JP4515618B2

JP4515618B2 - 移動通信端末

Info

Publication number: JP4515618B2
Application number: JP2000333585A
Authority: JP
Inventors: 正巳森本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: JP2002141833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信網に接続可能な基地局とＣＤＭＡ方式により無線接続する移動通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により無線通信を行う移動通信端末は、通信に有効と思われるパス（以下、候補パスと称する）を予め複数検出しておき、必要に応じて通信に用いるパスを上記候補パスから選んだものに切り換えるようにしている。
【０００３】
また、候補パスの検出、いわゆるパスサーチは、受信信号を種々のタイミングで逆拡散し、この逆拡散の結果のうち、受信電力レベルの大きいものから候補パスとする。そして、上記逆拡散のタイミングは、候補パスのうち、上記受信電力レベルが最大となるパスを中心とした所定の範囲で行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、例えば図５に示すように、パスＰ１が最大受信電力レベルを有して、このパスＰ１を中心として有効なパスが分布している状態においては、サーチ範囲がＡ１となることより、最適なパスサーチが行われることになるが、その後、移動などによりパスＰ１の伝送路が一時的に遮蔽されて、その受信電力レベルが劣化し、図５に示した本来のパス分布の端にあったパスＰ２の受信電力レベルが、図６に示すように一時的に大きくなると、サーチ範囲がＡ１からＡ２へ大きく変化してしまう。
【０００５】
このような場合には、本来のパス分布に適さない範囲Ａ２に対してをパスサーチを実施することになり、一時的に遮蔽された最も有効なパスＰ１が検出できなくなるなど、有効なパスを見逃す可能性が非常に高かった。
【０００６】
また、平均的に高い受信電力レベルを有し、なおかつ伝搬遅延の少ないパスが存在する状況にあっても、移動による瞬間変動や瞬間的なシャドーイングにより、伝搬遅延が大きくなおかつ平均的には受信電力レベルが低いパスが、たまたま上記パスよりも大きい受信電力レベルを有すると、この通信には不向きなパスを選択してしまうことになる。
【０００７】
このように、一時的に受信電力が大きくなるようなパスについて、ＲＡＫＥ合成を行おうとしても、実際にＲＡＫＥ合成を行うときには、すでに受信電力レベルが低下して、パスダイバーシティ効果が得られず、かえって受信品質が劣化するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動通信端末では、最も大きな受信電力レベルが得られるパスを中心としてパスサーチを行うため、有効なパスが分布していない範囲をサーチしてしまい、受信品質が劣化するという問題があった。
【０００９】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、有効なパスが分布している範囲について的確にパスサーチし、安定して高い受信品質を得ることが可能な移動通信端末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】
上記の目的を達成するために、請求項１に係わる本発明は、通信網に接続可能な複数の基地局とＣＤＭＡ方式により無線接続可能な移動通信端末において、基地局より受信した信号に、種々のタイミングで拡散コードを乗算して逆拡散処理を施し、各タイミングの逆拡散処理の結果の電力レベルを検出し、これに基づいて受信に適したパスを受信するための逆拡散のタイミングを検出するパス検出手段と、このパス検出手段の検出結果から、最も大きい電力レベルを得た逆拡散タイミングと他の逆拡散タイミングと差と、前記最も大きい電力レベルと、前記他の逆拡散タイミングで得た電力レベルとの比とに基づいて、前記逆拡散のタイミングの分布の重心を求める重心を求める重心検出手段と、この重心検出手段にて検出した重心に基づいて、逆拡散処理における逆拡散のタイミングの範囲をパス検出手段に設定するサーチ窓位置設定手段とを具備して構成するようにした。
