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技術 スペクトル拡散受信装置

出願人 日本電気株式会社
発明者 吉田尚正
出願日 1993年6月14日 (27年6ヶ月経過) 出願番号 1993-141079
公開日 1995年1月31日 (25年10ヶ月経過) 公開番号 1995-030514
状態 特許登録済
技術分野 時分割方式以外の多重化通信方式
主要キーワード 伝送位相 自受信装置 パス分離 タップ間隔 ディジタル位相変調 遅延パルス スペクトル拡散変調信号 減算信号
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年1月31日)のものです。
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図面 (9)

目的

構成

整合フィルタ1は、スペクトル拡散された受信信号R1を逆拡散符号R2で逆拡散してパルス列R2を生じる。伝送路推定手段2は、受信信号R2に含まれるパイロット信号R1aに応答してマルチパス伝送路伝送特性推定し、タップ係数R4(R4a)を生じる。トランスバーサルフィルタ3は、タップ係数R4をタップ重みとしてパルス列R3の最大比合成信号R5を生じる。マルチパス干渉再生手段5は、タップ係数R4a,復調信号R6および逆拡散符号R2に応答し、マルチパス干渉信号R8を再生する。減算手段7は合成信号R5の遅延手段6によって遅延された遅延合成信号R5aから干渉信号R8を減算し、判定手段8はこの減算信号R9を判定して復調信号R10を出力する。

概要

背景

移動通信等においては、マルチパスフェージングによる通信品質劣化が大きな問題となる。このマルチパスフェージングは送信局からの送信信号が互いに伝送定数遅延時間,伝送振幅および伝送位相)の異なる複数の伝送路マルチパス伝送路)を通って同一の受信局に受信されることに起因する。このようなマルチパスフェージング環境における移動通信システムには、パスダイバシチ受信方式の適用が有効である。直接拡散スペクトル拡散変調を用いる通信では、マルチパス伝送路の各各のパス(伝送路)を通るスペクトル拡散信号スペクトル拡散受信装置における逆拡散過程で時間的に分離できる。従って、これらのパス分離されたスペクトル拡散信号を最大比合成することで容易にパスダイバシチ効果が得られる。このスペクトル拡散受信方式は、レイク(RAKE熊手)受信方式と呼ばれ、G.L.Turinの論文“Introduction to S−pread−Spectrum Antimultipath Techni−ques and Their Application to UrbanDigital Radio(Proc.IEEE,vol.68,NO.3,March 1980)に詳しく述べられている。

図8は従来のレイク受信方式を用いるスペクトル拡散受信装置のブロック図である。

図8において、ベースバンド受信信号R1が整合フィルタ1に入力される。ここで、受信信号R1はこのスペクトル拡散受信装置の受信部(図示せず)が生成する信号である。上記受信部は、セルラーシステム等の上移動通信システムの基地局から、情報信号が直接スペクトル拡散されたあとさらにディジタル位相変調された送信信号を受け、この送信信号を中間周波数信号に変換したあとさらに準同期検波して受信信号R1を生じる。なお、この受信信号R1は、同期符号拡散CDMA信号であり、このスペクトル拡散受信装置特有拡散符号のみで拡散された信号を含む場合と、互いに異なる特有の拡散符号によってそれぞれ拡散された複数のスペクトル拡散受信装置の信号を含む場合とがある。上記二つの場合において、受信信号R1は、さらに上記受信装置特有の拡散符号とは異なる拡散符号で特定の情報(例えばオール1あるいはオール0)を拡散したパイロット信号を含むこともある。図8の受信信号R1は、この受信装置特有の拡散符号によって拡散された信号とパイロット信号R1aとを含む。

整合フィルタ1は、自局自受信装置)の逆拡散符号R2の1チップ時間長チップ周期)に等しいタップ間隔を有し逆拡散符号R2をタップ係数とするタップ付き遅延線トランスバーサルフィルタ)で構成され、受信信号R1を逆拡散符号R2で逆拡散するとともに1ビット周期加算し、受信信号R1から異なる遅延時間を有する上記マルチパス伝送路の各パスごとに出力時刻の分離したパルス列R3を生じる。なお、マルチパスフェージング環境においては、受信信号R1が独立なフェージング(特に移動通信などではレイリーフェージングとなる)を受けるマルチパス伝送路からの上記送信信号の合成信号を基に生成されており、従って、パルス列R3は1またはそれ以上のチップ時間間隔を有する複数のパルスからなることに注意すべきである。また、パルス列R3は、整合フィルタ1による上述のスペクトル符号逆拡散過程で最大電力が取り出され、信号対雑音比が改善されている。

伝送路推定手段2は、受信信号R1に含まれるパイロット信号R1aから、上記マルチパス伝送路の各パスi(iは序数)を通る上記送信信号の遅延時間ti,振幅ai および位相θi を推定する。この伝送路推定手段2は、整合フィルタ1とほぼ同じ構成を有し、パイロット信号R1aのインパルス応答に対応した複数出力のタップ係数R4を生じる。この伝送路推定手段2のマルチパス伝送路推定アルゴリズムには、一ビット前の受信信号R1aをタップ係数R4とする遅延検波型のものと複数シンボルの受信信号R1aの平均を取ってタップ係数R4を求める同期検波型のものとがある。

