JP2001077722A - スペクトラム拡散通信装置およびそれにおける同期捕捉方法 - Google Patents

スペクトラム拡散通信装置およびそれにおける同期捕捉方法

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JP2001077722A
JP2001077722A JP25001099A JP25001099A JP2001077722A JP 2001077722 A JP2001077722 A JP 2001077722A JP 25001099 A JP25001099 A JP 25001099A JP 25001099 A JP25001099 A JP 25001099A JP 2001077722 A JP2001077722 A JP 2001077722A
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Akira Shibuta
朗 渋田
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数やコストを増加させることなく、同
期捕捉時の判定精度を高めることができるスペクトラム
拡散通信装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 同期回路17、57は、第1捕捉動作と
第1捕捉動作が完了した後に移行する第2捕捉動作とか
ら成る同期捕捉動作を有し、(相関値検出回数=チップ
数/1回当りの拡散符号の進相量)から定まる第1捕捉
動作における相関値検出回数の途中検出回数における相
関ピーク値および相関ピーク値に対応する位相量に基づ
いて相関最大ピーク値と相関最大ピーク値に対応する位
相量を判定すると共に相関値検出回数分の相関値の総和
を算出する判定部と、相関値の総和から平均の相関値を
求め、(相関最大ピーク値>平均の相関値+閾値)か否
かを判定し、その判定結果に基づいて第1捕捉動作が完
了したか否かを判定する比較部とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信方式を用いた送信部と受信部とから成るスペクトラ
ム拡散通信装置およびそれにおける同期捕捉方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、FCC(Federal Com
munications Comm−ission)が
スペクトラム拡散通信用にISM(Industria
l,Scientific and Medical)
バンドを開放して以来、コードレス電話機をはじめとす
るさまざまな通信機器分野に、この方式を応用した製品
が登場した。
【0003】スペクトラム拡散通信方式は、優れた対干
渉性と秘話性を特徴とする。また、この方式を使用する
ことで、従来のアナログ通信方式の場合よりも大きな出
力で送信することがFCCによって認可されており、通
信距離の面でも有利である。一方、この方式を使った製
品は一般にデジタル通信方式をベースにしており、従来
のアナログ通信方式を使った製品に比べて複雑であり、
また高価である。そのため従来のアナログ通信装置に、
拡散・逆拡散を行う簡単な回路を付加した、安価なスペ
クトラム拡散通信装置が考案された。
【0004】以下、図面を参照しながら上記アナログ通
信方式をベースにしたスペクトラム拡散通信装置につい
て説明を行う。
【0005】図1は一般的なスペクトラム拡散通信装置
を示すブロック図である。
【0006】図1において、1は親機、41は親機1と
無線による通信が可能な子機である。親機1は構成要素
として、情報信号を高周波に乗せるための一次変調(狭
帯域FM変調)を行うFM変調器2と、スペクトラム拡
散信号を発生させるためのPN符号発生器(拡散符号発
生器)6と拡散器3と、変調された信号(つまりスペク
トラム拡散信号)を高周波に変換し増幅するRF送信部
4と、RF送信部4からの高周波信号を送信する送信ア
ンテナ5と、子機41からの高周波信号を受信する受信
アンテナ11と、受信した高周波信号を増幅しIF(ス
ペクトラム拡散信号)に変換するRF受信部12と、受
信したスペクトラム拡散信号をもとの狭帯域FM変調信
号20に戻すためのPN符号発生器(逆拡散符号発生
器)18と逆拡散器13と、子機41からの高周波送信
信号と受信部のPN符号の同期を取る為の同期回路17
とA/Dコンバータ(ADC)16と、RSSI回路を
備えると共に狭帯域FM変調信号20から中間周波信号
21を生成するIF部(中間周波部)14と、中間周波
信号21を復調するFM復調器15と、通信中の同期は
ずれを監視する同期はずれ検出器26と、システム全体
の動きを管理するCPU27を備えた構成を有する。
【0007】一方、子機41も、親機1と全く同じ構成
を有する。すなわち、子機41は、FM変調器42と、
拡散器43と、RF送信部44と、送信アンテナ45
と、拡散符号発生器としてのPN符号発生器46と、受
信アンテナ51と、RF受信部52と、逆拡散器53
と、IF部54と、FM復調器55と、ADコンバータ
(ADC)56と、同期回路57と、逆拡散符号発生器
