(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＭＡ方式の通信システムにおける受信を行う基地局受信機であって、フィルタによる受信信号のフィルタリングの後の出力から受信入力の受信レベルを検出し、フィルタ入力レベルが設定値となるように自動利得制御を行うために用いる制御値を、受信すべき移動局が切り替わる度に、各移動局の受信レベル差に応じて予め保持してある制御値に切り替える基地局受信機において、
前記フィルタを複数の異なるフィルタで構成し、
受信すべき移動局が切り替わる期間において、複数の異なるフィルタを順次に選択して前記フィルタリングを行わせるフィルタ選択スイッチング手段を設けていることを特徴とする基地局受信機。
【請求項２】
アンテナから受信した信号を周波数変換する周波数変換手段と、
周波数変換された信号に対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、
ゲイン制御された信号をフィルタリングする、それぞれの特性が異なる複数のフィルタリング手段と、
フィルタリングされた信号を復調し、デジタルデータに変換する復調手段と、
復調されたデジタルデータからフレーム位置を検出するフレーム位置検出手段と、
フィルタリングされた信号から受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
フレーム位置からゲイン制御切替タイミングを生成するゲイン制御切替タイミング生成手段と、
受信レベルとゲイン制御切替タイミングとからゲイン制御値を算出するゲイン制御値算出手段と、
フレーム位置に基づいて、フィルタ切替のタイミングと、切り替えるフィルタ情報を生成するフィルタ切替タイミング生成手段と、
フィルタ切替のタイミングと、切り替えるフィルタ情報とから、複数のフィルタリング手段の何れかを順次に選択するフィルタリング切替手段とを有することを特徴とする基地局受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基地局受信機に関し、特に、ＴＤＭＡ方式の通信システムにおける受信を行う基地局受信機であって、フィルタによる受信信号のフィルタリングの後の出力から受信入力の受信レベルを検出し、フィルタ入力レベルが設定値となるように自動利得制御を行うために用いる制御値を、受信すべき移動局が切り替わる度に、各移動局の受信レベル差に応じて予め保持してある制御値に切り替える基地局受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、ＴＤＭＡ方式の通信システムにおける基地局受信機の従来例の構成を示すブロック図、図３は、図２の基地局受信機が受信する受信信号のフレーム構成を示す図である。この基地局受信機は、アンテナ３１と、周波数変換器３２と、ゲイン制御器３３と、フィルタ３４と、復調器３５と、受信レベル検出器３６と、ゲイン制御値算出器３７と、フレーム位置検出器３８と、ゲイン制御切替タイミング生成器３９とから構成されている。この基地局受信機において、受信信号は、アンテナ３１から取り込まれ、周波数変換器３２により周波数変換される。周波数変換された受信信号は、ゲイン制御器３３に渡され、ゲイン制御器３３は、渡された受信信号の受信レベルを制御する。受信レベルが制御された信号は、フィルタ３４に入力され、フィルタリングされる。フィルタリングされた信号は、復調器３５によってデジタルデータに復調される。
【０００３】
ここで、ＡＧＣ（自動利得制御）について説明する。先ず、ＡＧＣの追従動作について説明する。受信レベル検出器３６は、フィルタ３４の出力を受け取り、受信レベルを検出する。検出された受信レベルは、ゲイン制御値算出器３７に渡される。ゲイン制御値算出器は、渡された受信レベルからゲイン制御値を算出し、算出したゲイン制御値をゲイン制御器３３に与え、ＡＧＣを行わせる。次に、ＡＧＣの切り替え動作について説明する。フレーム位置検出器３８は、復調器３５の出力するフレーム構成のデジタルデータを入力し、ユニークワード部ＵＷを検出することによりフレーム位置を検出する。検出されたフレーム位置は、ゲイン制御切替タイミング生成器３９に渡される。ゲイン制御切替タイミング生成器３９は、現在受信している移動局と次に受信する移動局との受信レベル差に対してのゲイン制御値を切り替えるためのタイミングを生成する。このゲイン切替タイミングは、ゲイン制御値算出器に通知され、そのタイミングに合わせて、予め保持されている次の移動局のゲイン制御値に切替られる。そして、ゲイン制御切替タイミングが次に通知されるまでは、ＡＧＣ追従動作が行われる。
【０００４】
