JPH08331099A - 符号分割多元接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号分割多元接続装置において、基地局にお
ける同期捕捉時間を短縮する。 【構成】 基地局送信側拡散変調回路では、パイロット
信号用データＤ１及び各ユーザデータＤ２，Ｄ３をPNコ
ード発生器１から発生されるPNコードＳ１を乗算器２，
３，４を用いて乗算することにより拡散変調し、該乗算
結果を加算器５により加算して送信信号Ｓ５とする。送
信信号Ｓ５はキャリア信号によりキャリア変調された
後、送信される。フレーム検出器６は、ＰＮコード発生
器１よりPNアドレス０のPNコードが送出された時、送信
信号Ｓ５のフレームの先頭としてその検出を行う。基地
局において送信信号Ｓ５のフレームの先頭タイミングで
同期捕捉動作のリセットをすることで同期捕捉時間の短
縮が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号分割多元接続（Co
de Devision Multiple Access 、以下、CDMAという）方
式に基づくCDMA装置の同期捕捉技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献；寺田和男著、「ディジタル移動通信技術」（1988
発行）（日本工業技術センター）、P.116,P.125-126 前記文献に記載された従来のCDMA装置では、送信側と受
信側とで同一の疑似ノイズ（Pseudo Noise、以下、PNと
いう）コードを用いてデータの拡散及び逆拡散を行うの
で、該送信側と受信側とでPNコードの同期が重要とな
る。即ち、受信信号に含まれるPNコードと受信局内で発
生されるPNコードとが一致した時にのみ正確な復調が可
能となる。この為、CDMA通信システムの受信側では、通
信を開始する前にPNコードの正確な同期位置をつかむ必
要がある。これを符号（コード）同期の捕捉とし、同期
捕捉回路が行う。同期捕捉回路では、受信信号にPNコー
ドを１チップ毎に乗算し、該乗算結果を累積加算するこ
とにより相関値を得る。尚、チップとは１ビットデータ
信号を拡散した後の信号単位である。理想的な状態で
は、受信信号中のPNコードと受信局が発生するPNコード
とが一致した時にのみ高い相関値が得られ、１チップで
も外れると相関値は略０となる。この相関演算を、受信
信号のPNコードと受信局が発生するPNコードとの位相を
ずらしながら行い、相関値が最大を示す位相位置或いは
該相関値が特定の閾値を越えた位相位置を同期位置とす
る。受信信号のPNコードと受信局のPNコードの位相をず
らす方法として、代表的なものにマッチドフィルタとス
ライディング相関法がある。マッチドフィルタでは、受
信信号を特定のPNコードで待ち受け、該受信信号中に含
まれる該特定PNコードを捜す。そのため、同期捕捉にか
かる時間は非常に短いが、高速演算を必要とする。一
方、スライディング相関法では、受信信号のPNコードと
受信局のPNコードの位相を少しずつずらしながら同期位
置を捜す。そのため、捕捉時間は長くなるが、高速演算
を必要としない。本システムでは、回路の実現性を考慮
し、スライディング相関法を採用する。

【０００３】図２は、従来のスライディング相関法を用
いたCDMA装置における同期捕捉の一例を説明する図であ
る。この図では、PNコード周期が16384 となっている。
即ち、送信局ではPNコードアドレス0 〜16383 で示され
るPNコードでデータの拡散を行い、この周期を操り返
す。受信信号カウンタ値は、受信局内の受信信号カウン
タのカウンタ値であり、これは受信信号が１チップ入力
される度にカウントアップされ、PNコード周期16384 で
クリアされる。つまり、カウンタ値16383 の後は０とな
る。受信信号が図２で示されるPNアドレスを持つPNコー
ドで拡散されていたとすると、受信信号内PNアドレスも
受信信号カウンタ値も１チップ毎にカウントアップさ
れ、PNコード周期で繰り返す為、その相対関係は常時一
体となる。この例では、カウンタ値と受信信号内PNアド
レスの差分は常に1000となる。但し、受信信号がどのア
ドレスのPNコードで拡散されているかは直接的には判定
できないので、受信信号カウンタ値がある一定の相対値
を持って受信信号内PNアドレス値を表していることにな
る。

【０００４】受信信号のPNコードと受信局のPNコードと
の相関値は、受信信号の１チップ毎にPNコードを掛け、
相関区間において累積加算することにより得られる。本
例では相関区間を640 チップとしている。受信信号カウ
ンタ値 500〜1139で示される受信信号に相関PNアドレス
300〜939 で示されるPNコードを掛ける。この時のカウ
ンタ値と相関PNアドレスの相対値、即ち相対PN値は200
（実際の受信信号PNアドレスと相関PNアドレスの相対PN
値は15584 ）となる。この相対PN値を受信信号と受信局
発生PNコード間の位相とする。１つの位相における相関
が終了したら、位相をずらして再び相関を行う。この例
では、相関PNアドレスを１チップ遅延させることで相対
PN値201 の位相での相関を行う。位相空間はPNコード周
期分の１の分解能で示される為、全位相空間において同
期の可能性を調査するには、相対PN値0 〜16383 で相関
演算を行う必要がある。図２の例では、相対PN値1000の
時、受信信号PNコードアドレスと相関PNコードアドレス
とが一致する為、最も相関値が高くなり、同期位置とし
て選定される。図３は、CDMA装置における従来の基地局
送信側拡散変調回路の構成ブロック図である。この拡散
変調回路は、パイロット信号用データＤ１とPNコード発
生器１から発生されるPNコードＳ１との乗算を行う乗算
器２、及び各ユーザデータ（この図では２ユーザとして
いる) Ｄ２，Ｄ３とPNコードＳ１との乗算をそれぞれ行
う乗算器３，４を有し、更に、それらの乗算結果Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４を加算して送信信号Ｓ５とする加算器５を備
えている。

