JP2000183785A - Ｃｄｍａ伝送方式のパスサーチ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＤＭＡ伝送方式のパスサーチにおいて、拡散
符号を逆拡散し最もレベルの大きいパスを選択し同期の
タイミングを獲得する必要がある。特に、長周期の拡散
符号を逆拡散するため、複数の部分相関を用いる場合、
フェージングの影響により、パスの誤検出をする可能性
がある。 【解決手段】複数のマッチドフィルタによる部分相関値
と各相関値での相関ピーク数を検出し、各部分相関値の
平均相関値で遅延プロファイルを作成することにより、
フェージングによる最大のレベルを有するパスの誤検出
を回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信方式を利用したＣＤＭＡ（符号分割多重接続）無線
通信受信装置において、受信信号に含まれる複数のパス
の中から、最もレベルの高いパスを検出し、同期タイミ
ングを捕捉する手段、及び、その回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信方式は、伝達する
情報に拡散符号を掛け合わせることにより、その情報そ
のものが持つ周波数帯域よりも遥かに広い帯域の信号と
して送信し、受信側では、受信信号に含まれる拡散符号
に同期した逆拡散用の符号を掛け合わせる事により元の
情報を再生する通信方式である。スペクトラム拡散通信
方式は、秘匿性、耐干渉性、耐雑音性、多元接続による
周波数利用効率に優れるという特徴を有する。

【０００３】近年、上記スペクトラム拡散通信方式を利
用したＣＤＭＡ方式のデジタル移動通信システムへの適
用が注目されている。ところで、上記したように、この
通信方式では、受信信号を逆拡散する際に、拡散符号と
逆拡散符号の同期を確立することが必要である。そし
て、この逆拡散は、複数のパスから、最もレベルの大き
いパスに対して行われる。さらに、このパスサーチ、及
び、同期確立は、高速に行なう必要がある。この条件を
満たすために、従来より、マッチドフィルタが、同期タ
イミングを獲得する手段として広く用いられている。マ
ッチドフィルタは、拡散符号が高速で、且つ、長周期の
符号であっても、比較的短時間に同期を確立することが
できる。

【０００４】ところが、一般に長周期の符号の相関をと
るマッチドフィルタを用いると、回路規模が大型化する
という欠点を有している。デジタルマッチドフィルタで
は、拡散符号のチップ長に等しい深さのシフトレジスタ
とチップ長と同数の乗算器を必要とするため、チップ長
を長くすると、回路規模が増大する。また、弾性表面波
（ＳＡＷ）マッチドフィルタは、拡散符号長とデバイス
サイズが略比例関係にあるため、サイズの制限から、Ｓ
ＡＷマッチドフィルタの適用できる符号長が制限され
る。

【０００５】例えば、次世代のＣＤＭＡシステムでは、
スロット／シンボルタイミングを獲得するために、とま
り木チャネルのサーチコードシンボルを検出し、同期を
捕捉することが必要である。

【０００６】サーチコードシンボルの同期は、ファース
トサーチコードと呼ばれる、コード長２５６チップのGo
ldコードが、拡散符号として用いられる。これは、チッ
プレートが4.096Mcpsの場合、 ＳＡＷマッチドフィルタ
を用いると、18~20センチメートルのデバイスサイズに
なってしまい実用的でない。そのため、拡散符号の一周
期全てを用いるのではなく、一部のみを使用して相関演
算を行なう方法が提案されている。

【０００７】例えば、特開平７−２９７８０５では、受
信信号に含まれる拡散符号と、その拡散符号の一部と整
合するマッチドフィルタとの部分相関値のなかから、同
期候補タイミングを検出し、複数周期に渡り、累積加算
した結果から、同期タイミングを検出する方法が取られ
ている。

【０００８】上記、公知例によれば、部分相関とったこ
とによる、Ｓ／Ｎの劣化や、フェージングによる同期タ
イミングの誤検出の確率を減じ、また、回路規模を小型
化することができるという効果がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した方
法では、複数周期に渡り、相関値の累積加算を行なうた
め、同期捕捉時間が長大化するという欠点がある。

