JP2000115021A - スペクトル拡散信号の搬送波再生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の搬送波再生回路では、搬送波を正しく再
生できず安定した搬送波を再生できない場合がある、ま
たは安定していても位相が１８０度ずれるという問題点
があったが、本発明ではそれらの問題点を解決すること
ができる。 【解決手段】ＰＳＫ復調を行う際などに利用されるスペ
クトル拡散信号の搬送波再生回路であって、受信信号を
再生搬送波により直交検波して同相成分と直交成分の２
つのベースバンド信号を得、前記２つのベースバンド信
号を特定角度位相をずらし、これら位相をずらしたベー
スバンド信号の相関値を二乗して差分を得、前記差分の
高調波成分を除去した信号を出力し、前記位相をずらし
たベースバンド信号の相関値の正負を判断して絶対位相
を検出し、前記直交検波によって得られた２つのベース
バンド信号に、前記検出した絶対位相に適した復調処理
を行い、復調データを出力ことを特徴とする回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスペクトラム拡散通
信によるデータ通信の復調の際に用いられる搬送波再生
回路に係り、特に再生搬送波の位相差が０°と１８０°
のいずれでも正しい復調ができるスペクトル拡散信号の
搬送波再生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ通信には狭帯域変調方式の
ＡＭ(Amplitude Modulation)やＦＭ(Frequency Modulat
ion)等を用いた通信が一般に実用されている。これは受
信機における復調を比較的小型の回路で実現できるが、
マルチパスや狭帯域雑音に弱いという欠点も有してい
る。これに対して、 SS通信(Spread Spectrum)方式で
は、送信側ではデータの周波数スペクトルをPN(Pseudo
Noise：疑似ランダム)符号によって拡散し、受信側で該
PN符号と時間同期(相関)を取ることでマルチパス及び狭
帯域雑音の影響を軽減するという特徴を有し、重要な技
術として注目されている。SS通信では２段階に分けて変
調が行われる。第１の段階では、例えばBPSK(Binary Sh
ift Keying)と称される変調方法によって１次変調が行
われ、生成された搬送波と特定の角度だけ位相のずれた
信号を第２の段階としてさらに拡散変調して送信するよ
うにしている。

【０００３】このようなBPSK変調された信号を受信して
復調する際には、送信された信号の搬送波との同一周波
数、同一の位相を出力する発信器が必要となるが、特に
移動体通信の場合はフェージング等の影響もあって、受
信された信号の搬送波の周波数が常に一定とはならず、
そのような発振を行う発信器を用意することはできない
のが現状である。そこで、このような場合には、抑圧搬
送波通信と同様に、受信機での受信信号から搬送波を再
生する必要がある。

【０００４】受信機での受信信号が他局からの干渉を受
けると、従来のBPSKなどの搬送波再生回路では、同期位
相基準に対して位相差が生じる場合に正しい復調が出来
なかった。

【０００５】また、従来の搬送波再生回路をＢＰＳＫと
は異なるモードに適用した場合について説明する。具体
的に例えば、図１１は並列組合せSS通信方式の一例にお
ける信号点配置の一例を表す図である。図１１に示す例
では、情報系列の５値信号の多値信号と、同期系列の２
値の伝送をおこなう並列組合せＳＳ通信方式の例であ
る。

【０００６】尚、かかる方式については、「並列組合わ
せＳＳ通信方式の提案」、朱 近康、佐々木重信、丸林
元、電子情報通信学会論文、（B-II）、Vol．Ｊ７４-
B-II、５、ＰＰ．２０７-２１４（１９９１-０５）や
「並列組合わせＳＳ通信方式における直交変復調を用い
た同期法」、太田晃司、田仲弘幸、丸林 元、電子情報
通信学会信越支部大会予稿集、４０（１９９３）、「並
列組合わせＳＳ通信方式を用いたＩＳＭバンド高速ＳＳ
無線ＬＡＮシステム」田仲弘幸、太田晃司、丸林元、信
学技報ＳＳＴ９３-９３（１９９４-０３）、１９-２４
に詳しい。

【０００７】これに対して、受信機での受信信号が他局
から干渉を受け、またはフェージングにより、同期位相
基準に対して再生搬送波に位相差が生じる場合でも、受
信機での受信信号から搬送波周波数成分を除去して抽出
されたベースバンド帯のSS信号の相関値を乗算（逆拡散
処理）して、発信器の発信周波数制御とすることで、安
定した搬送波を再生できる搬送波再生回路を得ること
を、本出願人は以前の特許出願により報告している。こ
れは「搬送波再生回路」,三好誠吾,占部健三,特願平８-
２４２４０８号報に詳しい。

【０００８】従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回
路の形態を図面を参照しながら説明する。図６は、従来
のスペクトル拡散信号の搬送波再生回路の構成ブロック
図である。従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回路
は直交検波器１１とマトリックス回路１２、マッチドフ
ィルタ１３a、１３bと、二乗回路１４a、１４bと、減算
器１５と、ループフィルタ１６と、ＶＣＯ１７と情報信
号復調部１９と、から構成されている。

【０００９】次に、以下従来のスペクトル拡散信号の搬
送波再生回路の各部を具体的に説明する。直交検波器１
１は受信信号の入力を受けて、そのＩ相（同相）成分と
Ｑ相（直交）成分とに分けて２つのベースバンド信号を
出力するものである。説明を容易にするために、直交検
波器１１の構成図を図７に示す。

