JP2001053647A

JP2001053647A - 同期捕捉装置

Info

Publication number: JP2001053647A
Application number: JP22444899A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Matsumoto; 智行松本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】並列処理により同期捕捉を高速化するときに
生じる回路規模の増大を抑えることのできる同期捕捉装
置を提供すること。【解決手段】同期捕捉では、復調時に用いる各コード
ジェネレータ１２から同一の拡散符号を発生させ、遅延
器１５でそれぞれ異なる遅延量を与えることにより、同
じく復調時に用いる逆拡散装置１３および相関検出器１
６で異なるタイミングの相関を同時に検出し、これらの
相関値の中から自己相関ピークを見つけだしてその遅延
量に合わせて拡散符号発生タイミングを遅延させる。以
上のように、同期捕捉時において、復調時に用いるブロ
ックを利用することにより、回路規模の増大を抑えるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤＭＡ（Code D
ivision Multiple Access：符号分割多元接続）を用い
たスペクトル拡散通信装置における同期捕捉方式に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のＣＤＭＡによる直接スペ
クトル拡散方式の受信機の構成を示すブロック図であ
る。図６において、受信信号６１はまず同期捕捉装置６
９において同期の捕捉を完了してから、逆拡散装置６３
によって各コードジェネレータ６２から発生される拡散
符号でそれぞれ逆拡散され、復調器６４によってＣＤＭ
Ａで多重された各チャンネルのデータを取り出す。同期
捕捉装置６９は、遅延器６５と、逆拡散装置６３と、相
関検出器６６と、ピーク判定器６７とを含む。

【０００３】図７は、逆拡散装置６３の構成を示すブロ
ック図である。まず受信信号と拡散符号とを乗算器７１
で掛け合わせ、拡散されて送られてきた目的信号のスペ
クトルを元に戻してから、ＬＰＦ（Low Pass Filter）
７２によって余分な周波数成分を除去することによって
逆拡散操作を行う。このとき、拡散操作をした時と同じ
拡散符号を同じタイミングで掛け合わせてやらなけれ
ば、図８に示すようにスペクトルが元に戻らず復調を行
うことができない。

【０００４】したがって、復調の前に拡散符号を掛け合
わせる同期タイミングを知る必要があり、これを知るた
めに同期捕捉が行われる。一般に、スペクトル拡散通信
の拡散符号には図９に示されるように良好な自己相関特
性を持つものが使用される。つまり、タイミングが合っ
ているときの相関値に対して、タイミングにずれが生じ
たときの相関値が非常に小さいので、相関が最大となる
自己相関ピークを見つけることにより、同期タイミング
を知ることができる。

【０００５】ところが、拡散符号一周期分の全てのタイ
ミングでの相関値を一つ一つ調べていては時間がかか
る。そこで、図６における同期捕捉装置６９では、特開
平７−１０７００８号公報で示されているように、コー
ドジェネレータ６２で発生させた拡散符号に対して複数
の遅延器６５を用いてそれぞれ異なる遅延を与え、逆拡
散装置６３、相関検出器６６を用いて受信信号６１との
相関をそれぞれ検出する。これにより、異なるタイミン
グの相関を同時に調べることが可能になり、同期捕捉に
かかる時間を短くすることができる。図１２に受信信号
Ｒに対するそれぞれ遅延された周期ｎの拡散符号Ａのタ
イミングを示す。

【０００６】異なるタイミングの相関を検出した後、ピ
ーク判定器６７において、それぞれの相関値の中から最
大のものを選び出し、さらにそれが自己相関ピークとな
り得るかをしきい値などを設定して判定する。そして、
この最大となる相関値がしきい値を超えた場合、それを
自己相関ピークと判定し、同期コントローラ６８でクロ
ックのパルスを削除することによって、各コードジェネ
レータ６２で発生させる拡散符号のタイミングを自己相
関ピークのタイミングに合わせ、逆拡散装置６３および
復調器６４を用いてＣＤＭＡで多重された各チャンネル
のデータをそれぞれ復調する。また、しきい値を超えな
かった場合は自己相関ピークでないと判定し、同様に同
期コントローラ６８でクロックのパルスを削除すること
によって、各遅延器６５で与える遅延の中で最も大きな
ものと同等の遅延を各コードジェネレータ６２に与え、
同期捕捉装置６９を用いて同様に次のタイミングで自己
相関ピークを探す。

