JP3247351B2 - 同期捕捉装置及び同期捕捉方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤＭＡ方式の無
線通信システムにおいて使用される無線通信装置に備え
られる同期捕捉装置及び同期捕捉方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】次世代移動通信方式に用いる多元接続方
式としてＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）
が開発されている。このＣＤＭＡセルラシステムにおい
ては、移動局が電源をオンした時の初期同期確立作業や
移動に伴うセル切替え（ハンドオーバ）などにセルサー
チを行なう必要がある。

【０００３】このセルサーチの際の同期捕捉方法とし
て、コンマフリー方式が用いられている。コンマフリー
方式とは、１フレーム内にある規則性をもって配置され
たコンマフリーと呼ばれる符号を用いて情報を拡散し、
その規則性を用いてフレーム同期及び拡散コードを同定
する方法である。以下、このコンマフリー方式の同期捕
捉方法を図６から図８を用いて説明する。

【０００４】ＣＤＭＡにおける同期捕捉方法において
は、スロットタイミング検出、フレームタイミング
検出、拡散コード（スクランブリングコード）同定の
３段階を有している。なお、では、全基地局共通の短
周期コードであるスプレッディングコードを用い、で
は、短周期コードであるサーチコードを用いる。このサ
ーチコードは、長周期コードであるスクランブリングコ
ードを複数含むグループ毎に、異なるパターン（各スロ
ットの１シンボルに乗算されているサーチコード番号の
配列パターン）で配置されている（後述する図９参
照）。

【０００５】スロットタイミング検出 通常、ＣＤＭＡにおいては、同期用チャネルとして第１
同期チャネルと第２同期チャネルが用意されている。こ
こでは、第１同期チャネルを用いてスロットタイミング
を検出する。第１同期チャネルの信号においては、スロ
ット内の特定の１シンボルは全基地局共通のスプレッデ
ィングコードのみで拡散されている。このスプレッディ
ングコードを用いてスロットタイミングを検出する。

【０００６】具体的には、スロットタイミングの検出
は、図６に示すような工程で行われる。ＳＴ１では、受
信データのフレーム内のある１スロット分のデータを取
り込む。ＳＴ２では、１シンボル分のデータと共通のス
プレッディングコードとの間の相関値を計算する。ＳＴ
３では、共通スプレッドングコードの位相をずらす。Ｓ
Ｔ４では、相関処理が１フレーム分終了したかどうかを
判断する。１フレーム分終了していなければ、ＳＴ２に
戻り相関処理を行なう。ＳＴ４で相関処理が１フレーム
分終了していれば、ＳＴ５において、前記１フレーム分
の相関処理の相関値のピークを検出して、そのピークの
タイミングをスロットタイミングとして検出する。

【０００７】フレームタイミング検出（サーチコード
グループ同定） ここでは、第２同期チャネルを用いてフレームタイミン
グの検出及びサーチコードグループの同定を行なう。第
２同期チャネルにおいて、１フレーム内の全てのスロッ
トの特定の１シンボルは、サーチコードで拡散されてい
る。このサーチコードは、１フレーム内でそれぞれスロ
ット毎に異なるものが使用されている。フレーム内での
サーチコードの配置は、長周期コードであるスクランブ
リングコードを分類したグループ毎に異なる。このグル
ープ数は、図９に示すように全部３２である。このサー
チコードを用いてサーチコードグループ（図９における
行）を同定し、その後、同定された１つのサーチコード
グループより、スロットの先頭、すなわちフレームタイ
ミングを検出する。

【０００８】具体的には、スロットタイミングの検出
は、図７に示すような工程で行われる。ＳＴ１１では、
で検出された通信フレーム内のスロットタイミングに
基づいて、１フレーム分のデータを取り込む。ＳＴ１４
では、各スロットの特定の１シンボルとサーチコードと
の間で相関処理を行ない、相関値を計算する。この相関
処理は、各スロット１〜１６についてサーチコードＳＣ
１〜ＳＣ１７までに対して行なう。すなわち、スロット
１６個分に対してＳＴ１４の相関処理をサーチコード１
〜１７個分繰り返し行なう（ＳＴ１２〜ＳＴ１６）。得
られた各相関値は記憶しておく。

【０００９】次いで、ＳＴ１９において、図９のサーチ
コード配置表にしたがって、各グループ毎（配置表の行
毎）に、記憶された１６スロット分の相関値を積分す
る。このときＳＴ１９の処理を積分の先頭スロットをず
らしながら１６個分繰り返し行ない、さらにこの積分処
理をサーチコードグループ３２個分繰り返し行なう（Ｓ
Ｔ１７〜ＳＴ２１）。次いで、図９のサーチコード配置
及び積分結果の最大値からサーチコードグループ及びフ
レーム先頭を検出する（ＳＴ２２）。

