JP2000209130A - バ―ストスペクトラム拡散通信受信機 - Google Patents

バ―ストスペクトラム拡散通信受信機

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JP2000209130A
JP2000209130A JP1116899A JP1116899A JP2000209130A JP 2000209130 A JP2000209130 A JP 2000209130A JP 1116899 A JP1116899 A JP 1116899A JP 1116899 A JP1116899 A JP 1116899A JP 2000209130 A JP2000209130 A JP 2000209130A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーストスペクトラム拡散(SS)通信にお
いて送信装置からの受信信号の切替時にデータの欠落を
防止できるバーストSS通信受信機を提供する。 【解決手段】 複数の送信装置からのSS信号を1つの
受信部4と複数の復調部5、6により受信する。復調部
5、6は、それぞれコード発生部から出力する拡散コー
ドと受信信号Ich/Qchとの相関処理を行い拡散コ
ードの初期同期を確立してそれぞれのデータを復調し、
外部バスインターフェイス7は各復調部からのデータの
切り替え時にデータの欠落を生じることなく出力するこ
とを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】バーストスペクトラム拡散通
信(以下、「バーストSS通信」ともいう)に関し、特
に、互いに異なる拡散コードを使用する送信装置の送信
信号の切り替え受信時に、引き継ぎを可能とし通信デー
タの欠落を防止できるバーストSS通信受信機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来のバーストSS通信による
送受信システムの構成の概要を示す図である。互いに異
なる拡散コードを保有する送信装置1及び送信装置2
と、前記送信装置1、2が送信するそれぞれの電波を受
信しデータを復調するための2つの前記拡散コードを設
定できる受信機3より構成される。
【0003】受信機3は、送信装置1、2が切り替えら
れた場合に、送信装置で使用している拡散コードを選択
的に切り替えて使用し復調するように構成されている。
【0004】図9は、送信装置1及び送信装置2のバー
スト状の送信信号の送信タイミングを示す図である。図
8において、送信装置1及び送信装置2は、それぞれ搬
送波を送信データにより位相偏移変調(PSK)等の変
調をかけてデータをバースト状に送信する。図9に示す
パルスのハイレベル期間がバースト状のデータ信号を送
信している期間である。各送信装置1、2からの送信信
号の送信タイミングは、時間tの周期でSS(DS:直
接拡散方式)送信を行い、2台の送信装置が図9に示す
ように同期的な送信動作を行う。このような同期的な動
作を行うことにより、送信装置1、2からの送信信号の
切り替え受信時に受信機3では切り替え時点からデータ
の欠落を発生することなく復調を行うことが可能であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のバ
ーストSS通信の送受信システムにおいては、2台の送
信装置がデータの周期が一致し且つ同期して動作して送
信波を送出することができれば、送信装置の送信信号を
互いに切り替える場合及び送信装置からの信号を切り替
えて受信する場合に、受信機ではその切り替えタイミン
グで受信コードを切り替えることにより、切り替え時の
データの欠落を生じることなく正常にデータを受信し復
調することが可能である。
【0006】しかし、送信装置1、2の動作が互いに独
立し、非同期にバーストSS送信を行う場合は、送信装
置の切替時にデータの欠落を招く事態を回避することが
困難となる。つまり、従来のバーストSS通信受信機に
おいては、送信装置1、2からの送信データを切り替え
て受信した場合等において、切り替え後の送信装置のデ
ータを正常に受信できるようになる間、データの欠落が
発生することはやむを得なかった。
