(57)【要約】【課題】  本発明は、ＣＤＭＡ無線受信装置に設けられるフロントエンド部のゲイン切り替え禁止装置を提供する。【解決手段】  ＣＤＭＡモデム部５０は所望信号のスペクトルパワーに応じて、受信ＲＦ部２０を所望の通信品質が得られるゲインに切り替える制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２を出力する。ゲイン切り替え禁止部３０は、ＣＤＭＡ携帯通信サービスに割り当てられている周波数帯域全体に含まれる信号を与えられ、コンパレータ３３はその信号のレベルが、受信ＲＦ部２０のゲインを最大にした状態で固定しても所望の通信品質が得られる妨害信号の強度の上限よりも小さいことを示す比較信号を出力する。ＯＲゲート３５及び３６は、比較信号が出力されていなければ制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２に従って受信ＲＦ部２０のゲインを制御し、比較信号が出力されていれば受信ＲＦ部２０のゲインを最大に固定する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信に使用するチャネルの周波数帯域内のスペクトルパワーに応じてフロントエンド部のゲインを切り替える機能を有するＣＤＭＡ信号受信装置において用いられるゲイン切り替え禁止装置であって、
前記チャネルに影響を与える妨害信号の強度を測定する測定手段と、
前記測定された強度が所定のしきい値以下であるか否かを判断する判断手段と、
肯定判断された場合に前記フロントエンド部のゲイン切り替えを禁止する禁止手段と
を備えることを特徴とするゲイン切り替え禁止装置。
【請求項２】
前記禁止手段は、前記フロントエンド部のゲインを最大にした状態で固定する
ことを特徴とする請求項１に記載のゲイン切り替え禁止装置。
【請求項３】
前記測定手段は、前記チャネルを使用する通信サービスに割り当てられている周波数帯域全体に存在する信号の強度を、前記妨害信号の強度として測定する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のゲイン切り替え禁止装置。
【請求項４】
通信に使用するチャネルの周波数帯域内のスペクトルパワーに応じてフロントエンド部のゲインを切り替える機能を有するＣＤＭＡ信号受信装置に用いられるゲイン切り替えを禁止方法であって、
前記チャネルに影響を与える妨害信号の強度を測定する測定ステップと、
前記測定された強度が所定のしきい値以下であるか否かを判断する判断ステップと、
肯定判断された場合に前記フロントエンド部のゲイン切り替えを禁止する禁止ステップと
を含むことを特徴とするゲイン切り替え禁止方法。
【請求項５】
通信に使用するチャネルの周波数帯域内のスペクトルパワーに応じてフロントエンド部のゲインを切り替える機能を有するＣＤＭＡ信号受信装置におけるゲイン切り替えを禁止するための、コンピュータ実行可能なプログラムであって、
前記チャネルに影響を与える妨害信号の強度を測定する測定ステップと、
前記測定された強度が所定のしきい値以下であるか否かを判断する判断ステップと、
肯定判断された場合に前記フロントエンド部のゲイン切り替えを禁止する禁止ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＤＭＡ無線受信装置に関し、特にフロントエンド部のゲイン切り替えを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線受信機の性能を表す尺度の一つに、所望周波数帯域外にあって当該帯域に近接する周波数の非所望信号が存在する状況下での所望信号の受信能力がある。特定の周波数の非所望信号は、無線受信機に相互変調歪み（ＩＭＤ:Inter Modulation Distortion）を発生させ、所望する通信を妨害する。
相互変調歪みとは、無線受信機が有するゲインの非線形性のために、当該無線受信機自身が発生する非所望信号を言う。例えば、２種類の単一周波数ｆ1及びｆ2の妨害信号が存在する状況下で、無線受信機のフロントエンド部がそれらを歪むほど大きく（つまりゲインの非線形領域まで）増幅すると、当該フロントエンド部から相互変調歪みである新たな周波数２ｆ1−ｆ2及び２ｆ2−ｆ1の非所望信号が発生する。
【０００３】
