JP2002118495A - スペクトル拡散通信用相関器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模を縮小し、消費電力を低減でき、か
つ受信ベースバンド信号の相関演算を完全に実現できる
スペクトラム拡散通信用相関器を提供する。 【解決手段】 受信ベースバンド信号の同相成分及び直
交成分との加算、減算をそれぞれ行う加算器、減算器
と、同相成分及び直交成分の参照用拡散符号の値に基づ
いて、加算器及び減算器の出力結果の位相回転を行い、
各成分の復調結果を出力する位相回転器を有するスペク
トラム拡散通信用相関器としたことで、回路規模を縮小
し、消費電力を低減でき、かつ受信ベースバンド信号の
相関演算を完全に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスペクトル拡散通信
システムにおいて受信ベースバンド信号と参照用拡散符
号との相関演算を行うことで受信信号を復調するスペク
トラム拡散通信用相関器に係り、特に受信信号を位相回
転して相関演算を行うスペクトラム拡散通信用相関器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等の無線通信で用いられるスペ
クトル拡散通信システムでは、送信側で情報データの変
調を行った後、データ変調より速いレートの拡散符号系
列を用いて直交拡散変調を行なうことで送信複素信号の
生成を行なっている。以下、スペクトラム拡散通信シス
テムで用いられる情報データならびに拡散符号の変調方
式であるＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）
変調について説明する。送信側で直交拡散変調を行った
際に生成される送信複素信号Ｔxは、以下の（１）式で
表される。

【０００３】

【数１】

【０００４】（１）式において、Ｓは情報データであ
り、Ｓiはその同相咸分、Ｓqは直交成分を、Ｃは拡散符
号系列であり、Ｃiは同相成分、Ｃqは直交成分を示して
いる。Ｔxi、Ｔxqはそれぞれ送信機から出力される拡散
変調後のベースバンド信号同相成分（Ｉ相）信号、直交
成分（Ｑ相）信号を示しており、それぞれの同相成分と
直交成分は直交関係にあるので、それぞれの直交成分Ｓ
q、Ｃqに虚数ｊが乗算されて表現されている。また各信
号に付加しているｎは、拡散符号系列の時間系列を示
す。

【０００５】受信機側で送信複素信号から送信情報デー
タを取り出す、すなわち受信データの復調を行なうに
は、送信複素信号と拡散変調に用いられたものと同じ拡
散符号系列の複素共役相関演算を行なう必要がある。送
信拡散符号系列と複素共役の符号系列をＣ^＊とすると、
受信機で行われる相関演算Ｒxは、以下の（２）式で表
される。

【０００６】

【数２】

【０００７】従って（２）式を論理回路等で構成する場
合、乗算処理回路が４系統、累加算処理回路が４系統必
要となる。（２）式において、Ｔ_０は受信機で相関処理
を行う場合のサンプリング最小単位（時間）を示してお
り、情報データＳｉ、Ｓｑは情報データのレートＮ倍の
速度で符号拡散されているものとしているため、累積加
算の回数ｎはｎ＝１〜Ｎの値を取る。

【０００８】受信機で相関演算を行う装置としては、ス
ライディング相関器が従来より用いられている。図７
は、従来のスライディング相関器の構成ブロック図であ
る。図７のスライディング相関器は、（２）式で表され
る相関演算を実現できる複素型のスライディング相関器
である。図７において、Ｔxiは受信ベースバンド信号同
相成分（Ｉ相）を、Ｔxqは受信ベースバンド信号直交成
分（Ｑ相）を表しており、それぞれ（２）式のＴxi、Ｔ
xqと同一である。またＣi、Ｃqはそれぞれ、同相成分と
直交成分の参照用拡散符号を表しており、（２）式のＣ
i、Ｃqと同一である。

【０００９】図７のスライディング相関器では、式
（２）中の乗算は乗算器７１ａ〜７１ｄで、加算・減算
は、加算器７２ａ、７２ｂで、参照用拡散符号及び受信
ベースバンド信号の乗算結果をサンプル数分積分し、サ
ンプルレート毎に放電（更新）するたたみ込み演算は、
累加算器７３ａ、７３ｂにおいて実行される。累加算器
７３ａは同相成分について、累加算器７３ｂは直交成分
についてのたたみこみ演算を行い、それぞれの相関出力
ＳＣ_ｉ、ＳＣ_ｑを出力する。

【００１０】従来のスライディング相関器で受信ベース
バンド信号が復調される過程を説明する。（２）式に
（１）式を代入すると、（２）式は以下の（３）式の通
りに表される。

【００１１】

【数３】

【００１２】（３）式において、Ｃii、Ｃqqはそれぞれ
同相成分、直交成分の参照用拡散符号の自己相関関数で
あり、ここではＣii＝Ｃqq＝１である。よって図７のス
ライディング相関器で出力される各成分の相関出力との
関係は、以下の（４）式で表される。

【００１３】

【数４】

【００１４】したがって（４）式から、従来のスライデ
ィング相関器で相関演算が実行されることにより、受信
ベースバンド信号が復調される事が明らかである。

【００１５】既述したスライディング相関器は、受信ベ
ースバンド信号と受信機側で生成される参照用拡散符号
のタイミングが一致している場合に用いられる。受信ベ
ースバンド信号及び参照用拡散符号のタイミングを検出
し、位相を補正する必要がある場合には、マッチドフィ
ルタが用いられる。マッチドフィルタは、受信ベースバ
ンド信号及び参照用拡散符号を時系列分格納し、相関演
算を１サンプル毎に実行するものであり、スライディン
グ相関器と同様な演算処理が１サンプル毎に実行され
る。

