(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数チャネルの出力信号の、ＦＩＲフィルタ処理、チャネル合成処理、及び電力比調整処理を行う無線通信装置において、
１チャネル分の拡散信号を1ビットずつＦＩＲフィルタリング及び電力比調整するＦＩＲフィルタを複数と、該複数のＦＩＲフィルタの出力信号を合成するチャネル合成部によって構成され、
前記ＦＩＲフィルタが、入力信号を1クロックずつ遅延させるシフトレジスタ列と、複数のレジスタ出力にそれぞれの遅延量に対応したフィルタ係数を掛け合わせる重み付け演算部と、重み付け演算部の複数の演算結果が入力される第１及び第２の加算器と、その２つの出力を足し合わせる第３の加算器によって構成され、
前記第１の加算器の出力には電力比を変更する前の電力係数βoを掛け合わせ、第２の加算器の出力には電力比を変更した後の電力係数βnを掛け合わせ、前記重み付け演算部の複数の演算結果のうち、前記シフトレジスタ列によって受ける遅延量が小さいものから大きいものの順に、電力係数が切り替えられた場合に１クロック毎に、前記第１の加算器における加算イネーブル信号をオフにし、前記第２の加算器における加算イネーブル信号をオンにするように制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置であって、前記ＦＩＲフィルタと制御部が別々の半導体装置により構成されており、請求項１に記載の電力係数の設定を切り替える指示を出す信号を、該制御部から制御用バスの入出力ピンを経由して前記ＦＩＲフィルタに伝えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置であって、前記ＦＩＲフィルタと制御部が別々の半導体装置により構成されており、請求項１に記載の電力係数の設定を切り替える指示を出す信号を、該制御部から専用の入出力ピンを経由して前記ＦＩＲフィルタに伝えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置であって、もとの入力信号の周波数のＮ倍の周波数でＦＩＲフィルタの入力をオーバーサンプルし、前記シフトレジスタ列および前記重み付け演算部を、Ｎクロックに１回のみシフトするシフトレジスタ列と、Ｎ個の係数を１クロック毎に切り替えながら選択するセレクタと、1ビットの掛算と等価演算をする排他的論理和回路により構成することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信装置であって、フィルタ係数に左右対称な値を設定し、同じ値の係数については保持用レジスタを共通化することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変復調処理の過程において、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタ処理、チャネル合成処理、及び電力比調整処理を行う通信方式による無線通信端末装置のハードウェア構成に関する。特に広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）方式の移動体通信システムで使用される無線通信装置に適する。
【０００２】
【従来の技術】
図１により、ＣＤＭＡ方式の移動通信システムに使用される無線通信端末の構成について説明する。アンテナ１０８より受信された搬送波周波数の受信信号は無線部１０１において周波数を下げられ、無線部インタフェース１０２においてデジタル信号に変換される。その後信号はベースバンド処理部１０９内のセルサーチ部１０５及び復調部１０４に入力される。セルサーチ部１０５は電源投入時の初期同期補足及び、移動により通信区域が変わり、通信対象となる基地局を切り替える(ハンドオーバ)場合の他基地局信号の同期補足を行う。復号部１０４は、受信データの逆拡散、検波、ＲＡＫＥ合成、デインタリーブ及び誤り訂正を行う。復号された伝送信号はユーザインタフェース部１０７を介して出力され、その後の処理に供される。また、基地局へ送信する送信信号はユーザインタフェース部１０７を介して送信部１０３に入力される。送信部１０３は、送信信号の符号化、インタリーブ、送信フォーマット構成、拡散、電力比調整、チャネル合成及びＦＩＲフィルタリングを行う。フィルタリングされた送信信号はベースバンド処理部１０９から出力され、無線インタフェース部１０２においてアナログ信号に変換され、無線部１０１を通じてアンテナ１０８から送信される。端末の構成方法により、ＦＩＲフィルタ１１０はベースバンド処理部１０９ではなく無線インタフェース部１０２に入れられる場合もある。制御部１０６ではＣＰＵ又はＤＳＰを用いて各部へのパラメータ値の設定やタイミング管理等を行う。端末構成として、ベースバンド処理部１０９のみを１つの半導体装置(チップ)とする場合もあるし、制御部１０６やユーザーインタフェース部１０７、無線インタフェース部１０２のうちいずれか又は全部と同一の半導体装置(チップ)に収容される場合もある。本発明はこれらのうち特に送信部の電力比調整部１１２、チャネル合成部１１１、ＦＩＲフィルタ１１０に関する。
