JP4308105B2 - 同期追従回路 - Google Patents

Description

本発明は、拡散符号により拡散された信号を受信し、同期捕捉を行う受信装置などにおいて、受信信号の同期追従を行う同期追従回路に関するものである

従来から、拡散符号により拡散された信号を受信する受信回路などでは、受信信号を同期捕捉回路によって大まかな同期を捕捉し、同期追従回路によって受信信号の同期追従を行うものがある。

たとえば、特許文献１に記載のシンボル同期回路は、シンボルタイミング発生回路によりタイミングパルスを発生し、タイミングパルスの位相をシフトして複数のタイミング信号を生成し、これらのタイミング信号を変換点パルス列と比較して、最適なタイミング信号を選択することにより同期追従を実現する。

また、特許文献２に記載の同期追従回路は、通常の位相の受信信号、Early PN符号と乗算して位相を進めた受信信号、およびLate PN符号と乗算して位相を遅らせた受信信号を、それぞれシンボル相関器に入力して相関値を求め、それらの平均値に基づいて差分または傾きとしきい値とを比較して、位相の同期、遅れおよび進みを判断することにより同期追従をするものである。

特開平6-204932号公報 特開平9-18446号公報

上記の特許文献１に記載のシンボル同期回路では、受信信号に瞬間的な雑音が入力した場合、シンボル相関電力値にも影響を及ぼすため、誤ったシンボル位相を検出し、同期外れを起こしてしまう。特に、受信信号から拡散符号を抽出して逆拡散を行うCCK（Complementary Code Keying）変調では、拡散符号の抽出を誤った場合には、誤った拡散符号での逆拡散（シンボル相関）を行うことになり、誤ったシンボル位相を検出し、同期外れを起こす原因となっていた。

また、上記の特許文献２に記載の同期追従回路では、この雑音からなる同期外れを回避するために、電力値を平均化することが示されているが、この場合、平均化による演算のために同期追従速度が降下し、検出タイミングの遅れが生じることがある。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、誤ったシンボル位相検出を回避し、同期追従速度を向上する同期追従回路を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、入力受信信号に基づいて、位相を調整した調整受信信号、およびシンボルタイミング信号を生成するシンボルタイミング生成手段と、この調整受信信号を相関演算して相関値を生成するシンボル相関演算手段と、この相関値を電力演算して電力値を生成する電力演算手段とを含む同期追従回路において、このシンボル相関演算手段は、この調整受信信号の位相を変えて、このシンボルタイミング信号と位相が同期する同期受信信号、およびこの同期受信信号と位相が前後する受信信号を、このシンボルタイミング信号に応じたタイミングで相関演算して、複数の位相に対応する複数の相関値を生成し、この電力演算手段は、この複数の相関値のそれぞれに対応して複数の電力値を生成し、この同期追従回路は、この複数の電力値を互いに比較してこの調整受信信号の位相調整を示す電力比較結果を生成する電力比較手段と、この同期受信信号に基づく同期電力値を、所定のしきい値と比較して判定し、電力しきい値判定結果を生成する電力しきい値判定手段と、この電力比較結果に応じて位相ずれ検出信号を生成する位相ずれ検出手段とを含み、この電力しきい値判定結果に応じて、この電力比較手段における電力比較結果を無効化し、また、この位相ずれ検出信号に応じて、この電力比較手段における電力比較結果を、位相ずれを検出したときから、位相調整をした受信信号をシンボル相関するまでの所定の期間においても無効化し、このシンボルタイミング生成手段は、この電力比較結果に応じてこの調整受信信号の位相を調整することを特徴とする。

本発明の同期追従回路によれば、受信信号、およびその前後の位相に応じた受信信号を、それぞれ、相関演算および電力演算して、これらの電力値を比較することにより、調整すべき位相の方向を決定する回路では、電力演算後の電力値を所定のしきい値と比較して、このしきい値を下回った場合、受信信号に雑音が含まれると判定し、このときの電力値を無効化することにより、シンボル検出のタイミングを遅らせることなく、誤ったシンボル位相による同期はずれを避けることができる。

また、本発明によれば、同期追従回路において、位相ずれ検出回路で電力比較結果を判定し、位相ずれを検出したときに、位相ずれ検出信号を加算器に所定の期間出力して、このときの電力値を無効化することにより過剰に位相調整を行うことを防ぐことができる。ここで、所定の期間は、位相ずれを検出したときから、位相調整をした受信信号をシンボル相関するまでの期間に設定するとよい。

