JPH07154296A - スペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 拡散符号の同期を高速にとる。 【構成】 ＳＡＷコンボルバ３２において、情報信号を
検出し、この情報信号に基づいて、拡散符号発生器１６
において発生する拡散符号の初期値を設定する。信号送
信の際に、拡散符号と情報信号を同期させているため、
ＳＡＷコンボルバ３２において得られる情報信号に同期
した拡散符号により、乗算器１０における逆拡散を好適
に行える。また、その後の同期のトラッキングは従来と
同様にディレーロックループを利用して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の符号によりスペ
クトル拡散された信号を利用して通信を行うスペクトル
拡散通信システムおよびこのシステムに使用するスペク
トル拡散受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の無線通信方式が提案さ
れており、その中にスペクトル拡散通信方式がある。こ
のスペクトル拡散通信方式（特に、直接拡散方式）で
は、送信側において、情報信号で変調された１次変調信
号に拡散符号を乗算し、スペクトル拡散された信号を得
る。そして、このスペクトル拡散された信号が無線送信
される。一方、受信側では、受信信号に拡散符号を乗算
することによって逆拡散して、１次変調された信号に戻
した後、これを復調して情報信号を得る。このように、
スペクトル拡散された信号が無線通信されるため、所定
周波数の電波による無線通信との干渉を排除して通信を
行うことができる。

【０００３】ここで、スペクトル拡散通信方式では、受
信信号を逆拡散しなければならない。そして、逆拡散の
ためには、受信側において発生した拡散符号を受信信号
中の拡散符号（受信拡散符号）に対し、同期をとって乗
算しなければならない。

【０００４】このような復調手段の１つとして、ディレ
ー・ロック・ループ（以下、ＤＬＬという）がある。こ
のＤＬＬは、図３に示すように、乗算器１０において、
拡散符号を受信信号に乗算することによって逆拡散を行
う。そして、この乗算器１０において受信信号に乗算す
る拡散符号（この例では、ＰＮ（疑似雑音）符号）は受
信信号に重畳されている拡散符号と同期のとれたもので
なければならない。そこで、この装置では、２つの乗算
器１２、１４において、異なるタイミングのＰＮ符号を
受信信号に乗算する。この例では、ＰＮ符号発生器１６
において発生される１ビット分異なった２つのＰＮ符号
が乗算器１２、１４に供給される。

【０００５】そして、得られた信号について包絡線検波
器１８、２０において、包絡線をそれぞれ検出し、相関
出力１、２を得る。この相関出力１、２は、同期がとれ
ている場合に高レベルになる。そこで、図４（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、同期がとれている時に高レベルに
なり、１ビット以上ずれた時に出力が０になる三角波
が、包絡線検波器１８、２０から出力される。そして、
この２つの三角波は、１ビット分ずれており、これが比
較器２２に入力される。比較器２において、両三角波の
差が取られると、図４（Ｃ）のような相関信号をが得ら
れる。

【０００６】比較器２２の出力は、ローパスフィルタ２
４を介し、出力信号の位相が入力電圧によって制御され
る電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２６に入力される。
そこで、比較器２２の出力電圧に応じて、電圧制御水晶
発振器２６の出力信号の位相が制御される。そして、こ
の電圧制御水晶発振器２６の出力信号はＰＮ符号発生器
１６の出力制御クロックとなっているため、比較器２２
の出力に応じてＰＮ符号発生器１６から出力されるＰＮ
符号のタイミングが変更される。従って、この動作によ
り、比較器２２の出力が図４（Ｃ）のａ点に至るよう
に、ＰＮ符号発生器１６からの出力が制御されることに
なる。

【０００７】ここで、ａ点は、ＰＮ符号発生器１６の出
力である１ビットシフトした２つのＰＮ符号についての
出力の同期点の中間に位置する。ＰＮ符号の１ビットに
対応する時間が１Ｔ（チップ）であり、ＰＮ符号発生器
１６の位相が進んでいる信号について１／２Ｔ遅延器２
８で１／２Ｔだけ遅延させることで、受信信号と同期し
たＰＮ符号を得ることができる。そこで、このＰＮ符号
を乗算器１０に供給することで、この乗算器１０におい
て、逆拡散が行える。

