(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散符号系列の周期から切り出した複数の期間毎にマッチドフィルタの出力値を積分し、この積分した結果を用いて符号タイミングを判定することにより、直接拡散スペクトル拡散通信における拡散符号の同期捕捉を行なう符号同期捕捉装置において、
隣り合う２つの期間で積分範囲の一部が重複するように前記期間を切り出す手段を具備することを特徴とする符号同期捕捉装置。
【請求項２】
拡散符号系列の周期を複数に分割して得た期間毎にマッチドフィルタの出力値を積分し、この積分した結果から一つまたは複数の期間を特定した後、この特定した期間内に含まれるサンプルを候補として符号タイミングを判定することにより、直接拡散スペクトル拡散通信における拡散符号の同期捕捉を行なう符号同期捕捉装置において、
前記特定された期間の前後の所定数のサンプルを候補に取り込む手段を具備することを特徴とする符号同期捕捉装置。
【請求項３】
拡散符号系列の周期から切り出した複数の期間毎にマッチドフィルタの出力値を積分し、この積分した結果から一つまたは複数の期間を特定した後、この特定した期間内に含まれるサンプルを候補として符号タイミングを判定することにより、直接拡散スペクトル拡散通信における拡散符号の同期捕捉を行なう符号同期捕捉装置において、
隣り合う２つの期間で積分範囲の一部が重複するように前記期間を切り出す手段と、
前記特定された期間の前後の所定数のサンプルを候補に取り込む手段を具備することを特徴とする符号同期捕捉装置。
【請求項４】
拡散符号系列の周期から切り出した複数の期間毎にマッチドフィルタの出力値を積分し、この積分した結果を用いて符号タイミングを判定することにより、直接拡散スペクトル拡散通信における拡散符号の同期捕捉を行なう無線機において、
隣り合う２つの期間で積分範囲の一部が重複するように前記期間を切り出す手段を具備することを特徴とする無線機。
【請求項５】
拡散符号系列の周期を複数に分割して得た期間毎にマッチドフィルタの出力値を積分し、この積分した結果から一つまたは複数の期間を特定した後、この特定した期間内に含まれるサンプルを候補として符号タイミングを判定することにより、直接拡散スペクトル拡散通信における拡散符号の同期捕捉を行なう無線機において、
前記特定された期間の前後の所定数のサンプルを候補に取り込む手段を具備することを特徴とする無線機。
【請求項６】
拡散符号系列の周期から切り出した複数の期間毎にマッチドフィルタの出力値を積分し、この積分した結果から一つまたは複数の期間を特定した後、この特定した期間内に含まれるサンプルを候補として符号タイミングを判定することにより、直接拡散スペクトル拡散通信における拡散符号の同期捕捉を行なう無線機において、
隣り合う２つの期間で積分範囲の一部が重複するように前記期間を切り出す手段と、
前記特定された期間の前後の所定数のサンプルを候補に取り込む手段とを具備することを特徴とする無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直接拡散スペクトル拡散通信方式（ＤＳ−ＳＳ）を採用した無線機およびこの無線機に適用される符号同期捕捉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の無線通信技術の向上は目覚ましく、様々な通信システムおよびこのシステムで使用される無線機が開発され運用されている。そして、耐干渉性および耐雑音特性に優れた通信システムとして、直接拡散スペクトル拡散通信システムが存在する。
【０００３】
この直接拡散スペクトル拡散通信システムは、受け渡す情報信号をこの信号よりもさらに広帯域の拡散符号で帯域拡散して送信する。したがって、受信するときには、この拡散符号系列の同期を行なう必要がある。
【０００４】
従来の符号同期捕捉技術として、拡散符号に対応したマッチドフィルタを用いて相関出力を求め、この出力をメモリに貯えた後、この中で最大のものを選択することにより符号タイミングを得る方式がある。しかしながら、この方式ではサンプル毎の出力を扱うために、回路規模やメモリ等が増大してしまうといった欠点がある。
【０００５】
