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JP3712156B2 - Pseudo-noise code synchronization acquisition apparatus and reception apparatus - Google Patents

Pseudo-noise code synchronization acquisition apparatus and reception apparatus Download PDF

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JP3712156B2
JP3712156B2 JP26753997A JP26753997A JP3712156B2 JP 3712156 B2 JP3712156 B2 JP 3712156B2 JP 26753997 A JP26753997 A JP 26753997A JP 26753997 A JP26753997 A JP 26753997A JP 3712156 B2 JP3712156 B2 JP 3712156B2
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Description

【0001】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【0002】
発明の属する技術分野
従来の技術(図9)
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
(1)CDMA方式の概要
(2)受信装置の構成(図1)
(3)第1の実施の形態
(3−1)同期捕捉装置の構成(図2)
(3−2)PN符号発生部の構成(図3〜図5)
(3−3)動作及び効果
(4)第2の実施の形態
(4−1)同期捕捉装置の構成(図6及び図7)
(4−2)PN符号発生部の構成(図8)
(4−3)動作及び効果
(5)他の実施の形態
発明の効果
【0003】
【発明の属する技術分野】
本発明は疑似雑音符号の同期捕捉装置及び受信装置に関し、例えばCDMA(Code Division Multiple Access : 符号分割多重)方式のセルラー電話システム(以下、これをCDMAセルラーと呼ぶ)の受信装置に設けられる疑似雑音符号(以下、これをPN符号:Pseudo random Noise sequence code と呼ぶ)の同期捕捉装置に適用して好適なものである。
【0004】
【従来の技術】
従来、CDMAセルラーにおいてはビツト係列パターン及び位相の異なる独立なPN符号を拡散符号として用いることにより送信信号の搬送波をスペクトラム拡散し、通信容量を大きくして多元接続を可能にしている。
【0005】
このCDMAセルラーでは、送信側(例えば基地局)において送信時に送信データによつて搬送波を一次変調(例えばQPSK(Quadrature Phase Shift Keying )変調)し、この一次変調された搬送波に対してPN符号を乗算することにより2次変調して搬送波の周波数スペクトラムを拡散して送信する。
【0006】
受信側(例えば移動局)では、受信信号に対して送信側で用いられたものと同一ビツト係列パターンのPN符号でかつ位相の一致したものを乗算することにより逆拡散を行つて一次変調出力を得、当該一次変調出力を復調することにより受信データを復元するようになされている。
【0007】
すなわち、受信側では送信側で乗算したPN符号と同一ビツト係列パターンのPN符号を発生するPN符号発生部を有し、当該PN符号発生部によつて送信側と同一ビツト係列パターン及び同一位相のPN符号を発生して受信信号に乗算するようになされている。
【0008】
ところで、受信側においては電源投入時に送信側から送られてくる送信信号を受信した際に、送信側で乗算されたPN符号の位相が分からない。従つて受信側では、同期捕捉装置によつて送信側で用いられたPN符号の位相と受信側のPN符号発生部によつて発生するPN符号の位相とを同期させる必要がある。このような同期捕捉装置について次に説明する。
【0009】
図9に示すように、1は全体として従来の同期捕捉装置を示し、アンテナ(図示せず)を介して受信した受信信号に当該受信信号の搬送波と同一周波数の復調用搬送波を乗算することにより不要高周波成分を除去してベースバンド信号を取出し、そのベースバンド信号をアナログ/デイジタル変換することにより得られた受信データD1を乗算器2に入力する。ここで受信データD1は送信側においてスペクトル拡散されたPN符号データである。
【0010】
PN符号発生部3はコントローラ4の制御に基づいて送信側と同一ビツト係列パターンの符号系列でなるPN符号を発生すると共に、PN符号の位相を動かしてそれぞれ位相の異なるPN符号D2を順次乗算器2に出力する。乗算器2はPN符号発生部3から供給されるPN符号D2の各ビツトと、対応する受信データD1の各ビツトとをそれぞれ乗算し、その乗算結果D3を加算器5に送出する。
【0011】
このとき受信データD1の位相とPN符号発生部3から供給されるPN符号D2の位相とが一致すると、逆拡散が成立して乗算結果D3の信号レベルが大きくなる。従つて受信データD1の位相とPN符号発生部3から供給されるPN符号D2の位相とが一致しない限り、乗算結果D3の信号レベルが大きくなることはない。
【0012】
加算器5は加算値保持回路6によつて保持された1つ前までの累積加算出力D4が供給され、当該累積加算出力D4を乗算結果D3に加算して順次加算値保持回路6に送出する。このようにして加算値保持回路6はPN符号D2の一周期分の乗算結果D3を全て累積加算することにより算出した累積加算結果D5をコントローラ4の制御によつてメモリ7に送出すると共に、次の累積加算結果を算出するために今まで保持していた累積加算データをクリアする。メモリ7はこうして送られてくる一周期分の累積加算結果D5を相関値として順次格納する。
【0013】
このように同期捕捉装置1は、位相の異なる複数のPN符号D2毎に受信データD1との相関値を算出してメモリ7に順次格納する。コントローラ4は、メモリ7に記憶した累積加算出力D4の相関値が所定の基準値を越えた場合に、その相関値が得られたときのPN符号の位相を、送信側において用いられたPN符号の位相としたものとして、その位相情報S10を検出する。
【0014】
これにより、受信側では同期捕捉装置1によつて検出した送信側のPN符号の位相情報S10を後段の復調部に供給し、当該復調部におけるPN符号発生器によつて送信側と同期した位相のPN符号を用いて逆拡散することにより受信信号を復調し得るようになされている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成の同期捕捉装置においては、送信側で乗算したPN符号の位相と同期をとるために、PN符号発生部3から発生した複数のPN符号D2と受信データD1との相関値を順次算出し、当該相関値が所定の基準値を越えるまで相関値を算出し続ける必要がある。
【0016】
このため同期捕捉装置では、特に受信機の電源投入時において初めて同期獲得する場合に、相関値が所定の基準値を越えるまで各位相毎のPN符号D2と受信データD1との相関値を順次算出しなければならず、同期獲得に多大な時間を要するという問題があつた。
【0017】
また受信装置としては、内部の同期捕捉装置における同期獲得までの処理に時間がかかると、電源投入時から通話可能な状態になるまでの待ち時間が長くなると共に同期獲得するまでに無駄な電力消費が生じるという問題があつた。
【0018】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で疑似雑音符号の位相を短時間で検出し得る疑似雑音符号の同期捕捉装置及び受信装置を提案しようとするものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、送信側から送信された第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子を介してそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生する疑似雑音符号発生手段と、受信した第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで複数の第2の疑似雑音符号を選択して出力するセレクタ手段と、第1の疑似雑音符号とセレクタ手段から供給される複数の第2の疑似雑音符号とを1ビツトずつ順次乗算処理する乗算手段と、当該乗算手段による乗算結果を第2の疑似雑音符号の各位相ごとに順次累積加算し、第1の疑似雑音符号と第2の疑似雑音符号との一周期分までの累積加算結果をそれぞれ算出する加算手段と、累積加算結果を各位相ごとの相関値として複数記憶する記憶手段と、複数の相関値のうち所定の基準値を超えた相関値に対応する第2の疑似雑音符号の位相を、第1の疑似雑音符号の位相として検出する検出手段とを設けるようにする。
【0020】
これにより、第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子からなる簡易な構成によりそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生させ得ることに加え、第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで複数の第2の疑似雑音符号と第1の疑似雑音符号とを1組の乗算手段及び加算手段だけで見掛け上並列的に算出することができるため、簡易な構成でかつ短時間で相関値を算出し同期捕捉することができる。
【0021】
また本発明においては、第1の疑似雑音符号によつて拡散された送信データを受信して受信データを得る受信手段と、受信データに含まれる第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子を介してそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生する疑似雑音符号発生手段と、第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで複数の第2の疑似雑音符号との相関値をそれぞれ並列的に算出する相関算出手段と、相関値の信号レベルに基づいて第1の疑似雑音符号の位相と同期した第2の疑似雑音符号を検出する位相検出手段と、当該位相検出手段によつて検出した第2の疑似雑音符号に基づいて受信データを逆拡散することにより復調する復調手段とを設けるようにする。
