JP4350867B2 - スペクトラム逆拡散装置及びこれを用いたスペクトラム拡散信号受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム拡散変調が施されている入力信号（或いはその一例である受信信号）に、拡散コードを用いてスペクトラム逆拡散を施すスペクトラム逆拡散装置に関し、更にはこれを用いた受信装置であるスペクトラム拡散信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、拡散コードである疑似雑音コード（以下ＰＮコードという）を重畳した信号を利用するスペクトラム拡散通信方式が知られており、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式の無線通信等に利用されている。スペクトラム拡散信号の受信に際しては、送信側と同一のＰＮコードを受信機内で発生させて受信信号にスペクトラム逆拡散を施すことにより、受信信号に重畳されているＰＮコードを排除して情報を復調する。この逆拡散を安定的に行うには、受信機内で発生させるＰＮコードを受信信号に重畳されているＰＮコードに対して常に位相同期させる必要がある。そのため、コード位相同期ループを設け、これを用いて受信信号に重畳されているＰＮコードを追尾するという方法が、一般的に採用されている。
【０００３】
ここで、ＰＮコードと相関性のある雑音（以下「有色雑音」）の影響を効果的に抑圧し、正確にコード位相に同期する方式について説明する。図１は、従来のスペクトラム拡散信号受信装置の構成を示す図であり、空中線１０、周波数変換部２０、Ａ／Ｄ変換部３０、信号処理部４１−１〜４１−ｎ、及び制御部５０−１〜５０−ｎから構成されている。送信局から送信されたスペクトラム拡散信号は、まず空中線１０により受信される。受信信号は周波数変換部２０に供給され、ここで所定の周波数変換及び信号増幅処理が施され中間周波数に変換される。その結果得られる中間周波数信号は、Ａ／Ｄ変換部３０において、所定のサンプリング周波数で量子化されてデジタル信号に変換され、このデジタル信号が信号処理部４１−１〜４１−ｎへ、各々供給される。ここでは、ＣＤＭＡに対応すべく４１−１〜４１−ｎというｎ個の信号処理部を設けている。各信号処理部４１−１〜４１−ｎは、各々、独立に動作するキャリア位相同期信号処理部４２及びコード位相同期信号処理部４３を有している。また、制御部は、信号処理部４１−１〜４１−ｎに対応して、５０−１〜５０−ｎのｎ個が設けられている。各信号処理部５０−１〜５０−ｎは、各々、独立に動作するキャリア位相同期制御部４９及びコード位相同期制御部４８を有している。
【０００４】
キャリア位相同期信号処理部４２は、ローカル周波数信号をＡ／Ｄ変換部３０から供給される中間周波数に対し同期させるべく、キャリア位相同期制御部４９によって制御される。ここで、キャリア位相同期制御の詳しい説明については省略するが、キャリア位相同期信号処理部４２は、位相が互いにπ／２異なるという直交関係を有する相同期した一対のローカル周波数信号を、中間周波数信号にミキシングすることにより、中間周波数信号を直交検波する。これによって、Ａ／Ｄ変換部３０の出力信号から中間周波数信号の搬送波成分が除去され、ベースバンド信号が得られる。このベースバンド信号は、互いに直交する成分であるＩ（in-phase）信号及びＱ（quadrature phase) 信号から構成されている。
【０００５】
コード位相同期信号処理部４３は、ＰＮコード発生部４４、Ｌ位相遅延切替部４５、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７及び積算部４６を有している。ＰＮコード発生部４４は、受信信号に重畳されているＰＮコードと同一のＰＮコードであり任意の周波数及び任意の位相を有するＥ(early)位相ＰＮコードを、発生させる。これと同時に、状況に応じてＬ(late)位相遅延切替部４５中のスイッチ４５−１〜４５−２を１チップ遅延部４５Ａ側又はτチップ遅延部４５Ｂ側に切り替え、Ｅ位相ＰＮコードを１チップ遅延部４５Ａ又はτチップ遅延部４５Ｂに通すことにより、Ｌ位相ＰＮコードも発生させる（τ＜１チップ）。ＰＮコード振幅抑圧相関部４７は、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ、Ｑ信号について、前記Ｅ位相ＰＮコード位相、Ｌ位相ＰＮコードを用いて、それぞれ独立に相関処理を施し、得られた相関値を積算部４６に供給する。積算部４６は、供給される相関値ＥＩ、ＥＱ、ＬＩ、ＬＱを一定期間（例えばＰＮコード１周期分の時間）積算することにより、積算相関値ＲＥＩ、ＲＥＱ、ＲＬＩ、ＲＬＱを得る。
【０００６】
図２はＰＮコード振幅抑圧相関部４７の詳細を記載した図である。Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードについてパラメータαに基づき成形処理を施し、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ及びＱ信号とこの成形されたＥ位相ＰＮコードとの相関値を検出し、この相関値ＥαＩ及びＥαＱを相関値演算部４６２に供給する。また、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０−１は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードをパラメータβに基づき成形し、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ及びＱ信号とこの成形されたＥ位相ＰＮコードとの相関値を検出し、この相関値ＥβＩ及びＥβＱを相関値演算部４６２に供給する。Ｅ位相ＰＮコード相関制御部４６１、４６１−１は、以上の動作に際して、コード位相同期制御部４８からの指示に従いパラメータα、βを設定する。相関値演算部４６２は、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０、４６０−１から供給される相関値ＥαＩ、ＥβＩ、ＥαＱ、ＥβＱに基づいて、
【数１】
ＥＩ＝ＥαＩ−ＥβＩ、ＥＱ＝ＥαＱ−ＥβＱ
を算出し、これらを積算部４６にそれぞれ供給する。
【０００７】
Ｌ位相ＰＮコード相関制御部４６０−２、４６０−３は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＬ位相ＰＮコードに対しそれぞれパラメータα又はβに基づく成形を施し、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ及びＱ信号と成形されたＬ位相ＰＮコードとの相関値を検出し、この相関値ＬαＩ、ＬβＩ及びＬαＱ、ＬβＱを相関値演算部４６２に供給する。そして、相関値演算部４６２−１は、供給される相関値ＬαＩ、ＬβＩ、ＬαＱ、ＬβＱに基づいて、
【数２】
ＬＩ＝ＬαＩ−ＬβＩ、ＬＱ＝ＬαＱ−ＬβＱ
を算出し、これらを積算部４６にそれぞれ供給する。
【０００８】
ここで、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７におけるＰＮコード成形処理の作用について、更に詳しく説明する。なお、簡略化のため、ここではキャリア位相が理想的に同期している場合、即ちＩ信号が最大のときにＱ信号が０となる場合について述べる。また、Ｌ位相ＰＮコードについての処理は、Ｅ位相ＰＮコードについての処理と基本的に同一であるので、その説明を省略する。また、積算相関値はＰＮコード位相差＝０の場合の最大値を１として表し、ＰＮコード位相はＥ位相を０として正規化して表す。
【０００９】
