JP4100809B2

JP4100809B2 - 有効パス検出装置

Info

Publication number: JP4100809B2
Application number: JP07668299A
Authority: JP
Inventors: 真介盛合
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000278177A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接スペクトラム拡散による符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）におけるＲＡＫＥ（レイク）受信装置に関するものであり、特に、有効パスを検出するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時電話システムとして注目されているＣＤＭＡ方式等においては、スペクトラム拡散通信システムが採用されている。このスペクトラム拡散通信システムにおいては、ＰＮコード（疑似ランダム符号）を拡散符号として用い、送信信号の搬送波をスペクトラム拡散して送信し、拡散符号の符号系列のパターンや位相を異ならせることにより多次元接続を可能としたものである。さらに、このスペクトラム拡散通信システムにおいては、マルチパスによるフェージングの影響を軽減するために、ダイバシティＲＡＫＥ合成方式を採用している。このダイバシティＲＡＫＥ合成方式とは、受信信号に基づき得られた遅延プロファイルから各遅延パスのタイミング（遅延時間）を検出して、該タイミングに基づいて受信信号の復調（逆拡散）処理を行い、こうして得たデータに従い各空間パスの位相回転量を検出し、その量により受信信号から各空間パスを経由してきた信号成分を取り出して同相合成を行うものである。
【０００３】
例えば、図７に示すように、従来の送受信システムＱは、送信機Ｂ１と、受信機Ｂ２とを有し、該送信機Ｂ１は、ＰＮコード発生部１１０と、搬送波発振器１１４と、増幅器１１８とを有し、受信機Ｂ２は、増幅器１２０と、ＰＮコード捕捉同期部１２２と、ＰＮコード発生部１２４と、復調部１２８とを有している。
【０００４】
すなわち、情報信号は、まず、乗算器１１２でＰＮコード発生部１１０からのＰＮコードにより変調され、次に、乗算器１１６で搬送波発振器１１４からの搬送波により変調されて、増幅器１１８で増幅されて出力される。また、受信機Ｂ２においては、受信信号が増幅器１２０で増幅され、ＰＮコード発生部１２４、ＰＮコード捕捉同期部１２２により送信側のＰＮコードと同期したＰＮコードが乗算器１２６で乗算されて逆拡散が行われた後に、復調部１２８で通常のデータ復調が行われる。
【０００５】
つまり、上記スペクトラム拡散通信においては、送信側において、ＰＮコードを用いて送信信号を拡散変調して拡散コードとし、この拡散コードを受信側に送信し、受信側では、同じＰＮコードを用いて受信信号を逆拡散して送信信号を得る。
【０００６】
ここで、拡散符号として使用されるＰＮコードの発生器としては、通常、Ｍ系列発生器が使用される。つまり、Ｍ系列のＰＮコードが使用される。このＭ系列の自己相関関数においては、Ｍ系列１周期に１つのピークが存在する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際に使用されるＰＮコードとしては、上記Ｍ系列以外（非Ｍ系列）のＰＮコードを使用する場合がある。特に、多元接続を行う場合には、相互相関のなるべく低いＰＮコードを選択する必要があり、Ｍ系列以外のＰＮコードが選択される可能性が出てくる。この非Ｍ系列のＰＮコードでは、その自己相関特性において１周期に複数のピークを有することが知られている。
【０００８】
すると、受信信号の遅延プロファイルにおいては、図６（ｂ）に示すように、出現するピークが遅延パスであるのか、自己相関結果であるのかが判別できず、結果として、自己相関結果を誤って有効パスと検出してしまうおそれがあった。
【０００９】
すなわち、例えば、Ｍ系列のＰＮコードの場合には、図５（ａ）に示すように、その自己相関特性は１周期において１つのピークを示し、このＭ系列のＰＮコードを用いて受信信号との相関を検出し、遅延プロファイルを測定すると、図６（ａ）に示すように、ダイレクトパスと遅延パスが検出される。一方、非Ｍ系列のＰＮコードの場合には、図５（ｂ）に示すように、その自己相関特性は１周期において複数のピーク示し、その遅延プロファイルには、図６（ｂ）に示すように、ダイレクトパスと遅延パスのみならず、自己相関のサブピークに基づくピークも検出されてしまい、この自己相関のサブピークに基づくピークが所定の選択範囲に入った場合には、これを有効パスと誤って検出してしまうことになる。
