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JP4814754B2 - Communication device - Google Patents

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JP4814754B2
JP4814754B2 JP2006288781A JP2006288781A JP4814754B2 JP 4814754 B2 JP4814754 B2 JP 4814754B2 JP 2006288781 A JP2006288781 A JP 2006288781A JP 2006288781 A JP2006288781 A JP 2006288781A JP 4814754 B2 JP4814754 B2 JP 4814754B2
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Description

本発明は、通信装置に関する。   The present invention relates to a communication device.

スペクトラム拡散通信装置では、送信側で拡散符号を用いて拡散変調が行われ、その拡散変調された信号が送信される。一方、受信側では、拡散符号と同一の参照用拡散符号を用いて逆拡散が行われる。また、受信側では、送信側で用いた拡散符号と同一のタイミングで同一の拡散符号を用いて逆拡散を行う必要がある。このため、受信側では、拡散符号のタイミングの同期を初期同期において確立する必要がある。   In the spread spectrum communication apparatus, spread modulation is performed using a spread code on the transmission side, and the spread modulated signal is transmitted. On the other hand, on the receiving side, despreading is performed using the same reference spreading code as the spreading code. On the receiving side, it is necessary to perform despreading using the same spreading code at the same timing as the spreading code used on the transmitting side. For this reason, on the receiving side, it is necessary to establish the synchronization of the timing of the spreading code in the initial synchronization.

下記の特許文献1では、マッチドフィルタにおいて、受信ベースバンド信号のデータをシフトさせ、シフトされたデータと参照符号とに基づいて相関値を求め、制御装置において、第1段階では、マッチドフィルタで参照符号が同期確立用ショートコードの際に求められた相関値が最大となるタイミングをとり、第2段階では、マッチドフィルタで群識別用ショートコードを切り換えながら相関値が最大となる群識別用ショートコードを求め、第3段階では、相関値が最大となる群識別用ショートコードにより特定される群に属するロングコードのみを求める。   In the following Patent Document 1, the data of the received baseband signal is shifted in the matched filter, the correlation value is obtained based on the shifted data and the reference code, and the control device refers to the matched filter in the first stage. The timing at which the correlation value obtained when the code is the short code for establishing synchronization is maximized is taken, and in the second stage, the short code for group identification that maximizes the correlation value while switching the group identification short code by the matched filter In the third stage, only the long codes belonging to the group specified by the group identification short code having the maximum correlation value are obtained.

また、下記の特許文献2では、CDMA受信装置の受信タイミング検出回路は、デジタル受信信号を得るA/D変換器と、一定周期毎にデジタル受信信号と既知の信号系列との相互相関をあらかじめ定められた遅延範囲内で求める系列相関器と、その出力信号をA/D変換器のサンプリング周波数より速い周波数でサンプリングし直すインタポレーションフィルタと、サンプリングし直された相互相関信号の電力を求める電力計算部と、相互相関信号電力を複数の周期にわたって平均化する平均化部と、平均化された相互相関信号電力のピークを求め、最適な受信タイミングを決定するピーク検出部とを備える。   Also, in Patent Document 2 below, the reception timing detection circuit of the CDMA receiver sets an A / D converter that obtains a digital reception signal and a cross-correlation between the digital reception signal and a known signal sequence at predetermined intervals in advance. A sequence correlator obtained within a specified delay range, an interpolation filter for re-sampling the output signal at a frequency faster than the sampling frequency of the A / D converter, and power for obtaining the power of the re-sampled cross-correlation signal A calculation unit, an averaging unit that averages the cross-correlation signal power over a plurality of periods, and a peak detection unit that obtains a peak of the averaged cross-correlation signal power and determines an optimum reception timing.

特開平11−340874号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-340874 特開平10−32523号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-32523

本発明の目的は、スペクトラム拡散変調された信号及び拡散符号の相関値のピークを高精度で検出することができる通信装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a communication apparatus that can detect the peak of the correlation value of a spread spectrum modulated signal and a spread code with high accuracy.

本発明の一観点によれば、拡散符号によりスペクトラム拡散変調された信号を入力し、シンボル単位で前記入力された信号及び拡散符号の相関値を演算する相関器と、前記相関値のピークを検出する第1のピーク検出器と、前記ピークが検出されたときの相関値をスロットパターンに応じて正負符号反転して複数のシンボルについて積分する演算器と、前記積分された相関値のピークを検出する第2のピーク検出器とを有することを特徴とする通信装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a signal subjected to spread spectrum modulation using a spread code is input, a correlator that calculates a correlation value of the input signal and the spread code in symbol units, and a peak of the correlation value is detected. A first peak detector that performs an operation for integrating a plurality of symbols by inverting the sign of the correlation value when the peak is detected according to a slot pattern, and detecting the peak of the integrated correlation value And a second peak detector. A communication device is provided.

複数のシンボルについて相関値を積分してピークを検出することにより、スペクトラム拡散変調された信号及び拡散符号の相関値のピークを高精度で検出することができる。これにより、高精度で周波数を制御して同期をとることができる。   By integrating the correlation values for a plurality of symbols and detecting the peak, the peak of the correlation value of the spread spectrum modulated signal and the spread code can be detected with high accuracy. As a result, the frequency can be controlled and synchronized with high accuracy.

