(57)【要約】    【課題】      ダイナミックレンジの大きな線形増幅器を使用することなく、基地局からの受信信号のＳＮＲが低いときでも、初期セルサーチの性能を向上させるセルサーチ方法、並びにその方法を実施する受信装置及び移動体通信端末装置を提供すること。    【解決手段】  受信装置１００は、基地局との同期が確立されるまでは、受信信号を飽和型増幅する飽和型増幅器１１５と、基地局との同期が確立された後は、受信信号を線形増幅する線形増幅器１１６と、飽和型増幅された受信信号又は線形増幅された受信信号を比較的小さいダイナミックレンジでアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換器１２０と、を具備する。  【選択図】      図１
2005110030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局から送信されてくる無線信号を受信する受信ステップと、
前記基地局との同期が確立されるまでは、受信信号を飽和型増幅する飽和型増幅ステップと、
前記基地局との同期が確立された後は、前記受信信号を線形増幅する線形増幅ステップと、
飽和型増幅された前記受信信号又は線形増幅された前記受信信号をアナログ／ディジタル変換する変換ステップと、
ディジタル信号に変換された前記受信信号と既知コードとの相関値を求める相関ステップと、
前記相関値を受信レベルで規格化する規格化ステップと、
規格化された前記相関値に基づいて相関ピークを検出する検出ステップと、を具備することを特徴とするセルサーチ方法。
【請求項２】
基地局から送信されてくる無線信号を受信する受信手段と、
前記基地局との同期が確立されるまでは、受信信号を飽和型増幅する飽和型増幅器と、
前記基地局との同期が確立された後は、前記受信信号を線形増幅する線形増幅器と、
飽和型増幅された前記受信信号又は線形増幅された前記受信信号をアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換器と、
ディジタル信号に変換された前記受信信号と既知コードとの相関値を求める相関器と、
前記相関値を受信レベルで規格化する規格化手段と、
規格化された前記相関値に基づいて相関ピークを検出する検出手段と、を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項３】
基地局から送信されてくる無線信号を受信する受信手段と、
前記基地局との同期が確立されるまでは、受信信号を飽和領域で飽和型増幅し、前記基地局との同期が確立された後は、前記受信信号を線形領域で線形増幅する線形増幅器と、
飽和型増幅された前記受信信号又は線形増幅された前記受信信号をアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換器と、
ディジタル信号に変換された前記受信信号と既知コードとの相関値を求める相関器と、
前記相関値を受信レベルで規格化する規格化手段と、
規格化された前記相関値に基づいて相関ピークを検出する検出手段と、を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の受信装置を具備する移動体通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルラー方式の無線通信システムにおいて使用されるセルサーチ方法、並びにこのセルサーチ方法を実施する受信装置及び移動体通信端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から携帯電話等の移動体通信端末装置を構成要素とする無線通信システムでは、限られた周波数帯域を有効に利用するため、通信エリアを複数のセルに分割し、そのセル毎に基地局を設けるセルラー方式が採用されている。
【０００３】
図５に、セルラー方式の無線通信システムの概要を示す。セル５０には、基地局５１が設置されており、またセル５０に隣接するセル６０には、基地局６１が設置されている。セル５０の通信エリア内に居る移動局５２、５３は、無線通信を開始するに当たって、それぞれが基地局５１との間にチャネルを形成する必要がある。移動局５２、５３は、基地局５１から周期的に送信されてくるパイロット信号を捕捉して、基地局５１との同期を確立し、またコード同定等を行うことによって、基地局５１との間にチャネルを形成する。このように、セル５０の通信エリア内に居る移動局５２、５３がその基地局５１との間にチャネルを形成するまでに行う一連の信号処理を「セルサーチ」と称する。特に、移動局５２、５３が起動後に初めてチャネルを形成する場合を「初期セルサーチ」と称し、また基地局５１との間にチャネルを形成した後、セル５０の通信エリア内からセル６０の通信エリア内に移動したときに備えて、移動局５２、５３が基地局６１から送信されてくるパイロット信号に基づいて行うセルサーチを「周辺セルサーチ」と称する。