なお、伝送路推定手段2は、整合フィルタ1からのパルス列R3を判定手段4からの復調信号R6で逆変調することによってもタップ係数R4を得ることができる。

トランスバーサルフィルタ3は、1チップ時間長ごとにタップのついた遅延線モデル化できるフィルタであり、タップ係数R4をタップ重みとしてパルス列R3における時刻の異なる各パルスの最大比合成を行い、合成信号R5を得る。いま、整合フィルタ1からのパルス列R3を時刻tの関数であるSn (t)で表わし(nは整数)、受信信号R1のビット周期をTb (0<t≦Tb )とすると、トランスバーサルフィルタ3からの合成信号R5(=Sn )は(1)式で表わされる。

概要

受信スペクトル拡散信号中のマルチパス干渉信号をベースバンドにおいて除去する。

整合フィルタ1は、スペクトル拡散された受信信号R1を逆拡散符号R2で逆拡散してパルス列R2を生じる。伝送路推定手段2は、受信信号R2に含まれるパイロット信号R1aに応答してマルチパス伝送路の伝送特性を推定し、タップ係数R4(R4a)を生じる。トランスバーサルフィルタ3は、タップ係数R4をタップ重みとしてパルス列R3の最大比合成信号R5を生じる。マルチパス干渉再生手段5は、タップ係数R4a,復調信号R6および逆拡散符号R2に応答し、マルチパス干渉信号R8を再生する。減算手段7は合成信号R5の遅延手段6によって遅延された遅延合成信号R5aから干渉信号R8を減算し、判定手段8はこの減算信号R9を判定して復調信号R10を出力する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
6件

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請求項1

複数の伝送路からなるマルチパス伝送路を介して伝送されたスペクトル拡散信号検波信号である受信信号自局逆拡散符号で逆拡散するとともに1ビット周期で積算し前記伝送路の各各に対応して時間的に分離されたパルス列を生じる整合フィルタと、前記マルチパス伝送路の各伝送路における前記スペクトル拡散信号の伝送特性推定しこの伝送特性に対応するタップ係数を生じる伝送路推定手段と、前記第タップ係数をタップ重みとして時間的に分離された前記パルス列の各各の最大比合成を行って合成信号を生じるトランスバーサルフィルタと、前記合成信号を判定して第1の復調信号を生じる第1の判定手段と、前記逆拡散符号と前記合成信号と前記タップ係数と前記第1の復調信号とに応答し前記複数の伝送路のいずれかを伝送される前記スペクトル拡散信号が他の伝送路を伝送される前記スペクトル拡散信号に与える干渉成分を前記合成信号から除去したうえ判定して第2の復調信号を生じるマルチパス干渉除去手段とを備えることを特徴とするスペクトル拡散受信装置

請求項2

前記マルチパス干渉除去手段が、前記タップ係数と前記第1の復調信号と前記逆拡散符号とに応答してマルチパス干渉信号を再生するマルチパス干渉再生手段と、前記合成信号を遅延させて前記マルチパス干渉信号の再生時刻に一致させた遅延合成信号を生じる遅延手段と、前記遅延合成信号から前記マルチパス干渉信号を減算して前記干渉成分を除去した減算信号を生じる減算手段と、前記減算信号を判定して前記第2の復調信号を生じる第2の判定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受信装置。

請求項3

前記マルチパス干渉再生手段が、前記逆拡散符号と前記第1の復調信号とに応答して前記干渉成分を再生して干渉成分再生信号をそれぞれ生じる前記伝送路の各各対応の干渉成分再生手段と、前記干渉成分再生信号とこの干渉成分再生信号に対応する前記タップ係数の振幅とを乗算して乗算信号をそれぞれ生じる前記干渉成分再生手段の各各対応の乗算器と、前記乗算信号の全てを加算して前記マルチパス干渉信号を生じる加算器とを備えることを特徴とする請求項2記載のスペクトル拡散受信装置。

請求項4

前記スペクトル拡散信号が、パイロット信号を含み、前記伝送路推定手段が、前記受信信号の含む前記パイロット信号に応答して前記タップ係数を生じることを特徴とする請求項1記載のスペクトル拡散受信装置。

請求項5

前記伝送路推定手段が、前記パルス列と前記復調信号とに応答して前記タップ係数を生じることを特徴とする請求項1記載のスペクトル拡散受信装置。

請求項6

前記マルチパス干渉再生手段と前記遅延手段と前記減算手段と前記第2の判定手段とを備える前記マルチパス干渉除去手段を複数段備え、後段のマルチパス干渉再生手段が、前記拡散符号と前記タップ係数と前段の第2の判定手段からの前記第2の復調信号とを受け、後段の遅延手段が、前段の遅延手段からの前記遅延合成信号を受けることを特徴とする請求項2記載のスペクトル拡散受信装置。

請求項7

前記スペクトル拡散信号が、互いに異なる複数の拡散符号によって拡散されており、前記複数の拡散符号にそれぞれ対応する前記整合フィルタと前記トランスバーサルフィルタと前記第1の判定手段とをさらに含むことを特徴とする請求項1記載のスペクトル拡散受信装置。

