ処理を重点的に行わせることが可能になる。すなわち、端末としてあるいはＲＡＫＥ受信機として、限られたハードウエアリソースを有効に使用してより効果的なサーチ処理を行うことが可能となる。
また、マルチパスサーチ処理が行われている場合に、上記複数の相関器のうち選択されなかった相関器を用いて伝送路応答推定処理及び位相追従処理が引き続き行われるので、復調対象パスの受信電力が良好なレベルに復帰した場合には、フィンガの動作状態を、マルチパスサーチに移行する前に行っていた通話チャネルのパスの復調動作にスムーズに復帰させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ＣＤＭＡ移動通信システムのサービスエリアには、複数の基地局が分散配置されている。これらの基地局はそれぞれセルを形成しており、これらのセルはさらに複数のセクタに分割される。各セクタにはそれぞれ拡散符号が割り当てられている。これらの拡散符号は、オフセット値が互いに異なるように構成されている。各基地局はセクタごとに、上記割り当てられた拡散符号を使用してパイロット・チャネルを放送する。
【００１８】
なお、拡散符号には、例えばＰＮ符号（Pseudo noise code ）と、直交符号（Orthogonal Code）とを組み合わせた符号が用いられる。直交符号を使用する理由は、チャネル相互間の直交性を高めて干渉をさらに抑えるためである。直交符号の一例としては、Walsh sequenceやOrthogonal Gold sequenceがある。
【００１９】
移動通信端末は、上記基地局が放送しているパイロット・チャネルのいずれかと同期を確立して通信を行う。このとき、品質の良好な通信を行うためには、受信品質の良好なパイロット・チャネルに対し同期を確立しておくことが必要である。そして、そのために移動通信端末では待ち受け中にアイドル・ハンドオーバが行われる。
【００２０】
図１は、この発明に係わる移動通信端末の一実施形態を示す回路ブロック図である。
【００２１】
同図において、マイクロホン１０ａから出力された話者の送話音声信号は、アナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｄ）１１ａでディジタル信号に変換されたのち、音声符号化−復号化器（Voice coder −decoder 、以後ボコーダ：Vocoder と称する）１２に入力される。ボコーダ１２は、可変レート音声符号化方式を採用したもので、例えば9600bps ，4800bps ，2400bps ，1200bps の４種類の符号化レートの中から一つを選択し、この選択した符号化レートにより上記入力ディジタル音声信号を符号化する。符号化レートはマイクロ・プロセッサ（ＭＰＵ）１３から指示される。
【００２２】
マイクロ・プロセッサ（ＭＰＵ）１３では、上記ボコーダ１２から出力された符号化ディジタル音声信号に制御信号等が付加され、これにより伝送データが生成される。この伝送データは、データ生成回路１４で誤り検出符号及び誤り訂正符号が付加されたのち、畳み込み符号化器１５にて符号化される。そして、この符号化された伝送データは、インタリーブ回路１６においてインタリーブのための処理が施される。インタリーブ回路１６から出力された伝送データは、スペクトラム拡散器１７で拡散符号により広帯域の信号にスペクトラム拡散される。
【００２３】
このスペクトラム拡散された送信信号は、ディジタル・フィルタ１８で不要な周波数成分が除去されたのち、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ−Ａ）１９によりアナログ送信信号に変換される。そして、このアナログ送信信号は、アナログ・フロントエンド２０で所定の無線周波数にアップコンバートされたのち所定の送信電力レベルに制御され、しかるのちアンテナ２１から基地局に向け送信される。
【００２４】
一方、アンテナ２１で受信されたスペクトラム拡散無線信号は、アナログ・フロントエンド２０において低雑音増幅器により増幅されたのち、中間周波数又はベースバンド周波数にダウンコンバートされる。そして、このアナログ・フロントエンド２０から出力された受信信号は、アナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｄ）２２で所定のサンプリング周期でディジタル信号に変換されたのち、ＲＡＫＥ受信機２５に入力される。
【００２５】
ＲＡＫＥ受信機２５は、図１１に示したように複数のフィンガと、複数のサーチャを備え、各フィンガにより復調された複数のパスの受信信号を、位相を合わせたのちシンボル合成して出力する。各サーチャは、同期確立中のチャネルについてのマルチパスサーチと、周辺基地局が放送しているパイロット・チャネルのサーチを行う。
【００２６】
なお、ＲＡＫＥ受信機２５は、その後段のデインタリーブ回路２６やビタビ復号化器２７、誤り訂正回路２８等の他のベースバンド信号処理回路と共に、ベースバンド信号処理モジュールとして１チップに集積化される。
【００２７】
上記ＲＡＫＥ受信機２５から出力された復調シンボルは、タイミング情報とともにデインタリーブ回路２６に入力され、このデインタリーブ回路２６においてデインタリーブ処理が施される。このデインタリーブ後の復調シンボルは、ビタビ復号化器２７においてビタビ復号され、さらにこのビタビ復号後の復調シンボルは誤り訂正回路２８で誤り訂正復号処理されて受信データとなり、マイクロ・プロセッサ１３に入力される。
【００２８】
マイクロ・プロセッサ１３では、上記入力された受信データが音声データと制御データとに分離される。このうち音声データは、ボコーダ１２で音声復号されたのちディジタル−アナログ変換器（Ｄ−Ａ）１１ｂでアナログ信号に変換され、しかるのちスピーカ１０ｂから拡声出力される。
【００２９】
なお、キーパッド／ディスプレイ２９は、ユーザがダイヤルデータや制御データ等の入力及び設定を行ったり、また移動通信端末の動作状態に係わる種々情報を表示するために設けられている。このキーパッド／ディスプレイ２９の動作はマイクロ・プロセッサ１３により制御される。
【００３０】
ところで、上記フィンガは次のように構成される。図２はその構成を示す回路ブロック図である。すなわち、フィンガは復調部３１と、同期追従部３２と、拡散符号発生器３３と、位相制御器３４と、制御回路３０とから構成される。
【００３１】
復調部３１は、伝送路推定用の相関器３１ａと、通話チャネル復調用の相関器３１ｂと、伝送路推定器３１ｃと、セレクタ３１ｄ〜３１ｆとを備えている。伝送路推定用の相関器３１ａでは、共通パイロット・チャネルの受信信号と、拡散符号発生器３３により発生されるパイロット・チャネル用の拡散符号（On-time位相）との相関がとられ、その相関値は伝送路推定器３１ｃに与えられる。通話チャネル復調用の相関器３１ｂでは、通話チャネルの受信信号と、拡散符号発生器３３から発生される通話チャネル用拡散符号（On-time位相）との相関がとられ、その相関出力は伝送路推定器３１ｃに入力される。
【００３２】
伝送路推定器３１ｃでは、上記伝送路推定用の相関器３１ａから与えられた相関値をもとに伝送路の推定が行われ、この推定結果をもとに上記通話チャネル復調用の相関器３１ｂから出力された相関値から復調データを再生する処理が行われる。復調データは、図示しない誤り訂正復号処理に供される。セレクタ３１ｄ〜３１ｆは、後述する制御回路３０から出力される切替制御信号ＳＳに従い、各相関器３１ａ，３１ｂおよび伝送路推定器３１ｃの出力経路を切り替える。
【００３３】
同期追従部３２は、同期追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂと、減算器３２ｃと、ループフィルタ３２ｄとを備えている。同期追従用の相関器３２ａ，３２ｂではそれぞれ、共通パイロット・チャネルの受信信号と、拡散符号発信器３３から発生される同期追従用のEarly位相およびLate位相の拡散符号との相関がとられる。これらの相関器３２ａ，３２ｂの相関出力は、減算器３２ｃで相互に減算されたのちループフィルタ３２ｄでフィルタリング処理が施され、これによりＳ曲線と呼ばれる制御信号が生成される。位相制御器３４は、拡散符号発生器３３が発生する拡散符号の位相を上記Ｓ曲線の制御信号に従い制御する。
