JP4313917B2 - 復調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は復調装置に関し、例えば、IS−2000に準拠する規格の上りリンクにおけるpilot(パイロット)、suplemental(サプリメンタル)、fundamental(ファンダメンタル)の3つのチャネルが符号多重された信号から、これらの各チャネルを復調(抽出)するCDMA(符号分割多元接続)方式の復調装置などに適用し得るものである。
【0002】
【従来の技術】
現IS−2000に準拠する規格に対応した送信機が内蔵する符号多重部10の構成例を、図2に示す。IS−2000規格は、CDMA受信機やCDMA方式を用いた携帯電話システムなどに適用し得るもので、上りリンクにおいてpilot、suplemental、fundamentalの3つのチャネルがある。
【0003】
図2において、この符号多重部10は、pilot、suplemental、fundamentalチャネル情報に対し、walsh符号を掛ける乗算器A1、A2と、ゲイン調整回路A3、A4と、walsh符号により拡散されたsuplemental信号と別のwalsh符号により拡散されたfundamental信号を多重する加算器A5と、longcode(長周期符号)と同相、逆相のPN(擬似雑音)符号PNi、PNqを掛けるための乗算器A6、A7と、pilotおよび加算器A5の出力に異なる組み合わせで当該乗算器A6、A7の出力を掛けるための4つの乗算器A8、A9、A10、A11と、乗算器A8とA10の出力を加算する加算器A12と、乗算器A9とA11の出力を加算する加算器A13と、加算器A12、A13の出力信号をフィルタを通しゲイン調整後、90°位相を変化させる回路A14、A15と、回路A14,A15から出力される同相成分、直交成分を加算する加算器A16とを備えている。
【0004】
この符号多重部10は、3つのチャネルpilot、suplemental、fundamentalを符号多重した信号TSを送信することができる。ただしこのうちpilotチャネルは、もっぱら伝搬路推定用に用いるものであり、乗算器A1、A2で行われたようなWalsh符号の乗算も施されていないので、情報チャネルとして使用されるsuplementalチャネルおよびfundamentalチャネルとは復号側での取り扱いも異なる。
【0005】
一方、この符号多重部10を搭載した送信機に対向する受信機は、符号多重された当該信号TSを受信して、前記3つのチャネルを処理し、少なくとも2つの情報チャネルを取り出して復調するために図3に示すような復調処理回路11を備えている。
【0006】
図3において、この復調処理回路11は、信号TSが伝搬された各パスに対応する複数のパス復調ユニット(すなわち複数のフィンガ)B1〜B3を備えている。
【0007】
各パス復調ユニットB1〜B3のそれぞれは、3つの情報チャネル(1、2、N)を分離抽出できるように、3つのチャネル復調回路(チャネル抽出回路)を内蔵している。
【0008】
ここでは、一例として、チャネル1は前記suplementalに対応し、チャネル2は前記fundamentalに対応するものとする。したがってこの場合は、N=2である。
【0009】
パス1に対応したパス復調ユニットB1のなかで、チャネル1を分離、抽出するのがチャネル復調回路B4であり、チャネル2を分離、抽出するのがチャネル復調回路B5であり、チャネルNを分離、抽出するのがチャネル復調回路B6である。
【0010】
同様に、パス2に対応したパス復調ユニットB2のなかで、チャネル1を分離、抽出するのがチャネル復調回路B7であり、チャネル2を分離、抽出するのがチャネル復調回路B8であり、チャネルNを分離、抽出するのがチャネル復調回路B9であり、パスNに対応したパス復調ユニットB3のなかで、チャネル1を分離、抽出するのがチャネル復調回路B10であり、チャネル2を分離、抽出するのがチャネル復調回路B11であり、チャネルNを分離、抽出するのがチャネル復調回路B12である。
【0011】
これらのチャネル復調回路B4〜B12のそれぞれは、図4に示すような回路構成を備えている。
【0012】
チャネル復調回路B4〜B12の回路構成は同じであるので、図4にはパス復調ユニットB1中のチャネル復調回路B4を示したものとして説明を進める。
【0013】
図4において、相関器102は、入力端101に入力された符号多重された信号TSに直交符号(例えば前記符号多重部10で使用したPNiとlongcodeを乗算して得られる符号)を用いた相関演算を施して相関ピークの高いデータを抽出する。
【0014】
