JP2655068B2 - スペクトラム拡散受信機 - Google Patents

スペクトラム拡散受信機

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスペクトラム拡散（Ｓｐ
ｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）受信機に関し、特に復調
すべく同期位相の更新を行う際に、復調精度の補償され
た相関復調器出力をデータして使用することで復調精度
をの劣化を防止したスペクトラム拡散受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】割り当てられた周波数帯を利用して多数
の局が相互に通信する場合のマルチプルアクセス（多元
接続）方式には、ＦＤＭＡ（周波数分割多重方式）やＴ
ＤＭＡ（時分割多重方式）やＣＤＭＡ（符号分割多重方
式）など様々な通信方式が提案されている。これらの多
くは、サービス地域を細かく分割したセルに基地局を配
置して、加入者機器はこの基地局を介して他の加入者機
器と通信する。なかでもバースト同期を必要としないＣ
ＤＭＡ方式は、加入者を多く抱える通信システムに適し
ており、干渉や妨害にも強いなどの利点があり注目を浴
びている。スペクトラム拡散通信方式を用いたＣＤＭＡ
方式では、各利用者に異なる拡散符号系列を割り当て、
それを用いて拡散変調を行うマルチプルアクセス方式で
ある。したがって１つのセル内においても同一周波数を
複数の利用者が用いることが出来る。
【０００３】周知のごとく、スペクトラム拡散通信方式
は、受信信号を逆拡散により復調する上で送信側で使用
した拡散符号に同期した拡散符号を用いることが前提で
あり、例えばマルチパス等に起因する伝搬路遅延の変化
等の影響を受け拡散符号の位相が１チップを越えてずれ
るような場合は、正確なデータ復調は困難になるため、
送信側と受信側の拡散符号系列の位相差を充分に小さな
値（通常１／２チップ以下）まで追い込む同期捕捉（初
期同期）と、一旦捕捉された同期位置を雑音や変調の影
響で見失わないよう常に１／２チップ以下の精度に保つ
同期追跡（同期保持）の技術が不可欠である。
【０００４】１９９３年７月に北米において標準化され
たＣＤＭＡ方式セルラ電話システム（ＴＩＡ ＩＳ−９
５）では、こうした同期捕捉或いは同期追跡を容易にす
るため、データ信号にパイロット信号を重畳して基地局
から移動局に送信する方式を採用している。また、各基
地局では同一周波数を用い、さらに互いの基地局間では
パイロット信号の拡散符号を数十〜数万チップシフトさ
せることによって互いの基地局の識別を行っている。し
たがって、受信機内の相関復調器において乗算する逆拡
散系列をそれぞれ変更させることによって異なる基地局
の送信信号を復調することが出来るなどの特色を持つ。
【０００５】図８に従来のスペクトラム拡散送信機（以
下、ＳＳ送信機）とスペクトラム拡散受信機（以下、Ｓ
Ｓ受信機）を示す。同図において、ＳＳ送信機１は、情
報変調器２において情報変調されたデータ信号を拡散変
調器３に送り込み、通信対象移動局に拡散符号、および
使用するチャネルを識別するウォルシュ（直交）符号を
乗算し、拡散符号発生器４が発生する同サービス地域に
共通する拡散符号ＰＮｉ，ＰＮｑを並列乗算して拡散変
調する。また、これと並行して何も情報のない全零（若
しくは全１）系列からなる信号をパイロット信号とし
て、上記と同じ拡散符号ＰＮｉ，ＰＮｑをそのまま拡散
変調する。こうして拡散変調された各チャネルデータ信
号とパイロット信号は、同相成分Ｉと直交成分Ｑ同士が
加算されたのち、次段の直交変調器５に供給されて直交
変調され、ＲＦ増幅したのち送信アンテナ６から放射さ
れる。すなわち、前記パイロット信６は、信号自体は拡
散符号ＰＮｉ，ＰＮｑそのものとなる。
【０００６】一方、受信アンテナ７にて送信電波を受信
したＳＳ受信機８は、まず直交復調器９においてＲＦ信
号を直交復調し、復調された同相成分Ｉと直交成分Ｑを
ＡＤ変換器１０に送り込む。ＡＤ変換器１０には、逆拡
散復調器１１と同期捕捉追跡器１２が並列接続されてお
り、まず初期同期確立のためＡＤ変換器１０の出力に含
まれるパイロット信号から同期位相ＰＮｉ* ，ＰＮｑ*
が抽出される。すなわち、これは同期捕捉追跡器１２
が、送信側と同じ拡散符号ＰＮｉ，ＰＮｑを一定のウィ
ンドウ周期でもって位相を切り替えながらＡＤ変換器１
０の出力に乗算しその相関を求めるようなスライディン
グ相関による同期位相の探索が行われる。そして、この
スライディング相関による逆拡散復調から得られる最大
の相関値を与えるパイロット信号の位相を同期位相ＰＮ
ｉ* ，ＰＮｑ* に定め、初期同期を確立する。一方、Ａ
Ｄ変換器１０の出力に含まれるデータ信号は、同期捕捉
追跡器１２によって捕捉された同期位相ＰＮｉ* ，ＰＮ
ｑ* に従って逆拡散復調器１１内で拡散符号ＰＮｉ* ，
ＰＮｑ* 、さらに固有のウォルシュ符号を乗算され指定
された期間相関をとりその結果を復調出力として出力さ
れる。こうして、逆拡散復調されたデータ信号は、最後
に情報復調器１３にて情報復調されて出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したようにスペク
トル拡散通信方式の受信機においては、復調に用いるべ
く拡散符号の初期同期位相の捕捉、その後の同期位相の
保持、そして実際のデータ復調が大切である。これらの