(第1の実施形態)
図4は、本発明の第1の実施形態によるスペクトラム直接拡散通信装置の受信部の構成例を示すブロック図であり、具体的には発振器409の自動周波数制御回路(Automatic Frequency Controller)の構成例を示す。
(First embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the receiving unit of the spread spectrum direct communication apparatus according to the first embodiment of the present invention, specifically, a configuration example of an automatic frequency control circuit (Automatic Frequency Controller) of the oscillator 409. Indicates.

この通信装置は、他の通信装置の送信部から受信信号を受信し、高周波数信号から中間周波数信号に変換した信号SSを生成する。受信信号(入力信号)SSは、拡散符号によりスペクトラム拡散変調された信号である。直交復調回路(ミキサ)401は、受信信号SS及び電圧制御発振器(VCO)409が発振する信号を乗算し、I信号及びQ信号を含むベースバンドスペクトラム拡散信号を出力する。ローパスフィルタ402は、このベースバンドスペクトラム拡散信号のうちの高調波成分とエリアシング雑音(折り返し雑音)をカットし、その他の成分を通過させる。アナログ/デジタル変換器403は、ローパルフィルタ402の出力信号を所定クロック周波数でサンプリングし、アナログからデジタルに変換し、デジタルの受信スペクトラム拡散信号を出力する。相関器404は、このデジタルの受信スペクトラム拡散信号を入力し、予め準備されている拡散符号との相関値を演算して出力する。この相関器404は、マッチドフィルタ(MF)である。ピーク検出器405は、この相関値の電力のピーク(最大値)を検出する。掃引制御器406は、上記のピーク検出結果に応じて、掃引カウンタ407を制御する。掃引カウンタ407は、上記のピークが検出されるまでは一定範囲内で順次増加カウントを行い、上記のピークが検出されるとカウントを停止する。デジタル/アナログ変換器408は、カウンタ407のカウント値をデジタルからアナログに変換し、そのアナログ電圧を電圧制御発振器409に出力する。電圧制御発振器409は、このアナログ電圧に応じた周波数の信号を発振する。復調回路410は、アナログ/デジタル変換器403の出力信号に対して拡散符号を基にスペクトラム拡散復調(逆拡散)し、復調データを出力する。   This communication apparatus receives a reception signal from a transmission unit of another communication apparatus, and generates a signal SS converted from a high frequency signal to an intermediate frequency signal. The received signal (input signal) SS is a signal that has been subjected to spread spectrum modulation using a spreading code. The quadrature demodulation circuit (mixer) 401 multiplies the received signal SS and the signal oscillated by the voltage controlled oscillator (VCO) 409, and outputs a baseband spread spectrum signal including an I signal and a Q signal. The low-pass filter 402 cuts off harmonic components and aliasing noise (folding noise) of the baseband spread spectrum signal, and passes other components. The analog / digital converter 403 samples the output signal of the low-pass filter 402 at a predetermined clock frequency, converts it from analog to digital, and outputs a digital received spread spectrum signal. The correlator 404 receives this digital received spread spectrum signal, calculates a correlation value with a spread code prepared in advance, and outputs it. The correlator 404 is a matched filter (MF). The peak detector 405 detects the power peak (maximum value) of this correlation value. The sweep controller 406 controls the sweep counter 407 in accordance with the peak detection result. The sweep counter 407 sequentially increments within a certain range until the above peak is detected, and stops counting when the above peak is detected. The digital / analog converter 408 converts the count value of the counter 407 from digital to analog and outputs the analog voltage to the voltage controlled oscillator 409. The voltage controlled oscillator 409 oscillates a signal having a frequency corresponding to the analog voltage. Demodulation circuit 410 performs spread spectrum demodulation (despreading) on the output signal of analog / digital converter 403 based on the spread code, and outputs demodulated data.

スペクトラム拡散通信装置では、送信側で拡散符号を用いて拡散変調が行われ、その拡散変調された信号が送信される。一方、受信側では、拡散符号と同一の参照用拡散符号を用いて逆拡散が行われる。また、受信側では、送信側で用いた拡散符号と同一のタイミングで同一の拡散符号を用いて逆拡散を行う必要がある。このため、受信側では、拡散符号のタイミングの同期を初期同期において確立する必要がある。すなわち、初期同期において、拡散符号のタイミングの同期がとれるように、発振器409の発振周波数を制御する必要がある。   In the spread spectrum communication apparatus, spread modulation is performed using a spread code on the transmission side, and the spread modulated signal is transmitted. On the other hand, on the receiving side, despreading is performed using the same reference spreading code as the spreading code. On the receiving side, it is necessary to perform despreading using the same spreading code at the same timing as the spreading code used on the transmitting side. For this reason, on the receiving side, it is necessary to establish the synchronization of the timing of the spreading code in the initial synchronization. That is, in the initial synchronization, it is necessary to control the oscillation frequency of the oscillator 409 so that the timing of the spreading code can be synchronized.

