JP2003110461A - マッチドフィルタおよび相関検出方法 - Google Patents
マッチドフィルタおよび相関検出方法Info
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Abstract
等を犠牲にすることなく、マッチドフィルタの低消費電
力化を効率的に達成すること。 【解決手段】 フリップフロップ(101a〜102
b)をオーバーサンプリングの各位相に対応づけて設
け、また、一組の各位相毎にセレクタ(107,10
8)を設ける。そして、相関検出の対象となるデータ
を、各位相毎に区分した形態とした後(データの配置変
換を行ったり、あるいは、一旦、蓄積して読み出しアド
レスを制御することで行う)、そのデータ(Din)
を、フリップフロップ(101a〜102b)に入力す
る。
Description
通信(CDMA通信)において、同期獲得に用いられる
マッチドフィルタに関する。
(PN符号)を用いて、情報レートよりも高速なチップ
レートで拡散変調を行い、その拡散信号を送信する。受
信側では、拡散符号のレプリカであるレプリカ符号(逆
拡散符号)を生成し、受信した信号の逆拡散を行う。
イミングは、拡散符号のタイミングと正確に一致してい
る必要がある。正確なタイミングのレプリカ符号を生成
するためには、まず、拡散符号のタイミングを厳密に検
出する必要がある。この拡散符号のタイミング検出処理
は、チップレートの数倍(例えば、2倍)で、高速に行
う必要がある。
リングを行う。つまり、受信信号をA/D変換する際、
チップレートの数倍の高速なレートでオーバーサンプリ
ングし、1つのチップについて、複数のサンプリング結
果から相関値を演算する。これにより、タイミング検出
精度(時間分解能)を高めることができる。
は、受信データを一時的に蓄積するためにシフトレジス
タを用いるが、オーバーサンプリングによりデータ数が
m倍となると、これに合わせてシフトレジスタのタップ
数(段数)もm倍となり、シフトクロックの周波数もm
倍となる。
ミングで、全タップのデータが一斉にシフトするため、
これに伴って信号線等の充放電が発生し、消費電力が増
大する。
信機器に厳しく求められる、低消費電力化の要請に反す
る。
力化のみを目的として、特殊な構成に変更するようなこ
とがあると、かえって、既存のクロックの共用化や周辺
回路との整合がとれなくなり、集積回路化の妨げにな
る。
になされたものであり、その目的は、ICに要求される
周囲の回路との整合性等を犠牲にすることなく、マッチ
ドフィルタの低消費電力化を効率的に達成することにあ
る。
を蓄積する手段として、シフトレジスタの代わりに、個
別にリード/ライトを制御できるメモリ(広い意味での
RAM;一時記憶素子の集合体を含む)を使用する。こ
れにより、全データを一律にシフトする動作が不要とな
り、消費電力を削減できる。
ングクロックに同期してシリアルに入力される点、ある
いは、周辺回路が、そのようなシリアルなデータ入力に
同期して動作する点からみて、上述のメモリだけを特殊
なタイミングで動作させることはできない。
憶素子をオーバーサンプリングの各位相に対応づけて設
け、また、一組の各位相毎にセレクタを設ける。そし
て、相関検出の対象となるデータを、各位相毎に区分し
た形態とした後(データの配置変換を行ったり、あるい
は、一旦、蓄積して読み出しアドレスを制御することで
行う)、そのデータを、一時記憶素子にパラレルに入力
する。
記憶素子のみをアクティブとしてデータをロードし(そ
してホールドし)、各セレクタが、ホールドされたデー
タを選択して、相関演算を行う部分に供給する。
と同様な動作タイミングで、各一時記憶素子のロードタ
イミングを発生させることができ、従来からの技術を踏
襲することができる。また、セレクタも、各位相に対応
して周期的に切換えることになるので、チップクロック
やオーバーサンプリングクロックをここでも有効に利用
できる。さらに、オーバーサンプリングの倍数を変更す
る場合でも、このような構成であると、その変更に対応
させて、使用する一時記憶素子の数やセレクタの入力数
を切換えるだけでよく、要求される仕様に柔軟に、簡単
に対応することができる。
回路との整合性等を犠牲にすることなく、マッチドフィ
ルタの低消費電力化を効率的に達成することができる。
て、図面を参照しながら具体的に説明する。
形態1にかかる2倍拡散(m=2:mはオーバーサンプ
リングの倍数)のマッチドフィルタの構成を示したもの
