JPH09321662A - 移動体通信の送受信系の同期方式及びそのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体通信の基地局と移動局との間で同期を
取るための時間を短縮する。 【解決手段】 移動体通信の基地局Ｂから移動局Ｐに対
して拡散変調されて送信された信号を、移動局Ｐの受信
部１４においてその拡散符号により拡散復調をとりつつ
同期を取る。受信部１４は同期が確立した瞬間に、拡散
符号の位相を観測してそれが０になったときに、位相リ
セット回路１５に制御信号を送る。制御信号を受けた位
相リセット回路１５は拡散符号の位相をリセットするた
めの信号Ｒ１を送信部１３へ送る。そして、送信部１３
の拡散符号の位相は、リセットされて、受信部１４の同
期が確立された際の拡散符号の位相と一致する。そし
て、移動局Ｐから基地局Ｂに対して、その拡散符号によ
り拡散変調された信号を送信する。移動局Ｐから基地局
Ｂに送られた信号を、基地局の送信部９３の拡散符号と
同期が取られている受信部９４の拡散符号により拡散復
調しつつ同期を取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信の送受
信系の同期方式及びそのシステム、特に、スペクトラム
拡散（ＳＳ）又は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を用い
た移動体通信の送受信系の同期に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の同期方式に関する技術と
して以下の文献に示すものがある。 「スペクトラム拡散通信方式応用技術、１９９２、中川
正雄 監修」Ｐ．３０−３２

【０００３】上記の文献に代表される従来の移動体通信
の送受信系の同期方式について説明する。一般に、受信
側で知っているのは、搬送波周波数Ｆｃ、データのビッ
トレート、拡散符号のチップレート及び拡散符号の０、
１パターンであり、拡散符号の位相については無知であ
ることが多い。そこで、通信を行う前に、送信側と受信
側の拡散符号の位相（タイミング）を合わせる必要があ
る。このように送信系と受信系の拡散符号の位相を合わ
せることを“同期を取る”と呼ぶことにする。

【０００４】一般にスペクトラム拡散（ＳＳ）又は符号
分割多元接続（ＣＤＭＡ）では、送信側と受信側では何
もしなければ拡散符号の位相はずれている。従って、同
期を取るためには、受信側の拡散符号の位相（拡散符号
で相関を取るタイミング）を順番にスライドさせて相関
を取り、相関値が或るしきい値を越えたところ（相関値
のピークを見つけた時点）で同期を完了したとする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来方式におい
ては、送信側と受信側の拡散符号の位相差の分だけ同期
のための時間が必要になる。拡散符号の周期が小さいと
きには、上記の従来方式でも同期にかかる時間は小さい
が、拡散符号の周期が大きくなると、同期にかかる時間
が大きくなる。従って、従来方式では、長い周期の拡散
符号を用いたときには、短時間で同期を取ることが困難
である。

【０００６】このようなことから、移動体通信の基地局
と移動局との間で同期を取る際の処理時間の短縮化を可
能にした送受信系の同期方式及びそのシステムの開発が
望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る送受信系の
同期方式は、移動体通信の基地局から移動局に対して、
固定局の送信側の拡散符号により拡散変調された信号を
送信する工程と、基地局から移動局に送られてきた信号
を、移動局の受信側の拡散符号により拡散復調しつつ同
期を取る工程と、移動局の送信側の拡散符号を、受信信
号の同期が確立された際の拡散符号と同期させる工程
と、移動局から基地局に対して、送信側の同期化された
拡散符号により拡散変調された信号を送信する工程と、
移動局から基地局に送られた信号を、固定局の送信側の
拡散符号と同期が取られている受信側の拡散符号により
拡散復調しつつ同期を取る工程とを有する。

