JP3602397B2 - Ｃｄｍａ送受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散通信機及びＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓ：符号分割多元接続）通信機における送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スペクトル拡散通信及びスペクトル拡散通信技術を利用したＣＤＭＡシステムは、マルチパスフェージングに強く、データの高速化が可能で、通信品質が良好で、周波数利用効率が高い等の特徴を保有しているため、次世代の移動通信及びマルチメディア移動通信に有望な通信方式である。
スペクトル拡散通信及びＣＤＭＡシステムにおける送信信号は、送信側において伝送すべき信号の帯域幅よりも、はるかに広い帯域に拡散して送信される。一方、受信側ではスペクトル拡散された信号を元の信号帯域幅に復元することにより、上記特徴が発揮される。
【０００３】
図１０は、ＣＤＭＡシステムの受信部のブロック図を示している。アンテナ６１で受信されたＣＤＭＡ信号はＲＦ増幅部６２により増幅された後、周波数変換部６３により無線周波数から中間周波数またはベースバンド周波数に変換され、逆拡散／同期部６４、同期検波およびＲａｋｅ合成機能を有する情報復調部６５を介して復調データ６８が得られる。ＣＤＭＡ受信機では従来の狭帯域通信に対して、逆拡散／同期部６４が付加された構成となっている。
また、移動体通信はマルチパス環境下で動作するため、その状況を把握するためのパスサーチ部６６が設けられ、逆拡散／同期及びＲａｋｅ合成すべき受信信号のパスを規定する。更に、逆拡散信号またはＲａｋｅ合成後の信号６９を利用したＡＦＣ部６７が構成され、周波数変換部６３にフイードバックされる。
【０００４】
マルチパス状況を把握し、受信信号のパスまたはメイン受信パスをサーチする一つの方法としてマッチトフィルタ（ＭＦ）がある。ＭＦは、受信信号に含まれるマルチパスから生じた複数の信号成分を分離する機能を有している。すなわち、ＭＦにより受信機に到達した直達波と遅延波を分離した出力信号を得ることができるため、希望波の選択ができ、不要波の影響を削減できる。詳細は、立野敏訳”スペクトラム拡散通信”ジャテック出版に説明されている。
【０００５】
受信信号のパスまたはメイン受信パスをサーチし、選択する他の方法としては、特開平１０−１７３６３０号公報に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの手段においても、パスを選択し切替える手段が設けられているため、マルチパス環境が変化してメインとなるパスが変動した場合には、パス選択またはパス入替えの結果、受信信号パスのタイミングが急峻に変化してしまう。
ＣＤＭＡ受信機は、一般的に基地局からの信号を受信し、その受信信号を基に受信機内でのタイミング及びＡＦＣ制御が行われている。従って、受信信号のタイミングが急峻に大きく変動するとＣＤＭＡ受信機でのシステムタイミング管理に大きな影響を与えることとなってしまう。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、マルチパス環境が変化してメインとなるパスが変動した場合であっても、基地局からの受信信号を基に受信基準タイミング及び送信基準タイミングを急峻に大きく変動させることなくスムーズに生成できるＣＤＭＡ送受信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明の第１の要旨は、疑似ランダム符号により拡散された周期性を有する信号を受信し、複数の遅延波を合成、受信するために用意された複数の相関装置と、各種データを拡散、送信を行う送信部を有するＣＤＭＡ送受信装置であって、複数の相関装置は、各々、受信信号に含まれる、それぞれに対応する遅延波に同期追従する機能を有し、各々の相関装置の追従タイミングに同期した、周期的な受信タイミング信号を出力する複数の受信タイミング信号生成部と、複数の受信タイミング信号より、予め定められた条件により一つの主受信タイミング信号を選択する選択部と、供給される送信クロック信号により周期性を有する送信タイミング信号を生成する基準タイミング信号生成部と、送信タイミング信号と主受信タイミング信号との位相差を判定するタイミング判定部と、タイミング判定部での位相差の判定結果に応じて送信クロック信号の周期の伸縮を制御するクロック伸縮部とを備えて、クロック伸縮部により伸縮制御された送信クロック信号を、基準タイミング信号生成部に供給することで、送信タイミング信号を主受信タイミング信号に同期させることを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【０００９】
本発明の第２の要旨は、疑似ランダム符号により拡散された周期性を有する信号を受信し、複数の遅延波を合成、受信するために用意された複数の相関装置を有するＣＤＭＡ送受信装置であって、複数の相関装置は、各々、受信信号に含まれる、それぞれに対応する遅延波に同期追従する機能を有し、各々の相関装置の追従タイミングに同期した、周期的な受信タイミング信号を出力する複数の受信タイミング信号生成部と、複数の受信タイミング信号より、予め定められた条件により一つの主受信タイミング信号を選択する選択部と、供給される受信クロック信号により、周期性を有する受信タイミング信号を生成する基準タイミング信号生成部と、受信タイミング信号と主受信タイミング信号との位相差を判定するタイミング判定部と、タイミング判定部での位相差の判定結果に応じて、受信クロック信号の周期の伸縮を制御するクロック伸縮部とを備えて、クロック伸縮部により伸縮制御された受信クロック信号を、基準タイミング信号生成部に供給することで、受信タイミング信号を主受信タイミング信号に同期させることを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１０】
本発明の第３の要旨は、疑似ランダム符号により拡散された周期性を有する信号を受信し、複数の遅延波を合成、受信するために用意された複数の相関装置と、各種データを拡散、送信を行う送信部を有するＣＤＭＡ送受信装置であって、複数の相関装置は、各々、受信信号に含まれる、それぞれに対応する遅延波に同期追従する機能を有し、各々の相関装置の追従タイミングに同期した周期的な受信タイミング信号を出力する複数の受信タイミング信号生成部と、複数の受信タイミング信号より、予め定められた条件により一つの主受信タイミング信号を選択する選択部と、供給されるクロック信号により、周期性を有する受信装置の基準となる基準受信タイミング信号、もしくは送信タイミング信号のいずれか一方を生成する第１の基準タイミング信号生成部と、第１の基準タイミング信号生成部により生成された出力信号と主受信タイミング信号との位相差を判定するタイミング判定部と、タイミング判定部での位相差の判定結果に応じてクロック信号の周期の伸縮を制御し、伸縮制御したクロック信号を該第１の基準タイミング信号生成部に供給するクロック伸縮部と、第１の基準タイミング信号生成部が基準受信タイミング信号を生成する場合には送信タイミング信号を、第１の基準タイミング信号生成部が送信タイミング信号を生成している場合には受信タイミング信号を、第１の基準タイミング信号生成部で生成された出力信号に時間オフセットを加えることで生成する第２の基準タイミング信号生成部と、を備えることを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１１】
本発明の第４の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、基準タイミング信号は主受信タイミング信号に任意の時間オフセットを付加して生成されることを特徴とするＣＤＭＡ受信装置にある。
【００１２】