次に添付図面を参照して、本発明による同期追従回路の実施例を詳細に説明する。たとえば、本発明の同期追従回路10は、図１に示すように、受信信号102をシンボルタイミング生成回路12で処理して受信信号104およびシンボルタイミング信号106を出力し、前方に位相シフトするシンボル相関演算回路22、シンボルタイミング信号106と同期するシンボル相関演算回路24、および後方に位相シフトするシンボル相関演算回路26で拡散符号160を用いて相関演算して、それぞれシンボル相関値122、124および126を出力し、それぞれ電力演算回路32、34および36で相関電力値132、134および136を求めて、電力しきい値判定回路40における電力値134の判定結果に応じてこれらの相関電力値を電力比較回路42で比較することにより電力比較結果信号142をシンボルタイミング生成回路12に出力する回路である。本実施例では、１シンボルは、受信信号102の１周期に含まれる全てのサンプルで構成される。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。

本実施例において、シンボルタイミング発生回路12は、入力する受信信号102を電力比較回路42からの電力比較結果信号142に応じて位相を調整して受信信号104を生成し、シンボル相関演算回路22、24および26に出力するもので、他方、受信信号102をシンボル相関演算してシンボルタイミング信号106を生成し、シンボル相関演算回路22、24および26に出力するものである。シンボルタイミング信号106の生成において、シンボル同期が確立した後は、シンボル周期に応じてパルスとして出力される。なお、以下の説明において、各信号はその現れる接続線の参照番号で特定する。

シンボルタイミング発生回路12は、電力比較結果信号142に応じて受信信号102の位相を進行または遅延させて受信信号104を生成するため、受信信号102を所定のサンプル数だけ一時蓄積するとよく、受信信号104の出力を、たとえば受信信号102を蓄積するサンプル数だけ、遅延させるとよい。たとえば、受信信号102の１シンボルを一時蓄積しておくと、受信信号104の進行および遅延に対して、このシンボルの範囲で対応することができる。

シンボルタイミング発生回路12において、シンボルタイミング信号106の生成のためのシンボル相関演算は、受信信号102の自己相関演算でよく、たとえば、受信信号102の１シンボルに対して同期がかかるシンボルタイミング信号106を生成する。また、本実施例では、シンボルタイミング発生回路12は、同相成分（I）および直交成分（Q）に関する演算をして、同相成分および直交成分を含む受信信号104を出力する。

ここで、本実施例の自己相関演算は、受信信号102がa(j)であるとき、

の自己相関関数でシンボルタイミング信号106であるp₁(k)を算出し、ここで、ｎは１シンボル内の受信データ数を、ｋは時間を表わす。また、本実施例の受信信号102は、たとえば複素数であり、自己相関結果も複素数となる。

また、シンボルタイミング発生回路12は、受信信号104およびシンボルタイミング信号106を、図示しないが、たとえば逆拡散ブロックに出力し、その後使用している無線変調方式の復調ブロックへ出力するようにするとよい。復調ブロックの無線変調方式には、BPSK（Binary Phase Shift Keying）、DBPSK（Differential Binary Phase Shift Keying）、QPSK（Quaternary Phase Shift Keying）またはQAM（Quadrature Amplitude Modulation）など、システムにより様々な方式がある。

シンボル相関演算回路22、24および26は、シンボルタイミング生成回路12からの受信信号104と、図示しない復調ブロックからの拡散符号160とをシンボル相関演算するもので、シンボルタイミング生成回路12からのシンボルタイミング信号106に応じてこの相関演算の開始などのタイミングを計る。また、シンボル相関演算回路22、24および26は、それぞれ、相関演算結果であるシンボル相関値122、124および126を電力演算回路32、34および36に出力する。

本実施例では特に、シンボル相関演算回路22、24および26は、所定の周期ごと、たとえばシンボルタイミング信号106のタイミングに合わせて、シンボル単位でシンボル相関演算を行う。ここで、シンボル相関演算回路22、24および26は、受信信号104の位相を変えたデータを拡散符号160と相関演算するもので、シンボル相関演算回路22は、シンボルタイミング信号106のタイミングより位相を進めて早めた（Early）データを、シンボル相関演算回路24は、シンボルタイミング信号106のタイミングと位相を同期させたデータを、シンボル相関演算回路26は、シンボルタイミング信号106のタイミングより位相を遅らせた（Late）データを相関演算する。