図４は、このような状況の一例を周波数領域で示すグラフである。このグラフは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の通信における所望信号、妨害信号、及び相互変調歪みそれぞれの周波数の関係を例示する。
同図は、所望周波数帯域外の周波数の２つの妨害信号から、所望周波数帯域内の周波数の相互変調歪みが発生する場合を示している。所望周波数帯域内に入る相互変調歪みは、周波数選択フィルタを用いて除去できないため、そのような相互変調歪みは受信信号のＣ／Ｎ（Carrier/Noise）比を悪化させ、受信誤り率を増加させることになる。
【０００４】
ＣＤＭＡ携帯端末装置の相互変調歪みに対する耐性を測定するための基準が、例えば、米国ＴＩＡ（Telecommunications Industry Association）によって、ＩＳ−９５規格のＩＭＤテスト基準に規定されている（非特許文献１を参照）。
このＩＭＤテスト基準は、所望信号の３種類のレベル（つまり、所望周波数帯域内のスペクトルパワー）それぞれについて妨害信号のレベルを規定する。そして、規定されたレベルの所望信号と妨害信号とを同時にＣＤＭＡ携帯端末装置に与えて受信させた場合に、当該ＣＤＭＡ携帯端末装置における所望信号のフレーム単位の受信誤り率（ＦＥＲ:Frame Error Rate）が所定の基準値を超えないことを規定している。
【０００５】
表１に具体的な数値を示す。
【０００６】
【表１】
2005159450.tif 000003
この基準を満たすために、従来のＣＤＭＡ携帯端末装置は、受信された所望信号のスペクトルパワーが前記基準のどの区分に属するかを判定する。そして、判定された区分に規定されている強度の非所望信号が存在したとしても、それによって生じる所望周波数帯域内の相互変調歪みがＦＥＲを前記所定の基準値よりも悪化させることがない程度の大きさに、フロントエンド部のゲインを切り替える。
【０００７】
多くのＣＤＭＡ携帯端末装置に採用されているＱｕａｌｃｏｍｍ社製の１チップモデム（例えば、ＭＳＭ３０００といった品種）は、受信されたＣＤＭＡ信号を逆拡散する際に所望信号のスペクトルパワーを算出し、そのスペクトルパワーが属する区分を示す指示信号を出力する。この１チップモデムを用いて構成されたＣＤＭＡ携帯端末装置では、当該指示信号を用いて、フロントエンド部のゲインを切り替えることができる。
【非特許文献１】TIA/EIA/IS-95 standard, "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Wideband Spread Spectrum Cellular Systems," Telecommunications Industry Association, July 1993
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術のＣＤＭＡ携帯端末装置において、ゲイン切り替え時点でフロントエンド部の出力レベルが急変するので、その変化が受信信号を復号し誤る原因となり得るという問題がある。
従来、最尤復号等の誤り訂正機能を持つ復号を用いることによって、復号誤りは多くの場合未然に防がれるが、もし復号誤りに至れば、音声通話においては雑音となって通話品質の劣化を招き、データ通信においてはデータの再送による通信性能の劣化を招く。
【０００９】
前述した１チップモデムは、このことを考慮して、前記指示信号が示す区分を上げるポイントと下げるポイントとをずらせ、前記指示信号にヒステリシスを持たせることで、ゲイン切り替えが発生する頻度を低減しているが、それでもなお、所望信号のレベル変動が大きい場合には、切り替えの頻発が避けられない。
上記の問題に鑑み、本発明は、妨害耐性を劣化させることなく、ゲイン切り替えが発生する頻度を従来よりも低減するゲイン切り替え禁止装置及びその方法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】
上記問題を解決するため、本発明のゲイン切り替え禁止装置は、通信に使用するチャネルの周波数帯域内のスペクトルパワーに応じてフロントエンド部のゲインを切り替える機能を有するＣＤＭＡ信号受信装置において用いられるゲイン切り替え禁止装置であって、前記チャネルに影響を与える妨害信号の強度を測定する測定手段と、前記測定された強度が所定のしきい値以下であるか否かを判断する判断手段と、肯定判断された場合に前記フロントエンド部のゲイン切り替えを禁止する禁止手段とを備える。
