JP2003032143A - デジタルマッチドフィルタ - Google Patents

デジタルマッチドフィルタ

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JP2003032143A
JP2003032143A JP2001211742A JP2001211742A JP2003032143A JP 2003032143 A JP2003032143 A JP 2003032143A JP 2001211742 A JP2001211742 A JP 2001211742A JP 2001211742 A JP2001211742 A JP 2001211742A JP 2003032143 A JP2003032143 A JP 2003032143A
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unit
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reception
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JP2001211742A
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Atsushi Watanabe
淳 渡邊
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術では拡散率に比例して増加していた
乗算器、加算器等の回路規模を抑制し、小型受信装置に
適用可能なデジタルマッチドフィルタを提供する。 【解決手段】 入力される受信ベースバンドのI送信号
とQ相信号を受信ベースバンド信号選択部2cで順に選
択し、参照符号I相用乗算器3a,参照符号Q相用乗算
器3bと、I相加算部6a、Q相加算部6bで受信ベー
スバンド信号のサンプリング速度より高速に積和演算す
るデジタルマッチドフィルタである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報信号をそれよ
り速いレートの拡散符号で拡散して伝送するスペクトラ
ム拡散通信システムの受信装置において、信号の同期検
出、および復調の為に用いられるデジタルマッチドフィ
ルタに関し、特に回路規模を縮小し、実装面積の低減、
コストダウンを図ることができるデジタルマッチドフィ
ルタに関する。
【0002】
【従来の技術】情報信号にその信号より高レートのシス
テムで決定された拡散符号を乗じることで、周波数軸上
で広帯域にわたり拡散し送信するスペクトラム直接拡散
通信システムにおいて、受信側で元の情報信号に復元す
る為には、送信側で直接拡散変調した時と同じ拡散符号
を同じタイミングで乗ずる逆拡散処理を行なう必要があ
る。この逆拡散処理の相関検出にデジタルマッチドフィ
ルタを用いることで、初期同期補足を短時間に完了する
ことができ、また同期追跡と元信号の復調が可能であ
る。
【0003】デジタル信号の伝送においては位相変調方
式が広く用いられている。その中でも最も一般的なQuad
rature Phase Shift Keying(以下QPSK)により変
調された情報信号にスペクトラム直接拡散通信を適用し
た例について説明する。QPSKにより変調された送信
複素信号をTxとすれば、送信複素信号Txは、[数
1]で表現することができる。
【0004】
【数1】
【0005】前記[数1]において、Sは送信する情報
信号で、Siは送信ベースバンド同相成分信号(以下、
送信ベースバンド信号I相)、Sqは送信ベースバンド
直交成分信号(以下、送信ベースバンド信号Q相)、C
は拡散符号系列でCiは参照符号同相成分信号(以下、
I相参照符号)、Cqは参照符号直交成分信号(以下、
Q相参照符号)、Txi、Txqはそれぞれ送信機から
出力され、受信機側で相関検出の対象となる拡散変調後
のベースバンド信号同相成分信号(以下、受信ベースバ
ンドI相)、直交成分信号(以下、受信ベースバンド信
号Q相)を意味している。各々の信号の同相成分と直交
成分は直交関係にあるので、Sq、Cqに虚数jを乗じ
複素数表現されている。また、各信号に付加しているn
の値により、拡散符号系列の時間系列を示してある。
【0006】受信機側で上記送信複素信号Txから送信
情報信号を取り出す、すなわち復調を行なうには、送信
複素信号Txと拡散変調に用いられた拡散符号系列Cの
複素共役相関演算を行なう必要がある。送信拡散符号系
列Cと複素共役の符号系列をCと表現し、受信機で行
われる相関演算をRxとすると、相関演算Rxは、[数
2]で表現することができる。
【0007】
【数2】
【0008】前記[数2]におけるT0は、受信機で相
関処理を行う場合のサンプリング最小単位(時間)を示
しており、加算する個数をn=1〜NのN個としている
のは、情報データSi、Sqが情報データのレートのN
倍の速度で符号拡散されている事を意味する。また、拡
散符号列Cを構成する各々の拡散符号をチップと呼び、
その符号速度をチップレートと呼び、情報信号が1/N
分割され、最小単位がチップになる事を拡散率Nと表現
する。
【0009】前記[数2]に示されるように、相関演算
Rxは、乗算処理が4系統、累加算処理が4系統で表現
できることが解る。1サンプル中で前記[数2]の結果
を得るものがデジタルマッチドフィルタであり、スペク
トラム直接拡散通信における高速な同期補足と同期追
跡、更に元信号の復調をデジタルマッチドフィルタで実
現できる。
【0010】実際に通信の1方式である、Wide band- C
ode Division Multiple Accessシステム(以下、W−C
DMAシステム)に用いられる拡散率として、N=25
6のスペクトラム直接拡散通信システムを考えると、従
来技術によるデジタルマッチドフィルタによる相関検出
回路のハードウェア構成を例に説明する。拡散率N=2
56の場合、受信ベースバンド信号を4倍オーバーサン
プルで取り込み、相関演算処理するとすれば、I相およ
びQ相各々に必要なデータレジスタ数は、 データレジスタ数=拡散率(256)×オーバーサンプリン
グ率(4)×ビット数(K)×I,Q(2) で計算され、ビット数をKとすれば、1024K個の記
憶素子が必要であり、I相,Q相の2相分で2048K
個の記憶素子が必要となる。また、乗算器は256個が
4系統、加算器が4系統必要となり、回路規模が大きく
なる。
【0011】ここで、QPSKにスペクトラム直接拡散
を適用した通信システムに、デジタルマッチドフィルタ
を用いた従来技術による構成例1について、図11を用
いて説明する。図11は、従来のデジタルマッチドフィ
ルタの第1の構成例を示す構成ブロック図である。従来
のデジタルマッチドフィルタの構成例1(以下、従来の
第1のデジタルマッチドフィルタ)は、図11に示すよ
うに、受信I相信号シフトレジスタ1a,受信Q相信号
シフトレジスタ1bと、乗算器3a〜3dと、I相参照
符号ロード用レジスタ部4a,Q相参照符号ロード用レ
ジスタ部4bと、I相参照符号演算レジスタ部5a,Q
相参照符号演算レジスタ5bと、加算部6a〜6dと、
出力加算部7a,出力減算部7bにより構成されてい
る。尚、図11では受信データの更新、ならびにデジタ
ルマッチドフィルタ出力がチップレートに対して4倍の
オーバーサンプルで動作する例を記しており、チップレ
ート動作クロック、および4倍サンプリングクロック信
号は省略している。
【0012】次に、従来の第1のデジタルマッチドフィ
ルタの各部について説明する。受信I相信号シフトレジ
スタ1aは、受信ベースバンドI相信号diを格納する
シフトレジスタ回路であり、例えば、拡散率(N=256)、
オーバーサンプリング率(4)であるとすると、拡散率(N=
256)×オーバーサンプリング率(4)=1024個のシフトレジ
スタで構成されている。そして、受信I相信号シフトレ
ジスタ1aは、オーバーサンプリングクロック毎に入力
される受信ベースバンドI相信号diを順次格納し、前
記クロック毎に記憶していた信号を隣のレジスタにシフ
トさせていき、オーバーサンプリング数のレジスタ毎に
外部出力を行うようになっている。図11では、4倍オ
ーバーサンプリングの例を示しているので、4つのレジ
スタ毎に後述する乗算器3a,3dに出力を行う。
【0013】同様に受信Q相信号シフトレジスタ1b
は、受信ベースバンドQ相信号dqを格納するシフトレ
ジスタ回路であり、受信I相信号シフトレジスタ1aと
同様に1024個のシフトレジスタで構成され、オーバーサ
ンプリングクロック毎に入力される受信ベースバンドQ
相信号dqを順次格納し、前記クロック毎に記憶してい
た信号を隣のレジスタにシフトさせていき、オーバーサ
ンプリング数のレジスタ毎に外部出力を行うようになっ
ている。図11では、4倍オーバーサンプリングの例を
示しているので、4つのレジスタ毎に後述する乗算器3
b,3cに出力を行う。
【0014】I相参照符号ロード用レジスタ部4aは、
I相参照符号Ciをロードするために格納するシフトレ
ジスタ回路であり、例えば、拡散率数(N=256)個のシ
フトレジスタで構成されている。そして、I相参照符号
ロード用レジスタ部4aは、クロック毎に入力されるI
相参照符号Ciを順次格納し、前記クロック毎に記憶し
ていた信号を隣のレジスタにシフトさせると共に、外部
出力を行うようになっている。同様に、Q相参照符号ロ
ード用レジスタ部4bは、Q相参照符号Cqをロードす
るために格納するシフトレジスタ回路であり、拡散率数
(N=256)個のシフトレジスタで構成されており、クロ
ック毎に入力されるQ相参照符号Cqを順次格納し、前
記クロック毎に記憶していた信号を隣のレジスタにシフ
トさせると共に、外部出力を行うようになっている。
【0015】I相参照符号演算レジスタ部5aは、I相
参照符号Ciを演算用に格納するレジスタ回路であり、
例えば、拡散率数(N=256)個のレジスタで構成されて
いる。同様に、Q相参照符号演算レジスタ部5bは、Q
相参照符号Cqを演算用に格納するレジスタ回路であ
り、拡散率数(256)個のレジスタで構成されている。
【0016】乗算器3a〜3dは、I相およびQ相の受
信ベースバンド信号と各々の参照符号とを乗算する回路
である。加算部6aは、受信ベースバンドI相信号di
とI相参照符号Ciの乗算出力を加算する回路である。
加算部6bは、受信ベースバンドQ相信号dqとQ相参
照符号Cqの乗算出力を加算する回路である。加算部6
cは受信ベースバンドQ相信号dqとI相参照符号Ci
の乗算出力を加算する回路である。加算部6dは受信ベ
ースバンドI相信号diとQ相参照符号Cqの乗算出力
を加算する回路である。出力加算部7aは、加算部6a
と加算部6bの出力を加算し、マッチドフィルタのI相
出力MFOUTIを出力する回路である。出力減算部7bは、
加算部6cの出力から加算部6dの出力を減算し、マッ
チドフィルタのQ相出力MFOUTQを出力する回路である。
【0017】図11に示した従来の第1のデジタルマッ
チドフィルタにおける動作について説明する。受信ベー
スバンドI相信号di、Q相信号dqは、オーバーサン
プリングクロック毎に各々受信I相信号シフトレジスタ
1a、受信Q相信号シフトレジスタ1bに入力され、格
納されたデータはクロック毎にシフトして更新される。
そして、受信I相信号シフトレジスタ1a、受信Q相信
号シフトレジスタ1bの複数の記憶素子から出力される
受信ベースバンドI相信号、受信ベースバンドQ相信号
は、I相参照符号演算レジスタ部5a、Q相参照符号演
算レジスタ部5bから出力される各々拡散率数N個の参
照符号Ci(1)〜Ci(N),Cq(1)〜Cq(N)と、4系統
の複数の乗算器3a〜3dで乗算される。各乗算器の出
力は、加算部6a〜6dで加算処理が行われ、更に加算
器7a並びに減算器7bにおいて加減算処理を行うこと
で、前記[数2]の演算がサンプル毎に実行されること
になる。
【0018】図11に示すデジタルマッチドフィルタ
を、同期捕捉(パス検出)に用いる場合には、I相参照
符号Ci及びQ相参照符号Cqが、I相参照符号ロード
用レジスタ部4a及びQ相参照符号ロード用レジスタ部
4bに1シンボル分ロードされ、各々I相参照符号演算
レジスタ部5a及びQ相参照符号演算レジスタ部5bに
出力されて記憶されてから、I相参照符号演算レジスタ
部5a及びQ相参照符号演算レジスタ部5bの参照符号
と、オーバーサンプリングクロック毎に受信I相信号シ
フトレジスタ1a及び受信Q相信号シフトレジスタ1b
に格納され、シフトしながら出力される各々の受信ベー
スバンド信号とが、乗算及び加減算されて、オーバーサ
ンプリングクロック毎にMFOUTI、およびMFOUTQの相関出
力が得られる。同期が検出されたタイミングでは、他の
タイミングに比べて十分大きな相関出力が得られること
から、オーバーサンプリングクロック毎に得られるMFOU
TI、およびMFOUTQの相関出力を監視し、大きな相関検出
結果が出力されたタイミングが同期タイミングであると
すれば、パス検出が可能になる。
【0019】受信ベースバンド信号は、通常複数ビット
であり、図11に示した従来の第1のデジタルマッチド
フィルタでは、受信I相信号シフトレジスタ1aと受信
Q相信号シフトレジスタ1bの全記憶素子に記録された
信号を、オーバサンプリングクロック毎にシフトしなが
ら更新することとなり、回路規模が大きく且つ消費電力
が大きいという欠点がある。
【0020】図11で示した従来の第1のデジタルマッ
チドフィルタで問題点となる、受信I相信号シフトレジ