【００３４】
なお、上記フィンガを構成する各回路のうち、各相関器３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂおよび拡散符号発生器３３はハードロジックにより構成され、一方復調部３１、同期追従部３２および位相制御器３４の処理はＤＳＰ（Digital Signal Processor）により実現される。
【００３５】
制御回路３０は、通信中に伝送路推定用の相関器３１ａの相関出力レベルを復調パスの受信電力測定値Ｐ０として取り込み、この受信電力測定値Ｐ０を予め設定したしきい値と比較する。そして、受信電力測定値Ｐ０がしきい値を下回ると、各セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ａ”側から“ｂ”側に切り替えて、以後通話チャネル復調用の相関器３１ｂを使用したマルチパスサーチを行う。
【００３６】
また制御回路３０は、上記マルチパスサーチ中においても、上記伝送路推定用の相関器３１ａにより得られる復調パスの受信電力測定値Ｐ１を監視し、この受信電力測定値Ｐ１が上記しきい値を所定時間にわたって一定量以上超えると、各セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ｂ”側から接点“ａ”側に切り替えて、通話チャネル復調用の相関器３１ｂを通話チャネルの復調処理に復帰させる。なお、制御回路３０はハードロジック回路により構成される。
【００３７】
一方、拡散符号発生器３３は次のように構成される。図３はその回路構成を示す図である。すなわち、拡散符号発生器３３はシフトレジスタ３３ａと、モジュロ２加算回路３３ｂと、アンド回路群３３ｃとから構成される。
【００３８】
拡散符号発生器３３は、通話チャネルのパスの復調時には、当該復調パスに対しOn-time位相の通話チャネル用拡散符号をシフトレジスタ３３ａの直列シフト出力端子から発生する。これに対し、通話チャネル復調用相関器３１ｂを使用してマルチパスサーチを行う期間には、アンド回路群３３ｃにおいて上記On-time位相の通話チャネル用拡散符号をマスク情報により指定されたチップ位相だけシフトし、モジュロ２加算回路３３ｂからこの位相シフトされたマスクシフト拡散符号を発生する。
【００３９】
上記マスク情報はマスク情報メモリ４０から発生される。マスク情報メモリ４０はＲＯＭからなり、例えば図４に示すように複数のフィンガ４１〜４４に対し共通に設けられている。図５は、マスク情報メモリ４０におけるマスク情報の記憶例を示すもので、マスク情報はチップ位相のシフト量が少ない順に並べて記憶されている。
【００４０】
次に、以上のように構成された移動通信端末およびＲＡＫＥ受信機の動作を説明する。
先ず、通話チャネルのパスを復調している状態では、フィンガの復調部３１に設けられたセレクタ３１ｄ〜３１ｆはいずれも端子“ａ”側に設定されている。また、このとき拡散符号発生器３３にはマスク情報が供給されていないので、拡散符号発生器３３からはOn-time位相のパイロット・チャネル用の拡散符号と、同じくOn-time位相の通話チャネル用拡散符号と、同期追従用のEarly位相およびLate位相の拡散符号が発生され、それぞれ各相関器３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂに供給される。
【００４１】
このため、通話チャネル復調用の相関器３１ｂでは、上記On-time位相の通話チャネル用拡散符号により通話チャネルの受信パスの復調が行われ、その復調データが伝送路推定器３１ｃから図示しない誤り訂正復号回路へ出力される。また、伝送路推定用の相関器３１ａからは、共通パイロット・チャネルの受信信号と、上記On-time位相のパイロット・チャネル用拡散符号との相関値が出力される。さらに同期追従部３２では、上記同期追従用のEarly位相およびLate位相の各拡散符号を用いて上記共通パイロット・チャネルの受信信号との相関を監視することで、±１／２chip位相をずらせたポイントから挟み込むようにして共通パイロット・チャネルの受信信号位相に追従させる処理が行われる。図６にこの通話チャネルの受信パスを復調しているときのフィンガの動作を示す。
【００４２】
さて、この状態で制御回路３０は、上記伝送路推定用の相関器３１ａから出力される受信電力測定値Ｐ０を監視している。そして、例えば伝送路特性の変化により受信中のパスの受信電力測定値Ｐ０が著しく低下し、しきい値を下回ったとする。そうすると、当該受信中のパスはＲＡＫＥ合成する価値のないパスである判断して、各セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ａ”側から接点“ｂ”側に切り替えて、以後通話チャネル復調用の相関器３１ｂを使用したマルチパスサーチを行う。
【００４３】
すなわち、制御回路３０から出力されるマスク読み出し制御信号に応じて、マスク情報メモリ４０からアドレス順にマスク情報が読み出され、このマスク情報により位相シフトされたマスクシフト拡散符号が拡散符号発生器３３から順次発生される。
【００４４】
例えば、図５の例では、マスク情報メモリ４０には±１、±２、…の順番にマスク情報が格納されており、これらが制御回路３０からのマスク読み出し制御信号に従いアドレス順に読み出される。そして、これらのマスク情報に応じて、拡散符号発生器３３からは位相シフト量が徐々に大きくなるようにマスクシフト拡散符号が発生される。
【００４５】
マスクシフト拡散符号が一つ発生されると、通信チャネル復調用の相関器３１ｂでは上記マスクシフト拡散符号と共通パイロット・チャネルの受信信号との相関がとられ、位相シフトされたタイミングでの符号同期処理が行われる。この符号同期処理は、共通パイロット・チャネルの４シンボルまたは１スロット（１０シンボル）程度の時間内で、上記位相シフトされたタイミングでの相関出力をもとに到来パスの電力を計算することによりなされる。
【００４６】
一つのシフトタイミングでの電力計算が終了すると、拡散符号発生器３３から発生された次のシフト位相のマスクシフト拡散符号に従い符号同期処理が行われ、受信電力値が求められる。以後同様に、マスク情報メモリ４０から読み出されるマスク情報に応じて拡散符号発生器３３から位相がシフトされたマスクシフト拡散符号が発生されるごとに、通信チャネル復調用の相関器３１ｂの相関出力を利用した符号同期処理が行われる。
【００４７】
かくしてフィンガでは、図７に示すように復調していた受信パスのタイミングを中心にマルチパスサーチが行われる。なお、図５に示したマスク情報メモリ４０には、拡散符号の位相を±２０chipまでシフトさせることができるようにマスク情報が格納されているが、マルチパスのサーチ範囲は使用環境に応じて任意に設定できる。例えば、都市部では±１〜±８chipの範囲で、また郊外では±１〜±２０chipでマルチパスサーチを行うようにそれぞれサーチ範囲を設定する。さらにはマルチパスの発生状況をモニタすることにより、最大何chipまでサーチするかを適応的に可変設定することも可能である。
【００４８】
また、上記マルチパスサーチ処理が行われている期間において、同期追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂでは復調時と同様に復調対象パスに対する同期追従のための相関検出が行われる。また、伝送路推定用の相関器３１ａの相関出力Ｐ２は制御回路３０に入力され、この制御回路３０において同期追従しているパスの受信電力が判定される。すなわち、マルチパスサーチ中においても、復調時に追従していたパスの電力監視が引き続き行われる。
【００４９】
