(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散変調して送信されたスペクトル拡散信号を、所定時間遅延させた逆拡散符号を用いて逆拡散することにより、所定の遅延時間の信号を前記スペクトル拡散信号より分離する複数の逆拡散手段、これらの逆拡散手段が逆拡散した信号をＲＡＫＥ合成する合成手段、前記逆拡散手段に供給される逆拡散符号を外部から入力された遅延制御信号に応じて遅延させる遅延手段を有するＲＡＫＥ合成手段と、
前記スペクトル拡散信号と参照用拡散符号の相関値を電力に変換した相関電力値とその遅延時間より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段、干渉と熱雑音の時間相関より予め演算された補正係数を遅延時間の偏差ごとに記憶する補正係数記憶手段、相関電力値が最大となる信号の遅延時間と前記遅延プロファイルの信号の遅延時間の偏差を測定し、測定した偏差に応じて前記補正係数記憶手段から読み出した補正係数と前記遅延プロファイルのうち最大の相関電力値を乗算した乗算値を用いて前記遅延プロファイルの相関電力値を補正する遅延プロファイル補正手段、前記遅延プロファイル作成手段が作成した遅延プロファイルのうち相関電力値が最大になる信号を検出し、検出された信号の遅延時間を第一の遅延制御信号として、前記遅延プロファイル補正手段が補正した遅延プロファイルのうち相関電力値が最大になる信号の遅延時間を第二の遅延制御信号として前記遅延手段に出力する信号検出手段を有するＲＡＫＥ合成信号検出手段を備えたことを特徴とするスペクトル拡散受信装置。
【請求項２】
遅延プロファイル補正手段は、遅延プロファイルの相関電力値の平均値を演算する平均値演算手段を有し、前記遅延プロファイルのうち最大の相関電力値から前記平均値演算手段が演算した平均値を減算した値と補正係数を乗算することを特徴とする請求項１に記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項３】
遅延プロファイル作成手段は、相関電力値を所定のしきい値と比較して、相関電力値が所定のしきい値以上か判定するしきい値判定手段を備え、前記しきい値よりも大きい相関電力値より遅延プロファイルを作成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項４】
遅延プロファイル作成手段は、しきい値判定手段によりしきい値よりも相関電力値が大きい信号の相関電力値を記憶する相関電力値記憶手段と、前記しきい値よりも相関電力値が大きい信号の遅延時間を記憶する遅延時間記憶手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項５】
受信スペクトル拡散信号と参照用拡散符号の相関値より作成した遅延プロファイルより相関値が大きい信号を複数個検出し、検出した信号の遅延時間に応じて遅延させた逆拡散符号を用いて前記受信スペクトル拡散信号より分離した信号をＲＡＫＥ合成するスペクトル拡散受信方法において、
前記相関値を電力に変換した相関電力値より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成工程と、
この遅延プロファイル作成工程において作成された遅延プロファイルより相関電力値が最大になる信号の遅延時間を検出する第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程と、
この第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程において検出された前記遅延時間と前記遅延プロファイルの他の信号の遅延時間の偏差を測定し、干渉と熱雑音の時間相関より予め演算されて偏差ごとに記憶された補正係数のうち、前記偏差に対応する補正係数と前記第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程が検出した信号の相関電力値を用いて前記遅延プロファイルを補正する遅延プロファイル補正工程と、
この遅延プロファイル補正工程において補正された遅延プロファイルより相関電力値が最大になる信号の遅延時間を検出する第２のＲＡＫＥ合成信号検出工程を含むことを特徴とするスペクトル拡散受信方法。
【請求項６】
遅延プロファイル補正工程は、遅延プロファイルの相関電力値の平均値を演算するとともに、演算された平均値を用いて前記遅延プロファイルの相関電力値を補正することを特徴とする請求項５に記載のスペクトル拡散受信方法。
【請求項７】
遅延プロファイル作成工程は、相関電力値と所定のしきい値を比較するとともに、相関電力値が前記しきい値よりも大きい信号より遅延プロファイルを作成することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のスペクトル拡散受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散受信装置に関するものであって、特にＲＡＫＥ合成に適した信号を検出するＲＡＫＥ合成信号の検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＳ−ＣＤＭＡ（直接拡散ＣＤＭＡ）方式を用いて通信するスペクトル拡散受信装置は、情報信号を送信するとき、情報信号にＱＰＳＫ等の一次変調を施した後、ＰＮ系列等の拡散符号を用いて拡散変調して送信する。受信側のスペクトル拡散受信装置は、受信したスペクトル拡散信号と所定の参照用拡散符号の相関値を演算して拡散符号の同期位相を検出し、検出した同期位相に基づいて生成した逆拡散符号を用いて受信スペクトル拡散信号を逆拡散する。そして、逆拡散した信号を情報復調することにより情報信号を取り出す。
【０００３】
移動通信環境においては、送信信号のうち一部は、ビルなどの建造物や地形により反射、回折、散乱され、異なる経路を経由して異なる時間に受信側に到達する。例えば、建造物で反射して受信側に到達した反射波は、送信側から受信側に直接到達した直接波に比べて経路長が長いため時間的に遅れて到達する。反射波など時間的に遅れて到達した遅延波と直接波の到達時間差はおよそ数十マイクロ秒程度になる。送信側から受信側に到達する信号の経路をパスといい、送信信号が複数のパスを経由して到来する通信環境のことをマルチパスという。マルチパス環境下では、同じスペクトル拡散信号が異なる時間に複数到達するため、受信側は遅延時間の異なる複数のパスの信号が重畳された多重波を受信することになる。移動体通信では送信側または受信側が動くので、位相の合成具合が常に変化しており、多重波の振幅が変わるフェージングが発生する。
【０００４】
ＲＡＫＥ受信器は、受信した多重波を逆拡散して所定のパスの信号を分離する複数のＲＡＫＥフィンガから出力された信号をコンバイナでＲＡＫＥ合成（最大比合成）して受信信号レベルに応じた重み付けを行う。ＲＡＫＥ受信を行うことにより、受信したマルチパス信号の熱雑音や干渉に対する信号電力比を向上させることができ、ダイバーシチ受信を実現できる。しかしながら、多重波から各パスの信号を逆拡散してＲＡＫＥ合成するためには、ＲＡＫＥ合成に適したパスの信号を複数個選択する必要がある。
【０００５】
ＲＡＫＥ合成に適したパスの信号の選択は、受信スペクトル拡散信号と所定の参照用拡散符号より演算された相関値とその遅延時間をサンプル点ごとに示す遅延プロファイルを用いて行われる。遅延プロファイルのサンプル点のうち相関電力値が大きい信号に情報信号が含まれていると考えられる。したがって、ＲＡＫＥ合成に適したパスの信号の選択は、相関電力値が大きいサンプル点から選択することになる。例えば、逆拡散するＲＡＫＥフィンガを３組備えたスペクトル拡散受信装置の場合、ＲＡＫＥ合成できるパス数は３パスであるため、図１８に示すように相関値が大きい順に３つサンプル点を検出することによりパスの信号を選択する方法がある。
【０００６】
図１８に示すサンプル点間の熱雑音や干渉に時間相関がなければ、相関値が大きい順にサンプル点を検出し、検出したサンプル点の遅延時間に応じてそれぞれ逆拡散した信号をＲＡＫＥ合成すると、ＲＡＫＥ合成後の干渉＋熱雑音で規格化した信号電力Scは最大となり次式で表わすことができる。Siは第iの検出パスタイミングにおける相関電力値を示す。
【０００７】
【数１】
0003943305.tif 000002
【０００８】
しかしながら、実際のサンプル点間の熱雑音や干渉には時間相関があるため、単純に相関値が大きい順に検出したパスの信号をＲＡＫＥ合成したのでは信号電力Scはより小さな値となる。具体的には次式で表わされる。ただし、ｓ=(ｓ1、ｓ2、ｓ3)Tである。また、ｓiはタイミングiに対応する相関値を示す。
【０００９】
【数２】
0003943305.tif 000003
【００１０】
【数３】
0003943305.tif 000004
【００１１】