図5は、相関値の電力の周波数特性を示す図である。横軸は、発振器409の発振周波数freqを示す。縦軸は、相関器404が出力する相関値の電力PWRを示す。相関値の電力PWRは、相関器404が出力するI信号の相関値の2乗とQ信号の相関値の2乗との和を示す。   FIG. 5 is a diagram illustrating frequency characteristics of power of correlation values. The horizontal axis represents the oscillation frequency freq of the oscillator 409. The vertical axis represents the power PWR of the correlation value output from the correlator 404. The power PWR of the correlation value indicates the sum of the square of the correlation value of the I signal output from the correlator 404 and the square of the correlation value of the Q signal.

例えば、カウンタ407が一定範囲内で順次増加カウントし、発振器409の周波数freqを掃引させると、図5のような相関値の電力PWRが検出される。周波数freqを変化させると、同期周波数fcにおいて相関値の電力PWRのピークが生ずる。初期同期においては、受信信号SSに拡散符号が含まれている。受信信号SSに含まれる拡散符号と通信装置が予め準備した拡散符号との同期がとれた周波数fcで、相関値の電力PWRがピークとなる。ピーク検出器405は、この相関値の電力PWRのピークを検出する。その電力PWRのピークが検出されると、その発振器409の発振周波数fcで初期引き込みが完了したとして、カウンタ407は掃引カウントを停止する。これにより、発振器409の発振周波数は同期周波数fcに固定される。その後、復調回路410は、アナログ/デジタル変換器403の出力信号に対して拡散符号を基にスペクトラム拡散復調を行い、復調データを出力する。   For example, when the counter 407 sequentially increases within a certain range and sweeps the frequency freq of the oscillator 409, the correlation value power PWR as shown in FIG. 5 is detected. When the frequency freq is changed, a peak of the correlation value power PWR occurs at the synchronization frequency fc. In the initial synchronization, the received signal SS includes a spreading code. The correlation value power PWR peaks at a frequency fc in which the spread code included in the received signal SS is synchronized with the spread code prepared in advance by the communication apparatus. The peak detector 405 detects the peak of the power PWR of this correlation value. When the peak of the power PWR is detected, the counter 407 stops the sweep count, assuming that the initial pull-in is completed at the oscillation frequency fc of the oscillator 409. As a result, the oscillation frequency of the oscillator 409 is fixed to the synchronization frequency fc. Thereafter, the demodulation circuit 410 performs spread spectrum demodulation on the output signal of the analog / digital converter 403 based on the spread code, and outputs demodulated data.

同期中心周波数fc付近で、相関値の電力PWRはほぼ平坦であるため、中心周波数fcの検出のための電力PWRのピーク検出はある程度の誤差が生じる可能性があり、システムがこの誤差を許容できないような場合は問題が生じる。   Since the correlation value power PWR is almost flat near the synchronization center frequency fc, the peak detection of the power PWR for the detection of the center frequency fc may cause some error, and the system cannot tolerate this error. In such cases, problems arise.

本実施形態では、電力PWRのピークを高精度で検出することを目的とする。そのためには、図5の周波数特性において同期中心周波数fc付近で急峻な特性が得られるようにすればよい。   The purpose of this embodiment is to detect the peak of the power PWR with high accuracy. For that purpose, a steep characteristic may be obtained in the vicinity of the synchronization center frequency fc in the frequency characteristic of FIG.

図6は、スペクトラム拡散通信における送信フレームの構成例を示す図である。無線リンクを確立するために、最も受信電力(逆拡散後の相関値のピーク電力)の大きな共通パイロットチャネルCPICHが送信され、通信装置の受信部ではこのパイロットチャネルの相関値のピーク検出により周波数制御を行う。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission frame in spread spectrum communication. In order to establish a radio link, the common pilot channel CPICH having the largest received power (the peak power of the correlation value after despreading) is transmitted, and the receiving unit of the communication apparatus performs frequency control by detecting the peak of the correlation value of this pilot channel. I do.

送信フレームは、例えば15個のシンボルSYMで1スロットSLが構成されており、スロットSL境界弁別のために、自己及び相互相関特性の優れたユニークなスロットパターンSP0〜SP14が設けられている。15個のシンボルSYMは、拡散符号SC及びスロットパターンSP0〜SP14を有する。1個のシンボルSYMは、256個のチップを有する。スロットパターンSP0〜SP14は、例えば「100110101111000」の15ビットパターンである。以下、スロットパターンSP0〜SP14の個々、又はその総称をスロットパターンSPという。   In the transmission frame, for example, 15 symbols SYM constitute one slot SL, and unique slot patterns SP0 to SP14 having excellent self and cross-correlation characteristics are provided for slot SL boundary discrimination. The fifteen symbols SYM have a spreading code SC and slot patterns SP0 to SP14. One symbol SYM has 256 chips. The slot patterns SP0 to SP14 are 15-bit patterns of “100110101111000”, for example. Hereinafter, each of the slot patterns SP0 to SP14 or their generic name is referred to as a slot pattern SP.

拡散率SFは、送信データ速度(ビットレート)に対する拡散符号速度(チップレート)の比を表す。拡散率SFは、可変である。拡散率SFを大きくすると、復調回路105のスペクトラム拡散復調処理が複雑になり、ビットレートが小さくなる。   The spreading factor SF represents the ratio of the spreading code rate (chip rate) to the transmission data rate (bit rate). The spreading factor SF is variable. Increasing the spreading factor SF complicates the spread spectrum demodulation process of the demodulation circuit 105 and decreases the bit rate.