同期位相の捕捉、同期位相の保持では、受信した信号に
送信機側で乗算されている拡散符号ＰＮｉ，ＰＮｑと受
信機側の同期位相ＰＮｉ* ，ＰＮｑ* をいかに合わせる
か、そして一度合わせたものをいかに保持するかという
ことが問題となってくる。そしてその合わせられた同期
位相ＰＮｉ* ，ＰＮｑ* と、同期したデータ信号に固有
のウォルシュ符号を用いてデータ復調が行われる。
【０００８】実際にこれらの処理は、受信した信号にパ
イロット信号、若しくは各データ信号それぞれに対応す
る拡散符号（ＰＮｉ* ，ＰＮｑ* ，および固有のウォル
シュ符号）を乗算し、指定された期間その乗算結果を積
算することによって相関をとり、同期位相捕捉および同
期位相保持に関する処理ではその相関復調結果の大小関
係をもって、復調するべく同期位相を決定している。ま
た、データ復調に関する処理においては前記受信信号と
データ信号に対応する拡散符号を乗算した相関復調結果
をそのまま逆拡散された復調データとして扱う。
【０００９】しかし、一般に、陸上移動体通信における
通信路の伝搬特性は、周囲の建物や地形による反射波や
散乱波により多重伝搬路の特性を示す。したがって、移
動局には伝搬経路が異なる多数の波が到来し、互いに干
渉して複雑な定在波を生する。その際に移動局受信波の
包絡線と位相はランダムに変動し、激しいフェージング
となって現れる。こうした場合の電界強度分布は、レイ
リー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）分布で近似され、レイリーフ
ェージングと呼ばれる。図９に通信路に寄生するレイリ
ーフェージング特性の一例を示す。
【００１０】したがって、このように受信波電力が変動
するようなフェージング通信路において、受信機では現
在通信が行われている基地局に関してのみならず、さら
に隣接する基地局からの受信波についても常に質の高い
信号、すなわち同期位相を探し出し、その同期位相を用
いて実際のデータ復調を行わなければならない。また、
このような悪環境の下で、同期位相の保持に関する処理
の結果、建物などの反射波等の原因によって新たな復調
に用いるべく同期位相が出現した場合、若しくは隣接す
る基地局からの受信信号が強くなった場合、すなわち同
期保持に関する処理の結果、復調すべく同期位相を今ま
で復調に用いたいた同期位相から更新しなければならな
いような場合、従来のＳＳ受信機においては更新すべく
新たな同期位相を即データ復調器に与え逆拡散データ復
調処理を開始していたが、このような場合、同期位相更
新直後のデータ復調結果は、該データ復調器内の相関器
に残留しているそれまでの同期位相に関する値を用いて
しまったり、同期位相を更新することにより生じる相関
期間のズレが原因でデータ復調での過相関、若しくは相
関不足といった問題が発生し、それらの結果を用いると
いう従来のＳＳ受信機では復調精度が必ずしも良いとは
限らなかった。
【００１１】本発明の目的は、同期位相捕捉の時間短縮
を図ったＳＳ受信機を提供することにある。また、本発
明の他の目的は、補償された復調精度でのスムーズな同
期位相の更新を可能にしたＳＳ受信機を提供することに
ある。更に、本発明の他の目的は、複数の同期位相を復
調に用いるような場合においても、補償された復調精度
を保持したままでのスムーズな同期位相の更新を可能に
したＳＳ受信機を提供することにある。また、本発明
は、より高い復調精度を保持したままでのスムーズな同
期位相の更新を行うＳＳ受信機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、スペクトラム
拡散変調されたパイロット信号及びデータ信号を受信
し、該パイロット信号の逆拡散により検出された同期位
相に基づいて前記データ信号を逆拡散復調するＳＳ受信
機において、複数の相関復調器とそれら相関器を制御す
る制御部を装備し、この制御部によって各相関復調器を
パイロット信号のスライディング相関による同期位相の
捕捉（および保持）に関する処理、さらにデータ信号復
調に関する処理のいずれかに割り当てる構成とする。ま
た、初期同期捕捉の際、前記制御部によって全ての相関
復調器をパイロット信号逆拡散による同期位相捕捉に関
する処理として割り当て、初期同期捕捉の後、各相関復
調器を前記同期位相の保持に関する処理、データ復調に
関する処理にそれぞれ割り当てる構成とする。
【００１３】更に、前記同期位相の保持に関する処理に
より復調すべく同期位相を更新する際、それまで同期位
相保持に関する処理に割り当てられていた相関復調器を
新たにデータ復調に関する処理として割り当て、さらに
新たにデータ復調器を設ける構成とする。また、前記パ
イロット信号のスライディング相関により電力順位に従
って指定される互いに異なる同期位相で逆拡散復調を行
う複数のデータ復調回路と、該複数のデータ復調回路の
出力を位相合わせしたのち適宜比で複合して出力するレ
ーク（ＲＡＫＥ）出力複合手段とを備える構成とする。
さらに、前記データ復調の際、複数シンボル期間相関を
行ったパイロット信号を用いて両信号を複素演算するこ
とによって、データ信号を複数期間積算したパイロット
信号を用いて基準軸上にベクトル回転させ、かつ信号の
重みづけを施すような信号処理手段を備える構成とす
る。
【００１４】
【作用】本発明では、複数の相関復調器と、それら複数
の相関復調器を制御する制御部を装備し、前記制御部に
よって各復調相関器をパイロット信号のスライディング
