JPH05292059A - スペクトラム拡散受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、干渉波、マルチパスを抑圧
することができ、誤り率特性が高く、信頼性の高いスペ
クトラム拡散受信機を提供することにある。 【構成】この発明は、ベースバンドに変換された受信信
号を第１のトランスバーサル遅延タップ列に入力して第
１の係数列による重み付けを行い、フィードバック信号
を第２のトランスバーサル遅延タップ列に入力して第２
の係数列による重み付けを行い、両タップ列の出力を加
算器で加算出力する判定帰還フィルタと、この判定帰還
フィルタの出力に送信で用いられた疑似ランダム信号を
かけ合わせてスペクトルを逆拡散する第１の乗算器と、
この乗算器の出力を積分出力する積分器と、この積分器
の出力に上記疑似ランダム信号をかけ合わさせてスペク
トルを拡散して前記判定帰還フィルタにフィードバック
する第２の乗算器とを具備して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば干渉波やマル
チパス等が存在する悪条件下でスペクトラム拡散方式で
通信を行う場合に用いられるスペクトラム拡散受信機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、スペクトラム拡散通信方
式は、データに疑似ランダム信号をかけ合わせることに
よりスペクトルを拡散して伝送するデジタル通信方式で
ある。この通信方式の受信機は、まず受信信号をベース
バンドに変換し、送信で用いられた疑似ランダム信号を
かけ合わせてスペクトルを逆拡散することにより元のデ
ータを取り出すようになっている。

【０００３】しかしながら、従来のスペクトラム拡散受
信機では、干渉波やマルチパス等が存在する悪条件下で
用いると、それを抑圧する機能を備えていないため、デ
ータの劣化が生じ、誤ったデータを受信する可能性が高
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のスペクトラム拡散受信機では、干渉波やマルチパス
等が存在する悪条件下で用いると、それを抑圧する機能
を備えていないため、データの劣化が生じ、誤ったデー
タを受信する可能性が高く、信頼性に欠ける。

【０００５】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、干渉波、マルチパスを抑圧することがで
き、誤り率特性が高く、信頼性の高いスペクトラム拡散
受信機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、受信信号をベースバンドに変換し、送信
で用いられた疑似ランダム信号をかけ合わせてスペクト
ルを逆拡散することにより元のデータを取り出すスペク
トラム拡散受信機において、それぞれ複数段の遅延タッ
プからなる第１、第２のトランスバーサル遅延タップ列
と、両タップ列の各タップ出力を加算合成する加算器と
を備え、前記ベースバンドに変換された受信信号を第１
のトランスバーサル遅延タップ列に入力して第１の係数
列による重み付けを行い、フィードバック信号を第２の
トランスバーサル遅延タップ列に入力して第２の係数列
による重み付けを行い、両タップ列の出力を加算器で加
算出力する判定帰還フィルタと、この判定帰還フィルタ
の出力に送信で用いられた疑似ランダム信号をかけ合わ
せてスペクトルを逆拡散する第１の乗算器と、この乗算
器の出力を積分出力する積分器と、この積分器の出力に
上記疑似ランダム信号をかけ合わせてスペクトルを拡散
して前記判定帰還フィルタにフィードバックする第２の
乗算器とを具備して構成される。

【０００７】

【作用】上記構成によるスペクトラム拡散受信機では、
受信信号のデータ列が時間と独立しているという時間依
存性を利用したものであり、判定帰還フィルタにおい
て、第１のタップ列の重み係数列を適当に設定して、受
信信号に重み付けすることにより干渉波を除去し、この
とき発生するシンボル間干渉を、積分器の出力を再度ス
ペクトル拡散して判定帰還フィルタにフィードバック
し、第２のタップ列の重み付け係数列を適当に設定し
て、フィードバック信号に重み付けすることにより補正
する。さらに、受信信号にマルチパスが含まれている場
合には、マルチパスがデータ信号以外に複数の遅延信号
が受信されたときに発生し、ベースバンド上では、一種
のシンボル間干渉となることに鑑み、干渉波の場合と同
様に、判定帰還フィルタの第２のタップ列の重み付け係
数列を適当に設定して、フィードバック信号に重み付け
することにより補正する。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。