【００１０】直交検波器１１は受信信号とＶＣＯ１７か
らの搬送波との入力を受けて、受信信号は、分配器７１
により分配され、ミキサー７２aとミキサー７２bとに入
力される。一方、搬送波は、位相器７３によって、その
同相成分と直交成分とに分けられそれぞれミキサー７２
aとミキサー７２bとに入力される。

【００１１】そして、ミキサー７２aが受信信号と搬送
波との同相成分との積をＬＰＦ（ローパスフィルタ）７
４aに、ミキサー７２ｂが受信信号と搬送波との直交成
分との積をＬＰＦ７４bに、それぞれ出力し、 ＬＰＦ７
４aがベースバンドＩ相の信号を出力し、 ＬＰＦ７４b
がベースバンドＱ相の信号を出力する。（以下各々のベ
ースバンド信号を、数式上「Ｉ」「Ｑ」と称する）

【００１２】マトリックス回路１２は前記ベースバンド
信号の入力を受け、特定の角度だけ前記２つのベースバ
ンド信号の位相をずらした２つのベースバンド信号を出
力する。

【００１３】マトリックス回路１２は次の［数１］に示
す行列を格納し、直交検波器１１から出力される「Ｉ」
と「Ｑ」との出力の基準である直交軸（図８(a)）に対
して＋θだけ傾いた軸（図８(b)）と、同じく−θだけ
傾いた軸（図８(c)）とを出力するものである。

【００１４】

【数１】

【００１５】マッチドフィルタ１３a、１３bは位相のず
れたベースバンド信号のうち、同相成分と直交成分の各
々の成分について相関値を出力するマッチドフィルタで
あり、同期系列のＱ軸上で伝送されるユニークなパター
ン（ユニークワード）を参照し、直交検波器１１の再生
搬送波基準の直交軸に対してαＩ＋βＱ軸上での傾斜角
度差θと−αＩ＋βＱ軸上での傾斜角度差θの相関値を
それぞれ出力するものである。以下かかる相関値をそれ
ぞれ＜αＩ＋βＱ＞、＜−αＩ＋βＱ＞と表すこととす
る。すなわちマッチドフィルタ１３a、１３bは斜軸上で
ユニークワードとの相関値を求めるものであり、ここで
はユニークワードをタップ係数とするトランスバーサル
フィルタを用いているものである。

【００１６】二乗回路１４a、１４bは前記マッチドフィ
ルタ１３aと１３bの相関値の入力を受けて各々二乗して
出力するものである。二乗回路１４aが出力する信号と
二乗回路１４bが出力する信号の波形はそれぞれ図９
(a)、(b)のようになる。

【００１７】減算器１５は前記２つの二乗回路１４a、
１４bより同相成分のベースバンド信号より得られた相
関値の二乗から直交成分のベースバンド信号より得られ
た相関値の二乗を差引きする減算器であり、すなわち、
二乗回路１４aから入力される相関値の二乗から二乗回
路１４bから入力される相関値の二乗を差引きするもの
である。つまり、減算器１５は、次に示す［数２］に示
すように＜４αβＩＱ＞を出力するものであり、その波
形は図９(c)のようになる。

【００１８】

【数２】＜αＩ＋βＱ＞２−＜−αＩ＋βＱ＞２＝＜４
αβＩＱ＞

【００１９】ループフィルタ１６は、前記減算器の出力
する信号から高周波成分を除去して周波数制御信号とし
て出力するループフィルタであり、図９(c)に含まれる
位相差の信号を抽出してＶＣＯ１７に出力する。ＶＣＯ
１７は前記ループフィルタ１６から入力される周波数制
御信号に応じた周波数の搬送波を再生された搬送波とし
て前記直交検波器１１に出力する。

【００２０】従来回路によれば、ループフィルタ１６が
出力する位相差の信号が図９(c)に示すように、「−２
２５°〜−１３５°」の間、「−４５°」〜「４５°」
の間、「１３５°」〜「２２５°」の間では、単調増加
し、線形に応答する信号となっていることを利用して、
正の位相差を示していれば位相を遅らせ、負であれば位
相を進めるようなループをなしているので搬送波を安定
して再生できる。従って、図９(c)では位相差の安定点
（白丸で示した部分）が「０°」「１８０°」「−１８
０°」の三カ所存在し、このうち「１８０°」「−１８
０°」は同じ位相差なので、結局は「０°」「１８０
°」の二つの安定点が存在する。再生搬送波はこの二つ
の安定点のどちらか一方に安定する。

【００２１】このように、同期位相基準に対して再生搬
送波が生じたり、他局からの干渉があっても、安定した
搬送波を得られ、直交検波器１１がＶＣＯ１７が生成す
る再生搬送波基準の直交軸で直交検波を行うようにな
る。

【００２２】送信部の搬送波と受信部の再生搬送波の位
相差が「０°」と「１８０°」で安定したときのの各々
の搬送波の直交軸と信号点配置を図２に示す。この図中
における☆★△▲○●◇◆□■のマークは各シンボルの
位置対応を表したものである。

【００２３】図２(a)は送信部で送信する基準搬送波直
交軸と信号点配置であり、図３(a)はこれを時間軸上で
表しており、Ｉ軸側のベースバンド帯の信号が３１-I、
Ｑ軸側の信号が３１-Qである。

【００２４】図２(b)は受信部での位相差が「０°」の
時の再生搬送波直交軸と信号点配置を表し、図３(b)は
これを時間軸で表しており、 Ｉ軸側のベースバンド帯
の信号が３２-I、Ｑ軸側の信号が３２-Qである。

