JP3387471B2 - スペクトラム拡散通信方式受信機およびスペクトラム拡散通信のパスサーチ方法 - Google Patents
スペクトラム拡散通信方式受信機およびスペクトラム拡散通信のパスサーチ方法Info
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Description
通信方式におけるパスサーチ方式に係り、特に受信機の
小型化および低消費電力化に有効なスペクトラム拡散通
信方式受信機およびスペクトラム拡散通信のパスサーチ
方法に関する。
等に用いられるスペクトラム拡散通信方式の受信機は、
ベースバンド信号に変換された受信信号を逆拡散するフ
ィンガー部と、通常の場合、フィンガー部は複数装備さ
れるので、それら複数のフィンガー部から出力される逆
拡散信号をアラインメントされたタイミングでレイク合
成するレイク部と、受信信号から遅延プロファイルを計
算し、求められた遅延プロファイルから受信タイミング
として有効なピークを検出して、フィンガー部やレイク
部へタイミング情報や有効フィンガー情報などを伝達す
るパスサーチャー部とを有して構成される。
られる従来の受信機については、特許第2853705
号公報および特開平11−261528号公報等に記載
されている。特許第2853705号公報には、受信特
性を向上させるため、サーチャー部で検出したサーチパ
スとトラッキングしたトラッキングパスに基づきパス捕
捉保持部で前方保護および後方保護をかけて目的とする
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合成
することが示されている。この場合のサーチパスとは、
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パスであ
る。また、トラッキングパスとは、復調信号と拡散コー
ドの相関によりトラッキングされる1チップ以上離れた
複数のパスである。また、特開平11−261528号
公報には、CDMAのレイク受信機におけるフィンガー
処理要素の割り当てに関する技術が示されている。
ム拡散通信方式においては、小型化および低消費電力化
が大きな要求課題になっている。これらの課題が要求さ
れる原因の1つはパスサーチの方式にある。すなわち、
受信信号から計算する遅延プロファイルは平均化を行う
必要があるため、遅延プロファイルを蓄積しておかねば
ならない。パスサーチのサンプル点は通常1シンボル内
の拡散周期のオーバーサンプリング倍必要であり、10
24個にも及ぶことがある。また、ダイバーシティを利
用する場合には、その分も考慮する必要があり、蓄積し
ておく遅延プロファイルは、例えば2倍となる。そのた
め、遅延プロファイルを蓄積するメモリやレジスタ等の
手段は、回路規模に影響する重要な要素となる。また、
一度に動作する相関器の数は、遅延プロファイルのサン
プル点に関連しており、通常は1つのサンプル点が1つ
の相関器を動作させることになる。したがって、サンプ
ル点を減らせば、消費電力を減らすことが可能になると
考えられる。
もので、パスサーチにおける基準受信タイミングのトラ
ッキング精度を低下させることなく、遅延プロファイル
計算中における遅延プロファイルの蓄積量を低減し、遅
延プロファイルの計算の際に一度に動作する相関器の数
を低減して、小型化および低消費電力化を可能とするス
ペクトラム拡散通信方式受信機およびスペクトラム拡散
通信のパスサーチ方法を提供することを目的とする。
め、本発明の第1の観点に係るスペクトラム拡散通信方
式受信機は、スペクトラム拡散通信方式の受信機におい
て、ベースバンド信号へ変換された受信信号を逆拡散す
る複数のフィンガー部と、前記複数のフィンガー部から
出力される逆拡散信号をアラインメントされたタイミン
グでレイク合成するレイク部と、受信信号から遅延プロ
ファイルを計算し、求められた遅延プロファイルから受
信タイミングとして有効なピークを検出して、前記フィ
