JP2000349683A - 遅延ロックループ装置 - Google Patents

遅延ロックループ装置

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JP2000349683A
JP2000349683A JP15418399A JP15418399A JP2000349683A JP 2000349683 A JP2000349683 A JP 2000349683A JP 15418399 A JP15418399 A JP 15418399A JP 15418399 A JP15418399 A JP 15418399A JP 2000349683 A JP2000349683 A JP 2000349683A
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digital signal
phase
loop device
multiplying
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Haruo Shida
春夫 志田
Masaru Nakamura
勝 中村
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 CDMA方式において、信号復調に多値信号
を用いる一方、受信信号を2値化し、その2値化信号を
用いて同期保持を行うことで、乗算器および積分器を簡
略化し、回路規模を減少させる。 【解決手段】 2値化回路10でベースバンド信号を2
値の1ビット信号に変換して、並列の信号に分け、PN
信号発生器11からの+Tc/2および−Tc/2信号
と乗算する。1ビットと1ビットの乗算になるので、乗
算器は簡単にEx−OR回路12a,12bで構成さ
れ、その出力をアップ・ダウンカウンタ13a,13b
で積分する。乗算器出力が、“1”の場合には、アップ
カウントを行い、“0”の場合にはダウンカウントを行
い、所定の時間だけ積分動作させ、その出力をレジスタ
14a,14bに格納する。レジスタ14a,14bの
出力の差を計算してLPF16に入力し、位相調整信号
を生成し、VCO17を制御し、PN発生器11を動作
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、遅延ロックループ
装置、より詳細には、CDMA方式通信システムにおけ
る、移動局受信装置の同期保持装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】符号分割多重通信システム(CDMA)
の受信器における同期保持装置として、遅延ロックルー
プ装置が用いられている。この方式は、受信したベース
バンド信号に、1/2チップ位相の進んだ拡散符号と、
1/2チップ位相の遅れた拡散符号を乗算し、その乗算
結果を積分し、両者の差をとることで、進相データと遅
相データの位相差を検出し、拡散符号発生器の位相を調
整する方式である。
【0003】図6は、従来の符号分割多重通信システム
の受信器における同期保持装置の一例を示す図で、図
中、1は拡散符号発生器、2a,2bは乗算器、3a,
3bはバンドパスフィルタ(BPF)、4a,4bは電
力演算回路、5は加算器、6はローパスフィル(LP
F)、7は可変電圧制御発振器(VCO)で、周知のよ
うに、入力信号を並列の信号に分け、それぞれ位相が1
/2チップだけ進んだPN信号(Early信号=+T
c/2)と1/2チップだけ遅れたPN信号(Late
信号=−Tc/2)との相関特性を求める。出力された
相関値は、積分回路4a,4bでそれぞれ積分され、加
算器5により両者の差をとることで位相差信号が得られ
る。その位相差信号でローパスフィルタ(LPF)6を
通してPN発生器1のクロックとなる可変電圧制御発信
器(VCO)7を制御する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方式では、多値のベースバンド信号を扱うため、
乗算器の規模が大きくなり、さらに積分器の規模も大き
くなってしまう。
【0005】そこで、本発明では、CDMA方式におい
て、信号復調には多値信号を用いる一方、受信信号を2
値化し、その信号を用いて同期保持を行うことで、乗算
器および積分器を簡略化し、回路規模を減少させる方式
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、符号