本発明の第５の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、クロック伸縮部はクロック信号周期の伸縮制御の実行タイミングを任意に制御可能とするタイミング制御部を有することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１３】
本発明の第６の要旨は、第５の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、タイミング制御部は、積分機能を持たせることで平均化を行い、制御の安定性を向上したことを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１４】
本発明の第７の要旨は、第６の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、積分機能をアップダウンカウンタで実現することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１５】
本発明の第８の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、主受信タイミング信号を選択する選択部は、複数の相関装置の中で、最大の受信電力が得られる相関装置より得られる受信タイミング信号を選択することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１６】
本発明の第９の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、主受信タイミング信号を選択する選択部は、前記複数の相関装置の中で、最も電波到来時間の早い遅延波を受信する相関装置より得られる受信タイミング信号を選択することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
アンテナにより受信されたＣＤＭＡ信号は、ＲＦ増幅、フィルタリング及び周波数変換された後、ベースバンド処理が実行される。本実施形態のＣＤＭＡ送受信装置の説明では、受信信号はベースバンドに変換された信号として取り扱う。図１は、本発明に係わる第一の実施形態のベースバンド信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【００１８】
受信信号は、例えば、Ｍ系列やＧｏｌｄ符号、又はそれらとアダマール符号とを組み合わせて生成した疑似ランダム符号等により拡散された周期性を持ったＣＤＭＡ信号である。尚、疑似ランダム符号としてはスペクトル拡散符号として使用可能であれば限定するものではない。
【００１９】
図１に示すベースバンド信号処理部は、例えば、３個の相関装置１１−ａ、１１−ｂ、１１−ｃと、３個の受信タイミング信号生成部１２−ａ、１２−ｂ、１２−ｃと、主受信タイミング選択部１３と、前記主受信タイミング選択部１３を制御する選択制御部１４と、基準クロックを生成する基準クロック生成部１５と、基準タイミング信号を生成する基準タイミング信号生成部１６及びパスサーチ部１０を有している。
【００２０】
前記パスサーチ部１０は、受信信号に含まれるマルチパス成分を分離、検索し、復調すべきパス成分を選択する。パスサーチ部１０は、復調すべきパス成分として、例えば複数個の相関装置にパス情報を設定する。この動作によりＣＤＭＡの特徴である、ＲＡＫＥ合成すべきパス情報が得られる。該相関装置の数はＲＡＫＥ合成すべき数により決定され、本実施形態では簡単のため、３個として説明する。
【００２１】
相関装置１１−ａ〜１１−ｃから受信タイミング信号生成部１２−ａ〜１２−ｃを介して得られた３つの受信タイミング信号１７−ａ〜１７−ｃは、主受信タイミング信号選択部１３により、電力最大、受信時間最小など予め設定された選択条件に基づいて一つの受信タイミング信号が主受信タイミング信号１８として選択される。
相関装置１１−ａ〜１１−ｃは、例えば特開平１１−２３４１６８号公報（拡散信号に対する相関処理の同期追従回路）に提起されるようなスライディング相関器またはマッチトフィルタにより構成される。次に、図１の相関装置１１−ａ〜１１−ｃに含まれている同期追従回路を図２に示す。
【００２２】
図２は、本実施形態による同期追従回路の一例を示すブロック図であり、１は受信したベースバンド信号に対して基準位相より△（例えば１／２チップ）進んだ位置での相関出力値を出力するＥａｒｌｙ相関器１、２は受信したベースバンド信号に対して基準位相より△（例えば１／２チップ）遅れた位置での相関出力値を出力するＬａｔｅ相関器２、３はＥａｒｌｙ相関器１からの相関値と、Ｌａｔｅ相関器２からの相関値を比較する比較器３、４は比較器３からの比較結果の平均化処理を行うループフィルタ４、５はサンプルクロック（「クロック」を、「ＣＬＫ」と略記する場合がある）を発生させるＣＬＫ発生器５、６はループフィルタ４からの位相制御信号によりチップＣＬＫの位相調整を行うチップＣＬＫ位相調整器６、７はチップＣＬＫ位相調整器６から出力されるチップＣＬＫから基準位相に対して△位相を進めた拡散符号(Early code)と△位相を遅らした拡散符号(Late code)及びシンボルＣＬＫを発生させる拡散符号発生器７である。
【００２３】
ＣＬＫ発生部５では、例えばチップレートの４倍の速度としたサンプリングＣＬＫをチップクロック位相調整器６に出力する。チップクロック位相調整器６では受信したサンプルのＣＬＫを分周して（この例では４分周）チップクロック８を生成し、拡散符号発生器７、Ｅａｒｌｙ相関器１、Ｌａｔｅ相関器２に出力
する。
【００２４】
拡散符号発生器７では、基準位相に対して、△位相を進めた拡散符号（Ｅａｒｌｙ ｃｏｄｅ）をＥａｒｌｙ拡散器１、△位相を遅らせた拡散符号（Ｌａｔｅ ｃｏｄｅ）をＬａｔｅ相関器２に出力する。チップＣＬＫ８と拡散符号を受信したＥａｒｌｙ相関器１とＬａｔｅ相関器２では、受信したベースバンド信号を逆拡散してシンボル毎に相関をとり、比較器３に出力する。
【００２５】
比較器３では、、Ｅａｒｌｙ相関器１とＬａｔｅ相関器２の相関値の比較を行い比較結果をループフィルタ４に出力する。
比較器３の動作は、Ｅａｒｌｙ相関器１の相関値のほうが大きければ「Ｌｏｗ」、小さければ「Ｈｉｇｈ」を、図３（Ｂ）に示すようなアップダウン信号としてシンボル毎に生成する。
本実施形態では、Ｅａｒｌｙ相関器１とＬａｔｅ相関器２は、それぞれチップＣＬＫ８毎にシンボル長の間にわたり、その相関出力を、加算（積分）し、その後比較器３で差をとることにより、（１，０）の２値のアップダウン信号（図３（Ｂ））を生成している。
【００２６】
ループフィルタ４の動作を図２、３及び４を用いて説明する。図４のアップ・ダウンカウンタ部２０を使ってシンボル毎にどちらの相関値が大きいかにより生成される２値のアップダウン信号（図３（Ｂ））をカウントし、位相制御部２１に対してカウント値（図３（Ｃ））を出力する。
【００２７】
位相制御部２１では、カウント値がＬａｔｅ側にあらかじめ設定した値（図３の例では「１５」）と等しくなると位相を遅らせるようにチップＣＬＫ位相調整器６に対して指示（Ｌａｔｅ＿ｒｑ＝「Ｈｉｇｈ」）を行い（図３（Ｅ））、その後、アップダウンカウンタ部２０を初期化（Ｃｌｅａｒ＝「ｈｉｇｈ」）する（図３（Ｆ））。
【００２８】
図２において、ループフィルタ４から位相調整の指示を受けたチップＣＬＫ位相調整器６では、進める指示を受信したらチップＣＬＫ８を例えば１／４チップ分位相を進め、また、遅らせる指示を受信したら、たとえば、１／４チップ分位相を遅らせる。
以上の動作を繰り返して同期の追従を行う。
【００２９】
前記受信タイミング信号生成部１２−ａ〜１２−ｃ（図１）は、相関装置内のＣＬＫ位相調整器６で生成された位相調整されたＣＬＫによりカウントされるカウンタを具有し、このカウンタによって受信信号と同様の周期的なパルスを作り出すことによって受信タイミング信号１７−ａ、１７−ｂ、１７−ｃとしている。
【００３０】