ンガー部およびレイク部へそれぞれタイミング情報およ
び有効フィンガー情報を含む情報を与えるパスサーチャ
ー部と、を備え、前記パスサーチャー部は、所定のパス
サーチ範囲内の所定の固定範囲の遅延プロファイル計算
範囲であるトラッキングウィンドウについてパスサーチ
して遅延プロファイルを計算する第1の遅延プロファイ
ル計算手段と、前記パスサーチ範囲内の前記トラッキン
グウィンドウ以外の範囲の遅延プロファイル計算範囲に
ついて所定範囲ずつの2以上に時分割したサーチウィン
ドウとしてパスサーチして遅延プロファイルを計算する
第2の遅延プロファイル計算手段と、これら第1および
第2の遅延プロファイル計算手段によって得られる遅延
プロファイルのピークに基づいて受信タイミングを決定
するタイミング決定手段と、を具備する。
ラム拡散通信方式受信機は、スペクトラム拡散通信方式
の受信機において、ベースバンド信号へ変換された受信
信号を逆拡散するフィンガー部と、受信信号から遅延プ
ロファイルを計算し、求められた遅延プロファイルから
受信タイミングとして有効なピークを検出して、前記フ
ィンガー部へタイミング情報を含む情報を与えるパスサ
ーチャー部と、を備え、前記パスサーチャー部は、所定
のパスサーチ範囲内の所定の固定範囲の遅延プロファイ
ル計算範囲であるトラッキングウィンドウについてパス
サーチして遅延プロファイルを計算する第1の遅延プロ
ファイル計算手段と、前記パスサーチ範囲内の前記トラ
ッキングウィンドウ以外の範囲の遅延プロファイル計算
範囲について所定範囲ずつの2以上に時分割したサーチ
ウィンドウとしてパスサーチして遅延プロファイルを計
算する第2の遅延プロファイル計算手段と、これら第1
および第2の遅延プロファイル計算手段によって得られ
る遅延プロファイルのピークに基づいて受信タイミング
を決定するタイミング決定手段と、を具備する。
前記所定のパスサーチ範囲内のほぼ中心の固定範囲の遅
延プロファイル計算範囲をトラッキングウィンドウとし
てパスサーチして遅延プロファイルを計算する手段を含
んでいてもよい。
前記所定のパスサーチ範囲内の前記トラッキングウィン
ドウ以外の範囲の前記トラッキングウィンドウの片側の
遅延プロファイル計算範囲について所定範囲ずつ2以上
に時分割したサーチウインドウとしてパスサーチして遅
延プロファイルを計算する手段を含んでいてもよい。
前記所定のパスサーチ範囲内の前記トラッキングウィン
ドウ以外の範囲の前記トラッキングウィンドウを挟む両
側の遅延プロファイル計算範囲について所定範囲ずつ2
以上に時分割したサーチウィンドウとしてパスサーチし
て遅延プロファイルを計算する手段を含んでいてもよ
い。
においては、前記パスサーチャー部が、所定のパスサー
チ範囲内の所定の固定範囲の遅延プロファイル計算範囲
であるトラッキングウィンドウについてパスサーチして
遅延プロファイルを計算し、前記パスサーチ範囲内の前
記トラッキングウィンドウ以外の範囲の遅延プロファイ
ル計算範囲について所定範囲ずつの2以上に時分割した
サーチウィンドウとしてパスサーチして遅延プロファイ
ルを計算して、これらトラッキングウィンドウおよびサ
ーチウィンドウによって得られる遅延プロファイルのピ
ークに基づいて受信タイミングを決定する。したがっ
て、パスサーチにおける基準受信タイミングのトラッキ
ング精度を低下させることなく、遅延プロファイル計算
中における遅延プロファイルの蓄積量を低減し、遅延プ
ロファイルの計算の際に一度に動作する相関器の数を低
減して、小型化および低消費電力化が可能となる。
散通信のパスサーチ方法は、パスサーチャー部が、受信
信号から遅延プロファイルを計算し、求められた遅延プ
ロファイルから受信タイミングとして有効なピークを検
出するパスサーチにより、ベースバンド信号へ変換され
た受信信号を逆拡散する複数のフィンガー部および前記
複数のフィンガー部から出力される逆拡散信号をアライ
ンメントされたタイミングでレイク合成するレイク部へ
前記受信タイミングに応じてそれぞれタイミング情報お