無成形の通常ＰＮコードの積算相関特性は、図３（Ａ）中破線で示すように、理想的には、ＰＮコード位相で底辺が０±１チップの区間に亘る２等辺三角形となる。ＰＮコード成形にあたり、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードとキャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ信号との相関処理に際し、Ｅ位相ＰＮコードの変化点（ＰＮコード位相０）±αチップ（但しα＜τ／２）の区間の相関値を０とする無相関処理を施し、相関値ＥαＩを得る。相関値ＥαＩを一定時間、例えばＰＮコード１周期の期間積分した場合得られる積算相関値ＲＥαＩについては、上述のＥ位相ＰＮコード成形相関部４６０の作用即ち±αチップの区間を無相関とする作用により、約αだけ積算相関値が抑圧され積算相関値の最大値は１−αとなる。このように振幅及び帯域が共に抑圧されるという無相関処理の効果（成形）については、Ｑ信号との相関処理に関しても同様である。
【００１０】
一方、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０−１は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードとキャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ、Ｑ信号との相関処理に際し、Ｅ位相ＰＮコードの変化点（ＰＮコード位相０）±βチップ（但しτ／２＜β≦１チップ）の区間の相関を０とする無相関処理を施し、相関値ＥβＩを得る。相関値ＥβＩを一定時間、例えばＰＮコード１周期の期間積分した場合得られる積算相関値ＲＥβについては、上述のＥ位相ＰＮコード成形相関部４６０−１の作用即ち±βチップの区間を無相関とする作用により、約βだけ積算相関値が抑圧され、積算相関値の最大値が１−βとなる。Ｑ信号との相関処理についても同様である。
【００１１】
次に、相関値演算部４６２で求めたＥＩ＝ＥαＩ−ＥβＩを積算部４６で積算した積算相関値ＲＥＩに関しては、図３（Ａ）の５２０に示すように、減算処理の効果により、α、β単独で抑圧したＥαＩ及びＥβＩよりも抑圧効果が向上する。即ち、ＰＮコード位相＝±αチップの積算相関値の振幅には、（Ｉ−α）−（Ｉ−β）＝（β−α）に抑圧された振幅帯（メインローブ）が生じる。また、ＰＮコード位相＝±１チップ付近には、無相関処理の影響により、０チップ付近の振幅帯とは逆極性かつ振幅１／２の別振幅帯（サイドローブ）が、生じる。よって、この場合、計３つの振幅帯が生じることになる。
【００１２】
このようにして、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７から相関値ＥＩ、ＥＱ、ＬＩ、ＬＱが出力され、これが、積算部４６に供給される。積算部４６は、供給される相関値ＥＩ、ＥＱ、ＬＩ、ＬＱを一定時間、例えばＰＮコード１周期の期間積算し、積算相関値ＲＥＩ、ＲＥＱ、ＲＬＩ、ＲＬＱを得る。コード位相同期制御部４８においては、積算部４６から供給されるＲＥＩ、ＲＥＱ、ＲＬＩ、ＲＬＱについて、一般にはキャリア位相の影響を除去するため、
【数３】
ＲＥ＝（ＲＥＩ ２＋ＲＥＱ ２）１／２、ＲＬ＝（ＲＬＩ ２＋ＲＬＱ ２）１／２の処理を実施する。
【００１３】
図３（Ａ）における５２０、５２１は、成形ＰＮコードにおいて、通過帯域制限の影響がない理想状態でのＲＥ、ＲＬを示している。この状態では、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相差がτ（但しτ＜１）チップとなっている。そして、コード位相同期制御部４８は、積算相関値の絶対値であるＲＥ、ＲＬの差分からコード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを求め、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードの発生位相を制御する。これによって、有色雑音の影響を抑圧したコード位相同期を確立することができる。
【００１４】
ここに、前述のＰＮコード振幅抑圧相関部４７によりＰＮコード成形を行った場合のコード位相弁別信号Ｄ（図３中５２２）は、無成形の通常ＰＮコードにおけるコード位相弁別信号Ｄ（図３（Ｂ）中５２３）と比較して、大幅に振幅が抑圧されている。具体的には、無成形の通常ＰＮコードを用いＥ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとの位相差をτとした場合（図３（Ａ）破線参照）、減算の効果により、積算相関値は、図３（Ｂ）中破線で示すように０チップで０値となり−τ／２チップ以下の区間でτ、＋τ／２チップ以上の区間で−τの値をとる。即ち、最大値がτという大きな値でありかつ±１チップまで広がる大きな単一の振幅帯を呈する。これに対して、成形されたＰＮコードを用いているときには、無相関処理の効果が加わるため、０チップ近傍の振幅帯の幅及び最大値が、無成形時に比べ圧縮される。即ち、ＰＮコード位相０±（β＋１／２τ）チップの区間での振幅は、β−αに抑圧され、またＰＮコード位相±（β＋１／２τ）チップ以上の区間の振幅は、±１チップ付近まで０に抑圧されている。有色雑音によるコード位相同期への影響は、コード位相弁別信号Ｄに依存することから、成形ＰＮコードにおけるそれは無成形のＰＮコードにおけるそれと比較して十分小さくなる。ＰＮコード位相０±（β＋／２τ）付近では、その影響度の抑圧効果は、成形時におけるＤの最大値（β−α）と無成形時におけるＤの最大値τとの比で表され、この場合（β−α）／τとなる（図３（Ｂ））。一例として、τ＝０．２チップ、α＝０．０５チップ、β＝０．１５チップを選択した場合、（β−α）／τ＝１／２となる。また、ＰＮコード位相±（β＋１／２τ）チップ以上の区間では、±１チップ付近までは、無成形のＰＮコードではτに比例するのに対し、成形ＰＮコードでは０となり、実質的に有色雑音の影響を受けないことになる。
【００１５】
図４は、従来構成を用いて、初期であるアクイジションから追尾までのコード位相同期制御部４８の処理の流れを示したものである。まず、初期であるアクイジションでは、おおよそのコード位相を速やかに探すため、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相を広げる。また、より大きいパワーを得るために、無成形の通常ＰＮコードを用いる。６００において、コード位相同期制御部４８は、Ｌ位相切替部４５に、スイッチ４５−１、４５−２共、１チップ遅延部４５Ａ側に接続するように指示する。コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生部４４から任意の位相のＥ位相ＰＮコードを発生させ、これを１チップ遅延部４５Ａに通すことにより、Ｅ位相ＰＮコード位相よりも時間軸で所定の位相差１チップだけ遅れているＬ位相ＰＮコードを発生させ、これらをＰＮコード振幅抑圧相関部４７に供給する。６０１において、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７へ、パラメータα＝０チップ、β＝１チップを指示することで、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７にて、無成形の通常ＰＮコードを発生させる。６０２において、コード位相同期制御部４８には、前記通常ＰＮコードでの積算値ＲＥ、ＲＬが供給される。これらのいずれかが任意のパワー以上になるまで、コード位相同期制御部４８は、６０３において、ＰＮコード発生部４４におけるＰＮコード位相を、一定時間毎に２チップずつずらすように制御していく。６０４において、コード位相同期制御部４８は、ＲＥ、ＲＬの差を求めることにより、コード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを得る。このコード位相弁別信号Ｄは、０．５チップ前で正の極大、０．５チップ後で負の極大をとり、コード位相弁別信号Ｄ＝０すなわちＰＮコード発生部４４からのＥ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとの中間位相点が完全に同期しているときに０になる、という特性を有する。そこで、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコード位相を制御する。６０５において、コード位相同期制御部４８は、コード位相弁別信号Ｄがほぼ０に収束安定したかを確認する。
