JP3991684B2 - 非巡回型ディジタルフィルタ及びこれを使用した無線受信機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散通信システムやCDMA方式の通信システムにおいてセル同期捕捉や復調同期捕捉に使用するマッチトフィルタ等のシフトレジスタを使用した非巡回型ディジタルフィルタ及びこれを使用した無線受信機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のCDMA方式に使用する非巡回型ディジタルフィルタを構成するマッチトフィルタとしては、例えば特開平10−178386号公報に記載されているものが知られている。
この従来例では、拡散コードにより拡散変調して送信されたパケットをアンテナで受信して受信復調部で復調した受信信号は拡散コードによる拡散変調された状態にあり、この受信信号をマッチトフィルタに供給する。このマッチトフィルタは、受信信号を入力してシフトする例えば64ビット構成のシフトレジスタと、このシフトレジスタと同一のビット構成の拡散コード系列を設定するレジスタと、シフトレジスタとレジスタとの間のビット対応に乗算する乗算器と、乗算器の出力信号を加算する加算部とを含む構成を有し、また、受信信号はプリアンブル部とデータ部とからなるパケット形式の構成であり、例えば拡散コードのチップ周期でサンプリングされ、AD変換により−1.0〜+1.0間のディジタル値となる。そして、シフトレジスタは、受信信号のサンプリング周期に従って1チップ周期毎に受信信号をシフトすることになる。なお、受信信号をオーバーサンプリングし、即ち、拡散コードの1チップ周期より短い周期でサンプリングしてAD変換し、シフトレジスタはそのサンプリング周期に従って受信信号をシフトする構成として、相関値の精度を上げる構成が一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の非巡回型ディジタルフィルタにあっては、受信信号に対する拡散コード系列のビット数に対応した段数のシフトレジスタを設け、このシフトレジスタに受信信号を順次シフトしながら格納しているようにしているので、伝送速度が1.6MHzである場合に、拡散コード系列を8ビットで構成したときに1チップの周波数が1.6×8=12.8MHzとなり、シフトレジスタが高速でスイッチングを繰り返すため、消費電力が大きく、CDMA方式を採用した携帯電話に使用するベースバンドチップでの受信時消費電力のかなりの部分を非巡回型ディジタルフィルタが占めており、省電力化の要望に応えられないという未解決の課題がある。
【0004】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、省電力化を計ることができる非巡回型ディジタルフィルタ及びこれを使用した無線受信機器を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、請求項1に係る非巡回型ディジタルフィルタは、所定数nビットの入力データを順次シフトするn段のシフトレジスタと、該シフトレジスタの各出力段の出力にフィルタ係数を乗じて加算するようにした非巡回型ディジタルフィルタにおいて、前記n段のシフトレジスタを拡散符号系列が入力されると共に、シフトクロックが入力される夫々n/2段に分割した第1及び第2のシフトレジスタと、n個の参照符号を格納する参照符号レジスタと、前記シフトクロックに応じて前記参照符号レジスタの奇数段及び偶数段を選択して出力する第1及び第2の選択手段と、前記第1のシフトレジスタの各段の出力と前記第1の選択手段の出力とを乗算する第1の乗算手段と、前記第2のシフトレジスタの各段の出力と前記第2の選択手段の出力とを乗算する第2の乗算手段と、前記第1の乗算手段及び第2の乗算手段の乗算結果を加算して相関強度を出力する相関強度演算手段とを備え、前記第1及び第2のシフトレジスタは、何れか一方がシフトクロックの立ち上がりでシフト動作し、他方が当該シフトクロックの立ち下がりでシフト動作するように構成され、且つ前記第1及び第2の選択手段は、シフトクロックがオン状態であるときに前記何れか一方が前記参照符号レジスタの偶数段を前記第1の乗算手段に、他方が奇数段を前記第2の乗算手段に夫々出力し、当該シフトクロックがオフ状態であるときに前記何れか一方が前記参照符号レジスタの奇数段を前記第1の乗算手段に、他方が偶数段を前記第2の乗算手段に夫々出力するように構成されていることを特徴としている。
【0009】