一つの主受信タイミング信号を選択する選択制御部１４（図１）は、パスサーチ部１０より選択された遅延波のうち、任意の遅延波を復調している相関装置より得られる受信タイミング信号１７−ａ〜１７−ｃから主受信タイミング信号１８として選択する機能を有する。
【００３１】
前記主受信タイミング選択部１３は、例えばセレクタにより形成され、複数の相関装置から得られた複数の受信タイミング信号１７−ａ〜１７−ｃの中から、選択制御部１４より得られた選択情報を用いて、主受信タイミング信号１８を選択し、出力する。
【００３２】
次に、基準クロック生成部１５の構成を、図５に示す。
基準クロック生成部１５は、大きく分けてタイミング判定部２２とクロック伸縮部２３の二つのブロックを有している。
【００３３】
前記タイミング判定部２２では、主受信タイミング信号１８と送信タイミング信号１９の位相を比較する。図５では主受信タイミング信号１８が入力信号Ａで送信タイミング信号１９が入力信号Ｂに対応する。
タイミング判定２２は、主受信タイミング信号１８が入力される度に一度だけ位相比較が実行され、例えば、以下のような三つの状態判定信号（１）〜（３）の何れかを出力する。
（１）主受信タイミング信号と送信タイミング信号が同位相の場合には、「同期状態信号」
（２）主受信タイミング信号より送信タイミング信号の位相が遅れている場合には、「遅延状態信号」
（３）主受信タイミング信号より送信タイミング信号の位相が早い場合には、「早期状態信号」
【００３４】
上記のような動作を行うタイミング判定部２２の機能を図６を用いて説明する。
図６（Ａ）は、マスタークロックであり、この例ではチップクロックの４倍の速度で動作している。図６（Ｂ）は主受信タイミングパルス信号１８の例であり、図５の入力信号Ａに対応する。主受信タイミング信号１８と送信タイミング信号１９との位相関係は上記した（１）〜（３）のいずれかの状態であり、それぞれの状態は図６（Ｃ）、（Ｄ）、および（Ｅ）に対応する。図６（Ｃ）、（Ｄ）、および（Ｅ）に示した信号のいずれかが図５の入力信号Ｂに対応し、タイミング判定部２２による判定結果出力が図６（Ｆ）、（Ｇ）及び（Ｈ）の何れかに対応し、クロック伸縮部２３に入力される。
【００３５】
クロック伸縮部２３は、前記タイミング判定部２２によって判定された三つの状態を受け、以下のような動作を行う。
（１ａ）「同期状態信号」の場合には、単純分周（例えばここでは４分周）を行う。
（２ａ）「遅延状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ縮め、その他の区間では通常分周を行う。
（３ａ）「早期状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ伸ばし、その他の区間では通常分周を行う。
図７を用いて以上の動作を説明する。
【００３６】
図７（Ａ）は、マスタークロックであり、この例ではチップクロックの４倍で動作しており、４倍クロックを表すために周期毎に「０」、「１」、「２」、「３」と示す。
図７（Ｂ）は、上記（１ａ）の同期状態を示しており、マスタークロック（Ａ）を単純分周（４分周）した場合である。
図７（Ｃ）は、上記（２ａ）の遅延状態を示しており、クロック調整区間３０においてのみ凸部（Ｈｉｇｈ）がマスタークロック周期分３１だけ短縮されている。
従って、基準クロック生成部１５の出力信号である送信クロック２４は、図７（Ｃ）より、クロック位相はマスタークロック分だけ早くなり、遅延状態を緩和するように動作する。
図７（Ｄ）は、上記（３ａ）の早期状態を示しており、クロック調整区間３０においてのみ凸部（Ｈｉｇｈ）がマスタークロック周期分３２だけ伸長されている。
従って、基準クロック生成部１５の出力信号である送信クロック２４は、図７（Ｄ）より、クロック位相はマスタークロック分だけ遅くなり、早期状態を緩和するように動作する。
クロック調整区間３０は、タイミング判定部２２での位相判定が行われるたびに一度だけ存在する。このクロック調整区間３０で位相調整を行った場合には、位相判定部２２で判定された結果をクリアし、新たな判定結果の待ち受け状態になる。
クロック調整区間３０は、主受信タイミング信号１８の周期毎に、１チップ程度以上の時間幅だけ存在する。
【００３７】
基準タイミング信号生成部１６（図１）は、主受信タイミング選択部１３で選択された主受信タイミング信号１８を用いて周期的な送信タイミング信号１９を作り出す機能を有する。
基準タイミング信号生成部１６は、前記基準クロック生成部１５により生成された送信クロック２４に同期したカウンタにより構成され、主受信タイミング信号１８によってトリガがかけられること（スタートパルス）で動作を開始する。この基準タイミング信号生成部１６のブロック図を図８に示す。
【００３８】
図８の入力信号Ａが、主受信タイミング信号１８に対応し、また動作クロックＣが基準クロック生成部１５からの出力である送信クロック２４に対応し、基準信号タイミングＤ出力が送信タイミング信号１９に対応する。
図８の一定周期カウンタ２９は、入力信号Ａ、すなわち主受信タイミング信号１８が入力されると、動作クロックＣ、すなわち送信クロック２４の信号をカウントし始め、予め規定された一定数をカウントした後に、基準タイミングＤである送信タイミング信号１９を生成する。
この一定周期カウンタ２９を用いることで主受信タイミング信号１８と同期した送信基準タイミング信号１９を生成することが可能となる。
【００３９】
図７（Ｃ）又は（Ｄ）で説明したように、受信機で最も時間の刻みが小さい、すなわち最も微調整機能として利用可能なマスタークロック周期分だけクロック位相を、早く又は遅くなるように徐々に調整される。
従って、前記送信タイミング信号１９、及び基準クロック生成部１５より得られる送信クロック２４を図示しない送信部に用いることで、送信タイミングは主受信タイミングと常に同期した動作が実現でき、さらに主受信タイミングが切り替えられた場合でも、送信部において急峻なタイミング変動が生じないよう制御することが可能となる。
【００４０】
以上のように基準タイミング信号生成部１６に供給する送信クロック２４の位相を変化させることで、基準タイミング信号生成部１６のカウンタの進み具合を変化させ、基準タイミング信号生成部１６の出力位相を変化せることができる。
以上説明した第１の実施形態では、送信タイミングを主受信タイミングに同期させる場合を説明したが、受信タイミングを主受信タイミングに同期させる場合について第２の実施形態として以下に説明する。
【００４１】
図９は、本発明に係る第２の実施形態のベースバンド信号処理部の概略ブロック図である。
本ベースバンド信号処理部は、例えば３個の相関装置（１１−ａ〜１１−ｃ）、３個の受信タイミング信号生成部（１２−ａ〜１２−ｃ）、主受信タイミング選択部１３、主受信タイミング選択部１３を制御する選択制御部１４、基準クロック生成部１５、基準タイミング信号生成部１６及びパスサーチ部１０を有している。尚、図９において、図１と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
基準クロック生成部１５の構成は、前記図５に記載するように大きく分けてタイミング判定部２２とクロック伸縮部２３の二つのブロックから成る。
タイミング判定部２２では、主受信タイミング信号１８と受信タイミング信号４３の位相を比較する。図５では主受信タイミング信号１８が入力信号Ａに、受信タイミング信号４３が入力信号Ｂにそれぞれ対応する。
【００４３】
タイミング判定部２２での位相判定は、主受信タイミング信号１８が入力される度に一度だけ行い、例えば、（１）主受信タイミング信号と受信タイミング信号が同位相の場合には「同期状態信号」、（２）主受信タイミング信号より受信タイミング信号の位相が遅れている場合には「遅延状態信号」、（３）主受信タイミング信号より受信タイミング信号の位相が早い場合にば「早期状態信号」を出力する。
【００４４】
クロック伸縮部２３は、タイミング判定部２２によって判定された三つの状態をうけ、以下のような動作を行う。
