JP2002135169A - スペクトル拡散受信機 - Google Patents
スペクトル拡散受信機Info
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- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
に高チップレートの電力効率のよいスペクトル拡散シス
テムの設計が可能であり、電力消費を削減可能で、ま
た、チップレートの代わりにデータシンボルレートでデ
ジタル処理を行うことが可能なスペクトル拡散受信機を
提供する。 【解決手段】スペクトル拡散受信機はダイレクトコンバ
ージョン技術に基づく回路21,22を採用している。
これらの回路は、大幅に複雑が低減し、標準アプローチ
の完全なデジタル受信機で実現可能なレートより非常に
高速のチップレートのスペクトル拡散受信機を許容す
る、これらの回路を用いることによって、受信機でのデ
ジタル処理は、背景技術のおけるスペクトル拡散および
CDMA受信機の設計に習慣的に用いられるチップレー
トの倍数でなく、データシンボルレートで実行される。
Description
用のスペクトル拡散受信機、特に、FET広帯域ダイレ
クトコンバージョン回路に基づくダイレクトシーケンス
(直接拡散)RFスペクトル拡散信号のアナログ逆拡散
およびダイレクトコンバージョン用回路、および異なる
タイプのダイレクトシーケンススペクトル拡散のPN
(疑似ランダムノイズ)符号同期および逆拡散用回路に
関するものである。
ウェアの制御の下、異なるフォーマット、すなわち異な
る変調方式の信号を受信する無線機を容易に再構成可能
なように、可能な限りデジタル処理を利用することにあ
る。シングルステージのRFダウンコンバージョンを利
用すると、無線機は、大いに簡易化される。近年、二乗
検波に基づくFET検波器の利用に基づくダイレクトコ
ンバージョン用の新規な回路が提案されている(文献
〔1〕、〔2〕を参照:〔1〕M.Abe,N.Sasho,D.Krupez
evic,and V.Brarnkovic,"Receiver circuit"、〔2〕WO
99/33166('99.July.1 )。これらの回路は、以前可能で
あったよりも、高い帯域性および線形性をともなったダ
イレクトコンバージョン回路の実現を可能にする。
トル拡散受信機に関係するダイレクトコンバージョン回
路の使用は、上述したシングルステージコンバータの利
益よりはるかに大きい利益を有する。シングルステージ
コンバータに加えて、ダイレクトコンバージョン回路
は、アナログ相関器として効果的に動作する。このこと
は、結果としてスペクトル拡散受信機に要求される処理
速度の大幅な低減およびこれに伴う電力消費の削減につ
ながる。
信機のブロック図である。図1の直接拡散スペクトル拡
散受信機10は、レシーバアンテナ11、RFフィルタ
12、マルチステージコンバータ13、RFフロント−
エンドノイズ削減フィルタ14、サンプルおよびアナロ
グ−デジタル(A/D)コンバータ15、PNコード同
期および同期保持回路16、およびレイク(RAKE)
受信機(復調器)17を有している。
散受信機10の代表的なインプリメンテーションは、チ
ップレートの複数倍、たとえばチップレート8倍の周波
数で動作するサンプルおよびA/Dコンバータ15が後
続するRFフロント−エンドノイズ削減フィルタ14を
含んでいる。3X帯域における広帯域CDMA(符号分
割多元接続)では、このチップレートは、8×3.84
=30.72MHzに等しい。さらに高い帯域では、そ
のレートは100MHzを簡単に越えてしまう。受信機
は、PNコード同期および同期保持回路16を動作させ
て、これらのレートでデジタルで逆拡散を行う。
バーシティ、あるいはデジタルビーム形成アレイを利用
していると、この回路は、各アレイ要素ごとに繰り返さ
れる。大きな拡散帯域については、回路の複雑さ、これ
に伴う電力消費が大きくなる。
クロック周波数で動作させることは、受信機の設計に有
利となる。このことは、逆拡散がアナログ形態で効果的
に実行されれば可能である。
ップレートと無関係で、非常に高チップレートの電力効
率のよいスペクトル拡散システムの設計が可能であり、
電力消費を削減可能なスペクトル拡散受信機を提供する
ことにある。
わりにデータシンボルレートでデジタル処理を行うこと
が可能なソフトウェア無線用スペクトル拡散受信機を提
供することにある。
コードによりある帯域に拡散されたスペクトル拡散信号
を受信するスペクトル拡散受信機であって、所定周波数
のローカル信号を出力するローカル発振器と、受信信号
の拡散コードに応じてローカル拡散コードを生成するロ
ーカル拡散コード生成手段と、上記ローカル発振器によ
るローカル信号および上記ローカル拡散コード生成手段
によるローカル拡散コードに基づいてリファレンスロー
カル信号を生成し、受信信号および上記リファレンスロ
ーカル信号に基づいて位相差を有する2つの信号を生成
し、上記位相差を持つ2つの信号に基づいて逆拡散を行
うダイレクトコンバージョン回路とを有するスペクトル
拡散受信機が提供される。
回路は、上記ローカル信号と上記ローカル拡散コードを
乗算し、リファレンスローカル信号として出力する乗算
器と、受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタ
と、上記リファレンスローカル信号の位相をシフトする
第2の位相シフタと、上記リファレンスローカル信号と
上記第1の位相シフタの出力信号とを加算する第1の加
算器と、受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号と
を加算する第2の加算器と、上記第1の加算器の出力の
信号レベルを検波する第1の検波器と、上記第2の加算
器の出力の信号レベルを検波する第2の検波器とを有す
る。
は、上記ローカル拡散コードにより上記ローカル信号を
変調し、リファレンスローカル信号として出力する変調
器と、受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタ
と、上記リファレンスローカル信号の位相をシフトする
第2の位相シフタと、上記リファレンスローカル信号と
上記第1の位相シフタの出力信号とを加算する第1の加
算器と、受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号と
を加算する第2の加算器と、上記第1の加算器の出力の
信号レベルを検波する第1の検波器と、上記第2の加算
器の出力の信号レベルを検波する第2の検波器とを有す
る。
力信号に対して所定のフィルタリング処理を行う第1の
フィルタと、上記第2の検波器の出力信号に対して所定
のフィルタリング処理を行う第2のフィルタと、上記第
3の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリング処
理を行う第3のフィルタとをさらに有する。
に含まれる拡散コードは、受信信号の拡散コードに同期
している。
上記リファレンスローカル信号のキャリア周波数に略等
しい。
2、および第3の検波器の一つは、二乗検波器を有す
る。
コードによりある帯域に拡散されたスペクトル拡散信号
を受信するスペクトル拡散受信機であって、所定周波数
のローカル信号を出力するローカル発振器と、受信信号
および上記ローカル発振器によるローカル信号に基づい
て同期および同期保持処理を介してローカル拡散コード
を生成するローカル拡散コード同期保持手段と、上記ロ
ーカル発振器によるローカル信号および上記ローカル拡
散コード同期保持手段によるローカル拡散コードに基づ
いてリファレンスローカル信号を生成し、受信信号およ
び上記ローカルリファレンス信号に基づいて位相差を有
する2つの信号を生成し、上記位相差を持つ2つの信号
に基づいて逆拡散を行うダイレクトコンバージョン回路
とを有するスペクトル拡散受信機が提供される。
持回路は、制御信号の値に基づいて上記ローカル拡散コ
ードを生成するローカル拡散コード生成器と、所定の時
間だけ上記生成されたローカル拡散コードを遅延させる
第1の位相調整手段と、所定の時間だけ上記生成された
ローカル拡散コードを進行させる第2の位相調整手段
と、上記ローカル信号と上記第1の位相調整手段の出力
信号を乗算する第1の乗算器と、上記ローカル信号と上
記第2の位相調整手段の出力信号を乗算する第2の乗算
器と、上記受信信号と上記第1の乗算器の出力信号とを
加算する第1の加算器と、上記第1の加算器の出力信号
の振幅成分を検波する第1の検波器と、上記第1の検波
器の出力信号の第1のエンベロープを検波する第1のエ
ンベロープ検波手段と、上記受信信号と上記第2の乗算
器の出力信号とを加算する第2の加算器と、上記第2の
加算器の出力信号の振幅成分を検波する第1の検波器
と、上記第2の検波器の出力信号の第2のエンベロープ
を検波する第2のエンベロープ検波手段と、上記第1の
エンベロープと第2のエンベロープ間の差がゼロに近づ
いて減少するように上記制御信号を生成する制御信号生
成手段とを有する。
路は、制御信号の値に基づいて上記ローカル拡散コード
を生成するローカル拡散コード生成器と、所定の時間だ
け上記生成されたローカル拡散コードを遅延させる第1
の位相調整手段と、所定の時間だけ上記生成されたロー
カル拡散コードを進行させる第2の位相調整手段と、上
記ローカル信号と上記第1の位相調整手段の出力信号を
乗算する第1の乗算器と、上記ローカル信号と上記第2
の位相調整手段の出力信号を乗算する第2の乗算器と上
記受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、上
記第1の乗算器の出力信号の位相をシフトする第2の位
相シフタと、上記第2の乗算器の出力信号の位相をシフ
トする第3の位相シフタと、上記受信信号の位相をシフ
トする第4の位相シフタと、上記第1の位相シフタの出
力信号と上記第1の乗算器の出力信号とを加算する第1
の加算器と、上記受信信号と上記第2の位相シフタの出
力信号とを加算する第2の加算器と、上記受信信号と上
記第3の位相シフタの出力信号とを加算する第3の加算
器と、上記第2の乗算器の出力信号と上記第4の位相シ
フタの出力信号とを加算する第4の加算器と、上記第1
の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第1の検波
器と、上記第2の加算器の出力信号の信号レベルを検波
する第2の検波器と、上記第3の加算器の出力信号の信
号レベルを検波する第3の検波器と、上記第4の加算器
の出力信号の信号レベルを検波する第4の検波器と、上
記第1の検波器の出力に対して所定のフィルタリング処
理を行う第1のフィルタと、上記第2の検波器の出力に
対して所定のフィルタリング処理を行う第2のフィルタ
と、上記第3の検波器の出力に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第3のフィルタと、上記第4の検波器の
出力に対して所定のフィルタリング処理を行う第4のフ
ィルタと、上記第1および第2のフィルタの出力に基づ
いて第1のノルムを計算する第1のノルム回路と、上記
第3および第4のフィルタの出力に基づいて第2のノル
ムを計算する第2のノルム回路と、上記第1のノルムと
第2のノルム間の差がゼロに近づいて減少するように上
記制御信号を生成する制御信号生成手段とを有する。
第2、第3、および第4の検波器の一つは二乗検波器を
有する。
持回路は、上記第1、第2、第3、および第4のフィル
タの出力からDCオフセットを除去する手段を有する。
路は、制御信号の値に基づいて上記同相ローカル拡散コ
ードを生成する第1のローカル拡散コード生成器と、制
御信号の値に基づいて上記直交ローカル拡散コードを生
