JP2002009663A - スペクトラム拡散通信用受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】品質を維持したままで相関器を減らして利用効
率を上げる。 【解決手段】ｍ個のアンテナ＃０〜＃ｍ−１と、ユーザ
ー数ｕの個数の拡散コード生成器＃０〜＃ｕ−１と、相
関値を計算して相関値対応信号を出力するｎ個の相関器
＃０〜＃ｎ−１と、ｕ個のＲＡＫＥ合成器＃０〜＃ｕ−
１と、コントローラ１５とから構成される。コントロー
ラ１５により制御され相関器の出力をＲＡＫＥ合成器に
選択的に送信するセレクタと、ｕ個のＲＡＫＥ合成器の
うちの任意の１つとセレクタ１６とは、ｐ個のパス＃０
〜＃ｐ−１で接続されている。アンテナ＃０〜＃ｍ−１
の出力信号と拡散コード生成器の出力信号とは、相関器
＃０〜＃ｎ−１に選択的に入力し、相関器は、アンテナ
の出力信号と拡散コード生成器の出力信号とに基づい
て、相関値対応信号を計算する。相関値対応信号は、セ
レクタ１６により選択されて選択的に拡散コード生成器
に対応するＲＡＫＥ合成器に入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信用受信機に関し、特に、スペクトラム拡散による移
動通信時の相関値計算を行う計算回路の使用を効率的に
行うスペクトラム拡散通信用受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信技術は、特開２０
００−４２１１で知られるように、１つのパスだけで受
信しないで複数のパスを通って到来した複数の信号を受
信してそれらを合成することにより利得を稼ぐ通信方法
である。複数のパスの信号を受信するためには、複数の
受信機が必要である。スペクトラム拡散通信では、各パ
スの信号に対して逆拡散を行うので、パス数分の逆拡散
回路が必要になる。複数のパスを合成するためには、ユ
ーザごとに複数のパスを処理できる複数の相関器が互い
に接続されている。各ユーザが８パスを処理するために
は、８×ユーザ数の相関器が必要になる。

【０００３】すべてのユーザが与えられたすべてのパス
を検出し合成することは、希なことである。場所にもよ
るが実際には、２〜３の程度のパスの合成で十分な場合
が多い。統計的な効果を利用して相関器を複数のユーザ
で使えば、相関器を減らすことができる。相関器を減ら
して利用効率を上げることが望まれる。相関器の数を削
減することにより、回路規模を減少し、消費電力を削減
し、通信用受信機のコストを削減することが求められ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、相関
器を減らして利用効率を上げることにより、回路規模を
減少して消費電力を削減することができるスペクトラム
拡散通信用受信機を提供することにある。本発明の他の
課題は、統計的効果により相関器を減らして利用効率を
上げ、回路規模を減少してコストを削減することができ
るスペクトラム拡散通信用受信機を提供することにあ
る。本発明の更に他の課題は、品質を維持したまま統計
的効果により相関器を減らして利用効率を上げることが
できるスペクトラム拡散通信用受信機を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。

【０００６】本発明によるスペクトラム拡散通信用受信
機は、ｍ個のアンテナ（＃０〜＃ｍ−１）と、ユーザー
数ｕの個数の拡散コード生成器（＃０〜＃ｕ−１）と、
相関値を計算して相関値対応信号を出力するｎ個の相関
器（＃０〜＃ｎ−１）と、ｕ個のＲＡＫＥ合成器（＃０
〜＃ｕ−１）と、コントローラ（１５）とを含み、コン
トローラ（１５）により制御され相関器（＃０〜＃ｎ−
１）の出力を前記ＲＡＫＥ合成器に選択的に送信する送
信制御器（１６，３１）と、ｕ個のＲＡＫＥ合成器（＃
０〜＃ｕ−１）のうちの任意の１つと送信制御器（１
６，３１）とは、ｐ個のパス（＃０〜＃ｐ−１）で接続
され、アンテナ（＃０〜＃ｍ−１）の出力信号と拡散コ
ード生成器の出力信号とは、前記コントローラの選択信
号に基づいて、前記相関器（＃０〜＃ｎ−１）に選択的
に入力し、相関器（＃０〜＃ｎ−１）は、アンテナ（＃
０〜＃ｍ−１）の出力信号と拡散コード生成器（＃０〜
＃ｕ−１）の出力信号とに基づいて、相関値対応信号を
計算し、相関値対応信号は、送信制御器（１６，３１）
により選択されて選択的に拡散コード生成器（＃０〜＃
ｕ−１）に対応するＲＡＫＥ合成器（＃０〜＃ｕ−１）
に入力する。但し、ｎ＜ｕｐである。

