JP3640630B2 - Matched filter - Google Patents

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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム拡散通信(CDMA通信)において、同期獲得に用いられるマッチドフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
CDMA通信では、送信側は、拡散符号(PN符号)を用いて、情報レートよりも高速なチップレートで拡散変調を行い、その拡散信号を送信する。受信側では、拡散符号のレプリカであるレプリカ符号(逆拡散符号)を生成し、受信した信号の逆拡散を行う。
【0003】
ここで、レプリカ符号(逆拡散符号)のタイミングは、拡散符号のタイミングと正確に一致している必要がある。正確なタイミングのレプリカ符号を生成するためには、まず、拡散符号のタイミングを厳密に検出する必要がある。この拡散符号のタイミング検出処理は、チップレートの数倍(例えば、2倍)で、高速に行う必要がある。
【0004】
このために、受信側では、オーバーサンプリングを行う。つまり、受信信号をA/D変換する際、チップレートの数倍の高速なレートでオーバーサンプリングし、1つのチップについて、複数のサンプリング結果から相関値を演算する。これにより、タイミング検出精度(時間分解能)を高めることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
マッチドフィルタでは、受信データを一時的に蓄積するためにシフトレジスタを用いるが、オーバーサンプリングによりデータ数がm倍となると、これに合わせてシフトレジスタのタップ数(段数)もm倍となり、シフトクロックの周波数もm倍となる。
【0006】
シフトレジスタは、シフトクロックのタイミングで、全タップのデータが一斉にシフトするため、これに伴って信号線等の充放電が発生し、消費電力が増大する。
【0007】
消費電力の増大は、携帯電話等の移動体通信機器に厳しく求められる、低消費電力化の要請に反する。
【0008】
かといって、マッチドフィルタの低消費電力化のみを目的として、特殊な構成に変更するようなことがあると、かえって、既存のクロックの共用化や周辺回路との整合がとれなくなり、集積回路化の妨げになる。
【0009】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ICに要求される周囲の回路との整合性等を犠牲にすることなく、マッチドフィルタの低消費電力化を効率的に達成することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明では、入力データを蓄積する手段として、シフトレジスタの代わりに、個別にリード/ライトを制御できるメモリ(広い意味でのRAM;一時記憶素子の集合体を含む)を使用する。これにより、全データを一律にシフトする動作が不要となり、消費電力を削減できる。
【0011】
一方、拡散変調信号は、オーバーサンプリングクロックに同期してシリアルに入力される点、あるいは、周辺回路が、そのようなシリアルなデータ入力に同期して動作する点からみて、上述のメモリだけを特殊なタイミングで動作させることはできない。
【0012】
そこで、本発明の一つの態様では、一時記憶素子をオーバーサンプリングの各位相に対応づけて設け、また、一組の各位相毎にセレクタを設ける。そして、相関検出の対象となるデータを、各位相毎に区分した形態とした後(データの配置変換を行ったり、あるいは、一旦、蓄積して読み出しアドレスを制御することで行う)、そのデータを、一時記憶素子にパラレルに入力する。
【0013】
そして、入力データの位相に対応した一時記憶素子のみをアクティブとしてデータをロードし(そしてホールドし)、各セレクタが、ホールドされたデータを選択して、相関演算を行う部分に供給する。
【0014】
このような構成であると、シフトレジスタと同様な動作タイミングで、各一時記憶素子のロードタイミングを発生させることができ、従来からの技術を踏襲することができる。また、セレクタも、各位相に対応して周期的に切換えることになるので、チップクロックやオーバーサンプリングクロックをここでも有効に利用できる。さらに、オーバーサンプリングの倍数を変更する場合でも、このような構成であると、その変更に対応させて、使用する一時記憶素子の数やセレクタの入力数を切換えるだけでよく、要求される仕様に柔軟に、簡単に対応することができる。
【0015】
このようにして、ICに要求される周囲の回路との整合性等を犠牲にすることなく、マッチドフィルタの低消費電力化を効率的に達成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0017】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる2倍拡散(m=2:mはオーバーサンプリングの倍数)のマッチドフィルタの構成を示したものである。
【0018】
m=2であることから、これに対応させて2つのフリップフロップ(FF:一時記憶素子)を基本単位として、必要な段数(2の倍数)のフリップフロップを配置する。
【0019】
