JP2005286587A - 逆拡散装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な制御でデータ変換部へのデータ入力のタイミングを簡単な制御で設定できるようにした逆拡散装置を提供する。
【解決手段】受信されたスペクトル拡散変調信号のデータチャンネルはDCH復調部6で、また、制御チャンネルはCCH復号部5で夫々逆拡散される。CCH復調部5からの制御チャンネルの逆拡散信号のレート情報TFCIはTFCIデコード部8でデコードされ、1フレーム毎にそのレート情報TFCIをもとに拡散係数SFが検出される。また、DCH復調部6から出力されるデータチャンネルの逆拡散信号は、交互に書込みと読出しが行なわれるメモリ7a,7bで1フレーム分遅延された後、データ変換部9に供給される。データ変換部9では、データチャンネルの逆拡散信号に対し、1フレーム毎に、フレームの先頭から拡散係数SFに応じた変換処理がなされる。
【選択図】図1
【解決手段】受信されたスペクトル拡散変調信号のデータチャンネルはDCH復調部6で、また、制御チャンネルはCCH復号部5で夫々逆拡散される。CCH復調部5からの制御チャンネルの逆拡散信号のレート情報TFCIはTFCIデコード部8でデコードされ、1フレーム毎にそのレート情報TFCIをもとに拡散係数SFが検出される。また、DCH復調部6から出力されるデータチャンネルの逆拡散信号は、交互に書込みと読出しが行なわれるメモリ7a,7bで1フレーム分遅延された後、データ変換部9に供給される。データ変換部9では、データチャンネルの逆拡散信号に対し、1フレーム毎に、フレームの先頭から拡散係数SFに応じた変換処理がなされる。
【選択図】図1
Description
本発明は、スペクトル拡散を用いて移動通信のマルチプルアクセスを行なうCDMA(Code Division Multiple Access)方式,W−CDMA(Wideband-CDMA)方式における、無線機の受信部に適用可能な受信スペクトル拡散変調信号の逆拡散装置に関する。
スペクトル拡散方式を用いたCDMA方式の移動通信方式では、移動局から基地局の上りリンクで送信情報が各種データを送信するためのデータチャンネル(DPDCH(Dedicated Physical Data Channel))と制御情報を送受信するための制御チャンネル(DPCCH(Dedicated Physical Control Channel))とを含み、移動局では、制御チャンネルは拡散符号でQ軸にスペクトル拡散変調されてQ相のスペクトル拡散変調信号となり、また、データチャンネルは拡散符号でI軸にスペクトル拡散変調されてI相のスペクトル拡散変調信号となり、これらが同じ周波数帯域で合成され、直交位相多重された構成で送信される。これを受信する基地局側では、この受信されたスペクトル拡散変調信号を、Q相の制御チャンネルとI相のデータチャンネル毎に移動局と同じ拡散符号(逆拡散符号)を用いて逆拡散し、夫々毎に逆拡散信号を得るようにしている。
ところで、基地局では、同じ移動局からのスペクトル拡散変調信号が複数の異なるパス(経路)を経由して受信されるものであるから、各パスを経由して受信されたスペクトル拡散変調信号毎に位相が異なるものであり、このために、これらスペクトル拡散変調信号毎に異なる位相の逆拡散符号を用いて制御チャンネル,データチャンネルを逆拡散するようにしており、夫々の拡散符号で得られた逆拡散出力を合成(RAKE合成)して夫々のチャンネルの逆拡散信号を得るようにしている。このようにして、各パスを経由した受信信号を有効に利用することができる。
ところで、かかるスペクトル拡散方式では、拡散符号として、周期性を持つが、その周期内ではランダムなパターンの擬似雑音系列が用いられる。そして、拡散符号のチップレート(拡散符号のビット速度)はこれによってスペクトル拡散変調される制御チャンネルやデータチャンネルのシンボルレートよりも充分高く設定されており、このため、制御チャンネルやデータチャンネルは、かかる拡散符号によって拡散変調されることにより、そのスペクトルが大きく拡散されることになる。