成する第2のローカル拡散コード生成器と、所定の時間
だけ上記生成された同相および直交ローカル拡散コード
を遅延させる第1の位相調整手段と、所定の時間だけ上
記生成された同相および直交ローカル拡散コードを進行
させる第2の位相調整手段と、上記第1の位相調整手段
の出力信号により上記ローカル信号を変調する第1の直
交変調器と、上記第2の位相調整手段の出力信号により
上記ローカル信号を変調する第2の直交変調器と、上記
受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、上記
第1の直交変調器の出力信号の位相をシフトする第2の
位相シフタと、上記第2の直交変調器の出力信号の位相
をシフトする第3の位相シフタと、上記受信信号の位相
をシフトする第4の位相シフタと、上記第1の位相シフ
タの出力信号と上記第1の直交変調器の出力信号とを加
算する第1の加算器と、上記受信信号と上記第2の位相
シフタの出力信号とを加算する第2の加算器と、上記受
信信号と上記第3の位相シフタの出力信号とを加算する
第3の加算器と、上記第2の直交変調器の出力信号と上
記第4の位相シフタの出力信号とを加算する第4の加算
器と、上記第1の加算器の出力信号の信号レベルを検波
する第1の検波器と、上記第2の加算器の出力信号の信
号レベルを検波する第2の検波器と、上記第3の加算器
の出力信号の信号レベルを検波する第3の検波器と、上
記第4の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第4
の検波器と、上記第1の検波器の出力に対して所定のフ
ィルタリング処理を行う第1のフィルタと、上記第2の
検波器の出力に対して所定のフィルタリング処理を行う
第2のフィルタと、上記第3の検波器の出力に対して所
定のフィルタリング処理を行う第3のフィルタと、上記
第4の検波器の出力に対して所定のフィルタリング処理
を行う第4のフィルタと、上記第1および第2のフィル
タの出力に基づいて第1のノルムを計算する第1のノル
ム回路と、上記第3および第4のフィルタの出力に基づ
いて第2のノルムを計算する第2のノルム回路と、上記
第1のノルムと第2のノルム間の差がゼロに近づいて減
少するように上記制御信号を生成する制御信号生成手段
とを有する。
路は、制御信号の値に基づいて上記同相ローカル拡散コ
ードを生成する第1のローカル拡散コード生成器と、制
御信号の値に基づいて上記直交ローカル拡散コードを生
成する第2のローカル拡散コード生成器と、所定の時間
だけ上記生成された同相ローカル拡散コードを遅延させ
る第1の位相調整手段と、所定の時間だけ上記生成され
た直交ローカル拡散コードを遅延させる第2の位相調整
手段と、所定の時間だけ上記生成された同相ローカル拡
散コードを進行させる第3の位相調整手段と、所定の時
間だけ上記生成された直交ローカル拡散コードを進行さ
せる第4の位相調整手段と、上記ローカル信号と上記第
1の位相調整手段の出力信号を乗算する第1の乗算器
と、上記ローカル信号と上記第2の位相調整手段の出力
信号を乗算する第2の乗算器と、上記ローカル信号と上
記第3の位相調整手段の出力信号を乗算する第3の乗算
器と、上記ローカル信号と上記第4の位相調整手段の出
力信号を乗算する第4の乗算器と、上記受信信号と上記
第1の乗算器の出力信号とを加算する第1の加算器と、
上記受信信号と上記第2の乗算器の出力信号とを加算す
る第2の加算器と、上記受信信号と上記第3の乗算器の
出力信号とを加算する第3の加算器と、上記受信信号と
上記第4の乗算器の出力信号とを加算する第4の加算器
と、上記第1の加算器の出力信号の信号レベルを検波す
る第1の検波器と、上記第2の加算器の出力信号の信号
レベルを検波する第2の検波器と、上記第3の加算器の
出力信号の信号レベルを検波する第3の検波器と、上記
第4の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第4の
検波器と、上記第1の検波器の出力に対して所定のフィ
ルタリング処理を行う第1のフィルタと、上記第2の検
波器の出力に対して所定のフィルタリング処理を行う第
2のフィルタと、上記第3の検波器の出力に対して所定
のフィルタリング処理を行う第3のフィルタと、上記第
4の検波器の出力に対して所定のフィルタリング処理を
行う第4のフィルタと、上記第1および第2のフィルタ
の出力に基づいて第1のノルムを計算する第1のノルム
回路と、上記第3および第4のフィルタの出力に基づい
て第2のノルムを計算する第2のノルム回路と、上記第
1のノルムと第2のノルム間の差がゼロに近づいて減少
するように上記制御信号を生成する制御信号生成手段と
を有する。
回路は、上記ローカル信号と上記ローカル拡散コードを
乗算し、リファレンスローカル信号として出力する乗算
器と、受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタ
と、上記リファレンスローカル信号の位相をシフトする
第2の位相シフタと、上記リファレンスローカル信号と
上記第1の位相シフタの出力信号とを加算する第1の加
算器と、受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号と
を加算する第2の加算器と、上記第1の加算器の出力の
信号レベルを検波する第1の検波器と、上記第2の加算
器の出力の信号レベルを検波する第2の検波器とを有す
る。
ージョン回路は、上記同相および直交ローカル拡散コー
ドにより上記ローカル信号を変調し、リファレンスロー
カル信号として出力する直交変調器と、受信信号の位相
をシフトする第1の位相シフタと、上記リファレンスロ
ーカル信号の位相をシフトする第2の位相シフタと、上
記リファレンスローカル信号と上記第1の位相シフタの
出力信号とを加算する第1の加算器と、受信信号と上記
第2の位相シフタの出力信号とを加算する第2の加算器
と、上記第1の加算器の出力の信号レベルを検波する第
1の検波器と、上記第2の加算器の出力の信号レベルを
検波する第2の検波器とを有する。
コードによりある帯域に拡散されたスペクトル拡散信号
を受信するソフトウェア無線用スペクトル拡散受信機で
あって、所定周波数のローカル信号を出力するローカル
発振器と、受信信号および上記ローカル発振器によるロ
ーカル信号に基づいて同期および同期保持のデジタル処
理を介してローカル拡散コードを生成するローカル拡散
コード同期保持手段と、上記ローカル発振器によるロー
カル信号および上記ローカル拡散コード同期保持手段に
よるローカル拡散コードに基づいてリファレンスローカ
ル信号を生成し、受信信号および上記ローカルリファレ
ンス信号に基づいて位相差を有する2つの信号を生成
し、上記位相差を持つ2つの信号に基づいて逆拡散を行
うダイレクトコンバージョン回路とを有する。
持回路は、制御信号の値に基づいて上記同相ローカル拡
散コードを生成する第1のローカル拡散コード生成器
と、制御信号の値に基づいて上記直交ローカル拡散コー
ドを生成する第2のローカル拡散コード生成器と、所定
の時間だけ上記生成された同相および直交ローカル拡散
コードを遅延させる第1の位相調整手段と、所定の時間
だけ上記生成された同相および直交ローカル拡散コード
を進行させる第2の位相調整手段と、上記第1の位相調
整手段の出力信号により上記ローカル信号を変調する第
1の直交変調器と、上記第2の位相調整手段の出力信号
により上記ローカル信号を変調する第2の直交変調器
と、上記受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタ
と、上記第1の直交変調器の出力信号の位相をシフトす
る第2の位相シフタと、上記第2の直交変調器の出力信
号の位相をシフトする第3の位相シフタと、上記受信信
号の位相をシフトする第4の位相シフタと、上記第1の
位相シフタの出力信号と上記第1の直交変調器の出力信
号とを加算する第1の加算器と、上記受信信号と上記第
2の位相シフタの出力信号とを加算する第2の加算器
と、上記受信信号と上記第3の位相シフタの出力信号と
を加算する第3の加算器と、上記第2の直交変調器の出
力信号と上記第4の位相シフタの出力信号とを加算する
第4の加算器と、上記第1の加算器の出力信号の信号レ
ベルを検波する第1の検波器と、上記第2の加算器の出
力信号の信号レベルを検波する第2の検波器と、上記第
3の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第3の検
波器と、上記第4の加算器の出力信号の信号レベルを検
波する第4の検波器と、上記第1の検波器の出力に対し
て所定のフィルタリング処理を行う第1のフィルタと、
上記第2の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第2のフィルタと、上記第3の検波器の出力
に対して所定のフィルタリング処理を行う第3のフィル
タと、上記第4の検波器の出力に対して所定のフィルタ
リング処理を行う第4のフィルタと、上記第1および第
2のフィルタの出力アナログ信号をデジタル信号に変換
する第1のアナログ−デジタル(A/D)変換手段と、
上記第3および第4のフィルタの出力アナログ信号をデ
ジタル信号に変換する第2のA/D変換手段と、上記第
1のA/D変換手段と第2のA/D変換手段の出力間の
差がゼロに近づいて減少するように上記制御信号を生成
するデジタル処理手段とを有する。
コンバータにおいては、公称45度に等しいθだけ位相
がシフトされ、検波機は理想的には二乗関数である。入
力の一つは逆拡散(復調)すべき受信信号である。他の
入力は、直接拡散スペクトル拡散信号である。リファレ
ンス信号は、受信信号のPNコードに同期しているPN
(拡散)コードを有する。受信信号のキャリア周波数
は、ローカルリファレンス信号のキャリア周波数に同期
する必要がない、リファレンス信号のキャリア周波数と
略等しい。正確なキャリアおよび位相同期は、デジタル
領域で行われる。
ァレンスローカル信号の和は、電力検波器に入力され
る。リファレンスローカル信号と位相がθだけシフトさ
れた受信信号は、第2の電力検波器に入力される。第3
の出力は受信信号の電力を生み出す。
持回路は、トラッキングループのためのエラー信号が二
乗検波器の出力から決定されるダイレクトコンバージョ
ン概念に基づく近ゼロ(near-zero) IFダウンコンバー
タを伴うアーリー(eraly) ・レイト(late)構造を利用す
る。
号用のダイレクトコンバージョン受信機においては、Q
PSK変調ブロックが、複素拡散器を構成する。受信信
号は複素拡散を伴う信号である。
うソフトウェアモジュールを利用したダイレクトコンバ
ージョンを伴うスペクトル拡散のための同期保持回路が
一般化される。ソフトウェアモジュールは、初期の荒い
(粗)同期、あるいはPNコード同期捕捉が、トラッキ
ングループのためのロック範囲内に引き込む値の領域を
通すVCOの周波数を進める処理を通して、実行するよ
うにプログラムされる。ソフトウェアモジュールは、ま
たエラー信号の生成を含むトラッキングループ用、およ
びこの信号のフィルタリング用アルゴリズムを含む。
R)用直接拡散スペクトル拡散受信機の最善の形態を、
図面に関連付けて詳細に説明する。
機の第1の実施形態を示すブロック図である。
ように、n(nは3またはそれ以上の整数、本実施形態
では、たとえばn=5または4)ポートダイレクトコン
バージョン回路21、PNコード同期保持回路22、デ
ジタル回路23、およびローカル発振器24を有してい
る。
1は、2つの信号、すなわち送信側でPNコードc
(t)が乗算された受信信号r(t)と、ローカル発振
器24によるローカル信号l(t)にPNコード同期保
持回路22によるローカルPNコード(±1値)を乗算