スタ1a、受信Q相信号シフトレジスタ1bにおける全
記憶素子のデータ更新を、サンリング周期毎に行なわな
い従来のデジタルマッチドフィルタの第2の構成例につ
いて、図12を用いて説明する。図12は、従来のデジ
タルマッチドフィルタの第2の構成例を示す構成ブロッ
ク図である。従来のデジタルマッチドフィルタの構成例
2(以下、従来の第2のデジタルマッチドフィルタ)
は、図12に示すように、受信I相信号データレジスタ
1c,受信Q相信号データレジスタ1dと、受信ベース
バンドI相信号選択部2a,受信ベースバンドQ相信号
選択部2bと、乗算器3a〜3dと、I相参照符号ロー
ド用レジスタ部4a、Q相参照符号ロード用レジスタ部
4bと、I相参照符号演算レジスタ部5c,Q相参照符
号演算レジスタ5dと、加算部6a〜6dと、出力加算
部7aと、出力減算部7bと、書き込み制御部10とか
ら構成されている。尚、図12では、図11で示した従
来の第1のデジタルマッチドフィルタと同様に、受信デ
ータの更新、ならびにデジタルマッチドフィルタ出力が
チップレートに対して4倍のオーバーサンプルで動作す
る例を記しており、チップレート動作クロック、および
4倍サンプリングクロック信号は省略している。
【0021】次に、従来の第2のデジタルマッチドフィ
ルタの各部について説明するが、乗算器3a〜3dと、
I相参照符号ロード用レジスタ部4a、Q相参照符号ロ
ード用レジスタ部4bと、加算部6a〜6dと、出力加
算部7aと、出力減算部7bは、全く同様であるので、
ここでは説明を省略し、異なる部分についてのみ説明す
る。
【0022】書き込み制御部10は、サンプリングされ
た受信ベースバンドI相信号di及び受信ベースバンド
Q相信号dqを、それぞれ受信I相信号データレジスタ
1c、受信Q相信号データレジスタ1dの所定のレジス
タ(記憶素子)に書き込む為のアドレス制御を行う回路
である。具体的な制御方法としては、各オーバサンプリ
ングタイミング毎に書き込む記憶素子を各データレジス
タの最右の記憶素子から順に隣の記憶素子に1記憶素子
ずつづらしながら書き込んでいき、最左の記憶素子まで
書き込んだなら、最右の記憶素子に戻ってサイクリック
に受信ベースバンド信号を書き込むように制御を行うも
のである。
【0023】受信I相信号データレジスタ1cは、受信
ベースバンドI相信号diを格納するレジスタ回路であ
り、例えば、拡散率(N=256)、オーバーサンプリング率
(4)であるとすると、拡散率(N=256)×オーバーサンプリ
ング率(4)=1024個のレジスタ(記憶素子)で構成されて
いる。そして、受信I相信号データレジスタ1cは、後
述する書き込み制御部10の制御の元で、受信ベースバ
ンドI相信号diをオーバーサンプリングクロック毎に
最右の記憶素子から順に隣の記憶素子に1記憶素子ずつ
ずらしながら書き込んで更新させ、最左の記憶素子まで
書き込んだなら、最右の記憶素子に戻ってサイクリック
に受信ベースバンドI相信号diを書き込み、各記憶素
子から記憶している信号を出力させるようになってい
る。
【0024】同様に、受信Q相信号データレジスタ1d
は、受信ベースバンドQ相信号dqを格納するレジスタ
回路であり、例えば、拡散率(N=256)、オーバーサンプ
リング率(4)であるとすると、1024個のレジスタ(記憶
素子)で構成されている。そして、受信Q相信号データ
レジスタ1dは、後述する書き込み制御部10の制御の
元で、受信ベースバンドQ相信号dqをオーバーサンプ
リングクロック毎に最右の記憶素子から順に隣の記憶素
子に1記憶素子ずつずらしながら書き込んで更新させ、
最左の記憶素子まで書き込んだなら、最右の記憶素子に
戻ってサイクリックに受信ベースバンドQ相信号dqを
書き込み、各記憶素子から記憶している信号を出力させ
るようになっている。
【0025】受信ベースバンドI相信号選択部2aは、
オーバサンプリング数(図12では4)毎の記憶素子か
ら出力される受信ベースバンドI相信号diを右から順
に選択して、乗算器3a,3dに出力する回路である。
受信ベースバンドQ相信号選択部2bは、オーバサンプ
リング数(図12では4)毎の記憶素子から出力される
受信ベースバンドQ相信号dqを右から順に選択して、
乗算器3b,3cに出力する回路である。上記受信ベー
スバンドI相信号選択部2a,受信ベースバンドQ相信
号選択部2bの働きによって、1チップについてオーバ
サンプリングされたサンプリング信号について、各受信
ベースバンド信号データをシフトすることなく、選択部
で右から順に切り換えて乗算器に出力することによっ
て、各サンプリング信号における相関結果を得ることが
できるものである。
【0026】I相参照符号演算レジスタ部5cは、I相
参照符号Ciを演算用に格納する巡回符号レジスタ回路
であり、図11のI相参照符号演算レジスタ部5aとの
違いは、拡散率数(N=256)個のレジスタで構成されて
いるが、I相参照符号を順次帰還シフトして格納、出力
する回路である。同様にQ相参照符号演算レジスタ部5
dは、Q相参照符号Cqを演算用に格納する巡回符号レ
ジスタ回路であり、図11のQ相参照符号演算レジスタ
部5bとの違いは、拡散率数(N=256)個のレジスタで
構成されているが、Q相参照符号を順次帰還シフトして
格納、出力する回路である。
【0027】図12に示した従来の第2のデジタルマッ
チドフィルタにおける動作について説明する。受信ベー
スバンドI相信号di、Q相信号dqはオーバーサンプ
リングクロック毎に各々受信I相信号データレジスタ1
cの全記憶素子中の1記憶素子と、受信Q相信号データ
レジスタ1dの全記憶素子中の1記憶素子に、各々記憶
素子を1つずつ、ずらしながら書き込まれ記憶される。
第1のデジタルマッチドフィルタと同様の相関演算を行
なう為には、データが第1のデジタルマッチドフィルタ
のように時系列に格納されていない為に、乗算器に入力
される信号を選択する必要があり、受信ベースバンド信
号の各々は受信ベースバンドI相信号選択部2aと受信
ベースバンドQ相信号選択部2bにより選択される。乗
算器に入力される参照符号I相並びに参照符号Q相は、
I相参照符号演算レジスタ部5c、Q相参照符号演算レ
ジスタ5dに格納されクロック毎に順次帰還シフトする
ことで受信ベースバンドI相信号及び受信ベースバンド
Q相信号をシフトすることなく、第1のデジタルマッチ
ドフィルタと同様に相関演算を行う構成としている。
【0028】図12の構成では、サンプル毎に更新され
るデータレジスタの数は1であるから、図11に比べ、
1/(全記憶素子数)に低減される。また、1シンボル
分の相関出力を得るために行うデータのシフトは、I相
参照符号演算レジスタ部5c、Q相参照符号演算レジス
タ5dにおけるシフトのみであり、また、オーバーサン
プリング数分の信号を受信ベースバンドI相信号選択部
2a及び受信ベースバンドQ相信号選択部2bで切り代
えている間は、参照符号を巡回シフトさせる必要がない
ので、オーバーサンプリング数をMとすると、図12で
行う順次帰還シフト周波数は、図11で行った受信ベー
スバンド信号のシフトのサンプリング周波数の1/Mと
なる。更に、I相参照符号並びにQ相参照符号は1ビッ
トであり、図11の構成でシフトさせる受信ベースバン
ド信号が複数ビット(例えば4〜10ビット)であるの
に比べ、シフト動作させる回路の回路規模も格段に小さ
いので、図11の構成と比較して、消費電力をかなり低
減することが可能である。しかしながら、回路規模につ
いては、図12の構成と図11の構成とはほぼ同程度で
ある。
【0029】従来技術では、W−CDMAのように拡散
率がN=256と高い通信システムに適用した場合、デ
ジタルマッチドフィルタの回路規模が増大し、小規模の
カスタムLSI(ASIC)やプログラマブルロジック
デバイス(CPLD,FPGA,GAL等)では1個のL
SIで実現することは困難である。更にデジタルマッチ
ドフィルタとそれ以外の回路を1つのLSIで実現する
ことも困難であり、結果として複数のLSIで回路を構
成するか、より集積度が高いLSIで構成することにな
る。従って従来技術によれば装置の小型化が難しいばか
りでなく、複数のLSIを用いること、高集積のLSI
を用いることは、コストアップの要因となる。
【0030】更に、同一の拡散符号により変調された信
号を物理的に異なるアンテナまたはキャリア周波数で受
信した物理的に直交した信号の同期補足、同期検出およ
び復調をデジタルマッチドフィルタで実現する場合に
は、図13,図14に示すように、受信系統毎に直交信
号成分の数だけ回路が必要となり、更に回路規模が増大
し、実装面積の増大による小型装置実現が困難になると
共にコストアップの要因となる。図13は、複数のアン
テナ入力により物理的に直交されたシステムに従来デジ
タルマッチドフィルタを適用した構成例を示すブロック
図であり、図14は、複数のキャリアにより物理的に直
交されたシステムに従来デジタルマッチドフィルタを適
用した構成例を示すブロック図である。
【0031】尚、デジタルマッチドフィルタに関する従
来技術には、平成10年(1998)6月26日公開の
特開平10−173485「デジタルマッチドフィル
タ」(出願人:三菱電機株式会社、発明者:鈴木邦之)
がある。この技術はデジタルマッチドフィルタに関し、
受信信号をシフトしないで蓄積する記憶回路とその記憶
回路のアドレスを制御するアドレス信号発生回路と、参
照符号をシフトする為のシフトレジスタを有し、更にこ
れらのデータ蓄積部と乗算器、加算器とのタイミングを
制御するタイミング信号発生回路を設けることで、デー
タをシフトする回路素子数を低減することで消費電力を
低減したデジタルマッチドフィルタである。
【0032】更に特開平10−17348の欠点を改善
した従来技術として平成12年(2000)9月8日公
開の特開2000−244367「スペクトル拡散受信
装置」(出願人:三菱電機株式会社、発明者:石岡和明
他)がある。この技術は受信拡散信号と参照符号の相関
演算を行なうオーバーサンプルなしのマッチドフィルタ
とその出力をN倍オーバーサンプルタイミングで補間す
る補間装置とを設けることで、通常オーバーサンプリン
グでマッチドフィルタを動作させるために必要なレジス
タ数を削減し、回路のオーバークロック動作もないため
消費電力も1/Nに低減したスペクトル拡散受信器であ
る。
【0033】他の従来技術としては、平成10年(19
98)10月23日公開の特開平10−285079
「スペクトル拡散受信機」(出願人:株式会社日立製作
所、発明者:有吉正行他)がある。この技術は、スペク
トル拡散受信機に関し、受信信号をサンプルタイミング
をずらしたn段のレジスタ群に記憶して1シンボル期間
その内容を保持し、シフトレジスタに記憶した拡散符号
をチップレートで帰還シフトし、更にデジタルマッチド
フィルタのタップ数を拡散率より小さく設定すること
で、低消費電力且つ小回路規模を実現した受信機であ
る。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】QPSKにスペクトラ
ム直接拡散を適用した通信システムにおいて、デジタル
マッチドフィルタを受信側に用いる場合、従来のデジタ
ルマッチドフィルタの構成では多数の記憶素子、乗算
器、加算器を必要とするために回路規模が大きく、小型
受信装置の実現が困難であると共に、コストアップの要
因となるという問題点があった。
【0035】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、デジタルマッチドフィルタを受信ベースバンド信号
のサンプリング周波数より高速に動作させることで、従
来技術では拡散率に比例して増加していた乗算器、加算
器等の回路規模を抑制し、小型受信装置に適用可能なデ
ジタルマッチドフィルタを提供することを目的とする。
【0036】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、デジタルマッチドフィルタにお
いて、4相変調されたスペクトラム拡散信号の受信ベー
スバンド信号と参照用拡散符号との相関演算を行うデジ
タルマッチドフィルタであって、サンプリングされた受
信ベースバンド同相成分(I相)信号を保持する受信I
相信号データレジスタ部と、サンプリングされた受信ベ
ースバンド直交成分(Q相)信号を保持する受信Q相信
号データレジスタ部と、サンプリングされた受信ベース
バンドのI相信号、又はQ相信号を、各々受信I相信号
データレジスタ部又は受信Q相信号データレジスタ部の
所定レジスタへ書き込む制御を行う書き込み制御部と、
受信I相信号データレジスタ部又は受信Q相信号データ
レジスタ部に保持された受信ベースバンド信号を交互に
選択して出力する受信ベースバンド信号選択部と、I相
参照符号を保持して出力するI相参照符号演算レジスタ
部と、Q相参照符号を保持して出力するQ相参照符号演
算レジスタ部と、受信ベースバンド信号選択部から出力
される受信ベースバンド信号と、I相参照符号演算レジ
スタ部のI相参照符号との乗算を行う複数の乗算器で構
成される参照符号I相用乗算部と、受信ベースバンド信
号選択部から出力される受信ベースバンド信号と、Q相
参照符号演算レジスタ部のQ相参照符号との乗算を行う
複数の乗算器で構成される参照符号Q相用乗算部と、参
照符号I相用乗算部の複数乗算器出力を全て加算するI
相加算部と、参照符号Q相用乗算部の複数乗算器出力を
全て加算するQ相加算部と、I相加算部から出力される
受信ベースバンドI相信号とI相参照符号の乗算結果の
総和と、受信ベースバンドQ相信号とI相参照符号の乗
