JP2000261352A

JP2000261352A - スペクトル拡散通信機

Info

Publication number: JP2000261352A
Application number: JP6222899A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hashimoto; 武志橋本; Katsuo Onozaki; 勝夫小野崎; Nobuhiro Tazaki; 伸洋田崎; Yoshitaka Uchida; 吉孝内田
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP3693516B2

Abstract

(57)【要約】【課題】情報の伝送速度の高速化と、耐マルチパスフ
ェージングの両立を可能にしたスペクトル拡散通信機を
提供する。【解決手段】拡散変調出力を多重化して送信する送信
機１を備えたスペクトル拡散通信機において、この送信
機１は、少なくとも２系統の差動符号化部５Ａ、５Ｂ、
拡散変調部７Ａ、７Ｂおよびチップインターリーバ部１
１Ａ、１１Ｂと、１つの拡散符号生成部８とを有し、こ
のチップインターリーバ部１１Ａ、１１Ｂにより拡散変
調出力を多重化するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、拡散符号を送受信
するスペクトル拡散通信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送信側では、情報信号を情報と
は無関係な符号を用いて情報の伝達に必要な周波数帯域
よりも広い周波数帯域に拡散し、受信側では、拡散に用
いた符号の複製を使ってスペクトルの逆拡散を行うこと
により情報信号を復元するスペクトル拡散（ＳＳ）通信
方式が知られている。従来の構成では、変調方式にＤＢ
ＰＳＫまたはＤＱＰＳＫが採用されている。

【０００３】このＳＳ通信方式は、他へ干渉を与えるこ
とが少なく、他からの干渉に強く、伝送路でのマルチパ
スフェージングに強い等の利点を有する。

【０００４】このＳＳ通信において、上記情報を正しく
復元するためには、必要なタイミング情報を受信信号か
ら抽出し（同期捕捉）、さらにそのタイミング情報を保
持（同期保持）することが必要不可欠である。

【０００５】この同期捕捉および同期保持において、従
来では、信号と雑音の識別にスレッショルドを設定して
いる（信学技報、ＳＳＴ９５−７７、１９９５−１０、
「省電力型ＳＳ通信用ＬＳＩの開発」、ローム株式会
社）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように、信号と雑音の識別にスレッショルドを設定し
た場合、このスレッショルド値は拡散符号長に依存し、
この拡散符号長が短くなったときには、プロセスゲイン
が小さくなるため、スレッショルド値を高く設定しなけ
ればならない。このスレッショルド値を高く設定した場
合、低Ｃ／Ｎ時、マルチパス環境下での信号の検出およ
びデータ復調が困難となり、受信性能が大幅に劣化する
という問題がある。また、同一周波数チャンネルに他か
らの干渉が存在する場合、上記と同様に信号と干渉信号
の識別が困難なため、受信性能が大幅に劣化するという
問題がある。

【０００７】また、近年のコンシューマ通信では高速情
報伝送が要求されるが、従来の構成では、変復調方式に
おいて、ＤＢＰＳＫとＤＱＰＳＫのみの対応であるた
め、１シンボル（符号１周期）あたりの情報ビット数が
１〜２ビットとなり、高速情報伝送が図れないという問
題がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する課題を解消し、情報の伝送速度の高速化
と、耐マルチパスフェージングの両立を可能にしたスペ
クトル拡散通信機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
拡散変調出力を多重化して送信する送信機を備えたスペ
クトル拡散通信機において、この送信機は、少なくとも
２系統の差動符号化部、拡散変調部およびチップインタ
ーリーバ部と、１つの拡散符号生成部とを有し、このチ
ップインターリーバ部により拡散変調出力を多重化する
ことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、拡散変調出
力を多重化して送信する送信機を備えたスペクトル拡散
通信機において、この送信機は、少なくとも２系統の差
動符号化部、拡散変調部およびチップインターリーバ部
と、１つの拡散符号生成部とを有し、一方のチップイン
ターリーバ部は、一方の拡散変調部から出力される同相
成分をハーフチップ化し、他方の拡散変調部から出力さ
れる同相成分を遅延させてハーフチップ化し、それぞれ
をインターリーブすると共に、他方のチップインターリ
ーバ部は、一方の拡散変調部から出力される直交成分を
ハーフチップ化し、他方の拡散変調部から出力される直
交成分を遅延させてハーフチップ化して、それぞれをイ
ンターリーブして拡散変調出力を多重化することを特徴
とするものである。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のものにおいて、拡散符号生成部はモデファイド・
バーカー符号を生成することを特徴とするものである。

【００１２】請求項４記載の発明は、拡散変調出力を多
重化して送信する送信機を備えたスペクトル拡散通信機
において、この送信機は、少なくとも２系統の差動符号
化部、拡散変調部および振幅加算部と、１つのモデファ
イド・バーカー符号生成部とを有し、一方の振幅加算部
は、一方の拡散変調部から出力される同相成分と他方の
拡散変調部から出力される同相成分とを振幅加算すると
共に、他方の振幅加算部は、一方の拡散変調部から出力
される直交成分と他方の拡散変調部から出力される直交
成分とを振幅加算して、拡散変調出力を多重化すること
を特徴とするものである。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
のいずれか１項記載のものにおいて、拡散符号生成部ま
たは前記モデファイド・バーカー符号生成部は１１チッ
プ・バーカー符号の所定の位置に１チップを挿入して、
１２チップ・バーカー符号を生成することを特徴とする
ものである。