受信した制御チャンネルやデータチャンネルを逆拡散では、これらチャンネルを変調した拡散符号に受診用の逆拡散符号のタイミングが一致すると、このタイミングでピーク状の逆拡散出力(以下、ピークという)が得られ、1シンボル周期で逆拡散を行なえば、1シンボル毎に1回ずつピークが発生する。
ところで、1シンボルに対する拡散符号のチップ数を拡散係数SF(Spread Factor)というが、この拡散係数SFが大きいほど、単位時間当りに伝送されるシンボル数が減少する。拡散係数SFの最小値は4、最大値は512である。
また、従来から、マルチパス環境において、同じシンボルを逆拡散して得られる2個以上のピークを合成することにより、1シンボルに1ピークの逆拡散出力を得るようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
図4はCDMA方式やW−CDMA方式の上りリンク(移動局から基地局への通信)でのデータチャンネル(DPDCH)と制御チャンネル(DPCCH)とのフレームフォーマットを示すものであって、制御チャンネルの各フレームはデータチャンネルの該当するフレームを制御するためのものである。図示するように、これらチャンネルの1フレームは15スロット(s#1〜s#15)からなって、時間長が10msecであり、また、1スロットの時間長は666μsecである。そして、制御チャンネルの各スロットは、パイロット信号Pilotやレート情報TFCI(Transport Format Combination Indicator),フィードバック情報FBI(FeedBack Information),送信電力制御情報TPC(Transmit Power Control)を含んでいる。
上記の拡散係数SFは、各フレームにおいて、制御チャンネルでの15スロットのレート情報TFCIによって表わされる。これにより、拡散係数SFが受信側(即ち、基地局)に通知されることになる。
図5は上記の特許文献1に記載の逆拡散装置を示す構成図であって、ここでは、遅延パス数M=6としている。
同図において、受信されたスペクトル拡散変調信号は、A/D変換器100でデジタル信号に変換された後、サーチャ部101と逆拡散部102,103とに供給される。サーチャ部2では、このスペクトル拡散変調信号から各遅延パス毎の逆拡散タイミングが検出され、かかる検出タイミングで、逆拡散部102がスペクトル拡散変調信号のI相(データチャンネルDPDCH)の逆拡散処理を、逆拡散部103がスペクトル拡散変調信号のQ相(制御チャンネルDPCCH)の逆拡散処理を夫々遅延パス毎に行なう。逆拡散部102からの遅延パス毎の逆拡散データは、逆拡散後データ格納メモリ105を介して、検波部107に供給される。
なお、逆拡散タイミングコード設定部104では、1フレーム周期分の逆拡散符号が設定されており、逆拡散部102,103では、この設定された1周期の逆拡散符号を用いて逆拡散が行なわれる。
また、逆拡散部103からの遅延パス毎の制御チャンネルの逆拡散データは、逆拡散後データ格納メモリ106を介して、チャンネル推定処理部109と検波部108に供給される。このチャンネル推定処理部109は制御チャンネルの遅延パルス毎に伝播路による位相,振幅の変動を推定するものであって、かかる推定量を検波部107がデータチャンネルの各遅延パスの逆拡散信号量に乗算し、検波部108が制御チャンネルの対応する各遅延パスの逆拡散信号に乗算する。
検波部107の各遅延パスの出力が最大比合成部110でRAKE合成されることにより、データチャンネルの逆拡散信号が得られる。この逆拡散信号は、メモリ112を介して、データ変換部113に供給される。検波部108の各遅延パスの出力は最大比合成部111でRAKE合成されることにより、制御チャンネルの逆拡散信号が得られる。この逆拡散信号はSF検出部115に供給され、各フレーム毎にレート情報TFCI(図4)から拡散係数SFが検出される。
