(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替え可能な第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを用いて基地局からの送信データをダイバーシティ受信する無線端末において、
前記第１の受信アンテナによって受信するレベルを測定する第１のレベル測定手段と、
前記第２の受信アンテナによって受信するレベルを測定する第２のレベル測定手段と、
前記第１のレベル測定手段によって測定した第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定手段によって測定した第２のレベル測定結果の平均値を算出する平均値算出手段と、
前記第１の受信アンテナによって受信するＲＳＳＩ値を測定する第１のＲＳＳＩ測定手段と、
前記第２の受信アンテナによって受信するＲＳＳＩ値を測定する第２のＲＳＳＩ測定手段と、
予め定められた熱雑音レベルおよび前記第１のＲＳＳＩ測定手段によって測定した第１のＲＳＳＩ値測定結果および前記第２のＲＳＳＩ測定手段によって測定した第２のＲＳＳＩ値測定結果に基づいて、前記平均値算出手段によって算出された前記平均値を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする無線端末。
【請求項２】
さらに、
前記第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定結果および前記第１のＲＳＳＩ値測定結果および前記第２のＲＳＳＩ値測定結果を格納するテーブル手段、
を備え、
前記補正手段は、前記熱雑音レベルおよび前記テーブル手段に格納された前記第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定結果および前記第１のＲＳＳＩ値測定結果および前記第２のＲＳＳＩ値測定結果に基づいて、前記平均値を補正することを特徴とする請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
さらに、
前記補正手段によって補正された補正レベルを前記基地局へ送信する送信手段、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線端末。
【請求項４】
さらに、
前記第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定結果および前記第１のＲＳＳＩ値測定結果および前記第２のＲＳＳＩ値測定結果を格納するテーブル手段、
を備え、
前記補正手段は、前記熱雑音レベルおよび前記テーブル手段に格納された前記第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定結果および前記第１のＲＳＳＩ値測定結果および前記第２のＲＳＳＩ値測定結果に基づいて、前記平均値を補正することを特徴とする請求項３に記載の無線端末。
【請求項５】
切り替え可能な第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを用いて基地局からの送信データをダイバーシティ受信する無線端末において実行されるレベル測定方法であって、
第１のレベル測定手段が、前記第１の受信アンテナによって受信するレベルを測定し、
第２のレベル測定手段が、前記第２の受信アンテナによって受信するレベルを測定し、
平均値算出手段が、前記第１のレベル測定手段によって測定した第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定手段によって測定した第２のレベル測定結果の平均値を算出し、
第１のＲＳＳＩ測定手段が、前記第１の受信アンテナによって受信するＲＳＳＩ値を測定し、
第２のＲＳＳＩ測定手段が、前記第２の受信アンテナによって受信するＲＳＳＩ値を測定し、
補正手段が、予め定められた熱雑音レベルおよび前記第１のＲＳＳＩ測定手段によって測定した第１のＲＳＳＩ値測定結果および前記第２のＲＳＳＩ測定手段によって測定した第２のＲＳＳＩ値測定結果に基づいて、前記平均値算出手段によって算出された前記平均値を補正する、
ことを特徴とするレベル測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ  ｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）移動体通信システムを構成する無線端末であって、切り替え可能な２系統のアンテナを用いてダイバーシティ受信を行う無線端末および該無線端末において実行されるレベル測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信システムにおいては多重波干渉によるフェージングの影響によって、受信性能の劣化を招くおそれがあった。このフェージングの影響を低減するために、空間、偏波、角度、周波数、あるいは時間的に独立な複数のアンテナブランチを用いて受信を行う無線端末が利用されている。【０００３】
