JP3444444B2 - 通信端末装置 - Google Patents
通信端末装置Info
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Description
8) 作用 実施例(図1〜図8) (1)復調部の全体構成(図1) (2)復調部によるシステムタイムの確率 (2−1)初期動作 (2−2)システムタイムの初期化(概要)(図2) (2−3)システムタイムの初期化(具体例)(図3及
び図4) (2−4)システムタイムの調整(図5〜図8) (2−5)効果 (3)他の実施例 発明の効果
えばCDMA(Code Division Multiple Access )方式
デイジタルセルラーの移動端末に用いて好適なものであ
る。
うセル(サービスエリア)を含め全ての基地局が同一の
周波数を使用する点が他の方式のセルラーと異なるシス
テムである。このCDMA方式デイジタルセルラーでは
フオワードリンク(基地局から移動局方向)チヤンネル
を次の4つのコードチヤンネルで構成することが定めら
れている。すなわちパイロツトチヤンネル、シンクチヤ
ンネル、ページングチヤンネル、トラフイツクチヤンネ
ルの4種類である。
系列符号(以下、PN(Pseudo random Noise Sequenc
e)符号という)を繰り返し伝送するチヤンネルであ
り、移動局での同期獲得、維持、クロツク再生のために
用いられるようになされている。因にこのパイロツトチ
ヤンネルでは通信データの伝送はない。
の間で時刻情報、長周期のPN符号を合わせるために用
いられる。さらにページングチヤンネルはハンドオフに
必要な情報、着信時の端末呼び出し情報の他、トラフイ
ツクチヤンネルの割り当て情報の送信に用いられるよう
になされている。トラフイツクチヤンネルは通話時にお
ける音声情報を送信するのに用いられる。
基地局側送信部を示す。この送信部1は4つのコードチ
ヤンネルデータにそれぞれ異なる拡散符号を掛け合わせ
ることにより生成された各コードチヤンネルを多重して
同一周波数で送信するようになされている。因にこのシ
ステムでは拡散符号としてPN符号とウオルシユ符号
(以下、Walsh符号という)とを掛け合わせた符号
を用いており、Walsh符号を「0」、「32」、
「1」、「n」と各チヤンネルごと変えることにより拡
散符号を変更する方式が採られている。ここでWals
h符号の符号長は64である。
号とPN符号とを掛け合わせたもの(すなわち排他的論
理和)をそのままパイロツトチヤンネルとして送出して
いる。このためパイロツトチヤンネルではPN符号がそ
のまま送信されることになる。従つて移動局によるPN
符号の検出とはパイロツトチヤンネルを用いて伝送され
る拡散符号のタイミングを調べることを意味する。また
移動局は拡散符号を選択することにより希望のコードチ
ヤンネルのデータを復調することができる。
ステムの移動端末では復調器を1つしか持たないか、2
つ持つていても空間ダイバーシティのためで同じタイミ
ングで動作するものであつた。これに対してCDMA方
式デイジタルセルラーでは移動端末は基地局からの複数
の反射波を受信し合成する手法を採つている。この複数
の反射波はマルチパスと呼ばれ、ビル等の反射物によつ
て反射されることによつて生じる伝搬経路長差に応じた
遅延時間分だけ遅れて移動局に届くものである。
のマルチパスが存在していても個々に分離復調が可能で
あるというスペクトル拡散通信の特長を利用して複数の
復調器で各パスに対応する信号を復調し、これらを合成
することにより通信品質を改善する方式が採られてい
る。ところが各反射波の時間遅延量は移動局の移動に応
じて常に変化しているため各復調器間の処理時間差も変
動する。このため各復調器は独立のタイマー(カウン
タ)に基づいて動作しなければならない。また移動端末
にはこれら複数の復調器とは別のタイミングで動作する
信号合成器等も存在するため、仕様通りの受信機能を実
現するにはこれら複数のタイミングを統合的に管理する
機能を実現しなければならない。