よび有効フィンガー情報を含む情報を与えるにあたり、
トラッキングウィンドウとサーチウィンドウという2種
類の遅延プロファイル計算範囲を設定し、前記トラッキ
ングウィンドウは、所定のパスサーチ範囲内の所定の固
定範囲の遅延プロファイル計算範囲をパスサーチし、サ
ーチウィンドウはトラッキングウィンドウ以外の遅延プ
ロファイル計算範囲を2以上に時分割してパスサーチし
て、これら2種類のパスサーチによって得られる遅延プ
ロファイルのピークから受信タイミングを決定する。
散通信のパスサーチ方法は、パスサーチャー部が、受信
信号から遅延プロファイルを計算し、求められた遅延プ
ロファイルから受信タイミングとして有効なピークを検
出するパスサーチにより、ベースバンド信号へ変換され
た受信信号を逆拡散するフィンガー部へ前記受信タイミ
ングに応じてタイミング情報を含む情報を与えるにあた
り、トラッキングウィンドウとサーチウィンドウという
2種類の遅延プロファイル計算範囲を設定し、前記トラ
ッキングウィンドウは、所定のパスサーチ範囲内の所定
の固定範囲の遅延プロファイル計算範囲をパスサーチ
し、サーチウィンドウはトラッキングウィンドウ以外の
遅延プロファイル計算範囲を2以上に時分割してパスサ
ーチして、これら2種類のパスサーチによって得られる
遅延プロファイルのピークから受信タイミングを決定す
る。
のパスサーチ範囲内のほぼ中心の固定範囲の遅延プロフ
ァイル計算範囲であってもよい。
サーチ範囲内の前記トラッキングウィンドウ以外の範囲
の前記トラッキングウィンドウの片側の遅延プロファイ
ル計算範囲を2以上に分割した遅延プロファイルを計算
してもよい。
サーチ範囲内の前記トラッキングウィンドウ以外の範囲
の前記トラッキングウィンドウを挟む両側の遅延プロフ
ァイル計算範囲を2以上に分割した遅延プロファイルを
計算してもよい。
チ方法においては、トラッキングウィンドウとサーチウ
ィンドウという2種類の遅延プロファイル計算範囲を設
定し、前記トラッキングウィンドウは、所定のパスサー
チ範囲内の所定の固定範囲の遅延プロファイル計算範囲
をパスサーチし、サーチウィンドウはトラッキングウィ
ンドウ以外の遅延プロファイル計算範囲を2以上に時分
割してパスサーチして、これら2種類のパスサーチによ
って得られる遅延プロファイルのピークから受信タイミ
ングを決定する。したがって、パスサーチにおける基準
受信タイミングのトラッキング精度を低下させることな
く、遅延プロファイル計算中における遅延プロファイル
の蓄積量を低減し、遅延プロファイルの計算の際に一度
に動作する相関器の数を低減して、小型化および低消費
電力化が可能となる。
を参照して説明する。
スサーチ方法を採用したスペクトラム拡散通信方式受信
機の第1の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第
1の実施の形態に係るスペクトラム拡散通信方式受信機
の要部の構成を示している。図1に示すスペクトラム拡
散通信方式受信機は、フィンガー部1、レイク部2およ
びパスサーチャー部3を具備している。
換された受信信号を逆拡散する。このフィンガー部1
は、通常の場合、複数個のフィンガーが装備される。レ
イク部2は、フィンガー部1のそれら複数個のフィンガ
ーから出力される逆拡散信号をアラインメントされたタ
イミングでレイク合成する。
プロファイルを計算し、求められた遅延プロファイルか
ら受信タイミングとして有効なピークを検出し、フィン
ガー部1およびレイク部2に、それぞれタイミング情報
および有効フィンガー情報等の情報を供給する。
遅延プロファイルを計算し、受信タイミングとして有効
なピークを検出する。このように、受信信号から遅延プ
ロファイルを計算して受信タイミングとして有効なピー
クを検出する操作をパスサーチと称する。
方式では、図4に示すようにパスサーチ範囲内のすべて
の遅延プロファイルを一度に計算する。すなわち、遅延
プロファイルを計算する回路である相関器は、パスサー