【００１１】
また、前記禁止手段は、前記フロントエンド部のゲインを最大にした状態で固定してもよく、前記測定手段は、前記チャネルを使用する通信サービスに割り当てられている周波数帯域全体に存在する信号の強度を、前記妨害信号の強度として測定してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のゲイン切り替え禁止装置によれば、前記妨害信号のレベルが、前記フロントエンド部のゲインを最大のゲインに固定したとしても所望の通信品質を満たすことができる程度に小さい場合には、前記フロントエンド部のゲイン切り替えを禁止して最大のゲインに固定することができる。
これによって、所望の通信品質を損なうことなく、前記フロントエンド部のゲイン切り替えに起因する復号誤りを排除できる。
【００１３】
本発明のゲイン切り替え禁止方法は、通信に使用するチャネルの周波数帯域内のスペクトルパワーに応じてフロントエンド部のゲインを切り替える機能を有するＣＤＭＡ信号受信装置に用いられるゲイン切り替え禁止方法であって、前記チャネルに影響を与える妨害信号の強度を測定する測定ステップと、前記測定された強度が所定のしきい値以下であるか否かを判断する判断ステップと、肯定判断された場合に前記フロントエンド部のゲイン切り替えを禁止する禁止ステップとを含む。
【００１４】
この方法によれば、前記ＣＤＭＡ信号受信装置において前述と同様の効果を有するゲイン切り替え制御を実施することができる。
本発明のプログラムは、通信に使用するチャネルの周波数帯域内のスペクトルパワーに応じてフロントエンド部のゲインを切り替える機能を有するＣＤＭＡ信号受信装置におけるゲイン切り替えを禁止するための、コンピュータ実行可能なプログラムであって、前記チャネルに影響を与える妨害信号の強度を測定する測定ステップと、前記測定された強度が所定のしきい値以下であるか否かを判断する判断ステップと、肯定判断された場合に前記フロントエンド部のゲイン切り替えを禁止する禁止ステップとをコンピュータに実行させる。
【００１５】
このプログラムによれば、前記ＣＤＭＡ信号受信装置において前述と同様の効果を有するゲイン切り替え制御を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態に係るゲイン切り替え禁止装置は、自らが通信に使用するチャネルの周波数帯域内のスペクトルパワーに応じて受信ＲＦ部のゲインを切り替えるＣＤＭＡ携帯端末装置に備えられ、前記チャネルを使用する通信サービスに割り当てられている周波数帯域全体に存在する信号の強度が所定のしきい値以下である場合に、前記受信ＲＦ部のゲイン切り替えを禁止する。
【００１７】
以下、本ゲイン切り替え禁止装置を含むＣＤＭＡ携帯端末装置について、図面を参照しながら説明する。
＜全体構成＞
図１は、ＣＤＭＡ携帯端末装置１００の全体構成を示す機能ブロック図である。ＣＤＭＡ携帯端末装置１００は、図に見られるように、アンテナ１０、デュプレクス部１１、受信ＲＦ（Radio Frequency）部２０、局部発信部２５、ゲイン切り替え禁止部３０、受信ＩＦ（Intermediate Frequency）部４０、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換部４５、ＣＤＭＡモデム部５０、音声ＣＯＤＥＣ（COding DECoding）部６０、スピーカ６１、マイク６２、表示部７１、操作部７２、Ｄ／Ａ変換部８０、送信ＩＦ部８１、及び送信ＲＦ部９０から構成される。
【００１８】
ＣＤＭＡ携帯端末装置１００において、ゲイン切り替え禁止部３０以外の各要素は、従来のＣＤＭＡ携帯端末装置に用いられるものでよく、特に、ＣＤＭＡモデム部５０は、前述した１チップモデムを用いて実現されるとしてもよい。ＣＤＭＡ携帯端末装置１００を特徴付ける構成であるゲイン切り替え禁止部３０の詳細については、後述する。
アンテナ１０に受信されたＲＦ帯域の受信信号ＲｘＲＦは、デュプレクス部１１を経由して受信ＲＦ部２０へ送られる。
【００１９】
受信ＲＦ部２０は、ローノイズアンプ２１、バンドパスフィルタ２２、ミキサプリアンプ２３、及びミキサ２４を含む。
ローノイズアンプ２１は、受信信号ＲｘＲＦを、予め設定された２種類のゲインのうち制御信号ＧＣ２に応じて指定されるゲインで増幅してバンドパスフィルタ２２へ出力する。ローノイズアンプ２１のゲインは、０又は１の制御信号ＧＣ２を与えられた場合に、それぞれ、低ゲイン又は高ゲインに設定される。
