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JP2000004211A - Ｒａｋｅ受信回路 - Google Patents

Ｒａｋｅ受信回路

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JP2000004211A
JP2000004211A JP16696798A JP16696798A JP2000004211A JP 2000004211 A JP2000004211 A JP 2000004211A JP 16696798 A JP16696798 A JP 16696798A JP 16696798 A JP16696798 A JP 16696798A JP 2000004211 A JP2000004211 A JP 2000004211A
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rake
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない処理数で同期保持することが出来るＲ
ＡＫＥ受信器を提供する。 【解決手段】 複数のマルチパス成分を有するＤＳ−Ｃ
ＤＭＡ方式の受信信号よりディレイプロファイルを出力
するサーチフィンガと、複数のマルチパス成分の各々の
遅延時間を検出する手段と、拡散符号を生成する手段
と、拡散符号を遅延時間だけ遅延させる複数の遅延回路
と、遅延回路により遅延された拡散符号により受信信号
の複数のマルチパス成分の各々を復調する複数のフィン
ガ受信器と、複数のフィンガ受信器の出力より復調信号
を出力するＲＡＫＥ合成器とを備えるＲＡＫＥ受信器に
おいて、各フィンガ受信器が、遅延回路により遅延され
た拡散符号を互いに異なった時間だけずらせた拡散符号
により受信信号を復調する複数の逆拡散回路と、複数の
逆拡散回路の出力のうち受信品質の良い出力を選択する
選択器とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＳ−ＣＤＭＡ(D
irect Sequence Code Division Multiple Access)方式
で用いられるＲＡＫＥ受信回路、及びそれを用いた受信
機と基地局に関する。
【０００２】
【従来の技術】次世代移動通信方式の１つの有力候補と
してＤＳ−ＣＤＭＡ方式が挙げられる。ＤＳ−ＣＤＭＡ
方式では複数のユーザ毎に異なる拡散符号を用いて各々
のユーザの情報データを拡散して送信することにより、
複数のユーザが同じ周波数帯域で同時に通信することが
可能となる。
【０００３】ところで、移動体通信ではマルチパスフェ
ージングが問題となる。マルチパスが発生すると各パス
の希望信号は異なった時刻にそれぞれの時刻に対応する
強度を持って到来する。各時刻に到来する希望波がマル
チパス成分である。
【０００４】ＲＡＫＥ受信回路は、マルチパスフェージ
ングが発生した場合のマルチパス成分をそれぞれ復調し
て合成するものである。
【０００５】図４は、従来のＲＡＫＥ受信回路を含む受
信機の構成ブロック図である。
【０００６】図４において、９０１ａ〜９０１ｃはフィ
ンガ受信回路、１はサーチフィンガ、９０３はサーチエ
ンジン、４はＲＡＫＥ合成器である。また、受信信号は
アンテナ９０６より受信されＲＦ復調器９０７により復
調されたものである。
【０００７】サーチフィンガ１の出力は図３に示す遅延
プロファイルをもつ信号であり、サーチエンジン９０３
はこの信号を基に各マルチパス成分の遅延時間を検出
し、この遅延時間を表す信号をフィンガ受信回路９０１
ａ〜９０１ｃに出力する。フィンガ受信回路９０１ａ〜
９０１ｃは遅延時間を表す信号を基に受信信号を逆拡散
するための拡散符号の位相を調整して、各々のマルチパ
ス成分をこの拡散符号による逆拡散により復調して希望
波を得る。ＲＡＫＥ合成器４は、フィンガ受信回路９０
１ａ〜９０１ｃの出力する希望波を時間調整をして最大
比合成して復調信号を得る。
【０００８】なおサーチフィンガ１が出力する遅延プロ
ファイルは、相関計算をすることにより求まるので、時
