(57)【要約】【課題】回路規模を削減することができ、かつ、受信品質を維持することができるＣＤＭＡ受信装置及び方法を提供すること。【解決手段】本発明のＣＤＭＡ受信装置１００は、無線信号である拡散変調信号をアンテナ１０１を介して受信して受信信号を生成する無線受信部１０２と、無線受信部１０２からの前記受信信号を逆拡散して逆拡散信号を生成する逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎと、逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎからの前記逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするリミッタ１０４−１〜１０４−Ｎと、を具備する。リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎによりリミットされた前記逆拡散信号は、メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎに一時的に蓄積される。【選択図】　　　図１
2004096620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号である拡散変調信号を受信して受信信号を生成する受信手段と、前記受信手段からの前記受信信号を逆拡散して逆拡散信号を生成する逆拡散手段と、前記逆拡散手段からの前記逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするリミット手段と、を具備することを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。
【請求項２】
前記リミット手段は、所定のリミット値を保持しているリミット値保持回路と、前記拡散手段からの前記逆拡散信号のビット幅と前記リミット値保持回路に保持された前記リミット値とを比較して比較結果を生成する比較回路と、前記比較回路からの前記比較結果に基づいて前記逆拡散信号のビット幅を前記リミット値により示される前記所定範囲にリミットする補正回路と、を具備することを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ受信装置。
【請求項３】
前記リミット手段によりリミットされた前記逆拡散信号を蓄積する蓄積手段と、前記受信手段からの前記受信信号の位相変動量を算出する位相変動量算出手段と、前記蓄積手段に蓄積された前記逆拡散信号に対して前記位相変動量算出手段で算出された位相変動量を補償する位相補償手段と、を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＣＤＭＡ受信装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＣＤＭＡ受信装置を具備することを特徴とする通信端末装置。
【請求項５】
無線信号である拡散変調信号を受信して受信信号を生成する受信ステップと、前記受信ステップにおいて生成された前記受信信号を逆拡散して逆拡散信号を生成する逆拡散ステップと、前記逆拡散ステップにおいて生成された前記逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするリミットステップと、を具備することを特徴とするＣＤＭＡ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムに適用されるＣＤＭＡ受信装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受信装置として、受信信号のうち信号周期毎に挿入されているパイロット信号と逆拡散符号との相関処理により得られたインパルスレスポンスから前記パイロット信号の遅延プロファイルを生成し、前記パイロット信号以外のシンボルの遅延プロファイルは、当該シンボルの前後に受信されたパイロット信号から生成された遅延プロファイルから補間により推定した遅延プロファイルとして生成し、こうして得られた各シンボル毎の遅延プロファイルからその有効パス位置を取り出し、その有効パス位置における受信信号を各パス経由の信号として復調したのち同相合成して復号するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来の受信装置として、図３に示すものが知られている。図３は、従来の受信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、受信装置が合成するパスの数がＮである場合を例にとって説明する。
【０００４】
図３に示すように、従来のＣＤＭＡ受信装置３００は、アンテナ３０１、無線受信部３０２、逆拡散部３０３−１〜３０３−Ｎ、メモリ装置３０４−１〜３０４−Ｎ、位相変動量算出部３０５、位相補償部３０６−１〜３０６−Ｎ及びレイク（Ｒａｋｅ）合成部３０７を具備している。
【０００５】
アンテナ３０１は、無線信号である拡散変調信号を受信しアナログの受信信号を生成して無線受信部３０２に与える。無線受信部３０２は、それぞれアンテナ３０１からのアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換して前記ディジタルの受信信号を逆拡散部３０３−１〜３０３−Ｎに与える。
【０００６】
逆拡散部３０３−１〜３０３−Ｎは、無線受信部３０２からの受信信号を、アンテナ３０１に到来したそれぞれのパスのタイミングで逆拡散して逆拡散信号を生成してメモリ装置３０４−１〜３０４−Ｎに与える。メモリ装置３０４−１〜３０４−Ｎは、逆拡散部３０３−１〜３０３−Ｎからの逆拡散信号を一時的に蓄積する。
【０００７】
位相変動量算出部３０５は、アンテナ３０１に到来した拡散変調信号のそれぞれのパス成分について位相変動量を算出し、算出結果を位相補償部３０６−１〜３０６−Ｎに与える。位相補償部３０６−１〜３０６−Ｎは、メモリ装置３０４−１〜３０４−Ｎからの逆拡散信号に対して、位相変動量算出部３０５から出力される位相変動量を用いて位相補償を行って位相補償逆拡散信号をレイク合成部３０７に与える。レイク合成部３０７は、位相補償部３０６−１〜３０６−Ｎからの位相補償逆拡散信号を受けて合成してレイク合成信号を生成して出力する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−１１２６７３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＣＤＭＡ受信装置においては、逆拡散後の逆拡散信号のビット数が拡散率に相当する分だけ増加し、その後の信号の復調に必要な装置の回路規模が増大するという問題がある。