【００２０】
バンドパスフィルタ２２は、ローノイズアンプ２１によって増幅された受信信号から、ＣＤＭＡ携帯通信サービスに用いられる周波数帯域の信号を通過させる。この通過周波数帯域は、例えば、前述したＩＳ−９５規格に従う北米のデジタルセルラ電話サービスでは、８６９〜８９４ＭＨｚである。この通過周波数帯域内には、具体的に、周波数分割された２０の通信チャネルが設けられ、各通信チャネルにおいて数百のユーザ個別の信号が符号分割多重される。
【００２１】
バンドパスフィルタ２２は、ミキサプリアンプ２３、及びゲイン切り替え禁止部３０へ、通過した信号を出力する。
ミキサプリアンプ２３は、バンドパスフィルタ２２を通過した信号を、予め設定された２種類のうち制御信号ＧＣ１に応じて設定されるゲインで増幅してミキサ２４へ出力する。ミキサプリアンプ２３のゲインは、０又は１の制御信号ＧＣ１を与えられた場合に、それぞれ、低いゲイン又は高いゲインに設定される。
【００２２】
ミキサ２４は、ミキサプリアンプ２３の出力信号を、局部発信部２５が発生する局発信号ＲＦＬｏｃａｌを用いてＩＦ帯域の受信信号ＲｘＩＦにダウンコンバートして出力する。
受信ＩＦ部４０は、バンドパスフィルタ４１、アンプ４２、及び直交復調部４３を含み、ＩＦ帯域の受信信号ＲｘＩＦを直交信号ＲｘＩ，Ｑに直交復調して、Ａ／Ｄ変換部４５へ出力する。Ａ／Ｄ変換部４５は、直交信号ＲｘＩ，Ｑをデジタル信号に変換してＣＤＭＡモデム部５０へ出力する。
【００２３】
ＣＤＭＡモデム部５０は、例えば、前述した１チップモデムを用いて実現される。ＣＤＭＡモデム部５０は、デジタル変換された直交信号ＲｘＩ，Ｑに逆拡散処理を行って情報信号を生成するとともに、所望信号のスペクトルパワーを算出し、算出されたスペクトルパワーに応じた制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２を出力する。
図２は、ＣＤＭＡモデム部５０において算出されるスペクトルパワーと出力される制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２の関係の一例を示すグラフである。制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２は、何れも２値信号であり、（１，１）、（０，１）、又は（０，０）の内容によって、受信ＲＦ部２０のゲインを、それぞれ大、中、又は小に制御する。
【００２４】
図に見られるように、受信ＲＦ部２０のゲインの大、中、及び小は、ＩＭＤテストの１と２、３と４、及び５と６に、それぞれ適合するように定められる。また、制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２の出力はヒステリシス制御される。
再び図１において、音声ＣＯＤＥＣ部６０は、情報信号を受話音声信号にアナログ変換してスピーカ６１から発音するとともに、マイク６２で取得された送話音声信号を情報信号にデジタル変換してＣＤＭＡモデム部５０へ出力する。
【００２５】
ＣＤＭＡモデム部５０は、音声ＣＯＤＥＣ部６０から与えられた情報信号に拡散処理を行って直交信号ＴｘＩ，Ｑを生成してＤ／Ａ変換部８０へ出力する。Ｄ／Ａ変換部８０は、直交信号ＴｘＩ，Ｑをアナログ信号に変換して送信ＩＦ部８１へ出力する。
送信ＩＦ部８１は、直交変調部８２、アンプ８３、バンドパスフィルタ８４を含み、アナログ変換された直交信号ＴｘＩ，ＱをＩＦ帯域の送信信号ＴｘＩＦに直交変調して、送信ＲＦ部９０へ出力する。
【００２６】
送信ＲＦ部９０は、ミキサ９１、バンドパスフィルタ９２、パワーアンプ９３を含み、ＩＦ帯域の送信信号ＴｘＩＦをＲＦ帯域の送信信号ＴｘＲＦにアップコンバートして、デュプレクス部１１を介してアンテナ１０から送信する。
なお、インターネットアクセスといったデータ通信を行う場合には、音声ＣＯＤＥＣ部６０は用いられない。ＣＤＭＡモデム部５０は、表示部７１及び操作部７２を介して利用者と情報をやり取りする。
【００２７】
＜ゲイン切り替え禁止部３０＞
ゲイン切り替え禁止部３０は、アンプ３１、参照電圧生成部３２、コンパレータ３３、シュミットトリガ３４、ＯＲゲート３５及び３６を含んで構成される。