としてのPN符号発生器58と、同期はずれ検出器66
と、CPU67とを有する。
【0008】なお、FM変調器2,42、拡散器3,4
3、RF送信部4,44、送信アンテナ5,45、PN
符号発生器6,46は送信部を構成する。また、受信ア
ンテナ11,51、RF受信部12,52、逆拡散器1
3,53、IF部(中間周波部)14,54、FM復調器
15,45、ADコンバータ(ADC)16,56、同
期回路17,57、PN符号発生器18,58、同期は
ずれ検出器26,46、CPU27,67は受信部を構
成する。
【0009】以上のように構成されたスペクトラム拡散
通信装置について、以下にその動作を説明する。
【0010】親機1に入力された情報は、FM変調器2
によって従来のアナログ通信方式と同じ狭帯域FM変調
信号7となる。この狭帯域FM変調信号7は、さらにP
N符号発生器(拡散符号発生器)6で作られた拡散符号
8によって拡散器3で変調され、拡散変調信号(スペク
トラム拡散信号)9となる。この拡散変調信号はさらに
RF送信部4で高周波に変換・増幅されて高周波信号1
0となり、高周波信号10は、送信アンテナ5より放射
される。一方、親機1から送信された高周波信号は子機
41の受信アンテナ51によって受信され、RF受信部
52で増幅される。RF受信部52から出力されるスペ
クトラム拡散信号としてのRF拡散変調信号59と、P
N符号発生器(逆拡散符号発生器)58で作られた逆拡
散符号65とは、逆拡散器53で掛け合わされる。この
時、PN符号発生器58のタイミングを同期回路57に
よって制御し、RF拡散変調信号59と同期させること
で、逆拡散器53の出力として、もとの狭帯域FM変調
信号60が得られる。この狭帯域FM変調信号60はI
F部54で中間周波信号61に変換・濾波され、FM復
調器55でもとの情報信号に復調される。
【0011】同期回路57は、IF部54のRSSI電
圧を利用したスライディング相関器の一種であり、その
相関動作について説明する。逆拡散にもちいる逆拡散符
号65と親機1における拡散時の拡散符号8とは、符号
及び速度がまったく同じ物である。IF部54で中間周
波信号61に変換・濾波された後の信号レベルをRSS
I電圧62でモニタすると、逆拡散符号65とRF拡散
変調信号59の位相を同期させ、相関値が最大のとき
(位相が完全に同期したとき)に最大のRSSI電圧が
得られる。逆拡散符号65の位相をスライディングさせ
て、この最大RSSI電圧が得られる位相を捕捉・追跡
することで、逆拡散をおこなう。実際にはRSSI電圧
62をA/Dコンバータ56でデジタルデータ化して、
このデータのピーク位置を捕捉・保持するように、同期
回路57が位相調整信号64によって、PN符号発生器
58の位相を調整する。
【0012】同期回路57は、同期捕捉と同期保持の2
種類の動作モードを持つ。以下この二つの動作モードの
例を説明する。
【0013】まず同期捕捉モードでは、以下の手順(a
1〜a3)で1/2チップ単位のおおまかな同期位置を
決定する。
【0014】a1.まずPN符号発生器58から適当な
位相で逆拡散符号65を一定時間出力してみて、その時
のRSSIデータ63と位相を記録する。
【0015】a2.次に、1/2チップだけ位相をずら
して、逆拡散符号65を一定時間出力してみて、その時
のRSSIデータ63が記録値より高ければ、RSSI
データ63の記録値とその時の位相を記録する。これを
繰り返すと、RSSIデータ63の最大値とその時の位
相を記録することになる。
【0016】a3.この内容を1/2チップ単位でのす
べての位相について繰り返し、RSSIデータ63が最
大になった位置を同期点として、その位相にジャンプし
て同期捕捉を完了する。
【0017】同期捕捉完了後、さらに細かな位相調整と
その保持の為に、同期保持モードに移行する。同期保持
モードの手順は以下のb1〜b3の手順の通りである。
【0018】b1.同期捕捉完了時の位相で、逆拡散符
号65を一定時間出力してみて、その時のRSSIデー
タ63を記録する。
【0019】b2.位相を任意の方向に1/8チップず
らして逆拡散符号65を一定時間出力し、その時のRS
SIデータ63と前回記録したデータを比較して、その
結果で次の位相変更方向を決定する。それを次に示す。
【0020】 RSSI上昇 →次回も同じ方向に1/8チップずらす RSSI下降 →次回は逆方向に1/8チップずらす RSSI変化無し →次回は位相変化無し b3.これを繰り返すことで、同期点から±1/8チッ
プ以内の位相を保持する。
【0021】さらに、通信中にFM復調器55の出力の
状態から同期はずれ検出器66によって、通信状態の監
視をおこなう。「同期はずれ」を示す状態が一定時間続
いた場合、CPU67は同期回路57に対して、受信系
リセット69をかける。この場合同期回路57は、同期
保持モードから同期捕捉モードにもどって、同期の再捕
捉を試みる。また、A/Dコンバータ56の情報はCP
U67にも入力され、通信開始時の空きチャンネル判定
や弱電界警告などに利用されている。
【0022】以上が親機1の情報入力信号が子機41側
で再生される過程の説明であるが、逆方向である子機4