【００１０】
例えば、移動通信システムとして、逆拡散前の信号のビット数を５ビットとし、拡散率が２５６（＝２の８乗）から４（＝２の２乗）の間で変動するものについて考える。逆拡散後のビット数は、拡散率最大の２５６を考慮して１３ビットとなる。メモリ装置３０４−１〜３０４−Ｎの各々は、２５６０チップ（チップは拡散変調速度である）の時間分のデータを蓄積する場合には、蓄積する最大データ数は、拡散率の最小が４であることを考慮して、６４０データとなる。したがって、図３に示すメモリ装置３０４−１〜３０４−Ｎの各々は、１３ビット×６４０データの容量のものが必要である。
【００１１】
また、位相変動量算出部３０５は、主に乗算器で構成されており、位相変動量算出部３０５からの出力が１０ビットである場合に、１３ビット×１０ビットの乗算器を必要とする。一般的に、乗算器は、加算器や比較器などに比べて回路規模が大きい。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回路規模を削減することができ、かつ、受信品質を維持することができるＣＤＭＡ受信装置及び方法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】
本発明のＣＤＭＡ受信装置は、無線信号である拡散変調信号を受信して受信信号を生成する受信手段と、前記受信手段からの前記受信信号を逆拡散して逆拡散信号を生成する逆拡散手段と、前記逆拡散手段からの前記逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするリミット手段と、を具備する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするため、拡散変調信号の復調に必要とする装置の回路規模を削減することができ、かつ、受信品質を維持することができる。
【００１５】
本発明のＣＤＭＡ受信装置は、前記構成において、前記リミット手段が、所定のリミット値を保持しているリミット値保持回路と、前記拡散手段からの前記逆拡散信号のビット幅と前記リミット値保持回路に保持された前記リミット値とを比較して比較結果を生成する比較回路と、前記比較回路からの前記比較結果に基づいて前記逆拡散信号のビット幅を前記リミット値により示される前記所定範囲にリミットする補正回路と、を具備する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、前記効果に加えて、簡単な構成のリミット手段を提供することができる。
【００１７】
本発明のＣＤＭＡ受信装置は、前記構成において、前記リミット手段によりリミットされた前記逆拡散信号を蓄積する蓄積手段と、前記受信手段からの前記受信信号の位相変動量を算出する位相変動量算出手段と、前記蓄積手段に蓄積された前記逆拡散信号に対して前記位相変動量算出手段で算出された位相変動量を補償する位相補償手段と、を具備する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするため、拡散変調信号の復調に必要とする蓄積手段及び位相補償手段の回路規模を削減することができ、かつ、受信品質を維持することができる。
【００１９】
本発明の通信端末装置は、前記ＣＤＭＡ受信装置を具備する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、前記効果を有する通信端末装置を得ることができる。
【００２１】
本発明のＣＤＭＡ受信方法は、無線信号である拡散変調信号を受信して受信信号を生成する受信ステップと、前記受信ステップにおいて生成された前記受信信号を逆拡散して逆拡散信号を生成する逆拡散ステップと、前記逆拡散ステップにおいて生成された前記逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするリミットステップと、を具備するようにした。
【００２２】
この方法によれば、逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするため、拡散変調信号の復調に必要とする装置の回路規模を削減することができ、かつ、受信品質を維持することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットすることである。
【００２４】
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係るＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施の形態に係るＣＤＭＡ受信装置のリミッタの構成を示すブロック図である。ここでは、ＣＤＭＡ受信装置が合成するパスの数がＮである場合を例にとって説明する。
【００２５】
図１に示すように、ＣＤＭＡ受信装置１００は、アンテナ１０１、無線受信部１０２、逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎ、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎ、メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎ、位相変動量算出部１０６、位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎ及びレイク（Ｒａｋｅ）合成部１０８を具備している。
【００２６】
無線受信部１０２の入力端子は、アンテナ１０１の出力端子に接続されている。逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎの入力端子は、それぞれ無線受信部１０２の出力端子に接続されている。リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎの入力端子は、それぞれ逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎの出力端子に接続されている。
【００２７】
メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎの入力端子は、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎの出力端子に接続されている。位相変動量算出部１０６の入力端子は、無線受信部１０２の出力端子に接続されている。位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎの入力端子は、それぞれメモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎの出力端子に接続されている。また、位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎの入力端子は、位相変動量算出部１０６の出力端子に接続されている。レイク合成部１０８の入力端子は、位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎの出力端子に接続されている。
【００２８】
図２に示すように、リミッタ１０４−１は、比較回路２０１、リミット値保持回路２０２及び補正回路２０３を具備している。比較回路２０１の入力端子は、逆拡散部１０３−１の出力端子に接続されている。また、比較回路２０１の入力端子は、リミット値保持回路２０２の出力端子に接続されている。補正回路２０３の入力端子は、比較回路２０１の出力端子に接続されている。補正回路２０３の出力端子は、位相補償部１０７−１の入力端子に接続されている。他のリミッタ１０４−２〜１０４−Ｎは、リミッタ１０４−１と同じ構成要素を有し、同じ動作をする。
【００２９】
次に、本発明の一実施の形態に係るＣＤＭＡ受信装置の動作について説明する。
【００３０】
アンテナ１０１は、無線信号である拡散変調信号を受信しアナログの受信信号を生成して無線受信部１０２に与える。無線受信部１０２は、それぞれアンテナ１０１からのアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換して前記ディジタルの受信信号を逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎに与える。
【００３１】
逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎは、無線受信部１０２からのディジタルの受信信号を、アンテナ１０１に到来したそれぞれのパスのタイミングで逆拡散して逆拡散信号を生成してリミッタ１０４−１〜１０４−Ｎに与える。
【００３２】
リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎは、それぞれ逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎからの逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットし、リミットされた逆拡散信号をメモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎに与える。
【００３３】
より詳細には、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎの各々においては、比較回路２０１は、それぞれ逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎからの逆拡散信号のビット幅とリミット値保持回路２０２に保持されたリミット値とを比較して比較結果を生成しこの比較結果及び逆拡散信号を補正回路２０３に与える。複数の補正回路２０３は、それぞれ比較回路２０１からの比較結果に基づいて逆拡散信号のビット幅をリミット値により示される所定範囲にリミットし、リミットされた逆拡散信号をメモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎに与える。
【００３４】
メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎは、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎからのリミットされた逆拡散信号を一時的に蓄積する。位相変動量算出部１０６は、アンテナ１０１に到来した拡散変調信号を無線受信部１０２を介して受けて拡散変調信号のそれぞれのパス成分について位相変動量を算出し、算出結果を位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎに与える。位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎは、メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎから出力される逆拡散信号に対して、位相変動量算出部１０６から出力される位相変動量を用いて位相補償を行って位相補償逆拡散信号を生成してレイク合成部１０８に与える。レイク合成部１０８は、位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎからの位相補償逆拡散信号を受けて合成してレイク合成信号を生成し出力する。
【００３５】
次に、逆拡散前の受信信号のビット数を符号付き５ビットとし（逆拡散前の受信信号の値は、＋１５から−１５までの整数値とする）、拡散率が２５６（＝２の８乗）から４（＝２の２乗）の間で変動する移動通信システムを例に挙げて、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎにおける処理内容及び後段のメモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎ及び位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎにおける乗算器の回路規模の削減効果について説明する。
【００３６】
リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎは、次のような処理を行う。逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎからの逆拡散信号のビット幅は、拡散率の最大値である２５６を考慮して符号付き１３ビットとなる。この時、逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎの逆拡散信号の取り得る値の範囲は＋４０９５〜―４０９５である。リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎによるリミット後のビット幅を符号付き１０ビットとすると、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎの出力信号である逆拡散信号の取り得る値の範囲は＋５１１〜―５１１である。
