JP3336991B2 - スペクトル拡散通信用受信装置 - Google Patents

スペクトル拡散通信用受信装置

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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、多元アクセス方
式として符号分割多重方式を採用するスペクトル拡散通
信装置において用いられるスペクトル拡散通信用受信装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】スペクトル拡散通信用受信装置は、符号
分割多重方式を採用するスペクトル拡散通信装置におい
て用いられている。
【0003】図7は、従来のスペクトル拡散通信用受信
装置を示すブロック図であり、図7に示すスペクトル拡
散通信用受信装置は、同期確立回路101と、データバ
ッファ102と、同期信号に基づき受信データを送信拡
散符号で逆拡散する相関器103と、相関器出力を検波
するパイロット内挿検波回路104とを備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のスペクトル拡散通信用受信装置には、一種類のパイロ
ット内挿検波回路しか持たないため、変動するフェージ
ング環境に対して、常に良好な受信特性を得ることが難
しく、変動するフェージング環境への追従性に欠けると
いう問題点がある。
【0005】この発明の目的は、フェージング環境下に
おける受信の際に、フェージングピッチによらず良好な
検波特性を実現するスペクトル拡散通信用受信装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明のスペクトル拡
散通信用受信装置は、入力されたデータ列と、受信信号
に挿入されている同期確立用既知信号列を拡散コードで
拡散した信号列との相関を取り、同期信号を出力する同
期確立回路と、同期信号に同期した入力データを出力す
るデータバッファと、同期信号に同期して前記データバ
ッファからの受信信号と拡散コードとの相関計算を行う
相関器と、各々異なるフェージングピッチにおいて良好
な検波特性を有し、前記相関器から入力された相関値に
対し、内挿されている同期確立用既知信号列と、受信信
号との位相差から算出される位相ずれ推定ベクトルを基
に検波し、復調信号として出力し、さらに、前記位相ず
れ推定ベクトルの平均電力対雑音電力比からなる検波デ
ータ選択用の判定情報を出力する複数の検波回路と、前
記検波データ選択用判定情報を用いて、より良好な検波
特性の得られた検波回路出力を選択すべく、選択信号を
出力する検波出力選択回路と、前記選択信号に従い、復
調信号を出力する選択器と、を備えることを特徴とす
る。
【0007】この発明は、各検波回路が、異なるフェー
ジングピッチにおいてそれぞれ最適化されており、検波
出力選択回路において各出力を選択することにより、フ
ェージング変動する伝搬環境への高速な追従が可能であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0009】図1は、この発明のスペクトル拡散通信用
受信装置の実施の形態を示すブロック図である。図1に
示すスペクトル拡散通信用受信装置は、同期確立回路1
と、データバッファ2と、相関器3と、各々異なるフェ
ージングピッチにおいて良好な検波特性を有する検波回
路4,5と、検波回路4,5の出力を判定し、より良好
な出力を選択する検波出力選択回路6と、選択器7とを
備えている。
【0010】同期確立回路1は、入力されたデータ列
と、受信信号に挿入されている同期確立用既知信号列を
拡散コードで拡散した信号列との相関を取り、データバ
ッファ2、相関器3、検波回路4,5に対し同期信号を
出力する。
【0011】データバッファ2は、同期信号に同期した
入力データを相関器3へ出力し、相関器3は、同期信号
に同期して受信信号と拡散コードとの相関計算を行い、
2段接続された検波回路4,5へ相関値を出力する。
【0012】検波回路4は、低速フェージング環境下に
おいて良好な検波特性を有しており、検波回路5は、高
速フェージング環境下において良好な検波特性を有して
いる。検波回路4,5は、入力された相関値に対し、送
信信号との位相のずれなどを考慮して信号を検波し、復
調信号として出力する。さらに、検波データ選択用の判
定情報を、検波出力選択回路5に出力する。
【0013】検波出力選択回路6は、検波データ選択用
判定情報を用いて、より良好な検波特性の得られた検波
回路出力を選択すべく、選択器7へ選択信号を出力す
る。選択器7は、選択信号に従い、復調信号を出力す
る。
【0014】次に、この実施の形態の動作について、図
1および図2を参照して詳細に説明する。図2は、図1
に示す実施の形態の動作を説明するフローチャートであ
る。
【0015】入力データは、まず同期確立回路1に入力
される。同期確立回路1は、送信データの先頭が存在す