（１ａ）「同期状態信号」の場合には、単純分周（例えばここでは４分周）を行う。
（２ａ）「遅延状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ縮め、その他の区間では通常分周を行う。
（３ａ）「早期状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ伸ばし、その他の区間では通常分周を行う。
以上の動作は前述した図６での説明と同一である。
【００４５】
次に、基準タイミング信号生成部１６（図１）は、主受信タイミング選択部１３で選択された主受信タイミング信号１８を用いて周期的な受信タイミング信号４３を作り出す機能を有する。
【００４６】
基準タイミング信号生成部１６は、上記基準クロック生成部１５により生成された受信クロック４２に同期したカウンタにより構成され、主受信タイミング信号１８によってトリガがかけられることで動作を開始する。
【００４７】
基準タイミング信号生成部１６は、一定周期カウンタ２９を用いることで主受信タイミング信号１８と同期した受信基準タイミング信号４３を生成することが可能となる。
この受信タイミング信号４３、及び基準クロック生成部１５より得られる受信クロック４２を受信部に用いることで、受信タイミングは主受信タイミングと常に同期した動作が実現でき、さらに主受信タイミングが切り替えられた場合でも、受信部において急峻なタイミング変動が生じないよう制御することが可能となる。
【００４８】
次に、その他の実施の形態について説明する。
ＣＤＭＡシステムでは基地局から送信された信号を受信機により受信し、その信号を用いて基準タイミング信号を生成する。図１または図９により生成した何れかのタイミング信号すなわち第１のタイミング信号を利用して受信または送信タイミング信号すなわち第２のタイミング信号を生成すれば、送信及び受信タイミングの同期が可能である。例えば、第１の基準タイミングとして受信タイミングを生成した場合には、その第１の受信タイミングを利用して第２の基準タイミングである送信タイミングを生成する。逆に、第１の基準タイミングとして送信タイミングを生成した場合には、その第１の送信タイミングを利用して第２の基準タイミングである受信タイミングを生成する。このように受信信号を利用して、同期した受信及び送信タイミングが生成できる。
【００４９】
また、第２の基準タイミングは、第１の基準タイミングに対して、時間オフセットを与えることにより、より一般的な基準タイミング信号が生成できる。
【００５０】
また、上記実施の形態では、主受信信号タイミングを用いて基準タイミングを生成しているが、該主受信信号タイミングは無線伝搬路でのマルチパス条件等により変動する。そのため、主受信信号タイミングに時間オフセットを与え、該時間オフセットを与えた主受信信号タイミングを用いて基準タイミング信号を生成しても、より一般的な基準タイミングが生成できる。
【００５１】
また、上記実施の形態では、主受信信号タイミングを用いて基準タイミングを生成する場合に、主受信信号タイミング毎にタイミング調整が実行されたが、タイミング調整頻度を主受信信号タイミングではなく外部からの制御信号によりコントロールすることにより、高機能な基準タイミング信号が生成できる。
この外部制御信号によりタイミング調整をコントロールする機能を実現するためには、例えば、図５に示した基準クロックにおけるクロック伸縮部２３に内蔵したタイミング制御機能を有した図示しないタイミング制御部を設け、外部制御信号でゲートをかけた後にクロック伸縮を機能させることにより実現できる。
上記制御により、基準タイミング信号の変更がよりスムーズにできる特徴を持たせることができる。上記タイミング制御機能を実現するタイミング制御部は、アップダウンカウンタ等による積分機能を具備することにより、安定な基準信号が生成できる。
【００５２】
また、主受信タイミング信号選択部１３から主受信信号タイミング１８を選択する選択制御部１４（図１）は、複数の相関装置１１−ａ〜１１−ｃのなかで最大の受信電力が得られる相関装置からのタイミングを選択する、または受信時間最少の最も早く検出した受信波（最短の遅延波）より得られたタイミングを選択する等の手段を用いることができる。これによりマルチパス環境下でのパスの切り替えを適切に行うことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した通り、発明によれば、ＣＤＭＡ送受信装置において、基地局からの受信信号を基に受信基準タイミング及び送信基準タイミングを急峻に大きく変動させることなくスムーズに生成できるため安定なＣＤＭＡ送受信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るベースバンド信号処理部のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る相関装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る同期追従回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るループフィルタのブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基準クロック生成部のブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るタイミング判定部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るクロック伸縮部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る基準タイミング信号生成部のブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るベースバンド信号処理部のブロック図である。
【図１０】従来のＣＤＭＡシステムの受信部のブロック図である。
【符号の説明】
１１−ａ〜１１−ｃ 相関装置
１２−ａ〜１２−ｃ 受信タイミング生成部
１３ 主受信タイミング信号選択部
１５ 基準クロック生成部
１６ 基準タイミング生成部
１７ 受信タイミング信号
２２ タイミング判定部
２３ クロック伸縮部
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトル拡散通信機及びＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓ：符号分割多元接続）通信機における送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スペクトル拡散通信及びスペクトル拡散通信技術を利用したＣＤＭＡシステムは、マルチパスフェージングに強く、データの高速化が可能で、通信品質が良好で、周波数利用効率が高い等の特徴を保有しているため、次世代の移動通信及びマルチメディア移動通信に有望な通信方式である。
スペクトル拡散通信及びＣＤＭＡシステムにおける送信信号は、送信側において伝送すべき信号の帯域幅よりも、はるかに広い帯域に拡散して送信される。一方、受信側ではスペクトル拡散された信号を元の信号帯域幅に復元することにより、上記特徴が発揮される。
【０００３】
図１０は、ＣＤＭＡシステムの受信部のブロック図を示している。アンテナ６１で受信されたＣＤＭＡ信号はＲＦ増幅部６２により増幅された後、周波数変換部６３により無線周波数から中間周波数またはベースバンド周波数に変換され、逆拡散／同期部６４、同期検波およびＲａｋｅ合成機能を有する情報復調部６５を介して復調データ６８が得られる。ＣＤＭＡ受信機では従来の狭帯域通信に対して、逆拡散／同期部６４が付加された構成となっている。
また、移動体通信はマルチパス環境下で動作するため、その状況を把握するためのパスサーチ部６６が設けられ、逆拡散／同期及びＲａｋｅ合成すべき受信信号のパスを規定する。更に、逆拡散信号またはＲａｋｅ合成後の信号６９を利用したＡＦＣ部６７が構成され、周波数変換部６３にフイードバックされる。
