JPH11284548A - パイロット信号検出方法及び受信機 - Google Patents

パイロット信号検出方法及び受信機

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JPH11284548A
JPH11284548A JP8424698A JP8424698A JPH11284548A JP H11284548 A JPH11284548 A JP H11284548A JP 8424698 A JP8424698 A JP 8424698A JP 8424698 A JP8424698 A JP 8424698A JP H11284548 A JPH11284548 A JP H11284548A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CDMA方式の信号などを受信する際のパイ
ロット信号の検出が、簡単かつ確実に行えるようにす
る。 【解決手段】 所定の時間幅のウィンドウをほぼ所定期
間毎に周期的に設定し、その設定したウィンドウ内に存
在するパイロット信号を検出すると共に、各周期毎のウ
ィンドウの位置の設定として、直前のウィンドウ内で最
初にパイロット信号が検出されたタイミング(Tref )
から所定期間遅れたタイミング(旧Tref)を、少なく
ともウィンドウの中央よりも前の位置に設定する処理を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パイロット信号検
出方法及び受信機に関し、例えば符号分割多重(CDM
A:Code Division Multiple Access )方式(以下CD
MA方式と称する)により通信を行う場合に適用して好
適なパイロット信号検出方法及びこのパイロット信号の
検出処理を行う受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、1つの基地局を多数の移動局が共
有して通信を行う場合、各移動局との通信回線の干渉を
回避するために、周波数分割方式,時分割多重方式,符
号分割多重方式などの各種通信方式が用いられている。
各方式には、それぞれ利点と欠点があり、運用される通
信システムの目的に応じて使用される通信方式が選択さ
れる。
【0003】例えば、符号分割多重(以下CDMAと呼
ぶ)方式は、各回線毎に割り当てた特定の符号であるP
N(Pseudo random Noise sequence)符号を用いて、同
一搬送周波数の変調波を元の周波数帯域より広い帯域に
拡散(以下これをスペクトラム拡散と呼ぶ)すると共
に、スペクトラム拡散処理を施した各変調波を多重化し
て送信する。また、受信したスペクトラム拡散信号と復
調対象の回線を介して与えられるPN符号との同期をと
ることにより、所望の回線のみを識別する。
【0004】すなわち送信側は、まず各回線に異なるP
N符号を割り当てる。ここでPN符号は、擬似的な乱数
系列符号でなる。送信側はこれらの各回線を介して送信
する各変調波に異なる各PN符号をそれぞれ掛け合わせ
てスペクトラム拡散させる。因みに、各変調波はスペク
トラム拡散処理される以前に所定の変調処理を施されて
いる。こうしてスペクトラム拡散された各変調波は、多
重化されて送信される。
【0005】次に受信側では送信側から伝送されてきた
受信信号に、復調対象となる回線で割り当てられたもの
と同一のPN符号を同期させながら掛け合わせる。こう
して目的の回線を介して伝送された変調波のみを復調す
る。
【0006】このようにCDMA方式では、送信側と受
信側とで互いに同一の符号を設定しておきさえすれば、
直接、呼毎に通信することができる。CDMA方式は各
回線毎にそれぞれ異なるPN符号を用いて変調波をスペ
クトラム拡散処理するため、受信側では復調対象の回線
を介して伝送されたスペクトラム拡散信号しか復調し得
ず、さらにPN符号が擬似的な乱数系列でなるために秘
匿性にすぐれていると言える。
【0007】また、CDMA方式を用いた移動通信シス
テムにおいて、送信側の基地局は移動局側の同期獲得、
維持、クロック再生のためにPN符号を繰り返し送信す
る(以下、これをパイロット信号と呼ぶ)。受信側の移
動局は複数の基地局が送信する各パイロット信号を検出
して、検出されたタイミングをそれぞれ復調器に割り当
てる。ここで移動局では復調器内でPN符号を生成して