【０００４】
ところで、第３世代の携帯電話通信方式として、中国発の規格であるＴＤ−ＳＣＤＭＡ(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)方式が策定されている。ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式は、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式にＴＤＭＡ(Time Division Multiplexing Access)方式の技術を取り入れた方式であって、移動局から基地局へ無線信号を送信するアップリンクと基地局から移動局へ無線信号を送信するダウンリンクとを時分割で細かく切り替えて通信するＴＤＤ(Time Division Duplex)方式である。
【０００５】
図６に、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式のフレームフォーマットを示す。ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式のサブフレームは、スロットタイム６７５μｓである７つのスロットＴＳ＃０〜＃６と、ダウンリンクのパイロット信号を含むスロットＤｗＰＴＳ(Downlink Pilot Time Slot physical channel)と、アップリンクのパイロット信号を含むスロットＵｐＰＴＳ(Uplink Pilot Time Slot physical channel)と、２つのガードスロットＧＰ(Guard Period)と、から構成される。従って、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおいて、移動局５２、５３は、ＤｗＰＴＳ及びＵｐＰＴＳのパイロット信号を基地局５１、６１と送受信することによってセルサーチを行うことになる。なお、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式の無線通信システムでは、移動局５２、５３がＵｐＰＴＳを共用することになる。
【０００６】
また、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式の無線通信システムでは、４ステップセルサーチと呼ばれるセルサーチ方式が採用されている。４ステップセルサーチでは、ＴＳ＃０に含まれるビーコンチャネルのミッドアンブルコードと、ＤｗＰＴＳに含まれるＳＹＮＣ−ＤＬコードと、に基づいて、移動局５２、５３が基地局５１、６１との同期捕捉及びコード同定等を行う。
【０００７】
４ステップセルサーチにおいて、移動局５２、５３が行う信号処理の具体的な手順は、以下の通りである。
（Ｓｔｅｐ１）同期捕捉及びコードグループの同定
１．  １サブフレームの受信信号に基づいて３２種類のＳＹＮＣ−ＤＬコード毎の遅延プロファイルを取得する。
２．  相関値の最大値を検出することにより、ＳＹＮＣ−ＤＬコードとＤｗＰＴＳのタイミングとを同時に検出する。
（Ｓｔｅｐ２）ベーシックミッドアンブルコード及びスクランブリングコードの同定
１．  ＴＳ＃０に含まれるビーコンチャネル又はＰ−ＣＣＰＣＨ(Primary Common Control Physical Channel)のミッドアンブル部と、Ｓｔｅｐ１で検出されたコードグループのベーシックミッドアンブル４種類との相関を取る。
２．  相関値が最大のものを、セルサーチを行っているセルのベーシックミッドアンブルと同定する。
３．  上記２．で同定したベーシックミッドアンブルに対応するスクランブリングコードを同定する。
（Ｓｔｅｐ３）フレーム同期およびマルチフレーム制御の同期
１．  ＴＳ＃０に含まれるビーコンチャネル又はＰ−ＣＣＰＣＨのミッドアンブル部とＤｗＰＴＳの位相差を算出する。
２．  ２フレーム（４サブフレーム）周期の位相差パターンからフレームの先頭を検出する。
３．  次の４サブフレームにＰ−ＣＣＰＣＨがある「Ｓ１」か、ない「Ｓ２」か、を検出する。
（Ｓｔｅｐ４）報知チャネル（ＢＣＨ：Broadcast CHannel）情報取得
１．  ＢＣＨを復調する。
【０００８】