また、別の符号同期捕捉技術として、マッチドフィルタの出力を瞬時瞬時にしきい値と比較して同期を得る方式がある。しかしながら、この方式ではフェージング等の伝送路の変動がある場合には同期捕捉特性が悪化してしまうといった欠点がある。
【０００６】
このようなことから、回路規模やメモリ等を増大させずに、かつ、伝送路の変動にも対応できる符号同期捕捉技術として、マッチドフィルタの出力を一定区間積分した結果を符号タイミングの判定に用いる方式が提案されている（特願平１０−１２４９２４号）。この方式の機能ブロックを図７に示す。
【０００７】
この方式では、まず、ＲＦ受信部１０１によって得られたベースバンド信号をＡＤ変換器１０２でサンプリングして離散信号に変換する。続いて、この離散信号をマッチドフィルタ１０３に通して拡散符号で逆拡散し、信号電力積分器１０４でこのマッチドフィルタ１０３の出力信号の２乗値を拡散符号の周期を均等に分割した期間（ブロック）毎に積分する。この信号電力積分器１０４に対する積分期間のタイミングの指示は、タイミング生成器１０５により行なう。
【０００８】
次に、この信号電力積分器１０４の積分結果である積分ブロックをメモリ１０６で保持し、ピーク判定部１０７でその積分ブロックのピーク検出を行なう。そして、ピーク判定部１０７で検出された、積分値がピークとなった一つまたは複数のブロック内のサンプルをメモリ１０８ですべて取り込み、ピーク判定部１０９でメモリ１０８に取り込まれたサンプルからピーク検出を行ない、同期タイミングを得る。この処理の流れを図８を用いて詳細に説明する。
【０００９】
マッチドフィルタの出力（ｄ１）は、各ブロック毎に積分され保存される。ブロックは、拡散符号周期Ｔ（ｄ２）を均等分割した期間とする。次に、このブロック毎の積分値（ｄ３）の中から値の大きなものを一つまたは複数特定し、この特定したブロックの位置に含まれるサンプル値をすべて取り込んで保存する（ｄ４）。そして、このサンプルの中からピークを示すものを選び（ｄ５）、それを符号タイミングとする。
【００１０】
以上のような、符号同期捕捉のためにマッチドフィルタの出力を一定区間積分して判定を行なう方式では、特願平１０−１２４９２４号にも記載されているように、従来の方式よりも小さな回路規模と演算量で処理が可能である。また、分割したブロック毎の積分結果を拡散符号系列の複数周期にわたり累積加算することにより、フェージング等の伝送路の変動による同期捕捉の性能劣化を回避することも可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方式は、同期を捕捉しようとするときの真の相関値が積分を行なうブロックの境界に存在する場合に、送受信間のクロックドリフトによって真の相関値のタイミングが隣の期間に移動したことにより、同期捕捉に失敗してしまうおそれがあるといった問題を含んでいる。これは、たとえば図９に示すような場合が考えられる。
【００１２】
ブロック毎に積分を行ない、ピークの存在するブロックの特定（ｅ１）をした時には、図９に示したように、サンプルのピークはブロックＡのｅ２の位置にあったとする。したがって、ブロック内の信号を加算すると、ブロックＡはブロックＢに比較して大きな積分値を示し、ブロックＡが選択される。しかし、次にブロックＡのサンプルを取り込む時（ｅ３）には、ｅ２の位置にあったサンプルのピークがクロックドリフトによってブロックＢのｅ４の位置に移動しているおそれがある。すなわち、この場合には、サンプルを元のブロック内のものだけ取り込んだのでは、ピークを示すサンプルを検出できないことになる。
【００１３】
この発明はこのような実情を考慮してなされたものであり、クロックドリフトの影響を受けない精度の高い符号同期を可能とする符号同期捕捉装置および無線機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、この発明は、クロックドリフトによって積分ブロックの境界付近の相関値を取りこぼすことを回避するために、マッチドフィルタの出力をブロック積分するときに、その積分ブロックを前後のブロックでオーバーラップするようにブロック分けを行なうようにしたものである。
【００１５】