で、マルチパスを構成する各パスの伝搬遅延量が変化す
ることによつて各復調器のタイミングに変化が存在して
もこれらを統合的に管理することができる機能を備える
通信端末装置を提案しようとするものである。
め本発明においては、同一基地局から送信された後、異
なる伝搬経路を介して受信される受信信号(S1)に備
えて設けられた複数の復調器(12A)、(12B)、
(12C)と、当該複数の復調器(12A)、(12
B)、(12C)それぞれにおいて受信信号(S1)と
拡散符号との相関をとることによりより復調された復調
信号(S3A)、(S3B)、(S3C)を合成し合成
復調信号(S4)として出力する信号合成器とを有する
通信端末装置において、電源投入後又はリセツト後、複
数の復調器(12A)、(12B)、(12C)のうち
少なくとも1つが復調動作を開始しとき、該復調器内に
おける拡散符号の先頭のタイミングでカウント値を初期
化する機能を有するシステムタイム管理用カウンタ(1
5)を複数の復調器(12A)、(12B)、(12
C)とは独立に内蔵するようにする。
理用カウンタ(15)に、受信信号(S1)より得られ
る拡散符号の時間オフセツト分だけシステムタイム管理
用カウンタ(15)のカウント値を進ませ、次に指定さ
れた桁番号の先頭でカウント値のカウント動作を再開す
ることにより該番号より上位桁のカウント値を設定する
機能を設けるようにする。
管理用カウンタ(15)に、該カウンタの特定ビツトの
タイミングと復調器(12A)、(12B)、(12
C)に内蔵されている各カウンタの特定ビツトのタイミ
ングとを比較し、復調中の復調器のうち最も早いものに
特定ビツトのタイミングを合わせることによりカウント
値を進めたり遅らせたりする機能を設けるようにする。
2A)、(12B)、(12C)のうち少なくとも1つ
が復調動作を開始しとき、該復調器(12A)、(12
B)、(12C)内の拡散符号の先頭のタイミングでシ
ステムタイム管理用カウンタ(15)のカウント値を初
期化するようにしたことにより制御チヤンネルの受信時
に信号合成器(13)を正しく動作させることができ、
制御チヤンネルのデータを受信し得る状態に制御するこ
とができる。
管理用カウンタ(15)に設定する際に、まず基地局が
送信する拡散符号の時間オフセツトを補正し、次に所定
の桁番号の先頭で上位桁のカウント値を設定することに
したことにより設定タイミングを与える比較器(19)
のビツト数を小さくでき、デバイスの動作速度上の問題
を軽減することができる。
(12C)に独立に設けられているカウンタの特定ビツ
トとシステムタイム管理用カウンタ(15)の特定ビツ
トのタイミングを比較し、復調中の復調器のうち最も早
いものに特定ビツトのタイミングを合わせるようにした
ことにより、システムタイム管理用カウンタのカウント
値を伝搬遅延特性の変動に追従して調整することができ
る。
する。
ている。復調部10は受信信号S1を拡散符号検出器1
1に与えて各基地局が送信するパイロツトチヤンネルに
含まれる拡散符号のタイミングを検出し、検出結果S2
を基に制御回路14によつて復調器12A、12B、1
2Cを制御することにより受信信号S1の復調を開始す
るようになされている。この復調動作の開始後、復調器
12A、12B、12Cはそれぞれデータの進み又は遅
れに追従しながら通信データの復調を継続するようにな
されている。因に復調器12A〜12C及び拡散符号検
出器11にはそれぞれタイミング信号発生用にカウンタ
が内蔵されており、各回路に必要なタイミングを生成す
るようになされている。
2Cから出力される復調データS3A〜S3Cのうち実
際にデータを復調することができた復調器(ここでは最
大3つまで)の復調データのタイミングを調整し、これ
らを調整終了後に加え合わせて合成することにより合成
復調データS4を生成するようになされている。この合
成復調データS4は制御回路14に与えられて信号処理
され、受信データS5として出力される。ここで制御回
路14はCPU等で構成されており、合成復調データS
4の信号処理の他、端末全体の回路部を制御するように