ρijはタイミングi、j間のノイズや干渉の時間相関係数を表わす。つまり、検出するサンプル点の間隔が狭いほど、いいかえれば、受信側に到達した時刻が極めて近い場合（遅延プロファイルにおいて遅延時間が近接している場合）、これらの信号間の熱雑音や干渉の時間相関は大きくなる。サンプル点間の熱雑音や干渉の時間相関による影響を排し、干渉＋熱雑音で規格化した信号電力を大きくするため、図１９に示すように、検出したサンプル点とは遅延時間が充分に離れたサンプル点より、相関値が大きいサンプル点を順に検出する方法がある。
【００１２】
また、特開平１０−３３６０７２号公報に開示された従来発明は、図２０に示す遅延プロファイルのうち、相関値が最も大きいサンプル点を選択して第１のパスを検出する（図２０（ａ））。そして、既に検出したサンプル点に対して±ｋ個（ｋは自然数）の範囲内に位置するサンプル点を選択対象から除外し、±ｋ個（ｋは自然数）の範囲外のサンプル点から最も相関値が大きいサンプル点を選択して第２のパスを検出する（図２０（ｂ））。そして、第２のパスのサンプル点に対して±ｋ個の範囲外のサンプル点から最も相関値が大きいサンプル点を選択して第３のパスを検出する（図２０（ｃ））。以上説明したように、選択するサンプル点の間隔をｋサンプル以上にして、ＲＡＫＥ合成に適したパスを選択する方法もある。
【００１３】
また、特開平１０−３０８６８８号公報に開示された従来発明は、フェージング変動や送受信のキャリア周波数偏差の影響を排除して平均化を行なうために電力に変換して巡回積分を行い遅延プロファイルを作成する。そして、理想的な受信信号と参照符号の逆拡散結果の理論値を求め、疑似相関除去部により相関値の最大振幅部分を除いた部分を遅延プロファイルから差し引くことにより遅延プロファイルをインパルス状にしてから、ＲＡＫＥ合成するパスを検出する方法が示されている。また、理想的な受信信号と参照符号の逆拡散結果の理論値と受信信号の行列演算によりＲＡＫＥ合成するパスを検出する方法も示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、マルチパス環境下では送信されたスペクトル拡散信号が複数のパスを経由して異なる時間に到達するため、受信側は遅延時間の異なる信号が重畳された多重波を受信することになる。したがって、マルチパスフェージングの影響を除去するためには、所定の参照用拡散符号と受信多重信号の相関値を演算して作成した遅延プロファイルより、ＲＡＫＥフィンガの個数分パスの信号を選択し、選択されたパス信号の遅延時間に応じて多重波を逆拡散することによりパスの信号を分離し、分離されたパスの信号をＲＡＫＥ合成することにより、干渉＋熱雑音に対する信号電力比を改善させる必要がある。したがって、ＲＡＫＥ合成による信号電力比の改善効果を最適にするためには、ＲＡＫＥ合成に適したパスの信号をいかに選択するかが重要となる。
【００１５】
例えば、選択されたパス間で熱雑音や干渉の時間相関が非常に大きい場合にはＲＡＫＥ合成による信号電力比の改善効果は少ない。また、ＲＡＫＥ合成することにより却って信号電力の特性が劣化することもあり得る。このように、ＲＡＫＥ合成による信号電力比改善効果は、各パス信号の熱雑音と干渉の時間相関に大きく依存している。また、ＲＡＫＥ合成復調器を構成するＲＡＫＥフィンガ数には限りがあるので、熱雑音や干渉の時間相関が大きなパス信号はＲＡＫＥ合成せず、熱雑音や干渉の時間相関が小さなパス信号をＲＡＫＥ合成する方が、単純に相関値が大きい順に合成するよりもＲＡＫＥ合成の効果は大きくなる。
【００１６】
特開平１０−３３６０７２号公報に開示された従来発明によると、第１のパスとして検出したサンプル点に対して±ｋ個の範囲内に位置するサンプル点を第２のパスの選択対象から除外するので、ＲＡＫＥ合成することにより特性が改善できるサンプル点であっても第２のパスとして検出できないという問題がある。さらに、第１のパスとして検出したサンプル点に対して±ｋ個の範囲外に位置するサンプル点を、熱雑音や干渉の時間相関に関わらず相関値が大きければ第２のパスとして検出するので、ＲＡＫＥ合成することにより特性が劣化する可能性もある。つまり、従来発明は、熱雑音や干渉の時間相関を考慮して各パスを検出していないため、検出した各パスの信号の遅延時間に応じて逆拡散した信号をＲＡＫＥ合成すると却って信号特性が劣化する可能性がある。
【００１７】
また、特開平１０−３０８６８８号公報に開示された従来発明によると、電力に変換して巡回積分を行って遅延プロファイルを作成する。しかし、この遅延プロファイルは電力に変換した影響が考慮されていないため、ＲＡＫＥ合成するのに最適なパスを検出することができない。また、特開平１０−３０８６８８号公報に開示された従来発明によると、遅延プロファイルをインパルス状にしてからＲＡＫＥ合成するパスを検出する。しかし、ＲＡＫＥ合成して特性が改善できるパスであっても切り捨ててしまい、また、ＲＡＫＥ合成することにより特性が劣化するパスであっても電力が大きければ検出してしまうという問題がある。また、電圧レベルで巡回加算を行い、電圧レベルで遅延プロファイルを補正しているが、電圧レベルの遅延プロファイルの信号対干渉比は劣悪で補正を行なうことが困難である。
【００１８】
拡散符号がシンボル周期より長い長周期拡散符号が用いられた場合や、既知送信シンボル列の長さが長い場合は、受信信号と参照符号の逆拡散結果の理論値を求める演算は膨大なものとなり装置の回路規模が大きくなってしまう。したがって、ＲＡＫＥ合成パスタイミングの検出のたびに膨大な演算処理を行うことにより消費電力が増大する。例えば、都市部でセル半径１０ｋｍ、チップレート４ＭＨｚ程度を考えると遅延の広がりは２５６チップ程度考慮する必要があり、４倍のオーバサンプルで動作すると１０２４×１０２４程度の行列を逆行列する必要がある。これは高速で移動する移動局の伝搬環境に追従してＲＡＫＥ合成に適したパスの信号を検出するにはあまりにも演算量が膨大で現実的ではない。また、この逆行列は必ず存在する保証がなく、逆行列が存在せずＲＡＫＥ合成パスタイミングが検出できない場合がある。
【００１９】
また、特開平１０−３０８６８８に開示された従来発明によると、遅延プロファイルを補正する疑似相関除去部とＲＡＫＥ合成するパスを検出する同期検出部が別構成となっているので、ハードウエアの規模が大きくなり、消費電力も増大するという問題がある。
【００２０】
本発明は、以上説明した問題点を解決するためになされたもので、熱雑音や干渉の時間相関を考慮してＲＡＫＥ合成に適したパスの信号を選択するとともに、選択したパス信号をＲＡＫＥ合成することにより干渉、熱雑音に対する信号電力比を改善するスペクトル拡散受信装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、拡散変調して送信されたスペクトル拡散信号を、所定時間遅延させた逆拡散符号を用いて逆拡散することにより、所定の遅延時間の信号を前記スペクトル拡散信号より分離する複数の逆拡散手段、これらの逆拡散手段が逆拡散した信号をＲＡＫＥ合成する合成手段、前記逆拡散手段に供給される逆拡散符号を外部から入力された遅延制御信号に応じて遅延させる遅延手段を有するＲＡＫＥ合成手段と、
前記スペクトル拡散信号と参照用拡散符号の相関値を電力に変換した相関電力値とその遅延時間より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段、干渉と熱雑音の時間相関より予め演算された補正係数を遅延時間の偏差ごとに記憶する補正係数記憶手段、相関電力値が最大となる信号の遅延時間と前記遅延プロファイルの信号の遅延時間の偏差を測定し、測定した偏差に応じて前記補正係数記憶手段から読み出した補正係数と前記遅延プロファイルのうち最大の相関電力値を乗算した乗算値を用いて前記遅延プロファイルの相関電力値を補正する遅延プロファイル補正手段、前記遅延プロファイル作成手段が作成した遅延プロファイルのうち相関電力値が最大になる信号を検出し、検出された信号の遅延時間を第一の遅延制御信号として、前記遅延プロファイル補正手段が補正した遅延プロファイルのうち相関電力値が最大になる信号の遅延時間を第二の遅延制御信号として前記遅延手段に出力する信号検出手段を有するＲＡＫＥ合成信号検出手段を備えたものである。
【００２２】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、遅延プロファイルの相関電力値の平均値を演算する平均値演算手段を有し、前記遅延プロファイルのうち最大の相関電力値から前記平均値演算手段が演算した平均値を減算した値と補正係数を乗算する遅延プロファイル補正手段を備えたものである。
【００２３】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、相関電力値を所定のしきい値と比較して、相関電力値が所定のしきい値以上か判定するしきい値判定手段を備え、前記しきい値よりも大きい相関電力値より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段を備えたものである。
