JPH10327473A - 移動無線端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、移動無線端末装置の電源投入時に
おいて、接続すべき待ち受けチャンネルを選択する際
に、従来技術のようにとまり木チャンネルの数だけスキ
ャンする必要がなく、一度に全てのとまり木チャンネル
の電界強度レベルを測定するようにして消費電力を低減
した移動無線端末装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数のチャンネル信号を含む高周波アナ
ログ信号をアナログ・デジタル変換器によりデジタル変
換した後にデジタル信号処理により所望のチャンネル信
号を取り出す移動無線端末装置において、前記アナログ
・デジタル変換器の出力波形をフーリエ変換することに
より前記複数のチャンネル信号のレベルを一度に検出す
るように構成したことを特徴とする移動無線端末装置で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動無線端末装置に
関し、特に受信系のデジタル信号処理におけるとまり木
チャンネルの分離を行う手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル信号処理技術の発展によ
りデジタル信号処理手段を備えた無線通信装置が実現さ
れている。デジタル信号処理手段としては、例えばDSP
(Digital Signal Processor、デジタル信号処理器)や、
FPGA(Field ProgrammableGate Array)等があり、プログ
ラムを書き換えることにより任意な信号処理が可能でか
つ経年変化が少ないことから、無線通信装置において非
常に有効な手段として用いられている。このようなデジ
タル信号処理手段を備えた無線通信装置の受信系におい
て、なるべくアンテナの近くでアナログからデジタルに
変換することでデジタル処理の比率を増やした移動無線
端末装置がある。

【０００３】図６は、デジタル信号処理手段を備えた移
動無線端末装置における受信部の構成例を示すブロック
図である。この例に示す移動無線端末装置の受信部は、
アンテナ１０１と帯域通過フィルタ１０２と高周波増幅
器１０３とミキサ１０４と局部発振器１０５とＡ／Ｄ
（アナログ／デジタル）変換器１０６とデジタル信号処
理部１０７とから構成される。

【０００４】複数のチャンネル信号を含む高周波アナロ
グ信号が到来すると、まず、アンテナ１０１で受信した
受信信号から帯域通過フィルタ１０２にて雑音等の不要
成分を除去して所望信号を含む高周波広帯域アナログ信
号をろ波する。このアナログ信号を増幅器１０３にて増
幅すると共にミキサ１０４及び局部発振器１０５からな
る周波数変換部により次段のＡ／Ｄ変換器１０６が動作
可能な周波数帯域に周波数変換を行う。次に、Ａ／Ｄ変
換器１０６において前記所望信号を含む広帯域アナログ
信号をデジタル信号に変換すると共に、デジタル信号処
理部１０７において前記デジタル信号にデジタル処理を
施して、前記デジタル信号に含まれる複数のチャンネル
信号から所望のチャンネル信号を取り出す（チャンネル
分離）。即ち、所望のチャンネル信号はアナログフィル
タを用いて取り出されるのではなくて、デジタル信号処
理部１０７においてデジタル的に抽出される。なお、デ
ジタル信号処理部の詳細については後述する。一般に、
デジタル信号処理は異なった無線通信システムにおいて
も共通のものを使うことができ、プログラムを書き換え
るだけで対応できる等のメリットを有する。

【０００５】一方、移動無線通信システムにおいて複数
の固定基地局と無線通信を行う移動無線端末装置は、電
源が投入されると接続すべき待ち受けチャンネルの選択
を行い、その選択された待ち受けチャンネルにおける待
ち受け状態に移行する。前記移動無線端末装置の電源投
入から待ち受け状態移行までの動作は、大別してID-ROM
等に書き込まれている指定されたとまり木チャンネルを
スキャンし、足切りレベル以上のチャンネルについてレ
ベル順のテーブルを作成するとまり木チャンネルスキャ
ン動作と、前記レベル順のテーブルに基づいて待ち受け
チャンネルを選択する待ち受けチャンネル選択動作とに
分かれている。

