JPH1065611A - 通信装置および無線受信機におけるフィンガロックステータスの決定方法 - Google Patents

通信装置および無線受信機におけるフィンガロックステータスの決定方法

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JPH1065611A
JPH1065611A JP9128065A JP12806597A JPH1065611A JP H1065611 A JPH1065611 A JP H1065611A JP 9128065 A JP9128065 A JP 9128065A JP 12806597 A JP12806597 A JP 12806597A JP H1065611 A JPH1065611 A JP H1065611A
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signal
circuit
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Michael A Eberhardt
マイケル・エイ・エバーハード
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトル拡散通信システムの移動ステーシ
ョンにおいて簡単な構成で電力制御ビットおよびトラフ
ィックビットの双方を正確に復調可能にする。 【解決手段】 通信装置100はスペクトル拡散通信信
号を受信する複数の受信機フィンガを含む。各受信機フ
ィンガは受信信号強度指示(RSSI)回路400を含
む。RSSI回路はエネルギ計算機406およびフィル
タ410,412を含み信号品質を示すろ波信号を生成
する。第1の比較器414はろ波信号が1次ロックしき
い値を超えたとき1次ロック指示を生成する。第2の比
較器418はろ波信号が2次ロックしきい値を超えたと
き2次ロック指示を生成する。RSSI回路の帯域幅は
トラフィックチャネルデコーダの1次ロック指示を提供
する第1の帯域幅と電力制御ビットデコーダの2次ロッ
ク指示を提供する第2の帯域幅との間で変化でき、各チ
ャネルのデコード要求に性能を合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は一般的にはスペク
トル拡散通信に関する。本発明はより特定的にはスペク
トル拡散無線通信のためのレーキ受信機(rake r
eceiver)装置および方法に関する。
【0002】
【関連出願の相互参照】本件出願は1996年5月6日
に出願され、「通信装置および無線受信機におけるフィ
ンガロックステータスを決定する方法(Communi
cationDevice And Method F
or Determining Finger Loc
k Status In A Radio Recei
ver)」と題する米国特許出願シリアル番号08/6
46,710号の一部係属出願に対応する。
【0003】
【従来の技術】無線システムは無線加入者ユニットのユ
ーザに無線通信を提供する。1つの特定の形式の無線シ
ステムはセルラ無線電話システムである。1つの特定の
形式のセルラ無線電話システムはスペクトル拡散信号方
式を使用する。そのようなシステムにおいては、移動ス
テーションのような加入者通信装置は1つまたはそれ以
上の遠隔ベースステーションと通信する。各々のベース
ステーションは固定された地理的領域において通信を提
供する。移動ステーションが地理的領域にわたり移動す
ると、移動ステーションとの通信はベースステーション
の間でハンドオフされる。
【0004】スペクトル拡散信号方式は送信信号によっ
て占有される帯域幅がベースバンド情報信号によって必
要とされる帯域幅よりずっと大きいメカニズムとして広
く定義できる。スペクトル拡散通信の2つのカテゴリは
ダイレクトシーケンススペクトル拡散(DSSS)およ
び周波数ホッピングスペクトル拡散(FHSS)であ
る。信号のスペクトルはそれを広帯域擬似ランダム符号
発生信号により乗算することにより最も容易に拡散する
ことができる。ある信号のスペクトルがそれを広帯域擬
似ランダム符号発生信号によって乗算することにより最
も容易に拡散できることは最も重要なことである。受信
機が前記信号を逆拡散(despread)できるよう
にするため拡散信号が正確に知られていることが重要で
ある。DSSSに対しては、受信機の目的は信号が背景
ノイズレベルより低い広い受信帯域幅から送信された信
号を拾い出すことである。
【0005】DSSSを使用するセルラ無線電話システ
ムは通常、電気通信工業会/電子機械工業会(TIA/
EIA)暫定標準IS−95に従って、ダイレクトシー
ケンス符号分割多元接続(DS−CDMA)システムと
して知られている。該システムにおける個々のユーザは
同じ周波数を使用するが個々の拡散符号の使用によって
分離される。他のスペクトル拡散システムは米国規格協
会(ANSI)標準J−STD−008に規定された、
1900MHzで動作する無線電話システムを含む。他
の無線機および無線電話システムも同様にスペクトル拡
散技術を使用する。
【0006】スペクトル拡散通信システムにおいては、
ベースステーションから加入者または移動ステーション
へのダウンリンク送信はパイロットチャネルおよび複数
のトラフィックチャネルを含む。パイロットチャネルは
すべてのユーザによってデコードされる。各々のトラフ
ィックチャネルは単一のユーザによってデコードされる
ことを意図している。従って、各々のトラフィックチャ
ネルはベースステーションおよび1つの移動ステーショ
ンの双方に知られたコードを使用して符号化される。パ
イロットチャネルはベースステーションおよびすべての
移動ステーションによって知られたコードを使用して符
号化される。
【0007】パイロットチャネルおよびトラフィックチ
ャネルの信号に加えて、ダウンリンク送信はまたトラフ
ィックチャネルに電力制御指示子(power con
trol indicator)を含む。該電力制御指
示子は遠隔のベースステーションによって移動ステーシ
ョンに周期的に送信されて移動ステーションの送信電力
を制御する。電力制御指示子は伝統的には符号化されな
いいくつかのビットを含む。電力制御指示子はそれが移
動ステーションに送信電力を増大するかあるいは送信電
力を低減するかを指示する点で性質上2進である。電力
制御指示子に応答して、移動ステーションはその送信電
力を調整し、フェーディングまたはブロッキングあるい
はこれらの突然の欠如のような、変化するチャネルの状
態に適応する。正確な、信頼性ある通信のために、受信
された電力制御指示子に対する移動ステーションの迅速
な応答が必要である。
【0008】スペクトル拡散通信システムにおいて使用
するための移動ステーションは通常レーキ受信機(ra
ke receivers)を使用する。レーキ受信機
は独立に無線周波(RF)信号を受信する2つまたはそ
れ以上の受信機フィンガ(receiver fing
ers)を含む。各々のフィンガはチャネル利得および
位相を推定または計算しかつ前記RF信号を復調してト
ラフィックシンボルを生成する。受信機フィンガのトラ
フィックシンボルはシンボルコンバイナで組み合わされ
て受信信号を生成する。
【0009】一般に、レーキ受信機フィンガは最も強い
チャネルのマルチパス放射に割り当てられる。すなわ
ち、第1のフィンガは最も強い信号を受信するよう割り
当てられ、第2のフィンガは次に強い信号を受信するよ
う割り当てられ、以下同様である。フェーディングまた
は他の原因によって、受信信号強度が変化すると、フィ
ンガの割当ても変更される。また、移動ステーションが
ソフトハンドオフ(soft handoff)として
知られた状態にある場合、フィンガは該ハンドオフに関
与するベースステーションのいずれかに割り当てること
ができる。ソフトハンドオフにおいては、移動ステーシ
ョンおよびベースステーションはどのベースステーショ
ンが移動ステーションと最適の通信を提供するかを決定
する。
【0010】マルチパス強度の平均尺度(averag
e measure)があるフィンガが再割当てされる
べきかを判定するために使用される。マルチパス強度の
尺度は、受信信号強度指示とも称される、受信信号対妨
害比(RSSI)である。RSSI測定は所定のロック
(lock)およびアンロック(unlock)しきい
値と比較される。もしあるフィンガに対するRSSIが
前記ロックしきい値より大きければ、該フィンガはロッ
クされていると称される。もしRSSI値がアンロック
しきい値より小さければ、該フィンガはアンロックであ
る。RSSI回路はコントローラにロック指示を提供
し、該コントローラは個々のフィンガのロック状態を制
御する。
【0011】良好な電力制御性能は高速のRSSI回路
を必要とする。RSSI回路はレーリーフェーディング
を追跡すべきでありかつもし受信信号が一時的にフェー
ディング状態に入った場合にフィンガをアンロックすべ
きである。その電力制御ビットが正しく復調されない弱
いリンクは移動ステーションを電力制御指示に対し不正
確に応答させる可能性がある。これは呼のドロップおよ
び他の望ましくない状態を生じさせることがある。従っ
て、電力制御ビットのデコードに対しては、RSSI回
路は、例えば、10msより長い間深いフェーディング
状態に入るいずれのフィンガもアンロックするに十分高
速であることが必要である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電力制
御ビットのデコードのために必要とされるフェーディン
グへの高速の応答はトラフィックチャネルの復調には必
要とされない。従って、高速のRSSI回路が電力制御
ビットのデコードのためにロック指示を提供しかつ低速
