JPH09321664A - 時間窓制御ループによるrake方式スペクトラム拡散受信装置 - Google Patents

時間窓制御ループによるrake方式スペクトラム拡散受信装置

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JPH09321664A
JPH09321664A JP8138069A JP13806996A JPH09321664A JP H09321664 A JPH09321664 A JP H09321664A JP 8138069 A JP8138069 A JP 8138069A JP 13806996 A JP13806996 A JP 13806996A JP H09321664 A JPH09321664 A JP H09321664A
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JP
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phase
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JP8138069A
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English (en)
Inventor
Hideo Tominaga
英雄 冨永
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誤って同期捕捉判定を行う可能性が極めて少
ない時間窓制御ループによるRAKE方式スペクトラム
拡散受信装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 RF受信部2から受信ベースバンド信号
を入力して相関値を出力するマッチドフィルタ3、4
と、相関値等から遅延検波信号を復調する遅延検波器5
と、相関値から包絡線情報を出力する包絡線検波器6
と、包絡線情報から最大比合成係数を出力する最大比合
成係数制御部7と、複数ビット区間巡回積分の結果によ
り同期捕捉判定を行う積分型同期捕捉用時間窓制御部8
と、時間窓による同期保持を行う同期保持部9と、RA
KE合成後情報信号を出力するRAKE合成部10と、
RAKE合成後情報信号を入力してデータ再生を行うデ
ータ再生部11とを有することにより、誤って同期捕捉
判定を行う可能性が極めて少ない時間窓制御ループによ
るRAKE方式スペクトラム拡散受信装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェージング状況
下でも正確に同期捕捉が行え、データ再生が可能となる
時間窓制御ループによるRAKE方式スペクトラム拡散
受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、スペクトラム拡散(SS)方式
は、そのランダム多元接続性、秘話性、耐干渉性のため
に、軍用通信だけでなく、公共通信やパーソナル通信に
も利用されるようになってきた。また、移動体通信を考
えると、SS方式においてもフェージング対策は重要で
ある。そして、SS方式の中でも、強力な耐フェージン
グ特性を有するRAKE方式受信装置の研究開発が活発
になってきている。
【0003】図5は、従来の時間窓制御ループによるR
AKE方式スペクトラム拡散受信装置を示すブロック図
である。図5において、アンテナ1は到来電波を受信し
て受信信号を出力し、RF受信部2はアンテナ1から出
力される受信信号を入力して受信ベースバンド信号I、
Qを出力し、マッチドフィルタ3、4は受信ベースバン
ド信号I、Qを入力し、逆拡散を行い、相関値I、Qを
出力し、遅延検波器5は相関値I、Qとそれらを情報ビ
ット時間遅延した信号との位相差から情報信号I、Qを
復調して遅延検波信号I、Qとして出力し、包絡線検波
器6は相関値IとQの2乗和を出力する。最大比合成係
数制御部7は、包絡線検波器6から出力される相関値I
とQの2乗和(包絡線情報)を基に、後述のRAKE合
成部10で最大比合成を行うための最大比合成係数を出
力し、クロック位相制御型時間窓制御部29はマッチド
フィルタ3、4において受信ベースバンド信号I、Qの
変化点をサンプリングしないように時間窓による同期捕
捉および同期保持を行い、かつその時間窓を出力する。
RAKE合成部10は、クロック位相制御型時間窓制御
部29からの時間窓と最大比合成係数制御部7からの最
大比合成係数と遅延検波器5からの遅延検波信号I、Q
を入力し、RAKE合成を行い、RAKE合成後の情報
信号I、Qを出力する。データ再生部11はRAKE合
成部10から出力されるRAKE合成後情報信号I、Q
を入力してデータ再生を行い、その再生したデータ(再
生データ)を出力する。
【0004】図6は、図5の時間窓制御ループによるR
AKE方式スペクトラム拡散受信装置を構成するクロッ
ク位相制御型時間窓制御部29を示すブロック図であ
る。図6において、ピーク検出部30は包絡線検波器6
から出力される相関値IとQの2乗和を入力し、その2
乗和の1ビット時間内の最大レベルであるピーク値およ
びそのピーク検出タイミングを出力する。チップカウン
タ14は後述のN分周器22からのチップレートfcpを
入力して拡散符号長周期(1情報ビット時間)でチップ
