JPH09261120A - 相関復調における同期捕捉方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スペクトラム拡散変調による拡散コードの相関
復調において、短時間で精度よくチップ同期を確立でき
る同期捕捉方法を提供する。 【解決手段】同期捕捉の全サーチ範囲に対し、１／４チ
ップの間隔で逆拡散コードのチップ位相をずらして各チ
ップ位相ごとの相関値を算出する（ステップ１０２）。
その後、各チップ位相ごとの相関値のうちの相対的に大
きな値にそれぞれ対応する複数のチップ位相を候補とし
て選択し（ステップ１０３）、各候補ごとに、その候補
に対して±１／４チップで隣接するチップ位相の相関値
をその候補の相関値に加算する（ステップ１０４）。加
算結果が最大となる候補をもって同期捕捉したチップ位
相とする（ステップ１０５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
変調による拡散コードを相関復調する際の同期捕捉方法
とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイレクト・シーケンス（ＤＳ;Direct
Sequence）によるスペクトラム拡散通信では、送信側に
おいて、ＰＮコード系列（擬似乱数ノイズコード系列、
ＰＮ;Pseudorandom Noise）を用いて情報符号を拡散変
調し拡散コードとしてこれを送信し、受信側では、送信
側と同じＰＮコード系列を用いて受信信号を相関復調
（逆拡散）して情報符号を得る。受信側におけるＰＮコ
ード系列のことを逆拡散コードともいう。スペクトラム
拡散によって通信を行うとき、送信側と受信側でＰＮコ
ード系列の同期が確立している必要があるが、通信の開
始時には両者のＰＮコード系列の発生タイミングは一般
には一致していないので、通信の開始時に、受信側にお
いて、受信側のＰＮコード系列を送信側のＰＮコード系
列に同期させるための同期捕捉処理を行わなければなら
ない。

【０００３】同期捕捉処理の基本的方法は、受信側のＰ
Ｎコード系列の発生タイミングを少しずつ変えながら受
信して相関復調を行い、相関値が高くなる発生タイミン
グを見つける方法である。しかしながらこの方法では、
伝送路のＳ／Ｎが良くない場合などに同期捕捉にかかる
時間が長くなりがちなので、同期捕捉処理を高速化する
ための手法がいくつか提案されている。例えば、特開平
３−３５３０号公報には、全サーチ範囲にわたって１次
サーチを行って相関値が相対的に大きな複数のチップ位
相を候補として見つけ、２次サーチととして、これら候
補となった各チップ位相を複数回積分することにより、
送信側と同期したチップ位相を比較的短い時間で見つけ
出すことができる相関復調装置が開示されている。

【０００４】図３は、特開平３−３５３０号に開示され
た相関復調装置の構成を示すブロック図である。この相
関復調装置では、受信信号１が入力する３個の相関検波
器２〜４が設けられている。また、クロックを発生する
クロック発生器１３と、クロックに応じてＰＮコード系
列を発生するＰＮコード発生器５と、発生したＰＮコー
ド系列の位相を＋１／２チップ及び−１／２チップずら
すシフトレジスタ６が設けられており、相関検波器２に
はシフトレジスタ６による位相のずれのないＰＮコード
系列が、相関検波器３,４にはそれぞれ＋１／２チップ
及び−１／２チップだけずれたＰＮコード系列が供給さ
れている。なお、相関検波器３,４は、同期追従処理
（トラッキング処理）を行うために設けられている。さ
らに、この相関復調装置は、各相関検波器２〜４の出力
側にそれぞれ設けられたリセット積分器７〜９と、各リ
セット積分器７〜９の出力をそれぞれ保持するレジスタ
１０〜１２と、全体の制御を行うコントローラ１４とを
備えている。

【０００５】図３に示す従来の相関復調装置では、同期
捕捉処理は以下のように行われる。すなわち、コード
（符号）系列の一周期分の位相遅れが生じるまで１チッ
プずつ遅らせながらＰＮコード系列を発生し、このＰＮ
コード系列を相関検波器２に入力し、リセット積分器７
によってそのときの相関値（受信レベル）を求めてレジ
スタ１０に順次保存する。このようにして、ＰＮコード
系列での各チップ位相にそれぞれ対応するコード系列の
一周期分の各相関値が、レジスタ１０に格納される。そ
して、レジスタ１０に格納された相関値（受信レベル）
のうち大きい値を持つ相関値（受信レベル）に対応する
チップ位相を候補として選択した後、この候補に該当す
る位相で相関値（受信レベル）を積分してこれが所定の
判定レベルを越えたときに同期を捕捉したと判断し（２
次サーチ）、同期追従処理に動作を移行する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１次サ
ーチと２次サーチを行う従来の同期捕捉方法では、同期
捕捉のために全同期捕捉範囲に対して１次サーチを行っ
たのち、１次サーチで選出した候補に対して、Ｓ／Ｎを
上げるために、相関検波、相関積分を再度行い相関値を
算出して最適なチップ位相を見つけているので、チップ
同期確立に時間がかかるという問題点がある。さらに、
全同期捕捉範囲に対して、１チップ間隔で相関値を求め
ているため、例えば１／２チップずれた場所にピークが
ある場合、そのピークを検出できないことになり、全同
期捕捉範囲に対して、相関値のピークを正確には検出で
きないという問題点もある。

