KR100361794B1

KR100361794B1 - 이동 단말, 기지국 및 이들의 동기 제어 방법

Info

Publication number: KR100361794B1
Application number: KR1020000004210A
Authority: KR
Inventors: 도시로오 스즈끼; 노부까즈 도이; 다까끼 우따; 다까시 야노
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2002-11-22
Also published as: US20040213329A1; CN1150783C; JP2000252962A; KR20000071310A; CN1516379A; EP1033823B1; JP3930187B2; DE60002247T2; EP1033823A1; DE60002247D1; CN1266343A; US7061968B2; US6754255B1

Abstract

이동 통신 시스템에서 다중 경로 환경에서도 안정된 동기 유지를 행한다.

지연 프로파일 측정 회로(102)는 처리 단위 n마다 역확산 신호로부터 지연 프로파일 a(n)을 산출한다. 지연 프로파일 평균 회로(103)는 a(n)을 시간 평균화하여 Ave(|a(n)|²)를 산출한다. 데이타 심볼 복조 회로(104)는 역확산된 신호를 a(n) 및 Ave(|a(n)|²)을 이용하여 레이크 합성을 행한다. 대표 경로 타이밍 산출 회로(105)는 a(n) 및 Ave(|a(n)|²)에서부터 지연파를 대표하는 대표치를 산출한다. 루프 필터(106)는 대표치에 기초하여 제어 신호를 생성한다. 클럭 제어 회로(107)는 이 제어 신호에 기초하여 확산 부호 발생기(108)를 제어한다.

Description

이동 단말, 기지국 및 이들의 동기 제어 방법{MOBILE STATION, BASE STATION AND SYNCHRONIZING CONTROL METHOD THEREOF}

본원 발명은 이동 통신 시스템에 관하여 특히, 수신기, 이동 단말, 기지국 및 이들의 동기 제어 방법에 관련된 것이다.

CDMA(Code Division Multiple Access : 부호 분할 다원 접속) 방식은, 복수의 통신 채널을 스펙트럼 확산 부호를 이용하여 다중화 및 다원화함으로써 주파수 이용 효율을 비약적으로 향상시키는 방식으로서 주목받고 있다. CDMA에서는 송신측에서 퍼어치 채널, 공통 제어 채널, 개별 제어 채널, 개별 통화 채널 등의 통신에 필요한 채널을 각각 다른 확산 부호로 스펙트럼 확산 변조를 실시하여 다중화하여 송신하고, 수신측에서 송신측과 동일한 확산 부호로 역확산을 행하고 다중화된 신호 중에서부터 원하는 채널을 복조한다. 이와 같이 스펙트럼 확산 변조된 신호는 송신측 및 수신측 양쪽에 동일한 확산 부호를 동일한 부호 위상으로 이용하지 않으면 복조할 수 없다. 그렇기 때문에, 수신측에서의 확산 부호의 동기 확립 및 동기 유지는 CDMA를 실현하는데에 있어서 가장 중요한 기술 중 하나로서 위치를 차지한다. 여기서, 동기 확립이란 송신측에서 이용되고 있는 확산 부호의 부호 위상의 검출을 행하는 것을 말하며, 동기 유지란 확립된 부호 위상을 유지하는 것을 말한다.

이동 단말은 우선 동기 확립의 과정에서 주위에 있는 기지국이 송신하는 퍼어치 채널의 검색을 행한다. 이 퍼어치 채널은 기지국이 사용하고 있는 확산 부호의 정보나 전력 제어에 필요한 정보를 이동 단말에 전하는 것으로, 모든 기지국이 거의 항상 송신하는 채널이다. 구체적인 검색 방법은 문헌 「, 佐和橋衛, 安達文幸, "DS-CDMA 기지국 간 비동기 셀룰러에서의 롱 코드 마스크를 이용하는 고속 셀 탐색법, " 전자 정보 통신 학회 기술 연구 보고 RCS96-122, pp. 57-63, 1997-01」에 게재되어 있다.

그런데, 동기 확립과 동기 유지가 중요시되는 이유로서 그 실현의 곤란성을 예로 들 수 있다. 곤란성의 주된 원인은 다음과 같다. 실제의 전파로에서는 전파로 길이에 비례한 전파 지연이 발생하기 때문에, 수신측에서 이용하는 확산 부호의 부호 위상은 송신측의 부호 위상에 전파 지연에 상응하는 위상 시프트를 가한 것으로 해야만 한다. 또한, 전파는 각 곳으로 반사하면서 여러가지 경로를 통하여 도달하기 때문에 복수의 지연파가 생긴다. 이 현상은 일반적으로 다중 경로라고 불리고 있으며, 다중 경로는 수신측에 다른 위상을 구비하는 복수의 수신 신호 성분을 초래하기 때문에, 동기 확립 및 유지를 곤란하게 한다.

CDMA 통신 시스템에서는 다중 경로 대책 중 하나로서, 레이크(RAKE) 수신 기술을 이용한다. 레이크 수신은 복수의 지연파를 각각의 지연 시간에 따른 부호 위상으로 개별적으로 복조하고, 그 복조 결과를 합성함으로써 다이버시티 효과 및 합성 이득을 얻는 것이다. 레이크 수신을 행하기 위해서는 복수의 위상의 수신 신호 성분에 대하여 동시에 역확산을 행할 필요가 있다. 이것을 실현하는 종래 기술로서 특개평 9-321664호 「시간창 제어 루프에 의한 RAKE 방식 스펙트럼 확산 수신 장치」에 기재된 정합 필터의 발명이 있다. 본 발명에서는 일정한 위상 간격으로 어긋난 복수의 확산 부호를 이용하여 복수의 역확산을 동시에 행한다. 또, 이 정합 필터에서는 미리 설정한 부호 위상으로부터 소정의 위상 범위 내에서 역확산을 행하고 있다. 이 후, 상기 소정의 위상 범위에 대응하는 시간폭을 정합 필터의 시간창이라고 부른다.

