JP2004135247A - 同期位置検出回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】移動中の移動局が基地局からの信号を確実に検出できるウインドウサイズを設定できる同期位置検出回路を提供する。
【解決手段】ウインドウサイズ決定回路１６は、ｓｌｅｅｐ 時間１１０ と移動速度１１２ とにより移動距離を算出し移動距離に対応するウインドウサイズを決定してウインドウサイズ信号１０８ を出力する。同期符号生成回路１４は、受信信号１００ と同じ同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎に同期符号の位相を予め定められた位相幅で一定方向に、ウインドウサイズ信号１０８ が示すサイズのウインドウの範囲をデジタル的にずらしていく。相関回路１０は、受信信号１００ と同期符号１０２ の相関関数を算出して相関値１０４ を出力する。同期位置決定回路１２は、相関値１０４ の中から最大値の相関値を判定して受信信号１００ を検出し、その検出位置を示す同期位置信号１０６ を出力する。
【選択図】 図１
【解決手段】ウインドウサイズ決定回路１６は、ｓｌｅｅｐ 時間１１０ と移動速度１１２ とにより移動距離を算出し移動距離に対応するウインドウサイズを決定してウインドウサイズ信号１０８ を出力する。同期符号生成回路１４は、受信信号１００ と同じ同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎に同期符号の位相を予め定められた位相幅で一定方向に、ウインドウサイズ信号１０８ が示すサイズのウインドウの範囲をデジタル的にずらしていく。相関回路１０は、受信信号１００ と同期符号１０２ の相関関数を算出して相関値１０４ を出力する。同期位置決定回路１２は、相関値１０４ の中から最大値の相関値を判定して受信信号１００ を検出し、その検出位置を示す同期位置信号１０６ を出力する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の符号を繰り返す受信信号を検出してその受信信号の同期位置を出力する同期位置検出回路に関し、特に間欠受信を行うＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ）方式の移動局受信装置に好適な同期位置検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式の移動通信システムでは、例えば、基地局は情報信号に拡散符号を乗算して移動局に送信し、移動局は基地局の拡散符号と同一パターンおよび同一位相の拡散符号を生成してこの拡散符号を受信信号に乗算（逆拡散）することにより情報信号を復調するので、移動局では基地局の拡散符号の位相情報を取得する必要がある。また、移動通信システムによっては、移動局における消費電力を低減するために、移動局が受信期間のみ受信処理を行い待ち受け時間（ｓｌｅｅｐ 時間）には受信処理を停止するという間欠受信方式を採用するものもある。
【０００３】
しかし、間欠受信方式を採用するシステムにおける移動局では、ｓｌｅｅｐ 時間中に受信処理を一旦停止するので、そのｓｌｅｅｐ 時間中は基地局の拡散符号の位相を追跡することは不可能になり、次の受信期間の開始時に基地局の拡散符号と同一位相の拡散符号を直ちに生成することは困難であった。そこで、移動局では、例えば、次の受信期間が開始される前に、基地局から送信されるパイロット信号を受信し、そのパイロット信号に含まれる基地局の拡散符号の位相情報に基づいて拡散符号の同期位置を取得し、その同期位置に基づいて拡散符号生成器で生成する拡散符号の位相を基地局の拡散符号の位相に合わせ、受信期間開始時から正常な受信処理を行っていた。
【０００４】
この場合、移動局では、パイロット信号を検出するために使用されるパイロット信号と同一パターンの拡散符号（同期符号）を同期符号生成器により生成するが、通常の同期符号生成器には僅かながら誤差が存在するので、同期符号生成器により生成される拡散符号の位相は、例えば、ｓｌｅｅｐ 時間の経過に従って正規の位相からずれていくので、ｓｌｅｅｐ 時間の経過後にパイロット信号を捕捉することはできなくなる。そこで、移動局では、同期符号生成器で生成される同期符号の位相を、所定の位相範囲で所定のチップ幅でずらしながらパイロット信号と同期符号との間の相関関数を算出し、相関関数が最大となる位置を求めることによりパイロット信号を検出し、パイロット信号の同期位置を判定していた。
【０００５】
そして、パイロット信号を検出する場合に、受信装置のコスト低減や消費電力の低減の観点から同期符号の位相をずらす範囲（ウインドウ）をできるだけ狭く設定することが望ましいので、同期符号生成器の誤差による同期符号の位相ずれの大きさがｓｌｅｅｐ 時間の大きさにより決まることを考慮し、間欠受信の周期に応じてウインドウサイズを設定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２７１８０号公報（第３−５頁、図４）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のパイロット信号捕捉回路（同期位置検出回路）では、ウインドウサイズを同期符号生成器の誤差に基づく同期符号の位相ずれのみを考慮して設定していたので、ｓｌｅｅｐ 時間中に移動局が移動して基地局と移動局間の距離が変化することにより生ずる同期符号の位相ずれには対応することができず、設定されたウインドウ内でパイロット信号を検出できない場合が生ずるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動して基地局と移動局間の距離が変化した場合でも確実にパイロット信号を捕捉できるウインドウサイズを設定する同期位置検出回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による同期位置検出回路は、所定の符号を繰り返す受信信号を検出する回路であり、間欠受信を行う移動局の受信装置への搭載に好適である。