JP2000091952A - スペクトラム拡散通信方法及びスペクトラム拡散通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号長と帯域拡大率を独立に設定し、かつ相
関値検出特性の劣化を防ぐ。 【解決手段】 ＵＷ多重回路２は送信データの各フレー
ムの先頭に固定パターンを多重し、拡散符号発生回路１
７はフレームに同期した拡散符号ＴＰ１を発生する。拡
散回路１６はＵＷ多重回路２からのデータを拡散符号Ｔ
Ｐ１によって拡散変調する。相関検出回路１９は、拡散
変調された固定パターンを乗算係数として持ち、受信し
たデータ中の拡散変調された固定パターンを相関検出す
る。逆拡散符号発生回路２０は、固定パターンが検出さ
れたとき逆拡散符号ＲＰ１の先頭符号を出力する。逆拡
散回路１８は受信データを逆拡散符号ＲＰ１によって逆
拡散変調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動無線等に適用
して好適なスペクトラム拡散通信方法及びスペクトラム
拡散通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無線通信局の増加に伴い、雑音や干渉に
強いスペクトラム拡散通信方式が注目されている。スペ
クトラム拡散通信方式は、ＰＳＫ、ＱＡＭ等の通常のデ
ータ変調を施した信号に、更に拡散符号と呼ばれる高速
な符号列で変調をかけてスペクトルの帯域を故意に広げ
る通信方式であり、この拡散符号の符号速度をチップレ
ートｆｃと呼ぶ。そして、チップレートｆｃは、拡散対
象の送信データの符号速度、すなわちビットレートｆｂ
に対してＢＷ＝ｆｃ／ｆｂ（ＢＷは整数）の関係を有し
ており、この整数値ＢＷを帯域拡大率と呼ぶ。

【０００３】近年、スペクトラム拡散通信を用いた通信
システムにおいて、上述のチップレートｆｃを可変にす
る技術が提案されている。例えば、特開平８−６５６２
６４号公報では、複数の受信局が同一の拡散符号を使い
ながらも、チップレートｆｃを可変にすることで、各受
信局では対向する送信局と同じチップレートｆｃで相関
検出及び逆拡散をすることにより、希望信号のみを抽出
する方法が提案されている。

【０００４】図１２は特開平８−６５２６４号公報で提
案されたスペクトラム拡散通信装置の受信系の構成を示
すブロック図である。この方式では、対向する送受信局
は、符号種類を拡散符号選択発生器６５から選択するこ
とが可能であり、チップレートをクロック選択発生器６
６から選択することが可能である。よって、送受信局間
において使用すべき符号及びチップレートを予め定めて
おけば、たとえ干渉波の符号種類が一致してしまった場
合でも、チップレートが異なれば、通信を行っている対
向局からの信号のみを逆拡散時に抽出することができ
る。

【０００５】また、特開平６−２７６１７６号公報で
は、基地局におけるリモート局からの信号の受信電界強
度のアンバランスに基づく復調時の信号間干渉を低減し
て遠近問題を解決するため、基地局において電界強度の
高い受信信号を受信した場合には送信側に対して小さい
チップレートｆｃを与え、電界強度の低い受信信号を受
信した場合には送信側に対して大きいチップレートｆｃ
を与えるようにし、基地局における受信電界強度をでき
るだけ均一にする方法が提案されている。

【０００６】図１３は特開平６−２７６１６号公報で提
案されたＣＤＭＡ通信方式のシステム構成を示すブロッ
ク図である。リモート局７１，７２からの信号は、基地
局７３内のスペクトル逆拡散復調部７４によって逆拡散
復調され、受信電力検出部７５によって受信電力の判定
が行われる。そして、検出された受信電力に基づいて、
チップレート決定部７６及びチップレート通知部７７に
より、上述したリモート局のチップレート制御が行われ
る。

【０００７】チップレートｆｃを可変にすることによる
効果は以上のとおりであるが、チップレートｆｃを可変
にすることは帯域拡大率ＢＷを可変にすることを意味
し、帯域拡大率ＢＷを可変にすることにより、以下のよ
うな効果が得られる。 （ａ）帯域拡大率ＢＷを大きくすることにより、受信側
における逆拡散後の所望波のＳ／Ｎ比を改善することが
できる。 （ｂ）帯域拡大率ＢＷを大きくすれば、帯域が広がり、
帯域が広がった分だけ送信ピークパワーを下げることに
なるので、他局への干渉を抑えることができる。 （ｃ）システム全体の周波数利用効率が最適になるよう
に帯域拡大率ＢＷを設定することができる。

【０００８】一方、受信器内の相関器で得られる最大相
関値のＳ／Ｎ比は、拡散符号の符号長（１周期のチップ
数）Ｌ［ｃｈｉｐ］に比例するため、符号長Ｌを長くす
れば、受信器の相関検出特性を改善することができる。
ここで、図１２、図１３で説明した従来のスペクトラム
拡散通信方式では、常に１情報ビット内に１周期の拡散
符号が収まるようになっており、次式が成立する。 Ｌ＝ＢＷ＝ｆｃ／ｆｂ ・・・（１） 受信器の相関検出特性を改善し、ノイズ及び干渉に強く
するためには、前述のように、帯域拡大率ＢＷを大きく
する方法と、拡散符号の符号長Ｌを長くする方法が考え
られる。しかし、従来のスペクトラム拡散通信方式のよ
うに符号長Ｌと帯域拡大率ＢＷを常に等しくしている
と、これらを独立に可変することができなくなってしま
う。

【０００９】特に、拡散符号の符号長Ｌについては、帯
域拡大率ＢＷを無視して独立に可変することは不可能で
あり、ほとんどの場合、帯域拡大率ＢＷによって制限さ
れる場合が多くなる。その理由は、利用環境を考慮した
システム全体の周波数利用効率の最適化と、送信側で行
われる拡散処理及び後段でＡ／Ｄ変換処理するデバイス
の動作速度の限界と、受信側で行われる逆拡散処理及び
後段でＤ／Ａ変換処理するデバイスの動作速度の限界の
ために、帯域拡大率ＢＷをある値以上は大きくできない
からである。したがって、従来のスペクトラム拡散通信
方式では、利用環境あるいはデバイスの制約により、帯
域拡大率ＢＷをあまり大きくできない場合、拡散符号の
符号長Ｌも小さくなり、受信器の相関検出特性が劣化す
る。

【００１０】このような問題を解決するためには、１周
期の拡散符号が複数の情報ビットにまたがることを可能
にする必要がある。１周期の拡散符号がＮビットの情報
ビットにまたがる場合、次式が成立する。 Ｎ＝Ｌ／ＢＷ ・・・（２） このとき問題になるのが、このＮビットの値が固定では
無いことである。このＮビットの値は情報ビットを形成
するため、常に「１」である等の固定パターンではな
い。このときの相関検出は次式のように行われる。

【００１１】

【数１】

【００１２】式（３）において、Ｃ（ｊ）はｊ時刻での
相関値、Ｒ（ｊ）はｊ時刻で相関器に入力される受信拡
散信号、ｐｎ（ｋ）は逆拡散符号を示す。もし、送受信
の符号タイミングが一致し、且つそのときのＮ個の拡散
前の情報ビットの値が全て「１」若しくは「−１」の場
合、式（３）はそれぞれ「１」及び「−１」になる。

【００１３】しかし、Ｎ個の拡散前の情報ビットに
「１」と「−１」がランダムに含まれている場合、この
結果はそのときの「１」と「−１」の割合により変化
し、仮に「１」と「−１」の割合が等しかった場合、こ
の結果は「０」になってしまう。相関器では通常、相関
値のピークを送受信の符号タイミング一致と認識するた
め、このような場合、相関器では符号タイミングの一致
を正しく検出できなくなくなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のス
ペクトラム拡散通信方式では、拡散符号の符号長Ｌと帯
域拡大率ＢＷを独立に可変することができないという問
題点があり、この問題点を解決しようとすると、受信側
の相関器で符号タイミングの一致を正しく検出できなく
なくなるという問題点があった。本発明は、上記課題を
解決するためになされたもので、受信側の相関器で発生
する上述の問題を回避しつつ、利用環境に応じた最適な
周波数利用効率になるように帯域拡大率を設定でき、か
つ周波数利用効率やデバイス動作速度限界を気にせずに
拡散符号の符号長を決定できるスペクトラム拡散通信方
法及びスペクトラム拡散通信装置を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のスペクトラム拡
散通信方法は、請求項１に記載のように、送信データの
各フレームの先頭に固定パターンを多重し、上記フレー
ムに同期したタイミングで拡散符号を発生し、上記固定
パターンを多重した送信データを上記拡散符号により拡
散変調して対向局へ送信し、上記対向局から受信した拡
散変調信号と上記固定パターンと同一の符号系列とを相
関検出し、上記相関検出により上記固定パターンの検出
が判定されると、上記フレームに同期したタイミングで
逆拡散符号を発生し、上記逆拡散符号により上記拡散変
調信号を逆拡散変調するようにしたものである。このよ
うに、本発明では、固定パターンが多重された送信デー
タを拡散符号によって拡散変調する。このとき、拡散符
号の符号長Ｌと拡散後の帯域拡大率ＢＷを一致させる必
要はなく、独立に設定できる。また、フレーム同期用の
固定パターンの先頭ビットおよび固定パターン直後のデ
ータの先頭ビットには、拡散符号の最初の符号が乗算さ
れる。これに対し、受信側では、受信データ中の拡散変
調された固定パターンを相関検出する。固定パターンが
検出されると、逆拡散符号の生成にリセットがかかり、
次のチップで逆拡散符号の先頭符号を出力する。また、
請求項２に記載のように、上記拡散符号は、符号長と帯
域拡大率がそれぞれ独立に設定されるものである。ま
た、請求項３に記載のように、上記符号長と帯域拡大率
の比が可変できるようにしたものである。また、請求項
４に記載のように、送信データの各フレームの先頭に固
定パターンを多重し、上記フレームに同期したタイミン
グで拡散符号を発生し、上記拡散符号の符号長と帯域拡
大率を所定の値に制御し、上記固定パターンを多重した
送信データを上記拡散符号により拡散変調し、上記拡散
変調と共に上記符号長及び帯域拡大率の制御信号を対向
局へ送信し、上記対向局から受信した拡散変調信号と上
記固定パターンと同一の符号系列とを相関検出し、上記
相関検出により上記固定パターンの検出が判定される
と、上記フレームに同期したタイミングで逆拡散符号を
発生し、受信された上記制御信号に基づき上記逆拡散符
号の符号長と帯域拡大率を制御し、上記逆拡散符号によ
り上記拡散変調信号を逆拡散変調するようにしたもので
ある。また、請求項５に記載のように、上記符号長と帯
域拡大率の制御は、最初に上記帯域拡大率を所定の最適
値、上記符号長を短い値とし、上記対向局の受信特性に
基づき上記符号長を長くするよう制御するようにしたも
のである。また、請求項６に記載のように、上記最適値
は、所要システムパラメータを満足し、かつ周波数利用
効率が最適となる値である。また、請求項７に記載のよ
うに、上記受信特性は、上記制御信号のＳ／Ｎ若しくは
ＢＥＲが所定の値以下である。また、請求項８に記載の
ように、上記制御信号は、所定周波数のキャリアに上記
拡散変調とは独立の所定の変調方式にて変調されるもの
である。また、請求項９に記載のように、上記所定周波
数のキャリアは、上記拡散変調の送信スペクトラムの横
に配置されるものである。

