JP3105786B2

JP3105786B2 - 移動体通信受信機

Info

Publication number: JP3105786B2
Application number: JP17286396A
Authority: JP
Inventors: 尚一郎本田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 2000-11-06
Anticipated expiration: 2016-06-13
Also published as: HK1009228A1; EP0813313B1; CN1178440A; CN1107430C; DE69734304D1; EP0813313A2; US5970084A; EP1505740A1; EP0813313A3; JPH104383A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信分野に
おける符号分割多重（以下、ＣＤＭＡという）通信や無
線ローカルエリアネットワーク（以下、無線ＬＡＮとい
う）通信に使用されるスペクトル拡散（以下、ＳＳとい
う）通信用の移動体通信受信機に関し、特に、消費電力
の削減と、同期獲得や追跡範囲の拡大とを実現するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信分野におけるＳＳ通信は、符
号分割多重方式が可能で、また耐ノイズ性も優れている
ため、ＣＤＭＡ通信や無線ＬＡＮ通信に応用されてい
る。従来のＳＳ通信用移動体通信受信機は、図６に示す
ように、信号を受信する受信アンテナ１と、信号増幅器
（以下、アンプという）や周波数変換器や帯域ろ波器
（以下、ＢＰＦという）で構成される高周波回路部２
と、受信信号をべースバンド帯域に帯域制限する低周波
ろ波器（以下、ＬＰＦという）３と、送信側で拡散され
た受信信号を逆拡散し、変調データ成分を再生する３つ
の逆拡散・データ復調部（以下、ｆｉｎｇｅｒという）
４、９、14と、各ｆｉｎｇｅｒの出力信号を合成してデ
ータ信号強度を増幅する合成器20とを備えている。

【０００３】各ｆｉｎｇｅｒ４、９、14は、送信機と同
じ疑似雑音（以下、ＰＮという）符号系列を発生するＰ
Ｎ符号発生部５、10、15と、受信信号のＰＮ符号のタイ
ミングと同期を取り、またそのタイミングを追跡しなが
ら逆拡散を行なう同期獲得・追跡部６、11、16と、逆拡
散された受信信号を一定時間積分してデータを再生する
積分器８、13、18と、ＰＮ符号発生部５、10、15のクロ
ックとなる電圧制御クロック（以下、ＶＣＣという）を
発生するＶＣＣ部７、12、17とで構成され、各ｆｉｎｇ
ｅｒのＰＮ符号発生部５、10、15、積分器８、13、18、
及びＶＣＣ７、12、17は、それぞれ同じ構成で且つ同じ
動作を行ない、同期獲得・追跡部６、11、16は、それぞ
れ同じ構成であるが、異なるタイミングで逆拡散を行な
う。

【０００４】このように、各ｆｉｎｇｅｒが異なるタイ
ミングでの逆拡散によってデータを再生し、得られたデ
ータを合成器20で合成することにより、この受信機で
は、直接波と多重反射波とを分離、合成してデータ再生
するパスダイバーシティが可能となる。

【０００５】図７には、ｆｉｎｇｅｒの構成をさらに詳
しく示している。このｆｉｎｇｅｒは、遅延ロックルー
プ（以下、ＤＬＬという）と呼ばれる構成を備えてお
り、逆拡散しているＰＮ符号ＰＮ［ｋ］よりも１拡散ク
ロック（１ｃｈｉｐ）位相の進んでいる（ｌｅａｄ）Ｐ
Ｎ符号ＰＮ［ｋ−Ｉ］と受信信号とを乗算する乗算器23
と、ＰＮ［ｋ］よりも１ｃｈｉｐ位相の遅れている（ｌ
ａｇ）ＰＮ符号ＰＮ［ｋ＋ｌ］と受信信号とを乗算する
乗算器24と、ＰＮ［ｋ］と受信信号とを乗算して逆拡散
出力信号を出力する乗算器25と、乗算器23の出力信号を
積分する積分器26と、乗算器24の出力信号を積分する積
分器27と、積分器27出力信号から積分器26出力信号を減
じる減算器48と、減算器48出力成分から雑音成分を除去
するループフィルタ29と、乗算器25の出力信号を積分
し、データを再生する積分器30と、積分器30出力信号と
閾値とを比較して判定する閾値判定器49と、ループフィ
ルタ29の出力信号によって位相が制御されるＶＣＣ33
と、ＰＮ符号をＶＣＣ33出力クロックで巡回シフトさせ
るＮレジスタ長（以下、タップという）帰還型シフトレ
ジスタ34と、送信機のＰＮ符号パターンを発生するＰＮ
符号発生器35とを具備している。

【０００６】ＰＮ符号発生器35は、出力を数チップ区間
ｌａｇまたはｌｅａｄする機能を持つ。

【０００７】次に、図４を用いてＤＬＬ構成のｆｉｎｇ
ｅｒの動作原理を説明する。ＳＳ通信では、逆拡散する
ために、送信機と受信機とが同じＰＮ符号系列を持ち、
同じタイミングで同じ符号同士を乗算する。以下、同期
獲得及び追跡動作について説明する。

【０００８】図４（ａ）は、積分器30出力を表してい
る。縦軸は送受信機のＰＮ符号系列の自己相関関数Ｒ
（ｔ）で、図７の積分器30出力に対応する。横軸は送受
信機間のＰＮ符号のタイミング差を示す。ｄｔは１ｃｈ
ｉｐ区間を示している。このように、Ｒ（ｔ）は送受信
機間のＰＮ符号のタイミング差が０の時、最大値を示
し、±１ｃｈｉｐ以上で１／Ｌ（Ｌ：積分数）となる
が、Ｌは十分大きいのでほぼ０である。従って、ＰＮ符
号の同期が取れない状態では、受信機はデータ復調が不
可能である。

