JP4540523B2 - Despreading device - Google Patents

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本発明は、移動体通信や無線LAN等におけるスペクトラム拡散通信システムの受信機で用いられるスペクトラム拡散通信用相関回路に係り、オープンチャネル数や拡散率によって、演算に使用する受信信号ビット数を変え、演算結果の精度を制御することが可能な、スペクトラム拡散通信用相関回路及び復調回路及び受信装置に関する。 The present invention relates to a correlation circuit for spread spectrum communication used in a receiver of a spread spectrum communication system in mobile communication, wireless LAN, etc., and changes the number of received signal bits used for calculation according to the number of open channels and spreading factor, The present invention relates to a spread spectrum communication correlation circuit, a demodulation circuit, and a receiving apparatus capable of controlling the accuracy of a calculation result.

一般に移動体通信又は無線LAN(Local Area Network)等に用いられるスペクトラム拡散(Spread Spectrum:SS)通信システムでは、送信側では送信データに対して狭帯域変調(1次変調)を行い、更に拡散(2次変調)を行う、2段階の変調を行ってデータを送信し、受信側では、受信データに対して逆拡散を行って1次変調に戻してから、検波回路でベースバンド信号の生成を行っている。 In a spread spectrum (SS) communication system generally used for mobile communication or wireless local area network (LAN), the transmission side performs narrowband modulation (primary modulation) on transmission data, and further spreads ( (Secondary modulation) is performed, and the data is transmitted by performing two-stage modulation. On the receiving side, the received data is despread and returned to the primary modulation, and then the baseband signal is generated by the detection circuit. Is going.

そしてスぺクトラム拡散された受信信号の復調を行うための相関を出力するスペクトラム拡散通信用相関回路は、逆拡散回路、符号分割多重変調波の復調回路で構成され、具体的に、スペクトラム拡散通信用相関回路は、同期捕捉を行い検出された同期位相でスライディングコリレータ(Sliding Correlator)を用いて相関をとっている。 A correlation circuit for spread spectrum communication that outputs a correlation for demodulating a spectrum-spread received signal is composed of a despreading circuit and a demodulation circuit for a code division multiplexed modulation wave, specifically, spread spectrum communication. The correlation circuit uses a sliding correlator with the detected synchronization phase by performing synchronization acquisition, and performs correlation.

スペクトラム拡散通信方式のスライディングコリレータの構成及び動作について、図1を用いて説明する。図1のスライディングコリレータは、送信側で送信データの拡散時に用いられた符号系列を1チップ単位でシフトさせ受信データの逆拡散を行い、受信側の符号系列との相関を求めるものである。スライディングコリレータでは、符号系列長分のチップ数について受信データとの相関を得ることができる。 The configuration and operation of a spread correlator sliding correlator will be described with reference to FIG. The sliding correlator in FIG. 1 obtains a correlation with a code sequence on the reception side by shifting the code sequence used when spreading transmission data on the transmission side in units of one chip to despread the reception data. In the sliding correlator, the correlation with the received data can be obtained for the number of chips corresponding to the code sequence length.

スペクトラム拡散通信方式のスライディングコリレータは、A/D変換器11と、乗算器13と、PN(Pseudo-random Noise)コードレジスタ12と、加算器14と遅延回路15とから構成されている。
ここで遅延回路15には、1シンボル分の受信データの処理が完了する毎に相関値をリセットする必要があるため、リセット機能のあるフリップフロップ(Flip Flop)又はレジスタを用いている。
The spread correlator sliding correlator includes an A / D converter 11, a multiplier 13, a PN (Pseudo-random Noise) code register 12, an adder 14, and a delay circuit 15.
Here, since it is necessary to reset the correlation value every time processing of received data for one symbol is completed, a flip-flop (Flip Flop) or register having a reset function is used for the delay circuit 15.

送信機で拡散され送信されたアナログ信号は、受信機のアンテナにおいて受信された後、A/D変換器11に入力され、デジタルの受信データに変換される。
ここでアナログ信号のチップレートは4Mcpsであり、A/D変換器11におけるデジタル変換はオーバーサンプリングのため、通常その4倍にあたる16Mbpsで、同一のアナログ信号1ビットあたり多ビット出力される。
The analog signal spread and transmitted by the transmitter is received by the antenna of the receiver, then input to the A / D converter 11 and converted into digital received data.
Here, the chip rate of the analog signal is 4 Mcps, and the digital conversion in the A / D converter 11 is oversampling, so that multiple bits are output per bit of the same analog signal at 16 Mbps, which is usually four times that.

A/D変換器11で4倍オーバサンプリングのデジタル信号に変換された受信データは1ビットずつ乗算器13に出力され、乗算器13においてPNコードレジスタ12に記憶されているPN(Pseudo-random Noise)コードとの乗算、すなわち逆拡散が行われる。PNコードは送信機で拡散の際に用いられたものと同一のコードである。 The received data converted into the digital signal of four times oversampling by the A / D converter 11 is output to the multiplier 13 bit by bit, and the multiplier 13 stores the PN (Pseudo-random Noise) stored in the PN code register 12. ) Multiplication with code, that is, despreading is performed. The PN code is the same code used for spreading at the transmitter.