そして、上記監視により受信電力Ｐ２が、予め設定したしきい値を所定時間連続して所定レベル以上超えると、制御回路３０によりセレクタ３１ｄ〜３１ｆが接点“ｂ”側から接点“ａ”側に切り替えられる。また、マスク情報メモリ４０からのマスク情報の読み出しを停止することにより、拡散符号発生器３３から発生される拡散符号はOn-time位相の通話チャネル復調用拡散符号に復帰する。したがって、フィンガはマルチパスサーチに移行する前に行っていた通話チャネルのパスの復調動作に自動的にスムーズに復帰する。
【００５０】
なお、上記マルチパスサーチの実行期間にセレクタ３１ｅは伝送路推定器３１ｃから切り離されて接地端子に接続されている。このため、マルチパスサーチ期間中に復調部３１から出力される復調データは“０”に固定される。したがって、マルチパスサーチ期間中にフィンガから出力される復調データが、後段のＲＡＫＥ合成に悪影響を及ぼす心配はない。
【００５１】
以上述べたようにこの実施形態では、各フィンガにおいて通話チャネルのパスの復調動作中にその受信電力測定値Ｐ０をしきい値と比較し、受信電力測定値Ｐ０がしきい値を下回った場合に、セレクタ３１ｄ〜３１ｆを切り替えると共に、マスク情報メモリ４０に格納されたマスク情報に応じて拡散符号発生器３３からマスクシフト拡散符号を発生させて通話チャネル復調用相関器３１ｂに与え、これにより通話チャネル復調用相関器３１ｂを利用したマルチパスサーチ処理を行うようにしている。
【００５２】
したがって、フィンガで復調中の通話チャネルのパスの受信電力がしきい値より低下した場合、このパスはＲＡＫＥ合成に供する価値のないパスと見なされて復調処理が停止され、代わりにマルチパスサーチ処理が行われることになる。このため、通話チャネルのパスの復調専用に用いられていた通話チャネル復調用相関器３１ｂの、実質的に有効に機能していない期間を利用してマルチパスサーチを行うことが可能となる。したがって、マルチパスサーチをサーチャのみに頼っていた従来の構成と比較して、サーチャの処理負担を軽減することができ、これによりサーチャには隣接基地局のサーチ処理等のその他のサーチ処理を重点的に行わせることが可能になる。すなわち、端末としてあるいはＲＡＫＥ受信機として、限られたハードウエアリソースを有効に使用してより効果的なサーチ処理を行うことが可能となる。
【００５３】
またこの実施形態では、マルチパスサーチ期間中において、同期追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂを使用して復調時と同様に復調対象パスに対する同期追従処理を行い、また伝送路推定用の相関器３１ａを使用して復調対象のパスの電力監視を引き続き行っている。そして、上記監視により受信電力Ｐ２が、予め設定したしきい値を所定時間連続して所定レベル以上超えた場合に、セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ｂ”側から接点“ａ”側に復帰させ、かつマスク情報メモリ４０からのマスク情報の読み出しを停止することにより、拡散符号発生器３３から発生される拡散符号をOn-time位相の通話チャネル復調用拡散符号に復帰させるようにしている。
【００５４】
したがって、復調対象パスの受信電力が良好なレベルに復帰した場合には、フィンガの動作状態を、マルチパスサーチに移行する前に行っていた通話チャネルのパスの復調動作にスムーズに復帰させることができる。
【００５５】
さらに、マスク情報メモリ４０には、マスク情報を位相シフト量が少ない順に格納してあり、これらを制御回路３０からのマスク読み出し制御信号に従いアドレス順に読み出すようにしている。このため、拡散符号発生器３３から発生するマスクシフト拡散符号の位相を簡単かつ円滑にシフトさせることができる。
【００５６】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では通話チャネル復調用相関器３１ｂを使用してマルチパスサーチを行うようにした。しかし、これに限らず、通話チャネル復調用相関器３１ｂおよび位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの一方を使用してマルチパスサーチを行うようにしてもよい。この場合の位相追従処理は、位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの残りの１個を使用して、一定時間ごとにEarly位相およびLate位相の相関を検出することにより実現される。
【００５７】
図８は、この場合のフィンガの動作を示すものである。このように構成すると、マルチパスサーチが２個の相関器で分担して行われることになるため、マルチパスのサーチをさらに能率良く行うことが可能になる。
【００５８】
また、マルチパスサーチを３個の相関器を同時に使用して行うことも可能である。図９はこの場合のフィンガの動作を示したものである。すなわち、通話チャネル復調用相関器３１ｂと、伝送路推定用相関器３１ａと、位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの１個の合計３個を同時に使用してマルチパスサーチを行う。この場合、位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの残りの１個を使用して、On-time位相、Early位相およびLate位相の相関検出を時分割で行う。このように構成すると、マルチパスのサーチ能率をさらに向上させることができる。
【００５９】
さらに前記実施形態では、フィンガごとに、通常の復調処理とマルチパスサーチ処理とを切り替えるための制御回路３０を設けた場合を例にとって説明した。しかしこれに限らず、例えば図１０に示すように複数のフィンガ６１〜６ｍに対し１個の制御回路６０を共通に設け、この制御回路６０により各フィンガ６１〜６ｍの復調処理とマルチパスサーチ処理との切り替えを統括的に制御するようにしてもよい。
【００６０】
その他、移動通信端末の種類やその構成、フィンガの回路構成、拡散符号発生器の回路構成、位相シフトさせた拡散符号の発生方法、通常の復調処理とマルチパスサーチ処理との間の切替制御手順とその内容などについても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、複数のフィンガの少なくとも一つについてその受信電力を監視し、この監視結果をもとにフィンガの受信電力が所定レベル以下に低下している場合に、当該フィンガにおいて複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行わせ、かつこのマルチパスサーチ処理が行われている場合に、選択しなかった残りの相関器に時分割で伝送路応答推定処理及び位相追従処理を引き続き行わせるようにしている。
【００６２】
したがってこの発明によれば、ハードウエアリソースを増やすことなく、復調時に並行して行う必要がある複数のサーチ処理を効率良く行えるようになり、これにより小規模な回路規模で高性能の同期系処理を可能にした移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる移動通信端末の一実施形態を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した端末で使用されるフィンガの構成を示すブロック図。
【図３】図２に示したフィンガに設けられる拡散符号発生器の構成を示す回路図。
【図４】図３の示した拡散符号発生器が発生する拡散符号のチップ位相を制御するためのマスク情報の一例を示す図。
【図５】各フィンガに設けられた拡散符号発生器にマスク情報を供給するための構成の一例を示す図。
【図６】図２に示したフィンガにおける復調時の動作を説明するための図。
【図７】図２に示したフィンガにおけるマルチパスサーチ時の動作を説明するための図。
【図８】図２に示したフィンガにおけるマルチパスサーチ時の他の動作を説明するための図。
【図９】図２に示したフィンガにおけるマルチパスサーチ時の別の動作を説明するための図。
【図１０】この発明に係わるＲＡＫＥ受信機の第２の実施形態を示す要部ブロック図。
【図１１】一般的なＲＡＫＥ受信機の構成を示すブロック図。
【図１２】従来のフィンガの構成を示す回路ブロック図。
