JP2780696B2 - キャリア検出装置 - Google Patents

キャリア検出装置

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JP2780696B2 JP1658596A JP1658596A JP2780696B2 JP 2780696 B2 JP2780696 B2 JP 2780696B2 JP 1658596 A JP1658596 A JP 1658596A JP 1658596 A JP1658596 A JP 1658596A JP 2780696 B2 JP2780696 B2 JP 2780696B2
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の拡散符号を
用いたスペクトラム拡散方式の無線データ通信システム
におけるキャリア検出装置において、プリアンブルモー
ド、および、データモードのいずれにおいてもキャリア
を検出することができるキャリア検出装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、複数の拡散符号を用いたスペクト
ラム拡散方式による無線データ通信システム(例えば、
特願平7−12267号)がパケット通信等に利用され
ている。ところで、これらの無線データ通信システムに
おける通信装置の受信側には、受信電波のキャリアを検
出するためのキャリア検出装置が備えられている。そし
て、プリアンブルモードにおいてのみ受信電波のキャリ
アを検出して同期確立を行い、データモードにおいては
キャリア検出は行っていなかった。
【0003】まず、複数の拡散符号を用いたスペクトラ
ム拡散方式による無線データ通信システムについて、プ
リアンブルモード、データモードに分けて説明する。 [プリアンブルモード]送信側においては、同期確立の
ための1ビットシリアルデータを、BPSK(Binary P
hase Shift keying) 等によって情報変調する。なお、
この情報変調されたシリアルデータの各ビットは、1シ
ンボルが所定チップ数で構成された信号である。そこ
で、情報変調の後、各シンボルに所定の1種類の拡散符
号をチップ毎に乗算することによって拡散変調を行う。
拡散変調された信号はスペクトラム拡散信号として送信
機によって送信される。
【0004】受信側においては、送信されたスペクトラ
ム拡散信号を受信してA/D変換し、シンボル毎に保持
する。そして、送信側で用いられたものと同一の拡散符
号を各シンボルに対してチップ毎に乗算して逆拡散を行
う。ところで、受信の際にキャリアを検出すると、逆拡
散によってシンボル毎に一定レベルの自己相関が発生す
る。よって、自己相関を検出することによってキャリア
の有無を検出することができる。しかし、同期確立を図
るには安定したキャリア検出が望まれる。そこで、シン
ボル毎に得られた自己相関の振幅の絶対値(以下、相関
値とする)を積算し、この積算値が所定の同期積算期間
内に所定の閾値以上になれば「キャリア有り」、すなわ
ち同期が確立されたものと判定する。また、閾値未満で
あれば「キャリア無し」、すなわち同期が未確立と判定
する。さらに閾値未満の場合においては、同期積算部に
記憶されている相関値を「0」にクリアして同期積算を
やり直し、再度同期確立を試みる。なお、これら同期積
算期間および閾値は、キャリア検出時間と回路規模との
バランスによって任意に設定される。また、同期積算部
には予め「0」を初期値として設定しておく。
【0005】[データモード]さて、プリアンブルモー
ドにおいて同期が確立されると、通信モードはデータモ
ードに切替わり、情報信号の送受信が行われることにな
る。送信側においては、1ビットシリアルデータから成
る情報信号をnビットパラレルデータに変換し、このパ
ラレルデータのうちmビット列をQPSK等により情報
変調する。このとき、情報変調されなかった残りの(n
−m)ビット列のビットパターンと一意に対応した所定
符号長の拡散符号を発生させる。ここで、(n−m)ビ
ット列のビットパターンと一意に対応させるため、拡散
符号の種類は最大で2の(n−m)乗種類となる。この
ように発生させた拡散符号を、対応する前記情報変調さ
れたmビット列の各ビット(シンボル)にチップ毎に乗
算し拡散変調を行う。拡散変調されたmビット列は、ス
ペクトラム拡散信号として送信機から送信される。
