JP2734956B2 - スペクトラム拡散用pn符号同期方法 - Google Patents

スペクトラム拡散用pn符号同期方法

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    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7073Synchronisation aspects
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    • H04B1/7077Multi-step acquisition, e.g. multi-dwell, coarse-fine or validation

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散通信
方式を用いた移動通信システムにおける、拡散用PN符
号の同期方式に関し、特に、基地局と移動機とで使用す
る拡散用のPN符号系列の同期獲得の際の処理時間を低
減するものである。
【0002】
【従来の技術】スペクトラム拡散通信方式を用いた移動
通信システムにおいて、基地局は移動機と通信を行う場
合に伝送する音声、データ等をPSK等で変調した後、
更にPN拡散符号(疑似雑音符号)等の符号系列を使用
して広い帯域にスペクトラム拡散して伝送する。移動機
では、基地局と同一で同期のとれたPN符号系列を発生
し、受信信号が逆拡散することでベースバンド信号が得
られ復調してもとの音声、データ等が取り出せる。
【0003】このようなスペクトラム拡散通信システム
において、基地局と移動機とで用いられるPN符号の同
期を合わせるために、基地局からすべての移動機に対し
て同期チャネルを用いて、通話チャネルのPN符号の位
相を放送する方法が知られている(TIA IS−9
5)。移動機はまず同期チャネルのデータを受信するこ
とで、実際に音声・データなどを伝送する通話チャネル
のPN符号の位相を知ることができる。なお、同期チャ
ネルは短い周期のPN符号を使うことにより容易に同期
を合わせることができる。この方法では同期チャネルで
PN符号の位相(シフトレジスタの内部状態)を送ると
き、伝送遅延が発生するためこの遅延時間を補償する方
法としてPN符号系列発生回路を実際の動作よりも高速
に動作させることにより、あらかじめ決められた未来の
時刻のPN符号の位相を得る方法、また、新たに先に進
ませたPN符号系列発生回路をもう1つ設け、そこから
得られたPN符号の位相を用いる方法等が考えらてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来の方法を
用いてPN符号の同期を獲得しようとすると、現在のP
N符号を用いて先の値を計算して得る場合、チップレー
トが遅い場合あるいは、PN符号の系列が短い場合は問
題ないが、チップレートが速く、系列が長い(例えば、
2の42乗−1)場合には膨大な計算が必要となる。ま
た、もう1つPN符号系列発生回路を新たに設けると、
回路規模の増大を招いてしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明によるスペクトラム拡散用PN符号同
期方式は、通話チャネルのスペクトラム拡散用PN符号
の位相を同期チャネルを用いて伝送する移動通信システ
ムにおいて、基地局で、ある時刻tのPN符号発生用シ
フトレジスタの内部状態にあらかじめ決められた行列H
M を掛けた値を求めて、同期チャネルで送信し、移動機
では受信した値をあらかじめ定められた時刻にPN符号
発生用シフトレジスタに設定することで基地局と移動機
の同期を合わせるという特徴を有し、また、PN符号発
生用シフトレジスタの長さをnとし、特にPN符号発生
用シフトレジスタの内部状態にあらかじめ決められた行
列HM を掛け合わせるという計算を行う際、ある時刻t
のPN符号発生用シフトレジスタの内部状態を格納する
1bit ×nwordのメモリと、行列HM を格納しておくn
bit ×nwordのメモリと、行列計算の結果を格納するn
bit ×1wordのメモリと排他的論理和計算を行う計算部
とを備え、まず、nbit ×1wordメモリの内容をクリア
し、つぎに、1bit ×nwordメモリの1番目のアドレス
の内容から順に1、0を調べ、それが1の場合は、その
アドレスに一致したアドレス位置のnbit ×nwordメモ
リの内容とnbit ×1wordメモリの内容をで排他的論理
和計算を計算部で行い、結果をnbit ×1wordメモリに
