JP2000216706A - スペクトラム拡散通信システムにおける同期捕捉装置および同期捕捉方法 - Google Patents
スペクトラム拡散通信システムにおける同期捕捉装置および同期捕捉方法Info
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Abstract
同期捕捉を行う。 【解決手段】 制御回路9は、1回目の相関値処理にお
いては、相関器4により得られた相関値の上位N個のみ
をタイミング・相関値記憶器10に記憶させ、2回目以
降は、得られた相関値PINに対応するタイミングが既に
記憶されている場合にはK×PIN+(1−K)×P
jを、記憶されていないがN番目に記憶されている相関
値より大きい場合には、K×PINを新たな値として記憶
する。一定区間分の全タイミングの相関値を記憶させる
のではなく、ピーク候補となる相関値とそのタイミング
情報のみを記憶させるので必要となる記憶容量を削減で
きる。さらに、スロット平均処理において、ピーク候補
となるタイミングの入れ替えを、仮の値を用いずに実際
の相関値のみに基づいて行なっているためノイズ等によ
る誤検出が少なくなる。
Description
通信方式を用いた受信装置において同期捕捉を行うため
のスペクトラム拡散通信システムにおける同期捕捉装置
および同期捕捉方法に関する。
信方式として、干渉や妨害に強いスペクトラム拡散通信
方式が注目されている。このスペクトラム拡散通信方式
とは、送信側では送信したい情報信号を拡散符号により
拡散して送信し、受信側ではその拡散符号と同一の拡散
符号を用いて逆拡散を行うことにより元の情報信号を得
る通信システムである。
ンボルといい、このシンボルを拡散するための拡散符号
を構成しているデータの単位をチップという。
複数の送信側がそれぞれ直交性を有する異なる拡散符号
を使用して拡散を行ない、受信側では逆拡散を行う際に
使用する拡散符号を選択することにより各通信の特定を
行うことができるため、複数の通信により同一の周波数
帯域を使用する符号分割多重多元接続(CDMA:Co
de Division Multiple Acce
ss)を行うことができる。
受信システムでは、送信側で拡散を行ったタイミングで
ある拡散タイミングを、受信側で正確に得ることができ
なければ逆拡散を正しく行うことができない。たとえこ
の拡散タイミングが1チップでもずれてしまうと受信側
では送信側から送信された信号を全く受信することがで
きなくなってしまう。
装置には、拡散タイミングを得るための同期捕捉装置が
備えられている。同期捕捉とは、ある特定のタイミング
のデータがある特定の拡散符号により拡散されている受
信データを送信装置から受信し、その特定の拡散符号を
用いてそのある特定のタイミングを得ることである。
タがある特定の拡散符号により拡散されているデータの
例を、CDMA通信方式の1つであるW−CDMA(W
ide band−CDMA:広帯域CDMA)方式を
用いて説明する。W−CDMA方式は、スペクトル拡散
通信方式を移動通信システムに適用したものである。
動局は、基地局から送信される止まり木チャネルを受信
することにより、基地局が論理シンボルの拡散を行う際
に使用する拡散符号、拡散タイミング等の基地局情報を
得ることができるようになっている。
符号には、ロングコード(長周期拡散符号)とショート
コード(短周期拡散符号)とがあり、本W−CDMA方
式では、論理シンボルはこのロングコードとショートコ
ードとにより二重拡散されている。ここで、ロングコー
ドは数10〜数100シンボル長相当の非常に長い周期
の符号であり、ショートコードは1シンボル長の短い周
期の符号である。
のデータ構造を説明する。
タは640msecのスーパーフレームという単位で送
信されている。そして、止まり木チャネル30は、その
スーパーフレームのうちの1つであり、各受信機毎の情
報を伝達するための64の無線フレーム311〜3164
から構成されている。
ムスロット321〜3216から構成され、タイムスロッ
ト321は、パイロットシンボル33と、BCCH(B
roadCast CHannel)シンボル34と、
ロングコードマスクシンボル35とから構成されてい
る。
256チップのW−CDMA方式の場合について説明す
るため、論理シンボル1ビットは256チップに拡散さ
れている。
1ビットの論理シンボルがショートコードのみで拡散さ
れた信号であり、ロングコードでは拡散されていない。
そして、ロングコードマスクシンボル35以外の論理シ
ンボルは全て、ロングコードとショートコードの両方の