アドレスを出力し、ピーク位相検出部31はピーク検出
部30からピーク検出タイミングを入力した時のチップ
アドレスを示すピーク位相アドレスを出力する。スイッ
チ16は同期捕捉時および同期保持時のいずれかで後段
を切り換える。その後段を構成する時間窓中心位置メモ
リ17は同期捕捉時にピーク位相検出部31からのピー
ク位相アドレスを入力して時間窓中心位置アドレスとし
て記憶し、その時間窓中心位置アドレスを中心とする時
間窓を生成する。同じく後段を構成するピーク位置比較
器18はピーク位相検出部31からのピーク位相アドレ
スと時間窓中心位置メモリ17からの時間窓中心位置ア
ドレスとを比較し、アップ/ダウンカウンタ19はピー
ク位置比較器18での比較結果によりアップまたはダウ
ンのカウントを行う。コンパレータ20はアップ/ダウ
ンカウンタ19からのカウント値の絶対値がスレッショ
ルドと等しくなると{Δf=±(1/N)×チップレー
ト}の位相シフト命令を出力する。発振器21はチップ
レートのN倍のクロックを出力し、N分周器22は発振
器21からチップレートのN倍のクロックを入力し、N
分周してチップレートfcpを出力する。ピーク値メモリ
部23は同期捕捉時にピーク検出部30からのピーク値
を記憶し、同期保持時にその記憶したピーク値を参照ピ
ーク値として出力する。なお、ピーク値メモリ部23か
ら出力される参照ピーク値は理想状態に得られる理論値
に固定した値としてもよい。ピーク劣化検出部24はピ
ーク検出部30から出力されるピーク値が上記参照ピー
ク値に対して一定値以上劣化している場合にピーク劣化
検出信号を出力する。ΣΔf(n)=0検出部25はピ
ーク劣化検出部24からピーク劣化検出信号を入力した
時のコンパレータ20からの{Δf=±(1/N)×チ
ップレート}の位相シフト命令を初期値{Δf(0)=
±(1/N)×チップレート}として入力し、また、そ
れ以降コンパレータ20から順次出力される{Δf=±
(1/N)×チップレート}の位相シフト命令を入力す
る。このときΣΔf(n)=0検出部25はΣΔf
(n)を計算し、ΣΔf(n)=0となると、ピーク劣
化位相信号を出力する。位相制御部26は、コンパレー
タ20からの位相シフト命令とΣΔf(n)=0検出部
25からのピーク劣化位相信号とを同時に入力したとき
はN分周器22に{Δf=±(2/N)×チップレー
ト}だけ位相シフトするように位相制御信号により命令
し、ΣΔf(n)=0検出部25からピーク劣化位相信
号が入力されないときはN分周器22に{Δf=±(1
/N)×チップレート}だけ位相シフトするように位相
制御信号により命令する。
【0005】以上のように構成されたクロック位相制御
型時間窓制御ループによるRAKE方式スペクトラム拡
散受信装置について、その動作を説明する。RF受信部
2は、アンテナ1から受信信号を入力すると、受信信号
を帯域制限してI、Q復調を行い、受信ベースバンド信
号I、Qを出力する。マッチドフィルタ3、4は、受信
ベースバンド信号I、Qを入力し、逆拡散を行い、相関
値I、Qを出力する。遅延検波器5は相関値I、Qを入
力し、それぞれ情報ビット時間だけ遅延した信号との位
相差から情報信号I、Qを復調し、遅延検波信号I、Q
として出力する。包絡線検波器6は相関値I、Qを入力
し、相関値IとQの2乗和を出力する。最大比合成係数
制御部7は、包絡線検波器6の出力である相関値IとQ
の2乗和を入力し、定められたアルゴリズム(例えばRe
cursive Least Squares 等)によりRAKE合成部10
で重み付け合成を行うための重み付け係数を演算し、最
大比合成係数として出力する。RAKE合成部10は、
遅延検波器5からの遅延検波信号I、Q、クロック位相
制御型時間窓制御部29からの時間窓および最大比合成
係数制御部7からの最大比合成係数を入力し、時間窓内
に捕えられた遅延検波信号I、Qに対して最大比合成係
数で重み付けを行って合成し、RAKE合成後情報信号
I、Qを出力する。データ再生部11は、RAKE合成
後情報信号I、Qを入力してデータ再生を行い、再生デ
ータとして出力する。
【0006】次に、図6のクロック位相制御型時間窓制
御部29の動作について説明する。ピーク検出部30は
包絡線検波器6から出力される相関値IとQの2乗和で
ある包絡線検波器出力を入力し、1ビット毎に、チップ
単位で変化する包絡線検波器出力のピーク値およびその
ピーク検出タイミングを出力する。チップカウンタ14
はN分周器22からのチップレートfcpを入力して拡散
符号長周期(1情報ビット時間)でチップアドレスを出
力する。したがって、拡散符号長=127チップのと
き、チップアドレスは0〜126である。ピーク位相検
出部31はピーク検出部30からピーク検出タイミング
を入力した時のチップアドレスをピーク位相アドレスと
して出力する。また、発振器21はチップレートのN倍
のクロックを出力する。
【0007】次に、同期捕捉時の動作について説明す
る。同期捕捉時、スイッチ16はピーク位相検出部31
の出力側と時間窓中心位置メモリ17の入力側とを接続
する。時間窓中心位置メモリ17はピーク位相アドレス
を入力し、時間窓中心位置アドレスとして記憶する。そ
の際、時間窓中心位置アドレスを中心とする時間窓を生
成する。ピーク値メモリ部23はピーク検出部30出力
のピーク値を参照ピーク値として記憶する。また、N分