乗算器13は1チップ当たり1サンプルのデータとPNコードの乗算を行い、残り3サンプルのデータは使用しない。PNコードレジスタ12は4MbpsでPNコードを1ビットずつ乗算器13に出力している。
乗算器13の乗算結果は加算器14に出力される。加算器14は遅延回路15に格納されている累加算結果と乗算結果の加算を行い、新たな累加算結果を相関値として出力すると共に遅延回路15にも出力する。遅延回路15は、入力された累加算結果を格納する。
The multiplier 13 multiplies the data of one sample per chip by the PN code, and does not use the remaining three samples of data. The PN code register 12 outputs the PN code to the multiplier 13 bit by bit at 4 Mbps.
The multiplication result of the multiplier 13 is output to the adder 14. The adder 14 adds the cumulative addition result and the multiplication result stored in the delay circuit 15 and outputs a new cumulative addition result as a correlation value and also to the delay circuit 15. The delay circuit 15 stores the input cumulative addition result.

1シンボル分の乗算結果の累加算が終了すると、加算器14から累加算結果が相関値として出力される。加算器14の出力結果は遅延回路15に格納されるので、相関値は遅延回路15から出力するようにしても同様の結果を得ることができる。1シンボル分の相関値が出力されると、次のシンボルの相関値算出に備えるため、遅延回路15は格納されている累加算結果をリセットする。 When the cumulative addition of the multiplication results for one symbol is completed, the cumulative addition result is output from the adder 14 as a correlation value. Since the output result of the adder 14 is stored in the delay circuit 15, the same result can be obtained even if the correlation value is output from the delay circuit 15. When the correlation value for one symbol is output, the delay circuit 15 resets the stored cumulative addition result in preparation for calculating the correlation value of the next symbol.

加算器14から1シンボル単位に出力される相関値を基にして、さらにCDMA復調回路において復調が行われる。以上がスペクトラム拡散通信用スライディングコリレータの動作である。
また、スペクトラム拡散通信方式では、2次変調として直行変調が用いられることもある。上述した従来のスペクトラム拡散通信方式のスライディングコリレータは、直行変調された受信データに対して相関値の出力を行う複素型のスライディングコリレータにも対応できる。
Based on the correlation value output from the adder 14 in units of one symbol, the CDMA demodulation circuit further performs demodulation. The above is the operation of the sliding correlator for spread spectrum communication.
In the spread spectrum communication system, direct modulation may be used as secondary modulation. The above-described conventional spread correlator of the spread spectrum communication system can also be used as a complex type sliding correlator that outputs a correlation value with respect to orthogonally modulated received data.

直交変調された受信データの復調方法について、以下に説明する。直交変調された受信データはそれぞれ、同相成分、直交成分とに分類できる。ここで同相成分をRi、直交成分をRq、拡散符号の同相成分をCi、直交成分をCqとすると、逆拡散することで得られる復調信号Dは

Figure 0004540523
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と表される。(式1)より、復調信号の同相成分Diと直交成分Dqはそれぞれ
Figure 0004540523
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と表される。(式3)及び(式4)のDi、Dqについて累加算を行い、両成分についての相関値を出力することが複素型スライディングコリレータの目的である。 A method for demodulating the reception data subjected to orthogonal modulation will be described below. The quadrature-modulated received data can be classified into an in-phase component and a quadrature component, respectively. Here, if the in-phase component is Ri, the quadrature component is Rq, the in-phase component of the spreading code is Ci, and the quadrature component is Cq, the demodulated signal D obtained by despreading is
Figure 0004540523
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It is expressed. From (Equation 1), the in-phase component Di and the quadrature component Dq of the demodulated signal are respectively
Figure 0004540523
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It is expressed. The purpose of the complex sliding correlator is to perform cumulative addition on Di and Dq in (Equation 3) and (Equation 4) and to output correlation values for both components.

上述した受信データの復調方法を実現する複素型スライディングコリレータの構成ブロック図を図2に示す。図2の複素型スライディングコリレータにおいて、受信機のアンテナで受信されたCDMA変調アナログ信号は、同相成分及び直交成分とに分割され、それぞれA/D変換器21A,21Bとに入力される。ここでアナログ信号のチップレートは4Mcpsであり、A/D変換器21A,21Bにおけるデジタル変換はオーバーサンプリングのため、通常その4倍にあたる16Mbpsで、同一のアナログ信号1ビットあたり多ビット出力される。
また、拡散符号の同相成分及び直交成分はそれぞれ、PNコードレジスタI22A、PNコードレジスタQ22Bに記憶されている。
FIG. 2 shows a configuration block diagram of a complex type sliding correlator that realizes the above-described received data demodulation method. In the complex type sliding correlator of FIG. 2, the CDMA modulated analog signal received by the antenna of the receiver is divided into an in-phase component and a quadrature component and input to A / D converters 21A and 21B, respectively. Here, the chip rate of the analog signal is 4 Mcps, and the digital conversion in the A / D converters 21A and 21B is oversampling, so that multiple bits are output per bit of the same analog signal at 16 Mbps, which is usually four times that.
The in-phase component and the quadrature component of the spread code are stored in the PN code register I22A and the PN code register Q22B, respectively.

