(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により無線通信を行うもので、複数の移動無線端末に宛てて送信する共通信号については所定の送信電力で基地局から送信するように制御し、特定の移動無線端末に個別に送信する個別信号については、この個別信号が送信される先の移動無線端末毎に送信電力を制御して基地局から送信する移動通信システムで用いられる移動無線端末装置において、
複数の伝送路について、それぞれ前記共通信号と前記個別信号とを検出する逆拡散手段と、
この逆拡散手段にて求めた前記共通信号の共役複素を求める共役検出手段と、
この共役検出手段にて求めた共役複素を、前記共通信号に対応する伝送路の個別信号に乗算して、同期検波を行う検波手段と、
この検波手段にて得た各伝送路の検波結果を合成する合成手段と、
前記逆拡散手段にて求めた各伝送路の共通信号から、振幅の正規化係数を求める演算手段と、
前記合成手段の合成結果に、前記正規化係数を乗算して振幅の正規化を行う正規化手段とを具備し、
前記演算手段は、
逆拡散手段にて検出した複数の共通信号に、前記正規化係数を乗じる乗算手段と、
この乗算手段にて前記正規化係数が乗じられた複数の共通信号を、それぞれ自乗する自乗手段と、
この自乗手段の自乗結果を加算する加算手段と、
この加算手段の加算結果と、予め設定した所定値との比の対数を求める比較対数手段と、
この比較対数手段にて求めた結果を累積加算して、前記正規化係数を求める累積加算手段とを備えることを特徴とする移動無線端末装置。
【請求項２】
前記累積加算手段を制御して、比較対数手段にて求めた結果を所定の数だけ累積加算手段に累積加算させ、この所定の数だけ累積加算した結果を前記正規化係数として前記正規化手段に与える制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
【請求項３】
前記乗算手段は、係数を指数形式で表現する乗算器であって、乗算結果を所定の範囲内に制限して出力することを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
【請求項４】
前記加算手段は、加算結果を所定の範囲内に制限して出力することを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
【請求項５】
前記比較対数手段は、求めた結果を所定の範囲内に制限して出力することを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末装置。
【請求項６】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により無線通信を行う移動通信システムの移動無線端末装置に用いられ、基地局から個別に送られる個別信号を、複数の移動無線端末に共通して送られる共通信号に基づいて正規化するための正規化係数を求める正規化係数演算回路において、
逆拡散された複数の共通信号に、正規化係数を乗じる乗算手段と、
この乗算手段にて前記正規化係数が乗じられた複数の共通信号を、それぞれ自乗する自乗手段と、
この自乗手段の自乗結果を加算する加算手段と、
この加算手段の加算結果と、予め設定した所定値との比の対数を求める比較対数手段と、
この比較対数手段にて求めた結果を累積加算して、前記正規化係数を求める累積加算手段とを具備することを特徴とする正規化係数演算回路。
【請求項７】
前記累積加算手段を制御して、比較対数手段にて求めた結果を所定の数だけ累積加算手段に累積加算させ、この所定の数だけ累積加算した結果を前記正規化係数として出力させる制御手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の正規化係数演算回路。
【請求項８】
前記乗算手段は、係数を指数形式で表現する乗算器であって、乗算結果を所定の範囲内に制限して出力することを特徴とする請求項６に記載の正規化係数演算回路。
【請求項９】
前記加算手段は、加算結果を所定の範囲内に制限して出力することを特徴とする請求項６に記載の正規化係数演算回路。
【請求項１０】
前記比較対数手段は、求めた結果を所定の範囲内に制限して出力することを特徴とする請求項６に記載の正規化係数演算回路。
【請求項１１】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により無線通信を行うもので、複数の移動無線端末に宛てて送信する共通信号については所定の送信電力で基地局から送信するように制御し、特定の移動無線端末に個別に送信する個別信号については、この個別信号が送信される先の移動無線端末毎に送信電力を制御して基地局から送信する移動通信システムで用いられる移動無線端末装置において、
複数の伝送路について、それぞれ前記共通信号と前記個別信号とを検出する逆拡散手段と、
この逆拡散手段にて求めた前記共通信号の共役複素を求める共役検出手段と、
この共役検出手段にて求めた共役複素を、前記共通信号に対応する伝送路の個別信号に乗算して、同期検波を行う検波手段と、
この検波手段にて得た各伝送路の検波結果を合成する合成手段と、
前記逆拡散手段にて求めた各伝送路の共通信号から、振幅の正規化係数を求める演算手段と、
前記合成手段の合成結果に、前記正規化係数を乗算して振幅の正規化を行う正規化手段とを具備し、
前記演算手段は、
0からn-1までのn個の値を繰り返しカウントし、カウント値Nとして出力するカウント手段と、
n個のレジスタからなり、各レジスタは前記正規化係数Yをnビットの２進数で表現した際の各ビットのデータb0,b1,…,bn-1を記憶するためのもので、初期状態において各レジスタは、最上位ビットb0に対応するレジスタに「１」を保持し、残るビットb1,…,bn-1に対応するレジスタには「０」を保持し、前記カウント手段から新たなカウント値Ｎが与えられると、bNに対応するレジスタに「１」を記憶するとともに、各レジスタが保持しているビットデータb0,b1,…,bn-1を出力する記憶手段と、