ここで、逆拡散部102では、逆拡散タイミングコード設定部104で設定されている1周期の逆拡散符号を用いて最小の拡散係数SFにおけるシンボル長間隔でで逆拡散を行なう。逆拡散部102は、例えば、スライディング相関器で構成され、その出力は、最小の拡散係数SFにおける1シンボル毎に1つの相関値が発生することになるので、データ変換部113に入力される逆拡散信号はそのままこのデータ変換部113を通過して誤り訂正部114に供給される。
しかし、受信されたスペクトル拡散変調信号のI相のデータチャンネルの本来のシンボル長が最小の拡散係数SFにおけるシンボルの1周期の2倍以上であるときには(つまり、拡散係数SFが最小値(例えば、4)より大きいときには)、逆拡散部102から出力される各遅延パスの逆拡散信号、従って、データ変換部113に入力される逆拡散信号は1シンボル毎が2m個ずつの相関値からなり、逆拡散が途中ということになる。データ変換部113は、このように1シンボル毎に生ずる2m個の相関値を合成し、1シンボル当り1個の相関値のデータチャンネルの逆拡散信号とするものであり、SF検出部115で検出された拡散係数SFとチャネライゼーションコードとに応じて、1シンボル毎のかかるピークの合成処理を行なうものである。
そして、データ変換部113でのかかる処理をフレームの先頭から行なうようにするために、メモリ112が設けられており、各フレームの先頭の拡散係数SFの検出タイミングがデータチャンネルの対応するフレームの先頭よりも先行するように、最大比合成部110からのデータチャンネルのフレームを遅延するものである。
特開平2001ー267959
ところで、上記の特許文献1の記載の技術においては、メモリ112が最大比合成部110から供給されるデータチャンネルの逆拡散信号を書き込みながら、これを読み出してデータ変換部113に供給しなければならず、そのための制御が複雑なものとなるし、また、その制御のための複雑な手段も必要となり、メモリ112が大型化する。
本発明の目的は、かかる問題点を解消し、簡単な制御のメモリを用いてデータ変換部へのデータ入力のタイミングを設定できるようにした逆拡散装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、スペクトル拡散変調信号の制御チャンネルを復調する第1の逆拡散手段と、スペクトル拡散変調信号のデータチャンネルを復調する第2の逆拡散手段と、第1の逆拡散手段の出力の1フレーム毎に拡散係数を抽出するデコード手段と、第2の逆拡散手段から出力されるデータチャンネルの逆拡散信号をフレーム毎に拡散係数に応じたデータ変換処理するデータ変換手段とを備えた逆拡散装置であって、データチャンネルの逆拡散信号の1フレーム分の記憶容量を有する第1,第2のメモリと、第1,第2のメモリを1フレーム毎に交互に選択し、第1,第2のメモリのうちの選択したメモリにデータチャンネルの逆拡散信号を供給する第1の切換スイッチと、第1,第2のメモリのうちの第1の切換スイッチによって選択されないメモリを選択する第2の切換スイッチとを設け、第1,第2のメモリのうちの第1の切換スイッチで選択されたメモリに第2の逆拡散手段からのデータチャンネルの逆拡散信号を順次書き込み、第1,第2のメモリのうちの第2の切換スイッチで選択されたメモリからデータチャンネルの逆拡散信号を順次読み出してデータ変換手段に供給するものである。
本発明によると、逆拡散信号を拡散係数SFに応じてデータ変換処理する場合の該逆拡散信号のタイミング合わせを、制御が簡単なメモリを用いて行なうことができる。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明による逆拡散装置の一実施形態を示すブロック図であって、1はサーチ部、2は制御部、3は受信データバッファ、4a,4bは逆拡散符号生成部、5はCCH(制御チャンネル)復調部、6はDCH(データチャンネル)復調部、7a,7bはメモリ、8はTFCIデコード部、9はデータ変換部、10a,10bは切換スイッチである。
