JPH09238093A - スペクトル拡散受信装置 - Google Patents

スペクトル拡散受信装置

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JPH09238093A
JPH09238093A JP8043689A JP4368996A JPH09238093A JP H09238093 A JPH09238093 A JP H09238093A JP 8043689 A JP8043689 A JP 8043689A JP 4368996 A JP4368996 A JP 4368996A JP H09238093 A JPH09238093 A JP H09238093A
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JP
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output signal
circuit
signal
spread
spread spectrum
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JP8043689A
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Kazuhisa Ishiguro
和久 石黒
Hiroyasu Yoshida
浩康 吉田
Yoshiaki Takahashi
義昭 高橋
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7073Synchronisation aspects
    • H04B1/7085Synchronisation aspects using a code tracking loop, e.g. a delay-locked loop
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/709Correlator structure

Abstract

(57)【要約】 【課題】送信側と受信側との拡散符号を正確に一致させ
るスペクトル拡散受信装置を提供する。 【解決方法】第1乗算器2の出力信号の位相に同期した
VCOの出力信号を分周する分周回路11と、分周回路
11の出力信号に応じて拡散符号を発生する第1拡散符
号発生回路3と、前記拡散符号に応じて、第1乃至第3
拡散符号を発生する第2拡散符号発生回路12と、前記
第1乃至第3拡散符号の中から1つを選択する選択回路
13と、選択回路13の出力拡散符号でスペクトル逆拡
散する第2乗算器14と、第2乗算器14の出力信号か
ら相関を検出する相関検出回路15と、相関に応じて遅
れまたは進み制御信号を発生する制御回路16とを備
え、遅れまたは進み制御信号に応じて分周回路10の分
周数が切り換わる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直接拡散方式のス
ペクトル拡散受信装置に関し、同期捕捉及び保持に位相
同期ループを用いた場合の送信側PN符号と受信側PN
符号の位相誤差の発生を防止するスペクトル拡散受信装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】無線通信方式の一つとして、従来から、
スペクトル拡散通信方式が広く知られている。このスペ
クトル拡散方式では、送信側において、音声やデータな
どの情報信号で搬送波を変調し、この情報変調信号にM
系列等の拡散符号を乗算することによりスペクトル拡散
を行う。そして、スペクトル拡散された信号をアンテナ
より送信する。一方、受信側では、受信したスペクトル
拡散信号に送信側と同一の拡散符号を乗算して逆拡散を
行い、さらに情報復調して情報信号を得るようにしてい
る。
【0003】このような、スペクトル拡散通信方式で
は、受信側で逆拡散する際、受信側で作成した拡散符号
と受信信号中の拡散符号との同期をとって乗算しなけれ
ばならない。そこで、従来は、図2の如き、受信側で作