相関による同期位相の捕捉に関する処理、および同期位
相の保持に関する処理、さらにデータ信号復調に関する
処理のいずれかに割り当てることを可能とし、初期同期
捕捉の際、全ての相関復調器をパイロット信号逆拡散に
よる同期位相捕捉に関する処理として割り当て、初期同
期捕捉の後、複数の相関復調器をそれぞれ同期位相の保
持に関する処理、データ復調に関する処理に割り当てる
ことを可能とした。
【００１５】また、同期位相の保持に関する処理の結
果、復調に用いるべく同期位相を更新する際、従来のＳ
Ｓ受信機のごとく更新すべく新たな同期位相による復調
結果をデータとして用いず、それまで同期位相の保持に
関する処理として割り当てられていた相関復調器を新た
にデータ復調に関する処理として割り当て、相関器内に
残留しているそれまで用いられていた同期位相に関する
相関値、および同期位相を更新する際に生ずる相関期間
のズレが原因で発生する過相関、若しくは相関不足が無
くなるまでデータ復調器の出力結果をデータとして使用
せず、該出力結果の補償が確認された時点からその相関
復調器出力を復調出力にデータ復調結果として用いるこ
とにより、補償された復調精度でのスムーズな同期位相
の更新を実現する。
【００１６】さらに本発明では、複数の復調相関器は、
前記パイロット信号のスライディング相関により電力順
位に従って指定される互いに異なる複数の同期位相で逆
拡散復調を行い、それぞれの出力を位相合わせしたのち
複合して出力するレーク（ＲＡＫＥ）出力複合手段を特
徴とするようなＳＳ受信機においても、前記特徴を発揮
し、また、データ信号を復調する際、複数シンボル期間
相関を行ったパイロット信号を用いて両信号を複素演算
することによって、データ信号を基準軸上にベクトル回
転させ、かつ重みづけを施すような信号処理手段を具備
し、さらに高い復調精度を補償することを特徴とするＳ
Ｓ受信機においてはその高い復調精度を保持したままス
ムーズな同期位相の更新が実現する。
【００１７】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明のＳＳ受信機の一実施例を示す概略
ブロック構成図であり、ＳＳ受信機２１は、基地局から
送信される電波を捕捉する移動局のためのものであっ
て、受信アンテナ２２に接続された直交復調器２３と、
直交復調器２３の出力を同相成分、直交成分それぞれＡ
Ｄ変換するＡＤ変換器２４と、ＡＤ変換器２４に並列接
続した相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８、さらにそれらと接続
されたＤＳＰ（ディジタルデータプロセッサ）２５と、
ＰＮ符号発生器２６と、ウォルシュ符号発生器２７と、
情報復調器２８から構成される。
【００１８】なお、この実施例では８個の相関復調器Ｃ
Ｒ１〜ＣＲ８を装備しているが、これは以下に述べるデ
ータ復調時においてデータ復調器を３つ、すなわち実際
には、割り当てられる相関復調器を６つ、さらにその際
の同期位相保持に関する処理に２つの復調相関器をそれ
ぞれ割り当てることを例として挙げているわけで、相関
復調器の台数、さらにそれぞれ処理に割り当てている相
関復調器台数を特別に限定する必要はない。また、後述
するように、ここではデータ復調時において３つのデー
タ復調器による復調出力ｒ１〜ｒ３を合算して情報復調
器２８に出力している。ここで、復調出力に関するデー
タ復調器に３つの異なる同期位相を割り当てたのは、マ
ルチパスの影響で生ずる遅延伝搬路を含め伝搬路を３路
まで配慮すれば実用上十分であるとの認識に基づくもの
であり、実際にデータ復調を行うべく同期位相の数は特
別に個数を限定する必要はない。
【００１９】前記ＤＳＰ２５は相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ
８をそれぞれ“同期捕捉（若しくは保持）に関する処
理”、“データ復調に関する処理”として割り当てを行
っており、ＰＮ符号発生器２６とウォルシュ符号発生器
２７に対して、各相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８に対応する
ＰＮ符号の基準オフセットからの位相シフト量Δφ１〜
Δφ８を与え、またウォルシュ符号発生器２７には更に
前記位相量と、データ復調の際に使用されるウォルシュ
符号に対応したウォルシュ番号Ｗ１〜Ｗ８を与えるよう
な制御部の働きを行う。ここで、受信した信号をパイロ
ット信号として逆拡散処理を行う際、パイロット信号は
送信機側で、何も情報を持たない全零（若しくは全１）
系列を拡散符号ＰＮｉ，ＰＮｑにて拡散されたものであ
るため、このＳＳ受信機２１では、ＤＳＰ２５はウォル
シュ符号発生器２７に対して全零系列からなるウォルシ
ュ符号系列ｗｚｅｒｏに対応するウォルシュ番号Ｗｚｅ
ｒｏを選択する。さらに、ＤＳＰ２５では相関復調器Ｃ
Ｒ１〜ＣＲ８から出力された結果に対して、各相関復調
器の割り当てに対応した後に述べるような処理を行い、
その結果をもとにそれぞれＰＮ符号発生器２６、ウォル
シュ符号発生器２７、情報復調器２８にそれぞれ対応す
る値を出力する。
【００２０】ＰＮ符号発生器２６はＤＳＰ２５から与え
られた位相シフト量Δφ１〜Δφ８だけ基準位相からシ
フトしたＰＮ同相成分ＰＮｉ、直交成分ＰＮｑをそれぞ
れＰＮｉ１〜ＰＮｉ８，ＰＮｑ１〜ＰＮｑ８としてそれ
ぞれ対応した相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８へ与える。ウォ