【００１６】
次に、コード位相同期制御部４８は、有色雑音による影響を抑圧するため、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードのコード位相を狭める。即ち、圧縮成形したＰＮコードを用いる。６０６において、コード位相同期制御部４８は、Ｌ位相切替部４５に対し、スイッチ４５−１、４５−２共τチップ遅延部４５Ｂ側に接続するように指示する。コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生部４４から任意の位相のＥ位相ＰＮコードを発生させ、これをτチップ遅延部４５Ｂに通すことにより、Ｅ位相ＰＮコード位相よりも時間軸で所定の位相差τチップだけ遅れているＬ位相ＰＮコードを発生させ、これらをＰＮコード振幅抑圧相関部４７に供給する。６０７において、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７に対し、例えばパラメータα＝０．０５チップ、β＝０．１５チップを指示することにより、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７にて、前記パラメータで圧縮成形されたＰＮコードを発生させる。６０８において、コード位相同期制御部４８は、成形ＰＮコードでの積算値ＲＥ、ＲＬを得て、これらの差を求めることによりコード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを得る。コード位相弁別信号Ｄは、Ｄ＝０すなわちＰＮコード発生部４４にて発生させるＥ位相とＬ位相との中間位相点が完全に同期しているときに０になるという特性を有する。そこで、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードを制御することにより、有色雑音による影響を抑圧したコード位相同期を確立する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相を切り替えることで、速やかにアクイジションができると同時に、有色雑音の影響も効果的に抑圧することができる。しかし、Ｌ位相遅延切替部４５が必要になり、小型、低消費のための回路の簡素化という点では不利となっていた。
【００１８】
本発明は、Ｌ位相ＰＮ信号の遅延時間を切り替える回路なしで速やかにアクイジションができると同時に、有色雑音の影響も効果的に抑圧することができるようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、（１）拡散コード（例えばＥ位相ＰＮコード）を遅延させることにより遅延拡散コード（例えばＬ位相ＰＮコード）を発生させ、入力信号と拡散コードとの相関値及び入力信号と遅延拡散コードとの相関値を検出し、検出した相関値を所定時間に亘り積算することにより積算相関値を求め、拡散コードに係る積算相関値と遅延拡散コードに係る積算相関値とに基づき位相同期状況を弁別しその結果に応じ拡散コードの位相を制御することにより、拡散コードを入力信号のコード位相に対して位相同期させるコード位相同期ループを備え、（２）コード位相同期ループが、拡散コードと相関性のある雑音である有色雑音の影響を抑えるための成形処理を相関値の検出に先立ち拡散コード及び遅延拡散コードに施す手段を有するスペクトラム逆拡散装置において、（３）拡散コードに対する遅延拡散コードの遅延量が拡散コードのｎ±τチップ分となる時間であり（ｎ：１以上の実数、τ＜１チップ）（４）成形処理が、拡散コードに係る積算相関値及び遅延拡散コードに係る積算相関値にメインローブたる振幅帯及びこの振幅帯に対する位相差が±ｎチップ近傍であるサイドローブたる振幅帯が現れるよう、実行されており、（５）位相同期状況の弁別が、拡散コードに係る積算相関値における任意の振幅帯と遅延拡散コードに係る積算相関値における他の位置の振幅帯とに基づく弁別であることを特徴とする。
【００２０】
即ち、本発明においては、成形処理例えば無相関処理が原因の一つとなって積算相関値に現れる複数の振幅帯、特にサイドローブを、位相同期状況の弁別に利用している。そのため、拡散コードに対する遅延拡散コードの遅延量を一定にすることができ、遅延量を切り替える手段が不要になるため、回路が簡素になる。更に、アクイジションの迅速さも維持される。成形処理を行い振幅帯の振幅及びその幅を抑えているため、有色雑音の影響も好適に抑圧できる。また、位相同期状況の弁別に利用する振幅帯の組合せとしては、（ａ）拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブ、（ｂ）拡散コードに係る積算相関値におけるサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブ、（ｃ）拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブ、（ｄ）拡散コードに係る積算相関値における双方のサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブ、等の組合せがあり、いずれにおいても本発明の効果を得ることができる（後に説明する実施形態は（ｂ）の例である）。
【００２１】
更に、本発明は、スペクトラム拡散変調されている信号を受信する手段と、受信信号のキャリアとの同期を確立する手段と、この受信信号を入力信号とする本発明のスペクトラム逆拡散装置とを備えるスペクトラム拡散信号受信装置としても、表現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。なお、図１の構成に対応する構成について同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
図５は、本実施形態に係るスペクトラム拡散信号受信装置の全体構成を示す図である。この装置においては、Ｌ位相遅延部４５’が図１の従来装置のＬ位相遅延切替部４５と異なっている。Ｌ位相遅延部４５’においては、Ｌ位相遅延切替スイッチが不要になっている。また、Ｌ位相遅延切替スイッチを不要としたことに伴い、コード位相同期制御部４８’が内容的に一部改変されている。
【００２４】
ここで、速やかにアクイジションするためには、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相間隔は広い方が好ましい。そこで、本実施形態では、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相は広いままで、有色雑音の影響を効果的に抑圧する。成形ＰＮコードにおける相関特性は、ＰＮコード位相＝０チップ付近に振幅帯が得られると同時に、例えばＰＮコード移相＝−１チップ付近にも、０チップ付近と逆極性かつ振幅１／２のサイドローブの振幅帯が生じることから、本実施形態ではこれを利用する。
【００２５】