この請求項1に係る発明においては、マッチトフィルタ構成を有し、例えば第1のシフトレジスタに、入力される符号系列の奇数番目をシフトクロックの立ち上がりで順次シフト動作させ、第2のシフトレジスタに、符号系列の残りの偶数番目をシフトクロックの立ち下がりで順次シフト動作させる。このとき、シフトクロックのオン状態であるときに第1の選択手段で参照符号レジスタの偶数段を第1の乗算手段に、第2の選択手段で参照符号レジスタの奇数段を第2の乗算手段に出力し、逆にシフトクロックのオフ状態であるときに第1の選択手段で参照符号レジスタの奇数段を第1の乗算手段に出力し、第2の選択手段で参照符号レジスタの偶数段を第2の乗算手段に出力する。このため、第1及び第2の乗算手段でシフトクロックが立ち上がる時点及び立ち下がる時点から僅かに遅れた時点で第1のシフトレジスタの各出力段の出力と第1の選択手段の出力とを乗算し、これら乗算結果を相関強度演算手段で加算することにより、相関出力を出力する。
【0010】
また、請求項2に係る非巡回型ディジタルフィルタは、請求項1に係る発明において、前記第1及び第2の選択手段は前記参照符号レジスタの2段分毎に配設されて奇数段及び偶数段を選択するマルチプレクサで構成され、前記第1及び第2の乗算手段は排他的論理和回路で構成され、前記相関強度演算手段は加算回路で構成されていることを特徴としている。
【0011】
この請求項2に係る発明においては、第1及び第2のシフトレジスタのシフト動作が行われた後に、シフトクロックのオン・オフ状態に応じて各マルチプレクサが参照符号レジスタの奇数段及び複数段を交互に選択するスイッチング動作を行って、第1及び第2のシフトレジスタにおける各段の出力が入力された排他的論理和回路に参照符号を出力するので、シフトクロックの4パルス分で8ビットの符号系列の相関出力を得ることができる。
【0012】
さらに、請求項3に係る無線受信機器は、基地局からのスペクトラム拡散した信号を受信することによりパス同期保持を含む動作を行うCDMA方式を採用した無線受信機器において、受信信号をベースバンド信号に変換するRF受信部と、入力されるディジタル信号を保持すると共に、拡散符号を参照符号として保持し、これらの相関をとりながらスペクトラム逆変換を行って受信データを出力する相関部と、受信データを復調するベースバンド復調部とを備え、前記相関部及びベースバンド復調部の何れか一方の入力側を前記RF受信部に接続し、その出力側に他方を接続し、前記相関部は、請求項1又は2に記載の非巡回型ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有することを特徴としている。
【0013】
この請求項3に係る発明においては、RF受信部から出力されるベースバンド信号を相間部でスペクトラム逆拡散を行った受信データをベースバンド復調部で復調するか、又はRF受信部から出力されるベースバンド信号をベースバンド復調部で復調してから相関部でスペクトラム逆拡散を行うことにより、CDMA方式のデータ受信を行い、相関部は請求項1又は2に記載の非巡回型ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有する。
【0014】
さらにまた、請求項4に係る無線受信機器は、他の無線通信端末との間で無線ローカルエリアネットワークを形成して情報データを直接拡散を行うスペクトル拡散通信方式でパケット送信するようにした無線受信機器において、受信した情報データをベースバンド信号に変換するRF受信部と、入力されるディジタル信号を保持すると共に、拡散符号を参照符号として保持し、これらの相間をとりながらスペクトラム逆変換を行って受信データを出力する相間部と、受信データを復調するベースバンド復調部と、受信データに基づいてパケット処理を行うパケット処理部とを備え、前記相間部及びベースバンド復調部の何れか一方の入力側を前記RF受信部に接続し、その出力側に他方を接続し、その出力側にパケット処理部を接続し、前記相間部は、請求項1又は2に記載の非巡回方ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有することを特徴としている。
【0015】
この請求項4に係る発明においては、RF受信部から出力されるベースバンド信号を相間部でスペクトラム逆拡散を行った受信データをベースバンド復調部で復調するか、又はRF受信部から出力されるベースバンド信号をベースバンド復調部で復調してから相関部でスペクトラム逆拡散を行うことにより、無線ローカルエリアネットワークのデータ受信を行い、相関部は請求項1又は2に記載の非巡回型ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有する。
【0016】
【発明の効果】
【0017】