【００２５】図２(c)は受信部での位相差が「１８０
°」の時の再生搬送波直交軸をと信号点配置を表し、図
３(c)はこれを時間軸で表しており、 Ｉ軸側のベースバ
ンド帯の信号が３３-I、Ｑ軸側の信号が３３-Qである。

【００２６】送信部は図２(a)の直交軸の信号点配置
で、ベースバンド帯の信号を送信すると、受信部では、
再生搬送波の位相差が「０°」の時は図２(b)の様な状
態の再生搬送波直交軸と信号点配置での復調を行う。す
なわち、図２(a)の送信時と同じようになる。また、位
相差が「１８０°」の時は図２(a)より１８０°回転し
た図２(c)の様な状態の再生搬送波と信号点配置での復
調が行われる。

【００２７】図４はあらかじめ与えられたユニークワー
ドとの一致を検出するマッチドフィルタの相関値であ
り、特にＱ側軸のマッチドフィルタ１３bの相関値のピ
ークを表した波形である。相関ピーク４１は位相差が
「０°」時のＱ軸側のベースバンド帯の信号３２-Qを受
信した時の波形であり、相関ピーク４２は位相差が「１
８０°」時のＱ軸側のベースバンド帯の信号３３-Qを受
信した時の波形である。

【００２８】位相差が０°の時は、復調したベースバン
ド帯の信号は送信部のベースバンド帯の信号と同じもの
であるが、１８０°の場合はベースバンド帯の信号出力
が反転出力となる。

【００２９】従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回
路において、再生搬送波の直交軸（図８(a)）に対して
±θ傾いた軸（図８(b)、(c)）でθ＝±４５°としたと
きは、［数２］の減算器１５の出力が＜４α２ＩＱ＞と
なり＜ＩＱ＞に比例しているようになる。そこで従来の
スペクトル拡散信号の搬送波再生回路を簡略にした図１
０に示すような第２の従来の搬送波再生回路が考えられ
る。

【００３０】第２の従来回路は図１０に示すように、直
交検波器１１とマッチドフィルタ１３aと１３b、乗算器
５３、ループフィルタ１６、ＶＣＯ１７、情報信号復調
部１９、とから構成されている。第２の従来回路では、
マッチドフィルタ１３aの出力＜Ｉ＞と１３bの出力＜Ｑ
＞とを乗算器５３で掛け合わせた＜ＩＱ＞をループフィ
ルタ１６に出力するようにしている。

【００３１】従って、この乗算器５３の出力である＜Ｉ
Ｑ＞をループ利得が４α２のループによって４α２倍す
れば、第１の回路においてθ＝±４５°としたとき、つ
まりα＝βであるときには、第２の回路に置き換えるこ
とができ,回路を簡略にして安価にすることができる効
果がある。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】このため、図６に示す
ような前記従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回路
を使用すると、位相差が０°で安定した場合は直交検波
器の同相成分(I相)と直交成分(Q相)の受信したベースバ
ンド帯の信号は問題なく復調されるが、１８０°で安定
した場合はI相とQ相のベースバンド帯の信号はそれぞれ
反転して復調されるという問題がある。

【００３３】また一方、図１０に示すような前記第２の
従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回路を使用する
と、第１の回路と同様に、同期位相基準に対して再生搬
送波の位相差は０°と１８０°の二とおりの安定点が存
在し、第１の回路と同様にＩ相とＱ相のベースバンド帯
の信号が反転して復調されるという問題がある。

【００３４】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、同期位相基準に対して再生搬送波の位相差が１８０
°で安定し、ベースバンド帯の信号が反転して復調され
ても、データを正しく復調することを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題を解決
するための請求項１記載の発明は、受信信号を再生搬送
波により直交検波して同相成分と直交成分の２つのベー
スバンド信号を得、前記２つのベースバンド信号を特定
角度位相をずらし、これら位相をずらしたベースバンド
信号の相関値を二乗して差分を得、前記差分の高調波成
分を除去した信号を出力し、前記位相をずらしたベース
バンド信号の相関値の正負を判断して絶対位相を検出
し、前記直交検波によって得られた２つのベースバンド
信号に、前記検出した絶対位相に適した復調処理を行
い、復調データを得ることを特徴としており、他局から
の干渉があっても安定した搬送波を得ることができ、更
には同期位相基準に対しての再生搬送波の位相差があっ
ても送信データを正しく復元することができる。

【００３６】上記従来例の問題を解決するための請求項
２記載の発明は、直交検波器と、マトリックス回路と、
２つのマッチドフィルタと、２つの二乗回路と、減算器
と、ループフィルタと、ＶＣＯと、絶対位相回路と、情
報信号復調部とを備え、前記直交検波器は、再生された
搬送波と受信信号との入力を受けて、前記受信信号の同
相成分と直交成分との２つのベースバンド信号を得る直
交検波器であり、前記マトリックス回路は、前記２つの
ベースバンド信号の入力を受けて、特定の角度だけ前記
２つのベースバンド信号の位相をずらした２つのベース
バンド信号を出力するマトリックス回路であり、前記２
つのマッチドフィルタは、各々前記位相のずれた２つの
ベースバンド信号のうち、同相成分と直交成分との各々
の成分についての相関値を出力するマッチドフィルタで
あり、前記２つの二乗回路は、前記各々の相関値を二乗
して出力する二乗回路であり、前記減算器は、前記２つ
の二乗回路のうち、同相成分のベースバンド信号より得
られた相関値の二乗から直交成分のベースバンド信号よ
り得られた相関値の二乗を差引きする減算器であり、前
記ループフィルタは、前記減算器の出力する信号から高
周波成分を除去して周波数制御信号として出力するルー
プフィルタであり、前記ＶＣＯは、前記ループフィルタ
から入力される周波数制御信号に応じた周波数の搬送波
を前記直交検波器に出力するＶＣＯであり、前記絶対位
相回路は、前記相関値の正負の符号から、同期位相基準
に対して再生搬送波の位相差が０°であるか１８０°で
あるかを判別する、絶対位相を検出する回路であり、前
記情報信号復調部は、前記絶対位相検出回路が検出した
位相差が、０°時と１８０°の各々に適した復調処理を
行い復調データを出力することを特徴としており、Ｑ軸
上の入力がなくても、かつ他局からの干渉があっても、
また、同期位相基準に対して再生搬送波に位相差が生じ
ても、安定した搬送波を得ることができ、更には安定し
た再生搬送波の位相が１８０度ずれていても、反転する
ことで安定した搬送波を得ることができる。