次に、乗算器105が、そのデータに送信側で多重したときと同じWalsh符号+−+−…を掛け合わせることで、チャネル1のsuplementalを抽出(分離)する。
【0015】
一方、相関器103では、入力端101に入力された当該信号TSに、前記直交符号を用いて前記相関器102よりも長い相関区間について相関演算を施すことで、相関データを得る。
【0016】
この相関データを受け取った伝搬路推定器204は、この相関データをもとにNsymbol長(Nシンボル長)の移動平均を取ることで、前記乗算器105から出力されるチャネル1の位相補正を行うための伝搬路推定値を得る。
【0017】
この伝搬路推定値で、乗算器105がwalsh符号の掛け合わせにより抽出した信号(チャネル1)に重み付けを実施して重み付け済み抽出信号WSを得る。
【0018】
この信号WSは、図3のマルチパス合成部B13内のチャネル1用の合成ユニットB14に供給される。
【0019】
以上のような動作は、チャネル復調回路B4以外のチャネル復調回路B5〜B12でも行われ、各チャネル復調回路B5〜B12からも、対応する重み付け済み抽出信号が出力される。
【0020】
したがってマルチパス合成部B13内において、前記合成ユニットB14には、前記チャネル復調回路B4のほか、チャネル復調回路B7とB10から重み付け済み抽出信号が供給される。
【0021】
同様に、チャネル2用の合成ユニットB15には、チャネル復調回路B5、B8、B11から重み付け済み抽出信号が供給され、チャネルN用の合成ユニットB16には、チャネル復調回路B6、B9、B12から重み付け済み抽出信号が供給される。
【0022】
供給される3つのパスについて、各合成ユニットB14〜B16においてマルチパス合成が行われて信頼性が向上される。
【0023】
最終的に合成ユニットB14からは、信頼性の高いチャネル1の復調信号CS1が出力され、合成ユニットB15からは信頼性の高いチャネル2の復調信号CS2が出力され、合成ユニットB16からは信頼性の高いチャネルNの復調信号CSNが出力される。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記復調処理回路11では、各パス復調ユニットB1〜B3のおのおのが、送信側で符号多重された情報チャネル数分のチャネル復調回路(B4〜B6など)を装備する必要があるため、回路規模が大きい。
【0025】
例えば、上述の例では2(N=2)であった情報チャネル数を3以上にすると、各パス復調ユニットが装備するチャネル復調回路の数も3以上となる。
【0026】
これは、復調処理回路11全体でみると、図4に示した構成を持つチャネル復調回路の総数は、パス数(フィンガ数)*情報チャネル数だけ必要になることを意味する(ここで、「*」は乗算を示す)。
【0027】
また、このような回路規模の増大にともなって、回路構成の複雑化、消費電力アップなどの問題も生じる。
【0028】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明の復調装置は以下の構成を備える。すなわち、直交符号で変調されると共に複数チャネルを符号多重した伝搬信号を、異なる伝搬路を介して受信して、伝搬路推定を含む処理を施す伝搬路推定処理手段を複数備え、各伝搬路推定処理手段の出力に、マルチパス合成を施して復調する復調装置において、前記各伝搬路推定処理手段は、前記直交符号と伝搬信号を用いた相関演算を実行し、演算結果として得られる隣接するシンボルを加算する第1の相関器と、前記直交符号と伝搬信号を用いた相関演算を実行し、演算結果として得られる隣接するシンボルの一方から他方を減算する第2の相関器と、を有する情報用相関演算部と、前記伝搬路推定のために、前記情報用相関演算部よりも長い区間について、前記直交符号と伝搬信号を用いた相関演算を実行して伝搬路推定用相関値を得る伝搬路推定用相関演算部と、前記伝搬路推定用相関値の移動平均を取ることで、伝搬路推定を実行して伝搬路推定値を得る伝搬路推定手段と、前記伝搬路推定値を前記第1の相関器と出力に掛け合わせて積を得る第1の乗算手段と、前記伝搬路推定値を前記第2の相関器と出力に掛け合わせて積を得る第2の乗算手段と、を有し、前記複数の伝搬路推定処理手段の前記第1の乗算手段からの出力を合成し、かつ、前記複数の伝搬路推定処理手段の前記第2の乗算手段からの出力を合成することで前記マルチパス合成を実行する合成手段と、前記合成手段の合成結果を得た後、前記複数チャネルを分離する分離手段と、を有する。
【0029】
【発明の実施の形態】
(A)実施形態