なされている。
端末全体の基準タイミングを管理する回路としてシステ
ムタイム管理用カウンタ15が設けられている。このシ
ステムタイム管理用カウンタ15は復調部10の信号合
成器13や送信回路(図示せず)の基準タイミングを生
成するようになされている。システムタイム管理用カウ
ンタ15は次のようにして基準タイミングの生成を開始
する。
ンネルを受信しなければならない。これはこの時点で移
動端末のシステムタイム(このシステムタイムは基地局
が保持している基準タイムのことである)と同期した基
準タイミングが確立されていないことによる。基準タイ
ミングはシンクチヤンネル中のメツセージを受信してそ
れに含まれる設定タイミングと設定値を知ることではじ
めて確立することができる。
力する拡散符号の初期タイミングに合わせてシステムタ
イム管理用カウンタ15のカウント値をリセツトする。
基準タイミングが確立されていなくても信号合成器13
を正しく動作させシンクチヤンネルメツセージを受信す
るためにどの復調器でも良いからシンクチヤンネルを復
調している復調器内部で発生している拡散符号の初期タ
イミングでシステムタイム管理用カウンタ15のカウン
ト値をリセツトする。
のはシンクチヤンネルのフレームの先頭が拡散符号の先
頭と一致するからである。これによつて各復調器12A
〜12Cで復調されたシンクチヤンネルのデータは信号
合成器13で正しいタイミングで合成され制御回路14
に受け取られる。シンクチヤンネルメツセージは制御回
路14で処理される。
要) 次にシステムタイム管理用カウンタ15にシステムタイ
ムを設定する手順を説明する。まずシンクチヤンネルメ
ツセージから拡散符号の時間オフセツト、スーパーフレ
ーム番号及びその設定タイミングを取り出す。これは移
動端末が各基地局を識別できるように各基地局が送信す
る拡散符号はシステムタイムに対し予め決められた時間
だけオフセツトされて送信されていることによる。因に
ページングチヤンネルとトラフイツクチヤンネルのデー
タは各基地局とも同じタイミングで送信され時間オフセ
ツトは無い。これは受信する基地局を切り換えても(ハ
ンドオフしても)受信データのタイミングを変えないた
めである。
号の時間オフセツト量が分かつている必要がある。シン
クチヤンネルを受信するときにはこのオフセツト量が分
かつていないのでシンクチヤンネルのフレームの先頭は
拡散符号と同じだけオフセツトされて送信されている。
システムタイムのスーパーフレームの先頭は時間オフセ
ツトの無い拡散符号の先頭と一致しているのでシンクチ
ヤンネルのメツセージを受信した時点では通常システム
タイム管理用カウンタ15の動作は同様の時間オフセツ
トを有している。
1目盛りはシステムタイムの拡散符号(パイロツトPN
符号)の1周期分である。これが3つでスーパーフレー
ムを形成する。一方、図2(B)の1目盛りはシンクチ
ヤンネルスーパーフレームで上段とは拡散符号の時間オ
フセツト分だけずれている。この図は移動端末でのシン
クチヤンネルメツセージの受信、システムタイムの設定
の様子を示している。
ロツトPNオフセツト)分遅延させて拡散符号であるパ
イロツトPN符号を送信し、シンクチヤンネルメツセー
ジはこのスーパーフレームの先頭から送信開始される。
そしてCDMAセルラーの仕様によればシンクチヤンネ
ルメツセージの最後が送られたスーパーフレームの終わ
りから例えば320ms(この値はシンクチヤンネルメ
ツセージの内容で変わる)からパイロツトPNオフセツ
トを引いた時間後にシステムタイムを設定することにな
っている。
例) これを実現する回路の一例を図3に示す。この図ではシ
ステムタイム管理用カウンタ15はスーパーフレームカ
ウンタ16A、フレームカウンタ16B、チツプカウン
タ16C、システムクロツクカウンタ16Dの4つに分
けられている。まずパイロツトPNオフセツト設定回路
17がパイロツトPNオフセツト調整指示S6を入力
し、加算器18及びチツプカウンタ16Cのカウント値
をパイロツトPNオフセツト時間分だけ進ませる。すな