【0007】また、このような非同期の送信を行う複数
の送信装置を有する送受信システムにおいて、切り替え
時のデータの欠落が許されない場合は、周波数多重化技
術を使用し、受信側では2つの受信機により周波数を弁
別してそれぞれを受信し受信の切り替えを行う方式を採
用する必要があるが、このようなシステムを採用するこ
とは有限資源である周波数の無駄と複数の受信機使用す
ることによるコスト増が生じるという点で問題があっ
た。
【0008】(発明の目的)本発明の目的は、バースト
SS通信における送信装置の切替時又は複数の送信装置
からの受信信号の切り替え時に発生するデータの欠落を
排除できるバーストSS通信受信機を提供することにあ
る。
【0009】本発明の目的は、バーストSS通信におけ
る受信対象とする送信装置をデータが欠落することなく
選択できるバーストSS通信受信機を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のバーストスペク
トラム拡散通信受信機は、複数の送信装置から送信され
る異なる拡散コードのスペクトラム拡散によるバースト
状の送信信号を受信するバーストスペクトラム拡散通信
受信機において、前記複数の送信装置からの送信信号を
受信する受信部と、送信装置で使用する拡散コードと同
一拡散コードを発生するコード発生器と、前記コード発
生器の出力と前記受信部の出力との相関処理を行うこと
により前記コード発生器の拡散コードと前記送信装置の
拡散コードとの同期を確立する初期同期相関部と、前記
コード発生器の出力と受信部の出力の積算処理を行いデ
ータを復調するデータ復調部とからなる複数の復調部
と、データ復調部の出力を入力とし切り替え出力する外
部インターフェイス部とを有することを特徴とする。ま
た、外部インターフェイス部は、前記複数の復調部のコ
ード発生器に対する拡散コードを設定する拡散コード設
定手段を有し、前記拡散コード設定手段により受信対象
の1又は複数の送信装置からの受信信号を特定すること
を特徴とする。更に、前記初期同期相関部は、前記受信
部の出力と前記コード発生器の出力とのコード長単位の
相関値が所定のしきい値を越えるように前記コード発生
器の出力位相を制御することを特徴とする。また、前記
複数の復調部の1つはAGCフィードバック電圧を出力
し、前記受信部のAGC制御を行うとともに、前記AG
Cフィードバック電圧により複数の復調部の前記しきい
値を制御することを特徴とする。
【0011】(作用)複数の送信装置からのバーストS
S信号を1つの受信部と複数の復調部とを用いた構成に
よりデータの欠落を生じることなく外部バスインターフ
ェイスで切り替え受信することを可能とする。複数の復
調部にそれぞれ異なる拡散コードを設定することにより
SS通信の特性により復調データを切り替え出力する。
また、拡散コードの初期同期動作では相関値の大きさに
より同期判定を行う。1つの復調部からのAGC電圧に
より受信部のAGCの制御に加え全復調部の同期判定の
ための相関値の判定レベルの制御を行う。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の引継可能なバース
トSS通信受信機の一実施の形態を図面を参照して説明
する。本実施の形態においては、送受信システムの基本
構成は図1に示す前述の構成を採用するものであり、送
信装置1、2は互いに非同期の送信動作を行う例により
説明する。図1は、本発明の引継可能なバーストSS通
信受信機の一実施の形態の受信機の構成を示す図であ
る。アンテナを通して受信される信号を残留搬送波(ビ
ート)を有する受信信号に変換する受信部4、前記受信
信号との初期同期を確立し、受信信号を逆拡散しデータ
復調を行う2つの復調部5及び復調部6、外部とのイン
ターフェイスを行う外部バスインターフェイス部6より
構成される。
【0013】受信部4は、アンテナからの信号を第1水
晶発振器の出力と乗算して中間周波数の信号に変換する
ミキサ41、前記中間周波数の信号のAGC増幅を行う
中間周波増幅器42、43、前記中間周波増幅器42、
43の出力に、移相器45により第2水晶発振器の出力
を直交位相関係とした出力を乗算して、直交軸の成分と
しての受信信号Ich及びQchを出力するミキサ4