請求項8

複数の伝送路からなるマルチパス伝送路を介して伝送されたスペクトル拡散信号の検波信号である受信信号を自局の逆拡散符号で逆拡散するとともに1ビット周期で積算し前記伝送路の各各に対応して時間的に分離されたパルス列を生じる整合フィルタと、前記マルチパス伝送路の各伝送路における前記スペクトル拡散信号の伝送特性を推定しこの伝送特性に対応する第1のタップ係数を生じる第1の伝送路推定手段と、前記第1のタップ係数をタップ重みとして時間的に分離された前記パルス列の各各の最大比合成を行って第1の合成信号を生じる第1のトランスバーサルフィルタと、前記第1の合成信号を判定して第1の復調信号を生じる第1の判定手段と、前記逆拡散符号と前記第1のタップ係数と前記第1の復調信号とに応答して前記伝送路の一つに対する他の伝送路からの干渉信号であるマルチパス干渉信号を再生する前記伝送路の各各対応のマルチパス干渉再生手段と、前記パルス列を遅延させて前記マルチパス干渉信号の再生時刻に一致させた遅延合成信号を生じる第1の遅延手段と、前記遅延合成信号から前記マルチパス干渉信号を減算して前記合成信号に含まれている前記複数の伝送路のいずれかを伝送されるスペクトル拡散信号が他の伝送路を伝送されるスペクトル拡散信号に与える干渉成分を除去した減算信号を生じる減算手段と、前記受信信号を遅延させて前記減算信号を生じる時刻に一致させた遅延受信信号を生じる第2の遅延手段と、前記マルチパス伝送路の各伝送路における前記スペクトル拡散信号の伝送特性を推定しこの伝送特性に対応する第2のタップ係数を生じる第2の伝送路推定手段と、前記第2のタップ係数をタップ重みとして時間的に分離された前記減算信号の各各の最大比合成を行って第2の合成信号を生じる第2のトランスバーサルフィルタと、前記第2の合成信号を判定して第2の復調信号を生じる第2の判定手段とを備えることを特徴とするスペクトル拡散受信装置。

請求項9

前記マルチパス干渉再生手段が、前記逆拡散符号と前記第1の復調信号とに応答して前記干渉成分を再生して干渉成分再生信号をそれぞれ生じる前記伝送路の各各対応の干渉成分再生手段と、前記干渉成分再生信号と対応する前記タップ係数とを乗算して乗算信号をそれぞれ生じる前記干渉成分再生手段の各各対応の乗算器と、前記乗算信号の全てを加算して前記マルチパス干渉信号を生じる加算器とを備えることを特徴とする請求項8記載のスペクトル拡散受信装置。

請求項10

前記第2の伝送路推定手段が、前記減算信号と前記第2の復調信号とに応答して前記第2のタップ係数を生じることを特徴とする請求項8記載のスペクトル拡散受信装置。

技術分野

0001

本発明はスペクトル拡散変調信号を受信するスペクトル拡散受信装置に関し、特にマルチパスフェージング環境における通信品質の改善に好適なパスダイバーシチ受信方式を用いたスペクトル拡散受信装置に関する。

背景技術

0002

移動通信等においては、マルチパスフェージングによる通信品質の劣化が大きな問題となる。このマルチパスフェージングは送信局からの送信信号が互いに伝送定数遅延時間,伝送振幅および伝送位相)の異なる複数の伝送路マルチパス伝送路)を通って同一の受信局に受信されることに起因する。このようなマルチパスフェージング環境における移動通信システムには、パスダイバシチ受信方式の適用が有効である。直接拡散スペクトル拡散変調を用いる通信では、マルチパス伝送路の各各のパス(伝送路)を通るスペクトル拡散信号をスペクトル拡散受信装置における逆拡散過程で時間的に分離できる。従って、これらのパス分離されたスペクトル拡散信号を最大比合成することで容易にパスダイバシチ効果が得られる。このスペクトル拡散受信方式は、レイク(RAKE熊手)受信方式と呼ばれ、G.L.Turinの論文“Introduction to S−pread−Spectrum Antimultipath Techni−ques and Their Application to UrbanDigital Radio(Proc.IEEE,vol.68,NO.3,March 1980)に詳しく述べられている。

0003

図8は従来のレイク受信方式を用いるスペクトル拡散受信装置のブロック図である。

0004

図8において、ベースバンド受信信号R1が整合フィルタ1に入力される。ここで、受信信号R1はこのスペクトル拡散受信装置の受信部(図示せず)が生成する信号である。上記受信部は、セルラーシステム等の上移動通信システムの基地局から、情報信号が直接スペクトル拡散されたあとさらにディジタル位相変調された送信信号を受け、この送信信号を中間周波数信号に変換したあとさらに準同期検波して受信信号R1を生じる。なお、この受信信号R1は、同期符号拡散CDMA信号であり、このスペクトル拡散受信装置特有拡散符号のみで拡散された信号を含む場合と、互いに異なる特有の拡散符号によってそれぞれ拡散された複数のスペクトル拡散受信装置の信号を含む場合とがある。上記二つの場合において、受信信号R1は、さらに上記受信装置特有の拡散符号とは異なる拡散符号で特定の情報(例えばオール1あるいはオール0)を拡散したパイロット信号を含むこともある。図8の受信信号R1は、この受信装置特有の拡散符号によって拡散された信号とパイロット信号R1aとを含む。