【００２４】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、しきい値判定手段によりしきい値よりも相関電力値が大きい信号の相関電力値を記憶する相関電力値記憶手段と、前記しきい値よりも相関電力値が大きい信号の遅延時間を記憶する遅延時間記憶手段を有する遅延プロファイル作成手段を備えたものである。
【００２５】
この発明にかかるスペクトル拡散受信方法は、受信スペクトル拡散信号と参照用拡散符号の相関値より作成した遅延プロファイルより相関値が大きい信号を複数個検出し、検出した信号の遅延時間に応じて遅延させた逆拡散符号を用いて前記受信スペクトル拡散信号より分離した信号をＲＡＫＥ合成するスペクトル拡散受信方法において、
前記相関値を電力に変換した相関電力値より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成工程と、
この遅延プロファイル作成工程において作成された遅延プロファイルより相関電力値が最大になる信号の遅延時間を検出する第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程と、
この第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程において検出された前記遅延時間と前記遅延プロファイルの他の信号の遅延時間の偏差を測定し、干渉と熱雑音の時間相関より予め演算されて偏差ごとに記憶された補正係数のうち、前記偏差に対応する補正係数と前記第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程が検出した信号の相関電力値を用いて前記遅延プロファイルを補正する遅延プロファイル補正工程と、
この遅延プロファイル補正工程において補正された遅延プロファイルより相関電力値が最大になる信号の遅延時間を検出する第２のＲＡＫＥ合成信号検出工程を含むものである。
【００２６】
また、この発明にかかるスペクトル拡散受信方法は、遅延プロファイルの相関電力値の平均値を演算するとともに、演算された平均値を用いて前記遅延プロファイルの相関電力値を補正する遅延プロファイル補正工程を含むものである。
【００２７】
また、この発明にかかるスペクトル拡散受信方法は、相関電力値と所定のしきい値を比較するとともに、相関電力値が前記しきい値よりも大きい信号より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成工程を含むものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明に係るスペクトル拡散受信装置の構成を示すブロック図である。図２はＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器の構成を示すブロック図である。図１において、１はアンテナ、２はＲＦ増幅器、３Ａ、３Ｂはミクサ、４は局部発振器、５は９０°移相器、６Ａ、６Ｂは低域通過フィルタ、７Ａ、７ＢはＡ／Ｄ変換器、８はＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器、９はＲＡＫＥ合成復調器、１０はディジタル処理回路である。
【００２９】
次に構成および動作について説明する。局部発振器４は、希望信号にほぼ等しい周波数の局部発振信号をミクサ３Ａ、３Ｂに供給する。ミクサ３Ｂと局部発振器４の間には９０°移相器５が設けられている。この９０°移相器５は局部発振器４から出力された局部発振信号を９０度移相してミクサ３Ｂに出力する。また、これらのミクサ３Ａ、３Ｂには局部発振信号のほか、アンテナ１を介して入力され、ＲＦ増幅器２において増幅されるとともに２チャンネルに分配された受信多重信号が入力される。ミクサ３Ａ、ミクサ３Ｂ、局部発振器４、９０°移相器５は受信したスペクトル拡散信号を直交検波してＩチャネルベースバンド信号、Ｑチャネルベースバンド信号を出力する。
【００３０】
低域通過フィルタ６Ａは、ミクサ３ＡからＩチャネルベースバンド信号が入力され、低域通過フィルタ６Ｂは、ミクサ３ＢからＱチャネルベースバンド信号が入力される。低域通過フィルタ６Ａおよび低域通過フィルタ６ＢはＩチャネルベースバンド信号とＱチャネルベースバンド信号を濾波して希望信号を取り出すものである。濾波されたＩチャネルベースバンド信号、Ｑチャネルベースバンド信号はＡ／Ｄ変換器７Ａ、７Ｂに出力されて、アナログ信号からディジタル信号に変換される。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器７ＡおよびＡ／Ｄ変換器７Ｂは、アナログ信号であるＩチャネルベースバンド信号とＱチャネルベースバンド信号をサンプリング等の処理を行ってディジタル信号に変換し、Ｉチャネルディジタル信号、Ｑチャネルディジタル信号をＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８およびＲＡＫＥ合成復調器９に出力する。
【００３２】
次にＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８、ＲＡＫＥ合成復調器９について説明する。マルチパス環境下では送信されたスペクトル拡散信号が複数のパスを経由して異なる時間に到達するため、受信側は遅延時間の異なる信号が重畳された多重波を受信することは既に説明した。したがって、マルチパスフェージングの影響を除去するためには、所定の参照用拡散符号とＩチャネル、Ｑチャネルディジタル信号（この時点では複数のパスの信号が含まれた多重信号である）の相関値を演算して作成した遅延プロファイルより、ＲＡＫＥ合成に適したパスの信号をＲＡＫＥフィンガの個数分選択し、選択されたパス信号の遅延時間に応じて多重波を逆拡散することによりパスの信号を分離し、分離されたパスの信号をＲＡＫＥ合成する必要がある。
【００３３】
遅延プロファイルを作成して、ＲＡＫＥ合成に適したパスの信号を選択するとともに選択された信号の遅延時間を遅延制御信号として出力するのがＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８であり、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８が検出したパス信号の遅延時間に応じて遅延させた逆拡散コードを用いて多重波を逆拡散して所定のパスの信号を分離し、分離されたパスの信号をＲＡＫＥ合成するとともに、情報復調するのがＲＡＫＥ合成復調器９である。ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８は検出したパス信号の遅延時間を遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器９に出力し、ＲＡＫＥ合成復調器９は、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８から出力された遅延制御信号に応じて遅延させた逆拡散符号を用いて多重信号を逆拡散し、逆拡散した各パスの信号をＲＡＫＥ合成することにより干渉＋熱雑音に対する信号電力比を最適に改善することが可能となる。ＲＡＫＥ合成復調器９において逆拡散およびＲＡＫＥ合成され、情報復調された復調信号はディジタル処理回路１０にて誤り訂正処理等がなされて情報信号が再現される。
【００３４】
図２は、図１に示すスペクトル拡散受信装置の備えられたＲＡＫＥ合成タイミング検出器８の構成を示すブロック図である。図２において、１１はマッチドフィルタ、１２は電圧巡回積分器、１３は電力変換器、１４は切り換え手段、１５は加算器、１６は電力巡回積分メモリ、１７はアドレス生成手段、１８は最大値検出器、１９は偏差測定器、２０は補正係数ＲＯＭ、２１は乗算器である。図２に示すＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８は、所定の参照用拡散符号とＩチャネル、Ｑチャネルディジタルデータの相関値を演算して遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成モードと、ＲＡＫＥ合成に適したパスの信号をＲＡＫＥフィンガの個数分選択するＲＡＫＥ合成パスタイミング検出モードの２つの動作モードを切り換えながら動作する。
【００３５】
次に図２に示すＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８の構成と動作について説明する。遅延プロファイルを作成するときには、切り換え手段１４は電力変換器１３と加算器１５間で信号経路を形成するように切り換える。遅延プロファイル作成モードにおいて、Ａ／Ｄ変換器７Ａから出力されたＩチャネルディジタルデータ、およびＡ／Ｄ変換器７Ｂから出力されたＱチャネルディジタルデータはマッチドフィルタ１１に入力される。マッチドフィルタ１１は所定の参照用拡散符号とＩチャネルディジタルデータおよびＱチャネルディジタルデータの相関演算を行い１サンプルごとに相関値を電圧巡回積分器１２に出力する。マッチドフィルタ１１はトランスバーサルフィルタであり、データシフトレジスタを備えトランスバーサルフィルタの重み係数として参照用拡散符号を入力したものでサンプルごとに相関値を出力する。