【００１０】スクランブリングコード同定 ここでは、で同定されたサーチコードグループから確
定された１６のスクランブリングコード候補から１つの
スクランブリングコードを同定する。具体的には、スク
ランブリングコード同定は、図８に示す工程で行われ
る。

【００１１】ＳＴ３２では、検出されたフレームタイミ
ングにしたがって、第２同期チャネルの４シンボル分の
データとスクランブリングコードの相関値を計算する。
この処理を同定されたサーチコードグループに属するス
クランブリングコード１６個分について繰り返して行な
う（ＳＴ３１〜ＳＴ３３）。次いで、ＳＴ３４では、こ
の相関結果のうち相関値が最大のものをスクランブリン
グコードとして同定する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記同
期捕捉方法においては、１フレーム当り、相関回数は１
６×１７＝２７２となり、語長の大きい相関値を２７２
コード分格納するためのメモリ容量が必要となる。ま
た、１フレーム当り、加算回数は３２×１６×１５＋５
１２＝８１９２となり、処理において必要となる処理量
が非常に大きくなる。この処理量の増大は、処理時間だ
けでなく、ハードウェア量、さらには消費電力の増大を
引き起こす要因となる可能性が高い。

【００１３】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、セルサーチの際の処理量が少なく、しかも同期捕
捉の際に必要となるメモリ量を小さくできる同期捕捉装
置及び同期捕捉方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、同期捕捉の
第２段階において、硬判定を導入することの実現性につ
いて検討し、軟判定に比べて性能が劣化するものの、同
期性能で問題となる回線誤りの大きい条件下では性能差
が小さく、さらに硬判定の信頼性を確認することによ
り、十分に無線通信システムに適用可能であることを見
出し、本発明をするに至った。

【００１５】すなわち、本発明の骨子は、同期捕捉の第
２段階において、フレームタイミング検出用の短周期コ
ードに対して相関処理を行なうことにより、短周期コー
ドを硬判定により特定し、特定された短周期コードの配
置の対称性を利用してフレームタイミングを検出するこ
とである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の態様に係る同期捕
捉装置は、受信信号の通信フレーム内のスロットのタイ
ミングを検出するスロットタイミング検出手段と、前記
受信信号に対してスロット毎にフレームタイミング検出
用の短周期コードを用いて相関処理を行ない硬判定によ
り前記短周期コードを特定する硬判定手段と、特定され
た短周期コードの配置の対称性を検出するコード配置対
称性検出手段と、検出した短周期コードの配置の対称性
を利用してフレームタイミングを検出するフレームタイ
ミング検出手段と、を具備する構成を採る。

【００１７】この構成によれば、同期捕捉の第２段階に
おいて、相関処理部でサーチコードを硬判定するので、
従来公表されている方法に比べて所要メモリを激減する
ことができる。また、短周期コードパターンの対称性を
利用してフレームの先頭を検出するので、従来公表され
ている方法に比べて演算量を減少させることができる。

【００１８】本発明の第２の態様に係る同期捕捉装置
は、第１の態様において、硬判定手段が、巡回して入力
される短周期コード同士が互いに一致するかどうかを検
出する手段を具備する構成を採る。

【００１９】この構成によれば、巡回して入力される同
じ短周期コード同士が互いに一致するかどうかを検出し
て、硬判定した短周期コードの信頼性を確認するので、
より正確に短周期コードの同定を行なうことができる。

【００２０】本発明の第３の態様に係る同期捕捉装置
は、第１又は第２の態様において、フレームタイミング
検出手段が、短周期コードの配置において同じコードが
連続する２ヶ所を中心にコードが対称に分布するパター
ン及びある１コードを中心に２ヶ所でコードが対称に分
布するパターンを有する短周期コード配置表を有するメ
モリを有しており、前記短周期コード配置表を参照して
フレームタイミングを検出する構成を採る。

【００２１】この構成によれば、コードパターンの対称
性を利用することにより、非常に少ない判定回数でフレ
ームの先頭を決定することができる。

【００２２】本発明の第４の態様に係る同期捕捉装置
は、第１から第３のいずれかの態様において、通信方式
がＣＤＭＡ方式であり、受信信号が前記短周期コード及
び前記長周期コードで拡散変調されている構成を採る。