以下、本発明の復調装置を、2つのチャネルを復調する復調処理回路に適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【0030】
本実施形態は、フィンガー数(パス数)分の相関データを先に合成した後に、符号多重したときと同じ符号をもとに相関データを反転/非反転させてチャネル分離を行い、所望のチャネル信号を復調することを特徴とする。
【0031】
(A−1)実施形態の構成
本実施形態の復調処理回路20の全体構成を図1に示す。この復調処理回路20は、上述した復調処理回路11と同様に、図2の符号多重部10を搭載した送信機に対向する受信機に装備される復調処理回路である。
【0032】
なお、本実施形態で使用する信号TS1は、前記信号TSと同じ信号であるものとする。ただし本実施形態では、前記pilotは伝搬路の推定にのみ使用する。
【0033】
図1において、復調処理回路20は、信号TS1のパス1に対応するパス復調ユニットC1と、パス2に対応するパス復調ユニットC2と、パスN(N=3)に対応するパス復調ユニットC3と、合成・チャネル分離部C7とを備えている。
【0034】
このうちパス復調ユニットC1は、1つのチャネル復調回路C4を内蔵している。同様に、パス復調ユニットC2は、1つのチャネル復調回路C5を内蔵し、パス復調ユニットC3は、1つのチャネル復調回路C6を内蔵している。
【0035】
ここで、チャネル復調回路C4は図5に示すような内部構成を備えている。このチャネル復調回路C4は、上述した従来のチャネル復調回路B4〜B12とは機能上、まったく異なる。なお、本実施形態の他のチャネル復調回路C5、C6も当該チャネル復調回路C4と同じ内部構成を備え、同じ機能を装備している。
【0036】
(A−1−1)チャネル復調回路の内部構成
図5において、チャネル復調回路C4は、入力端201と、相関器202A、202B、203と、伝搬路推定器204と、乗算器205、206とを備えている。
【0037】
このうち相関器203は、図4に示した前記相関器103と同じ相関器であり、伝搬路推定器204も前記伝搬路推定器104と同じ伝搬路推定器である。
【0038】
本実施形態の相関器202Aと202Bはそれぞれが、前記相関器102に対応する相関器であり、ともに同じ直交符号と信号TS1との乗算を実行して相関ピークの高いデータを抽出する点で同じである。
【0039】
ただし乗算後に行う演算操作が異なり、当該乗算の結果として得られる隣接するシンボルについて、相関器202Bでは加算するのに対し、相関器202Aでは一方から他方を減算する。
【0040】
すなわち、送信側でWalsh符号+−+−を乗算したチャネル1のsuplementalに対応する相関器202Aから出力される相関データは、+−を最小symbol単位とし、送信側でWalsh符号++−−を乗算したチャネル2のfundamentalに対応する相関器202Bから出力される相関データは、++を最小symbol単位とする。
【0041】
前記加算結果としての当該最小symbol単位++は、相関器202Bから乗算器205に供給され、前記減算結果としての当該最小symbol単位+−は相関器202Aから乗算器206に供給される。
【0042】
乗算器205では、当該加算結果と伝搬路推定値が乗算されて重み付けが行われ、重み付け済みでなおかつチャネル未抽出の信号NP1が得られ、乗算器206では当該減算結果と当該伝搬路推定値が乗算されて重み付けが行われ、重み付け済みでなおかつチャネル未抽出の信号NM1が得られる。
【0043】
これらの信号NM1とNP1は、当該チャネル復調回路C4から送出されて合成・チャネル分離部210に供給される。
【0044】
また、チャネル復調回路C5から合成・チャネル分離部210に供給される信号のうち、前記信号NM1に対応する信号をNM2とし、前記信号NP1に対応する信号をNP2とする。
【0045】
同様に、チャネル復調回路C6から合成・チャネル分離部210に供給される信号のうち、前記信号NM1に対応する信号をNM3とし、前記信号NP1に対応する信号をNP3とする。
【0046】
前記合成・チャネル分離部210は、これらの信号NM1〜NM3およびNP1〜NP3を用いて、マルチパス合成と、チャネル分離を実行する部分である。
【0047】
この合成・チャネル分離部210の内部構成を図6に示す。
【0048】
(A−1−2)合成・チャネル分離部の内部構成
図6において、合成・チャネル分離部210は、合成回路211と、反転/非反転回路212と、レート加算器213とを備えている。
【0049】
合成回路211は、マルチパス合成を実行する部分で、所定の合成法に基づいて、前記信号NM1〜NM3のマルチパス合成と、前記信号NP1〜NP3のマルチパス合成を行う。