【００３６】
図３はマッチドフィルタ１１の出力を示す図である。図３において、（a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ異なるタイミングのマッチドフィルタ１１出力である。しかし、マッチドフィルタ１１の出力段では熱雑音や他チャンネル干渉が多く、殆ど信号成分を観測することはできない。そこで、電圧巡回積分器１２は、マッチドフィルタ１１からサンプルごとに出力された図３（a)〜(d)に示す相関値を遅延時間ごとに対し合わせる巡回積分を行い、干渉と熱雑音に対する信号電力比を改善させる。図４は電圧巡回積分器１２の出力を示す図である。電圧巡回積分器１２における巡回積分の結果、図４では図３に比べて鋭いピークが現れており、信号らしきレベルを観測することができる。つまり、電圧巡回積分によって干渉と熱雑音に対する信号電力比が不十分ながら改善されていることがわかる。
【００３７】
電圧巡回積分器１２が出力した相関値の干渉＋熱雑音に対する信号電力比を改善するにはさらに電圧巡回積分する必要がある。しかし、フェージング変動や送受信間の搬送波周波数偏差の影響でこれ以上電圧巡回積分しても同相で加算することができない。そこで、電力計算器１３は図４（ａ）〜（ｄ）に示す相関値を遅延時間ごとに電力に変換し、切り換え手段１４を介して加算器１５、電力巡回積分メモリ１６に出力する。そして、加算器１５と電力巡回積分メモリ１６は、電力計算器１３から出力された相関電力値を遅延時間ごとに対し合わせる電力巡回積分を行うことにより干渉＋熱雑音に対する信号電力比をさらに改善させる。巡回積分することにより干渉＋熱雑音に対する信号電力比が改善された相関電力値は電力巡回積分メモリ１６に書き込まれる。
【００３８】
また、アドレス生成手段１７は、それぞれ所定の相関電力値を有するサンプル点を識別するためのアドレスとしてアドレス番号を電力巡回積分メモリ１６に出力する。以上の処理により、それぞれ所定の相関電力値を有するサンプル点が遅延時間ごとに配列されて、それぞれアドレス番号を付されたサンプル点を記録した遅延プロファイルが作成される。作成された遅延プロファイルは電力巡回積分メモリ１６に記憶される。図５は遅延プロファイルを示す図である。図５に示す遅延プロファイルによると、６４個のサンプル点のうち、アドレス番号が２０〜３０のサンプル点の相関電力が大きいことが分かる。図２に示すＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８は、以上の処理により作成された遅延プロファイルを用いてＲＡＫＥ合成に適したパスの信号を選択する。
【００３９】
遅延プロファイルを用いてＲＡＫＥ合成に適したパスの信号を選択し、その遅延時間を検出するＲＡＫＥ合成パスタイミング検出を行うときには、切り換え手段１４は乗算器２１と加算器１５間で信号経路を形成するように切り換える。以下、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出について図２と図６〜図８を用いて説明する。図６は第１のパス検出に用いる遅延プロファイルと第１のパス検出を説明する説明図である。図７は第２のパス検出に用いる遅延プロファイルと第２のパス検出を説明する説明図である。図８は第３のパス検出に用いる遅延プロファイルと第３のパス検出を説明する説明図である。また、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出を説明する数値を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0003943305.tif 000005
【００４１】
表１のうち、「第１のパス検出時の相関電力値」の欄に示す数値は、図６に示す遅延プロファイルのサンプル点の相関電力値を示す。また、表１の「第２のパス検出時の相関電力値」および「第３のパス検出時の相関電力値」は、それぞれ図７、図８に示す遅延プロファイルのサンプル点の相関電力値を示す。
【００４２】
ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出モードにおいて、最大値検出器１８は、電力巡回積分メモリ１６から遅延プロファイルを読み出し、表１に示す各サンプル点の相関電力値を比較する。そして、表１および図６に示すように、相関電力値が２１１のサンプル点を第１のパスとして選択して、その相関電力値（２１１）を検出相関値として乗算器２１に出力する。また、最大値検出器１８は、第１のパスとして選択したサンプル点の遅延時間を遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器９に出力し、また、アドレス番号（２４）を図２に示すｙとして偏差測定器１９に出力する。偏差測定器１９には図２に示すｘとして、アドレス生成手段１７から遅延プロファイルの全てのアドレス番号（１〜６４）が順に入力される。
【００４３】
偏差測定器１９はｘとして入力されたアドレス番号（１〜６４）と、ｙとして入力されたアドレス番号（２４）の偏差の絶対値（｜ｘ−ｙ｜）を演算する。例えば、アドレス番号１（ｘ＝１）のサンプル点とアドレス番号２４（ｙ＝２４）のサンプル点の偏差の絶対値は｜１−２４｜＝２３となる。また、アドレス番号が２３、２５（ｘ＝２３、ｘ＝２５）の信号は双方とも偏差が１となる。受信側への到達時間が極めて近い信号、すなわち、偏差が近い信号同士は互いに干渉しやすいので、遅延時間が近接した信号をＲＡＫＥ合成するパスとして選択するのは不適である。つまり、偏差測定器１９が行う処理は、第１のパスとして選択したアドレス番号２４のサンプル点の遅延時間に対する他のサンプル点の遅延時間の偏差を測定して、第１のパスとＲＡＫＥ合成するのに適したパスと不適なパスを区別するために行うものである。偏差測定器１９は演算した偏差の絶対値を補正係数ＲＯＭ２０に出力する。補正係数ＲＯＭ２０には偏差（０〜１０）に対応する補正係数が記憶される。偏差に対応した補正係数の一例を表２に示す。
【００４４】
【表２】
0003943305.tif 000006
【００４５】
補正係数ＲＯＭ２０に記憶される補正係数は干渉や熱雑音の時間相関から求められる。まず、理想的な時間相関は以下の式で表される。
【００４６】
【数４】
0003943305.tif 000007
【００４７】
また、熱雑音の時間相関は以下の式で表される。
【００４８】
【数５】
0003943305.tif 000008
【００４９】
そして、受信信号に想定される干渉電力と熱雑音の比率をａ：ａ−１（ａ＝０．８）として補正係数を以下の式で演算する。
【００５０】
【数６】
0003943305.tif 000009
【００５１】
さらにディジタルで時間が離散系となっているためのタイミングジッタを考慮して、
【００５２】
【数７】
0003943305.tif 000010
【００５３】
さらに、ノイズにより遅延プロファイルにばらつきがあることを考慮して、係数ｋ（ｋ＝１．１）を乗じる。また、必要に応じて、検出した信号の±１／２chip以内に割り当てを行わないなど条件を付けて以下の式で補正係数を演算する。
【００５４】
【数８】
0003943305.tif 000011
【００５５】
以上説明したように補正係数は干渉や熱雑音の時間相関より求められる。またタイミング差が2/4chip程度では、割り当ては行われないのでタイミング差が０から２では係数は−１以下の値ならどのような値でも用いることができる。補正係数ＲＯＭ２０は、偏差測定器１９が出力した偏差の絶対値に応じて補正係数を読み出して乗算器２１に順に出力する。例えば、表２に示すように、偏差測定器１９から入力された偏差が０〜２であれば−１を、偏差が３であれば−０．１５を、偏差が１０であれば−０．０２を乗算器２１に出力する。また、偏差が１１以上の場合には０を出力する。相関電力値が最も大きいサンプル点のアドレス番号は２４であるため、偏差が１０以内のサンプル点はアドレス番号が１４から３４のサンプル点である。補正係数ＲＯＭ２０はアドレス番号が１４〜３４のサンプル点の相関電力値を補正するための係数をアドレス番号順に出力する。
【００５６】
乗算器２１は最大値検出器１８が出力した検出相関値（２１１）と補正係数ＲＯＭ２０が出力したアドレス番号が１４〜３４に対応する補正係数を乗算して、乗算結果を切り換え手段１４を介して加算器１５に出力する。乗算結果は表１の「検出相関値に補正係数を乗じた値」の欄に示すとおりである。例えば、偏差が１０であるアドレス番号１４の場合、補正係数−０．０２を検出相関値２１１に乗算して、乗算結果−４．２を加算器１５に出力する。アドレス番号１５〜３４についても同様に補正係数と検出相関値を乗算し加算器１５に出力する。加算器１５は、乗算器２１から出力された乗算結果と、対応するアドレス番号の相関電力値を加算して遅延プロファイルの相関電力値を補正する。補正結果は表１の「第２のパス検出時の相関電力値」の欄に示すとおりである。
【００５７】