4、45、前記受信信号Ich及びQchをデジタル化
するA/D変換部とから構成される。
【0014】復調部5、6は、デジタル化した2つの送
信装置からの受信信号(以下、単に「受信信号」とい
う)に対してそれぞれの復調処理を行うために設けられ
ている。復調部5、6の構成の概要は、水晶発振器の出
力により2つの送信装置が使用する互いに異なる2つの
拡散コードと同じ拡散コードを出力するコード発生部を
有し、前記受信信号Ich及びQchと前記コード発生
部からの拡散コードとの位相を同期させ、また、前記中
間周波増幅器42、43へのAGC制御用のフィードバ
ック信号を出力するための初期同期相関部と、初期同期
が確立した後に前記受信信号から残留搬送波を再生して
データを復調/制御する復調部/制御部とから構成され
る。
【0015】外部バスインターフェイス部7は、外部バ
スに対する復調データの出力手段と、送信装置1、2か
らの送信信号を受信し復調するためコード発生部55、
65に対してPNコードの設定を行うことが可能な設定
手段の構成を有する。また、PNコードの設定により、
受信対象の1又は複数の送信装置を特定すること及び復
調部の出力データの実質的な切り替えが可能である。
【0016】図2は、復調部5、6のより詳細な構成を
示すブロック図である。本実施の形態では、復調器5、
6は、初期同期相関部を構成する相関器51、61及び
同期判定部52、62と、復調部/制御部を構成する積
算器53、63及びデータ復調部54、64と、これら
同期判定部及びデータ復調部を制御する制御部57、6
7と、2つの送信装置で使用するPNコードを発生する
コード発生部55、65及び前記コードの発生タイミン
グとなるクロックを出力する水晶発振器56、66とか
ら構成される。復調部5、6の各部の機能の概略は以下
のとおりである。
【0017】相関器51、61は受信信号Ich及びQ
chの残留搬送波(ビート)の位相を調整する位相器を
有する相関器であり、PNコードとの相関演算を行い相
関値を出力するとともに、前記位相器は前記AGCフィ
ードバック電圧を出力する。
【0018】同期判定部52、62は、前記受信信号I
ch及びQchとPNコードとを1クロック単位で順次
位相をずらしたコードとの相関演算を行い、その相関値
から該PNコードとの位相が一致する位相情報を検出し
て出力する。
【0019】積算器53、63は、受信信号Ich及び
Qchの残留搬送波(ビート)の位相を調整する位相器
を有する積算器であり、前記同期判定部52、62が出
力する前記位相情報に基づいてコード保持制御が行われ
コード発生部55、65から出力される正しい位相のP
Nコードにより受信信号Ich及びQchの逆拡散演算
を行う。
【0020】データ復調部54、64は、前記受信信号
Ich及びQchの逆拡散演算出力を入力し、残留搬送
波信号を再生して送信装置からのデータを復調して出力
するとともに、前記位相情報に基づくコード発生器のコ
ード保持制御を行う。
【0021】図3は、相関器51のより詳細な構成を示
す図である。相関器51は、受信信号Ich及びQch
の位相を調整するとともに検波機能を有しAGCフィー
ドバック電圧を出力する位相器511と、前記位相器5
11の出力をクロック単位でシリアルにシフトするそれ
ぞれのシフトレジスタ512、513とコード発生器5
5からのPNコードをシリアルにシフトするシフトレジ
スタ514、515と、加算器516、517と演算器
519とを有する。相関器51においては、前記加算器
516が乗算器518及び加算器により受信信号Ich
側の各シフトレジスタ512、513の各段の出力の乗
算値の加算出力の合計ΣIを出力し、また、前記加算器
517が乗算器518及び加算器により受信信号Qch
側の各シフトレジスタ513、515の各段の出力の乗
算値の加算出力の合計ΣQを出力し、演算器519は、
相関値として両合計値ΣI、ΣQの(ΣI+ΣQ
/2を演算して出力する。相関器61も相関器51と
略同様の構成及び機能を有しているが、本実施の形態に
おいては、AGCフィードバック電圧は復調器5側から
入力するように構成されている点で異なる。
【0022】図4は、積算器53のより詳細な構成を示
す図である。積算器53は、受信信号Ich及びQch