【００１０】本発明は、上述の問題に着目してなされた
ものであり、マッチドフィルタによる部分相関を用いた
同期捕捉方法の改善を行なうものである。

【００１１】本発明の第一の目的は、同期捕捉時間の短
縮である。

【００１２】また、本発明の第二の目的は、フェージン
グ環境のもとでも、正確な同期タイミングを与える事で
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、拡散符号の中から複数の部分系列を選択し、前記複
数の各部分系列に対し、一対一に対応し、該拡散符号と
の相関において、それぞれの部分系列の位置に部分相関
の相関ピークを有する複数のマッチドフィルタ手段と、
各マッチドフィルタの部分相関の出力のうち、所定のし
きい値と比較し、ピークの検出をおこなうための比較手
段と、各マッチドフィルタの部分相関の出力、及び、ピ
ーク検出のための比較手段の出力を、部分系列の位置で
決定される所定の時間だけ、遅延するための遅延制御手
段と、前記遅延制御された各マッチドフィルタの部分相
関の出力、及び、ピーク検出のための比較手段の出力
を、合成する為の加算手段と、前記、合成された各マッ
チドフィルタの部分相関の出力、及び、ピーク検出のた
めの比較手段の出力からパスを選択するパス選択回路を
具備することにより、各部分相関値の平均相関値で遅延
プロファイルを作成し、フェージングによるパスの誤検
出を回避することとした。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て説明する。なお、実施例を説明する全図において、同
一機能を有するものは同一符号を付ける。

【００１５】図１は本発明の第一実施例のＣＤＭＡ伝送
方式のパスサーチ回路の構成を説明する図である。拡散
符号により拡散されているスペクトラム拡散信号は、ア
ンテナ１により受信され、Ｎ個のマッチドフィルタ２−
１から２−Ｎに入力される。ここで、 Ｎ個のマッチド
フィルタ２−１から２−Ｎは、それぞれ、拡散符号から
部分的に抽出された部分系列で構成されるタップ係数を
有し、拡散符号との部分相関を行なう。前記、それぞれ
の部分系列は、拡散符号との相関において、部分系列が
抽出された部分で相関の最大値を示し、それ以外の部分
に関しては、できるだけ相関の小さくなるように、抽出
する部分系列を選択する。

【００１６】マッチドフィルタ２−１から２−Ｎのそれ
ぞれの相関出力の一方は、それぞれ、比較回路３−１か
ら３−Ｎで、所定のしきい値と比較される。比較回路３
−１から３−Ｎは、マッチドフィルタ２−１から２−Ｎ
の相関出力が、前記所定のしきい値よりも大きい場
合、"1"を、小さい場合"0"のピーク検出信号を遅延制御
回路４−１に出力する。同時に、マッチドフィルタ２−
１から２−Ｎそれぞれの他方の相関出力は、遅延制御回
路４−２に出力される。

【００１７】遅延制御回路４−１は、後述する部分系列
１からＮの位置に応じた所定の遅延を与えることによ
り、比較回路３−１から３−Ｎの出力を加算回路５−１
で合成する。同様に、遅延制御回路４−２は、マッチド
フィルタ２−１から２−Ｎの部分相関出力を、それぞ
れ、所定の時間遅延させ、乗算回路９−１から９−Ｎに
おいて、それぞれ、遅延制御回路４−１で検出されたピ
ーク判定値と掛け合わされた後加算回路５−２で合成す
る。

【００１８】以上により、拡散符号のマッチドフィルタ
２−１から２−Ｎにおける部分相関の合成相関値が加算
回路５−２から時系列で出力されると同時に、各合成相
関値に対応して、上記拡散符号と各マッチドフィルタ２
−１から２−Ｎの部分相関出力のうち、比較回路３−１
から３−Ｎのしきい値よりも大きい部分相関出力の数
（以下、相関ピーク数と呼ぶ）が計数され、時系列で加
算回路５−１から出力される。なお、遅延制御回路４−
１と４−２、及び、加算回路５−１と５−２は、それぞ
れ、共通とすることも可能である。