1側の情報入力から親機1側の情報出力においても、全
く同様の過程で通信が行われる。
【0023】以上のようなアナログ通信方式をベースに
したスペクトラム拡散通信装置は、デジタルシステムに
比べて、c1〜c3に示すようなメリットがある。
【0024】c1.回路構成や動作が非常に簡単にな
り、コストも安くなる。
【0025】c2.FM復調器がデジタルシステムの復
調器に対して、受信感度の点で有利であり、通話限界距
離を伸ばすことができる。
【0026】c3.特に音声を伝達するシステムで、音
声を符号化する必要がない為、符号化回路に起因する音
声の遅れが発生しない。
【0027】しかし、上記従来のスペクトラム拡散通信
装置においては、同期捕捉モードにおける同期完了の判
定が甘く、相関のない信号や弱電界ノイズに対しても同
期完了と判定し、同期保持モードに入ってしまいやすい
という問題がある。
【0028】以下、従来の同期捕捉動作について、図5
〜図7を用いて説明する、図5は同期回路17,57を
示すブロック図であり、図6はチップ数127のときの
同期回路17,57の動作を示すフローチャートであ
り、図7(a)、(b)は同期保持モードにおけるRS
SI電圧を示すグラフである。一般に同期捕捉動作は第
1捕捉動作と第2捕捉動作とから成る。これを図7に示
す。
【0029】図5において、70は判定部、71はメモ
リである。また、図6において、PHASEは位相を示
すカウント値、RSSIはRSSI電圧(受信電界強度
値)のサンプル値、PEAKはRSSI電圧のピーク
値、PEAKPHASEはRSSI電圧ピーク時のPN
符号の位相(拡散符号位相)である。さらに、図7にお
いて、DECRSSIは閾値である。
【0030】図6において、まず、判定部70は、カウ
ント値PHASE=0、RSSI電圧=0、RSSI電
圧ピーク時のPN符号の位相PEAKPHASE=0、
RSSI電圧のピーク値PEAK=0の初期設定を行う
(S21)。次に、判定部70は、所定時間待機した後、
RSSI電圧(受信電界強度値)をサンプリングする
(S22、S23)。サンプリングするRSSI電圧は
ADC16、56でA/D変換後のRSSI電圧であ
る。次に、今回サンプリングしたRSSI電圧が今まで
のピーク値PEAKを越えたか否かを判定し(S2
4)、越えた場合にはPEAKPHASE=PHAS
E、PEAK=RSSIとする(S25)。次に、PH
ASEが254(相関値検出回数=チップ数/進相量=
2×127)を越えているか否かを判定し(S26)、
越えている場合には第1捕捉の動作を終了し、越えてい
ない場合にはPHASE=PHASE+1として位相を
1/2チップ進める(S27)。ステップS24でRS
SI>PEAKでないと判定した場合はステップS26
へ移行する。このように受信電界強度検出回数254の
途中検出回数におけるPEAKをPEAKPHASEと
して記憶することにより、最終的には最大のRSSI電
圧PEAK(最大PEAK)が記憶されることになる。
【0031】第1捕捉動作が完了すると、PEAKPH
ASEの前後8チップの範囲で第2捕捉動作を行う。こ
の際、あらかじめ閾値DECRSSIを設定しておき
(図7)、第2捕捉動作におけるRSSI電圧サンプリ
ング値>PEAK−DECRSSIの条件を満たした時
点で同期捕捉完了と判定し、同期保持モードへと移行す
る。したがって、DECRSSIは同期精度に直接影響
するパラメータで、慎重に設定する必要がある。
【0032】ところで、図7(a)は、目的信号Pが到
来している場合のRSSI電圧変化を示すが、目的信号
が到来していない場合には、図7(b)に示すように相
関ピークがなくノイズだけとなる。ところが、上記同期
捕捉動作によれば、第1捕捉動作では単純にRSSI電
圧のピーク値PEAK(正確には上述したように最大ピ
ーク値)を検出してピーク値PEAKをメモリ71に格
納し、第2捕捉動作ではRSSI電圧サンプリング値>
PEAK−DECRSSIの条件さえ満足してしまえば
同期保持モードへ移行するので、実際には図7(b)の
ようにノイズによるRSSI電圧の小さなピークに対し
ても同期完了と誤判定して同期保持モードへ移行してし
まうことが頻繁に起こる。
【0033】このように同期完了を誤判定して同期保持
モードへ移行してしまった場合、同期はずれ検出器2
6,46によってCPU27、67が同期はずれを認識
して再度同期捕捉モードに戻るためにリセットをかけな
ければならないが、その動作には或る程度の時間を要
し、その期間は同期サーチができないため、結果的に同
期確立に要する時間が長くなる。また、たとえばコード
レス電話のような音声伝達を目的とし、アナログ通信方
式をベースとした場合、一般には通信中にデータを交換
していないため、通信中の完全な同期はずれ判定が難し
い(通信中にデータ交換することも可能であるが、コス
トアップと回路の複雑さとを招き、アナログ通信方式の
メリットを生かせなくなる)。そのため、同期捕捉時の
判定精度を高くすることは非常に重要である。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
のスペクトラム拡散通信装置およびそれにおける同期捕