도 14에 관련 기술인 스펙트럼 확산 수신 장치의 구성도를 나타낸다. 관련 기술에 따르면, RF 수신부(902)에 의한 수신 신호에 대하여 정합 필터(903, 904)에서 검출된 복수의 부호 위상에 대응한 역확산 결과를 포락선 검파기(906) 및 지연 검파기(905)에 입력한다. 포락선 검파기(906)의 출력은 최대 비합성 제어부(907)로써 상기 복수의 역확산 결과의 강도를 판정하고, 지연 검파기(905)에 의해 검파된 신호를 판정된 수신 강도에 따라서 RAKE 합성부(910)에서 합성함으로써 RAKE 수신을 실현하고 있다. 한편, 포락선 검파기(906)의 출력 결과로부터 시간창 제어부(908) 및 동기 유지부(909)에서 포락선의 최대 피크 위치가 정합 필터(903, 904)의 시간창 중심 위치에 일치하도록 정합 필터(903, 904)의 시간창 위치를 제어한다. 데이터 재생부(911)는 RAKE 합성부(910)의 출력으로부터 데이타를 재생한다.

관련 기술에는 복수의 지연파가 존재하고, 각각의 지연파에 대응하여 복수의 상관치가 생긴 경우, 그 중에서 가장 큰 상관치를 가지는 지연파에 동기를 정합한다. 이 때문에, 관련 기술에는 복수의 지연파 중에 지배적인 강도를 가지는 지연파가 안정되게 존재하는 조건 하에서만 적절한 동기 유지를 기대할 수 있다. 그러나, 현실적으로는 도시 환경 등에서는 많은 지연파가 존재하며 또한 각각의 지연파의 강도에 결정적인 차가 없는 경우가 많다. 또한, 단말의 이동에 의해 페이징이 발생하고 각각의 지연파의 강도가 심하게 변동하는 경우도 있다. 그 때문에, 가장 큰 상관치를 가지는 지연파가 빈번하게 변화하게 된다. 그렇기 때문에, 관련 기술에서는 동기 유지에 이용해야하는 적절한 부호 위상을 특정하는 것이 곤란하다.

또한, 이러한 환경에서는 수신 전력이 각 지연파로 분산하고, 하나의 지연파당 전력이 작아지게 된다. 가령 어느 하나의 지연파(경로)를 선택하여 동기 유지에 이용한 경우, 전 수신 전력 중 일부 수신 전력밖에만 동기 유지로 이용할 수 없어서 충분한 안정성을 얻을 수 없다.

본원 발명은 이상의 점에 감안하여 특히, CDMA 이동 통신 시스템에 이용되며, 동기 이탈이 적은 안정된 수신을 가능하게 하는 동기 제어 방법, 수신기, 기지국 및 이동 단말을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본원 발명은 도시 환경과 같이 다중 경로가 존재하는 환경에서도 동기 유지를 안정적으로 행하고 통화 중 호단절의 확률을 저감하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본원 발명은 동기의 초기 인입에 있어서는 고속으로 인입하여, 인입 완료 후는 잡음에 의한 지터를 작게 유지하여 동기 유지를 안정하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 본원 발명은 단말의 전원 투입으로부터 통화 가능해지기까지의 시간을 단축하고, 더구나 위상 지터에 의한 통화 품질의 열화를 저감하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명에서는 전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 정합 필터의 시간창 위치를 단일 경로에 정합하지 않고 유효한 상관치가 검출되고 있는 복수의 경로에 대응하는 부호 위상 및 각각의 상관치로부터 얻어지는 복수 경로의 확산 부호 위상을 대표하는 대표치와, 정합 필터의 시간창 중심을 정합하도록 제어한다. 대표치로서는 예를 들면 경로의 전력 중심 등을 이용하면 적당하다.

본원 발명의 제1 해결 수단에 의하면, 스펙트럼 확산된 수신 신호와, 입력된 확산 부호와의 상관에 기초하여 복수의 부호 위상마다의 각 상관치를 성분으로 하는 지연 프로파일을 구하고, 역확산된 신호에 대하여 구해진 지연 프로파일에 기초하여 레이크 합성을 행하고 복조된 신호를 출력하고, 구해진 지연 프로파일 중 복수의 상관치 및 대응하는 부호 위상을 이용하여, 복수의 경로의 확산 부호 위상을 대표하는 대표치를 산출하고, 산출된 대표치에 기초하여 입력되는 수신 신호와 확산 부호와의 동기를 유지하도록 제어하는 동기 제어 방법을 제공한다.

본원 발명의 제2 해결 수단에 의하면, 스펙트럼 확산된 수신 신호와, 입력된확산 부호와의 상관에 기초하여 역확산된 신호를 출력하는 입력부와, 상기 입력부로부터의 역확산된 신호에 대하여 지연 프로파일을 출력하는 지연 프로파일 측정부와, 상기 입력부로부터의 역확산된 신호에 대하여 상기 프로파일 측정부로부터 출력된 지연 프로파일에 기초하여 레이크 합성을 행하고, 복조된 신호를 출력하는 데이타 심볼 복조부와, 상기 프로파일 측정부로부터 출력된 지연 프로파일에 기초하여, 복수의 상관치 및 대응하는 부호 위상을 이용하여, 복수의 경로의 확산 부호 위상을 대표하는 대표치를 산출하는 대표치 산출부와, 상기 대표치 산출부로부터의 대표치에 기초하여, 상기 입력부에 입력되는 수신 신호와 확산 부호와의 동기를 유지하도록 제어하기 위한 클럭 제어부를 구비한 수신기를 제공한다.

또한, 본원 발명의 제3 해결 수단에 따르면 전술한 바와 같은 수신기를 구비한 기지국 및 이동 단말을 제공한다.

도 1은 본원 발명이 적용되는 CDMA 이동 통신 시스템의 구성도.

도 2는 기지국의 구성도.

도 3은 이동 단말의 구성도.

도 4는 본원 발명에 따른 수신 모듈(수신기)의 구성도.

도 5는 정합 필터(101)의 구성도.

도 6은 프로파일 측정부(102)의 구성도.

도 7은 수신 신호의 포맷 구성도.

도 8은 지연 프로파일의 설명도.