分割多重通信システムの受信器における同期保持装置で
あって、ベースバンド信号を2値のディジタル信号に変
換する手段と、位相の異なる2つの拡散符号を発生する
拡散符号発生手段と、前記2値の受信ディジタル信号と
前記拡散符号発生手段において生成された2つの拡散符
号をそれぞれ乗算する第1および第2の乗算手段と、該
第1および第2の乗算手段の出力を所定時間積分する第
1および第2の積分手段と、該第1および第2の積分手
段の出力から両者の差を検出する差検出手段と、該差検
出手段の検出結果から前記拡散符号発生器の位相を調整
する手段を有することを特徴としたものである。
【0007】請求項2の発明は、請求項1の遅延ロック
ループ装置において、前記2値のディジタル信号を、受
信信号をしきい値判定手段により2値化して生成するこ
とを特徴としたものである。
【0008】請求項3の発明は、請求項1の遅延ロック
ループ装置において、前記2値のディジタル信号を、信
号復調用にA/D変換して得られた多値のディジタル信
号から生成することを特徴としたものである。
【0009】請求項4の発明は、符号分割多重システム
の受信器における同期保持装置であって、ベースバンド
信号を±1,0の3値のディジタル信号に変換する手段
と、位相の異なる2つの拡散符号を発生する拡散符号発
生手段と、前記3値のディジタル信号の符号ビットと前
記拡散符号発生手段において生成された2つの拡散符号
をそれぞれ乗算する第1および第2の乗算手段と、該第
1および第2の乗算手段からの出力を前記3値のディジ
タル信号が±1の時のみ所定時間積分し、0の時には動
作しない第1および第2の積分手段と、前記第1および
第2の積分手段の出力から両者の差を検出する差検出手
段と、この差検出手段の検出結果から前記拡散符号発生
器の位相を調整する手段を有することを特徴としたもの
である。
【0010】請求項5の発明は、請求項4の遅延ロック
ループ装置において、前記3値のディジタル信号を、受
信信号をA/D変換器により3値化して生成することを
特徴としたものである。
【0011】請求項6の発明は、請求項5の遅延ロック
ループ装置において、3値のディジタル信号を、信号復
調用にA/D変換し得られた多値のディジタル信号から
生成することを特徴としたものである。
【0012】請求項7の発明は、符号分割多重通信シス
テムの受信器における同期保持装置であって、直交検波
されたベースバンドのIQ成分を2値のディジタル信号
に変換する変換手段と、I成分用に位相の異なる2つの
拡散符号を発生する第1および第2の拡散符号発生手段
と、Q成分用に位相の異なる2つの拡散符号を発生する
第3および第4の拡散符号発生手段と、前記2値のI相
ベースバンド信号およびQ相ベースバンド信号と、位相
の進んだI相用拡散符号およびQ相用拡散符号を複素乗
算する第1の複素乗算手段と、該第1の複素乗算手段の
出力を積分する第1の積分手段と、前記2値のI相ベー
スバンド信号およびQ相ベースバンド信号と、位相の遅
れたI相用拡散符号およびQ相用拡散符号を複素乗算す
る第2の複素乗算手段と、該第2の複素乗算手段の出力
を積分する第2の積分手段と、前記第1および第2の積
分手段の出力から両者の差を検出する差検出手段と、こ
の差検出手段の検出結果から前記拡散符号発生器の位相
を調整する手段を有することを特徴としたものである。
【0013】請求項8の発明は、請求項7の遅延ロック
ループ装置において、前記2値のディジタル信号を、直
交検波されたIQ成分のベースバンド信号をそれぞれし
きい値判定手段により2値化して得ることを特徴とした
ものである。
【0014】請求項9の発明は、請求項7の遅延ロック
ループ装置において、前記2値のディジタル信号を、復
調用にA/D変換し、得られた多値のディジタル信号か
ら取り出すことを特徴としたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の請求項1の基本
となる回路構成、すなわち、2値ディジタル信号を用い
た遅延ロックループ装置を示す図で、図中、10は2値
化回路で、この2値化回路10でベースバンド信号を2
値の1ビット信号に変換する。この信号を並列の信号に
分け、PN信号発生器11からのEarlyおよびLa
te信号と乗算する。本発明の場合には、1ビットと1
ビットの乗算になるので、乗算器は簡単にEx−OR回
路12a,12bで構成される。乗算器12a,12b
の出力を積分する手段としてアップ・ダウンカウンタ1
