(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散された基地局からの信号を逆拡散して復調するため，拡散チップレート帯域の信号に検波し，前記検波信号をアナログ／ディジタル変換し，ディジタルデータ形式の拡散信号に対して受信側で作成した拡散符号との相関演算を実施し，前記相関演算結果に基づき拡散符号同期を捕捉及び保持する機能を備えた移動通信端末において，
中間周波数帯域において，拡散符号の所定の部分系列をタップ係数とするマッチドフィルタ手段と，前記マッチドフィルタの出力として現れる相関のピークをしきい値と比較して検出する比較手段と，前記比較手段の検出結果をトリガ信号として初期化パルスを発生する初期化パルス発生手段と
前記初期器化パルスで初期化を行い，受信側で作成する拡散符号の位相情報を発生する拡散符号タイミング発生手段と，
間欠受信動作の休止期間においては，前記検波あるいはアナログ／ディジタル変換あるいは，ディジタルデータ形式の相関演算の少なくとも一つを休止させ，休止期間を解除する際に前記拡散符号タイミング発生手段の出力する位相情報を初期値として逆拡散動作を開始させる制御手段を
備えたことを特徴とする移動通信端末。
【請求項２】
逆拡散部を複数有し，複数の逆拡散出力を合成するレイク受信手段をさらに備え，その内部手段として，休止期間を解除する際には，一旦合成機能を停止し，一定期間は前記拡散符号タイミング発生手段の位相情報に基づく前記逆拡散出力を選択して出力するレイク合成手段を備え，
前記制御手段は前記休止期間の解除を指示する信号を前記レイク合成手段に出力することを特徴とする請求項1記載の移動通信端末。
【請求項３】
前記マッチドフィルタ手段は弾性表面波フィルタ及び，前記弾性表面波フィルタの出力を増幅するバッファアンプにより構成することを特徴とする請求項1または２記載の移動通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動端末装置に関し，特にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ：符号分割多重）方式のディジタルセルラー電話システムの移動端末装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式の移動端末においては，基地局からの信号を受信する際，スペクトラム拡散された信号を逆拡散して元の信号を復調する。このため拡散符号であるパイロットＰＮ(Pseudo Noise：擬似雑音)符号の位相を基地局側に一致させる同期処理が必要となる。
【０００３】
この同期処理は，同期捕捉と同期保持の２段階に分けられる。一般に同期捕捉は相関演算に基づくもので，レプリカＰＮ符号を拡散チップ単位にシフトさせつつ，受信信号との乗算を行ない，その積分値がしきい値以上となるかを判定する処理となる。レプリカＰＮ符号と基地局側のＰＮ符号が同期していない場合，前記積分値にピークが発生しないので，レプリカＰＮ符号の位相を換えて探索が継続される。上記の積分範囲は例えばディジタル位相変調の１シンボル区間であり，シンボルあたりの拡散チップ数がプロセスゲインとして得る値となる。代表的なＣＤＭＡ方式では，例えば６４である。また，パイロットＰＮ符号の符号長は2の15乗で３２７６８であり，この位相空間を探索するので，初期捕捉の高速化が要求される。一方，同期保持は拡散チップ同期を捕捉した後，チップ内位相での同期を維持する処理を指す。
【０００４】
先ず，前記の各処理を移動端末装置の回路ブロックと関連付けて説明する。
【０００５】
図３は従来のＣＤＭＡ方式の移動端末装置の受信部の構成を説明する図である。図３において，１はアンテナ，２は高周波受信回路，３は中間周波受信回路，４１は直交検波回路，４２はＡ／Ｄ変換部，５０は前記同期捕捉を担当するパス検出回路，５１はＰＮタイミング発生回路，５２，５３，５４は前記同期保持と，さらに逆拡散復調を担当するフィンガ回路，５５は複数のフィンガ回路の出力する復調シンボルを合成するレイク合成回路，７はデスクランブルとデインタリーブ及び誤り訂正処理等を担当するＦＥＣ(Forward Error Corretction)復号部。８は圧縮符号化された音声データを再生する音声復号部，９は音声データを音響信号として出力する音声出力部，60は受信部の各回路ブロックの動作を制御する制御回路である。本受信部は，レイク受信による受信Ｓ／Ｎの向上を図っている。