例えば、拡散率SFが256の場合は、チャネルCPICHで1個のシンボルSYMにつき1個のデータを送信することができる。拡散率SFが64の場合は、チャネルCCPCHで1個のシンボルSYMにつき4個のデータを送信することができる。拡散率SFが8の場合は、チャネルDPDCHで1個のシンボルSYMにつき32個のデータを送信することができる。   For example, when spreading factor SF is 256, one data can be transmitted for one symbol SYM on channel CPICH. When the spreading factor SF is 64, four data can be transmitted for one symbol SYM on the channel CCPCH. When spreading factor SF is 8, 32 data can be transmitted per symbol SYM on channel DPDCH.

図1は、図4の相関器404及びピーク検出器405の構成例を示す図である。セレクタ103は、シンボル演算器101が出力するピーク検出信号S139又はスロット演算器102が出力するピーク検出信号S147を選択し、ピーク検出信号S148を掃引制御器406に出力する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the correlator 404 and the peak detector 405 of FIG. The selector 103 selects the peak detection signal S139 output from the symbol calculator 101 or the peak detection signal S147 output from the slot calculator 102, and outputs the peak detection signal S148 to the sweep controller 406.

I信号INI及びQ信号INQは、アナログ/デジタル変換器403から入力する信号である。シフトレジスタ111Iは、I信号INIを順次入力してシフトして記憶する。シフトレジスタ111Qは、Q信号INQを順次入力してシフトして記憶する。シフトレジスタ111I及び111Qは、1個のシンボルSYM分の信号データを記憶する。1個のシンボルSYMは、256個のチップCPを有する。アナログ/デジタル変換器403は4倍のオーバーサンプリングによりアナログからデジタルに変換するので、1個のチップCPは4個のデータを有する。   The I signal INI and the Q signal INQ are signals input from the analog / digital converter 403. The shift register 111I sequentially receives and shifts the I signal INI and stores it. The shift register 111Q sequentially receives the Q signal INQ, shifts and stores it. The shift registers 111I and 111Q store signal data for one symbol SYM. One symbol SYM has 256 chips CP. Since the analog / digital converter 403 converts from analog to digital by four times oversampling, one chip CP has four data.

レジスタ112Iは、シフトレジスタ111I内の4個置きのレジスタのI信号データを抽出し、256ビットのI信号データを順次記憶し、256ビットのI信号データS131Iを出力する。レジスタ112Qは、シフトレジスタ111Q内の4個置きのレジスタのQ信号データを抽出し、256ビットのQ信号データを順次記憶する。   The register 112I extracts I signal data of every fourth register in the shift register 111I, sequentially stores 256-bit I signal data, and outputs 256-bit I signal data S131I. The register 112Q extracts the Q signal data of every fourth register in the shift register 111Q, and sequentially stores the 256-bit Q signal data.

レジスタ114Iは、I信号の256ビットの拡散符号SCを予め記憶しており、256ビットの拡散符号S132Iを出力する。レジスタ114Qは、Q信号の256ビットの拡散符号SCを予め記憶している。   The register 114I stores a 256-bit spreading code SC of the I signal in advance, and outputs a 256-bit spreading code S132I. The register 114Q stores a 256-bit spread code SC of the Q signal in advance.

乗算器113Iは、256ビットのI信号データS131I及び256ビットの拡散符号S132Iをビット毎に乗算し、256ビットの相関値S133Iを出力する。同期がとれている場合には、データS131I及び拡散符号S132Iは同じである。乗算器113Iは、ビット毎に、データS131I及び132Iが一致しているときには「+1」を出力し、一致していないときには「−1」を出力する。なお、2の補数表現では、「+1」は0、「−1」は1で表される。   The multiplier 113I multiplies the 256-bit I signal data S131I and the 256-bit spread code S132I for each bit, and outputs a 256-bit correlation value S133I. When synchronization is established, the data S131I and the spread code S132I are the same. For each bit, the multiplier 113I outputs “+1” when the data S131I and 132I match, and outputs “−1” when they do not match. In the two's complement expression, “+1” is represented by 0 and “−1” is represented by 1.

また、同様に、乗算器113Qは、レジスタ112Qの256ビットのQ信号データ及びレジスタ114Qの256ビットの拡散符号をビット毎に乗算し、256ビットの相関値を出力する。   Similarly, the multiplier 113Q multiplies the 256-bit Q signal data of the register 112Q and the 256-bit spreading code of the register 114Q for each bit, and outputs a 256-bit correlation value.

積分器(加算器)115Iは、256個の相関値S133Iを積分(加算)し、シンボルSYMの相関値S134Iを出力する。相関値S134Iは、256ビットの拡散符号がすべて一致していれば「+256」になり、すべて不一致であれば「−256」になる。   The integrator (adder) 115I integrates (adds) 256 correlation values S133I and outputs a correlation value S134I of the symbol SYM. Correlation value S134I is “+256” if all 256-bit spreading codes match, and “−256” if all do not match.

