JP2001094468A - 相関器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＤＭＡ通信方式に受信装置において回路規模
の縮減を図る相関器の提供。 【解決手段】長さＫシンボルの固定語をＭチップ／シン
ボルの割合で拡散した信号よりなる符号長Ｎの固定パタ
ーンを入力とし、長さがＭチップとされ、前記固定パタ
ーンのうちのｋ番目（０≦ｋ＜Ｋ）のシンボル部分に対
して、拡散符号Ｓｍ（ｋＭ≦ｍ＜（ｋ＋１）Ｍ）との相
関値を出力する第１の相関器と、第１の相関器の符号の
切替を行なう符号切替部と、第１の相関器の出力を記憶
するメモリと、メモリから所定チップＬ毎にＫシンボル
分のデータを読み出すための読み出しアドレスを生成す
る読み出しアドレス制御部と、メモリから読み出された
Ｋシンボル分のデータを入力し前記固定語との相関値を
出力する第２の相関器とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相関器に関し、特
に、ＣＤＭＡ通信方式の受信装置に用いて好適な相関器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散（スプレッドスペクト
ラム）方式は、周知のごとく、送信側で送信信号を変調
した後に拡散符号を用いてスペクトラム拡散して送信
し、受信側では、送られてきたスペクトラム拡散信号を
受信して復調する際に、送信側で拡散に用いた拡散符号
（Pseudorandam Noise；単に「ＰＮ」ともいう）系列
と同じものを用いて逆拡散する。

【０００３】近時、スペクトラム拡散方式の拡散符号系
列を各通信毎に割り当てるＣＤＭＡ（Code Division
Multiple Access；符号分割多元接続）通信方式が、移
動体通信システムの移動端末の無線通信方式の標準とし
て期待されている。すなわちＣＤＭＡ通信方式では、例
えばユーザの情報をユーザ固有の拡散符号でそれぞれ拡
散したものを同じ周波数帯で重ね合わせて送信し、受信
側では、受信したいユーザの拡散符号を用いて情報を抽
出する構成とされ、 ・スペクトル利用効率が高い、 ・マルチパスに強い、 ・秘話性が高い、等の利点を有している。

【０００４】ＣＤＭＡ方式の通信システムでは、受信装
置において、信号中の拡散符号とのタイミング同期をと
ることが必要である。すなわち、送られてきた信号の拡
散符号系列発生タイミングと受信側で用意する拡散符号
系列発生タイミングとを１チップ以内の精度で推定し、
拡散符号系列発生器をそのタイミングで動作開始させる
同期捕捉が行われる。また直接拡散（ＤＳ）方式では、
わずかでも同期位置がずれると受信信号を見失うため、
一度捕捉に成功した受信信号に対して受信側の拡散符号
系列の時間ずれ等を起こさないように監視する同期追跡
が必要とされる。

【０００５】このため、同期信号として予め定められた
固定パターン（同期用パターンでありパイロットシンボ
ルともいう）を送信信号中に挿入して送信し、受信側で
は受信した信号と固定パターンとの相関値を算出するこ
とにより同期検出を行ない、受信信号の検出や、タイミ
ングの同期制御を行っている。

【０００６】スペクトラム拡散通信装置のうち直接拡散
（ＤＳ）方式の構成としては、例えば特許２８５０９５
９号の特許公報等の記載が参照される。上記特許公報に
記載されているように、従来のスペクトラム拡散受信装
置において、アンテナから受信したスペクトラム拡散信
号である受信信号を、信号変換部をなす局部発振器及び
ローパスフィルタでベースバンド信号に変換し、このベ
ースバンド信号をサンプルアンドホールド回路で例えば
１／２チップ毎にサンプルし、サンプリング信号をマッ
チドフィルタ（Matched Filter）からなる相関器へ伝
送し、この相関器では、受信した信号の拡散符号１シン
ボル分と予め用意された拡散符号１シンボル分とをチッ
プ毎に乗算を行ないその和を算出して同期検波器へ送出
する構成とされている。

【０００７】そして、サンプリング信号と拡散符号との
相関をとる相関器は、図８に示すように、ベースバンド
信号に変換されたスペクトラム拡散信号（入力信号）３
００をシフトレジスタ３０１で１チップずつ順次格納す
る一方、係数発生器３０２で拡散符号系列を発生し、シ
フトレジスタ３０１に格納されたスペクトラム拡散信号
と１チップ毎に乗算器３０３₁〜３０３₄で乗算が行わ
れ、乗算結果は加算器３０４に伝送されてその和が算出
され出力信号３０５として出力される。拡散符号系列と
受信されたスペクトラム拡散信号の拡散符号とのタイミ
ングが一致している場合に加算器３０４からの出力が最
大値（マッチドパルス）となる。このため、不図示の最
大値検出回路（ピーク判定回路）から、このマッチドパ
ルスを、不図示の同期検出器で検出し、この同期情報を
使って逆拡散復調を行なっている。なお、上記特許２８
５０９５９号特許公報には、相関器とこの相関器から出
力される相関値に対応するシンボルの理論値又は未知の
シンボルのときの復調後の判定値のいずれかに基づいて
相関値を逆変調して複数のシンボルを加算し複数シンボ
ルの加算パワーを求めてパワー値を得るシンボル積分器
を含む同期回路を備えたスペクトラム拡散通信同期捕捉
復調装置の構成が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＤＭＡ方
式の通信システムでは、スペクトル拡散変調を受けた信
号は広帯域となり、信号の電力スペクトル密度は著しく
低くなり、このため受信機フロントエンドでのＳ／Ｎ
（信号対雑音）比は極めて低い。すなわち、チップ速度
で換算したときの入力信号のＳ／Ｎ比が極めて小さいこ
とから、正しくタイミング同期を図るためには、同期用
パターンとして、チップ単位でみた場合、長大な長さの
固定パターンが必要となり、受信側では、同期捕捉用回
路として、大きな相関器が必要とされている。