例えば、アドレス番号が１４の相関電力値は、もとの相関電力値２６．８と乗算結果−４．２が加算された結果２２．６に補正される。同様にアドレス番号１５〜３４の相関電力値も補正される。なお、検出相関値のアドレス番号２４に対する偏差が２以内のアドレス番号２２〜２６のサンプル点の相関電力値はいずれも０に補正される。以上説明した処理により補正された、表１の「第２のパス検出時の相関電力値」に示す相関電力値は電力巡回積分メモリ１６に出力されて、図７に示す第２のパス検出用の遅延プロファイルが作成される。
【００５８】
第２のパス検出も第１のパス検出と同様の処理で行われる。すなわち、最大値検出器１８は、電力巡回積分メモリ１６から第２のパス検出時の遅延プロファイルを読み出し、表１の「第２のパス検出時の相関電力値」に示す各サンプル点の相関電力値を比較する。そして、図７に示すように、相関電力値が１１８のサンプル点を第２のパスとして選択して、その相関電力値（１１８）を検出相関値として乗算器２１に、そのサンプル点の遅延時間を遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器９に出力する。また、最大値検出器１８はアドレス番号（２９）を図２に示すｙとして偏差測定器１９に出力する。偏差測定器１９はｘとして入力されたアドレス番号（１〜６４）と、ｙとして入力されたアドレス番号（２９）の偏差の絶対値（｜ｘ−ｙ｜）を演算し、偏差の絶対値を補正係数ＲＯＭ２０に出力する。補正係数ＲＯＭ２０は、偏差測定器１９が出力した偏差の絶対値に応じて補正係数を読み出して乗算器２１に出力する。
【００５９】
乗算器２１は最大値検出器１８が出力した検出相関値（１１８）と補正係数ＲＯＭ２０が出力した補正係数を乗算して、乗算結果を切り換え手段１４を介して加算器１５に出力する。加算器１５は、乗算器２１から出力された乗算結果と、表１に示す対応するアドレス番号の相関電力値を加算して遅延プロファイルの相関電力値を補正し、電力巡回積分メモリ１６に出力する。以上説明した処理によって、図７に示す第２のパス検出に用いられた遅延プロファイルは補正され、図８に示す第３のパス検出に用いる遅延プロファイルが作成される。
【００６０】
第３のパス検出は図８に示す遅延プロファイルを用いて行われる。すなわち、最大値検出器１８は、電力巡回積分メモリ１６から第３のパス検出時の遅延プロファイルを読み出し、相関電力値が最も大きい（８０．２  アドレス番号２０）サンプル点を第３のパスとして選択して、そのサンプル点の遅延時間を遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器９に出力する。検出するべきパス数は３つなので、遅延プロファイルの補正を行う必要はなく、偏差測定器１９、乗算器２１への信号出力は行わない。以上説明したように、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８は、第１のパスとして選択したアドレス番号２４のサンプル点の遅延時間、第２のパスとして選択したアドレス番号２９のサンプル点の遅延時間、第３のパスとして選択したアドレス番号２０のサンプル点の遅延時間を遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器９に出力することにより、ＲＡＫＥ合成復調器が逆拡散するパス信号が特定される。
【００６１】
次にＲＡＫＥ合成復調器９について説明する。図９はＲＡＫＥ合成復調器９の構成を示すブロック図である。図９において、２２はＰＮ発生器、２３は遅延回路、２４、２５、２６はＲＡＫＥフィンガ、２７はコンバイナ、２８は復調部である。図２に示すＲＡＫＥ合成復調器９は、Ａ／Ｄ変換器７Ａ、７Ｂから入力されたＩチャネル、Ｑチャネルディジタルデータを、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８から出力された各パスの遅延時間に応じて逆拡散し、逆拡散した各パスの信号をＲＡＫＥ合成するとともに情報復調するものである。
【００６２】
次に図９に示すＲＡＫＥ合成復調器９の構成と動作について説明する。ＰＮ発生器２２は逆拡散符号であるＰＮ系列を生成して遅延回路２３に出力する。ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８は遅延制御信号を遅延回路２３に出力する。遅延回路２３は、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８から入力された遅延制御信号より、ＰＮ発生器２２から入力されたＰＮ系列を各パスの遅延時間に応じて遅延させ、第１のパス信号の遅延時間に応じて遅延させたＰＮ系列をＲＡＫＥフィンガ２４に、第２のパス信号の遅延時間に応じて遅延させたＰＮ系列をＲＡＫＥフィンガ２５に、第３のパス信号の遅延時間に応じて遅延させたＰＮ系列をＲＡＫＥフィンガ２６にそれぞれ出力する。
【００６３】
ＲＡＫＥフィンガ２４、２５、２６にはＡ／Ｄ変換器７Ａ、７ＢからＩチャネル、Ｑチャネルディジタル信号が入力される。ＲＡＫＥフィンガ２４は第１のパス信号の遅延時間に応じて遅延させたＰＮ系列を用いて、Ｉチャネル、Ｑチャネルディジタル信号を逆拡散することにより、Ｉチャネル、Ｑチャネルディジタル信号に含まれる複数のパスの信号より第１のパスの信号だけを分離することができる。同様に、ＲＡＫＥフィンガ２５、２６は第２、第３のパス信号の遅延時間に応じて遅延させたＰＮ系列を用いて、Ｉチャネル、Ｑチャネルディジタル信号を逆拡散することにより、それぞれＩチャネル、Ｑチャネルディジタル信号に含まれる複数のパスの信号より第２、第３のパスの信号を分離する。
【００６４】
ＲＡＫＥフィンガ２４、２５、２６は、逆拡散して得た第１、第２、第３のパス信号をコンバイナ２７にそれぞれ出力する。コンバイナ２７は、ＲＡＫＥフィンガ２４、２５、２６から出力された第１、第２、第３のパス信号に重み付けをして合成するＲＡＫＥ合成を行うものである。重み付けの重みとしては信号の振幅レベルが用いられる。コンバイナ２７はＲＡＫＥ合成した合成信号を復調部２８に出力する。復調部２８はＲＡＫＥ合成されて干渉＋熱雑音に対する信号電力比が改善された合成信号を情報復調し、復調信号を図１に示すディジタル処理回路１０に出力する。
【００６５】
以上説明したスペクトル拡散受信装置が採用するスペクトル拡散受信方法について説明する。図１０は本発明に係るスペクトル拡散受信方法を説明するフローチャートである。図１０において、ＳＴＥＰ１は受信スペクトル拡散信号と参照用拡散符号より相関値を演算する工程で、ＳＴＥＰ２はＳＴＥＰ１で演算されて、電圧巡回積分された相関値を電力に変換する工程である。ＳＴＥＰ３は相関値が電力に変換された相関電力値より遅延プロファイルを作成する工程である。ＳＴＥＰ４はＳＴＥＰ３で作成された遅延プロファイルのうち、相関電力値が最大の信号を検出して、検出された信号の遅延時間を遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器９に出力する第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程である。ＳＴＥＰ５はＳＴＥＰ４までの工程でＲＡＫＥ合成する信号の検出を終えたか判定する工程である。ＲＡＫＥ合成する信号の数はＲＡＫＥ合成復調器９に設けられたＲＡＫＥフィンガ２４、２５、２６の個数と等しく、上記説明によるスペクトル拡散受信装置の場合、ＲＡＫＥ合成可能な信号の数は３つである。
【００６６】
ＳＴＥＰ５において、ＲＡＫＥ合成信号検出が終了していない場合、ＳＴＥＰ６において遅延プロファイルが補正される。ＳＴＥＰ７は、ＳＴＥＰ６において補正された遅延プロファイルから第２のＲＡＫＥ合成信号を検出する工程である。ＳＴＥＰ６における第２のＲＡＫＥ合成信号検出工程はＳＴＥＰ４における第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程と同様の処理を行うものである。ＳＴＥＰ７を終えると再度ＳＴＥＰ５が実行されてＲＡＫＥ合成する信号の検出を終えたか判定される。ＲＡＫＥ合成可能な、言い換えればＲＡＫＥフィンガの個数分の信号を検出していない場合にはＳＴＥＰ６において遅延プロファイルが補正され、ＳＴＥＰ７において、補正された遅延プロファイルよりＲＡＫＥ合成信号が検出される。以上の工程で、ＲＡＫＥ合成可能な３つの信号の検出を終えたので、ＳＴＥＰ５は処理をＳＴＥＰ８に引き渡してＲＡＫＥ合成信号検出工程を終了させる。
【００６７】
以上説明したように本発明に係るスペクトル拡散受信方法は、ＲＡＫＥ合成信号を検出すると遅延プロファイルを補正するものである。次に遅延プロファイルを補正する工程である図１０、ＳＴＥＰ６の内容について説明する。図１１は遅延プロファイル補正工程の内容を説明するフローチャートである。図１１において、ＳＴＥＰ９は相関電力値が最大となる検出信号の遅延時間と補正前の遅延プロファイルの信号の遅延時間の偏差を測定する偏差測定工程である。ＳＴＥＰ９は図２に示す偏差測定器１９が実行するものである。ＳＴＥＰ１０はＳＴＥＰ９の偏差測定工程で測定された偏差に対応する補正係数を読み出す工程である。補正係数は干渉と熱雑音の時間相関よりあらかじめ演算されて補正係数ＲＯＭ２０に記憶されているものである。ＳＴＥＰ１１は、ＳＴＥＰ１０において読み出された補正係数と検出信号の相関電力値を乗算し、乗算値を順次出力する工程である。ＳＴＥＰ１１は乗算器２１が実行するものである。