【０００９】そこで、受信機は同期を取るために、Ｒ
（ｔ）を閾値判定器49で検査し、閾値以下のときは、Ｐ
Ｎ符号発生器35の出力ＰＮ符号を数ｃｈｉｐ区間ｌａｇ
／ｌｅａｄし、タイミング調整して再検査する。この動
作を積分器30の出力が閾値を超えるまで繰り返し、閾値
を超えるとタイミングを固定し同期を獲得する。以上が
同期獲得動作原理である。

【００１０】次に同期を保持するため、受信信号のＰＮ
符号を追跡する。追跡動作について図４を用いて説明す
る。図４（ｂ）は、減算器48の出力特性（Ｄ２（ｔ））
を示している。乗算器23と乗算器24とが使用する受信機
のＰＮ符号（それぞれＰＮ［ｋ−ｌ］、ＰＮ［ｋ＋
１］）は、乗算器25で逆拡散に使用されるＰＮ符号ＰＮ
［ｋ］と、それぞれ１ｃｈｉｐのｌｅａｄ、ｌａｇ信号
である。従って、その自己相関関数（積分器26、27出
力）は図４（ａ）のＲ（ｔ）をそれぞれ−ｄｔ、＋ｄｔ
シフトしたものとなり、それぞれ−ｄｔ、＋ｄｔで最大
値を持つ。減算器48により、積分器26出力が反転して積
分器27出力と合成されるので、その特性Ｄ２（ｔ）は図
４（ｂ）のようになる。従って、Ｄ２（ｔ）は±ｄｔ区
間で原点を通る単調増加関数となるため、ＰＮ符号の位
相差を±ｄｔ以内に引き込めば、このＤ２（ｔ）の雑音
成分をループフィルタ29で除去した信号で、ＶＣＣ33の
位相を制御することにより受信信号のＰＮ符号を追跡す
ることができる。

【００１１】以上が、従来のＳＳ通信用移動体通信受信
機の構成及び動作原理である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの移
動体通信受信機では、複数のｆｉｎｇｅｒを持つため、
消費電力が増大するという問題点を有している。

【００１３】また、ｆｉｎｇｅｒとしてＤＬＬを使用す
るとき、その特性上、同期獲得、追跡が最大±ｄｔの範
囲に限定されるという問題点を有している。

【００１４】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、各ｆｉｎｇｅｒの消費電力を削減し、ま
た、同期獲得、追跡範囲を拡大することができる移動体
通信受信機を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の移動体
通信受信機では、各ｆｉｎｇｅｒの再生出力のパワーと
それらを合わせた総パワーとを測定するパワー測定手段
と、合成器の出力データのエラーを検出するエラー検出
手段と、パワー測定手段の測定結果及びエラー検出手段
のエラー検出結果に基づいて各ｆｉｎｇｅｒの電源のＯ
Ｎ／ＯＦＦを制御する制御手段とを設けている。この構
成により、エラーの増大を招来しない範囲で、各ｆｉｎ
ｇｅｒの電源をＯＮ／ＯＦＦし、消費電力の低減を図る
ことができる。

【００１６】また、ｆｉｎｇｅｒに、送信機のＰＮ符号
に同期するＰＮ符号（ＰＮ［ｋ］）とベースバンド受信
信号とを乗算する第１乗算器と、ＰＮ［ｋ］より１ｃｈ
ｉｐだけ位相の進んでいるＰＮ符号（ＰＮ［ｋ−ｌ］）
とベースバンド受信信号とを乗算する第２乗算器と、Ｐ
Ｎ［ｋ］よりｌｃｈｉｐだけ位相の遅れているＰＮ符号
（ＰＮ［ｋ＋ｌ］）とベースバンド受信信号とを乗算す
る第３乗算器と、第２乗算器及び第３乗算器の出力の積
算値を加算及び減算する加減算器と、ＰＮ符号発生器の
発生するＰＮ符号を、その位相を変更して第１乗算器、
第２乗算器及び第３乗算器に供給するＰＮ符号供給手段
と、加減算器の加算値と減算値及び第１乗算器の積分出
力に基づいて、ＰＮ符号供給手段が変更するＰＮ符号の
位相量を制御するＰＮ符号コントロール手段とを設けて
いる。この構成により、ＰＮ同期獲得、追跡範囲を拡大
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項ｌに記載の発明
は、複数のｆｉｎｇｅｒと、各ｆｉｎｇｅｒによって再
生されたデータを合成する合成器とを備えるスペクトル
拡散通信方式の移動体通信受信機において、各ｆｉｎｇ
ｅｒの再生出力のパワーとそれらを合わせた総パワーと
を測定するパワー測定手段と、合成器の出力データのエ
ラーを検出するエラー検出手段と、パワー測定手段の測
定結果及びエラー検出手段のエラー検出結果に基づいて
各ｆｉｎｇｅｒの電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手
段とを設けたものであり、消費電力を削減することがで
きる。

【００１８】請求項２に記載の発明は、制御手段が、パ
ワー測定手段の測定した総パワーとエラー検出手段の検
出したエラーとの関係から、基準エラーデータに対応す
る総パワーＰｓを記憶し、動作中の各ｆｉｎｇｅｒの再
生出力の総パワーからＰｓを減算した値が、動作中の各
ｆｉｎｇｅｒの中で再生出力パワーが最小のｆｉｎｇｅ
ｒのパワーと定数ｄ（ｄは正の実数）とを加算した値以
上であれば、再生出力パワーが最小のｆｉｎｇｅｒの電
源をＯＦＦにするように構成したものであり、常に基準
エラーデータに対応するパワーＰｓ以上の総パワーを確
保しながら、ｆｉｎｇｅｒの電源をＯＦＦして、消費電
力の低減を図ることができる。

