JP2729692B2 - スペクトル拡散通信受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスペクトル拡散通信受信装置に関し、殊に直
接拡散（Direct Sequence）通信装置の構成に関する。

（従来技術） スペクトル拡散通信方式は遥かに広い周波数帯域に信
号を拡散して伝送するため単位ヘルツ当りの電力が小さ
く他の通信への妨害を与えることが殆どないのみならず
雑音や伝送路特性の変動の影響を受けにくい特徴を有
し、近年多用されつつあある。

このスペクトル拡散通信方式では送信側において伝送
情報信号に対して疑似雑音符号などの拡散符号を用いて
拡散変調を行い伝送情報信号に比べて遥かに広い周波数
帯域に信号を拡散して伝送し、一方、受信側では逆拡散
変調を行い、伝送情報を復調するものである。

第３図は従来用いられていたスペクトル拡散通信装置
の概要を示すブロック図である。

同図においてＴは送信側、Ｒは受信側装置であって、
夫々のブロックに於いて１は拡散変調器、２は逆拡散変
調器、３、４は疑似雑音発生回路、５は同期回路であ
る。

このように構成した装置において送信側Ｔは拡散変調
器１によって情報源６からの信号を疑似雑音発生器３か
らのPN符号に基づき例えばPSK変調を行うことにより広
い周波数帯域を有す送信信号を作り出した後、信号伝送
ラインまたは無線通信手段等を介して受信側装置に伝送
する。

一方、受信側では送られてきた信号を逆拡散変調器２
において疑似雑音発生器４からの信号によって逆拡散変
調することにより復調信号を得るものであるが、前記疑
似雑音発生器４からのPN符号は前記受信信号に相乗され
ているPN符号と同期する必要がある。このためブロック
においては復調信号出力の一部を同期回路５に印加し、
該同期回路５にて前記疑似雑音発生器４の制御信号を生
成することにより該疑似雑音発生器４を制御し、同期を
とり復調するよう構成されている。

第４図は従来用いられていたスペクトル拡散通信受信
装置のうち、受信側装置を更に詳細に示したブロック図
である。

同図においてＳは受信信号入力端であって、該入力端
Ｓより印加された受信信号はスペクトル拡散信号帯域の
みを透過せしめるフィルタBPF7により帯域制限され、次
段の乗算器８に供給される。

該乗算器８では疑似雑音発生器４より供給さたPN符号
と受信信号とを乗算し、逆拡散を行い、該乗算器８出力
は次段のデータ帯域のみを透過せしめるフィルタLPF9に
より不要な成分が除去され次段の積分器10に供給され
る。

積分器10では前記PN符号１周期分に於いて積分処理を
行い相関値ｒ（ｔ）を得、次段のスレッシュホールド回
路11に於いて該相関値ｒ（ｔ）が所定のスレッシュホー
ルド値Thより小さいときには同期が取れていないと判断
し、次段のサーチコント12を駆動せしめPN符号のビット
をシフトするよう疑似雑音発生器４を制御し、相関値ｒ
（ｔ）が所定の値以上になるまで順次PN符号のビットシ
フトを行う。

一方、前記相関値ｒ（ｔ）が所定のスレッシュホール
ド値より大きいとき或は大きくなったときには受信信号
と疑似雑音発生器４より供給されるPN符号との同期が確
立したものと判断し、疑似雑音発生器４のPN符号のビッ
ト状態を固定し、相関値ｒ（ｔ）をデータ復調回路13に
より２値データに変換し復調データとして出力するもの
である。

一方、スペクトル拡散通信においては情報レートとス
ペクトラム拡散帯域の比は処理利得として表される重要
なパラメータであるが、通信回線環境、即ち、信号伝送
手段の通信帯域中に著しい減衰域が存在する場合等に送
信エネルギの分散帯域或は分布状態を変更することによ
ってS/N劣化を防止することが行われるが、このために
は処理利得を変更すればよく、スペクトル拡散通信にお
ける処理利得を変更するにはPN符号のレート及び情報レ
ートを変更する必要があり、それに伴って前記ローパス
フィルタのカットオフ周波数を変更毎に変えなくてはな
らない。