請求項1に係る発明によれば、マッチトフィルタの構成を有し、例えば第1のシフトレジスタに、入力される符号系列の奇数番目をシフトクロックの立ち上がりで順次シフト動作させ、第2のシフトレジスタに、符号系列の残りの偶数番目をシフトクロックの立ち下がりで順次シフト動作させると共に、シフトクロックのオン状態であるときに第1の選択手段で参照符号レジスタの偶数段を第1の乗算手段に、第2の選択手段で参照符号レジスタの奇数段を第2の乗算手段に出力し、逆にシフトクロックのオフ状態であるときに第1の選択手段で参照符号レジスタの奇数段を第1の乗算手段に出力し、第2の選択手段で参照符号レジスタの偶数段を第2の乗算手段に出力し、両乗算手段の出力を加算手段で加算して相関強度出力を得る構成としたので、シフトクロックの両エッジ部で第1のシフトレジスタ及び第2のシフトレジスタを交互にシフト動作させて、シフトレジスタを分割しないで使用する場合と等価なシフト動作を確保しながらクロックレートを半減させて、省電力化を計ることができるという効果が得られる。
【0018】
また、請求項2に係る発明によれば、第1及び第2のシフトレジスタのシフト動作が行われた後に、シフトクロックのオン・オフ状態に応じて各マルチプレクサが参照符号レジスタの奇数段及び複数段を交互に選択するスイッチング動作を行って、第1及び第2のシフトレジスタにおける各段の出力が入力された排他的論理和回路に参照符号を出力するので、シフトクロックの4パルス分で8ビットの符号系列の相関出力を得ることができるという効果が得られる。
【0019】
さらに、請求項3に係る発明によれば、RF受信部から出力されるベースバンド信号を相間部でスペクトラム逆拡散を行った受信データをベースバンド復調部で復調するか、又はRF受信部から出力されるベースバンド信号をベースバンド復調部で復調してから相関部でスペクトラム逆拡散を行うことにより、無線ローカルエリアネットワークのデータ受信を行い、相関部は請求項1又は2に記載の非巡回型ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有するので、CDMA方式を採用した無線通信機器で最も電力消費の多いベースバンドチップでの省電力化を計ることができ、モバイル機器、ノート型パーソナルコンピュータ等の省電力が要求される携帯型情報端末等に適用して好適な無線受信機器を提供することができるという効果が得られる。
【0020】
また、請求項4に係る発明によれば、RF受信部から出力されるベースバンド信号を相間部でスペクトラム逆拡散を行った受信データをベースバンド復調部で復調するか、又はRF受信部から出力されるベースバンド信号をベースバンド復調部で復調してから相関部でスペクトラム逆拡散を行うことにより、無線ローカルエリアネットワークのデータ受信を行い、相関部は請求項1又は2に記載の非巡回型ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有するので、無線ローカルエリアネットワークを構成したときの各無線受信機器で最も電力消費の多いベースバンドチップでの省電力を計ることができ、無線ローカルネットワークを構成する無線受信機器全体の省電力化を計ることができるという効果が得られる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を伴って説明する。
図1は本発明をCDMA(Code Division Multiple Access)方式の通信システムに適用した場合の一例を示す概略構成図であり、無線送信機10では送信データと符号発生器1で発生された所定数nビットの拡散符号C(t) とを乗算器2で乗算して拡散データを形成し、この拡散データをD/A変換器3でアナログ信号に変換し、これを変調部4で変調し、送信アンプ5で増幅して送信アンテナ6から送信する。
【0022】
一方、無線受信機20では、受信アンテナ11で、拡散データを受信すると、RFアンプ12でRF増幅を行ってから復調部13で復調し、A/D変換器14でディジタル信号に変換して逆拡散用データとし、これを相関部19に入力する。この相関部19では、A/D変換器14から出力される逆拡散用ディジタルデータを非巡回型ディジタルフィルタとしてのマッチトフィルタ15に供給して逆拡散符号Cとの積和(相関出力)を求め、これをピーク検出部16に供給して同期捕捉信号TSを得、この同期捕捉信号TSを逆拡散符号発生器17に供給して逆拡散符号C(t) を発生させ、この逆拡散符号C(t) とA/D変換器14から出力される逆拡散データとを乗算器17で乗算することにより、送信データと同一の受信データを再生する。
【0023】
ここで、マッチトフィルタ15は、図2に示すように、逆拡散用デ- タを8ビットとしたとき、この拡散符号列の奇数番目を入力してシフト動作する4つのD型フリップフロップDF11〜DF14を直列に接続した第1のシフトレジスタ21と、同様に、逆拡散用デ- タの偶数番目を入力してシフト動作する4つのD型フリップフロップDF21〜DF24を直列に接続した第2のシフトレジスタ22とが並列に接続されていると共に、8ビットの逆拡散符号を格納した参照符号レジスタ23を備えている。