【００１９】請求項３に記載の発明は、ｆｉｎｇｅｒ
に、送信機のＰＮ符号に同期するＰＮ符号（ＰＮ
［ｋ］）とベースバンド受信信号とを乗算する第１乗算
器と、第１乗算器の出力を積分する第１積分器と、ＰＮ
［ｋ］より１ｃｈｉｐだけ位相の進んでいるＰＮ符号
（ＰＮ［ｋ−ｌ］）とベースバンド受信信号とを乗算す
る第２乗算器と、第２乗算器の出力を積分する第２積分
器と、ＰＮ［ｋ］よりｌｃｈｉｐだけ位相の遅れている
ＰＮ符号（ＰＮ［ｋ＋ｌ］）とベースバンド受信信号と
を乗算する第３乗算器と、第３乗算器の出力を積分する
第３積分器と、第２積分器及び第３積分器の出力を加算
及び減算する加減算器と、送信機と同じＰＮ符号を発生
するＰＮ符号発生器と、ＰＮ符号発生器の発生するＰＮ
符号を、その位相を変更して第１乗算器、第２乗算器及
び第３乗算器に供給するＰＮ符号供給手段と、加減算器
の加算値及び減算値並びに第１積分器の出力に基づいて
ＰＮ符号供給手段により変更されるＰＮ符号の位相量を
制御するＰＮ符号コントロール手段とを設けたものであ
り、ＰＮ同期獲得、追跡範囲を拡大することができる。

【００２０】請求項４に記載の範囲、ＰＮ符号コントロ
ール手段に、第１積分器の出力と加減算器の加算値との
大小を比較する第１大小比較器と、加減算器の減算値と
数値０との大小を比較する第２大小比較器と、第１積分
器の出力に加減算器の加算値を加えた値ＡＤＤと数値０
との大小を比較し、ＡＤＤ＞０のときに１を出力し、そ
れ以外のときに０を出力する第３大小比較器と、第３大
小比較器の出力が０のときにＰＮ符号供給手段の供給す
るＰＮ符号の位相が積分時間ごとに１拡散クロックずつ
シフトするようにＰＮ符号供給手段に対して位相量を制
御する値を出力する移相器と、第３大小比較器の出力が
１のときに、第１大小比較器及び第２大小比較器の出力
に基づいて、移相器の出力値に加算される０、１または
−１の値を選択して出力する位相追跡器とを設けたもの
であり、従来のＤＬＬの２倍の範囲でＰＮ符号の同期獲
得、追跡が可能なＤＬＬを構成することができる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、ＰＮ符号供給手
段として、ＰＮ符号発生器の発生するＰＮ符号を巡回シ
フトし、各レジスタ値ＰＮ［ｉ］（ｉ＝ｌ、２、３、
‥、Ｎ）を出力する帰還型シフトレジスタと、この帰還
型シフトレジスタのレジスタ値ＰＮ［ｉ］からＰＮ［ｋ
−ｌ］、ＰＮ［ｋ］、ＰＮ［ｋ＋１］を選択する選択器
（ｓｅｌｅｃｔｅｒ）とを設け、帰還型シフトレジスタ
のシフト量が移相器の出力する値によって制御され、ｓ
ｅｌｅｃｔｅｒにおける選択が、移相器の出力値と位相
追跡器の出力とを加算した値によって制御されるように
構成したものであり、送信機のＰＮ符号と受信機のＰＮ
符号との位相差が同期獲得範囲に入るまで、帰還型シフ
トレジスタのシフト量が調整され、同期獲得後は、同期
追跡が可能となるようにｓｅｌｅｃｔｅｒでの選択が制
御される。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５を用いて説明する。

【００２３】（第１の実施の形態）第１の実施形態の移
動体通信受信機は、図１に示すように、受信アンテナ１
と、高周波回路部２と、ＬＰＦ３と、ＰＮ符号発生部
５、10、15、同期獲得・追跡部６、11、16、ＶＣＣ７、
12、17、及び積分器８、13、18から成る３つのｆｉｎｇ
ｅｒ４、９、14と、各ｆｉｎｇｅｒ４、９、14の出力信
号のパワー及びその総パワーを測定するパワー測定器19
と、各ｆｉｎｇｅｒの出力信号を合成する合成器20と、
合成器20出力信号のエラーを検出するエラー検出器21
と、パワー測定器19及びエラー検出器21の測定・検出結
果を基にｆｉｎｇｅｒ４、９、14の電源のＯＮ／ＯＦＦ
制御を行なう制御部（以下、ＣＰＵという）22とを備え
ている。

【００２４】この移動体通信受信機の動作を説明する。
まず、受信アンテナ１、高周波回路部２、ＬＰＦ３は、
従来の受信機（図６）と同じ構成を持ち、同じ動作を行
なう。ｆｉｎｇｅｒ４は、ＰＮ符号発生部５と同期獲
得・追跡部６と積分器８と電圧制御クロック７とで構成
され、ＰＮ符号発生部５は送信機のＰＮ符号と同じＰＮ
符号を同じ速度で出力し、同期獲得・追跡部６は、受信
信号のＰＮ符号のタイミングと同期を取り、またそのタ
イミングを追跡しながら逆拡散を行ない、逆拡散出力信
号を出力する。ＶＣＣ７はＰＮ符号発生部５にクロック
を供給し、同期獲得・追跡部６の出力電圧によってその
クロックの位相が制御される。積分器８は同期獲得・追
跡部６の出力する逆拡散された受信信号を一定時間積分
し、データを再生する。