ここで、他の通信装置の送信部は、シンボルSYM毎に、スロットパターンSPが0であれば拡散符号をそのまま送信し、スロットパターンSPが1であれば拡散符号を反転して送信する。   Here, for each symbol SYM, the transmission unit of another communication apparatus transmits the spread code as it is if the slot pattern SP is 0, and inverts and transmits the spread code if the slot pattern SP is 1.

したがって、同期がとれている場合、相関値S134Iは、スロットパターンSPが0のときには「+256」になり、スロットパターンSPが1のときには「−256」になる。また、同期がとれていない場合には、相関値S134Iは、「0」に近い値になる。   Therefore, when synchronization is established, the correlation value S134I is “+256” when the slot pattern SP is 0, and “−256” when the slot pattern SP is 1. When the synchronization is not established, the correlation value S134I is a value close to “0”.

また、同様に、積分器(加算器)115Qは、256個の乗算器113Qが出力する相関値を積分(加算)し、シンボルSYMの相関値S134Qを出力する。   Similarly, integrator (adder) 115Q integrates (adds) the correlation values output from 256 multipliers 113Q, and outputs correlation value S134Q of symbol SYM.

乗算器116Iは、I信号の相関値S134Iを2乗した相関値S135Iを出力する。乗算器116Qは、Q信号の相関値S134Qを2乗した相関値S135Qを出力する。加算器117は、相関値S135I及びS135Qを加算し、相関値の電力S136を出力する。電力S136は、図5の縦軸の相関値の電力PWRに対応する。   The multiplier 116I outputs a correlation value S135I obtained by squaring the correlation value S134I of the I signal. The multiplier 116Q outputs a correlation value S135Q obtained by squaring the correlation value S134Q of the Q signal. Adder 117 adds correlation values S135I and S135Q, and outputs correlation value power S136. The power S136 corresponds to the power PWR of the correlation value on the vertical axis in FIG.

ピーク検出器118は、電力S136のピーク(最大値)を検出し、ピーク検出信号S137,S139を出力する。   The peak detector 118 detects the peak (maximum value) of the power S136 and outputs peak detection signals S137 and S139.

保持回路121は、ピーク検出信号S137が入力されると、I信号の相関値S134I及びQ信号の相関値S134Qを保持し、その保持したI信号の相関値S138I及びQ信号の相関値S138Qを出力する。   When the peak detection signal S137 is input, the holding circuit 121 holds the correlation value S134I of the I signal and the correlation value S134Q of the Q signal, and outputs the held correlation value S138I of the I signal and the correlation value S138Q of the Q signal. To do.

シフトレジスタ122Iは、I信号についてシンボルSYMの相関値S138Iを順次入力してシフトして記憶する。シフトレジスタ122Qは、Q信号についてシンボルSYMの相関値S138Qを順次入力してシフトして記憶する。シフトレジスタ122I及び122Qは、1個のスロットSL分の相関値を記憶する。1個のスロットSLは、15個のシンボルSYMを有する。シフトレジスタ122Iは、15個のシンボルの相関値S141Iを出力する。   The shift register 122I sequentially inputs and shifts the correlation value S138I of the symbol SYM for the I signal and stores it. The shift register 122Q sequentially inputs and shifts the correlation value S138Q of the symbol SYM for the Q signal and stores it. The shift registers 122I and 122Q store correlation values for one slot SL. One slot SL has 15 symbols SYM. The shift register 122I outputs a correlation value S141I of 15 symbols.

また、同様に、シフトレジスタ122Qは、Q信号についてシンボルSYMの相関値S138Qを順次入力してシフトして記憶し、15個のシンボルの相関値を出力する。   Similarly, the shift register 122Q sequentially inputs, shifts and stores the correlation value S138Q of the symbol SYM for the Q signal, and outputs the correlation value of 15 symbols.

レジスタ124は、15ビットのスロットパターンSP0〜SP14を予め記憶しており、その記憶している15ビットのスロットパターンS142を出力する。   The register 124 stores 15-bit slot patterns SP0 to SP14 in advance, and outputs the stored 15-bit slot pattern S142.

乗算器123Iは、15個の相関値S141I及び15ビットのスロットパターンS142を乗算し、相関値S143Iを出力する。すなわち、乗算器123Iは、シンボルSYM毎に、スロットパターンS142が0のときには相関値S141Iをそのまま相関値S143Iとして出力し、スロットパターンS142が1のときには相関値S141Iを正負符号反転して相関値S143Iとして出力する。これにより、同期がとれている場合、スロットパターンSPが0であるときには、相関値S141Iが「+256」になり、相関値S143Iも「+256」になる。これに対し、スロットパターンSPが1であるときには、相関値S141Iが「−256」になり、相関値S143Iが「+256」になる。   The multiplier 123I multiplies the 15 correlation values S141I and the 15-bit slot pattern S142, and outputs a correlation value S143I. That is, for each symbol SYM, the multiplier 123I outputs the correlation value S141I as the correlation value S143I as it is when the slot pattern S142 is 0, and the correlation value S143I by inverting the sign of the correlation value S141I when the slot pattern S142 is 1. Output as. Accordingly, when synchronization is established, when the slot pattern SP is 0, the correlation value S141I becomes “+256”, and the correlation value S143I also becomes “+256”. On the other hand, when the slot pattern SP is 1, the correlation value S141I is “−256” and the correlation value S143I is “+256”.

