JP2000252858A - Multi-channel correlation receiver - Google Patents
Multi-channel correlation receiverInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動端末に対して
どちらの方向からどれだけの電波が到来するかを調べる
多チャネル多重波位相差測定装置に係わり、特に、この
多チャネル多重波位相差測定装置内に組込まれ、移動し
ながら各方向からの到来波を連続的にかつ同時に複数の
アンテナで受信し、相関を取ることによって到来方向を
調べるための多チャネル相関受信装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-channel multiplexed wave phase difference measuring device for examining from which direction and how many radio waves arrive at a mobile terminal. The present invention relates to a multi-channel correlation receiving apparatus that is incorporated in a measuring apparatus, receives incoming waves from each direction while moving, continuously and simultaneously with a plurality of antennas, and obtains a correlation to check the direction of arrival.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、携帯電話やPHS等の移動体通信
システムが急速に普及しつつある。特に、今後は、PH
S等のようなデジタル方式を採用し、さらに、通話回線
数の確保のためにCDMA(code division multiple a
ccess)通信方式を用いた移動体通信システムが広く用
いられるものと考えられている。2. Description of the Related Art In recent years, mobile communication systems such as mobile phones and PHSs have been rapidly spreading. In particular, in the future, PH
S, etc., and a CDMA (code division multiple a
ccess) It is considered that a mobile communication system using a communication system is widely used.
【0003】したがって、この通信方式にCDMA方式
を採用した移動体通信システムにおいては、このシステ
ムの設計者は、移動端末が使用されるあらゆる環境を考
慮して、中継局(中継アンテナ)の設置位置を選択設定
する必要がある。しかし、たとえ各中継局(中継アンテ
ナ)を理論上最良に設定したとしても、都会にはビル等
の電波反射物が多数存在する。したがって、同一電波発
信源から発信された同一の電波が複数の経路を経て一つ
の移動端末で互いに受信時刻が少しずつずれて受信され
る場合もある。[0003] Therefore, in a mobile communication system employing the CDMA system as the communication system, the designer of the system must consider the installation environment of the relay station (relay antenna) in consideration of any environment in which the mobile terminal is used. Must be selected and set. However, even if each relay station (relay antenna) is set to be the best in theory, there are many radio wave reflectors such as buildings in cities. Therefore, the same radio wave transmitted from the same radio wave transmission source may be received by a single mobile terminal via a plurality of routes with slightly different reception times.
【0004】よって、任意の位置において、同一電波発
信源から発信された同一の電波が、どちらの方向からど
れだけ到来するかを調べることも、移動体通信システム
を構築する上で、非常に重要な試験項目である。[0004] Therefore, it is also very important in constructing a mobile communication system to find out from which direction the same radio wave transmitted from the same radio wave transmission source arrives at an arbitrary position. Test items.
【0005】このような項目を試験する多チャネル多重
波位相差測定装置は、図6に示すように、その一部が試
験車両1に搭載されている。試験車両1のアンテナ2に
対して、同一の電波発信源3からの直接波4の他に、各
ビル5で反射された複数の反射波6が入射される。そし
て、多チャネル多重波位相差測定装置は、図7に示す試
験車両1に搭載された多チャネル相関受信装置7と、図
8に示す実験解析室に設置された解析装置8とで構成さ
れている。As shown in FIG. 6, a part of the multi-channel multiplex wave phase difference measuring device for testing such items is mounted on the test vehicle 1. In addition to the direct wave 4 from the same radio wave source 3, a plurality of reflected waves 6 reflected by each building 5 are incident on the antenna 2 of the test vehicle 1. The multi-channel multiplex wave phase difference measuring device is composed of a multi-channel correlation receiving device 7 mounted on the test vehicle 1 shown in FIG. 7 and an analyzing device 8 installed in the experimental analysis room shown in FIG. I have.
【0006】多チャネル相関受信装置7は、、図7に示
すように、直線上に互いに離間して配設された例えば4
本のアンテナ2a、2b、2c、2dと、この各アンテ
ナ2a、2b、2c、2dに接続された4台のCDMA
受信部9a、9b、9c、9dと、各CDMA受信部9
a、9b、9c、9dから出力された各アンテナ毎の、
すなわち各チャネル毎の各ベースバンド信号I、Q毎の
各相関特性RI1、RQ1、RI2、RQ2、RI3、RQ3、
RI4、RQ4を磁気テープ等の記録媒体に書込むデータレ
コーダ10とで構成されている。As shown in FIG. 7, the multi-channel correlation receiving device 7 includes, for example, 4
Antennas 2a, 2b, 2c, 2d and four CDMAs connected to the antennas 2a, 2b, 2c, 2d
Receiving sections 9a, 9b, 9c, 9d and each CDMA receiving section 9
a, 9b, 9c, 9d for each antenna output from
That is, each correlation characteristic R I1 , R Q1 , R I2 , R Q2 , R I3 , R Q3 , each correlation characteristic for each baseband signal I, Q for each channel,
The data recorder 10 writes R I4 and R Q4 on a recording medium such as a magnetic tape.
【0007】一方、実験解析室に設置された解析装置8
は、図8に示すように、前記試験車両1に搭載されたデ
ータレコーダ10で記録媒体に記録された各チャネル毎
の各ベースバンド信号毎の各相関特性RI1〜RQ4を再生
するデータレコーダ12と、再生された各相関特性RI1
〜RQ4をA/D変換するA/D変換器13と、A/D変
換された各相関特性RI1〜RQ4から到来波の方向を算出
するコンピュータ14とで構成されている。On the other hand, an analyzer 8 installed in the experimental analysis room
As shown in FIG. 8, a data recorder for reproducing each correlation characteristic R I1 to R Q4 for each baseband signal for each channel recorded on the recording medium in data recorder 10 mounted on the test vehicle 1 12 and each reproduced correlation characteristic R I1
The to R Q4 an A / D converter 13 for converting A / D, is constituted by a computer 14 for calculating the direction of the incoming wave from the correlation characteristic R I1 to R Q4 which is converted A / D.
【0008】多チャネル相関受信装置7の各CDMA受
信部9a〜9dは同一構成であり、例えば、図9に示す
ように構成されている。アンテナ2aで受信された高周
波のCDAM信号は入力RFインターフェース15で中
間周波数に変換された後、復調部16で一対のベースバ
ンド信号I、Qに復調される。復調部16で復調された
各ベースバンド信号I、Qはアナログ相関器17へ入力
される。アナログ相関器17は入力された各ベースバン
ド信号I、Qと、基準PN(擬似雑音)パターン発生器
18から出力されるPN信号(電波発信源3においてベ
ースバンド信号の拡散に用いたPN信号と同じ特性を有
する)との相関特性RI 、RQ を算出する。The CDMA receiving sections 9a to 9d of the multi-channel correlation receiving apparatus 7 have the same configuration, for example, as shown in FIG. The high frequency CDAM signal received by the antenna 2a is converted into an intermediate frequency by the input RF interface 15, and then demodulated by the demodulation unit 16 into a pair of baseband signals I and Q. The baseband signals I and Q demodulated by the demodulation unit 16 are input to the analog correlator 17. The analog correlator 17 receives the input baseband signals I and Q and the PN signal output from the reference PN (pseudo noise) pattern generator 18 (the PN signal used for spreading the baseband signal in the radio wave source 3). correlation characteristic R I and have) the same characteristics, to calculate the R Q.
