JP2001186052A - スペクトル拡散通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報データのデータ周期とスペクトル拡散コ
ード長の周期の間の制約が少なく、かつ拡散コードの高
速捕捉が可能なスペクトル拡散通信装置を得る。 【解決手段】 第１および第２のスペクトル拡散コード
を発生するスペクトル拡散コード発生回路２１，２２
と、第２のスペクトル拡散コードとこの拡散コードの周
期に非同期な情報データとのモデュロ２加算を行う加算
回路４と、第１のスペクトル拡散コードと加算回路の出
力にそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波をＰＳ
Ｋ変調する変調回路６ａ、６ｂと、その各出力を合成す
る合成回路２５と、受信信号から第１のスペクトル拡散
コードを捕捉するディジタルマッチドフィルタ２６と、
第１のスペクトル拡散コードにより第２のスペクトル拡
散コードを追尾するコード追尾回路２７を備え、再生さ
れた第２のスペクトル拡散コードと受信信号の相関をと
り、ＰＳＫ復調して情報デーを復調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタル無線
通信の通信方式に用いて好適なスペクトル拡散通信装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、例えば、文献・信学技報ＳＳＴ
９２−２１「スペクトル拡散通信方式におけるディジタ
ルマッチドフィルタ技術とその問題点」に示された従来
のディジタルマッチドフィルタを用いたスペクトル拡散
通信装置を示す構成図である。図において、１は情報デ
ータの入力端子、２は情報データのクロックの入力端
子、３は入力端子２からの情報データのクロック１周期
にそのコード周期が同期したスペクトル拡散コード発生
回路、４はこのスペクトル拡散コード発生回路３の出力
のスペクトル拡散コードと入力端子１からの情報データ
をモデュロ２加算するモデュロ２加算回路、５は搬送波
発生回路、６はモデュロ２加算回路４の出力により搬送
波発生回路５から出力される搬送波をＰＳＫ変調するＰ
ＳＫ変調回路、７はスペクトル拡散された送信信号の出
力端子である。

【０００３】また、８はスペクトル拡散された受信信号
の入力端子、９はディジタルマッチドフィルタによるス
ペクトル拡散コード捕捉回路、１０はこのスペクトル拡
散コード捕捉回路９から出力されるマッチドパルスによ
り拡散コードの位相を見つけて、拡散コードを追尾する
追尾回路、１１はこの追尾回路１０の出力から再生され
たスペクトル拡散コードと入力端子８からの受信信号と
の相関をとる相関回路、１２は相関回路１１の出力信号
をＰＳＫ復調するＰＳＫ復調回路、１３は情報データの
出力端子、１４は情報データの再生クロックの出力端子
である。

【０００４】次に、動作について説明する。先ず、送信
側の動作について説明する。伝送すべき情報データを入
力端子１よりモデュロ２加算回路４に入力し、情報デー
タのクロックを入力端子２よりスペクトル拡散コード発
生回路３に入力する。スペクトル拡散コード発生回路３
は情報データのクロック１周期にそのコード周期が同期
したスペクトル拡散コードを発生する。

【０００５】モデュロ２加算回路４はこのスペクトル拡
散コード発生回路３の出力のスペクトル拡散コードと情
報データをモデュロ２加算し、このモデュロ２加算回路
４の出力によって搬送波発生回路５から出力される搬送
波をＰＳＫ変調回路６によりＰＳＫ変調し、ＰＳＫ変調
回路６の出力がスペクトル拡散された送信信号として出
力端子７より電波となって送信される。ここで、ＰＳＫ
変調回路６の出力側には、図示しないＲＦ帯への周波数
変換器、電力増幅器、無線アンテナが接続されるが、こ
の発明の説明には関連しないので省略する。

【０００６】次に、受信側の動作について説明する。入
力端子８よりスペクトル拡散された受信信号がスペクト
ル拡散コード捕捉回路９に入力され、このスペクトル拡
散コード捕捉回路９によりスペクトル拡散コードのコー
ド位相が高速に捕捉される。捕捉されたコード位相は、
スペクトル拡散コード捕捉回路９の出力のマッチドパル
スにより示され、スペクトル拡散コードを追尾する追尾
回路１０に送られる。追尾回路１０は入力端子８からの
受信信号の拡散コードの位相を追尾し、その初期位相を
スペクトル拡散コード捕捉回路９から送られるマッチド
パルスによって見つける。

【０００７】相関回路１１は追尾回路１０の出力から再
生されたスペクトル拡散コードと入力端子８からの受信
信号との相関を取り、この結果、スペクトル拡散が解か
れた信号がその出力側に現れる。ＰＳＫ復調回路１２は
相関回路１１の出力の情報データのみによりＰＳＫ変調
された信号から、搬送波とクロックを再生して情報デー
タを復調し、情報データを出力端子１３に出力し、情報
データの再生クロックを出力端子１４に出力する。

