JPH11251961A - スペクトル拡散受信機 - Google Patents

スペクトル拡散受信機

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JPH11251961A
JPH11251961A JP10051799A JP5179998A JPH11251961A JP H11251961 A JPH11251961 A JP H11251961A JP 10051799 A JP10051799 A JP 10051799A JP 5179998 A JP5179998 A JP 5179998A JP H11251961 A JPH11251961 A JP H11251961A
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JP
Japan
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signal
spread spectrum
delay element
selector
delay
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Pending
Application number
JP10051799A
Other languages
English (en)
Inventor
Takamoto Uta
隆基 雅樂
Masayuki Hanaoka
誠之 花岡
Mei Suzuki
芽衣 鈴木
Satoshi Masuda
智 増田
Nobukazu Doi
信数 土居
Takashi Yano
隆 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な処理を必要とするスペクトル拡散受信
機をコンパクトに実現することを可能にする。 【解決手段】 ベースバンドのスペクトル拡散信号に対
して、遅延素子101〜104により必要な処理遅延を与え、
遅延させたスペクトル拡散信号をMF(106)、107により逆
拡散させる。さらに、初期同期捕捉、TPC検波、パス検
索、データ検波に必要な処理遅延量はそれぞれ異なるた
め、MF(106)を時間分割して使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトル拡散通
信システムにおける受信機に関する。特に、スペクトル
拡散変調されて送信された信号を、ディジタルマッチド
フィルタにより同期捕捉を行うスペクトル拡散受信機に
関する。
【0002】
【従来の技術】図4にスペクトル拡散通信システムにお
いて、移動端末と基地局との間で通信を行う場合のフレ
ーム構成を示す。1フレーム(400)は10msで、16個のスロ
ット(401a〜p)で構成されている(1スロット=0.625ms)。
【0003】各スロット(401)は、パイロット信号(40
2)、送信電力制御信号TPC(Transmission Power Contro
l: TPC)(403)、データ信号(404)で構成されている。パ
イロット信号とは同期捕捉のために各スロットに挿入さ
れた固定パターンの信号であり、TPC信号とは閉ループ
の送信電力制御を行うため、電力の上げ下げを指示する
信号である。より短いサイクルできめ細かな送信電力制
御を行うために、TPC信号の検波はデータ信号の検波よ
りも早く行う必要がある。
【0004】図5に一般的なスペクトル拡散受信機の構
成を示す。スペクトル拡散受信機は、ベースバンドのス
ペクトル拡散受信信号に対してTPC検波、パス検索、デ
ータ検波を行い、復調されたTPC及びデータを出力す
る。
【0005】ベースバンドのスペクトル拡散信号はディ
ジタルマッチドフィルタ(MF)(501)に入力される。MF
(501)では、スペクトル拡散受信信号の初期同期捕捉を
行い、スペクトル拡散受信信号を逆拡散する。逆拡散さ
れた受信信号は、遅延素子(502〜504)によりそ
れぞれの素子によって所定期間の遅延を受け、上述の処
理が成される。かかる遅延素子(502〜504)は、TPC(403)
やデータ(404)を復調するために必要なパス検索等の処
理に必要な遅延を満たすために要求される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、スペクト
ル拡散受信機は複雑な処理を必要とするため、回路規模
が大きくなる。特に、スペクトル拡散通信システムにお
ける基地局設計においては、サポートするユーザ数に見
合った受信機が必要になることから、受信機をコンパク
トに設計することが基地局設計の重要な課題となってい
る。
【0007】特に、スペクトル拡散受信機をゲートアレ