【0009】このアナログ相関器17における相関特性
RI 、RQ の具体的算出方法としては、入力された各ベ
ースバンド信号I、Qのビット位置を固定して、この固
定された各ベースバンド信号I、Qのビットデータに対
して、PN信号の1周期分の各ビットデータを乗算して
(実際の論理回路においてはEXNOR値を算出する)、こ
の乗算値をPN信号の1周期分に亘って加算して、この
加算値を各ベースバンド信号I、Qのビットデータの相
関値とする。一つのベースバンド信号I、Qのビットデ
ータに対する相関値が得られると、ベースバンド信号
I、Qのビットデータ位置をずらせて、同様の手法で該
当ビットデータに対する相関値を求める。As a specific method for calculating the correlation characteristics R I and R Q in the analog correlator 17, the bit positions of the input baseband signals I and Q are fixed, and the fixed baseband signals I and Q are fixed. The bit data of I and Q is multiplied by each bit data of one period of the PN signal (an EXNOR value is calculated in an actual logic circuit), and the multiplied value is calculated over one period of the PN signal. The sum is used as the correlation value of the bit data of each of the baseband signals I and Q. When the correlation value for one bit data of the baseband signals I and Q is obtained, the bit data position of the baseband signals I and Q is shifted, and the correlation value for the corresponding bit data is obtained by the same method.
【0010】各ベースバンド信号I、Qにおける少なく
とも、PN信号の6〜8周期分のビットデータに対する
各相関値を求めて時系列的に並べると、図10に示す各
ベースバンド信号毎の相関特性RI 、RQ が得られる。
この相関特性RI 、RQ におけるピークのビット位置が
各ベースバンド信号I、QにおけるPN信号に対する同
期位置となる。When the correlation values of at least the bit data of 6 to 8 periods of the PN signal in each of the baseband signals I and Q are obtained and arranged in time series, the correlation characteristics of each baseband signal shown in FIG. R I and R Q are obtained.
The bit positions of the peaks in the correlation characteristics R I and R Q are the synchronization positions of the baseband signals I and Q with respect to the PN signal.
【0011】このようにして、算出された各チャネル毎
の各ベースバンド信号毎の各相関特性RI1、RQ1、
RI2、RQ2、RI3、RQ3、RI4、RQ4はデータレコーダ
10にて磁気テープ等の記録媒体に記憶保持される。In this manner, the correlation characteristics R I1 , R Q1 ,
The data recorder 10 stores and holds R I2 , R Q2 , R I3 , R Q3 , R I4 , and R Q4 on a recording medium such as a magnetic tape.
【0012】なお、各アンテナ2a〜2dには、電波発
信源3からの直接波4の他に、この直接波4から多少時
間遅れて各ビル5で反射された複数の反射波6が到来時
間が遅れて順次入射される。Each of the antennas 2a to 2d receives, in addition to the direct wave 4 from the radio wave source 3, a plurality of reflected waves 6 reflected by each building 5 with a slight delay from the direct wave 4. Are sequentially incident with a delay.
【0013】したがって、多チャネル相関受信装置7と
しては、直接波4及び各反射波6に対する各相関特性を
個別に採取する。Therefore, the multi-channel correlation receiving apparatus 7 individually collects each correlation characteristic for the direct wave 4 and each reflected wave 6.
【0014】直接波4及び各反射波6の各相関特性R
I1〜RQ4はデータレコーダ10にて磁気テープ等の記録
媒体に記憶保持された後、実験解析室に設置された解析
装置8において、A/D変換された後、コンピュータ1
4へ入力される。Each correlation characteristic R of the direct wave 4 and each reflected wave 6
I1~ After R Q4 is stored and held in a recording medium such as a magnetic tape by the data recorder 10, the analysis device 8 installed in the experimental analysis chamber, after being converted A / D, the computer 1
4 is input.
【0015】コンピュータ14においては、図11に示
すように、各チャネル毎の各ベースバンド信号毎の各相
関特性RI1、RQ1、RI2、RQ2、RI3、RQ3、RI4、R
Q4における各ピーク値PI1、PQ1、PI2、PQ2、PI3、
PQ3、PI4、PQ4を求める。そして、図12に示すよう
に、各ベースバンド信号I、Qのピーク値PI 、PQか
ら位相θを求める。In the computer 14, as shown in FIG. 11, each correlation characteristic R I1 , R Q1 , R I2 , R Q2 , R I3 , R Q3 , R I4 , R R1 for each baseband signal for each channel.
Each peak value in Q4 P I1, P Q1, P I2, P Q2, P I3,
Find P Q3 , P I4 , and P Q4 . Then, as shown in FIG. 12, the phase θ is obtained from the peak values P I and P Q of the baseband signals I and Q.
【0016】θ=tan-1(PQ /PI ) 1〜4の各チャネルの位相θ1 、θ2 、θ3 、θ4 を求
めて、各位相θ1 、θ 2 、θ3 、θ4 を大小順に並べた
場合における配列順に基づいて該当到来波(直接波4及
び反射波6)の到来方向を推定することが可能である。Θ = tan-1(PQ/ PI) Phase θ of each channel of 1-41, ΘTwo, ΘThree, ΘFourSeeking
Each phase θ1, Θ Two, ΘThree, ΘFourAre arranged in ascending order
Incoming wave (direct wave 4
And the direction of arrival of the reflected wave 6) can be estimated.
【0017】図12に示した大小順に並べた場合におけ
る配列順は、図7において、右方向から到来した電波で
あることを示す。逆に、図13(b)に示すように、各
チャネルの位相θ1 、θ2 、θ3 、θ4 の大小関係が逆
順になる場合には、図7において、左方向から到来した
電波であることを示す。The arrangement order in the case of being arranged in the order of magnitude shown in FIG. 12 indicates that the radio waves arrive from the right direction in FIG. Conversely, as shown in FIG. 13 (b), when the magnitude relationships of the phases θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 of the respective channels are in the reverse order, the radio wave arriving from the left direction in FIG. Indicates that there is.
【0018】さらに、図7において、正面から到来した
電波の場合は、図13(a)に示すように、全てのチャ
ネルの位相θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が等しく45°に一
致する。Further, in FIG. 7, in the case of a radio wave arriving from the front, as shown in FIG. 13A, the phases θ 1 , θ 2 , θ 3 and θ 4 of all the channels are equal to 45 °. I do.
【0019】したがって、同一発信源3から発信され、
微小時間づつずれて受信された各到来波(多重波)、す
なわち、直接波4及び反射波6の到来方向を測定でき
る。Therefore, the signals are transmitted from the same transmission source 3,
It is possible to measure the direction of arrival of each incoming wave (multiplexed wave) received at a short interval, that is, the direct wave 4 and the reflected wave 6.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た多チャネル多重位相差測定装置に組込まれた多チャネ
ル相関受信装置においてもまだ改良すべき次のような課
題があった。However, the following problems still need to be improved in the multi-channel correlation receiving apparatus incorporated in the above-described multi-channel multiplexed phase difference measuring apparatus.
【0021】すなわち、実際のCDMA信号におけるス
ペクトラム拡散に用いるPN(擬似雑音)信号は、例え
ば10段のシフトレジスタと排他的論理和ゲートで構成
され、そのビット周期は(210―1)=1023程度で
あり、かつCDMA信号の信号速度(ビットレート)は
30Mbps(MHz)程度である。その結果、PN(擬
似雑音)信号の周期は、1023/30=34.1μS
程度である。That is, a PN (pseudo noise) signal used for spread spectrum in an actual CDMA signal is composed of, for example, a 10-stage shift register and an exclusive OR gate, and its bit period is (2 10 −1) = 11023. And the signal speed (bit rate) of the CDMA signal is about 30 Mbps (MHz). As a result, the period of the PN (pseudo noise) signal is 1023/30 = 34.1 μS
It is about.
【0022】したがって、アナログ相関器17におい
て、ベースバンド信号I、Qの1つのビットデータに対
する相関値を算出するのに要する時間は34.1μSで
あるので、例えばPN信号の周期の6倍である約600
0個のデータを用いて相関特性RI 、RQ を算出する場
合、一つの相関特性RI 、RQ を算出するに要する時間
は、34.1μS×6000=204.6msとなり、
約0.2秒必要である。Therefore, the time required for the analog correlator 17 to calculate the correlation value for one bit data of the baseband signals I and Q is 34.1 μS, which is, for example, six times the period of the PN signal. About 600
When calculating the correlation characteristics R I and R Q using zero data, the time required to calculate one correlation characteristic R I and R Q is 34.1 μS × 6000 = 204.6 ms,
About 0.2 seconds are required.