【００１１】
上記構成の移動通信端末では、受信に適した複数のパスの分布の重心を求め、この重心に基づく範囲で、パス検出手段が受信に適したパスの探索を行うようにしている。
【００１２】
したがって、上記構成の移動通信端末によれば、受信に適したパスの分布に変化が生じて、一時的に最大の受信電力レベルを示すパスが生じても、このようなパスに左右されることなく、マルチパス分布の全体的な変動を追従し、有効なパスが分布している範囲について的確にパスサーチを行い、安定した高い受信品質を得ることができる。
【００１３】
また、請求項４に係わる本発明は、基地局より受信した信号に、拡散コードを乗算して逆拡散処理を施す複数のフィンガと、この複数のフィンガの逆拡散結果をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成手段と、パス検出にて検出した逆拡散のタイミングのうち、重心検出手段にて求めた重心に対応するタイミングからの遅延量が少ないタイミングを、優先的に複数のフィンガに逆拡散処理のタイミングとして割り当てるタイミング割当手段とを備えて構成するようにした。
【００１４】
上記構成の移動通信端末では、パスの消滅確率と平均受信電力レベルの劣化量とが伝搬遅延量の対数に比例することに着目し、伝搬遅延量の大きな逆拡散タイミングのパスよりも、伝搬遅延量の小さな逆拡散タイミングのパスを優先的にフィンガに割り当てるようにしている。
【００１５】
したがって、上記構成の移動通信端末によれば、フィンガに割り当てた後に受信に適したパスとして存続する確率が低いパスを割り当ててしまうことを防止して、十分なパスダイバーシチ効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる移動通信端末の構成を示すものである。ここでは、特に受信系のパス選択に関わる構成についてのみ示す。
【００１７】
この図に示すように、本実施形態の移動通信端末は、Ａ／Ｄ変換器１０、サーチャ部２０、ピークサーチ部３０、パスタイミング格納部４０、サーチ窓位置情報生成部５０、パス評価基準値計算部６０、パス情報設定部７０、受信パス情報記憶部８０、フィンガ部９０、ＲＡＫＥ合成部１００を備えている。
【００１８】
基地局から受信した無線周波の信号は、図示しない無線部にて、周波数変換された後、拡散された状態のＩ信号とＱ信号に変換され、受信信号を入力として、Ａ／Ｄ変換器１０に出力される。
Ａ／Ｄ変換器１０は、上記受信信号をディジタルに量子化し、この量子化結果をサーチャ部２０とフィンガ部９０へ出力する。
【００１９】
サーチャ部２０は、受信信号の量子化結果に対して、サーチ対象のセル（あるいは基地局）に対応づけられた拡散コードを種々のタイミングで乗算して、逆拡散する。なお、この逆拡散のタイミングの範囲は、後述するサーチ窓位置情報生成部５０より通知されるメインパスタイミングを中心とした所定の範囲（数十チップ）である。
【００２０】
また、ここで得られる逆拡散結果の受信電力レベルは、各逆拡散タイミングにおける相関の高さを示しており、それぞれ逆拡散のタイミングを示す情報と併せて、ピークサーチ部３０に出力される。
【００２１】
ピークサーチ部３０は、サーチャ部２０より与えられる受信電力レベルのうち、大きい方からｍ個を検出し、検出したｍ個の受信電力レベルを、その逆拡散のタイミングを示す情報と併せて、それぞれ候補パス情報としてパスタイミング格納部４０に出力する。
【００２２】
パスタイミング格納部４０は、ｍ個の候補パス情報を記憶するもので、その記憶内容は、ピークサーチ部３０から新たな候補パス情報が入力される度に、それを記憶して更新する。
【００２３】
サーチ窓位置情報生成部５０は、パスタイミング格納部４０に記憶されているｍ個の候補パス情報と、前回求めたメインパスタイミングＴ＿ｏｌｄとに基づいて、サーチ対象のセルのマルチパス分布に対応するような新しいメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗを求める。
【００２４】
このメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗは、サーチャ部２０とパス評価基準値計算部６０に通知される。なお、今回求められたメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗは、サーチ窓位置情報生成部５０内にＴ＿ｏｌｄとして一時的に記憶され、次回のメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗを求める際に用いられる。