【図１３】従来のフィンガに設けられる拡散符号発生器の構成を示す回路図。
【符号の説明】
１０ａ…マイクロフォン
１０ｂ…スピーカ
１１ａ，２２…アナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｄ）
１１ｂ，１９…ディジタル−アナログ変換器（Ｄ−Ａ）
１２…音声符号化−復号化器（ボコーダ）
１３…マイクロ・プロセッサ（ＭＰＵ）
１４…データ生成回路
１５…畳み込み符号化器
１６…インタリーブ回路
１７…スペクトラム拡散器
１８…ディジタル・フィルタ
２０…アナログ・フロントエンド
２１…アンテナ
２５…ＲＡＫＥ受信機
２６…デインタリーブ回路
２７…ビタビ復号化器
２８…誤り訂正回路
２９…キーパッド／ディスプレイ
３０…フィンガ制御回路
３１…復調部
３１ａ…伝送路推定用の相関器
３１ｂ…通話チャネル復調用の相関器
３１ｃ…伝送路推定器
３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ…セレクタ
３２…同期追従部
３２ａ，３２ｂ…同期追従用の相関器
３２ｃ…減算器
３２ｄ…ループフィルタ
３３…拡散符号発生器
３３ａ…シフトレジスタ
３３ｂ…モジュロ２加算回路
３３ｃ…アンド回路群
３４…位相制御器
４０，７０…マスク情報メモリ
４１〜４４…フィンガ用拡散符号発生器
６０…フィンガ群制御部
６１〜６４…フィンガ
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車・携帯電話システム等のセルラ無線通信システムに係わり、特に基地局と移動局との間の無線アクセス方式として符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式を採用したシステムにおいて使用される移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信システムの一つとして、サービスエリアに複数の基地局を分散して配置し、これらの基地局が形成するセルと呼ばれる無線エリア内において、移動局と基地局との間でＣＤＭＡ方式により無線パスを形成して無線通信を行うシステムが実用化されている。このＣＤＭＡ移動通信システムは、マルチパス干渉や妨害に強くシステム容量が大きくとれ、さらに通話品質が良いなどの多くの特長を有する。
【０００３】
ＣＤＭＡ方式を採用した移動通信システムは、送信側の局において、ディジタル化された音声データや画像データに対しＱＰＳＫ（Quadriphase Phase Shift Keying）変調方式等のディジタル変調方式により変調を行った後、この変調された送信データを疑似雑音符号（ＰＮ符号：Pseudorandom noise code）などの拡散符号を用いて広帯域のベースバンド信号に変換し、しかる後無線周波数の信号に変換して送信する。一方、受信側の装置においては、受信された無線周波信号に対し、送信側の装置で使用した拡散符号と同じ拡散符号を用いて逆拡散を行い、しかる後ＱＰＳＫ復調方式などのディジタル復調方式によりディジタル復調を行って受信データを再生するように構成されている。
【０００４】
ところで、この種のシステムの受信装置において、受信データを復調するためには受信信号に対し拡散符号同期を確立する必要があり、この拡散符号同期の確立処理を電源立ち上げ時やハンドオフ時、間欠受信を行うごとに行っている。また、通話時においては、品質のよい復調を行うために、複数の経路をたどって到来するマルチパスを常時サーチしている。そして、このサーチ結果をもとに、独立したタイミングで到来する複数のパスの位相を合わせて合成することで、通話品質を向上させるようにしている。この受信処理を行う回路をＲＡＫＥ受信機と呼んでいる。
【０００５】
ＲＡＫＥ受信機は、一般に複数のフィンガおよびサーチャを備え、上記復調処理をフィンガで、またマルチパスサーチをサーチャで行っている。フィンガおよびサーチャはともに複数の相関器を有し、受信信号との相関を取ることよって復調およびサーチ動作を行う。
【０００６】
図１１は、ＲＡＫＥ受信機を含む受信フロント・エンド部の構成の一例を示すものである。同図において、無線周波信号はアンテナ１で受信されたのち高周波／中間周波部（ＲＦ／ＩＦ）２において無線周波数から中間周波信号へ、さらに中間周波信号からベースバンド信号へと周波数変換され、しかる後ＲＡＫＥ受信機のサーチャ群３およびフィンガ群４に入力される。サーチャ群３は、電源投入時は勿論のこと通話時および待ち受け時においても符号同期処理を行う。しかも、その処理は高速性を要求されるので複数個のサーチャで分担して行っている。またフィンガ回路４も、先に述べたように独立に到来する複数のパスをそれぞれ復調するために複数個のフィンガを使用する。
【０００７】
図１２にフィンガの構成の一例を示す。フィンガは、復調部５１と、同期追従部５２と、拡散符号発生器５３と、位相制御器５４とから構成される。復調部５１には２個の相関器５１ａ，５１ｂが設けてある。その一つは伝送路を推定するために用いられ、伝送路推定用の共通パイロット・チャネルとパイロット・チャネル用拡散符号との相関値を出力する。他の一つは通話チャネルの復調を行うために使用され、通話チャネルの受信信号と通話チャネル用拡散符号との相関値を出力する。これらの相関出力は伝送路推定器５１ｃに入力され、ここで伝送路の推定値をもとに復調データ成分の再生が行われる。
【０００８】
同期追従部５２にも２個の相関器５２ａ，５２ｂが設けてある。これらの相関器５２ａ，５２ｂでは、共通パイロット・チャネルと位相追従用の拡散符号との相関が検出される。各相関器５２ａ，５２ｂの相関出力は、減算器５２ｃで相互に減算されたのちループフィルタ５２ｄでフィルタリング処理が施され、これによりＳ曲線と呼ばれる制御信号が生成される。位相制御器５４は、拡散符号発生器５３が発生する拡散符号の位相を上記Ｓ曲線の制御信号に従い制御する。
【０００９】
拡散符号発生器５３は、上記共通パイロット・チャネル用の拡散符号を３種の位相タイミングで生成する。その一つはOn-time位相の拡散符号であり、この拡散符号は上記伝送路推定用の相関器５１ａに供給される。他の二つは上記On-time位相の拡散符号を±１／２chip位相シフトしたもので、このEarly位相およびLate位相の拡散符号はそれぞれ上記同期追従用の相関器５２ａ，５２ｂに供給される。一方、通話チャネル用の拡散符号は、上記共通パイロット・チャネル用の拡散符号On-timeと同位相に設定される。各拡散符号とも相対的な位相を保ちながら、連動して変化する。
【００１０】
図１３に拡散符号発生器の構成の一例を示す。すなわち拡散符号発生器５３は、固定長の帰還型シフトレジスタ５３ａを有し、このシフトレジスタ５３ａの並列出力を加算器５３ｂでモジュロ２加算することで拡散符号を生成し出力する。また、上記シフトレジスタ５３ａと加算器５３ｂとの間にはアンド回路群５３ｃが設けてある。そして、このアンド回路群５３ｃに必要に応じて予め定めた固定パタンを供給し、シフトレジスタ５３ａの並列出力をこの固定パタンとアンド処理したのち加算器５３ｂでモジュロ２加算することにより、上記拡散符号を一定位相シフトした拡散符号を生成することもできるようにしている。上記固定パタンのことを一般にマスク情報と呼んでいる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＲＡＫＥ受信機では上記したように複数のフィンガを用いた復調が行われる。しかし、フィンガが復調しているパスが常に電力の大きいパスとは限らない。このため、復調と並行してサーチャによりマルチパスサーチを行い、そのサーチ結果をもとに各フィンガに常に電力の大きいパスを割り当てるようにしている。また、ＣＤＭＡ移動通信システムでは、マルチパスサーチと同時に隣接セルのサーチを行う必要があり、このセルサーチもサーチャで行っている。
【００１２】
しかしながら、ハード規模とのトレードオフにより用意できるサーチャ数には限りがある。この限りあるリソースを用いて復調時の種々サーチを行おうとすると、時間的およびリソース的にスケジューリングが非常に難しかった。