【０００５】図４は、CDMA装置における従来の基地局受
信側同期捕捉回路の構成ブロック図である。この同期捕
捉回路は、１チップ毎にサンプリングされた受信信号Ｉ
Ｎが入力される毎に、受信信号カウンタ値Ｓ１１をカウ
ントアップする受信信号カウンタ１１を有している。こ
の受信信号カウンタ１１はPNコード周期でクリアされ
る。又、この同期捕捉回路は、相関を行う位相に相当す
る相対PN値Ｓ１２を生成する同期捕捉制御器１２を備え
ている。受信信号カウンタ１１の出力側及び同期捕捉制
御器１２の出力側は、PNコード発生器１３に接続されて
いる。PNコード発生器１３は、受信信号カウンタ値Ｓ１
１及び相対PN値Ｓ１２から、相関演算における最初のPN
アドレスを算出し、そのアドレスで示されるPNコードＳ
１３を生成する機能を有している。PNコード発生器１３
の出力側は、PNコードＳ１３と受信信号ＩＮとの乗算を
行う乗算器１４に接続されている。乗算器１４の出力側
は、乗算器１４の乗算結果Ｓ１４の相関区間分の加算を
行って相関値Ｓ１５を算出する相関器１５の入力側に接
続されている。相関器１５の出力側は、相関値比較器１
６の入力側に接続されている。相関値比較器１６は、相
関値Ｓ１５の比較を行う機能を有している。相関値比較
器１６の出力側は、前記同期捕捉制御器１２の入力側に
接続されている。

【０００６】図５は、CDMA装置における従来の移動局送
信側拡散変調回路の構成ブロック図である。この拡散変
調回路は、基地局パイロット信号の同期捕捉完了信号Ｓ
２１を発生する移動局制御器２１を有している。移動局
制御器２１の出力側は、データ発生器２２の入力側に接
続されている。データ発生器２２は、パイロット信号の
ための前記データＤ１及びユーザデータＤ２，Ｄ３を発
生する機能を有している。又、移動局制御器２１の出力
側は、PNコードＳ２３を発生するPNコード発生器２３の
入力側に接続されている。データ発生器２２及びPNコー
ド発生器２３の各出力側は、乗算器２４の各入力側にそ
れぞれ接続されている。乗算器２４は、データＤ１，Ｄ
２，Ｄ３とPNコードＳ２３とを乗算することによりデー
タの拡散変調を行い、送信信号Ｓ２４を生成する機能を
有している。

【０００７】図６は、CDMA装置における従来の移動局受
信側同期捕捉回路の構成ブロック図である。この同期捕
捉回路は、基地局と同様に、受信信号ＩＮが入力される
毎に、受信信号カウンタ値Ｓ３１をカウントアップする
受信信号カウンタ３１を有している。カウンタ３１はPN
コード周期でクリアされる。又、この同期捕捉回路は、
相関を行う位相に相当する相対PN値Ｓ３２を生成する同
期捕捉制御器３２を備えている。受信信号カウンタ３１
の出力側及び同期捕捉制御器３２の出力側は、PNコード
発生器３３に接続されている。PNコード発生器３３は、
受信信号カウンタ値Ｓ３１及び相対PN値Ｓ３２から、相
関演算における最初のPNアドレスを算出し、そのアドレ
スで示されるPNコードＳ３３を生成する機能を有してい
る。PNコード発生器３３の出力側は、PNコードＳ３３と
受信信号ＩＮとの乗算を行う乗算器３４に接続されてい
る。乗算器３４の出力側は、乗算器３４の乗算結果Ｓ３
４の相関区間分の加算を行って相関値Ｓ３５を算出する
相関器３５の入力側に接続されている。相関器３５の出
力側は、相関値比較器３６の入力側に接続されている。
相関値比較器３６は、相関値Ｓ３５の比較を行う機能を
有している。相関値比較器３６の出力側は、前記同期捕
捉制御器３２の入力側に接続されている。更に、同期捕
捉制御器３２の出力側は、前記移動局制御器２１に接続
されている。