することにより生成されたローカル信号l(t)とを線
形合成で合成し、一つの信号あるいは2つあるいはそれ
以上の信号を出力する。出力信号のアナログ電力値は、
たとえばFET二乗検波器により検波される。
受信信号r(t)およびローカル発振器24によるロー
カル信号l(t)に基づく同期(捕捉)および同期保持
処理を通してローカルPNコードを生成する。
コンバージョン回路21の出力信号を、図示しないA/
Dコンバータを介して受信信号あるいはローカル信号に
含まれる1または複数の信号成分に変換する。
回路21およびPNコード同期保持回路22の具体的な
構成および基本的な機能について順を追って説明する。
回路21の具体的な構成について説明する。
ダイレクトコンバージョン回路の構成例を示す図であ
る。
10は、図3に示すように、乗算器2101、位相シフ
タ2102,2103、加算器2104,2105、検
波器2106,2107,2108、およびRCフィル
タ2109,2110,2111を有している。
TINr 、ローカル信号用入力端子IN l 、RCフィルタ2
109の出力端子(ポート)、RCフィルタ2110の
出力端子、およびRCフィルタ2111の出力端子によ
り構成される。
ト(理論上は45°)を示している。実際に実現される
5ポートデバイスは、2つの位相シフトが完全に整合す
る(釣り合う)ことを確実にしている。利得係数kijは
回路構成要素パラメータによる。検波器2106〜21
08の関数g(.)は、二乗関数におおよそあるいは理
想的には等しい非線形関数であり、RCフィルタ210
9〜2111は、一次ローパスフィルタである。
(t)が、PNコード同期保持回路22において同期お
よび同期保持処理を通して得られたPNコードc(t)
と掛け合わされ、リファレンスローカル信号S2102
が位相シフタ2103および加算器2104に出力され
る。ローカル信号l(t)がBcos〔ωc t−π/
4〕で与えられると、リファレンスローカル信号は、B
c (t)cos〔ωc t−π/4〕で与えられる。
r(t)がθ(たとえば45°)だけ位相シフトされ、
信号S2102(rθ(t))が加算器2104に出力
される。
ンスローカルS2102がθだけ位相シフトされ、信号
S2103が加算器2105に出力される。
102の出力信号S2104とリファレンスローカル信
号S2101が加算され、信号S2104が検波器21
07に出力される。
103の出力信号S2103と受信信号r(t)が加算
され、信号S2105が検波器2108に出力される。
(t)の振幅成分が検波され、検波された振幅成分がR
Cフィルタ2109に供給される。
4の出力信号S2104の振幅成分が検波され、検波さ
れた振幅成分がRCフィルタ2110に供給される。
5の出力信号S2105の振幅成分が検波され、検波さ
れた振幅成分がRCフィルタ2111に供給される。
スフィルタ(LPF)により構成され、検波器2106
による振幅成分に対するフィルタリング処理を行い、パ
ワー信号P0 をデジタル回路23に出力する。
により構成され、検波器2107による振幅成分に対す
るフィルタリング処理をい、パワー信号P1 をデジタル
回路23に出力する。
により構成され、検波器2108による振幅成分に対す
るフィルタリング処理をい、パワー信号P2 をデジタル
回路23に出力する。
両側波帯信号である場合を考察する。
ると仮定した場合の位相であり、m(t)は変調信号で
ある。上述したように、ローカル信号l(t)=Bco
s〔ωc t−π/4〕とする。
信号r(t)を同期保持すると、φ(t)=−π/4と
なる。
P0 はおおよそκ01 2 A2 /2・m 2 (t)と等しい。
信号P1 は次のように与えられる。
(t)は位相をθだけシフトしたr(t)と等しい。
11=κ01ならば同等)、第2項は、DC(直流)成分、
第3項は所望の信号である。したがって、P1 およびP
0 を処理して、次を得ることができる。
得られるように処理可能に示すことが可能である。
得ることができる。
イレクトコンバージョン回路210の出力P1 およびP
2 は、P0 の多重を減算し、DC成分の除去する処理が
行われ、これにより上記I−Q信号が得られる。したが
って、5ポートダイレクトコンバージョン回路210
は、I−Qダイレクトコンバータとして使用することが
可能である。
るように、都合よく整合されれば、5ポートダイレクト
コンバージョン回路は、図4に示すように、4ポートダ
イレクトコンバージョン回路に適応させることができ
る。ここで、I−Q成分は、Y 1 およびY2 からDCオ
フセットを除去することにより得ることができる。
とができる直交変調信号のより一般的なケースについて
考察する。
する5ポートデバイスの出力処理の後、次のI−Q信号
を得ることができる。
次のように計算することができる。
相角θについて解くことができる。しかしながら、θ=
π/4の値は、荒い(骨の折れる)計算に関しては最適
である。θ=π/4を選択するならば、上記した式は、
次のようになる。
1)のように、ディローテーションマトリクスにより上
記(検波された)I−Q信号を処理することにより回復
される。この動作を行うため、受信信号のキャリア位相
φの情報が要求される。
に示すように、効果的に4ポートデバイスに設計するこ
とができる。
器24のローカル信号l(t)が、受信信号のキャリア
に位相ロックしていないならば、上記位相エラーΦは、
時間変動し、実際、Δωとして示す周波数オフセットに
寄与する。Δω=0を達成し、位相Φを追跡するための
2つの主なアプローチがある。一つのアプローチは位相
ロックループを用いることである。エラー信号は、受信
信号の位相を追跡するためにVCOを駆動するような方
法で、回転されたI−Q出力から生成される。
に、4ポートデバイス出力の粗周波数推定を行い、図6
に示すように、それをステップ入力制御を持つ発振器の
周波数制御に使うことである。
クトコンバージョン回路を示し、211および212は
サンプラを示し、213および214はA/Dコンバー
タを示し、215は位相推定器(エスティメータ)・デ
ィローテータを示し、216は粗周波数推定器(エステ
ィメータ)を示し、217は電圧制御発振器(VCO)
を示している。
(t)のキャリアに対するローカル発振器の周波数ドリ
フトの度合いによって決定される周期により周期的に行
われる。デジタル位相推定器(エスティメータ)215
の実現は、変調機構の特性による。QAM変調について
は、位相推定器は、デジタルトラッキングループとして
実現可能である。2つの主なアプローチは、Nのべき乗
法および決定有向法(decision direct method)である
(文献〔3〕参照:H.Meyr,M.Moeneclaey,and S.Fechte
l,Digital Communication Receivers:Synchronization,
Cannel Estimation,and Signal Processing )。
を用いると、図1におけるスペクトル拡散(SS)受信
機は、図6のダイレクトコンバータ受信機のハードウェ
アリファレンスモデルに適合する。PNコードチップ検
出のためにダイレクトコンバージョン回路を使用するこ
とができ従来のデジタル相関技術を用いた逆拡散を行う
ことができる。しかしながら、他に採りうる道は、ダイ
レクト検波処理を用いるアナログ相関を実現することで
ある。
は図3に示されている。上述したように、図3におい
て、c(t)はPNコード(±1値)のローカルレプリ
カを示している。このローカルPNコードは、PNコー
ド同期保持回路22において同期および同期保持処理を
通して得られる必要がある。
は、PNコードc(t)の同期である。拡散コードがデ
ータにより変調されている場合、この同期を、達成する
のは困難である。
無変調拡散コードが同期信号として送信される。この信
号は、データフレームの始め、すなわちシンクあるいは
パイロットバースト、あるいはパイロット信号として連
続する場所に現出できる。
ータシンボルの転送内に符号同期捕捉が発生するPNコ
ードにおけるデータ変調と仮定することができる。ここ
での目的として、データ変調を伴わない拡散コードの転
送と仮定することができる。最良な例は、IS−95あ
るいはWCDMAシステムにおけるパイロット信号であ
る。
構成例を示す図である。PNコード同期保持回路220
は、図7に示すように、PNコード生成器2201、位
相調整回路2202,2203、乗算器2204,22
05、加算器2206,2207、二乗検波器210
8,2209、バンドパスフィルタ(BPF)221
0,2211、エンベロープ検波器2212,221
3、減算器2214、ループフィルタ2215、および
VCO2216を有している。
(たとえば、IS−95、あるいはWCDMAにおける
パイロット信号)では、この回路は、PNコード同期捕
捉(acquisition) および同期保持(tracking)の2つの機
能を実行できる。
がさほど大きくなければ、ローカルPNコード同期捕捉
処理においてPNコードを引き入れることによりスライ
ドする。このスライド処理は、結局2つの符号をアライ
メントする(時間的に同期化させる)。そのような時
に、同期保持回路は、2つの符号の同期を維持する。
プ制御は、PNコード長およびフィルタの帯域(あるい
は積分時間に等価)による期間内に現出する同期のため
の実行可能な値にスライドレートが伴うように設計可能
である。
おいて、PNコードc(t)はVCO2216による制
御信号S2216に基づいて生成され、生成されたPN
コードc(t)は、位相調整回路2202,2203、
および図3の5ポートダイレクトコンバージョン回路2
10の乗算器2101(あるいは図4の4ポートダイレ
クトコンバージョン回路210Aの乗算器2101)に
出力される。
ード生成器2201により生成されたPNコードc
(t)の位相が、−Δ(公称、Δ=1/2チップ)だけ
遅延され、信号S2202(c(t−Δ))が乗算器2
204に出力される。
ード生成器2201により生成されたPNコードc
(t)の位相が、+Δ(上述したように、公称、Δ=1
/2チップ)だけ遅延され、信号S2203(c(t+
Δ))が乗算器2205に出力される。
l(t)〔=Bcos(ω0 t)〕が位相調整回路22
02による出力信号S2202と掛け合わされ(乗算さ
れ)、信号S2204(Bc (t−Δ)cos(ω0
t))が加算器2206に出力される。
l(t)〔=Bc cos(ω0 t)〕が位相調整回路2
203による出力信号S2203と掛け合わされ(乗算
され)、信号(Bc (t+Δ)cos(ω0 t))が加
算器2207に出力される。
(t)〔=Ac(t)cos(ω0 t+φ)〕と乗算器
2204の出力信号S2204を加算し、信号S220
6(r(t)+BC (t−Δ)cos(ω0 t))が二
乗検波器2208に出力される。
(t)と乗算器2205の出力信号S2204を加算
し、信号S2207(r(t)+BC (t+Δ)cos
(ω0 t))が二乗検波器2209に出力される。
が加算器2207の出力信号S2207に基づいて得ら
れる。
信号A2が加算器2208の出力信号S2208に基づ
いて得られる。
出力は、次の入力に対するバンドパスフィルタの応答と
して得られる。
の帯域の1/2に相当する帯域を有するローパスフィル
タのフィルタリングを示している。
の出力は、次のようになる。
プ検波器2213の出力)は次のように与えられる。
ドの相関自己ノイズを無視すると、引き入れPNコード
とローカルに生成されたPNコード間のタイミングエラ
ーを対でプロットしたとき、B1およびB2における信
号は、図8に示すような値を持つ。
力)は、タイミングエラーの関数として、図9に示すよ
うに、”S”カーブを追跡する。
IF周波数ωIFで動作する。それ自体、より簡単なロー