図７は、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおいて、セルサーチを行う受信装置１０の構成を示すブロック図である。移動局５２、５３は共に、受信装置１０を具備しているものとする。なお、図７に示す受信装置１０を用いることにより、移動局５２、５３における受信信号の受信レベルの変動が大きかったり、周波数オフセットが大きかったりするときでも、同期捕捉を的確に行えるようにする技術が特許文献１に記載されている。
【０００９】
受信装置１０は、アンテナ素子１１、低雑音アンプ１２、周波数変換器１３、線形増幅器１４、オートゲインコントローラー（ＡＧＣ）１５、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１６、相関器１７、規格化部１８、相関ピーク検出器１９、受信タイミング出力端子２０、基準電力供給端子２１、復調器２２及び復調信号出力端子２３を具備する。
【００１０】
アンテナ素子１１によって捕捉された基地局５１からの無線信号は、低雑音アンプ１２及び周波数変換器１３で所定の信号処理を施された後に、線形増幅器１４に入力される。線形増幅器１４において、受信信号は、その受信レベルに応じてＡＧＣ１５によって調節されたゲイン値で線形増幅される。線形増幅された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１６に入力されてディジタル信号に変換された後に、相関器１７と復調器２２とにそれぞれ入力される。相関器１７において、受信信号は、予め用意された既知コードとの相関を取られ、その相関値が規格化部１８に入力される。規格化部１８において、受信信号の相関値は、ＡＧＣ１５から入力されてくる受信レベルの情報に基づいて、その受信レベルで規格化された後に、相関ピーク検出器１９に入力される。相関ピーク検出器１９においては、規格化された受信信号の相関値のピーク検出が行われる。そして、相関ピーク検出器１９によって検出された相関ピークの位置（タイミング）についての情報が、受信タイミング出力端子２０から取り出される。
【００１１】
ここで、移動局５２において、相関器１７から規格化部１８に入力される受信信号の相関値が図８（ａ）に示す態様であると仮定する。移動局５２における受信信号の相関値が図８（ａ）に示す態様となるのは、移動局５３が基地局５１よりも物理的に近い位置に居るため、移動局５２には、基地局５１からＤｗＰＴＳで送信されてくる無線信号よりも移動局５３からＵｐＰＴＳで送信されてくる無線信号の方がより高い受信レベルで受信されるからである。
【００１２】
仮に、移動局５２が規格化部１８を具備しないとすると、図８（ａ）に示す態様の相関値が相関ピーク検出器１９に入力されることになる。この仮定の下に、移動局５２が初期セルサーチを実施したとすると、相関ピーク検出器１９は、ＵｐＰＴＳにおける相関ピークＰＵをＤｗＰＴＳの相関ピークＰＤと誤検出してしまうことになる。なぜなら、初期セルサーチにおいて、移動局５２は、基地局５１との同期が未だ確立されていないため、ＤｗＰＴＳとＤｗＰＴＳとを峻別できないからである。このようにＵｐＰＴＳにおける相関ピークＰＵをＤｗＰＴＳにおける相関ピークＰＤと誤検出してしまった場合、移動局５２は、当然ながら基地局５１との同期捕捉ができないため、初期セルサーチを再度実施しなければならなくなる。
【００１３】
一方で、移動局５２が規格化部１８を具備すれば、規格化部１８によってＤｗＰＴＳにおける相関値はＤｗＰＴＳにおける受信レベルに応じて規格化され、同様にＵｐＰＴＳにおける相関値もＵｐＰＴＳにおける受信レベルに応じて規格化される。規格化部１８によって規格化された後の受信信号の相関値の態様を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）では、図８（ａ）よりもＵｐＰＴＳにおける相関値が全体的に低下し、ＤｗＰＴＳにおける相関ピークＰＤがＵｐＰＴＳにおける相関ピークＰＵよりも高くなっている。従って、図８（ｂ）を図８（ａ）と比較することにより、移動局５２が規格化部１８を具備すれば、相関ピーク検出器１９は、ＤｗＰＴＳにおける相関ピークＰＤを正しく検出することができるようになることが判る。
【特許文献１】特開平９−１６２９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、移動局５２が従来の受信装置１０を具備したとしても、基地局５１から送信されてくる無線信号のＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)が一層低くなると、相関ピーク検出器１９がＵｐＰＴＳにおける相関ピークＰＵをＤｗＰＴＳの相関ピークＰＤと誤検出するようになる。即ち、移動局５２において、受信信号のＳＮＲが一層低下すると、規格化部１８から相関ピーク検出器１９に入力される受信信号の相関値が図８（ｃ）の態様となる。基地局５１からの無線信号のＳＮＲが低下する具体例としては、移動局５２が移動することによって基地局５１と移動局５２との間に障害物が介在するようになった場合や基地局５１と移動局５２との間の物理的な距離が長くなった場合が挙げられる。