【０００８】図７は、上記のスペクトル拡散コードのコ
ード周期と情報データの同期／非同期関係を示すもの
で、図７（ａ）は情報データクロック１周期とスペクト
ル拡散コードのコード周期が同期している場合、図７
（ｂ）は情報データクロック１周期とスペクトル拡散コ
ードのコード周期が非同期である場合である。また、図
８は、上記のディジタルマッチドフィルタによるスペク
トル拡散コード捕捉回路９とその周辺回路の具体例を示
す図である。図８において、受信信号はＰＳＫ変調され
たスペクトル拡散波で、式で表すと以下の通りである。

【０００９】 Ｓ（ｔ）＝ＰＮ（ｔ）ｄ（ｔ）ｓin（ωｔ＋θ） （１）

【００１０】ここに、ＰＮ（ｔ）は±１の値を取り、Ｐ
Ｎコード系列を表し、ｄ（ｔ）も士１の値をとって、情
報データ系列を表し、また、Ｓin（ωｔ＋θ）は搬送波
である。

【００１１】ローカル発振器６０は、Ｓｉｎ（ωｔ＋
θ）に近い波形のローカル信号を、相互に９０度の位相
差を持った信号としてミキサー６１ａ、６１ｂに対して
発生し、受信波Ｓ（ｔ）をベ一スバンド波形に変換す
る。ベ一スバンドに変換された波形信号はＡ／Ｄ変換器
６２ａ、６２ｂにより、ＰＮコードチップレートの２値
のクロックでＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換され、
Ｎ段シフトレジスタ９１ａ、９１ｂに導かれる。Ｎ段シ
フトレジスタ９１ａ、９１ｂのそれぞれの段の出力は、
予め設定されたローカルＰＮコードとモデュロ２加算器
９２ａ、９２ｂで加算され、それぞれの加算結果がさら
に加算器９３ａ、９３ｂで加算される。

【００１２】そして、これら加算器９３ａ、９３ｂの出
力は二乗回路９４ａ、９４ｂに供給され、ここで、実質
的にベ一スバンド波形中の搬送波位相の不確定性（θ）
が除去された後、加算器９５に供給されて加算される。
すなわち、この過程で、受信ＰＮコードと、ローカルＰ
Ｎコードの相関値が、Ｎ段シフトレジスタ９１ａ、９１
ｂの内容がシフトするたびに得られることになる。受信
ＰＮコードとローカルＰＮコードの位相が一致したと
き、加算器９５の出力、つまりディジタルマッチドフィ
ルタ出力の相関値は最大値を示すことになる（一致しな
い場台はほとんど０出力）。

【００１３】すなわち、ディジタルマッチドフィルタ出
力の相関値が最大を示す時間が、ローカルＰＮコードと
同期が取れた時間ということになる。ＰＮコードはある
一定の周期ごとに繰り返されるので、ディジタルマッチ
ドフィルタ出力の相関値のピークも、ＰＮコードの１周
期ごとに現れることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
のスペクトル拡散通信装置では、受信側にディジタルマ
ッチドフィルタを用いているため、高速なスペクトル拡
散コード位相の捕捉が可能であるが、このようなディジ
タルマッチドフィルタによる高速捕捉を可能にするため
には、上記のように、情報データクロック１周期とスペ
クトル拡散コードのコード周期が同期している必要があ
る。

【００１５】非同期の場合は、上記図７（ｂ）に示すよ
うに、拡散コード１周期の間で情報データの符号が変わ
る。この結果、受信側のディジタルマッチドフィルタで
は、拡散コード１周期分の相関を取る際に途中で符号の
反転が発生し、コード１周期分の相関値が、同期してい
る場合に比べて落ちる。したがって、従来のディジタル
マッチドフィルタによる高速コード捕捉を達成するため
には、常に、情報データの１クロック周期（データ１ビ
ットの周期）と拡散コードのコード周期とを同期させて
伝送させる必要があった。

【００１６】すなわち、ディジタルマッチドフィルタに
よる従来のスペクトル拡散通信装置では、情報データの
ビットレートと、スペクトル拡散コードの繰り返し周期
とを常に同期させる必要があったため、情報データのビ
ットレートを変更したい場合には、スペクトル拡散コー
ドの１周期の長さも変更する必要があった。そのため
に、拡散コードのチップレートを変更して情報データの
１ビット長と拡散コードの１周期を合わせる場合には、
スペクトル拡散信号の帯域を変更する必要があり、使用
できる帯域が限られている場合には、困難となる。ま
た、チップレートを一定とする場合は、拡散コードのコ
ード長を変更する必要があり、送信側／受信側ともにハ
ードウェア／ソフトウェアの変更を伴い、そのため、情
報データレートを自由に変えることは困難であった。

【００１７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、スペクトル拡散コードのコー
ド１周期の長さとコードのチップレートを固定にして、
かつ自由に情報データのビットレートを変更でき、か
つ、ディジタルマッチドフィルタによる高速捕捉が可能
なスペクトル拡散通信装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るス
ペクトル拡散通信装置は、相互にコード周期の同期した
第１および第２のスペクトル拡散コードを発生するスペ
クトル拡散コード発生手段と、上記第２のスペクトル拡
散コードの周期に非同期な情報データと該第２のスペク
トル拡散コードとの加算を行う第１の加算手段と、上記
第１のスペクトル拡散コードと上記第１の加算手段の出
力にそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波をＰＳ
Ｋ変調する変調手段と、該変調手段からの複数の出力を
合成し、スペクトル拡散された送信信号として外部に送
出する合成手段と、上記送信信号を受信し、該受信信号
から上記第１のスペクトル拡散コードを捕捉し、該第１
のスペクトル拡散コードに基づいて上記第２のスペクト
ル拡散コードを追尾するコード追尾手段と、該コード追
尾手段で再生された上記第２のスペクトル拡散コードと
上記受信信号の相関をとり、ＰＳＫ復調して上記情報デ
ータを復調する復調手段とを備えたものである。