図1では、説明の便宜上、4つのフリップフロップ(FF)101a,101b,102a,102bを設け、これらを並列に接続した形態を示している。4つのフリップフロップ(FF)101a,101b,102a,102bは、個別にリード/ライトを行える一種のRAM105を構成する要素である。
【0020】
ここで、参照符号の末尾に付されている“a”,“b”は、2倍のオーバーサンプリングによって生じる2つの位相(これをA位相,B位相とする)の、いずれの位相に対応しているかを示している。
【0021】
すなわち、各フリップフロップは、1個おきに異なる位相に対応づけられて配置されている。
【0022】
一方、セレクタはn個用意され(図1では、参照符号107,108の2個のみ記載している)、一つのセレクタは、隣接する2つのフリップフロップ(一組のフリップフロップ)毎に配置され、各フリップフロップからの出力を入力とし、いずれかを選択する。
【0023】
すなわち、一つのセレクタは、a端子,b端子の2つの入力端子を持つ。ここで、各端子の“a”,“b”は、2倍のオーバーサンプリングによって生じる2つの位相(A位相,B位相)の、いずれの位相に対応しているかを示している。図1に示されるように、セレクタ107,108はそれぞれ、スイッチSW1,SW2を内蔵している。
【0024】
各フリップフロップ101a〜102bは、クロック制御回路106から与えられる制御クロックCL0〜CL3により、ロードタイミングが個別に制御される。
【0025】
また、各セレクタ107,108がいずれの入力を選択するかは、セレクタ制御回路109により制御される。図1の回路では、セレクタ切換信号SCが出力される毎に、各セレクタに内蔵されるスイッチ(SW1,SW2)が切り替わるようになっている。
【0026】
クロック制御回路106はおよびセレクタ制御回路109は、オーバーサンプリングクロックCKを基本動作クロックとして動作し、また、セレクタ制御回路109には、選択信号SECが入力される。
【0027】
相関演算部6は、逆拡散符号(図1では、C0,C1の2チップ分のみを示している)を乗算するための乗算器7,8と、累積加算器9とを有する。
【0028】
オーバーサンプリングされた拡散変調信号(オーバーサンプリングデータ系列)は、オーバーサンプリングクロックCKに同期して、入力端子I0を介して与えられる。図2の上側に示すように、オーバーサンプリングデータは、1A,1B、2A,2B、3A,3B、4A,4B、5A,5B…というように、A位相とB位相が交互に現れる形態で入力される。ここで、例えば、“1A”は、1サンプル目のA位相のデータであることを示し、“1B”は、1サンプル目のB位相のデータであることを示している。
【0029】
図1のマッチドフィルタでは、このような入力データを、配置変換回路100を通すことで、図2の下側に示すような、各位相毎に区分されたデータ列(Din)を得て、この配置変換されたデータを、フリップフロップ101a〜102bに供給する。
【0030】
配置変換後のデータは、図2の下側に示されるように、1A,2A、1B,2Bというように、相関演算処理の順番に適合するように、A位相毎、B位相毎に区分されている。
【0031】
このような各位相毎に区分されたデータ列(Din)を、図3に示すようなタイミングでフリップフロップ101a〜102bにロードし、セレクタ107,108を切換えて、相関演算部6にデータを供給して、逆拡散および相関演算を行わせる。
【0032】
図3に示すように、各回路は、オーバーサンプリングクロックCKのポジティブエッジに同期して動作する。時刻t1にセレクタ切換信号SCが出力され、これにより、セレクタ107,108が内蔵するスイッチSW1,SW2は共に、a端子側に切換えられる。
【0033】
一方、時刻t1において、制御クロックCL2がアクティブとなり、フリップフロップ102aに、2倍オーバーサンプリングされた拡散変調信号(Din)のデータ“1A”(1サンプル目のA位相のデータ)がロードされ、次の、時刻t2において、乗算器8にて、1A×C1の乗算が行われる。
【0034】
時刻t2では、制御クロックCL0がアクティブとなり、フリップフロップ101aに、データ“2A”(2サンプル目のA位相のデータ)がロードされ、次の、時刻t3において、乗算器7にて2A×C0の乗算が行われると共に、加算器9にて、1A×C1+2A×C0の乗算が行われ、相関値(演算結果)が出力される。
【0035】
時刻t3では、セレクタ切換信号SCが出力され、セレクタ107,108が内蔵するスイッチSW1,SW2は、b端子側に切換えられる。
【0036】
同時に、時刻t3において、制御クロックCL3がアクティブとなり、フリップフロップ102bに、データ“1B”(1サンプル目のB位相のデータ)がロードされる。時刻t4には、データ“2B”(2サンプル目のB位相のデータ)がロードされる。
【0037】
そして、時刻t5に、加算器9から、演算結果(1B×C1+2B×C0)が出力される。
【0038】
以上の動作から明らかなように、各フリップフロップを制御するクロックCL0〜CL3は、本発明を用いずに、シフトレジスタを用いる場合(図11,図12)と同様に、オーバーサンプリングクロックに同期して各フリップフロップ毎に切り替わるため、既存のクロックをそのまま利用してタイミングを制御ができ、周辺回路との整合性もよく、設計上有利である。