【0023】また、各CDMA受信部9a〜9d内に組
込まれた入力RFインタフェース15においては、図1
4に示すように、内部に、受信した高周波のCDMA信
号を増幅する増幅器15a、局部発振器(LO)15
b、ミキサ15c、LPF15d及び中間周波数発振器
(IF)15e等が組込まれている。さらに、各CDM
A受信部9a〜9d内に組込まれた復調部16において
は、図14に示すように、内部に、90°移相器16
a、ミキサ16b、16c、信号分割器16d、LPF
16e、16f等が組込まれている。In the input RF interface 15 incorporated in each of the CDMA receiving sections 9a to 9d, FIG.
As shown in FIG. 4, an amplifier 15a for amplifying a received high-frequency CDMA signal and a local oscillator (LO) 15
b, a mixer 15c, an LPF 15d, an intermediate frequency oscillator (IF) 15e, and the like. In addition, each CDM
In the demodulation unit 16 incorporated in the A receiving units 9a to 9d, as shown in FIG.
a, mixers 16b, 16c, signal divider 16d, LPF
16e, 16f, etc. are incorporated.
【0024】前述したように、1〜4の各チャネルの位
相θ1 、θ2 、θ3 、θ4 を算出して、大小関係を正確
に比較するには、各チャネルにおける入力RFインタフ
ェース15及び各チャネルの復調部16の特性が正確に
一致している必要がある。しかし、入力RFインタフェ
ース15及び復調部16内には、図14に示したよう
に、多数の電子部材が組込まれている。したがって、各
電子部材の位相特性を含めて全ての特性を完全に一致さ
せることは非常に困難である。その結果、各到来波の到
来方向を正確に測定することは非常に困難である。As described above, in order to calculate the phases θ 1 , θ 2 , θ 3 , and θ 4 of the channels 1 to 4 and accurately compare the magnitude relations, the input RF interface 15 and the input RF interface 15 It is necessary that the characteristics of the demodulation unit 16 of each channel match exactly. However, as shown in FIG. 14, many electronic members are incorporated in the input RF interface 15 and the demodulation unit 16. Therefore, it is very difficult to completely match all the characteristics including the phase characteristics of each electronic member. As a result, it is very difficult to accurately measure the direction of arrival of each incoming wave.
【0025】このような不都合を解消するためには、各
アンテナ2a〜2dで受信した各DMA信号を1台のC
DMA受信部で時間をずらせて、各チャネル毎の各ベー
スバンド信号I,Q毎の各相関特性RI1、RQ1、RI2、
RQ2、RI3、RQ3、RI4、R Q4を測定することが考えら
れる。To solve such inconveniences,
Each DMA signal received by the antennas 2a to 2d is
The time is shifted by the DMA receiver, and each base is set for each channel.
Each correlation characteristic R for each of the band signals I and QI1, RQ1, RI2,
RQ2, RI3, RQ3, RI4, R Q4It is possible to measure
It is.
【0026】しかし、前述したように、1チャネル分の
相関特性RI、RQを算出するのに約0.2秒必要であ
る。したがって、4チャネル分の相関特性RI1〜RQ4を
算出するのに約1秒程度が必要となる。このように測定
時間が長いと測定開始チャネルで測定した到来波と測定
終了チャネルの到来波とが同一到来波と見なすことがで
きなくなる。よって、結果的に、正確に同一到来波の到
来方向を測定できない問題があった。However, as described above, it takes about 0.2 seconds to calculate the correlation characteristics R I and R Q for one channel. Therefore, it takes about one second to calculate the correlation characteristics R I1 to R Q4 for four channels. If the measurement time is long as described above, the incoming wave measured on the measurement start channel and the arrival wave on the measurement end channel cannot be regarded as the same incoming wave. As a result, there has been a problem that the arrival direction of the same arriving wave cannot be measured accurately.
【0027】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、デジタル相関器を用いることによって、各
チャネルに対して1台の復調器及び1台の相関器を共用
することができ、簡単な回路構成で正確に同一到来波の
相関特性が測定でき、ひいては、順次時間をずらして到
来する多重波における各到来波の到来方向を正確に測定
できる多チャネル相関受信装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of such circumstances, and by using a digital correlator, one demodulator and one correlator can be shared for each channel. Provided is a multi-channel correlation receiving apparatus capable of accurately measuring the correlation characteristics of the same arriving wave with a simple circuit configuration, and thereby accurately measuring the direction of arrival of each arriving wave in a multiplex wave arriving at sequentially shifted times. Aim.
【0028】[0028]
【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の多チャネル相関受信装置は、PN信号でスペ
クトラム拡散されかつ直交変調されたCDMA信号の電
波を受信する互いに離間配置された複数のアンテナと、
複数のアンテナで受信された電波の信号を、各アンテナ
を各チャネルとする時分割された1つのシリアル信号に
変換するP/S変換回路と、P/S変換回路から出力さ
れたシリアル信号を一対のベースバンド信号に復調する
復調器と、この復調器で復調された各ベースバンド信号
をデジタルのベースバンド信号に変換するA/D変換器
と、A/D変換器から順次出力される各ベースバンド信
号における時分割された各1チャネル分のデータとスペ
クトラム拡散に用いたPN信号との相関特性を順次算出
していくデジタル相関器と、デジタル相関器から順次出
力される各相関特性を各チャネル毎の複数の相関特性か
らなるパラレルデータに変換するS/P変換回路とを備
えたものである。In order to solve the above-mentioned problems, a multi-channel correlation receiving apparatus according to the present invention comprises a plurality of CDMA signals which are spread apart by a PN signal and receive orthogonally modulated CDMA signals. Antenna and
A P / S conversion circuit for converting radio wave signals received by a plurality of antennas into a time-divided serial signal using each antenna as a channel, and a pair of serial signals output from the P / S conversion circuit. Demodulator that demodulates the baseband signal into a baseband signal, an A / D converter that converts each baseband signal demodulated by the demodulator into a digital baseband signal, and bases that are sequentially output from the A / D converter. A digital correlator for sequentially calculating the correlation characteristics between the time-divided data for each channel in the band signal and the PN signal used for the spread spectrum, and the correlation characteristics sequentially output from the digital correlator for each channel. And an S / P conversion circuit for converting the data into parallel data having a plurality of correlation characteristics.
【0029】このように構成された多チャネル相関受信
装置においては、各アンテナで受信された各CDMA信
号はシリアル信号に変換される。そして、このシリアル
信号が復調器で一対のベースバンド信号に復調され、復
調された一対のベースバンド信号がA/D変換された
後、デジタル相関器へ入力される。In the multi-channel correlation receiving apparatus thus configured, each CDMA signal received by each antenna is converted into a serial signal. Then, the serial signal is demodulated into a pair of baseband signals by a demodulator, and the demodulated pair of baseband signals is A / D converted and then input to a digital correlator.
【0030】このデジタル相関器は、A/D変換器から
順次出力される各ベースバンド信号における時分割され
た各1チャネル分のデータとスペクトラム拡散に用いた
PN信号との相関特性を順次算出していく。This digital correlator sequentially calculates the correlation characteristic between the time-divided data of one channel in each baseband signal sequentially output from the A / D converter and the PN signal used for spread spectrum. To go.