【００１６】図８は、従来のマッチドフィルタの構成ブ
ロック図である。図８のマッチドフィルタは、（２）式
で表される相関演算を１サンプル毎に実行する複素型の
マッチドフィルタである。図８のマッチドフィルタで
は、１サンプル毎に受信ベースバンド信号同相成分Ｔx
i、受信ベースバンド信号直交成分Ｔxqがそれぞれ遅延
器８１ａ、８１ｂに入力される。遅延器８１ａ及び８１
ｂは、ｎ個のレジスタが直列に接続したような構成とな
っており、データが入力されるとそれまで格納されてい
たデータを次段のレジスタへシフトして各レジスタの更
新を行う。

【００１７】遅延器８１ａ、８１ｂから出力される１サ
ンプル毎の受信ベースバンド信号同相成分、受信ベース
バンド信号直交成分と、同相成分と直交成分の参照用拡
散符号格納部（図示せず）から出力されるｎ個の同相成
分と直交成分の参照用拡散符号Ｃi（１）〜Ｃi（ｎ）、
Ｃq（１）〜Ｃq（ｎ）が、乗算器８２ａ−１〜８２ａ−
ｎ、８２ｂ−１〜８２ｂ−ｎ、８２ｃ−１〜８２ｃ−
ｎ、８２ｄ−１〜８２ｄ−ｎにそれぞれ入力されて乗算
が行われ、それらの乗算結果が加算器８３ａ〜８３ｄに
入力されて加算処理が行われる。加算器８３ａ〜８３ｄ
の加算結果は、更に加算器８４ａならびに減算器８４ｂ
に入力され加滅算処理が行われ、加算器８４ａからは同
相成分の相関出力ＭＦi、が、減算器８４ｂからは直交
成分の相関出力ＭＦqが出力される。図８のマッチドフ
ィルタでは、既述した動作により、（２）式の相関演算
がサンプル毎に実行される。出力された各成分の相関出
力ＭＦｉ、ＭＦｑは、遅延器に格納された受信ベースバ
ンド信号と参照用拡散符号の時系列が一致したタイミン
グでは最大の値を取るため、ピークパスの検出が可能と
なる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スペクトラム拡散通信用相関器では、相関演算を実現す
るため多数の乗算器及び加算器を要する構成であったた
め、回路規模が増大するという問題点があった。特にマ
ッチドフィルタにおいては、サンプル毎に相関演算を行
う目的により多数の乗算器、加算器を備えているため、
回路規模が一層増大し、更にそれらがサンプリング周期
で動作する事から、消費電力が増大してしまうという問
題があった。

【００１９】このような問題を解決する従来例として、
平成１１年１１月５日公開の特開平１１−３０８１４９
号「４相相関器」（出願人：三菱電機株式会社、発明
者：石岡和明他）が提案されている。この従来例は、同
相成分及び直交成分の参照用拡散符号に基づいて、受信
ベースバンド信号の同相成分及び直交成分の符号を切り
替える、すなわち位相回転操作を行う信号選択手段を設
けたことにより、乗算手段及び加算手段の数を低減でき
るため、小型で低消費電力の相関器を実現できるもので
ある。

【００２０】上記従来例の相関器では、上述公報の図１
に代表的な４相相関器の構成図が示されているが、この
４相相関器では、受信ベースバンド信号の同相成分及び
直交成分の位相回転が行われるのみであって、従来例の
図１の構成だけでは上記（４）式を満たしておらず、完
全に相関演算を実現していない。したがって、相関演算
を実現するためには更に論理回路素子を補充する必要が
あるが、従来例ではそれについての開示がない。

【００２１】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、回路規模を縮小し、消費電力を低減し、かつ相関演
算を完全に実現できるスペクトラム拡散通信用相関器を
提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明のスペクトラム拡散通信用相関器
は、４相変調されたスペクトル拡散信号の受信ベースバ
ンド信号と参照用拡散符号との相関演算を行うスペクト
ル拡散通信用相関器において、受信ベースバンド信号同
相成分と受信ベースバンド信号直交成分との加算処理を
行う加算器と、前記受信ベースバンド同相成分信号と前
記受信ベースバンド直交成分信号との減算処理を行う減
算器と、加算器及び前記減算器の出力結果に対して０
°、−９０°、−１８０°、−２７０°のうちいずれか
一つの位相回転を加えて復調処理を行い、同相成分及び
直交成分の復調結果を出力する位相回転器と、同相成分
の復調結果を加算し、累積した加算結果を同相成分の相
関出力として出力する同相成分加算器と、直交成分の復
調結果を加算し、累積した加算結果を直交成分の相関出
力として出力する直交成分加算器とを備えたスペクトラ
ム拡散通信用相関器であり、位相回転器は、前記加算器
から出力された加算結果と、同相成分の参照用拡散符号
との乗算を行う第１の乗算器と、減算器から出力された
減算結果と、直交成分の参照用拡散符号との乗算を行う
第２の乗算器と、同相成分の参照用拡散符号と、前記直
交成分の参照用拡散符号との乗算を行う第３の乗算器
と、第３の乗算器の乗算結果に基づいて、前記第１の乗
算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のうち一方を選択
して同相成分の復調結果として出力する同相成分データ
選択部と、第３の乗算器の乗算結果に基づいて、前記第
１の乗算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のうち一方
を選択して直交成分の復調結果として出力する直交成分
データ選択部とを有する位相回転器であり、回路規模を
縮小し、消費電力を低減でき、かつ完全に受信ベースバ
ンド信号の相関演算を実現することができる。