【０００７】相関器（＃０〜＃ｎ−１）は、相関器（＃
０〜＃ｎ−１）の全て又はその一部は１つのＲＡＫＥ合
成器のために任意的に使用され、相関器（＃０〜＃ｎ−
１）の個数ｎはｕｐより少なくて済む。ｎ＜ｕｐである
が、このために支障をきたす確率は極めて小さいので、
通信品質を劣化させることは統計的に又は確率的に実質
上ない。

【０００８】任意のアンテナ（＃０〜＃ｍ−１）の出力
信号と任意の拡散コード生成器（＃０〜＃ｕ−１）の出
力信号とは、任意の相関器（＃０〜＃ｎ−１）に入力す
る。任意の相関器（＃０〜＃ｎ−１）は、任意のＲＡＫ
Ｅ合成器（＃０〜＃ｕ−１）に接続する。しかし、相関
器（＃０〜＃ｎ−１）の一部が任意のＲＡＫＥ合成器
（＃０〜＃ｕ−１）に接続し、相関器（＃０〜＃ｎ−
１）の他の一部が対応関係が固定されてＲＡＫＥ合成器
（＃０〜＃ｕ−１）に接続することは可能である。相関
器の利用率は、統計データが考慮される。他の一部の個
数は、各ＲＡＫＥ合成器（＃０〜＃ｕ−１）に関してｓ
個であり、一部の個数はｎ−ｓｕであることが好まし
い。送信制御器は、セレクタ（１６）であり、又は、メ
モリ（３１）である。メモリは、セレクタの一種であ
る。

【０００９】パスサーチ部（１）が設けられている。ア
ンテナ（＃０〜＃ｍ−１）の出力信号は、パスサーチ部
（１）に入力し、アンテナ（＃０〜＃ｍ−１）の出力信
号と拡散コード生成器（＃０〜＃ｕ−１）の出力信号と
は、パスサーチ部（１）が出力するパス情報に基づいて
相関器（＃０〜＃ｎ−１）に選択的に入力する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
スペクトラム拡散通信用受信機の実施の形態は、パスサ
ーチ部が復調器とともに設けられている。そのパスサー
チ部１には、スペクトラム拡散通信に用いられる一般的
な回路ブロックを表す図１に示されるように、アンテナ
２が受信する受信信号３がＲＦ部４とＡＤ変換フィルタ
部５とを介して入力する。アンテナ２から入力される受
信信号３は、ＲＦ部４で復調されてダウンコンバートさ
れる。ＲＦ部４で復調された復調信号は、Ａ／Ｄ変換フ
ィルタ部５でデジタル信号に変換され、フィルタリング
を受けて帯域制限を受ける。

【００１１】そのフィルタで帯域制限された波形６は、
パスサーチ部１と復調部７に入力される。パスサーチ部
１は、これに入力された信号からパスの状態を検索し、
そのパス情報８を復調部７に渡す。復調部７は、パスサ
ーチ部１から受け取るパス情報８に基づいて波形６の復
調を行って復調信号を出力し、デコード部９に復調信号
を渡す。デコード部９は、誤り訂正などの復号を行って
復号出力信号１１を出力する。

