JP3575922B2 - Spread spectrum wireless communication equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車・携帯電話システムやコードレス電話システム、無線LANシステム等の無線通信システムで使用される無線通信装置に係わり、特にスペクトラム拡散通信方式を使用して符号分割多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access )通信を可能としたシステムで使用されるスペクトル拡散無線通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、移動通信システムで使用する通信方式の一つとして、干渉や妨害に強いスペクトラム拡散通信方式が注目されている。
スペクトラム拡散通信方式を使用した無線通信システムは、例えば送信側の装置において、ディジタル化された音声データや画像データに対し先ず拡散符号を用いて広帯域のベースバンド信号に変換する。拡散符号としては、疑似雑音符号(PNコード;pseudorandom noise code )やGold符号が使用される。次に、この変換された送信ベースバンド信号により無線搬送波をディジタル変調し、しかるのちこの被変調波信号をバンドパスフィルタでフィルタリングしたのちアンテナから送信する。ディジタル変調方式には例えばBPSKやQPSK変調方式が用いられる。
【0003】
これに対し受信側の装置においては、受信された無線周波信号を局部発振信号とミキシングしてベースバンド帯の信号に周波数変換したのち、この受信ベースバンド信号をローパスフィルタに通して不要波成分を除去し、しかるのちディジタル信号に変換してデータ復調部に入力する。そして、このデータ復調部において、上記ディジタル受信信号に対し送信側の装置で使用した拡散符号と同じ符号を用いて逆拡散を行なったのち、その出力信号を積分ダンプフィルタで受信データの1シンボル長ごとに積分し、その積分出力を判定部で判定することにより受信データを復元するように構成されている。
【0004】
ところで、逆拡散後のディジタル受信信号を上記積分ダンプフィルタでシンボル積分する方式には、拡散符号の1チップごとに受信信号レベルを1回サンプリングしてこれを受信信号の1シンボル長に渡って加算するものがある。この方式では、例えば受信信号のシンボルレートを19.2KHz、拡散符号のチップレートを1.23MHzとすると、64個の受信信号レベルのサンプル値が相互に加算される。しかしこの方式は、無線部に設けられている受信フィルタのカットオフ特性が急峻でない場合に、トーン干渉波の影響を受けて受信品質の劣化を生じ易い。
【0005】
一方、積分ダンプフィルタの別の方式として、拡散符号の1チップごとに例えばチップレートの4〜8倍のサンプリング周期で受信信号レベルをサンプリングし、これらのサンプリングデータを受信信号の1シンボル長にわたって加算するものがある。この方式では、例えば受信信号のシンボルレートを19.2KHz、拡散符号のチップレートを1.23MHz、サンプルレートを9.84MHz(チップレートの8倍)とすると、64×8=512個の受信信号レベルのサンプル値が相互に加算される。この方式は、先に述べた1チップ1サンプルの方式に比べサンプルデータ数を多くできるため、上記トーン干渉波の影響を低減することが可能である。
【0006】
いま例えば図8に示すように、1,25MHzの帯域幅を有する無線周波数信号に900KHzのトーン干渉波が加わり、無線部にこのトーン干渉波を除去する受信フィルタが設けられていない場合には、トーン干渉波の周波数に対する受信S/Nの関係は図9に示すようになる。この特性から明らかなように、1チップ8サンプルの方式によるS/N特性(A)は、1チップ1サンプルの方式によるS/N特性(B)に比べ、受信S/Nが約9dB高くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な1チップ複数サンプル方式を適用した積分ダンプフィルタには、次のような解決すべき課題があった。すなわち、クロック追尾部においてクロック位相ずれが生じ、その影響により受信信号と受信拡散符号との間のタイミングがずれると、このタイミングずれの期間における受信信号のサンプリングデータが積分ダンプフィルタにノイズとして入力されて積分値に加算され、この結果受信品質の劣化を生じる。
【0008】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、クロック位相ずれが生じてもその影響が積分ダンプフィルタの処理に悪影響を及ぼさないようにし、これによりトーン干渉波等に対する受信品質を高く保持し得るスペクトル拡散無線通信装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、スペクトル拡散された無線信号を受信してこの受信された無線信号をベースバンド帯の信号に周波数変換したのち拡散符号のチップレートの整数倍のサンプリング周期でサンプリングし、このサンプリングされた受信信号を拡散符号によりスペクトル逆拡散したのち、1チップ複数サンプル方式の積分ダンプフィルタで積分してその積分出力を判定部でレベル判定することにより情報データを再生するスペクトル拡散無線通信装置において、