【0006】受信側においては、送信されたスペクトラ
ム拡散信号を受信してA/D変換し、シンボル毎に入力
順に保持する。保持された信号は、同期点において並列
転送されてラッチされ、拡散時に使用されたものと同一
の拡散符号によって逆拡散される。ところで、データモ
ードにおいては、送信時に(n−m)ビット列のビット
パターンに応じて2の(n−m)乗種類ある拡散符号の
うちのいずれかが使用されている。そのため、受信側に
おいてはどの拡散符号が使用されたかを特定する必要が
ある。そこで、拡散時と同じ拡散符号で逆拡散すると相
関値が最大になるというスペクトラム拡散変調の性質を
利用し、最大相関値をもたらす拡散符号を求めることに
する。具体的には、シンボル毎に2の(n−m)乗種類
ある拡散符号の全てについて逆拡散を行い、求められた
相関値の中から最大相関値をもたらす拡散符号を特定す
る。
【0007】以上の手順により最大相関値をもたらす拡
散符号から、送信時に拡散に使用された拡散符号を特定
し、この拡散符号と一意に対応する(n−m)ビット列
のパターンを確定する。また、最大相関値を情報復調す
ることによってmビット列を得、これら(n−m)ビッ
ト列およびmビット列から、送信されたnビットパラレ
ルデータを再現する。
【0008】以上のように、従来のキャリア検出装置に
おいてはプリアンブルモードにおいてのみキャリア検出
を行い、データモードにおいては行っていなかった。し
かし、従来のキャリア検出装置ではデータモードにおけ
るキャリア検出が不可能であったというわけではない。
以下、従来のキャリア検出装置によるプリアンブルモー
ドおよびデータモードにおけるキャリア検出について図
を用いて説明する。
【0009】図4は受信側に設けられた従来のキャリア
検出装置を示すブロック図である。図2はプリアンブル
モードにおける受信レベルの様子を示す波形図である。
図4において、1はスペクトラム拡散信号の自己相関の
振幅を検出する相関器、2は相関器1が出力する振幅の
絶対値を検出する振幅検出部、3は振幅検出部2が出力
する絶対値をシンボル毎に積算する同期積算部、4は同
期積算部3が出力する積算値が所定の閾値以上であれば
「キャリア有り」、未満であれば「キャリア無し」と判
定するキャリア検出部である。図2において、21は相
関器1が出力する自己相関の振幅を示す波形である。2
2は波形21の絶対値を示す波形であり、振幅検出部2
から出力される。23は波形22の積算値を示す波形で
あり、同期積算部3から出力される。
【0010】以上の構成による従来例の動作についてプ
リアンブルモードとデータモードとに分けて説明する。 [プリアンブルモード]受信したスペクトラム拡散信号
をA/D変換してから相関器1に供給する。相関器1は
送信時に使用された拡散符号を用いて逆拡散を行い、自
己相関の振幅を求める(波形21)。求められた振幅は
振幅検出部2に供給されてその絶対値が求められる(波
形22)。この絶対値は同期積算部3に供給されて同期
積算(入力信号の積分動作)が行われ、求められた値は
同期積算部3に設けられたシフトレジスタ(図示せず)
においてシンボル単位に積算される(波形23)。求め
られた積算値は常にキャリア検出部において所定閾値と
の比較が行われ、所定の同期積算期間内に閾値を越える
と「キャリア有り」と判定される。越えなかった場合は
「キャリア無し」と判定されシフトレジスタの積算値を
クリアして「0」に戻す。そして、再度積算をやり直し
て同期が確立されるまで上記手順を繰返す。
【0011】[データモード]図5はデータモードにお
いてキャリア検出を行った時の受信レベルの様子を示す
波形図である。同図において、51は相関器1が出力す
る自己相関の振幅を示す波形である。52は波形51の
絶対値を示す波形であり、振幅検出部2から出力され
る。53は波形52の積算値を示す波形であり、同期積
算部3から出力される。
【0012】さて、データモードにおいては(n−m)
ビット列のパターンに応じて拡散符号を切替えているた
め、シンボル毎に自己相関の出るタイミングがチップ単
位でずれることがある(波形51、52)。そのため、
タイミングがずれたまま積算を行っても積算値はなかな
か増加しない(波形53)。その結果、同期積算期間内
に積算値が閾値に達せず、キャリアが存在するにもかか
わらず「キャリア無し」と誤認され、受信が強制終了さ
