JP2000115029A

JP2000115029A - スペクトラム拡散通信システム

Info

Publication number: JP2000115029A
Application number: JP11263152A
Authority: JP
Inventors: Takamoto Uta; 隆基雅樂; Takashi Yano; 隆矢野; Nobukazu Doi; 信数土居
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＤＭＡ方式を適用したパケット無線通信に
おける上り回線での長周期符号の同期時間の問題を解決
した移動通信システム、および拡散符号の同期方法を提
供するものである。【解決手段】長周期符号の上り伝送パケットの送信に
先立ち、移動端末は予約チャネル上において短周期符号
の短いパケットを送信する。基地局では、予約チャネル
において、チップ同期タイミングをとる初期同期回路
と、時間的に重なりあったパケット同士を分離するパケ
ット分離回路を経て、各パケットの伝搬遅延測定をおこ
なう。ここで測定された伝搬遅延時間情報は、同移動端
末から伝送チャネルで送信された長周期符号のパケット
を拡散する時、マッチドフルタに適切なタイミングで係
数を設定することにより同期逆拡散をおこなう。【効果】本発明によれば、スペクトル拡散パケット通
信において伝送路で大きな遅延をもつ場合においても、
ハードウエア規模の大きな増大なしに長周期の拡散符号
の高速同期が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信システム
および移動端末装置に関し、更に詳しくは、符号分割多
元接続(ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access)方
式を適用した予約方式の移動通信システム、およびそれ
に適用する上り回線の拡散符号の同期方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、例えば、文献、菊田徹、「直接
拡散スプレッドアロハ通信用復調器の一構成法」、電
子情報通信学会技術研究報告 A・P95-10(1995-04), pp3
9-46 に述べられているように、ＣＤＭＡ方式を適用し
たパケット無線通信における上り回線の高速同期方式が
知られている。

【０００３】図１７に従来例の送受信部のブロック図を
示す。移動端末において送信データは、ＰＮ発生器(短
周期符号)８０により発生するシンボルごとに繰り返す
拡散符号(以後、短周期符号と呼ぶ)と乗算され拡散され
た後、高周波回路４０４を経てアンテナ４００ａから送
信される。基地局受信部では、アンテナ４００ｂより受
信された信号は、高周波回路４０３を経てマッチドフィ
ルタ６０１で相関処理を施される。上記のマッチドフィ
ルタ１０４の出力から受信データを抽出するために、初
期同期回路６０３は、後述するパケットのプリアンブル
２０２において、同期信号を検出する。パケット分離回
路６０５は、上記の初期同期回路６０３により得られる
同期信号を基準として、マッチドフィルタ６０１の出力
を１シンボル周期でサンプリングした値を出力する。パ
ケット分離回路６０５から出力された信号は、検波回路
６０７により復調される。

【０００４】従来例で送受信されるパケットのフォーマ
ットを図２に示す。パケットは、図２（Ａ）の示すよう
に、先頭から順に、全"１"からなるプリアンブル２０２
ａ、プリアンブルとデータとを区切るフレーム開始デリ
ミタ２０３ａ、情報データ２０４ａで構成される。そし
て、（Ｂ）、（Ｃ）に示される様に、拡散符号はシンボ
ル周期と等しい短周期符号が用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のＤＳ−ＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、パケット
通信をおこなおうとしたとき、同期捕捉に要する時間の
制約により拡散符号には短周期符号が割り当てられる。
ところが、短周期符号では多元接続の場合、符号間の相
互干渉がおこり、通話できる端末数が減少する。そのた
め、ＣＤＭＡシステムでは長周期符号の使用が望ましい
のであるが、長周期符号は拡散符号の同期に時間を要す
るという問題がある。同期の要する時間を減らす為に
は、より演算量の多いマッチドフィルタを用意しなけれ
ばならず、回路の規模の制約により現実的ではない。

【０００６】本発明の目的は、ＣＤＭＡ方式を適用した
パケット無線通信における上り回線での長周期符号の同
期時間の問題を解決した移動通信システム、および拡散
符号の同期方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の移動通信システムでは、基地局と移動端末
との間の無線通信区間に、移動端末から基地局へ向かう
上り方向のデータパケットおよび基地局から移動端末へ
向かう下り方向のデータパケットの送信に使用する複数
の伝送チャネルと、移動端末から基地局に伝送チャネル
割り当て要求を示す予約パケットを送信するために使用
される予約チャネルと、基地局から移動端末に対してデ
ータ送受信すべき伝送チャネルを示す応答パケットを送
信するために使用される応答チャネルを設け、上記予
約、応答および伝送の各チャネルにはＣＤＭＡ方式によ
るスペクトラム拡散を適用し、データ送信要求をもつ移
動端末が、上記予約チャネル上の基準タイミングに同期
して予約パケットを送信し、基地局から上記応答チャネ
ルに送信した応答パケットによって、各移動端末に使用
すべき伝送チャネルと送信タイミングを指定し、各移動
端末が、上記応答パケットで指定された伝送チャネル上
の指定された送信タイミングでデータパケットの送受信
を行なうようにしたことを特徴とする。

【０００８】加えて基地局から移動端末へ向かう方向に
パイロットチャネルを設け、常に"０"(もしくは、常に"
１")であるパイロット信号を送信する。移動端末は、上
記のパイロット信号に同期し、常に同期を保持する。下
り方向の応答および伝送の各チャネルは、このパイロッ
ト信号と同期して送信されるため、移動端末は、応答お
よび伝送の各チャネルの信号を逆拡散できる。

