JP2001016120A - Cdma送受信器 - Google Patents
Cdma送受信器Info
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Abstract
波数偏差補償を行うことにより、各マルチパスごとの周
波数偏差補償を実現し、受信特性の良好なCDMA通信
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 マルチパスごとの相関値を求め
る2以上の復調器が、所定の疑似拡散符号系列で検波信
号を逆拡散して相関値を求める相関器と、この相関値に
基づき、相関値ごとの位相回転速度を求める周波数偏差
検出部と、この位相回転速度に基づき相関値の位相を回
転させる周波数偏差補償部からなるCDMA通信装置。
Description
ivision Multiple Access)送受信器に係り、さらに詳
しくは、受信搬送波に対する局所搬送波の周波数偏差を
補償する周波数偏差補償機能を備えた携帯電話機などの
CDMA送受信器の改良に関する。
成を示したブロック図である。図中の1は無線周波数信
号(RF信号)を送受信するアンテナ、20は局部搬送
波を出力する局部発振器、21は受信したRF信号と局
部搬送波を混合して受信ベースバンド信号を出力する直
交検波回路、3a〜3cは各マルチパスごとに受信ベー
スバンド信号を復調信号に変換する復調器(フィンガ
ー)であり、4は復調信号を合成して合成相関値を出力
する相関値合成器である。
出力する相関値から周波数偏差を検出する周波数偏差検
出器、24は検出された周波数偏差を平均化するループ
フィルタ、22は送信ベースバンド信号と局部搬送波を
混合してRF信号を出力する直交変調回路である。な
お、図中のT1は受信ベースバンド信号の出力端子、T
2が送信ベースバンド信号の入力端子であり、ともにベ
ースバンド信号処理回路(不図示)に接続されている。
波回路21で局部搬送波と混合され、受信ベースバンド
信号となる。この受信ベースバンド信号は、各マルチパ
スごとに復調器3a〜3cで復調される。
グに合わせて受信ベースバンド信号を擬似拡散符号系列
PNで逆拡散して相関値を求める相関器30と、この相
関値の絶対位相誤差を補償して復調信号を生成する絶対
位相差補償器34からなる。この相関器30では、受信
ベースバンド信号と擬似雑音符号系列の複素乗算結果を
1情報シンボル期間ごとに積分することによって、1情
報シンボルごとの相関値を求めている。
は相関値合成器4で合成され、ベースバンド信号処理回
路へ出力される。また、ベースバンド信号処理回路の出
力する送信ベースバンド信号は、直交変調回路22で局
部搬送波と混合され、送信RF信号としてアンテナ1か
ら送信される。
cで求められた相関値に基づき、受信RF信号に対する
局部搬送波の周波数偏差量を求める。すなわち、時間的
に前後する2つの相関値の位相回転量に基づき周波数偏
差量が求められる。この周波数偏差量はループフィルタ
7で平均化され、局部発振器2の制御電圧信号となる。
VCO(Voltage control oscillator)としての局部発
振器2では、この制御電圧信号により発振周波数が制御
される。
によって局部搬送波の周波数偏差を補償している。すな
わち、従来のCDMA送受信器は、受信ベースバンド信
号に基づき周波数偏差を求め、局部発振器2へ周波数偏
差量をフィードバックすることによって、周波数自動制
御(AFC:automatic frequency control)を行って
いる。
は一般的に異なる周波数誤差を含んでおり、周波数偏差
量は各マルチパスごとに異なっているのに対し、各マル
チパスに対応する各変調器3a〜3cには、共通の局部
搬送波によって直交検波された同一のベースバンド信号
が入力されている。このため、周波数偏差検出器29で
は各マルチパスごとの周波数偏差量を平均化して周波数
偏差量を求めており、すべてのマルチパルに関して周波
数を一致させることは不可能であった。
のであり、受信ベースバンド信号に対し周波数偏差補償
を行うことにより、各マルチパスごとの周波数偏差補償
を実現し、受信特性の良好なCDMA通信装置を提供す
ることを目的とする。
波数偏差の検出を行うことにより、高精度の周波数偏差
補償を実現し、受信特性の良好なCDMA通信装置を提
供することを目的とする。
偏差を送信ベースバンド信号に対して補償することによ
り、局部発振器の構成を簡略化し、小型のCDMA通信
装置を提供することを目的とする。
信装置は、受信信号及び局部搬送波を混合する検波器
と、検波器の出力に基づきマルチパスごとの相関値を求
める2以上の復調器と、各復調器の出力する相関値を合
成する相関値合成部とを備えたCDMA送受信器であっ
て、復調器が、所定の疑似拡散符号系列で検波信号を逆