【０００８】また、本発明に係る送受信系の同期システ
ムは、移動局と基地局との間で送受信を行う移動通信の
システムにおいて、移動局には、基地局から送信されて
きた信号を受信する手段と、受信側の拡散符号によって
受信信号を拡散変調しつつ同期を取る手段と、受信信号
の同期化が確立された際に制御信号を生成し、その制御
信号に基づいて送信側の拡散符号を受信側の拡散符号と
同期させる手段と、送信側のその同期化された拡散符号
により拡散変調された信号を基地局に対して送信する手
段とを備え、そして、固定局には、移動局に対して送信
側の拡散符号により拡散変調された信号を送信する手段
と、移動局から送信されてきた信号を受信する手段と、
その受信信号を、固定局の送信側の拡散符号と同期が取
られている受信側の拡散符号により拡散復調しつつ同期
を取る手段とを備えている。

【０００９】この種の移動体通信（ＳＳ，ＣＤＭＡ通
信）では電話通話サービスを実現するためには、双方向
通信が可能なことが不可欠である。本発明は、この双方
向通信が可能であることを利用して同期を取るための時
間を短縮するものであり、送信側と受信側でいちばん初
めに同期を取る（初期同期捕捉する）ときには、上記の
従来法を用いることになるが、双方向通信で片方向の通
信の同期が既に取られている場合には、そのことを利用
することにより従来法より同期の時間を短縮することが
可能になる。

【００１０】ここで、説明の便宜上、同期すべき拡散符
号を送信する装置を移動局Ｐ、信号を受信して拡散符号
の初期捕捉をする装置を基地局Ｂとする。移動局Ｐにお
いては、基地局Ｂから送られてきた信号から同期信号を
抽出し、基地局Ｂの送信部の同期位置を当該信号の位置
に合わせる。例えば、まず基地局Ｂから移動局Ｐに高周
波ＲＦを介して信号Ｓ１を送る。移動局Ｐでは高周波Ｒ
Ｆを介して信号Ｓ１’を受信部で受ける。受信部では上
記の従来法により拡散符号の位相を順番にスライドさせ
て同期を取る。同期が確立したと同時に、受信部から例
えば後述する実施の形態に例において示されているよう
な位相リセット回路にＯＮを示す制御信号Ｃ２を送る。
制御信号Ｃ２を受けた位相リセット回路は拡散符号の位
相をリセットする（送信部のクロックをリセットする）
ための信号Ｒ１を送信側におくる。この信号Ｒ１を受け
た送信部はクロックをリセットし、受信部と同じ位相の
拡散符号を生成する。以上のような動作を行うことで、
移動局Ｐの送信系の拡散符号と、基地局Ｂの受信系の拡
散符号との位相差は、基地局Ｂと移動局Ｐとの伝搬遅延
のみになる。従って、基地局Ｂの受信部では、非常に短
い時間で符号同期を取ることが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（発明の第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態に係る送受信システムの構成を示すブロック図で
あり、ここでは、変調方式がＣＤＭＡの場合について記
述されている。移動局Ｐは、アンテナ１１、無線部１
２、送信部１３、受信部１４及び位相リセット回路１５
から構成されている。また、基地局Ｂは、アンテナ９
１、無線部９２、送信部９３及び受信部９４から構成さ
れている。

【００１２】基地局Ｂは、送信部９３で拡散変調を行
い、無線部９２を介してアンテナ９１から電波を送信す
る。移動局Ｐは、アンテナ１１から受信したデータＤ１
を無線部１２でベースバンド信号Ｄ２に変調し、受信部
１４に送る。受信部１４では、受信した信号Ｄ２と同期
を取る動作を行う。受信部１４は同期が確立した瞬間
に、受信部の拡散符号の位相を観測し、受信部の拡散符
号の位相が０になったときに、位相リセット回路１５に
ＯＮを示す制御信号Ｃ２を送る。制御信号Ｃ２を受けた
位相リセット回路１５は拡散符号の位相をリセットする
（送信部１３のクロックをリセットする）ための信号Ｒ
１を送信部１３へ送る。信号Ｒ１を受けた送信部１３は
クロックをリセットし、受信部１４と同じ位相の拡散符
号を発生し、移動局Ｐの送信信号Ｅ１を生成して無線部
１２へ出力する。無線部１２は送信信号Ｅ１を無線変調
して送信信号Ｅ２を生成し、アンテナ１１を介して基地
局Ｂに電波を送信する。