【０００８】次に、これらの図２〜図６を参照しつつ、
従来のCDMA装置の動作を説明する。基地局では、その基
地局と接続されている各移動局へのユーザデータ信号に
加えてパイロット信号を常時送信している。パイロット
信号は、既知データ（通常、常時１又は−１）の拡散信
号とする。通信を始めようとする移動局は、基地局のパ
イロット信号を用いて同期の捕捉を行い、そのパイロッ
ト信号を送出している基地局との接続を試みる。その基
地局の接続容量に余裕があれば接続が許される。 図３
に示す基地局送信側拡散変調回路では、パイロット信号
用データＤ１及び各ユーザデータＤ２，Ｄ３にPNコード
Ｓ１を乗算器２，３，４を用いて乗算することにより拡
散変調し、加算器５により加算して送信信号Ｓ５とす
る。通常、各ユーザデータにはユーザ識別のためのPNコ
ードや直交性を持たせる為のウォルシュ（Walsh ）コー
ド等が掛けられるが、ここでは省略する。送信信号Ｓ５
は、キャリア信号によりキャリア変調された後、送信さ
れる。受信局では、受信された信号のキャリア成分を取
り除いた後、図示しないアナログ／デジタル変換器（以
下、ＡＤＣという）によりディジタル信号に変換され
る。本文において同期捕捉回路に入力される受信信号Ｉ
Ｎは、ディジタル変換された後の信号とし、そのサンプ
リング間隔は１チップとする。

【０００９】図６に示す移動局受信側同期捕捉回路で
は、１チップ毎にサンプリングされた受信信号ＩＮが入
力される毎に、受信信号カウンタ３１の受信信号カウン
タ値Ｓ３１がカウントアップされる。受信信号カウンタ
３１はPNコード周期でクリアされる。同期捕捉制御器３
２は、相関を行う位相に相当する相対PN値Ｓ３２をPNコ
ード発生器３３に与える。PNコード発生器３３では、相
対PN値Ｓ３２と受信信号カウンタ値Ｓ３１から、相関演
算における最初のPNアドレスを算出し、そのアドレスで
示されるPNコードＳ３３を送出する。

【００１０】図２に示される最初の相関の例では、相対
PN値200 及びカウンタ値500 から相関PNアドレス値300
のPNコードが送出される。その後、アドレス値を更新し
ながら対応するPNコードを送出する。送出されたPNコー
ドＳ３３は、乗算器３４で受信信号ＩＮと掛けられる。
相関器３５では、乗算結果Ｓ３４の相関区間分の加算を
行い、相関値Ｓ３５を算出する。相関値比較器３６で
は、算出された相関値Ｓ３５の比較を行う。即ち、相関
値Ｓ３５が閾値を越えた位置を同期位置とする場合は、
該閾値との比較が行われ、全位相空間中最も相関値が高
い位置を同期位置とする場合は、該相関値間の比較が行
われる。相関値比較の結果は前記同期捕捉制御器３２に
送られ、同期位置の選定が行われる。同期位置選定後、
同期捕捉が終了したことが移動局全体を制御する移動局
制御器２１に送出されると共に、選定された同期位置に
対応する相対PN値が図示しない復調器に送られ、復調が
始まる。移動局では、基地局からのパイロット信号を同
期捕捉した後、その基地局と通信する為に信号を送出す
る。

【００１１】図５に示す移動局送信側拡散変調回路で
は、図６中の移動局制御器２１から基地局パイロット信
号の同期捕捉完了の合図が有り次第、送信を開始する。
データ発生器２２は、パイロット信号のためのデータＤ
１又はユーザデータＤ２，Ｄ３を発生する。移動局から
の送信では、パイロット信号とユーザデータ信号を加算
して送信する方法と、初めパイロット信号のみを送信
し、基地局で同期が得られ次第、ユーザデータ信号に切
換える方法とがある。ＰＮコード発生器２３はPNコード
Ｓ２３を発生し、該PNコードＳ２３が乗算器２４でデー
タＤ１，Ｄ２，Ｄ３と乗算されて拡散変調され、送信信
号Ｓ２４となる。