上記積分ダンプフィルタの前段側にデータ選択手段を設け、このデータ選択手段により、上記拡散符号の1チップ長期間ごとに、当該期間に対応する上記受信信号の複数のサンプリングデータのうち上記1チップ長期間中の所定の両端部を除いた中央部分のサンプリングデータのみを選択し、この選択されたサンプリングデータを上記拡散符号によるスペクトル逆拡散処理を経て上記積分ダンプフィルタで積分処理させるようにしたものである。
【0010】
データ選択手段としては、ゲート信号発生手段と、受信信号ゲート手段とを備え、ゲート信号発生手段により、上記拡散符号の1チップ長期間のうち上記サンプリング周期に応じて定めた両端部分もしくはこの両端部分を除いた中央部分を表すゲート信号を発生し、このゲート信号発生手段により発生されたゲート信号をもとに、上記受信信号ゲート手段において上記受信信号をゲート処理して、このゲート処理後の受信信号を上記拡散符号によるスペクトル逆拡散処理を経て上記積分ダンプフィルタで積分処理させるようにするものが考えられる。
【0011】
また他のデータ選択手段としては、上記したゲート信号発生手段に加え、拡散符号ゲート手段を備え、ゲート信号発生手段により発生されたゲート信号をもとに、上記拡散符号ゲート手段において上記拡散符号をゲート処理して、このゲート処理後の拡散符号を上記受信信号のスペクトル逆拡散処理に供するようにするものが考えられる。
【0012】
この結果本発明によれば、例えばクロック追尾部のクロック位相がずれ、その影響により受信信号と受信拡散符号との間のタイミングがずれたとしても、このタイミングずれの期間における受信信号のサンプリングデータはデータ選択手段により除去され、積分ダンプフィルタには上記タイミングずれの影響のないサンプリングデータのみが入力されることになる。このため、積分ダンプフィルタでは上記タイミングずれの影響を受けずに受信サンプリングデータの積分処理を行なうことができ、これにより情報データの判定を高精度に行なえるようになって受信品質を高く保持することが可能となる。
【0013】
またデータ選択処理を、積分ダンプフィルタの前段において受信信号もしくは拡散符号のゲート処理により行なうようにしたことで、既存の積分ダンプフィルタをそのまま使用することができ、これにより積分ダンプフィルタ内においてゲート処理を行なう場合に比べて回路構成もしくは積分処理を簡単化することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は、この発明の第1の実施形態に係わるスペクトル拡散無線通信装置の受信系の構成を示す回路ブロック図である。
【0015】
同図おいて、アンテナ1で受信された無線信号は、アナログ・フロントエンド2において低雑音増幅されるとともにベースバンド帯に周波数変換されたのち、アナログ/ディジタル変換器(A/D)3で所定のサンプリングレートでサンプリングされる。このときサンプリングレートは例えばPN符号のチップレートの8倍に設定される。上記A/D変換器3でサンプリングされた受信信号は、フィンガ回路と呼ばれる3個のデータ復調器4,5,6およびサーチ受信機7にそれぞれ入力される。
【0016】
データ復調器4,5,6は、上記サーチ受信機7により捕捉されたPN同期情報に応じて、基地局から送信された伝送データをスペクトラム拡散して復調する。これらのデータ復調器4,5,6により復調された各シンボルデータは、同期情報とともにシンボル合成器8に入力される。シンボル合成器8は、上記各データ復調器4,5,6から出力された受信信号の積分出力を合成してデータ成分を再生し、この再生データ成分をデータ判定部9に供給する。データ判定部9は、上記再生データ成分のレベル判定などを行なうことにより受信データを再生する。
【0017】
なお、データ復調器4,5,6を3個設けた理由は、マルチパス受信信号をパスダイバーシチ効果を用いて高いSN比で受信するためと、通信中に接続先の基地局を無線チャネルを切断せずに切り替える、いわゆるソフトハンドオフを行なうためである。
【0018】
サーチ受信機7は、基地局から放送されているパイロット信号に対しPNサーチを行なうもので、基本的に上記データ復調器4,5,6と同じ構成を有している。このサーチ受信機7のPNサーチ動作により得られる電力制御データは図示しないマイクロプロセッサへ通知される。マイクロプロセッサは、移動局の動作に係わる通常の種々制御機能に加えてPNサーチ制御機能を備え、上記電力制御データをもとにPNサーチ制御を行なう。
【0019】
ところで、上記データ復調器4,5,6は、前記A/D変換器3のサンプリングクロックを基準クロックとして独自クロックを生成し、この独自クロックにより互いに独立して動作するもので、それぞれ次のように構成される。
【0020】
図2はその構成を示す回路ブロック図である。すなわち、データ復調器4,5,6はそれぞれ、データ復調部10と、初期捕捉部20と、クロック追尾部30と、PN符号発生器40と、電圧制御発振器(VCO)50とを備えている。
【0021】
このうち先ず初期捕捉部20は、例えばスライディング相関法によりPN符号同期の初期捕捉動作を行なうもので、受信信号の所定のシンボル分の積分値を求めるごとにPN符号の発生位相を1/4〜1チップずつずらしていき、所定レベル以上の受信電力レベルが観測された時点で同期捕捉動作をクロック追尾部30に移行させる。
【0022】