算結果の総和とを分離するI相積和演算分離部と、Q相
加算部出力から出力される受信ベースバンドI相信号と
Q相参照符号の乗算結果の総和と、受信ベースバンドQ
相信号とQ相参照符号の乗算結果の総和とを分離するQ
相積和演算分離部と、I相積和演算分離部から出力され
る受信ベースバンドI相信号とI相参照符号の乗算結果
の総和と、Q相積和演算分離部から出力される受信ベー
スバンドQ相信号とQ相参照符号の乗算結果の総和とを
加算してI相の積和演算結果を出力する加算出力部と、
I相積和演算分離部から出力される受信ベースバンドQ
相信号とI相参照符号の乗算結果の総和からQ相積和演
算分離部2から出力される受信ベースバンドI相信号と
Q相参照符号の乗算結果の総和を減算してQ相の積和演
算結果を出力する減算出力部とを有し、受信ベースバン
ド信号選択部、及び参照符号I相用乗算部,参照符号Q
相用乗算部、及びI相加算部,Q相加算部、及びI相積
和演算分離部,Q相積和演算分離部が、受信ベースバン
ド信号のサンプリング速度の2倍で動作するものなの
で、乗算部及び加算部の回路規模を軽減できる。
【0037】上記従来例の問題点を解決するための本発
明は、請求項1記載のデジタルマッチドフィルタにおい
て、受信ベースバンド信号選択部が、受信I相信号デー
タレジスタ部又は受信Q相信号データレジスタ部に保持
された受信ベースバンド信号のデータビット列を、各々
複数にビット分割して順番に選択して出力する受信ベー
スバンド信号選択部であり、参照符号I相用乗算部及び
参照符号Q相用乗算部の各乗算器が、受信ベースバンド
信号選択部出力される分割された受信ベースバンド信号
と、I相参照符号又はQ相参照符号との乗算を行う乗算
器であり、I相加算部から出力される乗算器出力の総和
をビット復元するI相ビット復元部と、Q相加算部から
出力される乗算器出力の総和をビット復元して出力する
Q相ビット復元部とを備え、I相積和演算分離部が、I
相ビット復元部からの出力を受信ベースバンドI相信号
とI相参照符号の乗算結果の総和と、受信ベースバンド
Q相信号とI相参照符号の乗算結果の総和とに分離する
I相積和演算分離部であり、Q相積和演算分離部が、Q
相ビット復元部からの出力を受信ベースバンドI相信号
とQ相参照符号の乗算結果の総和と、受信ベースバンド
Q相信号とQ相参照符号の乗算結果の総和とを分離する
Q相積和演算分離部であり、受信ベースバンド信号選択
部、及び参照符号I相用乗算部,参照符号Q相用乗算
部、及びI相加算部,Q相加算部、及びI相ビット復元
部,Q相ビット復元部が、受信ベースバンド信号のサン
プリング速度の2倍の更にビット分割数倍で動作し、I
相積和演算分離部,Q相積和演算分離部が、受信ベース
バンド信号のサンプリング速度の2倍で動作するものな
ので、乗算部における各乗算器及び加算部における各加
算器の回路規模を軽減できる。
【0038】上記従来例の問題点を解決するための本発
明は、請求項1記載のデジタルマッチドフィルタにおい
て、4相変調されたスペクトラム拡散信号の物理的に直
交された受信ベースバンド信号と参照用拡散符号との相
関演算を行うデジタルマッチドフィルタであって、受信
I相信号データレジスタ部及び受信Q相信号データレジ
スタ部を、直交信号数分備え、受信ベースバンド信号選
択部が、直交信号数分の受信I相信号データレジスタ部
又は直交信号数分の受信Q相信号データレジスタ部に保
持された受信ベースバンド信号を順番に選択して出力す
る受信ベースバンド信号選択部であり、加算出力部から
出力されるI相の積和演算結果を直交成分毎に分離する
I相直交信号分離部と、減算出力部から出力されるQ相
の積和演算結果を直交成分毎に分離するQ相直交信号分
離部とを有し、受信ベースバンド信号選択部、及び参照
符号I相用乗算部,参照符号Q相用乗算部、及びI相加
算部,Q相加算部、及びI相積和演算分離部,Q相積和
演算分離部が、受信ベースバンド信号のサンプリング速
度の2倍の更に直交信号数倍で動作し、I相直交信号分
離部及びQ相直交信号分離部が、受信ベースバンド信号
のサンプリング速度の直交信号数倍で動作するものなの
で、乗算部及び加算部の構成を軽減できる。
【0039】上記従来例の問題点を解決するための本発
明は、請求項3記載のデジタルマッチドフィルタにおい
て、受信ベースバンド信号選択部が、直交信号数分の受
信I相信号データレジスタ部又は直交信号数分の受信Q
相信号データレジスタ部に保持された受信ベースバンド
信号のデータビット列を、各々複数にビット分割して順
番に選択して出力する受信ベースバンド信号選択部であ
り、参照符号I相用乗算部及び参照符号Q相用乗算部の
各乗算器が、受信ベースバンド信号選択部から出力され
るビット分割された受信ベースバンド信号と、I相参照
符号又はQ相参照符号との乗算を行う乗算器であり、I
相加算部から出力される乗算器出力の総和をビット復元
するI相ビット復元部と、Q相加算部から出力される乗
算器出力の総和をビット復元して出力するQ相ビット復
元部とを備え、I相積和演算分離部が、I相ビット復元
部からの出力を受信ベースバンドI相信号とI相参照符
号の乗算結果の総和と、受信ベースバンドQ相信号とI
相参照符号の乗算結果の総和とに分離するI相積和演算
分離部であり、Q相積和演算分離部が、Q相ビット復元
部からの出力を受信ベースバンドI相信号とQ相参照符
号の乗算結果の総和と、受信ベースバンドQ相信号とQ
相参照符号の乗算結果の総和とを分離するQ相積和演算
分離部であり、受信ベースバンド信号選択部、及び参照
符号I相用乗算部,参照符号Q相用乗算部、及びI相加
算部,Q相加算部、及びI相ビット復元部,Q相ビット
復元部が、受信ベースバンド信号のサンプリング速度の
2倍のビット分割数倍の更に直交信号数倍で動作するも
のなので、乗算部及び加算部の構成を軽減し、更に乗算
部における各乗算器及び加算部における各加算器の構成
を軽減できる。
【0040】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図を
参照しながら説明する。尚、以下で説明する機能実現手
段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような
回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は全
部をソフトウェアで実現することも可能である。更に、
機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、複
数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
【0041】本発明のデジタルマッチドフィルタは、積
和演算部分の動作速度を受信ベースバンド信号のサンプ
リングクロック速度に比べて高速にし、受信ベースバン
ド信号選択手段で参照符号と乗算する信号を順に選択し
て積和演算を行いサンプル周期間に複数の相関結果を取
得するようにして、積和演算部分の回路規模を軽減する
ことにより、デジタルマッチドフィルタの回路規模を軽
減するものである。
【0042】まず、受信ベースバンドのI送信号とQ相
信号とを選択切替することにより、積和演算部の構成を
縮小する第1の実施の形態に係るデジタルマッチドフィ
ルタに付いて説明する。本発明の第1の実施の形態に係
るデジタルマッチドフィルタは、入力される受信ベース
バンドのI送信号とQ相信号を受信ベースバンド信号選
択部で順に選択し、高速で参照符号との積和演算を行っ
て相関結果を得るものなので、積和演算部をI相参照符
号用とQ相参照符号用の2系統に軽減できるため、積和
演算部の回路構成を軽減できるものである。
【0043】まず、本発明の第1の実施の形態に係るデ
ジタルマッチドフィルタ(以下、本発明の第1のデジタ
ルマッチドフィルタ)の構成について、図1を用いて説
明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るデジ
タルマッチドフィルタの構成ブロック図である。尚、図
12と同様の構成をとる部分については同一の符号を付
して説明する。
【0044】本発明の第1のデジタルマッチドフィルタ
は、図1に示すように、従来の第2のデジタルマッチド
フィルタと同様の部分として、受信I相信号データレジ
スタ部1c,受信Q相信号データレジスタ部1dと、書
き込み制御部10と、I相参照符号ロード用レジスタ部
4a,Q相参照符号ロード用レジスタ部4bと、I相参
照符号演算レジスタ部5c,Q相参照符号演算レジスタ
部5dと、参照符号I相用乗算器3a,参照符号Q相用
乗算器3bと、I相加算部6aと、Q相加算部6bと、
出力加算部7aと、出力減算部7bとから構成され、更
に本発明の特徴部分である積和演算分離部8aと、積和
演算分離部8bと、受信ベースバンド信号選択部2cと
を備えて構成されている。尚、積和演算分離部8aが請
求項のI相積和演算分離部に相当し、積和演算分離部8
bが請求項のQ相積和演算分離部に相当している。
【0045】尚、図1では、従来の技術例と同様に、受
信データの更新、ならびにデジタルマッチドフィルタ出
力がチップレートに対して4倍のオーバーサンプルで動
作する例を記しており、チップレート動作クロック、お
よび4倍サンプリングクロック信号は省略している。こ
れは実際のシステムで用いられる拡散率、オーバーサン
プルに合わせて回路構成を拡張しても、また回路をより
高クロックで作動させても、本発明の効果に変わりが無
い事は明らかである。
【0046】次に、本発明の第1のデジタルマッチドフ
ィルタの各部について説明する。書き込み制御部10
は、従来と同様に、サンプリングされた受信ベースバン
ドI相信号di及び受信ベースバンドQ相信号dqを、
それぞれ受信I相信号データレジスタ1c、受信Q相信
号データレジスタ1dの所定のレジスタ(記憶素子)に
書き込む為のアドレス制御を行う回路である。具体的な
制御方法としては、各オーバサンプリングタイミング毎
に書き込む記憶素子を各データレジスタの最右の記憶素
子から順に隣の記憶素子に1記憶素子ずつずらしながら
書き込んでいき、最左の記憶素子まで書き込んだなら、
最右の記憶素子に戻ってサイクリックに受信ベースバン
ド信号を書き込むように制御を行うものである。
【0047】受信I相信号データレジスタ1cは、受信
ベースバンドI相信号diを格納するレジスタ回路であ
り、例えば、拡散率(N=256)、オーバーサンプリング率
(4)であるとすると、拡散率(N=256)×オーバーサンプリ
ング率(4)=1024個のレジスタ(記憶素子)で構成されて
いる。そして、受信I相信号データレジスタ1cは、後
述する書き込み制御部10の制御の元で、受信ベースバ
ンドI相信号diをオーバーサンプリングクロック毎に
最右の記憶素子から順に隣の記憶素子に1記憶素子ずつ
ずらしながら書き込んで更新させ、最左の記憶素子まで
書き込んだなら、最右の記憶素子に戻ってサイクリック
に受信ベースバンドI相信号diを書き込み、各記憶素
子から記憶している信号を出力させるようになってい
る。
【0048】同様に、受信Q相信号データレジスタ1d
は、受信ベースバンドQ相信号dqを格納するレジスタ
回路であり、例えば、拡散率(N=256)、オーバーサンプ
リング率(4)であるとすると、1024個のレジスタ(記憶
素子)で構成されている。そして、受信Q相信号データ
レジスタ1dは、後述する書き込み制御部10の制御の
元で、受信ベースバンドQ相信号dqをオーバーサンプ
リングクロック毎に最右の記憶素子から順に隣の記憶素
子に1記憶素子ずつずらしながら書き込んで更新させ、
最左の記憶素子まで書き込んだなら、最右の記憶素子に
戻ってサイクリックに受信ベースバンドQ相信号dqを
書き込み、各記憶素子から記憶している信号を出力させ
るようになっている。
【0049】受信ベースバンド信号選択部2cは、オー
バサンプリング数(図1では4)毎の記憶素子から出力
される受信ベースバンドI相信号diと受信ベースバン
ドQ相信号dqとを右から順に選択して、受信ベースバ
ンドI相信号di,受信ベースバンドQ相信号dqの
順、又はその逆の順で交互に、参照符号I相用乗算器3
a及び参照符号Q相用乗算器3bに出力する回路であ
る。上記受信ベースバンド信号選択部2cの働きによっ
て、1チップについてオーバサンプリングされたサンプ
リング信号について、各受信ベースバンド信号データを
シフトすることなく、選択部で右から順に切り換えて乗
算器に出力することができ、更に、I相信号とQ相信号
の両方について、2系統の積和演算分で各サンプリング
信号における相関結果を得ることができるものである。
【0050】I相参照符号ロード用レジスタ部4aは、
I相参照符号Ciをロードするために格納するシフトレ
ジスタ回路であり、例えば、拡散率数(N=256)個のシ
フトレジスタで構成されている。そして、I相参照符号
ロード用レジスタ部4aは、クロック毎に入力されるI
相参照符号Ciを順次格納し、前記クロック毎に記憶し
ていた信号を隣のレジスタにシフトさせると共に、外部
出力を行うようになっている。同様に、Q相参照符号ロ
ード用レジスタ部4bは、Q相参照符号Cqをロードす
るために格納するシフトレジスタ回路であり、拡散率数
(N=256)個のシフトレジスタで構成されており、クロ
ック毎に入力されるQ相参照符号Cqを順次格納し、前
記クロック毎に記憶していた信号を隣のレジスタにシフ
トさせると共に、外部出力を行うようになっている。
【0051】I相参照符号演算レジスタ部5cは、I相
参照符号Ciを演算用に格納する巡回符号レジスタ回路