図１は、従来のダイバーシティ受信機能を有する無線端末の構成例を示す図である。
図１において、携帯電話機等の無線端末１０は、第１の受信アンテナ１１と、第１のＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動ゲイン制御）回路１２と、第１の相関値算出部１３と、第１のパスプロファイル保存メモリ１４と、第２の受信アンテナ２１と、第２のＡＧＣ回路２２と、第２の相関値算出部２３と、第２のパスプロファイル保存メモリ２４と、レベル測定結果選択除去処理部３１とを備える。【０００４】
第１の受信アンテナ１１および第２の受信アンテナ２１は、無線端末１０と基地局４０と間の通信信号を送受信する。
第１のＡＧＣ回路１２は、前記第１の受信アンテナ１１が受信した受信信号を一定レベルまで増幅し、第２のＡＧＣ回路２２は、前記第２の受信アンテナ２１が受信した受信信号を一定レベルまで増幅する。第１の相関値算出部１３は、前記第１の受信アンテナ１１で受信して前記第１のＡＧＣ回路で増幅した受信信号と逆拡散符号との相関値を求め、第２の相関値算出部２３は、前記第２の受信アンテナ２１で受信し前記第２のＡＧＣ回路で増幅した受信信号と逆拡散符号との相関値を求める。第１のパスプロファイル保存メモリ１４は、前記第１の相関値算出部１３で算出したＥｃ／Ｎ０（Ｅｃ／Ｎ０１）をパスプロファイルとして保存し、第２のパスプロファイル保存メモリ２４は、前記第２の相関値算出部２３で算出したＥｃ／Ｎ０（Ｅｃ／Ｎ０２）をパスプロファイルとして保存する。【０００５】
そして、レベル測定結果選択除去処理部３１は、前記第１のバスプロファイル保存メモリに保存されたＥｃ／Ｎ０１と前記第１のバスプロファイル保存メモリに保存されたＥｃ／Ｎ０１とを比較して、低い方の値を破棄して高い方の値を選択し、それ（高い方の値）を基地局４０に報告する。【０００６】
すなわち、無線端末１０は、第１の受信アンテナ１１および第２の受信アンテナ２１のそれぞれにおいてレベル測定を行い、その中で最大のレベル測定値を採用し他のレベル測定値は破棄して基地局４０に報告を行っていた（例えば、日本国特許公開公報特開２００２−１７１２１０号公報参照。）。
【発明の開示】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来技術においては、最大のレベル測定値のみを基地局に報告するレベル測定値として用いて、もう一方のレベル測定値については破棄してしまうため、ダイバーシティ受信の効果を十分に利用することができないという問題点があった。
【０００８】
また、従来の携帯電話機等の無線端末の構成では受信信号に対して相関電力を求め、その結果を積分した値をパス窓の幅の分記憶しておく必要がある。そのための膨大なメモリが必要となり、さらに受信アンテナごとに積分結果を保存しておく必要があり、回路規模の増大の要因となっているという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、メモリ量を減らした上で通信レベルを劣化させない無線端末および該無線端末において実行されるレベル測定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の無線端末は、切り替え可能な第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを用いて基地局からの送信データをダイバーシティ受信する無線端末であって、前記第１の受信アンテナによって受信するレベルを測定する第１のレベル測定手段と、前記第２の受信アンテナによって受信するレベルを測定する第２のレベル測定手段と、前記第１のレベル測定手段によって測定した第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定手段によって測定した第２のレベル測定結果の平均値を算出する平均値算出手段と、前記第１の受信アンテナによって受信する受信信号強度検出値を測定する第１の受信信号強度検出測定手段と、前記第２の受信アンテナによって受信する受信信号強度検出値を測定する第２の受信信号強度検出測定手段と、予め定められた熱雑音レベルおよび前記第１の受信信号強度検出測定手段によって測定した第１の受信信号強度検出値測定結果および前記第２の受信信号強度検出測定手段によって測定した第２の受信信号強度検出値測定結果に基づいて、前記平均値算出手段によって算出された前記平均値