【００２３】また、本発明のスペクトラム拡散通信用相
関器は、受信ベースバンド信号同相成分と受信ベースバ
ンド信号直交成分との加算処理を行う加算器と、受信ベ
ースバンド同相成分信号と受信ベースバンド直交成分信
号との減算処理を行う減算器と、加算器の出力結果を格
納して遅延し、異なるタイミングで格納された加算結果
を出力する加算出力遅延器と、減算器の出力結果を格納
して遅延し、異なるタイミングで格納された減算結果を
出力する減算出力遅延器と、加算出力遅延器及び前記減
算出力遅延器の出力結果毎に設けられ、加算器用遅延器
及び減算器用遅延器の出力結果に対して０°、−９０
°、−１８０°、−２７０°のうちいずれか一つの位相
回転を加えて復調処理を行い、同相成分及び直交成分の
復調結果を出力する複数の位相回転器と、全ての位相回
転器から出力された同相成分の復調結果を加算し、累積
した加算結果を同相成分の相関出力として出力する同相
成分加算器と、全ての位相回転器から出力された直交成
分の復調結果を加算し、累積した加算結果を直交成分の
相関出力として出力する直交成分加算器とを備えたスペ
クトラム拡散通信用相関器であり、位相回転器は、加算
出力遅延器から出力された加算結果と、同相成分の参照
用拡散符号との乗算を行う第１の乗算器と、減算出力遅
延器から出力された減算結果と、直交成分の参照用拡散
符号との乗算を行う第２の乗算器と、同相成分の参照用
拡散符号と、直交成分の参照用拡散符号との乗算を行う
第３の乗算器と、第３の乗算器の乗算結果に基づいて、
第１の乗算器又は第２の乗算器の乗算結果のうち一方を
選択して同相成分の復調結果として出力する同相成分デ
ータ選択部と、第３の乗算器の乗算結果に基づいて、第
１の乗算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のうち一方
を選択して直交成分の復調結果として出力する直交成分
データ選択部とを有する位相回転器としたことにより、
大幅に回路規模を縮小し、消費電力を低減でき、かつ受
信ベースバンド信号の時系列の相関演算を完全に実現す
ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係るス
ペクトラム拡散通信用相関器は、受信ベースバンド信号
同相成分及び直交成分との加算を行う加算器と、受信ベ
ースバンド信号同相成分及び直交成分との減算を行う減
算器と、加算器及び減算器の出力結果に対し、同相成分
及び直交成分の参照用拡散符号の値に基づいた位相回転
を行うことで受信ベースバンド信号の復調を行う位相回
転器とから構成され、位相回転器は、受信ベースバンド
信号同相成分と同相成分の参照用拡散符号との乗算を行
う第１の乗算器、受信ベースバンド信号直交成分と直交
成分の参照用拡散符号との乗算を行う第２の乗算器、同
相成分及び直交成分の参照用拡散符号の乗算をそれぞれ
行う第３の乗算器と、第３の乗算器の出力結果に基づ
き、第１の乗算結果又は第２の乗算結果のいずれかを出
力する同相成分データ選択部及び直交成分データ選択部
とを有する位相回転器であり、これにより回路規模を縮
小し、消費電力を低減でき、かつ受信ベースバンド信号
の相関演算を実現することができる。

【００２５】尚、請求項における加算出力遅延器は図４
の遅延器４２ａに相当し、減算出力遅延器は図４の遅延
器４２ｂに、同相成分加算器は図２の累加算器２３ａ、
図４の加算器４５ａに、直交成分加算器は図２の累加算
器２３ｂ、図４の加算器４５ｂに、第１〜第３の乗算器
は図３の乗算器３１ａ〜３１ｃに、同相成分データ選択
部は図３のデータ選択部３２ａに、直交成分データ選択
部は図３のデータ選択部３２ｂにそれぞれ相当する。

【００２６】従来技術の説明において、（１）式で送信
情報データと拡散符号系列を記号で示したが、４相変調
においては拡散符号系列Ｃi、Ｃｑが取りうる値の組み
合わせは、（Ｃi、Ｃq）＝（＋１、＋１）、（−１、＋
１）、（−１、−１）、（＋１、−１）の４通りであ
る。例えば拡散符号系列（Ｃi、Ｃq）＝（＋１、＋１）
の場合には、（１）式は以下の（５）式のように表すこ
とができる。

【００２７】

【数５】

【００２８】同様に、他の拡散符号系列パターンの場合
も記載すると、以下（６）〜（８）式のように表せる。

【００２９】

【数６】

【００３０】図１は、同相成分及び直交成分の拡散符号
を座標軸にもつ平面（以下、ＩＱ平面という）におけ
る、送信複素信号の位置関係を示した図である。図１に
おいて、（５）式の状態をＩＱ平面上の第一象限の点で
あるとすると、（５）〜（８）式の状態は、それぞれの
象限内に示される点に該当する。すなわち（５）式は情
報シンボルから生成されるデータＳｉ‐Ｓｑ、Ｓｉ＋Ｓ
ｑを０°回転したものであり、同様に（６）式は９０
°、（７）式は１８０°、（８）式は２７０°回転した
状態であるといえる。

【００３１】拡散符号系列による拡散変復調は、ＩＱ平
面における回転操作を交えて言い換えると、送信機側で
は拡散変調、すなわちＩＱ平面上における送信情報デー
タの位相回転処理を行った結果、（５）〜（８）式で示
される４状態の信号が送信される。一方受信機側では、
参照用拡散符号系列に応じ、相関器によって、ＩＱ平面
状における（５）〜（８）式を示す点について、拡散変
調とは逆回転の位相回転処理を行った後、必要な加算又
は減算処理を行って、送信情報データＳｉ、Ｓｑの復調
を実行しているといえる。