3a,13bを使用することができる。すなわち、乗算
器(Ex−OR)出力が、“1”の場合には、アップカ
ウントを行い、“0”の場合にはダウンカウントを行
い、所定の時間だけ積分動作させてその出力を次段のレ
ジスタ14a,14bに格納する。カウンタ13a,1
3bおよびレジスタ14a,14bは、相関パルスに同
期した相関同期パルス18で定期的にリセット動作が行
われる。レジスタ14a,14bの出力の差を計算して
LPF16に入力し、位相調整信号を生成し、その位相
調整信号で、VCO17を制御し、VCO出力を動作ク
ロックとしてPN発生器11を動作させる。
【0016】請求項2の発明は、図1に示した2値化回
路10として、コンパレータなどのしきい値判定手段を
用いるものである。受信し、ベースバンドに周波数変換
した信号を、同期用の遅延ロックループに入力させるた
めに、しきい値判定手段を用意する。
【0017】請求項3の発明は、同期用の2値化回路は
特別に用意せずに、信号復調用にA/D変換された多値
のディジタル信号から2値信号を得るものである。例え
ば、多値化された信号の符号ビットを用いて、2値化信
号を取得し、同期保持動作を行う。
【0018】図2は、請求項4の基本となる回路構成、
すなわち、入力する信号が±1,0の3値の場合の3値
ディジタル信号を用いた遅延ロックループ装置を示す図
で、入力したベースバンド信号のうち符号ビットを符号
ビット検出回路20で検出し、符号ビットのみをEar
lyおよびLateのPN信号との乗算に用いる。した
がって、乗算回路は、図1の場合(請求項1〜3)と同
様に、Ex−OR回路で構成することができる。入力し
た信号が0の場合には、図2に示すように、後段のアッ
プ・ダウン・カウンタの動作を停止させる。乗算器(E
x−OR)の出力が、“1”の場合にはカウンタを“ア
ップ”動作させ、“0”の場合には“ダウン”動作を行
う。所定時間のカウントが終了したら後段のレジスタ1
4a(14b)に値を取り込み、加算器15により2つ
のレジスタの出力から差を求める。その後は、LPF1
6を通し、その出力でVCO17を制御し、PN発生器
11のクロックを制御する。
【0019】請求項5の発明は、図2に示した請求項4
の発明において、3値のディジタル信号を得る手段とし
て、同期用に用いるために2ビットA/D変換器などの
3値化回路を用いるものである。
【0020】請求項6の発明は、図2に示した請求項4
の発明において、3値のディジタル信号を得る手段とし
て、信号復調用にA/D変換された多値のディジタル信
号から3値を得るものである。
【0021】図3は、請求項7の発明の基本となる回路
構成、すなわち、2値ディジタル信号を用いた複素形式
の遅延ロックループ装置を示す図で、図1に示した請求
項1の遅延ロックループを、直交変調された場合のIQ
成分について拡張したものである。図3において、直交
検波されたベースバンドのIQ成分をそれぞれ2値化回
路101,102で2値のディジタル信号(IN(I),
IN(Q))に変換する。図3では、図3の上部Iが位
相の進んだEarly信号用回路、下部IIがLate信
号用回路に分けている。Early信号用回路から説
明すると、図示のように、IN(I),IN(Q)と位
相の進んだI成分およびQ成分用のPN信号(PN
(I)_E,PN(Q)_E)に対して複素乗算を行
う。1ビット乗算であるので、乗算器はEx−OR回路
30a1〜30a4,30b1〜30b4で構成できる。乗
算結果を相関判定回路31a,32a,31b,32b
に入力する。相関判定回路の真理値表を図4および図5
に示す。相関判定回路31aについて動作を説明する。
【0022】前段のEx−ORの出力は、相関が取れた
とき“0”になり、相関が取れていないときは“1”で
ある。従って、IN1およびIN2ともに相関が取れて
いる時は、図4に示すように、それぞれ“0”の時であ
り、この時に+1を出力させる。また、片方が相関が取
れているときには0を出力させ、両方の相関が取れてい
ない時(入力がともに“1”)は−1を出力させる。こ
の相関判定回路31aの出力をもとに後段のアップ・ダ
ウン・カウンタ33aを動作させる。相関判定回路31
aの出力が“+1”の時は“アップ”カウント、“−
1”の時には“ダウン”カウント動作を行い、“0”の
時には、カウント動作を停止させる。所定時間カウント
を行った後、後段のレジスタ35aに値を入力する。
【0023】相関判定回路32aでは、IN(I)とP
N(Q)_Eの乗算結果は、極性が負になっているの