本実施例のシンボル相関演算回路22、24および26において、シンボル相関演算は、相互相関演算でよく、拡散符号160としてBARKER符号などが用いられてよい。本実施例では、拡散符号160を、図示しない無線変調方式の復調ブロックから入力してよい。また、本実施例では、受信信号104が同相成分および直交成分を含むので、シンボル相関値122、124および126も同相成分および直交成分を含んで出力される。

ここで、本実施例の相互相関演算は、拡散符号160がb(j)であり、受信信号104がｃ(j)であるとき、

の相互相関関数でシンボル相関値p₂(k)を算出し、ここで、ｎは１シンボル内の受信データ数を、ｋは時間を表わす。受信信号102に瞬間的に大きな雑音が入力された場合には、この関数による演算結果は、雑音がない場合に比べて小さな値となる。また、本実施例の受信信号104は、たとえば複素数であり、相互相関結果も複素数となる。この相互相関結果の電力値は、受信信号104がシンボル同期状態で最も大きな値となり、これは相関結果（複素数）の大きさで示すことができる。

電力演算回路32、34および36は、それぞれ、相関演算値122、124および126の同相成分（I）および直交成分（Q）に対して、I ²＋Q²の電力演算を行うもので、その結果として電力値132、134および136を出力する。

電力しきい値判定回路40は、シンボルタイミング信号106のタイミングと位相を同期させたデータのシンボル相関演算および電力演算の結果である電力値134を入力し、所定のしきい値と比較するもので、その結果であるしきい値判定結果信号140を出力する。たとえば、電力しきい値判定回路40は、電力値134が所定のしきい値を下回った場合、結果信号140をアクティブ状態にして出力するものでよい。

本実施例の電力しきい値判定回路40において、たとえば瞬間的に大きな雑音が受信信号に入力された場合に、入力する電力値134が小さな値をとるため、所定のしきい値に満たないと判断されて電力しきい値判定結果信号140をアクティブ状態とすることができる。

電力比較回路42は、電力演算回路32、34および36から、それぞれ電力値132、134および136を入力して互いに電力比較を行い、その結果である電力比較結果信号142を出力するもので、本実施例では、それぞれ異なる３つの位相に対応した電力値132、134および136を互いに比較して、最大の電力を有する電力値が対応する位相に応じた電力比較結果信号142を出力する。

このとき、電力比較結果信号142は、最大電力が、進行した位相に対応した電力値132である場合、＋１の値を出力し、ずれのない位相に対応した電力値134である場合、０の値を出力し、遅延した位相に対応した電力値136である場合、−１の値を出力するとよい。また、この比較回路42では、電力値132、134および136を比較して最大値が検出できない場合には、０の値の結果信号142を出力してもよい。

本実施例では、特に、電力比較回路42は、しきい値判定結果信号140に応じて電力比較結果信号142を無効化する機能を有し、たとえば、しきい値判定結果信号140に応じて電力比較の実行および停止を切り替えて、電力比較を停止するとき、無効化した電力比較結果信号142を出力する。

本実施例における同期追従回路10では、拡散符号160を図示しない復調ブロックから入力しているが、この拡散符号160が固定値で変動しない場合には、本回路10の内部にこの拡散符号160を保持して構成してもよい。

次に、本実施例における同期追従回路10の動作について、図２、図３および図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。図２、図３および図４において、受信信号102および104は、連続したサンプルで示される。ここでは、各サンプルを示す数字は、サンプリングされた順番を示すインデックス番号で、動作説明の便宜のために示したものである。

この同期追従回路10では、まず、受信信号102がシンボルタイミング生成回路12で受信される。

シンボルタイミング生成回路12において、受信信号102は、順次、一時蓄積されて、所定のサンプル数が蓄積されると受信信号104が出力され、図２、図３および図４に示すように、受信信号104は、その位相調整を可能とするため、受信信号102から遅れて出力される。たとえば、図２、図３および図４に示すように、受信信号102としてインデックス番号０〜３のサンプルが入力するとき、受信信号104は出力されず、受信信号102としてインデックス番号４のサンプルが入力するときに、受信信号104としてインデックス番号０のサンプルが出力される。

また、本実施例のシンボルタイミング生成回路12では、受信信号102は、自己相関演算されて、シンボルを構成するタイミングを示すシンボルタイミング信号106が生成される。たとえば、シンボルタイミング信号106は、図２に示すように、６サンプルを１シンボルとして周期的にタイミングを示す信号であり、受信信号102としてインデックス番号８、14、20および26のサンプルが入力するとき、すなわち時刻t1、t2、t3およびt4でタイミングを示す。