【０００８】このようにして、ＤＬＬによって、所定の
ＰＮ符号でスペクトル拡散された信号の逆拡散が行え、
信号の復調ができる。

【０００９】しかし、このようなＤＬＬは、１ビット以
内のシフトに対し、効果的に追従制御を行うことができ
るが、同期外れが大きな場合には、追従することができ
ない。そこで、初期の同期捕捉のためには、他の装置が
必要である。このような装置として、乗算するＰＮ符号
の位相を変化させながら相関出力を検出し、所定の相関
出力が出た時に位相変化を停止するスライディング相関
器などが用いられる。

【００１０】一方、拡散符号によってスペクトル拡散さ
れた信号から情報信号を復調するための素子として、Ｓ
ＡＷコンボルバやＳＡＷマッチドフィルタ等のＳＡＷデ
バイスが知られている。例えば、ＳＡＷコンボルバは、
２つの信号を入力して、これら信号の相関器として作用
するものである。そこで、このＳＡＷコンボルバを利用
して、スペクトル拡散した信号を復調することができ
る。例えば、送信側において、情報信号により搬送波の
周波数をｆ１，ｆ２に変更するＦＳＫ変調をし、これを
ＰＮ符号で直接拡散変調して送信する。受信側では、参
照信号として中心周波数ｆ１の２位相シフトキーイング
（ＢＰＳＫ）した信号を加えてあるＳＡＷコンボルバに
受信信号を入力する。これによって、ＳＡＷコンボルバ
において、周波数ｆ１の期間のみ相関信号が出力され、
これによって信号の復調が行える。従って、このＳＡＷ
コンボルバを用いて、好適な復調が行える。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＤＬＬ
を使用したシステムでは、多数の相関器などを必要と
し、装置が複雑になってしまうという問題点があった。
また、ＳＡＷコンボルバを利用したシステムでは、構成
を簡略化できるが、このＳＡＷコンボルバの処理時間に
よる制限があり情報の伝送速度を十分早くできないとい
う問題点がある。すなわち、８ビットの拡散符号を用
い、拡散帯域幅を６６ＭＨｚ（ＰＮ符号のクロックは３
３ＭＨｚ）とした場合、 処理速度＝２５５チップ／３３ＭＨｚ＝８μｓｅｃ となる。

【００１２】１つの情報はこの８μ秒以内でなければな
らず、情報速度は、 １／８μｓｅｃ＝１２５ｋＨｚ 以下に限定される。

【００１３】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、早い情報速度にも適応可能であり、かつ簡単な構
成で高速の同期捕捉を行うことができるスペクトル拡散
通信システムを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の拡散符
号によりスペクトル拡散された信号を利用するスペクト
ル拡散通信システムであって、送信側において、情報信
号によって、搬送波を一次変調する一次変調手段と、一
次変調された信号に拡散符号を乗算し、スペクトル拡散
するスペクトル拡散手段と、スペクトル拡散手段に供給
する拡散符号を情報信号に同期させる同期手段と、を含
み、受信側において、拡散符号を発生する拡散符号発生
器を含み、受信信号に２つの互いに異なる位相の拡散符
号乗算し、得られた２つの相関出力の状態から拡散符号
発生器から発生される拡散符号の位相を調整し、受信信
号中の受信信号と同期する拡散符号を出力するディレー
ロックループと、このディレーロックループから出力さ
れる拡散符号と受信信号を乗算し、逆拡散を行う逆拡散
手段と、受信信号と参照信号との相関から情報信号を復
調するＳＡＷデバイスと、このＳＡＷデバイスによって
得られた信号の変化状態に応じて、拡散符号の繰り返し
周期を推定し、これに応じてディレーロックループにお
ける拡散符号発生器の初期設定を行う初期設定手段と、
を有することを特徴とする。

