DE60027180T2

DE60027180T2 - Korrelator

Info

Publication number: DE60027180T2
Application number: DE2000627180
Authority: DE
Inventors: Motoya Iwasaki
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: US6990141B1; AU770874B2; WO2001022608A1; CN1165115C; CN1375132A; JP3296341B2; CA2385409A1; AU7316200A; DE60027180D1; JP2001094468A; EP1220462A4; EP1220462A1; CA2385409C; EP1220462B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Korrelator und insbesondere einen Korrelator, der für einen CDMA-Empfänger geeignet ist.
Wie bekannt ist, wird bei einem Spreizspektrumssystem ein Signal durch einen Sender moduliert, durch die Verwendung eines Pseudozufallsrauschcodes einer Spektrumsspreizung unterzogen und dann gesendet. Ein Empfänger führt eine inverse Spreizung eines empfangenen Signals durch die Verwendung eines Pseudozufallsrauschcodes aus, der mit dem Pseudozufallsrauschcode (PN) identisch ist, welcher von einem Sender zum Spreizen verwendet wurde, um das empfangene spektrumsgespreizte Signal zu demodulieren.
Heutzutage wird das CDMA-(Codemultiplex-Vielfachzugriff – "Code Division Multiple Access")-Kommunikationssystem, bei dem ein Spreizspektrums-Pseudozufallsrauschcode jeder Kommunikation zugewiesen wird, als ein Standard-Funkkommunikationssystem für ein mobiles Endgerät in einem Mobilkommunikationssystem erwartet.
Beim CDMA-Kommunikationssystem werden beispielsweise mit dem Pseudozufallsrauschcode, der jedem der Benutzer eigen ist, gespreizte Benutzerdaten im selben Frequenzband synthetisiert und dann gesendet, und ein Empfänger extrahiert die gewünschten Daten durch die Verwendung eines Pseudozufallsrauschcodes eines Benutzers, mit dem der Empfänger kommunizieren möchte.
Das CDMA-Kommunikationssystem weist in der Hinsicht Vorteile auf, dass es eine hohe Wirksamkeit in Bezug auf das verwendete Spektrum aufweist, dass es eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen eine Mehrfachkommunikation aufweist, dass die Kommunikation in hohem Maße geheim gehalten werden kann, usw.
Beim CDMA-Kommunikationssystem ist es erforderlich, dass eine Empfängereinheit eine zeitliche Synchronisation mit dem in einem Signal enthaltenen Pseudozufallsrauschcode vornimmt. Das heißt, dass sowohl die Zeit, zu der Pseudozufallsrauschcode-Reihen in einem empfangenen Signal auftreten, als auch die Zeit, zu der von einem Empfänger präparierte Pseudozufallsrauschcode-Reihen auftreten, mit einer Genauigkeit von einem Chip oder weniger geschätzt werden und ein Pseudozufallsrauschcode-Reihen-Generator veranlasst wird, mit seinem Betrieb zu der geschätzten Zeit zu beginnen, so dass eine Synchronisationserfassung ausgeführt wird.
Bei einem Direktspreizsystem (DS-System) wird ein empfangenes Signal verpasst, falls von einer Synchronisationsposition auch nur etwas abgewichen wird. Daher ist es erforderlich, dass ein Empfänger eine synchrone Verfolgung vornimmt, wobei ein empfangenes Signal, das erfolgreich erfasst wurde, überwacht wird, um zu verhindern, dass die Pseudozufallsrauschcode-Reihe in Bezug auf die Zeit abweicht.
Hierfür fügt ein Sender ein vorab als ein Synchronisationssignal bestimmtes festes Muster (das ein Muster zum Vornehmen einer Synchronisation ist und auch als "Pilotsymbol" bezeichnet wird) in ein Signal ein und überträgt dann das Signal. Ein Empfänger berechnet die Korrelation zwischen einem empfangenen Signal und einem festen Muster, um die Synchronisation zu erfassen. Auf diese Weise werden die Erfassung eines empfangenen Signals und die Zeitsynchronisationssteuerung erreicht.
Eine Direktspreiz-(DS)-Spektrums-Spreizkommunikationsvorrichtung ist beispielsweise in JP-B2-2850959 offenbart.
Die in dem japanischen Patent offenbarte herkömmliche Direktspreiz-Spreizkommunikationsvorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Ein Spreizspektrumssignal, das durch eine Antenne empfangen wurde, wird in einem lokalen Oszillator und einem Tiefpassfilter, die beide einen Signalwandler bilden, in ein Basisbandsignal gewandelt. Das Basisbandsignal wird in einer Abtast- und Halteschaltung, beispielsweise jeweils in 1/2 Chips, abgetastet. Das so abgetastete Signal wird zu einem Korrelator gesendet, der aus einem angepassten Filter besteht. Der Korrelator multipliziert ein Symbol eines Pseudozufallsrauschcodes im empfangenen Signal mit einem Symbol des vorab in jedem der Chips vorbereiteten Pseudozufallsrauschcodes, berechnet die Gesamtsumme der Produkte und sendet die Summe zu einem Synchronisationsdetektor.
8 zeigt ein Beispiel eines Korrelators, der die Korrelation zwischen einem Abtastsignal und einem Pseudozufallsrauschcode ermittelt. Der Korrelator besteht aus einem Schieberegister 301, einem Koeffizientengenerator 302, Multiplizierern 303₁ bis 303₄ und einem Addierer 304.
Wie in 8 dargestellt ist, wird ein Spreizspektrumssignal (Eingangssignal) 300, das in ein Basisbandsignal gewandelt wurde, nacheinander Chip für Chip im Schieberegister 301 gespeichert.
Der Koeffizientengenerator 302 erzeugt Pseudozufallsrauschcode-Reihen. Das im Schieberegister 301 gespeicherte Spreizspektrumssignal und die Pseudozufallsrauschcode-Reihen werden in jedem der Multiplizierer 303₁ bis 303₄ Chip für Chip miteinander multipliziert. Die Produkte werden von den Multiplizierern 303₁ bis 303₄ zum Addierer 304 gesendet, und der Addierer 304 berechnet die Gesamtsumme der Produkte. Die Summe wird als ein Ausgangssignal 305 vom Addierer 304 übertragen.
Wenn die Pseudozufallsrauschcode-Reihen und das empfangene Spreizspektrumssignal zeitlich übereinstimmen, ist das vom Addierer 304 übertragene Ausgangssignal 305 maximal oder bildet einen angepassten Impuls. Der angepasste Impuls wird durch eine Schaltung zum Erfassen angepasster Impulse (Spitzenerfassungsschaltung, nicht dargestellt) und einen Synchronisationsdetektor (nicht dargestellt) erfasst, und es wird eine inverse Spreizdemodulation auf der Grundlage der so erhaltenen Synchronisationsdaten ausgeführt.
