JP3484072B2 - 逆拡散回路 - Google Patents
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Description
線LAN等のスペクトラム拡散通信システムの受信機の
逆拡散回路に係り、特に簡略な回路で消費電力を低減で
きる逆拡散回路に関する。
通信システムでは、一般に送信側で送信データを狭帯域
変調(1次変調)し、さらに狭帯域変調した送信データ
を拡散変調(2次変調)して、2段階の変調を行ったデ
ータを送信出力するようになっており、受信側で受信デ
ータを逆拡散して狭帯域変調したデータを抽出し、通常
の検波回路でベースバンド信号の再生を行うようにして
いる。
説明する。図11は、従来の逆拡散回路の構成ブロック
図である。従来の逆拡散回路では、シンボルの区切りに
同期して捕捉するとともに、同期した位相で相関を演算
する、論理回路で構成されたスライディングコリレータ
が用いられている。
タは、図11に示すように、A/D変換器1と、乗算器
2と、PNコードレジスタ3と、加算器4と、遅延要素
5とから構成されている。
変換器1は、CDMA変調されたアナログ信号の入力を
受けて、ディジタル信号に変換して出力するものであ
る。乗算器2は、PNコードレジスタ3から入力される
PNコードと、A/D変換器1から入力される信号とを
1チップごとに乗算して出力するものである。
PNコード(Pseud Noise コード)を乗算器2に出力す
るものである。PNコードは、一般に1シンボルを複数
のビットで拡散するため、多ビット長であり、当該ビッ
トの長さはチップ数と呼ばれる。尚、PNコードレジス
タ3がPNコードを出力するタイミングは、外部からの
指示に基づいて行われるようになっており、1チップ時
間(1シンボル時間をチップ数で割った時間)ごとに1
ビットずつ出力するようになっている。
それぞれ入力される信号を加算して出力するものであ
る。また、加算器4は、加算を開始してから1シンボル
時間が経過するタイミングで、加算した信号(相関値)
を相関出力として外部に出力するものである。遅延要素
5は、加算器4が出力する信号を1チップ時間だけ遅延
して加算器4に帰還して出力するものである。
より、乗算器2が出力する信号が1シンボル時間に亘っ
て累積加算されて、1シンボル時間の経過後に相関出力
が得られるようになっている。
動作について説明すると、CDMA変調されたアナログ
信号は、A/D変換器1によってディジタル信号に変換
され、PNコードレジスタ3が出力するPNコードと乗
算器2にて乗算される。
て、乗算器2が出力する信号と、遅延要素5から帰還し
て入力される信号とを加算して、相関出力として出力す
る。こうして、1シンボル時間分の相関値が相関出力と
して得られるようになる。
なる点として検出できるのであるが、スライディングコ
リレータを用いている場合には、相関出力は1シンボル
時間が経過するまで得られないため、各チップをシンボ
ルの開始時点として相関出力を得て、当該相関出力がピ
ークとなるべく同期捕捉を達成することを考慮すると、
一般には、相関出力のピークを得るのに1シンボル時間
×チップ数分の時間だけかかることになる。
グコリレータを並列に配置し、各スライディングコリレ
ータに1チップずつずれたタイミングで相関出力を演算
させることにより、短時間で同期捕捉を達成する方法も
考えられるが、回路規模が大きく、実用的でない。
すように、マッチドフィルタ(Matched Filter)を用い
ることもある。図12は、従来のマッチドフィルタを用
いた逆拡散回路の構成ブロック図である。
に、A/D変換器11と、サンプルホールド回路12
と、乗算手段13と、PNコードレジスタ14と、加算
手段15とから構成されている。
換器11は、スライディングコリレータにおけるA/D
変換器1と同様に、CDMA変調されたアナログ信号の
入力を受けて、Nビットのディジタル信号に変換して出
力するものである。ここで、A/D変換器11は、信号
の精度を考慮して、6ビット程度のディジタル信号に変
換するものであることが好適である。
ロップ回路(D−FF)を1シンボルあたりのチップの
数だけ多段に接続したもので、A/D変換器11からN
ビット信号が入力されるごとに、前段のD−FFから入
力されるNビットの信号を保持するものであり、また、
現在保持している信号を順次後段のD−FFに出力する
とともに、乗算器13に出力するものである。尚、初段
のD−FFは、前段のD−FFから入力された信号に代
えて、A/D変換器11から入力されたNビットの信号
を保持するようになっている。
シンボルあたりのチップの数だけの出力端子を備え、1
チップごとにA/D変換器11から入力されたNビット
の信号を順次後方の出力端子へ移動させつつ、出力する
ようになっている。
2の各D−FFに対応して設けられた複数の乗算器を備
え、各々対応するD−FFから入力されるNビットの信
号と、PNコードレジスタ14から入力された、対応す