である。
2つのフリップフロップ(FF:一時記憶素子)を基本
単位として、必要な段数(2の倍数)のフリップフロッ
プを配置する。
フロップ(FF)101a,101b,102a,10
2bを設け、これらを並列に接続した形態を示してい
る。4つのフリップフロップ(FF)101a,101
b,102a,102bは、個別にリード/ライトを行
える一種のRAM105を構成する要素である。
“a”,“b”は、2倍のオーバーサンプリングによっ
て生じる2つの位相(これをA位相,B位相とする)
の、いずれの位相に対応しているかを示している。
きに異なる位相に対応づけられて配置されている。
は、参照符号107,108の2個のみ記載してい
る)、一つのセレクタは、隣接する2つのフリップフロ
ップ(一組のフリップフロップ)毎に配置され、各フリ
ップフロップからの出力を入力とし、いずれかを選択す
る。
端子の2つの入力端子を持つ。ここで、各端子の
“a”,“b”は、2倍のオーバーサンプリングによっ
て生じる2つの位相(A位相,B位相)の、いずれの位
相に対応しているかを示している。図1に示されるよう
に、セレクタ107,108はそれぞれ、スイッチSW
1,SW2を内蔵している。
は、クロック制御回路106から与えられる制御クロッ
クCL0〜CL3により、ロードタイミングが個別に制
御される。
の入力を選択するかは、セレクタ制御回路109により
制御される。図1の回路では、セレクタ切換信号SCが
出力される毎に、各セレクタに内蔵されるスイッチ(S
W1,SW2)が切り替わるようになっている。
制御回路109は、オーバーサンプリングクロックCK
を基本動作クロックとして動作し、また、セレクタ制御
回路109には、選択信号SECが入力される。
C0,C1の2チップ分のみを示している)を乗算する
ための乗算器7,8と、累積加算器9とを有する。
(オーバーサンプリングデータ系列)は、オーバーサン
プリングクロックCKに同期して、入力端子I0を介し
て与えられる。図2の上側に示すように、オーバーサン
プリングデータは、1A,1B、2A,2B、3A,3
B、4A,4B、5A,5B…というように、A位相と
B位相が交互に現れる形態で入力される。ここで、例え
ば、“1A”は、1サンプル目のA位相のデータである
ことを示し、“1B”は、1サンプル目のB位相のデー
タであることを示している。
入力データを、配置変換回路100を通すことで、図2
の下側に示すような、各位相毎に区分されたデータ列
(Din)を得て、この配置変換されたデータを、フリ
ップフロップ101a〜102bに供給する。
れるように、1A,2A、1B,2Bというように、相
関演算処理の順番に適合するように、A位相毎、B位相
毎に区分されている。
(Din)を、図3に示すようなタイミングでフリップ
フロップ101a〜102bにロードし、セレクタ10
7,108を切換えて、相関演算部6にデータを供給し
て、逆拡散および相関演算を行わせる。
ンプリングクロックCKのポジティブエッジに同期して
動作する。時刻t1にセレクタ切換信号SCが出力さ
れ、これにより、セレクタ107,108が内蔵するス
イッチSW1,SW2は共に、a端子側に切換えられ
る。
L2がアクティブとなり、フリップフロップ102a
に、2倍オーバーサンプリングされた拡散変調信号(D
in)のデータ“1A”(1サンプル目のA位相のデー
タ)がロードされ、次の、時刻t2において、乗算器8
にて、1A×C1の乗算が行われる。
ティブとなり、フリップフロップ101aに、データ
“2A”(2サンプル目のA位相のデータ)がロードさ
れ、次の、時刻t3において、乗算器7にて2A×C0
の乗算が行われると共に、加算器9にて、1A×C1+
2A×C0の乗算が行われ、相関値(演算結果)が出力
される。
力され、セレクタ107,108が内蔵するスイッチS
W1,SW2は、b端子側に切換えられる。
CL3がアクティブとなり、フリップフロップ102b
に、データ“1B”(1サンプル目のB位相のデータ)
がロードされる。時刻t4には、データ“2B”(2サ
ンプル目のB位相のデータ)がロードされる。
結果(1B×C1+2B×C0)が出力される。
プフロップを制御するクロックCL0〜CL3は、本発
明を用いずに、シフトレジスタを用いる場合(図11,
図12)と同様に、オーバーサンプリングクロックに同
期して各フリップフロップ毎に切り替わるため、既存の
クロックをそのまま利用してタイミングを制御ができ、
周辺回路との整合性もよく、設計上有利である。