Im vorstehend erwähnten JP-B2-2850959 ist auch ein Modulator zum Erfassen der Synchronisation bei der Spreizspektrumskommunikation offenbart, welcher eine Synchronisationsschaltung aufweist. Die Synchronisationsschaltung beinhaltet einen Symbolintegrator. Der Symbolintegrator führt eine inverse Modulation eines Korrelationswerts auf der Grundlage entweder eines theoretischen Werts eines Symbols, entsprechend einem von einem Korrelator gesendeten Korrelationswert oder einer demodulierten Annahme eines unbekannten Symbols, aus, addiert eine Anzahl von Symbolen zueinander, um die addierte Leistung der Symbole zu berechnen, und berechnet dadurch die Leistung.
Beim CDMA-Kommunikationssystem ist ein Signal, an dem eine Spreizspektrumsmodulation vorgenommen wurde, breitbandig und weist daher eine recht geringe Leistungsspektrumsdichte auf. Dementsprechend ist das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) an einer Vorschaltstufe eines Empfängers recht gering. Weil mit anderen Worten ein Eingangssignal in Übereinstimmung mit einer Chip-Rate ein recht geringes S/N-Verhältnis aufweist, wäre es erforderlich, dass ein Empfänger ein festes Muster als ein Muster zum Herstellen der Synchronisation aufweist, wobei das feste Muster in Bezug auf einen Chip eine erhebliche Länge aufweist, um eine genaue zeitliche Synchronisation einzurichten. Daher muss ein Empfänger einen großen Korrelator als eine Schaltung zum Erfassen der Synchronisation aufweisen.
Falls beispielsweise der in 8 dargestellte Korrelator länger ausgelegt werden würde, würden die Größen des Schieberegisters 301 und des Addierers 304 zunehmen und die Anzahl der Multiplizierer 303₁ bis 303₄ ansteigen. Daher würde der Korrelator viel Leistung verbrauchen, was das Sparen von Leistung und die Herstellung zu geringen Kosten in einem mobilen Endgerät in der Art eines CDMA-Mobiltelefons erschweren würde.
Falls beispielsweise ein Korrelator dafür ausgelegt ist, ein festes Muster mit einer Codelänge N zu empfangen, das aus durch Spreizen eines festen Symbols mit einer Symbollänge K bei einem Spreizverhältnis von M Chips/Symbol erhaltenen Signalen besteht, würde der Korrelator so aufgebaut werden, dass er eine Länge von M × K Chips aufweist.
Falls der in 8 dargestellte Korrelator zusätzlich so ausgelegt wäre, dass er eine größere Länge aufweist, müsste das Schieberegister 301 länger sein, was dazu führt, dass die Berechnung eines Korrelationswerts eine längere Zeit in Anspruch nimmt und daher eine längere Zeit benötigt wird, bis die Synchronisationserfassung erreicht wird.
7 zeigt einen weiteren herkömmlichen Korrelator. Der in 7 dargestellte Korrelator besteht aus einem Multiplizierer 201, der ein Eingangssignal 200 und einen Spreizkoeffizienten Ci empfängt und sie miteinander multipliziert, einer Addierschaltung 202 und einer Latch-Stufe 203.
Der Multiplizierer 201 multipliziert das empfangene Eingangssignal 200 und den Spreizkoeffizienten Ci miteinander und überträgt das sich ergebende Produkt über einen Eingangsanschluss zur Addierschaltung 202. Die Addierschaltung 202 empfängt den zuvor akkumulierten Wert (ein Anfangswert davon ist gleich null) durch den anderen Eingangsanschluss davon und addiert das Produkt und den zuvor. akkumulierten Wert zueinander. Die sich ergebende Summe wird in der Latch-Stufe 203 zwischengespeichert und über den anderen Eingangsanschluss zur Addierschaltung 202 zurückgeführt. Die Addierschaltung 202 addiert die Rückkopplungssumme und die nächste Summe zueinander.
Der in 7 dargestellte herkömmliche Korrelator könnte eine kleinere Anzahl von Multiplizierern aufweisen als der in 8 dargestellte parallele Korrelator. Das heißt, dass, wenngleich der in 7 dargestellte Korrelator nur einen Multiplizierer aufweisen könnte, er längere Zeit als der in 8 dargestellte Korrelator benötigen würde, um einen Korrelationswert zu berechnen.
Falls insbesondere beispielsweise eine Korrelation mit einer Länge N durch den in 7 dargestellten herkömm lichen Korrelator ermittelt wird, wird eine Multiplikation N Mal ausgeführt und eine Addition der sich ergebenden Produkte einmal ausgeführt, um einen Korrelationswert auszugeben. Dementsprechend nimmt die zum Erhalten eines Korrelationswerts erforderliche Zeit proportional zur Länge N zu, und es wäre daher viel Zeit erforderlich, um eine Synchronisationserfassung zu erreichen.
Zum Erreichen eines kleineren Leistungsverbrauchs und niedrigerer Kosten in einem mobilen Endgerät in der Art eines Mobiltelefons wäre es erforderlich, die Schaltungsstruktur des Korrelators zu vereinfachen, um dadurch die Größe der Hardware zu verringern. Zusätzlich wäre es auch erforderlich, den Korrelator mit einer höheren Rate zu betreiben.
Die in den 7 und 8 dargestellten herkömmlichen Korrelatoren können jedoch die vorstehend erwähnten Anforderungen nicht erfüllen.
In US-A-5 627 855 ist ein programmierbares angepasstes Filter mit zwei Ports offenbart, welches signalangepasste Filter und rahmenangepasste Filter aufweist.
Angesichts der vorstehend erwähnten Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen in einem Empfänger eines CDMA-Kommunikationssystems zu verwendenden Korrelator bereitzustellen, der in der Lage ist, die Schaltungsgröße erheblich zu verringern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, einen Korrelator bereitzustellen, der eine Erhöhung der Schaltungsgröße verhindern kann und an mehrere feste Muster angepasst werden kann, die zum Herstellen der Synchronisation verwendet werden.
Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Die Erfindung wird weiter mit Bezug auf die anliegende Zeichnung erklärt. Es zeigen:
1(a) und 1(b) eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 1(c) einen herkömmlichen Korrelator,
2 ein Blockdiagramm eines Korrelators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 ein Zeitablaufdiagramm, in dem ein Arbeitsgang des in 2 dargestellten Korrelators gezeigt ist,
4 vom ersten Unterkorrelator in dem in 2 dargestellten Korrelator übertragene L Korrelationswerte,
5 ein Blockdiagramm eines Korrelators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 ein Blockdiagramm eines Korrelators gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Korrelators und
8 ein Blockdiagramm eines anderen herkömmlichen Korrelators.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend erklärt. 1 zeigt das Konzept der Struktur der vorliegenden Erfindung. 1(a) und 1(b) zeigen einen Korrelator gemäß der vorliegenden Erfindung, und 1(c) zeigt einen herkömmlichen Korrelator, der mit dem Korrelator gemäß der vorliegenden Erfindung zu vergleichen ist.
1(a) zeigt einen Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform ermittelt eine Korrelation für eine bestimmte Länge N (N = M × K) und besteht aus einem ersten Unterkorrelator 10 mit einer Länge M und einem zweiten Unterkorrelator 20 mit einer Länge K, der einen vom ersten Unterkorrelator 10 übertragenen Korrelationswert 12 empfängt und in Kaskade zum ersten Unterkorrelator 10 geschaltet ist.