この記憶手段より出力されるビットデータb0,b1,…,bn-1に基づいて、変数mN=(b0*2N-1+b1*2N-2)+…+bn-1*20)*2-Nを求め、この値と共通信号X1，X2，…,Xkとに基づいて、f(mN)=(X12+X22+…+Xk2)*mN2-1を求める計算手段と、
この計算手段で求めたf(mN)の値が、「０」以下ならばビットデータbNとして「１」を前記記憶手段に出力し、一方、「０」より大きいならばビットデータbNとして「０」を前記記憶手段に出力する比較手段とを備えることを特徴とする移動無線端末装置。
【請求項１２】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により無線通信を行う移動通信システムの移動無線端末装置に用いられ、基地局から個別に送られる個別信号を、複数の移動無線端末に共通して送られる共通信号に基づいて正規化するための正規化係数Yを求める正規化係数演算回路において、
0からn-1までのn個の値を繰り返しカウントし、カウント値Nとして出力するカウント手段と、
n個のレジスタからなり、各レジスタは前記正規化係数Yをnビットの２進数で表現した際の各ビットのデータb0,b1,…,bn-1を記憶するためのもので、初期状態において各レジスタは、最上位ビットb0に対応するレジスタに「１」を保持し、残るビットb1,…,bn-1に対応するレジスタには「０」を保持し、前記カウント手段から新たなカウント値Ｎが与えられると、bNに対応するレジスタに「１」を記憶するとともに、各レジスタが保持しているビットデータb0,b1,…,bn-1を出力する記憶手段と、
この記憶手段より出力されるビットデータb0,b1,…,bn-1に基づいて、変数mN=(b0*2N-1+b1*2N-2)+…+bn-1*20)*2-Nを求め、この値と共通信号X1，X2，…,Xkとに基づいて、f(mN)=(X12+X22+…+Xk2)*mN2-1を求める計算手段と、
この計算手段で求めたf(mN)の値が、「０」以下ならばビットデータbNとして「１」を前記記憶手段に出力し、一方、「０」より大きいならばビットデータbNとして「０」を前記記憶手段に出力する比較手段とを具備することを特徴とする正規化係数演算回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＤＭＡ方式により無線通信を行う自動車電話システムや携帯電話システムをはじめとする無線通信システムで用いられる移動無線端末装置に関し、特にその受信部にて用いられる正規化係数演算回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式により無線通信を行う自動車電話システムや携帯電話システムをはじめとする無線通信システムには、基地局が移動無線端末装置に対して、パイロット信号と情報信号とを符号多重して送出するものがある。
パイロット信号は複数の移動無線端末装置に共通して送られるもので、一方、情報信号は各移動無線端末装置に個別に送られるものである。
【０００３】
そして、上記のシステムでは、上記パイロット信号は一定の電力で送信を行い、一方、上記情報信号は受信局での受信状況に応じて送信電力を制御しており、移動無線端末装置における受信特性を向上させるのに有効なディジタル正規化回路が採用される。
【０００４】
一般に、情報信号にパイロット信号の複素共役を乗じて情報信号を同期検波する受信回路では、伝送路の振幅変動の自乗倍で検波出力が変動する不都合があるため、その対策としてディジタル正規化回路を採用し、パイロット信号の振幅変動分を正規化するようにしている。
【０００５】
図１１に、従来の正規化回路を用いた受信回路のブロック回路図を示す。
一般にＣＤＭＡ方式の受信機では、ＲＡＫＥ技術が用いられる。
それぞれ異なる伝搬路（パス）を経由して受信された複数の受信信号（パイロット信号と情報信号の合成信号）は、パス毎にパイロット信号と情報信号の各々が逆拡散され、それらの共役複素がパス毎に乗算されることにより、各パスの情報信号の同期検波が行なわれる。
【０００６】
そして、これらの同期検波出力を全パスに関して加算合成（ＲＡＫＥ合成）することでパスダイバーシチ効果が得られる。
この時、各パスの同期検波出力の振幅強度は、各パスの情報信号の振幅強度に各パスのパイロット信号の振幅強度を乗算したものに相当するので、最大比合成ダイバーシチとなり、望ましいダイバーシチ効果が得られることになる。
【０００７】
但し、フェージング等に起因する時間変動を考慮すると、パイロット信号の振幅強度に関しては、補正を行う必要がある。
一例としては、全パスの強度が仮に一律に２倍となった場合、情報信号の振幅強度は２倍となるが、同時にパイロット信号の振幅強度も２倍となっているため、両者を乗算して得られる同期検波出力は、２×２＝４倍となり、これをパス毎に加算合成した結果も４倍となる。
【０００８】
即ち、図１１の構成の受信回路では、信号振幅の時間変動が自乗倍されて出力されることになる。これは、図１１に示した受信回路の後段に接続される、軟判定型の誤り訂正回路にとって、特に不都合である。
【０００９】
このため、この対策として、図１１の中に示す演算回路１が必要となる。
この演算回路１は、各パスのパイロット信号の振幅強度の自乗値を総和した値の平方根（ｒｍｓ）を求め、これの逆数を算出して出力するものである。
【００１０】
この出力を、乗算器２にてＲＡＫＥ合成結果に乗ずることにより、パイロット信号の振幅変動分は正規化されて、情報信号の振幅に比例した振幅の信号が得られる。
【００１１】
しかしながら、演算回路１は、上記のように、自乗・総和・開平・逆数の組み合わせを演算するものであるため、級数展開などで定石通りに構成した場合には極めて大きな回路規模となってしまう。