【００３２】本発明の相関器における送信情報データの
復調過程について具体的に説明する。（５）〜（８）式
に対して複素共役の拡散符号Ｃ^＊＝Ｃｉ−Ｃｑとの乗算
を行うと、各式は以下（５）’〜（８）’のように表さ
れる。

【００３３】

【数７】

【００３４】よって（５）’〜（８）’式から（４）式
で示される様な情報データＳｉ、Ｓｑを復調するために
は、まず拡散変調とは逆回転となる回転処理を行う。つ
まり（５）’式の場合は、０°回転、すなわち実数部入
力信号２Ｓi、虚数部入力信号２Ｓqをそのまま出力すれ
ばよい。同様に、（６）’式の場合は、−９０°回転す
なわち、実数部入力信号−２Ｓｑに−１を乗した後、実
数部入力信号と虚数部入力信号を入れ替えてそれぞれ出
力し、（７）’式の場合は−１８０°回転すなわち、実
数部入力信号−２Ｓｉ、虚数部入力信号一２Ｓｑにそれ
ぞれ一１を乗じた後にそれぞれ出力し、（８）’式の場
合は‐２７０°回転すなわち、虚数部入力信号−２Ｓｉ
に一１を乗じた後、実数部入力信号と虚数部入力信号を
入れ替えてそれぞれ出力すればよい。

【００３５】上述した逆回転処理における出力結果に対
し、スラィディング相関器の場合には累加算器で累加算
処理を行い、マッチドフィルタの場合には、実数部及び
虚数部の加算器で加算した結果を相関演算結果として出
力する事で、それぞれの相関器における相関が完了す
る。

【００３６】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る
スライディング相関器の構成ブロック図である。また図
３は、図２のスライディング相関器における位相回転器
２２の構成ブロック図である。以下、本発明の第１の実
施の形態（以下、実施の形態１という）に係るスライデ
ィング相関器の構成について、図２及び図３を用いて説
明する。本発明の実施の形態１に係るスライディング相
関器は、加算器２１ａと、減算器２１ｂと、位相回転器
２２と、累加算器２３ａ、２３ｂとから構成されてい
る。また位相回転器２２は、乗算器３１ａ〜３１ｃと、
データ選択部３２ａ、３２ｂとから構成されている。

【００３７】加算器２１ａは、受信ベースバンド信号同
相成分及び受信ベースバンド信号直交成分の加算を行
い、加算結果を位相回転器２２に出力する。減算器２１
ｂは、受信ベースバンド信号同相成分及び受信ベースバ
ンド信号直交成分の減算を行い、減算結果を位相回転器
２２に出力する。尚、上記従来例においては、加算器２
１ａ及び減算器２１ｂに対応する装置の構成は示されて
おらず、この点が従来例との明確な相違点である。位相
回転器２２は、加算器２１ａ及び減算器２１ｂの出力結
果に対し、同相成分及び直交成分の参照用拡散符号の値
に基づいて位相回転処理を行い、同相成分及び直交成分
の復調結果を出力する。累加算器２３ａ、２３ｂは、同
相成分又は直交成分の復調結果を累積加算し、各成分の
１シンボル分の累積加算結果を相関出力として出力す
る。累加算器２３ａは同相成分の相関出力を、累加算器
２３ｂは直交成分の相関出力をそれぞれ出力する。

【００３８】乗算器３１ａは、加算器２１ａの加算結果
及び同相成分の参照用拡散符号の乗算を行い、出力結果
をデータ選択部３２ａ及び３２ｂに出力する。乗算器３
１ｂは、減算器２１ｂの減算結果及び直交成分の参照用
拡散符号の乗算を行い、出力結果をデータ選択部３２ａ
及び３２ｂに出力する。乗算器３１ｃは、同相成分及び
直交成分の参照用拡散符号の乗算を行い、出力結果をデ
ータ選択部３２ａ及び３２ｂに出力する。データ選択部
３２ａ、３２ｂは、乗算器３１ｃの乗算結果に基づい
て、乗算器３１ａ又は乗算器３１ｂの乗算結果のうち、
いずれか一方の乗算結果を復調結果として累加算器２３
ａ又は２３ｂに出力する。データ選択部２３ａは同相成
分の復調結果を累加算器２３ａに、データ選択部２３ｂ
は直交成分の復調結果を累加算器２３ｂに出力する。

【００３９】次に、本発明の実施の形態１に係るスライ
ディング相関器の動作について、図２及び図３を用いて
説明する。受信ベースバンド信号同相成分Ｔxi及び受信
ベースバンド信号直交成分Ｔxqは図２のスライディング
相関器においてまず、加算器２１ａ及び減算器２１ｂに
出力される。各成分の受信信号が入力されると、加算器
２１ａではＴxi＋Ｔxqの演算が、減算器２１ｂでは−Ｔ
xi＋Ｔxqの演算が行われる。この演算処理は受信信号に
対し複素共役の拡散符号を乗算、すなわち（５）〜
（８）式から（５）’〜（８）’への変換処理を行って
おり、加算器２１ａでは（５）’〜（８）’式における
実数部が、減算器２１ｂでは虚数部がそれぞれ出力され
る。以下、乗算器２１ａの出力結果を入力受信データ実
数部、減算器２１ｂの出力結果を入力受信データ虚数部
と呼ぶ。

