JP3706038B2 - Spread spectrum receiver - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、CDMA(符号分割多元接続)方式を採用した第3世代移動体通信システムにおけるスペクトラム拡散受信装置に関するもので、特に、CDMA通信システムで一般的に同期捕捉(パスサーチ)に使用するサーチャを、同期追従回路であるDLLの同期ハズレ判定に活用可能としたスペクトラム拡散受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、第3世代移動体通信システムの基幹技術たる無線通信方式として、スペクトラム拡散通信技術を採用したCDMA方式と呼ばれる多元接続方式が普及してきており、これに関して技術提案および技術開発が盛んに行われている。
CDMA方式では、送信側で目的の信号に拡散符号を乗算する拡散処理を行うことにより、元の信号より十分に広帯域な無線信号が送出される。この処理により、他の基地局・端末からの信号は、直交関係にある符号を使っている限りノイズと同等とみなすことができ、同じ周波数を使いながらも、受信側における「逆拡散処理」により分離して目的の信号を受信することが可能である。
【0003】
逆拡散処理とは、受信側において送信側と同一の拡散符号を乗算することにより、元の一次変調信号を取り出す処理のことである。この際、受信タイミングを、拡散符号のビット速度単位であるチップ単位で同期捕捉・追従する必要がある。
一方、無線通信の本質的な特徴として、信号波が建造物や地形によって反射することにより、複数の伝搬経路が生じるマルチパスと呼ばれる現象が発生する場合がある。したがって、同一のタイミングで発信された信号は、時間差を持って受信されることになる。
【0004】
CDMA方式では、受信側において複数のパスタイミングに合わせて逆拡散処理を行い、時間差をもった復調信号を合成することが可能である。ただし、移動体通信であるが故に、このマルチパスは時間的に変動することになる。
このような特徴のために、受信信号の信号強度が時間的に変動するフェージングと呼ばれる現象が生じる。このようなマルチパスフェージング環境下において、最適な受信パスを選択して正確にチップ単位で受信タイミングを調整し、受信信号に同期追従することが、CDMA受信技術に必要不可欠となっている。
【0005】
CDMA受信装置において、同期追従の役割を担う回路として、一般的にDLL(Delayed Locked Loop)が採用されている。すなわち、図3に示すように、同期がとれているタイミングより一定量早いタイミングと遅いタイミングで、相関器により各受信信号に符号を乗算し、両者の相関出力の差分をもってループフィルタのループ制御を行い、符号発生位相の進み/遅れの判定を下すことにより同期追従を実現する。
一般的には、この一定量は±0.5チップが採用される。従来技術では、DLLの出力から実際に復調した結果を、制御部において評価することにより、DLLが同期ハズレになっているか否かを判定していた。
【0006】
なお、図3において、301は受信信号、302,303,304は相関回路、305は差分出力回路、306はループフィルタ、307は拡散符号発生器、308,309は遅延回路、310は復調データ、311はタイミング信号発生器、312は動作開始信号、313はDLL同期信号をそれぞれ示す。
【0007】
さらに、特開2000−92026号公報に記載された技術によれば、DLLの同期ハズレ判定に対して同期捕捉部の情報を活用することで、受信同期特性の向上を図っている。
すなわち、特開2000−92026号公報に記載された技術では、図4に示すように、CDMA受信装置の構成要素として、同期捕捉部411、同期追従部413,414,415のほかに割り当て制御部412を追加している。
【0008】
同期捕捉部411は、その相関出力の電力値の大きいタイミングを、捕捉同期位置S411Aとして割り当て制御部412に出力する。割り当て制御部412は、複数の捕捉同期位置S411Aの中から、位相差が閾値以上のものを選択し、割り当て同期位置S412A,S412B,S412Cとして出力する。
同期追従部413,414,415は、割り当て同期位置S412A,S412B,S412Cを受けて同期追従動作を行い、各追従同期位置S413A,S414A,S415Aと追従相関電力値S413B,S414B,S415Bを出力する。同期追従部413,414,415としては、通常の場合、この技術分野で一般的なDLLが用いられる。
【0009】
割り当て制御部412では、捕捉同期位置S411Aと追従同期位置S413A,S414A,S415Aの比較を行い、位相差が予め定めた閾値以下の追従同期位置は除外し、同一の同期位置を追従することを避けている。また、同期追従部413,414,415の各々の追従相関電力値S413B,S414B,S415Bが、予め定める閾値以下であった場合には、別の捕捉同期位置を選択し、同期追従部を割り当てる。
【0010】
このような方法を採用することにより、フェージングによる受信波電力低下やパスそのものの消失に際しても、復調動作を中断することなく新たな同期位置の割り当てを継続して行うことができる。このため、DLLの相関出力のみに頼る従来技術と比較して、同期追従特性に優れた受信方式および回路となっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術のうち、前者におけるDLLの出力そのものを同期ハズレ判定とする同期回路にあっては、マルチパスフェージングのような現実の環境を考慮すれば、DLLの通常の動作期間(フレーム単位:10ms)に結果を判定する手段を用いたのでは、動作期間中にフェージングにより振幅が大きく変化する可能性があり、その結果、同期追従判定を誤るおそれがある。
【0012】
また、DLL自体、通常±0.5チップの幅で同期追従を行うため、追従能力にも限界がある。さらに、回路規模が増大化するとともに、それに伴う消費電力増加も避けられない。
【0013】
また、特開2000−92026号公報に記載されている技術では、同期捕捉部を活用することによりDLLの同期追従能力の限界を補強して、同期ハズレ判定の高精度化を行うことができるとともに、既存の構成の変更にとどまるため回路規模が抑制されるとしている。
しかしながら、同期ハズレ判定方式では、基本となる同期捕捉部の捕捉同期位置の決定方法として、同期追従部の相関電力の大きいタイミングを採用している。この点において、前者の従来技術と同様に、DLLの電力値による判定ではフェージングに弱く、判定を誤る可能性があるという問題を有している。
【0014】