【００２５】ｆｉｎｇｅｒ９、14は、ｆｉｎｇｅｒ４と
同じ構成を持ち、同じ動作を行なうが、逆拡散のタイミ
ングが異なっている。そのため、ｆｉｎｇｅｒ４、９、
14の出力によりバスダイバーシチが可能となる。また、
ｆｉｎｇｅｒ４、９、14はＣＰＵ22によってその電源が
ＯＮ／ＯＦＦ制御される。

【００２６】パワー測定器19は、ｆｉｎｇｅｒ４、９、
14の出力信号（再生データ信号ｄ４、ｄ９、ｄ14）のそ
れぞれのパワー（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）とその総パワー
（Ｐｔ）とを測定し、測定データをＣＰＵ22へ送信す
る。

【００２７】合成器20は、ｄ４、ｄ９、ｄ14を合成す
る。エラー検出器21は、合成器20出力信号のエラーを検
出し、そのエラーデータ（ＥＤ）をＣＰＵ22へ送信す
る。

【００２８】ＣＰＵ22は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐｔ、Ｅ
Ｄを用いて、ｆｉｎｇｅｒ４、９、14の電源のＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御を行なう。

【００２９】このＣＰＵ22によるＯＮ／ＯＦＦ制御の手
順を図２に示している。ＣＰＵ22は、まずＰＩ、Ｐ２、
Ｐ３を検査する。次にＰｔとＥＤとの関係を検査し、合
成器20から出力される再生データが、性能上、許容でき
る最大限のエラーを含んでいるときのパワー測定器19の
総パワーＰｓを記憶する。つまり、再生データにそれ以
上のエラーがあってはならないと規定しているＥＤの基
準値に対応するパワー測定器19の信号パワーＰｓを記憶
する。

【００３０】ここでは、Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ３のパワー順位
を（数１）Ｐ１≦Ｐ２≦Ｐ３であると仮定する。このように仮定しても一般性は失わ
ない。

【００３１】ＣＰＵ22は、ステップ１：パワー測定器19の出力するパワーが次式
（数２）の関係を満たしているかどうかを判別する。こ
こで、ｄは正の実数である。（数２）Ｐｔ−Ｐｓ＞Ｐ１＋ｄ（Ｐｔ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）ステップ２：数２の関係を満たしているときは、ｆｉｎ
ｇｅｒ４の電源をＯＦＦにする。

【００３２】ステップ３：次式（数３）の関係（数３）Ｐ２＋Ｐ３−Ｐｓ＞ｄを満たしていることを確認した後、ステップ４：次式（数４）の関係を満たしているかどう
かを判別する。（数４）Ｐ２＋Ｐ３−Ｐｓ＞Ｐ２＋ｄステップ５：数４の関係を満たしているときは、更にｆ
ｉｎｇｅｒ９をＯＦＦにする。

【００３３】次いで、ステップ４に戻って、数４の関係
が満たされているかどうかを確認する。ステップ４の関
係が満たされなくなったときは、ステップ７：ｆｉｎｇｅｒ９の電源がＯＮかＯＦＦかを
調べ、ＯＦＦであるときは、ステップ８：ｆｉｎｇｅｒ４及びｆｉｎｇｅｒ９の電源
をＯＮにした後、ステップ１に戻る。

【００３４】また、ステップ７において、ｆｉｎｇｅｒ
９の電源がＯＮのときは、ステップ３に戻り、数３の関
係を満たしているかどうかを調べ、満たしていなけれ
ば、ステップ６：ｆｉｎｇｅｒ４の電源をＯＮにした後、ス
テップ１に戻る。

【００３５】このように、この実施形態の受信機では、
基準エラーデータ（受信性能を保持する上で最低限維持
しなければならないエラーデータ限界値）に対応する信
号パワー（Ｐｓ）を記憶し、各ｆｉｎｇｅｒ出力の総パ
ワー（Ｐｔ）とＰｓとの差が、そのｆｉｎｇｅｒの中の
最小のパワーと正の定数ｄとの和以上であれば、最小の
パワーを出力しているｆｉｎｇｅｒの電源をＯＦＦに
し、また、その状態において、動作中のｆｉｎｇｅｒ出
力の総パワー（Ｐｔ）とＰｓとの差が、動作中のｆｉｎ
ｇｅｒの中の最小のパワーと正の定数ｄとの和以上であ
れば、動作中の最小のパワーを出力しているｆｉｎｇｅ
ｒの電源をＯＦＦにする、という動作を繰り返す。

【００３６】つまり、動作中のｆｉｎｇｅｒの内から出
力パワーの小さいｆｉｎｇｅｒの電源をＯＦＦにして
も、その総パワー（Ｐｔ）がＰｓよりｄ以上上回るとき
は、出力パワーの小さいｆｉｎｇｅｒを順次ＯＦＦにし
て、消費電力の節約を図っている。

【００３７】また、動作中のｆｉｎｇｅｒの総パワーと
Ｐｓとの差が、動作中のｆｉｎｇｅｒの出力パワーの最
小値（Ｐｉmin）と定数ｄとの和以下になれば、すべて
のｆｉｎｇｅｒの電源を０Ｎにする。