格納する処理をn回繰り返して、行列計算の結果を得
る。
【0006】
【実施例】本発明は、スペクトラム拡散通信方式を使用
した移動通信において、基地局と移動機との間で使用す
る同一の拡散用PN符号の同期を獲得するために、ある
時刻のPN符号発生用シフトレジスタの内部状態を用い
て、あらかじめ取り決められている時刻後のシフトレジ
スタの内部状態を計算するアルゴリズムとその計算方法
であり、決められた時刻に移動機でシフトレジスタの値
をセットすれば基地局との間でPN符号の同期が獲得で
きる。
【0007】このアルゴリズムは、時刻tに取り出した
シフトレジスタ内部状態をX1 〜X n 、次の時刻t+1
のシフトレジスタ内部状態をY1 〜Yn とすると、
【0008】
【数1】
【0009】と表現することができる。また、これを行
列に直すと以下の式となる。
【0010】
【数2】
【0011】次に、2回先の時刻t+2のシフトレジス
タの内部状態をZ1 〜Zn とすると、
【0012】
【数3】
【0013】となる。よって、M回先の時刻t+Mのシ
フトレジスタの内部状態をA1 〜Anとすると
【0014】
【数4】
【0015】と表現できる。
【0016】上記の方法を用いると、あらかじめ行列H
のべき乗HM を算出しておけば、未来のシフトレジスタ
の内部状態を得るのに、行列の計算を行うだけで簡単に
算出できる。
【0017】本発明について図面を参照して説明する。
図2の基地局PN符号系列発生回路を参照すると、シフ
トレジスタ101−1〜101−nおよび排他的論理和
ゲート102−0〜102−kにより拡散用PN符号が
発生する。X1 〜Xn は、シフトレジスタの内部状態を
示しバッファ103−1〜103−nに蓄えられ取り出
される。
【0018】図3を参照すると、基地局PN符号系列発
生回路201−0より上記シフトレジスタ内部状態X1
〜Xn をDSP202−0が取り込み、あらかじめ計算
してある行列HM を掛けることにより、あらかじめ移動
機と取り決めてある一定時間後のPN符号発生シフトレ
ジスタの内部状態を計算し同期チャネルで移動機へ送信
する。
【0019】この計算には、図1の回路を用い、図4の
処理フローに基づき処理を行う。
【0020】この回路は、現時刻のシフトレジスタの内
部状態X1 〜Xn を格納する1bit×nwordのメモリ
(301)と、あらかじめ計算しておいた行列HM を格
納するnbit ×nwordのメモリ(302)と、あらかじ
め決められた時間後のシフトレジスタの内部状態(行列
の計算結果)を出力するnbit ×1wordのメモリ(30
3)とを備えている。また、この回路は、1からnまで
1づつ増加するカウンタ(304)、データの判定を行
う判定部(305)、排他的論理和計算を行う計算部
(306)とを備え、更にnbit ×nwordメモリ30
2、nbit ×1wordメモリ303は計算部306とnbi
t のバス(307−1,307−2)で接続されてい
る。
【0021】次に本発明の実施例の動作について図4の
フローチャートを用いて説明する。
【0022】はじめに、カウンタ304の値KをK=
1、nbit ×1wordメモリ303の内容を0(ステップ
401)とする。
【0023】1bit ×nwordメモリ301のK番地の内
容XK を取り出し(ステップ402)、判定部305で
1か0かの判定を行う(ステップ403)。XK =0の
場合はステップ406に進む。
【0024】また、XK =1の場合(ステップ403で
YESと判定された場合)は、nbit ×nwordメモリ3
02のK番地の内容とnbit ×1wordメモリ303の内
容を取り出し、計算部306で排他的論理和の計算を行
い(ステップ404)、結果をnbit ×1wordメモリ3
03に格納する(ステップ405)。そしてステップ4
06に進む。ステップ406では、カウンタ304の値
KがK<nの場合(判定結果NO)は、カウンタ304
の値Kを1増加して(ステップ407)、ステップ40
2に戻り、上述の処理を繰り返す。K=nの場合(ステ
ップ406でYESと判定された場合)は処理を終了す
る。
【0025】この時点で、nbit ×1wordメモリ303
にはあらかじめ決められた時間後のシフトレジスタの内
部状態が計算されて入っている。
【0026】移動機では取り決められた時間に同期チャ
ネルで送られたシフトレジスタの内部状態を移動機PN
発生シフトレジスタ201−1へセットすることで拡散
用PN符号の同期が得られる。この同期が得られると、