【０００９】すなわち、図８を参照して説明した従来の
相関器の構成において、その長さを長くすれば、当然の
ことながら、シフトレジスタ３０１、及び加算器３０４
等それぞれの回路規模が増大し、乗算器３０３の個数も
増大し、その結果、消費電力も増大し、ＣＤＭＡ方式の
携帯電話機等移動体端末装置の低消費電力化及び低コス
ト化を難しいものとしている。

【００１０】例えば長さＫシンボルの固定語を、拡散率
Ｍチップ／シンボルで拡散した信号よりなる符号長Ｎの
固定パターンを入力とする場合、Ｍ×Ｋチップの長さの
相関器として構成される。

【００１１】さらに従来の相関器の構成において、その
長さを長くすれば、シフトレジスタの長さが長くなり、
相関値算出に要する時間も長くなり、同期捕捉までに要
する時間も長くなる。

【００１２】図７に、従来の別の相関器の構成を示す。
図７を参照すると、入力信号と拡散係数Ｃｉとが乗算器
２０１で乗算され、乗算結果が加算回路２０２の一の入
力端に供給され、加算回路２０２の他の入力端に供給さ
れる一つ前の累算値（初期値は０）と加算され、その加
算結果がラッチ回路２０３でラッチされるとともに、加
算回路２０２の他の入力端に帰還入力され、次の乗算結
果と加算される。この従来の相関器は、図８に示した並
列型の相関器と比べて乗算器の数は１つですむが、相関
値算出に要する時間が長くなる。

【００１３】すなわち図７に示す従来の相関器におい
て、例えば長さＮの相関をとる場合、Ｎ回の乗算とこれ
らを加算をした結果が相関値として出力され、相関値が
得られるまでに要する時間は長さＮに比例して増大し、
同期捕捉までに要する時間も長くなる。

【００１４】そして携帯電話機等移動体端末装置におい
て、求められる低消費電力化及びコストの低減を図るた
めには、相関器の回路構成を縮減して、ハードウエア規
模を削減することが、要請される。さらに相関器の高速
化も求められている。

【００１５】したがって本発明は、上記課題の認識に鑑
みて創案されたものであって、その主たる目的は、ＣＤ
ＭＡ通信方式の受信装置に用いられる相関器において、
回路規模の特段の縮減を図る相関器を提供することにあ
る。

【００１６】また本発明は、回路規模の増大を抑止低減
しながら同期用パターンとして複数種の固定パターンに
対応可能な相関器を提供することもその目的としてい
る。これ以外の本発明の目的、特徴等は以下の説明から
も当業者にはただちに明らかとされるであろう。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、所定の長さのデータの相関をとるための相関器
を、それぞれが前記所定の長さの約数の長さよりなる複
数段の相関器で構成し、前記複数段の相関器のそれぞれ
の長さを掛け合わせた値が前記所定の長さと等しくなる
ように設定され、前段の相関器から出力される相関値を
次段の相関器の入力としたものである。すなわち本発明
は、所定の長さＮ（但し、Ｎ＝Ｍ×Ｋ）分の長さの相関
をとるための相関器を、長さＭの１段目の相関器と、前
記１段目の相関器の相関値を入力とする長さＫの２段目
の相関器で構成したものである。

【００１８】より詳細には、本発明は、所定の数のシン
ボルよりなる固定語について所定の拡散率で拡散符号で
拡散した同期用信号が挿入されてなる入力信号を入力と
し相関をとることで同期検出を行なう相関器において、
１段目の相関器で前記入力信号と拡散符号との相関をと
り、前記１段目の相関器の相関値出力に基づき、前記所
定の数のシンボルについて、２段目の相関器で前記固定
語との相関をとるように構成されてなるものである。

【００１９】本発明においては、前記１段目の相関器を
共通とし、固定語のパターンの種類に対応して次段の相
関器を複数備えた構成としてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。図１は、本発明の構成原理を説明するための図で
あり、図１（ａ）、及び図１（ｂ）は、それぞれ、本発
明に係る相関器の構成を示す図であり、また図１（ｃ）
は、比較例として従来型の相関器の構成を示す図であ
る。

【００２１】図１（ａ）を参照すると、本発明に係る相
関器は、所定の長さＮ（但し、Ｎ＝Ｍ×Ｋ）分の長さの
相関をとるための相関器（図１（ｃ）の相関器４０参
照）を、長さＭの１段目の相関器１０と、１段目の相関
器１０から出力される相関値１２を入力とする長さＫの
２段目の相関器２０とをカスケード接続して構成したも
のである。

【００２２】１段目の相関器１０は、入力信号１１と、
長さＭの該入力信号１１との相関をとるための係数列Ｓ
ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）とを入力して相関（乗算と加算）をと
り相関値１２を出力し、２段目の相関器２０は、１段目
の相関器１０の相関値出力１２と、該相関値１２の出力
列（Ｋ個）との相関をとるための係数列Ｕｉ（ｉ＝１〜
Ｋ）とを入力して相関をとり相関値２１を出力する。