0005

整合フィルタ1は、自局自受信装置)の逆拡散符号R2の1チップ時間長チップ周期)に等しいタップ間隔を有し逆拡散符号R2をタップ係数とするタップ付き遅延線トランスバーサルフィルタ)で構成され、受信信号R1を逆拡散符号R2で逆拡散するとともに1ビット周期加算し、受信信号R1から異なる遅延時間を有する上記マルチパス伝送路の各パスごとに出力時刻の分離したパルス列R3を生じる。なお、マルチパスフェージング環境においては、受信信号R1が独立なフェージング(特に移動通信などではレイリーフェージングとなる)を受けるマルチパス伝送路からの上記送信信号の合成信号を基に生成されており、従って、パルス列R3は1またはそれ以上のチップ時間間隔を有する複数のパルスからなることに注意すべきである。また、パルス列R3は、整合フィルタ1による上述のスペクトル符号逆拡散過程で最大電力が取り出され、信号対雑音比が改善されている。

0006

伝送路推定手段2は、受信信号R1に含まれるパイロット信号R1aから、上記マルチパス伝送路の各パスi(iは序数)を通る上記送信信号の遅延時間ti,振幅ai および位相θi を推定する。この伝送路推定手段2は、整合フィルタ1とほぼ同じ構成を有し、パイロット信号R1aのインパルス応答に対応した複数出力のタップ係数R4を生じる。この伝送路推定手段2のマルチパス伝送路推定アルゴリズムには、一ビット前の受信信号R1aをタップ係数R4とする遅延検波型のものと複数シンボルの受信信号R1aの平均を取ってタップ係数R4を求める同期検波型のものとがある。

0007

なお、伝送路推定手段2は、整合フィルタ1からのパルス列R3を判定手段4からの復調信号R6で逆変調することによってもタップ係数R4を得ることができる。

0008

トランスバーサルフィルタ3は、1チップ時間長ごとにタップのついた遅延線モデル化できるフィルタであり、タップ係数R4をタップ重みとしてパルス列R3における時刻の異なる各パルスの最大比合成を行い、合成信号R5を得る。いま、整合フィルタ1からのパルス列R3を時刻tの関数であるSn (t)で表わし(nは整数)、受信信号R1のビット周期をTb (0<t≦Tb )とすると、トランスバーサルフィルタ3からの合成信号R5(=Sn )は(1)式で表わされる。

0009

0010

ここで、Nはタップ係数R4に対応し、上記マルチパス伝送路のうちの伝送路推定手段2によって選ばれて合成するパスの数である。判定手段4は、合成信号R5を判定し、自局の復調信号R6を生じる。

発明が解決しようとする課題

0011

この従来のスペクトル拡散受信装置は、受信信号R1が互いに遅延時間の異なる複数のパスを通る信号からなる場合、整合フィルタ1からのパルス列R3のうちの一つのパスに相当するパルスには他の異なる遅延時間を有するパスからの干渉,即ちマルチパス干渉信号が含まれてくる。これは、逆拡散信号R2のタイミングずれがある場合に自己相関値あるいは他局のスペクトル拡散信号との相互相関値が0にならないためである。この場合の自己相関値あるいは相互相関値は用いる拡散符号によって異なる。

0012

上述のとおり、従来のスペクトル拡散受信装置は、マルチパス干渉信号を含む合成信号R5をそのまま判定するので、合成信号R5にマルチパス干渉による符号誤りがあっても、判定手段4からの復調信号R6には符号誤りがそのまま含まれることになる。

課題を解決するための手段

0013

本発明のスペクトル拡散受信装置の一つは、複数の伝送路からなるマルチパス伝送路を介して伝送されたスペクトル拡散信号の検波信号である受信信号を自局の逆拡散符号で逆拡散するとともに1ビット周期で積算し前記伝送路の各各に対応して時間的に分離されたパルス列を生じる整合フィルタと、前記マルチパス伝送路の各伝送路における前記スペクトル拡散信号の伝送特性を推定しこの伝送特性に対応するタップ係数を生じる伝送路推定手段と、前記第タップ係数をタップ重みとして時間的に分離された前記パルス列の各各の最大比合成を行って合成信号を生じるトランスバーサルフィルタと、前記合成信号を判定して第1の復調信号を生じる第1の判定手段と、前記逆拡散符号と前記合成信号と前記タップ係数と前記第1の復調信号とに応答し前記複数の伝送路のいずれかを伝送される前記スペクトル拡散信号が他の伝送路を伝送される前記スペクトル拡散信号に与える干渉成分を前記合成信号から除去したうえ判定して第2の復調信号を生じるマルチパス干渉除去手段とを備える。

