JPH11177524A - 移動端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】移動通信端末の間欠受信時の低電力化を図り，
使用時間を延長する。 【解決手段】ＣＤＭＡ方式の移動通信端末において，中
間周波数帯域でパイロットＰＮ符号との部分相関演算を
行なうＳＡＷマッチドフィルタ３１を備え，間欠受信時
の休止期間には，相関ピークの発生に合せた初期化パル
スを出力し，前記初期化パルスでＰＮタイミング発生回
路５１ｄを初期化してパイロットＰＮ同期を保持する。
この結果，ベースバンドフロントエンド部４の電源を切
断，レイクエンジン部５の動作を停止させて，休止期間
の消費電流を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動端末装置に関
し，特にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ：
符号分割多重）方式のディジタルセルラー電話システム
の移動端末装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤＭＡ方式の移動端末においては，基
地局からの信号を受信する際，スペクトラム拡散された
信号を逆拡散して元の信号を復調する。このため拡散符
号であるパイロットＰＮ(Pseudo Noise：擬似雑音)符号
の位相を基地局側に一致させる同期処理が必要となる。

【０００３】この同期処理は，同期捕捉と同期保持の２
段階に分けられる。一般に同期捕捉は相関演算に基づく
もので，レプリカＰＮ符号を拡散チップ単位にシフトさ
せつつ，受信信号との乗算を行ない，その積分値がしき
い値以上となるかを判定する処理となる。レプリカＰＮ
符号と基地局側のＰＮ符号が同期していない場合，前記
積分値にピークが発生しないので，レプリカＰＮ符号の
位相を換えて探索が継続される。上記の積分範囲は例え
ばディジタル位相変調の１シンボル区間であり，シンボ
ルあたりの拡散チップ数がプロセスゲインとして得る値
となる。代表的なＣＤＭＡ方式では，例えば６４であ
る。また，パイロットＰＮ符号の符号長は2の15乗で３
２７６８であり，この位相空間を探索するので，初期捕
捉の高速化が要求される。一方，同期保持は拡散チップ
同期を捕捉した後，チップ内位相での同期を維持する処
理を指す。

【０００４】先ず，前記の各処理を移動端末装置の回路
ブロックと関連付けて説明する。

【０００５】図３は従来のＣＤＭＡ方式の移動端末装置
の受信部の構成を説明する図である。図３において，１
はアンテナ，２は高周波受信回路，３は中間周波受信回
路，４１は直交検波回路，４２はＡ／Ｄ変換部，５０は
前記同期捕捉を担当するパス検出回路，５１はＰＮタイ
ミング発生回路，５２，５３，５４は前記同期保持と，
さらに逆拡散復調を担当するフィンガ回路，５５は複数
のフィンガ回路の出力する復調シンボルを合成するレイ
ク合成回路，７はデスクランブルとデインタリーブ及び
誤り訂正処理等を担当するＦＥＣ(Forward Error Corre
tction)復号部。８は圧縮符号化された音声データを再
生する音声復号部，９は音声データを音響信号として出
力する音声出力部，60は受信部の各回路ブロックの動作
を制御する制御回路である。本受信部は，レイク受信に
よる受信Ｓ／Ｎの向上を図っている。

【０００６】レイク受信は， 伝播遅延時間の異なる複
数のマルチパス信号をパス毎に分離し，タイミングスキ
ューを合せて合成する受信方式である。マルチパス信号
の分離はパイロットＰＮ符号同期により行なう。即ち，
前記フィンガ回路５２〜５４においてそれぞれ位相の異
なるパイロットＰＮ符号で，逆拡散復調を行なう。マル
チパス信号を分離できる精度は拡散チップ長となる。

【０００７】さて，受信処理を順次説明する。アンテナ
1で受信された基地局からの無線信号は，高周波受信回
路２で増幅しダウンコンバートされ，中間周波受信回路
3で帯域制限により隣接チャネルと分離しＡＧＣ(自動利
得調整)により受信信号を適正なレベルに増幅し，直交
検波回路４１へ入力される。直交検波回路４１は図示し
ない中間周波数に固定した，直交する２つのローカルキ
ャリアを用いて検波を行いＩ信号及びＱ信号の複素ベー
スバンド信号を出力する。この２信号は拡散チップレー
トに帯域制限される。これを2チャネルのＡ／Ｄ変換部
４２においてディジタルデータの形式に変換してパス検
出回路５０と複数のフィンガ回路５２〜５４へ出力す
る。