【０００９】図１はこの発明に係るスペクトラム拡散受
信機の構成を示すものである。図１において、アンテナ
系（図示せず）からの受信信号ＩＮは同期検波器１１で
検波され、低域通過フィルタ１２を通過してベースバン
ドに変換される。このベースバンドに変換された検波信
号は、この発明の特徴とする判定帰還フィルタ１３に供
給される。

【００１０】この判定帰還フィルタ１３の出力は乗算器
１４により送信で用いられた疑似ランダム信号ＰＮ
（ｔ）がかけ合わされてスペクトルの逆拡散を受けた
後、積分器１５で積分される。この積分出力は、リミッ
タ１６を介し、乗算器１７で再度疑似ランダム信号ＰＮ
（ｔ）がかけ合わされてスペクトル拡散され、判定帰還
フィルタ１３にフィードバックされる。

【００１１】上記判定帰還フィルタ１３は、それぞれｎ
段の遅延タップからなる第１、第２のトランスバーサル
遅延タップ列１３１，１３２と、両タップ列１３１，１
３２の各タップ出力を加算合成する加算器１３３で構成
される。このフィルタ１３に入力された検波信号は第１
のトランスバーサル遅延タップ列１３１に入力され、係
数列α（α1 ，α2 ，…，αn ）によって重み付けされ
て加算器１３３に送られる。また、フィードバックされ
た検波信号は第２のトランスバーサル遅延タップ列１３
２に入力され、係数列β（β1 ，β2 ，…，βn ）によ
って重み付けされて加算器１３３に送られ、１３１のフ
ィルタ出力と加算出力される。

【００１２】尚、上記積分器１５の出力は検波出力とな
るが、一般には差動ＰＳＫ変調されているので、さらに
差動検波回路１８で差動検波する必要がある。この検波
出力は復調回路１９に送られ、これによって復調データ
が得られる。

【００１３】また、上記判定帰還フィルタ１３は片側判
定帰還フィルタ（one-sided DF FILTER ）の構成で実現
しているが、このフィルタ構成の前段にさらにＮ個のタ
ップ列を付加し、係数列α（α-n，…，α-2，α-1，α
1 ，α2 ，…，αn ）によって重み付けする両側判定帰
還フィルタ（two-sided DF FILTER ）の構成としてもよ
い。上記構成について、以下、その動作を説明する。

【００１４】まず、受信信号に干渉波のみが含まれてい
る場合を考える。データ信号はランダムな“１”と
“０”であるため、サンプリング後の信号は時間と独立
な信号となっている。この発明は、その時間依存性を利
用したものであり、判定帰還フィルタ１３において、第
１のタップ列１３１の重み係数列αを適当に設定して、
受信信号に重み付けすることにより、干渉波のみを除去
することが可能となる。

【００１５】但し、このとき、データ信号においてシン
ボル間干渉が発生する。この干渉は、積分器１５の出力
を再度スペクトル拡散して判定帰還フィルタ１３にフィ
ードバックし、第２のタップ列１３２の重み付け係数列
βを適当に設定して、フィードバック信号に重み付けす
ることにより補正できる。

【００１６】次に、受信信号にマルチパスが含まれてい
る場合を考える。マルチパスはデータ信号以外に複数の
遅延信号が受信されたときに発生する。これはベースバ
ンド上でみると、一種のシンボル間干渉となる。この干
渉は、干渉波の場合と同様に、判定帰還フィルタ１３の
第２のタップ列１３２の重み付け係数列βを適当に設定
して、フィードバック信号に重み付けすることにより補
正できる。

【００１７】実際に重み付け係数列α、βを決定するに
は、カルマンアルゴリズムを用いる。まず、全ての重み
を０とし、判定帰還フィルタ１３の出力と送信データと
の誤差を求めて、カルマンアルゴリズムによってα、β
を更新する。数ビットこの動作を繰り返すと、干渉波、
マルチパスを抑圧するのに最適な重みが決定する。