5を用いたマッチドフィルタは、オーバーサンプリング
クロックCLに同期して、データが1タップ毎に右にシ
フトしていく。その動作タイミングは、図12に示す通
りである。
ーバーサンプリングの各位相毎に規則的に切り替えれば
よく、この場合も、既存のクロックをそのまま利用し
て、簡単にタイミングを制御することができる。したが
って、データは、シフトレジスタを用いる場合と同様
に、オーバーサンプリングクロックに同期して、パイプ
ライン的に効率的に流れ、効率的な処理が維持される。
その一方、シフトレジスタによる一連のデータのシフト
が不要であるため、消費電力は格段に低減される。ま
た、図1の構成は、オーバーサンプリングの倍数や、サ
ーチ範囲に含まれるデータの総チップ数などに対応させ
て、構成を柔軟に変更・拡張することができ、回路設計
の柔軟性も高い。
態2にかかるマッチドフィルタの構成を示す回路図であ
る。
様である。ただし、図4のマッチドフィルタでは、フリ
ップフロップを、ロード/ホールド機能付きフリップフ
ロップとしている点、クロック制御のかわりにFF制御
機能を有している点、および各々のフリップフロップの
クロックが共通である点で、図1のマッチドフィルタと
は異なる。
れるレジスタ群205には、ロード/ホールド機能付き
フリップフロップ201〜204を備えている。各々の
フリップフロップ201〜204のクロックには、クロ
ック信号端CLよりパラレルに入力され、ロード/ホー
ルドはFF制御回路206より入力されるF0〜F3で
制御している(1でロード、0でホールド)。
の動作は、図3に示したものと、ほぼ同様である。
かかるマッチドフィルタの構成を示す図である。このマ
ッチドフィルタは、図1の回路構成(図4の回路構成で
あってもよい)をそのまま利用すると共に、オーバーサ
ンプリングデータ(データ配置変換を行わないデータ)
D0を、一旦、メモリ301に蓄積し、読み出し制御回
路302によりリードアクセスを制御し、フリップフロ
ップ101a〜102bに、サーチ範囲に属するデータ
の総チップ数分だけ、一つの位相のデータを連続的に供
給するものである。
各位相のデータが交互に配置されているため、セレクタ
は、各位相毎に切換える必要があった。例えば、2倍の
オーバーサンプリングなら2クロック毎にセレクタを切
換える必要がある。この切換えに伴って生じる消費電力
も無視できないため、本実施の形態では、セレクタの切
り換え回数を極端に低下させ、消費電力のさらなる削減
を図る。
6に示されるマッチドフィルタの特徴的な動作を説明す
る。
図7(c)に示すように、例えば、512チップ相当で
あるとする。図6のマッチドフィルタでは、まず、図7
(a)に示すように、セレクタ107,108のスイッ
チSW1,SW2をa端子側に切換える。
分のA位相データのみを連続的に出力させ、A位相デー
タについて、全サーチ範囲における相関値を求める。
1,SW2をb端子側に切換え、同じく、メモリ301
から、512チップ分のB位相データのみを連続的に出
力させ、B位相データについて、全サーチ範囲における
相関値を求める。
えは、512チップに1回でよく、セレクタにおける消
費電力も、著しく低減される。この例では、全サーチ範
囲に相当するチップ数だけ、一つの位相のデータを連続
的に供給したが、これに限定されるものではない。
や、一つの位相のデータを連続的に供給する際の時間幅
は、自由に調整することができる。このことは、通信性
能の向上につながる。
イミングを示す。メモリ301にスタート信号が入力さ
れると、時刻t1から、供給されるオーバーサンプリン
グデータ(各位相のデータが交互に現れる配置となって
いる)D0の蓄積が開始される。そして、例えば、サー
チ幅分に相当するデータの蓄積が終了すると、時刻t2
から、リードアドレス(add)を制御し、例えば、A
位相のデータの読み出しを開始し、読み出したデータD
Xを連続的に、フリップフロップ101a〜102bに
供給する。
の特徴的な動作をまとめると、図9のようになる。
倍数に対応した数の一時記憶素子を設け、各一時記憶素
子を、オーバーサンプリングの各位相に対応づけ、ま
た、オーバーサンプリングの各位相に対応する、隣接す
る複数の一時記憶素子の出力を一組とし、その一組の出
力毎にセレクタを設ける(ステップ400)。
信号)を、各位相のデータ毎に区切るべくデータを並び
替える処理を行うか、あるいは、一旦、メモリに蓄積
し、リードアドレスを制御することにより、オーバーサ
ンプリングの各位相のデータ毎にデータを取り出して、
