JP3575649B2 - パイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置 - Google Patents
パイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置 Download PDFInfo
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Description
【0001】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
発明の属する技術分野
従来の技術
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(図1〜図3)
発明の効果
【0002】
【発明の属する技術分野】
本発明はパイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置に関し、例えば符号分割多重方式を用いた移動通信システムに適用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】
従来、CDMA(Code Division Multiple Access :符号分割多重)方式においては、各回線毎に割り当てた特定の符号(以下、これをPN(Pseudo random Noise sequence)符号と呼ぶ)を用いて同一搬送周波数の変調波を元の周波数帯域より広い帯域に拡散(以下、これをスペクトラム拡散と呼ぶ)すると共にスペクトラム拡散処理を施した各変調波を多重化して送信する。また、受信したスペクトラム拡散信号と復調対象の回線を介して与えられるPN符号との同期をとることにより、所望の回線のみを識別する。
【0004】
すなわち送信側は、まず各回線毎に異なるPN符号を割り当てる。ここでPN符号は、擬似的な乱数系列符号でなる。送信側はこれらの各回線を介して送信する各変調波に異なる各PN符号をそれぞれ掛け合わせてスペクトラム拡散させる。因みに、各変調波はスペクトラム拡散処理される以前に所定の変調処理を施されている。こうしてスペクトラム拡散された各変調波は、多重化されて送信される。
次に受信側では送信側から伝送されてきた受信信号に、復調対象となる回線で割り当てられたものと同一のPN符号を同期させながら掛け合わせる。こうして目的の回線を介して伝送された変調波のみを復調する。
【0005】
このようにCDMA方式では、送信側と受信側とで互いに同一のPN符号を設定しておきさえすれば、直接、呼毎に通信することができる。またCDMA方式は各回線毎にそれぞれ異なるPN符号を用いて変調波をスペクトラム拡散処理するため、受信側では復調対象の回線を介して伝送されたスペクトラム拡散信号しか復調し得ず、さらにPN符号が擬似的な乱数系列符号でなるために秘匿性にすぐれていると言える。
【0006】
またCDMA方式を用いた移動通信システムにおいて、送信側の基地局は移動局側の同期獲得、維持、クロツク再生のためにPN符号を繰り返し送信する(以下、これをパイロツト信号と呼ぶ)。受信側の移動局は複数の基地局が送信する各パイロツト信号を検出して、検出されたタイミングをそれぞれ復調器に割り当てる。ここで移動局では復調器内でPN符号を生成している。復調器はこのPN符号を割り当てられたタイミングで、目的の基地局から伝送されてくるスペクトラム拡散信号に掛け合わせることにより復調する。
【0007】
すなわちCDMA方式を用いた移動通信システムにおいては、各基地局はそれぞれ異なるタイミングのPN符号をパイロツト信号として送出している。移動局側では目的の基地局から供給されるパイロツト信号のタイミングを検出し、復調器内で生成したPN符号をこのタイミングに同期させることにより、目的の基地局から送信されたスペクトラム拡散信号のみを正しく復調することができる。
【0008】
なおここで各基地局がそれぞれ異なるタイミングのPN符号を送信していることは述べたが、PN符号自体は同一の符号パターンでなる。すなわち、各基地局毎に異なるパイロツト信号のタイミング差が、そのままPN符号の違いに相当している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなパイロツト信号は移動局が移動したり、受信している外部環境が変化することにより受信されるタイミングにずれを生じる場合がある。このため、復調器に割り当てたPN符号のタイミングとパイロツト信号によるタイミングとの同期にずれが生じてしまう。通常は、ずれを生じたタイミングに追尾して復調器内で生成するPN符号のタイミングを変化させることでタイミングのずれを相殺している。
【0010】
しかしずれによるタイミングの変動が相殺能力より大きい場合、タイミングのずれのために受信信号を正常に復調できなくなる(いわゆるロツク外れ)。こうした場合、移動局側ではロツク外れを生じた復調器に新たなタイミングを割り当てる。この際、新たなタイミングとして受信レベルの高いパイロツト信号のタイミングが割り当てられるようになされている。従つて、ロツク外れを生じた復調器で用いていたパイロツト信号のタイミングを再度割り当ててしまう可能性が高い。このように再度同一のタイミングを復調器に割り当てた場合、移動局が待機状態であるならば何度かタイミングの割り当てを繰り返すうちに上述したパイロツト信号を捕まえることができる。
【0011】
しかし、例えば移動局が基地局の通話エリアの境界付近に居て通話を行う場合のように、パイロツト信号の受信レベルが低下して検出不可能になるためにロツク外れを生じる場合がある。このような場合、一度ロツク外れを生じたパイロツト信号のタイミングを再度復調器に割り当てても、移動局の外部環境が大きく変化しない限り受信レベルそのものが低下したままであるため、再度同様のロツク外れを生じる可能性が高い。その結果、ロツク外れ、パイロツト信号の検出、復調器へのタイミングの再割り当てという行程を繰り返す状態(いわゆるピンポン状態)に陥つてしまう。
このため、移動局側のパイロツト信号処理の負荷が大きくなり通信品質に劣化を生じるという問題が起こる。
【0012】
このような問題を回避して通話中の通信品質を維持するためには、ロツク外れを生じた復調器に、直ちに復調可能でかつ安定した強度レベルでなるパイロツト信号のタイミングを割り当てることが必要である。