さらに、第3世代移動通信システムでは、伝搬路推定において、既知シンボルが伝送される共通パイロットチャネル上の共通パイロットを用いて、通信チャネルの受信シンボル復調を行うシステムが提案されている。
また、通信チャネル上の個別パイロットを伝搬路推定に用いるシステムが提案されており、この場合、個別パイロットを用いて伝搬路推定を行うことになる。例えば、受信特性改善のために、電子情報通信学会技術研究報告RCS99−12「W−CDMAにおける下りリンク送信ダイバーシチの効果」に示されたように、STTDやFeedBack型の送信ダイバーシチ、クローズドループ高速送信電力制御を、個別パイロットを有する通信チャネルに対して適用する方式が提案されている。
【0015】
前述した特開2000−92026号公報に記載された技術では、特定の通信システムを念頭に置き、例えば、第3世代移動通信システムのように、共通パイロットや個別パイロットを有する特定のチャネルに対して、サーチャによりスライディング相関処理を行い、DLLの同期ハズレを判定する方式を提案するものではない。
【0016】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、特に、第3世代移動通信システムに適用されることを念頭に置き、CDMA受信装置において不可欠な同期追従監視を中断することなく正確かつ適切に実行するとともに、消費電力および回路規模を低減することが可能な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。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明のスペクトラム拡散受信装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
【0018】
すなわち、本発明のスペクトラム拡散受信装置は、CDMA方式を採用したスペクトラム拡散受信装置において、拡散符号の位相を変化させながらスペクトラム拡散された受信信号と相関をとることで得られる相関プロファイルから相関ピーク位置をサーチして、そのタイミング情報を出力するためのサーチャと、該サーチャからのタイミング情報を受けてタイミングコントローラの動作を制御するための制御部と、後段のDLLの動作タイミング信号を与えるためのタイミングコントローラと、該動作タイミング信号を受けてスペクトラム拡散された受信信号に対して符号系列を用いて逆拡散し、同期追従および復調を行うためのDLLとを備える。前記タイミングコントローラは、前記DLLの同期追従信号を受けて前記制御部に同期追従タイミング信号として出力し、また前記サーチャに動作開始パルスを出力し、前記制御部は、前記サーチャのタイミング情報から予想される同期タイミングと、実際に同期追従しているDLLからのタイミング信号とを比較し、タイミング差が一定値以上あると判断した場合に、そのタイミングで動作しているDLLは同期ハズレであると判定し、当該DLLの動作を停止させるか、あるいは前記サーチャが検出する別ピークタイミングから当該DLLの再動作開始タイミングを与えることを特徴としている。
【0019】
また、前記スペクトラム拡散受信装置において、前記サーチャがパスサーチする対象信号を、伝搬路推定に用いられる共通パイロットチャネルに定め、前記DLLの同期ハズレ判定を行うように構成することが可能である。
【0020】
また、前記スペクトラム拡散受信装置において、前記サーチャがパスサーチする対象信号を、通信チャネルの個別パイロットを用いて伝搬路推定を行うシステムの通信チャネルに定め、前記DLLの同期ハズレ判定を行うように構成することが可能である。
【0021】
本発明のスペクトラム拡散受信装置では、以下に示す動作が行われる。
すなわち、サーチャと呼ばれる同期捕捉部により、一定の長さの拡散符号を、位相をずらしながら各々の位相で部分相関出力と捕捉同期タイミング情報を得る。タイミングコントローラにより、制御部からの指示に基づいて同期追従部であるDLLの動作開始タイミング信号を出力するとともに、DLLからの追従同期タイミング信号を受け取り、タイミング情報として制御部に渡す。
【0022】
DLLは、実際に逆拡散出力を得る相関演算回路部(punctua1)と、位相同期したタイミングから各々0.5チップずつ進んだ拡散符号と遅れた拡散符号の相関をとり、その差分を通じて拡散符号の位相制御を行う2組の相関演算回路部(earlyおよびlate)の3つの相関演算回路部とからなり、逆拡散復調出力と同期追従タイミング信号を出力する。制御部により、各部の基本動作制御および特にサーチャの捕捉タイミング情報と、タイミングコントローラからのDLLの同期追従タイミング信号を比較して、DLLの割り当て、同期ハズレ判定、動作停止、再開などを、タイミングコントローラを通じて指示する。
【0023】
そして、正確な同期ハズレ判定を行い、同期がハズレているDLLに対してはその動作を停止させ、さらにサーチャの出力結果から新たにDLLの動作タイミングを定めて、適切なタイミングで受信動作を再開させることにより、フェージングの影響をより小さくして良好な受信特性を得ることができる。
【0024】
ところで、同期ハズレ判定に対して、DLLの復調出力を利用した方式では、フェージングの影響を大きく受け、同期ハズレを誤判定する可能性がある。これに対して、本発明のスペクトラム拡散受信装置では、DLLより動作周期の短いサーチャの同期捕捉動作結果を利用することにより、フェージングの影響をできる限り小さくすることができる。
【0025】
また、同期ハズレ判定に対して、サーチャおよびDLLのタイミング情報を用いているため、振幅情報を用いる従来の技術と比較して、フェージングの影響を受け難くなり、同期追従動作を中断することなく、時間的に変動する同期追従タイミングに対応して適切にDLLを割り当てて動作させることができる。このため、消費電力を削減することが可能となる。
【0026】
また、DLLは、少なくとも3つの相関演算回路で構成されているため、信頼性向上のためにDLLの構成数を増やせば回路規模が増大し、必然的に消費電力が大きくなってしまう。これに対して、本発明のスペクトラム拡散受信装置によれば、個別に同期ハズレ判定を目的とする相関演算を行う回路を新たに設ける必要がなく、従来より初期同期捕捉動作(パスサーチ)に用いている既存のサーチャの出力と、DLLの動作を決定するためのタイミングコントローラ、およびDLLとサーチャの出力を用いているので、同期ハズレを判定するための制御部に小規模の変更を加えるだけで回路を構成することが可能となる。このため、回路規模の増大化を抑制することができるので、この点からも低消費電力化を図ることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明のスペクトラム拡散受信装置の一実施形態を説明する。本発明のスペクトラム拡散受信装置は、特にCDMA方式を採用した第3世代移動体通信システムに用いることを念頭に置いたものである。
