JP2893180B1 - 電荷転送素子を用いたrakeコンバイナー装置 - Google Patents

電荷転送素子を用いたrakeコンバイナー装置

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JP2893180B1 JP3356698A JP3356698A JP2893180B1 JP 2893180 B1 JP2893180 B1 JP 2893180B1 JP 3356698 A JP3356698 A JP 3356698A JP 3356698 A JP3356698 A JP 3356698A JP 2893180 B1 JP2893180 B1 JP 2893180B1
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  • Radio Transmission System (AREA)
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Abstract

【要約】 【課題】 簡単な回路構成で高精度のRAKE受信装置
が実現できると共に消費電力も微小となり、また、フィ
ンガー数はマッチドフィルターのタップ数までの範囲で
任意に設定でき、効率の高いRAKE処理が実現される
電荷転送素子を用いたRAKEコンバイナー装置を得
る。 【解決手段】 主たる構成は、少なくも1系列の時系列
をなす電荷信号群を入力とし、該個々の入力電荷信号を
別途供給されるディジタル信号に従って少なくも2種類
の異なったルートに転送を行う少なくも1個の電荷ルー
ティング機構と、ルーティングされた電荷信号を電荷の
まま、または所定の信号変換後に積分して信号の蓄積を
行う少なくも1個の信号蓄積機構と、該入力信号の受信
に関与する通信路のマルチパス環境を予め推定し、個々
の該入力電荷信号の転送ルートを決定するディジタル信
号を電荷ルーティング機構に供給するRAKE制御装置
とにより構成されて成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CDMA(Code Divisi
on Multiple Access)通信などのパスダイバシティー受
信装置に用いられる電荷転送素子を用いたRAKEコン
バイナー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パスダイバシティー受信技術は、通信環
境が多様な移動通信装置などにあって今日では既に欠か
すことのできない重要な技術的手段となっている。
【0003】そのひとつであるRAKEシステムは近年
のディジタル信号処理の高性能化に伴って、既に実用化
の段階にあるが、機器のサイズや電力供給に制約のある
移動通信分野においては、未だに実現のための模索が継
続している段階にある。
【0004】即ち、図7及び図8に示されている如きベ
ースバンドでの処理の全てをディジタル化する場合、よ
り理想的なシステムが構成できる反面、AD変換やマッ
チドフィルター処理に莫大な電力を必要とすること、ま
た、図9及び図10に示されたSCなどのアナログ回路
でマッチドフィルターを構成する場合、電力の消費は実
用的なレベルに近づくもののアナログ回路の精度からマ
ッチングコードの長さなどに新たな制約条件が発生する
等の問題点があり、現在は最適解が定まっていない状況
にある。
【0005】また、いずれの場合でもRAKE処理の性
能を向上させる上で重要な影響を与える「フィンガー
数」はシステムの複雑化を招くため、高々4フィンガー
程度が利用されるに過ぎない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題点を解決す
る手段として、同一出願人より出願されている特願平8
ー301281号「電荷領域で作動するマッチドフィル
ター」がある。この装置は、図11に示されているよう
に、入力とする電位信号の供給を受け、所定のマッチン
グコードとの相関を示す電荷パケットの列が順次出力さ
れる形式のものである。この出力電荷パケットを選択的
に累積加算するだけの簡単な回路構成で高精度のRAK
E受信装置が実現でき、能動素子が極端に少ないため消
費電力も微小となり、また、この場合、フィンガー数は
マッチドフィルターのタップ数までの範囲で任意に設定
でき、効率の高いRAKE処理が実現される電荷転送素
子を用いたRAKEコンバイナー装置を得ようとするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の如き観点
に鑑みてなされたものであって、その主たる構成は、少
なくも1系列の時系列をなす電荷信号群を入力とし、該
個々の入力電荷信号を別途供給されるディジタル信号に
従って少なくも2種類の異なったルートに転送を行う少
なくも1個の電荷ルーティング機構と、ルーティングさ
れた電荷信号を電荷のまま、または所定の信号変換後に
積分して信号の蓄積を行う少なくも1個の信号蓄積機構
と、該入力信号の受信に関与する通信路のマルチパス環
境を予め推定し、個々の該入力電荷信号の転送ルートを
決定するディジタル信号を電荷ルーティング機構に供給
するRAKE制御装置とにより構成された電荷転送素子
を用いたRAKEコンバイナー装置を提供しようとする
ものである。
【0008】
【発明の実施の態様】以下、本発明の一実施例の構成を