【0024】
そして、参照符号レジスタ23には、その一方の出力側に第1の選択手段を構成する4つのマルチプレクサMP11〜MP14が接続され、他方の出力側に第2の選択手段を構成する4つのマルチプレクサMP21〜MP24が接続されている。
さらに、マルチプレクサMP11〜MP14の出力とD型フリップフロップDF11〜DF14の出力とが第1の乗算手段を構成する排他的論理和回路EO11〜EO14に入力され、マルチプレクサMP21〜MP24の出力とD型フリップフロップDF21〜DF24の出力とが第2の乗算手段を構成する排他的論理和回路EO21〜EO24に入力され、これら各排他的論理和回路EO11〜EO14及びEO21〜EO24の出力が加算器25に入力され、この加算器25でシフトクロックCKの立ち上がり及び立ち下がり時点から僅かに遅れた時点で各排他的論理和回路EO11〜EO14及びEO21〜EO24の出力を加算して相関強度を算出し、これを相関強度出力としてピーク検出部16に出力する。
【0025】
ここで、第1のシフトレジスタ21及び第2のシフトレジスタ22には、受信データの2ビットに1周期が対応するシフトクロックCKが入力され、このシフトクロックCKのオフ状態からオン状態となる立ち上がり時点で第1のシフトレジスタ21の各D型フリップフロップDF11〜DF14がシフト動作し、シフトクロックCKのオン状態からオフ状態となる立ち下がり時点で第2のシフトレジスタ22の各D型フリップフロップDF21〜DF24がシフト動作する。
【0026】
また、各マルチプレクサMP11〜MP14の夫々にもシフトクロックCKが入力され、このシフトクロックCKがオン状態であるときに参照符号レジスタ23の偶数段の出力を選択し、オフ状態であるときに参照符号レジスタ23の奇数段の出力を選択して、排他的論理和回路EO11〜EO14に出力する。
さらに、各マルチプレクサMP21〜MP24の夫々にもシフトクロックCKが入力され、このシフトクロックCKがオン状態であるときに参照符号レジスタ23の奇数段の出力を選択し、オフ状態であるときに参照符号レジスタ23の偶数段の出力を選択して、排他的論理和回路EO21〜EO24に出力する。
【0027】
次に、上記実施形態の動作を図3のタイムチャートを伴って説明する。
今、無線送信機10側から図3(a)に示すように8ビットの拡散符号C(t) でなり、夫々“1”及び“0”のデータを表す送信データD1及びD2を右端のビットD11からD12、D13……の順に受信側に送信するものとする。
無線受信機20側では、送信データD1及びD2を受信アンテナ11で受信し、RFアンプ12でRF増幅を行ってから復調部13で復調し、これをA/D変換器14でディジタルデータに変換することにより、逆拡散用データとなって相関部19のマッチトフィルタ15に供給され、このマッチトフィルタ15で逆拡散符号Cとの間で相関演算を行い相関強度出力をピーク検出部16に出力する。
【0028】
このピーク検出部で相関強度出力の最大及び最小のピークを検出して対応する同期捕捉信号TSを発生し、これを逆拡散符号発生器17に供給する。この逆拡散符号発生器17では同期捕捉信号TSに同期して逆拡散符号系列C(t) を発生し、これを乗算器18に供給することにより、この乗算器18で逆拡散用データに逆拡散符号系列C(t) を乗算して送信データと同一の受信データを再生する。
【0029】
そして、マッチトフィルタ15では、参照符号レジスタ23に図3(c) 〜( k) の右側第2段目に示すように左端出力段から順に参照符号C8 、C7 、C6 、C5 、C4 、C3 、C2 、C1 の値「00011101」が格納されているものとする。この状態で、図3(a)に示す逆拡散用データが入力されると、逆拡散用データと同期して入力される図3(b)に示すシフトクロックCKの立ち上がり時点で黒地に白の数字で表される奇数番データD11、D13……が第1のシフトレジスタ21に順次格納され、シフトクロックCKの立ち下がり時点で偶数番データD12、D14……が第2のシフトレジスタ22に順次格納される。
【0030】
一方、マルチプレクサMP11〜MP14は、シフトクロックCKがオフ状態であるときに参照符号レジスタ23の奇数番目における符号C7 、C5 、C3 、C1 の値「0111」を選択し、オン状態であるときに参照符号レジスタ23の偶数番目における符号C8 、C6 、C4 、C2 の値「0010」を選択し、逆にマルチプレクサMP21〜MP24はシフトクロックCKがオフ状態であるときに参照符号レジスタ23の偶数番目における符号C8 、C6 、C4 、C2 の値「0010」を選択し、オン状態であるときに参照符号レジスタ23の奇数番目における符号C7 、C5 、C3 、C1の値「0111」を選択する。