【００４０】入力受信データ実数部、入力受信データ虚
数部は、同相成分の参照用拡散符号Ｃｉ，直交成分の参
照用拡散符号Ｃｑと共に位相回転器２２に入力される。
図３において、乗算器３１ａは入力受信データ実数部と
同相成分の参照用拡散符号Ｃｉの、乗算器３１ｂは入力
受信データ虚数部と直交成分の参照用拡散符号Ｃｑの、
乗算器３１ｃは同相成分の参照用拡散符号Ｃｉと直交成
分の参照用拡散符号Ｃｑの乗算をそれぞれ行う。乗算器
３１ａ〜３１ｃの乗算結果は、それぞれデータ選択部３
２ａ及び３２ｂに出力される。

【００４１】データ選択部３２ａ及び３２ｂは、乗算器
３１Ｃにおける乗算結果、すなわち同相成分の参照用拡
散符号Ｃｉと直交成分の参照用拡散符号Ｃｑの乗算結果
に基づいて、乗算器３１ａ又は乗算器３２ｂの出力結果
のうち一方を選択して出力する。具体的には、データ選
択部３２ａ及び３２ｂは、乗算器３１Ｃにおける乗算結
果が“１”、すなわち同相成分の参照用拡散符号Ｃｉと
直交成分の参照用拡散符号Ｃｑが等しい場合には、デー
タ選択部３２ａは入力受信データ実数部を、データ選択
部３２ｂは入力受信データ虚数部を出力する。乗算器３
１Ｃにおける乗算結果が“−１”、すなわち同相成分の
参照用拡散符号Ｃｉと直交成分の参照用拡散符号Ｃｑが
異なる場合には、データ選択部３２ａは入力受信データ
虚数部を、データ選択部３２ｂは入力受信データ実数部
を出力する。

【００４２】図２のスライディング相関器では、データ
選択部３２ａ及び３２ｂにおいて受信信号に対する逆回
転処理を行っている。すなわち参照用拡散符号系列Ｃｉ
及びＣｑの値に基づいて０°、−９０°、−１８０°、
−２７０°のうちのいずれか一つの角度分回転させて、
最終的に各成分において（４）式に表される復調結果を
得ることができる。受信信号に対する逆回転処理の結
果、データ選択部３２ａからは同相成分の復調結果が、
データ選択部３２ｂからは直交成分の復調結果が出力さ
れる。図３では、データ選択部３２ａの出力結果を位相
回転出力実数部、データ選択部３２ｂの出力結果を位相
回転出力虚数部としている。

【００４３】データ選択部３２ａ、３２ｂから出力され
た各成分の復調結果は、それぞれ累加算器２３ａ、２３
ｂに出力され、サンプル数累積加算された後、各成分の
相関出力ＳＣｉ、ＳＣｑが出力される。

【００４４】図４は、本発明の実施の形態１に係るマッ
チドフィルタの構成ブロック図である。以下、本発明の
実施の形態１に係るマッチドフィルタの構成について、
図４を用いて説明する。本発明の実施の形態１に係るマ
ッチドフィルタは、加算器４１ａと、減算器４１ｂと、
遅延器４２ａ、４２ｂと、参照用拡散符号格納部４３
ａ、４３ｂと、位相回転器４４−１〜４４−ｎと、加算
器４５ａ、４５ｂとから構成されている。

【００４５】加算器４１ａは、受信ベースバンド信号同
相成分及び受信ベースバンド信号直交成分の加算を行
い、加算結果を遅延器４２ａに出力する。減算器４１ｂ
は、受信ベースバンド信号同相成分及び受信ベースバン
ド信号直交成分の減算を行い、減算結果を遅延器４２ｂ
に出力する。遅延器４２ａ、４２ｂは、ｎ個のレジスタ
から構成され、加算器４１ａ又は減算器４１ｂから新た
に出力結果が入力されると、各レジスタはそれまで格納
されていたデータを次段のレジスタへシフトすると共
に、位相回転器４４−１〜４４−ｎに出力する。遅延器
４２ａは加算器４１ａの加算結果を、遅延器４２ｂは減
算器４１ｂの減算結果をそれぞれｎ個分格納することが
できる。参照用拡散符号格納部４３ａ、４３ｂは、同相
成分又は直交成分の参照用拡散符号を蓄積し、位相回転
器４４−１〜４４−ｎに出力する。参照用拡散符号格納
部４３ａは同相成分の参照用拡散符号を、参照用拡散符
号格納部４３ｂは直交成分の参照用拡散符号を蓄積す
る。参照用拡散符号格納部４３ａ、４３ｂが蓄積できる
参照用拡散符号は、一種類又は複数種類のどちらでもよ
い。位相回転器４４−１〜４４−ｎは、遅延器４２ａ及
び遅延器４２ｂの出力結果に対し、同相成分及び直交成
分の参照用拡散符号の値に基づいて位相回転処理を行
い、同相成分及び直交成分の復調結果を出力する。位相
回転器４４−１〜４４−ｎの構成は、実施の形態１のス
ライディング相関器における位相回転器２２と同一であ
る。加算器４５ａ、４５ｂは、位相回転器４４−１〜４
４−ｎから出力された同相成分又は直交成分の復調結果
を加算し、各サンプルタイミングの相関出力を出力す
る。加算器４５ａは同相成分の相関出力を、加算器４５
ｂは直交成分の相関出力をそれぞれ出力する。