【００３７】上記従来例の問題を解決するための請求項
３記載の発明は、受信信号を再生搬送波により直交検波
して同相成分と直交成分の２つのベースバンド信号を
得、前記２つのベースバンド信号の各々の相関値を得、
更に前記相関値を乗算し、前記乗算値の高周波成分を除
去した信号を出力し、前記２つのベースバンド信号の各
々の相関値の正負を判断して絶対位相を検出し、前記直
交検波によって得られた２つのベースバンド信号に、前
記検出した絶対位相に適した復調処理を行い、復調デー
タを出力することを特徴としており、Ｑ軸上の信号点に
拡散された信号の入力が常になくても、かつ他局からの
干渉があっても安定した搬送波を得ることができ、更に
は同期位相基準に対しての再生搬送波の位相差があって
もそのずれを修正して搬送波を得ることができる。

【００３８】上記従来例の問題を解決するための請求項
４記載の発明は、直交検波器と、２つのマッチドフィル
タと、乗算器と、ループフィルタと、ＶＣＯと、絶対位
相回路と、情報信号復調部とを備え、前記直交検波器
は、再生された搬送波と受信信号との入力を受けて、前
記受信信号の同相成分と直交成分との２つのベースバン
ド信号を得る直交検波器であり、前記２つのマッチドフ
ィルタは、前記同相成分と直交成分との２つのベースバ
ンド信号の各々の成分についての相関値を出力するマッ
チドフィルタであり、前記乗算器は、前記２つの相関値
を乗算して出力する乗算器であり、前記ループフィルタ
は、前記乗算器の出力する信号から高周波成分を除去し
て周波数制御信号として出力するループフィルタであ
り、前記ＶＣＯは、前記ループフィルタから入力される
周波数制御信号に応じた周波数の搬送波を、前記直交検
波器に出力するＶＣＯであり、前記絶対位相回路は、前
記相関値の正負の符号から、同期位相基準に対して再生
搬送波の位相差が０°であるか１８０°であるかを判別
する絶対位相を検出する回路であり、前記情報信号復調
部は、検出した位相差が０°時と１８０°の各々に適し
た復調処理を行い、復調データを出力することを特徴と
しており、他局からの干渉があっても、また、同期位相
基準に対して再生搬送波に位相差が生じても、安定した
搬送波を得ることができ、更には安定した再生搬送波の
位相が１８０度ずれていても、復調したベースバンドデ
ータを反転することで送信データを正しく復元すること
ができる。

【００３９】上記従来例の問題を解決するための請求項
５記載の発明は、請求項２または請求項４記載の回路に
おいて、受信信号を分配する分配器と、搬送波入力を受
けて、その位相の同相成分と直交成分を出力する位相器
と、前記分配器からの受信信号と前記位相器からの同相
成分とを積算する第１のミキサーと、前記分配器からの
受信信号と前記位相器からの直交成分とを積算する第２
のミキサーと、前記第１のミキサーからの出力の高調波
を除去してベースバンドＩ相の信号を出力する第１のロ
ーパスフィルタと、前記第２のミキサーからの出力の高
調波を除去してベースバンドＱ相の信号を出力する第２
のローパスフィルタとを有する直交検波器を備えること
を特徴としており、他局からの干渉があっても、また、
同期位相基準に対して再生搬送波に位相差が生じても、
安定した搬送波を得ることができる。

【００４０】上記従来例の問題を解決するための請求項
６記載の発明は、請求項１または請求項２または請求項
３または請求項４または請求項５記載の回路において、
しきい値設定部と、大小比較部と、ピーク周期検出部
と、判定部と、正転／反転切替部とより構成され、しき
い値設定部は予め設定した相関ピーク検出用の値をプラ
ス値とマイナス値の各々のデータを格納し前記大小比較
部に出力する手段であり、大小比較部は前述した２つの
マッチドフィルタのいずれか一方の相関値出力を大小比
較部に入力し前記しきい値設定部からの入力データと比
較し前記ピーク周期検出部へ出力する手段であり、ピー
ク周期検出部は前記大小比較部からの入力データよりピ
ーク周期を検出し前記判定回路に出力する手段であり、
判定回路は前記ピーク周期検出部より入力されたピーク
周期が予め定めた位相０度か位相１８０度かを判定し判
定結果を前記正転／反転切替部に出力する手段であり、
正転／反転切替部は前述した情報信号復調部からの入力
を前記判定部からの入力が位相０度である判定である場
合はそのまま出力し位相１８０度である判定である場合
は反転して出力する手段である、ことを特徴としてお
り、予め設定したしきい値とマッチドフィルタの出力を
比較し位相が０度か１８０度かを判定し反転するかどう
かを決定しているので簡単な回路構成により、他局から
の干渉があっても、また、同期位相基準に対して再生搬
送波に位相差が生じても、安定した搬送波を得ることが
でき、更には安定した再生搬送波の位相が１８０度ずれ
ていても、ベースバンドデータを反転することで安定し
た搬送波を得ることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の搬送波再生回路（本回
路）は、Ｉ軸とＱ軸の一定の角度だけ傾斜した斜軸上で
ユニークワードとの相関値の合成を求め、安定した搬送
波を再生するものであり、前記相関値の合成で求めたユ
ニークワードの相関値の正負の符号から同期位相基準に
対しての再生搬送波の位相差が０°か１８０°かを検出
し、それぞれに適した復調を行い、正しいデータを復調
出来るものである。

