JP2004235822A - 同期追従回路 - Google Patents
同期追従回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004235822A JP2004235822A JP2003020189A JP2003020189A JP2004235822A JP 2004235822 A JP2004235822 A JP 2004235822A JP 2003020189 A JP2003020189 A JP 2003020189A JP 2003020189 A JP2003020189 A JP 2003020189A JP 2004235822 A JP2004235822 A JP 2004235822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- correlation value
- averaging
- unit
- moving speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
【課題】従来の同期追従回路の低速又は高速フェージング下で生じる問題点を解決し、移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる同期追従回路を提供する。
【解決手段】位相状態情報から移動速度を推定し、移動速度推定値を出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応して高速フェージング環境下では位相差平均化時間を長くし、低速フェージング環境下では位相差平均化時間を短くして、平均化部に出力する平均化制御部と、比較器からの位相状態情報に従って１サンプル数単位で拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有する同期追従回路である。
【選択図】 図１
【解決手段】位相状態情報から移動速度を推定し、移動速度推定値を出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応して高速フェージング環境下では位相差平均化時間を長くし、低速フェージング環境下では位相差平均化時間を短くして、平均化部に出力する平均化制御部と、比較器からの位相状態情報に従って１サンプル数単位で拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有する同期追従回路である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散通信に基づくＣＤＭＡ移動通信方式の受信機で用いられる主要技術である同期追従回路に係り、特に移動速度に応じて同期追従性能を向上できる同期追従回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スペクトル拡散技術は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を用いたデジタル移動通信をはじめ、様々な分野に利用されるようになってきている。このスペクトル拡散技術を用いた通信では、送信器側で疑似ランダムな符号系列（拡散符号）を用いて変調を行い、受信器側での復調処理において、送信側と同一の符号系列および同一の位相を用いて復調を行う必要がある。すなわち、スペクトル拡散通信を行う場合には、受信側で拡散符号の同期をとらなければならない。
【０００３】
この符号同期には、同期捕捉と同期追従（又は同期保持、同期追跡とも言う）の２つの段階があり、同期捕捉とは、通信の最初に同期状態を確立するものであり、同期追従は、同期確立後にその同期状態が変調や雑音の影響で失われないように監視・修正を行って同期を維持するものである。
一般的に同期捕捉は、マッチドフィルタやスライディング相関器を用いて、受信信号と拡散符号の相関ピークを見つけることにより、同期位相を求める作業である。
【０００４】
また、同期追従の代表的な回路としては、遅延ロックループ（Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：ＤＬＬ）回路と呼ばれる回路が用いられている。ＤＬＬ回路では、同期位相に対して、若干進んだ位相の系列（Ｅａｒｌｙ）と若干遅れた位相の系列（Ｌａｔｅ）の２つの系列により逆拡散を行い、この２つの逆拡散シンボルの絶対値の差を求め、その値によって系列の位相を制御する回路であり、マルチパス環境下や高速移動時におけるＲＡＫＥ受信を効率的に行うために、受信タイミングを正確に捕捉できる技術である。
【０００５】
ここで、従来の同期追従回路の代表的な構成例であるＤＬＬ回路について図３を使って説明する。図３は、従来の同期追従回路の代表的な構成例であるＤＬＬ回路の構成ブロック図である。従来の同期追従回路の代表的な構成例であるＤＬＬ回路は、Ｍａｉｎ相関器１と、Ｌａｔｅ相関器２と、Ｅａｒｌｙ相関器３と、電力化部２０及び電力化部２１と、減算器２２と、平均化部２３と、拡散符号発生部１６′と、遅延器１７と、遅延器１８とから構成されている。
【０００６】
従来のＤＬＬ回路の各部について説明する。Ｍａｉｎ相関器１は、オーバサンプリングレートで動作し、複素受信ベースバンド信号と入力される拡散符号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果を出力する相関器である。
【０００７】
Ｌａｔｅ相関器２は、オーバサンプリングレートで動作し、Ｍａｉｎ相関器１に供給される基準位相の拡散符号に対して位相の遅れたＬａｔｅ拡散符号で、複素受信ベースバンド信号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果（Ｌａｔｅ複素相関値）を出力する相関器である。Ｅａｒｌｙ相関器３は、オーバサンプリングレートで動作し、Ｍａｉｎ相関器１に供給される基準位相の拡散符号に対して位相の進んだＥａｒｌｙ拡散符号で、複素受信ベースバンド信号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果（Ｅａｒｌｙ複素相関値）を出力する相関器である。
【０００８】
電力化部２０は、Ｌａｔｅ相関器２からのＬａｔｅ複素相関値を電力化し、Ｌａｔｅ相関電力値を出力する電力化部である。電力化部２１は、Ｅａｒｌｙ相関器３からのＥａｒｌｙ複素相関値を電力化し、Ｅａｒｌｙ相関電力値を出力する電力化部である。
【０００９】
減算器２２は、電力化部２０が出力するＬａｔｅ相関電力値と電力化部２１が出力するＥａｒｌｙ相関電力値との差分を求め、相関電力差を出力する減算器である。平均化部２３は、減算器２２からの相関電力差を平均化し、平均化された相関電力差を出力するもので、相関電力差には誤差成分が含まれているため、平均化することによって雑音による急峻な変動を低減するためのものである。
【００１０】
拡散符号発生部１６′は、平均化部２３からの平均化された相関電力差を入力し、相関電力差の大小関係により同期ずれを検出して、相関電力差を打ち消すように拡散符号の発生位相を１サンプル単位で補正しながら、拡散符号を発生させて出力するものである。遅延器１７は、拡散符号発生部１６′から出力される拡散符号を１サンプル遅延させて出力するものである。遅延器１８は、遅延器１７で１サンプル遅延された拡散符号を更に１サンプル遅延させて出力するものである。
【００１１】
従来のＤＬＬ回路の動作は、拡散符号発生部１６′で発生された拡散符号がＥａｒｌｙ拡散符号としてＥａｒｌｙ相関器３に供給されて、Ｅａｒｌｙ相関器３で複素受信信号との相関が取られてＥａｒｌｙ複素相関値が出力され、電力化部２１で電力化されてＥａｒｌｙ相関電力値が出力される。
【００１２】
一方、拡散符号発生部１６′で発生された拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延され、更に遅延器１８で１サンプル遅延されてＬａｔｅ拡散符号としてＬａｔｅ相関器２に供給されて、Ｌａｔｅ相関器２で複素受信信号との相関が取られてＬａｔｅ複素相関値が出力され、電力化部２０で電力化されてＬａｔｅ相関電力値が出力される。
【００１３】
電力化部２０からのＬａｔｅ相関電力値と電力化部２１からのＥａｒｌｙ相関電力値は、減算器２２で減算されて相関電力差が出力され、平均化部２３で平均化されて平均化された相関電力差が出力され、拡散符号発生部１６′で相関電力差の大小関係により同期ずれが検出されて、相関電力差を打ち消すように拡散符号の発生位相がサンプル単位で補正されながら、拡散符号が発生されて出力されるようになっている。
【００１４】
上記動作のフィードバック制御によって発生位相が補正されて拡散符号発生部１６′から出力される拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延されて基準位相の拡散符号としてＭａｉｎ相関器１に供給され、Ｍａｉｎ相関器１で複素受信信号との相関が取られ、相関結果が逆拡散された受信信号として出力されるようになっている。
【００１５】
そして、ＣＤＭＡ移動通信方式の受信機では、上記従来のＤＬＬ回路がＲＡＫＥ受信フィンガ毎に用意されて、独立にチップ同期を保持するようにパスを追従するようになっていた。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−３１３５９０号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＤＬＬ回路を用いた同期追従回路では、低速のフェージング環境下においては、長区間に渡り受信レベルの落ち込みが発生するために既存パスが消失して、実際には位相ずれを起こしていないにも関わらず拡散符号の発生位相を補正してしまうような位相の誤制御が発生するという問題点があった。
【００１８】
また、高速のフェージング環境下においては、同期保持限界を超えた際にサンプルずれ（スリップ）を引き起こし、Ｓ／Ｎ比が高い通信状態が良好な領域においても、同期追従不能による誤りが発生するエラーフロア現象が発生するという問題点があった。
【００１９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、低速又は高速フェージング下で生じる問題点を解決し、移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる同期追従回路を提供することを目的とする。
【００２０】
【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、基準位相の拡散符号による基準相関値を取得する基準相関値取得手段と、前記基準位相の拡散符号に対して位相の進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、前記基準位相の拡散符号に対して位相の遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、前記進み相関値と前記遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、前記進み相関値と前記遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、前記位相差を外部から入力される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、前記算出された閾値と前記平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、前記位相状態情報から移動速度を推定し、移動速度推定値を出力する移動速度推定部と、前記移動速度推定値に対応して高速フェージング環境下では位相差平均化時間を長くし、低速フェージング環境下では位相差平均化時間を短くして、前記平均化部に出力する平均化制御部と、前記比較器からの位相状態情報に従って１サンプル数単位で拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有することを特徴とする
【００２１】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、同期追従回路において、基準位相の拡散符号による基準相関値を取得する基準相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、