【００３８】このような制御を繰り返すことにより、常
に最小のｆｉｎｇｅｒ数で受信することができ、消費電
力を削減することができる。

【００３９】なお、ｆｉｎｇｅｒ数は、整数Ｍ（Ｍ＞
２）であれば、同様の効果を得ることができる。

【００４０】（第２の実施の形態）第２の実施形態の移
動体通信受信機は、全体的には図１の構成を備え、各ｆ
ｉｎｇｅｒ４、９、14が図３の構成を備えている。

【００４１】このｆｉｎｇｅｒは、逆拡散に使用される
ＰＮ符号ＰＮ［ｋ］よりも１ｃｈｉｐ位相の進んだＰＮ
符号ＰＮ［ｋ−Ｉ］と受信信号とを乗算する乗算器23
と、ＰＮ［ｋ］よりも１ｃｈｉｐ位相の遅れているＰＮ
符号ＰＮ［ｋ＋ｌ］と受信信号とを乗算する乗算器24
と、ＰＮ［ｋ］と受信信号とを乗算して逆拡散出力信号
を出力する乗算器25と、乗算器23の出力信号を積分する
積分器26と、乗算器24の出力信号を積分する積分器27
と、積分器27出力信号と積分器26出力信号との加算及び
減算を行なう加減算器28と、加減算器28から出力された
減算結果の雑音成分を除去するループフィルタ29と、乗
算器25の出力信号を積分してデータを再生する積分器30
と、ループフィルタ29の出力信号で位相制御されるクロ
ックを出力するＶＣＣ33と、ＰＮ符号をＶＣＣ33出力ク
ロックで巡回シフトさせるＮタップの帰還型シフトレジ
スタ34と、送信機と同じＰＮ符号パターンを発生するＰ
Ｎ符号発生器35と、帰還型シフトレジスタ34の出力から
ＰＮ［ｋ−ｌ］、ＰＮ［ｋ］、ＰＮ［ｋ＋ｌ］を選択し
て乗算器23、24、25に出力する選択器（ｓｅｌｅｃｔｅ
ｒ）32と、加減算器28の出力や積分器30の出力に基づい
て帰還型シフトレジスタ34のシフト数をリセットし、ま
たｓｅｌｅｃｔｅｒ32の出力値を決定するＰＮ符号コン
トロール部31とを具備している。

【００４２】このように構成されたｆｉｎｇｅｒの動作
を図４を用いて説明する。乗算器23は、逆拡散に使用さ
れるＰＮ符号（ＰＮ［ｋ］）に対して１ｃｈｉｐのｌｅ
ａｄ信号であるＰＮ符号（ＰＮ［ｋ−１］）と受信信号
とを乗算する。乗算器24は、ＰＮ［ｋ］に対して１ｃｈ
ｉｐのｌａｇ信号であるＰＮ符号（ＰＮ［ｋ＋１］）と
受信信号とを乗算する。

【００４３】乗算器25は、ＰＮ［ｋ］と受信信号とを乗
算する逆拡散を行なう。積分器26、27は、それぞれ乗算
器23、24出力信号を同じ一定時間積分し、加減算器28
は、その信号を加算及び減算する。減算の場合には、積
分器27出力信号から積分器26出力信号が減じられる。減
算信号はループフィルタ29へ出力され、また、加算信号
と減算信号とがＰＮ符号コントロール部31へ出力され
る。

【００４４】ループフィルタ29は減算信号の雑音を除去
する。このループフィルタ29からの出力信号は、図４
（ｂ）のＤ２（ｔ）となり、この信号でＶＣＣ33を制御
して受信信号のＰＮ符号の位相を追跡する。

【００４５】積分器30は、逆拡散された受信信号を積分
器26、27と同じ時間だけ積分し、データ再生する。この
再生データは、図１の合成器20及びパワー測定器19に出
力される。

【００４６】ＰＮ符号コントロール部31は、後述するよ
うに、積分器30出力信号と加減算器28出力信号とを用い
て、ｓｅｌｅｃｔｅｒ32及び帰還型シフトレジスタ34を
制御することにより、同期獲得及び位相追跡の範囲を拡
大する。

【００４７】ＰＮ符号発生器35は帰還型シフトレジスタ
34の特定のタップ出力からＰＮ符号パターンを計算して
送信機と同じＰＮ符号パターンを発生する。

【００４８】帰還型シフトジスタ34は、ＰＮ符号発生器
35から出力されたＰＮ符号を、ＶＣＣ33のクロックでシ
フトする。この帰還型シフトレジスタ34は、ＰＮ符号コ
ントロール部31によってリセット制御され、ＰＮ符号コ
ントロール部31の指定するシフト数でシフトを再開す
る。

【００４９】帰還型シフトレジスタ34の各レジスタ出力
はｓｅｌｅｃｔｅｒ32に出力され、ｓｅｌｅｃｔｅｒ32
は、帰還型シフトレジスタ34の各レジスタ出力の中か
ら、ＰＮ符号コントロール部31の信号に基づいて逆拡散
に使用するＰＮ符号（ＰＮ［ｋ］）を１つ選択し、更に
その前後のレジスタ値（ＰＮ［ｋ−１］、ＰＮ［ｋ＋
１］）を選択して、それぞれ乗算器25、23、24に出力す
る。

【００５０】ＰＮ符号コントロール部31は、図５に示す
ように、積分器30の出力と加減算器28の加算出力とを比
較する大小比較器40と、加減算器28の減算出力と閾値０
とを比較する大小比較器41と、積分器30の出力と加減算
器28の加算出力とを加算する加算器43と、加算器43の出
力と閾値０とを比較する大小比較器42と、各大小比較器
40、41、42の比較結果に基づいて１、−１、０のいずれ
かを出力する位相追跡器44と、ＶＣＣ33出力を積分時間
にわたってカウントするカウンタ47と、カウンタ47から
出力される積分時間ごとに大小比較器42の比較結果に基
づいて帰還型シフトレジスタ34のシフト数を設定する信
号を出力する移相器46と、移相器46の出力に位相追跡器
44の出力を加算してｓｅｌｅｃｔｅｒ32での選択を指定
する信号を出力する加算器45とを具備している。