【００２３】本発明によれば、２つに分割された相関器
１０、２０の長さは合わせてＭ＋Ｋでよく、図１（ｃ）
に示したＭ×Ｋの長さからなる従来の相関器と比べて、
その回路規模を特段に縮減することができる。

【００２４】そして、２つに分割された相関器の長さが
合わせてＭ＋Ｋでよいことから、相関値の演算処理の高
速化を図ることができる。例えば、図１（ａ）の相関器
１０、２０を、図８に示した構成とした場合、シフトレ
ジスタの段数、乗算器の数はＭ＋Ｋ個でよい。また図１
（ａ）の相関器１０、２０を、図７に示した構成とした
場合、相関値の演算に要する時間は、Ｎ＝Ｍ×Ｋではな
く、Ｍ＋Ｋに比例する。

【００２５】なお、本発明において、相関器は２段構成
に限定されるものでなく、例えば図１（ｂ）に示すよう
に、３段構成としてもよく、さらには、４段以上として
もよいことは勿論である。

【００２６】図１（ｂ）に示す構成の本発明によれば、
例えば長さが１０００チップ（chip）の相関をとる相関
器を、長さが１０チップの相関器を３段カスケード接続
することで構成することができる。この場合、３つに分
割された相関器の長さは合わせて３０チップで構成する
ことができ、長さ１０００チップの従来の相関器４０
（図１（ｃ）参照）と比べて、その回路規模を特段に縮
減できることがわかる。

【００２７】次に、図１（ａ）に示した本発明に係る相
関器をＣＤＭＡ方式の通信装置の同期捕捉用の相関器に
適用した場合の一実施の形態について説明する。

【００２８】本発明の一実施の形態においては、長さＫ
シンボル（但し、Ｋは所定の正整数）の固定語を、Ｍチ
ップ（chip）／シンボル（但し、Ｍは所定の正整数）の
拡散率（spreading ratio；シンボル区間とチップ区間
の比）で拡散した信号よりなる符号長Ｎ（但し、Ｎ＝Ｍ
×Ｋ）の固定パターンＣｎを入力として相関値を出力す
る相関器を、１段目の相関器１０と２段目の相関器２０
からなる２段構成とする。

【００２９】１段目の相関器１０は、その長さがＭチッ
プとされ、入力した固定パターンのうちのｋ番目（０≦
ｋ≦Ｋ−１）のシンボル部分に対して、それぞれ、拡散
符号Ｓｍ（但し、ｍは、ｋ×Ｍ≦ｍ＜（ｋ＋１）×Ｍの
範囲の整数）との相関値を出力する。

【００３０】２段目の相関器２０は、１段目の相関器１
０から出力された相関値についてＫシンボル分のデータ
を入力し、長さＫの固定語Ｕ０〜ＵＫ−１との相関値を
出力する。

【００３１】すなわち、固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ
−１）に比べて、長さの短い１段目の相関器１０でまず
第１の相関値を算出し、次に、長さＫの２段目の相関器
２０で固定語との相関値を算出する。

【００３２】かかる構成により、回路規模の削減を図る
ことができ、さらに、相関器の長さを短くした結果、高
速処理を可能としている。拡散率Ｍは典型的なアプリケ
ーションにおいて、例えば１０〜１００００程度とさ
れ、一例としてＭ＝１００とし、フレーム同期パターン
として固定語をＵ０〜Ｕ15、すなわちＫ＝１６とした場
合、図１（ｃ）に示した従来の相関器４０の長さＮは１
６００であるのに対して、図１（ａ）に示した本発明に
おいては、その長さはＭ＋Ｋ＝１１６となり、ほぼ１／
１４となる。

【００３３】また、本発明は、別の実施の形態におい
て、１段目の相関器を共通とし、２段目の相関器を複数
備えることで、回路規模の増大を抑止しながら、複数種
類の固定パターンに対応可能である。すなわち、長さＭ
の１段目の相関器と長さＫの２段目の相関器をＲ組備え
た構成において、相関器の長さは合わせてＭ＋Ｋ×Ｒと
なる。一方、長さＮ（＝Ｍ×Ｋ）の相関器をＲ個用意す
る場合、その全体の長さはＭ×Ｋ×Ｒ必要となる。この
ように、本発明によれば、回路規模を特段に縮減するも
のであることがわかる。

【００３４】

【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。

【００３５】図２は、本発明の一実施例をなす相関器の
構成をブロック図にて示したものであり、本発明に係る
相関器は、ＣＤＭＡ方式の通信システムの受信装置の同
期捕捉回路に適用したものである。なお、相関器の前段
に設けられる回路構成としては、無線信号を受信するア
ンテナ、アンテナで受信した信号を増幅する増幅器、増
幅器の出力とローカル信号とのミキシングを行ない中間
周波（ＩＦ）信号を出力するミキサ、ローパスフィルタ
よりなる信号変換部、及び、信号変換部からのベースバ
ンド信号を標本化して保持するサンプルアンドホールド
回路等公知のものが用いられるため、その構成の説明は
省略する。