【０００７】本発明の目的は、相関復調において精度よ
くチップ同期を確立でき、かつチップ同期確立時間が短
縮され、チップ同期捕捉能力が向上した同期捕捉方法と
同期捕捉装置とを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の相関復調におけ
る同期捕捉方法は、拡散コードとの同期を捕捉する相関
復調における同期捕捉方法であって、Ｎを２以上の整数
とし、同期捕捉する全サーチ範囲に対し、１／Ｎチップ
の間隔で逆拡散コードのチップ位相をずらして各チップ
位相ごとの相関値を算出し、各チップ位相ごとの相関値
のうちの相対的に大きな値にそれぞれ対応する複数のチ
ップ位相を候補として選択し、各候補ごとに、当該候補
に隣接するチップ位相の相関値を当該候補の相関値に加
算し、加算結果が最大となる候補をもって同期捕捉した
チップ位相とする。

【０００９】本発明の相関復調における同期捕捉装置
は、逆拡散コードを発生する逆拡散コード発生器と、受
信信号と逆拡散コードとの相関値を算出する相関器とを
有し、拡散コードとの同期を捕捉する相関復調における
同期捕捉装置において、Ｎを２以上の整数とし、同期捕
捉する全サーチ範囲に対し、１／Ｎチップの間隔で逆拡
散コードのチップ位相をずらして相関器に供給する移相
手段と、各チップ位相での相関値を記憶する記憶手段
と、記憶手段を参照して、各チップ位相ごとの相関値の
うちの相対的に大きな値にそれぞれ対応する複数のチッ
プ位相を候補として選択し、各候補ごとに、当該候補に
隣接するチップ位相の相関値を当該候補の相関値に加算
し、加算結果が最大となる候補をもって同期捕捉したチ
ップ位相とするチップ位相サーチ手段と、を有する。

【００１０】本発明では、１次サーチでの拡散コードの
同期捕捉を１チップ間隔で行うのではなく、これよりも
間隔の狭い１／Ｎチップ間隔（Ｎは２以上の整数）で行
うことにより、より精度のよい同期捕捉を実現するとと
もに、ＳＮ比を向上させるための２次サーチにおいて１
次サーチの相関積分値を使用することにより、２次サー
チのために新たに相関検波する必要がなくなって、２次
サーチを高速化できる。

【００１１】Ｎは典型的には４であり、この場合、候補
に隣接し相関値に加算するため使用されるチップ位相
は、候補に対し＋１／４チップずれたチップ位相と−１
／４チップずれたチップ位相とすることが好ましい。

【００１２】図４は、逆拡散コードの遅延量に対する相
関値の変化を示す遅延プロファイルの一例である。図４
において、Ａ点は１チップ間隔で相関値を算出した場合
に相関値が最大となるチップ位相であり、Ｂ点は１／４
チップ間隔で相関値を算出したときに相関値が最大とな
るチップ位相である。Ｂ点での相関値がＡ点での相関値
を上回ることはあっても下回ることはないから、１チッ
プ間隔で相関値の最大値を検出するよりも、１／４チッ
プ間隔で相関値の最大値を検出する方が精度良く相関成
分の大きいチップ位相を検出できることが分かる。

【００１３】さらに、相関値が最大となるチップ位相に
対し、その相関成分を含む前後の１チップ未満のチップ
位相、たとえば±１／４チップずれた相関値を加算する
ことにより、相関成分のＳＮ比を改善することができ、
同期捕捉の精度がよくなる。図５は、典型的な相関特性
を示したグラフであり、中心位相から±１／４チップず
れたチップ位相の相関成分が、中心位相の相関成分に対
し７５％あることを示している。一方、ノイズ等でたま
たま大きな相関値が得られた場合には、その１チップ未
満で隣接するチップ位相での相関値はかなり小さいもの
であると考えられる。したがって、中心位相に対して１
チップ未満で隣接するチップの相関値を加算することに
より、相関成分のＳＮ比が改善され、正確な同期捕捉を
行うことが可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一
形態の同期捕捉方法が適用される相関復調装置の構成を
示すブロック図である。