進み相関値と遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、進み相関値と遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、位相差を外部から入力される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、算出された閾値と平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、位相状態情報から移動速度を推定し、移動速度推定値を出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応する位相差の平均化時間を決定して、平均化部に出力する平均化制御部と、比較器からの位相状態情報に従って１サンプル数単位で拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有するものなので、位相状態情報から移動速度を推定し、推定された移動速度に基づく平均化時間で位相差の平均化を行うことによって、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められ、それによって、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができる。
【００２２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、同期追従回路において、基準位相の拡散符号による基準相関値を取得する基準相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、
進み相関値と遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、進み相関値と遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、位相差を外部から入力される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、算出された閾値と平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、位相状態情報から移動速度を推定して、移動速度推定値を出力すると共に、推定された移動速度に対応づけて１回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定して出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応する位相差の平均化時間を決定して、平均化部に出力する平均化制御部と、移動速度推定部からの位相制御サンプル数の単位で、比較器からの位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有するものなので、位相状態情報から移動速度を推定し、推定された移動速度に基づく平均化時間で位相差の平均化を行い、更に推定された移動速度に基づく位相制御サンプル数の単位で拡散符号の発生位相を制御することによって、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められて、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、更に移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることによって、特に高速移動の場合に短時間で同期追従することができ、その結果移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面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。
【００２４】
上位概念的に説明すれば、本発明に係る同期追従回路は、基準位相より進んだ拡散符号による進み相関値と基準位相より遅れた拡散符号による遅れ相関値との位相差を求め、移動速度に応じて制御される平均化時間で平均化を行い、進み相関値と遅れ相関値との位相和に基づく閾値と平均化された位相差との比較によって位相ずれを検出し、検出した位相ずれから移動速度を推定し、更に推定された移動速度に対応づけて１回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定して、位相制御サンプル数の単位で拡散符号の発生位相を制御するものなので、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められて正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、更に移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることができ、その結果移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できるものである。
【００２５】
機能実現手段で説明すれば、本発明に係る同期追従回路は、基準位相より進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、基準位相より遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、進み相関値と前記遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、進み相関値と遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、位相差を外部から入力される移動速度に応じて制御される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、閾値と平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、位相状態情報から移動速度を推定して、移動速度推定値を出力すると共に、推定された移動速度に対応づけて１回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定して出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応する位相差の平均化時間を決定して、平均化部に出力する平均化制御部と、位相制御サンプル数の単位で、位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有し、移動速度に応じた位相差の平均化時間を制御し、更に移動速度に応じて位相制御サンプル数を制御するものなので、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められて正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、更に移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることができ、その結果移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できるものである。
【００２６】
尚、本発明の実施の形態における各手段と図１の各部との対応を示すと基準相関値取得手段は、拡散符号発生部１６、遅延器１７，Ｍａｉｎ相関器１に相当し、進み相関値取得手段は、拡散符号発生部１６、Ｅａｒｌｙ相関器３，複素乗算器５，同相化誤差補正部７に相当し、遅れ相関値取得手段は、拡散符号発生部１６、遅延器１７，遅延器１８，Ｌａｔｅ相関器２，複素乗算器４，同相化誤差補正部６に相当し、閾値取得手段は、加算器８，平均化部１０，乗算器１２に相当している。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る同期追従回路の構成について、図１を使って説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る同期追従回路の構成ブロック図である。尚、図３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。本実施の形態のに係る同期追従回路は、図１に示すように、従来のＤＬＬ回路と同様の部分として、Ｍａｉｎ相関器１と、Ｌａｔｅ相関器２と、Ｅａｒｌｙ相関器３と、遅延器１７と、遅延器１８とから構成され、更に本発明の特徴部分として、複素乗算器４，５と、同相化誤差補正部６，７と、加算器８，９と、平均化部１０，１１と、乗算器１２と、比較器１３と、移動速度推定部１４と、平均化制御部１５と、拡散符号発生部１６とが設けられている。
【００２８】
次に、本発明の同期追従回路を構成する各部について説明する。遅延器１７、遅延器１８は、従来と同様のもので、拡散符号発生部１６から出力される拡散符号を１サンプル（オーバサンプル）ずつ遅延させて出力するものである。その結果、遅延器１７から出力される拡散符号が基準位相φの拡散符号であり、拡散符号発生部１６から出力される拡散符号が基準位相φに対してΔφだけ進んだ（φ＋Δφ）のＥａｒｌｙ拡散符号であり、遅延器１８から出力される拡散符号が基準位相φに対してΔφだけ遅れた（φ−Δφ）のＬａｔｅ拡散符号となる。尚、位相ずれΔφは、拡散符号の１ビット周期／オーバサンプル数となる。
【００２９】
Ｍａｉｎ相関器１、Ｌａｔｅ相関器２、Ｅａｒｌｙ相関器３は、従来と同様のもので、オーバサンプリングレートで動作し、複素受信ベースバンド信号と入力される拡散符号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果を出力する一般的な相関器である。Ｍａｉｎ相関器１は、基準位相φの拡散符号との相関を取って相関結果を基準相関値として出力し、Ｌａｔｅ相関器２は、Δφだけ遅れた（φ−Δφ）のＬａｔｅ拡散符号との相関を取ってＬａｔｅ（遅れ）複素相関値を出力し、Ｅａｒｌｙ相関器３はΔφだけ進んだ（φ＋Δφ）のＥａｒｌｙ拡散符号との相関を取ってＥａｒｌｙ（進み）複素相関値を出力するものである。
【００３０】
複素乗算器４又は複素乗算器５は、Ｌａｔｅ相関器２からのＬａｔｅ複素相関値、又はＥａｒｌｙ相関器３からのＥａｒｌｙ複素相関値と、外部から入力される伝送路推定値との複素乗算を行うもので、その結果、入力される複素相関値を同相軸上に帰着するように位相回転を除去し、コヒーレントな相関値を出力するものである。
【００３１】
ここで、外部から入力される伝送路推定値とは、共通パイロットチャネル（Ｃｏｍｍｏｎ ＰＩｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＣＰＩＣＨ）に一定間隔毎に含まれる既知のパイロット信号を用いて内挿補間などで求めた位相補償量のことで、位相補償量を求める技術は、検波回路等で一般的に実現されているものである。
【００３２】
また、同相軸上に帰着するように位相回転を除去するとは、ＣＰＩＣＨのシンボルパターン（Ｉ，Ｑ）＝（０，０）から信号配置図の第一象限（１，１）に伝送路推定値を用いて回転を戻すのではなく、更に４５度回転させて、Ｉ軸上（√２，０）に回転を戻すことである。これにより、図３に示した従来のＤＬＬ回路における電力化部２０，２１を構成から省くことができるものである。即ち、本発明の同期追従回路では、複素乗算器４及び複素乗算器５の働きによって、Ｅａｒｌｙ，Ｌａｔｅの各複素相関値を電力ではなく、振幅で扱うことになる。
【００３３】
同相化誤差補正部６及び同相化誤差補正部７は、周波数オフセットの影響により同相軸上に帰着できずに直交軸（Ｑ相）上に漏れこんだ振幅成分を補正するもので、具体的には、入力される複素信号について（Ｉ＋｜Ｑ｜）の演算を行うものである。尚、図１に示した同期追従回路では、同相化誤差補正部６からの補正されたコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値が請求項の進み相関値に相当し、同相化誤差補正部７からの補正されたコヒーレントなＬａｔｅ相関値が請求項の遅れ相関値に相当している。