【0031】この場合、例えば、入力された各ベースバ
ンド信号I、Qのビット位置を固定して、この固定され
た各ベースバンド信号I、Qのビットデータに対して、
PN信号の1周期分の各ビットデータとのEXNOR値を算
出し、この算出値をPN信号の1周期分に亘って加算し
て、この加算値を各ベースバンド信号I、Qのビットデ
ータの相関値とする。一つのベースバンド信号I、Qの
ビットデータに対する相関値が得られると、ベースバン
ド信号I、Qのビットデータ位置をずらせて、同様の手
法で該当ビットデータに対する相関値を求める。各ベー
スバンド信号I、QにおけるPN信号の1周期分のビッ
トデータに対する各相関値を求めて時系列的に並べる
と、図10に示す各ベースバンド信号毎の相関特性
RI 、RQ が得られる。In this case, for example, the bit positions of the input baseband signals I and Q are fixed, and the bit data of the fixed baseband signals I and Q are
An EXNOR value with each bit data of one cycle of the PN signal is calculated, and this calculated value is added over one cycle of the PN signal, and this added value is added to the bit data of the baseband signals I and Q. Let it be a correlation value. When the correlation value for one bit data of the baseband signals I and Q is obtained, the bit data position of the baseband signals I and Q is shifted, and the correlation value for the corresponding bit data is obtained by the same method. When time series arranging seeking the correlation values for one cycle of the bit data of the PN signal in the baseband signals I, Q, correlation characteristic R I for each baseband signal shown in FIG. 10, R Q is obtained Can be
【0032】なお、PN信号における1周期分の各ビッ
トデータのビット位置を固定して入力された各ベースバ
ンド信号I、Qのビットデータのビット位置を移動させ
ることも可能である。It is also possible to fix the bit position of each bit data for one cycle in the PN signal and move the bit position of the bit data of each of the input baseband signals I and Q.
【0033】このデジタル相関器から順次出力される各
相関特性RI 、RQ はS/P変換回路で各チャネル毎の
相関特性に分離される。The correlation characteristics R I and R Q sequentially output from the digital correlator are separated into correlation characteristics for each channel by an S / P conversion circuit.
【0034】このように、デジタル相関器において、一
つのベースバンド信号に対する相関特性RI 、RQを算
出するために必要とする時間は、PN信号のビット周期
の2乗分である。よって、従来のアナログの相関器に比
較して、相関特性の算出所要時間を格段に短縮できる。
したがって、たとえ、一つのデジタル相関器で各チャネ
ルの各ベースバンド信号に対する各相関特性の算出演算
を時系列的に順番に実施したとしても、全部のチャネル
に対する相関特性を算出するために必要とする時間が従
来装置に比較して増大することはない。[0034] Thus, in the digital correlator, the correlation characteristic R I for one baseband signal, the time required for calculating the R Q, is divided by the square power of the bit period of the PN signal. Therefore, the time required for calculating the correlation characteristic can be significantly reduced as compared with the conventional analog correlator.
Therefore, even if one digital correlator calculates the correlation characteristics for each baseband signal of each channel in time series, it is necessary to calculate the correlation characteristics for all channels. The time does not increase compared to the conventional device.
【0035】よって、多チャネル相関受信装置全体とし
て、復調器及び相関器をそれぞれ1台に限定できるの
で、得られた相関特性においてチャネル相互間において
測定値のバラツキが発生することが防止できる。また、
別の発明の多チャネル相関受信装置においては、PN信
号でスペクトラム拡散されかつ直交変調されたCDMA
信号の電波を受信する互いに離間配置された複数のアン
テナと、この複数のアンテナで受信された電波の信号
を、各アンテナを各チャネルとする時分割された1つの
シリアル信号に変換するP/S変換回路と、P/S変換
回路から出力されたシリアル信号を一対のベースバンド
信号に復調する復調器と、復調器で復調された各ベース
バンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換するA
/D変換器と、A/D変換器から出力された各ベースバ
ンド信号における時分割された各1チャネル分のデータ
を複数の部分データに分割して記憶する複数の記憶素子
と、各記憶素子に記憶された各部分データとスペクトラ
ム拡散に用いたPN信号との部分相関特性を順次算出し
ていく相関部と、相関部で順次算出された各部分データ
に対応する各部分相関特性を加算して各チャネル毎の各
ベースバンド信号の相関特性を算出する相関加算器と、
相関加算器から順次出力される各相関特性を各チャネル
毎の複数の相関特性からなるパラレルデータに変換する
S/P変換回路とを備えている。Therefore, the number of demodulators and correlators can be limited to one as a whole multi-channel correlation receiving apparatus, so that it is possible to prevent a variation in measured values between channels in the obtained correlation characteristics. Also,
In a multi-channel correlation receiving apparatus according to another invention, a CDMA signal that is spread spectrum and quadrature modulated with a PN signal is provided.
A plurality of antennas spaced apart from each other for receiving signal radio waves, and a P / S for converting radio wave signals received by the plurality of antennas into one time-divided serial signal using each antenna as a channel. A conversion circuit, a demodulator for demodulating the serial signal output from the P / S conversion circuit into a pair of baseband signals, and an A for converting each baseband signal demodulated by the demodulator into a digital baseband signal.
A / D converter, a plurality of storage elements for dividing data of each time-divided one channel in each baseband signal output from the A / D converter into a plurality of partial data and storing the divided data, and a plurality of storage elements A correlation unit for sequentially calculating a partial correlation characteristic between each partial data stored in the storage unit and a PN signal used for spread spectrum, and a partial correlation characteristic corresponding to each partial data sequentially calculated by the correlation unit are added. A correlation adder for calculating a correlation characteristic of each baseband signal for each channel,
An S / P conversion circuit for converting each correlation characteristic sequentially output from the correlation adder into parallel data composed of a plurality of correlation characteristics for each channel.
【0036】このように構成された多チャネル相関受信
装置においては、上述した発明の多チャネル相関受信装
置で採用されるデジタル相関器は、複数の記憶素子と1
台の相関部と1台の相関加算器とで構成されている。In the multi-channel correlation receiving apparatus configured as described above, the digital correlator employed in the multi-channel correlation receiving apparatus of the invention described above includes a plurality of storage elements and one
It is composed of one correlation unit and one correlation adder.
【0037】このように構成されたデジタル相関器にお
いては、相関部は、複数の記憶素子における各部分デー
タに対して部分相関特性を順番に算出するのみでよい。
したがって、相関部の演算素子数を上述した発明におけ
るデジタル相関器に比較してほぼ記憶素子数の設置数分
の1に大幅に減少できるので、装置全体の回路構成をさ
らに簡素化できる。In the digital correlator configured as described above, the correlator only needs to sequentially calculate the partial correlation characteristic for each partial data in the plurality of storage elements.
Therefore, the number of operation elements of the correlator can be greatly reduced to approximately one-half the number of storage elements compared to the digital correlator in the above-described invention, so that the circuit configuration of the entire apparatus can be further simplified.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図1は本発明の多チャネル相関受信装
置の概略構成を示すブロック図である。図7、図9及び
図14に示す従来の多チャネル相関受信装置と同一部分
には同一符合を付して重複する部分の詳細説明を省略す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a multi-channel correlation receiving apparatus according to the present invention. The same parts as those of the conventional multi-channel correlation receiving apparatus shown in FIGS. 7, 9 and 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts will be omitted.
【0039】図6に示す同一の電波発信源3から発信さ
れた直接波4や各ビル5で反射された複数の反射波6か
らなるCDMA信号の電波は図1に示す互いに直線上に
離間配設された各チャネルのアンテナ2a、2b、2
c、2dで受信される。各チャネルのアンテナ2a、2
b、2c、2dで受信された高周波(RF)の4つのC
DMA信号はP/S(パラレル・シリアル)変換回路2
1に入力される。The CDMA signal radio waves composed of the direct wave 4 transmitted from the same radio wave source 3 shown in FIG. 6 and the plurality of reflected waves 6 reflected from each building 5 are linearly separated from each other as shown in FIG. The antennas 2a, 2b, 2
c, 2d. Antennas 2a, 2 for each channel
b, 2c, 2d radio frequency (RF) four C
The DMA signal is a P / S (parallel / serial) conversion circuit 2
1 is input.
【0040】P/S変換回路21は、例えば、図3に示
すように構成されている。各アンテナ2a〜2dから入
力された高周波(RF)のCDMA信号はコンデンサ2
1aを介して順方向のダイオード21bへ印加される。
このダイオード21bの入力側端子にはスイッチ21c
を介して直流電圧+Vが印加される。通常状態において
は、CDMA信号の信号レベルは、ダイオード21bの
順方向電圧(0.6V)より低いので、このダイオード
21bを通過することはできない。そして、スイッチ2
1aを投入することによって、バイアス点が上がり、C
DMA信号はダイオード21bを通過する。そして、図
示しないクロック信号で各チャネルのスイッチを順番に
閉じて、開いていくことにより、各チャネルのCDAM
信号は時分割されて一つのシリアル信号aに組込まれ
る。The P / S conversion circuit 21 is configured, for example, as shown in FIG. A high frequency (RF) CDMA signal input from each of the antennas 2a to 2d is
The voltage is applied to the diode 21b in the forward direction via 1a.
