JPH09130299A - スペクトラム拡散信号受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトラム拡散信号受信装置に関し、同期
捕捉時間を短縮し、瞬時変動による検出もれを防ぎ、正
しい同期捕捉が行える装置の提供を目的とする。 【解決手段】 基本クロックを分周して出力する分周手
段と、分周手段の出力クロックの速度で拡散符号を発生
させる拡散符号発生手段と、受信したスペクトラム拡散
信号を拡散符号発生手段の出力により逆拡散して出力す
る逆拡散手段と、基本クロックの速度で拡散符号の一周
期分に対応する数を所定の順序でカウントし、一周期分
のカウントの終了ごとにカウントの開始値を１だけずら
せた値から開始値の直前の値まで循環してカウントし、
各カウント値を記憶手段のアドレスとして与えるアドレ
ス算出手段と、逆拡散手段の出力を入力して各アドレス
ごとに累積加算し、加算結果を各アドレスに記憶する記
憶手段と、記憶手段の各アドレスの出力より相関値の最
大値を求める最大相関値検出手段とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、次世代の移動通信
方式として有力視されているスペクトラム拡散通信方式
（以下ＳＳ通信方式という）を用いた通信システムにお
いて、拡散符号の同期捕捉方式の１つであるスライディ
ング相関方式を用いたＳＳ信号受信装置に関する発明で
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＳＳ通信方式による通信の受信機におい
ては、受信入力信号は送信側で所定の拡散符号により拡
散された信号であり、受信機はこの拡散符号の位相を検
出し、同期捕捉を行わなければならない。

【０００３】図９は従来例のスライディング相関器の構
成図である。図において、送信側でスペクトラム拡散に
用いたクロックと周波数が等しいクロックに基づいて拡
散符号発生器５で拡散符号を発生する。この拡散符号を
位相スライド回路４でクロック毎に一定位相（ＰＮ符号
の場合には１チップ）ずつずらせ、乗算器１で受信入力
信号との乗算を行うことにより逆拡散する。

【０００４】この乗算器１の出力を加算器２と加算値ラ
ッチ回路３とで拡散符号の一周期分について累積加算す
る。拡散符号の一周期分について累積加算を終わると、
最大相関値検出器７でこの値をそれまでの相関値の最大
値と比較しそれより大きい時のみ最大相関値として記憶
するとともに、一周期分の終了ごとに加算値ラッチ回路
３を分周器６の出力クロックによりリセットする。

【０００５】この操作を位相スライド回路４により拡散
符号の位相を一定位相ずつずらせながら拡散符号の一周
期分の全位相にわたって行い、最大相関値検出器７で最
大の相関値を検出したとき、この最大相関値を相関値ラ
ッチ回路８から出力し、このときの位相を拡散符号の同
期位相として位相ラッチ回路９でラッチして出力する。

【０００６】図９は、受信入力信号が拡散符号のみの信
号（主信号データがすべて０又は１の場合の信号であ
り、パイロットチャネルを使用したＳＳ通信方式のパイ
ロットチャネルの信号は、このような拡散符号のみの信
号となる）の場合の構成図であり、上記位相情報を図示
しない回路により主信号受信データの逆拡散に使用す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
スライディング相関器の構成においては、同期をとる時
間が符号の位相の初期位置によりたまたま早かったり、
遅かったりすることがある。また、図８に示すように、
無線伝送路に瞬時変動（代表的な例として、レイリー変
動などのフェージング）がある場合に、スライディング
中たまたま同期位相の相関値を検出しているときに瞬時
変動により受信パワーレベルが落ち込んだ場合、相関値
の最大値を検出し位相同期の検出が行えるはずであった
のが、検出できないという問題があった。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、同期捕捉時間の短縮を図り、更に瞬時変動
による検出もれを防ぎ、正しい同期捕捉が行えるＳＳ信
号受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】上記問題点は以下の装置
の構成によって解決される。 （請求項１） 所定速度の拡散符号により拡散された信
号を受信するスペクトラム拡散信号受信装置であって、
該拡散符号と速度が等しい基本クロックを分周して出力
する分周手段と、該分周手段の出力クロックの速度で該
拡散符号を発生させる拡散符号発生手段と、受信したス
ペクトラム拡散信号を該拡散符号発生手段の出力により
逆拡散して出力する逆拡散手段と、該基本クロックの速
度で該拡散符号の一周期分に対応する数を所定の順序で
カウントし、該一周期分のカウントの終了ごとにカウン
トの開始値を１だけずらせた値から該開始値の直前の値
まで循環してカウントし、各カウント値を記憶手段のア
ドレスとして与えるアドレス算出手段と、該逆拡散手段
の出力を入力して、各アドレスごとに累積加算し、該加
算結果を各アドレスに記憶する記憶手段と、該記憶手段
の各アドレスの出力より相関値の最大値を求める最大相
関値検出手段とで構成する。