であり、拡散率数(N=256)個のレジスタで構成されて
いるが、I相参照符号を順次帰還シフトして格納、出力
する回路である。同様にQ相参照符号演算レジスタ部5
dは、Q相参照符号Cqを演算用に格納する巡回符号レ
ジスタ回路であり、拡散率数(N=256)個のレジスタで
構成されているが、Q相参照符号を順次帰還シフトして
格納、出力する回路である。
【0052】参照符号I相用乗算器3aは、受信ベース
バンドI相信号di又は受信ベースバンドQ相信号dq
と、I相参照符号Ciとを乗算する回路である。参照符
号Q相用乗算器3bは、受信ベースバンドQ相信号dq
又は受信ベースバンドI相信号diとQ相参照符号Cq
とを乗算する回路である。
【0053】I相加算部6aは、受信ベースバンドI相
信号diとI相参照符号Ciとの乗算結果、又は受信ベ
ースバンドQ相信号dqとI相参照符号Ciとの乗算結
果を加算する回路である。Q相加算部6bは、受信ベー
スバンドQ相信号dqとQ相参照符号Cqとの乗算結
果、又は受信ベースバンドI相信号diとI相参照符号
Ciとの乗算結果を加算する回路である。
【0054】積和演算分離部8aは、I相加算部6aか
ら出力される受信ベースバンドI相信号diとI相参照
符号Ciとの乗算結果の総和(第1の総和)と、受信ベ
ースバンドQ相信号dqとI相参照符号Ciとの乗算結
果の総和(第2の総和)とを分離し、第1の総和を出力
加算部7aに出力し、第2の総和を出力減算部7bに出
力する回路である。積和演算分離部8bは、Q相加算部
6bから出力される受信ベースバンドQ相信号dqとQ
相参照符号Cqとの乗算結果の総和(第3の総和)と、
受信ベースバンドI相信号diとI相参照符号Ciとの
乗算結果の総和(第4の総和)とを分離し、第3の総和
を出力加算部7aに出力し、第4の総和を出力減算部7
bに出力する回路である。
【0055】出力加算部7aは、積和演算分離部8aか
ら出力される受信ベースバンドI相信号diとI相参照
符号Ciとの乗算結果の総和(第1の総和)と、積和演
算分離部8bから出力されるQ相加算部6bから出力さ
れる受信ベースバンドQ相信号dqとQ相参照符号Cq
との乗算結果の総和(第3の総和)とを加算して、マッ
チドフィルタのI相出力MFOUTIを出力する回路である。
出力減算部7bは、積和演算分離部8aから出力される
受信ベースバンドQ相信号dqとI相参照符号Ciとの
乗算結果の総和(第2の総和)から、積和演算分離部8
bから出力される受信ベースバンドI相信号diとI相
参照符号Ciとの乗算結果の総和(第4の総和)を減算
し、マッチドフィルタのQ相出力MFOUTQを出力する回路
である。
【0056】次に、本発明の第1のデジタルマッチドフ
ィルタの動作について、図2,図3を用いて従来と比較
しながら説明する。図2は、図12に示した従来の第2
のデジタルマッチドフィルタの動作タイミングを示すタ
イミングチャート概念図であり、図3は、本発明の第1
のデジタルマッチドフィルタの動作タイミングを示すタ
イミングチャート概念図である。図2および図3を用い
て従来技術(図12)と本発明(図1)が同じ動作をす
ることを示す。
【0057】従来の第2のデジタルマッチドフィルタ
(図12の構成)の場合、図2に示すように、オーバー
サンプル周期tn、tn+1、tn+2、…毎(図で
は、tnのみ示している)に、受信ベースバンドI相信
号選択器2a、受信ベースバンドQ相信号選択器2b
(図ではデータ選択器と記載)から各々受信ベースバン
ド信号di,dqが出力され、その信号とI相参照符号
演算レジスタ5cに格納されているI相参照符号Ci又
はQ相参照符号演算レジスタ5dに格納されているQ相
参照符号Cqが4系統の乗算器3a〜3dで乗算され
て、各々di*Ci、dq*Cq、dq*Ciそしてd
i*Cqの演算結果が出力され、4系統の乗算器の出力
結果が4系統の加算部6a〜6dで加算され、最後に出
力加算器7a、出力減算器7bで演算されて出力される
事により、オーバーサンプル周期tn、tn+1、tn
+2…毎に相関演算結果が得られるようになっている。
【0058】それに対して、本発明の第1のデジタルマ
ッチドフィルタ(図1の構成)においては、図3に示す
ように、オーバーサンプル周期tn、tn+1、tn+
2…毎(図では、tnのみ示している)に、受信ベース
バンド信号選択部(図ではデータ選択器と記載)2cか
ら、例えば前半は受信ベースバンドI相信号di、後半
は受信ベースバンドQ相信号dqという順で、オーバー
サンプルの2倍、つまりオーバーサンプル周波数×I,
Q(2)の周波数(速度)で受信ベースバンド信号が出
力される。
【0059】そして、I相参照符号用乗算器3a(図で
はI相用乗算器と記載)では、I相参照符号演算レジス
タ部5cに格納されている同相成分(I相)参照符号C
iと乗算されてdi*Ci,dq*Ciの順で出力さ
れ、Q相参照符号用乗算器3b(図ではQ相用乗算器と
記載)ではQ相参照符号演算レジスタ部5dに格納され
ているQ相参照符号Cqと乗算されdi*Cq、dq*
Cqの順に出力される。
【0060】そして、複数のI相参照符号用乗算器3a
出力並びに複数のQ相参照符号用乗算器3b出力が、そ
れぞれI相加算部6a、Q相加算部6bで全て加算さ
れ、I相加算部6aからは、受信ベースバンドI相信号
とI相参照符号の乗算結果の総和(Σdi*Ci)と、
受信ベースバンド信号Q相信号とI相参照符号の乗算結
果の総和(Σdq*Ci)とが順に出力され、積和演算
分離部8aでこの2つの総和が分離されて、受信ベース
バンドI相信号とI相参照符号の乗算結果の総和(Σd
i*Ci)は、出力1としてオーバサンプル周期(t
n)の期間に渡って出力加算部7aに入力され、受信ベ
ースバンド信号Q相信号とI相参照符号の乗算結果の総
和(Σdq*Ci)は出力2としてオーバサンプル周期
(tn)/2だけ遅れてtnの期間に渡って出力減算部
7bに入力される。同様に、Q相加算部6bからは、受
信ベースバンドI相信号とQ相参照符号乗算結果の総和
(Σdi*Cq)と、受信ベースバンドQ相信号とQ相
参照符号の乗算結果の総和(Σdq*Cq)とが順に出
力され、積和演算分離部8bでこの2つの総和が分離さ
れて、受信ベースバンドI相信号とQ相参照符号乗算結
果の総和(Σdi*Cq)は出力1としてオーバサンプ
ル周期(tn)の期間に渡って出力減算部7bに入力さ
れ、受信ベースバンドQ相信号とQ相参照符号の乗算結
果の総和(Σdq*Cq)は出力2としてオーバサンプ
ル周期(tn)/2だけ遅れてtnの期間に渡って出力
加算部7aに入力される。
【0061】そして、出力加算器7aでは、積和演算分
離部8aからの出力1(Σdi*Ci)と、積和演算分
離部8bからの出力2(Σdq*Cq)とが加算され
て、Σdi*Ci+Σdq・CqがMFOUTIとして出力さ
れ、出力減算器7bでは、積和演算分離部8aからの出
力2(Σdq*Ci)から、積和演算分離部8bからの
出力1(Σdq*Ci)が減算されて、Σdq*Ci+
Σdq*CiがMFOUTQとして出力される事により、オー
バーサンプル周期tn、tn+1、tn+2…毎に相関
演算結果が得られるようになっている。
【0062】上記説明したように、従来の動作(図2)
と本発明の動作(図3)を比べると、データ選択器出力
に対して、出力加算器7a、出力減算器7bの相関結果
出力タイミングが、オーバサンプル周期(tn)/2だ
け遅延することになるが、従来技術、本発明共に実際に
回路を設計する場合には、処理遅延が発生し、どれくら
い遅れて結果が得られるかという事を把握して使用すれ
ば装置の仕様に支障をきたすものではなく、本発明が従
来技術と同様の相関出力を得ることができることを示し
ている。また図3において、受信ベースバンド信号選択
部2cの出力を受信ベースバンドI相信号、受信ベース
バンドlQ相信号という順番に表現しているが、この出
力の順番を変更して、それに対応して積和演算分離部8
a、8b以降を動作させる様に変更したとしても、上記
で説明した本発明の第1のデジタルマッチドフィルタと
同等の動きをするのは明らかである。
【0063】ここで、図12に示した従来の第2のデジ
タルマッチドフィルタと、図1に示した本発明の第1の
デジタルマッチドフィルタの回路構成の比較について、
図15を用いて説明する。図15は、従来の第2のデジ
タルマッチドフィルタと本発明の第1のデジタルマッチ
ドフィルタの回路構成比較を示す説明図である。本発明
の第1のデジタルマッチドフィルタは、受信ベースバン
ド信号選択部2c〜積和演算分離部8a、8bまでを従
来の第2のデジタルマッチドフィルタより2倍の周波数
(速度)で動作させる事により、従来、乗算器3a〜3
d、加算部6a〜6dあったものを本発明では、乗算器
3a,3b、加算器6a,6bで構成できる。また、本
発明の参照符号I相用乗算器3a、参照符号Q相乗算器
3b、I相,Q相加算部6a,6bの内部の回路構成
は、従来技術のものと同様であり、動作周波数(速度)
が2倍になっただけである。よって、本発明の第1のデ
ジタルマッチドフィルタは、従来の第2のデジタルマッ
チドフィルタに比べて、乗算器、加算器部分の回路比率
を単純に1/2とすることができ、回路規模を軽減でき
るものである。特にW−CDMAのような拡散率の大き
いシステムにおいては、拡散率に比例して増加する乗算
器、加算器部分における回路規模の軽減が、デジタルマ
ッチドフィルタ全体の回路規模の軽減に大きく影響する
ので、本発明の構成は回路規模の軽減に大変有効である
ことがいえる。
【0064】次に、消費電力に関し説明すると、消費電
力を求める式は一般的に次式の関係となる。 (消費電力)∝(ゲート規模)×(動作周波数)×(動
作率) 本発明の第1のデジタルマッチドフィルタは、データレ
ジスタ1c,1d、参照用符号レジスタ4a,4b,5
c,5dは、構成及び動作速度が従来技術と同一であ
り、乗算器、加算器部分は動作周波数が2倍になってい
るが、回路規模が1/2になっており、結果として消費
電力は同程度と考えられる。また、データ選択部2cの
回路規模は、従来技術の2a,2bを合わせたものと同
程度であるが、動作周波数が2倍になるので、その部分
の消費電力が2倍程度になる。よって、本発明の第1の
デジタルマッチドフィルタは、従来技術と比較して消費
電力が若干増加するが、実際のシステムで用いられる拡
散率が大きい場合のデジタルマッチドフィルタにおいて
は、全体回路規模に対して、データ選択部の比率が小さ
いので、それ程大きな消費電力の増加にはならない。
【0065】次に、受信ベースバンドのI送信号とQ相
信号をビット分割して選択切替することにより、積和演
算部内部の乗算器、加算器構成を縮小する第2の実施の
形態に係るデジタルマッチドフィルタに付いて説明す
る。本発明の第2の実施の形態に係るデジタルマッチド
フィルタは、入力される受信ベースバンドのI送信号と
Q相信号を各々ビット分割し、ビット分割された信号を
受信ベースバンド信号選択部で順に選択して高速で参照
符号との積和演算を行い、演算結果をビット復元して相
関結果を得るものなので、積和演算部をI相参照符号用
とQ相参照符号用の2系統に軽減でき、更に積和演算部
内の各乗算器及び各加算器を受信ベースバンド信号のビ
ット数よりも小さいビット数の演算を行うもので構成で
きるため、積和演算部の回路構成を大幅に軽減できるも
のである。
【0066】まず、本発明の第2の実施の形態に係るデ
ジタルマッチドフィルタ(以下、本発明の第2のデジタ
ルマッチドフィルタ)の構成について、図4を用いて説
明する。図4は、本発明の第2の実施の形態に係るデジ
タルマッチドフィルタの構成ブロック図である。尚、図
1と同様の構成をとる部分については同一の符号を付し
て説明する。本発明の第2のデジタルマッチドフィルタ
は、図4に示すように、図1に示した第1のデジタルマ
ッチドフィルタと同様の構成である、受信I相信号デー
タレジスタ部1c,受信Q相信号データレジスタ部1d
と、書き込み制御部10と、I相参照符号ロード用レジ
スタ部4a,Q相参照符号ロード用レジスタ部4bと、
I相参照符号演算レジスタ部5c,Q相参照符号演算レ
ジスタ部5dと、参照符号I相用乗算器3e,参照符号
Q相用乗算器3fと、I相加算部6eと、Q相加算部6
fと、出力加算部7aと、出力減算部7bと、積和演算
分離部8aと、積和演算分離部8bと、受信ベースバン
ド信号選択部2dとに加えて、第2のデジタルマッチド
フィルタの特徴部分であるビット復元部9a,9bを備
えて構成されている。尚、ビット復元部9aが請求項の
I相ビット復元部,に相当し、ビット復元部9bが請求
項のQ相ビット復元部に相当している。
【0067】尚、図4では、図1の本発明の第1のデジ
タルマッチドフィルタと同様に、受信データの更新、な
らびにデジタルマッチドフィルタ出力がチップレートに
対して4倍のオーバーサンプルで動作する例を記してお
り、チップレート動作クロック、および4倍サンプリン
グクロック信号は省略している。これは実際のシステム
で用いられる拡散率、オーバーサンプルに合わせて回路
構成を拡張しても、また回路をより高クロックで作動さ
せても、本発明の効果に変わりが無い事は明らかであ
る。
【0068】次に、本発明の第2のデジタルマッチドフ
ィルタの各部について説明するが、受信I相信号データ
レジスタ1cと、受信Q相信号シフトレジスタ1dと、
I相参照符号ロード用レジスタ部4aと、Q相参照符号
ロード用レジスタ部4bと、I相参照符号演算レジスタ
部5cと、Q相参照符号演算レジスタ部5dと、出力加
算部7aと、減算出力回路7bと、積和演算分離部8a
