JPH07162340A - スペクトラム拡散通信用同期追跡回路 - Google Patents

スペクトラム拡散通信用同期追跡回路

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JPH07162340A
JPH07162340A JP5341377A JP34137793A JPH07162340A JP H07162340 A JPH07162340 A JP H07162340A JP 5341377 A JP5341377 A JP 5341377A JP 34137793 A JP34137793 A JP 34137793A JP H07162340 A JPH07162340 A JP H07162340A
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JP
Japan
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JP5341377A
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Inventor
Ichiro Oe
江 一 郎 大
Tokuhiro Suzuki
木 徳 浩 鈴
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遅延ロックループ方式スペクトラム拡散用同
期追跡回路において、高周波帯域で使用する部品点数を
削減する。 【構成】 PN符号系列Pl,Pr,Peは同一パター
ンの符号で、PrはPlに対して1/2チップ遅れ、P
eに対し1/2チップ進んでいる。局部発振信号Slと
PN符号系列Prは乗算器34にて乗算される。相関器
36は拡散受信信号Srをダウンコンバートおよび逆拡
散する。乗算器24は、PN符号系列PlとPrどうし
を乗算する。相関器14は、この乗算出力と相関器36
の出力の相関を求める。乗算器26は、PN符号系列P
eとPrどうしを乗算する。相関器16は、この乗算出
力と相関器36の出力の相関を求める。相関器14,1
6の相関出力は、加算器18で誤差信号eが求められ、
この誤差信号eはVCO12に入力されてそのクロック
周波数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スペクトラム拡散通
信方式において受信信号をいわゆる遅延ロックループ方
式で同期追跡するための回路に関し、高周波帯域で使用
する素子点数を削減して、低コスト化および回路の集積
化を可能にしたものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、スペクトラム拡散通信方式が
知られている。そこでは、情報信号よりも十分広いスペ
クトラム幅を有する例えば2進のPN符号(疑似雑音符
号)系列でスペクトラムが拡散された搬送波を送信し、
受信側では送信側で用いたのと同じPN符号系列で受信
信号を検波することで元の情報信号を復調する。
【0003】このようなスペクトラム拡散通信方式にお
いて、情報信号を正確に復調するためには、受信側で生
成する受信側PN符号系列を送信側PN符号系列と同期
させなければならない。この同期シーケンスは、同期捕
捉(初期引き込み)と同期保持(追跡)に分けられ、従
来より様々な手法が提案されている。
【0004】同期追跡の方法として、遅延ロックループ
(DLL)方式がある。遅延ロックループ方式の原理図
を図2に示す。PN符号系列発生器10からは、VCO
(電圧制御発振器)12の発振クロックに同期して、2
つのPN符号系列Pl,Peが発生される。これらPN
符号系列Pl,Peは、符号パターンが同じで位相が相
互にTc(PN符号1チップ当りの時間)だけずれた符
号系列である。相関器14,16は、それぞれ入力PN
符号系列(受信信号に含まれるPN符号系列)とPN符
号系列Pl,Peの相関を求める。相関器14,16の
相関出力は加算器18にて差が取られ、その差出力(誤
差信号e)はループフィルタ20で濾波された後VCO
12に入力されて、そのクロック周波数を制御する。
【0005】図3は図2の回路の動作を示すもので、
(a)、(b)は入力PN符号系列とPN符号系列発生
器10で発生されるPN符号系列Pl,Peとの位相差
による相関器14,16の相関出力の変化特性である。
加算器18から出力される誤差信号eの特性はこれら両
相関出力特性の差として表わされるもので、図3(c)
に示すようにS字型の特性を持つ。このS字特性がDL
Lの位相ループ特性を与える。すなわち、誤差信号e
は、入力PN符号系列に対してPN符号系列Pl,Pe
の位相が遅れていれば、その位相を進めるようにVCO
12を駆動し、位相が進んでいればそれらを遅らせるよ
うにVCO12を駆動する。これにより、DLLは、図
3(c)に移相差0で示した点にロックし、PN符号系
列の同期状態を保持(追跡)する。
【0006】次に、上記遅延ロックループ方式を利用し