【００１５】この相関復調装置は、逆拡散コード２２と
してＰＮコード系列を発生する逆拡散コード発生器６０
と、受信信号２０と逆拡散コード２２を入力として相関
復調により受信信号２０を復調（逆拡散）して復調デー
タ２１を出力する情報復調部３０と、受信信号２０と逆
拡散コード２２を入力として同期追従処理を行う同期追
従部４０と、受信信号２０と逆拡散コード２２を入力と
して同期捕捉処理を行う同期捕捉部５０とによって構成
されている。同期追従部４０からは、同期追従部４０が
追従しているチップ位相２３が、情報復調部３０と同期
捕捉部５０に供給されている。

【００１６】同期捕捉部５０には、同期捕捉部５０全体
の制御を行う制御部５１と、制御部５１によって制御さ
れて逆拡散コード２２を１／４チップ間隔でずらすため
のシフトレジスタ５２と、シフトレジスタ５２によって
位相がずらされた逆拡散コードと受信信号２０との相関
値を計算する相関器５３と、相関器５３で計算された相
関値を格納するメモリ５４と、メモリ５４に格納され１
／４チップ間隔で逆拡散コードをずらして得られた各相
関値のうちの大きい値を検索して大きな相関値に対応す
るチップ位相を候補とし、候補に対してそれぞれ±１／
４チップずれた２つのチップ位相の相関値を候補のチッ
プ位相の相関値に加算し、候補のうち加算結果が最大と
なるものを同期捕捉したチップ位相とするチップ位相サ
ーチ部５５と、チップ位相サーチ部５５でサーチしたチ
ップ位相２５と同期追従部４０で追従しているチップ位
相２３とを比較して、比較結果に応じて、同期捕捉部５
０で捕捉したチップ位相２４を出力するチップ位相比較
部５６とが、設けられている。シフトレジスタ５２は移
相手段であり、メモリ５４は記憶手段であり、チップ位
相サーチ部５５はチップ位相サーチ手段である。

【００１７】次に、この相関復調装置における相関復調
処理について、特に、同期捕捉処理を中心にして、図２
のフローチャートを用いて説明する。

【００１８】まず、受信信号を情報復調部３０、同期追
従部４０及び同期捕捉部５０に入力させ、また、逆拡散
コード２２を逆拡散コード発生器６０から情報復調部３
０、同期追従部４０及び同期捕捉部５０に入力させる
（ステップ１０１）。同期捕捉部５０には逆拡散コード
２２がシフトレジスタ５２に入力しており、ここで、逆
拡散コードのチップ位相が全サーチ範囲内で１／４チッ
プ間隔でずれるように、制御部５１によってシフトレジ
スタ５２を制御する。このようにチップ位相がずれた逆
拡散コードが受信信号２０とともに相関器５３に入力
し、その結果、相関器５３は、全サーチ範囲を１／４チ
ップ間隔でずらしたときの各チップ位相での逆拡散コー
ドと受信信号２０との相関値を算出する。算出した各相
関値はメモリ５４に格納される（ステップ１０２）。

【００１９】このようにして、１／４チップ間隔の各チ
ップ位相での相関値が求められ、それぞれメモリ５４に
格納されたら、チップ位相サーチ部５５は、１次サーチ
として、メモリ５４に格納された相関値のうち大きい値
をもつチップ位相を候補として選択する（ステップ１０
３）。候補の数は一般には複数であり、また、候補は、
例えば相関値が所定のしきい値を越えるものとして選択
することができる。あるいは、相関値の大きい方から所
定の数（複数）のチップ位相を選択するようにしてもよ
い。そしてチップ位相サーチ部５５は、候補のチップ位
相に対してチップ位相が±１／４チップずれている２つ
のチップ位相の相関値をそれぞれ候補のチップ位相の相
関値に加算し（ステップ１０４）、２次サーチとして、
加算した結果が最大となるチップ位相を検出し（ステッ
プ１０５）、これをチップ位相サーチ部５５でサーチし
たチップ位相２５とする。