のRSSI回路がトラフィックチャネルのデコードのた
めに別個のロック指示を提供するレーキ受信機回路およ
び方法の技術的な必要性が存在する。これはトラフィッ
クチャネルのデコードおよび電力制御チャネルのデコー
ドの個々の要求に合わせた性能を提供できるようにす
る。これは、従って、電力制御ビットおよびトラフィッ
クビットの双方の正確な復調のために性能を最適化でき
るようにする。RSSI回路はトラフィックチャネルお
よび電力制御チャネルの間でタイムシェアリングされて
ハードウエア要求を最も少なくする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の1態様では、通
信装置(100)が提供され、該通信装置は、パイロッ
ト信号デスプレッダ(150)、トラフィックチャネル
コンバイナ(118)、電力制御ビットデコーダ(12
0)、前記トラフィックチャネルコンバイナおよび前記
電力制御ビットデコーダに結合され、パイロットシンボ
ルを検出しかつ前記トラフィックチャネルコンバイナに
よって使用するための1次ロック指示を提供し、かつパ
イロットシンボルを検出しかつ前記電力制御ビットデコ
ーダによって使用するための2次ロック指示を提供する
タイムシェアリング動作を行なうロック指示回路(40
0)、そして前記タイムシェアリング動作を行なうロッ
ク指示回路を制御するためのコントローラ(122)を
具備する。
【0014】前記タイムシェアリング動作を行なうロッ
ク指示回路は第1のレートで前記1次ロック指示を提供
しかつ第2のレートで前記2次ロック指示を提供し、前
記第2のレートは前記第1のレートより高速であるよう
構成することができる。
【0015】さらに、トラフィックシンボルおよび電力
制御シンボルを検出するための複数の受信機フィンガ
(112,114,116)を具備し、前記複数の受信
機フィンガの各々は関連するタイムシェアリング動作を
行なうロック指示回路(400)を含み、前記トラフィ
ックチャネルコンバイナは前記複数の受信機フィンガに
結合され各々それぞれの受信機フィンガから受信された
それぞれの1次ロック指示に応じてそれぞれの受信機フ
ィンガからのトラフィックシンボルを結合し、前記電力
制御ビットデコーダは前記複数の受信機フィンガに結合
され各々それぞれの受信機フィンガから受信されたそれ
ぞれの2次ロック指示に応じてそれぞれの受信機フィン
ガからの電力制御ビットをデコードすると好都合であ
る。
【0016】また、前記タイムシェアリング動作を行な
うロック指示回路はパイロット信号エネルギの長時間平
均測定が第1の所定のしきい値を超えたときに前記1次
ロック指示を提供し、かつ前記タイムシェアリング動作
を行なうロック指示回路はパイロット信号エネルギの短
時間平均測定が第2の所定のしきい値を超えたときに前
記第2のロック指示を提供することもできる。
【0017】本発明の別の態様では、複数の受信機フィ
ンガ(112,114,116)を含む無線受信機にお
けるフィンガロックステータスを制御する方法が提供さ
れ、該方法は、受信パイロット信号に応じて1次ロック
指示を発生する段階、前記受信されたパイロット信号に
応じて2次ロック指示を発生する段階、そして前記1次
ロック指示および前記2次ロック指示に応じてフィンガ
ロックステータスを制御する段階、を具備する。
【0018】さらに、第1の帯域幅および第2の帯域幅
を含む可変帯域幅を有する信号品質検出回路(400)
を提供する段階、前記可変帯域幅を前記第1の帯域幅で
確立する段階、前記受信パイロット信号の信号品質を検
出する段階、そして前記信号品質に応じて前記1次ロッ
ク指示を提供する段階、を具備すると好都合である。
【0019】前記第1の帯域幅は前記第2の帯域幅より
狭くしてもよい。
【0020】また、前記1次ロック指示は前記信号品質
が第1の所定のしきい値を超えた場合に提供されるよう
構成できる。
【0021】さらに、前記可変帯域幅を前記第2の帯域
幅で確立する段階、前記受信パイロット信号の信号品質
を検出する段階、そして前記信号品質に応じて前記2次
ロック指示を提供する段階を具備すると好都合である。
【0022】また、前記可変帯域幅は前記1次ロック指
示を発生するために前記第1の帯域幅で確立され、かつ
前記2次ロック指示を発生するために前記第2の帯域幅
で確立されるよう構成すればよい。
【0023】さらに、第1のレートで前記受信パイロッ
ト信号の受信信号強度を周期的に検出する段階、前記受
信信号強度が第1の所定のしきい値を超えた場合に第1
の状態でかつ前記受信信号強度が前記第1の所定のしき
い値を超えない場合に第2の状態で前記1次ロック指示
を提供する段階、第2のレートで前記受信パイロット信
号の受信信号強度を周期的に検出する段階であって、前
記第2のレートは前記第1のレートより高速であるも
の、そして前記受信信号強度が第2の所定のしきい値を
超えた場合に第1の状態でかつ前記受信信号強度が前記
第2の所定のしきい値を超えない場合に第2の状態で第
2のロック指示を提供する段階を設けてもよい。
【0024】また、前記第1のレートは前記受信パイロ
ット信号の受信パイロットシンボルの第1のレートに対
応し、かつ前記第2のレートは受信パイロットシンボル
の前記第1のレートの倍数に対応するよう構成できる。
【0025】さらに、前記2次ロック指示は特定のベー
スステーションからの総合受信信号強度指示に基づくも
のとすることもできる。
【0026】本発明のさらに別の態様では、複数の受信
機フィンガ(112,114,116)を含む無線受信
機(111)におけるフィンガロックステータスを決定
する方法が提供され、該方法は、第1の帯域幅を有する
信号品質回路(400)を使用してトラフィックチャネ
ルの信号品質を検出する段階、前記トラフィックチャネ
ルの信号品質が第1のしきい値を超えた場合に1次ロッ
ク指示を生成する段階、第2の帯域幅を有する信号品質
回路を使用して電力制御チャネルの信号品質を検出する
段階であって、前記第1の帯域幅は前記第2の帯域幅よ
り狭いもの、そして前記電力制御チャネルの信号品質が
第2のしきい値を超えた場合に2次ロック指示を生成す
る段階、を具備する。
【0027】前記無線受信機はさらにトラフィックチャ
ネルコンバイナ(118)および電力制御ビットデコー
ダ(120)を含み、前記方法はさらに、前記1次ロッ
ク指示が生成された場合に前記トラフィックチャネルコ
ンバイナへの寄与のために前記複数の受信機フィンガの
内の1つの受信機フィンガを含める段階、前記1次ロッ
ク指示が生成されない場合に前記受信機フィンガを前記
トラフィックチャネルコンバイナへの寄与から排除する
段階、前記2次ロック指示が生成された場合に前記電力
制御ビットデコーダへの寄与のために前記受信機フィン
ガを含める段階、そして前記2次ロック指示が生成され
ない場合に前記電力制御ビットデコーダへの寄与から前
記受信機フィンガを排除する段階を具備することができ
る。
【0028】本発明のさらに別の態様では、受信信号強
度指示(RSSI)回路(400)が提供され、該回路
は、パイロット信号を受けるための入力(402)、前
記パイロット信号におけるエネルギを決定するためのエ
ネルギ計算機(406)、前記エネルギ計算機に結合さ
れ前記パイロット信号のエネルギが第1の所定のしきい
値を超えたことを周期的に判定しかつ1次ロック指示を
提供するための第1の比較器(414)、前記エネルギ
計算機に結合され前記パイロット信号のエネルギが第2
の所定のしきい値を超えたことを周期的に判定しかつ2
次ロック指示を提供するための第2の比較器(41
8)、そして前記入力に結合され前記RSSI回路の帯
域幅を変えるための手段、を具備する。
【0029】前記帯域幅を変えるための手段はスイッチ
(408)を具備するものとすることができる。
【0030】さらに、前記エネルギ計算機に結合され前
記パイロット信号のエネルギをろ波するためのフィルタ
(410,412)を具備すると好都合である。
【0031】また、前記フィルタは前記RSSI回路の
帯域幅を変えるためのシフトレジスタを具備するものと
することもできる。
【0032】さらに、前記帯域幅を変えるための手段は
前記1次ロック指示を提供するために前記帯域幅を第1
の帯域幅で確立し、かつ前記第2のロック指示を提供す
るために第2の帯域幅で確立し、前記第1の帯域幅は前
記第2の帯域幅より狭くすると好都合である。
【0033】
【発明の実施の形態】新規であると信じられる本発明の
特徴は特に特許請求の範囲に記載されている。本発明は
そのさらに他の目的および利点とともに添付の図面を参
照して以下の説明から最もよく理解することができる。
いくつかの図面においては同じ参照数字は同じ構成要素
を示している。
【0034】次に図1を参照すると、通信装置、すなわ
ち移動ステーション100の動作ブロック図が示されて
いる。移動ステーション100はアンテナ102および
フィルタ回路106を含んでいる。移動ステーション1
00はさらに、第1の受信機フィンガ112、第2の受
信機フィンガ114、第3の受信機フィンガ116を含
む、複数の受信機フィンガ、各々の受信機フィンガに結
合されたコンバイナ、およびデコーダ120を備えてい
る。移動ステーション100はさらにコントローラ12
2、ユーザインタフェース124および送信機126を
含んでいる。
【0035】移動ステーション100は好ましくは複数
の遠隔的に位置するベースステーションを含むDS−C
DMAセルラ無線電話システムにおいて使用するよう構
成される。各々のベースステーションは、移動ステーシ
ョン100を含む、ある固定された地理的領域内の移動
ステーションに対しかつ該移動ステーションから無線周
波(RF)信号を送信しかつ受信する送受信機を含む。
これは移動ステーション100に対する1つの応用であ