周器22は位相制御部26から位相制御を受けることな
くチップレートを生成する。
【0008】次に、同期保持時の動作について説明す
る。同期保持時、スイッチ16はピーク位相検出部31
の出力側とピーク位置比較器18の入力側とを接続す
る。時間窓中心位置メモリ17は同期捕捉時記憶した時
間窓中心位置アドレスおよび時間窓を出力する。ピーク
位置比較器18はピーク位相アドレスと時間窓中心位置
アドレスとを比較する。アップ/ダウンカウンタ19
は、ピーク位相アドレスが時間窓中心位置アドレスより
大きい場合は+1を加算し、ピーク位相アドレスが時間
窓中心位置アドレスより小さい場合は−1を加算する。
コンパレータ20はアップ/ダウンカウンタ19出力の
カウント値の絶対値とスレッショルドとが等しくなる
と、{Δf=±(1/N)×チップレート}だけチップ
レートの位相をシフトするように、位相シフト命令を出
力する。ピーク値メモリ部23は同期捕捉時に記憶した
参照ピーク値を出力する。ピーク劣化検出部24はピー
ク検出部30から出力されるピーク値が参照ピーク値に
対して一定値以上劣化している場合にピーク劣化検出信
号を出力する。ΣΔf(n)=0検出部25は、ピーク
劣化検出部24からピーク劣化検出信号を入力した時、
コンパレータ20出力の位相シフト命令に対応した位相
シフト量を初期値{Δf(0)=±(1/N)×チップ
レート}として設定する。それ以降ΣΔf(n)=0検
出部25は、コンパレータ20から順次出力される位相
シフト命令に対応した位相シフト量{Δf(n)=±
(1/N)×チップレート}を加算し、ΣΔf(n)を
計算する。ΣΔf(n)=0となると、チップレートの
位相がピーク劣化検出信号を入力した時の位相となるた
め、包絡線検波器出力のピーク値が劣化する。この劣化
は、マッチドフィルタ3、4入力の受信ベースバンド信
号I、Qの変換点をサンプリングしているからである。
したがって、この劣化を事前に避けるため、ΣΔf
(n)=0検出部25は、ΣΔf(n)=0となると、
ピーク劣化位相信号を出力し、位相制御部26はピーク
劣化位相信号と位相シフト命令とを同時に入力した場
合、N分周器22に{Δf=±(2/N)×チップレー
ト}だけ位相シフトするように位相制御信号により命令
する。また、位相制御部26は、ピーク劣化位相信号を
入力していない時、N分周器22に{Δf=±(1/
N)×チップレート}だけ位相シフトするように位相制
御信号により命令する。また、N分周器22は、位相制
御信号を入力していない時、チップレートのN倍のクロ
ックを入力し、N分周してチップレートfcpを出力す
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成の時間窓制御ループによるRAKE方式スペク
トラム拡散受信装置では、同期捕捉時に、伝送路のノイ
ズやフェージングの影響で、誤って同期捕捉判定を行っ
てしまう場合があるという問題点を有していた。
【0010】この時間窓制御ループによるRAKE方式
スペクトラム拡散受信装置では、誤って同期捕捉判定を
行う可能性が極めて少ないことが要求されている。
【0011】本発明は、伝送路のノイズやフェージング
により誤って同期捕捉判定を行う可能性が極めて少ない
時間窓制御ループによるRAKE方式スペクトラム拡散
受信装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明による時間窓制御ループによるRAKE方式ス
ペクトラム拡散受信装置は、アンテナで受信した受信信
号を入力して受信ベースバンド信号として出力するRF
受信部と、受信ベースバンド信号を入力し、逆拡散を行
い、相関値を出力するマッチドフィルタと、相関値と情
報ビット時間遅延した相関値との位相差から遅延検波信
号を復調する遅延検波器と、相関値から包絡線情報を出
力する包絡線検波器と、包絡線検波器出力の包絡線情報
から最大比合成係数を出力する最大比合成係数制御部
と、同期捕捉時に複数ビット区間巡回積分を行って、そ
の結果により同期捕捉判定を行い、その同期捕捉ポイン
トを中心とする時間窓を出力する積分型同期捕捉用時間
窓制御部と、マッチドフィルタで受信ベースバンド信号
の変化点をサンプリングしないように時間窓による同期
保持を行う同期保持部と、時間窓と前記最大比合成係数
と遅延検波器出力の遅延検波信号とを入力してRAKE
合成を行い、RAKE合成後情報信号を出力するRAK
E合成部と、RAKE合成後情報信号を入力してデータ
再生を行い、再生データを出力するデータ再生部と、を
有するように構成したものである。
【0013】これにより、伝送路のノイズやフェージン
グにより誤って同期捕捉判定を行う可能性が極めて少な
い時間窓制御ループによるRAKE方式スペクトラム拡
散受信装置が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、アンテナで受信した受信信号を入力して受信ベース
バンド信号として出力するRF受信部と、受信ベースバ
ンド信号を入力し、逆拡散を行い、相関値を出力するマ
ッチドフィルタと、相関値と情報ビット時間遅延した相
関値との位相差から遅延検波信号を復調する遅延検波器
と、相関値から包絡線情報を出力する包絡線検波器と、
包絡線検波器出力の包絡線情報から最大比合成係数を出