【０００８】パス検出回路５０では，レプリカＰＮ符号
の位相を換えながら，同期捕捉処理が行われる。マルチ
パスの遅延分散の状況により，幾つかのタイミング位相
で相関ピークが検出されると，そのタイミング情報をＰ
Ｎタイミング発生回路５１に通知する。

【０００９】ＰＮタイミング発生回路５１は，フィンガ
回路５２〜５４に対して捕捉したパスに同期するパイロ
ットＰＮ符号の位相を通知する。

【００１０】各フィンガ回路５２〜５４は，ＰＮタイミ
ング発生回路５１によって与えられたチップ位相を初期
状態の中心として同期保持を行なう。例えば，与えたチ
ップ位相を中心として前後１／２チップ間隔の位相差を
有する2つのレプリカＰＮ符号を用いて相関ピークを計
算し，両者を比較することで位相追従制御を行なう。こ
れは一般にはディレイ・ロックド・ループ(ＤＬＬ)制御
と呼ばれる。各フィンガ回路５２〜５４では同時に逆拡
散復調を行い，復調出力シンボルをレイク合成回路５５
へ出力する。

【００１１】レイク合成回路５５では，各フィンガ回路
５２〜５４の出力シンボルにそれぞれのシンボルの信頼
度に比例した重み付け係数を乗算した後に，合成する。
そして合成した結果の識別値を受信データとしてＦＥＣ
復号部７へ出力する。

【００１２】以上のレイク受信処理はディジタルデータ
に対するディジタル信号処理で実施される。その実態は
ロジック回路及びプロセッサのミドルウエアとして実現
する。その動作周波数の最大値は拡散チップレートの整
数倍で，例えば８倍程度が必要である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような，移動端
末装置の長時間利用を図りユーザに利便性を供するに
は，待ち受け受信時の消費電流を減らすことが重要であ
る。例えば，従来のＴＤＭＡ(Time Division Multiple)
方式のディジタルセルラー電話システムでは間欠受信が
行われてきた。これは受信部の電源をタイマなどにより
一定の休止時間の間，切断するものである。

【００１４】しかし，前記ＣＤＭＡ方式の移動端末装置
に対して電源を切断した場合は，休止状態から受信状態
になった時，再びパイロットＰＮ符号同期を捕捉し直す
必要が生じる。このため復帰時間が大幅に増加する。こ
れを回避するために，例えば待ち受け時には高周波受信
回路２からレイク受信処理のパイロットＰＮ同期部分ま
でを動作させ，レイク合成回５５路以下，ＦＥＣ復号部
７，音声復号部8，音声出力部９への電源を切断するこ
とが考えられる。この場合でも，無線信号の受信の他，
拡散チップレートの整数倍の高速Ａ／Ｄ変換や高速ディ
ジタル信号処理が必要となり，低消費電力効果が十分で
ないといった問題が残る。

【００１５】本発明の課題は，ＣＤＭＡ方式の移動端末
装置において，休止時間の消費電流の低減を図り，より
長時間使用可能な移動端末装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このため，前記高速Ａ／
Ｄ変換や高速ディジタル信号処理を休止させるために，
スペクトラム拡散された基地局からの信号を逆拡散して
復調するため，拡散チップレート帯域の信号に検波し，
前記検波信号をアナログ／ディジタル変換し，ディジタ
ルデータ形式の拡散信号に対して受信側で作成した拡散
符号との相関演算を実施し，前記相関演算結果に基づき
拡散符号同期を捕捉及び保持する機能を備えた移動通信
端末において，中間周波数帯域において，拡散符号の所
定の部分系列をタップ係数とするマッチドフィルタ手段
と，前記マッチドフィルタの出力として現れる相関のピ
ークをしきい値と比較して検出する比較手段と，前記比
較手段の検出結果をトリガ信号として初期化パルスを発
生する初期化パルス発生手段と前記初期器化パルスで初
期化を行い，受信側で作成する拡散符号の位相情報を発
生する拡散符号タイミング発生手段と，間欠受信動作の
休止期間においては，前記検波あるいはアナログ／ディ
ジタル変換あるいは，ディジタルデータ形式の相関演算
の少なくとも一つを休止させ，休止期間を解除する際に
前記拡散符号タイミング発生手段の出力する位相情報を
初期値として逆拡散動作を開始させる制御手段を備え
る。