【００１９】請求項２の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項１の発明において、上記スペクトル拡散
コード発生手段は、第１のスペクトル拡散コードを発生
する第１のスペクトル拡散コード発生回路と、上記第１
のスペクトル拡散コードの１周期にそのコード周期が同
期した第２のスペクトル拡散コードを発生する第２のス
ペクトル拡散発生回路とを有するものである。

【００２０】請求項３の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項１または２の発明において、上記第１の
加算手段は、上記第２のスペクトル拡散コードの周期に
非同期な情報データと上記第２のスペクトル拡散コード
とのモデュロ２加算を行うモデュロ２加算回路であるも
のである。

【００２１】請求項４の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項３の発明において、上記変調手段は、搬
送波を発生する搬送波発生回路と、上記第１のスペクト
ル拡散コードにより上記搬送波発生回路からの搬送波を
ＰＳＫ変調する第１のＰＳＫ変調回路と、上記モデュロ
２加算演算回路の出力により上記搬送波を９０度移相し
た信号をＰＳＫ変調する第２のＰＳＫ変調回路とを有す
るものである。

【００２２】請求項５の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項１〜４のいずれかの発明において、上記
コード追尾手段は、上記第１のスペクトル拡散コードを
捕捉するディジタルマッチドフィルタと、該ディジタル
マッチドフィルタからのマッチドパルスにより上記第２
のスペクトル拡散コードを追尾するコード追尾回路とを
有するものである。

【００２３】請求項６の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項５の発明において、上記復調手段は、上
記コード追尾回路からの第２のスペクトル拡散コードと
受信信号の相関をとる相関回路と、該相関回路の出力を
ＰＳＫ復調して情報データを復調するＰＳＫ復調回路と
を有するものである。

【００２４】請求項７の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項１〜６のいずれかの発明において、上記
第１のスペクトル拡散コードの周期に同期した情報デー
タと該第１のスペクトル拡散コードとの加算を行う第２
の加算手段とを備え、上記変調手段は上記第１の加算手
段の出力と上記第２の加算手段の出力にそれぞれ基づい
て相互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ変調するものであ
る。

【００２５】請求項８の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項７の発明において、上記第２の加算手段
は、上記第１のスペクトル拡散コードの周期に同期した
情報データと該第１のスペクトル拡散コードとのモデュ
ロ２加算を行うモデュロ２加算回路であるものである。

【００２６】請求項９の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項１〜８のいずれかの発明において、上記
合成手段は、上記第１のスペクトル拡散コードに関連し
た上記変調手段からの出力のレベルを減衰する減衰手段
を含むものである。

【００２７】請求項１０の発明に係るスペクトル拡散通
信装置は、請求項５の発明において、上記ディジタルマ
ッチドフィルタに代えてＳＡＷコンボルバ回路を用いた
ものである。

【００２８】請求項１１の発明に係るスペクトル拡散通
信装置は、請求項５の発明において、上記ディジタルマ
ッチドフィルタに代えてＦＦＴ演算による捕捉回路を用
いたものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態
を、図を参照して説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
構成図である。図１において、図５と対応する部分には
同一符号を付し、その重複説明を省略する。図におい
て、２０はスペクトル拡散コードのコード長を１周期と
するクロックの入力端子、２１はこの入力端子２０から
のクロックに同期して第１のスペクトル拡散コードを発
生する第１のスペクトル拡散コード発生回路、２２は入
力端子２０からのクロックに同様に同期して第１のスペ
クトル拡散コードとの相関が少ない第２のスペクトル拡
散コードを発生する第２のスペクトル拡散コード発生回
路、２３は搬送波発生回路５からの搬送波の位相を９０
度移相する移相器である。なお、第１のスペクトル拡散
コード発生回路２１と第１のスペクトル拡散コード発生
回路２２はスペクトル拡散コード発生手段を構成する。

【００３０】また、６ａは第１のスペクトル拡散コード
発生回路２１の出力により搬送波発生回路５から出力さ
れる搬送波をＰＳＫ変調する第１のＰＳＫ変調回路、６
ｂは第１の加算手段としてのモデュロ２加算回路４の出
力により搬送波発生回路５から出力され、移相器２３で
９０度移相された搬送波をＰＳＫ変調する第２のＰＳＫ
変調回路、２４は第１のＰＳＫ変調回路６ａの出力の振
幅を減衰する減衰手段としての減衰回路、２５は減衰回
路２４の出力と第２のＰＳＫ変調回路６ｂの出力を合成
する合成回路、２６は第１のスペクトル拡散コードを捕
捉するディジタルマッチドフィルタ、２７はディジタル
マッチドフィルタ２６から出力されるマッチドパルスに
より、第２のスペクトル拡散コードを追尾する第２のコ
ードを追尾するコード追尾回路である。その他の構成
は、図５と同様である。

