JP2853705B2 - スペクトラム拡散通信受信機 - Google Patents
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Description
通信受信機に関し、特に相関復調方式による同期捕捉回
路に関する。
クトラム拡散通信受信機の一例を示すブロック図であ
る。
ピーク検出用相関器20に受信信号を入力する。検波用
相関器11はアップダウンカウンタ80から指定された
チップ位相で拡散符号との相関値を出力する。検波器1
2は検波用相関器11からの出力信号を検波する。さら
に復号器13は検波器12からの出力を復号する。
期内の各サンプリング点の相関値を計算する。複数の加
算器30と複数のメモリ40とにより構成される積分手
段に入力される。この積分を複数周期にわたって繰り返
す。積分手段の出力がピーク位置検出器50に入力さ
れ、そこで検出されたピーク位置が切り替えスイッチ6
0を介して、初期モードのときにはピーク位置メモリ7
0に入力され、定常モードのときにはピーク比較器71
に入力される。
とピーク位置メモリ70に格納された値の差が最小にな
るように制御する。ピーク位置比較器71は拡散符号の
1周期内のピーク位置がピーク位置メモリ70の値より
も大きい場合には+1を出力し、小さい場合には−1を
出力して、アップダウンカウンタ80が逐次加算する。
アップダウンカウンタ80の値に従って、検波用相関器
11のチップ位相を制御することにより同期保持を行
う。
ラム拡散通信用受信機の同期装置が特開平7−5061
3号公報に開示されている。
のスペクトラム拡散通信受信機においては、受信信号の
パスを検出する場合、全サーチ範囲の受信レベルを複数
周期にわたり積分することによりパスの検出を容易にし
ている。
く変動が大きいマルチパスフェージング下の複数のパス
を検出するような場合に、誤検出をおさえるのに十分で
はなく、誤検出したパスを含めて復調されることにな
る。
雑音レベルと同程度であるような場合に、瞬時のピーク
を相関復調のためのチップ位相とすると、ノイズやフェ
ージングの影響により相関ピークを検出できず、相関成
分のないノイズによるピークを検出することが多くなる
ことから復調特性が劣化するという問題があった。
レベルと同程度であるような場合でも相関ピークの誤検
出を抑制し復調特性を劣化させないことにある。特に拡
散率の大きい場合には複数のレベルの小さいマルチパス
を検出する必要がある。
相関復調する場合に、相関復調に用いるパスの選択を効
率よく行うことにある。
散通信受信機は、拡散コードを発生する拡散コード発生
手段と、受信した信号を復調する復調手段を備え、当該
復調手段が出力する復調信号を複合データとして出力す
るスペクトラム拡散通信で用いる受信機に係わるもので
ある。
下の手段を備える。
ド発生手段からの拡散コードを入力して復調信号と拡散
コードの相関によりサーチ範囲の中から1チップ以上離
れた相関ピークを有する複数のサーチパスを求めて出力
するサーチャー手段。
ド発生手段からの拡散コードの相関により1チップ以上
離れた複数のトラッキングパスをトラッキングし、かつ
トラッキングパスの相関レベルを求めて出力するトラッ
キング手段。
トラッキング手段からのトラッキングパスを比較して、
パスの一致検出にあたっては後方保護をかけ、パスの消
滅検出にあたっては前方保護をかけて、トラッキングパ
スのパス捕捉保持状態を、完全はずれ状態、後方保護状
態、完全保護状態および前方保護状態に区分してパス状
態を求め、複数パスを捕捉保持するパス捕捉保持手段。
よびトラッキング手段からの相関レベルにもとづいて相
関復調すべきパスを選択して出力する相関復調パス選択
手段。
ド発生手段からの拡散コードの相関により相関復調パス
選択手段から指示された復調パスを検波してレイク(R
AKE)合成して復調データとして出力するレイク(R
AKE)手段。
して復号データを出力する復号手段。
タは送信電力制御ビットを含み、この送信電力制御ビッ
トを入力して送信電力変位を測定し、測定した送信電力
変位の変化によりフェージング周期を求める送信電力変
位測定手段をさらに備える構成もある。
を検出する際のプロファイルを、送信電力変位測定手段
が出力するフェージング周期にわたり平均することによ
り、フェージングによる相関レベル変動のためにパスが
得られなくなるのを防ぐこともできる。
出する際のプロファイルの平均時間を相関レベルに応じ