この発明によれば、ブロックの境界付近に真の相関値がある場合に、クロックドリフトによって相関値が隣のブロックに移動してしまうことにより取りこぼすことを回避することができる。
【００１６】
また、この発明は、積分値が大きな値を示す、一つまたは複数の積分ブロックを検出した後にその中から最大のサンプルを検出するときに、候補ブロックとなる当該サンプルに前後の数サンプルを付加したものを用いるようにしたものである。
【００１７】
この発明によれば、積分ブロックを検出した後、その中からピークを示すサンプルを検出する場合に、候補ブロックの前後数サンプルを検出対象に加えることになり、境界付近の相関値を取りこぼさずに検出することを可能とする。
【００１８】
また、この発明は、マッチドフィルタの出力をブロック積分するときに、その積分ブロックを前後のブロックでオーバーラップするようにブロック分けを行なうようにするとともに、積分値が大きな値を示す、一つまたは複数の積分ブロックを検出した後にその中から最大のサンプルを検出するときに、候補ブロックとなる当該サンプルに前後の数サンプルを付加したものを用いるようにしたものである。
【００１９】
この発明によれば、クロックドリフトによって相関値が隣のブロックに移動してしまうことにより取りこぼすことを回避するとともに、候補ブロックの前後数サンプルを検出対象に加えることにより境界付近の相関値を取りこぼすことを回避することから、前述の発明と比較して、より精度の高い符号同期を行なうことが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
まず、この発明の第１実施形態を説明する。図１は、この第１実施形態に係る符号同期捕捉装置の構成を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、この符号同期捕捉装置は、アンテナで受信されたＤＳ−ＳＳ信号をベースバンド信号に周波数変換するＲＦ受信部１０１と、ベースバンド信号をサンプリングして離散的な受信ベースバンド信号を生成するＡＤ変換器１０２と、このＡＤ変換器１０２から出力された離散受信信号を拡散符号で逆拡散するマッチドフィルタ１０３と、このマッチドフィルタ１０３からの相関出力の電力値を積分する信号電力積分器２０１と、この信号電力積分器２０１の積分期間（ブロック）のタイミング信号を生成するタイミング生成器２０２と、信号電力積分器２０１の積分結果である積分ブロックを保持するメモリ１０６と、このメモリ１０６に保持された積分ブロックのピーク検出を行なうピーク検出部１０７と、ピーク判定部１０７で検出された積分ブロック内のサンプルだけを取り込むメモリ１０８と、このメモリ１０８の保持内容をもとに相関ピークのタイミングを判定して符号タイミングを決定するピーク判定部１０９とを備えている。
【００２３】
この符号同期捕捉装置の構成は、図７に示した従来の構成と基本的には変わりないが、マッチドフィルタ１０３の出力の積分範囲を隣り合う2つのブロックでオーバーラップさせるべく、信号電力積分器２０１とタイミング生成部２０２とが動作する点が異なっている。
【００２４】
図２は、このブロック積分を行なう時に積分範囲を隣り合う２つのブロックでオーバラップさせる方式を説明するための図である。
【００２５】
信号電力積分器２０１とタイミング生成部２０２とがマッチドフィルタ１０３の出力の積分範囲を隣り合う2つのブロックでオーバーラップさせるべく動作した結果、ブロックＡおよびブロックＢそれぞれの積分範囲が数サンプル分オーバーラップする（ａ１）。ここで、ブロックの特定の時にはブロックＡにあったピークを示すサンプル（ａ２）が、クロックドリフトによってサンプルを取り込む時にはブロックＡの範囲外（ａ３）に移動したとする。しかしながら、積分範囲をオーバラップさせているために、ブロックの特定の時、ブロックＢでもこのピークを示すサンプルを含んでおり、ブロックＢもブロックＡとともに選択されている。すなわち、ブロックＡで取りこぼした、ピークを示すサンプルは、ブロックＢで検出することができることになる。
【００２６】
このように、この第１実施形態の符号同期捕捉装置においては、クロックドリフトの影響を受けずに精度の高い符号同期を行なうことが可能となる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を説明する。図３は、この第２実施形態に係る符号同期捕捉装置の構成を示す図である。