【００３１】なお、搬送波発生回路５とＰＳＫ変調回路
６ａ、６ｂと移相器２３は変調手段を構成し、減衰回路
２４と合成回路２５は合成手段を構成し、ディジタルマ
ッチドフィルタ２６とコード追尾回路２７はコード追尾
手段を構成する。また、相関回路１１とＰＳＫ復調器１
２は復調手段を構成する。

【００３２】次に動作について説明する。先ず、送信側
の動作について説明する。入力端子２０からのスペクト
ル拡散コードのコード長を１周期とするクロックをスペ
クトル拡散コード発生回路２１および２２に入力し、相
互相関の少ない第１のスペクトル拡散コードと第２のス
ペクトル拡散コードを、それぞれスペクトル拡散コード
発生回路２１および２２で発生する。また、入力端子１
からの情報データをモデュロ２加算回路４に入力する。
この情報データの１ビット持続時間（情報データのクロ
ック１周期）と上記第１および第２のスペクトル拡散コ
ードとの同期は取れておらず、非同期である。

【００３３】第１のスペクトル拡散コードは、スペクト
ル拡散コード発生回路２１で発生された後、第１のＰＳ
Ｋ変調回路６ａに供給され、ここで搬送波発生回路５か
ら出力される搬送波をＰＳＫ変調する。そして、第１の
ＰＳＫ変調回路６ａの出力は、減衰回路２４で適当なレ
ベルに減衰される。また、第２のスペクトル拡散コード
発生回路２２から出力された第２のスペクトル拡散コー
ドは、モデュロ２加算器４により、入力端子１からの情
報データと非同期加算された後、第２のＰＳＫ変調回路
６ｂに供給される。第２のＰＳＫ変調回路６ｂでは、モ
デュロ２加算器４の出力により、搬送波発生回路５から
出力されて移相器２３で９０度移相された搬送波をＰＳ
Ｋ変調する。第２のＰＳＫ変調回路６ｂの出力は、、合
成回路２５に供給されて減衰回路２４の出力と合成され
た後、出力端子７より出力される。

【００３４】ここで、ＰＳＫ変調回路６ａ，６ｂ、搬送
波発生回路５、移相器２３、減衰回路２４および合成回
路２５で構成される回路は、いわゆる不平衡ＱＰＳＫ変
調器（Unbalanced Quadrature Phase Shift Keying=UQP
SK変調器）を構成している。ここで、減衰回路２４の入
っているチャネルをＩチャネル、それと直交し（位相差
９０度）、減衰回路２４の入っていないチャネルをＱチ
ャネルと呼ぶことにする。

【００３５】次に、受信側の動作について説明する。入
力端子８からのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波
は、まず、ディジタルマッチドフィルタ２６において、
Ｉチャネルの第１のスペクトル拡散コードとの相関が取
られ、コード位相が捕捉される。このとき、Ｑチャネル
は第２のスペクトル拡散コードでスペクトル拡散されて
おり、第１のスペクトル拡散コードと第２のスペクトル
拡散コードの相互相関は少ないため（少ないものを選ぶ
ため）、第１のスペクトル拡散コード捕捉にＱチャネル
が妨害を与えることは少ない。

【００３６】ところで、Ｉチャネルをスペクトル拡散し
ている第１のスペクトル拡散コードは情報データによる
変調がなされていないため、情報データによるスペクト
ル拡散コードの符号の変化がスペクトル拡散コードの途
中で起こることはもちろんなく、そのため、得られる相
関値は高く、高速な捕捉が可能となる。

【００３７】一方、コード追尾回路２７は第２のスペク
トル拡散コードを追尾する。第１のスペクトル拡散コー
ドと第２のスペクトル拡散コードのコード周期は同期し
ているため、ディジタルマッチドフィルタ２６で捕捉し
た第１のスペクトル拡散コードのコード位相は、そのま
ま、第２のスペクトル拡散コード位相であり、したがっ
て、コード追尾回路２７で第２のスペクトル拡散コード
の追尾が可能となる。

【００３８】次に、コード追尾回路２７で追尾され再生
されている第２のスペクトル拡散コードと入力端子８か
らのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波との相関を
相関回路１１でとることにより、ＵＱＰＳＫ変調波のう
ち、Ｑチャネルについて、情報データによりＰＳＫ変調
された信号となり、ＰＳＫ復調器１２でＰＳＫ復調する
ことにより、情報データとクロックを復調することがで
きる。

【００３９】ここで、第２のスペクトル拡散コードと情
報データが非同期であっても、ディジタルマッチドフィ
ルタ２６は、第１のスペクトル拡散コードに対して動作
するため、コード位相の高速捕捉に対し全く影響がな
い。なお、上記において、Ｉチャネル側において、減衰
回路２４を入れてレベルを下げているのは、Ｑチャネル
にできるだけ多くのパワーを配分して、情報データのＳ
／Ｎ比を良くしているためである。すなわち、Ｉチャネ
ルのパワーはコードの捕捉に使うだけなので、Ｑチャネ
ルよりも小さくできる。

