JP2001136102A - 非干渉ss多重通信システム - Google Patents

非干渉ss多重通信システム

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JP2001136102A
JP2001136102A JP31378599A JP31378599A JP2001136102A JP 2001136102 A JP2001136102 A JP 2001136102A JP 31378599 A JP31378599 A JP 31378599A JP 31378599 A JP31378599 A JP 31378599A JP 2001136102 A JP2001136102 A JP 2001136102A
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signal
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synchronization
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Nuio Tsuchida
土田縫夫
Mitsutomo Kawashima
川島光智
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、比較的高価な2重平衡変
調器またはかけ算回路を拡散・逆拡散に使用し、チャン
ネル間干渉排除回路が必要であったため、実用的なもの
を作る場合高価となる。 【解決手段】 ゲートのみで、拡散・逆拡散を行
う非干渉SS多重通信システムとPN符号による第1逆
拡散のゲートオフ時に反転符号による第2逆拡散を行
い、その信号と付属回路の信号を第1逆拡散の信号に加
算することにより、受信感度を6dB増大させる。ま
た、拡散符号と同じ周期で、キャリアの位相または周波
数を変えて同期信号を送り、受信側で検出した同期信号
を積分器に通して耐ノイズ性を向上させた。従って、通
信機の使用範囲の拡大及び、耐ノイズ性の大幅な向上、
送信電力の低減、ゲート回路のみで拡散・逆拡散でき、
同期取得も容易であり、簡単な回路で実現可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、安価なゲート回路
のみで拡散・逆拡散を行い、また、2個の相補う逆拡散
回路を備え、その受信感度を6dB向上させ、さらに耐
ノイズ性・安定性の高い同期取得・保持回路を備え、通
信距離を拡大させた非干渉SS多重通信システムに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来はチャンネル間干渉を取り除くため
には、希望信号の受信機と同様な受信部をチャンネル個
数だけ用意する方法、適応デジタルフィルタを用いる方
法など複雑で高価な方法が用いられている。谷口氏らは
直流電圧を重畳させる方法を提案しているが、その電圧
値はアナログ値をとり、またチャンネル数に依存してい
るので使いにくく、システムの安定性が問題である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、比較的高価な
2重平衡変調器またはかけ算回路を拡散・逆拡散に使用
することと相まって、実用的な非干渉SS多重通信シス
テムを作る場合、回路が複雑となり高価となる。また同
期取得をキャリア位相により検出する方法を特開平11
−31995号において提案したが、この方法は電圧の
正負により判定しているため耐ノイズ性において少し改
良の余地がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1及び2の発明
は、通信機の使用範囲の拡大及び、耐ノイズ性の大幅な
向上が期待できること、送信電力が低減できること、ゲ
ート回路のみで拡散・逆拡散でき、同期取得も容易であ
り、簡単な回路で実現可能であること、等の特徴を有す
る。
【0005】請求項1は、EXNORゲート及び、アナ
ログゲートのゲートのみで、それぞれ拡散・逆拡散を行
う非干渉SS多重通信システムとPN符号による第1逆
拡散のゲートオフ時に反転符号による第2逆拡散を行
い、その信号と付属回路の信号を第1逆拡散の信号に加
算することにより、受信感度を6dB増大させる非干渉
SS多重通信システムである。
【0006】請求項2は、拡散符号と同じ周期で、キャ