【0022】
これにより、第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子からなる簡易な構成によりそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生させ得ることに加え、第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで複数の第2の疑似雑音符号と第1の疑似雑音符号とをそれぞれ並列的に算出し、その相関値の信号レベルに基づいて第1の疑似雑音符号の位相と同期した第2の疑似雑音符号を検出し、当該第2の疑似雑音符号に基づいて受信データを逆拡散することにより復調することができるため、簡易な構成でかつ短時間で受信データを復調することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0024】
(1)CDMA方式の概要
CDMAセルラーにおいては、フオワードリンク(基地局から移動局方向)チヤネルを、パイロツトチヤネル、シンクチヤネル、ページングチヤネル、トラフイツクチヤネルの4つのチヤネルによつて構成するようになされている。
【0025】
このうちパイロツトチヤネルはPN符号のみを繰り返し送信するチヤネルであり、受信側においてPN符号の同期獲得、維持及びクロツク再生に用いられている。因みにこのパイロツトチヤネルでは通信データの送信は行われない。
【0026】
またシンクチヤネルは基地局と移動局との間でシステムクロツクの時間的同期をとるために用いられるチヤネルであり、ページングチヤネルはハンドオフに必要な情報や着信時の端末呼び出し情報を送信するチヤネルである。さらにトラフイツクチヤネルは音声情報等の実際の通信データを送信するチヤネルである。
【0027】
従つて実際のCDMAセルラーでは、PN符号だけからなる送信信号が送信側からパイロツトチヤネルを介して常時出力されており、受信側では電源投入時にまずこのパイロツトチヤネルを介して送信信号を受信し、受信した受信信号とPN符号発生部において発生した位相の異なる複数のPN符号との相関値を算出することにより送信側で用いられたPN符号の位相を検出する。続いて受信側では、他のシンクチヤネルやページングチヤネル及びトラフイツクチヤネル等で受信した受信信号に対して、送信側で用いられたPN符号の位相と同期したPN符号を乗算することにより逆拡散を行つて復調処理するようになされている。
【0028】
(2)受信装置の構成
図1において、10は全体としてCDMAセルラーにおける本発明の受信装置を示し、アンテナ11を介して受信したパイロツトチヤネルの受信信号S1を高周波回路12に入力する。高周波回路12は受信信号S1に当該受信信号S1の搬送波と同一周波数の復調用搬送波を乗算することにより不要高周波成分を除去してベースバンド信号を取出し、そのベースバンド信号をアナログ/デイジタル変換することにより受信データD10を得、これを同期捕捉装置13に送出する。ここで受信データD10は、スペクトラム拡散されたPN符号データである。
【0029】
同期捕捉装置13は制御回路15の制御に基づいて受信データD10の位相情報S11を検出し、当該位相情報S11を制御回路15に出力する。制御回路15はCPU(Central Processing Unit )でなり、位相情報S11を復調回路14に供給する。
【0030】
この後受信装置10は、他の例えばトラフイツクチヤネルを介して受信した受信信号S1を高周波回路12によつて所定の信号処理を行い、得られた受信データD10を復調回路14に送出する。復調回路14は、受信データD10に対して制御回路15から供給された位相情報S11に基づいて内部のPN符号発生器によつて送信側と位相の同期したPN符号を発生し、当該PN符号を用いて受信データD10を逆拡散して復調処理することにより、受信データD10から音声情報S2を復元して出力端子16を介して後段のスピーカ(図示せず)から音声を出力するようになされている。
【0031】
(3)第1の実施の形態
(3−1)同期捕捉装置の構成
次に図2においては、本発明の同期捕捉装置13の回路構成を示し、受信データD10を1ビツトずつ4つの乗算器21〜24にそれぞれ入力する。PN符号発生部25は、マイクロコンピユータでなるコントローラ26の制御により送信側で用いられたPN符号と同一ビツト系列パターンの符号系列で、かつそれぞれの位相が異なる4種類のPN符号D21〜D24を同時に発生し、当該PN符号D21〜D24を1ビツトずつ乗算器21〜24にそれぞれ出力する。
【0032】
乗算器21〜24はそれぞれ与えられたPN符号D21〜D24と受信データD10とを1ビツトずつ並列的に乗算し、その乗算結果D31〜D34を加算器27〜30にそれぞれ出力する。ここで乗算結果D31〜D34は、受信データD10とPN符号D21〜D24との位相が一致したときに信号レベルが大きくなる。加算器27〜30は入力した乗算結果D31〜D34と加算値保持回路31〜34からそれぞれ与えられる1つ前の加算値出力とを加算し、その加算結果D37〜D40を加算値保持回路31〜34にそれぞれ出力する。
【0033】
加算値保持回路31〜34はコントローラ26によつて制御され、加算器27〜30によつてPN符号D21〜D24の一周期分の乗算結果が全て累積加算されると、当該累積加算結果D41〜D44を受信データD10とPN符号D21〜D24とのそれぞれの相関値としてメモリ35に格納すると共に今まで保持していた累積加算データをクリアする。
【0034】
コントローラ26は、メモリ35にそれぞれ格納された各位相毎の相関値のうち所定の基準値を越える相関値を検出すると、当該相関値に対応するPN符号の位相情報S11を送信側において用いられたPN符号の位相と判断してこれを後段の制御回路11に出力する。ところで、PN符号D21〜D24は4次(一周期が15(24 −1)ビツト)のM系列符号であるものとして次にPN符号発生部の詳細な構成を説明する。
【0035】
(3−2)PN符号発生部の構成
図3に示すようにPN符号発生部25は、PN符号発生器51と4つのオフセツト発生器52〜55とから構成されている。PN符号発生器51はコントローラ26から供給されるクロツクCLK1に基づいて発生したPN符号D50を4ビツト幅のバスを介してオフセツト発生器52〜55にそれぞれパラレルに供給する。
【0036】
オフセツト発生器52〜55はコントローラ26から4ビツト幅のバスを介してそれぞれ供給される制御データD51〜D54に基づいて位相を任意に設定できるようになされており、PN符号発生器51から供給されるPN符号D50を基に位相が任意に異なる4種類のPN符号D21〜D24を同時に発生して1ビツトずつ出力するようになされている。
【0037】
従つてPN符号発生部25は、4種類のPN符号D21〜D24を同時に発生して出力した後、コントローラ26から次の制御データD51〜D54が供給されることにより、先程出力したPN符号D21〜D24とは異なる位相を持つ4種類のPN符号を同様に発生して出力する。
【0038】
このようにPN符号発生部25は、コントローラ26から供給される4ビツトの制御データD51〜D54により位相を任意に設定して出力し得るようになされている。
【0039】
次にPN符号発生器51及びオフセツト発生器52の回路構成について説明する。ここでオフセツト発生器53〜55についてはオフセツト発生器52の回路構成と同一であるため省略する。
【0040】
実際上図4に示すように、PN符号発生器51は内部にPN符号の周期(15ビツト)に応じた4段の循環型のシフトレジスタSR1〜SR4及び1個のエクスクルーシブオア回路EX4を有し、コントローラ26から供給されるクロツク信号CLK1に基づいて各シフトレジスタSR1〜SR4に格納されている各データを順次隣(矢印方向)にシフトすると共にオフセツト発生器52にそれぞれ出力する。
【0041】
オフセツト発生器52は内部に4段のアンド回路A1〜A4及び3段のエクスクルーシブオア回路EX1〜EX3を有し、PN符号発生器51の各シフトレジスタSR1〜SR4から供給されるデータを各アンド回路A1〜A4の一方の入力端に入力すると共に、他方の入力端には位相オフセツト量を決定する4ビツトの制御データD51をコントローラ26から入力する。
【0042】
またオフセツト発生器52は、各アンド回路A1〜A4のアンド出力をエクスクルーシブオア回路EX1〜EX3の一方又は他方の入力端に供給すると共に、エクスクルーシブオア回路EX3の出力をエクスクルーシブオア回路EX2の一方の入力端に出力し、エクスクルーシブオア回路EX2の出力をエクスクルーシブオア回路EX1の一方の入力端に出力し、当該エクスクルーシブオア回路EX1からの出力を最終的なPN符号D21の符号系列として出力するようになされている。
【0043】
このように、PN符号発生部25においてはPN符号発生器51の各シフトレジスタSR1〜SR4から出力されるデータと、コントローラ26から供給される制御データD51とに基づいて、ビツト系列パターンが同一の符号系列でその位相が任意に設定されるPN符号D21をオフセツト発生器52によつて発生して出力するようになされている。
【0044】
例えば、図5においてはPN符号発生器51の各シフトレジスタSR1〜SR4からオフセツト発生器52に同時に出力される4ビツトのデータ列を表したものである。PN符号発生器51はシフトレジスタSR1〜SR4に(0、0、0、1)が初期値として入力されると、クロツクCLK1のタイミングで順次データを隣にシフトすると共に、オフセツト発生器52にそれぞれ出力することにより、データ列がクロツクCLK1毎に(1、1、0、0)、(0、1、1、0)……と変化し、一周期(15通り)までそれぞれ異なるデータ列が出力される。
【0045】