シンボルタイミング生成回路12において、受信信号104は、シンボルタイミング信号106のタイミング時における電力比較結果信号142に応じて位相調整される。たとえば、図２に示すように、電力比較結果信号142として０の値が入力する場合、受信信号104は、その位相が調整されずに出力される。

他方、図３に示すように、シンボルタイミング生成回路12において、シンボルタイミング信号106が立ち上がる時間t2で電力比較結果信号142が＋１である場合、受信信号104が進められ、一つ先のサンプルが出力される。本実施例では、時刻t2において、受信信号104として、本来インデックス番号10のサンプルが出力されるべきところ、一つ先のサンプルであるインデックス番号11のサンプルが出力される。

また、図４に示すように、シンボルタイミング生成回路12において、シンボルタイミング信号106が立ち上がる時間t2で電力比較結果信号142が−１である場合、受信信号104が遅らされ、一つ後のサンプルが出力される。本実施例では、時刻t2において、受信信号104として、本来インデックス番号10のサンプルが出力されるべきところ、一つ後のサンプルであるインデックス番号9のサンプルが出力される。

次に、受信信号104およびシンボルタイミング信号106は、シンボル相関演算回路22、24および26に入力し、受信信号104は、１シンボルごとに、シンボルタイミング信号106の立ち上がるタイミングで相関演算される。この相関演算は、受信信号104の１シンボルと、拡散符号160との相互相関演算でよい。

ここで、シンボル相関演算回路22、24および26では、受信信号104に基づいてシンボルタイミング信号106のタイミングに応じて構成したシンボルが相関演算され、シンボル相関演算回路22では、このタイミングより１サンプル進んだ位相で構成したシンボルが、シンボル相関演算回路24では、このタイミングと同期した位相で構成したシンボルが、またシンボル相関演算回路26では、このタイミングより１サンプル進んだ位相で構成したシンボルが、それぞれ相関演算される。

たとえば、シンボル相関演算回路22では、シンボルタイミング信号106のタイミングより１サンプル早いデータからシンボルを構成し、｛3、4、5、6、7、8｝のインデックス番号が示すサンプルで１番目のシンボルが構成され、｛9、10、11、12、13、14｝のインデックス番号が示すサンプルで２番目のシンボルが構成され、｛15、16、17、18、19、20｝のインデックス番号が示すサンプルで３番目のシンボルが構成される。

また、シンボル相関演算回路24では、シンボルタイミング信号106のタイミングと位相が同期したデータからシンボルを構成し、｛4、5、6、7、8、9｝のインデックス番号が示すサンプルで１番目のシンボルが構成され、｛10、11、12、13、14、15｝のインデックス番号が示すサンプルで２番目のシンボルが構成され、｛16、17、18、19、20、21｝のインデックス番号が示すサンプルで３番目のシンボルが構成される。

また、シンボル相関演算回路26では、シンボルタイミング信号106のタイミングより１サンプル遅いデータからシンボルを構成し、｛5、6、7、8、9、10｝のインデックス番号が示すサンプルで１番目のシンボルが構成され、｛11、12、13、14、15、16｝のインデックス番号が示すサンプルで２番目のシンボルが構成され、｛17、18、19、20、21、22｝のインデックス番号が示すサンプルで３番目のシンボルが構成される。

また、拡散符号160は、相関演算されるシンボルのサンプル数と同数のデータで構成されるもので、本実施例では６サンプルのシンボルと相関演算されるので、６個のデータで構成されてよい。

本実施例では、たとえば、拡散符号160が、データ｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝である場合、シンボル相関演算回路22では、１番目のシンボル｛3、4、5、6、7、8｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算、２番目のシンボル｛9、10、11、12、13、14｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算、および３番目のシンボル｛15、16、17、18、19、20｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算が行われ、シンボル相関演算回路24では、１番目のシンボル｛4、5、6、7、8、9｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算、２番目のシンボル｛10、11、12、13、14、15｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算、および３番目のシンボル｛16、17、18、19、20、21｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算が行われ、シンボル相関演算回路26では、１番目のシンボル｛5、6、7、8、9、10｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算、２番目のシンボル｛11、12、13、14、15、16｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算、および３番目のシンボル｛17、18、19、20、21、22｝と｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝との相関演算が行われる。

ところで、シンボルタイミング生成回路12が出力する受信信号104およびシンボルタイミング信号106は、たとえば、図示しない逆拡散ブロックに入力し、その後、使用している無線変調方式の復調ブロックへと接続される。