捉方法においては、同期捕捉時の判定精度が低く、また
判定精度を高めるためにはコストアップと回路の複雑さ
とを招くという問題点を有していた。
【0035】このスペクトラム拡散通信装置およびそれ
における同期捕捉方法では、部品点数やコストを増加さ
せることなく、同期捕捉時の判定精度を高めることが要
求されている。
【0036】本発明は、部品点数やコストを増加させる
ことなく、同期捕捉時の判定精度を高めることができる
スペクトラム拡散通信装置、および、部品点数やコスト
を増加させることなく、同期捕捉時の判定精度を高める
ためのスペクトラム拡散通信装置における同期捕捉方法
を提供することを目的とする。
【0037】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のスペクトラム拡散通信装置は、スペクトラム
拡散通信方式を用いる送信部と受信部とから成るスペク
トラム拡散通信装置であって、送信部は、情報信号を変
調して一次変調信号を出力するアナログ変調器と、アナ
ログ変調器から出力される一次変調信号からスペクトラ
ム拡散信号を生成する拡散器と、拡散器からのスペクト
ラム拡散信号を高周波信号として送信する高周波送信部
とを有し、受信部は、高周波信号を受信する高周波受信
部と、高周波受信部からの高周波信号としてのスペクト
ラム拡散信号から逆拡散符号を用いて一次変調信号を生
成する逆拡散器と、逆拡散器からの一次変調信号から中
間周波信号を生成すると共に中間周波信号から相関値を
検出する中間周波部と、受信した高周波信号と逆拡散符
号との同期をとる同期回路と、中間周波信号を復調して
情報信号を出力するアナログ復調器とを有し、同期回路
は、第1捕捉動作と第1捕捉動作が完了した後に移行す
る第2捕捉動作とから成る同期捕捉動作を有し、(相関
値検出回数=チップ数/1回当りの拡散符号の進相量)
から定まる第1捕捉動作における相関値検出回数の途中
検出回数における相関ピーク値およびピーク値に対応す
る位相量に基づいて相関最大ピーク値と最大ピーク値に
対応する位相量を判定すると共に相関値検出回数分の相
関値の総和を算出する判定部と、相関値検出回数分の相
関値の総和から平均の相関値を求め、(相関最大ピーク
値>平均の相関値+閾値)か否かを判定し、その判定結
果に基づいて第1捕捉動作が完了したか否かを判定する
比較部とを有する構成を備えている。
【0038】これにより、部品点数やコストを増加させ
ることなく、同期捕捉時の判定精度を高めることができ
るスペクトラム拡散通信装置が得られる。
【0039】上記課題を解決するために本発明のスペク
トラム拡散通信装置における同期捕捉方法は、送信部と
受信部とから成り、送信部は、情報信号を変調して一次
変調信号を出力するアナログ変調器と、アナログ変調器
から出力される一次変調信号からスペクトラム拡散信号
を生成する拡散器と、拡散器からのスペクトラム拡散信
号を高周波信号として送信する高周波送信部とを有し、
受信部は、高周波信号を受信する高周波受信部と、高周
波受信部からの高周波信号としてのスペクトラム拡散信
号から逆拡散符号を用いて一次変調信号を生成する逆拡
散器と、逆拡散器からの一次変調信号から中間周波信号
を生成すると共に中間周波信号から相関値を検出する中
間周波部と、受信した高周波信号と逆拡散符号との同期
をとる同期回路と、中間周波信号を復調して情報信号を
出力するアナログ復調器とを有するスペクトラム拡散通
信装置における同期捕捉方法であって、同期捕捉動作が
第1捕捉動作と第1捕捉動作が完了した後に移行する第
2捕捉動作とから成り、(相関値検出回数=チップ数/
1回当りの拡散符号の進相量)から定まる第1捕捉動作
における相関値検出回数の途中検出回数における相関ピ
ーク値およびピーク値に対応する位相量に基づいて相関
最大ピーク値と最大ピーク値に対応する位相量を判定す
ると共に相関値検出回数分の相関値の総和を算出する判
定ステップと、相関値検出回数分の相関値の総和から平
均の相関値を求め、(相関最大ピーク値>平均の相関値
+閾値)か否かを判定し、その判定結果に基づいて第1
捕捉動作が完了したか否かを判定する比較ステップとを
有する構成を備えている。
【0040】これにより、部品点数やコストを増加させ
ることなく、同期捕捉時の判定精度を高めるためのスペ
クトラム拡散通信装置における同期捕捉方法が得られ
る。
【0041】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載のスペク
トラム拡散通信装置は、スペクトラム拡散通信方式を用
いる送信部と受信部とから成るスペクトラム拡散通信装
置であって、送信部は、情報信号を変調して一次変調信
号を出力するアナログ変調器と、アナログ変調器から出
力される一次変調信号からスペクトラム拡散信号を生成
する拡散器と、拡散器からのスペクトラム拡散信号を高
周波信号として送信する高周波送信部とを有し、受信部
は、高周波信号を受信する高周波受信部と、高周波受信
部からの高周波信号としてのスペクトラム拡散信号から
逆拡散符号を用いて一次変調信号を生成する逆拡散器
と、逆拡散器からの一次変調信号から中間周波信号を生
成すると共に中間周波信号から相関値を検出する中間周