【００１４】請求項６記載の発明は、多重化された拡散
変調出力を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペク
トル拡散通信機において、この受信機は、少なくとも２
系統の相関器、遅延検波器、ピーク値とそのピーク位置
を検出するピーク検出部を有し、非同期でデータ復調を
行い、この復調データをパターンマッチングすることに
より同期捕捉することを特徴とするものである。

【００１５】請求項７記載の発明は、多重化された拡散
符号を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル
拡散通信機において、この受信機は、少なくとも２系統
の相関器、遅延検波器、ピーク値とそのピーク位置を検
出するピーク検出部および多数決判定部を有し、非同期
でデータ復調を行い、この復調データをパターンマッチ
ングし、多数決判定により同期捕捉することを特徴とす
るものである。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項７記載のも
のにおいて、多数決判定部はピーク検出部で検出された
ピーク値の内でレベルの高いピーク値、およびピーク位
置の内で頻度の高いピーク位置を多数決により決定し、
この決定されたピーク値およびピーク位置に基づいて同
期捕捉することを特徴とするものである。

【００１７】請求項９記載の発明は、請求項６ないし８
のいずれか１項記載のものにおいて、レベルの高いピー
ク値および前記頻度の高いピーク位置を用いて同期保持
することを特徴とするものである。

【００１８】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
請求項５のいずれかに記載された送信機と、請求項５な
いし請求項８のいずれかに記載された受信機とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１９】請求項１１記載の発明は、請求項１ないし
１０のいずれか１項記載のものにおいて、拡散変調出力
の多重化の適用、或いは非適用の選択と、変調方式の選
択とを組み合わせることにより、データの多重化数を変
更可能に構成したことを特徴とするものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。

【００２１】図１は、送信機１の構成を示している。こ
の送信機１では２系統のＤＱＰＳＫ変調（差動符号化）
および拡散変調器を有し、一方を符号半周期遅延させて
合成して、情報伝送速度の高速化を図っている。この場
合において、情報データの変調方式はパラレル・ＤＱＰ
ＳＫモードであり、このモードは符号１周期あたり４ｂ
ｉｔのデータを送信するパラレル伝送方式である。

【００２２】以下、構成を詳述すると、この送信機１
は、シリアル／パラレル変換部３を備えている。このシ
リアル／パラレル変換部３は、図２に示すような、パケ
ット化されたデータのシリアル／パラレル変換を行う。

【００２３】このデータは、受信側における高周波系の
ゲインコントロール用のデータ（ＡＧＣ）、同期捕捉用
のデータ（パターンマッチング：Ｐａｔｔｅｒｎｍａ
ｔｃｈｉｎｇ）、信号の開始点検出用のデータ（フレー
ム同期：Ｆｒａｍｅｓｙｎｃ）、情報データ（Ｄａｔ
ａ）で構成される。

【００２４】ＡＧＣおよびパターンマッチングの変調方
式はＤＢＰＳＫまたはＤＱＰＳＫで行われ、フレーム同
期および情報データの変調方式はＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳ
Ｋまたは、パラレル・ＤＱＰＳＫで行われる。

【００２５】シリアル／パラレル変換部３によりシリア
ル／パラレル変換されたデータは、２系統に区別された
差動符号化部５Ａおよび差動符号化部５Ｂに送られ、こ
こでそれぞれＤＱＰＳＫ変調される。このＤＱＰＳＫ変
調されたデータは、拡散変調部７Ａおよび拡散変調部７
Ｂに送られ、ここでバーカー符号生成部８からの１１チ
ップ・バーカー符号により拡散変調される。拡散変調部
７Ｂの出力は遅延部９により遅延がかけられる。

【００２６】この実施形態では、送信側情報多重化手段
として、チップインターリーバ部１１Ａ、１１Ｂを備え
ている。

【００２７】拡散変調部７Ａからの出力をＩａ（同相成
分）、Ｑａ（直交成分）として、遅延がかけられた拡散
変調部７Ｂからの出力をＩｂ（同相成分）、Ｑｂ（直交
成分）とすると、Ｉａ、Ｉｂはチップインターリーバ部
１１Ａに送られ、Ｑａ、Ｑｂはチップインターリーバ部
１１Ｂに送られる。

【００２８】一方のチップインターリーバ部１１Ａは、
図３ａに示すような、拡散変調部７Ａからの出力Ｉａの
符号１周期分を、図３ｂに示すように、ハーフチップ化
する一方で、図３ｅに示すような、遅延部９からの出力
Ｉｂの符号１周期分を、図３ｄに示すように、ハーフチ
ップ化し、それぞれを図３ｃに示すように、インターリ
ーブする。また、他方のチップインターリーバ部１１Ｂ
は、同様にＱａ、Ｑｂをハーフチップ化して、それぞれ
をインターリーブする。