パスフィルタの代わりに二乗検波器の出力において2つ
のバンドパスフィルタを必要とする。
(t)のキャリア周波数と等しい適当な周波数に選択さ
れた同期保持回路のベースバンドバージョンを設計する
ことが可能である。そのような同期保持回路を設計する
ため、二乗検波器2208(2209)の出力を、入力
信号r(t)およびローカルリファレンス信号L1
(t)から考察する。
波器の出力から、図9のようなトラッキングカーブ(”
S”カーブ)を生成する必要がある。受信信号とリファ
レンスローカル信号の周波数がロックしていない場合を
考察する。この場合において、位相φは実際には時間変
動であり、φ(t)=Δωtと書くことができる。Δω
は小さい周波数オフセットである。
リー(early) ”リファレンス信号L E (t)=Bc (t
+τ)cos(ωc −θ)との相関は必ずしも必要でな
いことは明らかである。簡単化のため、図3における電
圧伝達係数kijは、1(unity)に等しいもの仮定
する。二乗検波器の一つの出力は次のようになる。
ある。しかしながら、この項は、発振し、小さいΔωは
トラッキングループに十分に長い時間にゼロになる。そ
の結果、入力信号をθだけシフトし、ローカルリファレ
ンスcos(ωc t)を用いることにより効果的に直交
成分を生成する。ここで、θ=π/4は位相の公称値で
ある。今、式(17)および(18)における信号は、
積分時間の逆(inverse) に等しい帯域のローパスフィル
タでフィルタリングされる。次の4つの信号が得られ
る。
間が積分時間、あるいはローパスフィルタ(LPF)帯
域の逆(inverse) より十分に小さいと仮定する定数によ
って近似できる。この定数は、DCオフセットとして扱
うことができ、除去できる。θ=π/4を用いて、第1
の2つの項は、アーリー相関のための値を得るための処
理(二乗の和の平方根)が可能である。同様に、第2の
2つの項は、遅延相関を得るための処理が可能である。
しかしながら、より簡単なアプローチは、絶対値を使う
こと、および2つの”S”カーブの和である”S”カー
ブを形成することである。ベクトルの成分としてこれら
2つの項を考えれる、2つのアプローチは、ベクトルの
L1 およびL2 ノルムを計算することに対応する。L1
ノルムを使用する場合では、引き込み信号のタイミング
エラーをεと仮定すると、トラッキングループの”S”
カーブを次のように生成することができる。
コード同期保持回路の他の構成例を示す図である。
0に示すように、PNコード生成器2221、位相調整
回路2222,2223、乗算器2224,2225、
位相シフタ2226,2227,2228,2229、
加算器2230,2231,2232,2233、二乗
検波器2234,2235、LPF2238,223
9,2240,2241、減算器2242,2243,
2244,2245、ノルム回路2246,2247、
総和回路2248、ループフィルタ2249、およびV
CO2250を有している。
Nコードc(t)がVCOによる制御信号S2250に
基づいて生成され、生成されたPNコードc(t)は、
位相調整回路2222,2223、および図3の5ポー
トダイレクトコンバージョン回路210の乗算器210
1(あるいは図4の4ポートダイレクトコンバージョン
回路210Aの乗算器2101)に出力される。
ード生成器2221により生成されたPNコードc
(t)の位相が、−Δ(公称、Δ=1/2チップ)だけ
遅延され、信号S2222(c(t−Δ))が乗算器2
224に出力される。
ード生成器2221により生成されたPNコードc
(t)の位相が、+Δだけ遅延され、信号S2223
(c(t+Δ))が乗算器2225に出力される。
l(t)〔=Bcos(ω0 t)〕が位相調整回路22
22の出力信号S2222と掛け合わされ(乗算さ
れ)、信号S2224(Bc (t−Δ)cos(ω0
t))が位相シフタ2227および加算器2230に出
力される。
ル信号l(t)が位相調整回路2223による出力信号
S2223と掛け合わされ(乗算され)、信号S222
5(Bc (t+Δ)cos(ω0 t))が位相シフタ2
228および加算器2233に出力される。
r(t)がθ(たとえば45°)だけ位相シフトされ、
信号S2226が加算器2230に出力される。
224の出力信号S2224がθだけ位相シフトされ、
信号S2227が加算器2231に出力される。
226の出力信号S2226と乗算器2224の出力信
号S2224とが加算され、信号S2230が二乗検波
器2234に出力される。
(t)と位相シフタ2227の出力信号S2227とが
加算され、信号S2231が二乗検波器2235に出力
される。
230の出力信号S2230が二乗され、LPF223
8に出力され、そして減算器2242に入力される。
8の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
2246に出力される。
加算器2231の出力信号S2231が二乗され、LP
F2239に出力され、そして減算器2243に入力さ
れる。
9の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
2246に出力される。
のノルムが計算され、総和回路2248に出力される。
225の出力信号S2225がθだけ位相シフトされ、
信号S2228が加算器2232に出力される。
r(t)がθ(たとえば45°)だけ位相シフトされ、
信号S2229が加算器2233に出力される。
(t)と位相シフタ2228の出力信号S2228とが
加算され、信号S2232が二乗検波器2236に出力
される。
229の出力信号S2229と乗算器2225の出力信
号S2225とが加算され、信号S2233が二乗検波
器2237に出力される。
232の出力信号S2232が二乗され、LPF224
0に出力され、そして減算器2244に入力される。
0の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
2247に出力される。
加算器2233の出力信号S2233が二乗され、LP
F2241に出力され、そして減算器2245に入力さ
れる。
1の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
2247に出力される。
のノルムが計算され、総和回路2248に出力される。
2246および2247の出力の総和がとられ、ループ
フィルタ2249を介してVCO2250に出力され
る。
ループフィルタ2249の出力により変化し、制御信号
S2250の値が発振周波数の変化に応じて変化する。
は、LPFの帯域はSNRによる。引き込み信号が無変
調信号、たとえばIS−95あるいはWCDMAにおけ
るパイロット信号を有するとすると、帯域はPNコード
相関のための積分時間の逆とほぼ等しい。この帯域は、
SNRおよび誤ったロックの確率要求によって選択され
る。
されていると、LPFの帯域は、データレートより小さ
くすべきではない、すなわち(等価)積分時間がデータ
期間以下であるべきである。
ド同期保持回路に比較においては、ダイレクトコンバー
ジョン受信器は、典型的には影像阻止フィルタ(image r
ejection filter)を必要としないことに留意すべきであ
る。パワー検出回路において干渉の強さが制限されるの
で、RFフロントエンドフィルタは、なお望ましく、非
線形領域でこれら回路を駆動できる。しかしながら、通
過(pass-band) 域から停止域(stop-band) のロールオフ
の点からみると、フィルタの設計はクリティカルではな
い。
フロントエンドフィルタは、影像周波数の除去の機能を
有する。狭帯域システムでは、影像周波数が除去される
ことはクリティカルであり、フィルタの複雑さは、使用
されるIF周波数による。小さいIF周波数はローカル
発振器周波数と近く、フィルタ仕様(ロールオフ)はよ
り厳格である。
得処理の結果、影像阻止能力を備えたRFフィルタを使
用することは、本質ではない。影像周波数の信号は、干
渉として働き、受信機の効果は、SNRで約3dBの損
失となる。
信機の第2の実施形態を示すブロック図である。
よび逆拡散処理に対応して構成されている。
すように、n(nは3またはそれ以上の整数、本実施形
態では、たとえばn=5または4)ポートダイレクトコ
ンバージョン回路31、PNコード同期保持回路32、
デジタル回路33、およびローカル発振器34を有して
いる。
1は、送信側でPNコードc(t)が乗算された受信信
号r(t)と、PNコード同期保持回路32からのロー
カルPNコード(Ci (t)とCq (t))を用いたロ
ーカル発振器24によるローカル信号l(t)を変調す
ることにより生成されたリファレンスローカル信号l
(t)c* (t)(ここでc* (t)は後述するように
複素拡散コードである)とを線形合成で合成し、一つの
信号あるいは2つあるいはそれ以上の信号を出力する。
出力信号のアナログ電力値は、たとえばFET二乗検波
器により検波される。
受信信号r(t)およびローカル発振器34によるロー
カル信号l(t)に基づく同期(捕捉)および同期保持
処理を通してローカルPNコードci (t)とcq
(t)を生成する。
ンバータを介したnポートダイレクトコンバージョン回
路31の出力信号を、受信信号あるいはローカル信号に
含まれる1または複数の信号成分に変換する。
ォーマットを利用する3つの主なダイレクトコンバージ
ョンスキームがある。ここでは、QPSK1、QPSK
2、およびQPSK3が参照される。QPSK1におい
ては、データシンボルを使用することにより正規のQP
SK信号を形成し、2つ異なるPNコードを用いてデー
タシンボル(同相および直交キャリアにおける)の各々
を拡散する。
ボルを取り出すことができ、2つの異なるPNコードを
用いてそれらを拡散することができる。一方の拡散信号
は同キャリアで送信され、他方は直交キャリアで送信さ
れる。スペクトル拡散のこの形式は、IS−95のフォ
ワードリンクにおいて用いられる。
言及され、3G CDMAシステムにおいて用いられ
る。
Nコードが存在すると仮定した信号のダイレクト検出の
ための5ポートデバイスの使用について考察し、PNコ
ード同期のたのための回路について検討する。
ーカルPNコードおよびキャリア信号が存在する場合を
考察する。この場合、受信信号は、実際上、同相および
直交キャリア成分における2つの独自のSS信号から構
成されることから、2つの5ポート回路を利用すること
ができ、以上説明したように、BPSKの場合では、同
相および直交信号を独立に復調できる。完全なキャリア
同期が実現されれば、2つのブランチ(同相および直
交)間は無干渉となる。
な無いが同期したPNコードがある場合を考察する。こ
の場合、同相および直交データを復調するために2つの
独立したタイプの回路を用いることができるが、2つの
QPSKブランチにおける拡散コードの非ゼロ相互相関
のために2つのブランチ間に干渉がある。この干渉の程
度は、積分時間、フィルタの帯域、あるいは等価な処理
利得により、3つのパラメータの大きい値により控えめ
に小さくすべきである。
回路31およびPNコード同期保持回路32の具体的な
構成および基本的な機能について順を追って説明する。
回路31の具体的な構成について説明する。
トダイレクトコンバージョン回路の構成例を示す図であ
る。
10は、図12に示すように、QPSK変調器310
1、位相シフタ3102,3103、加算器3104,
3105、検波器3106,3107,3108、およ
びRCフィルタ3109,3110,3111を有して
いる。
TINR 、ローカル信号用入力端子IN l 、RCフィルタ3
109の出力端子(ポート)、RCフィルタ3110の