【0013】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、パイロツト信号の受信レベルの低下によるロツク外れを生じ易い環境下での通信品質の劣化を防止し得るパイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置を提案しようとするものである。
【0014】
【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、割り当てられたタイミングに対してロツク外れを生じた復調器がある場合に、この復調器及びこの復調器以外の復調器で用いていたタイミングを除外したタイミングの割当て対象から、復調可能なパイロツト信号のタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにした。
【0015】
既に装置内の各復調器で用いているパイロツト信号に応じたタイミングを割当て対象から除外して、この割当て対象から復調可能なパイロツト信号のタイミングを選択してロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにしたことにより、再度のロツク外れを防止してパイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【0017】
図1において、1は全体として移動端末装置を示し、CDMA(Code Division Multiple Access :符号分割多重)方式を用いて複数の基地局から送信される信号を受信する。すなわち各基地局はそれぞれ異なるタイミングのPN(Pseudo random Noise sequence)符号を掛け合わせてスペクトラム拡散させた送信データを送信する。移動端末装置1は、こうして各基地局から送信される送信データを受信し、受信した信号に含まれているパイロツト信号のタイミングを用いて受信信号を復調するようになされている。これにより、移動端末装置1は復調対象となる基地局から受信した受信信号のみを復調することができる。なお、パイロツト信号とは、送信側の基地局が送信する各々異なるタイミングのPN符号の繰り返しパターン信号でなり、移動局側の同期獲得、維持、クロツク再生のために用いられる。
【0018】
移動端末装置1はアンテナ2で受信した受信信号S1をアンテナ共用器3、高周波増幅器4及び直交検波回路5を順次介してベースバンド信号S2に変換し、得られたベースバンド信号S2をA/D変換して(図示せず)受信装置6に供給する。
受信装置6は供給されたベースバンド信号S2を復調器7、8、9及びタイミング制御器10に入力する。タイミング制御器10は基地局が送信するパイロツト信号をベースバンド信号S2から検出する。またタイミング制御器10はこうして検出したパイロツト信号に基づくタイミングを復調器7、8及び9に割り当てる(図示せず)。復調器7、8及び9はそれぞれ割り当てられたタイミングでベースバンド信号S2を復調し、各々得られた復調信号S3、S4、S5を合成器11に送出する。
【0019】
具体的には、各復調器7、8及び9でそれぞれPN符号を生成しており、このPN符号を上述したタイミングでベースバンド信号S2に掛け合わせることにより復調を行う。各基地局ではPN符号のタイミングをそれぞれ基地局毎の固有のタイミングで送信している。従つて、パイロツト信号に示されるタイミングにPN符号を同期させ、この同期したPN符号を用いてベースバンド信号S2を復調することにより、復調対象の基地局から送信された信号のみを選択的に復調することができる。なお、このようにパイロツト信号に示されるタイミングに復調器内で生成したPN符号のタイミングを同期させることをロツクと呼ぶ。
【0020】
ここで復調器7、8及び9は、供給されるベースバンド信号S2をそれぞれ異なるタイミングのPN符号を用いて復調している。すなわち、基地局から送信される信号は一定の伝播経路長でなる伝送路のみを介して受信されるものばかりでは無く、建物等の障害物に反射する等して各々異なる経路長の伝送路を介して受信されるものもある。このような複数の伝送路を介して受信される複数の反射波を、マルチパスと呼ぶ。実際上、マルチパスが一般的に存在するため、受信装置6は複数の復調器7、8及び9を設けてパスの数又は受信可能な基地局の数に応じて動作させている。この場合、3つの経路の伝送路を介して(すなわちタイミングのみが異なつた状態で)受信される受信信号S1をそれぞれ復調器7、8又は9で復調させるようになされている。
【0021】
合成器11はこのようなマルチパスから得られた復調信号S3、S4、S5を入力して合成する。この際、復調信号S3、S4、S5がそれぞれ異なるタイミングで復調されているため、合成器11は復調信号S3、S4、S5のタイミングを同期させた上で合成する。合成器11は、このように復調信号S3、S4、S5を合成することにより、対雑音及び対妨害比の大きな受信データS6を生成することができ、こうして得られた受信データS6を出力している。
【0022】
因みに移動端末装置1は送信系の回路も有しており、送信データS7を変調部12に供給してスペクトラム拡散処理及びオフセツトQPSK(Quadrature Phase Shift Keying :4相位相変調)処理を施す。移動端末装置1はこうして変調部12で生成した変調信号S8を高周波増幅器13で増幅させて、アンテナ共用器3及びアンテナ2を順次介して放射送信する。
【0023】
また図1との対応部分に同一符号を付して示す図2において、6は受信装置を示し又10は全体としてタイミング制御器を示す。
図1に示したように、移動端末装置1で受信された受信信号S1がアンテナ共用器3、高周波増幅器4及び直交検波回路5を順次介してベースバンド信号S2に変換され、さらにA/D変換されて受信装置6に供給される。受信装置6は供給されたベースバンド信号S2を復調器7、8、9及びタイミング制御器10に入力する。
【0024】