チ範囲内のすべての点、すなわちすべてのタイミング、
で動作している。遅延プロファイルは、例えば10msの
フレーム等の期間を単位とする時間で平均化される。し
たがって、従来の方式では、図4に示すように、パスサ
ーチ範囲のすべての遅延プロファイルのサンプル点を蓄
積しておく必要がある。遅延プロファイルのピークとし
て、電力の大きいものを有効と判定する場合には、例え
ば図4のケースでは、第1のピーク、第2のピークおよ
び第3のピークが有効なピークとして判定され、その時
のタイミング情報がフィンガー部1に与えられて、その
タイミングで逆拡散される。また、検出された第1〜第
3のピーク情報のどのピーク情報が、フィンガー部1の
どのフィンガーに渡されるかに基づき、レイク部2にお
いて、その時点で有効となっているフィンガーの受信信
号がレイク合成される。
ペクトラム拡散通信方式受信機におけるパスサーチ方法
を示すものである。この例では、遅延プロファイルを計
算するのに2つのパスサーチウィンドウを設定し、それ
ぞれ第1および第2の遅延プロファイル計算手段により
計算するようにしている。2つのパスサーチウィンドウ
のうちの一方は、トラッキングウィンドウと称し、第1
の遅延プロファイル計算手段により計算される。トラッ
キングウィンドウは、図2においては、常にパスサーチ
範囲内の中心近傍をパスサーチ、つまり遅延プロファイ
ルの計算、をする。2つのパスサーチウィンドウのうち
の他方は、サーチウィンドウと称し、第2の遅延プロフ
ァイル計算手段により計算される。サーチウィンドウ
は、図2においては、トラッキングウィンドウの図示右
側、つまり時間的に後の領域、を時分割でサーチし続け
る。図2においては該当領域を2つに時分割した例を示
している。
とサーチウィンドウの2つのパスサーチウィンドウを用
いて計算された遅延プロファイルから、有効と判断され
るピークを検出し、フィンガー部1およびレイク部2に
ピーク情報が供給され、受信信号の復調が行われる。
ンプル点における遅延プロファイルをすべて蓄積する必
要があった。しかしながら、本発明では、サーチウィン
ドウについては、時分割でサーチするため、遅延プロフ
ァイル計算中に蓄積すべき情報の量は少なくて済む。
に1サンプル点で相関器が動作する場合、従来のような
パスサーチ方式では、全サンプル点の相関器が動作する
ことになり、消費される電力は大きなものになる。一
方、本発明の第1の実施の形態によるこのスペクトラム
拡散通信方式受信機では、一度に動作する相関器の数が
減ることになるので、従来に比べ、低消費電力化が期待
できる。
となる受信タイミングのトラッキングを行う必要があ
り、安定した受信を行うには、この基準タイミングのト
ラッキング精度は重要である。本発明の第1の実施の形
態によるこのスペクトラム拡散通信方式受信機の場合、
トラッキングウィンドウについては、サーチウィンドウ
と異なり、毎回遅延プロファイルを計算するので、より
精度の高いピークを得ることができる。このことは、例
えば受信機を間欠的に動作させる場合など、短期間でパ
スサーチ処理を行なわねばならない場合には、特に有効
である。
で構成される場合には、レイク部2が不要となることに
なるが、仮にそのような場合においてもパスサーチにお
ける低消費電力化が可能となる。
スペクトラム拡散通信方式受信機の動作を模式的に示し
ている。
ドウが、トラッキングウィンドウの図示右側だけでなく
図示左側、つまり時間的に前の領域、もサーチする。こ
のようにした場合、全パスサーチ範囲内のサーチを終え
るには、図2に示した第1の実施の形態の場合に比して
時間がかかるというデメリットがある。しかしながら、
有効なパスサーチ範囲が広くなるので、急激な基準タイ
ミング、この場合ピークタイミング、のずれが発生した
場合にも、速やかに有効なフィンガーを再配置するなど
の対処が可能になる。
通信方式による受信機において、パスサーチャー部がパ
スサーチを行う際に、トラッキングウィンドウとサーチ