【００１２】図４に示す基地局受信側同期捕捉回路で
は、図６の移動局受信側同期捕捉回路と同様の方法で同
期の捕捉を行う。即ち、１チップ毎にサンプリングされ
た受信信号ＩＮが入力される毎に、受信信号カウンタ１
１の受信信号カウンタ値Ｓ１１がカウントアップされ
る。カウンタ１１はPNコード周期でクリアされる。同期
捕捉制御器１２は、相関を行う位相に相当する相対PN値
Ｓ１２をPNコード発生器１３に与える。PNコード発生器
１３では、相対PN値Ｓ１２と受信信号カウンタ値Ｓ１１
から、相関演算における最初のPNアドレスを算出し、そ
のアドレスで示されるPNコードＳ１３を送出する。PNコ
ードＳ１３は、乗算器１４で受信信号ＩＮと掛けられ
る。相関器１５では、乗算結果Ｓ１４の相関区間分の加
算を行い、相関値Ｓ１５を算出する。相関値比較器１６
では、算出された相関値Ｓ１５の比較を行う。即ち、相
関値Ｓ１５が閾値を越えた位置を同期位置とする場合
は、該閾値との比較が行われ、全位相空間中最も相関値
が高い位置を同期位置とする場合は、該相関値間の比較
が行われる。相関値比較の結果は前記同期捕捉制御器１
２に送られ、同期位置の選定が行われる。更に、選定さ
れた同期位置に対応する相対PN値が図示しない復調器に
送られ、復調が始まる。移動局及び基地局双方での同期
捕捉が完了した時点で通信の開始となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CDMA装
置を用いた図２のスライディング相関法では、次のよう
な課題があった。即ち、図２のスライディング相関法に
基づく同期捕捉を行った場合、捕捉にかかる時間を以下
に示す。ＰＮコード周期を16384 、１回の相関に用いる
相関区間を640 チップ、１チップを245nsec(2.45×10^-7
sec,64kbitデータの64倍拡散) とし、全位相空間におい
て同期捕捉を行うと、 640 ×2.45×10^-7×16384=2.56sec の時間が必要となる。そのため、これを移動局及び基地
局で順に行うと、最低5.12sec の時間が必要となり、通
信を始めるまでに非常に時間がかかる。伝搬路状況が悪
い場合には、相関利得を上げる為に更に相関区間を長く
する必要が有り、これにより更に捕捉時間が増長する。
又、PNコードに、より長い周期の系列を用いた場合も捕
捉時間が増長する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、スペクトル拡散によって変調された信号
を同一周波数帯域内に多重化し、基地局と移動局間で疑
似ランダム信号の同期をとることにより通信を行うCDMA
装置において、次のような手段を講じている。即ち、前
記基地局は、前記移動局への送信データをスペクトル拡
散によって変調して送信信号を生成するための第１の疑
似ランダム信号及び該第１の疑似ランダム信号に対応し
た所定周期のアドレスを発生する第１の疑似ランダム信
号発生器と、所定数のチップ毎にサンプリングされた前
記移動局からの受信信号を該所定数のチップ毎にカウン
トし、前記第１の疑似ランダム信号のアドレスの周期で
リセットする第１の受信信号カウンタと、前記受信信号
の同期位置を選定し、該同期位置に対応した相対疑似ラ
ンダム信号を生成する第１の同期捕捉制御器と、前記第
１の受信信号カウンタのカウント値及び前記第１の同期
捕捉制御器の相対疑似ランダム信号に基づき第２の疑似
ランダム信号を発生する第２の疑似ランダム信号発生器
と、前記受信信号と前記第２の疑似ランダム信号との相
関値から同期位置に対応する相関値を前記第１の同期捕
捉制御器へ出力する相関値比較器と、前記第１の疑似ラ
ンダム信号に対応した前記アドレスの初期値を検出する
ことにより前記送信信号のフレームの先頭を検出し、該
検出信号で前記第１の受信信号カウンタ及び前記第１の
同期捕捉制御器をリセットする第１のフレーム検出器と
を、備えている。

【００１５】又、前記移動局は、前記基地局への送信デ
ータをスペクトル拡散によって変調して送信信号を生成
するための前記第１の疑似ランダム信号と同一周期の第
３の疑似ランダム信号及び該第３の疑似ランダム信号に
対応した所定周期のアドレスを発生する第３の疑似ラン
ダム信号発生器と、所定数のチップ毎にサンプリングさ
れた受信信号を該所定数のチップ毎にカウントし、前記
第３の疑似ランダム信号の周期でリセットする第２の受
信信号カウンタと、前記受信信号の同期位置を選定した
後、該同期位置に対応する相対疑似ランダム信号及び同
期捕捉終了信号を生成する第２の同期捕捉制御器と、前
記第２の受信信号カウンタのカウント値及び前記第２の
同期捕捉制御器の相対疑似ランダム信号に基づき第４の
疑似ランダム信号を発生する第４の疑似ランダム信号発
生器と、前記受信信号と前記第４の疑似ランダム信号と
の相関値から同期位置に対応する相関値を前記第２の同
期捕捉制御器へ出力する相関値比較器と、前記第２の受
信信号カウンタのカウント値及び前記第２の同期捕捉制
御器の相対疑似ランダム信号から前記受信信号中の疑似
ランダム信号のアドレスの初期値を検出することにより
該受信信号のフレームの先頭を検出する第２のフレーム
検出器と、前記第２の同期捕捉制御器の同期捕捉終了信
号及び前記第２のフレーム検出器の検出信号に基づき送
信を開始する移動局制御器とを、備えている。