【００２９】この実施形態では、振幅加算せずに拡散符
号を多重化できるため、Ｄ／Ａ変換器等が不要になり、
回路の簡略化を達成することができる。

【００３０】ローパスフィルタ部１３Ａ、１３Ｂは、図
３に示すチップ間隔Ｔの逆数程度の帯域幅を有する信号
を通過させるフィルタであり、このローパスフィルタ部
１３Ａ、１３Ｂを通過した信号は、直交変調された後
に、高周波部１５において高周波変調されて、送信信号
Ｔｘとして出力される。

【００３１】この実施形態では、変調方式にパラレル・
ＤＱＰＳＫを用いているので、情報伝送速度の高速化を
達成することができる。

【００３２】また、変調方式をパラレル・ＤＱＰＳＫ以
外の、ＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫに変更することができ
る。変調方式がＤＢＰＳＫ時においては、拡散変調部７
Ａからの出力Ｉａのみを用いることにし、チップインタ
ーリーブは行わない。また、ＤＱＰＳＫ時においては、
拡散変調部７Ａからの出力Ｉａ、Ｑａのみを用い、チッ
プインターリーブは行わない。

【００３３】このように、変調方式をＤＢＰＳＫ、ＤＱ
ＰＳＫ、パラレル・ＤＱＰＳＫと変更することにより、
情報信号の多重化数を可変（１ｂｉｔ〜４ｂｉｔ／符号
１周期）し、可変伝送レートを実現できる。

【００３４】図４は、送信側の別の実施形態を示してい
る。

【００３５】この実施形態では、送信側情報多重化手段
としてモデファイド・バーカー符号（以下、Ｍ・バーカ
ー符号という。）が用いられている。このＭ・バーカー
符号は１１チップ・バーカー符号に１チップを付加した
符号であり、このＭ・バーカー符号を用いたパラレル伝
送が行われる。このＭ・バーカー符号は、半周期の位置
において互いに直交するために、多重化による干渉がな
い。

【００３６】シリアル／パラレル変換部２３によりシリ
アル／パラレル変換されたデータは、２系統に区別され
た差動符号化部２５Ａおよび差動符号化部２５Ｂに送ら
れ、ここでそれぞれＤＱＰＳＫ変調される。このＤＱＰ
ＳＫ変調されたデータは、拡散変調部２７Ａおよび拡散
変調部２７Ｂに送られ、Ｍ・バーカー符号生成部２８か
らのＭ・バーカー符号により拡散変調される。拡散変調
部２７Ｂの出力は遅延部２９により遅延がかけられる。

【００３７】この実施形態では、送信側情報多重化手段
として、Ｍ・バーカー符号生成部２８および合成部３１
Ａ、３１Ｂを備えている。

【００３８】このＭ・バーカー符号生成部２８は、図５
ａに示すような、１１チップ・バーカー符号において、
挿入位置Ａ、Ｂ、Ｃに１チップを挿入するとして、それ
ぞれ図５ｂ、ｃ、ｄに示すような、Ｍ・バーカー符号
Ａ、Ｂ、Ｃを生成し、このＭ・バーカー符号Ａ、Ｂ、Ｃ
を出力する。

【００３９】この実施形態では、チップインターリーバ
を用いない通常の振幅加算が行われるため、合成部３１
Ａ、３１Ｂからの出力Ｉ、Ｑは、Ｄ／Ａ変換器３３Ａ、
３３Ｂで変換された後に、ローパスフィルタ部３５Ａ、
３５Ｂに出力される。ローパスフィルタ部３５Ａ、３５
Ｂは、チップ間隔Ｔの逆数程度の帯域幅を有する信号を
通過させるフィルタであり、このローパスフィルタ部３
５Ａ、３５Ｂを通過した信号は、直交変調された後に、
高周波部３７において高周波変調されて、送信信号Ｔｘ
として出力される。

【００４０】図６は多重化前の相関値を示し、図７は多
重化後の相関値を示す。多重化前においては、符号半周
期においてサイドローブが０となっており、このため多
重化しても符号間の干渉は発生しない。

【００４１】この実施形態では、変調方式にパラレル・
ＤＱＰＳＫを用いているので、情報伝送速度の高速化を
達成することができる。

【００４２】また、変調方式をパラレル・ＤＱＰＳＫ以
外の、ＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫに変更することができ
る。変調方式がＤＢＰＳＫ時においては、拡散変調部２
７Ａからの出力Ｉａのみを用いることにし、チップイン
ターリーブは行わない。また、ＤＱＰＳＫ時において
は、拡散変調部２７Ａからの出力Ｉａ、Ｑａのみを用
い、チップインターリーブは行わない。

【００４３】このように、変調方式をＤＢＰＳＫ、ＤＱ
ＰＳＫ、パラレル・ＤＱＰＳＫと変更することにより、
情報信号の多重化数を可変（１ｂｉｔ〜４ｂｉｔ／符号
１周期）し、可変伝送レートを実現できる。