Der erste Unterkorrelator 10 empfängt ein Eingangssignal 11 und eine Koeffizientenreihe Si (i = 1, 2, ..., M) mit einer Länge M, die zum Ermitteln der Korrelation mit dem Eingangssignal 11 verwendet wird, ermittelt die Korrelation (Multiplikation und Addition) zwischen ihnen und gibt den Korrelationswert 12 aus. Der zweite Unterkorrelator 20 empfängt den vom ersten Unterkorrelator 10 übertragenen Korrelationswert 12 und die zum Ermitteln der Korrelation mit K Ausgangsreihen des Korrelationswerts 12 verwendete Koeffizientenreihe Ui (i = 1, 2, ..., K), ermittelt die Korrelation zwischen ihnen und gibt einen Korrelationswert 21 aus.
1(c) zeigt einen herkömmlichen Korrelator 40, der ähnlich dem Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform zum Ermitteln einer Korrelation für eine bestimmte Länge N (N = M × K) verwendet wird.
Beim Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform beträgt die Gesamtlänge des ersten und des zweiten Unterkorrelators 10 und 20 (M + K). Daher kann der Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform die Schaltungsgröße verglichen mit dem herkömmlichen Korrelator, der eine Länge von (M × K) aufweist, wie in 1(c) dargestellt ist, erheblich verringern.
Weil die Gesamtlänge des ersten Unterkorrelators 10 und des zweiten Unterkorrelators 20 weiterhin (M + K) ist, wäre es weiterhin möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit in dem Korrelator zu erhöhen.
Falls der in 8 dargestellte, Korrelator beispielsweise aus dem ersten Unterkorrelator 10 und dem zweiten Unterkorrelator 20 bestehen würde, die beide in 1(a) dargestellt sind, ist die zum Berechnen eines Korrelationswerts erforderliche Zeit nicht proportional zu (M × K), sondern zu (M + K).
Der in 1(a) dargestellte Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform ist nicht auf eine Struktur mit zwei Unterkorrelatoren beschränkt. Der Korrelator kann so ausgelegt werden, dass er eine Struktur mit drei Unterkorrelatoren aufweist, wie beispielsweise in 1(b) dargestellt ist.
Der in 1(b) dargestellte Korrelator ermittelt die Korrelation für eine bestimmte Länge N (N = M × K × L) und besteht aus einem ersten Unterkorrelator 10 mit einer Länge M, einem zweiten Unterkorrelator 20 mit einer Länge K, der einen vom ersten Unterkorrelator 10 übertragenen Korrelationswert 12 empfängt, und einem dritten Unterkorrelator 30 mit einer Länge L, der einen vom zweiten Unterkorrelator 20 übertragenen Korrelationswert 22 empfängt. Der erste Unterkorrelator 10, der zweite Unterkorrelator 20 und der dritte Unterkorrelator 30 sind in Kaskade miteinander verbunden.
Der erste Unterkorrelator 10 empfängt ein Eingangssignal 11 und eine Koeffizientenreihe Si (i = 1, 2, ..., M) mit einer Länge M, die zum Ermitteln der Korrelation mit dem Eingangssignal 11 verwendet wird, ermittelt die Korrelation (Multiplikation und Addition) zwischen ihnen und gibt den Korrelationswert 12 aus. Der zweite Unterkorrelator 20 empfängt den vom ersten Unterkorrelator 10 übertragenen Korrelationswert 12 und die zum Ermitteln der Korrelation mit K Ausgangsreihen des Korrelationswerts 12 verwendete Koeffizientenreihe Ui (i = 1, 2, ..., K), ermittelt die Korrelation zwischen ihnen und gibt einen Korrelationswert 22 aus. Der dritte Unterkorrelator 30 empfängt den vom zweiten Unterkorrelator 20 übertragenen Korrelationswert 22 und die zum Ermitteln der Korrelation mit L Ausgangsreihen des Korrelationswerts 22 verwendete Koeffizientenreihe Vi (i = 1, 2, ..., L), ermittelt die Korrelation zwischen ihnen und gibt einen Korrelationswert 21 aus.
Bei dem in 1(c) dargestellten Korrelator beträgt die Gesamtlänge des ersten Unterkorrelators 10, des zweiten Unterkorrelators 20 und des dritten Unterkorrelators 30 (M + K + L). Daher kann der Korrelator die Schaltungsgröße, verglichen mit einem herkömmlichen Korrelator (Länge = M × K × L), entsprechend dem in 1(c) dargestellten Korrelator, erheblich verringern. Zusätzlich ist es möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit bei der Berechnung eines Korrelationswerts zu erhöhen.
Wie Fachleuten angesichts des in 1(b) dargestellten Korrelators leicht verständlich werden wird, kann der Korrelator so ausgelegt werden, dass er aus vier, fünf oder mehr Unterkorrelatoren besteht.
Beispielsweise kann ein Korrelator, der zum Ermitteln der Korrelation für eine Länge S zu verwenden ist (S = S1 × S2 × ... x S_R: R ist eine positive ganze Zahl größer oder gleich vier), aus R Unterkorrelatoren mit jeweiligen Längen S₁, S₂, ..., S_R bestehen, die in Kaskade geschaltet sind. Jeder der Unterkorrelatoren empfängt einen von einem unmittelbar vorhergehenden Unterkorrelator übertragenen Korrelationswert und eine zum Ermitteln der Korrelation mit einem empfangenen Eingangssignal verwendete Koeffizientenreihe und gibt einen Korrelationswert aus.
Gemäß der in 1(b) dargestellten Ausführungsform kann ein Korrelator, der die Korrelation für eine Länge von 100 Chips ermittelt, aus drei Unterkorrelatoren bestehen, die jeweils eine Länge von 10 Chips aufweisen und in Kaskade geschaltet sind. In dem Korrelator beträgt die Gesamtlänge der drei Unterkorrelatoren gerade 30 Chips, wodurch eine erhebliche Verringerung der Schaltungsgröße im Vergleich mit dem herkömmlichen Korrelator 40 (siehe 1(c)) mit einer Länge von 1000 Chips gewährleistet wird.
Nachstehend wird eine Ausführungsform eines Korrelators erklärt, worauf der in 1(a) dargestellte Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform angewendet wird. Der hier erwähnte Korrelator wird zum Erfassen der Synchronisation in einer CDMA-Kommunikationsvorrichtung verwendet.
Der Korrelator gemäß der nachstehend beschriebenen Ausführungsform empfängt ein festes Muster Cn mit einer Länge N (N = M × K), wobei das feste Muster aus Signalen besteht, die durch Spreizen eines festen Worts mit einer Länge von K Symbolen (K ist eine vorgegebene positive ganze Zahl) bei einem Spreizverhältnis (einem Verhältnis zwischen der Symbolperiode und der Chipperiode) von M Chips/Symbol (M ist eine vorgegebene positive ganze Zahl) erzeugt werden, und gibt einen Kor relationswert aus. Der Korrelator besteht aus einem ersten Unterkorrelator 10 und einem zweiten Unterkorrelator 20.
