JPH1051355A - スペクトル拡散通信装置 - Google Patents

スペクトル拡散通信装置

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JPH1051355A
JPH1051355A JP21592896A JP21592896A JPH1051355A JP H1051355 A JPH1051355 A JP H1051355A JP 21592896 A JP21592896 A JP 21592896A JP 21592896 A JP21592896 A JP 21592896A JP H1051355 A JPH1051355 A JP H1051355A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェージングのドップラー周波数に応じてパ
イロット信号の部分相関をとる長さを可変とすることに
より、パイロット信号の精度を上げ、スペクトル拡散通
信装置の受信性能を向上させる。 【解決手段】 スペクトル拡散変調されたパイロット信
号を用いて復調するスペクトル拡散通信装置において、
フェージングのドップラー周波数を推定するドップラー
周波数推定手段104と、ドップラー周波数に応じてパイ
ロット信号についての部分相関の相関をとる長さを可変
とする相関長可変手段105を含み、その相関長可変手段1
05に基づいて相関をとる相関器108と、その相関器108の
相関値を用いて復調する手段106、107を備えることによ
り、情報信号を復調する際に用いるパイロット信号の精
度を上げ、スペクトル拡散通信装置の受信性能を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信システムなどに使用されるスペクトル拡散通信装置の
受信機に組み込まれる相関器及び復調装置に関し、特に
フェージング変動に応じて部分相関の相関をとる長さを
可変にして受信性能を向上させるスペクトル拡散通信装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】割り当てられた周波数帯を利用して、多
数の局が相互に通信するマルチプルアクセス（多元接
続）方式としてスペクトル拡散通信方式を用いたCDMA
（符号分割多元接続）方式がある。スペクトル拡散通信
方式とは、元の情報変調されたデータを拡散符号と呼ば
れるものにより広帯域に拡散して送信し、受信側におい
ては、送信側と同じ拡散符号を乗算することにより逆拡
散して受信を行なう方式である。CDMA方式は、このスペ
クトル拡散通信方式を利用したアクセス方式の一つであ
り、各ユーザに対しそれぞれ異なった拡散符号が割り当
てられ、１つのセル内においても同一の周波数帯を複数
のユーザが利用することができるといった特徴がある。
【０００３】ところで、無線通信における特有の問題と
してフェージングという現象がある。陸上移動伝搬路
は、移動局の周囲の建物や地形により反射、回折、散乱
等を受けるため多重波伝搬路となる。この場合、移動局
周辺にはさまざまな方向から到来する多数の波が互いに
干渉し合い、ランダムな定在波性の電磁界分布が形成さ
れる。このような定在波性の電磁界分布の中を移動局が
走行すると、受信波の包絡線と位相はランダムに変動す
る。また、この変動の度合いは、移動局の速度に関係し
ており、ドップラー周波数で表される。移動局の速度を
vとし、電波の波長をλとするとこのドップラー周波数f
dは、fd=v/λで表される。このような変動を起こした電
波を移動局が受信すると、受信特性が劣化し、最悪の場
合においては受信不能となる。
【０００４】従来、北米において標準化されているCDMA
方式セルラ電話システム(IS-95)では、データ信号にパ
イロット信号(情報変調されていないデータ)を多重して
基地局から移動局に送信する方式を採用しており、この
パイロット信号が移動局側の復調においてフェージング
の補償として用いられている。
【０００５】図５にパイロット信号を用いて復調する従
来のスペクトル拡散通信システムの受信装置の簡略化ブ
ロック図が示され、スペクトル拡散通信システムの受信
装置は、A/D変換後の多重化された受信信号のパイロッ
ト信号と部分相関をとる相関器500と、パイロット信号
の拡散符号を発生するPN符号発生器501と、情報信号と
相関をとる相関器502と、情報信号の拡散符号を発生す
るPN符号発生器503と、パイロット信号より情報信号を
補償するフェージング補償装置504と、データを判定す
る検波回路505とから構成されている。
【０００６】以上のように構成された受信装置のブロッ
ク図を用いて、その復調動作について説明する。A/D変
換された受信データは、パイロット信号用のデータ相関
器、情報信号用のデータ相関器とに分けられる。パイロ
ット信号のデータはパイロット信号用の相関器500に入
力され、パイロット信号の拡散符号を送信側と同期した