たとえば、拡散符号160が｛1、-1、1、-1、-1、1｝であるシンボル相関演算回路22、24および26に送信信号を送信する場合において、｛I=1、Q=0｝というシンボル位相が本回路10に送信されるとき、送信信号のI軸成分は、｛I*1、I*(-1)、I*1、I*(-1)、I*(-1)、I*1｝=｛1、-1、1、-1、-1、1｝で表され、Q軸成分は、｛Q*1、Q*(-1)、Q*1、Q*(-1)、Q*(-1)、Q*1｝=｛0、0、0、0、0、0｝で表される ように拡散される。

本実施例の回路10がこの送信信号を受信すると、図示しない逆拡散ブロックでは、拡散と同様の手順で逆拡散される。ここで、拡散符号のI軸成分が｛a1、a2、a3、a4、a5、a6｝で示され、Q軸が｛b1、b2、b3、b4、b5、b6｝で示されるとき、受信信号のI軸成分が｛1、-1、1、-1、-1、1｝で、Q軸成分が｛0、0、0、0、0、0｝であるため、逆拡散結果は、I軸成分が｛1*a1＋(-1)*a2＋1*a3＋(-1)*a4＋(-1)*a5＋1*a6｝/6=｛1｝で表され、Q軸成分が｛0*b1＋0*b2＋0*b3＋0*b4＋0*b5＋0*b6｝/6=｛0｝で表される。

また、WLAN（Wireless Local Area Network）などで用いられる拡散符号は、BPSK（Binary Phase Shift Keying）のようにQ軸成分が全て０でよい拡散符号の他に、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）などのようにQ軸成分が０でない値を持つ場合があるが、上記拡散符号はBPSKの拡散符号とし、Q軸成分を全て０としたため、拡散符号を｛1、-1、1、-1、-1、1｝と表した。

また、シンボル相関演算回路22、24および26における演算結果であるシンボル相関値122、124および126は、それぞれ、電力演算回路32、34および36に入力して、それらの同相成分Iおよび直交成分Qが、I ²＋Q²で演算され、その演算結果である電力値132、134および136が電力比較回路42に出力される。

他方、電力演算回路34からの電力値134は、電力しきい値判定回路40にも入力し、ここで、所定のしきい値と比較されて、その結果であるしきい値判定結果信号140が電力比較回路42に出力される。本実施例の電力しきい値判定回路40では、たとえば、受信信号に瞬間的に雑音が入力して電力値134が所定のしきい値を下回った場合、アクティブ状態の結果信号140が出力され、受信信号に雑音がなく電力値134が所定のしきい値を上回った場合、パッシブ状態の結果信号140が出力される。

電力比較回路42では、電力値132、134および136が互いに比較され、本実施例では、これらのうち最大の電力を有する信号が判断されるが、しきい値判定結果信号140がアクティブ状態の場合、すなわち受信信号に雑音が入力した場合には、この電力比較は停止され、パッシブ状態の場合、すなわち受信信号に雑音がない場合にのみ電力比較が行われる。この電力比較の結果に応じて、電力比較結果信号142が生成される。

たとえば、電力比較回路42では、電力値132が最大である場合、進行した位相に対応した電力値であるため、＋１の値の電力比較結果信号142が出力され、電力値136が最大である場合、遅延した位相に対応した電力値であるため、−１の値の電力比較結果信号142が出力され、またそれ以外の場合、０の値の電力比較結果信号142が出力され、たとえば、しきい値判定結果信号140がアクティブ状態で電力比較が停止した場合、０の値の電力比較結果信号142を出力してよい。

本実施例では、このような電力比較結果信号142が、電力比較回路42からシンボルタイミング生成回路12に出力され、上記の処理が繰り返される。

また、他の実施例として、同期追従回路10は、図５に示すように、電力無効化回路52、54および56を備えて、しきい値判定結果信号140に応じて、相関電力値132、134および136を無効化処理してもよい。

電力値無効化回路52、54および56は、電力演算回路32、34および36から、それぞれ相関電力値132、134および136を入力し、たとえば、しきい値判定結果信号140がアクティブ状態でない場合には、これらの相関電力値132、134および136を電力値152、154および156として電力比較回路42に出力し、しきい値判定結果信号140がアクティブ状態である場合には、０の電力値152、154および156を電力比較回路42に出力して無効化する機能を持つ。

この実施例では、電力値無効化回路52、54および56がしきい値判定結果信号140に応じて処理するため、電力比較回路42ではしきい値判定結果信号140に応じた切り替えをせずに電力比較を行ってよく、また結果信号140を入力しなくてもよい。