【００４４】つぎに、図８は、受信機４１の構成を示し
ている。

【００４５】この実施形態では、相関器出力において、
遅延検波器と２系統のピーク値およびピーク位置検出に
より、非同期でデータ復調を行い、復調データのパター
ンマッチングによる信号検出（同期捕捉）を行い、さら
にピーク位置検出の信頼性を向上させるため、多数決判
定を行うものである。

【００４６】また、データ復調においては、上記ピーク
値およびピーク位置検出を用いて同期保持を行うもので
ある。

【００４７】なお、変復調方式は、図２に示すように、
同期捕捉時はＤＢＰＳＫまたはＤＱＰＳＫが用いられ
る。ＤＱＰＳＫを用いる場合には、ＤＢＰＳＫを用いる
場合よりも同期捕捉時間の短縮化が図れる。

【００４８】また、データ復調時（同期保持）には、Ｄ
ＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、またはパラレル・ＤＱＰＳＫが
用いられる。

【００４９】以下、構成を詳述すると、図８に示す受信
機４１では、送信機１から送信された送信信号Ｔｘを受
信し、この受信した送信信号Ｔｘを直交検波によりベー
スバンドに変換し、さらにＡＤ変換器により量子化し、
この量子化した信号（同相成分Ｉ、直交成分Ｑ）をディ
ジタル・マッチド・フィルタ（以下、ＤＭＦという。）
４２に入力する。

【００５０】このＤＭＦ４２は、図９に示すように構成
され、量子化された受信信号Ｉ、Ｑと参照拡散符号とを
乗算した後、重み付けおよび加算を行い、Ｉ、Ｑそれぞ
れの受信信号において、符号１周期分のマッチドフィル
タリングを行い、その出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・Ｑ
を出力する。

【００５１】このＤＭＦ４２の出力ＤＭＦ・ＩおよびＤ
ＭＦ・Ｑは、遅延検波部４３に送られる。この遅延検波
部４３は、図１０に示すように構成され、出力ＤＭＦ・
ＩおよびＤＭＦ・Ｑをもとに、ＤＢＰＳＫ遅延検波また
はＤＱＰＳＫ遅延検波を行い、その検波出力ＤＯＴ・
１、ＣＲＯＳＳ・１を出力する。

【００５２】検波出力ＤＯＴ・１、ＣＲＯＳＳ・１は、
相関検波部４４に送られる。この相関検波部４４は、Ｄ
ＢＰＳＫ時に、ＤＯＴ・１信号を絶対値化し、またＤＱ
ＰＳＫ時に、ＤＯＴ・１およびＣＲＯＳＳ・１信号を絶
対値化し、さらに絶対値化した双方の信号を合成する。
ここで、これら相関出力信号の包絡線情報を求める手段
を相関検波と呼ぶ。

【００５３】この相関検波部４４からの出力は、２系統
に区別されたピーク検出部４５Ａ、４５Ｂに送られる。
このピーク検出部４５Ａ、４５Ｂは、符号１周期中の相
関値の最大値（ピーク値）ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂと、
その位置ＰＰ・ＡおよびＰＰ・Ｂを検出する。図１１
は、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂの動作のタイミングを
示している。ここで、ＣＮＴはピーク位置検出カウンタ
値、Ｗｉｎ・Ａ、Ｗｉｎ・Ｂはピーク値およびピーク位
置の検出範囲（検出ウインドウ）であり、これらは後述
する受信制御部によって生成される。なお、それぞれの
出力値は符号１周期ごとに更新される。

【００５４】ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂの位置ＰＰ・
ＡおよびＰＰ・Ｂを示す出力は、位置多数決判定部４６
Ａ、４６Ｂに送られる。この位置多数決判定部４６Ａ、
４６Ｂでは、それぞれ相関ピーク位置情報を数シンボル
（符号１周期）分保持し、多数決判定により、最も頻度
が大きい位置情報を逐次出力する。ここで多数決判定さ
れた位置情報をＰＭ・Ａ、ＰＭ・Ｂとする。

【００５５】また、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂの最大
値（ピーク値）ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂを示す出力は、
ピーク比較器４７に送られる。このピーク比較器４７
は、それぞれの相関ピーク値情報（ピークレベル）ＰＬ
・ＡおよびＰＬ・Ｂをもとに両者のレベル比較を行い、
レベル比較情報ＣＯＭＰを出力する。例えばＰＬ・Ａ＞
ＰＬ・Ｂの場合”１”、それ以外は”０”とする。

【００５６】このレベル比較情報ＣＯＭＰはレベル多数
決判定部４８に送られ、このレベル多数決判定部４８
は、レベル比較情報ＣＯＭＰを数シンボル（符号１周
期）分保持して多数決判定を行い、レベルが大きな方の
系統情報ＳＥＬを、ピーク位置選択部４９に逐次出力す
る。このピーク位置選択部４９は、位置多数決判定部４
６Ａ、４６Ｂからのピーク位置情報において、レベルが
大きな系統を選択する。ここで選択されたピーク位置情
報をＰＭとする。