The switch 21c is connected to the input terminal of the diode 21b.
A DC voltage + V is applied via. In a normal state, the signal level of the CDMA signal is lower than the forward voltage (0.6 V) of the diode 21b, so that the signal cannot pass through the diode 21b. And switch 2
1a, the bias point rises and C
The DMA signal passes through the diode 21b. Then, by closing and opening the switches of each channel in order with a clock signal (not shown), the CDAM of each channel is opened.
The signal is time-divided and incorporated into one serial signal a.
【0041】この場合、各チャネルのスイッチ21aの
投入時間、すなわち一つのチャネルにおける信号の継続
時間は、CDMA信号をスペクトラム拡散したPN信号
の周期の2倍の時間に設定されている。すなわち、時分
割された各信号には、必ず1周期分のPN信号が含まれ
る。In this case, the closing time of the switch 21a of each channel, that is, the duration of the signal in one channel is set to twice the period of the PN signal obtained by spectrum-spreading the CDMA signal. That is, each time-divided signal always includes a PN signal for one cycle.
【0042】P/S変換回路21から出力された高周波
のシリアル信号aは復調器35内の入力RFインタフエ
ース15で中間周波数に変換される。入力RFインタフ
エース15から出力された中間周波数のシリアル信号a
1 は復調部16で一対のベースバンド信号I、Qに変換
される。復調器35内の復調部16から出力された一対
のベースバンド信号I、QはA/D変換器22で例えば
8ビット構成のデジタルのベースバンド信号I、Qに変
換されたのち高速FPGA(ファースト・プログラマブ
ル・ゲートアレイ)で構成されたデジタル相関器23へ
入力される。The high-frequency serial signal a output from the P / S conversion circuit 21 is converted to an intermediate frequency by the input RF interface 15 in the demodulator 35. The intermediate frequency serial signal a output from the input RF interface 15
1 is converted into a pair of baseband signals I and Q by a demodulation unit 16. The pair of baseband signals I and Q output from the demodulation unit 16 in the demodulator 35 are converted into digital baseband signals I and Q having, for example, an 8-bit configuration by the A / D converter 22 and then converted to a high-speed FPGA (fast Input to a digital correlator 23 composed of a programmable gate array).
【0043】高速FPGAで構成されたデジタル相関器
23は、図示するように、複数の記憶素子としての4個
の高速RAM24と、1個の相関部25と、4個の部分
波形RAM26と、1個の相関加算器27とで構成され
ている。As shown, the digital correlator 23 composed of a high-speed FPGA has four high-speed RAMs 24 as a plurality of storage elements, one correlator 25, four partial waveform RAMs 26, And two correlation adders 27.
【0044】4個の高速RAM24は、一種のバンクメ
モリを構成しており、各高速RAM24は例えば1kワ
ードの記憶容量を有している。そして、4個の高速RA
M24における各高速RAM24内には、先に時分割さ
れた1チャネル分のデジタル化されたベースバンド信号
の1/4分の部分データが書込まれる。The four high-speed RAMs 24 constitute a kind of bank memory, and each high-speed RAM 24 has a storage capacity of, for example, 1 k words. And four high-speed RA
In each of the high-speed RAMs 24 in the M24, partial data corresponding to 1/4 of the digitized baseband signal for one channel that has been time-divided earlier is written.
【0045】相関部25は、4個の各高速RAM24に
おける各高速RAM24の部分データを順番に読出し
て、読出した各部分データと前記PN信号との部分相関
特性を順次算出していって、次の4個の波形RAM26
における各部分波形RAM26に順番に書込んでいく。The correlator 25 sequentially reads out the partial data of each of the four high-speed RAMs 24 in each of the four high-speed RAMs 24 and sequentially calculates the partial correlation characteristic between each of the read-out partial data and the PN signal. 4 waveform RAMs 26
Are sequentially written into the partial waveform RAMs 26 in.
【0046】図2は相関部25の詳細構成を示すブロッ
ク図である。この相関部25は、1個の1kワードレジ
スタ28と、1000個のEXNOR回路29と、基準PN
パターンメモリ30と、部分相関加算器31とで構成さ
れている。FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the correlation unit 25. The correlator 25 includes one 1k word register 28, 1000 EXNOR circuits 29, and a reference PN
It comprises a pattern memory 30 and a partial correlation adder 31.
【0047】基準PNパターンメモリ30は、ビット周
期が(210―1)近傍の1000ビットに設定されたP
N信号の各ビットデータを記憶する1000個のレジス
タからなるシフトレジスタで構成されている。The reference PN pattern memory 30 stores a P bit whose bit cycle is set to 1000 bits near (2 10 -1).
It is composed of a shift register consisting of 1000 registers for storing each bit data of the N signal.
【0048】4個の高速RAM24における各高速RA
M24から読出された1kワード、すなわち8ビット構
成の1000個のデータは1kワードレジスタ28にお
ける1番から1000番までの各レジスタに書込まれ
る。各レジスタから出力された部分データを構成する8
ビット構成のデータと、基準PNパターンメモリ30上
の対応レジスタ位置のPNパターンのビット値との間の
EXNOR値がEXNOR回路29で算出される。Each high-speed RA in the four high-speed RAMs 24
1k words read from M24, that is, 1000 pieces of 8-bit data, are written to the 1st to 1000th registers in the 1k word register 28. 8 constituting the partial data output from each register
Between the data of the bit configuration and the bit value of the PN pattern at the corresponding register position on the reference PN pattern memory 30
The EXNOR value is calculated by the EXNOR circuit 29.
【0049】1000個のEXNOR回路29で算出された
1000個の算出値は部分相関加算器31において加算
され、高速RAM24のバンク番号に対応する部分波形
メモり26内に一つの相関値とし時系列的に記憶保持さ
れる。The 1000 calculated values calculated by the 1000 EXNOR circuits 29 are added in the partial correlation adder 31 to form a single correlation value in the partial waveform memory 26 corresponding to the bank number of the high-speed RAM 24 in time series. Is memorized and held.
【0050】次に、基準PNパターンメモリ30の各レ
ジスタの記憶ビット値を1レジスタ移動させる。そし
て、この移動した状態で、前述と同様に、1000個の
EXNOR回路29で1000個のEXNOR値を算出して、10
00個の算出値を部分相関加算器31で算出して、同じ
部分波形メモリ26内に一つの相関値とし時系列的に記
憶保持される。Next, the stored bit value of each register of the reference PN pattern memory 30 is moved by one register. Then, in this moved state, as described above, 1000
The EXNOR circuit 29 calculates 1000 EXNOR values and calculates
The 00 calculated values are calculated by the partial correlation adder 31, and stored as a single correlation value in the same partial waveform memory 26 in time series.
【0051】このように、基準PNパターンメモリ30
の各レジスタの記憶ビット値を1レジスタずつシフトさ
せながら、各相関値を部分波形メモリ26内に書込んで
いく。As described above, the reference PN pattern memory 30
The correlation values are written into the partial waveform memory 26 while the storage bit value of each register is shifted by one register.
【0052】そして、基準PNパターンメモリ30の各
レジスタを一巡させると、該当部分波形メモリ26内に
時系列的に記憶された各相関値を時系列的に並べること
によって、対応する高速RAM24内の記憶された部分
データの部分相関特性が得られる。When each register of the reference PN pattern memory 30 is cycled, each correlation value stored in the corresponding partial waveform memory 26 in a time series is arranged in a time series, so that the corresponding high speed RAM 24 in the corresponding high speed RAM 24 is arranged. A partial correlation characteristic of the stored partial data is obtained.