出力端子、およびRCフィルタ3111の出力端子によ
り構成される。
信号r(t)が、PNコード同期保持回路22において
同期および同期保持処理を通して得られたPNコードC
i (t)およびCq (t)を用いて変調され、リファレ
ンスローカル信号S3101が位相シフタ3103およ
び加算器3104に出力される。
r(t)がθ(たとえば45°)だけ位相シフトされ、
信号S3102が加算器3104に出力される。
ンスローカルS2102がθだけ位相シフトされ、信号
S3103が加算器3105に出力される。
102の出力信号S3102とリファレンスローカル信
号S3101が加算され、信号S3104が検波器31
07に出力される。
103の出力信号S3103と受信信号r(t)が加算
され、信号S3105が検波器3108に出力される。
(t)の振幅成分が検波され、検波された振幅成分がR
Cフィルタ3109に供給される。
4の出力信号S3104の振幅成分が検波され、検波さ
れた振幅成分がRCフィルタ3110に供給される。
5の出力信号S3105の振幅成分が検波され、検波さ
れた振幅成分がRCフィルタ3111に供給される。
スフィルタ(LPF)により構成され、検波器3106
による振幅成分に対するフィルタリング処理を行い、パ
ワー信号P0 をデジタル回路33に出力する。
により構成され、検波器3107による振幅成分に対す
るフィルタリング処理をい、パワー信号P1 をデジタル
回路33に出力する。
により構成され、検波器3108による振幅成分に対す
るフィルタリング処理をい、パワー信号P2 をデジタル
回路33に出力する。
ン回路310におけるQPSK2およびQPSK3を考
察する。以下のように2つのケースを一緒に扱うことが
できる。次の受信SS信号を考察する。
(t)は複素拡散コード(2つの実拡散コード)であ
り、d(t)はデータ信号である。上述したように、d
(t)が実成分であれば、QPSK2であり、d(t)
が複素成分であれば、QPSK3である。
のダイレクトコンバージョン回路310について考察す
る。たとえば下記のローカル信号li (t)の総和に基
づき、受信信号は二乗検波器に入力する。
数項を減算し、|c(t)|2 =2と仮定すると(たと
えば方形のローカルチップパルス)、次式が得られる。
様の処理により、結果Qを得る。
得られる。
できる。
コンバージョン回路310において実行される。
11のPNコード同期回路について説明する。そのアプ
ローチは、ダイレクト検波対応回路を用いてPNコード
同期を達成することであり、キャリア周波数および位相
同期をベースバンド処理においてデジタル領域に任せる
ことである。データ変調を伴わない受信信号の場合を仮
定する。したがって、全てのQPSKスキームでは、同
期問題は、次の形式の信号にロックすることに帰するこ
とになる。
つの拡散コード、QPSK2(IS−95)の場合いわ
ゆる直交拡散である。
め、送信機で互いにロックしているので、2つのPNコ
ードのいずれかに同期すれば十分である。よって、主と
して、2つの直交拡散のいずれかにセットされたc
(t)を用いる図7あるいは図10のタイプの回路を用
いることができる。
いSNRを達成するために、図13に示すような、ロー
カルQPSKタイプの信号と効果的に相互関係を示す回
路を実現できる。
号と効果的に相互関係を示す図11のPNコード同期保
持回路の構成例を示す図である。
に示すように、PNコード生成器3221a,3221
b、位相調整回路3222a,3222b,3223
a,3223b、QPSK復調器3224,3225、
位相シフタ3226,3227,3228,3229、
加算器3230,3231,3232,3233、二乗
検波器3234,3235,3236,3237、LP
F3238,3239,3240,3241、減算器3
242,3243,3244,3245、ノルム回路3
246,3247、総和回路3248、ループフィルタ
3249、およびVCO3250を有している。
PNコードcI (t)がVCO3250による制御信号
S3250に基づいて生成され、生成されたPNコード
cI(t)は、位相調整回路3222a,3223b、
および図12の5ポートダイレクトコンバージョン回路
310のQPSK変調器3101に出力される。
PNコードcQ (t)がVCO3250による制御信号
S3250に基づいて生成され、生成されたPNコード
cQ(t)は、位相調整回路3222b,3223b、
および図12の5ポートダイレクトコンバージョン回路
310のQPSK変調器3101に出力される。
コード生成器3221により生成されたPNコードcI
(t)の位相が、−Δ(公称、Δ=1/2チップ)だけ
遅延され、信号S3222a(cI (t−Δ))がQP
SK変調器3224に出力される。
コード生成器3221により生成されたPNコードcQ
(t)の位相が、−Δ(公称、Δ=1/2チップ)だけ
遅延され、信号S3222b(cQ (t−Δ))がQP
SK変調器3224に出力される。
コード生成器3221により生成されたPNコードcI
(t)の位相が、+Δだけ遅延され、信号S3223a
(c I (t+Δ))がQPSK変調器3225に出力さ
れる。
コード生成器3221により生成されたPNコードcQ
(t)の位相が、+Δだけ遅延され、信号S3223b
(c Q (t+Δ))がQPSK変調器3224に出力さ
れる。
カル信号l(t)〔=Bcos(ω 0 t)〕が位相調整
回路3222a,3222bの出力信号S3222a,
3222bによって変調され、信号S3224が位相シ
フタ3227および加算器3230に出力される。
は、ローカル信号l(t)が位相調整回路3223a,
3223bの出力信号S3223a,3223bによっ
て変調され、信号S3225が位相シフタ3228およ
び加算器3233に出力される。
r(t)がθ(たとえば45°)だけ位相シフトされ、
信号S3226が加算器3230に出力される。
変調器3224の出力信号S3224がθだけ位相シフ
トされ、信号S3227が加算器3231に出力され
る。
226の出力信号S3226とQPSK変調器3224
の出力信号S3224とが加算され、信号S3230が
二乗検波器3234に出力される。
(t)と位相シフタ3227の出力信号S3227とが
加算され、信号S3231が二乗検波器3235に出力
される。
230の出力信号S3230が二乗され、LPF323
8に出力され、そして減算器3242に入力される。
8の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
3246に出力される。
加算器3231の出力信号S3231が二乗され、LP
F3239に出力され、そして減算器3243に入力さ
れる。
9の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
3246に出力される。
のノルムが計算され、総和回路3248に出力される。
変調器3225の出力信号S3225がθだけ位相シフ
トされ、信号S3228が加算器3232に出力され
る。
r(t)がθ(たとえば45°)だけ位相シフトされ、
信号S3229が加算器3233に出力される。
(t)と位相シフタ3228の出力信号S3228とが
加算され、信号S3232が二乗検波器3236に出力
される。
229の出力信号S3229とQPSK変調器3225
の出力信号S3225とが加算され、信号S3233が
二乗検波器3237に出力される。
232の出力信号S3232が二乗され、LPF324
0に出力され、そして減算器3244に入力される。
0の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
3247に出力される。
加算器3233の出力信号S3233が二乗され、LP
F3241に出力され、そして減算器3245に入力さ
れる。
1の出力からDCオフセット等が除去され、ノルム回路
3247に出力される。
のノルムが計算され、総和回路3248に出力される。
3246および3247の出力の総和がとられ、ループ
フィルタ3249を介してVCO3250に出力され
る。
ループフィルタ3249の出力により変化し、制御信号
S3250の値が発振周波数の変化に応じて変化する。
2の出力)における信号は次のように与えられる。
あるいは二重周波数項である。よって、信号がローパス
フィルタを通過すると、DCオフセットが除去され、次
のようなAにおける信号が得られる。
示している。同様の方法で、B−,A+,B+における
信号はそれぞれ次のように得られる。
の値をベクトルおよび得られるL2ノルムの2つの成分
として扱うと、トラッキングループのためのエラー信号
の計算における任意の位相依存性を除去できる。
う計算に役立つ。ここでノルムの計算は、2つの複素数
の絶対値の和に帰着することになる。
略最適な同期保持回路について考察する。
図11のPNコード同期保持回路の他の構成例を示す図
である。
3252が図13のQPSK変調器3224の代わりに
設けられている。乗算器3251は、ローカル信号l
(t)と位相調回路3222aの出力信号S3222a
を乗算する。乗算器3252は、ローカル信号l(t)
と位相調回路3222bの出力信号S3222bを乗算
する。
3および3254が図13のQPSK変調器3225の
代わりに設けられている。乗算器3253は、ローカル
信号l(t)と位相調回路3223aの出力信号S32
23aを乗算する。乗算器3254は、ローカル信号l
(t)と位相調回路3223bの出力信号S3223b
を乗算する。
および3256が、図13の位相シフタ3226および
3227、並びに加算器3230および3231の代わ
りに設けられている。加算器3255は、受信信号r
(t)と乗算器3251の出力信号S3251を加算す
る。加算器3256は、受信信号r(t)と乗算器32
52の出力信号S3252を加算する。
および3258が、図13の位相シフタ3228および
3229、並びに加算器3232および3233の代わ
りに設けられている。加算器3257は、受信信号r
(t)と乗算器3254の出力信号S3254を加算す
る。加算器3258は、受信信号r(t)と乗算器32
54の出力信号S3254を加算する。
2の出力)における信号は次のように与えられる。
および直交コードcI (t)およびcQ (t)に基づ
く。同様に、B(減算器3243の出力)における信号
は次のように計算できる。
ると、両者をゼロにさせる位相φの値がない。|cos
φ|がゼロになると、|sinφ| が最大となり、逆
もまた同様である。上記と同様の方法において、回路の
より低いブランチに対応する信号は次のように計算可能
である。
およびB+における信号は処理できる。しかしながら、
2つのノルムブロック(ノルム回路3246,324
7)と加算器(あるいは減算器)を、存在するループに
おけるノイズ、DCオフセット、および他の欠陥により
よい性能を持つさらに一般化されたブロックと置き換え
ることが望ましい。
できる。この場合、エラー信号を計算するためのアルゴ
リズムは、いずれの欠陥にも活用でき、アナログ回路の
成分の特性の変化にさえ適応できる。
PNコード同期保持回路の他の構成例を示す図である。
なる点は、図13のDC除去用減算器3242〜324
5、ノルム回路3246および3247、総和回路32
48、およびループフィルタ3249の代わりに、LP
F3238,3239,3240,および3241の出
力にADコンバータ3260,3261,3262,お
よび3263を設け、かつ、ソフトウェア無線アーキテ
クチャを生成する部分であるデジタルプロセッサ326
4を設けたことにある。
持器回路のためのアーキテクチャは、RF周波数で動作
する部分、およびより低い周波数で動作する部分を含
