JP2012199893A - 受信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】SS受信機ではコードの同期捕捉や追尾、キャリア周波数の捕捉や追尾を行う同期系処理部に対して受信信号の符号ビットを渡し、同期獲得後に受信データを復調する検波系処理部に対して全受信信号ビットを渡すことで、振幅変動に起因する同期の誤検出を低減し、また検波性能の劣化を抑える。
【選択図】図1
Description
図において、SS受信機は、受信アンテナ301にて外部からのスペクトル拡散処理された信号を受信する。受信した信号は、RF/IF回路302にてRF(Radio Frequency)信号が低周波のIF(Intermediate Frequency)信号に周波数変換(ダウンコンバート)された後、A/Dコンバータ303から後段のディジタル回路300に入力される。ディジタル回路300は、相関器307、同期判定部308を備えている。A/Dコンバータ303は、周波数変換後にA/D変換した受信信号を相関器307に入力する。相関器307では、PNコードレプリカ生成部304にて、送信側で拡散処理に使用したPNコードと同じレプリカコードを有するPNコードレプリカ信号を生成する。生成したPNコードレプリカ信号とA/D変換された受信信号は、乗算器305にて乗算される。この乗算結果は、積分器306にてPNコードの1周期相当の期間で積分処理される。また、積分処理が完了する度に、レプリカコードの位相を1chipずつオフセットしながら、乗算、積分処理を繰り返すことで相関演算を実施する。PNコードレプリカ生成部304、乗算器305と積分器306を合わせた処理が相関器307でのディジタル信号処理に相当する。相関演算後の信号は、同期判定部308に渡されて同期判定が施される。ここで、同期判定用の閾値以上であれば、同期したと判定される。
以下、本発明に係る実施の形態1による受信機について説明する。図1は、実施の形態1による受信機の構成例を示す図である。図1の受信機は、ディジタル信号処理を行うSS受信機を想定している。SS受信機は、コードの同期捕捉や追尾、キャリア周波数の捕捉や追尾を行う同期系の処理部と、同期捕捉後に受信データを復調する検波系の処理部を備えている。
なお、図6と同様、実施の形態1の受信機は、外部からのスペクトル拡散処理された信号を受信する受信アンテナと、受信アンテナにて受信されたRF(Radio Frequency)信号を低周波のIF(Intermediate Frequency)信号に周波数変換するRF/IF回路を備えているが、ここでは図示及び詳細な説明を省く。
なお、平均振幅算出部102、AGC制御値設定部103はディジタル回路で構成しているが、アナログ回路で構成することも可能である。
なお、実施の形態1では、IFサンプリングを想定しており、NCO106の出力は、IF周波数の複素正弦波である。複素信号は実数成分を示すIチャネルと虚数成分を示すQチャネルから成る。複素乗算後のI/QチャネルはそれぞれMbit(MはNよりも小さい2以上の整数)の信号であるとする。図1において、複素乗算器105の出力を示す上の矢印がIチャネルであり、下の矢印がQチャネルである。
複素乗算器105からNCO106を経由したフィードバックループで、ディジタルPLL(Phase Lock Loop)を形成している。かくして、同期系処理部108は、同期検出したコード位相に基づいて受信信号のキャリア位相の変動量を検出し、当該変動量を相殺するように、複素乗算器105に入力するNCO106の出力を制御する。
実施の形態1による受信機はSS受信機を想定していたが、SS方式以外の通信方式にも適用できる。通信形態によっては、図3に示すような同期捕捉・追尾用に、既知信号(パイロット信号)を一定周期で挿入する場合がある。図2はパイロット信号を一定周期で挿入する場合の、本発明に係る実施の形態2による受信機の構成を示す図である。
なお、図6と同様、実施の形態1の受信機は、外部からのスペクトル拡散処理された信号を受信する受信アンテナと、受信アンテナにて受信されたRF(Radio Frequency)信号を低周波のIF(Intermediate Frequency)信号に周波数変換するRF/IF回路を備えているが、ここでは図示及び詳細な説明を省く。
勿論、平均振幅算出部202、AGC制御値設定部203はディジタル回路で構成しているが、アナログ回路で構成することも可能である。
なお、実施の形態2では、IFサンプリングを想定しており、NCO206の出力は、IF周波数の複素正弦波である。複素信号は実数成分を示すIチャネルと虚数成分を示すQチャネルから成る。複素乗算後のI/QチャネルはそれぞれMbitの信号であるとする。
勿論、パイロット信号はBPSKやQPSK等の定包絡線変調であるので、データ領域で16QAMのような変調を用いた場合には、パイロット信号とデータ領域の境界で振幅が変動する可能性があるが、実施の形態2の構成により、検波性能の劣化は無く、同期の誤検出は抑圧できる。
ハードリミッタや1bitA/Dを用いた場合は、前述の通り、低C/N下では約1.1dB程度の検波性能の劣化がある。しかし、高C/N下であれば約3dB程度の同期性能、検波性能の改善が見込まれる。このことを利用して、この発明に係る実施の形態3による受信機は、C/Nを測定する機能を追加して、C/Nの測定値に応じて同期系、検波系へ渡すビット数を調整することで、同期性能と検波性能を向上させることを特徴とする。
Claims (3)
- スペクトル拡散された受信信号を複素乗算する複素乗算器と、
上記複素乗算器により複素乗算された受信信号の符号ビットを出力する符号ビット抜き出し部と、
上記符号ビット抜き出し部から出力される受信信号の符号ビットと、スペクトル拡散コードのレプリカコードとの相関演算により、同期検出したコード位相を出力する同期系処理部と、
上記同期系処理部から入力されるコード位相に基づいて、複素乗算器により複素乗算された受信信号を検波する検出系処理部と、
を備えた受信機。 - 既知コード系列のパイロット信号が周期的に挿入された受信信号を複素乗算する複素乗算器と、
上記複素乗算器により複素乗算された受信信号の符号ビットを出力する符号ビット抜き出し部と、
上記符号ビット抜き出し部から出力される受信信号の符号ビットと、パイロット信号のレプリカコードとの相関演算により、パイロット信号の同期タイミングを出力する同期系処理部と、
上記同期系処理部から入力される同期タイミングに基づいて、複素乗算器により複素乗算された受信信号における、データ伝送期間を特定し、データビットを検波する検出系処理部と、
を備えた受信機。 - スペクトル拡散された受信信号を複素乗算する複素乗算器と、
搬送波電力対雑音電力比を算出するC/N算出部と、
上記C/N算出部の算出した搬送波電力対雑音電力比に応じてビット数を選択し、上記複素乗算器により複素乗算された受信信号から、当該選択したビット数分の信号を取り出して出力する第1のビット選択部と、
上記C/N算出部の算出した搬送波電力対雑音電力比に応じてビット数を選択し、上記複素乗算器により複素乗算された受信信号から、当該選択したビット数分の信号を取り出して出力する第2のビット選択部と、
上記第1のビット選択部の出力信号と、スペクトル拡散コードのレプリカコードとの相関演算により、同期検出したコード位相を出力する同期系処理部と、
上記同期系処理部から入力されるコード位相に基づいて、上記第1のビット選択部の出力信号を検波する検出系処理部と、
を備えた受信機。
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