【００１０】この結果、分周手段で分周したクロックの
一周期の間は拡散符号発生手段で発生させる拡散符号は
一定であり、この一定の拡散符号により受信したスペク
トラム拡散信号を逆拡散するため、フェージングによる
受信パワーの落ち込みの影響を、従来例のようにある特
定のタイミングですべて受けるのではなく、全体に平均
して受けることになり、同期未検出となる確率を大幅に
減らすことができる。

【００１１】（請求項２） 請求項１に記載の最大相関
値検出手段で求めた相関値の最大値が所定のしきい値よ
り大きいとき、相関値判定手段で、同期捕捉がされたと
判定する。これにより、拡散符号の全周期にわたって相
関値の結果を得る必要がなくなるため、短時間に同期捕
捉を行うことができる。

【００１２】（請求項３） 請求項２に記載の相関値判
定手段における所定のしきい値は、受信したスペクトラ
ム拡散信号が伝送されてきた伝送路の情報により決定す
るようにする。この結果、安定した伝送路状態ではしき
い値を低く設定しておき、不安定な伝送路状態ではしき
い値を高く設定しておくことにより、同期捕捉の高速化
と誤同期の確率の低下を実現することができる。

【００１３】（請求項４） 請求項１に記載の相関値の
最大値が拡散符号の連続する周期において同一の位相で
検出された場合に、タイミング比較手段で、その位相で
同期捕捉がされたと判定する。この結果、ノイズ等によ
り相関値の最大値が誤検出された場合に、本請求項によ
る拡散符号の全周期について検出操作を行った後、２度
（あるいは３度）同様の検出操作を行うことにより、ノ
イズ等による場合は検出されなくなって真の最大相関値
を検出することができる。

【００１４】（請求項５） 請求項１に記載の最大相関
値検出手段の代わりに、前記記憶手段の出力より上位Ｎ
個の相関値を求める上位Ｎ個相関値検出手段を設ける。
この結果、マルチパス伝送路の環境下で複数の位相が存
在する場合に、マルチパス伝送路の主信号データの逆拡
散を行う際に上記Ｎ個の位相出力を位相情報として使用
し、上位Ｎ個の相関値出力を該主信号データの相関値の
大小に応じて重み付けを行う際に使用することができ
る。

【００１５】（請求項６） 請求項５に記載の上位Ｎ個
の相関値の各位相がそれぞれ拡散符号の連続する周期に
おいて同一の位相で検出された場合に、タイミング比較
手段で、該各位相で同期捕捉がされたと判定する。この
結果、請求項４の場合と同じ効果を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例のス
ペクトラム拡散信号受信装置の構成図であり、図２は本
実施例におけるアドレスカウンタの動作を説明する図で
ある。以下、図を用いて本実施例を詳細に説明する。

【００１７】図１において、送信側でスペクトラム拡散
に使用したクロックと周波数が等しいクロックを、分周
器10で１／Ｎ_PN（ここにＮ_PNは拡散符号の一周期分の符
号数）に分周して拡散符号発生器５に加え、図２の(2)
に示すように拡散符号の一周期間同じ符号（例えばＡ）
を出力する。尚、拡散符号の一周期は例えば、Ａ、Ｂ、
Ｃ、・・・、Ｚの26個よりなるものとする。

【００１８】図２の(1) に示すような受信したスペクト
ラム拡散信号について、上記拡散符号発生器５の出力に
より乗算器１で逆拡散を行う。この乗算器１は、受信入
力信号が例えば“Ｈ”と“Ｌ”レベルからなるときは排
他的論理和回路（ＥＸ−ＯＲ）とインバータにより構成
され（いずれも図示しない）、受信入力信号が“１”と
“−１”のときは通常の乗算器を使用する。累積メモリ
12には本実施例の場合26個のアドレスを準備し、乗算器
１の出力を加算器２と累積メモリ12によりアドレスごと
に累積加算して、加算結果を累積メモリ12の各アドレス
に記憶する。

【００１９】上記累積メモリ12のアドレスの指定はアド
レスカウンタ11の出力により行われ、図２の(3) に示す
ように、アドレスカウンタ11で送信側でスペクトラム拡
散に使用したクロックと周波数が等しいクロックにより
変えていき、かつ、アドレスカウンタ11の出力カウント
値は拡散符号の一周期ごとに最小単位分（１チップ）ず
つオフセットをつけられて（ずらされて）おり、入力信
号の位相と累積メモリ12のアドレスが１対１に対応付け
られている。