む。低周波数部は、異なる干渉環境、および回路によっ
て導入される周波数オフセットおよびDCオフセットの
異なるケースにおける同期保持回路の柔軟な動作を達す
るするために、デジタル式に実現できる。
も生じさせることができる。したがって、最適化された
同期捕捉回路および同期保持回路の設計では、一つのユ
ニットに含めることができる。
0Bにおいては、A/Dコンバータ3260〜3263
がLPF(ローパスフィルタ)3238〜3241の後
段に設けられている。また、上述したように、図13の
DC除去用減算器3242〜3245、ノルム回路32
46および3247、総和回路3248、およびループ
フィルタ3249が、全てデジタルプロセッサ326
4、すなわち全てのソフトウェア無線アーキテクチャの
部分に組み入れられている。それはそのようなアーキテ
クチャにおけるソフトウェアモジュールとなり得る。
ージョン回路210および210Aは、パワー検波用F
ETデバイス(上述した文献〔1〕参照)の基本原理を
含む代替えの形態を採用できる。これらの形態の全て
は、少なくとも2つの入力(受信信号およびローカルリ
ファレンス信号)と少なくとも2つの出力信号を持つ。
各出力は、一方の入力信号が、他方に対して角度θだけ
位相シフトされている入力信号の和のパワー信号(ロー
パスでフィルタリングされた信号)から構成される。出
力信号は、受信信号の同相および直交成分を抽出可能に
するに十分な情報を含む。4ポート回路は、基本的に
は、FET出力における信号パワー(電力)をローパス
(たとえばRCフィルタ)でフィルタリングする、図1
7に示すような形態を持つ。
コンバージョン回路に基づいて、図18に示すような一
般化されたPNコード同期保持回路を設計できる。
示し、3266は変調器を示し、3267および326
8は4ポートダイレクトコンバージョン回路を示してい
る。
相調整回路3222a,3222b,3223a,およ
び3223b、並びにQPSK変調器3224および3
225を含み、一方、4ポートダイレクトコンバージョ
ン回路3267は、図13の位相シフタ3226,32
27、加算器3230,3231、二乗検波器323
4,3235、およびLPF3238,3239を含ん
でいる。
ン回路3268は、図13の位相シフタ3228,32
29、加算器3232,3233、二乗検波器323
6,3237、およびLPF3240,3241を含ん
でいる。
アモジュール(デジタルプロセッサ)におけるアルゴリ
ズムを適切に設計することにより、PNコード同期捕捉
と同期保持の両方に使用することができる。PNコード
同期捕捉では、モジュールは、究極的に、ローカルPN
コードを受信したPNコードを用いるアルゴリズムに取
り入れる周波数系列(sequence)を通したVCO3250
の効果的に周波数を進める(ステップする)エラー信号
系列を出力できる。いずれの同期捕捉および同期保持回
路において、重要なパラメータは、二乗検波器3234
〜3237の出力、あるいはA/Dコンバータ3260
〜3263の入力におけるフィルタの帯域である。
定する。最適な同期捕捉回路は、受信信号r(t)のS
NRによる積分時間を持たなければならない。固定帯域
(FET出力における固定RCフィルタ)の4ポートダ
イレクトコンバージョン回路を設計でき、さらにソフト
ウェアモジュールにおけるデジタル式のフィルタリング
を実現できる。ソフトウェアモジュールの実際のアルゴ
リズムは、PNコード長、受信信号のSNR、および同
期捕捉処理の開始時のクロック周波数不確定による。
ル拡散信号のためのダイレクト検波およびPNコード同
期用回路について説明した。これら回路は、最近開発さ
れた高い線形性の程度を示す広帯域ダイレクト検波FE
T回路の使用に基づいている。本実施形態において説明
した回路は、スペクトル拡散における逆拡散機能をアナ
ログにより効果的に実現している。そのような実現は、
結果としてPNコード拡散クロック周波数と無関係に受
信機の複雑さをもたらす。その結果である回路は、3G
WCDMAあるいはその他の将来のシステム用広帯域
受信機の設計に重要である。
帯域ダイレクトコンバータ回路に基づく直接拡散RFス
ペクトル拡散信号のアナログの逆拡散およびダイレクト
コンバージョンのための回路が述べられている。この回
路は、回路の複雑さがチップレートに無関係な、非常に
高チップレートの電力効率スペクトル拡散システムの設
計を可能としている。これの回路の使用は、背景技術の
現状における問題、すなわち、チップレートに伴って電
力消費が増大するスペクトル拡散の現実を解決する。
スペクトル拡散の異なるタイプのPNコード同期および
逆拡散のための回路が述べられている。これらの回路
は、現代の直接拡散スペクトル拡散受信機の背景技術に
おいて習慣的に現実化されるチップレートに代わり、デ
ータシンボルレート(あるいは、シンボルレートの小さ
い倍数)でデジタル処理が実行されるソフトウェア無線
受信機の設計を可能としている。
およびFETダイレクト検波回路の線形性によってのみ
制限される。最近の非常に広帯域で広ダイナミックレン
ジを持つFETダイレクト検波器の開発は、ここで提案
した直接拡散スペクトル拡散受信機の設計のための提案
されたアプローチの実現を可能としている。
接続する低コスト情報処理デバイスを含む、スペクトル
拡散およびCDMAシステムのための極めて簡単化され
た受信機の設計を許容する。スペクトル拡散システム
は、受信機の複雑さによる拡散帯域において典型的に制
限を受ける。本発明は、これらシステムの帯域制限を、
非常に拡げている。
バイスとして、逆拡散用ダイレクトコンバージョン回路
を例に説明したが、本発明は、他のタイプのダイレクト
コンバージョン回路、たとえば図19に示すような(た
とえば、特開平11−317777号公報 参照)回路
を適用できる。
0は、直交変調器41、直交変調器42、およびLPF
43および44を有している。
1、乗算器412,413,および414、並びに位相
シフタ(π/2シフタ)415により構成されている。
がローカル信号l(t)とPNコードc(t)を掛け合
わせる(乗算する)。
421、乗算器422,423,および424、位相シ
フタ425、および加算器426により構成されてい
る。
がローカル信号l(t)とPNコードc(t)を掛け合
わせる(乗算する)。
定の実施形態に関連付けて説明したが、本発明の基本概
念および範囲を逸脱しない範囲で、当業者によって変更
しえる種々の変更が可能であることは明らかである。
信機によれば、スペクトル拡散受信機はダイレクトコン
バージョン技術に基づく回路21,22を採用してい
る。これらの回路は、大幅に複雑が低減し、標準アプロ
ーチの完全なデジタル受信機で実現可能なレートより非
常に高速のチップレートのスペクトル拡散受信機を許容
する、これらの回路を用いることによって、受信機での
デジタル処理は、背景技術のおけるスペクトル拡散およ
びCDMA受信機の設計に習慣的に用いられるチップレ
ートの倍数でなく、データシンボルレートで実行され
る。
ク図である。
施形態を示すブロック図である。
ン回路の構成例を示す図である。
ン回路の構成例を示す図である。
ダイレクトコンバージョン回路の等価回路を示す図であ
る。
受信機を示す図である。
である。
を示す図である。
実施形態を示すブロック図である。
レクトコンバージョン回路の構成例を示す図である。
互関係を示す図11のPNコード同期保持回路の構成例
を示す図である。
PNコード同期保持回路5の他の構成例を示す図であ
る。
る。
期保持回路の他の構成例を示す図である。
ョン回路を示す図である。
同期保持回路を示す図である。
の他のタイプを示す図である。
相調整回路 3224,3225 QPSK変調器 3226〜3229 位相シフタ 3230〜3233 加算器 3234〜3237 二乗検波器 3238〜3241 LPF 3242〜3245 減算器 3248 総和回路 3249 ループフィルタ 3250 VCO 320A PNコード同期保持回路 3251〜3254 乗算器 3255〜3258 加算器 320B PNコード同期保持回路 3260〜3263 A/Dコンバータ 3264 デジタルプロセッサ 320C PNコード同期保持回路 3266 変調器 3267,3268 4ポートダイレクトコンバージョ
ン回路 40 ダイレクトコンバージョン回路 41 直交変調器 42 直交変調器 43,44 LPF 411,421 ローカル発振器 412〜414,422〜424 乗算器 415,425 位相シフタ 426 加算器
Claims (40)
- 【請求項1】 所定の拡散コードによりある帯域に拡散
されたスペクトル拡散信号を受信するスペクトル拡散受
信機であって、 所定周波数のローカル信号を出力するローカル発振器
と、 受信信号の拡散コードに応じてローカル拡散コードを生
成するローカル拡散コード生成手段と、 上記ローカル発振器によるローカル信号および上記ロー
カル拡散コード生成手段によるローカル拡散コードに基
づいてリファレンスローカル信号を生成し、受信信号お
よび上記リファレンスローカル信号に基づいて位相差を
有する2つの信号を生成し、上記位相差を持つ2つの信
号に基づいて逆拡散を行うダイレクトコンバージョン回
路とを有するスペクトル拡散受信機。 - 【請求項2】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 上記ローカル信号と上記ローカル拡散コードを乗算し、
リファレンスローカル信号として出力する乗算器と、 受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号の位相をシフトする第2
の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号と上記第1の位相シフタ
の出力信号とを加算する第1の加算器と、 受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号とを加算す
る第2の加算器と、 上記第1の加算器の出力の信号レベルを検波する第1の
検波器と、 上記第2の加算器の出力の信号レベルを検波する第2の
検波器とを有する請求項1記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項3】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタとをさらに有する請求項
2記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項4】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 受信信号の信号レベルを検波する第3の検波器をさらに
有する請求項2記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項5】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第3のフィルタとをさらに有する請求項
4記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項6】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 上記ローカル拡散コードにより上記ローカル信号を変調
し、リファレンスローカル信号として出力する変調器
と、 受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号の位相をシフトする第2
の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号と上記第1の位相シフタ