【0053】一つの高速RAM24に記憶された部分デ
ータに対する部分相関特性bが対応する部分波形メモり
26内に形成されると、次のバンク番号の高速RAM2
4に記憶された部分データを1kワードレジスタ28に
書込んで、基準PNパターンメモリ30の各レジスタを
シフトさせながら、次のバンク番号の部分波形メモリ2
6内に、該当部分データの部分相関特性bを作成してい
く。When the partial correlation characteristic b for the partial data stored in one high-speed RAM 24 is formed in the corresponding partial waveform memory 26, the high-speed RAM 2 of the next bank number
4 is written into the 1k word register 28, and while shifting each register of the reference PN pattern memory 30, the partial waveform memory 2 of the next bank number is shifted.
6, a partial correlation characteristic b of the corresponding partial data is created.
【0054】4個全部の高速RAM24の部分データに
対する各部分相関特性bが各部分波形メモリ26内に形
成されると、相関加算器27で各部分波形メモリ26内
に形成された各部分相関特性bを加算して1つのチャネ
ルに対する相関特性cを得る。When the respective partial correlation characteristics b for all the partial data in the high-speed RAM 24 are formed in the respective partial waveform memories 26, the respective partial correlation characteristics formed in the respective partial waveform memories 26 by the correlation adder 27 are obtained. b is added to obtain a correlation characteristic c for one channel.
【0055】図4は、各部分相関特性bを4個加算して
1つの相関特性cを得る相関加算器27の動作を示す波
形図である。各高速RAM24には時系列的にずれて各
部分データが記憶されているので、各部分相関特性bを
加算する場合、時間軸をずらせて加算する。FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the correlation adder 27 which adds four partial correlation characteristics b to obtain one correlation characteristic c. Since each partial data is stored in each high-speed RAM 24 while being shifted in time series, when adding each partial correlation characteristic b, the addition is performed by shifting the time axis.
【0056】相関加算器27で作成された1つのチャネ
ルに対する相関特性cが算出されると、この相関特性c
は一旦波形メモリ32に書込まれる。この波形メモリ3
2に書込まれた1チャネル分の相関特性cは、S/P変
換回路33を介して、該当チャネルのD/A変換器34
a(34b〜34d)へ入力されてアナログの相関特性
dとなる。When the correlation characteristic c for one channel created by the correlation adder 27 is calculated, the correlation characteristic c
Is written into the waveform memory 32 once. This waveform memory 3
The correlation characteristic c for one channel written in 2 is transmitted to the D / A converter 34 of the corresponding channel via the S / P conversion circuit 33.
a (34b to 34d) and becomes an analog correlation characteristic d.
【0057】図5は、復調器35内の入力RFインタフ
ェース15で中間周波数に周波数変換された後のシリア
ル信号a1 の波形(図5(a))と該当部分におけるD
/A変換器34aから出力されたアナログの相関特性d
(図5(b))との関係を示す対比図である。このよう
に、デジタル相関器23を用いることによって、簡単に
PN信号に対する同期点を特定できる。FIG. 5 shows the waveform (FIG. 5A) of the serial signal a 1 after the frequency conversion to the intermediate frequency by the input RF interface 15 in the demodulator 35 (FIG.
Analog correlation characteristic d output from / A converter 34a
FIG. 6 is a comparison diagram showing a relationship with FIG. As described above, by using the digital correlator 23, the synchronization point for the PN signal can be easily specified.
【0058】なお、図2においては、説明を簡単にする
ために、復調器35内の復調部16で復調された一対の
ベースバンド信号I、Qのうち一方のベースバンド信号
に対する相関演算処理について述べた。しかし、実際の
回路は、両方のベースバンド信号I,Qが同時に並列的
に演算処理される。その結果、各チャネルのD/A変換
器34a(34b〜34d)から出力されるアナログの
相関特性dは各ベースバンド信号I、Qに対応する相関
特性RI 、RQ となる。In FIG. 2, for the sake of simplicity, the correlation calculation process for one of the pair of baseband signals I and Q demodulated by demodulator 16 in demodulator 35 will be described. Stated. However, in an actual circuit, both baseband signals I and Q are simultaneously processed in parallel. As a result, the correlation characteristic d of the analog output from the D / A converter 34a of each channel (34b~34d) correlation characteristic R I corresponding to each baseband signals I, Q, the R Q.
【0059】図1において、P/S変換回路21の変換
タイミングとS/P変換回路33の変換タイミングとは
完全に同期がとれているので、各チャネルのアンテナ2
a、2b、2c、2dから入力された各CDMA信号に
対応する各ベースバンド信号毎のアナログの各相関特性
RI1、RQ1、RI2、RQ2、RI3、RQ3、RI4、RQ4は、
それぞれ、対応する各チャネルのD/A変換器34a、
34b、34c、34dから出力される。In FIG. 1, the conversion timing of the P / S conversion circuit 21 and the conversion timing of the S / P conversion circuit 33 are completely synchronized.
a, 2b, 2c, and 2d, analog correlation characteristics R I1 , R Q1 , R I2 , R Q2 , R I3 , R Q3 , R I4 , R I for each baseband signal corresponding to each CDMA signal. Q4 is
D / A converters 34a for each corresponding channel,
It is output from 34b, 34c, 34d.
【0060】この各D/A変換器34a〜34dから出
力された各アナログの各ベースバンド信号毎の各相関特
性RI1〜RQ4は、図示しないデータレコーダに記憶保持
される。その後、図8に示すように、実験解析室に設置
された解析装置8において、各相関特性RI1〜RQ4を再
生して、再生された各相関特性RI1〜RQ4をA/D変換
する。そして、最終的に、A/D変換された各相関特性
RI1〜RQ4から到来電波の方向を算出する。The correlation characteristics R I1 to R Q4 for each analog baseband signal output from each of the D / A converters 34a to 34d are stored and held in a data recorder (not shown). Thereafter, as shown in FIG. 8, in the analysis device 8 installed in the experimental analysis room, each of the correlation characteristics R I1 to R Q4 is reproduced, and the reproduced correlation characteristics R I1 to R Q4 are A / D converted. I do. Finally, the direction of the arriving radio wave is calculated from the A / D-converted correlation characteristics R I1 to R Q4 .
【0061】このように構成された多チャネル相関受信
装置においては、各アンテナ2a〜2dで受信された各
CDMA信号はP/S変換回路21で1つのシリアル信
号aに変換され、入力RFインタフェース15で周波数
変換された後、復調部16で一対のベースバンド信号
I、Qに復調され、この復調された一対のベースバンド
信号I、QがA/D変換された後、デジタル相関器23
へ入力される。In the multi-channel correlation receiving apparatus thus configured, each CDMA signal received by each of the antennas 2a to 2d is converted into one serial signal a by the P / S conversion circuit 21, and the input RF interface 15 After demodulation, the demodulation unit 16 demodulates the signal into a pair of baseband signals I and Q. The demodulated pair of baseband signals I and Q are A / D-converted, and then converted into a digital correlator 23.
Is input to
【0062】このデジタル相関器23は、A/D変換器
22から順次出力される各ベースバンド信号における時
分割された各1チャネル分のデータとスペクトラム拡散
に用いたPN信号との相関特性RI 、RQ を順次算出し
ていく。このデジタル相関器23から順次出力される各
相関特性RI 、RQ はS/P変換回路33で各チャネル
毎の相関特性RI1、RQ1、RI2、RQ2、RI3、RQ3、R
I4、RQ4に分離される。The digital correlator 23 has a correlation characteristic R I between data of one time-division channel of each baseband signal sequentially output from the A / D converter 22 and a PN signal used for spread spectrum. , RQ are sequentially calculated. The correlation characteristics R I and R Q sequentially output from the digital correlator 23 are converted by the S / P conversion circuit 33 into correlation characteristics R I1 , R Q1 , R I2 , R Q2 , R I3 , R Q3 , R
I4, is separated into R Q4.
