JP3472736B2 - スペクトル拡散通信装置および方法 - Google Patents
スペクトル拡散通信装置および方法Info
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-
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
用いて拡散し、逆拡散するスペクトル拡散通信装置およ
び方法に関し、特に、フレームタイミング捕捉のための
回路規模を削減したスペクトル拡散通信装置および方法
に関する。
耐妨害性に優れ、マルチパス環境下でも高い受信特性が
実現できるものとして、移動体通信への応用が注目され
ている。また、W−CDMAと呼ばれる高速伝送が可能
なスペクトル拡散通信方式を用いた移動体通信の研究/
開発も進められている。
or 3G Mobile System 1.0(1999.1)仕様(以下、ARI
B仕様と呼ぶ)では、移動機は3段階の処理によって基
地局から送信された信号のタイミングおよびスクランブ
リングコードを同定することが規定されている。
す概略フローチャートである。図9において移動機は、
ステップ1でスロットタイミングを捕捉し、ステップ2
でフレームタイミングおよびスクランブリングコードグ
ループを同定し、ステップ3でスクランブリングコード
を同定する。
は、ステップ2として以下に述べる方法でタイミング情
報、あるいはタイミング情報と付加情報とを拡散して伝
送するものがある。
号系列に属する、拡散符号(以下、コードと呼ぶ)をそ
れぞれ所定の順序に並べたコードグループを複数構成す
る。送信機では、複数のスロットに分割されたフレーム
を所定のコードグループで拡散するときに、フレーム内
の各スロットを、それぞれ対応するコードで拡散し伝送
する。
技術報告“W−CDMA3段階高速セルサーチ法におけ
る周波数ドリフト補償特性”RCS99-65(1999-07)(以
下、技術報告と呼ぶ)から導かれるスペクトル拡散通信
装置のステップ2の処理手段を示す概略ブロック図であ
る。
データ構成を示すメモリ構成図である。
は、入力信号を予め定められた全ての拡散符号(コード
1〜N)で逆拡散するために設けられた、それぞれ異な
るコードによって各スロットの信号を逆拡散する逆拡散
器1001〜100Nと、逆拡散で得られた相関値をコー
ド番号に対応させて各スロット毎に保存する記憶部10
1と、記憶部101に保存されたデータに基づいて所定
の演算を行ない、予め定められたコードグループの中で
最も適当なコードグループおよび基地局の送信のフレー
ムタイミングを推定する判定部102とを有する構成で
ある。
スロットに対して、全てのコードで逆拡散して得られた
相関値が保存される。判定部は102は、フレームタイ
ミングとコードグループとの組み合わせをそれぞれ候補
として、全候補について相関値の累積加算処理を行い、
加算結果が最大である候補のフレームタイミングとコー
ドグループとを、基地局送信のフレームタイミングとコ
ードグループとして推定する最尤判定を行う。
スペクトル拡散通信装置および方法では、スロット毎に
全てのコードとの相関値を保存しなければならず、記憶
部部を大容量にする必要があった。
問題を解決するためになされたものであり、必要なメモ
リの容量を削減したスペクトル拡散通信装置および方法
を提供することを目的とする。
本発明のスペクトル拡散通信装置は、複数の拡散符号を
有する少なくとも1つの符号列の中から1つの符号列を
選択し、フレームを時分割してなる複数のスロットを、
前記符号列の前記スロットに対応する拡散符号によっ
て、それぞれ拡散する対向側の装置から出力された信号
を入力信号とし、該入力信号からフレームタイミングと
前記符号列を検出するスペクトル拡散通信装置であっ
て、前記入力信号の前記スロットを所定の拡散符号で逆
拡散し、相関値を出力する複数の逆拡散部と、全ての該
逆拡散部の出力に基づき前記スロット毎に、前記相関値
が大きい順に一部の前記拡散符号を少なくとも1つ選択
し、該拡散符号と該拡散符号に対応する相関値を出力す
る選択部と、該選択部の出力を前記スロットに対応させ
て保存する記憶部と、該記憶部に保存された前記拡散符
号と前記相関値とを参照し、全ての前記符号列につい
て、取り得る全てのフレームタイミングで、前記記憶部
に保存された拡散符号と、前記符号列の対応する拡散符
号とをそれぞれ比較して、一致した拡散符号に対応する