従つてPN符号発生部25においては、PN符号発生器51によつてこれらのデータ列が15通りに変化すると共に、その変化に応じてオフセツト発生器52のアンド回路A1〜A4及びエクスクルーシブオア回路EX1〜EX3によつて演算した演算結果を位相の任意に設定されたPN符号D21として1ビツトずつ出力する。
【0046】
続いてPN符号発生部25においては、オフセツト発生器52にコントローラ26から次の制御データD51が供給されると、当該制御データD51に応じて位相が数ビツトだけオフセツトされたPN符号D21を出力する。このようにPN符号発生部25は、制御データD51を任意に設定することにより、PN符号D21の位相を任意に動かすことができる。
【0047】
(3−3)動作及び効果
以上の構成において、同期捕捉装置13はPN符号発生部25により位相のそれぞれ異なる4種類のPN符号D21〜D24を同時に発生し、それぞれのPN符号D21〜D24と受信データD10とを乗算器21〜24、加算器27〜30及び加算値保持回路31〜34によつてそれぞれ並列的に乗算及び累積加算処理を行い、これらの累積加算結果D41〜D44を相関値としてメモリ35にそれぞれ格納する。
【0048】
これにより同期捕捉装置13は送信側で用いられたPN符号の位相情報S11を検出する際に用いる相関値を従来に比べて4倍の速度で算出することができる。従つて同期捕捉装置13は、送信側で用いられたPN符号の位相情報S11を従来に比べて1/4に短縮した時間で検出することができ、かくして受信装置10全体としての処理時間を1/4にすることができる。
【0049】
以上の構成によれば、受信装置10は同期捕捉装置13によつて位相がそれぞれ異なる4種類のPN符号D21〜D24を同時に発生し、これらのPN符号D21〜D24と受信データD10との相関値をそれぞれ並列的に算出するようにしたことにより、同期検出に用いる相関値を4倍の速度で算出し得、かくして送信側で用いられたPN符号の位相情報S11を1/4に短縮した時間で検出することができる。
【0050】
この結果、受信装置10は同期獲得までの処理時間を短縮することにより、電源投入時から通話可能な状態になるまでの待ち時間が短くなると共に、消費電力を低減することができる。
【0051】
(4)第2の実施の形態
(4−1)同期捕捉装置の構成
図2との対応部分に同一符号を付して示す図6において、60は第2の実施の形態における同期捕捉装置を示し、第1の実施の形態における同期捕捉装置13が4組の乗算器21〜24及び加算器27〜30によつて構成されていたのに対して、1組の乗算器61及び加算器62によつて構成されている。
【0052】
PN符号発生部63は、第1の実施の形態におけるPN符号発生部25と同様に送信側で用いられたPN符号と同一ビツト系列パターンの符号系列で、かつそれぞれの位相が異なる4種類のPN符号D71〜D74を同時に発生し、これらをセレクタ64に出力する。
【0053】
コントローラ65はマイクロコンピユータでなり、セレクタ64を制御することにより、図7に示すように乗算器61が受信データD10の1ビツトデータが次に変化するまでの期間(以下、これを1チツプと呼ぶ)内において4種類のPN符号D71〜D74を順次選択して出力する。すなわちコントローラ65は、1チツプを4分割し、最初の1/4チツプでPN符号D71の1ビツトを乗算器61に出力し、2番目の1/4チツプでPN符号D72の1ビツトを乗算器61に出力し、3番目の1/4チツプでPN符号D73の1ビツトを乗算器61に出力し、最後の1/4チツプでPN符号D74の1ビツトを乗算器61に出力する。
【0054】
またコントローラ65は、マルチプレクサ66及び加算セレクタ67を制御しており、PN符号D71と受信データD10との乗算結果D81をマルチプレクサ66によつて加算値保持回路31に出力し、当該加算値保持回路31からの加算値を最初の1/4チツプの間に加算セレクタ67を介して加算器62に供給する。
【0055】
これによりコントローラ65は、最初の1/4チツプの間に、乗算器61による乗算結果D81と加算値保持回路31によつて1つ前に保持された加算値とを加算器62によつて累積加算し、当該加算結果を加算値保持回路31に保持するようになされている。
【0056】
同様にコントローラ65は、2番目の1/4チツプの間に、乗算器61による乗算結果D82と加算値保持回路31によつて1つ前に保持された加算値とを加算器62によつて累積加算し、当該加算結果を加算値保持回路32に保持するようになされている。
【0057】
またコントローラ65は、3番目の1/4チツプの間及び最後の1/4チツプの間に同様の処理を繰り返すことにより、1チツプの間に受信データD10と各位相ごとのPN符号D71〜D74との乗算及び加算処理を行う。これにより、同期捕捉装置60は受信データD10と各PN符号D71〜D74との乗算及び加算処理を1チツプの間に見掛け上並列的に行つたことになる。
【0058】
コントローラ65は一周期分の乗算及び加算処理を終了すると加算値保持回路31〜34にそれぞれ保持された累積加算結果D91〜D94を相関値としてメモリ35に格納すると共に、今まで保持していた累積加算データをクリアする。
【0059】
そしてコントローラ65は、メモリ35にそれぞれ格納された各位相毎の相関値のうち所定の基準値を越える相関値を検出すると、当該相関値に対応するPN符号の位相情報S11を送信側において用いられたPN符号の位相と判断し、これを後段の制御回路15に出力する。
【0060】
(4−2)PN符号発生部の構成
次に、PN符号発生部63の構成を図8に示す。この図8に示すようにPN符号発生部63は、第1の実施の形態におけるPN符号発生器51及びオフセツト発生器52と、3つの遅延素子73〜75とから構成されている。
【0061】
第1の実施の形態と同様に、PN符号発生器51はコントローラ65から供給されるクロツクCLK1を基にPN符号D50を発生し、4ビツト幅のバスを介してオフセツト発生器52に供給する。
【0062】
オフセツト発生器52は、コントローラ65から4ビツト幅のバスを介して供給される制御データD51に基づいて位相を任意に設定したPN符号D21を1ビツトずつ出力すると共に、遅延素子73〜75に順次供給する。これによりオフセツト発生器52は、遅延素子73〜75を介して位相が1ビツトずつオフセツトされたPN符号D21〜D24を1ビツトずつ同時に出力し得るようになされている。なおPN符号発生器51及びオフセツト発生器52の回路構成については第1の実施の形態において示した図4と同様であるため、ここでは省略する。
【0063】
(4−3)動作及び効果
以上の構成において、同期捕捉装置60はPN符号発生部63により位相がそれぞれ異なる4種類のPN符号D71〜D74を同時に発生し、セレクタ64によつて1チツプを4分割したそれぞれの1/4チツプの間にPN符号D71〜D74と受信データD10との乗算及び加算処理を行うようにしたことにより、1組の乗算器61及び加算器62によつて受信データD10と4種類の位相を持つPN符号D71〜D74との乗算結果D81〜D84を並列的に算出することができる。
【0064】
このように同期捕捉装置60は、1組の乗算器61及び加算器62によつて1チツプの間に受信データD10と4種類の位相を持つPN符号D71〜D74との乗算及び加算処理を行うようにしたことにより、第1の実施の形態における同期捕捉装置13と同様にPN符号D71〜D74と受信データD10との乗算及び加算処理を4組の乗算器及び加算器を用いて並列的に行つたときと同様に従来の4倍の速さで相関値を算出することができる。
【0065】
従つて同期捕捉装置60は、送信側で用いられたPN符号の位相情報S11を従来に比べて1/4に短縮した時間で検出することができ、かくして受信装置10全体としての処理時間を1/4にすることができる。
【0066】
また同期捕捉装置60は、1組の乗算器61及び加算器62によつて相関値を従来の4倍の速さで算出できることにより、第1の実施の形態における同期捕捉装置13に比べて回路構成をより簡素化及び小型化すると共に消費電力を低減することができる。
【0067】
以上の構成によれば、受信装置10は同期捕捉装置60によつて1チツプの間に4種類のPN符号D71〜D74と受信データD10との乗算及び加算処理を行うようにしたことにより、同期検出に用いる相関値を4倍の速度で算出し得、かくして送信側で用いられたPN符号の位相情報S11を1/4に短縮した時間で検出できる。
【0068】
この結果、受信装置10は同期獲得までの処理時間を短縮することにより、電源投入時から通話可能な状態になるまでの待ち時間が短くなると共に、消費電力を低減することができる。
【0069】
(5)他の実施の形態
なお上述の第1及び第2の実施の形態においては、PN符号発生部25及び63によつて位相がそれぞれ異なる4種類のPN符号を発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、位相がそれぞれ異なるPN符号をn種類同時に発生するようにしても良い。この場合、上述の第1及び第2の実施の形態と同様に相関値を算出するまでの処理時間を1/nに短縮することができる。
【0070】
また上述の第1の実施の形態においては、PN符号発生部25として図3に示すようなPN符号発生器51と4つのオフセツト発生器52〜55とからなる構成のものを用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第2の実施の形態におけるPN符号発生部63のようにPN符号発生器51とオフセツト発生器52と3つの遅延素子73〜75とからなる構成(図8)のものを用いるようにしても良い。
【0071】
さらに上述の第2の実施の形態においては、PN符号発生部63として図8に示すようなPN符号発生器51とオフセツト発生器52と3つの遅延素子73〜75とからなる構成のものを用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第1の実施の形態におけるPN符号発生部25のようにPN符号発生器51と4つのオフセツト発生器52〜55とからなる構成(図3)のものを用いるようにしても良い。
【0072】