図６（Ａ）における５２０’、５２１’は、ＰＮコード位相＝０チップ付近の振幅帯とＰＮコード位相＝−１チップ付近のサイドローブの振幅帯の各々を利用したときにおけるＲＥ、ＲＬ、特に通過帯域制限の影響がない理想状態でのＲＥ、ＲＬを示している。図３（Ａ）における５２０に比べ５２０’は＋１チップずれている。同期したときの位相を基準として表したＥ位相ＰＮコードの位相が−（１＋τ／２）チップ、Ｌ位相ＰＮコードの位相が（τ／２）チップとなるように、Ｌ位相遅延部４５’で付与するＥ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相差、を（１＋τ）チップと広い間隔にする。ＲＥはサイドローブの振幅帯の積算相関値の絶対値であるため、５２０’のサイドローブと５２１’のメインローブを利用しコード位相同期を確立する際には、コード位相弁別信号として、Ｄ’（図６（Ｂ）中の５２２’）＝２ＲＥ＋ＲＬを求めることになる。コード位相同期制御部４８’は、コード位相弁別信号Ｄ’が０となるように、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードの発生位相を制御する。これによって、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相間隔が広いまま、有色雑音の影響を抑圧したコード位相同期を確立することができる。
【００２６】
図７は、本実施形態の構成を用いて、初期であるアクイジションから追尾までのコード位相同期制御部４８’の処理の流れを示したものである。まず、初期であるアクイジションでは、おおよそのコード位相を速やかに探すため、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相を広げる。また、より大きいパワーを得るために、無成形の通常ＰＮコードを用いる。６００’において、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード発生部４４から任意の位相のＥ位相ＰＮコードを発生させ、これを（１＋τ）チップ遅延部を通すことにより、Ｅ位相ＰＮコード位相よりも時間軸で所定の位相差（１＋τ）チップだけ遅れているＬ位相ＰＮコードを発生させ、これらをＰＮコード振幅抑圧相関部４７に供給する。６０１において、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７に対しパラメータα＝０チップ、β＝１チップを指示する。これにより、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７は、無成形の通常ＰＮコードを発生させる。６０２において、コード位相同期制御部４８’には、前記通常ＰＮコードでの積算相関値ＲＥ、ＲＬが供給される。これらのいずれかが任意のパワー以上になるまでは、６０３’において、コード位相同期制御部４８’が、ＰＮコード発生部４４におけるＰＮコード位相を、一定時間毎に２×（１＋τ）チップずつずらすように制御していく。６０４において、コード位相同期制御部４８’は、ＲＥ、ＲＬの差を求めることにより、コード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを得る。そして、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコード位相を制御する。
【００２７】
６０５において、コード位相同期制御部４８’は、コード位相弁別信号Ｄがほぼ０に収束安定したかを確認する。６０７’において、コード位相同期制御部４８’は、有色雑音による影響を抑圧するため、圧縮成形したＰＮコードを用いる。コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７に対し例えばパラメータα＝０．０５チップ、β＝０．１５チップを指示する。これにより、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７は、前記パラメータで圧縮成形されたＰＮコードを発生させる。６０８’において、コード位相同期制御部４８’は、成形ＰＮコードでの積算相関値ＲＥ、ＲＬを得る。ＲＥはサイドローブの振幅帯の積算相関値の絶対値であるため、コード位相弁別信号Ｄ’（図６（Ｂ）中の５２２’）＝２ＲＥ＋ＲＬを得ることができる。コード位相弁別信号Ｄ’は、その値が０のとき、すなわちＰＮコード発生部のＥ位相から（１＋τ／２）チップ、あるいはＬ位相から−（τ／２）チップの位相点が完全に同期しているときに、その値が０になるという特性を有する。そこで、コード位相弁別信号Ｄ’が０となるように、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードを制御することにより、有色雑音による影響を抑圧したコード位相同期を確立する。
【００２８】
上記実施形態においては、拡散コードに対する遅延拡散コードの遅延量が拡散コードのｎチップ分を上回る時間として示したが、本発明ではｎチップ分を下回る時間としても良い。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相切替を必要としないため、速やかにアクイジションしかつ有色雑音の影響も効果的に抑圧することができるだけでなく、回路の簡素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置の構成を示す図である。
【図２】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置におけるＰＮコード振幅抑圧相関部の構成を示す図である。
【図３】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置におけるコード位相弁別信号の特性を示す図である。
【図４】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置におけるコード位相同期制御部のフローチャートである。
【図５】 本発明におけるスペクトラム拡散信号受信装置の構成を示す図である。
【図６】 本発明におけるコード位相弁別信号の特性を示す図である。
【図７】 本発明におけるコード位相同期制御部のフローチャートである。
【符号の説明】
４４ ＰＮコード発生器、４５’ Ｌ位相遅延部、４６ 積算部、４７ ＰＮコード振幅抑圧相関部、４８’ コード位相同期制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム拡散変調が施されている入力信号（或いはその一例である受信信号）に、拡散コードを用いてスペクトラム逆拡散を施すスペクトラム逆拡散装置に関し、更にはこれを用いた受信装置であるスペクトラム拡散信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、拡散コードである疑似雑音コード（以下ＰＮコードという）を重畳した信号を利用するスペクトラム拡散通信方式が知られており、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式の無線通信等に利用されている。スペクトラム拡散信号の受信に際しては、送信側と同一のＰＮコードを受信機内で発生させて受信信号にスペクトラム逆拡散を施すことにより、受信信号に重畳されているＰＮコードを排除して情報を復調する。この逆拡散を安定的に行うには、受信機内で発生させるＰＮコードを受信信号に重畳されているＰＮコードに対して常に位相同期させる必要がある。そのため、コード位相同期ループを設け、これを用いて受信信号に重畳されているＰＮコードを追尾するという方法が、一般的に採用されている。
【０００３】