ると予想されるタイミング近辺の受信データ列と、既知
の同期確立用既知信号列を送信拡散信号で拡散した信号
列との相関計算を行う(ステップ200)。閾値を超え
る相関値が検出された場合、同タイミングを受信データ
列の到来タイミングと判定し、同期信号を出力し、受信
タイミングをデータバッファ2および相関器3へ設定す
る(ステップ201)。
【0016】データバッファ2および相関器3は、指定
された受信タイミングに従い、逆拡散処理を開始する
(ステップ202)。
【0017】データバッファ2は、同期信号により指定
される受信タイミングに同期した入力データを相関器3
に対し出力する。相関器3は、同期信号をトリガーとし
て、受信データに対し、受信タイミングに同期した拡散
符号を用いて逆拡散を行い、シンボル単位の相関値デー
タを生成し、検波回路4,5に対し出力する。
【0018】検波回路4,5は、相関器3と同様に、同
期信号をトリガーとして検波処理を開始する(ステップ
203,204)。
【0019】検波回路4は、低速フェージング環境下に
おいて良好な検波特性を持つように、内挿された同期確
立用既知信号列を使用して送信信号と受信信号の位相ず
れを推定し、その位相ずれを補償すべく検波動作を行
う。具体的には、図3において、時間0からTまでのn
シンボル分の同期確立用既知信号列から推定される位相
ずれの平均値ベクトルVt を計算し、同時間幅の受信信
号に対して位相θだけ回転を戻すよう動作する。スタテ
ィックな伝送路あるいは低速フェージング時には、ある
時間幅においては位相変動が0であると見なすことがで
き、同条件下においては、同相加算した平均値を用いる
ことにより、白色雑音による影響が軽減された、精度の
高い位相ずれ推定が可能となる。
【0020】また、検波回路5は、高速フェージング環
境下において良好な検波特性を持つように、同様に同期
確立用既知信号列を使用して位相ずれを推定し、検波動
作を行う。具体的には、図4において、時間0からT0
までのn0シンボル分の同期確立用既知信号列から推定
される位相ずれの平均値ベクトルV0 と、時間T0 から
1 までのn1シンボル分の同期確立用既知信号列から
推定される位相ずれの平均値ベクトルV1 をまず算出す
る。
【0021】時間t=T0 /2からT0 +T1 /2にお
ける位相ずれ推定ベクトルVt は、V0 とV1 を1次線
形補間して算出する。一例として、時間T0 における推
定ベクトルVt は、Vt =(V0 +V1 )/2となる。
この推定ベクトルVt を用い、時間tにおいては、位相
θt だけ回転を戻すよう動作する。高速フェージング時
に受ける変動は、短い時間間隔においても、定位相変動
とは見なせなくなる。そこで、白色雑音の影響を軽減す
べく、位相変動がほぼ定位相であると許容される時間幅
0 、T1 の平均値からまず2点の推定ベクトルを求
め、次に2点間の重み付け平均値を用いて、時間tにお
ける位相ずれ補償ベクトルVt を求め、位相回転の補償
を行う。ここで、T0 、T1 は、白色雑音の軽減効果
と、位相変動の速度とのトレードオフにより決定され
る。
【0022】各検波回路4,5からは、上記手法に基づ
き検波された検波信号が、選択器7へ出力される。さら
に、同期確立用既知信号列1シンボルあたりの位相ずれ
推定ベクトルの平均電力対雑音電力が検波出力選択回路
6へ出力される。
【0023】検波出力選択回路6では、上記判定情報を
基に、より良好な検波が行われた検波信号を出力するよ
う、選択器7へ選択信号を出力する(ステップ20
5)。
【0024】選択器7は、検波出力選択回路6から出力
された選択信号に基づき、検波信号を出力する(ステッ
プ206)。
【0025】一連の上記復号処理は、受信処理が終了す
るまで連続的に動作する。
【0026】次に、この発明の他の実施の形態として、
その基本的構成は上記の通りであるが、さらにさまざま
な伝搬環境に対応すべく、検波回路をn段とした回路構
成を図5に示す。図5は、一例としてn=3とした場合
の構成である。
【0027】図5においては、検波回路8が追加されて
いる。検波回路8は、検波回路5よりさらに高次の2次
ベクトル内挿を用いて送信信号と受信信号の位相ずれを
推定し、その位相回転を補償すべく検波を行う。これに
より、線形ではない位相変動を受けた場合にも良好な特
性を得られるという効果がある。
【0028】さらに他の実施の形態として、検波部分と
位相ずれベクトル生成部を分離し、位相ずれベクトルお
よび同期確立用既知信号列1シンボルあたりの位相ずれ
推定ベクトル平均電力対雑音電力比のみを先に計算し、
演算量の削減を行う構成を図6に示す。図6は、一例と
してn=2とした場合の構成である。
【0029】図6においては、パイロット内挿ベクトル
生成部14,15は、前述の内挿方法によりパイロット
内挿された位相ずれベクトルを計算し、検波回路17へ
出力する。同時に、同期確立用既知信号列1シンボルあ
たりのベクトル電力対雑音比を計算し、検波出力選択回