るPNコードとを乗算してNビットの信号として出力す
るものである。
グコリレータのPNコードレジスタ3と同様のものであ
るが、各チップに対応するPNコードを対応する乗算手
段13の乗算器に出力するようになっているところが異
なっている。
数の加算部20a〜20nを備えて、乗算手段13から
入力されるNビットの信号を加算して、Nビットの相関
出力として出力するようになっている。図13は、加算
手段15の構成ブロック図である。
数の加算部20と、加算器23とから構成されている。
また、加算部20は、複数の加算器21と、加算器21
に対応して設けられたフリップフロップ回路(D−F
F)22とから構成されている。
段13から入力された複数のNビットの信号の組を加算
器21によって2つずつ加算し、D−FF22によって
タイミングを調整して、1/2倍の数のNビットの信号
の組として出力するものである。具体的には、図12及
び図13に示すように、1シンボルあたりのチップ数が
256であるとすると、乗算手段13が出力するNビッ
トの信号は、各チップに対応する256個であるので、
第1の加算部20aが出力するNビットの信号は、その
半分にあたる128個である。
部20aから入力される複数の信号を加算部21によっ
て2つずつ加算し、D−FF22によってタイミングを
調整して1/2倍の数の信号の組として出力する。こう
して、加算部20a〜20nによって、乗算手段13か
ら入力された複数の信号の組を順次加算合成して1/2
倍にし、2つの信号となったら、加算器23によって、
当該2つの信号を加算して相関出力として外部に出力す
るようになっている。
拡散回路の動作について説明する。CDMA変調された
アナログ信号は、A/D変換器11によってディジタル
信号に変換され、サンプルホールド回路12によって、
1チップごとに保持され、順次後方に送られて乗算手段
13に出力される。
信号の入力を受けて、PNコードレジスタ14から入力
される各々対応するPNコードと乗算して出力する。そ
して、加算手段15が、これら乗算手段13が出力する
信号を一斉に加算合成して、相関出力として、外部に出
力するようになっている。
のスライディングコリレータを用いた逆拡散回路では、
ゲート数も少なく、消費電力も低減できるが、同期捕捉
を達成して相関出力を得るまでの時間がかかるという問
題点があった。
路では、各位相ごとに相関出力が得られるため、同期捕
捉を達成して相関出力を得るまでの時間は短いが、チッ
プ数に応じてゲート数が増大し、それに伴って消費電力
が増大するという問題点があった。
で、回路規模を縮小し、かつ消費電力を低減できる逆拡
散回路を提供することを目的とする。
決するための請求項1記載の発明は、逆拡散回路におい
て、CDMA変調されたアナログ信号の入力を受けてN
ビットのディジタル信号に変換して出力するA/D変換
器と、前記A/D変換器が出力するNビットのディジタ
ル信号の上位kビットの信号に基づいて、CDMA変調
されたアナログ信号のシンボルの開始時点である同期の
位相を検出し、当該同期の位相を表す信号として位相情
報を出力するサーチャと、前記サーチャから入力される
位相情報に従って、逆拡散を開始させるタイミングとな
る逆拡散を行わせる信号を出力する制御回路と、前記逆
拡散を行わせる信号の入力を受けて、前記A/D変換器
が出力するNビットのディジタル信号の逆拡散を開始
し、1シンボル時間分の相関出力を復調した信号として
出力するスライディングコリレータとを有することを特
徴としており、回路規模を縮小し、かつ消費電力を低減
できる。
求項2記載の発明は、請求項1記載の逆拡散回路におい
て、サーチャが、A/D変換器が出力するNビットのう
ち、上位1ビットの信号に基づいて、CDMA変調され
たアナログ信号のシンボルの開始時点である同期の位相
を検出し、当該同期の位相を表す信号として位相情報を
出力するサーチャであることを特徴としており、回路規
模を縮小し、かつ消費電力を低減できる。
求項3記載の発明は、請求項1記載の逆拡散回路におい
て、サーチャは、CDMA変調されたアナログ信号の直
接波のシンボルと、単数又は複数の遅延波のシンボルの
開始時点である同期の位相を検出し、当該直接波及び遅
延波の各々の同期の位相を表す信号として各々複数の位
相情報を出力するサーチャであり、スライディングコリ
レータは、前記サーチャが検出して出力する位相情報の
数に対応して設けられ、各スライディングコリレータが
制御回路から各々の位相情報に対応するタイミングで逆
拡散を行わせる信号の入力を受けて、A/D変換器が出
力するNビットのディジタル信号の逆拡散を開始し、1
シンボル時間分の相関出力を復調した信号として各々出
力するスライディングコリレータであり、前記制御回路
は、前記サーチャから入力される複数の位相情報毎に、
対応するスライディングコリレータを選択し、当該選択
したスライディングコリレータに対して、前記位相情報
に従って逆拡散を行わせる信号を出力する制御回路であ
ることを特徴としており、各々のスライディングコリレ
