JP3964998B2 - 移動局の受信機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の通信システムの一種である、CDMA通信を行うための同期回路及び受信機に係り、特に、短時間に通信に用いるロングコードを決定でき、信号の受信を行うことができる同期回路及び受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
CDMA(Code Divisional Multiple Access )方式を採用する通信では、フェージングの影響を軽減するとともに、容量を高めるなどの要求から、広帯域CDMA(W−CDMA)と呼ばれる仕様が提唱されている。
【0003】
例えば、現実の通信に用いられるコードは、512のコードがあり、16種類のグループに分けられている。つまり、各グループには、それぞれ32種類のコードが属している。
そして、各グループを表すグループショートコードが割り当てられている。
【0004】
W−CDMA方式での通信を行う移動局は、電源が投入されると、通信を行う基地局を特定するために、第1とまり木チャネルを捕捉する。
第1とまり木チャネルは、図10(c)に示すように、全体で10シンボルの長さであり、4シンボルのパイロットシンボルと、5シンボルの論理チャネル用シンボルと、1シンボル分の長さの第1のロングコードマスクシンボルとから構成されている。図10は、W−CDMA方式の信号フォーマットを表す説明図である。
尚、以下、パイロットシンボルと論理チャネル用シンボルとを総称して、「情報シンボル」と称する。第1のロングコードマスクシンボルは、国際的に統一されたショートコードで拡散されている。
【0005】
また、第2とまり木チャネルは、図10(d)に示すように、1シンボル分の長さの第2のロングコードマスクシンボルのみを伝送するチャネルである。第2のロングコードマスクシンボルは、予め定められた16種類のグループショートコード中の特定の1のショートコードで拡散されている。
ここで、第1のロングコードマスクシンボルと、第2のロングコードマスクシンボルとは、同位相で送信されるものである。
【0006】
尚、第1とまり木チャネルを1単位(1スロット時間)としたとき、16スロット時間の単位を無線フレームと称する。ロングコードは、無線フレーム単位で繰り返されるコードである。また、64無線フレームの単位をスーパーフレームと称する。
【0007】
ここで、従来の移動局の受信を行うための構成について具体的に説明する。
従来の移動局で同期を捕捉し、信号を受信する回路(同期回路)は、図11に示すように、アンテナに到来した信号をベースバンド信号に変換する無線部1と、無線部1から入力される信号をディジタル信号に変換するA/D変換器2と、指定された拡散符号を生成する拡散符号生成器3と、A/D変換器2から順次入力される信号を拡散符号生成器3から入力された拡散符号で逆拡散し、相関信号として出力するマッチトフィルタ4と、マッチトフィルタ4が出力する相関信号に基づいて信号が到来するタイミング(パス位置のタイミング)を表す信号を出力するプロファイラ部5と、A/D変換器2から入力された信号をプロファイラ部5から入力される複数のパス位置のタイミングからそれぞれ1シンボル時間に亘って拡散符号生成器3から入力された拡散符号で逆拡散し、相関信号として出力する複数のコリレータ6と、複数のコリレータ6が出力する相関信号をRAKE合成するRAKE合成部7と、RAKE合成された信号から元の信号を再生するデコーダ8と、再生された信号を音声信号に変換する音声CODEC9と、各部を制御する制御部10とから主に構成されている。尚、以下の説明で、マッチトフィルタ4と、プロファイラ部5と、コリレータ6とをまとめて、「逆拡散手段」と称する。図11は、従来の同期回路の構成ブロック図である。
【0008】
ここで、マッチトフィルタ4は、図12に示すように、複数のサンプルホールド回路41と、サンプルホールド回路41に対応して設けられた乗算器42と、加算器43とから基本的に構成されている。図12は、従来の移動局の同期回路におけるマッチトフィルタの構成ブロック図である。
【0009】
図12に示すマッチトフィルタ4の各部を具体的に説明すると、サンプルホールド回路41は、例えば1シンボルあたりのチップ数×オーバーサンプリング数の数だけあって、多段に接続され、初段のサンプルホールド回路41は、外部から入力される、CDMA変調された信号を1チップ時間/オーバーサンプル数の時間だけ保持して、次のサンプルホールド回路41に出力するようになっている。
【0010】
また、後続のサンプルホールド回路41も同様に、前段のサンプルホールド回路41から入力された信号を1チップ時間/オーバーサンプル数の時間だけ保持して、次のサンプルホールド回路41に出力するようになっている。
【0011】
乗算器42は、対応するサンプルホールド回路41が保持する信号と、外部から入力される拡散符号とを乗算して、加算器43に出力するものである。
加算器43は、乗算器42から入力される信号を一斉に加算して、相関出力として外部に出力するものである。
尚、以下において、乗算器42と加算器43とが行う演算を「積和演算」と称する。
【0012】
すなわち、従来の移動局におけるマッチトフィルタ4は、CDMA変調されている入力信号を複数のサンプルホールド回路41が順次取り込んで、1シンボル分の情報を保持し、乗算器42が別途入力される拡散コードと対応するサンプルホールド回路41が保持している信号とを乗算し、加算器43が乗算した結果を加算して、相関出力として出力するようになっている。
【0013】
制御部10は、マッチトフィルタ4から入力された相関出力の信号に基づいて、例えば、グループショートコードを特定し、通信に用いるロングコードを得ようとする際には、図13に示すような処理を行うものである。図13は、制御部10におけるグループショートコードの特定からロングコードを得るまでの処理を表すフローチャート図である。
【0014】
図13に示すように、制御部10は、まず、スロットに同期したかどうかを検出し(S1)、同期していないならば(Noならば)、処理S1を繰り返して、同期が確立するまで待機する。
【0015】
また、処理S1において、同期が確立されたならば(Yesならば)、拡散符号生成器3にグループショートコードを順次設定し(S2)、拡散符号生成器3に当該設定したグループショートコードを生成させる。
【0016】
そして、制御部10は、ロングコードマスクシンボルを受信するまで待機し(S3)、ロングコードマスクシンボルを受信すると、マッチトフィルタ4が出力する相関出力を調べて、相関が得られているか否かを判定する(S4)。
そして、相関が得られていないならば(Noならば)、処理S2に戻って処理を続行する。
【0017】
また、処理S4において、相関が得られているならば(Yesならば)、処理S5に移行する。
次に、制御部10は、処理S2〜処理S4で特定されたグループショートコードに属するコードを順次拡散符号生成器3に設定し(S5)、拡散符号生成器3に当該コードを出力させる。
【0018】
制御部10は、パイロットシンボルを受信するまで待機し(S6)、パイロットシンボルを受信すると、マッチトフィルタ4が出力する相関出力を調べて、相関が得られているかを判定する(S7)。
そして、処理S7において、相関が得られていないならば(Noならば)、処理S5に戻って処理を続行し、相関が得られているならば(Yesならば)、相関が得られたコードが表すロングコードを通信に用いるロングコードとして、決定する。
【0019】
また、図11には、アンテナと、無線部1と、A/D変換器2と、逆拡散手段とが複数図示されているが、これは、複数のブランチの信号を受信するようになっているためである。
【0020】
また、コリレータ6は、各々の逆拡散手段で単数しか図示していないが、現実には、複数の経路を経て到来する信号を合成して、受信信号強度を高めるRAKE合成を行うために、各ブランチごとに複数のコリレータ6がある。
RAKE合成については、「スペクトラム拡散通信」,山内雪路著,東京電機大学出版局,1994年,の143〜144ページに記載があるので、詳しい説明を省略する。
さらに、図11,図12には図示していないが、各マッチトフィルタ4には、拡散符号生成器3から入力される拡散符号を一時的に保持するレジスタを設けてある場合もある。
【0021】
次に、従来の移動局の同期回路の動作について説明する。
まず、アンテナに到来した信号から、受信部1が第1とまり木チャネルを受信して、A/D変換器2がデジタル信号に変換する。