成する拡散符号と受信信号中の拡散符号の同期関係を保
つスペクトル拡散受信装置が提案されている。図2にお
いて、受信スペクトル拡散信号は周波数変換回路(1)
で後段の回路で処理され易いように低い周波数に周波数
変換された後、乗算器(2)で拡散符号発生回路(3)
から発生する拡散符号と乗算される。乗算器(2)の出
力信号は位相比較回路(4)においてVCXO(電圧制
御型水晶発振回路)(5)の出力信号と位相比較され
る。位相比較の結果に応じた位相比較回路(4)の出力
信号は、LPF(6)で平滑された後VCXO(5)に
制御信号として印加され、前記制御信号に応じてVCX
O(5)の発振周波数が可変される。VCXO(5)の
出力信号は、位相比較回路(4)に印加されるととも
に、分周回路(7)で分周された後に拡散符号発生回路
(3)に印加される。ここで、乗算器(2)、位相比較
回路(4)、VCXO(5)、LPF(6)、分周回路
(7)及び拡散符号発生回路(8)は、いわゆるPLL
(フェイズ ロックド ループ)を構成し、位相比較回路
(4)の2つの入力信号の位相差が0となるように前記
PLLが動作する。その為、VCXO(5)の発振周波
数の変化に応じて、拡散符号発生回路(3)からの拡散
符号の発生タイミングが変化し、前記PLLは位相比較
回路(4)の2つの入力信号の位相が同期するように動
作するので、乗算器(2)の出力信号とVCXO(5)
の出力信号との位相が同期する。
【0004】前記PLLのロック後、前記スペクトル拡
散信号に同期した拡散符号が発生し、スペクトル拡散信
号と前記拡散符号とが乗算器(2)で乗算されることに
より、逆拡散が行われる。そして、逆拡散により発生す
る乗算器(2)の出力信号は、BPF(8)を介して、
復調回路(9)に印加され、復調により情報信号を得る
ことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図2においては、前記
PLLが位相比較回路(4)の2つの入力信号の位相が
同期するように動作するので、乗算器(2)の出力信号
とVCXO(5)の出力信号との位相差が0となる。し
かしながら、実際には図2の回路を構成する素子の遅延
などにより、受信側で作成した拡散符号とスペクトル拡
散信号中の拡散符号との位相が正確に一致せず、正確な
逆拡散を行うことができなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はスペクトル拡散
信号を逆拡散する逆拡散回路と、前記逆拡散回路の出力
信号の位相に同期した出力信号を発生する位相同期回路
とを有し、前記スペクトル拡散信号を受信するスペクト
ル拡散受信装置であって、複数の分周比を有しその中の
1つの分周比を用いて、前記位相比較回路の出力信号を
分周する分周回路と、該分周回路の出力信号に応じて複
数の拡散符号を発生する拡散符号発生回路と、前記スペ
クトル拡散信号と前記複数の拡散符号との相関を検出す
る相関検出回路と、該相関検出回路の出力信号に応じ
て、複数の分周比のうちの1つを選択する制御信号と、
拡散符号発生回路の出力信号を切り換えるための制御信
号とを発生する制御回路と、を備えることを特徴とす
る。
【0007】また、前記分周回路はN−1、N、N+1
の分周比を有し、前記分周比は前記制御回路の制御信号
に応じて切り換わることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態を示
す図であり、(10)は発振周波数が可変可能なVC
O、(11)は分周比が3、4、5に切換可能な分周回
路、(12)は第1拡散符号発生回路(3)からの拡散
符号P0に応じて第1乃至第3拡散符号P1乃至P3を
発生する第2拡散符号発生回路、(13)は前記第1乃
至第3拡散符号P1乃至P3の中から1つの拡散符号を
選択する選択回路、(14)はスペクトル拡散信号と選
択回路(13)の出力信号とを乗算する第2逆拡散回路
となる第2乗算器、(15)はスペクトル拡散信号と拡
散符号との相関を検出する相関検出回路、(16)は選
択回路(13)を制御し、前記相関検出回路(15)の