【0039】
なお、図11に示される、シフトレジスタ5を用いたマッチドフィルタは、オーバーサンプリングクロックCLに同期して、データが1タップ毎に右にシフトしていく。その動作タイミングは、図12に示す通りである。
【0040】
同じく、本発明のセレクタについても、オーバーサンプリングの各位相毎に規則的に切り替えればよく、この場合も、既存のクロックをそのまま利用して、簡単にタイミングを制御することができる。したがって、データは、シフトレジスタを用いる場合と同様に、オーバーサンプリングクロックに同期して、パイプライン的に効率的に流れ、効率的な処理が維持される。その一方、シフトレジスタによる一連のデータのシフトが不要であるため、消費電力は格段に低減される。また、図1の構成は、オーバーサンプリングの倍数や、サーチ範囲に含まれるデータの総チップ数などに対応させて、構成を柔軟に変更・拡張することができ、回路設計の柔軟性も高い。
【0041】
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2にかかるマッチドフィルタの構成を示す回路図である。
【0042】
基本的な構成と動作は、実施の形態1と同様である。ただし、図4のマッチドフィルタでは、フリップフロップを、ロード/ホールド機能付きフリップフロップとしている点、クロック制御のかわりにFF制御機能を有している点、および各々のフリップフロップのクロックが共通である点で、図1のマッチドフィルタとは異なる。
【0043】
本実施の形態のマッチドフィルタに備えられるレジスタ群205には、ロード/ホールド機能付きフリップフロップ201〜204を備えている。各々のフリップフロップ201〜204のクロックには、クロック信号端CLよりパラレルに入力され、ロード/ホールドはFF制御回路206より入力されるF0〜F3で制御している(1でロード、0でホールド)。
【0044】
図4の回路は、図5のように動作する。この動作は、図3に示したものと
、ほぼ同様である。
【0045】
(実施の形態3)
図6は、実施の形態3にかかるマッチドフィルタの構成を示す図である。このマッチドフィルタは、図1の回路構成(図4の回路構成であってもよい)をそのまま利用すると共に、オーバーサンプリングデータ(データ配置変換を行わないデータ)D0を、一旦、メモリ301に蓄積し、読み出し制御回路302によりリードアクセスを制御し、フリップフロップ101a〜102bに、サーチ範囲に属するデータの総チップ数分だけ、一つの位相のデータを連続的に供給するものである。
【0046】
前掲の実施の形態における入力データは、各位相のデータが交互に配置されているため、セレクタは、各位相毎に切換える必要があった。例えば、2倍のオーバーサンプリングなら2クロック毎にセレクタを切換える必要がある。この切換えに伴って生じる消費電力も無視できないため、本実施の形態では、セレクタの切り換え回数を極端に低下させ、消費電力のさらなる削減を図る。
【0047】
図7(a),(b),(c)を用いて、図6に示されるマッチドフィルタの特徴的な動作を説明する。
【0048】
図6のマッチドフィルタのサーチ範囲は、図7(c)に示すように、例えば、512チップ相当であるとする。図6のマッチドフィルタでは、まず、図7(a)に示すように、セレクタ107,108のスイッチSW1,SW2をa端子側に切換える。
【0049】
そして、メモリ301から、512チップ分のA位相データのみを連続的に出力させ、A位相データについて、全サーチ範囲における相関値を求める。
【0050】
次に、図7(b)のように、スイッチSW1,SW2をb端子側に切換え、同じく、メモリ301から、512チップ分のB位相データのみを連続的に出力させ、B位相データについて、全サーチ範囲における相関値を求める。
【0051】
この場合、セレクタ107,108の切換えは、512チップに1回でよく、セレクタにおける消費電力も、著しく低減される。この例では、全サーチ範囲に相当するチップ数だけ、一つの位相のデータを連続的に供給したが、これに限定されるものではない。
【0052】
すなわち、データを読み出すタイミングや、一つの位相のデータを連続的に供給する際の時間幅は、自由に調整することができる。このことは、通信性能の向上につながる。
【0053】
図8に、図6のマッチドフィルタの動作タイミングを示す。メモリ301にスタート信号が入力されると、時刻t1から、供給されるオーバーサンプリングデータ(各位相のデータが交互に現れる配置となっている)D0の蓄積が開始される。そして、例えば、サーチ幅分に相当するデータの蓄積が終了すると、時刻t2から、リードアドレス(add)を制御し、例えば、A位相のデータの読み出しを開始し、読み出したデータDXを連続的に、フリップフロップ101a〜102bに供給する。
【0054】
以上、説明した本発明のマッチドフィルタの特徴的な動作をまとめると、図9のようになる。
【0055】
すなわち、まず、オーバーサンプリングの倍数に対応した数の一時記憶素子を設け、各一時記憶素子を、オーバーサンプリングの各位相に対応づけ、また、オーバーサンプリングの各位相に対応する、隣接する複数の一時記憶素子の出力を一組とし、その一組の出力毎にセレクタを設ける(ステップ400)。
【0056】