拡散符号により拡散されている。そのため、RF部1に
より復調された信号を、ショートコードのみにより逆拡
散するとロングコードマスクシンボル35のみが元のシ
ンボルとして現れることになる。そして同期捕捉装置
は、このことを利用することにより拡散タイミングの検
出を行なっている。
ラム拡散通信方式の受信装置の構成の一例を図8に示
す。
信装置は、RF部1と、A/D変換器2と、同期捕捉装
置13とを有している。
復調してベースバンド信号に変換している。A/D変換
器2は、RF部1により復調されたベースバンド信号を
A/D変換することによりデジタルデータに変換してい
る。同期捕捉装置13は、A/D変換器2により変換さ
れたデジタルデータを用いて同期捕捉を行なっている。
す。同期捕捉装置13は、相関器4と、加算器20と、
相関値記憶器21と、ピーク検出器22とから構成され
ている。
たデジタルデータと予め設定された拡散符号との相関値
を求めている。相関器4の具体的な構成としては、デジ
タルデータを拡散符号長分保持しておき拡散符号との相
関を同時にとるマッチドフィルタを用いる場合や、拡散
符号とデジタルデータの相関を逐次とりそれを累積して
いくコリレータバンクを用いる場合等がある。
電力値として計算していて、電力値を算出する際に通常
4倍程度のオーバーサンプリングが行なわている。この
場合において、ショートコードの拡散長を256チッ
プ、1タイムスロットのシンボル数を10とすると、1
スロット区間のデータの数であるタイミング数は、4
(4倍サンプリング)×256(チップ)×10(シン
ボル)=10240となる。
相関値の例を図10に示す。この図10では、1スロッ
ト区間の10240タイミングの相関値を実際のデータ
を説明のために人為的に作成してグラフとして示したも
のである。ここで、相関値が大きな値を示している場合
がデジタルデータとショートコードが一致した時である
が、このグラフではそのようなタイミングが複数存在す
る。これは、この移動局が複数の基地局からの電波を受
信していることを示している。
値のデータを示しているが、移動局と複数の基地局とか
ら構成されている移動通信システムでは、移動局は移動
しながら基地局との通信を行なっているためフェージン
グ等の影響により得られる相関値が大きく変動する。ま
た、フェージングが大きな場合には得られる相関値が大
幅に低減され見かけ上は基地局からの電波が全く受信さ
れていないように見えてしまう場合がある。
相関値のデータに基づいて拡散タイミングを検出するの
ではなくスロット区間毎の相関値のデータの平均を計算
し、フェージングによるデータの欠落による誤動作を防
ぐスロット平均処理が行われている。
た相関値と相関値記憶器21から読み出された相関値と
の間の加算を行なっている。
得られた累積された相関値を新たな相関値として記憶し
ている。ここで、例えば相関値を32ビットにより表示
するとすると、相関値記憶器21は、各タイミング毎の
相関値を記憶するために10240×32ビットのデー
タ量を記憶することとなる。
ット平均回数が終了すると、相関値記憶器21により得
られた各タイミング毎のデータのピークを検出すること
により同期捕捉を行なっている。
スロット平均計算処理の動作について説明する。
ットで表わされた相関値が相関器4から連続的に入力さ
れてくる。そして、相関値記憶器21は、入力されたタ
イミングの過去の累積値を読み出し、その読み出した累
積値を加算器20に出力する。そして、加算器20で
は、相関値記憶器21から出力された累積値と相関器4
からの新たな相関値とを加算して新しい累積値を計算し
て相関値記憶器21に出力する。相関値記憶器21で
は、現在記憶しているそのタイミングの累積値の代わり
に新たな累積値をそのタイミングの累積値として記憶す
る。
ット平均計算処理について説明したが、同様な動作を1
0240タイミングに対して行う。そのため、同期捕捉
装置13では、スロット区間毎に全データの平均を取る
ために10240×32ビットのデータを相関値記憶器
21に記憶しておかなけれならない。そして、このよう
な大容量のデータを記憶するための相関値記憶器21に
は、記憶容量が少ないF/F(フリップフロップ)等の
レジスタを用いることができず外部RAM等が必要とな
る。
相関器4から入力されたあるタイミングのデータのスロ
ット平均計算処理を行うためには、そのタイミングの相
関値の累積値を相関値記憶器21から一旦読み出し、新
たな累積値が得られるとその得られた新しい累積値を相
関値記憶器21に書込むという動作を繰り返さなけらば
ならない。
により構成した場合には、外部RAMへ頻繁にアクセス