そして、逆拡散手段が、当該デジタル信号の逆拡散を行い、第1のロングコードマスクシンボルを相関検出する。第1とまり木チャネルの信号フォーマットは10シンボルの長さがあるので、この相関検出が得られるまでには、最大10シンボルかかる。以下で、第1のロングコードマスクシンボルを相関検出する処理を行う期間を「第1フェーズ」と称する。
【0022】
第1とまり木チャネルから第1のロングコードマスクシンボルが相関検出できると、A/D変換器2が第2とまり木チャネルの信号をデジタル信号に変換するようになる。
そして、逆拡散手段が、当該第1のロングコードマスクシンボルと同じ位相で受信される第2のロングコードマスクシンボルを予め定められた16種類のグループショートコードの各々で逆拡散して相関検出し、グループショートコードを特定する。このグループショートコードの特定ができるまでに、最大16スロット時間の時間がかかる。以下で、グループショートコードを特定するまでの期間を「第2フェーズ」と称する。
【0023】
グループショートコードが特定できると、A/D変換器2が第1とまり木チャネルの信号をデジタル信号に変換するようになる。
そして、逆拡散手段がパイロットシンボルを特定したグループショートコードが表すグループに属する32種類のロングコードで順次逆拡散する。
ここで、この32種類のロングコードは、各々16シンボル長あるので、1つのパイロットシンボルを拡散している符号が、16種類の特定の位相から始まるコードであることとなる。
【0024】
すなわち、逆拡散手段が、16種類の位相を順次切り替えつつ、32種類の拡散符号と、パイロットシンボルとの相関をそれぞれ演算する必要があるので、32×16=512スロット時間の時間がかかることになる。以下で、通信に用いるロングコードを特定する処理を行う期間を「第3フェーズ」と称する。
1スロット時間が0.625 ミリ秒なので、グループショートコードの特定に16×0.625 =10ミリ秒かかることになり、実際の通信に用いるロングコードを特定するために、512×0.625 =320ミリ秒かかることになる。つまり、通信に用いるロングコードを得るまでに10+320=330ミリ秒の時間がかかることになる。
【0025】
次に、従来の受信機について説明するが、従来の受信機と従来の同期回路とは同様の構成をとるものであるので、図11を用いて説明する。
図11に示すように、従来の受信機は、無線部1と、A/D変換器2と、拡散符号生成器3と、2つの逆拡散手段と、RAKE合成部7とから基本的に構成されている。
尚、逆拡散手段は、マッチトフィルタ4と、プロファイラ部5と、RAKE合成しようとするパス数に対応する数のコリレータ6とから構成されている。
【0026】
また、ここで、2つの独立したアンテナから信号を受信してRAKE合成するために、無線部1と、A/D変換器2と、2つの逆拡散手段とをそれぞれ2系統(2ブランチ)備えている。
尚、各部の動作は、既に説明した同期回路のものと同様であるので、説明を省略する。
【0027】
次に、従来の受信機の動作について説明する。
各ブランチの無線部1がアンテナに到来した信号を受信し、A/D変換器2に出力する。そして、A/D変換器2が当該受信した信号をデジタル信号に変換してマッチトフィルタ4とコリレータ6とに出力する。
【0028】
一方、拡散符号生成器3が、同期回路が特定したロングコードを生成して、マッチトフィルタ4と、コリレータ6とにそれぞれ出力している。
【0029】
そして、マッチトフィルタ4がA/D変換器2から入力されたデジタル信号を拡散符号生成器3が出力するロングコードで逆拡散して、遅延プロファイルを生成し、プロファイラ部5が当該遅延プロファイルから複数のパス位置のタイミングを検出して出力する。
すると、当該パス位置のタイミングの入力を受けたそれぞれのコリレータ6が当該タイミングで、A/D変換器2から入力されたデジタル信号を拡散符号生成器3が出力するロングコードで逆拡散して、RAKE合成部7に出力する。
【0030】
そして、RAKE合成部7が当該信号をRAKE合成して復調データとして出力するようになる。
ここで、RAKE合成部7は、通常2つのブランチの各々から逆拡散した信号の入力を受けてRAKE合成するようになっている。
【0031】
尚、各ブランチごとに、逆拡散手段が2つ備えられているのは、セル間を移動するハンドオーバを行う際に、個別の物理チャネルのデータを復調しつつ、ハンドオーバする先の基地局の信号と同期を確立する必要があるためである。
【0032】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の移動局の同期回路では、1つの基地局との間で通信に用いるロングコードを決定するまでに330ミリ秒かかり、通信を開始できるまでに時間がかかりすぎるという問題点があった。
【0033】
また、仕様によれば、通信ができる状況になるまでに3秒以内という制限がある一方、隣接する8の基地局との間で通信に用いられるロングコードを決定する必要があり、330ミリ秒×8で約2.6秒もかかるため、ロングコードの決定に失敗しても、ロングコードの決定をやり直すことが事実上できないという問題点があった。
【0034】
さらに、上記従来の受信機では、ハンドオーバの場合やRAKE合成を考慮した構成としているため、回路規模が大きくなり、消費電力が増大するという問題点があった。
【0035】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、通信に用いるロングコードを短時間に決定でき、回路規模を縮小できる同期回路及び受信機を提供することを目的とする。
【0036】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、移動局の受信機において、複数のアンテナを具備し、複数のアンテナの各々に対応して設けられ、当該対応するアンテナに到来した信号を受信して、ベースバンド信号を出力する複数の無線部と、無線部の各々に対応して設けられ、対応する無線部が出力するベースバンド信号をデジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、拡散符号を生成する拡散符号生成器と、A/D変換器に対応して設けられ、拡散符号生成器から入力される拡散符号に従って、受信した信号を逆拡散し遅延プロファイルを生成して複数のパス位置を検出し、パス位置のタイミングを表す信号を出力するとともに、当該複数のパス位置のタイミングからA/D変換器が出力する信号をそれぞれ保持する複数のプロファイル手段と、複数のプロファイル手段から、1つのプロファイル手段を選択する切替スイッチと、複数のプロファイル手段から出力されたパス位置のタイミングを表す信号により切替スイッチを一定の時間をおいて、時分割的に切り替える制御部と、切替スイッチが選択したプロファイル手段が保持している信号の各々と拡散符号生成器から入力される拡散符号とを順次積和演算して出力する内積器と、内積器から入力される信号をRAKE合成するRAKE合成部とを有し、内積器は、特定される複数のパスの全てに対応する積和演算を1シンボル時間以内に行うことを特徴としており、回路規模を縮小して、消費電力を低減できる。
【0037】
本発明は、上記移動局の受信機において、1つのプロファイル手段が、拡散符号生成器から入力される拡散符号で、A/D変換器から入力されるデジタル信号を逆拡散する2つのマッチトフィルタと、各マッチトフィルタに対応して設けられ、対応するマッチトフィルタから入力される相関出力を1シンボル時間に亘って格納してパス位置を検出し、複数のパス位置のタイミングを表す信号を制御部に出力するプロファイラ部と、制御部によりオン/オフを制御されるスイッチと、スイッチがオンであるときには、A/D変換器が出力するデジタル信号を格納するデータメモリとを有するプロファイル手段であることを特徴とする。
【0038】