前記相関値の総和をフレームタイミングと符号列の組み
合わせ毎に求め、該相関値の総和に基づき、送信に用い
られたフレームタイミングと符号列とを推定する判定部
と、を有する構成である。
最大である前記組み合わせが送信に用いられたフレーム
タイミングと符号列であると推定してよい。
置の構成は、複数の拡散符号を有する少なくとも1つの
符号列の中から1つの符号列を選択し、フレームを時分
割してなる複数のスロットを、前記符号列の前記スロッ
トに対応する拡散符号によって、それぞれ拡散する対向
側の装置から出力された信号を入力信号とし、該入力信
号からフレームタイミングと前記符号列を検出するスペ
クトル拡散通信装置であって、前記入力信号の前記スロ
ットを所定の拡散符号で逆拡散し、相関値を出力する少
なくとも1つの逆拡散部と、全ての該逆拡散部の出力に
基づき前記スロット毎に、前記相関値が大きい順に一部
の前記拡散符号を少なくとも1つ選択し、該拡散符号を
出力する選択部と、該選択部の出力を前記スロットに対
応させて保存する記憶部と、該記憶部に保存された前記
拡散符号を参照し、全ての前記符号列について、取り得
る全てのフレームタイミングで、前記記憶部に保存され
た拡散符号と、前記符号列の対応する拡散符号とをそれ
ぞれ比較して、一致した拡散符号に対応する、相関値が
大きい順に重み付けされた値の総和をフレームタイミン
グと符号列の組み合わせ毎に求め、該重み付けされた値
の総和に基づき、送信に用いられたフレームタイミング
と符号列とを推定する判定部とを有する構成である。
値の総和が最大である前記組み合わせが送信に用いられ
たフレームタイミングと符号列であると推定してよい。
したがって、記憶部に保存すべき情報の情報量が削減さ
れる。
は、複数の拡散符号を有する少なくとも1つの符号列の
中から1つの符号列を選択し、フレームを時分割してな
る複数のスロットを、前記符号列の前記スロットに対応
する拡散符号によってそれぞれ拡散する対向側の装置か
ら出力された信号を入力信号とし、該入力信号からフレ
ームタイミングと前記符号列を検出するためのスペクト
ル拡散通信方法であって、予め定められた全ての拡散符
号で全てのスロットの信号を逆拡散して相関値を求め、
スロット毎に、前記相関値が大きい順に一部の拡散符号
を少なくとも1つ選択し、選択された前記拡散符号と前
記相関値とをスロットに対応させてそれぞれ保存し、前
記保存された前記拡散符号と前記符号列の対応する拡散
符号とを、取り得る全てのフレームタイミングで、全て
の符号列についてそれぞれ比較し、一致した符号に対応
する前記相関値の総和をフレームタイミングと符号列と
の組み合わせに対応させて求め、該総和が最大である前
記組み合わせが送信に用いられたフレームタイミングと
符号列とであると推定するスペクトル拡散通信方法であ
る。
法は、複数の拡散符号を有する少なくとも1つの符号列
の中から1つの符号列を選択し、フレームを時分割して
なる複数のスロットを、前記符号列の前記スロットに対
応する拡散符号によってそれぞれ拡散する対向側の装置
から出力された信号を入力信号とし、該入力信号からフ
レームタイミングと前記符号列を検出するためのスペク
トル拡散通信方法であって、予め定められた全ての拡散
符号で全てのスロットの信号を逆拡散して相関値を求
め、スロット毎に、前記相関値が大きい順に一部の拡散
符号を少なくとも1つ選択し、選択された前記拡散符号
をスロットに対応させてそれぞれ保存し、前記保存され
た前記拡散符号と前記符号列の対応する拡散符号とを、
取り得る全てのフレームタイミングで、全ての符号列に
ついてそれぞれ比較し、一致した符号の順位に対応して
予め定められた、重み付けされた値の総和をフレームタ
イミングと符号列との組みあわせに対応させて求め、該
総和が最大である前記組み合わせが送信に用いられたフ
レームタイミングと符号列とであると推定するスペクト
ル拡散通信方法である。
クトル拡散通信装置に適用したときの実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
信装置の入力信号のフレーム構成を示す概略タイミング
チャートである。
対応したコードを示すコード表である。
いる。また、各コードグループはN種類あるコード(S
SC:Second Serch Code)を所定の
順序で並べたT個のコードの列として構成され、そのコ