本発明による同期位置検出回路は、移動局の移動速度と間欠受信のスリープ時間とに基づいて移動局が１スリープ時間に移動する移動距離を算出し、この移動距離に対応する受信信号の位相変化に基づいてウインドウサイズを選択するウインドウサイズ決定手段と、受信信号の符号の少なくとも一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎にこの同期符号の位相を所定の位相幅でウインドウサイズ決定手段により決定されたサイズのウインドウの範囲を順次ずらしていく同期符号生成手段と、同期符号生成手段により生成された同期符号と受信信号との相関関数を算出する相関手段と、相関手段により算出された相関関数のうち値が最も大きい相関関数を判定して受信信号を検出し、検出位置を示す同期位置信号を出力する同期位置決定手段とを含み、同期符号生成手段は、同期位置決定手段から同期位置信号が出力されたときこの同期位置信号に基づいて同期符号の位相を受信信号に同期させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による同期位置検出回路は、基地局および移動局の位置情報と間欠受信のスリープ時間に基づいて、移動局が１スリープ時間中に移動することにより変化した基地局と移動局とを結ぶ直線距離の変化を推定移動距離として算出する移動距離推定手段と、移動距離推定手段により算出された推定移動距離に対応する受信信号の位相変化に基づいてウインドウサイズを選択するウインドウサイズ決定手段と、受信信号の符号の少なくとも一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎にこの同期符号の位相を所定の位相幅でウインドウサイズ決定手段により決定されたサイズのウインドウの範囲を順次ずらしていく同期符号生成手段と、同期符号生成手段により生成された同期符号と受信信号との相関関数を算出する相関手段と、相関手段により算出された相関関数のうち値が最も大きい相関関数を判定して受信信号を検出し、検出位置を示す同期位置信号を出力する同期位置決定手段とを含み、同期符号生成手段は、同期位置決定手段から同期位置信号が出力されたときこの同期位置信号に基づいて同期符号の位相を受信信号に同期させることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による同期位置検出回路の実施例を詳細に説明する。図１は、本発明による同期位置検出回路の第１の実施例を示す構成図である。この同期位置検出回路は、例えば、ＣＤＭＡ方式の移動通信システムにおける移動局の間欠受信を行う受信装置で使用され、特に基地局と移動局とを結ぶ直線上またはその直線の延長上を移動する移動局の受信装置での使用に好適である。
【００１２】
図１に示すように本実施例の同期位置検出回路は、相関回路１０、同期位置決定回路１２、同期符号生成回路１４およびウインドウサイズ決定回路１６から構成され、相関回路１０には同期位置決定回路１２と同期符号生成回路１４とが、同期符号生成回路１４にはウインドウサイズ決定回路１６がそれぞれ接続されている。そして、相関回路１０には外部から所定の符号が繰り返される受信信号１００ が入力され、ウインドウサイズ決定回路１６には、間欠受信における待ち受け時間であるスリープ時間（ｓｌｅｅｐ 時間）１１０ および移動局が搭載されている移動体の移動速度１１２ が入力される。なお、図１において、接続線に付された参照符号はその接続線に現れる信号を示す。
【００１３】
相関回路１０は、同期符号生成回路１４から同期符号１０２ が与えられたとき、受信信号１００ と同期符号１０２ との間の相関関数を算出し、算出した相関関数を示す相関値１０４ を同期位置決定回路１２に出力するものである。同期位置決定回路１２は、相関回路１０で算出された相関値１０４ の中から最大値を示す相関値を求めることにより受信信号１００ を検出し、その受信信号１００ の検出位置（同期位置）を示す同期位置信号１０６ を出力するものである。なお、同期位置決定回路１２は、相関回路１０から出力される相関値１０４ と予め定められている閾値とを比較し、相関値１０４ が閾値を超えたとき受信信号１００ を検出したものと判定してもよい。
【００１４】
同期符号生成回路１４は、符号パターンが受信信号１００ と同じ同期符号または符号パターンが受信信号１００ の一部に一致する同期符号を繰り返し生成する同期符号発生器とその同期符号発生器の位相を制御する位相制御手段とを含み、同期符号発生器で１周期の同期符号が生成される毎にその１周期の同期符号の位相を予め定められた位相幅（例えば、１／４ チップ、１／２ チップ）でデジタル的に一定方向にずれるように同期符号発生器の位相を制御し、同期符号発生器で生成された同期符号を同期符号１０２ として相関回路１０に出力するものである。
【００１５】
また、同期符号生成回路１４は、同期位置決定回路１２から同期位置信号１０６ が出力されたとき、位相ずらしの制御を停止してずらし量をゼロに戻し、その同期位置信号１０６ に基づいて同期符号発生器の位相を制御し、同期符号発生器で生成される同期符号の位相を受信信号１００ の位相に一致させるものである。これにより、同期符号の位相ずれがｓｌｅｅｐ 時間毎に累積されることは防止される。なお、同期符号発生器で生成される同期符号１０２ の位相をずらす範囲は、ウインドウサイズ決定回路１６から出力されるウインドウサイズ信号１０８ が示すウインドウサイズに従って設定される。