【００３４】
加算器８は、同相化誤差補正部６からの補正されたコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値と同相化誤差補正部７からのコヒーレントなＬａｔｅ相関値を加算して位相和（Ｅ＋Ｌ）を出力するものである。減算器９は、同相化誤差補正部６からの補正されたＥａｒｌｙ相関値と同相化誤差補正部７からのＬａｔｅ相関値を減算して位相差（Ｅ−Ｌ）を出力するものである。
【００３５】
平均化部１０は、加算器８から出力される位相和（Ｅ＋Ｌ）に対して指数重み付け平均化し、平均化位相和（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅを出力するもので、本発明の特徴部分として、外部から入力される平均化時間にわたって平均化を行うものである。平均化部１１は、減算器９から出力される位相差（Ｅ−Ｌ）に対して指数重み付け平均化し、平均化位相差（Ｅ−Ｌ）ａｖｅを出力するもので、本発明の特徴部分として、外部から入力される平均化時間にわたって平均化を行うものである。
尚、平均化部１０又は平均化部１１における平均化時間の制御に詳細は、後述する。
【００３６】
乗算器１２は、平均化部１０から出力される平均化位相和（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅと、外部から入力される規格化係数α（０＜α＜１）の乗算を行い規格化閾値（Ｅ＋Ｌ）ｔｈｒを出力するものである。ここで、ここで出力される規格化閾値は、位相制御を行うか否か（位相ずれ有り無し）を判断するための位相差振幅の閾値とする値であり、（Ｅ＋Ｌ）ｔｈｒ＝α・（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅである。尚、規格化係数αの値は、経験的に求められる値であり、具体例については、後述する。
【００３７】
比較器１３は、乗算器１２からの規格化閾値と、平均化部１１からの平均化位相差との比較（大小判定）により、位相遅れ（−１）、位相進み（＋１）、位相ずれなし（０）の３値判定を行うものであり、位相制御周期毎に判定結果を位相状態情報として出力するものである。
【００３８】
ここで、位相和と位相差のレベルに対応する位相制御動作について、図２を使って説明する。図２は、本発明の同期追従回路における位相制御動作原理を示す説明図である。
受信した複素受信ベースバンド信号と基準位相の拡散符号とに位相ずれがない（又は位相ずれが小さく位相制御を施す必要がない）場合には、Ｍａｉｎ系、Ｌａｔｅ系、Ｅａｒｌｙ系の各相関値の関係は、図２（ｂ）に示すように、相関値推移グラフにおけるピークがＭａｉｎになり、ＬａｔｅとＥａｒｌｙは、ほぼ同一の値となる。よって位相差（Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ）は、０（ゼロ）に近い値になるはずであり、位相和から求めた閾値Ｔｈｒ＝（Ｅａｒｌｙ＋Ｌａｔｅ）＊αを基準にして、−Ｔｈｒ≦Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ≦Ｔｈｒの場合には、位相ずれ無し（０）と判断されて、位相制御の必要無しとする。
【００３９】
それに対して、受信した複素受信ベースバンド信号と基準位相の拡散符号とに位相ずれがあり、位相遅れが発生している場合には、図２（ａ）に示すように、Ｍａｉｎ、Ｌａｔｅ、Ｅａｒｌｙの各相関値の関係が左（位相ずれマイナス方向）にずれているので、相関値はＬａｔｅ＜Ｅａｒｌｙとなる。よって位相差（Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ）は、０（ゼロ）より大きい値になるはずであり、位相和から求めた閾値Ｔｈｒ＝（Ｅａｒｌｙ＋Ｌａｔｅ）＊αを基準にして、Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ＞Ｔｈｒの場合には、位相遅れが発生している（−１）と判断されて、位相遅れを解消する位相制御が必要とする。
【００４０】
逆に、受信した複素受信ベースバンド信号と基準位相の拡散符号とに位相ずれがあり、位相進みが発生している場合には、図２（ｃ）に示すように、Ｍａｉｎ、Ｌａｔｅ、Ｅａｒｌｙの各相関値の関係が右（位相ずれプラス方向）にずれているので、相関値はＬａｔｅ＞Ｅａｒｌｙとなる。よって位相差（Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ）は、０（ゼロ）より小さい値になるはずであり、位相和から求めた閾値Ｔｈｒ＝（Ｅａｒｌｙ＋Ｌａｔｅ）＊αを基準にして、Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ＜−Ｔｈｒの場合には、位相進みが発生している（＋１）と判断されて、位相進みを解消する位相制御が必要とする。
【００４１】
移動速度推定部１４は、位相制御周期毎に入力される位相状態情報（位相遅れ、位相進み、位相ずれなし）から、移動速度を推定して移動速度推定値を出力すると共に、推定した移動速度に応じて１回の位相制御で変動させるサンプル数（位相制御サンプル数）を決定して出力するものである。
【００４２】
ここで、移動速度の推定方法は、位相制御周期毎に位相遅れ、位相進み、位相ずれなしのそれぞれの回数をカウントし、位相遅れ回数（又は位相進み回数）と位相ずれなし回数の制御比率を長区間で平均化して移動速度を推定するものである。具体的には、位相ずれなしの回数に対して位相遅れ（又は位相進み）の回数が多いと、移動速度は速いと推定できるし、位相ずれなしの回数に対して位相遅れ（又は位相進み）の回数が少ないと、移動速度は遅いと推定できる。
【００４３】
次に、推定された移動速度に応じた位相制御サンプル数の決定方法について説明する。
従来のＤＬＬ回路の拡散符号発生部１６′における拡散符号発生の位相制御の単位は、１サンプル（オーバサンプル）であり、拡散符号の１ビット周期／オーバサンプル数となって、遅延器１７，１８における遅延位相と同様Δφであった。しかし、位相制御周期毎にΔφずつしか制御できないと、高速移動時の位相ずれには追従できない可能性が高い。
【００４４】
そこで、本発明では、予め移動速度閾値を設定しておき、例えば、高速移動状況下で推定した移動速度が移動速度閾値を越えた場合には、位相制御サンプル数を△φから例えば２×△φに変更する。逆に低速移動となって移動速度閾値を下回った場合には、２×△φから△φに変更する。
【００４５】
このように一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を最小単位の１（×△φ）で固定せず、ｎ（×△φ）（ｎ＝１〜オーバサンプル数）として、ｎの値（位相制御サンプル数）を推定された移動速度のレベルにより決定してする。
【００４６】
尚、位相制御サンプル数ｎは、頻繁に変更すると、拡散符号発生部１６における拡散符号発生タイミングの変更動作による発振が発生してしまうので、ある程度の保護段数回連続してから更新するよう制御する。この位相制御サンプル数ｎの更新タイミングの制御は、移動速度推定部１４で行っても良いし、拡散符号発生部１６で行っても良い。
【００４７】
平均化制御部１５は、入力される移動速度推定値からフェージング周波数を求め、それに応じた位相和及び位相差の平均化時間を各々決定し、位相和平均化時間を平均化部１０に出力してフィードバックし、また位相差平均化時間を平均化部１１に出力してフィードバックするものである。
【００４８】
ここで、平均化時間の具体的な制御概念について説明する。通常、移動速度の値からフェージング周波数は一意に求められるものである。即ち、移動速度が速いとフェージングによる受信レベルの変化が急峻で、フェージング周波数は、大きくなり、逆に移動速度が遅いとフェージングによる受信レベルの変化はゆっくりで、フェージング周波数は、小さくなる。
【００４９】
そして、フェージング周波数が小さい場合は、受信レベルが長区間にわたってゆっくり落ち込むので、位相差の平均化時間を大きくする必要があり、一方、フェージング周波数が大きい場合には、受信レベルが急峻に落ち込むので、平均化時間は逆に小さくする必要がある。
【００５０】
一方、位相和の平均化時間については、位相和が規格化係数を乗算して規格化閾値を決定するために用いられるもので、最終的に位相制御の必要性の有り無しを判断する基準として用いられるという性格から、フェージング周波数の大小に関わらず長区間で平均化することによって、位相和の値のダイナミックな変動成分を減少させたほうがよいことになる。よって、推定された移動速度に応じた位相和の平均化時間の制御は行わず、固定としても良い。
【００５１】
尚、位相和、位相差の平均化時間の値は、経験的に求められる値であり、具体例については、後述する。
【００５２】
拡散符号発生部１６は、比較器１３から出力される位相状態情報を受けて、移動速度推定部１４から出力される位相制御サンプル数単位で、拡散符号の発生位相を補正しながら、拡散符号を発生させて出力するものである。
【００５３】
次に、本発明の同期追従回路における動作について、図１を使って説明する。本発明の同期追従回路では、拡散符号発生部１６で発生された拡散符号がＥａｒｌｙ拡散符号としてＥａｒｌｙ相関器３に供給されて、Ｅａｒｌｙ相関器３で複素受信信号との相関が取られてＥａｒｌｙ複素相関値が出力され、複素乗算器５で外部から入力される伝送路推定値との複素乗算が為され、更に同相化誤差補正部７で直交軸上に漏れこんだ振幅成分が補正されて同相成分のみのコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値が出力される。
【００５４】
一方、拡散符号発生部１６で発生された拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延され、更に遅延器１８で１サンプル遅延されてＬａｔｅ拡散符号としてＬａｔｅ相関器２に供給されて、Ｌａｔｅ相関器２で複素受信信号との相関が取られてＬａｔｅ複素相関値が出力され、複素乗算器４で外部から入力される伝送路推定値との複素乗算が為され、更に同相化誤差補正部６で直交軸上に漏れこんだ振幅成分が補正されて同相成分のみのコヒーレントなＬａｔｅ相関値が出力される。
【００５５】
同相化誤差補正部６からのコヒーレントなＬａｔｅ相関値と同相化誤差補正部７からのコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値は、加算器８で加算されて位相和（Ｅ＋Ｌ）が出力され、平均化部１０で平均化制御部１５から入力される平均化時間にわたって指数重み付け平均化され、平均化位相和（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅが出力され、乗算器１２で外部から入力される規格化係数αとの乗算が行われて規格化閾値（Ｅ＋Ｌ）ｔｈｒが出力される。
【００５６】
一方、同相化誤差補正部６からのコヒーレントなＬａｔｅ相関値と同相化誤差補正部７からのコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値は、減算器９で減算されて位相差（Ｅ−Ｌ）が出力され、平均化部１１で平均化制御部１５から入力される平均化時間にわたって指数重み付け平均化され、平均化位相差（Ｅ−Ｌ）ａｖｅが出力される。
【００５７】
そして、比較器１３において、乗算器１２からの規格化閾値と、平均化部１１からの平均化位相差との比較で、位相遅れ（−１）、位相進み（＋１）、位相ずれなし（０）の３値判定が行われ、位相制御周期毎に判定結果の位相状態情報が出力され、移動速度推定部１４及び拡散符号発生部１６に入力される。
【００５８】
移動速度推定部１４では、比較器１３から位相制御周期毎に入力される位相状態情報（位相遅れ、位相進み、位相ずれなし）を用いて移動速度が推定されて移動速度推定値が平均化制御部１５に出力され、更に推定された移動速度に応じて１回の位相制御で変動させるサンプル数（位相制御サンプル数）が決定されて拡散符号発生部１６に出力される。
【００５９】
そして、移動速度推定部１４から出力される移動速度推定値は平均化制御部１５に入力され、平均化制御部１５で移動速度推定値からフェージング周波数が求められ、それに応じた位相和及び位相差の平均化時間が各々決定されて、位相和平均化時間が平均化部１０にフィードバックされ、位相差平均化時間が平均化部１１にフィードバックされるようになっている。