【００１３】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ハードウエアリソースを増やすことなく、復調時に並行して行う必要がある複数のサーチ処理を効率良く行えるようにし、これにより小規模な回路規模で高性能の同期系処理を可能にした移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュールを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、伝送路応答推定処理、位相追従処理および復調処理を行うために複数の相関器を備えて、割り当てられたパスの受信信号を位相追従しながら復調する複数のフィンガを有し、これらのフィンガの復調出力を位相を合わせたのち合成するＲＡＫＥ受信機を備えた移動通信端末にあって、
上記複数のフィンガの少なくとも一つについてその受信電力を監視する監視手段と、フィンガ制御手段とを備えている。そして、このフィンガ制御手段により、上記監視手段の監視結果をもとに、フィンガの受信電力が所定レベル以下に低下している期間に、当該フィンガにおいて複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行わせ、かつ選択しなかった残りの相関器に時分割で伝送路応答推定処理および位相追従処理を行わせるように構成したものである。
【００１６】
したがってこの発明によれば、フィンガで受信中のパスの受信電力が低下してしきい値を下回った場合、このパスはＲＡＫＥ合成に供する価値のないパスと見なされて復調処理が停止され、代わりにマルチパスサーチ処理が行われる。すなわち、フィンガが備える複数の相関器のうち、本来パスの復調用に用いられる相関器を選択してマルチパスサーチが行われることになる。したがって、マルチパスサーチをサーチャのみに頼っていた従来の構成と比較して、サーチャの処理負担を軽減することができ、これによりサーチャには隣接基地局のサーチ処理等のその他のサーチ処理を重点的に行わせることが可能になる。すなわち、端末としてあるいはＲＡＫＥ受信機として、限られたハードウエアリソースを有効に使用してより効果的なサーチ処理を行うことが可能となる。
また、マルチパスサーチ処理が行われている場合に、上記複数の相関器のうち選択されなかった相関器を用いて伝送路応答推定処理及び位相追従処理が引き続き行われるので、復調対象パスの受信電力が良好なレベルに復帰した場合には、フィンガの動作状態を、マルチパスサーチに移行する前に行っていた通話チャネルのパスの復調動作にスムーズに復帰させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ＣＤＭＡ移動通信システムのサービスエリアには、複数の基地局が分散配置されている。これらの基地局はそれぞれセルを形成しており、これらのセルはさらに複数のセクタに分割される。各セクタにはそれぞれ拡散符号が割り当てられている。これらの拡散符号は、オフセット値が互いに異なるように構成されている。各基地局はセクタごとに、上記割り当てられた拡散符号を使用してパイロット・チャネルを放送する。
【００１８】
なお、拡散符号には、例えばＰＮ符号（Pseudo noise code ）と、直交符号（Orthogonal Code）とを組み合わせた符号が用いられる。直交符号を使用する理由は、チャネル相互間の直交性を高めて干渉をさらに抑えるためである。直交符号の一例としては、Walsh sequenceやOrthogonal Gold sequenceがある。
【００１９】
移動通信端末は、上記基地局が放送しているパイロット・チャネルのいずれかと同期を確立して通信を行う。このとき、品質の良好な通信を行うためには、受信品質の良好なパイロット・チャネルに対し同期を確立しておくことが必要である。そして、そのために移動通信端末では待ち受け中にアイドル・ハンドオーバが行われる。
【００２０】
図１は、この発明に係わる移動通信端末の一実施形態を示す回路ブロック図である。
【００２１】
同図において、マイクロホン１０ａから出力された話者の送話音声信号は、アナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｄ）１１ａでディジタル信号に変換されたのち、音声符号化−復号化器（Voice coder −decoder 、以後ボコーダ：Vocoder と称する）１２に入力される。ボコーダ１２は、可変レート音声符号化方式を採用したもので、例えば9600bps ，4800bps ，2400bps ，1200bps の４種類の符号化レートの中から一つを選択し、この選択した符号化レートにより上記入力ディジタル音声信号を符号化する。符号化レートはマイクロ・プロセッサ（ＭＰＵ）１３から指示される。
【００２２】
マイクロ・プロセッサ（ＭＰＵ）１３では、上記ボコーダ１２から出力された符号化ディジタル音声信号に制御信号等が付加され、これにより伝送データが生成される。この伝送データは、データ生成回路１４で誤り検出符号及び誤り訂正符号が付加されたのち、畳み込み符号化器１５にて符号化される。そして、この符号化された伝送データは、インタリーブ回路１６においてインタリーブのための処理が施される。インタリーブ回路１６から出力された伝送データは、スペクトラム拡散器１７で拡散符号により広帯域の信号にスペクトラム拡散される。
【００２３】
このスペクトラム拡散された送信信号は、ディジタル・フィルタ１８で不要な周波数成分が除去されたのち、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ−Ａ）１９によりアナログ送信信号に変換される。そして、このアナログ送信信号は、アナログ・フロントエンド２０で所定の無線周波数にアップコンバートされたのち所定の送信電力レベルに制御され、しかるのちアンテナ２１から基地局に向け送信される。
【００２４】
一方、アンテナ２１で受信されたスペクトラム拡散無線信号は、アナログ・フロントエンド２０において低雑音増幅器により増幅されたのち、中間周波数又はベースバンド周波数にダウンコンバートされる。そして、このアナログ・フロントエンド２０から出力された受信信号は、アナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｄ）２２で所定のサンプリング周期でディジタル信号に変換されたのち、ＲＡＫＥ受信機２５に入力される。
【００２５】
ＲＡＫＥ受信機２５は、図１１に示したように複数のフィンガと、複数のサーチャを備え、各フィンガにより復調された複数のパスの受信信号を、位相を合わせたのちシンボル合成して出力する。各サーチャは、同期確立中のチャネルについてのマルチパスサーチと、周辺基地局が放送しているパイロット・チャネルのサーチを行う。
【００２６】
なお、ＲＡＫＥ受信機２５は、その後段のデインタリーブ回路２６やビタビ復号化器２７、誤り訂正回路２８等の他のベースバンド信号処理回路と共に、ベースバンド信号処理モジュールとして１チップに集積化される。
【００２７】
上記ＲＡＫＥ受信機２５から出力された復調シンボルは、タイミング情報とともにデインタリーブ回路２６に入力され、このデインタリーブ回路２６においてデインタリーブ処理が施される。このデインタリーブ後の復調シンボルは、ビタビ復号化器２７においてビタビ復号され、さらにこのビタビ復号後の復調シンボルは誤り訂正回路２８で誤り訂正復号処理されて受信データとなり、マイクロ・プロセッサ１３に入力される。
【００２８】
マイクロ・プロセッサ１３では、上記入力された受信データが音声データと制御データとに分離される。このうち音声データは、ボコーダ１２で音声復号されたのちディジタル−アナログ変換器（Ｄ−Ａ）１１ｂでアナログ信号に変換され、しかるのちスピーカ１０ｂから拡声出力される。
【００２９】
なお、キーパッド／ディスプレイ２９は、ユーザがダイヤルデータや制御データ等の入力及び設定を行ったり、また移動通信端末の動作状態に係わる種々情報を表示するために設けられている。このキーパッド／ディスプレイ２９の動作はマイクロ・プロセッサ１３により制御される。