ルシュ符号発生器２７では、ＤＳＰ２５から与えられた
ウォルシュ番号Ｗ１〜Ｗ８に対応したウォルシュ符号を
それぞれＤＳＰ２５から与えられた位相シフト量Δφ１
〜Δφ８だけ基準位相からシフトさせｗ１〜ｗ８として
それぞれ対応した相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８へ与える。
【００２１】相関復調器ＣＲｎ（ｎは１〜８の任意の整
数値）ではＡＤ変換器２４から出力されるＡＤ変換した
受信信号の同相成分Ｉ，直交成分Ｑと、ＰＮ符号発生器
２６から出力されるＰＮｉｎ，ＰＮｑｎ（ｎは１〜８の
任意の整数値）、ウォルシュ符号発生器２７から出力さ
れるウォルシュ番号Ｗｎ（ｎは１〜８の任意の整数値）
を用いて複素演算し、一定期間積算を行い、受信信号に
ＰＮ符号、ウォルシュ符号を用いて逆拡散を行ったとす
る相関復調結果Ｉｄｓｎ、Ｑｄｓｎ（Ｎは１〜８の任意
の整数値）をＤＳＰ２５に出力する。
【００２２】データ復調を行う際、すなわちＤＳＰ２５
によって相関復調器ＣＲｍ（ｍは１〜８の任意の整数
値）がデータ復調に関する処理として割り当ててある
際、ＳＳ受信機２１では相関復調器ＣＲｍの出力Ｉｄｓ
ｍ，Ｑｄｓｍをそのままデータ復調された結果として用
いるのではなく、さらにもう一つ別の相関復調器ＣＲｋ
（ｋはｍ以外の１〜８の任意の整数値）へ、ＣＲｍに与
えた位相シフト量Δφｍと、Ｗｚｅｒｏを与え、基準位
相量から位相シフト量がΔφｍのパイロット信号につい
ての相関復調を行い、その出力Ｉｄｓｋ，Ｑｄｓｋと、
ＣＲｍの結果Ｉｄｓｍ，Ｑｄｓｍを用いて復調データｒ
ｌ（ｌは１〜３の整数値）を得ることとする。すなわち
復調すべき１つの同期位相に対して２つの相関復調器が
そのデータ復調に関する処理として割り当てられ、一方
ではデータ信号成分の逆拡散が、もう一方ではパイロッ
ト信号成分の逆拡散を行う。これら２つの相関復調器Ｃ
Ｒｍ，ＣＲｌの結果Ｉｄｓｍ，Ｑｄｓｍを用いた実際の
データ復調処理はＤＳＰ２５において行われ、詳細につ
いては後に述べる。
【００２３】さらに、前記ＳＳ受信機２１では、先に述
べたようにデータ復調に関する処理を行う際、同期位相
捕捉（若しくは保持）に関する処理の結果得られる異な
る３つの同期位相についてのデータ復調をそれぞれ行
う。したがって、６つの相関復調器がそれぞれデータ復
調に関する処理に割り当てられることが分かる。ＤＳＰ
２５では、これら６つの相関復調器の出力からそれぞれ
３つのデータ復調器出力として復調データｒ１〜ｒ３を
求め、さらにそれらを合算し、復調出力ｒとし、次段の
情報復調器２８にて復調され、これにより受信データの
復調は完了する。
【００２４】ところで、相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８はＰ
Ｎ符号発生器２６から与えられるＰＮ符号とウォルシュ
符号発生器２７から与えられるウォルシュ符号が異なる
外は、ＡＤ変換器２４から出力される同相成分Ｉ，直交
成分Ｑに対して同じ信号処理を施す構成である。また、
ＤＳＰ２５から相関復調器を“同期捕捉（若しくは保
持）に関する処理”、または“データ復調に関する処
理”として割り当てられているが、実際の処理において
は使用されるウォルシュ符号が異なるだけである。
【００２５】したがって、ここでは図２に示すように相
関復調器については相関復調器ＣＲ１についてのみ説明
を行う。相関復調器ＣＲ１では、ＡＤ変換器２４の同相
成分出力Ｉ，直交成分出力Ｑ、ＰＮ符号発生器２６から
与えられる拡散符号の同相成分ＰＮｉ１，直交成分ＰＮ
ｑ１、さらにウォルシュ符号発生器２７から与えられる
データ信号に関する拡散符号Ｗ１より、乗算器３０ｉ，
３０ｑ、加算器３１ｉ，３１ｑ，乗算器３２ｉ，３２ｑ
を用いて次式（１）のような複素演算を行うことにより
受信した信号のベクトル回転を行い、続く積算器３３
ｉ、３３ｑにおいて１シンボル期間積算を行い、同相成
分、直交成分それぞれ相関復調出力Ｉｄｓ１，Ｑｄｓ１
が出力される。 なお、同期位相の捕捉（若しくは保持）に関する処理と
して割り当てられた際、相関復調器ではパイロット信号
に関してのみ逆拡散処理が施されるが、ウォルシュ符号
発生器から与えられるＷ１が全零系列ｗｚｅｒｏから成
るため、相関復調器ＣＲ１では、ＰＮ符号発生器から与
えられる拡散符号ＰＮｉ１，ＰＮｑ１による１シンボル
期間逆拡散処理を行った結果そのものとなる。
【００２６】ＤＳＰ２５は、８つある相関復調器ＣＲ１
〜ＣＲ８をそれぞれ同期位相の捕捉、同期位相の保持、
データ復調に関する処理としてそれぞれ割り当て、各相
関復調器に対応した同期位相に関する基準位相からの位
相シフト量Δφ１〜Δφ８をＰＮ符号発生器２６に与
え、前記位相シフト量と、各相関復調器に対応したデー
タ復調に関するウォルシュ符号に対応するウォルシュ番
号Ｗ１〜Ｗ８をウォルシュ符号発生器２７に与えるが、
同期位相捕捉、データ復調と同期位相保持、データ復調
に関する同期位相の更新の３つの場合においてそれぞれ
異なった信号処理、および各相関器ＣＲ１〜ＣＲ８の割
り当てが行われる。
【００２７】そこで、以下に各場合における処理ごとに
図３〜図６に示す相関復調器出力とＤＳＰ２５の具体的
構成について説明する。まず、初期同期捕捉処理が行わ
れる際、すなわち図３で示される場合、ＤＳＰ２５は相
関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８全てを同期位相の捕捉に関する