しなければならなくなる。しかし、外部RAMへのアク
セスには、F/F等のレジスタに記憶されたデータの読
み出し/書き込みする時間に比べて長い時間を必要とす
るため、スロット平均処理に要する時間が長くなってし
まう。
した同期捕捉装置が特願平10−63099号の明細書
に記載されている。
9中と同番号は同じ構成要素を示す。
値検出部24と、ベース値計算部25と、平均計算部2
6と、タイミング・相関値記憶器27とから構成されて
いる。
られた各タイミング毎の相関値のうち、値が大きいデー
タから予め定められた数であるN個だけ記憶し、そのN
番目のデータをしきい値とする。そして、上位N値計算
部24は、1スロット区間が終了すると、N個のデータ
をそのタイミングの情報とともに平均計算部26に出力
し、しきい値をベース値計算部25に出力する。
4において求められたしきい値を累積することによりベ
ース値を求め、そのベース値を記憶しておく。
ら入力されたN個のデータとそのタイミングの情報に対
して下記のような処理を行う。
グ・相関値記憶部27に既に記憶されている場合には、
記憶されているデータに今回得られたデータを加算して
新しいデータとして作成する。
グ・相関値記憶部27に記憶されていない場合にはベー
ス値に今回得られたデータを加算して新しいデータとし
て作成する。
ータが記憶されているタイミングで今回の処理で新しく
データが作成されなかったタイミングのデータにしきい
値を加算する。
たデータを大きい順番にソーティング(並び替え)し、
そのデータが予め定められた数M以上の場合には上位M
個以外のデータは廃棄し、M個のデータをタイミングの
情報とともにタイミング・相関値記憶部27に記憶させ
る。
算部26によって計算された相関値と、タイミングの情
報をそれぞれ対応させて記憶しておく。
1、図12および図13を参照して説明する。図12
は、相関器4により得られた相関値の各タイミング毎の
グラフ、図13は同期捕捉装置23の動作を示したフロ
ーチャートである。ここで、図12は図10と同様に実
際のデータから説明のために人為的に作成したデータを
グラフ化したものである。
大きい順番を〜で示している。そして、この図12
ではNが6の場合であるため、で示された上位から6
番目のデータの値がしきい値となっている。
装置23の動作について説明する。
のデータはデジタルデータに変換される。そして相関器
4においてデジタルデータとショートコードとの相関値
が計算される(ステップ81)。そして、上位N値検出
部24において相関値のうちの上位からN番目(図12
の例では6番目)までのデータのみが保持される(ステ
ップ83)。ここまでの動作が10240タイミングの
全てのデータに対して行われると(ステップ84)、上
位N値検出部24におけるN番目のデータはしきい値と
してベース値計算部25に出力され、ベース値計算部2
5ではしきい値を累積してベース値として記憶しておく
(ステップ85)。
部24において取り出されたN個のデータのそれぞれに
対し、以下のような処理を行う。
イミング・相関値記憶器27に記憶されているがどうか
判定し(ステップ86)、記憶されている場合にはその
タイミングに記憶されている値に今回得られた値を加算
しデータ1とする(ステップ87)。ステップ86にお
いてタイミング・相関値記憶器27に記憶されていない
場合には、ベース値計算部25において記憶されている
ベース値を今回得られた値に加算してデータ2とする
(ステップ88)。
終了すると(ステップ89)、平均計算部26はタイミ
ング・相関値記憶器27のその他のタイミングの値に今
回のしきい値を加算してデータ3とする(ステップ9
0)。
2、3のソートを行ない、タイミング・相関値記憶器2
7に記憶させる(ステップ91)。この場合に、データ
1、2、3をソートしたデータがMを超えた場合には上
記M個のデータのみをタイミング・相関値記憶器27に
記憶させ、それ以外のデータは廃棄する。
だけ上記の処理が終了すると全ての処理を終了する(ス
テップ92)。
な例を図14を用いて説明する。この図14(a)〜
(c)は、それぞれある1つのタイミングにおいて相関
値が加算される様子を示したものである。
において得られる相関値は大幅に変化していない場合、
図14(b)は得られる相関値がだんだん小さくなって
いく場合、図14(c)は得られる相関値がだんだん大
きくなっていく場合を示したものである。
が引かれているブロックはしきい値を示していて、それ
い以外のブロックはデータを示している。
データは全て上位N番目以内であったため、そのデータ