いる。復調器はこのPN符号を割り当てられたタイミン
グで、目的の基地局から伝送されてくるスペクトラム拡
散信号に掛け合わせることにより復調する。
【0008】すなわちCDMA方式を用いた移動通信シ
ステムにおいて、各基地局はそれぞれ異なるタイミング
のPN符号をパイロット信号として送信している。移動
局側では、目的の基地局から供給されるパイロット信号
のタイミングを検出し、復調器内で生成したPN符号を
このタイミングに同期させることにより、目的の基地局
から送信されたスペクトラム拡散信号のみを正しく復調
することができる。
【0009】なおここで各基地局がそれぞれ異なるタイ
ミングのPN符号を送信していることは述べたが、PN
符号事自体は同一の符号パターンでなる。すなわち、各
基地局毎に異なるパイロット信号のタイミング差が、そ
のままPN符号の差に相当している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、移動局は移
動した状態で通信を行うことがあるため、受信電波の伝
播環境が時々刻々と変化する。つまり基地局と移動局と
の間にはビル等の障害物があり、また遠方に電波を反射
させる山などがあるために、移動局で受信される電波は
常に複数の反射波の合成で構成されることになる。さら
に、移動局自身がスピードを変えて移動するため、移動
局で検出するパイロット信号の検出タイミングが時々刻
々と変化して、フェージングと呼ばれる現象が発生し、
時にはパイロット信号を検出できない状況が起こる。こ
のようなフェージング環境下でパイロット信号を正しく
検出し続けるために、例えばCDMA方式を通信方式と
して使用した或る無線電話システムでは、移動局が受信
した最も早いタイミングのパイロット信号を時間基準と
して、そのパイロット信号をパイロット信号検索ウィン
ドウの中央に設定することが決められている。
【0011】即ち、例えば図4のAに示すように、パイ
ロット信号検索ウィンドウが設定された状態で、そのウ
ィンドウ内の最初のパイロット信号の検出タイミングT
refを、次のパイロット信号検出期間を決める基準タイ
ミングとする。具体的には、図4のBに示すように、こ
の検出タイミングTref から次にパイロット信号が送信
される所定期間が経過したタイミング(旧Tref とす
る)を、パイロット信号検索ウィンドウの中央に設定
し、そのウィンドウ内でパイロット信号を検出させる。
ここで、このウィンドウ内の最初のパイロット信号の検
出タイミングTrefが、次のウィンドウを設定する上で
基準となるタイミングである新Tref となる。
【0012】ところが、このようにウィンドウを設定し
てパイロット信号の検出処理を行うと、そのときの信号
状態によっては、伝送される全てのパイロット信号が検
索ウィンドウ内に入らず、例えば図4のBに示すよう
に、一部のパイロット信号がウィンドウの外に存在し
て、そのパイロット信号が検出できなくなってしまう。
特に、パイロット信号の到達タイミングが大きく変化す
るフェージング環境や、パイロット信号の到達タイミン
グ遅延が大きい環境になった場合に、パイロット信号の
検出に失敗する確率が高くなる。
【0013】このような事態を防止するためには、より
広い検索ウィンドウを設定して、パイロット信号検出に
失敗する確率を低下させることが考えられるが、このよ
うな処理では、パイロット信号の検出に時間がかかると
共に、その検出に要する電力も増大し、好ましくない状
態になってしまう。
【0014】本発明の目的は、パイロット信号の検出が
簡単かつ確実に行えるようにすることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を解決するため
に、本発明は、所定の時間幅のウィンドウをほぼ所定期
間毎に周期的に設定し、その設定したウィンドウ内に存
在するパイロット信号を検出すると共に、各周期毎のウ
ィンドウの位置の設定として、直前のウィンドウ内で最
初にパイロット信号が検出されたタイミングから所定期
間遅れたタイミングを、少なくともウィンドウの中央よ
りも前の位置に設定するようにしたものである。
【0016】本発明によると、伝送されるパイロット信
号の遅延量が大きい場合でも、その遅延量の大きい各パ
イロット信号が、各周期毎に設定されるウィンドウ内に
存在する可能性が高くなる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図1〜図3を参照して説明する。