イで構成しようとする場合、遅延素子(502〜504)は多数
のゲートを要し、受信機のコンパクト化の障害となって
いた。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ベ
ースバンドのスペクトル拡散信号に対して、ゲートアレ
イ外部の遅延素子(例えば、FIFO、メモリ等により構成
する)により必要な処理遅延を与え、遅延させたスペク
トル拡散信号をMFにより逆拡散させる構成とした。さら
に、初期同期捕捉、TPC検波、パス検索、データ検波に
必要な処理遅延量はそれぞれ異なるため、MFを時間分割
して使用することにより、スペクトル拡散受信機のコン
パクト化を実現する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態であるスペク
トル拡散受信機の基本構成を機能ブロック図により図1
に示す。
【0010】図1に示されるように、ベースバンドのス
ペクトル拡散信号は4つに分岐される。遅延素子を通さ
ない拡散信号は初期同期捕捉用の拡散信号、遅延素子(1
01)による遅延を受けた信号はパス検索用の拡散信号、
遅延素子(102)による遅延を受けた信号はTPC検波用の拡
散信号、遅延素子(103)による遅延を受けた信号はデー
タ検波用の拡散信号である。なお、上記は遅延素子をFI
FOで構成した例であるが、遅延素子をメモリで構成した
場合には遅延素子は1つとなり、異なるアドレスのデー
タにアクセスすることにより上記と同じ結果を得ること
が可能である。
【0011】初期同期捕捉用拡散信号、パス検索用拡散
信号、TPC検波用拡散信号はセレクタ(105)を介して第1
のマッチドフィルタ(MF:106)に入力され、逆拡散され
る。セレクタ(105)は後述するように所定のタイミング
で、第1のMF(106)に入力する拡散信号を切り換え、第
1のMF(106)を時分割使用する。データ検波用拡散信号
は第2のMF(107)に入力され、逆拡散される。なお、上
記はマッチドフィルタ2つで構成した例であるが、マッ
チドフィルタの演算速度を上げることにより時分割の多
重度を上げ、マッチドフィルタ1つでデータ検波用拡散
信号の逆拡散まで行うことも可能である。図6に遅延素
子をメモリで、マッチドフィルタを1つのみで構成した
場合の構成図を示す。
【0012】各機能ブロックについて説明する。受信レ
ベル測定回路(104)は、初期同期捕捉用拡散信号につい
て1フレーム間の平均受信レベルを測定する。測定した
平均受信レベルはパス検索の際の閾値の計算に使用され
る。パス検索回路(110)は、初期同期捕捉したタイミン
グから所定の範囲について最大パスを検索する。これは
フェージングのためパスが初期同期捕捉したタイミング
から突然大幅にずれ、第一のMF(106)の逆拡散範囲外に
出てしまった場合、再同期捕捉の時間を短くするために
常に広い範囲をサーチする回路である。パス検索回路(1
10)は、パス検索用拡散信号を第1のMF(106)により逆拡
散した信号を用いてパス検索を行う。
【0013】第1のMF(106)により逆拡散されたTPCと第
2のMF(107)により逆拡散されたデータ信号とはセレク
タ(109)を介して検波回路(111)に入力される。検波回路
(111)ではパイロット信号を使用して同期検波を行う。
伝搬路推定部(112)は、データ信号の検波のため、パイ
ロット信号の加算、重み付き平均化等の処理を行うこと
により、伝搬路で生じたマルチパス成分を分離し、分離
されたマルチパス成分から相関値の大きなパスを所定数
選択する。RAKE合成回路(113)は、伝搬路推定部(112)で
選択されたマルチパスの検波結果についてRAKE合成を行
う。さらに、ダイバーシチ合成部(114)は、複数のアン
テナから取得した信号について、スペースダイバーシチ
を行う。SIR(Signal Interference Ratio)測定部(115)
では、RAKE合成後の信号に対して、送信電力制御に必要
なSIR測定を行う。
【0014】図2は、遅延素子(101〜103)により遅延さ
れた拡散信号のタイミングとともに、セレクタ(105)か
らの出力を示したものである。
【0015】(TPC検波)TPC信号は、同じスロットのパ
イロット信号を用いて検波される。TPC信号はパイロッ
ト信号の直後に置かれているために、TPC検波を行うた
めには、パイロット信号を受信して、最大強度のパスを
選択して同期するという処理に必要な遅延時間が必要と
なる。遅延素子(102)はTPC検波に必要な処理遅延時間(2
06)を与える。
【0016】セレクタ(105)からの出力(205)に示される
ように、最初にパイロット信号P0(250a)が第1のMF(10