また、同様に、乗算器123Qは、シフトレジスタ122Qの15個の相関値及び15ビットのスロットパターンS142を乗算し、相関値を出力する。   Similarly, the multiplier 123Q multiplies the 15 correlation values of the shift register 122Q and the 15-bit slot pattern S142, and outputs a correlation value.

積分器(加算器)125Iは、15個の相関値S143Iを積分(加算)し、スロットSLの相関値S144Iを出力する。同様に、積分器(加算器)125Qは、乗算器123Qが出力する15個の相関値を積分(加算)し、スロットSLの相関値S144Qを出力する。   The integrator (adder) 125I integrates (adds) 15 correlation values S143I and outputs a correlation value S144I of the slot SL. Similarly, the integrator (adder) 125Q integrates (adds) the 15 correlation values output from the multiplier 123Q, and outputs a correlation value S144Q of the slot SL.

乗算器126Iは、I信号の相関値S144Iを2乗した相関値S145Iを出力する。乗算器126Qは、Q信号の相関値S144Qを2乗した相関値S145Qを出力する。加算器127は、相関値S145I及びS145Qを加算し、相関値の電力S146を出力する。電力S146は、図5の縦軸の相関値の電力PWRに対応する。   The multiplier 126I outputs a correlation value S145I obtained by squaring the correlation value S144I of the I signal. The multiplier 126Q outputs a correlation value S145Q obtained by squaring the correlation value S144Q of the Q signal. The adder 127 adds the correlation values S145I and S145Q, and outputs the correlation value power S146. The power S146 corresponds to the power PWR of the correlation value on the vertical axis in FIG.

ピーク検出器128は、電力S146のピーク(最大値)を検出し、ピーク検出信号S147を出力する。   The peak detector 128 detects the peak (maximum value) of the power S146 and outputs a peak detection signal S147.

以上のように、シンボル演算器101は、シンボルSYM単位の相関値の電力S136のピークを検出し、ピーク検出信号S139を出力する。これに対し、スロット演算器102は、スロットSL単位の相関値の電力S146のピークを検出し、ピーク検出信号S147を出力する。セレクタ103は、ピーク検出信号S139又はS147を選択的に出力することができる。   As described above, the symbol calculator 101 detects the peak of the power S136 of the correlation value in symbol SYM units, and outputs the peak detection signal S139. On the other hand, the slot calculator 102 detects the peak of the power S146 of the correlation value for each slot SL, and outputs a peak detection signal S147. The selector 103 can selectively output the peak detection signal S139 or S147.

シンボル演算器101は、拡散率SFが256であるので、1個のシンボルSYM(256個のチップCP)内で1回ピークを検出し、ピーク検出信号S139を出力する。スロット演算器102は、シンボル演算器101から15個のシンボルSYMの相関値を入力し、スロットパターンSPを用いて相関値の電力のピークを検出し、ピーク検出信号S147を出力する。ピーク検出信号S147を用いて周波数制御を行った場合に生じる誤差は、ピーク検出信号S139を用いて周波数制御した場合の誤差に比べて、1/15に軽減され、高精度な周波数制御を可能とする。   Since the spreading factor SF is 256, the symbol calculator 101 detects a peak once in one symbol SYM (256 chips CP) and outputs a peak detection signal S139. The slot calculator 102 receives the correlation values of the 15 symbols SYM from the symbol calculator 101, detects the power peak of the correlation value using the slot pattern SP, and outputs a peak detection signal S147. The error that occurs when frequency control is performed using the peak detection signal S147 is reduced to 1/15 compared to the error that occurs when frequency control is performed using the peak detection signal S139, enabling highly accurate frequency control. To do.

図2は、シンボル演算器101のピーク検出信号S139又はスロット演算器102のピーク検出信号S147を用いた場合の相関値の電力の周波数特性を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating the frequency characteristic of the power of the correlation value when the peak detection signal S139 of the symbol calculator 101 or the peak detection signal S147 of the slot calculator 102 is used.

周波数特性201は、シンボル演算器101のピーク検出信号S139を用いて周波数制御を行った場合の特性を示し、横軸が発振器409の発振周波数freqを示し、縦軸がシンボルの相関値の電力S136(PWR)を示す。   A frequency characteristic 201 indicates a characteristic when frequency control is performed using the peak detection signal S139 of the symbol calculator 101, the horizontal axis indicates the oscillation frequency freq of the oscillator 409, and the vertical axis indicates the power S136 of the symbol correlation value. (PWR) is shown.

周波数特性202は、スロット演算器102のピーク検出信号S147を用いて周波数制御を行った場合の特性を示し、横軸が発振器409の発振周波数freqを示し、縦軸がスロットの相関値の電力S146(PWR)を示す。なお、上記では、1個のスロットSLが15個のシンボルSYMからなる場合を例に説明したが、この周波数特性202は1個のスロットSLが16個のシンボルSYMからなる場合の特性を示す。   The frequency characteristic 202 indicates the characteristic when frequency control is performed using the peak detection signal S147 of the slot calculator 102, the horizontal axis indicates the oscillation frequency freq of the oscillator 409, and the vertical axis indicates the power S146 of the correlation value of the slot. (PWR) is shown. In the above description, the case where one slot SL is composed of 15 symbols SYM has been described as an example. However, the frequency characteristic 202 represents the characteristic when one slot SL is composed of 16 symbols SYM.