々刻々と変化するマルチパス成分を必ずしも完全に追従
できているものではない。
【０００９】サーチエンジン９０３が各マルチパス成分
の遅延時間を検出して、この遅延時間に基づいてフィン
ガ受信回路９０１ａ〜９０１ｃが拡散符号の位相を調整
することを「同期をとる」というが、同期は、同期捕捉
（アクイジション）と同期保持（トラッキング）との２
段階に分けられる。
【００１０】同期捕捉とは、拡散符号の同期が外れた状
態から拡散符号の同期点を探し出すことをいい、同期保
持とは、同期捕捉がなされた後に、拡散符号の位相誤差
を１チップ長よりも十分に短い時間に保持することをい
う。
【００１１】同期捕捉はサーチエンジン９０３で行わ
れ、同期保持はフィンガ受信回路９０１ａ〜９０１ｃで
行われる。
【００１２】同期保持のための同期保持ループの代表的
な例として、ＤＬＬ(Delay LockedLoop)がある。ＤＬＬ
を用いて、｛（受信しているタイミング）−Ｔ｝におけ
る相関電力と｛（受信しているタイミング）＋Ｔ｝にお
ける相関電力の差が０になるように拡散符号の位相の微
調整を行うことができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
同期方式では、同期捕捉用の回路と、例えばＤＬＬのよ
うな同期保持回路が必要であり、回路規模が大きくなる
という問題点があった。
【００１４】また、従来の同期方式では、マルチパスフ
ェージングの急速な変化に完全に追従することは難しか
った。
【００１５】本発明は、マルチパスフェージングが急速
に変化しても良好に希望波を復調することができるＲＡ
ＫＥ受信回路及びＣＤＭＡ受信機とＣＤＭＡ基地局を提
供することを目的とする。
【００１６】また、本発明は、従来のＤＬＬに比べて少
ない演算数で同期保持することが出来るＲＡＫＥ受信回
路及びＣＤＭＡ受信機とＣＤＭＡ基地局を提供すること
を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によるＲＡＫＥ受
信回路は、複数のマルチパス成分を有するＤＳ−ＣＤＭ
Ａ方式の受信信号を入力し遅延プロファイルを出力する
サーチフィンガと、前記遅延プロファイルのピークタイ
ミングを検出することにより前記複数のマルチパス成分
の各々の遅延時間を検出する遅延時間検出手段と、拡散
符号を生成する拡散符号生成手段と、前記拡散符号を前
記遅延時間だけ遅延させる複数の遅延回路と、前記遅延
回路により遅延された前記拡散符号により前記受信信号
の前記複数のマルチパス成分の各々を復調する複数のフ
ィンガ受信回路と、前記複数のフィンガ受信回路の出力
を遅延時間を調整して最大比合成して復調信号を出力す
るＲＡＫＥ合成器と、を備えるＲＡＫＥ受信回路におい
て、前記複数のフィンガ受信回路の各々が、前記遅延回
路により遅延された前記拡散符号を互いに異なった時間
だけずらせた拡散符号により前記受信信号を復調する複
数の逆拡散回路と、該複数の逆拡散回路の出力のうち受
信品質の良い出力を選択する選択器とを備えることを特
徴とする。
【００１８】また、本発明によるＲＡＫＥ受信回路は、
上記のＲＡＫＥ受信回路において、前記複数のフィンガ
受信回路の各々が、前記遅延回路により遅延された前記
符号を互いに異なった時間だけずらせるための複数の遅
延回路を備えることを特徴とする。
【００１９】また、本発明によるＲＡＫＥ受信回路は、
上記のＲＡＫＥ受信回路において、前記複数の逆拡散回
路が使用する拡散符号の時間が、 チップ時間／整数 ずつずれていることを特徴とする。
【００２０】更に、本発明によるＲＡＫＥ受信回路は、
上記のＲＡＫＥ受信回路において、前記拡散符号生成手
段が、同一のフィンガ受信回路の前記逆拡散回路の一部
が遅延時間検出手段が出力する該フィンガ受信回路に対
応する遅延時間よりも少ない遅延時間の拡散符号により
前記受信信号を復調するように、早めた位相で前記拡散
符号を出力することを特徴とする。
【００２１】更に、本発明によるＲＡＫＥ受信回路は、
上記のＲＡＫＥ受信回路において、前記複数の遅延回路
の各々が、対応する同一のフィンガ受信回路の前記逆拡
散回路の一部が遅延時間検出手段が出力する該フィンガ