て可変(レベルが小さい場合は平均時間を大きくとり、
レベルが大きい場合は平均時間を小さくとる)とするこ
とにより、相関レベル変動のためにパスが得られなくな
るのを防ぐこともできる。
スとサーチパスとを一対一で対応させてパスの検出を判
断し、トラッキングパスとサーチパスが±1チップ以内
に接近していればパスを検出したと判断する。これによ
りサーチパスの数とトラッキングパスの数が同数の場合
は、新たに現れる相関レベルの大きいサーチパスを早く
トラッキングパスに割り当てることができる。
ングパスが複数のサーチパスのいずれかに含まれること
でパスを検出したと判断し、トラッキングパスとサーチ
パスが±1チップ以内に接近していればパスを検出した
と判断することもできる。これにより、遅延プロファイ
ルが台形状になり、複数のトラッキングパスが隣接した
場合に、対応するサーチパスがなくなりトラッキングパ
スが保護状態から外れることを防止することができる。
る後方保護段数と前方保護に用いる前方保護段数を相関
レベルに応じて可変とすることを特徴とする。また、前
記の送信電力変位測定手段が出力するフェージング周期
に応じて可変とすることもできる。これらによりパスの
誤検出の防止、パス変更の高速化が図れる。
ルがあらかじめ定めたレベルに達しないパス、およびパ
スのパス状態が完全はずれ状態ならびに後方保護状態の
パスは相関復調すべきパスの選択対象からはずす。これ
らによりノイズ成分を削減し相関成分を取り組む効果が
得られる。
を参照して詳細に説明する。
信機の実施の形態を示すブロック構成図である。
1とアンテナ2 102とで受信された信号は受信機1
10で復調されて復調信号として出力される。
力する復調信号と、拡散コード発生部180が発生する
拡散コードを入力し、復調信号と拡散コードの相関をと
ることによりサーチ範囲の中から相関ピークを検出して
複数の相関レベルの大きいサーチパスを求めて出力す
る。
20で求めたサーチパスから後述するトラッキング部1
30でトラッキングするパスを指定し、トラッキング部
130で求めたトラッキングパスより相関成分のあるパ
スの捕捉と保持を行い、後述するパス状態を出力する。
出力する復調信号と、拡散コード発生部180が発生す
る拡散コードを入力してパス捕捉保持部150より指定
される複数パスをトラッキングし、かつトラッキングパ
スの相関レベルを求めて出力する。
グ部130で求めたトラッキングパスと相関レベルと、
パス捕捉保持部150で検出したパス状態より、トラッ
キングパスの中から相関成分のないパスを検出し、相関
復調レイク(RAKE)合成するパスから除く。
10が出力する復調信号と、拡散コード発生部180が
発生する拡散コードを入力して相関復調パス選択部16
0より指定される複数の復調パスを検波し、複数パスを
レイク合成し、かつ復調パスの相関レベルを求めて復調
データとして出力する。
力する復調データよりデータの復号を行い復号データを
出力するとともにデータに含まれる送信電力制御ビット
を出力する。
を発生し、逆拡散を行うサーチャー部120、トラッキ
ング部130、レイク部140に出力する。
が出力する送信電力制御ビットを得て送信電力変位周期
を求めることにより、フェージング周期を求める。な
お、図示していないが、求められたフェージング周期を
サーチャー部120やパス捕捉保持部150に供給して
各部での動作制御に用いる構成もある。
トラム拡散通信受信機は、概略以下の動作を行う。
1とアンテナ2 102とで信号を受信して受信機11
0で信号を復調し、復調信号を出力する。
数の相関ピークが検出されて、複数のサーチパスがパス
捕捉保持部150に出力される。
120で求めたサーチパスからトラッキング部130で
トラッキングするパスを指定する。
出力する復調信号と、拡散コード発生部180が発生す
る拡散コードを入力してパス捕捉保持部150より指定
された複数パスをトラッキングし、かつトラッキングパ
スの相関レベルを求めてパス捕捉保持部150と相関復
調パス選択部160とにそれぞれ出力する。
部130で求めたトラッキングパスより相関成分のある
パスの捕捉と保持を行い、パス状態を出力する。
グ部130で求めたトラッキングパスと相関レベルとパ
ス捕捉保持部150で検出したパス状態より、トラッキ
ングパスの中から相関成分のないパスを検出し、それを
除いて相関復調レイク合成すべきパスをレイク部140
に指示する。
る復調信号と、拡散コード発生部180が発生する拡散