波部と、受信した高周波信号と逆拡散符号との同期をと
る同期回路と、中間周波信号を復調して情報信号を出力
するアナログ復調器とを有し、同期回路は、第1捕捉動
作と第1捕捉動作が完了した後に移行する第2捕捉動作
とから成る同期捕捉動作を有し、(相関値検出回数=チ
ップ数/1回当りの拡散符号の進相量)から定まる第1
捕捉動作における相関値検出回数の途中検出回数におけ
る相関ピーク値およびピーク値に対応する位相量に基づ
いて相関最大ピーク値と最大ピーク値に対応する位相量
を判定すると共に相関値検出回数分の相関値の総和を算
出する判定部と、相関値検出回数分の相関値の総和から
平均の相関値を求め、(相関最大ピーク値>平均の相関
値+閾値)か否かを判定し、その判定結果に基づいて第
1捕捉動作が完了したか否かを判定する比較部とを有す
ることとしたものである。
【0042】この構成により、相関最大ピーク値が(平
均の相関値と閾値との加算値)よりも大きくなければ、
第1捕捉動作から第2捕捉動作への移行は行われないの
で、閾値を適正値とすることにより、拡散符号が無くノ
イズだけが発生している場合には第1捕捉動作から第2
捕捉動作へ移行しないようにすることができるという作
用を有する。
【0043】請求項2に記載のスペクトラム拡散通信装
置における同期捕捉方法は、送信部と受信部とから成
り、送信部は、情報信号を変調して一次変調信号を出力
するアナログ変調器と、アナログ変調器から出力される
一次変調信号からスペクトラム拡散信号を生成する拡散
器と、拡散器からのスペクトラム拡散信号を高周波信号
として送信する高周波送信部とを有し、受信部は、高周
波信号を受信する高周波受信部と、高周波受信部からの
高周波信号としてのスペクトラム拡散信号から逆拡散符
号を用いて一次変調信号を生成する逆拡散器と、逆拡散
器からの一次変調信号から中間周波信号を生成すると共
に中間周波信号から相関値を検出する中間周波部と、受
信した高周波信号と逆拡散符号との同期をとる同期回路
と、中間周波信号を復調して情報信号を出力するアナロ
グ復調器とを有するスペクトラム拡散通信装置における
同期捕捉方法であって、同期捕捉動作が第1捕捉動作と
第1捕捉動作が完了した後に移行する第2捕捉動作とか
ら成り、(相関値検出回数=チップ数/1回当りの拡散
符号の進相量)から定まる第1捕捉動作における相関値
検出回数の途中検出回数における相関ピーク値およびピ
ーク値に対応する位相量に基づいて相関最大ピーク値と
最大ピーク値に対応する位相量を判定すると共に相関値
検出回数分の相関値の総和を算出する判定ステップと、
相関値検出回数分の相関値の総和から平均の相関値を求
め、(相関最大ピーク値>平均の相関値+閾値)か否か
を判定し、その判定結果に基づいて第1捕捉動作が完了
したか否かを判定する比較ステップとを有することとし
たものである。
【0044】この構成により、相関最大ピーク値が(平
均の相関値と閾値との加算値)よりも大きくなければ、
第1捕捉動作から第2捕捉動作への移行は行われないの
で、閾値を適正値とすることにより、拡散符号が無くノ
イズだけが発生している場合には第1捕捉動作から第2
捕捉動作へ移行しないようにすることができるという作
用を有する。
【0045】請求項3に記載のスペクトラム拡散通信装
置は、請求項1に記載のスペクトラム拡散通信装置にお
いて、相関値はRSSI値であることとしたものであ
る。
【0046】この構成により、RSSI最大ピーク値が
(平均のRSSI値と閾値との加算値)よりも大きくな
ければ、第1捕捉動作から第2捕捉動作への移行は行わ
れないので、閾値を適正値とすることにより、拡散符号
が無くノイズだけが発生している場合には第1捕捉動作
から第2捕捉動作へ移行しないようにすることができる
という作用を有する。
【0047】以下、本発明の実施の形態について、図1
〜図4を用いて説明する。
【0048】(実施の形態1)本発明の実施の形態1に
よるスペクトラム拡散通信装置の構成は、図1の構成と
同様である。本実施の形態によるスペクトラム拡散通信
装置と従来のスペクトラム拡散通信装置とが異なるとこ
ろは、同期回路17,57の構成および動作である。
【0049】図2は、本実施の形態によるスペクトラム
拡散通信装置を構成する同期回路17、57を示すブロ
ック図である。
【0050】図2において、70は判定部、71はメモ
リ、72は比較部である。なお、図2の判定部70、比
較部72はハードウェア、ソフトウェアのいずれで構成
してもよい。
【0051】図3は本実施の形態によるスペクトラム拡
散通信装置を構成する同期回路17,57の動作を説明
するためのフローチャートである。ここで、図3のステ
ップS1〜S3、S5〜S8は図6のステップS21〜
S23、S24〜S27に相当するので、図3のステッ
プS4、S9〜S12のみについて説明する。
【0052】図3において、まず、ステップS3におい
てRSSI電圧(相関値)をサンプリングした後、判定
部70は、相関値の総和SUMを算出する(S4)。次
に、相関値の全検出回数(チップ数×2=254)を終
了した後(S2〜S8)、比較部72は、ステップS4
で算出した総和SUMを相関値検出回数(ここでは図6