ータから出力される復調信号をタイミングを合わせるこ
とでRAKE合成可能となる。
求項4記載の発明は、請求項1又は請求項2又は請求項
3記載の逆拡散回路において、サーチャは、チップ数分
だけ多段に接続されたフリップフロップ回路を備え、デ
ィジタル信号の入力を受ける毎に、当該フリップフロッ
プ回路で前記ディジタル信号を保持しつつ、順次後段の
フリップフロップ回路に伝達するサンプルホールド回路
と、前記サンプルホールド回路の各フリップフロップ回
路に対応して設けられた乗算器を備え、当該各乗算器が
対応するフリップフロップ回路が保持しているディジタ
ル信号を順次後段のフリップフロップ回路に伝達する際
に、当該ディジタル信号と、別途入力される拡散符号と
してのPNコードの対応するビットとを当該各乗算器で
各々乗算して出力する乗算手段と、前記乗算手段の乗算
器が出力するディジタル信号を一斉に加算して相関出力
として出力する加算手段と、拡散符号としてのPNコー
ドを前記乗算手段に出力するPNコードレジスタとを有
するサーチャであることを特徴としており、回路規模を
縮小し、かつ消費電力を低減できる。
求項5記載の発明は、請求項4記載の逆拡散回路におい
て、加算手段は、乗算手段の乗算器が出力するディジタ
ル信号における各ビット毎に対応して設けられた複数の
CMOSインバータを有し、これら複数のCMOSイン
バータの出力を加算して出力する加算手段であり、前記
CMOSインバータは、前記乗算器から入力されるディ
ジタル信号のうち対応するビットの値が「0」であると
特定レベルの電圧を出力し、前記ビットの値が「1」で
あるとグランドレベルの電圧を出力するCMOSインバ
ータであることを特徴としており、回路規模を縮小し、
かつ消費電力を低減できる。
求項6記載の発明は、請求項4記載の逆拡散回路におい
て、加算手段は、乗算手段の乗算器が出力するディジタ
ル信号における各ビットの値に応じた電流を供給する定
電流供給手段と、前記乗算手段の乗算器が出力するディ
ジタル信号における各ビット毎に対応して設けられ、当
該ディジタル信号のうち対応するビットの値が「0」で
あると特定の正の電流を出力し、前記ビットの値が
「1」であると特定の負の電流を出力するCMOSイン
バータと、前記複数のCMOSインバータが出力する電
流を電圧信号に変換して出力する出力手段とを有する加
算手段であることを特徴としており、回路規模を縮小
し、かつ消費電力を低減できる。
求項7記載の発明は、請求項6記載の逆拡散回路におい
て、定電流供給手段は、CMOSインバータに対応して
電流の入力用と出力用のMOSトランジスタをそれぞれ
備え、前記MOSトランジスタは、乗算手段の乗算器が
出力するディジタル信号における各ビットに応じて重み
付けされている定電流供給手段であることを特徴として
おり、回路規模を縮小し、かつ消費電力を低減できる。
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る逆
拡散回路は、マッチドフィルタを上位少数ビットで同期
捕捉を行うサーチャとしてのみ使用し、同期捕捉が達成
された後は、スライディングコリレータによって復調を
行うものであり、従って、マッチドフィルタに要求され
る精度を高める必要がなく、少数ビットで同期捕捉を達
成し、その後回路規模の小さいスライディングコリレー
タのみを動作させて復調を行うことで回路規模を縮小
し、併せて消費電力を低減できるものである。
回路)の構成について図面を参照しつつ説明する。図1
は、本回路の構成ブロック図であり、図2は、本回路の
サーチャ32の構成ブロック図であり、図3は、本回路
のスライディングコリレータ33の構成ブロック図であ
る。本回路は、図1に示すようにA/D変換器31と、
サーチャ32と、単数又は複数のスライディングコリレ
ータ33と、制御回路34とから主に構成されている。
換器31は、CDMA変調されたアナログ信号の入力を
受けて、Nビットのディジタル信号に変換して出力する
ものである。
するNビットのディジタル信号のうち、上位の少数ビッ
トの信号の入力を受けて、シンボルの開始位置を検出
し、検出した位置(同期の位相)を表す信号(以下、
「位相情報」と称する)を制御回路34に出力するもの
である。
うに、サンプルホールド回路41と、乗算手段42と、
PNコードレジスタ43と、加算手段44とから構成さ
れているものであることが考えられる。尚、サーチャ3
2の具体的な動作については、後述することとする。
ップ数分のフリップフロップ回路(D−FF)を備え、
A/D変換器31が出力するNビットの信号のうち、上
位の少数ビットの信号の入力を受けて、当該少数ビット
の信号を各D−FFで1チップごとに保持し、順次後方
に伝達しつつ乗算手段42に出力するものである。ここ
で、少数ビットとは、上位1ビットであってもよいし、
また上位2ビットであってもよく、つまり、k<Nとな
る上位kビットのことをいうものである。
回路41の各D−FFに対応して設けられた複数の乗算