【００１６】

【作用】本発明によれば、以上のようにCDMA装置を構成
したので、移動局において、同期捕捉終了後に受信信号
のフレームの先頭位置を検出し、そのフレームの先頭位
置のタイミングに合わせて送信を開始する。この為、基
地局では、送信信号のフレーム先頭を送出後、電波の伝
搬遅延時間をもって移動局からの送信信号のフレーム先
頭が到着する。基地局では、移動局から信号が送信され
てくるまで、基地局の送信信号のフレーム先頭タイミン
グ毎に前記第１の受信信号カウンタ及び前記第１の同期
捕捉制御器をリセットする。電波の伝搬遅延時間は非常
に短い為、移動局の送信信号のフレーム先頭の到達は前
記リセット直後となる。基地局では、この移動局の送信
信号のフレーム先頭の位置に合わせて同期捕捉を行う。
即ち、基地局では、全位相空間において同期捕捉のため
の相関動作を行う必要はなく、移動局の送信信号のフレ
ームの先頭が到達する予想位相位置近辺の相関をとれば
よい。そのため、基地局側において、同期捕捉時間が従
来よりも短縮される。従って、前記課題を解決できるの
である。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明の実施例を示すCDMA装置にお
ける基地局送信側拡散変調回路の構成ブロック図であ
り、従来の図３中の要素と共通の要素には共通の符号が
付されている。この拡散変調回路では、PNコード発生器
１Ａの出力側にフレーム検出器６が接続されている。フ
レーム検出器６は、ＰＮコード発生器１からPNアドレス
０のPNコードが送出された時、送信信号Ｓ５のフレーム
の先頭としてその検出を行う機能を有している。但し、
１フレームはPNコード周期とする。図７は、本発明の実
施例を示すCDMA装置における基地局受信側同期捕捉回路
の構成ブロック図であり、従来の図４中の要素と共通の
要素には共通の符号が付されている。この同期捕捉回路
では、図１中のフレーム検出器６の出力側が、受信信号
カウンタ１１及び同期捕捉制御器１２のリセット端子に
接続されている。このフレーム検出器６は、送信信号Ｓ
５のフレームの先頭を検出した時、受信信号カウンタ１
１及び同期捕捉制御器１２をリセットする機能を有して
いる。

【００１８】図８は、本発明の実施例を示すCDMA装置に
おける移動局送信側拡散変調回路の構成ブロック図であ
り、従来の図５と同一の構成である。図９は、本発明の
実施例を示すCDMA装置における移動局受信側同期捕捉回
路の構成ブロック図であり、従来の図６中の要素と共通
の要素には共通の符号が付されている。この同期捕捉回
路では、フレーム検出器３７が設けられている。フレー
ム検出器３７は、受信信号カウンタ３１及び同期捕捉制
御器３２の各出力端子に接続され、同期位置選定後の同
期捕捉制御器３２からの同期位置に対応する相対PN値Ｓ
３２及び受信信号カウンタ値Ｓ３１から受信信号ＩＮ中
のPNアドレスを算出し、フレームの先頭、即ちPNアドレ
ス０の位置を検出する機能を有している。フレーム検出
器３７の出力端子は移動局制御器２１Ａの入力端子に接
続されている。移動局制御器２１Ａは、基地局パイロッ
ト信号の同期捕捉完了及び受信信号ＩＮのフレーム先頭
の合図に基づきデータ発生器２２及びPNコード発生器２
３を起動して送信を開始する機能を有している。

【００１９】次に、これらの図１、図７、図８、及び図
９を参照しつつ、本発明の実施例のCDMA装置の動作を説
明する。従来と同様に、基地局では、その基地局と接続
されている各移動局へのユーザデータ信号に加えてパイ
ロット信号を常時送信する。パイロット信号は、既知デ
ータ（通常、常時１又は−１）の拡散信号とする。通信
を始めようとする移動局は、基地局パイロット信号を用
いて同期の捕捉を行い、そのパイロット信号を送出して
いる基地局との接続を試みる。その基地局の接続容量に
余裕があれば接続が許される。図１に示す基地局送信側
拡散変調回路では、パイロット信号用データＤ１及び各
ユーザデータＤ２，Ｄ３をPNコード発生器１から発生さ
れるPNコードＳ１を乗算器２，３，４を用いて乗算する
ことにより拡散変調し、該乗算結果を加算器５により加
算して送信信号Ｓ５とする。通常、各ユーザ信号にはユ
ーザ識別のためのPNコードや直交性を持たせる為の wal
shコード等が掛けられるが、ここでは省略する。送信信
号Ｓ５はキャリア信号によりキャリア変調された後、送
信される。

【００２０】フレーム検出器６は、送信信号Ｓ５のフレ
ームの先頭の検出を行う。ここで１フレームはPNコード
周期とする。フレーム検出器６では、ＰＮコード発生器
１よりPNアドレス０のPNコードが送出された時、フレー
ムの先頭としてその検出を行う。受信局では、受信され
た信号のキャリア成分を取り除いた後、図示しないＡＤ
Ｃによりディジタル信号に変換される。同期捕捉回路に
入力される受信信号は、ディジタル変換された後の信号
とし、そのサンプリング間隔は１チップとする。図９に
示す移動局受信側同期捕捉回路では、１チップ毎にサン
プリングされた受信信号ＩＮが入力される毎に、受信信
号カウンタ３１の受信信号カウンタ値Ｓ３１がカウント
アップされる。カウンタ３１はPNコード周期でクリアさ
れる。同期捕捉制御器３２は、相関を行う位相に相当す
る相対PN値Ｓ３２をPNコード発生器３３に与える。PNコ
ード発生器３３は、相対PN値Ｓ３２と受信信号カウンタ
値Ｓ３１から相関演算における最初のPNアドレスを算出
し、そのアドレスで示されるPNコードＳ３３を送出す
る。