【００３７】
リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎは、逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎの逆拡散信号を受けてその値が＋５１１〜―５１１の範囲内である場合には、逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎからの逆拡散信号における下位の１０ビットをそのまま出力する。また、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎは、逆拡散部１０３−１〜１０３−Ｎの逆拡散信号を受けてその値が＋５１１より大きな値である場合には＋５１１に補正し、かつ、前記逆拡散信号の値が−５１１より小さな値である場合には−５１１に補正して１０ビットで出力する。
【００３８】
リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎの各々は、図２に示すように２つの値を比較する比較回路２０１、リミット値保持回路２０２及び補正回路２０３のみで構成されるから、回路の規模が非常に小さい。
【００３９】
次に、メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎの回路規模の削減効果について説明する。
【００４０】
メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎにおいて、２５６０チップ（チップは拡散変調速度である）の時間分のデータを蓄積すると仮定すると、蓄積する最大データ数は拡散率最小の４を考慮して、６４０データとなる。また、ビット幅はリミッタ１０４−１〜１０４−Ｎからの出力信号の１０ビットである。したがって、メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎのそれぞれにおいては、１０ビット×６４０データのメモリ容量が必要である。つまり、この場合には、本発明の一実施の形態に係るメモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎにおいては、従来のものより、３ビット×６４０データ分のメモリ容量が削減できる。
【００４１】
また、位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎの基本的な構成要素は、逆拡散信号と位相変動量とを乗算する乗算器であり、逆拡散信号のビット幅をリミットすることによって乗算器の回路規模は従来のものよりも小さくなる。また、レイク合成回路１０８の基本的な構成要素は、加算器であるが、逆拡散信号のビット幅をリミットすることによって従来のものよりも回路規模は小さくなる。つまり、本発明の一実施の形態においては、リミッタ１０４−１〜１０４−Ｎが必要であるため回路規模は少し増加するが、メモリ装置１０５−１〜１０５−Ｎ、位相補償部１０７−１〜１０７−Ｎ及びレイク合成部１０８の回路規模を大きく減少することができるため、全体的な回路規模を削減することができる。
【００４２】
ここで、逆拡散信号のビット幅をリミットしても受信信号の品質を維持することができる理由について説明する。一般的に、ＣＤＭＡシステムにおいては、基地局送信装置は不特定多数の移動局装置に対して共通のデータとそれぞれの移動局個別のデータを送信する。したがって、基地局送信装置の送信パワー（電力）について考えると、あるひとつの移動局装置に対して全ての送信パワーを使うことはあり得ない。実際のＣＤＭＡシステムの運用においては、移動局での受信信号の逆拡散後における逆拡散信号のパワーがそれぞれの移動局間でほぼ等しくなるように運用される。また、ＣＤＭＡシステムにおいては、拡散率が異なる複数の拡散変調信号についても同様に、移動局装置での逆拡散後における逆拡散信号のパワーが拡散率によらずほぼ等しくなるように運用される（厳密にはサービスの所要品質を満たすように運用される）。
【００４３】
例えば、１つの基地局に対して１００の移動局装置が存在するシステムにおいて、基地局がそれら１００の移動局に対して同時にデータを送信し、かつ、基地局と全移動局装置との距離が等しく、拡散率も等しい場合に、一つの移動局装置に対する送信パワーは単純に計算すると全体の１００分の１になる。
【００４４】
また、移動局装置においては、ディジタル変換後のデータに基地局の全送信パワーが含まれるように、受信信号の利得制御が行われるので、ディジタル変換後の受信信号が最大値をとる場合であっても、逆拡散後の信号の値は最大値とはならない。つまり、従来の逆拡散信号のビット幅のうち、上位のｍビットは不要である（ｍは、運用するシステムや、受信装置の構成によって決定される）。
【００４５】
一方、何らかの要因（システムの運用状況等）で、逆拡散信号のパワーがリミットされる場合については、逆拡散後の逆拡散信号のパワーが大きい、すなわち、雑音成分や干渉成分が非常に小さい場合であるので、逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットしても受信信号の品質は劣化せず維持される。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、逆拡散信号のビット幅を所定範囲にリミットするため、拡散変調信号の復調に必要とする装置の回路規模を削減することができ、かつ、受信品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る受信装置のリミッタの構成を示すブロック図
【図３】従来の受信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１００　ＣＤＭＡ受信装置
１０１　アンテナ
１０２　無線受信部
１０３−１〜１０３−Ｎ　逆拡散部
１０４−１〜１０４−Ｎ　リミッタ
１０５−１〜１０５−Ｎ　メモリ装置
１０６　位相変動量算出部
１０７−１〜１０７−Ｎ　位相補償部
１０８　レイク（Ｒａｋｅ）合成部
２０１　比較回路
２０２　リミット値保持回路
２０３　補正回路
【図１】
2004096620.tif 000003
【図２】
2004096620.tif 000004
【図３】
2004096620.tif 000005