(57)【要約】【課題】ＰＬＬモジュールＩＣを用いたＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機において、従来から存在するＳＩＲ測定機能を利用して、ＰＬＬモジュールＩＣの変調感度によるループゲイン変動を打ち消すようなＩｃｐ設定値を選択して常に安定したＰＬＬ動作を可能にし、高品質な受信特性を提供することである。【解決手段】ＰＬＬモジュールＩＣを用いたＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機において、ＳＩＲを測定するＳＩＲ測定手段と、前記ＳＩＲ測定手段によってＳＩＲを測定し、該測定結果に基づいてチャージポンプ電流を調整するよう制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＬＬモジュールＩＣを用いたＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機において、
ＳＩＲを測定するＳＩＲ測定手段と、
前記ＳＩＲ測定手段によってＳＩＲを測定し、該測定結果に基づいてチャージポンプ電流を調整するよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記制御手段が、受信周波数の切り替えの前後で前記ＳＩＲ測定手段によってＳＩＲを測定し、該受信周波数の切り替え前後の測定結果を比較し、該比較結果に基づいて前記チャージポンプ電流を調整するよう制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記制御手段が、受信周波数の切り替えの前後で前記ＳＩＲ測定手段によってＳＩＲを測定し、該受信周波数の切り替え前後の測定結果を比較し、該比較結果が所定範囲内にない場合に前記チャージポンプ電流を変更するよう制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
ＰＬＬモジュールＩＣを用いたＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機の制御方法において、
ＳＩＲを測定し、該測定結果に基づいて、変調感度によるループゲイン変動を打ち消すようなチャージポンプ電流を選択するよう制御する、
ことを特徴とする受信機の制御方法。
【請求項５】
受信周波数の切り替えの前後でＳＩＲを測定し、該受信周波数の切り替え前後の測定結果を比較し、該比較結果に基づいて前記チャージポンプ電流を選択する、
ことを特徴とする請求項４に記載の受信機の制御方法。
【請求項６】
受信周波数の切り替えの前後でＳＩＲを測定し、該受信周波数の切り替え前後の測定結果を比較し、該比較結果が所定範囲内にない場合にチャージポンプ電流を変更するよう制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の受信機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信装置に関し、特にＷＣＤＭＡ通信の受信において安定したＰＬＬ動作を可能とする受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機としては温度センサを有するものが知られており、この温度センサによって受信機の内部温度を監視し、一定温度以上になったときに変調感度が高いＶＣＯレンジに切り替わったと判断し、Ｉｃｐ（チャージポンプ電流）設定値を下げて、ループバンドを広げ過ぎないよう調整し、一方、一定温度以下になったときに周波数データが再送され、ＰＬＬモジュールＩＣでＶＣＯのキャリブレーションが起こった場合は、変調感度が低いＶＣＯレンジに切り替わったと判断し、Ｉｃｐ設定値を上げ、ループゲインの変動を抑えることで、ループバンドを狭めすぎないように調整する手法をとっていた。
【０００３】
なお、特許文献１には、ＰＬＬ回路を有するデジタル受信機において、チャージポンプ電流を最適にしてデバイスの負担を軽くする旨の発明が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機においては、次のような課題があった。
【０００６】
第１の課題は、ある割合で、閾値の温度に達していてもレンジが切り替わらないものが出てしまい、変調感度の変動を正確に捉えられず、受信特性が劣化してしまうことがある点である。
【０００７】
第２の課題は、第１の課題を解消するために、製造時に時間をかけて温度閾値を設定する温度試験を行っても、正確に閾値を設定することは難しく、また経年変化等でもズレが生じ、確実に受信特性の劣化を防ぐことができない点である。