【００１５】
ここで、基地局５１からの無線信号のＳＮＲが一層低くなると、移動局５２の相関ピーク検出器１９に入力される受信信号の相関値が図８（ｃ）の態様となる理由について、図９及び図１０を適宜参照しつつ説明する。ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式の無線通信システムでは、信号変調方式として位相変調方式が採用されていることから、基地局５１からＱＰＳＫ(Quadrature phase shift keying)方式で変調された無線信号が送信され、その無線信号が雑音を含んで移動局５２に受信される場合を想定する。図９に、基地局５１から送信された時点の無線信号７０と、この送信時の無線信号７０が雑音の影響によってずれる範囲７１と、移動局５２での受信信号の平均受信レベル７２と、を直交成分(Quadrature component)と同相成分(In-phase component)とを座標軸とする直交座標平面上に示す。図９において、送信時の無線信号７０は雑音を含まないため４つの象限にそれぞれ点として均等に配置されており、また送信時の無線信号７０が雑音の影響によってずれる範囲７１は送信時の無線信号７０を中心とする斜線を引かれた円で表示されており、また受信信号の平均受信レベル７２は送信時の無線信号７０の４つの点を通る円で表されている。この図９を用いて基地局５１からの無線信号のＳＮＲが低下することを示すとすれば、斜線を引かれた円の直径をより大きくすることになる。
【００１６】
大きな雑音を含む受信信号即ちＳＮＲの低い受信信号が線形増幅器１４によって線形増幅された後にＡ／Ｄ変換器１６に入力された場合、この受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によって図１０に示す矩形の枠８０の内側又はその周辺上に集束させられる。即ち、移動局５２において、矩形の枠８０からはみ出た斜線部で観測された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によって矩形の枠８０と直線距離が最も短いその周辺上の点で観測されたものと擬制される。そして、受信信号のＳＮＲが低くなるに従って、上記の通り斜線部の範囲が一層大きくなるため、Ａ／Ｄ変換に依拠する受信信号の位相及び受信レベルの変動量も一層大きくなる。このようにＡ／Ｄ変換後の受信信号が送信時の無線信号７０と大きく相違するようになれば、相関器１７によって相関値を求めても、その相関ピークＰＤが低くなることは自明である。
【００１７】
なお、移動局５２において、Ａ／Ｄ変換器１６のダイナミックレンジは、通常は線形増幅器１４で線形増幅された受信信号の平均受信レベルに合わせて設計される。移動局５２のＡ／Ｄ変換器１６として、雑音の影響によってずれる範囲７１の全体を包含するほど大きなダイナミックレンジのＡ／Ｄ変換器を使用すれば、上記のＡ／Ｄ変換に依拠する諸問題を解決できるが、このようなＡ／Ｄ変換器は、非常に高価で、かつ、消費電力が大きいため、移動局５２の構成部材としては不適当である。従って、移動局５２のＡ／Ｄ変換器１６には、ダイナミックレンジの比較的小さいものを採用せざるを得ず、またダイナミックレンジの比較的小さいＡ／Ｄ変換器を使用する場合には、Ａ／Ｄ変換に依拠する受信信号の位相及び受信レベルの変動量を小さくすることにも留意しなければならないため、Ａ／Ｄ変換器１６のダイナミックレンジは、必然的に受信信号の平均受信レベルに合わせて設定されることになる。
【００１８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ダイナミックレンジの大きな線形増幅器を使用することなく、基地局からの受信信号のＳＮＲが低いときでも、初期セルサーチの性能を向上させるセルサーチ方法、並びにその方法を実施する受信装置及び移動体通信端末装置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】
【００１９】