【００１９】除算回路６は、加算回路５−１から出力さ
れる相関ピーク数がＮ/２以上Ｎ以下の整数である場
合、加算回路５−２から出力される合成相関出力を相関
ピーク数で割った値を出力し、相関ピーク数がＮ/２よ
り小さい整数である場合０を出力し、各部分相関値のピ
ークの平均相関値を算出する。パス選択回路７は、除算
回路６からの出力、及び、タイマ８から得られる相関出
力の遅延プロファイルから、最も大きなレベルを与える
パスを選択し、その最大レベルのパスのタイミングを出
力端子１００より出力する。

【００２０】図２を用いて、マッチドフィルタ２−１か
ら２−Ｎ、及び、加算回路５−２の出力と拡散符号の関
係を説明する。部分系列１から部分系列Nは、拡散符号
の中から選択された部分系列である。前述したように、
それぞれの部分系列は、拡散符号との相関において、部
分系列が抽出された部分以外の部分に関しては、できる
だけ相関値が小さくなるように、選択されている。

【００２１】マッチドフィルタ２−１，２−２，...，
２−Ｎは、それぞれ、部分系列１，２，...，Nのタップ
を有するマッチドフィルタであるため、拡散符号との相
関において、それぞれ、部分系列１，２，...，Nの部分
で最大の相関値を有するため、それぞれのマッチドフィ
ルタの相関出力には、図２に示したように、相関ピーク
c1，c2，...，cNが現れる。相関ピークc1，c2...，cNが
現れる時間t1，t2...，tNは、部分系列1，2，...，Nの
位置で一意的に決定される。

【００２２】遅延制御回路４−２は、マッチドフィルタ
２−１，２−２，...，２−Nの出力を、それぞれ、tN-t
1，tN-t2，...，tN-tN遅延させる。そのため、加算回路
５−２から出力される合成相関出力は、拡散符号と図２
でハッチングにより示される部分系列１，２，...，Nで
構成される系列との相関値となる。即ち、各マッチドフ
ィルタ２−１，２−２，...，２−Nの拡散符号との相関
出力ピークのS/Nは、部分相関を用いているため、拡散
符号一周期分との相関よりも一般に劣化するが、複数の
部分相関を合成することにより、S/Nの劣化を減ずるこ
とができる。

【００２３】なお、遅延制御回路４−１、及び、加算回
路５−１も、上記説明した遅延制御回路４−２、及び、
加算回路５−２と同様の遅延制御、及び、加算制御をお
こなう。

【００２４】図３を用いて、フェージングの影響下での
相関出力を説明する。簡単の為、図３では、相関ピーク
部のみ示している。ここで、３つのパスが存在している
ため、理想的には、それぞれのパスに対応し、マッチド
フィルタ２−１では、相関ピーク１０−１，１１−１，
１２−１，マッチドフィルタ２−２では、相関ピーク１
０−２，１１−２、１２−２、マッチドフィルタ２−Ｎ
では、相関ピーク１０−Ｎ，１１−Ｎ，１２−Ｎが現れ
る。以下、相関ピーク１０−１，１０−２，...，１０
−Ｎを示すパスをパス１０、相関ピーク１１−１，１１
−２，...，１１−Ｎを示すパスをパス１１、相関ピー
ク１２−１，１２−２，...，１２−Ｎを示すパスをパ
ス１２と呼ぶ。今、フェージングの影響の為、１１−２
の相関ピークが消失している。

【００２５】そのため、加算回路５−１より出力される
相関ピーク数は、パス１０とパス１２では、ピーク１０
Ａとピーク１２Ａに示されるようにＮであるのに対し、
パス１１ではピーク１１Ａに示されるように、Ｎより小
さい値となっている。このフェージングの影響により、
図３から明らかなように、それぞれのパスはレベルの大
きさの順に、パス１１、パス１０、パス１２であるの
に、加算回路５−２から出力されるマッチドフィルタの
合成相関出力のレベルの大きさは、パス１０（ピーク１
０Ｂ），パス１１（ピーク１１Ｂ），パス１２（ピーク
１２Ｂ）の順となっている。