図2の複素型スライディングコリレータにおいて、A/D変換器21A,21B及びPNコードレジスタ22A,22Bから出力されるデジタル受信データ及び拡散符号は、相関演算部に入力される。相関演算部では、デジタル受信データ及び拡散符号は乗算器23A〜23D、加算器24A,24Bによって各成分の復調信号の導出式(式3)及び(式4)で示した演算が行われ、更に累加算器24C,24Dで同相成分と直交成分の1シンボル分の相関値をそれぞれ算出し、相関出力I及び相関出力Qとして出力する。累積加算器では1チップ当たり1サンプルの累積加算を行い、残り3サンプルは加算しない。 In the complex type sliding correlator of FIG. 2, the digital reception data and the spread code output from the A / D converters 21A and 21B and the PN code registers 22A and 22B are input to the correlation calculation unit. In the correlation calculation unit, the digital reception data and the spread code are subjected to the calculations shown in the derivation equations (Equation 3) and (Equation 4) of the demodulated signal of each component by the multipliers 23A to 23D and the adders 24A and 24B. Correlation values for one symbol of the in-phase component and the quadrature component are respectively calculated by the accumulators 24C and 24D, and output as a correlation output I and a correlation output Q. The cumulative adder performs cumulative addition of one sample per chip and does not add the remaining three samples.

図2の複素型スライディングコリレータでは、CDMA変調アナログ信号は4Mcpsのチップレートで送信され、複素型スライディングコリレータの各素子には16Mbpsクロックが入力されることにより、16Mbpsの速度で動作している。
複数ユーザ、複数パスの復調を行う場合、PNコードレジスタと相関演算部は、復調するユーザ数またはパス数分必要になる。
In the complex type sliding correlator of FIG. 2, a CDMA modulated analog signal is transmitted at a chip rate of 4 Mcps, and a 16 Mbps clock is input to each element of the complex type sliding correlator, thereby operating at a speed of 16 Mbps.
When demodulating a plurality of users and a plurality of paths, the PN code register and the correlation calculation unit are required for the number of users or the number of paths to be demodulated.

従来のスペクトラム拡散通信方式の逆拡散回路の構成及び動作について、図3を用いて説明する。受信機のアンテナで受信されたCDMA変調アナログ信号は、同相成分及び直交成分とに分割され、それぞれA/D変換器31に入力される。図では同相成分と直交成分を一つの入力として示している。ここでアナログ信号のチップレートは4Mcpsであり、A/D変換器31におけるデジタル変換はオーバーサンプリングのため、通常その4倍にあたる16Mbpsで、同一のアナログ信号1ビットあたり多ビット出力される。 The configuration and operation of a conventional spread spectrum communication type despreading circuit will be described with reference to FIG. The CDMA modulated analog signal received by the receiver antenna is divided into an in-phase component and a quadrature component, and each is input to the A / D converter 31. In the figure, the in-phase component and the quadrature component are shown as one input. Here, the chip rate of the analog signal is 4 Mcps, and the digital conversion in the A / D converter 31 is oversampling, so that multiple bits are output per bit of the same analog signal at 16 Mbps, which is usually four times that.

A/D変換器31から出力される符号付15ビットの受信データを、bit分配器33にて上位8ビットを切り出した出力と、符号bit(MSB)+下位7ビットを切り出した2系統を出力する。
bit分配器33から出力される信号は、セレクタ38A,38Bによって上位8ビット、又は符号bit(MSB)+下位7ビットのラインのどちらかが選択され、相関演算器34A,34Bに入力する。
The signed 15-bit received data output from the A / D converter 31 is output with the upper 8 bits cut out by the bit distributor 33 and the two systems obtained by cutting out the sign bit (MSB) + the lower 7 bits. To do.
The signal output from the bit distributor 33 is selected by the selectors 38A and 38B from either the upper 8 bits or the sign bit (MSB) + the lower 7 bits line and input to the correlation calculators 34A and 34B.

複数ユーザの逆拡散符号の同相成分及び直交成分は、それぞれPNコードレジスタ32A,32Bにそれぞれ記憶されており、相関演算器34A,34Bに入力される。図3では逆拡散符号の同相成分と直交成分を一つの図で表している。 The in-phase component and the quadrature component of the despread codes of a plurality of users are stored in the PN code registers 32A and 32B, respectively, and input to the correlation calculators 34A and 34B. In FIG. 3, the in-phase component and the quadrature component of the despread code are represented by one figure.