【００５７】この選択されたピーク位置情報ＰＭと前述
の多数決判定された位置情報ＰＭ・ＡおよびＰＭ・Ｂ
は、受信制御部５０に送られる。

【００５８】この受信制御部５０では、前述したよう
に、符号１周期に相当するリングカウンタのカウンタ値
ＣＮＴ（例えば１〜２２）を生成し、検出ウインドウＷ
ＩＮ・Ａ及びＷＩＮ・Ｂを生成し、更にはピークのサン
プリングパルスＳＰ１及びＳＰ２を生成する。ここで検
出ウインドウＷＩＮ・ＡとＷＩＮ・Ｂ、サンプリングパ
ルスＳＰ１とＳＰ２の時間差は符号半周期である（同期
保持においては１系統処理を行うため、ＷＩＮ・Ｂは未
使用とする。）。

【００５９】各信号は同期捕捉と同期保持で異なる生成
方法で生成される。同期捕捉時には検出ウインドウＷＩ
Ｎ・Ａ及びＷＩＮ・Ｂがリングカウンタを用いて生成さ
れ、位相制御は行われない。また、サンプリングパルス
ＳＰ１及びＳＰ２が、多数決判定された位置情報ＰＭ・
Ａ、ＰＭ・Ｂをもとに生成される。

【００６０】一方、同期保持時には、まず同期捕捉成立
時の選択されたピーク位置情報ＰＭが符号周期の中央に
位置するようにリングカウンタ値、検出ウインドウＷＩ
Ｎ・Ａ、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２が補正さ
れる。補正後、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２は
同期捕捉成立時の選択されたピーク位置情報ＰＭにより
リアルタイムに生成され、また、検出ウインドウＷＩＮ
・Ａは、選択されたピーク位置情報ＰＭをランダムウォ
ークフィルタにより時定数をもたせて生成され、位置制
御（位相制御）が行われる。

【００６１】遅延検波部４３からの検波出力ＤＯＴ・
１、ＣＲＯＳＳ・１は符号判定部５１に送られ、この符
号判定部５１ではその検波出力が０より大きいか小さい
かを判定し、この判定の結果は、２系統に区別されたピ
ークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂに出力される。例え
ば０以上であれば”１”が出力され、０よりも小さけれ
ば”０”が出力される。

【００６２】このピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂ
では、受信制御部５０からのピークのサンプリングパル
スＳＰ１、ＳＰ２を用いて符号判定部５１の出力信号Ｄ
ＯＴ・２、ＣＲＯＳＳ・２のサンプリングを行い、その
サンプリングの結果としてＤＯＴ・３−１、ＤＯＴ・３
−２、ＣＲＯＳＳ・３−１、ＣＲＯＳＳ・３−２を出力
する。なお、変復調方式とサンプリング出力の関係を表
１に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】ピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂから
の出力は、パラレル／シリアル変換部５３Ａ、５３Ｂで
変換された後、パターンマッチング部５４Ａ、５４Ｂに
送られる。このパターンマッチング部５４Ａ、５４Ｂ
は、同期捕捉時に、パラレル／シリアル変換された受信
データのパターンと、受信機４１側に設定された参照パ
ターンとのパターンマッチングを行い、パターンマッチ
ング数をＭとし、一致数をＮとした場合、一定以上のＮ
が成立すると、出力ＣＤ・ＡおよびＣＤ・ＢをＯＲゲー
ト部５５に出力し、このＯＲゲート部５５では、出力Ｃ
Ｄ・ＡまたはＣＤ・Ｂのいずれかが成立すると、同期捕
捉完了（信号検出）として出力ＣＤを出力する。なお、
パターンマッチング部５４Ａのデータはピーク検出部４
５Ａ側の復調データであり、パターンマッチング部５４
Ｂのデータは、ピーク検出部４５Ｂ側の復調データであ
る。

【００６５】また、パラレル／シリアル変換部５３Ａ、
５３Ｂの出力は、別のパラレル／シリアル変換部５３Ｃ
に出力され、このパラレル／シリアル変換部５３Ｃから
の出力が、フレーム同期生成部５６に送られる。

【００６６】このフレーム同期生成部５６では、前述の
出力ＣＤが出力されて同期捕捉が完了すると、パラレル
／シリアル変換された受信データのパターンと、フレー
ムパターンとのパターンマッチングを行い、特定の時間
内にパターンマッチングが成立した場合、データ開始点
検出を表すＦＤ信号を出力する。なお、同期捕捉完了信
号ＣＤはデータ開始点信号としても使用することがで
き、この場合、フレーム同期生成部５６は不要である。

【００６７】特定の時間内にＦＤ信号が出力されない場
合は受信部全体を初期化し、再び同期捕捉動作が繰り返
される。

【００６８】以上の動作フローを、図１２乃至図１４を
用いて説明する。

【００６９】まず、受信制御部５０が、符号１周期に相
当するリングカウンタのカウンタ値ＣＮＴ（例えば１〜
２２）を生成する（Ｓ１）。ＤＭＦ４２は、Ｉ、Ｑそれ
ぞれの受信信号において、符号１周期分のマッチドフィ
ルタリングを行い、その出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・
Ｑを出力する（Ｓ２）。