【0031】
したがって、今、図3(a)に示す最初の8ビットの逆拡散用データD1「00011101」がシフトクロックCKの立ち上がり及び立ち下がりの両エッジ部で、第1のシフトレジスタ21及び第2のシフトレジスタ22に交互に入力されて、図3(c)に示すように、奇数番目のビットデータD15、D13及びD11の値「111」が第1のシフトレジスタ21のD型フリップフロップDF11,DF12及びDF13に夫々格納されている状態で、時点t0 でシフトクロックCKが図3(b)に示すように立ち上がることにより、奇数番目の最後のデータD17の値「0」がフリップフロップDF11に格納されると、それまでフリップフロップDF11〜DF13に格納されていた「111」のデータが夫々DF12〜DF14にシフトされて、第1のシフトレジスタ21のD型フリップフロップDF11、DF12、DF13及びDF14に、図3(c)に示すように、奇数番目のデータD17、D15、D13及びD11の値「0111」が格納される。
【0032】
次いで、偶数番目の最初から3つのデータD16、D14及びD12の値「010」が第2のシフトレジスタ22のD型フリップフロップDF21,DF22及びDF23に格納されている状態で、時点t1 でシフトクロックCKの立ち下がることにより、偶数番目の最後のデータD18の値「0」がD型フリップフロップDF21に格納されると、各フリップフロップDF21〜D23に格納されていたデータ「010」が夫々フリップフロップDF22〜DF24にシフトされることにより、第2のシフトレジスタ22のD型フリップフロップDF21、DF22、DF23及びDF24には図3(c)に示すように偶数番目のデータD18、D16、D14及びD12の値「0010」が格納される。
【0033】
この時点t1 より僅かに遅れた時点t2 ではシフトクロックCKがオフ状態であるので、第1の選択手段としてのマルチプレクサMP11,MP12,MP13及びMP14では、参照符号レジスタ23の奇数番目の出力を選択するので、これらマルチプレクサMP11,MP12,MP13及びMP14から図3(c)に示すように参照符号Cの奇数番目の符号C7 、C5 、C3 及びC1 の値「0111」が出力され、同様に、第2の選択手段としてのマルチプレクサMP21,MP22,MP23及びMP24では、参照符号レジスタ23の偶数番目の出力を選択するので、これらマルチプレクサMP21,MP22,MP23及びMP24から図3(c)に示すように参照符号Cの偶数番目の符号C8 、C6 、C4 及びC2 の値「0010」が出力される。
【0034】
この結果、第1及び第2のシフトレジスタ21及び22に格納されているデータは、図3(c)で右側第1段目に図示したように、逆拡散用データD1がその順に格納されていることになり、マルチプレクサMP11〜MP14及びMP21〜MP24で選択された参照符号も図3(c)で右側第2段目に図示した参照符号となり、従来のように8つのD型フリップフロップを直列に接続した場合と等価なシフト動作を行っていることになる。
【0035】
このため、排他的論理和回路EO11〜EO14はその入力データが等しくなるので、全て低レベルの出力となると共に、他方の排他的論理和回路EO21〜EO24もその入力データが等しくなるので、全て低レベルの出力となり、加算器25で算出される相関度強度出力は最低レベルの「0」となり、これがピーク検出部16に供給されることにより、このピーク検出部16で最小ピーク値であると判断してパルス状の同期捕捉信号TSを逆拡散符号発生器17に供給し、逆拡散符号系列C(t) が乗算器18に出力開始される。
【0036】
このとき、時点t3 でシフトクロックCKが立ち上がると、逆拡散用データD1に続く逆拡散用データD2の先頭データD21の値「0」が図3(d)に示すように、第1のシフトレジスタ21のD型フリップフロップDF11に格納されることにより、各フリップフロップDF11〜DF14のデータがシフトされて、これらの格納データは「0011」となる。このとき、第2のシフトレジスタ22の各フリップフロップDF21〜DF24はシフト動作を行わないので、前回の格納データ「0010」を維持する。
【0037】
そして、時点t3 より僅かに遅れた時点t4 では、シフトクロックCKがオン状態となっているので、第1の選択手段としてのマルチプレクサMP11,MP12,MP13及びMP14で参照符号レジスタ23の偶数出力を選択することにより、これらマルチプレクサMP11,MP12,MP13及びMP14から図3(d)に示すように参照符号Cの偶数番目における符号C8 、C6 、C4 及びC2 の値「0010」が出力され、逆に第2の選択手段としてのマルチプレクサMP21,MP22,MP23及びMP24から図3(d)に示すように参照符号Cの奇数番目における符号C7 、C5 、C3 及びC1 の値「0111」が出力される。