るが、移動ステーション100は任意の適切なスペクト
ル拡散通信システムにおいて使用できる。
【0036】移動ステーション100においては、アン
テナ102はベースステーションにRF信号を送信しか
つベースステーションからRF信号を受信する。アンテ
ナ102において受信されたRF信号はろ波され、アナ
ログ信号からデジタル信号に変換されかつさもなければ
フィルタ回路106において処理される。フィルタ回路
106はまた処理のために自動利得制御および中間周波
(IF)へのダウンコンバージョンのような他の機能を
行う。
【0037】移動ステーション100は無線受信機を使
用し、該無線受信機はフェーディングを受ける信号を受
信する。受信機回路111は通信チャネルによってスペ
クトル拡散通信信号を受信するよう構成された第1の受
信機フィンガ112、第2の受信機フィンガ114およ
び第3の受信機フィンガ116を含むレーキ受信機であ
る。後にさらに詳細に説明するように、各々の受信機フ
ィンガはトラフィックシンボルを含むトラフィック信号
を生成する。各々の受信機フィンガはさらに受信機フィ
ンガのロック状態を示すロック指示を生成する。第1の
受信機フィンガ112の構造および動作は後により詳細
に説明する。好ましくは、第2の受信機フィンガ114
および第3の受信機フィンガ116は第1の受信機フィ
ンガ112と実質的に同様に動作する。
【0038】前に述べたように、コンバイナ118は複
数の受信機フィンガ、すなわち第1の受信機フィンガ1
12、第2の受信機フィンガ114および第3の受信機
フィンガ116に結合されている。コンバイナ118は
それぞれ各々の受信機フィンガからのロック指示に応答
してそれぞれの受信機フィンガからのトラフィック信号
を結合する。コンバイナ118は受信信号をデコーダ1
20に提供する。デコーダ120はデインタリーブおよ
びチャネルデコードを提供しかつビタービ(Viter
bi)デコーダまたは他の形式のたたみ込みデコーダ
(convolutional decoder)ある
いは任意の他の適切なデコーダとすることができる。デ
コーダ120は前記RF信号によって送信されたデータ
を再生しかつ該データをコントローラ122へと出力す
る。
【0039】コントローラ122は前記データをユーザ
インタフェース124によって使用するために認識可能
な音声または情報に形成する。コントローラ122は移
動ステーション100の他の要素に電気的に結合されて
制御情報を受信しかつ制御信号を提供する。図面の記載
を不当に複雑にしないように図1では制御の接続は示さ
れていない。コントローラ122は典型的にはマイクロ
プロセッサおよびメモリを含む。ユーザインタフェース
124は前記受信された情報または音声をユーザに通信
する。典型的には、ユーザインタフェース124は表示
装置、キーパッド、スピーカおよびマイクロホンを含
む。
【0040】個々の受信機フィンガ112,114,1
16は異なる信号を受信するよう割り当てられる。マル
チパス状態においては、受信機フィンガ112,11
4,116は個々のマルチパス信号または放射(ray
s)を受信するよう割り当てられる。ソフトハンドオフ
の間は、受信機フィンガ112,114,116は該ハ
ンドオフに関与する異なるベースステーションに割り当
てられる。それぞれの信号に対する受信機フィンガの割
当ては以下に説明するようにコントローラ122の制御
のもとで行われる。
【0041】移動ステーション100から遠隔ベースス
テーションへの無線周波信号の送信に際して、ユーザイ
ンタフェース124はユーザ入力データをコントローラ
122へと送信する。コントローラ122はユーザイン
タフェース124から得られた情報をフォーマットしか
つそれをRF変調信号に変換するために送信機126へ
伝達する。送信機126はRF変調された信号をベース
ステーションへの送信のためにアンテナ102へと伝達
する。
【0042】信号を受信しかつ復調するためのレーキ受
信機フィンガ112,114,116の各々の構造およ
び動作につき、第1の受信機フィンガ112を例として
使用して説明する。本発明によれば、移動ステーション
100は1つまたはそれ以上のスペクトル拡散通信信
号、好ましくはダイレクトシーケンス符号分割多元接続
(DS−CDMA)信号を受信するよう構成される。ス
ペクトル拡散通信信号の各々はパイロットチャネルおよ
び複数のトラフィックチャネルを含む。
【0043】セルラ無線電話システムにおけるベースス
テーションにおけるような、送信機において、パイロッ
トチャネルおよびトラフィックチャネルはウォルシュコ
ード(Walsh codes)を使用して符号化され
る。パイロットチャネルおよびトラフィックチャネルは
異なるウォルシュコードを使用して符号化される。典型
的には、パイロットチャネルは「ウォルシュ(0)」コ
ードを使用して符号化され、第1のトラフィックチャネ
ルは「ウォルシュ(2)」コードを使用して符号化され
るなどである。符号化の後、信号スペクトルは擬似ラン
ダムノイズ(PN)コードを使用して拡散される。デジ
タル形式でのスペクトル拡散信号はそれぞれの値がPN
コードおよび符号化されたデータによって規定される一
連のチップ(chips)から構成される。各々のベー
スステーションに対するPNコードはそのベースステー
ションにとって独自のものである。システムにおける各
々の受信機、またはセルラ無線電話システムにおける加
入者、はそれがトラフィックチャネルをデコードするた
めにベースステーションと通信するトラフィックチャネ
ルに対応する独自のウォルシュコードを割り当てられ
る。各々の受信機はまたパイロットチャネルをデコード
する。各々の受信機はシステムのベースステーションに
対応するPNコードを知っている。パイロットチャネル
は通信チャネルのチャネル位相およびチャネル利得を推
定または計算するために使用される。
【0044】最善の受信信号を得るために、受信機フィ
ンガ112,114,116を含む受信機回路111お
よびコンバイナ118はできるだけ多くのフィンガから
のシンボルを結合しようと試みる。各フィンガは、個々
のマルチパス信号またはソフトハンドオフに関与するベ
ースステーションの1つからの信号のような、受信信号
に個々に割り当てられる。RSSIのような、信号品質
パラメータが測定されてあるフィンガがコンバイナ11
8によって組み合わされるべきか否かが判定される。も
し信号品質がロックしきい値を超えれば、そのフィンガ
は「ロックされる(locked)」。もし信号品質が
アンロックしきい値より低下すれば、そのフィンガは
「アンロックされる(unlocked)」。このフィ
ンガのロックステータスはレーキ受信機回路111によ
って使用されてそのフィンガがコンバイナ118によっ
て使用されるべきか否かを決定する。
【0045】第1の受信機フィンガ112は受信信号強
度指示(RSSI)回路130、デスプレッダ150、
パイロットシンボルデコーダ151、パイロットチャネ
ル加算器152、フィルタ154、共役発生器(con
jugate generator)156、トラフィ
ックシンボルデコーダ158、トラフィックチャネル加
算器160、遅延要素162および復調器164を含
む。当業者にはこれらの要素はハードウエアでまたはソ
フトウエアで、あるいは効率および生産性を増強する2
つの何らかの組合せで実施できることは認識されるであ
ろう。
【0046】デスプレッダ150はフィルタ回路106
から移動ステーション100によって受信されたスペク
トル拡散通信信号のデジタル表現を受け入れる。デスプ
レッダ150は擬似ランダムノイズ(PN)コードをそ
の受信信号に適用する。デスプレッダ150は受信信号
を逆拡散して逆拡散信号を生成する。前記PNコードは
移動ステーション100に記憶されかつ、例えば、ベー
スステーションおよび移動ステーション100の間の通
信チャネルが開始されたときにベースステーションから
移動ステーション100に送信できる。前記PNコード
はベースステーションにとって独自のものであり、従っ
て移動ステーションは対応するPNコードを選択するこ
とによって通信のためにベースステーションを選択する
ことができる。
【0047】前記逆拡散信号はデスプレッダ150から
パイロットシンボルデコーダ151へと提供される。パ
イロットシンボルデコーダ151はパイロットチャネル
信号をデコードしかつパイロットシンボルを検出する。
パイロットシンボルデコーダは典型的にはウォルシュコ
ード「ウォルシュ(0)」であるパイロットチャネルコ
ードを適用する。パイロットシンボルデコーダ151は
デコードされた信号をパイロットチャネル加算器152
へ供給する。パイロットチャネル加算器152は加算器
166およびスイッチ168を含む。加算器166は6
4の引き続くチップを加算してパイロットシンボルを形
成する。それぞれの64チップの後に、スイッチ168
は閉じて加算器166をフィルタ154に結合し受信パ
イロットシンボルをフィルタ154に提供する。
【0048】図1に示される実施形態はもしパイロット
チャネルを符号化するためにウォルシュコードが使用さ
れれば適切なものである。「ウォルシュ(0)」は2進
オール1から構成されるから、パイロットチャネルが
「ウォルシュ(0)」を使用して符号化された場合には
デコードは必要ではなくかつパイロットシンボルデコー
ダ151は省略できる。しかしながら、もし他のウォル
シュコードまたは他の形式のコーディングがパイロット
チャネルを符号化するために使用されれば、デコーダが
必要である。そのようなデコーダはパイロットコードを
逆拡散信号に適用してパイロットチャネル信号を生成す
る。
【0049】フィルタ154はパイロットチャネル加算
器152からパイロットシンボルを受信する。フィルタ