上述のＴＤＭＡ方式の通信システムにおいては、基地局の１つのチャネルを介して複数の移動局（図３においては４つの移動局Ｍ１〜Ｍ４）が接続される。これらの移動局Ｍ１〜Ｍ４が同時に送信を行うと、送信波が干渉し合うので、送信波が重なり合いあるいは干渉し合わないように、基地局が各移動局に対して、タイミング調整を行っている。例えば、図３（ａ）に示されるように、基地局受信機は、例えば、タイミングを４つ（Ｍ１〜Ｍ４）に時分割して移動局のそれぞれから送られるフレーム構成されたバースト送信（間欠送信）に対する受信を行っている。各移動局Ｍ１〜Ｍ４の送信のフレーム構成は、例えば、移動局２に関して図３（ｂ）の個別割り当てスロットのバースト信号として示されるように、ランプ部Ｒ、データ部ＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２、ユニークワード部ＵＷ、ガード部Ｇなどを含んでいる。ランプ部Ｒは、移動局の送信出力の立ち上がり時間であり、データ部ＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２は、通信での実データ送信時間であり、ユニークワード部ＵＷは、基地局受信機がフレーム位置を検出するために使用する固定パターンの送信時間であり、ガード部Ｇは、時間的に隣り合う移動局の干渉を防ぐための無送信時間である。また、上述のバースト信号の出力レベルの規格としては、図３（ｃ）に示されるような上下限が設けられている。
【０００５】
移動局の送信のフレーム構成は、このように規定されているので、移動局によるバースト信号送信においては、図３（ｃ）に示されるように、ランプ部Ｒにおいてバースト信号の立ち上がりを終了させ、ガード部Ｇにおいてバースト信号の立ち下がりを終了させる。他方、基地局受信機は、受信信号のフィルタリングの後に、受信入力の受信レベルを検出し、フィルタ入力レベルが設定値となるように自動利得制御（ＡＧＣ）を行う（なお、図３は、説明を容易にするために用いているが、実際には、図４のような規格に従って送信信号が構成されている）。
従来のＴＤＭＡ方式の基地局受信機は、図２に示されるように時不変フィルタによってフィルタリングを行い、復調処理を行ってきた。しかし、各移動局と、基地局との間には通常距離の差があり、その場合、各移動局に関する受信レベルに相対的な差が生じる。したがって、基地局受信機による受信に際し、受信する移動局が切り替わると、受信レベルも同時に切り替わることなる。
【０００６】
基地局が受信する移動局が切り替わる際のＡＧＣにおいて、各移動局の受信レベル差に対してあらかじめ保持してある制御値を切り替え、それから受信レベルに対しての追従制御が行われる。移動局切り替わり時でも基地局は連続受信するが、移動局切り替わりによって受信レベルが変動した信号は時間的に不連続な信号と同等な信号となる。そして基地局受信機のフィルタが時間的に不連続な信号をフィルタリングすると、時間的に不連続な信号の前後の信号に符号間干渉が生じ、復調データ生成時に誤って判定してしまう。
【０００７】
また、連続信号をフィルタリングする場合、フィルタ長が長いほど符号間干渉は小さく、帯域制限もより理想的なものに近付く（打ち切り誤差）。しかし、上述叙述のフィルタ長が短い方が遅延時間（フィルタに入力されたデータが出力されるまでの時間）が小さい。ＡＧＣでの制御値を算出するために使用する受信データは遅延時間が小さいほど受信レベルの変動に対して速く追従することができ、より理想的である。時不変フィルタでのフィルタ設計においては、この符号間干渉と遅延時間とを考慮する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の時不変フィルタでのＴＤＭＡ方式の基地局受信機では、接続している移動局が切り替わる毎に符号間干渉が発生し、復調データの劣化要因を含んだまま復調処理を行っているという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、現在受信している移動局から次に受信する移動局に切り替わるときに符号間干渉を生じさせない基地局受信機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明は、ＴＤＭＡ方式の通信システムにおける受信を行う基地局受信機であって、フィルタによる受信信号のフィルタリングの後に、受信入力の受信レベルを検出し、フィルタ入力レベルが設定値となるように自動利得制御を行うために用いる制御値を、受信すべき移動局が切り替わる度に、各移動局の受信レベル差に対して予め保持してある制御値に切り替える基地局受信機において、前記フィルタを複数の異なるフィルタで構成し、受信すべき移動局が切り替わる期間において、複数の異なるフィルタを順次に選択して前記フィルタリングを行わせるフィルタ選択スイッチング手段を設けている。
【００１１】
このような構成によれば、フィルタ選択スイッチング手段は、現在受信している移動局から次に受信する移動局に移行するときに、複数の異なるフィルタを順次に選択して前記フィルタリングを行わせるので、符号間の干渉の発生を防ぎ復調データの判定劣化を回避することができる。
【００１２】