【００７０】遅延検波部４３は、出力ＤＭＦ・Ｉおよび
ＤＭＦ・Ｑをもとに、ＤＢＰＳＫ遅延検波またはＤＱＰ
ＳＫ遅延検波を行い、その検波出力ＤＯＴ・１、ＣＲＯ
ＳＳ・１を出力する（Ｓ３）。

【００７１】符号判定部５１は、検波出力ＤＯＴ・１、
ＣＲＯＳＳ・１が０より大きいか小さいかを判定し、こ
の判定の結果を、２系統に区別されたピークサンプリン
グ部５２Ａ、５２Ｂに出力する（Ｓ４）。

【００７２】相関検波部４４は、ＤＢＰＳＫ時に、ＤＯ
Ｔ・１信号を絶対値化し、またＤＱＰＳＫ時に、ＤＯＴ
・１およびＣＲＯＳＳ・１信号を絶対値化し、さらに絶
対値化した双方の信号を合成する（Ｓ５）。

【００７３】ついで、ＯＲゲート部５５から同期捕捉完
了（出力ＣＤ）が出力されているか否かが判定される
（Ｓ６）。

【００７４】ここで、同期捕捉完了（出力ＣＤ）が出力
されていなければ、Ｓ７に移行して、「同期捕捉」の手
順に進む。

【００７５】このＳ７では、受信制御部５０が、ピーク
値およびピーク位置の検出範囲（検出ウインドウ）を生
成し、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂに、それぞれ検出範
囲Ｗｉｎ・Ａ、Ｗｉｎ・Ｂを出力する。検出範囲Ｗｉｎ
・Ａはカウンタ値１〜１６の範囲であり、検出範囲Ｗｉ
ｎ・Ｂはカウンタ値１２〜２２の範囲である。

【００７６】このＳ７から、図１３に示すＳ８に移行す
る。このＳ８では、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂが、符
号１周期中の相関値のピーク値ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂ
と、その位置ＰＰ・ＡおよびＰＰ・Ｂを検出する。

【００７７】位置多数決判定部４６Ａ、４６Ｂは、それ
ぞれ相関ピーク位置情報を数シンボル（符号１周期）分
保持し、多数決判定によって、最も頻度が大きい位置情
報ＰＭ・Ａ、ＰＭ・Ｂを逐次出力する（Ｓ９）。

【００７８】受信制御部５０は、位置情報ＰＭ・Ａ、Ｐ
Ｍ・Ｂをもとに、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２
を生成し、このサンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２を
ピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂに出力する（Ｓ１
０）。

【００７９】このピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂ
では、Ｓ４に従う符号判定部５１の出力信号ＤＯＴ・
２、ＣＲＯＳＳ・２のサンプリングを行い、そのサンプ
リングの結果としてＤＯＴ・３−１、ＤＯＴ・３−２、
ＣＲＯＳＳ・３−１、ＣＲＯＳＳ・３−２を出力する
（Ｓ１１）。

【００８０】パターンマッチング部５４Ａ、５４Ｂは、
パラレル／シリアル変換された受信データのパターン
と、受信機４１側に設定された参照パターンとのパター
ンマッチングを行い、パターンマッチング数をＭとし、
一致数をＮとした場合、一定以上のＮが成立すると、出
力ＣＤ・ＡおよびＣＤ・Ｂを出力し、この出力ＣＤ・Ａ
またはＣＤ・Ｂのいずれかが成立すると、同期捕捉完了
（信号検出）として出力ＣＤを出力する（Ｓ１２）。

【００８１】Ｓ８を経た後、Ｓ１３に移行し、ピーク比
較器４７は、それぞれの相関ピーク値情報（ピークレベ
ル）ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂをもとに両者のレベル比較
を行い、レベル比較情報ＣＯＭＰを出力する。

【００８２】レベル多数決判定部４８は、レベル比較情
報ＣＯＭＰを数シンボル（符号１周期）分保持して多数
決判定を行い、レベルが大きな方の系統情報ＳＥＬを、
ピーク位置選択部４９に逐次出力する（Ｓ１４）。

【００８３】このピーク位置選択部４９は、位置多数決
判定部４６Ａ、４６Ｂからのピーク位置情報において、
レベルが大きな系統を選択する。ここで選択されたピー
ク位置情報をＰＭとする（Ｓ１５）。

【００８４】受信制御部５０は、ピーク位置情報ＰＭを
もとに、ピークのサンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２
を生成する（Ｓ１６）。

【００８５】Ｓ１６から、図１２に示すＳ１７に移行す
る。図１２に示すＳ６で、同期捕捉完了（出力ＣＤ）が
出力されている場合も、同様にＳ１７に移行して、以
下、「同期保持」の手順に進む。

【００８６】Ｓ１７において、受信制御部５０は、検出
ウインドウＷＩＮ・Ａのみを生成する。「同期保持時」
には、まず同期捕捉成立時の選択されたピーク位置情報
ＰＭが符号周期の中央に位置するようにリングカウンタ
値、検出ウインドウＷＩＮ・Ａ、サンプリングパルスＳ
Ｐ１及びＳＰ２が補正される。補正後、サンプリングパ
ルスＳＰ１及びＳＰ２は同期捕捉成立時の選択されたピ
ーク位置情報ＰＭによりリアルタイムに生成され、ま
た、検出ウインドウＷＩＮ・Ａは、選択されたピーク位
置情報ＰＭをランダムウォークフィルタにより時定数を
もたせて生成され、位置制御（位相制御）が行われる。