処理として割り当てを行う。このことによって、初期同
期捕捉を短時間で行うことを可能とする。実際の処理に
おいてＤＳＰ２５は、ＰＮ符号発生器２６に対して、各
相関器ＣＲ１〜ＣＲ８に対応する、それぞれ基準位相か
らの位相シフト量Δφ１〜Δφ８を与え、ウォルシュ符
号発生器２７には前記位相シフト量Δφ１〜Δφ８と、
対応するウォルシュ符号番号Ｗ１〜Ｗ８を与える。この
際、ウォルシュ符号番号Ｗ１〜Ｗ８は全てウォルシュ全
零系列符号ｗｚｅｒｏに対応した番号Ｗｚｅｒｏを与え
る。したがってＰＮ符号発生器２６からはそれぞれ前記
位相シフト量だけ位相シフトしたＰＮｉ１〜ＰＮｉ８，
ＰＮｑ１〜ＰＮｑ８が、ウォルシュ符号発生器２７から
は全零系列であるｗｚｅｒｏが、それぞれ相関復調器Ｃ
Ｒ１〜ＣＲ８に対して出力される。したがって、相関復
調器ＣＲ１〜ＣＲ８において、前記位相シフト量に対応
したパイロット信号に関する相関復調器出力、すなわち
ＰＮ逆拡散結果（同相成分Ｉｄｓ１〜Ｉｄｓ８，直交成
分Ｑｄｓ１〜Ｑｄｓ８）として出力される。
【００２８】これら各相関復調器の出力をＤＳＰ２５
で、各相関復調器出力ごと２乗和回路４０ａ内にて、一
定シンボル数Ｍだけ同相成分、直交成分それぞれ積算器
４１ｉ，４１ｑにて積算し、各成分積算された結果の２
乗を２乗器４２ｉ，４２ｑにて求める。さらに各成分の
２乗和を加算器４３にて合算し、この結果の大きいもの
から順に３つを与える同期位相をデータ復調に関する同
期位相として比較器４４にて探していく。同様の処理が
２乗和回路４０ｂ〜４０ｈにおいて行われる。すなわち
パイロット信号逆拡散した受信信号のうち、相関結果の
大きいものを比較器４４にて探し出し、対応する位相シ
フト量をデータ復調に関する同期位相としていく。この
ような処理をＰＮｉ，ＰＮｑ系列全てに対して、（例え
ばＰＮｉ，ＰＮｑがそれぞれ２15からなり、同期捕捉を
１／２チップ精度で行うような場合、位相シフト量Δφ
が０から２16まで）行い、最終的に定まった比較器内の
大きいものから順に３つを与える同期位相をデータ復調
に関して用いるべく同期位相Δθ１〜Δθ３とする。
【００２９】このようにして同期捕捉が終了した後、図
４のようにＤＳＰ２５は、求められたデータ復調すべく
同期位相Δθ１〜Δθ３を用いてデータ復調を行うよう
各相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８を“同期保持に関する処
理”、および“データ復調に関する処理”としてそれぞ
れ割り当てる。ここで例えばＣＲ１を同期位相Δθ１に
関するデータ復調処理、ＣＲ２を同期位相Δθ１に関す
るパイロット信号処理、ＣＲ３をΔθ２に関する復調処
理、ＣＲ４をΔθ２に関するパイロット処理、ＣＲ５，
ＣＲ６をそれぞれ同様にΔθ３に関する処理、そしてＣ
Ｒ７，ＣＲ８を同期保持に関する処理として各相関復調
器の割り当てを行うとする。すなわち、ＰＮ符号発生器
２６への出力はΔφ１，Δφ２＝Δθ１，Δφ３，Δφ
４＝Δθ２，Δφ５，Δφ６＝Δθ３，そしてΔφ７，
Δφ８には同期保持に対する新たな位相シフト量をそれ
ぞれ与え、また、ウォルシュ符号発生器２７には前記位
相シフト量Δφ１〜Δφ８と、データ復調に関してそれ
ぞれ対応するＷ１，Ｗ３，Ｗ５およびＷ２，Ｗ４，Ｗ６
〜Ｗ８に対してはｗｚｅｒｏに対応した番号Ｗｚｅｒｏ
をそれぞれ与えるとする。
【００３０】したがってＰＮ符号発生器２６からはＰＮ
ｉ１，ＰＮｑ１としてＰＮ同相成分ＰＮｉ，ＰＮ直交成
分ＰＮｑをそれぞれ基準位相からΔθ１だけ位相シフト
したＰＮｉ１，ＰＮｑ１が相関復調器ＣＲ１へ、同様に
ＰＮｉ２，ＰＮｑ２が相関復調器ＣＲ２へ、ＰＮｉ，Ｐ
Ｎｑを基準位相からΔθ２だけシフトされたＰＮｉ３，
ＰＮｑ３が相関復調器ＣＲ３に、同様にＰＮｉ４，ＰＮ
ｑ４が相関復調器ＣＲ４に、さらに、Δθ３シフトされ
たＰＮｉ５，ＰＮｑ５が相関復調器ＣＲ５、同様に相関
復調器ＣＲ６へ出力される。また、同期保持に関する処
理に割り当てられた相関復調器ＣＲ７，ＣＲ８に対して
それぞれΔφ７、Δφ８だけシフトされたＰＮｉ７，Ｐ
Ｎｑ７、ＰＮｉ８，ＰＮｑ８がそれぞれ出力される。ま
た、ウォルシュ符号発生器２７からはウォルシュ番号Ｗ
１に対応したウォルシュ符号をΔθ１だけ位相シフトし
たものをｗ１として相関復調器ＣＲ１へ、同様にＷ３に
対応したウォルシュ符号をΔθ２だけシフトしたｗ２を
相関復調器ＣＲ３へ、Ｗ５に対応したウォルシュ符号を
Δθ３だけシフトしたｗ３を相関復調器ＣＲ５へ出力さ
れる。ｗ２，ｗ４，ｗ６〜ｗ８は全零系列ｗｚｅｒｏが
出力される。ここで、相関復調器ＣＲ７，およびＣＲ８
の出力Ｉｄｓ７，Ｑｄｓ７，Ｉｄｓ８，Ｑｄｓ８は、そ
れぞれ先の同期捕捉に関する処理と同じ処理が行われ、
同期保持に関する処理がなされる。
【００３１】ところでデータ復調を考える際、ＤＳＰ２
５からＰＮ符号発生器２６、およびウォルシュ符号発生
器２７へ出力される位相シフト量、さらにはウォルシュ
番号が異なり、したがって各符号発生器から出力される
符号が異なるだけであるため、以下では相関復調器ＣＲ
１，ＣＲ２の相関出力についてのみ考える。また、デー
タ復調の実現方法として以下の（Ａ），（Ｂ）と２つの
場合を考える。相関復調器ＣＲ１ではＰＮ符号発生器２
６から出力されるＰＮｉ１，ＰＮｑ１、ウォルシュ符号
発生器２７から出力されるＷ１を用いて位相シフト量Δ
θ１、ウォルシュ番号Ｗ１のデータ信号に関する逆拡散
が行われ、同相成分結果をＩｄｓ１、直交成分結果をＱ