しかしながら、上述した従来の逆拡散変調器のように
アナログ型ローパスフィルタを用いる方法ではPN符号の
変更に対応して第５図に示すごとく様々な情報レートに
対応したローパスフィルタ9,9'、9"及び積分器10、1
0'、10"をあらかじめ同期回路中に用意しなくてはなら
ず部品点数が多くなり、システムが大型化し、更にはア
ナログ素子を用いているために性能のバラツキ、エージ
ング等の問題が生ずる欠点があった。

（発明の目的） 本発明は上述したごとき従来の欠点に鑑みなされたも
のであって、送信側において処理利得、即ちPNレート及
び情報レートを変更した場合であってもローパスフィル
タ等同期検出回路内部品を変えることなく受信すること
を可能にしたスペクトル拡散通信に於ける受信装置を提
供することを目的とする。

（発明の概要） この目的を達成するために本発明に係るスペクトル拡
散通信受信装置は、少なくとも疑似雑音発生器と逆拡散
変調器とを備え、受信信号を疑似雑音符号にて逆拡散す
るスペクトル拡散通信受信機に於いて、受信信号を入力
するスペクトル拡散信号帯域用バンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタ出力及び疑似雑音発生器出力とを
入力し乗算を行う乗算器と、該乗算器出力をデジタル信
号に変換するアナログデジタル変換器と、データ帯域の
み透過せしめるローパスフィルタ、該ローパスフィルタ
出力を積分する積分器、該積分器出力を判定するスレッ
シュホールド及び該スレッシュホールド出力に基づいて
前記疑似雑音発生器の出力を制御するサーチコントロー
ラ機能を内蔵したプロセッサとを備え、該プロセッサの
設定値を変更することにより前記ローパスフィルタ及び
積分器の特性を変化せしめ、情報レートを変更した場合
であっても受信装置に於ける同期捕捉回路を変更するこ
となく情報を受信することを可能にしたことを特徴とす
る。

（実施例） 以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。

第１図は本発明に係るスペクトル拡散通信受信機の構
成を示すブロック図であって、同図に於いて20は受信信
号を入力し、スペクトル拡散通信帯域信号のみ透過せし
めるバンドパスフィルタ、22は乗算器、24はアンチエイ
リアス用ローパスフィルタ、26はA/Dコンバータ、28は
疑似雑音発生器、30はデジタルシグナルプロセッサであ
って、該デジタルシグナルプロセッサ30は内部にデータ
帯域信号透過用ローパスフィルタ32、積分器34、スレッ
シュホールド36、サーチコントローラ38及びデータ復調
器40の機能を有す。

このように構成したスペクトル拡散通信受信機におい
て、フィルタ20に受信信号が入力すると該入力信号はス
ペクトル拡散信号帯域に制限され次段の乗算器22に供給
される。

乗算器22では入力受信信号と疑似雑音発生器28より供
給されるPN符号とを乗算し、その結果をアンチエイリア
ス用ローパスフィルタ24に出力する。

該アンチエイリアス用ローパスフィルタ24は周知の如
く次段のA/Dコンバータ28においてアナログデジタル変
換を行う際に生じる折返し歪を除去するために設けるも
のであり、そのカットオフ周波数は次段のアナログデジ
タル変換のサンプリング周波数の1/2である。

次に次段のA/Dコンバータ26に於いて受信信号をデジ
タル信号に変換し、DSP30に出力する。

該DSP30では入力したデジタル信号を先ずデータ帯域
のみを抽出するようにフィルタリング処理を行い、その
フィルタリングされた出力を用いてPN符号一周期分に於
いて積分処理を行う。

該積分値を次段のスレッシュホールド測定処理部に於
いて比較判定し、その結果に基づいてサーチコントロー
ラに制御信号を出力し、該サーチコントローラは入力し
た制御信号に基づいて疑似雑音発生器28より出力される
PN符号のビットを制御する。

即ち、受信信号に含まれるPN符号と受信側に於いて逆
拡散する際に用いるPN符号との位相が一致していない場
合には積分処理出力が所定値とならず、その際には次段
のサーチコントローラより疑似雑音発生器28に対し、PN
符号のビットを１ビットずらすよう制御信号が出力さ
れ、該疑似雑音発生器28はPN符号を１ビットずらし疑拡
散変調を行なった後、再び相関値の検出を行い、該相関
値が所定値となった際にデータ復調を行う。