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、一周期が15ビツトのPN符号を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、さらに多くのビツト数を一周期とするPN符号を用いた受信装置に本発明の同期捕捉装置13及び60を適用するようにしても良い。
【0073】
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、PN符号の一周期分全ての累積加算結果を相関値として算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必ずしも一周期分全て乗算及び加算処理する必要はなく、コントローラ26及び65によつて受信データD10の一周期のうちの上位所定の数ビツトのみ演算処理した累積加算結果を相関値として用いるようにしても良い。これにより、相関値を算出するまでの算出時間をさらに短縮することができる。
【0074】
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、位相検出手段としてのコントローラ26及び65によつて相関値が所定の基準値を越えた場合に当該相関値に対応するPN符号の位相情報S11を送信側において用いられたPN符号の位相と同期したものとして検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、最大の相関値に対応するPN符号の位相情報を送信側において用いられたPN符号の位相として検出するようにしても良い。
【0075】
さらに上述の第2の実施の形態においては、PN符号発生部63において位相を1ビツトずつオフセツトしたPN符号D21〜D24を同時に発生して出力するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、遅延素子73〜75によるオフセツト量の設定を変更することにより数ビツト間隔ずつ位相をオフセツトしたPN符号D21〜D24を同時に発生して出力するようにしても良い。
【0076】
さらに上述の実施の形態においては、受信手段としてアンテナ11及び高周波回路12を用いて無線通信する場合の受信装置に本発明の同期捕捉装置13及び60を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、無線通信による受信装置でなく有線通信による受信装置に適用するようにしても良い。
【0077】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子からなる簡易な構成によりそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生させ得ることに加え、第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで複数の第2の疑似雑音符号と第1の疑似雑音符号とを1組の乗算手段及び加算手段だけで見掛け上並列的に算出することができるため、簡易な構成でかつ短時間で相関値を算出し同期捕捉することができる疑似雑音符号の同期捕捉装置を実現できる。
【0078】
また本発明によれば、第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子からなる簡易な構成によりそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生させ得ることに加え、第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで複数の第2の疑似雑音符号と第1の疑似雑音符号とをそれぞれ並列的に算出し、その相関値の信号レベルに基づいて第1の疑似雑音符号の位相と同期した第2の疑似雑音符号を検出し、当該第2の疑似雑音符号に基づいて受信データを逆拡散することにより復調することができるため、簡易な構成でかつ短時間で受信データを復調することができる受信装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による受信装置の全体構成を示すブロツク図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における同期捕捉装置の構成を示すブロツク図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるPN符号発生部の構成を示すブロツク図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるPN符号発生器及びオフセツト発生器の構成を示す回路図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるPN符号発生器のデータ列を示す略線図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態における同期捕捉装置の構成を示すブロツク図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態における時分割処理を示す略線図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態におけるPN符号発生部の構成を示すブロツク図である。
【図9】従来の同期捕捉装置の構成を示すブロツク図である。
【符号の説明】
1、13、60……同期捕捉装置、2、21〜24、61……乗算器、3、25、63……PN符号発生部、4、26、65……コントローラ、5、27〜30、62……加算器、6、31〜34……加算値保持回路、7、35……メモリ、51……PN符号発生器、52〜55……オフセツト発生器、64……セレクタ。
[0001]
【table of contents】
The present invention will be described in the following order.
[0002]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Conventional technology (Fig. 9)
Problems to be solved by the invention
Means for solving the problem
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1) Outline of CDMA system
(2) Configuration of receiving apparatus (FIG. 1)
(3) First embodiment
(3-1) Configuration of synchronization acquisition device (FIG. 2)
(3-2) Configuration of PN code generator (FIGS. 3 to 5)
(3-3) Operation and effect
(4) Second embodiment
(4-1) Configuration of synchronization acquisition apparatus (FIGS. 6 and 7)
(4-2) Configuration of PN code generator (FIG. 8)
(4-3) Operation and effect
(5) Other embodiments
The invention's effect
[0003]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pseudo-noise code synchronization acquisition apparatus and reception apparatus, for example, pseudo noise provided in a reception apparatus of a CDMA (Code Division Multiple Access) type cellular telephone system (hereinafter referred to as CDMA cellular). The present invention is suitable for application to a code acquisition device (hereinafter referred to as PN code: Pseudo random Noise sequence code).
[0004]
[Prior art]
Conventionally, in a CDMA cellular system, an independent PN code having a bit collocation pattern and a different phase is used as a spreading code to spread the spectrum of a carrier wave of a transmission signal, thereby increasing communication capacity and enabling multiple access.
[0005]
In this CDMA cellular system, a transmission side (for example, a base station) performs primary modulation (for example, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation) with transmission data at the time of transmission, and multiplies this primary modulated carrier by a PN code. By doing so, the secondary modulation is performed and the frequency spectrum of the carrier wave is spread and transmitted.