【００３６】図２を参照すると、本発明の一実施例にお
いて、相関器は、１段目の相関器１０１と、１段目の相
関器１０１へ供給する拡散符号列の切替を制御する符号
切替部１０４と、メモリ１０２と、メモリ１０２の読み
出しアドレスを制御する読み出しアドレス制御部１０５
と、メモリ１０２の書き込みアドレスを制御する書き込
みアドレス制御部１０６と、２段目の相関器１０３とを
備えて構成されている。

【００３７】まず図２に示した本発明の一実施例の相関
器の各部の構成・機能について概説する。

【００３８】拡散符号で変調された送信信号は、受信装
置の不図示のアンテナで受信され、信号変換回路でベー
スバンド信号に変換され、サンプルアンドホールド回路
でサンプリングされ、入力信号１００として、１段目の
相関器１０１に入力される。

【００３９】１段目の相関器１０１は、１シンボル分の
長さの入力信号１００と拡散符号との相関値を算出し、
相関値１０８として出力する。

【００４０】符号切替部１０４は、１段目の相関器１０
１が入力信号１００との相関をとる拡散符号の切替を行
う。

【００４１】書き込みアドレス制御部１０６は、１段目
の相関器１０１から出力される相関値１０８のメモリ１
０２への書き込みアドレスを生成する。

【００４２】読み出しアドレス制御部１０６は、２段目
の相関器１０３へ供給する相関値１０９をメモリ１０２
から読み出すための読み出しアドレスを生成する。

【００４３】メモリ１０２には、１段目の相関器１０１
から出力される相関値１０８が、書き込みアドレス制御
部１０６から出力される書き込みアドレスに書き込まれ
るとともに、読み出しアドレス制御部１０５から出力さ
れるアドレスの内容が読み出され、２段目の相関器１０
３へ供給される。このメモリ１０２は、例えば、書き込
みと読み出しとが２つのポートで独立して行われるデュ
アルポートＲＡＭから構成される。

【００４４】２段目の相関器１０３は、メモリ１０２か
ら読み出された所定個数の相関値１０９と、該読み出さ
れた相関値と相関をとるために予め用意された同期検出
用の所定個数のシンボルよりなる固定語との相関値を算
出し相関値１０７として出力する。

【００４５】なお、図２において、２段目の相関器１０
３の出力を入力とする不図示の最大値検出回路（ピーク
判定回路）を備え、２段目の相関器１０３から出力され
る相関値が最大のとき、同期検出を通知するための最大
値信号を出力する構成としてもよい。

【００４６】次に、図２を参照して、本発明の一実施例
の動作について説明する。１段目の相関器１０１に入力
される入力信号１００は、符号長Ｎの固定パターンＣｎ
（但し、ｎは０以上Ｎ−１以下の整数）を含むものとす
る。

【００４７】この固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）
は、送信側で、予め定められた長さＫシンボルの固定語
を、Ｍチップ／シンボルの割合で拡散符号で拡散した信
号からなり、符号長Ｎの固定パターンがフレーム同期パ
ターンとして送信信号中に挿入されて受信装置で受信さ
れる。受信装置で受信する固定パターンＣｎには、伝送
中に雑音が含まれている。なお、固定パターンＣｎの符
号長Ｎは、Ｎ＝Ｋ×Ｍである。

【００４８】長さＫシンボルの固定語のｋシンボル目の
値をＵｋ(但し、０≦ｋ≦Ｋ−１)とし、拡散符号をＳｎ
とすると、送信側において、固定語Ｕｋを拡散符号Ｓｎ
でＭチップ／シンボルの割合で拡散した固定パターンＣ
ｎ（但し、ｎ=ｋＭ＋ｍ、０≦ｍ≦Ｍ−１）は、次式
（１）として表される。

【００４９】 Ｃ kM+m = Ｕk × Ｓ kM+m …（１）

【００５０】送信側において、拡散符号Ｓｎで拡散され
た固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）を受信する本実
施例の受信装置においては、相関器１０１と相関器１０
３よりなる２段構成の相関器を用いて相関値を算出す
る。

【００５１】受信装置で受信する信号中において、固定
パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）が挿入される時刻（タ
イミング）は予め定められた所定の範囲内にあるものと
する。

【００５２】１段目の相関器１０１は、その長さがＭチ
ップとされ、受信した固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ−
１）のうち固定語のｋシンボル目Ｕｋを受信している部
分の入力信号１００のＭ個のサンプル値と、拡散符号Ｓ
ｍ(但し、ｋ×Ｍ≦ｍ＜(ｋ＋１)×Ｍ) との相関値を出
力する。

【００５３】受信装置において、送信信号との同期がと
れたとき、送信側で固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ−
１）を拡散した拡散符号列と、１段目の相関器１０１の
拡散符号列とが同一となり、１段目の相関器１０１から
出力される相関値１０８は、固定語のｋシンボル目の値
Ｕｋに雑音が加わった値となる。

【００５４】１段目の相関器１０１から出力される相関
値１０８は、メモリ１０２に対して、書き込みアドレス
制御部１０６から出力される書き込みアドレス信号で指
定されたアドレスに逐次記憶される。

【００５５】書き込みアドレス制御部１０６は、カウン
ト値０から順次インクリメントしメモリ１０２の最大ア
ドレスまでカウントした後、カウント値が０にクリアさ
れるカウンタを備え、カウンタのカウント値が書き込み
アドレスとして出力される。