【００６８】
ＳＴＥＰ１２は、ＳＴＥＰ１１で演算された乗算値と補正前の相関電力値を加算し、遅延プロファイルの信号の相関電力値を補正する工程である。ＳＴＥＰ１２は加算器１５が実行するものである。ＳＴＥＰ１３は、ＳＴＥＰ１２から出力された相関電力値より遅延プロファイルを補正するとともに、補正した遅延プロファイルを記憶する工程である。補正された遅延プロファイルは電力巡回積分メモリ１６に記憶される。
【００６９】
以上説明したように、本発明に係るスペクトル拡散受信装置は、電圧巡回積分器１２出力を電力変換器１３によって電力に変換し、加算器１５、電力巡回積分メモリ１６によって電力巡回積分を行い、信号電力比の高い遅延プロファイルを作成するＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８を備えたので、精度の高い遅延プロファイルを作成することができる。したがって、従来例と比較してＲＡＫＥ合成に適したパスの検出確率が高くなり、検出したパスの遅延時間も高精度に求めることができる。
【００７０】
また、本発明に係るスペクトル拡散受信装置は、上記説明による信号電力比の高い遅延プロファイルを用いてパスの検出を行い、パスを検出する度に干渉や熱雑音を考慮した補正係数を用いて遅延プロファイルを補正するＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８を備えたので、ＲＡＫＥ合成に適した、すなわち、ＲＡＫＥ合成後の信号電力比が最大となるパスの信号を選択することができる。また、補正係数を用いて遅延プロファイルを補正する処理は巡回積分を行なう処理と同様にフィードバックで行なうことが可能であるので、電力巡回積分メモリ１６や加算器１５は遅延プロファイル作成モードでもＲＡＫＥ合成パスタイミング検出モードでも共用可能であるため、別回路にする場合と比べ回路規模を削減できる。
【００７１】
また、上記説明によると、補正係数は１０個程度であるため補正係数ＲＯＭ２０のサイズは１０word程度と小さく、補正するデータの数は観測する遅延プロファイル長によらず１回の補正につき２０程度であるため、演算量及び消費電力も小さい。また、補正係数は拡散符号や伝搬環境によらず固定値で良いので、拡散符号が変わっても再計算の必要がなく従来例と比べ回路規模や消費電力を削減している。
【００７２】
また、本発明に係るスペクトル拡散受信装置は、参照用拡散符号として拡散符号周期が１シンボル周期より長い長周期符号を用いた場合は、電力巡回積分を行い十分平均化するＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８を備えたので、参照符号の自己相関特性による疑似相関は十分に平均化され、自己相関の影響を排除することができる。したがって、パスの検出や遅延プロファイルの補正を精度良く行うことができ、ＲＡＫＥ合成後の信号電力比を改善できる。また、遅延プロファイルの補正は干渉と熱雑音の相互相関を考慮して検出タイミングの近傍だけ行なえば良いので、大幅に処理量と回路規模を削減することができる。
【００７３】
また、本発明に係るスペクトル拡散受信装置は、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８が検出した、ＲＡＫＥ合成後の信号電力比が最大となるパスの信号をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成復調器９を備えたので、ＲＡＫＥ合成により干渉＋熱雑音に対する信号電力を大幅に改善することができ、高性能なスペクトル拡散受信装置を得ることができる。
【００７４】
すなわち、上記説明によるスペクトル拡散受信装置を携帯電話として用いることにより感度が良くなり、通信が切れにくくなるという効果がある。さらに、ＣＤＭＡ方式を採用した通信システムにおいて、上記説明による感度の良いスペクトル拡散受信装置を端末として用いることにより、１セルに収容できる端末の数が増加するので、セルの半径を大きくすることが可能となる。したがって、基地局の設置数を減らしてインフラにかかるコストを削減することができる。
【００７５】
また、本発明に係るスペクトル拡散受信方法は、相関値を電力に変換した相関電力値より遅延プロファイルを作成するので、精度の高い遅延プロファイルを作成することができる。この遅延プロファイルを用いてＲＡＫＥ合成する信号を検出することによりＲＡＫＥ合成に適した信号を高精度に検出することができる。また、第１のＲＡＫＥ合成信号以降の第２、第３のＲＡＫＥ合成信号は、干渉や熱雑音の時間相関から求められた補正係数を用いて遅延プロファイルを補正しながら検出するので、第２、第３のＲＡＫＥ合成信号を高精度に検出することができ、これらのＲＡＫＥ合成信号をＲＡＫＥ合成することにより、干渉および熱雑音に対する信号電力比の改善効果を大きくすることができる。
【００７６】
実施の形態２．
図１２は本発明の実施の形態２に係るスペクトル拡散受信装置に備えられたＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器の構成を示すブロック図である。図１２において、８１はＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器、２９は平均値計算器、３０は第二の加算器である。なお、図１２において図２に示す符号と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。本発明に係るスペクトル拡散受信装置に備えられたＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８１は、電圧巡回積分器１２出力を電力変換器１３によって電力に変換し、さらに、加算器１５、電力巡回積分メモリ１６によって電力巡回積分を行って信号電力比を改善する。しかしながら、ＲＡＫＥ合成に適したパスをより高精度に検出するためには、電圧巡回積分器１２出力を電力変換器１３によって電力に変換した影響を考慮する必要がある。
【００７７】
すなわち、電力に変換すると０以下がなくなるなど波形が変形する。また、帯域幅が２倍になりピークが鋭くなる。さらに、干渉や熱雑音が直流成分として現れ、信号レベルを評価する場合は干渉や熱雑音レベルを差し引く必要がある。図１３は電力巡回積分を繰り返すうちに干渉、熱雑音電力が加算された遅延プロファイルを示す図である。図５に示す遅延プロファイルは干渉電力＋雑音電力＋信号電力が観測されている。この状態から電力巡回積分を繰り返すと信号電力のみならず干渉電力と雑音電力も加算され、図１３に示すように遅延プロファイルのサンプル点全体が上方に移動する。したがって、より正確に遅延プロファイルを補正するには電力巡回積分結果から干渉電力＋雑音電力を減算する必要がある。
【００７８】
信号電力が存在するタイミングは、遅延プロファイル全体のわずかな部分、すなわち相関電力が大きい部分であるため遅延プロファイルの平均値を計算すればおよそ干渉電力＋雑音電力と見なすことができる。図１２において、平均値計算器２９は、遅延プロファイルのサンプル点の相関電力値から平均値を演算する。そして、第二の加算器３０は最大値検出器１８が検出した検出相関値から平均値計算器２９が演算した平均値を減算し、減算した検出相関値を乗算器２１に出力する。以上説明したように、検出相関値から平均値を減算することにより、遅延プロファイルを補正する度に干渉電力＋雑音電力が除去される。したがって、精度の高い遅延プロファイルを作成することができる。また、この遅延プロファイルを用いることによりＲＡＫＥ合成に適したパスを正確に選択することができる。さらに選択されたパスの遅延時間も正確に求めることができるのでＲＡＫＥ合成の精度が改善される。
【００７９】
図１４は遅延プロファイル補正工程を説明するフローチャートである。図１４においてＳＴＥＰ１０以前の工程とＳＴＥＰ１１以後の工程は図１０、図１１に示した工程と同一であるので説明は省略する。ＳＴＥＰ１４は、補正前の遅延プロファイルの信号の相関電力値の平均値を演算する工程である。この工程は図１２に示す平均値計算器２９により実行される。ＳＴＥＰ１５は、ＳＴＥＰ４において検出された相関電力値からＳＴＥＰ１４において演算された平均値を減算することにより、検出相関電力値を補正する工程である。この工程は第二の加算器３０により実行される。以上説明したＳＴＥＰ１４、ＳＴＥＰ１５の工程を経てＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３の工程を実行することにより、干渉電力＋雑音電力の成分を含まないように遅延プロファイルを補正することができる。
【００８０】
実施の形態３．