の場合と同様に254)で除算することにより、相関値
の平均値AVERAGEを算出する(S9)。次に、比
較部72は、第1捕捉動作における最大のPEAK>A
VERAGE+閾値LOCKTHRESHか否かを判定
する(S10)。すなわち、第1捕捉動作における最大
の相関ピーク値PEAKが相関値の平均値AVERAG
Eよりも閾値LOCKTHRESH以上大きいか否かを
判定する。これにより、PN符号の存在しない場合のノ
イズだけによる第1捕捉動作完了の誤判定を防止するこ
とができる。PEAK>AVERAGE+LOCKTH
RESHと判定したときは第1捕捉動作が完了したと判
定し(S11)、そうでない場合には第1捕捉動作は完
了しないと判定し、再度第1捕捉動作を行う。この場
合、上記PEAKはPEAKでないとみなされ、再度の
第1捕捉動作により新たなPEAKを検出することにな
る。
【0053】次に、図4を用いて図3に示した動作を説
明する。図4(a)、(b)は同期捕捉動作中のRSS
I電圧の変化を示すグラフである。図4(a)は目的信
号Pが到来している場合を示し、図4(b)は目的信号
が到来していない場合を示す。
【0054】図3に示すように、まず第1捕捉動作の最
後に、第1捕捉動作期間のRSSI電圧の全平均AVE
RAGEを算出する。AVERAGEの目的は、同期点
以外の位相におけるRSSI電圧の平均レベルの確定で
あるので、正確には全RSSI電圧サンプル値からピー
ク値PEAKを減算したものの平均を取るべきである。
しかし、PN符号のチップ数が多く(ここでは12
7)、第1捕捉動作のサンプル数(ここでは254)が
十分に多ければ、ピーク値PEAKも無視できるほご小
さくなるので、ここでは簡略化のために全平均を計算し
ている。
【0055】次に、あらかじめ設定した閾値LOCKT
HRESHに対してPEAKがPEAK>AVERAG
E+LOCKTHRESHの関係を満たしているか否か
かの判定を行う。すなわち、ピーク値PEAKがノイズ
レベルに対して十分に高い電圧になっているか否かを判
定する。図4(b)に示すように、上記条件を満たさな
い場合、すなわちPEAKがノイズレベルに対して十分
に高い電圧になっていない場合には、PEAKは単なる
ノイズのピーク値であると判定し、第1捕捉動作は完了
していないと判定し、第1捕捉動作を繰り返す。図4
(a)に示すように上記条件を満たす場合には、第1捕
捉動作は完了したと判定し、第2捕捉動作へ移行する。
【0056】なお、PEAKに対する閾値をRSSI電
圧の絶対値で決めてしまう簡単な方法も考えられる。し
かし、目的信号がかなりのレベルで到来している場合、
プロセスゲインや自己相関値が極めて高い場合を除いて
は、同期点以外の位相においても完全にノイズレベル以
下にまで信号を抑圧できるわけではないので、上記のR
SSI電圧のノイズレベルAVERAGEも上昇してく
る。そのため、PEAKに対する閾値をRSSI電圧の
絶対値とせずにAVERAGEに対する相対値を取る形
にしないと、広いダイナミックレンジで動作する装置と
はなり得ない。以上のように本実施の形態によれば、同
期回路17、57は、第1捕捉動作と第1捕捉動作が完
了した後に移行する第2捕捉動作とから成る同期捕捉動
作を有し、相関値検出回数=チップ数/1回当りの拡散
符号の進相量から定まる第1捕捉動作における相関値検
出回数の途中検出回数における相関ピーク値およびピー
ク値に対応する位相量に基づいて相関最大ピーク値と最
大ピーク値に対応する位相量を判定すると共に相関値検
出回数分の相関値の総和を算出する判定部70と、相関
値検出回数分の相関値の総和から平均の相関値を求め、
相関最大ピーク値>平均の相関値+閾値か否かを判定
し、その判定結果に基づいて第1捕捉動作が完了したか
否かを判定する比較部72とを設けたことにより、相関
最大ピーク値が(平均の相関値と閾値との加算値)より
も大きくなければ、第1捕捉動作から第2捕捉動作への
移行は行われないので、閾値を適正値とすることによ
り、拡散符号が無くノイズだけが発生している場合には
第1捕捉動作から第2捕捉動作へ移行せずに、再度第1
捕捉動作を行うようにすることができる。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
記載のスペクトラム拡散通信装置によれば、スペクトラ
ム拡散通信方式を用いる送信部と受信部とから成るスペ
クトラム拡散通信装置であって、送信部は、情報信号を
変調して一次変調信号を出力するアナログ変調器と、ア
ナログ変調器から出力される一次変調信号からスペクト
ラム拡散信号を生成する拡散器と、拡散器からのスペク
トラム拡散信号を高周波信号として送信する高周波送信
部とを有し、受信部は、高周波信号を受信する高周波受
信部と、高周波受信部からの高周波信号としてのスペク
トラム拡散信号から逆拡散符号を用いて一次変調信号を
生成する逆拡散器と、逆拡散器からの一次変調信号から
中間周波信号を生成すると共に中間周波信号から相関値
を検出する中間周波部と、受信した高周波信号と逆拡散
符号との同期をとる同期回路と、中間周波信号を復調し
て情報信号を出力するアナログ復調器とを有し、同期回
路は、第1捕捉動作と第1捕捉動作が完了した後に移行