154はパイロットチャネル信号をろ波して以下に説明
するように通信チャネルに対する推定されたチャネル利
得および推定されたチャネル位相の複素表現を得る。
【0050】フィルタ154は好ましくはローパスフィ
ルタである。該フィルタの入力はパイロットシンボルp
(n)である。該フィルタの出力はチャネル係数の推定
値^h(n)である。^h(n)は位相および振幅情報
の双方を含む複素数である。位相情報はチャネル位相の
推定値に対応する。振幅情報はチャネル利得の推定値に
対応する。フィルタ154の1つの可能な構成は後に図
2を参照して説明する。共役発生器156はフィルタ1
54によって生成された前記信号^h(n)の複素共役
を決定する。フィルタ154は、前記共役発生器156
と組み合わせて、その通信チャネルに対するチャネル利
得およびチャネル位相の複素表現の複素共役の推定値ま
たは計算値を生成する。チャネル位相およびチャネル利
得の複素表現の複素共役は復調器164に提供される。
【0051】前記逆拡散信号はまたデスプレッダ150
からトラフィックシンボルデコーダ158へ供給され
る。トラフィックシンボルデコーダ158は移動ステー
ション100によって受信されたスペクトル拡散通信信
号に応じてトラフィック信号を生成する。トラフィック
シンボルデコーダ158はユーザ特定トラフィックコー
ドを前記逆拡散信号に適用してトラフィックチャネル信
号を生成する。ユーザ特定トラフィックコードは移動ス
テーション100に割り当てられたウォルシュコード
「ウォルシュ(n)」である。トラフィックチャネル信
号はトラフィックチャネル加算器160に供給される。
【0052】トラフィックチャネル加算器160は加算
器170およびスイッチ172を含む。加算器170は
64の引き続くチップを加算してトラフィックシンボル
を形成する。64チップごとの後に、スイッチ172は
閉じて加算器170を遅延要素162に結合し受信トラ
フィックシンボルを遅延要素162に提供する。従っ
て、トラフィックチャネル加算器160はトラフィック
チャネルを検出する。
【0053】遅延要素162は好ましくはFIFO、ま
たはファーストイン・ファーストアウトバッファであ
る。フィルタ154はチャネル利得およびチャネル位相
を推定または計算する場合にフィルタ遅延を導入する。
遅延要素162はこのフィルタ遅延を補償して推定また
は計算されたチャネル位相および推定または計算された
チャネル利得が対応するトラフィックシンボルを復調す
るために確実に使用できるようにする。遅延要素162
はスペクトル拡散通信信号を所定の時間遅延させて遅延
された信号を生成する。より詳細には、遅延要素162
はトラフィックチャネルのトラフィックシンボルのみを
遅延させて遅延されたトラフィックシンボルを生成す
る。
【0054】遅延されたトラフィックシンボルは復調器
164に供給される。復調器164は遅延されたトラフ
ィックシンボルおよび共役発生器156から受信された
信号を乗算する乗算器として実施することができ、前記
推定または計算されたチャネル位相および推定または計
算されたチャネル利得を使用して遅延されたトラフィッ
クシンボルを復調する。この乗算の結果はさらに処理を
行うためデコーダ120に供給される。
【0055】前記RSSI回路130は加算器132、
エネルギ計算機134、加算器136とシフタ138と
加算器140と遅延要素142とを含むフィルタ13
5、比較器144、およびメモリ146を含む。RSS
I回路130はパイロットシンボルデコーダ151に結
合されている。RSSI回路130はパイロットシンボ
ルをサンプルしかつパイロットサンプル信号を生成す
る。フィルタ135はパイロットサンプル信号をろ波し
かつろ波された信号を生成する。比較器144は前記ろ
波された信号がロックしきい値を超えたときに出力14
9にロック指示を生成する。
【0056】加算器132はパイロットシンボルデコー
ダ151に結合されかつチップの形で信号を受信する。
加算器132は512個の連続するチップを加算してパ
イロットシンボルを形成する。エネルギ計算機134は
パイロット信号におけるエネルギを決定しかつ信号をフ
ィルタ135に提供する。該フィルタ135は該信号を
平均期間にわたり平均し、ろ波された信号を生成する。
この信号は平均フェード期間であると想定される。想定
された平均フェード期間は移動ステーション100によ
って受信されるスペクトル拡散通信信号の想定される平
均フェード期間に対応する。該想定される平均フェード
期間は、移動ステーション100のマルチパス環境およ
び進行速度のような、移動ステーション100の動作条
件に従って変動する。前記平均期間は好ましくは前記信
号の想定される平均フェード期間より長くされる。
【0057】シフタ138は信号を所定の数kのビット
位置だけ右にシフトする。好ましい実施形態ではk=6
である。しかしながら、kは任意の適切な値とすること
ができる。kの値を変えることはフィルタ135の帯域
幅を変える効果を有する。移動ステーションによって受
信されるスペクトル拡散信号は典型的にはフェーディン
グを受けかつフィルタ135はフェーディングの影響を
ろ波するために可変帯域幅を有する。本発明によれば、
フィルタ135の帯域幅はフェーディングの影響をろ波
するために低減される。言い換えれば、フィルタ135
は信号を平均期間にわたり平均する。kの値を増大する
ことは受信信号が平均される前記平均期間を増大するこ
とになる。好ましくは、前記平均期間は10〜200ミ
リセカンド(ms)の範囲で設定される。1実施形態で
は、前記平均期間は実質的に30msで設定される。
【0058】比較器144は前記ろ波された信号を受信
するために前記フィルタに結合された第1の入力147
を有する。比較器144はメモリ146に結合された第
2の入力145を有する。比較器144はろ波された信
号をメモリ146に記憶されたロックしきい値141ま
たはアンロックしきい値143と比較する。ろ波された
信号は、RSSI測定のような、信号品質パラメータに
対応する。前記比較器は前記比較に応じて出力149に
ロック指示を生成する。
【0059】前記ロック指示はコントローラ122に提
供される。前記ロック指示がRSSI測定がロックしき
い値を超えかつ第1の受信機フィンガ112がロックさ
れるべきことを指示した場合、第1の受信機フィンガ1
12はコントローラ122によってロックされ、かつ第
1の受信機フィンガ112からのトラフィック信号また
はトラフィックシンボルはコンバイナ118によって結
合される。コンバイナは前記ろ波された信号が前のロッ
ク指示の後にアンロックしきい値より低下した場合には
受信機フィンガからのトラフィック信号を結合しない。
従って、受信機回路111は前記ろ波された信号に対す
る信号品質パラメータがロックしきい値を超えた場合に
第1の受信機フィンガ112をロックしかつ前記信号品
質パラメータがアンロックしきい値より低下した場合に
第1の受信機フィンガ112をアンロックする。ロック
しきい値はアンロックしきい値と異ならせることができ
る。あるいは、ロックしきい値は実質的にアンロックし
きい値と同じにすることもできる。
【0060】アンロックしきい値は第1の受信機フィン
ガ112のノイズフロア(noise floor)よ
りやや上にセットされる。ノイズフロアは入力信号をノ
イズから弁別するのに必要な最小の入力信号レベルに対
応する。例示的な実施形態においては、第1の受信機フ
ィンガ112のノイズフロアは実質的に−27dBE
/Iであり、この場合Eは総合チップエネルギであ
りかつIはノイズを含む総合妨害である。好ましく
は、アンロックしきい値は−19〜−27dBE/I
の範囲に設定される。発明者はアンロックしきい値を
実質的に−24dB E/Iに設定することにより
卓越した結果が得られることを判定した。
【0061】伝統的な受信機回路においては、前記アン
ロックしきい値はほぼ−18.5dB E/Iに設
定される。この値は結合(combining)のため
に正確なチャネル推定の決定の時間を与える。また、こ
の値は低い受信信号強度において不正確になるチャネル
推定装置(estimators)に適応させる。この
アンロックしきい値により、受信機フィンガ112は深
いフェードの間にアンロックを行うことができる。フェ
ードの間にアンロックされた受信機フィンガ112,1
14,116のいずれかにより、マルチパス放射は使用
できずかつスペクトル拡散通信信号からのいくらかの有
用なパイロット信号情報が失われる。放射はフィンガの
RSSIがロックしきい値より上昇するまで使用できな
い状態となる。これは2または3ウエイのソフトハンド
オフ状況においてあるいはパイロット信号が対応するベ
ースステーションから受信された総合電力に対して弱い
場合に受信機性能の大きな低下を生じる結果となり得
る。この低下の厳しさは低速フェーディングの間に増大
する。
【0062】本発明に係わる受信機回路を使用する移動
ステーションにおいては、フェードの間におけるフィン
ガのアンロックの可能性は低減される。もしマルチパス
放射がフェードを受けておれば、該放射は依然としてコ
ヒーレントな組み合わせによっていくらかの利益を提供
できる。アンロックしきい値を、例えば、−19〜−2
7dB E/Iの範囲に低下させることは受信機フ
ィンガのアンロックを制限しかつ受信機回路111の性
能を改善する。受信機性能に対する付加的な強化は、図
3を参照して後に説明するように、フィンガの即時の結
合のためにパイロットの推定値を即座に得ることによっ
て得られる。
【0063】次に図2を参照すると、図1の無線電話移
動ステーション100において使用するための有限イン
パルス応答(FIR)フィルタ200のブロック図が示
されている。フィルタ200は図1におけるフィルタ1