コードを入力して相関復調パス選択部160より指定さ
れる複数の復調パスを検波し、複数パスをレイク合成
し、かつ復調パスの相関レベルを求めて復調データとし
て出力する。
ついて説明する。
パスが同じ相関成分を含まないように1チップ以上離れ
たパスを検出する。始めにサーチ範囲の中で最も相関成
分の大きい第一サーチパスを検出し、次に最も相関成分
の大きい第一サーチパスから1チップ以上離れたサーチ
範囲の中から二番目に相関成分の大きい第二サーチパス
を検出する。さらに、第一サーチパス、第二サーチパス
それぞれから1チップ以上離れたサーチ範囲の中から第
三サーチパスを検出する。このようにして複数のサーチ
パスを検出することにより検出する複数のパスが同じ相
関成分を含まず、効率の良いパスの検出ができる。
出する際のプロファイルの平均時間を相関レベルに応じ
て変える構成をとることができる。相関レベルが小さい
場合は平均時間を大きく取り、レベルが大きい場合は平
均時間を小さくとる。
イルをフェージング周期にわたって平均する方法もあ
る。送信電力変位測定部190で求めたフェージング周
期の情報を入力することにより、プロファイルの平均時
間を調節し、適応的にフェージング変動による影響を減
らす。
キングする複数のパスが1チップ以上離れたパスとなる
ように制御する。例えば、最も相関成分の大きい第一ト
ラッキングパスと最もチップ位相差が接近している第二
トラッキングパスのチップ位相差が1チップ未満であれ
ば、第二トラッキングパスを第一トラッキングパスから
1チップ離れたチップ位相とする。次に、二番目に第一
トラッキングパスからチップ位相差が接近している第三
トラッキングパスが第一トラッキングパスまたは第二ト
ラッキングパスとチップ位相差が1チップ未満であれ
ば、1チップ未満のトラッキングパスから1チップ離れ
たチップ位相とする。このように、トラッキングする複
数のパスが1チップ以上離れたパスとなるようにする。
の捕捉・保持処理について図2を参照して説明する。
をかけ、パスの消滅にあたっては後述する前方保護をか
ける。
ップA1)。
を行う(ステップA2)。
を行う(ステップA3)。
当て処理を行う(ステップA4)。
序でトラッキングパスの捕捉と保持を行う。
て図3を参照して説明する。
後方保護状態、2:完全保護状態、3:前方保護状態、
の4つに分類される。
がサーチパスと1回も一致しない状態をいう(ステップ
B1)。
致するということは、トラッキングパスとサーチパスが
1チップ程度の範囲にあることを意味している。例え
ば、トラッキングパスの±1チップ以内にサーチパスが
ある場合は一致したとみなす。
1回以上連続してサーチパスと一致しているが、後方保
護段数には達していない状態をいう。後方保護段数に達
しない場合は0:完全はずれ状態とする(ステップB
2)。
サーチパスが一致した状態である(ステップB3)。
サーチパスと一致しないが、一致しない状態が前方保護
段数に達していない状態をいう。前方保護段数に達した
場合は0:完全はずれ状態とする。また前方保護段数に
達する前にトラッキングパスとサーチパスが一致した場
合は、2:完全保護状態とする(ステップB4)。
け方について図4を参照して説明する。
1)。パス状態が、0:完全はずれ状態または、1:後
方保護状態の場合は、処理対象外の状態なので前方保護
処理を即座に終了する。
3:前方保護状態の場合は、そのトラッキングパスと一
致するサーチパスがあるか判断する(ステップC2)。
キングはずれカウンタ(CT)を0としてリセットし
(ステップC3)、一致するサーチパスにフラグを設定
する(ステップC4)。パス状態を2:完全保護状態と
して(ステップC5)、前方保護処理を終了する。
った場合には、トラッキングパスはずれカウンタ(C
T)を1増す(ステップB9)。
(CT)が前方保護段数に達したか判断する(ステップ
B10)。
状態として(ステップC9)、前方保護処理を終了す
る。達しない場合は、パス状態を3:前方保護状態とし
て(ステップC8)、前方保護処理を終了する。
について説明する。
1)。パス状態が、2:完全保護状態または、3:前方
保護状態の場合は、処理対象外の状態なので後方保護処
理を即座に終了する。
1:後方保護状態の場合は、そのトラッキングパスと一
致するサーチパスがあるか判断する(ステップD2)。
るサーチパスにフラグを設定する(ステップD5)。
1増す(ステップD6)。
(CT)が後方保護段数に達したか判断する(ステップ