【００４０】このように、本実施の形態では、情報デー
タ無変調（モデュロ２無加算）の第１のスペクトル拡散
コードでＵＱＰＳＫ変調波のＩチャネルをＰＳＫ変調
し、それと直交したＱチャネルには第２のスペクトル拡
散コードに情報データを非同期で変調（モデュロ２加
算）し、ＱチャネルのパワーをＩチャネルより大きくし
たので、コードの捕捉用信号による情報データ伝送のＳ
／Ｎ比劣化を小さくしつつ、情報データと第２のスペク
トル拡散コードの周期とを非同期にでき、かつディジタ
ルマッチドフィルタによる高速捕捉が可能となる。すな
わち、情報データのデータ周期とスペクトル拡散コード
長の周期の間の制約が少なく、かつ高速捕捉が可能なス
ペクトル拡散通信装置を実現することができる。

【００４１】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、スペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波のＩチャネ
ルには、情報データとのモデュロ加算のない、第１のス
ペクトル拡散コードのみでＰＳＫ変調した場合である
が、本実施の形態では、第１のスペクトル拡散コードの
コード１周期に同期した第２の情報データとモデュロ２
加算する場合である。

【００４２】図２は、この発明の実施の形態２を示す構
成図である。図２において、図１と対応する部分には同
一符号を付し、その重複説明を省略する。図において、
３０は第１のスペクトル拡散コードのコード周期に同期
した第２の情報データの入力端子、３１は第２の情報デ
ータのクロックの入力端子、３２は入力端子３０からの
第２の情報データと第１のスペクトル拡散コード発生回
路２１の出力のスペクトル拡散コードとをモデュロ２加
算する第２の加算手段としてのモデュロ２加算回路であ
る。その他の構成は、図１と同様である。

【００４３】次に動作について説明する。先ず、送信側
の動作について説明する。入力端子３１からの第２の情
報データのクロックをスペクトル拡散コード発生回路２
１および２２に入力し、相互相関の少ない第１のスペク
トル拡散コードと第２のスペクトル拡散コードを、それ
ぞれスペクトル拡散コード発生回路２１および２２で発
生する。また、入力端子３０からの第１のスペクトル拡
散コードのコード周期に同期した第２の情報データをモ
デュロ２加算回路３２に入力し、入力端子１からの第１
の情報データをモデュロ２加算回路４に入力する。この
第１の情報データの１ビット持続時間（情報データのク
ロック１周期）と上記第１および第２のスペクトル拡散
コードとの同期は取れておらず、非同期である。

【００４４】第１のスペクトル拡散コードは、スペクト
ル拡散コード発生回路２１で発生され、モデュロ２加算
回路３２で入力端子３０からの第２の情報データとモデ
ュロ２加算された後、第１のＰＳＫ変調回路６ａに供給
され、ここで搬送波発生回路５から出力される搬送波を
ＰＳＫ変調する。そして、第１のＰＳＫ変調回路６ａの
出力は、減衰回路２４で適当なレベルに減衰される。ま
た、第２のスペクトル拡散コード発生回路２２から出力
された第２のスペクトル拡散コードは、モデュロ２加算
器４により、入力端子１からの第１の情報データと非同
期加算された後、第２のＰＳＫ変調回路６ｂに供給され
る。第２のＰＳＫ変調回路６ｂでは、モデュロ２加算器
４の出力により、搬送波発生回路５から出力されて移相
器２３で９０度移相された搬送波をＰＳＫ変調する。第
２のＰＳＫ変調回路６ｂの出力は、合成回路２５に供給
されて減衰回路２４の出力と合成された後、出力端子７
より出力される。

【００４５】次に、受信側の動作について説明する。入
力端子８からのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波
は、まず、ディジタルマッチドフィルタ２６において、
Ｉチャネルの第１のスペクトル拡散コードとの相関が取
られ、コード位相が捕捉される。このとき、Ｑチャネル
は第２のスペクトル拡散コードでスペクトル拡散されて
おり、第１のスペクトル拡散コードと第２のスペクトル
拡散コードの相互相関は少ないため（少ないものを選ぶ
ため）、第１のスペクトル拡散コード捕捉にＱチャネル
が妨害を与えることは少ない。

【００４６】ところで、Ｉチャネルをスペクトル拡散し
ている第１のスペクトル拡散コードは、図３に示すよう
に、入力端子３１から入力された第２の情報データのク
ロック１周期に同期しているため、情報データによるス
ペクトル拡散コードの符号の変化がスペクトル拡散コー
ドの途中で起こることはもちろんなく、そのため、得ら
れる相関値は高く、高速な捕捉が可能となる。

【００４７】一方、コード追尾回路２７は第２の拡散コ
ードを追尾する。第１の拡散コードと第２の拡散コード
のコード周期は同期しているため、ディジタルマッチド
フィルタ２６で捕捉した第１の拡散コードのコード位相
は、そのまま、第２の拡散コード位相であり、したがっ
て、コード追尾回路２７で第２のスペクトル拡散コード
の追尾が可能となる。