【００４２】本発明の実施の形態を図を参照しながら説
明する。図１は本発明の搬送波再生回路の概略構成を示
す構成ブロック図であり、従来の回路と同様のものは同
じ記号で示してある。本回路は図１に示すように、直交
検波器１１とマトリックス回路１２、マッチドフィルタ
１３a、１３bと、二乗回路１４a、１４b、減算器１５
と、ループフィルタ１６と、ＶＣＯ１７、情報信号復調
部１９で構成され、更に絶対位相回路１８を加えた構成
となっている。

【００４３】本回路で、送信部の搬送波と受信部の再生
搬送波の位相差が「０°」と「１８０°」で安定したと
きの各々の搬送波の直交軸と信号点配置の状態は、上述
した従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回路と同様
に、図２のとおりになる。

【００４４】図２を時間軸で表した波形もやはり、上述
した従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回路と同様
に図３のとおりになり、位相差が０°の時は、復調した
ベースバンド帯の信号は送信部のベースバンド帯の信号
と同じものであるが、１８０°の場合はベースバンド帯
の信号出力が反転出力となる。

【００４５】この時に、位相差が０°と１８０°が検出
できれば、位相差が１８０°でベースバンド帯の信号が
反転出力であっても、ベースバンド帯の信号をもう１度
反転して、元のベースバンド帯の信号の戻すことで、正
しい復調が行える。

【００４６】位相差の検出をするため、Ｑ軸側のマッチ
ドフィルタ１３bに注目する。本回路のマッチドフィル
タの相関値は上述した従来のスペクトル拡散信号の搬送
波再生回路と同様に、図４の様な相関値となる。

【００４７】位相差が「０°」時のベースバンド帯の信
号（図３の３２−Ｑ）が復調された場合は、正領域にピ
ークを持つ相関ピークが出力され（図４の４１）、また
位相差が「１８０°」時のベースバンド帯の信号出力
（図３の３３−Ｑ）の場合に負領域にピークを持つは相
関ピークが出力される（図４の４２）。この相関ピーク
４１と４２の周期性と正負の識別をすることで、位相差
が「０°」か「１８０°」かの絶対位相の検出が可能と
なる。絶対位相の検出は絶対位相回路１８で行われる。

【００４８】このように図１のような本回路の構成によ
り、絶対位相の検出ができ、位相差が１８０°の時に情
報信号復調部１９で信号の反転処理を行うことで、正し
いベースバンド帯の信号の復調が行える。

【００４９】次に絶対位相回路１８の絶対位相の識別方
法を詳細に述べる。絶対位相回路１８の構成例を記した
図を図１２に示す。図１の絶対位相回路１８と図１２で
は絶対位相回路１８は同等である。絶対位相検出回路１
８はプラスピーク検出用のしきい値設定部１２１０aと
マイナスピーク検出用のしきい値設定部１２１０b、プ
ラスピーク検出用の大小比較部１２１１aとマイナスピ
ーク検出用の大小比較部１２１１b、プラスピーク検出
用のピーク周期検出部１２１２aとマイナスピーク検出
用のピーク周期検出部１２１２b、０°と１８０°の位
相を判定する判定部１２１３、正転/反転切替部１２１
４から構成される。

【００５０】図１３に位相差０°時の各部の動作を示
す。Ｑ側のマッチドフィルタ１３ｂの出力の波形は図１
３の波形１３１のようになっている。相関ピーク値は１
３１ｍｘ（１３１ｍ１、１３１ｍ２、１３１ｍ３、・
・）となる。大小比較部１２１１aはしきい値設定部１
２１０aで設定された値より大きな値がマッチドフィル
タ１３ｂの出力に現れた場合にＨレベルの信号を出力
し、それ以外はＬレベルの信号を出力する。同様に大小
比較部１２１１bはしきい値設定部１２１０bで設定され
た値より小さな値がマッチドフィルタ１３ｂの出力に現
れた場合にＨレベルの信号を出力し、それ以外はＬレベ
ルの信号を出力する。よって正領域のしきい値と負領域
のしきい値はそれぞれ図１３の１３２a、１３２bのよう
になる。

【００５１】図１３の波形１３３aは大小比較部１２１
１aの出力の相関ピーク周期のパルスであり、マッチド
フィルタ１３ｂの出力の相関ピーク１３１ｍｘの周期に
対応して出力される。

【００５２】波形１３４aはピーク周期検出部１２１２a
の出力であり、ピーク周期検出部１２１２aが大小比較
部１２１１aの出力の相関ピーク周期のパルス１３３aか
ら、連続で４回の周期を検出した場合に、位相差０°で
同期確立が行われたとして、Ｈレベルの信号を出力す
る。