次に、オーバーサンプリングデータ(受信信号)を、各位相のデータ毎に区切るべくデータを並び替える処理を行うか、あるいは、一旦、メモリに蓄積し、リードアドレスを制御することにより、オーバーサンプリングの各位相のデータ毎にデータを取り出して、一時記憶素子に供給する(ステップ401)。メモリ蓄積後に一つの位相のデータを供給するときは、サーチ範囲の全区間に渡って、一つの位相のデータのみを連続的に供給するのが望ましい。
【0057】
一方、供給されるデータの位相に対応するようにセレクタを切り替え、また、供給されるデータの位相に対応する一時記憶素子におけるロードタイミングをタイミング制御信号により制御し、データを適宜、ロードする。そして、ロードされたデータを用いて、相関検出演算を行う(ステップ402)。
【0058】
一つの位相のデータの処理が終わると、セレクタを次の位相に対応するように切り替えて、同様のロード動作および相関検出演算を繰り返す(ステップ403)。
【0059】
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4では、前掲の実施形態のマッチドフィルタをCDMA受信装置に適用した例である。
【0060】
図10は、本発明の実施の形態4にかかるCDMA受信装置の構成を示す図である。
【0061】
実施の形態4のCDMA受信装置は、受信アンテナ901と、所定の周波数でフィルタリング及び増幅する高周波信号処理部902と、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換部903と、受信信号を復調するデータ復調部904と、復号を行なうデータ復号部905と、復号された信号を音声に換えるCODEC部906と、通信を行うものと同期を獲得もしくは維持を行なうマッチドフィルタ907と、逆拡散符号を発生するコード発生部908と、クロック発生部909、タイミングコントロール部910とを備えている。
【0062】
マッチドフィルタ907には、AD変換部903から拡散変調されたデジタル信号からなる拡散変調信号が与えられ、クロック発生部909から与えられるクロックCL1が印加され、コード発生部908より発生する逆拡散符号が入力される。タイミングコントロール部910では、逆拡散を行なうタイミング等の制御を行なう。マッチドフィルタ907では、コード発生部908より与えられる逆拡散符号とAD変換部903から与えられる拡散変調信号との逆拡散演算が行なわれ、同期獲得もしくは維持した結果として逆拡散演算結果がデータ復調部904に出力される。データ復調部904では、マッチドフィルタ907より得られたタイミング結果をもとにデータ復調し、データ復号部905にデータを与える。
【0063】
マッチドフィルタ907の構成は、例えば、実施の形態1と同じ構成を有しており、マッチドフィルタの消費電力は大幅に低減されており、このことは、受信装置全体の低消費電力化に寄与する。
【0064】
本発明のマッチドフィルタは、CDMA方式の移動体無線通信を行う基地局装置または移動体装置の無線受信部に備えてもよいし、その他の通信端末の無線受信部として使用してもよい。
【0065】
上述の実施の形態における説明では、2倍オーバーサンプリングの場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ICに要求される周囲の回路との整合性等を犠牲にすることなく、また、回路の柔軟性を保持しつつ、マッチドフィルタの低消費電力化を効率的に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1にかかるマッチドフィルタの構成を示す回路図
【図2】2倍オーバーサンプリングされた拡散変調信号(受信データ系列)の位相について説明するための図
【図3】図1に示したマッチドフィルタの動作を説明するためのタイミング図
【図4】本発明の実施の形態2におけるマッチドフィルタの構成を示す回路図
【図5】図4のマッチドフィルタの動作を説明するためのタイミング図
【図6】実施の形態3におけるマッチドフィルタの構成を示す回路図
【図7】(a)図6のマッチドフィルタの特徴(A位相のデータの連続供給)を説明するための図
(b)図6のマッチドフィルタの特徴(B位相のデータの連続供給)を説明するための図
(c)図6のマッチドフィルタのサーチ範囲を示す図
【図8】図6のマッチドフィルタにおけるメモリアクセス動作を説明するためのタイミング図
【図9】本発明のマッチドフィルタの特徴的な動作を示すフロー図
【図10】本発明のマッチドフィルタを搭載したCDMA受信装置の全体構成を示すブロック図
【図11】従来のマッチドフィルタの構成を示す回路図
【図12】図11のマッチドフィルタの動作を説明するためのタイミング図
【符号の説明】
6 相関演算部
7,8 乗算器
9 加算器
100 配置変換部
101a〜102b フリップフロップ(一時記憶素子)
105 データ蓄積部(RAM)
106 クロック制御回路
107,108 セレクタ
109 セレクタ制御回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a matched filter used for synchronization acquisition in spread spectrum communication (CDMA communication).