【００４８】次に、コード追尾回路２７で追尾され再生
されている第２のスペクトル拡散コードと入力端子８か
らのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波との相関を
相関回路１１でとることにより、ＵＱＰＳＫ変調波のう
ち、Ｑチャネルについて、情報データによりＰＳＫ変調
された信号となり、ＰＳＫ復調器１２でＰＳＫ復調する
ことにより、情報データとクロックを復調することがで
きる。

【００４９】ここで、第２のスペクトル拡散コードと情
報データが非同期であっても、ディジタルマッチドフィ
ルタ２６は、第１のスペクトル拡散コードに対して動作
するため、コード位相の高速捕捉に対し全く影響がな
い。なお、上記において、Ｉチャネル側において、減衰
回路２４を入れてレベルを下げているのは、Ｑチャネル
にできるだけ多くのパワーを配分して、情報データのＳ
／Ｎ比を良くしているためである。すなわち、Ｉチャネ
ルのパワーはコードの捕捉に使うだけなので、Ｑチャネ
ルよりも小さくできる。

【００５０】このように、本実施の形態でも、上記実施
の形態と同様の効果が得られると共に、更に本実施の形
態では、第１のスペクトル拡散コードにも情報データを
のせることができるので、情報の伝送量を増加できる。

【００５１】実施の形態３．また、上記実施の形態１で
は、受信側のコード捕捉回路としてディジタルマッチド
フィルタを用いた場合であるが、これに代えていわゆる
ＳＡＷコンボルバ回路を用いてもよい。図４は、この発
明の実施の形態３を示す構成図である。図４において、
図１と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
を省略する。図において、４０はＳＡＷコンボルバ回路
であって、その入力側は入力端子８に接続され、その出
力側はコード追尾回路２７に接続される。その他の構成
は、図１と同様である。

【００５２】このＳＡＷコンボルバ回路４０は、回路的
にはアナログ回路であり、且つ相関をとるときには、搬
送周波数でとる。即ち、ディジタルマッチドフィルタの
ように、受信波を一旦ベースバンドに落として、Ａ／Ｄ
変換して相関をとるのではなく、上記式（１）に記述し
たＰＳＫ変調されたスペクトル拡散波Ｓ（ｔ）の波形の
まま相関をとる。また、ローカル信号も同様の波形でＳ
ＡＷコンボルバ回路４０に入力して相関をとる。その他
の動作は、図１の場合と同様であるので、その説明を省
略する。

【００５３】かくして、本実施の形態でも、上記実施の
形態１と同様の効果が得られると共に、更に本実施の形
態では、受信側の第１のスペクトル拡散コードを捕捉す
る回路としてＳＡＷコンボルバ回路を使用するので、通
常ハードウェアでの実現が主で、その規模が大きく、ま
た消費電力が大きいディジタルマッチドフィルタに比べ
て、小型で低消費電力のコード捕捉回路が実現できる。

【００５４】実施の形態４．また、上記実施の形態１で
は、受信側のコード捕捉回路としてディジタルマッチド
フィルタを用いた場合であるが、これに代えていわゆる
ＦＦＴ相関演算によるコード捕捉回路を用いてもよい。
図５は、この発明の実施の形態４を示す構成図である。
図５において、図１と対応する部分には同一符号を付
し、その重複説明を省略する。図において、５０はＦＦ
Ｔ相関演算によるコード捕捉回路であって、入力側は入
力端子８に接続され、出力側はコード追尾回路２７に接
続される。その他の構成は、図１と同様である。

【００５５】このＦＦＴ相関演算によるコード捕捉回路
５０は、受信ＰＮコード列の離散的サンプル値を離散的
フーリエ変換（ＦＦＴにより）して（Ｘｍ）その虚数部
の符号を反転し（Ｘ*ｍ）、また、ローカルコード列を
離散的フーリエ変換（ＦＦＴにより）し（Ｈｍ）、両者
の積（Ｘ*ｍ・Ｈｍ）を逆離散的フーリエ変換（ＩＦＦ
Ｔにより）することにより、受信ＰＮコード列とローカ
ルコード列の相関関数を求めて、両コード列の位相差を
求めるものである。これらの演算は、図示せずも、コー
ド捕捉回路５０に含まれるＤＳＰ（ディジタルシグナル
プロセッサ）により行われる。その他の動作は、図１の
場合と同様であるので、その説明を省略する。