の位相を調整する位相器531と、前記位相器531の
出力をクロック単位でシリアルにシフトするそれぞれの
シフトレジスタ532、533とコード発生器55から
のPNコードをシリアルにシフトするシフトレジスタ5
34、535と、加算器536、537とを有する。積
算器53においては、前記加算器536が乗算器538
及び加算器により受信信号Ich側の各シフトレジスタ
512、513の各段の出力の乗算値の加算出力の合計
ΣIを出力し、また、前記加算器517が乗算器518
及び加算器により受信信号Qch側の各シフトレジスタ
533、535の各段の出力の乗算値の加算出力の合計
ΣQを受信信号の逆拡散出力として出力する。積算器6
3も積算器53と略同様の構成及び機能を有している。
【0023】図5は、同期判定部52のより具体的な構
成を示す図である。同期判定部52は、コード発生器を
制御しPNコードのコード長単位であるnビット単位で
相関器51から演算出力された前記相関値(ΣI+Σ
1/2を、拡散コードの位相に対応するn個の記
憶位置521、522、…52nにPNコードを1クロ
ック単位で位相をずらしPNコードとの相関値(ΣI
+ΣQ1/2として記憶する記憶部を有し、記憶さ
れた相関値が所定のしきい値との比較によりPNコード
の正しい位相を判定し、同期がとれた時の位相情報を出
力する。つまり、相関器51からの出力をメモリに位相
順に格納し、入力するAGCフィードバック電圧により
しきい値を調整し格納された(ΣI+ΣQ1/2
のデータの中からしきい値を越えたデータを見つけ出
し、その位相にコード発生器の出力位相を制御する。同
期判定部62も同期判定部52と略同様の構成及び機能
を有しており、このために必要なAGCフィードバック
電圧は復調部5から入力する。
【0024】次に、本実施の形態のバーストスペクトラ
ム拡散通信受信機の動作について、送信装置1、2が互
いに非同期の送信動作を行う場合について説明する。図
6は、送信装置1、2が非同期の送信動作を行う場合の
各送信装置のバーストSS信号の送信タイミングの例を
示す図である。図6に示す例では送信装置1及び送信装
置2の送信タイミングは、信号のバースト信号間の周期
は時間t、バーストの位相は時刻t1だけ位相がずれて
いる。
【0025】図7は、同期判定部における相関値出力を
示す図である。図1に示す受信部4においてIch/Q
chに分解された受信信号は、図2に示す復調部5、6
の相関器51、61に入力される。前記相関器51、6
1においては、外部バスインターフェイス部から設定さ
れた送信装置1、2のそれぞれの拡散コードと同じ拡散
コードを発生するそれぞれコード発生部55、65を有
し、各々1クロック毎に位相が異なるnクロック(1コ
ード長)単位の拡散コードと受信信号との相関値がそれ
ぞれ算出され、同期判定部52、62にその結果が出力
される。同期判定部52、62では、nクロック(1コ
ード長)単位の拡散コードと受信信号との相関値が算出
されるとデータ復調部54、64を制御し、データ復調
部54、64からコード発生器55、65のコードの位
相を1クロック変えて前記相関器51、61の相関処理
動作を繰り返し同期判定部52、62にその結果が出力
される。同様にして、各々1クロック毎に位相が異なる
nクロック(1コード長)単位の相関値が得られ、同期
判定部52、62の記憶部には拡散コード位相毎の積算
結果が相関値として記憶される。
【0026】図7は、図6に示す時刻A〜A’、B〜
B’、C〜C’、D〜D’における同期判定部での積算
結果の相関値を示す図である。図7(a)は、時間A〜
A’、C〜C’における同期判定部52における相関値
を示し、図7(b)は、時間A〜A’、C〜C’におけ
る同期判定部62における相関値を示している。また、
図7(c)は、時間B〜B’、D〜D’における同期判
定部52における相関値を示し、図7(d)は、時間B
〜B’、D〜D’における同期判定部62における相関
値を示している。
【0027】各相関値と、図4に示す同期判定部52、
62の相関値の平均値、最大値により決定される所定の
しきい値を位相器511から入力するAGCフィードバ
ック電圧により制御して出力されるしきい値とから同期
判定部52、62において、データ復調部54、64を
