JP3608197B2 - スペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置に係り、更に詳しくは、スペクトラム直接拡散通信における受信側の同期捕捉装置において、符号同期の誤りを検出するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直接拡散（ＤＳ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）方式によるスペクトラム拡散通信では、狭帯域の１次変調信号が送信側において拡散変調（２次変調）され、広帯域な信号として送信される。この拡散変調は、１次変調信号にＰＮ系列（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ）からなる拡散符号を乗算することにより行われる。受信側では、受信信号を送信側と同じ拡散符号を用いて逆拡散して元の１次変調信号に戻し、その後、復調部によってベースバンド波形が再生される。ここで、送信側及び受信側で用いられる拡散符号は、固有の全く同じものである。
【０００３】
受信信号を逆拡散して正しい受信データを得るためには、受信側での拡散符号発生タイミングと送信側の拡散符号発生タイミングを一致させなければならない。ここでは、送られてきた信号の拡散符号のタイミングと受信機における拡散符号のタイミングとが一致している状態を符号同期と呼び、この状態に至らしめることを同期捕捉と呼ぶ。
【０００４】
図５は、スペクトラム直接拡散方式において同期捕捉を行うための同期捕捉装置の従来の構成を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部である。
【０００５】
受信拡散符号生成部２は、送信側において拡散変調に用いられている拡散符号が予め与えられ、この拡散符号と同一の拡散符号を生成している。マッチドフィルタ１は、受信拡散符号生成部２で生成された受信用拡散符号と、スペクトラム直接拡散信号である受信信号との相関を求める相関回路であり、デジタル・マッチド・フィルタ回路として構成される。マッチドフィルタ１には、受信したスペクトラム拡散信号をダウンコンバートして得られたＩＦ（中間周波数）信号が入力されるとともに、受信拡散符号生成部２からの拡散符号が入力され、これらの乗算演算によって相関値が求められる。
【０００６】
加算回路３は、マッチドフィルタ１から出力される相関値を巡回加算する演算回路である。マッチドフィルタ１で求められた相関値は、加算回路３において拡散符号の各位相ごとに予め定められた回数だけ加算され平均値が求められる。すなわち、相関値が、拡散符号のｎ周期（ｎは任意の整数）の期間にわたって位相毎に加算される。ピーク検出部４は、加算回路３から出力される位相毎の相関値について、そのピーク（最大値）を検出している。
【０００７】
マッチドフィルタ１から出力される相関値は、拡散符号のタイミング（位相）が一致する場合には大きくなり、拡散符号のタイミングが一致しない場合には小さくなる。このため、拡散信号の周期毎に相関値のピークが現れ、このピークを検出することにより、受信信号の拡散符号と受信拡散符号生成部２で生成される拡散符号とのタイミングのずれを検出することができる。受信タイミング生成部５は、ピーク検出部４での検出結果に基づいて、符号同期をとるための受信タイミングを求める。この様にして同期捕捉装置は受信スペクトラム拡散信号への同期をとっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
スペクトラム直接拡散通信においては、ある程度のノイズレベルがあることを前提としており、ノイズがある状況においては、他の符号にて拡散された受信信号の逆拡散を行なっても相関値にピークが発生しない。しかし、回線状態がよくノイズレベルが低い状況においては、他の符号にて拡散された信号に対して相関値のピークが発生する場合があり、誤った相関ピークに同期してしまうことがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、誤った符号同期を検出することができるスペクトラム直接拡散信号の符号同期装置を提供することを目的とする。特に、ノイズレベルが低い状況下における誤同期を検出することができるスペクトラム直接拡散信号の符号同期装置を提供することを目的とする。また、回線状態にかかわらず符号同期を確立することができるスペクトラム直接拡散信号の符号同期装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、相関ピーク値の平均値を求めるピーク平均化手段とを備え、上記ピーク値判定部が、検出された相関ピークを相関ピークの平均値と比較し、この比較結果に基づいて誤同期の判定を行うように構成される。
【００１１】
ピーク検出手段による相関値のピーク検出結果に基づいて、受信タイミング生成手段が符号同期のタイミングを生成している場合に、ピーク値判定手段が、相関ピーク値に基づいて符号同期の誤りを判別することにより、誤同期を検出することができる。しかも、検出されたピーク値を過去のピーク平均値と比較することにより、検出精度をより向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、ピーク値判定手段の判定結果に基づいて相関手段に供給する受信用拡散符号を変更する拡散符号変更手段を備え、ピーク値判定手段が、拡散符号変更後のピーク検出手段によるピーク検出結果に基づいて誤同期を判別するように構成される。
【００１３】