また、本発明は、アンテナから受信した信号を周波数変換する周波数変換手段と、周波数変換された信号に対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、ゲイン制御された信号をフィルタリングするそれぞれの特性が異なる複数のフィルタリング手段と、フィルタリングされた信号を復調し、デジタルデータに変換する復調手段と、復調されたデジタルデータからフレーム位置を検出するフレーム位置検出手段と、フィルタリングされた信号から受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、フレーム位置からゲイン制御切替タイミングを生成するゲイン制御切替タイミング生成手段と、受信レベルとゲイン制御切替タイミングとからゲイン制御値を算出するゲイン制御値算出手段と、フレーム位置に基づいて、フィルタ切替のタイミングと、切り替えるフィルタ情報を生成するフィルタ切替タイミング生成手段と、フィルタ切替のタイミングと、切り替えるフィルタ情報とから、複数のフィルタリング手段の何れかを順次に選択するフィルタリング切替手段とを有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明のＴＤＭＡ方式の通信システムにおける基地局受信機の実施の形態を示すブロック図である。この基地局受信機は、アンテナ１１と、周波数変換器１２と、ゲイン制御器１３と、フィルタ１４１，１４２，〜，１４ｎと、フィルタ切替スイッチ１５と、復調器１６と、受信レベル検出器１７と、ゲイン制御値算出器１８と、出力端１９と、フレーム位置検出器２０と、ゲイン制御切替タイミング生成器２１と、フィルタ切替タイミング生成器２２とから構成されている。
【００１４】
先ず、図１の基地局受信機の復調動作について説明する。受信信号（信号フレームは図３に示されているものに従うものとする）は、アンテナ１１から取り込まれ、周波数変換器１２により周波数変換される。周波数変換された信号は、ゲイン制御器１３によって受信レベルが制御される。受信レベルが制御された信号は、フィルタ１４１，１４２，〜，１４ｎにそれぞれ入力され、フィルタリングされる。フィルタリングされたそれぞれの信号は、フィルタ切替スイッチ１５により、順次に選択され出力される（イニシャル時においては、フィルタ１４１の出力が最初に選択されるものとする）。選択されたフィルタ１４１，１４２，〜，１４ｎの出力は、復調器１６によってデジタルデータに復調され、出力端１９に出力される。
【００１５】
次に、上述の基地局受信機のＡＧＣ（自動利得制御）の追従動作について説明する。フィルタ１４１，１４２，〜，１４ｎのうちの何れか一つでフィルタリングされた信号がフィルタ切替スイッチ１５によって選択されると、受信レベル検出器１７は、これを入力し、受信レベルを検出する。検出された受信レベルは、ゲイン制御値算出器１８に入力され、これに基づいてゲイン制御値算出器１８は、ゲイン制御値を算出する。算出されたゲイン制御値は、ゲイン制御器１３に入力され、これに基づいて、ゲイン制御器１３が周波数変換器１２の出力に対するゲイン制御を行うことによりＡＧＣを実行する。
【００１６】
さらに、上述の基地局受信機のＡＧＣ（自動利得制御）の切り替え動作について説明する。フレーム位置検出器２０は、復調器１６が出力するデジタルデータを入力し、ユニークワード部ＵＷ（図３を参照のこと）を検出することによりフレーム位置を検出する。検出されたフレーム位置は、ゲイン制御切替タイミング生成器２１と、フィルタ切替タイミング生成器２２とに渡される。ゲイン制御切替タイミング生成器２１は、現在受信している移動局と、次に受信する移動局との受信レベル差に対してのゲイン制御値を切り替えるためのタイミングであるゲイン制御切替タイミングを生成する。生成されたゲイン制御切替タイミングは、ゲイン制御値算出器に通知され、そのタイミングで、予め保持されている次の移動局の制御値を切り替える。そして、ゲイン制御切替タイミングが次に通知されるまでは、ＡＧＣ追従動作が行われる。
【００１７】
次に、フィルタ切替について説明する。フィルタ切替タイミング生成器２２は、フレーム位置検出器２０が検出したフレーム位置に基づき、フィルタ切替を行うタイミングと、次に切り替えるフィルタ情報をフィルタ切替スイッチ１５に通知する。フィルタ切替スイッチ１５は、その通知を受けると、そのタイミングで、同時に通知された次に切り替えるフィルタ情報によるフィルタに切り替える。
フィルタ切替スイッチ１５は、新たにフィルタ切替タイミングが通知されない限り、最新の通知情報によるフィルタを使用し、フィルタリングを行う。しかし、フレーム位置が検出できていない場合には、初期のフィルタ１４１を使用し、フレーム位置が検出されない限り、フィルタを切り替えずにフィルタリングを行う。
【００１８】
さらに、フィルタ切替タイミング生成器２２の動作について、図３および下記の表を参照して説明する。なお、ここでは、説明を分かり易くするためにフィルタは、３個（ｎ＝３）で下記のようなフィルタ長を有するものとして説明している。