の出力信号とを加算する第1の加算器と、 受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号とを加算す
る第2の加算器と、 上記第1の加算器の出力の信号レベルを検波する第1の
検波器と、 上記第2の加算器の出力の信号レベルを検波する第2の
検波器とを有する請求項1記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項7】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタとをさらに有する請求項
6記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項8】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 受信信号の信号レベルを検波する第3の検波器をさらに
有する請求項6記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項9】 上記ダイレクトコンバージョン回路は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第3のフィルタとをさらに有する請求項
8記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項10】 上記変調器は直交変調器を有する請求
項6記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項11】 上記リファレンスローカル信号に含ま
れる拡散コードは、受信信号の拡散コードに同期してい
る請求項1記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項12】 上記受信信号のキャリア周波数は、上
記リファレンスローカル信号のキャリア周波数に略等し
い請求項1記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項13】 少なくとも第1の検波器と第2の検波
器の一つは、二乗検波器を有する請求項2記載のスペク
トル拡散受信機。 - 【請求項14】 少なくとも第1、第2、および第3の
検波器の一つは、二乗検波器を有する請求項2記載のス
ペクトル拡散受信機。 - 【請求項15】 少なくとも第1の検波器と第2の検波
器の一つは、二乗検波器を有する請求項6記載のスペク
トル拡散受信機。 - 【請求項16】 少なくとも第1、第2、および第3の
検波器の一つは、二乗検波器を有する請求項8記載のス
ペクトル拡散受信機。 - 【請求項17】 所定の拡散コードによりある帯域に拡
散されたスペクトル拡散信号を受信するスペクトル拡散
受信機であって、 所定周波数のローカル信号を出力するローカル発振器
と、 受信信号および上記ローカル発振器によるローカル信号
に基づいて同期および同期保持処理を介してローカル拡
散コードを生成するローカル拡散コード同期保持手段
と、 上記ローカル発振器によるローカル信号および上記ロー
カル拡散コード同期保持手段によるローカル拡散コード
に基づいてリファレンスローカル信号を生成し、受信信
号および上記リファレンスローカル信号に基づいて位相
差を有する2つの信号を生成し、上記位相差を持つ2つ
の信号に基づいて逆拡散を行うダイレクトコンバージョ
ン回路とを有するスペクトル拡散受信機。 - 【請求項18】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 制御信号の値に基づいて上記ローカル拡散コードを生成
するローカル拡散コード生成器と、 所定の時間だけ上記生成されたローカル拡散コードを遅
延させる第1の位相調整手段と、 所定の時間だけ上記生成されたローカル拡散コードを進
行させる第2の位相調整手段と、 上記ローカル信号と上記第1の位相調整手段の出力信号
を乗算する第1の乗算器と、 上記ローカル信号と上記第2の位相調整手段の出力信号
を乗算する第2の乗算器と、 上記受信信号と上記第1の乗算器の出力信号とを加算す
る第1の加算器と、 上記第1の加算器の出力信号の振幅成分を検波する第1
の検波器と、 上記第1の検波器の出力信号の第1のエンベロープを検
波する第1のエンベロープ検波手段と、 上記受信信号と上記第2の乗算器の出力信号とを加算す
る第2の加算器と、 上記第2の加算器の出力信号の振幅成分を検波する第1
の検波器と、 上記第2の検波器の出力信号の第2のエンベロープを検
波する第2のエンベロープ検波手段と、 上記第1のエンベロープと第2のエンベロープ間の差が
ゼロに近づいて減少するように上記制御信号を生成する
制御信号生成手段とを有する請求項17記載のスペクト
ル拡散受信機。 - 【請求項19】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 制御信号の値に基づいて上記ローカル拡散コードを生成
するローカル拡散コード生成器と、 所定の時間だけ上記生成されたローカル拡散コードを遅
延させる第1の位相調整手段と、 所定の時間だけ上記生成されたローカル拡散コードを進
行させる第2の位相調整手段と、 上記ローカル信号と上記第1の位相調整手段の出力信号
を乗算する第1の乗算器と、 上記ローカル信号と上記第2の位相調整手段の出力信号
を乗算する第2の乗算器と、 上記受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、 上記第1の乗算器の出力信号の位相をシフトする第2の
位相シフタと、 上記第2の乗算器の出力信号の位相をシフトする第3の
位相シフタと、 上記受信信号の位相をシフトする第4の位相シフタと、 上記第1の位相シフタの出力信号と上記第1の乗算器の
出力信号とを加算する第1の加算器と、 上記受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号とを加
算する第2の加算器と、 上記受信信号と上記第3の位相シフタの出力信号とを加
算する第3の加算器と、 上記第2の乗算器の出力信号と上記第4の位相シフタの
出力信号とを加算する第4の加算器と、 上記第1の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
1の検波器と、 上記第2の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
2の検波器と、 上記第3の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
3の検波器と、 上記第4の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
4の検波器と、 上記第1の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第3のフィルタと、 上記第4の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第4のフィルタと、 上記第1および第2のフィルタの出力に基づいて第1の
ノルムを計算する第1のノルム回路と、 上記第3および第4のフィルタの出力に基づいて第2の
ノルムを計算する第2のノルム回路と、 上記第1のノルムと第2のノルム間の差がゼロに近づい
て減少するように上記制御信号を生成する制御信号生成
手段とを有する請求項17記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項20】 少なくとも上記第1、第2、第3、お
よび第4の検波器の一つは二乗検波器を有する請求項1
9記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項21】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 上記第1、第2、第3、および第4のフィルタの出力か
らDCオフセットを除去する手段を有する請求項19記
載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項22】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 制御信号の値に基づいて上記同相ローカル拡散コードを
生成する第1のローカル拡散コード生成器と、 制御信号の値に基づいて上記直交ローカル拡散コードを
生成する第2のローカル拡散コード生成器と、 所定の時間だけ上記生成された同相および直交ローカル
拡散コードを遅延させる第1の位相調整手段と、 所定の時間だけ上記生成された同相および直交ローカル
拡散コードを進行させる第2の位相調整手段と、 上記第1の位相調整手段の出力信号により上記ローカル
信号を変調する第1の直交変調器と、 上記第2の位相調整手段の出力信号により上記ローカル
信号を変調する第2の直交変調器と、 上記受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、 上記第1の直交変調器の出力信号の位相をシフトする第
2の位相シフタと、 上記第2の直交変調器の出力信号の位相をシフトする第
3の位相シフタと、 上記受信信号の位相をシフトする第4の位相シフタと、 上記第1の位相シフタの出力信号と上記第1の直交変調
器の出力信号とを加算する第1の加算器と、 上記受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号とを加
算する第2の加算器と、 上記受信信号と上記第3の位相シフタの出力信号とを加
算する第3の加算器と、 上記第2の直交変調器の出力信号と上記第4の位相シフ
タの出力信号とを加算する第4の加算器と、 上記第1の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
1の検波器と、 上記第2の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
2の検波器と、 上記第3の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
3の検波器と、 上記第4の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
4の検波器と、 上記第1の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第3のフィルタと、 上記第4の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第4のフィルタと、 上記第1および第2のフィルタの出力に基づいて第1の
ノルムを計算する第1のノルム回路と、 上記第3および第4のフィルタの出力に基づいて第2の
ノルムを計算する第2のノルム回路と、 上記第1のノルムと第2のノルム間の差がゼロに近づい
て減少するように上記制御信号を生成する制御信号生成
手段とを有する請求項17記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項23】 少なくとも上記第1、第2、第3、お
よび第4の検波器の一つは二乗検波器を有する請求項2
2記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項24】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 上記第1、第2、第3、および第4のフィルタの出力か
らDCオフセットを除去する手段を有する請求項22記
載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項25】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 制御信号の値に基づいて上記同相ローカル拡散コードを