【０００９】上記予約、応答、伝送およびパイロットの
各チャネルには、それぞれ固有の拡散符号、例えば疑似
雑音(ＰＮ：Pseudo Noise)を割り当て、特に、予約チャ
ネルには、他の応答用および伝送用のチャネルよりも短
い短周期符号を割り当てる。移動端末は、パイロット信
号を基準として予約チャネルおよび上り伝送チャネルの
送信基準タイミングを構成する。上記基準タイミングに
同期して移動端末より送信された予約パケットおよび上
り伝送パケットが基地局に到着するタイミングは、各移
動端末と基地局との往復の伝搬路の距離による伝搬遅延
時間分、基地局の基準タイミングから遅延する。

【００１０】基地局では、１シンボル周期に係数を切替
えるマッチドフィルタを使用して長周期符号で拡散され
た信号を逆拡散するため、上記の伝搬遅延により上り伝
送パケットの受信タイミングと基地局のタイミングのず
れが１シンボル時間以上のある場合は正常に逆拡散処理
できず、信号は復調できない。

【００１１】この問題を解決する為、上記したように予
約パケットはＭＦの係数の切替えの必要がない短周期符
号を割り当る。基地局では予約パケット受信時おいて、
伝搬遅延時間を測定し、上りの伝送パケットの受信タイ
ミングを１シンボル精度で合わせ込むことにより、上り
伝送チャネルの逆拡散処理が可能となる。

【００１２】尚、上記の拡散符号の同期を確実に行なう
ため、パケットの先頭のプリアンブル部分においてマッ
チドフィルタの出力をシンボル周期で巡回加算処理をお
こなう。

【００１３】基地局は、複数の移動端末から時間的にお
互いに重なりをもって送信された複数の予約パケットの
信号をマッチドフィルタによって識別し、各パケット対
応にビット信号の処理をおこない、あわせて各パケット
の伝搬遅延を測定する。

【００１４】移動端末から予約パケットを受信すると、
基地局は、スケジュール制御によって各伝送チャネルに
おける送信タイミングの割当を行ない、その結果を応答
パケットで各移動端末宛に通知する。本発明の第１実施
例によれば、上記したように伝搬遅延をもち、長周期の
拡散符号を割り当てられた上り伝送チャネルパケットの
同期を捕捉するために、上記予約チャネルで測定した伝
搬遅延から上り伝送チャネルのパケットの伝搬遅延を推
測し、シンボル周期で係数を切替える伝送チャネル用マ
ッチドフィルタにより高速同期を実現する。

【００１５】本発明の第２の実施例によれば、上記した
ように伝搬遅延をもち、長周期の拡散符号を割り当てら
れた上り伝送チャネルパケットの同期を捕捉するため
に、あらかじめ上記予約チャネルで測定した伝搬遅延
を、応答チャネルを通じて移動端末に知らせ、上り伝送
パケットの送信タイミングを補正することにより、シン
ボル周期で係数を切替える伝送チャネル用マッチドフィ
ルタを用いて高速同期を実現する。

【００１６】本発明の第３の実施例によれば、第１の実
施例、第２の実施例の基地局の伝送チャネル受信部にお
いてパケット分離回路と合成回路を持ち、多重通進路を
通って時間的に重なってきた信号を個々に検波したのち
合成することによりＲＡＫＥ受信をおこない、同期捕捉
の確率の向上およびＳ／Ｎの向上を実現する。

【００１７】

【発明の実施の形態】発明実施の形態の第１の実施例を
図１において示す。

【００１８】図１は、実施例１における上り伝送パケッ
トの受信タイミングを説明する図である。本発明におい
て、パケットの送信はあらかじめ定められた基準タイミ
ングに同期しておこなう。下りに回線については、基地
局が、適切な周期をもつＰＮ系列を用いたスペクトル拡
散によって生成したパイロット信号を送信し続け、各移
動端末が、上記パイロット信号をモニターすることによ
って同期信号(基準信号)抽出し、応答信号および下り伝
送信号に同期する。伝搬距離により基地局におけるフレ
ームタイミング１０２と移動端末のフレームタイミング
１０３には、時間差が生じるため、移動端末が送信した
予約パケット１０４を基地局が受信したとき、距離に応
じた伝搬遅延時間Δt１をもつ。

【００１９】基地局は、予約に対応して応答パケット１
０５を移動端末に送信した後、上りの伝送パケットを受
信するが、そのさい、予約パケット１０４で測定した伝
搬遅延Δt１を用いて、基準１０６からΔt１経過した時
間から伝送パケット１０７の受信を開始する。

【００２０】予約パケットの構成と割り当てられる拡散
符号を、図２に示す。従来例と同様なので、説明は省略
する。

【００２１】伝送パケットの構成と割り当てられる拡散
符号を、図３に示す。伝送パケットは、図３（Ａ）の示
すように、先頭から順に、全"１"からなるプリアンブル
２０２ｂ、プリアンブルとデータとを区切るフレーム開
始デリミタ２０３ｂ、情報データ２０４ｂで構成され
る。伝送パケットの割り当てられる拡散符号を、図３
（Ｃ）に示す。割り当てられる拡散符号の周期は、伝送
パケットの周期と等しい。この特徴において、伝送パケ
ット１０５が予約パケット１０４と大きく異なる。つま
り、伝送パケット中の１シンボル２０５に注目したと
き、それは他の１シンボルとは異なった拡散符号で逆拡
散されている。

