JPH09326727A - 同期捕捉回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動局の移動等の原因によってある伝搬路の
特性が劣化した場合でも、他の伝搬路を経由した遅延波
成分によって、合成後の信号電力の大きな低減を防止す
る。 【解決手段】 受信信号ＩＮと基準クロック信号ＣＫを
入力とし、この受信信号ＩＮに対して相関演算部１３、
同期判定部１４及び位相差制御部１５によって同期捕捉
動作を行う。そして、同期位置記憶部１６から、複数の
同期位置情報を合成同期位置信号Ｓ１６として復調部へ
出力する。復調部では、信号Ｓ１６に基づき、受信信号
ＩＮを復調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、スペクト
ル拡散通信方法を用いた移動無線通信方式において、受
信信号に含まれる電力の大きな複数の遅延波成分を分離
し、この各遅延波成分に対する復調結果を合成すること
によってパスダイバーシチを得るレイク受信機（熊手型
受信機）の同期捕捉回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような同期捕捉回路に関する
技術としては、例えば、次のような文献に記載されるも
のが挙げられる。 文献：寺田和男著「ディジタル移動通信技術」初版（１
９８８−２−２５）日本工業技術センター、Ｐ．１２５ スペクトル拡散通信方式では、送信側と受信側で同一の
疑似ランダム符号（以下、「ＰＮ符号」という）を用い
てデータの拡散及び逆拡散を行う。ＰＮ符号は＋１また
は−１の値を持つ数が連続する数列であり、この数列の
時間幅をチップ（ｃｈｉｐ）という。２つのＰＮ符号を
１チップ毎に乗算し、これらの乗算結果を加算すること
によって相関値が得られるが、この相関値はそのＰＮ符
号の位相が一致したときに高い相関値が得られ、位相が
異なるときは０に近くなるという特徴を持つ。そのた
め、受信時には、受信信号に含まれている送信側のＰＮ
符号の位相と、受信側で生成したＰＮ符号の位相とが一
致した場合のみ正確に復調される。よって、受信信号中
のＰＮ符号と受信側で生成するＰＮ符号との同期が重要
となる。しかし、受信信号は伝搬時に複数の伝搬路を経
由するため、複数の位相の異なった遅延波が重畳された
ものになっている。

【０００３】スペクトル拡散通信方式を用いた移動無線
通信方式では、基地局と移動局との間で無線通信によっ
て情報の伝送を行う。この際、移動局の移動等の原因に
よって通信時の伝搬路が変化する場合、各々の伝搬路の
特性の変化に対応して、この伝搬路を経由して受信され
た遅延波の電力も刻々変化することとなる。そのため、
移動無線通信の受信側に設けられるレイク受信機では、
複数の伝搬路を経由した遅延波成分を合成することによ
って、伝搬路環境の変化による受信電力の変動を低減し
ている。レイク受信機に設けられる同期捕捉回路では、
受信信号との同期をとるために、この受信信号と受信側
で生成したＰＮ符号との位相差を、同期判定の位相分解
能毎にずらしながら相関演算を行い、相関信号の電力を
算出する。そして、その電力がある閾値以上になった位
置を同期位置として複数選択する。同期捕捉回路の出力
側に接続される復調部では、その各同期位置に対して復
調し合成を行う。なお、同期判定の位相分解能は、受信
信号をサンプリングするためのサンプリング時間と等し
いものとする。