【００２６】そこで、除算回路６において、各パスの合
成出力のレベルを相関ピーク数で除算することにより、
各部分相関値の平均相関値（ピーク１１Ｃ、ピーク１０
Ｃ，ピーク１２Ｃの順にレベルが大きい）を導出する事
により、正確な遅延プロファイルが除算回路６から出力
される。ここで、前述したように、除算回路６は、相関
ピーク数がＮ/２以上Ｎ以下の整数である場合、加算回
路５−２から出力される合成相関出力を相関ピーク数で
割った値を出力し、相関ピーク数がＮ/２より小さい整
数である場合０を出力する。即ち、相関ピーク数がマッ
チドフィルタの個数の半数以上の場合をパスの候補とし
て考慮している。

【００２７】そのため、偶発的に、部分系列１からＮの
うち、ある（例えば一つの）部分系列と強い相関を示す
大きなレベルの信号が受信され、マッチドフィルタ２−
１から２−Ｎのうちのある（例えば一つの）マッチドフ
ィルタから、大きなレベルの相関出力が検出される場
合、除算回路６の出力は０となるため、そのような信号
をパスと誤って検出する事が回避される。

【００２８】以上、本発明第一の実施例の構成によれ
ば、長周期の拡散符号と複数のマッチドフィルタによる
部分相関値を合成して得られる遅延プロファイルを求め
る場合、各部分相関のうち一部の部分相関値が、フェー
ジングの影響を受ける場合に関しても、各部分相関値の
平均相関値で遅延プロファイルを求めることができ、最
も大きなレベルのパスを正確に選択することが可能であ
り、パスの誤検出を回避できる。

【００２９】図４は、本発明の第二実施例のＣＤＭＡ伝
送方式のパスサーチ回路の構成を説明する図である。本
実施例は、演算部１３を用いたことにより、本発明の第
一実施例で使用していた除算回路６を省略していること
を特徴としており、その他の構成、及び、動作は本発明
の第一実施例と同様である。

【００３０】演算部１３には、加算回路５−２から合成
相関出力が、また、加算回路５−１から相関ピーク数
が、それぞれ、時系列で入力される。演算部１３は、前
記合成相関出力とそれを与える相関ピーク数から、図５
に示す演算を行なう事により、最もレベルの大きいパス
を選択する。

【００３１】図５は、本発明第二実施例で用いる演算部
１３の演算フローを説明する図である。図５に示したよ
うに、演算部１３では、２つの合成相関のピーク（ピー
ク値をP1，P2、それらを与える相関ピーク数を、それぞ
れ、n1，n2とする）を検出されたら、P1とn2の積とP2と
n1の積を比較する。 P1とn2の積の方が大きい場合、P1
を与えるパスを選択し、P2を与えるパスを選択から除外
する。逆にP2とn1の積の方が大きい場合、P2を与えるパ
スを選択し、P1を与えるパスを選択から除外する。さら
に、次のピークが検出されれば、上記で選択されたパス
と同様の比較、選択を順次繰り返すことにより、最もレ
ベルの大きいパスが最終的に選択される。

【００３２】本発明第二の実施例の構成によれば、本発
明第一の実施例で用いていた、除算回路６を省略するこ
とができるため、演算規模を減じ、パス選択を高速化す
る事ができる。

【００３３】

【発明の効果】以上、本発明第一の実施例の構成によれ
ば、長周期の拡散符号と複数のマッチドフィルタによる
部分相関値を合成して得られる遅延プロファイルを求め
る場合、各部分相関のうち一部の部分相関値が、フェー
ジングの影響を受ける場合に関しても、各部分相関値の
平均相関値で遅延プロファイルを求めることができ、最
も大きなレベルのパスを正確に選択することが可能であ
り、パスの誤検出を回避できる。