【００５１】このＰＮ符号コントロール部31の動作を図
４を用いて説明する。

【００５２】図４（ａ）のＲ（ｔ）は、積分器30の出力
である。図４（ｂ）のＤ２（ｔ）は、加減算器28の減算
出力である。図４（ｃ）の｜Ｄ２（ｔ）｜は、加減算器
28の加算出力である。図４（ｄ）のＡＤＤ（ｔ）は、Ｒ
（ｔ）と｜Ｄ２（ｔ）｜とを加算した特性を示してお
り、加算器43の出力である。大小比較器42は、加算器43
の出力が０より大きいとき、即ち、送受信機間のタイミ
ング差が｜２ｄｔ｜＜ｔの範囲内にあるとき“１”を出
力し、その範囲を外れているとき“０”を出力する。

【００５３】このｆｉｎｇｅｒでは、送受信機間のＰＮ
符号のタイミング差が｜２ｄｔ｜＜ｔの範囲内にあれば
同期追跡が可能である。しかし、この範囲から外れてい
るときは、帰還型シフトレジスタ34のシフト数を１ｃｈ
ｉｐずつ増やすように、移相器46からの出力数を順次変
更し、それを大小比較器42の出力が“１”になるまで続
ける。

【００５４】大小比較器42の出力が“１”になると、移
相器46の出力数を固定し、その状態での送受信機間のタ
イミング差に応じて、位相追跡器44から、１、０または
−１を出力する。この数と移相器46の出力数との加算値
がｓｅｌｅｃｔｅｒ32に設定され、それ以降、同期追跡
動作が実行される。

【００５５】この一連の動作をさらに詳しく説明する。
大小比較器40は、図４（ａ）のＲ（ｔ）と、図４（ｃ）
の｜Ｄ２（ｔ）｜とを比較する。図４（ａ）、（ｃ）か
ら分かるように、（数６）Ｒ（ｔ）≧｜Ｄ２（ｔ）｜の区間は、（数７） −ｄｔ／２≦ｔ≦ｄｔ／２である。この区間では、図４（ｂ）のＤ２（ｔ）は原点
を通る単調増加関数となる。即ち、同期追跡範囲であ
り、送受信機間のＰＮ符号のタイミング差をこの範囲に
引き込めば、加減算器28の減算出力を用いてＶＣＣ33の
位相を制御するだけで、受信信号のＰＮ符号を追跡する
ことが可能となる。

【００５６】大小比較器40は、この区間に在るとき
“ｌ”を出力し、それ以外で“０”を出力する（この出
力値をＣＯＭＰ１とする）。

【００５７】大小比較器41は、Ｄ２（ｔ）と閾値０とを
比較し、（数８）Ｄ２（ｔ）≦０の時、“０”を出力し、それ以外で“１”を出力する
（この出力値をＣＯＭＰ２とする）。加算器43は、Ｒ
（ｔ）と｜Ｄ２（ｔ）｜とを加算し、その出力特性は図
４（ｄ）のＡＤＤ（ｔ）となる。大小比較器42は、ＡＤ
Ｄ（ｔ）と閾値０とを比較し、（数９）ＡＤＤ（ｔ）≦０即ち、（数１０）｜２ｄｔ｜＜ｔの時、“０”を出力し、それ以外で“１”を出力する
（この出力値をＣＯＭＰ３とする）。

【００５８】位相追跡器44は、ＣＯＭＰｌ、ＣＯＭＰ
２、ＣＯＭＰ３に基づいて加算器45に１、−１、０のい
ずれかを出力する。

【００５９】この位相追跡器44の出力条件を（表ｌ）に
示す。

【００６０】いま、受信ＰＮ符号の同期獲得開始時にお
けるＣＯＭＰ１出力が“０”であるとする。

【００６１】（数１１） −２ｄｔ≦ｔ≦２ｄｔの時、（数１２）ＣＯＭＰ３＝１となる。更に（数１３）ＣＯＭＰ２＝１即ち、（数１４）０≦ｔ≦２ｄｔかつ、（数１５）ＣＯＭＰ１＝０即ち、（数１６）｜ｄｔ／２｜＞ｔであれば、（数１７）ｄｔ／２＜ｔ≦２ｄｔとなる。このとき、位相追跡器44出力を“−１”とす
る。即ち、１ｃｈｉｐのｌｅａｄを指示する。このｌｅ
ａｄにより、送受信機間のＰＮ符号のタイミング差が、（数１８） −ｄｔ／２＜ｔ≦ｄｔとなり、Ｄ２（ｔ）の単調増加の範囲（数１９） −ｄｔ≦ｔ≦ｄｔに入るので、同期追跡範囲に引き込める。

【００６２】次に、（数１１）の時、（数２０）ＣＯＭＰ２＝０即ち、（数２１） −２ｄｔ≦ｔ＜０かつ、（数１５）即ち、（数１６）であれば（数２２） −２ｄｔ≦ｔ≦−ｄｔ／２となる。このとき、位相追跡器44出力を“＋ｌ”とす
る。即ち、１ｃｈｉｐのｌａｇを指示する。このｌａｇ
により送受信機間のタイミング差が（数２３） −ｄｔ≦ｔ＜ｄｔ／２となり、Ｄ２（ｔ）の単調増加の範囲（数１９）に入る
ので、同期追跡範囲に引き込める。