わちシステムタイムをパイロツトPNオフセツト時間分
だけ進ませる。これは次の動作による。
(カウント値S7)とパイロツトPNオフセツトの値
(オフセツト時間S8)を入力して加算し、加算結果を
変更値S9として出力する。この変更値S9はパイロツ
トPNオフセツト設定回路17からチツプカウンタ16
Cに与えられるロード信号S10によりロードされる。
この動作によりシステムタイム値S11をパイロツトP
Nオフセツト時間分進ませることができる。
受け取つたスーパーフレームから5番目のスーパーフレ
ームの先頭でスーパーフレーム番号の設定及びそれ以下
をクリアする。これは比較器19によつて実現される。
比較器19はスーパーフレーム設定指示S12とカウン
ト値S13とを比較し、上述の条件を満足するタイミン
グになるとスーパーフレーム設定信号S14としてアク
テイブパルスを出力する。このタイミングで設定値回路
20に書き込まれている設定値S15がスーパーフレー
ムカウンタ16Aにロードされる。またこのときフレー
ムカウンタ16B及びそれ以下のカウンタ16C、16
Dは初期化回路21から与えられるクリア信号S16に
よつてクリアされる。因にクリア信号S16は初期化指
示信号S17及び復調器初期タイミング信号S18A、
S18B、S18Cによつて生成される。
ウンタ15にシステムタイムが設定されページングチヤ
ンネル、トラフイツクチヤンネルを受信できる状態とな
る。正確には基地局に対して信号の伝搬遅延分だけ遅れ
て移動端末内でシステムタイムが保持されるがCDMA
セルラーの仕様でその様に決められている。設定タイミ
ングであるかを判断するには比較器19が使用される
が、システムタイム用カウンタをパイロツトPNオフセ
ツトだけ進ませておけば(図4のステツプSP7)、フ
レーム番号より下位の桁はオールゼロであることを条件
にフレーム番号以上の桁を比較で設定フレームと一致し
ているか調べれば良く(図4のステツプSP8)、比較
器のビツト数を小さくできる。このことは比較器19を
構成する論理回路の動作速度が小さくて済むことを意味
し、回路の実現性が高くなる。
管理するシステムタイムは基地局のそれとは異なり、時
間的に進んだり遅れたりする。それは端末が移動すると
基地局と移動端末の伝搬距離が変化しそれに伴い受信タ
イミングが変化するからである。特に通話中すなわちト
ラフイツクチヤンネルを用いた送受信を行つている場合
には、移動端末が基地局から遠ざかつたり近づいたりし
て送受信タイミングが変化した場合にはそれに追従して
信号合成器13、送信器のタイミングを変える必要があ
る。
にならないように基準タイミングを急激に変えることは
許されない。本発明では図1のシステムタイム管理用カ
ウンタ15のカウンタをCDMAセルラーの仕様で定め
られている速度で受信タイミングの変動に追従する回路
が組み込まれている。図5がこれを実現する回路例であ
る。システムタイム調整回路22とシステムクロツクカ
ウンタ16D、タイミング発生回路23で構成される。
ツクカウンタ16Dのカウント値S19から検査タイミ
ングS20及び調整タイミングS21を発生する。シス
テムタイム調整回路22には各復調器12A、12B、
12Cからカウンタの特定ビツトS22A、S22B、
S22Cとデータの有効/無効を示すデータ有効信号S
23A、S23B、S23Cが入力される。ただし検査
タイミング信号S20は各復調器のカウンタの特定ビツ
トS22A〜S22Cより周期が同じか大きくなければ
ならない。あまり周期が大きいと調整頻度が小さくなつ
てしまうので適当に決定されるべきである。
特定ビツトの周期はマルチパスの各パスの時間差により
周期と取り違えないよう十分大きく設定されていれば良
い。図6(E)では各復調器12A〜12Cとシステム
タイム管理用カウンタ15の特定ビツトは同じ位を用い
て説明している。システムタイム調整回路22からはシ
ステムタイム管理用カウンタ15に遅延指示信号S24
及び進み指示信号S25が供給される。
一定の速度でインクリメントされている。この例ではカ
ウンタ15を遅らす動作を一次的にカウンタを止めるこ