すなわち、受信信号は乗算器21においてPN符号発生器40から発生されたPN符号と乗算されて逆拡散されたのち、その出力信号の所定シンボル分が積分ダンプフィルタ22で積分される。そして、その積分値つまり上記受信信号とPN符号との相関出力は、自乗器23で自乗されることで電力値に変換されたのちしきい値比較部24に入力され、このしきい値比較部24でしきい値と比較される。モード設定部25は、上記しきい値比較部24においてしきい値以上の受信電力値が検出されるまでの期間では、初期捕捉モードに設定して切替スイッチ26を初期捕捉部20側に設定する。これに対し、しきい値以上の受信電力値が検出されると、モードを初期捕捉モードからクロック追尾モードに移行させ、切替スイッチ26をクロック追尾部30側に切り替える。
【0023】
クロック追尾部30は、PN符号発生器40からPN符号とは別に発生されるPN符号Early およびPN符号Lateを用いて、次のようにクロック追尾動作を行なう。
【0024】
すなわち、PN符号発生器40からは、初期捕捉部20に供給しているPN符号に対し位相が1/2チップ進んだPN符号Early と、位相が1/2チップ遅れたPN符号Lateが出力される。図3はこれらのPN符号の位相関係を示すものである。受信信号は乗算器31,32でそれぞれ上記PN符号Early およびPN符号Lateと乗算されて逆拡散されたのち、その各出力信号の所定シンボル分が積分ダンプフィルタ33,34でそれぞれ積分される。そして、その各積分値つまり上記受信信号と上記PN符号Early およびPN符号Lateとの相関出力は、それぞれ自乗器35,36で自乗されることにより電力値に変換されたのち加算器37で相互に加算される。そして、その加算出力信号はループフィルタ38で平滑されたのち、クロック位相の可変指示信号として上記切替スイッチ26を介して電圧制御発振器(VCO)50に供給される。
【0025】
図4は、上記初期捕捉部20およびクロック追尾部30において得られる信号波形の一例を示すもので、(a)はPN符号発生器40から発生されたPN符号の位相が受信信号のPN符号の位相と一致しているときに初期捕捉部20の自乗器23から出力されるPN符号相関出力の電力値である。これに対し(b),(c)は、それぞれPN符号Early およびPN符号Lateの位相が受信信号のPN符号の位相と一致しているときにクロック追尾部30の自乗器35,36から出力されるPN符号相関出力の電力値であり、(d)はクロック追尾部30の加算器37から出力される相関出力の電力値である。
【0026】
したがって、例えばいまクロック追尾部30の加算器37から出力された相関出力の電力値が図4(d)のAの位置にあったとすれば、クロック追尾部30からVCO50へはクロック位相を遅らせるための指示信号が供給される。このため、PN符号発生器40から発生されるPN符号の位相は遅れ方向に変化し、これにより上記加算器37の相関出力レベルはAの位置からBの位置へ移動する。これに対し、加算器37の相関出力の電力値が図4(d)のCの位置にあった場合には、クロック追尾部30からVCO50へはクロック位相を進ませるための指示信号が供給される。このため、PN符号発生器40から発生されるPN符号の位相は進み方向に変化し、これにより上記加算器37の相関出力レベルはCの位置からBの位置へ移動する。
【0027】
Bの位置は、図4(a)から明らかなように後述するデータ復調部10の積分ダンプフィルタ13から出力される復調データ成分の出力レベルが最大となる位置であり、クロック追尾部30は加算器37の相関出力レベルのピークがこのBの位置に近付くようにVCO50を介してPN符号発生器40のPN符号発生位相を制御する。
【0028】
ところで、データ復調部10は、ゲート回路11と、乗算器12と、積分ダンプフィルタ13と、ゲート信号発生回路14とから構成される。
ゲート信号発生回路14は、PN符号発生器40から発生されたPN符号と、A/D変換器3から出力されたサンプリングクロックとを基に、ゲート信号を発生する。ゲート信号は、PN符号の1チップ長ごとに、その両端部をそれぞれサンプリングクロックの1クロック長分だけ除いて、残りの中央部分の期間のみ“H”レベルとなる信号である。すなわち、サンプリングクロックのレートを先に述べたようにPN符号のチップレートの8倍に設定してある場合には、ゲート信号発生回路14からは、図5(d)に示すようにPN符号の1チップ長ごとにその両端部がそれぞれ1/8チップ長だけ“L”レベルとなり、残りの中央部分が“H”レベルとなるゲート信号が発生される。
【0029】
ゲート回路11は例えばアンドゲートからなり、上記ゲート信号が“L”レベルの期間に非導通状態、“H”レベルの期間に導通状態となる。そして、この“H”レベル期間に入力された受信信号を通過させる。乗算器12は、上記ゲート回路11を通過した受信信号をPN符号発生器40から発生されたPN符号と乗算してスペクトル逆拡散を行ない、その出力を積分ダンプフィルタ13に入力する。積分ダンプフィルタ13は、上記入力された逆拡散後のサンプリングデータを1シンボル期間にわたって積分加算するもので、その積分加算値をシンボル合成器8へ出力する。
【0030】
次に、以上のように構成されたスペクトル拡散無線通信装置におけるデータ復調部10の動作を説明する。なお、ここでは、説明の簡単のため、伝送する情報データをオール“1”とし、送信側の基地局がこの情報データを“1”と“0”とが交互に表れているPN符号によりスペクトル拡散処理して送信した場合を例にとって説明する。このとき基地局から送信された送信信号波形は、図5(a)に示すようになる。