したがって、回路規模が大きいことにより、当然のことながら、実現費用、設計費用、回路装置の発熱量、回路装置の重量など多くの点で不都合が生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動無線端末装置では、ＲＡＫＥ合成により得た受信信号を情報信号の振幅に比例したものとするために、受信部に正規化回路を採用するが、回路規模が大きく、実現費用、設計費用、回路装置の発熱量、回路装置の重量など多くの点で不都合が生じるという問題があった。
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、回路規模を縮小した正規化係数演算回路およびこの回路を用いた移動無線端末装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係わる本発明は、ＣＤＭＡ方式により無線通信を行うもので、複数の移動無線端末に宛てて送信する共通信号については所定の送信電力で基地局から送信するように制御し、特定の移動無線端末に個別に送信する個別信号については、この個別信号が送信される先の移動無線端末毎に送信電力を制御して基地局から送信する移動通信システムで用いられる移動無線端末装置において、複数の伝送路について、それぞれ共通信号と個別信号とを検出する逆拡散手段と、この逆拡散手段にて求めた共通信号の共役複素を求める共役検出手段と、この共役検出手段にて求めた共役複素を、共通信号に対応する伝送路の個別信号に乗算して、同期検波を行う検波手段と、この検波手段にて得た各伝送路の検波結果を合成する合成手段と、逆拡散手段にて求めた各伝送路の共通信号から、振幅の正規化係数を求める演算手段と、合成手段の合成結果に、正規化係数を乗算して振幅の正規化を行う正規化手段とを具備し、演算手段は、逆拡散手段にて検出した複数の共通信号に、正規化係数を乗じる乗算手段と、この乗算手段にて正規化係数が乗じられた複数の共通信号を、それぞれ自乗する自乗手段と、この自乗手段の自乗結果を加算する加算手段と、この加算手段の加算結果と、予め設定した所定値との比の対数を求める比較対数手段と、この比較対数手段にて求めた結果を累積加算して、正規化係数を求める累積加算手段とを具備して構成するようにした。
【００１４】
また、請求項６に係わる本発明は、ＣＤＭＡ方式により無線通信を行う移動通信システムの移動無線端末装置に用いられ、基地局から個別に送られる個別信号を、複数の移動無線端末に共通して送られる共通信号に基づいて正規化を行う正規化係数演算回路において、逆拡散された複数の共通信号に、正規化係数を乗じる乗算手段と、の乗算手段にて正規化係数が乗じられた複数の共通信号を、それぞれ自乗する自乗手段と、この自乗手段の自乗結果を加算する加算手段と、この加算手段の加算結果と、予め設定した所定値との比の対数を求める比較対数手段と、この比較対数手段にて求めた結果を累積加算して、正規化係数を求める累積加算手段と、逆拡散された個別信号に、正規化係数を乗算して振幅の正規化を行う正規化手段とを具備して構成するようにした。
【００１５】
上記構成の移動無線端末装置および正規化係数演算回路では、乗算手段と、自乗手段と、加算手段と、比較対数手段と、累積加算手段とにより、制御ループを構成し、複数の共通信号に、上記制御ループで求めた正規化係数を乗算して適正な正規化係数に収束させるようにしている。
【００１６】
したがって、上記構成の移動無線端末装置および正規化係数演算回路によれば、扱うデータ量が小さくても、制御ループにより適正な正規化係数を算出できるので、小さな回路規模で実現することができる。
【００１７】
また上記の目的を達成するために、請求項１１に係わる本発明は、ＣＤＭＡ方式により無線通信を行うもので、複数の移動無線端末に宛てて送信する共通信号については所定の送信電力で基地局から送信するように制御し、特定の移動無線端末に個別に送信する個別信号については、この個別信号が送信される先の移動無線端末毎に送信電力を制御して基地局から送信する移動通信システムで用いられる移動無線端末装置において、複数の伝送路について、それぞれ共通信号と個別信号とを検出する逆拡散手段と、この逆拡散手段にて求めた共通信号の共役複素を求める共役検出手段と、この共役検出手段にて求めた共役複素を、共通信号に対応する伝送路の個別信号に乗算して、同期検波を行う検波手段と、この検波手段にて得た各伝送路の検波結果を合成する合成手段と、逆拡散手段にて求めた各伝送路の共通信号から、振幅の正規化係数を求める演算手段と、合成手段の合成結果に、正規化係数を乗算して振幅の正規化を行う正規化手段とを具備し、演算手段は、０からｎ−１までのｎ個の値を繰り返しカウントし、カウント値Ｎとして出力するカウント手段と、ｎ個のレジスタからなり、各レジスタは正規化係数Ｙをｎビットの２進数で表現した際の各ビットのデータｂ０，ｂ１，…，ｂｎ−１を記憶するためのもので、初期状態において各レジスタは、最上位ビットｂ０に対応するレジスタに「１」を保持し、残るビットｂ１，…，ｂｎ−１に対応するレジスタには「０」を保持し、カウント手段から新たなカウント値Ｎが与えられると、ｂＮに対応するレジスタに「１」を記憶するとともに、各レジスタが保持しているビットデータｂ０，ｂ１，…，ｂｎ−１を出力する記憶手段と、この記憶手段より出力されるビットデータｂ０，ｂ１，…，ｂｎ−１に基づいて、変数ｍＮ＝（ｂ０＊２Ｎ−１＋ｂ１＊２Ｎ−２）＋…＋ｂｎ−１＊２０）＊２−Ｎを求め、この値と共通信号Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｋとに基づいて、ｆ（ｍＮ）＝（Ｘ１２＋Ｘ２２＋…＋Ｘｋ２）＊ｍＮ２−１を求める計算手段と、この計算手段で求めたｆ（ｍＮ）の値が、「０」以下ならばビットデータｂＮとして「１」を記憶手段に出力し、一方、「０」より大きいならばビットデータｂＮとして「０」を記憶手段に出力する比較手段とを具備して構成するようにした。
【００１８】