【００２２】図４は、本発明を適用したＣＤＭＡ無線通
信システム用の基地局の構成例を示す図である。基地局
は、網インターフェイス部４２２により、移動通信網４
２３と接続している。パケット制御部４１９は、網イン
ターフェイス４２２から送信情報４２１を受け取り、そ
れぞれの移動端末に対して、応答信号５１３または下り
伝送信号５１４を送信する。加えて、上記パケット制御
部４１９は、上り伝送信号５１５を受け取り、網インタ
ーフェイス４２２に受信情報４２０を送信する。また、
パケット制御部４１９は、受信した予約チャネルの信号
を読み、データの送信要求をもつ端末にデータ送信のス
ケジューリングをおこなう。上記スケジューリングは、
予約信号を送信した移動端末宛に応答信号を送信するこ
とによっておこなう。

【００２３】発信器４１１は、チップクロック４１１を
発生する。チップクロック４１１は、PN発生器(長周期)
４１５などのクロックに入力される。分周器４１２は、
上記発信器４１１により発生したをチップクロック４１
１を分周し、シンボルクロック４１３を発生する。ま
た、上記分周器４１２は、後述するパイロット信号用の
ＰＮ発生器(長周期)４１５から発生するフレームクロッ
ク４０８をリセット信号として用いる。

【００２４】基地局は、パイロット信号５１２、応答信
号５１３、下り伝送信号５１４を送信する。これらの信
号は、それぞれ長周期符号ＰＮ発生器４１５、４１６、
４７１で作られる互いに同期した拡散符号と乗算器でそ
れぞれ乗じられ加算器で足し合わされた後、高周波回路
４０３、サーキュレータ４０１を経て、アンテナ１０１
から送信される。また、パイロット信号用のＰＮ発生器
(長周期)４１５は、長周期の拡散符号の周期のフレーム
クロック４０８発生する。

【００２５】アンテナ４００で受信された信号は、サー
キュレータ４０１を経て高周波回路４０２に入力され、
ベースバンドのスペクトル拡散信号４０４に変換され
る。上記のベースバンド信号４０４は、予約チャネル受
信部４０５、伝送チャネル受信部４０９に入力される。

【００２６】予約チャネル受信部４０５は、ベースバン
ド信号４０４から予約信号５１６を分離しパケット制御
部４１９に出力する役割と、それぞれの予約パケットの
伝搬遅延情報４０７を伝送チャネル受信部４０９に出力
する役割をもつ。

【００２７】伝送チャネル受信部４０９は、予約パケッ
ト受信部４０５から伝搬遅延情報４０７を入力し、受信
すべき伝送パケットの受信タイミングを予測する。伝送
チャネル受信部４０９は、上記の受信タイミングよりベ
ースバンド信号４０４の復調を行ない上り伝送信号５１
５を出力する。上り伝送信号５１５は、パケット制御部
４１９に入力される。

【００２８】図５は、図４で示した基地局に対応する移
動端末の構成の例を示した図である。アンテナ４００で
受信された信号は、サーキュレータ４０１、高周波回路
４０３を経てベースバンド信号に変調される。ベースバ
ンド信号は、それぞれのチャネルのＰＮ符号発生器４１
５〜４１７で発生されるＰＮ符号と乗算器により乗算さ
れ、逆拡散処理を受ける。上記の逆拡散処理を受けた信
号は、累算器５０６に入力され一定時間累積され、受信
データとなる。応答信号５１３と下り伝送信号５１４
は、パケット制御部４１９においてパケットから元のデ
ータに変換され受信情報４２０として、ユーザインター
フェイス５１０に送られる。ユーザーインタフェイス５
１０は、上記受信情報４２０に信号処理を施し入出力装
置５１１へ出力する。

【００２９】逆に、入出力装置５１１からユーザインタ
フェイス５１０に入力された場合、ユーザインタフェイ
ス５１０は送信情報４２１を、パケット制御部４１９に
出力する。パケット制御部４１９において、送信要求が
あることを基地局に伝える予約信号５１６を送信する。
基地局からの返答は応答信号５１３で返される。パケッ
ト制御部は、上記応答信号５１３を読み基地局から指示
されたスケジューリングにしたがって、送信情報４２１
をパケット化した上り伝送信号を送信する。パイロット
信号５１２は基地局から常時送信されており、ＤＬＬ制
御部５０７はこのパイロット信号を用いて同期を保持す
る。ＤＬＬ制御部５０７で作られるシステムクロック５
０６は、各ＰＮ発生器に入力される。基地局と同様に移
動端末のパイロット信号用のＰＮ発生器（長周期符号）
４１５は、長周期の拡散符号の周期のフレームクロック
５０９を発生する。上記フレームクロック５０９は、Ｐ
Ｎ発生器(長周期)４１６,４１７,５０４,５０５の同期
をとる為に、格ＰＮ発生器のリセットに入力される。上
り伝送信号５１５は、ＰＮ発生器５０４が発生する拡散
符号と乗算器により乗算され、スペクトル拡散処理を行
なわれる。予約信号５１６は、ＰＮ発生器５０５が発生
する拡散符号と乗算器により乗算され、スペクトル拡散
処理を行なわれた後、加算器により上記のスペクトル拡
散された上り伝送信号と加えられ、高周波回路４０４、
サーキュレータ４０１を経てアンテナ４００から送信さ
れる。