基地局のDSP202−0で信号処理され上記基地局P
N符号系列発生回路201−0の拡散符号と排他的論理
和ゲート203−0で符号拡散された送信信号は、通信
チャネルを通して移動機PN符号系列発生回路201−
1からのPN符号と受信信号とを排他的論理和ゲート2
03−1により逆拡散され、その信号を端末局DSP2
02−1において信号処理することで受信された信号を
復号することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、拡散用PN符号同
期方式は、基地局と移動機とで使用される周期の長い同
一の拡散用PN符号の同期を合わせるために、基地局と
移動機の間であらかじめ決めておいた時刻後のシフトレ
ジスタの内部状態を簡単に計算することができ、計算時
間も短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】PN符号系列発生回路の構成を示す図である。
【図3】基地局と移動機との拡散PN符号の同期部分モ
デルを示す図である。
【図4】本発明の動作を説明するためのフローチャート
である。
【符号の説明】
101−1〜101−n シフトレジスタ 102−0〜102−k 排他的論理和ゲート 103−1〜103−n バッファ 201−0 201−1 PN符号系列発生回路 202−0 202−1 ディジタルシグナルプロセ
ッサ(DSP) 203−0 203−1 排他的論理和ゲート 301 1bit ×nwordメモリ 302 nbit ×nwordメモリ 303 nbit ×1wordメモリ 304 カウンタ 305 判定部 306 排他的論理和計算部 307−1 nbit バス 307−2 nbit バス

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スペクトラム拡散通信方式を用いた複数の
    通話チャネルと少なくとも1つの同期チャネルを持ち、
    前記同期チャネルを用いて前記通話チャネルのスペクト
    ラム拡散用PN符号の位相を伝送する移動通信システム
    において、 基地局で、ある時刻tのPN符号発生用シフトレジスタ
    の内部状態にあらかじめ決められた行列HをM回掛けた
    値を求めて、前記同期チャネルで送信し、 移動機では受信した値をあらかじめ定められた時刻にP
    N符号発生用シフトレジスタに設定するスペクトラム拡
    散用PN符号同期方法であり、 前記行列Hは、時刻tの前記PN符号発生用シフトレジ
    スタの内部状態から時刻(t+1)のこのシフトレジス
    タの内部状態を求めるための行列である スペクトラム拡
    散用PN符号同期方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のスペクトラム拡散用PN符
    号同期方法において、 PN符号発生用シフトレジスタの長さをnとするとき、
    特に、PN符号発生用シフトレジスタの内部状態にあら
    かじめ決められたHMを掛ける手段が、n×n行列を格
    納しておくnビット×nワードのメモリと、ある時刻t
    のPN符号発生用シフトレジスタの内部状態を格納して
    おく1ビット×nワードのメモリと、行列計算の結果を
    格納しておくnビット×1ワードのメモリと排他的論理
    和計算を行う計算部とを備え、 まずnビット×1ワードメモリの内容をクリアし、 次に、1ビット×nワードメモリの1番目のアドレスの
    内容から順に1、0を調べ、それが1の場合は、そのア
    ドレスに一致したアドレス位置のnビット×nワード
    モリの内容とnビット×1ワードメモリの内容とで排他
    的論理和計算を前記計算部で行い、結果をnビット×1
    ワードメモリに格納する処理をn回繰り返して、前記同
    期チャネルで送信する値を得ることを特徴とするスペク
    トラム拡散用PN符号同期方法
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EP19940120554 EP0660541B1 (en) 1993-12-24 1994-12-23 PN code synchronizing method and transmitter and receiver in spread spectrum communication systems
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