【０００８】
特許文献１に記載の発明にあっても、これらの点は考慮されていなかった。
【０００９】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、ＰＬＬモジュールＩＣを用いたＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機において、従来から存在するＳＩＲ測定機能を利用して、ＰＬＬモジュールＩＣの変調感度によるループゲイン変動を打ち消すようなＩｃｐ設定値を選択して常に安定したＰＬＬ動作を可能にし、高品質な受信特性を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は無線基地局装置の受信機において、受信回路内のミキサ回路に供給するための局部発振信号を生成するシンセサイザ回路に関するもので、シンセサイザ回路にＶＣＯが内蔵されたＰＬＬモジュールＩＣを使用した場合に起こる温度や部品ばらつきによる不安定動作を回避し、安定した受信特性を得るための回路方式を提供する。
【００１１】
本発明は、ＰＬＬモジュールＩＣを用いたＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機において、ＳＩＲを測定するＳＩＲ測定手段と、前記ＳＩＲ測定手段によってＳＩＲを測定し、該測定結果に基づいてチャージポンプ電流を調整するよう制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記制御手段が、受信周波数の切り替えの前後で前記ＳＩＲ測定手段によってＳＩＲを測定し、該受信周波数の切り替え前後の測定結果を比較し、該比較結果に基づいて前記チャージポンプ電流を調整するよう制御する、ことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記制御手段が、受信周波数の切り替えの前後で前記ＳＩＲ測定手段によってＳＩＲを測定し、該受信周波数の切り替え前後の測定結果を比較し、該比較結果が所定範囲内にない場合に前記チャージポンプ電流を変更するよう制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、以下に記載するような効果を奏する。
【００１５】
第１の効果は、ＰＬＬモジュールＩＣを使用したＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機において、ＰＬＬに周波数再設定を行った際に、変調感度が動いてループゲインが変動しても、ＳＩＲ測定値を監視することでそれを打ち消すようなＩｃｐ設定値が選択可能になる。これにより安定したループゲインを得ることができるため、常に高品質な局部発振信号が得られる点である。
【００１６】
第２の効果は、本発明は既存の上位装置とのインターフェースを用いるため、部品追加等のコストアップをすることなく実現できる点である。
【００１７】
第３の効果は、本発明は既存のＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機で行われていた温度センサによる検出を行わない方式であり、製造時に温度閾値を設定する検査をしないため、検査時間が大幅に短縮される点である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
［概要の説明］
図１は、本発明によるＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機の一実施例の構成を示すブロック図である。
【００２０】
通信機器等で使用される図１に示すＶＣＯ内蔵のＰＬＬモジュールＩＣ８は、発振領域を広げるため、コルピッツ発振回路等で構成された複数のＶＣＯ回路１５を有し、周波数設定を契機に、ＶＣＯの発振周波数を制御するＶＣＯ制御電圧が一定の範囲に収まるようＶＣＯを自動で選択するキャリブレーション機能を備えている。
【００２１】
次に図２を用いて説明する。
【００２２】
図２は、ＶＣＯの制御電圧特性を示す図である。
【００２３】
上述したＰＬＬモジュールＩＣ８のＶＣＯは図２に示す制御電圧特性を有する。この特性の特徴としては、温度による発振領域の変化が大きい点と、電圧に対する周波数の傾きで示される変調感度特性のリニアリティが悪い点が挙げられ、温度変化後にＰＬＬへの周波数再設定が起こると、キャリブレーションによりＶＣＯレンジが切り替わり変調感度が大きく変化することが知られている。
【００２４】