力する最大比合成係数制御部と、同期捕捉時に複数ビッ
ト区間巡回積分を行って、その結果により同期捕捉判定
を行い、その同期捕捉ポイントを中心とする時間窓を出
力する積分型同期捕捉用時間窓制御部と、マッチドフィ
ルタで受信ベースバンド信号の変化点をサンプリングし
ないように時間窓による同期保持を行う同期保持部と、
時間窓と前記最大比合成係数と遅延検波器出力の遅延検
波信号とを入力してRAKE合成を行い、RAKE合成
後情報信号を出力するRAKE合成部と、RAKE合成
後情報信号を入力してデータ再生を行い、再生データを
出力するデータ再生部と、を有することとしたものであ
り、巡回積分結果で同期捕捉判定が行われるという作用
を有する。
【0015】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、積分型同期捕捉用時間窓制御部は、包
絡線検波器出力の包絡線情報を入力して複数ビット区間
巡回積分を行う積分部と、積分部出力の最大レベルであ
るピーク値およびピーク値の検出タイミングであるピー
ク検出タイミングを出力する積分型ピーク検出部と、チ
ップレートを入力して拡散符号長周期でチップアドレス
を出力するチップカウンタと、ピーク検出タイミングを
入力した時のチップアドレスを示すピーク位相アドレス
を出力する積分型ピーク位相検出部と、同期捕捉時およ
び同期保持時のいずれかで後段を切り替えるスイッチ
と、同期捕捉時にピーク位相アドレスを入力して記憶
し、同期保持時に記憶したピーク位相アドレスを時間窓
中心位置アドレスとして出力し、かつ時間窓中心位置ア
ドレスを中心とする時間窓を出力する時間窓中心位置メ
モリと、を有することとしたものであり、同期捕捉判定
を行うための巡回積分が確実になされるという作用を有
する。
【0016】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、同期保持部は、ピーク位相アドレスと
時間窓中心位置アドレスとを比較するピーク位置比較器
と、ピーク位置比較器での比較結果に基づきアップまた
はダウンのカウントを行うアップ/ダウンカウンタと、
アップ/ダウンカウンタの出力カウント値の絶対値がス
レッショルドと等しくなると{Δf=±(1/N)×チ
ップレート}の位相シフト命令を出力するコンパレータ
と、チップレートのN倍のクロックを出力する発振器
と、チップレートのN倍のクロックを入力し、N分周し
てチップレートを出力するN分周器と、同期捕捉時に積
分型ピーク検出部出力のピーク値を記憶して同期保持時
に記憶したピーク値を参照ピーク値として出力するピー
ク値メモリ部と、参照ピーク値に対して積分型ピーク検
出部出力のピーク値が一定値以上劣化している場合にピ
ーク劣化検出信号を出力するピーク劣化検出部と、ピー
ク劣化検出信号を入力した時のコンパレータ出力の{Δ
f=±(1/N)×チップレート}の位相シフト命令を
初期値{Δf(0)=±(1/N)×チップレート}と
して入力し、初期値以降にコンパレータから順次出力さ
れる{Δf=±(1/N)×チップレート}の位相シフ
ト命令を入力し、ΣΔf(n)を計算し、ΣΔf(n)
=0となるとピーク劣化位相信号を出力するΣΔf
(n)=0検出部と、コンパレータ出力の位相シフト命
令とピーク劣化位相信号とを同時に入力したときN分周
器に{Δf=±(2/N)×チップレート}だけ位相シ
フトするように命令し、ピーク劣化位相信号が入力され
ない時は位相制御信号としてN分周器に{Δf=±(1
/N)×チップレート}だけ位相シフトするように命令
する位相制御部と、を有することとしたものであり、同
期捕捉判定を行うための巡回積分が確実になされるとと
もに、コンパレータ出力の位相シフト命令とピーク劣化
位相信号とを同時に入力したときはN分周器で{Δf=
±(2/N)×チップレート}の位相シフトがなされ、
ピーク劣化位相信号が入力されない時はN分周器で{Δ
f=±(1/N)×チップレート}の位相シフトがなさ
れるという作用を有する。
【0017】請求項4に記載の発明は、積分型同期捕捉
用時間窓制御部内に、積分型ピーク位相検出部出力のピ
ーク位相アドレスと時間窓中心位置メモリ出力の時間窓
とを入力してピーク位相アドレスが時間窓外であればカ
ウントアップするピーク位相積分部と、ピーク位相積分
部出力のカウント値が或るスレッショルド以上になれば
再同期捕捉信号を出力する同期外れ検出部と、を備える
こととしたものであり、ピーク位相アドレスが時間窓外
であればピーク位相積分部がカウントアップするという
作用を有する。
【0018】請求項5に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、ピーク値メモリ部に代えて、出力する
参照ピーク値を理想状態に得られる理論値に固定したピ
ーク値メモリ部を備えることとしたものであり、ピーク
値劣化が参照ピーク値としての理論値に基づいて判定さ
れるという作用を有する。
【0019】以下、本発明の実施の形態について、図1
〜図4を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1による時
間窓制御ループによるRAKE方式スペクトラム拡散受
信装置を示すブロック図である。図1において、アンテ
ナ1、RF受信部2、マッチドフィルタ3、4、遅延検
波器5、包絡線検波器6、最大比合成係数制御部7、R