れることがある。そこで、従来はこのような問題を解決
するために、同期積算期間を長めに設定することにより
閾値に達するようにしたり、または、閾値を下げること
によって「キャリア無し」と誤認されるのを防ぐ必要が
あった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来、デ
ータモードにおいてキャリア検出を行うには、同期積算
期間をプリアンブルモードのときより長くする必要があ
った。そのため、時間を延長させるための制御回路や相
関器の回路規模を大きくしなければならないといった問
題点があった。また、閾値を下げた場合、ノイズによる
影響が大きくなり正確にキャリアを検出することができ
ないといった問題点があった。本発明はこのような課題
を解決するためのものであり、同期積算期間を延長させ
たり閾値を下げることなく、データモードにおいてキャ
リア検出を行うことができるキャリア検出装置を提供す
ることを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるキャリア検出装置は、受信した
スペクトラム拡散信号の各シンボルにおける相関値の最
大値を検出して保持する最大値検出部と、保持した最大
値をシンボル毎に順次加算する加算手段と、この加算さ
れた値と所定の閾値とを比較してキャリアの有無を検出
するキャリア検出手段とを備えている。このように構成
することにより、各シンボルにおける相関値の最大値を
加算していくことができ、この加算値と閾値と比較する
ことによりキャリアの有無を検出することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の詳細について図面
を参照して説明する。図1は本発明の一つの実施の形態
を示すブロック図である。図4と同一符号は同一または
同等の部品を表す。5はデータモードにおいて振幅検出
部2から供給された相関値の1シンボル間における最大
値をラッチするラッチ手段と、この最大値を保持する保
持手段とから構成された最大値検出部、6は最大値検出
部5からシンボル毎に供給された最大値を加算していく
加算部、7は通信モード(プリアンブルモード、データ
モード)に応じて制御信号を出力する受信制御部、8は
受信制御部7から供給された制御信号に応じてプリアン
ブルモードのときは同期積算部3の出力をキャリア検出
部4に供給し、データモードのときは加算部6の出力を
キャリア検出部4に供給するように切替えを行う切替部
である。
【0016】以上の構成による本発明の動作について図
を用いて詳細に説明する。図3はデータモードにおける
受信信号レベルの変化を示す波形図である。同図におい
て、31は相関器1が出力する自己相関の振幅を示す波
形である。32は波形31の絶対値を示す波形であり、
振幅検出部2から出力される。33は最大値検出部5に
よって出力タイミングが揃えられた波形32を示す波
形、34は加算部6が出力する波形32の加算値を示す
波形である。
【0017】[プリアンブルモード]まず、受信制御部
7から出力された制御信号によって切替部8は同期積算
部3とキャリア検出部4とを接続する。以降のプリアン
ブルモードにおける動作は従来例と同様であり、受信レ
ベルの波形は図2のようになる。 [データモード]受信制御部7が出力する制御信号によ
って切替部8は、同期積算部3とキャリア検出部4との
接続を遮断して加算部6とキャリア検出部4とを接続す
る。その後、受信したスペクトラム拡散信号を相関器1
において逆拡散を行って自己相関を求める(波形3
1)。そして、振幅検出部2で自己相関の振幅の絶対値
を求める(波形32)。
【0018】ここで、一つの拡散符号について逆拡散を
行うごとに、最大値検出部5のラッチ手段によって振幅
検出部2が出力する相関値をラッチする。ラッチされた
相関値は保持手段に記憶されている相関値と比較され、
大きい方を保持手段に更新記憶させる。これらの操作は
全種類の拡散符号について繰返され、全拡散符号につい
ての逆拡散が終わると保持手段に記憶されている相関値
を加算部6に供給する。すなわち、この相関値は1シン
ボル間における最大値となる(波形33)。加算部6は
シンボル毎に供給される相関値を加算し、この加算値を
出力する(波形34)。この加算値は切替部8を介して
キャリア検出部4に供給され、所定の同期積算期間内に
所定の閾値に達すると「キャリア有り」、未満であれば