拡散して相関値を求める相関器と、この相関値に基づ
き、相関値ごとの位相回転速度を求める周波数偏差検出
部と、この位相回転速度に基づき相関値の位相を回転さ
せる周波数偏差補償部からなる。この様な構成により、
マルチパルごとの復調器内で、周波数偏差を検出し、相
関値に対し周波数偏差の補償を行うことにより、マルチ
パルごとの周波数偏差を補償することができる。
前記周波数偏差検出部は、前記相関値を所定の遅延時間
だけ遅延させる第1の遅延器と、遅延前後の相関値につ
いて共役複素乗算を行い、これら相関値間の位相回転量
を求める第1の複素乗算器と、この位相回転量を正規化
し相関値ごとの位相回転速度を生成する位相回転速度検
出器を備え、位相回転量又は位相回転速度に基づき、第
1の遅延器の遅延時間が制御される。このため、周波数
偏差量に応じて第1の遅延器の遅延時間を制御すること
ができるので、高精度かつ広範囲の周波数偏差の補償を
行うことができる。
周波数補償部の出力する相関値を積分する第1の積分器
を備えるとともに、相関器が、疑似拡散符号系列と検波
信号の複素乗算を行う第2の複素乗算器と、この複素乗
算結果を積分する第2の積分器とを備え、位相回転量又
は位相回転速度に基づき、第1及び第2の積分器の積分
時間が制御される。このため、受信信号の1シンボル期
間における周波数偏差量が大きい場合であっても高精度
の周波数偏差補償を行うことができる。
は、位相回転量又は位相回転速度に基づき、所定の送信
補償時間ごとの位相回転速度である送信回転速度をマル
チパスごとに求める2以上の送信回転速度検出器と、各
送信回転速度を合成して合成回転速度を求める回転速度
合成器と、この合成回転速度に基づき、送信補償時間ご
とに送信ベースバンド信号の位相を回転させる送信補償
部と、位相回転後の送信ベースバンド信号及び局部搬送
波を混合する変調器とを備えている。このため、送信R
F信号の周波数偏差を送信ベースバンド信号に対して補
償することにより、局部発振器の構成を簡略化でき、あ
るいは、CDMA通信装置を小型化できる。
よるCDMA送受信器の一構成例を示したブロック図で
ある。図中の1はRF信号を送受信するアンテナ、20
は局部搬送波を出力する局部発振器、21は受信RF信
号と局部搬送波を混合して受信ベースバンド信号を出力
する直交検波回路、3a〜3cは各マルチパス信号を復
調する復調器(フィンガー)、4は復調信号を合成して
合成相関値を出力する相関値合成器である。
らの位相回転量を合成する位相回転量合成器、24は合
成された位相回転量に基づき、周波数偏差を時間的に平
均化するループフィルタ等の平均化器、22は送信ベー
スバンド信号と局部搬送波を混合してRF信号を出力す
る直交変調回路である。なお、図中のT1は受信ベース
バンド信号の出力端子、T2が送信ベースバンド信号の
入力端子であり、ともにベースバンド信号処理回路(不
図示)に接続されている。
イミングに合わせて受信ベースバンド信号を擬似雑音系
列PNで逆拡散して相関値を求める相関器30と、この
相関値の位相回転速度を求める周波数偏差検出部31
と、この位相回転速度に基づき周波数偏差を補償する周
波数偏差補償部32と、受信搬送波と局部搬送波との絶
対位相差を補償する絶対位相差補償部34からなる。
似雑音符号系列との複素乗算を行う複素乗算器300
と、この乗算結果を1情報シンボル期間tsごとに積分
する積分器301からなる。従って、相関器30は、1
情報シンボルごとの複素相関値を出力する。
から情報信号を除去する情報信号除去回路(逆変調回
路)310と、周波数偏差を検出するために相関値を遅
延させる遅延器311と、時間的に異なる2つの相関値
の共役複素乗算を行って位相回転量を求める複素乗算器
312と、相関器30の積分時間あたりの位相回転量
(位相回転速度ν)を求める位相回転速度検出器313
からなる。
の対象となる相関値ごとの補償量を求める複素乗算器3
20と、この補償量を相関器30の積分時間(1情報シ
ンボル期間ts)だけ遅延させて複素乗算器320に戻
す遅延器321と、対応する相関値と補償量の共役複素
乗算を行って周波数偏差を補償する複素乗算器322か
らなる。
て説明する。直交検波回路21は、受信RF信号と局部
搬送波を混合してI信号及びQ信号からなる受信ベース
バンド信号を生成する。この受信ベースバンド信号はA
/D変換されて各復調器3a〜3cに入力される。相関
器30では、受信ベースバンド信号と疑似雑音符号系列
PNを複素乗算し、この乗算結果を1情報シンボル期間
ts分積分することにより相関値が求められる。まず、
ある時刻t1における相関値C1は次式で表される。
変調信号の位相、ωは受信RF信号と局部搬送波の角周
波数偏差、φは受信FR信号と局部搬送波の絶対位相差
である。相関値C1の次に出力される相関値C2は次式
のように表される。