【００２０】図２は、アドレス値の２番が同期捕捉のタ
イミングとなる例を示しており、アドレスが２の位置で
一つの周期の入力信号Ａと拡散符号発生器５の出力
（Ａ）が一致おり、次の周期の入力信号Ｂと拡散符号発
生器５の出力（Ｂ）が一致している。この操作を26個の
拡散符号（Ａ〜Ｚ）について行うことにより、アドレス
が２以外の値でも相関値は時間とともに若干増加するこ
とはあるが、アドレスが２の相関値は時間とともに確実
に増えていく。この様子を図２の(5) に示す。

【００２１】最大相関値検出器７で相関値の最大値を検
出したとき同期捕捉がされたと判定し、累積メモリ12に
記憶された対応するアドレスのその時点での相関値を相
関値ラッチ回路８で保持し、その時点での位相を位相ラ
ッチ回路９で保持する。この位相情報をスペクトラム拡
散された受信主信号データの逆拡散に使用する。

【００２２】この結果、フェージングによる受信パワー
の落ち込みの影響を、従来例のようにある特定のタイミ
ングですべて受けるのではなく、全体に平均して受ける
ために、同期未検出となる確率を大幅に減らすことがで
きる。また、従来例では、同期をとる時間が符号の位相
の初期位置によりたまたま早かったり、遅かったりと不
定なのに対して、本方式においては一定した時間におい
て同期をとることができる。

【００２３】図３は本発明の第２の実施例の装置の構成
図である。本実施例では、第１の実施例の構成（図１）
に相関値判定部13を付加し、相関値の最大値が予め設定
したしきい値を越えた時点で相関値ラッチ回路８及び位
相ラッチ回路９にセット信号を出力して、該時点の相関
値及び位相情報を出力するようにしたものである。これ
により、拡散符号発生器５の出力の拡散符号の全周期に
わたって相関値の結果を得る必要がなくなり、短時間に
同期捕捉のタイミングをとることができる。

【００２４】図４は本発明の第３の実施例の装置の構成
図である。本実施例では、第２の実施例の構成（図３）
にしきい値設定部14を付加し、相関値判定部13のしきい
値を伝送路情報により可変できる構成としたものであ
る。

【００２５】伝送路情報としては、例えば移動局の静止
と移動の状態、移動速度やマルチパス伝送路の状態等を
モニターして、安定した伝送路状態（例えば、移動局が
静止していて、受信パワーの瞬時変動等が起こっていな
い時）では手動によりしきい値を低く設定しておき、不
安定な伝送路状態（例えば、移動局が移動しており、瞬
時変動が発生している時）ではしきい値を高く設定して
おくことにより、同期捕捉のタイミングの取得の高速化
と誤同期の確率の低下を実現することができる。

【００２６】図５は本発明の第４の実施例の装置の構成
図である。本実施例では、第１の実施例の構成（図１）
にタイミング比較器15を付加し、アドレスカウンタ11の
出力の一周期ごとに最大値検出を行い、タイミング比較
器15でこの位相を各周期毎に比較し連続して同じ位相に
最大相関値があった場合には、その位相で同期捕捉がさ
れたものとみなしてラッチパルスを出力し、相関値及び
位相情報を出力するようにしたものである。

【００２７】この結果、ノイズ等により最大相関値が誤
検出された場合に、本実施例により例えば図２の(4) に
示すような拡散符号のＡ〜Ｚまで検出操作を行った後、
２度（あるいは３度）Ａ〜Ｚの検出操作を行うと、ノイ
ズ等による場合は検出されなくなって真の最大相関値を
検出することができる。

【００２８】図６は本発明の第５の実施例の装置の構成
図である。本実施例では、第１の実施例の構成（図１）
において、最大相関値検出器７の代わりに上位Ｎ個相関
値検出器16を設け、相関値ラッチ回路８及び位相ラッチ
回路９の代わりにそれぞれ、相関値ラッチ回路（＃１）
8-1 〜相関値ラッチ回路（＃Ｎ）8-N 及び位相ラッチ回
路（＃１）9-1 〜位相ラッチ回路（＃Ｎ）9-N を設け、
上位Ｎ個の相関値を順次検出するごとに＃１〜＃Ｎの相
関値及び位相情報を出力するようにしたものである。