【0031】
上記送信信号がアンテナ1を介してアナログ・フロントエンド2で受信されると、その受信信号はA/D変換器3でPN符号のチップレートの8倍のサンプリングレートでサンプリングされる。図5(b)はそのサンプリングされた受信信号(受信サンプリングデータ)を示すものである。一方、このときPN符号発生器40からは、図5(c)に示すように上記受信信号に同期してPN符号が発生される。
【0032】
そうするとデータ復調部10では、ゲート信号発生回路14において、上記PN符号と前記A/D変換器3のサンプリングクロックとに基づいて、図5(d)に示すように受信PN符号の各チップ期間ごとにその両端部が1サンプリングクロック分だけ“L”レベルとなり他の期間が“H”レベルとなるゲート信号が発生され、ゲート回路11に与えられる。このため、ゲート回路11では、上記ゲート信号に応じて、その“H”レベルの期間のみ導通状態となり、この期間に入力された受信サンプリングデータが通過して乗算器12に入力される。図5(e)はそのゲート後の受信を示すものである。
【0033】
乗算器12では、上記ゲート後の受信信号がPN符号と乗算されてこれによりスペクトル逆拡散され、この逆拡散後の受信信号が積分ダンプフィルタ13に入力される。積分ダンプフィルタ13では、上記入力された受信信号(受信サンプリングデータ)が1シンボル期間にわたって積分加算される。そして、その積分加算値は復調データ成分としてシンボル合成器8に入力され、ここで他のデータ復調器から同様に出力された積分加算値と合成されてデータ判定部9に供給され、レベル判定される。
【0034】
ところで、このような状態で、例えば無線伝送路の変動の影響によりクロック追尾部30においてクロック位相ずれが発生し、これにしたがって受信信号に対するPN符号の位相が例えば図5(f)または図5(g)に示すように遅れ方向または進み方向にずれたとする。そうすると、乗算器12で受信信号をPN符号と乗算してスペクトル逆変換した際に、上記受信信号とPN符号との位相ずれ区間(図5(f),(g)の斜線区間)に受信サンプリングデータが存在すると、スペクトル逆変換後の受信信号の上記斜線区間に相当する期間にノイズが発生し、このノイズが積分ダンプフィルタ13で積分加算され、受信品質劣化の原因になる。
【0035】
しかしながらこの実施形態の構成では、先に述べたようにゲート回路11において、受信信号中の上記位相ずれの影響を受ける部分が予めゲーティングされて除去され、残りの位相ずれの影響を受けない部分のみが乗算器12でスペクトル逆拡散されたのち積分ダンプフィルタ13に入力されて積分加算処理される。このため、たとえ上記のような受信信号とPN符号との位相ずれが生じても、その影響を排除して受信品質を高く保つことができる。
【0036】
以上のようにこの実施形態では、データ復調部10においてスペクトル逆拡散用の乗算器12の前段にゲート回路11およびゲート信号発生回路14を設け、ゲート信号発生回路14においてPN符号の各チップ期間ごとにその両端部が1サンプリングクロック分だけ“L”レベルとなり他の期間が“H”レベルとなるゲート信号を発生する。そして、このゲート信号により上記ゲート回路11をゲート制御することで、受信信号中の位相ずれの影響を受ける部分を除去し、このゲート処理後の受信信号を乗算器12でPN符号によりスペクトル逆拡散したのち積分ダンプフィルタ13に入力して積分加算処理するようにしている。
【0037】
したがって、クロック追尾部30のクロック位相ずれに伴い受信信号に対するPN符号の位相ずれが生じても、その影響を排除して受信品質を高く保つことができる。また、この実施形態では、データ復調部10にゲート回路11およびゲート信号発生回路14を新たに付加することでこの発明を実現したので、乗算器12や積分ダンプフィルタ13については既存のものをそのまま使用することができ、これにより比較的簡単な回路構成で実現することができる。
【0038】
(第2の実施形態)
この発明の第2の実施形態は、PN符号に対しゲート処理を施し、ゲート処理されたPN符号を用いて受信信号をスペクトル拡散処理し、その出力信号を積分ダンプフィルタに入力して積分加算処理するようにしたものである。
【0039】
図6は、この実施形態に係わるデータ復調部100の構成を示す回路ブロック図である。なお、同図において前記図2と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【0040】
PN符号発生器40から発生されたPN符号は、乗算器12に入力される前にゲート回路15に入力される。このゲート回路15はアンドゲートからなり、ゲート信号発生回路14から発生されたゲート信号に応じて導通し、これにより上記PN符号をゲート制御して上記乗算器12に入力する。ゲート信号は、前記実施形態と同様にPN符号とA/D変換器3のサンプリングクロックとに基づいて生成されるもので、図7(d)に示すように受信PN符号の各チップ期間ごとにその両端部が1サンプリングクロック分だけ“L”レベルとなり、他の期間が“H”レベルとなる信号である。
【0041】