する第2捕捉動作とから成る同期捕捉動作を有し、(相
関値検出回数=チップ数/1回当りの拡散符号の進相
量)から定まる第1捕捉動作における相関値検出回数の
途中検出回数における相関ピーク値およびピーク値に対
応する位相量に基づいて相関最大ピーク値と最大ピーク
値に対応する位相量を判定すると共に相関値検出回数分
の相関値の総和を算出する判定部と、相関値検出回数分
の相関値の総和から平均の相関値を求め、(相関最大ピ
ーク値>平均の相関値+閾値)か否かを判定し、その判
定結果に基づいて第1捕捉動作が完了したか否かを判定
する比較部とを有することにより、相関最大ピーク値が
(平均の相関値と閾値との加算値)よりも大きくなけれ
ば、第1捕捉動作から第2捕捉動作への移行は行われな
いので、閾値を適正値とすることにより、拡散符号が無
くノイズだけが発生している場合には、第1捕捉動作か
ら第2捕捉動作へ移行させずに第1捕捉動作を繰り返す
ようにすることができ、部品点数やコストを増加させる
ことなく(比較部の追加のみにより)、同期捕捉時の判
定精度を高めることができるという有利な効果が得られ
る。
【0058】請求項2に記載のスペクトラム拡散通信装
置における同期捕捉方法によれば、送信部と受信部とか
ら成り、送信部は、情報信号を変調して一次変調信号を
出力するアナログ変調器と、アナログ変調器から出力さ
れる一次変調信号からスペクトラム拡散信号を生成する
拡散器と、拡散器からのスペクトラム拡散信号を高周波
信号として送信する高周波送信部とを有し、受信部は、
高周波信号を受信する高周波受信部と、高周波受信部か
らの高周波信号としてのスペクトラム拡散信号から逆拡
散符号を用いて一次変調信号を生成する逆拡散器と、逆
拡散器からの一次変調信号から中間周波信号を生成する
と共に中間周波信号から相関値を検出する中間周波部
と、受信した高周波信号と逆拡散符号との同期をとる同
期回路と、中間周波信号を復調して情報信号を出力する
アナログ復調器とを有するスペクトラム拡散通信装置に
おける同期捕捉方法であって、同期捕捉動作が第1捕捉
動作と第1捕捉動作が完了した後に移行する第2捕捉動
作とから成り、(相関値検出回数=チップ数/1回当り
の拡散符号の進相量)から定まる第1捕捉動作における
相関値検出回数の途中検出回数における相関ピーク値お
よびピーク値に対応する位相量に基づいて相関最大ピー
ク値と最大ピーク値に対応する位相量を判定すると共に
相関値検出回数分の相関値の総和を算出する判定ステッ
プと、相関値検出回数分の相関値の総和から平均の相関
値を求め、(相関最大ピーク値>平均の相関値+閾値)
か否かを判定し、その判定結果に基づいて第1捕捉動作
が完了したか否かを判定する比較ステップとを有するこ
とにより、相関最大ピーク値が(平均の相関値と閾値と
の加算値)よりも大きくなければ、第1捕捉動作から第
2捕捉動作への移行は行われないので、閾値を適正値と
することにより、拡散符号が無くノイズだけが発生して
いる場合には、第1捕捉動作から第2捕捉動作へ移行さ
せずに第1捕捉動作を繰り返すようにすることができ、
部品点数やコストを増加させることなく(比較ステップ
の追加のみにより)、同期捕捉時の判定精度を高めるこ
とができるという有利な効果が得られる。
【0059】請求項3に記載のスペクトラム拡散通信装
置によれば、請求項1に記載のスペクトラム拡散通信装
置において、相関値はRSSI値であることにより、R
SSI最大ピーク値が(平均のRSSI値と閾値との加
算値)よりも大きくなければ、第1捕捉動作から第2捕
捉動作への移行は行われないので、閾値を適正値とする
ことにより、拡散符号が無くノイズだけが発生している
場合には、第1捕捉動作から第2捕捉動作へ移行させず
に第1捕捉動作を繰り返すようにすることができ、部品
点数やコストを増加させることなく(比較部の追加のみ
により)、同期捕捉時の判定精度を高めることができる
という有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的なスペクトラム拡散通信装置を示すブロ
ック図
【図2】本発明の実施の形態1によるスペクトラム拡散
通信装置を構成する同期回路を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態1によるスペクトラム拡散
通信装置を構成する同期回路の動作を示すフローチャー
【図4】(a)同期捕捉動作中のRSSI電圧の変化を
示すグラフ (b)同期捕捉動作中のRSSI電圧の変化を示すグラ
【図5】同期回路を示すブロック図
【図6】チップ数127のときの同期回路の動作を示す
フローチャート
【図7】(a)同期保持モードにおけるRSSI電圧を
示すグラフ (b)同期保持モードにおけるRSSI電圧を示すグラ
【符号の説明】
1 親機 2、42 FM変調器 3,43 拡散器 4,44 RF送信部 5,45 送信アンテナ 6,46 PN符号発生器(拡散符号発生器) 11,51 受信アンテナ 12,52 RF受信部 13,53 逆拡散器 14,54 IF部(中間周波部) 15,45 FM復調器 16,56 ADコンバータ(ADC) 17,57 同期回路 18,58 PN符号発生器(逆拡散符号発生器) 26,46 同期はずれ検出器 27,67 CPU 41 子機 70 判定部 71 メモリ 72 比較部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スペクトラム拡散通信方式を用いる送信部