[0006]
On the receiving side (for example, a mobile station), the primary modulation output is obtained by performing despreading by multiplying the received signal by a PN code having the same bit collocation pattern and the same phase as those used on the transmitting side. Thus, the received data is restored by demodulating the primary modulation output.
[0007]
That is, the receiving side has a PN code generating unit that generates a PN code having the same bit queuing pattern as the PN code multiplied on the transmitting side, and the PN code generating unit uses the same bit queuing pattern and the same phase as those of the transmitting side. A PN code is generated and multiplied by the received signal.
[0008]
By the way, when the receiving side receives a transmission signal sent from the transmitting side when the power is turned on, the phase of the PN code multiplied by the transmitting side is not known. Therefore, on the reception side, it is necessary to synchronize the phase of the PN code used on the transmission side by the synchronization acquisition device and the phase of the PN code generated by the PN code generation unit on the reception side. Such a synchronization acquisition device will be described next.
[0009]
As shown in FIG. 9, reference numeral 1 denotes a conventional synchronization acquisition apparatus as a whole, which is obtained by multiplying a reception signal received via an antenna (not shown) by a demodulation carrier having the same frequency as the carrier of the reception signal. Unnecessary high frequency components are removed, a baseband signal is taken out, and received data D1 obtained by analog / digital conversion of the baseband signal is input to the multiplier 2. Here, the reception data D1 is PN code data subjected to spectrum spread on the transmission side.
[0010]
The PN code generation unit 3 generates a PN code composed of a code sequence having the same bit collocation pattern as that of the transmission side based on the control of the controller 4 and moves the phase of the PN code to sequentially multiply the PN codes D2 having different phases. Output to 2. The multiplier 2 multiplies each bit of the PN code D2 supplied from the PN code generator 3 and each bit of the corresponding received data D1, and sends the multiplication result D3 to the adder 5.
[0011]
At this time, when the phase of the received data D1 and the phase of the PN code D2 supplied from the PN code generator 3 match, despreading is established and the signal level of the multiplication result D3 increases. Therefore, as long as the phase of the received data D1 and the phase of the PN code D2 supplied from the PN code generator 3 do not match, the signal level of the multiplication result D3 does not increase.
[0012]
The adder 5 is supplied with the previous cumulative addition output D4 held by the addition value holding circuit 6, adds the cumulative addition output D4 to the multiplication result D3, and sequentially sends it to the addition value holding circuit 6. . In this way, the addition value holding circuit 6 sends the cumulative addition result D5 calculated by cumulatively adding all the multiplication results D3 for one cycle of the PN code D2 to the memory 7 under the control of the controller 4, and next In order to calculate the cumulative addition result, the cumulative addition data held so far is cleared. The memory 7 sequentially stores the cumulative addition result D5 for one period sent in this way as a correlation value.
[0013]
As described above, the synchronization acquisition device 1 calculates the correlation value with the reception data D1 for each of the plurality of PN codes D2 having different phases, and sequentially stores them in the memory 7. When the correlation value of the cumulative addition output D4 stored in the memory 7 exceeds a predetermined reference value, the controller 4 determines the phase of the PN code when the correlation value is obtained as the PN code used on the transmission side. The phase information S10 is detected as the phase.
[0014]
As a result, the phase information S10 of the PN code on the transmission side detected by the synchronization acquisition device 1 is supplied to the demodulator on the receiving side and the phase synchronized with the transmission side by the PN code generator in the demodulator. The received signal can be demodulated by despreading using the PN code.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the synchronization acquisition device having such a configuration, in order to synchronize with the phase of the PN code multiplied on the transmission side, the correlation values between the plurality of PN codes D2 generated from the PN code generator 3 and the received data D1 are sequentially calculated. However, it is necessary to continue calculating the correlation value until the correlation value exceeds a predetermined reference value.
[0016]
Therefore, the synchronization acquisition device sequentially calculates the correlation value between the PN code D2 and the reception data D1 for each phase until the correlation value exceeds a predetermined reference value, particularly when synchronization is acquired for the first time when the receiver is turned on. There is a problem that it takes a lot of time to acquire synchronization.
[0017]
In addition, as a receiving device, if it takes a long time to acquire synchronization in the internal synchronization acquisition device, the waiting time from when the power is turned on until the call becomes ready becomes longer, and unnecessary power consumption is required until synchronization is acquired. There was a problem that occurred.
[0018]
The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose a pseudo-noise code synchronization acquisition apparatus and reception apparatus that can detect the phase of a pseudo-noise code in a short time with a simple configuration.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, the phase is respectively determined via one offset generator and a plurality of delay elements based on the code sequence having the same bit sequence pattern as the first pseudo-noise code transmitted from the transmission side. And a plurality of second pseudo-noise codes generating means for generating a plurality of second pseudo-noise codes, and a plurality of second pseudo-noise codes selected at respective timings obtained by time-dividing one chip in the received first pseudo-noise code. And a selector means for outputting the first pseudo-noise code and a plurality of second pseudo-noise codes supplied from the selector means, and a multiplication result obtained by the multiplication means. 2 are sequentially added for each phase of the two pseudo-noise codes, and each of the first pseudo-noise code and the second pseudo-noise code is added to calculate a cumulative addition result for one period. Storage means for storing a plurality of cumulative addition results as correlation values for each phase; and a phase of a second pseudo-noise code corresponding to a correlation value exceeding a predetermined reference value among the plurality of correlation values, And detecting means for detecting the phase of the pseudo-noise code.
[0020]
As a result, a plurality of second pseudo noise codes having different phases can be obtained by a simple configuration comprising one offset generator and a plurality of delay elements based on a code sequence having the same bit sequence pattern as the first pseudo noise code. In addition to being able to be generated, a plurality of second pseudo-noise codes and first pseudo-noise codes are combined into a set of multiplication means and addition means at respective timings obtained by time-dividing one chip in the first pseudo-noise code. Therefore, the correlation values can be calculated and synchronized in a short time with a simple configuration.
[0021]
In the present invention, the receiving means for receiving the transmission data spread by the first pseudo-noise code and obtaining the received data, and the code having the same bit sequence pattern as the first pseudo-noise code included in the received data Pseudo-noise code generating means for generating a plurality of second pseudo-noise codes having different phases through one offset generator and a plurality of delay elements based on the sequence, and within one chip in the first pseudo-noise code Correlation calculating means for calculating in parallel each correlation value with a plurality of second pseudo-noise codes at respective timings obtained by time-division, and the phase of the first pseudo-noise code based on the signal level of the correlation values A phase detecting means for detecting the second pseudo noise code, and a demodulator for demodulating the received data by despreading based on the second pseudo noise code detected by the phase detecting means. To be provided and means.
[0022]
As a result, a plurality of second pseudo noise codes having different phases can be obtained by a simple configuration comprising one offset generator and a plurality of delay elements based on a code sequence having the same bit sequence pattern as the first pseudo noise code. In addition to being generated, a plurality of second pseudo-noise codes and first pseudo-noise codes are calculated in parallel at respective timings obtained by time-dividing one chip in the first pseudo-noise code, Detecting a second pseudo-noise code synchronized with the phase of the first pseudo-noise code based on the signal level of the correlation value, and demodulating the received data by despreading based on the second pseudo-noise code Therefore, the received data can be demodulated in a short time with a simple configuration.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
(1) Outline of CDMA system
In the CDMA cellular network, the forward link (from the base station to the mobile station) channel is configured by four channels: a pilot channel, a sync channel, a paging channel, and a traffic channel.
[0025]
Of these, the pilot channel is a channel that repeatedly transmits only the PN code, and is used for acquiring and maintaining synchronization of the PN code and for clock reproduction on the receiving side. Incidentally, communication data is not transmitted in this pilot channel.
[0026]
The sync channel is a channel used to synchronize the system clock between the base station and the mobile station. The paging channel is a channel that transmits information necessary for handoff and terminal call information at the time of incoming call. is there. Further, the traffic channel is a channel for transmitting actual communication data such as voice information.