【0028】
<スペクトラム拡散受信装置>
図1は、本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散受信装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散受信装置は、図1に示すように、同期追従回路であるDLL101,102,103、これらのDLL101,102,103からの出力を合成するためのRAKE合成回路104、一定の長さの拡散符号の位相を変化させながら受信信号相関出力を得て、一定の閾値以上の相関出力を得たタイミング情報を内部タイミングカウンタ値から出力するためのサーチャ105、DLL101,102,103およびサーチャ105に対して動作開始タイミングを与えるとともに、サーチャ105と同様に、その内部にタイミング情報を決定するためのタイミングカウンタを有するタイミングコントローラ106、各部の動作条件の設定および特にDLL101,102,103の同期ハズレ判定に関する設定を行うための制御部107を備えて構成されている。
【0029】
また、図1において、S100はアンテナからの受信信号、S108はサーチャ105からの出力信号により一定以上の相関値が得られた同期捕捉タイミング信号、S109は複数のDLL101,102,103からの出力がRAKE合成された結果である復調データ、Sll0は制御部107からタイミングコントローラ106に対して出力されるDLL動作指示、S111はタイミングコントローラ106から制御部107に対して出力されるDLL101,102,103の同期追従タイミング信号、S112,S113,S114はDLL101,102,103からタイミングコントローラ106に対して出力される同期追従信号をそれぞれ示す。
【0030】
なお、図1に示す実施形態において、3つのDLL101,102,103を備えた構成となっているが、システムの要求条件、回路規模制限等の条件により、それ以上のDLLを備えた構成とすることも考えられる。この場合においても、本質的な動作、および本発明の意図するところは同様であり、十分な効果を得ることができるる。
【0031】
このスペクトラム拡散受信装置は、サーチャ105において同期捕捉動作を行い、DLL101,102,103において同期追従動作を行う。
DLL101,102,103の動作タイミングは、サーチャ105からの出力を受けて、制御部107の指示でタイミングコントローラ106から与えられる。受信信号S100が入力されると、サーチャ105においてパスサーチが行われ、その結果を受けて適切なタイミングで、DLL101,102,103が同期追従を行い、受信信号が復調される。なお、この後、RAKE合成回路104により、マルチパスから生じる異なるタイミングの複数の信号が合成されることになる。
さらに、明示していないが、制御部107は、タイミングコントローラ106を制御するだけでなく、DLL101,102,103、RAKE合成回路104およびサーチャ105も制御しており、基本動作のための電力閾値等のパラメータ設定は、この制御部107より行われる。
【0032】
サーチャ105は、タイミングコントローラ106からの動作開始パルスを受けて、一定の長さの拡散符号を受信信号S100に対して位相をずらしながら乗算し、ある閾値以上の相関がとれたタイミングで、そのタイミングを示す内部タイミングカウンタ値、すなわち同期捕捉タイミング信号S108の出力を開始する。
【0033】
タイミングコントローラ106は、この同期捕捉タイミング信号S108を受けて、DLL101,102,103の動作開始タイミング信号を出力する。ここで、ピーク位置が複数ある場合には、制御部107は、複数存在するDLL101,102,103に割り当てを行って、各々に動作開始タイミング信号を出力するようタイミングコントローラ106に指示する。
【0034】
DLL101,102,103は、動作開始タイミング信号を受けると、各々のタイミングで独立して同期追従動作を行う。そして、DLL101,102,103からの出力は、RAKE合成回路104により合成されて復調データS109となる。
【0035】
また、DLL101,102,103の追従動作中にもサーチャ105を動作させて、その同期捕捉タイミング信号S108が制御部107に入力される。一方、DLL101,102,103は、データの復調のほかに動作開始タイミング信号を開始点として、DLL101,102,103の追従動作を反映した同期追従信号S112,S113,S114をタイミングコントローラ106に対して出力する。
【0036】
タイミングコントローラ106は、その同期追従信号S112,S113,S114を受けて、相当する内部タイミングカウンタ値を制御部107に対して同期追従タイミング信号S111として出力する。サーチャ105は、タイミングコンローラ106の動作開始パルスを受けて動作しており、両者の内部タイミングカウンタを同期させることができる。
【0037】
したがって、制御部107では、同期捕捉タイミング信号S108と同期追従タイミング信号S111を単純に比較することができ、予め定めた閾値以上に位置関係が変更になっていた場合や、タイミングの消失が確認された場合には、該当するDLL(101,102,103のうちのいずれか)はすでに同期ハズレになっていると判定し、該当するDLL(101,102,103のうちのいずれか)に対して動作停止の指示が出される。さらに、場合によっては、新しいタイミングで動作再開させるように、タイミングコントローラ106に指示が出される。
【0038】
このような回路構成を採用することにより、フェージングの影響のために、DLL101,102,103の同期追従タイミングが大きく移動したり、パスそのものが消失して、いずれかのDLL101,102,103が同期ハズレに陥ってしまった場合であっても、その同期ハズレ判定を速やかに行って、動作を停止させたり、さらには別の新しいタイミングで動作を再開させることが可能になる。
【0039】
また、同期ハズレ判定には、動作タイミング情報を利用するため、振幅を利用する場合と比較して、フェージングによる振幅の変動から誤判定となる可能性が低くなり、正確な判定を行うことができる。