で、図5に示すようになる。その後のカウント動作は、
相関判定回路31aと同様である。その後、絶対値測定
回路37aにより、絶対値を測定する。図3の下部に示
すLate信号用回路IIについてもEarly信号用回
路Iと同様である。これら両者の出力を加算器15で減
算することで、PN信号の位相差が検出される。位相差
信号をLPF16を通し、VCO17を制御すること
で、PN発生器11のクロックを調整する。
【0024】請求項の8の発明は、図3に示した請求項
7の発明における直交検波されたベースバンド信号を2
値化する手段として、しきい値判定回路を用いるもので
ある。
【0025】また、請求項9の発明は、図3に示した請
求項7の発明における直交検波されたベースバンド信号
を2値化する手段として、信号復調用にA/D変換され
た多値のディジタル信号から、2値信号を得るものであ
る。
【0026】
【発明の効果】請求項1〜9のCDMAにおける遅延ロ
ックループ装置においては、ベースバンド信号を2値の
ディジタル信号に変換することで、乗算器および積分器
の構造を極端に簡素化できるため、回路規模を大幅に減
少させることができる。
【0027】請求項2の遅延ロックループ装置では、2
値化ディジタル信号を得るために、しきい値判定回路を
用いているので、2値化を容易に行うことができる。
【0028】請求項3の遅延ロックループにおいては、
信号復調用の信号から2値のディジタル信号を得ること
ができるため、回路規模を小さくすることができる。
【0029】請求項4の遅延ロックループにおいては、
ベースバンド信号を3値のディジタル信号を扱った場合
でも、回路規模を減少させることができる。
【0030】請求項5の遅延ロックループ装置において
は、3値のディジタル信号を得るために、同期用A/D
変換器を用いているので、3値化を容易に行うことがで
きる。
【0031】請求項6の遅延ロックループ装置において
は、信号復調用の信号から3値のディジタル信号を得る
ことができるため、回路規模を小さくすることができ
る。
【0032】請求項7の遅延ロックループ装置において
は、直交検波されたIQのベースバンド信号を2値化す
ることで、回路規模を減少させることができる。
【0033】請求項8の遅延ロックループ装置において
は、IQのベースバンド信号を2値化するために、しき
い値判定回路を用いているので、2値化を容易に行うこ
とができる。
【0034】請求項9の遅延ロックループ装置において
は、信号復調用の多値ディジタル信号から、2値のI相
およびQ相の信号を得ることができるので、回路規模を
減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 2値ディジタル信号を用いた遅延ロックルー
プ装置を示す図である。
【図2】 3値のディジタル信号を得て、2値ディジタ
ル信号遅延ロックループ装置を構成した例を示す図であ
る。
【図3】 2値ディジタル信号を用いた複素形式の遅延
ロックループ装置を示す図である。
【図4】 相関判定回路の真理値を示す図である。
【図5】 相関判定回路の真理値を示す図である。
【図6】 従来の符号分割多重通信システムの受信器に
おける同期保持装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
10,101,102…2値化回路、11…PN発生器、
12a,12b,30a 1〜30a4,30b1〜30b4
…Ex−OR回路、13a,13b,33a,33b,
34a,34b…アップ・ダウンカウンタ、14a,1
4b,35a,35b,36a,36b…レジスタ、1
5…加算器、16…LPF、17…VCO、18…相関
同期パルス発生器、37a,37b…絶対値測定回路。
フロントページの続き Fターム(参考) 5J106 AA04 BB01 CC01 CC27 CC38 CC57 DD13 DD19 DD36 DD38 KK39 5K022 EE02 EE36 5K047 AA16 BB01 EE02 EE04 GG34 GG37 HH01 HH03 HH15 MM35 MM45 MM62

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 符号分割多重通信システムの受信器にお
    ける同期保持装置であって、ベースバンド信号を2値の
    ディジタル信号に変換する手段と、位相の異なる2つの
    拡散符号を発生する拡散符号発生手段と、前記2値の受