【０００６】
レイク受信は， 伝播遅延時間の異なる複数のマルチパス信号をパス毎に分離し，タイミングスキューを合せて合成する受信方式である。マルチパス信号の分離はパイロットＰＮ符号同期により行なう。即ち，前記フィンガ回路５２〜５４においてそれぞれ位相の異なるパイロットＰＮ符号で，逆拡散復調を行なう。マルチパス信号を分離できる精度は拡散チップ長となる。
【０００７】
さて，受信処理を順次説明する。アンテナ1で受信された基地局からの無線信号は，高周波受信回路２で増幅しダウンコンバートされ，中間周波受信回路3で帯域制限により隣接チャネルと分離しＡＧＣ(自動利得調整)により受信信号を適正なレベルに増幅し，直交検波回路４１へ入力される。直交検波回路４１は図示しない中間周波数に固定した，直交する２つのローカルキャリアを用いて検波を行いＩ信号及びＱ信号の複素ベースバンド信号を出力する。この２信号は拡散チップレートに帯域制限される。これを2チャネルのＡ／Ｄ変換部４２においてディジタルデータの形式に変換してパス検出回路５０と複数のフィンガ回路５２〜５４へ出力する。
【０００８】
パス検出回路５０では，レプリカＰＮ符号の位相を換えながら，同期捕捉処理が行われる。マルチパスの遅延分散の状況により，幾つかのタイミング位相で相関ピークが検出されると，そのタイミング情報をＰＮタイミング発生回路５１に通知する。
【０００９】
ＰＮタイミング発生回路５１は，フィンガ回路５２〜５４に対して捕捉したパスに同期するパイロットＰＮ符号の位相を通知する。
【００１０】
各フィンガ回路５２〜５４は，ＰＮタイミング発生回路５１によって与えられたチップ位相を初期状態の中心として同期保持を行なう。例えば，与えたチップ位相を中心として前後１／２チップ間隔の位相差を有する2つのレプリカＰＮ符号を用いて相関ピークを計算し，両者を比較することで位相追従制御を行なう。これは一般にはディレイ・ロックド・ループ(ＤＬＬ)制御と呼ばれる。各フィンガ回路５２〜５４では同時に逆拡散復調を行い，復調出力シンボルをレイク合成回路５５へ出力する。
【００１１】
レイク合成回路５５では，各フィンガ回路５２〜５４の出力シンボルにそれぞれのシンボルの信頼度に比例した重み付け係数を乗算した後に，合成する。そして合成した結果の識別値を受信データとしてＦＥＣ復号部７へ出力する。
【００１２】
以上のレイク受信処理はディジタルデータに対するディジタル信号処理で実施される。その実態はロジック回路及びプロセッサのミドルウエアとして実現する。その動作周波数の最大値は拡散チップレートの整数倍で，例えば８倍程度が必要である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような，移動端末装置の長時間利用を図りユーザに利便性を供するには，待ち受け受信時の消費電流を減らすことが重要である。例えば，従来のＴＤＭＡ(Time Division Multiple)方式のディジタルセルラー電話システムでは間欠受信が行われてきた。これは受信部の電源をタイマなどにより一定の休止時間の間，切断するものである。
【００１４】
しかし，前記ＣＤＭＡ方式の移動端末装置に対して電源を切断した場合は，休止状態から受信状態になった時，再びパイロットＰＮ符号同期を捕捉し直す必要が生じる。このため復帰時間が大幅に増加する。これを回避するために，例えば待ち受け時には高周波受信回路２からレイク受信処理のパイロットＰＮ同期部分までを動作させ，レイク合成回５５路以下，ＦＥＣ復号部７，音声復号部8，音声出力部９への電源を切断することが考えられる。この場合でも，無線信号の受信の他，拡散チップレートの整数倍の高速Ａ／Ｄ変換や高速ディジタル信号処理が必要となり，低消費電力効果が十分でないといった問題が残る。
【００１５】