【００２９】この結果、マルチパス伝送路の環境下で複
数の位相が存在する場合に、上記＃１〜＃Ｎの位相出力
はマルチパス伝送路の主信号データの逆拡散を行う際に
位相情報として使用し、＃１〜＃Ｎの相関値出力は該主
信号データの相関値の大小に応じて重み付けを行う際に
使用することができる。

【００３０】図７は本発明の第６の実施例の装置の構成
図である。本実施例では、第５の実施例の構成（図６）
にタイミング比較器15' を付加することにより、前述し
た第4の実施例（図５）と同様の効果を得るようにした
ものである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、瞬
時変動が起こっている伝送路を通ってきた信号の符号同
期捕捉において、未検出及び誤検出の確率を少なくし、
更に同期捕捉時間の短縮化を図ることができる。これに
より、直接拡散によるスペクトラム拡散通信方式による
受信機において、主信号データを逆拡散する際の拡散符
号の誤再生を少なくし、更に再生の時間短縮化が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の第１の実施例の装置の構成図、

【図２】は本実施例におけるアドレスカウンタの動作を
説明する図、

【図３】は本発明の第２の実施例の装置の構成図、

【図４】は本発明の第３の実施例の装置の構成図、

【図５】は本発明の第４の実施例の装置の構成図、

【図６】は本発明の第５の実施例の装置の構成図、

【図７】は本発明の第６の実施例の装置の構成図、

【図８】は一例のフェージングによる相関値の未検出を
説明する図、

【図９】は従来例のスライディング相関器の構成図であ
る。

【符号の説明】

１は乗算器、 ２は加算器、 ３は加算値ラッチ回路、
４は位相スライド回路、 ５は拡散符号発生器、 ６は
分周器、７は最大相関値検出器、 ８、8-1 〜8-N は相
関値ラッチ回路、９、9-1 〜9-N は位相ラッチ回路、
10は分周器、11はアドレスカウンタ、 12は累積メモ
リ、 13は相関値判定部、14はしきい値設定部、 15、
15' はタイミング比較器、16は上位Ｎ個相関器検出器を
示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定速度の拡散符号により拡散された信
   号を受信するスペクトラム拡散信号受信装置であって、 該拡散符号と速度が等しい基本クロックを分周して出力
   する分周手段と、 該分周手段の出力クロックの速度で該拡散符号を発生さ
   せる拡散符号発生手段と、 受信したスペクトラム拡散信号を該拡散符号発生手段の
   出力により逆拡散して出力する逆拡散手段と、 該基本クロックの速度で該拡散符号の一周期分に対応す
   る数を所定の順序でカウントし、該一周期分のカウント
   の終了ごとにカウントの開始値を１だけずらせた値から
   該開始値の直前の値まで循環してカウントし、各カウン
   ト値を記憶手段のアドレスとして与えるアドレス算出手
   段と、 該逆拡散手段の出力を入力して、各アドレスごとに累積
   加算し、該加算結果を各アドレスに記憶する記憶手段
   と、 該記憶手段の各アドレスの出力より相関値の最大値を求
   める最大相関値検出手段とを有することを特徴とするス
   ペクトラム拡散信号受信装置。
2. 【請求項２】 前記最大相関値検出手段で求めた相関値
   の最大値が所定のしきい値より大きいとき同期捕捉がさ
   れたと判定する相関値判定手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１に記載のスペクトラム拡散信号受信装置。
3. 【請求項３】 前記相関値判定手段における所定のしき
   い値は、前記受信したスペクトラム拡散信号が伝送され
   てきた伝送路の情報により決定されることを特徴とする
   請求項２に記載のスペクトラム拡散信号受信装置。
4. 【請求項４】 前記請求項１に記載の相関値の最大値が
   拡散符号の連続する周期において同一の位相で検出され
   た場合に、その位相で同期捕捉がされたと判定するタイ
   ミング比較手段を設けたことを特徴とする請求項１に記
   載のスペクトラム拡散信号受信装置。
5. 【請求項５】 前記請求項１に記載の最大相関値検出手
   段の代わりに、前記記憶手段の出力より上位Ｎ個の相関
   値を求める上位Ｎ個相関値検出手段を設けたことを特徴
   とする請求項１に記載のスペクトラム拡散信号受信装
   置。
6. 【請求項６】 前記請求項５に記載の上位Ｎ個の相関値
   の各位相がそれぞれ拡散符号の連続する周期において同
   一の位相で検出された場合に、該各位相で同期捕捉がさ
   れたと判定するタイミング比較手段を設けたことを特徴
   とする請求項１に記載のスペクトラム拡散信号受信装
   置。