【0018】本例においては、複数の基地局からのスペ
クトラム拡散信号がCDMA方式により無線伝送されて
いる状態で、任意の基地局(最も良好に通信できる基地
局)と通信を行う移動局としての端末装置として構成し
たものである。図1は本例の端末装置の構成を示す図
で、端末装置1は、送受信兼用のアンテナ2を備え、こ
のアンテナ2がアンテナ共用器3を介して送信系の回路
と受信系の回路に接続してある。
【0019】受信系の回路としては、アンテナ2で受信
した受信信号S1を、アンテナ共用器3を介して高周波
増幅器4に供給して増幅処理し、この高周波増幅器4の
増幅出力を直交検波回路5に供給して直交検波処理を行
ってベースバンド信号とし、このベースバンド信号を直
交検波回路5内でデジタル信号に変換する。直交検波回
路5が出力するデジタルベースバンド信号S2を、複数
(ここでは3個)の復調器6,7,8とタイミング検出
器9に供給する。
【0020】タイミング検出器9は、基地局が送信する
パイロット信号をベースバンド信号S2から検出する回
路で、この端末装置1による通信を制御する制御部11
からの制御信号S9により、パイロット信号を検出する
タイミングが制御される。その制御処理と、検出器9で
の検出処理については後述する。
【0021】各復調器6,7,8には、タイミング検出
器9が検出したパイロット信号に基づいたタイミング情
報が供給され、各復調器6,7,8ではそのタイミング
情報で指示されたタイミングでベースバンド信号S2を
復調し、それぞれで得られた復調信号S3,S4,S5
を合成器10に供給する。各復調器6,7,8での復調
処理としては、ここではそれぞれの復調器でPN符号を
生成しており、このPN符号をタイミング情報で指示さ
れたタイミングでベースバンド信号S2に掛け合わせる
ことにより復調を行う。各基地局では、送信信号に含ま
れるPN符号のタイミングを各基地局に固有のタイミン
グに設定してある。従って、パイロット信号で示される
タイミングに復調器のPN符号を同期させ、この同期し
たPN符号を用いてベースバンド信号S2を復調するこ
とにより、復調対象の基地局から送信された信号のみを
選択的に復調することができる。
【0022】合成器10は複数の伝送路を介して受信さ
れるマルチパスから得られた復調信号S3,S4,S5
を合成処理する。この際に、各復調信号S3,S4,S
5がそれぞれ異なるタイミングで復調されているため
に、各復調信号S3,S4,S5のタイミングを同期さ
せた上で合成する。合成器10でこのように合成処理す
ることで、合成された受信データS6として、対雑音比
及び対妨害比の大きなデータを生成することができる。
この合成器10で合成された受信データS6を、後段の
受信データ処理回路(図示せず)に供給する。
【0023】また、送信系の回路としては、送信データ
の生成回路(図示せず)で生成された送信データS7を
変調部12に供給する。この変調部12では例えばスペ
クトラム拡散処理とオフセットQPSK(4相位相変
調)処理を施し、変調信号S8を生成させる。生成され
た変調信号S8は、高周波増幅器13で増幅した後、ア
ンテナ共用器3を介してアンテナ2に供給し、無線送信
する。
【0024】次に、受信時に制御部11の制御によりタ
イミング検出器9でパイロット信号を検出する処理を、
図2及び図3を参照して説明する。タイミング検出器9
でのパイロット信号の検出処理としては、ほぼ所定期間
毎に周期的に所定の時間幅のパイロット信号検索ウィン
ドウを設定し、その設定した検索ウィンドウ内の受信信
号に含まれるパイロット信号を検出する処理を行う。こ
の場合、検索ウィンドウを設定する位置が、制御部11
からの制御により決まる。
【0025】図2は本例のタイミング検出器9での検索
ウィンドウの設定状態の一例を示す図で、例えば或るタ
イミングで設定された検索ウィンドウにより、図2のA
に示す状態で、受信信号(ベースバンド信号S2)から
パイロット信号が検出されたとする。ここで制御部11
は、検索ウィンドウ内での検出状態から、電波伝播状況
を評価する。例えば、検索ウィンドウ内で最も早く検出
されるパイロット信号の検出タイミングTref と、検索
ウィンドウ内で最も遅く検出されるパイロット信号の検
出タイミングTlastとを制御部11が判断し、そのタイ
ミングTref とTlastとの遅延量(時間差)から電波伝