D7)。
態として(ステップD9)、後方保護処理を終了する。
状態として(ステップD8)、後方保護処理を終了す
る。
った場合には、トラッキングパス捕捉カウンタ(CT)
を0としてリセットし(ステップD3)、パス状態を
0:完全はずれ状態として(ステップD4)、後方保護
処理を終了する。
処理における保護段数は以下のように適宜更新して使う
ことがより効果的である。
ジング周期の情報を入力することにより、そのフェージ
ング周期から移動機の走行速度を求め、それに応じて、
前方および後方保護段数を適応的に更新する。例えば、
移動速度が遅い場合は、後方保護段数を増やしパスの誤
検出を減らし、速度が早い場合は、後方保護段数を減ら
しパス更新の高速化を図る。
を適応的に更新する。例えば、受信レベルが小さい場合
は、後方保護段数を増やしパスの誤検出を減らし、受信
レベルが大きい場合は、後方保護段数を減らしパス更新
の高速化を図る。
の捕捉にはいくつかの方法が可能である。
るサーチパスをサーチパスのフラグの立っていないもの
から選ぶ。これにより、トラッキングパスとサーチパス
を一対一で対応させる。トラッキングパスとサーチパス
を一対一で対応させることにより、サーチパスの数とト
ラッキングパスの数が同数の場合は、新たに現れる相関
レベルの大きいサーチパスを早くトラッキングパスに割
り当てることができる。
るサーチパスをサーチパスのフラグに関係なく、トラッ
キングパスが複数のサーチパスのいずれかに含まれるか
どうかでパスの検出を判断する。こうすることにより、
遅延プロファイルが台形状になり、複数のトラッキング
パスが隣接した場合に、対応するサーチパスがなくなり
トラッキングパスが保持状態から外れることを防止す
る。
チパス割当て処理について図6を参照して説明する。
1)。パス状態が、0:完全はずれ状態でない場合は、
サーチパス割当て処理を終了する。
合は、未割当てサーチパスがあるか判断する。未割当て
サーチパスの有り無しは、サーチパスのフラグをみて判
断し、フラグの立っていないサーチパスがある場合は、
未割当てのサーチパスがあると判断する(ステップE
2)。
当てのサーチパスの中で、最も相関レベルの大きいもの
をこのトラッキングパスに割り当て(ステップE3)、
パス状態を1:後方保護状態として(ステップE4)、
サーチパス割当て処理を終了する。
チパス割当て処理を終了する。
140で行う相関復調レイク合成に用いるパスに相関成
分があるか判断し、相関成分のないパスはレイク合成す
る対象のパスから除く処理を行う。この処理にはいくつ
かの方法が可能である。
関レベルがある閾値以下の場合はレイク合成から外すよ
うにすることである。第二の例としては、トラッキング
パスの状態により判断することである。また、第三の例
としては、常に上位のトラッキングパスのみをレイク合
成に用いることである。例えば上位4つのパスのみをレ
イク合成に用いるようにする。
組み合わせて用いることが可能である。
に、いくつかの方法が可能である。
保護状態のパスをレイク合成に用いることである。この
方法はノイズを除く効果が大きい。第二の方法は、後方
保護状態のパスと完全保護状態のパスと前方保護状態の
パスをレイク合成に用いることである。そして、第三の
方法は、パスの状態に関わらず全てをレイク合成に用い
ることである。第三の方法は相関成分を取り込む効果が
大きい。
通信受信機は、サーチャー部で検出したサーチパスとト
ラッキング部でトラッキングしたトラッキングパスをパ
ス捕捉保持部で前方保護及び後方保護により目的とする
信号を抽出し、相関復調パス選択部で目的以外の信号の
パスを除いて復調すべきパスを選択してからレイク部で
レイク合成する構成となっているので受信特性の劣化が
生じない。また、前方保護および後方保護を行う段数を
外部状況により適宜変更する構成をとっているのでパス
の検出能力の向上、パス変更の高速化を図ることができ
る。
は、マルチパスフェージング下の相関レベルが雑音レベ
ルと同程度であるような小さいパスが複数ある場合でも
復調特性を改善できるという顕著な効果を奏する。
ベルが3dB程度改善される。このことは、従来の技術
に比べて1移動機あたり送信パワーを3dB小さくで
き、他の移動機に対する干渉を3dB小さくできるとい
うことであり、加入者容量を従来の2倍に増加すること
ができるという効果を奏する。
ある。
作を説明するフローチャートである。
状態遷移図である。
チャートである。
チャートである。
