(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムの受信装置において、
無線信号を受信信号として受信する受信手段と、
前記受信信号の誤り率及び受信品質を計測する計測手段と、
この計測された誤り率と受信品質とに応じて、受信すべきパスタイミングの検出及び更新の周期を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記誤り率が予め設定された誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が予め設定された受信品質しきい値を上回る場合、予め設定された候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４）の中から最大の候補値Ｔ１を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小の候補値Ｔ４を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小値Ｔ４より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ３を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を上回る場合、前記Ｔ３より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ２を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムの受信装置における受信すべきパスタイミングの制御方法において、
無線信号を受信信号として受信する受信手順と、
前記受信信号の誤り率及び受信品質を計測する計測手順と、
この計測された誤り率と受信品質とに応じて、受信すべきパスタイミングの検出及び更新の周期を制御する制御手順とを実行し、
前記制御手順は、前記誤り率が予め設定された誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が予め設定された受信品質しきい値を上回る場合、予め設定された候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４）の中から最大の候補値Ｔ１を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小の候補値Ｔ４を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小値Ｔ４より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ３を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を上回る場合、前記Ｔ３より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ２を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択することを特徴とする受信パスタイミング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多重アクセスシステムの移動機装置や基地局装置等の受信装置に用いられる、受信パスタイミングの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ：code division multiple access ）システムを用いたデジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラーシステム）では、通信装置としての基地局装置あるいは移動機装置において、マルチパスフェージング環境下での高品質な受信を行うために、レイク（Ｒａｋｅ）／ダイバーシティ受信技術や送信電力制御技術等が必須となっている。中でも、受信パスタイミングの検出のための技術は重要な要素であり、この受信パスタイミングの検出の精度が、ＣＤＭＡセルラーシステムにおけるレイク／ダイバーシティ受信時の特性を左右することになる。
【０００３】
ここで、「受信パスタイミングの検出」とは、本明細書では、「受信すべきパスの（受信）タイミングの検出」という意味である。すなわち、ＣＤＭＡ方式を用いたセルラーシステムにおいては、その受信環境としては回折や反射による複数の受信波(マルチパス)として観測され、これらを受信する際に各々の受信波を出来るだけ適切に分離し、それぞれの受信波（「受信すべきパス」）を、出来るだけ適切な「受信タイミング」で受信することが要求される。このように、受信すべきパスの受信タイミングを検出し決定する機能は、一般的にマルチパスサーチ部(マルチパスサーチャ)として、基地局装置としても移動機装置としても実装される。
【０００４】
従来の受信パスタイミング制御方法を実現する手段として、例えば特開平１０−１７３６２９号公報には、スペクトラム拡散による符号分割多重方式を用いた受信装置において、レイク合成（いくつかのパスを通り時間的にずれて受信される信号を、ずれに見合ったタイミングで復調し合成すること）を行なう場合に、合成すべきパスタイミングを安定して抽出するために、サーチャ回路の出力が、拡散符号のレプリカの自己相関値に誤差範囲を加えた上下のしきい値の中にあれば、自己相関による無効な相関値とみなし、その範囲の外側にあれば合成すべき有効なパスタイミングとみなす受信装置が開示されている。
【０００５】
また、特開平１０−１７３６３０号公報には、直接拡散符号分割多元接続方式を用いた移動通信システムの受信機のＣＤＭＡチップ同期回路を、受信信号に含まれる複数のマルチパス成分の受信タイミングを測定するサーチ手段と、このサーチ手段で測定した前記受信タイミングに対して、該受信タイミングを中心として、その前後の１チップ周期より短い時間間隔の複数のタイミングで受信を行う複数の受信手段と、該複数の受信手段の出力を一時記憶するメモリと、前記複数の受信手段で受信した複数の受信信号のうち、受信品質の最も良い受信信号一定時間間隔で選択する選択手段とで構成し、マルチパス受信タイミングを確実に行うことができるようにした技術が、開示されている。
【０００６】