本発明の課題は，ＣＤＭＡ方式の移動端末装置において，休止時間の消費電流の低減を図り，より長時間使用可能な移動端末装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このため，前記高速Ａ／Ｄ変換や高速ディジタル信号処理を休止させるために，
スペクトラム拡散された基地局からの信号を逆拡散して復調するため，拡散チップレート帯域の信号に検波し，前記検波信号をアナログ／ディジタル変換し，ディジタルデータ形式の拡散信号に対して受信側で作成した拡散符号との相関演算を実施し，前記相関演算結果に基づき拡散符号同期を捕捉及び保持する機能を備えた移動通信端末において，
中間周波数帯域において，拡散符号の所定の部分系列をタップ係数とするマッチドフィルタ手段と，前記マッチドフィルタの出力として現れる相関のピークをしきい値と比較して検出する比較手段と，前記比較手段の検出結果をトリガ信号として初期化パルスを発生する初期化パルス発生手段と
前記初期器化パルスで初期化を行い，受信側で作成する拡散符号の位相情報を発生する拡散符号タイミング発生手段と，
間欠受信動作の休止期間においては，前記検波あるいはアナログ／ディジタル変換あるいは，ディジタルデータ形式の相関演算の少なくとも一つを休止させ，休止期間を解除する際に前記拡散符号タイミング発生手段の出力する位相情報を初期値として逆拡散動作を開始させる制御手段を備える。
【００１７】
さらに，前記の休止動作を実施し，ＣＤＭＡ方式に対する有効なレイク受信に対応するため，逆拡散部を複数有し，複数の逆拡散出力を合成するレイク受信手段をさらに備え，その内部手段として，休止期間を解除する際には，一旦合成機能を停止し，一定期間は前記拡散符号タイミング発生手段の位相情報に基づく逆拡散出力を選択出力するレイク合成手段を備え，
前記制御手段は前記休止期間の解除を指示する信号を前記レイク合成手段に出力することとした。
【００１８】
また前記マッチドフィルタ手段を低消費電力化して実現するため，
前記マッチドフィルタ手段は弾性表面波フィルタ及び，前記弾性表面波フィルタの出力を増幅するバッファアンプにより構成することとした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施形態を図を用いて説明する。図１は本発明の移動局の受信部の構成を説明する図である。従来の移動端末装置の受信部の構成を説明する図３と同等の部位には同じ符号を付してある。新たに追加した回路として，３０は休止時に動作するパイロットＰＮ同期検出部，３１は弾性表面波デバイスで形成されたマッチドフィルタ(以下ＳＡＷマッチドフィルタ：Surface Acousitic Wave Matched Filter)，３２は前記SAWマッチドフィルタの出力を所定利得で増幅するバッファアンプ，３３は前記バッファアンプ３２の出力が所定のしきい値を超えたことを検出する比較回路で，３４は前記比較回路の検出出力をトリガとして初期化パルスを発生する初期化パルス発生回路である。
【００２０】
また，機能を変更した部分は，５１ｄがＰＮタイミング発生回路，５５ｄがレイク合成回路，６０ｄが制御回路である。
【００２１】
さらに４は，直交検波回路４１及びＡ／Ｄ変換部４２をまとめたベースバンドフロントエンド部，５は，パス検出回路５０，フィンガ回路５２，５３，５４，レイク合成回路５５ｄをまとめたレイクエンジン部とする。
【００２２】
本実施例の移動端末の特徴は休止状態に動作する低消費電力なパイロットＰＮ同期検出部３０を設けた点にある。その構成要素の一つであるＳＡＷマッチドフィルタ３１はタップ係数電極としてパイロットＰＮ符号の部分系列を形成してあるものとする。ここで部分系列は，ＣＤＭＡシステムの代表的な例として先のプロセスゲイン６４のものであれば，６４タップを並べる。パイロットＰＮ符号のＩ信号用パタンが１５次のＭ系列符号の最後に０を挿入したものであれば，例えば１５個の「０」コードをタップ係数含み，総タップ数として６４タップとなるように形成する。これはＰＮ符号に上記０ランの出現率が最も低くなるためである。但しタップ間隔は，デバイス上を表面波が伝播する時間長が拡散チップレートとなるように配置する。
【００２３】