도 9는 데이타 심볼 복조부(104)의 구성도.

도 10은 대표치 산출부(105)의 구성도.

도 11은 루프 필터(106) 및 클럭 제어부(107)의 구성도.

도 12는 루프 필터 계수의 제어에 대한 설명도.

도 13은 대표치 산출부(105)의 다른 구성도.

도 14는 종래의 기술에서의 스펙트럼 확산 수신 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101: 정합 필터

102: 지연 프로파일 측정부

103: 지연 프로파일 평균 회로

104: 데이타 심볼 복조부

105: 대표 경로 타이밍 산출부

106: 루프 필터

107: 클럭 제어부

108: 확산 부호 발생기

도 1에 본원 발명이 적용되는 CDMA 이동 통신 시스템의 구성도를 나타낸다. 여기서는 일정 서비스 영역마다 기지국(1, 2)이 배치되며, 서비스 영역 내의 이동 단말(3 ∼ 5)은 근방의 기지국(1, 2) 간에서 스펙트럼 확산된 신호의 송수신을 행한다. 기지국(1, 2)은 기지국 제어국(6)에 접속되어 있다. 또한, 이 기지국 제어국(6)은 고정망(7) 등에 접속된다. 고정망(7)은 또한 다른 고정망, 이동체망 등에 접속된다. 이에 따라, 서비스 영역 내의 이동 단말은 동일 기지국 배치 하의 이동 단말, 다른 기지국 배치 하의 이동 단말, 고정망 등에 접속된 단말 등의 각 단말과의 통화가 가능해지고 있다.

도 2에 기지국의 구성도를 나타낸다. 기지국은 안테나(10), 무선부(11), 멀티 채널 송신기(12), 멀티 채널 수신기(13), 국간 인터페이스(14) 및 기지국 제어부(15)를 구비한다. 이동 단말 간에서 송수신되는 전파는 안테나(10) 및 무선부(11) 등을 통하여 베이스 밴드 대역의 송수신 신호와의 상호 변환이 행해진다. 멀티 채널 송신기(12)는 복수 채널의 베이스 밴드 송신 신호의 변조를 행하고, 한편, 멀티 채널 수신기(13)는 복수 채널의 베이스 밴드 수신 신호의 복조를 행한다. 국간 인터페이스(14)는 멀티 채널 송신기(12)가 송신해야 할 신호, 멀티 채널 수신기(13)가 복조한 신호 및 각 종 제어 신호를 기지국 제어국 간에서 수수한다. 기지국 제어부(15)는 기지국의 각 부분에 대하여 제어를 행한다. 도 3에 이동 단말의 구성도를 나타낸다. 이동 단말은 안테나(20), 무선부(21), 송신기(22), 수신기(23), 음성 부호화 복호화(24), 수화기(25), 송화기(26) 및 단말 제어부(27)를 구비한다. 기지국 간에서 송수신되는 전파는 안테나(20) 및 무선부(21) 등을 통하여 베이스 밴드 대역의 송수신 신호와의 상호 변환이 행해진다.

송신기(22)는 베이스 밴드 송신 신호의 변조를 행하고, 한편 수신기(23)는 베이스 밴드 수신 신호의 복조를 행한다. 음성 부호화 복호화부(24)는 송화기(26)로부터의 음성 신호를 부호화하고, 송신기(22)에 송신하여야 할 신호로서 출력하고 또한 수신기(23)가 복조한 신호를 복호화하고 수화기(25)에 출력한다. 단말 제어부(27)는 이동 단말의 각 부분에 대하여 제어를 행한다.

도 4에 본원 발명에 따른 수신 모듈(수신기)의 구성도를 나타낸다.

수신 모듈은 정합 필터(입력부 ; 101), 지연 프로파일 측정부(102), 지연 프로파일 평균부(103), 데이타 심볼 복조부(104), 대표 경로 타이밍 산출부(105), 루프 필터(106), 클럭 제어부(107) 및 확산 부호 발생기(108)를 구비한다. 또, 정합 필터(101)는 스펙트럼 확산된 수신 신호와, 입력된 확산 부호와의 상관에 기초하여 역확산된 신호를 출력한 바와 같은 적절한 입력부를 이용할 수 있다. 본원 발명에 따르면, 도 3에 도시한 바와 같은 이동 단말의 수신기(23)는 도 4에 도시되는 수신 모듈에 구비함으로써 구성된다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같은 기지국의 멀티 채널 수신기(13)는 도 4에 도시한 바와 같은 수신 모듈을 복수 구비함으로써 구성된다.

수신 신호는 확산 부호 발생기(108)로부터의 부호가 설정된 정합 필터(101)에 입력되며 확산 부호와 수신 신호의 상관 연산이 행해짐으로써, 역확산된 신호가 얻어진다. 지연 프로파일 측정부(102)는 이 역확산된 신호에 대한 지연 프로파일을 출력한다. 여기서 지연 프로파일이란 복수의 부호 위상마다 구해진 상관치(역확산 결과)의 열을 말한다. 여기서, 부호 위상 n에서의 상관치를 a(n)으로 한다. 부호 위상 n에 대응한 지연파가 존재하는 경우, n은 정합 필터의 시간창에서의 경로 위치를 나타내는 값이 된다. 경로 위치란 정합 필터의 시간창에서 지연파의 상관치가 얻어지는 위치, 즉 부호 위상을 나타내는 값이다. 보다 상세하게는 정합 필터의 창 폭을 2w로 하고, 부호 위상의 간격을 d라고 하면, n은 -w＜n＜w 또한 n=j·d를 만족한다(j는 정수). 또한, n은 창의 중심에서 0이 된다. 또, 간격 d를 확산 부호의 칩 단위로 나타낸다고 하면, d는 1칩, 혹은 1/2칩으로 해도 좋지만, 복조 특성을 고려하면 1/4칩 간격 정도가 적당할 것이다. 지연 프로파일은 또한지연 프로파일 평균부(103)에서 각각의 부호 위상 n마다 시간 평균이 행해지며 Ave(|a(n)|²)가 얻어진다. 시간 평균은 이밖에 Ave(|a(n)|), Ave(|a(n)|^N; N은 임의의 실수) 등 다른 평균치를 이용하여도 좋다. 데이타 심볼 복조부(104)는 역확산된 신호를 지연 프로파일(a(n)의 열) 및 시간 평균된 지연 프로파일(Ave(|a(n)|²)의 열)을 이용하여 검파 및 레이크 합성을 행하고 복조된 신호를 출력한다.