54のローパスろ波機能を提供するために使用できる。
フィルタ200は遅延要素202,204,206、乗
算器208,210,212および214、そして加算
器216を含む。
【0064】好ましくは、フィルタ200は遅延要素2
02,204,206のような合計61個の遅延要素を
使用するが、図2においては図面を不当に複雑にしない
ようにそれらの全ては示していない。前記遅延要素は順
次の位相またはフェーズで動作し、パイロットシンボル
を直列的に遅延要素の連鎖またはチェインを通してシフ
トする。遅延要素は直列に結合され、したがって第1の
位相またはフェーズの間に、遅延要素202はパイロッ
トチャネル加算器152(図1)から第1のパイロット
シンボルを受信する。1パイロットシンボル期間に等し
い遅延の後に、第2のフェーズの間に、第1のパイロッ
トシンボルは遅延要素202から遅延要素204へと伝
達されかつ第2のパイロットシンボルはパイロットチャ
ネル加算器152から遅延要素202へと伝達される。
同様に、1パイロットシンボル期間に等しい遅延の後
に、第3のフェーズの間に、第1のパイロットシンボル
は遅延要素204から遅延要素204と直列結合された
次の遅延要素へと伝達され、第2のパイロットシンボル
は遅延要素202から遅延要素204へ伝達され、かつ
第3のパイロットシンボルはパイロットチャネル加算器
152から遅延要素202へと伝達される。
【0065】各々のフェーズの間に、各々の遅延要素に
記憶されたパイロットシンボルはそれぞれの乗算器20
8,210,212,214によって重み係数と乗算さ
れる。好ましくは、フィルタ200は乗算器208,2
10,212および214のような合計62の乗算器を
使用するが、その全てが図2に示されている訳ではな
い。各々の乗算器は遅延要素202,204,206の
内の1つに対応する。前記乗算器はそれぞれの遅延要素
に記憶された遅延パイロットシンボルを重み係数で乗算
する。また、乗算器208は遅延要素202の入力にお
ける到来パイロットシンボルを重み係数で乗算する。
【0066】前記重み係数は任意の適切な方法によって
計算または推定できる。1つの簡単な例では、全ての重
み係数は1または単位値(unity)に等しくするこ
とができる。そのような構成においては、フィルタ20
0は重み付けなしに所定の数(例えば、42)のパイロ
ットシンボルを平均するローパスフィルタである。好ま
しくは、前記重み係数はフィルタ200がローパスフィ
ルタの理想的な方形の周波数応答に近い周波数応答を有
するように選択される。
【0067】別の実施形態では、フィルタ154(図
1)はローパス無限インパルス応答(IIR)フィルタ
を使用して実施できる。そのようなIIRフィルタはそ
の通過帯域内でリニアに近い位相応答を持つべきであ
る。
【0068】フィルタ154は注目の周波数におけるあ
るグループ遅延(group delay)によって特
徴づけられる。フィルタ200のような、リニアが位相
のFIRフィルタについては、該フィルタのグループ遅
延はフィルタの遅延または長さの半分に等しい。ノンリ
ニアな位相のFIRに対しては、あるいはIIRフィル
タに対しては、グループ遅延は次のように定義される。
【数1】dφ(f)/df|f=f0 この場合φは周波数fにおいてフィルタによって導入さ
れる位相回転であり、かつfは注目の周波数である。
遅延要素162によって導入される遅延は実質的にフィ
ルタ154のグループ遅延に等しい。
【0069】図3は図1の無線電話移動ステーションに
おいて使用するためのフィルタ300のブロック図であ
る。フィルタ300は前置結合器またはプリコンバイナ
302、バッファ304、加算器306、アキュムレー
タ308、そして量子化器310を含んでいる。プリコ
ンバイナ302はパイロットチャネル加算器152(図
1)に結合されかつ、19.2KHzのような、所定の
レートで逆拡散パイロットシンボルを受信する。プリコ
ンバイナ302は引き続き受信されるパイロットシンボ
ルを組合わせて結合されたパイロットシンボルを形成す
る。これはフィルタ300のメモリ要求を低減するよう
作用する。例えば、プリコンバイナは、p(n)および
p(n+1)で示される、2つのパイロットシンボルを
一緒に加算して結合されたパイロットシンボルを生成す
ることができ、これは次に記憶される。メモリ要求が問
題でない用途においては、プリコンバイナは省略でき
る。
【0070】プリコンバイナ302は前記結合されたパ
イロットシンボルを順次バッファ304内にシフトす
る。バッファは好ましくは前記パイロットチャネル加算
器152から受信された42のパイロットシンボルに対
応する、21の組合わされたパイロットシンボルを格納
する。これはまた1.1ミリセカンドのグループ遅延に
対応する。
【0071】各々の結合されたパイロットシンボル期間
の間に、バッファ304は新しい結合されたパイロット
シンボルをバッファ304内にシフトしかつ最も古い結
合されたパイロットシンボルをバッファ304から出る
ようシフトする。加算器306はバッファの内容をプリ
コンバイナ302によって加算器306に供給された新
しい結合されたパイロットシンボルと加算する。その合
計または加算結果はアキュムレータ308内に累積され
る。前記合計は次に量子化されて量子化器310におけ
る記憶の要求を低減する。この量子化された結果はチャ
ネル位相およびチャネル利得の推定または計算値に対応
する。
【0072】前に述べたように、フィルタ300は、好
ましくは21のパイロットシンボルまたは1.1ミリセ
カンドに等しい、グループ遅延によって特徴付けられ
る。もしフィルタ300がフィルタ154(図1)のろ
波機能を提供するために使用されれば、遅延要素162
によって導入される遅延は実質的にフィルタ300のグ
ループ遅延に等しい。
【0073】本発明によれば、フィルタ300は受信機
フィンガ112のような受信機フィンガが該フィンガが
新しい信号に割当てられた時にただちに結合できるよう
にするためパイロット推定値を発生するためのTシンボ
ルにわたる平均回路として使用できる。あるフィンガが
新しいマルチパス放射に割当てられた時、該フィンガは
それがコヒーレントに結合できる前に新しいパイロット
の推定値を得なければならない。伝統的な受信機回路に
おいては、フィンガはアンロックに割当てられかついっ
たん該フィンガのRSSIがRSSIロックしきい値よ
り上昇するとロックすることになる。伝統的なチャネル
推定装置またはエスティメイタ(estimator)
は新しいパイロットの利得および位相推定値を発生する
ために位相同期ループ(PLL)を使用する。PLLは
新しいパイロットにロックするために時間を必要とす
る。この遅延はフィンガが再割当てされる度毎に劣化を
引き起こす。多くの用途においては、フィンガはしばし
ば再割当てされる必要がある。例えば、あるベースステ
ーションに対応するマルチパスプロフィールは絶えず変
化している。また、移動ステーション100がセル境界
をわたる時、移動ステーション100とのソフトハンド
オフにおけるベースステーションは時間にわたって変化
する。これらの状況においては、受信機フィンガを組合
わせる上での遅延および受信機性能の付随する劣化は受
入れ難いものである。
【0074】フィルタ300においては、アキュムレー
タ308は平均回路である。受信機フィンガ112を新
しい信号に割当てた後、該受信機フィンガはただちにロ
ックされる。幾つかの構成においては、受信機回路11
1は受信機フィンガのロックステータスを記憶するため
のレジスタまたは他のメモリ要素を含むことができる。
結合はロックステータスが前記レジスタに「ロックされ
た(locked)」ものとして書き込まれるまでは行
なわれない。そのような構成では、レジスタは「ロック
された」として書き込まれかつ次にフィンガが新しい信
号に割当てられる。前記平均回路、アキュムレータ30
8、およびバッファ304はまたクリアまたはリセット
されかつ新しい信号が前記第1の受信機フィンガ112
で受信される。
【0075】新しい信号が受信されると、受信機フィン
ガ112は新しい信号におけるパイロットシンボルを検
出する。フィルタ300は引き続くパイロットシンボル
を平均して重み付けられたチャネル推定値を提供する。
フィルタ300は、第1のパイロットシンボルおよび引
き続くパイロットシンボルを含む、パイロットシンボル
を加算しかつアキュムレータ308に合計を生成する。
重み付けされたチャネル推定値は該合計に応じて作成さ
れる。フィルタ300はさらに前記合計をサンプルサイ
ズ、T、によって除算して重み付けられたチャネル推定
値を生成する。サンプルサイズTは好ましくは前記バッ
ファのサイズ、42のパイロットシンボルまたは21の
結合されたパイロットシンボル、に対応するが、他のサ
ンプルサイズも使用できる。
【0076】したがって、第1の受信機フィンガ112
をロックされた新しい信号に割当てると、フィルタ30
0は第1のパイロットシンボルを検出しかつ(始めは第
1のパイロットシンボルのみから構成される)パイロッ
トシンボル合計を形成する。第1のパイロットチャネル
推定値が該パイロットシンボル合計に応じて発生され
る。フィルタ300はさらに前記パイロットシンボル合
計をTで除算し、この場合Tは21または42のような
所定の値であり、第1のパイロットチャネル推定値が発
生される。第1の受信機フィンガ112は前記第1のト
ラフィックチャネル推定値にしたがって第1のトラフィ
ックシンボルを復調する。第1のトラフィックシンボル
はコンバイナ118によって第2の受信機フィンガ11
4および第3の受信機フィンガ116からのトラフィッ
クシンボルと、遅延なしに、結合される。フィルタ30
0は引き続き、次のパイロットシンボルを検出する。フ