【００１０】
そこで、本発明は、自己相関を有するＰＮコード、すなわち、非Ｍ系列のＰＮコードを用いた場合にも、適切に有効パスを検出することができる有効パス検出装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第１には、拡散符号によりスペクトラム拡散された信号である受信信号について有効パスを検出する有効パス検出装置であって、逆拡散符号を出力する逆拡散符号発生部と、該逆拡散符号発生部が出力する逆拡散符号の自己相関を検出する自己相関検出部と、該受信信号に基づき遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、該遅延プロファイル生成部により生成された遅延プロファイルと、上記自己相関検出部が検出した自己相関とに基づき、有効パスを検出する有効パス検出部と、を有し、上記自己相関検出部が、所定のレベルを越えるサブピークの時間情報と、該逆拡散符号の１周期におけるメインピークに対する該サブピークの割合の情報を出力し、上記有効パス検出部は、有効パスの検出に際して、該時間情報に対応するレベルから、遅延プロファイルにおけるダイレクトパスのレベルに上記割合を乗算した値を減算することにより遅延プロファイルの修正を行うことを特徴とする。この場合には、自己相関検出部が、上記時間情報とともに、該逆拡散符号の１周期におけるメインピークに対する該サブピークの割合の情報を出力し、さらに、上記有効パス検出部が、有効パスの検出に際して、該時間情報に対応する相関値から、遅延プロファイルにおけるダイレクトパスのレベルに上記割合を乗算した値を減算することにより遅延プロファイルの修正を行うので、自己相関におけるサブピークの影響を排除した遅延プロファイルを得ることにより適切な有効パスの検出を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としての実施例を図面を利用して説明する。本発明に基づく送受信システムＰは、図１に示されるように、送信機Ａ１と、受信機Ａ２とを有している。ここで、送信機Ａ１は、ＰＮコード発生部１０と、乗算器１２と、搬送波発振器１４と、乗算器１６と、増幅器１８とを有している。
【００１９】
一方、受信機Ａ２は、増幅器２０と、ＡＤ変換部２２と、ＰＮコード発生部２４と、ＰＮコード相関検出部２６と、自己相関検出部２８と、遅延プロファイル生成部３０と、有効パス検出部３２と、ＲＡＫＥ合成部３４と、制御部３６とを有している。この受信機Ａ２におけるＰＮコード発生部２４、自己相関検出部２８、遅延プロファイル生成部３０、有効パス検出部３２等は上記有効パス検出装置として機能する。
【００２０】
ここで、上記増幅器２０は、アンテナを介して受信した受信信号の増幅を行い、ＡＤ変換部２２は、Ａ／Ｄ変換の処理を行う。また、上記逆拡散符号発生部としてのＰＮコード発生部２４は、ＰＮコード（逆拡散符号）を発生するＰＮコード発生器であり、例えば、図３、図４に示す例が挙げられる。この図３、図４に示す例は、非Ｍ系列のＰＮコードを発生するＰＮコード発生器である。また、ＰＮコード相関検出部２６は、受信信号とＰＮコードとの相関を検出するものである。このＰＮコード相関検出部２６は、例えば、マッチドフィルタにより構成される。
【００２１】
また、上記自己相関検出部２８は、ＰＮコード発生部２４から出力されたＰＮコードの自己相関を検出するものであり、具体的には、図２に示すように、ＰＮコードの各ビットデータを順次遅延させるためのシフトレジスタ５０、５２と、シフトレジスタ５０、５２内のビットデータをパラレルに乗算する複数の乗算器５４と、該乗算器５４で乗算された値を加算する加算器５６とから構成されている。つまり、マッチドフィルタと同様の構成となっている。この各シフトレジスタ５０、５２には、ともにＰＮコードが入力されて自己相関を検出するようになっている。なお、上記シフトレジスタ５０、５２は、１周期分のＰＮコードを格納できるようになっている。
【００２２】
また、上記遅延プロファイル生成部３０は、ＰＮコード相関検出部２６において生成された相関値に基づき遅延プロファイルを生成する。遅延プロファイルは、横軸に遅延時間、縦軸に相関電力値を取り、この遅延プロファイルに表れるピークが各パスを介して到達した信号を表している。
【００２３】