変調信号の位相である。直交検波回路21では受信RF
信号及び局部搬送波の位相、周波数が完全には一致しな
い準同期検波が行われ、受信ベースバンド信号には、位
相偏差、周波数偏差が含まれている。すなわち、位相偏
差が受信ベースバンド信号中の絶対位相差φとして現れ
るとともに、周波数偏差が受信ベースバンド信号の位相
回転速度(角速度ω)となって現れる。
間の位相回転量、すなわち、所定期間(t2−t1)当た
りの位相回転速度を周波数偏差として検出する。まず、
情報信号除去回路310において、相関器30の出力す
る相関値C1、C2から情報変調信号θ1、θ2が除去され
る。情報変調信号θ1、θ2が既知である場合、相関値C
1、C2をそれぞれ−θ1、−θ2だけ位相回転させること
により情報変調信号を除去くことができる。この場合、
例えば、受信信号に含まれているパイロット信号を既知
データとして用いてもよい。また、既知データとして復
調結果を用いる判定帰還による方法、若しくは、4逓倍
する方法などを用いることもできる。情報信号除去回路
310において情報信号が除去された相関値C1’、
C2’は次式のように表される。
器311及び複素乗算器312へ入力される。遅延器3
11は、この相関値を1情報シンボル期間tsだけ遅延
させて、複素乗算器312へ出力する。このため、複素
乗算器312では、1情報シンボル期間tsだけ異なる
2つの相関値C1’、C2’の共役複素乗算が行われる。
この結果、1情報シンボル期間tsにおける位相回転量
uが次式のように求められる。
uから位相回転速度νを求める。位相回転速度検出器3
13では、雑音の影響を取り除くため、位相回転量uを
時間的に平均化する。また、振幅成分(受信強度成分)
を単位長とする正規化を行うために、位相回転量uをそ
の絶対値|u|で除算する。従って、位相回転速度検出器
313において求められる位相回転速度νは次式のよう
に表される。
部31からの位相回転速度νに基づき、相関器30から
出力される相関値に含まれる周波数偏差を補償する。位
相回転速度νは、複素乗算器320に入力される。この
複素乗算器320の演算結果は、遅延器321で1情報
シンボル期間tsだけ遅延させて複素乗算器320に再
び入力されている。従って、複素乗算器320及び遅延
器321によって、n番目の相関値Cnに関する補償量
Wnを次式のように求めることができる。
器322は、この補償量Wnの共役複素数と、n番目の
相関値Cnの複素乗算を行って周波数偏差を補償する。
周波数偏差が補償された相関値Dnは次式のように表さ
れる。
値Dnが得られる。この相関値Dnは、絶対位相差補償回
路34において絶対位相差φが補償された後、復調信号
として出力される。各復調器3a〜3cから出力される
復調信号は、さらに相関値合成器4で合成されてベース
バンド処理回路へ出力される。
3a〜3c内の周波数偏差検出部31で求められた位相
回転量uを合成して周波数偏差量を求める。例えば、各
パスの受信信号強度等により、位相回転量uの重み付け
加算を行って求めることができる。この様にして求めら
れた周波数偏差量は、平均化器24において時間的に平
均化され、VCO20の電圧制御信号となる。すなわ
ち、従来と同様の周波数自動制御(AFC)を行ってい
る。ベースバンド処理回路の出力する送信ベースバンド
信号はD/A変換され、直交変調回路22においてAF
C制御された局部搬送波と混合されてRF信号となり、
アンテナ1から送出される。
する各パスごとに周波数偏差を補償することができる。
すなわち、各パスごとに周波数偏差量を求め、各パスご
との受信ベースバンド信号に対し周波数偏差の補償を行
うことができる。このため、精度の高い周波数偏差補償
を行ってCDMA送受信器の受信特性を向上させること
ができる。
〜3cを備えたCDMA送受信器について説明したが、
一般に復調器は2以上のいくつであってもよい。以下の
各実施の形態においても同様である。
複素相関値Cn、Cn’、Dn、位相回転量u、位相回転
速度νを、振幅成分及び位相成分(Aej ω)を用いて
表現しているが、本発明によるCDMA送受信器におけ
るデータの表現形式は、この様な場合に限定されない。
例えば、直交成分及び同相成分(I+jQ)からなる表
現形式であってもよい。
MA送受信器の他の構成例を示したブロック図である。
このCDMA送受信器は、位相回転速度検出器313の
出力する位相回転速度νが遅延器311にフィードバッ
クされ、位相回転量を求める時間間隔を制御している点
で図1に示したCDMA送受信器と異なる。なお、図1
で示した構成部分に相当するものについては、同一の符
号を付している。
定値(相関器の積分期間=1情報シンボル期間ts)で
あったが、本実施の形態(図2)における遅延器311
は、位相回転速度検出器313が検出した位相回転速度
νに基づき遅延時間を制御している。すなわち、周波数