한편, 지연 프로파일 및 시간 평균된 지연 프로파일은 대표치 산출부(105)에도 입력되며 거기에서 경로의 전력 중심 등의 대표치가 계산된다. 이하에 대표치의 계산식의 예를 나타낸다.

또, a(n)에 대해서는 상술된 바와 같이 |a(n)|^N등의 적절한 것을 이용하여도 좋다.

보다 일반적으로, 대표치는 하나의 부호 위상 n에 대하여 부호 위상 n과 상관치 a(n)의 함수로서 얻어지는 평가치 f(n, a(n))을 유효한 상관치가 검출되고 있는 복수의 부호 위상 n에 대하여 산출하고 이들을 합성함으로써 구할 수 있다. 여기서, 유효한 상관치란 동기의 유지에 유효한 경로(지연파)에 대응한 상관치란 뜻으로, 예를 들면 일정한 임계치를 넘은 강도를 가지는 상관치라고 정의할 수 있지만, 보다 간편하게는 모든 상관치를 유효한 상관치로 해도 좋다. 또한, 부호 위상 n과 상관치 a(n)의 함수 f(n, a(n))으로서는 강한 경로일수록 동기 유지 제어에 기여하는 비율이 크며 또한 경로 위치가 시프트한 방향을 검출할 수 있는 것이 요구된다. 그 때문에, f(n, a(n))은 상관치 a(n)의 크기 |a(n)|의 변화에 관하여 단조롭게 변화하는 함수로, 또한 부호 위상 n에 대하여 창 중심을 대칭축으로 하는 기함수 일것이 요구되지만 특히 이에 한정되지 않고 제어계의 안정성을 손상하지 않는 범위에서 임의로 선택 가능하다. 여기에서, 「상관치 a(n)의 변화에 관해서 단조롭게 변화한다」란, 상관치 a(n)이 증가한 경우에 함수치 f(n, a(n))이 반드시 증가하거나 혹은 변화하지 않은 것 또는 반드시 감소하거나 혹은 변화하지 않은 것 중 어느 하나인 것을 의미한다. 또한, 「부호 위상 n에 대하여 기함수이다」란, 어떤 부호 위상에 대하여 플러스의 값을 가지고 있던 경우, 창 중심에 대하여 대칭인 부호 위상에 대해서는 절대치가 같은 마이너스의 값을 취한다는 의미이다. 예를 들면, 부호 위상을 정합 필터의 시간 창 중심에 대응하는 위상으로 0, 양 단에서 각각 -32, 32로 하고 부호 위상 n에 대응하는 상관치를 a(n)으로 한 경우, 상기 함수 f(n, a(n))은 f(n, a(n))=n·a(n)²라고 해도 좋으며, 그 외에도 f(n, a(n))=n·|a(n)|, f(n, a(n))=sgn(n)·a(n), f(n, a(n))=sgn(n)·a(n)², f(n, a(n))=n³·a(n)²등등의 적절한 함수라 해도 좋다(여기서, sgn(n)은 n의 부호를 나타내는 함수이다.). 또한, 가장 단순하게는 예를 들면, 정합 필터의 창 중심보다 빠른 경로에 대하여 -1, 느린 경로에 대하여 +1을 되돌려 주지만 같은 함수를 이용하여도 좋다.

상기 대표치는 루프 필터(106)에 입력된다. 루프 필터(106)는 상기 대표치에 기초하여 잡음 등에 의한 순간적인 경로 위치의 변동을 평활하고, 클럭 제어 신호를 출력한다. 클럭 제어 신호는 클럭 제어부(107)에 입력되며, 클럭 제어부(107)는 확산 부호 발생기(108)에 공급하는 클럭의 제어를 행한다. 이에 따라, 정합 필터(101)에 공급되는 확산 부호는 입력되는 수신 신호와 동기하도록 피드백 제어된다. 즉, 정합 필터(101)에 공급되는 확산 부호가 입력되는 수신 신호와 타이밍의 어긋남이 생기면, 대표치 산출부(105)는 타이밍 편차량에 따른 대표치를 출력한다. 또한, 루프 필터(106)는 대표치에 따라서 타이밍 어긋남과 반대 방향으로 클럭 제어부(107)를 제어함으로써 입력되는 수신 신호의 부호 위상과 역 확산에 이용하는 확산 부호의 위상이 일치하게 된다. 이상과 같이 하여 부호 위상의 동기가 유지된다.

다음에, 수신 모듈(수신기)의 각 구성 요소에 대하여 상술한다. 우선, 도 5에 정합 필터(101)의 구성도의 일례를 나타낸다. 정합 필터(101)는 시프트 레지스터(601, 602), 확산 부호 유지 레지스터(603) 및 상관 연산기(604)를 구비한다.

수신 신호는 시프트 레지스터(601)에 입력되며 소정 시간분 비축된다. 한편, 확산 부호 발생기(108)로부터 공급되는 확산 부호는 시프트 레지스터(602)에 입력되며 소정 시간분 비축된 후, 확산 부호 유지 레지스터(603)에 전송된다.

시프트 레지스터(601)에 비축된 소정 시간분의 수신 신호는 상관 연산기(604)에서 확산 부호 유지 레지스터(603)에 유지되어 있는 소정 시간분의 확산 부호와 상관 연산이 행해진다. 그리고, 시프트 레지스터(601)에 비축된 소정 시간분의 수신 신호의 타이밍이 확산 부호 유지 레지스터(603)에 유지되어 있는 소정 시간분의 확산 부호와 일치할 때 큰 상관치가 얻어진다. 복수의 지연 경로가 존재하는 환경에서는 복수 타이밍에 상관치가 얻어지게 된다.