【００３０】予約チャネル受信部４０５の構成を図６に
示す。予約チャネル受信部は、ベースバンド信号を入力
し逆拡散処理を施し予約信号４０６−１〜４０６−ｍを
出力する。また、多重化した予約パケットの伝搬遅延時
間情報４０７を測定する機能を有する。まずベースバン
ド信号４０４は、マッチドフィルタ６０１により相関値
出力６０２に変換される。上記相関値出力６０２は、２
つに分けられ一方は初期同期回路６０３に入力し、もう
一方はパケット分離回路に入力される。初期同期回路６
０３は、パケットのプリアンブル部において、チップ同
期タイミング信号６０４を抽出する。パケット分離回路
６０５は、上記初期同期回路６０３で得られたチップ同
期タイミング信号６０４を用いて相関値出力６０２を入
力し、時間的にずれて重なりあったパケット同士を分離
する。分離されたパケットのチップタイミング５８−１
〜５８−ｍと受信信号５９−１〜５９−ｍは、それぞれ
伝搬遅延測定回路６０６−１〜６０６−ｍに接続され
る。伝搬遅延測定回路は、フレームクロック４０８を基
準として分離された各パケットの要した伝搬遅延時間を
測定し、伝搬遅延時間情報４０７を出力する。検波回路
６０７−１〜６０７−ｍは、分離された各パケットを検
波し、データを復調する。

【００３１】伝送チャネル受信部４０９の構成を図７に
示す。伝送チャネル受信部は、ベースバンド信号４０４
を入力し逆拡散施し伝送信号４１０を出力する役割をも
つ。逆拡散処理の際、同一移動端末から送信された予約
パケットの伝搬遅延時間情報４０７を利用する特徴をも
つ。タイマ７０１は、フレームクロック４０８によりリ
セットされたとき、伝搬遅延時間情報４０７を初期値に
とる。以後、タイマ７０１は、チップクロック４１４を
クロック入力しカウントダウンし、伝搬遅延相当の時間
後ＰＮ切替え器７０２を起動する。予約チャネルは、短
周期符号のＰＮ系列を使用しマッチドフィルタの係数は
固定であるが、伝送チャネルは長周期符号のＰＮ系列を
使用するためシンボル毎にマッチドフィルタの係数を切
替える為、ＰＮ切替え器７０２が付随する。ＰＮ切替え
器７０２は、ＰＮ信号７０４とマッチドフィルタ係数ロ
ード信号７０３をマッチドフィルタ６０１にたいして出
力し、シンボル周期で伝送チャネル用の拡散符号をマッ
チドフィルタ６０１の係数に設定する。伝送チャネル受
信部４０９における初期同期回路６０３は、予約チャネ
ルと同じである。パケット分離回路６０５'は、初期同
期回路６０３でつくられたチップ同期タイミング信号６
０４に従ってシンボル周期でマッチドフィルタの出力か
らサンプリングし、分離されたパケットのチップタイミ
ング５８と受信信号５９が、デリミタ検出回路７０５に
出力される。時間的にずれて多重しているパケットの
うち１つだけを分離することが、予約チャネルのパケッ
ト分離回路と異なる。デリミタ検出回路７０５では、図
３で述べたパケットの構成でフレーム先頭デリミタ２０
３ｂを検出し情報データ２０４ｂのみを検波回路６０８
にわたす。検波回路６０８は、分離された各パケットを
検波し伝送信号４１０を出力する。

【００３２】マッチドフィルタ６０１の原理構造図を図
８に示す。マッチドフィルタ６０１は、ＰＮ系列のチッ
プ幅に等しい遅延時間Ｔをもつ多段接続された複数の遅
延素子８０１と、係数レジスタ８０５と、係数用遅延素
子８０６と、初段の入力タップと各遅延素子の出力タッ
プ毎に設けられた複数の係数乗算器８０２からなる。入
力された信号４０４が遅延素子６０１を伝達していくと
き、設定された係数レジスタ８０５の値と一致したと
き、上記の各係数乗算器８０２の出力の符号がそろうた
め、加算器８０３によりたし合わされた結果、相関値出
力６０２はピーク値をもつ。上記のタイミング以外では
乗算結果の符号がランダムなため、相関値の値は小さ
い。長周期符号の逆拡散に対応する為に、図７の係数切
替え器７０２からマッチドフィルタ係数ロード信号７０
３と、ＰＮ信号７０４を入力し、係数レジスタ８０５の
値の更新をおこなう機能を有する。係数用遅延素子８０
６は、ＰＮ切替え器７０２からのＰＮ符号を一つずつ読
み込み、係数用遅延素子８０６に流し込む。係数遅延素
子８０６すべてに係数が流し込まれたとき、マッチドフ
ィルタ係数ロード信号７０３がオンになり、係数レジス
タ８０５に係数遅延素子８０６の値がロードされる。
初期同期回路６０３の詳細な構成図を図９に示す。初期
同期回路６０３は、巡回加算回路９０１と閾値判定回路
９０４と時間窓処理回路９０５から構成されている。さ
らに巡回加算回路９０１は、加算器９０２と遅延素子９
０３から構成される。上記の遅延素子９０３は、フレー
ムクロック４０８をリセットに入力し、パケットのフレ
ーム毎にクリアされる。マッチドフィルタ６０１から出
力される相関値出力６０２は、加算器９０２により１シ
ンボル時間前の信号と加算され、再び遅延素子９０３に
入力される。遅延素子９０３は、入力された相関値を１
シンボル分記憶し、１シンボル時間遅れて出力する。上
記の巡回加算回路９０１により、全"１"からなるプリア
ンブル部においてマッチドフィルタ６０１から出力され
る１シンボルの周期をもつ相関ピークの振幅値は、巡回
加算を重ねる程増加し、雑音はランダムであるのでピー
ク値と比較して相対的に軽減される。閾値判定回路９０
４は、加算器９０２の出力が閾値を越えているか判定
し、閾値を越えていた時にだけオン(「１」状態)とな
る。時間窓処理回路９０５は、フレームクロック４０８
を基準としてパケットのプリアンブル２０２を受信され
うる期間内だけ閾値判定回路９０４の出力を有効とし、
チップ同期タイミング信号６０４として出力する。