介してコード発生部55、65を制御し、コード発生部
55、65が出力する拡散コードの位相を、同期判定部
52、62において前記しきい値を超える相関値が得ら
れるように制御部57、67によりコード保持制御が行
われる。
【0028】次に、受信信号は積算器53、63におい
てスペクトラム拡散の逆拡散処理が行われ、データ復調
部54、64において残留搬送波成分を再生してデータ
が復調され、外部バスインターフェイス部7に出力され
る。
【0029】以上の動作において、送信装置1のバース
ト信号が受信復調される図6に示す送信タイミングの時
刻A〜A’、C〜C’では、図2の相関器51〜制御部
57が動作しデータが復調され出力される。また、送信
装置2のバースト信号が受信される図6に示す送信タイ
ミングの時刻B〜B’では、図2の相関器61〜制御部
67が動作しデータが復調され出力される。従って、送
信装置1、2が何れものバースト信号が送信される送信
タイミングの時刻B〜A’、D〜C’では、相関器51
〜制御部67が動作し両者のデータが復調され出力され
る。従って、外部バスインターフェイス部7では所望の
復調部からの出力データを切り替えてバスに出力するこ
とが可能である。
【0030】このように本実施の形態では、2波が同時
に混在する期間においてもスぺクトラム拡散によるバー
スト信号の特性を利用することで、1つの受信機で2つ
の送信装置からの送信信号を復調でき、全く送信データ
の欠落を生じることなく切り替え出力することが可能で
ある。
【0031】以上の実施の形態においては、送信データ
がバースト状にスペクトラム拡散により送信されるのバ
ーストスペクトラム拡散通信の送信側として、2つの送
信装置を使用した場合について説明したが、送信装置は
3以上の複数構成とすることができることはいうまでも
ない。また、複数の送信装置が送信するバースト状の送
信信号のバースト周期及び相互の位相関係は何れも互い
に異なる動作を行うように構成することが可能である。
【0032】送信装置の切り替えについては、送信装置
側における送信信号のオン/オフによる場合でもよく、
受信機側の外部バスインターフェイス部での復調出力の
切り替えでも可能であり、更に、外部バスインターフェ
イス部からのコード発生器への拡散コードの設定によっ
ても切り替えができることは明らかである。
【0033】また、本実施の形態においては、変調方式
として位相偏移変調方式を採用する例を示したが、他の
変調方式を採用することができることはいうまでもな
い。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、異なる複数の拡散コー
ドに対応する復調部を用意することから、2つの非同期
に送信される送信装置からのデータを欠落を発生するこ
となく任意に切り替えてデータを復調して出力すること
が可能である。
【0035】また、外部インターフェイス部からの複数
の復調部への拡散コードの設定により、受信対象の送信
装置を特定することが可能である。
【0036】また、各復調部にはそれぞれ専用に初期同
期相関部を設けており、バースト通信に対する送信ON
/OFF状態を常時モニタすることを可能としているか
ら、いち早く通信状態を把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の構成の概要を示す図で
ある。
【図2】本実施の形態の復調部及び外部インターフェイ
ス部の構成を示す図である。
【図3】本実施の形態の相関器の構成を示す図である。
【図4】本実施の形態の同期判定部の構成の概要を示す
図である。
【図5】本実施の形態の積算器の構成を示す図である。
【図6】本実施の形態の送信装置の非同期動作による送
信タイミングを示す図である。
【図7】本実施の形態の同期判定部における相関処理を
示す図である。
【図8】従来のバーストSS通信の送受信の基本システ
ムを示す図である。
【図9】従来のバーストSS通信における送信装置の送
信タイミングを示す図である。
【符号の説明】