リアの位相または周波数を変えて同期信号を送り、受信
側で検出した同期信号を積分器に通して耐ノイズ性を向
上させた同期取得、同期保持回路と、この回路において
拡散符号の開始より1/2周期ずらせて同期信号を送る
同期取得、同期保持回路である。
【0007】
【発明の実施の形態】+1,−1の値を取る通常のM系
列PN符号をPNi(i=1からn)とすれば、スイッ
チングにより逆拡散することは1のバイアスをかけたP
N符号で逆拡散することと等価となり、n個の情報信号
Sgi(iは1からn)を拡散変調し、多重化した信号
はΣSgiPNiで与えられるので、r番目の情報信号
に対する逆拡散信号は
【0008】
【数1】 となり、積分器出力は
【数2】 となり、他チャンネルからの干渉が完全になくなる。従
って本提案の方法によれば、情報信号がデジタル信号の
ときにはEXNOR素子によって拡散をし、逆拡散はア
ナログゲート回路でスイッチングすることにより可能
で、完全にチャンネル間が非干渉な多重伝送システム
を、拡散・逆拡散部がゲート素子のみで実現できる。こ
こでは一例として+1のチップ数が1多いとしたが−1
が1多い場合もまったく同様の理論が成り立つ。
【0009】本提案方式の一例として7ビットM系列符
号による論理動作を表1に示す。0111001を順次
シフトしてできる同表一列目に示される7種類の符号
で、二列目に示される1,0,1,0,1,1,1の情
報SgiをEXNOR拡散すると、同表第3列のような
信号が得られる。この信号を加算して多重化すると三列
下に示される多重送信値Σが得られる。受信機ではこの
信号を受けて、同表一列に示される符号でスイッチング
逆拡散すると、4列目のSW逆拡散信号が得られる。こ
の逆拡散信号を積分すると、五列目に示される、積分値
Σが得られる。積分値は情報値が1のとき全て16とな
り、0のときは全て12となり、直流分が重畳している
が、他チャンネルからの干渉がなく情報が復元できてい
ることがわかる。
【0010】次に、同期式CDMA方式では、送信用符
号と受信用符号の同期とその保持が重要な問題であり、
従来はスライデング相関器や遅延ロックループなどが用
いられているが、同期がはずれた場合復帰に時間がかか
るなどの欠点があった。本提案の拡散方式では送信信号
は負にはならないので一拡散符号長に等しい周期ごとに
位相もしくは極性を変えた信号によって変調をかけて送
信し、受信側でその位相もしくは極性を検出し、積分す
ることによって同期信号を得て、常時同期をとるので、
同期保持の必要がなく、また極めて耐ノイズ性も高い。
なお積分をすることによって同期信号はπ/2位相がず
れるが、送信側でデジタル的にπ/2だけ正確に位相を
ずらせておけば受信側で位相を調節する必要がなく、極
めて安定な同期取得動作が期待できる。
【0011】本提案方式はゲート回路のみで拡散・逆拡
散でき、また同期取得も容易であり、簡単な回路で実現
可能であるが、逆拡散時のスイッチングOFFのときは
逆拡散信号の積分値には何らの寄与をしておらず、いわ
ば時間が無駄になっている。この無駄な期間の多重信号
成分から有効に信号成分を抽出するためには変調拡散符
号の反転符号で逆拡散することが考えられる。ただしこ
の場合は他チャンネルからの干渉成分が現れるので、こ
れをキャンセルする必要がある。拡散PN符号の反転符
号でスイッチング逆拡散すると言うことは送信多重信号
【数3】 をかけて逆拡散することであるので、r番目の情報信号
Sgrに対する逆拡散信号fr2は次式で与えられる。
【0012】
【数4】 従って積分器出力fo2は
【数5】 で与えられ、(4)式右側の第2項は他チャンネルから
の干渉である。また希望信号の係数の絶対値はn−1と
なり、(2)式の場合より小さくなることがわかる。な
おここで拡散符号は1が一個多いとし、拡散符号とその
反転との自己相関係数は−nで有り、シフトしたものと
の相互相関係数は1であることを使った。ところで、
(4)式を注意深く考察することにより、受信信号に−
2倍の拡散多重信号すなわち、被逆拡散信号を注入する
ことにより、他チャンネルからの干渉がキャンセルでき
ることが推察される。
【0013】この場合の逆拡散信号fr2’は
【数6】 となり、積分器出力fo2’は
【数7】 で与えられ、他チャンネルからの干渉が0となり、希望
信号の係数の絶対値も(n+1)となり(2)式の場合
と同じになる。従ってこれらのことから第1逆拡散の信