[0027]
Therefore, in an actual CDMA cellular, a transmission signal consisting only of a PN code is always output from the transmission side via the pilot channel, and when the power is turned on, the transmission signal is first received via this pilot channel and received. The phase of the PN code used on the transmission side is detected by calculating the correlation value between the received signal and a plurality of PN codes having different phases generated in the PN code generator. Subsequently, on the receiving side, despreading is performed by multiplying the received signal received by another sync channel, paging channel, traffic channel, etc. by a PN code synchronized with the phase of the PN code used on the transmitting side. And then demodulating.
[0028]
(2) Configuration of receiving device
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a receiving apparatus of the present invention as a whole in a CDMA cellular system, and a pilot channel received signal S 1 received via an antenna 11 is input to a high-frequency circuit 12. The high-frequency circuit 12 multiplies the reception signal S1 by a demodulation carrier wave having the same frequency as the carrier wave of the reception signal S1, thereby removing unnecessary high-frequency components and taking out a baseband signal, and performing analog / digital conversion on the baseband signal. Thus, the received data D10 is obtained and sent to the synchronization acquisition device 13. Here, the reception data D10 is PN code data subjected to spectrum spread.
[0029]
The synchronization acquisition device 13 detects the phase information S11 of the reception data D10 based on the control of the control circuit 15, and outputs the phase information S11 to the control circuit 15. The control circuit 15 is a CPU (Central Processing Unit) and supplies the phase information S11 to the demodulation circuit 14.
[0030]
Thereafter, the receiving apparatus 10 performs predetermined signal processing on the received signal S1 received via another traffic channel, for example, by the high frequency circuit 12, and sends the obtained received data D10 to the demodulating circuit 14. Based on the phase information S11 supplied from the control circuit 15 to the reception data D10, the demodulation circuit 14 generates a PN code whose phase is synchronized with that of the transmission side by an internal PN code generator. By using the received data D10 for despreading and demodulating, the audio information S2 is restored from the received data D10 and the audio is output from the speaker (not shown) at the subsequent stage via the output terminal 16. Yes.
[0031]
(3) First embodiment
(3-1) Configuration of synchronization acquisition device
Next, FIG. 2 shows a circuit configuration of the synchronization acquisition device 13 of the present invention, and the received data D10 is inputted to four multipliers 21 to 24 one bit at a time. The PN code generation unit 25 simultaneously generates four types of PN codes D21 to D24 having the same bit sequence pattern as the PN code used on the transmission side under the control of the controller 26, which is a micro computer, and having different phases. The PN codes D21 to D24 are output to the multipliers 21 to 24 one bit at a time.
[0032]
Multipliers 21 to 24 multiply the given PN codes D21 to D24 and received data D10 in parallel one bit at a time, and output the multiplication results D31 to D34 to adders 27 to 30, respectively. Here, the multiplication results D31 to D34 increase in signal level when the phases of the reception data D10 and the PN codes D21 to D24 coincide. The adders 27 to 30 add the inputted multiplication results D31 to D34 and the previous addition value output given from each of the addition value holding circuits 31 to 34, and add the addition results D37 to D40 to the addition value holding circuits 31 to 31. 34 respectively.
[0033]
The addition value holding circuits 31 to 34 are controlled by the controller 26. When all the multiplication results for one period of the PN codes D21 to D24 are cumulatively added by the adders 27 to 30, the cumulative addition results D41 to D41 are added. D44 is stored in the memory 35 as the correlation value between the received data D10 and the PN codes D21 to D24, and the accumulated addition data held so far is cleared.
[0034]
When the controller 26 detects a correlation value exceeding a predetermined reference value among the correlation values stored in the memory 35 for each phase, the phase information S11 of the PN code corresponding to the correlation value is used on the transmission side. The phase of the PN code is determined and output to the control circuit 11 at the subsequent stage. By the way, the PN codes D21 to D24 are quaternary (one cycle is 15 (2 Four Next, the detailed configuration of the PN code generator will be described assuming that it is an M-sequence code of -1) bit).
[0035]
(3-2) Configuration of PN code generator
As shown in FIG. 3, the PN code generator 25 includes a PN code generator 51 and four offset generators 52-55. The PN code generator 51 supplies the PN code D50 generated based on the clock CLK1 supplied from the controller 26 in parallel to the offset generators 52 to 55 via the 4-bit width bus.
[0036]
The offset generators 52 to 55 can arbitrarily set the phase based on the control data D51 to D54 respectively supplied from the controller 26 via the 4-bit width bus, and are supplied from the PN code generator 51. On the basis of the PN code D50, four types of PN codes D21 to D24 having arbitrarily different phases are simultaneously generated and output one bit at a time.
[0037]
Accordingly, the PN code generation unit 25 simultaneously generates and outputs four types of PN codes D21 to D24, and then supplies the next control data D51 to D54 from the controller 26. Four types of PN codes having a phase different from that of D24 are similarly generated and output.
[0038]
As described above, the PN code generation unit 25 can arbitrarily set and output the phase according to the 4-bit control data D51 to D54 supplied from the controller 26.
[0039]
Next, the circuit configuration of the PN code generator 51 and the offset generator 52 will be described. Here, the offset generators 53 to 55 are omitted because they are the same as the circuit configuration of the offset generator 52.
[0040]
In practice, as shown in FIG. 4, the PN code generator 51 has four stages of cyclic shift registers SR1 to SR4 and one exclusive OR circuit EX4 corresponding to the period of the PN code (15 bits). Based on the clock signal CLK1 supplied from the controller 26, the data stored in the shift registers SR1 to SR4 are sequentially shifted adjacently (in the direction of the arrows) and output to the offset generator 52, respectively.
[0041]
The offset generator 52 includes four-stage AND circuits A1 to A4 and three-stage exclusive OR circuits EX1 to EX3. The offset generator 52 receives the data supplied from the shift registers SR1 to SR4 of the PN code generator 51. The data is input to one of the input terminals A1 to A4, and 4-bit control data D51 for determining the phase offset amount is input from the controller 26 to the other input terminal.
[0042]
The offset generator 52 supplies AND outputs of the AND circuits A1 to A4 to one or the other input terminals of the exclusive OR circuits EX1 to EX3, and outputs an output of the exclusive OR circuit EX3 to one input of the exclusive OR circuit EX2. The output of the exclusive OR circuit EX2 is output to one input terminal of the exclusive OR circuit EX1, and the output from the exclusive OR circuit EX1 is output as a final code sequence of the PN code D21. Yes.
[0043]
As described above, the PN code generator 25 has the same bit sequence pattern based on the data output from the shift registers SR1 to SR4 of the PN code generator 51 and the control data D51 supplied from the controller 26. A PN code D21 whose phase is arbitrarily set in the code sequence is generated by an offset generator 52 and output.
[0044]
For example, FIG. 5 shows a 4-bit data string output simultaneously from the shift registers SR1 to SR4 of the PN code generator 51 to the offset generator 52. When (0, 0, 0, 1) is input as an initial value to the shift registers SR1 to SR4, the PN code generator 51 sequentially shifts the data to the next at the timing of the clock CLK1, and also to the offset generator 52. By outputting, the data string changes to (1, 1, 0, 0), (0, 1, 1, 0)... For each clock CLK1, and different data strings are output until one cycle (15 patterns). Is done.
[0045]
Accordingly, in the PN code generation unit 25, these data strings are changed in 15 ways by the PN code generator 51, and the AND circuits A1 to A4 of the offset generator 52 and the exclusive OR circuit EX1 according to the change. The calculation result calculated by .about.EX3 is output bit by bit as a PN code D21 having an arbitrarily set phase.
[0046]
Subsequently, when the next control data D51 is supplied from the controller 26 to the offset generator 52, the PN code generator 25 outputs a PN code D21 whose phase is offset by several bits in accordance with the control data D51. . Thus, the PN code generation unit 25 can arbitrarily move the phase of the PN code D21 by arbitrarily setting the control data D51.