た従来のスペクトラム拡散通信用同期追跡回路を図4に
示す。これは、ヘテロダイン型のスペクトラム拡散通信
用同期追跡回路を構成するものである。拡散受信信号S
rは直接拡散方式で拡散された信号で、周波数fcの搬
送波で変調されている。局部発振器22からは周波数が
fc+fi(fi:中間周波数)の局部発振信号Slが
出力される。PN符号系列発生器10からは前記PN符
号系列Pl,Peのほか、これらの中間の位相に設定さ
れたPN符号系列Pr(つまり、PrはPlに対して−
Tc/2遅れ、Peに対して+Tc/2進んでいる)が
出力される。
【0007】乗算器24は、局部発振信号SlとPN符
号系列Plを乗算する。相関器14は、この乗算出力と
拡散受信信号Srを掛け合わせることにより、拡散受信
信号Srの搬送波を中間周波数fiにダウンコンバート
するとともに拡散受信信号SrをPN符号系列Plで逆
拡散する。乗算器26は、局部発振信号SlとPN符号
系列Peを乗算する。相関器16は、この乗算出力と拡
散受信信号Srを掛け合わせることにより、拡散受信信
号Srの搬送波を中間周波数fiにダウンコンバートす
るとともに拡散受信信号SrをPN符号系列Peで逆拡
散する。
【0008】相関器14,16の相関出力は、包絡線検
波器28,30でそれぞれ包絡線検波された後加算器1
8でそれらの差がとられて誤差信号eが求められる。誤
差信号eはループフィルタ20で濾波された後VCO1
2に入力されてそのクロック周波数を制御する。これに
より、この遅延ロックループは前記図3(c)に位相差
0で示した点にロックして(PN符号系列Prが入力P
N符号系列に位相差0でロックする)、同期追跡が実現
される。
【0009】乗算器34は、局部発振信号SlとPN符
号系列Prを乗算する。相関器36は、この乗算出力と
拡散受信信号Srを掛け合わせることにより、拡散受信
信号Srの搬送波を中間周波数fiにダウンコンバート
するとともに拡散受信信号SrをPN符号系列Prで逆
拡散する。PN符号系列Prは、入力PN符号系列に位
相差0でロックしているので、相関器36の相関出力は
最大レベルで出力される(図5)。
【0010】相関器36の相関出力は、中間周波数fi
を中心周波数とするバンドパスフィルタ38で濾波され
た後、復調器40に入力されて、受信情報が復調され
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】一般に、図4の拡散受
信信号Srの搬送波周波数fcは100M〜300MHz
の高い周波数に設定する場合が多い。したがって、局部
発振周波数fc+fiもこれと同程度の高い周波数とな
る。このため、図4の回路では、乗算器24,26,3
4および相関器14,16,36がこの高い周波数帯を
使用することになる。一般に、電子部品は扱う周波数が
高くなるほど高価になる傾向があるので、図4の回路構
成はコストが高くつく欠点があった。また、100MHz
帯の周波数を扱う部品をLSI等の集積回路で構成する
にはかなりの困難が伴っていた。
【0012】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、高い周波数帯で使用する部品点数を削減
して、低コスト化および回路の集積化を可能にした遅延
ロックループ方式スペクトラム拡散通信用同期追跡回路
を提供しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
周波数を可変にクロック信号を発生する可変クロック発
生手段と、このクロック信号に同期して相互に位相が微
少量ずれた同一パターンの複数のPN符号系列を発生す
るPN符号系列発生手段と、拡散受信信号を局部発振信
号でダウンコンバートするとともに前記PN符号系列発
生手段で発生されるいずれかのPN符号系列を用いて逆
拡散して復調用信号を出力するダウンコンバートおよび
逆拡散手段と、前記PN符号系列発生手段で発生される
いずれかのPN符号系列と前記逆拡散に用いたPN符号
系列とを乗算する第1の乗算手段と、前記PN符号系列
発生手段で発生される他のいずれかのPN符号系列と前
記逆拡散に用いたPN符号系列とを乗算する第2の乗算
手段と、前記第1の乗算手段の乗算出力と前記ダウンコ
ンバートおよび逆拡散手段の出力との相関を求める第1
の相関手段と、前記第2の乗算手段の乗算出力と前記ダ
ウンコンバートおよび逆拡散手段の出力との相関を求め
る第2の相関手段と、前記第1、第2の相関手段の相関
出力がほぼ等しくなるようにこれら第1、第2の相関手
段の相関出力に基づき前記可変クロック発生手段から発
生されるクロック信号の周波数を制御するクロック信号
周波数制御手段とを具備してなるものである。
【0014】請求項2記載の発明は、少くとも前記第
1、第2の乗算手段と、前記第1、第2の相関手段が、
集積回路上に構成されていることを特徴とするものであ
る。
【0015】
【作用】請求項1記載の発明によれば、第1、第2の乗
算手段はPN符号系列を扱い、第1、第2の相関手段