【0038】
この結果、図3(d)の右側1段目に示すように、第1のシフトレジスタの内容が従来例と同様にシフトさせた場合の偶数番目のデータとなり、第2のシフトレジスタの内容が奇数番目のデータとなり、これに応じて参照符号も入れ換えられるので、従来のように8つのD型フリップフロップを直列に接続した場合と等価なシフト動作を行っていることになる。
【0039】
このため、排他的論理和回路EO11〜EO13から低レベルの出力、EO14から高レベルの出力が得られると共に、EO21,EO23から低レベルの出力、EO22,EO24から高レベルの出力が得られることにより、加算器25から出力される相関強度出力が「3」となり、ピーク検出部16でピーク値ではないと判断されて同期捕捉信号TSの出力は停止される。
【0040】
その後、シフトクロックCKの立ち下がり時点で図3(e)に示すように、第2のシフトレジスタ22に逆拡散データD2における最初の偶数番データD22の値「1」が格納されることにより、シフト動作によってその内容が「1001」に更新され、第1のシフトレジスタ21はシフト動作しないので図3(e)に示すように「0011」を保持する。また、マルチプレクサMP11〜MP14からは図3(e)に示すように参照符号Cの奇数番目における符号C7 、C5 、C3 及びC1 の値「0111」が出力され、マルチプレクサMP21〜MP24からは図3(e)に示すように参照符号Cの偶数番目における符号C8 、C6 、C4 及びC2 の値「0010」が出力される。この場合も図3(e)の右側1段目に示すように、8段のシフト動作と等価なシフト動作となる。
【0041】
このため、排他的論理和回路EO11,EO13,EO14,EO22の出力が低レベルとなり、残りのEO12,EO21,EO23及びEO24の出力が高レベルとなることにより、加算器25から「4」の相関強度出力が得られ、これがピーク検出部16に供給されるがピーク値ではないと判断されて同期捕捉信号TSの出力停止状態が継続される。
【0042】
その後、シフトクロックCKの立ち上がり及び立ち下がりに応じて順次図3(f)〜図3(j)に示すように逆拡散用データD2の奇数番目のデータD23が第1のシフトレジスタ21に、偶数番目のデータD24が第2のシフトレジスタ22に、奇数番目のデータD25が第1のシフトレジスタ21に、偶数番目のデ- タD26が第2のシフトレジスタ22に格納されて行き、夫々の相関強度出力は「5」,「4」,「3」,「4」,「5」となり、ピーク検出部16でピーク値ではないと判断されて同期捕捉信号TSの出力停止状態が継続される。
【0043】
そして、図3(k)に示すように、逆拡散用データD2における最後の偶数番データD28の値「1」が第2のシフトレジスタ22のフリップフロップDF21に格納されて、その内容が「1101」となり、第1のシフトレジスタ21の内容は「1000」を維持する。この結果、第1のシフトレジスタ21の格納データが図3(k)の右側第1段目に示すように、8段のシフトレジスタで構成した場合の奇数番データとなり、第2のシフトレジスタ22の格納データが偶数番データとなる。
【0044】
この直後では、シフトクロックCKがオフ状態であるので、マルチプレクサMP11〜MP14で参照符号レジスタ23の参照符号Cの奇数番目における符号C7 、C5 、C3 及びC1 の値「0111」を選択し、マルチプレクサMP21〜MP24で参照符号Cの偶数番目における符号C8 、C6 、C4 及びC2 の値「0010」を選択しているので、排他的論理和回路EO11〜EO14及びEO21〜EO24の全ての出力が高レベルとなり、加算器25で算出される相関強度出力が「8」となり、これがピーク検出部16に供給されるので、このピーク検出部16で最大ピーク値と判断されてパルス状の同期捕捉信号TSが出力され、これに応じて逆拡散符号発生器17から再度逆拡散符号列C(t) が出力され、乗算器18で次の逆拡散用データD3に乗算されて、送信データと同一の受信データが再生される。
【0045】
このように、上記実施形態によると、シフトレジスタを拡散符号のビット数の半分の段数となる第1のシフトレジスタ21及び第2のシフトレジスタ22に分割して並列に接続し、その一方をシフトクロックCKの立ち上がりでシフト動作させ、他方をシフトクロックCKの立ち下がりでシフト動作させると共に、マルチプレクサMP11〜MP14及びMP21〜MP24でシフトクロックCKのオン・オフ状態に応じて参照符号レジスタ23に格納されている参照符号の奇数番目及び偶数番目を選択し、各シフトレジスタの各段の出力とマルチプレクサMP11〜MP14及びMP21〜MP24の出力とを排他的論理和回路EO11〜EO14及びEO21〜EO24に供給して不一致のときに高レベルの出力を得、これを加算器25で加算して、相関強度出力を得るようにしているので、8ビットの逆拡散データを再生する場合に、シフトパルスCKが4パルス分で済み、1ビットが通過するD型フリップフロップ数が4つで済むことから、従来例のように8段のシフトレジスタを適用した場合の8パルス且つ通過フリップフロップ数が8の半分となるので、シフトクロックCKクロックレートを半減させることができ、大きな省電力化を計ることができる。