【００１７】さらに，前記の休止動作を実施し，ＣＤＭ
Ａ方式に対する有効なレイク受信に対応するため，逆拡
散部を複数有し，複数の逆拡散出力を合成するレイク受
信手段をさらに備え，その内部手段として，休止期間を
解除する際には，一旦合成機能を停止し，一定期間は前
記拡散符号タイミング発生手段の位相情報に基づく逆拡
散出力を選択出力するレイク合成手段を備え，前記制御
手段は前記休止期間の解除を指示する信号を前記レイク
合成手段に出力することとした。

【００１８】また前記マッチドフィルタ手段を低消費電
力化して実現するため，前記マッチドフィルタ手段は弾
性表面波フィルタ及び，前記弾性表面波フィルタの出力
を増幅するバッファアンプにより構成することとした。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施形態を図を用
いて説明する。図１は本発明の移動局の受信部の構成を
説明する図である。従来の移動端末装置の受信部の構成
を説明する図３と同等の部位には同じ符号を付してあ
る。新たに追加した回路として，３０は休止時に動作す
るパイロットＰＮ同期検出部，３１は弾性表面波デバイ
スで形成されたマッチドフィルタ(以下ＳＡＷマッチド
フィルタ：Surface Acousitic Wave Matched Filter)，
３２は前記SAWマッチドフィルタの出力を所定利得で増
幅するバッファアンプ，３３は前記バッファアンプ３２
の出力が所定のしきい値を超えたことを検出する比較回
路で，３４は前記比較回路の検出出力をトリガとして初
期化パルスを発生する初期化パルス発生回路である。

【００２０】また，機能を変更した部分は，５１ｄがＰ
Ｎタイミング発生回路，５５ｄがレイク合成回路，６０
ｄが制御回路である。

【００２１】さらに４は，直交検波回路４１及びＡ／Ｄ
変換部４２をまとめたベースバンドフロントエンド部，
５は，パス検出回路５０，フィンガ回路５２，５３，５
４，レイク合成回路５５ｄをまとめたレイクエンジン部
とする。

【００２２】本実施例の移動端末の特徴は休止状態に動
作する低消費電力なパイロットＰＮ同期検出部３０を設
けた点にある。その構成要素の一つであるＳＡＷマッチ
ドフィルタ３１はタップ係数電極としてパイロットＰＮ
符号の部分系列を形成してあるものとする。ここで部分
系列は，ＣＤＭＡシステムの代表的な例として先のプロ
セスゲイン６４のものであれば，６４タップを並べる。
パイロットＰＮ符号のＩ信号用パタンが１５次のＭ系列
符号の最後に０を挿入したものであれば，例えば１５個
の「０」コードをタップ係数含み，総タップ数として６
４タップとなるように形成する。これはＰＮ符号に上記
０ランの出現率が最も低くなるためである。但しタップ
間隔は，デバイス上を表面波が伝播する時間長が拡散チ
ップレートとなるように配置する。

【００２３】このときSAWマッチドフィルタ３１は受動
部品の空間相関器として動作する。タップ電極に形成し
たパタンとパイロットＰＮ符号が一致すると，強い相関
のピークが発生する。

【００２４】ただし，SAWマッチドフィルタ３１の減衰
が大きいため，相関出力をバッファアンプ３２で増幅し
て比較回路３３へ出力する。この比較回路３３において
所定のしきい値と比較して，前記相関のピークの発生を
検出すると初期化パルス発生回路３４に対して通知す
る。初期化パルス発生回路３４は，前記通知をトリガと
して初期化パルスをＰＮタイミング発生回路５１ｄに出
力する。

【００２５】したがって，休止状態中において，前記初
期化パルス発生回路３４は，理想的には，パイロットＰ
Ｎ符号の１周期に一度の頻度で初期化パルスを出力す
る。但しトリガ入力に対して，後述する所定の遅延時間
τの後，初期化パルスを出力するものとする。

【００２６】ここで，間欠受信時の動作タイミングを図
２を用いて説明する。代表的なＣＤＭＡ方式において規
定される，間欠受信モードは例えば次のようである。

【００２７】パイロットＰＮ符号の周期の３倍をスーパ
フレームとして，そのスーパフレームの整数倍の周期で
ページングと呼ばれる呼び出しメッセージをモニタす
る。このモニタ期間を含み前後に若干のガード時間を設
けた，アクティブ状態とそれ以外の休止状態の２状態を
遷移する。休止状態においては，理想的には比較回路３
３から，相関のピークがパイロットＰＮ符号の1周期毎
に検出される。初期化パルスも，相関のピークの発生に
応じて所定遅延τの後出力される。フェージング変動や
雑音環境の変化等によってピークが検出できない場合も
存在する。この時は当然初期化パルスは出力されない。
図２に示したτは，アクティブ時に通過する経路と，前
記パイロットＰＮ同期検出部３０で検出したタイミング
との遅延時間差を調整するものである。アクティブ時に
おいて，フィンガ回路５２〜５４に入力するディジタル
データ形式の拡散信号は，ベースバンドフロントエンド
部４を経由するため遅延が発生する。相当量の遅延時間
τを初期化パルスに与えることで休止状態からアクティ
ブ状態に遷移したレイクエンジン部５の同期の連続性を
確保するものである。