【００５６】本発明の一実施例では、受信装置で受信さ
れる受信信号において、固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ
−１）が受信される予想タイミング範囲として、Ｌチッ
プ区間分に相当する時間幅、すなわち不確定幅が存在す
るものとする。この場合、１段目の相関器１０１では、
図４に示すように、拡散符号と相関をとる入力信号１０
０の開始ポイント（サンプルポイント）が、１チップ区
間ずつ互いに位相がずれている長さＭのサンプル列＃１
〜サンプル列＃Ｌのそれぞれについて、順次、拡散符号
との相関をとっていき、一シンボルあたり、位相が互い
に１チップずつずれている計Ｌ個の相関値が、メモリ１
０２に順次記憶される。したがって、Ｋ個のシンボルに
対しては、計Ｌ×Ｋ個の相関値がメモリ１０２に書き込
まれることになる。

【００５７】なお、図４では、１つの固定パターンに対
して１チップずつ位相がずれたＬ個のサンプル列の入力
信号についてそれぞれ拡散符号との相関値を求める例が
示されているが、本発明は、かかる構成に限定されるも
のでなく、１チップずつ位相がずれた長さＭの入力信号
の相関値を２Ｌ個（２Ｌチップ区間分に相当する時間幅
分）算出するようにしてもよいし、あるいは、１／２チ
ップずつ位相がずれた長さＭの入力信号の相関値を２Ｌ
個算出するようにしてもよい。

【００５８】２段目の相関器１０３では、読み出しアド
レス制御部１０５から出力される読み出しアドレスによ
り、メモリ１０２からＬ個おきに、読み出されたＫシン
ボル分のデータと固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）との相
関を算出して出力する。

【００５９】次に図２及び図３を参照して、本発明の一
実施例における、１段目の相関値１０１からのメモリ１
０２への書き込み動作、及び、メモリ１０２からの読み
出し動作についてさらに詳細に説明する。

【００６０】図３は、本発明の一実施例における、１段
目の相関器１０１からメモリ１０２に対する書き込みと
メモリ１０２からの読み出し動作を説明するための図で
あり、図３（ａ）は拡散符号Ｓｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）、
図３（ｂ）は固定語Ｕk（０≦ｋ≦Ｋ−１）、図３
（ｃ）は、図３（ａ）と図３（ｂ）の信号から生成され
る固定パターンＣｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）、すなわち送信
信号（受信装置で受信される受信信号であり１段目の相
関器１０１へ供給される信号でもある）を示す図であ
る。図３（ｄ）は１段目の相関器１０１の拡散符号、図
３（ｅ）はメモリ１０２への相関値の書き込みの様子、
図３（ｆ）はメモリ１０２からの相関値の読み出しの様
子をそれぞれ模式的に示している。

【００６１】受信信号に含まれる固定パターンＣｎ（図
３（ｃ）参照）は、上式（１）に示したように、拡散符
号Ｓｎと、固定語Ｕｋの積で表される。

【００６２】１段目の相関器１０１では、図４を参照し
て説明したように、各シンボルが受信されると予想され
るＬチップの時間範囲に対する入力信号１００の相関値
をそれぞれ算出し（図３（ｄ）参照）、１段目の相関器
１０１から出力される１シンボルあたりＬ個分の相関値
はそれぞれメモリ１０２に順次書き込まれる（図３
（ｅ）参照）。このとき、相関をとる拡散符号として、
ｋシンボル目の符号に対しては、対応するシンボル位置
での拡散符号Ｓｍ（ｋ×Ｍ≦ｍ＜（ｋ＋１）×Ｍ )が用
いられる。

【００６３】すなわち、１段目の相関器１０１では、図
３（ｄ）に示すように、固定語の０シンボル目の符号
（Ｕ１）に対して、対応するシンボル位置での拡散符号
Ｓ０、Ｓ１、…ＳM-1が用いられ、１シンボル目の符号
（Ｕ１）に対して、対応するシンボル位置での拡散符号
ＳM、ＳM+１、…Ｓ2M-1が用いられる。そして、各拡散
符号Ｓ０、Ｓ１、…ＳM-1、及び、ＳM、ＳM+１、…Ｓ2M
-1、…の切替えは、符号切替部１０４によって制御され
る。

【００６４】２段目の相関器１０３では、図３（ｆ）に
示すように、メモリ１０２からＬ個おきに読み出された
Ｋシンボル分のデータと、固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−
１）との相関を算出して出力する。

【００６５】その際、読み出しアドレス制御部１０５
は、メモリ１０２への読み出しアドレスとして、まず、
アドレス０からアドレスＬ分ずつ増加させたアドレスを
順次Ｋ個生成する。そして読み出しアドレス制御部１０
５から出力されたアドレスを読み出しアドレスとしてメ
モリ１０２からＫシンボル分の相関値１０９が順次読み
出されて、２段目の相関器１０３に入力され、２段目の
相関器１０３では、入力されたＫ個の相関値１０９と固
定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）との相関値１０７を算出し
て出力する。

【００６６】つづいて、読み出しアドレス制御部１０５
は、アドレス１からアドレスＬ分ずつ増加させたアドレ
スを順次Ｋ個生成し、該アドレスを読み出しアドレスと
して読み出されたＫ個の相関値が、２段目の相関器１０
３に入力される。以下同様にしてアドレスＬ−１からア
ドレスＬ分ずつ増加させたアドレスをＫ個生成する。