ウィンドウという2種類の遅延プロファイル計算範囲を
もち、トラッキングウィンドウはある固定範囲の遅延プ
ロファイル計算範囲を、サーチウィンドウはトラッキン
グウィンドウ以外の遅延プロファイル計算範囲を時分割
でパスサーチし、これらによって得られた遅延プロファ
イルのピークから受信タイミングを決定する操作は、ハ
ードウェアによる構成に限らず、ソフトウェア処理によ
って実行するようにしてもよい。
パスサーチにおける基準受信タイミングのトラッキング
精度を低下させることなく、遅延プロファイル計算中に
おける遅延プロファイルの蓄積量を低減し、遅延プロフ
ァイルの計算の際に一度に動作する相関器の数を低減し
て、小型化および低消費電力化を可能とするスペクトラ
ム拡散通信方式受信機およびスペクトラム拡散通信のパ
スサーチ方法を提供することができる。
拡散通信方式受信機の構成を示すブロック図である。
ーチ方法の模式図である。
めのパスサーチ方法の模式図である。
Claims (10)
- 【請求項1】スペクトラム拡散通信方式の受信機におい
て、 ベースバンド信号へ変換された受信信号を逆拡散する複
数のフィンガー部と、 前記複数のフィンガー部から出力される逆拡散信号をア
ラインメントされたタイミングでレイク合成するレイク
部と、 受信信号から遅延プロファイルを計算し、求められた遅
延プロファイルから受信タイミングとして有効なピーク
を検出して、前記フィンガー部およびレイク部へそれぞ
れタイミング情報および有効フィンガー情報を含む情報
を与えるパスサーチャー部と、を備え、前記パスサーチ
ャー部は、 所定のパスサーチ範囲内の所定の固定範囲の遅延プロフ
ァイル計算範囲であるトラッキングウィンドウについて
パスサーチして遅延プロファイルを計算する第1の遅延
プロファイル計算手段と、 前記パスサーチ範囲内の前記トラッキングウィンドウ以
外の範囲の遅延プロファイル計算範囲について所定範囲
ずつの2以上に時分割したサーチウィンドウとしてパス
サーチして遅延プロファイルを計算する第2の遅延プロ
ファイル計算手段と、 これら第1および第2の遅延プロファイル計算手段によ
って得られる遅延プロファイルのピークに基づいて受信
タイミングを決定するタイミング決定手段と、を具備す
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式受信機。 - 【請求項2】スペクトラム拡散通信方式の受信機におい
て、 ベースバンド信号へ変換された受信信号を逆拡散するフ
ィンガー部と、 受信信号から遅延プロファイルを計算し、求められた遅
延プロファイルから受信タイミングとして有効なピーク
を検出して、前記フィンガー部へタイミング情報を含む
情報を与えるパスサーチャー部と、を備え、前記パスサ
ーチャー部は、 所定のパスサーチ範囲内の所定の固定範囲の遅延プロフ
ァイル計算範囲であるトラッキングウィンドウについて
パスサーチして遅延プロファイルを計算する第1の遅延
プロファイル計算手段と、 前記パスサーチ範囲内の前記トラッキングウィンドウ以
外の範囲の遅延プロファイル計算範囲について所定範囲
ずつの2以上に時分割したサーチウィンドウとしてパス
サーチして遅延プロファイルを計算する第2の遅延プロ
ファイル計算手段と、 これら第1および第2の遅延プロファイル計算手段によ
って得られる遅延プロファイルのピークに基づいて受信
タイミングを決定するタイミング決定手段と、を具備す
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式受信機。 - 【請求項3】前記第1の遅延プロファイル計算手段は、
前記所定のパスサーチ範囲内のほぼ中心の固定範囲の遅
延プロファイル計算範囲をトラッキングウィンドウとし
てパスサーチして遅延プロファイルを計算する手段を含
むことを特徴とする請求項1または2に記載のスペクト
ラム拡散通信方式受信機。 - 【請求項4】前記第2の遅延プロファイル計算手段は、
前記所定のパスサーチ範囲内の前記トラッキングウィン