Der erste Unterkorrelator 10 hat eine Länge von M Chips und gibt einen Korrelationswert zwischen einem k-ten (0 ≤ k ≤ K – 1) Symbol aus einem empfangenen festen Muster und einem Pseudozufallsrauschcode Sm aus (m ist eine ganze Zahl, die als k × M ≤ m < (k + 1) × M definiert ist).
Der zweite Unterkorrelator 20 empfängt Daten, die K Symbole in der Korrelationswertausgabe vom ersten Unterkorrelator 10 abdecken und gibt einen Korrelationswert mit einem festen Wort U0 bis U(K – 1) mit einer Länge K aus.
Insbesondere berechnet zuerst der erste Unterkorrelator 10, dessen Länge geringer ist als diejenige des festen Musters Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1), einen ersten Korrelationswert, und der zweite Unterkorrelator 20 mit einer Länge K berechnet dann einen Korrelationswert mit dem festen Wort.
Gemäß der Ausführungsform wäre es möglich, die Schaltungsgröße zu verringern. Zusätzlich wäre es dadurch, dass der Korrelator kürzer aufgebaut wird, möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Bei einer typischen Anwendung liegt das Spreizverhältnis M beispielsweise im Bereich von etwa 10 bis etwa 10000. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass das Spreizverhältnis M 100 ist und ein festes Wort als ein Rahmensynchronisationsmuster als U0 bis U15 definiert ist, d.h. die Länge K gleich 16 ist, würde der in 1(c) dargestellte herkömmliche Korrelator 40 eine folgendermaßen berechnete Länge N aufweisen: N = M × K = 1600
Dagegen würde die in 1(a) dargestellte Korrelation eine folgendermaßen berechnete Länge aufweisen: M + K = 116
Diese Länge ist etwa vierzehn Mal kleiner als die Länge N des in 1(c) dargestellten herkömmlichen Korrelators 40.
Wenngleich der in 1(a) dargestellte Korrelator so ausgelegt wurde, dass er einen ersten Unterkorrelator 10 und einen zweiten Unterkorrelator 20 aufwies, kann der Korrelator auch so ausgelegt werden, dass er einen gemeinsamen ersten Unterkorrelator 10 und mehrere zweite Unterkorrelatoren 20 aufweist. Dieser Korrelator würde eine Erhöhung der Schaltungsgröße verhindern und könnte mehrere feste Muster empfangen.
Beispielsweise würde ein Korrelator, der einen ersten Unterkorrelator mit einer Länge M und R zweite Unterkorrelatoren mit einer Länge von jeweils K aufweist, eine folgendermaßen berechnete Länge N aufweisen: N = M + K × R
Andererseits würden R Korrelatoren, die jeweils eine Länge N aufweisen (N = M × K), eine folgendermaßen berechnete Gesamtlänge aufweisen: M × K × R
Wie offensichtlich ist, ermöglicht es der Korrelator gemäß der vorstehend erwähnten Ausführungsform, die Schaltungsgröße erheblich zu verringern.
Nachstehend werden Korrelatoren gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt.
2 ist ein Blockdiagramm eines Korrelators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Korrelator gemäß der Ausführungsform wird auf eine Synchronisationserfassungsschaltung angewendet, die in einem Empfänger im CDMA-Kommunikationssystem enthalten ist.
Teile, die vor dem Korrelator zu bilden sind, umfassen eine Antenne, durch die ein Funksignal empfangen wird, einen Verstärker, der ein über die Antenne empfangenes Signal ver stärkt, einen Mischer, der ein vom Verstärker übertragenes Ausgangssignal und ein lokales Signal miteinander mischt und ein Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal) ausgibt, einen Signalwandler, der aus einem Tiefpassfilter besteht, eine Abtast- und Halteschaltung, welche ein vom Signalwandler übertragenes Basisbandsignal abtastet und hält usw. Weil sie Fachleuten wohlbekannt sind, werden sie nicht detailliert erklärt.
Mit Bezug auf 2 sei bemerkt, dass der Korrelator gemäß der Ausführungsform aus einem ersten Unterkorrelator 101, einem Codeschalter 104, der Pseudozufallsrauschcode-Zeilen schaltet, die dem ersten Unterkorrelator 101 zuzuführen sind, einem Speicher 102, einer Leseadressen-Steuereinrichtung 105, welche eine Adresse zum Auslesen von Daten aus dem Speicher 102 steuert, einer Schreibadressen-Steuereinrichtung 106, welche eine Adresse zum Schreiben von Daten in den Speicher 102 steuert, und einem zweiten Unterkorrelator 103 besteht.
Ein Signal, das mit einem Pseudozufallsrauschcode moduliert wurde, wird an einer Antenne (nicht dargestellt) eines Empfängers empfangen, in dem Signalwandler in ein Basisbandsignal gewandelt, in der Abtast- und Halteschaltung abgetastet und dann als ein Eingangssignal 100 in den ersten Unterkorrelator 101 eingegeben.
Der erste Unterkorrelator 101 berechnet die Korrelation zwischen dem Eingangssignal 100 mit einer Länge von einem Symbol und dem Pseudozufallsrauschcode und gibt einen Korrelationswert 108 aus.
Der Codeschalter 104 schaltet die Pseudozufallsrauschcode-Korrelation zwischen diesen, und das Eingangssignal 100 wird vom ersten Unterkorrelator 101 berechnet.
Die Schreibadressen-Steuereinrichtung 106 erzeugt eine Schreibadresse, an der der vom ersten Unterkorrelator 101 übertragene Korrelationswert 108 in den Speicher 102 geschrieben wird.
Die Leseadressen-Steuereinrichtung 105 erzeugt eine Leseadresse, anhand der ein zum zweiten Unterkorrelator 103 zu übertragender Korrelationswert 109 aus dem Speicher 102 ausgelesen wird.
Der vom ersten Unterkorrelator 101 ausgegebene Korrelationswert 108 wird an der von der Schreibadressen-Steuereinrichtung 106 ausgegebenen Schreibadresse in den Speicher 102 geschrieben. Ein Korrelationswert wird von einer Leseadresse, die von der Leseadressen-Steuereinrichtung 105 ausgegeben wurde, aus dem Speicher 102 ausgelesen und dann zum zweiten Unterkorrelator 103 übertragen.
Der Speicher 102 besteht beispielsweise aus einem Dual-port-RAM, in dem das Schreiben und Lesen von Daten an zwei Ports unabhängig voneinander ausgeführt werden.
Der zweite Unterkorrelator 103 berechnet die Korrelation zwischen der vorgegebenen Anzahl der aus dem Speicher 102 ausgelesenen Korrelationswerte 109 und einem festen Wort, das aus der vorgegebenen Anzahl der zum Erfassen der Synchronisation verwendeten und vorab zum Erfassen der Korrelation mit den so ausgelesenen Korrelationswerten vorbereiteten Symbole besteht und gibt einen Korrelationswert 107 aus.