【００４６】次に、本発明の実施の形態１に係るマッチ
ドフィルタの動作について、図４を用いて説明する。本
発明の実施の形態のマッチドフィルタでは、受信ベース
バンド信号同相成分Ｔｘｉ及び受信ベースバンド信号直
交成分Ｔｘｑが入力されると、加算器４１ａ及び減算器
４１ｂに出力される。加算器４１ａ及び減算器４１ｂで
は、既述した本発明の実施の形態１のスライディング相
関器と同様、受信信号に対する複素共役の拡散符号の乗
算処理を行っており、加算器４１ａでは（５）’〜
（８）’式における実数部が遅延器（実数部）４２ａ
に、減算器４１ｂでは虚数部が遅延器（虚数部）４２ｂ
にそれぞれ出力される。また、同相成分の参照用拡散符
号Ｃｉ、直交成分の参照用拡散符号Ｃｑはそれぞれ、参
照用拡散符号格納部（実数部）４３ａ、参照用拡散符号
格納部（虚数部）４３ｂに格納される。

【００４７】遅延器４２ａ及び４２ｂは、ｎ個のレジス
タが直列に接続されており、データが入力されるとそれ
まで格納されていたデータを次段のレジスタへシフトす
ることにより各レジスタの更新を行っている。遅延器４
２ａ、４２ｂから出力される１サンプル毎の受信ベース
バンド信号同相成分、受信ベースバンド信号直交成分
と、参照用拡散符号格納部４３ａ、４３ｂから出力され
るｎ個の同相成分と直交成分の参照用拡散符号が、位相
回転器４４−１〜４４−ｎにそれぞれ入力され逆回転処
理が行われ、各成分の復調結果が出力される。

【００４８】位相回転器４４−１〜４４−ｎから出力さ
れた復調結果は、加算器４５ａ及び加算器４５ｂに入力
され、サンプル数の復調結果の加算処理が行われ、加算
器４５ａからは同相成分の相関出力ＭＦｉ、が、加算器
４５ｂからは直交成分の相関出力ＭＦｑが出力される。
図４のマッチドフィルタでは、既述した動作により、
（２）式の相関演算がサンプル毎に実行される。出力さ
れた各成分の相関出力ＭＦｉ、ＭＦｑは、遅延器に格納
された受信信号と参照用拡散符号の時系列が一致したタ
イミングでは最大の値を取るため、ピークパスの検出が
可能となる。

【００４９】図４のマッチドフィルタでは、サンプル毎
に復調結果を加算する加算器の数を、４系統から２系統
に低減できる。この加算器は複数入力データを加算する
ものなので、この加算器が減少する事で大幅に回路規模
を縮小できる。また消費電力は回路規模に比例するた
め、回路規模が減少されれば、消費電力を低減できる。

【００５０】本発明の実施の形態１に係るスライディン
グ相関器によれば、受信ベースバンド信号同相成分及び
直交成分の加算を行う加算器と、受信ベースバンド信号
同相成分及び直交成分の減算を行う減算器と、加算器及
び減算器の出力結果に対して、拡散変調とは逆回転に位
相の回転処理を行うことで成分別に受信ベースバンド信
号の復調処理を行う位相回転器と、復調結果を成分別に
累積加算することで成分別の相関出力を行う累加算器か
ら構成されるようにしたことで、上記従来例の相関器と
比較して、受信ベースバンド信号の相関演算を完全に実
現できる効果がある。

【００５１】また、本発明の実施の形態１に係るマッチ
ドフィルタによれば、受信ベースバンド信号同相成分及
び直交成分の加算を行う加算器と、受信ベースバンド信
号同相成分及び直交成分の減算を行う減算器と、加算器
の出力結果を格納して遅延し、サンプルタイミング毎の
加算結果を出力する加算出力遅延器と、減算器の出力結
果を格納して遅延し、サンプルタイミング毎の減算結果
を出力する減算出力遅延器と、加算出力遅延器及び減算
出力遅延器の出力結果に対して、拡散変調とは逆回転に
位相の回転処理を行うことで成分別に受信ベースバンド
信号の復調処理を行う複数の位相回転器と、全ての位相
回転器から出力された復調結果を成分別に累積加算する
ことでサンプル毎に成分別の相関出力を行う累加算器と
から構成されるようにしたことで、サンプルタイミング
毎の受信ベースバンド信号の相関演算を完全に実現で
き、従来のマッチドフィルタと比較して、大幅に回路規
模を縮小でき、かつ消費電力を低減できる効果がある。

【００５２】また、本発明の実施の形態１に係るスライ
ディング相関器及びマッチドフィルタは、全てアナログ
素子あるいは部分的にアナログで実行する構成にした場
合においても、上述したような効果を奏するものであ
る。

【００５３】再び拡散符号系列のパターン別に送信複素
信号を表した式（５）〜（８）に着目する。（５）式は
情報シンボルから生成されるデータを０°回転させた状
態とみなせるので、（５）式を基準とすれば（６）式は
（５）式を９０°回転、（７）式は１８０°回転、
（８）式は２７０°回転した状態であるとみなすことが
できる。このことを踏まえて送信情報データの復調処理
を考えてみると、（５）式においては、受信ベースバン
ド信号を０°回転させ、（６）式においては、‐９０°
回転させ、（７）式においては、‐１８０°回転させ、
（８）式においては、‐２７０°回転させ、位相回転信
号に変換した後、（位相回転信号同相成分＋位相回転信
号直交成分）を同相成分の復調結果とし、（位相回転信
号同相成分−位相回転信号直交成分）を直交成分の復調
結果とする事でも、（４）式で示される送信情報データ
の相関演算が可能となる。

【００５４】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る
スライディング相関器の構成ブロック図である。図５の
スライディング相関器を構成する各素子の構成及び動作
は、図２のスライディング相関器と同一である。図５の
スライディング相関器は、加算器５１ａ及び減算器５１
ｂを累加算器５３ａ、５３ｂの出力先に設けた構成であ
ることが図２のスライディング相関器と異なる。