ｄｓ１としてＤＳＰ２５に出力する。また、相関復調器
ＣＲ２では、位相シフト量Δθ１のパイロット信号に関
する逆拡散が行われ、同相成分結果をＩｄｓ２、直交成
分結果をＱｄｓ２としてＤＳＰ２５に出力する。
【００３２】（Ａ）ＤＳＰ２５では相関復調器ＣＲ１，
ＣＲ２から出力された逆拡散結果を用いて復調を行う。
復調では、データ信号成分をパイロット信号成分で位相
を基準上に回転させ、かつそれぞれの信号成分の振幅値
でもって重みづけを行うような場合を考える。すなわ
ち、復調データｒ１は、 ｒ１＝Ｉｄｓ１×Ｑｄｓ２＋Ｉｄｓ２×Ｑｄｓ１…（２） となる。すなわち図４に示すごとく入力された受信信号
をデータ復調器４５ａ内の乗算器４６ｉ，４６ｑにてそ
れぞれ乗算し、各乗算結果を加算器４７にて合算し、復
調データｒ１を得る。同様にデータ復調器４５ｂ，４５
ｃにおいて、ｒ２，ｒ３を求め、求まった各結果を、加
算器４８にて合算することにより復調出力ｒを得る。 ｒ＝ｒ１＋ｒ２＋ｒ３…（３） この復調出力ｒは次段情報復調器２８へ渡される。この
ような復調方式を用いることにより、パイロット信号に
よって基準軸上にベクトル回転させ演算可能なバイナリ
ビットとし、かつデータ信号の振幅と、パイロット信号
の振幅とをもって重みづけを行った復調されたデータが
出力され、データ復調の精度を増すことが出来る。
【００３３】（Ｂ）さらにここで、データ復調する際、
複数シンボル期間逆拡散を施したパイロット信号を用い
て両信号を複素演算することによって、データ信号を複
数期間積算したパイロット信号を用いて基準軸上にベク
トル回転させ、かつ信号の重みづけを施すような信号処
理手段によって高い復調精度を施すような復調を考え
る。これはすなわち、相関復調器の出力をそのまま用い
てデータ復調を行うものではなく、逆拡散されたパイロ
ット信号成分の同相成分、直交成分をそれぞれＳシンボ
ル分積算させることにより通信路上での雑音等の影響を
希釈し、さらにデータ信号成分をＳ／２シンボル分遅延
を行うことにより長期間積算されたパイロット信号の最
も有効な観測期間の中点に持ってき、各信号成分を複素
演算することによって復調データを得るものである。
【００３４】すなわち、図５にデータ復調器実現方法
（Ｂ）を示すごとく、ＤＳＰ２５において、データ復調
器５０ａ内においてデータ信号成分から成る相関復調器
ＣＲ１の出力Ｉｄｓ１，Ｑｄｓ１をそれぞれ遅延回路５
１ｉ，５１ｑにてＳ／２シンボル分遅延させ、相関復調
器ＣＲ２の出力Ｉｄｓ２，Ｑｄｓ２をそれぞれ積算器５
２ｉ，５２ｑにてＳシンボル期間積算させ、その結果を
（Ａ）の場合と同様に乗算器５３と加算器５４とで複素
演算し、出力ｒ１を得るというものである。同様のデー
タ復調器実現方法（Ｂ）を行うデータ復調器（図示せ
ず）にて復調されたｒ２，Ｒ３を求め、求まった結果を
加算器（図示せず）にて式（３）に基づいて合算するこ
とにより、復調出力ｒを得る。この復調出力ｒは次段情
報復調器２８へ渡される。このような復調方式を用いる
ことにより、データ信号を長期間積算することによって
雑音などの影響を希釈したパイロット信号によって基準
軸上にベクトル回転させ演算可能なバイナリビットと
し、かつデータ信号の振幅と、前記パイロット信号の振
幅とをもって重みづけを行った復調されたデータが出力
され、データ復調の精度をさらに増すことが出来る。
【００３５】次に、同期位相の保持に関する処理の結
果、復調すべく同期位相を更新する際におけるＤＳＰ２
５の処理について図６および図７を用いて説明する。図
６は同期位相更新におけるＤＳＰ２５の処理を示し、図
７は位相更新による過相関、相関不足を表している。こ
こでは、復調すべく同期位相Δθ１を新たな同期位相Δ
θ１′に更新する場合を例に挙げ、ＤＳＰ２５内の処理
について説明を行うが、Δθ２，Δθ３をそれぞれ更新
する場合にも同様の処理が施される。
【００３６】まず、各相関復調器ＣＲ１〜ＣＲ８は図
４，図５に示されたごとく、それぞれＣＲ１，ＣＲ２を
Δθ１、ＣＲ３，ＣＲ４をΔθ２、ＣＲ５，ＣＲ６をΔ
θ３に関するデータ復調に関する処理、ＣＲ７，ＣＲ８
を同期位相保持に関する処理として割り当てられてい
た。ここで同期位相保持に関する処理として割り当てら
れていたＣＲ７，ＣＲ８に対して新たにデータ復調に関
する処理として割り当て、データ復調器６０ｄを設け
る。すなわち、ＣＲ７，ＣＲ８をそれぞれ同期位相Δθ
１′に関するデータ信号復調処理、パイロット信号復調
処理として割り当て、同期位相保持に関する処理につい
ては一時中断させる。したがって、ＤＳＰ２５からＰＮ
符号発生器２６、ウォルシュ符号発生器２７に対して出
力される位相シフト量のうち、ＣＲ７，ＣＲ８に関する
ものを更新すべく同期位相Δθ１′とする。すなわちΔ
φ７，Δφ８＝Δθ１′とする。またさらに、更新すべ
く同期位相のデータ復調に対応したウォルシュ符号を例
えばｗ１′さらにそれに対応するウォルシュ番号を例え
ばＷ１′とする。ＰＮ符号発生器２６、ウォルシュ符号
発生器２７ではこれら位相シフト量、ウォルシュ番号を
受け新たにＰＮｉ７，ＰＮｑ７，ＰＮｉ８，ＰＮｑ８、
ｗ１′をそれぞれ発生させる。ただし、相関復調器ＣＲ
１〜ＣＲ６では、それまでの復調処理、すなわち同期位
相Δφ１，Δφ２，Δφ３に関するデータ復調がデータ
復調器６０ａ〜６０ｃにおいて引き続き行われている。
【００３７】新たにデータ復調に関する復調処理データ
復調器６０ｄにおいて相関復調器ＣＲ７，ＣＲ８の出力