【００２１】図２に示される最初の相関の例では、相対
PN値200 及びカウンタ値500 より相関PNアドレス値300
のPNコードが送出される。その後、アドレス値を更新し
ながら対応するPNコードを送出する。送出されたPNコー
ドＳ３３は、乗算器３４において受信信号ＩＮと乗算さ
れる。相関器３５は乗算結果Ｓ３４の相関区間分の加算
を行い、相関値Ｓ３５を算出する。相関値比較器３６
は、算出された相関値Ｓ３５の比較を行う。即ち、相関
値Ｓ３５が閾値を越えた位置を同期位置とする場合は、
該閾値との比較が行われ、全位相空間中最も相関値が高
い位置を同期位置とする場合は、該相関値間の比較が行
われる。相関値比較の結果は前記同期捕捉制御器３２に
送られ、同期位置の選定が行われる。同期捕捉制御器３
２における同期位置選定後、同期捕捉が終了したことが
移動局全体を制御する移動局制御器２１Ａに送出される
と共に、選定された同期位置に対応する相対PN値が図示
しない復調器に送られ、復調が始まる。

【００２２】フレーム検出器３７は、同期位置選定後の
同期捕捉制御器３２からの同期位置に対応する相対PN値
Ｓ３２及び受信信号カウンタ値Ｓ３１より受信信号ＩＮ
中のPNアドレスを算出し、フレームの先頭、即ちPNアド
レス０の位置を検出次第、移動局制御器２１Ａに通知す
る。移動局では、基地局からのパイロット信号を同期捕
捉した後、その基地局と通信する為に送信信号を送出す
る。図８の移動局送信側拡散変調回路では、移動局制御
器２１から、基地局パイロット信号の同期捕捉完了及び
受信信号ＩＮのフレーム先頭の合図が有り次第、送信を
開始する。これにより、移動局では受信信号ＩＮのフレ
ームに同期して送信信号フレームを送出する。データ発
生器２２では、パイロット信号のためのデータＤ１のみ
又はユーザデータＤ２，Ｄ３を発生する。移動局からの
送信では、パイロット信号とユーザデータ信号を加算し
て送信する方法と、初めパイロット信号のみを送信し、
基地局で同期が得られ次第ユーザデータ信号に切換える
方法がある。

【００２３】ＰＮコード発生器２３は、ＰＮコードＳ２
３を発生し、該PNコードＳ２３が乗算器２４でデータＤ
１，Ｄ２，Ｄ３と乗算されて拡散変調され、送信信号Ｓ
２４となる。基地局フレーム検出器６は、基地局の送信
信号Ｓ５のフレーム先頭を検出し、該検出の毎に、受信
信号カウンタ１１及び同期捕捉制御器１２をリセットす
る。即ち、受信信号カウンタ値Ｓ１１が０となり、同期
捕捉制御器１２が相関動作及び同期捕捉動作を中止した
後相関を行う相対PN値Ｓ１２を０とし、同期捕捉回路を
再動作させる。つまり、この基地局同期捕捉回路では、
移動局からの通信要求の送信信号が送られてくるまで、
基地局送信フレームの先頭タイミングで毎回リセットを
行う。

【００２４】基地局同期捕捉回路では、１チップ毎にサ
ンプリングされた受信信号ＩＮが入力される毎に、受信
信号カウンタ１１がカウントアップされる。受信信号カ
ウンタ１１はPNコード周期でクリアされる。同期捕捉制
御器１２は、相関を行う位相に相当する相対PN値Ｓ１２
をPNコード発生器１３に与える。ＰＮコード発生器１３
では、相対PN値Ｓ１２と受信信号カウンタ値Ｓ１１か
ら、相関演算における最初のPNアドレスを算出し、その
アドレスで示されるPNコードＳ１３を送出する。その
後、アドレス値を更新しながら対応するPNコードＳ１３
を送出する。送出されたPNコードＳ１３は、乗算器１４
で受信信号ＩＮと掛けられる。相関器１５は乗算結果Ｓ
１４の相関区間分の加算を行い、相関値Ｓ１５を算出す
る。相関値比較器１６は相関値Ｓ１５の比較を行う。相
関値Ｓ１５が閾値を越えた位置を同期位置とする場合
は、該閾値との比較が行われ、全位相空間中最も相関値
が高い位置を同期位置とする場合は、該相関値間の比較
が行われる。相関値比較の結果は前記同期捕捉制御器１
２に送られ、同期位置の選定が行われる。更に、選定さ
れた同期位置に対応する相対PN値が図示しない復調器に
送られ、基地局での同期捕捉完了となる。移動局、基地
局双方での同期捕捉が完了した時点で通信の開始とな
る。