【0050】
信号NM1〜NM3のマルチパス合成の結果として得られる信号NMSと、信号NP1〜NP3のマルチパス合成の結果として得られる信号NPSとが、この合成回路211から反転/非反転回路212に供給される。
【0051】
反転/非反転回路212は、これらの信号NMSとNPSに対して、送信側で符号多重したときと同じWalsh符号に対応したチャネル分離符号DCを用いて、後述する反転/非反転操作を実行することにより、チャネル分離(チャネル抽出)を行い、復調過程信号dp1、dp2を出力する部分である。
【0052】
この復調過程信号dp1、dp2を受け取ったレート加算器213は、復調過程信号dp1、dp2のそれぞれを、チャネルごとのレートに合わせて加算して、図3のCS1、CS2と同様な復調信号CS1(チャネル1)とCS2(チャネル2)を生成し、出力する部分である。
【0053】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。
【0054】
(A−2)実施形態の動作
符号多重された信号TS1が各チャネル復調回路C4〜C6の入力端子201を介して相関器202A、202Bに入力されると、相関器202Aと202Bは上述した演算操作を含む相関演算を実行する。
【0055】
その相関演算の結果は、乗算器205,206において伝搬路推定器204から出力される伝搬路推定値と乗算されることにより、信頼度の高い信号(例えばチャネル復調回路C4の場合なら、信号NP1、NM1)とされて各チャネル復調回路C4〜C6から出力される。
【0056】
合成回路211では、信号NM1〜NM3が合成されて信号NMSが得られ、信号NM1〜NM3が合成されて信号NPSが得られる。
【0057】
マルチパス合成によって得られたこれらの信号NMSとNPSは、チャネル分離の目的で送信側で符号多重したときと同じ符号により、反転/非反転回路212において符号の反転/非反転を受け、復調過程信号dp1、dp2に変換される。
【0058】
復調過程信号dp1、dp2はチャネル復調信号CS1、CS2の直接的な基礎となる信号で、レート加算器213において希望チャネルのsymbol分加算されて、所望のチャネル信号CS1、CS2に復調される。
【0059】
次に、図7を参照しながら反転/非反転回路212の動作について説明する。
【0060】
IS−2000規格の場合、送信側と受信側の対応関係から、チャネル1のsuplementalに対応する相関器202Aから出力される相関データは、+−を最小symbol単位とし、チャネル2のfundamentalに対応する相関器202Bから出力される相関データは、++を最小symbol単位とすることはすでに述べた通りである。
【0061】
したがって、Walsh符号に着目すると、相関器202Bからは相関データ++が出力され、相関器202Aからは相関データ+−が出力されることになる。
【0062】
これらの各相関データに対するチャネル分離符号DCは、suplementalチャネルに対しては全区間+演算となり、fundamentalチャネルに対してはWalsh符号++−−に従い、++の区間では+となり、−−の区間では−になる。
【0063】
そして反転/非反転回路212は、suplementalチャネルの場合は、相関器202Aの相関データ+−をそのまま、チャネル1の復調過程信号dp1として出力する。
【0064】
一方、fundamentalチャネルの場合、当該反転/非反転回路212は、相関器202Bの相関データ++を、walsh符号++−−が++の区間は非反転し(チャネル分離符号は+)て相関データ++(すなわちシンボル++)をそのままチャネル2の復調過程信号dp2として出力し、Walsh符号の−−の区間は、相関データ++を反転してチャネル2の復調過程信号dp2として出力する。
【0065】
なお、図7中で、実線の矢印は非反転操作を示し、破線の矢印は反転操作を示す。
【0066】
最後に、レート加算器213は、復調過程信号dp1を構成するシンボルデータをチャネル1のレートに合わせて加算することで、チャネル1のsuplementalを復調し、復調信号CS1として出力する。
【0067】
同様に、このレート加算器213は、復調過程信号dp2を構成するシンボルデータをチャネル2のレートに合わせて加算することで、チャネル2のfundamentalを復調し、復調信号CS2として出力する。
【0068】
(A−3)実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、従来よりも小さな回路規模で従来と同一の機能を実現することができ、回路規模の縮小、回路構成の簡略化、消費電力低減などの点で従来よりも優れている。