ここで図2に示すように、こうしてタイミング制御器10に入力されたベースバンド信号S2は、まずタイミング検出器14に与えられる。タイミング検出器14はベースバンド信号S2に多重化されて含まれているパイロツト信号を検出して、検出したパイロツト信号に応じたタイミングを得る。この際、タイミング検出器14は受信レベルが高く、復調可能なパイロツト信号のタイミングを複数検出するようになされている。次に、タイミング検出器14は検出した複数のタイミングを示すタイミング情報S9をタイミング選択器15に供給して蓄積させる。タイミング選択器15は、このようにして複数のタイミング候補を蓄積している。
【0025】
続いて、タイミング割当器16はタイミング選択器15に蓄積されているタイミング情報S9を読み出して、タイミング情報S9に表されている複数のタイミング候補から受信レベルの高い順に、復調可能な復調器7、8及び9へそれぞれタイミングを割り当てる。ここで上述したように移動端末装置1の出力である受信データS6は、受信信号S1を各復調器が復調して得られる復調信号S3、S4、S5を合成器11で合成して得られる。従つて、このように各復調器に異なるタイミングを割り当てて復調させることにより、全ての復調器が同時にロツク外れを起こすような状態にならない限り継続して受信データS6を得ることができる。
【0026】
またこうしてタイミングを割り当てられる復調器7、8及び9には各々ロツク外れを検出するロツク検出器7A、8A及び9Aが設けられている。復調器7、8及び9は割り当てられたタイミングに基づいてベースバンド信号S2を復調し、復調信号S3、S4及びS5を生成する。また復調器7、8及び9はロツク検出器7A、8A及び9Aによつて、割り当てられたタイミングのロツクが外れていないか否かを所定時間毎に検出している。これによりロツク外れが検出された復調器7、8又は9からは検出信号S10、S11又はS12が送出されてタイミング選択器15及び合成器11に通知される。
【0027】
ここで具体的には、各ロツク検出器7A、8A及び9Aには予め所定の受信レベルが設定されている。このような各ロツク検出器7A、8A及び9Aは、復調器7、8及び9に供給されるベースバンド信号S2に含まれたパイロツト信号の受信レベルを検出し、検出された受信レベルが設定された値以下の場合に「ロツク外れを生じた」とみなすようになされている。
【0028】
タイミング選択器15は、ロツク検出器7A、8A及び9Aからの通知によつてタイミング割当器16にタイミング情報S9を再度読み出させる。タイミング割当器16は、読み出したタイミング情報S9に表されているタイミング候補から、ロツク外れを生じた復調器に新たなタイミングを割り当てる。
ここでタイミング割当器16は、移動端末装置1が複数の基地局からの受信信号S1を受信している場合、ロツク外れを生じた復調器7、8又は9で用いられていたタイミングはもちろんのこと、それ以外の復調器で用いられているタイミングをも除外したタイミング候補の中から新たなタイミングを選択して、ロツク外れを生じた復調器7、8又は9に割り当てる。
また合成器11は、ロツク検出器7A、8A及び9Aからの通知によつてロツク外れを生じた復調器が有る場合、これを除外した残りの復調器から出力される復調信号のみを合成して受信データS6を生成する。
【0029】
このように移動端末装置1及び受信装置6は復調器7、8又は9にロツク外れが生じた場合、ロツク外れを生じた復調器にタイミング制御器10によつて新たなタイミングを直ちに割り当てさせることにより継続的に受信信号を復調することができる。またロツク外れを生じた復調器及びそれ以外の復調器で用いられているタイミングを除外したタイミング候補の中から新たなタイミングを選択して、ロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てることにより、安定した通信品質を維持することができる。
【0030】
以上の構成において、移動端末装置1及び受信装置6は以下に説明する手順により、各復調器7、8又は9に割り当てたタイミングのロツク外れを検出し、ロツク外れを生じた復調器に割り当てる新たなタイミングを選択するようになされている。なお、ロツク外れを生じていない復調器はそのまま復調を続行する。また以下に説明する手順は受信フレーム毎に行われるようになされている。
【0031】
図3に示すように、ステツプSP1で手順を開始して、まずステツプSP2で、各復調器7、8又は9でロツク外れを生じたか否かを検出する。ロツク外れを生じた復調器が無い場合はステツプSP7にジヤンプして手順を終了する。ロツク外れを生じた復調器が検出された場合は次のステツプに進む。次にステツプSP3で、異なるタイミングを復調対象としているか否かを検出する。
すなわち移動端末装置1が基地局の境界付近、すなわち他の基地局から送信される信号を受信し得る領域(いわゆるソフトハンドオフ領域)で信号を受信する場合、移動端末装置1は各基地局から送信される信号を受信して、各々の基地局のパイロツト信号に基づく異なるタイミングで各受信信号を復調している。移動端末装置1はステツプSP3で、このような受信状況にあるか否かを検出している。
ステツプSP3で、単一の基地局から送信される信号のみを復調対象としている場合はステツプSP5にジヤンプし、複数の基地局から送信される信号を復調対象としている場合は次のステツプに進む。
【0032】
次にステツプSP4で、ロツク外れを生じた復調器で用いていたタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外する。すなわちソフトハンドオフ領域にいる場合はパイロツト信号の受信レベルが低下しているため、一度ロツク外れを生じた復調器で用いていたタイミングを再度割り当てても、再び同様のロツク外れを生じる可能性が高い。従つてロツク外れを生じた復調器で用いていたタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外することにより、再度のロツク外れを回避することができる。
【0033】
続いてステツプSP5で、ロツク外れを生じた復調器以外の復調器で用いているタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外する。例えば復調器7でロツク外れを生じた場合、復調器8及び9で用いているタイミングは割当て候補から除外する。なぜなら複数の復調器で同一のタイミングを用いて復調を行うと、これら複数の復調器全てが同時にロツク外れしてしまうおそれがあるためである。従つてロツク外れを生じた復調器以外の復調器で用いているタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外することにより、複数の復調器でのロツク外れの同時発生を回避することができる。