【００１５】また、本発明は、情報信号に同期した拡散
符号によりスペクトル拡散された信号を受信するスペク
トル拡散受信装置であって、拡散符号を発生する拡散符
号発生器を含み、受信信号に２つの互いに位相の異なる
拡散符号乗算し、得られた２つの相関出力の状態から拡
散符号発生器から発生される拡散符号の位相を調整し、
受信信号中の受信信号と同期する拡散符号を出力するデ
ィレーロックループと、このディレーロックループから
出力される拡散符号と受信信号を乗算し、逆拡散を行う
逆拡散手段と、受信信号と参照信号との相関から情報信
号を復調するＳＡＷデバイスと、このＳＡＷデバイスに
よって得られた信号の変化状態に応じて、拡散符号の繰
り返し周期を推定し、これに応じてディレーロックルー
プにおける拡散符号発生器の初期設定を行う初期設定手
段と、を有することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明によれば、ＳＡＷコンボルバやＳＡＷマ
ッチドフィルタ等のＳＡＷデバイスにより得られた情報
信号の少なくとも一部により、拡散符号の繰り返し周期
を推定する。そして、この推定結果に応じてＤＬＬにお
いて発生する拡散符号の初期値を設定する。このよう
に、受信信号中の拡散符号の初期捕捉をＳＡＷデバイス
で行うため、高速の初期捕捉が行える。そして、このＳ
ＡＷデバイスの検出結果に応じて、ＤＬＬの拡散符号を
初期設定するため、ＤＬＬにおいて好適な拡散符号の発
生制御が行える。そこで、確実な逆拡散が行える。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。まず、図１に本実施例のシステムの送信
側の構成を示す。このように、搬送波発振器５０から出
力される搬送波は一次変調回路５２に入力される。この
一次変調回路５２には、情報信号も入力されており、搬
送波が情報信号によって変調される一次変調信号が得ら
れる。

【００１８】一方、情報信号は、初期値設定回路５４に
も供給される。そして、この初期値設定回路５４は、拡
散符号発生回路５６において発生する拡散符号の初期値
を設定する。そこで、拡散符号発生回路５６において
は、情報信号に同期して発生することになる。また、発
振器５８は、拡散符号発生回路５６における拡散符号発
生のクロックを供給するものである。

【００１９】そして、この拡散符号発生器５６からの拡
散符号が乗算器１０に供給され、一次変調信号と拡散符
号の乗算が行われ、スペクトル拡散が行われ、これがア
ンテナから送信される。このように、拡散符号は情報信
号に応じて初期値が設定されている。そこで、この拡散
符号は、搬送波に同期したものになっている。

【００２０】図２は、本実施例の受信側システムを示す
ブロック図であり、受信信号は遅延回路３０に入力さ
れ、所定量だけ遅延された後、逆拡散用の乗算器１０に
入力され、ここで同期のとれた拡散符号との乗算が行わ
れ、逆拡散された信号（一次変調された信号）が得られ
る。そこで、これを復調することによって、情報信号が
得られる。なお、遅延回路３０は、後述するＳＡＷコン
ボルバ３２から得られる受信拡散符号による初期設定に
要する時間との整合をとるものである。

【００２１】そして、乗算器１２、１４、拡散符号発生
器１６、包絡線検波器１８、２０、比較器２２、ローパ
スフィルタ２４、電圧制御水晶発信器２６および（１／
２）Ｔ遅延回路２８からなるディレーロックループＤＬ
Ｌは、上述の従来例と同様に、受信信号中の拡散符号
と、拡散符号発生器１６からの拡散符号の１ビット以内
のずれに追従して、両者の同期を確保する。

【００２２】一方、本実施例では、受信信号は、ＳＡＷ
コンボルバ３２に入力される。このＳＡＷコンボルバ３
２には、発振器３４から出力される搬送波の１つと同一
周波数の信号を拡散符号発生器１６からの拡散符号で変
調した信号が供給されている。従って、このＳＡＷコン
ボルバ３２において、情報信号に対応した複数のパルス
が取り出される。このＳＡＷコンボルバ３２の出力は、
包絡線検波回路４０に入力され、ここで包絡線が検出さ
れることによって、情報信号が再生される。

【００２３】そして、この再生された情報信号がスイッ
チ４２を介し、初期値設定回路４４に供給される。この
初期値設定回路４４は、提供される情報信号に応じて、
所定の初期値を拡散符号発生回路１６に設定する。そこ
で、拡散符号発生回路１６から発生される拡散符号は、
検出された情報信号によって発生タイミングが決定され
たものになる。