ピーク値判定手段が、相関ピーク値に基づいて誤同期について１次判定を行い、この１次判定結果に基づいて、拡散符号変更手段が、相関手段に供給する受信用拡散符号を変更する。相関手段は、変更後の受信用拡散符号を用いて新たに相関値を求め、ピーク検出部によるピーク検出結果に基づいて、ピーク値判定手段が、誤同期について２次判定を行う。１次判定及び２次判定によって誤同期であると判断できれば、誤同期の検出精度を向上させることができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を精度よく検出することができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、拡散符号変更手段が、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列を変更し、拡散符号変更後にピークが検出された場合に誤同期と判定するように構成される。拡散符号変更手段により、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列が変更された後も、ピークが検出される場合、高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判断することができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、タイミングオフセット多重方式の同期捕捉装置であって、拡散符号変更手段が、受信拡散符号生成手段から相関手段に至る受信用拡散符号の遅延時間を変更し、ピーク値判定部が、拡散符号変更後にピークが検出されなかった場合に誤同期と判定するように構成される。
【００１６】
タイミングオフセット多重通信の場合、同じ拡散符号を遅延させて異なるチャンネルに使用しているため、受信用拡散符号を予め与えられた所定時間だけ遅延させれば、他チャンネルの信号へ同期することができる。このため、受信用拡散符号の遅延時間変更後にピークが検出されない場合、高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判断することができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、上記ピーク値判定手段の判定結果に基づいて、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列を変更する拡散符号変更手段とを備え、符号系列変更後にピークが検出された場合に誤同期と判定するように構成される。
【００１８】
請求項６に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、タイミングオフセット多重方式の同期捕捉装置であって、受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、受信拡散符号生成手段から相関手段に至る受信用拡散符号の遅延時間を変更する拡散符号変更手段とを備え、拡散符号変更後にピークが検出されなかった場合に誤同期と判定するように構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ（ＭＦ）、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、６はピーク値平均化部、７はピーク値判定部である。なお、従来の同期捕捉装置の構成部分に相当するブロックには同一符号を付し、同一の構成、動作についての詳細な説明は省略する。
【００２０】
マッチドフィルタ１は、受信したスペクトラム拡散信号に受信拡散符号を乗算して、相関値を求める相関回路である。受信拡散符号生成部２は、予め指定された受信用の拡散符号を生成してマッチドフィルタ１へ出力する受信拡散符号の発生回路である。加算回路３は、マッチドフィルタ１から出力される相関値を巡回加算する巡回加算回路であり、ピーク検出部４は加算回路３の出力に基づいて相関値のピークを検出する。受信タイミング生成部５はこの相関ピークに基づいて受信タイミング信号、すなわち拡散符号の同期タイミング信号を生成する。
【００２１】
また、ピーク検出部４は、検出されたピークの相関値を、ピーク値（相関ピーク値）としてピーク値平均化部６及びピーク値判定部７に出力する。ピーク値平均化部６は、検出された相関ピーク値を記憶し、これまでの相関ピーク値の平均を求めている。ピーク値判定部７は、ピーク検出部４からの相関ピーク値と、ピーク値平均化部６からの相関ピーク値の平均値とを比較し、この比較結果に基づいて新たに検出されたピークが、正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定する。このため、高Ｃ／Ｎ時に観測される本来のピークとは異なるピークがピーク検出部４において検出されたことを判別することができる。
【００２２】
この判定結果は、誤同期判定信号として受信タイミング生成部５へ出力される。受信タイミング生成部５は、誤同期判定信号に基づいて、受信タイミング信号を生成する。つまり、ピーク値判定部７が誤同期であると判定した場合には、ピーク検出部４からピーク検出結果が出力されていても、受信タイミング信号を出力しない。このため、誤ったピーク検出結果に基づいて、誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。
【００２３】
本実施の形態では、正常受信時に検出された相関ピーク値について平均値を求めるピーク値平均化部と、ピーク検出部で新たに検出された相関ピーク値をこの平均値と比較するピーク値判定部とを備え、この比較結果に基づいて、新たに検出されたピークによる同期が、誤同期であるか否かを判別することができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤ったピークの検出を判別することができる。このため、同期捕捉装置において誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。また、高Ｃ／Ｎ下においても正常な符号同期を実現することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、８はピーク値判定部、９は拡散符号変更部である。図１と比較すれば、ピーク値平均化部６を備えず、ピーク値判定部８及び拡散符号変更部９を備える点で異なる。
【００２５】
ピーク検出部４において検出された相関ピーク値は、ピーク値判定部８に入力される。ピーク値判定部８は、この相関ピーク値を予め定められた閾値と比較し、検出された相関ピーク値が閾値よりも小さい場合には誤同期であると判定する。つまり、所定の閾値との比較結果に基づいて、新たに検出された相関ピークが正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定する（一次判定）。これにより、高Ｃ／Ｎ時に観測された本来のピークとは異なるピークがピーク検出部４において検出された可能性が高いことを判別できる。