と積和演算分離部8bと、書き込み制御部10は、図1
で説明した本発明の第1のデジタルマッチドフィルタの
それと同じなので説明を省略し、相違する部分について
説明する。
【0069】受信ベースバンド信号選択部2dは、オー
バサンプリング数(図1では4)毎の記憶素子から出力
される受信ベースバンドI相信号diと受信ベースバン
ドQ相信号dqとを入力する際に、各信号を分割して入
力し、分割された信号を右から順に選択して、受信ベー
スバンドI相信号di,受信ベースバンドQ相信号dq
の順、又はその逆の順で交互に、参照符号I相用乗算器
3e及び参照符号Q相用乗算器3fに出力する回路であ
る。
【0070】尚、入力される受信ベースバンドI相信号
di及び受信ベースバンドQ相信号dqのビット分割数
については本発明で限定するものではなく、回路の動作
周波数に依存して決定される数である。ビット分割数
は、最小は2であり、回路の動作周波数を上げる事が可
能であれば、最大は入力ビット数まで大きくする事が可
能である。つまり、入力される受信ベースバンドI相信
号di及び受信ベースバンドQ相信号dqを1ビットず
つ選択して、乗算部に出力し、受信ベースバンド信号1
ビットと、参照符号1ビットとの積和演算を行うことも
可能である。ここでは、説明を簡単にするために2分割
を例に説明する。
【0071】参照符号I相用乗算器3eは、受信ベース
バンドI相信号di又は受信ベースバンドQ相信号dq
の分割された信号と、I相参照符号Ciとを乗算する回
路である。尚、この参照符号I相用乗算器3eは、入力
される受信ベースバンド信号が、ビット分割された信号
であるため、第1のデジタルマッチドフィルタ(図1の
構成)の参照符号I相用乗算器3aと役割は同一である
が、参照符号I相用乗算器3aに比べ各乗算器の構成が
軽減されている。つまり、受信ベースバンド信号のビッ
ト数をK、ビット分割数を2とすると、参照符号I相用
乗算器3aでは、Kビット×1ビット(参照符号)の乗
算を行うが、参照符号I相用乗算器3eでは、K/2ビ
ット×1ビット(参照符号)の乗算を行えばいいことに
なる。
【0072】同様に、参照符号Q相用乗算器3fは、受
信ベースバンドQ相信号dq又は受信ベースバンドI相
信号diの分割された信号と、Q相参照符号Cqとを乗
算する回路であり、第1のデジタルマッチドフィルタ
(図1の構成)の参照符号I相用乗算器3bに比べ各乗
算器の構成が軽減されている。
【0073】I相加算部6eは、受信ベースバンドI相
信号diとI相参照符号Ciとの乗算結果、又は受信ベ
ースバンドQ相信号dqとI相参照符号Ciとの乗算結
果を加算する回路である。尚、このI相加算部6eは、
前記参照符号I相用乗算器3e内の各乗算器出力を加算
するものであり、各乗算器においてビット分割された受
信ベースバンド信号と参照符号との乗算が行われている
ため、第1のデジタルマッチドフィルタ(図1の構成)
のI相加算部6aと役割は同一であるが、I相加算部6
aに比べ各加算器の構成が軽減されている。つまり、受
信ベースバンド信号のビット数をK、ビット分割数を2
とすると、I相加算部6aでは、Kビット×1ビット
(参照符号)の乗算結果の加算を行うが、I相加算部6
eでは、K/2ビット×1ビット(参照符号)の乗算結
果の加算を行えばいいことになる。同様に、Q相加算部
6fは、受信ベースバンドQ相信号dqとQ相参照符号
Cqとの乗算結果、又は受信ベースバンドI相信号di
とI相参照符号Ciとの乗算結果を加算する回路であ
り、第1のデジタルマッチドフィルタ(図1の構成)の
Q相加算部6bに比べ各加算器の構成が軽減されてい
る。
【0074】ビット復元部9aは、ビット分離された受
信ベースバンド信号とI相参照符号との積和演算結果の
ビット復元を行なう回路である。ビット復元部9bは、
ビット分離された受信ベースバンド信号とQ相参照符号
との積和演算結果のビット復元を行なう回路である。
【0075】次に、本発明の第2のデジタルマッチドフ
ィルタの動作について、図5を用いて従来(図2)及び
本発明の第1の構成の動作(図3)と比較しながら説明
する。図5は、本発明の第2のデジタルマッチドフィル
タの動作タイミングを示すタイミングチャート概念図で
ある。図2、図3および図5を用いて、本発明の第2の
構成(図4)が、本発明の第1の構成(図1)そして、
最終的には従来技術(図12)と同じ動作をすることを
示していく。尚、図5は、受信ベースバンド信号のビッ
ト分割数が2の場合を示しており、先にも説明したが、
回路の動作周波数を上げる事が可能であれば、ビット分
割数は最大入力ビット数まで大きくする事が可能であ
る。また、図5では、各受信ベースバンド信号の下位ビ
ットに_Lをつけて示し、上位ビットに_Uをつけて示
している。
【0076】本発明の第2のデジタルマッチドフィルタ
(図4の構成)においては、図5に示すように、オーバ
ーサンプル周期tn、tn+1、tn+2…毎(図で
は、tnのみ示している)に、受信ベースバンド信号選
択部(図ではデータ選択器と記載)2dから、例えば前
半は受信ベースバンドI相信号上位ビットdi_U、受
信I相信号下位ビットdi_L、後半は受信Q相信号上
位ビットdq_U、そして受信Q相信号下位ビットdq
_Lという順で、オーバーサンプルの4倍、つまり(オ
ーバーサンプル周波数)×I,Q(2)×ビット分割数
(2)の周波数(速度)で受信ベースバンド信号が出力
される。
【0077】そして、I相参照符号用乗算器3e(図で
はI相用乗算器と記載)では、I相参照符号演算レジス
タ部5cに格納されているI相参照符号Ciと乗算され
て、di_U*Ci,di_L*Ci,dq_U*C
i,dq_L*Ciの順で出力され、Q相参照符号用乗
算器3f(図ではQ相用乗算器と記載)ではQ相参照符
号演算レジスタ部5dに格納されているQ相参照符号C
qと乗算され、di_U*Cq,di_L*Cq,dq
_U*Cq,dq_L*Cqの順に出力される。
【0078】そして、複数のI相参照符号用乗算器3e
出力並びに複数のQ相参照符号用乗算器3f出力が、そ
れぞれI相加算部6e、Q相加算部6fで全て加算さ
れ、I相加算部6eからは、受信ベースバンドI相信号
とI相参照符号の乗算結果の総和(Σdi_U*Ci,
Σdi_L*Ci)と、受信ベースバンド信号Q相信号
とI相参照符号の乗算結果の総和(Σdq_U*Ci,
Σdq_L*Ci)とが順に出力され、Q相加算部6f
からは、受信ベースバンドI相信号とQ相参照符号の乗
算結果の総和(Σdi_U*Cq,Σdi_L*Cq)
と、受信ベースバンド信号Q相信号とQ相参照符号の乗
算結果の総和(Σdq_U*Cq,Σdq_L*Cq)
とが順に出力される。
【0079】ここで、I相加算部6e、Q相加算部6f
から出力される演算結果は、(オーバーサンプル周波数
×4)周波数(速度)単位で考えれば、受信ベースバン
ド信号を分割した下位ビットと参照符号の乗算結果の総
和と、受信ベースバンド信号を分割した上位ビットと参
照符号の乗算結果の総和であるので、ビット復元部9a
およびビット復元部9bにおいて、タイミングを合わせ
て加算されて、受信ベースバンド信号とI相参照符号と
の積和演算結果(Σdi*Ci、Σdq*Ci)、なら
びに受信ベースバンド信号とQ相参照符号との積和演算
結果(Σdi*Cq,Σdq*Cq)として出力され
る。
【0080】この場合、ビット復元部9aおよびビット
復元部9bからの出力信号の動作周波数(速度)はオー
バーサンプルの2倍となり、各出力信号は、図3に示し
た本発明の第1のデジタルマッチドフィルタのI相加算
部6a出力である受信ベースバンド信号とI相参照符号
の乗算結果の総和と、Q相加算部6d出力である受信ベ
ースバンド信号とQ相参照符号乗算結果の総和と同様に
なっている。よって、それ以降の積和演算分離部8a、
8b、ならびに出力加算部7a、出力減算部7bにおけ
る動作は、本発明の第1のデジタルマッチドフィルタに
おける動作(図3)と同様であり、その結果、従来技術
と同様にオーバーサンプル周期tn、tn+1、tn+
2…毎にQPSKを適用したスペクトラム拡散信号の相
関検出が得られるようになっている。
【0081】上記説明したように、従来の動作(図2)
と本発明の動作(図5)を比べると、出力加算部7a、
出力減算器7bの相関結果出力タイミングが、従来動作
波形に対して遅延しているが、従来技術、本発明共に実
際に回路を設計する場合には、処理遅延が発生し、どれ
くらい遅れて結果が得られるかという事を把握して使用
すれば装置の仕様に支障をきたすものではなく、本発明
が従来技術と同様の相関出力を得ることができることを
示している。また図5において、受信ベースバンド信号
選択部2dの出力を、受信ベースバンドI相信号上位ビ
ット、I相信号下位ビット、受信ベースバンドQ相信号
上位ビット、受信ベースバンドQ相信号下位ビットとい
う順番にしているが、この出力の順番を入れ替えて、そ
れに対応して、ビット復元部9a、9b以降を動作させ
る様に変更したとしても、上記で説明した本発明の第2
のデジタルマッチドフィルタと同等の動きをするのは明
らかである。
【0082】ここで、図12に示した従来の第2のデジ
タルマッチドフィルタと、図4に示した本発明の第2の
デジタルマッチドフィルタの回路構成の比較について、
図16を用いて説明する。図16は、従来の第2のデジ
タルマッチドフィルタと本発明の第2のデジタルマッチ
ドフィルタの回路構成比較を示す説明図である。本発明
の第2のデジタルマッチドフィルタは、受信ベースバン
ド信号選択部2d〜ビット復元部9a,9bまでを従来
の第2のデジタルマッチドフィルタより(2倍×ビット
分割数)倍の周波数(速度)で動作させ、積和演算分離
部8a、8bをオーバーサンプルの2倍の周波数で動作
させる事により、従来、乗算器3a〜3d、加算部6a
〜6dあったものを、本発明の第2の構成においても第
1の構成と同様に、乗算器3e,3f、加算器6e,6
fで構成できる。
【0083】そして、更に、本発明の第2の構成の参照
符号I相用乗算器3e、参照符号Q相乗算器3f、I
相,Q相加算部6e,6fの内部の回路構成は、ビット
分割をする事により本発明の第1の構成と比較して、各
乗算器、加算器が、1/ビット分割数の規模に低減でき
る。よって、本発明の第2のデジタルマッチドフィルタ
は、従来の第2のデジタルマッチドフィルタに比べて、
乗算器、加算器部分の回路比率を1/(2×ビット分割
数)とすることができ、第1の構成よりも更に回路規模
を軽減できるものである。
【0084】また、消費電力について考察すると、本発
明の第2のデジタルマッチドフィルタは、データレジス
タ1c,1d、参照用符号レジスタ4a,4b,5c,
5dは、構成及び動作速度が従来技術と同一であり、乗
算器、加算器部分は動作周波数が(2×ビット分割数)
倍になっているが、回路規模が1/(2×ビット分割
数)になっており、結果として消費電力は同程度と考え
られる。また、データ選択部2dの回路規模は従来技術
の2a,2bを合わせたものと同程度であるが、動作周
波数が(2×ビット分割数)倍になるので、その部分の
消費電力が(2×ビット分割)倍程度になる。よって、
本発明の第2のデジタルマッチドフィルタは、従来技術
と比較して消費電力が若干増加するが、実際のシステム
で用いられる拡散率が大きい場合のデジタルマッチドフ
ィルタにおいては、全体回路規模に対して、データ選択
部の比率が小さいので、それ程大きな消費電力の増加に
はならない。
【0085】次に、複数アンテナ又はキャリア周波数で
受信された複数の受信ベースバンドのI送信号とQ相信
号を選択切替することにより、積和演算部の構成を縮小
する第3の実施の形態に係るデジタルマッチドフィルタ
に付いて説明する。本発明の第3の実施の形態に係るデ
ジタルマッチドフィルタは、複数のアンテナ又はキャリ
ア周波数で受信され入力される複数の受信ベースバンド
のI送信号とQ相信号を受信ベースバンド信号選択部で
順に選択し、高速で参照符号との積和演算を行って、サ
ンプル周期内に複数の相関結果を得るものなので、複数
のアンテナに対する構成であっても積和演算部をI相参
照符号用とQ相参照符号用の2系統に軽減できるため、
積和演算部の回路構成を大幅に軽減できるものである。
【0086】まず、本発明の第3の実施の形態に係るデ
ジタルマッチドフィルタ(以下、本発明の第3のデジタ
ルマッチドフィルタ)の構成について、図6を用いて説
明する。図6は、本発明の第3の実施の形態に係るデジ
タルマッチドフィルタの構成ブロック図である。尚、図
1,図12と同様の構成をとる部分については同一の符
号を付して説明する。また、図6では、直交信号数2
(例としてアンテナ数2、RF部構成要素数2)の場合
を示している。
【0087】本発明の第3のデジタルマッチドフィルタ
は、図6に示すように、図1に示した本発明の第1のデ
ジタルマッチドフィルタと同様の部分として、受信I相
信号データレジスタ部1c,受信Q相信号データレジス
タ部1dと、受信ベースバンド信号選択部2e、書き込
み制御部10と、I相参照符号ロード用レジスタ部4
a,Q相参照符号ロード用レジスタ部4bと、I相参照
符号演算レジスタ部5c,Q相参照符号演算レジスタ部
5dと、参照符号I相用乗算器3a,参照符号Q相用乗
算器3bと、I相加算部6aと、Q相加算部6bと、出
力加算部7aと、出力減算部7bと、積和演算分離部8
a,積和演算分離部8bとから構成され、更に第3の構
成の特徴部分である受信I相信号データレジスタ部1
e,受信Q相信号データレジスタ部1fと、直交信号分
離部11a,11bとを備えて構成されている。尚、図