具体的には、図２に示す周波数Ｃにおいて運用中に、電圧に対する周波数の傾きで示される変調感度が変調感度２のたとえば３０ＭＨｚ／ＶでロックしていたＰＬＬＩＣモジュールに対して周波数再設定が行われると、ＰＬＬＩＣモジュール内部のＶＣＯの制御電圧が閾値Ａを越えているために、次のＶＣＯレンジに移動する。移動先は電圧に対する周波数の傾きで示される変調感度が変調感度１のたとえば９０ＭＨｚ／Ｖであり、変調感度は３０ＭＨｚ／Ｖから９０ＭＨｚ／Ｖまで３倍の変化があるため、それら変調感度によって増減するループゲインのいずれに対してもロック動作が安定するループフィルタの設計を行うか、あるいは増減するループゲイン特性が一定になるようチャージポンプ電流（以下、Ｉｃｐ）設定値を切り替えて使用することになる。Ｉｃｐの設定を変化させると、出力電流が変化するため、ループフィルタでの充放電時間が変化し、ループゲインを制御できる。
【００２５】
ＷＣＤＭＡ等の無線基地局装置の受信機にＶＣＯ内蔵のＰＬＬモジュールＩＣ８を採用する場合、一般的に後者のループバンドの変化が受信特性に影響しないよう、ＰＬＬモジュールＩＣ８のＩｃｐ設定値を増減させて、ＶＣＯの変調感度によるループゲインの増減を調整し、ループバンドを一定にさせる設計がしばしば見られる。製品化の例として、アナログデバイセズ社製、ＡＤＦ４３６０シリーズが挙げられる。
【００２６】
図３は、ＰＬＬモジュールＩＣ内蔵ＶＣＯの温度に対する周波数変動を示す図である。
【００２７】
図３のＰＬＬモジュールＩＣ内蔵ＶＣＯの温度に対する周波数変動を見ると、高温になるほど周波数が低い方向に動くため、図２の変調感度特性で、高温時はより制御電圧が高くなるよう制御がかかる。周波数Ｃを使用していると閾値Ａを超えて変調感度２のポイントで使用されるため、このタイミングで周波数データが再送されると、自動的にＰＬＬモジュールＩＣ８内部でＶＣＯのキャリブレーションが行われ、変調感度１のレンジに移ることになり、変調感度の値が変わってしまう。
【００２８】
ＰＬＬの安定性を考えると変調感度によってループゲインが変動しない方が好ましいため、受信機は図１の温度センサ６を用いて内部の温度を監視し、一定温度以上になったときに周波数データが設定された場合は、変調感度が９０ＭＨｚ／Ｖの高いＶＣＯレンジを使用すると判断し、Ｉｃｐ設定値を定常値の１．５ｍＡから定常値より低い０．５ｍＡに設定する。
【００２９】
また、一定温度以下になったときに周波数データが設定された場合は、変調感度が低い３０ＭＨｚ／ＶのＶＣＯレンジを使用すると判断し、Ｉｃｐ設定値を０．５ｍＡより高い定常値の１．５ｍＡに設定する。
【００３０】
ループゲインが高すぎるとループが発振し、サイドバンドのノイズが増加する虞があり、ループゲインが低すぎるとループバンドが狭まり、抑圧できないＶＣＯノイズが局部発振信号の近傍の位相ノイズが増加する。よって、最良のループゲインが得られるよう変調感度によるゲインの増減をＩｃｐ設定により相殺し、一定に保つ。これによりサイドバンドの位相ノイズエネルギーが抑圧された局部発振信号（図７参照）が常に得られ、受信した信号の理想コンスタレーションポイントからのベクトル誤差を表すＥｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ（以下、ＥＶＭ）特性の局部発振信号による劣化は最小限となる。
【００３１】
しかし、ある割合で、閾値の温度に達していてもレンジが切り替わらないサンプルが出てしまうことが分かっている。製造時に温度閾値を設定するために全数検査を行っても、正確に閾値を設定することは難しく、また経年変化等でもズレが生じる。このため上記のように温度閾値を元に一律に判断すると問題が発生する。
【００３２】
具体的には、この状態になると、本来設定すべきＩｃｐ設定ではない誤った設定をしてしまうため、ループバンドを広げすぎて、図６に示す局部発信信号の波形のようになり、ＰＬＬのロック動作が不安定になり、またループバンドを狭め過ぎてループバンド内のＶＣＯノイズの抑圧が足りず、ＰＬＬの位相ノイズが増加してＥＶＭ特性が劣化する。
【００３３】
前記のＥＶＭ特性の劣化は、受信機内部の局部発振信号で発生したノイズであり、ユーザが電力を上げて送信してもノイズは解消せず、干渉信号として影響を与える。そのため、図１のＣＨ部１３での復調時にエラーフリーとなる受信信号と干渉信号の比（以下、ＳＩＲ）が確保できず、受信信号は干渉信号に埋もれてエラーが増加し、受信品質が低下する。この様なＥＶＭの劣化を抑えることが本発明の目的である。
【００３４】