【０００４】図２は、従来の同期捕捉回路の一構成例を
示すブロック図である。この同期捕捉回路は、レイク受
信機内に設けられ、受信信号ＩＮと基準クロック信号Ｃ
Ｋを入力とし、複数の同期位置情報を合成同期位置信号
Ｓ６として図示しない復調部へ出力する回路であり、基
準カウンタ部１、ＰＮ符号生成部２、相関演算部３、同
期判定部４、位相差制御部５、及び同期位置記憶部６よ
り構成されている。この同期捕捉回路において、基準ク
ロック信号ＣＫと共に受信信号ＩＮが入力されると、基
準カウンタ部１では、該基準クロック信号ＣＫを入力と
してカウントアップ動作を行い、同期捕捉の基準位相を
表す基準位相信号Ｓ１をＰＮ符号生成部２へ出力する。
ＰＮ符号生成部２では、基準位相信号Ｓ１と位相差制御
部５から出力される位相差信号Ｓ５ａとを入力とし、Ｐ
Ｎ符号のインデックスを生成し、受信側ＰＮ符号列Ｓ２
を相関演算部３へ出力する。相関演算部３は、基準クロ
ック信号ＣＫ、受信信号ＩＮ及び受信側ＰＮ符号列Ｓ２
を入力とし、これらの受信信号ＩＮと受信側ＰＮ符号列
Ｓ２との相関演算を行い、相関信号電力Ｓ３を同期判定
部４へ出力する。

【０００５】同期判定部４では、相関信号電力Ｓ３を入
力とし、この相関信号電力Ｓ３と予め定めた閾値とを比
較して同期位置か否かの判定を行い、この判定処理が終
了すると同期判定終了信号Ｓ４ａと同期位置記憶信号Ｓ
４ｂを出力し、これらの信号Ｓ４ａ，Ｓ４ｂを位相差制
御部５及び同期位置記憶部６へ与える。位相差制御部５
は、同期判定終了信号Ｓ４ａを入力とし、現在判定中の
位相と基準位相信号Ｓ１との位相差信号Ｓ５ａを出力す
ると共に、同期判定終了毎に位相を１位相分解能分だけ
進め、さらに、予め定めた位相の範囲の同期判定処理が
終了すると、同期捕捉終了信号Ｓ５ｂを同期位置記憶部
６へ出力する。同期位置記憶部６では、同期位置記憶信
号Ｓ４ｂ、位相差信号Ｓ５ａ及び同期捕捉終了信号Ｓ５
ｂを入力とし、同期位置の位相を記憶し、同期捕捉動作
が終了すると、合成同期位置信号Ｓ６を図示しない復調
部へ出力する。復調部では、合成同期位置信号Ｓ６に基
づき、受信信号ＩＮを復調する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
同期捕捉回路では、同期判定部４及び位相差制御部５に
より、相関信号電力Ｓ３のみで同期位置を選択している
ために、同期補足時の同期判定の位相分解能が１チップ
未満である場合のように、ある程度小さい場合には、あ
る遅延波に対して複数の同期位置を決定してしまい、同
一伝搬路を伝搬した遅延波であるにもかかわらず、別々
の遅延波として扱ってしまうこととなり、復調、合成さ
れる複数の遅延波成分が実際は同一の遅延波によるもの
であるという状態が生じる。このときに、移動局の移動
等の原因により、その遅延波の伝搬路の特性が変化し、
その遅延波の電力が低下してしまった場合に、見かけ
上、複数の遅延波成分に対する復調信号電力が同時に低
下してしまうこととなり、合成後の信号電力が大きく低
減し、パスダイバーシチの効果が低くなってしまうとい
う問題がある。本発明は、前記従来技術が持っていた課
題を解決し、合成後の信号電力の低減を防止できる同期
捕捉回路を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの請求項１の発明は、スペクトル拡散
通信方式による移動無線通信の受信側に使用され、受信
信号から相関信号電力の大きな複数の遅延波成分を分離
し、この各遅延波成分に対する復調結果を合成すること
によってパスダイバーシチを得るレイク受信機の同期捕
捉回路において、同期捕捉動作時の前記受信信号におけ
る同期判定を行う位相間隔を、ある時点での同期判定結
果が同期位置ならば、非選択位相差として予め決められ
たある位相差とし、非同期位置であるときは、同期位置
判定における１位相分解能とするような手段を有してい
る。そして、前記受信信号の中から合成を行う前記複数
の遅延波成分を選択する際に、その合成される各遅延波
成分の前記位相差が少なくとも非選択位相差以上になる
ように選択を行う構成にしている。請求項２の発明は、
レイク受信機の同期捕捉回路において、基準クロック信
号を入力としてカウント動作を行い、同期捕捉の基準位
相を表す基準位相信号を出力する基準カウンタ部と、前
記基準位相信号と位相差信号を入力としてＰＮ符号のイ
ンデックスを生成し、このインデックスのＰＮ符号を受
信側ＰＮ符号列として順次出力するＰＮ符号生成部と、
前記基準クロック信号、受信信号及び前記受信側ＰＮ符
号列を入力とし、これらの受信信号と受信側ＰＮ符号列
の相関演算を行って相関値を求め、この相関値より相関
信号電力を出力する相関演算部と、前記相関信号電力を
入力とし、この相関信号電力と閾値とを比較し、相関信
号電力＞閾値のときには同期位置と判定し、相関信号電
力≦閾値のときには非同期位置と判定して同期判定結果
信号を出力すると共に同期判定終了信号を出力し、かつ
判定結果が同期位置のときには同期位置記憶信号を出力
する同期判定部と、位相差制御部と、同期位置記憶部と
を、備えている。