タイミングで発生するPN符号発生器501により部分相関
をとる。ただし、相関をとる長さは固定である。情報信
号は情報信号用の相関器502に入力され、情報信号の拡
散符号を送信側と同期したタイミングで発生するPN符号
発生器503により相関をとる。この相関器出力(逆拡散さ
れたデータ)はフェージング補償装置504に入力され、パ
イロット信号をもとにフェージングによりデータが受け
た位相変動歪を補償する処理を行なってデータを出力
し、そのデータが検波回路505に入力され検波される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のスペクトル拡散通信装置においては、フェージング
補償として用いるパイロット信号の部分相関の相関をと
る長さは固定されたものであり、フェージング変動が速
いとき（ドップラー周波数が高いとき）においては、部
分相関を長くとるとパイロット信号の位相変動分が平均
化されてしまい、位相情報の推定がうまく行なわれず十
分な位相追従性能が得られないという問題を有してお
り、また、フェージング変動が遅いとき（ドップラー周
波数が低いとき）においては、高いドップラー周波数を
想定して部分相関をとる長さを短くしていると、位相情
報の雑音抑圧のための平均化が十分に行なえず十分な性
能が得られないという問題を有していた。
【０００８】本発明は、前記従来の問題を解決するもの
で、フェージング変動に応じて部分相関の相関をとる長
さを可変とするスペクトル拡散通信装置を提供するこ
と、すなわち、フェージング変動が速いときには部分相
関をとる長さを短くし、フェージング変動が遅いときに
は部分相関をとる長さを長くすることによりパイロット
信号の位相情報の精度を上げ、優れた受信性能をもった
スペクトル拡散通信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記問題を解決するため
に本発明は、スペクトル拡散変調されたパイロット信号
を用いて復調するスペクトル拡散通信装置において、フ
ェージングのドップラー周波数を推定するドップラー周
波数推定手段と、ドップラー周波数に応じてパイロット
信号についての部分相関の相関をとる長さを可変とする
相関長可変手段を含み、該相関長可変手段に基づいて相
関をとる相関器と、該相関器の相関値を用いて情報信号
を復調する手段を備えることを特徴としたものである。
【００１０】以上により、フェージング変動に応じて部
分相関をとる長さを可変とし、フェージング変動が速い
ときには部分相関をとる長さを短くし、フェージング変
動が遅いときには部分相関をとる長さを長くすることに
より、データ復調の際に用いるフェージング補償のため
のパイロット信号の精度を上げ、優れた受信性能をもっ
たスペクトル拡散通信装置が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
スペクトル拡散変調されたパイロット信号を用いて復調
するスペクトル拡散通信装置において、フェージングの
ドップラー周波数を推定するドップラー周波数推定手段
と、ドップラー周波数に応じてパイロット信号について
の部分相関の相関をとる長さを可変とする相関長可変手
段を含み、該相関長可変手段に基づいて相関をとる相関
器と、該相関器の相関値を用いて情報信号を復調する手
段を備えることを特徴としたものであり、フェージング
変動が速いときには部分相関をとる長さを短くし、フェ
ージング変動が遅いときには部分相関をとる長さを長く
することにより、データを復調する際に用いるフェージ
ング補償のためのパイロット信号の精度を上げ、優れた
受信性能が得られるという作用を有する。
【００１２】また、本発明の請求項２記載の発明は、ス
ペクトル拡散変調されたパイロット信号を用いて復調す
るスペクトル拡散通信装置において、フェージングのド
ップラー周波数を推定するドップラー周波数推定手段
と、パイロット信号についての部分相関をとる相関器
と、該相関器の出力をドップラー周波数に応じて重みづ
けし合成するフィルタ手段と、該フィルタ手段から出力
された相関値を用いて情報信号を復調する手段を備える
ことを特徴としたものであり、フェージング変動に応じ
てフィルタ手段の重みづけを可変とし、このフィルタ手
段の重みづけを可変とすることにより部分相関の相関を
とる長さを柔軟に制御することが可能であり、データを
復調する際にフェージングを補償するパイロット信号の
精度を上げ、優れた受信性能が得られるという作用を有
する。
【００１３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。
【００１４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態のスペクトル拡散通信装置における受信
機のブロック図を示す。スペクトル拡散通信装置におけ
る受信機は、A/D変換されたパイロット信号に対し相関