【００１６】
ウインドウサイズ決定回路１６には、ｓｌｅｅｐ 時間１１０ と移動局の移動速度を示す移動速度１１２ とが入力される。ｓｌｅｅｐ 時間１１０ は移動局が使用されるシステムにより決められる値を入力するが、例えば、Ｔ、２Ｔ、３Ｔ（Ｔは所定の時間）の３種類のｓｌｅｅｐ 時間の中から選択して入力するようにしてもよい。また、移動速度１１２ は、速度計により計測された移動局の移動速度を入力することが望ましいが、構成の簡略化を目的として、例えば、Ｖ、２Ｖ、３Ｖ（Ｖは所定の速度）の３種類の移動速度の中から予想される移動速度に近いものを選択して入力するようにしてもよい。
【００１７】
ウインドウサイズ決定回路１６は、移動局の移動速度１１２ とｓｌｅｅｐ 時間１１０ とに基づいて最適のウインドウサイズを決定するものである。具体的には、間欠受信の周期毎にｓｌｅｅｐ 時間１１０ と移動速度１１２ との積を求めて移動局が１ｓｌｅｅｐ 時間中に移動した移動距離を算出する。本実施例では、移動局は基地局と移動局とを結ぶ直線上またはその直線の延長線上を移動するものとしているので、算出された移動距離は、１ｓｌｅｅｐ 時間における基地局と移動局間の距離の変化に該当する。ウインドウサイズ決定回路１６は、移動距離に対応するウインドウサイズを記載したテーブルを予め備え、算出された移動距離に対応するウインドウサイズをテーブルから選択してそのウインドウサイズを示すウインドウサイズ信号１０８ を生成する。
【００１８】
なお、ウインドウサイズは、移動局が１ｓｌｅｅｐ 時間中に移動することにより基地局と移動局間の距離が変化して基地局から送信された信号の移動局に到達する時間が変化することに基づく受信信号１００ の位相の変化を考慮し、受信信号１００ を確実に捕捉できると考えられるサイズに設定される。ただし、受信信号１００ の位相の変化に加えて、同期符号生成回路１４に含まれる同期符号発生回路により生成される同期符号の位相が同期符号発生回路の誤差に基づいて１ｓｌｅｅｐ 時間中にずれる位相量をも考慮してウインドウサイズを決定してもよい。また、本実施例では、ウインドウサイズ決定回路１６では、ウインドウサイズを間欠受信の１周期毎に決定しているが複数周期毎に決定してもよい。
【００１９】
このように構成された同期位置検出回路の動作について、ウインドウサイズ決定回路１６にｓｌｅｅｐ 時間１１０ および移動速度１１２ が入力されているものとして説明すると、ウインドウサイズ決定回路１６では、例えば、間欠受信の周期毎にｓｌｅｅｐ 時間１１０ に移動速度１１２ を掛けて移動距離１１０ を算出し、算出した移動距離１１０ に対応するウインドウサイズをテーブルから選択してそのウインドウサイズを示すウインドウサイズ信号１０８ を同期符号生成回路１４に出力する。
【００２０】
同期符号生成回路１４では、回路内の同期符号発生器により符号パターンが受信信号１００ と同じ同期符号または符号パターンが受信信号１００ の一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、回路内の位相制御手段により同期符号発生器の位相を制御して、同期符号発生器が１周期の同期符号を生成する毎にその１周期の同期符号の位相を予め定められた位相幅で一定方向にデジタル的にずらしていく。なお、同期符号の位相をずらす範囲は、ウインドウサイズ信号１０８ が示すウインドウサイズに従って制限される。同期符号生成回路１４では、生成した同期符号を同期符号１０２ として相関回路１０に出力する。
【００２１】
相関回路１０では、同期符号生成回路１４から同期符号１０２ が与えられたとき、外部から入力される受信信号１００ と同期符号１０２ との間の相関関数を算出し、その相関関数を示す相関値１０４ を同期位置決定回路１２に出力する。同期位置決定回路１２では、相関回路１０で算出された相関値１０４ の中から最大値を示す相関値を判定し、最大の相関値が得られた時に受信信号１００ が検出されたものとして、その検出位置（タイミング）を示す同期位置信号１０６ を出力する。なお、同期符号生成回路１４では、同期位置決定回路１２から同期位置信号１０６ が出力されたとき、位相ずらしの制御を停止してずらし量をゼロに戻し、その同期位置信号１０６ に基づいて同期符号発生器の位相を制御して同期符号の位相を受信信号１００ の位相に合わせる。
【００２２】
このように第１の実施例によれば、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動する移動距離を考慮して受信信号１００ をサーチするウインドウのサイズを決定しているので、ｓｌｅｅｐ 時間中に移動局が移動しても受信信号１００ を見失うことなく確実に迅速に捕捉することが可能になる。
【００２３】
図２は、本発明による同期位置検出回路の第２の実施例を示す構成図である。第１の実施例では移動局が基地局と移動局とを結ぶ直線上または直線の延長線上を移動することを前提としていたが、第２の実施例は、移動局が基地局に対して任意の方向に移動する場合にも適用できるものである。この第２の実施例による同期位置検出回路は、図１に示す同期位置検出回路におけるウインドウサイズ決定回路１６に移動距離推定回路１８を新たに接続したものである。なお、図２において、図１と同じものには同じ参照符号を付してある。
【００２４】
図２の相関回路１０、同期位置決定回路１２、同期符号生成回路１４およびウインドウサイズ決定回路１６は、それぞれ図１の同一符号が付された回路と同じものであるので説明を省略する。ただし、本実施例におけるウインドウサイズ決定回路１６は、移動距離推定回路１８から推定移動距離１１４ が与えられるので、ｓｌｅｅｐ 時間に移動速度を掛けて移動距離を算出するという機能を有していない。