【０００８】ここで、位相差制御部は、前記同期判定結
果信号及び前記同期判定終了信号を入力とし、同期判定
中の位相を前記基準位相信号との前記位相差信号の形で
保持し、同期捕捉動作が所定の位相の範囲内で行われる
ように、該位相差信号を所定の初期値から終了値まで変
化させ、ある同期判定中の位相に対して、該同期判定終
了信号が入力されたときに、該同期判定結果信号が同期
位置を示すときは、その保持する位相差信号に１非選択
位相差を加え、非同期位置を示すときは、１基準クロッ
ク信号幅を加え、次の同期判定を行う位相を進め、その
保持している位相差信号が該終了値を越えたときは、１
回の同期捕捉動作の終了と見做して同期捕捉終了信号を
出力し、該位相差信号を初期値にリセットするものであ
る。また、同期位置記憶部は、前記同期位置記憶信号、
前記位相差信号及び前記同期捕捉終了信号を入力とし、
該同期位置記憶信号が入力されたときに、該位相差信号
によって与えられる位相差を同期位置として記憶し、該
同期捕捉終了信号が入力されたときに、記憶している複
数の位相差情報を合成同期位置信号として復調部に出力
するものである。

【０００９】以上のように、本発明によれば、同期捕捉
動作における同期判定を行う位相間隔を、ある時点での
同期判定結果が同期位置ならば非選択位相差とし、非同
期位置であるときは１位相分解能とするような手段（即
ち、同期判定部及び位相差制御部）を有することによっ
て、同期捕捉動作において選択される複数の同期位置の
位相差が少なくとも非選択位相差以上となるように同期
位置が選択される。即ち、レイク受信機の同期捕捉回路
において、同期位置を選択する際に、各同期位置間の位
相差が非選択位相差未満であった場合には、２つの同期
位置は同一の伝搬路を経由してきた同一の遅延波による
ものと考え、両方とも選択することをせず、必ず各同期
位置間の位相差が非選択位相差以上となるようにする同
期位置を選択し、異なった伝搬路を経由した遅延波が選
択されるようにする。これにより、復調部で合成される
復調信号は、必ず異なった伝搬路を経由してきた遅延波
に対するものとなり、移動局の移動等の原因によってあ
る伝搬路の特性が劣化した場合でも、他の伝搬路を経由
した遅延波成分によって、復調部での合成後の信号電力
の大きな低減が防止される。なお、非選択位相差は、理
想時においては１チップ時間が適当である。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
同期捕捉回路の一構成例のブロック図である。この同期
捕捉回路は、レイク受信機内に設けられ、受信信号ＩＮ
と基準クロック信号ＣＫを入力とし、この受信信号ＩＮ
に対して同期捕捉動作を行い、複数の同期位置情報を合
成同期位置信号Ｓ１６として図示しない復調部へ出力す
る回路である。本実施形態の基準クロック信号ＣＫは、
受信信号チップ周波数の２倍の周波数を持つクロック信
号である。この基準クロック信号ＣＫは、受信信号ＩＮ
のサンプリング信号として用いられる。同期判定処理の
位相分解能は、１基準クロック信号幅とし、非選択位相
差は２基準クロック信号幅とする。また、本実施形態で
は、ＰＮ符号系列長をｎとし、系列中のＰＮ符号に対し
て０から（ｎ−１）までのインデックスを付けるものと
する。