【００１２】図２は、復調部７を詳細に示している。ア
ンテナ入力１２は、Ａ／Ｄ変換フィルタ部５が出力する
既述の波形６に一致している。ここでは、アンテナの個
数は、ｍ個（＃０〜＃ｍ−１）である。コード生成部
（Code Gen部）１３は、各ユーザが用いる拡散符号を生
成する。ここで、コード生成部１３は、ユーザの数であ
るｕの個数で設けられている。コード生成部１３は、＃
０〜＃ｕ−１で番号化されている。復調部７は、相関器
１４を備えている。相関器１４は、アンテナ入力１２が
出力する受信信号３とコード生成部１３が出力するコー
ド信号とから個別的に逆拡散して、各受信信号の相関値
を計算する。相関器１４は、ｎ個が用意され、＃０〜＃
ｎ−１で番号化されている。

【００１３】復調部７は、更に、コントロール部１５を
備えている。コントロール部１５から出力される制御信
号に応じて、各相関器１４をどのユーザにも割り当てる
ことができる。セレクタ１６は、各相関器１４が計算し
た計算値信号をユーザごとに切り替えて、各ユーザのＲ
ＡＫＥ合成部１７に送信する。ＲＡＫＥ合成部１７は、
各相関器出力を合成してその合成出力をデコード部９に
送信する。セレクタ１６と各ＲＡＫＥ合成部１７との間
には、ｐ個のパスが設けられている。ＲＡＫＥ合成部１
７の個数はユーザー数のｕであり、＃０〜＃ｕ−１で番
号化されている。

【００１４】図３は、相関器１４の詳細を示している。
相関器１４は、第１セレクタ１８と第２セレクタ１９と
を備えている。セレクタ（m to 1）は、図２のコントロ
ール部１５から出力される制御情報に基づいて、ｍ個の
アンテナ入力信号のうちの１つを選択する。第２セレク
タ１９（u to 1）は、既述の制御情報に基づいて所望の
コードを選択する。相関器１４は、更に、コード遅延部
２１を備えている。コード遅延部２１は、第２セレクタ
１９から得たコード信号を制御情報に基づいて遅延させ
る。相関器１４は、更に、逆拡散回路２２を備えてい
る。逆拡散回路２２は、第１セレクタ１８で選択された
受信信号と遅延されたコードを元にして逆拡散処理を行
い、その逆拡散処理により得た相関値を既述のセレクタ
１６に送信する。

【００１５】アンテナ２は、これが基地局である場合、
複数のセクタと複数のブランチが存在する。そのため、
セクタ数×ブランチ数のアンテナが存在する（ここでは
m個のアンテナとされている。）。ＲＦ４は、各アンテ
ナごとに受信信号の復調の処理を行い、復調処理後の復
調信号はＡ／Ｄ変換フィルタ部５に入力して、ＲＦ部４
で得られたアナログの復調信号はデジタル信号に変換さ
れ、その後に帯域制限がされ、Ａ／Ｄ変換後のビット数
とフィルタ係数は、構成により適宜変更する必要があ
る。フィルタを通った信号は、パスサーチ部１と復調部
７に入力され、パスサーチ部１では既知のＰＬ（パイロ
ット信号）に各ユーザの拡散符号をかけたＰＬレプリカ
を作成し、各アンテナ出力との相関値を計算する。入力
信号に対して時間軸にずらし相関値をとることにより、
トータルとして遅延プロファイルを求めることになる。
この遅延プロファイルにパスサーチのアルゴリズムを適
用することにより、受信信号のパスタイミングを得るこ
とができる。このパスタイミングを復調部７に送信し、
復調部７ではタイミングに合わせて逆拡散を行う。復調
後のデータは、シンボルごとの軟判定情報のためデコー
ド部９で硬判定復号する。送信側で畳み込み符号化とイ
ンタリーブなどが行われている場合には、デコード部９
で畳み込み復号及びデインタリーブ等が実行される。