【００２５】
移動距離推定回路１８には、図示しないキーボード等を介してｓｌｅｅｐ 時間１１２ が入力され、ＧＰＳ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ）を利用した位置測位装置（例えば、カーナビゲーションシステム等）等により得られる基地局の位置を示す位置情報１１６ および移動局の位置を示す位置情報１１８ がインタフェース（図示せず）を介して入力される。なお、位置情報１１８ が示す移動局の位置は、本実施例では、受信間欠の周期より充分速い速度で更新されるものとする。
【００２６】
移動距離推定回路１８は、位置情報１１６ 、１１８ に基づいてｓｌｅｅｐ 時間開始前における基地局と移動局とを結ぶ直線距離とｓｌｅｅｐ 時間終了後における基地局と移動局とを結ぶ直線距離とを算出し、基地局と移動局を結ぶ直線距離のｓｌｅｅｐ 期間における変化を算出するものである。この場合、移動局の移動方向は問われない。例えば、図３のように、位置Ｐ１に設置されている基地局Ａ と通信中の移動局Ｂ が１ｓｌｅｅｐ 時間中に位置Ｐ２からＰ３にＱ２で示す軌跡で移動したとき、移動距離推定回路１８は、入力される位置情報１１８ から、ｓｌｅｅｐ 時間開始時における移動局Ｂ の位置Ｐ１と、そのｓｌｅｅｐ 時間終了時における移動局Ｂ の位置Ｐ２をそれぞれ取得する。なお、複数ｓｌｅｅｐ 時間毎に移動局の位置を取得するようにしてもよい。
【００２７】
移動距離推定回路１８は、移動局Ｂ の位置Ｐ２、Ｐ３を取得すると、基地局Ａ の位置Ｐ１と移動局Ｂ のｓｌｅｅｐ 時間開始時における位置Ｐ２とを結ぶ直線距離Ｌ１と、基地局Ａ の位置Ｐ１と移動局Ｂ のｓｌｅｅｐ 時間終了時における位置Ｐ２とを結ぶ直線距離Ｌ２とを算出し、移動局Ｂ がｓｌｅｅｐ 時間中に位置Ｐ２からＰ３に移動したことにより変化する基地局Ａ と移動局Ｂ 間の直線距離の変化ｘ（ｘ＝Ｌ１−Ｌ２）を算出する。そして、算出した値ｘを推定移動距離１１４ としてウインドウサイズ決定回路１６に出力する。なお、この推定移動距離１１４ は図１における移動距離１１０ に対応する。
【００２８】
ウインドウサイズ決定回路１６は、移動距離推定回路１８から推定移動距離１１４ が与えられたとき、図１におけるウインドウサイズ決定回路１６の場合と同様にして、推定移動距離１１４ に基づいて、あるいは推定移動距離１１４ およびｓｌｅｅｐ 期間１１２ に基づいてウインドウサイズを決定する。なお、相関回路１０、同期位置決定回路１２、同期符号生成回路１４の動作は、図１における同じ参照符号が付された回路と同様であり、同期符号生成回路１４からは同期符号１０２ が出力され、相関回路１０からは相関値１０４ が出力され、同期位置決定回路１２からは同期位置信号１０６ が出力される。
【００２９】
このように第２の実施例によれば、移動局の移動位置を示す位置情報を利用して、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動することによる基地局と移動局間の直線距離の変化（推定移動距離）を算出し、この推定移動距離に基づいて受信信号１００ をサーチするウインドウのサイズを決定しているので、受信信号１００ を見失うことなく確実に迅速に捕捉することが可能になる。また、移動局の移動方向や移動速度を考慮することなくウインドウサイズを決定できる利点もある。
【００３０】
【発明の効果】
このように本発明の同期位置検出回路によれば、移動局が基地局を結ぶ直線上を移動する場合において、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動する移動距離を考慮して受信信号をサーチするウインドウのサイズを決定しているので、通信中に移動局が移動した場合でも受信信号を確実に迅速に捕捉することが可能になる。
【００３１】
また、基地局と移動局の位置を示す位置情報を利用して移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動することによる基地局と移動局間の直線距離の変化（推定移動距離）を算出し、この推定移動距離を考慮して受信信号をサーチするウインドウのサイズを決定することにより、移動局の移動軌跡に関係なく受信信号をサーチするウインドウサイズを決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による同期位置検出回路の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明による同期位置検出回路の第２の実施例を示す構成図である。
【図３】図２に示す同期位置検出回路における移動距離推定回路の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０ 相関回路
１２ 同期位置決定回路
１４ 同期符号生成回路
１６ ウインドウサイズ決定回路
１８ 移動距離推定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の符号を繰り返す受信信号を検出してその受信信号の同期位置を出力する同期位置検出回路に関し、特に間欠受信を行うＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ）方式の移動局受信装置に好適な同期位置検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式の移動通信システムでは、例えば、基地局は情報信号に拡散符号を乗算して移動局に送信し、移動局は基地局の拡散符号と同一パターンおよび同一位相の拡散符号を生成してこの拡散符号を受信信号に乗算（逆拡散）することにより情報信号を復調するので、移動局では基地局の拡散符号の位相情報を取得する必要がある。また、移動通信システムによっては、移動局における消費電力を低減するために、移動局が受信期間のみ受信処理を行い待ち受け時間（ｓｌｅｅｐ 時間）には受信処理を停止するという間欠受信方式を採用するものもある。