このような構成であるから、PN符号発生器40から発生されたPN符号(図7(c))は、乗算器12に入力される前に、ゲート回路15でゲート信号(図7(d))に従ってゲート処理され、これにより受信信号(図7(b))に対してPN符号の位相ずれの影響を及ぼす部分が予め除去される。図7(e)はこのゲート後のPN符号の信号波形を示すものである。このため、乗算器12でスペクトル逆拡散された後の受信信号は、上記位相ずれによるノイズを含まないものとなり、したがって積分ダンプフィルタ13においても上記ノイズを含まない積分加算処理が行なわれることになる。
【0042】
このため本実施形態においても、クロック追尾部30のクロック位相ずれに伴い受信信号に対するPN符号の位相ずれが生じても、その影響を排除して受信品質の劣化がなく高S/Nの受信を行なうことが可能となる。
【0043】
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、簡単な回路構成で実現するためにスペクトル逆拡散用の乗算器12の前段側にゲート回路11,15を設け、このゲート回路11,15で受信信号またはPN符号をゲート処理するように構成したが、ゲート信号を積分ダンプフィルタ13に供給し、積分ダンプフィルタ13内においてゲート処理を含む積分加算処理を行なうように構成してもよい。
【0044】
その他、ゲート回路およびゲート信号発生回路の構成、ゲート回路の挿入位置、データ復調部、初期捕捉部およびクロック追尾部の構成等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは勿論である。
【0045】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、積分ダンプフィルタの前段側にデータ選択手段を設け、このデータ選択手段により、上記拡散符号の1チップ長期間ごとに、当該期間に対応する上記受信信号の複数のサンプリングデータのうち上記1チップ長期間中の所定の両端部を除いた中央部分のサンプリングデータのみを選択し、この選択されたサンプリングデータを上記拡散符号によるスペクトル逆拡散処理を経て上記積分ダンプフィルタで積分処理させるようにしている。
したがってこの発明によれば、サンプリングクロックの位相ずれが生じてもその影響が積分ダンプフィルタの処理に悪影響を及ぼさないようにすることができ、これによりトーン干渉波等に対する受信品質を高く保持し得るスペクトル拡散無線通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係わるスペクトル拡散無線通信装置の受信系の構成を示す回路ブロック図。
【図2】図1に示した装置のデータ復調器の構成を示す回路ブロック図。
【図3】図2に示したPN符号発生器から発生される3種類のPN符号の位相関係を示す図。
【図4】図2に示したデータ復調器によるクロック追尾動作を説明するための信号波形図。
【図5】図2に示したデータ復調部の動作説明に使用する信号波形図。
【図6】この発明の第2の実施形態に係わるスペクトル拡散無線通信装置のデータ復調部の構成を示す回路ブロック図。
【図7】図6に示したデータ復調部の動作説明に使用する信号波形図。
【図8】無線送信波およびトーン干渉波のスペクトルを示す図。
【図9】1チップ8サンプル方式および1チップ1サンプル方式のS/N特性を示す図。
【符号の説明】
1…アンテナ
2…アナログ・フロントエンド
3…アナログ/ディジタル変換器(A/D)
4,5,6…データ復調器
7…サーチ受信機
8…シンボル合成器
9…データ判定部
10,100…データ復調部
11,15…ゲート回路
12…乗算器
13…積分ダンプフィルタ
14…ゲート信号発生回路
20…初期捕捉部
21…乗算器
22…積分ダンプフィルタ
23…自乗器
24…しきい値比較部
25…モード設定部
26…切替スイッチ
30…クロック追尾部
31,32…乗算器
33,34…積分ダンプフィルタ
35,36…自乗器
37…加算器
38…ループフィルタ
40…PN符号発生器
50…電圧制御発振器(VCO)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio communication apparatus used in a radio communication system such as an automobile / cellular phone system, a cordless telephone system, a wireless LAN system, etc., and particularly to a code division multiple access (CDMA: Code) using a spread spectrum communication system. The present invention relates to a spread-spectrum wireless communication device used in a system capable of Division Multiple Access (Communication).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as one of communication systems used in a mobile communication system, a spread spectrum communication system that is resistant to interference and interference has attracted attention.