【００５６】かくして、本実施の形態でも、上記実施の
形態１と同様の効果が得られると共に、更に本実施の形
態では、受信側の第１のスペクトル拡散コードを捕捉す
る回路としてＦＦＴ相関演算によるコード捕捉回路を使
用するので、上述の規模が大きくて消費電力の大きいデ
ィジタルマッチドフィルタに比べて、小型で低消費電力
のコード捕捉回路が実現できる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、相互にコード周期の同期した第１および第２のスペ
クトル拡散コードを発生するスペクトル拡散コード発生
手段と、上記第２のスペクトル拡散コードの周期に非同
期な情報データと該第２のスペクトル拡散コードとの加
算を行う第１の加算手段と、上記第１のスペクトル拡散
コードと上記第１の加算手段の出力にそれぞれ基づいて
相互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ変調する変調手段
と、該変調手段からの複数の出力を合成し、スペクトル
拡散された送信信号として外部に送出する合成手段と、
上記送信信号を受信し、該受信信号から上記第１のスペ
クトル拡散コードを捕捉し、該第１のスペクトル拡散コ
ードに基づいて上記第２のスペクトル拡散コードを追尾
するコード追尾手段と、該コード追尾手段で再生された
上記第２のスペクトル拡散コードと上記受信信号の相関
をとり、ＰＳＫ復調して上記情報データを復調する復調
手段とを備えたので、情報データのデータ周期とスペク
トル拡散コード長の周期の間の制約が少なく、送信側／
受信側ともにハードウェア／ソフトウェアの変更を伴う
ことなく、情報データレートを自由に変えることがで
き、また、高速なスペクトル拡散コード位相の捕捉が可
能になるという効果がある。

【００５８】また、請求項２の発明によれば、上記スペ
クトル拡散コード発生手段は、第１のスペクトル拡散コ
ードを発生する第１のスペクトル拡散コード発生回路
と、上記第１のスペクトル拡散コードの１周期にそのコ
ード周期が同期した第２のスペクトル拡散コードを発生
する第２のスペクトル拡散発生回路とを有するので、相
互相関の少ないスペクトル拡散コードが得られるという
効果がある。

【００５９】また、請求項３の発明によれば、上記第１
の加算手段は、上記第２のスペクトル拡散コードの周期
に非同期な情報データと上記第２のスペクトル拡散コー
ドとのモデュロ２加算を行うモデュロ２加算回路である
ので、第２のスペクトル拡散コードに情報データを非同
期で変調できるという効果がある。

【００６０】また、請求項４の発明によれば、上記変調
手段は、搬送波を発生する搬送波発生回路と、上記第１
のスペクトル拡散コードにより上記搬送波発生回路から
の搬送波をＰＳＫ変調する第１のＰＳＫ変調回路と、上
記モデュロ２加算演算回路の出力により上記搬送波を９
０度移相した信号をＰＳＫ変調する第２のＰＳＫ変調回
路とを有するので、第１のＰＳＫ変調回路等が配された
チャネルをスペクトル拡散している第１のスペクトル拡
散コードが情報データによる変調を受けないことから情
報データによるスペクトル拡散コードの符号の変化がス
ペクトル拡散コードの途中で起こることはなく、以て、
得られる相関値が高く、高速な捕捉が可能となるという
効果がある。

【００６１】また、請求項５の発明によれば、上記コー
ド追尾手段は、上記第１のスペクトル拡散コードを捕捉
するディジタルマッチドフィルタと、該ディジタルマッ
チドフィルタからのマッチドパルスにより上記第２のス
ペクトル拡散コードを追尾するコード追尾回路とを有す
るので、第１のスペクトル拡散コードのコード位相の捕
捉および第２のスペクトル拡散コードの追尾を効率よく
行うことができるという効果がある。

【００６２】また、請求項６の発明によれば、上記復調
手段は、上記コード追尾回路からの第２のスペクトル拡
散コードと受信信号の相関をとる相関回路と、該相関回
路の出力をＰＳＫ復調して情報データを復調するＰＳＫ
復調回路とを有するので、情報データとクロックを確実
に復調することができるという効果がある。

【００６３】また、請求項７の発明によれば、上記第１
のスペクトル拡散コードの周期に同期した情報データと
該第１のスペクトル拡散コードとの加算を行う第２の加
算手段とを備え、上記変調手段は上記第１の加算手段の
出力と上記第２の加算手段の出力にそれぞれ基づいて相
互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ変調するので、第１の
スペクトル拡散コードにも情報データをのせることがで
き、情報の伝送量を増加できるという効果がある。

【００６４】また、請求項８の発明によれば、上記第２
の加算手段は、上記第１のスペクトル拡散コードの周期
に同期した情報データと該第１のスペクトル拡散コード
とのモデュロ２加算を行うモデュロ２加算回路であるの
で、第１のスペクトル拡散コードに情報データを確実に
のせることができ、情報の伝送量の増加に寄与できると
いう効果がある。

【００６５】また、請求項９の発明によれば、上記合成
手段は、上記第１のスペクトル拡散コードに関連した上
記変調手段からの出力のレベルを減衰する減衰手段を含
むので、この減衰手段が配される一方のチャネル（Ｉチ
ャネル）と直交した他方のチャネル（Ｑチャネル）のパ
ワーを一方のチャネルより大きくして、コードの捕捉用
信号による情報データ伝送のＳ／Ｎ比を向上できるとい
う効果がある。

【００６６】また、請求項１０の発明によれば、上記デ
ィジタルマッチドフィルタに代えてＳＡＷコンボルバ回
路を用いたので、小型化、低消費電力化が可能になると
いう効果がある。

【００６７】さらに、請求項１１の発明によれば、上記
ディジタルマッチドフィルタに代えてＦＦＴ演算による
捕捉回路を用いたので、小型化、低消費電力化が可能に
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図３】 この発明の実施の形態２における第１のスペ
クトル拡散コードと第２の情報データのクロックの同期
関係を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態４を示す構成図であ
る。