【０００３】
しかし、間欠受信方式を採用するシステムにおける移動局では、ｓｌｅｅｐ 時間中に受信処理を一旦停止するので、そのｓｌｅｅｐ 時間中は基地局の拡散符号の位相を追跡することは不可能になり、次の受信期間の開始時に基地局の拡散符号と同一位相の拡散符号を直ちに生成することは困難であった。そこで、移動局では、例えば、次の受信期間が開始される前に、基地局から送信されるパイロット信号を受信し、そのパイロット信号に含まれる基地局の拡散符号の位相情報に基づいて拡散符号の同期位置を取得し、その同期位置に基づいて拡散符号生成器で生成する拡散符号の位相を基地局の拡散符号の位相に合わせ、受信期間開始時から正常な受信処理を行っていた。
【０００４】
この場合、移動局では、パイロット信号を検出するために使用されるパイロット信号と同一パターンの拡散符号（同期符号）を同期符号生成器により生成するが、通常の同期符号生成器には僅かながら誤差が存在するので、同期符号生成器により生成される拡散符号の位相は、例えば、ｓｌｅｅｐ 時間の経過に従って正規の位相からずれていくので、ｓｌｅｅｐ 時間の経過後にパイロット信号を捕捉することはできなくなる。そこで、移動局では、同期符号生成器で生成される同期符号の位相を、所定の位相範囲で所定のチップ幅でずらしながらパイロット信号と同期符号との間の相関関数を算出し、相関関数が最大となる位置を求めることによりパイロット信号を検出し、パイロット信号の同期位置を判定していた。
【０００５】
そして、パイロット信号を検出する場合に、受信装置のコスト低減や消費電力の低減の観点から同期符号の位相をずらす範囲（ウインドウ）をできるだけ狭く設定することが望ましいので、同期符号生成器の誤差による同期符号の位相ずれの大きさがｓｌｅｅｐ 時間の大きさにより決まることを考慮し、間欠受信の周期に応じてウインドウサイズを設定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２７１８０号公報（第３−５頁、図４）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のパイロット信号捕捉回路（同期位置検出回路）では、ウインドウサイズを同期符号生成器の誤差に基づく同期符号の位相ずれのみを考慮して設定していたので、ｓｌｅｅｐ 時間中に移動局が移動して基地局と移動局間の距離が変化することにより生ずる同期符号の位相ずれには対応することができず、設定されたウインドウ内でパイロット信号を検出できない場合が生ずるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動して基地局と移動局間の距離が変化した場合でも確実にパイロット信号を捕捉できるウインドウサイズを設定する同期位置検出回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による同期位置検出回路は、所定の符号を繰り返す受信信号を検出する回路であり、間欠受信を行う移動局の受信装置への搭載に好適である。本発明による同期位置検出回路は、移動局の移動速度と間欠受信のスリープ時間とに基づいて移動局が１スリープ時間に移動する移動距離を算出し、この移動距離に対応する受信信号の位相変化に基づいてウインドウサイズを選択するウインドウサイズ決定手段と、受信信号の符号の少なくとも一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎にこの同期符号の位相を所定の位相幅でウインドウサイズ決定手段により決定されたサイズのウインドウの範囲を順次ずらしていく同期符号生成手段と、同期符号生成手段により生成された同期符号と受信信号との相関関数を算出する相関手段と、相関手段により算出された相関関数のうち値が最も大きい相関関数を判定して受信信号を検出し、検出位置を示す同期位置信号を出力する同期位置決定手段とを含み、同期符号生成手段は、同期位置決定手段から同期位置信号が出力されたときこの同期位置信号に基づいて同期符号の位相を受信信号に同期させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による同期位置検出回路は、基地局および移動局の位置情報と間欠受信のスリープ時間に基づいて、移動局が１スリープ時間中に移動することにより変化した基地局と移動局とを結ぶ直線距離の変化を推定移動距離として算出する移動距離推定手段と、移動距離推定手段により算出された推定移動距離に対応する受信信号の位相変化に基づいてウインドウサイズを選択するウインドウサイズ決定手段と、受信信号の符号の少なくとも一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎にこの同期符号の位相を所定の位相幅でウインドウサイズ決定手段により決定されたサイズのウインドウの範囲を順次ずらしていく同期符号生成手段と、同期符号生成手段により生成された同期符号と受信信号との相関関数を算出する相関手段と、相関手段により算出された相関関数のうち値が最も大きい相関関数を判定して受信信号を検出し、検出位置を示す同期位置信号を出力する同期位置決定手段とを含み、同期符号生成手段は、同期位置決定手段から同期位置信号が出力されたときこの同期位置信号に基づいて同期符号の位相を受信信号に同期させることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による同期位置検出回路の実施例を詳細に説明する。図１は、本発明による同期位置検出回路の第１の実施例を示す構成図である。この同期位置検出回路は、例えば、ＣＤＭＡ方式の移動通信システムにおける移動局の間欠受信を行う受信装置で使用され、特に基地局と移動局とを結ぶ直線上またはその直線の延長上を移動する移動局の受信装置での使用に好適である。