[0002]
[Prior art]
In CDMA communication, the transmission side uses a spreading code (PN code) to perform spread modulation at a chip rate faster than the information rate, and transmits the spread signal. On the receiving side, a replica code (despread code) that is a replica of the spread code is generated, and the received signal is despread.
[0003]
Here, the timing of the replica code (despreading code) needs to exactly match the timing of the spreading code. In order to generate a replica code with accurate timing, first, it is necessary to strictly detect the timing of the spread code. This spreading code timing detection process needs to be performed at a high speed at several times the chip rate (for example, twice).
[0004]
For this purpose, oversampling is performed on the receiving side. That is, when A / D converting the received signal, oversampling is performed at a high rate several times the chip rate, and a correlation value is calculated from a plurality of sampling results for one chip. Thereby, timing detection accuracy (time resolution) can be improved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the matched filter, a shift register is used to temporarily store received data. However, when the number of data is increased by m times due to oversampling, the number of taps (stages) of the shift register is also increased by a factor of m. The frequency of is also m times.
[0006]
In the shift register, the data of all the taps are shifted at the same time at the timing of the shift clock. Accordingly, charging / discharging of the signal line or the like occurs, and the power consumption increases.
[0007]
The increase in power consumption is contrary to the demand for lower power consumption, which is strictly required for mobile communication devices such as mobile phones.
[0008]
However, if there is a case where it is changed to a special configuration only for the purpose of reducing the power consumption of the matched filter, it becomes impossible to share the existing clock or match with the peripheral circuit, and to make it an integrated circuit. It becomes an obstacle.
[0009]
The present invention has been made to solve such problems, and its object is to reduce the power consumption of the matched filter without sacrificing the compatibility with surrounding circuits required for the IC. Is to achieve this efficiently.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a memory (RAM in a broad sense; including a collection of temporary storage elements) that can individually control read / write is used as means for accumulating input data, instead of a shift register. As a result, an operation for uniformly shifting all data becomes unnecessary, and power consumption can be reduced.
[0011]
On the other hand, only the above-mentioned memory is special in that the spread modulation signal is input serially in synchronization with the oversampling clock or the peripheral circuit operates in synchronization with such serial data input. It can not be operated at the right timing.
[0012]
Therefore, in one aspect of the present invention, a temporary storage element is provided in association with each phase of oversampling, and a selector is provided for each set of phases. And after making the data subject to correlation detection into a form that is divided for each phase (perform data conversion, or temporarily accumulate and control the read address), the data is , Input in parallel to the temporary storage element.
[0013]
Then, only the temporary storage element corresponding to the phase of the input data is activated to load (and hold) the data, and each selector selects the held data and supplies it to the portion that performs the correlation calculation.
[0014]
With such a configuration, the load timing of each temporary storage element can be generated at the same operation timing as the shift register, and the conventional technology can be followed. In addition, since the selector is periodically switched corresponding to each phase, the chip clock and the oversampling clock can be effectively used here. Furthermore, even when changing the multiple of oversampling, with such a configuration, it is only necessary to switch the number of temporary storage elements to be used and the number of inputs of the selector in response to the change, and to the required specifications. It can respond flexibly and easily.
[0015]
In this way, it is possible to efficiently achieve low power consumption of the matched filter without sacrificing consistency with surrounding circuits required for the IC.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0017]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration of a matched filter of double diffusion (m = 2: m is a multiple of oversampling) according to the first exemplary embodiment of the present invention.
[0018]
Since m = 2, corresponding to this, two flip-flops (FF: temporary storage element) are used as a basic unit, and the required number of flip-flops (multiple of 2) are arranged.
[0019]
In FIG. 1, for convenience of explanation, four flip-flops (FF) 101a, 101b, 102a, and 102b are provided and connected in parallel. The four flip-flops (FF) 101a, 101b, 102a, and 102b are elements constituting a kind of RAM 105 that can be individually read / written.
[0020]
Here, “a” and “b” attached to the end of the reference symbol correspond to any of two phases (this is referred to as A phase and B phase) generated by double oversampling. It shows how.
[0021]
In other words, every other flip-flop is arranged in association with every other phase.
[0022]
On the other hand, n selectors are prepared (only two reference numerals 107 and 108 are shown in FIG. 1), and one selector is arranged for every two adjacent flip-flops (a set of flip-flops). The output from each flip-flop is used as an input, and either one is selected.
[0023]
That is, one selector has two input terminals, a terminal and b terminal. Here, “a” and “b” of each terminal indicate which phase corresponds to two phases (A phase and B phase) generated by double oversampling. As shown in FIG. 1, the selectors 107 and 108 incorporate switches SW1 and SW2, respectively.
[0024]
The load timings of the flip-flops 101a to 102b are individually controlled by the control clocks CL0 to CL3 supplied from the clock control circuit 106.