【００３３】図１０は、パケット分離回路６０５の構成
の１例を示す。初期同期回路から得られるチップ同期タ
イミング信号６０４は、ＡＮＤ回路５０に入力される。
上記のＡＮＤ回路５０の他の入力は初期状態においてオ
フ状態であり、これらが反転して入力されている為、Ａ
ＮＤ回路５０は、上記比較器出力によって開かれ、その
出力がオン状態(「１」状態)となる。ＡＮＤ回路５０の
オン出力は、ＡＮＤ回路５２ａと５３ａに入力される。

【００３４】上記のＡＮＤ回路５３ｂは、他方の入力に
レジスタ５１ａの出力の否定信号が入力されている。初
期状態において、上記のレジスタ５１ａの出力はオフ
(「０」)状態となっているため、ＡＮＤ回路５０の出力
がオンとなった時点で、ＡＮＤ回路５３ａの出力もオン
状態となる。上記ＡＮＤ回路５３ａのオン状態は、タイ
ミングレジスタ５４ａにイネーブル信号として入力さ
れ、このとき、ＰＮ符号のチップ周期でカウント動作し
シンボル周期で初期値に戻るカウンタ６０の値が、上記
のレジスタ５４ａに設定される。

【００３５】上記のＡＮＤ回路５３ａのオン出力は、Ａ
ＮＤ回路５２ａと５３ａの他方の入力を制御するレジス
タ５１ａをオンの状態にする。上記のレジスタ５１ａ
は、フレーム同期信号５１３により次のフレームの先頭
でリセットされるまで、オン状態に維持し、この期間が
経過するまで、上記ＡＮＤ回路５３ａを閉じて、上記の
タイミングレジスタ５４ａに他のカウンタ値が設定され
るのを防止する。

【００３６】レジスタ５１ａがオンの状態のとき、マッ
チドフィルタから次のピーク値が出力されると、ＡＮＤ
回路５０から出力されたオン出力は、レジスタ５１ａの
出力で開かれた状態にあるＡＮＤ回路５２ａと、次のタ
イミングレジスタ５４ｂと対をなすＡＮＤ回路５３ｂを
介して、次のタイミングレジスタ５４ｂのイネーブル端
子に入力される。この結果、タイミングレジスタ５４ｂ
にカウンタ６０の出力値が設定される。この時、タイミ
ングレジスタ５４ｂと対をなすレジスタ５１ｂがオン状
態になり、上記したレジスタ５１ａと同様の動作によっ
て、フレームの終了までの間、レジスタ５４ｂへの他の
値の設定を禁止するとともに、次回発生したイネーブル
信号を更に次のレジスタ５３ｃへ入力するよう動作す
る。

【００３７】この実施例では、３つのタイミングレジス
タ５４ａ〜５４ｃを備えている為、以下、同様の動作の
繰り返しによって、時間的に重複して発生する複数の予
約パケットのうち、発生順に３つのパケットについて、
同期捕捉タイミングが記憶される。

【００３８】タイミングレジスタ５４ａに設定された同
期捕捉タイミングの値は、比較器５５ａにおいて、カウ
ンタ６０の出力と比較され、カウンタ値が上記のタイミ
ングレジスタ５４ａに設定された同期捕捉タイミングと
一致する度に、比較器５５ａがオン状態になる。上記比
較器のオン出力は、レジスタ５１ａがオン状態にある間
は開かれた状態にあるＡＮＤ回路５６ａを介して、デー
タレジスタ５７ａのイネーブル端子に入力される。この
結果、データレジスタ５７ａには、上記同期捕捉タイミ
ングにおけるマッチドフィルタの出力が入力される。他
のタイミングレジスタ５４ｂ〜５４ｃも、上記と同様に
動作し、データレジスタ５７ｂ〜５７ｃに予約パケット
に対応したマッチドフィルタの出力がシンボル毎に保持
される。図１１に、例として拡散比３で拡散されパケッ
ト長５シンボルの３つのパケット６１ａ〜６１ｃのパケ
ット分離動作の概念図を示す。初期同期回路６０３から
のチップ同期タイミング信号６０４の出力を６２ａａ
〜６２ｃｅで示す。ＡＮＤ回路５３ａ〜５３ｃの出力を
それぞれ６３ａ〜６３ｃで示す。レジスタ５１ａ〜５１
ｃの出力をそれぞれ６４ａ〜６４ｃで示す。タイミング
レジスタ５４ａ〜５４cの出力をそれぞれ６６ａ〜６６
ｃで示す。ＡＮＤ回路５６ａ〜５６ｃの出力をそれぞれ
６７ａ〜６７ｃで示す。