Der in 2 dargestellte Korrelator kann so ausgelegt sein, dass er weiter eine Maximumserfassungsschaltung (Spitzenerfassungsschaltung) aufweist, die ein vom zweiten Unterkorrelator 103 übertragenes Ausgangssignal empfängt.
Nachstehend wird ein Arbeitsvorgang des Korrelators gemäß der Ausführungsform mit Bezug auf 2 erklärt.
Hier wird angenommen, dass das in den ersten Unterkorrelator 101 eingegebene Eingangssignal 100 ein festes Muster Cn (n ist eine ganze Zahl größer oder gleich null, jedoch kleiner oder gleich (N – 1)) mit einer Codelänge N aufweist.
Das feste Muster Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) besteht aus durch Spreizen eines festen Worts mit einer vorgegebenen Länge von K Symbolen erzeugten Signalen mit einem Pseudozufallsrauschcode bei einer Rate von M Chips/Symbol. Dieses feste Muster wird als ein Rahmensynchronisiermuster in ein Signal eingefügt und an einem Empfänger empfangen. Das an einem Emp fänger empfangene feste Muster Cn weist Rauschen auf, während es übertragen wird.
Das feste Muster Cn hat eine Codelänge N (N = K × M).
Es wird angenommen, dass ein k-tes Symbol in dem festen Wort mit einer Länge von K Symbolen als Uk (0 ≤ k ≤ K – 1) ausgedrückt wird und dass ein Pseudozufallsrauschcode als Sn ausgedrückt wird. Das durch Spreizen eines festen Worts Uk mit dem Pseudozufallsrauschcode Sn bei einer Rate von M Chips/Symbol auf der Seite eines Senders erzeugte feste Muster Cn (n = kM + m, 0 ≤ m ≤ M – 1) wird durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt: C(kM + m) = Uk × S(kM + m) (1)
Der Empfänger, welcher den Korrelator gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist, empfängt das feste Muster Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1), das mit dem Pseudozufallsrauschcode Sn auf der Senderseite gespreizt wurde, und berechnet einen Korrelationswert durch einen zweistufigen Korrelator, der aus dem ersten Unterkorrelator 101 und dem zweiten Unterkorrelator 103 besteht.
Es wird angenommen, dass bei einem im Empfänger empfangenen Signal die Zeit, zu der das feste Muster Cn (n = 0, 1, 2, ...., N – 1) eingefügt wird, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Der erste Unterkorrelator 101 hat eine Länge von M Chips. Der erste Unterkorrelator 101 gibt eine Korrelation zwischen dem Pseudozufallsrauschcode Sm (k × M ≤ m < (k + 1) × M) und M Abtastwerten des Eingangssignals 100, wodurch ein k-tes Symbol Uk in dem festen Wort bei dem festen Muster Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) empfangen wird, aus.
Wenn der Empfänger eine Synchronisation mit einem übertragenen Signal herstellt, wird eine durch Spreizen des festen Musters Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) auf der Seite eines Senders erzeugte Pseudozufallsrauschcode-Zeile identisch mit einer Pseudozufallsrauschcode-Zeile des ersten Unterkorrela tors 101. Dadurch besteht der vom ersten Unterkorrelator 101 übertragene Korrelationswert 108 aus dem k-ten Symbol Uk in dem festen Symbol, wozu Rauschen hinzugefügt wurde.
Der vom ersten Unterkorrelator 101 übertragene Korrelationswert 108 wird an einer Adresse, die durch das von der Schreibadressen-Steuereinrichtung 106 ausgegebene Schreibadressensignal festgelegt ist, im Speicher 102 gespeichert.
Die Schreibadressen-Steuereinrichtung 106 weist einen Zähler auf. Der Zähler nimmt aufeinander folgende Inkrementierungen, beginnend mit einem Zählwert null, vor. Wenn der Zähler eine maximale Adresse des Speichers 102 zählt, wird der Zählwert auf Null initialisiert. Der Zählwert im Zähler wird als die Schreibadresse übertragen.
Es wird gemäß der Ausführungsform angenommen, dass ein im Empfänger empfangenes Signal ein L Chipperioden entsprechendes Zeitband, d.h. ein unbegrenztes Band als einen geschätzten Zeitbereich, in dem das feste Muster Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) zu empfangen ist, aufweist.
4 ist ein Zeitablaufdiagramm, in dem die Phasenabweichung zwischen vom ersten Unterkorrelator 101 übertragenen L Korrelationswerten dargestellt ist.
Wie in 4 dargestellt ist, haben die Abtastwertzeilen #1 bis #L jeweils eine Länge M, und sie sind um eine Chipperiode im ersten Unterkorrelator 101 außer Phase. Das heißt, dass ein Anfangspunkt (Abtastpunkt) des Eingangssignals 100, zwischen dem und dem Pseudozufallsrauschcode eine Korrelation zu ermitteln ist, in den Abtastwertzeilen #1 bis #L um einen Chip verzögert ist.
Der erste Unterkorrelator 101 erfasst aufeinander folgend die Korrelation zwischen dem Pseudozufallsrauschcode und jeder der Abtastwertzeilen #1 bis #L und speichert L Korrelationswerte je Symbol im Speicher 102. Dementsprechend werden L × K Korrelationswerte für K Symbole im Speicher 102 gespeichert.
Wenngleich 4 ein Beispiel einer Korrelation zwischen dem Pseudozufallsrauschcode und einem Eingangssignal in L Abtastwertzeilen, die außer Phase sind, Chip für Chip in Bezug auf ein festes Muster zeigt, ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf ein solches Beispiel beschränkt.
Beispielsweise kann der Korrelator so ausgelegt werden, dass er 2L Korrelationswerte (Zeitintervalle, die 2L Chipperioden entsprechen) für Eingangssignale, die Chip für Chip außer Phase sind, berechnet, die jeweils eine Länge M aufweisen, oder er kann 2L Korrelationswerte für Eingangssignale berechnen, die 1/2 Chip mal 1/2 Chip außer Phase sind, welche jeweils eine Länge M aufweisen.
Der zweite Unterkorrelator 103 berechnet einen Korrelationswert zwischen einem festen Wort Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) und Daten, die K aus dem Speicher 102 ausgelesenen Symbolen entsprechen, für jeweils L Symbole entsprechend den aus der Leseadressen-Steuereinrichtung 105 ausgegebenen Leseadressen und gibt den so berechneten Korrelationswert aus.
Nachstehend werden ein Arbeitsgang zum Schreiben von Daten in den Speicher 102 vom ersten Unterkorrelator 101 und ein Arbeitsgang zum Lesen von Daten aus dem Speicher 102 mit Bezug auf die 2 und 3 erklärt.
3 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Arbeitsgangs zum Schreiben von Daten in den Speicher 102 vom ersten Unterkorrelator 101 und eines Arbeitsgangs zum Lesen von Daten aus dem Speicher 102 in den ersten Unterkorrelator 101.