また、請求項１２に係わる本発明は、ＣＤＭＡ方式により無線通信を行う移動通信システムの移動無線端末装置に用いられ、基地局から個別に送られる個別信号を、複数の移動無線端末に共通して送られる共通信号に基づいて正規化するための正規化係数Ｙを求める正規化係数演算回路において、０からｎ−１までのｎ個の値を繰り返しカウントし、カウント値Ｎとして出力するカウント手段と、ｎ個のレジスタからなり、各レジスタは正規化係数Ｙをｎビットの２進数で表現した際の各ビットのデータｂ０，ｂ１，…，ｂｎ−１を記憶するためのもので、初期状態において各レジスタは、最上位ビットｂ０に対応するレジスタに「１」を保持し、残るビットｂ１，…，ｂｎ−１に対応するレジスタには「０」を保持し、カウント手段から新たなカウント値Ｎが与えられると、ｂＮに対応するレジスタに「１」を記憶するとともに、各レジスタが保持しているビットデータｂ０，ｂ１，…，ｂｎ−１を出力する記憶手段と、この記憶手段より出力されるビットデータｂ０，ｂ１，…，ｂｎ−１に基づいて、変数ｍＮ＝（ｂ０＊２Ｎ−１＋ｂ１＊２Ｎ−２）＋…＋ｂｎ−１＊２０）＊２−Ｎを求め、この値と共通信号Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｋとに基づいて、ｆ（ｍＮ）＝（Ｘ１２＋Ｘ２２＋…＋Ｘｋ２）＊ｍＮ２−１を求める計算手段と、この計算手段で求めたｆ（ｍＮ）の値が、「０」以下ならばビットデータｂＮとして「１」を記憶手段に出力し、一方、「０」より大きいならばビットデータｂＮとして「０」を記憶手段に出力する比較手段とを具備して構成するようにした。
【００１９】
上記構成の移動無線端末装置および正規化係数演算回路では、正規化係数Ｙ＝１／ｓｑｒｔ（ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２））（ただし、ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２）はパイロット信号の振幅の自乗値の総和演算で、ｓｑｒｔは平方根演算（ｒｍｓ）を示す）を求めるのに、データレジスタに相当する記憶手段を用いて、乗算と加算からなる演算を反復させて、ｎビットの２進数で表現した正規化係数Ｙを求めるようにしている。
【００２０】
したがって、上記構成の移動無線端末装置および正規化係数演算回路によれば、平方根演算や除算という複雑な演算を必要としないため、小さな回路規模で正規化係数Ｙを算出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
以下の説明では、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）  Ｗ−ＣＤＭＡ  ＦＤＤシステムを例に挙げて説明する。
【００２２】
すなわち、無線アクセス方式として符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式を使用し、基地局からは、移動無線端末装置（以下、移動局と称する）宛てに共通するパイロット信号と、各移動局に個別に送られる情報信号が送信されている。この情報信号には情報パイロットが含まれている。
【００２３】
基地局は、システム運用が変わらない限り一定の送信電力でパイロット信号を送信し、情報信号については１０ミリ秒あるいは１５ミリ秒の周期で送信電力制御し、移動局における受信電力を最適化している。
【００２４】
またこのシステムでは、情報信号で伝送される情報に対し符号化率１／３〜１／２の誤り訂正符号化がなされ、さらに符号化のブロックの時間長は１０ミリ秒から８０ミリ秒の範囲に設定されている。
【００２５】
したがって、符号化のブロック時間長より、送信電力制御周期の方が短いので、個別チャネルの電力と共通チャネルの電力の比は、一符号化ブロック内で変化する。
【００２６】
図１は、この発明の一実施形態に係わる移動局の受信系の構成を示すものである。
アンテナ４０を通じて基地局より受信したＲＦ信号は、ＲＦ部５０にて受信され、ここでベースバンド信号に周波数変換された後、Ａ／Ｄ変換され、同期検波回路６１，６２，６３に出力される。
【００２７】
同期検波回路６１，６２，６３は、ＲＦ部５０にて得られたディジタル信号を、拡散符号を用いて種々のタイミングで逆拡散することにより、それぞれ異なる伝搬経路を辿った信号を検波するものである。
【００２８】
同期検波回路６１は、情報逆拡散回路６１ａと、パイロット逆拡散回路６１ｂと、共役検出回路６１ｃと、乗算回路６１ｄとからなる。
【００２９】
情報逆拡散回路６１ａは、ＲＦ部５０にて得られたディジタル信号を、拡散符号を用いて逆拡散して検波し、これにより情報信号を再生し、これを乗算回路６１ｄに出力する。
【００３０】
パイロット逆拡散回路６１ｂは、ＲＦ部５０にて得られたディジタル信号を、拡散符号を用いて逆拡散して検波し、これによりパイロット信号Ｘ１を再生し、これを共役検出回路６１ｃおよび演算回路１０に出力する。
【００３１】
共役検出回路６１ｃは、パイロット逆拡散回路６１ｂにて再生されたパイロット信号Ｘ１から、その共役複素成分を検出する。
【００３２】
乗算回路６１ｄは、情報逆拡散回路６１ａにて再生された情報信号に対して、共役検出回路６１ｃにて得られた共役複素成分を乗算して、上記情報信号に対して同期検波を行い、この検波結果を加算回路７０に出力する。
【００３３】
同期検波回路６２は、同期検波回路６１と同じ構成からなり、同じ動作をするため説明を省略する。なお、上述した同期検波回路６１の説明において、６１ａを６２ａに、６１ｂを６２ｂに、６１ｃを６２ｃに、６１ｄを６２ｄに、Ｘ１，Ｘ２にそれぞれ読み替えれば、同期検波回路６２の説明となる。
【００３４】
同期検波回路６３についても、同期検波回路６１と同じ構成からなり、同じ動作をするため説明を省略する。なお、上述した同期検波回路６１の説明において、６１ａを６３ａに、６１ｂを６３ｂに、６１ｃを６３ｃに、６１ｄを６３ｄに、Ｘ１をＸ３にそれぞれ読み替えれば、同期検波回路６３の説明となる。
【００３５】