Ｉｄｓ１，Ｑｄｓ１，Ｉｄｓ２，Ｑｄｓ２を用いて開始
されるが、各相関復調器内には今まで用いられた同期位
相Δφ７，Δφ８に関する情報が残っていて、そのまま
データとして使用することは復調の精度を悪化する要因
となる。さらに、図７に位相更新と過相関、相関不足の
関係を示すごとく、同期位相を更新するために時間的な
ズレが生じ、さらにそれを原因とする過相関、若しくは
相関不足といった問題を引き起こす。しかしこれら過相
関、相関不足は、１シンボルの期間の相関出力をデータ
復調に用いないという空白の期間を設けることによっ
て、これら更新以前の同期位相に関する相関結果の残
留、および過相関、相関不足の問題はそれぞれ解消され
る。しかし、送信機側においてはこれら空白の期間につ
いても絶えず情報信号を送信しているため、この期間に
おいては復調精度が下がる要因となってしまう。
【００３８】そこで、この期間はデータ復調器６０ｄの
出力ｒ４を加算器６１には入力せず用いない。したがっ
てこの期間においては、更新前の同期位相に関するデー
タ復調器６０ａの出力、すなわちｒ１を加算器に入力
し、復調出力ｒを式（４）に基づいて得る。そして、相
関復調器ＣＲ７，ＣＲ８内のデータが補償される２シン
ボル目からのデータ復調器６０ｄの出力ｒ４を加算器６
１に出力し、一方でデータ復調器６０ａから出力される
ｒ１は加算器６１に出力せず、復調出力ｒを、式（５）
に基づいて得る。 ｒ＝ｒ４＋ｒ２＋ｒ３…（５） このような処理を施すことによって、相関器内の更新以
前の情報を用いることなく補償された復調精度を保持し
たままでのスムーズな同期位相の更新が実現される。さ
らに相関復調器ＣＲ１，ＣＲ２を新たに同期位相保持に
関する処理に割り当て、それまで相関復調器ＣＲ７，Ｃ
Ｒ８にて行われていた同期保持に関する処理の続きを開
始させる。
【００３９】また、図５に示したごとく、Ｓシンボル期
間パイロット信号を積算し、さらにデータ信号をＳ／２
シンボル遅延させ、それら各信号成分を複素演算し復調
を実現するような方法を考えた際、新たに設けたデータ
復調器６０ｄ内の各遅延器、各積算器内（共に図示せ
ず）には、何も情報が入っていず、これら各遅延器、各
積算器内に更新した同期位相に関して逆拡散を行った復
調結果が満たされる期間、データ復調処理を行うが、そ
の出力、すなわちｒ４を用いないという期間を設ける必
要がある。すなわちこの期間においては、復調出力ｒは
更新以前の同期位相に関するデータ復調器６０ａ〜６０
ｃの出力、すなわちｒ１，ｒ２，ｒ３が用いられ、復調
出力ｒを式（４）に基づいて得る。
【００４０】先に述べた相関器内の補償と、データ復調
器６０ｄ内の各遅延器、各積算器更新した同期位相に関
する逆拡散結果が満たされる期間、Ｓ＋１シンボル後、
すなわち更新を行い新たにデータ復調器を設けた後、Ｓ
＋２シンボル目からのデータ復調器６０ｄの出力結果ｒ
４を加算器６１に出力し、一方でデータ復調器６０ａか
ら出力されるｒ１は加算器６１に出力させず、復調出力
ｒを式（５）に基づいて得る。このような処理を施すこ
とによって、相関器内の更新以前の情報を用いることな
く、さらに高い復調精度を保持したまま補償された復調
結果だけを用いてスムーズな同期位相の更新が実現され
る。同時に、相関復調器ＣＲ１，ＣＲ２を新たに同期位
相保持に関する処理に割り当て、それまで相関復調器Ｃ
Ｒ７，ＣＲ８にて行われていた同期保持に関する処理の
続きを開始させる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、スペクトラム拡散
変調されたパイロット信号及びデータ信号を受信し、該
パイロット信号の逆拡散により検出された同期位相に基
づいて前記データ信号を逆拡散復調するＳＳ受信機にお
いて、複数の相関復調器と、それら相関復調器を制御す
る制御部をＤＳＰにて実現し、ＤＳＰによって各相関復
調器をパイロット信号逆拡散による同期位相の捕捉（お
よび保持）に関する処理、さらにデータ信号復調に関す
る処理のいずれかに割り当てることを可能とした。そし
て、初期同期捕捉の際、全ての相関復調器をパイロット
信号逆拡散による同期位相捕捉に関する処理として割り
当てることにより、同期位相捕捉の時間短縮を図った。
また、初期同期捕捉の後、複数の相関復調器を同期位相
の保持に関する処理、データ復調に関する処理にそれぞ
れ割り当て、各相関復調器においてそれぞれ逆拡散を行
い、それら逆相関結果を用いてデータ復調、および同期
位相の保持に関する処理をそれぞれ行った。
【００４２】さらに、同期位相の保持に関する処理の結
果により同期位相を更新する際、それまで同期位相保に
関する処理として割り当てられていた相関復調器を新た
にデータ復調に関する処理として割り当て、さらに新た
にデータ復調器を設け、相関器内に残留しているそれま
での同期位相に関する相関結果、および同期位相を更新
する際に生ずる相関期間のズレが無くなるまでは該デー
タ復調器の出力結果を用いず、出力される復調結果の補
償が確認された時点から該相関復調器出力を実際のデー
タ復調に用いることによりスムーズな同期位相の更新を
実現した。
【００４３】また、前期データ信号をデータ復調する
際、複数シンボル期間逆拡散を施した前記パイロット信
号を用いて両信号を複素演算することによって、データ
信号を複数期間積算したパイロット信号を用いて基準軸
上にベクトル回転させ、かつ信号の重みづけを施すよう
な信号処理手段を具備することを特徴とするＳＳ受信機