【００１６】復調部７では、アンテナ入力１２はＲＦ部
４のアンテナ数分があり、図にはｍ個のアンテナ入力が
ある。このようなアンテナ入力は、Ａ／Ｄ変換フィルタ
部５を通った後の信号である。コード生成部１３では、
ｕユーザ分の拡散コードが生成される。拡散コードは、
ユーザーごとに規定されシフトレジスタにより、又は、
ソフト的に計算してメモリに蓄えたりする。ｍ本分のア
ンテナ入力とｕユーザ分の拡散コードとは、それぞれの
相関器１４に接続されている。相関器１４内には、アン
テナ入力１２を切り替える第１セレクタ１８（m to 1）
とコード入力を切り替える第２セレクタ１９（u to 1）
が存在する。アンテナ入力１２は、パスサーチ部１で検
出されたパス情報８（どのアンテナからの信号を使うか
？、遅延はいくらか？）を元にコントロール部１５によ
り切り替え指示を出してもらう。コントロール部１５
は、どのユーザーの信号をどの相関器１４に作業させる
かを指示し、拡散コードの切り替えも行う。

【００１７】このように選択された拡散コードは、パス
情報８をもとにコード遅延部２１で遅延される。コード
を遅延させることにより、入力信号とコードの位相が合
って、逆拡散回路２２で復調が可能になる。各相関器１
４で得られた相関値をセレクタ１６に送信する。セレク
タ１６では、各ユーザーごとにＲＡＫＥ合成ができるよ
うに切り替えを行う。コントロール部１５は、どのユー
ザをどの相関器に割り当てるかの制御をする。セレクタ
１６からＲＡＫＥ合成部１７への配線は、どのユーザー
においても最大パス数のＲＡＫＥ合成ができるように、
最大のパス数分が用意されている。ＲＡＫＥ合成部１７
は、各相関値をパスごとの重み付けに従い合成する。重
み付けは、信号成分の大きさによる方法、信号対ノイズ
の比による方法などによって実行される。

【００１８】図４は、本発明によるスペクトラム拡散通
信用受信機の実施の他の形態を示している。本実施の形
態は、既述の実施の形態のセレクタ１６がメモリ３１に
替えられている点を除いて、既述の実施の形態に全く同
じである。図２に示された実施の形態では、相関器で計
算した結果をセレクタ１６を用いて切り替え、各ユーザ
のＲＡＫＥ合成部１７に送信している。相関器＃０から
＃ｎ−１までの出力は、メモリ３１の決められたアドレ
スエリアに対して書き込みが行われる。ＲＡＫＥ合成部
１７は、コントロール部１５から得られる情報を元にＲ
ＡＫＥ合成に必要な相関器１４の出力を読み出して合成
処理を行う。メモリ３１は、必要な相関器出力を読み出
すことにより、図２のセレクタ１６と同等の役割をする
ことになる。

【００１９】図２と図４で示される実施の形態では、各
相関器１４がどのユーザーのＲＡＫＥ合成器１７にも送
信できるようになっている。この場合、各ユーザのＲＡ
ＫＥ合成に対して自由度がある反面、切り替え器又はメ
モリの量が多くなる。そのような量を減少するために、
ＲＡＫＥ合成器に対して数個の相関器１４を固定的に接
続する。例えば、常に２相関値はＲＡＫＥ合成に使うこ
とと仮定し、各ＲＡＫＥ合成器へは固定的に２つの相関
器１４を接続しておく。つまり、２×ｕ個の相関器は、
固定的にＲＡＫＥ合成器に接続される。残りの相関器の
ｎ−２ｕ個は、自由度を持たせてどのＲＡＫＥ合成器に
も接続できるようにする。もちろん、すべてのユーザに
対し最大のパス数分用意しないので、切り替え器又はメ
モリの削減に貢献することができる。

【００２０】ｎ個の相関器の全てが、すべてのアンテナ
とユーザの信号を処理することができる。従来は、ユー
ザに対して相関器が固定されていたため、１ユーザに対
して最大ｐパス分の相関値を処理する場合には、ｕユー
ザ×ｐパス分の相関値が必要であった。しかしながら、
実際に最大ｐパスをＲＡＫＥ合成することは希である。
また、ユーザ数が増えることによりすべてのユーザが最
大のパスを用いることは更に希になってしまう。つま
り、統計的にすべての相関器が動いている確率は、非常
に希になる。従来ユーザに対して固定的に利用されてい
た相関器をすべてのユーザに対して解放する本発明は、
このような統計的な結果を利用することにより、相関器
の利用効率を高めている。統計的結果の利用のためにセ
レクタによる相関器の切り替えを可能とすることによ
り、すべての相関器がすべてのアンテナとユーザの処理
を行うことができる。統計的にはすべての相関器が利用
されて足りなくなることが生じるが、このような状況は
ごく希であり特性劣化には大きく影響しない。また、特
性劣化によるデメリットは、相関器の削減による回路規
模、消費電力の縮小、コストダウン等のメリットに比べ
て十分に少ない。