【００１２】
図１に示すように本実施例の同期位置検出回路は、相関回路１０、同期位置決定回路１２、同期符号生成回路１４およびウインドウサイズ決定回路１６から構成され、相関回路１０には同期位置決定回路１２と同期符号生成回路１４とが、同期符号生成回路１４にはウインドウサイズ決定回路１６がそれぞれ接続されている。そして、相関回路１０には外部から所定の符号が繰り返される受信信号１００ が入力され、ウインドウサイズ決定回路１６には、間欠受信における待ち受け時間であるスリープ時間（ｓｌｅｅｐ 時間）１１０ および移動局が搭載されている移動体の移動速度１１２ が入力される。なお、図１において、接続線に付された参照符号はその接続線に現れる信号を示す。
【００１３】
相関回路１０は、同期符号生成回路１４から同期符号１０２ が与えられたとき、受信信号１００ と同期符号１０２ との間の相関関数を算出し、算出した相関関数を示す相関値１０４ を同期位置決定回路１２に出力するものである。同期位置決定回路１２は、相関回路１０で算出された相関値１０４ の中から最大値を示す相関値を求めることにより受信信号１００ を検出し、その受信信号１００ の検出位置（同期位置）を示す同期位置信号１０６ を出力するものである。なお、同期位置決定回路１２は、相関回路１０から出力される相関値１０４ と予め定められている閾値とを比較し、相関値１０４ が閾値を超えたとき受信信号１００ を検出したものと判定してもよい。
【００１４】
同期符号生成回路１４は、符号パターンが受信信号１００ と同じ同期符号または符号パターンが受信信号１００ の一部に一致する同期符号を繰り返し生成する同期符号発生器とその同期符号発生器の位相を制御する位相制御手段とを含み、同期符号発生器で１周期の同期符号が生成される毎にその１周期の同期符号の位相を予め定められた位相幅（例えば、１／４ チップ、１／２ チップ）でデジタル的に一定方向にずれるように同期符号発生器の位相を制御し、同期符号発生器で生成された同期符号を同期符号１０２ として相関回路１０に出力するものである。
【００１５】
また、同期符号生成回路１４は、同期位置決定回路１２から同期位置信号１０６ が出力されたとき、位相ずらしの制御を停止してずらし量をゼロに戻し、その同期位置信号１０６ に基づいて同期符号発生器の位相を制御し、同期符号発生器で生成される同期符号の位相を受信信号１００ の位相に一致させるものである。これにより、同期符号の位相ずれがｓｌｅｅｐ 時間毎に累積されることは防止される。なお、同期符号発生器で生成される同期符号１０２ の位相をずらす範囲は、ウインドウサイズ決定回路１６から出力されるウインドウサイズ信号１０８ が示すウインドウサイズに従って設定される。
【００１６】
ウインドウサイズ決定回路１６には、ｓｌｅｅｐ 時間１１０ と移動局の移動速度を示す移動速度１１２ とが入力される。ｓｌｅｅｐ 時間１１０ は移動局が使用されるシステムにより決められる値を入力するが、例えば、Ｔ、２Ｔ、３Ｔ（Ｔは所定の時間）の３種類のｓｌｅｅｐ 時間の中から選択して入力するようにしてもよい。また、移動速度１１２ は、速度計により計測された移動局の移動速度を入力することが望ましいが、構成の簡略化を目的として、例えば、Ｖ、２Ｖ、３Ｖ（Ｖは所定の速度）の３種類の移動速度の中から予想される移動速度に近いものを選択して入力するようにしてもよい。
【００１７】
ウインドウサイズ決定回路１６は、移動局の移動速度１１２ とｓｌｅｅｐ 時間１１０ とに基づいて最適のウインドウサイズを決定するものである。具体的には、間欠受信の周期毎にｓｌｅｅｐ 時間１１０ と移動速度１１２ との積を求めて移動局が１ｓｌｅｅｐ 時間中に移動した移動距離を算出する。本実施例では、移動局は基地局と移動局とを結ぶ直線上またはその直線の延長線上を移動するものとしているので、算出された移動距離は、１ｓｌｅｅｐ 時間における基地局と移動局間の距離の変化に該当する。ウインドウサイズ決定回路１６は、移動距離に対応するウインドウサイズを記載したテーブルを予め備え、算出された移動距離に対応するウインドウサイズをテーブルから選択してそのウインドウサイズを示すウインドウサイズ信号１０８ を生成する。
【００１８】
なお、ウインドウサイズは、移動局が１ｓｌｅｅｐ 時間中に移動することにより基地局と移動局間の距離が変化して基地局から送信された信号の移動局に到達する時間が変化することに基づく受信信号１００ の位相の変化を考慮し、受信信号１００ を確実に捕捉できると考えられるサイズに設定される。ただし、受信信号１００ の位相の変化に加えて、同期符号生成回路１４に含まれる同期符号発生回路により生成される同期符号の位相が同期符号発生回路の誤差に基づいて１ｓｌｅｅｐ 時間中にずれる位相量をも考慮してウインドウサイズを決定してもよい。また、本実施例では、ウインドウサイズ決定回路１６では、ウインドウサイズを間欠受信の１周期毎に決定しているが複数周期毎に決定してもよい。
【００１９】
このように構成された同期位置検出回路の動作について、ウインドウサイズ決定回路１６にｓｌｅｅｐ 時間１１０ および移動速度１１２ が入力されているものとして説明すると、ウインドウサイズ決定回路１６では、例えば、間欠受信の周期毎にｓｌｅｅｐ 時間１１０ に移動速度１１２ を掛けて移動距離１１０ を算出し、算出した移動距離１１０ に対応するウインドウサイズをテーブルから選択してそのウインドウサイズを示すウインドウサイズ信号１０８ を同期符号生成回路１４に出力する。