相関演算器34A,34Bでは、デジタル受信データ及び拡散符号は乗算器、加算器によって各成分の復調信号の導出式(式3)及び(式4)で示した演算が行われ、更に累加算器で同相成分と直交成分の1シンボル分の相関値をそれぞれ算出し、相関出力I及び相関出力Qとして出力する。図3では相関出力Iと相関出力Qを一つの図で表している。 In the correlation calculators 34A and 34B, the digital reception data and the spread code are subjected to the calculation shown in the derivation equations (Equation 3) and (Equation 4) of the demodulated signal of each component by the multiplier and the adder. Then, the correlation values for one symbol of the in-phase component and the quadrature component are respectively calculated and output as the correlation output I and the correlation output Q. In FIG. 3, the correlation output I and the correlation output Q are represented by one figure.

相関演算器34A,34Bの出力は、それぞれビットシフト演算器35A,35Bに入力される。ビットシフト演算器35A,35Bは、制御部からの情報に応じた算術ビットシフトを行った結果を加算器46へ出力する。
ビットシフト演算器35A,35Bの出力は、両方ともに加算器36に入力される。加算器36では2つの演算結果を加算して出力する。
The outputs of the correlation calculators 34A and 34B are input to the bit shift calculators 35A and 35B, respectively. The bit shift calculators 35A and 35B output the result of arithmetic bit shift according to the information from the control unit to the adder 46.
The outputs of the bit shift calculators 35A and 35B are both input to the adder 36. The adder 36 adds the two calculation results and outputs the result.

セレクタ39Aは、相関演算器34A,加算器36,演算結果OFFの入力から一つを選択、同様にセレクタ39Bは、相関演算器34B,加算器36,演算結果OFFの入力から一つを選択し、それぞれ相関演算結果として出力する。制御部37は、セレクタ38A,38B,39A,39B、ビットシフト演算器に対して制御信号を出力し、それぞれを制御している。 The selector 39A selects one from the correlation calculator 34A, the adder 36, and the calculation result OFF input. Similarly, the selector 39B selects one from the correlation calculator 34B, the adder 36, and the calculation result OFF input. Are output as correlation calculation results. The control unit 37 outputs control signals to the selectors 38A, 38B, 39A, 39B, and the bit shift calculator, and controls them.

複数ユーザ又は複数パス取得時は、制御部37にてセレクタ38A,38Bで、bit分配器33から出力される上位8ビットのラインを選択する。また制御部37にてセレクタ39A,39Bで、相関演算器34A,34Bの出力結果を選択する。こうすることで相関演算結果A,Bには複数ユーザ又は複数パスの相関結果がそれぞれ出力される。 When acquiring a plurality of users or a plurality of paths, the control unit 37 selects the upper 8-bit line output from the bit distributor 33 by the selectors 38A and 38B. Further, the control unit 37 selects the output results of the correlation calculators 34A and 34B by the selectors 39A and 39B. By doing so, correlation results of a plurality of users or a plurality of paths are output as the correlation calculation results A and B, respectively.

次に少ないユーザ数や、取得パス数が少ない場合、また拡散率の小さいレートで通信を行い特性良く受信する場合の動作について説明する。この場合、受信データはA/D変換器31からの15ビットの出力全てを使用して演算する動作を行う。制御部37にてセレクタ38Aで、bit分配器33から出力される上位8ビットのラインを選択、セレクタ38Bでbit分配器33から出力される符号bit(MSB)+下位7ビットのラインを選択する。 Next, the operation when the number of users or the number of acquired paths is small, or when communication is performed at a rate with a small spreading factor and reception is performed with good characteristics will be described. In this case, the received data is calculated using all the 15-bit output from the A / D converter 31. In the control unit 37, the selector 38A selects the upper 8 bit line output from the bit distributor 33, and the selector 38B selects the code bit (MSB) + lower 7 bit line output from the bit distributor 33. .

相関演算器34Aでは上位8ビット、相関演算器34Bでは符号bit(MSB)+下位7ビットの演算がそれぞれ行われる。相関演算器34A,34Bそれぞれの出力は、後に加算器36で加算されるので、ビットシフト演算器35A,35Bにてそれぞれ適正なbit位置に配置されるようにビットシフト演算される。制御部37では処理するチャネルの拡散率と、後段の加算器36の演算bit数に応じたシフト量を制御値としてビットシフト演算器35A,35Bに、それぞれ通知し制御する。 In the correlation calculator 34A, the upper 8 bits are calculated, and in the correlation calculator 34B, the code bit (MSB) + the lower 7 bits are calculated. Since the outputs of the correlation calculators 34A and 34B are added later by the adder 36, the bit shift calculation is performed by the bit shift calculators 35A and 35B so as to be arranged at appropriate bit positions. The control unit 37 notifies and controls the bit shift computing units 35A and 35B as control values of the spread rate of the channel to be processed and the shift amount corresponding to the number of computation bits of the adder 36 in the subsequent stage.