【００３０】
ところで、上記フィンガは次のように構成される。図２はその構成を示す回路ブロック図である。すなわち、フィンガは復調部３１と、同期追従部３２と、拡散符号発生器３３と、位相制御器３４と、制御回路３０とから構成される。
【００３１】
復調部３１は、伝送路推定用の相関器３１ａと、通話チャネル復調用の相関器３１ｂと、伝送路推定器３１ｃと、セレクタ３１ｄ〜３１ｆとを備えている。伝送路推定用の相関器３１ａでは、共通パイロット・チャネルの受信信号と、拡散符号発生器３３により発生されるパイロット・チャネル用の拡散符号（On-time位相）との相関がとられ、その相関値は伝送路推定器３１ｃに与えられる。通話チャネル復調用の相関器３１ｂでは、通話チャネルの受信信号と、拡散符号発生器３３から発生される通話チャネル用拡散符号（On-time位相）との相関がとられ、その相関出力は伝送路推定器３１ｃに入力される。
【００３２】
伝送路推定器３１ｃでは、上記伝送路推定用の相関器３１ａから与えられた相関値をもとに伝送路の推定が行われ、この推定結果をもとに上記通話チャネル復調用の相関器３１ｂから出力された相関値から復調データを再生する処理が行われる。復調データは、図示しない誤り訂正復号処理に供される。セレクタ３１ｄ〜３１ｆは、後述する制御回路３０から出力される切替制御信号ＳＳに従い、各相関器３１ａ，３１ｂおよび伝送路推定器３１ｃの出力経路を切り替える。
【００３３】
同期追従部３２は、同期追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂと、減算器３２ｃと、ループフィルタ３２ｄとを備えている。同期追従用の相関器３２ａ，３２ｂではそれぞれ、共通パイロット・チャネルの受信信号と、拡散符号発信器３３から発生される同期追従用のEarly位相およびLate位相の拡散符号との相関がとられる。これらの相関器３２ａ，３２ｂの相関出力は、減算器３２ｃで相互に減算されたのちループフィルタ３２ｄでフィルタリング処理が施され、これによりＳ曲線と呼ばれる制御信号が生成される。位相制御器３４は、拡散符号発生器３３が発生する拡散符号の位相を上記Ｓ曲線の制御信号に従い制御する。
【００３４】
なお、上記フィンガを構成する各回路のうち、各相関器３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂおよび拡散符号発生器３３はハードロジックにより構成され、一方復調部３１、同期追従部３２および位相制御器３４の処理はＤＳＰ（Digital Signal Processor）により実現される。
【００３５】
制御回路３０は、通信中に伝送路推定用の相関器３１ａの相関出力レベルを復調パスの受信電力測定値Ｐ０として取り込み、この受信電力測定値Ｐ０を予め設定したしきい値と比較する。そして、受信電力測定値Ｐ０がしきい値を下回ると、各セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ａ”側から“ｂ”側に切り替えて、以後通話チャネル復調用の相関器３１ｂを使用したマルチパスサーチを行う。
【００３６】
また制御回路３０は、上記マルチパスサーチ中においても、上記伝送路推定用の相関器３１ａにより得られる復調パスの受信電力測定値Ｐ１を監視し、この受信電力測定値Ｐ１が上記しきい値を所定時間にわたって一定量以上超えると、各セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ｂ”側から接点“ａ”側に切り替えて、通話チャネル復調用の相関器３１ｂを通話チャネルの復調処理に復帰させる。なお、制御回路３０はハードロジック回路により構成される。
【００３７】
一方、拡散符号発生器３３は次のように構成される。図３はその回路構成を示す図である。すなわち、拡散符号発生器３３はシフトレジスタ３３ａと、モジュロ２加算回路３３ｂと、アンド回路群３３ｃとから構成される。
【００３８】
拡散符号発生器３３は、通話チャネルのパスの復調時には、当該復調パスに対しOn-time位相の通話チャネル用拡散符号をシフトレジスタ３３ａの直列シフト出力端子から発生する。これに対し、通話チャネル復調用相関器３１ｂを使用してマルチパスサーチを行う期間には、アンド回路群３３ｃにおいて上記On-time位相の通話チャネル用拡散符号をマスク情報により指定されたチップ位相だけシフトし、モジュロ２加算回路３３ｂからこの位相シフトされたマスクシフト拡散符号を発生する。
【００３９】
上記マスク情報はマスク情報メモリ４０から発生される。マスク情報メモリ４０はＲＯＭからなり、例えば図４に示すように複数のフィンガ４１〜４４に対し共通に設けられている。図５は、マスク情報メモリ４０におけるマスク情報の記憶例を示すもので、マスク情報はチップ位相のシフト量が少ない順に並べて記憶されている。
【００４０】
次に、以上のように構成された移動通信端末およびＲＡＫＥ受信機の動作を説明する。
先ず、通話チャネルのパスを復調している状態では、フィンガの復調部３１に設けられたセレクタ３１ｄ〜３１ｆはいずれも端子“ａ”側に設定されている。また、このとき拡散符号発生器３３にはマスク情報が供給されていないので、拡散符号発生器３３からはOn-time位相のパイロット・チャネル用の拡散符号と、同じくOn-time位相の通話チャネル用拡散符号と、同期追従用のEarly位相およびLate位相の拡散符号が発生され、それぞれ各相関器３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂに供給される。
【００４１】
このため、通話チャネル復調用の相関器３１ｂでは、上記On-time位相の通話チャネル用拡散符号により通話チャネルの受信パスの復調が行われ、その復調データが伝送路推定器３１ｃから図示しない誤り訂正復号回路へ出力される。また、伝送路推定用の相関器３１ａからは、共通パイロット・チャネルの受信信号と、上記On-time位相のパイロット・チャネル用拡散符号との相関値が出力される。さらに同期追従部３２では、上記同期追従用のEarly位相およびLate位相の各拡散符号を用いて上記共通パイロット・チャネルの受信信号との相関を監視することで、±１／２chip位相をずらせたポイントから挟み込むようにして共通パイロット・チャネルの受信信号位相に追従させる処理が行われる。図６にこの通話チャネルの受信パスを復調しているときのフィンガの動作を示す。
【００４２】
さて、この状態で制御回路３０は、上記伝送路推定用の相関器３１ａから出力される受信電力測定値Ｐ０を監視している。そして、例えば伝送路特性の変化により受信中のパスの受信電力測定値Ｐ０が著しく低下し、しきい値を下回ったとする。そうすると、当該受信中のパスはＲＡＫＥ合成する価値のないパスである判断して、各セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ａ”側から接点“ｂ”側に切り替えて、以後通話チャネル復調用の相関器３１ｂを使用したマルチパスサーチを行う。
【００４３】
すなわち、制御回路３０から出力されるマスク読み出し制御信号に応じて、マスク情報メモリ４０からアドレス順にマスク情報が読み出され、このマスク情報により位相シフトされたマスクシフト拡散符号が拡散符号発生器３３から順次発生される。
【００４４】
例えば、図５の例では、マスク情報メモリ４０には±１、±２、…の順番にマスク情報が格納されており、これらが制御回路３０からのマスク読み出し制御信号に従いアドレス順に読み出される。そして、これらのマスク情報に応じて、拡散符号発生器３３からは位相シフト量が徐々に大きくなるようにマスクシフト拡散符号が発生される。
【００４５】
マスクシフト拡散符号が一つ発生されると、通信チャネル復調用の相関器３１ｂでは上記マスクシフト拡散符号と共通パイロット・チャネルの受信信号との相関がとられ、位相シフトされたタイミングでの符号同期処理が行われる。この符号同期処理は、共通パイロット・チャネルの４シンボルまたは１スロット（１０シンボル）程度の時間内で、上記位相シフトされたタイミングでの相関出力をもとに到来パスの電力を計算することによりなされる。