受信回路に対応する遅延時間よりも少ない遅延時間の拡
散符号により前記受信信号を復調するように、前記拡散
符号生成手段が生成する拡散符号を前記遅延時間検出手
段が検出する遅延時間よりも短い時間だけ遅延させるこ
とを特徴とする。
【００２２】更に、本発明によるＲＡＫＥ受信回路は、
上記のＲＡＫＥ受信回路において、前記複数の逆拡散器
の各々は、複素乗算器と相関器を備え、該複素乗算器と
該相関器はハードウェアにより構成されることを特徴と
する。
【００２３】更に、本発明によるＲＡＫＥ受信回路は、
上記のＲＡＫＥ受信回路において、前記遅延時間検出手
段は、ＤＳＰにより構成されることを特徴とする。
【００２４】更に、本発明によるＲＡＫＥ受信回路は、
上記のＲＡＫＥ受信回路において、前記遅延時間検出手
段は、ＣＰＵにより構成されることを特徴とする。
【００２５】本発明による受信回路は、上記のＲＡＫＥ
受信回路と、アンテナと、ＲＦ復調器とを備えることを
特徴とする。
【００２６】本発明による基地局は、上記のＲＡＫＥ受
信回路と、アンテナと、ＲＦ復調器とを備えることを特
徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本実施形態
によるＲＡＫＥ受信回路を詳細に説明する。
【００２８】図１を参照すると、本実施形態によるＲＡ
ＫＥ受信回路は、サーチフィンガ１、ＤＳＰ２、拡散符
号生成器３、フィンガ受信回路１１〜１８、遅延回路２
１〜２８、ＲＡＫＥ合成器４を備える。フィンガ受信回
路１１〜１８は同一の構成をとるが、代表例としてのフ
ィンガ受信回路１１は、逆拡散器１００〜１０４と選択
器１０５を備える。他のフィンガ受信回路１２〜１８も
フィンガ受信回路１１と同様な構成をとる。
【００２９】サーチフィンガ１は従来例と同様にＤＳ−
ＣＤＭＡ方式の受信信号を入力し図３に示す遅延プロフ
ァイルを出力する。
【００３０】ＤＳＰ２は、サーチエンジンとして機能
し、図３に示す遅延プロファイルのピークタイミングを
検出することにより各マルチパス成分の遅延時間を検出
して、各遅延時間を表す信号を遅延回路２１〜２８に出
力する。拡散符号生成器３から出力された拡散符号は遅
延回路２１〜２８の各々で、ＤＳＰ２が出力する各マル
チパス成分の遅延時間を表す信号を基にその遅延時間だ
け遅延され、フィンガ受信回路１１に入力される。
【００３１】フィンガ受信回路１１〜１８の動作は同一
であるが、フィンガ受信回路１１を例にとる。逆拡散器
１００〜１０４は互いに時間Ｔだけ異なる拡散符号で受
信信号を復調する。すなわち、逆拡散器１００〜１０４
の各々は、フィンガ受信回路１１に入力されて時間を−
２Ｔ、−Ｔ、０、Ｔ、２Ｔだけタイミングをずらした拡
散符号により受信信号を復調する。時間Ｔとしては、例
えば、１／４チップ時間が選択されるが、これに限定さ
れるわけではない。また、１つのフィンガ受信回路内の
逆拡散器の数は５つとしているが、これに限定されるわ
けではない。
【００３２】選択器１０５は逆拡散器１００〜１０４の
出力のうち最も受信品質の良い信号を選択する。受信品
質の評価基準としては、希望波対干渉波の電力比率（Ｓ
ＩＲ(Signal to Interference Ratio)）などが使われ
る。
【００３３】ＲＡＫＥ合成器４は、従来例と同様に、フ
ィンガ受信回路１１〜１８の選択器１０５の出力の遅延
時間を調整して、最大比合成して、復調信号を出力す
る。
【００３４】次に、サーチフィンガ１の動作について、
説明する。
【００３５】サーチフィンガ１は拡散されたパイロット
シンボルに対応する受信信号即ち拡散されたパイロット
シンボルにエラーが加算された信号と拡散されたパイロ
ットシンボルのレプリカとの相互相関をレプリカ長の全
範囲に求めることによって瞬時の遅延プロファイルを算
出する。
【００３６】例えば、 Ｎ＝サーチ範囲 Ｌ＝レプリカ長 ｒn＝ｎ番目の受信信号 ｐi＝ｉ番目のレプリカ信号（ｉ＝０,...,L-1） とすると、タイミングｎに対する遅延プロファイルＲn
は
【００３７】
【数１】 但し、
【００３８】
【数２】 （conjは複素共役を表わす。）で得られる。
【００３９】次に、図２に示す逆拡散器１００〜１０４