[0047]
(3-3) Operation and effect
In the above configuration, the synchronization acquisition device 13 simultaneously generates four types of PN codes D21 to D24 having different phases by the PN code generator 25, and multiplies the PN codes D21 to D24 and the received data D10 by multipliers 21 to 21. 24, the adders 27 to 30 and the addition value holding circuits 31 to 34 respectively perform multiplication and accumulation processing in parallel, and store these accumulation addition results D41 to D44 in the memory 35 as correlation values.
[0048]
As a result, the synchronization acquisition device 13 can calculate the correlation value used when detecting the phase information S11 of the PN code used on the transmission side at a speed four times that of the related art. Therefore, the synchronization acquisition device 13 can detect the phase information S11 of the PN code used on the transmission side in a time shortened to ¼ compared with the conventional one, and thus the processing time of the receiving device 10 as a whole is 1 / 4.
[0049]
According to the above configuration, the receiving apparatus 10 simultaneously generates four types of PN codes D21 to D24 having different phases by the synchronization acquisition apparatus 13, and the correlation value between the PN codes D21 to D24 and the received data D10. Since the correlation values used for synchronization detection can be calculated at a speed four times faster, the phase information S11 of the PN code used on the transmission side is thus shortened to ¼. Can be detected.
[0050]
As a result, by shortening the processing time until the acquisition of synchronization, the receiving apparatus 10 can reduce the waiting time from when the power is turned on until the telephone becomes ready, and also reduce power consumption.
[0051]
(4) Second embodiment
(4-1) Configuration of synchronization acquisition device
In FIG. 6, in which parts corresponding to those in FIG. 2 are assigned the same reference numerals, reference numeral 60 denotes a synchronization acquisition device according to the second embodiment, and the synchronization acquisition device 13 according to the first embodiment has four sets of multipliers. Whereas it is constituted by 21 to 24 and adders 27 to 30, it is constituted by a set of multiplier 61 and adder 62.
[0052]
The PN code generation unit 63 is a code sequence having the same bit sequence pattern as that of the PN code used on the transmission side in the same manner as the PN code generation unit 25 in the first embodiment, and four types of PN having different phases. Codes D71 to D74 are simultaneously generated and output to the selector 64.
[0053]
The controller 65 is a microcomputer, and by controlling the selector 64, the multiplier 61 has a period until one bit data of the received data D10 next changes as shown in FIG. 7 (hereinafter, this is called one chip). ) Sequentially select and output four types of PN codes D71 to D74. That is, the controller 65 divides one chip into four, outputs 1 bit of the PN code D71 to the multiplier 61 at the first 1/4 chip, and multiplies 1 bit of the PN code D72 at the second 1/4 chip. 61, 1 bit of the PN code D73 is output to the multiplier 61 at the third 1/4 chip, and 1 bit of the PN code D74 is output to the multiplier 61 at the last 1/4 chip.
[0054]
Further, the controller 65 controls the multiplexer 66 and the addition selector 67, and outputs the multiplication result D81 of the PN code D71 and the reception data D10 to the addition value holding circuit 31 through the multiplexer 66. Is added to the adder 62 via the addition selector 67 during the first quarter chip.
[0055]
Thus, the controller 65 accumulates the multiplication result D81 by the multiplier 61 and the addition value held by the addition value holding circuit 31 by the adder 62 during the first 1/4 chip. The addition result is held in the addition value holding circuit 31.
[0056]
Similarly, the controller 65 sends the multiplication result D82 obtained by the multiplier 61 and the addition value held by the addition value holding circuit 31 by the adder 62 during the second quarter chip. Accumulated addition is performed, and the addition result is held in the added value holding circuit 32.
[0057]
The controller 65 repeats the same processing during the third quarter chip and during the last quarter chip, so that the received data D10 and the PN codes D71 to D74 for each phase are obtained during one chip. And multiplication and addition processing. As a result, the synchronization acquisition device 60 apparently performs the multiplication and addition processing of the reception data D10 and the PN codes D71 to D74 in parallel in one chip.
[0058]
When the controller 65 completes the multiplication and addition processing for one cycle, the accumulated addition results D91 to D94 held in the added value holding circuits 31 to 34 are stored in the memory 35 as correlation values, and the accumulated values held so far are stored. Clear the added data.
[0059]
When the controller 65 detects a correlation value exceeding a predetermined reference value among the correlation values stored in the memory 35 for each phase, the phase information S11 of the PN code corresponding to the correlation value is used on the transmission side. The phase of the PN code is determined, and this is output to the control circuit 15 at the subsequent stage.
[0060]
(4-2) Configuration of PN code generator
Next, the configuration of the PN code generator 63 is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the PN code generator 63 includes the PN code generator 51 and the offset generator 52 in the first embodiment, and three delay elements 73 to 75.
[0061]
As in the first embodiment, the PN code generator 51 generates a PN code D50 based on the clock CLK1 supplied from the controller 65, and supplies it to the offset generator 52 via a 4-bit width bus.
[0062]
The offset generator 52 outputs the PN code D21 having a phase arbitrarily set based on the control data D51 supplied from the controller 65 via the 4-bit width bus, bit by bit, and sequentially to the delay elements 73 to 75. Supply. As a result, the offset generator 52 can simultaneously output the PN codes D21 to D24 whose phases are offset one bit at a time via the delay elements 73 to 75, one bit at a time. Note that the circuit configurations of the PN code generator 51 and the offset generator 52 are the same as those in FIG. 4 shown in the first embodiment, and are omitted here.
[0063]
(4-3) Operation and effect
In the above configuration, the synchronization acquisition device 60 simultaneously generates four types of PN codes D71 to D74 having different phases by the PN code generator 63, and each of the 1/4 chips obtained by dividing one chip into four by the selector 64. Since the multiplication and addition processing of the PN codes D71 to D74 and the reception data D10 is performed during the period, the reception data D10 and the PN having four types of phases are obtained by the one set of multiplier 61 and adder 62. The multiplication results D81 to D84 with the codes D71 to D74 can be calculated in parallel.
[0064]
In this way, the synchronization acquisition device 60 performs multiplication and addition processing of the reception data D10 and the PN codes D71 to D74 having four types of phases in one chip by one set of multiplier 61 and adder 62. By doing so, the multiplication and addition processing of the PN codes D71 to D74 and the received data D10 are performed in parallel using four sets of multipliers and adders, as in the synchronization acquisition device 13 in the first embodiment. The correlation value can be calculated four times faster than the conventional method.
[0065]
Therefore, the synchronization acquisition device 60 can detect the phase information S11 of the PN code used on the transmission side in a time shortened to ¼ compared to the conventional case, and thus the processing time of the entire receiving device 10 is 1 / 4.
[0066]
In addition, the synchronization acquisition device 60 can calculate a correlation value at a speed four times that of the conventional one by using a set of multiplier 61 and adder 62, so that the circuit can be compared with the synchronization acquisition device 13 in the first embodiment. The configuration can be further simplified and reduced in size, and the power consumption can be reduced.
[0067]
According to the above configuration, the receiving apparatus 10 performs the multiplication and addition processing of the four types of PN codes D71 to D74 and the received data D10 in one chip by the synchronization acquisition apparatus 60, so that synchronization is achieved. The correlation value used for detection can be calculated at a fourfold speed, and thus the phase information S11 of the PN code used on the transmission side can be detected in a time reduced to ¼.
[0068]
As a result, by shortening the processing time until the acquisition of synchronization, the receiving apparatus 10 can reduce the waiting time from when the power is turned on until the telephone becomes ready, and also reduce power consumption.
[0069]
(5) Other embodiments
In the first and second embodiments described above, the case where the PN code generation units 25 and 63 generate four types of PN codes having different phases has been described. Not limited to this, n types of PN codes having different phases may be generated simultaneously. In this case, the processing time until the correlation value is calculated can be reduced to 1 / n as in the first and second embodiments described above.