ドウ以外の範囲の前記トラッキングウィンドウの片側の
遅延プロファイル計算範囲について所定範囲ずつ2以上
に時分割したサーチウインドウとしてパスサーチして遅
延プロファイルを計算する手段を含むことを特徴とする
請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載のスペクト
ラム拡散通信方式受信機。 - 【請求項5】前記第2の遅延プロファイル計算手段は、
前記所定のパスサーチ範囲内の前記トラッキングウィン
ドウ以外の範囲の前記トラッキングウィンドウを挟む両
側の遅延プロファイル計算範囲について所定範囲ずつ2
以上に時分割したサーチウィンドウとしてパスサーチし
て遅延プロファイルを計算する手段を含むことを特徴と
する請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載のスペ
クトラム拡散通信方式受信機。 - 【請求項6】パスサーチャー部が、受信信号から遅延プ
ロファイルを計算し、求められた遅延プロファイルから
受信タイミングとして有効なピークを検出するパスサー
チにより、ベースバンド信号へ変換された受信信号を逆
拡散する複数のフィンガー部および前記複数のフィンガ
ー部から出力される逆拡散信号をアラインメントされた
タイミングでレイク合成するレイク部へ前記受信タイミ
ングに応じてそれぞれタイミング情報および有効フィン
ガー情報を含む情報を与えるにあたり、 トラッキングウィンドウとサーチウィンドウという2種
類の遅延プロファイル計算範囲を設定し、前記トラッキ
ングウィンドウは、所定のパスサーチ範囲内の所定の固
定範囲の遅延プロファイル計算範囲をパスサーチし、サ
ーチウィンドウはトラッキングウィンドウ以外の遅延プ
ロファイル計算範囲を2以上に時分割してパスサーチし
て、これら2種類のパスサーチによって得られる遅延プ
ロファイルのピークから受信タイミングを決定すること
を特徴とするスペクトラム拡散通信のパスサーチ方法。 - 【請求項7】パスサーチャー部が、受信信号から遅延プ
ロファイルを計算し、求められた遅延プロファイルから
受信タイミングとして有効なピークを検出するパスサー
チにより、ベースバンド信号へ変換された受信信号を逆
拡散するフィンガー部へ前記受信タイミングに応じてタ
イミング情報を含む情報を与えるにあたり、 トラッキングウィンドウとサーチウィンドウという2種
類の遅延プロファイル計算範囲を設定し、前記トラッキ
ングウィンドウは、所定のパスサーチ範囲内の所定の固
定範囲の遅延プロファイル計算範囲をパスサーチし、サ
ーチウィンドウはトラッキングウィンドウ以外の遅延プ
ロファイル計算範囲を2以上に時分割してパスサーチし
て、これら2種類のパスサーチによって得られる遅延プ
ロファイルのピークから受信タイミングを決定すること
を特徴とするスペクトラム拡散通信のパスサーチ方法。 - 【請求項8】前記トラッキングウィンドウは、前記所定
のパスサーチ範囲内のほぼ中心の固定範囲の遅延プロフ
ァイル計算範囲であることを特徴とする請求項6または
7に記載のスペクトラム拡散通信のパスサーチ方法。 - 【請求項9】前記サーチウィンドウは、前記所定のパス
サーチ範囲内の前記トラッキングウィンドウ以外の範囲
の前記トラッキングウィンドウの片側の遅延プロファイ
ル計算範囲を2以上に分割した遅延プロファイルを計算
範囲であることを特徴とする請求項6乃至8のうちのい
ずれか1項に記載のスペクトラム拡散通信のパスサーチ
方法。 - 【請求項10】前記サーチウィンドウは、前記所定のパ
スサーチ範囲内の前記トラッキングウィンドウ以外の範
囲の前記トラッキングウィンドウを挟む両側の遅延プロ
ファイル計算範囲を2以上に分割した遅延プロファイル
を計算範囲であることを特徴とする請求項6乃至8のう
ちのいずれか1項に記載のスペクトラム拡散通信のパス
サーチ方法。
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