ィルタ300は次のパイロットシンボルを前記パイロッ
トシンボル合計に加算し、次のチャネル推定値を発生す
る。第1の受信機フィンガ112は次のチャネル推定値
にしたがって次のトラフィックシンボルを復調し、新し
い信号におけるトラフィックシンボルを検出する。コン
バイナ118は前記トラフィックシンボルを他の受信機
フィンガ、第2の受信機フィンガ114および第3の受
信機フィンガ116、からのトラフィックシンボルと重
み付けされたチャネル推定値にしたがって結合する。
【0077】このプロセスは、前記パイロットシンボル
合計がTのパイロットシンボルを含むまで、続けられ、
前記チャネル推定値を受信されたパイロットシンボルの
数によって重み付けする。このようにして、チャネル推
定は引き続くパイロットシンボルが受信されるに応じて
改善される。大ざっぱな初期推定値は小さな大きさを有
するが、これはそれらが小さな数の受信パイロットシン
ボルで重み付けされるからである。その結果、推定値の
不正確さは受信機回路の性能をひどく悪化させることは
ない。この構成はフィンガが頻繁に再割当てされる状況
において、新しいパイロットにロックオンを行なうため
に遅延時間が必要な、PLLを使用するチャネル推定の
ような、他の伝統的な方法に対して性能を改善する。
【0078】次に図4を参照すると、図1の移動ステー
ション100において使用するための受信信号強度指示
(RSSI)回路400が示されている。RSSI回路
400はパイロットサンプルを受信するための入力40
2、加算器404、エネルギ計算機406、スイッチ4
08、第1のフィルタ410、第2のフィルタ412、
第1の比較器414、プリプロセッサ416、第2の比
較器418、1次ロック指示出力420および2次ロッ
ク指示出力422を含む。当業者には図4に示されるい
ずれの機能も示されたハードウェア要素ではなくソフト
ウェアルーチンを使用して実施できることを理解するで
あろう。
【0079】RSSI回路400は受信パイロット信号
の受信信号強度を測定する。パイロットシンボルは入力
402において受信された信号を逆拡散することにより
形成される。
【0080】良好な電力制御性能は高速のRSSI回路
を必要とする。RSSI回路はレーリーフェーディング
を追跡しかつもし受信信号が一時的にフェードへ低下し
た場合にはフィンガをアンロックすべきである。その電
力制御ビットが不正確に復調される弱いリンクは移動ス
テーション100に電力制御指示に対して不正確に反応
させることがある。これは呼のドロップおよび他の望ま
しくない状態を生じさせることがある。したがって、電
力制御ビットのデコードに対しては、RSSI回路は、
例えば、10msより長い間深いフェードに落ちるいず
れのフィンガもアンロックするのに充分高速であること
が必要である。
【0081】この要求は移動ステーション100がソフ
トハンドオフにあるか否かにかかわりなく当てはまる。
この要求はソフトハンドオフにおいてより重大になる。
ソフトハンドオフにおいては、電力制御ビットは票決方
法(voting method)を使用してデコード
される。もしいずれかのベースステーションが移動ステ
ーションに電力を低減することを指令する電力制御指示
子を送れば、移動ステーションは電力を低減するであろ
う。もしソフトハンドオフにある全てのベースステーシ
ョンからの全ての電力制御指示子が移動ステーションが
電力を増大すべきことを指示すれば、移動ステーション
は電力を増大するであろう。
【0082】ロックされたフィンガはトラフィックチャ
ネルの復調および電力制御ビットのデコードの双方に寄
与する。伝統的な受信機においては、同じロック指示子
が使用されてトラフィックチャネルコンバイナおよび電
力制御ビットの復調の双方を制御している。しかしなが
ら、電力制御ビットのデコードのために必要とされるフ
ェーディングに対する迅速な応答はトラフィックチャネ
ルの復調に対しては必要とされない。したがって、本発
明によれば、RSSI回路400は比較的低速で1次ま
たはトラフィックチャネルのロック指示を提供すること
と比較的高速で2次または電力制御ロック指示を提供す
ることとの間でタイムシェアリングされている。したが
って、本発明によれば、あるレーキ受信機の各受信機フ
ィンガは2つの独立したロックステータスを有し、すな
わちトラフィックチャネルのデコードのために使用され
る1次ロックステータスおよび電力制御チャネルのデコ
ードのために使用される2次ロックステータスである。
移動ステーション100はコンバイナ118のようなト
ラフィックチャネルコンバイナおよびデコーダ120の
ような電力制御ビットデコーダを含む。前記1次ロック
ステータスはコンバイナ118によって使用され、かつ
前記2次ロックステータスはデコーダ120の電力制御
ビットデコーダによって使用される。
【0083】前記レーキ受信機フィンガ112,11
4,116の各々はパイロットチャネル信号を逆拡散す
るためのパイロット信号デスプレッダ150およびRS
SI回路400のような受信信号強度指示回路を含む。
RSSI回路400においては、入力402は、例え
ば、パイロット信号デスプレッダ150(図1)からパ
イロットサンプルを受信するよう構成される。パイロッ
トサンプルは加算器404に供給される。加算器404
は、512の連続するパイロットサンプルのような、所
定の数のパイロットサンプルをコヒーレントに加算して
パイロットシンボルを形成する。該パイロットシンボル
はパイロット信号におけるエネルギを決定するためにエ
ネルギ計算機406に供給される。
【0084】スイッチ408は一般に第2のフィルタ4
12を各々の受信パイロットシンボルに対してエネルギ
計算機406へと結合する。Mのパイロットシンボルご
とに一度、スイッチ408はまた第1のフィルタ410
をエネルギ計算機406に結合する。Mに対して他の値
を適切に選択することができる。ソフトウェアルーチン
の一部とすることができる、スイッチ408の動作はコ
ントローラ122によって制御される。
【0085】第1のフィルタ410および第2のフィル
タ412の構造および動作は図1に関連して前に説明し
たフィルタ135の構造および動作と同様である。kの
値はコントローラ122によって制御される。kの典型
的な値は両端を含めて3〜6の範囲の整数である。しか
しながら、任意の適切な値を使用することができる。図
示された実施形態における第1のフィルタ410および
第2のフィルタ412は各々ワンポール(one−po
le)無限インパルス応答(IIR)フィルタである。
他の適切なフィルタも使用できる。前記第1のフィルタ
410および前記第2のフィルタ412を形成するハー
ドウェア要素は2つのフィルタの間で共有することがで
きる。例えば、2つの独立したアキュムレータおよび2
つの独立した記憶レジスタ、1次またはトラフィックチ
ャネルロック指示および2次または電力制御ロック指示
に対し各々1つ、が設けられことが好ましい。これは2
つのロック指示値または状態の計算の間で他のフィルタ
のハードウェアのタイムシェアリングを可能にする。
【0086】スイッチ408はフィルタを2つのしきい
値比較回路の内の1つに結合する。スイッチ408のポ
ジションはコントローラ122によって制御される。本
発明によれば、RSSI回路400はパイロットエネル
ギを測定しかつ1次ロック指示および2次ロック指示の
双方を提供するタイムシェアリングのロック指示回路を
形成する。1次ロック指示はより狭い帯域幅のIIRフ
ィルタに関連する、パイロットエネルギの長時間または
ロングターム(long term)平均に対応する。
2次ロック指示はより広い帯域幅のIIRフィルタに関
連する、パイロットエネルギの短時間またはショートタ
ーム(short term)平均に対応する。
【0087】図示された実施形態では、スイッチ408
は第2のフィルタ412を各々の受信されたパイロット
シンボルに対しエネルギ計算機406と結合する。これ
は2次または電力制御ロック指示が高速フェードに応答
できることを保証する。これに対し、スイッチ408は
Mの受信パイロットシンボルごとに1度だけ第1のフィ
ルタ410をエネルギ計算機406と結合する。1実施
形態では、M=8である。これは1次またはトラフィッ
クチャネルロック指示子がパイロットエネルギの長時間
平均に対応することを保証する。従って、RSSI回路
400は第1のレートで1次ロック指示を提供しかつ第
2のレートで2次ロック指示を提供し、第2のレートは
第1のレートより高速であるタイムシェアリングのロッ
ク指示回路を形成する。スイッチ408はRSSI回路
400の帯域幅を変えるための手段を形成する。帯域幅
は、シフトレジスタ、デシメイタ(decimato
r)のような、他の手段によってあるいは異なる帯域幅
を有する別個のフィルタを提供することによって変える
ことができる。
【0088】コントローラ122はタイムシェアリング
のロック指示回路を制御する。別の実施形態では、1次
ロック指示および2次ロック指示の各々に対し別個のロ
ック指示回路が設けられる。しかしながら、スイッチ4
08を使用しかつコントローラ122の制御の下にタイ
ムシェアリングを行うことは必要な構成要素の数を低減
する。
【0089】トラフィックシンボルの間に電力制御ビッ
トを備えた電力制御チャネルが散在されている。トラフ
ィックチャネルおよび電力制御チャネルの受信の間の時
間関係は移動ステーション100と遠隔ベースステーシ
ョンとの間の通信のために使用される通信プロトコルに
よって規定される。例えば、IS−95によれば、電力
制御ビットは1.25msごとに受信される。
【0090】第1の比較器414は前記ろ波された信号
を第1の所定のしきい値と比較する。該第1の所定のし
きい値は比較器414内に格納されているが、これに代