器を備え、各乗算器がサンプルホールド回路41の対応
するD−FFからチップ数分の少数ビットの信号の入力
を受けて、PNコードレジスタ43から入力されるPN
コードと乗算して出力するものである。
てチップ数に対応する複数のPNコードを保持し、各P
Nコードを各々対応する乗算手段42に出力するもので
ある。加算手段44は、乗算手段42が出力する信号を
一斉に加算合成し、相関出力として外部に出力するもの
で、例えば図13に示した従来のマッチドフィルタのも
のと同じものであることが考えられる。
変換器31が出力するNビットの信号の入力を受けて、
制御回路34から逆拡散を行わせる信号が入力されると
逆拡散を開始し、当該Nビットの信号を逆拡散して得ら
れた相関出力を復調した信号として外部に出力するもの
である。
は、図3に示すように、乗算器51と、PNコードレジ
スタ52と、加算器53と、遅延要素54とから構成さ
れているものであることが考えられる。
タ52から入力されるPNコードと、A/D変換器31
から入力されるNビットの信号とを乗算して出力するも
のである。PNコードレジスタ52は、制御回路34か
ら逆拡散を行わせる信号の入力を受けて、PNコードを
乗算器51に出力するものである。
とから入力される信号を1シンボル時間に亘って加算
し、相関出力として出力するものである。遅延要素54
は、加算器53から入力される信号を1チップ時間だけ
遅延して、加算器53に帰還して出力するものである。
は、PNコードレジスタ52が出力するPNコードとA
/D変換器31が出力するNビットの信号とを乗算器5
1で乗算し、加算器53が1シンボル時間だけ当該乗算
した信号と遅延要素54を介して帰還された信号とを加
算することで逆拡散し、当該逆拡散して得られた相関出
力を復調した信号として外部に出力するようになってい
る。
同期の位相情報の入力を受けて、当該位相から逆拡散を
行わせる信号をスライディングコリレータ33に出力す
るものである。
説明すると、CDMA変調されたアナログ信号は、A/
D変換器31によって、Nビットのディジタル信号に変
換される。そして、サーチャ32が当該Nビットのう
ち、上位の少数ビットの入力を受けて、シンボルの開始
位置である同期の位相を検出し、当該検出し、捕捉した
同期の位相情報を制御回路34に出力する。
報の入力を受けて、スライディングコリレータ33に当
該位相情報が示す位相から逆拡散を行わせる信号を出力
し、スライディングコリレータ33が当該信号の入力を
受けて、A/D変換器31が出力するNビットのディジ
タル信号を逆拡散し、得られた相関出力を復調した信号
として外部に出力する。
イディングコリレータ33を複数備え、サーチャ32が
直接波の位相情報の他に、遅延して到来した信号(遅延
波)の位相情報をも制御回路34に出力するようにして
おくことも考えられる。
サーチャ32から直接波と各遅延波との各々の位相情報
の入力を受けて、順次スライディングコリレータ33を
選択し、選択したスライディングコリレータ33に各位
相情報に応じて逆拡散を行わせる信号を出力するように
しておけばよい。
けて制御回路34が第1番目のスライディングコリレー
タ33aを選択して、当該直接波の位相情報に示された
位相で逆拡散を行わせる信号を出力して、第1番目のス
ライディングコリレータ33aには、直接波の信号を復
調させるようにする。
入力を受けると、制御回路34が第2番目のスライディ
ングコリレータ33bを選択して、当該最初の遅延波の
位相情報に示された位相で逆拡散を行わせる信号を出力
して、第2番目のスライディングコリレータ33bに
は、当該最初の遅延波の信号を復調させるようにする。
ると、順次異なるスライディングコリレータ33を選択
して、選択したスライディングコリレータ33に当該入
力された遅延波の位相情報に示された位相で逆拡散を行
わせる信号を出力して、当該遅延波の信号を復調させる
ようにする。
ータ33が各々直接波又は遅延波を逆拡散して復調する
ようになり、タイミングを合わせて加算合成すること
で、RAKE合成を行うことができる。
について、より詳細に説明する。図2に示したサーチャ
32は、相関出力を時系列的に出力するようになってお
り、具体的に図4及び図5に示すような相関出力を出力
するようになっている。図4は、サーチャ32が出力す
る信号の波形の一例を表す説明図であり、図5は、図4
の一部を拡大した拡大図である。
る信号を1ビットにした場合とA/D変換器32から入
力されるNビットの全体とした場合とをそれぞれ図示し
ている。また、図4及び図5は、Eb/N0=15dB
であり、4倍オーバサンプリングを行った信号に対する
静特性の場合の実験の結果を図示したものである。ここ
で、Eb/N0とは、1ビット当たりのエネルギー対雑
音電力密度の比である。
期の位相ごとにピークとなり、Nビット全体を用いた場
合と1ビットのみを用いた場合とでピークの高さに多少
の違いがあるものの、その位置に変化は見られない。す
なわち、少数ビットの信号を用いても、同期の捕捉が可