ここで、ＰＮコードと相関性のある雑音（以下「有色雑音」）の影響を効果的に抑圧し、正確にコード位相に同期する方式について説明する。図１は、従来のスペクトラム拡散信号受信装置の構成を示す図であり、空中線１０、周波数変換部２０、Ａ／Ｄ変換部３０、信号処理部４１−１〜４１−ｎ、及び制御部５０−１〜５０−ｎから構成されている。送信局から送信されたスペクトラム拡散信号は、まず空中線１０により受信される。受信信号は周波数変換部２０に供給され、ここで所定の周波数変換及び信号増幅処理が施され中間周波数に変換される。その結果得られる中間周波数信号は、Ａ／Ｄ変換部３０において、所定のサンプリング周波数で量子化されてデジタル信号に変換され、このデジタル信号が信号処理部４１−１〜４１−ｎへ、各々供給される。ここでは、ＣＤＭＡに対応すべく４１−１〜４１−ｎというｎ個の信号処理部を設けている。各信号処理部４１−１〜４１−ｎは、各々、独立に動作するキャリア位相同期信号処理部４２及びコード位相同期信号処理部４３を有している。また、制御部は、信号処理部４１−１〜４１−ｎに対応して、５０−１〜５０−ｎのｎ個が設けられている。各信号処理部５０−１〜５０−ｎは、各々、独立に動作するキャリア位相同期制御部４９及びコード位相同期制御部４８を有している。
【０００４】
キャリア位相同期信号処理部４２は、ローカル周波数信号をＡ／Ｄ変換部３０から供給される中間周波数に対し同期させるべく、キャリア位相同期制御部４９によって制御される。ここで、キャリア位相同期制御の詳しい説明については省略するが、キャリア位相同期信号処理部４２は、位相が互いにπ／２異なるという直交関係を有する相同期した一対のローカル周波数信号を、中間周波数信号にミキシングすることにより、中間周波数信号を直交検波する。これによって、Ａ／Ｄ変換部３０の出力信号から中間周波数信号の搬送波成分が除去され、ベースバンド信号が得られる。このベースバンド信号は、互いに直交する成分であるＩ（in-phase）信号及びＱ（quadrature phase) 信号から構成されている。
【０００５】
コード位相同期信号処理部４３は、ＰＮコード発生部４４、Ｌ位相遅延切替部４５、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７及び積算部４６を有している。ＰＮコード発生部４４は、受信信号に重畳されているＰＮコードと同一のＰＮコードであり任意の周波数及び任意の位相を有するＥ(early)位相ＰＮコードを、発生させる。これと同時に、状況に応じてＬ(late)位相遅延切替部４５中のスイッチ４５−１〜４５−２を１チップ遅延部４５Ａ側又はτチップ遅延部４５Ｂ側に切り替え、Ｅ位相ＰＮコードを１チップ遅延部４５Ａ又はτチップ遅延部４５Ｂに通すことにより、Ｌ位相ＰＮコードも発生させる（τ＜１チップ）。ＰＮコード振幅抑圧相関部４７は、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ、Ｑ信号について、前記Ｅ位相ＰＮコード位相、Ｌ位相ＰＮコードを用いて、それぞれ独立に相関処理を施し、得られた相関値を積算部４６に供給する。積算部４６は、供給される相関値ＥＩ、ＥＱ、ＬＩ、ＬＱを一定期間（例えばＰＮコード１周期分の時間）積算することにより、積算相関値ＲＥＩ、ＲＥＱ、ＲＬＩ、ＲＬＱを得る。
【０００６】
図２はＰＮコード振幅抑圧相関部４７の詳細を記載した図である。Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードについてパラメータαに基づき成形処理を施し、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ及びＱ信号とこの成形されたＥ位相ＰＮコードとの相関値を検出し、この相関値ＥαＩ及びＥαＱを相関値演算部４６２に供給する。また、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０−１は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードをパラメータβに基づき成形し、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ及びＱ信号とこの成形されたＥ位相ＰＮコードとの相関値を検出し、この相関値ＥβＩ及びＥβＱを相関値演算部４６２に供給する。Ｅ位相ＰＮコード相関制御部４６１、４６１−１は、以上の動作に際して、コード位相同期制御部４８からの指示に従いパラメータα、βを設定する。相関値演算部４６２は、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０、４６０−１から供給される相関値ＥαＩ、ＥβＩ、ＥαＱ、ＥβＱに基づいて、
【数１】
ＥＩ＝ＥαＩ−ＥβＩ、ＥＱ＝ＥαＱ−ＥβＱ
を算出し、これらを積算部４６にそれぞれ供給する。
【０００７】
Ｌ位相ＰＮコード相関制御部４６０−２、４６０−３は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＬ位相ＰＮコードに対しそれぞれパラメータα又はβに基づく成形を施し、キャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ及びＱ信号と成形されたＬ位相ＰＮコードとの相関値を検出し、この相関値ＬαＩ、ＬβＩ及びＬαＱ、ＬβＱを相関値演算部４６２に供給する。そして、相関値演算部４６２−１は、供給される相関値ＬαＩ、ＬβＩ、ＬαＱ、ＬβＱに基づいて、
【数２】
ＬＩ＝ＬαＩ−ＬβＩ、ＬＱ＝ＬαＱ−ＬβＱ
を算出し、これらを積算部４６にそれぞれ供給する。
【０００８】
ここで、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７におけるＰＮコード成形処理の作用について、更に詳しく説明する。なお、簡略化のため、ここではキャリア位相が理想的に同期している場合、即ちＩ信号が最大のときにＱ信号が０となる場合について述べる。また、Ｌ位相ＰＮコードについての処理は、Ｅ位相ＰＮコードについての処理と基本的に同一であるので、その説明を省略する。また、積算相関値はＰＮコード位相差＝０の場合の最大値を１として表し、ＰＮコード位相はＥ位相を０として正規化して表す。
【０００９】
無成形の通常ＰＮコードの積算相関特性は、図３（Ａ）中破線で示すように、理想的には、ＰＮコード位相で底辺が０±１チップの区間に亘る２等辺三角形となる。ＰＮコード成形にあたり、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードとキャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ信号との相関処理に際し、Ｅ位相ＰＮコードの変化点（ＰＮコード位相０）±αチップ（但しα＜τ／２）の区間の相関値を０とする無相関処理を施し、相関値ＥαＩを得る。相関値ＥαＩを一定時間、例えばＰＮコード１周期の期間積分した場合得られる積算相関値ＲＥαＩについては、上述のＥ位相ＰＮコード成形相関部４６０の作用即ち±αチップの区間を無相関とする作用により、約αだけ積算相関値が抑圧され積算相関値の最大値は１−αとなる。このように振幅及び帯域が共に抑圧されるという無相関処理の効果（成形）については、Ｑ信号との相関処理に関しても同様である。
【００１０】
一方、Ｅ位相ＰＮコード成形相関部４６０−１は、ＰＮコード発生部４４から供給されるＥ位相ＰＮコードとキャリア位相同期信号処理部４２から供給されるＩ、Ｑ信号との相関処理に際し、Ｅ位相ＰＮコードの変化点（ＰＮコード位相０）±βチップ（但しτ／２＜β≦１チップ）の区間の相関を０とする無相関処理を施し、相関値ＥβＩを得る。相関値ＥβＩを一定時間、例えばＰＮコード１周期の期間積分した場合得られる積算相関値ＲＥβについては、上述のＥ位相ＰＮコード成形相関部４６０−１の作用即ち±βチップの区間を無相関とする作用により、約βだけ積算相関値が抑圧され、積算相関値の最大値が１−βとなる。Ｑ信号との相関処理についても同様である。