また、特開平１０−２７１０３４号公報には、ＣＤＭＡを用いた移動体通信受信装置に、選択パスのタイミング変動を測定して移動平均時間を決定する移動平均時間決定手段と、この移動平均時間制御手段で指定された移動平均時間に応じて相関値を移動平均して遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル算出手段とを設け、前記移動平均時間決定手段は、選択パスのタイミング変動が大きいときは移動平均時間を短くし、変動が小さいときは長くし、遅延プロファイルの移動平均時間をこのように制御することにより、通信装置の高速移動による急激な選択パスのタイミング変動にパス移動が追従できるようにした技術が開示されている。
【０００７】
さらに、特開平１１−２５１９６２号公報には、マルチパスフェージング等により受信レベルが変動、劣化している場合でも、正確に同期捕捉、追従を行うために、受信信号から受信レベルを検出して所定のしきい値と比較する受信レベル測定部と、受信信号と拡散符号とを乗算する複数の逆拡散部と、該複数の逆拡散部からの相関信号を取り込む内部メモリと、該内部メモリの出力から受信パスを検出してパスタイミングを生成する受信パスタイミング発生部とを具備し、前記受信レベル測定部の比較判断の結果に従って、前記内部メモリの相関信号を前記受信パスタイミング発生部に出力するか否かを選択するようにしたＣＤＭＡ方式を用いたセルラーシステムが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の受信パスタイミングの検出及び制御方法としては、予め設定された受信パスタイミングの検出及び更新の周期によって、いわゆるスライディング相関算出により行っていた。しかしながら、このような方法では、マルチパスフェージング等により受信環境が変動し劣化しているような場合でも、予め設定された受信パスタイミングの検出及び更新の周期に従って受信パスタイミングの検出及びその制御を行うので、受信パスタイミングの誤検出を引き起こし、受信精度を劣化させ、その結果安定した通信状況を保持できないという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、マルチパスフェージング環境下で受信状態が劣化した状況においても、受信すべきパスタイミングを正確に検出することができる符号分割多重アクセスシステムの受信装置及び受信パスタイミング制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の受信装置は、無線信号を受信信号として受信する受信手段（１０１〜１０４）と、前記受信信号の誤り率及び受信品質を計測する計測手段（２０１，２０２）と、この計測された誤り率と受信品質とに応じて、受信すべきパスタイミングの検出及び更新の周期を制御する制御手段（２０３，２０４）とを有し、前記制御手段は、前記誤り率が予め設定された誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が予め設定された受信品質しきい値を上回る場合、予め設定された候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４）の中から最大の候補値Ｔ１を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小の候補値Ｔ４を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小値Ｔ４より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ３を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を上回る場合、前記Ｔ３より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ２を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択するものである。このように、本発明は、符号分割多重アクセス方式を用いたデジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラーシステム）の受信装置において、受信信号の誤り率及び受信品質を計測し、パスタイミング情報を周期的に最新のパスタイミング情報に置き換えることで、受信信号の誤り率や受信品質が劣化した場合に備えることができる。これにより、受信環境に応じた適応的な受信パスタイミングの制御を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の受信パスタイミングの制御方法は、無線信号を受信信号として受信する受信手順と、前記受信信号の誤り率及び受信品質を計測する計測手順と、この計測された誤り率と受信品質とに応じて、受信すべきパスタイミングの検出及び更新の周期を制御する制御手順とを実行し、前記制御手順は、前記誤り率が予め設定された誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が予め設定された受信品質しきい値を上回る場合、予め設定された候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４）の中から最大の候補値Ｔ１を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小の候補値Ｔ４を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を下回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を下回る場合、最小値Ｔ４より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ３を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択し、前記誤り率が前記誤り率しきい値を上回り、かつ前記受信品質が前記受信品質しきい値を上回る場合、前記Ｔ３より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ２を前記パスタイミングの検出及び更新の周期として選択するようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。図１は本発明の実施の形態となる移動機装置の構成を示すブロック図である。図１は、本発明を符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムを用いたデジタル自動車電話・携帯電話システム（セルラーシステム）の移動機装置に適用した例を示している。
【００１２】