「キャリア無し」と判定される。なお、同期積算期間、
閾値は共に任意に設定することができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように受信データの1シンボル毎
に相関値の最大値をラッチし、シンボル毎にこの最大値
を加算していく構成をとっているため、同期積算期間を
延長することなくキャリアを検出することができる。す
なわち、時間を延長させる制御回路を新たに用意した
り、相関器の回路規模を大型化させる必要がない。ま
た、閾値を下げる必要がないためノイズの影響が少な
く、高精度のキャリア検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一つの実施の形態を示すブロック図
である。
【図2】 図1、4のプリアンブルモードにおける受信
レベルの変化を示す波形図である。
【図3】 図1のデータモードにおける受信レベルの変
化を示す波形図である。
【図4】 従来のキャリア検出装置を示すブロック図で
ある。
【図5】 図4のデータモードにおける受信レベルの変
化を示す波形図である。
【符号の説明】
1…相関器、2…振幅検出部、3…同期積算部、4…キ
ャリア検出部、5…最大値検出部、6…加算部、7…受
信制御部、8…切替部、21、31、51…相関器1が
出力する自己相関の振幅を示す波形、22…波形21の
絶対値を示す波形、23…波形22を同期積算した波
形、32…波形31の絶対値を示す波形、33…波形3
2の自己相関の出力タイミングを揃えた波形、52…波
形51の絶対値を示す波形、53…波形52を同期積算
した波形。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1ビットシリアルデータから成る情報信
    号をnビットパラレルデータに変換し、このnビットパ
    ラレルデータのうちmビット列を情報変調し、情報変調
    されなかった残りの(n−m)ビット列のビットパター
    ンに対応して所定符号長の拡散符号を発生し、この拡散
    符号によってmビット列を拡散変調してスペクトラム拡
    散信号を生成し、このスペクトラム拡散信号を送信する
    送信側と、 スペクトラム拡散信号を受信し、拡散に使用された全種
    類の拡散符号を用いてスペクトラム拡散信号を逆拡散し
    て相関値を求め、この相関値が最大となる拡散符号を検
    出し、この最大相関値をもたらす拡散符号と対応する
    (n−m)ビット列のビットパターンを特定し、この最
    大相関値を情報復調してmビット列のビットパターンを
    求め、(n−m)ビット列のビットパターンとmビット
    列のビットパターンとからnビットパラレルデータを再
    現する受信側とによって構成されたスペクトラム拡散方
    式による無線データ通信システムにおけるキャリア検出
    装置において、 受信したスペクトラム拡散信号の各シンボルにおける相
    関値の最大値を検出して保持する最大値検出部と、 保持した最大値をシンボル毎に順次加算する加算手段
    と、 この加算された値と所定の閾値とを比較してキャリアの
    有無を検出するキャリア検出手段とを備えたことを特徴
    とするキャリア検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 供給されたスペクトラム拡散信号の自己相関の振幅を検
    出する相関器と、 相関器が検出した振幅の絶対値を検出する振幅検出部
    と、 振幅検出部が検出した絶対値をシンボル毎に積算する同
    期積算部とを備え、 プリアンブルモードのときは所定の1種類の拡散符号を
    用いることを特徴とするキャリア検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 通信モードに応じた制御信号を出力する受信制御部と、 受信制御部の出力する制御信号に応じてプリアンブルモ
    ードのときは同期積算部の出力をキャリア検出手段に供
    給し、データモードのときは加算手段の出力をキャリア
    検出手段に供給するように切替えを行う切替部とを備え
    ていることを特徴とするキャリア検出装置。
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