が加算されていたが、4回目のデータはフェージング等
の偶発的な理由により得られた相関値が上位N番目以内
に入らなかった。そのため、その回におけるしきい値が
替わりに加算される。そして、5回目以降はまた上位N
番目以内に入ったためそのデータが加算される。
得られなかったタイミングにおけるデータは、その回の
しきい値を加算することにより累積値としてのデータは
大幅に低くなることを防ぐことができる。
データは全て上位N番目以内であったが、基地局と移動
局の距離が大きくなる等の理由により5回目以降は上位
N番目に入らなくなっている。そのため、5回目以降は
いままでの累積値に各回のしきい値が加算されていく。
しかし、このタイミングのデータには、しきい値しか加
算されないためタイミング・相関値記憶器27に記憶さ
れているデータの中での順位がだんだん低くなってい
き、上位M番目以内に入らなくなった場合には廃棄され
てしまう。
さくなるタイミングにおけるデータは、しきい値しか加
算されなるなることにより上位M番目のデータから廃棄
されるようにしている。
上位N番目に入らなかったためタイミング・相関値記憶
器27にはそのタイミングのデータは記憶されていなか
った。しかし、5回目に初めて上位N番目に入ったた
め、平均計算部26はベース値と今回のデータを加算し
て新しくデータを生成しタイミング・相関値記憶器27
に記憶させる。
くなっていくタイミングのデータは、過去の累積値とし
てベース値が加算されることにより他のタイミングのデ
ータとの比較が適切に行われることになる。
ング・相関値記憶器27において保持すべきデータ量
は、例えばM=20、タイミングの情報が14ビットの
場合、20×(32ビット(データ) + 14ビット
(タイミングの情報))となり、図9に示した従来の同期
捕捉装置13におけるメモリ量10240×32ビット
の1/356となる。このようにこの同期捕捉装置23
は、スロット平均計算処理に要するメモリ量を削減する
ことができるので回路規模を小さくすることができる。
スロット区間のスロット平均計算処理においてタイミン
グ・相関値記憶器27に対するデータの読み出しおよび
書き込みをそれぞれM回行うだけですむ。従来の同期捕
捉装置13では、相関値記憶器21に対する読み出しお
よび書き込みの処理をそれぞれ10240回行なってい
たのと比較するとデータの読み出し/書き込みに必要な
時間を大幅に短縮することができる。
は、タイミング・相関器記憶器27に必要な記憶容量が
少なくてすむため読み出し/書き込み時間が長い外部R
AMではなく、読み出し/書き込み時間が短くてすむF
/F等を用いることにより、タイミング・相関値記憶器
27に対する読み出し/書き込み回数を大幅に減らすこ
とができる相乗効果によりスロット平均計算処理の処理
時間を大幅に短縮することができる。
は、必要となるメモリ量を削減することはできるが、仮
のデータであるしきい値やベース値を得られた相関値に
加算しているので平均処理後に得られる相関値と実際の
相関値との差が大きい。
況では問題は発生しないが、仮のデータを用いているこ
とによりSIRが悪い状況においては、同期捕捉の精度
が低くなってしまう可能性を有している。そして、最悪
の場合には誤動作等を引き起こすことも予想される。
から6番目の相関値が予定したよりも大きな値となった
場合等には、徐々に相関値が小さくなっているタイミン
グがいつまでもタイミング・相関値記憶器27に残って
しまう等の問題が発生する。
よりも小さな値となった場合には、大きな相関値が得ら
れるタイミングが急に存在するようになった場合でもタ
イミング・相関値記憶器27に入ってこないという問題
も発生し得る。
捉装置では、状況によっては同期捕捉の精度が悪くなっ
てしまうという問題点があった。
もにより高い精度の同期捕捉を行うことができる同期捕
捉装置を提供することである。
に、本発明のスペクトラム拡散通信システムにおける同
期捕捉装置は、受信信号のうちの特定の拡散符号により
拡散された特定のタイミングを検出することにより同期
捕捉を行うための、スペクトラム拡散通信システムにお
ける同期捕捉装置であって、復調された前記受信信号を
A/D変換することにより得られたデジタルデータと前
記特定の拡散符号との相関値を求める相関検出手段と、
相関値のデータをそのタイミングとともに記憶するため
のタイミング・相関値記憶手段と、前記相関検出手段に
より得られた相関値に係数K(0<K≦1)を乗算して
出力する第1の乗算手段と、前記タイミング・相関値記
憶手段から読み出された相関値に係数1−Kを乗算して
出力する第2の乗算手段と、前記第1の乗算手段から出