【００６３】また、（数２４）ＣＯＭＰ３＝０の時は、相関が検出されていない状態なので、位相追跡
器44は“０”を出力する。即ち、同期獲得、追跡動作に
関与しない。また、ＣＯＭＰ１出力が“１”の時は、位
相追跡器44の出力は保持される。

【００６４】このように、このｆｉｎｇｅｒでは、（数
１１）の区間であれば、この構成のＤＬＬで、受信ＰＮ
符号の位相を追跡することができる。

【００６５】一方、移相器46は、送受信機間のＰＮ符号
の同期を取るために、受信機のＰＮ符号の位相ＰＮ
［ｋ］を選択する。以下、その動作について説明する。

【００６６】同期獲得手段は、自己相関値が検出される
まで、ＰＮ［ｋ］を１ｃｈｉｐずつ遅延していく（ｌａ
ｇ）方式と１ｃｈｉｐずつ進めていく方式（ｌｅａｄ）
とがある。ここでは前者を用いる。

【００６７】同期獲得開始時に、移相器46は、加算器45
及び帰還型シフトレジスタ34に、数値３以上の値、例え
ば“４”を出力する。これは、位相追跡器44のｌａｇ／
ｌｅａｄ（＋／−）操作及びＰＮ［ｋ−１］の使用によ
るタップ数のオーバーフロウを防ぐためである。

【００６８】移相器46は、カウンタ47のカウント値が積
分時間を示すごとに、大小比較器42の出力を調べ、
“１”であれば、出力をそのまま固定する。“０”であ
れば、１ｃｈｉｐだけＰＮ符号を遅延するため、“５”
を出力し、更に“０”であれば、“１”が検出されるま
で、カウントアップを続ける。ただし、その上限をＮ−
２（Ｎ：帰還型シフトレジスタ34のタップ数）までとす
る。これはタップ数のオーバーフロウを防ぐためであ
る。

【００６９】“１”が検出されない場合、帰還型シフト
レジスタ34をリセットし、同様な手段で再検出を開始す
る。カウンタ47はＶＣＣ33出力を積分区間カウントする
という作用を有し、その出力は移相器46の入力信号とな
り、積分時間を示すフラグとして使用される。加算器45
は移相器46出力と位相追跡器44出力とを加算する。この
出力は、図３のｓｅｌｅｃｔｅｒ32の入力信号となり、
受信機のＰＮ符号（ＰＮ［ｋ−ｌ］、ＰＮ［ｋ］、Ｐｎ
Ｎ［Ｋ＋１］）を決定する。同期が獲得されるまでは、
位相追跡器44出力は“０”なので移相器46出力が、ま
た、同期獲得後は、（表１）に示したパターンの位相追
跡器44出力と移相器46との加算値が受信機のＰＮ［ｋ］
となる。

【００７０】このように、第２の実施形態の受信機で
は、｜Ｄ２（ｔ）｜とＲ（ｔ）とを比較する大小比較器
40と、Ｄ２（ｔ）と閾値０とを比較する大小比較器41
と、｜Ｄ２（ｔ）｜とＲ（ｔ）とを加算する加算器43
と、加算器43出力と閾値０とを比較する大小比較器42
と、大小比較器40出力、大小比較器41出力、及び大小比
較器42出力に基づいて、（表１）のパターンで“±１、
０”を出力する位相追跡器44と、大小比較器42出力に基
づいて受信器のＰＮ符号ＰＮ［ｋ］を選択し、また帰還
型シフトレジスタ34をリセットする移相器46と、積分時
間をカウントするカウンタ47と、位相追跡器44出力と移
相器46出力とを合成する加算器45とを備えるＰＮ符号コ
ントロール部を設けたことにより、従来のＤＬＬ（同期
獲得、追跡範囲：（数１９））の２倍の範囲でＰＮ符号
の同期獲得及び追跡を行なうことができる。従って、同
期獲得の高速化及び広範囲にわたる同期追跡が可能とな
る。

【００７１】なお、この実施形態では、ＰＮ符号発生器
35の発生するＰＮ符号の位相を、帰還型シフトレジスタ
34及びｓｅｌｅｃｔｅｒ32を通じて変更し、位相変更後
のＰＮ符号を各乗算器23、24、25に供給しているが、帰
還型シフトレジスタのみを使用して位相を変更し、この
帰還型シフトレジスタのシフト量をＰＮ符号コントロー
ル部で制御したり、あるいはその他の構成とすることも
可能である。

【００７２】また、第１の実施形態及び第２の実施形態
の構成は、適宜、組み合わせることができる。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の移動体通信受信機は、各ｆｉｎｇｅｒをＯＮ／ＯＦＦ
制御することにより、消費電力の削減を図ることができ
る。

【００７４】また、ｆｉｎｇｅｒの同期追跡の範囲を拡
大し、同期獲得を高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における移動体通信受
信機の構成を示すブロック図、