加算回路７０は、同期検波回路６１，６２，６３にてそれぞれ得られた情報信号をダイバーシチ合成し、この合成結果を指数乗算回路８０に出力する。
発振回路９０は、後述する制御部１００の制御に基づいて、クロックＣＫ１とクロックＣＫ２とを生成するものである。
なお、クロックＣＫ１は、パイロット信号のシンボル長に相当する時間の周期を有し、上記クロックＣＫ２は、クロックＣＫ１より周波数が高い。
【００３６】
演算回路１０は、同期検波回路６１，６２，６３にて得られるパイロット信号の振幅自乗値の和の平方根（ｒｍｓ）の逆数に相当する正規化係数を求めるもので、指数乗算回路１１１，１１２，１１３と、飽和自乗回路１２１，１２２，１２３と、飽和加算回路１３と、比較対数回路１４と、累積加算回路１５とを備える。
【００３７】
指数乗算回路１１１は、パイロット逆拡散回路６１ｂにて得られたパイロット信号Ｘ１に対して、後段の累積加算回路１５にて得られる正規化係数を乗算し、この乗算結果を飽和自乗回路１２１に出力する。なお、前段の回路にてパイロット信号Ｘ１が得られはじめた直後など、累積加算回路１５より正規化係数が得られない場合には、予め定めた正規化係数の初期値をパイロット信号Ｘ１に乗算する。
【００３８】
指数乗算回路１１２は、指数乗算回路１１１と同じ構成からなり、同じ動作をするため説明を省略する。ただし、指数乗算回路１１２には、パイロット逆拡散回路６２ｂにて得られたパイロット信号Ｘ２が入力され、乗算結果は、飽和自乗回路１２２に出力される。
【００３９】
指数乗算回路１１３についても同様に、指数乗算回路１１１と同じ構成からなり、同じ動作をするため説明を省略する。ただし、指数乗算回路１１３には、パイロット逆拡散回路６３ｂにて得られたパイロット信号Ｘ３が入力され、乗算結果は、飽和自乗回路１２３に出力される。
【００４０】
なお、指数乗算回路１１１，１１２，１１３は、それぞれパイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が「２」の補数形式で表現された複素数として入力されるとともに、累積加算回路１５にて得られる正規化係数が指数で表現された形式で入力され、指数乗算を行う。
【００４１】
これにより、指数乗算回路１１１，１１２，１１３は、小規模な回路で広いダイナミックレンジに対応することができる。なお、上記指数乗算は、複素数表現されたパイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の実部と虚部に対して、それぞれ独立して行われる。
【００４２】
飽和自乗回路１２１は、指数乗算回路１１１の指数乗算結果（複素数）を自乗演算し、この演算結果を飽和加算回路１３に出力する。なお、この自乗演算は、指数乗算回路１１１の指数乗算結果の実部と虚部をそれぞれ自乗した後、この自乗結果を加算して出力する。すなわち指数乗算回路１１１の指数乗算結果の絶対値を自乗した値を出力する。
【００４３】
また、飽和自乗回路１２１は、適当な比例定数を定めることにより、例えば図２に示すように、−１２８〜＋１２７の８ビットの入力に対して、０〜２５５の範囲で出力を行うようにして、出力の桁数を制限する。
なお、上記飽和自乗回路１２１のように、出力の桁数を制限することなく、８ビットの入力を厳密に自乗演算すれば、０〜１６３８４の範囲となるため、桁数は１４ビットとなる。
【００４４】
飽和自乗回路１２２は、飽和自乗回路１２１と同じ構成からなり、同じ動作をするため説明を省略する。ただし、飽和自乗回路１２２には、指数乗算回路１１２にて得られた指数乗算結果が入力される。
【００４５】
飽和自乗回路１２３についても同様に、飽和自乗回路１２１と同じ構成からなり、同じ動作をするため説明を省略する。ただし、飽和自乗回路１２３には、指数乗算回路１１３にて得られた指数乗算結果が入力される。
【００４６】
飽和加算回路１３は、飽和自乗回路１２１，１２２，１２３の演算結果を加算し、この加算結果を比較対数回路１４に出力する。
ここで、飽和加算回路１３は、上記加算を行うにあたり、例えば図３に示すように、加算結果の上限値２５６に設定している。すなわち、この例では、加算結果が上限値２５６までの値の場合には、加算結果がそのまま出力されることになるが、２５６を超える値の場合には、上限値である２５６が出力されることになり、加算結果は、８ビットで表現が可能である。
【００４７】
なお、上記飽和加算回路１３のように、加算結果の上限値を制限することなく、３系統の８ビットの入力を厳密に加算して出力するには、１０ビットを要することになる。
【００４８】
比較対数回路１４は、予め設定された基準値と上記飽和加算回路１３との比の対数を求める。なお、対数の底は「２」である。
図４は、比較対数回路１４の入出力特性を示すものである。
【００４９】
なお、図４は、上記基準値を「１９２」とし、入力を８ビット（０〜２５５）、出力を８ビットの上位３ビットを整数部とする指数形式（２−４（＝１／１６倍）〜２１２７／３２（約１５．７５倍））とした場合を例に挙げている。
【００５０】
この例では、入力が「１９２」の場合には、出力が「０」となるため、１９２／（入力＝「１９２」）が２の０乗（＝１．０）倍であることを示している。
また、入力が「９６」の場合には、出力が「３２（整数部が「１」）」となるため、１９２／（入力＝「９６」）が２の１乗（＝２．０）倍であることを示している。
【００５１】
累積加算回路１５は、比較対数回路１４の出力を、クロックＣＫ２の立ち上がりタイミング毎に累積加算し、この累積値は、正規化係数としてラッチ回路３０および指数乗算回路１１１，１１２，１１３に出力する。
【００５２】
また、上記正規化係数は、２Ｎ＋Ａの指数形式で表現される。ここで、Ｎは整数であり、またＡは１／２，１／４，１／８…の組み合わせであって、小数を表現するものである。
【００５３】
ラッチ回路３０は、フリップフロップなどにより構成され、演算回路１０から入力される正規化係数をクロックＣＫ１の立ち上がりタイミングでラッチし、このラッチした正規化係数を指数乗算回路８０に出力する。