【００１１】図１の同期捕捉回路は、基準カウンタ部１
１を有している。基準カウンタ部１１は、アップカウン
タ１１ａを有し、基準クロック信号ＣＫを入力とし、同
期捕捉回路の基準位相を表す基準位相信号Ｓ１１を出力
するものであり、この出力側にＰＮ符号生成部１２が接
続されている。ＰＮ符号生成部１２は、基準カウンタ部
１１の出力である基準位相信号Ｓ１１と、位相差制御部
１５の出力である位相差信号Ｓ１５ａとを入力とし、受
信側ＰＮ符号列Ｓ１２を出力するものであり、この出力
側に相関演算部１３が接続されている。相関演算部１３
は、基準クロック信号ＣＫと受信信号ＩＮとＰＮ符号生
成部１２の出力である受信側ＰＮ符号列Ｓ１２とを入力
とし、相関信号電力Ｓ１３を出力するものであり、この
出力側に同期判定部１４が接続されている。同期判定部
１４は、相関演算部１３の出力である相関信号電力Ｓ１
３を入力とし、同期判定終了信号Ｓ１４ａ、同期位置記
憶信号Ｓ１４ｂ及び同期判定結果信号Ｓ１４ｃを出力す
るものであり、この出力側に位相差制御部１５及び同期
位置記憶部１６が接続されている。位相差制御部１５
は、位相差の記憶手段１５ａを有し、同期判定部１４の
出力である同期判定終了信号Ｓ１４ａ及び同期判定結果
信号Ｓ１４ｃを入力とし、位相差信号Ｓ１５ａと同期捕
捉終了信号Ｓ１５ｂを出力するものであり、この出力側
に同期位置記憶部１６が接続されている。同期位置記憶
部１６は、複数の位相差の記憶手段１６ａを有し、同期
判定部１４の出力である同期位置記憶信号Ｓ１４ｂと、
位相差制御部１５の出力である位相差信号Ｓ１５ａ及び
同期捕捉終了信号Ｓ１５ｂとを入力とし、合成同期位置
信号Ｓ１６を図示しない復調部へ出力するものである。

【００１２】次に、図１の同期捕捉回路の動作について
説明する。基準クロック信号ＣＫが基準カウンタ部１１
及び相関演算部１３に入力されると共に、受信信号ＩＮ
がその相関演算部１３に入力されると、該基準カウンタ
部１１内のカウンタ１１ａでは、基準クロック信号ＣＫ
毎に０からカウントアップ動作を行い、カウント結果が
（２ｎ−１）になったら、該カウンタ１１ａの値を０に
戻してカウントを続ける。従って、カウンタ１１ａは、
２倍のＰＮ符号系列長を周期としてカウントアップ動作
を行うこととなる。このカウンタ１１ａの値を基準位相
信号Ｓ１１とし、ＰＮ符号生成部１２に出力する。ＰＮ
符号生成部１２では、基準カウンタ部１１から出力され
る基準位相信号Ｓ１１と、位相差制御部１５から出力さ
れる位相差信号Ｓ１５ａとから、現在同期判定中の位相
に対するＰＮ符号列Ｓ１２を生成する。即ち、ＰＮ符号
生成部１２は、入力された基準位相信号Ｓ１１をＸと
し、入力された位相差信号Ｓ１５ａをＹとして以下の操
作を行い、次式（１）からインデックスＩを求める。 Ｉ＝（（Ｘ＋Ｙ）ｄｉｖ ２）ｍｏｄ ｎ ・・・（１） 但し、ｄｉｖ；商を求める演算 ｍｏｄ；余を求める演算 基準位相信号Ｓ１１（Ｘ）は、受信信号チップ周波数の
２倍の周波数を持つため、（１）式より求められたイン
デックスＩは、受信信号ＩＮのチップ周波数に同期して
０から（ｎ−１）まで加算されていく値となる。そし
て、このＩをインデックスとするＰＮ符号を受信側ＰＮ
符号列Ｓ１２として順次出力し、相関演算部１３に与え
る。