路16へ出力する。
【0030】検波出力選択回路16は、入力された電力
対雑音比からより良好な内挿方法を選択し、検波回路1
7へ選択信号を出力する。
【0031】検波回路17は、受信信号データ部を、選
択信号にて指定された内挿方法のベクトルを使用して検
波処理し、検波信号として出力する。
【0032】これにより、図6に示すスペクトル拡散通
信用受信装置は、図1に示すスペクトル拡散通信用受信
装置と同等の検波特性を得ながら、検波回路を一回路の
み有する構成とすることが可能となる。
【0033】この実施の形態は、パイロット内挿ベクト
ル生成回路数が増える程、装置全体の演算量削減効果が
大となる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、複数
のフェージングピッチに対応した検波回路を複数有して
おり、その出力を選択することにより、フェージングピ
ッチの変動に高速に追従することが可能であるため、フ
ェージングピッチが変動しても、良好な受信特性を得る
ことにある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のスペクトル拡散通信用受信装置の実
施の形態を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態の動作を説明するフロー
チャートである。
【図3】この発明の実施の形態の動作の具体例を示す図
である。
【図4】この発明の実施の形態の動作の具体例を示す図
である。
【図5】この発明の他の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図6】この発明のさらに他の実施の形態を示すブロッ
ク図である。
【図7】従来のスペクトル拡散通信用受信装置を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1,11,101 同期確立回路 2,12,102 データバッファ 3,13,103 相関器 4,5,8,17 検波回路 6,16 検波出力選択回路 7 選択器 14,15 パイロット内挿ベクトル生成回路 104 パイロット内挿検波回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力されたデータ列と、受信信号に挿入さ
    れている同期確立用既知信号列を拡散コードで拡散した
    信号列との相関を取り、同期信号を出力する同期確立回
    路と、 同期信号に同期した入力データを出力するデータバッフ
    ァと、 同期信号に同期して前記データバッファからの受信信号
    と拡散コードとの相関計算を行う相関器と、 各々異なるフェージングピッチにおいて良好な検波特性
    を有し、前記相関器から入力された相関値に対し、内挿
    されている同期確立用既知信号列と、受信信号との位相
    差から算出される位相ずれ推定ベクトルを基に検波し、
    復調信号として出力し、さらに、前記位相ずれ推定ベク
    トルの平均電力対雑音電力比からなる検波データ選択用
    の判定情報を出力する複数の検波回路と、 前記検波データ選択用判定情報を用いて、より良好な検
    波特性の得られた検波回路出力を選択すべく、選択信号
    を出力する検波出力選択回路と、 前記選択信号に従い、復調信号を出力する選択器と、 を備えることを特徴とするスペクトル拡散通信用受信装
    置。
  2. 【請求項2】前記複数の検波回路が、低速フェージング
    環境下において良好な検波特性を有する第1の検波回路
    と、高速フェージング環境下において良好な検波特性を
    有する第2の検波回路からなることを特徴とする請求項
    に記載のスペクトル拡散通信用受信装置。
  3. 【請求項3】入力されたデータ列と、受信信号に挿入さ
    れている同期確立用既知信号列を拡散コードで拡散した
    信号列との相関を取り、同期信号を出力する同期確立回
    路と、 同期信号に同期した入力データを出力するデータバッフ
    ァと、 同期信号に同期して前記データバッファからの受信信号
    と拡散コードとの相関計算を行う相関器と、内挿されている同期確立用既知信号列と受信信号との位
    相差から算出される位相ずれ推定ベクトルと、前記位相
    ずれ推定ベクトルの平均電力対雑音電力比を算出する
    数の位相ずれベクトル生成部と、 入力された前記ベクトル電力対雑音比からより良好な前
    記位相ずれベクトル生成部を選択し、選択信号を出力す
    る検波出力選択回路と、 前記選択信号にて指定された前記位相ずれベクトル生成
    部からのベクトルを使用して検波処理し、検波信号を出
    力する検波回路と、 を備えることを特徴とするスペクトル拡散通信用受信装
    置。
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