【００２０】チップ位相サーチ部５５でサーチしたチッ
プ位相２５はチップ位相比較部５６に入力し、チップ位
相比較部５６は、同期追従部４０で追従しているチップ
位相２３とチップ位相サーチ部５５でサーチしたチップ
位相２５と比較する（ステップ１０５）。これら両者の
チップ位相２３,２５が異なっている場合には、チップ
位相サーチ部５５でサーチしたチップ位相２５を同期捕
捉部５０で捕捉したチップ位相２４として同期追従部４
０に通知し、その結果、同期追従部４０は、同期捕捉部
５０で捕捉したチップ位相２４に基づいて同期追従を行
う（ステップ１０７）。そして、相関復調部３０は、こ
のようにして同期捕捉され同期追従部４０で追従してい
るチップ位相２３に基づき、受信信号２０を逆拡散して
データ復調を行い、復調データ２１を出力する（ステッ
プ１０８）。

【００２１】本実施の形態では、１次サーチでの相関積
分値を用いることによって２次サーチでの相関検波を不
要のものとし、２次サーチを高速化しているが、従来の
同期捕捉方法で本実施の形態と同様の同期捕捉を行うた
めには、候補のチップ位相に対してさらに複数回、例え
ば±１／４チップずれたチップ位相の相関値を加算する
場合は２回、相関検波を行う必要がある。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、同期捕捉
処理でのＳＮ比を向上させるための２次サーチに、１次
サーチでの相関積分値を使用することにより、２次サー
チのために新たに相関検波する必要がなくなって２次サ
ーチが高速化され、これによって、同期捕捉処理を高速
に精度よく行うことができるようになるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の相関復調装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１の相関復調装置における処理を説明するフ
ローチャートである。

【図３】従来の相関復調装置の構成を示すブロック図で
る。

【図４】遅延プロファイルの一例を示す図である。

【図５】相関特性を説明する図である。

【符号の説明】

１,２０ 受信信号 ２〜４ 相関検波器 ５ ＰＮコード発生器 ６,５２ シフトレジスタ ７〜９ リセット積分器 １０〜１２ レジスタ １３ クロック発生器 １４ コントローラ ２１ 復調データ ２２ 逆拡散コード ２３ 同期追従部で追従しているチップ位相 ２４ 同期捕捉部で捕捉したチップ位相 ２５ チップ位相サーチ部でサーチしたチップ位相 ３０ 相関復調部 ４０ 同期追従部 ５０ 同期捕捉部 ５１ 制御部 ５３ 相関器 ５４ メモリ ５５ チップ位相サーチ部 ５６ チップ位相比較部 ６０ 逆拡散コード発生器 １００〜１０７ ステップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡散コードとの同期を捕捉する相関復調
   における同期捕捉方法であって、 Ｎを２以上の整数とし、 同期捕捉する全サーチ範囲に対し、１／Ｎチップの間隔
   で逆拡散コードのチップ位相をずらして各チップ位相ご
   との相関値を算出し、 前記各チップ位相ごとの相関値のうちの相対的に大きな
   値にそれぞれ対応する複数のチップ位相を候補として選
   択し、 前記各候補ごとに、当該候補に隣接するチップ位相の相
   関値を当該候補の相関値に加算し、 加算結果が最大となる候補をもって同期捕捉したチップ
   位相とする、相関復調における同期捕捉方法。
2. 【請求項２】 Ｎが４であり、前記候補に隣接するチッ
   プ位相が、当該候補に対し＋１／４チップずれたチップ
   位相と−１／４チップずれたチップ位相である請求項１
   に記載の相関復調における同期捕捉方法。
3. 【請求項３】 逆拡散コードを発生する逆拡散コード発
   生器と、受信信号と前記逆拡散コードとの相関値を算出
   する相関器とを有し、拡散コードとの同期を捕捉する相
   関復調における同期捕捉装置において、 Ｎを２以上の整数とし、 同期捕捉する全サーチ範囲に対し、１／Ｎチップの間隔
   で前記逆拡散コードのチップ位相をずらして前記相関器
   に供給する移相手段と、 各チップ位相での前記相関値を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段を参照して、前記各チップ位相ごとの相関
   値のうちの相対的に大きな値にそれぞれ対応する複数の
   チップ位相を候補として選択し、前記各候補ごとに、当
   該候補に隣接するチップ位相の相関値を当該候補の相関
   値に加算し、加算結果が最大となる候補をもって同期捕
   捉したチップ位相とするチップ位相サーチ手段と、を有
   することを特徴とする相関復調における同期捕捉装置。
4. 【請求項４】 Ｎが４であり、前記候補に隣接するチッ
   プ位相が、当該候補に対し＋１／４チップずれたチップ
   位相と−１／４チップずれたチップ位相である請求項３
   に記載の相関復調における同期捕捉装置。