本発明は、上記移動局の受信機において、マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータを最近1シンボル時間に亘って保持し、制御部からデータの取り込みを停止するデータストップ信号の入力を受けている間は、当該時点で保持しているデータを保持し続けるメモリと、メモリに格納されているデータと、拡散符号生成器から入力される拡散符号とを位相を合わせて積和演算する積和演算器とを有するマッチトフィルタであり、マッチトフィルタが、第1のロングコードマスクシンボルが相関検出され、当該第1のロングコードマスクシンボルと同位相で受信される第2のロングコードマスクシンボルを受信し終えるタイミングでメモリに保持されるデータと、前記拡散符号生成器に順次設定される複数のグループショートコードとの相関を調べ、相関が得られていると判定すると、当該グループショートコードが表すグループに属する複数のロングコードが、各々のロングコードについて位相を変化させつつ拡散符号生成器に順次設定され、当該各々複数の位相から開始される複数のロングコードについて相関信号を調べ、相関が得られていると判定すると、当該相関が得られたロングコードを通信に使用するロングコードとするマッチトフィルタであることを特徴としており、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、通信に用いるロングコードを短時間に決定できる。
【0039】
本発明は、上記移動局の受信機において、使用する拡散符号を複数の候補から特定する際に、制御部が、候補となる全ての拡散符号を特定の長さで分割し、分割した全ての拡散符号から選択して1の拡散符号を合成し、合成して得られた拡散符号を拡散符号生成器に設定する制御部であり、マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータと当該合成された拡散符号との積和演算を行って、部分相関を演算し、相関信号として出力するマッチトフィルタであることを特徴としており、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、通信に用いるロングコードを短時間に決定できる。
【0040】
本発明は、上記移動局の受信機において、使用する拡散符号を複数の候補から特定する際に、制御部が、候補となる拡散符号を複数の組に分け、組毎の全ての拡散符号を特定の長さに分割し、分割した拡散符号から選択して1の拡散符号を合成し、合成して得られた拡散符号を拡散符号生成器に設定する制御部であり、マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータと当該合成された拡散符号との積和演算を行って、部分相関を演算し、相関信号として出力するマッチトフィルタであることを特徴としており、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、通信に用いるロングコードを短時間に決定できる。
【0041】
本発明は、上記移動局の受信機において、制御部が、特定したグループショートコードが表すグループに属する32種類の各ロングコードの先頭部分を16種類の位相ごとにずらして1つの拡散符号を合成して拡散符号生成器に設定し、拡散符号生成器が、合成された拡散符号を出力し、積和演算器が、拡散符号生成器から出力された拡散符号と、メモリに格納されたパイロット信号とについて拡散符号の合成した部分毎に部分相関を演算し、積和演算器における積和演算にかかる時間を、1シンボル時間を越えないようにしたことを特徴としており、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、32種類のロングコードについて32シンボル時間程度の後には32種類のロングコードを16種類の位相で変化させたときの全て得られるので、遅くとも32シンボル時間程度が経過するまでには、相関が得られたロングコード及びその位相が検出でき、簡易な構成で第3フェーズの処理を迅速にできる。
【0042】
本発明は、上記移動局の受信機において、内積器が、選択されたプロファイル手段が保持している信号のI相成分と、拡散符号のI相及びQ相それぞれの成分との積和演算と、同じく選択されたプロファイル手段が保持している信号のQ相成分と、拡散符号のI相及びQ相それぞれの成分との積和演算とを行って、RAKE合成部に出力することを特徴としており、1度の積和演算までにかかる時間は、内積器がプロファイル手段からデータを読み込む時間と演算の処理を行う時間との合計であって、短時間とすることができる。
【0043】
本発明は、上記移動局の受信機において、内積器が、データの読み込み時間を除くと、拡散符号と同レート又はその1/2若しくは1/4倍の周期に相当する1クロックの時間で、1回の積和演算を行うことを特徴としており、1シンボル時間内で全ての積和演算を達成できる。
【0045】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る同期回路は、受信した信号と拡散符号との相関演算を行って通信に用いる拡散符号を特定するにあたり、繰り返し受信される特定の信号を予めメモリ等に格納しておいて、種々の拡散符号との相関演算をするものであり、拡散符号の特定を短時間でできる効果がある。
【0046】
本発明の実施の形態に係る同期回路を図1を使って説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る同期回路の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る同期回路(本同期回路)は、アンテナに到来した信号をベースバンド信号に変換する無線部1と、無線部1から入力される信号をディジタル信号に変換するA/D変換器2と、指定された拡散符号を生成する拡散符号生成器3′と、A/D変換器2から順次入力される信号を拡散符号生成器3′から入力された拡散符号で逆拡散し、相関信号として出力するマッチトフィルタ4′と、マッチトフィルタ4′が出力する相関信号に基づいて信号が到来するタイミング(パス位置のタイミング)を表す信号を出力するプロファイラ部5と、A/D変換器2から入力された信号を、プロファイラ部5から入力される複数のパス位置のタイミングからそれぞれ1シンボル時間に亘って拡散符号生成器3′から入力された拡散符号で逆拡散し、相関信号として出力する複数のコリレータ6と、コリレータ6が出力する相関信号をRAKE合成するRAKE合成部7と、RAKE合成された信号から元の信号を再生するデコーダ8と、再生された信号を音声信号に変換する音声CODEC9と、各部を制御する制御部10′とから主に構成されている。
【0047】
以下、各部を具体的に説明するが、無線部1と、A/D変換器2と、プロファイラ部5と、コリレータ6と、RAKE合成部7と、デコーダ8と、音声CODEC9とは、従来のものと同じである。
【0048】
拡散符号生成器3′は、後に説明する制御部10′から設定された拡散符号を生成して出力するものである。
【0049】
本回路のマッチトフィルタ4′は、図2に示すように、複数のサンプルホールド回路41′と、サンプルホールド回路41′に対応して設けられた乗算器42と、1つの加算器43とから基本的に構成されている。図2は、本回路におけるマッチトフィルタの構成ブロック図である。
【0050】
マッチトフィルタ4′は、既に説明した従来のマッチトフィルタ4と同様のものであるが、後に説明する制御部10′からの制御の信号(以下、「データストップ信号」と称する)の入力を受けている間は、サンプルホールド回路41に新たなデータを取り込むことなく、既に保持しているデータを保持し続けるようになる点が異なっている。
【0051】
図2に示すマッチトフィルタ4′の各部を具体的に説明するが、乗算器42と加算器43とは、従来のものと同様である。
【0052】
サンプルホールド回路41′は、1シンボルを拡散するのに用いられるチップ数×オーバーサンプリング数の数だけあって、多段に接続されているものである。
このうち、初段のサンプルホールド回路41′は、後に説明するデータストップ信号の入力を受けていない間は、外部から入力される、CDMA変調された信号を1チップ時間/オーバーサンプル数の時間だけ保持して、次のサンプルホールド回路41′に出力するようになっているものであり、データストップ信号の入力を受けている間、現在保持している信号をそのまま保持し続けるようになるものである。
【0053】
また、後続のサンプルホールド回路41′も同様に、データストップ信号が入力されていない間は、前段のサンプルホールド回路41′から入力された信号を1チップ時間/オーバーサンプル数の時間だけ保持して、次のサンプルホールド回路41′に出力するようになっているものであり、データストップ信号の入力を受けている間は、現在保持している信号をそのまま保持し続けるようになるものである。
【0054】
尚、ここでは図示していないが、マッチトフィルタ4′は、拡散符号生成器3′から入力された拡散符号を一時的に格納するレジスタを備えていてもよい。
【0055】