【００８７】Ｓ１７から、図１３に示すＳ１８に移行す
る。ここでは、ピーク検出部４５Ａが、同期保持用ウイ
ンドウを通過する符号１周期中の相関値の最大相関ピー
ク値ＰＬ・Ａと、その位置ＰＰ・Ａを検出する（Ｓ１
８）。

【００８８】位置多数決判定部４６Ａは、それぞれ相関
ピーク位置情報を数シンボル（符号１周期）分保持し、
多数決判定によって、頻度が大きい位置情報ＰＭ・Ａを
逐次出力する（Ｓ１９）。

【００８９】Ｓ１９から、図１４に示すＳ２０に移行す
る。Ｓ２０では、フレームパターン検出期間を決定する
フレーム検出タイマーが起動される。フレーム同期生成
部５６では、前述の出力ＣＤが出力されて同期捕捉が完
了すると、パラレル／シリアル変換された受信データの
パターンと、フレームパターンとのパターンマッチング
が行われる（Ｓ２１）。ついで、パターンマッチングが
成立したか否かが判定され（Ｓ２２）、パターンマッチ
ングが成立した場合、データ開始点検出を表すＦＤ信号
が出力され（Ｓ２３）、外部に対して受信データが出力
される（Ｓ２４）。Ｓ２２で、パターンマッチングが成
立しない場合、フレーム検出タイマーがカウントアップ
したか否かが判定され（Ｓ２５）、これがカウントアッ
プするまでの間に、データ開始点検出を表すＦＤ信号が
出力されない場合、受信部全体を初期化して、再び同期
捕捉動作が繰り返される。

【００９０】この実施形態では、多重化により、伝送速
度の高速化と可変が実現できる。ここでチップインター
リーバを用いると回路規模を縮小することができ、Ｍ・
バーカー符号を用いると多重化による干渉をなくすこと
ができる。

【００９１】また、従来技術のようなスレッショルドを
設定せずに常に相関出力におけるピークを用いて、信号
検出及びデータ復調を行うことができるため、低Ｃ／Ｎ
時やマルチパス環境下、さらに同一周波数チャンネル干
渉時等において、優れた通信品質を確保することができ
る。

【００９２】同期捕捉においては、非同期で、パターン
の一致数判定を行うことにより、同期捕捉時間を短縮し
つつ、誤検出と未検出をバランス良く低減することがで
きる。ここでウインドウ端におけるシンボル間干渉は、
２系統のウインドウを持つことにより解消することがで
きる。

【００９３】また、送受拡散符号の位相誤差（送受クロ
ック誤差）に対して、その許容値を大幅に増加すること
が可能である。

【００９４】以上、一実施形態に基づいて本発明を説明
したが、本発明は、これに限定されるものでないことは
明らかである。

【００９５】前記実施形態では、図８において、相関検
波は、遅延検波部４３の出力を用いているが、遅延検波
の代わりに、和差検波または非同期検波を用いることが
できる。この和差検波を用いれば、図１５に示すよう
に、前記のＤＭＦ４２の出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・
Ｑをもとに、ＤＢＰＳＫ和差検波またはＤＱＰＳＫ和差
検波を行い、その検波出力ＳＵＭ、ＤＥＬＴＡが出力さ
れる。

【００９６】

【発明の効果】本発明では、多重化により、伝送速度の
高速化と可変が実現できる。ここでチップインターリー
バを用いると回路規模を縮小することができ、Ｍ・バー
カー符号を用いると多重化による干渉をなくすことがで
きる。

【００９７】また、従来技術のようなスレッショルドを
設定せずに常に相関出力におけるピークを用いて、信号
検出及びデータ復調を行うことができるため、低Ｃ／Ｎ
時やマルチパス環境下、さらに同一周波数チャンネル干
渉時等において、優れた通信品質を確保することができ
る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスペクトル拡散通信機の送信機の
一実施形態を示す図である。