【０００３】
図２により、Ｗ−ＣＤＭＡの国際標準化団体、３ＧＰＰ(Third Generation Partnership Project)が標準化したＩＭＴ−２０００、ＤＳ−ＣＤＭＡ(ＦＤＤモード)の無線通信規格によって定められた送信部の拡散変調、電力比調整、チャネル合成及びＦＩＲフィルタリングの信号処理順序と内容について説明する。ＦＩＲフィルタについては、タップ長１２、係数１２ビットの場合を例として示す。タップ長及び係数のビット幅は端末により他の値を取る場合もある。前記規格において、端末が送信する上りチャネルには、ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control CHannel）とＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data CHannel）の２種類がある。ＤＰＣＣＨは送信電力制御コマンドや同期補足用のパイロット信号等、物理レイヤの制御に使用される情報が伝送され、１端末につき１チャネルに限定されている。一方ＤＰＤＣＨはユーザーデータが伝送され、データ量により１端末に２チャネル以上収容される場合もある。これら複数のチャネルはそれぞれが拡散変調部２０１においてＱＰＳＫ拡散され、Ｉ成分とＱ成分に分かれる。拡散後の信号ＤＰＣＣＨ_Ｉ、ＤＰＣＣＨ_ＱとＤＰＤＣＨ_Ｉ、ＤＰＤＣＨ_Ｑは、電力比調整部２０２でチャネル毎に異なる電力係数βｃ、βｄを掛けて電力比を調整された後、チャネル合成部２０３で足し合わされ、FIRフィルタ２０４を通って送信される。
【０００４】
電力係数βは主にチャネルの拡散比によって決定される。拡散比とは、元のデータ１ビットに対し、拡散後のデータが何ビットになるかの割合のことであり、拡散比が大きいほど、元のデータ１ビットに対し拡散後のデータが数多く送られるため、元のデータ１ビットあたりの送信電力が大きくなる。チャネルによって拡散比が異なるため、このビットあたりの送信電力がほぼ等しくなるように電力係数βを設定することが多い。
【０００５】
更にＷ−ＣＤＭＡシステムでは可変データレート伝送をサポートしているため、ＤＰＤＣＨの拡散比は最短１フレーム単位で切り替えられる。拡散比が変わるのに伴い、電力係数βも切り替えられる。この切り替え指示は端末の制御部１０６からベースバンド処理部１０９内の電力比調整部１１２へと与えられる。制御部１０６とベースバンド処理部１０９がそれぞれ異なる半導体装置(チップ)により構成されている場合には、この切り替え指示は制御用バスの入出力ピンを経由してベースバンド処理部１０９に送られることが多い。もちろん専用ピンを経由して送ることも可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＩＲフィルタでは図３に示すように、内部で入力信号をシフトレジスタ列によって遅延させ、各レジスタ出力を係数と掛算した結果を全て加算し、出力する。入力信号のビット幅が大きいと、シフトレジスタ列のフリップフロップが増え、掛算器のビット幅も広くなるため、ゲート数及び消費電力が大きくなる。
【０００７】
図２の処理順序ではＦＩＲフィルタの入力信号が５ビット幅になるのに対し、図４に示すように電力比調整部４０２、チャネル合成部４０３と演算の順番を入れ替え、ＤＰＣＣＨ_Ｉ、ＤＰＣＣＨ_ＱとＤＰＤＣＨ_Ｉ、ＤＰＤＣＨ_Ｑを個別にＦＩＲフィルタ４０１に通すことにすれば、入力信号のビット幅が１ビットになるため、掛算器をビット毎の排他的論理和回路に等価的に置き換える事ができ、ゲート数が低減される。
【０００８】
しかし電力係数βが送信途中に切り替えられると、図４の構成ではＦＩＲフィルタで平滑化された後に電力比調整を行うため、電力係数が切り替えられた瞬間に送信出力がステップ状に変化し、その瞬間出力信号の周波数特性が崩れてしまう。つまり図４の回路では図２の回路と等価にならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明では、図５に示すように従来構造のＦＩＲフィルタにおける加算器３０１を２つに分け、片方の加算器５０５の出力５０１に切り替え前の電力係数５０２を掛け合わせ、もう片方の加算器５０６の出力５０３に切り替え後の電力係数５０４を掛け合わせ、その結果を更に加算したものをＦＩＲフィルタ出力とする。通常は全ての出力を５０５で加算しているが、電力係数が切り替えられた瞬間から、係数Ｃ０の出力、係数Ｃ１の出力、、、と１クロック毎に５０６で加算するように変えていく。係数Ｃ１２の出力まで全部５０６で加算されるようになったら、５０２に切り替え後の電力係数をセットしなおし、再び全部を５０５で加算するよう切り替える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図５を用いて本発明の第一の実施例を説明する。