【０００４】
マルチパス状況を把握し、受信信号のパスまたはメイン受信パスをサーチする一つの方法としてマッチトフィルタ（ＭＦ）がある。ＭＦは、受信信号に含まれるマルチパスから生じた複数の信号成分を分離する機能を有している。すなわち、ＭＦにより受信機に到達した直達波と遅延波を分離した出力信号を得ることができるため、希望波の選択ができ、不要波の影響を削減できる。詳細は、立野敏訳”スペクトラム拡散通信”ジャテック出版に説明されている。
【０００５】
受信信号のパスまたはメイン受信パスをサーチし、選択する他の方法としては、特開平１０−１７３６３０号公報に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの手段においても、パスを選択し切替える手段が設けられているため、マルチパス環境が変化してメインとなるパスが変動した場合には、パス選択またはパス入替えの結果、受信信号パスのタイミングが急峻に変化してしまう。
ＣＤＭＡ受信機は、一般的に基地局からの信号を受信し、その受信信号を基に受信機内でのタイミング及びＡＦＣ制御が行われている。従って、受信信号のタイミングが急峻に大きく変動するとＣＤＭＡ受信機でのシステムタイミング管理に大きな影響を与えることとなってしまう。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、マルチパス環境が変化してメインとなるパスが変動した場合であっても、基地局からの受信信号を基に受信基準タイミング及び送信基準タイミングを急峻に大きく変動させることなくスムーズに生成できるＣＤＭＡ送受信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明の第１の要旨は、疑似ランダム符号により拡散された周期性を有する信号を受信し、複数の遅延波を合成、受信するために用意された複数の相関装置と、各種データを拡散、送信を行う送信部を有するＣＤＭＡ送受信装置であって、複数の相関装置は、各々、受信信号に含まれる、それぞれに対応する遅延波に同期追従する機能を有し、各々の相関装置の追従タイミングに同期した、周期的な受信タイミング信号を出力する複数の受信タイミング信号生成部と、複数の受信タイミング信号より、予め定められた条件により一つの主受信タイミング信号を選択する選択部と、供給される送信クロック信号により周期性を有する送信タイミング信号を生成する基準タイミング信号生成部と、送信タイミング信号と主受信タイミング信号との位相差を判定するタイミング判定部と、タイミング判定部での位相差の判定結果に応じて送信クロック信号の周期の伸縮を制御するクロック伸縮部とを備えて、クロック伸縮部により伸縮制御された送信クロック信号を、基準タイミング信号生成部に供給することで、送信タイミング信号を主受信タイミング信号に同期させることを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【０００９】
本発明の第２の要旨は、疑似ランダム符号により拡散された周期性を有する信号を受信し、複数の遅延波を合成、受信するために用意された複数の相関装置を有するＣＤＭＡ送受信装置であって、複数の相関装置は、各々、受信信号に含まれる、それぞれに対応する遅延波に同期追従する機能を有し、各々の相関装置の追従タイミングに同期した、周期的な受信タイミング信号を出力する複数の受信タイミング信号生成部と、複数の受信タイミング信号より、予め定められた条件により一つの主受信タイミング信号を選択する選択部と、供給される受信クロック信号により、周期性を有する受信タイミング信号を生成する基準タイミング信号生成部と、受信タイミング信号と主受信タイミング信号との位相差を判定するタイミング判定部と、タイミング判定部での位相差の判定結果に応じて、受信クロック信号の周期の伸縮を制御するクロック伸縮部とを備えて、クロック伸縮部により伸縮制御された受信クロック信号を、基準タイミング信号生成部に供給することで、受信タイミング信号を主受信タイミング信号に同期させることを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１０】
本発明の第３の要旨は、疑似ランダム符号により拡散された周期性を有する信号を受信し、複数の遅延波を合成、受信するために用意された複数の相関装置と、各種データを拡散、送信を行う送信部を有するＣＤＭＡ送受信装置であって、複数の相関装置は、各々、受信信号に含まれる、それぞれに対応する遅延波に同期追従する機能を有し、各々の相関装置の追従タイミングに同期した周期的な受信タイミング信号を出力する複数の受信タイミング信号生成部と、複数の受信タイミング信号より、予め定められた条件により一つの主受信タイミング信号を選択する選択部と、供給されるクロック信号により、周期性を有する受信装置の基準となる基準受信タイミング信号、もしくは送信タイミング信号のいずれか一方を生成する第１の基準タイミング信号生成部と、第１の基準タイミング信号生成部により生成された出力信号と主受信タイミング信号との位相差を判定するタイミング判定部と、タイミング判定部での位相差の判定結果に応じてクロック信号の周期の伸縮を制御し、伸縮制御したクロック信号を該第１の基準タイミング信号生成部に供給するクロック伸縮部と、第１の基準タイミング信号生成部が基準受信タイミング信号を生成する場合には送信タイミング信号を、第１の基準タイミング信号生成部が送信タイミング信号を生成している場合には受信タイミング信号を、第１の基準タイミング信号生成部で生成された出力信号に時間オフセットを加えることで生成する第２の基準タイミング信号生成部と、を備えることを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１１】
本発明の第４の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、基準タイミング信号は主受信タイミング信号に任意の時間オフセットを付加して生成されることを特徴とするＣＤＭＡ受信装置にある。
【００１２】
本発明の第５の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、クロック伸縮部はクロック信号周期の伸縮制御の実行タイミングを任意に制御可能とするタイミング制御部を有することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１３】
本発明の第６の要旨は、第５の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、タイミング制御部は、積分機能を持たせることで平均化を行い、制御の安定性を向上したことを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１４】
本発明の第７の要旨は、第６の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、積分機能をアップダウンカウンタで実現することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１５】
本発明の第８の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、主受信タイミング信号を選択する選択部は、複数の相関装置の中で、最大の受信電力が得られる相関装置より得られる受信タイミング信号を選択することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１６】
本発明の第９の要旨は、第１、２または３の要旨のＣＤＭＡ送受信装置において、主受信タイミング信号を選択する選択部は、前記複数の相関装置の中で、最も電波到来時間の早い遅延波を受信する相関装置より得られる受信タイミング信号を選択することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