【００２３】この構成によれば、ＣＤＭＡ方式の無線通
信において、通信端末装置の負荷を小さくして同期捕捉
を行なうことができる。

【００２４】本発明の第４の態様に係る通信端末装置
は、第１から第４の態様のいずれかの同期捕捉装置を備
えたことを特徴とする。また、本発明の第６の態様に係
る基地局装置は、第５の態様の通信端末装置と無線通信
を行なうことを特徴とする。これらの構成によれば、よ
り迅速に同期捕捉を行なうことができると共に、通信端
末装置においては、装置の小型化を図ることができる。

【００２５】本発明の第７の態様に係る同期捕捉方法
は、受信信号の通信フレーム内のスロットのタイミング
を検出するスロットタイミング検出工程と、前記受信信
号に対してスロット毎にフレームタイミング検出用の短
周期コードを用いて相関処理を行ない硬判定により前記
短周期コードを特定する硬判定工程と、特定された短周
期コードの配置の対称性を利用してフレームタイミング
を検出するフレームタイミング検出工程と、を具備す
る。

【００２６】この方法によれば、同期捕捉の第２段階に
おいて、相関処理部で短周期コードを硬判定するので、
従来公表されている方法に比べて所要メモリを激減する
ことができる。また、短周期コードパターンの対称性を
利用してフレームの先頭を検出するので、従来公表され
ている方法に比べて演算量を減少させることができる。

【００２７】本発明の第８の態様に係る同期捕捉方法
は、第７の態様において、フレームタイミング検出工程
が、巡回して入力される同じ短周期コード同士が互いに
一致するかどうかを検出する工程を含む。

【００２８】この方法によれば、巡回して入力される短
周期コード同士が互いに一致するかどうかを検出して、
硬判定した短周期コードの信頼性を確認するので、より
正確に短周期コードの同定を行なうことができる。

【００２９】本発明の第９の態様に係る同期捕捉方法
は、第７又は第８の態様において、フレームタイミング
検出工程で、短周期コードの配置において同じコードが
連続する２ヶ所を中心にコードが対称に分布するパター
ン及びある１コードを中心に２ヶ所でコードが対称に分
布するパターンを有する短周期コード配置表を参照して
フレームタイミングを検出する。

【００３０】この方法によれば、コードパターンの対称
性を利用することにより、非常に少ない判定回数でフレ
ームの先頭を決定することができる。

【００３１】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態に係る同
期捕捉装置を備えた無線通信システムの概略構成を示す
ブロック図である。基地局側において、制御部１０１
は、送信データの誤り訂正符号化処理や誤り訂正復号化
処理を行なうように、誤り訂正符号・復号部１０２に対
して制御を行なう。誤り訂正符号化処理された信号は、
送信部１０３で通常の無線送信処理がなされて、アンテ
ナ１０５から送信される。また、アンテナ１０５を介し
て受信された信号は受信部１０４に送られ、通常の無線
受信処理がなされた後に、誤り訂正符号・復号部１０２
に送られて誤り訂正復号がなされる。

【００３２】本発明に係る同期捕捉装置を備えた端末側
においては、アンテナ１０６から受信された信号は、変
復調処理部１０７及び同期処理部１０９に送られ、それ
ぞれ変調処理及び同期処理が行なわれる。すなわち、同
期処理部１０９で同期捕捉及び同期保持が行われつつ、
変復調処理部１０７及び誤り訂正・音声コーデック部１
０８で信号が音声化され、マイク・スピーカ１１１から
出力される。また、音声を送信する場合には、マイク・
スピーカ１１１から入力された音声が誤り訂正・音声コ
ーデック部１０８で音声符号化され、変復調処理部１０
７で変調された後にアンテナ１０６から送信される。な
お、変復調処理部１０７、誤り訂正・音声コーデック部
１０８、及び同期処理部１０９は、制御部１１０でそれ
ぞれの処理が制御される。

【００３３】この同期処理部１０９は、図２に示す構成
を有する。図２は、本実施の形態に係る同期捕捉装置の
構成を示すブロック図である。アンテナ１０６を介して
受信された信号は、短周期コードであるサーチコードＳ
Ｃ１〜ＳＣ１７にそれぞれ対応する相関器群２０１に入
力され、逆拡散処理及び積算処理される。