【００６７】すなわち図３（ｆ）に符号（１）として示
すように、まず、メモリ１０２のアドレス０、Ｌ、２×
Ｌ、（Ｋ−１）×Ｌに格納されているＫ個の相関値の一
組目が順次読み出され、読み出し順に２段目の相関器１
０３に入力され固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）との相関
が算出され、次に符号（２）として示すように、メモリ
１０２のアドレス１、Ｌ＋１、２×Ｌ＋１、（Ｋ−１）
×Ｌ＋１に格納されているＫ個のデータの２組目（１組
目とは位相が１チップずれている）が読み出されて２段
目の相関器１０３に入力され固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−
１）との相関が算出され、同様にして、符号（Ｌ）で示
すように、、メモリ１０２のアドレスＬ−１、２×Ｌ−
１、３×Ｌ−１、Ｋ×Ｌ−１（＝Ｎ−１）に格納されて
いるＫ個のデータのＬ組目が読み出されて２段目の相関
器１０３に入力され固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）との
相関が算出される。

【００６８】このようにして、２段目の相関器１０３
は、メモリ１０２から順次読み出されて入力された符号
（１）〜（Ｌ）で示す互いに位相の異なるＬ組のＫシン
ボル分の相関値と固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）との相
関をとり、相関値１０７を出力する。メモリ１０２から
読み出されるＫ個の相関値が、固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ
−１）と一致する場合、２段目の相関器１０３からの相
関値１０７は、受信信号の固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜
Ｎ−１）部分の相関値となり、その値は最大となる。

【００６９】この２段目の相関器１０３から出力される
相関値１０７は、入力信号に対して、長さＮチップの相
関器を用いて固定パターンＣｎ（ｎ＝１〜Ｎ）との相関
をとった値と実質的に等しいものとなる。

【００７０】これは、Ｍチップ毎に分割して算出された
Ｌ×Ｋ個の相関値のうち、Ｌ個おきに、同じ遅延時間の
Ｋ個の相関値の組（図３（ｆ）の符号（１）〜（Ｌ）の
各組）を読み出して固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）との
相関をとっているためである。すなわち１段目の相関器
１０１からメモリ１０２に出力される、固定パターンＣ
ｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）部分の長さＭの入力信号と拡散符
号との相関値のＫシンボル分（Ｌ×Ｋ個）のうち、Ｌ個
おきにメモリ１０２から読み出されるＫ個の相関値は、
固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）の各シンボルにそれぞれ
対応したものであり、互いに位相がずれているＬ組の相
関値について、各組のＫ個の相関値と固定語Ｕｋ（ｋ＝
０〜Ｋ−１）との相関をとる２段目の相関器１０３から
の出力により固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）を相関検波
することができる。そして、これは、Ｎチップ分の長さ
の固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）よりなる入力信
号と長さＮの拡散符号Ｓｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）との相関
をとって固定パターンＣｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）を検出す
ることで、入力信号から固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）
を検出することと等価である。

【００７１】このように、本発明の一実施例における２
段構成の相関器１０１、１０３は、長さＮ＝Ｋ×Ｍチッ
プ相当の相関器と等価な相関器として機能している。

【００７２】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。図５は、本発明の第２の実施例の構成を示す図であ
る。

【００７３】図５を参照すると、本発明の第２の実施例
においては、前記実施例と相違して、複数の２段目の相
関器１０３₁〜１０３_Xを並列に備えている。この２段目
の相関器１０３の数は固定パターンを構成する固定シン
ボルの種類分とされる。すなわち、固定語Ｕｋ（ｋ＝０
〜Ｋ−１）からなるパターンが複数種類の値をとり得る
場合に対応するために、長さＫシンボルの２段目の相関
器をその種類分備えており、これにより、全ての固定パ
ターンに対する相関値を算出することができる。

【００７４】従来の構成では、長さＮチップの相関器を
固定シンボルの種類分備える必要があり、回路規模が増
大するが、上記した本発明の第２の実施例によれば、固
定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）のパターンの種類分、２段
目の相関器を備える構成としたため、回路規模の増大を
抑止している。

【００７５】なお、図５に示した本発明の第２の実施例
において、２段目の相関器１０３₁〜１０３_Xの出力をそ
れぞれ入力とする不図示の最大値検出回路（ピーク判定
回路）を備え、複数の２段目の相関器１０３₁〜１０３_X
からそれぞれ出力される相関値が最大のとき最大値信号
を出力する構成としてもよい。

【００７６】次に、上記各実施例において用いられる１
段目の相関器１０１、及び２段目の相関器１０３の構成
について説明する。１段目の相関器１０１は、入力信号
と拡散符号との相関値を出力するものであればよく、要
求される処理性能等に応じて任意の構成のものが適宜用
いられるが、例えば図８を参照して説明した従来の相関
器が用いられる。すなわち１段目の相関器１０１は、符
号切替部１０４で選択された拡散符号系列を発生する係
数発生器３０２（以下図８参照）と、入力信号をチップ
毎にシフトする長さＭのシフトレジスタ３０１と、シフ
トレジスタ３０１の各出力と拡散符号とを乗算するＭ個
の乗算器３０３と、Ｍ個の乗算器の出力を加算する加算
器３０４とを備えて構成される。