【００３９】ＡＮＤ回路５３ａの出力６３ａにより、タ
イミングレジスタ５４ａにカウンタ６０の値６５ａがロ
ードされる。以後５６ａの出力６７ａは、タイミングレ
ジスタ５４ａの出力値６６ａとカウンタ６０の出力値が
等しくなるタイミングでオン状態となる。

【００４０】同様に、ＡＮＤ回路５３ｂ〜５３ｃの出力
値６３ｂ〜６４ｃにより、タイミングレジスタ５４ｂ〜
５４ｃにカウンタ６０の値６５ｂ〜６５ｃがロードされ
る。以後５０ｂ〜５６ｃの出力６７ｂ〜６７ｃは、タイ
ミングレジスタ５６ｂ〜５６ｃの出力値６７ｂ〜６７ｃ
とカウンタ６０の出力値が等しくなるタイミングでオン
状態となる。

【００４１】図１２は、伝搬遅延測定回路６０６を示す
図である。デリミタ検出回路７０５は、パケット構成に
おけるフレーム開始デリミタ２０３を検出し、情報デー
タ２０４のみを受信データとして出力する。同時に上記
フレーム開始デリミタ２０３を検出したタイミングを伝
搬遅延計算回路７１に知らせる。シンボルカウンタ７０
は、フレームの先頭でリセットされシンボル毎にカウン
トされるカウンタである。伝搬遅延計算回路７１は、フ
レーム開始デリミタ２０３が検出された時のシンボルカ
ウンタ７０からシンボル単位でのパケットの遅延を得
る。上記のシンボル単位でのパケットの遅延とパケット
分離回路６０５で得られたチップタイミングレジスタ５
８の値を合わせ受信部での処理に要する時間を差引いた
のち、受信パケットの伝搬遅延時間情報４０７を出力す
る。

【００４２】本発明による第２の実施例を図１３、図１
４、図１５に示す。図１３は、実施例２における上り伝
送パケットの受信タイミングを説明する図である。基地
局は、予約パケットで測定した伝搬遅延Δt２の符号を
反転し、最大遅延時間Δｔｍａｘから差し引いた時間Δ
ｔｍａｘ−Δt２を遅延制御信号として、応答パケット
１０５'に埋め込み移動端末に知らせる。移動端末で
は、応答パケットから遅延制御信号を解読し、遅延制御
信号に指示される時間、フレームタイミングから遅らせ
て上り伝送パケットを送信する。上記の移動端末での伝
搬遅延補正により、基地局は、パケットフレームタイミ
ング１０６からΔtmax遅れたのタイミング１０８から上
り伝送パケット１０７の受信を開始する。

【００４３】図１４は、第２の実施例における基地局構
成図である。この実施例では、予約パケットを用いて測
定した伝搬遅延時間情報４０７を応答信号５１３をもち
いて移動端末に伝え、移動端末が上り伝送チャネル上に
て伝搬遅延を補正したデータの送信をおこなうようにし
ている。図において、図４と同一の回路要素には同一の
符号を付してあり、これらの回路要素は図４と同様の機
能をもつ。

【００４４】本実施例では、予約チャネル受信部４０５
において測定された伝搬遅延時間情報４０７を最大遅延
量４５０から差し引き、遅延制御信号４５１をつくる。
上記遅延制御信号４５１は、MUX４５２により応答信号
５１３に埋め込まれ、移動端末へ送信される。後述する
が、移動端末において上記の遅延制御信号４５１は解読
され、上り伝送パケットは移動端末内部のタイミングか
ら遅延制御信号４５１に応じて遅延送信される。上り伝
送パケットは、基地局では見かけ上、伝搬遅延が最大遅
延量４５０となり、伝送チャネル受信部４０９の内部の
ＰＮ切替器７０２は、最大遅延量４５０から動作する。

【００４５】図１５は第２の実施例における移動端末の
構成図である。図において、図５と同一の回路要素には
同一の符号を付してあり、これらの回路要素は図５と同
様の機能をもつ。遅延制御信号解読回路５５０は、応答
信号５１３から取り出した遅延制御信号４５１を、遅延
制御部５５２へ出力する。上記の可遅延制御部５５２
は、上記の遅延制御信号に指示される時間、フレームク
ロックとのデータを遅延させる。

【００４６】本発明による第３の実施例を図１６に示
す。

【００４７】図１６は、第１の実施例の基地局におい
て、ＲＡＫＥ受信を考慮した上り伝送チャネル受信部４
０９の構成図を示す。図において、図７と同一の回路要
素には同一の符号を付してあり、これらの回路要素は図
７と同様の機能をもつ。この実施例では、伝送チャネル
受信部４０９においても、予約と同様にパケット分離回
路６０５により、時間的にずれて重っているパケットを
分離する。上記のパケット分離回路６０５において分離
された信号は、ＲＡＫＥ受信部７５０において合成され
る。

【００４８】ＲＡＫＥ受信部７５０では、複数のデリミ
タ検出回路７０１ａ〜７０１ｂと検波回路６０７ａ〜６
０７ｃをもち、上記のパケット分離回路６０５において
分離されたパケット個々に、検波をおこなった後、合成
回路７５７で合成する。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、スペクトル拡散パケッ
ト通信において伝送路で大きな遅延をもつ場合において
も、ハードウエア規模の大きな増大なしに長周期の拡散
符号の高速同期が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の動作を説明する図。