とで実現している。すなわち「0、1、2、3……」と
カウントするところを「0、1、1、2、3、……」と
カウントする。これはシステムクロツクカウンタ16D
のイネーブルに入力されている遅延指示信号S24をデ
イスイネーブルに設定することにより実現できる。
6Dを進ませるには1つ飛ばしでカウントする。すなわ
ち「0、1、2、3……」とカウントするところを
「0、1、3、……」とカウントする。システムクロツ
クカウンタ16Dのロード入力に接続される進み指示信
号S25をアクテイブにすることで「1」の次に「3」
をロードすることができる。
号S25の発生方法について説明する。図5のようにま
ず各復調器12A〜12Cのカウンタの特定ビツトの論
理積をとる(論理和をとつても良いが次に説明するチエ
ツクタイミングは立ち下がりではなく立ち上がりになり
判断する状態が変わる)。論理積を取つた信号の立ち下
がりは3つの復調器12A〜12Cのうち最も進んだタ
イミングのカウンタの立ち下がりと一致している。
回路23で生成される検査タイミング信号S20の立ち
下がりとタイミングを比較する。その様子が図7に説明
されている。チエツクタイミング信号S20の立ち下が
りを挟んで論理積出力S26がサンプルされる。その結
果が「L、L」だとシステムタイム値S11を進ませる
必要があり進み指示信号S25をアクテイブにする。
ので進ませる必要も遅らせる必要もないので進み指示信
号S25も遅延指示信号S24もアクテイブにはしな
い。結果が「H、H」の場合にはシステムタイムは遅ら
せる必要があるので遅延指示信号S24をアクテイブに
する。これによりシステムタイムを復調している最も進
んだ復調器のタイミングに近づけることが出来る。近づ
けると表現したのは1回にカウンタ1ステツプ分しか調
整できない、つまり1度の変更でタイミングを一致させ
ることができないからである。CDMAセルラーの仕様
では送信タイミングは急激に変更することを禁じてお
り、調整の速度を適合させるためにはシステムタイム調
整回路22に入力される検査タイミング信号S20の周
期を適当に選ぶことで実現する。
整回路22の回路例である。アンド回路24A、24
B、24Cで各復調器12A〜12Cのカウンタの特定
ビツトS22A〜S22Cと復調器12A〜12Cのデ
ータ有効信号S23A〜S23Cの論理積がとられる。
これは復調していない復調器12A〜12Cをシステム
タイムのタイミング調整の対象からはずすためである。
アンド回路25の出力は図6(D)のアンド出力S26
である。この信号S26がシフトレジスタ26に入力さ
れ、図7に示す波線のタイミングでサンプリングされた
データが遅延出力S27A、S27Bとして出力され
る。
通りのアルゴリズムに従つて進み指示信号S25又は遅
延指示信号S24を生成する。オア回路28では総ての
復調器のデータ有効信号S23A〜S23Cについて論
理和がとられる。このとき出力S28が「L」の場合に
は総ての復調器12A〜12Cがデータ無効状態である
ことを意味し、調整タイミング生成部27はその場合に
は進み指示信号S25、遅延指示信号S24ともにアク
テイブにならないよう制御する。
復調器12A〜12Cで検出された拡散符号の先頭でシ
ステムタイム管理用カウンタ15を初期化するようにし
たことによりシンクチヤンネルの受信時に信号合成器1
3を正しく動作させることができ、シンクチヤンネルメ
ツセージを確実に受信できる状態に制御することができ
る。
ム管理用カウンタ15に設定する際に、まず基地局が送
信する拡散符号の時間オフセツト分を補正し、次に所定
のシンクチヤンネルのフレームの先頭でスーパーフレー
ム番号を設定するようにしたことにより設定タイミング
を与える比較器19のビツト数を小さくでき、デバイス
の動作速度上の問題を軽減することができる。
グを生成するためにそれぞれ独立に内蔵されているカウ
ンタの特定ビツトS22A〜S22Cとシステムクロツ
クカウンタ16Dの特定ビツトのタイミングS20、S
21とを比較し、システムクロツクカウンタ16Dを進