【００７７】あるいは、１段目の相関器１０１は、図７
を参照して説明した従来の相関器と同様の構成としても
よい。この場合、１段目の相関器１０１は、符号切替部
１０４で選択された拡散符号系列を発生する係数発生器
からの拡散符号と入力信号とをチップ毎に乗算する乗算
器２０１（以下図７参照）と、乗算器２０１の出力と一
つ前のラッチ出力を各入力端に入力して加算する加算器
２０２と、加算器２０２の出力をラッチするラッチ回路
２０３と、を備え、ラッチ回路２０３の出力は加算器２
０２の入力端に帰還される。かかる構成において、Ｍ個
の入力信号と拡散符号とを一つの乗算器２０１で順次乗
算した値を加算器２０２で加算した値が相関値として出
力される。

【００７８】２段目の相関器１０３は、メモリ１０２か
ら読み出された所定個数の相関値と固定語との相関をと
るものであれば、要求される処理性能等に応じて任意の
構成のものが用いられ、例えば１段目の相関器１０１と
同様、図７又は図８に示した相関器から構成される。こ
の場合、図８に示す構成において、Ｋ個の乗算器３０３
にはそれぞれ固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）が設定入力
される。また図７に示す構成において、乗算器２０１に
は、係数Ｃｉとして、固定語Ｕｋ（ｋ＝０〜Ｋ−１）が
順次入力される。

【００７９】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。本発明の第３の実施例の構成は、図２に示した構成
と基本的に同一構成とされているが、２段目の相関器
が、前記実施例と相違している。図６は、本発明の第３
の実施例を説明するための図である。

【００８０】図２に示した前記実施例において、２段目
の相関器１０３からの相関値を利用せず、固定語との一
致を比較する構成でよい場合には、２段目の相関器を、
１段目の相関器からの相関値と固定語との比較を行う比
較器（コンパレータ）で構成してもよい。すなわち相関
値をすべて得る必要がなく、例えば同期パターン（フレ
ーム同期パターン）との一致を検出するだけでよい場合
には、図６に示すように、２段目の相関器は、ディジタ
ルコンパレータ１１０で構成される。このディジタルコ
ンパレータ１１０は、図２を参照して説明した一段目の
相関器１０１からメモリ１０２に出力され、メモリ１０
２からＬ個おきにＫ個読み出された相関値（ｂ０〜ｂＫ
−１）と、固定語Ｕ０〜ＵＫ−１とが互いに一致するか
否かを比較し、一致した場合に一致検出信号を出力す
る。かかる構成の本発明の第３の実施例は、受信機の入
力端における信号のＳ／Ｎ比が比較的良好である場合
に、同期パターンを検出する用途において、有効であ
る。

【００８１】なお、上記各実施例では、メモリ１０２と
して、高速化のため、書き込みアドレスと読み出しアド
レスで参照されるアドレスの書き込みと読み出しが独立
して行われるデュアルポートＲＡＭを例に説明したが、
本発明において、メモリはデュアルポートＲＡＭに限定
されるものでなく、一つの入出力ポートを有する通常の
ＲＡＭで構成してもよい。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長さＭチップの相関器とＫシンボルの相関器との２段構
成として相関器を構成したことにより、回路規模の削減
を達成しながら、長さＮ（Ｎ＝Ｍ×Ｋ）チップの相関器
と等価な相関値を算出することができる、という効果を
奏する。

【００８３】また本発明によれば、固定パターンの種類
分２段目の相関器を備える構成としたことにより、回路
規模の増大を抑止しながら複数の固定パターンに対する
相関値を算出することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態の構成を示
す図であり、（ｃ）は従来型の相関器の構成を示す図で
ある。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図３】本発明の一実施例の動作を説明するための模式
図である。

【図４】本発明の一実施例における１段目の相関器から
出力されるＬ個の相関値を説明するための図である。

【図５】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【図６】本発明の一実施例における第２の相関器の別の
変形を示す図である。

【図７】従来の相関器の構成の一例を示す図である。

【図８】従来の相関器の構成の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１００ 入力信号 １０１ １段目の相関器 １０２ メモリ １０３、１０３₁〜１０３_X ２段目の相関器 １０４ 符号切替部 １０５ 読み出しアドレス制御部 １０６ 書き込みアドレス制御部 １０７ 相関値 １０８ 相関値（１段目の相関器１０１からの出力） １０９ 相関値（メモリ１０２からの読み出しデータ） １１０ 比較器（コンパレータ） ２００ 入力信号 ２０１ 乗算器 ２０２ 加算器 ２０３ ラッチ回路 ２０４ 出力信号 ３００ 入力信号 ３０１ シフトレジスタ ３０２ 係数発生器 ３０３ 乗算器 ３０４ 加算器 ３０５ 出力信号