能であることが実験的に確認されている。
ことで、サーチャ32の消費電力を低減できる効果があ
る。さらに、サーチャ32を位相情報の時間変化に応じ
て間欠的に動作させれば、消費電力をより低減できる効
果がある。この場合には、例えば、制御回路34が一定
の時間毎にサーチャ32を動作させ、位相情報を得るよ
うにすることが考えられる。
された際に最初に補足する、いわゆる止まり木チャネル
等に挿入されているパイロットシンボル(4シンボル
分)の相関出力を得ることにあり、止まり木チャネルの
場合は、全タイムスロットのうちパイロットシンボルは
4/10時間分だけ存在する。従って、サーチャは4/
10時間だけ動作させる間欠動作が可能となる。情報を
送るチャネルでは、パイロットシンボルの割合が少なく
なり、例えば、8/640の場合もある。
によれば、次の[表1]に示すように、消費電力を低減
できる。
来の図12に示したマッチドフィルタを用いた逆拡散回
路の総ゲート数と、総消費電力とを示すものであり、比
較のためにこれを「1」としている。また、本回路は、
総ゲート数にして半分の「0.5」であり、総消費電力
にして「0.2」倍となっている。但し、[表1]で
は、従来のマッチドフィルタが処理するビット数を6ビ
ットとし、本発明のサーチャ32が処理するビット数を
1ビットとしており、間欠的な動作の時間は1/8であ
るとしている。
11に示したスライディングコリレータを用いた逆拡散
回路をチップ数分設けて、マッチドフィルタを用いたの
と同様の効果を得ようとした場合の参考値であり、総ゲ
ート数はマッチドフィルタを用いた従来の逆拡散回路の
「3」倍であり、総消費電力は「10」倍に達してい
る。
つのスライディングコリレータ33を用い、制御回路3
4が各スライディングコリレータ33にサーチャ32が
出力する位相情報に基づくタイミングと、その前位相
と、後位相とで動作させるようにし、後に、これらのス
ライディングコリレータ33の出力から適切なものを選
択するようにすれば、復調の精度を高めることができる
効果がある。
路における加算手段について図6を用いて説明する。図
6は、CMOSインバータを用いた加算手段44の一例
を表す回路図である。図6に示すサーチャ32の加算手
段44は、図13の加算手段15に示したような論理回
路ではなく、CMOSインバータを用いた回路で構成
し、これによりゲート数を低減し、回路規模を縮小でき
るものである。
算手段44は、図6に示すように、乗算手段42の乗算
器に対応して、つまり、チップ数分だけのCMOSイン
バータ(一対のpチャネルMOSとnチャネルMOSを
組み合わせたもの)を備えているものである。尚、以下
の説明では、CMOSインバータにおけるpチャネルM
OSを「pMOS」と、nチャネルMOSを「nMO
S」と略記することとする。
Vddが印加されるようになっており、pMOSのドレイ
ン端子(D)は、相関出力端子に接続されている。ま
た、nMOSのソース端子(S)は、Gndレベルに接
地されており、nMOSのドレイン端子(D)は、pM
OSのドレイン端子と同様に相関出力端子に接続されて
いる。さらに、pMOS及びnMOSのゲート端子
(G)には、乗算手段42の対応する乗算器が出力する
信号が供給されているようになっている。
は、ゲート端子(G)に供給される信号が「1」であれ
ば、nMOSがオンとなり、pMOSがオフとなる。一
方、ゲート端子(G)に供給される信号が「0」であれ
ば、pMOSがオンとなり、nMOSがオフとなる。
では電圧が加算されず、pMOSがオンとなっている部
分では電圧が加算され、乗算手段42が出力する信号を
加算した信号が相関出力端子に得られるようになる。
は、ほとんどの場合、中間出力となり、図6に示した加
算手段44では、貫通電流が流れて消費電力が大きくな
ると考えられる。そこで、各MOSトランジスタをロン
グチャネルにして、貫通電流を減少することが考えられ
る。
抵抗のアンバランスが製造上回避できないため、演算精
度がディジタル信号を処理する場合に比べて悪化するこ
とが考えられる。
が考えられる。図7は、CMOSインバータを用いた加
算手段44のもう一つの回路図であり、図8は、定電流
を供給するための回路を表す回路図である。図7に示す
加算手段44は、一定の大きさの電流を供給する定電流
供給手段61と、乗算手段42の乗算器に対応して設け
られた複数のCMOSインバータ62と、各CMOSイ
ンバータ62が出力する電流を電圧信号に変換して出力
する出力手段63とから構成されている。
に、定電流生成部71と、電流供給部72とから主に構
成されている。定電流生成部71は、pチャネルのロン
グチャネルMOS81と、pチャネルMOS82と、第
1のnチャネルMOS83と、第2のnチャネルMOS
84とから構成されている。
インバータ62に対応して設けられた複数のpチャネル
MOS85と、同じく複数のCMOSインバータ62に
対応して設けられた複数のnチャネルMOS86とから
構成されている。