【図２】本発明の予約パケットの構成を示す図。

【図３】本発明の伝送パケットの構成を示す図。

【図４】本発明によるＣＤＭＡ移動通信システムの第１
の実施例における基地局の構成を示すブロック図。

【図５】本発明によるＣＤＭＡ移動通信システムの第１
の実施例における基地局に対応する移動端末の構成を示
すブロック図。

【図６】本発明による基地局予約チャネル受信部の構成
を示す図。

【図７】本発明による基地局伝送チャネル受信部の構成
を示す図。

【図８】マッチドフィルタの構成を示す図。

【図９】初期同期回路の構成を示す図。

【図１０】本発明におけるパケット分離の構成の１例を
示す図。

【図１１】パケット分離の動作概念図。

【図１２】本発明における伝搬遅延測定回路の構成の１
例を示す図。

【図１３】本発明の実施例２の動作を説明する図。

【図１４】本発明によるＣＤＭＡ移動通信システムの第
２の実施例における基地局の構成を示すブロック図。

【図１５】本発明によるＣＤＭＡ移動通信システムの第
２の実施例における基地局に対応する移動端末の構成を
示すブロック図。

【図１６】本発明によるＣＤＭＡ移動通信システムに第
３の実施例における基地局の伝送チャネル受信部の構成
を示すブロック図。

【図１７】従来技術における送受信部の構成を示す図。

【符号の説明】

５０：ＡＮＤ回路、５１：レジスタ、５２：ＡＮＤ回
路、５３：ＡＮＤ回路、５４：レジスタ、５５：比較
器、５６：ＡＮＤ回路、５７：レジスタ、５８：チップ
タイミング、５９：受信信号、６０：カウンタ、６１：
パケット、６２ａａ〜６２ａｅ：初期同期回路からの出
力(１番目のパケット)、６２ｂａ〜６２ｂｅ：初期同期
回路からの出力(１番目のパケット)、６２ｃａ〜６２ｃ
ｅ：初期同期回路からの出力(１番目のパケット)、６４
ａ〜６４ｃ：ＡＮＤ回路５３ａ〜５３ｃの出力、６５ａ
〜６５ｃ：レジスタ５１ａ〜５１ｃの出力、６６ａ〜６
６ｃ：カウンタ６０の出力、６７ａ〜６７ｃ：レジスタ
５４ａ〜５４ｃの出力、６８ａ〜６８ｃ：ＡＮＤ回路５
６ａ〜５６ｃの出力、７０：カウンタ、７１：伝搬遅延
計算回路、８０：ＰＮ発生器（短周期符号）、１０１：
フレーム周期、１０２：基地局フレームタイミング(そ
の１)、１０３：移動端末フレームタイミング、１０
４：予約パケット、１０５：応答パケット、１０６：基
地局フレームタイミング(その２)、１０７：伝送パケッ
ト、１０８：受信タイミング、２０１：予約パケット、
２０２：プリアンブル、２０３：フレーム開始デリミ
タ、２０４：情報データ、２０５：１シンボル、２０
６：短周期拡散符号、３０１：伝送パケット、３０２：
長周期拡散符号、４００：アンテナ、４０１：サーキュ
レータ、４０２：ＲＸ高周波回路、４０３：ＴＸ高周波
回路、４０４：ベースバンド信号、４０５：予約チャネ
ル受信部、４０６：予約チャネル受信信号、４０７：伝
搬遅延情報、４０８：フレームクロック、４０９：伝送
チャネル受信部、４１０：伝送チャネル受信信号、４１
１：発信器、４１２：分周器、４１３：シンボルクロッ
ク、４１４：チップクロック、４１５：パイロット信号
用ＰＮ発生器、４１６：応答信号用ＰＮ発生器、４１
７：下り伝送信号用ＰＮ発生器、４１８：下り伝送信
号、４１９：パケット制御部、４２０：受信情報、４２
１：送信情報、４２２：網インターフェイス、４２３：
移動通信網、４５２：ＭＵＸ、４５０：最大遅延量、５
０４：上り伝送信号用ＰＮ発生器、５０５：予約信号用
ＰＮ発生器、５０６：累算器、５０７：ＤＬＬ制御部、
５０８：システムクロック、５０９：フレームクロッ
ク、５１２：パイロット信号、５１３：応答信号、５１
４：下り伝送信号、５１５：上り伝送信号、５１６：予
約信号、５５０：遅延制御信号解読回路、５５２：可変
遅延素子、５５１：遅延制御信号、６０１：マッチドフ
ィルタ、６０２：相関値出力、６０３：初期同期回路、
６０４：チップ同期タイミング信号、６０５：パケット
分離回路、６０６：伝搬遅延測定回路、６０７：検波回
路、７０１：タイマ、７０２：ＰＮ切替え器、７０３：
マッチドフィルタ係数ロード信号、７０４：ＰＮ信号、
７０５：デリミタ検出回路、７５０：ＲＡＫＥ受信部、
７５７：合成回路、８０１：遅延素子、８０２：係数乗
算器、８０３：加算器、８０４：マッチドフィルタ出
力、８０５：係数レジスタ、８０６：係数用遅延素子、
９０１：巡回加算回路、９０２：加算器、９０３：遅延
素子、９０４：閾値判定回路、９０５：時間窓処理回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主局と従局との間でスペクトル拡散通信を
行なうスペクトル拡散通信システムにおいて、従局が主
局から送信した下り方向の基準信号に基づいてフレーム
同期をとり、上記フレーム同期に基づいて上り方向の制