0014

前記スペクトル拡散受信装置は、前記マルチパス干渉除去手段が、前記タップ係数と前記第1の復調信号と前記逆拡散符号とに応答してマルチパス干渉信号を再生するマルチパス干渉再生手段と、前記合成信号を遅延させて前記マルチパス干渉信号の再生時刻に一致させた遅延合成信号を生じる遅延手段と、前記遅延合成信号から前記マルチパス干渉信号を減算して前記干渉成分を除去した減算信号を生じる減算手段と、前記減算信号を判定して前記第2の復調信号を生じる第2の判定手段とを備える構成を採ることができる。

0015

また、前記スペクトル拡散受信装置が、前記マルチパス干渉再生手段と前記遅延手段と前記減算手段と前記第2の判定手段とを備える前記マルチパス干渉除去手段を複数段備え、後段のマルチパス干渉再生手段が、前記拡散符号と前記タップ係数と前段の第2の判定手段からの前記第2の復調信号とを受け、後段の遅延手段が、前段の遅延手段からの前記遅延合成信号を受ける構成を採ることもできる。

0016

さらに、前記スペクトル拡散受信装置が、互いに異なる複数の拡散符号によって拡散されている前記スペクトル拡散信号を受け、前記複数の拡散符号にそれぞれ対応する前記整合フィルタと前記トランスバーサルフィルタと前記第1の判定手段とをさらに含む構成を採ってもよい。

0017

なお、前記スペクトル拡散受信装置における前記マルチパス干渉再生手段は、前記逆拡散符号と前記第1の復調信号とに応答して前記干渉成分を再生して干渉成分再生信号をそれぞれ生じる前記伝送路の各各対応の干渉成分再生手段と、前記干渉成分再生信号とこの干渉成分再生信号に対応する前記タップ係数の振幅とを乗算して乗算信号をそれぞれ生じる前記干渉成分再生手段の各各対応の乗算器と、前記乗算信号の全てを加算して前記マルチパス干渉信号を生じる加算器とを備える構成を採ることができる。

0018

本発明のスペクトル拡散受信装置の別の一つは、複数の伝送路からなるマルチパス伝送路を介して伝送されたスペクトル拡散信号の検波信号である受信信号を自局の逆拡散符号で逆拡散するとともに1ビット周期で積算し前記伝送路の各各に対応して時間的に分離されたパルス列を生じる整合フィルタと、前記マルチパス伝送路の各伝送路における前記スペクトル拡散信号の伝送特性を推定しこの伝送特性に対応する第1のタップ係数を生じる第1の伝送路推定手段と、前記第1のタップ係数をタップ重みとして時間的に分離された前記パルス列の各各の最大比合成を行って第1の合成信号を生じる第1のトランスバーサルフィルタと、前記第1の合成信号を判定して第1の復調信号を生じる第1の判定手段と、前記逆拡散符号と前記第1のタップ係数と前記第1の復調信号とに応答して前記伝送路の一つに対する他の伝送路からの干渉信号であるマルチパス干渉信号を再生する前記伝送路の各各対応のマルチパス干渉再生手段と、前記パルス列を遅延させて前記マルチパス干渉信号の再生時刻に一致させた遅延合成信号を生じる第1の遅延手段と、前記遅延合成信号から前記マルチパス干渉信号を減算して前記合成信号に含まれている前記複数の伝送路のいずれかを伝送されるスペクトル拡散信号が他の伝送路を伝送されるスペクトル拡散信号に与える干渉成分を除去した減算信号を生じる減算手段と、前記受信信号を遅延させて前記減算信号を生じる時刻に一致させた遅延受信信号を生じる第2の遅延手段と、前記マルチパス伝送路の各伝送路における前記スペクトル拡散信号の伝送特性を推定しこの伝送特性に対応する第2のタップ係数を生じる第2の伝送路推定手段と、前記第2のタップ係数をタップ重みとして時間的に分離された前記減算信号の各各の最大比合成を行って第2の合成信号を生じる第2のトランスバーサルフィルタと、前記第2の合成信号を判定して第2の復調信号を生じる第2の判定手段とを備える。

0019

前記スペクトル拡散受信装置の別の一つの前記マルチパス干渉再生手段が、前記逆拡散符号と前記第1の復調信号とに応答して前記干渉成分を再生して干渉成分再生信号をそれぞれ生じる前記伝送路の各各対応の干渉成分再生手段と、前記干渉成分再生信号とこの干渉成分再生信号に対応する前記タップ係数とを乗算して乗算信号をそれぞれ生じる前記干渉成分再生手段の各各対応の乗算器と、前記乗算信号の全てを加算して前記マルチパス干渉信号を生じる加算器とを備える構成を採ってもよい。

0020

次に本発明について図面を参照して説明する。

0021

図1は本発明の第1の実施例のブロック図である。また、図2はこの実施例のマルチパス干渉再生手段5の詳細ブロック図であり、図3はこの実施例における合成信号R5の各パスごとのタイミング図である。

0022

図1図2および図3を併せ参照すると、このスペクトル拡散受信装置は、図8に示した従来技術によるスペクトル拡散受信装置に加えて、合成信号R5の含むマルチパス干渉を除去して判定するために、マルチパス干渉再生手段5と、遅延手段6と、減算手段7と、判定手段8とを備える。図8に示した整合フィルタ1,伝送路推定手段2,トランスバーサルフィルタ3および判定手段4の動作は、従来のスペクトル拡散受信装置のそれと変ることがないので、煩雑さを避けるために説明を省略する。