【０００７】図１０は、同期コントローラ６８の同期捕
捉時の動作を説明するフローチャートである。ステップ
Ｓ５０で同期捕捉を開始する。ステップＳ５１で上述の
同期捕捉動作を行い、その間ステップＳ５２でＷＡＩＴ
（相関検出時間＋最大遅延）処理を行って待機する。そ
の後、相関ピークがあるかどうかを判断し（ステップＳ
５３）、相関ピ−クがなければ、ステップＳ５４では遅
延器６５で与える最大遅延分のクロックを遅延してステ
ップＳ５１に戻る。ステップＳ５３で相関ピークありと
判断されれば、ステップＳ５５でその相関ピーク遅延分
のクロック遅延を行い、ステップＳ５６で同期捕捉を終
了する。

【０００８】また、拡散符号として、自己相関特性が良
い、相互相関特性が良い、そして符号の数が比較的多い
などの理由からＣＤＭＡ用の拡散符号として多く用いら
れているＧＯＬＤ符号を用いることを例として考え、こ
のＧＯＬＤ符号を発生させるコードジェネレータの構成
の一例を図１１に示す。ＧＯＬＤ符号発生器は、２つの
ｋ段のシフトレジスタ１１１といくつかの排他的論理和
１１２からなっており、始めに各シフトレジスタ１１１
にそれぞれ初期値ａおよびｂを与え、その後クロックに
同期させてシフトレジスタ１１１を動作させ、各シフト
レジスタのそれぞれの最も右側のレジスタ値の排他的論
理和をとっていくことによって、長さｎ＝２^k−１のＧ
ＯＬＤ符号が得られる。さらに、どちらか一方のシフト
レジスタの初期値を変えるか、どちらか一方のシフトレ
ジスタの初期値をオール０にすることによって異なる符
号が得られ、計２^k＋１種のＧＯＬＤ符号を発生させる
ことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の手法では、第一
に同期捕捉にかかる時間を短くするのに反比例して同期
捕捉装置６９の回路規模が大きくなってしまう。また、
第二に同期捕捉時に遅延器を用いて各拡散符号のタイミ
ングを制御するため、処理時間にロスが生じると共に、
相関検出時や、ピーク判定時に生じる各拡散符号ごとに
時間のずれによって制御が複雑になる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の同期捕捉装置
は、拡散符号を発生する複数の拡散符号発生手段と、該
拡散符号により受信信号を逆拡散する複数の逆拡散手段
と、逆拡散後の各信号から受信信号と各拡散符号との相
関を検出する相関検出手段と、少なくとも２つの前記拡
散符号発生手段からの拡散符号との相関を含めて、検出
された複数の相関値の中から自己相関がピークとなる相
関検出手段を判定する判定手段と、該判定手段の判定結
果により前記各拡散符号発生手段が発生する拡散符号の
タイミングを制御する制御手段と、を備えるものであ
る。

【００１１】また、前記制御手段は、同期捕捉時に少な
くとも２つの前記拡散符号発生手段から同一符号で位相
が異なる拡散符号を同一タイミングで発生させること
で、遅延器を必要としない分構成が簡素化し、さらに、
遅延による処理時間のロスおよび制御の複雑化を抑える
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図１
は、本発明の第一の実施の形態による同期捕捉装置の構
成を示すブロック図である。この同期捕捉装置は、受信
信号１１を入力とし、拡散符号を発生させるコードジェ
ネレータ１２と、逆拡散操作を行う逆拡散装置１３と、
逆拡散された信号からデータを復調する復調器１４と、
コードジェネレータ１２の出力に遅延を与える遅延器１
５と、逆拡散された信号から相関を検出する相関検出器
１６とをそれぞれ複数個並列に有し、さらに検出された
相関値から相関ピークを判定する相関ピーク判定器１７
と、各コードジェネレータ１２で発生させる拡散符号の
種類及び発生タイミングを制御する同期コントローラ１
８とを有する。

【００１３】同期捕捉を行うときは、同期コントローラ
１８により各コードジェネレータ１２に、あるタイミン
グで同一の初期値を与えると共に、各遅延器１５を動作
させることにより、それぞれ１チップずつ異なる遅延量
を持つ拡散符号Ａを発生させる。そして、逆拡散装置１
３を用いて受信信号１１を、これらの拡散符号Ａでそれ
ぞれ逆拡散する。それから、相関検出器１６により逆拡
散後のそれぞれの信号に対して相関値の検出を行い、相
関ピーク判定器１７により相関ピークとなるような高い
相関値が得られたかを判定する。