ビットシフト演算器35A,35Bの出力は、加算器36に入力し加算される。制御部37にてセレクタ39Aは加算器36の出力を選択し相関結果Aとして出力される。セレクタ39BはOFFを選択し出力を行わないか、加算器36の出力を選択し相関結果Bとして出力される。セレクタ39A,39Bの動作は逆の動作でもよく、制御部37にてセレクタ39Bは加算器36の出力を選択し相関結果Bとして出力し、セレクタ39AはOFFを選択し出力を行わないか、加算器36の出力を選択し相関結果Aとして出力してもよい。 The outputs of the bit shift calculators 35A and 35B are input to the adder 36 and added. In the control unit 37, the selector 39A selects the output of the adder 36 and outputs it as the correlation result A. The selector 39B selects OFF and does not output, or selects the output of the adder 36 and outputs it as the correlation result B. The operations of the selectors 39A and 39B may be reversed. In the control unit 37, the selector 39B selects the output of the adder 36 and outputs it as the correlation result B, and the selector 39A selects OFF and does not perform the output. The output of the device 36 may be selected and output as the correlation result A.

またセレクタ39Aは相関演算器34Aの出力を選択し受信データ上位8ビットを使用した演算結果を相関演算結果Aに、セレクタ39Bは加算器36の出力を選択し受信データ15ビットを使用した演算結果を相関演算結果Bとして出力することも可能である。使用する用途に応じて出力段のセレクタ39A,39Bを制御することで、出力を換えることができる。このような場合には、A/D変換器出力のビット数を出来るだけ多く使用することによって、演算精度を高め特性の向上を行う。また拡散率の小さいレートで通信を行う場合、累積加算回数が少なくなるので同様にA/D変換器出力のビット数を出来るだけ多く使用することによって、演算精度を高め特性の向上につながる。 The selector 39A selects the output of the correlation calculator 34A and uses the upper 8 bits of the received data as the correlation calculation result A, and the selector 39B selects the output of the adder 36 and uses the received data 15 bits as the calculation result. Can also be output as the correlation calculation result B. The output can be changed by controlling the selectors 39A and 39B in the output stage according to the application to be used. In such a case, by using as many bits of the A / D converter output as possible, the calculation accuracy is improved and the characteristics are improved. Further, when communication is performed at a rate with a small spreading factor, the cumulative number of additions is reduced. Similarly, by using as many bits as possible of the output of the A / D converter, the calculation accuracy is improved and the characteristics are improved.

上記で説明したように従来技術の図2に示す相関演算器は、複数ユーザ、複数パスの復調を行う場合、復調するユーザ数またはパス数分必要になる。あらかじめ用意してある相関演算器の数に対して、少ないユーザ数や、取得パス数が少ない場合には、未使用となる相関演算器がある。
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、使用ユーザ数、取得パス数、ユーザの受信レート(拡散率)によって、演算に使用するビット数を変化させ、相関演算器以降の演算器を高速に動作させることによって、時分割に処理することができるスペクトラム拡散通信方式の逆拡散回路を提供することを目的とする。
As described above, the correlation calculator shown in FIG. 2 of the prior art requires as many users or paths as to demodulate when demodulating multiple users and multiple paths. If the number of correlation calculators prepared in advance is small and the number of acquisition paths is small, there are unused correlation calculators.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the number of bits used for calculation is changed according to the number of users used, the number of acquired paths, and the reception rate (spreading rate) of users, An object of the present invention is to provide a spread spectrum communication type despreading circuit which can be processed in a time division manner by operating at high speed.

本発明は、複数種の拡散信号によりスペクトラム拡散されたアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換するA/D変換器と、各々の前記拡散符号に対応した逆拡散符号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている拡散符号を切り替えて時分割に出力する第1のセレクタと、前記デジタル受信信号を上位ビット及びMSBと下位ビットに分配を行うビット分配器と、前記ビット分配器の出力を切り替えて時分割に出力する第2のセレクタと、前記第1のセレクタから出力される拡散符号と前記第2のセレクタから出力されるデジタル受信号から相関演算を行う相関演算器と、前記相関演算器の出力を加算する加算器と、
を備えることで逆拡散装置の回路規模を縮小し、演算精度を向上することができる。
The present invention provides an A / D converter for converting an analog reception signal spectrum-spread by a plurality of types of spread signals into a digital reception signal, storage means for storing a despread code corresponding to each of the spread codes, A first selector that switches a spreading code stored in the storage means and outputs the time-division code; a bit distributor that distributes the digital reception signal to upper bits and MSBs and lower bits; and an output of the bit distributor A second selector for switching in a time-sharing manner, a correlation calculator for performing a correlation operation from a spreading code output from the first selector and a digital received signal output from the second selector, and the correlation An adder for adding the outputs of the computing unit;
, The circuit scale of the despreading device can be reduced and the calculation accuracy can be improved.