【００２５】図１０は、本発明の実施例を示すCDMA装置
における基地局同期捕捉におけるスライディング相関の
一例を示す図である。この図を参照しつつ、図７の基地
局受信側同期捕捉回路の動作を説明する。この図１０で
は、PNコード周期を16384 とする。即ち、送信局ではPN
コードアドレス0 〜16383 で示されるPNコードで拡散を
行い、この周期を繰り返す。受信信号カウンタ値は、同
期捕捉回路内の受信信号カウンタ１１のカウンタ値であ
り、これは受信信号ＩＮが１チップ毎に入力される度に
カウントアップされ、PNコード周期16384 でクリアされ
る。受信信号ＩＮが図１０で示されるPNアドレスをもつ
PNコードで拡散されているとすると、受信信号ＩＮ内の
PNアドレスも受信信号カウンタ値Ｓ１１も１チップ毎に
カウントアップされ、ＰＮコード周期で操り返す為、そ
の相対関係は常時一体となる。相関は受信信号ＩＮの１
チップ毎にPNコードＳ１３を乗算し、該乗算結果を相関
区間分加算することで得られる。本実施例では相関区間
を640 チップとしている。フレーム検出器６から送信信
号Ｓ５のフレーム先頭のタイミングでリセット信号Ｓ６
が発生すると、受信信号カウンタ値Ｓ１１及び同期捕捉
制御器１２がリセットされる。そのため、同期捕捉制御
器１２の相対PN値が０となり、受信信号ＩＮに掛けられ
る相関PN値Ｓ１３のアドレス値も０となって相関動作が
再起動する。

【００２６】移動局からの受信信号ＩＮのフレーム先頭
が受信信号カウンタ値Ｓ１１が１０の時到着したとする
と、相対PN値が１０、即ち１１回目の相関で同期が得ら
れることになる。この時の捕捉時間は、従来の例より計
算すると、1.72msecとなる。基地局と移動局の距離を50
0m、伝搬速度を３×10⁸ m とすると、電波伝搬にかかる
時間は1.67μsec となる。移動局において、受信信号Ｉ
Ｎとのフレーム同期をもって送信フレームを送出したと
すると、基地局でフレーム先頭を送出した後、移動局か
らのフレーム先頭が到達するまでの時間は、3.3 μsec
となり、チップ幅を244nsec(64kbitデータの64倍拡散)
とすると、13.5チップに相当する。基地局同期捕捉回路
では、その基地局がカバー出来る最大距離から算出され
た最大伝搬時間に相当するチップ数分の同期捕捉相関を
行うことにより、移動局から送信信号が送出されていれ
ば、その間に確実に捕捉される。この為、基地局では同
期捕捉において全位相空間での相関（例えば16384 回)
をとる必要がなく、捕捉時間が短縮される。

【００２７】図１１は、本発明の実施例の動作時間を示
す図である。基地局では、PN周期から成る１フレーム信
号を順次送信している。移動局では、伝搬時間の遅延を
持って受信される。更に、移動局では、基地局送信信号
との同期をとるために全位相空間において相関判定を行
う。同期がとれ、受信信号中のフレーム位置を算出した
ら、次のフレーム先頭に合わせて送信を行う。即ち、移
動局では受信信号と送信信号とのフレーム同期がとれて
いることになる。基地局では、移動局からの信号は伝搬
時間の遅延をもって受信される。即ち、フレーム先頭を
送出してから２倍の伝搬遅延をもって移動局フレーム先
頭が到着する。基地局同期捕捉回路では、基地局の送信
信号Ｓ５のフレーム先頭が検出される度に捕捉動作のリ
セットを行うので、移動局フレーム到達時間に合わせて
同期捕捉を行うことができる。

【００２８】以上のように、本実施例では、移動局の受
信側同期捕捉回路において、同期捕捉制御器３２の同期
捕捉終了後に、フレーム検出器３７が受信信号ＩＮ中の
フレーム位置を検出し、送信側ではそのフレームの先頭
タイミングに合わせて送信を開始する。そのため、基地
局では、フレーム先頭を送出後、電波の伝搬遅延時間を
もって移動局の送信信号のフレーム先頭が到着する。基
地局の同期捕捉回路では、移動局から信号が送信されて
くるまで、基地局送信信号Ｓ５のフレーム先頭タイミン
グで常時リセットを行う。電波の伝搬遅延時間は非常に
短い為、移動局の送信信号Ｓ２４のフレーム先頭の到達
は前記リセット直後となる。このため、基地局同期捕捉
回路では、この位置に合わせて同期捕捉が行われる。即
ち、基地局では、全位相空間において同期捕捉のための
相関動作を行う必要はなく、移動局の送信信号Ｓ２４の
フレームの先頭が到達する予想位相位置近辺の相関をと
ればよい。これにより、基地局側において、同期捕捉時
間の短縮が可能となる。なお、上記実施例のユーザデー
タはＤ２，Ｄ３の２つに限らず、更に多数のユーザデー
タを扱う場合でも本発明が適用される。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、CDMA装置における移動局の受信側の同期捕捉回路
において、同期捕捉終了後に、第２のフレーム検出器が
受信信号中のフレームの先頭位置を検出し、送信回路で
はそのフレームの先頭タイミングに合わせて送信を開始
する。そのため、基地局では、該基地局の送信信号のフ
レーム先頭を送出後、電波の伝搬遅延時間の後に移動局
の送信信号のフレーム先頭が到着する。基地局では、移
動局から信号が送信されてくるまで、基地局の送信信号
のフレーム先頭タイミングで常時リセットを行う。電波
の伝搬遅延時間は非常に短い為、移動局の送信信号のフ
レーム先頭の到達は前記リセット直後となる。基地局の
同期捕捉回路では、このフレーム先頭の到達位置に合わ
せて同期捕捉を行う。そのため、基地局では、全位相空
間において同期捕捉のための相関動作を行う必要はな
く、移動局の送信信号のフレームの先頭が到達する予想
位相位置近辺の相関をとればよい。従って、基地局側に
おいて、同期捕捉時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すCDMA装置における基地局
送信側拡散変調回路の構成ブロック図である。