【００４６】
一つのシフトタイミングでの電力計算が終了すると、拡散符号発生器３３から発生された次のシフト位相のマスクシフト拡散符号に従い符号同期処理が行われ、受信電力値が求められる。以後同様に、マスク情報メモリ４０から読み出されるマスク情報に応じて拡散符号発生器３３から位相がシフトされたマスクシフト拡散符号が発生されるごとに、通信チャネル復調用の相関器３１ｂの相関出力を利用した符号同期処理が行われる。
【００４７】
かくしてフィンガでは、図７に示すように復調していた受信パスのタイミングを中心にマルチパスサーチが行われる。なお、図５に示したマスク情報メモリ４０には、拡散符号の位相を±２０chipまでシフトさせることができるようにマスク情報が格納されているが、マルチパスのサーチ範囲は使用環境に応じて任意に設定できる。例えば、都市部では±１〜±８chipの範囲で、また郊外では±１〜±２０chipでマルチパスサーチを行うようにそれぞれサーチ範囲を設定する。さらにはマルチパスの発生状況をモニタすることにより、最大何chipまでサーチするかを適応的に可変設定することも可能である。
【００４８】
また、上記マルチパスサーチ処理が行われている期間において、同期追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂでは復調時と同様に復調対象パスに対する同期追従のための相関検出が行われる。また、伝送路推定用の相関器３１ａの相関出力Ｐ２は制御回路３０に入力され、この制御回路３０において同期追従しているパスの受信電力が判定される。すなわち、マルチパスサーチ中においても、復調時に追従していたパスの電力監視が引き続き行われる。
【００４９】
そして、上記監視により受信電力Ｐ２が、予め設定したしきい値を所定時間連続して所定レベル以上超えると、制御回路３０によりセレクタ３１ｄ〜３１ｆが接点“ｂ”側から接点“ａ”側に切り替えられる。また、マスク情報メモリ４０からのマスク情報の読み出しを停止することにより、拡散符号発生器３３から発生される拡散符号はOn-time位相の通話チャネル復調用拡散符号に復帰する。したがって、フィンガはマルチパスサーチに移行する前に行っていた通話チャネルのパスの復調動作に自動的にスムーズに復帰する。
【００５０】
なお、上記マルチパスサーチの実行期間にセレクタ３１ｅは伝送路推定器３１ｃから切り離されて接地端子に接続されている。このため、マルチパスサーチ期間中に復調部３１から出力される復調データは“０”に固定される。したがって、マルチパスサーチ期間中にフィンガから出力される復調データが、後段のＲＡＫＥ合成に悪影響を及ぼす心配はない。
【００５１】
以上述べたようにこの実施形態では、各フィンガにおいて通話チャネルのパスの復調動作中にその受信電力測定値Ｐ０をしきい値と比較し、受信電力測定値Ｐ０がしきい値を下回った場合に、セレクタ３１ｄ〜３１ｆを切り替えると共に、マスク情報メモリ４０に格納されたマスク情報に応じて拡散符号発生器３３からマスクシフト拡散符号を発生させて通話チャネル復調用相関器３１ｂに与え、これにより通話チャネル復調用相関器３１ｂを利用したマルチパスサーチ処理を行うようにしている。
【００５２】
したがって、フィンガで復調中の通話チャネルのパスの受信電力がしきい値より低下した場合、このパスはＲＡＫＥ合成に供する価値のないパスと見なされて復調処理が停止され、代わりにマルチパスサーチ処理が行われることになる。このため、通話チャネルのパスの復調専用に用いられていた通話チャネル復調用相関器３１ｂの、実質的に有効に機能していない期間を利用してマルチパスサーチを行うことが可能となる。したがって、マルチパスサーチをサーチャのみに頼っていた従来の構成と比較して、サーチャの処理負担を軽減することができ、これによりサーチャには隣接基地局のサーチ処理等のその他のサーチ処理を重点的に行わせることが可能になる。すなわち、端末としてあるいはＲＡＫＥ受信機として、限られたハードウエアリソースを有効に使用してより効果的なサーチ処理を行うことが可能となる。
【００５３】
またこの実施形態では、マルチパスサーチ期間中において、同期追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂを使用して復調時と同様に復調対象パスに対する同期追従処理を行い、また伝送路推定用の相関器３１ａを使用して復調対象のパスの電力監視を引き続き行っている。そして、上記監視により受信電力Ｐ２が、予め設定したしきい値を所定時間連続して所定レベル以上超えた場合に、セレクタ３１ｄ〜３１ｆを接点“ｂ”側から接点“ａ”側に復帰させ、かつマスク情報メモリ４０からのマスク情報の読み出しを停止することにより、拡散符号発生器３３から発生される拡散符号をOn-time位相の通話チャネル復調用拡散符号に復帰させるようにしている。
【００５４】
したがって、復調対象パスの受信電力が良好なレベルに復帰した場合には、フィンガの動作状態を、マルチパスサーチに移行する前に行っていた通話チャネルのパスの復調動作にスムーズに復帰させることができる。
【００５５】
さらに、マスク情報メモリ４０には、マスク情報を位相シフト量が少ない順に格納してあり、これらを制御回路３０からのマスク読み出し制御信号に従いアドレス順に読み出すようにしている。このため、拡散符号発生器３３から発生するマスクシフト拡散符号の位相を簡単かつ円滑にシフトさせることができる。
【００５６】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では通話チャネル復調用相関器３１ｂを使用してマルチパスサーチを行うようにした。しかし、これに限らず、通話チャネル復調用相関器３１ｂおよび位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの一方を使用してマルチパスサーチを行うようにしてもよい。この場合の位相追従処理は、位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの残りの１個を使用して、一定時間ごとにEarly位相およびLate位相の相関を検出することにより実現される。
【００５７】
図８は、この場合のフィンガの動作を示すものである。このように構成すると、マルチパスサーチが２個の相関器で分担して行われることになるため、マルチパスのサーチをさらに能率良く行うことが可能になる。
【００５８】
また、マルチパスサーチを３個の相関器を同時に使用して行うことも可能である。図９はこの場合のフィンガの動作を示したものである。すなわち、通話チャネル復調用相関器３１ｂと、伝送路推定用相関器３１ａと、位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの１個の合計３個を同時に使用してマルチパスサーチを行う。この場合、位相追従用の２個の相関器３２ａ，３２ｂのうちの残りの１個を使用して、On-time位相、Early位相およびLate位相の相関検出を時分割で行う。このように構成すると、マルチパスのサーチ能率をさらに向上させることができる。
【００５９】
さらに前記実施形態では、フィンガごとに、通常の復調処理とマルチパスサーチ処理とを切り替えるための制御回路３０を設けた場合を例にとって説明した。しかしこれに限らず、例えば図１０に示すように複数のフィンガ６１〜６ｍに対し１個の制御回路６０を共通に設け、この制御回路６０により各フィンガ６１〜６ｍの復調処理とマルチパスサーチ処理との切り替えを統括的に制御するようにしてもよい。
【００６０】
その他、移動通信端末の種類やその構成、フィンガの回路構成、拡散符号発生器の回路構成、位相シフトさせた拡散符号の発生方法、通常の復調処理とマルチパスサーチ処理との間の切替制御手順とその内容などについても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、複数のフィンガの少なくとも一つについてその受信電力を監視し、この監視結果をもとにフィンガの受信電力が所定レベル以下に低下している場合に、当該フィンガにおいて複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行わせ、かつこのマルチパスサーチ処理が行われている場合に、選択しなかった残りの相関器に時分割で伝送路応答推定処理及び位相追従処理を引き続き行わせるようにしている。