0023

マルチパス干渉再生手段5は、伝送路推定手段2からのタップ係数R4のうちの各パスiの振幅ai および遅延時間情報を含むタップ係数の振幅R4a(各タップはそれ自身で遅延時間情報を含む)と判定手段4からの復調信号R6と自局の逆拡散符号R2とに応答し、マルチパスに起因して生じたマルチパス干渉信号R8を再生する。ここで、伝送路推定手段2が出力するマルチパス伝送路のパス数は実用的な装置規模を考慮して3としている(従って、振幅ai はa1 ,a2およびa3 となる)。

0024

マルチパス干渉再生手段5において、第1パス干渉成分再生手段41,第2パス干渉再生手段42および第3パス干渉成分再生手段43の各各は、合成信号R5に含まれる第1パスから第2パスおよび第3パスに相当するパルス列R3への干渉成分(第1パス干渉成分)r1 ,第2パスから第1パスおよび第3パスに相当するパルス列R3への干渉成分(第2パス干渉成分)r2 および第3パスから第1パスおよび第2パスに相当するパルス列R3への干渉成分(第3パス干渉成分)r3 をそれぞれ再生する。第1パス干渉成分r1 ,第2パス干渉成分r2 および第3パス干渉成分r3 は、後述の(2)式、(3)式および(4)式で表わされる演算により生じる。ここで、第1パスと第2パスとの遅延時間差を(t1−t2 ),第2パスと第3パスとの遅延時間差を(t2 −t3 )としており、先行する復調信号R6をdn-1 ,現在の復調信号R6をdn ,後続の復調信号R6をdn+1 で表わしており、また、逆拡散符号R2はC(t)(0<t≦Tb )で表わしている。なお、r12およびr13はそれぞれ第1パスから第2パスおよび第3パスに相当するパルス列R3への干渉成分,r21およびr23はそれぞれ第2パスから第1パスおよび第3パスに相当するパルス列R3への干渉成分,r31およびr32はそれぞれ第3パスから第1パスおよび第2パスに相当するパルス列R3への干渉成分であり、それぞれ(2)式ないし(4)の項順に対応している。

0025

0026

上述のとおりに求められた第1パス干渉成分r1 ,第2パス干渉成分r2 および第3パス干渉成分r3 の各各は、乗算器42,44および46によって、対応するタップ係数の振幅R4a,即ち、a1 ,a2 およびa3 とそれぞれ乗算される。乗算器42,44および46は、最大比合成を行うための重み付けをタップ係数の振幅R4a(a1 ,a2 およびa3 )をさらに乗算することによって行い、第1パス干渉成分r1a,第2パス干渉成分r2aおよび第3パス干渉成分r3aを生じる。つまり、乗算器42,44および46は、それぞれ対応する第1パス干渉成分r1 ,第2パス干渉成分r2 および第3パス干渉成分r3 とタップ係数の振幅R4a,即ちa1 2 ,a2 2 およびa3 2 とを乗算する。これら第1パス干渉成分r1a,第2パス干渉成分r2aおよび第3パス干渉成分r3aが、加算器47によって加算され,即ち最大比合成され、(5)式に示す上述のマルチパス干渉信号R8になる。

0027

0028

さて、このスペクトル拡散受信装置の遅延手段6は、トランスバーサルフィルタ3からの合成信号R5をマルチパス干渉再生手段5がマルチパス干渉信号R8を出力するまでの時間だけ遅延させ、遅延合成信号R5aを生じる。減算手段7は、遅延合成信号R5aからマルチパス干渉信号R8を減算して減算信号R9を生じる。この減算信号R9は、遅延合成信号R9aの含む雑音状の各パスの干渉を除去した信号となっている。判定手段8は、減算信号R9を判定し、マルチパス干渉による判定誤まりを復調信号R6よりさらに除去して受信品質を向上した復調信号R10を生じる。

0029

なお、このスペクトル拡散受信装置は、マルチパス干渉の再生および除去をディジタル処理化の容易な基底帯域で行うため、LSI化あるいはディジタル信号処理プロセッサ(DSP)を用いた処理が容易であるという特徴がある。

0030

図4は本発明の第2の実施例のブロック図である。

0031

このスペクトル拡散受信装置は、図1の実施例のスペクトル拡散受信装置に加え、マルチパス干渉再生手段21,遅延手段22,減算手段23および判定手段24をさらに含む。マルチパス干渉再生手段5,遅延手段6,減算手段7および判定手段8はマルチパス干渉除去手段60を構成しており、上述したとおり、マルチパス干渉再生手段5,遅延手段6および減算手段7は合成信号R5からマルチパス干渉信号R8を除去した信号R9を判定手段8に供給する機能を有する。