明するフローチャートである。
Claims (10)
- 【請求項1】拡散コードを発生する拡散コード発生手段
と、受信した信号を復調する復調手段を備え、当該復調
手段が出力する復調信号を複合データとして出力するス
ペクトラム拡散通信で用いる受信機において、 前記復調手段からの復調信号と前記拡散コード発生手段
からの拡散コードを入力して復調信号と拡散コードの相
関によりサーチ範囲の中から1チップ以上離れた相関ピ
ークを有する複数のサーチパスを求めて出力するサーチ
ャー手段と、 前記復調手段からの復調信号と前記拡散コード発生手段
からの拡散コードの相関により1チップ以上離れた複数
のトラッキングパスをトラッキングし、かつトラッキン
グパスの相関レベルを求めて出力するトラッキング手段
と、 前記サーチャー手段からのサーチパスと前記トラッキン
グ手段からのトラッキングパスを比較して、パスの一致
検出にあたっては後方保護をかけ、パスの消滅検出にあ
たっては前方保護をかけて、トラッキングパスのパス捕
捉保持状態を、完全はずれ状態、後方保護状態、完全保
護状態および前方保護状態に区分してパス状態を求め、
複数パスを捕捉保持するパス捕捉保持手段と、 前記パス捕捉保持手段からのパス状態および前記トラッ
キング手段からの相関レベルにもとづいて相関復調すべ
きパスを選択して出力する相関復調パス選択手段と、 前記復調手段からの復調信号と前記拡散コード発生手段
からの拡散コードの相関により前記相関復調パス選択手
段から指示された復調パスを検波してレイク(RAK
E)合成して復調データとして出力するレイク(RAK
E)手段と、 前記レイク手段からの復調データを復号して復号データ
を出力する復号手段とを備えたことを特徴とするスペク
トラム拡散通信受信機。 - 【請求項2】前記復号手段が出力する復号データは送信
電力制御ビットを含み、当該送信電力制御ビットを入力
して送信電力変位を測定し、測定した当該送信電力変位
の変化によりフェージング周期を求める送信電力変位測
定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の
スペクトラム拡散通信受信機。 - 【請求項3】前記サーチャー手段はサーチパスを検出す
る際のプロファイルを、前記送信電力変位測定手段が出
力するフェージング周期にわたり平均することを特徴と
する請求項2記載のスペクトラム拡散通信受信機。。 - 【請求項4】前記サーチャー手段はサーチパスを検出す
る際のプロファイルの平均時間を前記送信電力変位測定
手段が出力するフェージング周期に応じて可変とするこ
とを特徴とする請求項2記載のスペクトラム拡散通信受
信機。 - 【請求項5】前記サーチャー手段はサーチパスを検出す
る際のプロファイルの平均時間を相関レベルに応じて可
変とすることを特徴とする請求項1および請求項2記載
のスペクトラム拡散通信受信機 - 【請求項6】前記パス捕捉保持手段はトラッキングパス
とサーチパスとを一対一で対応させてパスの検出を判断
し、トラッキングパスとサーチパスが±1チップ以内に
接近していればパスを検出したと判断することを特徴と
する請求項1乃至請求項5記載のスペクトラム拡散通信
受信機。 - 【請求項7】前記パス捕捉保持手段はトラッキングパス
が複数のサーチパスのいずれかに含まれることでパスを
検出したと判断し、トラッキングパスとサーチパスが±
1チップ以内に接近していればパスを検出したと判断す
ることを特徴とする請求項1乃至請求項5記載のスペク
トラム拡散通信受信機。 - 【請求項8】前記パス捕捉保持手段は後方保護に用いる
後方保護段数と前方保護に用いる前方保護段数を相関レ
ベルに応じて可変とすることを特徴とする請求項1乃至
請求項7記載のスペクトラム拡散通信受信機。 - 【請求項9】前記パス捕捉保持手段は後方保護に用いる
後方保護段数と前方保護に用いる前方保護段数を前記送
信電力変位測定手段が出力するフェージング周期に応じ
て可変とすることを特徴とする請求項2乃至請求項7記
載のスペクトラム拡散通信受信機。 - 【請求項10】前記相関復調パス選択手段は、相関レベ
ルがあらかじめ定めたレベルに達しないパス、およびパ
スのパス状態が前記完全はずれ状態ならびに前記後方保
護状態のパスは相関復調すべきパスの選択対象からはず
すことを特徴とする請求項1乃至請求項9記載のスペク
トラム拡散通信受信機。
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