本発明に係るセルサーチ方法は、基地局から送信されてくる無線信号を受信する受信ステップと、前記基地局との同期が確立されるまでは、受信信号を飽和型増幅する飽和型増幅ステップと、前記基地局との同期が確立された後は、前記受信信号を線形増幅する線形増幅ステップと、飽和型増幅された前記受信信号又は線形増幅された前記受信信号をアナログ／ディジタル変換する変換ステップと、ディジタル信号に変換された前記受信信号と既知コードとの相関値を求める相関ステップと、前記相関値を受信レベルで規格化する規格化ステップと、規格化された前記相関値に基づいて相関ピークを検出する検出ステップと、を具備するようにした。
【００２０】
この方法によれば、飽和型増幅された受信信号に基づいて初期セルサーチが行われ、かつ、初期セルサーチによって基地局との同期が確立された後は、線形増幅された受信信号に基づいてこの基地局との間で無線通信が行われるため、基地局からの受信信号のＳＮＲが低くても、初期セルサーチの性能を向上させ、かつ、同期確立後には従来通りの高い受信性能を維持することができる。
【００２１】
本発明に係る受信装置は、基地局から送信されてくる無線信号を受信する受信手段と、前記基地局との同期が確立されるまでは、受信信号を飽和型増幅する飽和型増幅器と、前記基地局との同期が確立された後は、前記受信信号を線形増幅する線形増幅器と、飽和型増幅された前記受信信号又は線形増幅された前記受信信号をアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換器と、ディジタル信号に変換された前記受信信号と既知コードとの相関値を求める相関器と、前記相関値を受信レベルで規格化する規格化手段と、規格化された前記相関値に基づいて相関ピークを検出する検出手段と、を具備する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、飽和型増幅された受信信号に基づいて初期セルサーチが行われ、かつ、初期セルサーチによって基地局との同期が確立された後は、線形増幅された受信信号に基づいてこの基地局との間で無線通信が行われるため、基地局からの受信信号のＳＮＲが低くても、初期セルサーチの性能を向上させ、かつ、同期確立後には従来通りの高い受信性能を維持することができる。
【００２３】
この発明に係る受信装置は、基地局から送信されてくる無線信号を受信する受信手段と、前記基地局との同期が確立されるまでは、受信信号を飽和領域で飽和型増幅し、前記基地局との同期が確立された後は、前記受信信号を線形領域で線形増幅する線形増幅器と、飽和型増幅された前記受信信号又は線形増幅された前記受信信号をアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換器と、ディジタル信号に変換された前記受信信号と既知コードとの相関値を求める相関器と、前記相関値を受信レベルで規格化する規格化手段と、規格化された前記相関値に基づいて相関ピークを検出する検出手段と、を具備する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、初期セルサーチでは線形増幅器における飽和領域で受信信号を飽和型増幅し、初期セルサーチの終了後ではこの線形増幅器の線形領域で受信信号を増幅するため、初期セルサーチとその後の無線通信とにおいて異なる増幅器を用いる必要がなく、受信装置の回路構成を簡素化できると伴に、初期セルサーチの性能を改善することができる。
【００２５】
本発明に係る移動体通信端末装置は、前記発明に係る受信装置を具備する構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、ダイナミックレンジが比較的小さく安価で、かつ、消費電力の少ないＡ／Ｄ変換器が使用されるため、製造コストが低く、かつ、電力消費量の少ない長時間通話の可能な移動体通信端末装置が得られる。また、この構成によれば、初期セルサーチの性能が向上するため、電波の届き難い場所でも無線通信が可能な移動体通信端末装置が得られる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明よれば、ダイナミックレンジの大きな線形増幅器を使用することなく、基地局からの受信信号のＳＮＲが低いときでも、初期セルサーチの性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の骨子は、基地局との同期が確立されるまでは受信信号を飽和型増幅し、基地局との同期が確立された後は受信信号を線形増幅すること、さらには飽和型増幅された受信信号又は線形増幅された受信信号をダイナミックレンジの比較的小さなＡ／Ｄ変換器を用いてディジタル信号に変換することである。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る受信装置１００の構成を示すブロック図である。