アンテナにより受信されたＣＤＭＡ信号は、ＲＦ増幅、フィルタリング及び周波数変換された後、ベースバンド処理が実行される。本実施形態のＣＤＭＡ送受信装置の説明では、受信信号はベースバンドに変換された信号として取り扱う。図１は、本発明に係わる第一の実施形態のベースバンド信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【００１８】
受信信号は、例えば、Ｍ系列やＧｏｌｄ符号、又はそれらとアダマール符号とを組み合わせて生成した疑似ランダム符号等により拡散された周期性を持ったＣＤＭＡ信号である。尚、疑似ランダム符号としてはスペクトル拡散符号として使用可能であれば限定するものではない。
【００１９】
図１に示すベースバンド信号処理部は、例えば、３個の相関装置１１−ａ、１１−ｂ、１１−ｃと、３個の受信タイミング信号生成部１２−ａ、１２−ｂ、１２−ｃと、主受信タイミング選択部１３と、前記主受信タイミング選択部１３を制御する選択制御部１４と、基準クロックを生成する基準クロック生成部１５と、基準タイミング信号を生成する基準タイミング信号生成部１６及びパスサーチ部１０を有している。
【００２０】
前記パスサーチ部１０は、受信信号に含まれるマルチパス成分を分離、検索し、復調すべきパス成分を選択する。パスサーチ部１０は、復調すべきパス成分として、例えば複数個の相関装置にパス情報を設定する。この動作によりＣＤＭＡの特徴である、ＲＡＫＥ合成すべきパス情報が得られる。該相関装置の数はＲＡＫＥ合成すべき数により決定され、本実施形態では簡単のため、３個として説明する。
【００２１】
相関装置１１−ａ〜１１−ｃから受信タイミング信号生成部１２−ａ〜１２−ｃを介して得られた３つの受信タイミング信号１７−ａ〜１７−ｃは、主受信タイミング信号選択部１３により、電力最大、受信時間最小など予め設定された選択条件に基づいて一つの受信タイミング信号が主受信タイミング信号１８として選択される。
相関装置１１−ａ〜１１−ｃは、例えば特開平１１−２３４１６８号公報（拡散信号に対する相関処理の同期追従回路）に提起されるようなスライディング相関器またはマッチトフィルタにより構成される。次に、図１の相関装置１１−ａ〜１１−ｃに含まれている同期追従回路を図２に示す。
【００２２】
図２は、本実施形態による同期追従回路の一例を示すブロック図であり、１は受信したベースバンド信号に対して基準位相より△（例えば１／２チップ）進んだ位置での相関出力値を出力するＥａｒｌｙ相関器１、２は受信したベースバンド信号に対して基準位相より△（例えば１／２チップ）遅れた位置での相関出力値を出力するＬａｔｅ相関器２、３はＥａｒｌｙ相関器１からの相関値と、Ｌａｔｅ相関器２からの相関値を比較する比較器３、４は比較器３からの比較結果の平均化処理を行うループフィルタ４、５はサンプルクロック（「クロック」を、「ＣＬＫ」と略記する場合がある）を発生させるＣＬＫ発生器５、６はループフィルタ４からの位相制御信号によりチップＣＬＫの位相調整を行うチップＣＬＫ位相調整器６、７はチップＣＬＫ位相調整器６から出力されるチップＣＬＫから基準位相に対して△位相を進めた拡散符号(Early code)と△位相を遅らした拡散符号(Late code)及びシンボルＣＬＫを発生させる拡散符号発生器７である。
【００２３】
ＣＬＫ発生部５では、例えばチップレートの４倍の速度としたサンプリングＣＬＫをチップクロック位相調整器６に出力する。チップクロック位相調整器６では受信したサンプルのＣＬＫを分周して（この例では４分周）チップクロック８を生成し、拡散符号発生器７、Ｅａｒｌｙ相関器１、Ｌａｔｅ相関器２に出力
する。
【００２４】
拡散符号発生器７では、基準位相に対して、△位相を進めた拡散符号（Ｅａｒｌｙ ｃｏｄｅ）をＥａｒｌｙ拡散器１、△位相を遅らせた拡散符号（Ｌａｔｅ ｃｏｄｅ）をＬａｔｅ相関器２に出力する。チップＣＬＫ８と拡散符号を受信したＥａｒｌｙ相関器１とＬａｔｅ相関器２では、受信したベースバンド信号を逆拡散してシンボル毎に相関をとり、比較器３に出力する。
【００２５】
比較器３では、、Ｅａｒｌｙ相関器１とＬａｔｅ相関器２の相関値の比較を行い比較結果をループフィルタ４に出力する。
比較器３の動作は、Ｅａｒｌｙ相関器１の相関値のほうが大きければ「Ｌｏｗ」、小さければ「Ｈｉｇｈ」を、図３（Ｂ）に示すようなアップダウン信号としてシンボル毎に生成する。
本実施形態では、Ｅａｒｌｙ相関器１とＬａｔｅ相関器２は、それぞれチップＣＬＫ８毎にシンボル長の間にわたり、その相関出力を、加算（積分）し、その後比較器３で差をとることにより、（１，０）の２値のアップダウン信号（図３（Ｂ））を生成している。
【００２６】
ループフィルタ４の動作を図２、３及び４を用いて説明する。図４のアップ・ダウンカウンタ部２０を使ってシンボル毎にどちらの相関値が大きいかにより生成される２値のアップダウン信号（図３（Ｂ））をカウントし、位相制御部２１に対してカウント値（図３（Ｃ））を出力する。
【００２７】
位相制御部２１では、カウント値がＬａｔｅ側にあらかじめ設定した値（図３の例では「１５」）と等しくなると位相を遅らせるようにチップＣＬＫ位相調整器６に対して指示（Ｌａｔｅ＿ｒｑ＝「Ｈｉｇｈ」）を行い（図３（Ｅ））、その後、アップダウンカウンタ部２０を初期化（Ｃｌｅａｒ＝「ｈｉｇｈ」）する（図３（Ｆ））。
【００２８】
図２において、ループフィルタ４から位相調整の指示を受けたチップＣＬＫ位相調整器６では、進める指示を受信したらチップＣＬＫ８を例えば１／４チップ分位相を進め、また、遅らせる指示を受信したら、たとえば、１／４チップ分位相を遅らせる。
以上の動作を繰り返して同期の追従を行う。
【００２９】
前記受信タイミング信号生成部１２−ａ〜１２−ｃ（図１）は、相関装置内のＣＬＫ位相調整器６で生成された位相調整されたＣＬＫによりカウントされるカウンタを具有し、このカウンタによって受信信号と同様の周期的なパルスを作り出すことによって受信タイミング信号１７−ａ、１７−ｂ、１７−ｃとしている。
【００３０】
一つの主受信タイミング信号を選択する選択制御部１４（図１）は、パスサーチ部１０より選択された遅延波のうち、任意の遅延波を復調している相関装置より得られる受信タイミング信号１７−ａ〜１７−ｃから主受信タイミング信号１８として選択する機能を有する。
【００３１】
前記主受信タイミング選択部１３は、例えばセレクタにより形成され、複数の相関装置から得られた複数の受信タイミング信号１７−ａ〜１７−ｃの中から、選択制御部１４より得られた選択情報を用いて、主受信タイミング信号１８を選択し、出力する。
【００３２】
次に、基準クロック生成部１５の構成を、図５に示す。
基準クロック生成部１５は、大きく分けてタイミング判定部２２とクロック伸縮部２３の二つのブロックを有している。
【００３３】
前記タイミング判定部２２では、主受信タイミング信号１８と送信タイミング信号１９の位相を比較する。図５では主受信タイミング信号１８が入力信号Ａで送信タイミング信号１９が入力信号Ｂに対応する。
タイミング判定２２は、主受信タイミング信号１８が入力される度に一度だけ位相比較が実行され、例えば、以下のような三つの状態判定信号（１）〜（３）の何れかを出力する。
（１）主受信タイミング信号と送信タイミング信号が同位相の場合には、「同期状態信号」
（２）主受信タイミング信号より送信タイミング信号の位相が遅れている場合には、「遅延状態信号」
（３）主受信タイミング信号より送信タイミング信号の位相が早い場合には、「早期状態信号」
【００３４】
上記のような動作を行うタイミング判定部２２の機能を図６を用いて説明する。