AKE合成部10、データ再生部11は図5と同様のも
のなので、同一符号を付して、説明は省略する。積分型
同期捕捉用時間窓制御部8は、同期捕捉時に複数ビット
区間巡回積分を行って、その結果に同期捕捉判定を行
い、かつ、その同期捕捉ポイントを中心とする時間窓を
出力する。同期保持部9は、マッチドフィルタ3、4で
受信ベースバンド信号I、Qの変化点をサンプリングし
ないように、時間窓による同期保持を行う。
【0020】図2は図1の時間窓制御ループによるRA
KE方式スペクトラム拡散受信装置を構成する積分型同
期捕捉用時間窓制御部8を示すブロック図である。図2
において、積分部12は、包絡線検波器6の出力である
相関値IとQの2乗和(包絡線情報)を入力し、1ビッ
ト周期毎にチップ単位(もしくはチップ以上の分解能)
で、複数ビット区間巡回積分を行い、積分型ピーク検出
部13は、積分部12出力を入力し、複数ビット区間巡
回積分した結果のピーク値およびそのピーク検出タイミ
ングを出力する。チップカウンタ14はチップレートf
cpを入力して拡散符号長周期(1ビット時間)でチップ
アドレスを出力し、積分型ピーク位相検出部15は積分
型ピーク検出部13からピーク検出タイミングを入力し
た時のチップアドレスを示すピーク位相アドレスを出力
する。スイッチ16は同期捕捉時および同期保持時のい
ずれかで後段を切り換える。スイッチ16の後段を構成
する時間窓中心位置メモリ17は同期捕捉時に積分型ピ
ーク位相検出部15からのピーク位相アドレスを入力し
て時間窓中心位置アドレスとして記憶し、その時間窓中
心位置アドレスを中心とする時間窓を生成する。
【0021】図3は図1の時間窓制御ループによるRA
KE方式スペクトラム拡散受信装置を構成する同期保持
部9を示すブロック図である。図3において、スイッチ
16の後段を構成するピーク位置比較器18は同期保持
時に積分型ピーク位相検出部15からのピーク位相アド
レスと時間窓中心位置メモリ17からの時間窓中心位置
アドレスとを比較し、アップ/ダウンカウンタ19はピ
ーク位置比較器18での比較結果によりアップまたはダ
ウンのカウントを行う。コンパレータ20はアップ/ダ
ウンカウンタ19からのカウント値の絶対値がスレッシ
ョルドと等しくなると{Δf=±(1/N)×チップレ
ート}の位相シフト命令を出力する。発振器21はチッ
プレートのN倍のクロックを出力し、N分周器22は発
振器21からチップレートのN倍のクロックを入力し、
N分周してチップレートfcpを出力する。ピーク値メモ
リ部23は同期捕捉時にピーク検出部30からのピーク
値を記憶し、同期保持時にその記憶したピーク値を参照
ピーク値として出力する。なお、ピーク値メモリ部23
から出力される参照ピーク値は理想状態に得られる理論
値に固定した値としてもよい。ピーク劣化検出部24は
積分型ピーク検出部13から出力されるピーク値が上記
参照ピーク値に対して一定値以上劣化している場合にピ
ーク劣化検出信号を出力する。ΣΔf(n)=0検出部
25はピーク劣化検出部24からピーク劣化検出信号を
入力した時のコンパレータ20からの{Δf=±(1/
N)×チップレート}の位相シフト命令を初期値{Δf
(0)=±(1/N)×チップレート}として入力し、
また、それ以降コンパレータ20から順次出力される
{Δf=±(1/N)×チップレート}の位相シフト命
令を入力する。このときΣΔf(n)=0検出部25は
ΣΔf(n)を計算し、ΣΔf(n)=0となると、ピ
ーク劣化位相信号を出力する。位相制御部26は、コン
パレータ20からの位相シフト命令とΣΔf(n)=0
検出部25からのピーク劣化位相信号とを同時に入力し
たときはN分周器22に{Δf=±(2/N)×チップ
レート}だけ位相シフトするように位相制御信号により
命令し、ΣΔf(n)=0検出部25からピーク劣化位
相信号が入力されないときはN分周器22に{Δf=±
(1/N)×チップレート}だけ位相シフトするように
位相制御信号により命令する。
【0022】以上のように構成された時間窓制御ループ
によるRAKE方式スペクトラム拡散受信装置につい
て、その動作を説明する。RF受信部2は、アンテナ1
から受信信号を入力すると、受信信号を帯域制限して
I、Q復調を行い、受信ベースバンド信号I、Qを出力
する。マッチドフィルタ3、4は、受信ベースバンド信
号I、Qを入力し、逆拡散を行い、相関値I、Qを出力
する。遅延検波器5は相関値I、Qを入力し、それぞれ
1ビット時間だけ遅延した信号との位相差から情報信号
I、Qを復調し、遅延検波信号I、Qとして出力する。
包絡線検波器6は相関値I、Qを入力し、相関値IとQ
の2乗和(包絡線情報)を出力する。最大比合成係数制
御部7は、包絡線検波器6の出力である包絡線情報を入
力し、定められたアルゴリズム(例えばRecursive Leas
t Squares 等)によりRAKE合成部10で重み付け合
成を行うための重み付け係数を演算し、最大比合成係数
として出力する。RAKE合成部10は、遅延検波器5
からの遅延検波信号I、Q、積分型同期捕捉用時間窓制
御部8からの時間窓および最大比合成係数制御部7から
の最大比合成係数を入力し、時間窓内に捕えられた遅延
検波信号I、Qに対して最大比合成係数で重み付けを行
って合成し、RAKE合成後情報信号I、Qを出力す
る。データ再生部11は、RAKE合成後情報信号I、