周波数特性202は、周波数特性201に比べ、同期周波数fc付近で傾きが急峻になる。したがって、スロットのピーク検出信号S147を用いて周波数制御を行うと、シンボルのピーク検出信号S139を用いて周波数制御を行う場合に比べ、高精度で、ピークを検出し、かつ周波数を制御することができる。これにより、周波数制御の誤差を小さくすることができる。   The frequency characteristic 202 is steeper in the vicinity of the synchronization frequency fc than the frequency characteristic 201. Therefore, when the frequency control is performed using the slot peak detection signal S147, the peak can be detected and the frequency can be controlled with higher accuracy than the frequency control using the symbol peak detection signal S139. it can. Thereby, the frequency control error can be reduced.

(第2の実施形態)
図3は、図1に対応し、本発明の第2の実施形態による図4の相関器404及びピーク検出器405の構成例を示す図である。本実施形態(図3)は、第1の実施形態(図1)に対して、閾値判定器301を追加したものである。以下、本実施形態(図3)が第1の実施形態(図1)と異なる点を説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 corresponds to FIG. 1 and is a diagram illustrating a configuration example of the correlator 404 and the peak detector 405 of FIG. 4 according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment (FIG. 3), a threshold determination unit 301 is added to the first embodiment (FIG. 1). Hereinafter, differences of the present embodiment (FIG. 3) from the first embodiment (FIG. 1) will be described.

閾値判定器301は、ピーク検出器118がピークを検出したときの相関値の電力S136が閾値THより小さいときには、初期化信号RSを出力する。シフトレジスタ122I及び122Qは、初期化信号RSを入力すると、記憶内容を0に初期化する。これにより、再度ピーク検出を実施させる。   The threshold value determination unit 301 outputs an initialization signal RS when the power S136 of the correlation value when the peak detector 118 detects a peak is smaller than the threshold value TH. When receiving the initialization signal RS, the shift registers 122I and 122Q initialize the stored contents to zero. Thereby, the peak detection is performed again.

本実施形態によれば、スロット演算器102は、ピーク検出器118でピークが検出されたときの相関値の電力(相関値の絶対値)S136が閾値THよりも大きいときにのみ、ピーク検出器118でピークが検出されたときの相関値S134I,S134QをスロットパターンSPに応じて正負符号反転して複数のシンボルについて積分する。   According to the present embodiment, the slot calculator 102 can detect the peak detector only when the power of the correlation value (absolute value of the correlation value) S136 when the peak is detected by the peak detector 118 is larger than the threshold value TH. The correlation values S134I and S134Q when the peak is detected at 118 are inverted with respect to the sign of the slot pattern SP and integrated for a plurality of symbols.

例えば、受信電波の瞬断等によりスロットパターンSPによる相関値の電力S146のピーク値が著しく小さくなる可能性がある。その場合、実施形態のようにシフトレジスタ122I及び122Qをリセットすることにより、同期周波数の誤弁別を防ぐことが可能になる。   For example, there is a possibility that the peak value of the power S146 of the correlation value due to the slot pattern SP becomes extremely small due to an instantaneous interruption of the received radio wave. In that case, it is possible to prevent erroneous discrimination of the synchronization frequency by resetting the shift registers 122I and 122Q as in the embodiment.

以上のように、第1及び第2の実施形態の通信装置は、拡散符号によりスペクトラム拡散変調された信号INI,INQを入力し、シンボル単位で入力信号INI,INQ及び拡散符号SCの相関値を演算する相関器113I,113Q,115I,115Qと、前記相関値のピークを検出する第1のピーク検出器118と、前記ピークが検出されたときの相関値をスロットパターンSPに応じて正負符号反転して複数のシンボルについて積分する演算器123I,123Q,125I,125Qと、前記積分された相関値のピークを検出する第2のピーク検出器128とを有することを特徴とする。   As described above, the communication apparatuses according to the first and second embodiments receive the signals INI and INQ that have been subjected to spread spectrum modulation using the spread codes, and obtain the correlation values of the input signals INI and INQ and the spread codes SC in units of symbols. Correlators 113I, 113Q, 115I, and 115Q to be calculated; a first peak detector 118 that detects a peak of the correlation value; and a correlation value when the peak is detected is inverted according to a slot pattern SP. Then, it is characterized by having arithmetic units 123I, 123Q, 125I, 125Q for integrating a plurality of symbols, and a second peak detector 128 for detecting the peak of the integrated correlation value.

第1及び第2の実施形態によれば、複数のシンボルについて相関値を積分してピークを検出することにより、スペクトラム拡散変調された信号及び拡散符号の相関値のピークを高精度で検出することができる。これにより、高精度で周波数を制御して同期をとることができる。   According to the first and second embodiments, the correlation value of a plurality of symbols is integrated to detect the peak, thereby detecting the peak of the correlation value of the spread spectrum modulated signal and the spread code with high accuracy. Can do. As a result, the frequency can be controlled and synchronized with high accuracy.