【００５４】
指数乗算回路８０は、ラッチ回路３０より与えられる正規化係数を加算回路７０の加算結果に乗算して、ダイバーシチ合成された情報信号の正規化を行う。
【００５５】
制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを有してなるものであり、上記ＣＰＵが上記ＲＯＭに記憶される制御プログラムや制御データに従って、当該移動無線端末装置の各部を統括して制御するものである。
【００５６】
以上のような構成により、演算回路１０では、比較対数回路１４において、基準値よりも飽和加算回路１３の出力（パイロット信号の加算値）が小さい場合には、比較対数回路１４より正の値を有する正規化係数がラッチ回路３０および指数乗算回路１１１，１１２，１１３に出力され、これにより指数乗算回路１１１，１１２，１１３は、その出力が増大させることになる。
【００５７】
そして、このように指数乗算回路１１１，１１２，１１３の出力が増大しても、比較対数回路１４において、基準値よりも飽和加算回路１３の出力が小さい場合には、さらに比較対数回路１４より正の値を有する正規化係数が出力され、これにより指数乗算回路１１１，１１２，１１３は、その出力が増大させることになる。
【００５８】
このような正規化係数のループ制御が、比較対数回路１４の基準値と飽和加算回路１３の出力とが一致するまで行われて、いずれ比較対数回路１４の出力が０となり、累積加算回路１５の出力、すなわち正規化係数が一定値に収束する。
【００５９】
一方、比較対数回路１４において、基準値よりも飽和加算回路１３の出力（パイロット信号の加算値）が大きい場合には、比較対数回路１４より負の値を有する正規化係数が出力され、必要に応じてループ制御が繰り返され、やがて正規化係数が一定値に収束する。
【００６０】
以上のように、上記構成の移動無線端末装置では、パイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の振幅強度を補正する正規化係数を求める演算回路１０において、入力されるパイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に自己が求めた正規化係数を乗算して適正な正規化係数に収束させるループ制御を実施する構成とした。
【００６１】
そして、このループ制御を構成する飽和自乗回路１２１，１２２，１２３および飽和加算回路１３において、適正な正規化係数に近い収束領域では、その出力値に線形性を確保するとともに、指数乗算回路１１１，１１２，１１３、飽和加算回路１３、比較対数回路１４において、データの値の上限を設定することで出力値を飽和させてデータ量を縮小するようにしている。
【００６２】
したがって、上記構成の移動無線端末装置によれば、ループ制御とデータ量の縮小により、演算回路１０の回路規模が縮小でき、なおかつ適正な正規化係数に近い収束領域では、その出力値に線形性を確保されるので、正確な正規化係数が得られ、高品質な受信特性を得ることができる。
【００６３】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、飽和自乗回路１２１，１２２，１２３および飽和加算回路１３における演算の結果が、線形性の範囲内にある場合には、迅速に収束して適正な正規化係数が得られる点を考慮して、ループ制御の回数に特に制限を与えない構成を例に挙げて説明した。
【００６４】
これに対して、制御部１００がクロックＣＫ２をカウントすることにより上記ループ制御の回数をカウントして、この回数が所定値に達するとクロックＣＫ１をラッチ回路３０に与えて、その時点の正規化係数を一定時間出力させ、その後、飽和加算回路１３に累積する値をリセットするようにしてもよい。
【００６５】
このような制御を行う場合の制御を、図５を参照して説明する。
制御部１００は、例えばループ制御の回数を８回とする場合、パイロット信号の先頭のタイミングで演算回路１０を起動してループ制御を行わせ、上記タイミングからクロックＣＫ２を８回カウントしたタイミングで、クロックＣＫ１が立ち上がるように発振回路９０を制御する。
【００６６】
このような制御によれば、演算回路１０では、８回までのループ制御により得られた正規化係数が、ラッチ回路３０によりラッチされて指数乗算回路８０に出力されることになる。
【００６７】
またこれに代わり例えば、制御部１００が比較対数回路１４の出力値を監視し、この値が所定値以下になると上記ループ制御を停止させ、発振回路９０を制御してクロックＣＫ１をラッチ回路３０に与えて、この時点の正規化係数を指数乗算回路８０に出力されるようにしてもよい。
【００６８】
ところで、正規化係数をＹとすると、これは下式にように示される。
Ｙ＝１／ｓｑｒｔ（ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２））
ただし、Ｘｋはパイロット信号の振幅で、ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２）はパイロット信号の振幅の自乗値の総和演算で、ｓｑｒｔは平方根演算（ｒｍｓ）を示す。また以下の説明では、同期検波回路の数を３つとして、ｋは、１，２，３とする。
【００６９】
上式の両辺を自乗して変形すると、以下のようになる。
（ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２））＊Ｙ２−１＝０
ここで、以下のｍの二次関数ｆ（ｍ）について考える。
ｆ（ｍ）＝（ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２））＊ｍ２−１  …（１）
すると、ｆ（ｍ）＝０の正の解を求めることにより、それが求めたいＹの演算結果となる。
【００７０】
またｍ＞０の範囲では、ｆ（ｍ）は単調増加関数であることに着目し、Ｙを求める演算回路２０を図６に示すように構成する。