Qを入力してデータ再生を行い、再生データとして出力
する。
【0023】次に、図2、図3の積分型同期捕捉用時間
窓制御部8、同期保持部9の動作について説明する。積
分部12は包絡線検波器出力(包絡線情報)を入力し、
1ビット周期毎にチップ単位(もしくはチップ以上の分
解能)で、複数ビット区間巡回積分を行う。この巡回積
分により、誤りの少ない正確な同期捕捉が行える。積分
型ピーク検出部13は、積分部12出力(複数ビット区
間巡回積分の積分値)を入力し、その複数ビット区間巡
回積分した結果のピーク値およびそのピーク検出タイミ
ングを出力する。チップカウンタ14はN分周器22か
らのチップレートfcpを入力して拡散符号長周期(1ビ
ット区間)でチップアドレスを出力する。したがって、
拡散符号長=127チップのとき、チップアドレスは0
〜126である。積分型ピーク位相検出部15は積分型
ピーク検出部13からピーク検出タイミングを入力した
時のチップアドレスをピーク位相アドレスとして出力す
る。また、発振器21はチップレートのN倍のクロック
を出力する。
【0024】次に、同期捕捉時の動作について説明す
る。同期捕捉時、スイッチ16は積分型ピーク位相検出
部15の出力側と時間窓中心位置メモリ17の入力側と
を接続する。時間窓中心位置メモリ17はピーク位相ア
ドレスを入力し、時間窓中心位置アドレスとして記憶す
る。その際、時間窓中心位置アドレスを中心とする時間
窓を生成する。ピーク値メモリ部23は積分型ピーク検
出部13出力のピーク値を参照ピーク値として記憶す
る。また、N分周器22は位相制御部26から位相制御
を受けることなくチップレートを生成する。
【0025】次に、同期保持時の動作について説明す
る。同期保持時、スイッチ16は積分型ピーク位相検出
部15の出力側とピーク位置比較器18の入力側とを接
続する。時間窓中心位置メモリ17は同期捕捉時記憶し
た時間窓中心位置アドレスおよび時間窓を出力する。ピ
ーク位置比較器18はピーク位相アドレスと時間窓中心
位置アドレスとを比較する。アップ/ダウンカウンタ1
9は、ピーク位相アドレスが時間窓中心位置アドレスよ
り大きい場合は+1を加算し、ピーク位相アドレスが時
間窓中心位置アドレスより小さい場合は−1を加算す
る。コンパレータ20はアップ/ダウンカウンタ19出
力のカウント値の絶対値とスレッショルドとが等しくな
ると、{Δf=±(1/N)×チップレート}だけチッ
プレートの位相をシフトするように、位相シフト命令を
出力する。ピーク値メモリ部23は同期捕捉時に記憶し
た参照ピーク値を出力する。ピーク劣化検出部24は積
分型ピーク検出部13から出力されるピーク値が参照ピ
ーク値に対して一定値以上劣化している場合にピーク劣
化検出信号を出力する。ΣΔf(n)=0検出部25
は、ピーク劣化検出部24からピーク劣化検出信号を入
力した時、コンパレータ20出力の位相シフト命令に対
応した位相シフト量を初期値{Δf(0)=±(1/
N)×チップレート}として設定する。それ以降ΣΔf
(n)=0検出部25は、コンパレータ20から順次出
力される位相シフト命令に対応した位相シフト量{Δf
(n)=±(1/N)×チップレート}を加算し、ΣΔ
f(n)を計算する。ΣΔf(n)=0となると、チッ
プレートの位相がピーク劣化検出信号を入力した時の位
相となるため、包絡線検波器出力のピーク値が劣化す
る。この劣化は、マッチドフィルタ3、4入力の受信ベ
ースバンド信号I、Qの変換点をサンプリングしている
からである。したがって、この劣化を事前に避けるた
め、ΣΔf(n)=0検出部25は、ΣΔf(n)=0
となると、ピーク劣化位相信号を出力し、位相制御部2
6はピーク劣化位相信号と位相シフト命令とを同時に入
力した場合、N分周器22に{Δf=±(2/N)×チ
ップレート}だけ位相シフトするように位相制御信号に
より命令する。また、位相制御部26は、ピーク劣化位
相信号を入力していない時、N分周器22に{Δf=±
(1/N)×チップレート}だけ位相シフトするように
位相制御信号により命令する。また、N分周器22は、
位相制御信号を入力していない時、チップレートのN倍
のクロックを入力し、N分周してチップレートfcpを出
力する。
【0026】以上のように本実施の形態によれば、積分
部12において包絡線情報を複数ビット区間巡回積分を
行うようにしたので、誤りの少ない正確な同期捕捉が行
える。また、ΣΔf(n)=0検出部25出力のピーク
劣化位相信号により、マッチドフィルタ3、4において
受信ベースバンド信号I、Qの変換点をサンプリングし
ないようにしたので、従来の場合と同様、包絡線検波器
出力(包絡線情報)のピーク値の劣化を事前に防止する
ことができる。
【0027】(実施の形態2)図4は、本発明の実施の
形態2による時間窓制御ループによるRAKE方式スペ
クトラム拡散受信装置を構成する積分型同期捕捉用時間
窓制御部8を示すブロック図である。本実施の形態で
は、同期外れ検出を行い、自動的に再同期捕捉が行える
ことを特徴とする。図4において、積分部12、積分型
ピーク検出部13、チップカウンタ14、積分型ピーク
位相検出部15、スイッチ16、時間窓中心位置メモリ
17は図2と同様のものなので、同一符号を付し、説明
は省略する。図4において、ピーク位相積分部27は、
積分型ピーク位相検出部15から出力されるピーク位相