図1は本発明による逆拡散装置の一実施形態を示すブロック図であって、1はサーチ部、2は制御部、3は受信データバッファ、4a,4bは逆拡散符号生成部、5はCCH(制御チャンネル)復調部、6はDCH(データチャンネル)復調部、7a,7bはメモリ、8はTFCIデコード部、9はデータ変換部、10a,10bは切換スイッチである。
同図において、受信されたCDMA方式もしくはW-CDMA方式のスペクトル拡散変調信号は、図4に示すフレーム構成をなし、サーチ部1とCCH復調部5と、受信データバッファ3を介して、DCH復調部6とに供給される。サーチャ部2では、逆拡散符号生成部4aや逆拡散符号生成部4bから出力される逆拡散符号を用いて、このスペクトル拡散変調信号から各遅延パス毎の逆拡散タイミングが検出され、これが位置検出結果として制御部2に供給される。
ここで、図2により、サーチ部1の一具体例について説明する。
図2(a)において、I相のデータチャンネルとQ相の制御チャンネルとからなるスペクトル拡散変調信号は複素相関部21に供給され、逆拡散符号生成部4bからのI相の逆拡散符号とデータチャンネルとの相関がパス毎にとられて(逆拡散されて)、I相の相関値が順次得られ、逆拡散符号生成部4aからのQ相の逆拡散符号と制御チャンネルとの相関がとられて(逆拡散されて)、Q相の相関値が順次得られる。これら相関値は夫々、データチャンネル,制御チャンネルの拡散符号と逆拡散符号とのタイミングが一致したとき、ピークが発生し、それ以外のときには、正,負の低いレベルが現われる。
これらI相の相関値とQ相の相関値とがパワー演算部22に供給され、これら相関値の瞬時の値をPI,PQとすると、PIQ=(PI 2+PQ 2)1/2の演算が行なわれ、スペクトル拡散変調信号の瞬時の相関値PIQが求められる。複素相関部21で得られたI,Q相の相関値PI,PQは、I,Q相がIQ平面上で回転していることにより、ともにレベルが大きい場合もあるが、いずれか一方しか大きくない場合もあるために、相関値PI,PQを求めてそのパワー演算を行ない、ピークを漏れることなく検出できるようにしている。パワー演算処理された相関値Pは平均化部23に供給される。
この平均化部23では、記憶部24を用いて、相関値PIQが所定期間(例えば、フレーム周期もしくはスロット周期の整数倍の期間)ずつ平均化される。平均化部23と記憶部24とで図2(b)に示す構成をなすものであって、パワー演算部22からはチップ周期の1/2で相関値PIQが供給され、この相関値PIQは乗算器23aで1/a倍(但し、aは整数)され、加算器23bで乗算器23cの出力と加算される。この加算器23bの出力PAは、ピーク検出部25に供給されるとともに、記憶部24でチップ周期分遅延され、さらに、乗算器23で{1−(1/a)}倍されて加算器23bに供給され、次に乗算器23aから供給される1/a倍された相関値PIQと加算される。このようにして、チップ周期毎にかかる乗算と加算とからなる演算処理が繰り返され、この繰り返し毎に加算器23bの出力PAがピーク検出部25に供給される。そして、上記の所定期間が経過すると、リセット信号によって記憶部24の内容がクリアされ、記憶部24の出力を0として、次の所定期間の上記の演算処理が始まることになる。このようにして、パワー演算部からの相関値PIQが所定期間毎に平均化される。
図2(a)におけるピーク検出部25では、このようにして平均化された相関値PAのピークを検出する。
以上の処理は遅延パス毎に行なわれるものであり、従って、ピーク検出部25では、遅延パス毎にピークのタイミングが検出される。これらタイミングは、パス位置検出結果として、図1における制御部2に供給される。制御部2は、サーチ部1からのパス位置検出結果をもとに、逆拡散符号生成部4a,4bの各遅延パス毎の逆拡散符号の発生タイミングを制御し、また、CCH復調部5やDCH復調部6の動作タイミングを制御する。
CCH復調部5は、制御部2の上記のタイミング制御のもとに、逆拡散符号生成部4aからの逆拡散符号と受信されたスペクトル拡散変調信号のQ相の制御チャンネルと相関演算を行ない、遅延パス毎に逆拡散し、これらをRAKE合成して、制御チャンネルの逆拡散信号として出力する。