【００１４】以上の操作で相関ピークが見つからなけれ
ば、同期コントローラ１８により、各拡散符号のタイミ
ングを遅延器１５で与える最大遅延分ずらして同様の操
作を行う。これを繰り返して相関ピークを見つけ出し、
同期コントローラ１８を用いてその相関ピークを持つタ
イミングで与えた遅延分ずらして各コードジェネレータ
１２を動作させれば同期の捕捉を確立させることができ
る。

【００１５】同期捕捉確立後、同期コントローラ１８に
より各コードジェネレータ１２では、それぞれ異なる初
期値を同期タイミングに合わせて与え、それぞれ異なる
拡散符号を発生させる。そして、逆拡散装置１３を用い
て受信信号１１を各拡散符号でそれぞれ逆拡散し、復調
器１４を用いてＣＤＭＡにより多重されたそれぞれのデ
ータの復調を行う。さらに、復調と同時に相関検出を行
って相関ピークが所定のしきい値よりも低くなることを
検出することにより同期はずれも検出することができ
る。

【００１６】図２は、同期コントローラ１８の同期捕捉
時の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ
１で同期捕捉を開始する。まず、ステップＳ２におい
て、拡散符号長と等しい周期のカウント値Ｔｎが初期値
１となるのを待機し、Ｔｎが１となったら、ステップＳ
３で、各コードジェネレータ１２にそれぞれ同一の拡散
符号Ａの初期値を与え、ステップＳ４に進む。ステップ
Ｓ４においては、各遅延器１５を動作させ、各拡散符号
に１チップずつの遅延を与える。ステップＳ５において
は、ＷＡＩＴ（相関検出時間＋最大遅延）処理を行って
待機する。その後、相関ピークがあるかどうかを判断し
（ステップＳ６）、相関ピ−クがなければ、ステップＳ
７でＴｎのタイミングをコードジェネレータ１２の総数
であるｍクロック分遅延させ、ステップＳ２に戻る。ス
テップＳ６で相関ピークがあると判断されれば、ステッ
プＳ８に進み、Ｔｎのタイミングを相関ピークを持つタ
イミングの位相のずれに相当するＴｐ分遅延させ、ステ
ップＳ９に進む。ステップＳ９において、Ｔｎが初期値
１となるのを待機し、Ｔｎが１となったら、ステップＳ
１０で、各コードジェネレータ１２に多重チャンネル用
の各拡散符号Ａ，Ｂ，…，Ｘの初期値を与え、各遅延器
１５の動作を停止して（ステップＳ１１）、同期捕捉を
終了する（ステップＳ１２）。次に、本発明の第二の実
施の形態を説明する。第二の実施の形態は、第一の実施
の形態において遅延器１５を取り除き、同期コントロー
ラ１８によるコードジェネレータ１２の制御方法を変え
たものである。そこで、図１から遅延器１５を取り除い
たものにおける同期コントローラ１８の制御法について
説明する。

【００１７】図３は、第二の実施の形態における同期コ
ントローラ１８の同期捕捉時の動作を説明するフローチ
ャートである。ステップＳ３０で同期捕捉を開始する。
まず、ステップＳ３１において、拡散符号長と等しい周
期のカウント値Ｔｎが初期値１となるのを待機し、Ｔｎ
が１となったら、ステップＳ３２で、拡散符号Ａの位相
を１チップずつシフトさせた拡散符号Ａ0，Ａ1，…，Ａ
m-1 にそれぞれ対応させた初期値を同時に各コードジェ
ネレータに与え、ステップＳ３３に進む。このとき、１
チップ遅相させた拡散符号を発生させるための初期値
は、基準となる初期値を与えたシフトレジスタの１クロ
ック前の状態から分かる。ステップＳ３３においては、
ＷＡＩＴ（相関検出時間）処理を行って待機する。その
後、相関ピークがあるかどうかを判断し（ステップＳ３
４）、相関ピ−クがなければ、ステップＳ３５でＴｎの
タイミングをコードジェネレータ１２の総数であるｍク
ロック分遅延させ、ステップＳ３１に戻る。ステップＳ
３４で相関ピークがあると判断されれば、ステップＳ３
６に進み、Ｔｎのタイミングを相関ピークを持つタイミ
ングの位相のずれに相当するＴｐ分遅延させ、ステップ
Ｓ３７に進む。ステップＳ３７において、Ｔｎが初期値
１となるのを待機し、Ｔｎが１となったら、ステップＳ
３８で、各コードジェネレータ１２に多重チャンネル用
の各拡散符号Ａ，Ｂ，…，Ｘの初期値を与え、同期捕捉
を終了する（ステップＳ３９）。