図１５は本発明の実施の形態３に係るスペクトル拡散受信装置に備えられたＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器の構成を示すブロック図である。図１５において、８２はＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器、３１は第一の加算器、３２は電力巡回積分メモリ、３３は閾値判定器、３４は切り換え手段、３５は相関値メモリ、３６はアドレス生成手段１、３７はアドレス生成手段２、３８はタイミングメモリ、３９は最大値検出器、４０は第二の加算器、４１は平均値計算器、４２は偏差測定手段、４３は補正係数ＲＯＭ、４４は乗算器、４５は第三の加算器である。なお、図１５において図２および図１２に示す符号と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。図１６は遅延プロファイルの連続測定例を示す図である。
【００８１】
図１６に示す遅延プロファイルは、図５に示した遅延プロファイルに比べて測定時間が長いものであり、遅延プロファイルに含まれるサンプル点の数も桁違いに多い。このような測定時間の長い遅延プロファイルからＲＡＫＥ合成に適したパスを検出するには、相関電力値を所定のしきい値と比較して、相関電力値がしきい値を下回るサンプル点を除外することにより、パス検出対象となるサンプル点の個数を減少させることが必要となる。
【００８２】
以下、実施の形態３に係るスペクトル拡散受信装置に備えられたＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８２の構成と動作について説明する。遅延プロファイルを作成するときには、切り換え手段３４は閾値判定器３３と相関値メモリ３５間で信号経路を形成するように切り換える。遅延プロファイル作成モードにおいて、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８２は、電圧巡回積分器１２出力を電力変換器１３によって電力に変換し、さらに、第一の加算器３１、電力巡回積分メモリ３２によって電力巡回積分を行って信号電力比を改善する。アドレス生成手段（１）３６はアドレス番号を電力巡回積分メモリ３２に出力する。電力巡回積分メモリ３２は相関電力値を平均値計算器４１に出力する。
【００８３】
閾値判定器３３は、電力巡回積分メモリ３２から入力された相関電力値を所定のしきい値と比較し、相関電力値がしきい値よりも大きいサンプル点の相関電力値を相関値メモリ３４に出力する。相関値メモリ３４はしきい値よりも大きいサンプル点の相関電力値を記憶するものである。アドレス生成手段（１）３６、アドレス生成手段（２）３７はサンプル点を識別するアドレス番号を生成するものであり、アドレス生成手段（１）３６は電力巡回積分メモリ３２とタイミングメモリ３８に、アドレス生成手段（２）３７は相関値メモリ３５とタイミングメモリ３８にアドレス番号を出力する。タイミングメモリ３８は、相関電力値がしきい値よりも大きいサンプル点の遅延時間を記憶するものである。以上の処理により、遅延プロファイルが作成され、相関電力値がしきい値よりも大きいサンプル点の相関電力値、遅延時間が特定される。
【００８４】
以上の処理を経て、ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器８２は、ＲＡＫＥ合成に適したパスを選択するパスタイミング検出を行う。パスタイミング検出モードにおいて、切り換え手段３４は、第三の加算器４５と相関値メモリ３５間で信号経路を形成するように切り換える。最大値検出器３９は、相関値メモリ３５から遅延プロファイルを読み出し、各サンプル点の相関電力値を比較して相関電力値が最大のサンプル点とその相関電力値を検出する。そして、相関電力値が最大となるサンプル点の遅延時間を遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器９の遅延回路２２に出力する。以上の処理によってＲＡＫＥ合成する第１のパスの信号が特定される。また、最大値検出器３９は検出したサンプル点の相関電力値を検出相関値として第二の加算器４０に出力する。第二の加算器４０は、最大値検出器３９から出力された検出相関値から、平均値計算器４１が計算した遅延プロファイルの相関電力値から演算した平均値（干渉電力＋雑音電力）を減算して乗算器４４に出力する。
【００８５】
また、最大値検出器３９はタイミングメモリ３８から入力された各サンプル点に対応するアドレス番号のうち、相関電力値が最大となるサンプル点のアドレス番号ｙを偏差測定器４２に出力する。偏差測定器４２には、タイミングメモリ３８から各サンプル点のアドレス番号ｘが入力される。偏差測定器４２は相関電力値が最大となるサンプル点のアドレス番号と、他のサンプル点のアドレス番号の偏差の絶対値を演算して、偏差を補正係数ＲＯＭ４３に出力する。補正係数ＲＯＭ４３は偏差測定器４２から出力された偏差に応じた係数を乗算器４４に出力する。乗算器４４は、補正係数ＲＯＭ４３から出力された補正係数に第二の加算器４０にて平均値が減算された検出相関値を乗算して第三の加算器４５に出力する。
【００８６】
第三の加算器４５は、相関値メモリ３５から出力された遅延プロファイルのサンプル点の相関電力値を乗算器４４から入力された値を加算して、偏差が１０以内のサンプル点の相関電力値を補正する。補正された相関電力値は切り換え手段３４を介して相関値メモリ３５に書き込まれる。以上の処理によって、第１のパス検出に用いられた遅延プロファイルは補正され、第２のパス検出に用いる遅延プロファイルが作成される。第２のパス、第３のパスも、以上説明した第１のパスの検出と同様の処理により検出される。第２のパス、第３のパスとして検出されたサンプル点の遅延時間も遅延制御信号としてＲＡＫＥ合成復調器の遅延回路２２に出力される。
【００８７】
図１７は遅延プロファイル作成工程を説明するフローチャートである。図１７においてＳＴＥＰ２以前の工程とＳＴＥＰ５以後の工程は図１０、図１１に示した工程と同一であるので説明は省略する。ＳＴＥＰ１６は、電力に変換した信号の相関電力値をしきい値と比較する工程である。ＳＴＥＰ１７は相関電力値がしきい値より大きい信号を検出する工程である。ＳＴＥＰ１６、ＳＴＥＰ１７の工程は図１５に示す閾値判定器３３により実行される。ＳＴＥＰ１８は、ＳＴＥＰ１７において検出された信号の相関電力値と遅延時間より遅延プロファイルを作成する工程である。ＳＴＥＰ１６〜ＳＴＥＰ１８の工程を経て作成された遅延プロファイルは相関値メモリ３５、タイミングメモリ３８に記憶される。こうして作成された遅延プロファイルを用いてＲＡＫＥ合成信号を検出することにより、長時間連続測定した遅延プロファイルより効率的にＲＡＫＥ合成信号を検出することができる。
【００８８】
以上説明したスペクトル拡散受信装置は、実施の形態１、実施の形態２において説明したスペクトル拡散受信装置と同様の効果を奏する。また、電力巡回積分された相関電力値を所定のしきい値と比較する閾値判定器３３を有するＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器を備えたので、パス検出対象となるサンプル点の個数を削減することが可能になり、パス検出処理に要する処理量を削減することができる。
【００８９】
また、相関電力値がしきい値より大きいサンプル点の相関電力値を記憶する相関値メモリ３５と、相関電力値がしきい値より大きいサンプル点の遅延時間を記憶するタイミングメモリ３８を備えたので、遅延プロファイルを記憶する電力巡回積分メモリ３２の内容を、遅延プロファイルを補正するたびに書き換える必要がなくなる。したがって、忘却係数付きの巡回積分を行なうことが可能となる。つまり、忘却係数付き巡回積分が可能になるということは、積分時間に関わらず任意の間隔でデータを出力することができるので、定期的にメモリの中身を０にする放電操作を行いメモリのオーバーフローを防ぐ積分放電方式に比べて動作の自由度が増すという効果がある。
【００９０】
また、相関値メモリ３５やタイミングメモリ３８は閾値判定後のデータを収納できる程度のメモリ容量が有ればよく、電力巡回積分メモリ３２と比べて十分に小さなメモリ容量で実現できる。
【発明の効果】
【００９１】
この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、拡散変調して送信されたスペクトル拡散信号を、所定時間遅延させた逆拡散符号を用いて逆拡散することにより、所定の遅延時間の信号を前記スペクトル拡散信号より分離する複数の逆拡散手段、これらの逆拡散手段が逆拡散した信号をＲＡＫＥ合成する合成手段、前記逆拡散手段に供給される逆拡散符号を外部から入力された遅延制御信号に応じて遅延させる遅延手段を有するＲＡＫＥ合成手段と、