【００１３】相関演算部１３では、入力される受信信号
ＩＮと受信側ＰＮ符号列Ｓ１２を基準クロック信号ＣＫ
でサンプリングし、予め定めた相関区間において相関演
算を行い、この演算結果から得られた相関値より相関信
号電力Ｓ１３を求め、同期判定部１４へ出力する。同期
判定部１４では、入力される相関信号電力Ｓ１３と、予
め与えられた閾値との比較を行い、同期位相か否かの判
定を行う。そして、この同期判定部１４は、相関信号電
力Ｓ１３が閾値より大きいときに、その位相が同期位置
であると判定し、そうでないときは、非同期位置と判定
し、これらの同期判定の結果を同期信号結果信号Ｓ１４
ｃとして位相差制御部１５へ出力し、さらに同期判定終
了信号Ｓ１４ａを該位相差制御部１５へ出力する。ま
た、同期判定部１４は、同時位置と判定したときは同期
位置記憶信号Ｓ１４ｂを同期位置記憶部１６へ出力す
る。

【００１４】位相差制御部１５は、位相差の記憶手段１
５ａを有し、現在同期判定中の位相を基準位相信号Ｓ１
１との位相差の形で保持する。そして、同期捕捉動作が
予め定めた位相の範囲内で行われるように、位相差を予
め定めた初期値から予め定めた終了値まで変化させる。
ある同期判定中の位相に対して、同期判定終了信号Ｓ１
４ａが入力されたときに、同期判定結果信号Ｓ１４ｃが
同期位置を示すときは、保持する位相差に１非選択位相
差を加え、非同期位置を示すときは、１基準クロック信
号幅を加え、次の同期判定を行う位相を進める。さら
に、保持している位相差が終了値を越えたときは、１回
の同期捕捉動作の終了と見做して同期捕捉終了信号Ｓ１
５ｂを同期位置記憶部１６へ出力し、位相差を初期値に
リセットする。従って、ある位相における同期判定の結
果が同期位置だった場合は、非選択位相差の中において
次の同期判定動作が行われることはなく、同期位置とし
て選択されることもない。よって、各同期位置の位相差
は少なくとも非選択位相差以上になることとなる。同期
位置記憶部１６は、複数の位相差の記憶手段１６ａを有
し、同期位置記憶信号Ｓ１４ｂが入力されたときに、位
相差信号Ｓ１５ａによって与えられる位相差を同期位置
として記憶する。また、同期捕捉終了信号Ｓ１５ｂが入
力されたときに、記憶している複数の位相差情報を合成
同期位置信号Ｓ１６として図示しない復調部へ出力す
る。この復調部では、合成同期位置信号Ｓ１６に基づ
き、受信信号ＩＮを復調して復調信号を生成する。

【００１５】以上のように、本実施形態の同期捕捉回路
では、同期判定部１４及び位相差制御部１５等を有して
いるので、次のような効果がある。１回の同期判定処理
の終了時に位相差を、ある時点での同期判定結果が同期
位置であった場合には、１非選択位相差分の位相差をお
いて行われることとなり、同期判定処理において２回連
続で同期位置であるという結果が出ても、２つの同期位
置の位相差は少なくとも非選択位相差分だけあることと
なる。そのため、同一の遅延波を誤って２回以上選択す
ることがなくなり、復調部での遅延波合成後のフェージ
ングの影響による合成後の信号電力の低下を防止するこ
とができる。なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で
は、同期判定処理の位相分解能は１基準クロック信号幅
とし、非選択位相差は２基準クロック信号幅としている
が、これらには限定されない。