制御部10′は、第1のロングコードマスクシンボルを検出する第1フェーズでは、従来と同じように動作するものであるが、グループショートコードを特定する第2フェーズと、通信に用いるロングコードを特定する第3フェーズとにおける動作が従来のものと異なっている。
【0056】
すなわち、制御部10′は、グループショートコードを特定する第2フェーズでは、第1フェーズで同期を確立した、第1のロングコードマスクシンボルと同位相で受信される、第2のロングコードマスクシンボルを受信し終えたタイミングで、マッチトフィルタ4′にデータストップ信号を出力するものである。つまり、マッチトフィルタ4′は、第2のロングコードマスクシンボルを取り込んだタイミングで、制御部10′からデータストップ信号の入力を受けることになる。
そして、制御部10′は、拡散符号生成器3′に各グループショートコードの拡散符号を出力させるものである。
【0057】
そして、制御部10′は、図示していないが、マッチトフィルタ4′が出力する相関信号の入力を受けて相関を検出するようになっており、マッチトフィルタ4′が、拡散符号生成器3′から入力される各グループショートコードの拡散符号の各々について、出力する相関信号から相関を検出して、グループショートコードを特定し、データストップ信号の出力を停止するものである。
【0058】
さらに制御部10′は、通信に用いるロングコードを特定する第3フェーズでは、第1フェーズで同期を確立した、第1のロングコードマスクシンボルの直後から受信される、ロングコードで拡散されたシンボル(パイロットシンボル)を受信し終えたタイミングで、マッチトフィルタ4′にデータストップ信号を出力するものである。従って、マッチトフィルタ4′は、パイロット信号を保持し続けるようになる。
そして、制御部10′は、拡散符号生成器3′にロングコードを順次、それぞれ位相を変化させつつ出力させるものである。
【0059】
次に、本同期回路の動作について説明する。
本同期回路は、第1のロングコードマスクシンボルを相関検出して、タイムスロットに同期する第1フェーズでは、まず、制御部10′が、第1のロングコードマスクシンボルの拡散コードを拡散符号生成器3′に設定して、拡散符号生成器3′が当該拡散コードを出力する。
そして、アンテナに到来した信号から無線部1が、第1とまり木チャネルを受信し、A/D変換器2がデジタル信号に変換した信号をマッチトフィルタ4′が逆拡散して相関出力を出力する。
【0060】
そして、制御部10′が、マッチトフィルタ4′が出力する相関出力を調べ、第1のロングコードマスクシンボルを相関検出して、タイムスロットへの同期を達成する。
第1とまり木チャネルの信号フォーマットは10シンボルの長さがあるので、この相関検出して、同期を達成するまでには、最大10シンボル(1スロット時間)かかる。ここまでの処理については、従来の同期回路と変わらない。
【0061】
次に、第2フェーズでは、アンテナに到来した信号から無線部1が、第2とまり木チャネルを受信し、A/D変換器2が当該第2とまり木チャネルの信号をデジタル信号に変換する。
【0062】
そして、制御部10′が、第1のロングコードマスクシンボルと同位相で受信される、第2のロングコードマスクシンボルを受信し終えるタイミングで、マッチトフィルタ4′にデータストップ信号の出力を開始するとともに、16種類のグループショートコードを拡散符号生成器3′に設定し、拡散符号生成器3′が、当該16種類のグループショートコードを順次出力するようになる。
【0063】
こうして、マッチトフィルタ4′のサンプルホールド回路41′には、第2のロングコードマスクシンボルが保持されたままとなり、マッチトフィルタ4′が、当該第2のロングコードマスクシンボルと、拡散符号生成器3′から順次入力される16種類のグループショートコードの拡散符号との相関信号を順次出力する。
【0064】
ここで、拡散符号生成器3′は、必ずしもチップタイミングごとに拡散符号を出力する必要はなく、むしろ、マッチトフィルタ4′が積和演算を完了するタイミングごとに出力するようにすれば、マッチトフィルタ4′が逐次的に相関演算をすることができ、各グループショートコードに対する相関出力を短時間に得ることができる。
【0065】
そして、制御部10′が、マッチトフィルタ4′から各グループショートコードに対する相関信号の入力を受けて、相関が得られた信号を検出して、当該信号に対応するグループショートコードを特定し、データストップ信号の出力を停止する。
【0066】
このように、第2フェーズでは、マッチトフィルタ4′が第2のロングコードマスクシンボルを取り込むのにかかる1スロット時間に加えて、16種類のグループショートコードの入力を受けて、逐次的に相関演算を行う時間がかかるだけである。
逐次的な相関演算を行う時間は、拡散符号を生成しつつ演算を行う場合であって、高々1シンボル時間内に完了する。つまり、1シンボル=0.0625ミリ秒であるから、高々0.0625×16種類=1ミリ秒で、グループショートコードが特定できるようになる。
【0067】
さらに、第3フェーズでは、無線部1がアンテナに到来した信号からパイロット信号を受信し、A/D変換器2が当該パイロット信号をデジタル信号に変換する。
そして、制御部10′が第1のロングコードマスクシンボルの直後からの位相で受信されるパイロットシンボルを受信し終えるタイミングで、マッチトフィルタ4′へのデータストップ信号の出力を開始するとともに、第2フェーズで特定されたグループショートコードが表すグループに属する32種類の拡散符号を拡散符号生成器3′に各々位相を変化させつつ順次設定する。
【0068】
すると、拡散符号生成器3′が、当該32種類の拡散符号を各々位相を変化させつつ生成して順次出力するようになり、また、このとき、マッチトフィルタ4′のサンプルホールド回路41′にはパイロットシンボルが格納され、保持されたままとなっている。
【0069】
そして、マッチトフィルタ4′が保持しているパイロット信号と、拡散符号生成器3′から16種類の位相を変えつつ順次入力される32種類の拡散符号との相関演算を各拡散符号の各位相ごとに行って、相関信号として出力する。
【0070】
すると、制御部10′が当該相関信号の入力を受けて、相関が得られた拡散符号に対応するロングコードを通信に用いるロングコードとして特定する。
この第3フェーズでは、32種類の拡散符号との相関演算を、16種類の位相を変化させつつ順番に行うので、32×16=512回の演算を行うことになるが、新たに信号を取り込むことなく、既にマッチトフィルタ4′に取り込まれている信号に基づいて当該演算を行うため、当該演算は、拡散符号を生成しつつ演算を行った場合であっても、高々1回の演算を1シンボル時間で完了できる。つまり、1シンボル時間=0.0625ミリ秒であるから、高々0.0625×512=32ミリ秒で、第3フェーズの動作を完了でき、処理に係る時間を短縮できる効果がある。
【0071】
また、ここでは、相関演算を行うために、マッチトフィルタ4′を用いているが、図3に示すように、サンプルホールド回路41′をメモリ11で代用し、乗算器42と、加算器43とを積和演算回路12で代用した回路(以下、相関演算器40と称する)でも相関演算を行うことができる。図3は、相関演算器40の構成ブロック図である。
【0072】
すなわち、相関演算器40のメモリ11は、サンプルホールド回路41′に代わって、1シンボルあたりのチップ数×オーバーサンプリング数に相当するチップ数の信号を保持するだけの容量を備え、制御部10′からデータストップ信号の入力を受けるまでは、A/D変換器2から入力される信号を1シンボル分保持するようになっている。
また、メモリ11は、データストップ信号の入力を受けると、A/D変換器2から入力される信号に拘わらず、その時点でメモリに格納している信号を保持したままにするものである。
【0073】
積和演算回路12は、具体的にCPU又はDSPなどのデジタル演算回路で実現できるもので、拡散符号生成器3′から拡散符号の入力を受けて、メモリ11に格納されている信号と積和演算を行って、その結果を相関信号として外部に出力するものである。
【0074】
このような相関演算器40を用いれば、より柔軟な相関演算を行うことができる。例えば、相関演算器40を用いて、第2フェーズにおいて、第2のロングコードマスクシンボルをマッチトフィルタ4′のサンプルホールド回路41に取り込んだ後、16種類のグループショートコードの各々とそれぞれ部分相関を演算することにより、積和演算をより少ない回数で済ませる方法も考えられるので、以下、その方法について、図4を用いて説明する。図4は、部分相関を演算する場合の拡散符号の一例を表す説明図である。