【００２６】
この判別結果は、拡散符号変更信号として拡散符号変更部９へ出力される。拡散符号変更部９は、拡散符号変更信号に基づいて、受信拡散符号生成部２において生成される拡散符号を本来受信に使用されるコード（符号系列）から他のコード（符号系列）へ変更する。
【００２７】
拡散符号の変更後は、受信拡散符号生成部２が新たな拡散符号を生成し、マッチドフィルタ１がこの新たな拡散符号を用いて相関値を求め、ピーク検出部３が相関ピークの検出を行う。この結果、相関ピークが検出された場合には、ピーク値判定部８が高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判定する（二次判定）。つまり、１次判定の判定結果を確認することができる。この様にして、本来のピークとは異なる高Ｃ／Ｎ時に観測されるピークがピーク検出部４において検出されたことを判別することができる。
【００２８】
この判定結果は、誤同期判定信号として受信タイミング生成部５へ出力される。受信タイミング生成部５は、誤同期判定信号に基づいて、受信タイミング信号を生成する。このため、誤ったピーク検出結果に基づいて、誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。
【００２９】
本実施の形態では、誤同期の一次判定及び二次判定を行うピーク値判定部と、受信拡散符号を変更する拡散符号変更部とを備え、新たに検出されたピーク値を所定の閾値と比較して一次判定を行い、一次判定の結果に基づいて、受信拡散符号生成部で生成される拡散符号を変更し、拡散符号変更後にピークが検出されるか否かに基づいて二次判定を行っている。このため、検出されたピークによる同期が、誤同期であるか否かを精度よく判別することができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤ったピーク検出を判別することができる。このため、同期捕捉装置において誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。また、高Ｃ／Ｎ下においても正常な符号同期を実現することができる。
【００３０】
実施の形態３．
実施の形態２では、一次判定において所定の閾値と比較する場合の例について説明したが、本実施の形態では、実施の形態２の一次判定において相関ピーク値の平均値と比較する実施の形態１の判定方法を用いる場合について説明する。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態３による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、６はピーク値平均化部、７’はピーク値判定部、９は拡散符号変更部である。図１と比較すれば、ピーク値判定部７’及び拡散符号変更部９が異なり、図２と比較すれば、ピーク値平均化部６を備える点で異なる。
【００３２】
ピーク平均化部６が、ピーク検出部４で検出された前回までの相関ピーク値の平均値を求め、ピーク値判定部７’が新たに検出された相関ピーク値を平均値と比較する動作は、実施の形態１（図１）の場合と同様である。ピーク値判定部７’は、この比較結果に基づいて正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定する（一次判定）。これにより、高Ｃ／Ｎ下での誤同期である可能性が高いと判別されると拡散符号変更信号を出力する。
【００３３】
その後の動作は、実施の形態２の場合と同様である。すなわち、拡散符号変更信号に基づいて、受信拡散符号生成部２において生成される拡散符号が本来使用されるコードから他のコードに変更され、拡散符号の変更後に、相関ピークが検出された場合には、ピーク値判定部７’が高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判定する（二次判定）。
【００３４】
本実施の形態では、相関ピーク値により行われる一次判定を、正常受信時の平均値との比較結果に基づいて行うことにより、高Ｃ／Ｎ下における誤同期と、低Ｃ／Ｎ下における正常同期との判別を、実施の形態２の場合に比べ、より確実に行うことができる。また、高Ｃ／Ｎ下においてより確実に符号同期を行うことができる。
【００３５】
実施の形態４．
実施の形態２では、二次判定において拡散符号のコードを変更する場合の例について説明したが、本実施の形態では、タイミングオフセット多重方式において、拡散符号を所定の時間だけ遅延させて二次判定を行う場合について説明する。なお、タイミングオフセット多重方式とは、スペクトラム直接拡散方式による多重通信を行う際、異なるチャンネルについて同一の拡散符号をタイミングを異ならせて、つまり遅延させて使用することにより、２以上のチャンネルを多重化する方式である。この場合、拡散符号として符号長が十分に長いものが用いられ、符号長よりも短いタイミングオフセットがチャンネル毎に割り当てられる。
【００３６】
図４は、本発明の実施の形態４による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、８’はピーク値判定部、９は拡散符号変更部、１０は拡散符号遅延部、１１は拡散符号選択部である。図２と比較すれば、拡散符号遅延部１０及び拡散符号選択部１１を備える点で異なる。
【００３７】
受信拡散符号生成部２において生成された受信用の拡散符号は、拡散符号選択部１１及び拡散符号遅延部１０へ入力される。拡散符号遅延部１０は、他のチャンネルを使用する際に送信側で拡散符号を遅延させる遅延時間だけ拡散符号を遅延させて、拡散符号選択部１１へ出力している。そして、拡散符号選択部１１は、マッチドフィルタ１に対し、受信拡散符号生成部２からの拡散符号及び拡散符号遅延部１０からの遅延させた拡散符号のいずれかを選択して出力する。
【００３８】
ピーク値判定部８’が新たに検出された相関ピーク値を所定の閾値と比較して正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定し、この判別結果に基づいて拡散符号変更信号が拡散符号変更部９へ出力されるのは実施の形態２の場合と同様である。