アンプ３１は、例えば４０〜５０ｄＢ程度のゲインを有し、バンドパスフィルタ２２を通過した信号を増幅してコンパレータ３３へ出力する。コンパレータ３３は、アンプ３１から出力される信号のレベルが、参照電圧生成部３２が発生する参照電圧よりも小さいことを示す比較信号を出力し、シュミットトリガ３４を介してゲイン固定信号ＧfixとしてＯＲゲート３５及び３６へ出力する。
【００２８】
当該参照電圧は、受信ＲＦ部２０のゲインを最大にしても、ＦＥＲが前記所定の基準値よりも悪化しない妨害信号の強度の上限を示すように設定される。つまり、当該比較信号は、受信ＲＦ部２０のゲインを最大にした状態で固定してもＩＳ−９５規格が満たされることを表す。
ＯＲゲート３５及び３６は、ゲイン固定信号Ｇfixが出力されていなければ、ＣＤＭＡモデム部５０からの制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２を、それぞれ制御信号ＧＣ１及びＧＣ２として出力し、ゲイン固定信号Ｇfixが出力されていれば、制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２に関係なく、受信ＲＦ部２０のゲインを最大にした状態で固定するための制御信号ＧＣ１及びＧＣ２を出力する。
【００２９】
制御信号ＧＣ１及びＧＣ２によれば、受信ＲＦ部２０のゲインを最大にした状態で固定してもＩＳ−９５規格が満足される場合にゲイン切り替えを禁止するので、ＩＳ−９５規格に規定される通信品質を損なうことなく、ゲイン切り替えに起因する復号誤りを排除できる。
なお、ゲイン固定信号ＧfixはＣＤＭＡモデム部５０へも通知される。ＣＤＭＡモデム部５０は、ゲイン固定信号Ｇfixを参照することで自らが出力する制御信号ＶＧＣ１及びＶＧＣ２とは関係なく受信ＲＦ部２０のゲインが最大に固定されていることを知り、受信信号ＲｘＲＦの強度を正しく評価することができる。受信信号強度は、例えば送信出力を決定するために用いられる。
【００３０】
図３は、この一連のゲイン切り替え禁止処理を示すフローチャートである。ゲイン切り替え禁止処理は、ゲイン切り替え禁止部３０として例示したハードウェア回路によって実施されてもよく、また、図３に例示した手順を実行するコンピュータプログラムに応じて、ＣＤＭＡモデム部５０、若しくは、他のＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアを用いて実施されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係るゲイン切り替え禁止装置は、例えばＣＤＭＡ携帯端末装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＣＤＭＡ携帯端末装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】所望信号のスペクトルパワーと制御信号の関係を示すグラフである。
【図３】ゲイン切り替え制御処理を示すフローチャートである。
【図４】所望信号、妨害信号、及び相互変調歪みそれぞれの周波数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０    アンテナ
１１    デュプレクス部
２０    受信ＲＦ部
２１    ローノイズアンプ
２２    バンドパスフィルタ
２３    ミキサプリアンプ
２４    ミキサ
２５    局部発信部
３０    ゲイン切り替え禁止部
３１    アンプ
３２    参照電圧生成部
３３    コンパレータ
３４    シュミットトリガ
３５、３６  ＯＲゲート
４０    受信ＩＦ部
４１    バンドパスフィルタ
４２    アンプ
４３    直交復調部
４５    Ａ／Ｄ変換部
５０    ＣＤＭＡモデム部
６０    音声ＣＯＤＥＣ部
６１    スピーカ
６２    マイク
７１    表示部
７２    操作部
８０    Ｄ／Ａ変換部
８１    送信ＩＦ部
８２    直交変調部
８３    アンプ
８４    バンドパスフィルタ
９０    送信ＲＦ部
９１    ミキサ
９２    バンドパスフィルタ
９３    パワーアンプ
１００    ＣＤＭＡ携帯端末装置
【図１】
2005159450.tif 000004
【図２】
2005159450.tif 000005
【図３】
2005159450.tif 000006
【図４】
2005159450.tif 000007