【００２５】
パス評価基準値計算部６０は、パスタイミング格納部４０に保存されているｍ個の候補パス情報に対応するパスと、後述するフィンガ部９０にて受信しているｎ個の受信パスの中から、各パスの受信電力レベル、各パスの逆拡散タイミングおよび上記メインパスタイミングＴ＿ｎｅｗに基づいて、受信に適した上位ｎ個の異なるパスを選択パスとして検出し、このｎ個の選択パスに対応する逆拡散タイミングをパス情報設定部７０に通知する。
【００２６】
パス情報設定部７０は、後述する受信パス情報記憶部８０に記憶されている逆拡散タイミングを参照し、パス評価基準値計算部６０より通知されるｎ個の選択パスのうち、フィンガ部９０に割り当てられていないパスをフィンガ部９０が受信するように、フィンガ部９０に選択パスの逆拡散タイミングを通知して受信パスの割当を行い、その後、パス評価基準値計算部６０より通知されたｎ個の選択パスに対応する逆拡散タイミングを受信パス情報記憶部８０に記録する。
【００２７】
受信パス情報記憶部８０は、上述したように、パス情報設定部７０によって、フィンガ部９０にて受信しているｎ個の受信パスの逆拡散タイミングが記録される。
【００２８】
フィンガ部９０は、ｎ個のフィンガからなるもので、それぞれパス情報設定部７０より割り当てられる逆拡散タイミングで、受信信号の量子化結果を逆拡散する。
ＲＡＫＥ合成部１００は、フィンガ部９０にて逆拡散された受信信号をＲＡＫＥ合成し、この合成結果を復調してシンボル情報を得る。
【００２９】
次に、上記構成の移動通信端末のパス選択動作について説明する。図２は、そのフローチャートで、この処理は、所定の周期で繰り返し実行される。
まず、ステップ２ａでは、サーチ窓位置情報生成部５０が、パスタイミング格納部４０からｍ個の候補パス情報を取り出し、そのうち受信電力が大きいものからＰ１，Ｐ２，…，Ｐｍとし、それぞれ対応するパスタイミングをＴ１，Ｔ２，…，Ｔｍとし、下式（１）に従って、マルチパス分布の中心位置Ｔを求める。
【００３０】
【数１】

【００３１】
そして、サーチ窓位置情報生成部５０は、前回、サーチャ部２０に対してメインパスタイミングとして設定したＴ＿ｏｌｄと上記中心位置Ｔを比較し、Ｔ＿ｏｌｄ＜Ｔならば、新たなメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗとしてＴ＿ｏｌｄ＋４を設定し、あるいはＴ＿ｏｌｄ＞Ｔならば、新たなメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗとしてＴ＿ｏｌｄ−４を設定し、あるいはＴ＿ｏｌｄ＝Ｔならば、新たなメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗとしてそのままＴ＿ｏｌｄを設定する。
【００３２】
このように新たなメインパスタイミングを設定することにより、最大で１チップに相当する範囲でサーチ窓の中心位置を修正する。
【００３３】
次に、ステップ２ｂでは、サーチ窓位置情報生成部５０が、ステップ２ａで求めたメインパスタイミングＴ＿ｎｅｗをサーチャ部２０に設定するとともに、Ｔ＿ｏｌｄとして記憶する。
【００３４】
これにより、サーチャ部２０は、メインパスタイミングＴ＿ｎｅｗを中心とした所定の範囲をサーチ窓として、Ａ／Ｄ変換器１０の量子化結果に対して、サーチ対象のセルに対応づけられた拡散コードで逆拡散し、この結果を逆拡散のタイミングを示す情報と併せて、ピークサーチ部３０に出力する。
【００３５】
そして、ステップ２ｃでは、ピークサーチ部３０が、サーチャ部２０より与えられる受信電力レベルのうち、大きい方からｍ個を検出し、検出したｍ個の受信電力レベルを、その逆拡散のタイミングを示す情報と併せて、それぞれ候補パス情報としてパスタイミング格納部４０に出力する。
これにより、パスタイミング格納部４０は、ピークサーチ部３０から入力されるｍ個の候補パス情報を更新して記憶する。
【００３６】
次に、ステップ２ｄでは、パス評価基準値計算部６０が、パスタイミング格納部４０に保存されているｍ個の候補パス情報に対応するパスと、後述するフィンガ部９０にて受信しているｎ個の受信パスについて、下式（２）にしたがってパス評価基準値を求める。なお、Ａは任意の定数である。