【００６０】
この、移動速度に応じた位相和及び位相差の平均化時間制御、特に位相差の平均化時間制御により、移動速度推定部１４から出力される移動速度推定値と予め設定された速度閾値を比較し、一定の閾値より速度が遅い場合は低速フェージング環境下と判断し、一定の閾値より速度が速い場合は高速フェージング環境下と判断する。低速フェージング環境下では位相差平均時間を長くし、高速フェージング環境下では位相差平均時間を短くすることで、低速フェージング環境下における、受信レベルの落ち込みにより既存パスが消失して位相誤制御を招くという問題点を解決するものである。
【００６１】
また、拡散符号発生部１６では、比較器１３から位相制御周期毎に入力される位相状態情報（位相遅れ、位相進み、位相ずれなし）がフィードバックされて、位相状態情報に応じて拡散符号の発生位相を制御する際に、移動速度推定部１４から入力される位相制御サンプル数の単位で位相を遅らせたり進めたりして補正され、拡散符号の発生位相が制御されながら、拡散符号が発生されて出力されるようになっている。
【００６２】
この、移動速度に応じた位相制御サンプル数の制御により、高速フェージング環境下では一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を増やし、低速フェージング環境下では一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を減らすことで、高速フェージング環境下における同期保持限界を超えてサンプルずれを引き起こすという問題点を解決するものである。
【００６３】
上記動作のフィードバック制御によって発生位相が補正されて拡散符号発生部１６から出力される拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延されて基準位相の拡散符号としてＭａｉｎ相関器１に供給され、Ｍａｉｎ相関器１で複素受信信号との相関が取られ、相関結果が逆拡散された受信信号として出力されるようになっている。
【００６４】
尚、図１に示した構成では、Ｌａｔｅ相関器２から出力されたＬａｔｅ複素相関値又はＥａｒｌｙ相関器３から出力されたＥａｒｌｙ複素相関値に対して、各々複素乗算器４，５及び同相化誤差補正部６，７によって、同相軸上に帰着するように位相回転を除去し、同相軸上に帰着できずに直交軸（Ｑ相）上に漏れこんだ振幅成分を補正してＬａｔｅ相関値又はＥａｒｌｙ相関値を求めているが、図３に示した従来のＤＬＬ回路における電力化部２０，２１を用いてＬａｔｅ相関値又はＥａｒｌｙ相関値を求める構成であっても構わない。
【００６５】
本発明の同期追従回路によれば、基準位相より進んだ拡散符号によるＥａｒｌｙ相関値と基準位相より遅れた拡散符号によるＬａｔｅ相関値との位相差を平均化部１１で平均化し、比較器１３において平均化した位相差について閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部１４で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、平均化制御部１５で推定された移動速度に基づいて、平均化部１１における平均化時間を制御するので、移動速度が遅い場合は位相差の平均化時間を長くし、移動速度が速い場合は位相差の平均化時間を長くして、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められ、それによって、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、従来の特に低速フェージング環境下における、受信レベルの落ち込みにより既存パスが消失して位相誤制御を招くという問題点を解決することができる効果がある。
【００６６】
また、本発明の同期追従回路によれば、移動速度推定部１４で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、更に推定された移動速度に応じて一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定し、拡散符号発生部１６では、当該位相制御サンプル数を単位として、比較器１３からの位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を補正するので、移動速度が速い場合は位相制御サンプル数を増やし、移動速度が遅い場合は位相制御サンプル数を減らして、移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることができ、特に高速フェージング環境下において短時間で同期追従できるため、従来の高速フェージング環境下おいて同期保持限界を超えてサンプルずれを引き起こすという問題点を解決することができる効果がある。
【００６７】
本発明の同期追従回路は、上記２つの移動速度に応じた位相制御により、移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できる効果がある。
【００６８】
本発明の同期追従回路では、基準位相より進んだ拡散符号によるＥａｒｌｙ相関値及び基準位相より遅れた拡散符号によるＬａｔｅ相関値に対して、複素乗算器４，５で外部から入力される伝送路推定値との複素乗算を行って、複素相関値を同相軸上に帰着するように位相回転を除去して同相成分のみのコヒーレントな相関値を取得し、当該相関値を用いて位相差及び位相和を求めて拡散符号の位相制御を行うので、従来のＤＬＬ回路における電力化部２０，２１を構成から省いて、構成を簡略化できる効果がある。
【００６９】
また、本発明の同期追従回路では、複素乗算器４，５で求めた複素相関値を同相軸上に帰着するように位相回転を除去して同相成分のみのコヒーレントな相関値に対して、更に同相化誤差補正部６，７で直交軸上に漏れこんだ振幅成分を補正するので、取得する相関値の精度を向上して、正確な位相差を取得することができ、その結果正確な位相ずれ判定を行うことができる効果がある。
【００７０】
また、本発明の同期追従回路をＣＤＭＡ移動通信方式の受信機に用いると、マルチパス環境下では低速から高速のフェージングのパスが混在しているので、各々のパスに対してフェージング周波数（移動速度）に応じた平均化処理を施すことにより同期追従性が向上し、その結果ＲＡＫＥ受信が効率よく実行でき、受信機における受信特性を向上できる効果がある。
【発明の効果】
本発明によれば、進み相関値取得手段で取得した進み相関値と、遅れ相関値取得手段で取得した遅れ相関値との位相差を平均化部で平均化し、比較器で平均化した位相差と位相和に基づく閾値との閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部で比較器からの位相状態情報を用いて移動速度を推定し、更に推定された移動速度に応じて一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定し、拡散符号発生部では、当該位相制御サンプル数を単位として、位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を補正する同期追従回路としているので、移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることによって、特に高速フェージング下で生じる問題点を解決し、移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる効果がある。
【００７１】
本発明によれば、進み相関値取得手段で取得した進み相関値と遅れ相関値取得手段で取得した遅れ相関値との位相差を、平均化部で推定される移動速度に対応する平均化時間で平均化し、比較器で平均化した位相差と位相和に基づく閾値との閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、平均化制御部で推定された移動速度に基づいて平均化部における平均化時間を制御する同期追従回路としているので、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことによって、特に低速フェージング環境下で生じる問題点を解決し、移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる効果がある。
【００７２】
本発明によれば、進み相関値取得手段で取得した進み相関値と、遅れ相関値取得手段で取得した遅れ相関値との位相差を、平均化部で推定される移動速度に対応する平均化時間で平均化し、比較器で平均化した位相差と位相和に基づく閾値との閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、更に推定された移動速度に応じて一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定し、平均化制御部で推定された移動速度に基づいて平均化部における平均化時間を制御し、拡散符号発生部では、当該位相制御サンプル数を単位として、位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を補正する同期追従回路としているので、移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることによって、特に高速フェージング下で生じる問題点を解決し、更に移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことによって、特に低速フェージング環境下で生じる問題点を解決し、双方の技術によって移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る同期追従回路の構成ブロック図である。
【図２】本発明の同期追従回路における位相制御動作原理を示す説明図である。
【図３】従来の同期追従回路の構成例である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散通信に基づくＣＤＭＡ移動通信方式の受信機で用いられる主要技術である同期追従回路に係り、特に移動速度に応じて同期追従性能を向上できる同期追従回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スペクトル拡散技術は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を用いたデジタル移動通信をはじめ、様々な分野に利用されるようになってきている。このスペクトル拡散技術を用いた通信では、送信器側で疑似ランダムな符号系列（拡散符号）を用いて変調を行い、受信器側での復調処理において、送信側と同一の符号系列および同一の位相を用いて復調を行う必要がある。すなわち、スペクトル拡散通信を行う場合には、受信側で拡散符号の同期をとらなければならない。
【０００３】
この符号同期には、同期捕捉と同期追従（又は同期保持、同期追跡とも言う）の２つの段階があり、同期捕捉とは、通信の最初に同期状態を確立するものであり、同期追従は、同期確立後にその同期状態が変調や雑音の影響で失われないように監視・修正を行って同期を維持するものである。
一般的に同期捕捉は、マッチドフィルタやスライディング相関器を用いて、受信信号と拡散符号の相関ピークを見つけることにより、同期位相を求める作業である。
【０００４】
また、同期追従の代表的な回路としては、遅延ロックループ（Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：ＤＬＬ）回路と呼ばれる回路が用いられている。ＤＬＬ回路では、同期位相に対して、若干進んだ位相の系列（Ｅａｒｌｙ）と若干遅れた位相の系列（Ｌａｔｅ）の２つの系列により逆拡散を行い、この２つの逆拡散シンボルの絶対値の差を求め、その値によって系列の位相を制御する回路であり、マルチパス環境下や高速移動時におけるＲＡＫＥ受信を効率的に行うために、受信タイミングを正確に捕捉できる技術である。
【０００５】