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の無線端末は、さらに、前記第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定結果および前記第１の受信信号強度検出値測定結果および前記第２の受信信号強度検出値測定結果を格納するテーブル手段を備え、前記補正手段が、前記熱雑音レベルおよび前記テーブル手段に格納された前記第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定結果および前記第１の受信信号強度検出値測定結果および前記第２の受信信号強度検出値測定結果に基づいて、前記平均値を補正することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の無線端末は、さらに、前記補正手段によって補正された補正レベルを前記基地局へ送信する送信手段を備えることが望ましい。
また、本発明の一態様によれば、本発明のレベル測定方法は、切り替え可能な第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとを用いて基地局からの送信データをダイバーシティ受信する無線端末において実行されるレベル測定方法であって、第１のレベル測定手段が、前記第１の受信アンテナによって受信するレベルを測定し、第２のレベル測定手段が、前記第２の受信アンテナによって受信するレベルを測定し、平均値算出手段が、前記第１のレベル測定手段によって測定した第１のレベル測定結果および前記第２のレベル測定手段によって測定した第２のレベル測定結果の平均値を算出し、第１の受信信号強度検出測定手段が、前記第１の受信アンテナによって受信する受信信号強度検出値を測定し、第２の受信信号強度検出測定手段が、前記第２の受信アンテナによって受信する受信信号強度検出値を測定し、補正手段が、予め定められた熱雑音レベルおよび前記第１の受信信号強度検出測定手段によって測定した第１の受信信号強度検出値測定結果および前記第２の受信信号強度検出測定手段によって測定した第２の受信信号強度検出値測定結果に基づいて、前記平均値算出手段によって算出された前記平均値を補正することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、通信レベルを劣化させることなくメモリ量を減らすことができ、これにより回路規模を小さくするとともに、省電力化、低コスト化を実現することが可能な無線端末および該無線端末において実行されるレベル測定方法を提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のダイバーシティ受信機能を有する無線端末の構成例を示す図である。
【図２】本発明を適用した無線端末の構成例を示す図である。
【図３】レベル測定結果の具体的な補正の例を示す図である。
【図４】図３のグラフに具体的な数式を割り当てた一例のグラフである。
【図５】本発明を適用したレベル測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】補正値をテーブル化した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明を適用した実施の形態を説明する。
本発明は、ダイバーシティ受信機能を有するＷ−ＣＤＭＡ方式の携帯電話機等の無線端末において、パスサーチの電力プロファイルを用いたレベル測定で熱雑音近辺での基地局への正確なレベル測定結果報告を実現する。【００１６】
本発明を実現するために、本発明を適用した無線端末は、複数の受信アンテナそれぞれのレベル測定結果の平均を取って、それを１個のメモリに保持することを特徴とする。そして、平均化した際にそれぞれの受信アンテナ毎の熱雑音の影響によりレベル測定値が減少することを抑止するために、熱雑音レベルが既知であること、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信信号強度検出）値が受信アンテナごとにそれぞれ求まっていることを利用して、平均化したレベル測定結果より熱雑音レベルの影響を除去するための補正処理を行い、その結果を基地局に報告することを特徴とする。さらに、この補正を計算で行った場合に計算量が増大して消費電力が増大してしまう可能性があるため、その補正値をテーブルとして保持し、それにより補正したレベル測定結果を基地局に報告することを特徴とする。【００１７】
図２は、本発明を適用した無線端末の構成例を示す図である。
図２において、携帯電話機等の無線端末６０は、従来の無線端末１０が備えていた第１の受信アンテナ１１、第２の受信アンテナ２１、第１のＡＧＣ回路１２、第２のＡＧＣ回路２２、第１の相関値算出部１３、第２の相関値算出部２３を備え、さらに、従来の無線端末１０が備えていない加算器８１を備えている。【００１８】