【００１６】また、請求項１０に記載のように、上記相
関検出は、上記対向局から受信した拡散変調信号と上記
固定パターンと同一の符号系列の乗算係数を直交する２
チャンネルそれぞれチップ毎に乗算し、チップ毎の乗算
結果を加算し、上記加算の結果から２乗和を計算し、上
記２乗和と所定の値を比較し、１フレーム毎の最大２乗
相関値を判定するものである。また、請求項１１に記載
のように、上記相関検出は、さらに、上記最大２乗相関
値の発生間隔とフレーム間隔との一致を検出し、上記一
致が複数回連続した場合に上記固定パターンの受信と判
定するものである。また、請求項１２に記載のように、
上記固定パターンは、上記送信データの直交するＩチャ
ンネルとＱチャンネルの２系列のデータ毎に異なるパタ
ーンとするものである。また、請求項１３に記載のよう
に、上記相関検出は、２系列の送受信データ及び２系列
の固定パターンに対応した乗算係数と受信データとをチ
ップ毎に乗算して、チップ毎の乗算結果を加算すること
をＩ，Ｑチャンネルのそれぞれについて２系列分行い、
Ｉ，Ｑチャンネル毎に求めた加算結果をそれぞれ２乗し
てからこれらを各系列毎に加算して２系列の２乗相関値
を求めるようにしたものである。また、請求項１４に記
載のように、上記２系列の２乗相関値のうち大きい方を
用いて２乗相関値の最大値をフレーム毎に求め、この最
大２乗相関値の発生間隔とフレーム長との一致が複数回
連続したとき、上記拡散変調された固定パターンを受信
したと判定することにより固定パターンの検出を行うよ
うにしたものである。また、請求項１５に記載のよう
に、上記固定パターンは、フレーム同期回路で用いられ
るユニークワードである。

【００１７】また、本発明のスペクトラム拡散通信装置
は、請求項１１に記載のように、送信データの各フレー
ムの先頭に固定パターンを多重する多重回路と、上記フ
レームに同期したタイミングで拡散符号を発生する拡散
符号発生回路と、上記固定パターンを多重した送信デー
タを上記拡散符号により拡散変調して対向局へ送信する
拡散回路と、上記対向局から受信した拡散変調信号と上
記固定パターンと同一の符号系列とを相関検出する相関
検出回路と、上記相関検出により上記固定パターンの検
出が判定されると、上記フレームに同期したタイミング
で逆拡散符号を発生する逆拡散符号発生回路と、上記逆
拡散符号により上記拡散変調信号を逆拡散変調する逆拡
散回路とを有するものである。このように、送信局の拡
散回路は、多重回路から入力されるデータを拡散符号発
生回路から入力される拡散符号によって拡散変調する。
このとき、拡散符号の符号長Ｌと拡散後の帯域拡大率Ｂ
Ｗを一致させる必要はなく、独立に設定できる。また、
フレーム同期用の固定パターンの先頭ビットおよび固定
パターン直後のデータの先頭ビットには、拡散符号の最
初の符号が乗算される。これに対し、受信局の相関検出
回路は、受信データ中の拡散変調された固定パターンを
相関検出する。逆拡散符号発生回路は、固定パターンが
検出されるとリセットがかかり、次のチップで逆拡散符
号の先頭符号を出力し、逆拡散回路は逆拡散符号で受信
データを逆拡散変調し、拡散前のデータを復元する。ま
た、請求項１７に記載のように、上記拡散符号は、符号
長と帯域拡大率がそれぞれ独立に設定されるものであ
る。また、請求項１８に記載のように、上記符号長と帯
域拡大率の比が可変できるようにしたものである。ま
た、請求項１９に記載のように、送信データの各フレー
ムの先頭に固定パターンを多重する多重回路と、上記フ
レームに同期したタイミングで拡散符号を発生する拡散
符号発生回路と、上記拡散符号の符号長と帯域拡大率を
所定の値に制御する拡散符号制御回路と、上記固定パタ
ーンを多重した送信データを上記拡散符号により拡散変
調する拡散回路と、上記拡散変調と共に上記符号長及び
帯域拡大率の制御信号を対向局へ送信する変復調回路
と、上記対向局から受信した拡散変調信号と上記固定パ
ターンと同一の符号系列とを相関検出する相関検出回路
と、上記相関検出により上記固定パターンの検出が判定
されると、上記フレームに同期したタイミングで逆拡散
符号を発生する逆拡散符号発生回路と、上記逆拡散符号
により上記拡散変調信号を逆拡散変調する逆拡散回路と
を有し、送信局の拡散符号制御回路は、上記拡散符号の
符号長と帯域拡大率を所定の値に制御するものであり、
受信局の拡散符号制御回路は、受信された上記制御信号
に基づき上記逆拡散符号の符号長と帯域拡大率を制御す
るものである。また、請求項２０に記載のように、上記
符号長と帯域拡大率の制御は、最初に上記帯域拡大率を
所定の最適値、上記符号長を短い値とし、上記対向局の
受信特性に基づき上記符号長を長くするよう制御するも
のである。また、請求項２１に記載のように、上記最適
値は、所要システムパラメータを満足し、かつ周波数利
用効率が最適となる値である。また、請求項２２に記載
のように、上記受信特性は、上記制御信号のＳ／Ｎ若し
くはＢＥＲが所定の値以下である。また、請求項２３に
記載のように、上記制御信号は、所定周波数のキャリア
に上記拡散変調とは独立の所定の変調方式にて変調され
るものである。また、請求項２４に記載のように、上記
所定周波数のキャリアは、上記拡散変調の送信スペクト
ラムの横に配置されるものである。

【００１８】また、請求項２５に記載のように、上記相
関検出回路は、上記対向局から受信した拡散変調信号と
上記固定パターンと同一の符号系列の乗算係数を直交す
る２チャンネルそれぞれチップ毎に乗算する乗算回路
と、チップ毎の乗算結果を加算する加算回路と、上記加
算の結果から２乗和を計算する２乗加算回路と、上記２
乗和と所定の値を比較し、１フレーム毎の最大２乗相関
値を判定する判定回路とからなるものである。また、請
求項２６に記載のように、上記判定回路は、上記最大２
乗相関値の発生間隔とフレーム間隔との一致を検出し、
上記一致が複数回連続した場合に上記固定パターンの受
信と判定するものである。また、請求項２７に記載のよ
うに、上記固定パターンは、上記送信データの直交する
ＩチャンネルとＱチャンネルの２系列のデータ毎に異な
るパターンとするものである。また、請求項２８に記載
のように、上記相関検出回路は、Ｉチャンネル用の上記
乗算回路及び加算回路と、Ｑチャンネル用の上記乗算回
路及び加算回路とをそれぞれ２系列分有すると共に、上
記２乗加算回路を２つ有し、各乗算回路は、２系列の送
受信データ及び２系列の固定パターンに対応した乗算係
数を有し、２乗加算回路は、Ｉ，Ｑチャンネル用の加算
回路の加算結果をそれぞれ２乗してからこれらを各系列
毎に加算して２系列の２乗相関値を求めるものである。
また、請求項２９に記載のように、上記判定回路は、上
記２系列の２乗相関値のうち大きい方を用いて２乗相関
値の最大値をフレーム毎に求め、この最大２乗相関値の
発生間隔とフレーム長との一致が複数回連続したとき、
上記拡散変調された固定パターンを受信したと判定する
ことにより固定パターンの検出を行うものである。ま
た、請求項３０に記載のように、上記固定パターンは、
フレーム同期回路で用いられるユニークワードである。

【００１９】

【発明の実施の形態】［実施の形態の１］次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示すスペクトラム拡
散通信装置のブロック図、図２は図１のスペクトラム拡
散通信装置内の相関検出回路の内部構成を示すブロック
図、図３〜図５は図１のスペクトラム拡散通信装置内の
動作を説明するためのタイミングチャート図である。

【００２０】本発明は、スペクトラム拡散通信における
拡散符号ＴＰ１の周期（符号長Ｌ）と拡散前と後の帯域
の広がり度合いを示す帯域拡大率ＢＷを独立に設定する
ことを可能とし、また送信側ではフレームに同期して符
号拡散し、受信側ではフレーム同期用の固定パターンが
拡散された系列を相関検出する。

【００２１】図１において、拡散符号発生回路１７は、
フレームタイミング回路７から与えられるタイミング信
号ＴＦ１に同期して拡散符号ＴＰ１を発生させ、これを
拡散回路１６に与える。拡散回路１６は、ＵＷ多重回路
２から入力される情報ビットをこの拡散符号ＴＰ１で拡
散させる。このとき、拡散符号ＴＰ１の符号長Ｌと拡散
後の帯域拡大率ＢＷを一致させる必要はなく独立に設定
できる。また、フレーム同期用の固定パターン（ユニー
クワード）の先頭ビット及びユニークワード直後のデー
タの先頭ビットには、拡散符号ＴＰ１の最初の符号が乗
算される。

【００２２】このように送信側で拡散された信号は、受
信局において相関検出回路１９と逆拡散回路１８に入力
される。相関検出回路１９は、前述の拡散ユニークワー
ドを相関検出し、検出したらそれを示すタイミング信号
ＲＦ１を逆拡散符号発生回路２０に与える。逆拡散符号
発生回路２０は、タイミング信号ＲＦ１が入力されると
リセットがかかり、次のチップで逆拡散符号系列ＲＰ１
の先頭符号を出力し、逆拡散回路１８はＲＰ１で受信デ
ータを逆拡散し、拡散前のデータを復元する。

【００２３】上述したように、送信側ではユニークワー
ド直後のデータの先頭から拡散符号系列の先頭符号が乗
算されるように符号拡散しており、本発明では、拡散符
号ではなく、ユニークワードをこの拡散符号で拡散した
系列で相関検出を行うため、データ部分のパターンに影
響を受けない十分高いＳ／Ｎを確保することが可能にな
る。

【００２４】次に、図１のスペクトラム拡散通信装置の
構成を詳細に説明する。本装置は、アナログ若しくはデ
ィジタルの音声信号やデータ通信信号がユーザー側にお
いてベースバンド周波数帯のディジタル信号に変換され
たものを、無線回線を介して同様の装置を有する対向局
に対して送信する。また、このような対向局から受信し
た無線信号をベースバンド周波数帯の信号に変換後ユー
ザー側に出力し、このベースバンド信号がユーザー側に
おいて予め定められた方式でアナログ若しくはディジタ
ルの音声信号やデータ通信信号に変換される。

【００２５】この無線回線で扱われるフレーム構成を図
３に示す。無線回線でやり取りされるＵＷ（ユニークワ
ード）多重化後データは、ユーザー側から入力されたデ
ータを送受信するためのデータ部分と、フレーム同期用
の無線回線固有に定められた固定パターン（ユニークワ
ード）とによって構成されており、ユニークワードは毎
フレームの先頭に多重されているものとする。

【００２６】符号化回路１は、ユーザー側から入力され
たベースバンド周波数帯のディジタル信号を予め定めら
れた形態に符号化する。ＵＷ多重回路２は、符号化回路
１から出力された符号化データに対してタイミング信号
ＴＦ１のタイミングでユニークワードを多重する。

【００２７】フレームタイミング回路７は、送信フレー
ムタイミングの制御を行い、符号化回路１、ＵＷ多重回
路２及び拡散回路１６に対してフレームの先頭を示す上
述のタイミング信号ＴＦ１を出力する。送信チップクロ
ック発生回路２１は、ビットレートの整数倍（これを帯
域拡大率と呼ぶ）となるチップレートｆｃのクロックを
発生し、このチップレートクロックを拡散符号発生回路
１７へ供給する。

【００２８】拡散符号発生回路１７は、予め定められた
拡散符号ＴＰ１を送信チップクロック発生回路２１から
のチップレートクロックに同期して発生し、これを拡散
回路１６へ供給する。拡散回路１６は、ＵＷ多重回路２
から出力されたユニークワード多重化後のデータにチッ
プレートで拡散符号ＴＰ１をＩｃｈ，Ｑｃｈそれぞれに
乗算し、データをスペクトラム拡散させる。

【００２９】変調回路３は、拡散回路１６によって符号
拡散されたＩｃｈ、Ｑｃｈデータに４相位相変調を施
す。Ｄ／Ａ変換回路４は、変調回路３から出力された信
号をチップレートｆｃの整数倍でサンプリング後、アナ
ログ信号に変換して、変換後の信号をフィルタ回路５へ
出力する。

【００３０】フィルタ回路５は、Ｄ／Ａ変換回路４から
出力されたアナログ信号に対して帯域制限を施す。無線
送信回路６は、フィルタ回路５を通過した信号を無線回
線において予め定められた周波数に変換し増幅する。分
離回路８は、無線送信回路６からの無線信号をアンテナ
９へ出力し、アンテナ９は、この無線信号を無線回線に
出力する。