【００５３】波形１３３bはピーク周期検出部１２１２b
の出力であり、ピーク周期検出部１２１２bが大小比較
部１２１１bの出力の相関ピーク周期のパルス１３３bか
ら、連続で４回の周期を検出した場合に、位相差１８０
°で同期確立が行われたとして、Ｈレベルの信号を出力
する。図１３の場合は負の相関ピーク周期のパルス１３
３bが発生していないので、出力は不変で波形１３４bの
ようになる。

【００５４】０°/１８０°判定部１２１３はピーク周
期検出部１２１２aと１２１２bの出力である１３４aと
１３４bの信号から、絶対位相が０°か１８０°かを判
定する。図１３の場合は、絶対位相０°を検出し、「０
°」を示す信号のＬレベルを出力波形１３５として、出
力する。

【００５５】波形１３６は情報信号復調部１９が復調し
た復調データある。正転/反転切替部１２１４は前記の
０/１８０°判定部１２１３の判定結果出力１３５の状
態に基づき、情報信号復調部１９が復調した復調データ
を正転出力か反転出力かを決定する。この図１３の場
合、位相差は０°なので、正転/反転切替部１２１４は
正転出力でデータを出力し、その結果は波形１３７の様
になる。

【００５６】図１４に位相差１８０°時の各部の動作を
示す。Ｑ側のマッチドフィルタ１３ｂの出力の波形は図
１４の波形１４１のようになっている。相関ピーク値は
１４１ｍｘ（１４１ｍ１、１４１ｍ２、１４１ｍ３、・
・）となる。図１３同様正領域のしきい値と負領域のし
きい値はそれぞれ１４２a、１４２bのようになる。

【００５７】図１４の波形１４３aは大小比較部１２１
１aの出力の相関ピーク周期のパルスであり、マッチド
フィルタ１３ｂの出力の相関ピーク１４１ｍｘの周期に
対応して出力される。

【００５８】波形１４４aはピーク周期検出部１２１２a
の出力であり、ピーク周期検出部１２１２aが大小比較
部１２１１aの出力の相関ピーク周期のパルス１４３aか
ら、連続で４回の周期を検出した場合に、位相差０°で
同期確立が行われたとして、Ｈレベルの信号を出力す
る。図１４の場合は正の相関ピーク周期のパルス１４３
aが発生していないので、出力は不変で波形１４４aのよ
うになる。

【００５９】波形１４３bはピーク周期検出部１２１２b
の出力であり、ピーク周期検出部１２１２bが大小比較
部１２１１bの出力の相関ピーク周期のパルス１４３bか
ら、連続で４回の周期を検出した場合に、位相差１８０
°で同期確立が行われたとして、Ｈレベルの信号を出力
する。

【００６０】０°/１８０°判定部１２１３はピーク周
期検出部１２１２aと１２１２bの出力である１４４aと
１４４bの信号から、絶対位相が０°か１８０°かを判
定する。図１４の場合は、絶対位相１８０°を検出し、
「１８０°」を示す信号のＨレベルを波形１４５とし
て、出力する。

【００６１】波形１４６は情報信号復調部１９が復調し
た復調データある。正転/反転切替部１２１４は０°/１
８０°判定部１２１３の判定結果出力１４５の状態に基
づき、情報信号復調部１９が復調した復調データを正転
出力か反転出力かを決定する。この図１４の場合、位相
差は１８０°なので、正転/反転切替部１２１４は反転
出力でデータを出力し、その結果は波形１４７の様にな
る。

【００６２】以上述べた構成例を用いて、絶対位相の検
出を実現し、位相差が１８０°でも正しい復調を行え
る。

【００６３】本回路において、再生搬送波の直交軸に対
して±θ傾いた軸でθ＝±４５°としたときは、本回路
を簡略にした回路図５に示すような第２の搬送波再生回
路（第２の本回路）が考えられる。

【００６４】図５に示すような第２の本回路は、前述し
た第１の本回路と同様な構成である直交検波器１１とマ
ッチドフィルタ１３aと１３b、乗算器５３、ループフィ
ルタ１６、ＶＣＯ１７、情報信号復調部１９、とから構
成され、更に絶対位相回路１８を加えた回路からから構
成されている。

【００６５】第２の本回路では、前述した第１の本回路
においてθ＝±４５°としたとき、つまりα＝βである
ときには、第２の本回路に置き換えることができ、第１
の本回路と同様に問題点を解消し、更には回路を簡略に
して安価にすることができる効果がある。

【００６６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
より、従来のスペクトル拡散信号の搬送波再生回路にお
いて生ずる、同期位相基準に対して再生搬送波の位相差
は０°と１８０°の２通りの安定点が存在する場合の位
相差が１８０°で安定した時のベースバンド帯の信号の
誤って復調する問題点を解消出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本回路の第１の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図２】従来回路および本回路の基準搬送波直交軸上の
信号点配置と再生搬送波直交軸上の信号点配置を表す図
である。

【図３】従来回路および本回路の時間軸上のベースバン
ド信号を表すタイムチャート図である。

【図４】従来回路および本回路Ｑ軸上のマッチドフィル
タの相関値出力を表す図である。

【図５】本回路の第２の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図６】従来回路の第１の回路構成を示すブロック図で
ある。