力された値と前記第2の乗算手段から出力された値を加
算して出力している加算手段と、前記加算手段の出力ま
たは前記第1の乗算手段の出力のいずれかを選択して出
力している選択手段と、1回目の相関値計算において
は、前記相関検出手段において得られた一定区間分の相
関値のうちの上位から予め定められたN番目以内のデー
タのみを前記タイミング・相関値記憶手段に記憶させ、
2回目以降の相関値計算においては、前記相関検出手段
において得られた相関値が得られたタイミングが前記タ
イミング・相関値記憶手段に記憶されているかどうかを
判定し、前記タイミング・相関値記憶手段に記憶されて
いる場合には前記選択手段に対して前記加算手段からの
出力を前記タイミング・相関値記憶手段に出力するよう
に指示し、前記相関検出手段において得られた相関値が
得られたタイミングが前記タイミング・相関値記憶手段
に記憶されていないとともに、該相関値が前記タイミン
グ・相関値記憶手段に記憶されているN番目の相関値P
Nより大きい場合には前記選択手段に対して前記第1の
乗算手段からの出力を前記タイミング・相関値記憶手段
に出力するように指示し、前記相関検出手段において得
られた相関値が得られたタイミングが前記タイミング・
相関値記憶手段に記憶されていないとともに、該相関値
が前記タイミング・相関値記憶手段に記憶されているN
番目の相関値PN以下の場合には前記タイミング・相関
値記憶手段に対して前記選択手段からの出力に対して何
も処理しない指示を行ない、規定された平均回数の相関
値計算の処理が終了すると、前記タイミング・相関値記
憶手段に記憶されているタイミング情報を出力する制御
手段とから構成されている。
関値をタイミング・相関値記憶手段に記憶させるのでは
なく、ピーク候補となる相関値とそのタイミング情報の
みをタイミング・相関値記憶手段に記憶させるので必要
となる記憶容量を削減することができる。さらに、本発
明は、複数の一定区間の相関値の平均を求める平均処理
において、ピーク候補となるタイミングの入れ替えを、
仮の値を用いずに実際の相関値のみに基づいて行なって
いるためノイズ等を原因とする誤検出が少なくなる。し
たがって、タイミング・相関値記憶手段に必要となる記
憶容量を削減するとともにより高い精度の同期捕捉を行
うことができる。
ステムにおける同期捕捉装置は、前記相関検出手段がマ
ッチドフィルタまたはコリレータバンクである。
ステムにおける同期捕捉装置は、前記係数Kが可変数で
ある。
ステムにおける同期捕捉装置は、前記係数Kが1回目の
相関値計算と、2回目以降の相関値計算において異な
る。
図面を参照して詳細に説明する。
拡散通信システムにおける同期捕捉装置の構成を示すブ
ロック図である。図8中と同番号は同じ構成要素を示
す。
ムにおける同期捕捉装置3は、相関器4と、乗算器5、
6と、加算器7と、選択器8と、制御回路9と、タイミ
ング・相関値記憶器10とから構成されている。
値に係数K(0<K≦1)を乗算して出力している。乗
算器6は、タイミング・相関値記憶器10から読み出さ
れた相関値に係数1−Kを乗算して出力している。加算
器7は、乗算器5から出力された値と乗算器6から出力
された値を加算して出力している。選択器8は、制御回
路9の指示に従い、加算器7の出力または乗算器5の出
力のいずれかを選択して出力している。
ては、相関器4において得られた相関値のうちの上位か
らN番目以内のデータのみをタイミング・相関値記憶器
10に記憶させる。
値計算においては、相関器4において得られた相関値P
INが得られたタイミングがタイミング・相関値記憶器1
0に記憶されているかどうかを判定し、タイミング・相
関値記憶器10に記憶されている場合は選択器8に対し
て加算器7からの出力をタイミング・相関値記憶器10
に出力するように指示する。
相関値PINが得られたタイミングがタイミング・相関値
記憶器10に記憶されていないとともに、得られた相関
値P INがタイミング・相関値記憶器10に記憶されてい
るN番目の相関値PNより大きい場合には選択器8に対
して乗算器5からの出力をタイミング・相関値記憶器1
0に出力するように指示する。
相関値PINが得られたタイミングがタイミング・相関値
記憶器10に記憶されていないとともに、得られた相関
値P INがタイミング・相関値記憶器10に記憶されてい
るN番目の相関値PN以下の場合にはタイミング・相関
値記憶器10に対して選択器8からの出力に対して何も
処理しないような指示を行う。
ト平均回数の相関値計算の処理が終了すると、タイミン
グ・相関値記憶器10に記憶されているタイミングを出