次にステツプSP6で、こうして除外したもの以外のタイミング候補から新たなタイミングを選択してロツク外れを生じた復調器に割り当てる。この際、タイミング候補の中から受信レベルの高い順に選択して割り当てる。こうして新たなタイミング割当てが完了したら、ステツプSP7で手順を完了する。
【0034】
このように移動端末装置1及び受信装置6は、ソフトハンドオフ領域での受信中に復調器7、8又は9でロツクを生じた場合に、既に各復調器7、8及び9で用いているタイミングを除外したタイミング候補から復調可能なパイロツト信号のタイミングを選択し、このタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにしたことにより、再度のロツク外れを防止して、パイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができる。
【0035】
以上の構成によれば、割り当てられたタイミングに対してロツク外れを生じた復調器7、8又は9が検出された場合に、各復調器で用いていたパイロツト信号に応じたタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるタイミングの割当て対象から除外して、この割当て対象から選択した復調可能なパイロツト信号のタイミングをロツク外れを生じた復調器に割り当てることにより、再度のロツク外れを防止してパイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができる。かくしてソフトハンドオフ領域のようなパイロツト信号の受信レベルの低下によるロツク外れを生じ易い環境下での通信品質の劣化を防止し得る移動端末装置1及び受信装置6を実現することができる。
【0036】
なお上述の実施例においては、3つの復調器7、8及び9を有する受信装置6及び移動端末装置1の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば復調器を5つ有する受信装置及び移動端末装置に適用してもよい。すなわちCDMA方式に基づく複数の復調器を用いて受信信号を復調する受信装置及び移動端末装置であれば、復調器の数にはかかわらない。
【0037】
また上述の実施例においては、本発明を受信機能及び送信機能を共に有する移動端末装置1に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、受信機能のみを有する移動端末装置に適用してもよい。
【0038】
さらに上述の実施例においては、復調器7、8及び9の内部にロツク検出器7A、8A及び9Aを各々設けた受信装置6及び移動端末装置1の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、復調器の外部にロツク検出器を有する受信装置及び移動端末装置に適用してもよい。
【0039】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、割り当てられたタイミングに対してロツク外れを生じた復調器がある場合に、この復調器及びこの復調器以外の復調器で用いていたタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるタイミングの割当て対象から除外して、このタイミングの割当て対象から復調可能なパイロツト信号のタイミングを選択してロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにしたことにより、再度のロツク外れを防止してパイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができ、かくしてパイロツト信号の受信レベルの低下によるロツク外れを生じ易い環境下での通信品質の劣化を防止し得るパイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例による移動端末装置の構成を示すブロツク図である。
【図2】受信装置内及びタイミング制御器内の構成を示すブロツク図である。
【図3】実施例によるパイロツト信号のタイミング検出処理手順を説明するために供するフローチヤートである。
【符号の説明】
1……移動端末装置、2……アンテナ、3……アンテナ共用器、4、13……高周波増幅器、5……直交検波回路、6……受信装置、7、8、9……復調器、7A、8A、9A……ロツク検出器、10……タイミング制御器、11……合成器、12……変調部、14……タイミング検出器、15……タイミング選択器、16……タイミング割当器。
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
発明の属する技術分野
従来の技術
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(図1〜図3)
発明の効果
【0002】
【発明の属する技術分野】
本発明はパイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置に関し、例えば符号分割多重方式を用いた移動通信システムに適用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】
従来、CDMA(Code Division Multiple Access :符号分割多重)方式においては、各回線毎に割り当てた特定の符号(以下、これをPN(Pseudo random Noise sequence)符号と呼ぶ)を用いて同一搬送周波数の変調波を元の周波数帯域より広い帯域に拡散(以下、これをスペクトラム拡散と呼ぶ)すると共にスペクトラム拡散処理を施した各変調波を多重化して送信する。また、受信したスペクトラム拡散信号と復調対象の回線を介して与えられるPN符号との同期をとることにより、所望の回線のみを識別する。
【0004】