[0025]
The selector control circuit 109 controls which input the selectors 107 and 108 select. In the circuit of FIG. 1, each time the selector switching signal SC is output, the switches (SW1, SW2) built in each selector are switched.
[0026]
The clock control circuit 106 and the selector control circuit 109 operate using the oversampling clock CK as a basic operation clock, and the selector control circuit 109 receives the selection signal SEC.
[0027]
The correlation calculation unit 6 includes multipliers 7 and 8 for multiplying a despread code (only two chips C0 and C1 are shown in FIG. 1) and a cumulative adder 9.
[0028]
The oversampled spread modulation signal (oversampling data series) is applied via the input terminal I0 in synchronization with the oversampling clock CK. As shown in the upper side of FIG. 2, oversampling data is input in a form in which A phase and B phase appear alternately, such as 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B,. Is done. Here, for example, “1A” indicates A phase data of the first sample, and “1B” indicates B phase data of the first sample.
[0029]
In the matched filter of FIG. 1, such input data is passed through the arrangement conversion circuit 100 to obtain a data string (Din) divided for each phase as shown in the lower side of FIG. The arrangement-converted data is supplied to the flip-flops 101a to 102b.
[0030]
As shown in the lower side of FIG. 2, the data after the layout conversion is classified for every A phase and every B phase so as to match the order of correlation calculation processing, such as 1A, 2A, 1B, and 2B. ing.
[0031]
The data string (Din) divided for each phase is loaded into the flip-flops 101a to 102b at the timing shown in FIG. 3, and the selectors 107 and 108 are switched to supply data to the correlation calculation unit 6. Then, despreading and correlation calculation are performed.
[0032]
As shown in FIG. 3, each circuit operates in synchronization with the positive edge of the oversampling clock CK. At time t1, the selector switching signal SC is output, whereby both the switches SW1 and SW2 built in the selectors 107 and 108 are switched to the a terminal side.
[0033]
On the other hand, at time t1, the control clock CL2 becomes active, and the flip-flop 102a is loaded with the data “1A” (A phase data of the first sample) of the spread modulation signal (Din) that has been oversampled twice. At time t2, the multiplier 8 performs multiplication of 1A × C1.
[0034]
At time t2, the control clock CL0 becomes active, and data “2A” (A phase data of the second sample) is loaded into the flip-flop 101a. Next, at time t3, the multiplier 7 sets 2A × C0. In addition to multiplication, the adder 9 performs multiplication of 1A × C1 + 2A × C0 and outputs a correlation value (calculation result).
[0035]
At time t3, a selector switching signal SC is output, and the switches SW1 and SW2 built in the selectors 107 and 108 are switched to the b terminal side.
[0036]
At the same time, the control clock CL3 becomes active at time t3, and data “1B” (B phase data of the first sample) is loaded into the flip-flop 102b. At time t4, data “2B” (B phase data of the second sample) is loaded.
[0037]
Then, at time t5, the adder 9 outputs the calculation result (1B × C1 + 2B × C0).
[0038]
As is clear from the above operation, the clocks CL0 to CL3 for controlling each flip-flop are synchronized with the oversampling clock as in the case of using a shift register without using the present invention (FIGS. 11 and 12). Therefore, the timing can be controlled by using the existing clock as it is, and the matching with the peripheral circuit is good, which is advantageous in design.
[0039]
Note that the matched filter using the shift register 5 shown in FIG. 11 shifts data to the right for each tap in synchronization with the oversampling clock CL. The operation timing is as shown in FIG.
[0040]
Similarly, the selector of the present invention may be switched regularly for each phase of oversampling, and in this case, the timing can be easily controlled using the existing clock as it is. Therefore, data flows efficiently in a pipeline in synchronization with the oversampling clock, as in the case of using a shift register, and efficient processing is maintained. On the other hand, since it is not necessary to shift a series of data by the shift register, power consumption is remarkably reduced. In addition, the configuration of FIG. 1 can be flexibly changed and expanded in accordance with the multiple of oversampling, the total number of chips of data included in the search range, and the like, and the circuit design is also highly flexible.
[0041]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the matched filter according to the second embodiment of the present invention.
[0042]
The basic configuration and operation are the same as those in the first embodiment. However, in the matched filter of FIG. 4, the flip-flop is a flip-flop with a load / hold function, has a FF control function instead of clock control, and the clock of each flip-flop is common. This is different from the matched filter of FIG.
[0043]
The register group 205 provided in the matched filter of this embodiment includes flip-flops 201 to 204 with a load / hold function. The clocks of the flip-flops 201 to 204 are inputted in parallel from the clock signal terminal CL, and the load / hold is controlled by F0 to F3 inputted from the FF control circuit 206 (1 is loaded, 0 is held) ).