図６（Ａ）は、マスタークロックであり、この例ではチップクロックの４倍の速度で動作している。図６（Ｂ）は主受信タイミングパルス信号１８の例であり、図５の入力信号Ａに対応する。主受信タイミング信号１８と送信タイミング信号１９との位相関係は上記した（１）〜（３）のいずれかの状態であり、それぞれの状態は図６（Ｃ）、（Ｄ）、および（Ｅ）に対応する。図６（Ｃ）、（Ｄ）、および（Ｅ）に示した信号のいずれかが図５の入力信号Ｂに対応し、タイミング判定部２２による判定結果出力が図６（Ｆ）、（Ｇ）及び（Ｈ）の何れかに対応し、クロック伸縮部２３に入力される。
【００３５】
クロック伸縮部２３は、前記タイミング判定部２２によって判定された三つの状態を受け、以下のような動作を行う。
（１ａ）「同期状態信号」の場合には、単純分周（例えばここでは４分周）を行う。
（２ａ）「遅延状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ縮め、その他の区間では通常分周を行う。
（３ａ）「早期状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ伸ばし、その他の区間では通常分周を行う。
図７を用いて以上の動作を説明する。
【００３６】
図７（Ａ）は、マスタークロックであり、この例ではチップクロックの４倍で動作しており、４倍クロックを表すために周期毎に「０」、「１」、「２」、「３」と示す。
図７（Ｂ）は、上記（１ａ）の同期状態を示しており、マスタークロック（Ａ）を単純分周（４分周）した場合である。
図７（Ｃ）は、上記（２ａ）の遅延状態を示しており、クロック調整区間３０においてのみ凸部（Ｈｉｇｈ）がマスタークロック周期分３１だけ短縮されている。
従って、基準クロック生成部１５の出力信号である送信クロック２４は、図７（Ｃ）より、クロック位相はマスタークロック分だけ早くなり、遅延状態を緩和するように動作する。
図７（Ｄ）は、上記（３ａ）の早期状態を示しており、クロック調整区間３０においてのみ凸部（Ｈｉｇｈ）がマスタークロック周期分３２だけ伸長されている。
従って、基準クロック生成部１５の出力信号である送信クロック２４は、図７（Ｄ）より、クロック位相はマスタークロック分だけ遅くなり、早期状態を緩和するように動作する。
クロック調整区間３０は、タイミング判定部２２での位相判定が行われるたびに一度だけ存在する。このクロック調整区間３０で位相調整を行った場合には、位相判定部２２で判定された結果をクリアし、新たな判定結果の待ち受け状態になる。
クロック調整区間３０は、主受信タイミング信号１８の周期毎に、１チップ程度以上の時間幅だけ存在する。
【００３７】
基準タイミング信号生成部１６（図１）は、主受信タイミング選択部１３で選択された主受信タイミング信号１８を用いて周期的な送信タイミング信号１９を作り出す機能を有する。
基準タイミング信号生成部１６は、前記基準クロック生成部１５により生成された送信クロック２４に同期したカウンタにより構成され、主受信タイミング信号１８によってトリガがかけられること（スタートパルス）で動作を開始する。この基準タイミング信号生成部１６のブロック図を図８に示す。
【００３８】
図８の入力信号Ａが、主受信タイミング信号１８に対応し、また動作クロックＣが基準クロック生成部１５からの出力である送信クロック２４に対応し、基準信号タイミングＤ出力が送信タイミング信号１９に対応する。
図８の一定周期カウンタ２９は、入力信号Ａ、すなわち主受信タイミング信号１８が入力されると、動作クロックＣ、すなわち送信クロック２４の信号をカウントし始め、予め規定された一定数をカウントした後に、基準タイミングＤである送信タイミング信号１９を生成する。
この一定周期カウンタ２９を用いることで主受信タイミング信号１８と同期した送信基準タイミング信号１９を生成することが可能となる。
【００３９】
図７（Ｃ）又は（Ｄ）で説明したように、受信機で最も時間の刻みが小さい、すなわち最も微調整機能として利用可能なマスタークロック周期分だけクロック位相を、早く又は遅くなるように徐々に調整される。
従って、前記送信タイミング信号１９、及び基準クロック生成部１５より得られる送信クロック２４を図示しない送信部に用いることで、送信タイミングは主受信タイミングと常に同期した動作が実現でき、さらに主受信タイミングが切り替えられた場合でも、送信部において急峻なタイミング変動が生じないよう制御することが可能となる。
【００４０】
以上のように基準タイミング信号生成部１６に供給する送信クロック２４の位相を変化させることで、基準タイミング信号生成部１６のカウンタの進み具合を変化させ、基準タイミング信号生成部１６の出力位相を変化せることができる。
以上説明した第１の実施形態では、送信タイミングを主受信タイミングに同期させる場合を説明したが、受信タイミングを主受信タイミングに同期させる場合について第２の実施形態として以下に説明する。
【００４１】
図９は、本発明に係る第２の実施形態のベースバンド信号処理部の概略ブロック図である。
本ベースバンド信号処理部は、例えば３個の相関装置（１１−ａ〜１１−ｃ）、３個の受信タイミング信号生成部（１２−ａ〜１２−ｃ）、主受信タイミング選択部１３、主受信タイミング選択部１３を制御する選択制御部１４、基準クロック生成部１５、基準タイミング信号生成部１６及びパスサーチ部１０を有している。尚、図９において、図１と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
基準クロック生成部１５の構成は、前記図５に記載するように大きく分けてタイミング判定部２２とクロック伸縮部２３の二つのブロックから成る。
タイミング判定部２２では、主受信タイミング信号１８と受信タイミング信号４３の位相を比較する。図５では主受信タイミング信号１８が入力信号Ａに、受信タイミング信号４３が入力信号Ｂにそれぞれ対応する。
【００４３】
タイミング判定部２２での位相判定は、主受信タイミング信号１８が入力される度に一度だけ行い、例えば、（１）主受信タイミング信号と受信タイミング信号が同位相の場合には「同期状態信号」、（２）主受信タイミング信号より受信タイミング信号の位相が遅れている場合には「遅延状態信号」、（３）主受信タイミング信号より受信タイミング信号の位相が早い場合にば「早期状態信号」を出力する。
【００４４】
クロック伸縮部２３は、タイミング判定部２２によって判定された三つの状態をうけ、以下のような動作を行う。
（１ａ）「同期状態信号」の場合には、単純分周（例えばここでは４分周）を行う。
（２ａ）「遅延状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ縮め、その他の区間では通常分周を行う。
（３ａ）「早期状態信号」の場合には、クロック調整区間の中では、例えばクロックの凸部（Ｈｉｇｈ）を予め定められた量だけ伸ばし、その他の区間では通常分周を行う。
以上の動作は前述した図６での説明と同一である。
【００４５】
次に、基準タイミング信号生成部１６（図１）は、主受信タイミング選択部１３で選択された主受信タイミング信号１８を用いて周期的な受信タイミング信号４３を作り出す機能を有する。
【００４６】
基準タイミング信号生成部１６は、上記基準クロック生成部１５により生成された受信クロック４２に同期したカウンタにより構成され、主受信タイミング信号１８によってトリガがかけられることで動作を開始する。
【００４７】
基準タイミング信号生成部１６は、一定周期カウンタ２９を用いることで主受信タイミング信号１８と同期した受信基準タイミング信号４３を生成することが可能となる。
この受信タイミング信号４３、及び基準クロック生成部１５より得られる受信クロック４２を受信部に用いることで、受信タイミングは主受信タイミングと常に同期した動作が実現でき、さらに主受信タイミングが切り替えられた場合でも、受信部において急峻なタイミング変動が生じないよう制御することが可能となる。
【００４８】
次に、その他の実施の形態について説明する。