【００３１】一方、図１と同様の装置を有する対向局か
ら送信された、スペクトラム拡散された無線信号はアン
テナ９で受信される。分離回路８は、アンテナ９からの
無線信号を無線受信回路１５へ与える。無線受信回路１
５は、無線信号を低雑音増幅すると共に、ベースバンド
帯の信号に周波数変換する。

【００３２】フィルタ回路１４は、無線受信回路１５か
ら出力された信号に対して帯域制限を施す。Ａ／Ｄ変換
回路１３は、フィルタ回路１４を通過した信号をチップ
レートの整数倍でサンプリングし、サンプリング後の２
列のディジタル信号ＲＩ１，ＲＱ１を逆拡散回路１８と
相関検出回路１９に出力する。

【００３３】受信チップクロック発生回路２２は、送信
側と同じチップレートｆｃのクロックを発生し、このチ
ップレートクロックを相関検出回路１９と逆拡散符号発
生回路２０に供給する。相関検出回路１９は、対向局に
おいてユニークワードが拡散符号ＴＰ１で拡散された拡
散後のユニークワードを相関検出し、この拡散後のユニ
ークワードを検出すると、図５に示すタイミング信号Ｒ
Ｆ１を逆拡散符号発生回路２０へ出力する。

【００３４】相関検出回路１９内のシフトレジスタ回路
３０，３１には、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換回路１
３からの受信ディジタル信号ＲＩ１，ＲＱ１がそれぞれ
チップ毎に入力される。乗算回路３２，３３は、シフト
レジスタ回路３０，３１のレジスタ数と同じ数の乗算素
子ａ（ｎ）からそれぞれ構成される。そして、シフトレ
ジスタ回路３０，３１の各出力は、乗算回路３２，３３
の対応する乗算素子とチップ毎に乗算される。

【００３５】乗算回路３２の全出力は加算回路３４で加
算され、その加算結果ＲＩ２は２乗加算回路３６へ出力
される。同様に、乗算回路３３の全出力は加算回路３５
で加算され、その加算結果ＲＱ２は２乗加算回路３６へ
出力される。

【００３６】拡散前のユニークワード長をＬ１［ｂｉｔ
ｓ］、符号拡散における帯域拡大率をＢＷとした場合、
シフトレジスタ回路３０，３１のレジスタ数、及び乗算
回路３２，３３内の乗算素子数は、全てＬ１×ＢＷ個で
ある。２乗加算回路３６は、加算結果ＲＩ２，ＲＱ２を
それぞれ２乗してからこれらを加算し、その結果である
２乗相関値Ｐ０を判定回路３７へ出力する。

【００３７】判定回路３７は、チップ毎に入力される２
乗相関値Ｐ０を解析し、拡散後のユニークワードを検出
したと判断した場合、それを示すタイミング信号ＲＦ１
を生成し、このタイミング信号ＲＦ１を逆拡散符号発生
回路２０へ出力する。判定回路３７が行うこの動作は、
メモリー回路３８に格納してある直前までの相関検出に
関する記録と比較することにより行われ、判定回路３７
は必要であればメモリー回路３８内の情報を更新する。

【００３８】次に、逆拡散符号発生回路２０は、受信チ
ップクロック発生回路２２からのチップレートクロック
に同期して対向局で使われた拡散符号列と同じ逆拡散符
号ＲＰ１を発生し、この逆拡散符号ＲＰ１を逆拡散回路
１８に与える。また、逆拡散符号発生回路２０は、タイ
ミング信号ＲＦ１が入力されると、図５に示すようにリ
セットされ、その直後のチップでは逆拡散符号ＲＰ１の
先頭符号を発生する。

【００３９】逆拡散回路１８は、Ａ／Ｄ変換回路１３か
ら出力された受信ディジタル信号を逆拡散符号発生回路
２０からの逆拡散符号ＲＰ１によって逆拡散する。復調
回路１２は、逆拡散回路１８からの逆拡散後のデータを
復調する。

【００４０】フレーム同期回路１１は、復調データから
ユニークワードを検出することにより、フレームの先頭
を検出し、ユニークワードを除いた図３中で示されるデ
ータ部分のみを復号化回路１０へ出力する。復号化回路
１０は、フレーム同期回路１１から出力された信号を予
め定められた方式で復号し、ユーザー側に転送する。

【００４１】次に、図１のスペクトラム拡散通信装置の
動作について説明する。ユーザー側から入力されたベー
スバンド周波数帯のディジタル信号は、符号化回路１に
おいて予め定められた方式で符号化され、更にＩｃｈ，
Ｑｃｈの２列のデータにシリアル／パラレル変換されて
ＵＷ多重回路２へ出力され、ＵＷ多重回路２においてユ
ニークワードが多重される。

【００４２】このとき、Ｉｃｈ、Ｑｃｈのデータには同
じタイミングで同じ系列のユニークワードが多重され
る。図３にユニークワード多重化前の符号化データと、
ユニークワード多重化後の符号化データと、フレームタ
イミング回路７から出力されたフレームの先頭を表すタ
イミング信号ＴＦ１を示す。これらの図から分かるよう
に、ユニークワードの多重はタイミング信号ＴＦ１に同
期して行われる。

【００４３】ＵＷ多重回路２から出力されたユニークワ
ード多重化後のデータは、拡散回路１６において拡散符
号発生回路１７からの拡散符号ＴＰ１によりＩｃｈ、Ｑ
ｃｈ共符号拡散される。

【００４４】拡散符号発生回路１７は、図３のようにＬ
個の符号から構成される拡散符号ＴＰ１（最初の符号ｐ
（０）から最後の符号ｐ（Ｌ−１）まで）を送信チップ
クロック発生回路２１から与えられるチップレートクロ
ックに同期して繰り返し発生する。なお、図３に示す拡
散符号ＴＰ１では、「０」が符号ｐ（０）、「１」が符
号ｐ（１）、「ＢＷ−１」が符号ｐ（ＢＷ−１）、「Ｌ
−１」が符号ｐ（Ｌ−１）を示し、「ＡＮＹ」は任意の
符号であることを示している。

【００４５】今、ビットレートをｆｂ、チップレートを
ｆｃ、帯域拡大率をＢＷとしたとき、帯域拡大率ＢＷは
次式のようになる。 ＢＷ＝ｆｃ／ｆｂ ・・・（４） 従来のスペクトラム拡散通信方式では、符号長（拡散符
号の１周期のチップ数）Ｌと帯域拡大率ＢＷが等しいた
め、１ビットの情報ビットは常にＬチップの符号で拡散
されていた。

【００４６】これに対し、本発明では符号長Ｌと帯域拡
大率ＢＷを独立に設定できるため、図３に示すように１
ビットの情報ビットはＢＷチップの符号で拡散される。
さらに、図３、図４に示すように拡散符号ＴＰ１の動作
もタイミング信号ＴＦ１と同期しており、今、タイミン
グ信号ＴＦ１の立ち下がり時刻をＴ０とし、時刻Ｔ０以
降の任意の時刻ｔでの拡散符号ＴＰ１をｐ（ｔ）とした
場合、拡散符号ＴＰ１は次式のようになる。

【００４７】 ｐ（Ｔ０）＝ｐ（０） ・・・（５） ｐ（ｔ）＝ｐ（ｋ） ・・・（６） ただし、ｋ＝ｍｏｄ（ｔ−Ｔ０，Ｌ）で、ｋのとり得る
値は０，１，２，・・・，Ｌ−１であり、ｐ（ｔ）のと
り得る値は＋１あるいは−１の何れかである。なお、ｍ
ｏｄ（ｔ−Ｔ０，Ｌ）はｔ−Ｔ０をＬで割ったときの剰
余を意味する。式（５）、式（６）は、時刻Ｔ０におい
て拡散符号ＴＰ１は拡散符号系列の先頭符号ｐ（０）に
設定され、それ以降の拡散符号ＴＰ１はｐ（０），・・
・，ｐ（Ｌ−１），ｐ（０），ｐ（１）・・・を繰り返
すことを示している。

【００４８】したがって、タイミング信号ＴＦ１にユニ
ークワード多重の動作も同期しているため、図４に示す
ようにユニークワードの最初のビットは必ずｐ（０），
ｐ（１），・・・，ｐ（ＢＷ−１）のＢＷチップの拡散
符号によって拡散され、ユニークワードの全てのビット
と拡散符号ＴＰ１は常に決まったタイミング関係にあ
る。

【００４９】拡散前のＩｃｈ、Ｑｃｈのユニークワード
をｕｗ１（ｍ）とし（ただし、ｍ＝０，１，・・・，Ｌ
１−１）、拡散後のＩｃｈ、Ｑｃｈのユニークワードを
ｕｗ２（ｎ）とすると（ただし、ｎ＝０，１，・・・，
Ｌ２−１、Ｌ２＝ＢＷ×Ｌ１）、次式が成立する。な
お、拡散後のユニークワード長Ｌ２は、拡散符号ＴＰ１
の符号長Ｌの整数倍になっている。

【００５０】 ｕｗ２（ｎ）＝ｕｗ１（ｍ）×ｐ（ｋ） ・・・（７） ただし、ｋ＝ｍｏｄ（ｎ，Ｌ）で、ｋのとり得る値は
０，１，２，・・・，Ｌ−１であり、ｍ＝ｉｎｔ（ｎ／
ＢＷ）であり、ｕｗ１（ｍ）、ｕｗ２（ｎ）及びｐ
（ｋ）のとり得る値は＋１あるいは−１の何れかであ
る。なお、ｍｏｄ（ｎ，Ｌ）はｎをＬで割ったときの剰
余を意味し、ｉｎｔ（ｎ／ＢＷ）はｎ／ＢＷの整数値を
とることを意味する。

【００５１】拡散後のユニークワードの最終チップ、つ
まりｕｗ２（Ｌ２−１）は、ｕｗ１（Ｌ１−１）とｐ
（Ｌ−１）が乗算されて生成されるため、ユニークワー
ド直後のデータ部分の１ビット目は最初の拡散符号ｐ
（０）と乗算されることになる。なお、図４において
は、「Ｄ１」がユニークワード直後のデータ部分の１ビ
ット目を示し、拡散前ユニークワードの「０」がｕｗ１
（０）、「Ｌ１−１」がｕｗ１（Ｌ１−１）を示し、拡
散後ユニークワードの「０」がｕｗ２（０）、「１」が
ｕｗ２（１）、「２」がｕｗ２（２）、「ＢＷ−１」が
ｕｗ２（ＢＷ−１）、「Ｌ２−１」がｕｗ２（Ｌ２−
１）を示している。

【００５２】拡散回路１６において符号拡散されたＩｃ
ｈ、Ｑｃｈデータは、変調回路３において４相位相変調
が施され、その出力は後段のＤ／Ａ変換回路４において
チップレートの整数倍でサンプリングされ、アナログ信
号に変換される。

【００５３】さらに、Ｄ／Ａ変換回路４から出力された
アナログ信号はフィルタ回路５において帯域制限を施さ
れ、フィルタ回路５を通過した信号は無線送信回路６に
おいて予め定められた無線周波数に変換されて電力増幅
され、分離回路８を経由してアンテナ９から無線回線に
送信される。

【００５４】一方、対向局から送信された無線信号は、
アンテナ９で受信され、分離回路８を経由して無線受信
回路１５へ入力される。この受信信号は、無線受信回路
１５において低雑音電力増幅されてベースバンド帯のア
ナログ信号に変換され、フィルタ回路１４において帯域
制限を施される。Ａ／Ｄ変換回路１３は、フィルタ回路
１４を通過した信号をチップレートの整数倍でサンプリ
ングしディジタル信号に変換する。サンプリング後のＩ
ｃｈ，Ｑｃｈ受信データをディジタル信号ＲＩ１，ＲＱ
１とする。

【００５５】受信チップクロック発生回路２２は、送信
側と同じチップレートｆｃのクロックを発生する。Ａ／
Ｄ変換回路１３から出力されたディジタル信号ＲＩ１，
ＲＱ１は、このチップレートクロックに同期して相関検
出回路１９に入力され、相関器検出回路１９内のシフト
レジスタ回路３０，３１にそれぞれ入力される。