回転速度νが小さい場合には遅延時間を大きくし、周波
数回転速度νが大きい場合には遅延時間を小さくする。
また、図1の位相回転速度検出器313は、位相回転量
uの時間的な平均化と振幅の正規化を行っていたが、図
2の位相回転速度検出器313は、さらに遅延器311
の遅延時間における位相回転量を、1情報シンボル期間
tsにおける位相回転量に変換している。すなわち、時
間軸上での正規化も行っている。
おける遅延時間の制御に関する説明図であり、位相回転
量uを複素平面上で表した図である。図中の(a)、
(b)は周波数偏差が小さい場合を示しており、
(c)、(d)は周波数偏差が大きい場合を示してい
る。
れば、位相回転量uの位相成分は小さくなる。このた
め、例えば固定浮動小数点演算を行っている場合、計算
ダイナミックレンジに対し、検出される位相差のダイナ
ミックレンジが小さくなって、周波数偏差の検出精度が
低下することになる。この様な場合、遅延器311の遅
延時間を大きくすることにより、(b)に示した様に位
相回転量uの位相成分を大きくすることができ、位相回
転量の検出精度を向上させることができる。
大きくなり、位相回転量uの位相成分がπ(rad)を越
えてしまう場合がある。位相成分がπ(rad)を越え、
あるいは、−π(rad)未満になった場合には、回転方
向が不明となってしまう。この様な場合、遅延器311
の遅延時間を小さくすることにより、(d)に示した様
に位相回転量を小さくして回転方向が不明となるのを防
止できる。例えば、位相回転量uを−π<u≦πと定義
した場合であれば、π<u又はu≦−πとなるのを防止
し、正しい位相回転速度νを得ることができる。
作について説明する。遅延器311の遅延時間をtd
(td=ts×M:Mは自然数)とすれば、ある時刻t
1における相関値C1と、時刻(t1+td)における相
関値CM+1は次式で表される。
号の除去後に複素乗算器312で共役複素乗算されて、
位相回転量uが求められる。この位相回転量uは次式に
より表される。
dが小さくなり過ぎず、またπ(rad)を越えないよう
に、遅延期間tdを制御している。位相回転速度検出器
313は、位相回転量uを時間的に平均化し、振幅成分
を単位長とする正規化を行うとともに、遅延期間tdに
おける位相回転量を1情報シンボル期間tsにおける位
相回転量に変換し、位相回転速度νを求める。すなわ
ち、位相回転速度νは次式により表される。
き、位相回転量を求めるための遅延器の遅延時間を制御
している。このため、1情報シンボル期間tsにおける
周波数偏差が小さい場合であっても、演算精度を向上さ
せることなく、位相回転量の検出精度を向上させること
ができる。また、周波数偏差に応じて上記時間差を適切
に制御することにより、周波数偏差が大きい場合に位相
の回転方向を見失わないため、広範囲の周波数偏差を検
出し補償することができる。
に基づき、遅延器311遅延時間を制御する場合につい
て説明したが、位相回転量uに基づき制御することもで
きる。
MA送受信器の他の構成例を示したブロック図である。
このCDMA送受信器は、積分器33を備えるととも
に、位相回転速度νがこの積分器33と相関器30内の
積分器301に入力され、相関器30の積分時間を制御
している点で図1に示したCDMA送受信器と異なる。
なお、図1で示した構成部分に相当するものについて
は、同一の符号を付している。
定値(1情報シンボル期間ts)であったが、本実施の
形態(図4)における積分器301の積分時間は、1情
報シンボル期間ts以下の期間tpである。従って、相
関器30は1情報シンボル期間よりも短い期間における
相関値(部分相関値)を出力する部分相関器である。こ
の積分期間tpは位相回転速度νに基づいて制御され、
周波数回転速度νが小さい場合には積分時間tpを大き
くし(最大値は1情報シンボル期間ts)、周波数回転
速度νが大きい場合には遅延時間tpを小さくする。こ
の様にして求められた部分相関値は、周波数偏差の補償
後に積分器33において積分され、1情報シンボル期間
ts当たりの相関値に変換される。
で周波数偏差を検出し、周波数偏差補償部32で周波数
偏差を補償している。このため、遅延器311における
遅延時間及び遅延器321における遅延時間も積分器3
01の積分時間に応じて制御する必要がある。従って、
これらも位相回転速度νに基づいて制御される。
時間の制御に関する説明図である。まず、図5は、周波
数偏差が大きい場合の相関値を複素平面上で表した図で
あり、図中のVCは、相関器30で1情報シンボル期間
ts分積分することにより求められた相関値ベクトル、
Voは、周波数偏差がなかった場合に相関器30で生成
される相関値ベクトル、VC1〜VC4は、部分相関値ベク
トルである。
ルVC1〜VC4のベクトル和として表される。すなわち、