【０００６】図７は、上述したとまり木チャンネルスキ
ャン動作と待ち受けチャンネル選択動作とを説明するフ
ローチャートである。以下、図７を参照しつつ移動無線
通信システムにおける移動無線端末装置のとまり木チャ
ンネルスキャン動作及び待ち受けチャンネル選択動作に
ついて簡単に説明する。まず、移動無線端末装置の電源
が投入されると（Ｓ１０１）、測定すべき周波数として
不揮発メモリ(ID-ROM)に書き込まれている一番目のとま
り木チャンネル周波数が設定され（Ｓ１０２）、該設定
されたとまり木チャンネル周波数における電界強度レベ
ルL1が測定される（Ｓ１０３）。次に、前記測定レベル
L1が足きりレベルLth1以上か否かが判定され（Ｓ１０
４）、前記足きりレベルLth1以上であれば（Ｓ１０４、
ＹＥＳ）、前記設定されたとまり木チャンネル周波数の
チャンネル及び測定されたレベルがメモリに記憶される
（Ｓ１０５）が、前記足きりレベルLth1以下であれば
（Ｓ１０４、ＮＯ）これらはメモリに記憶されない。

【０００７】以上の動作が、前記ID-ROMに書き込まれて
いる全てのとまり木チャンネルに対して行われ（Ｓ１０
６）、全てのとまり木チャンネルにおける電界強度のレ
ベル測定の結果、前記足きりレベルLth1以上の電界強度
のとまり木チャンネルがあるか否かが判定され（Ｓ１０
７）、１つでもあれば（Ｓ１０７、ＹＥＳ）前記レベル
順テーブルが作成される（Ｓ１０８）が、１つも無けれ
ば（Ｓ１０７、ＮＯ）再度すべてのとまり木チャンネル
に対して電界強度の測定がくり返される。前記レベル順
テーブルが作成される場合は（Ｓ１０８）、電界強度レ
ベルが一番高いとまり木チャンネルが待ち受けチャンネ
ルとして選択される（Ｓ１０９）。

【０００８】図８は図６に示した移動無線端末装置受信
部のデジタル信号処理部１０７における上述したとまり
木チャンネルスキャン動作時の機能ブロック図である。
この例に示すデジタル信号処理部１０７は、Ａ／Ｄ変換
器１０６の出力信号に含まれる各とまり木チャンネルの
信号をベースバンド信号に変換するためのデジタルミキ
サー１１１及び可変デジタル発振器１１２と、不要信号
成分を除去するためのデジタル低域通過フィルタ１１３
と、規定された複数のとまり木チャンネルを記憶する不
揮発メモリ（ＩＤ−ＲＯＭ）１１４と、サンプリング間
隔を間引くための間引き部１１５と、送受信総合特性と
して符号間干渉を無くすためのデジタルルートナイキス
トフィルタ１１６と、電界強度レベルを測定する判定部
１１７と、所望の電界強度以上の場合にそのチャンネル
と測定レベルとをレベル順に記憶するテーブル作成部１
１８とから構成される。

【０００９】デジタル信号処理部１０７に入力する各と
まり木チャンネル周波数を含むデジタル信号は、可変デ
ジタル発振器１１２とデジタルミキサー１１１とにより
不揮発メモリ（ＩＤ−ＲＯＭ）１１４に書き込まれてい
るとまり木チャンネル周波数に従って各とまり木チャン
ネルをベースバンドまで周波数変換する。通常、アナロ
グ信号をサンプリングする場合、サンプリングの定理に
よりアナログ信号の最大周波数fmaxもしくは帯域幅wの
少なくとも２倍以上のサンプリング周波数を必要とす
る。例えば、デジタル携帯電話(PDC;Personal Digital
Celluler)の場合、搬送波の帯域幅はw=16(MHz)であるの
で、搬送波は最低でも32MHzのサンプリング周波数でデ
ジタル信号に変換されており、従って、基本的にデジタ
ル信号処理部も32MHzのサンプリング周波数により動作
することになる。ところが、上述したベースバンドまで
変換された以後の所望のとまり木チャンネル帯域幅は21
kHzに規定されているので、サンプリング周波数は42kHz
あればよく、32MHzの必要はない。また、32MHzのままで
処理をするとデジタル信号処理部の負担が大きくなる。
そこで、ベースバンドに変換された以後の各ブロックの
サンプリング周波数を42KHzまで低くするためのサンプ
リング間隔の間引きを間引き部１１５において行う。周
波数変換部と間引き部との間にあるデジタル低域通過フ
ィルタ（LPF）１１３は、間引きの時に所望のとまり木
チャンネル帯域幅に不要波が重なるのを防ぐために設置
している。