ードグループ数はMである。ARIB仕様ではT=1
6、N=17、M=32である。
装置(例えば、基地局)は、17種類の拡散符号を組み
合わせた、16個の拡散符号からなる符号列の中から1
つの符号列を選択し、フレームを構成する16個のスロ
ットを、選択した符号列のスロットに対応する拡散符号
によってそれぞれ拡散して出力する。
ば、移動機)は、入力信号からフレームタイミングと前
記符号列を検出する。 (第1の実施の形態)第1の実施の形態について図面を
用いて詳細に説明する。
態のARIB仕様のスペクトル拡散通信装置の構成例を
示す概略ブロック図である。
のデータ構成を示すデータ構成図である。
回路構成を示す概略ブロック図である。
ルタの回路構成を示す概略ブロック図である。
入力信号を予め定められた17種類のコードで逆拡散す
るために設けられた逆拡散器101〜1017と、スロッ
ト毎に入力信号との相関値が最大であったコードを選択
し、そのコード番号と相関値とを出力する第1の選択器
20と、第1の選択器20から入力するコード番号と相
関値を対応づけて保存する第1の記憶部30と、第1の
記憶部30に保存されたデータに基づいて所定の演算を
行ない、予め定められた32種類のコードグループの中
で最も適当なコードグループと、基地局の送信のフレー
ムタイミングとを推定する最尤判定を行う第1の判定部
40とを有する構成である。第1の記憶部30には、例
えば図4に示すようにスロット1〜16に対応付けされ
て、コード番号と相関値とが保存される。
入力信号とコードとを乗算する乗算器11と、乗算器1
1の出力と逆拡散器の出力とを加算する加算器12と、
加算器12の出力を所定時間だけシフトさせるフリップ
フロップ回路13とを有する構成としてよい。
直列に17段接続された、入力信号を所定時間だけシフ
トさせるフリップフロップ回路141〜1416と、入力
信号、および、それぞれのフリップフロップ回路141
〜1416の出力と、コードとをそれぞれ乗算する乗算器
151〜1517と、乗算器151〜1517の出力を加算す
るNタップ加算器16とを有する構成としてもよい。
を並列に配置して、それぞれが対応するコードで逆拡散
する構成としたが、逆拡散器を時分割して使用し複数の
コードによる逆拡散を行う構成としてもよい。
装置の動作について説明する。
たコード1〜17でそれぞれ逆拡散処理を行い入力信号
とコードとの相関値を算出する。第1の選択器20はス
ロット毎に、逆拡散器101〜1017の出力する相関値
同士を比較して最大の相関値を有するコードを割り出
し、そのコード番号と相関値とを出力する。第1の記憶
部30は図4に示すように、第1の選択器20の出力す
るコード番号と相関値とをスロットに対応付けて保存す
る。第1の判定部40は、第1の記憶部30に保存され
たコードの列を、予め定められたコードグループと全て
のフレームタイミングについて比較して最も適当なフレ
ームタイミングとコードグループを推定する。
明する。
ムタイミングとコードグループとの組み合わせを候補と
して記憶しておく。それぞれの候補のフレームタイミン
グで、その候補のコードグループのコードと、第1の選
択器20で選択され第1の記憶部30に保存されたコー
ドとを比較して一致しているスロットの相関値を合計す
る。合計値が最大となった候補のフレームタイミングと
コードグループとを基地局送信のものであると推定す
る。
き情報が削減されるので、必要なメモリ容量が小さくな
る。相関値を1ワードで表現することにすると、従来技
術では16(1フレームのスロット数)×17(予め定
められたコード数)=272ワードを保存する必要があ
ったものが、本実施の形態の例では16(1フレームの
スロット数)×2(コード番号と相関値)=32ワード
に削減される。また、実際にはコードは5ビットで表現
できるので、さらに削減することも可能である。よっ
て、スペクトル拡散通信装置が小型化、軽量化される。
記憶部30に保存されるコード番号及び相関値は、相関
値が最大のものから複数個分としてもよい。 (第2の実施の形態)次に、本発明の第2の実施の形態
について図面を用いて詳細に説明する。
態のARIB仕様のスペクトル拡散通信装置の構成例を
示す概略ブロック図である。
のデータ構成を示すメモリ構成図である。
トル拡散通信装置の逆拡散器101〜1017は第1の実
施の形態の逆拡散器と同じものである。
置は、逆拡散器101〜1017と、スロット毎に入力信