また、無線端末６０は、従来の無線端末１０が備えていた第１のパスプロファイル保存メモリ１４と第２のパスプロファイル保存メモリ２４の代わりにパスプロファイル保存メモリ８２を備えている。そして、無線端末６０は、従来の無線端末１０が備えていたレベル測定結果選択所予処理部３１を備えず、レベル測定結果補正処理部８３を備える。【００１９】
加算器８１は、第１の受信アンテナ１１および第２の受信アンテナ２１によって受信したそれぞれの受信信号を、第１のＡＧＣ回路１２および第２のＡＧＣ回路２２のそれぞれで増幅したものに対して、第１の相関値算出部１３および第２の相関値算出部２３でそれぞれパスサーチ相関電力を求め、これらのパスサーチ相関電力を平均化して、平均化したパスサーチ相関電力をパスプロファイル保存メモリ８２に転送する。【００２０】
そして、レベル測定結果補正処理部８３は、熱雑音の影響を受けない範囲では加算器８１で平均化したパスサーチ相関電力を無線端末６０のレベル測定結果として用いるが、熱雑音によるそれぞれのパスサーチ相関電力値が低下することにより平均値も低下することを抑止するために、あらかじめ既知である熱雑音レベルを、第１の受信アンテナ１１によって求まるＲＳＳＩ値（ＲＳＳＩ１）および第２の受信アンテナ２１によって求まるＲＳＳＩ値（ＲＳＳＩ２）より減算し、理想的な（熱雑音の影響を受けていない）ＲＳＳＩ値と比較し、その比較結果により平均化されたレベル測定結果より補正することにより熱雑音の影響を受けていないレベル測定結果を逆算するという補正処理を行う。【００２１】
上述のような補正処理についてはファームウェアによる処理となるために、回路の増加には繋がらない。
図３は、レベル測定結果の具体的な補正の例を示す図である。【００２２】
図３において、点線１００は、理想的なＥｃ／Ｎ０を示し、実線１０１は、平均化したＥｃ／Ｎ０を示す。
熱雑音の影響を受けていない領域、すなわち、ＲＳＳＩ値がＲ１より大きい領域においては、両者はほぼ同一であるので補正の必要は無いが、熱雑音を影響を受け始めるＲＳＳＩ値の値Ｒ１より小さい領域、例えば、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のような領域においては、平均化することによりＥｃ／Ｎ０は小さくなってしまう（最大３ｄＢ下がる）ので、補正処理により実線１０１を点線１００に近づけることが出来る。【００２３】
レベル測定結果補正処理部８３による補正処理を実行することによって、図３に示すように、例えば第１の受信アンテナ１１あるいは第２の受信アンテナ２１の何れかのＲＳＳＩ値が極端に悪くなり、レベル測定結果に誤差が出るような場合であっても補正が可能となり、理想的なレベル測定結果を得ることができる。【００２４】
以上により、第１の受信アンテナ１１および第２の受信アンテナ２１がともに熱雑音の影響を受けない範囲では、第１の受信アンテナ１１および第２の受信アンテナ２１両方のレベル測定結果を平均化して最良の測定結果を報告することができ、さらに第１の受信アンテナ１１あるいは第２の受信アンテナ２１の何れか一方のみ受信レベルが極端に低い場合でも正確な測定結果を報告することができる。さらに保持しておくレベル測定結果は第１の受信アンテナ１１あるいは第２の受信アンテナ２１の何れか１個分のみなので、回路の削減につなげることができる。【００２５】
次に、具体的な補正方法を数式で導出する方法について説明する。
まず、以下の通りに各ＲＳＳＩ値およびＥｃ／Ｎ０を決める（いずれも真値）
ＲＳＳＩ１      ・・・  （第１の受信アンテナ１１が測定したＲＳＳＩ値）
ＲＳＳＩ２      ・・・  （第２の受信アンテナ２１が測定したＲＳＳＩ値）
ＲＳＳＩ１'      ・・・  （ＲＳＳＩ１に熱雑音が付加されたもの）
ＲＳＳＩ２'      ・・・  （ＲＳＳＩ２に熱雑音が付加されたもの）
（Ｅｃ／Ｎ０）ｎｏｉｓｅ      ・・・  （第１の受信アンテナ１１と第２の受信アンテナ２１のＥｃ／Ｎ０を平均化したもの（熱雑音の影響あり））
Ｎｔ      ・・・  （温度や無線端末の特性により定まる熱雑音）
そして、Ｎｔ付近になったとき、Ｅｃ／Ｎ０値を以下のようにして補正する。
（１）熱雑音の影響が出る付近でのＥｃ／Ｎ０は、熱雑音の影響を受けていないときの値Ｅｃ／Ｎ０を（Ｅｃ／Ｎ０）ｏｒｇとすると、各アンテナのパスサーチ結果より算出される値は、
【数１】
0004603076.tif 000002
・・・  （第１の受信アンテナ１１が測定したレベル）
【数２】
0004603076.tif 000003
・・・  （第２の受信アンテナ２１が測定したレベル）