    と受信部とから成るスペクトラム拡散通信装置であっ
    て、 前記送信部は、情報信号を変調して一次変調信号を出力
    するアナログ変調器と、前記アナログ変調器から出力さ
    れる一次変調信号からスペクトラム拡散信号を生成する
    拡散器と、前記拡散器からのスペクトラム拡散信号を高
    周波信号として送信する高周波送信部とを有し、 前記受信部は、前記高周波信号を受信する高周波受信部
    と、前記高周波受信部からの高周波信号としてのスペク
    トラム拡散信号から逆拡散符号を用いて一次変調信号を
    生成する逆拡散器と、前記逆拡散器からの一次変調信号
    から中間周波信号を生成すると共に前記中間周波信号か
    ら相関値を検出する中間周波部と、前記受信した高周波
    信号と前記逆拡散符号との同期をとる同期回路と、前記
    中間周波信号を復調して情報信号を出力するアナログ復
    調器とを有し、 前記同期回路は、第1捕捉動作と前記第1捕捉動作が完
    了した後に移行する第2捕捉動作とから成る同期捕捉動
    作を有し、前記第1捕捉動作における相関値検出回数の
    途中検出回数における相関ピーク値および前記ピーク値
    に対応する位相量に基づいて相関最大ピーク値と前記最
    大ピーク値に対応する位相量を判定すると共に前記相関
    値検出回数分の相関値の総和を算出する判定部と、前記
    相関値検出回数分の相関値の総和から平均の相関値を求
    め、前記相関最大ピーク値が前記平均の相関値と閾値と
    の和よりも大きくなったか否かを判定し、その判定結果
    に基づいて前記第1捕捉動作が完了したか否かを判定す
    る比較部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。
  2. 【請求項2】判定部は、1回当りの拡散符号の進相量に
    対するチップ数の割合(相関値検出回数=チップ数/1
    回当りの拡散符号の進相量)より定まる第1捕捉動作に
    おける相関値検出回数の途中検出回数における相関ピー
    ク値および前記ピーク値に対応する位相量に基づいて相
    関最大ピーク値と前記最大ピーク値に対応する位相量を
    判定することを特徴とする請求項1記載のスペクトラム
    拡散通信装置。
  3. 【請求項3】比較部は、相関最大ピーク値>(前記平均
    の相関値+閾値)であるか否かを判定し、その判定結果
    に基づいて前記第1捕捉動作が完了したか否かを判定す
    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
    信装置。
  4. 【請求項4】送信部と受信部とから成り、 前記送信部は、情報信号を変調して一次変調信号を出力
    するアナログ変調器と、前記アナログ変調器から出力さ
    れる一次変調信号からスペクトラム拡散信号を生成する
    拡散器と、前記拡散器からのスペクトラム拡散信号を高
    周波信号として送信する高周波送信部とを有し、 前記受信部は、前記高周波信号を受信する高周波受信部
    と、前記高周波受信部からの高周波信号としてのスペク
    トラム拡散信号から逆拡散符号を用いて一次変調信号を
    生成する逆拡散器と、前記逆拡散器からの一次変調信号
    から中間周波信号を生成すると共に前記中間周波信号か
    ら相関値を検出する中間周波部と、前記受信した高周波
    信号と前記逆拡散符号との同期をとる同期回路と、前記
    中間周波信号を復調して情報信号を出力するアナログ復
    調器とを有するスペクトラム拡散通信装置における同期
    捕捉方法であって、 同期捕捉動作が第1捕捉動作と前記第1捕捉動作が完了
    した後に移行する第2捕捉動作とから成り、(相関値検
    出回数=チップ数/1回当りの拡散符号の進相量)から
    定まる前記第1捕捉動作における相関値検出回数の途中
    検出回数における相関ピーク値およびピーク値に対応す
    る位相量に基づいて相関最大ピーク値と最大ピーク値に
    対応する位相量を判定すると共に前記相関値検出回数分
    の相関値の総和を算出する判定ステップと、前記相関値
    検出回数分の相関値の総和から平均の相関値を求め、
    (前記相関最大ピーク値>前記平均の相関値+閾値)か
    否かを判定し、その判定結果に基づいて前記第1捕捉動
    作が完了したか否かを判定する比較ステップとを有する
    ことを特徴とするスペクトラム拡散通信装置における同
    期捕捉方法。
  5. 【請求項5】前記相関値はRSSI値であることを特徴
    とする請求項1に記載のスペクトラム拡散通信装置。
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