【００６２】
したがってこの発明によれば、ハードウエアリソースを増やすことなく、復調時に並行して行う必要がある複数のサーチ処理を効率良く行えるようになり、これにより小規模な回路規模で高性能の同期系処理を可能にした移動通信端末とそのベースバンド信号処理モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる移動通信端末の一実施形態を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した端末で使用されるフィンガの構成を示すブロック図。
【図３】図２に示したフィンガに設けられる拡散符号発生器の構成を示す回路図。
【図４】図３の示した拡散符号発生器が発生する拡散符号のチップ位相を制御するためのマスク情報の一例を示す図。
【図５】各フィンガに設けられた拡散符号発生器にマスク情報を供給するための構成の一例を示す図。
【図６】図２に示したフィンガにおける復調時の動作を説明するための図。
【図７】図２に示したフィンガにおけるマルチパスサーチ時の動作を説明するための図。
【図８】図２に示したフィンガにおけるマルチパスサーチ時の他の動作を説明するための図。
【図９】図２に示したフィンガにおけるマルチパスサーチ時の別の動作を説明するための図。
【図１０】この発明に係わるＲＡＫＥ受信機の第２の実施形態を示す要部ブロック図。
【図１１】一般的なＲＡＫＥ受信機の構成を示すブロック図。
【図１２】従来のフィンガの構成を示す回路ブロック図。
【図１３】従来のフィンガに設けられる拡散符号発生器の構成を示す回路図。
【符号の説明】
１０ａ…マイクロフォン
１０ｂ…スピーカ
１１ａ，２２…アナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｄ）
１１ｂ，１９…ディジタル−アナログ変換器（Ｄ−Ａ）
１２…音声符号化−復号化器（ボコーダ）
１３…マイクロ・プロセッサ（ＭＰＵ）
１４…データ生成回路
１５…畳み込み符号化器
１６…インタリーブ回路
１７…スペクトラム拡散器
１８…ディジタル・フィルタ
２０…アナログ・フロントエンド
２１…アンテナ
２５…ＲＡＫＥ受信機
２６…デインタリーブ回路
２７…ビタビ復号化器
２８…誤り訂正回路
２９…キーパッド／ディスプレイ
３０…フィンガ制御回路
３１…復調部
３１ａ…伝送路推定用の相関器
３１ｂ…通話チャネル復調用の相関器
３１ｃ…伝送路推定器
３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ…セレクタ
３２…同期追従部
３２ａ，３２ｂ…同期追従用の相関器
３２ｃ…減算器
３２ｄ…ループフィルタ
３３…拡散符号発生器
３３ａ…シフトレジスタ
３３ｂ…モジュロ２加算回路
３３ｃ…アンド回路群
３４…位相制御器
４０，７０…マスク情報メモリ
４１〜４４…フィンガ用拡散符号発生器
６０…フィンガ群制御部
６１〜６４…フィンガ
Claims (7)
- 伝送路応答推定処理、位相追従処理および復調処理を行うために複数の相関器を備えて、割り当てられたパスの受信信号を位相追従しながら復調する複数のフィンガを有し、これらのフィンガの復調出力を位相を合わせたのち合成するＲＡＫＥ受信機を備えた移動通信端末において、
前記複数のフィンガの少なくとも一つについてその受信電力を監視する監視手段と、
この監視手段の監視結果をもとに、フィンガの受信電力が所定レベル以下に低下している場合に、当該フィンガにおいて複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行わせ、選択しなかった残りの相関器に時分割で伝送路応答推定処理および位相追従処理を行わせるフィンガ制御手段と
を具備したことを特徴とする移動通信端末。 - 前記フィンガ制御手段は、
マスク情報をチップ位相のシフト制御量が少ない順に格納したマスク情報記憶手段と、
前記選択された相関器にマルチパスサーチ処理を実行させる際に、前記マスク情報記憶手段のアドレスを順に指定することでマスク情報をチップ位相のシフト制御量が少ない順に読み出し、この読み出されたマスク情報を前記フィンガに備えられた拡散符号発生器に与えることで、当該拡散符号発生器から復調処理に使用していた拡散符号を所定のチップ位相シフトさせたマスクシフト拡散符号を発生させる手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の移動通信端末。 - 伝送路応答推定処理、位相追従処理および復調処理を行うために複数の相関器を備えて、割り当てられたパスの受信信号を位相追従しながら復調する複数のフィンガを有し、これらのフィンガの復調出力を位相を合わせたのち合成するベースバンド信号処理モジュールにおいて、
前記複数のフィンガの少なくとも一つについてその受信電力を監視する監視手段と、
この監視手段によりフィンガの受信電力が所定レベル以下に低下したことが検出された場合に、当該フィンガにおいて複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行わせ、選択しなかった残りの相関器に時分割で伝送路応答推定処理および位相追従処理を行わせるフィンガ制御手段と
を具備したことを特徴とするベースバンド信号処理モジュール。 - 前記フィンガ制御手段は、
マスク情報をチップ位相のシフト制御量が少ない順に格納したマスク情報記憶手段と、
前記選択された相関器にマルチパスサーチ処理を実行させる際に、前記マスク情報記憶手段のアドレスを順に指定することでマスク情報をチップ位相のシフト制御量が少ない順に読み出し、この読み出されたマスク情報を前記フィンガに備えられた拡散符号発生器に与えることで、当該拡散符号発生器から復調処理に使用していた拡散符号を所定のチップ位相シフトさせたマスクシフト拡散符号を発生させる手段と
を備える
ことを特徴とする請求項３記載のベースバンド信号処理モジュール。 - 伝送路応答推定処理、位相追従処理および復調処理を行うために複数の相関器を備えて、割り当てられたパスの受信信号を位相追従しながら復調する複数のフィンガを有し、これらのフィンガの復調出力を位相を合わせたのち合成するベースバンド信号処理モジュールにおいて、
前記複数のフィンガの少なくとも一つは、
自己に割り当てられたパスの受信電力を監視する監視手段と、
この監視手段の監視結果をもとに、フィンガの受信電力が所定レベル以下に低下している場合に、自己が備える複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行い、選択しなかった残りの相関器に時分割で伝送路応答推定処理および位相追従処理を行う制御手段と
を具備したことを特徴とするベースバンド信号処理モジュール。 - 前記制御手段は、
マスク情報をチップ位相のシフト制御量が少ない順に格納したマスク情報記憶手段と、
前記複数の相関器のうち復調処理および位相追従処理を行うための相関器を選択してマルチパスサーチ処理を行う際に、前記マスク情報記憶手段のアドレスを順に指定することでマスク情報をチップ位相のシフト制御量が少ない順に読み出し、この読み出されたマスク情報を前記フィンガが備える拡散符号発生器に与えることで、当該拡散符号発生器から復調処理に使用していた拡散符号を所定のチップ位相シフトさせたマスクシフト拡散符号を発生させる手段と
を備える
ことを特徴とする請求項５記載のベースバンド信号処理モジュール。 - 前記フィンガ制御手段は、復調処理を停止したフィンガが停止直前に復調していた受信信号の受信位相を基準にマルチパスサーチ処理を行わせることを特徴とする請求項１記載の移動通信端末。
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