したがって、DLL101,102,103の同期追従動作を中断なく正確に継続することにより、受信特性を向上させることができるとともに、効率的な動作による消費電力削減の効果を得ることができる。さらに、回路設計という観点からは、すでに従来技術として、DLL101,102,103の動作開始タイミングを決定するための相関ピーク位置検出においてサーチャ105を使用しているため、制御部107において、同期捕捉タイミング信号S108と、タイミングコントローラ1う06から得られるDLL101,102,103の同期追従タイミング信号S111とを比較することにより同期判定を行い、各部をコントロールするように変更すればよく、各ブロックのハードウェア的な変更を比較的小規模なものに抑えることができる。
【0040】
<送信信号フォーマット>
次に、本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散受信装置における送信信号フォーマットの具体例を説明する。
図2は、本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散受信装置における送信信号フォーマットの説明図であり、(a)は送信信号フォーマットの実施例1、(b)は送信信号フォーマットの実施例2を示す。
【0041】
<送信信号フォーマット:実施例1>
図2(a)に示すように、第3世代移動体通信システムにおいては、共通パイロットチャネルが一定のパワーで送信されており、同チャネル上のパイロットシンボルは既知である。そこで、このパイロットチャネルに対してサーチャを動作させ、パイロットシンボルから伝送路推定を行って復調出力を得ることが一般的な手法である。共通パイロットシンボルはスロット単位であり、この期間は少なくとも安定した同期追従特性が求められる。
そこで、この通信システムに本発明のスペクトラム拡散受信装置を適用した場合には、パイロットチャネルに対してサーチャを動作させ、同期回路により安定した同期ハズレ判定を実現することが可能となる。
【0042】
<送信信号フォーマット:実施例2>
図2(b)に示すように、第3世代移動体通信システムにおいては、通信チャネルを伝送路推定のためのチャネルに用いることが提案されており、個別パイロットシンボルはさらに短い期間であり、その上、スロット単位でパワー制御が行われるため、受信信号の振幅変動はさらに大きいものとなる。しかしながら、この場合においても、共通パイロットチャネルの場合と同様に、サーチャを通信チャネルに対して動作させることにより、精度良く同期ハズレの監視を行うことが可能となる。
【0043】
<第3世代移動体通信システムへの応用>
本発明のスペクトラム拡散受信装置は、本来、DLLの同期追従タイミングを発見するためのパスサーチに用いられているサーチャを、DLLの同期監視に使うという構成を備えている。
したがって、従来のスペクトラム拡散受信装置に対して、大幅な回路規模の増加を考慮する必要はなく、制御部に対してもソフトウェアの変更を行うだけでよい。このため、回路規模を比較的小さいまま維持することができる。
このように、本発明のスペクトラム拡散受信装置によれば、回路規模の面と、適切なDLLの動作が実現できるという点で消費電力を抑えることができるので、特に第3世代移動体通信システムの受信システムに対して応用することができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明のスペクトラム拡散受信装置は、上述した構成を備えているため、以下の効果を奏することができる。
【0045】
すなわち、本発明のスペクトラム拡散受信装置によれば、CDMA受信方式における重要な要素技術である同期追従を担当するDLLの同期ハズレ監視において、一般的に同期捕捉に用いられるサーチャからのタイミング情報と、同期追従に用いられるDLLのタイミング情報とを比較して、同期しているか否かを判定する。
したがって、動作周期が長く、相関電力を利用するという従来技術に比較して、フェージングに強いばかりでなく、追加の回路も比較的小規模にすることができ、その結果、消費電力を抑えることができる。
【0046】
また、本発明のスペクトラム拡散受信装置によれば、共通チャネルあるいは通信チャネルのサーチャから得られるタイミング情報により、同期ハズレ判定を行う。
したがって、特に第3世代移動体通信システムに適用することが可能となり、システムに応じた正確な同期判定を行うことができるとともに、回路規模を抑えて低消費電力化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散受信装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散受信装置における送信信号フォーマットの説明図であり、(a)は送信信号フォーマットの実施例1、(b)は送信信号フォーマットの実施例2を示す。
【図3】CDMA受信において既知のDLLの構成を示すブロック図である。
【図4】従来技術における受信同期回路の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
101,102,103 DLL
104 RAKE合成回路
105 サーチャ
106 タイミングコントローラ
107 制御部
S100 受信信号
S108 同期捕捉タイミング信号
S109 復調データ
S110 DLL動作指示
S111 同期追従タイミング信号
S112,S113,Sll4 同期追従信号
301 受信信号
302,303,304 相関回路
305 差分出力回路
306 ループフィルタ
307 拡散符号発生器
308,309 遅延回路
310 復調データ
311 タイミング信号発生器
312 動作開始信号
313 DLL同期信号
411 同期捕捉部
412 割り当て制御部
413,414,415 同期追従部
S400 受信信号
S411A 捕捉同期位置
S412A,S412B,S412C 割り当て同期位置
S412D 同期捕捉部動作開始信号
S413A,S414A,S415A 追従同期位置