6では、受信I相信号データレジスタ部1cと受信Q相
信号データレジスタ部1dをアンテナ1用とし、受信I
相信号データレジスタ部1eと、受信Q相信号データレ
ジスタ部1fをアンテナ2用としている。尚、直交信号
分離部11aが請求項のI相直交信号分離部に相当し、
直交信号分離部11bが請求項のQ相直交信号分離部に
相当している。
【0088】尚、図6では、従来の技術例と同様に、受
信データの更新、ならびにデジタルマッチドフィルタ出
力がチップレートに対して4倍のオーバーサンプルで動
作する例を記しており、チップレート動作クロック、お
よび4倍サンプリングクロック信号は省略している。こ
れは実際のシステムで用いられる拡散率、オーバーサン
プルに合わせて回路構成を拡張しても、また回路をより
高クロックで作動させても、本発明の効果に変わりが無
い事は明らかである。
【0089】次に、本発明の第3のデジタルマッチドフ
ィルタの各部について説明するが、書き込み制御部1
0、I相参照符号ロード用レジスタ部4a,Q相参照符
号ロード用レジスタ部4bと、I相参照符号演算レジス
タ部5c,Q相参照符号演算レジスタ部5dと、参照符
号I相用乗算器3a,参照符号Q相用乗算器3bと、I
相加算部6aと、Q相加算部6bと、出力加算部7a
と、出力減算部7bと、積和演算分離部8a,積和演算
分離部8bは、図1で説明した本発明の第1のデジタル
マッチドフィルタのそれと同じなので説明を省略し、相
違する部分について説明する。
【0090】受信I相信号データレジスタ1c〜1f
は、本発明の第1のデジタルマッチドフィルタの受信I
相信号データレジスタ1c,1dと同様の構成である
が、受信I相信号データレジスタ1cは、アンテナ1で
受信された受信ベースバンドI相信号di−1を記憶
し、受信Q相信号シフトレジスタ1dは、アンテナ1で
受信された受信ベースバンドQ相信号dq−1を記憶
し、受信I相信号データレジスタ1eは、アンテナ2で
受信された受信ベースバンドI相信号di−2を記憶
し、受信Q相信号シフトレジスタ1fは、オーバーサン
プリングクロック毎にアンテナ2で受信された受信ベー
スバンドQ相信号dq−2を記憶する回路である。
【0091】受信ベースバンド信号選択部2eは、オー
バサンプリング数(図6では4)毎の記憶素子から出力
される直交数(図6では2つ)分の受信ベースバンドI
相信号diと受信ベースバンドQ相信号dqとを右から
順に選択して、例えばアンテナ1用の受信ベースバンド
I相信号di−1,アンテナ1用の受信ベースバンドQ
相信号dq−1,アンテナ2用の受信ベースバンドI相
信号di−2,アンテナ2用の受信ベースバンドQ相信
号dq−2の順に、参照符号I相用乗算器3a及び参照
符号Q相用乗算器3bに出力する回路である。
【0092】直交信号分離部11aは、加算出力部7a
から出力される信号を直交する信号毎に分離し、アンテ
ナ1用のI相出力ANT#1MFOUTI、アンテナ2用のI相出
力ANT#2MFOUTIを出力する回路である。直交信号分離部
11bは、減算出力部7bから出力される信号を直交す
る信号毎に分離し、アンテナ1用のQ相出力ANT#1MFOUT
Q、アンテナ2用のQ相出力ANT#2MFOUTQを出力する回路
である。
【0093】次に、本発明の第3のデジタルマッチドフ
ィルタの動作について、図7,図8を用いて従来と比較
しながら説明する。図7は、図12に示した従来の第2
のデジタルマッチドフィルタを直交信号数だけ設けて動
作させた場合の動作タイミングを示すタイミングチャー
ト概念図であり、図8は、本発明の第3のデジタルマッ
チドフィルタの動作タイミングを示すタイミングチャー
ト概念図である。図7および図8を用いて従来技術(図
12)と本発明(図6)が同じ動作をすることを示す。
【0094】従来の第2のデジタルマッチドフィルタ
(図12の構成)を、図13に示すように、直交信号数
(例えば2)だけ設けて動作させた場合、図7に示すよ
うに、アンテナ20-1で受けたRF(Radio Frequenc
y)周波数信号が、RF部21-1で受信ベースバンドI
相信号にダウンコンバートされた信号、di_1(t
n)、di_1(tn+1)…、受信ベースバンドQ相
信号にダウンコンバートされた信号、dq_1(t
n)、dq_1(tn+1)…が従来技術のデジタルマ
ッチドフィルタ(MF22-1)に入力される。そして、
各ベースバンド信号は、図12の構成のMF22-1にお
いて、4系統の乗算器3a〜3dで参照符号と乗算され
て、各々di_1*Ci、dq_1*Cq、dq_1*
Ci、そしてdi_1*Cqの演算結果が出力され、4
系統の乗算器の出力結果が4系統の加算部6a〜6dで
加算され、最後に出力加算部7a、出力減算器7bで演
算されて出力される事により、オーバーサンプル周期毎
にMF22-1からアンテナ1で受信した信号の相関演算
結果が得られるようになっている。
【0095】同様に、アンテナ20-2で受けたRF(Ra
dio Frequency)周波数信号が、RF部21-2で受信ベ
ースバンドI相信号にダウンコンバートされた信号、d
i_2(tn)、di_2(tn+1)…、受信ベース
バンドQ相信号にダウンコンバートされた信号、dq_
2(tn)、dq_2(tn+1)…が従来技術のデジ
タルマッチドフィルタ(MF22-2)に入力される。そ
して、各ベースバンド信号は、図12の構成のMF22
-2において、4系統の乗算器3a〜3dで参照符号と乗
算されて、各々di_2*Ci、dq_2*Cq、dq
_2*Ci、そしてdi_2*Cqの演算結果が出力さ
れ、4系統の乗算器の出力結果が4系統の加算部6a〜
6dで加算され、最後に出力加算部7a、出力減算器7
bで演算されて出力される事により、オーバーサンプル
周期毎にMF22-2からアンテナ2で受信した信号の相
関演算結果が得られることが、図7のタイミングチャー
ト概念図よりわかる。
【0096】図7からアンテナ20-1、アンテナ20-2
用デジタルマッチドフィルタから出力される相関演算結
果(加算部出力、減算器出力)は乗算する参照符号は同
一であり、参照符号と乗算を行う受信ベースバンド信号
がアンテナ(RF部)毎に相違している。
【0097】それに対して、本発明の第3のデジタルマ
ッチドフィルタ(図6の構成)においては、図8に示す
ように、オーバーサンプル周期tn、tn+1…毎(図
では、tnのみ示している)に、受信信号選択部(図で
はデータ選択器と記載)2eから、直交数分の受信ベー
スバンドI相信号、ならびに直交数分の受信ベースバン
ドQ相信号が順に、オーバーサンプルの4倍、つまりオ
ーバーサンプル周波数×I,Q(2)×直交数分(2)
の周波数(速度)で信号が出力される。ちなみに、図8
の例では、di_1,dq_1,di_2,dq_2の
順に出力される。
【0098】そして、I相参照符号用乗算器3a(図で
はI相用乗算器と記載)では、I相参照符号演算レジス
タ部5cに格納されているI相参照符号Ciと乗算され
てdi_1*Ci,dq_1*Ci,di_2*Ci,
dq_2*Ciの順で出力され、Q相参照符号用乗算器
3b(図ではQ相用乗算器と記載)ではQ相参照符号演
算レジスタ部5dに格納されているQ相参照符号Cqと
乗算されdi_1*Cq,dq_1*Cq,di_2*
Cq,dq_2*Cqの順で出力され、それぞれI相加
算部6a、Q相加算部6bで全て加算されて、I相加算
部6aからは、Σdi_1*Ci,Σdq_1*Ci,
Σdi_2*Ci,Σdq_2*Ciの順で出力され、
Q相加算部6bからは、Σdi_1*Cq,Σdq_1
*Cq,Σdi_2*Cq,Σdq_2*Cqの順で出
力される。
【0099】そして、積和演算分離部8aでは、この4
つの総和が2つに分離されて、受信ベースバンドI相信
号とI相参照符号の乗算結果の総和(Σdi_1*C
i,Σdi_2*Ci)は、出力1としてオーバサンプ
ル周期(tn)/2の期間ずつ出力加算部7aに入力さ
れ、受信ベースバンド信号Q相信号とI相参照符号の乗
算結果の総和(Σdq_1*Ci,Σdq_2*Ci)
は出力2としてオーバサンプル周期(tn)/4だけ遅
れてtn/2の期間に渡って出力減算部7bに入力され
る。同様に、積和演算分離部8bでは、この4つの総和
が2つに分離されて、受信ベースバンドI相信号とQ相
参照符号乗算結果の総和(Σdi_1*Cq,Σdi_
2*Cq)は、出力1としてオーバサンプル周期(t
n)/2の期間に渡って出力減算部7bに入力され、受
信ベースバンドQ相信号とQ相参照符号の乗算結果の総
和(Σdq_1*Cq,Σdq_2*Cq)は出力2と
してオーバサンプル周期(tn)/4だけ遅れてtn/
2の期間に渡って出力加算部7aに入力される。
【0100】そして、出力加算部7aでは、積和演算分
離部8aからの出力1(Σdi_1*Ci、Σdi_2
*Ci)と、積和演算分離部8bからの出力2(Σdq
_1*Cq,Σdq_2*Cq)とが加算されて、Σd
i_1*Ci+Σdq_1*Cq、Σdi_2*Ci+
Σdq_2*Cqが順に出力され、直交信号分離部11
aで直交する信号毎に分離され、アンテナ1用のI相出
力ANT#1MFOUTI、アンテナ2用のI相出力ANT#2MFOUTIが
出力される。同様に、出力減算器7bでは、積和演算分
離部8aからの出力2(Σdq_1*Ci,Σdq_2
*Ci)と、積和演算分離部8bからの出力1(Σdi
_1*Cq,Σdi_2*Cq)とが減算されて、Σd
q_1*Ci−Σdi_1*Cq、Σdq_2*Ci−
Σdi_2*Cqが順に出力され、直交信号分離部11
bで直交する信号毎に分離され、アンテナ1用のQ相出
力ANT#1MFOUTQ、アンテナ2用のQ相出力ANT#2MFOUTQが
出力される事により、オーバーサンプル周期tn、tn
+1、tn+2…毎にアンテナ1,アンテナ2で受信し
た信号の相関演算結果が順に得られることが、図8のタ
イミングチャート概念図よりわかる。相関演算結果が得
られるようになっている。
【0101】上記説明したように、従来の動作(図7)
と本発明の動作(図8)を比べると、出力加算部7a、
出力減算器7bの相関結果出力タイミングが、従来動作
波形に対して遅延しているが、従来技術、本発明共に実
際に回路を設計する場合には、処理遅延が発生し、どれ
くらい遅れて結果が得られるかという事を把握して使用
すれば装置の仕様に支障をきたすものではなく、本発明
が従来技術と同様の相関出力を得ることができることを
示している。また図8において受信ベースバンド信号選
択部2eの出力を、アンテナ1用受信ベースバンドI相
信号、アンテナ1用受信ベースバンドQ相信号、アンテ
ナ2用受信ベースバンドI相信号、アンテナ2用受信ベ
ースバンドQ相信号という順番にしているが、この出力
の順番を入れ替えて、それに対応して、積和演算分離部
8a、8b以降を動作させる様に変更したとしても、上
記で説明した本発明の第3のデジタルマッチドフィルタ
と同等の動きをするのは明らかである。
【0102】従って、本発明の第3のデジタルマッチド
フィルタは、受信ベースバンド信号選択部〜積和演算分
離部8a、8bまでを、従来の第2のデジタルマッチド
フィルタより(2×直交信号数)倍の周波数で動作さ
せ、それ以降の直交信号分離部出力までを(直交信号
数)倍の周波数で動作させる事により、直交数分の乗算
器以降の回路が共用可能となるので、本発明の実施の形
態に係わる第1の回路構成並びに第2の回路構成と同様
に、拡散率に比例して増加する乗算器、加算器部分の大
幅な軽減が可能となるので、デジタルマッチドフィルタ
全体の回路規模の軽減が可能となる。
【0103】次に、上記説明した本発明の第2のデジタ
ルマッチドフィルタの技術と第3のデジタルマッチドフ
ィルタの技術を組み合わせることにより、積和演算部内
部の乗算器、加算器構成を縮小する第4の実施の形態に
係るデジタルマッチドフィルタに付いて説明する。本発
明の第4の実施の形態に係るデジタルマッチドフィルタ
は、複数のアンテナ又はキャリア周波数で受信され入力
される複数の受信ベースバンドのI送信号とQ相信号を
各々ビット分割し、ビット分割された信号を受信ベース
バンド信号選択部で順に選択して高速で参照符号との積
和演算を行い、演算結果をビット復元してサンプル周期
内に複数の相関結果を得るものなので、複数のアンテナ
に対する構成であっても、積和演算部をI相参照符号用
とQ相参照符号用の2系統に軽減でき、更に積和演算部
内の各乗算器及び各加算器を受信ベースバンド信号のビ
ット数よりも小さいビット数の演算を行うもので構成で
きるため、積和演算部の回路構成を大幅に軽減できるも
のである。
【0104】まず、本発明の第4の実施の形態に係るデ
ジタルマッチドフィルタ(以下、本発明の第4のデジタ
ルマッチドフィルタ)の構成について、図9を用いて説
明する。図9は、本発明の第4の実施の形態に係るデジ
タルマッチドフィルタの構成ブロック図である。尚、図
4,図6と同様の構成をとる部分については同一の符号
を付して説明する。また、図9では、直交信号数2(例
としてアンテナ数2、RF部構成要素数2)の場合を示
している。本発明の第4のデジタルマッチドフィルタ
は、図9に示すように、アンテナ1用受信I相信号デー
タレジスタ部1cと、アンテナ1用受信Q相信号データ
レジスタ部1dと、アンテナ2用受信I相信号データレ
ジスタ部1eと、アンテナ2用受信Q相信号データレジ
スタ部1fと、書き込み制御部10と、受信ベースバン
ド信号選択部2fと、I相参照符号ロード用レジスタ部
4aと、Q相参照符号ロード用レジスタ部4bと、I相
参照符号演算レジスタ部5cと、Q相参照符号演算レジ
スタ部5dと、参照符号I相用乗算器3eと、参照符号