また、移動局の通信環境によっては、レイリーフェージングの影響により、伝送される信号が位相回転(位相変動)を受けることになる(特開2001ー217750の段落003〜004)。かかる位相回転を補償するために、図4に示すように、一定時間間隔のスロット毎に付加されて周波数が一定に規定されるパイロット信号Pilotが用いられる。CCH復調部5では、制御チャンネルの逆拡散信号の各スロットからこのパイロット信号Pilotを抽出し、位相の回転量の推定の対象となるスロットを含む複数のスロットのパイロット信号Pilotの実際の位相と本来の位相とを比較し、その比較結果間を補間することにより、推定対象となるスロットの位相回転量を推定する(特開2001ー217750の段落0005〜0007)。そして、この位相回転量に対する位相補償量の情報を作成し、DCH復調部6に供給する。
一方、受信されたディジタル化されたスペクトル拡散変調信号は、遅延手段としての受信データバッファ3で遅延された後、上記のように、制御部2でタイミング制御されるDCH復調部6に供給される。このDCH復調部6では、逆拡散符号生成部4bからのI相の逆拡散符号と受信データバッファ3からのスペクトル拡散変調信号のうちのI相のデータチャンネルとの相関演算が行なわれ、これによって遅延パス毎に得られた相関値をRAKE合成し、データチャンネルの逆拡散信号として出力するのであるが、このとき、CCH復調部5からの位相補償量をもとに同期検波が行なわれ、位相回転量が補償される。このように供給された位相補償量の情報によって位相回転量が補償されるデータは、この位相補償量を得るために位相回転量が検出されたときの回転量の推定の対象となる制御チャンネルでのスロットに対応するデータ部分であり、このデータ部分がCCH復調部5からの位相補償量の情報の供給タイミングに合って、この位相補償量の情報で位相回転が補償されるように、受信データバッファ3を設けてDCH復調部6に供給されるデータチャンネルを遅延している。
なお、かかる受信データバッファの容量は、CCH復調部5での位相回転量を検出するためのスロット数にもよるが、例えば、前後する2つのスロットのパイロット信号Pilotから位相回転量を検出するものであれば、2スロット分の容量であればよい。
このようにして、DCH復調部から出力されるデータチャンネルの逆拡散信号(RAKE合成された累積相関値)は、制御部2からの切換制御信号によって制御される切換スイッチ10a,10bで交互に選択されるメモリ7a,7bによって遅延されて、データ変換部9に供給される。また、CCH復調部5では、逆拡散されて遅延パスでのRAKE合成された制御チャンネルの復調信号からレート情報TFCI(図4)が抽出され、TFCIデコード部8に供給される。このTFCIデコード部8では、供給されたレート情報TFCIがデコードされて1フレーム毎(もしくはスロット毎)に、そのフレーム分のレート情報TFCIをもとに、拡散係数SFが検出され、この拡散係数SFがデータ変換部9に供給される。データ変換部9では、メモリ7a,7bから供給されたデータチャンネルの逆拡散信号が、拡散係数SFに応じた数の同一シンボル内の逆拡散値を合成し、シンボル毎に1つの逆拡散値が含まれる逆拡散信号に変換する。このようにデータ変換されたデータチャンネルの逆拡散信号が、相関出力として、出力される。
ここで、メモリ7a,7bは夫々データチャンネルの1フレームの容量を有しており、切換スイッチ10aによって1フレーム毎に書込みが切り換えられ、切換スイッチ10bによって1フレーム毎に読み出しが切り換えられる。即ち、いま、切換スイッチ10aがメモリ7a側に閉じているものとすると、DCH復調部6から出力される逆拡散信号がメモリ7aに順次記憶され、この間切換スイッチ10bによって選択されたメモリ7bから読み出される逆拡散信号がデータ変換部9に供給される。そして、メモリ7aに1フレーム分の逆拡散信号が記憶されると、切換スイッチ10aがメモリ7a側からメモリ7b側に切り換わり、DCH復調部6から出力される逆拡散信号がメモリ7bに供給されるようになって、メモリ7bがこの逆拡散信号の書込みを開始する。これとともに、切換スイッチ10bがメモリ7a側に切り換わり、このメモリ7aがこれまで記憶された逆拡散信号の読み出しを開始して、読み出されたこの逆拡散信号がデータ変換部9に供給される。