について説明する。
【００４０】逆拡散器１００〜１０４に入力された拡散
符号は遅延回路２００により遅延される。遅延回路２０
０の遅延時間は逆拡散器１００〜１０４の間で互いに異
なり、逆拡散器１００の遅延回路２００の遅延時間はゼ
ロ、逆拡散器１０１の遅延回路２００の遅延時間はＴ／
４、逆拡散器１０２の遅延回路２００の遅延時間はＴ／
２、逆拡散器１０３の遅延回路２００の遅延時間は３Ｔ
／４、逆拡散器１００の遅延回路２００の遅延時間はＴ
である。なお、フィンガ受信回路１１の中央に位置する
逆拡散器１０２の遅延回路２００で遅延された拡散符号
がＤＳＰ２で指定された時間だけ遅延されるように、拡
散符号３が出力する拡散符号の位相を早めたり、或い
は、遅延回路２１〜２８の遅延時間を短く設定したりす
る。
【００４１】受信信号は複素乗算器２０１で遅延回路２
００により遅延された拡散符号により逆拡散される。逆
拡散された信号について、相関器２０２にて１シンボル
毎の相関値が計算される。通信路推定器２０４は、特定
のパターン信号のある部分の相関器２０２の出力をもと
に複素数より成る通信路の特性を表すフェージングベク
トルを推定する。乗算器２０３は、相関器２０２の出力
に、複素共役作成器２０５で複素共役をとられた通信路
特性推定器２０４の出力を乗じることにより同期検波信
号を得る。
【００４２】例えば、 Ｎ＝パイロット長 ｉPL（ｍ）＝ｍ番目の受信信号 ＺｉPL（ｍ）＝チャネル推定されたｍ番目のフェージン
グベクトル とすると、同期検波信号ｖiPL（m)は ｖiPL（m)＝ｉPL(m)×conj(ＺｉPL(m)） で得られる。複素乗算器２０１と相関器２０２はハード
ウェアにより構成することができる。
【００４３】なお、本実施形態ではフィンガ受信回路の
数は８であるが、フィンガ受信回路の数に特に制約はな
い。同様にマルチパスの各成分の遅延時間の検出はＤＳ
Ｐ２が行っているが、ソフトウェアで高速に信号を処理
を行えれば、ＤＳＰ２を汎用のCPU（Central Processin
g Unit）で代用してもよい。
【００４４】なお、本実施形態では、移動局側である受
信機を例にとり説明したが、本発明はこれに限られるも
のではなく、本実施形態を基地局に適用することも可能
である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同期捕捉や、ＤＬＬによる同期保持では追従することが
できない各マルチパス成分の遅延時間の変化が使用環境
によって生じても、各フィンガ受信回路が複数の逆拡散
器を有し、こららのうちの何れかが瞬時の遅延時間に合
致したタイミングでマルチパス成分を受信することがで
き、選択器が遅延時間に合致したタイミングでマルチパ
ス成分を受信した逆拡散器の出力を選択するので、各フ
ィンガ受信回路は良好にマルチパス成分を受信すること
ができ、ＲＡＫＥ合成器の出力においては、良好な希望
波を受信することができる。
【００４６】また、本発明によれば、フィンガ回路毎に
ループを形成するＤＬＬが不要となるので、演算数が少
なくてすみ、回路規模やを縮小することができる。
【００４７】更に、本発明によれば、逆拡散器・相関器
などチップレートに依存する高速性が要求される処理を
ハードウェアで高速に行うことができる。
【００４８】更に、本発明によれば、マルチパスの各成
分の遅延時間の検出をDSPやＣＰＵを用いてソフトウェ
アにより行うので、検出のアルゴリズムを柔軟に変更し
たり最適化させたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるＲＡＫＥ受信回路の構
成を示すブロック図である。
【図２】図１の逆拡散器の構成を示すブロック図であ
る。
【図３】サーチフィンガが出力する遅延プロファイルの
図である。
【図４】従来例によるＲＡＫＥ受信回路を含む受信機の
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ サーチフィンガ ２ ＤＳＰ ３ 拡散符号生成器 ４ ＲＡＫＥ合成器 １１〜１８ フィンガ受信回路 ２１〜２８ 遅延回路 １００〜１０４拡散器 １０５ 選択器 ９０６ アンテナ ９０７ ＲＦ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のマルチパス成分を有するＤＳ−Ｃ