力することにより同期捕捉を行なっている。
のデータをそのタイミングとともに記憶している。タイ
ミング・相関値記憶器10に記憶されるデータの内容を
図2に示す。
値とタイミングの組合わせのデータがN+M個記憶され
ている。そして、上位N番目のデータはタイミング
TN、相関器PNとなっている。N、Mの具体的な値とし
ては、例えばN=20、M=10程度の値である。
を図3のフローチャートを参照して説明する。
デジタルデータが各タイミング毎に入力されると、その
デジタルデータのうちの1スロット分のデータの相関値
をそれぞれタイミング毎に求める(ステップ201)。
た相関値のピーク検出を行ない、相関値が大きいものか
らN番目以内をピークと判定し、ピークとして判定され
たものについてのみ、そのタイミングと相関値をタイミ
ング・相関値記憶器10に記憶させる(ステップ20
2)。
値記憶器10に記憶されたデータを相関値の大小に従っ
てソーティングする(ステップ203)。
の相関値計算が行われる(ステップ204)。
相関値に対して順次以下の処理が行なわれる。先ず、制
御回路9は、そのタイミングのデータが記憶器10に既
に記憶されているかどうか判定し、記憶されている場合
には、選択器8に対して加算器7のデータをタイミング
・相関値記憶器10に出力するような制御を行う。この
ことにより、選択器8から出力されるデータPj(new)は
下記の式(1)に示す値となる(ステップ206)。
10から読み出された相関値を示していて、Pj(new)は
Pjの代わりにタイミング・相関値記憶器10に記憶さ
れる相関値を示している。
のデータがタイミング・相関値記憶器10に記憶されて
いない場合には、制御回路9は、相関値PINとタイミン
グ・相関値記憶器10に記憶されているN番目の相関値
PNとの比較を行う(ステップ207)。
PINが相関値PNより小さい場合には制御回路9は、次
のタイミングの相関値の処理を行う(ステップ21
2)。
関値PN以上の場合には、制御回路9は、選択器8に対
して乗算器5の出力データをタイミング・相関値記憶器
10に出力するような制御を行う。このことにより、選
択器8から出力されるデータPj(new)は下記の式(2)
に示す値となる。
相関値Pj(new)が得られた場合には、その相関値P
j(new)は相関値Pjの代わりにタイミング・相関値記憶
器10に記憶される(ステップ209)。
値記憶器10に記憶されたデータを相関値の大小に従っ
てソーティングする(ステップ210)。
てのタイミングについての処理が終了していればステッ
プ213の処理に進み、全てのタイミングについての処
理が終了していない場合には、次のタイミングの処理
(ステップ212)を行う(ステップ211)。
処理を規定されたスロット平均回数だけ繰り返し、規定
平均回数分のスロットのデータに対する処理が終了した
場合には、タイミング・相関値記憶器10に記憶されて
いる上位N個の相関値を得られた拡散タイミングとして
出力して全ての処理を終了する(ステップ213)。
規定した値としたが、図4からも明らかなとおり、本発
明による平均方法によれば特定のスロット平均回数に限
定する必要はなく、任意の平均回数とすることができ
る。
て、タイミング・相関値記憶器10に記憶されている相
関値がどのように変化するかを図4〜図6を参照して説
明する。図4〜図6では、相関値は実際の相関値を1と
した場合の比として示している。
ミング・相関値記憶器10に記憶されていなかったタイ
ミングの相関値とスロット平均回数との関係を、係数K
の値を変化させて示した図である。
くすればするほど少ない回数で1に近づくことがわか
る。よって、1回目の相関値計算によりタイミング・相
関値記憶器10に記憶されなかったタイミングがあった
場合でも、係数Kの値が大きいほうが、少ない回数で記
憶される相関値が実際の値に近づくこととなる。また、
途中であるタイミングの相関値が大きくなってきた場合
にも、記憶される相関値は、係数Kの値が大きいほうが
少ない回数で実際の値に近づくこととなる。
ズ等により基地局ではないタイミングのデータが記憶さ
れてしまった場合のスロット平均回数と相関値の関係を
示す図である。この図5では係数K=1/4の場合のみ
を示している。
は高い相関値が得られないため、タイミング・相関値記
憶器10に記憶される相関値が徐々に小さくなっていく
が、この場合には係数Kの値が大きいほうが少ない回数
でタイミング・相関値記憶器10に記憶されないように
なる。
タが追加された場合のスロット平均回数と相関値の関係
を示す図である。この図6では係数K=1/4の場合を
示している。この図6において実線は追加された新たな