【００３４】それぞれの相関器からの出力が最大相関出
力番号選択部２０２に送られる。最大相関出力番号選択
部２０２で出力番号が選択されると、その出力番号に対
応するサーチコードの番号がレジスタ２０４に順次入力
される。なお、レジスタ２０４の構成については後述す
る。レジスタ２０４からの出力は、コンマフリー符号検
出処理部２０５に送られ、そこでフレーム先頭及びサー
チコードグループが得られる。コンマフリー符号検出処
理部２０５は、後述するコンマフリー符号を再配列した
符号配列表をメモリに有する。

【００３５】また、レジスタ２０４からの出力は、不一
致検出部２０３に送られ、周期的にレジスタ２０４に入
力されるサーチコード番号との間で一致・不一致が検出
される。

【００３６】上記レジスタ２０４は、具体的には図３に
示す構成を有する。このレジスタ２０４は、コンマフリ
ー方式におけるコード数に対応する１６コードの長さの
リングシフトレジスタで構成されている。また、このレ
ジスタ２０４には、ＥＸＯＲ回路ａ〜ｌが含まれてい
る。具体的には、ＥＸＯＲ回路ａでは、遅延器１と遅延
器８の出力で排他的論理和が求められ、ＥＸＯＲ回路ｂ
では、遅延器２と遅延器８の出力で排他的論理和が求め
られ、ＥＸＯＲ回路ｃでは、遅延器２と遅延器７の出力
で排他的論理和が求められ、ＥＸＯＲ回路ｄでは、遅延
器３と遅延器７の出力で排他的論理和が求められ、ＥＸ
ＯＲ回路ｅでは、遅延器３と遅延器６の出力で排他的論
理和が求められ、ＥＸＯＲ回路ｆでは、遅延器４と遅延
器６の出力で排他的論理和が求められる。また、ＥＸＯ
Ｒ回路ｇでは、遅延器９と遅延器１６の出力で排他的論
理和が求められ、ＥＸＯＲ回路ｈでは、遅延器１０と遅
延器１６の出力で排他的論理和が求められ、ＥＸＯＲ回
路ｉでは、遅延器１０と遅延器１５の出力で排他的論理
和が求められ、ＥＸＯＲ回路ｊでは、遅延器１１と遅延
器１５の出力で排他的論理和が求められ、ＥＸＯＲ回路
ｋでは、遅延器１１と遅延器１４の出力で排他的論理和
が求められ、ＥＸＯＲ回路ｌでは、遅延器１２と遅延器
１４の出力で排他的論理和が求められる。

【００３７】なお、この同期処理部１０９においては、
同期捕捉に関する３段階の処理をすべて行なう。図２及
び図３に示す同期処理部１０９内には、第２段階に関す
る処理に必要な処理部のみを記載しているが、第１及び
第３段階にも必要とされる共通の処理部が含まれてい
る。

【００３８】上記のように構成された同期捕捉装置の動
作について説明する。同期処理部１０９において行われ
る同期捕捉についての３段階の処理のうち、第１段階
（スロットタイミング検出）と第３段階（スクランブリ
ングコード（長周期コード）同定）の処理は、従来と同
じであるので、説明を省略し、第２段階の処理について
説明する。

【００３９】本実施の形態における同期捕捉方法におい
ては、第１段階及び第２段階に硬判定を導入している。
そして、この第２段階の処理は、さらに３つのステップ
に分けられる。

【００４０】（１）受信信号に含まれるサーチコードを
判別するために、このサーチコードを１７個の相関器群
２０１に入力する。１７個の相関器では、サーチコード
ＳＣ１〜ＳＣ１７のいずれかのサーチコードとの相関処
理がなされる。そして、これらの相関結果が最大相関出
力番号選択部２０２に送られ、サーチコード最低１周期
分の相関値の積算値が求められ、その積算値が最大とな
る相関器を選択する。これにより、サーチコードが特定
される。このような処理を順次送られるスロット毎に行
うことにより、フレームにおけるサーチコードの配置が
特定され、サーチコードが判明する。

【００４１】このステップは、伝送理論で述べるところ
の最適受信機の構成（シンボルbyシンボルで判定する際
に最も誤りの少ない受信機）で実現される。すなわち、
このステップでは、硬判定を行う。このため、その出力
の語長は１７値を表現するために十分な５ビットにな
る。これは軟判定値に必要な語長（システムにおける条
件によるが例えば１４ビット）より少ない。

【００４２】このサーチコードの硬判定においては、マ
ッチトフィルタベースでなく、複数の相関器をベースに
して同期部を構成することにより、回路の共用化を図り
易い処理となる。 （２）次に、選択されたサーチコードを用いてフレーム
タイミングを検出する。（１）で判定されたサーチコー
ド番号を１６コードの長さのリングシフトレジスタに逐
次入力する。