また、シンボル演算器101及びスロット演算器102を有する通信装置は、シンボル演算器101のみを有する通信装置に比べ、構成を大きく変えることなく、高精度な周波数制御を行うことができる。   Further, a communication apparatus having the symbol calculator 101 and the slot calculator 102 can perform highly accurate frequency control without significantly changing the configuration as compared with a communication apparatus having only the symbol calculator 101.

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

本発明の第1の実施形態による相関器及びピーク検出器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the correlator and the peak detector by the 1st Embodiment of this invention. シンボル演算器のピーク検出信号又はスロット演算器のピーク検出信号を用いた場合の相関値の電力の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the electric power of a correlation value at the time of using the peak detection signal of a symbol calculator, or the peak detection signal of a slot calculator. 本発明の第2の実施形態による相関器及びピーク検出器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the correlator and the peak detector by the 2nd Embodiment of this invention. スペクトラム直接拡散通信装置の受信部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the receiving part of a spectrum direct spread communication apparatus. 相関値の電力の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the electric power of a correlation value. スペクトラム拡散通信における送信フレームの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmission frame in spread spectrum communication.

符号の説明Explanation of symbols

101 シンボル演算器
102 スロット演算器
103 セレクタ
118,128 ピーク検出器
121 保持回路
301 閾値判定器
401 直交復調回路
402 ローパスフィルタ
403 アナログ/デジタル変換器
404 相関器
405 ピーク検出器
406 掃引制御器
407 掃引カウンタ
408 デジタル/アナログ変換器
409 電圧制御発振器
410 復調回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Symbol calculator 102 Slot calculator 103 Selector 118,128 Peak detector 121 Holding circuit 301 Threshold judgment unit 401 Quadrature demodulation circuit 402 Low pass filter 403 Analog / digital converter 404 Correlator 405 Peak detector 406 Sweep controller 407 Sweep counter 408 Digital / analog converter 409 Voltage controlled oscillator 410 Demodulator circuit

Claims (5)

拡散符号によりスペクトラム拡散変調された信号を入力し、シンボル単位で前記入力された信号及び拡散符号の相関値を演算する相関器と、
前記相関値のピークを検出する第1のピーク検出器と、
前記ピークが検出されたときの相関値をスロットパターンに応じて正負符号反転して複数のシンボルについて積分する演算器と、
前記積分された相関値のピークを検出する第2のピーク検出器と
を有することを特徴とする通信装置。
A correlator for inputting a signal subjected to spread spectrum modulation by a spreading code and calculating a correlation value between the inputted signal and the spreading code in units of symbols;
A first peak detector for detecting a peak of the correlation value;
An arithmetic unit that integrates a plurality of symbols by inverting the sign of the correlation value when the peak is detected according to the slot pattern;
And a second peak detector for detecting a peak of the integrated correlation value.
前記演算器は、前記ピークが検出されたときの相関値の絶対値が閾値よりも大きいときにのみ、前記ピークが検出されたときの相関値をスロットパターンに応じて正負符号反転して複数のシンボルについて積分することを特徴とする請求項1記載の通信装置。   The computing unit reverses the sign of the correlation value when the peak is detected according to the slot pattern only when the absolute value of the correlation value when the peak is detected is larger than a threshold value, The communication apparatus according to claim 1, wherein the integration is performed for the symbol. 前記相関器は、前記入力された信号としてI信号及びQ信号を入力し、前記I信号の相関値及び前記Q信号の相関値を演算し、
前記第1のピーク検出器は、前記I信号の相関値及び前記Q信号の相関値の電力のピークを検出し、
前記演算器は、前記I信号の相関値及び前記Q信号の相関値をそれぞれ積分し、
前記第2のピーク検出器は、前記積分されたI信号の相関値及び前記積分されたQ信号の相関値の電力のピークを検出することを特徴とする請求項1又は2記載の通信装置。
The correlator receives the I signal and the Q signal as the input signal, calculates the correlation value of the correlation value and the Q signal of said I signal,
The first peak detector detects a power peak of the correlation value of the I signal and the correlation value of the Q signal;
The computing unit integrates the correlation value of the I signal and the correlation value of the Q signal,
3. The communication apparatus according to claim 1, wherein the second peak detector detects a power peak of the integrated correlation value of the I signal and the integrated correlation value of the Q signal.
さらに、前記第1のピーク検出器の検出信号又は前記第2のピーク検出器の検出信号を選択的に出力するセレクタを有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の通信装置。   The communication device according to claim 1, further comprising a selector that selectively outputs a detection signal of the first peak detector or a detection signal of the second peak detector. さらに、前記第2のピーク検出器の検出信号に応じた周波数の信号を発振する発振器と、
前記発振器が発振する信号を基にスペクトラム拡散変調された信号を直交復調する直交復調回路とを有し、
前記相関器は、前記直交復調された信号を入力することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の通信装置。
And an oscillator that oscillates a signal having a frequency corresponding to a detection signal of the second peak detector;
A quadrature demodulation circuit that quadrature-demodulates a signal subjected to spread spectrum modulation based on a signal oscillated by the oscillator;
The communication apparatus according to claim 1, wherein the correlator inputs the quadrature demodulated signal.
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