号との相関値が大きいものから4種類のコードを選択
し、それらのコード番号を出力する第2の選択器21
と、第2の選択器20から入力するコード番号を保存す
る第2の記憶部31と、第2の記憶部31に保存された
データに基づいて所定の演算を行ない、予め定められた
32種類のコードグループの中で最も適当なコードグル
ープと、基地局の送信のフレームタイミングとを推定す
る最尤判定を行う第2の判定部41とを有する構成であ
る。
装置の動作について説明する。
たコード1〜17でそれぞれ逆拡散処理を行い、入力信
号とコード1〜17との相関値を算出する。第2の選択
器21は、スロット毎に逆拡散器101〜1017の出力
する相関値同士を比較し、大きい順に1位から4位まで
の4種類のコードのコード番号を出力する。第2の記憶
部31は、図8に示すように、第2の選択器21の出力
する4種類のコード番号をスロットに対応付けて保存す
る。第2の判定部41は、第2の記憶部31に保存され
たコードに順位に応じた重み付けを行い、予め定められ
たコードグループと、全てのフレームタイミングについ
て比較して最も適当なフレームタイミングとコードグル
ープを推定する。
明する。
ムタイミングとコードグループとの組み合わせを候補と
して記憶しておく。それぞれの候補のフレームタイミン
グで、その候補のコードグループのコードと、第2の記
憶部31に保存された4種類のコードとを比較して一致
するものがあれば、一致したコードの順位に応じて定め
られた、重み付けされた値(例として1位は8点、2位
は4点、3位は2点、4位は1点)を合計する。合計値
が最大となった候補のフレームタイミングとコードグル
ープとを基地局送信のものであると推定する。
き情報が削減されるので、必要なメモリ容量が小さくな
る。相関値を1ワードで表現することにすると、従来技
術では16(1フレームのスロット数)×17(予め定
められたコード数)=272ワードを保存する必要があ
ったものが、本実施の形態の例では16(1フレームの
スロット数)×4(上位4コード)=64ワードに削減
される。また、実際にはコードは5ビットで表現できる
ので、さらに削減することも可能である。よって、スペ
クトル拡散通信装置が小型化、軽量化される。
うな効果を有する。
れるので、必要な記憶容量が小さくなる。よって、スペ
クトル拡散通信装置を小型/軽量で実現できる。
信号のフレーム構成を示す概略タイミングチャートであ
る。
ドを示すコード表である。
B仕様のスペクトル拡散通信装置の構成例を示す概略ブ
ロック図である。
を示すデータ構成図である。
示す概略ブロック図である。
構成を示す概略ブロック図である。
B仕様のスペクトル拡散通信装置の構成例を示す概略ブ
ロック図である。
を示すメモリ構成図である。
チャートである。
−CDMA3段階高速セルサーチ法における周波数ドリ
フト補償特性”RCS99-65(1999-07)(以下、技術報告と
呼ぶ)から導かれるスペクトル拡散通信装置のステップ
2の処理手段を示す概略ブロック図である。
示すメモリ構成図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の拡散符号を有する少なくとも1つ
の符号列の中から1つの符号列を選択し、フレームを時
分割してなる複数のスロットを、前記符号列の前記スロ
ットに対応する拡散符号によってそれぞれ拡散する対向
側の装置から出力された信号を入力信号とし、該入力信
号からフレームタイミングと前記符号列を検出するスペ
クトル拡散通信装置であって、 前記入力信号の前記スロットを所定の拡散符号で逆拡散
し、相関値を出力する複数の逆拡散部と、 全ての該逆拡散部の出力に基づき前記スロット毎に、前
記相関値が大きい順に一部の前記拡散符号を少なくとも
1つ選択し、該拡散符号と該拡散符号に対応する相関値
を出力する選択部と、 該選択部の出力を前記スロットに対応させて保存する記
憶部と、 該記憶部に保存された前記拡散符号と前記相関値とを参
照し、全ての前記符号列について、取り得る全てのフレ
ームタイミングで、前記記憶部に保存された拡散符号
と、前記符号列の対応する拡散符号とをそれぞれ比較し
て、一致した拡散符号に対応する前記相関値の総和をフ
レームタイミングと符号列の組み合わせ毎に求め、該相
関値の総和に基づき、送信に用いられたフレームタイミ
ングと符号列とを推定する判定部と、を有するスペクト