【００４３】このとき、最初の１６ワードについては、
不一致検出部２０３を介さずにそのままリングシフトレ
ジスタ２０４に入力する。２周目からの１６ワードにつ
いては、不一致検出部２０３においてリングシフトレジ
スタ２０４からの出力との間で不一致検出がなされる。
この場合、過去の入力値、すなわちリングシフトレジス
タ２０４に入力された値と異なる値が入力された時は”
０”を出力する。セルサーチの第１段階で使用される共
通のスプレッディングコードＳＣ０は、第２段階におけ
る相関処理には使用されないので、入力されることはな
い。したがって、出力値”０”は無効を意味することに
なる。

【００４４】このように、このステップでは、硬判定し
たサーチコードの信頼性を確認する工程であり、複数周
期でサーチコードを同定する。すなわち、このステップ
は、１６コード周期で何回連続して一致したサーチコー
ドが受信されたかを記録する工程であり、連続回数が多
いほどシフトレジスタ２０４内に生残った非０コードの
信頼性は高いことになる。なお、ここでの所要メモリは
５ビット×１６コードでよい。何周期まで同定を行うか
については後述する。 （３）図９に示すコンマフリー符号のサーチコードの配
置表が持つ対称性に着目して、上記シフトレジスタから
フレームの先頭を検出し、フレームタイミングを検出す
る。このフレームの先頭の検出方法は後述する。

【００４５】このステップでは、サーチコード配置表に
おいてフレーム先頭の検出に用いるオフセット値（−４
〜３）を記憶するため、３ビット×３２符号のテーブル
が必要である。また、フレーム先頭の検出に１サーチコ
ード入力当たり１２回（ＥＸＯＲ数）、１フレーム当り
計１９２回（１２×１６）の比較を行う。実際の演算量
は、これにコンマフリー符号の判別などを考慮する必要
があり、比較回数の４倍程度と予想される。

【００４６】上記（１）〜（３）のステップにより、同
期捕捉における第２段階の処理が行われる。ここまでの
処理によりフレームタイミングが検出され、サーチコー
ドグループが特定される。

【００４７】この場合、ステップ（２），（３）におけ
る処理としてＤＳＰ処理を想定し、その所要メモリ量と
演算量を見積ると、 メモリ量：（１４×２７２）／（５×１６＋３×３
２））＝２１．６ 演算量 ：８１９２／（１９２×４）＝１０．７ となり、メモリ量が約２０分の１に、演算量が約１０分
の１に減少することが分かる。

【００４８】ここで、上記同期捕捉方法において、「回
線誤りが存在する時、（２）のステップによりシフトレ
ジスタ内にどのようなコードが生残るのか」を検討す
る。

【００４９】実際に使用されるコンマフリー符号は、３
コード以上（連続している必要はない）一致していれば
識別できるものである。したがって、回線誤りの存在下
では以下の場合が考えられる。

【００５０】 （Ａ）３コード以上が一致する同期候補がない場合 （Ｂ）３コード以上が一致する同期候補が１個の場合 （Ｃ）３コード以上が一致する同期候補が複数の場合 この中で、（Ａ）は明らかな同期獲得失敗であるので、
再獲得する以外方法はない。（Ｂ）は正しく同期が獲得
できている場合と正誤混ざったコードが残留した結果偶
然同期候補が１つ検出される誤同期の場合が含まれると
考えられる。また、（Ｃ）は明らかに誤ったコードが同
期候補として残った場合であるので、（２）のステップ
を継続して行なうことで解決が期待できる。

【００５１】なお、（Ｂ），（Ｃ）の場合の対応方法と
して、「各同期候補に対して１７元（１６，３）ＲＳ
（リードソロモン）符号を解き、Ｉ（Ｘ）＝０，１，
２，…，Ｘ，Ｘ＋１，…，Ｘ＋１４以外のデータが得ら
れるものを候補から除く」という方法も考えられる。こ
の方法はＩ（Ｘ）の先験情報を利用した誤り訂正を行な
う点から、単なるマッチングを行なうよりも高い信頼性
が期待できる。