号fo1と第2逆拡散の信号fo2’を積分器に差動入
力すれば、希望信号の電圧レベルは2倍となることがわ
かる。すなわち電力比では4倍となり、通信機の使用範
囲の拡大、もしくは送信電力の低減、さらには耐ノイズ
性の大幅な向上が期待できる。
【0014】
【実施例】本発明の機能を実現するための7チャンネル
多重送・受信機の構造の一例を図1,2に示し、簡単に
説明する。但し、図1、2ではキャリアの位相が一符号
長ごとにπずれている場合について示している。
【0015】図1:非干渉SS多重送信システム XTAL:クロック、キャリアを生成するための源発振
器 DIV:クロックの2倍周波数の信号を得る分周器 1/2D:1/2分周器 SR1:シフトレジスタ EX0:EXNOR SR2:シフトレジスタ EX1−7:拡散変調用EXNOR D1:拡散符号の1/2周期の信号を得る分周器 F2:たち下がりでトリガされるフリップフロップ OP:オペアンプ BM:平衡変調器
【0016】XTALはクロック、キャリアを生成する
ための源発振器で周波数f1の信号f1を生成する。D
IVにより、f1をPN符号発生器のクロックの2倍周
波数の信号に分周し、1/2D分周器でシステムクロッ
クCLKを得てSR1,SR2に供給する。EXNOR
帰還付きシフトレジスタSR1によりM系列PN符号が
作られ、SR2により順次シフトして得られるPN符号
PN1,・・・PN7が作られる。そしてこれらPN符
号はEXNORゲートEX1、・・・EX7に供給さ
れ、情報信号Sg1,・・・Sg7が拡散変調される。
これらの変調信号はオペアンプOPにより加算され、平
衡変調器BMに加えられ多重拡散信号が得られる。一
方、DIVで作られたクロックの2倍周波数の信号は分
周器D1に供給され、拡散符号の一周期の1/2周期の
信号を作り、たち下がりでトリガされるフリップフロッ
プに供給される。フリップフロップでは拡散符号と同一
周期で、その周期の中央で極性が反転する信号が得ら
れ、その信号とその反転信号がアンド回路AND1,A
ND2に供給される。またキャリアf1とその反転信号
もAND1、AND2に加えられ、その出力はOR回路
OR1に加えられる。従ってOR1の出力には拡散符号
と同じ周期で、また拡散符号の一周期の中央部で、位相
が180度変化する周波数f1のキャリアが得られる。
このキャリアにより平衡変調器BMに加えられた多重信
号を変調し、ANTより送出する。
【0017】図2 非干渉SS多重受信システム AMP1:受信信号増幅器 NLA:第二調波発生用逓倍非線形アンプ HQ1:2倍周波数用共振器 XTAL:2倍周波数2同期入力源発振器 1/2D:1/2分周器 BM1:第一復調用平衡変調器 DIV:分周器 AMP2:第一復調波増幅器 ∫1:同期信号生成用積分器 HQ2:拡散符号の2倍周期信号の共振器及び波形整形
器 △φ:遅相回路 π/2D:π/2遅相回路 BM2:平衡変調器(全波整流回路と同じ動作) ALSW1,ALSW2:アナログゲート ∫2:積分器 SH:サンプルホールド d/dt1、d/dt2:微分器 PARA1,PARA2:パラフェーズ増幅器 PNG:データセット型シフトレジスタ(逆拡散符号発
生器)
【0018】ANTにより受信された拡散多重信号はA
MP1により増幅され、平衡変調器BM1に入れられ
る。一方増幅器出力は非線形2倍調波発生器、2倍周波
数共振器HQ1を通り、キャリアの2倍周波数の信号を
生成する。そしてその出力は同期型2倍周波数水晶発信
器に入力され、安定した2倍周波数の信号を得る。この
信号は1/2分周器1/2Dを通り、送信キャリアと同
じキャリアを生成し、一方では分周器DIVを通り受信
信号と同期したシステムクロックCLKを生成し、M系
列PN符号発生器を駆動する。BM1では受信波とキャ
リアの積が取られ、時間軸に対称で、PN符号一周期の
中央で正・負に反転する拡散多重信号が得られる。この
信号はAMP2で増幅され、平衡変調器BM2に供給さ
れるとともに、積分器∫1で積分され、拡散符号の2倍
周期の共振器兼波形整形器HQ2を通り、拡散符号の2
倍周期で正・負に反転する信号を得る。この信号を微小
位相の遅相器Δφ、π/2遅相器π/2Dに通し、送信
機のftと同じく拡散符号の一周期の中央で極性が反転
する信号を得て、平衡変調器BM2でAMP2の出力と
掛け合わせ、正値のみとる拡散多重信号を得る。すなわ
ち、送信機のBMによるキャリア変調前の多重拡散信号