【００１３】基地局Ｂでは、アンテナ９１で移動局Ｐか
らの電彼Ｆ１を受信し、無線部９２を介して受信部９４
にベースバンド信号Ｆ２を出力する。受信部９４では、
送信部９３と同じ位相をもつ拡散符号を発生し、同期を
取る動作を行う。このときに移動局Ｐの送信部の拡散符
号の位相と、基地局Ｂの受信部の拡散符号の位相差（時
間差）は、伝搬路遅延の位相差だけである。

【００１４】次に、各部の詳しい説明を行う。 −基地局（送信）− 図２は基地局Ｂの送信部９３の詳細を含む送信側の構成
を示すブロック図である。図２の送信部９３は、ＰＮク
ロック発生器２１、拡散符号発生器２２、拡散変調器２
３、ベースバンドフィルタ２４及びＤ／Ａ変換器２５か
ら構成されている。ＰＮクロック発生器２１は或るタイ
ミングでクロックＣＬＫｓ１を発生する。拡散符号発生
器２２ではそのクロックＣＬＫｓ１に同期した拡散符号
ＰＮｓ１を発生する。拡散変調器２３では、拡散符号Ｐ
Ｎｓ１でデータＤｓ１を拡散変調し、変調データＤｓ２
をベースバンドフィルタ２４を介してＤ／Ａ変換器２５
へ出力する。Ｄ／Ａ変換器２５では変調データＤｓ２を
デジタル／アナログ変換をしてデータＤｓ３を生成して
無線送信部９２Ｓへ出力する。無線送信部９２Ｓでは、
データＤｓ３を無線変調してアンテナ９１を介して移動
局Ｐへ電波を送信する。

【００１５】−移動局（受信）− 図３は移動局Ｐの受信部１４の詳細を含む受信側の構成
を示すブロック図である。図３の受信部１４は、Ａ／Ｄ
変換器３１、拡散符号発生器３２、拡散復調器３３、同
期判定器３４及びＰＮクロック発生器３５から構成され
ている。アンテナ１１から受信したデータＤｒ１は無線
受信部１２Ｒによりベースバンド信号Ｄｒ２に変調さ
れ、Ａ／Ｄ変換器３１に出力される。Ａ／Ｄ変換器３１
では受信したアナログ信号Ｄｒ２をデジタル信号Ｄｒ３
に変換して、拡散復調器３３に出力する。拡散符号発生
器３２では、ＰＮクロック発生器３５のクロックＣＬＫ
ｒ１に同期した拡散符号ＰＮｒ１を発生する。

【００１６】拡散復調器３３では、受信した信号Ｄ３
と、拡散符号発生器３２で発生させた拡散符号ＰＮｒ１
とを掛け合わせて復調し相関値ＣＰ１を求め、相関値Ｃ
Ｐ１を同期判定器３４に出力する。相関値ＣＰ１が同期
判定器３４の「しきい値」以下であるときには、ＰＮク
ロック発生器３５のクロックを変化させる動作をおこな
い、新たなクロックＣＬＫｒ１’に合わせて拡散符号発
生器３２は拡散符号ＰＮｒ１’を発生する。そして、次
にこの新しい拡散符号ＰＮｒ１’を拡散復調器３３で信
号Ｄ３に掛け合わせて相関を取り、相関値ＣＰ１’を求
め、上記と同様に同期判定器３４で同期判定を行う。

【００１７】上記の動作を繰り返して、相関値ＣＰ１が
同期判定器３４の「しきい値」以上になったときには、
送受信の同期が取れたものとみなす。このようにクロッ
クを変化させて拡散符号発生器３２の拡散符号の位相を
変化させることで、送受信の拡散符号の位相差を変える
ことができる。この同期状態のときの拡散符号をＰＮｒ
ｃ１、クロックをＣＬＫｒｃ１とする。