6)に入力され、初期同期捕捉が行われる。必要な遅延が
なされてセレクタ(105)から出力されるTPCT0(250b)
は、初期同期捕捉がされたタイミングで第1のMF(106)
に入力されることにより、正しく逆拡散される。以下、
同様にTPCTiは、パイロット信号Piを使用して逆拡散
される。
【0017】なお、PN発生器(108)は初期同期捕捉用拡
散信号(遅延なしのスペクトル拡散信号)と同期をとっ
てPN(Psuedo Noise)符号を発生させる。そのため、TPC
信号を正しく拡散するためには、逆拡散のためのPN符号
についても遅延量(206)だけ遅らせた位相のものが必要
になる。図1に示した実施態様は、回路規模を小さくす
るために好適なものである。PN発生器(108)は、初期同
期捕捉用拡散信号(201)に同期するタイミングでPN符号
を発生させる。発生したPN符号を、遅延素子(102)と同
じ遅延量の遅延素子により遅延させて、第1のMF(106)
にセットすることにより、正しく逆拡散することが可能
になる(図1では模式的に、PN符号のための遅延素子に
ついても遅延素子102により代表させている)。もちろ
ん、遅延量に応じたPN発生器を設けてもよい。
【0018】(パス検索)パス検索は、複数のスロット
から抽出したパイロット信号Pi(0≦i≦n)を用い
て行う。パス検索用拡散信号(203)は、初期同期捕捉用
拡散信号(201)のパイロット信号、TPC検波用拡散信号(2
02)のTPC信号を逆拡散するタイミングを外して第1のMF
(106)に入力されるように、必要な遅延量(207)を与えら
れる。
【0019】セレクタ(105)の出力(205)に示されるよう
に、パス検索用のパイロット信号は、P0(250c)、P1(2
51c)、P2(252c)、P3(253c)…のタイミングで出力さ
れ、第1のMF(106)に入力され、逆拡散される。このよ
うに逆拡散されたパイロット信号はパス検索回路(110)
に入力され、パス検索がなされる。パス検索に使用する
パイロット信号の範囲は必要に応じて定めることができ
る。
【0020】パス検索用のPN信号は、検索する範囲によ
り位相を変える必要があるため専用のPN発生器を設け
る。(図1では模式的に、パス検索用のPN発生器につい
てもPN発生器108により代表させている) (データ検波)データ信号は、復調したいデータのスロ
ットについて、その前後のスロットのパイロット信号の
重みづけ平均を使用して検波を行う。図2の例は、前後
2スロットのパイロットの重みづけ平均を利用する場合
の例である。例えば、データD0(240c)の検波を行うた
めにパイロット信号P-1、P0、P1、P2を用いる。デ
ータ検波を行うためのパイロット信号は、初期同期捕捉
用拡散信号についてパイロット信号210a、211a、212a
(P-1については図示せず)を逆拡散した結果を用い
る。
【0021】データ検波用のPN符号は、初期同期捕捉用
拡散信号(201)に同期するタイミングで発生したPN符号
を遅延素子(103)と同じ遅延量の遅延素子により遅延さ
せたものを使用する。(図1では模式的に、PN符号のた
めの遅延素子についても遅延素子(103)により代表させ
ている)図3に、本発明をゲートアレイを用いて実現し
たスペクトル拡散受信機の構成を示す。図1の構成要素
(104〜115)を1つのゲートアレイ上に実現する。各ゲー
トアレイは1アンテナブランチの受信信号を検波するこ
とができるため、2つのゲートアレイでスペースダイバ
ーシチを行い、1物理チャネルの受信を行うことができ
る。
【0022】アンテナ(301)で受信された搬送波周波数
帯域の信号は、RF回路(302)で中間周波数帯域の信号に
変換され、RF−IF回路(303)でさらにベースバンドのス
ペクトル拡散信号に変換される。ベースバンドのスペク
トル拡散信号は遅延素子を介してゲートアレイに入力さ
れ、TPC、データの検波が行われる。なお、タイミング
制御部(305)は、ゲートアレイ(304)に構成された各回路
へのタイミング信号を生成するものである。また、第2
のゲートアレイ(304b)のダイバーシチ合成部(114b)では
検波したTPC及びデータを第1のゲートアレイ(304a)の
ダイバーシチ合成部(114a)に伝送する。それにより、第
1のゲートアレイ(304a)のダイバーシチ合成部(114a)で
はアンテナ(301a)及びアンテナ(301b)で受信された信号
に対してスペースダイバーシチを行う。
【0023】各ゲートアレイ(304)はバス(307)を介して
DSP(ディジタルシグナルプロセッサ)(306)に接続され
ている。DSP(306)は、パスの重みづけや伝搬路推定、S