【００５２】そこで、正しいコードが３以上生残る確率
と、誤ったコードが生残る確率とを理論検討する。

【００５３】回線誤りのある伝送路からの受信信号に対
して、（２）のステップの処理を行なう。すなわち、
（１）で判定したサーチコードの番号を１６コード長の
リングシフトレジスタ２０４に逐次入力する。このと
き、上述したように２週目からは過去の入力値と異なる
入力が来たときは”０”を入力する。この処理を繰返し
行なうと、シフトレジスタ２０４の中身は全部”０”に
なったり、正しい非０コード（０でないコード）の他に
誤った非０コードが生き残ったりする。

【００５４】この場合、正コードがＬ個以上生残る確率
は、下記式（１）に示すようになり、誤コードの生残り
確率は、下記式（２）に示すようになる。

【００５５】

【数１】

【数２】 ここで、Ｐはコード誤り率であり、ｍはシフトレジスタ
巡回回数であり、Ｎは符号長（＝１６）であり、Ｌはコ
ンマフリー符号識別に必要な最低コード数（＝３）であ
る。

【００５６】式（１），（２）はｍ回巡回後のシフトレ
ジスタの内容において、正しいコードが生残る確率が
（１−Ｐ）ｍ，誤ったコードが生残る確率がＰ^mである
ことから導かれ、式（１）のＰ_Sがコンマフリー符号識
別の必要条件が満たされる確率を示すのに対して、式
（２）のＰ_Fは誤同期の可能性を生ずる確率を示すもの
である。したがって、Ｐ_Fが小さいほど、かつＰ_S−Ｐ_F
が大きいほど性能がよくなることになる。なお、Ｌはコ
ンマフリー指数から得られる値でここでは３である。

【００５７】図４は、上記式におけるＰ＝１０％の時の
ｍに対するＰ_S，Ｐ_F値を示す図である。図４から以下の
ことが分かる。すなわち、 ・ｍ＜３では、Ｐ_S，Ｐ_Fが共に大きく、誤同期の可能性
がある（ｍ＝２でＰ_F＝１４．９％、ｍ＝３でＰ_F＝１．
６％）。 ・３≦ｍ≦９では、Ｐ_Sのみが大きくよい同期が得られ
る。 ・９＜ｍでは、無効な”０”コードが増えて同期判定が
やや困難になる。

【００５８】この結果から、シフトレジスタ巡回回数ｍ
は、３≦ｍ≦９であることが好ましい。ただし、このシ
フトレジスタ巡回回数ｍはコード誤り率Ｐと関連するの
で、前記条件に限定されず、コード誤り率に応じて適宜
設定することが望ましい。

【００５９】次に、シフトレジスタからフレームの先頭
を検出し、フレームタイミングを検出する方法について
説明する。すなわち、シフトレジスタ２０４の中にラン
ダムに生残ったコードパターンからコンマフリー符号を
検出する。なお、この処理は、ソフトウェアでもハード
ウェアでも実現可能であるが、ここでは、説明を分かり
易くするために、ハードウェアで実現する場合について
説明する。

【００６０】まず、同期獲得時において、シフトレジス
タ２０４には、図９に示すコンマフリー符号パターンの
どれか１つが繰り返し入力されてくる。このとき、繰り
返し先頭時刻は不明である。図９に示すパターンをスロ
ット方向に（表を横方向に）見直すと、ある２つのコー
ドを中心に対称な分布をしているパターンが多いことが
わかる。

【００６１】図５はこの対称性に注目して図９のコンマ
フリー符号パターンを並び替えたものである。なお、最
右列に記したオフセット値は、図９に対して左方向ヘシ
フトした数を正で表している。図５から分かるように、
図９に示すコンマフリー符号は以下の３つのパターンに
分類できる。・分類１：同じコードが連続する２ヶ所を
中心にコードが対称に分布するパターン（１４個） ・分類２：ある１コードを中心に２ヶ所でコードが対称
に分布するパターン（１６個） ・分類３：全く対称性のないパターン（２個）

【００６２】上記分類１〜分類３のうち、分類１と分類
２については、その対称の中心点を検出して、その対称
中心近辺のコードを調べてパターンを特定すると共に、
そのパターンに対応したオフセット値を加算することに
より、コンマフリー符号の先頭、すなわちフレームの先
頭を決定することができる。

【００６３】また、分類３の２個に限っては、全パター
ンを照合して検出しなければならないが、これら２つの
パターンは、１７個のサーチコードにおいて各スロット
でのサーチコード番号の差が１であるので、いずれか一
方のパターンのみを記憶しておけばよい。

【００６４】具体的に、コンマフリー符号を検出する場
合、図３のシフトレジスタ２０４に入力されたコードに
ついて、ＥＸＯＲ回路ａ，ｃ，ｅ，ｇ，ｉ，ｋでは分類
１に該当するかどうかを検出し、ＥＸＯＲ回路ｂ，ｄ，
ｆ，ｈ，ｊ，ｌでは分類２に該当するかどうかを検出す
る。