【００１９】
フィルタ種類      フィルタ長
フィルタ１４１    ３シンボル
フィルタ１４２    ２シンボル
フィルタ１４３    １シンボル
【００２０】
図３を参照すれば明らかなように、ガード部ＧのシンボルＧ［０］の位置は、検出したユニークワード部パターンの最後のシンボル位置ＵＷ［９］の１０１シンボル後ということが分かる。シンボルＧ［０］がフィルタ１４１によってフィルタリングされるタイミングになったとき、その前の２シンボルであるシンボルＤＡＴＡ２［９８］およびＤＡＴＡ２［９９］に符号間干渉が生じないように、フィルタ１４１からフィルタ１４２に切り替える情報をフィルタ切替スイッチ１５に通知する。データ部ＤＡＴＡ２のシンボルＤＡＴＡ２［０〜９９］に関するフィルタリングが終了したら、選択をフィルタ１４１に戻すための情報をフィルタ切替スイッチ１５に通知する。
【００２１】
ここで、ＡＧＣ切替によって生じる符号間干渉、そして上述叙述のフィルタ切替動作により、符号間干渉を除去できる仕組みについて詳細に説明する。
まず、ＡＧＣ切替によって生じる符号間干渉について説明する。ＡＧＣ制御値を切替えるということは、受信信号の振幅成分に変化を加えていることと同じである。搬送波に対して、ある方式に基づき振幅、位相、周波数のどれか１つまたは２つ以上を変化させたものが変調波であり、ＡＧＣ切替を行なうということは、元の変調に加えて、振幅変調を掛けるのと同じ操作をすることと考えることができる。そのためＡＧＣ切替を行なった瞬間の受信データは、基地局受信機にとっては符号間干渉の原因となる。
【００２２】
次に、符号間干渉除去の仕組みについて説明する。あるシンボルのフィルタリングを行なうためには、そのシンボルの時間的に前後数シンボル分のデータ（フィルタ長分）も同時に使用する必要がある。フィルタリングしたいシンボルがフィルタを通過する際、そのシンボルがフィルタの真中にきた時のフィルタ出力が、そのシンボルのフィルタリング出力である。
【００２３】
例として、フィルタ長が３シンボルで、あるシンボルの２シンボル後に符号間干渉の原因となるシンボルがある場合を考えると、あるシンボルをフィルタリングしようとする時、フィルタ長が３シンボルのままでは、その２シンボル後の符号間干渉の原因となるシンボルを使用しなければならず、そこで符号間干渉が発生する。そこで、フィルタ長を２シンボルに変えることによって、フィルタリングする時に符号間干渉の原因となるシンボルを使用しなくて済むので、符号間干渉が発生しない。その次のシンボルをフィルタリングする時は、フィルタ長を１シンボルに変えることにより、符号間干渉の原因となるシンボルを使用しなくても済む。その次は符号間干渉の原因になるシンボル自体のフィルタリング（フィルタの真中）なのでフィルタ長が１のままで変えない。同様に符号間干渉の原因になるシンボルがフィルタの真中以降を通過していく過程でフィルタ長を伸ばしていけば、符号間干渉の原因になるシンボル以外のシンボルに対して符号間干渉を引き起こすことは無い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上において説明したように構成されているので、現在受信している移動局から次に受信する移動局に移行するときに、フィルタ選択スイッチング手段が複数の異なるフィルタを順次に選択して前記フィルタリングを行わせるので、符号間の干渉の発生を防ぎ復調データの判定劣化を回避することができ、フィルタ切り替え時のバースト受信の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＴＤＭＡ方式の通信システムにおける基地局受信機の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】ＴＤＭＡ方式の通信システムにおける基地局受信機の従来例を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は基地局受信機に用いられる受信信号のフレーム構造を説明するための図である。
（ｂ）は１つの移動局に対するフレーム構成の内容を示す図である。
（ｃ）は送受信信号の出力変化を示す図である。
【図４】実際のシステムに用いられている受信信号のフレーム構造を示す図である。
【符号の説明】
１１  アンテナ、１２  周波数変換器、１３  ゲイン制御器、１４１，１４２，〜，１４ｎ  フィルタ、１５  フィルタ切替スイッチ、１６  復調器、１７  受信レベル検出器、１８  ゲイン制御値算出器、１９  出力端、２０  フレーム位置検出器、２１  ゲイン制御切替タイミング生成器、２２  フィルタ切替タイミング生成器。
【図１】
0004573462.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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