【００３９】
拡散符号変更部９は、拡散符号変更信号に基づいて、拡散符号選択部１１を制御して、マッチドフィルタ１へ入力される拡散符号を変更する。この拡散符号の変更は、拡散符号のコードの変更ではなくタイミングオフセットの変更であり、受信拡散符号生成部２の出力から拡散符号遅延部１０の出力へ切り替えられる。
【００４０】
拡散符号の変更後におけるピーク検出部４のピーク検出結果に基づいて、誤同期であるか否かをピーク値判定部８’が判定する。タイミングオフセット多重方式では、同じ拡散符号で拡散された信号が、所定のオフセット分だけ遅延された間隔で送信されてくるため、多重化されている場合には、遅延させた拡散符号を用いても相関ピークを検出することができる。このため、拡散符号の変更後もピークが検出された場合には、拡散符号変更前に検出されたピークは正常受信であると判定することができ、ピークが検出されなかった場合には、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定することができる。この判定結果に基づいて、ピーク値判定部８’は、受信タイミング発生部５へ誤同期判定信号を出力する。
【００４１】
本実施の形態では、タイミングオフセット多重方式による同期捕捉装置において、一次判定において誤同期と判定された場合に、多重チャンネル間の拡散符号の遅延時間だけ拡散符号を遅延させて相関ピークを検出して二次判定を行っている。このため、タイミングオフセット多重方式において高Ｃ／Ｎ下における誤同期と、低Ｃ／Ｎ下における正常同期との判別を、より確実に行うことができる。また、高Ｃ／Ｎ下においてより確実に符号同期を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、相関手段が受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求め、ピーク検出手段が相関値のピークを検出し、ピーク値判定手段が相関ピーク値に基づいて誤同期を判別する、このため、同期捕捉装置において誤同期を検出することができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出することができる。また、回線状態にかかわらず符号同期を確立することができる。
【００４３】
また、本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、拡散符号変更手段がピーク値判定手段の判定結果に基づいて受信用拡散符号を変更し、ピーク値判定手段が、拡散符号変更後のピーク検出手段によるピーク検出結果に基づいて誤同期を判別する。このため、誤同期の検出をより確実に行うことができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を精度よく検出することができる。また、回線状態にかかわらず符号同期を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、検出した相関ピーク値と過去の受信時の相関ピーク値とを比較して、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出する構成が示されている。
【図２】本発明の実施の形態２による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、検出した相関ピーク値が閾値よりも低い場合に、拡散符号を変更して確認することにより、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出する構成が示されている。
【図３】本発明の実施の形態３による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、過去の受信時の相関ピーク値を用いて、拡散符号を変更する構成が示されている。
【図４】本発明の実施の形態４による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、タイミングオフセット多重方式において、拡散符号の遅延量を変更して確認することにより、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出する構成が示されている。
【図５】スペクトラム直接拡散方式において同期捕捉を行うための同期捕捉装置の従来の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１ マッチドフィルタ、２ 受信拡散符号生成部、３ 加算回路、
４ ピーク検出部、５ 受信タイミング生成部、６ ピーク値平均化部、
７，７’，８，８’ ピーク値判定部、９ 拡散符号変更部、
１０ 拡散符号遅延部、１１ 拡散符号選択部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置に係り、更に詳しくは、スペクトラム直接拡散通信における受信側の同期捕捉装置において、符号同期の誤りを検出するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直接拡散（ＤＳ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）方式によるスペクトラム拡散通信では、狭帯域の１次変調信号が送信側において拡散変調（２次変調）され、広帯域な信号として送信される。この拡散変調は、１次変調信号にＰＮ系列（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ）からなる拡散符号を乗算することにより行われる。受信側では、受信信号を送信側と同じ拡散符号を用いて逆拡散して元の１次変調信号に戻し、その後、復調部によってベースバンド波形が再生される。ここで、送信側及び受信側で用いられる拡散符号は、固有の全く同じものである。
【０００３】
受信信号を逆拡散して正しい受信データを得るためには、受信側での拡散符号発生タイミングと送信側の拡散符号発生タイミングを一致させなければならない。ここでは、送られてきた信号の拡散符号のタイミングと受信機における拡散符号のタイミングとが一致している状態を符号同期と呼び、この状態に至らしめることを同期捕捉と呼ぶ。