도 6에 프로파일 측정부(102)의 구성도의 일례를 나타낸다. 도 7에 수신 신호의 포맷 구성도의 일례를 나타낸다. 또한, 도 8에 지연 프로파일의 설명도의 일례를 나타낸다. 프로파일 측정부(102)는 파일럿 심볼 분리부(201) 및 파일럿 심볼 가산부(202)를 구비한다. 또한, 수신 신호는 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 1슬롯 중에 기준 신호인 파일럿 심볼(801)과 데이타 심볼(802)을 포함하고, 이 슬롯이 다중되어 있는 구성으로 되어 있다. 도 6에서의 파일럿 심볼 분리부(201)는 도 7의 파일럿 심볼(801)에 대응한 역확산 결과만을 추출한다. 파일럿 심볼 가산부(202)는 복수의 파일럿 심볼 구간에 걸쳐서, 이 역확산 결과를 가산하고, 지연 프로파일 a(n)을 산출한다. 도 8에 1파일럿 블럭 시간의 평균으로 얻어지는 지연 프로파일 a(n)을 나타낸다. 또, 시간 평균은 1파일럿 블럭뿐만아니라, 적절한 블럭수에 걸쳐서 평균하여도 좋다. 여기서는 일례로서 4개의 경로가 각각 정합 필터(101)의 창 중 -4, -2, 0, 2의 부호 위상에 각각 강도의 상관치 a(-4), a(-2), a(0), a(0)이 존재하는 경우를 나타내고 있다. 도 9에 데이타 심볼 복조부(104)의 구성도의 일례를 나타낸다. 데이타 심볼 복조부(104)는 데이타 심볼 분리부(301), 비교기(302), 선택기(303), 승산기(304) 및 누산기(305)를 구비한다. 비교기(302)는 지연 프로파일 평균부(103)에서 얻어진 시간 평균된 상관치 Ave(|a(n)|²)의 열을 소정의 임계치와 비교한다. 예를 들면, 상기 임계치는 Ave(|a(n)|²)을 n에 대하여 평균한 값의 정수배로 하여 구해진 값을 이용한다. 선택기(303)는 그 비교 결과에 기초하여, Ave(|a(n)|²)가 임계치 이상의 경우에는 지연 프로파일 측정부(102)에서 얻어진 지연 프로파일로부터 상관치 a(n)을, 반대로 임계치보다 Ave(|a(n)|²)가 작은 경우에는 0을 선택하여 출력한다. 한편, 데이타 심볼 분리부(301)는 예를 들면 도 6에 도시하는 수신 신호로부터 데이타 심볼(802)을 분리한다. 이 분리된 데이타 심볼(802)은 승산기(304)에서 선택기(303)의 출력의 복소 공역과의 복소 승산에 의해 검파가 행해진다. 이상의 연산에 의해 평균적으로 강한 경로의 존재하는 부호 위상 n에만 검파 결과가 얻어지며, 그 이외의 부호 위상 n에는 0이 얻어진다. 누산기(305)는 검파 결과를 정합 필터의 시간창 폭에 걸쳐서 누산함으로써, 각 경로를 합성한 복조 결과가 얻어진다.

도 10에 대표치 산출부(105)의 구성도의 일례를 나타낸다. 이 도면은 대표치로서 경로 전력 중심을 이용하는 경우의 구성예를 나타내고 있다. 대표치 산출부(105)는 제곱기(401), 비교기(402), 선택기(403, 406), 승산기(404), 누산기(405, 407) 및 제산기(408)를 구비한다. 지연 프로파일 측정부(102)에서 얻어진 지연 프로파일(a(n)의 열)은 제곱기(401)에서 절대치 제곱 연산되며, 전력 오더의 지연 프로파일(|a(n)|²의 열)이 얻어진다. 한편, 비교기(402)에서는 지연 프로파일 평균부(103)에서 얻어지는 시간 평균된 지연 프로파일(Ave(|a(n)|²의 열)을 소정의 임계치와 비교한다. 예를 들면 상기 임계치는 Ave(|a(n)|²)을 n에 대하여 평균한 값의 상수배로 하고 구해진 값을 이용한다. 이 비교기(402)에 의한 비교 결과가, Ave(|a(n)|²)가 임계치 이상인 경우는 선택기(403)는 제곱기(401)에서 얻어진 |a(n)|²를 선택하고, 한편, 비교 결과가 시간 평균된 Ave(|a(n)|²)가 임계치보다 작은 경우에는 0을 선택하여 출력한다. 선택기(403)에서 선택된 신호는 승산기(404)에서 각각의 경로 위치에 대응한 값 n과 승산되어, 경로 강도 가중된 경로 위치 정보가 얻어진다. 경로 강도 가중된 경로 위치 정보는 누산기(405)에서 누산된다.

한편, 선택기(406)는 비교기(402)의 비교 결과에 기초하여 Ave(|a(n)|²)의 임계치 이상인 경우에는 Ave(|a(n)|²)을 선택하고, 한편, Ave(|a(n)|²)이 임계치보다 작은 경우에는 0을 선택하여 출력한다. 이 선택기(406)에서 선택된 신호는 누산기(407)에서 누산되며 전 경로의 총 전력이 계산된다. 누산기(405)에서 누산된 신호는 제산기(408)에서 누산기(407)에 의해 산출되는 전 경로의 총 전력에서 감산되며, 전 경로의 전력 중심이 계산된다. 여기서, 제산기(408)에서 제수로서 이용하고 있는 총 전력치는 전력 오더의 지연 프로파일(|a(n)|²의 열)의 총 합이 아니라, 시간 평균된 지연 프로파일(Ave(|a(n)|²)의 열)의 총 합에 의해 구해진다. 이에 따라, 순간적으로 전 경로 강도가 작아진 경우의 신뢰성이 부족한 위상 정보의 영향을 적게 받을 수 있다.