Q相用乗算器3fと、I相加算部6eと、Q相加算部6
fと、ビット復元部9a、9bと、積和演算分離部8
a,8bと、出力加算部7aと、出力減算部7bと、直
交信号分離部11a,11bとを備えて構成されてい
る。
【0105】尚、図9では、従来の技術例と同様に、受
信データの更新、ならびにデジタルマッチドフィルタ出
力がチップレートに対して4倍のオーバーサンプルで動
作する例を記しており、チップレート動作クロック、お
よび4倍サンプリングクロック信号は省略している。こ
れは実際のシステムで用いられる拡散率、オーバーサン
プルに合わせて回路構成を拡張しても、また回路をより
高クロックで作動させても、本発明の効果に変わりが無
い事は明らかである。
【0106】次に、本発明の第4のデジタルマッチドフ
ィルタの各部について説明するが、I相参照符号ロード
用レジスタ部4aと、Q相参照符号ロード用レジスタ部
4bと、I相参照符号演算レジスタ部5cと、Q相参照
符号演算レジスタ部5dと、出力加算部7aと、出力減
算部7bと、積和演算分離部8aと、積和演算分離部8
bと、書き込み制御部10は、図1で説明した本発明の
第1のデジタルマッチドフィルタのそれと同じなので説
明を省略する。また、参照符号I相用乗算器3eと、参
照符号Q相用乗算器3fと、I相加算部6eと、Q相加
算部6fと、ビット復元部9aと、ビット復元部9b
は、図4で説明した本発明の第2のデジタルマッチドフ
ィルタのそれと同じであるので説明を省略する。また、
受信I相信号データレジスタ1cと、受信Q相信号シフ
トレジスタ1dと、受信I相信号データレジスタ1e
と、受信Q相信号シフトレジスタ1fと、直交信号分離
部11aと、直交信号分離部11bは、図6で説明した
本発明の第3のデジタルマッチドフィルタのそれと同じ
であるので説明を省略し、相違する部分について説明す
る。
【0107】受信ベースバンド信号選択部2fは、オー
バサンプリング数(図9では4)毎の記憶素子から出力
される直交数(図9では2つ)分の受信ベースバンドI
相信号diと受信ベースバンドQ相信号dqとを入力す
る際に、各信号を分割して入力し、分割された信号を右
から順に選択して、例えばアンテナ1用の受信ベースバ
ンドI相信号di−1,アンテナ1用の受信ベースバン
ドQ相信号dq−1,アンテナ2用の受信ベースバンド
I相信号di−2,アンテナ2用の受信ベースバンドQ
相信号dq−2の順に、参照符号I相用乗算器3a及び
参照符号Q相用乗算器3bに出力する回路である。
【0108】尚、入力される各アンテナの受信ベースバ
ンドI相信号di及び受信ベースバンドQ相信号dqの
ビット分割数については本発明で限定するものではな
く、回路の動作周波数に依存して決定される数である。
ビット分割数は、最小は2であり、回路の動作周波数を
上げる事が可能であれば、最大は入力ビット数まで大き
くする事が可能である。つまり、入力される受信ベース
バンドI相信号di及び受信ベースバンドQ相信号dq
を1ビットずつ選択して、乗算部に出力し、受信ベース
バンド信号1ビットと、参照符号1ビットとの積和演算
を行うことも可能である。ここでは、説明を簡単にする
ために2分割を例に説明する。
【0109】次に、本発明の第4のデジタルマッチドフ
ィルタの動作について、図10を用いて従来(図7)及
び本発明の第3の構成の動作(図8)と比較しながら説
明する。図10は、本発明の第4のデジタルマッチドフ
ィルタの動作タイミングを示すタイミングチャート概念
図である。尚、図10は、受信ベースバンド信号のビッ
ト分割数が2の場合を示しており、先にも説明したが、
回路の動作周波数を上げる事が可能であれば、ビット分
割数は最大入力ビット数まで大きくする事が可能であ
る。また、図10では、各受信ベースバンド信号の下位
ビットに_Lをつけて示し、上位ビットに_Uをつけて
示している。
【0110】本発明の第4のデジタルマッチドフィルタ
(図9の構成)においては、図10に示すように、オー
バーサンプル周期tn、tn+1、tn+2…毎(図で
は、tnのみ示している)に、受信信号選択部(図では
データ選択器と記載)2fから、例えば直交信号数分の
受信I相信号上位ビット、受信I相信号下位ビット、受
信Q相信号上位ビット、受信Q相信号下位ビットという
順で、オーバーサンプルの8倍、つまりオーバーサンプ
ル周波数×I,Q(2)×ビット分割数(2)×直交信
号数(2)の周波数(速度)で受信ベースバンド信号が
出力される。
【0111】そして、I相参照符号用乗算器3e(図で
はI相用乗算器と記載)では、I相参照符号演算レジス
タ部5cに格納されているI相参照符号Ciと乗算され
て、di_1U*Ci,di_1L*Ci,dq_1U
*Ci,dq_1L*Ci、di_2U*Ci,di_
2L*Ci,dq_2U*Ci,dq_2L*Ciの順
で出力される。同様に、Q相参照符号用乗算器3f(図
ではQ相用乗算器と記載)ではQ相参照符号演算レジス
タ部5dに格納されているQ相参照符号Cqと乗算さ
れ、di_1U*Cq,di_1L*Cq,dq_1U
*Cq,dq_1L*Cq,di_2U*Cq,di_
2L*Cq,dq_2U*Cq,dq_2L*Cqの順
に出力される。
【0112】そして、複数のI相参照符号用乗算器3e
出力並びに複数のQ相参照符号用乗算器3f出力が、そ
れぞれI相加算部6e、Q相加算部6fで全て加算さ
れ、I相加算部6eからは、受信ベースバンドI相信号
とI相参照符号の乗算結果の総和(Σdi_U*Ci,
Σdi_L*Ci)と、受信ベースバンド信号Q相信号
とI相参照符号の乗算結果の総和(Σdq_U*Ci,
Σdq_L*Ci)とがアンテナ1用、アンテナ2用の
順に出力され、Q相加算部6fからは、受信ベースバン
ドI相信号とQ相参照符号の乗算結果の総和(Σdi_
U*Cq,Σdi_L*Cq)と、受信ベースバンド信
号Q相信号とQ相参照符号の乗算結果の総和(Σdq_
U*Cq,Σdq_L*Cq)とがアンテナ1用、アン
テナ2用の順に出力される。
【0113】ここで、I相加算部6e、Q相加算部6f
から出力される演算結果は、(オーバーサンプル周波数
×8)周波数(速度)単位で考えれば、受信ベースバン
ド信号を分割した下位ビットと参照符号の乗算結果の総
和と、受信ベースバンド信号を分割した上位ビットと参
照符号の乗算結果の総和であるので、ビット復元部9a
およびビット復元部9bにおいて、タイミングを合わせ
て加算されて、直交信号が時間多重された状態で、受信
ベースバンド信号とI相参照符号との積和演算結果(Σ
di*Ci、Σdq*Ci)、ならびに受信ベースバン
ド信号とQ相参照符号との積和演算結果(Σdi*C
q,Σdq*Cq)としてアンテナ1用、アンテナ2用
の順に出力される。
【0114】この場合、ビット復元部9aおよびビット
復元部9bからの出力信号の動作周波数(速度)はオー
バーサンプルの(2×直交信号数)倍となり、各出力信
号は、図8に示した本発明の第3のデジタルマッチドフ
ィルタのI相加算部6a出力である受信ベースバンド信
号とI相参照符号の乗算結果の総和と、Q相加算部6d
出力である受信ベースバンド信号とQ相参照符号乗算結
果の総和と同様になっている。よって、それ以降の積和
演算分離部8a、8b、ならびに出力加算部7a、出力
減算部7bにおける動作は、本発明の第3のデジタルマ
ッチドフィルタにおける動作(図8)と同様であり、更
に直交信号分離部11a、11bで直交信号の分離を行
う事により、従来技術と同様にオーバサンプル周期t
n、tn+1、tn+2…毎にQPSKを適用したスペ
クトラム拡散信号の相関検出が得られるようになってい
る。
【0115】上記説明したように、従来の動作(図7)
と本発明の動作(図10)を比べると、出力加算部7
a、出力減算器7bの相関結果出力タイミングが、従来
動作波形に対して遅延しているが、従来技術、本発明共
に実際に回路を設計する場合には、処理遅延が発生し、
どれくらい遅れて結果が得られるかという事を把握して
使用すれば装置の仕様に支障をきたすものではなく、本
発明が従来技術と同様の相関出力を得ることができるこ
とを示している。また図10において、受信ベースバン
ド信号選択部2fの出力を、アンテナ1用受信ベースバ
ンドI相信号、アンテナ1用受信ベースバンドQ相信
号、アンテナ2用受信ベースバンドI相信号、アンテナ
2用受信ベースバンドQ相信号という順番にしている
が、この出力の順番を入れ替えて、それに対応して、積
和演算分離部8a、8b以降を動作させる様に変更した
としても、上記で説明した本発明の第4の回路構成と同
等の動きをするのは明らかである。また図10におい
て、受信ベースバンド信号選択部2fの出力を、各受信
ベースバンド信号とも上位ビット、下位ビットの順番に
しているが、この出力の順番を入れ替えて、それに対応
して、ビット復元部9a、9b以降を動作させる様に変
更したとしても、上記で説明した本発明の第4の回路構
成と同等の動きをするのは明らかである。
【0116】従って、本発明の第4のデジタルマッチド
フィルタは、受信ベースバンド信号選択部〜ビット復元
部までを、従来の第2のデジタルマッチドフィルタより
(2×ビット分割数×直交信号数)倍の周波数で動作さ
せ、ビット復元部出力〜積和演算分離部8a、8bをオ
ーバーサンプルの(2×直交信号数)倍の周波数で動作
させ、それ以降直交信号分離部11a、11b出力まで
をオーバーサンプルの直交数倍の周波数で動作させる事
により、従来技術と同様な相関出力結果が得られ、従来
技術と比較して直交数分の乗算器以降の回路が共用可能
となると同時に、本発明の第2の回路構成と同様に、ビ
ット分割して積和演算を行っているので、本発明の第3
の回路構成よりも積和演算部分の各乗算器、加算器を、
1/ビット分割数の規模に低減できるため、更に本発明
の第3の構成よりも更にデジタルマッチドフィルタ全体
の回路規模を低減できるものである。
【0117】本発明の第1〜第4の実施の形態に係るデ
ジタルマッチドフィルタによれば、受信ベースバンド信
号のサンプリング周波数より高速に一部の回路を動作さ
せることで、従来技術では拡散率または物理的に直交す
る信号数に比例して構成しなければならなかった乗算
器、加算器等による積和演算部分の回路規模の増加を抑
制でき、デジタルマッチドフィルタ全体の回路規模を低
減して小型受信装置等に適用できる効果がある。
【0118】また、本発明の第2,第4の実施の形態に
係るデジタルマッチドフィルタによれば、受信ベースバ
ンド信号のサンプリング周波数より高速に一部の回路を
動作させ、更に受信ベースバンド信号をビット分割して
小さいビット数の積和演算を高速に行うことによって、
乗算器、加算器の回路規模を軽減でき、デジタルマッチ
ドフィルタ全体の回路規模を更に低減して小型受信装置
等に適用できる効果がある。
【0119】
【発明の効果】本発明によれば、受信I相信号データレ
ジスタ部及び受信Q相信号データレジスタ部に保持され
た受信ベースバンドのI相信号、又はQ相信号を、受信
ベースバンド信号選択部が交互に選択して出力し、参照
符号I相用乗算部、参照符号I相用乗算部、I相加算
部、Q相加算部が、受信ベースバンド信号選択部が出力
する受信ベースバンドの信号とI相参照符号又はQ相参
照符号との積和演算を受信ベースバンド信号のサンプリ
ング速度の2倍で行い、I相積和演算分離部及びQ相積
和演算分離部が、各受信ベースバンド信号と各参照符号
の組み合わせによる積和演算結果を分離して出力し、加
算出力部及び減算出力部が加算又は減算して相関結果を
出力するデジタルマッチドフィルタとしているので、拡
散率に比例して構成が増加する乗算部及び加算部の回路
規模を軽減し、小型受信装置に適用できる効果がある。
【0120】本発明によれば、受信I相信号データレジ
スタ部又は受信Q相信号データレジスタ部に保持された
受信ベースバンド信号のデータビット列を、受信ベース
バンド信号選択部が各々複数にビット分割して順番に選
択して出力し、参照符号I相用乗算部、参照符号I相用
乗算部、I相加算部、Q相加算部が、受信ベースバンド
信号選択部が出力する受信ベースバンドの信号とI相参
照符号又はQ相参照符号との積和演算を受信ベースバン
ド信号のサンプリング速度の2倍の更にビット分割数倍
で行い、I相ビット復元部,Q相ビット復元部が、分割
されたビットの積和演算結果を復元し、I相積和演算分
離部及びQ相積和演算分離部が、各受信ベースバンド信
号と各参照符号の組み合わせによる積和演算結果を分離
して出力し、加算出力部及び減算出力部が加算又は減算
して相関結果を出力する請求項1記載のデジタルマッチ
ドフィルタとしているので、乗算部における各乗算器及
び加算部における各加算器の回路規模を軽減し、小型受
信装置に適用できる効果がある。
【0121】本発明によれば、物理的に直交された受信
ベースバンド信号と参照符号との相関検出において、受
信ベースバンド信号選択部が、直交信号数分の受信I相
信号データレジスタ部又は直交信号数分の受信Q相信号
データレジスタ部に保持された受信ベースバンド信号を
順番に選択して出力し、参照符号I相用乗算部、参照符
号I相用乗算部、I相加算部、Q相加算部が、受信ベー
スバンド信号選択部が出力する受信ベースバンドの信号
とI相参照符号又はQ相参照符号との積和演算を受信ベ
ースバンド信号のサンプリング速度の2倍の更に直交信
号数倍で行い、I相積和演算分離部及びQ相積和演算分
離部が、サンプリング速度の直交信号数倍で各受信ベー
スバンド信号と各参照符号の組み合わせによる積和演算
結果を分離して出力し、加算出力部及び減算出力部がサ
ンプリング速度の直交信号数倍で加算又は減算して相関