【０００４】
図５は、スペクトラム直接拡散方式において同期捕捉を行うための同期捕捉装置の従来の構成を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部である。
【０００５】
受信拡散符号生成部２は、送信側において拡散変調に用いられている拡散符号が予め与えられ、この拡散符号と同一の拡散符号を生成している。マッチドフィルタ１は、受信拡散符号生成部２で生成された受信用拡散符号と、スペクトラム直接拡散信号である受信信号との相関を求める相関回路であり、デジタル・マッチド・フィルタ回路として構成される。マッチドフィルタ１には、受信したスペクトラム拡散信号をダウンコンバートして得られたＩＦ（中間周波数）信号が入力されるとともに、受信拡散符号生成部２からの拡散符号が入力され、これらの乗算演算によって相関値が求められる。
【０００６】
加算回路３は、マッチドフィルタ１から出力される相関値を巡回加算する演算回路である。マッチドフィルタ１で求められた相関値は、加算回路３において拡散符号の各位相ごとに予め定められた回数だけ加算され平均値が求められる。すなわち、相関値が、拡散符号のｎ周期（ｎは任意の整数）の期間にわたって位相毎に加算される。ピーク検出部４は、加算回路３から出力される位相毎の相関値について、そのピーク（最大値）を検出している。
【０００７】
マッチドフィルタ１から出力される相関値は、拡散符号のタイミング（位相）が一致する場合には大きくなり、拡散符号のタイミングが一致しない場合には小さくなる。このため、拡散信号の周期毎に相関値のピークが現れ、このピークを検出することにより、受信信号の拡散符号と受信拡散符号生成部２で生成される拡散符号とのタイミングのずれを検出することができる。受信タイミング生成部５は、ピーク検出部４での検出結果に基づいて、符号同期をとるための受信タイミングを求める。この様にして同期捕捉装置は受信スペクトラム拡散信号への同期をとっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
スペクトラム直接拡散通信においては、ある程度のノイズレベルがあることを前提としており、ノイズがある状況においては、他の符号にて拡散された受信信号の逆拡散を行なっても相関値にピークが発生しない。しかし、回線状態がよくノイズレベルが低い状況においては、他の符号にて拡散された信号に対して相関値のピークが発生する場合があり、誤った相関ピークに同期してしまうことがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、誤った符号同期を検出することができるスペクトラム直接拡散信号の符号同期装置を提供することを目的とする。特に、ノイズレベルが低い状況下における誤同期を検出することができるスペクトラム直接拡散信号の符号同期装置を提供することを目的とする。また、回線状態にかかわらず符号同期を確立することができるスペクトラム直接拡散信号の符号同期装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、相関ピーク値の平均値を求めるピーク平均化手段とを備え、上記ピーク値判定部が、検出された相関ピークを相関ピークの平均値と比較し、この比較結果に基づいて誤同期の判定を行うように構成される。
【００１１】
ピーク検出手段による相関値のピーク検出結果に基づいて、受信タイミング生成手段が符号同期のタイミングを生成している場合に、ピーク値判定手段が、相関ピーク値に基づいて符号同期の誤りを判別することにより、誤同期を検出することができる。しかも、検出されたピーク値を過去のピーク平均値と比較することにより、検出精度をより向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、ピーク値判定手段の判定結果に基づいて相関手段に供給する受信用拡散符号を変更する拡散符号変更手段を備え、ピーク値判定手段が、拡散符号変更後のピーク検出手段によるピーク検出結果に基づいて誤同期を判別するように構成される。
【００１３】
ピーク値判定手段が、相関ピーク値に基づいて誤同期について１次判定を行い、この１次判定結果に基づいて、拡散符号変更手段が、相関手段に供給する受信用拡散符号を変更する。相関手段は、変更後の受信用拡散符号を用いて新たに相関値を求め、ピーク検出部によるピーク検出結果に基づいて、ピーク値判定手段が、誤同期について２次判定を行う。１次判定及び２次判定によって誤同期であると判断できれば、誤同期の検出精度を向上させることができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を精度よく検出することができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、拡散符号変更手段が、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列を変更し、拡散符号変更後にピークが検出された場合に誤同期と判定するように構成される。拡散符号変更手段により、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列が変更された後も、ピークが検出される場合、高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判断することができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、タイミングオフセット多重方式の同期捕捉装置であって、拡散符号変更手段が、受信拡散符号生成手段から相関手段に至る受信用拡散符号の遅延時間を変更し、ピーク値判定部が、拡散符号変更後にピークが検出されなかった場合に誤同期と判定するように構成される。
【００１６】