この演算回路２０は、図１に示した移動無線端末装置において、演算回路１０に代わって設けられるものである。
【００７１】
計算回路２１は、後述するレジスタ２３から与えられるｎビットのデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）とカウンタ２４のカウント値Ｎを下式に代入してｍＮを求める。
ｍＮ＝（ｂ０＊２Ｎ−１＋ｂ１＊２Ｎ−２＋…＋ｂｎ−１＊２０）＊２−Ｎ  …（２）
そして、計算回路２１は、式（１）のｍと関数ｆ（ｍ）のＸｋに、上記ｍＮとパイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３をそれぞれ代入して計算結果ｆ（ｍＮ）を求め、比較器２２に出力する。
【００７２】
比較器２２は、上記計算結果ｆ（ｍＮ）を「０」と比較して、ｆ（ｍＮ）が「０」以下なら「１」を出力し、一方、「０」より大きいなら「０」を出力する。この出力は、ｂＮとしてレジスタ２３に出力される。
【００７３】
レジスタ２３は、ｎ段のシフトレジスタからなり、各レジスタはｎビットのデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）を記憶するものである。
またレジスタ２３は、図７に示すように、後述するカウンタ２４から与えられるカウント値Ｎが「０」、すなわち初期状態においては、ＭＳＢ（ｂ０）に対応するレジスタに「１」を保持し、他のレジスタ（ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）には「０」を保持する。
【００７４】
その後、図８、図９、図１０に示すように、レジスタ２３は、カウンタ２４からカウント値Ｎが与えられる毎に、シフト動作として、はじめにＭＳＢに保持されていた「１」をＬＳＢレジスタ（ｂｎ−１）に向け１段だけシフトするとともに、カウント値Ｎに対応するＮ番目のレジスタに比較器２２から与えられる出力ｂＮを保持し、各レジスタに保持される値（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）を計算回路２１に出力する。
【００７５】
また、レジスタ２３は、カウンタ２４から与えられるカウント値Ｎが「ｎ−１」になると、上述したシフト動作を行った後、ｎ個のシフトレジスタに記憶されるデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）を、正規化係数Ｙをｎビットの２進数で表現した値としてラッチ回路３０に出力する。
【００７６】
カウンタ２４は、制御部１００によって制御され、０からｎ−１までのｎ個の値を繰り返しカウントするもので、このカウント値Ｎを計算回路２１およびレジスタ２３に出力する。
【００７７】
次に動作について説明する。
まずはじめに、レジスタ２３は、カウンタ２４からカウント値Ｎとして「０」が与えられると、図７に示すような各レジスタに記憶されるデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）を計算回路２１に出力する。
【００７８】
これに対して、計算回路２１は、式（２）にしたがって、以下に示すようにｍ０を求める。
ｍ０＝（１＊２０−１＋０＊２０−２＋…＋０＊２０）＊２０
そして、計算回路２１は、式（１）のｍとＸｋに、上記ｍ０とパイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３をそれぞれ代入して計算結果ｆ（ｍ０）を求め、比較器２２に出力する。
【００７９】
これに対して、比較器２２は、上記計算結果ｆ（ｍ０）を「０」と比較して、ｆ（ｍ０）が「０」以下ならＹがｍ０以上であることより、ｂ０として「１」を出力し、一方、ｆ（ｍ０）が「０」より大きいならＹがｍ０未満であることより、ｂ０として「０」を出力する。この出力は、レジスタ２３に出力され、確定されたｂ０の値として、対応するレジスタに記憶される。
【００８０】
次に、レジスタ２３が、カウンタ２４からカウント値Ｎとして「１」が与えられると、図８に示すような各レジスタに記憶されるデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）を計算回路２１に出力する。
【００８１】
これに対して、計算回路２１は、式（２）にしたがって、以下に示すようにｍ１を求める。
ｍ１＝（ｂ０＊２０＋１＊２１−２＋０＊２１−３＋…＋０＊２０）＊２−１
そして、計算回路２１は、式（１）のｍとＸｋに、上記ｍ１とパイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３をそれぞれ代入して計算結果ｆ（ｍ１）を求め、比較器２２に出力する。
【００８２】
これに対して、比較器２２は、上記計算結果ｆ（ｍ１）を「０」と比較して、ｆ（ｍ１）が「０」以下ならＹがｍ１以上であることより、ｂ１として「１」を出力し、一方、ｆ（ｍ１）が「０」より大きいならＹがｍ１未満であることより、ｂ１として「０」を出力する。この出力は、レジスタ２３に出力され、確定されたｂ１の値として、対応するレジスタに記憶される。
【００８３】
以後、このような動作を繰り返して、レジスタ２３が、カウンタ２４からカウント値Ｎとして「ｎ−１」が与えられると、図１０に示すような各レジスタに記憶されるデータ（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１）を計算回路２１に出力する。
【００８４】
これに対して、計算回路２１は、式（２）にしたがって、以下に示すようにｍｎ−１を求める。
ｍｎ−１＝（ｂ０＊２ｎ−２＋ｂ１＊２ｎ−３＋…＋ｂｎ−２＊２１＋１＊２０）＊２−ｎ＋１
そして、計算回路２１は、式（１）のｍとＸｋに、上記ｍｎ−１とパイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３をそれぞれ代入して計算結果ｆ（ｍｎ−１）を求め、比較器２２に出力する。