をとるための乗算器100と、パイロット信号のデータと
相関をとるためのPN符号発生器101と、情報信号に対し
相関をとる相関器102と、相関器102において情報信号の
データと相関をとるためのPN符号発生器103と、ドップ
ラー周波数を推定するドップラー周波数推定装置104
と、部分相関をとる長さを可変にする相関長可変装置10
5と、フェージング補償を行なうフェージング補償装置1
06と、データを判定する検波回路107とから構成され
る。相関用乗算器100とPN符号発生器101と相関長可変装
置105により、部分相関演算を可変長で行なう相関器108
を構成する。
【００１５】また、図２は相関長可変装置105を中心と
したその周辺の詳細ブロック図を示し、部分相関値を貯
めておく相関値バッファ200と、部分相関をとる長さを
可変にする相関長可変スイッチ201と、それらの部分相
関値を合成する加算器202と、ドップラー周波数推定装
置203とから構成される。
【００１６】以上のように構成された受信機について、
図１及び図２を用いてその動作を説明する。まず、受信
した信号をA/D変換し、そのデータをパイロット信号、
情報信号とに分ける。ドップラー周波数推定装置104と
しては、自動車などの移動速度の判る場合の通信システ
ムにおいては、その速度と使用周波数をもとにドップラ
ー周波数を推定する方式、あるいはそれ以外の場合にお
いては、相関器を用いてその相関器出力のピークの変動
分を用いて推定する方式等で行なう。
【００１７】パイロット信号のデータは部分相関演算を
可変長で行なう相関器108に入力され、PN符号発生器101
によりパイロット信号と同期した拡散符号を発生させ乗
算する。そのパイロット信号のチップ単位の乗算したデ
ータを相関長可変装置105に出力する。
【００１８】相関長可変装置105を中心とする詳細ブロ
ック図は図２に示され、ドップラー周波数推定装置203
により、部分相関をとる長さを決定し、その長さを相関
長可変スイッチ201をON/OFFするように制御する。した
がって、ドップラー周波数推定装置203により決められ
た部分相関をとる長さに基づく部分相関値が加算器202
において合成される。この合成された部分相関値が位相
推定結果となる。
【００１９】合成された部分相関値（位相推定値）はフ
ェージング補償装置106に入力される。一方、情報信号
は情報信号用の相関器102に入力され、情報信号が送信
側で拡散された符号と同期した信号を発生させ相関をと
る。この相関器出力(逆拡散されたデータ)はフェージン
グ補償装置106に入力される。フェージング補償装置106
においては位相情報をもとにフェージングによりデータ
が受けた位相変動歪を補償する処理を行ない、その出力
データが検波回路107に入力され検波される。
【００２０】以上のように、本発明の第１の実施の形態
によれば、フェージングのドップラー周波数を推定する
ドップラー周波数推定手段と、その推定結果によりパイ
ロット信号についての部分相関長を可変にする相関長可
変手段を含み、該相関長可変手段に基づいて相関をとる
相関器を設けることにより、情報信号を復調する際に用
いるパイロット信号の精度を上げ、優れた受信特性を得
ることができる。
【００２１】（第２の実施の形態）図３に本発明の第２
の実施の形態のスペクトル拡散通信装置における受信機
のブロック図を示す。スペクトル拡散通信装置における
受信機は、A/D変換されたパイロット信号に対し相関を
とる相関器300と、相関器300においてパイロット信号の
データと相関をとるためのPN符号発生器301と、情報信
号に対し相関をとる相関器302と、相関器302において情
報信号のデータと相関をとるためのPN符号発生器303
と、ドップラー周波数を推定するドップラー周波数推定
装置304と、相関値出力を通すフィルタ手段305と、フェ
ージング補償を行なうフェージング補償装置306と、デ
ータを判定する検波回路307とから構成される。
【００２２】また、図４は図３のフィルタ手段305を中
心としたその周辺の詳細ブロック図を示し、部分相関値
を貯めておく相関値バッファ400と、部分相関をとる長
さを可変にするためのフィルタ手段の重みづけとなる乗
算器401と、それらの部分相関値を合成する加算器402
と、ドップラー周波数推定装置403とから構成される。
【００２３】以上のように構成された受信機について、
図３及び図４を用いてその動作を説明する。
【００２４】まず、受信した信号をA/D変換し、そのデ
ータをパイロット信号、情報信号とに分ける。ドップラ
ー周波数推定装置304としては、自動車などの移動速度
の判る場合の通信システムにおいては、その速度と使用
周波数をもとにドップラー周波数を推定する方式、ある
いはそれ以外の場合においては、相関器を用いてその相
関器出力のピークの変動分を用いて推定する方式等で行
なう。
【００２５】パイロット信号のデータはパイロット信号
用の相関器300に入力され、PN符号発生器301によりパイ