本発明によれば、局部発信信号にＰＬＬモジュールＩＣを用いるＷＣＤＭＡシステムを例とした基地局装置の受信機で、周波数設定が行われる前後で上位装置からＳＩＲ測定値を取得し、ＳＩＲ測定値の変化から受信特性の劣化を判断する。ＳＩＲ値はＷＣＤＭＡ等の無線通信システムにおいて、受信信号の品質を向上させるためのパラメータとして、ユーザデータから標準的に計算されている報告値である。
【００３５】
本発明はこのＳＩＲ値を利用し、ループバンドの最適化を図るものである。ＳＩＲの劣化があればループバンド特性が最適でないと判断できるため、変調感度特性に応じた適切なＩｃｐ値を設定し、安定したＰＬＬのループゲインが得ることができる。
【００３６】
これによりループバンドを広げすぎてＰＬＬのロック動作が不安定になる、またはループバンドを狭め過ぎてしまい、ループバンド内のＶＣＯノイズの抑圧が足りず、ＰＬＬの位相ノイズが増加してＥＶＭの劣化を引き起こすといったような、受信特性の劣化を回避することができる。上述の従来ＷＣＤＭＡ基地局装置の受信機で行っていた温度によるＩｃｐ設定を行っていた場合に比べ、劣化を正確に判断することが可能となる。
【００３７】
［構成の説明］
図１は、本発明によるＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機の一実施例の構成を示すブロック図である。この図１を参照しながら本実施例の受信機の構成を説明する。
【００３８】
本実施例は、上位装置１２とＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機１とから構成されており、受信機１は、アンテナ１０や、受信回路３およびシンセサイザ回路５等を備えて構成されている。
【００３９】
受信回路３は、シンセサイザ回路５からの局部発振信号Ｓ１を用いて希望波を中間周波数に変換するＭＩＸ４を備えている。
【００４０】
シンセサイザ回路５は、所望の局部発振周波数Ｓ１を出力するためのＶＣＯ回路１５を内蔵するＰＬＬモジュールＩＣ８と、所望の局部発振周波数にロックアップさせるためのループフィルタ７と、シンセサイザ回路５内部の温度を測定する温度センサ６と、を備えている。
【００４１】
また受信機１は、シンセサイザ回路５に基準周波数信号Ｓ４を供給するための基準周波数信号発振部９と、周波数設定データおよびＳＩＲ測定値を記憶するメモリ１４と、上位装置１２との間でＳＩＲ測定値および周波数設定データをやり取りする制御信号Ｓ２や、メモリ１４に送出するデータＳ５や、所望の局部発振周波数にロックアップさせるための周波数設定データＳ３を処理するＣＰＵ１１と、を備えている。
【００４２】
上位装置１２は、受信信号Ｓ６を入力とするチャネル処理部（以下、ＣＨ部）１３を備えている。
【００４３】
［動作の説明］
本実施例のＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機の動作について、図１、図２、および図５のフローチャートを用いて詳述する。
【００４４】
ＷＣＤＭＡ無線基地局装置におけるキャリア設定の条件変更など、運用中に受信機１のＣＰＵ１１がＰＬＬモジュールＩＣ８に対して周波数設定データＳ３を送信する場合、周波数設定の前後での各ユーザにおけるＳＩＲ測定値を比較し、ＳＩＲ測定値に劣化がなければ受信動作を継続し、ＳＩＲ測定値に劣化が生じればＩｃｐ設定値を変更してループゲインを最適化する。
【００４５】
はじめに、通常のキャリア更新の動作について図５を参照しながら詳述する。
【００４６】
基地局を運用するオペレータによりキャリア更新が行われると、上位装置１２から制御信号Ｓ２によって運用キャリアおよび運用周波数情報が受信機１のＣＰＵ１１に送られる（図５のステップ（１））。
【００４７】
さらに制御信号Ｓ２には、上位装置１２が有するＣＨ部１３からの、収容ユーザ毎に測定した、雑音等の干渉に埋もれず、干渉に対する受信信号の比が確保できるようユーザの電力制御に使われるＳＩＲ測定値データが含まれており、ＣＰＵ１１は、これを取得し（図５のステップ（２））、このＳＩＲ測定値データをＳＩＲ測定値データ（Ａ）としてメモリ１４に保存する（図５のステップ（３））。
【００４８】
保存後、受信機１は受信動作を一旦停止させ、ＣＰＵ１１はＰＬＬモジュールＩＣ８に対して、周波数設定データＳ３を送信し、周波数切り替えを実施する（図５のステップ（４））。
【００４９】
この周波数切り替えの指示を受けたＰＬＬモジュールＩＣ８は、周波数設定データＳ３に基づき周波数ロック動作を始め、ロック後に受信機１は受信動作を再開させる。受信動作再開後、ＣＰＵ１１は上位装置１２に対して、ＣＨ部１３からの収容ユーザ毎のＳＩＲ測定値データを要求して取得し（図５のステップ（５））、取得したデータをＳＩＲ測定値データ（Ｂ）として、先ほどメモリ１４に保存したＳＩＲ測定値データ（Ａ）と比較する（図５のステップ（６））。