図1乃至図6を参照しながら作用と共に説明する。図1
は本発明の基本的な構成を示す系統図である。この構成
では、入力INはマッチドフィルターから出力される電
荷パケット列であり、ルーターRはRAKE制御装置
(RAKE CTRL)から供給されるディジタル信号
の値に従って個々の電荷パケットを0または1の方向に
転送し、バファーB0,B1において所定の期間(通常
は1シンボル時間)累積加算された後に蓄積された電荷
量が評価される。
【0009】尚、図1では破線矢印が電荷パケットの転
送方向指示信号を、○印が電荷の蓄積場所を、実線矢印
が電荷パケットの転送経路をそれぞれ表しているが、電
荷の転送形態はCCDを用いた場合だけでも3相、4相
など各種の方式があるため、これらを一般化して単なる
矢印を用いて表現してある。
【0010】最も単純な構成では、一方のバファーB1
のみが電荷の累積加算を行い、他方のバファーB0は電
荷の廃棄を行うゲートとした場合で、マッチドフィルタ
ーの出力が選択的に一方のバファーB1に蓄積されるも
のであるが、他方のバファーB0を一方のバファーB1
と同様の構成とすれば、差動形式の出力を発生する構成
にもできる。
【0011】さらに、入力INが差動形式の信号が交互
に時分割多重された形式をとる場合も図1の構成がその
まま利用でき、RAKE制御装置から供給されるディジ
タル信号に従って差動対をなす2個のパケットの一方を
バファーB0に、他方をバファーB1に転送すること
で、差動入力に対してもRAKE処理を実行することが
できる。
【0012】図2、図3は2組の差動電荷信号IN1,
IN2を入力として作動し、出力を2個のバファーB
0,B1に累積加算するRAKEコンバイナーの例を示
している。
【0013】図2に示されている例では、ルーターR
1、R2は、それぞれ直列に接続された2個の2方向ル
ーターで構成されており、それぞれ電荷廃棄ゲートD、
バファーB0及びバファーB1に電荷がルーティングさ
れるが、バファーB0,B1は図2に示すように、差動
電荷信号IN1,IN2に対して共通のバファーとなっ
ていて、2系統のRAKE処理の結果が加算される構成
となっている。
【0014】尚、この構成では差動信号がマルチプレク
サーMUXによって時分割多重されてからルーターに供
給される場合が示されているが、時分割多重の過程で差
動信号対の配置順序を制御する場合も当然ながら同じ機
能が実現でき、図3にはその例を示してある。
【0015】図4は正負各4段階の重みづけ機能を有す
るコンバイナーの例を示している。この例では、入力電
荷パケットはルーターRの作動によって電荷廃棄ゲート
Dを含めて9種類のルートにルーティングされるが、各
バファーには例えば電位などの信号としてそれぞれ累積
された電荷量の検出を行う機能が付与されており、その
結果は図示の如く異なった重み係数を乗じた後に2個の
加算機+、−においてそれぞれに合算されて差動出力信
号を発生する。
【0016】この回路では、9種類のルートの選択によ
って個々の入力電荷パケット毎に対応するパスの信頼度
に従った重みづけが出来るため、突発性のノイズ成分の
除去等を通じ、通信の信頼性向上に効果を発揮する。
【0017】尚、図4の例は重みづけ加算を電圧モード
で行う形式で示しているが、電荷の分割と加算によっ
て、すべて電荷領域で行うことも当然可能である。
【0018】図5は非常に簡単なRAKE制御装置の構
成を示している。この例の場合、マッチドフィルターか
らの電荷信号はアナログシフトレジスタ(CCD−S
R)を通して転送される間に電荷検出手段FGA(フロ
ーティングゲート)によって個々に計量され、その結果
はコンパレータやAD変換器などの量子化装置Qにてデ
ィジタル信号に変換される。
【0019】このディジタル信号はアナログシフトレジ
スタ(CCD−SR)と同期して転送操作を行う循環デ
ィジタルシフトレジスタ(DIGITAL SR)に書
き込み装置Wを介して記録される。
【0020】この結果、ディジタルシフトレジスタ(D
IGITAL SR)が記憶する信号は、ディジタルに
表現されたRAKEプロファイルデータとなり、適切な
配置の読み出しポートから出力されるディジタル信号ビ
ットOUTは、加算すべきパスの配置を表している。
【0021】図5に示されているディジタルシフトレジ
スタ(DIGITAL SR)は、当然ながら、作動を
簡潔に説明するための表現であって、通常のメモリー手
段で置換することは容易である。
【0022】さらに、図5に示されている例は、過去の
プロファイルデータとの比較から各パスの信頼性を評価
する構成を示していないが、メモリーバンクの切り替え
などの方法を使えば、過去のプロファイルデータとの比
較も容易にできる。
【0023】また、アナログシフトレジスタ(CCD−
SR)を通過する電荷信号の計測には、図5に示されて
いる電荷検出手段FGAによる方法以外にも、それぞれ
の電荷信号をダイナミックスプリッターなどによって分
割し、一部をディフュージョンによって電位信号などに
変換する方法もあり、これらは設計上の選択の問題であ
る。
【0024】図6は本願によるRAKEコンバイナーを
備えた受信機の構成例である。アンテナで捕捉したQP
SK(Quadri-Phase Shift Keying)変調の拡散スペクト
ル電波は、2個のモジュレータによって直交したA相、
B相の2系統に分離され、ローパスフィルターLPFを
経てそれぞれが2個のマッチドフィルターMFにベース