図１に示す移動機装置において、アンテナ１０１は、送受信増幅部（ＡＭＰ）１０２内の図示しない送信アンプで増幅された上りＲＦ信号（無線信号）を送信し、また基地局装置からの拡散された広帯域の下りＲＦ信号を受信して送受信増幅部（ＡＭＰ）１０２内の図示しない低雑音の受信アンプに出力する。
【００１３】
送受信増幅部（ＡＭＰ）１０２は、アンテナ１０１と接続され、上りＲＦ信号を増幅する送信アンプと下りＲＦ信号を増幅する受信アンプとを装備し、上りＲＦ信号と下りＲＦ信号とを多重分離する。無線部（ＴＲＸ）１０３は、ベースバンド拡散された送信信号をＤ／Ａ変換して直交変調により上りＲＦ信号に変換し、また受信アンプからの受信信号を準同期検波し、Ａ／Ｄ変換してベースバンド信号処理部（ＢＢ）１０４に送出する。
【００１４】
ベースバンド信号処理部（ＢＢ）１０４は、送信信号用の処理として、送信データの誤り訂正符号化、フレーム化、データ変調及び拡散変調を行い、ベースバンド拡散した送信信号を無線部１０３に出力し、また無線部１０３から出力された受信信号用の処理として、受信信号の逆拡散、受信パスタイミング検出、チップ同期、フィンガー（Ｆｉｎｇｅｒ）／レイク（Ｒａｋｅ）受信、誤り訂正復号、データの多重分離、受信レベル測定、受信信号の誤り率計測等のベースバンド信号処理を行う。
【００１５】
制御部（ＭＳ−ＣＯＮＴ）１０５は、移動機装置全体の制御を行う。端末インターフェース部（ＴＥＲＭ−ＩＮＴ）１０６は、音声及び各種データ用アダプタ機能を持ち、またハンドセット、端末操作及び画像／データ端末とのインターフェース機能を有している。
【００１６】
特に、ベースバンド信号処理部１０４には、図２に示す受信パスタイミング制御部が実装されている。受信パスタイミング制御部は、図２に示すように、受信信号の誤り率を計測する誤り率計測部２０１と、受信信号の受信品質を計測する受信品質計測部２０２と、誤り率と予め設定されたしきい値とを比較すると共に、受信品質と予め設定されたしきい値とを比較し、受信すべきパスタイミングの検出及び更新の周期を選択する比較選択部２０３と、予め設定される前記しきい値と選択肢としての受信すべきパスタイミングの検出及び更新周期とを保持しておくための内部ＲＡＭ２０４と、選択された受信パスタイミングの検出及び更新の周期に従って動作する受信パスタイミング検出部２０５とを備えている。
【００１７】
次に、図１に示す本実施の形態及び図２に示す受信パスタイミング制御部の動作について、図３の受信パスタイミングの検出及び更新の周期の選択制御フローチャートを用いて説明する。まず、ベースバンド信号処理部１０４でレイク受信され誤り訂正復号された受信信号は、誤り率を計測するために受信パスタイミング制御部の誤り率計測部２０１へ取りこまれる。誤り率計測部２０１では受信信号の誤り数が累積計測され、受信信号に対する誤り率Ａが計測される（図３のステップ３０１）。
【００１８】
また、ベースバンド信号処理部１０４でレイク受信された受信信号は、その受信品質を計測するために受信パスタイミング制御部の受信品質計測部２０２へ取りこまれる。受信品質計測部２０２ではレイク受信された受信信号の受信品質Ｂが計測される（ステップ３０２）。受信品質Ｂの計測方法としては、例えば受信信号に含まれる既知のパイロット信号の受信レベルを受信品質Ｂとして計測する方法がある。
【００１９】
次に、比較選択部２０３は、誤り率計測部２０１で計測された誤り率Ａと内部ＲＡＭ２０４で保持された誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒとを比較すると共に、受信品質計測部２０２で計測された受信品質Ｂと内部ＲＡＭ２０４で保持された受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑとを比較する（ステップ３０３〜３０５）。
【００２０】
そして、比較選択部２０３は、誤り率Ａが予め設定された誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒ以下で、かつ受信品質Ｂが予め設定された受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑ以上である場合、内部ＲＡＭ２０４に予め設定された周期の候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の中から最大の候補値Ｔ１を選択し、この候補値Ｔ１を受信パスタイミングの検出及び更新の周期として受信パスタイミング検出部２０５へ出力する（ステップ３０６）。
【００２１】
また、比較選択部２０３は、誤り率Ａが誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒを上回り、かつ受信品質Ｂが受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑを下回る場合、周期の候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の中から最小の候補値Ｔ４を選択し、この候補値Ｔ４を受信パスタイミングの検出及び更新の周期として受信パスタイミング検出部２０５へ出力する（ステップ３０７）。
【００２２】
また、比較選択部２０３は、誤り率Ａが誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒ以下で、かつ受信品質Ｂが受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑを下回る場合、周期の候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の中から最小値Ｔ４より大きく最大値Ｔ１より小さい候補値Ｔ３を選択し、この候補値Ｔ３を受信パスタイミングの検出及び更新の周期として受信パスタイミング検出部２０５へ出力する（ステップ３０８）。
【００２３】
さらに、比較選択部２０３は、誤り率Ａが誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒを上回り、かつ受信品質Ｂが受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑ以上である場合、周期の候補値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の中からＴ３より大きく最大値Ｔ１より小さい値Ｔ２を選択し、この候補値Ｔ２を受信パスタイミングの検出及び更新の周期として受信パスタイミング検出部２０５へ出力する（ステップ３０９）。以上の説明からも分かるとおり、周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の関係は、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４と設定される。