本実施例では、受信信号に雑音が入力すると、小さな値の電力値134が電力しきい値判定回路40に入力し、所定のしきい値を下回ると判定されてアクティブ状態であるしきい値判定結果信号140が電力値無効化回路52、54および56に出力される。ここで、電力値無効化回路52、54および56では、電力値が無効化されて、０の値の電力値152、154および156が電力比較回路42に出力される。電力比較回路42では、電力値が無効化されたため、最大電力値が検出されず、たとえば、０の値の電力比較結果信号142が出力され、シンボルタイミング発生回路12では、受信信号102の位相調整が行われない。

一方、受信信号に雑音が入力しない場合、電力しきい値判定回路40には所定のしきい値を上回る電力値134が入力してパッシブ状態のしきい値判定結果信号140が電力無効化回路52、54および56に出力される。ここで、電力値無効化回路52、54および56では、電力値132、134および136が無効化されずに電力値152、154および156として電力比較回路42に出力され、電力比較回路42では、これらの電力値の比較結果に応じて電力比較結果信号142が出力される。

また、他の実施例として、同期追従回路10は、図６に示すように、加算器62を備えて、しきい値判定結果信号140と無効化信号164との論理和である無効化信号164を電力比較回路42に出力するもので、この無効化信号164は、電力比較結果信号142に応じて位相ずれを検出する位相ずれ検出回路64から出力される。

位相ずれ検出回路64は、電力比較結果信号142から位相ずれ、たとえば＋１または−１の値を検出したときに、１の値の無効化信号164を所定の期間出力するものである。この所定の期間は、シンボル相関演算回路および電力演算回路の処理時間より大きく設定してよく、たとえば、シンボル位相が調整された受信信号のシンボル相関電力が行なわれるまでの期間に設定するとよい。

本実施例では、位相ずれ検出回路64が位相ずれを検出すると、一定期間、無効化信号164を加算器62に出力するため、電力しきい値判定結果信号140にかかわらず電力比較回路42における電力比較を無効化することができる。

このような位相ずれ検出信号164は、電力しきい値判定回路40や電力比較回路42に直接、出力して、電力比較回路42における電力比較を一定期間停止させるように構成してもよい。

また、本実施例では、図６に示すような同期追従回路10において、図５に示すような電力値無効化回路52、54および56を備えて構成されてもよい。

本発明の同期追従回路10は、たとえば、図７に示す同期追従回路70に示すような適用例で構成することもできる。

この同期追従回路70において、シンボルタイミング生成回路12は、フリップフロップ72、セレクタ74および位相制御回路76を含んで構成され、I成分およびQ成分を有する入力データ102をフリップフロップ72に入力し、セレクタ74が位相制御回路76の制御に応じて選択した入力データ104を出力する。このフリップフロップ72は、たとえば、初期位相の前後に９チップのデータを保持するように、複数個備えられてよい。また、位相制御回路76は、位相ずれ検出回路64からの位相調整信号164に応じてセレクタ74の選択を制御する回路でよい。このように、本適用例におけるシンボルタイミング生成回路12は、位相調整信号164に応じて入力データ102の位相を調整して入力データ104を出力する。

また、同期追従回路70において、シンボル相関演算回路22、24および26は、それぞれ、位相調整部82、84および86と、CCK/BARKER相関器92、94および96とを含んで構成され、入力データ104を入力して各位相器に応じて位相を調整したデータを各相関器でシンボル相関演算するものである。

ここで、位相調整部82は、入力データ104を１サンプル早めて出力し、位相調整部84は、入力データ104の位相をずらさずに出力し、位相調整部86は、入力データ104の位相を１サンプル遅らせて出力するもので、これらの位相調整部82、84および86は、フリップフロップで構成されてよい。また、CCK/BARKER相関器92は、たとえば図７に示すように、フリップフロップ、乗算器および加算器などで構成されてよく、ここでは、参照番号98の示す枠内の回路がシンボル境界時に動作するように構成される。CCK/BARKER相関器94および96は、図示しないがCCK/BARKER相関器92と同様に構成されてよい。

同期追従回路70において、電力演算回路32、34および36は、I ²＋Q²の電力演算を行い、電力値132、134および136を出力し、電力比較回路42は、これらの電力値132、134および136を電力比較して電力比較結果信号142を出力する。この図７に示す適用例では、電力しきい値判定回路40および加算器62を図示しないが、これらを備えて構成されてもよい。