ここで、従来の同期追従回路の代表的な構成例であるＤＬＬ回路について図３を使って説明する。図３は、従来の同期追従回路の代表的な構成例であるＤＬＬ回路の構成ブロック図である。従来の同期追従回路の代表的な構成例であるＤＬＬ回路は、Ｍａｉｎ相関器１と、Ｌａｔｅ相関器２と、Ｅａｒｌｙ相関器３と、電力化部２０及び電力化部２１と、減算器２２と、平均化部２３と、拡散符号発生部１６′と、遅延器１７と、遅延器１８とから構成されている。
【０００６】
従来のＤＬＬ回路の各部について説明する。Ｍａｉｎ相関器１は、オーバサンプリングレートで動作し、複素受信ベースバンド信号と入力される拡散符号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果を出力する相関器である。
【０００７】
Ｌａｔｅ相関器２は、オーバサンプリングレートで動作し、Ｍａｉｎ相関器１に供給される基準位相の拡散符号に対して位相の遅れたＬａｔｅ拡散符号で、複素受信ベースバンド信号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果（Ｌａｔｅ複素相関値）を出力する相関器である。Ｅａｒｌｙ相関器３は、オーバサンプリングレートで動作し、Ｍａｉｎ相関器１に供給される基準位相の拡散符号に対して位相の進んだＥａｒｌｙ拡散符号で、複素受信ベースバンド信号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果（Ｅａｒｌｙ複素相関値）を出力する相関器である。
【０００８】
電力化部２０は、Ｌａｔｅ相関器２からのＬａｔｅ複素相関値を電力化し、Ｌａｔｅ相関電力値を出力する電力化部である。電力化部２１は、Ｅａｒｌｙ相関器３からのＥａｒｌｙ複素相関値を電力化し、Ｅａｒｌｙ相関電力値を出力する電力化部である。
【０００９】
減算器２２は、電力化部２０が出力するＬａｔｅ相関電力値と電力化部２１が出力するＥａｒｌｙ相関電力値との差分を求め、相関電力差を出力する減算器である。平均化部２３は、減算器２２からの相関電力差を平均化し、平均化された相関電力差を出力するもので、相関電力差には誤差成分が含まれているため、平均化することによって雑音による急峻な変動を低減するためのものである。
【００１０】
拡散符号発生部１６′は、平均化部２３からの平均化された相関電力差を入力し、相関電力差の大小関係により同期ずれを検出して、相関電力差を打ち消すように拡散符号の発生位相を１サンプル単位で補正しながら、拡散符号を発生させて出力するものである。遅延器１７は、拡散符号発生部１６′から出力される拡散符号を１サンプル遅延させて出力するものである。遅延器１８は、遅延器１７で１サンプル遅延された拡散符号を更に１サンプル遅延させて出力するものである。
【００１１】
従来のＤＬＬ回路の動作は、拡散符号発生部１６′で発生された拡散符号がＥａｒｌｙ拡散符号としてＥａｒｌｙ相関器３に供給されて、Ｅａｒｌｙ相関器３で複素受信信号との相関が取られてＥａｒｌｙ複素相関値が出力され、電力化部２１で電力化されてＥａｒｌｙ相関電力値が出力される。
【００１２】
一方、拡散符号発生部１６′で発生された拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延され、更に遅延器１８で１サンプル遅延されてＬａｔｅ拡散符号としてＬａｔｅ相関器２に供給されて、Ｌａｔｅ相関器２で複素受信信号との相関が取られてＬａｔｅ複素相関値が出力され、電力化部２０で電力化されてＬａｔｅ相関電力値が出力される。
【００１３】
電力化部２０からのＬａｔｅ相関電力値と電力化部２１からのＥａｒｌｙ相関電力値は、減算器２２で減算されて相関電力差が出力され、平均化部２３で平均化されて平均化された相関電力差が出力され、拡散符号発生部１６′で相関電力差の大小関係により同期ずれが検出されて、相関電力差を打ち消すように拡散符号の発生位相がサンプル単位で補正されながら、拡散符号が発生されて出力されるようになっている。
【００１４】
上記動作のフィードバック制御によって発生位相が補正されて拡散符号発生部１６′から出力される拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延されて基準位相の拡散符号としてＭａｉｎ相関器１に供給され、Ｍａｉｎ相関器１で複素受信信号との相関が取られ、相関結果が逆拡散された受信信号として出力されるようになっている。
【００１５】
そして、ＣＤＭＡ移動通信方式の受信機では、上記従来のＤＬＬ回路がＲＡＫＥ受信フィンガ毎に用意されて、独立にチップ同期を保持するようにパスを追従するようになっていた。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−３１３５９０号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＤＬＬ回路を用いた同期追従回路では、低速のフェージング環境下においては、長区間に渡り受信レベルの落ち込みが発生するために既存パスが消失して、実際には位相ずれを起こしていないにも関わらず拡散符号の発生位相を補正してしまうような位相の誤制御が発生するという問題点があった。
【００１８】
また、高速のフェージング環境下においては、同期保持限界を超えた際にサンプルずれ（スリップ）を引き起こし、Ｓ／Ｎ比が高い通信状態が良好な領域においても、同期追従不能による誤りが発生するエラーフロア現象が発生するという問題点があった。
【００１９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、低速又は高速フェージング下で生じる問題点を解決し、移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる同期追従回路を提供することを目的とする。
【００２０】
【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、基準位相の拡散符号による基準相関値を取得する基準相関値取得手段と、前記基準位相の拡散符号に対して位相の進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、前記基準位相の拡散符号に対して位相の遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、前記進み相関値と前記遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、前記進み相関値と前記遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、前記位相差を外部から入力される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、前記算出された閾値と前記平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、前記位相状態情報から移動速度を推定し、移動速度推定値を出力する移動速度推定部と、前記移動速度推定値に対応して高速フェージング環境下では位相差平均化時間を長くし、低速フェージング環境下では位相差平均化時間を短くして、前記平均化部に出力する平均化制御部と、前記比較器からの位相状態情報に従って１サンプル数単位で拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有することを特徴とする
【００２１】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、同期追従回路において、基準位相の拡散符号による基準相関値を取得する基準相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、
進み相関値と遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、進み相関値と遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、位相差を外部から入力される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、算出された閾値と平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、位相状態情報から移動速度を推定し、移動速度推定値を出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応する位相差の平均化時間を決定して、平均化部に出力する平均化制御部と、比較器からの位相状態情報に従って１サンプル数単位で拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有するものなので、位相状態情報から移動速度を推定し、推定された移動速度に基づく平均化時間で位相差の平均化を行うことによって、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められ、それによって、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができる。
【００２２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、同期追従回路において、基準位相の拡散符号による基準相関値を取得する基準相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、基準位相の拡散符号に対して位相の遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、
進み相関値と遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、進み相関値と遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、位相差を外部から入力される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、算出された閾値と平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、位相状態情報から移動速度を推定して、移動速度推定値を出力すると共に、推定された移動速度に対応づけて１回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定して出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応する位相差の平均化時間を決定して、平均化部に出力する平均化制御部と、移動速度推定部からの位相制御サンプル数の単位で、比較器からの位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有するものなので、位相状態情報から移動速度を推定し、推定された移動速度に基づく平均化時間で位相差の平均化を行い、更に推定された移動速度に基づく位相制御サンプル数の単位で拡散符号の発生位相を制御することによって、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められて、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、更に移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることによって、特に高速移動の場合に短時間で同期追従することができ、その結果移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面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。
【００２４】