【００１０】図９（ａ）〜（ｃ）はＡ／Ｄ変換器１０６
出力から間引き部１１５までの周波数スペクトラムを示
す図である。間引きをしてサンプリング周波数をｆｓか
らｆｓ´（ｆｓ´＝２１ＫＨｚ ｘ ２＝４２ＫＨｚ）
に低くした後、図８に示すようにルートナイキストフィ
ルター１１６により符号間干渉を取り除くと共に判定部
１１７において電界強度レベルL1が測定される。その後
の動作の流れは、図７に示したとまり木チャンネルスキ
ャン動作のフローチャートと同じである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ような従来の移動無線端末装置における電源投入時のチ
ャンネルスキャン動作においては以下に示すような大き
な問題点があった。つまり、信号処理部に入力する信号
は、とまり木チャンネルスキャン動作において間引き部
で間引きされるまでサンプリング周波数が高い。通常、
デジタル信号処理部の消費電力は、回路部品の単位時間
当たりの動作数に比例して多くなるので、サンプリング
周波数が高いほど電力を多く費やすことになる。従っ
て、上述したとまり木チャンネルスキャン動作では、と
まり木チャンネルの数（通常、数百チャンネル）だけ図
８に示したデジタル信号処理を繰り返すので、移動無線
端末装置の電源を入れる度に多くの電力を消費して待ち
受け時間が短くなる等の問題があった。さらに、移動無
線端末装置がマルチモード（例えば、PDCとPHS(Persona
lHandyphone System)の両方のシステムをひとつの端末
で使う）対応である場合、より多くのとまり木チャンネ
ルをスキャンすることになり、スキャン時間が増えてよ
り多くの電力を消費することになる。本発明は、上述し
た従来のデジタル信号処理部を有する移動無線端末装置
に関する問題を解決するためになされたもので、移動無
線端末装置の電源投入時において、接続すべき待ち受け
チャンネルを選択する際に、一度に全てのとまり木チャ
ンネルの電界強度レベルを測定するようにして消費電力
を低減した移動無線端末装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる移動無線端末装置の請求項１記載の
発明は、複数のチャンネル信号を含む高周波アナログ信
号をアナログ・デジタル変換器によりデジタル変換した
後にデジタル信号処理により所望のチャンネル信号を取
り出す移動無線端末装置において、前記アナログ・デジ
タル変換器の出力波形をフーリエ変換することにより前
記複数のチャンネル信号のレベルを一度に検出するよう
に構成する。本発明に係わる移動無線端末装置の請求項
２記載の発明は、請求項１記載の移動無線端末装置にお
いて、前記フーリエ変換の結果、前記複数のチャンネル
信号の周波数以外に不要な信号が検出された場合、前記
不要な信号を逆フーリエ変換により時間波形に変換する
と共にキャンセル部において前記不要な信号成分と同一
振幅逆位相の波形を発生させて前記不要な信号成分をキ
ャンセルした後に、再度フーリエ変換を実施して前記複
数のチャンネル信号のみを検出するように構成する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係わる
移動無線端末装置の受信デジタル信号処理部におけると
まり木チャンネルスキャンの実施の形態例を示す機能ブ
ロック図である。この例に示す移動無線端末装置の受信
デジタル信号処理部２は、第１のメモリ３とフーリエ変
換部４と判定部５とＩＤ−ＲＯＭ（不揮発メモリ）６と
レベル順テーブル作成部７とにより構成する。なお、判
定部５とＩＤ−ＲＯＭ６とレベル順テーブル作成部７と
を備えている点は図８に示した従来技術と同様である。

【００１４】図２は図１に示した本発明に係わる受信デ
ジタル信号処理部の動作を説明するためのフローチャー
トである。以下、図２を参照しつつ図１に示した受信デ
ジタル信号処理部の動作について説明する。まず、移動
無線端末装置の電源が投入されると（Ｓ１）、受信した
所望のとまり木チャンネル信号を含む広帯域アナログ信
号をＡ／Ｄ変換器１０６によって広帯域デジタル信号に
変換した後、このデジタル信号（時間の関数）からフー
リエ変換に必要なサンプル数をメモリ３に一時記憶する
（Ｓ２）。この記憶したサンプルデータを基にフーリエ
変換部４においてフーリエ変換を施してデジタル信号を
周波数信号に変換すると共に、ＩＤ−ＲＯＭ６に書き込
まれている全てのとまり木チャンネル周波数の電界強度
を読み出す（Ｓ３）。判定部５において、この読み出さ
れた電界強度が予め決められている足きりレベルLth1以
上か否かが判定され（Ｓ４）、前記足きりレベルLth1以
上であればレベル順にテーブル７が作成され（Ｓ５）、
待ち受けチャンネル選択へと移行していく。