In a wireless communication system using a spread spectrum communication system, for example, a transmitting device first converts digitized voice data or image data into a wideband baseband signal using a spreading code. As the spreading code, a pseudo noise code (PN code; pseudorandom noise code) or a Gold code is used. Next, the radio carrier is digitally modulated by the converted transmission baseband signal, and then the modulated wave signal is filtered by a bandpass filter and then transmitted from the antenna. For example, BPSK or QPSK modulation is used as the digital modulation.
[0003]
On the other hand, the receiving device mixes the received radio frequency signal with the local oscillation signal and frequency-converts it into a baseband signal, and then passes the received baseband signal through a low-pass filter to remove unnecessary wave components. After removal, the signal is converted into a digital signal and input to the data demodulation unit. In the data demodulation unit, the digital reception signal is despread by using the same code as the spreading code used in the transmitting device, and the output signal is subjected to one symbol length of the reception data by the integral dump filter. The integrated data is integrated every time, and the integrated output is determined by the determination unit to restore the received data.
[0004]
By the way, in the method of symbol-integrating the despread digital received signal with the integral dump filter, the received signal level is sampled once for each chip of the spread code and added over one symbol length of the received signal. There is something to do. In this method, for example, assuming that the symbol rate of the received signal is 19.2 KHz and the chip rate of the spread code is 1.23 MHz, 64 received signal level sample values are mutually added. However, in this method, when the cutoff characteristic of the reception filter provided in the radio unit is not steep, the reception quality is likely to deteriorate due to the influence of the tone interference wave.
[0005]
On the other hand, as another method of the integral dump filter, a received signal level is sampled at a sampling cycle of, for example, 4 to 8 times the chip rate for each chip of the spread code, and these sampled data are added over one symbol length of the received signal. There is something to do. In this method, for example, if the symbol rate of the received signal is 19.2 KHz, the chip rate of the spread code is 1.23 MHz, and the sample rate is 9.84 MHz (8 times the chip rate), then 64 × 8 = 512 received signals. The sample values of the levels are added together. In this method, the number of sample data can be increased as compared with the one-chip one-sample method described above, so that the influence of the tone interference wave can be reduced.
[0006]
For example, as shown in FIG. 8, when a 900 KHz tone interference wave is added to a radio frequency signal having a bandwidth of 1,25 MHz and a reception filter for removing the tone interference wave is not provided in the radio unit, FIG. 9 shows the relationship between the reception S / N and the frequency of the tone interference wave. As is apparent from this characteristic, the S / N characteristic (A) based on the one-chip eight-sample system is about 9 dB higher than the S / N characteristic (B) based on the one-chip one-sample system. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the integral dump filter to which such a one-chip multiple sample method is applied has the following problems to be solved. That is, when a clock phase shift occurs in the clock tracking unit, and the timing between the received signal and the received spread code shifts due to the influence, sampling data of the received signal in the period of the timing shift is input to the integration dump filter as noise. To the integrated value, and as a result, the reception quality deteriorates.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent the influence of a clock phase shift from affecting the processing of the integral dump filter, thereby providing a tone interference wave and the like. It is an object of the present invention to provide a spread spectrum wireless communication device capable of maintaining a high reception quality with respect to a wireless communication.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for receiving a spread-spectrum radio signal, converting the frequency of the received radio signal into a baseband signal, and then performing sampling at an integer multiple of a chip rate of a spread code. Sampling, spectrum despreading of the sampled received signal by a spreading code, integration by a one-chip multiple-sampling integration dump filter, and determination of a level of the integrated output by a determination unit to reproduce information data. In a spread wireless communication device,
Data selection means is provided at a preceding stage of the integral dump filter, and the data selection means selects one chip length of the plurality of sampling data of the reception signal corresponding to the spread code every one chip long period. Only the sampling data of the central portion excluding the predetermined both ends during the period is selected, and the selected sampling data is integrated by the integration dump filter through the spectrum despreading process by the spreading code. is there.