播状況を評価する。この遅延量と評価される電波伝播状
況との対応としては、例えば遅延量が大きい場合には、
パイロット信号の到達タイミングが大きく変化するフェ
ージング環境やパイロット信号の到達タイミング遅延が
大きい環境になった場合と判断する。この判断した環境
に応じて、制御部11はタイミング検出器9で次のタイ
ミングに検索ウィンドウを設定する位置を補正する制御
を行う。
【0026】この制御部11の制御による検索ウィンド
ウの設定位置としては、図2のAに示すようにパイロッ
ト信号が検出されてその遅延量を判断したとき、次に検
索ウィンドウを設定する状態を図2のBに示すと、検索
ウィンドウ内で時間基準となるパイロット信号(ここで
は最も早く検出されたパイロット信号を時間基準とす
る)の検出タイミングTref から1周期遅れたタイミン
グ(旧Tref )を、検索対象ウィンドウの中央よりも前
半位置に設定する。
【0027】例えば、検索ウィンドウの時間幅を1とし
て、遅延量が所定の閾値以上であると判断したとき、基
準となるタイミング(旧Tref )を、検索ウィンドウの
先頭からほぼ1/8の位置に設定する。また、遅延量が
所定の閾値を越えていないと判断したとき、基準となる
タイミング(旧Tref )を、検索ウィンドウの先頭から
ほぼ1/4の位置に設定する(例えば図2のBに示す状
態)。また、直前の検索ウィンドウ内でパイロット信号
の検出ができなかったとき、それ以前に検出されたパイ
ロット信号の基準タイミングから、パイロット信号が伝
送される1周期の期間の整数倍遅れたタイミングを、検
索ウィンドウのほぼ中央とした位置に設定する。この基
準となるタイミングを検索ウィンドウのほぼ中央に設定
する状態は、例えば図4のBに従来例として示した状態
と同じである。
【0028】このようにしてタイミング検出器9で設定
された検索ウィンドウ内に検出されたパイロット信号に
基づいて、各復調器6,7,8でPN符号を掛け合わせ
るタイミングが設定されて、CDMA方式の受信信号の
復調処理が行われる。
【0029】次に、制御部11の制御に基づいてタイミ
ング検出器9でパイロット信号検索ウィンドウを設定す
る処理の一例を、図3のフローチャートを参照して説明
する。まず、直前の検索ウィンドウ内でパイロット信号
が検出されたか否か判断する(ステップ101)。な
お、パイロット信号は時々刻々と変化しているので、必
ずしも毎回検出できるとは限らない。
【0030】直前の検索ウィンドウ内でパイロット信号
が検出された場合には、その検索ウィンドウ内での遅延
プロファイルを評価する(ステップ102)。具体的に
は、ここでは検索ウィンドウ内の最も早い検出タイミン
グTref と最も遅い検出タイミングTlastとの時間差
(遅延量)を判断して、評価する。次に、ここで評価し
た状態から、パイロット信号の到達タイミングが大きく
変化するフェージング環境やパイロット信号の到達タイ
ミング遅延が大きい環境であるか否か判断する(ステッ
プ103)。ここでの具体的な判断としては、例えば遅
延量が閾値を越えているか否か判断する。
【0031】この判断で遅延量が閾値を越えていると
き、前回の時間基準パイロット信号タイミング(Tref
)から1周期遅れたタイミング(旧Tref )を、検索
ウィンドウの先頭からほぼ1/8の位置に設定する(ス
テップ104)。また、ステップ103の判断で遅延量
が閾値を越えていないと判断したとき、前回の時間基準
パイロット信号タイミング(Tref )から1周期遅れた
タイミング(旧Tref )を、検索ウィンドウの先頭から
ほぼ1/4の位置に設定する(ステップ105)。さら
に、ステップ101で直前の検索ウィンドウでパイロッ
ト信号が検出できなかったとき、それ以前に検出された
時間基準パイロット信号タイミング(Tref)から所定
周期遅れたタイミング(旧Tref )を、検索ウィンドウ
のほぼ中央とした位置に設定する。
【0032】このように本例の端末装置によると、パイ
ロット信号の遅延状態を評価して、パイロット信号時間
基準を決定し、パイロット信号検索ウィンドウ内におけ
る時間基準の位置を、そのときの評価状態に基づいて可
変設定する補正処理を行って、検索ウィンドウ内でパイ
ロット信号の検出処理を行うことで、パイロット信号の
到達タイミングが大きく変化するフェージング環境やパ
イロット信号の到達タイミング遅延が大きい環境になっ