【００１１】
次に、相関値演算部４６２で求めたＥＩ＝ＥαＩ−ＥβＩを積算部４６で積算した積算相関値ＲＥＩに関しては、図３（Ａ）の５２０に示すように、減算処理の効果により、α、β単独で抑圧したＥαＩ及びＥβＩよりも抑圧効果が向上する。即ち、ＰＮコード位相＝±αチップの積算相関値の振幅には、（Ｉ−α）−（Ｉ−β）＝（β−α）に抑圧された振幅帯（メインローブ）が生じる。また、ＰＮコード位相＝±１チップ付近には、無相関処理の影響により、０チップ付近の振幅帯とは逆極性かつ振幅１／２の別振幅帯（サイドローブ）が、生じる。よって、この場合、計３つの振幅帯が生じることになる。
【００１２】
このようにして、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７から相関値ＥＩ、ＥＱ、ＬＩ、ＬＱが出力され、これが、積算部４６に供給される。積算部４６は、供給される相関値ＥＩ、ＥＱ、ＬＩ、ＬＱを一定時間、例えばＰＮコード１周期の期間積算し、積算相関値ＲＥＩ、ＲＥＱ、ＲＬＩ、ＲＬＱを得る。コード位相同期制御部４８においては、積算部４６から供給されるＲＥＩ、ＲＥＱ、ＲＬＩ、ＲＬＱについて、一般にはキャリア位相の影響を除去するため、
【数３】
ＲＥ＝（ＲＥＩ ２＋ＲＥＱ ２）１／２、ＲＬ＝（ＲＬＩ ２＋ＲＬＱ ２）１／２の処理を実施する。
【００１３】
図３（Ａ）における５２０、５２１は、成形ＰＮコードにおいて、通過帯域制限の影響がない理想状態でのＲＥ、ＲＬを示している。この状態では、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相差がτ（但しτ＜１）チップとなっている。そして、コード位相同期制御部４８は、積算相関値の絶対値であるＲＥ、ＲＬの差分からコード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを求め、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードの発生位相を制御する。これによって、有色雑音の影響を抑圧したコード位相同期を確立することができる。
【００１４】
ここに、前述のＰＮコード振幅抑圧相関部４７によりＰＮコード成形を行った場合のコード位相弁別信号Ｄ（図３中５２２）は、無成形の通常ＰＮコードにおけるコード位相弁別信号Ｄ（図３（Ｂ）中５２３）と比較して、大幅に振幅が抑圧されている。具体的には、無成形の通常ＰＮコードを用いＥ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとの位相差をτとした場合（図３（Ａ）破線参照）、減算の効果により、積算相関値は、図３（Ｂ）中破線で示すように０チップで０値となり−τ／２チップ以下の区間でτ、＋τ／２チップ以上の区間で−τの値をとる。即ち、最大値がτという大きな値でありかつ±１チップまで広がる大きな単一の振幅帯を呈する。これに対して、成形されたＰＮコードを用いているときには、無相関処理の効果が加わるため、０チップ近傍の振幅帯の幅及び最大値が、無成形時に比べ圧縮される。即ち、ＰＮコード位相０±（β＋１／２τ）チップの区間での振幅は、β−αに抑圧され、またＰＮコード位相±（β＋１／２τ）チップ以上の区間の振幅は、±１チップ付近まで０に抑圧されている。有色雑音によるコード位相同期への影響は、コード位相弁別信号Ｄに依存することから、成形ＰＮコードにおけるそれは無成形のＰＮコードにおけるそれと比較して十分小さくなる。ＰＮコード位相０±（β＋／２τ）付近では、その影響度の抑圧効果は、成形時におけるＤの最大値（β−α）と無成形時におけるＤの最大値τとの比で表され、この場合（β−α）／τとなる（図３（Ｂ））。一例として、τ＝０．２チップ、α＝０．０５チップ、β＝０．１５チップを選択した場合、（β−α）／τ＝１／２となる。また、ＰＮコード位相±（β＋１／２τ）チップ以上の区間では、±１チップ付近までは、無成形のＰＮコードではτに比例するのに対し、成形ＰＮコードでは０となり、実質的に有色雑音の影響を受けないことになる。
【００１５】
図４は、従来構成を用いて、初期であるアクイジションから追尾までのコード位相同期制御部４８の処理の流れを示したものである。まず、初期であるアクイジションでは、おおよそのコード位相を速やかに探すため、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相を広げる。また、より大きいパワーを得るために、無成形の通常ＰＮコードを用いる。６００において、コード位相同期制御部４８は、Ｌ位相切替部４５に、スイッチ４５−１、４５−２共、１チップ遅延部４５Ａ側に接続するように指示する。コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生部４４から任意の位相のＥ位相ＰＮコードを発生させ、これを１チップ遅延部４５Ａに通すことにより、Ｅ位相ＰＮコード位相よりも時間軸で所定の位相差１チップだけ遅れているＬ位相ＰＮコードを発生させ、これらをＰＮコード振幅抑圧相関部４７に供給する。６０１において、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７へ、パラメータα＝０チップ、β＝１チップを指示することで、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７にて、無成形の通常ＰＮコードを発生させる。６０２において、コード位相同期制御部４８には、前記通常ＰＮコードでの積算値ＲＥ、ＲＬが供給される。これらのいずれかが任意のパワー以上になるまで、コード位相同期制御部４８は、６０３において、ＰＮコード発生部４４におけるＰＮコード位相を、一定時間毎に２チップずつずらすように制御していく。６０４において、コード位相同期制御部４８は、ＲＥ、ＲＬの差を求めることにより、コード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを得る。このコード位相弁別信号Ｄは、０．５チップ前で正の極大、０．５チップ後で負の極大をとり、コード位相弁別信号Ｄ＝０すなわちＰＮコード発生部４４からのＥ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとの中間位相点が完全に同期しているときに０になる、という特性を有する。そこで、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコード位相を制御する。６０５において、コード位相同期制御部４８は、コード位相弁別信号Ｄがほぼ０に収束安定したかを確認する。
【００１６】