明すると、ロングチャネルMOS81のドレイン端子
(D)及びゲート端子(G)には、電源電圧Vddが印加
されている。また、ロングチャネルMOS81のドレイ
ン端子(D)は、第1のnチャネルMOS83のソース
端子(S)とゲート端子(G)とに接続されている。従
って、ロングチャネルMOS81は、抵抗値の大きい負
荷として動作している。
には、電源電圧Vddが印加されており、ゲート端子
(G)及びドレイン端子(D)は、電流供給部72にお
ける複数のpチャネルMOS85の各ゲート端子(G)
に接続され、pチャネルMOS82のゲート端子(G)
及びドレイン端子(D)は、第2のnチャネルMOS8
4のドレイン端子(D)にも接続されている。
ス端子(S)は、Gndに接地されている。第1のnチ
ャネルMOS83のゲート端子(G)と第2のnチャネ
ルMOS84のゲート端子(G)とは、互いに接続され
ており、チップ上近接して配置されているようになって
いる。
(G)は、ダイオードとして動作する第1のnチャネル
MOS83のゲート端子(G)と接続され、第1のnチ
ャネルMOS83のソース端子(S)は、Gndに接地
されていることとなる。
端子(G)と第2のnチャネルMOS84のゲート端子
(G)とは、電流供給部72における複数のnチャネル
MOS86の各ゲート端子(G)に接続されている。
明すると、pチャネルMOS85のソース端子(S)
は、電源電圧Vddに接続されており、ゲート端子(G)
は、定電流生成部71のpチャネルMOS82のゲート
端子(G)及びドレイン端子(D)及び第2のnチャネ
ルMOS84のドレイン端子(D)に接続されている。
子(D)は、各々対応するCMOSインバータ62のp
MOSのソース端子(S)に接続されている。
子(D)は、Gndに接地されており、ゲート端子
(G)は、定電流生成部71の第1のnチャネルMOS
83のゲート端子(G)及びドレイン端子(D)及び第
2のnチャネルMOS84のゲート端子(G)に接続さ
れている。
子(D)は、各々対応するCMOSインバータ62のn
MOSのソース端子(S)に接続されている。
説明する。尚、以下の説明において、ロングチャネルM
OS81のON抵抗をRONとする。まず、ロングチャネ
ルMOS81のドレイン端子(D)と、第1のnチャネ
ルMOS83のドレイン端子(D)との間を流れる電流
I0 は、次の[数1]で表される。ここで、Vth(MOS8
3) とは、第1のnチャネルMOS83のVthのことで
ある。
2のnチャネルMOS84とは、同一の特性を有するM
OSトランジスタであるので、ゲート・ソース間電圧が
等しくなり、pチャネルMOS82のドレイン端子
(D)と第2のnチャネルMOS84のドレイン端子
(D)との間を流れる電流I1 は、電流I0 と等しくな
る。
流供給部72の各pチャネルMOS85とは、同一の特
性を有しているので、pチャネルMOS85がドレイン
端子(D)からCMOSインバータ62に供給する電流
I2 と電流I1 とは、相等しい。
電流供給部72の各nチャネルMOS86とは、同一の
特性を有しているので、nチャネルMOS86のドレイ
ン端子(D)とCMOSインバータ62との間に流れる
電流I3 は電流I0 と相等しい。すなわち、電流I2 は
電流I3 と相等しいこととなり、結局pチャネルMOS
85とnチャネルMOS86との各々を流れる電流の絶
対値は、等しいものとなっており、電流の向きに着目す
れば、pチャネルMOS85が正の電流を出力するもの
とすれば、nチャネルMOS86は、同じ大きさの負の
電流を出力するものであるということができる。
2が出力する電流を電圧信号に変換して外部に相関出力
として出力するものである。
MOSインバータ62は、単なる電流を流すか切るかの
スイッチとして働いており、電圧Vddの大きさは、加算
の結果に本質的に影響を与えることがない。このような
加算手段44によれば、同一チップ内でのMOSトラン
ジスタのVTHばらつきは小さいので、各CMOSインバ
ータ62に供給される電流の大きさの絶対値の差は極め
て小さくでき、さらに、定電流供給手段61のロングチ
ャネルMOSのON抵抗が大きくなることで、各CMO
Sインバータ62に供給される電流の絶対値の大きさを
小さくでき、その結果出力手段63のロングチャネルM
OSのON抵抗も大きくできる。
も、加算結果に影響を及ぼすことがないようにすること
ができ、加算結果の精度を高めることができる効果があ
り、定電流供給手段61が供給する電流もμAのオーダ
ーとすることができるので、消費電力を低減できる効果
がある。尚、供給される電流の絶対値の大きさは、チッ
プごとに異なっていても加算結果の精度には影響を与え
ることはない。
63のロングチャネルMOSトランジスタとに代えて高
抵抗体を用いても構わない。
た場合の消費電力について、[表2]を用いて説明す
る。
[表1]の最左の欄と同様であり、比較のためにこれを
「1」としている。また、本回路は、総ゲート数にして
「0.2」倍となっており、総消費電力もまた、「0.