この適用例の同期追従回路70では、特に、位相ずれ検出回路64は、ダウンカウント方式のカウンタを含むタイマ66と、カウンタの値から０検出を行う比較器68とを有して構成されるもので、電力比較結果信号142を入力して位相ずれを検出する。

ここで、タイマ66は、位相オフセット（位相ずれ）の検出を行ない、位相オフセットを検出した場合にタイマ66を最大値に設定してダウンカウントを行うもので、このダウンカウントは０になった場合に停止する。

０検出回路である比較器68は、タイマ66の値を入力して０判定を行なうため、タイマ64が最大値にセットされて、０までダウンカウントされるまでの期間は１（high）を出力する。

この比較器68の出力は、電力比較結果信号142と共にマスク部78に入力してマスクされ、位相調整信号164が出力される。したがって、タイマ66が動作している期間、すなわちタイマ66が０でない期間は位相調整が行われなくなる。

また、タイマ66の最大値は、たとえば、位相調整後において、シンボル相関電力値が位相調整された受信信号による電力値となるまでの期間を、カウント可能な値として設定するとよい。

この適用例において、シンボル相関電力値は、通常、複数のシンボルに対する電力値の平均であるため、電力比較回路42における電力大小比較の結果に応じて位相調整するとき、その位相調整結果に基づく相関電力値が検出されるまでに所定の時間を要する。したがって、この所定の時間が経過しないと、位相調整が実施されても、再度位相調整が行なわれる可能性がある。

同期追従回路70において、位相ずれ検出回路64における位相ずれ検出は、位相調整の実施を観測するもので、位相調整の実施後に、位相調整されたシンボル相関値が検出される期間まで、タイマ66により位相調整を実施しないように構成される。これにより、同期追従回路70では、過剰に位相調整が行われることを防いでいる。

本発明に係る同期追従回路の一実施例を示すブロック図である。 図１に示す実施例の同期追従回路の動作を説明するタイミングチャートである。 図１に示す実施例の同期追従回路の動作を説明するタイミングチャートである。 図１に示す実施例の同期追従回路の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る同期追従回路の他の実施例を示すブロック図である。 本発明に係る同期追従回路の他の実施例を示すブロック図である。 図６に示す同期追従回路を適用した回路の例を示す概要図である。

符号の説明

10 同期追従回路
12 タイミングシンボル生成回路
22、24、26 シンボル相関演算回路
32、34、36 電力演算回路
40 電力しきい値判定回路
42 電力比較回路

Claims (14)