0032

マルチパス干渉再生手段21,遅延手段22,減算手段23および判定手段24の各各は、マルチパス干渉再生手段5,遅延手段6,減算手段7および判定手段8にそれぞれ対応する機能を有し、マルチパス干渉除去手段60の次段に接続されたマルチパス干渉除去手段70を構成する。即ち、マルチパス干渉除去手段70は、マルチパス干渉除去手段60と同様に動作するように、マルチパス干渉再生手段21には逆拡散符号R2,タップ係数の振幅R4aおよび復調信号R10を供給し、遅延手段22には遅延合成信号R5aを供給し、判定手段24から復調信号R10aを生じさせる。

0033

つまり、図4のスペクトル拡散受信装置は、マルチパス干渉除去を2回繰り返して行っており、図1の実施例よりさらにマルチパス干渉の少ない信号によって信号判定を行うので、受信品質が図1の実施例よりさらに向上する。このマルチパス干渉の除去は、さらに多くの繰り返しが可能であるが、受信品質の改善には限界があるので、この受信装置の回路規模との兼ね合いで2回程度が実用的である。

0034

図5は本発明による第3の実施例のブロック図である。

0035

このスペクトル拡散受信装置は、互いに異なる特有の符号によってそれぞれ拡散された複数のスペクトル拡散受信装置の信号とパイロット信号R1aとを含む受信信号R1Aを受ける。この受信信号R1Aは、図1を参照して説明した自局の拡散符号でスペクトル拡散された信号の他に他局あてのスペクトル拡散信号も含む。

0036

自局復調器10と伝送路推定手段2とが、図1に示したとほぼ同じ構成のスペクトル拡散受信装置であり、受信信号R1Aのうちの自局あてのスペクトル拡散信号から復調信号R6を生じる。自局復調器10のマルチパス干渉再生手段5Aは、後述するとおり、図1のマルチパス干渉再生手段5とはいくらか機能が異なる。他局復調器10Aないし10Kの各各は、整合フィルタ1,トランスバーサルフィルタ3および判定手段4をそれぞれ備え、受信信号R1Aのうちの自局あてのスペクトル拡散信号を自局の逆拡散符号によって逆拡散し、さらに最大比合成したあと合成信号の判定結果である判定信号R6AないしR6Kを生じる。伝送路推定手段2で推定した各パスの遅延時間ti ,振幅ai および位相θi は、各復調器10,10A,…,10Kで等しく用いられる。

0037

マルチパス干渉再生手段5Aは、判定信号R6,R6A,…,R6Kから各復調器10,10A,…,10Kの全てに対応するマルチパス干渉信号R8aを生じる。このマルチパス干渉信号R8aの再生においては、図1の実施例において(2)式、(3)式および(4)式を用いて行った自局6の逆拡散符号R2どうしの自己相関演算の他に、自局の逆拡散符号と他局の逆拡散符号との間の相互干渉も考慮して再生を行う。復調器10の遅延手段6,減算器7および判定手段8は、図1の実施例とおなじ動作を行う。

0038

上述のとおり、図5に示したスペクトル拡散受信装置は、互いに異なる特有の拡散符号によってそれぞれ拡散された複数のスペクトル拡散受信装置の信号,つまり自局用および他局用のスペクトル拡散信号を復調できる。

0039

なお、このスペクトル拡散受信装置においても、図1の実施例と同様にマルチパス干渉除去手段を複数個設けてよいことは勿論である。

0040

図6は、本発明による第4の実施例のブロック図である。

0041

このスペクトル拡散受信装置は、図1の実施例のスペクトル拡散受信装置と同じ整合フィルタ1,伝送路推定手段2,トランスバーサルフィルタ3および判定手段4を含み、また図1の実施例と同じ受信信号R1と逆拡散符号R2とを受けて、タップ係数R4および復調信号R6を生じる。マルチパス干渉再生手段11は、逆拡散符号R2とタップ係数R4と復調信号R6とに応答し、図7を参照して後述するとおりにマルチパス干渉を再生したマルチパス干渉信号R13を生じる。遅延手段12は、整合フィルタ1からのパルス列R3をマルチパス干渉信号R13が得られるまでの時間だけ遅延させた遅延パルス列R12を生じる。減算手段12は、遅延パルス列R12からマルチパス干渉信号R13を減算して減算信号R14を生じる。

0042

また、別の遅延手段14は、受信信号R1を減算信号R14が得られるまでの時間だけ受信信号R1を遅延させた遅延受信信号R11を生じる。伝送路推定手段15は、伝送路推定手段2と同じ機能を有し、遅延受信信号R11に含まれるパイロット信号に応答してマルチパス伝送路における各パスの遅延、搬送波の振幅および位相を推定し、タップ係数R15を生じる。なお、伝送路推定手段15は、伝送路推定手段2と同様に、減算信号R14と判定手段17からの復調信号17とに応答して、タップ係数R15を推定してもよい。

0043

トランスバーサルフィルタ16も、トランスバーサルフィルタ3と同じ機能を有し、タップ係数R15をタップ重みとして、上記マルチパス伝送路の分離された各パスのパルス列である減算信号R14の最大比合成を行い、合成信号R16を生じる。この合成信号R16は判定手段4と同じ機能を有する判定手段17によって判定され、復調信号R17となる。