アドレスと時間窓中心位置メモリ17から出力される時
間窓とを入力し、ピーク位相アドレスが時間窓外であれ
ばカウントアップする。同期外れ検出部28は、ピーク
位相積分部27出力のカウント値が或るスレッショルド
以上になれば再同期捕捉信号を出力する。
【0028】以上のように構成された積分型同期捕捉用
時間窓制御部8の動作について説明する。送信装置と受
信装置との周波数偏差やフェージングなどの影響で、同
期捕捉後に時間窓中心位置アドレス値とピーク位相アド
レス値とが異なる場合ある。上記値が一時的に異なる場
合は問題ないが、ほとんど継続的に異なる場合は同期外
れが生じていると考えられる。そのため、本実施の形態
では、時間窓を送受信周波数偏差やフェージングによる
同期ポイントのずれの許容範囲と考え、ピーク位相積分
部27が時間窓外のピーク位相アドレスをカウントし、
そのカウント値があるスレッショルド以上になれば同期
外れ検出部28は再同期捕捉信号を出力することとし
た。この再同期捕捉信号により、積分型同期捕捉用時間
窓が初期化され、スイッチ16は再び同期捕捉モードを
選択し、再び同期捕捉から行う。また、ピーク位相積分
部27のカウンタは一定周期毎に初期化されるようにし
ておく。
【0029】なお、本実施の形態では、時間窓を同期ポ
イントのずれの許容範囲と考えることとしたが、要求に
よってはその許容範囲として時間窓以外のパラメータを
設定するようにしても良い。
【0030】以上のように本実施の形態によれば、時間
窓外のピーク位相アドレスをカウントアップし、カウン
ト値があるスレッショルド以上になれば同期外れ検出部
28が再同期捕捉信号を出力するようにしたので、送受
信周波数偏差やフェージングなどの影響で同期外れが生
じても、自動的に同期を復帰することができる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明の時間窓制御ループ
によるRAKE方式スペクトラム拡散受信装置によれ
ば、積分型同期捕捉用時間窓制御部において複数ビット
区間巡回積分を行って、その結果により同期捕捉判定を
行うようにしたので、伝送路のノイズやフェージングに
より誤って同期捕捉判定を行う可能性が極めて少ないと
いう有利な効果が得られる。
【0032】また、積分型同期捕捉用時間窓制御部が積
分部、積分型ピーク検出部、積分型ピーク位相検出部等
を有することにより、複数ビット区間巡回積分の結果に
基づいて行う同期捕捉判定を確実なものとすることがで
きるという有利な効果が得られる。
【0033】さらに、同期保持部がピーク位置比較器、
アップ/ダウンカウンタ、コンパレータ、ピーク値メモ
リ部、ピーク劣化検出部、位相制御部等を有することに
より、複数ビット区間巡回積分の結果に基づいて行う同
期捕捉判定を確実なものとすることができるとともに、
包絡線検波器出力のピーク値の劣化を事前に防止するこ
とができるという有利な効果が得られる。
【0034】さらに、時間窓外のピーク位相アドレスを
カウントアップし、カウント値があるスレッショルド以
上になれば同期外れ検出部が再同期捕捉信号を出力する
ようにしたので、送受信周波数偏差やフェージングなど
の影響で同期外れが生じても、自動的に同期を復帰する
ことができるという有利な効果が得られる。
【0035】さらに、参照ピーク値を理想状態に得られ
る理論値に固定したピーク値メモリ部を備えることによ
り、ピーク値メモリ部を簡単化できるという有利な効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による時間窓制御ループ
によるRAKE方式スペクトラム拡散受信装置を示すブ
ロック図
【図2】図1の時間窓制御ループによるRAKE方式ス
ペクトラム拡散受信装置を構成する積分型同期捕捉用時
間窓制御部を示すブロック図
【図3】図1の時間窓制御ループによるRAKE方式ス
ペクトラム拡散受信装置を構成する同期保持部を示すブ
ロック図
【図4】本発明の実施の形態2による時間窓制御ループ
によるRAKE方式スペクトラム拡散受信装置を構成す
る積分型同期捕捉用時間窓制御部を示すブロック図
【図5】従来の時間窓制御ループによるRAKE方式ス
ペクトラム拡散受信装置を示すブロック図
【図6】図5の時間窓制御ループによるRAKE方式ス
ペクトラム拡散受信装置を構成するクロック位相制御型
時間窓制御部を示すブロック図
【符号の説明】
1 アンテナ 2 RF受信部 3、4 マッチドフィルタ 5 遅延検波器 6 包絡線検波器 7 最大比合成係数制御部 8 積分型同期捕捉用時間窓制御部 9 同期保持部 10 RAKE合成部 11 データ再生部 12 積分部 13 積分型ピーク検出部 14 チップカウンタ 15 積分型ピーク位相検出部 16 スイッチ 17 時間窓中心位置メモリ 18 ピーク位置比較器 19 アップ/ダウンカウンタ 20 コンパレータ 21 発振器 22 N分周器 23 ピーク値メモリ部 24 ピーク劣化検出部 25 ΣΔf(n)=0検出部 26 位相制御部 27 ピーク位相積分部 28 同期外れ検出部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンテナで受信した受信信号を入力して受
    信ベースバンド信号として出力するRF受信部と、前記
    受信ベースバンド信号を入力し、逆拡散を行い、相関値