【0075】
部分相関とは、ここでは、相関演算器40のメモリ11に格納された信号の一部と、拡散符号の一部との相関を演算するものである。
【0076】
まず、制御部10′が16種類のグループショートコードを各々、例えば16の位相部分に分割する。
具体的には、第1番目のグループショートコードについて、1チップ目に対応する拡散符号から6チップ目に対応する拡散符号までの第1の部分と、7チップ目に対応する拡散符号から11チップ目に対応する拡散符号までの第2の部分と、以下同様に、90チップ目に対応する拡散符号から96チップ目に対応する拡散符号までの第16の部分と、といったように分割する。
【0077】
そして、制御部10′が各グループショートコードを分割して得られた各部分からもとの位相の部分にあてはめて合成し、もとの長さの拡散符号を生成する。つまり、制御部10′が図4(a)に示すように、1チップ目に対応する拡散符号から6チップ目に対応する拡散符号までは、第1番目のグループショートコードの1チップ目に対応する拡散符号から6チップ目に対応する拡散符号とし、7チップ目から11チップ目までは、第2番目のグループショートコードの対応する部分とし、といったように合成する。
【0078】
そして、制御部10′が、このように合成した拡散符号を拡散符号生成器3′に設定し、拡散符号生成器3′が当該合成された拡散符号を出力するようになる。
【0079】
すると、相関演算器40が、当該合成された拡散符号と、メモリ11に格納された、第2のロングコードマスクシンボルとの相関を各部分ごとに(上記の例では、1チップ目から6チップ目までと、7チップ目から11チップ目までなど)演算し、各部分毎の部分相関を演算して出力するようになる。
【0080】
そして、制御部10′が、相関演算器40から得られた16の部分相関からピークを検出して、グループショートコードを特定する。
【0081】
このようにすれば、演算の回数を当初の1/16にできるので、消費電力を低減できる効果がある。
【0082】
ただし、相関演算が一部で行われるため、各部分毎の相関値は全体で演算する場合に比べて小さくなり、従って、ピークが検出しにくくなることが考えられる。
このような場合には、図4(b)に示すように、拡散符号の候補を例えば、4つの組に分けて、各組ごとに、4の部分に分割した拡散符号を4つずつ合成した4つの拡散符号で部分相関演算を行うようにすれば、演算の回数を16回行う場合の1/4にしつつ、ピークを検出できる効果がある。
【0083】
また、第3フェーズにおいては、例えば特定したグループショートコードが表すグループに属する32種類の各ロングコードの先頭部分を16種類の位相ごとにずらして1つの拡散符号を合成して拡散符号生成器3′に設定するようにすれば、同様に部分相関を得ることができる。
【0084】
このように、本同期回路によれば、第2フェーズ及び第3フェーズでの動作をそれぞれ、高々1ミリ秒と32ミリ秒以内に完了でき、従って第1フェーズ〜第3フェーズまで33ミリ秒で完了するので、周辺の8つの基地局とのロングコードを特定しても、264ミリ秒であり、通信に用いるロングコードを特定するまでの時間を大幅に短縮できる効果がある。
【0085】
さらに、部分相関演算を行う本同期回路によれば、積和演算の回数を少なくして、消費電力を低減しつつ、ロングコードを特定するまでの時間をより短縮して、速やかに通信開始の準備を完了できる効果がある。
【0086】
次に、本発明の実施の形態に係る受信機について説明する。
本発明の実施の形態に係る受信機は、データメモリを備え、遅延プロファイルとして検出したパスタイミングごとにA/D変換器2から出力されるデータを格納し、格納した各データとロングコード又はショートコード等との積和演算を例えば、マッチトフィルタ又はスライディングコリレータ又は内積器で、時分割的に順次行うことにより、回路規模を縮小して、消費電力を低減できるものである。
ここで内積器等は、一つでも構わない。ただし、処理すべきデータが多い場合には、複数であっても構わない。
また、ここでのデータには、ロングコードマスクシンボルと、パイロットシンボルと、データシンボル(第1とまり木チャネル又はデータチャネル又は制御チャネルを介して受信するもの)を含むものとする。
尚、以下では、積和演算により、逆拡散を行う手段として、内積器を用いる場合を例として説明する。
【0087】
本発明の実施の形態に係る受信機(本受信機)は、図5に示すように、アンテナに到来した信号を受信して、ベースバンド信号を出力する無線部1と、無線部1が出力するベースバンド信号をデジタル信号に変換するA/D変換器2と、拡散符号を出力する拡散符号生成器3′と、拡散符号生成器3′が出力する拡散符号に従って、受信した信号を逆拡散して、遅延プロファイルを生成するプロファイル生成手段20と、後に説明する制御部10″から入力される指示にしたがって、一方の逆拡散手段を選択し、選択したプロファイル生成手段20が出力する信号を出力する切替スイッチ31と、切替スイッチ31を介して入力された信号を拡散符号生成器3′から入力される拡散符号と積和演算して、出力する内積器32と、内積器32から入力される信号をRAKE合成するRAKE合成部33と、各部を制御する制御部10″とから基本的に構成されている。図5は、本発明の実施の形態に係る受信機の構成ブロック図である。
尚、図5において、アンテナと、無線部1と、A/D変換器2と、プロファイル手段20とが2系統(ブランチ)図示されているのは、各アンテナごとに到来した信号を各々復調し、RAKE合成するためである。
【0088】
また、プロファイル手段20は、拡散符号生成器3′から入力される拡散符号で、A/D変換器2から入力されるデジタル信号を逆拡散し、2つのマッチトフィルタ(MF)4′と、各マッチトフィルタ4′に対応して設けられ、対応するマッチトフィルタ4′から入力される相関出力を1シンボル時間に亘って格納してパス位置を検出し、複数のパス位置のタイミングを表す信号を制御部10″に出力するプロファイラ部5と、制御部10″によりオン/オフを制御されるスイッチ21と、スイッチ21がオンであるときには、A/D変換器2が出力するデジタル信号を格納するデータメモリ22とから構成されている。
ここで、マッチトフィルタ4′が2つ図示されているのは、セル間を移動するハンドオーバを行う際に、個別の物理チャネルのデータを復調しつつ、ハンドオーバする先の基地局の信号と同期を確立する必要があるためである。
尚、1つのマッチトフィルタ4′を時分割的に使用すれば、マッチトフィルタ4′は、1つであっても構わない。
【0089】
さらに、内積器32は、図6に示すように、データを保持するデータ保持部51と、拡散符号としてのロングコードを保持するコード保持部52と、ロングコードのチップ数×オーバーサンプル数に対応して設けられた複数の乗算器53と、加算器54とから構成されている。図6は、内積器32の構成ブロック図である。
【0090】
以下、各部を具体的に説明するが、無線部1と、A/D変換器2と、拡散符号生成器3′と、マッチトフィルタ4′と、プロファイラ部5とは、既に説明した、本発明の第1の実施の形態に係る同期回路のものと同様である。
【0091】
制御部10″は、通信に用いるロングコードが特定できると、当該ロングコードを拡散符号生成器3′に設定し、拡散符号生成器3′に通信に用いるロングコードを生成させるものである。
また、制御部10″は、プロファイル手段20のプロファイラ部5からパス位置のタイミングを表す信号の入力を受けて、当該タイミングで、プロファイル手段20のスイッチ21をオンとするものである。
さらに、制御部10″は、切替スイッチ31を時分割的に切り替えて、2つの(各ブランチに対応する)プロファイル手段20を交互に選択して、内積器32に接続するようにするものである。
【0092】
内積器32は、切替スイッチ31が切り替えられると、接続されたプロファイル手段20のデータメモリ22が格納しているデータをデータ保持部51に格納するものである。
また、内積器32は、拡散符号生成器3′が出力する拡散符号としてのロングコードをコード保持部52に格納しているものである。
さらに、内積器32は、データ保持部51に格納したデータとコード保持部52に格納したコードとを同じ位相で積和演算し、相関出力として外部に出力するものである。
【0093】
次に、本受信機の動作について図7を用いて説明する。図7は、内積器32の処理タイミングを表すタイミングチャート図である。
尚、図7では、2ブランチ4パスの場合について、受信データI/Q及び拡散符号I/Qの各々について積和演算する場合について図示している。