【００５５】本発明の実施の形態１の相関器は、受信ベ
ースバンド信号同相成分と受信ベースバンド信号直交成
分とを加算あるいは減算し、位相回転器に出力していた
が、本発明の第２の実施の形態（以下、実施の形態２と
いう）のスライディング相関器では、受信ベースバンド
信号の両成分をそのまま位相回転器に入力し、位相回転
器から出力された位相回転信号を累加算器で累加算処理
をした後に、同相成分の処理結果ならびに直交成分の処
理結果を加算あるいは減算して復調結果とすることで、
送信情報データの相関演算を可能としている。

【００５６】図６は、本発明の実施の形態２に係るマッ
チドフィルタの構成ブロック図である。図６のマッチド
フィルタを構成する各素子の構成及び動作は、図４のマ
ッチドフィルタと同一である。図６のマッチドフィルタ
は、加算器６１ａ及び減算器６１ｂを加算器６５ａ、６
５ｂの出力先に設けた構成であることが図４のマッチド
フィルタと異なる。本発明の実施の形態２のマッチドフ
ィルタでは、複数の位相回転器から出力された位相回転
信号を加算した結果の同相成分ならびに直交成分を加算
し、これらの加算結果を加算あるいは減算して復調結果
とすることで送信情報データの相関演算を可能としてい
る。

【００５７】本発明の実施の形態２に係るスライディン
グ相関器及びマッチドフィルタにおいても、上述した理
由で受信信号の復調動作が可能であり、かつ実施の形態
１のスライディング相関器及びマッチドフィルタと同規
模の回路構成で実現できるため、受信ベースバンド信号
の相関演算を完全に実現できる効果がある。さらにマッ
チドフィルタにおいては、従来技術と比較して回路規模
を縮小でき、消費電力は回路規模に比例する事から消費
電力を低減できる効果がある。また、実施の形態１に係
るスライディング相関器及びマッチドフィルタと同様
に、全てアナログ素子あるいは部分的にアナログで実行
する構成にした場合においても、上述したような効果を
奏するものである。

【００５８】

【発明の効果】本発明のスペクトラム拡散通信用相関器
によれば、受信ベースバンド信号同相成分と受信ベース
バンド信号直交成分との加算処理を行う加算器と、受信
ベースバンド同相成分信号と受信ベースバンド直交成分
信号との減算処理を行う減算器と、加算器及び前記減算
器の出力結果に対して０°、−９０°、−１８０°、−
２７０°のうちいずれか一つの位相回転を加えて復調処
理を行い、同相成分及び直交成分の復調結果を出力する
位相回転器と、同相成分の復調結果を積分放電し、同相
成分の相関出力を行う同相成分累加算器と、直交成分の
復調結果を積分放電し、直交成分の相関出力を行う直交
成分累加算器とを備え、位相回転器は、加算器から出力
された加算結果と、同相成分の参照用拡散符号との乗算
を行う第１の乗算器と、減算器から出力された減算結果
と、直交成分の参照用拡散符号との乗算を行う第２の乗
算器と、同相成分の参照用拡散符号と、前記直交成分の
参照用拡散符号との乗算を行う第３の乗算器と、第３の
乗算器の乗算結果に基づいて、第１の乗算器又は第２の
乗算器の乗算結果のうち一方を選択して同相成分の復調
結果として出力する同相成分データ選択部と、第３の乗
算器の乗算結果に基づいて、第１の乗算器又は第２の乗
算器の乗算結果のうち一方を選択して直交成分の復調結
果として出力する直交成分データ選択部とを有する位相
回転器としたことにより、回路規模を縮小し、消費電力
を低減でき、かつ相関演算を完全に実現できる効果があ
る。

【００５９】また、本発明のスペクトラム拡散通信用相
関器によれば、受信ベースバンド信号同相成分と受信ベ
ースバンド信号直交成分との加算処理を行う加算器と、
受信ベースバンド同相成分信号と受信ベースバンド直交
成分信号との減算処理を行う減算器と、加算器の出力結
果を格納して遅延し、異なるタイミングで格納された加
算結果を出力する加算出力遅延器と、減算器の出力結果
を格納して遅延し、異なるタイミングで格納された減算
結果を出力する減算出力遅延器と、加算出力遅延器及び
前記減算出力遅延器の出力結果毎に設けられ、加算器用
遅延器及び減算器用遅延器の出力結果に対して０°、−
９０°、−１８０°、−２７０°のうちいずれか一つの
位相回転を加えて復調処理を行い、同相成分及び直交成
分の復調結果を出力する複数の位相回転器と、全ての位
相回転器から出力された同相成分の復調結果を加算し、
累積した加算結果を同相成分の相関出力として出力する
同相成分加算器と、全ての位相回転器から出力された直
交成分の復調結果を加算し、累積した加算結果を直交成
分の相関出力として出力する直交成分加算器とを備えた
スペクトラム拡散通信用相関器であり、位相回転器は、
加算出力遅延器から出力された加算結果と、同相成分の
参照用拡散符号との乗算を行う第１の乗算器と、減算出
力遅延器から出力された減算結果と、直交成分の参照用
拡散符号との乗算を行う第２の乗算器と、同相成分の参
照用拡散符号と、直交成分の参照用拡散符号との乗算を
行う第３の乗算器と、第３の乗算器の乗算結果に基づい
て、第１の乗算器又は第２の乗算器の乗算結果のうち一
方を選択して同相成分の復調結果として出力する同相成
分データ選択部と、第３の乗算器の乗算結果に基づい
て、第１の乗算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のう
ち一方を選択して直交成分の復調結果として出力する直
交成分データ選択部とを有する位相回転器としたことに
より、大幅に回路規模を縮小し、消費電力を低減でき、
かつ受信ベースバンド信号の時系列の相関演算を完全に
実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＱ平面上での送信複素信号の位置関係を示す
説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るスライディン
グ相関器の構成ブロック図である。