【００５０】
各々の収容ユーザは、一定の品質を得るためにあらかじめＳＩＲ基準値になるよう電力制御されており、一般的に各ユーザのＳＩＲ測定値を比較した結果、
データＳＩＲ測定値データ（Ｂ）−データＳＩＲ測定値データ（Ａ）
の結果が±１ｄＢに収まっていれば（図５のステップ（７）：Ｙｅｓ、ステップ（１２）：Ｙｅｓ）、ＳＩＲ測定値は周波数再設定前後の差がないと言えるため、ＰＬＬモジュールＩＣ８の局部発振信号Ｓ１は受信特性に影響するような劣化はなく運用は継続される。
【００５１】
次に周波数設定時にＰＬＬモジュールＩＣ８の局部発振信号Ｓ１のＳＩＲ特性が劣化した場合の動作について詳述する。
【００５２】
前記と同様の動作により、図５のステップ（６）において各ユーザのＳＩＲ測定値を比較した結果、
データＳＩＲ測定値データ（Ｂ）−データＳＩＲ測定値データ（Ａ）
の結果が±１ｄＢに収まらず−１ｄＢを下回っていれば（図５のステップ（７）：Ｎｏ）、ＳＩＲ測定値は周波数再設定前後で差があり、ＰＬＬモジュールＩＣ８の局部発振信号Ｓ１は受信特性に影響するような劣化があると判断される。そこで、ＣＰＵ１１はＰＬＬモジュールＩＣ８に対し、周波数設定データにおけるＩｃｐ設定値を定常値である１．５ｍＡから０．５ｍＡに変更し、周波数設定データＳ３として再度送出する（図５のステップ（８））。また、図５のステップ（８）においては現在のＩｃｐ設定値が０．５ｍＡであれば１．５ｍＡに変更する。なお、図４は、Ｉｃｐ設定値が１．５ｍＡの場合、およびＩｃｐ設定値が０．５ｍＡの場合における、位相誤差に対するチャージポンプ出力感度を示す図である。
【００５３】
ＰＬＬモジュールＩＣ８は、周波数設定データＳ３に基づき周波数ロック動作を始め、ＰＬＬロック後、受信機１は受信動作を開始する。受信動作再開後、ＣＰＵ１１は上位装置１２に対して、ＣＨ部１３からの収容ユーザ毎のＳＩＲ測定値データを要求して取得し（図５のステップ（９））、取得したデータをＳＩＲ測定値データ（Ｃ）として、先ほどメモリ１４に保存したＳＩＲ測定値データ（Ａ）と比較する（図５のステップ（１０））。
【００５４】
データＳＩＲ測定値データ（Ｃ）−データＳＩＲ測定値データ（Ａ）
の結果は通常Ｉｃｐ設定値を変更したことで±１ｄＢに収まるため（図５のステップ（１１）：Ｙｅｓ）、ＳＩＲ測定値は周波数再設定前後の差がなくなり、ＰＬＬモジュールＩＣ８の局部発振信号Ｓ１は受信特性に影響するような劣化はなく運用は継続される。
【００５５】
図５のステップ（１０）の比較の結果が±１ｄＢに収まらない場合は（図５のステップ（１１）：Ｎｏ）、ユーザに対する電力制御が正常に働かないと判断されるため、故障として上位装置１２に報知する（図５のステップ（１４））。
【００５６】
また、図５のステップ（６）において比較した結果、
データＳＩＲ測定値データ（Ｂ）−データＳＩＲ測定値データ（Ａ）
の結果が±１ｄＢに収まらず＋１ｄＢを超えていた場合（図５のステップ（７）：Ｙｅｓ、ステップ（１２）：Ｎｏ）、ユーザに対する電力制御が正常に働かないと判断されるため、故障として上位装置１２に報知する（図５のステップ（１３））。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明によるＷＣＤＭＡ無線基地局装置の受信機の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】ＶＣＯの制御電圧特性を示し、偏重感度を説明する図である。
【図３】ＰＬＬモジュールＩＣ内蔵ＶＣＯの温度に対する周波数変動を示す図である。
【図４】Ｉｃｐ設定値が１．５ｍＡの場合、およびＩｃｐ設定値が０．５ｍＡの場合における、位相誤差に対するチャージポンプ出力感度を示す図である。
【図５】図１に示した実施例の動作を示すフローチャートである。
【図６】ループバンドが最適でないときの局部発信信号を示す図である。
【図７】ループバンドが最適なときの局部発信信号を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  受信機
３  受信回路
４  ＭＩＸ
５  シンセサイザ回路
６  温度センサ
７  ループフィルタ
８  ＰＬＬモジュールＩＣ
９  基準信号発振部
１０  アンテナ
１１  ＣＰＵ
１２  上位装置
１３  ＣＨ部
１４  メモリ
１５  ＶＣＯ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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