上位概念的に説明すれば、本発明に係る同期追従回路は、基準位相より進んだ拡散符号による進み相関値と基準位相より遅れた拡散符号による遅れ相関値との位相差を求め、移動速度に応じて制御される平均化時間で平均化を行い、進み相関値と遅れ相関値との位相和に基づく閾値と平均化された位相差との比較によって位相ずれを検出し、検出した位相ずれから移動速度を推定し、更に推定された移動速度に対応づけて１回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定して、位相制御サンプル数の単位で拡散符号の発生位相を制御するものなので、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められて正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、更に移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることができ、その結果移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できるものである。
【００２５】
機能実現手段で説明すれば、本発明に係る同期追従回路は、基準位相より進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、基準位相より遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、進み相関値と前記遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、進み相関値と遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、位相差を外部から入力される移動速度に応じて制御される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、閾値と平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、位相状態情報から移動速度を推定して、移動速度推定値を出力すると共に、推定された移動速度に対応づけて１回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定して出力する移動速度推定部と、移動速度推定値に対応する位相差の平均化時間を決定して、平均化部に出力する平均化制御部と、位相制御サンプル数の単位で、位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有し、移動速度に応じた位相差の平均化時間を制御し、更に移動速度に応じて位相制御サンプル数を制御するものなので、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められて正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、更に移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることができ、その結果移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できるものである。
【００２６】
尚、本発明の実施の形態における各手段と図１の各部との対応を示すと基準相関値取得手段は、拡散符号発生部１６、遅延器１７，Ｍａｉｎ相関器１に相当し、進み相関値取得手段は、拡散符号発生部１６、Ｅａｒｌｙ相関器３，複素乗算器５，同相化誤差補正部７に相当し、遅れ相関値取得手段は、拡散符号発生部１６、遅延器１７，遅延器１８，Ｌａｔｅ相関器２，複素乗算器４，同相化誤差補正部６に相当し、閾値取得手段は、加算器８，平均化部１０，乗算器１２に相当している。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る同期追従回路の構成について、図１を使って説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る同期追従回路の構成ブロック図である。尚、図３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。本実施の形態のに係る同期追従回路は、図１に示すように、従来のＤＬＬ回路と同様の部分として、Ｍａｉｎ相関器１と、Ｌａｔｅ相関器２と、Ｅａｒｌｙ相関器３と、遅延器１７と、遅延器１８とから構成され、更に本発明の特徴部分として、複素乗算器４，５と、同相化誤差補正部６，７と、加算器８，９と、平均化部１０，１１と、乗算器１２と、比較器１３と、移動速度推定部１４と、平均化制御部１５と、拡散符号発生部１６とが設けられている。
【００２８】
次に、本発明の同期追従回路を構成する各部について説明する。遅延器１７、遅延器１８は、従来と同様のもので、拡散符号発生部１６から出力される拡散符号を１サンプル（オーバサンプル）ずつ遅延させて出力するものである。その結果、遅延器１７から出力される拡散符号が基準位相φの拡散符号であり、拡散符号発生部１６から出力される拡散符号が基準位相φに対してΔφだけ進んだ（φ＋Δφ）のＥａｒｌｙ拡散符号であり、遅延器１８から出力される拡散符号が基準位相φに対してΔφだけ遅れた（φ−Δφ）のＬａｔｅ拡散符号となる。尚、位相ずれΔφは、拡散符号の１ビット周期／オーバサンプル数となる。
【００２９】
Ｍａｉｎ相関器１、Ｌａｔｅ相関器２、Ｅａｒｌｙ相関器３は、従来と同様のもので、オーバサンプリングレートで動作し、複素受信ベースバンド信号と入力される拡散符号との相関を取って逆拡散を行い、相関結果を出力する一般的な相関器である。Ｍａｉｎ相関器１は、基準位相φの拡散符号との相関を取って相関結果を基準相関値として出力し、Ｌａｔｅ相関器２は、Δφだけ遅れた（φ−Δφ）のＬａｔｅ拡散符号との相関を取ってＬａｔｅ（遅れ）複素相関値を出力し、Ｅａｒｌｙ相関器３はΔφだけ進んだ（φ＋Δφ）のＥａｒｌｙ拡散符号との相関を取ってＥａｒｌｙ（進み）複素相関値を出力するものである。
【００３０】
複素乗算器４又は複素乗算器５は、Ｌａｔｅ相関器２からのＬａｔｅ複素相関値、又はＥａｒｌｙ相関器３からのＥａｒｌｙ複素相関値と、外部から入力される伝送路推定値との複素乗算を行うもので、その結果、入力される複素相関値を同相軸上に帰着するように位相回転を除去し、コヒーレントな相関値を出力するものである。
【００３１】
ここで、外部から入力される伝送路推定値とは、共通パイロットチャネル（Ｃｏｍｍｏｎ ＰＩｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＣＰＩＣＨ）に一定間隔毎に含まれる既知のパイロット信号を用いて内挿補間などで求めた位相補償量のことで、位相補償量を求める技術は、検波回路等で一般的に実現されているものである。
【００３２】
また、同相軸上に帰着するように位相回転を除去するとは、ＣＰＩＣＨのシンボルパターン（Ｉ，Ｑ）＝（０，０）から信号配置図の第一象限（１，１）に伝送路推定値を用いて回転を戻すのではなく、更に４５度回転させて、Ｉ軸上（√２，０）に回転を戻すことである。これにより、図３に示した従来のＤＬＬ回路における電力化部２０，２１を構成から省くことができるものである。即ち、本発明の同期追従回路では、複素乗算器４及び複素乗算器５の働きによって、Ｅａｒｌｙ，Ｌａｔｅの各複素相関値を電力ではなく、振幅で扱うことになる。
【００３３】
同相化誤差補正部６及び同相化誤差補正部７は、周波数オフセットの影響により同相軸上に帰着できずに直交軸（Ｑ相）上に漏れこんだ振幅成分を補正するもので、具体的には、入力される複素信号について（Ｉ＋｜Ｑ｜）の演算を行うものである。尚、図１に示した同期追従回路では、同相化誤差補正部６からの補正されたコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値が請求項の進み相関値に相当し、同相化誤差補正部７からの補正されたコヒーレントなＬａｔｅ相関値が請求項の遅れ相関値に相当している。
【００３４】
加算器８は、同相化誤差補正部６からの補正されたコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値と同相化誤差補正部７からのコヒーレントなＬａｔｅ相関値を加算して位相和（Ｅ＋Ｌ）を出力するものである。減算器９は、同相化誤差補正部６からの補正されたＥａｒｌｙ相関値と同相化誤差補正部７からのＬａｔｅ相関値を減算して位相差（Ｅ−Ｌ）を出力するものである。
【００３５】
平均化部１０は、加算器８から出力される位相和（Ｅ＋Ｌ）に対して指数重み付け平均化し、平均化位相和（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅを出力するもので、本発明の特徴部分として、外部から入力される平均化時間にわたって平均化を行うものである。平均化部１１は、減算器９から出力される位相差（Ｅ−Ｌ）に対して指数重み付け平均化し、平均化位相差（Ｅ−Ｌ）ａｖｅを出力するもので、本発明の特徴部分として、外部から入力される平均化時間にわたって平均化を行うものである。
尚、平均化部１０又は平均化部１１における平均化時間の制御に詳細は、後述する。
【００３６】
乗算器１２は、平均化部１０から出力される平均化位相和（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅと、外部から入力される規格化係数α（０＜α＜１）の乗算を行い規格化閾値（Ｅ＋Ｌ）ｔｈｒを出力するものである。ここで、ここで出力される規格化閾値は、位相制御を行うか否か（位相ずれ有り無し）を判断するための位相差振幅の閾値とする値であり、（Ｅ＋Ｌ）ｔｈｒ＝α・（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅである。尚、規格化係数αの値は、経験的に求められる値であり、具体例については、後述する。
【００３７】
比較器１３は、乗算器１２からの規格化閾値と、平均化部１１からの平均化位相差との比較（大小判定）により、位相遅れ（−１）、位相進み（＋１）、位相ずれなし（０）の３値判定を行うものであり、位相制御周期毎に判定結果を位相状態情報として出力するものである。
【００３８】
ここで、位相和と位相差のレベルに対応する位相制御動作について、図２を使って説明する。図２は、本発明の同期追従回路における位相制御動作原理を示す説明図である。
受信した複素受信ベースバンド信号と基準位相の拡散符号とに位相ずれがない（又は位相ずれが小さく位相制御を施す必要がない）場合には、Ｍａｉｎ系、Ｌａｔｅ系、Ｅａｒｌｙ系の各相関値の関係は、図２（ｂ）に示すように、相関値推移グラフにおけるピークがＭａｉｎになり、ＬａｔｅとＥａｒｌｙは、ほぼ同一の値となる。よって位相差（Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ）は、０（ゼロ）に近い値になるはずであり、位相和から求めた閾値Ｔｈｒ＝（Ｅａｒｌｙ＋Ｌａｔｅ）＊αを基準にして、−Ｔｈｒ≦Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ≦Ｔｈｒの場合には、位相ずれ無し（０）と判断されて、位相制御の必要無しとする。
【００３９】
それに対して、受信した複素受信ベースバンド信号と基準位相の拡散符号とに位相ずれがあり、位相遅れが発生している場合には、図２（ａ）に示すように、Ｍａｉｎ、Ｌａｔｅ、Ｅａｒｌｙの各相関値の関係が左（位相ずれマイナス方向）にずれているので、相関値はＬａｔｅ＜Ｅａｒｌｙとなる。よって位相差（Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ）は、０（ゼロ）より大きい値になるはずであり、位相和から求めた閾値Ｔｈｒ＝（Ｅａｒｌｙ＋Ｌａｔｅ）＊αを基準にして、Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ＞Ｔｈｒの場合には、位相遅れが発生している（−１）と判断されて、位相遅れを解消する位相制御が必要とする。
【００４０】
逆に、受信した複素受信ベースバンド信号と基準位相の拡散符号とに位相ずれがあり、位相進みが発生している場合には、図２（ｃ）に示すように、Ｍａｉｎ、Ｌａｔｅ、Ｅａｒｌｙの各相関値の関係が右（位相ずれプラス方向）にずれているので、相関値はＬａｔｅ＞Ｅａｒｌｙとなる。よって位相差（Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ）は、０（ゼロ）より小さい値になるはずであり、位相和から求めた閾値Ｔｈｒ＝（Ｅａｒｌｙ＋Ｌａｔｅ）＊αを基準にして、Ｅａｒｌｙ−Ｌａｔｅ＜−Ｔｈｒの場合には、位相進みが発生している（＋１）と判断されて、位相進みを解消する位相制御が必要とする。