ＣＤＭＡシステムでは基地局から送信された信号を受信機により受信し、その信号を用いて基準タイミング信号を生成する。図１または図９により生成した何れかのタイミング信号すなわち第１のタイミング信号を利用して受信または送信タイミング信号すなわち第２のタイミング信号を生成すれば、送信及び受信タイミングの同期が可能である。例えば、第１の基準タイミングとして受信タイミングを生成した場合には、その第１の受信タイミングを利用して第２の基準タイミングである送信タイミングを生成する。逆に、第１の基準タイミングとして送信タイミングを生成した場合には、その第１の送信タイミングを利用して第２の基準タイミングである受信タイミングを生成する。このように受信信号を利用して、同期した受信及び送信タイミングが生成できる。
【００４９】
また、第２の基準タイミングは、第１の基準タイミングに対して、時間オフセットを与えることにより、より一般的な基準タイミング信号が生成できる。
【００５０】
また、上記実施の形態では、主受信信号タイミングを用いて基準タイミングを生成しているが、該主受信信号タイミングは無線伝搬路でのマルチパス条件等により変動する。そのため、主受信信号タイミングに時間オフセットを与え、該時間オフセットを与えた主受信信号タイミングを用いて基準タイミング信号を生成しても、より一般的な基準タイミングが生成できる。
【００５１】
また、上記実施の形態では、主受信信号タイミングを用いて基準タイミングを生成する場合に、主受信信号タイミング毎にタイミング調整が実行されたが、タイミング調整頻度を主受信信号タイミングではなく外部からの制御信号によりコントロールすることにより、高機能な基準タイミング信号が生成できる。
この外部制御信号によりタイミング調整をコントロールする機能を実現するためには、例えば、図５に示した基準クロックにおけるクロック伸縮部２３に内蔵したタイミング制御機能を有した図示しないタイミング制御部を設け、外部制御信号でゲートをかけた後にクロック伸縮を機能させることにより実現できる。
上記制御により、基準タイミング信号の変更がよりスムーズにできる特徴を持たせることができる。上記タイミング制御機能を実現するタイミング制御部は、アップダウンカウンタ等による積分機能を具備することにより、安定な基準信号が生成できる。
【００５２】
また、主受信タイミング信号選択部１３から主受信信号タイミング１８を選択する選択制御部１４（図１）は、複数の相関装置１１−ａ〜１１−ｃのなかで最大の受信電力が得られる相関装置からのタイミングを選択する、または受信時間最少の最も早く検出した受信波（最短の遅延波）より得られたタイミングを選択する等の手段を用いることができる。これによりマルチパス環境下でのパスの切り替えを適切に行うことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した通り、発明によれば、ＣＤＭＡ送受信装置において、基地局からの受信信号を基に受信基準タイミング及び送信基準タイミングを急峻に大きく変動させることなくスムーズに生成できるため安定なＣＤＭＡ送受信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るベースバンド信号処理部のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る相関装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る同期追従回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るループフィルタのブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基準クロック生成部のブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るタイミング判定部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るクロック伸縮部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る基準タイミング信号生成部のブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るベースバンド信号処理部のブロック図である。
【図１０】従来のＣＤＭＡシステムの受信部のブロック図である。
【符号の説明】
１１−ａ〜１１−ｃ 相関装置
１２−ａ〜１２−ｃ 受信タイミング生成部
１３ 主受信タイミング信号選択部
１５ 基準クロック生成部
１６ 基準タイミング生成部
１７ 受信タイミング信号
２２ タイミング判定部
２３ クロック伸縮部
Claims (7)
- 疑似ランダム符号により拡散された周期性を有する信号を受信し、複数の遅延波を合成、受信するために用意された複数の相関装置と、各種データを拡散、送信を行う送信部を有するＣＤＭＡ送受信装置であって、
該複数の相関装置は、各々、受信信号に含まれる、それぞれに対応する遅延波に同期追従する機能を有し、
各々の相関装置の追従タイミングに同期した、周期的な受信タイミング信号を出力する複数の受信タイミング信号生成部と、
該複数の受信タイミング信号より、予め定められた条件により、一つの主受信タイミング信号を選択する選択部と、
供給されるクロック信号により、周期性を有する基準タイミング信号である、受信装置の基準となる基準受信タイミング信号又は送信装置の基準となる基準送信タイミング信号のいずれか一方を生成する第１の基準タイミング信号生成部と、
該第１の基準タイミング信号生成部により生成された基準タイミング信号と、該主受信タイミング信号との位相差を判定するタイミング判定部と、
該タイミング判定部での位相差の判定結果に応じて、クロック信号の周期の伸縮を制御し、伸縮制御したクロック信号を該第１の基準タイミング信号生成部に供給するクロック伸縮部と、
該第１の基準タイミング信号生成部が基準受信タイミング信号を生成する場合には基準送信タイミング信号を、該第１の基準タイミング信号生成部が基準送信タイミング信号を生成している場合には基準受信タイミング信号を、該第１の基準タイミング信号生成部で生成された基準タイミング信号に時間オフセットを加えることで生成する第２の基準タイミング信号生成部と、を備えることを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置。 - 請求項１のＣＤＭＡ送受信装置において、
前記主受信タイミング信号に、任意の時間オフセットを付加して用いることを特徴とするＣＤＭＡ受信装置。 - 請求項１のＣＤＭＡ送受信装置において、
前記クロック伸縮部は、クロック信号周期の伸縮制御の実行タイミングを任意に制御可能とするタイミング制御部を有することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置。 - 請求項３のＣＤＭＡ送受信装置において、
前記タイミング制御部は、積分機能を持たせることでクロック信号周期の伸縮制御の実行タイミングを管理することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置。 - 請求項４のＣＤＭＡ送受信装置において、
前記積分機能をアップダウンカウンタで実現することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置。 - 請求項１のＣＤＭＡ送受信装置において、
前記主受信タイミング信号を選択する選択部は、前記複数の相関装置の中で、最大の受信電力が得られる相関装置より得られる受信タイミング信号を選択することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置。 - 請求項１のＣＤＭＡ送受信装置において、
前記主受信タイミング信号を選択する選択部は、前記複数の相関装置の中で、最も電波到来時間の早い遅延波を受信する相関装置より得られる受信タイミング信号を選択することを特徴とするＣＤＭＡ送受信装置。
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