【００２１】

【発明の効果】本発明によるスペクトラム拡散通信用受
信機は、統計的効果により品質を維持したままで相関器
を減らして利用効率を上げる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるスペクトラム拡散通信用
受信機の実施の形態を示す回路ブロック図である。

【図２】図２は、図１の一部の詳細を示す回路ブロック
図である。

【図３】図３は、図２の一部の詳細を示す回路ブロック
である。

【図４】図４は、本発明によるスペクトラム拡散通信用
受信機の実施の他の形態を示す回路ブロック図である。

【符号の説明】

１…パスサーチ部 １５…コントローラ １６…セレクタ ３１…メモリ ＃０〜＃ｍ−１…アンテナ ＃０〜＃ｕ−１…拡散コード生成器 ＃０〜＃ｕ−１…ＲＡＫＥ合成器 ＃０〜＃ｎ−１…相関器 ＃０〜＃ｐ−１…パス

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｍ個のアンテナと、 ユーザー数ｕの個数の拡散コード生成器と、 相関値を計算して相関値対応信号を出力するｎ個の相関
   器と、 ｕ個のＲＡＫＥ合成器と、 コントローラとを含み、 前記コントローラにより制御され前記相関器の出力を前
   記ＲＡＫＥ合成器に選択的に送信する送信制御器と、 ｕ個の前記ＲＡＫＥ合成器のうちの任意の１つと前記セ
   レクタとは、ｐ個のパスで接続され、 前記アンテナの出力信号と前記拡散コード生成器の出力
   信号とは、前記コントローラの選択信号に基づいて、前
   記相関器に選択的に入力し、 前記相関器は、アンテナの出力信号と前記拡散コード生
   成器の出力信号とに基づいて、前記相関値対応信号を計
   算し、 前記相関値対応信号は、前記送信制御器により選択され
   て選択的に前記拡散コード生成器に対応する前記ＲＡＫ
   Ｅ合成器に入力し、 ｎ＜ｕｐであるスペクトラム拡散通信用受信機。
2. 【請求項２】任意のアンテナの前記出力信号と任意の拡
   散コード生成器の前記出力信号とは、任意の前記相関器
   に入力する請求項１のスペクトラム拡散通信用受信機。
3. 【請求項３】任意の前記相関器は任意の前記ＲＡＫＥ合
   成器に接続している請求項２のスペクトラム拡散通信用
   受信機。
4. 【請求項４】前記相関器の一部は任意の前記ＲＡＫＥ合
   成器に接続し、前記相関器の他の一部は対応関係が固定
   されて前記ＲＡＫＥ合成器に接続している請求項２のス
   ペクトラム拡散通信用受信機。
5. 【請求項５】前記他の一部の個数は、各ＲＡＫＥ合成器
   に関してｓ個であり、前記一部の個数はｎ−ｓｕである
   請求項４のスペクトラム拡散通信用受信機。
6. 【請求項６】前記制送信御器はセレクタである請求項１
   のスペクトラム拡散通信用受信機。
7. 【請求項７】前記送信制御器はメモリである請求項１の
   スペクトラム拡散通信用受信機。
8. 【請求項８】パスサーチ部を更に含み、 前記アンテナの出力信号は前記パスサーチ部に入力し、 前記アンテナの前記出力信号と前記拡散コード生成器の
   前記出力信号とは、前記パスサーチ部が出力するパス情
   報に基づいて前記相関器に選択的に入力する請求項１〜
   請求項７から選択される１請求項のスペクトラム拡散通
   信用受信機。