ませたり遅らせたりできるようにしたことにより、マル
チパスの各パスの伝搬遅延時間が変動しても信号合成器
13又は送信系のタイミングをCDMAセルラーの仕様
通りに調整することができる。これにより安定した送受
信を実現することができる。
ルセルラーの移動端末復調部について述べたが、本発明
はこれに限らず、同様にCDMA方式を採用する通信端
末装置に広く適用し得る。
後又はリセツト後、制御チヤンネルの受信時に信号合成
器を正しく動作できる状態にシステムタイムを制御する
ことができる通信端末装置を得ることができる。また上
述のように本発明によれば、システムタイムの上位桁に
設定する際における動作速度の速いシステムタイム管理
用カウンタを内蔵する通信端末装置を得ることができ
る。
中における復調器のうち最も早いものにシステムタイム
管理用カウンタの特定ビツトのタイミングを合わせるよ
うにしたことにより、伝搬遅延特性の変動に追従してカ
ウント値を調整することができるシステムタイム管理用
カウンタを内蔵する通信端末装置を得ることができる。
実施例を示すブロツク図である。
明するのに用いるタイミングチヤートである。
ロツク図である。
ートである。
明に供するブロツク図である。
明に供するタイミングチヤートである。
ウンタとの時間関係を説明するタイミングチヤートであ
る。
図である。
から移動端末方向)のチヤンネル構成を示すブロツク図
である。
Walsh Code発生器、5……チヤンネル加算
器、10……復調部、11……拡散符号検出器、12A
〜12C……復調器、13……信号合成器、14……制
御回路、15……システムタイム管理用カウンタ、16
A……フーパーフレームカウンタ、16B……フレーム
カウンタ、16C……チツプカウンタ、16D……シス
テムクロツクカウンタ、22……システムタイム調整回
路、23……タイミング発生回路、27……調整タイミ
ング生成部。
Claims (3)
- 【請求項1】同一基地局から送信された後、異なる伝搬
経路を介して受信される受信信号に対応させて設けられ
た複数の復調器と、当該複数の復調器それぞれにおいて
上記受信信号と拡散符号との相関をとることにより復調
された復調信号を合成して合成復調信号として出力する
信号合成器とを有する通信端末装置において、 電源投入後又はリセツト後、上記複数の復調器のうち少
なくとも1つが復調動作を開始したとき、該復調器内に
おける拡散符号の先頭のタイミングでカウント値を初期
化することにより上記通信端末基準内の基準タイミング
を生成するシステムタイム管理用カウンタを上記複数の
復調器とは独立に内蔵し、上記システムタイム管理用カウンタは当該電源投入後又
はリセット後の当該復調動作を開始した時点で、上記信
号合成器を正しく動作させる ことを特徴とする通信端末
装置。 - 【請求項2】上記システムタイム管理用カウンタは、上
記受信信号より得られる拡散符号の時間オフセツト分だ
け上記システムタイム管理用カウンタのカウント値を暫
定的に進めた状態において、次に正しい値で上記カウン
ト値のカウント動作を再開することにより上位桁のカウ
ント値を設定し、これにより下位桁のカウント動作を簡
略にしたことを特徴とする請求項1に記載の通信端末装
置。 - 【請求項3】上記システムタイム管理用カウンタは、当
該システムタイム管理用カウンタの特定ビツトのタイミ
ングと上記復調器に内蔵されている各カウンタの特定ビ
ツトのタイミングとを比較し、復調中の復調器のうち最
も早いものに上記特定ビツトのタイミングを合わせるこ
とによりカウント値を進めたり遅らせたりすることによ
り、上記基準タイミングを維持することを特徴とする請
求項2に記載の通信端末装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26203594A JP3444444B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 通信端末装置 |
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