【００６５】すなわち、図５から分かるように、分類１
は、同じコードが連続する２ヶ所を中心にコードが対称
に分布するパターンであるので、遅延器１と遅延器８の
出力をＥＸＯＲ回路ａで判定し、遅延器２と遅延器７の
出力をＥＸＯＲ回路ｃで判定し、遅延器３と遅延器６の
出力をＥＸＯＲ回路ｅで判定し、遅延器９と遅延器１６
の出力をＥＸＯＲ回路ｇで判定し、遅延器１０と遅延器
１５の出力をＥＸＯＲ回路ｉで判定し、遅延器１１と遅
延器１４の出力をＥＸＯＲ回路ｋで判定する。

【００６６】また、図５から分かるように、分類２は、
１つのコードを中心にコードが対称に分布するパターン
であるので、遅延器２と遅延器８の出力をＥＸＯＲ回路
ｂで判定し、遅延器３と遅延器７の出力をＥＸＯＲ回路
ｄで判定し、遅延器４と遅延器６の出力をＥＸＯＲ回路
ｆで判定し、遅延器１０と遅延器１６の出力をＥＸＯＲ
回路ｈで判定し、遅延器１１と遅延器１５の出力をＥＸ
ＯＲ回路ｊで判定し、遅延器１２と遅延器１４の出力を
ＥＸＯＲ回路ｌで判定する。

【００６７】この判定においては、それぞれの分類につ
いて、６つのＥＸＯＲ回路を用いて（６ビットの情報を
用いて）１の数、すなわち出力が一致する数が最大とな
る時刻を求めて、フレームの先頭を検出する。このよう
に、コードパターンの対称性を利用することにより、非
常に少ない判定回数でフレームの先頭を決定することが
できる。

【００６８】また、このときの対称の中心点である遅延
器５と遅延器１３のシフトレジスタの内容から符号の種
類を決定する。この種類の決定は、予め記憶されたコー
ドとシフトレジスタ内のコードとを照合することにより
行なう。実際は、この中心点のコードが生残っていると
は限らないので、さらに周辺のコードを調べる必要があ
る。これらの判定はコンマフリー符号処理部２０５で行
なう。さらに、コンマフリー符号処理部２０５では、分
類３に関するパターン検出も行なう。

【００６９】上記検出処理を採用することにより、例え
ばｍ＝２で誤ワード残留確率Ｐ_F＝１４．９％でも同期
獲得は十分可能になると考えられる。

【００７０】上記説明においては、ハードウェアで処理
する場合について説明しているが、コンマフリー符号の
間隔が大きく演算時間が十分にとれること、シフトレジ
スタを用いてランダムアクセス処理も多くなることなど
を考慮すると、ソフトウェアで実現した方が柔軟性に優
れると思われる。

【００７１】このように本実施の形態に係る同期捕捉装
置によれば、相関処理部でサーチコードを硬判定するの
で、従来公表されている方法に比べて所要メモリを約１
／２０に激減することができる。また、コード誤り率が
１０％でも２〜３フレーム時間で引き込むことができ
る。さらに、コードパターンの対称性を利用してフレー
ムの先頭を検出するので、従来公表されている方法に比
べて演算量が少なくなり、約１／１０に減少させること
ができる。

【００７２】また、同期判定の高信頼化のための処理と
しては、処理量は増加するが、ＲＳ符号を解く方法を用
いることにより、かなり高い信頼性が得られると考えら
れる。

【００７３】本発明の同期捕捉装置は、ディジタル無線
通信システムの通信端末装置に適用することができる。
これにより、より迅速に同期捕捉を行なうことができる
と共に、装置の小型化を図ることができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の同期捕捉装
置及び同期捕捉方法は、第２段階において、フレームタ
イミング検出用の第２拡散コードに対して相関処理を行
なうことにより、第２拡散コードを硬判定により特定
し、特定された第２拡散コードの配置の対称性を利用し
てフレームタイミングを検出するので、セルサーチの際
の処理量が少なく、しかも同期捕捉の際に必要となるメ
モリ量を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る同期捕捉装置を用い
た無線通信システムを示すブロック図