【００３７】
【数２】

【００３８】
そして、次にステップ２ｅでは、パス評価基準値計算部６０が、ステップ２ｄで求めた各パスのパス評価基準値を比較して、大きい方から上位ｎ個の異なるパスを、受信に適した選択パスとして検出し、このｎ個のパスの逆拡散のタイミングを示す情報を、パス情報設定部７０に通知する。
【００３９】
次にステップ２ｆでは、パス情報設定部７０が、受信パス情報記憶部８０に記憶されている逆拡散タイミングを参照し、ステップ２ｅにてパス評価基準値計算部６０より通知されたｎ個の選択パスのうち、フィンガ部９０に割り当てられていないパスをフィンガ部９０が受信するように、フィンガ部９０に選択パスの逆拡散タイミングを通知して受信パスの割当を行う。
【００４０】
そして、この後、パス情報設定部７０は、ステップ２ｅにてパス評価基準値計算部６０より通知されたｎ個の選択パスに対応する逆拡散タイミングを受信パス情報記憶部８０に記録し、当該処理を終了する。
【００４１】
以上のように、上記構成の移動通信端末では、ピークサーチ部３０がサーチャ部２０のサーチ結果から受信電力レベルの大きいｍ個のパスを検出してパスタイミング格納部４０に記録し、このうち、最大の受信電力レベルを有するパス（以下、最大パスと称する）をサーチ窓位置情報生成部５０が求める。
【００４２】
そして、サーチ窓位置情報生成部５０は、この最大パスとそのほかに検出された残るパスとの逆拡散タイミングの差を、それぞれの受信電力レベルの最大パスの受信電力レベルとの比で重み付けし、これらを平均化することによって、ｍ個のマルチパス分布の重心を求め、この重心がパスサーチを行う窓幅の中心位置とするように、サーチャ部２０に設定するようにしている。
【００４３】
このように、上記構成の移動通信端末では、受信電力レベルの高いｍ個のマルチパス分布の重心をパスサーチを行う窓幅の中心位置とするようにしているので、図３に示すようなマルチパス分布から図４に示すようなマルチパス分布に変化しても、一時的な最大パスの変化に左右されることなく、マルチパス分布の全体的な変動を追従し、有効なパスが分布している範囲について的確にパスサーチを行い、安定した高い受信品質を得ることができる。
【００４４】
また、上記構成の移動通信端末では、パスの消滅確率と平均受信電力レベルの劣化量とが伝搬遅延量の対数に比例することに着目し、伝搬遅延量の大きな逆拡散タイミングのパスよりも、伝搬遅延量の小さな逆拡散タイミングのパスを優先的にフィンガ部９０に割り当てるようにするとともに、遅延波であっても受信電力レベルが大きな有効パスは選択の優先度を上げるようにしている。
【００４５】
このように、上記構成の移動通信端末では、伝搬遅延量の小さな逆拡散タイミングのパスを優先的にフィンガ部９０に割り当てるようにしているので、フィンガに割り当てた後に受信に適したパスとして存続する確率が低いパスを割り当ててしまうことを防止できる。
【００４６】
また、平均的な伝搬特性に基づいているので、伝搬遅延量が多くても、平均より明らかに受信電力レベルが高いパスについては、受信パスとして採用するので、パスダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４７】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、受信に適した複数のパスの分布の重心を求め、この重心に基づく範囲で、パス検出手段が受信に適したパスの探索を行うようにしている。
【００４９】
したがって、この発明によれば、受信に適したパスの分布に変化が生じて、一時的に最大の受信電力レベルを示すパスが生じても、このようなパスに左右されることなく、マルチパス分布の全体的な変動を追従し、有効なパスが分布している範囲について的確にパスサーチを行い、安定した高い受信品質を得ることが可能な移動通信端末を提供できる。
【００５０】
またこの発明では、パスの消滅確率と平均受信電力レベルの劣化量とが伝搬遅延量の対数に比例することに着目し、伝搬遅延量の大きな逆拡散タイミングのパスよりも、伝搬遅延量の小さな逆拡散タイミングのパスを優先的にフィンガに割り当てるようにしている。
【００５１】