[0010]
The data selection means includes a gate signal generation means and a reception signal gating means, and the gate signal generation means determines both end portions or both end portions determined according to the sampling period in one chip long period of the spread code. A gate signal representing a central portion excluding the above is generated, and based on the gate signal generated by the gate signal generating means, the reception signal is gated by the reception signal gating means. A signal may be subjected to a spectrum despreading process using the spreading code and integrated by the integration dump filter.
[0011]
Further, as another data selection means, in addition to the gate signal generation means described above, a spread code gate means is provided, and based on the gate signal generated by the gate signal generation means, the spread code is generated by the spread code gate means. It is conceivable that gate processing is performed and the spread code after the gate processing is subjected to spectrum despreading processing of the received signal.
[0012]
As a result, according to the present invention, for example, even if the clock phase of the clock tracking unit is shifted and the timing between the received signal and the received spread code is shifted due to the influence, the sampling data of the received signal in the period of the timing shift is Only the sampling data which is removed by the data selecting means and which is not affected by the timing shift is input to the integral dump filter. For this reason, the integration dump filter can perform the integration processing of the received sampling data without being affected by the above-mentioned timing deviation, thereby making it possible to perform the determination of the information data with high accuracy and to maintain the reception quality high. It becomes possible.
[0013]
In addition, since the data selection processing is performed by the gate processing of the received signal or the spreading code in the preceding stage of the integration dump filter, the existing integration dump filter can be used as it is, thereby allowing the gate processing in the integration dump filter. , The circuit configuration or the integration process can be simplified.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a receiving system of a spread spectrum wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0015]
In FIG. 1, a radio signal received by an
[0016]
The data demodulators 4, 5, and 6 spread and demodulate the transmission data transmitted from the base station according to the PN synchronization information captured by the
[0017]
The reason why the three
[0018]
The
[0019]
The data demodulators 4, 5, and 6 generate independent clocks using the sampling clock of the A /
[0020]
FIG. 2 is a circuit block diagram showing the configuration. That is, each of the
[0021]
First, the
[0022]
That is, the received signal is multiplied by the PN code generated from the
[0023]
The clock tracking unit 30 performs a clock tracking operation using the PN code Early and the PN code Late generated separately from the PN code from the
[0024]
That is, the
[0025]
FIG. 4 shows an example of a signal waveform obtained in the
[0026]
Accordingly, for example, if the power value of the correlation output output from the
[0027]
The position B is a position where the output level of the demodulated data component output from the
[0028]
The
The gate
[0029]
The
[0030]
Next, the operation of the
[0031]
When the transmission signal is received by the analog
[0032]
Then, in the
[0033]
The
[0034]
By the way, in such a state, a clock phase shift occurs in the clock tracking unit 30 due to, for example, a change in a wireless transmission path, and accordingly, the phase of the PN code with respect to the received signal becomes, for example, as shown in FIG. Suppose that it has shifted in the delay direction or the advance direction as shown in g). Then, when the
[0035]
However, in the configuration of this embodiment, as described above, the
[0036]
As described above, in this embodiment, the
[0037]
Therefore, even if the phase shift of the PN code with respect to the received signal occurs due to the clock phase shift of the clock tracking unit 30, the influence can be eliminated and the reception quality can be kept high. In this embodiment, since the present invention is realized by newly adding the
[0038]
(Second embodiment)
According to a second embodiment of the present invention, a gate process is performed on a PN code, a spread spectrum process is performed on a received signal using the gated PN code, and an output signal of the received signal is input to an integration dump filter and integrated and added. It is intended to be.
[0039]
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of the
[0040]
The PN code generated from the
[0041]
With such a configuration, the PN code (FIG. 7C) generated from the
[0042]
Therefore, also in the present embodiment, even if the phase shift of the PN code with respect to the received signal occurs due to the clock phase shift of the clock tracking unit 30, the influence is eliminated and the reception quality is not deteriorated and the reception of high S / N is achieved. It is possible to do.
[0043]
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the
[0044]
In addition, the configuration of the gate circuit and the gate signal generation circuit, the insertion position of the gate circuit, the configuration of the data demodulation unit, the initial acquisition unit, and the clock tracking unit can be variously modified without departing from the gist of the present invention. Of course.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the present invention, the data selection means is provided at the preceding stage of the integration dump filter, and the data selection means makes it possible to provide a plurality of received signals corresponding to the spread code for every one chip long period of the spread code. Out of the sampled data, only the sampling data in the central portion excluding the predetermined both ends in the long term of one chip is selected, and the selected sampling data is subjected to the spectrum despreading process by the spreading code and the integration dump filter is used. Is used to perform the integration process.