【図７】従来回路および本回路の直交変調器を示すブロ
ック図である。

【図８】従来回路および本回路の斜軸の概念図である。

【図９】従来回路および本回路の２つのマッチドフィル
タが出力する信号と減算器が出力する信号を表す説明図
である。

【図１０】従来回路の第２の回路構成を示すブロック図
である。

【図１１】並列組合せSS通信方式における信号点配置の
一例を表す説明図である。

【図１２】絶対位相検出回路構成例を表す説明図であ
る。

【図１３】絶対位相０°時の図１２の復調工程を表す説
明図である。

【図１４】絶対位相１８０°時の図１２の復調工程を動
作を表す説明図である。

【符号の説明】

１１ …直交検波器、１２…マトリックス回路、１３a…
マッチドフィルタ(I側同相成分)、１３b…マッチドフィ
ルタ(Ｑ側直交成分)、１４a…二乗回路(I側同相成分)、
１４b…二乗回路(Ｑ側直交成分)、１５…減算器、１６
…ループフィルタ、１７…ＶＣＯ、１８…絶対位相回
路、１９…情報信号復調部、２１…基準搬送波直交軸と
信号点配置（送信側）、２２…再生搬送波直交軸と信号
点配置（受信側・位相差０°でロックオン）、２３…再
生搬送波直交軸と信号点配置（受信側・位相差１８０°
でロックオン）、３１-I…２１の状態での送信ベースバ
ンド信号(I側同相成分)、３１-Q…２１の状態での送信
ベースバンド信号(Ｑ側直交成分)、３２-I…２２の状態
での受信ベースバンド信号(I側同相成分・位相差０°で
ロックオン)、３２-Q…２２の状態での受信ベースバン
ド信号(Ｑ側直交成分・位相差１８０°でロックオン)、
３３-I…２３の状態での受信ベースバンド信号(I側同相
成分・位相差０°でロックオン)、３３-Q…２３の状態
での受信ベースバンド信号(Ｑ側直交成分・位相差１８
０°でロックオン)、４１…２２の状態でのＱ側マッチ
ドフィルタの相関値出力、４２…２３の状態でのＱ側マ
ッチドフィルタの相関値出力、５３…乗算器、７１…分
配器、７２a…乗算器（I側同相成分)、７２b…乗算器
（Ｑ側直交成分)、７３…位相器、７４a…ローパスフィ
ルタ（I側同相成分)、７４b…ローパスフィルタ（Ｑ側
直交成分)、８１…基準直交軸、 ８２…基準直交軸より
＋θだけ傾いた軸、８３…基準直交軸より−θだけ傾い
た軸、９１…二乗回路出力（Ｉ側）、９２…二乗回路出
力（Ｑ側）、９３…減算器の出力 １１１…並列組合せSS通信方式の信号点配置の一例 １２１０a…しきい値設定部（＋ピーク検出用）、１２
１０b…しきい値設定部（−ピーク検出用）、１２１１a
…大小比較部（＋ピーク検出用）、１２１１b…大小比
較部（−ピーク検出用）、１２１２a…ピーク周期検出
部（＋ピーク検出用）、１２１２b…ピーク周期検出部
（−ピーク検出用）、１２１３…０°/１８０°判定
部、１２１４…正転/反転切替部 １３１…図１および図１２でのＱ側マッチドフィルタ１
３ｂの出力（位相差０°時） １３２a…正領域のしきい値、１３２b…負領域のしきい
値、１３３a…大小比較部１２１１aの出力である相関ピ
ーク周期パルス、１３３b…大小比較部１２１１bの出力
である相関ピーク周期パルス、１３４a…大小比較部１
２１２aの出力である位相差０°確立信号 １３４b…大小比較部１２１２bの出力である位相差１８
０°確立信号 １３５…０°/１８０°判定部１２１３の出力である位
相差状態を表す信号 １３６…情報信号復調部１９の復調データ １３７…正転/反転切替部１２１４によって復調された
復調データ １４１…図１および図１２でのＱ側マッチドフィルタ１
３ｂの出力（位相差１８０°時） １４２a…正領域のしきい値、１４２b…負領域のしきい
値、１４３a…大小比較部１２１１aの出力である相関ピ
ーク周期パルス、１４３b…大小比較部１２１１bの出力
である相関ピーク周期パルス、１４４a…大小比較部１
２１２aの出力である位相差０°確立信号 １４４b…大小比較部１２１２bの出力である位相差１８
０°確立信号 １４５…０°/１８０°判定部１２１３の出力である位
相差状態を表す信号 １４６…情報信号復調部１９の復調データ １４７…正転/反転切替部１２１４によって復調された
復調データ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信信号を再生搬送波により直交検波して
   同相成分と直交成分の２つのベースバンド信号を得、前
   記２つのベースバンド信号を特定角度位相をずらし、こ
   れら位相をずらしたベースバンド信号の相関値を二乗し
   て差分を得、前記差分の高調波成分を除去した信号を出
   力し、前記位相をずらしたベースバンド信号の相関値の
   正負を判断して絶対位相を検出し、前記直交検波によっ
   て得られた２つのベースバンド信号に、前記検出した絶
   対位相に適した復調処理を行い、復調データを出力こと
   を特徴とするスペクトル拡散信号の搬送波再生回路。
2. 【請求項２】直交検波器と、マトリックス回路と、２つ
   のマッチドフィルタと、２つの二乗回路と、減算器と、
   ループフィルタと、ＶＣＯと、絶対位相回路と、情報信
   号復調部とを備え、前記直交検波器は、再生された搬送
   波と受信信号との入力を受けて、前記受信信号の同相成
   分と直交成分との２つのベースバンド信号を得る直交検
   波器であり、前記マトリックス回路は、前記２つのベー
   スバンド信号の入力を受けて、特定の角度だけ前記２つ