【図２】従来のCDMA装置におけるスライディング相関を
用いた同期捕捉の一例を説明する図である。

【図３】従来のCDMA装置における基地局送信側拡散変調
回路の構成ブロック図である。

【図４】従来のCDMA装置における基地局受信側同期捕捉
回路の構成ブロック図である。

【図５】従来のCDMA装置における移動局送信側拡散変調
回路の構成ブロック図である。

【図６】従来のCDMA装置における移動局受信側同期捕捉
回路の構成ブロック図である。

【図７】本発明の実施例を示すCDMA装置における基地局
受信側同期捕捉回路の構成ブロック図である。

【図８】本発明の実施例を示すCDMA装置における移動局
送信側拡散変調回路の構成ブロック図である。

【図９】本発明の実施例を示すCDMA装置における移動局
受信側同期捕捉回路の構成ブロック図である。

【図１０】本発明の実施例を示すCDMA装置における基地
局同期捕捉におけるスライディング相関の一例を示す図
である。

【図１１】本発明の実施例のCDMA装置における動作時間
を示す図である。

【符号の説明】

１，１３，２３，３３ PNコード発生器 ６，３７ フレーム検出器 １１，３１ 受信信号カウンタ １６，３６ 相関値比較器 １２，３２ 同期捕捉制御器 ２１ 移動局制御器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトル拡散によって変調された信号
   を同一周波数帯域内に多重化し、基地局と移動局間で疑
   似ランダム信号の同期をとることにより通信を行う符号
   分割多元接続装置において、 前記基地局は、 前記移動局への送信データをスペクトル拡散によって変
   調して送信信号を生成するための第１の疑似ランダム信
   号及び該第１の疑似ランダム信号に対応した所定周期の
   アドレスを発生する第１の疑似ランダム信号発生器と、 所定数のチップ毎にサンプリングされた前記移動局から
   の受信信号を該所定数のチップ毎にカウントし、前記第
   １の疑似ランダム信号のアドレスの周期でリセットする
   第１の受信信号カウンタと、 前記受信信号の同期位置を選定し、該同期位置に対応し
   た相対疑似ランダム信号を生成する第１の同期捕捉制御
   器と、 前記第１の受信信号カウンタのカウント値及び前記第１
   の同期捕捉制御器の相対疑似ランダム信号に基づき第２
   の疑似ランダム信号を発生する第２の疑似ランダム信号
   発生器と、 前記受信信号と前記第２の疑似ランダム信号との相関値
   から同期位置に対応する相関値を前記第１の同期捕捉制
   御器へ出力する相関値比較器と、 前記第１の疑似ランダム信号に対応した前記アドレスの
   初期値を検出することにより前記送信信号のフレームの
   先頭を検出し、該検出信号で前記第１の受信信号カウン
   タ及び前記第１の同期捕捉制御器をリセットする第１の
   フレーム検出器とを備え、 前記移動局は、 前記基地局への送信データをスペクトル拡散によって変
   調して送信信号を生成するための前記第１の疑似ランダ
   ム信号と同一周期の第３の疑似ランダム信号及び該第３
   の疑似ランダム信号に対応した所定周期のアドレスを発
   生する第３の疑似ランダム信号発生器と、 所定数のチップ毎にサンプリングされた受信信号を該所
   定数のチップ毎にカウントし、前記第３の疑似ランダム
   信号の周期でリセットする第２の受信信号カウンタと、 前記受信信号の同期位置を選定した後、該同期位置に対
   応する相対疑似ランダム信号及び同期捕捉終了信号を生
   成する第２の同期捕捉制御器と、 前記第２の受信信号カウンタのカウント値及び前記第２
   の同期捕捉制御器の相対疑似ランダム信号に基づき第４
   の疑似ランダム信号を発生する第４の疑似ランダム信号
   発生器と、 前記受信信号と前記第４の疑似ランダム信号との相関値
   から同期位置に対応する相関値を前記第２の同期捕捉制
   御器へ出力する相関値比較器と、 前記第２の受信信号カウンタのカウント値及び前記第２
   の同期捕捉制御器の相対疑似ランダム信号から前記受信
   信号中の疑似ランダム信号のアドレスの初期値を検出す
   ることにより該受信信号のフレームの先頭を検出する第
   ２のフレーム検出器と、 前記第２の同期捕捉制御器の同期捕捉終了信号及び前記
   第２のフレーム検出器の検出信号に基づき送信を開始す
   る移動局制御器とを、備えたことを特徴とする符号分割
   多元接続装置。