【００１１】
図右側から入力された信号は、シフトレジスタにより１クロックずつ遅延され、それぞれの遅延に応じたフィルタ係数C０〜C１１と掛け合わされ、２つの加算器５０５、５０６に入力される。加算器５０５と５０６に対する加算イネーブル信号は、上記入力信号を５０５で加算するか、５０６で加算するかを選択する。つまり入力はどちらか一方の加算器でしか加算されない。通常は全ての出力を５０５で加算しているが、電力係数が切り替えられた瞬間から、係数Ｃ０の出力、係数Ｃ１の出力、、、と１クロック毎に５０６で加算するように変えていく。係数Ｃ１２の出力まで全部５０６で加算されるようになったら、５０２に切り替え後の電力係数をセットしなおし、再び全部を５０５で加算するよう切り替える。このように分けられた加算出力のうち、加算器５０５の出力５０１には切り替え後の電力係数５０２を掛け合わせ、加算器５０６の出力５０３には切り替え前の電力係数５０４を掛け合わせ、その後で２つの結果を足し合わせて出力する。
【００１２】
次に図６と図７を用いて本発明の第二の実施例を説明する。
【００１３】
ＦＩＲフィルタの応答特性を良くする為に、内部で入力信号を４倍にオーバーサンプルして計算する場合(オーバーサンプル数は他の値も取りうる)、入力信号は図６のタイムチャートの６０１に示すように、４クロックに１回のみ値を持ち、他の３回は０となる。この入力をシフトレジスタで遅延させて係数と掛け合わせる部分を図６に示すように４つのシフトレジスタ６０２と掛算器６０３、１つの加算器６０４で構成した場合、４つのうち３つまでは実際には０との掛算を行っていることになり、回路効率が悪い。そこでこの部分を図７に示すように、４クロックに１回のみシフトするシフトレジスタ７０１と、４つの係数を１クロック毎に切り替えながら選択するセレクタ７０２、掛算器７０３により等価的に構成すると、回路規模及び消費電力の低減が可能である。本発明では、掛算器７０３を排他的論理和回路で等価的に構成することが可能なため、更に回路規模及び消費電力が低減される。
【００１４】
次に本発明の第三の実施例を説明する。
【００１５】
ＦＩＲフィルタの係数を左右対称になるように設定し、係数を保持するレジスタを左右で共有化することにより回路規模の低減が可能である。例えば、図５のC0＝C11、C1＝C10、、、というように設定する。
【００１６】
【発明の効果】
本発明では第一の実施例で説明した電力係数の掛算方法と、第二の実施例で説明したデータシフト及び係数掛算の方法及び第三の実施例で説明した係数の対照性を併用することにより、従来のＦＩＲフィルタに比べて回路規模を約四分の一に削減可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＤＭＡ方式の移動通信システムに使用される移動端末の構成を示す図である。
【図２】３ＧＰＰ規格で定められた電力比調整、チャネル合成、及びＦＩＲフィルタリングの処理順序と内容を示す図である。
【図３】従来のＦＩＲフィルタの内部構成を示す図である。
【図４】本発明におけるＦＩＲフィルタリング、電力比調整、及びチャネル合成の処理順序と内容を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例におけるＦＩＲフィルタの内部構成を示す図である。
【図６】従来のＦＩＲフィルタの内部構成の一部とそのタイムチャートを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例において、図６と等価なＦＩＲフィルタの内部構成の一部とそのタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
１０１・・・無線部、１０２・・・無線部インタフェース、１０３・・・送信部、１０４・・・受信部、１０５・・・セルサーチ部、１０６・・・制御部、１０７・・・ユーザインタフェース部、１０８・・・アンテナ、１０９・・・ベースバンド処理部、１１０、２０４、４０１・・・ＦＩＲフィルタ、１１１、２０３、４０３・・・チャネル合成部、１１２、２０２、４０２・・・電力比調整部、２０１・・・拡散変調部、３０１・・・加算器、５０１、５０３・・・部分加算後出力信号、５０２・・・変更後電力係数、５０４・・・変更前電力係数、５０５、５０６・・・加算器、６０１・・・フィルタ入力信号タイムチャート、６０２・・・シフトレジスタ、６０３・・・掛算器、６０４・・・加算器、７０１・・・シフトレジスタ、７０２・・・セレクタ、７０３・・・掛算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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