【００５６】シフトレジスタ回路３０，３１内のデータ
は１チップ毎に図２の右方向へ移動し、最新のデータが
最左端のレジスタに入力される。そして、シフトレジス
タ回路３０のチップ毎の出力は、乗算回路３２内の対応
する乗算素子ａ（ｎ）とそれぞれ乗算されて加算回路３
４へ出力され、シフトレジスタ回路３１のチップ毎の出
力は乗算回路３３内の対応する乗算素子ａ（ｎ）とそれ
ぞれ乗算されて加算回路３５へ出力される。

【００５７】乗算素子ａ（ｎ）は、対向局で拡散された
ユニークワードを相関検出するためのもので、その特性
は式（７）と同様に次式のように表される。 ａ（ｎ）＝ｕｗ１（ｍ）×ｐ（ｎ）＝ｕｗ１（ｍ）×ｐ（ｋ）＝ｕｗ２（ｎ） ・・・（８） ただし、ｋ＝ｍｏｄ（ｎ，Ｌ）で、 ｋのとり得る値は
０，２，・・・，Ｌ−１であり、ｎのとり得る値は０，
１，２，・・・，Ｌ２−１であり、ｍ＝ｉｎｔ（ｎ／Ｂ
Ｗ）である。

【００５８】シフトレジスタ回路３０に時刻ｔに入力さ
れたデータをＩ（ｔ）、同時刻にシフトレジスタ回路３
１に入力されたデータをＱ（ｔ）とすると、この時刻ｔ
における加算回路３４，３５の出力ＲＩ２、ＲＱ２は以
下のようになる。

【００５９】

【数２】

【００６０】

【数３】

【００６１】ここで、時刻Ｔ０においてシフトレジスタ
回路３０に拡散されたユニークワードの最後のチップ、
つまりＩ（Ｔ０）＝Ｑ（Ｔ０）＝ｕｗ２（Ｌ２−１）が
入力された場合、加算回路３４の出力ＲＩ２（Ｔ０）は
式（８）、式（９）より以下のようになる。

【００６２】

【数４】

【００６３】同様に、時刻Ｔ０においてシフトレジスタ
回路３１に拡散されたユニークワードの最後のチップが
入力された場合、加算回路３５の出力ＲＱ２（Ｔ０）は
式（８）、式（１０）より以下のようになる。

【００６４】

【数５】

【００６５】前述したように、拡散後のユニークワード
ｕｗ２（ｎ）は±１であるため、式（１１）、式（１
２）の各項は「１」となり、ＲＩ２（Ｔ０），ＲＱ２
（Ｔ０）は次式のようになる。 ＲＩ２（Ｔ０），ＲＱ２（Ｔ０）＝Ｌ２ ・・・（１３）

【００６６】つまり、拡散されたユニークワードの最後
尾がシフトレジスタ回路３０，３１に入力されたとき、
加算回路３４及び加算回路３５から出力される値は共に
最大相関値Ｌ２となり、ユニークワードは毎フレームの
先頭に多重されているため、この値は１フレームに１回
検出される。

【００６７】従来技術では、送信側において拡散前のデ
ータｄ（ｍ）１ビットに対し拡散符号ｐ（ｎ）をチップ
乗算することにより符号拡散を行い、受信側では拡散符
号ｐ（ｎ）を用いて相関検出を行っていた。この場合、
時刻Ｔ０において送受信の符号タイミングが一致、つま
りＩ（Ｔ０）＝ｄ（Ｔ０）×ｐ（Ｌ−１）のとき、相関
検出は以下のように行われる。

【００６８】

【数６】

【００６９】ただし、ｋ’＝ｉｎｔ（ｋ／Ｌ）である。
式（１１）において、ｋ＝０，１，２，・・・，Ｌ−１
であるから、ｋ’は常に零となり、式（１４）は次式の
ようになる。

【００７０】

【数７】

【００７１】ｄ（Ｔ０）＝±１であるため、式（１５）
は±Ｌとなり、この最大相関値は１ビット毎に得られ
る。しかし、本発明のように帯域拡大率ＢＷと符号長Ｌ
を独立に設定し、かつ帯域拡大率ＢＷを小さくするため
ＢＷをＬより小さくした場合、式（１４）は次式のよう
になる。

【００７２】

【数８】

【００７３】ただし、ｋ’’＝ｉｎｔ（ｋ／ＢＷ）であ
る。この場合、式（１６）のようにｋ’’が零でないた
め、式（１６）の各項は拡散前のデータに従って「１」
若しくは「−１」となり、チップ同期がとれたときでも
最大相関値が得られない場合がある。式（１６）の各項
を絶対値にして積分する方法も考えられるが、この場合
ノイズのようなランダム成分まで加算されていくため、
相関検出時のＳ／Ｎが小さくなってしまう。

【００７４】また、式（１７）のように、相関値を検出
する区間を１情報ビット分、つまりｋ＝０，１，２，・
・・，ＢＷ−１にした場合、式（１６）のように最大相
関値は得られるが、相関検出時のＳ／Ｎは積分区間が短
くなると低くなってしまうため、帯域拡大率ＢＷが小さ
くなると相関検出に十分なＳ／Ｎが確保できない場合が
出てくる。

【００７５】

【数９】

【００７６】ただし、ｋ’’＝ｉｎｔ（ｋ／ＢＷ）であ
る。これに対して、本発明のように送信側においてユニ
ークワードをフレームに同期した符号系列によって符号
拡散を行い、かつ受信側ではこの拡散させたユニークワ
ードと同じ系列の乗算素子によって相関検出を行うこと
により、上述の問題点を解決し、フレーム毎に最大相関
値を得ることができる。

【００７７】加算回路３４，３５からの加算結果（相関
値）ＲＩ２，ＲＱ２はチップ毎に２乗加算回路３６へ入
力され、２乗加算回路３６ではこれらを２乗してから加
算した２乗相関値Ｐ０（ｔ）を計算し、これを判定器３
７へ出力する。したがって、ＲＩ２（Ｔ０），ＲＱ２
（Ｔ０）が最大となるとき、Ｐ０（Ｔ０）も最大とな
る。

【００７８】判定回路３７では２乗相関値Ｐ０（ｔ）を
以下のように処理して拡散ユニークワードの検出の判定
を行う。図６は、判定回路３７及びメモリー回路３８の
動作を説明するための図である。メモリー回路３８は、
２乗相関値Ｐ０（ｔ）のノイズを除去するための所定の
比較値Ｈを記憶すると共に、２乗相関値Ｐ０（ｔ）とこ
れに対応する時刻ｔを格納するための記憶エリア８１，
８２をそれぞれ複数個分有している。この記憶エリア８
１，８２は、受信ディジタル信号ＲＩ１，ＲＱ１の１フ
レーム毎に１個ずつ使用される。判定回路３７は、２乗
相関値Ｐ０（ｔ）を１つ受信すると、メモリー回路３８
より比較値Ｈを読み出し、２乗相関値Ｐ０（ｔ）がこの
比較値Ｈを超えているか否かを判定する。

【００７９】そして、判定回路３７は、２乗相関値Ｐ０
（ｔ）が比較値Ｈを超えていない場合、２乗相関値Ｐ０
（ｔ）を廃棄する。また、判定回路３７は、２乗相関値
Ｐ０（ｔ）が比較値Ｈを超えている場合、現在のフレー
ム用の記憶エリア８１に格納されている最大２乗相関値
Ｐ０（Ｔ）と２乗相関値Ｐ０（ｔ）とを比較する。そし
て、判定回路３７は、２乗相関値Ｐ０（ｔ）の方が大き
い場合、現在のフレーム用の記憶エリア８１に格納され
ている最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）をＰ０（ｔ）に更新す
ると共に、現在のフレーム用の記憶エリア８２に格納さ
れている時刻Ｔを現時刻ｔに更新する。判定回路３７
は、以上のような動作を繰り返し行って、最大２乗相関
値Ｐ０（Ｔ）を受信ディジタル信号ＲＩ１，ＲＱ１の１
フレーム毎に求める。

【００８０】例えば、図６のフレームＮにおいて、時刻
ｔ１における２乗相関値Ｐ０（ｔ１）は、比較値Ｈを超
えていないので、廃棄される。時刻ｔ２に達すると、こ
のときの２乗相関値Ｐ０（ｔ２）は、比較値Ｈを超えて
いるので、２乗相関値Ｐ０（ｔ２）が最大２乗相関値Ｐ
０（Ｔ）として現在のフレーム用の記憶エリア８１に格
納され、時刻ｔ２が記憶エリア８１と対応する記憶エリ
ア８２に格納される。さらに、時刻ｔ３に達すると、こ
のときの２乗相関値Ｐ０（ｔ３）は、比較値Ｈを超え、
かつ現在のフレーム用の記憶エリア８１に格納されてい
る直前の最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）よりも大きいので、
２乗相関値Ｐ０（ｔ３）が最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）と
して記憶エリア８１に格納され、時刻ｔ３が記憶エリア
８１と対応する記憶エリア８２に格納される。

【００８１】こうして、２乗相関値Ｐ０（ｔ３）が最終
的な最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）として現在のフレーム用
の記憶エリア８１に格納され、時刻ｔ３が記憶エリア８
１と対応する記憶エリア８２に格納される。前述のよう
に、このような動作が１フレーム毎に行われるので、次
のフレームＮ＋１では、２乗相関値Ｐ０（ｔ４）が最終
的な最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）としてフレームＮ＋１用
の記憶エリア８１に格納され、時刻ｔ４が記憶エリア８
１と対応する記憶エリア８２に格納される。Ｎ＋１以降
のフレームについても同様である。なお、１フレームの
シンボル数（データ数）は既知であり、２乗相関値Ｐ０
（ｔ）は受信ディジタル信号ＲＩ１，ＲＱ１の１シンボ
ル毎に生成される。そこで、判定回路３７は、所定のシ
ンボル数分の２乗相関値Ｐ０（ｔ）が入力されたところ
で、１フレームが終了したと判断し、次のフレーム用の
記憶エリア８１，８２に対して格納を始める。

【００８２】次に、判定回路３７は、複数の記憶エリア
８２に格納された時刻を参照して、最大２乗相関値が発
生した時間間隔を求め、この最大２乗相関値の発生間隔
とフレーム長が一致し、且つこのような一致が複数回連
続した場合、このタイミングで拡散ユニークワードを受
信したと判定し、それを意味するタイミング信号ＲＦ１
を発生し、これを逆拡散符号発生回路２０に与える。

【００８３】この動作のタイミングを図５に示す。図５
では、３回連続でフレーム長と同じ間隔で最大２乗相関
値が得られたら、タイミング信号ＲＦ１を発生し、逆拡
散符号ＲＰ１の符号列をリセットしてタイミングＲＦ１
の立ち下がりから逆拡散符号ＲＰ１の最初の符号が出力
されるようにしている。なお、図５に示す逆拡散符号Ｒ
Ｐ１では、「０」が先頭符号、「１」が２番目の符号、
「２」が３番目の符号を示し、「ＡＮＹ」は任意の符号
であることを示している。

【００８４】逆拡散符号発生回路２０は、受信チップク
ロック発生回路２２からのチップレートクロックに同期
して対向局で使われた拡散符号と同じ逆拡散符号ＲＰ１
を発生し、この逆拡散符号ＲＰ１を逆拡散回路１８に与
える。また、逆拡散符号発生回路２０は、前述したよう
にタイミング信号ＲＦ１によってリセットされると、図
５に示すように、タイミング信号ＲＦ１の立ち下がり直
後、つまりデータ部分の先頭において逆拡散符号ＲＰ１
の先頭符号から出力を開始する。

【００８５】逆拡散回路１８は、Ａ／Ｄ変換回路１３か
ら出力されたＩｃｈ，Ｑｃｈのディジタル信号ＲＩ１，
ＲＱ１を逆拡散符号発生回路２０からの逆拡散符号ＲＰ
１によってそれぞれ逆拡散し、ビットレートで拡散前の
Ｉｃｈ，Ｑｃｈデータを復元して復調回路１２へ与え
る。

【００８６】したがって、対向局送信側では符号拡散を
送信側タイミング信号に同期させ、ユニークワード直後
のデータ部分から拡散符号の最初の符号が乗算されるた
め、自局受信側で正しくユニークワードのタイミングが
検出されれば、拡散時と同じタイミングで逆拡散を行う
ことが可能になる。