【００４１】
移動速度推定部１４は、位相制御周期毎に入力される位相状態情報（位相遅れ、位相進み、位相ずれなし）から、移動速度を推定して移動速度推定値を出力すると共に、推定した移動速度に応じて１回の位相制御で変動させるサンプル数（位相制御サンプル数）を決定して出力するものである。
【００４２】
ここで、移動速度の推定方法は、位相制御周期毎に位相遅れ、位相進み、位相ずれなしのそれぞれの回数をカウントし、位相遅れ回数（又は位相進み回数）と位相ずれなし回数の制御比率を長区間で平均化して移動速度を推定するものである。具体的には、位相ずれなしの回数に対して位相遅れ（又は位相進み）の回数が多いと、移動速度は速いと推定できるし、位相ずれなしの回数に対して位相遅れ（又は位相進み）の回数が少ないと、移動速度は遅いと推定できる。
【００４３】
次に、推定された移動速度に応じた位相制御サンプル数の決定方法について説明する。
従来のＤＬＬ回路の拡散符号発生部１６′における拡散符号発生の位相制御の単位は、１サンプル（オーバサンプル）であり、拡散符号の１ビット周期／オーバサンプル数となって、遅延器１７，１８における遅延位相と同様Δφであった。しかし、位相制御周期毎にΔφずつしか制御できないと、高速移動時の位相ずれには追従できない可能性が高い。
【００４４】
そこで、本発明では、予め移動速度閾値を設定しておき、例えば、高速移動状況下で推定した移動速度が移動速度閾値を越えた場合には、位相制御サンプル数を△φから例えば２×△φに変更する。逆に低速移動となって移動速度閾値を下回った場合には、２×△φから△φに変更する。
【００４５】
このように一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を最小単位の１（×△φ）で固定せず、ｎ（×△φ）（ｎ＝１〜オーバサンプル数）として、ｎの値（位相制御サンプル数）を推定された移動速度のレベルにより決定してする。
【００４６】
尚、位相制御サンプル数ｎは、頻繁に変更すると、拡散符号発生部１６における拡散符号発生タイミングの変更動作による発振が発生してしまうので、ある程度の保護段数回連続してから更新するよう制御する。この位相制御サンプル数ｎの更新タイミングの制御は、移動速度推定部１４で行っても良いし、拡散符号発生部１６で行っても良い。
【００４７】
平均化制御部１５は、入力される移動速度推定値からフェージング周波数を求め、それに応じた位相和及び位相差の平均化時間を各々決定し、位相和平均化時間を平均化部１０に出力してフィードバックし、また位相差平均化時間を平均化部１１に出力してフィードバックするものである。
【００４８】
ここで、平均化時間の具体的な制御概念について説明する。通常、移動速度の値からフェージング周波数は一意に求められるものである。即ち、移動速度が速いとフェージングによる受信レベルの変化が急峻で、フェージング周波数は、大きくなり、逆に移動速度が遅いとフェージングによる受信レベルの変化はゆっくりで、フェージング周波数は、小さくなる。
【００４９】
そして、フェージング周波数が小さい場合は、受信レベルが長区間にわたってゆっくり落ち込むので、位相差の平均化時間を大きくする必要があり、一方、フェージング周波数が大きい場合には、受信レベルが急峻に落ち込むので、平均化時間は逆に小さくする必要がある。
【００５０】
一方、位相和の平均化時間については、位相和が規格化係数を乗算して規格化閾値を決定するために用いられるもので、最終的に位相制御の必要性の有り無しを判断する基準として用いられるという性格から、フェージング周波数の大小に関わらず長区間で平均化することによって、位相和の値のダイナミックな変動成分を減少させたほうがよいことになる。よって、推定された移動速度に応じた位相和の平均化時間の制御は行わず、固定としても良い。
【００５１】
尚、位相和、位相差の平均化時間の値は、経験的に求められる値であり、具体例については、後述する。
【００５２】
拡散符号発生部１６は、比較器１３から出力される位相状態情報を受けて、移動速度推定部１４から出力される位相制御サンプル数単位で、拡散符号の発生位相を補正しながら、拡散符号を発生させて出力するものである。
【００５３】
次に、本発明の同期追従回路における動作について、図１を使って説明する。本発明の同期追従回路では、拡散符号発生部１６で発生された拡散符号がＥａｒｌｙ拡散符号としてＥａｒｌｙ相関器３に供給されて、Ｅａｒｌｙ相関器３で複素受信信号との相関が取られてＥａｒｌｙ複素相関値が出力され、複素乗算器５で外部から入力される伝送路推定値との複素乗算が為され、更に同相化誤差補正部７で直交軸上に漏れこんだ振幅成分が補正されて同相成分のみのコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値が出力される。
【００５４】
一方、拡散符号発生部１６で発生された拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延され、更に遅延器１８で１サンプル遅延されてＬａｔｅ拡散符号としてＬａｔｅ相関器２に供給されて、Ｌａｔｅ相関器２で複素受信信号との相関が取られてＬａｔｅ複素相関値が出力され、複素乗算器４で外部から入力される伝送路推定値との複素乗算が為され、更に同相化誤差補正部６で直交軸上に漏れこんだ振幅成分が補正されて同相成分のみのコヒーレントなＬａｔｅ相関値が出力される。
【００５５】
同相化誤差補正部６からのコヒーレントなＬａｔｅ相関値と同相化誤差補正部７からのコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値は、加算器８で加算されて位相和（Ｅ＋Ｌ）が出力され、平均化部１０で平均化制御部１５から入力される平均化時間にわたって指数重み付け平均化され、平均化位相和（Ｅ＋Ｌ）ａｖｅが出力され、乗算器１２で外部から入力される規格化係数αとの乗算が行われて規格化閾値（Ｅ＋Ｌ）ｔｈｒが出力される。
【００５６】
一方、同相化誤差補正部６からのコヒーレントなＬａｔｅ相関値と同相化誤差補正部７からのコヒーレントなＥａｒｌｙ相関値は、減算器９で減算されて位相差（Ｅ−Ｌ）が出力され、平均化部１１で平均化制御部１５から入力される平均化時間にわたって指数重み付け平均化され、平均化位相差（Ｅ−Ｌ）ａｖｅが出力される。
【００５７】
そして、比較器１３において、乗算器１２からの規格化閾値と、平均化部１１からの平均化位相差との比較で、位相遅れ（−１）、位相進み（＋１）、位相ずれなし（０）の３値判定が行われ、位相制御周期毎に判定結果の位相状態情報が出力され、移動速度推定部１４及び拡散符号発生部１６に入力される。
【００５８】
移動速度推定部１４では、比較器１３から位相制御周期毎に入力される位相状態情報（位相遅れ、位相進み、位相ずれなし）を用いて移動速度が推定されて移動速度推定値が平均化制御部１５に出力され、更に推定された移動速度に応じて１回の位相制御で変動させるサンプル数（位相制御サンプル数）が決定されて拡散符号発生部１６に出力される。
【００５９】
そして、移動速度推定部１４から出力される移動速度推定値は平均化制御部１５に入力され、平均化制御部１５で移動速度推定値からフェージング周波数が求められ、それに応じた位相和及び位相差の平均化時間が各々決定されて、位相和平均化時間が平均化部１０にフィードバックされ、位相差平均化時間が平均化部１１にフィードバックされるようになっている。
【００６０】
この、移動速度に応じた位相和及び位相差の平均化時間制御、特に位相差の平均化時間制御により、移動速度推定部１４から出力される移動速度推定値と予め設定された速度閾値を比較し、一定の閾値より速度が遅い場合は低速フェージング環境下と判断し、一定の閾値より速度が速い場合は高速フェージング環境下と判断する。低速フェージング環境下では位相差平均時間を長くし、高速フェージング環境下では位相差平均時間を短くすることで、低速フェージング環境下における、受信レベルの落ち込みにより既存パスが消失して位相誤制御を招くという問題点を解決するものである。
【００６１】
また、拡散符号発生部１６では、比較器１３から位相制御周期毎に入力される位相状態情報（位相遅れ、位相進み、位相ずれなし）がフィードバックされて、位相状態情報に応じて拡散符号の発生位相を制御する際に、移動速度推定部１４から入力される位相制御サンプル数の単位で位相を遅らせたり進めたりして補正され、拡散符号の発生位相が制御されながら、拡散符号が発生されて出力されるようになっている。
【００６２】
この、移動速度に応じた位相制御サンプル数の制御により、高速フェージング環境下では一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を増やし、低速フェージング環境下では一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を減らすことで、高速フェージング環境下における同期保持限界を超えてサンプルずれを引き起こすという問題点を解決するものである。
【００６３】
上記動作のフィードバック制御によって発生位相が補正されて拡散符号発生部１６から出力される拡散符号は、遅延器１７で１サンプル遅延されて基準位相の拡散符号としてＭａｉｎ相関器１に供給され、Ｍａｉｎ相関器１で複素受信信号との相関が取られ、相関結果が逆拡散された受信信号として出力されるようになっている。
【００６４】
尚、図１に示した構成では、Ｌａｔｅ相関器２から出力されたＬａｔｅ複素相関値又はＥａｒｌｙ相関器３から出力されたＥａｒｌｙ複素相関値に対して、各々複素乗算器４，５及び同相化誤差補正部６，７によって、同相軸上に帰着するように位相回転を除去し、同相軸上に帰着できずに直交軸（Ｑ相）上に漏れこんだ振幅成分を補正してＬａｔｅ相関値又はＥａｒｌｙ相関値を求めているが、図３に示した従来のＤＬＬ回路における電力化部２０，２１を用いてＬａｔｅ相関値又はＥａｒｌｙ相関値を求める構成であっても構わない。
【００６５】
本発明の同期追従回路によれば、基準位相より進んだ拡散符号によるＥａｒｌｙ相関値と基準位相より遅れた拡散符号によるＬａｔｅ相関値との位相差を平均化部１１で平均化し、比較器１３において平均化した位相差について閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部１４で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、平均化制御部１５で推定された移動速度に基づいて、平均化部１１における平均化時間を制御するので、移動速度が遅い場合は位相差の平均化時間を長くし、移動速度が速い場合は位相差の平均化時間を長くして、移動速度に起因するフェージング特性に応じた平均化により適正な位相差が求められ、それによって、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことができ、従来の特に低速フェージング環境下における、受信レベルの落ち込みにより既存パスが消失して位相誤制御を招くという問題点を解決することができる効果がある。
【００６６】
また、本発明の同期追従回路によれば、移動速度推定部１４で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、更に推定された移動速度に応じて一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定し、拡散符号発生部１６では、当該位相制御サンプル数を単位として、比較器１３からの位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を補正するので、移動速度が速い場合は位相制御サンプル数を増やし、移動速度が遅い場合は位相制御サンプル数を減らして、移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることができ、特に高速フェージング環境下において短時間で同期追従できるため、従来の高速フェージング環境下おいて同期保持限界を超えてサンプルずれを引き起こすという問題点を解決することができる効果がある。
【００６７】
本発明の同期追従回路は、上記２つの移動速度に応じた位相制御により、移動速度に関わらず、正確な同期ずれを検出し、高速に同期追従を行うことにより、同期追従性能を向上できる効果がある。