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の長さのデータの相関をとるための相
   関器を、それぞれが前記所定の長さの約数の長さよりな
   る複数段の相関器で構成し、前記複数段の相関器のそれ
   ぞれの長さを掛け合わせた値が前記所定の長さと等しく
   なるように設定され、前段の相関器から出力される相関
   値を、前記前段の相関器の次の段に位置する相関器の入
   力とする、ことを特徴とする相関器。
2. 【請求項２】所定の長さＮ（但し、Ｎ＝Ｍ×Ｋ、但し、
   Ｍ、Ｋは１より大の整数）のデータの相関をとるための
   相関器を、長さＭの１段目の相関器と、前記１段目の相
   関器から出力されるＫ個の相関値を入力して相関をとる
   長さＫの２段目の相関器とで構成してなることを特徴と
   する相関器。
3. 【請求項３】所定の数のシンボルよりなる固定語の各シ
   ンボルを拡散符号で拡散した固定パターンが挿入されて
   なる入力信号を入力とし相関をとる相関器において、 １段目の相関器で前記入力信号と拡散符号との１シンボ
   ルの長さ分の相関をとり、 前記１段目の相関器から出力される相関値の前記所定の
   数のシンボル分について２段目の相関器で前記固定語と
   の相関をとる構成とされてなる、ことを特徴とする相関
   器。
4. 【請求項４】前記１段目の相関器を共通とし、前記固定
   語の種類に応じて前記２段目の相関器を複数備えたこと
   を特徴とする請求項３記載の相関器。
5. 【請求項５】長さＫシンボル（但し、Ｋは所定の正整
   数）の固定語をＭチップ／シンボル（但し、Ｍは所定の
   正整数）の割合で拡散した信号よりなる符号長Ｎ（但
   し、Ｎ＝Ｍ×Ｋ）の固定パターンを入力信号として入力
   し、長さがＭチップとされ、前記固定パターンのうちの
   ｋ番目（０≦ｋ＜Ｋ）のシンボル部分に対して、拡散符
   号Ｓｍ（但し、ｍは、ｋ×Ｍ≦ｍ＜（ｋ＋１）×Ｍの範
   囲の整数）との相関値を求める第１の相関器と、 前記第１の相関器で求められた、前記入力信号について
   互いに位相の異なる相関値を、１シンボルあたり所定個
   数分記憶し、このようにしてＫシンボル分の相関値を記
   憶する記憶部と、 前記記憶部から前記所定個数おきに読み出されたＫシン
   ボル分のデータを入力し前記固定語との相関値を出力す
   る第２の相関器と、 を備えたことを特徴とする相関器。
6. 【請求項６】長さＫシンボル（但し、Ｋは所定の正整
   数）の同期検出用の固定語をＭチップ／シンボル（但
   し、Ｍは所定の正整数）の割合で拡散した符号長Ｎ（但
   し、Ｎ＝Ｍ×Ｋ）の固定パターンを受信する側の相関器
   が、 前記固定パターンを入力信号として入力し、長さがＭチ
   ップとされ、前記固定パターンのうちのｋ番目（０≦ｋ
   ＜Ｋ）のシンボル部分に対して、拡散符号Ｓｍ（但し、
   ｍは、ｋ×Ｍ≦ｍ＜（ｋ＋１）×Ｍの範囲の整数）との
   相関値を出力する第１の相関器と、 前記第１の相関器でそれぞれ算出される、前記入力信号
   について互いに位相のずれている相関値を、１シンボル
   あたり所定個数（Ｌ個）記憶し、Ｋシンボルについて計
   Ｌ×Ｋ個の相関値を記憶する記憶部と、 前記記憶部からＬ個おきにＫシンボル分のデータを読み
   出すための読み出しアドレスを生成出力する読み出しア
   ドレス制御部と、 前記記憶部からＬ個おきに読み出されたＫシンボル分の
   データを入力し前記固定語との相関値を出力する第２の
   相関器と、 を備えたことを特徴とする相関器。
7. 【請求項７】前記第１の相関器から出力される相関値
   を、前記記憶部の、書き込みアドレスを生成出力する書
   き込みアドレス制御部で指示されるアドレスに書き込
   む、ことを特徴とする請求項６記載の相関器。
8. 【請求項８】前記第１の相関器を一つ備え、前記第２の
   相関器を、固定語の種類分複数備えたことを特徴とする
   請求項５乃至７のいずれか一に記載の相関器。
9. 【請求項９】前記記憶部が、デュアルポート型のランダ
   ムアクセスメモリよりなる、ことを特徴とする請求項７
   記載の相関器。
10. 【請求項１０】前記第２の相関器の代わりに、前記第１
    の相関器から出力されるＫ個の相関値出力と前記固定語
    とが互いに一致するか否かを比較する比較器を備えたこ
    とを特徴とする請求項５又は６記載の相関器。
11. 【請求項１１】請求項３乃至９のいずれか一に記載の相
    関器を備えたＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式の受信
    装置。
12. 【請求項１２】スペクトル拡散方式の通信装置におい
    て、同期捕捉用の相関器として、スペクトル拡散された
    入力信号を逆拡散するために該入力信号と拡散符号との
    相関をとる第１の相関器と、前記第１の相関器から出力
    される所定個の相関値出力と同期パターンとの相関をと
    る第２の相関器とを含む、ことを特徴とする通信装置。
13. 【請求項１３】前記第２の相関器の代わりに、前記第１
    の相関器から出力される所定個の相関値出力と同期パタ
    ーンとが互いに一致するか否かを比較を行う比較器を備
    えたことを特徴とする請求項１２記載の通信装置。
14. 【請求項１４】合成数である所定の長さＮのデータの相
    関をとる相関器を、前記Ｎの約数である長さＭの第１の
    相関器と、前記Ｎの約数である長さＫの第２の相関器と
    で構成し、 前記第１の相関器は、長さＭの入力データと、前記長さ
    Ｍの入力データと相関をとるために予め用意された長さ
    Ｍのデータとの相関をとり、 前記第２の相関器は、前記第１の相関器のＫ個の相関値
    出力と、前記第１の相関器からの相関値出力と相関をと
    るために予め用意されたＫ個のデータとの相関をとる、
    ことを特徴とする相関器。