【００８５】
これに対して、比較器２２は、上記計算結果ｆ（ｍｎ−１）を「０」と比較して、ｆ（ｍｎ−１）が「０」以下ならＹがｍｎ−１以上であることより、ｂｎ−１として「１」を出力し、一方、ｆ（ｍｎ−１）が「０」より大きいならＹがｍｎ−１未満であることより、ｂｎ−１として「０」を出力する。この出力は、レジスタ２３に出力され、確定されたｂｎ−１の値として、対応するレジスタに記憶される。
【００８６】
そして、カウンタ２４から与えられるカウント値Ｎが「ｎ−１」であることより、レジスタ２３に記録されたｂ１，ｂ２，…，ｂｎ−２，ｂｎ−１の各値は、後段のラッチ回路３０に出力される。
【００８７】
これにより、正規化係数Ｙは、下式（３）で示すように、有効ビット数ｎの２進数で表される。
Ｙ＝（ｂ０＊２ｎ−１＋ｂ１＊２ｎ−２＋…＋ｂｎ−２＊２１＋ｂｎ−１＊２０）＊２−ｎ…（３）
このような構成からなる演算回路２０によれば、パイロット信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が入力され、カウンタ２４よりカウント値０〜ｎ−１が順次与えられると、計算回路２１、比較器２２、レジスタ２３により構成されるループ回路により、正規化係数Ｙが求められる。
【００８８】
すなわち、この演算回路２０では、平方根演算や除算という複雑な演算のない、単調増加関数ｆ（ｍ）の値を求める演算を有効ビット数の回数ｎだけ行うことで、正規化係数Ｙを求められるので、小さな回路規模で実現することができる。
【００８９】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、単調増加関数ｆ（ｍ）の演算は、ｓｉｇｍａ（Ｗｎ＾２）＊ｍ＾２−１であり、乗算が含まれるため、計算回路２１には乗算器が必要となるが、この乗算器を指数乗算回路８０で用いられる乗算器と共用することにより、さらに回路規模を小さくすることができる。
【００９０】
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、乗算手段と、自乗手段と、加算手段と、比較対数手段と、累積加算手段とにより、制御ループを構成し、複数の共通信号に、上記制御ループで求めた正規化係数を乗算して適正な正規化係数に収束させるようにしている。
【００９２】
したがって、この発明によれば、扱うデータ量が小さくても、制御ループにより適正な正規化係数を算出できるので、小さな回路規模で実現することが可能な移動無線端末装置および正規化係数演算回路を提供できる。
【００９３】
また、この発明では、正規化係数Ｙ＝１／ｓｑｒｔ（ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２））（ただし、ｓｉｇｍａ（Ｘｋ２）はパイロット信号の振幅の自乗値の総和演算で、ｓｑｒｔは平方根演算（ｒｍｓ）を示す）を求めるのに、データレジスタに相当する記憶手段を用いて、乗算と加算からなる演算を反復させて、ｎビットの２進数で表現した正規化係数Ｙを求めるようにしている。
【００９４】
したがって、この発明によれば、平方根演算や除算という複雑な演算を必要としないため、小さな回路規模で正規化係数Ｙを算出することが可能な移動無線端末装置および正規化係数演算回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる移動無線端末装置の一実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した移動無線端末装置の飽和自乗回路の入出力特性を示す図。
【図３】図１に示した移動無線端末装置の飽和加算回路の入出力特性を示す図。
【図４】図１に示した移動無線端末装置の比較対数回路の入出力特性を示す図。
【図５】図１に示した移動無線端末装置の演算回路の動作を説明するための図。
【図６】この発明に係わる移動無線端末装置の別の実施形態の構成を示す回路ブロック図。
【図７】図６に示した移動無線端末装置のレジスタに保持されるデータを説明するための図。
【図８】図６に示した移動無線端末装置のレジスタに保持されるデータを説明するための図。
【図９】図６に示した移動無線端末装置のレジスタに保持されるデータを説明するための図。
【図１０】図６に示した移動無線端末装置のレジスタに保持されるデータを説明するための図。
【図１１】従来の移動無線端末装置の構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
１０，２０…演算回路
１１１，１１２，１１３…指数乗算回路
１２１，１２２，１２３…飽和自乗回路
１３…飽和加算回路
１４…比較対数回路
１５…累積加算回路
２１…計算回路
２２…比較器
２３…レジスタ
２４…カウンタ
３０…ラッチ回路
４０…アンテナ
５０…ＲＦ部
６１，６２，６３…同期検波回路
６１ａ，６２ａ，６３ａ…情報逆拡散回路
６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ…パイロット逆拡散回路
６１ｃ，６２ｃ，６３ｃ…共役検出回路
６１ｄ，６２ｄ，６３ｄ…乗算回路
７０…加算回路
８０…指数乗算回路
９０…発振回路
１００…制御部
【図１】
0003561254.tif 000002
【図２】
0003561254.tif 000003
【図３】
0003561254.tif 000004
【図４】
0003561254.tif 000005
【図５】
0003561254.tif 000006
【図６】
0003561254.tif 000007
【図７】
0003561254.tif 000008
【図８】
0003561254.tif 000009
【図９】
0003561254.tif 000010
【図１０】
0003561254.tif 000011
【図１１】
0003561254.tif 000012