すなわち送信側は、まず各回線毎に異なるPN符号を割り当てる。ここでPN符号は、擬似的な乱数系列符号でなる。送信側はこれらの各回線を介して送信する各変調波に異なる各PN符号をそれぞれ掛け合わせてスペクトラム拡散させる。因みに、各変調波はスペクトラム拡散処理される以前に所定の変調処理を施されている。こうしてスペクトラム拡散された各変調波は、多重化されて送信される。
次に受信側では送信側から伝送されてきた受信信号に、復調対象となる回線で割り当てられたものと同一のPN符号を同期させながら掛け合わせる。こうして目的の回線を介して伝送された変調波のみを復調する。
【0005】
このようにCDMA方式では、送信側と受信側とで互いに同一のPN符号を設定しておきさえすれば、直接、呼毎に通信することができる。またCDMA方式は各回線毎にそれぞれ異なるPN符号を用いて変調波をスペクトラム拡散処理するため、受信側では復調対象の回線を介して伝送されたスペクトラム拡散信号しか復調し得ず、さらにPN符号が擬似的な乱数系列符号でなるために秘匿性にすぐれていると言える。
【0006】
またCDMA方式を用いた移動通信システムにおいて、送信側の基地局は移動局側の同期獲得、維持、クロツク再生のためにPN符号を繰り返し送信する(以下、これをパイロツト信号と呼ぶ)。受信側の移動局は複数の基地局が送信する各パイロツト信号を検出して、検出されたタイミングをそれぞれ復調器に割り当てる。ここで移動局では復調器内でPN符号を生成している。復調器はこのPN符号を割り当てられたタイミングで、目的の基地局から伝送されてくるスペクトラム拡散信号に掛け合わせることにより復調する。
【0007】
すなわちCDMA方式を用いた移動通信システムにおいては、各基地局はそれぞれ異なるタイミングのPN符号をパイロツト信号として送出している。移動局側では目的の基地局から供給されるパイロツト信号のタイミングを検出し、復調器内で生成したPN符号をこのタイミングに同期させることにより、目的の基地局から送信されたスペクトラム拡散信号のみを正しく復調することができる。
【0008】
なおここで各基地局がそれぞれ異なるタイミングのPN符号を送信していることは述べたが、PN符号自体は同一の符号パターンでなる。すなわち、各基地局毎に異なるパイロツト信号のタイミング差が、そのままPN符号の違いに相当している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなパイロツト信号は移動局が移動したり、受信している外部環境が変化することにより受信されるタイミングにずれを生じる場合がある。このため、復調器に割り当てたPN符号のタイミングとパイロツト信号によるタイミングとの同期にずれが生じてしまう。通常は、ずれを生じたタイミングに追尾して復調器内で生成するPN符号のタイミングを変化させることでタイミングのずれを相殺している。
【0010】
しかしずれによるタイミングの変動が相殺能力より大きい場合、タイミングのずれのために受信信号を正常に復調できなくなる(いわゆるロツク外れ)。こうした場合、移動局側ではロツク外れを生じた復調器に新たなタイミングを割り当てる。この際、新たなタイミングとして受信レベルの高いパイロツト信号のタイミングが割り当てられるようになされている。従つて、ロツク外れを生じた復調器で用いていたパイロツト信号のタイミングを再度割り当ててしまう可能性が高い。このように再度同一のタイミングを復調器に割り当てた場合、移動局が待機状態であるならば何度かタイミングの割り当てを繰り返すうちに上述したパイロツト信号を捕まえることができる。
【0011】
しかし、例えば移動局が基地局の通話エリアの境界付近に居て通話を行う場合のように、パイロツト信号の受信レベルが低下して検出不可能になるためにロツク外れを生じる場合がある。このような場合、一度ロツク外れを生じたパイロツト信号のタイミングを再度復調器に割り当てても、移動局の外部環境が大きく変化しない限り受信レベルそのものが低下したままであるため、再度同様のロツク外れを生じる可能性が高い。その結果、ロツク外れ、パイロツト信号の検出、復調器へのタイミングの再割り当てという行程を繰り返す状態(いわゆるピンポン状態)に陥つてしまう。
このため、移動局側のパイロツト信号処理の負荷が大きくなり通信品質に劣化を生じるという問題が起こる。
【0012】
このような問題を回避して通話中の通信品質を維持するためには、ロツク外れを生じた復調器に、直ちに復調可能でかつ安定した強度レベルでなるパイロツト信号のタイミングを割り当てることが必要である。
【0013】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、パイロツト信号の受信レベルの低下によるロツク外れを生じ易い環境下での通信品質の劣化を防止し得るパイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置を提案しようとするものである。
【0014】
【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、割り当てられたタイミングに対してロツク外れを生じた復調器がある場合に、この復調器及びこの復調器以外の復調器で用いていたタイミングを除外したタイミングの割当て対象から、復調可能なパイロツト信号のタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにした。
【0015】
既に装置内の各復調器で用いているパイロツト信号に応じたタイミングを割当て対象から除外して、この割当て対象から復調可能なパイロツト信号のタイミングを選択してロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにしたことにより、再度のロツク外れを防止してパイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【0017】