このとき、マルチプレクサMP11〜MP14及びMP21〜MP24で新たにスイッチング動作を生じるが、参照符号は1ビットであるので、多ビットのシフトレジスタでのスイッチング回数の削減効果の方が遥かに大きい。したがって、マッチトフィルタ15を使用した無線受信機20全体の省電力化を計ることができ、内蔵バッテリを長寿命化することができる。
【0046】
なお、上記実施形態においては、拡散符号が8ビットである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、任意のビット数に設定することができる。
また、上記実施形態においては、参照符号レジスタ23に逆拡散用データD1に相当する参照符号を格納した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、逆拡散用データD2に相当する参照符号を格納するようにしてもよく、さらには逆拡散用データの奇数番目と偶数番目とを入れ換えた参照符号とすることもでき、この場合にはマルチプレクサMP11〜MP14及びMP21〜MP24のシフトクロックCKに応じた選択を上記実施形態と逆に入れ換えればよい。また、逆拡散用データD1又はD2に相当する参照符号の奇数番目及び偶数番目の符号を格納した2つの参照符号レジスタを設け、これらをマルチプレクサで選択して、排他的論理和回路EO11〜EO14及びEO21〜EO24に供給するようにしてもよい。
【0047】
さらに、シフトレジスタの分割数は上記実施形態のように2分割に限らず、3分割、4分割等の任意分割数とすることができ、これに応じて参照符号レジスタ23の出力段の選択ビット数範囲を増加させればよい。
さらにまた、上記実施形態においては、無線受信機20でRFアンプ12から出力されるベースバンド信号を復調器13で復調してからA/D変換器14でディジタル信号に変換して相関部19に供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図4に示すように、RFアンプ12で増幅したベースバンド信号をA/D変換器14でディジタル信号に変換し、これを図2に示すマッチトフィルタ15を有する相関部19に供給してスペクトル逆拡散を行った後、ベースバンド復調部27で復調してから処理回路28に供給することによりCDMA電話受信機29を構成するようにしてもよい。
【0048】
なおさらに、上記実施形態においては、本発明をマッチトフィルタに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、n段のシフトレジスタとその各出力段の出力にフィルタ係数を乗算して加算するようにした非巡回型ディジタルフィルタに適用し得るものである。
また、上記実施形態においては、本発明をCDMA方式の通信システムに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図5に示すように、直接拡散(DS:Direct Sequence又はDirect Spread)を行うスペクトル拡散(SS:Spread Spectrum)方式を採用した無線ローカルエリアネットワーク用の無線受信機器30に適用することができる。すなわち、無線受信機器30は、無線アンテナ11で受信した受信信号をRFアンプ12で増幅した信号をA/D変換器14でディジタル信号に変換し、これを図2に示すマッチトフィルタ15を有する相関部19でスペクトル逆拡散を行ってから、ベースバンド復調部31で復調してからパケット処理部32で受信パケットからデータを抽出してノート型パーソナルコンピュータ、モバイル機器等の省電力化を要求される携帯型情報端末33に供給すると共に、この携帯型情報端末33から無線受信機器30に必要な電力の供給を受けるように構成されている。この場合も、相関部19のマッチトフィルタ15で省電力化を計ることができるので、無線受信機器30全体の省電力化を計ることができ、無線受信機器30を接続する携帯型情報端末33の内蔵バッテリを長寿命化することができる。なお、A/D変換器14及び相関部19とベースバンド復調部31との接続順序を入れ換えてもよい。この他、拡散符号を使用した他の無線受信機器にも本発明を適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明をCDMA方式の通信システムに適用した場合の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の非巡回型ディジタルフィルタを構成するマッチトフィルタを示すブロック図である。