また、上記有効パス検出部３２は、遅延プロファイルにおいて有効パスの検出を行う。つまり、所定のしきい値を越えているピーク値を検出するとともに、該ピーク値の遅延時間を有効パスのタイミング情報として検出する。なお、上記自己相関検出部２８において、自己相関が検出されると、そのサブピークについての時間情報が該制御部３６を介して有効パス検出部３２に送られるので、該有効パス検出部３２は、その時間情報に応じたピークを有効パスとはみなさない処理を行う。詳しくは後述する。
【００２４】
また、上記ＲＡＫＥ合成部３４は、上記有効パス検出部３２により検出された有効パスについてのタイミング情報が有効パス検出部３２から送られると、このタイミング情報に応じたタイミングで受信信号に対して逆拡散処理を行ってそのパス対応の復調信号を出力する。また、上記制御部３６は、受信機Ａ２における各部の動作を制御するものである。
【００２５】
上記構成の送受信システムＰの動作について説明する。まず、送信機Ａ１の動作について説明する。情報信号は、まず、乗算器１２でＰＮコード発生部１０からのＰＮコードにより変調され、次に、乗算器１６で搬送波発振器１４からの搬送波により変調されて、増幅器１８で増幅されてアンテナを介して出力される。
【００２６】
一方、受信機Ａ２においては、増幅器２０において受信信号が増幅され、ＡＤ変換部２２でＡ／Ｄ変換が行われる。そして、ＰＮコード相関検出部２６は、ＡＤ変換部２２からの受信信号と、ＰＮコード発生部２４からのＰＮコードとの相関を検出する。また、遅延プロファイル生成部３０は、ＰＮコード相関検出部２６において生成された相関値に従い遅延プロファイルを生成する。
【００２７】
また、有効パス検出部３２は、遅延プロファイルで生成された遅延プロファイルにおいて所定のしきい値以上の相関電力を有するピークを検出して有効パスを検出する。ここで、自己相関検出部２８は、ＰＮコード発生部２４により発生するＰＮコードの自己相関を検出する。すなわち、図２に示すシフトレジスタ５０にＰＮコードをセットするとともに、シフトレジスタ５２にもＰＮコードをセットして、乗算器５４で乗算した値を加算器５６で加算し、その後、例えば、シフトレジスタ５２内のデータを１ビットずつスライドさせていきながら、該加算処理を繰り返して自己相関を得る。この場合シフトレジスタ５２内のＰＮコードは巡回するように構成される。つまり、シフトレジスタ５２の右端のデータは次にはシフトレジスタ５２の左端にくる。ここで、Ｍ系列のＰＮコードの場合には、図５（ａ）に示すように、ＰＮコード１周期において１つのピークのみが表れ、一方、非Ｍ系列のＰＮコードの場合には、図５（ｂ）に示すように、ＰＮコード１周期において複数のピークが表れる。つまり、メインピークＭＰのみならず、サブピークＳＰ１、ＳＰ２も表れる。このメインピークＭＰ及びサブピークＳＰ１、ＳＰ２はともにあるしきい値を越えるレベルのものである。すると、該自己相関検出部２８は、このサブピークについての時間情報を制御部３６を介して有効パス検出部３２に送る。つまり、上記しきい値を越えるサブピークについての上記時間情報を有効パス検出部３２に送る。この時間情報としては、例えば、メインピークからの時間差の情報とする。図５（ｂ）の場合には、時間ｔ１，時間ｔ２の情報が送られる。
【００２８】
この時間情報を受けた有効パス検出部３２においては、その時間情報に対応する遅延時間のパスを有効パスからは除外して有効パスの検出を行う。例えば、図６（ｂ）の例で、例えば、３つの有効パスを検出するものとした場合に、ダイレクトパスを示すメインピークから時間ｔ１後の遅延時間Ｔ１のレベルが遅延パス２よりも大きな値を示す場合でも、この遅延時間Ｔ１のパスを有効パスとはみなさずに有効パスの検出を行う。同様に、メインピークから時間ｔ２後の遅延時間Ｔ２のパスも有効パスとはみなさない。
【００２９】
そして、有効パス検出部３２は、この有効パスについての遅延時間の情報、すなわち、タイミング情報をＲＡＫＥ合成部３４に送り、該ＲＡＫＥ合成部３４は、該タイミング情報に応じたタイミングで受信信号に対して逆拡散を行って該有効パス対応の復調信号を出力する。
【００３０】
以上のように、本発明では、非Ｍ系列のＰＮコードを使用した場合でも、自己相関結果に基づくピークを誤って有効パスとして検出することがない。つまり、従来においては、図６（ｂ）に示すような遅延プロファイルが得られた場合には、自己相関結果に基づくピークであるにも拘わらず、遅延時間Ｔ１のパスを有効パスとして検出してしまうが、本発明では、適切に有効パスを検出することができる。