また本発明は、 第2のセレクタは拡散率が大きい場合には、ビット分配器から出力される第1のデジタル受信信号を選択し相関演算器に出力し、拡散率が小さい場合には、ビット分配器から出力される第1のデジタル受信信号及び第2のデジタル受信信号とを切り替えて時分割で相関演算器に出力することを特徴とした逆拡散装置とすることで逆拡散装置の回路規模を縮小し、演算精度を向上することができる。また本発明は、相関演算器は、A/D変換器の動作速度に対して複数倍の速度で相関演算を行うことを特徴とする逆拡散装置とすることで逆拡散装置の回路規模を縮小し、演算精度を向上することができる。 In the present invention, the second selector selects the first digital reception signal output from the bit distributor when the spreading factor is large and outputs it to the correlation calculator. When the spreading factor is small, the second selector selects the bit. the circuit scale of the despreading device by a despreading apparatus and outputs to the correlation calculator in a time division switch and a first digital received signal and the second digital received signal output from the distributor And the calculation accuracy can be improved. The present invention, correlation computing unit, the circuit scale of the despreading device by the despreaders you and performing a correlation operation at a multiple of the speed with respect to the operation speed of the A / D converter It can be reduced and the calculation accuracy can be improved.

本発明の演算精度を高め特性の向上につながる効果が期待される逆拡散装置では、相関演算器に入力する受信データを制御し、相関演算器とビットシフト演算器を2倍の速度で動作させ、制御回路にてセレクタ、ビットシフト演算器、加算器を制御することによって、回路規模を削減することができる。   In the despreading device expected to increase the calculation accuracy and improve the characteristics of the present invention, the received data input to the correlation calculator is controlled, and the correlation calculator and the bit shift calculator are operated at twice the speed. The circuit scale can be reduced by controlling the selector, the bit shift arithmetic unit, and the adder with the control circuit.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、以下で説明する機能実現手段は、当該機能を実現する手段であれば、どのような回路構成又は装置構成であっても構わず、また機能の一部又は全部をソフトウェアで実現することも可能である。更に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The function realizing means described below may be any circuit configuration or device configuration as long as it realizes the function, and part or all of the functions may be realized by software. Is possible. Furthermore, the function realizing means may be realized by a plurality of circuits, and the plurality of function realizing means may be realized by a single circuit.

本発明の実施の形態におけるスペクトラム拡散方式の逆拡散回路の1構成例について、図4を用いて説明する。受信機のアンテナで受信されたCDMA変調アナログ信号は、同相成分及び直交成分とに分割され、それぞれA/D変換器41に入力される。図4では同相成分と直交成分を一つの入力として示している。ここでアナログ信号のチップレートは4Mcpsであり、A/D変換器41におけるデジタル変換はオーバーサンプリングのため、通常その4倍にあたる16Mbpsで、同一のアナログ信号1ビットあたり多ビット出力される。 One configuration example of the spread spectrum despreading circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The CDMA modulated analog signal received by the receiver antenna is divided into an in-phase component and a quadrature component, and each is input to the A / D converter 41. In FIG. 4, the in-phase component and the quadrature component are shown as one input. Here, the chip rate of the analog signal is 4 Mcps, and the digital conversion in the A / D converter 41 is oversampling, so that multiple bits are output per bit of the same analog signal at 16 Mbps, which is usually four times that.

A/D変換器41から出力される符号付15ビットの受信データを、bit分配器43にて上位8ビットを切り出した出力と、符号bit(MSB)+下位7ビットを切り出した2系統を出力する。
bit分配器43から出力される信号は、セレクタ48によって上位8ビット、又は符号bit(MSB)+下位7ビットのラインのどちらかが選択され、相関演算器44に入力する。
複数ユーザの逆拡散符号の同相成分及び直交成分は、それぞれPNコードレジスタ42A,42Bにそれぞれ記憶されており、セレクタ410によってどちらかが選択され、相関演算器44に入力される。図4では逆拡散符号の同相成分と直交成分を一つの図で表している。
The signed 15-bit received data output from the A / D converter 41 is output with the upper 8 bits cut out by the bit distributor 43 and the two systems obtained by cutting out the sign bit (MSB) + the lower 7 bits. To do.
The signal output from the bit distributor 43 is selected by the selector 48 as either the upper 8 bits or the sign bit (MSB) + lower 7 bits line and is input to the correlation calculator 44.
The in-phase component and the quadrature component of the despread codes of a plurality of users are stored in the PN code registers 42A and 42B, respectively, and one of them is selected by the selector 410 and input to the correlation calculator 44. In FIG. 4, the in-phase component and the quadrature component of the despread code are represented by one figure.