た場合であっても、パイロット信号の検出に失敗する確
率を低く抑えることができ、基地局との通信状態を良好
に維持することができる。即ち、検出した遅延量が大き
い場合には、検索ウィンドウ内における時間基準の位置
を中央よりも大幅に早い位置に設定して、遅延量の大き
いパイロット信号がウィンドウ内で全て検出できる状態
に設定され、遅延量が小さい場合には、検索ウィンドウ
内における時間基準の位置を中央よりも若干早い位置に
設定して、遅延量の小さいパイロット信号に対応した適
切なウィンドウ位置が設定されて、それぞれの状態で良
好にパイロット信号の検出が行える。従って、検索ウィ
ンドウの時間幅を広げることなく、良好にパイロット信
号が検出できる。また、直前の検索ウィンドウでパイロ
ット信号が検出できない状況であるときには、以前に時
間基準とした位置を中央としてウィンドウを設定するの
で、次のパイロット信号の位置がどのような状況であっ
ても、良好にパイロット信号の検出が行える。
【0033】なお、上述した実施の形態では、そのとき
の状態によって、3段階に検索ウィンドウの設定位置を
可変させる処理を行うようにしたが、より細かく検索ウ
ィンドウの設定位置を可変設定しても良い。或いは、2
段階(例えば時間基準を中央から1/8の位置と1/4
の位置)に可変設定しても良い。また、単に時間基準と
なるタイミングを、検索ウィンドウの中央よりも前の位
置(例えば中央から1/4の位置)に常時固定設定して
も良い。この中央よりも前の位置に固定設定した場合で
も、パイロット信号が検出できなくなる可能性を従来よ
りも低減させることができる。
【0034】
【発明の効果】請求項1に記載したパイロット信号検出
方法によると、伝送されるパイロット信号の遅延量が大
きい場合でも、その遅延量の大きい各パイロット信号
が、各周期毎に設定されるウィンドウ内に存在する可能
性が高くなり、伝送されるパイロット信号を全て検出で
きる可能性が高くなり、ウィンドウの時間幅を広げるこ
となく、短時間で伝送されるパイロット信号を良好に検
出できるようになる。
【0035】請求項2に記載したパイロット信号検出方
法によると、請求項1に記載した発明において、それぞ
れのウィンドウ内で検出されるパイロット信号の遅延量
を検出し、その検出した遅延量に応じて、次の周期のウ
ィンドウの位置を設定することで、そのときのパイロッ
ト信号の受信状況に応じた適切なウィンドウ位置を、可
変で設定することが可能になり、より良好なパイロット
信号の検出が行えるようになる。
【0036】請求項3に記載したパイロット信号検出方
法によると、請求項2に記載した発明において、そのと
きの状態により第1,第2,第3のウィンドウ位置を設
定するようにしたことで、それぞれの状態でのウィンド
ウ位置の設定が、簡単な判断で良好に行える効果を有す
る。
【0037】請求項4に記載した受信機によると、受信
したパイロット信号の遅延量が大きい場合でも、その遅
延量の大きい各パイロット信号が、ウィンドウ設定手段
で設定されるウィンドウ内に存在する可能性が高くな
り、例えば短い時間幅のウィンドウであっても受信した
パイロット信号を全て検出できる可能性が高くなり、伝
送されるパイロット信号を短時間で確実に検出して、そ
のパイロット信号を基準にした受信処理が良好に行える
ようになる。
【0038】請求項5に記載した受信機によると、請求
項4に記載した発明において、受信したパイロット信号
の遅延量に応じて、ウィンドウ位置補正手段で補正する
ウィンドウ位置を可変設定することで、そのときのパイ
ロット信号の受信状況に応じた適切なウィンドウ位置
を、可変で設定することが可能になり、より良好にパイ
ロット信号を検出して、良好な受信処理が行えるように
なる。
【0039】請求項6に記載した受信機によると、請求
項5に記載した発明において、そのときの状態により第
1,第2,第3のウィンドウ位置を設定するようにした
ことで、それぞれの状態での適切なウィンドウ位置の設
定が、簡単な判断処理を行う構成で実現できる効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による移動局の構成例を
示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態によるパイロット信号検
出処理の一例を示すタイミング図である。
【図3】本発明の一実施の形態によるパイロット信号検