2」倍となっている。
ルタが処理するビット数を6ビットとし、本発明のサー
チャ32が処理するビット数を1ビットとしており、間
欠的な動作の時間は1/8であるとしている。さらに、
最右の欄は、[表1]の最右の欄と同じものである。
42が出力する信号は1ビットであるとしているが、少
数ビットであれば1ビットでなくてもよい。
うに、定電流供給手段61′と、複数のCMOSインバ
ータ62と、出力手段63とから構成されている。図9
は、例えば3ビットの場合の加算手段44の回路図であ
る。ここで、出力手段63は、図7の加算手段44のも
のと同様のものである。
手段42の乗算器が出力する各ビットごとに対応して設
けられており、つまり、乗算手段42の乗算器の数にビ
ット数を乗じた数だけ設けられている。図9では、3ビ
ットの場合を例としているので、各ビットに対応してC
MOSインバータ62a〜62cが設けられている。
は、基本的には、図7の加算手段44のものと同様のも
のであるが、各CMOSインバータ62に電流を供給す
る部分が少々異なっている。すなわち、定電流供給手段
61′の電流供給部72は、各CMOSインバータ62
a〜62cの対応するビットの重みに応じた電流を供給
するpチャネルMOS85a〜85cと、nチャネルM
OS86a〜86cを具備している。
示すように、電流供給部72のpチャネルMOS85及
びnチャネルMOS86のチャネル幅(W)を2の0乗
のビットに対応するCMOSインバータ62aに対する
ものを「1」として、2の1乗のビットに対応するもの
を「2」、2の2乗のビットに対応するものを「4」倍
としておけばよい。
の1乗のビットに対応するCMOSインバータ62bに
電流を供給するpチャネルMOS85b及びnチャネル
MOS86bを図10(a)に示すように、2つのMO
Sトランジスタをドレイン端子(D)とソース端子
(S)間で並列になるように組み合わせて構成し、2の
2乗のビットに対応するもの(pチャネルMOS85c
及びnチャネルMOS86c)を図10(b)に示すよ
うに4つのMOSトランジスタをドレイン端子(D)と
ソース端子(S)間で並列になるように組み合わせて構
成しても構わない。図10は、重み付けを行うMOSト
ランジスタの一例を表す回路図である。
用いたビットの重みに応じた電流を供給するpチャネル
MOS85及びnチャネルMOS86によれば、チャネ
ル幅を調整するよりも演算の精度を高めることができる
効果がある。
位少数ビットで同期捕捉を行うサーチャとしてのみ使用
し、同期捕捉が達成された後は、スライディングコリレ
ータによって復調を行う逆拡散回路としているので、回
路規模を縮小し、消費電力を低減できる効果がある。
ロック図である。
ャ32の構成ブロック図である。
ディングコリレータ33の構成ブロック図である。
す説明図である。
例を表す回路図である。
う一つの回路図である。
る。
である。
表す回路図である。
の構成ブロック図である。
ジスタ、 4…加算器、 5…遅延要素、 11…A/
D変換器、 12…サンプルホールド回路、13…乗算
手段、 14…PNコードレジスタ、 15…加算手
段、 20…加算部、 21…加算器、 22…フリッ
プフロップ回路、 23…加算器、 31…A/D変換
器、 32…サーチャ、 33…スライディングコリレ
ータ、34…制御回路、 41…サンプルホールド回
路、 42…乗算手段、 43…PNコードレジスタ、
44…加算手段、 51…乗算器、 52…PNコー
ドレジスタ、 53…加算器、 54…遅延要素、 6
1,61′…定電流供給手段、 62…CMOSインバ
ータ、 63…出力手段、 71…定電流生成部、72
…電流供給部、 81…ロングチャネルMOS、 82
…pチャネルMOS、 83…第1のnチャネルMO
S、 84…第2のnチャネルMOS、 85…pチャ
ネルMOS、 86…nチャネルMOS
Claims (7)
- 【請求項1】 CDMA変調されたアナログ信号の入力
を受けてNビットのディジタル信号に変換して出力する
A/D変換器と、 前記A/D変換器が出力するNビットのディジタル信号
の上位kビットの信号に基づいて、CDMA変調された
アナログ信号のシンボルの開始時点である同期の位相を
検出し、当該同期の位相を表す信号として位相情報を出
力するサーチャと、 前記サーチャから入力される位相情報に従って、逆拡散