【００１８】図２にこの重み決定動作をシュミレーショ
ンした結果を示す。図２において、横軸は繰返し回数、
縦軸は誤差の二乗平均値を表し、図中の“ＬＭＳ”は最
小二乗法を用いた場合、“ＲＬＳ”はカルマンアルゴリ
ズムを用いた場合を示しており、ａは片側判定帰還フィ
ルタ構成によるＬＭＳ、ｂは両側判定帰還フィルタ構成
によるＬＭＳ、ｃは片側判定帰還フィルタ構成によるＲ
ＬＳ、ｄは両側判定帰還フィルタ構成によるＲＬＳを表
している。図２から明らかなように、１００回程度繰り
返すと重みα、βは収束し、誤差が変化しなくなる。

【００１９】復調出力の誤り率について、図２の結果を
利用して、コンピュータシュミレーションした結果を図
３に示す。図３において、横軸は入力Ｓ／Ｎ比、縦軸は
ビットエラーレートを示しており、ａは判定帰還フィル
タ１３を使用いない場合、ｂは判定帰還タップ列１３２
を使用しない場合（通常のＦＩＲフィルタ）、ｃは片側
判定帰還フィルタ１３を使用した場合、ｄは両側判定帰
還フィルタを使用した場合を表している。図３から明ら
かなように、判定帰還フィルタ１３を用いれば、干渉
波、マルチパスを抑圧でき、これによって誤り率特性が
改善される。

【００２０】したがって、上記構成によるスペクトラム
拡散受信機は、伝送路の条件が変化する毎に、上記の重
み決定動作を行うことにより、干渉波、マルチパスを共
に効果的に抑圧することが可能となる。特に、この受信
機をマルチパス等の影響が大きい移動体通信に適応する
ことによって、データ誤りの少ないデータ伝送が可能と
なる。尚、この発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変形しても、同様に実施可能であることはいうまでも
ない。

【００２１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、干渉
波、マルチパスを抑圧することができ、誤り率特性が高
く、信頼性の高いスペクトラム拡散受信機を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るスペクトラム拡散受信機の一実
施例を示すブロック回路図。

【図２】上記実施例の重み決定動作を示すシュミレーシ
ョン特性図。

【図３】上記実施例の復調出力の誤り率について、図２
の結果を利用して、コンピュータシュミレーションした
結果を示す誤り率特性図。

【符号の説明】

１１…同期検波器、１２…低域通過フィルタ、１３…判
定帰還フィルタ、１３１…第１のトランスバーサル遅延
タップ列、１３２…第２のトランスバーサル遅延タップ
列、１３３…加算器、１４…乗算器、１５…積分器、１
６…リミッタ、１７…乗算器、１８…差動検波回路、１
９…復調回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信信号をベースバンドに変換し、送信で
   用いられた疑似ランダム信号をかけ合わせてスペクトル
   を逆拡散することにより元のデータを取り出すスペクト
   ラム拡散受信機において、 それぞれ複数段の遅延タップからなる第１、第２のトラ
   ンスバーサル遅延タップ列と、両タップ列の各タップ出
   力を加算合成する加算器とを備え、前記ベースバンドに
   変換された受信信号を第１のトランスバーサル遅延タッ
   プ列に入力して第１の係数列による重み付けを行い、フ
   ィードバック信号を第２のトランスバーサル遅延タップ
   列に入力して第２の係数列による重み付けを行い、両タ
   ップ列の出力を加算器で加算出力する判定帰還フィルタ
   と、 この判定帰還フィルタの出力に送信で用いられた疑似ラ
   ンダム信号をかけ合わせてスペクトルを逆拡散する第１
   の乗算器と、 この乗算器の出力を積分出力する積分器と、 この積分器の出力に上記疑似ランダム信号をかけ合わせ
   てスペクトルを拡散して前記判定帰還フィルタにフィー
   ドバックする第２の乗算器と、 を具備するスペクトラム拡散受信機。
2. 【請求項２】前記第１、第２の係数列はカルマンアルゴ
   リズムを用いて決定することを特徴とする請求項１記載
   のスペクトラム拡散受信機。