【００６８】
本発明の同期追従回路では、基準位相より進んだ拡散符号によるＥａｒｌｙ相関値及び基準位相より遅れた拡散符号によるＬａｔｅ相関値に対して、複素乗算器４，５で外部から入力される伝送路推定値との複素乗算を行って、複素相関値を同相軸上に帰着するように位相回転を除去して同相成分のみのコヒーレントな相関値を取得し、当該相関値を用いて位相差及び位相和を求めて拡散符号の位相制御を行うので、従来のＤＬＬ回路における電力化部２０，２１を構成から省いて、構成を簡略化できる効果がある。
【００６９】
また、本発明の同期追従回路では、複素乗算器４，５で求めた複素相関値を同相軸上に帰着するように位相回転を除去して同相成分のみのコヒーレントな相関値に対して、更に同相化誤差補正部６，７で直交軸上に漏れこんだ振幅成分を補正するので、取得する相関値の精度を向上して、正確な位相差を取得することができ、その結果正確な位相ずれ判定を行うことができる効果がある。
【００７０】
また、本発明の同期追従回路をＣＤＭＡ移動通信方式の受信機に用いると、マルチパス環境下では低速から高速のフェージングのパスが混在しているので、各々のパスに対してフェージング周波数（移動速度）に応じた平均化処理を施すことにより同期追従性が向上し、その結果ＲＡＫＥ受信が効率よく実行でき、受信機における受信特性を向上できる効果がある。
【発明の効果】
本発明によれば、進み相関値取得手段で取得した進み相関値と、遅れ相関値取得手段で取得した遅れ相関値との位相差を平均化部で平均化し、比較器で平均化した位相差と位相和に基づく閾値との閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部で比較器からの位相状態情報を用いて移動速度を推定し、更に推定された移動速度に応じて一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定し、拡散符号発生部では、当該位相制御サンプル数を単位として、位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を補正する同期追従回路としているので、移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることによって、特に高速フェージング下で生じる問題点を解決し、移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる効果がある。
【００７１】
本発明によれば、進み相関値取得手段で取得した進み相関値と遅れ相関値取得手段で取得した遅れ相関値との位相差を、平均化部で推定される移動速度に対応する平均化時間で平均化し、比較器で平均化した位相差と位相和に基づく閾値との閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、平均化制御部で推定された移動速度に基づいて平均化部における平均化時間を制御する同期追従回路としているので、移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことによって、特に低速フェージング環境下で生じる問題点を解決し、移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる効果がある。
【００７２】
本発明によれば、進み相関値取得手段で取得した進み相関値と、遅れ相関値取得手段で取得した遅れ相関値との位相差を、平均化部で推定される移動速度に対応する平均化時間で平均化し、比較器で平均化した位相差と位相和に基づく閾値との閾値判定を行って、位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの位相状態情報を求め、移動速度推定部で位相状態情報を用いて移動速度を推定し、更に推定された移動速度に応じて一回の位相制御で変動させる位相制御サンプル数を決定し、平均化制御部で推定された移動速度に基づいて平均化部における平均化時間を制御し、拡散符号発生部では、当該位相制御サンプル数を単位として、位相状態情報に従って拡散符号の発生位相を補正する同期追従回路としているので、移動速度に応じたスピードで適切な基準同期位相に追従させることによって、特に高速フェージング下で生じる問題点を解決し、更に移動速度に関わらず正確な位相ずれ（同期ずれ）の検出を行うことによって、特に低速フェージング環境下で生じる問題点を解決し、双方の技術によって移動速度に応じた制御を施すことにより、移動速度に関わらず同期追従性能を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る同期追従回路の構成ブロック図である。
【図２】本発明の同期追従回路における位相制御動作原理を示す説明図である。
【図３】従来の同期追従回路の構成例である。
Claims (1)
- 基準位相の拡散符号による基準相関値を取得する基準相関値取得手段と、
前記基準位相の拡散符号に対して位相の進んだ拡散符号による進み相関値を取得する進み相関値取得手段と、前記基準位相の拡散符号に対して位相の遅れた拡散符号による遅れ相関値を取得する遅れ相関値取得手段と、前記進み相関値と前記遅れ相関値を加算した位相和に基づく閾値を算出する閾値取得手段と、前記進み相関値と前記遅れ相関値を減算して位相差を出力する減算器と、前記位相差を外部から入力される平均化時間で重み付け平均化する平均化部と、前記算出された閾値と前記平均化された位相差との比較により位相遅れ、位相進み、位相ずれなしの３値判定を行って判定結果を位相状態情報として出力する比較器と、前記位相状態情報から移動速度を推定し、移動速度推定値を出力する移動速度推定部と、前記移動速度推定値に対応して高速フェージング環境下では位相差平均化時間を長くし、低速フェージング環境下では位相差平均化時間を短くして、前記平均化部に出力する平均化制御部と、前記比較器からの位相状態情報に従って１サンプル数単位で拡散符号の発生位相を制御しながら拡散符号を出力する拡散符号発生部とを有することを特徴とする同期追従回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003020189A JP2004235822A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | 同期追従回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003020189A JP2004235822A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | 同期追従回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004235822A true JP2004235822A (ja) | 2004-08-19 |
Family
ID=32949891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003020189A Pending JP2004235822A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | 同期追従回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004235822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4827845B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-11-30 | パナソニック株式会社 | マルチキャリア通信における無線通信基地局装置、無線通信移動局装置、および、パイロット信号系列割当方法 |
| JP2015507402A (ja) * | 2011-12-16 | 2015-03-05 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 選択可能な電力モードを有するデバイスにおける電力節約技術 |
-
2003
- 2003-01-29 JP JP2003020189A patent/JP2004235822A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4827845B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-11-30 | パナソニック株式会社 | マルチキャリア通信における無線通信基地局装置、無線通信移動局装置、および、パイロット信号系列割当方法 |
| JP2015507402A (ja) * | 2011-12-16 | 2015-03-05 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 選択可能な電力モードを有するデバイスにおける電力節約技術 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5898665A (en) | Coherent tracking apparatus and method for CDMA receiver | |
| US5724384A (en) | PN code sync device using an adaptive threshold | |
| US7471718B2 (en) | Circuit for following up synchronization of a spread-coded signal by power comparison and phase adjustment | |
| JPH104383A (ja) | 移動体通信受信機 | |
| JP2003143112A (ja) | 伝搬路特性推定装置 | |
| EP1233535A1 (en) | Phase rotation measuring device and radio base station device having the same | |
| KR20070105383A (ko) | 3ｇ 무선 통신의 시분할 이중 모드를 위한 자동 주파수보정 방법 및 장치 | |
| US7269236B2 (en) | Frequency offset estimator | |
| KR20040105248A (ko) | 무선 통신 시스템을 위한 단순하고 로버스트한 디지털코드 추적 루프 | |
| US7130329B2 (en) | Apparatus and method for radio frequency tracking and acquisition | |
| WO2002007403A1 (fr) | Systeme et procede de presomption de canaux | |
| JP4769698B2 (ja) | 干渉電力推定装置及び干渉電力推定方法 | |
| JP2003244026A (ja) | 同期追従回路 | |
| JP2004235822A (ja) | 同期追従回路 | |
| KR101182857B1 (ko) | 동기 오차 추적 장치 및 그 방법 | |
| EP1233534A1 (en) | Radio receiver | |
| JP2000224076A (ja) | 受信装置 | |
| JP3971861B2 (ja) | Ｃｄｍａ受信信号の位相補正装置 | |
| KR101073920B1 (ko) | 자동 주파수 제어 장치 및 방법 | |
| JP2005012386A (ja) | Ｓｉｒ推定方法および受信装置 | |
| KR20040023440A (ko) | 이동통신시스템의 수신단에서의 주파수 오차 추정 및 결합기 | |
| JP2002043978A (ja) | Ｃｄｍａ受信機 | |
| JP2799523B2 (ja) | Ｃｄｍａ受信機のコヒーレントトラッキング装置および方法 | |
| JP3046768B2 (ja) | Ｄｌｌ回路 | |
| JP2007124060A (ja) | 相関ピーク検出回路及びその方法、それを用いた同期捕捉回路及びその方法、受信機 |