【図２】本発明の第１の実施形態におけるｆｉｎｇｅｒ
のＯＮ／ＯＦＦ制御アルゴリズムを示すフローチャー
ト、

【図３】本発明の第２の実施形態におけるｆｉｎｇｅｒ
の構成を示すブロック図、

【図４】本発明の第２の実施形態におけるｆｉｎｇｅｒ
の各ブロックの出力特性を示す波形図、

【図５】本発明の第２の実施形態におけるＰＮ符号コン
トロール部の構成を示すブロック図、

【図６】従来の移動体通信受信機の構成を示すブロック
図、

【図７】従来のｆｉｎｇｅｒの構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

ｌ受信アンテナ２高周波回路部３低域ろ波器（ＬＰＦ）４、９、14 逆拡散・データ復調部（ｆｉｎｇｅｒ）５、10、15、35 擬似雑音（ＰＮ）符号発生部６、11、16 同期獲得・追跡部７、12、17、33 電圧制御クロック（ＶＣＣ）８、13、18、26、27、30 積分器 19 パワー測定器 20 合成器 21 エラー検出器 22 制御部 23、24、25 乗算器 28 加減算器 29 ループフィルタ 31 擬似雑音（ＰＮ）符号コントロール部 32 ｓｅｌｅｃｔｅr 34 帰還型シフトレジスタ 40、41、42 大小比較器 43、45 加算器 44 位相追跡器 46 移相器 47 カウンタ 48 減算器 49 閾値判定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38 H04J 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の逆拡散・データ復調部と、各逆拡
散・データ復調部によって再生されたデータを合成する
合成器とを備えるスペクトル拡散通信方式の移動体通信
受信機において、前記各逆拡散・データ復調部の再生出力のパワーとそれ
らを合わせた総パワーとを測定するパワー測定手段と、前記合成器の出力データのエラーを検出するエラー検出
手段と、前記パワー測定手段の測定結果及び前記エラー検出手段
のエラー検出結果に基づいて前記各逆拡散・データ復調
部の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする移動体通信受信機。
【請求項２】前記制御手段が、前記パワー測定手段の
測定した総パワーと前記エラー検出手段の検出したエラ
ーとの関係から、基準エラーデータに対応する総パワー
Ｐｓを記憶し、動作中の前記各逆拡散・データ復調部の
再生出力の総パワーからＰｓを減算した値が、動作中の
各逆拡散・データ復調部の中で再生出力パワーが最小の
逆拡散・データ復調部のパワーと定数ｄ（ｄは正の実
数）とを加算した値以上であれば、前記再生出力パワー
が最小の逆拡散・データ復調部の電源をＯＦＦにするこ
とを特徴とする請求項１に記載の移動体通信受信機。
【請求項３】複数の逆拡散・データ復調部と、各逆拡
散・データ復調部によって再生されたデータを合成する
合成器とを備えるスペクトル拡散通信方式の移動体通信
受信機において、前記逆拡散・データ復調部が、送信機のＰＮ符号に同期するＰＮ符号（ＰＮ［ｋ］）と
ベースバンド受信信号とを乗算する第１乗算器と、前記第１乗算器の出力を積分する第１積分器と、前記ＰＮ［ｋ］より１拡散クロックだけ位相の進んでい
るＰＮ符号（ＰＮ［ｋ−ｌ］）とベースバンド受信信号
とを乗算する第２乗算器と、前記第２乗算器の出力を積分する第２積分器と、前記ＰＮ［ｋ］よりｌ拡散クロックだけ位相の遅れてい
るＰＮ符号（ＰＮ［ｋ＋ｌ］）とベースバンド受信信号
とを乗算する第３乗算器と、前記第３乗算器の出力を積分する第３積分器と、前記第２積分器及び第３積分器の出力を加算及び減算す
る加減算器と、送信機と同じＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生器と、前記ＰＮ符号発生器の発生するＰＮ符号を、その位相を
変更して前記第１乗算器、第２乗算器及び第３乗算器に
供給するＰＮ符号供給手段と、前記加減算器の加算値及び減算値、並びに前記第１積分
器の出力に基づいて前記ＰＮ符号供給手段により変更さ
れる前記ＰＮ符号の位相量を制御するＰＮ符号コントロ
ール手段とを備えることを特徴とする移動体通信受信
機。
【請求項４】前記ＰＮ符号コントロール手段が、前記
第１積分器の出力と前記加減算器の加算値との大小を比
較する第１大小比較器と、前記加減算器の減算値と数値
０との大小を比較する第２大小比較器と、前記第１積分
器の出力に前記加減算器の加算値を加えた値ＡＤＤと数
値０との大小を比較し、ＡＤＤ＞０のときに１を出力
し、それ以外のときに０を出力する第３大小比較器と、
前記第３大小比較器の出力が０のときに前記ＰＮ符号供
給手段の供給する前記ＰＮ符号の位相が積分時間ごとに
１拡散クロックずつシフトするように前記ＰＮ符号供給
手段に対して位相量を制御する値を出力する移相器と、
前記第３大小比較器の出力が１のときに、前記第１大小
比較器及び第２大小比較器の出力に基づいて、前記移相
器の出力値に加算される０、１または−１の値を選択し
て出力する位相追跡器とを具備することを特徴とする請
求項３に記載の移動体通信受信機。
【請求項５】前記ＰＮ符号供給手段が、前記ＰＮ符号
発生器の発生するＰＮ符号を巡回シフトし、各レジスタ
値ＰＮ［ｉ］（ｉ＝ｌ、２、３、‥、Ｎ）を出力する帰
還型シフトレジスタと、前記帰還型シフトレジスタのレ
ジスタ値ＰＮ［ｉ］から前記ＰＮ［ｋ−ｌ］、ＰＮ
［ｋ］、ＰＮ［ｋ＋１］を選択する選択器とを具備し、
前記帰還型シフトレジスタのシフト量が前記移相器の出
力する値によって制御され、前記選択器における選択
が、前記移相器の出力値と前記位相追跡器の出力とを加
算した値によって制御されることを特徴とする請求項４
に記載の移動体通信受信機。