を開始させるタイミングとなる逆拡散を行わせる信号を
出力する制御回路と、 前記逆拡散を行わせる信号の入力を受けて、前記A/D
変換器が出力するNビットのディジタル信号の逆拡散を
開始し、1シンボル時間分の相関出力を復調した信号と
して出力するスライディングコリレータとを有すること
を特徴とする逆拡散回路。 - 【請求項2】 サーチャが、A/D変換器が出力するN
ビットのうち、上位1ビットの信号に基づいて、CDM
A変調されたアナログ信号のシンボルの開始時点である
同期の位相を検出し、当該同期の位相を表す信号として
位相情報を出力するサーチャであることを特徴とする請
求項1記載の逆拡散回路。 - 【請求項3】 サーチャは、CDMA変調されたアナロ
グ信号の直接波のシンボルと、単数又は複数の遅延波の
シンボルの開始時点である同期の位相を検出し、当該直
接波及び遅延波の各々の同期の位相を表す信号として各
々複数の位相情報を出力するサーチャであり、 スライディングコリレータは、前記サーチャが検出して
出力する位相情報の数に対応して設けられ、各スライデ
ィングコリレータが制御回路から各々の位相情報に対応
するタイミングで逆拡散を行わせる信号の入力を受け
て、A/D変換器が出力するNビットのディジタル信号
の逆拡散を開始し、1シンボル時間分の相関出力を復調
した信号として各々出力するスライディングコリレータ
であり、 前記制御回路は、前記サーチャから入力される複数の位
相情報毎に、対応するスライディングコリレータを選択
し、当該選択したスライディングコリレータに対して、
前記位相情報に従って逆拡散を行わせる信号を出力する
制御回路であることを特徴とする請求項1記載の逆拡散
回路。 - 【請求項4】 サーチャは、チップ数分だけ多段に接続
されたフリップフロップ回路を備え、ディジタル信号の
入力を受ける毎に、当該フリップフロップ回路で前記デ
ィジタル信号を保持しつつ、順次後段のフリップフロッ
プ回路に伝達するサンプルホールド回路と、 前記サンプルホールド回路の各フリップフロップ回路に
対応して設けられた乗算器を備え、当該各乗算器が対応
するフリップフロップ回路が保持しているディジタル信
号を順次後段のフリップフロップ回路に伝達する際に、
当該ディジタル信号と、別途入力される拡散符号として
のPNコードの対応するビットとを当該各乗算器で各々
乗算して出力する乗算手段と、 前記乗算手段の乗算器が出力するディジタル信号を一斉
に加算して相関出力として出力する加算手段と、 拡散符号としてのPNコードを前記乗算手段に出力する
PNコードレジスタとを有するサーチャであることを特
徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3記載の逆拡
散回路。 - 【請求項5】 加算手段は、乗算手段の乗算器が出力す
るディジタル信号における各ビット毎に対応して設けら
れた複数のCMOSインバータを有し、これ ら複数のCMOSインバータの出力を加算して出力する
加算手段であり、 前記CMOSインバータは、前記乗算器から入力される
ディジタル信号のうち対応するビットの値が「0」であ
ると特定レベルの電圧を出力し、前記ビットの値が
「1」であるとグランドレベルの電圧を出力するCMO
Sインバータであることを特徴とする請求項4記載の逆
拡散回路。 - 【請求項6】 加算手段は、乗算手段の乗算器が出力す
るディジタル信号における各ビットの値に応じた電流を
供給する定電流供給手段と、 前記乗算手段の乗算器が出力するディジタル信号におけ
る各ビット毎に対応して設けられ、当該ディジタル信号
のうち対応するビットの値が「0」であると特定の正の
電流を出力し、前記ビットの値が「1」であると特定の
負の電流を出力するCMOSインバータと、 前記複数のCMOSインバータが出力する電流を電圧信
号に変換して出力する出力手段とを有する加算手段であ
ることを特徴とする請求項4記載の逆拡散回路。 - 【請求項7】 定電流供給手段は、CMOSインバータ
に対応して電流の入力用と出力用のMOSトランジスタ
をそれぞれ備え、 前記MOSトランジスタは、乗算手段の乗算器が出力す
るディジタル信号における各ビットに応じて重み付けさ
れている定電流供給手段であることを特徴とする請求項
6記載の逆拡散回路。
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