このように、メモリ7a,7bの一方がDCH復調部6から出力される逆拡散信号を書き込んでいるときに、他方が記憶した逆拡散信号を読み出してデータ変換部9に供給するようにし、かかる逆拡散信号の書込み,読出しを夫々のメモリ7a,7bで1フレーム毎に交互に行なうものであり、図3に示すように、1フレーム周期遅延された逆拡散信号がデータ変換部9に供給される。データ変換部9では、TFCIデコード部8から1フレーム毎にその15個のスロットのレート情報TFCIから検出された拡散係数SFが供給され、この拡散係数SFにより、メモリ7a,7bからの供給される該当するフレームのデータチャンネル(DPDCCH)の逆拡散信号がそのフレームの先頭から上記のデータ変換処理が行なわれる。
このようにして、この実施形態では、データチャンネルの逆拡散信号をデータ変換部9で拡散係数SFのタイミングと合わせるための手段として、1フレームの記憶容量のメモリ7a,7bを用い、夫々で交互に書込み,読出しを行なわせるものであるから、書込みを行なっているときには、読出しを行なう必要がなく、これらメモリ7a,7bの制御が簡単になるし、記憶容量が小さく、かつ制御手段も簡単で安価なメモリを用いることになる。
1 サーチ部
2 制御部
3 受信データバッファ
4a,4b 逆拡散符号生成部
5 CCH(制御チャンネル)復調部
6 DCH(データチャンネル)復調部
7a,7b メモリ
8 TFCIデコード部
9 データ変換部
10a,10b 切換スイッチ
2 制御部
3 受信データバッファ
4a,4b 逆拡散符号生成部
5 CCH(制御チャンネル)復調部
6 DCH(データチャンネル)復調部
7a,7b メモリ
8 TFCIデコード部
9 データ変換部
10a,10b 切換スイッチ
Claims (1)
- スペクトル拡散変調信号の制御チャンネルを復調する第1の逆拡散手段と、該スペクトル拡散変調信号のデータチャンネルを復調する第2の逆拡散手段と、該第1の逆拡散手段の出力の1フレーム毎に拡散係数を抽出するデコード手段と、該第2の逆拡散手段から出力される該データチャンネルの逆拡散信号をフレーム毎に該拡散係数に応じたデータ変換処理するデータ変換手段とを備えた逆拡散装置において、
該データチャンネルの逆拡散信号の1フレーム分の記憶容量を有する第1,第2のメモリと、
該第1,第2のメモリを1フレーム毎に交互に選択し、該第1,第2のメモリのうちの選択したメモリに該データチャンネルの逆拡散信号を供給する第1の切換スイッチと、
該第1,第2のメモリのうちの該第1の切換スイッチによって選択されないメモリを選択する第2の切換スイッチと
を設け、
該第1,第2のメモリのうちの該第1の切換スイッチで選択されたメモリに該第2の逆拡散手段からの該データチャンネルの逆拡散信号を順次書き込み、該第1,第2のメモリのうちの該第2の切換スイッチで選択されたメモリから該データチャンネルの逆拡散信号を順次読み出して該データ変換手段に供給することを特徴とする逆拡散装置。
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WO2008055384A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Zte Corporation | Poste récepteur rake de système amrc large bande |
JP2009519674A (ja) * | 2005-12-14 | 2009-05-14 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) | スペクトル拡散受信機において使用されるオンデマンド逆拡散処理 |
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