は、搬送波をダウンコンバートした周波数を扱うので、
比較的低い周波数帯用部品を使用することができ、低コ
ストに構成することができる。また、請求項2記載の発
明のようにLSI等に集積回路化することができる。
【0016】
【実施例】この発明の一実施例を図1に示す。拡散受信
信号Srは直接拡散方式で拡散された信号で、周波数f
cの搬送波で変調されている。局部発振器22からは周
波数がfc+fi(fi:中間周波数)の局部発振信号
Slが出力される。PN符号発生器10からはVCO1
2のクロックに同期して、位相が相互にTc(1チップ
分の時間)ずれた符号系列Pl,Peのほか、これらの
中間の位相に設定されたPN符号系列Pr(つまり、P
rはPlに対して−Tc/2遅れ、Peに対して+Tc
/2進んでいる)が出力される。
【0017】乗算器34は、局部発振信号SlとPN符
号系列Prを乗算する。相関器36は、この乗算出力と
拡散受信信号Srを掛け合わせることにより、拡散受信
信号Srの搬送波を中間周波数fiにダウンコンバート
するとともに拡散受信信号SrをPN符号系列Prで逆
拡散する。
【0018】乗算器24は、PN符号系列PlとPrど
うしを乗算する。相関器14は、この乗算出力と相関器
36の相関出力を掛け合わせることにより、これらの相
関を求める。乗算器26は、PN符号系列PeとPrど
うしを乗算する。相関器16は、この乗算出力と相関器
36の相関出力を掛け合わせることにより、これらの相
関を求める。
【0019】相関器14,16の相関出力は、包絡線検
波器28,30でそれぞれ包絡線検波された後加算器1
8でそれらの差がとられて誤差信号eが求められる。誤
差信号eはループフィルタ20で濾波された後VCO1
2に入力されてそのクロック周波数を制御する。
【0020】前記図4の従来回路と図1の回路とで加算
器18の出力が同じになることを式で示す。ここでは、 拡散受信信号Sr=d(t)・Pt(t)・cos(2
πfc・t) 2πfc・t:搬送波 fi:中間周波数 d(t):復調すべき情報データ Pt(t):入力(送信側)PN符号系列 Pl(t),Pr(t),Pe(t):PN符号系列P
l,Pr,Peとする。 (1) 図4の場合 相関器14の出力=d(t)・Pt(t)・cos(2πfc・t) ・Pl(t)・cos{2π(fc+fi)・t} 相関器16の出力=d(t)・Pt(t)・cos(2πfc・t) ・Pe(t)・cos{2π(fc+fi)・t} ∴加算器18の出力=d(t)・Pt(t)・(Pl(t)−Pe(t)) ・cos(2πfc・t) ・cos{2π(fc+fi)・t} … (1) (2) 図1の場合 相関器36の出力=d(t)・Pt(t)・cos(2πfc・t) ・Pr(t)・cos{2π(fc+fi)・t} 相関器14の出力=d(t)・Pt(t)・cos(2πfc・t) ・Pr(t)・cos{2π(fc+fi)・t} ・Pr(t)・Pl(t) … (2) 相関器16の出力=d(t)・Pt(t)・cos(2πfc・t) ・Pr(t)・cos{2π(fc+fi)・t} ・Pr(t)・Pe(t) … (3) 式(2),(3)において、Pr(t)・Pr(t)は
PN符号系列Prの自己相関関数であり、m系列PN符
号系列の性質よりPr(t)・Pr(t)=1となるか
ら、これを式(2),(3)に代入すれば、 相関器14の出力=d(t)・Pt(t)・cos(2πfc・t) ・Pl(t)・cos{2π(fc+fi)・t} 相関器16の出力=d(t)・Pt(t)・cos(2πfc・t) ・Pe(t)・cos{2π(fc+fi)・t} ∴加算器18の出力=d(t)・Pt(t)・(Pl(t)−Pe(t)) ・cos(2πfc・t) ・cos{2π(fc+fi)・t} … (4) 式(1),(4)から明らかなように、図1と図4では
加算器18の出力は同じになる。つまり、図1の回路で
は、復調用信号を得るための相関器36での逆拡散に用
いたPN符号系列Prを遅延ロックループ用のPN符号
系列Pl,Peに掛け合わせて遅延ロックループ用の相
関器14,16での逆拡散に用いることにより、相関器
14,16における逆拡散でPN符号系列Prを打ち消
して図4と同一の誤差信号eが得られるようにしてい
る。これにより、遅延ロックループは前記図3(c)に
位相差0で示した点にロックして(PN符号系列Prが
入力PN符号系列に位相差0でロックする)、同期追跡
が実現される。したがって、相関器36の相関出力は最
大レベルで出力される(図5)。
【0021】相関器36の相関出力は、中間周波数fi
を中心周波数とするバンドパスフィルタ38で濾波され
た後復調器40に入力されて、受信情報d(t)が復調
される。
【0022】図1の構成によれば、乗算器24,26は
PN符号系列を扱い、相関器14,16は中間周波数f
iを扱えばよいので、比較的安価な素子を用いることが
でき、またこれらをLSIの中に組み込むことができる
(相関器36、乗算器34、局部発振器22以外はすべ
てLSIの中に組み込むことができる。)。