斯く構成したスペクトル拡散通信用受信機に於いて情
報レートを変更する場合には、例えばDSP30のROMを変更
するか、或はDSP30に設けられたI/Oポート（図示せず）
にスイッチを設け、該スイッチを切り替えることによ
り、DSP30内のローパスフィルタ32及び積分器34等の設
定値を変更すればよく、従来のごとく情報レートに応じ
てあらかじめ複数のローパスフィルタ及び積分器を必要
としない。

第２図は本発明のスペクトル拡散通信受信機をベース
バンド通信装置に適用した場合の変形実施例であり、前
記第１図と同一のものには同一の記号を附しその説明を
省略する。

同図において前記第１図と異なる点はPSK等のキャリ
ア変調された受信信号を復調するためにキャリアウェー
ブ発生器42と該キャリアウェーブ発生器出力と疑似雑音
発生器28出力とを合成する第２の乗算器44とを新たに設
け、DSP30内のサーチコントローラ機能に更に該キャリ
アウェーブ発生器42の位相制御信号Δφを発生せしめた
点である。

このように構成したスペクトル拡散通信受信機におい
て、疑似雑音発生器28の出力PN符号とキャリアウェーブ
CWとを第２の乗算器44に印加し合成信号を生成するとと
もに、該合成信号とスペクトル拡散信号帯域用フィルタ
20出力とを夫々第１の乗算器に印加して逆拡散変調を行
う。

したがって、第１の乗算器において逆拡散変調を行
い、その出力信号をA/Dコンバータ26を介してデジタル
信号に変換するとともにPN符号１周期分に於ける積分値
が所定のスレッシュホールド値になるようにDSP30内の
サーチコントローラ38がキャリアウェーブ42及び疑似雑
音発生器28の制御信号Δφ及びΔτを出力し、前述した
実施例と同様に情報レートを変更した場合であってもロ
ーパスフィルタ、積分器等を変更することなく同期補足
することが可能である。

（発明の効果） 本発明は上述した如く構成し且つ機能するものである
から、データレート等が変更となった場合においても同
期補足回路を構成する部品を交換することなく、また、
DSPを用いて回路を構成するために部品点数が少なく且
つデータレート変更時における信頼性が高いスペクトル
拡散通信受信機を提供する上で著しい効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスペクトル拡散通信受信機の構成
を示すブロック図、第２図は本発明に係るスペクトル拡
散通信受信機の他の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は従来のスペクトル拡散通信方式の概要を示す図、
第４図及び第５図は従来のスペクトル拡散通信方式に用
いる受信機の構成を示す図である。 １……拡散変調器、２……逆拡散変調器、３、４、28…
…疑似雑音発生器、５……同期回路６……情報源、７、
20……バンドパスフィルタ、８、22……乗算器、９、
9'、9"……ローパスフィルタ、10、10'、10"……積分
器、11……スレッシュホールド回路、12……サーチコン
トロール回路、13、40……復調回路、24……アンチエイ
リアス用ローパスフィルタ、26……A/Dコンバータ、32
……ローパスフィルタ、34……積分器、36……スレッシ
ュホールド回路、38……サーチコントロール回路、42…
…キャリアリアウェーブ発生器、44……第２の乗算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 公一 宮城県仙台市青葉区中山７丁目２番１号 東北電力株式会社応用技術研究所内 (72)発明者 横井 敦也 神奈川県高座郡寒川町小谷２丁目１番１ 号 東洋通信機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−24532（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−202243（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも疑似雑音発生器と逆拡散変調器
   とを備え、受信信号を疑似雑音符号にて逆拡散するスペ
   クトル拡散通信受信機に於いて、受信信号を入力するス
   ペクトル拡散信号帯域用バンドパスフィルタと、該バン
   ドパスフィルタ出力及び疑似雑音発生器出力とを入力し
   乗算を行う乗算器と、該乗算器出力をデジタル信号に変
   換するアナログデジタル変換器と、データ帯域のみ透過
   せしめるローパスフィルタ、該ローパスフィルタ出力を
   積分する積分器、該積分器出力を判定するスレッシュホ
   ールド及び該スレッシュホールド出力に基づいて前記疑
   似雑音発生器の出力を制御するサーチコントローラ機能
   を内蔵したプロセッサとを備え、該プロセッサの設定値
   を変更することにより前記ローパスフィルタ及び積分器
   の特性を変化せしめ、情報レートを変更した場合であっ
   ても受信装置に於ける同期捕捉回路を変更することなく
   情報を受信することを可能にしたことを特徴とするスペ
   クトル拡散通信受信機。