出力信号に応じて分周回路(14)の分周比を制御する
制御回路である。尚、図2の従来例と同一の回路につい
ては、図2の従来例と同一の符号を付し、説明を省略す
る。また、VCO(10)は、その周波数の可変範囲が
図2のVCXO(5)のそれより広いので、VCXO
(5)に代えて用いられている。
【0009】図1において、受信スペクトル拡散信号は
周波数変換回路(1)で低い周波数に周波数変換された
後、第1乗算器(2)(第1逆拡散回路)で後述される
第2拡散符号発生回路(12)から発生する拡散符号と
乗算される。そして、第1乗算器(2)の出力信号は位
相比較回路(4)においてVCO(10)の出力信号と
位相比較される。位相比較の結果に応じた位相比較回路
(4)の出力信号は、LPF(6)で平滑された後、V
CO(10)に制御信号として印加される。ここで、第
1乗算器(2)、位相比較回路(4)、LPF(6)、
VCO(10)、分周回路(11)、第1及び第2拡散
符号発生回路(3)及び(12)は位相同期回路いわゆ
るPLLを構成し、位相比較回路(4)の2つの入力信
号の位相差が0となるように前記PLLが動作する。
【0010】また、VCO(10)の出力信号は、位相
比較回路(4)に印加されるとともに、分周回路(1
1)にも印加され、4分周される。そして、分周回路
(11)の分周出力信号に基づき第1拡散符号発生回路
(3)から拡散符号P0が発生する。さらに、前記拡散
符号に応じて、第2拡散符号発生回路(12)から、基
準となる第1拡散符号P1、前記第1拡散符号P1より
所定の位相だけ進んだ第2拡散符号P2及び前記第1符
号P1より所定の位相だけ遅れた第3拡散符号P3が発
生する。
【0011】ここで、第1拡散符号発生回路(3)は、
例えば、シフトレジスタ及びエクスクルーシブオアゲー
トから成り、VCO(10)の出力信号(クロック信
号)に応じてM系列符号を発生する従来よく知られた回
路である。また、第2拡散符号発生回路(15)は、例
えば、前記第1拡散符号発生回路(3)の拡散符号P0
をデータとし、VCO(10)の出力信号をクロック信
号とする3段のシリアルのシフトレジスタから成り、前
記拡散符号P0が1段目から3段目のシフトレジスタへ
順に伝送される。そして、2段目のシフトレジスタの出
力信号を前記第1拡散符号P1とし、前記VCO(1
0)の出力信号の1クロックだけ第1拡散符号より進ん
だ第2拡散符号P2を1段目のシフトレジスタから、ま
た、前記1クロック遅れた第3拡散符号P3を3段目の
シフトレジスタから発生させる構成となる。
【0012】さらに、第2拡散信号発生回路(12)か
らの第1拡散信号P1は第1乗算器(2)に印加され
る。よって、VCO(10)の発振周波数の変化に応じ
て、第1拡散符号発生回路(3)から発生する拡散符号
の発生タイミングが変化するので、前記PLLは第1乗
算器(2)の出力信号とVCO(10)の出力信号との
位相が同期するように動作する。よって、広く一般に知
られたPLLの手法を用いることによって、第1乗算器
(2)の出力信号とVCO(10)の出力信号の同期を
保持することができる。
【0013】一方、制御回路(16)にVCO(10)
の出力信号が印加され、VCO(10)の出力信号に応
じて第1制御信号が制御回路(16)から選択回路(1
3)に印加され、選択回路(13)が選択動作する。ま
た、受信されたスペクトル拡散信号と、拡散符号との相
関が相関検出回路(15)において検出される。制御回
路(16)において、検出された相関出力に応じて、拡
散符号の位相がスペクトル拡散信号の位相より遅れてい
るか進んでいるかが判別され、判別結果に応じて切換制
御信号と進みまたは遅れ制御信号とが制御回路(16)
から発生する。そして、進みまたは遅れ制御信号に応じ
て、分周回路(11)の分周比が切り換えられる。即
ち、前記比較結果に応じて、拡散符号の位相がスペクト
ル拡散信号の位相より遅れていると判別されると、遅れ
制御信号によって分周回路(11)の分周比が3にな
り、その結果、拡散符号の位相が進む。逆に、拡散符号