3(a) zeigt Pseudozufallsrauschcodes Sn (0 ≤ n ≤ N – 1), 3(b) zeigt feste Wörter Uk (0 ≤ k ≤ K – 1), und 3(c) zeigt anhand der in 3(a) dargestellten Pseudozufallsrauschcodes Sn und der in 3(b) dargestellten festen Wörter erzeugte feste Muster Cn (0 ≤ n ≤ N – 1), d.h. ein zu übertragendes Signal (das ein in einem Empfänger zu empfangendes Signal und gleichzeitig ein dem ersten Unterkorrelator 101 zuzuführendes Signal ist).
3(d) zeigt einen Pseudozufallsrauschcode des ersten Unterkorrelators 101, 3(e) zeigt, wie Korrelationswerte in den Speicher 102 geschrieben werden, und 3(f) zeigt, wie Korrelationswerte aus dem Speicher 102 ausgelesen werden.
Das feste Muster Cn (siehe 3(c)), welches in einem empfangenen Signal enthalten ist, wird als ein Produkt des Pseudozufallsrauschcodes Sn und des festen Worts Uk ausgedrückt, wie zuvor anhand Gleichung (1) erwähnt wurde.
Wie mit Bezug auf 4 erklärt wurde, berechnet der erste Unterkorrelator 101 Korrelationswerte des Eingangssignals 100 für einen Zeitbereich mit einer Chiplänge L, in dem der Empfang jedes Symbols erwartet wird (siehe 3(d)). Die L Korrelationswerte je Symbol, die vom ersten Unterkorrelator 101 übertragen werden, werden aufeinander folgend in den Speicher 102 geschrieben (siehe 3(e)). Ein Pseudozufallsrauschcode Sm (k × M ≤ m < (k + 1) × M), der einer Position eines Symbols zugeordnet ist, wird für ein k-tes Symbol als ein zum Ermitteln der Korrelation verwendeter Pseudozufallsrauschcode verwendet.
Das heißt, dass für einen nullten Symbolcode (U₀) in einem festen Wort die Pseudozufallsrauschcodes S₀, S₁, ..., S_M-1, die einer Position des Symbols entsprechen, im ersten Unterkorrelator 101 verwendet werden, wie in 3(d) dargestellt ist. Für einen ersten Symbolcode (U₁) werden die einer Position des Symbols entsprechenden Pseudozufallsrauschcodes S_M, S_M+1, ..., S_2M-1 verwendet. Ähnlichwerden für einen K-ten Symbolcode (U_K) die einer Position des Symbols entsprechenden Pseudozufallsrauschcodes S_KM, S_KM+1, ... S_KM+M-1 verwendet.
Diese Pseudozufallsrauschcodes S₀, S₁, ..., S_M-1, S_M, S_M+1, ..., S_2M-1 und S_KM, S_KM+1, ..., S_KM+M-1 werden durch den Codeschalter 104 geschaltet.
Wie in 3(f) dargestellt ist, berechnet der zweite Unterkorrelator 103 die Korrelation zwischen K für jeweils L Korrelationswerte aus dem Speicher 102 ausgelesenen Symboldaten und den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) und gibt die berechnete Korrelation aus.
Die Leseadressen-Steuereinrichtung 105 erzeugt K Adressen, die aus einer Adresse 0 bestehen, und Adressen mit einem Inkrement von L Adressen von der Adresse 0 als eine Lesead resse, welche darauf beruht, welcher Korrelationswert aus dem Speicher 102 ausgelesen wird.
Anschließend werden die K Symbolen entsprechenden Korrelationswerte 109 durch die Verwendung der Adressen, die von der Leseadressen-Steuereinrichtung 105 übertragen werden, nacheinander aus dem Speicher 102 ausgelesen und dann in den zweiten Unterkorrelator 103 eingegeben. Der zweite Unterkorrelator 103 berechnet den Korrelationswert 107 zwischen den K Korrelationswerten 109 und den festen Wörtern Uk und gibt den so berechneten Korrelationswert 107 aus.
Dann erzeugt die Leseadressen-Steuereinrichtung 105 K Adressen, die aus einer Adresse 1 und Adressen mit einem Inkrement von L Adressen von der Adresse 1 bestehen. Anschließend werden K aus dem Speicher ausgelesene Korrelationswerte mit den als Leseadressen verwendeten so erzeugten Adressen in den zweiten Unterkorrelator 103 eingegeben.
Anschließend werden ähnlich wie in der vorstehend erwähnten Weise K Adressen erzeugt, die aus einer Adresse (L – 1) und Adressen mit einem Inkrement von L Adressen bestehen.
Insbesondere wird, wie durch die Bezugszahl (1) in 3(f) dargestellt ist, eine erste Gruppe von K im Speicher 102 an Adressen 0, L, 2L, ..., (K – 1)L gespeicherten Korrelationswerten nacheinander aus dem Speicher 102 ausgelesen und in der Reihenfolge, in der sie aus dem Speicher 102 ausgelesen wurden, in den zweiten Unterkorrelator 103 eingegeben. Anschließend wird ein Korrelationswert zwischen den K Korrelationswerten und den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) berechnet.
Dann wird, wie durch die Bezugszahl (1) dargestellt ist, eine zweite Gruppe von K im Speicher 102 bei Adressen 1, L + 1, 2L + 1, ..., (K – 1)L + 1 gespeicherten Korrelationswerten nacheinander aus dem Speicher 102 ausgelesen und in den zweiten Unterkorrelator 103 eingegeben. Anschließend wird ein Korrelationswert zwischen den K Korrelationswerten und den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) berechnet.
Anschließend wird ähnlich wie in der vorstehend erwähnten Weise, wie durch die Bezugszahl (L) dargestellt ist, eine L-te Gruppe von K im Speicher 102 an Adressen L – 1, 2L – 1, 3L – 1, ..., KL – 1 (= N – 1) gespeicherten Korrelationswerten nacheinander aus dem Speicher 102 ausgelesen und in den zweiten Unterkorrelator 103 eingegeben. Anschließend wird ein Korrelationswert zwischen den K Korrelationswerten und den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) berechnet.
Wie anhand des Vergleichs zwischen den Bezugszahlen (1), (2) und (L) in 3(f) offensichtlich ist, sind eine M-te Gruppe von K Korrelationswerten (M ist eine ganze Zahl größer oder gleich 1, jedoch kleiner oder gleich (L – 1)) und eine (M + 1)-te Gruppe von K Korrelationswerten um einen Chip außer Phase.
In der vorstehend erwähnten Weise berechnet der zweite Unterkorrelator 103 die Korrelation zwischen den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) und L Gruppen von K Korrelationswerten, die als Bezugszahlen (1) bis (L) dargestellt sind, welche aus dem Speicher 102 ausgelesen und in den zweiten Unterkorrelator 103 eingegeben werden, welche außer Phase voneinander sind, und gibt die Korrelation als einen Korrelationswert 107 aus.
Wenn die K aus dem Speicher 102 ausgelesenen Korrelationswerte mit den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) identisch sind, wird der vom zweiten Unterkorrelator 103 übertragene Korrelationswert 107 als ein Korrelationswert des festen Musters Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) in dem empfangenen Signal verwendet und ist maximal.