索ウィンドウ設定手順の例を示すフローチャートであ
る。
【図4】従来のパイロット信号検出処理の一例を示すタ
イミング図である。
【符号の説明】
1…移動局、5…直交検波回路、6,7,8…復調器、
9…タイミング検出器、11…制御部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スペクトラム拡散信号を受信して、その
    受信したスペクトラム拡散信号から任意のパイロット信
    号を検出するパイロット信号検出方法において、 所定の時間幅のウィンドウをほぼ所定期間毎に周期的に
    設定し、その設定したウィンドウ内に存在するパイロッ
    ト信号を検出すると共に、 上記周期毎のウィンドウの位置の設定として、直前のウ
    ィンドウ内で最初にパイロット信号が検出されたタイミ
    ングから上記所定期間遅れたタイミングを、少なくとも
    ウィンドウの中央よりも前の位置に設定するパイロット
    信号検出方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のパイロット信号検出方法
    において、 上記それぞれのウィンドウ内で検出されるパイロット信
    号の遅延量を検出し、 その検出した遅延量に応じて、次の周期のウィンドウの
    位置を設定するパイロット信号検出方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のパイロット信号検出方法
    において、 直前のウィンドウ内で基準となるパイロット信号を検出
    できないとき、過去にパイロット信号を検出したタイミ
    ングから所定期間の整数倍遅れたタイミングを、ウィン
    ドウのほぼ中央とした第1のウィンドウ位置を設定し、 直前のウィンドウ内で検出したパイロット信号の遅延量
    が所定量以下のとき、上記第1のウィンドウ位置よりも
    前の第2のウィンドウ位置とし、 直前のウィンドウ内で検出したパイロット信号の遅延量
    が所定量以上のとき、上記第2のウィンドウ位置よりも
    さらに前の第3のウィンドウ位置としたパイロット信号
    検出方法。
  4. 【請求項4】 スペクトラム拡散信号を受信して、その
    受信したスペクトラム拡散信号から任意のパイロット信
    号を検出する受信機において、 所定の時間幅のウィンドウをほぼ所定期間毎に周期的に
    設定するウィンドウ設定手段と、 ウィンドウ設定手段で設定されたウィンドウ内の期間に
    受信信号に存在するパイロット信号を検出するパイロッ
    ト信号検出手段と、 上記ウィンドウ設定手段で設定させるウィンドウ位置と
    して、直前のウィンドウ内で最初にパイロット信号が検
    出されたタイミングから上記所定期間遅れたタイミング
    を、少なくともウィンドウの中央よりも前の位置に設定
    するウィンドウ位置補正手段とを備えた受信機。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の受信機において、 上記パイロット信号検出手段で1つのウィンドウ内に検
    出されるパイロット信号の遅延量を検出する遅延量検出
    手段を備え、 この遅延量検出手段が検出した遅延量に応じて、上記ウ
    ィンドウ位置補正手段で補正するウィンドウ位置を設定
    する受信機。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の受信機において、 上記ウィンドウ位置補正手段での補正により設定される
    ウィンドウ位置として、 直前のウィンドウ内で基準となるパイロット信号を検出
    できないとき、過去にパイロット信号を検出したタイミ
    ングから所定期間の整数倍遅れたタイミングを、ウィン
    ドウのほぼ中央とした第1のウィンドウ位置を設定し、 直前のウィンドウ内で検出したパイロット信号の遅延量
    が所定量以下のとき、上記第1のウィンドウ位置よりも
    前の第2のウィンドウ位置とし、 直前のウィンドウ内で検出したパイロット信号の遅延量
    が所定量以上のとき、上記第2のウィンドウ位置よりも
    さらに前の第3のウィンドウ位置とした受信機。
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