の位相がスペクトル拡散信号の位相より進んでいると判
別されると、分周回路(11)の分周比が5になるの
で、拡散符号の位相が遅れる。拡散符号とスペクトル拡
散信号との位相が一致している場合、進み及び遅れ制御
信号は発生せず、分周回路(11)の分周数は4となっ
ている。
【0014】よって、以上の動作により、前記スペクト
ル拡散信号中の拡散符号に同期した拡散符号が発生し、
スペクトル拡散信号と前記拡散符号とが第1乗算器
(2)で乗算されることにより、正確な逆拡散が行われ
る。そして、第1乗算器(2)の出力信号は、BPF
(8)を介して、復調回路(9)に印加され、前記出力
信号を復調することによって、情報信号を得ることがで
きる。
【0015】図3は分周回路(11)の具体回路例を示
す回路図であり、(17)乃至(19)はクロック端子
CKにVCO(10)の出力信号が印加される第1乃至
第3D−FF、(20)は第1D−FF(17)のQ出
力信号Q1がクロック端子CKに印加される第4D−F
F、(21)は制御回路(16)からの切換制御信号及
び第4D−FF(20)のQ出力信号Q4が印加される
ナンドゲート、(22)は制御回路(16)からの進み
制御信号及び第4D−FF(20)のQ出力信号Q4が
印加されるアンドゲート、(23)は制御回路(16)
からの遅れ制御信号及び第4D−FF(20)のQ出力
信号Q4が印加されるアンドゲート、(24)は第1D
−FF(17)の*Q出力信号*Q1信号及びアンドゲ
ート(22)の出力信号A1が印加されるナンドゲー
ト、(25)は第3D−FF(19)の*Q出力信号*
Q3信号及びアンドゲート(23)の出力信号A2が印
加されるナンドゲート、(26)はアンドゲート(2
4)及び(25)の出力信号N1及びN2と第2D−F
Fの出力信号が印加されるナンドゲートである。
【0016】図3の動作について説明する。まず、進み
制御信号及び遅れが印加されない場合について図4を参
照しながら説明する。進み及び遅れ制御信号は印加され
ていないので、アンドゲート(22)及び(23)の出
力信号は「L」レベルとなり、ナンドゲート24及び2
5の出力信号は「H」レベルになる。その為、ナンドゲ
ート(26)の出力信号は第2D−FF(18)の出力
信号Q2を反転した信号になる。図4の如く最初のVC
O(10)の出力信号のパルスが印加されたとき、第1
乃至第3D−FF(17)乃至(19)はリセットさ
れ、それぞれのQ出力信号は「L」レベルになってい
る。よって、ナンドゲート(26)の出力信号は「H」
レベルになっている。
【0017】最初のVCO(10)の出力信号の立ち上
がりに応じて、第1D−FF(17はナンドゲート(2
6)の「H」レベルの出力信号を取り込み、Q出力信号
Q1は「H」レベルになる。2番目のVCO(10)の
出力信号の立ち上がりに応じて、第1D−FF(17)
はナンドゲート(26)の出力信号N3は「H」レベル
なので第1D−FF(17)のQ出力信号Q1はそのま
ま「H」レベルある。また、第2D−FF(18)は第
1D−FF(17)のQ出力信号Q1を取り込み、Q出
力信号Q2は「H」レベルになる。その為、ナンドゲー
ト(26)の出力信号N3は「L」レベルになる。3番
目のVCO(10)の出力信号の立ち上がりに応じて、
第1D−FF(17)のQ出力信号Q1は「L」レベル
になるとともに、第3D−FF(19)のQ出力信号Q
3は、第2D−FF(18)の「H」レベルのQ出力信
号Q2が取り込まれ、「H」レベルになる。4番目のV
CO(10)の出力信号の立ち上がりに応じて第2D−
FF(18)のQ出力信号Q2は「L」レベルになる。
その為、ナンドゲート(26)の出力信号は「H」レベ
ルになる。さらに、5番目のVCO(10)の出力信号
の立ち上がりに応じて、第1及び第3D−FF(17)
及び(19)のQ出力信号Q1及びQ3は「L」レベル
になる。以上の動作が繰り返されることにより、第3D
−FF(19)のQ出力信号Q3はVCO(10)の出
力信号を4分周した信号になる。
【0018】次に、分周回路(11)が4分周を行って
いる状態において、進み制御信号が印加された場合の動