【００１８】同期判定器３４は拡散符号ＰＮｒｃ１の位
相の変化を観測して、拡散符号ＰＮｒｃ１の位相が０に
なったとき（すなわちＰＮｒｃ１の符号系列が初期値に
なったとき）に、位相リセット回路１５にＯＮを示す制
御信号Ｃ２を出力する。同期判定器３４から制御信号Ｃ
２を受け取った位相リセット回路１５は、送信部１３の
クロックをリセットするための信号Ｒ１を送信部１３に
出力する。

【００１９】−移動局（送信）− 図４は移動局Ｐの送信部１３の詳細を含む受信側の構成
を示すブロック図である。図４の送信部１３は、ＰＮク
ロック発生器４１、拡散符号発生器４２、拡散変調器４
３、ベースバンドフィルタ４４及びＤ／Ａ変換器４５か
ら構成されている。位相リセット回路１５から信号Ｒ１
を受信したＰＮクロック発生器４１は、ＰＮのクロック
を初期状態にし、新たに発生したクロックＣＬＫＳ２を
拡散符号発生器４２に出力する。ここで、ＣＬＫＳ２と
ＣＬＫｒｃ１は同じタイミングで動いている。次に、拡
散符号発生器４２ではＣＬＫＳ２に同期した拡散符号Ｐ
ＮＳ２を発生する。拡散変調器４３では、拡散符号ＰＮ
Ｓ２でデータＤＳ１を拡散変調し、変調データＤＳ２を
ベースバンドフィルタ４４を介してＤ／Ａ変換器４５へ
出力する。Ｄ／Ａ変換器４５では変調データＤＳ２をデ
ジタル／アナログ変換してデータＤＳ３を生成して無線
送信部１２へ出力する。無線送信部１２Ｓは、データＤ
Ｓ３を無線変調してアンテナ１１を介して基地局Ｂへ電
波を送信する。

【００２０】−基地局（受信）− 図５は基地局Ｂの受信部９４の詳細を含む受信側の構成
を示すブロック図である。図５の受信部９４は、Ａ／Ｄ
変換器５１、拡散符号発生器５２、拡散復調器５３、同
期判定器５４及びＰＮクロック発生器５５から構成され
ている。アンテナ９１から受信したデータＤＲｌは無線
受信部９２によりベースバンド信号ＤＲ２に変調され、
Ａ／Ｄ変換器５１に出力される。Ａ／Ｄ変換器５１では
受信したアナログ信号ＤＲ２をデジタル信号ＤＲ３に変
換し、拡散復調器５３に出力する。ここで、ＰＮクロッ
ク発生器５５は、ＰＮクロック発生器２１とその初期位
相が合致しており、送信クロックと同じタイミングでク
ロックＣＬＫＲ２を発生する。

【００２１】次に、拡散符号発生器５２では、ＰＮクロ
ック発生器５５のクロックＣＬＫＲ２に同期した拡散符
号ＰＮＲ２を発生する。ここで、移動局の送信部の拡散
符号ＰＮＳ２の位相と、基地局Ｂの拡散符号ＰＮＲ２の
位相の差は、上記の一連の動作を行うことにより、基地
局Ｂと移動局Ｐの伝搬遅延及びハード遅延の差のみとな
る。拡散復調器５３では、受信した信号ＤＲ３と、拡散
符号発生器５２で発生させた拡散符号ＰＮＲ２とを掛け
合わせて復調して相関値ＣＰ２を求め、相関値ＣＰ２を
同期判定器５４に出力する。相関値ＣＰ２が同期判定器
５４の「しきい値」以下であるときには、同期判定器５
４はＰＮクロック発生器５５に制御信号Ｃ５６を出力す
る。制御信号Ｃ５６を受けたＰＮクロック発生器５５
は、クロックＣＬＫＲ２を変化させる（例えば、クロッ
クを一つ進める）動作をおこない、新たなクロックＣＬ
ＫＲ２’を発生する。拡散符号発生器５２は新たなクロ
ックＣＬＫＲ２’に同期した拡散符号ＰＮＲ２’を発生
する。そして、次にこの新しい拡散符号ＰＮＲ２’を拡
散復調器５３で信号ＤＲ３に掛け合わせて相関を取り、
相関値ＣＰ２’を求め、上記と同様にして同期判定器５
４で同期判定を行う。