1. 入力受信信号に基づいて、位相を調整した調整受信信号、およびシンボルタイミング信号を生成するシンボルタイミング生成手段と、
   前記調整受信信号を相関演算して相関値を生成するシンボル相関演算手段と、
   前記相関値を電力演算して電力値を生成する電力演算手段とを含む同期追従回路において、
   前記シンボル相関演算手段は、前記調整受信信号の位相を変えて、前記シンボルタイミング信号と位相が同期する同期受信信号、および該同期受信信号と位相が前後する受信信号を、前記シンボルタイミング信号に応じたタイミングで相関演算して、複数の位相に対応する複数の相関値を生成し、
   前記電力演算手段は、前記複数の相関値のそれぞれに対応して複数の電力値を生成し、
   該同期追従回路は、前記複数の電力値を互いに比較して前記調整受信信号の位相調整を示す電力比較結果を生成する電力比較手段と、
   前記同期受信信号に基づく同期電力値を、所定のしきい値と比較して判定し、電力しきい値判定結果を生成する電力しきい値判定手段と、
   前記電力比較結果に応じて位相ずれ検出信号を生成する位相ずれ検出手段とを含み、
   前記電力しきい値判定結果に応じて、前記電力比較手段における電力比較結果を無効化し、
   また、前記位相ずれ検出信号に応じて、前記電力比較手段における電力比較結果を、位相ずれを検出したときから、位相調整をした受信信号をシンボル相関するまでの所定の期間においても無効化し、
   前記シンボルタイミング生成手段は、前記電力比較結果に応じて前記調整受信信号の位相を調整することを特徴とする同期追従回路。
2. 請求項１に記載の同期追従回路において、前記電力比較手段は、前記電力しきい値判定結果が、前記同期電力値が前記所定のしきい値を下回る判定であるとき、前記複数の電力値の電力比較を停止して無効化した前記電力比較結果を生成し、それ以外のとき、前記複数の電力値の電力比較により前記電力比較結果を生成することを特徴とする同期追従回路。
3. 請求項１に記載の同期追従回路において、該同期追従回路は、前記電力しきい値判定結果に応じて、前記複数の電力値を無効化して、または前記複数の電力値をそのまま出力する電力無効化手段を含み、
   前記電力比較手段は、前記電力無効化手段が出力する電力値を比較して前記電力比較結果を生成することを特徴とする同期追従回路。
4. 請求項３に記載の同期追従回路において、前記電力無効化手段は、前記電力しきい値判定結果が、前記同期電力値が前記所定のしきい値を下回る判定であるとき、前記複数の電力値を無効化して、またそれ以外の判定であるとき、前記複数の電力値をそのまま出力することを特徴とする同期追従回路。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の同期追従回路において、前記シンボル相関演算手段における相関演算は、拡散符号との相互相関演算であることを特徴とする同期追従回路。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の同期追従回路において、前記電力演算手段における電力演算は、前記相関値の同相成分Ｉおよび直交成分ＱをI ²＋Q²の演算により電力値を生成することを特徴とする同期追従回路。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の同期追従回路において、前記シンボル相関演算手段は、前記同期受信信号を相関演算して第１の相関値を生成する第１の相関演算手段と、前記同期受信信号と位相が前後する受信信号のうち、位相を１サンプル早めた受信信号を相関演算して第２の相関値を生成する第２の相関演算手段と、位相を１サンプル遅らせた受信信号を相関演算して第３の相関値を生成する第３の相関演算手段とを含み、
   前記電力演算手段は、第１の相関値から第１の電力値を算出する第１の電力演算手段と、第２の相関値から第２の電力値を算出する第２の電力演算手段と、第３の相関値から第３の電力値を算出する第３の電力演算手段とを含み、
   前記電力しきい値判定手段は、前記同期電力値として第１の電力値を前記所定のしきい値と比較して判定し、電力しきい値判定結果を生成することを特徴とする同期追従回路。
8. 請求項７に記載の同期追従回路において、前記電力比較手段は、第１の電力値、第２の電力値および第３の電力値を比較して、第２の電力値が最大の場合、前記調整受信信号に位相の遅延を示すような前記電力比較結果を生成し、第３の電力値が最大の場合、前記調整受信信号に位相の進行を示すような前記電力比較結果を生成し、それ以外の場合、前記調整受信信号に位相調整を指示しない前記電力比較結果を生成することを特徴とする同期追従回路。
9. 請求項８に記載の同期追従回路において、前記電力比較手段は、第２の電力値が最大の場合、−1の値の前記電力比較結果を生成し、第３の電力値が最大の場合、＋１の値の前記電力比較結果を生成し、それ以外の場合、０の値の前記電力比較結果を生成することを特徴とする同期追従回路。
10. 請求項１に記載の同期追従回路において、前記位相ずれ検出手段は、前記電力比較結果における位相調整が進行または遅延を示すと検出したとき、前記電力比較手段における電力比較結果を所定の期間、無効化するような前記位相ずれ検出信号を前記所定の期間、出力することを特徴とする同期追従回路。
11. 請求項１０に記載の同期追従回路において、該同期追従回路は、前記電力しきい値判定結果と前記位相ずれ検出信号とを論理和演算する加算手段を含み、
    該加算手段の演算結果に応じて、前記電力比較手段における電力比較結果を所定の期間、無効化することを特徴とする同期追従回路。
12. 請求項１０または１１に記載の同期追従回路において、前記位相ずれ検出手段は、ダウンカウント方式のカウンタ、該カウンタの値の０検出を行う比較器、および該比較器からの０検出出力に応じて前記電力比較結果の出力を切り替えるマスク部を有して、前記電力比較結果における位相調整が進行または遅延を示すと検出したときに前記カウンタを最大値にセットし、
    前記比較器は、前記カウンタが０にダウンカウントされるまでは１の値を、それ以外では０の値を前記０検出出力として前記マスク部に出力し、
    該マスク部は、前記０検出出力が０の値の場合、前記電力比較結果をそのまま出力し、１の値の場合、前記電力比較結果をマスクして位相調整を示さない出力をすることを特徴とする同期追従回路。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の同期追従回路において、該同期追従回路は、前記所定のしきい値を設定するしきい値設定手段を含むことを特徴とする同期追従回路。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の同期追従回路において、該同期追従回路は、前記入力受信信号として直接シーケンススペクトラム拡散方式で符号化された受信信号を入力することを特徴とする同期追従回路。

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