【図２】パケットフォーマットを示す図である。

【図３】ａ〜ｅは送信信号の生成手順を示す図である。

【図４】送信機の別の実施形態を示す図である。

【図５】ａ〜ｄは送信信号の生成手順を示す図である。

【図６】多重化前の相関値を示す図である。

【図７】多重化後の相関値を示す図である。

【図８】スペクトル拡散通信機の受信機の一実施形態を
示す図である。

【図９】デジタル・マッチド・フィルタの構成を示す図
である。

【図１０】遅延検波部の構成を示す図である。

【図１１】ピーク検出部の動作タイミングを示す図であ
る。

【図１２】基本動作を示すフローチャートである。

【図１３】基本動作を示すフローチャートである。

【図１４】基本動作を示すフローチャートである。

【図１５】和差検波部の構成を示す図である。

【符号の説明】

１送信機３、２３シリアル／パラレル変換部５Ａ、５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ差動符号化部７Ａ、７Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ拡散変調部８バーカー符号生成部９、２９遅延部１１Ａ、１１Ｂチップインターリーバ部１３Ａ、１３Ｂ、３５Ａ、３５Ｂローパスフィルタ部１５、３７高周波部２８Ｍ・バーカー符号生成部３１Ａ、３１Ｂ合成部４１受信機４２ディジタル・マッチド・フィルタ（ＤＭＦ）４３遅延検波部４４相関検波部４５Ａ、４５Ｂピーク検出部４６Ａ、４６Ｂ位置多数決判定部４７ピーク比較器４８レベル多数決判定部４９ピーク位置選択部５０受信制御部５１符号判定部５２Ａ、５２Ｂピークサンプリング部５３Ａ、５３Ｂパラレル／シリアル変換部５４Ａ、５４Ｂパターンマッチング部５５ＯＲゲート部５６フレーム同期生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田崎伸洋東京都文京区白山５丁目35番２号クラリオン株式会社内 (72)発明者内田吉孝東京都文京区白山５丁目35番２号クラリオン株式会社内Ｆターム(参考） 5K004 AA05 FA03 FA05 FC02 FE00 FF00 FG03 FG04 5K022 EE02 EE14 EE22 EE25 EE36 5K047 AA11 BB01 HH15 MM03 MM12 MM36 MM54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡散変調出力を多重化して送信する送信
機を備えたスペクトル拡散通信機において、この送信機は、少なくとも２系統の差動符号化部、拡散
変調部およびチップインターリーバ部と、１つの拡散符
号生成部とを有し、このチップインターリーバ部により拡散変調出力を多重
化することを特徴とするスペクトル拡散通信機。
【請求項２】拡散変調出力を多重化して送信する送信
機を備えたスペクトル拡散通信機において、この送信機は、少なくとも２系統の差動符号化部、拡散
変調部およびチップインターリーバ部と、１つの拡散符
号生成部とを有し、一方のチップインターリーバ部は、一方の拡散変調部か
ら出力される同相成分をハーフチップ化し、他方の拡散
変調部から出力される同相成分を遅延させてハーフチッ
プ化し、それぞれをインターリーブすると共に、他方の
チップインターリーバ部は、一方の拡散変調部から出力
される直交成分をハーフチップ化し、他方の拡散変調部
から出力される直交成分を遅延させてハーフチップ化
し、それぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重
化することを特徴とするスペクトル拡散通信機。
【請求項３】前記拡散符号生成部はモデファイド・バ
ーカー符号を生成することを特徴とする請求項１または
２記載のスペクトル拡散通信機。
【請求項４】拡散変調出力を多重化して送信する送信
機を備えたスペクトル拡散通信機において、この送信機は、少なくとも２系統の差動符号化部、拡散
変調部および振幅加算部と、１つのモデファイド・バー
カー符号生成部とを有し、一方の振幅加算部は、一方の拡散変調部から出力される
同相成分と他方の拡散変調部から出力される同相成分と
を振幅加算すると共に、他方の振幅加算部は、一方の拡
散変調部から出力される直交成分と他方の拡散変調部か
ら出力される直交成分とを振幅加算して、拡散変調出力
を多重化することを特徴とするスペクトル拡散通信機。
【請求項５】前記拡散符号生成部または前記モデファ
イド・バーカー符号生成部は１１チップ・バーカー符号
の所定の位置に１チップを挿入して、１２チップ・バー
カー符号を生成することを特徴とする請求項１ないし４
のいずれか１項記載のスペクトル拡散通信機。
【請求項６】多重化された拡散変調出力を受信して同
期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機におい
て、この受信機は、少なくとも２系統の相関器、遅延検波
器、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部
を有し、非同期でデータ復調を行い、この復調データをパターン
マッチングすることにより同期捕捉することを特徴とす
るスペクトル拡散通信機。
【請求項７】多重化された拡散符号を受信して同期捕
捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、この受信機は、少なくとも２系統の相関器、遅延検波
器、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部
および多数決判定部を有し、非同期でデータ復調を行い、この復調データをパターン
マッチングし、多数決判定により同期捕捉することを特
徴とするスペクトル拡散通信機。
【請求項８】前記多数決判定部はピーク検出部で検出
されたピーク値の内でレベルの高いピーク値、およびピ
ーク位置の内で頻度の高いピーク位置を多数決により決
定し、この決定されたピーク値およびピーク位置に基づ
いて同期捕捉することを特徴とする請求項７記載のスペ
クトル拡散通信機。
【請求項９】前記レベルの高いピーク値および前記頻
度の高いピーク位置を用いて同期保持することを特徴と
する請求項６ないし８のいずれか１項記載のスペクトル
拡散通信機。
【請求項１０】請求項１ないし請求項５のいずれかに
記載された送信機と、請求項５ないし請求項８のいずれ
かに記載された受信機とを備えたことを特徴とするスペ
クトル拡散通信機。
【請求項１１】前記拡散変調出力の多重化の適用、或
いは非適用の選択と、変調方式の選択とを組み合わせる
ことにより、データの多重化数を変更可能に構成したこ
とを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項記載
のスペクトル拡散通信機。