Der vom zweiten Unterkorrelator 103 übertragene Korrelationswert 107 ist im Wesentlichen identisch mit einem Korrelationswert zwischen einem Eingangssignal und dem festen Muster Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1), welcher durch einen Korrelator mit einer Chiplänge von N berechnet wird.
Dies liegt daran, dass der Korrelationswert durch den Prozess des Lesens von Gruppen (Gruppen, die mit den Bezugszahlen (1) bis (L) in 3(f) dargestellt sind) von K Kor relationswerten mit derselben Verzögerungszeit für alle L Korrelationswerte unter L × K für alle M Chips berechneten Korrelationswerten berechnet wird und die Korrelation zwischen den K Korrelationswerten und den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) ermittelt wird.
Insbesondere entsprechen die K aus dem Speicher 102 für alle L Korrelationswerte unter den L × K Korrelationswerten, entsprechend K Symbolen, ausgelesenen Korrelationswerte zwischen Pseudozufallsrauschcodes und einem Eingangssignal mit einer Länge M für das feste Muster Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1), welches vom ersten Unterkorrelator 101 zum Speicher 102 übertragen wird, Symbolen in den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1). Daher kann die Korrelation zwischen L Gruppen von Korrelationswerten, die außer Phase sind, und den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) auf der Grundlage eines vom zweiten Unterkorrelator 103, der einen Korrelationswert zwischen jeder Gruppe von K Korrelationswerten und den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) berechnet, übertragenen Ausgangssignals ermittelt werden.
Dies entspricht dem Berechnen eines Korrelationswerts zwischen einem aus dem festen Muster Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) mit einer Chiplänge N bestehenden Eingangssignal und dem Pseudozufallsrauschcode Sn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) mit einer Länge N bestehenden Eingangssignal, dem Ermitteln des festen Musters Cn (n = 0, 1, 2, ..., N – 1) und dadurch dem Ermitteln der festen Wörter Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) auf der Grundlage des Eingangssignals.
Wie bisher erwähnt wurde, wirkt der Korrelator unter Einschluss des ersten und des zweiten Unterkorrelators 101 und 103 gemäß der Ausführungsform als ein Korrelator, der einem Korrelator mit einer Länge von N = M × K Chips entspricht.
Nachstehend wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. 5 ist ein Blockdiagramm eines Korrelators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Korrelator gemäß der zweiten Ausführungsform besteht aus einem ersten Unterkorrelator 101, einem Codeschalter 104, der Pseudozufallsrauschcode-Zeilen, die dem ersten Unterkorrelator 101 zuzuführen sind, schaltet, einem Speicher 102, einer Leseadressen-Steuereinrichtung 105, welche eine Adresse zum Auslesen von Daten aus dem Speicher 102 steuert, einer Schreibadressen-Steuereinrichtung 106, welche eine Adresse zum Schreiben von Daten in den Speicher 102 steuert, und X zweiten Unterkorrelatoren 103₁ bis 103_X , welche parallel zueinander an den Speicher 102 angeschlossen sind.
Der Korrelator gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich in der Hinsicht strukturell vom Korrelator gemäß der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform, dass er mehrere zweite zum Speicher 102 parallel geschaltete Unterkorrelatoren 103₁ bis 103_X aufweist.
Die Anzahl X der zweiten Unterkorrelatoren 103₁ bis 103_X gleicht der Anzahl der Arten fester Symbole, welche ein festes Muster bilden.
Das heißt, dass der Korrelator gemäß der vorliegenden Ausführungsform die zweiten Unterkorrelatoren, die jeweils eine Symbollänge von K aufweisen, in einer Anzahl enthält, die gleich der Anzahl der Arten der festen Symbole ist, weil ein aus den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) bestehendes Muster eine Anzahl von Werten annehmen kann. Demgemäß wäre es möglich, einen Korrelationswert für alle festen Muster zu berechnen.
Um den Fall zu behandeln, dass ein aus den festen Wörtern Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) bestehendes Muster eine Anzahl von Werten annehmen kann, musste der herkömmliche Korrelator Unterkorrelatoren, die jeweils eine Länge von N Chips haben, in einer Anzahl aufweisen, die den Arten der festen Symbole entspricht, was zu einer Erhöhung der Schaltungsgröße führt.
Weil der Korrelator gemäß der vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsform dagegen so ausgelegt ist, dass er die Unterkorrelatoren in einer Anzahl aufweist, die der Anzahl der Arten eines Musters der festen Wörter Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) gleicht, wäre es möglich, die Erhöhung der Schaltungsgröße zu verhindern.
Der Korrelator gemäß der zweiten Ausführungsform, der in 5 dargestellt ist, kann so ausgelegt werden, dass er weiter eine Maximumserfassungsschaltung (eine nicht dargestellte Spitzenerfassungsschaltung) aufweist, die von den zweiten Unterkorrelatoren 103₁ bis 103_X übertragene Ausgangssignale empfängt. Wenn ein von jedem der zweiten Unterkorrelatoren 103₁ bis 103_X übertragener Korrelationswert maximal ist, überträgt die Maximumserfassungsschaltung ein Maximumssignal.
Nachstehend werden Strukturen des ersten Unterkorrelators 101 und des zweiten Unterkorrelators 103 erklärt, welche beide die Korrelatoren gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsformen bilden.
Der erste Unterkorrelator 101 kann aus einem beliebigen Korrelator bestehen, falls er eine Funktion aufweist, einen Korrelationswert zwischen einem Eingangssignal und einem Pseudozufallsrauschcode auszugeben. In Übereinstimmung mit erforderlichen Funktionsweisen kann jeder Korrelator als der erste Unterkorrelator 101 verwendet werden.
Beispielsweise kann der in 8 dargestellte herkömmliche Korrelator als der erste Unterkorrelator 101 verwendet werden.
Das heißt, dass der erste Unterkorrelator 101 so ausgelegt werden kann, dass er einen Koeffizientengenerator (siehe 8), der eine vom Codeschalter 104 ausgewählte Pseudozufallsrauschcode-Zeile erzeugt, ein Schieberegister 301 mit einer Länge M, das ein Eingangssignal Chip für Chip verschiebt, M Multiplizierer 303₁ bis 303_M , die jeweils eine vom Schieberegister 301 übertragene Ausgabe mit einem Pseudozufallsrauschcode multiplizieren, und einen Addierer 304, der die von den M Multiplizierern übertragenen Ausgaben zueinander addiert, aufweist.
Alternativ kann der erste Unterkorrelator 101 so ausgelegt werden, dass er die gleiche Struktur aufweist wie der in 7 dargestellte herkömmliche Korrelator.