受信装置１００は、アンテナ素子１１１、低雑音アンプ１１２、周波数変換器１１３、スイッチ１１４、１１９、飽和型増幅器１１５、線形増幅器１１６、ＡＧＣ１１７、状態管理部１１８、Ａ／Ｄ変換器１２０、相関器１２１、規格化部１２２、相関ピーク検出器１２５、受信タイミング出力端子１２６、復調器１２７、復調信号出力端子１２８及び基準電力供給端子１２９を具備する。また、受信装置１００は、携帯電話やＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等のセルラー方式の無線通信システムにおいて利用可能な移動体通信端末装置に組み込まれて使用される。
【００３１】
アンテナ素子１１１は、無線信号を捕捉し、捕捉した無線信号を低雑音アンプに入力する。
【００３２】
低雑音アンプ１１２は、増幅による雑音の発生を抑えつつ、アンテナ素子１１１から入力されてくる受信信号を増幅し、増幅された受信信号を周波数変換器１１３に入力する。
【００３３】
周波数変換器１１３は、低雑音アンプ１１２から入力されてくる受信信号から変調信号を抽出し、抽出された変調信号をスイッチ１１４に入力する。
【００３４】
スイッチ１１４は、状態管理部１１８から入力されてくる切替信号に従い、周波数変換器１１３から入力されてくる受信信号を、飽和型増幅器１１５又は線形増幅器１１６に振り分けて入力する。同様に、スイッチ１１９は、状態管理部１１８から入力されてくる切替信号に従って受信信号の入力経路を選択的に切り替えることにより、飽和型増幅器１１５によって飽和型増幅された受信信号又は線形増幅器１１６によって線形増幅された受信信号のいずれか一方をＡ／Ｄ変換器１２０に入力する。
【００３５】
飽和型増幅器１１５は、スイッチ１１４から入力されてくる受信信号を飽和型増幅し、増幅された受信信号をスイッチ１１９に入力する。
【００３６】
線形増幅器１１６は、スイッチ１１４から入力されてくる受信信号の受信レベルを測定し、その測定値をＡＧＣ１１７に入力する。また、線形増幅器１１６は、スイッチ１１４から入力されてくる受信信号を、ＡＧＣ１１７から入力されてくるゲイン値で増幅し、増幅された受信信号をスイッチ１１９に入力する。
【００３７】
ＡＧＣ１１７は、線形増幅器１１６から入力されてくる受信信号の受信レベルと、基準電力供給端子１２９から入力されてくる基準電力と、を比較して、線形増幅器１１６における線形増幅によって受信信号の受信レベル即ち電力レベルが平均化するように、線形増幅器１１６に入力するゲイン値を調節する。また、ＡＧＣ１１７は、線形増幅器１１６から入力されてくる受信信号の受信レベルを規格化部１２２に随時入力する。
【００３８】
状態管理部１１８は、受信装置１００の通信状態を常時監視し、受信装置１００が初期セルサーチを開始する時には、受信信号が飽和型増幅器１１５で飽和型増幅されるようにスイッチ１１４、１１９に切替信号を入力し、また受信装置１００が基地局との同期を確立し初期セルサーチを終了する時には、受信信号が線形増幅器１１６で線形増幅されるようにスイッチ１１４、１１９に切替信号を入力する。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換器１２０は、ダイナミックレンジが比較的小さいものであって、そのダイナミックレンジはスイッチ１１９から入力されてくる飽和型増幅された受信信号又は線形増幅された受信信号の平均受信レベルに合わせて調節される。また、Ａ／Ｄ変換器１２０は、スイッチ１１９から入力されてくる受信信号の位相及び受信レベルをディジタル値に変換し、そのディジタル信号を相関器１２１及び復調器１２７にそれぞれ入力する。
【００４０】
相関器１２１は、Ａ／Ｄ変換器１２０から入力されてくるディジタル信号に変換された受信信号と予め特定された既知コードとの相関値を求めて、この相関値を規格化部１２２に入力する。なお、上記４ステップセルサーチにおいて、相関器１２１によって相関値が求められる工程は、「Ｓｔｅｐ１の２．相関値の最大値を検出することにより、ＳＹＮＣ−ＤＬコードとＤｗＰＴＳのタイミングとを同時に検出する」工程と、「Ｓｔｅｐ２の１．ＴＳ＃０に含まれるビーコンチャネル又はＰ−ＣＣＰＣＨ(Primary Common Control Physical Channel)のミッドアンブル部と、Ｓｔｅｐ１で検出されたコードグループのベーシックミッドアンブル４種類との相関を取る」工程と、である。
【００４１】