IRの計算等の処理の設定値及びアルゴリズムの変更を
行う。このようにDSPを使用することにより、スペクト
ル拡散受信機の設定を柔軟に変更することが可能にな
る。
【0024】
【発明の効果】スペクトル拡散受信機をコンパクトに構
成することができる。また、DSPによりスペクトル拡散
受信機の設定を柔軟に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスペクトル拡散受信機の基本構成を示
す図である。
【図2】遅延された各スペクトル拡散信号のタイミング
を示す図である。
【図3】本発明のスペクトル拡散受信機の一例を示す図
である。
【図4】スペクトル拡散通信システムにおけるフレーム
−スロット構成を示す図である。
【図5】スペクトル拡散受信機の一般的な構成を示す図
である。
【図6】本発明のスペクトル拡散受信機の別の基本構成
を示す図である。
【符号の説明】
101〜103:遅延素子、104:受信レベル測定回路、105,
109:セレクタ、106,107:ディジタルマッチドフィル
タ(MF)、108:PN発生器、110:パス検索回路、111:検
波回路、112:伝搬路推定回路、113:RAKE合成回路、11
4:ダイバーシチ合成部、115:SIR測定部、301:アンテ
ナ、302:RF回路、303:RF−IF回路、304:ゲートアレ
イ、305:タイミング制御部、306:ディジタルシグナル
プロセッサ(DSP)、307:バス。
フロントページの続き (72)発明者 増田 智 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 土居 信数 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 矢野 隆 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信したスペクトル拡散信号から送信電力
    制御信号及びデータ信号を検波するスペクトル拡散受信
    機において、 上記スペクトル拡散信号が入力される複数の遅延素子と
    上記スペクトル拡散信号及び上記遅延素子からの出力と
    を切り換えて第一のマッチドフィルタに入力するセレク
    タとを有し、 上記セレクタは、上記第1のマッチドフィルタを時分割
    使用して、上記スペクトル拡散信号及び上記複数の遅延
    素子により遅延されたスペクトル拡散信号を逆拡散する
    ことを特徴とするスペクトル拡散受信機。
  2. 【請求項2】請求項1記載のスペクトル拡散受信機にお
    いて、 上記受信スペクトル拡散信号のパス検索を行うために必
    要な遅延量を与える第一の遅延素子と上記送信電力制御
    信号を検波するために必要な遅延量を与える第二の遅延
    素子とを有し、 上記セレクタは上記スペクトル拡散信号、上記第一及び
    第二の遅延素子の出力とを上記第一のマッチドフィルタ
    に切り換え入力することを特徴とするスペクトル拡散受
    信機。
  3. 【請求項3】請求項1記載のスペクトル拡散受信機にお
    いて、 上記データ信号を検波するために必要な遅延量を与える
    第三の遅延素子を有し、 上記第三の遅延素子の出力を
    第二のマッチドフィルタに入力することを特徴とするス
    ペクトル拡散受信機。
  4. 【請求項4】請求項2記載のスペクトル拡散受信機にお
    いて、 上記第一のマッチドフィルタは、上記スペクトル拡散信
    号に含まれるパイロット信号と、上記第二の遅延素子か
    ら出力された遅延されたスペクトル拡散信号に含まれる
    送信電力制御信号と、上記第一の遅延素子から出力され
    た遅延されたスペクトル拡散信号に含まれるパイロット
    信号とを逆拡散することを特徴とするスペクトル拡散受
    信機。
JP10051799A 1998-03-04 1998-03-04 スペクトル拡散受信機 Pending JPH11251961A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100388873B1 (ko) * 1998-12-24 2003-06-25 닛본 덴기 가부시끼가이샤 시분할 방식으로 동작 가능한 cdma 수신기 및 그의제어 방법
JP2007516678A (ja) * 2003-12-23 2007-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Umts受信機のシンボル同期方法

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