タイミングのデータが正しく基地局に対応したデータで
ある場合であり、破線は追加された新たなタイミングの
データがノイズ等の基地局には対応していないデータで
ある場合を示すものである。
計算において相関値として0.8という値が得られ、
0.8×1/4=0.2という値がタイミング・相関値
記憶器10に新たに記憶された場合を示している。
タイミングのデータが正しく基地局に対応したデータで
ある場合には、回数が増すごとに相関値は大きくなり、
追加された新たなタイミングのデータがノイズ等の基地
局には対応していないデータである場合には、回数が増
すごとに相関値は小さくなっていく。
値が大きいほうが相関値の変化量は大きくなるが、ノイ
ズ等により基地局には対応していないデータを相関値と
してタイミング・相関値記憶器10に記憶されてしまっ
た場合には、あまり係数を大きく設定してしまうとその
誤った相関値が大きな値でタイミング・相関値記憶器1
0に記憶されることになり同期捕捉ができない可能性が
高くなる。そのため、係数Kの値は実機によるフィール
ド試験等により最適な値を設定することが望ましい。
ット分の全タイミングの相関値をタイミング・相関値記
憶器10に記憶させるのではなく、ピーク候補となる相
関値とそのタイミング情報のみをタイミング・相関値記
憶器10に記憶させるので、図11に示した従来の同期
捕捉装置23と同様に、必要となる記憶容量を削減する
ことができる。
イミング・相関値記憶器10において保持すべきデータ
量は、例えばN=20、M=10、タイミングの情報が
14ビットの場合、30×(32ビット(データ) +
14ビット(タイミングの情報))となり、図9に示し
た従来の同期捕捉装置13におけるメモリ量10240
×32ビットの約1/237となる。このようにこの同
期捕捉装置3は、スロット平均計算処理に要するメモリ
量を、図11に示した同期捕捉装置23と同様に、削減
することができるので回路規模を小さくすることができ
る。
複数のスロットの相関値の平均を求める平均処理におい
て、ピーク候補となるタイミングの入れ替えを、従来の
同期捕捉装置23におけるしきい値やベース値のような
仮の値を用いずに実際の相関値のみに基づいて行なって
いるためノイズ等を原因とする誤検出が少なくなる。
捕捉装置3を用いることにより、タイミング・相関値記
憶器10に必要となる記憶容量を削減するとともにより
高い精度の同期捕捉を行うことができる。
倍のオーバーサンプリングを行ない32ビットのデータ
としていたが本発明はこれらの値に限定されるものでは
なく他の値の場合にも適用することができるものであ
る。
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、係数Kの値を可変とした場合でも同様に適用するこ
とができるものである。このような場合として、例えば
1回目はK=1とし、2回目以降はK=1/4とするよ
うなことが考えられる。
算において上位N番目のタイミングと相関値をタイミン
グ・相関値記憶器10にしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、図9に示した同期捕捉装置13
のように全タイミングと相関値のデータをタイミング・
相関値記憶器10に記憶する場合にも同様に適用するこ
とができるものである。この場合には、より最近のデー
タに重み付けを行うことができるので、例えば徐々に値
が大きくなるようなデータを素早くリストに取り入れる
ことができる。
量を削減するとともにより同期捕捉を高精度に行うこと
ができるという効果を有する。
信システムにおける同期捕捉装置3の構成を示すブロッ
ク図である。
内容を示す図である。
ートである。
相関値の関係を示す図である。
ていないデータが記憶されてしまった場合のスロット平
均回数と相関値の関係を示す図である。
た場合のスロット平均回数と相関値の関係を示す図であ
る。
の一例を示す図である。
示すブロック図である。
ク図である。
ングにおける相関値のグラフである。
捕捉装置23の構成を示すブロック図である。
ングにおける相関値のグラフである。
ためのフローチャートである。
ための相関値の変化を示した図である。
1)
Claims (8)
- 【請求項1】 受信信号のうちの特定の拡散符号により
拡散された特定のタイミングを検出することにより同期
捕捉を行うための、スペクトラム拡散通信システムにお
ける同期捕捉装置であって、 復調された前記受信信号をA/D変換することにより得
られたデジタルデータと前記特定の拡散符号との相関値