位相回転により相関値ベクトルVCの長さ、すなわち、
相関値の振幅が低下していく。この様に、周波数偏差が
大きくなり、1情報シンボル期間ts内における位相回
転量が多くなると、相関値の振幅低下により受信特性が
低下する。
関値を複素平面上で表した図であり、図中のVC1〜VC4
は、相関器30で積分期間td(ここではtd=ts/
4)積分することにより求められた部分相関値ベクト
ル、VD1〜VD4は、それぞれV C1〜VC4に対し周波数偏
差を補償して得られた相関値ベクトル、VCは、VD1〜
VD4を積分して得られる相関値ベクトルである。
波数偏差を補償し、その後に積分を行って1情報シンボ
ル期間tsについての相関値VCを求めている。すなわ
ち、相関器における積分時間を短くし、周波数偏差が相
関値に及ぼす影響を小さくすることにより、図5の場合
比べ振幅の低下を抑制している。この様に、部分相関値
ごとに周波数偏差を補償すれば、周波数偏差が大きい場
合であっても受信特性を向上させることができる。な
お、周波数偏差が小さい場合には、相関器の30の積分
期間を長くすることとにより(1情報シンボル期間ts
が最大)、周波数偏差検出部31及び周波数偏差補償部
32における計算回数を削減することができる。
作について説明する。積分器301の積分時間をtp
(tp=ts/m:mは自然数)とすれば、ある時刻t
1に出力される部分相関値C1と、その次に出力される部
分相関値C2は次式のように表される。
相関値C1、C2に基づき、部分相関値ごとの位相回転速
度νを求める。すなわち、遅延器311の遅延時間は、
相関器3の積分期間と一致するように制御される。遅延
器311の遅延時間がtpであれば、これらの相関値C
1、C2は、情報変調信号の除去後に複素乗算器312で
共役複素乗算されて、位相回転量uが求められる。この
位相回転量uは次式により表される。
転量uを時間的に平均化し、振幅成分を単位長とする正
規化を行って、積分期間tpにおける位相回転速度νを
求める。すなわち、位相回転速度νは次式により表され
る。
度νに基づき部分相関値ごとに周波数数偏差を補償す
る。すなわち、遅延器321の遅延時間も、相関器3の
積分期間と一致するように制御される。遅延器321の
遅延時間がtpであれば、部分相関値ごとの補償量Wn
を次式のように求めることができる。
複素数と、n番目の部分相関値Cnとの複素乗算を行っ
て、周波数偏差の補償された部分相関値Dnを生成す
る。積分器33は、1つの情報シンボル期間tsに含ま
れるm個の部分相関値を積分して、1情報シンボル当た
りの相関値が次式のように求められる。
間における周波数偏差が大きい場合には、部分相関値に
対し周波数偏差の補償を行うことにより、周波数偏差が
相関値に及ぼす影響を低減している。すなわち、相関値
の振幅低下を抑制しつつ、受信ベースバンド信号に対し
周波数偏差の補償を行っている。従って、周波数偏差が
大きい場合にも、精度の高い周波数偏差補償を行ってC
DMA送受信器の受信特性を向上させることができる。
に基づき、積分器301、積分器33、遅延器311及
び遅延器321を制御する場合について説明したが、位
相回転量uに基づき制御することもできる。
を用いて、実施の形態2(図2)における周波数偏差検
出部31の遅延時間制御機能と、実施の形態3(図4)
における相関器30の積分時間制御機能とを兼ね備えた
CDMA送受信装置について説明する。すなわち、必要
に応じて、遅延器311の遅延時間と、相関器30内の
積分器301の積分時間が、位相回転速度検出器313
が検出した位相回転速度νに基づき、それぞれ制御され
る場合について説明する。
3が検出した位相回転速度νに基づき、遅延時間tdを
制御している。そして、この遅延時間tdに応じて、位
相回転速度検出器313は、位相回転量uについて時間
軸上の正規化を行っている。さらに、積分器301は、
位相回転速度νに基づき、積分時間tpを制御してい
る。そして、この積分時間に応じて、遅延器311及び
321がそれぞれの遅延時間を制御するとともに、積分
器33が積分時間を制御する。
て説明する。積分器301の積分時間をtp(tp=t
s/m:mは自然数)とし、遅延器311の遅延時間を
td(td=tp×M)とすれば、ある時刻t1に出力
される部分相関値C1と、時刻t1+tdに出力される部
分相関値CM+1は次式のように表される。
相関値C1、CM+1に基づき、部分相関値ごとの位相回転
速度νを求める。すなわち、これらの相関値C1、CM+1
は、情報変調信号の除去後に複素乗算器312で共役複
素乗算されて、位相回転量uが求められる。この位相回
転量uは次式により表される。
転量uを時間的に平均化し、振幅成分を単位長とする正
規化を行うとともに、遅延期間tdにおける位相回転量
を積分時間tpにおける位相回転量に変換し、位相回転