一時記憶素子に供給する(ステップ401)。メモリ蓄
積後に一つの位相のデータを供給するときは、サーチ範
囲の全区間に渡って、一つの位相のデータのみを連続的
に供給するのが望ましい。
ようにセレクタを切り替え、また、供給されるデータの
位相に対応する一時記憶素子におけるロードタイミング
をタイミング制御信号により制御し、データを適宜、ロ
ードする。そして、ロードされたデータを用いて、相関
検出演算を行う(ステップ402)。
レクタを次の位相に対応するように切り替えて、同様の
ロード動作および相関検出演算を繰り返す(ステップ4
03)。
は、前掲の実施形態のマッチドフィルタをCDMA受信
装置に適用した例である。
CDMA受信装置の構成を示す図である。
アンテナ901と、所定の周波数でフィルタリング及び
増幅する高周波信号処理部902と、アナログ信号をデ
ジタル信号に変換するAD変換部903と、受信信号を
復調するデータ復調部904と、復号を行なうデータ復
号部905と、復号された信号を音声に換えるCODE
C部906と、通信を行うものと同期を獲得もしくは維
持を行なうマッチドフィルタ907と、逆拡散符号を発
生するコード発生部908と、クロック発生部909、
タイミングコントロール部910とを備えている。
903から拡散変調されたデジタル信号からなる拡散変
調信号が与えられ、クロック発生部909から与えられ
るクロックCL1が印加され、コード発生部908より
発生する逆拡散符号が入力される。タイミングコントロ
ール部910では、逆拡散を行なうタイミング等の制御
を行なう。マッチドフィルタ907では、コード発生部
908より与えられる逆拡散符号とAD変換部903か
ら与えられる拡散変調信号との逆拡散演算が行なわれ、
同期獲得もしくは維持した結果として逆拡散演算結果が
データ復調部904に出力される。データ復調部904
では、マッチドフィルタ907より得られたタイミング
結果をもとにデータ復調し、データ復号部905にデー
タを与える。
ば、実施の形態1と同じ構成を有しており、マッチドフ
ィルタの消費電力は大幅に低減されており、このこと
は、受信装置全体の低消費電力化に寄与する。
式の移動体無線通信を行う基地局装置または移動体装置
の無線受信部に備えてもよいし、その他の通信端末の無
線受信部として使用してもよい。
オーバーサンプリングの場合について説明したが、これ
に限定されるものではない。
Cに要求される周囲の回路との整合性等を犠牲にするこ
となく、また、回路の柔軟性を保持しつつ、マッチドフ
ィルタの低消費電力化を効率的に達成することができ
る。
タの構成を示す回路図
(受信データ系列)の位相について説明するための図
るためのタイミング図
タの構成を示す回路図
のタイミング図
を示す回路図
のデータの連続供給)を説明するための図 (b)図6のマッチドフィルタの特徴(B位相のデータ
の連続供給)を説明するための図 (c)図6のマッチドフィルタのサーチ範囲を示す図
ス動作を説明するためのタイミング図
すフロー図
A受信装置の全体構成を示すブロック図
ためのタイミング図
子) 105 データ蓄積部(RAM) 106 クロック制御回路 107,108 セレクタ 109 セレクタ制御回路
Claims (4)
- 【請求項1】 m倍(mは2以上の自然数)のオーバー
サンプリングがなされた、m個のオーバーサンプリング
位相をもつ拡散変調信号について、マッチドフィルタを
用いて相関検出を行う場合において、 マッチドフィルタの前段部分に、m×n(nは2以上の
自然数)個の一時記憶素子およびn個のセレクタを設
け、かつ、前記m×n個の一時記憶素子の各々を、前記
m個のオーバーサンプリング位相の各々に一定の周期で
対応づけすると共に、前記セレクタを、m個の一時記憶
素子毎に配置しておき、 前記m個のオーバーサンプリング位相をもつ拡散変調信
号を、各位相毎のデータに区分けしつつ前記マッチドフ
ィルタに入力し、その入力されるデータの位相に対応し
た前記一時記憶素子、および前記n個のセレクタを介し
て所定の演算を行う部分に各位相のデータを供給し、こ
れにより相関検出を行うことを特徴とする相関検出方
法。 - 【請求項2】 m倍(mは2以上の自然数)のオーバー
サンプリングがなされた拡散変調されたデータ系列につ
いて相関検出を行うマッチドフィルタであって、 前記オーバーサンプリングの倍数“m”に対応した数の
一時記憶素子であって、各々の一時記憶素子のデータの
ロードタイミングが個別に制御され、かつ各々の一時記