図1において、1は全体として移動端末装置を示し、CDMA(Code Division Multiple Access :符号分割多重)方式を用いて複数の基地局から送信される信号を受信する。すなわち各基地局はそれぞれ異なるタイミングのPN(Pseudo random Noise sequence)符号を掛け合わせてスペクトラム拡散させた送信データを送信する。移動端末装置1は、こうして各基地局から送信される送信データを受信し、受信した信号に含まれているパイロツト信号のタイミングを用いて受信信号を復調するようになされている。これにより、移動端末装置1は復調対象となる基地局から受信した受信信号のみを復調することができる。なお、パイロツト信号とは、送信側の基地局が送信する各々異なるタイミングのPN符号の繰り返しパターン信号でなり、移動局側の同期獲得、維持、クロツク再生のために用いられる。
【0018】
移動端末装置1はアンテナ2で受信した受信信号S1をアンテナ共用器3、高周波増幅器4及び直交検波回路5を順次介してベースバンド信号S2に変換し、得られたベースバンド信号S2をA/D変換して(図示せず)受信装置6に供給する。
受信装置6は供給されたベースバンド信号S2を復調器7、8、9及びタイミング制御器10に入力する。タイミング制御器10は基地局が送信するパイロツト信号をベースバンド信号S2から検出する。またタイミング制御器10はこうして検出したパイロツト信号に基づくタイミングを復調器7、8及び9に割り当てる(図示せず)。復調器7、8及び9はそれぞれ割り当てられたタイミングでベースバンド信号S2を復調し、各々得られた復調信号S3、S4、S5を合成器11に送出する。
【0019】
具体的には、各復調器7、8及び9でそれぞれPN符号を生成しており、このPN符号を上述したタイミングでベースバンド信号S2に掛け合わせることにより復調を行う。各基地局ではPN符号のタイミングをそれぞれ基地局毎の固有のタイミングで送信している。従つて、パイロツト信号に示されるタイミングにPN符号を同期させ、この同期したPN符号を用いてベースバンド信号S2を復調することにより、復調対象の基地局から送信された信号のみを選択的に復調することができる。なお、このようにパイロツト信号に示されるタイミングに復調器内で生成したPN符号のタイミングを同期させることをロツクと呼ぶ。
【0020】
ここで復調器7、8及び9は、供給されるベースバンド信号S2をそれぞれ異なるタイミングのPN符号を用いて復調している。すなわち、基地局から送信される信号は一定の伝播経路長でなる伝送路のみを介して受信されるものばかりでは無く、建物等の障害物に反射する等して各々異なる経路長の伝送路を介して受信されるものもある。このような複数の伝送路を介して受信される複数の反射波を、マルチパスと呼ぶ。実際上、マルチパスが一般的に存在するため、受信装置6は複数の復調器7、8及び9を設けてパスの数又は受信可能な基地局の数に応じて動作させている。この場合、3つの経路の伝送路を介して(すなわちタイミングのみが異なつた状態で)受信される受信信号S1をそれぞれ復調器7、8又は9で復調させるようになされている。
【0021】
合成器11はこのようなマルチパスから得られた復調信号S3、S4、S5を入力して合成する。この際、復調信号S3、S4、S5がそれぞれ異なるタイミングで復調されているため、合成器11は復調信号S3、S4、S5のタイミングを同期させた上で合成する。合成器11は、このように復調信号S3、S4、S5を合成することにより、対雑音及び対妨害比の大きな受信データS6を生成することができ、こうして得られた受信データS6を出力している。
【0022】
因みに移動端末装置1は送信系の回路も有しており、送信データS7を変調部12に供給してスペクトラム拡散処理及びオフセツトQPSK(Quadrature Phase Shift Keying :4相位相変調)処理を施す。移動端末装置1はこうして変調部12で生成した変調信号S8を高周波増幅器13で増幅させて、アンテナ共用器3及びアンテナ2を順次介して放射送信する。
【0023】
また図1との対応部分に同一符号を付して示す図2において、6は受信装置を示し又10は全体としてタイミング制御器を示す。
図1に示したように、移動端末装置1で受信された受信信号S1がアンテナ共用器3、高周波増幅器4及び直交検波回路5を順次介してベースバンド信号S2に変換され、さらにA/D変換されて受信装置6に供給される。受信装置6は供給されたベースバンド信号S2を復調器7、8、9及びタイミング制御器10に入力する。
【0024】
ここで図2に示すように、こうしてタイミング制御器10に入力されたベースバンド信号S2は、まずタイミング検出器14に与えられる。タイミング検出器14はベースバンド信号S2に多重化されて含まれているパイロツト信号を検出して、検出したパイロツト信号に応じたタイミングを得る。この際、タイミング検出器14は受信レベルが高く、復調可能なパイロツト信号のタイミングを複数検出するようになされている。次に、タイミング検出器14は検出した複数のタイミングを示すタイミング情報S9をタイミング選択器15に供給して蓄積させる。タイミング選択器15は、このようにして複数のタイミング候補を蓄積している。
【0025】
続いて、タイミング割当器16はタイミング選択器15に蓄積されているタイミング情報S9を読み出して、タイミング情報S9に表されている複数のタイミング候補から受信レベルの高い順に、復調可能な復調器7、8及び9へそれぞれタイミングを割り当てる。ここで上述したように移動端末装置1の出力である受信データS6は、受信信号S1を各復調器が復調して得られる復調信号S3、S4、S5を合成器11で合成して得られる。従つて、このように各復調器に異なるタイミングを割り当てて復調させることにより、全ての復調器が同時にロツク外れを起こすような状態にならない限り継続して受信データS6を得ることができる。
【0026】
またこうしてタイミングを割り当てられる復調器7、8及び9には各々ロツク外れを検出するロツク検出器7A、8A及び9Aが設けられている。復調器7、8及び9は割り当てられたタイミングに基づいてベースバンド信号S2を復調し、復調信号S3、S4及びS5を生成する。また復調器7、8及び9はロツク検出器7A、8A及び9Aによつて、割り当てられたタイミングのロツクが外れていないか否かを所定時間毎に検出している。これによりロツク外れが検出された復調器7、8又は9からは検出信号S10、S11又はS12が送出されてタイミング選択器15及び合成器11に通知される。
【0027】