【図２】上記実施の形態に係る同期捕捉装置の構成を示
すブロック図

【図３】上記実施の形態に係る同期捕捉装置の同期処理
部におけるシフトレジスタの具体的構成を示すブロック
図

【図４】シフトレジスタ内におけるサーチコードの巡回
数と生き残り確率との間の関係を示す特性図

【図５】再配列したサーチコードの配置表を示す図

【図６】従来の同期捕捉方法の第１段階の動作を説明す
るためのフロー図

【図７】従来の同期捕捉方法の第２段階の動作を説明す
るためのフロー図

【図８】従来の同期捕捉方法の第３段階の動作を説明す
るためのフロー図

【図９】サーチコードグループ配置表を示す図

【符号の説明】

１０１，１１０ 制御部 １０２ 誤り訂正符号・復号部 １０３ 送信部 １０４ 受信部 １０５，１０６ アンテナ １０７ 変復調処理部 １０８ 誤り訂正・音声コーデック部 １０９ 同期処理部 １１１ マイク・スピーカ ２０１ 相関器群 ２０２ 最大相関出力番号選択部 ２０３ 不一致検出部 ２０４ シフトレジスタ ２０５ コンマフリー符号検出処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−49755（ＪＰ，Ａ) 特開2000−138657（ＪＰ，Ａ) 特開2000−138615（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−88295（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−8607（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−22141（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−196460（ＪＰ，Ａ) Ｓ．Ｓｒｉｒａｍ ａｎｄ Ｓ．Ｈｏ ｓｕｒ，Ｆａｓｔ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉ ｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＤＳ−Ｃ ＤＭＡ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｍｐｌｏｙ ｉｎｇ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｂ ａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎｓ，ＩＥＥＥ ＩＣＣ’99，ｐ．1928−1932 今井哲朗他，Ｗ−ＣＤＭＡセルラ方式 におけるセルサーチ特性の解析，電子情 報通信学会論文誌，日本，Ｖｏｌ．Ｊ83 −Ｂ，Ｎｏ．９，ｐ．1245−1257 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713 H04L 7/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号の通信フレーム内のスロットの
   タイミングを検出するスロットタイミング検出手段と、
   前記受信信号に対してスロット毎にフレームタイミング
   検出用の短周期コードを用いて相関処理を行ない硬判定
   により前記短周期コードを特定する硬判定手段と、特定
   された短周期コードの配置の対称性を検出するコード配
   置対称性検出手段と、検出した短周期コードの配置の対
   称性を利用してフレームタイミングを検出するフレーム
   タイミング検出手段と、を具備することを特徴とする同
   期捕捉装置。
2. 【請求項２】 硬判定手段は、巡回して入力される短周
   期コード同士が互いに一致するかどうかを検出する手段
   を具備することを特徴とする請求項１記載の同期捕捉装
   置。
3. 【請求項３】 フレームタイミング検出手段は、短周期
   コードの配置において同じコードが連続する２ヶ所を中
   心にコードが対称に分布するパターン及びある１コード
   を中心に２ヶ所でコードが対称に分布するパターンを有
   する短周期コード配置表を有するメモリを有しており、
   前記短周期コード配置表を参照してフレームタイミング
   を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載
   の同期捕捉装置。
4. 【請求項４】 通信方式がＣＤＭＡ方式であり、受信信
   号が短周期コード及び長周期コードで拡散変調されてい
   ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに
   記載の同期捕捉装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の同期捕捉装置を備えたことを特徴とする通信端末装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の通信端末装置と無線通信
   を行なうことを特徴とする基地局装置。
7. 【請求項７】 受信信号の通信フレーム内のスロットの
   タイミングを検出するスロットタイミング検出工程と、
   前記受信信号に対してスロット毎にフレームタイミング
   検出用の短周期コードを用いて相関処理を行ない硬判定
   により前記短周期コードを特定する硬判定工程と、特定
   された短周期コードの配置の対称性を利用してフレーム
   タイミングを検出するフレームタイミング検出工程と、
   を具備することを特徴とする同期捕捉方法。
8. 【請求項８】 フレームタイミング検出工程は、巡回し
   て入力される短周期コード同士が互いに一致するかどう
   かを検出する工程を含むことを特徴とする請求項７記載
   の同期捕捉方法。
9. 【請求項９】 フレームタイミング検出工程において、
   短周期コードの配置において同じコードが連続する２ヶ
   所を中心にコードが対称に分布するパターン及びある１
   コードを中心に２ヶ所でコードが対称に分布するパター
   ンを有する短周期コード配置表を参照してフレームタイ
   ミングを検出することを特徴とする請求項７又は請求項
   ８記載の同期捕捉方法。