[0044]
The circuit of FIG. 4 operates as shown in FIG. This operation is almost the same as that shown in FIG.
[0045]
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a matched filter according to the third embodiment. This matched filter uses the circuit configuration of FIG. 1 (may be the circuit configuration of FIG. 4) as it is, and temporarily stores oversampling data (data not subjected to data arrangement conversion) D0 in the memory 301. Read access is controlled by the read control circuit 302, and data of one phase is continuously supplied to the flip-flops 101a to 102b by the total number of chips belonging to the search range.
[0046]
Since the input data in the above-described embodiment has the data of each phase arranged alternately, the selector has to be switched for each phase. For example, in the case of double oversampling, it is necessary to switch the selector every two clocks. Since the power consumption that accompanies this switching cannot be ignored, in this embodiment, the number of times the selector is switched is extremely reduced to further reduce the power consumption.
[0047]
The characteristic operation of the matched filter shown in FIG. 6 will be described with reference to FIGS. 7 (a), (b), and (c).
[0048]
The search range of the matched filter in FIG. 6 is assumed to be equivalent to, for example, 512 chips as shown in FIG. In the matched filter of FIG. 6, first, as shown in FIG. 7A, the switches SW1 and SW2 of the selectors 107 and 108 are switched to the a terminal side.
[0049]
Then, only the A phase data for 512 chips is continuously output from the memory 301, and the correlation value in the entire search range is obtained for the A phase data.
[0050]
Next, as shown in FIG. 7 (b), the switches SW1 and SW2 are switched to the b terminal side, and similarly, only the B phase data for 512 chips is continuously output from the memory 301. The correlation value in the search range is obtained.
[0051]
In this case, switching of the selectors 107 and 108 may be performed once per 512 chips, and the power consumption in the selector is significantly reduced. In this example, one phase of data is continuously supplied for the number of chips corresponding to the entire search range, but the present invention is not limited to this.
[0052]
That is, the timing for reading data and the time width for continuously supplying data of one phase can be freely adjusted. This leads to an improvement in communication performance.
[0053]
FIG. 8 shows the operation timing of the matched filter of FIG. When a start signal is input to the memory 301, accumulation of the oversampling data D0 (arranged so that the data of each phase appear alternately) D0 is started from time t1. For example, when the accumulation of data corresponding to the search width is completed, the read address (add) is controlled from time t2, for example, reading of the A-phase data is started, and the read data DX is continuously read. The flip-flops 101a to 102b are supplied.
[0054]
The characteristic operations of the matched filter of the present invention described above are summarized as shown in FIG.
[0055]
That is, first, the number of temporary storage elements corresponding to a multiple of oversampling is provided, each temporary storage element is associated with each phase of oversampling, and a plurality of adjacent temporary storage elements corresponding to each phase of oversampling are provided. A set of outputs from the storage elements is provided, and a selector is provided for each set of outputs (step 400).
[0056]
Next, the oversampling data (received signal) is processed by rearranging the data so as to divide the data for each phase, or once stored in the memory and the read address is controlled, Data is extracted for each phase data and supplied to the temporary storage element (step 401). When supplying one phase of data after storage in memory, it is desirable to supply only one phase of data continuously over the entire interval of the search range.
[0057]
On the other hand, the selector is switched so as to correspond to the phase of the supplied data, and the load timing in the temporary storage element corresponding to the phase of the supplied data is controlled by the timing control signal to load the data appropriately. Then, correlation detection calculation is performed using the loaded data (step 402).
[0058]
When the processing of one phase of data is completed, the selector is switched to correspond to the next phase, and the same loading operation and correlation detection calculation are repeated (step 403).
[0059]
(Embodiment 4)
Embodiment 4 of the present invention is an example in which the matched filter of the above embodiment is applied to a CDMA receiver.
[0060]
FIG. 10 is a diagram of a configuration of a CDMA receiving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
[0061]
The CDMA receiver according to the fourth embodiment includes a receiving antenna 901, a high-frequency signal processing unit 902 that performs filtering and amplification at a predetermined frequency, an AD conversion unit 903 that converts an analog signal into a digital signal, and data that demodulates the received signal. A demodulator 904, a data decoder 905 that performs decoding, a CODEC unit 906 that converts the decoded signal into speech, a matched filter 907 that acquires or maintains synchronization with the one that performs communication, and generates a despread code A code generation unit 908, a clock generation unit 909, and a timing control unit 910 are provided.
[0062]
The matched filter 907 receives a spread modulation signal composed of a digital signal subjected to spread modulation from the AD conversion unit 903, is applied with the clock CL 1 provided from the clock generation unit 909, and the despread code generated from the code generation unit 908 is received. Entered. The timing control unit 910 controls the timing for performing despreading. In the matched filter 907, a despreading operation is performed on the despread code provided from the code generator 908 and the spread modulation signal supplied from the AD converter 903, and the result of the despread operation is obtained as a result of synchronization acquisition or maintenance. It is output to 904. The data demodulating unit 904 demodulates data based on the timing result obtained from the matched filter 907 and gives data to the data decoding unit 905.