ル拡散通信装置。 - 【請求項2】 前記判定部は、前記相関値の 総和が最大である前記組み合わせが送信に
用いられたフレームタイミングと符号列であると推定す
る請求項1記載のスペクトル拡散通信装置。 - 【請求項3】 複数の拡散符号を有する少なくとも1つ
の符号列の中から1つの符号列を選択し、フレームを時
分割してなる複数のスロットを、前記符号列の前記スロ
ットに対応する拡散符号によってそれぞれ拡散する対向
側の装置から出力された信号を入力信号とし、該入力信
号からフレームタイミングと前記符号列を検出するスペ
クトル拡散通信装置であって、 前記入力信号の前記スロットを所定の拡散符号で逆拡散
し、相関値を出力する少なくとも1つの逆拡散部と、 全ての該逆拡散部の出力に基づき前記スロット毎に、前
記相関値が大きい順に一部の前記拡散符号を少なくとも
1つ選択し、該拡散符号を出力する選択部と、 該選択部の出力を前記スロットに対応させて保存する記
憶部と、 該記憶部に保存された前記拡散符号を参照し、全ての前
記符号列について、取り得る全てのフレームタイミング
で、前記記憶部に保存された拡散符号と、前記符号列の
対応する拡散符号とをそれぞれ比較して、一致した拡散
符号に対応する、相関値が大きい順に重み付けされた値
の総和をフレームタイミングと符号列の組み合わせ毎に
求め、該重み付けされた値の総和に基づき、送信に用い
られたフレームタイミングと符号列とを推定する判定部
とを有するスペクトル拡散通信装置。 - 【請求項4】 前記判定部は、前記重み付けされた値の 総和が最大である前記組み合わ
せが送信に用いられたフレームタイミングと符号列であ
ると推定する請求項3記載のスペクトル拡散通信装置。 - 【請求項5】 複数の拡散符号を有する少なくとも1つ
の符号列の中から1つの符号列を選択し、フレームを時
分割してなる複数のスロットを、前記符号列の前記スロ
ットに対応する拡散符号によってそれぞれ拡散する対向
側の装置から出力された信号を入力信号とし、該入力信
号からフレームタイミングと前記符号列を検出するため
のスペクトル拡散通信方法であって、 予め定められた全ての拡散符号で全てのスロットの信号
を逆拡散して相関値を求め、 スロット毎に、前記相関値が大きい順に一部の拡散符号
を少なくとも1つ選択し、 選択された前記拡散符号と前記相関値とをスロットに対
応させてそれぞれ保存し、 前記保存された前記拡散符号と前記符号列の対応する拡
散符号とを、取り得る全てのフレームタイミングで、全
ての符号列についてそれぞれ比較し、 一致した符号に対応する前記相関値の総和をフレームタ
イミングと符号列との組み合わせに対応させて求め、 該総和が最大である前記組み合わせが送信に用いられた
フレームタイミングと符号列とであると推定するスペク
トル拡散通信方法。 - 【請求項6】 複数の拡散符号を有する少なくとも1つ
の符号列の中から1つの符号列を選択し、フレームを時
分割してなる複数のスロットを、前記符号列の前記スロ
ットに対応する拡散符号によってそれぞれ拡散する対向
側の装置から出力された信号を入力信号とし、該入力信
号からフレームタイミングと前記符号列を検出するため
のスペクトル拡散通信方法であって、 予め定められた全ての拡散符号で全てのスロットの信号
を逆拡散して相関値を求め、 スロット毎に、前記相関値が大きい順に一部の拡散符号
を少なくとも1つ選択し、 選択された前記拡散符号をスロットに対応させてそれぞ
れ保存し、 前記保存された前記拡散符号と前記符号列の対応する拡
散符号とを、取り得る全てのフレームタイミングで、全
ての符号列についてそれぞれ比較し、 一致した符号の順位に対応して予め定められた、重み付
けされた値の総和をフレームタイミングと符号列との組
みあわせに対応させて求め、 該総和が最大である前記組み合わせが送信に用いられた
フレームタイミングと符号列とであると推定するスペク
トル拡散通信方法。
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長谷川 剛 外3名,「W−CDMA移動機用メモリ蓄積型高速セルサーチ方式の検討」,1999年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会講演論文集,1999年 8月16日,1−B−5−22,p.257 |
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