速度νを求める。すなわち、位相回転速度νは次式によ
り表される。
度νに基づき部分相関値ごとに周波数数偏差を補償す
る。すなわち、遅延器321の遅延時間は、積分器30
1の積分時間tpと一致するように制御される。遅延器
321の遅延時間がtpであれば、部分相関値ごとの補
償量Wnを次式のように求めることができる。
役複素数と、n番目の部分相関値Cnとの複素乗算を行
って、周波数偏差の補償された部分相関値Dnを生成す
る。積分器33は、1つの情報シンボル期間tsに含ま
れるm個の部分相関値を積分して、1情報シンボル当た
りの相関値Enが求められる。
おける位相回転量が小さい場合には、積分器301の積
分時間tpを1情報シンボル期間tsとし、遅延器31
1の遅延時間tdを大きな値(tp×M)とすれば、位
相回転量uの検出精度を高め、高精度の周波数補償を行
うことができる。
が大きい場合には、積分器301の積分時間tpを小さ
な値(ts/m)とし、遅延器311の遅延時間tdを
tpとすれば、相関値の振幅低下を抑制するとともに、
位相の回転方向を見失うことないため、正しい位相回転
量を得ることができる。
つの相関値の時間差を情報シンボル期間tsのM/m倍
にすることができる。このため、周波数偏差の大小のみ
ならず、周波数検出部31及び周波数補償部32におけ
る計算量等を考慮して、任意の時間差を有する2つの相
関値について位相回転量を求め、この位相回転量に基づ
き、相関値の周波数補正を行うことができる。
MA送受信器の他の構成例を示したブロック図である。
このCDMA送受信器の受信時の動作は、図1に示した
CDMA送受信器と同一であるが、送信時には、送信ベ
ースバンド信号に対しても周波数偏差補償を行っている
点で異なる。なお、図1で示した構成部分に相当するも
のについては、同一の符号を付している。
調する復調器であり、図1に示した復調器3a〜3c
に、送信位相回転速度νtxを求める送信回転速度検出器
50を追加して構成される。送信位相回転速度νtxと
は、送信ベースバンド信号の周波数偏差を補償する時間
間隔(送信補償期間ta)ごとの位相回転量である。6
0は、各復調器5a〜5cからの送信位相回転速度νtx
を合成して合成位相回転速度νtを出力する回転速度合
成器、61は、この合成位相回転速度νtに基づき周波
数偏差の補償を行う送信補償部、62は、周波数偏差補
償後の送信ベースバンド信号のパルス系列から不要高周
波成分を取り除くための低域通過フィルタ(LPF)で
ある。
の位相回転量を求める複素乗算器610と、この位相回
転量を送信補償期間taだけ遅延させる遅延器611
と、送信ベースバンド信号と位相回転量の複素乗算を行
って周波数偏差を補償する複素乗算器612からなる。
ついて説明する。送信回転速度検出器50は、位相回転
量uに基づき、各マルチパスごとに送信位相回転速度ν
txを求める。雑音の影響を軽減するため送信位相回転量
uを時間平均するとともに、振幅成分を単位長とする正
規化を行うためにその絶対値|u|で除算する。そして、
受信側の1情報シンボル期間tsにおける位相回転量を
送信補償期間ta当たりの位相回転量に変換して送信位
相回転速度νtxを求める。すなわち、送信位相回転速度
νtxは次式のように表される。
RF周波数、ωtは送信角周波数偏差量であり、送信補
償期間taは、送信ベースバンド信号のシンボル時間間
隔tsy mbolに対し、ta<tsymbolかつ|ωtta|<
πを満たす値とする。回転速度合成器60では、各復調
器5a〜5cから出力される送信位相回転速度νtxが加
算(平均化)され、次式に示す合成位相回転速度νtが
求められる。
おいて帯域制限され、サンプリングされて、送信ベース
バンド信号として端子T2から入力される。すなわち、
ベースバンド処理回路内の帯域制限フィルタにより周波
数が±1/(2ta)以下に制限され、時間間隔taで
サンプリングされた値S(nta)が送信ベースバンド
信号である。
信号S(nta)に対し周波数偏差の補償を行う。ま
ず、合成位相回転速度νtが複素乗算器610に入力さ
れる。この複素乗算器610の演算結果は、遅延器61
1で送信補償期間taだけ遅延させて複素乗算器610
に再び入力される。従って、複素乗算器610及び遅延
器611により、n番目の送信ベースバンド信号S(n
ta)に対する補償量Wnを次式のように求めることがで
きる。
器612は、この補償量Wnとn番目のベースバンド信
号S(nta)の複素乗算を行って周波数偏差を補償す
る。周波数偏差が補償された送信ベースバンド信号Tn
は次式のように表される。
号Tnは、D/A変換後にLPF62において不要高周
波成分が除去され、次式で表される送信ベースバンド信
号T(t)となる。
CO20が出力する局所搬送波によって、直交変調回路
22において直交変調され、送信RF信号U(t)とな