【0069】
(B)他の実施形態
なお、上記実施形態ではWalsh符号を例に取ったが、本発明は、Walsh符号以外の規則性のある符号を使用することができる。
【0070】
また、上記実施形態では、符号多重された情報チャネルが2つの場合について説明したが、本発明は、3つ以上の情報チャネルが符号多重された場合にも適用することができる。
【0071】
さらに、上記実施形態では、パスの数Nが、3の場合を例に説明したが、パスの数は、3より少なくてもよく、多くてもよい。
【0072】
要するに本発明のポイントは、フィンガ数(パス数)分の相関データを先に合成した後に、符号多重したときと同じ符号をもとに相関データを反転/非反転させてチャネル分離を行い、所望のチャネル信号を復調することで、マルチパス合成の後で、チャネル分離を行うことを可能にした点にある。
【0073】
これによって、本発明は、符号多重されている信号(情報チャネル)を復調するための復調器(チャネル復調回路(例えばC4))の数を、復調処理回路全体として、低減することができる。
【0074】
すなわち本発明は、直交符号で変調されると共に複数チャネルを符号多重した伝搬信号を、異なる伝搬路を介して受信して、伝搬路推定を含む処理を施す伝搬路推定処理手段を複数備え、各伝搬路推定処理手段の出力に、マルチパス合成を施して復調する復調装置について、広く適用することができる。
【0075】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の復調装置では、従来に比べて回路規模を縮小し、回路構成を簡略化し、消費電力を低減すること等が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る復調処理回路の全体構成を示す概略図である。
【図2】従来および実施形態に対応する送信機の符号多重部の構成を示す概略図である。
【図3】従来の復調処理回路の全体構成を示す概略図である。
【図4】従来のチャネル復調回路の構成を示す概略図である。
【図5】実施形態のチャネル復調回路の構成を示す概略図である。
【図6】実施形態の合成・チャネル分離部の内部構成を示す概略図である。
【図7】実施形態の動作説明図である。
【符号の説明】
10…(送信機の)符号多重部、11,20…(受信機の)復調処理回路、202A、202B、203…相関器、204…伝搬路推定器、210…合成・チャネル分離部、211…合成部、212…反転/非反転部。
Claims (3)
- 直交符号で変調されると共に複数チャネルを符号多重した伝搬信号を、異なる伝搬路を介して受信して、伝搬路推定を含む処理を施す伝搬路推定処理手段を複数備え、各伝搬路推定処理手段の出力に、マルチパス合成を施して復調する復調装置において、
前記各伝搬路推定処理手段は、
前記直交符号と伝搬信号を用いた相関演算を実行し、演算結果として得られる隣接するシンボルを加算する第1の相関器と、前記直交符号と伝搬信号を用いた相関演算を実行し、演算結果として得られる隣接するシンボルの一方から他方を減算する第2の相関器と、を有する情報用相関演算部と、
前記伝搬路推定のために、前記情報用相関演算部よりも長い区間について、前記直交符号と伝搬信号を用いた相関演算を実行して伝搬路推定用相関値を得る伝搬路推定用相関演算部と、
前記伝搬路推定用相関値の移動平均を取ることで、伝搬路推定を実行して伝搬路推定値を得る伝搬路推定手段と、
前記伝搬路推定値を前記第1の相関器と出力に掛け合わせて積を得る第1の乗算手段と、
前記伝搬路推定値を前記第2の相関器と出力に掛け合わせて積を得る第2の乗算手段と、を有し、
前記複数の伝搬路推定処理手段の前記第1の乗算手段からの出力を合成し、かつ、前記複数の伝搬路推定処理手段の前記第2の乗算手段からの出力を合成することで前記マルチパス合成を実行する合成手段と、
前記合成手段の合成結果を得た後、前記複数チャネルを分離する分離手段と、
を有することを特徴とする復調装置。 - 請求項1の復調装置において、
前記分離手段は、前記複数チャネルの分離を実行するため、送信側で符号多重した元の符号により、当該合成結果を反転または非反転して加算するチャネル分離手段を備えることを特徴とする復調装置。 - 請求項2の復調装置において、
前記情報用相関演算部が行う相関演算は、前記チャネル分離部が行う加算を各チャネルのデータレートに応じて実行するための最小シンボル単位で実行することを特徴とする復調装置。
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