タイミングオフセット多重通信の場合、同じ拡散符号を遅延させて異なるチャンネルに使用しているため、受信用拡散符号を予め与えられた所定時間だけ遅延させれば、他チャンネルの信号へ同期することができる。このため、受信用拡散符号の遅延時間変更後にピークが検出されない場合、高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判断することができる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、上記ピーク値判定手段の判定結果に基づいて、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列を変更する拡散符号変更手段とを備え、符号系列変更後にピークが検出された場合に誤同期と判定するように構成される。
【００１８】
請求項６に記載の本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、タイミングオフセット多重方式の同期捕捉装置であって、受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、受信拡散符号生成手段から相関手段に至る受信用拡散符号の遅延時間を変更する拡散符号変更手段とを備え、拡散符号変更後にピークが検出されなかった場合に誤同期と判定するように構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ（ＭＦ）、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、６はピーク値平均化部、７はピーク値判定部である。なお、従来の同期捕捉装置の構成部分に相当するブロックには同一符号を付し、同一の構成、動作についての詳細な説明は省略する。
【００２０】
マッチドフィルタ１は、受信したスペクトラム拡散信号に受信拡散符号を乗算して、相関値を求める相関回路である。受信拡散符号生成部２は、予め指定された受信用の拡散符号を生成してマッチドフィルタ１へ出力する受信拡散符号の発生回路である。加算回路３は、マッチドフィルタ１から出力される相関値を巡回加算する巡回加算回路であり、ピーク検出部４は加算回路３の出力に基づいて相関値のピークを検出する。受信タイミング生成部５はこの相関ピークに基づいて受信タイミング信号、すなわち拡散符号の同期タイミング信号を生成する。
【００２１】
また、ピーク検出部４は、検出されたピークの相関値を、ピーク値（相関ピーク値）としてピーク値平均化部６及びピーク値判定部７に出力する。ピーク値平均化部６は、検出された相関ピーク値を記憶し、これまでの相関ピーク値の平均を求めている。ピーク値判定部７は、ピーク検出部４からの相関ピーク値と、ピーク値平均化部６からの相関ピーク値の平均値とを比較し、この比較結果に基づいて新たに検出されたピークが、正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定する。このため、高Ｃ／Ｎ時に観測される本来のピークとは異なるピークがピーク検出部４において検出されたことを判別することができる。
【００２２】
この判定結果は、誤同期判定信号として受信タイミング生成部５へ出力される。受信タイミング生成部５は、誤同期判定信号に基づいて、受信タイミング信号を生成する。つまり、ピーク値判定部７が誤同期であると判定した場合には、ピーク検出部４からピーク検出結果が出力されていても、受信タイミング信号を出力しない。このため、誤ったピーク検出結果に基づいて、誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。
【００２３】
本実施の形態では、正常受信時に検出された相関ピーク値について平均値を求めるピーク値平均化部と、ピーク検出部で新たに検出された相関ピーク値をこの平均値と比較するピーク値判定部とを備え、この比較結果に基づいて、新たに検出されたピークによる同期が、誤同期であるか否かを判別することができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤ったピークの検出を判別することができる。このため、同期捕捉装置において誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。また、高Ｃ／Ｎ下においても正常な符号同期を実現することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、８はピーク値判定部、９は拡散符号変更部である。図１と比較すれば、ピーク値平均化部６を備えず、ピーク値判定部８及び拡散符号変更部９を備える点で異なる。
【００２５】
ピーク検出部４において検出された相関ピーク値は、ピーク値判定部８に入力される。ピーク値判定部８は、この相関ピーク値を予め定められた閾値と比較し、検出された相関ピーク値が閾値よりも小さい場合には誤同期であると判定する。つまり、所定の閾値との比較結果に基づいて、新たに検出された相関ピークが正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定する（一次判定）。これにより、高Ｃ／Ｎ時に観測された本来のピークとは異なるピークがピーク検出部４において検出された可能性が高いことを判別できる。
【００２６】
この判別結果は、拡散符号変更信号として拡散符号変更部９へ出力される。拡散符号変更部９は、拡散符号変更信号に基づいて、受信拡散符号生成部２において生成される拡散符号を本来受信に使用されるコード（符号系列）から他のコード（符号系列）へ変更する。
【００２７】
拡散符号の変更後は、受信拡散符号生成部２が新たな拡散符号を生成し、マッチドフィルタ１がこの新たな拡散符号を用いて相関値を求め、ピーク検出部３が相関ピークの検出を行う。この結果、相関ピークが検出された場合には、ピーク値判定部８が高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判定する（二次判定）。つまり、１次判定の判定結果を確認することができる。この様にして、本来のピークとは異なる高Ｃ／Ｎ時に観測されるピークがピーク検出部４において検出されたことを判別することができる。
【００２８】
この判定結果は、誤同期判定信号として受信タイミング生成部５へ出力される。受信タイミング生成部５は、誤同期判定信号に基づいて、受信タイミング信号を生成する。このため、誤ったピーク検出結果に基づいて、誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。