バンド信号として供給される。
【0025】それぞれのマッチドフィルターMFでは、
拡散符号Ci又はCrを用いた逆拡散が行われ、この例
では、差動信号をなす電荷パケット対が順次出力され、
RAKEコンバイナー(RAKEi、RAKEr)で複
素RAKE合成が行われる。
【0026】この際、マッチドフィルターMFの出力
は、電荷検出手段FGAによって必要に応じて観測が可
能な構成となっていて、その観測結果はRAKEコンバ
イナー(RAKEi、RAKEr)における各RAKE
フィンガーの取捨選択や、重み付けのために参照され
る。
【0027】ここでRAKEフィンガーはマッチドフィ
ルターMFが発生する電荷パケットの加算によるため、
従来のRAKEシステムのような構造上の制約はなく、
全てのパケットを利用することも条件次第では可能であ
る。
【0028】RAKEコンバイナー(RAKEi、RA
KEr)の出力信号は、1シンボル時間蓄積されてから
量子化装置Qi、Qrによってそれぞれ評価され、2系
統のシンボルが決定される。
【0029】
【発明の効果】図1乃至図6から分かるように、このシ
ステムではマッチドフィルターMFからRAKEに至る
信号処理の殆どをCCD上で構成できるため、数百ビッ
トを越すような長い拡散符号を用いたCDMAにも対応
可能で、さらに構成が極めて単純なため電力消費、製造
コストの面からも極めて効果が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的な構成を示す系統図である。
【図2】本発明に係る2組の差動電荷信号を入力として
作動し、出力を2個のバファーに累積加算するRAKE
コンバイナーの一例を示す系統図である。
【図3】本発明に係る2組の差動電荷信号を入力として
作動し、出力を2個のバファーに累積加算するRAKE
コンバイナーの他の例を示す系統図である。
【図4】本発明に係る正負各4段階の重みづけ機能を有
するコンバイナーの一例を示す系統図である。
【図5】本発明の簡単なRAKE制御装置の構成を示す
系統図である。
【図6】本願に係るRAKEコンバイナーを備えた受信
機の構成を示す系統図である。
【図7】従来のDS−CDMAコヒーレント受信機の一
構成を示すブロック図である。
【図8】従来のディジタルマッチドフィルターの一構成
を示す回路構成図である。
【図9】従来のADFの一例の動作原理を示すブロック
図である。
【図10】従来の並行マッチドフィルターの構成の一例
を示すブロック図である。
【図11】従来の電荷領域で作動するマッチドフィルタ
ーの一例を示す構成図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04J 13/00 H04B 7/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくも1系列の時系列をなす電荷信号
    群を入力とし、該個々の入力電荷信号を別途供給される
    ディジタル信号に従って少なくも2種類の異なったルー
    トに転送を行う少なくも1個の電荷ルーティング機構
    と;ルーティングされた電荷信号を電荷のまま、または
    所定の信号変換後に積分して信号の蓄積を行う少なくも
    1個の信号蓄積機構と;該入力信号の受信に関与する通
    信路のマルチパス環境を予め推定し、個々の該入力電荷
    信号の転送ルートを決定するディジタル信号を電荷ルー
    ティング機構に供給するRAKE制御装置とにより構成
    されたことを特徴とする電荷転送素子を用いたRAKE
    コンバイナー装置。
  2. 【請求項2】 前記電荷ルーティング機構が3種類のル
    ートに電荷の転送を行うもので、該ルートのうちの2種
    類が2個の異なる信号蓄積機構に接続された請求項1記
    載の電荷転送素子を用いたRAKEコンバイナー装置。
  3. 【請求項3】 前記個々の入力電荷信号が、それぞれ2
    個の電荷パケット対で構成された差動形式の信号である
    請求項1又は2記載の電荷転送素子を用いたRAKEコ
    ンバイナー装置。
  4. 【請求項4】 前記信号蓄積機構を複数備え、前記積分
    の終了後に個々の信号蓄積手段の保持する信号がそれぞ
    れ所定の重み係数によって重みづけされてから加算され
    る構成を有する請求項1又は3記載の電荷転送素子を用
    いたRAKEコンバイナー装置。
  5. 【請求項5】 前記入力を形成する電荷信号群を計測す
    る入力信号計測手段と、計測結果を基準信号との比較か
    ら量子化を行う少なくも1個の量子化装置とをさらに備
    え、この量子化出力を前記RAKE制御装置に供給し
    て、前記個々の入力電荷信号の採否、極性の識別、信号
    パスの信頼性評価、重み係数の決定などの処理を行って
    前記転送ルートを指定する請求項1〜4のいずれかに記
    載の電荷転送素子を用いたRAKEコンバイナー装置。
  6. 【請求項6】 過去の量子化出力を記憶するメモリー手
    段を備え、過去のデータとの比較から突発性の異常デー
    タを判別し、RAKE処理から除外する構成を有する請
    求項5記載の電荷転送素子を用いたRAKEコンバイナ
    ー装置。
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