【0063】この場合、デジタル相関器23において、
一つのベースバンド信号I、Qに対する相関特性RI 、
RQを算出するために必要とする時間は、PN周期の2
乗分である。よって、従来のアナログの相関器に比較し
て、相関特性の算出所要時間を格段に短縮できる。In this case, in the digital correlator 23,
The correlation characteristic R I for one baseband signal I, Q,
The time required to calculate R Q is 2 times of the PN cycle.
It is a power. Therefore, the time required for calculating the correlation characteristic can be significantly reduced as compared with the conventional analog correlator.
【0064】具体的には、PN信号のビット周期を図2
の基準PNパターンメモリ30に示すように1000ビ
ットとし、CDMA信号の信号速度(ビットレート)を
30Mbpsとすると、図5(b)に示すように、デジ
タル相関器23で、PN信号の周期の2倍の周期で時分
割された1チャネル分のデータ(ベースバンド信号)に
対する相関特性dを算出する所要時間は5ms程度であ
る。Specifically, the bit period of the PN signal is shown in FIG.
As shown in the reference PN pattern memory 30 of FIG. 5, when the signal speed (bit rate) of the CDMA signal is 30 Mbps, the digital correlator 23 uses the period of the PN signal of 2 as shown in FIG. The time required to calculate the correlation characteristic d with respect to the data (baseband signal) for one channel time-divided at a double cycle is about 5 ms.
【0065】したがって、4チャネル分の相関特性
RI1、RQ1、RI2、RQ2、RI3、RQ3、RI4、RQ4を算
出するための所要時間は20ms程度である。よって、
図9に示すアナログ相関器17を用いた従来の多チャネ
ル相関受信装置における約0.2秒に比較して約1/1
0に短縮できる。Therefore, the time required to calculate the correlation characteristics R I1 , R Q1 , R I2 , R Q2 , R I3 , R Q3 , R I4 , and R Q4 for four channels is about 20 ms. Therefore,
As compared with about 0.2 seconds in the conventional multi-channel correlation receiving apparatus using the analog correlator 17 shown in FIG.
Can be reduced to zero.
【0066】なお、一般に、デジタル相関器をCPUを
用いてソフト的に構成することも可能であるが、相関演
算は同一種類の演算ステップが非常に多い。例えば、上
述した30Mbpsのビットレート(伝送速度)で、P
N信号の周期が1023(≒1000の場合、その1チ
ャネル分の演算回数は1023×8となり、演算所要時
間は約20msとなる。したがって、4チャネル分であ
ると、演算所要時間は約80msとなる。よって、本実
施形態装置のように、デジタル信号をハード的に相関を
とる方が時間的に有利である。In general, a digital correlator can be constructed in a software manner by using a CPU, but the correlation operation has a very large number of operation steps of the same type. For example, at the bit rate (transmission rate) of 30 Mbps described above, P
When the period of the N signal is 1023 (≒ 1000), the number of calculations for one channel is 1023 × 8, and the calculation time is about 20 ms. Therefore, when the number of channels is four, the calculation time is about 80 ms. Therefore, it is advantageous in terms of time to correlate the digital signal in a hardware manner as in the apparatus of the present embodiment.
【0067】このように、デジタル相関器を採用するこ
とによって、たとえ一つのデジタル相関器23で4つの
各チャネルの各ベースバンド信号I、Qに対する各相関
特性RI 、RQ を時系列的に順番に実施したとしても、
全部のチャネルに対する相関特性を算出するために必要
とする時間を図7に示す従来装置に比較して大幅に短縮
できる。[0067] Thus, by employing a digital correlator, if the baseband signal I of the four respective channels in one digital correlator 23, the correlation characteristic R I for Q, the R Q chronologically Even if you do it in order,
The time required to calculate the correlation characteristics for all the channels can be greatly reduced as compared with the conventional apparatus shown in FIG.
【0068】よって、多チャネル相関受信装置全体とし
て、復調器及び相関器をそれぞれ1台に限定できるの
で、得られた相関特性RI1、RQ1、RI2、RQ2、RI3、
RQ3、RI4、RQ4においてチャネル相互間において測定
値のバラツキが発生することが防止できる。さらに、ほ
ぼ同一到来波の相関特性が正確に測定できるので、到来
波の到来方向を正確に算出できる。Accordingly, the number of demodulators and correlators can be limited to one each as the whole multi-channel correlation receiving apparatus, and the obtained correlation characteristics R I1 , R Q1 , R I2 , R Q2 , R I3 ,
In R Q3 , R I4 , and R Q4 , it is possible to prevent variations in measured values between channels. Further, since the correlation characteristics of almost the same arriving wave can be accurately measured, the arrival direction of the arriving wave can be calculated accurately.
【0069】また、デジタル相関器23は、4個の高速
RAM24と、1個の相関部25と、4個の部分波形メ
モリ26と、1個の相関加算器27とで構成されてい
る。相関部25は、時分割された1チャネル分の1/4
の部分データとPN信号の1周期分のデータとの部分相
関特性bを算出すればよいので、1チャネル分の全デー
タに対する相関特性cを一度に算出する相関器に比較し
て、デジタル相関器23の構成を簡素化できる。その結
果、多チャネル相関受信装置全体の回路構成をさらに簡
素化できる。The digital correlator 23 is composed of four high-speed RAMs 24, one correlator 25, four partial waveform memories 26, and one correlation adder 27. The correlator 25 calculates 1/4 of the time-divided channel.
Since the partial correlation characteristic b between the partial data of the PN signal and the data for one cycle of the PN signal may be calculated, the digital correlator is compared with a correlator that calculates the correlation characteristic c for all data for one channel at a time. 23 can be simplified. As a result, the circuit configuration of the entire multi-channel correlation receiving apparatus can be further simplified.
【0070】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。実施形態装置におけるデジタル相関
器23における相関部25においては、図2に示すよう
に、各高速RAM24から1kワードレジスタ28内に
入力された部分データの各ビットデータを固定して、基
準PNパターンメモリ30のビットデータを順番にシフ
トするようにした。しかし、逆に、基準PNパターンメ
モリ30のビットデータを固定して、1kワードレジス
タ28内に入力された部分データの各ビットデータを順
番にシフトさせてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment. In the correlator 25 of the digital correlator 23 in the embodiment, as shown in FIG. 2, each bit data of the partial data inputted from each high-speed RAM 24 into the 1k word register 28 is fixed, and the reference PN pattern memory Thirty bit data are sequentially shifted. However, conversely, the bit data of the reference PN pattern memory 30 may be fixed, and each bit data of the partial data input into the 1k word register 28 may be sequentially shifted.
【0071】[0071]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多チャネ
ル相関受信装置においては、デジタル相関器を用いるこ
とによって、P/S変換回路及びS/P変換回路でもっ
て、各チャネルに対して1台の復調器及び1台の相関器
を共用している。As described above, in the multi-channel correlation receiving apparatus of the present invention, by using a digital correlator, one P / S conversion circuit and one S / P conversion circuit are used for each channel. One demodulator and one correlator are shared.
【0072】したがって、各チャネル毎に復調器や相関
器を用いる必要なく、簡単な回路構成で正確に同一到来
波の相関特性が測定でき、引いては、順次時間をずらし
て到来する多重波における各到来波の到来方向を正確に
測定できる。Therefore, it is not necessary to use a demodulator or a correlator for each channel, and the correlation characteristics of the same arriving wave can be accurately measured with a simple circuit configuration. The direction of arrival of each incoming wave can be accurately measured.
【図1】本発明の一実施形態に係わる多チャネル相関受
信装置の概略構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a multi-channel correlation receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】同多チャネル相関受信装置に組込まれたデジタ
ル相関器の詳細構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a digital correlator incorporated in the multi-channel correlation receiving apparatus.
【図3】同多チャネル相関受信装置に組込まれたP/S
変換回路の詳細構成を示すブロック図FIG. 3 shows a P / S incorporated in the multi-channel correlation receiver.
Block diagram showing the detailed configuration of the conversion circuit
【図4】同多チャネル相関受信装置のデジタル相関器に
組込まれた相関加算器における部分相関特性の加算動作
を示す図FIG. 4 is a diagram showing an operation of adding a partial correlation characteristic in a correlation adder incorporated in a digital correlator of the multi-channel correlation receiving apparatus.