【００２０】
同期符号生成回路１４では、回路内の同期符号発生器により符号パターンが受信信号１００ と同じ同期符号または符号パターンが受信信号１００ の一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、回路内の位相制御手段により同期符号発生器の位相を制御して、同期符号発生器が１周期の同期符号を生成する毎にその１周期の同期符号の位相を予め定められた位相幅で一定方向にデジタル的にずらしていく。なお、同期符号の位相をずらす範囲は、ウインドウサイズ信号１０８ が示すウインドウサイズに従って制限される。同期符号生成回路１４では、生成した同期符号を同期符号１０２ として相関回路１０に出力する。
【００２１】
相関回路１０では、同期符号生成回路１４から同期符号１０２ が与えられたとき、外部から入力される受信信号１００ と同期符号１０２ との間の相関関数を算出し、その相関関数を示す相関値１０４ を同期位置決定回路１２に出力する。同期位置決定回路１２では、相関回路１０で算出された相関値１０４ の中から最大値を示す相関値を判定し、最大の相関値が得られた時に受信信号１００ が検出されたものとして、その検出位置（タイミング）を示す同期位置信号１０６ を出力する。なお、同期符号生成回路１４では、同期位置決定回路１２から同期位置信号１０６ が出力されたとき、位相ずらしの制御を停止してずらし量をゼロに戻し、その同期位置信号１０６ に基づいて同期符号発生器の位相を制御して同期符号の位相を受信信号１００ の位相に合わせる。
【００２２】
このように第１の実施例によれば、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動する移動距離を考慮して受信信号１００ をサーチするウインドウのサイズを決定しているので、ｓｌｅｅｐ 時間中に移動局が移動しても受信信号１００ を見失うことなく確実に迅速に捕捉することが可能になる。
【００２３】
図２は、本発明による同期位置検出回路の第２の実施例を示す構成図である。第１の実施例では移動局が基地局と移動局とを結ぶ直線上または直線の延長線上を移動することを前提としていたが、第２の実施例は、移動局が基地局に対して任意の方向に移動する場合にも適用できるものである。この第２の実施例による同期位置検出回路は、図１に示す同期位置検出回路におけるウインドウサイズ決定回路１６に移動距離推定回路１８を新たに接続したものである。なお、図２において、図１と同じものには同じ参照符号を付してある。
【００２４】
図２の相関回路１０、同期位置決定回路１２、同期符号生成回路１４およびウインドウサイズ決定回路１６は、それぞれ図１の同一符号が付された回路と同じものであるので説明を省略する。ただし、本実施例におけるウインドウサイズ決定回路１６は、移動距離推定回路１８から推定移動距離１１４ が与えられるので、ｓｌｅｅｐ 時間に移動速度を掛けて移動距離を算出するという機能を有していない。
【００２５】
移動距離推定回路１８には、図示しないキーボード等を介してｓｌｅｅｐ 時間１１２ が入力され、ＧＰＳ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ）を利用した位置測位装置（例えば、カーナビゲーションシステム等）等により得られる基地局の位置を示す位置情報１１６ および移動局の位置を示す位置情報１１８ がインタフェース（図示せず）を介して入力される。なお、位置情報１１８ が示す移動局の位置は、本実施例では、受信間欠の周期より充分速い速度で更新されるものとする。
【００２６】
移動距離推定回路１８は、位置情報１１６ 、１１８ に基づいてｓｌｅｅｐ 時間開始前における基地局と移動局とを結ぶ直線距離とｓｌｅｅｐ 時間終了後における基地局と移動局とを結ぶ直線距離とを算出し、基地局と移動局を結ぶ直線距離のｓｌｅｅｐ 期間における変化を算出するものである。この場合、移動局の移動方向は問われない。例えば、図３のように、位置Ｐ１に設置されている基地局Ａ と通信中の移動局Ｂ が１ｓｌｅｅｐ 時間中に位置Ｐ２からＰ３にＱ２で示す軌跡で移動したとき、移動距離推定回路１８は、入力される位置情報１１８ から、ｓｌｅｅｐ 時間開始時における移動局Ｂ の位置Ｐ１と、そのｓｌｅｅｐ 時間終了時における移動局Ｂ の位置Ｐ２をそれぞれ取得する。なお、複数ｓｌｅｅｐ 時間毎に移動局の位置を取得するようにしてもよい。
【００２７】
移動距離推定回路１８は、移動局Ｂ の位置Ｐ２、Ｐ３を取得すると、基地局Ａ の位置Ｐ１と移動局Ｂ のｓｌｅｅｐ 時間開始時における位置Ｐ２とを結ぶ直線距離Ｌ１と、基地局Ａ の位置Ｐ１と移動局Ｂ のｓｌｅｅｐ 時間終了時における位置Ｐ２とを結ぶ直線距離Ｌ２とを算出し、移動局Ｂ がｓｌｅｅｐ 時間中に位置Ｐ２からＰ３に移動したことにより変化する基地局Ａ と移動局Ｂ 間の直線距離の変化ｘ（ｘ＝Ｌ１−Ｌ２）を算出する。そして、算出した値ｘを推定移動距離１１４ としてウインドウサイズ決定回路１６に出力する。なお、この推定移動距離１１４ は図１における移動距離１１０ に対応する。
【００２８】
ウインドウサイズ決定回路１６は、移動距離推定回路１８から推定移動距離１１４ が与えられたとき、図１におけるウインドウサイズ決定回路１６の場合と同様にして、推定移動距離１１４ に基づいて、あるいは推定移動距離１１４ およびｓｌｅｅｐ 期間１１２ に基づいてウインドウサイズを決定する。なお、相関回路１０、同期位置決定回路１２、同期符号生成回路１４の動作は、図１における同じ参照符号が付された回路と同様であり、同期符号生成回路１４からは同期符号１０２ が出力され、相関回路１０からは相関値１０４ が出力され、同期位置決定回路１２からは同期位置信号１０６ が出力される。