規格化部１２２は、ＡＧＣ１１７から入力されてくる受信信号の受信レベルに基づいて、相関器１２１から入力されてくる相関値を規格化する。ここで、受信信号の相関値をその受信レベルで規格化するとは、例えば相関器１２１から入力されてくる相関値が図８（ａ）に示す態様であった場合に、ＤｗＰＴＳにおける相関値とＵｐＰＴＳにおける相関値とからそれぞれ任意の値を差し引いて、図８（ｂ）に示す態様にすることである。図８（ａ）に示す態様から図８（ｂ）に示す態様への規格化では、図８（ａ）においてＤｗＰＴＳの平均相関値よりもＵｐＰＴＳの平均相関値の方が高いことから、その平均相関値の差を反映してＵｐＰＴＳの相関値の方がより大きく低下している。そして、規格化部１２２により受信レベルで規格化された相関値は、相関ピーク検出器１２５に入力される。
【００４２】
相関ピーク検出器１２５は、規格化部１２２から入力されてくる相関値のピーク検出が行われる。そして、相関ピーク検出器１２５によって検出された相関ピークの位置（タイミング）についての情報が、受信タイミング出力端子１２６から取り出される。この相関ピークの位置についての情報は、例えば上記４ステップセルサーチにおける（Ｓｔｅｐ１）から（Ｓｔｅｐ３）で有効に利用される。
【００４３】
復調器１２７は、Ａ／Ｄ変換器１２０から入力されてくるディジタル信号に変換された受信信号を、例えばＱＰＳＫ方式で復調することによって、復調信号を生成する。そして、復調器１２７によって生成された復調信号は、復調信号出力端子１２８から取り出される。従って、復調器１２７では、例えば上記４ステップセルサーチにおける（Ｓｔｅｐ４）が実施されることになる。
【００４４】
次いで、本実施の形態に係る受信装置１００の各構成部の動作について、詳細に説明する。
【００４５】
受信装置１００を用いて上記４ステップセルサーチを行う場合は、初期セルサーチに該当する（Ｓｔｅｐ１）から（Ｓｔｅｐ３）では、飽和型増幅器１１５によって受信信号を飽和型増幅し、初期セルサーチの終了後に行われる（Ｓｔｅｐ４）では、線形増幅器１１６によって受信信号を線形増幅することになる。
【００４６】
ここで、受信装置１００を用いる初期セルサーチにおいて、図９の直交座標平面で表される雑音を含んだ受信信号が飽和型増幅器１１５によって飽和型増幅された後の状態を図２に示す。図２に示すように、飽和型増幅器１１５によって飽和型増幅された受信信号は、図９における受信信号の平均受信レベル７２と重畳する太いリング２００上に全て集束される。また、受信信号が飽和型増幅される場合には、雑音によって受信信号のずれる範囲７１が存在するとしても、受信信号は、そのずれた位置における位相情報を保持したままリング２００上に全て集束される。従って、飽和型増幅器１１５からＡ／Ｄ変換器１２０に入力される飽和型増幅された受信信号について、Ａ／Ｄ変換器１２０のダイナミックレンジをリング２００の大きさに合わせて設定すれば、Ａ／Ｄ変換に依拠して生じる位相変動を極力抑えることができる。そして、このように受信信号の位相情報が極力保持されたままＡ／Ｄ変換されることにより、相関器１２１において生成される相関値のピークがより急峻となって、相関ピーク検出器１２５における相関ピークの検出がより正確、かつ、確実となる。
【００４７】
このように飽和型増幅器１１５を用いれば、ダイナミックレンジの比較的小さいＡ／Ｄ変換器１２０を使用しても、Ａ／Ｄ変換の際に受信信号の位相情報を極力保持することができる。この点が、線形増幅器１１６を用いる場合と最も異なる点であり、また飽和型増幅器１１５を使用する最も重要な利点である。
【００４８】
ところで、初期セルサーチにおいては、飽和型増幅器１１５を用いて受信信号を飽和型増幅することによって、相関ピークの検出が容易となるが、初期セルサーチの終了後には、等化器などの高機能な受信信号補正機能を実現する必要があるため、飽和型増幅器１１５ではなく、線形増幅器１１６を用いて受信信号を増幅する必要がある。
【００４９】
そこで、状態管理部１１８によって初期セルサーチの状態を監視しつつ、適宜スイッチ１１４、１１９を切り替えて、初期セルサーチでは飽和型増幅器１１５を使用し、その後の無線通信では線形増幅器１１６を使用するようにする。
【００５０】
このように、本実施の形態に係るセルサーチ方法によれば、飽和型増幅された受信信号に基づいて初期セルサーチが行われ、かつ、初期セルサーチによって基地局との同期が確立された後は、線形増幅された受信信号に基づいてこの基地局との間で無線通信が行われるため、基地局からの受信信号のＳＮＲが低くても、初期セルサーチの性能を向上させ、かつ、同期確立後には従来通りの高い受信性能を維持することができる。
【００５１】