【図3】マッチトフィルタの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図4】図1の変形例を示すブロック図である。
【図5】本発明を無線ローカルエリアネットワーク用の無線受信器に適用した場合の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
10…無線送信機、11…受信アンテナ、12…RFアンプ、13…復調部、14…A/D変換器、15…マッチトフィルタ、16…ピーク検出部、17…逆拡散符号発生器、18…乗算器、19…相関部、20…無線受信機、21…第1のシフトレジスタ、22…第2のシフトレジスタ、23…参照符号レジスタ、25…加算器、DF11〜DF14,DF21〜DF24…D型フリップフロップ、MP11〜MP14,MP21〜MP24…マルチプレクサ、EO11〜EO14,EO21〜EO24…排他的論理和回路
Claims (4)
- 所定数nビットの入力データを順次シフトするn段のシフトレジスタと、該シフトレジスタの各出力段の出力にフィルタ係数を乗じて加算するようにした非巡回型ディジタルフィルタにおいて、前記n段のシフトレジスタを拡散符号系列が入力されると共に、シフトクロックが入力される夫々n/2段に分割した第1及び第2のシフトレジスタと、n個の逆拡散符号を格納する参照符号レジスタと、前記シフトクロックに応じて前記参照符号レジスタの奇数段及び偶数段を選択して出力する第1及び第2の選択手段と、前記第1のシフトレジスタの各段の出力と前記第1の選択手段の出力とを乗算する第1の乗算手段と、前記第2のシフトレジスタの各段の出力と前記第2の選択手段の出力とを乗算する第2の乗算手段と、前記第1の乗算手段及び第2の乗算手段の乗算結果を加算して相関強度を出力する相関強度演算手段とを備え、前記第1及び第2のシフトレジスタは、何れか一方がシフトクロックの立ち上がりでシフト動作し、他方が当該シフトクロックの立ち下がりでシフト動作するように構成され、且つ前記第1及び第2の選択手段は、シフトクロックがオン状態であるときに前記何れか一方が前記参照符号レジスタの偶数段を前記第1の乗算手段に、他方が奇数段を前記第2の乗算手段に夫々出力し、当該シフトクロックがオフ状態であるときに前記何れか一方が前記参照符号レジスタの奇数段を前記第1の乗算手段に、他方が偶数段を前記第2の乗算手段に夫々出力するように構成されていることを特徴とする非巡回型ディジタルフィルタ。
- 前記第1及び第2の選択手段は前記参照符号レジスタの2段分毎に配設されて奇数段及び偶数段を選択するマルチプレクサで構成され、前記第1及び第2の乗算手段は排他的論理和回路で構成され、前記相関強度演算手段は加算回路で構成されていることを特徴とする請求項1記載の非巡回型ディジタルフィルタ。
- 基地局からのスペクトラム拡散したRF信号を受信することによりパス同期保持を含む動作を行うCDMA方式を採用した無線通信機器において、受信したRF信号をベースバンド信号に変換するRF受信部と、入力されるディジタル信号を保持すると共に、拡散符号を参照符号として保持し、これらの相間をとりながらスペクトラム逆変換を行って受信データを出力する相間部と、受信データを復調するベースバンド復調部とを備え、前記相間部及びベースバンド復調部の何れか一方の入力側を前記RF受信部に接続し、その出力側に他方を接続し、前記相間部は、請求項1又は2に記載の非巡回型ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有することを特徴とする無線通信機器。
- 他の無線通信端末との間で無線ローカルエリアネットワークを形成して情報データを直接拡散を行うスペクトル拡散通信方式でパケット送信するようにした無線通信機器において、受信した情報データをベースバンド信号に変換するRF受信部と、入力されるディジタル信号を保持すると共に、拡散符号を参照符号として保持し、これらの相間をとりながらスペクトラム逆変換を行って受信データを出力する相間部と、受信データを復調するベースバンド復調部と、受信データに基づいてパケット処理を行うパケット処理部とを備え、前記相間部及びベースバンド復調部の何れか一方の入力側を前記RF受信部に接続し、その出力側に他方を接続し、その出力側にパケット処理部を接続し、前記相間部は、請求項1又は2に記載の非巡回方ディジタルフィルタで構成されるマッチトフィルタを有することを特徴とする無線通信機器。
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