S413B,S414B,S415B 追従相関電力値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spread spectrum receiver in a third generation mobile communication system employing a CDMA (Code Division Multiple Access) system, and more particularly to a searcher generally used for synchronization acquisition (path search) in a CDMA communication system. The present invention relates to a spread spectrum receiving apparatus that can be used for determination of synchronization loss of a DLL that is a synchronization tracking circuit.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a multiple access method called a CDMA method using a spread spectrum communication technology has become widespread as a wireless communication method that is a basic technology of the third generation mobile communication system, and technical proposals and technical developments are actively performed in this regard. ing.
In the CDMA system, a radio signal having a sufficiently wider band than the original signal is transmitted by performing a spreading process of multiplying a target signal by a spreading code on the transmission side. With this process, signals from other base stations / terminals can be regarded as equivalent to noise as long as codes that are orthogonal to each other are used. The target signal can be received separately.
[0003]
The despreading process is a process of extracting the original primary modulation signal by multiplying the reception side by the same spreading code as that of the transmission side. At this time, it is necessary to capture and follow the reception timing in units of chips, which is the bit rate unit of the spread code.
On the other hand, as an essential feature of wireless communication, there is a case where a phenomenon called multipath in which a plurality of propagation paths are generated due to reflection of a signal wave by a building or terrain may occur. Therefore, signals transmitted at the same timing are received with a time difference.
[0004]
In the CDMA system, it is possible to perform despreading processing in accordance with a plurality of path timings on the receiving side and synthesize demodulated signals having a time difference. However, because of the mobile communication, this multipath varies with time.
Due to such characteristics, a phenomenon called fading occurs in which the signal strength of the received signal varies with time. Under such a multipath fading environment, it is indispensable for the CDMA reception technique to select an optimal reception path, accurately adjust reception timing in units of chips, and follow the received signal synchronously.
[0005]
In a CDMA receiver, a DLL (Delayed Locked Loop) is generally employed as a circuit that plays a role of synchronization tracking. That is, as shown in FIG. 3, each received signal is multiplied by a code by a correlator at a certain timing earlier and later than the synchronized timing, and the loop control of the loop filter is performed with the difference between the correlation outputs of the two. The synchronization tracking is realized by determining the advance / delay of the code generation phase.
In general, ± 0.5 chips are used for this fixed amount. In the prior art, the result of actual demodulation from the DLL output is evaluated by the control unit to determine whether or not the DLL has lost synchronization.