0044

図6の実施例のスペクトル拡散受信装置は、マルチパス干渉の除去された減算信号R14を最大比合成すべきパルス列R3と見なし、別に伝送路推定手段15によって伝送路推定されたタップ係数R15をタップ重みとしてトランスバーサルフィルタ16により再度各パスの最大比合成を行うので、図1の実施例のスペクトル拡散受信装置より受信品質の改善ができる。

0045

図7図6の実施例に用いるマルチパス干渉再生手段11の詳細ブロック図である。

0046

このマルチパス干渉再生手段11は、トランスバーサルフィルタ3で最大比合成を行う以前の干渉符号を再生する必要から、図1におけるマルチパス干渉再生手段5とは多少異なる処理を行う。最も大きな違いは、マルチパス干渉信号R13の再生における最大比合成の重み付けのために、各パスの遅延,搬送波の振幅および位相を含むタップ係数R4を必要とすることである。このマルチパス干渉再生手段11は、3つのパスを持つマルチパス伝送路の干渉信号を再生する。

0047

整合フィルタ1からのパルス列R3において分離されている第1のパスへの干渉信号I1は、第2のパスから第1のパスへの干渉成分r21を再生するP21再生手段51,この干渉成分r21に対してタップ係数R4で振幅(a2 )および位相(θ2 )の重み付けを行って第1パス干渉成分の一つr1bを生じる乗算器52,第3のパスから第1のパスへの干渉成分r31を再生するP31再生手段53,この干渉成分r31に対してタップ係数R4で振幅(a3 )および位相(θ3 )の重み付けを行って第1パス干渉成分の別の一つr1cを生じる乗算器52、および第1パス干渉成分r1bとr1cとを加算する加算器55により、(6)式のとおり再生される。

0048

0049

また、第2のパスへの干渉信号I2は、第1のパスから第2のパスへの干渉成分r12を再生するP12再生手段57,この干渉成分r12に対してタップ係数R4で振幅(a1 )および位相(θ1 )の重み付けを行って第2パス干渉成分の一つr2bを生じる乗算器57,第3のパスから第2のパスへの干渉成分r32を再生するP32再生手段58,この干渉成分r32に対してタップ係数R4で振幅(a3 )および位相(θ3 )の重み付けを行って第2パス干渉成分の別の一つr2cを生じる乗算器59、および第2パス干渉成分r2bとr2cとを加算する加算器60により、(7)式のとおり再生される。

0050

0051

さらに、第3のパスへの干渉信号I3は、第1のパスから第3のパスへの干渉成分r13を再生するP13再生手段61,この干渉成分r13に対してタップ係数R4で振幅(a2 )および位相(θ2 )の重み付けを行って第3パス干渉成分の一つr3bを生じる乗算器62,第1のパスから第3のパスへの干渉成分r23を再生するP23再生手段63,この干渉成分r23に対してタップ係数R4で振幅(a2 )および位相(θ2 )の重み付けを行って第3パス干渉成分の別の一つr3cを生じる乗算器63、および第3パス干渉成分r3bとr3cとを加算する加算器65により、(8)式のとおり再生される。

0052

0053

第1ないし第3のパスへの干渉信号I1ないしI3は、あわせてマルチパス干渉信号R13を構成しており、減算器13により遅延パルス列R12の各パスから減算される。

発明の効果

0054

以上説明したように本発明によるスペクトル拡散受信装置は、マルチパスフェージング環境で生じるマルチパス干渉を自局の逆拡散符号,伝送路推定によって得たタップ係数および判定信号を用いて再生し、最大比合成された合成信号または遅延された合成信号等の判定されるべき信号からこの再生されたマルチパス干渉信号を減算してマルチパス干渉を除去するので良好な受信品質の復調信号を得ることができるという効果がある。

0055

また、本発明のスペクトル拡散受信装置は、マルチパス干渉の再生および除去処理を基底帯域で行うのでディジタル処理化が容易であり、LSIあるいはディジタル信号処理プロセッサ(DSP)を用いて上記処理を行うことができるという効果もある。

図面の簡単な説明

0056

図1本発明の第1の実施例のブロック図である。
図2第1の実施例に用いたマルチパス干渉再生手段5の詳細ブロック図である。
図3第1の実施例が受ける受信信号R1における各パスのタイミングを示す図である。
図4本発明の第2の実施例のブロック図である。
図5本発明の第3の実施例のブロック図である。
図6本発明の第4の実施例のブロック図である。
図7第4の実施例に用いたマルチパス干渉再生手段11の詳細ブロック図である。
図8従来のスペクトル拡散受信装置のブロック図である。

--

0057

1整合フィルタ
2,15伝送路推定手段
3,16トランスバーサルフィルタ
4,8,17,24 判定手段
5,11,21マルチパス干渉再生手段
6,12,14,22遅延手段
7,13,23 減算手段
41 第1パス干渉成分再生手段
43 第2パス干渉成分再生手段
45 第3パス干渉成分再生手段
42,44,46,52,54,57,59,62,64乗算手段
47,55,60,65加算手段
51 P21干渉成分再生手段
53 P31干渉成分再生手段
56 P12干渉成分再生手段
58 P32干渉成分再生手段
61 P13干渉成分再生手段
63 P23干渉成分再生手段

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