【００８７】復調回路１２は、逆拡散回路１８からの逆
拡散後のデータを予め定められた方式で復調後、フレー
ム同期回路１１へ送信する。フレーム同期回路１１は、
復調回路１２から出力された復調データから再度ユニー
クワードを検出し、フレーム保護動作を行うと共に、ユ
ニークワードを除いたデータ部分のみを抽出し、これを
シリアル／パラレル変換して復号化回路１０へ送信す
る。復号化回路１０は、フレーム同期回路１１から受信
した信号を予め定められた方式で復号後、ユーザー側へ
転送する。

【００８８】［実施の形態の２］次に、本発明の他の実
施の形態について図を参照して説明する。本実施の形態
においても、スペクトラム拡散通信装置全体の構成は図
１と同じであるが、相関検出回路１９の構成及び動作が
異なる。また、本実施の形態では、Ｉｃｈ、Ｑｃｈのユ
ニークワードが異なっていることを前提とする。

【００８９】図７は本実施の形態の相関検出回路１９の
内部構成を示すブロック図である。図２の回路と異なっ
ている点は、シフトレジスタ回路３０，３１、乗算回路
３２，３３、加算回路３４，３５及び２乗加算回路３６
に相当する回路が検出回路４０，４１の２つに増えてい
る点と、乗算回路４６〜４９内の乗算素子の値が乗算回
路によって異なっている点と、判定回路５６の判定方法
が異なっているという点である。

【００９０】シフトレジスタ回路４２〜４５、メモリー
回路５７の構成及び動作は図２中のシフトレジスタ回路
３０，３１、メモリー回路３８と同じであるため、ここ
での説明は省略する。また、送信側におけるユニークワ
ード多重動作、符号拡散動作もＩｃｈ，Ｑｃｈのユニー
クワードが異なる点以外は実施の形態の１と同じであ
る。

【００９１】図１のＡ／Ｄ変換回路１３から出力された
ベースバンド周波数帯の受信ディジタル信号ＲＩ１は図
７中のシフトレジスタ回路４２，４４に入力され、同じ
く受信ディジタル信号ＲＱ１はシフトレジスタ回路４
３，４５に入力される。

【００９２】シフトレジスタ回路４２のチップ毎の出力
は、乗算回路４６内の対応する乗算素子とそれぞれ乗算
されて加算回路５０へ出力され、シフトレジスタ回路４
３のチップ毎の出力は、乗算回路４７内の対応する乗算
素子とそれぞれ乗算されて加算回路５１へ出力され、シ
フトレジスタ回路４４のチップ毎の出力は、乗算回路４
８内の対応する乗算素子とそれぞれ乗算されて加算回路
５２へ出力され、シフトレジスタ回路４５のチップ毎の
出力は、乗算回路４９内の対応する乗算素子とそれぞれ
乗算されて加算回路５３へ出力される。

【００９３】乗算回路４６の全出力は加算回路５０で加
算され、その加算結果ＲＩ２は２乗加算回路５４へ出力
され、乗算回路４７の全出力は加算回路５１で加算さ
れ、その加算結果ＲＱ２は２乗加算回路５４へ出力さ
れ、乗算回路４８の全出力は加算回路５２で加算され、
その加算結果ＲＩ３は２乗加算回路５５へ出力され、乗
算回路４９の全出力は加算回路５３で加算され、その加
算結果ＲＱ３は２乗加算回路５５へ出力される。

【００９４】２乗加算回路５４は、加算結果ＲＩ２，Ｒ
Ｑ２をそれぞれ２乗してからこれらを加算し、その結果
である２乗相関値Ｐ０を判定回路５６へ出力する。ま
た、２乗加算回路５５は、加算結果ＲＩ３，ＲＱ３をそ
れぞれ２乗してからこれらを加算し、その結果である２
乗相関値Ｐ１を判定回路５６へ出力する。

【００９５】本実施の形態では、Ｉｃｈ，Ｑｃｈのユニ
ークワードが異なるため、拡散前の各チャンネルのＬ１
［ｂｉｔｓ］のユニークワードをそれぞれｕｗｉ１
（ｍ），ｕｗｑ１（ｍ）とし（ｍ＝０，１，２，・・
・，Ｌ１−１）、送信側における符号長Ｌ［ｃｈｉｐ］
の拡散符号をｐ（ｔ）とすると（ｔ＝０，１，２，・・
・）、拡散後の各チャンネルのＬ２［ｃｈｉｐ］のユニ
ークワードｕｗｉ２（ｎ），ｕｗｑ２（ｎ）は以下のよ
うになる（ｎ＝０，１，２，・・・，Ｌ２−１）。

【００９６】 ｕｗｉ２（ｎ）＝ｕｗ１（ｍ）×ｐ（ｔ）＝ｕｗｉ１（ｍ）×ｐ（ｋ） ・・・（１８） ｕｗｑ２（ｎ）＝ｕｗｑ１（ｍ）×ｐ（ｔ）＝ｕｗｑ１（ｍ）×ｐ（ｋ） ・・・（１９） ただし、ｋ＝ｍｏｄ（ｔ、Ｌ）で、ｋのとり得る値は
０，１，２，・・・，Ｌ−１であり、ｍ＝ｉｎｔ（ｎ／
ＢＷ）で、ｕｗｉ１（ｍ），ｕｗｑ１（ｍ），ｕｗｉ２
（ｎ），ｕｗｑ２（ｎ）及びｐ（ｋ）のとり得る値は＋
１あるいは−１の何れかである。

【００９７】本発明では、変調方式として４相位相変調
方式を使っており、周知のように受信側では４通りの位
相曖昧度が発生する。実施の形態の１では、Ｉｃｈ，Ｑ
ｃｈのユニークワードを同一パターンにしているため問
題無かったが、本実施の形態では、Ｉｃｈ，Ｑｃｈのユ
ニークワードが同一パターンでなく、ＲＩ１，ＲＱ１に
含まれる拡散ユニークワードのパターンが変わるため、
乗算回路４６〜４９内の乗算素子もこれらに合わせる必
要がある。

【００９８】例えば、受信位相が送信側に対してπ／２
ずれていた場合、受信ディジタル信号ＲＩ１，ＲＱ１に
含まれる拡散後のユニークワードはｕｗｉ２（ｎ），ｕ
ｗｑ２（ｎ）ではなく、ｕｗｑ２（ｎ），バーｕｗｉ２
（ｎ）になる。したがって、図７中の乗算回路４６内の
乗算素子をａ（ｎ）、乗算回路４７内の乗算素子をｂ
（ｎ）、乗算回路４８内の乗算素子をｃ（ｎ）、乗算回
路４９内の乗算素子をｄ（ｎ）とした場合、これらは以
下のように異なった値になっている。

【００９９】

【数１０】

【０１００】

【数１１】

【０１０１】

【数１２】

【０１０２】

【数１３】

【０１０３】式（２０）〜式（２３）において、ｋ＝ｍ
ｏｄ（ｎ，Ｌ）で、ｋのとり得る値は０，１，２，・・
・，Ｌ−１であり、ｍ＝ｉｎｔ（ｎ／ＢＷ）で、ｎのと
り得る値は０，１，２，・・・，Ｌ２−１である。な
お、バー付きの符号あるいは式は反転を意味する。この
とき、「＋１」に対する反転は「−１」で、「−１」に
対する反転は「＋１」である。受信位相が送信側の位相
と同じで、且つ時刻Ｔ０においてシフトレジスタ４２，
４３に拡散されたユニークワードの最後のチップが入力
された場合、加算回路５０，５１及び２乗加算回路５４
における動作は以下のようになる。

【０１０４】

【数１４】

【０１０５】

【数１５】

【０１０６】受信位相が送信側の位相とπ／２ずれてお
り、且つ時刻Ｔ０においてシフトレジスタ４４，４５に
拡散されたユニークワードの最後のチップが入力された
場合、加算回路５２，５３及び２乗加算回路５５におけ
る動作は以下のようになる。

【０１０７】

【数１６】

【０１０８】

【数１７】

【０１０９】したがって、２乗加算回路５４，５５の時
刻Ｔ０における出力Ｐ０（Ｔ０），Ｐ１（ＴＯ）は、以
下のように受信位相が送信側の位相と合っていても、π
／２ずれていても同じ値になる。 Ｐ０（Ｔ０）＝｛ＲＩ２（Ｔ０）｝²＋｛ＲＱ２（Ｔ０）｝²＝２Ｌ２² ・・・（２８） Ｐ１（Ｔ０）＝｛ＲＩ２（Ｔ０）｝²＋｛ＲＱ２（Ｔ０）｝²＝２Ｌ２² ・・・（２９）

【０１１０】受信位相が送信側の位相とπずれていた場
合、式（２４）、式（２５）における加算回路５０，５
１の結果が−Ｌ２となるため、式（２８）では同様にＰ
０（Ｔ０）＝２Ｌ２² となる。また、受信位相が送信側
の位相と３π／２ずれていた場合、式（２６）、式（２
７）における加算回路５２の結果が−Ｌ２なるため、式
（２９）では同様にＰ１（Ｔ０）＝２Ｌ２² となる。

【０１１１】したがって、受信位相が送信側の位相と合
っているか、若しくはπずれていた場合、２乗加算回路
５４の出力Ｐ０（Ｔ０）が最大相関値を示し、受信位相
がπ／２もしくは３π／２ずれていた場合、２乗加算回
路５５の出力Ｐ１（Ｔ０）が最大相関値を示すことにな
る。

【０１１２】判定回路５６では、２乗相関値Ｐ０
（ｔ），Ｐ１（ｔ）より以下のように拡散ユニークワー
ドの検出の判定を行う。まず、メモリー回路５７の構成
は図２のメモリー回路３８と同様である。判定回路５６
は、２乗相関値Ｐ０（ｔ），Ｐ１（ｔ）を１ずつ受信す
ると、これらの大小比較を行い、大きい方を２乗相関値
Ｐ０（ｔ’）とし、小さい方を廃棄する。

【０１１３】続いて、判定回路５６は、メモリー回路５
７より比較値Ｈを読み出し、２乗相関値Ｐ０（ｔ’）が
この比較値Ｈを超えているか否かを判定する。そして、
判定回路５６は、２乗相関値Ｐ０（ｔ’）が比較値Ｈを
超えていない場合、２乗相関値Ｐ０（ｔ’）を廃棄す
る。

【０１１４】また、判定回路５６は、２乗相関値Ｐ０
（ｔ’）が比較値Ｈを超えている場合、メモリー回路５
７の現在のフレーム用の記憶エリア８１に格納されてい
る最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）と２乗相関値Ｐ０（ｔ’）
とを比較する。そして、判定回路５６は、２乗相関値Ｐ
０（ｔ’）の方が大きい場合、現在のフレーム用の記憶
エリア８１に格納されている最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）
をＰ０（ｔ’）に更新すると共に、現在のフレーム用の
記憶エリア８２に格納されている時刻Ｔを現時刻ｔ’に
更新する。判定回路５６は、以上のような動作を繰り返
し行って、最大２乗相関値Ｐ０（Ｔ）を受信ディジタル
信号ＲＩ１，ＲＱ１の１フレーム毎に求める。

【０１１５】次に、判定回路５６は、複数の記憶エリア
８２に格納された時刻を参照して、最大２乗相関値が発
生した時間間隔を求め、この最大２乗相関値の発生間隔
とフレーム長が一致し、且つこのような一致が複数回連
続した場合、このタイミングで拡散ユニークワードを受
信したと判定し、それを意味するタイミング信号ＲＦ１
を発生し、これを図１中の逆拡散符号発生回路２０に与
える。このときのタイミング信号ＲＦ１のタイミング及
び逆拡散符号ＲＰ１のタイミングは実施の形態の１と同
様である。つまり、判定回路５６の動作は、初めに２乗
相関値Ｐ０（ｔ）とＰ１（ｔ）の大小比較を行うことを
除いて、判定回路３７と同じである。

【０１１６】以上説明したように、本実施の形態では、
Ｉｃｈ，Ｑｃｈのユニークワードが異なった場合でも、
実施の形態の１と同等に拡散ユニークワード検出及び受
信データの逆拡散を行うことが可能である。