このときSAWマッチドフィルタ３１は受動部品の空間相関器として動作する。タップ電極に形成したパタンとパイロットＰＮ符号が一致すると，強い相関のピークが発生する。
【００２４】
ただし，SAWマッチドフィルタ３１の減衰が大きいため，相関出力をバッファアンプ３２で増幅して比較回路３３へ出力する。この比較回路３３において所定のしきい値と比較して，前記相関のピークの発生を検出すると初期化パルス発生回路３４に対して通知する。初期化パルス発生回路３４は，前記通知をトリガとして初期化パルスをＰＮタイミング発生回路５１ｄに出力する。
【００２５】
したがって，休止状態中において，前記初期化パルス発生回路３４は，理想的には，パイロットＰＮ符号の１周期に一度の頻度で初期化パルスを出力する。但しトリガ入力に対して，後述する所定の遅延時間τの後，初期化パルスを出力するものとする。
【００２６】
ここで，間欠受信時の動作タイミングを図２を用いて説明する。代表的なＣＤＭＡ方式において規定される，間欠受信モードは例えば次のようである。
【００２７】
パイロットＰＮ符号の周期の３倍をスーパフレームとして，そのスーパフレームの整数倍の周期でページングと呼ばれる呼び出しメッセージをモニタする。このモニタ期間を含み前後に若干のガード時間を設けた，アクティブ状態とそれ以外の休止状態の２状態を遷移する。休止状態においては，理想的には比較回路３３から，相関のピークがパイロットＰＮ符号の1周期毎に検出される。初期化パルスも，相関のピークの発生に応じて所定遅延τの後出力される。フェージング変動や雑音環境の変化等によってピークが検出できない場合も存在する。この時は当然初期化パルスは出力されない。図２に示したτは，アクティブ時に通過する経路と，前記パイロットＰＮ同期検出部３０で検出したタイミングとの遅延時間差を調整するものである。アクティブ時において，フィンガ回路５２〜５４に入力するディジタルデータ形式の拡散信号は，ベースバンドフロントエンド部４を経由するため遅延が発生する。相当量の遅延時間τを初期化パルスに与えることで休止状態からアクティブ状態に遷移したレイクエンジン部５の同期の連続性を確保するものである。
【００２８】
次にＰＮタイミング発生回路５１ｄを説明する。 図４はＰＮタイミング発生回路５１ｄの内部構成を説明する図である。ＰＮタイミング発生回路５１ｄに対する図示された入力信号はパス検出回路５０からのタイミング情報，初期化パルス発生回路３４からの初期化パルス，制御回路６０dから出力し，アクティブ状態か休止状態かを切り替える２値のmode信号(Ｈ：アクティブ状態，Ｌ：休止状態とする。) である。
【００２９】
図４において，５１０はパス検出結果解析部，５１１，５１２，５１３は各フィンガ回路５２，５３，５４にパイロットＰＮ符号の位相指標を与える位相メモリ，５１５は自走する拡散チップレートクロックでパイロットＰＮ符号の1周期を計数し，前記初期化パルスで初期化されるチップレートカウンタ，５１４はmode信号が休止状態からアクティブ状態に遷移したときの前記チップレートカウンタの値からパイロットＰＮ符号の位相指標を与えるオフセット補正回路である。５１６は前記オフセット補正回路５１４の出力と位相メモリ５１３の出力を切り替えて出力するデータセレクタ，５１７は，データセレクタ５１６に切り替え制御信号を与えるタイマである。
【００３０】
動作の詳細を説明する。
パス検出結果解析部５１０はパス検出回路５０の出力するタイミング情報を解析する。
【００３１】
そして，ＣＤＭＡシステムで規定されている探索範囲内に捕捉した上位３パスを選び，フィンガ回路５２，５３，５４における逆拡散同期に必要なパイロットＰＮ符号の位相指標を位相メモリ５１１，５１２，５１３に出力する。
【００３２】
ここで，本実施例の場合，前記フィンガ回路５２に対応する位相メモリを５１１，５３に対応する位相メモリを５１２とする。位相メモリ５１３が接続するデータセレクタ５１６の出力に対応するフィンガ回路は５４とする。
【００３３】
タイマ５１７は前記mode信号が休止状態からアクティブ状態に遷移した時に起動し，所定の時間データセレクタ５１６の出力として前記オフセット補正回路５１４の出力を選択するように切り替え制御信号を出力する。所定の経過時間後は位相メモリ５１３を選択するように切り替え制御信号出力する。タイマ５１７がオフセット補正回路５１４側を選択する時間は，例えばパス検出回路５０が初期捕捉を行なう期待時間とする。