生成する第1のローカル拡散コード生成器と、 制御信号の値に基づいて上記直交ローカル拡散コードを
生成する第2のローカル拡散コード生成器と、 所定の時間だけ上記生成された同相ローカル拡散コード
を遅延させる第1の位相調整手段と、 所定の時間だけ上記生成された直交ローカル拡散コード
を遅延させる第2の位相調整手段と、 所定の時間だけ上記生成された同相ローカル拡散コード
を進行させる第3の位相調整手段と、 所定の時間だけ上記生成された直交ローカル拡散コード
を進行させる第4の位相調整手段と、 上記ローカル信号と上記第1の位相調整手段の出力信号
を乗算する第1の乗算器と、 上記ローカル信号と上記第2の位相調整手段の出力信号
を乗算する第2の乗算器と、 上記ローカル信号と上記第3の位相調整手段の出力信号
を乗算する第3の乗算器と、 上記ローカル信号と上記第4の位相調整手段の出力信号
を乗算する第4の乗算器と、 上記受信信号と上記第1の乗算器の出力信号とを加算す
る第1の加算器と、 上記受信信号と上記第2の乗算器の出力信号とを加算す
る第2の加算器と、 上記受信信号と上記第3の乗算器の出力信号とを加算す
る第3の加算器と、 上記受信信号と上記第4の乗算器の出力信号とを加算す
る第4の加算器と、 上記第1の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
1の検波器と、 上記第2の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
2の検波器と、 上記第3の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
3の検波器と、 上記第4の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
4の検波器と、 上記第1の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第3のフィルタと、 上記第4の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第4のフィルタと、 上記第1および第2のフィルタの出力に基づいて第1の
ノルムを計算する第1のノルム回路と、 上記第3および第4のフィルタの出力に基づいて第2の
ノルムを計算する第2のノルム回路と、 上記第1のノルムと第2のノルム間の差がゼロに近づい
て減少するように上記制御信号を生成する制御信号生成
手段とを有する請求項17記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項26】 少なくとも上記第1、第2、第3、お
よび第4の検波器の一つは二乗検波器を有する請求項2
5記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項27】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 上記第1、第2、第3、および第4のフィルタの出力か
らDCオフセットを除去する手段を有する請求項25記
載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項28】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 上記ローカル信号と上記ローカル拡散コードを乗算し、
リファレンスローカル信号として出力する乗算器と、 受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号の位相をシフトする第2
の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号と上記第1の位相シフタ
の出力信号とを加算する第1の加算器と、 受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号とを加算す
る第2の加算器と、 上記第1の加算器の出力の信号レベルを検波する第1の
検波器と、 上記第2の加算器の出力の信号レベルを検波する第2の
検波器とを有する請求項18記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項29】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタとをさらに有する請求項
28記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項30】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 受信信号の信号レベルを検波する第3の検波器をさらに
有する請求項28記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項31】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第3のフィルタとをさらに有する請求項
30記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項32】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 上記同相および直交ローカル拡散コードにより上記ロー
カル信号を変調し、リファレンスローカル信号として出
力する直交変調器と、 受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号の位相をシフトする第2
の位相シフタと、 上記リファレンスローカル信号と上記第1の位相シフタ
の出力信号とを加算する第1の加算器と、 受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号とを加算す
る第2の加算器と、 上記第1の加算器の出力の信号レベルを検波する第1の
検波器と、 上記第2の加算器の出力の信号レベルを検波する第2の
検波器とを有する請求項19記載のスペクトル拡散受信
機。 - 【請求項33】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタとをさらに有する請求項
32記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項34】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 受信信号の信号レベルを検波する第3の検波器をさらに
有する請求項32記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項35】 上記ダイレクトコンバージョン回路
は、 上記第1の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力信号に対して所定のフィルタリ
ング処理を行う第3のフィルタとをさらに有する請求項
34記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項36】 上記リファレンスローカル信号に含ま
れる拡散コードは、受信信号の拡散コードに同期してい
る請求項17記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項37】 上記受信信号のキャリア周波数は、上
記リファレンスローカル信号のキャリア周波数に略等し
い請求項17記載のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項38】 所定の拡散コードによりある帯域に拡
散されたスペクトル拡散信号を受信するソフトウェア無
線用スペクトル拡散受信機であって、 所定周波数のローカル信号を出力するローカル発振器
と、 受信信号および上記ローカル発振器によるローカル信号
に基づいて同期および同期保持のデジタル処理を介して
ローカル拡散コードを生成するローカル拡散コード同期
保持手段と、 上記ローカル発振器によるローカル信号および上記ロー
カル拡散コード同期保持手段によるローカル拡散コード
に基づいてリファレンスローカル信号を生成し、受信信
号および上記ローカルリファレンス信号に基づいて位相
差を有する2つの信号を生成し、上記位相差を持つ2つ
の信号に基づいて逆拡散を行うダイレクトコンバージョ
ン回路とを有するスペクトル拡散受信機。 - 【請求項39】 上記ローカル拡散コード同期保持回路
は、 制御信号の値に基づいて上記同相ローカル拡散コードを
生成する第1のローカル拡散コード生成器と、 制御信号の値に基づいて上記直交ローカル拡散コードを
生成する第2のローカル拡散コード生成器と、 所定の時間だけ上記生成された同相および直交ローカル
拡散コードを遅延させる第1の位相調整手段と、 所定の時間だけ上記生成された同相および直交ローカル
拡散コードを進行させる第2の位相調整手段と、 上記第1の位相調整手段の出力信号により上記ローカル
信号を変調する第1の直交変調器と、 上記第2の位相調整手段の出力信号により上記ローカル
信号を変調する第2の直交変調器と、 上記受信信号の位相をシフトする第1の位相シフタと、 上記第1の直交変調器の出力信号の位相をシフトする第
2の位相シフタと、 上記第2の直交変調器の出力信号の位相をシフトする第
3の位相シフタと、 上記受信信号の位相をシフトする第4の位相シフタと、 上記第1の位相シフタの出力信号と上記第1の直交変調
器の出力信号とを加算する第1の加算器と、 上記受信信号と上記第2の位相シフタの出力信号とを加
算する第2の加算器と、 上記受信信号と上記第3の位相シフタの出力信号とを加
算する第3の加算器と、 上記第2の直交変調器の出力信号と上記第4の位相シフ
タの出力信号とを加算する第4の加算器と、 上記第1の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
1の検波器と、 上記第2の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
2の検波器と、 上記第3の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
3の検波器と、 上記第4の加算器の出力信号の信号レベルを検波する第
4の検波器と、 上記第1の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第1のフィルタと、 上記第2の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第2のフィルタと、 上記第3の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第3のフィルタと、 上記第4の検波器の出力に対して所定のフィルタリング
処理を行う第4のフィルタと、 上記第1および第2のフィルタの出力アナログ信号をデ
ジタル信号に変換する第1のアナログ−デジタル(A/
D)変換手段と、 上記第3および第4のフィルタの出力アナログ信号をデ
ジタル信号に変換する第2のA/D変換手段と、 上記第1のA/D変換手段と第2のA/D変換手段の出
力間の差がゼロに近づいて減少するように上記制御信号
を生成するデジタル処理手段とを有する請求項38記載
のスペクトル拡散受信機。 - 【請求項40】 少なくとも上記第1、第2、第3、お
よび第4の検波器の一つは二乗検波器を有する請求項3
9記載のスペクトル拡散受信機。
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