【０１１７】［実施の形態の３］図８は本発明の第３の
実施の形態を示すスペクトラム拡散通信装置のブロック
図、図９は図８のスペクトラム拡散通信装置内の相関検
出回路の内部構成を示すブロック図であり、図１、図２
と同等の構成には同一の符号を付してある。送信チップ
クロック発生回路２１ａは、図１の送信チップクロック
発生回路２１と同様にチップレートｆｃのクロックを生
成するが、このときのチップレートｆｃは制御信号Ｓ１
によって任意に設定できる。

【０１１８】拡散符号発生回路１７ａは、図１の拡散符
号発生回路１７と同様に拡散符号ＴＰ１を生成するが、
このときの拡散符号ＴＰ１の初期値と周期は制御信号Ｓ
２によって任意に設定できる。受信チップクロック発生
回路２２ａは、図１の受信チップクロック発生回路２２
と同様にチップレートｆｃのクロックを生成するが、こ
のときのチップレートｆｃは制御信号Ｓ１によって任意
に設定できる。

【０１１９】相関検出回路１９ａ内の乗算回路３２ａ，
３３ａは、図２の乗算回路３２，３３と同様にシフトレ
ジスタ回路３０，３１のレジスタ数と同じ数の乗算素子
ａ（ｎ）からそれぞれ構成されるが、乗算素子ａ（ｎ）
の特性は制御信号Ｓ４によって任意に設定できる。な
お、全乗算素子ａ（ｎ）のうち、相関検出に必要な個数
は拡散符号ＴＰ１の長さによって変化するが、必要な個
数分の乗算素子のみに適切な値を設定し、それ以外には
零を設定することにより拡散符号ＴＰ１の長さに応じた
調整が可能である。

【０１２０】逆拡散符号発生回路２０ａは、図１の逆拡
散符号発生回路２０と同様に逆拡散符号ＲＰ１を生成す
るが、このときの逆拡散符号ＲＰ１の初期値と周期は制
御信号Ｓ５によって任意に設定できる。次に、本実施の
形態のスペクトラム拡散通信装置の動作を説明する。

【０１２１】送信側では、拡散符号制御回路１０１は、
最初に予め外部入力Ｓ０から入力された所要Ｓ／Ｎ，許
容無線チャンネル間隔、送信電力、隣接チャンネル干渉
等の所要システムパラメータに基づき、これらシステム
条件を満足する最大の周波数帯域まで広げた周波数利用
効率が最適となる最適帯域拡大率ＢＷを計算する。そし
て、この最適帯域拡大率ＢＷとビットレートｆｂからチ
ップレートｆｃを計算する。

【０１２２】なお、最適帯域拡大率ＢＷを拡散符号制御
回路１０１自体で制御せずに予め外部入力Ｓ０から入力
してもよいのは勿論である。次に、拡散符号制御回路１
０１は、計算したチップレートｆｃを示す制御信号Ｓ１
を送信チップクロック発生回路２１へ出力する。また、
拡散符号制御回路１０１は、拡散符号ＴＰ１の符号長
（周期）Ｌについて、標準的な長さの符号長となるよう
初期値と周期を決め、決定した初期値と周期を示す制御
信号Ｓ２を拡散符号発生回路１７へ出力する。

【０１２３】また、これら制御信号Ｓ１，Ｓ２のデータ
は、拡散変調とは別の例えばＦＭ，ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ
等の変復調を行う変復調回路１０２に入力されて変調さ
れ、変調波は無線送信回路６ａに入力される。無線送信
回路６ａは、変復調回路１０２から出力された変調波を
フィルタ回路５を通過した拡散変調波と共に送信する。

【０１２４】なお、図１０の送信信号のスペクトラムか
ら明らかなように拡散符号制御用の変調波（変復調回路
１０２から出力された変調波）は、情報量が少ないた
め、狭帯域かつキャリアレベルが低くて良いため、メイ
ンの拡散変調波のすぐ横にキャリアを立てることがで
き、周波数帯域の増加をもたらすことはない。

【０１２５】一方、図８と同様の装置を有する対向局に
おいて、無線受信回路１５ａは、メインの拡散変調波と
拡散符号制御用変調波を分離し、拡散符号制御用変調波
を変復調回路１０２へ出力する。変復調回路１０２は、
送信側から送信された拡散符号制御用変調波を復調して
制御信号Ｓ１，Ｓ２を拡散符号制御回路１０１へ出力す
ると共に、逆拡散するよう制御信号Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を
出力する。

【０１２６】ところで、変復調回路１０２は、受信信号
のＳ／Ｎ若しくはＢＥＲを検出し、検出されたＳ／Ｎ若
しくはＢＥＲが所定の値以下となった場合には、ＡＬＭ
信号を拡散符号制御回路１０１へ出力する。

【０１２７】拡散符号制御回路１０１は、このＡＬＭ信
号が入力されると、符号長（周期）Ｌを予め設定された
標準値よりも長くするよう逆拡散符号の符号長（周期）
Ｌを決める制御信号Ｓ５を逆拡散符号発生回路２０へ出
力する。これと同時に、制御信号Ｓ５を拡散符号制御回
路１０１から変復調回路１０２に与えることで、制御信
号Ｓ５を拡散符号制御用変調波として送信する。

【０１２８】送信側の無線受信回路１５ａは、メインの
拡散変調波と拡散符号制御用変調波を分離し、拡散符号
制御用変調波を変復調回路１０２へ出力する。変復調回
路１０２は、対向局から送信された拡散符号制御用変調
波を復調して制御信号Ｓ５を拡散符号制御回路１０１へ
出力する。拡散符号制御回路１０１は、拡散符号ＴＰ１
の符号長（周期）Ｌが制御信号Ｓ５が示す符号長Ｌと同
じ値になるように制御信号Ｓ２の値を制御する。

【０１２９】なお、Ｄ／Ａ変換器４ａとＡ／Ｄ変換器１
３ａは、チップレートｆｃの整数倍でサンプリングする
ため、チップレートｆｃの制御に応じてサンプリング周
波数が制御されるよう考慮している。

【０１３０】以上の制御方式において、通常の場合には
最適な帯域拡大率ＢＷと標準的な符号長Ｌに設定して、
受信回線がフェージング等で品質劣化した場合には符号
長Ｌを長くすることができる。一般に、相関演算は、符
号長が長くなると検出時間が延びることになるが、本方
式では、通常は比較的短い符号長を用いているため、検
出時間が少なくて済み、高速に受信確立できる。

【０１３１】また、移動体がシャドウイング現象に陥っ
た場合や降雨減衰によるＣ／Ｎ劣化時のようなＳ／Ｎ劣
化時においては、符号長Ｌを長くして相関検出能力を高
めることで受信品質を高めている。この結果、高品質と
周波数利用効率を高めた通信システムを構築できる効果
を有している。なお、本実施の形態では、制御信号の送
受信のため、拡散変調と別の変調方式との重畳された信
号を用いて無線伝送しているが、図１３のように他の回
線、例えば地上電話回線や他の独立した無線回線を用い
て伝送してもよいことは言うまでもない。

【０１３２】［実施の形態の４］図１１は本発明の第４
の実施の形態となる相関検出回路の内部構成を示すブロ
ック図である。本実施の形態においても、スペクトラム
拡散通信装置全体の構成は図８と同じであるが、相関検
出回路１９ａの構成及び動作が異なる。また、本実施の
形態では、Ｉｃｈ、Ｑｃｈのユニークワードが異なって
いることを前提とする。

【０１３３】相関検出回路１９ａ内の乗算回路４６ａ，
４７ａ，４８ａ，４９ａ内の乗算素子の特性は、制御信
号Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９によってそれぞれ設定するこ
とが可能である。また、その他の構成は実施の形態の２
と同様である。こうして、Ｉｃｈ，Ｑｃｈのユニークワ
ードが異なる場合でも、実施の形態の３と同様の効果を
得ることができる。

【０１３４】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１あるいは請求
項１６に記載のように、送信データの各フレームの先頭
に固定パターンを多重し、フレームに同期したタイミン
グで拡散符号を発生し、固定パターンを多重した送信デ
ータを拡散符号により拡散変調して対向局へ送信し、対
向局から受信した拡散変調信号と固定パターンと同一の
符号系列とを相関検出し、相関検出により固定パターン
の検出が判定されると、フレームに同期したタイミング
で逆拡散符号を発生し、逆拡散符号により拡散変調信号
を逆拡散変調することにより、拡散符号の符号長と帯域
拡大率とを独立に設定できるため、周波数利用効率やデ
バイス動作速度限界を気にせずに符号長を決定でき、ま
た、システムの周波数利用効率にとって最適な帯域幅に
なるように帯域拡大率を設定することができる。また、
上述のように拡散符号の符号長と帯域拡大率が異なった
スペクトラム拡散信号でも、固定パターン（ユニークワ
ード）をフレームに同期して符号拡散することにより、
受信側において複数の情報ビットにまたがって相関検出
を行うことが可能になり、また、このように相関検出を
行っても固定パターン以外の情報ビットの「１」、
「０」の内容に依らず、符号タイミング、固体パターン
のタイミングを検出するのに十分高いＳ／Ｎが得られ
る。

【０１３５】また、請求項４あるいは請求項１９に記載
のように、拡散符号の符号長及び帯域拡大率と逆拡散符
号の符号長及び帯域拡大率を制御することにより、通常
の場合には最適な帯域拡大率と標準的な符号長に設定し
て、受信回線がフェージング等で品質劣化した場合には
符号長を長くして、相関検出特性を高めることができ
る。この結果、高品質と周波数利用効率を高めた通信シ
ステムを構築することができる。

【０１３６】また、請求項１０あるいは請求項２５に記
載のように、対向局から受信した拡散変調信号と固定パ
ターンと同一の符号系列の乗算係数を直交する２チャン
ネルそれぞれチップ毎に乗算し、チップ毎の乗算結果を
加算し、加算の結果から２乗和を計算し、２乗和と所定
の値を比較し、１フレーム毎の最大２乗相関値を判定す
ることにより、拡散変調された固定パターンの検出と受
信データの逆拡散変調を行うことができる。

【０１３７】また、請求項１１あるいは請求項２６に記
載のように、最大２乗相関値の発生間隔とフレーム間隔
との一致を検出し、一致が複数回連続した場合に固定パ
ターンの受信と判定することにより、拡散変調された固
定パターンの検出と受信データの逆拡散変調を行うこと
ができる。

【０１３８】また、請求項１３あるいは請求項２８に記
載のように、２系列の送受信データ及び２系列の固定パ
ターンに対応した乗算係数と受信データとをチップ毎に
乗算して、チップ毎の乗算結果を加算することをＩ，Ｑ
チャンネルのそれぞれについて２系列分行い、Ｉ，Ｑチ
ャンネル毎に求めた加算結果をそれぞれ２乗してからこ
れらを各系列毎に加算して２系列の２乗相関値を求める
ことにより、Ｉチャンネル，Ｑチャンネルの固定パター
ンが異なる場合でも、拡散変調された固定パターンの検
出と受信データの逆拡散変調を行うことができる。

【０１３９】また、請求項１４あるいは請求項２９に記
載のように、２系列の２乗相関値のうち大きい方を用い
て２乗相関値の最大値をフレーム毎に求め、この最大２
乗相関値の発生間隔とフレーム長との一致が複数回連続
したとき、拡散変調された固定パターンを受信したと判
定することにより、拡散変調された固定パターンの検出
と受信データの逆拡散変調を行うことができる。

【０１４０】また、請求項１５あるいは請求項３０に記
載のように、復調回路、フレーム同期回路で従来使われ
ていたユニークワードを相関検出用の固定パターンとし
て流用することにより、フレーム効率を落とすことな
く、上述の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示すスペクトラ
ム拡散通信装置のブロック図である。