【００１８】図１１のＧＯＬＤ符号発生器を例として、
各拡散符号と初期値との関係を図４に示す。図４に示す
ように、拡散符号Ａ0では、それぞれシフトレジスタ初
期値ａ＝｛００００１｝，ｂ＝｛００００１｝で発生コ
ードは、００００００１０１１１１１１．．．、拡散符
号Ａ1では、それぞれシフトレジスタ初期値ａ＝｛００
０１０｝，ｂ＝｛０００１０｝で発生コードは、０００
００００１０１１１１１．．．、拡散符号Ａ2では、そ
れぞれシフトレジスタ初期値ａ＝｛００１０１｝，ｂ＝
｛００１０１｝で発生コードは、００００００００１０
１１１１．．．、拡散符号Ｂでは、それぞれシフトレジ
スタ初期値ａ＝｛００００１｝，ｂ＝｛１００００｝で
発生コードは、１０００１０００００１０１１．．．と
なる。

【００１９】次に、各拡散符号に対して第一の実施の形
態と同様にそれぞれの逆拡散、相関検出を行うと、図５
に示すように時間的遅延を生じさせなくとも異なるタイ
ミングの相関を調べることができる。それから自己相関
ピークを探し、ピークが無い場合はタイミングをずらす
か、位相をさらにシフトさせた初期値を与えるかして異
なるタイミングの相関を同様に検出し、ピークが見つか
った場合は自己相関ピークを持つ位相シフト分タイミン
グをずらして復調用の各拡散符号の初期値をそれぞれの
コードジェネレータに与える。

【００２０】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。相関検出器はコードジェネレータと同
数にする必要はない。例えば、１つのコードジェネレー
タについて、１つの遅延器及び２つの逆拡散装置を設け
ることで、相関検出器を２つにしてもよい。これにより
１チップの遅延時間を追加するだけで２倍の数の相関を
とることがができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、多重チ
ャンネル復調用の逆拡散装置を同期捕捉に用いることが
できるため、同期捕捉のための逆拡散装置を必要としな
い、又は、減らすことができる分構成が簡素化し、回路
規模の増大を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による同期捕捉装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】第一の実施の形態の同期コントローラの動作を
説明するフローチャートである。

【図３】第二の実施の形態の同期コントローラの動作を
説明するフローチャートである。

【図４】第二の実施の形態において各コードジェネレー
タに与える初期値と発生する拡散符号との関係の一例を
示した表である。

【図５】第二の実施の形態における同期捕捉時の拡散符
号発生タイミングを説明する図である。

【図６】従来技術によるＣＤＭＡ受信機の構成を示すブ
ロック図である。

【図７】従来技術における逆拡散装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図８】スペクトル拡散通信における逆拡散時のスペク
トル分布を示す図である。

【図９】拡散符号の自己相関関数を示す図である。

【図１０】従来技術における同期コントローラの動作を
説明するフローチャートである。

【図１１】ＧＯＬＤ符号発生器の構成を示すブロック図
である。

【図１２】従来技術における同期捕捉時の受信信号と各
拡散符号とのタイミングの関係を示す図である。

【符号の説明】

１１：受信信号１２：コードジェネレータ１３：逆拡散装置１４：復調器１５：遅延器１６：相関検出器１７：相関ピーク判定器１８：同期コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡散符号を発生する複数の拡散符号発生
手段と、該拡散符号により受信信号を逆拡散する複数の
逆拡散手段と、逆拡散後の各信号から受信信号と各拡散
符号との相関を検出する相関検出手段と、少なくとも２
つの前記拡散符号発生手段からの拡散符号との相関を含
めて、検出された複数の相関値の中から自己相関がピー
クとなる相関検出手段を判定する判定手段と、該判定手
段の判定結果により前記各拡散符号発生手段が発生する
拡散符号のタイミングを制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする同期捕捉装置。
【請求項２】前記制御手段は、同期捕捉時に少なくと
も２つの前記拡散符号発生手段から同一符号で位相が異
なる拡散符号を同一タイミングで発生させることを特徴
とする請求項１記載の同期捕捉装置。