    を出力するマッチドフィルタと、前記相関値と情報ビッ
    ト時間遅延した相関値との位相差から遅延検波信号を復
    調する遅延検波器と、前記相関値から包絡線情報を出力
    する包絡線検波器と、前記包絡線検波器出力の包絡線情
    報から最大比合成係数を出力する最大比合成係数制御部
    と、同期捕捉時に複数ビット区間巡回積分を行って、そ
    の結果により同期捕捉判定を行い、その同期捕捉ポイン
    トを中心とする時間窓を出力する積分型同期捕捉用時間
    窓制御部と、前記マッチドフィルタで受信ベースバンド
    信号の変化点をサンプリングしないように時間窓による
    同期保持を行う同期保持部と、前記時間窓と前記最大比
    合成係数と前記遅延検波器出力の遅延検波信号とを入力
    してRAKE合成を行い、RAKE合成後情報信号を出
    力するRAKE合成部と、前記RAKE合成後情報信号
    を入力してデータ再生を行い、再生データを出力するデ
    ータ再生部と、を有する時間窓制御ループによるRAK
    E方式スペクトラム拡散受信装置。
  2. 【請求項2】前記積分型同期捕捉用時間窓制御部は、前
    記包絡線検波器出力の包絡線情報を入力して複数ビット
    区間巡回積分を行う積分部と、前記積分部出力の最大レ
    ベルであるピーク値および前記ピーク値の検出タイミン
    グであるピーク検出タイミングを出力する積分型ピーク
    検出部と、チップレートを入力して拡散符号長周期でチ
    ップアドレスを出力するチップカウンタと、前記ピーク
    検出タイミングを入力した時のチップアドレスを示すピ
    ーク位相アドレスを出力する積分型ピーク位相検出部
    と、同期捕捉時および同期保持時のいずれかで後段を切
    り替えるスイッチと、同期捕捉時に前記ピーク位相アド
    レスを入力して記憶し、同期保持時に前記記憶したピー
    ク位相アドレスを時間窓中心位置アドレスとして出力
    し、かつ前記時間窓中心位置アドレスを中心とする時間
    窓を出力する時間窓中心位置メモリと、を有する請求項
    1に記載の時間窓制御ループによるRAKE方式スペク
    トラム拡散受信装置。
  3. 【請求項3】前記同期保持部は、前記ピーク位相アドレ
    スと前記時間窓中心位置アドレスとを比較するピーク位
    置比較器と、前記ピーク位置比較器での比較結果に基づ
    きアップまたはダウンのカウントを行うアップ/ダウン
    カウンタと、前記アップ/ダウンカウンタの出力カウン
    ト値の絶対値がスレッショルドと等しくなると{Δf=
    ±(1/N)×チップレート}の位相シフト命令を出力
    するコンパレータと、チップレートのN倍のクロックを
    出力する発振器と、チップレートのN倍のクロックを入
    力し、N分周してチップレートを出力するN分周器と、
    同期捕捉時に前記積分型ピーク検出部出力のピーク値を
    記憶して同期保持時に前記記憶したピーク値を参照ピー
    ク値として出力するピーク値メモリ部と、前記参照ピー
    ク値に対して前記積分型ピーク検出部出力のピーク値が
    一定値以上劣化している場合にピーク劣化検出信号を出
    力するピーク劣化検出部と、前記ピーク劣化検出信号を
    入力した時の前記コンパレータ出力の{Δf=±(1/
    N)×チップレート}の位相シフト命令を初期値{Δf
    (0)=±(1/N)×チップレート}として入力し、
    前記初期値以降に前記コンパレータから順次出力される
    {Δf=±(1/N)×チップレート}の位相シフト命
    令を入力し、ΣΔf(n)を計算し、ΣΔf(n)=0
    となるとピーク劣化位相信号を出力するΣΔf(n)=
    0検出部と、前記コンパレータ出力の位相シフト命令と
    前記ピーク劣化位相信号とを同時に入力したとき前記N
    分周器に{Δf=±(2/N)×チップレート}だけ位
    相シフトするように命令し、前記ピーク劣化位相信号が
    入力されない時は位相制御信号として前記N分周器に
    {Δf=±(1/N)×チップレート}だけ位相シフト
    するように命令する位相制御部と、を有する請求項2に
    記載の時間窓制御ループによるRAKE方式スペクトラ
    ム拡散受信装置。
  4. 【請求項4】前記積分型同期捕捉用時間窓制御部内に、
    前記積分型ピーク位相検出部出力のピーク位相アドレス
    と前記時間窓中心位置メモリ出力の時間窓とを入力して
    前記ピーク位相アドレスが前記時間窓外であればカウン
    トアップするピーク位相積分部と、前記ピーク位相積分
    部出力のカウント値が或るスレッショルド以上になれば
    再同期捕捉信号を出力する同期外れ検出部と、を備えた
    請求項2に記載の時間窓制御ループによるRAKE方式
    スペクトラム拡散受信装置。
  5. 【請求項5】前記ピーク値メモリ部に代えて、出力する
    参照ピーク値を理想状態に得られる理論値に固定したピ
    ーク値メモリ部を備えた請求項3に記載の時間窓制御ル
    ープによるRAKE方式スペクトラム拡散受信装置。
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