[0006]
In FIG. 3, 301 is a received signal, 302, 303 and 304 are correlation circuits, 305 is a differential output circuit, 306 is a loop filter, 307 is a spread code generator, 308 and 309 are delay circuits, 310 is demodulated data,
[0007]
Furthermore, according to the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-92026, the reception synchronization characteristics are improved by utilizing the information of the synchronization acquisition unit for the DLL synchronization loss determination.
That is, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-92026, as shown in FIG. 4, as a component of the CDMA receiver, an allocation control unit in addition to the
[0008]
The
The
[0009]
The
[0010]
By adopting such a method, even when the received wave power is reduced due to fading or the path itself is lost, new synchronization positions can be continuously assigned without interrupting the demodulation operation. For this reason, compared with the prior art which relies only on the correlation output of DLL, it has become a receiving system and a circuit excellent in the synchronization tracking characteristic.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, among the above-described conventional techniques, in the synchronous circuit in which the DLL output itself in the former is a synchronization loss determination, in consideration of an actual environment such as multipath fading, the normal operation period of the DLL ( If the means for determining the result is used for each frame (10 ms), the amplitude may change greatly due to fading during the operation period, and as a result, the synchronization tracking determination may be erroneous.
[0012]
Further, since the DLL itself performs synchronous tracking with a width of typically ± 0.5 chip, the tracking capability is limited. Furthermore, the circuit scale increases, and the accompanying increase in power consumption is inevitable.
[0013]
In the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-92026, it is possible to reinforce the limit of the synchronization tracking capability of the DLL by utilizing the synchronization acquisition unit, and to increase the accuracy of the synchronization loss determination. It is said that the circuit scale is suppressed because the existing configuration remains unchanged.
However, in the synchronization loss determination method, a timing at which the correlation power of the synchronization follower is large is adopted as a method of determining the acquisition synchronization position of the basic synchronization acquisition unit. In this respect, as in the former prior art, the determination based on the power value of the DLL is vulnerable to fading, and there is a possibility that the determination may be erroneous.
[0014]
Further, in the third generation mobile communication system, a system has been proposed in which a received channel demodulation of a communication channel is performed using a common pilot on a common pilot channel in which a known symbol is transmitted in propagation path estimation.
In addition, a system using an individual pilot on a communication channel for channel estimation has been proposed. In this case, channel estimation is performed using the individual pilot. For example, in order to improve reception characteristics, STTD or FeedBack type transmission diversity, closed-loop high-speed transmission as shown in IEICE Technical Report RCS99-12 “Effect of Downlink Transmission Diversity in W-CDMA” A scheme has been proposed in which power control is applied to a communication channel having dedicated pilots.
[0015]
In the technique described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2000-92026, with a specific communication system in mind, for example, for a specific channel having a common pilot or an individual pilot, such as a third generation mobile communication system. This does not propose a method of performing a sliding correlation process by a searcher and determining a DLL synchronization loss.
[0016]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances. In particular, it is intended to be applied to a third-generation mobile communication system, and accurately and appropriately without interrupting synchronization tracking monitoring that is essential in a CDMA receiver. An object of the present invention is to provide a spread spectrum receiver capable of executing and reducing power consumption and circuit scale.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the spread spectrum receiver of the present invention has the following features.
[0018]
That is, the spread spectrum receiver of the present invention is a correlation spread position obtained from a correlation profile obtained by correlating with a spread spectrum reception signal while changing the phase of the spread code in the spread spectrum receiver employing the CDMA system. A searcher for searching for and outputting the timing information, a control unit for controlling the operation of the timing controller in response to the timing information from the searcher, and a timing for providing an operation timing signal for the subsequent DLL A controller and a DLL for performing despreading on a received signal that has been subjected to spectrum spreading by receiving the operation timing signal using a code sequence, and performing synchronization tracking and demodulation. The timing controller receives the DLL synchronization tracking signal and outputs it to the control unit as a synchronization tracking timing signal. Force , Also The operation start pulse is output to the searcher, and the control unit compares the synchronization timing expected from the timing information of the searcher with the timing signal from the DLL that is actually following the synchronization, and the timing difference is a constant value. When it is determined that the DLL is operating, it is determined that the DLL operating at that timing is a synchronization loss, and the operation of the DLL is stopped, or the restart of the DLL is started from another peak timing detected by the searcher. It is characterized by giving timing.
[0019]
The spread spectrum receiving apparatus may be configured to determine a target signal to be path-searched by the searcher as a common pilot channel used for propagation path estimation, and to perform synchronization loss determination of the DLL.
[0020]
In the spread spectrum receiver, the target signal to be path-searched by the searcher is determined as a communication channel of a system that performs channel estimation using individual pilots of the communication channel, and the synchronization loss determination of the DLL is performed. Is possible.
[0021]
In the spread spectrum receiver of the present invention, the following operation is performed.
That is, a synchronization acquisition unit called a searcher obtains a partial correlation output and acquisition synchronization timing information for each phase of a spread code of a certain length while shifting the phase. The timing controller outputs an operation start timing signal of a DLL that is a synchronization tracking unit based on an instruction from the control unit, and also receives a tracking synchronization timing signal from the DLL and passes it to the control unit as timing information.