においけても、データ復調器内の各遅延器、積算器内に
同期位相更新後の逆拡散結果が満たされる期間、該デー
タ復調器の結果を用いず同期位相更新以前の復調結果を
用い、該データ復調器の復調結果が補償された時点から
その出力結果を用いたため、より高い復調精度を保持し
たままでのスムーズな同期位相の更新を実現した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＳ受信機の一実施例を示す概略ブロ
ック構成図である。
【図２】図１に示した相関復調器ＣＲ１，ＣＲ２と、Ｄ
ＳＰ２５、ＰＮ符号発生器２６、ウォルシュ符号発生器
２７の具体的構成を示す回路構成図。
【図３】相関復調器出力とＤＳＰの具体的構成を示し、
特に初期同期捕捉におけるＤＳＰの処理を示す図であ
る。
【図４】相関復調器出力とＤＳＰの具体的構成を示し、
特にデータ復調と同期保持におけるＤＳＰの処理を示す
図である。
【図５】相関復調器出力とＤＳＰの具体的構成を示し、
特にデータ復調器実現方法を示す図である。
【図６】相関復調器出力とＤＳＰの具体的構成を示し、
特に同期位相更新時におけるＤＳＰの処理を示す図であ
る。
【図７】位相更新と過相関、相関不足の関係を表す図で
ある。
【図８】従来のＳＳ送信機とＳＳ受信機の一例を示すブ
ロック図である。
【図９】通信路に寄生するレーリーフェージング特性の
一例を示す図である。
【符号の説明】
２１ ＳＳ受信機 ２３ 直交復調器 ２５ ＤＳＰ ２６ ＰＮ符号発生器 ２７ ウォルシュ符号発生器 ２８ 情報復調器 ＣＲ１〜ＣＲ８ 相関復調器 ４０ａ〜４０ｈ ２乗和回路 ４５ａ〜４５ｃ，５０ａ，６０ａ〜６０ｄ データ復調
器

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スペクトラム拡散変調されたパイロット
    信号及びデータ信号を受信し、該パイロット信号の逆拡
    散により検出された同期位相に基づいて前記データ信号
    を逆拡散復調するスペクトラム拡散受信機において、複
    数の相関復調器と前記相関復調器を制御する制御部を備
    え、前記制御部によって前記相関復調器をそれぞれパイ
    ロット信号のスライディング相関による同期位相の捕捉
    に関する処理、同期位相の保持に関する処理、およびデ
    ータ復調に関する処理のいずれかに割り当てることを特
    徴としたスペクトラム拡散受信機。
  2. 【請求項２】 前記パイロット信号のスライディング相
    関による同期位相の捕捉に関する処理、若しくは同期位
    相の保持に関する処理に従って指定される互いに異なる
    複数の同期位相で逆拡散復調を行う複数のデータ復調回
    路と、該複数のデータ復調回路の出力を位相合わせした
    のち適宜比で複合して出力するレーク（ＲＡＫＥ）出力
    複合手段とを備える請求項１のスペクトラム拡散受信
    機。
  3. 【請求項３】 初期同期捕捉の際、前記制御部によって
    全ての相関復調器をパイロット信号逆拡散による同期位
    相捕捉に関する処理に対して割り当て、初期同期捕捉終
    了後、前記制御部によって前記各相関復調器を同期位相
    の保持に関する処理、データ復調に関する処理に対し
    て、それぞれ割り当てる請求項１のスペクトラム拡散受
    信機。
  4. 【請求項４】 初期同期捕捉の際、前記制御部によって
    全ての相関復調器をパイロット信号逆拡散による同期位
    相捕捉に関する処理に対して割り当て、初期同期捕捉終
    了後、前記制御部によって複数の相関復調器を同期位相
    の保持に関する処理、データ復調に関する処理に対し
    て、それぞれ割り当てる請求項２のスペクトラム拡散受
    信機。
  5. 【請求項５】 請求項３の同期位相の保持に関する処理
    結果により同期位相を更新する際、前記制御部により、
    それまで同期位相保持に関する処理に割り当てられてい
    た相関復調器を新たにデータ復調に関する処理に割り当
    てて同期位相の更新を可能とする請求項３のスペクトラ
    ム拡散受信機。
  6. 【請求項６】 請求項４の同期位相の保持に関する処理
    結果により同期位相を更新する際、前記制御部により、
    それまで同期位相保持に関する処理に割り当てられてい
    た相関復調器を新たにデータ復調に関する処理に割り当
    てて同期位相の更新を可能とする請求項４のスペクトラ
    ム拡散受信機。
  7. 【請求項７】 請求項３のデータ復調に関する処理を行
    う際、複数シンボル期間相関を行ったパイロット信号を
    用いて両信号を複素演算することによって、データ信号
    を複数期間積算したパイロット信号を用いて基準軸上に
    ベクトル回転させ、かつ信号の重みづけを施すような信
    号処理手段を備える請求項３のスペクトラム拡散受信
    機。
  8. 【請求項８】 請求項４のデータ復調に関する処理を行
    う際、複数シンボル期間相関を行ったパイロット信号を
    用いて両信号を複素演算することによって、データ信号
    を複数期間積算したパイロット信号を用いて基準軸上に
    ベクトル回転させ、かつ信号の重みづけを施すような信
    号処理手段を備える請求項４のスペクトラム拡散受信
    機。
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