【００３４】
前記オフセット補正回路の補正値は，前記ＳＡＷマッチドフィルタのタップ係数にパイロットＰＮ符号のどこの部分系列を選んだかで決定する。mode信号がアクティブ状態に遷移した際のチップレートカウンタ５１５の値に部分系列の位置を加算して位相指標を推定する。
【００３５】
さて上記チップレートカウンタ５１５は，初期化パルスによって基地局側のパイロットＰＮ符号に同期する。したがって初期化パルスの消失間継続時間が，チップレートカウンタ５１５の自走クロックの周波数誤差によりチップ同期を外す以上継続する場合を除き，
本ＰＮタイミング発生回路５１ｄは，パイロットＰＮ符号同期を保持できる。
【００３６】
即ち，休止状態においては，高速Ａ／Ｄ変換が必要な，ベースバンドフロントエンド部４１の電源を切断し，相関演算等の高速ディジタル信号が必要なレイクエンジン部５を停止することができる。この制御は制御回路６０ｄが出力するPcnt 1によって行なう。
【００３７】
逆に，この休止期間動作が必要なパイロットＰＮ同期検出部３０は低消費電力な受動デバイスであるＳＡＷマッチドフィルタで相関演算を実行するため，従来に比べ低消費電力化が可能である。そしてパイロットＰＮ同期検出部３０は制御回路から供給される電源制御信号Pcnt２によって電源をオン・オフ制御する。
【００３８】
さらにアクティブ状態に遷移した当初は，レイク合成回路５５ｄは，休止期間保持していた同期位相にしたがうファインガ回路５４の出力を選択するように動作する。
【００３９】
そのため制御回路６０ｄの出力するmode信号によって起動するタイマ５１７と同様のタイマ(図示せず)をレイク合成回路５５ｄに設けるものとする。前記タイマ時間経過後，合成出力を選択するように動作する。
【００４０】
本実施例では，間欠受信時の呼び出しメッセージの結果，待ち受け受信を解除すると所定時間経過後通常のレイク受信を行なうため，ＣＤＭＡ方式の移動端末に好適である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によりＣＤＭＡ方式の移動端末装置において，間欠受信の休止期間におけるパイロットＰＮ符号の同期を，低消費電力なＳＡＷマッチドフィルタによる相関演算結果を利用して保持できるようにした。この結果休止期間においては，従来必要であった高速なＡ／Ｄ変換処理や，高速なディジタル信号処理回路で実現していた相関演算を停止することが可能となり，間欠受信時における消費電流を削減できる効果があり，これによって移動端末装置の利用時間が延長できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移動端末装置の受信部の構成を説明する図である。
【図２】本発明の間欠受信時の動作を説明する図である。
【図３】従来の移動端末装置の受信部の構成を説明する図である。
【図４】本発明の移動通信端末におけるＰＮタイミング発生回路の内部構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…アンテナ、２…高周波受信回路、３…中間周波受信回路、４…ベースバンドフロントエンド部、５…レイクエンジン部、７…ＦＥＣ復号部、８…音声復号部、９…音声出力部、３０…パイロットＰＮ同期検出部、３１…ＳＡＷマッチドフィルタ、３２…バッファアンプ、３…比較回路、３４…初期化パルス発生回路、４１…直交検波回路、４２…Ａ／Ｄ変換部、５０…パス検出回路、５１，５１ｄ…ＰＮタイミング発生回路、５２，５３，５４…フィンガ回路、５５，５５ｄ…レイク合成回路、５１０…パス検出解析部、５１１，５１２，５１３…位相メモリ、５１４…オフセット補正回路、５１５…チップレートカウンタ、５１６…データセレクタ、５１７…タイマ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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