したがって、この発明によれば、フィンガに割り当てた後に受信に適したパスとして存続する確率が低いパスを割り当ててしまうことを防止して、十分なパスダイバーシチ効果を得ることが可能な移動通信端末を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる移動通信端末の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した移動通信端末のパス選択動作を説明するためのフローチャート。
【図３】図１に示した移動通信端末のマルチパス分布の変化に対するパスサーチ窓の位置の変化を説明するための図。
【図４】図１に示した移動通信端末のマルチパス分布の変化に対するパスサーチ窓の位置の変化を説明するための図。
【図５】従来の移動通信端末におけるマルチパス分布の変化に対するパスサーチ窓の位置の変化を説明するための図。
【図６】従来の移動通信端末におけるマルチパス分布の変化に対するパスサーチ窓の位置の変化を説明するための図。
【符号の説明】
１０…Ａ／Ｄ変換器
２０…サーチャ部
３０…ピークサーチ部
４０…パスタイミング格納部
５０…サーチ窓位置情報生成部
６０…パス評価基準値計算部
７０…パス情報設定部
８０…受信パス情報記憶部
９０…フィンガ部
１００…合成部

Claims

通信網に接続可能な複数の基地局とＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により無線接続可能な移動通信端末において、
前記基地局より受信した信号に、種々のタイミングで拡散コードを乗算して逆拡散処理を施し、各タイミングの逆拡散処理の結果の電力レベルを検出し、これに基づいて受信に適したパスを受信するための逆拡散のタイミングを検出するパス検出手段と、
このパス検出手段の検出結果から、最も大きい電力レベルを得た逆拡散タイミングと他の逆拡散タイミングと差と、前記最も大きい電力レベルと、前記他の逆拡散タイミングで得た電力レベルとの比とに基づいて、前記逆拡散のタイミングの分布の重心を求める重心を求める重心検出手段と、
この重心検出手段にて検出した重心に基づいて、前記逆拡散処理における逆拡散のタイミングの範囲を前記パス検出手段に設定するサーチ窓位置設定手段とを具備することを特徴とする移動通信端末。
前記重心検出手段は、
前記パス検出手段にて検出した電力レベルを、大きいものからＰ１，Ｐ２，…，Ｐｎとし、これに対応する各逆拡散のタイミングをそれぞれＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎとして、各タイミングのＴ１との差Ｔｍ−Ｔ１（ｍ：２，…，ｎ）に、それぞれ対応する電力レベルＰｍとＰ１との比を乗算したものを加算して２で割り、この結果にＴ１を加えた値に基づいて、前記重心を求めることを特徴とする請求項１に記載の移動通信端末。
前記重心検出手段は、
所定の周期で前記重心を求めるもので、前記値Ｔが前回求めた重心より大きい値の場合には、新たな重心として前回求めた重心に所定のチップ数だけ遅らせたタイミングを重心とし、前記値Ｔが前回求めた重心より小さい値の場合には、新たな重心として前回求めた重心に所定のチップ数だけ進ませたタイミングを重心とし、前記値Ｔが前回求めた重心と同じ値の場合には、新たな重心として前回求めた重心とすることを特徴とする請求項２に記載の移動通信端末。
前記基地局より受信した信号に、拡散コードを乗算して逆拡散処理を施す複数のフィンガと、
この複数のフィンガの逆拡散結果をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成手段と、
前記パス検出にて検出した逆拡散のタイミングのうち、前記重心検出手段にて求めた重心に対応するタイミングからの遅延量が少ないタイミングを、優先的に前記複数のフィンガに逆拡散処理のタイミングとして割り当てるタイミング割当手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の移動通信端末。
前記タイミング割当手段は、前記パス検出にて検出した逆拡散のタイミングのうち、前記パス検出手段にて検出した対応する電力レベルの対数値ＬＰから前記重心検出手段にて求めた重心に対応するタイミングからの遅延量の対数値ＬＴを引いた値（ＬＰ−ＬＴ）が大きいタイミングを、優先的に前記複数のフィンガに逆拡散処理のタイミングとして割り当てることを特徴とする請求項４に記載の移動通信端末。