【図２】 図１のスペクトラム拡散通信装置内の相関検
出回路の内部構成を示すブロック図である。

【図３】 図１のスペクトラム拡散通信装置内の動作を
説明するためのタイミングチャート図である。

【図４】 図１のスペクトラム拡散通信装置内の動作を
説明するためのタイミングチャート図である。

【図５】 図１のスペクトラム拡散通信装置内の動作を
説明するためのタイミングチャート図である。

【図６】 図１のスペクトラム拡散通信装置内の判定回
路及びメモリー回路の動作を説明するための図である。

【図７】 本発明の第２の実施の形態となる相関検出回
路の内部構成を示すブロック図である。

【図８】 本発明の第３の実施の形態を示すスペクトラ
ム拡散通信装置のブロック図である。

【図９】 図８のスペクトラム拡散通信装置内の相関検
出回路の内部構成を示すブロック図である。

【図１０】 送信信号のスペクトラムを示す図である。

【図１１】 本発明の第４の実施の形態となる相関検出
回路の内部構成を示すブロック図である。

【図１２】 従来のスペクトラム拡散通信装置の受信系
の構成を示すブロック図である。

【図１３】 ＣＤＭＡ通信方式のシステム構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…符号化回路、２…ＵＷ多重回路、３…変調回路、
４、４ａ…Ｄ／Ａ変換回路、５…フィルタ回路、６、６
ａ…無線送信回路、７…フレームタイミング回路、８…
分離回路、９…アンテナ、１０…復号化回路、１１…フ
レーム同期回路、１２…復調回路、１３、１３ａ…Ａ／
Ｄ変換回路、１４…フィルタ回路、１５、１５ａ…無線
受信回路、１６…拡散回路、１７、１７ａ…拡散符号発
生回路、１８…逆拡散回路、１９、１９ａ…相関検出回
路、２０、２０ａ…逆拡散符号発生回路、２１、２１ａ
…送信チップクロック発生回路、２２、２２ａ…受信チ
ップクロック発生回路、３０、３１、４２〜４５…シフ
トレジスタ回路、３２、３３、３２ａ、３３ａ、４６〜
４９、４６ａ〜４９ａ…乗算回路、３４、３５、５０〜
５３…加算回路、３６、５４、５５…２乗加算回路、３
７、５６…判定回路、３８、５７…メモリー回路、１０
１…拡散符号制御回路、１０２…変復調回路。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月４日（１９９９．１１．
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】近年、スペクトラム拡散通信を用いた通信
システムにおいて、上述のチップレートｆｃを可変にす
る技術が提案されている。例えば、特開平８−６５２６
４号公報では、複数の受信局が同一の拡散符号を使いな
がらも、チップレートｆｃを可変にすることで、各受信
局では対向する送信局と同じチップレートｆｃで相関検
出及び逆拡散をすることにより、希望信号のみを抽出す
る方法が提案されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】図１３は特開平６−２７６１７６号公報で
提案されたＣＤＭＡ通信方式のシステム構成を示すブロ
ック図である。リモート局７１，７２からの信号は、基
地局７３内のスペクトル逆拡散復調部７４によって逆拡
散復調され、受信電力検出部７５によって受信電力の判
定が行われる。そして、検出された受信電力に基づい
て、チップレート決定部７６及びチップレート通知部７
７により、上述したリモート局のチップレート制御が行
われる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のスペクトラム拡
散通信方法は、請求項１に記載のように、送信データの
各フレームの先頭にユニークワードを多重し、上記フレ
ームに同期したタイミングで拡散符号を発生し、上記ユ
ニークワードを多重した送信データを上記拡散符号によ
り拡散変調して対向局へ送信し、上記対向局から受信し
た拡散変調信号と上記ユニークワードと同一の符号系列
とを相関検出し、上記相関検出により上記ユニークワー
ドの検出が判定されると、上記フレームに同期したタイ
ミングで逆拡散符号を発生し、上記逆拡散符号により上
記拡散変調信号を逆拡散変調するようにしたものであ
る。このように、本発明では、ユニークワードが多重さ
れた送信データを拡散符号によって拡散変調する。この
とき、拡散符号の符号長Ｌと拡散後の帯域拡大率ＢＷを
一致させる必要はなく、独立に設定できる。また、フレ
ーム同期用のユニークワードの先頭ビットおよびユニー
クワード直後のデータの先頭ビットには、拡散符号の最
初の符号が乗算される。これに対し、受信側では、受信
データ中の拡散変調されたユニークワードを相関検出す
る。ユニークワードが検出されると、逆拡散符号の生成
にリセットがかかり、次のチップで逆拡散符号の先頭符
号を出力する。また、請求項２に記載のように、上記拡
散符号は、符号長と帯域拡大率がそれぞれ独立に設定さ
れるものである。また、請求項３に記載のように、上記
符号長と帯域拡大率の比が可変できるようにしたもので
ある。また、請求項４に記載のように、送信データの各
フレームの先頭にユニークワードを多重し、上記フレー
ムに同期したタイミングで拡散符号を発生し、上記拡散
符号の符号長と帯域拡大率を所定の値に制御し、上記ユ
ニークワードを多重した送信データを上記拡散符号によ
り拡散変調し、上記拡散変調と共に上記符号長及び帯域
拡大率の制御信号を対向局へ送信し、上記対向局から受
信した拡散変調信号と上記ユニークワードと同一の符号
系列とを相関検出し、上記相関検出により上記ユニーク
ワードの検出が判定されると、上記フレームに同期した
タイミングで逆拡散符号を発生し、受信された上記制御
信号に基づき上記逆拡散符号の符号長と帯域拡大率を制
御し、上記逆拡散符号により上記拡散変調信号を逆拡散
変調するようにしたものである。また、請求項５に記載
のように、上記符号長と帯域拡大率の制御は、最初に上
記帯域拡大率を所定の最適値、上記符号長を短い値と
し、上記対向局の受信特性に基づき上記符号長を長くす
るよう制御するようにしたものである。また、請求項６
に記載のように、上記最適値は、所要システムパラメー
タを満足し、かつ周波数利用効率が最適となる値であ
る。また、請求項７に記載のように、上記受信特性は、
上記制御信号のＳ／Ｎ若しくはＢＥＲが所定の値以下で
ある。また、請求項８に記載のように、上記制御信号
は、所定周波数のキャリアに上記拡散変調とは独立の所
定の変調方式にて変調されるものである。また、請求項
９に記載のように、上記所定周波数のキャリアは、上記
拡散変調の送信スペクトラムの横に配置されるものであ
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】また、請求項１０に記載のように、上記相
関検出は、上記対向局から受信した拡散変調信号と上記
ユニークワードと同一の符号系列の乗算係数を直交する
２チャンネルそれぞれチップ毎に乗算し、チップ毎の乗
算結果を加算し、上記加算の結果から２乗和を計算し、
上記２乗和と所定の値を比較し、１フレーム毎の最大２
乗相関値を判定するものである。また、請求項１１に記
載のように、上記相関検出は、さらに、上記最大２乗相
関値の発生間隔とフレーム間隔との一致を検出し、上記
一致が複数回連続した場合に上記ユニークワードの受信
と判定するものである。また、請求項１２に記載のよう
に、上記ユニークワードは、上記送信データの直交する
ＩチャンネルとＱチャンネルの２系列のデータ毎に異な
るパターンとするものである。また、請求項１３に記載
のように、上記相関検出は、２系列の送受信データ及び
２系列のユニークワードに対応した乗算係数と受信デー
タとをチップ毎に乗算して、チップ毎の乗算結果を加算
することをＩ，Ｑチャンネルのそれぞれについて２系列
分行い、Ｉ，Ｑチャンネル毎に求めた加算結果をそれぞ
れ２乗してからこれらを各系列毎に加算して２系列の２
乗相関値を求めるようにしたものである。また、請求項
１４に記載のように、上記２系列の２乗相関値のうち大
きい方を用いて２乗相関値の最大値をフレーム毎に求
め、この最大２乗相関値の発生間隔とフレーム長との一
致が複数回連続したとき、上記拡散変調されたユニーク
ワードを受信したと判定することによりユニークワード
の検出を行うようにしたものである。また、請求項１５
に記載のように、上記ユニークワードは、フレーム同期
回路で用いられるユニークワードである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】また、本発明のスペクトラム拡散通信装置
は、請求項１１に記載のように、送信データの各フレー
ムの先頭にユニークワードを多重する多重回路と、上記
フレームに同期したタイミングで拡散符号を発生する拡
散符号発生回路と、上記ユニークワードを多重した送信
データを上記拡散符号により拡散変調して対向局へ送信
する拡散回路と、上記対向局から受信した拡散変調信号
と上記ユニークワードと同一の符号系列とを相関検出す
る相関検出回路と、上記相関検出により上記ユニークワ
ードの検出が判定されると、上記フレームに同期したタ
イミングで逆拡散符号を発生する逆拡散符号発生回路
と、上記逆拡散符号により上記拡散変調信号を逆拡散変
調する逆拡散回路とを有するものである。このように、
送信局の拡散回路は、多重回路から入力されるデータを
拡散符号発生回路から入力される拡散符号によって拡散
変調する。このとき、拡散符号の符号長Ｌと拡散後の帯
域拡大率ＢＷを一致させる必要はなく、独立に設定でき
る。また、フレーム同期用のユニークワードの先頭ビッ
トおよびユニークワード直後のデータの先頭ビットに
は、拡散符号の最初の符号が乗算される。これに対し、
受信局の相関検出回路は、受信データ中の拡散変調され
たユニークワードを相関検出する。逆拡散符号発生回路
は、ユニークワードが検出されるとリセットがかかり、
次のチップで逆拡散符号の先頭符号を出力し、逆拡散回
路は逆拡散符号で受信データを逆拡散変調し、拡散前の
データを復元する。また、請求項１７に記載のように、
上記拡散符号は、符号長と帯域拡大率がそれぞれ独立に
設定されるものである。また、請求項１８に記載のよう
に、上記符号長と帯域拡大率の比が可変できるようにし
たものである。また、請求項１９に記載のように、送信
データの各フレームの先頭にユニークワードを多重する
多重回路と、上記フレームに同期したタイミングで拡散
符号を発生する拡散符号発生回路と、上記拡散符号の符
号長と帯域拡大率を所定の値に制御する拡散符号制御回
路と、上記ユニークワードを多重した送信データを上記
拡散符号により拡散変調する拡散回路と、上記拡散変調
と共に上記符号長及び帯域拡大率の制御信号を対向局へ
送信する変復調回路と、上記対向局から受信した拡散変
調信号と上記ユニークワードと同一の符号系列とを相関
検出する相関検出回路と、上記相関検出により上記ユニ
ークワードの検出が判定されると、上記フレームに同期
したタイミングで逆拡散符号を発生する逆拡散符号発生
回路と、上記逆拡散符号により上記拡散変調信号を逆拡
散変調する逆拡散回路とを有し、送信局の拡散符号制御
回路は、上記拡散符号の符号長と帯域拡大率を所定の値
に制御するものであり、受信局の拡散符号制御回路は、
受信された上記制御信号に基づき上記逆拡散符号の符号
長と帯域拡大率を制御するものである。また、請求項２
０に記載のように、上記符号長と帯域拡大率の制御は、
最初に上記帯域拡大率を所定の最適値、上記符号長を短
い値とし、上記対向局の受信特性に基づき上記符号長を
長くするよう制御するものである。また、請求項２１に
記載のように、上記最適値は、所要システムパラメータ
を満足し、かつ周波数利用効率が最適となる値である。
また、請求項２２に記載のように、上記受信特性は、上
記制御信号のＳ／Ｎ若しくはＢＥＲが所定の値以下であ
る。また、請求項２３に記載のように、上記制御信号
は、所定周波数のキャリアに上記拡散変調とは独立の所
定の変調方式にて変調されるものである。また、請求項
２４に記載のように、上記所定周波数のキャリアは、上
記拡散変調の送信スペクトラムの横に配置されるもので
ある。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】また、請求項２５に記載のように、上記相
関検出回路は、上記対向局から受信した拡散変調信号と
上記ユニークワードと同一の符号系列の乗算係数を直交
する２チャンネルそれぞれチップ毎に乗算する乗算回路
と、チップ毎の乗算結果を加算する加算回路と、上記加
算の結果から２乗和を計算する２乗加算回路と、上記２
乗和と所定の値を比較し、１フレーム毎の最大２乗相関
値を判定する判定回路とからなるものである。また、請
求項２６に記載のように、上記判定回路は、上記最大２
乗相関値の発生間隔とフレーム間隔との一致を検出し、
上記一致が複数回連続した場合に上記ユニークワードの
受信と判定するものである。また、請求項２７に記載の
ように、上記ユニークワードは、上記送信データの直交
するＩチャンネルとＱチャンネルの２系列のデータ毎に
異なるパターンとするものである。また、請求項２８に
記載のように、上記相関検出回路は、Ｉチャンネル用の
上記乗算回路及び加算回路と、Ｑチャンネル用の上記乗
算回路及び加算回路とをそれぞれ２系列分有すると共
に、上記２乗加算回路を２つ有し、各乗算回路は、２系
列の送受信データ及び２系列のユニークワードに対応し
た乗算係数を有し、２乗加算回路は、Ｉ，Ｑチャンネル
用の加算回路の加算結果をそれぞれ２乗してからこれら
を各系列毎に加算して２系列の２乗相関値を求めるもの
である。また、請求項２９に記載のように、上記判定回
路は、上記２系列の２乗相関値のうち大きい方を用いて
２乗相関値の最大値をフレーム毎に求め、この最大２乗
相関値の発生間隔とフレーム長との一致が複数回連続し
たとき、上記拡散変調されたユニークワードを受信した
と判定することによりユニークワードの検出を行うもの
である。また、請求項３０に記載のように、上記ユニー
クワードは、フレーム同期回路で用いられるユニークワ
ードである。