次に、コード位相同期制御部４８は、有色雑音による影響を抑圧するため、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードのコード位相を狭める。即ち、圧縮成形したＰＮコードを用いる。６０６において、コード位相同期制御部４８は、Ｌ位相切替部４５に対し、スイッチ４５−１、４５−２共τチップ遅延部４５Ｂ側に接続するように指示する。コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生部４４から任意の位相のＥ位相ＰＮコードを発生させ、これをτチップ遅延部４５Ｂに通すことにより、Ｅ位相ＰＮコード位相よりも時間軸で所定の位相差τチップだけ遅れているＬ位相ＰＮコードを発生させ、これらをＰＮコード振幅抑圧相関部４７に供給する。６０７において、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７に対し、例えばパラメータα＝０．０５チップ、β＝０．１５チップを指示することにより、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７にて、前記パラメータで圧縮成形されたＰＮコードを発生させる。６０８において、コード位相同期制御部４８は、成形ＰＮコードでの積算値ＲＥ、ＲＬを得て、これらの差を求めることによりコード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを得る。コード位相弁別信号Ｄは、Ｄ＝０すなわちＰＮコード発生部４４にて発生させるＥ位相とＬ位相との中間位相点が完全に同期しているときに０になるという特性を有する。そこで、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、コード位相同期制御部４８は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードを制御することにより、有色雑音による影響を抑圧したコード位相同期を確立する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相を切り替えることで、速やかにアクイジションができると同時に、有色雑音の影響も効果的に抑圧することができる。しかし、Ｌ位相遅延切替部４５が必要になり、小型、低消費のための回路の簡素化という点では不利となっていた。
【００１８】
本発明は、Ｌ位相ＰＮ信号の遅延時間を切り替える回路なしで速やかにアクイジションができると同時に、有色雑音の影響も効果的に抑圧することができるようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、（１）拡散コード（例えばＥ位相ＰＮコード）を遅延させることにより遅延拡散コード（例えばＬ位相ＰＮコード）を発生させ、入力信号と拡散コードとの相関値及び入力信号と遅延拡散コードとの相関値を検出し、検出した相関値を所定時間に亘り積算することにより積算相関値を求め、拡散コードに係る積算相関値と遅延拡散コードに係る積算相関値とに基づき位相同期状況を弁別しその結果に応じ拡散コードの位相を制御することにより、拡散コードを入力信号のコード位相に対して位相同期させるコード位相同期ループを備え、（２）コード位相同期ループが、拡散コードと相関性のある雑音である有色雑音の影響を抑えるための成形処理を相関値の検出に先立ち拡散コード及び遅延拡散コードに施す手段を有するスペクトラム逆拡散装置において、（３）拡散コードに対する遅延拡散コードの遅延量が拡散コードのｎ±τチップ分となる時間であり（ｎ：１以上の実数、τ＜１チップ）（４）成形処理が、拡散コードに係る積算相関値及び遅延拡散コードに係る積算相関値にメインローブたる振幅帯及びこの振幅帯に対する位相差が±ｎチップ近傍であるサイドローブたる振幅帯が現れるよう、実行されており、（５）位相同期状況の弁別が、拡散コードに係る積算相関値における任意の振幅帯と遅延拡散コードに係る積算相関値における他の位置の振幅帯とに基づく弁別であることを特徴とする。
【００２０】
即ち、本発明においては、成形処理例えば無相関処理が原因の一つとなって積算相関値に現れる複数の振幅帯、特にサイドローブを、位相同期状況の弁別に利用している。そのため、拡散コードに対する遅延拡散コードの遅延量を一定にすることができ、遅延量を切り替える手段が不要になるため、回路が簡素になる。更に、アクイジションの迅速さも維持される。成形処理を行い振幅帯の振幅及びその幅を抑えているため、有色雑音の影響も好適に抑圧できる。また、位相同期状況の弁別に利用する振幅帯の組合せとしては、（ａ）拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブ、（ｂ）拡散コードに係る積算相関値におけるサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブ、（ｃ）拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブ、（ｄ）拡散コードに係る積算相関値における双方のサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブ、等の組合せがあり、いずれにおいても本発明の効果を得ることができる（後に説明する実施形態は（ｂ）の例である）。
【００２１】
更に、本発明は、スペクトラム拡散変調されている信号を受信する手段と、受信信号のキャリアとの同期を確立する手段と、この受信信号を入力信号とする本発明のスペクトラム逆拡散装置とを備えるスペクトラム拡散信号受信装置としても、表現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。なお、図１の構成に対応する構成について同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
図５は、本実施形態に係るスペクトラム拡散信号受信装置の全体構成を示す図である。この装置においては、Ｌ位相遅延部４５’が図１の従来装置のＬ位相遅延切替部４５と異なっている。Ｌ位相遅延部４５’においては、Ｌ位相遅延切替スイッチが不要になっている。また、Ｌ位相遅延切替スイッチを不要としたことに伴い、コード位相同期制御部４８’が内容的に一部改変されている。
【００２４】
ここで、速やかにアクイジションするためには、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相間隔は広い方が好ましい。そこで、本実施形態では、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相は広いままで、有色雑音の影響を効果的に抑圧する。成形ＰＮコードにおける相関特性は、ＰＮコード位相＝０チップ付近に振幅帯が得られると同時に、例えばＰＮコード移相＝−１チップ付近にも、０チップ付近と逆極性かつ振幅１／２のサイドローブの振幅帯が生じることから、本実施形態ではこれを利用する。
【００２５】
図６（Ａ）における５２０’、５２１’は、ＰＮコード位相＝０チップ付近の振幅帯とＰＮコード位相＝−１チップ付近のサイドローブの振幅帯の各々を利用したときにおけるＲＥ、ＲＬ、特に通過帯域制限の影響がない理想状態でのＲＥ、ＲＬを示している。図３（Ａ）における５２０に比べ５２０’は＋１チップずれている。同期したときの位相を基準として表したＥ位相ＰＮコードの位相が−（１＋τ／２）チップ、Ｌ位相ＰＮコードの位相が（τ／２）チップとなるように、Ｌ位相遅延部４５’で付与するＥ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相差、を（１＋τ）チップと広い間隔にする。ＲＥはサイドローブの振幅帯の積算相関値の絶対値であるため、５２０’のサイドローブと５２１’のメインローブを利用しコード位相同期を確立する際には、コード位相弁別信号として、Ｄ’（図６（Ｂ）中の５２２’）＝２ＲＥ＋ＲＬを求めることになる。コード位相同期制御部４８’は、コード位相弁別信号Ｄ’が０となるように、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードの発生位相を制御する。これによって、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相間隔が広いまま、有色雑音の影響を抑圧したコード位相同期を確立することができる。
【００２６】