【0023】
【他の実施例】前記実施例では3つのPN符号系列P
l,Pr,Peを用いたが、図6に示すように、2つの
PN符号系列Pl,Peを用意し、そのうちのいずれか
を相関器36での逆拡散に用いることにより、PN符号
系列Prを省くこともできる。この場合、入力PN符号
系列とPN符号系列Plは位相差が生じた状態でロック
されるが、PN符号系列Pl,Peの位相差をTc(1
チップ分の時間)以下にすれば、相関器36の相関出力
は、そのピーク値の1/2以上の値を確保することがで
きる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、第1、第2の乗算手段はPN符号系列を扱
い、第1、第2の相関手段は、搬送波をダウンコンバー
トした周波数を扱うので、比較的低い周波数帯用部品を
使用することができ、低コストに構成することができ
る。また、請求項2記載の発明のようにLSI等に集積
回路化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】 遅延ロックループ方式同期追跡の原理図であ
る。
【図3】 図2の回路の動作特性図である。
【図4】 遅延ロックループ方式を用いた従来のスペク
トラム拡散通信用同期追跡回路を示すブロック図であ
る。
【図5】 図4の相関器36の動作特性図である。
【図6】 この発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
10 PN符号系列発生器(PN符号系列発生手段) 12 電圧制御発振器(可変クロック発生手段) 14 相関器(第1の相関手段) 16 相関器(第2の相関手段) 18,20 加算器、ローパスフィルタ(クロック信号
周波数制御手段) 24 乗算器(第1の乗算手段) 26 乗算器(第2の乗算手段) 36 相関器(ダウンコンバートおよび逆拡散手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周波数を可変にクロック信号を発生する可
    変クロック発生手段と、 このクロック信号に同期して相互に位相が微少量ずれた
    同一パターンの複数のPN符号系列を発生するPN符号
    系列発生手段と、 拡散受信信号を局部発振信号でダウンコンバートすると
    ともに前記PN符号系列発生手段で発生されるいずれか
    のPN符号系列を用いて逆拡散して復調用信号を出力す
    るダウンコンバートおよび逆拡散手段と、 前記PN符号系列発生手段で発生されるいずれかのPN
    符号系列と前記逆拡散に用いたPN符号系列とを乗算す
    る第1の乗算手段と、 前記PN符号系列発生手段で発生される他のいずれかの
    PN符号系列と前記逆拡散に用いたPN符号系列とを乗
    算する第2の乗算手段と、 前記第1の乗算手段の乗算出力と前記ダウンコンバート
    および逆拡散手段の出力との相関を求める第1の相関手
    段と、 前記第2の乗算手段の乗算出力と前記ダウンコンバート
    および逆拡散手段の出力との相関を求める第2の相関手
    段と、 前記第1、第2の相関手段の相関出力がほぼ等しくなる
    ようにこれら第1、第2の相関手段の相関出力に基づき
    前記可変クロック発生手段から発生されるクロック信号
    の周波数を制御するクロック信号周波数制御手段とを具
    備してなるスペクトラム拡散通信用同期追跡回路。
  2. 【請求項2】少くとも前記第1、第2の乗算手段と、前
    記第1、第2の相関手段が、集積回路上に構成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載のスペクトラム拡散通
    信用同期追跡回路。
JP5341377A 1993-12-10 1993-12-10 スペクトラム拡散通信用同期追跡回路 Pending JPH07162340A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100307007B1 (ko) * 1998-09-08 2001-11-07 가네꼬 히사시 추적 정밀도가 양호하고 동기 유지 범위가 넓은 이동 통신 장치
KR100424466B1 (ko) * 2001-10-29 2004-03-26 삼성전자주식회사 이동통신 단말기에서 피엔 코드 검색 장치
KR100560190B1 (ko) * 1996-12-27 2006-07-11 소니 가부시끼 가이샤 피엔부호 발생회로 및 단말장치

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KR100307007B1 (ko) * 1998-09-08 2001-11-07 가네꼬 히사시 추적 정밀도가 양호하고 동기 유지 범위가 넓은 이동 통신 장치
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