【００２２】上記の動作を繰り返し、相関値ＣＰ２が同
期判定器の「しきい値」以上になったときには、送受の
同期が取れたものとみなす。ここで、移動局の送信部の
拡散符号ＰＮＳ２と、基地局Ｂの拡散符号ＰＮＲ２との
位相差は、先に説明したように、伝搬遅延及びハード遅
延の差のみになっているので、従来の方法よりＰＮクロ
ック発生器５５のクロックを変える回数が少なくするこ
とができる。従って、同期を取るまでの時間を短縮でき
ることになる。

【００２３】図７は上記の一連の同期動作の概念図を示
すタイミングチャートである。図７からも解るように、
基地局Ｂの受信部９４の同期時間（図のサーチ時間）が
移動局の同期時間（サーチ時間）と比較して短くなって
いることが解る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、移動体通
信の基地局から移動局に対して、基地局の送信側の拡散
符号により拡散変調された信号を送信し、基地局から移
動局に送られてきた信号を、移動局の受信側の拡散符号
により拡散復調をとりつつ符号同期をとり、移動局の送
信側の拡散符号を受信信号の符号同期が確立された際の
受信側の拡散符号と同期させ、移動局から基地局に対し
て、送信側の同期化された拡散符号により拡散変調され
た信号を送信し、そして、移動局から基地局に送られた
信号を、固定局の送信側の拡散符号と同期が取られてい
る固定局の受信側の拡散符号により拡散復調しつつ符号
同期をとるようにしたので、移動局の受信側の拡散符号
と送信側の拡散符号とが同期しており、このため、移動
局の送信系の拡散符号と基地局の受信系の拡散符号との
位相差を小さくすることができ、基地局の受信側では短
い時間で符号同期を取ることが可能になる。これは速い
時間で同期を取る必要があるときに特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る送受信システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２】図１の基地局の送信部の詳細を含む送信側の構
成を示すブロック図である。

【図３】図１の移動局の受信部の詳細を含む受信側の構
成を示すブロック図である。

【図４】図１の移動局の送信部の詳細を含む送信側の構
成を示すブロック図である。

【図５】図１の基地局受信部の詳細を含む受信側の構成
を示すブロック図である。

【図６】図１の実施の形態における同期動作の仕組みを
示したタイミングチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体通信の基地局から移動局に対し
   て、前記固定局の送信側の拡散符号により拡散変調され
   た信号を送信する工程と、 前記基地局から前記移動局に送られてきた信号を、前記
   移動局の受信側の拡散符号により拡散復調しつつ同期を
   取る工程と、 前記移動局の送信側の拡散符号を、受信信号の符号同期
   が確立された際の拡散符号と同期させる工程と、 前記移動局から基地局に対して、前記送信側の同期化さ
   れた拡散符号により拡散変調された信号を送信する工程
   と、 前記移動局から前記基地局に送られてきた信号を、前記
   固定局の送信側の拡散符号と同期が取られている前記固
   定局の受信側の拡散符号により拡散復調しつつ同期を取
   る工程とを有することを特徴とする送受信系の同期方
   式。
2. 【請求項２】 移動局と基地局との間で送受信を行う移
   動通信のシステムにおいて、 前記移動局には、前記基地局から送信されてきた信号を
   受信する手段と、受信側の拡散符号によって受信信号を
   拡散復調しつつ同期を取る手段と、前記受信信号の同期
   化が確立された際に制御信号を生成し、その制御信号に
   基づいて送信側の拡散符号を受信側の拡散符号と同期さ
   せる手段と、送信側のその同期化された拡散符号により
   拡散変調された信号を前記基地局に対して送信する手段
   とを備え、そして、 前記固定局には、前記移動局に対して送信側の拡散符号
   により拡散変調された信号を送信する手段と、前記移動
   局から送信されてきた信号を受信する手段と、その受信
   信号を、前記固定局の送信側の拡散符号と同期が取られ
   ている受信側の拡散符号により拡散復調しつつ同期を取
   を取る手段とを備えたことを特徴とする送受信系の同期
   システム。