【００２９】
このように第２の実施例によれば、移動局の移動位置を示す位置情報を利用して、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動することによる基地局と移動局間の直線距離の変化（推定移動距離）を算出し、この推定移動距離に基づいて受信信号１００ をサーチするウインドウのサイズを決定しているので、受信信号１００ を見失うことなく確実に迅速に捕捉することが可能になる。また、移動局の移動方向や移動速度を考慮することなくウインドウサイズを決定できる利点もある。
【００３０】
【発明の効果】
このように本発明の同期位置検出回路によれば、移動局が基地局を結ぶ直線上を移動する場合において、移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動する移動距離を考慮して受信信号をサーチするウインドウのサイズを決定しているので、通信中に移動局が移動した場合でも受信信号を確実に迅速に捕捉することが可能になる。
【００３１】
また、基地局と移動局の位置を示す位置情報を利用して移動局がｓｌｅｅｐ 時間中に移動することによる基地局と移動局間の直線距離の変化（推定移動距離）を算出し、この推定移動距離を考慮して受信信号をサーチするウインドウのサイズを決定することにより、移動局の移動軌跡に関係なく受信信号をサーチするウインドウサイズを決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による同期位置検出回路の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明による同期位置検出回路の第２の実施例を示す構成図である。
【図３】図２に示す同期位置検出回路における移動距離推定回路の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０ 相関回路
１２ 同期位置決定回路
１４ 同期符号生成回路
１６ ウインドウサイズ決定回路
１８ 移動距離推定回路
Claims (5)
- 間欠受信を行う移動局の受信装置に搭載され、所定の符号を繰り返す受信信号を検出する同期位置検出回路において、該回路は、
移動局の移動速度と間欠受信のスリープ時間とに基づいて移動局が１スリープ時間に移動する移動距離を算出し、該移動距離に対応する前記受信信号の位相変化に基づいてウインドウサイズを選択するウインドウサイズ決定手段と、
前記受信信号の符号の少なくとも一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎に該同期符号の位相を所定の位相幅で前記ウインドウサイズ決定手段により決定されたサイズのウインドウの範囲を順次ずらしていく同期符号生成手段と、
該同期符号生成手段により生成された同期符号と前記受信信号との相関関数を算出する相関手段と、
該相関手段により算出された相関関数のうち値が最も大きい相関関数を判定して前記受信信号を検出し、検出位置を示す同期位置信号を出力する同期位置決定手段とを含み、
前記同期符号生成手段は、前記同期位置決定手段から同期位置信号が出力されたとき該同期位置信号に基づいて同期符号の位相を前記受信信号に同期させることを特徴とする同期位置検出回路。 - 間欠受信を行う移動局の受信装置に搭載され、所定の符号を繰り返す受信信号を検出する同期位置検出回路において、該回路は、
基地局および移動局の位置情報と間欠受信のスリープ時間に基づいて、移動局が１スリープ時間中に移動することにより変化した基地局と移動局とを結ぶ直線距離の変化を推定移動距離として算出する移動距離推定手段と、
該移動距離推定手段により算出された推定移動距離に対応する前記受信信号の位相変化に基づいてウインドウサイズを選択するウインドウサイズ決定手段と、前記受信信号の符号の少なくとも一部に一致する同期符号を繰り返し生成し、１周期の同期符号を生成する毎に該同期符号の位相を所定の位相幅で前記ウインドウサイズ決定手段により決定されたサイズのウインドウの範囲を順次ずらしていく同期符号生成手段と、
該同期符号生成手段により生成された同期符号と前記受信信号との相関関数を算出する相関手段と、
該相関手段により算出された相関関数のうち値が最も大きい相関関数を判定して前記受信信号を検出し、検出位置を示す同期位置信号を出力する同期位置決定手段とを含み、
前記同期符号生成手段は、前期同期位置決定手段から同期位置信号が出力されたとき該同期位置信号に基づいて同期符号の位相を前記受信信号に同期させることを特徴とする同期位置検出回路。 - 請求項１または２に記載の同期位置検出回路において、前記ウインドウサイズ決定手段は、ウインドウサイズを予め定められている複数種類のウインドウサイズの中から選択することを特徴とする同期位置検出回路。
- 請求項１または２に記載の同期位置検出回路において、前記ウインドウサイズ決定手段は、前記移動距離または推定移動距離に対応する前記受信信号の位相変化と、前記同期符号生成手段により生成される同期符号の該同期符号生成手段の誤差により１スリープ時間に生ずる位相変化とに基づいてウインドウサイズを選択することを特徴とする同期位置検出回路。
- 請求項１または２に記載の同期位置検出回路において、前記同期位置決定手段は、前記相関関数ウインドウサイズ決定手段は、前記相関手段により算出された相関関数が閾値を超えたとき前記受信信号を検出したものとすることを特徴とする同期位置検出回路。
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