ここで具体的には、各ロツク検出器7A、8A及び9Aには予め所定の受信レベルが設定されている。このような各ロツク検出器7A、8A及び9Aは、復調器7、8及び9に供給されるベースバンド信号S2に含まれたパイロツト信号の受信レベルを検出し、検出された受信レベルが設定された値以下の場合に「ロツク外れを生じた」とみなすようになされている。
【0028】
タイミング選択器15は、ロツク検出器7A、8A及び9Aからの通知によつてタイミング割当器16にタイミング情報S9を再度読み出させる。タイミング割当器16は、読み出したタイミング情報S9に表されているタイミング候補から、ロツク外れを生じた復調器に新たなタイミングを割り当てる。
ここでタイミング割当器16は、移動端末装置1が複数の基地局からの受信信号S1を受信している場合、ロツク外れを生じた復調器7、8又は9で用いられていたタイミングはもちろんのこと、それ以外の復調器で用いられているタイミングをも除外したタイミング候補の中から新たなタイミングを選択して、ロツク外れを生じた復調器7、8又は9に割り当てる。
また合成器11は、ロツク検出器7A、8A及び9Aからの通知によつてロツク外れを生じた復調器が有る場合、これを除外した残りの復調器から出力される復調信号のみを合成して受信データS6を生成する。
【0029】
このように移動端末装置1及び受信装置6は復調器7、8又は9にロツク外れが生じた場合、ロツク外れを生じた復調器にタイミング制御器10によつて新たなタイミングを直ちに割り当てさせることにより継続的に受信信号を復調することができる。またロツク外れを生じた復調器及びそれ以外の復調器で用いられているタイミングを除外したタイミング候補の中から新たなタイミングを選択して、ロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てることにより、安定した通信品質を維持することができる。
【0030】
以上の構成において、移動端末装置1及び受信装置6は以下に説明する手順により、各復調器7、8又は9に割り当てたタイミングのロツク外れを検出し、ロツク外れを生じた復調器に割り当てる新たなタイミングを選択するようになされている。なお、ロツク外れを生じていない復調器はそのまま復調を続行する。また以下に説明する手順は受信フレーム毎に行われるようになされている。
【0031】
図3に示すように、ステツプSP1で手順を開始して、まずステツプSP2で、各復調器7、8又は9でロツク外れを生じたか否かを検出する。ロツク外れを生じた復調器が無い場合はステツプSP7にジヤンプして手順を終了する。ロツク外れを生じた復調器が検出された場合は次のステツプに進む。次にステツプSP3で、異なるタイミングを復調対象としているか否かを検出する。
すなわち移動端末装置1が基地局の境界付近、すなわち他の基地局から送信される信号を受信し得る領域(いわゆるソフトハンドオフ領域)で信号を受信する場合、移動端末装置1は各基地局から送信される信号を受信して、各々の基地局のパイロツト信号に基づく異なるタイミングで各受信信号を復調している。移動端末装置1はステツプSP3で、このような受信状況にあるか否かを検出している。
ステツプSP3で、単一の基地局から送信される信号のみを復調対象としている場合はステツプSP5にジヤンプし、複数の基地局から送信される信号を復調対象としている場合は次のステツプに進む。
【0032】
次にステツプSP4で、ロツク外れを生じた復調器で用いていたタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外する。すなわちソフトハンドオフ領域にいる場合はパイロツト信号の受信レベルが低下しているため、一度ロツク外れを生じた復調器で用いていたタイミングを再度割り当てても、再び同様のロツク外れを生じる可能性が高い。従つてロツク外れを生じた復調器で用いていたタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外することにより、再度のロツク外れを回避することができる。
【0033】
続いてステツプSP5で、ロツク外れを生じた復調器以外の復調器で用いているタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外する。例えば復調器7でロツク外れを生じた場合、復調器8及び9で用いているタイミングは割当て候補から除外する。なぜなら複数の復調器で同一のタイミングを用いて復調を行うと、これら複数の復調器全てが同時にロツク外れしてしまうおそれがあるためである。従つてロツク外れを生じた復調器以外の復調器で用いているタイミングを新たに割り当てるタイミング候補から除外することにより、複数の復調器でのロツク外れの同時発生を回避することができる。
次にステツプSP6で、こうして除外したもの以外のタイミング候補から新たなタイミングを選択してロツク外れを生じた復調器に割り当てる。この際、タイミング候補の中から受信レベルの高い順に選択して割り当てる。こうして新たなタイミング割当てが完了したら、ステツプSP7で手順を完了する。
【0034】
このように移動端末装置1及び受信装置6は、ソフトハンドオフ領域での受信中に復調器7、8又は9でロツクを生じた場合に、既に各復調器7、8及び9で用いているタイミングを除外したタイミング候補から復調可能なパイロツト信号のタイミングを選択し、このタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにしたことにより、再度のロツク外れを防止して、パイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができる。
【0035】
以上の構成によれば、割り当てられたタイミングに対してロツク外れを生じた復調器7、8又は9が検出された場合に、各復調器で用いていたパイロツト信号に応じたタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるタイミングの割当て対象から除外して、この割当て対象から選択した復調可能なパイロツト信号のタイミングをロツク外れを生じた復調器に割り当てることにより、再度のロツク外れを防止してパイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができる。かくしてソフトハンドオフ領域のようなパイロツト信号の受信レベルの低下によるロツク外れを生じ易い環境下での通信品質の劣化を防止し得る移動端末装置1及び受信装置6を実現することができる。