図７は、本実施形態の構成を用いて、初期であるアクイジションから追尾までのコード位相同期制御部４８’の処理の流れを示したものである。まず、初期であるアクイジションでは、おおよそのコード位相を速やかに探すため、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相を広げる。また、より大きいパワーを得るために、無成形の通常ＰＮコードを用いる。６００’において、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード発生部４４から任意の位相のＥ位相ＰＮコードを発生させ、これを（１＋τ）チップ遅延部を通すことにより、Ｅ位相ＰＮコード位相よりも時間軸で所定の位相差（１＋τ）チップだけ遅れているＬ位相ＰＮコードを発生させ、これらをＰＮコード振幅抑圧相関部４７に供給する。６０１において、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７に対しパラメータα＝０チップ、β＝１チップを指示する。これにより、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７は、無成形の通常ＰＮコードを発生させる。６０２において、コード位相同期制御部４８’には、前記通常ＰＮコードでの積算相関値ＲＥ、ＲＬが供給される。これらのいずれかが任意のパワー以上になるまでは、６０３’において、コード位相同期制御部４８’が、ＰＮコード発生部４４におけるＰＮコード位相を、一定時間毎に２×（１＋τ）チップずつずらすように制御していく。６０４において、コード位相同期制御部４８’は、ＲＥ、ＲＬの差を求めることにより、コード位相弁別信号Ｄ＝ＲＥ−ＲＬを得る。そして、コード位相弁別信号Ｄが０となるように、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコード位相を制御する。
【００２７】
６０５において、コード位相同期制御部４８’は、コード位相弁別信号Ｄがほぼ０に収束安定したかを確認する。６０７’において、コード位相同期制御部４８’は、有色雑音による影響を抑圧するため、圧縮成形したＰＮコードを用いる。コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７に対し例えばパラメータα＝０．０５チップ、β＝０．１５チップを指示する。これにより、ＰＮコード振幅抑圧相関部４７は、前記パラメータで圧縮成形されたＰＮコードを発生させる。６０８’において、コード位相同期制御部４８’は、成形ＰＮコードでの積算相関値ＲＥ、ＲＬを得る。ＲＥはサイドローブの振幅帯の積算相関値の絶対値であるため、コード位相弁別信号Ｄ’（図６（Ｂ）中の５２２’）＝２ＲＥ＋ＲＬを得ることができる。コード位相弁別信号Ｄ’は、その値が０のとき、すなわちＰＮコード発生部のＥ位相から（１＋τ／２）チップ、あるいはＬ位相から−（τ／２）チップの位相点が完全に同期しているときに、その値が０になるという特性を有する。そこで、コード位相弁別信号Ｄ’が０となるように、コード位相同期制御部４８’は、ＰＮコード発生器４４におけるＰＮコードを制御することにより、有色雑音による影響を抑圧したコード位相同期を確立する。
【００２８】
上記実施形態においては、拡散コードに対する遅延拡散コードの遅延量が拡散コードのｎチップ分を上回る時間として示したが、本発明ではｎチップ分を下回る時間としても良い。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｅ位相ＰＮコードとＬ位相ＰＮコードとのコード位相切替を必要としないため、速やかにアクイジションしかつ有色雑音の影響も効果的に抑圧することができるだけでなく、回路の簡素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置の構成を示す図である。
【図２】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置におけるＰＮコード振幅抑圧相関部の構成を示す図である。
【図３】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置におけるコード位相弁別信号の特性を示す図である。
【図４】 従来のスペクトラム拡散信号受信装置におけるコード位相同期制御部のフローチャートである。
【図５】 本発明におけるスペクトラム拡散信号受信装置の構成を示す図である。
【図６】 本発明におけるコード位相弁別信号の特性を示す図である。
【図７】 本発明におけるコード位相同期制御部のフローチャートである。
【符号の説明】
４４ ＰＮコード発生器、４５’ Ｌ位相遅延部、４６ 積算部、４７ ＰＮコード振幅抑圧相関部、４８’ コード位相同期制御部。
Claims (6)
- 拡散コードを遅延させることにより遅延拡散コードを発生させ、入力信号と拡散コードとの相関値及び入力信号と遅延拡散コードとの相関値を検出し、検出した相関値を所定時間に亘り積算することにより積算相関値を求め、拡散コードに係る積算相関値と遅延拡散コードに係る積算相関値とに基づき位相同期状況を弁別しその結果に応じ拡散コードの位相を制御することにより、拡散コードを入力信号のコード位相に対して位相同期させるコード位相同期ループを備え、コード位相同期ループが、拡散コードと相関性のある雑音である有色雑音の影響を抑えるための成形処理を相関値の検出に先立ち拡散コード及び遅延拡散コードに施す手段を有するスペクトラム逆拡散装置において、
拡散コードに対する遅延拡散コードの遅延量が拡散コードのｎ±τチップ分となる時間であり（ｎ：１以上の実数、τ＜１チップ）、
成形処理が、拡散コードに係る積算相関値及び遅延拡散コードに係る積算相関値にメインローブたる振幅帯及びこの振幅帯に対する位相差が±ｎチップ近傍であるサイドローブたる他の振幅帯が現れるよう、実行されており、
位相同期状況の弁別が、拡散コードに係る積算相関値における任意の振幅帯と遅延拡散コードに係る積算相関値における他の位置の振幅帯とに基づく弁別であることを特徴とするスペクトラム逆拡散装置。 - 請求項１記載のスペクトラム逆拡散装置において、
位相同期状況の弁別が、拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブとに基づく弁別であることを特徴とするスペクトラム逆拡散装置。 - 請求項１記載のスペクトラム逆拡散装置において、
位相同期状況の弁別が、拡散コードに係る積算相関値におけるサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブとに基づく弁別であることを特徴とするスペクトラム逆拡散装置。 - 請求項１記載のスペクトラム逆拡散装置において、
位相同期状況の弁別が、拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるいずれかのサイドローブとに基づく弁別であることを特徴とするスペクトラム逆拡散装置。 - 請求項１記載のスペクトラム逆拡散装置において、
位相同期状況の弁別が、拡散コードに係る積算相関値における双方のサイドローブと遅延拡散コードに係る積算相関値におけるメインローブとに基づく弁別であることを特徴とするスペクトラム逆拡散装置。 - スペクトラム拡散変調されている信号を受信する手段と、受信信号のキャリアとの同期を確立する手段と、この受信信号を入力信号とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスペクトラム逆拡散装置とを備えることを特徴とするスペクトラム拡散信号受信装置。
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-
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