【００１６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、同期捕捉動作における同期判定を行う位相間隔
を、ある時点での同期判定結果が同期位置ならば非選択
位相差とし、非同期位置であるときは、１位相分解能と
するような手段を設けたので、１回の同期判定処理の終
了時に位相差を、ある時点での同期判定結果が同期位置
であった場合には、１非選択位相差分の位相差をおいて
行われることとなる。そのため、同期判定処理において
２回連続で同期位置であるという結果が出ても、２つの
同期位置の位相差は少なくとも非選択位相差分だけある
こととなる。従って、同一の遅延波を誤って２回以上選
択することがなくなり、復調部での遅延波合成後のフェ
ージングの影響による合成後の信号電力の低下を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す同期捕捉回路の一構成
例のブロック図である。

【図２】従来の同期捕捉回路の一構成例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１１ 基準カウンタ部 １２ ＰＮ符号生成部 １３ 相関演算部 １４ 同期判定部 １５ 位相差制御部 １６ 同期位置記憶部 ＩＮ 受信信号 ＣＫ 基準クロック信号 Ｓ１６ 合成同期位置信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトル拡散通信方式による移動無線
   通信の受信側に使用され、受信信号から相関信号電力の
   大きな複数の遅延波成分を分離し、この各遅延波成分に
   対する復調結果を合成することによってパスダイバーシ
   チを得るレイク受信機の同期捕捉回路において、 同期捕捉動作時の前記受信信号における同期判定を行う
   位相間隔を、ある時点での同期判定結果が同期位置なら
   ば、非選択位相差として予め決められたある位相差と
   し、非同期位置であるときは、同期位置判定における１
   位相分解能とするような手段を有し、 前記受信信号の中から合成を行う前記複数の遅延波成分
   を選択する際に、その合成される各遅延波成分の前記位
   相差が少なくとも非選択位相差以上になるように選択を
   行う構成にしたことを特徴とする同期捕捉回路。
2. 【請求項２】 基準クロック信号を入力としてカウント
   動作を行い、同期捕捉の基準位相を表す基準位相信号を
   出力する基準カウンタ部と、 前記基準位相信号と位相差信号を入力として疑似ランダ
   ム符号のインデックスを生成し、このインデックスの疑
   似ランダム符号を受信側疑似ランダム符号列として順次
   出力する疑似ランダム符号生成部と、 前記基準クロック信号、受信信号及び前記受信側疑似ラ
   ンダム符号列を入力とし、これらの受信信号と受信側疑
   似ランダム符号列の相関演算を行って相関値を求め、こ
   の相関値より相関信号電力を出力する相関演算部と、 前記相関信号電力を入力とし、この相関信号電力と閾値
   とを比較し、相関信号電力＞閾値のときには同期位置と
   判定し、相関信号電力≦閾値のときには非同期位置と判
   定して同期判定結果信号を出力すると共に同期判定終了
   信号を出力し、かつ判定結果が同期位置のときには同期
   位置記憶信号を出力する同期判定部と、 前記同期判定結果信号及び前記同期判定終了信号を入力
   とし、同期判定中の位相を前記基準位相信号との前記位
   相差信号の形で保持し、同期捕捉動作が所定の位相の範
   囲内で行われるように、該位相差信号を所定の初期値か
   ら終了値まで変化させ、ある同期判定中の位相に対し
   て、該同期判定終了信号が入力されたときに、該同期判
   定結果信号が同期位置を示すときは、その保持する位相
   差信号に１非選択位相差を加え、非同期位置を示すとき
   は、１基準クロック信号幅を加え、次の同期判定を行う
   位相を進め、その保持している位相差信号が該終了値を
   越えたときは、１回の同期捕捉動作の終了と見做して同
   期捕捉終了信号を出力し、該位相差信号を初期値にリセ
   ットする位相差制御部と、 前記同期位置記憶信号、前記位相差信号及び前記同期捕
   捉終了信号を入力とし、該同期位置記憶信号が入力され
   たときに、該位相差信号によって与えられる位相差を同
   期位置として記憶し、該同期捕捉終了信号が入力された
   ときに、記憶している複数の位相差情報を合成同期位置
   信号として復調部に出力する同期位置記憶部とを、 備えたことを特徴とする同期捕捉回路。