[0022]
The DLL actually correlates the spreading code that has been advanced by 0.5 chips and the delayed code that has been delayed by 0.5 chip from the phase synchronization timing, and the spreading code of the spreading code through the difference. It consists of three correlation calculation circuit units of two sets of correlation calculation circuit units (early and late) that perform phase control, and outputs a despread demodulation output and a synchronization tracking timing signal. The control unit compares the basic operation control of each unit and especially the search timing information of the searcher with the DLL synchronization tracking timing signal from the timing controller, and assigns the DLL, determines the synchronization loss, stops the operation, restarts, etc. Direct through.
[0023]
Then, it performs accurate synchronization loss determination, stops the operation of the DLL that has lost synchronization, further determines the DLL operation timing from the searcher output result, and resumes the reception operation at an appropriate timing. By doing so, the influence of fading can be reduced and good reception characteristics can be obtained.
[0024]
By the way, with respect to the synchronization loss determination, the method using the DLL demodulated output is greatly affected by fading, and there is a possibility that the synchronization loss is erroneously determined. On the other hand, in the spread spectrum receiving apparatus of the present invention, the influence of fading can be minimized as much as possible by using the result of the synchronization acquisition operation of the searcher whose operation cycle is shorter than that of the DLL.
[0025]
In addition, since the searcher and DLL timing information is used for synchronization loss determination, it is less susceptible to fading compared to the conventional technology using amplitude information, and without interrupting the synchronization tracking operation. It is possible to operate by appropriately assigning a DLL in accordance with the synchronization tracking timing that varies with time. For this reason, power consumption can be reduced.
[0026]
In addition, since the DLL is composed of at least three correlation operation circuits, if the number of DLLs is increased in order to improve the reliability, the circuit scale increases and power consumption inevitably increases. On the other hand, according to the spread spectrum receiver of the present invention, there is no need to newly provide a circuit for performing correlation calculation for the purpose of determining synchronization loss, and it has been used for the initial synchronization acquisition operation (path search) conventionally. Because it uses the output of the existing searcher, the timing controller for determining the operation of the DLL, and the output of the DLL and the searcher, just make a small change to the control unit to determine the synchronization loss A circuit can be configured. For this reason, since an increase in circuit scale can be suppressed, power consumption can be reduced also from this point.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a spread spectrum receiving apparatus of the present invention will be described based on specific examples shown in the drawings. The spread spectrum receiving apparatus of the present invention is particularly intended for use in a third generation mobile communication system employing a CDMA system.
[0028]
<Spread spectrum receiver>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a spread spectrum receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the spread spectrum receiver according to the embodiment of the present invention includes
[0029]
In FIG. 1, S100 is a received signal from an antenna, S108 is a synchronization acquisition timing signal that has a correlation value of a certain level or more obtained from an output signal from a
[0030]
In the embodiment shown in FIG. 1, the configuration includes three
[0031]
The spread spectrum receiver performs a synchronization acquisition operation in the
The operation timing of the
Further, although not explicitly shown, the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
Upon receiving the operation start timing signal, the
[0035]
Further, the
[0036]
The
[0037]
Therefore, the
[0038]
By adopting such a circuit configuration, due to the influence of fading, the synchronization follow-up timing of the
[0039]
In addition, since the operation timing information is used for the synchronization loss determination, the possibility of erroneous determination due to amplitude fluctuation due to fading is reduced compared to the case of using amplitude, and accurate determination can be performed. .
Therefore, by accurately continuing the synchronization tracking operation of the
[0040]
<Transmission signal format>
Next, a specific example of a transmission signal format in the spread spectrum receiving apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
2A and 2B are explanatory diagrams of a transmission signal format in the spread spectrum receiving apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 2A shows Example 1 of the transmission signal format, and FIG. 2B shows Example 2 of the transmission signal format. .
[0041]
<Transmission signal format: Example 1>
As shown in FIG. 2A, in the third generation mobile communication system, a common pilot channel is transmitted with a constant power, and pilot symbols on the channel are known. Therefore, it is a general method to obtain a demodulated output by operating a searcher for this pilot channel and estimating a transmission path from the pilot symbol. The common pilot symbol is a slot unit, and at least a stable synchronization tracking characteristic is required during this period.
Therefore, when the spread spectrum receiver of the present invention is applied to this communication system, it is possible to operate the searcher for the pilot channel and realize stable synchronization loss determination by the synchronization circuit.
[0042]
<Transmission signal format: Example 2>
As shown in FIG. 2 (b), in the third generation mobile communication system, it has been proposed to use a communication channel as a channel for channel estimation, and the dedicated pilot symbol has a shorter period. In addition, since power control is performed on a slot basis, the amplitude fluctuation of the received signal is further increased. However, in this case as well, as in the case of the common pilot channel, it is possible to monitor synchronization loss with high accuracy by operating the searcher on the communication channel.