作について説明する。進み制御信号のパルス幅はVCO
(10)の出力信号の周期に比べ大きく、動作説明の間
進み制御信号のみが「H」レベルであり、各信号の初期
状態は図4の如くなる。但し、アンドゲート(23)の
出力信号A2は「L」レベルなので、ナンドゲート(2
5)の出力信号N2は「H」レベルになる。
【0019】まず、図4の如き切換制御信号のパルスが
ナンドゲート(21)を介して第4D−FF(20)の
リセット端子に印加され、第4D−FF(20)はリセ
ット状態から復旧する。最初のVCO(10)の出力信
号の立ち上がりに応じて、第1D−FF(17)は
「H」レベルのQ出力信号Q1及び「L」レベルの*Q
出力信号*Q1を発生する。また、第3D−FF(1
9)のQ出力信号Q3も「L」レベルになる。第1D−
FF(17)のQ出力信号Q1に応じて第4D−FF
(20)のQ出力信号Q4は「H」レベルになり、さら
に、アンドゲート(22)の出力信号A1も「H」レベ
ルになる。2番目のVCO(10)の出力信号の立ち上
がりに応じて、第2D−FF(18)のQ出力信号Q2
は「H」レベルになり、その為、ナンドゲート(26)
の出力信号N3は「L」レベルになる。3番目のVCO
(10)の出力信号の立ち上がりに応じて、第1D−F
F(17)のQ出力信号Q1は「L」レベルに、第3D
−FF(19)のQ出力信号Q3は「H」レベルにな
る。そして、第1D−FF(17)の*Q出力信号*Q
1の「H」レベルの出力信号により、ナンドゲート(2
4)の出力信号N1は「L」レベルになり、さらに、ナ
ンドゲート(26)の出力信号N3は「H」レベルにな
る。4番目のVCO(10)の出力信号の立ち上がりに
応じて、第1D−FF(17)はナンドゲート(26)
の「H」レベルの出力信号を取り込み、Q出力信号Q1
は「H」レベルに、*Q出力信号*Q1は「L」レベル
になる。前記Q出力信号Q1の立ち上がりに応じて第4
D−FF(20)のQ出力信号Q4は「L」レベルにな
る。また、ナンドゲート(24)の出力信号N1は
「H」レベルになるので、分周回路(11)は4分周動
作に戻る。図4から明らかな如く切換制御信号が印加さ
れると、分周回路(11)は3分周を行い、分周回路
(10)の出力信号は進んだ状態になる。
【0020】さらに、分周回路(11)が4分周を行っ
ている状態において、遅れ制御信号が印加された場合の
動作について説明する。進み制御信号と同様に、遅れ制
御信号のパルス幅はVCO(10)の出力信号の周期に
比べ大きく、動作説明の間遅れ制御信号のみが「H」レ
ベルである。また、各信号の初期状態は図4の如くな
る。但し、アンドゲート(22)の出力信号A1は
「L」レベルなので、ナンドゲート(24)の出力信号
N1は「H」レベルになる。
【0021】まず、図4の如き切換制御信号のパルスが
ナンドゲート(21)を介して第4D−FF(20)の
リセット端子に印加され、第4D−FF(20)はリセ
ット状態から復旧する。最初のVCO(10)の出力信
号の立ち上がりに応じて、第1D−FF(17)は
「H」レベルのQ出力信号Q1及び「L」レベルの*Q
出力信号*Q1を発生する。また、第3D−FF(1
9)のQ出力信号Q3も「L」レベルになる。第1D−
FF(17)のQ出力信号Q1の立ち上がりに応じて第
4D−FF(20)のQ出力信号Q4は「H」レベルに
なり、さらに、アンドゲート(23)の出力信号A2も
「H」レベルになる。その為、ナンドゲート(25)の
出力信号N2は「L」レベルになる。2番目のVCO
(10)の出力信号の立ち上がりに応じて、第2D−F
F(18)のQ出力信号Q2は「H」レベルになる。3
番目のVCO(10)の出力信号の立ち上がりに応じ
て、第3D−FF(19)のQ出力信号Q3は「H」レ
ベルになる。また、ナンドゲート(26)の出力信号N
3により、第1D−FF(17)のQ出力信号Q1はそ
のまま「H」レベルである。そして、第3D−FF(1
7)の*Q出力信号*Q3の「L」レベルの出力信号に
より、ナンドゲート(25)の出力信号N2は「H」レ
ベルになり、さらに、ナンドゲート(26)の出力信号