【００２８】次にＰＮタイミング発生回路５１ｄを説明
する。 図４はＰＮタイミング発生回路５１ｄの内部構
成を説明する図である。ＰＮタイミング発生回路５１ｄ
に対する図示された入力信号はパス検出回路５０からの
タイミング情報，初期化パルス発生回路３４からの初期
化パルス，制御回路６０dから出力し，アクティブ状態
か休止状態かを切り替える２値のmode信号(Ｈ：アクテ
ィブ状態，Ｌ：休止状態とする。) である。

【００２９】図４において，５１０はパス検出結果解析
部，５１１，５１２，５１３は各フィンガ回路５２，５
３，５４にパイロットＰＮ符号の位相指標を与える位相
メモリ，５１５は自走する拡散チップレートクロックで
パイロットＰＮ符号の1周期を計数し，前記初期化パル
スで初期化されるチップレートカウンタ，５１４はmode
信号が休止状態からアクティブ状態に遷移したときの前
記チップレートカウンタの値からパイロットＰＮ符号の
位相指標を与えるオフセット補正回路である。５１６は
前記オフセット補正回路５１４の出力と位相メモリ５１
３の出力を切り替えて出力するデータセレクタ，５１７
は，データセレクタ５１６に切り替え制御信号を与える
タイマである。

【００３０】動作の詳細を説明する。パス検出結果解析
部５１０はパス検出回路５０の出力するタイミング情報
を解析する。

【００３１】そして，ＣＤＭＡシステムで規定されてい
る探索範囲内に捕捉した上位３パスを選び，フィンガ回
路５２，５３，５４における逆拡散同期に必要なパイロ
ットＰＮ符号の位相指標を位相メモリ５１１，５１２，
５１３に出力する。

【００３２】ここで，本実施例の場合，前記フィンガ回
路５２に対応する位相メモリを５１１，５３に対応する
位相メモリを５１２とする。位相メモリ５１３が接続す
るデータセレクタ５１６の出力に対応するフィンガ回路
は５４とする。

【００３３】タイマ５１７は前記mode信号が休止状態か
らアクティブ状態に遷移した時に起動し，所定の時間デ
ータセレクタ５１６の出力として前記オフセット補正回
路５１４の出力を選択するように切り替え制御信号を出
力する。所定の経過時間後は位相メモリ５１３を選択す
るように切り替え制御信号出力する。タイマ５１７がオ
フセット補正回路５１４側を選択する時間は，例えばパ
ス検出回路５０が初期捕捉を行なう期待時間とする。

【００３４】前記オフセット補正回路の補正値は，前記
ＳＡＷマッチドフィルタのタップ係数にパイロットＰＮ
符号のどこの部分系列を選んだかで決定する。mode信号
がアクティブ状態に遷移した際のチップレートカウンタ
５１５の値に部分系列の位置を加算して位相指標を推定
する。

【００３５】さて上記チップレートカウンタ５１５は，
初期化パルスによって基地局側のパイロットＰＮ符号に
同期する。したがって初期化パルスの消失間継続時間
が，チップレートカウンタ５１５の自走クロックの周波
数誤差によりチップ同期を外す以上継続する場合を除
き，本ＰＮタイミング発生回路５１ｄは，パイロットＰ
Ｎ符号同期を保持できる。

【００３６】即ち，休止状態においては，高速Ａ／Ｄ変
換が必要な，ベースバンドフロントエンド部４１の電源
を切断し，相関演算等の高速ディジタル信号が必要なレ
イクエンジン部５を停止することができる。この制御は
制御回路６０ｄが出力するPcnt 1によって行なう。

【００３７】逆に，この休止期間動作が必要なパイロッ
トＰＮ同期検出部３０は低消費電力な受動デバイスであ
るＳＡＷマッチドフィルタで相関演算を実行するため，
従来に比べ低消費電力化が可能である。そしてパイロッ
トＰＮ同期検出部３０は制御回路から供給される電源制
御信号Pcnt２によって電源をオン・オフ制御する。