【００１５】本発明は、以上説明したようにメモリ３に
デジタル信号のデータを必要数だけ一時記憶してフーリ
エ変換を施すので、デジタル信号処理部の動作周波数は
必ずしも高くなくてもよい。また、一度にすべてのとま
り木チャンネルの電界強度レベルを測定することができ
るから、従来技術のようにとまり木チャンネルの数だけ
スキャンする必要がなく、従って、電源投入時のとまり
木チャンネルに係わる電力消費を低減できるので、待ち
受け時間を向上することができる。また、本発明に係わ
る移動無線端末装置はマルチモードに対応した装置にお
いてもそのまま適用できるので、使用するとまり木チャ
ンネル数が多くなればなるほど待ち受け時間の改善効果
が大きくなる。

【００１６】以上説明した本発明の実施の形態例におい
ては、移動無線端末装置受信部のデジタル信号処理部に
フーリエ変換を用いた構成としたが、本発明の実施にあ
ってはこの例に限らず、例えば前記フーリエ変換した結
果、規定のとまり木チャンネル周波数以外に不要信号が
発生する場合は、前記フーリエ変換した後に不要信号の
周波数成分を逆フーリエ変換し、時間波形（時間を変数
とする波形）においてこの不要信号を打ち消すように構
成してもよい。

【００１７】図３は、移動無線端末装置の受信部におい
て、フーリエ変換した結果に不要信号が発生する場合に
ついての本発明に係わる第２の実施の形態例を示す機能
ブロック図である。本発明に係わる第２の実施の形態例
は第１のメモリ３とフーリエ変換部４と判定部５とＩＤ
−ＲＯＭ６と逆フーリエ変換部３１と第２のメモリ３２
とからなるデジタル信号処理部３３と、Ｄ／Ａ（アナロ
グ／デジタル）変換器３４と、キャンセル部３５と、Ａ
／Ｄ変換器１０６とから構成する。

【００１８】以上のように構成する本発明に係わる第２
の実施の形態例における動作説明の前に、前記規定のと
まり木チャンネル周波数以外の不要信号がとまり木チャ
ンネルの電界強度レベル測定に及ぼす影響について簡単
に説明する。図４は、フーリエ変換部４によりフーリエ
変換した後の前記レベル判定部５に入力するデータの例
を横軸周波数、縦軸電界強度レベルで表わしたものであ
る。更に、図５は、図４においてとまり木チャンネル以
外のレベルがとまり木チャンネルのレベルよりかなり高
い場合の前記レベル判定部５に入力するデータ例を表し
たものである。図４において、２１〜２７までの信号
は、とまり木チャンネルのレベルを、２８の信号はとま
り木チャンネル以外のレベルを表わしている。この例の
場合は、規定のとまり木チャンネル２１〜２７とこれ以
外の不要信号２８との識別ができるので、とまり木チャ
ンネルの測定は可能である。

【００１９】しかしながら、図５に示すようにとまり木
チャンネル以外のレベルがとまり木チャンネルのレベル
よりかなり高い場合は、とまり木チャンネルのレベルが
零として量子化されるため、とまり木チャンネルの測定
が不可能になる。これは、Ａ／Ｄ変換器１０６の分解能
に依存し、例えば、分解能が８ビットの場合にはレベル
差が４８dBまではＡ／Ｄ変換可能であるが、それ以上の
レベル差になると低い方のレベル（この例においてはと
まり木チャンネル信号）は零として量子化されて図５の
ようになる。従って、この例のような場合には、とまり
木チャンネル周波数以外の不要信号を打ち消す必要があ
る。

【００２０】そこで、判定部５においてとまり木チャン
ネル以外に強いレベルを検出した場合、図３に示したよ
うに逆フーリエ変換部３１においてとまり木チャンネル
以外の強いレベルの周波数のみを逆フーリエ変換して時
間波形に置換すると共に、この波形を第２のメモリ３２
にいったん記憶してＤ／Ａ変換器３４にてデジタル信号
からアナログ信号に変換した後、キャンセル部３５にお
いて前記アナログ信号（不要信号）と同一振幅で逆位相
の信号を発生させて前記アナログ信号をキャンセルす
る。その後、Ａ／Ｄ変換器１０６と第１のメモリ３とフ
ーリエ変換部４と判定部５とＩＤ−ＲＯＭ６とテーブル
作成７とにより、再度とまり木チャンネルスキャン動作
を実行すること図１または図２に示した第１の実施の形
態例と同様である。以上説明したように動作するので、
移動無線端末装置の受信部は規定のとまり木チャンネル
以外の不要信号を除去して正常な動作をすることが可能
となる。