【0036】
なお上述の実施例においては、3つの復調器7、8及び9を有する受信装置6及び移動端末装置1の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば復調器を5つ有する受信装置及び移動端末装置に適用してもよい。すなわちCDMA方式に基づく複数の復調器を用いて受信信号を復調する受信装置及び移動端末装置であれば、復調器の数にはかかわらない。
【0037】
また上述の実施例においては、本発明を受信機能及び送信機能を共に有する移動端末装置1に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、受信機能のみを有する移動端末装置に適用してもよい。
【0038】
さらに上述の実施例においては、復調器7、8及び9の内部にロツク検出器7A、8A及び9Aを各々設けた受信装置6及び移動端末装置1の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、復調器の外部にロツク検出器を有する受信装置及び移動端末装置に適用してもよい。
【0039】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、割り当てられたタイミングに対してロツク外れを生じた復調器がある場合に、この復調器及びこの復調器以外の復調器で用いていたタイミングをロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるタイミングの割当て対象から除外して、このタイミングの割当て対象から復調可能なパイロツト信号のタイミングを選択してロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てるようにしたことにより、再度のロツク外れを防止してパイロツト信号の検出及び復調器へのタイミング割り当ての繰り返し状態に陥ることを回避することができ、かくしてパイロツト信号の受信レベルの低下によるロツク外れを生じ易い環境下での通信品質の劣化を防止し得るパイロツト信号検出方法、パイロツト信号検出装置及び受信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例による移動端末装置の構成を示すブロツク図である。
【図2】受信装置内及びタイミング制御器内の構成を示すブロツク図である。
【図3】実施例によるパイロツト信号のタイミング検出処理手順を説明するために供するフローチヤートである。
【符号の説明】
1……移動端末装置、2……アンテナ、3……アンテナ共用器、4、13……高周波増幅器、5……直交検波回路、6……受信装置、7、8、9……復調器、7A、8A、9A……ロツク検出器、10……タイミング制御器、11……合成器、12……変調部、14……タイミング検出器、15……タイミング選択器、16……タイミング割当器。
Claims (3)
- 符号分割多重方式を用いて複数の基地局から送信されるスペクトラム拡散信号を受信し、受信した上記スペクトラム拡散信号から上記基地局が送出したパイロツト信号を検出し、当該検出したパイロツト信号に応じたタイミングをそれぞれ継続的に複数の復調器に割り当てるパイロツト信号検出方法において、
割り当てられた上記タイミングに対してロツク外れを生じた上記復調器がある場合に、当該復調器で用いていた上記パイロツト信号に応じたタイミングと、当該復調器以外の復調器で用いている上記パイロツト信号に応じたタイミングとを上記ロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てる上記タイミングの割当て対象から除外し、
当該タイミングの割当て対象から、復調可能な上記パイロツト信号のタイミングを上記ロツク外れを生じた復調器に割り当てる
ことを特徴とするパイロツト信号検出方法。 - 符号分割多重方式を用いて複数の基地局から送信されるスペクトラム拡散信号を受信し、受信した上記スペクトラム拡散信号から上記基地局が送出したパイロツト信号を検出し、当該検出したパイロツト信号に応じたタイミングをそれぞれ継続的に複数の復調器に割り当てるパイロツト信号検出装置において、
割り当てられた上記タイミングに対してロツク外れを生じた上記復調器の有無を検出するロツク検出手段と、
上記ロツク外れを生じた復調器で用いていた上記タイミングと、当該ロツク外れを生じた復調器以外の復調器で用いている上記タイミングとを上記ロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てる上記タイミングの割当て対象から除外し、当該タイミングの割当て対象から復調可能な上記パイロツト信号を選択するパイロツト信号選択手段と、
上記選択されたパイロツト信号に応じたタイミングを上記ロツク外れを生じた復調器に割り当てるタイミング割当て手段と
を具えることを特徴とするパイロツト信号検出装置。 - 符号分割多重方式を用いて複数の基地局から送信されるスペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、当該受信手段により受信した上記スペクトラム拡散信号から上記基地局が送出したパイロツト信号を検出するパイロツト信号検出手段と、当該検出したパイロツト信号に基づいて、受信した上記スペクトラム拡散信号を継続的に復調する復調手段とを設けてなる受信装置において、
上記パイロツト信号検出手段は、
割り当てられた上記タイミングに対してロツク外れを生じた上記復調器の有無を検出するロツク検出手段と、
上記ロツク外れを生じた復調器で用いていた上記タイミングと、当該ロツク外れを生じた復調器以外の復調器で用いている上記タイミングとを上記ロツク外れを生じた復調器に新たに割り当てる上記タイミングの割当て対象から除外し、当該タイミングの割当て対象から復調可能な上記パイロツト信号を選択するパイロツト信号選択手段と、
上記選択されたパイロツト信号に応じたタイミングを上記ロツク外れを生じた復調器に割り当てるタイミング割当て手段と
を具えることを特徴とする受信装置。
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