【００２９】
本実施の形態では、誤同期の一次判定及び二次判定を行うピーク値判定部と、受信拡散符号を変更する拡散符号変更部とを備え、新たに検出されたピーク値を所定の閾値と比較して一次判定を行い、一次判定の結果に基づいて、受信拡散符号生成部で生成される拡散符号を変更し、拡散符号変更後にピークが検出されるか否かに基づいて二次判定を行っている。このため、検出されたピークによる同期が、誤同期であるか否かを精度よく判別することができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤ったピーク検出を判別することができる。このため、同期捕捉装置において誤同期が発生するのを防止し、あるいは抑制することができる。また、高Ｃ／Ｎ下においても正常な符号同期を実現することができる。
【００３０】
実施の形態３．
実施の形態２では、一次判定において所定の閾値と比較する場合の例について説明したが、本実施の形態では、実施の形態２の一次判定において相関ピーク値の平均値と比較する実施の形態１の判定方法を用いる場合について説明する。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態３による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、６はピーク値平均化部、７’はピーク値判定部、９は拡散符号変更部である。図１と比較すれば、ピーク値判定部７’及び拡散符号変更部９が異なり、図２と比較すれば、ピーク値平均化部６を備える点で異なる。
【００３２】
ピーク平均化部６が、ピーク検出部４で検出された前回までの相関ピーク値の平均値を求め、ピーク値判定部７’が新たに検出された相関ピーク値を平均値と比較する動作は、実施の形態１（図１）の場合と同様である。ピーク値判定部７’は、この比較結果に基づいて正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定する（一次判定）。これにより、高Ｃ／Ｎ下での誤同期である可能性が高いと判別されると拡散符号変更信号を出力する。
【００３３】
その後の動作は、実施の形態２の場合と同様である。すなわち、拡散符号変更信号に基づいて、受信拡散符号生成部２において生成される拡散符号が本来使用されるコードから他のコードに変更され、拡散符号の変更後に、相関ピークが検出された場合には、ピーク値判定部７’が高Ｃ／Ｎ下の誤同期であると判定する（二次判定）。
【００３４】
本実施の形態では、相関ピーク値により行われる一次判定を、正常受信時の平均値との比較結果に基づいて行うことにより、高Ｃ／Ｎ下における誤同期と、低Ｃ／Ｎ下における正常同期との判別を、実施の形態２の場合に比べ、より確実に行うことができる。また、高Ｃ／Ｎ下においてより確実に符号同期を行うことができる。
【００３５】
実施の形態４．
実施の形態２では、二次判定において拡散符号のコードを変更する場合の例について説明したが、本実施の形態では、タイミングオフセット多重方式において、拡散符号を所定の時間だけ遅延させて二次判定を行う場合について説明する。なお、タイミングオフセット多重方式とは、スペクトラム直接拡散方式による多重通信を行う際、異なるチャンネルについて同一の拡散符号をタイミングを異ならせて、つまり遅延させて使用することにより、２以上のチャンネルを多重化する方式である。この場合、拡散符号として符号長が十分に長いものが用いられ、符号長よりも短いタイミングオフセットがチャンネル毎に割り当てられる。
【００３６】
図４は、本発明の実施の形態４による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１はマッチドフィルタ、２は受信拡散符号生成部、３は加算回路、４はピーク検出部、５は受信タイミング生成部、８’はピーク値判定部、９は拡散符号変更部、１０は拡散符号遅延部、１１は拡散符号選択部である。図２と比較すれば、拡散符号遅延部１０及び拡散符号選択部１１を備える点で異なる。
【００３７】
受信拡散符号生成部２において生成された受信用の拡散符号は、拡散符号選択部１１及び拡散符号遅延部１０へ入力される。拡散符号遅延部１０は、他のチャンネルを使用する際に送信側で拡散符号を遅延させる遅延時間だけ拡散符号を遅延させて、拡散符号選択部１１へ出力している。そして、拡散符号選択部１１は、マッチドフィルタ１に対し、受信拡散符号生成部２からの拡散符号及び拡散符号遅延部１０からの遅延させた拡散符号のいずれかを選択して出力する。
【００３８】
ピーク値判定部８’が新たに検出された相関ピーク値を所定の閾値と比較して正常受信であるのか、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定し、この判別結果に基づいて拡散符号変更信号が拡散符号変更部９へ出力されるのは実施の形態２の場合と同様である。
【００３９】
拡散符号変更部９は、拡散符号変更信号に基づいて、拡散符号選択部１１を制御して、マッチドフィルタ１へ入力される拡散符号を変更する。この拡散符号の変更は、拡散符号のコードの変更ではなくタイミングオフセットの変更であり、受信拡散符号生成部２の出力から拡散符号遅延部１０の出力へ切り替えられる。
【００４０】
拡散符号の変更後におけるピーク検出部４のピーク検出結果に基づいて、誤同期であるか否かをピーク値判定部８’が判定する。タイミングオフセット多重方式では、同じ拡散符号で拡散された信号が、所定のオフセット分だけ遅延された間隔で送信されてくるため、多重化されている場合には、遅延させた拡散符号を用いても相関ピークを検出することができる。このため、拡散符号の変更後もピークが検出された場合には、拡散符号変更前に検出されたピークは正常受信であると判定することができ、ピークが検出されなかった場合には、高Ｃ／Ｎ下での誤同期であるのかを判定することができる。この判定結果に基づいて、ピーク値判定部８’は、受信タイミング発生部５へ誤同期判定信号を出力する。
【００４１】