【００３４】本発明第二の実施例の構成によれば、本発
明第一の実施例で用いていた、除算回路６を省略するこ
とができるため、演算規模を減じ、パス選択を高速化す
る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の回路構成を説明する図で
ある。

【図２】マッチドフィルタ２−１~Ｎ，及び、加算回路
５−２の出力と拡散符号の関係を説明する図である。

【図３】フェージングの影響下の相関出力を説明する図
である。

【図４】本発明の第二実施例の回路構成を説明する図で
ある。

【図５】本発明第二実施例で用いる演算部１３の演算フ
ローを説明する図である。

【符号の説明】

１…アンテナ、２−１，２−２，...，２−Ｎ…マッチ
ドフィルタ、３−１，３−２，...，３−Ｎ…比較回
路、４−１，４−２…遅延制御回路、５−１，５−２…
加算回路、６…除算回路、７…パス選択回路、８…タイ
マ、９−１，９−２，...，９−Ｎ…乗算回路、１０−
１，１１−１，１２−１…マッチドフィルタ２−１の相
関出力ピーク、１０−２，１１−２，１２−２…マッチ
ドフィルタ２−２の相関出力ピーク、１０−Ｎ，１１−
Ｎ，１２−Ｎ…マッチドフィルタ２−Ｎの相関出力ピー
ク、１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ…加算回路５−１の出力ピ
ーク、１０Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ…加算回路５−２の出力
ピーク、１０Ｃ，１１Ｃ，１２Ｃ…除算回路６の出力ピ
ーク、１３…演算部、１００…出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE33 5K047 AA02 BB01 GG34 HH15 MM33 MM36 MM62 5K067 AA02 BB02 CC10 DD25 EE02 EE72 GG03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】拡散符号を用いて、送信データを拡散し伝
   送するＣＤＭＡ伝送方式に関し、複数のパスの中から最
   も大きなレベルのパスを選択し、そのパスに対して同期
   を獲得するパスサーチ回路において、拡散符号の中から
   複数の部分系列を選択し、前記複数の各部分系列に対
   し、一対一に対応し、該拡散符号との相関において、そ
   れぞれの部分系列の位置に部分相関の相関ピークを有す
   る複数のマッチドフィルタ手段と各マッチドフィルタの
   部分相関の出力のうち、所定のしきい値と比較し、ピー
   クの検出をおこなうための比較手段と、各マッチドフィ
   ルタの部分相関の出力、及び、ピーク検出のための比較
   手段の出力を、部分系列の位置で決定される所定の時間
   だけ、遅延するための遅延制御手段と、前記遅延制御さ
   れた各マッチドフィルタの部分相関の出力、及び、ピー
   ク検出のための比較手段の出力を、合成する為の加算手
   段と、前記、合成された各マッチドフィルタの部分相関
   の合成出力、及び、ピーク検出のための比較手段の出
   力、即ち、部分相関出力のピーク数からパスを選択する
   パス選択回路を具備したことを特徴とするＣＤＭＡ伝送
   方式のパスサーチ回路。
2. 【請求項２】前記加算手段で合成された各マッチドフィ
   ルタの部分相関の合成出力を、前記加算手段で合成され
   たピーク検出のための比較手段の出力、即ち、部分相関
   出力のピーク数で除算するための、除算手段を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ伝送方式のパス
   サーチ回路。
3. 【請求項３】前記除算手段は、前記部分相関出力のピー
   ク数が前記マッチドフィルタの個数の２分の１以上の場
   合、各マッチドフィルタの部分相関の合成出力を、部分
   相関出力のピーク数で除算することを特徴とする請求項
   １乃至２記載のＣＤＭＡ伝送方式のパスサーチ回路。
4. 【請求項４】前記、合成された各マッチドフィルタの部
   分相関の合成出力、及び、部分相関出力のピーク数を用
   いて、複数のパスのうち、一つあたりのマッチドフィル
   タの部分相関の出力を比較し大きい方を選択する演算部
   を具備したことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ伝
   送方式のパスサーチ回路。