【0094】
まず、制御部10″が切替スイッチ31を第1のブランチに対応するプロファイル手段20に切り替える。
そして、制御部10″が、プロファイル手段20のプロファイル部5から入力される第1のパス位置のタイミングを表す信号の入力を受けて、当該タイミングでスイッチ21をオンとして、A/D変換器2が出力する信号をデータメモリ22に格納する。
【0095】
すると、内積器32のデータ保持部51がデータメモリ22に格納された信号のI相成分を読み込んで保持し、また、内積器32のコード保持部52が拡散符号生成器3′が出力するロングコードのI相の信号を読み込んで保持する。
そして、内積器32が、データ保持部51に保持された信号と内容とコード保持部52に保持されたロングコードとを積和演算して、RAKE合成部7に出力する。
ここで、1度の積和演算までにかかる時間は、データ保持部51がデータメモリ22からデータを読み込む時間と、演算の処理を行う時間との合計であって、ごく短時間で済む。
【0096】
さらに、内積器32がコード保持部52に拡散符号生成器3′から入力されたロングコードのQ相の信号を読み込んで保持し、データ保持部51に保持された信号のI相成分とコード保持部52に保持されたロングコードのQ相の信号とを積和演算して、RAKE合成部7に出力する。
【0097】
次に、内積器32のデータ保持部51がデータメモリ22に格納された信号のQ相成分を読み込んで保持し、I相成分の場合と同様にして、拡散符号生成器3′が出力するロングコードのI相、Q相の各成分の信号との積和演算を行ってRAKE合成部7に出力する。
【0098】
一方、プロファイル手段20のプロファイル部5から入力される第2のパス位置のタイミングを表す信号の入力を受けて、制御部10″が当該タイミングでスイッチ21をオンとして、A/D変換器2が出力する信号をデータメモリ22に格納する。
【0099】
そして、内積器32が当該第2のパス位置から始まる信号のI相成分と、Q相成分との各々について、拡散符号生成器3′から入力されるロングコードのI相成分とQ相成分との信号とをそれぞれ積和演算して復調結果として出力する。
以下、同様に、第3のパス位置及び第4のパス位置についても積和演算を行って復調結果を出力する。
【0100】
その後、制御部10″が切替スイッチ31を第2のブランチに対応するプロファイル手段20に切り替えて、第1〜第4のパス位置について、同様の処理を行う。
【0101】
このように、2ブランチ4パスの場合には、64回の積和演算を行うことになるが、各積和演算が、1クロックを拡散符号と同レート又はその1/2倍、1/4倍の短い周期であるとするとき、データの読み込み時間+1クロック程度の時間で済むため、1シンボル時間内で全ての積和演算を達成できることになる。
【0102】
このように、本発明の実施の形態に係る第1の受信機によれば、各パス位置からの信号をデータメモリ22に格納しており、また、内積器32がデータメモリ22からデータを読み込んで、別途拡散符号生成器3′から読み込んだロングコードとの積和演算を各ブランチの各パスごとに、I相、Q相の成分の各々について行うので、内積器32において各積和演算を時分割的に行っても、1シンボル時間内に全ての積和演算を達成でき、従って、内積器32を1つにすることができ、回路規模を縮小して、消費電力を低減できる効果がある。
【0103】
尚、消費電力をより低減するためには、積和演算にかかる時間が1シンポル時間を越えない程度に低速であることが望ましい。
また、積和演算を行う順序は、ここでは、図7に沿って説明したが、特に制限はなく、どのような順序でも構わない。
【0104】
また、本同期回路と本受信機とにおけるマッチトフィルタは、次に説明するものであっても構わない。
すなわち、本同期回路と本受信機とにおける、もうひとつのマッチトフィルタ4″は、図8に示すように、1シンボルあたりのチップ数×オーバーサンプリング数に対応して設けられ、各々入力された信号を1サンプルクロック時間だけ保持し、次のタイミングで次段へシフトするサンプルホールド回路41と、乗算器42と、加算器43と、最終段のサンプルホールド回路41が出力する信号を遅延して出力する遅延回路45と、当該遅延回路45が出力する信号と、A/D変換器2が出力する信号とのいずれか一方を選択し、初段のサンプルホールド回路41に選択的に出力するスイッチ46と、拡散符号を保持するレジスタ47と、レジスタ47に格納されている拡散符号を順次1チップ単位でシフトする拡散符号シフタ48とから基本的に構成されている。図8は、本同期回路と本受信機とにおける、もうひとつのマッチトフィルタの一例を表す構成ブロック図である。
【0105】
以下、かかるマッチトフィルタ4″の動作について、同期回路に適用する場合における第3フェーズでの動作を例にとって、説明する。
パイロットシンボルを保持するにあたり、スロット開始のタイミングで、スイッチ46がA/D変換器2が出力する信号を選択するようになり、スロットの先頭に位置しているパイロットシンボルのデータが順次多段に接続されたサンプルホールド回路41に入力され、格納される。
【0106】
やがて、サンプルホールド回路41がパイロットシンボルの全体を保持するタイミングで、制御部10′がデータストップ信号の出力を開始し、当該データストップ信号の入力を受けて、スイッチ46が、遅延回路45が出力する信号を選択するように切り替わる。尚、以下の説明で、スイッチ46の遅延回路45が出力する信号を選択する側を「巡回動作側」と称する。
【0107】
そして、拡散符号生成器3′が、第2フェーズで特定されたグループに属する32種類の拡散符号の候補から順番に選択的に出力し、拡散符号シフタ48が当該拡散符号を順次シフトしつつ、当該チップに該当するレジスタ47に格納するようにする。そして、レジスタ47が拡散符号を保持するようになる。
【0108】
やがて、レジスタ47が各々対応する拡散符号を保持しているようになると、乗算器42が、対応するサンプルホールド回路41と、対応するレジスタ47との各々に格納されているデータと拡散符号とを乗算して出力し、加算器43が乗算器42が出力する乗算の結果を加算して相関出力として外部に出力するようになる。
そして、サンプルホールド回路41が遅延回路45を介して、巡回的に、保持しているデータを1チップ単位ずつ入れ換えつつ、上記の演算を繰り返し行い、相関出力を外部に順次出力する。
【0109】
この相関出力は、拡散符号はそのままであるが、サンプルホールド回路41に格納されているデータが1チップ単位ずつ巡回的に入れ換えられているので、実質的に位相が1チップずつずれた場合の相関出力が得られているようになる。
ここで、1チップ単位ずつというのは、オーバーサンプリングを考慮したもので、例えば4倍オーバーサンプリングを行う場合には、1チップ単位につき4回の巡回的な入れ換えを行うことになる。
【0110】
一方、この繰り返し演算が行われている間に、拡散符号シフタ48が拡散符号生成器3′から次の候補の拡散符号の入力を受けて、順次シフトし、レジスタ47に格納する準備を完了する。
そして、当該繰り返し演算が各位相に対応する分だけ終了したところで、拡散符号シフタ48が保持している拡散符号をレジスタ47に格納し、サンプルホールド回路41が同様の巡回的な繰り返し演算を行うようになる。
【0111】
尚、ここで遅延回路45は、拡散符号シフタ48がレジスタ47に拡散符号を格納する時間(数クロック分)を考慮して、1シンボル時間+数クロックの時間でサンプルホールド回路41に格納したデータが一巡するようにしておけばよい。
【0112】
そして、32種類のロングコードについて、32シンボル時間程度の後には、32種類のロングコードを16種類の位相で変化させたときの相関出力が全て得られるので、遅くとも32シンボル時間程度が経過するまでには、相関が得られたロングコード及びその位相が検出でき、簡易な構成で第3フェーズの処理を迅速にできる効果がある。
【0113】
また、上記のようにして、ロングコードが特定できると、その後は、当該ロングコードをレジスタ47に設定し、スイッチ46がA/D変換器2が出力する信号を選択するようにしておけば、その後の信号を逆拡散して、受信機のマッチトフィルタとして動作させることもできる。
【0114】
さらに、ここでは、レジスタを用いているが、拡散符号生成器3′から直接拡散符号を出力させるようにしても構わない。
【0115】