Therefore, according to the present invention, even if the phase shift of the sampling clock occurs, the influence can be prevented from adversely affecting the processing of the integration dump filter, whereby the reception quality with respect to a tone interference wave or the like can be kept high. A spread spectrum wireless communication device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a receiving system of a spread spectrum wireless communication apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration of a data demodulator of the device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a phase relationship between three types of PN codes generated from the PN code generator shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining a clock tracking operation by the data demodulator shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a signal waveform diagram used for explaining the operation of the data demodulation unit shown in FIG. 2;
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of a data demodulation unit of a spread spectrum wireless communication apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a signal waveform diagram used for describing the operation of the data demodulation unit shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram showing spectra of a radio transmission wave and a tone interference wave.
FIG. 9 is a diagram showing S / N characteristics of a one-chip eight-sample system and a one-chip one-sample system.
[Explanation of symbols]
1. Antenna
2. Analog front end
3: Analog / digital converter (A / D)
4, 5, 6 ... data demodulator
7 Search receiver
8 ... Symbol synthesizer
9 ... Data determination unit
10, 100 ... data demodulation unit
11, 15 ... gate circuit
12 ... Multiplier
13 ... Integral dump filter
14 ... Gate signal generation circuit
20: Initial capture unit
21 Multiplier
22 ... Integral dump filter
23 ... Squaring machine
24: threshold value comparison unit
25… Mode setting section
26 ... Changeover switch
30: Clock tracking unit
31, 32 ... multiplier
33, 34 ... Integral dump filter
35, 36… Square device
37 ... Adder
38 ... Loop filter
40 ... PN code generator
50: Voltage controlled oscillator (VCO)
Claims (3)
前記拡散符号の1チップ長期間ごとに、当該期間に対応する前記受信信号の複数のサンプリングデータのうち前記1チップ長期間中の所定の両端部を除いた中央部分のサンプリングデータのみを選択し、この選択されたサンプリングデータを前記拡散符号によるスペクトル逆拡散処理を経て前記積分ダンプフィルタで積分処理させるデータ選択手段を具備することを特徴とするスペクトル拡散無線通信装置。The spread spectrum radio signal is received, the received radio signal is frequency-converted into a baseband signal, and then sampled at a sampling cycle that is an integral multiple of the chip rate of the spread code, and the sampled received signal is spread. A spread spectrum wireless communication apparatus that reproduces information data by performing spectrum despreading with a code, integrating with a one-chip multiple sample type integration dump filter, and determining the level of the integrated output with a determination unit.
For each one-chip long period of the spreading code, select only the sampling data of the central part excluding predetermined both ends during the one-chip long period from among the plurality of sampling data of the received signal corresponding to the period, A spread spectrum wireless communication apparatus comprising: data selection means for subjecting the selected sampling data to integration processing by the integration dump filter through spectrum despreading processing by the spreading code.
前記拡散符号の1チップ長期間のうち前記サンプリング周期に応じて定めた両端部分もしくはこの両端部分を除いた中央部分を表すゲート信号を発生するためのゲート信号発生手段と、
このゲート信号発生手段により発生されたゲート信号をもとに前記受信信号をゲート処理して、このゲート処理後の受信信号を前記拡散符号によるスペクトル逆拡散処理を経て前記積分ダンプフィルタで積分処理させる受信信号ゲート手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載のスペクトル拡散無線通信装置。The data selection means is
A gate signal generating means for generating a gate signal representing both end portions determined according to the sampling period or a central portion excluding the both end portions in one chip long period of the spread code,
The received signal is gated based on the gate signal generated by the gate signal generating means, and the gated received signal is subjected to spectrum despreading processing by the spread code and integrated by the integration dump filter. 2. The spread spectrum wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising a reception signal gate unit.
前記拡散符号の1チップ長期間のうち前記サンプリング周期に応じて定めた両端部分もしくはこの両端部分を除いた中央部分を表すゲート信号を発生させる発生するためのゲート信号発生手段と、
このゲート信号発生手段により発生されたゲート信号をもとに前記拡散符号をゲート処理し、このゲート処理後の拡散符号を前記受信信号のスペクトル逆拡散処理に供する拡散符号ゲート手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載のスペクトル拡散無線通信装置。The data selection means is
A gate signal generating means for generating a gate signal representing both end portions determined according to the sampling period or a central portion excluding the both end portions in one chip long period of the spread code,
Spreading code gating means for subjecting the spread code to gate processing based on the gate signal generated by the gate signal generating means, and subjecting the spread code after the gate processing to spectrum despreading processing of the received signal. The spread spectrum wireless communication apparatus according to claim 1, wherein:
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