を復元する。なおこの機能は全波整流回路でも代用でき
る。
【0019】一方、微小位相遅相器△φ、微分器d/d
t1、パラフェーズ増幅器PARA1及び2個のダイオ
ードにより、拡散符号の開始時刻に完全に同期した同期
パルスLDを生成し、逆拡散符号発生器PNG(データ
セット型シフトレジスタ)の逆拡散符号列の初期値をロ
ードするデータロード信号として使う。またこの信号は
積分回路を経て得られているので耐ノイズ性が高く、2
倍周波数同期発振器の同期信号、さらにはリセット積分
器のリセット信号としても使う。
【0020】逆拡散符号列の初期値をロードし、システ
ムクロックにより順次シフトして生成された逆拡散符号
は、BM2出力(拡散多重信号)をスイッチングするA
LSW1に供給され、第一逆拡散が行われ、(2)式の
希望信号出力が得られる。またINV1により得られた
逆拡散符号の反転出力はALSW2に加えられ、第二逆
拡散が行われ、その出力に拡散多重信号の−2倍が加え
られ、負の希望信号出力が得られてOP1から出力され
る。両希望出力信号はリセット積分器∫2に差動入力さ
れ、積分器出力はサンプルホールドに入力される。この
積分器出力電圧は従来のように逆拡散回路が一個の場合
に比べて2倍となり、S/N比向上に非常に有効であ
る。d/dt2,PARA2、ダイオードによって作ら
れた、積分器リセットパルスよりわずかな時間△φだけ
早いホールドパルスにより、積分器出力はホールドさ
れ、希望情報信号が得られる。図2の破線で囲まれた部
分を多重チャンネル数分用意し、対応する拡散符号を用
いればすべての情報信号を復元することができる。
【0021】
【発明の効果】請求項1の発明は、ORゲート及び、ア
ナログゲートのゲートのみで、それぞれ拡散・逆拡散を
行う非干渉SS多重通信システムとPN符号による第1
逆拡散のゲートオフ時に反転符号による第2逆拡散を行
い、その信号と付属回路の信号を第1逆拡散の信号に加
算することにより、受信感度を6dB増大させる非干渉
SS多重通信システムである。
【0022】また、請求項2の発明は、拡散符号と同じ
周期で、キャリアの位相または周波数を変えて同期信号
を送り、受信側で検出した同期信号を積分器に通して耐
ノイズ性を向上させた同期取得、同期保持回路と、この
回路において拡散符号の開始より1/2周期ずらせて同
期信号を送る同期取得、同期保持回路である。
【0023】従って、通信機の使用範囲の拡大及び、耐
ノイズ性の大幅な向上が期待できること、ゲート回路の
みで拡散・逆拡散でき、同期取得も容易であり、簡単な
回路で実現可能であること、等の特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非干渉SS多重送信システムを示す模
式図である。
【図2】本発明の非干渉SS多重送信システムの他の例
を示す模式図である。
【表1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 EXNORゲート及び、アナログゲート
    のゲートのみで、それぞれ拡散・逆拡散を行う非干渉S
    S多重通信システムとPN符号による第1逆拡散のゲー
    トオフ時に反転符号による第2逆拡散を行い、その信号
    と付属回路の信号を第1逆拡散の信号に加算することに
    より、受信感度を6dB増大させる非干渉SS多重通信
    システム。
  2. 【請求項2】 拡散符号と同じ周期で、キャリアの位相
    または周波数を変えて同期信号を送り、受信側で検出し
    た同期信号を積分器に通して耐ノイズ性を向上させた同
    期取得、同期保持回路と、この回路において拡散符号の
    開始より1/2周期ずらせて同期信号を送る同期取得、
    同期保持回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104602607A (zh) * 2012-07-27 2015-05-06 富士胶片株式会社 放射线图像检测装置、放射线摄影系统及其动作方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104602607A (zh) * 2012-07-27 2015-05-06 富士胶片株式会社 放射线图像检测装置、放射线摄影系统及其动作方法

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