また、本発明の実施の形態によれば、ダイナミックレンジが比較的小さく安価で、かつ、消費電力の少ないＡ／Ｄ変換器１２０が使用されるため、製造コストが低く、かつ、電力消費量の少ない長時間通話の可能な移動体通信端末装置が得られる。また、この移動体通信端末装置によれば、初期セルサーチの性能が向上するため、電波の届き難い場所でも無線通信が可能となる。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２では、受信装置１００から飽和型増幅器１１５を取り除き、状態管理部１１８からＡＧＣ１１７にゲイン値調節信号Ｓ１が入力される受信装置３００を使用する点でのみ実施の形態１と相違する。従って、本実施の形態では、実施の形態１と相違する受信装置３００の構成部及びその動作についてのみ、以下に詳述する。
【００５３】
図３は、本実施の形態に係る受信装置３００の構成を示すブロック図である。状態管理部１１８は、初期セルサーチの状態を常時監視し、初期セルサーチが開始されるときには、ＡＧＣ１１７にゲイン値調節信号Ｓ１を入力する。ＡＧＣ１１７は、ゲイン値調節信号Ｓ１を入力されると、線形増幅器１１６にその飽和領域で受信信号を飽和型増幅するように指示する。
【００５４】
ここで、図４に、線形増幅器１１６の入出力信号の電力レベルに関する特性曲線を示す。一般的に、線形増幅器は、入力信号の電力レベルが低い範囲即ち線形領域では、入力信号の電力レベルにほぼ正比例して入力信号を増幅するが、入力信号の電力レベルが高い範囲即ち飽和領域では、入力信号を線形増幅することができなくなり、飽和型増幅する。従って、線形増幅器１１６は、入力信号の電力レベルを調節することにより、飽和型増幅器としても機能できるようになる。また、本実施の形態では、初期セルサーチにおいて受信信号を飽和型増幅し、初期セルサーチが終了した後に受信信号を線形増幅するため、受信信号の飽和型増幅と線形増幅とが同時に行われることがない。そこで、線形増幅器１１６の線形領域での線形増幅と飽和領域での飽和型領域とを時分割で使用することによって、受信装置３００から飽和型増幅器を取り除くことができる。
【００５５】
このように本実施の形態に係る受信装置３００によれば、線形増幅器１１６にゲイン値調節信号が入力されると、その飽和領域で受信信号が飽和型増幅されることから、飽和型増幅器を具備する必要がなくなり、受信装置の回路構成を簡素化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にかかるセルサーチ方法、受信装置及び移動体通信端末装置は、ダイナミックレンジの大きな線形増幅器を使用することなく、基地局からの受信信号のＳＮＲが低いときでも、初期セルサーチの性能を向上させることができるという効果を有し、セルラー方式の無線通信システム等にとって有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明において飽和型増幅された受信信号を直交座標上で示す図
【図３】本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図４】線形増幅器の入出力信号の電力レベルに関する特性曲線を示す図
【図５】セルラー方式の無線通信システムの概要を示す図
【図６】ＴＤ−ＳＣＤＭＡ方式におけるフレームフォーマットを示す図
【図７】従来の受信装置の構成を示すブロック図
【図８】受信信号の相関値の相関ピーク検出の概要を示す図
【図９】線形増幅された雑音を含む受信信号を直交座標上で示す図
【図１０】線形増幅されＡ／Ｄ変換された雑音を含む受信信号を直交座標上で示す図
【符号の説明】
【００５８】
１００、３００  受信装置
１１１  アンテナ素子
１１２  低雑音アンプ
１１３  周波数変換器
１１４、１１９  スイッチ
１１５  飽和型増幅器
１１６  線形増幅器
１１７  オートゲインコントローラー（ＡＧＣ）
１１８  状態管理部
１２０  Ａ／Ｄ変換器
１２１  相関器
１２２  規格化部
１２５  相関ピーク検出器
１２６  受信タイミング出力端子
１２７  復調器
１２８  復調信号出力端子
１２９  基準電力供給端子
２００  リング
【図１】
2005110030.tif 000003
【図２】
2005110030.tif 000004
【図３】
2005110030.tif 000005
【図４】
2005110030.tif 000006
【図５】
2005110030.tif 000007
【図６】
2005110030.tif 000008
【図７】
2005110030.tif 000009
【図８】
2005110030.tif 000010
【図９】
2005110030.tif 000011
【図１０】
2005110030.tif 000012