【図5】同多チャネル相関受信装置のデジタル相関器に
おけるベースバン信号波形と相関特性との比較を示す図FIG. 5 is a diagram showing a comparison between a baseband signal waveform and a correlation characteristic in a digital correlator of the multi-channel correlation receiving apparatus.
【図6】試験車両と各到来波の到来方向との関係を示す
図FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a test vehicle and an arrival direction of each arriving wave.
【図7】従来の多チャネル相関受信装置の概略構成を示
すブロック図FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional multi-channel correlation receiving apparatus.
【図8】多チャネル多重波位相差測定装置における解析
装置を示す模式図FIG. 8 is a schematic diagram showing an analysis device in a multi-channel multiplex wave phase difference measurement device.
【図9】従来の多チャネル相関受信装置に組込まれたC
DMA受信部の詳細構成を示すブロック図FIG. 9 shows C incorporated in a conventional multi-channel correlation receiving apparatus.
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a DMA receiving unit.
【図10】同CDMA受信部から出力された各ベースバ
ンド信号とPN信号との相関特性図FIG. 10 is a diagram showing a correlation characteristic between each baseband signal output from the CDMA receiving unit and a PN signal;
【図11】各チャネルの相関特性図FIG. 11 is a correlation characteristic diagram of each channel.
【図12】各チャネルの相関特性と電波の到来方向との
関係を示す図FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the correlation characteristics of each channel and the direction of arrival of radio waves.
【図13】同じく各チャネルの相関特性と電波の到来方
向との関係を示す図FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the correlation characteristics of each channel and the direction of arrival of radio waves.
【図14】従来の多チャネル相関受信装置のCDMA受
信部に組込まれた入力RFインターフェース及び復調部
の詳細ブロック図FIG. 14 is a detailed block diagram of an input RF interface and a demodulator incorporated in a CDMA receiver of a conventional multi-channel correlation receiver.
2a,2b,2c,2d…アンテナ 15…入力RFインターフェース 16…復調部 21…P/S変換回路 22…A/D変換部 23…デジタル相関器 24…高速RAM 25…相関部 26…部分波形メモリ 27…相関加算部 28…1kワードレジスタ 29…EXNOR回路 30…基準PNパターンメモリ 31…部分相関加算部 32…波形メモリ 33…S/P変換回路 34a,34b,34c,34d…D/A変換器 35…復調器 2a, 2b, 2c, 2d antenna 15 input RF interface 16 demodulation unit 21 P / S conversion circuit 22 A / D conversion unit 23 digital correlator 24 high-speed RAM 25 correlation unit 26 partial waveform memory 27 ... Correlation adder 28 ... 1k word register 29 ... EXNOR circuit 30 ... Reference PN pattern memory 31 ... Partial correlation adder 32 ... Waveform memory 33 ... S / P converter 34a, 34b, 34c, 34d ... D / A converter 35 ... Demodulator
フロントページの続き (72)発明者 藤井 輝也 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 Fターム(参考) 5K022 EE02 EE32 EE35 Continuation of the front page (72) Inventor Teruya Fujii 2-10-1 Toranomon, Minato-ku, Tokyo NTT Mobile Communications Network Co., Ltd. F-term (reference) 5K022 EE02 EE32 EE35
Claims (2)
交変調されたCDMA信号の電波を受信する互いに離間
配置された複数のアンテナ(2a〜2d)と、 この複数のアンテナで受信された電波の信号を、各アン
テナを各チャネルとする時分割された1つのシリアル信
号に変換するP/S変換回路(21)と、 このP/S変換回路から出力されたシリアル信号を一対
のベースバンド信号に復調する復調器(35)と、 この復調器で復調された各ベースバンド信号をデジタル
のベースバンド信号に変換するA/D変換器(22)
と、 このA/D変換器から順次出力される各ベースバンド信
号における時分割された各1チャネル分のデータと前記
スペクトラム拡散に用いたPN信号との相関特性を順次
算出していくデジタル相関器(23)と、 このデジタル相関器から順次出力される各相関特性を各
チャネル毎の複数の相関特性からなるパラレルデータに
変換するS/P変換回路(34a〜34d)とを備えた
多チャネル相関受信装置。1. A plurality of antennas (2a to 2d) spaced apart from each other for receiving a CDMA signal radio spectrum spread and orthogonally modulated by a PN signal, and a radio signal received by the plurality of antennas. A P / S conversion circuit (21) that converts each antenna into a time-divided serial signal using each channel as a channel, and demodulates the serial signal output from the P / S conversion circuit into a pair of baseband signals. A demodulator (35); and an A / D converter (22) for converting each baseband signal demodulated by the demodulator into a digital baseband signal.
And a digital correlator for sequentially calculating a correlation characteristic between time-divided data of each one channel in each baseband signal sequentially output from the A / D converter and a PN signal used for the spread spectrum. (23) and an S / P conversion circuit (34a to 34d) for converting each correlation characteristic sequentially output from the digital correlator into parallel data composed of a plurality of correlation characteristics for each channel. Receiver.
交変調されたCDMA信号の電波を受信する互いに離間
配置された複数のアンテナ(2a〜2d)と、 この複数のアンテナで受信された電波の信号を、各アン
テナを各チャネルとする時分割された1つのシリアル信
号に変換するP/S変換回路(21)と、 このP/S変換回路から出力されたシリアル信号を一対
のベースバンド信号に復調する復調器(35)と、 この復調器で復調された各ベースバンド信号をデジタル
のベースバンド信号に変換するA/D変換器(22)
と、 このA/D変換器から出力された各ベースバンド信号に
おける時分割された各1チャネル分のデータを複数の部
分データに分割して記憶する複数の記憶素子(24)
と、 この各記憶素子に記憶された各部分データと前記スペク
トラム拡散に用いたPN信号との部分相関特性を順次算
出していく相関部(25)と、 この相関部で順次算出された各部分データに対応する各
部分相関特性を加算して各チャネル毎の各ベースバンド
信号の相関特性を算出する相関加算器(27)と、 この相関加算器から順次出力される各相関特性を各チャ
ネル毎の複数の相関特性からなるパラレルデータに変換
するS/P変換回路(34a〜34d)とを備えた多チ
ャネル相関受信装置。2. A plurality of antennas (2a to 2d) spaced apart from each other for receiving a CDMA signal radio spectrum spread and orthogonally modulated by a PN signal, and a radio signal received by the plurality of antennas. A P / S conversion circuit (21) that converts each antenna into a time-divided serial signal using each channel as a channel, and demodulates the serial signal output from the P / S conversion circuit into a pair of baseband signals. A demodulator (35); and an A / D converter (22) for converting each baseband signal demodulated by the demodulator into a digital baseband signal.
And a plurality of storage elements (24) for dividing time-divided data of each one channel in each baseband signal output from the A / D converter into a plurality of partial data and storing the divided data.
A correlation section (25) for sequentially calculating a partial correlation characteristic between each partial data stored in each storage element and the PN signal used for the spectrum spreading; and a section for each section sequentially calculated by the correlation section. A correlation adder (27) for calculating a correlation characteristic of each baseband signal for each channel by adding each partial correlation characteristic corresponding to data; and a correlation output sequentially output from the correlation adder for each channel. And a S / P conversion circuit (34a to 34d) for converting the data into parallel data having a plurality of correlation characteristics.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4812299A JP2000252858A (en) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Multi-channel correlation receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4812299A JP2000252858A (en) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Multi-channel correlation receiver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000252858A true JP2000252858A (en) | 2000-09-14 |
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ID=12794534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4812299A Pending JP2000252858A (en) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Multi-channel correlation receiver |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000252858A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100636314B1 (en) | 2004-07-14 | 2006-10-18 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method of signal transmission in multiple antenna system |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP4812299A patent/JP2000252858A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100636314B1 (en) | 2004-07-14 | 2006-10-18 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method of signal transmission in multiple antenna system |
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