    信ディジタル信号と前記拡散符号発生手段において生成
    された2つの拡散符号をそれぞれ乗算する第1および第
    2の乗算手段と、該第1および第2の乗算手段の出力を
    所定時間積分する第1および第2の積分手段と、該第1
    および第2の積分手段の出力から両者の差を検出する差
    検出手段と、該差検出手段の検出結果から前記拡散符号
    発生器の位相を調整する手段を有することを特徴とする
    遅延ロックループ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の遅延ロックループ装置におい
    て、前記2値のディジタル信号を、受信信号をしきい値
    判定手段により2値化して生成することを特徴とする遅
    延ロックループ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1の遅延ロックループ装置におい
    て、前記2値のディジタル信号を、信号復調用にA/D
    変換して得られた多値のディジタル信号から生成するこ
    とを特徴とする遅延ロックループ装置。
  4. 【請求項4】 符号分割多重システムの受信器における
    同期保持装置であって、ベースバンド信号を±1,0の
    3値のディジタル信号に変換する手段と、位相の異なる
    2つの拡散符号を発生する拡散符号発生手段と、前記3
    値のディジタル信号の符号ビットと前記拡散符号発生手
    段において生成された2つの拡散符号をそれぞれ乗算す
    る第1および第2の乗算手段と、該第1および第2の乗
    算手段からの出力を前記3値のディジタル信号が±1の
    時のみ所定時間積分し、0の時には動作しない第1およ
    び第2の積分手段と、前記第1および第2の積分手段の
    出力から両者の差を検出する差検出手段と、この差検出
    手段の検出結果から前記拡散符号発生器の位相を調整す
    る手段を有することを特徴とする遅延ロックループ装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項4の遅延ロックループ装置におい
    て、前記3値のディジタル信号を、受信信号をA/D変
    換器により3値化して生成することを特徴とする遅延ロ
    ックループ装置。
  6. 【請求項6】 請求項5の遅延ロックループ装置におい
    て、3値のディジタル信号を、信号復調用にA/D変換
    し得られた多値のディジタル信号から生成することを特
    徴とする遅延ロックループ装置。
  7. 【請求項7】 符号分割多重通信システムの受信器にお
    ける同期保持装置であって、直交検波されたベースバン
    ドのIQ成分を2値のディジタル信号に変換する変換手
    段と、I成分用に位相の異なる2つの拡散符号を発生す
    る第1および第2の拡散符号発生手段と、Q成分用に位
    相の異なる2つの拡散符号を発生する第3および第4の
    拡散符号発生手段と、 前記2値のI相ベースバンド信号およびQ相ベースバン
    ド信号と、位相の進んだI相用拡散符号およびQ相用拡
    散符号を複素乗算する第1の複素乗算手段と、該第1の
    複素乗算手段の出力を積分する第1の積分手段と、 前記2値のI相ベースバンド信号およびQ相ベースバン
    ド信号と、位相の遅れたI相用拡散符号およびQ相用拡
    散符号を複素乗算する第2の複素乗算手段と、該第2の
    複素乗算手段の出力を積分する第2の積分手段と、 前記第1および第2の積分手段の出力から両者の差を検
    出する差検出手段と、この差検出手段の検出結果から前
    記拡散符号発生器の位相を調整する手段を有することを
    特徴とする遅延ロックループ装置。
  8. 【請求項8】 請求項7の遅延ロックループ装置におい
    て、前記2値のディジタル信号を、直交検波されたIQ
    成分のベースバンド信号をそれぞれしきい値判定手段に
    より2値化して得ることを特徴とする遅延ロックループ
    装置。
  9. 【請求項9】 請求項7の遅延ロックループ装置におい
    て、前記2値のディジタル信号を、復調用にA/D変換
    して得られた多値のディジタル信号から取り出すことを
    特徴とする遅延ロックループ装置。
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