ロット信号と同期した符号を発生させ相関をとる。その
パイロット信号の部分相関値をフィルタ手段305に出力
する。フィルタ手段305を中心とする詳細ブロック図は
図４に示され、推定されたドップラー周波数に基づいて
ドップラー周波数推定装置403により乗算器401における
部分相関値に対する重みづけがなされる。その結果、重
みづけされた部分相関値が加算器402で合成される。こ
の合成された部分相関値が位相推定結果となる。
【００２６】合成された部分相関値出力（位相推定値）
がフェージング補償装置306に入力される。すなわち、
ドップラー周波数推定装置304により重みづけされた部
分相関値の相関値出力がフェージング補償装置306に入
力される。
【００２７】一方、情報信号は情報信号用の相関器302
に入力され、情報信号が送信側で拡散された符号と同期
した信号を発生させ相関をとる。この相関器出力（逆拡
散されたデータ）はフェージング補償装置306に入力さ
れる。
【００２８】フェージング補償装置306においてはパイ
ロット信号をもとにフェージングによりデータが受けた
位相変動歪を補償する処理を行ない、その出力データが
検波回路307に入力され検波される。
【００２９】以上のように本発明の第２の実施の形態に
よれば、フェージングのドップラー周波数を推定するド
ップラー周波数推定手段と、その推定結果によりパイロ
ット信号についての部分相関値を重みづけし合成するフ
ィルタ手段を設けることにより、情報信号を復調する際
に用いるパイロット信号の精度を上げ、優れた受信特性
を得ることができる。
【００３０】なお、この説明で用いたフィルタ手段は図
ではFIR型フィルタであったがIIR型のフィルタであって
も同様に実施可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明は、フェ
ージングのドップラー周波数を推定するドップラー周波
数推定手段と、ドップラー周波数に応じてパイロット信
号についての部分相関の相関をとる長さを可変とする相
関長可変手段を含み、該相関長可変手段に基づいて相関
をとる相関器と、該相関器の相関値を用いて情報信号を
復調する手段を設けることにより、情報信号を復調する
際に用いるパイロット信号の精度を上げ、優れた受信特
性を得ることが可能という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における受信機のブ
ロック図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における相関長可変
装置を中心としたその周辺の詳細ブロック図、
【図３】本発明の第２の実施の形態における受信機のブ
ロック図、
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ手
段を中心としたその周辺の詳細なブロック図、
【図５】従来のスペクトル拡散通信装置の受信機のブロ
ック図である。
【符号の説明】 100 相関用乗算器 101、301、501 パイロット信号用PN符号発生器 102、302、502 情報信号用の相関器 103、303、503 情報信号用PN符号発生器 104、203、304、403 ドップラー周波数推定装置 105 相関長可変装置 106、306、504 フェージング補償装置 107、307、505 検波回路 108 部分相関演算を可変長で行なう相関器 200、400 相関値バッファ 201 部分相関長可変スイッチ 202、402 加算器 300、500 パイロット信号用の相関器 401 乗算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スペクトル拡散変調されたパイロット信
    号を用いて復調するスペクトル拡散通信装置において、
    フェージングのドップラー周波数を推定するドップラー
    周波数推定手段と、ドップラー周波数に応じてパイロッ
    ト信号についての部分相関の相関をとる長さを可変とす
    る相関長可変手段を含み、該相関長可変手段に基づいて
    相関をとる相関器と、該相関器の相関値を用いて情報信
    号を復調する手段を備えることを特徴とするスペクトル
    拡散通信装置。
  2. 【請求項２】 スペクトル拡散変調されたパイロット信
    号を用いて復調するスペクトル拡散通信装置において、
    フェージングのドップラー周波数を推定するドップラー
    周波数推定手段と、パイロット信号についての部分相関
    をとる相関器と、該相関器の出力をドップラー周波数に
    応じて重みづけし合成するフィルタ手段と、該フィルタ
    手段から出力された相関値を用いて情報信号を復調する
    手段を備えることを特徴とするスペクトル拡散通信装
    置。
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