【００２１】一般に、Ａ／Ｄ変換器１０６のサンプリン
グ周波数と分解能は相反する特性であり、分解能をあげ
ようとするとサンプリング周波数はさがる傾向にあるの
で、上述した第２の実施の形態例はＡ／Ｄ変換器のサン
プリング周波数を高くしたいとき（つまり、分解能を高
くできないとき）には、図５に示したデータ例となるケ
ースが増えるので特に有効である。

【００２２】なお、第２の実施の形態例においては、逆
フーリエ変換した後の不要信号をＤ／Ａ変換器３４を用
いてアナログ信号に戻した後で、この不要信号を打ち消
すようにしているが、Ｄ／Ａ変換器３４を用いずに第２
のメモリ３２の出力の不要信号をデジタル信号のまま打
ち消すようにキャンセル部３５を構成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように移動無線端
末装置の受信部におけるデジタル信号処理にフーリエ変
換を用いるので、移動無線端末装置が接続すべき待ち受
けチャンネルを選択する際に、一度に全てのとまり木チ
ャンネルの電界強度レベルを測定することができるの
で、待ち受け時の消費電力を低減した移動無線端末装置
を実現する上で著効を奏す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１の実施の形態例を示す機能
ブロック図

【図２】本発明に係わる第１の実施の形態例の動作を説
明するフローチャート図

【図３】本発明に係わる第２の実施の形態例を示す機能
ブロック図

【図４】本発明に係わる第２の実施の形態例における不
要信号の動作を説明するための判定部入力における受信
信号図（とまり木チャンネル信号と不要信号が識別可能
な場合）

【図５】本発明に係わる第２の実施の形態例における不
要信号の動作を説明するための判定部入力における受信
信号図（とまり木チャンネル信号と不要信号が識別でき
ない場合）

【図６】従来のデジタル信号処理手段を備えた移動無線
端末装置における受信部の構成例を示すブロック図

【図７】図６に示すデジタル信号処理手段を備えた移動
無線端末装置における受信部の動作を説明するフローチ
ャート図

【図８】図６に示すデジタル信号処理手段におけるとま
り木チャンネルスキャン動作時の機能ブロック図

【図９】図８に示す機能ブロック図における周波数スペ
クトラムを示す図

【符号の説明】

２・・本発明に係わるデジタル信号処理部 ３・・第１のメモリ ４・・フーリエ変換部 ５・・判定部 ６・・ＩＤ−ＲＯＭ ７・・レベル順テーブル作成部 ２１〜２７・・とまり木チャンネルのレベル ２８・・不要周波数のレベル ３１・・逆フーリエ変換部 ３２・・第２のメモリ ３３・・本発明に係わるデジタル信号処理部 ３４・・Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器 ３５・・キャンセル部 １０１・・アンテナ １０２・・帯域通過フィルタ １０３・・高周波増幅器 １０４・・ミキサ １０５・・局部発振器 １０６・・Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器 １０７・・従来技術におけるデジタル信号処理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のチャンネル信号を含む高周波アナ
   ログ信号をアナログ・デジタル変換器によりデジタル変
   換した後にデジタル信号処理により所望のチャンネル信
   号を取り出す移動無線端末装置において、 前記アナログ・デジタル変換器の出力波形をフーリエ変
   換することにより前記複数のチャンネル信号のレベルを
   一度に検出するように構成したことを特徴とする移動無
   線端末装置。
2. 【請求項２】 前記フーリエ変換の結果、前記複数のチ
   ャンネル信号の周波数以外に不要な信号が検出された場
   合、前記不要な信号を逆フーリエ変換により時間波形に
   変換すると共にキャンセル部において前記不要な信号成
   分と同一振幅逆位相の波形を発生させて前記不要な信号
   成分をキャンセルした後に、再度フーリエ変換を実施し
   て前記複数のチャンネル信号のみを検出するように構成
   したことを特徴とする請求項１記載の移動無線端末装
   置。