【００３８】さらにアクティブ状態に遷移した当初は，
レイク合成回路５５ｄは，休止期間保持していた同期位
相にしたがうファインガ回路５４の出力を選択するよう
に動作する。

【００３９】そのため制御回路６０ｄの出力するmode信
号によって起動するタイマ５１７と同様のタイマ(図示
せず)をレイク合成回路５５ｄに設けるものとする。前
記タイマ時間経過後，合成出力を選択するように動作す
る。

【００４０】本実施例では，間欠受信時の呼び出しメッ
セージの結果，待ち受け受信を解除すると所定時間経過
後通常のレイク受信を行なうため，ＣＤＭＡ方式の移動
端末に好適である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によりＣＤ
ＭＡ方式の移動端末装置において，間欠受信の休止期間
におけるパイロットＰＮ符号の同期を，低消費電力なＳ
ＡＷマッチドフィルタによる相関演算結果を利用して保
持できるようにした。この結果休止期間においては，従
来必要であった高速なＡ／Ｄ変換処理や，高速なディジ
タル信号処理回路で実現していた相関演算を停止するこ
とが可能となり，間欠受信時における消費電流を削減で
きる効果があり，これによって移動端末装置の利用時間
が延長できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動端末装置の受信部の構成を説明す
る図である。

【図２】本発明の間欠受信時の動作を説明する図であ
る。

【図３】従来の移動端末装置の受信部の構成を説明する
図である。

【図４】本発明の移動通信端末におけるＰＮタイミング
発生回路の内部構成を説明する図である。

【符号の説明】

１…アンテナ、２…高周波受信回路、３…中間周波受信
回路、４…ベースバンドフロントエンド部、５…レイク
エンジン部、７…ＦＥＣ復号部、８…音声復号部、９…
音声出力部、３０…パイロットＰＮ同期検出部、３１…
ＳＡＷマッチドフィルタ、３２…バッファアンプ、３…
比較回路、３４…初期化パルス発生回路、４１…直交検
波回路、４２…Ａ／Ｄ変換部、５０…パス検出回路、５
１，５１ｄ…ＰＮタイミング発生回路、５２，５３，５
４…フィンガ回路、５５，５５ｄ…レイク合成回路、５
１０…パス検出解析部、５１１，５１２，５１３…位相
メモリ、５１４…オフセット補正回路、５１５…チップ
レートカウンタ、５１６…データセレクタ、５１７…タ
イマ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比企野 治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 芝 隆司 岩手県水沢市真城字北野１番地株式会社日 立メディアエレクトロニクス内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スペクトラム拡散された基地局からの信号
   を逆拡散して復調するため，拡散チップレート帯域の信
   号に検波し，前記検波信号をアナログ／ディジタル変換
   し，ディジタルデータ形式の拡散信号に対して受信側で
   作成した拡散符号との相関演算を実施し，前記相関演算
   結果に基づき拡散符号同期を捕捉及び保持する機能を備
   えた移動通信端末において，中間周波数帯域において，
   拡散符号の所定の部分系列をタップ係数とするマッチド
   フィルタ手段と，前記マッチドフィルタの出力として現
   れる相関のピークをしきい値と比較して検出する比較手
   段と，前記比較手段の検出結果をトリガ信号として初期
   化パルスを発生する初期化パルス発生手段と前記初期器
   化パルスで初期化を行い，受信側で作成する拡散符号の
   位相情報を発生する拡散符号タイミング発生手段と，間
   欠受信動作の休止期間においては，前記検波あるいはア
   ナログ／ディジタル変換あるいは，ディジタルデータ形
   式の相関演算の少なくとも一つを休止させ，休止期間を
   解除する際に前記拡散符号タイミング発生手段の出力す
   る位相情報を初期値として逆拡散動作を開始させる制御
   手段を備えたことを特徴とする移動通信端末。
2. 【請求項２】逆拡散部を複数有し，複数の逆拡散出力を
   合成するレイク受信手段をさらに備え，その内部手段と
   して，休止期間を解除する際には，一旦合成機能を停止
   し，一定期間は前記拡散符号タイミング発生手段の位相
   情報に基づく前記逆拡散出力を選択して出力するレイク
   合成手段を備え，前記制御手段は前記休止期間の解除を
   指示する信号を前記レイク合成手段に出力することを特
   徴とする請求項1記載の移動通信端末。
3. 【請求項３】前記マッチドフィルタ手段は弾性表面波フ
   ィルタ及び，前記弾性表面波フィルタの出力を増幅する
   バッファアンプにより構成することを特徴とする請求項
   1または２記載の移動通信端末。