る。この送信RF信号U(t)は、次式のように表され
る。
周波数偏差を補償を、送信ベースバンド信号に対して行
っている。このため、従来のCDMA送受信器のように
局部発振器20へ周波数偏差をフィードバックする必要
がなく、CDMA送受信器を小型化することができる。
出器50が位相回転量uに基づき、送信位相回転速度ν
txを求める場合について説明したが、位相回転速度検出
器313の出力する位相回転速度νに基づいて送信位相
回転速度νtxを求める様に構成することもできる。
MA送受信器の他の構成例を示したブロック図である。
このCDMA送受信器の受信時の動作は、図2に示した
CDMA送受信器と一であるが、送信時には、送信ベー
スバンド信号に対しても周波数偏差補償を行っている点
で異なる。また、復調器内の位相回転速度νが送信回転
速度検出器50に入力されている点で図7に示したCD
MA送受信器とも異なる。なお、図2及び図7で示した
構成部分に相当するものについては、同一の符号を付し
ている。
回転量uは、遅延器311の遅延時間td(td=ts
×M)における位相回転量であり、この遅延時間tdは
位相回転量νに基づき制御される。このため、送信回転
速度検出器50は、位相回転量νに基づいて遅延時間t
dを取得し、入力された位相回転量uを送信補償期間t
aごとの位相回転量に変換する。従って、送信位相回転
速度νtxは、次式により表される。
延時間が受信信号の1情報シンボル期間tsよりも長い
場合(実施の形態2の場合)であっても、局部発振器2
0の周波数偏差の補償を送信ベースバンド信号に対して
行うことができる。また、受信信号の1情報シンボル期
間tsにおける周波数偏差が小さい場合でも、位相回転
量uの検出精度を向上させ、ひいては、送信位相回転速
度νtxの精度を向上させることができる。このため、送
信RF信号に関しても精度の高い周波数補償を行うこと
ができる。
出器50が位相回転速度νに基づき、遅延時間tdを取
得する場合について説明したが、周波数偏差検出部31
(例えば遅延器311、位相回転速度検出器313)に
おいて求められた遅延時間tdに基づいて送信位相回転
速度νtxを求める様に構成することもできる。
MA送受信器の他の構成例を示したブロック図である。
このCDMA送受信器の受信時の動作は、実施の形態3
(図4)に示したCDMA送受信器と同一であるが、送
信時には、送信ベースバンド信号に対しても周波数偏差
補償を行っている点で異なる。また、復調器内の位相回
転速度νが送信回転速度検出器50に入力されている点
で図7に示したCDMA送受信器とも異なる。なお、図
4及び図7で示した構成部分に相当するものについて
は、同一の符号を付している。
回転量uは、相関器30の積分時間tp(=ts/m)
における位相回転量であり、この積分時間tpは位相回
転量νに基づき制御される。このため、送信回転速度検
出器50は、位相回転量νに基づいて積分時間tpを取
得し、入力された位相回転量uを送信補償期間taごと
の位相回転量に変換する。従って、送信位相回転速度ν
txは、次式により表される。
時間が受信信号の1情報シンボル期間tsよりも短い場
合(実施の形態3の場合)であっても、局部発振器20
の周波数偏差の補償を送信ベースバンド信号に対して行
うことができる。また、受信信号の1情報シンボル期間
tsにおける周波数偏差が大きい場合でも、送信RF信
号について精度の高い周波数補償を行うことができる。
出器50が位相回転速度νに基づき、積分時間tpを取
得する場合について説明したが、周波数偏差検出部31
(例えば遅延器311、位相回転速度検出器313)又
は相関器30(例えば積分器301)において求められ
た積分時間tpに基づいて送信位相回転速度νtxを求め
る様に構成することもできる。
を用いて、実施の形態4で説明したCDMA送受信装置
において、送信ベースバンド信号に対し周波数偏差補償
を行う場合について説明する。
回転量uは、遅延器30の遅延時間td(td=ts×
M/m)における位相回転量であり、この遅延時間td
は位相回転量νに基づき制御される。このため、送信回
転速度検出器50は、位相回転量νに基づいて遅延時間
tdを取得し、入力された位相回転量uを送信補償期間
taごとの位相回転量に変換する。従って、送信位相回
転速度νtxは、次式により表される。
時間が受信信号の1情報シンボル期間tsよりも短い場
合(実施の形態3の場合)であっても、局部発振器20
の周波数偏差の補償を送信ベースバンド信号に対して行
うことができる。また、受信信号の1情報シンボル期間
tsにおける周波数偏差が大きい場合でも、送信RF信
号について精度の高い周波数補償を行うことができる。
出器50が位相回転速度νに基づき、遅延時間tdを取
得する場合について説明したが、周波数偏差検出部31
(例えば遅延器311、位相回転速度検出器313)に