本実施の形態では、タイミングオフセット多重方式による同期捕捉装置において、一次判定において誤同期と判定された場合に、多重チャンネル間の拡散符号の遅延時間だけ拡散符号を遅延させて相関ピークを検出して二次判定を行っている。このため、タイミングオフセット多重方式において高Ｃ／Ｎ下における誤同期と、低Ｃ／Ｎ下における正常同期との判別を、より確実に行うことができる。また、高Ｃ／Ｎ下においてより確実に符号同期を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、相関手段が受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求め、ピーク検出手段が相関値のピークを検出し、ピーク値判定手段が相関ピーク値に基づいて誤同期を判別する、このため、同期捕捉装置において誤同期を検出することができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出することができる。また、回線状態にかかわらず符号同期を確立することができる。
【００４３】
また、本発明によるスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置は、拡散符号変更手段がピーク値判定手段の判定結果に基づいて受信用拡散符号を変更し、ピーク値判定手段が、拡散符号変更後のピーク検出手段によるピーク検出結果に基づいて誤同期を判別する。このため、誤同期の検出をより確実に行うことができる。特に、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を精度よく検出することができる。また、回線状態にかかわらず符号同期を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、検出した相関ピーク値と過去の受信時の相関ピーク値とを比較して、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出する構成が示されている。
【図２】本発明の実施の形態２による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、検出した相関ピーク値が閾値よりも低い場合に、拡散符号を変更して確認することにより、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出する構成が示されている。
【図３】本発明の実施の形態３による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、過去の受信時の相関ピーク値を用いて、拡散符号を変更する構成が示されている。
【図４】本発明の実施の形態４による同期捕捉装置の一構成例を示したブロック図であり、タイミングオフセット多重方式において、拡散符号の遅延量を変更して確認することにより、高Ｃ／Ｎ下での誤同期を検出する構成が示されている。
【図５】スペクトラム直接拡散方式において同期捕捉を行うための同期捕捉装置の従来の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１ マッチドフィルタ、２ 受信拡散符号生成部、３ 加算回路、
４ ピーク検出部、５ 受信タイミング生成部、６ ピーク値平均化部、
７，７’，８，８’ ピーク値判定部、９ 拡散符号変更部、
１０ 拡散符号遅延部、１１ 拡散符号選択部。
Claims (6)
- 受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、相関ピーク値の平均値を求めるピーク平均化手段とを備え、上記ピーク値判定手段が、検出された相関ピークを相関ピークの平均値と比較し、この比較結果に基づいて誤同期の判定を行うことを特徴とするスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置。
- 上記ピーク値判定手段の判定結果に基づいて相関手段に供給する受信用拡散符号を変更する拡散符号変更手段を備え、ピーク値判定手段が、拡散符号変更後のピーク検出手段によるピーク検出結果に基づいて誤同期を判別することを特徴とする請求項１に記載のスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置。
- 上記拡散符号変更手段が、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列を変更し、拡散符号変更後にピークが検出された場合に誤同期と判定することを特徴とする請求項２に記載のスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置。
- タイミングオフセット多重方式の同期捕捉装置であって、上記拡散符号変更手段が、受信拡散符号生成手段から相関手段に至る受信用拡散符号の遅延時間を変更し、ピーク値判定部が、拡散符号変更後にピークが検出されなかった場合に誤同期と判定することを特徴とする請求項２に記載のスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置。
- 受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、上記ピーク値判定手段の判定結果に基づいて、受信拡散符号生成手段により生成される符号系列を変更する拡散符号変更手段とを備え、符号系列変更後にピークが検出された場合に誤同期と判定することを特徴とするスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置。
- タイミングオフセット多重方式の同期捕捉装置であって、受信用拡散符号を生成する受信拡散符号生成手段と、この受信用拡散符号を用いて受信信号との相関値を求める相関手段と、求められた相関値のピークを検出するピーク検出手段と、このピーク検出結果に基づいて符号同期のタイミングを生成する受信タイミング生成手段と、相関ピーク値に基づいて誤同期を判別するピーク値判定手段と、受信拡散符号生成手段から相関手段に至る受信用拡散符号の遅延時間を変更する拡散符号変更手段とを備え、拡散符号変更後にピークが検出されなかった場合に誤同期と判定することを特徴とするスペクトラム直接拡散信号の同期捕捉装置。
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