【００２８】
図３に示すように、この符号同期捕捉装置は、アンテナで受信されたＤＳ−ＳＳ信号をベースバンド信号に周波数変換するＲＦ受信部１０１と、ベースバンド信号をサンプリングして離散的な受信ベースバンド信号を生成するＡＤ変換器１０２と、このＡＤ変換器１０２から出力された離散受信信号を拡散符号で逆拡散するマッチドフィルタ１０３と、このマッチドフィルタ１０３からの相関出力の電力値を積分する信号電力積分器１０４と、この信号電力積分器１０４の積分期間（ブロック）のタイミング信号を生成するタイミング生成器１０５と、信号電力積分器２０１の積分結果である積分ブロックを保持するメモリ１０６と、このメモリ１０６に保持された積分ブロックのピーク検出を行なうピーク検出部１０７と、ピーク判定部１０７の検出結果に応じてメモリ１０８のサンプルの取り込みのタイミング信号を生成するタイミング生成器２０３と、タイミング生成器２０３からのタイミング信号に基づいてサンプルを取り込むメモリ１０８と、このメモリ１０８の保持内容をもとに相関ピークのタイミングを判定して符号タイミングを決定するピーク判定部１０９とを備えている。
【００２９】
この符号同期捕捉装置の構成は、図７に示した従来の構成にタイミング生成器２０３を追加したものであり、このタイミング生成器２０３は、ピーク検出部１０７で検出された積分ブロックのサンプルに加えてその前後数サンプルをメモリ１０８に取り込ませるべく動作する。
【００３０】
図４は、このサンプルを取り込む時に検出されたブロックの前後数サンプルを加える方式を説明するための図である。
【００３１】
この第２実施形態の符号同期捕捉装置では、マッチドフィルタ１０３の出力をブロックに分割して積分するところまでは従来と同じであり、ブロックも拡散符号の周期を均等分割したものである。図４を見ると、ブロックの特定の時にはブロックＡにピークを示すサンプル（ｂ１）が存在しており、ブロックの特定によりブロックＡが選択される（第１実施形態とは異なり、ブロックＢは選択されない）。次に、ブロックＡに含まれるサンプルを取り込むが、クロックドリフトによりブロックＡの範囲から外れてしまう可能性があり、この場合、ピークを示すサンプルを検出できない。そこで、ここでは、サンプルの取り込む範囲をブロックＡの範囲に含まれるものに加えて、図４のように、前後数サンプルを一緒に取り込み、サンプルの選択候補を増やす（ｂ２）。このようにすることにより、特定したブロックから外れてしまったサンプル（ｂ３）も検出することが可能になる。
【００３２】
このように、この第２実施形態の符号同期捕捉装置においては、クロックドリフトの影響を受けずに精度の高い符号同期を行なうことが可能となる。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を説明する。図５は、この第３実施形態に係る符号同期捕捉装置の構成を示す図である。
【００３４】
図５に示すように、この符号同期捕捉装置は、アンテナで受信されたＤＳ−ＳＳ信号をベースバンド信号に周波数変換するＲＦ受信部１０１と、ベースバンド信号をサンプリングして離散的な受信ベースバンド信号を生成するＡＤ変換器１０２と、このＡＤ変換器１０２から出力された離散受信信号を拡散符号で逆拡散するマッチドフィルタ１０３と、このマッチドフィルタ１０３からの相関出力の電力値を積分する信号電力積分器２０１と、この信号電力積分器２０１の積分期間（ブロック）のタイミング信号を生成するタイミング生成器２０２と、信号電力積分器２０１の積分結果である積分ブロックを保持するメモリ１０６と、このメモリ１０６に保持された積分ブロックのピーク検出を行なうピーク検出部１０７と、ピーク判定部１０７の検出結果に応じてメモリ１０８のサンプルの取り込みのタイミング信号を生成するタイミング生成器２０３と、タイミング生成器２０３からのタイミング信号に基づいてサンプルを取り込むメモリ１０８と、このメモリ１０８の保持内容をもとに相関ピークのタイミングを判定して符号タイミングを決定するピーク判定部１０９とを備えている。
【００３５】