【図６】 従来のスペクトル拡散通信装置を示す構成図
である。

【図７】 スペクトル拡散コードのコード周期と情報デ
ータの同期／非同期関係を説明するための図である。

【図８】 ディジタルマッチドフィルタの原理を説明す
るための図である。

【符号の説明】

４、３２ モデュロ２加算回路、 ６ａ、６ｂ ＰＳＫ
変調回路、 １１ 相関回路、 １２ ＰＳＫ復調回
路、 ２１ 第１のスペクトル拡散コード発生回路、
２２ 第２のスペクトル拡散コード発生回路、 ２３
移相器、 ２４減衰回路、 ２５ 合成回路、 ２６
ディジタルマッチドフィルタ、 ２７ コード追尾回
路、 ４０ ＳＡＷコンボルバ回路、 ５０ ＦＦＴ相
関検出によるコード捕捉回路。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互にコード周期の同期した第１および
   第２のスペクトル拡散コードを発生するスペクトル拡散
   コード発生手段と、 上記第２のスペクトル拡散コードの周期に非同期な情報
   データと該第２のスペクトル拡散コードとの加算を行う
   第１の加算手段と、 上記第１のスペクトル拡散コードと上記第１の加算手段
   の出力にそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波を
   ＰＳＫ変調する変調手段と、 該変調手段からの複数の出力を合成し、スペクトル拡散
   された送信信号として外部に送出する合成手段と、 上記送信信号を受信し、該受信信号から上記第１のスペ
   クトル拡散コードを捕捉し、該第１のスペクトル拡散コ
   ードに基づいて上記第２のスペクトル拡散コードを追尾
   するコード追尾手段と、 該コード追尾手段で再生された上記第２のスペクトル拡
   散コードと上記受信信号の相関をとり、ＰＳＫ復調して
   上記情報データを復調する復調手段とを備えたことを特
   徴とするスペクトル拡散通信装置。
2. 【請求項２】 上記スペクトル拡散コード発生手段は、
   第１のスペクトル拡散コードを発生する第１のスペクト
   ル拡散コード発生回路と、上記第１のスペクトル拡散コ
   ードの１周期にそのコード周期が同期した第２のスペク
   トル拡散コードを発生する第２のスペクトル拡散発生回
   路とを有することを特徴とする請求項１記載のスペクト
   ル拡散通信装置。
3. 【請求項３】 上記第１の加算手段は、上記第２のスペ
   クトル拡散コードの周期に非同期な情報データと上記第
   ２のスペクトル拡散コードとのモデュロ２加算を行うモ
   デュロ２加算回路であ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装置。
4. 【請求項４】 上記変調手段は、搬送波を発生する搬送
   波発生回路と、上記第１のスペクトル拡散コードにより
   上記搬送波発生回路からの搬送波をＰＳＫ変調する第１
   のＰＳＫ変調回路と、上記モデュロ２加算回路の出力に
   より上記搬送波を９０度移相した信号をＰＳＫ変調する
   第２のＰＳＫ変調回路とを有することを特徴とする請求
   項３記載のスペクトル拡散通信装置。
5. 【請求項５】 上記コード追尾手段は、上記第１のスペ
   クトル拡散コードを捕捉するディジタルマッチドフィル
   タと、該ディジタルマッチドフィルタからのマッチドパ
   ルスにより上記第２のスペクトル拡散コードを追尾する
   コード追尾回路とを有することを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれかに記載のスペクトル拡散通信装置。
6. 【請求項６】 上記復調手段は、上記コード追尾回路か
   らの第２のスペクトル拡散コードと受信信号の相関をと
   る相関回路と、該相関回路の出力をＰＳＫ復調して情報
   データを復調するＰＳＫ復調回路とを有することを特徴
   とする請求項５記載のスペクトル拡散通信装置。
7. 【請求項７】 上記第１のスペクトル拡散コードの周期
   に同期した情報データと該第１のスペクトル拡散コード
   との加算を行う第２の加算手段とを備え、上記変調手段
   は上記第１の加算手段の出力と上記第２の加算手段の出
   力にそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波をＰＳ
   Ｋ変調することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
   記載のスペクトル拡散通信装置。
8. 【請求項８】 上記第２の加算手段は、上記第１のスペ
   クトル拡散コードの周期に同期した情報データと該第１
   のスペクトル拡散コードとのモデュロ２加算を行うモデ
   ュロ２加算回路であ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装置。
9. 【請求項９】 上記合成手段は、上記第１のスペクトル
   拡散コードに関連した上記変調手段からの出力のレベル
   を減衰する減衰手段を含むことを特徴とする請求項１〜
   ８のいずれかに記載のスペクトル拡散通信装置。
10. 【請求項１０】 上記ディジタルマッチドフィルタに代
    えてＳＡＷコンボルバ回路を用いたことを特徴とする請
    求項５記載のスペクトル拡散通信装置。
11. 【請求項１１】 上記ディジタルマッチドフィルタに代
    えてＦＦＴ演算による捕捉回路を用いたことを特徴とす
    る請求項５記載のスペクトル拡散通信装置。