    ＤＭＡ方式の受信信号を入力し遅延プロファイルを出力
    するサーチフィンガと、 前記遅延プロファイルのピークタイミングを検出するこ
    とにより前記複数のマルチパス成分の各々の遅延時間を
    検出する遅延時間検出手段と、 拡散符号を生成する拡散符号生成手段と、 前記拡散符号を前記遅延時間だけ遅延させる複数の遅延
    回路と、 前記遅延回路により遅延された前記拡散符号により前記
    受信信号の前記複数のマルチパス成分の各々を復調する
    複数のフィンガ受信回路と、 前記複数のフィンガ受信回路の出力を遅延時間を調整し
    て最大比合成して復調信号を出力するＲＡＫＥ合成器
    と、を備えるＲＡＫＥ受信回路において、 前記複数のフィンガ受信回路の各々が、前記遅延回路に
    より遅延された前記拡散符号を互いに異なった時間だけ
    ずらせた拡散符号により前記受信信号を復調する複数の
    逆拡散回路と、該複数の逆拡散回路の出力のうち受信品
    質の良い出力を選択する選択器とを備えることを特徴と
    するＲＡＫＥ受信回路。
  2. 【請求項２】 前記複数のフィンガ受信回路の各々が、
    前記遅延回路により遅延された前記符号を互いに異なっ
    た時間だけずらせるための複数の遅延回路を備えること
    を特徴とする請求項１に記載のＲＡＫＥ受信回路。
  3. 【請求項３】 前記複数の逆拡散回路が使用する拡散符
    号の時間は、 チップ時間／整数 ずつずれていることを特徴とする請求項１又は２に記載
    のＲＡＫＥ受信回路。
  4. 【請求項４】 前記拡散符号生成手段は、同一のフィン
    ガ受信回路の前記逆拡散回路の一部が遅延時間検出手段
    が出力する該フィンガ受信回路に対応する遅延時間より
    も少ない遅延時間の拡散符号により前記受信信号を復調
    するように、早めた位相で前記拡散符号を出力すること
    を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＲ
    ＡＫＥ受信回路。
  5. 【請求項５】 前記複数の遅延回路の各々は、対応する
    同一のフィンガ受信回路の前記逆拡散回路の一部が遅延
    時間検出手段が出力する該フィンガ受信回路に対応する
    遅延時間よりも少ない遅延時間の拡散符号により前記受
    信信号を復調するように、前記拡散符号生成手段が生成
    する拡散符号を前記遅延時間検出手段が検出する遅延時
    間よりも短い時間だけ遅延させることを特徴とする請求
    項１乃至３のいずれか１項に記載のＲＡＫＥ受信回路。
  6. 【請求項６】 前記複数の逆拡散器の各々は、複素乗算
    器と相関器を備え、該複素乗算器と該相関器はハードウ
    ェアにより構成されることを特徴とする請求項１乃至５
    のいずれか１項に記載のＲＡＫＥ受信回路。
  7. 【請求項７】 前記遅延時間検出手段は、ＤＳＰにより
    構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
    １項に記載のＲＡＫＥ受信回路。
  8. 【請求項８】 前記遅延時間検出手段は、ＣＰＵにより
    構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
    １項に記載のＲＡＫＥ受信回路。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
    ＲＡＫＥ受信回路と、アンテナと、ＲＦ復調器とを備え
    ることを特徴とする受信機。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載
    のＲＡＫＥ受信回路と、アンテナと、ＲＦ復調器とを備
    えることを特徴とする基地局。
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