또, 도 9에 도시된 데이타 심볼 복조부(104) 및 도 10에 도시된 대표치 산출부(105)에서는 평균적으로 강한 경로를 검출하기 위하여, 각 경로 위치 n에서의 전력 평균을 이용하고 있지만, SIR(Signal to Interference Ratio) 등의 다른 지표를 사용하는 것도 가능하다.

도 11에 루프 필터(106) 및 클럭 제어부(107)의 구성도의 일례를 나타낸다. 루프 필터(106)는 승산기(501 ∼ 503, 507), 가산기(504, 508), 값범위 제한기(505) 및 지연기(506)를 구비한다. 대표치 산출부(105)의 출력인 대표치는 승산기(501)에서 제1 계수 g가 승산된다. 이 승산기(501)의 출력은 또한 승산기(502)에서 다시 제1 계수 g가 승산된다. 그리고, 승산기(502)의 출력은 승산기(503)에 의해 제2 계수 b가 승산된다. 승산기(503)의 출력은 가산기(504), 값범위 제한기(505) 및 지연기(506)로 구성되는 적분기에 의해 적분된다. 여기서, 값범위 제한기(505)는 적분치가 소정의 범위의 값을 넘지 않도록 값을 제한한다. 한편, 승산기(501)의 출력은 승산기(507)에도 입력되며 제3 계수 a가 승산된다. 승산기(507)의 출력과 가산기(504), 값범위 제한기(505) 및 지연기(506)로 구성되는 적분기의 출력은 가산기(508)에서 가산되며 클럭 제어 신호가 된다.

다음에, 클럭 제어부(107)는 값범위 제한기(509), D/A 변환기(510) 및 전압 제어 발진기(511)를 구비한다. 클럭 제어부(107)에서는 루프 필터(106)로부터 출력된 클럭 제어 신호는 값범위 제한기(509)에서 소정의 범위의 값을 넘지 않도록 값이 제한되며, D/A 변환기(510)에 의해서 주파수 제어 전압으로 변환되며 전압 제어 발진기(511)에 인가된다. 전압 제어 발진기(511)는 이 주파수 제어 전압에 기초하여 적절한 발진 주파수의 신호를 출력한다.

다음에, 루프 필터(106)에서의 루프 필터 계수의 제어에 대하여 설명한다. 도 12에 루프 필터 계수의 제어에 대한 설명도를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 루프 필터(106)에서는 제1 계수 g를 변화시킴으로써 제어계의 안정성을 유지한채로 연속적으로 제어계의 루프 대역폭을 변화시키는 것이 가능해진다. 일반적으로 루프 대역폭을 크게 취하면, 추종 속도가 고속이 되는 반면, 잡음에 대한 안정성이 저하한다. 반대로 루프 대역폭을 작게 하면, 잡음에 대한 안정성은 향상하지만 추종 속도는 저속이 된다. 따라서, 루프 필터(106)를 일례로서 도 11에 도시한 바와 같은 구성으로 하고, 초기 동기의 동기 포착 시에는 g를 커지도록, 또한, 동기 포착 후의 통신 중은 g를 작아지도록 제어함으로써 고속 초기 인입 특성과, 안정적인 동기 유지 특성을 양립하는 것이 가능해진다. 이 때, 제1 계수(9)를 급격하게 감소시키면 가산기(504), 값 범위 제한기(505) 및 지연기(506)에서 구성되는 적분기에 축적된 잡음에 의한 영향의 소화에 시간이 걸리며, 잡음의 영향이 장시간 잔류하는 경우가 있기 때문에, 완만하게 감소시키는 것이 바람직하다. 그래서, 도 12에 도시한 바와 같이 여기서는 일례로서 초기 인입 시에는 g=g1로 설정하고 그 이후 지수적으로 g2로 향하여 감소시키고 있다.

이상, 본원 발명에 따르면 복수의 지연파의 레벨이 빈번하게 변동하거나 출현, 소실을 반복하는 것과 같은 불안정한 전파 환경에서도 정합 필터(101)의 창폭으로 들어가는 모든 지연파의 전력을 항상 동기 유지에 이용할 수 있으며 안정적인 동기 유지가 가능해진다.

또, 본 기술은 기지국, 이동 단말 중 어디에도 적용 가능하다. 즉, 이동 단말에서는 대표치 산출부(105), 루프 필터(106) 및 클럭 제어부(107) 등을 각 복조기에 개별로 설치하도록 하는 것 및 이들 적절한 회로를 장치 전체로 공유할 수가 있다. 또한, 기지국에서는 클럭 제어부(107) 등을 각 복조기에 개별로 설치하는 것 및 적절한 회로를 공유할 수 있다. 또한, 도 5에 도시되고 있는 클럭 제어부(107) 대신에 클럭원과 분주비를 가변으로 하는 가변 분주기를 이용하여, 분주한 클럭을 확산 부호 발생기(108)에 공급할 수 있다. 이렇게 하면, 장치 전체에 공통의 클럭원을 이용하여 각 복조기마다 클럭을 제어하는 것이 가능해진다.

또, 전술한 실시예에서는 정합 필터의 시간창폭보다도 큰 지연 분산을 가지는 환경에서 예를 들면 2개의 같은 정도의 수신 강도를 가지는 경로가 존재하고, 그 경로 간의 지연이 점차로 커지면 2개의 경로가 정합 필터의 창의 양 끝에 근접하고, 결국에는 양쪽 모두 창으로부터 이탈하여 동기 이탈이 발생할 가능성이 있다. 이것을 방지하기 위한 제1 방법은 우선, 축소한 창폭으로 경로 측정을 행하고, 축소한 창 내에 존재하는 경로의 전력이 창 전체에 들어가는 경로 전력에 비하여 소정 비율 이상 작아진 경우에, 동기 이탈을 방지하기 위한 처치가 필요하다고 판정하는 것이다. 그리고, 동기 이탈을 방지하기 위한 처치가 필요하다고 판정된 경우, 창 끝 또는 창 끝 근방에 위치하는 한쪽 경로에 대한 동기 유지를 방치하고, 다른쪽 경로에만 동기 추종을 행함으로써 동기 이탈을 방지할 수 있다. 제2 방법은 경로의 전력 중심 외에 지연 분산을 측정하고 지연 분산이 소정의 값을 넘은 경우에 동기 이탈을 방지하기 위한 처치가 필요하다고 판정하는 것이다. 그리고, 이 경우도 마찬가지로 창 끝 또는 창 끝 근방에 위치하는 한쪽 경로에 대한 동기 유지를 방치하고, 다른쪽 경로에만 동기 추종을 행함으로써 동기 이탈을 방지할 수 있다.