尚、本発明の同期回路及び受信機において、現実には、受信する信号にはI相成分の信号とQ相成分の信号とがあり、また、拡散符号にも、I相成分の符号とQ相成分の符号とがあるのが普通であり、マッチトフィルタ4′及びマッチトフィルタ4″において、相関の演算は、図9に示すように、各々I相成分の信号とI相成分の符号の入力を受けて積和演算を行い、相関出力を出力する第1のマッチトフィルタ4′又は4″と、I相成分の信号とQ相成分の符号の入力を受けて積和演算を行い、相関出力を出力する第2のマッチトフィルタ4′又は4″と、Q相成分の信号とI相成分の符号の符号の入力を受けて積和演算を行い、相関出力を出力する第3のマッチトフィルタ4′又は4″と、Q相成分の信号とQ相成分の符号の入力を受けて積和演算を行い、相関出力を出力する第4のマッチトフィルタ4′又は4″と、2つの加算器61と、パワー演算器62とによって行われていることが考えられる。図9は、本発明の同期回路及び受信機における、I相成分の信号とQ相成分の信号とがある場合の、相関出力を得るためのマッチトフィルタの構成例を表す構成ブロック図である。
【0116】
この場合に、2つの加算器61は、各々第1のマッチトフィルタが出力する相関出力と第4のマッチトフィルタが出力する相関出力との加算と、第2のマッチトフィルタが出力する相関出力と、第3のマッチトフィルタが出力する相関出力との加算とを行うようになっている。
また、パワー演算器62は、2つの加算器61が出力する加算の結果から二乗和を演算して出力するようになっている。
【0117】
さらに、本発明の同期回路及び受信機において、基地局ごとの下り制御チャネルのロングコードは、予め決められているため、拡散符号生成器が生成する拡散符号を予めメモリなどに書き込んでおくこともできる。
すなわち、本発明の同期回路及び受信機の製造時に当該ロングコードをメモリに書き込んでおけば、拡散符号生成器は、メモリから読み出した当該ロングコードを出力するだけでよいので、回路をより簡略にできる。
但し、この場合には、システムの更新により、符号の変更があった場合にも対応できるように、後に当該メモリに格納した拡散符号を書き換えられるようになっていることが望ましい。
【0118】
これら、本発明の実施の形態に係る同期回路及び受信機によれば、グループショートコード、及びロングコードの特定が短い時間で完了するので、フェージング等によって受信信号が劣化した環境下でも、数フレームにわたる平均化を行うことができる効果がある。
この場合には、処理時間は多少増加するが、従来に比べれば短時間でロングコードの特定などが可能である。
【0119】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のアンテナを具備し、複数のアンテナの各々に対応して設けられ、当該対応するアンテナに到来した信号を受信して、ベースバンド信号を出力する複数の無線部と、無線部の各々に対応して設けられ、対応する無線部が出力するベースバンド信号をデジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、拡散符号を生成する拡散符号生成器と、A/D変換器に対応して設けられ、拡散符号生成器から入力される拡散符号に従って、受信した信号を逆拡散し遅延プロファイルを生成して複数のパス位置を検出し、パス位置のタイミングを表す信号を出力するとともに、当該複数のパス位置のタイミングからA/D変換器が出力する信号をそれぞれ保持する複数のプロファイル手段と、複数のプロファイル手段から、1つのプロファイル手段を選択する切替スイッチと、複数のプロファイル手段から出力されたパス位置のタイミングを表す信号により切替スイッチを一定の時間をおいて、時分割的に切り替える制御部と、切替スイッチが選択したプロファイル手段が保持している信号の各々と拡散符号生成器から入力される拡散符号とを順次積和演算して出力する内積器と、内積器から入力される信号をRAKE合成するRAKE合成部とを有し、内積器は、特定される複数のパスの全てに対応する積和演算を1シンボル時間以内に行う移動局の受信機としているので、回路規模を縮小して、消費電力を低減できる効果がある。
【0120】
本発明によれば、マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータを最近1シンボル時間に亘って保持し、制御部からデータの取り込みを停止するデータストップ信号の入力を受けている間は、当該時点で保持しているデータを保持し続けるメモリと、メモリに格納されているデータと、拡散符号生成器から入力される拡散符号とを位相を合わせて積和演算する積和演算器とを有するマッチトフィルタであり、マッチトフィルタが、第1のロングコードマスクシンボルが相関検出され、当該第1のロングコードマスクシンボルと同位相で受信される第2のロングコードマスクシンボルを受信し終えるタイミングでメモリに保持されるデータと、前記拡散符号生成器に順次設定される複数のグループショートコードとの相関を調べ、相関が得られていると判定すると、当該グループショートコードが表すグループに属する複数のロングコードが、各々のロングコードについて位相を変化させつつ拡散符号生成器に順次設定され、当該各々複数の位相から開始される複数のロングコードについて相関信号を調べ、相関が得られていると判定すると、当該相関が得られたロングコードを通信に使用するロングコードとするマッチトフィルタである上記移動局の受信機としているので、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、通信に用いるロングコードを特定するまでの時間を大幅に短縮できる効果がある。
【0121】
本発明によれば、使用する拡散符号を複数の候補から特定する際に、制御部が、候補となる全ての拡散符号を特定の長さで分割し、分割した全ての拡散符号から選択して1の拡散符号を合成し、合成して得られた拡散符号を拡散符号生成器に設定する制御部であり、マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータと当該合成された拡散符号との積和演算を行って、部分相関を演算し、相関信号として出力するマッチトフィルタである上記移動局の受信機としているので、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、拡散符号を順次指定することがなく、一度の積和演算で相関を検出することができ、通信に用いるロングコードを特定するまでの時間を大幅に短縮できる効果がある。
【0122】
本発明によれば、使用する拡散符号を複数の候補から特定する際に、制御部が、候補となる拡散符号を複数の組に分け、組毎の全ての拡散符号を特定の長さに分割し、分割した拡散符号から選択して1の拡散符号を合成し、合成して得られた拡散符号を拡散符号生成器に設定する制御部であり、マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータと当該合成された拡散符号との積和演算を行って、部分相関を演算し、相関信号として出力するマッチトフィルタである上記移動局の受信機としているので、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、拡散符号を順次指定することがなく、一度の積和演算で相関を検出することができ、通信に用いるロングコードを特定するまでの時間を大幅に短縮できる効果がある。
【0123】
本発明によれば、制御部が、特定したグループショートコードが表すグループに属する32種類の各ロングコードの先頭部分を16種類の位相ごとにずらして1つの拡散符号を合成して拡散符号生成器に設定し、拡散符号生成器が、合成された拡散符号を出力し、積和演算器が、拡散符号生成器から出力された拡散符号と、メモリに格納されたパイロット信号とについて拡散符号の合成した部分毎に部分相関を演算し、積和演算器における積和演算にかかる時間を、1シンボル時間を越えないようにした上記移動局の受信機としているので、回路規模を縮小して、消費電力を低減すると共に、32種類のロングコードについて32シンボル時間程度の後には32種類のロングコードを16種類の位相で変化させたときの全て得られるので、遅くとも32シンボル時間程度が経過するまでには、相関が得られたロングコード及びその位相が検出でき、簡易な構成で第3フェーズの処理を迅速にできる効果がある。
【0124】
本発明によれば、内積器が、選択されたプロファイル手段が保持している信号のI相成分と、拡散符号のI相及びQ相それぞれの成分との積和演算と、同じく選択されたプロファイル手段が保持している信号のQ相成分と、拡散符号のI相及びQ相それぞれの成分との積和演算とを行って、RAKE合成部に出力する上記移動局の受信機としているので、1度の積和演算までにかかる時間は、内積器がプロファイル手段からデータを読み込む時間と演算の処理を行う時間との合計であって、短時間とすることができる効果がある。