御信号を送出し、主局が下り方向の制御信号と上り方向
の制御信号の関係から無線区間における伝搬遅延時間を
求め、従局がフレーム同期信号に同期して上りデータ信
号を送出し、主局が該伝搬遅延時間に応じたタイミング
で上記上りデータ信号を受信するスペクトル拡散通信シ
ステム。
【請求項２】請求項１に記載のスペクトル拡散通信シス
テムおいて、主局から従局へ向かう下り方向へ基準信号
を送信する下りパイロットチャネルと、従局から主局へ
向かう上り方向へデータを伝送する１シンボル時間と等
しい繰り返し周期をもつ拡散符号により拡散される上り
制御チャネルと、１シンボル時間よりも長い繰り返し周
期をもつ拡散符号により拡散される上り伝送チャネル
と、主局は、前期の上り制御チャネルを受信するための
第１のマッチドフィルタと、１シンボル周期で係数を切
替えるしくみをもつ前期の上り伝送チャネルを受信する
ための第２のマッチドフィルタと、第１のマッチドフィ
ルタにより復調された信号のタイミングと主局内の基準
タイミングとの比較によって伝搬遅延を測定する機構
と、上記の伝搬遅延の測定結果を用いて第２のマッチド
フィルタの係数切替えタイミングを制御する機構を備
え、従局は、下りパイロットチャネルにおいて基準信号
を受信することで主局の基準タイミングを抽出する機構
と、下り制御信号から抽出した前記基準タイミングに同
期して上り伝送チャネル上に上りデータ信号を送信する
機構を備えるスペクトラム拡散通信システム。
【請求項３】従局から上りのチャネル上に送信されたデ
ータの先頭部に固定データパターンを有するデータ構造
と、主局において第２のマッチドフィルタの出力を周期
的に加算する巡回加算器を持ち、巡回加算器の出力を用
いて従局から第２のチャネル上に送信されたデータの先
頭部において、同期を確立することを特徴とする請求項
２に記載のスペクトル拡散通信システム。
【請求項４】主局において、第２のマッチドフィルタの
出力から複数のピークを分離する手段を持ち、従局から
第２のチャネル上に送信され異なった伝送路を経て時間
的にずれて受信された信号を、前記のピークを分離する
手段を用いて分離し復調したのち合成することを特徴と
する請求項２に記載のスペクトル拡散通信システム。
【請求項５】主局と従局との間でスペクトル拡散通信と
行なうスペクトル拡散通信システムにおいて、従局が主
局から送信した上り方向の基準信号に基づいてフレーム
同期をとり、上りフレーム同期に基づいて上り方向の制
御信号を送出し、下り方向の制御信号と上り方向の制御
信号の関係から無線区間における伝搬遅延時間を求め、
主局が該伝搬遅延時間の情報を下りのチャネルを通して
従局に伝え、従局が伝搬遅延に応じたタイミングで上り
データ信号を送出し、主局が上りデータ信号を受信する
スペクトル拡散通信システム。
【請求項６】請求項５に記載のスペクトル拡散通信シス
テムおいて、主局から従局へ向かう方向へ基準信号を送
信する下りパイロットチャネルと、主局から従局へ向か
う方向へ信号を送信する下り制御チャネルと、従局から
主局へ向かう方向へデータを伝送する１シンボル時間と
等しい繰り返し周期をもつ拡散符号により拡散される上
り制御チャネルと、１シンボル時間よりも長い繰り返し
周期をもつ拡散符号により拡散される上り伝送チャネル
と、主局は、前期の上り制御チャネルを受信するための
第１のマッチドフィルタと、１シンボル周期で係数を切
替えるしくみをもつ前期の上り伝送チャネルを受信する
ための第２のマッチドフィルタと、第１のマッチドフィ
ルタにより復調された信号のタイミングと主局内の基準
タイミングとの比較によって伝搬遅延を測定する機構
と、伝搬遅延の情報を下り制御チャネルに送信する機構
と、従局は、下りパイロットチャネルを受信することで
主局の基準タイミングを抽出する機構と、下り制御信号
を受信し主局にて測定された伝搬遅延を抽出する機構
と、下り制御信号から抽出した前記伝搬遅延に応じたタ
イミングで上り伝送チャネル上に上りデータを送信する
機構を備えるスペクトラム拡散通信システム。
【請求項７】従局から上り制御チャネル上に送信された
データの先頭部に固定データパターンを有するデータ構
造と、主局において第２のマッチドフィルタの出力を周
期的に加算する巡回加算器を持ち、従局から第２のチャ
ネル上に送信されたデータの先頭部において、前記巡回
加算器の出力を用いて、同期を確立することを特徴とす
る請求項６に記載のスペクトル拡散通信システム。
【請求項８】主局において、第２のマッチドフィルタの
出力から複数のピークを分離する手段を持ち、従局から
第２のチャネル上に送信され異なった伝送路を経て時間
的にずれて受信された信号を、前記のピークを分離する
手段を用いて分離し復調したのち合成することを特徴と
する請求項６に記載のスペクトル拡散通信システム。