상기 동기 이탈을 방지하는 제1 및 제2 방법은 예를 들면 도 13에 도시하는 구성으로 실현할 수 있다. 401 ∼ 408까지의 동작은 도 10과 마찬가지이다. 정합 필터 창폭 제어부(409)는 시간 평균된 지연 프로파일(Ave(|a(n)|²의 열)을 이용하여, 상기 동기 이탈을 방지하기 위한 처치가 필요한지의 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 기초하여 확산 부호의 부호 위상 n 혹은 시간창 중심 위상치(예를 들면 n=-32 ∼ 32로 한 경우는 0)를 출력한다.

동기 이탈을 방지하는 제1 방법에서 정합 필터 창폭 제어부(409)의 동작은 도면 중 「MF Window Controller(Type 1)」에 나타내는 알고리즘(409a)에서 출력치를 결정한다. 또한, 동기 이탈을 방지하는 제1 방법에서는 도면 중 「MF Window Controller(Type 2)」에 나타내는 알고리즘(409b)에서 출력치를 결정한다. 여기서, 예를 들면 n=-32 ∼ 32로 한 경우는 한쪽 축소창폭 p, 전력 비판정 임계치 r, 지연 분산 임계치 σ²은 각각 0＜p＜32, 1＜r, 0＜σ＜32의 범위의 상수이다.

발명에 따르면, 도시 환경과 같이 많은 반사파에 의한 다중 경로가 존재하는 환경에서도 동기 유지를 안정적으로 행할 수 있으며, 통화 중의 호단절의 확률을 저감할 수 있다. 또한, 본원 발명에 따르면 동기의 초기 인입에서는 고속으로 인입, 인입 완료 후는 잡음에 의한 지터를 작게 유지하여 동기 유지를 안정할 수 있다. 이에 따라, 본원 발명에 따르면, 단말의 전원 투입으로부터 통화 가능해지기까지의 시간을 단축할 수 있으며 더구나 위상 지터에 의한 통화 품질의 열화를 저감할 수가 있다.

Claims

역확산에 사용하는 확산 부호를 발생하는 부호 발생기와,

역확산의 대상이 되는 수신 신호와 상기 확산 부호 발생기에서 발생된 확산 부호를 입력으로 하고, 복수의 타이밍마다 병행하여 복수의 역확산을 실시하는 역확산기와,

상기 역확산기가 출력하는 복수의 상관치 중 신뢰성이 높은 것을 추출하는 추출 회로와,

상기 추출된 복수의 상관치로부터 상기 복수의 상관치를 대표하는 대표치를 결정하는 대표치 결정 회로와,

상기 대표치 결정 회로가 결정한 대표치에 기초하여 상기 부호 발생기의 부호 발생 타이밍을 제어하는 제어 회로와,

상기 추출 회로에서 추출된 복수의 상관치를 합성하여 데이타를 복조하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제1항에 있어서, 상기 역확산기는 정합 필터로서 상기 정합 필터의 창폭을 몇등분하여 얻어지는 각 타이밍마다 상관치를 출력하고, 상기 추출 회로는 관측 시간 내에서의 평균치가 임계치 이상인 것을 추출하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제2항에 있어서, 상기 각 타이밍의 간격은 확산 부호의 칩 길이의 j분의 1(j는 정수)인 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제1항에 있어서, 상기 대표치 결정 회로는 상기 추출된 복수의 상관치의 중심 계산에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 루프 필터와 클럭 제어 회로를 포함하며,

상기 루프 필터는 상기 대표치에 기초하여 제어 신호를 출력하고,

상기 클럭 제어 회로는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 수신 신호와 상기 확산 부호와의 동기를 유지하도록 상기 부호 발생기를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
이동 단말로부터 신호를 수신 처리하는 수신기를 적어도 하나 포함하는 기지국에 있어서, 상기 수신기는,

역확산에 사용하는 확산 부호를 발생하는 부호 발생기와,

역확산의 대상이 되는 수신 신호와 상기 확산 부호 발생기에서 발생된 확산 부호를 입력으로 하고, 복수의 타이밍마다 병행하여 복수의 역확산을 실시하는 역확산기와,

상기 역확산기가 출력하는 복수의 상관치 중 관측 시간 내에서의 평균치가임계치 이상인 것을 추출하는 추출 회로와,

상기 추출된 복수의 상관치로부터 상기 복수의 상관치를 대표하는 대표치를 결정하는 대표치 결정 회로와,

상기 대표치 결정 회로가 결정한 대표치에 기초하여 이 상기 부호 발생기의 부호 발생 타이밍을 제어하는 제어 회로와,

상기 추출 회로에서 추출된 복수의 상관치를 합성하여 데이타를 복조하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제1항에 있어서, 상기 역확산기는 정합 필터로서, 상기 정합 필터의 창폭을 n등분하여 얻어지는 각 타이밍마다 상관치를 출력하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제2항에 있어서, 상기 각 타이밍의 간격은 확산 부호의 칩 길이의 i분의 1(i는 정수)인 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제1항에 있어서, 상기 대표치 결정 회로는 상기 추출된 복수의 상관치의 중심 계산에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 루프 필터와 클럭 제어 회로를 포함하며,

상기 루프 필터는 상기 대표치에 기초하여 제어 신호를 출력하고,

상기 클럭 제어 회로는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 수신 신호와 상기 확산 부호와의 동기를 유지하도록 상기 부호 발생기를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
스펙트럼 확산된 수신 신호와, 입력된 확산 부호와의 상관에 기초하여, 역확산된 신호를 구하고,