[0043]
<Application to 3rd generation mobile communication systems>
The spread spectrum reception apparatus of the present invention has a configuration in which a searcher that is originally used for path search for finding the synchronization tracking timing of DLL is used for DLL synchronization monitoring.
Therefore, it is not necessary to consider a significant increase in circuit scale as compared with the conventional spread spectrum receiving apparatus, and it is only necessary to change the software for the control unit. For this reason, the circuit scale can be kept relatively small.
As described above, according to the spread spectrum receiver of the present invention, power consumption can be suppressed in terms of circuit scale and appropriate DLL operation. In particular, the third generation mobile communication system It can be applied to a receiving system.
[0044]
【The invention's effect】
Since the spread spectrum receiving apparatus of the present invention has the above-described configuration, the following effects can be obtained.
[0045]
That is, according to the spread spectrum receiver of the present invention, in the synchronization loss monitoring of the DLL in charge of synchronization tracking, which is an important element technology in the CDMA reception system, timing information from a searcher generally used for synchronization acquisition, The timing information of the DLL used for synchronization tracking is compared to determine whether or not synchronization is established.
Therefore, compared to the conventional technique that has a long operation cycle and uses correlation power, not only is it resistant to fading, but also the additional circuit can be made relatively small, resulting in reduced power consumption. it can.
[0046]
Further, according to the spread spectrum receiver of the present invention, the synchronization loss determination is performed based on the timing information obtained from the searcher of the common channel or the communication channel.
Therefore, it can be applied particularly to the third generation mobile communication system, and accurate synchronization determination according to the system can be performed, and the circuit scale can be reduced to contribute to low power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a spread spectrum receiver according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of a transmission signal format in a spread spectrum receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, where FIG. .
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a known DLL in CDMA reception.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a reception synchronization circuit in the prior art.
[Explanation of symbols]
101, 102, 103 DLL
104 RAKE synthesis circuit
105 Searcher
106 Timing controller
107 Control unit
S100 Receive signal
S108 Synchronization acquisition timing signal
S109 Demodulated data
S110 DLL operation instruction
S111 Synchronization tracking timing signal
S112, S113, Sll4 Synchronization tracking signal
301 Received signal
302, 303, 304 Correlation circuit
305 Difference output circuit
306 Loop filter
307 Spreading code generator
308, 309 delay circuit
310 Demodulated data
311 Timing signal generator
312 Operation start signal
313 DLL synchronization signal
411 Synchronization acquisition unit
412 Allocation control unit
413, 414, 415 Synchronization follower
S400 Received signal
S411A Acquisition synchronization position
S412A, S412B, S412C Allocation synchronization position
S412D Synchronization acquisition unit operation start signal
S413A, S414A, S415A Tracking synchronization position
S413B, S414B, S415B Follow-up correlation power value
Claims (3)
拡散符号の位相を変化させながらスペクトラム拡散された受信信号と相関をとることで得られる相関プロファイルから相関ピーク位置をサーチして、そのタイミング情報を出力するためのサーチャと、
該サーチャからのタイミング情報を受けてタイミングコントローラの動作を制御するための制御部と、
後段のDLLの動作タイミング信号を与えるためのタイミングコントローラと、
該動作タイミング信号を受けてスペクトラム拡散された受信信号に対して符号系列を用いて逆拡散し、同期追従および復調を行うためのDLLとを備え、
前記タイミングコントローラは、前記DLLの同期追従信号を受けて前記制御部に同期追従タイミング信号として出力し、また前記サーチャに動作開始パルスを出力し、
前記制御部は、前記サーチャのタイミング情報から予想される同期タイミングと、実際に同期追従しているDLLからのタイミング信号とを比較し、タイミング差が一定値以上あると判断した場合に、そのタイミングで動作しているDLLは同期ハズレであると判定し、当該DLLの動作を停止させるか、あるいは前記サーチャが検出する別ピークタイミングから当該DLLの再動作開始タイミングを与えることを特徴とするスペクトラム拡散受信装置。In a spread spectrum receiver employing a CDMA system,
A searcher for searching for a correlation peak position from a correlation profile obtained by taking a correlation with a spread spectrum received signal while changing a phase of a spread code, and outputting timing information thereof,
A control unit for receiving timing information from the searcher and controlling the operation of the timing controller;
A timing controller for providing an operation timing signal for the subsequent DLL;
Receiving the operation timing signal, despreading the spread spectrum received signal using a code sequence, and a DLL for performing synchronization tracking and demodulation,
The timing controller receives the synchronization tracking signal of the DLL and outputs a synchronous follow-up timing signal to the control unit, also outputs the operation start pulse to the searcher,
The control unit compares the synchronization timing expected from the timing information of the searcher with the timing signal from the DLL that is actually following the synchronization, and determines that the timing difference is equal to or greater than a certain value. The spread spectrum is characterized in that it is determined that the DLL operating at the time is a synchronization loss, and the operation of the DLL is stopped or the re-operation start timing of the DLL is given from another peak timing detected by the searcher. Receiver device.
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