憶素子が、オーバーサンプリングの各々の位相に対応づ
けられている複数の一時記憶素子と、 前記複数の一時記憶素子の各々から出力される、一組の
オーバーサンプリングの各位相のデータの中から一つを
選択的に取り出すべく、前記一組の各位相のデータ毎に
設けられている複数のセレクタと、 前記複数のセレクタの各々から出力されるデータについ
て、逆拡散および所定の演算を行う相関演算部と、を有
し、 前記複数のセレクタの全部は、前記複数の一時記憶素子
にロードされるデータの位相に対応するように、m個の
データ毎に周期的に切り替えられることを特徴とするマ
ッチドフィルタ。 - 【請求項3】 m倍(mは2以上の自然数)のオーバー
サンプリングがなされた拡散変調されたデータ系列につ
いて相関検出を行うマッチドフィルタであって、 前記データ系列を蓄積するメモリと、 前記オーバーサンプリングの倍数“m”に対応した数の
一時記憶素子であって、各々の一時記憶素子のデータの
ロードタイミングが個別に制御され、かつ各々の一時記
憶素子が、オーバーサンプリングの各々の位相に対応づ
けられている複数の一時記憶素子と、 前記複数の一時記憶素子の各々から出力される、一組の
オーバーサンプリングの各位相のデータの中から一つを
選択的に取り出すべく、前記一組の各位相のデータ毎に
設けられている複数のセレクタと、 前記複数のセレクタの各々から出力されるデータについ
て、逆拡散および所定の演算を行う相関演算部と、を有
し、 前記メモリから、所定の時間幅に渡る一つの位相のデー
タを連続的に出力し、その一つの位相のデータを前記一
時記憶素子およびセレクタを介して前記相関演算部に連
続的に供給して相関演算処理を行わせると共に、前記一
つの位相について所定の時間幅分のデータの供給が終わ
ると、他の位相についての前記所定の時間幅分のデータ
を連続的に出力し、前記他の位相のデータを前記一時記
憶素子およびセレクタを介して前記相関演算部に連続的
に供給して相関演算処理を行わせ、前記処理と同様の処
理をオーバーサンプリングの全位相のデータについて行
うことを特徴とするマッチドフィルタ。 - 【請求項4】 請求項2または請求項3記載のマッチド
フィルタを搭載したCDMA受信機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001296603A JP3640630B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | マッチドフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001296603A JP3640630B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | マッチドフィルタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003110461A true JP2003110461A (ja) | 2003-04-11 |
JP3640630B2 JP3640630B2 (ja) | 2005-04-20 |
Family
ID=19117806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country | Link |
---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100931082B1 (ko) | 2008-02-05 | 2009-12-10 | 연세대학교 산학협력단 | 무선통신시스템에서 저복잡도 복조 장치 및 그 방법 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001296603A patent/JP3640630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100931082B1 (ko) | 2008-02-05 | 2009-12-10 | 연세대학교 산학협력단 | 무선통신시스템에서 저복잡도 복조 장치 및 그 방법 |
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JP3640630B2 (ja) | 2005-04-20 |
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