相関演算器44では、デジタル受信データ及び拡散符号は乗算器、加算器によって各成分の復調信号の導出式(式3)及び(式4)で示した演算が行われ、更に累加算器で同相成分と直交成分の1シンボル分の相関値をそれぞれ算出し、相関出力I及び相関出力Qとして出力する。図4では相関出力Iと相関出力Qを一つの図で表している。相関演算器44は、前段のA/D変換器41の動作速度に対して2倍の32Mbpsの速度で動作し、セレクタ48で切り替えて入力されるデータと、セレクタ410で切り替えて入力されるPNコードを時分割で処理する。ここで、相関演算器44の動作速度は、A/D変換器41の動作速度に対して2倍の例を示しているが、A/D変換器の動作速度に対して複数倍の速さで動作させるようにしてもよい。 In the correlation calculator 44, the digital reception data and the spread code are subjected to the calculations shown in the derivation equations (Equation 3) and (Equation 4) of the demodulated signal of each component by the multiplier and the adder, and are further processed in phase by the accumulator. Correlation values for one symbol of the component and the orthogonal component are respectively calculated and output as a correlation output I and a correlation output Q. In FIG. 4, the correlation output I and the correlation output Q are represented by one figure. The correlation calculator 44 operates at a speed of 32 Mbps, which is twice as high as the operation speed of the A / D converter 41 in the previous stage, and is input by switching with the selector 48 and PN input by switching with the selector 410. Process code in a time-sharing manner. Here, the operation speed of the correlation calculator 44 is twice as high as the operation speed of the A / D converter 41, but it is a multiple of the operation speed of the A / D converter. You may make it operate | move by.

時分割処理された相関演算器44の出力は、ビットシフト演算器45に入力される。ビットシフト演算器45は、制御部からの情報に応じた算術ビットシフトを行った結果を加算器46へ出力する。
加算器46では、ビットシフト演算器から時分割に交互に入力される、上位8ビットの演算結果と符号bit(MSB)+下位7ビットの演算結果を加算して出力する。セレクタ49は、相関演算器44,加算器46の出力からどちらか一つを選択し、それぞれ相関演算結果として出力する。制御部47は、セレクタ48,49,410、ビットシフト演算器45、加算器46に対して制御信号を出力し、それぞれを制御している。
The output of the correlation calculator 44 subjected to the time division processing is input to the bit shift calculator 45. The bit shift computing unit 45 outputs the result of arithmetic bit shifting according to information from the control unit to the adder 46.
The adder 46 adds the operation result of the upper 8 bits and the operation result of the sign bit (MSB) + the lower 7 bits, which are alternately input from the bit shift operation unit in a time division manner, and outputs the result. The selector 49 selects one of the outputs from the correlation calculator 44 and the adder 46 and outputs it as a correlation calculation result. The control unit 47 outputs control signals to the selectors 48, 49, 410, the bit shift calculator 45, and the adder 46 to control each of them.

複数ユーザ又は複数パス取得時は、制御部47にてセレクタ48で、bit分配器43から出力される上位8ビットのラインを選択する。また制御部47にてセレクタ49で、相関演算器44の出力結果を選択する。このようにすることで相関演算結果には複数ユーザ又は複数パスの相関結果が時分割に出力される。   When acquiring a plurality of users or a plurality of paths, the control unit 47 uses the selector 48 to select the upper 8-bit line output from the bit distributor 43. Further, the control unit 47 selects the output result of the correlation calculator 44 by the selector 49. By doing so, correlation results of a plurality of users or a plurality of paths are output in time division as a correlation calculation result.

次に少ないユーザ数や、取得パス数が少ない場合、また拡散率の小さいレートで通信を行い特性良く受信する場合の動作について説明する。この場合、受信データはA/D変換器41からの15ビット出力全てを使用して演算する動作を行う。制御部47にてセレクタ48で、bit分配器43から出力される上位8ビットのラインと、符号bit(MSB)+下位7ビットのラインを時分割に選択する。相関演算器44では上位8ビット、符号bit(MSB)+下位7ビットの演算をそれぞれ時分割に行う。 Next, the operation when the number of users or the number of acquired paths is small, or when communication is performed at a rate with a small spreading factor and reception is performed with good characteristics will be described. In this case, the received data is calculated using all the 15-bit outputs from the A / D converter 41. In the control unit 47, the selector 48 selects the upper 8 bits line output from the bit distributor 43 and the code bit (MSB) + lower 7 bits line in a time division manner. In the correlation calculator 44, the upper 8 bits, the code bit (MSB) + the lower 7 bits are calculated in time division.

相関演算器44の出力は、後に加算器46で加算されるので、ビットシフト演算器45にて時分割に入力されるデータをそれぞれ適正なbit位置に配置されるようにビットシフト演算される。制御部47では処理するチャネルの拡散率と、後段の加算器46の演算bit数に応じたシフト量を制御値としてビットシフト演算器45に通知し制御する。加算器46に入力される時分割のデータは、上位8ビットの相関演算結果と、符号bit(MSB)+下位7ビットの相関演算結果が交互に入力され、それぞれの対応したデータを加算し出力する。セレクタ49は制御部47にて加算器46の出力を選択し相関演算結果として出力する。   Since the output of the correlation calculator 44 is added later by the adder 46, the bit shift calculator 45 performs bit shift calculation so that the data input in a time division manner are arranged at appropriate bit positions. The control unit 47 notifies the bit shift calculator 45 of the shift amount corresponding to the spreading factor of the channel to be processed and the number of calculation bits of the adder 46 in the subsequent stage as a control value for control. As the time division data input to the adder 46, the upper 8 bits correlation calculation result and the sign bit (MSB) + lower 7 bits correlation calculation result are alternately input, and the corresponding data are added and output. To do. The selector 49 selects the output of the adder 46 by the control unit 47 and outputs it as a correlation calculation result.