N3は「L」レベルになる。4番目のVCO(10)の
出力信号の立ち上がりに応じて、第1D−FF(17)
はナンドゲート(26)の「L」レベルの出力信号を取
り込み、Q出力信号Q1は「L」レベルになる。5番目
のVCO(10)の出力信号の立ち上がりに応じて、第
2D−FF(18)のQ出力信号Q2は「L」レベルに
なる。その為、ナンドゲート(26)の出力信号N3は
「H」レベルになる。6番目のVCO(10)の出力信
号の立ち上がりに応じて、第1D−FF(17)はナン
ドゲート(26)の「H」レベルの出力信号を取り込
み、Q出力信号Q1は「H」レベルになる。また、第3
D−FF(19)のQ出力信号Q3は「L」レベルに、
*Q出力信号*Q3は「H」レベルになる。そして、前
記Q出力信号Q1の立ち上がりに応じて第4D−FF
(20)のQ出力信号Q4は「L」レベルになる。よっ
て、アンドゲート(23)の出力信号A2は「L」レベ
ルになり、ナンドゲート(25)の出力信号N2は
「H」レベルのままになるので、分周回路(11)は4
分周動作に戻る。尚、各回路の遅延特性により、ナンド
ゲート(25)の出力信号N2は第3D−FF(19)
の*Q出力信号*Q3により「L」レベルになった後、
アンドゲート(23)の出力信号A2により「H」レベ
ルに戻る。図4から明らかな如く切換制御信号が印加さ
れると、分周回路(11)は5分周を行い、分周回路
(10)の出力信号は遅れた状態になる。
【0022】尚、分周回路(10)として、分周数の変
更可能な分周回路に限らず、分周数の異なる複数の分周
器と、制御回路(16)からの制御信号に応じて前記分
周器の出力信号のうち1つの出力信号を選択する選択回
路とから構成するようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた如く、本発明によれば、拡
散符号とスペクトル拡散信号との相関出力を検出し、そ
の検出結果に応じて拡散符号のとスペクトル拡散信号と
の同期を取っているので、送信側と受信側との拡散符号
が同期し、正確なスペクトル逆拡散を行うことができ
る。特に、相関に応じて分周回路の分周数を切り換える
ので、入力信号の位相とのタイミングと無関係に確実に
分周数を切り換えることができ、誤動作がなく、確実に
出力位相を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】従来例を示すブロック図である。
【図3】分周回路(10)の具体回路を回路図である。
【図4】分周回路の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【符号の説明】
10 VCO 11 分周回路 12 第2拡散符号発生回路 13 選択回路 14 第2乗算器 15 相関検出回路 16 制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スペクトル拡散信号を逆拡散する逆拡散回
    路と、前記逆拡散回路の出力信号の位相に同期した出力
    信号を発生する位相同期回路とを有し、前記スペクトル
    拡散信号を受信するスペクトル拡散受信装置であって、 複数の分周比を有しその中の1つの分周比を用いて、前
    記位相比較回路の出力信号を分周する分周回路と、 該分周回路の出力信号に応じて複数の拡散符号を発生す
    る拡散符号発生回路と、 前記スペクトル拡散信号と前記複数の拡散符号との相関
    を検出する相関検出回路と、 該相関検出回路の出力信号に応じて、複数の分周比のう
    ちの1つを選択する制御信号と、拡散符号発生回路の出
    力信号を切り換えるための制御信号とを発生する制御回
    路と、 を備えることを特徴とするスペクトル拡散受信装置。
  2. 【請求項2】前記分周回路はN−1、N、N+1の分周
    比を有し、前記分周比は前記制御回路の制御信号に応じ
    て切り換わることを特徴とする請求項1記載のスペクト
    ル拡散受信装置。
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