[0063]
The matched filter 907 has the same configuration as that of the first embodiment, for example, and the power consumption of the matched filter is greatly reduced, which contributes to lower power consumption of the entire receiving apparatus. .
[0064]
The matched filter of the present invention may be provided in a base station apparatus that performs CDMA mobile radio communication or a radio receiver of the mobile apparatus, or may be used as a radio receiver of other communication terminals.
[0065]
In the above description of the embodiment, the case of double oversampling has been described, but the present invention is not limited to this.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the matched filter without sacrificing the compatibility with surrounding circuits required for the IC and maintaining the flexibility of the circuit. Can be achieved efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a matched filter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the phase of a spread modulation signal (received data sequence) that has been oversampled by a factor of 2. FIG. 4 is a timing diagram for explaining the operation of the matched filter shown in FIG. 1. FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the matched filter in the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the matched filter in the third embodiment. FIG. 7A is a diagram for explaining the characteristics of the matched filter in FIG. 6 (continuous supply of A-phase data). FIG. 8B is a diagram for explaining the characteristics of the matched filter in FIG. 6 (continuous supply of B-phase data). FIG. 8C is a diagram showing the search range of the matched filter in FIG. FIG. 9 is a flow chart showing the characteristic operation of the matched filter of the present invention. FIG. 10 shows the overall configuration of a CDMA receiver equipped with the matched filter of the present invention. FIG. 11 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional matched filter. FIG. 12 is a timing diagram for explaining the operation of the matched filter shown in FIG.
6 Correlation Operation Units 7 and 8 Multiplier 9 Adder 100 Arrangement Conversion Units 101a to 102b Flip-flop (Temporary Storage Element)
105 Data storage unit (RAM)
106 clock control circuits 107 and 108 selector 109 selector control circuit

Claims (2)

m倍(mは2以上の自然数)のオーバーサンプリングがなされた拡散変調されたデータ系列について相関検出を行うマッチドフィルタであって、
前記データ系列を蓄積するメモリと、
前記オーバーサンプリングの倍数“m”に対応した数の一時記憶素子であって、各々の一時記憶素子のデータのロードタイミングが個別に制御され、かつ各々の一時記憶素子が、オーバーサンプリングの各々の位相に対応づけられている複数の一時記憶素子と、
前記複数の一時記憶素子の各々から出力される、一組のオーバーサンプリングの各位相のデータの中から一つを選択的に取り出すべく、前記一組の各位相のデータ毎に設けられている複数のセレクタと、
前記複数のセレクタの各々から出力されるデータについて、逆拡散および所定の演算を行う相関演算部と、を有し、
前記メモリから、所定の時間幅に渡る一つの位相のデータを連続的に出力し、その一つの位相のデータを前記一時記憶素子およびセレクタを介して前記相関演算部に連続的に供給して相関演算処理を行わせると共に、前記一つの位相について所定の時間幅分のデータの供給が終わると、他の位相についての前記所定の時間幅分のデータを連続的に出力し、前記他の位相のデータを前記一時記憶素子およびセレクタを介して前記相関演算部に連続的に供給して相関演算処理を行わせ、前記処理と同様の処理をオーバーサンプリングの全位相のデータについて行うことを特徴とするマッチドフィルタ。
A matched filter that performs correlation detection on a spread modulated data sequence that has been oversampled m times (m is a natural number of 2 or more),
A memory for storing the data series;
The number of temporary storage elements corresponding to a multiple “m” of the oversampling, wherein the data load timing of each temporary storage element is individually controlled, and each temporary storage element has a phase of each oversampling. A plurality of temporary storage elements associated with
A plurality of sets provided for each set of phase data in order to selectively extract one of the sets of oversampling phase data output from each of the plurality of temporary storage elements. Selectors and
A correlation calculation unit that performs despreading and predetermined calculation for data output from each of the plurality of selectors;
Data of one phase over a predetermined time width is continuously output from the memory, and the data of the one phase is continuously supplied to the correlation operation unit via the temporary storage element and the selector. When the calculation process is performed and the supply of the data for the predetermined time width for the one phase is finished, the data for the predetermined time width for the other phase is continuously output, and the data of the other phase is output. Data is continuously supplied to the correlation calculation unit via the temporary storage element and the selector to perform a correlation calculation process, and the same process as the above process is performed on data of all phases of oversampling. Matched filter.
請求項1記載のマッチドフィルタを搭載したCDMA受信機。A CDMA receiver equipped with the matched filter according to claim 1 .
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