【００３１】
なお、上記の説明では、自己相関検出部２８は、上記時間情報を出力するものとして説明したが、これには限られず、以下のようにしてもよい。
【００３２】
つまり、自己相関検出部２８は、上記時間情報とともに、レベル関連情報を有効パス検出部３２に送る。ここで、該時間情報とは、上記と同様に、サブピーク、すなわち、所定のしきい値を越えるピークのうちメインピーク以外のものについてのメインピークとの時間差の情報である。また、該レベル関連情報とは、該サブピークのレベルのメインピークのレベルとの割合の情報である。例えば、図５（ｂ）の例で、サブピークＳＰ１については、上記時間情報は、時間ｔ１の情報となり、上記レベル関連情報とは、該サブピークＳＰ１のレベル（相関電力値）のメインピークＭＰのレベル（相関電力値）に対する割合の情報となる。つまり、図５（ｂ）の例では、β／αとなる。すると、有効パス検出部３２は、遅延プロファイル生成部３０から送られた遅延プロファイルにおいて、その時間情報が示す位置のレベル（相関電力値）から、メインピークに該割合を乗算した値を減算して、遅延プロファイルを修正する。例えば、図６（ｂ）の例では、図６（ｂ）におけるメインピークＭＰの値をＧとした場合に、遅延時間Ｔ１のレベルをＧ×β／α分減算する。つまり、自己相関結果を排除した形に遅延プロファイルを修正する。その上で、有効パスの検出を行うのである。有効パスの検出の方法は、従来と同様に、所定のしきい値を越えるピークの中から所定数のピークを有効パスとして選択する。この場合にも、上記と同様に、非Ｍ系列のＰＮコードを使用した場合でも、自己相関結果に基づくピークを誤って有効パスとして検出することがない。
【００３３】
なお、上記時間情報とレベル関連情報とを制御部３６を介して遅延プロファイル３０に送り、該遅延プロファイル３０がそれらの情報に基づいて遅延プロファイルを修正し、有効パス検出部３２は従来通り有効パスを検出するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明における有効パス検出装置によれば、非Ｍ系列のＰＮコードを拡散符号及び逆拡散符号に用いた場合にも、自己相関におけるサブピークに基づくピークのパスを誤って有効パスとして検出することがなく、適切に有効パスの検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に基づく送受信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】自己相関検出部の構成を示すブロック図である。
【図３】ＰＮコード発生器の一例を示す回路図である。
【図４】ＰＮコード発生器の他の一例を示す回路図である。
【図５】自己相関特性を示す説明図であり、（ａ）はＭ系列のＰＮコードの場合を示し、（ｂ）は非Ｍ系列のＰＮコードの場合を示す説明図である。
【図６】遅延プロファイルの例を示す説明図であり、（ａ）は図５（ａ）の自己相関特性の場合の遅延プロファイルを示し、（ｂ）は図５（ｂ）の自己相関特性の場合の遅延プロファイルを示す説明図である。
【図７】スペクトラム拡散通信における送受信システムの従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｐ送受信システム
Ａ１送信機
Ａ２受信機
２０増幅器
２２ＡＤ変換部
２４ＰＮコード発生部
２６ＰＮコード相関検出部
２８自己相関検出部
３０遅延プロファイル生成部
３２有効パス検出部
３４ＲＡＫＥ合成部

Claims

拡散符号によりスペクトラム拡散された信号である受信信号について有効パスを検出する有効パス検出装置であって、
逆拡散符号を出力する逆拡散符号発生部と、
該逆拡散符号発生部が出力する逆拡散符号の自己相関を検出する自己相関検出部と、
該受信信号に基づき遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、
該遅延プロファイル生成部により生成された遅延プロファイルと、上記自己相関検出部が検出した自己相関とに基づき、有効パスを検出する有効パス検出部と、を有し、
上記自己相関検出部が、所定のレベルを越えるサブピークの時間情報と、該逆拡散符号の１周期におけるメインピークに対する該サブピークの割合の情報を出力し、上記有効パス検出部は、有効パスの検出に際して、該時間情報に対応するレベルから、遅延プロファイルにおけるダイレクトパスのレベルに上記割合を乗算した値を減算することにより遅延プロファイルの修正を行うことを特徴とする有効パス検出装置。