   のベースバンド信号の位相をずらした２つのベースバン
   ド信号を出力するマトリックス回路であり、前記２つの
   マッチドフィルタは、各々前記位相のずれた２つのベー
   スバンド信号のうち、同相成分と直交成分との各々の成
   分についての相関値を出力するマッチドフィルタであ
   り、前記２つの二乗回路は、前記各々の相関値を二乗し
   て出力する二乗回路であり、前記減算器は、前記２つの
   二乗回路のうち、同相成分のベースバンド信号より得ら
   れた相関値の二乗から直交成分のベースバンド信号より
   得られた相関値の二乗を差引きする減算器であり、前記
   ループフィルタは、前記減算器の出力する信号から高周
   波成分を除去して周波数制御信号として出力するループ
   フィルタであり、前記ＶＣＯは、前記ループフィルタか
   ら入力される周波数制御信号に応じた周波数の搬送波を
   前記直交検波器に出力するＶＣＯであり、前記絶対位相
   回路は、前記相関値の正負の符号から、同期位相基準に
   対して再生搬送波の位相差が０°であるか１８０°であ
   るかを判別する、絶対位相を検出する回路であり、前記
   情報信号復調部は、前記絶対位相検出回路が検出した位
   相差が、０°時と１８０°の各々に適した復調処理を行
   い復調データを出力することを特徴とするスペクトル拡
   散信号の搬送波再生回路。
3. 【請求項３】受信信号を再生搬送波により直交検波して
   同相成分と直交成分の２つのベースバンド信号を得、前
   記２つのベースバンド信号の各々の相関値を得、更に前
   記相関値を乗算し、前記乗算値の高周波成分を除去した
   信号を出力し、前記２つのベースバンド信号の各々の相
   関値の正負を判断して絶対位相を検出し、前記直交検波
   によって得られた２つのベースバンド信号に、前記検出
   した絶対位相に適した復調処理を行い、復調データを出
   力することを特徴とするスペクトル拡散信号の搬送波再
   生回路。
4. 【請求項４】直交検波器と、２つのマッチドフィルタ
   と、乗算器と、ループフィルタと、ＶＣＯと、絶対位相
   回路と、情報信号復調部とを備え、前記直交検波器は、
   再生された搬送波と受信信号との入力を受けて、前記受
   信信号の同相成分と直交成分との２つのベースバンド信
   号を得る直交検波器であり、前記２つのマッチドフィル
   タは、前記同相成分と直交成分との２つのベースバンド
   信号の各々の成分についての相関値を出力するマッチド
   フィルタであり、前記乗算器は、前記２つの相関値を乗
   算して出力する乗算器であり、前記ループフィルタは、
   前記乗算器の出力する信号から高周波成分を除去して周
   波数制御信号として出力するループフィルタであり、前
   記ＶＣＯは、前記ループフィルタから入力される周波数
   制御信号に応じた周波数の搬送波を、前記直交検波器に
   出力するＶＣＯであり、前記絶対位相回路は、前記相関
   値の正負の符号から、同期位相基準に対して再生搬送波
   の位相差が０°であるか１８０°であるかを判別する絶
   対位相を検出する回路であり、前記情報信号復調部は、
   検出した位相差が０°時と１８０°の各々に適した復調
   処理を行い、復調データを出力することを特徴とするス
   ペクトル拡散信号の搬送波再生回路。
5. 【請求項５】受信信号を分配する分配器と、搬送波入力
   を受けて、その位相の同相成分と直交成分を出力する位
   相器と、前記分配器からの受信信号と前記位相器からの
   同相成分とを積算する第１のミキサーと、前記分配器か
   らの受信信号と前記位相器からの直交成分とを積算する
   第２のミキサーと、前記第１のミキサーからの出力の高
   調波を除去してベースバンドＩ相の信号を出力する第１
   のローパスフィルタと、前記第２のミキサーからの出力
   の高調波を除去してベースバンドＱ相の信号を出力する
   第２のローパスフィルタとを有する直交検波器を備える
   ことを特徴とする請求項２または請求項４記載のスペク
   トル拡散信号の搬送波再生回路。
6. 【請求項６】しきい値設定部と、大小比較部と、ピーク
   周期検出部と、判定部と、正転／反転切替部とより構成
   され、しきい値設定部は予め設定した相関ピーク検出用
   の値をプラス値とマイナス値の各々のデータを格納し前
   記大小比較部に出力する手段であり、大小比較部は前述
   した２つのマッチドフィルタのいずれか一方の相関値出
   力を大小比較部に入力し前記しきい値設定部からの入力
   データと比較し前記ピーク周期検出部へ出力する手段で
   あり、ピーク周期検出部は前記大小比較部からの入力デ
   ータよりピーク周期を検出し前記判定回路に出力する手
   段であり、判定回路は前記ピーク周期検出部より入力さ
   れたピーク周期が予め定めた位相０度か位相１８０度か
   を判定し判定結果を前記正転／反転切替部に出力する手
   段であり、正転／反転切替部は前述した情報信号復調部
   からの入力を前記判定部からの入力が位相０度である判
   定である場合はそのまま出力し位相１８０度である判定
   である場合は反転して出力する手段である、ことを特徴
   とする請求項１または請求項２または請求項３または請
   求項４または請求項５に記載のスペクトル拡散信号の搬
   送波再生回路。