結果を出力する請求項1記載のデジタルマッチドフィル
タとしているので、直交信号数に比例して構成が増加す
る乗算部及び加算部の回路規模を軽減し、小型受信装置
に適用できる効果がある。
【0122】本発明によれば、直交信号数分の受信I相
信号データレジスタ部又は受信Q相信号データレジスタ
部に保持された受信ベースバンド信号のデータビット列
を、受信ベースバンド信号選択部が各々複数にビット分
割して順番に選択して出力し、参照符号I相用乗算部、
参照符号I相用乗算部、I相加算部、Q相加算部が、受
信ベースバンド信号選択部が出力する受信ベースバンド
の信号とI相参照符号又はQ相参照符号との積和演算を
受信ベースバンド信号のサンプリング速度の2倍のビッ
ト分割数倍の更に直交信号数倍で行い、I相ビット復元
部,Q相ビット復元部が、分割されたビットの積和演算
結果をサンプリング速度の直交信号数倍で復元し、I相
積和演算分離部及びQ相積和演算分離部が、各受信ベー
スバンド信号と各参照符号の組み合わせによる積和演算
結果を分離して出力し、加算出力部及び減算出力部が加
算又は減算して相関結果を出力する請求項3記載のデジ
タルマッチドフィルタとしているので、直交信号数に比
例して構成が増加する乗算部及び加算部の回路規模を軽
減し、更に乗算部における各乗算器及び加算部における
各加算器の回路規模を軽減し、小型受信装置に適用でき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るデジタルマッ
チドフィルタの構成ブロック図である。
【図2】図12に示した従来の第2のデジタルマッチド
フィルタの動作タイミングを示すタイミングチャート概
念図である。
【図3】本発明の第1のデジタルマッチドフィルタの動
作タイミングを示すタイミングチャート概念図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るデジタルマッ
チドフィルタの構成ブロック図である。
【図5】本発明の第2のデジタルマッチドフィルタの動
作タイミングを示すタイミングチャート概念図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係るデジタルマッ
チドフィルタの構成ブロック図である。
【図7】図12に示した従来の第2のデジタルマッチド
フィルタを直交信号数だけ設けて動作させた場合の動作
タイミングを示すタイミングチャート概念図である。
【図8】本発明の第3のデジタルマッチドフィルタの動
作タイミングを示すタイミングチャート概念図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態に係るデジタルマッ
チドフィルタの構成ブロック図である。
【図10】本発明の第4のデジタルマッチドフィルタの
動作タイミングを示すタイミングチャート概念図であ
る。
【図11】従来のデジタルマッチドフィルタの第1の構
成例を示す構成ブロック図である。
【図12】従来のデジタルマッチドフィルタの第2の構
成例を示す構成ブロック図である。
【図13】、複数のアンテナ入力により物理的に直交さ
れたシステムに従来デジタルマッチドフィルタを適用し
た構成例を示すブロック図である。
【図14】複数のキャリアにより物理的に直交されたシ
ステムに従来デジタルマッチドフィルタを適用した構成
例を示すブロック図である。
【図15】従来の第2のデジタルマッチドフィルタと本
発明の第1のデジタルマッチドフィルタの回路構成比較
を示す説明図である。
【図16】従来の第2のデジタルマッチドフィルタと本
発明の第2のデジタルマッチドフィルタの回路構成比較
を示す説明図である。
【符号の説明】
1a…I相信号シフトレジスタ、 1b…Q相信号シフ
トレジスタ、 1c、1e…I相信号データレジスタ
部、 1d、1f…Q相信号データレジスタ部、2a〜
2d…ベースバンド信号選択部、 3a〜3f…乗算器
(I相参照符号用乗算器、Q相参照符号用乗算器も含
む)、 4a…I相参照符号ロード用レジスタ部、 4
b…Q相参照符号ロード用レジスタ部、 5a、5c…
I相参照符号演算レジスタ部、 5b、5d…Q相参照
符号演算レジスタ部、 6a〜6d…加算部(I相加算
部、Q相加算部も含む)、 7a…出力加算部、 7b
…出力減算部、 8a、8b…積和演算分離部、 9
a、9b…ビット復元部、 10…書き込み制御部、
11a、11b…直交信号分離部、 20−1〜20−
N…アンテナ、 21−1〜21−N…RF部、 22
−1〜22−N…従来のデジタルマッチドフィルタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4相変調されたスペクトラム拡散信号の
    受信ベースバンド信号と参照用拡散符号との相関演算を
    行うデジタルマッチドフィルタであって、 サンプリングされた受信ベースバンド同相成分(I相)
    信号を保持する受信I相信号データレジスタ部と、 サンプリングされた受信ベースバンド直交成分(Q相)
    信号を保持する受信Q相信号データレジスタ部と、 サンプリングされた受信ベースバンドのI相信号、又は
    Q相信号を、各々前記受信I相信号データレジスタ部又
    は前記受信Q相信号データレジスタ部の所定レジスタへ
    書き込む制御を行う書き込み制御部と、 前記受信I相信号データレジスタ部又は前記受信Q相信
    号データレジスタ部に保持された受信ベースバンド信号
    を交互に選択して出力する受信ベースバンド信号選択部
    と、 I相参照符号を保持して出力するI相参照符号演算レジ
    スタ部と、 Q相参照符号を保持して出力するQ相参照符号演算レジ
    スタ部と、 前記受信ベースバンド信号選択部から出力される受信ベ
    ースバンド信号と、前記I相参照符号演算レジスタ部の
    I相参照符号との乗算を行う複数の乗算器で構成される
    参照符号I相用乗算部と、 前記受信ベースバンド信号選択部から出力される受信ベ
    ースバンド信号と、前記Q相参照符号演算レジスタ部の
    Q相参照符号との乗算を行う複数の乗算器で構成される
    参照符号Q相用乗算部と、 前記参照符号I相用乗算部の複数乗算器出力を全て加算
    するI相加算部と、 前記参照符号Q相用乗算部の複数乗算器出力を全て加算
    するQ相加算部と、 前記I相加算部から出力される受信ベースバンドI相信
    号とI相参照符号の乗算結果の総和と、受信ベースバン
    ドQ相信号とI相参照符号の乗算結果の総和とを分離す
    るI相積和演算分離部と、 前記Q相加算部出力から出力される受信ベースバンドI
    相信号とQ相参照符号の乗算結果の総和と、受信ベース
    バンドQ相信号とQ相参照符号の乗算結果の総和とを分
    離するQ相積和演算分離部と、 前記I相積和演算分離部から出力される受信ベースバン
    ドI相信号とI相参照符号の乗算結果の総和と、前記Q
    相積和演算分離部から出力される受信ベースバンドQ相
    信号とQ相参照符号の乗算結果の総和とを加算してI相
    の積和演算結果を出力する加算出力部と、 前記I相積和演算分離部から出力される受信ベースバン
    ドQ相信号とI相参照符号の乗算結果の総和から前記Q
    相積和演算分離部から出力される受信ベースバンドI相
    信号とQ相参照符号の乗算結果の総和を減算してQ相の
    積和演算結果を出力する減算出力部とを有し、 前記受信ベースバンド信号選択部、及び前記参照符号I
    相用乗算部,前記参照符号Q相用乗算部、及び前記I相
    加算部,前記Q相加算部、及び前記I相積和演算分離
    部,前記Q相積和演算分離部が、前記受信ベースバンド
    信号のサンプリング速度の2倍で動作することを特徴と
    するデジタルマッチドフィルタ。
  2. 【請求項2】 受信ベースバンド信号選択部が、受信I
    相信号データレジスタ部又は受信Q相信号データレジス
    タ部に保持された受信ベースバンド信号のデータビット
    列を、各々複数にビット分割して順番に選択して出力す
    る受信ベースバンド信号選択部であり、 参照符号I相用乗算部及び参照符号Q相用乗算部の各乗
    算器が、前記受信ベースバンド信号選択部出力される分
    割された受信ベースバンド信号と、I相参照符号又はQ
    相参照符号との乗算を行う乗算器であり、 I相加算部から出力される前記乗算器出力の総和をビッ
    ト復元するI相ビット復元部と、 Q相加算部から出力される前記乗算器出力の総和をビッ
    ト復元して出力するQ相ビット復元部とを備え、 I相積和演算分離部が、前記I相ビット復元部からの出
    力を受信ベースバンドI相信号とI相参照符号の乗算結
    果の総和と、受信ベースバンドQ相信号とI相参照符号
    の乗算結果の総和とに分離するI相積和演算分離部であ
    り、 Q相積和演算分離部が、前記Q相ビット復元部からの出
    力を受信ベースバンドI相信号とQ相参照符号の乗算結
    果の総和と、受信ベースバンドQ相信号とQ相参照符号
    の乗算結果の総和とを分離するQ相積和演算分離部であ
    り、 前記受信ベースバンド信号選択部、及び前記参照符号I
    相用乗算部,前記参照符号Q相用乗算部、及び前記I相
    加算部,前記Q相加算部、及び前記I相ビット復元部,
    前記Q相ビット復元部が、前記受信ベースバンド信号の
    サンプリング速度の2倍の更にビット分割数倍で動作
    し、 前記I相積和演算分離部,前記Q相積和演算分離部が、
    前記受信ベースバンド信号のサンプリング速度の2倍で
    動作することを特徴とする請求項1記載のデジタルマッ
    チドフィルタ。
  3. 【請求項3】 4相変調されたスペクトラム拡散信号の
    物理的に直交された受信ベースバンド信号と参照用拡散
    符号との相関演算を行うデジタルマッチドフィルタであ
    って、 受信I相信号データレジスタ部及び受信Q相信号データ
    レジスタ部を、直交信号数分備え、 受信ベースバンド信号選択部が、前記直交信号数分の受
    信I相信号データレジスタ部又は前記直交信号数分の受
    信Q相信号データレジスタ部に保持された受信ベースバ
    ンド信号を順番に選択して出力する受信ベースバンド信
    号選択部であり、 加算出力部から出力されるI相の積和演算結果を直交成
    分毎に分離するI相直交信号分離部と、 減算出力部から出力されるQ相の積和演算結果を直交成
    分毎に分離するQ相直交信号分離部とを有し、 前記受信ベースバンド信号選択部、及び前記参照符号I
    相用乗算部,前記参照符号Q相用乗算部、及び前記I相
    加算部,前記Q相加算部、及び前記I相積和演算分離
    部,前記Q相積和演算分離部が、前記受信ベースバンド
    信号のサンプリング速度の2倍の更に直交信号数倍で動
    作し、 前記I相直交信号分離部及び前記Q相直交信号分離部
    が、前記受信ベースバンド信号のサンプリング速度の直
    交信号数倍で動作することを特徴とする請求項1記載の
    デジタルマッチドフィルタ。
  4. 【請求項4】 受信ベースバンド信号選択部が、直交信
    号数分の受信I相信号データレジスタ部又は直交信号数
    分の受信Q相信号データレジスタ部に保持された受信ベ
    ースバンド信号のデータビット列を、各々複数にビット
    分割して順番に選択して出力する受信ベースバンド信号
    選択部であり、 参照符号I相用乗算部及び参照符号Q相用乗算部の各乗
    算器が、前記受信ベースバンド信号選択部から出力され
    るビット分割された受信ベースバンド信号と、I相参照
    符号又はQ相参照符号との乗算を行う乗算器であり、 I相加算部から出力される前記乗算器出力の総和をビッ
    ト復元するI相ビット復元部と、 Q相加算部から出力される前記乗算器出力の総和をビッ
    ト復元して出力するQ相ビット復元部とを備え、 I相積和演算分離部が、前記I相ビット復元部からの出
    力を受信ベースバンドI相信号とI相参照符号の乗算結
    果の総和と、受信ベースバンドQ相信号とI相参照符号
    の乗算結果の総和とに分離するI相積和演算分離部であ
    り、 Q相積和演算分離部が、前記Q相ビット復元部からの出
    力を受信ベースバンドI相信号とQ相参照符号の乗算結
    果の総和と、受信ベースバンドQ相信号とQ相参照符号
    の乗算結果の総和とを分離するQ相積和演算分離部であ
    り、 前記受信ベースバンド信号選択部、及び参照符号I相用
    乗算部,参照符号Q相用乗算部、及びI相加算部,Q相
    加算部、及びI相ビット復元部,Q相ビット復元部が、
    前記受信ベースバンド信号のサンプリング速度の2倍の
    ビット分割数倍の更に直交信号数倍で動作することを特
    徴とする請求項3記載のデジタルマッチドフィルタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7424050B2 (en) 2003-10-24 2008-09-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Matched filter circuit and correlation calculation method

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