この符号同期捕捉装置の構成は、図７に示した従来の構成にタイミング生成器２０３を追加したものであり、このタイミング生成器２０３は、ピーク検出部１０７で検出された積分ブロックのサンプルに加えてその前後数サンプルをメモリ１０８に取り込ませるべく動作する。また、信号電力積分器２０１とタイミング生成部２０２とが、マッチドフィルタ１０３の出力の積分範囲を隣り合う2つのブロックでオーバーラップさせるべく動作する。
【００３６】
図６は、このブロック積分を行なう時に積分範囲を隣り合う２つのブロックでオーバラップさせ、かつ、サンプルを取り込む時に検出されたブロックの前後数サンプルを加える方式を説明するための図である。
【００３７】
信号電力積分器２０１とタイミング生成部２０２とがマッチドフィルタ１０３の出力の積分範囲を隣り合う2つのブロックでオーバーラップさせるべく動作した結果、ブロックＡおよびブロックＢそれぞれの積分範囲が数サンプル分オーバーラップするが、ここでは、ブロックの特定の時にはブロックＡ内であってブロックＢとオーバラップしない位置に存在していたピークを示すサンプル（ｃ１）が、クロックドリフトによってサンプルを取り込む時にはブロックＡの範囲外（ｃ２）に移動したとする。
【００３８】
この場合であっても、ここでは、サンプルの取り込む範囲をブロックＡの範囲に含まれるものに加えて、前後数サンプルを一緒に取り込み、サンプルの選択候補を増やすため（Ｃ２）、オーバーラップさせた範囲を超えて特定したブロックから外れてしまったサンプル（ｃ３）も検出することが可能になる。
【００３９】
このように、この第３実施形態の符号同期捕捉装置においては、第１および第２実施形態の符号同期捕捉装置と比較して、より精度の高い符号同期を行なうことが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、積分ブロックを隣り合う２つの積分ブロックでオーバーラップさせる、あるいは、積分ブロックを特定した後、そのブロックの前後数サンプルを候補サンプルに加えることによって、クロックドリフトが発生しても、精度のよい符号同期を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る符号同期捕捉装置の構成を示す図。
【図２】同第１実施形態のブロック積分を行なう時に積分範囲を隣り合う２つのブロックでオーバラップさせる方式を説明するための図。
【図３】同第２実施形態に係る符号同期捕捉装置の構成を示す図。
【図４】同第２実施形態のサンプルを取り込む時に検出されたブロックの前後数サンプルを加える方式を説明するための図。
【図５】同第３実施形態に係る符号同期捕捉装置の構成を示す図。
【図６】同第３実施形態のブロック積分を行なう時に積分範囲を隣り合う２つのブロックでオーバラップさせ、かつ、サンプルを取り込む時に検出されたブロックの前後数サンプルを加える方式を説明するための図。
【図７】従来のマッチドフィルタの出力を一定区間積分した結果を符号タイミングの判定に用いる方式を説明するための図。
【図８】従来のマッチドフィルタの出力を一定区間積分した結果を符号タイミングの判定に用いる方式の処理の流れを詳細に説明するための図。
【図９】従来のマッチドフィルタの出力を一定区間積分した結果を符号タイミングの判定に用いる方式に含まれる問題を説明するための図。
【符号の説明】
１０１…ＲＦ受信部
１０２…ＡＤ変換器
１０３…マッチドフィルタ
１０４…信号電力積分器
１０５…タイミング生成器（ブロック）
１０６…メモリ（ブロック）
１０８…メモリ（サンプル）
１０７…ピーク検出部（ブロック）
１０９…ピーク検出部（サンプル）
２０１…信号電力積分器
２０２…タイミング生成器（ブロック）
２０３…タイミング生成器（サンプル）
【図１】
0003660516.tif 000002
【図２】
0003660516.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003660516.tif 000005
【図５】
0003660516.tif 000006
【図６】
0003660516.tif 000007
【図７】
0003660516.tif 000008
【図８】
0003660516.tif 000009
【図９】
0003660516.tif 000010