역확산된 신호에 대하여 지연 프로파일을 구하고,

구해진 지연 프로파일에 기초하여 역확산된 신호를 레이크 합성하고, 복조된 신호를 출력하고,

구해진 지연 프로파일 중 복수의 상관치 및 그 타이밍에 의해 복수의 경로의 확산 부호 위상을 대표하는 대표치를 산출하고,

산출된 대표치에 기초하여 입력되는 수신 신호와 확산 부호와의 동기를 유지하도록 제어하는 동기 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 대표치는 타이밍에 대하여 시간창 중심을 대칭축으로 하는 기함수에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 대표치는 어떤 타이밍의 상관치의 변화에 대하여 단조롭게 변화하는 함수에 의해서 산출되는 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 대표치는 복수 경로의 전력 중심 타이밍인 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제14항에 있어서, 복수 경로의 전력 중심 타이밍을 산출하는데 있어서, 경로 위치에 대한 전력 가중에 이용하는 각 경로의 전력의 평균을 취하기 위한 시간폭이 전력 중심 타이밍의 정규화에 이용하는 전 수신 전력의 총 합의 평균을 취하기 위한 시간폭보다도 짧은 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 대표치는 복수 경로에 대한 전력 오더의 지연 프로파일과 그 타이밍을 승산하여 이루어진 경로 위치 정보의 총 합을 시간 평균된 지연 프로파일의 총 합으로 나눗셈함으로써 산출하는 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 대표치는 시간 평균된 지연 프로파일이 소정의 임계치 이상이 되는 것과 같은 지연 프로파일을 유효한 상관치가 얻어지고 있는 것으로 하여 선택하여, 선택된 지연 프로파일에 기초하여 산출되도록 하는 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제17항에 있어서, 상기 대표치를 산출할 때, 검출되고 있는 복수의 타이밍부터 경로 간의 지연차를 대표하는 값을 산출하고, 상기 경로 간의 지연차를 대표하는 값이 소정의 값을 넘은 경우에, 창 끝 또는 창 끝 근방에 위치하는 한쪽 경로에 대한 동기 유지를 방치하는 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제18항에 있어서, 경로 간의 지연차를 대표하는 값이 지연 분산인 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
제11항에 있어서, 대표치를 산출할 때 역확산을 행하기 위한 제1 시간창폭과, 제1 시간창폭을 축소한 제2 시간창폭 각각에 수신 신호 전력의 측정을 행하고, 제1 시간창폭의 수신 전력에 비하여 제2 시간창폭의 수신 전력이 소정 비율 이상 작아진 경우에, 창 끝 또는 창 끝 근방에 위치하는 한쪽 경로에 대한 동기 유지를 방치하는 것을 특징으로 하는 동기 제어 방법.
스펙트럼 확산된 수신 신호와, 입력된 확산 부호와의 상관에 기초하여, 역확산된 신호를 출력하는 입력 회로와,

상기 입력 회로로부터의 역확산된 신호에 대한 지연 프로파일을 출력하는 지연 프로파일 측정 회로와,

상기 입력 회로로부터의 역확산된 신호에 대하여, 상기 프로파일 측정 회로로부터 출력된 지연 프로파일에 기초하여 레이크 합성을 행하고, 복조된 신호를 출력하는 데이타 심볼 복조 회로와,

상기 프로파일 측정 회로로부터 출력된 지연 프로파일 중 복수의 상관치 및 그 타이밍에 의해 경로의 지연차를 대표하는 대표치를 산출하는 대표치 산출 회로와,

상기 대표치 산출 회로로부터의 대표치에 기초하여 상기 입력 회로에 입력되는 수신 신호와 확산 부호와의 동기를 유지하도록 제어하기 위한 클럭 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 수신기.
제21항에 있어서, 상기 입력 회로는 복수의 타이밍마다 병행하여 복수의 역확산을 행하는 정합 필터를 포함하고,

상기 정합 필터가 창 중에 검출되는 타이밍이 다른 복수의 지연파가 합성된 신호를 수신하고 있으며, 강도가 최대가 아닌 지연파의 타이밍이 변화하는 경우에, 상기 대표치 산출 회로가 상기 타이밍의 변화에 따라서 대표치를 변화시킴으로써, 상기 정합 필터로부터 출력되는 상관치의 타이밍을 변화하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제22항에 있어서, 상기 입력 회로는 복수의 타이밍마다 병행하여 복수의 역확산을 행하는 정합 필터를 포함하고,

상기 정합 필터가 창 중에 검출되는 타이밍이 다른 복수의 지연파가 합성된 신호를 수신하고 있으며, 강도가 최대가 아닌 지연파의 강도를 강도가 최대가 되지 않은 범위에서 변화하는 경우에, 상기 대표치 산출 회로는 상기 타이밍의 변화에따라서 대표치를 변화함으로써, 상기 강도의 변화에 따라서 상기 정합 필터로부터 출력되는 상관치의 타이밍을 변화하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제23항에 있어서, 적분 수단과, 가변 계수 발생 수단과, 가산 수단을 구비한 루프 필터를 더 포함하고,

상기 루프 필터는,

상기 대표치 산출 회로로부터의 대표치에 상기 가변 계수 발생 수단으로부터 발생하는 계수의 2승을 곱한 결과를 상기 적분 수단에 의해 적분한 제1 값과, 상기 대표치에 상기 가변 계수 발생 수단으로부터 발생하는 계수를 곱한 제2 값을 상기 가산 수단에서 소정의 가중치로 가산하고,

상기 클럭 제어 회로는,

상기 루프 필터로부터의 출력을 이용하여 상기 클럭 제어 회로 내에 설치된 가변 주파수 발진 수단 또는 가변 분주 기기를 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 수신기.
제24항에 있어서, 상기 가변 계수 발생 수단은 발생하는 계수치를 동기 인입 시의 계수치로부터 점차로 감소하도록 한 것을 특징으로 하는 수신기.
제21항 내지 제25항 중 어느 한 항의 수신기를 포함한 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클럭 제어 회로를 공유화한 것을 특징으로 하는 수신기.
제21항 내지 제25항 중 어느 한 항의 수신기를 포함한 것을 특징으로 하는 기지국.