前記スペクトル拡散信号と参照用拡散符号の相関値を電力に変換した相関電力値とその遅延時間より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段、干渉と熱雑音の時間相関より予め演算された補正係数を遅延時間の偏差ごとに記憶する補正係数記憶手段、相関電力値が最大となる信号の遅延時間と前記遅延プロファイルの信号の遅延時間の偏差を測定し、測定した偏差に応じて前記補正係数記憶手段から読み出した補正係数と前記遅延プロファイルのうち最大の相関電力値を乗算した乗算値を用いて前記遅延プロファイルの相関電力値を補正する遅延プロファイル補正手段、前記遅延プロファイル作成手段が作成した遅延プロファイルのうち相関電力値が最大になる信号を検出し、検出された信号の遅延時間を第一の遅延制御信号として、前記遅延プロファイル補正手段が補正した遅延プロファイルのうち相関電力値が最大になる信号の遅延時間を第二の遅延制御信号として前記遅延手段に出力する信号検出手段を有するＲＡＫＥ合成信号検出手段を備えたので、信号電力比の改善された相関電力値から精度の高い遅延プロファイルを用いて遅延時間の検出と遅延プロファイルの補正を行い、ＲＡＫＥ合成に適した、すなわち、ＲＡＫＥ合成後の信号電力比が最大となるパスの信号を選択することができる。
【００９２】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、遅延プロファイルの相関電力値の平均値を演算する平均値演算手段を有し、前記遅延プロファイルのうち最大の相関電力値から前記平均値演算手段が演算した平均値を減算した値と補正係数を乗算する遅延プロファイル補正手段を備えたので、電力に変換した影響を考慮して、遅延プロファイルを補正する度に干渉電力＋雑音電力が除去される。
【００９３】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、相関電力値を所定のしきい値と比較して、相関電力値が所定のしきい値以上か判定するしきい値判定手段を備え、前記しきい値よりも大きい相関電力値より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段を備えたので、パス検出対象となるサンプル点の個数を削減することが可能になり、パス検出処理に要する処理量を削減することができる。
【００９４】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信装置は、しきい値判定手段によりしきい値よりも相関電力値が大きい信号の相関電力値を記憶する相関電力値記憶手段と、前記しきい値よりも相関電力値が大きい信号の遅延時間を記憶する遅延時間記憶手段を有する遅延プロファイル作成手段を備えたので、電力巡回積分メモリと比べて十分に小さなメモリ容量で実現できる。
【００９５】
この発明に係るスペクトル拡散受信方法は、受信スペクトル拡散信号と参照用拡散符号の相関値より作成した遅延プロファイルより相関値が大きい信号を複数個検出し、検出した信号の遅延時間に応じて遅延させた逆拡散符号を用いて前記受信スペクトル拡散信号より分離した信号をＲＡＫＥ合成するスペクトル拡散受信方法において、
前記相関値を電力に変換した相関電力値より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成工程と、
この遅延プロファイル作成工程において作成された遅延プロファイルより相関電力値が最大になる信号の遅延時間を検出する第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程と、
この第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程において検出された前記遅延時間と前記遅延プロファイルの他の信号の遅延時間の偏差を測定し、干渉と熱雑音の時間相関より予め演算されて偏差ごとに記憶された補正係数のうち、前記偏差に対応する補正係数と前記第１のＲＡＫＥ合成信号検出工程が検出した信号の相関電力値を用いて前記遅延プロファイルを補正する遅延プロファイル補正工程と、
この遅延プロファイル補正工程において補正された遅延プロファイルより相関電力値が最大になる信号の遅延時間を検出する第２のＲＡＫＥ合成信号検出工程を含むので、第１のＲＡＫＥ合成信号以外のＲＡＫＥ合成信号は、干渉や熱雑音を考慮した補正係数を用いて補正された遅延プロファイルより検出され、第２、第３のＲＡＫＥ合成信号を高精度に検出できる。
【００９６】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信方法は、遅延プロファイルの相関電力値の平均値を演算するとともに、演算された平均値を用いて前記遅延プロファイルの相関電力値を補正する遅延プロファイル補正工程を含むので、干渉電力＋雑音電力の成分を含まないように遅延プロファイルを補正することができる。
【００９７】
また、この発明に係るスペクトル拡散受信方法は、相関電力値と所定のしきい値を比較するとともに、相関電力値が前記しきい値よりも大きい信号より遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成工程を含むので、長時間連続測定した遅延プロファイルであっても効率的にＲＡＫＥ合成信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスペクトル拡散受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係るスペクトル拡散受信装置に備えられたＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器の構成を示すブロック図である。
【図３】  相関値演算結果を示す図である。
【図４】  電圧巡回積分結果を示す図である。
【図５】  作成された遅延プロファイルを示す図である。
【図６】  第１のパス検出に用いる遅延プロファイルと第１のパス検出を説明する説明図である。
【図７】  第２のパス検出に用いる遅延プロファイルと第２のパス検出を説明する説明図である。
【図８】  第３のパス検出に用いる遅延プロファイルと第３のパス検出を説明する説明図である。
【図９】  ＲＡＫＥ合成復調器の構成を示すブロック図である。
【図１０】  本発明に係るスペクトル拡散受信方法におけるＲＡＫＥ合成信号検出方法を説明するフローチャートである。
【図１１】  遅延プロファイル補正工程の内容を説明するフローチャートである。
【図１２】  本発明の実施の形態２に係るスペクトル拡散受信装置に備えられたＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器の構成を示すブロック図である。
【図１３】  雑音電力および干渉電力が加算された遅延プロファイルを示す図である。
【図１４】  遅延プロファイル補正工程の内容を説明するフローチャートである。
【図１５】  本発明の実施の形態３に係るスペクトル拡散受信装置に備えられたＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器の構成を示すブロック図である。
【図１６】  遅延プロファイルの連続測定例を示す図である。
【図１７】  遅延プロファイル作成工程を説明するフローチャートである。
【図１８】  従来のパス検出の一例を示す説明図である。
【図１９】  従来のパス検出の一例を示す説明図である。
【図２０】  従来のパス検出の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  アンテナ、２  ＲＦ増幅器、３Ａ、３Ｂ  ミクサ、４  ９０°移相器、
５  局部発振器、６Ａ、６Ｂ  ローパスフィルタ、７Ａ、７Ｂ  Ａ／Ｄ変換器、
８  ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器、９  ＲＡＫＥ合成復調器、
１０  ディジタル処理回路、１１  マッチドフィルタ、１２  電圧巡回積分器、
１３  電力変換器、１４  切り換え手段、１５  加算器、
１６  電力巡回積分メモリ、１７  アドレス生成手段、
１８  最大値検出器、１９  偏差測定器、２０  補正係数ＲＯＭ、
２１  乗算器、２２  遅延回路、２３  ＰＮ系列発生器、
２４  ＲＡＫＥフィンガ、２５  ＲＡＫＥフィンガ、２６  ＲＡＫＥフィンガ、
２７  コンバイナ、２８  復調部、２９  平均値計算器、３０  第二の加算器、
３１  第一の加算器、３２  電力巡回積分メモリ、３３  閾値判定器、
３４  切り換え手段、３５  相関値メモリ、３６  アドレス生成手段１、
３７  アドレス生成手段２、３８  タイミングメモリ、３９  最大値検出器、
４０  第二の加算器、４１  平均値計算器、４２  偏差測定手段、
４３  補正係数ＲＯＭ、４４  乗算器、４５  第三の加算器、
８１  ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器、
８２  ＲＡＫＥ合成パスタイミング検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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