を求める相関検出手段と、 相関値のデータをそのタイミングとともに記憶するため
のタイミング・相関値記憶手段と、 前記相関検出手段により得られた相関値に係数K(0<
K≦1)を乗算して出力する第1の乗算手段と、 前記タイミング・相関値記憶手段から読み出された相関
値に係数1−Kを乗算して出力する第2の乗算手段と、 前記第1の乗算手段から出力された値と前記第2の乗算
手段から出力された値を加算して出力している加算手段
と、 前記加算手段の出力または前記第1の乗算手段の出力の
いずれかを選択して出力している選択手段と、 1回目の相関値計算においては、前記相関検出手段にお
いて得られた一定区間分の相関値のうちの上位から予め
定められたN番目以内のデータのみを前記タイミング・
相関値記憶手段に記憶させ、2回目以降の相関値計算に
おいては、前記相関検出手段において得られた相関値が
得られたタイミングが前記タイミング・相関値記憶手段
に記憶されているかどうかを判定し、前記タイミング・
相関値記憶手段に記憶されている場合には前記選択手段
に対して前記加算手段からの出力を前記タイミング・相
関値記憶手段に出力するように指示し、前記相関検出手
段において得られた相関値が得られたタイミングが前記
タイミング・相関値記憶手段に記憶されていないととも
に、該相関値が前記タイミング・相関値記憶手段に記憶
されているN番目の相関値PNより大きい場合には前記
選択手段に対して前記第1の乗算手段からの出力を前記
タイミング・相関値記憶手段に出力するように指示し、
前記相関検出手段において得られた相関値が得られたタ
イミングが前記タイミング・相関値記憶手段に記憶され
ていないとともに、該相関値が前記タイミング・相関値
記憶手段に記憶されているN番目の相関値PN以下の場
合には前記タイミング・相関値記憶手段に対して前記選
択手段からの出力に対して何も処理しない指示を行な
い、規定された平均回数の相関値計算の処理が終了する
と、前記タイミング・相関値記憶手段に記憶されている
タイミング情報を出力する制御手段とから構成されてい
る、スペクトラム拡散通信システムにおける同期捕捉装
置。 - 【請求項2】 前記相関検出手段がマッチドフィルタで
ある請求項1記載のスペクトラム拡散通信システムにお
ける同期捕捉装置。 - 【請求項3】 前記相関検出手段がコリレータバンクで
ある請求項1記載のスペクトラム拡散通信システムにお
ける同期捕捉装置。 - 【請求項4】 前記係数Kが可変数である請求項1から
3のいずれか1項記載のスペクトラム拡散通信システム
における同期捕捉装置。 - 【請求項5】 前記係数Kが1回目の相関値計算と、2
回目以降の相関値計算において異なる請求項4記載のス
ペクトラム拡散通信システムにおける同期捕捉装置。 - 【請求項6】 受信信号のうちの特定の拡散符号により
拡散された特定のタイミングを検出することにより同期
捕捉を行うための、スペクトラム拡散通信システムにお
ける同期捕捉方法であって、 復調された前記受信信号をA/D変換することにより得
られたデジタルデータと前記特定の拡散符号との相関値
を順次求め、 1回目の相関値計算においては、一定区間分の相関値の
うちの上位から予め定められたN番目以内のデータのみ
を記憶し、 2回目以降の相関値計算においては、得られた相関値が
得られたタイミングを記憶しているかどうかを判定し、
記憶している場合には該相関値に係数K(0<K≦1)
を乗算した値と記憶している相関値に係数1−Kを乗算
した値とを加算した値を新たな相関値として記憶し、 得られた相関値が得られたタイミングを記憶していない
とともに、該相関値が記憶しているN番目の相関値PN
より大きい場合には該相関値に前記係数Kを乗算した値
を新たな相関値として記憶し、 得られた相関値が得られたタイミングを記憶していない
とともに、該相関値を記憶しているN番目の相関値PN
以下の場合には記憶している相関値をそのままとし、 規定された平均回数の相関値計算の処理が終了すると、
記憶しているタイミング情報を出力する、スペクトラム
拡散通信システムにおける同期捕捉方法。 - 【請求項7】 前記係数Kが可変数である請求項6記載
のスペクトラム拡散通信システムにおける同期捕捉方
法。 - 【請求項8】 前記係数Kが1回目の相関値計算と、2
回目以降の相関値計算において異なる請求項7記載のス
ペクトラム拡散通信システムにおける同期捕捉方法。
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2000
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