おいて求められた遅延時間tdに基づいて送信位相回転
速度νtxを求める様に構成することもできる。
ベースバンド信号に対し周波数偏差を補償することがで
きる。また、マルチパスを構成する各パスごとに周波数
偏差を補償することができる。このため、精度の高い周
波数偏差補償を行うことができ、受信特性を向上させる
ことができる。
周波数偏差が小さい場合であっても、演算精度を向上さ
せることなく、位相回転量の検出精度を向上させること
ができる。また、周波数偏差が大きい場合に位相の回転
方向を見失わないようにし、正しい位相回転量を得るこ
とができる。
周波数偏差が大きい場合に、相関値の振幅低下を抑制し
つつ、受信ベースバンド信号に対し周波数偏差の補償を
行うことができ、受信特性を向上させることができる。
局部発振器の周波数偏差を補償を送信ベースバンド信号
に対して行うことができる。このため、従来のCDMA
送受信器のように局部発振器20へ周波数偏差をフィー
ドバックする必要がなく、CDMA送受信器を小型化す
ることができる。
示したブロック図である(実施の形態1)。
を示したブロック図である(実施の形態2)。
る説明図であり、位相回転量uを複素平面上で表した図
である。
を示したブロック図である(実施の形態3、4)。
説明図であり、周波数偏差が大きい場合に得られる相関
値VCを複素平面上で表した図である。
説明図であり、周波数偏差が大きい場合に、部分相関値
VC1〜VC4ごとに周波数偏差補償を行って得られた相関
値VCを複素平面上で表した図である。
を示したブロック図である(実施の形態5)。
を示したブロック図である(実施の形態6)。
を示したブロック図である(実施の形態7、8)。
ロック図である。
器 60 回転速度合成器、 61 送信補償部 610 複素乗算器、 611 遅延器 612 複素乗算器 62 低域通過フィルタ T1 受信ベースバンド信号の出力端子 T2 送信ベースバンド信号の入力端子
Claims (4)
- 【請求項1】受信信号及び局部搬送波を混合する検波器
と、検波器の出力に基づきマルチパスごとの相関値を求
める2以上の復調器と、各復調器の出力する相関値を合
成する相関値合成部とを備えたCDMA送受信器におい
て、 前記復調器は、所定の疑似拡散符号系列で検波信号を逆
拡散して相関値を求める相関器と、この相関値に基づ
き、相関値ごとの位相回転速度を求める周波数偏差検出
部と、この位相回転速度に基づき相関値の位相を回転さ
せる周波数偏差補償部からなるCDMA通信装置。 - 【請求項2】前記周波数偏差検出部は、前記相関値を所
定の遅延時間だけ遅延させる第1の遅延器と、遅延前後
の相関値について共役複素乗算を行い、これら相関値間
の位相回転量を求める第1の複素乗算器と、この位相回
転量を正規化し相関値ごとの位相回転速度を生成する位
相回転速度検出器を備え、位相回転量又は位相回転速度
に基づき、第1の遅延器の遅延時間が制御される請求項
1に記載のCDMA通信装置。 - 【請求項3】前記CDMA送受信機は、前記周波数補償
部の出力する相関値を積分する第1の積分器を備え、 前記相関器は、疑似拡散符号系列と検波信号の複素乗算
を行う第2の複素乗算器と、この複素乗算結果を積分す
る第2の積分器とを備え、前記位相回転量又は前記位相
回転速度に基づき、第1及び第2の積分器の積分時間が
制御される請求項1又は2に記載のCDMA通信装置。 - 【請求項4】前記位相回転量又は前記位相回転速度に基
づき、所定の送信補償時間ごとの位相回転速度である送
信回転速度をマルチパスごとに求める2以上の送信回転
速度検出器と、各送信回転速度を合成して合成回転速度
を求める回転速度合成器と、この合成回転速度に基づ
き、送信補償時間ごとに送信ベースバンド信号の位相を
回転させる送信補償部と、位相回転後の送信ベースバン
ド信号及び局部搬送波を混合する変調器とを備えた請求
項1乃至3のいずれかに記載のCDMA送受信装置。
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ID=16204749
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-
1999
- 1999-07-01 JP JP18736699A patent/JP3637812B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8139685B2 (en) | 2005-05-10 | 2012-03-20 | Qualcomm Incorporated | Systems, methods, and apparatus for frequency control |
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