【００２４】
そして、受信パスタイミング検出部２０５は、比較選択部２０３によって選択された周期毎に、ベースバンド信号処理部１０４内で逆拡散された受信信号に基づいて受信パスタイミングを検出し、検出した受信パスタイミングの情報をフィンガー回路に出力する（ステップ３１０）。受信パスタイミングの検出方法については様々な方法が提案されているが、例えば特開平１１−２５１９６２号公報に開示されている。
【００２５】
図４はベースバンド信号処理部１０４内のフィンガー／レイク受信部の構成を示すブロック図である。各フィンガー回路４０１−１〜４０１−ｎには、無線部１０３から出力された受信信号が入力される。各フィンガー回路４０１−１〜４０１−ｎは、受信パスタイミング検出部２０５から出力された受信パスタイミング情報が示すタイミングで、送信側と同じ拡散符号を用いて入力信号に逆拡散を施す。レイク合成部４０２は、各フィンガー回路４０１−１〜４０１−ｎによって逆拡散されたマルチパス成分を、各フィンガー回路４０１−１〜４０１−ｎの出力の時間を合わせた上で加算する。こうして、レイク受信後の受信信号が得られる。
【００２６】
本実施の形態において、受信パスタイミングの検出及び更新の周期をＴ１とする場合の受信環境は、前述のように誤り率Ａが予め設定された誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒを下回り、かつ受信品質Ｂが予め設定された受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑを上回る場合であるので、受信環境としては良好な状態と判断される。したがって、受信パスタイミングの変化も少ないので、受信パスタイミングの検出及び更新の周期を長く設定しても、安定した受信状態を保持することができる。
【００２７】
受信パスタイミングの検出及び更新の周期をＴ４とする場合の受信環境は、前述のように誤り率Ａが誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒを上回り、かつ受信品質Ｂが受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑを下回る場合であるので極めて劣化している状態と判断される。したがって、受信パスタイミングの検出及び更新の周期を最短に設定し高速な制御を行うことで受信状況を早く改善させる必要がある。
【００２８】
受信パスタイミングの検出及び更新の周期をＴ２とする場合の受信環境は、前述のように誤り率Ａが誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒを上回り、かつ受信品質Ｂが受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑを上回る場合であるので、比較的低速なマルチパスフェージング環境下であると判断される。したがって、受信パスタイミングの検出及び更新の周期を若干長めに、かつ最大周期Ｔ１よりは短く設定することで受信環境を改善させることができる。
【００２９】
受信パスタイミングの検出及び更新の周期をＴ３とする場合の受信環境は、前述のように誤り率Ａが誤り率しきい値Ｔｈ−Ｒを下回り、かつ受信品質Ｂが受信品質しきい値Ｔｈ−Ｑを下回る場合であるので、比較的高速なマルチパスフェージング環境下であると判断される。したがって、受信パスタイミングの検出及び更新の周期を若干短めに、かつ最小周期Ｔ４よりは長く設定することで受信環境を改善させることができる。
【００３０】
なお、周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４及びしきい値Ｔｈ−Ｒ，Ｔｈ−Ｑは内部ＲＡＭ２０４に格納されており、端末インターフェース部１０６からの操作にて任意に書き換えが可能である。また、受信信号の誤り率を計測する場合、その計測対象は、既知の情報ビット（例えばパイロット信号や同期ワード）、あるいは既知の情報長毎に挿入される誤り検出符号（例えばＣＲＣ符号）の合否結果でもよい。さらに、受信信号の受信品質を計測する場合、その計測対象はＥｃ／Ｉｏ（希望波受信電力対全受信電力比）、あるいはＳＩＲ（希望波受信電力対干渉波受信電力比）でもよい。これにより、柔軟な制御構成をとることが可能である。
【００３１】
また、本実施の形態では、ＣＤＭＡシステムの移動機装置を例に挙げて説明しているが、これに限るものではなく、本発明をＣＤＭＡシステムの基地局装置にも適用してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、無線信号を受信信号として受信する受信手段と、受信信号の誤り率及び受信品質を計測する計測手段と、この計測された誤り率と受信品質とに応じて、受信すべきパスタイミングの検出及び更新の周期を制御する制御手段とを設けることにより、受信信号の誤り率及び受信品質を計測して受信環境に応じた適応的な受信パスタイミングの検出及び更新の周期の制御を行うことができるので、マルチパスフェージング環境により受信状態が劣化し受信誤りが発生するような状況においても、安定した通信状況を保持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態となる移動機装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１の移動機装置のベースバンド信号処理部に実装される受信パスタイミング制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】  図２の受信パスタイミング制御部の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図４】  図１の移動機装置のベースバンド信号処理部に実装されるフィンガー／レイク受信部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１…アンテナ、１０２…送受信増幅部、１０３…無線部、１０４…ベースバンド信号処理部、１０５…制御部、１０６…端末インターフェース部、２０１…誤り率計測部、２０２…受信品質計測部、２０３…比較選択部、２０４…内部ＲＡＭ、２０５…受信パスタイミング検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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