【0125】
本発明によれば、内積器が、データの読み込み時間を除くと、拡散符号と同レート又はその1/2若しくは1/4倍の周期に相当する1クロックの時間で、1回の積和演算を行う上記移動局の受信機としているので、1シンボル時間内で全ての積和演算を達成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る同期回路の構成ブロック図である。
【図2】本回路におけるマッチトフィルタの構成ブロック図である。
【図3】相関演算器40の構成ブロック図である。
【図4】部分相関を演算する場合の拡散符号の一例を表す説明図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る受信機の構成ブロック図である。
【図6】内積器32の構成ブロック図である。
【図7】内積器32の処理タイミングを表すタイミングチャート図である。
【図8】本同期回路と本受信機とにおける、もうひとつのマッチトフィルタの一例を表す構成ブロック図である。
【図9】本発明の同期回路及び受信機における、I相成分の信号とQ相成分の信号とがある場合の、相関出力を得るためのマッチトフィルタの構成例を表す構成ブロック図である。
【図10】W−CDMA方式の信号フォーマットを表す説明図である。
【図11】従来の同期回路の構成ブロック図である。
【図12】従来の移動局の同期回路におけるマッチトフィルタの構成ブロック図である。
【図13】制御部10におけるグループショートコードの特定からロングコードを得るまでの処理を表すフローチャート図である。
【符号の説明】
1…無線部、 2…A/D変換器、 3,3′…拡散符号生成器、 4,4′,4″…マッチトフィルタ、 5…プロファイラ部、 6…コリレータ、 7…RAKE合成部、 8…デコーダ、 9…音声CODEC、 10,10′,10″…制御部、 11…メモリ、 12…積和演算回路、 20…プロファイル手段、 21…スイッチ、 22…データメモリ、 31…切替スイッチ、 32…内積器、 33…RAKE合成部、 40…相関演算器、 41,41′…サンプルホールド回路、 42…乗算器、 43…加算器、 46…スイッチ、47…レジスタ、 48…拡散符号シフタ、 51…データ保持部、 52…コード保持部、 53…乗算器、 54…加算器、 61…加算器、 62…パワー演算器
Claims (8)
- 複数のアンテナを具備し、前記複数のアンテナの各々に対応して設けられ、当該対応するアンテナに到来した信号を受信して、ベースバンド信号を出力する複数の無線部と、
前記無線部の各々に対応して設けられ、対応する無線部が出力するベースバンド信号をデジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、
拡散符号を生成する拡散符号生成器と、
前記A/D変換器に対応して設けられ、前記拡散符号生成器から入力される拡散符号に従って、受信した信号を逆拡散し遅延プロファイルを生成して複数のパス位置を検出し、パス位置のタイミングを表す信号を出力するとともに、当該複数のパス位置のタイミングから前記A/D変換器が出力する信号をそれぞれ保持する複数のプロファイル手段と、
前記複数のプロファイル手段から、1つのプロファイル手段を選択する切替スイッチと、
前記複数のプロファイル手段から出力されたパス位置のタイミングを表す信号により前記切替スイッチを一定の時間をおいて、時分割的に切り替える制御部と、
前記切替スイッチが選択したプロファイル手段が保持している信号の各々と前記拡散符号生成器から入力される拡散符号とを順次積和演算して出力する内積器と、
前記内積器から入力される信号をRAKE合成するRAKE合成部とを有し、
前記内積器は、前記特定される複数のパスの全てに対応する積和演算を1シンボル時間以内に行うことを特徴とする移動局の受信機。 - 1つのプロファイル手段は、拡散符号生成器から入力される拡散符号で、A/D変換器から入力されるデジタル信号を逆拡散する2つのマッチトフィルタと、
前記各マッチトフィルタに対応して設けられ、対応するマッチトフィルタから入力される相関出力を1シンボル時間に亘って格納してパス位置を検出し、複数のパス位置のタイミングを表す信号を制御部に出力するプロファイラ部と、
前記制御部によりオン/オフを制御されるスイッチと、
前記スイッチがオンであるときには、前記A/D変換器が出力するデジタル信号を格納するデータメモリとを有するプロファイル手段であることを特徴とする請求項1記載の移動局の受信機。 - マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータを最近1シンボル時間に亘って保持し、制御部からデータの取り込みを停止するデータストップ信号の入力を受けている間は、当該時点で保持しているデータを保持し続けるメモリと、
前記メモリに格納されているデータと、拡散符号生成器から入力される拡散符号とを位相を合わせて積和演算する積和演算器とを有するマッチトフィルタであり、
前記マッチトフィルタが、第1のロングコードマスクシンボルが相関検出され、当該第1のロングコードマスクシンボルと同位相で受信される第2のロングコードマスクシンボルを受信し終えるタイミングで前記メモリに保持されるデータと、前記拡散符号生成器に順次設定される複数のグループショートコードとの相関を調べ、相関が得られていると判定すると、当該グループショートコードが表すグループに属する複数のロングコードが、各々のロングコードについて位相を変化させつつ前記拡散符号生成器に順次設定され、当該各々複数の位相から開始される複数のロングコードについて相関信号を調べ、相関が得られていると判定すると、当該相関が得られたロングコードを通信に使用するロングコードとするマッチトフィルタであることを特徴とする請求項2記載の移動局の受信機。 - 使用する拡散符号を複数の候補から特定する際に、制御部が、前記候補となる全ての拡散符号を特定の長さで分割し、分割した前記全ての拡散符号から選択して1の拡散符号を合成し、合成して得られた拡散符号を拡散符号生成器に設定する制御部であり、
マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータと当該合成された拡散符号との積和演算を行って、部分相関を演算し、相関信号として出力するマッチ トフィルタであることを特徴とする請求項3記載の移動局の受信機。 - 使用する拡散符号を複数の候補から特定する際に、制御部が、前記候補となる拡散符号を複数の組に分け、前記組毎の全ての拡散符号を特定の長さに分割し、前記分割した拡散符号から選択して1の拡散符号を合成し、合成して得られた拡散符号を拡散符号生成器に設定する制御部であり、
マッチトフィルタが、A/D変換器から入力されるデジタル信号のデータと当該合成された拡散符号との積和演算を行って、部分相関を演算し、相関信号として出力するマッチトフィルタであることを特徴とする請求項3記載の移動局の受信機。 - 制御部が、特定したグループショートコードが表すグループに属する32種類の各ロングコードの先頭部分を16種類の位相ごとにずらして1つの拡散符号を合成して拡散符号生成器に設定し、
拡散符号生成器が、前記合成された拡散符号を出力し、
積和演算器が、前記拡散符号生成器から出力された拡散符号と、メモリに格納されたパイロット信号とについて拡散符号の合成した部分毎に部分相関を演算し、
前記積和演算器における積和演算にかかる時間を、1シンボル時間を越えないようにしたことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか記載の移動局の受信機。 - 前記内積器は、前記選択されたプロファイル手段が保持している信号のI相成分と、前記拡散符号のI相及びQ相それぞれの成分との積和演算と、同じく選択されたプロファイル手段が保持している信号のQ相成分と、前記拡散符号のI相及びQ相それぞれの成分との積和演算とを行って、前記RAKE合成部に出力することを特徴とする請求項1記載の移動局の受信機。
- 前記内積器は、データの読み込み時間を除くと、拡散符号と同レート又はその1/2若しくは1/4倍の周期に相当する1クロックの時間で、1回の積和演算を行うことを特徴とする請求項7記載の移動局の受信機。
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