[0070]
In the first embodiment described above, the PN code generator 25 having a configuration including the PN code generator 51 and the four offset generators 52 to 55 as shown in FIG. 3 is used. However, the present invention is not limited to this, and a configuration comprising a PN code generator 51, an offset generator 52, and three delay elements 73 to 75 as in the PN code generator 63 in the second embodiment. (FIG. 8) may be used.
[0071]
Further, in the second embodiment described above, a PN code generator 63 having a configuration comprising a PN code generator 51, an offset generator 52, and three delay elements 73 to 75 as shown in FIG. Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and a configuration comprising a PN code generator 51 and four offset generators 52 to 55 as in the PN code generator 25 in the first embodiment. (FIG. 3) may be used.
[0072]
Further, in the first and second embodiments described above, the case where a PN code having a 15-bit period is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and a larger number of bits can be used in one period. The synchronization acquisition devices 13 and 60 of the present invention may be applied to a reception device using the PN code.
[0073]
Furthermore, in the above-described first and second embodiments, the case where the cumulative addition result for all one period of the PN code is calculated as the correlation value has been described, but the present invention is not limited to this, and is not necessarily limited to this. It is not necessary to perform multiplication and addition processing for one period, and the controller 26 and 65 may use a cumulative addition result obtained by calculating only a predetermined number of upper bits in one period of the reception data D10 as a correlation value. good. Thereby, the calculation time until calculating the correlation value can be further shortened.
[0074]
Further, in the first and second embodiments described above, the phase information of the PN code corresponding to the correlation value when the correlation value exceeds a predetermined reference value by the controllers 26 and 65 as the phase detection means. Although the case where S11 is detected as being synchronized with the phase of the PN code used on the transmission side has been described, the present invention is not limited to this, and the phase information of the PN code corresponding to the maximum correlation value is transmitted. The phase may be detected as the phase of the PN code used on the side.
[0075]
Furthermore, in the second embodiment described above, the case where the PN code generator 63 generates and outputs the PN codes D21 to D24 whose phases are offset by one bit at the same time has been described. The PN codes D21 to D24 whose phases are offset by several bit intervals may be simultaneously generated and output by changing the setting of the offset amount by the delay elements 73 to 75.
[0076]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the synchronization acquisition devices 13 and 60 of the present invention are applied to the reception device in the case of performing wireless communication using the antenna 11 and the high-frequency circuit 12 as reception means has been described. The present invention is not limited to this, and may be applied to a receiving device using wired communication instead of a receiving device using wireless communication.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of components having different phases can be obtained by a simple configuration including one offset generator and a plurality of delay elements based on a code sequence having the same bit sequence pattern as the first pseudo-noise code. In addition to being able to generate a second pseudo-noise code, a plurality of second pseudo-noise codes and first pseudo-noise codes are assigned 1 at each timing obtained by time-dividing one chip in the first pseudo-noise code. Since it can be apparently calculated in parallel only by a set of multiplication means and addition means, a pseudo-noise code synchronization acquisition device capable of calculating a correlation value and acquiring synchronization in a short time with a simple configuration can be realized. .
[0078]
Further, according to the present invention, a plurality of second phases having different phases can be obtained by a simple configuration comprising one offset generator and a plurality of delay elements based on a code sequence having the same bit sequence pattern as the first pseudo-noise code. In addition to being able to generate a pseudo-noise code, a plurality of second pseudo-noise codes and first pseudo-noise codes are respectively connected in parallel at respective timings obtained by time-division within one chip of the first pseudo-noise code. Calculating, detecting a second pseudo-noise code synchronized with the phase of the first pseudo-noise code based on the signal level of the correlation value, and despreading the received data based on the second pseudo-noise code Therefore, it is possible to realize a receiving apparatus that can demodulate received data in a short time with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a receiving apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a synchronization acquisition device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a PN code generation unit in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing configurations of a PN code generator and an offset generator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a data string of a PN code generator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a synchronization acquisition device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating time division processing according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a PN code generation unit in the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional synchronization acquisition device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 13, 60 ... Synchronization acquisition device, 2, 21-24, 61 ... Multiplier, 3, 25, 63 ... PN code generation part 4, 26, 65 ... Controller, 5, 27-30, 62... Adder, 6, 31 to 34... Addition value holding circuit, 7, 35... Memory, 51... PN code generator, 52 to 55.

Claims (2)

送信側から送信された第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子を介してそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生する疑似雑音符号発生手段と、
受信した上記第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで上記複数の第2の疑似雑音符号を選択して出力するセレクタ手段と、
上記第1の疑似雑音符号と上記セレクタ手段から供給される上記複数の第2の疑似雑音符号とを1ビツトずつ順次乗算処理する乗算手段と、
上記乗算手段による乗算結果を上記第2の疑似雑音符号の各位相ごとに順次累積加算し、上記第1の疑似雑音符号と上記第2の疑似雑音符号との一周期分までの累積加算結果をそれぞれ算出する加算手段と、
上記累積加算結果を各位相ごとの相関値として複数記憶する記憶手段と、
上記複数の相関値のうち所定の基準値を超えた相関値に対応する上記第2の疑似雑音符号の位相を、上記第1の疑似雑音符号の位相として検出する検出手段と
を具えることを特徴とする疑似雑音符号の同期捕捉装置。
A plurality of second pseudo noise codes having different phases from each other through one offset generator and a plurality of delay elements based on a code sequence having the same bit sequence pattern as the first pseudo noise code transmitted from the transmission side. Pseudo-noise code generating means for generating,
Selector means for selecting and outputting the plurality of second pseudo-noise codes at respective timings obtained by time-dividing one chip in the received first pseudo-noise code;
Multiplying means for sequentially multiplying the first pseudo-noise code and the plurality of second pseudo-noise codes supplied from the selector means bit by bit;
The multiplication results of the multiplication means are sequentially accumulated and added for each phase of the second pseudo noise code, and the cumulative addition results up to one cycle of the first pseudo noise code and the second pseudo noise code are obtained. Adding means for calculating each;
Storage means for storing a plurality of cumulative addition results as correlation values for each phase;
Detecting means for detecting a phase of the second pseudo noise code corresponding to a correlation value exceeding a predetermined reference value among the plurality of correlation values as a phase of the first pseudo noise code. A pseudo-noise code synchronization acquisition apparatus.
第1の疑似雑音符号によつて拡散された送信データを受信して受信データを得る受信手段と、
上記受信データに含まれる上記第1の疑似雑音符号と同一ビツト系列パターンの符号系列を基準に1個のオフセツト発生器及び複数の遅延素子を介してそれぞれ位相の異なる複数の第2の疑似雑音符号を発生する疑似雑音符号発生手段と、
上記第1の疑似雑音符号における1チツプ内を時分割したそれぞれのタイミングで上記複数の第2の疑似雑音符号との相関値をそれぞれ並列的に算出する相関算出手段と、
上記相関値の信号レベルに基づいて上記第1の疑似雑音符号の位相と同期した第2の疑似雑音符号を検出する位相検出手段と、
上記位相検出手段によつて検出した第2の疑似雑音符号に基づいて上記受信データを逆拡散することにより復調する復調手段と
を具えることを特徴とする受信装置。
Receiving means for receiving the transmission data spread by the first pseudo-noise code and obtaining the received data;
A plurality of second pseudo-noise codes having different phases from each other through one offset generator and a plurality of delay elements based on a code sequence having the same bit-sequence pattern as the first pseudo-noise code included in the received data Pseudo-noise code generating means for generating
Correlation calculating means for calculating the correlation values with the plurality of second pseudo noise codes in parallel at respective timings obtained by time-sharing within one chip of the first pseudo noise code;
Phase detection means for detecting a second pseudo noise code synchronized with the phase of the first pseudo noise code based on the signal level of the correlation value;
Demodulating means for demodulating the received data by despreading based on the second pseudo noise code detected by the phase detecting means.
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