【図３】図２のスライディング相関器における位相回転
器の構成ブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るマッチドフィ
ルタの構成ブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るスライディン
グ相関器の構成ブロック図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るマッチドフィ
ルタの構成ブロック図である。

【図７】従来のスライディング相関器の構成ブロック図
である。

【図８】従来のマッチドフィルタの構成ブロック図であ
る。

【符号の説明】

２１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、７２ａ、８４ａ…加
算器、 ２１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ、７２ｂ、８
４ｂ…減算器、 ２２、４４、５２、６４…位相回転
器、 ２３ａ、２３ｂ、５３ａ、５３ｂ、７３ａ、７３
ｂ…累加算器、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、７１ａ、７１
ｂ、７１ｃ、７１ｄ、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ
…乗算器、 ３２ａ、３２ｂ…データ選択部、 ４２
ａ、４２ｂ、６２ａ、６２ｂ、８１ａ、８１ｂ…遅延
器、 ４３ａ、４３ｂ、６３ａ、６３ｂ…参照用拡散符
号格納部、 ４５ａ、４５ｂ、６５ａ、６５ｂ、８３
ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ…加算器（マッチドフィル
タ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４相変調されたスペクトル拡散信号の受
   信ベースバンド信号と参照用拡散符号との相関演算を行
   うスペクトル拡散通信用相関器において、 受信ベースバンド信号同相成分と受信ベースバンド信号
   直交成分との加算処理を行う加算器と、 前記受信ベースバンド同相成分信号と前記受信ベースバ
   ンド直交成分信号との減算処理を行う減算器と、 前記加算器及び前記減算器の出力結果に対して０°、−
   ９０°、−１８０°、−２７０°のうちいずれか一つの
   位相回転を加えて復調処理を行い、同相成分及び直交成
   分の復調結果を出力する位相回転器と、 前記同相成分の復調結果を加算し、累積した加算結果を
   同相成分の相関出力として出力する同相成分加算器と、 前記直交成分の復調結果を加算し、累積した加算結果を
   直交成分の相関出力として出力する直交成分加算器とを
   備えたスペクトラム拡散通信用相関器であり、 前記位相回転器は、前記加算器から出力された加算結果
   と、同相成分の参照用拡散符号との乗算を行う第１の乗
   算器と、 前記減算器から出力された減算結果と、直交成分の参照
   用拡散符号との乗算を行う第２の乗算器と、 前記同相成分の参照用拡散符号と、前記直交成分の参照
   用拡散符号との乗算を行う第３の乗算器と、 前記第３の乗算器の乗算結果に基づいて、前記第１の乗
   算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のうち一方を選択
   して同相成分の復調結果として出力する同相成分データ
   選択部と、 前記第３の乗算器の乗算結果に基づいて、前記第１の乗
   算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のうち一方を選択
   して直交成分の復調結果として出力する直交成分データ
   選択部とを有する位相回転器であることを特徴とする相
   関器。
2. 【請求項２】 ４相変調されたスペクトル拡散信号の受
   信ベースバンド信号と参照用拡散符号との相関演算を行
   うスペクトル拡散通信用相関器において、 受信ベースバンド信号同相成分と受信ベースバンド信号
   直交成分との加算処理を行う加算器と、 前記受信ベースバンド同相成分信号と前記受信ベースバ
   ンド直交成分信号との減算処理を行う減算器と、 前記加算器の出力結果を格納して遅延し、異なるタイミ
   ングで格納された加算結果を出力する加算出力遅延器
   と、 前記減算器の出力結果を格納して遅延し、異なるタイミ
   ングで格納された減算結果を出力する減算出力遅延器
   と、 前記加算出力遅延器及び前記減算出力遅延器の出力結果
   毎に設けられ、前記加算器用遅延器及び前記減算器用遅
   延器の出力結果に対して０°、−９０°、−１８０°、
   −２７０°のうちいずれか一つの位相回転を加えて復調
   処理を行い、同相成分及び直交成分の復調結果を出力す
   る複数の位相回転器と、 全ての前記位相回転器から出力された前記同相成分の復
   調結果を加算し、累積した加算結果を同相成分の相関出
   力として出力する同相成分加算器と、 全ての前記位相回転器から出力された前記直交成分の復
   調結果を加算し、累積した加算結果を直交成分の相関出
   力として出力する直交成分加算器とを備えたスペクトラ
   ム拡散通信用相関器であり、 前記位相回転器は、前記加算出力遅延器から出力された
   加算結果と、同相成分の参照用拡散符号との乗算を行う
   第１の乗算器と、 前記減算出力遅延器から出力された減算結果と、直交成
   分の参照用拡散符号との乗算を行う第２の乗算器と、 前記同相成分の参照用拡散符号と、前記直交成分の参照
   用拡散符号との乗算を行う第３の乗算器と、 前記第３の乗算器の乗算結果に基づいて、前記第１の乗
   算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のうち一方を選択
   して同相成分の復調結果として出力する同相成分データ
   選択部と、 前記第３の乗算器の乗算結果に基づいて、前記第１の乗
   算器又は前記第２の乗算器の乗算結果のうち一方を選択
   して直交成分の復調結果として出力する直交成分データ
   選択部とを有する位相回転器であることを特徴とする相
   関器。