従来技術の逆拡散回路では、相関演算器とビットシフト演算器をそれぞれ2つずつ、上位8ビット処理用、符号bit(MSB)+下位7ビット処理用として用意していたが、本発明の逆拡散回路では相関演算器とビットシフト演算器をそれぞれ1つにして複数倍の速度で動作させ、制御回路にてセレクタ、加算器を制御することによって回路規模を削減した逆拡散回路を実現することができる。 In the conventional despreading circuit, two correlation computing units and two bit shift computing units are prepared for high-order 8-bit processing and code bit (MSB) + low-order 7-bit processing, respectively. To realize a despreading circuit that reduces the circuit scale by controlling the selector and adder by controlling the selector and the adder in the spreading circuit by operating each of the correlation computing unit and the bit shift computing unit multiple times. Can do.

スライディングコリレータの構成例図Configuration example of sliding correlator 複素スライディングコリレータの構成例図Configuration example of complex sliding correlator 従来の逆拡散回路の構成例図Configuration example of a conventional despreading circuit 本発明の逆拡散回路の構成例図Configuration example of despreading circuit of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

41…A/D変換器、42…PNコードレジスタ、43…bit分配器、44…相関演算器、45…ビットシフト演算器
46…加算器、47…制御部
41 ... A / D converter, 42 ... PN code register, 43 ... bit distributor, 44 ... correlation calculator, 45 ... bit shift calculator 46 ... adder, 47 ... control unit

Claims (1)

複数種の拡散信号によりスペクトラム拡散されたアナログ受信信号を15ビットのデジタル受信信号に変換するA/D変換器と、
各々の前記拡散符号に対応した逆拡散符号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている拡散符号を切り替えて時分割に出力する第1のセレクタと、
前記15ビットのデジタル受信信号を上位8ビットの第1のデジタル受信信号及び符号Bit(MSB)+下位7ビットの第2のデジタル受信信号に分配を行うビット分配器と、
前記ビット分配器の出力を切り替えて時分割に出力する第2のセレクタと、
前記第1のセレクタから出力される拡散符号と前記第2のセレクタから出力されるデジタル受信信号から相関演算を行う相関演算器と、
前記相関演算器の出力を算術ビットシフトを行うビットシフト演算器と、
前記ビットシフト演算器の出力を加算する加算器と、
を備えた逆拡散装置であって、
前記第2のセレクタは拡散率が大きい場合には、ビット分配器から出力される上位8ビットの第1のデジタル受信信号を選択し前記相関演算器に出力し、当該相関演算器の出力を相関演算結果とし、拡散率が小さい場合には、ビット分配器から出力される上位8ビットの第1のデジタル受信信号及び符号Bit(MSB)+下位7ビットの第2のデジタル受信信号とを切り替えて時分割で前記相関演算器に出力し、当該相関演算器の出力を前記ビットシフト演算器でビットシフト演算し、当該ビットシフト演算器の出力を前記加算器で加算し、当該加算器の出力を相関演算結果とすることを特徴とした逆拡散装置。
An A / D converter that converts an analog reception signal spectrum-spread by a plurality of types of spread signals into a 15-bit digital reception signal;
Storage means for storing a despread code corresponding to each of the spread codes;
A first selector that switches a spreading code stored in the storage means and outputs the spread code in a time-sharing manner;
A bit distributor that distributes the 15-bit digital received signal into an upper 8-bit first digital received signal and a code bit (MSB) + lower 7-bit second digital received signal;
A second selector that switches the output of the bit distributor and outputs in a time-sharing manner;
A correlation computing unit which performs a correlation operation from the digital reception signal output from the first selector and the spread code output the second selector,
A bit shift arithmetic unit for performing arithmetic bit shift on the output of the correlation arithmetic unit;
An adder for adding the outputs of the bit shift computing unit ;
A despreading device comprising :
When the spreading factor is large, the second selector selects the first 8-bit first digital reception signal output from the bit distributor, outputs the first digital reception signal to the correlation calculator, and correlates the output of the correlation calculator. If the spreading factor is small as a result of the calculation, the upper 8 bits of the first digital received signal and the code bit (MSB) + the lower 7 bits of the second digital received signal output from the bit distributor are switched The time-division output to the correlation calculator, the output of the correlation calculator is bit-shifted by the bit shift calculator, the output of the bit shift calculator is added by the adder, the output of the adder is A despreading device characterized by having a correlation calculation result.
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