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信データの各フレームの先頭に固定パ
   ターンを多重し、 前記フレームに同期したタイミングで拡散符号を発生
   し、 前記固定パターンを多重した送信データを前記拡散符号
   により拡散変調して対向局へ送信し、 前記対向局から受信した拡散変調信号と前記固定パター
   ンと同一の符号系列とを相関検出し、 前記相関検出により前記固定パターンの検出が判定され
   ると、前記フレームに同期したタイミングで逆拡散符号
   を発生し、 前記逆拡散符号により前記拡散変調信号を逆拡散変調す
   ることを特徴とするスペクトラム拡散通信方法。
2. 【請求項２】 前記拡散符号は、符号長と帯域拡大率が
   それぞれ独立に設定され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方法。
3. 【請求項３】 前記符号長と帯域拡大率の比が可変でき
   ることを特徴とする請求項２記載のスペクトラム拡散通
   信方法。
4. 【請求項４】 送信データの各フレームの先頭に固定パ
   ターンを多重し、 前記フレームに同期したタイミングで拡散符号を発生
   し、 前記拡散符号の符号長と帯域拡大率を所定の値に制御
   し、 前記固定パターンを多重した送信データを前記拡散符号
   により拡散変調し、 前記拡散変調と共に前記符号長及び帯域拡大率の制御信
   号を対向局へ送信し、 前記対向局から受信した拡散変調信号と前記固定パター
   ンと同一の符号系列とを相関検出し、 前記相関検出により前記固定パターンの検出が判定され
   ると、前記フレームに同期したタイミングで逆拡散符号
   を発生し、 受信された前記制御信号に基づき前記逆拡散符号の符号
   長と帯域拡大率を制御し、 前記逆拡散符号により前記拡散変調信号を逆拡散変調す
   ることを特徴とするスペクトラム拡散通信方法。
5. 【請求項５】 前記符号長と帯域拡大率の制御は、最初
   に前記帯域拡大率を所定の最適値、前記符号長を短い値
   とし、前記対向局の受信特性に基づき前記符号長を長く
   するよう制御することを特徴とする請求項４記載のスペ
   クトラム拡散通信方法。
6. 【請求項６】 前記最適値は、所要システムパラメータ
   を満足し、かつ周波数利用効率が最適となる値であるこ
   とを特徴とする請求項５記載のスペクトラム拡散通信方
   法。
7. 【請求項７】 前記受信特性は、前記制御信号のＳ／Ｎ
   若しくはＢＥＲが所定の値以下であることを特徴とする
   請求項４記載のスペクトラム拡散通信方法。
8. 【請求項８】 前記制御信号は、所定周波数のキャリア
   に前記拡散変調とは独立の所定の変調方式にて変調され
   ていることを特徴とする請求項４記載のスペクトラム拡
   散通信方法。
9. 【請求項９】 前記所定周波数のキャリアは、前記拡散
   変調の送信スペクトラムの横に配置されることを特徴と
   する請求項８記載のスペクトラム拡散通信方法。
10. 【請求項１０】 前記相関検出は、 前記対向局から受信した拡散変調信号と前記固定パター
    ンと同一の符号系列の乗算係数を直交する２チャンネル
    それぞれチップ毎に乗算し、 チップ毎の乗算結果を加算し、 前記加算の結果から２乗和を計算し、 前記２乗和と所定の値を比較し、 １フレーム毎の最大２乗相関値を判定することを特徴と
    する請求項１又は４記載のスペクトラム拡散通信方法。
11. 【請求項１１】 前記相関検出は、さらに、前記最大２
    乗相関値の発生間隔とフレーム間隔との一致を検出し、 前記一致が複数回連続した場合に前記固定パターンの受
    信と判定することを特徴とする請求項１０記載のスペク
    トラム拡散通信方法。
12. 【請求項１２】 前記固定パターンは、前記送信データ
    の直交するＩチャンネルとＱチャンネルの２系列のデー
    タ毎に異なるパターンとすることを特徴とする請求項１
    又は４記載のスペクトラム拡散通信方法。
13. 【請求項１３】 前記相関検出は、２系列の送受信デー
    タ及び２系列の固定パターンに対応した乗算係数と受信
    データとをチップ毎に乗算して、チップ毎の乗算結果を
    加算することをＩ，Ｑチャンネルのそれぞれについて２
    系列分行い、Ｉ，Ｑチャンネル毎に求めた加算結果をそ
    れぞれ２乗してからこれらを各系列毎に加算して２系列
    の２乗相関値を求めることを特徴とする請求項１２記載
    のスペクトラム拡散通信方法。
14. 【請求項１４】 前記２系列の２乗相関値のうち大きい
    方を用いて２乗相関値の最大値をフレーム毎に求め、こ
    の最大２乗相関値の発生間隔とフレーム長との一致が複
    数回連続したとき、前記拡散変調された固定パターンを
    受信したと判定することにより固定パターンの検出を行
    うことを特徴とする請求項１３記載のスペクトラム拡散
    通信方法。
15. 【請求項１５】 前記固定パターンは、フレーム同期回
    路で用いられるユニークワードであることを特徴とする
    請求項１、４又は１２記載のスペクトラム拡散通信方
    法。
16. 【請求項１６】 送信データの各フレームの先頭に固定
    パターンを多重する多重回路と、 前記フレームに同期したタイミングで拡散符号を発生す
    る拡散符号発生回路と、 前記固定パターンを多重した送信データを前記拡散符号
    により拡散変調して対向局へ送信する拡散回路と、 前記対向局から受信した拡散変調信号と前記固定パター
    ンと同一の符号系列とを相関検出する相関検出回路と、 前記相関検出により前記固定パターンの検出が判定され
    ると、前記フレームに同期したタイミングで逆拡散符号
    を発生する逆拡散符号発生回路と、 前記逆拡散符号により前記拡散変調信号を逆拡散変調す
    る逆拡散回路とを有することを特徴とするスペクトラム
    拡散通信装置。
17. 【請求項１７】 前記拡散符号は、符号長と帯域拡大率
    がそれぞれ独立に設定されることを特徴とする請求項１
    ６記載のスペクトラム拡散通信装置。
18. 【請求項１８】 前記符号長と帯域拡大率の比が可変で
    きることを特徴とする請求項１７記載のスペクトラム拡
    散通信装置。
19. 【請求項１９】 送信データの各フレームの先頭に固定
    パターンを多重する多重回路と、 前記フレームに同期したタイミングで拡散符号を発生す
    る拡散符号発生回路と、 前記拡散符号の符号長と帯域拡大率を所定の値に制御す
    る拡散符号制御回路と、 前記固定パターンを多重した送信データを前記拡散符号
    により拡散変調する拡散回路と、 前記拡散変調と共に前記符号長及び帯域拡大率の制御信
    号を対向局へ送信する変復調回路と、 前記対向局から受信した拡散変調信号と前記固定パター
    ンと同一の符号系列とを相関検出する相関検出回路と、 前記相関検出により前記固定パターンの検出が判定され
    ると、前記フレームに同期したタイミングで逆拡散符号
    を発生する逆拡散符号発生回路と、 前記逆拡散符号により前記拡散変調信号を逆拡散変調す
    る逆拡散回路とを有し、 送信局の拡散符号制御回路は、前記拡散符号の符号長と
    帯域拡大率を所定の値に制御するものであり、 受信局の拡散符号制御回路は、受信された前記制御信号
    に基づき前記逆拡散符号の符号長と帯域拡大率を制御す
    るものであることを特徴とするスペクトラム拡散通信装
    置。
20. 【請求項２０】 前記符号長と帯域拡大率の制御は、最
    初に前記帯域拡大率を所定の最適値、前記符号長を短い
    値とし、前記対向局の受信特性に基づき前記符号長を長
    くするよう制御することを特徴とする請求項１９記載の
    スペクトラム拡散通信装置。
21. 【請求項２１】 前記最適値は、所要システムパラメー
    タを満足し、かつ周波数利用効率が最適となる値である
    ことを特徴とする請求項２０記載のスペクトラム拡散通
    信装置。
22. 【請求項２２】 前記受信特性は、前記制御信号のＳ／
    Ｎ若しくはＢＥＲが所定の値以下であることを特徴とす
    る請求項１９記載のスペクトラム拡散通信装置。
23. 【請求項２３】 前記制御信号は、所定周波数のキャリ
    アに前記拡散変調とは独立の所定の変調方式にて変調さ
    れていることを特徴とする請求項１９記載のスペクトラ
    ム拡散通信装置。
24. 【請求項２４】 前記所定周波数のキャリアは、前記拡
    散変調の送信スペクトラムの横に配置されることを特徴
    とする請求項２３記載のスペクトラム拡散通信装置。
25. 【請求項２５】 前記相関検出回路は、 前記対向局から受信した拡散変調信号と前記固定パター
    ンと同一の符号系列の乗算係数を直交する２チャンネル
    それぞれチップ毎に乗算する乗算回路と、 チップ毎の乗算結果を加算する加算回路と、 前記加算の結果から２乗和を計算する２乗加算回路と、 前記２乗和と所定の値を比較し、１フレーム毎の最大２
    乗相関値を判定する判定回路とからなるものであること
    を特徴とする請求項１６又は１９記載のスペクトラム拡
    散通信装置。
26. 【請求項２６】 前記判定回路は、前記最大２乗相関値
    の発生間隔とフレーム間隔との一致を検出し、前記一致
    が複数回連続した場合に前記固定パターンの受信と判定
    することを特徴とする請求項２５記載のスペクトラム拡
    散通信装置。
27. 【請求項２７】 前記固定パターンは、前記送信データ
    の直交するＩチャンネルとＱチャンネルの２系列のデー
    タ毎に異なるパターンとすることを特徴とする請求項１
    ６又は１９記載のスペクトラム拡散通信装置。
28. 【請求項２８】 前記相関検出回路は、Ｉチャンネル用
    の前記乗算回路及び加算回路と、Ｑチャンネル用の前記
    乗算回路及び加算回路とをそれぞれ２系列分有すると共
    に、前記２乗加算回路を２つ有し、各乗算回路は、２系
    列の送受信データ及び２系列の固定パターンに対応した
    乗算係数を有し、２乗加算回路は、Ｉ，Ｑチャンネル用
    の加算回路の加算結果をそれぞれ２乗してからこれらを
    各系列毎に加算して２系列の２乗相関値を求めるもので
    あることを特徴とする請求項２７記載のスペクトラム拡
    散通信装置。
29. 【請求項２９】 前記判定回路は、前記２系列の２乗相
    関値のうち大きい方を用いて２乗相関値の最大値をフレ
    ーム毎に求め、この最大２乗相関値の発生間隔とフレー
    ム長との一致が複数回連続したとき、前記拡散変調され
    た固定パターンを受信したと判定することにより固定パ
    ターンの検出を行うものであることを特徴とする請求項
    ２８記載のスペクトラム拡散通信装置。
30. 【請求項３０】 前記固定パターンは、フレーム同期回
    路で用いられるユニークワードであることを特徴とする
    請求項１６、１９又は２７記載のスペクトラム拡散通信
    装置。