【００２４】ここで、情報速度がＳＡＷコンボルバ３２
の処理時間に比べ早い場合、ＳＡＷコンボルバ３２にお
いて情報信号の取り出しは確実に行うことはできない。
しかし、本実施例において、必要なのは、拡散符号のタ
イミングであり、情報信号のタイミングの切り替わりタ
イミングである。そして、情報信号がＳＡＷコンボルバ
の処理時間に比べ早い場合であっても、情報信号のデー
タ切り替わりの際の立上がりを検出することはできる。
そこで、この検出した情報信号の立上がりにより、初期
値設定回路４４を制御して、拡散符号発生器１６の出力
拡散符号を決定することによって、受信信号中の拡散符
号との同期をとることができる。

【００２５】本実施例では、さらにロック検出器４６を
有している。このロック検出器４６は乗算器１０の出力
におけるレベルを検出し、十分な搬送波が検出されてい
ることで、乗算器１０において好適な逆拡散が行われて
いることが検出される。そこで、このロック検出器４６
は、スイッチ４２を制御し包絡線検波回路４０からのデ
ータの初期値設定回路４４への入力を停止する。これに
よって、ＳＡＷコンボルバ３２を利用した拡散符号発生
器１６の制御は停止され、乗算器１０へ供給される拡散
符号は、ＤＬＬによって制御される。従って、初期の同
期捕捉が行えた後は、ＤＬＬによりトラッキング制御を
行うことができ、乗算器１０へ供給する拡散符号の好適
な制御が行える。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスペ
クトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散受信装置
によれば、ＳＡＷデバイスにおいて、拡散符号と同期し
た情報信号を検出する。そして、この情報信号に応じて
逆拡散に利用する拡散符号の位相を制御するため、高速
の同期確立が達成できる。また、その構成を簡単なもの
にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の送信側の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】実施例の受信側の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】従来のＤＬＬの構成を示すブロック図である。

【図４】ＤＬＬにおける各部の波形を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１０，１２，１４ 乗算器 １６ 拡散符号発生器 ３２ ＳＡＷコンボルバ ４４ 初期値設定回路 ４６ ロック検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の拡散符号によりスペクトル拡散さ
   れた信号を利用するスペクトル拡散通信システムであっ
   て、 送信側において、 情報信号によって、搬送波を一次変調する一次変調手段
   と、 一次変調された信号に拡散符号を乗算し、スペクトル拡
   散するスペクトル拡散手段と、 スペクトル拡散手段に供給する拡散符号を情報信号に同
   期させる同期手段と、を含み、 受信側において、 拡散符号を発生する拡散符号発生器を含み、受信信号に
   ２つの互いに位相の異なる拡散符号乗算し、得られた２
   つの相関出力の状態から拡散符号発生器から発生される
   拡散符号の位相を調整し、受信信号中の受信信号と同期
   する拡散符号を出力するディレーロックループと、 このディレーロックループから出力される拡散符号と受
   信信号を乗算し、逆拡散を行う逆拡散手段と、 受信信号と参照信号との相関から情報信号を復調するＳ
   ＡＷデバイスと、 このＳＡＷデバイスによって得られた信号の変化状態に
   応じて、拡散符号の繰り返し周期を推定し、これに応じ
   てディレーロックループにおける拡散符号発生器の初期
   設定を行う初期設定手段と、 を有することを特徴とするスペクトル拡散通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 情報信号に同期した拡散符号によりスペ
   クトル拡散された信号を受信するスペクトル拡散受信装
   置であって、 拡散符号を発生する拡散符号発生器を含み、受信信号に
   ２つの互いに位相の異なる拡散符号乗算し、得られた２
   つの相関出力の状態から拡散符号発生器から発生される
   拡散符号の位相を調整し、受信信号中の受信信号と同期
   する拡散符号を出力するディレーロックループと、 このディレーロックループから出力される拡散符号と受
   信信号を乗算し、逆拡散を行う逆拡散手段と、 受信信号と参照信号との相関から情報信号を復調するＳ
   ＡＷデバイスと、 このＳＡＷデバイスによって得られた信号の変化状態に
   応じて、拡散符号の繰り返し周期を推定し、これに応じ
   てディレーロックループにおける拡散符号発生器の初期
   設定を行う初期設定手段と、 を有することを特徴とするスペクトル拡散受信装置。