（２）ここで、ＲＳＳＩ１およびＲＳＳＩ２は以下のように求まる。
ＲＳＳＩ１＝ＲＳＳＩ１'−Ｎｔ      ・・・  （第１の受信アンテナ１１が測定したＲＳＳＩ値）
ＲＳＳＩ２＝ＲＳＳＩ２'−Ｎｔ      ・・・  （第２の受信アンテナ２１が測定したＲＳＳＩ値）
（３）（Ｅｃ／Ｎ０１）ｏｒｇと（Ｅ／Ｎ０２）ｏｒｇは、熱雑音の影響を取り除いたレベル測定結果を表していて、その場合両方とも同じ値になるはずなので、以下のようにする。
【数３】
0004603076.tif 000004
（４）そして、以上より出力される（Ｅｃ／Ｎ０）ｎｏｉｓｅは下記のようになり、
【数４】
0004603076.tif 000005
よって、熱雑音の影響を受けないとしたときの理想的な（Ｅｃ／Ｎ０）ｏｒｇは、
【数５】
0004603076.tif 000006
（５）以上より、レベル測定結果より得られる（Ｅｃ／Ｎ０）ｎｏｉｓｅにより補正した値を求めることができる。
（６）そして、上記の補正式を、熱雑音レベルが無線機固有に決まることにより、テーブル化して無線端末６０内に保持する。【００２６】
上記補正式により得られる補正結果のグラフを図４に示す。
図４に示したグラフの測定条件は、二本ある受信アンテナ（第１の受信アンテナ１１および第２の受信アンテナ２１）のうちの一本のＲＳＳＩを固定（＝−６０ｄＢｍ）にし、もう一方を徐々にＲＳＳＩ値を下げていくことによりＥｃ／Ｎ０の変化を出力させている。基地局４０からのＥｃ／Ｎ０は−１０ｄＢ固定である。熱雑音レベルは−１０２ｄＢｍとしている。【００２７】
図４において、点線は従来技術の第１の受信アンテナ１１および第２の受信アンテナ２１のＥｃ／Ｎ０を個別に出力したときの結果であり、破線は本実施の形態におけるメモリ削減のため平均化したＥｃ／Ｎ０値を出力したものであり、実線はその平均化したＥｃ／Ｎ０に対して上記補正式で導出した補正値を適用したものである。【００２８】
図４に示したように、平均化したＥｃ／Ｎ０は片側の受信アンテナの入力レベルが下がっていくことによって本来のレベル測定結果である−１０ｄＢより低い値が得られるのを、上記補正式を用いて補正が可能であることを示している。また、点線の片側の受信アンテナのＥｃ／Ｎ０値はＲＳＳＩ値が下がることにより、平均化していないために極端に下がることを示している。この場合はよりＲＳＳＩ値が高い方の受信アンテナのＥｃ／Ｎ０の値を基地局４０に報告することになるが、例えばどちらの受信アンテナも本グラフの−９０ｄＢｍ程度のＲＳＳＩ値であるときには、正確なレベル測定結果を報告できないことになる。【００２９】
図５は、本発明を適用したレベル測定処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ５１において、受信処理が開始されると、ステップＳ５２において、ＡＧＣ後に得られたＲＳＳＩ１およびＲＳＳＩ２を取得する。【００３０】
そして、ステップＳ５３において、ＲＳＳＩ１あるいはＲＳＳＩ２が、熱雑音の影響を受け始める値である所定の値Ｘより小さいか否かを判断する。なお、所定の値Ｘは、あらかじめシミュレーションにより求めておき、不揮発値として無線端末６０内に格納している。【００３１】
ＲＳＳＩ１あるいはＲＳＳＩ２が所定の値Ｘより小さい場合（ステップＳ５３：Ｙ）は、ステップＳ５４において、上述の補正計算を行い、ステップＳ５５において、ステップＳ５４で得られた補正結果をレベル測定結果として基地局４０に報告する。【００３２】
他方、ＲＳＳＩ１あるいはＲＳＳＩ２が所定の値Ｘより小さくない場合、すなわち、ＲＳＳＩ１およびＲＳＳＩ２の双方が所定の値Ｘ以上である場合（ステップＳ５３：Ｎ）は、ステップＳ５６において、パスサーチ処理により得られたＥｃ／Ｎ０をそのままレベル測定結果として基地局４０に報告する。【００３３】
なお、上述の（１）乃至（５）の補正式よる補正値を求める処理をファームウェアに行わせることにより、処理量の増大が懸念される場合は、図６のように各Ｅｃ／Ｎ０（出力されたＥｃ／Ｎ０、補正されたＥｃ／Ｎ０）、各ＲＳＳＩ（出力されたＲＳＳＩ１、出力されたＲＳＳＩ２）の値により、補正値をテーブル化したものを無線端末６０の内部に格納することにより、計算処理の軽減が可能である。なお、図６については、熱雑音レベルを１０２ｄＢｍとして、補正値を算出している。【００３４】
以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。
【図１】
0004603076.tif 000007
【図２】
0004603076.tif 000008
【図３】
0004603076.tif 000009
【図４】
0004603076.tif 000010
【図５】
0004603076.tif 000011
【図６】
0004603076.tif 000012