えて任意の適切な方法で記憶しあるいは計算することも
できる。前記所定のしきい値についての例示的な値は−
20dB E/Iである。第1の比較器414は受
信信号強度が前記第1の所定のしきい値を超えたときに
第1の状態でかつ前記受信信号強度が前記第1の所定の
しきい値を超えない場合に第2の状態で1次ロック指示
を提供する。第1の比較器414は従ってパイロット信
号エネルギの長時間平均に応じて1次ロック指示を発生
する。1次ロック指示は第1の比較器414によって1
次ロック指示器出力420に提供される。1次ロック指
示出力420はコントローラ122(図1)に結合され
ている。
【0091】プリプロセッサ416はフィルタ410か
らろ波された信号を受信する。プリプロセッサ416は
同じベースステーションから受信されたマルチパス放射
からのRSSIエネルギを結合する。これは第2の比較
器418が、個々のフィンガのRSSIによるよりはむ
しろ、特定のベースステーションからの合計のRSSI
に基づきそのロック/アンロック決定を行うことができ
るようにする。このようにしてRSSIエネルギを結合
することは電力制御ビットのデコードにおけるエアを最
小にするのを助ける。第2の比較器418はプリプロセ
ッサ416の出力が第2の所定のしきい値を超えたとき
に2次ロック指示を提供する。第2の比較器418は周
期的に受信パイロット信号の受信信号強度を検出しかつ
該受信信号強度が、第2の比較器418またはその他の
場所に記憶された、第2の所定のしきい値を超えた場合
に第1の状態で、かつ前記受信信号強度が前記第2の所
定のしきい値を超えない場合に第2の状態で2次ロック
指示を提供する。前記第2の所定のしきい値の例示的な
値は−17dB E/Iである。第2の比較器41
8はこのようにしてパイロット信号エネルギの短時間平
均に応じて2次ロック指示を発生する。該2次ロック指
示は第2の比較器によって2次ロック指示出力422へ
と提供される。2次ロックしきい値出力422はコント
ローラ122に結合されている。
【0092】本発明によれば、コントローラ122は前
記1次ロック指示および2次ロック指示によって示され
る1次ロックステータスおよび2次ロックステータスに
応じてフィンガのロックステータスを制御する。コント
ローラ122は前記複数の受信機フィンガ112,11
4,116のある受信機フィンガを含みその受信機フィ
ンガに対する1次ロック指示が生成されたときにトラフ
ィックチャネルコンバイナ118に貢献する。コントロ
ーラは1次ロック指示が生成されない場合は受信機フィ
ンガがトラフィックチャネルコンバイナ118に寄与す
ることを排除する。コントローラ122は2次ロック指
示が生成されたときに電力制御ビットデコーダ120に
寄与するために受信機フィンガを含む。コントローラ1
22はまた2次ロック指示が生成されない場合に該受信
機フィンガがトラフィックチャネルコンバイナ118に
寄与することを排除する。
【0093】さらに、本発明によれば、前記RSSI回
路400は、トラフィックチャネルを検出するための第
1の帯域幅および電力制御チャネルを検出するための第
2の帯域幅を含む、可変帯域幅を有する信号品質検出回
路を形成する。第1の帯域幅は1/Mごとの受信パイロ
ットシンボルに対して操作することにより維持される。
第2の帯域幅はそれぞれの受信シンボルに対して操作す
ることにより確立される。前記帯域幅はコントローラ1
22から受信された制御信号に応じて変化することがで
きる。
【0094】発明者は2次ロック指示のために比較的高
速のRSSI回路を使用することによってIS−95シ
ステムにおける電力制御ビットのデコード性能に対しか
なりの改善を行うことができるものと判定した。図4に
示されるRSSI回路400はこの改善を以下の例示的
な構成を使用することによって達成できる。すなわち、
第2のフィルタ412においてM=1,k=3にセット
しかつ第2の所定のしきい値=−17dB E/I
にセットする。他の適切な値も使用できる。これらの設
定により、回路の時定数は実質的に3msであり、かつ
回路は高速フェーディングに追従しかつそのE/I
が−17dB E/Iより低下したフィンガをアン
ロックする。RSSI回路400を3msより高速にす
ることは重要ではなく、それは電力制御ビットは移動ス
テーション100において1.25msごとに1度受信
されるのみであるためである。
【0095】RSSI回路の速度を増大することは電力
制御性能を改善するが、それはトラフィックチャネルの
性能を悪化させることになる。最適のトラフィックチャ
ネルのデコードのためには、低いアンロックしきい値を
備えた低速RSSI回路が最善の性能を与える。図4に
おけるRSSI回路400はこの性能を以下の例示的な
構成を使用することによって達成することができる。す
なわち、第1のフィルタ410におけるM=8,k=6
に設定しかつ第1の所定のしきい値=−20dB E
/Iに設定する。他の適切な値も使用できる。これら
の設定により、回路の時定数は200msになる。
【0096】コントローラ122はトラフィックチャネ
ルおよび電力制御チャネルの検出のためにRSSI回路
400の帯域幅を変化させる。1つの選択肢として、ト
ラフィックチャネルの検出に対応する第1の帯域幅はシ
フトレジスタ値kを使用して調整できる。第1のフィル
タ410に対し、k=3は6Hzの帯域幅に対応し、k
=4は3Hzの帯域幅に対応し、k=5は1.5Hzの
帯域幅に対応し、そしてk=6は0.75Hzの帯域幅
に対応する。電力制御チャネルに対しては、第2のフィ
ルタ412のk=3は48Hzの帯域幅に対応し、k=
4は24Hzの帯域幅に対応し、k=5は12Hzの帯
域幅に対応し、かつk=6は6Hzの帯域幅に対応す
る。
【0097】パイロット信号が急速に変化しかつフィン
ガがしばしば再割当てされている環境では、本発明に係
わる方法および装置はさらに他の特徴を示す。第1のフ
ィルタ410における帯域幅kは3〜6の範囲にわたり
調整可能である。従って、フィンガが割り当てられたと
き、該フィンガにはk=3を割り当て1次ロック指示を
ロックされたものとすることができる。これは、フィン
ガ割当ての間に遅延なしに、フィンガがただちにトラフ
ィックチャネルの結合に使用できることを意味する。い
ったん受信機フィンガのRSSIが定常状態に到達する
と、kはより長い平均期間にわたり6に切り替え戻され
るべきである。
【0098】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明はスペ
クトル拡散通信システムにおける移動ステーションの性
能を改善するための方法および装置を提供する。2つの
別個のロック指示子が設けられ、1つはトラフィックチ
ャネルデコーダのため、および1つは電力制御チャネル
デコーダのためである。電力制御ロック指示子はより広
い帯域幅のRSSI回路とともに発生されかつトラフィ
ックチャネルロック指示子はより狭い帯域幅のRSSI
回路とともに発生される。これは性能をトラフィックチ
ャネルのデコードおよび電力制御チャネルのデコードの
個々の要求に従ってあつらえることができるようにす
る。従ってこれは電力制御ビットおよびトラフィックビ
ットの双方の正確な復調のために性能を最適化できるよ
うにする。前記RSSI回路はトラフィックチャネルと
電力制御チャネルとの間でタイムシェアリングされハー
ドウエアの要求を最少にする。
【0099】本発明の特定の実施形態が示されかつ説明
されたが、種々の変更を行うことができる。従って、添
付の特許請求の範囲は本発明の真の精神および範囲内に
あるすべてのそのような変更および修正をカバーするこ
とを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図1】無線電話移動ステーションの動作ブロック図で
ある。
【図2】図1の無線電話移動ステーションにおいて使用
するための第1のフィルタのブロック図である。
【図3】図1の無線電話移動ステーションにおいて使用
するための第2のフィルタのブロック図である。
【図4】図1の無線電話移動ステーションにおいて使用
するための受信信号強度指示回路のブロック図である。
【符号の説明】
100 移動ステーション 102 アンテナ 106 フィルタ回路 111 受信機回路 112 第1の受信機フィンガ 114 第2の受信機フィンガ 116 第3の受信機フィンガ 118 コンバイナ 120 デコーダ 122 コントローラ 124 ユーザインタフェース 126 送信機 130 受信信号強度指示(RSSI)回路 150 デスプレッダ 151 パイロットシンボルデコーダ 152 パイロットチャネル加算器 154 フィルタ 156 共役発生器 158 シンボルデコーダ 160 トラフィックチャネル加算器 162 遅延要素 164 復調器 400 受信信号強度指示(RSSI)回路 402 入力 404 加算器 406 エネルギ計算機 408 スイッチ 410 第1のフィルタ 412 第2のフィルタ 414 第1の比較器 416 プリプロセッサ 418 第2の比較器 420 1次ロック指示出力 422 2次ロック指示出力

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信装置(100)であって、 パイロット信号デスプレッダ(150)、 トラフィックチャネルコンバイナ(118)、 電力制御ビットデコーダ(120)、 前記トラフィックチャネルコンバイナおよび前記電力制
    御ビットデコーダに結合され、パイロットシンボルを検
    出しかつ前記トラフィックチャネルコンバイナによって
    使用するための1次ロック指示を提供し、かつパイロッ
    トシンボルを検出しかつ前記電力制御ビットデコーダに