Das heißt, dass der erste Unterkorrelator 101 so ausgelegt werden kann, dass er einen Multiplizierer 201 (siehe 7) aufweist, der ein Eingangssignal mit einem von einem Codegenerator übertragenen Pseudozufallsrauschcode Chip für Chip multipliziert, wobei der Codegenerator eine vom Codeschalter 104 ausgewählte Pseudozufallsrauschcodereihe erzeugt, einen Addierer 202, der ein vom Multiplizierer 201 übertragenes Ausgangssignal und die vorhergehende Latch-Ausgabe durch Eingangsanschlüsse empfängt und sie addiert, und eine Latch-Stufe 203, die eine vom Addierer 202 übertragene Ausgabe zwischenspeichert, aufweist. Ein von der Latch-Stufe 203 übertragenes Ausgangssignal wird durch einen Eingangsanschluss zum Addierer 202 zurückgeführt. Der erste Unterkorrelator 101 gibt einen durch aufeinander folgendes Multiplizieren von M Eingangssignalen mit einem Pseudozufallsrauschcode durch den Multiplizierer 201 und Addieren der Produkte zueinander im Addierer 202 berechneten Korrelationswert aus.
Der zweite Unterkorrelator 103 kann aus einem beliebigen Korrelator bestehen, falls er eine Funktion aufweist, eine Korrelation zwischen einer vorgegebenen Anzahl aus dem Speicher 102 ausgelesener Korrelationswerte und einem festen Wort zu ermitteln. In Übereinstimmung mit der erforderlichen Funktionsweise kann jeder Korrelator als der zweite Unterkorrelator 103 verwendet werden.
Beispielsweise kann der in 7 oder 8 dargestellte herkömmliche Korrelator, ähnlich dem ersten Unterkorrelator 101, als der zweite Unterkorrelator 103 verwendet werden.
Wenn der zweite Unterkorrelator aus dem in 8 dargestellten Korrelator besteht, werden die festen Wörter Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) in die K Multiplizierer 303₁ bis 303_K eingegeben. Wenn der zweite Unterkorrelator aus dem in 7 dargestellten Korrelator besteht, werden die festen Wörter Uk (k = 0, 1, 2, ..., K – 1) als Koeffizient Ci in den Multiplizierer 201 eingegeben.
Nachstehend wird der Korrelator gemäß der dritten Ausführungsform erklärt.
Der Korrelator gemäß der dritten Ausführungsform hat im Wesentlichen die gleiche Struktur wie der Korrelator gemäß der ersten Ausführungsform, der in 2 dargestellt ist, er unterscheidet sich jedoch in Bezug auf den zweiten Unterkorrelator strukturell von der ersten Ausführungsform.
6 ist ein Teil-Blockdiagramm des Korrelators gemäß der dritten Ausführungsform.
Falls es bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform nicht erforderlich ist, einen vom zweiten Unterkorrelator 103 übertragenen Korrelationswert zu verwenden, und es nur notwendig ist, festzustellen, ob der Korrelationswert und ein festes Wort miteinander identisch sind, kann an Stelle des zweiten Unterkorrelators 103 ein Vergleicher 110 verwendet werden, der den vom ersten Unterkorrelator 101 übertragenen Korrelationswert 108 mit einem festen Wort vergleicht, wie in 6 dargestellt ist.
Falls es insbesondere nicht immer erforderlich ist, dass alle Korrelationswerte vorhanden sind, und es nur erforderlich ist, zu prüfen, ob ein Korrelationswert mit einem Synchronisationsmuster (Rahmensynchronisationsmuster) identisch ist, kann der zweite Unterkorrelator 103 aus einem Digitalvergleicher 110 bestehen, wie in 6 dargestellt ist.
Der Digitalvergleicher 110 vergleicht K Korrelationswerte b₀ bis b_(K-1), die vom ersten Unterkorrelator 101 im Speicher 102 gespeichert wurden und für alle L Korrelationswerte aus dem Speicher 102 ausgelesen werden, mit festen Wörtern U₀ bis U_(K-1), um zu prüfen, ob sie übereinstimmen, und überträgt ein Übereinstimmungssignal 111, falls sie übereinstimmen.
Der Korrelator mit der vorstehend erwähnten Struktur ist gemäß der dritten Ausführungsform als ein Korrelator geeignet, der zum Ermitteln eines Synchronisationsmusters verwen det wird, wenn das S/N-Verhältnis eines Signals an einem Eingangsanschluss eines Empfängers verhältnismäßig klein ist.
Bei jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen bestand der Speicher 102 aus einem Dualport-RAM, in dem ein Schritt zum Schreiben einer Adresse und ein Schritt zum Lesen einer Adresse unabhängig voneinander mit Bezug auf Schreib- und Leseadressen ausgeführt werden, um die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Es ist jedoch zu verstehen, dass der Speicher 102 nicht auf einen Dualport-RAM beschränkt ist, sondern auch aus einem gewöhnlichen RAM mit einem Ein/Ausgabeport bestehen kann.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie vorstehend erwähnt wurde, ist der Korrelator gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, dass er einen Unterkorrelator mit einer Länge von M Chips und einen Unterkorrelator mit einer Länge von K Symbolen aufweist. Diese Struktur bietet die Vorteile, dass die Schaltungsgröße verringert werden kann und dass der Korrelator einen Korrelationswert berechnen kann, der einem Korrelator mit einer Länge von N Chips (N = M × K) entspricht.
Überdies bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die zweiten Unterkorrelatoren, deren Anzahl gleich der Anzahl der Arten der festen Muster ist, Korrelationswerte für eine Anzahl fester Muster berechnen können, wobei eine Erhöhung der Schaltungsgröße verhindert wird.

Claims

Korrelator, der ein Eingangssignal (100) mit einem durch Spreizen einer vorgegebenen Anzahl von Symbolen mit einem Pseudozufallsrauschcode gebildeten festen Muster empfängt, wobei die vorgegebene Anzahl von Symbolen ein festes Wort bildet, und der aus einem ersten Unterkorrelator (101), welcher in Kaskade mit mehreren zweiten Unterkorrelatoren (103₁ bis 103_X ) geschaltet ist, die parallel zueinander geschaltet sind, besteht, wobei die Anzahl X der zweiten Unterkorrelatoren (103₁ bis 103_X ) entsprechend Typen des festen Worts bestimmt ist, der erste Unterkorrelator (101) dafür eingerichtet ist, die Korrelation zwischen dem Eingangssignal (100) und dem Pseudozufallsrauschcode für eine Symbollänge zu ermitteln, und jeder der zweiten Unterkorrelatoren (103₁ bis 103_X ) dafür eingerichtet ist, die Korrelation zwischen einem von dem ersten Unterkorrelator (101) ausgegebenen Korrelationswert und dem festen Wort für die vorgegebene Anzahl von Symbolen zu ermitteln.
Korrelator nach Anspruch 1, welcher weiter eine Maximumserfassungseinrichtung aufweist, die eine von den zweiten Unterkorrelatoren übertragene Ausgabe empfängt und ein Maximumssignal zum Informieren über eine synchrone Erfassung ausgibt, wenn ein von jedem der zweiten Unterkorrelatoren übertragener Korrelationswert maximal ist.
CDMA-(Codemultiplex-Vielfachzugriff – "Code Division Multiple Access")-Kommunikationsvorrichtung, die einen Korrelator nach Anspruch 1 oder 2 aufweist.