1、2 送信装置 3 受信機 4 受信部 5、6 復調部 7 外部バスインターフェイス部 41、44、45 ミキサ 42、43 中間周波数増幅器(AGC増幅) 51、61 相関器 52、62 同期判定部 54、64 データ復調部 55、65 コード発生器 56、66 水晶発振器 57、67 制御部 511 位相器 512〜515、532〜535 シフトレジスタ 516、517、536、537 加算器 519 演算器 531 相関器 538 乗算器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年4月14日(2000.4.1
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】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のバーストスペク
トラム拡散通信受信機は、複数の送信装置から送信され
る異なる拡散コードのスペクトラム拡散によるバースト
状の送信信号を受信するバーストスペクトラム拡散通信
受信機において、前記複数の送信装置からの送信信号を
受信する受信部と、送信装置で使用する拡散コードと同
一拡散コードを発生するコード発生器と、前記コード発
生器の出力と前記受信部の出力との相関処理を行うこと
により前記コード発生器の拡散コードと前記送信装置の
拡散コードとの同期を確立する初期同期相関部と、前記
コード発生器の出力と受信部の出力の積算処理を行いデ
ータを復調するデータ復調部とからなる複数の復調部
と、前記複数の復調部のコード発生器に対する拡散コー
ドを設定する拡散コード設定手段を有し、前記拡散コー
ド設定手段により受信対象の1又は複数の送信装置から
の受信信号を特定し、前記データ復調部の出力を入力と
し切り替えて出力する外部インターフェイス部と、を有
することを特徴とする。更に、前記初期同期相関部は、
前記受信部の出力と前記コード発生器の出力とのコード
長単位の相関値が所定のしきい値を越えるように前記コ
ード発生器の出力位相を制御することを特徴とする。ま
た、前記複数の復調部の1つはAGCフィードバック電
圧を出力し、前記受信部のAGC制御を行うとともに、
前記AGCフィードバック電圧により複数の復調部の前
記しきい値を制御することを特徴とする。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の送信装置から送信される異なる拡
    散コードのスペクトラム拡散によるバースト状の送信信
    号を受信するバーストスペクトラム拡散通信受信機にお
    いて、 前記複数の送信装置からの送信信号を受信する受信部
    と、 送信装置で使用する拡散コードと同一拡散コードを発生
    するコード発生器と、 前記コード発生器の出力と前記受信部の出力との相関処
    理を行うことにより前記コード発生器の拡散コードと前
    記送信装置の拡散コードとの同期を確立する初期同期相
    関部と、前記コード発生器の出力と受信部の出力の積算
    処理を行いデータを復調するデータ復調部とからなる複
    数の復調部と、 データ復調部の出力を入力とし切り替え出力する外部イ
    ンターフェイス部と、を有することを特徴とするバース
    トスペクトラム拡散通信受信機。
  2. 【請求項2】 外部インターフェイス部は、前記複数の
    復調部のコード発生器に対する拡散コードを設定する拡
    散コード設定手段を有し、前記拡散コード設定手段によ
    り受信対象の1又は複数の送信装置からの受信信号を特
    定することを特徴とする請求項1記載のバーストスペク
    トラム拡散通信受信機。
  3. 【請求項3】 前記初期同期相関部は、前記受信部の出
    力と前記コード発生器の出力とのコード長単位の相関値
    が所定のしきい値を越えるように前記コード発生器の出
    力位相を制御することを特徴とする請求項1又は2記載
    のバーストスペクトラム拡散通信受信機。
  4. 【請求項4】 前記複数の復調部の1つはAGCフィー
    ドバック電圧を出力し、前記受信部のAGC制御を行う
    とともに、前記AGCフィードバック電圧により複数の
    復調部の前記しきい値を制御することを特徴とする請求
    項3記載のバーストスペクトラム拡散通信受信機。
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