    よって使用するための2次ロック指示を提供するタイム
    シェアリング動作を行なうロック指示回路(400)、
    そして前記タイムシェアリング動作を行なうロック指示
    回路を制御するためのコントローラ(122)、 を具備することを特徴とする通信装置(100)。
  2. 【請求項2】 前記タイムシェアリング動作を行なうロ
    ック指示回路は第1のレートで前記1次ロック指示を提
    供しかつ第2のレートで前記2次ロック指示を提供し、
    前記第2のレートは前記第1のレートより高速であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 【請求項3】 さらに、トラフィックシンボルおよび電
    力制御シンボルを検出するための複数の受信機フィンガ
    (112,114,116)を具備し、前記複数の受信
    機フィンガの各々は関連するタイムシェアリング動作を
    行なうロック指示回路(400)を含み、前記トラフィ
    ックチャネルコンバイナは前記複数の受信機フィンガに
    結合され各々それぞれの受信機フィンガから受信された
    それぞれの1次ロック指示に応じてそれぞれの受信機フ
    ィンガからのトラフィックシンボルを結合し、前記電力
    制御ビットデコーダは前記複数の受信機フィンガに結合
    され各々それぞれの受信機フィンガから受信されたそれ
    ぞれの2次ロック指示に応じてそれぞれの受信機フィン
    ガからの電力制御ビットをデコードすることを特徴とす
    る請求項1に記載の通信装置。
  4. 【請求項4】 前記タイムシェアリング動作を行なうロ
    ック指示回路はパイロット信号エネルギの長時間平均測
    定が第1の所定のしきい値を超えたときに前記1次ロッ
    ク指示を提供し、かつ前記タイムシェアリング動作を行
    なうロック指示回路はパイロット信号エネルギの短時間
    平均測定が第2の所定のしきい値を超えたときに前記第
    2のロック指示を提供することを特徴とする請求項3に
    記載の通信装置。
  5. 【請求項5】 複数の受信機フィンガ(112,11
    4,116)を含む無線受信機におけるフィンガロック
    ステータスを制御する方法であって、 受信パイロット信号に応じて1次ロック指示を発生する
    段階、 前記受信されたパイロット信号に応じて2次ロック指示
    を発生する段階、そして前記1次ロック指示および前記
    2次ロック指示に応じてフィンガロックステータスを制
    御する段階、 を具備することを特徴とする複数の受信機フィンガ(1
    12,114,116)を含む無線受信機(111)に
    おけるフィンガロックステータスを制御する方法。
  6. 【請求項6】 さらに、 第1の帯域幅および第2の帯域幅を含む可変帯域幅を有
    する信号品質検出回路(400)を提供する段階、 前記可変帯域幅を前記第1の帯域幅で確立する段階、 前記受信パイロット信号の信号品質を検出する段階、そ
    して前記信号品質に応じて前記1次ロック指示を提供す
    る段階、 を具備することを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記第1の帯域幅は前記第2の帯域幅よ
    り狭いことを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記1次ロック指示は前記信号品質が第
    1の所定のしきい値を超えた場合に提供されることを特
    徴とする請求項6に記載の方法。
  9. 【請求項9】 さらに、 前記可変帯域幅を前記第2の帯域幅で確立する段階、 前記受信パイロット信号の信号品質を検出する段階、そ
    して前記信号品質に応じて前記2次ロック指示を提供す
    る段階、 を具備することを特徴とする請求項6に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記可変帯域幅は前記1次ロック指示
    を発生するために前記第1の帯域幅で確立され、かつ前
    記2次ロック指示を発生するために前記第2の帯域幅で
    確立されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  11. 【請求項11】 さらに、 第1のレートで前記受信パイロット信号の受信信号強度
    を周期的に検出する段階、 前記受信信号強度が第1の所定のしきい値を超えた場合
    に第1の状態でかつ前記受信信号強度が前記第1の所定
    のしきい値を超えない場合に第2の状態で前記1次ロッ
    ク指示を提供する段階、 第2のレートで前記受信パイロット信号の受信信号強度
    を周期的に検出する段階であって、前記第2のレートは
    前記第1のレートより高速であるもの、そして前記受信
    信号強度が第2の所定のしきい値を超えた場合に第1の
    状態でかつ前記受信信号強度が前記第2の所定のしきい
    値を超えない場合に第2の状態で第2のロック指示を提
    供する段階、 を具備することを特徴とする請求項5に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記第1のレートは前記受信パイロッ
    ト信号の受信パイロットシンボルの第1のレートに対応
    し、かつ前記第2のレートは受信パイロットシンボルの
    前記第1のレートの倍数に対応することを特徴とする請
    求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記2次ロック指示は特定のベースス
    テーションからの総合受信信号強度指示に基づくことを
    特徴とする請求項5に記載の方法。
  14. 【請求項14】 複数の受信機フィンガ(112,11
    4,116)を含む無線受信機(111)におけるフィ
    ンガロックステータスを決定する方法であって、 第1の帯域幅を有する信号品質回路(400)を使用し
    てトラフィックチャネルの信号品質を検出する段階、 前記トラフィックチャネルの信号品質が第1のしきい値
    を超えた場合に1次ロック指示を生成する段階、 第2の帯域幅を有する信号品質回路を使用して電力制御
    チャネルの信号品質を検出する段階であって、前記第1
    の帯域幅は前記第2の帯域幅より狭いもの、そして前記
    電力制御チャネルの信号品質が第2のしきい値を超えた
    場合に2次ロック指示を生成する段階、 を具備することを特徴とする複数の受信機フィンガ(1
    12,114,116)を含む無線受信機(111)に
    おけるフィンガロックステータスを決定する方法。
  15. 【請求項15】 前記無線受信機はさらにトラフィック
    チャネルコンバイナ(118)および電力制御ビットデ
    コーダ(120)を含み、前記方法はさらに、 前記1次ロック指示が生成された場合に前記トラフィッ
    クチャネルコンバイナへの寄与のために前記複数の受信
    機フィンガの内の1つの受信機フィンガを含める段階、 前記1次ロック指示が生成されない場合に前記受信機フ
    ィンガを前記トラフィックチャネルコンバイナへの寄与
    から排除する段階、 前記2次ロック指示が生成された場合に前記電力制御ビ
    ットデコーダへの寄与のために前記受信機フィンガを含
    める段階、そして前記2次ロック指示が生成されない場
    合に前記電力制御ビットデコーダへの寄与から前記受信
    機フィンガを排除する段階、 を具備することを特徴とする請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 受信信号強度指示(RSSI)回路
    (400)であって、パイロット信号を受けるための入
    力(402)、 前記パイロット信号におけるエネルギを決定するための
    エネルギ計算機(406)、 前記エネルギ計算機に結合され前記パイロット信号のエ
    ネルギが第1の所定のしきい値を超えたことを周期的に
    判定しかつ1次ロック指示を提供するための第1の比較
    器(414)、 前記エネルギ計算機に結合され前記パイロット信号のエ
    ネルギが第2の所定のしきい値を超えたことを周期的に
    判定しかつ2次ロック指示を提供するための第2の比較
    器(418)、そして前記入力に結合され前記RSSI
    回路の帯域幅を変えるための手段、 を具備することを特徴とする受信信号強度指示(RSS
    I)回路(400)。
  17. 【請求項17】 前記帯域幅を変えるための手段はスイ
    ッチ(408)を具備することを特徴とする請求項6に
    記載のRSSI回路。
  18. 【請求項18】 さらに、前記エネルギ計算機に結合さ
    れ前記パイロット信号のエネルギをろ波するためのフィ
    ルタ(410,412)を具備することを特徴とする請
    求項16に記載のRSSI回路。
  19. 【請求項19】 前記フィルタは前記RSSI回路の帯
    域幅を変えるためのシフトレジスタを具備することを特
    徴とする請求項18に記載のRSSI回路。
  20. 【請求項20】 前記帯域幅を変えるための手段は前記
    1次ロック指示を提供するために前記帯域幅を第1の帯
    域幅で確立し、かつ前記第2のロック指示を提供するた
    めに第2の帯域幅で確立し、前記第1の帯域幅は前記第
    2の帯域幅より狭いことを特徴とする請求項16に記載
    のRSSI回路。
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