JP2002217780A - スペクトル拡散通信方式及びスペクトル拡散通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡散符号を用いて非同期多元接続を行うスペ
クトラム拡散通信において、同一の拡散符号と同一の周
波数帯を用いて、希望信号と非希望信号が非同期で送信
され、それらの伝搬時刻が重なった場合でも、データ長
に関わらず希望信号のみの受信を可能とし、また、デー
タが長く、その一部が同期パターンと一致してしまうこ
とによる誤検出も防ぐことができるスペクトル拡散通信
方式びスペクトル拡散通信機を提供する。 【解決手段】 拡散符号を用いて非同期多元接続を行う
スペクトル拡散通信方式及びこれを用いたスペクトル拡
散通信機において、電力調整パターンと、同期パターン
と、データ部とを時間順に並べて構成した送信フレーム
であって、少なくとも前記データ部の長さが前記同期パ
ターン長以上の場合に、前記データ部は複数のデータブ
ロックに分割され、各データブロックごとに適宜な挿入
パターンが挿入されるように送信フレームを構成したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、拡散符号を用いて
非同期多元接続を行うスペクトル拡散通信のためのスペ
クトル拡散通信方式、およびそれを用いたスペクトル拡
散通信機に関するものであり、特に、同一の拡散符号と
同一の周波数帯を用いて、希望信号と非希望信号が非同
期で送信され、それらの伝搬時刻が重なった場合でも、
データ長に関わらず希望信号のみの受信を可能にするス
ペクトル拡散通信方式、及びそれを用いたスペクトル拡
散通信機に関する。

【０００２】

【従来技術】本発明者等は、先に、受信信号レベル（電
力）に対するしきい値をなくすことにより希望信号の未
検出を低減でき、同期用パターンを用いることにより誤
検出を低減し、同期捕捉を高速に行うことができるスペ
クトル拡散通信機を提案している（特開２０００−２６
１３５２号）。このスペクトル拡散通信機によれば、送
信側では、伝送速度の高速化を図るために、情報信号
（拡散符号）の多重化を行っており、多重化の手段とし
て、回路の簡略化が可能なチップインターリーバ又は符
号間干渉のないモディファイドバーカー符号を用いてい
る。また、受信側では、相関器出力において、遅延検波
器と２系統のピーク値及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）、さらにピーク位置検出
の信頼性を向上させるために、多数決判定が行われ、デ
ータ復調においては、上記ピーク値及びピーク位置検出
を用いて同期捕捉が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開２０００−２６１
３５２号に開示されたようなスペクトル拡散通信機にお
いて、複数の送信局が同一の拡散符号及び同一の周波数
帯を用いて基地局にアクセスした場合、非希望信号に対
して希望信号の電力に優位性がある場合を除いて、それ
らの伝搬時刻が少しでも重なった場合はフレームの衝突
となり、受信不可能となることが多い。これを回避する
ためには、集中制御型ネットワークでは、送信時間の制
御を行う無線基地局の負担が大きくなっていた。

【０００４】そこで、本発明の目的は、同一の拡散符号
と同一の周波数帯を用いて複数の送信局から基地局へア
クセスする場合に、送信データのデータ長により誤検出
することなく、スペクトル拡散通信の同期捕捉における
高速性を保ちながらも、スペクトラム拡散通信に必要と
なる高速なタイミング制御を用いることなく、１種類の
拡散符号を用いて非同期多元接続を実現するスペクトル
拡散通信方式及びそれを用いたスペクトル拡散通信機を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
拡散符号を用いて非同期多元接続を行うスペクトル拡散
通信方式において、電力調整パターンと、同期パターン
と、データ部とを時間順に並べて構成した送信フレーム
であって、少なくとも前記データ部の長さが前記同期パ
ターン長以上の場合に、前記データ部は複数のデータブ
ロックに分割され、各データブロックごとに適宜な挿入
パターンが挿入されるように送信フレームを構成したこ
と、を特徴とするものである。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のス
ペクトル拡散通信方式において、前記送信フレームの前
記同期パターンの系列長をＮとし、前記挿入パターンの
系列長をＬとする時、前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）以
下の複数のデータブロックに分割され、ＮとＬの関係
は、Ｌ＜Ｎ を満足するものとし、前記挿入パターン
は、前記同期パターンの中の長さＬの部分系列に一致し
ないパターンであることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項２記載のス
ペクトル拡散方式において、前記挿入パターンは、前記
同期パターンに対して０回から（Ｎ−Ｌ）回までシフト
を行って比較しても全て一致しないパターンであること
を特徴とするものである。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項２または３
記載のスペクトル拡散方式において、前記同期パターン
はｍ系列の疑似雑音符号であること、を特徴とする物で
ある。

【０００９】請求項５記載の発明は、請求項４記載のス
ペクトル拡散方式において、ｍ系列の同期パターンの生
成シフトレジスタ段数がＭである時、前記挿入パターン
は、長さＭの全て０からなるパターンか、あるいは長さ
（Ｍ＋１）以上で全て１からなるパターンであることを
特徴とするもとである。

【００１０】請求項６記載の発明は、拡散符号を用いて
非同期多元接続を行うスペクトル拡散通信機の送信機で
あって、電力調整パターンと、同期パターンと、挿入パ
ターンとを生成するパターン生成部と、該パターン生成
部の出力と上位レイヤからの送信データを用いて送信フ
レームを生成するフレーム生成部と、生成されたフレー
ム中のシンボルに対して差動符号化を行う差動符号部
と、差動符号化されたシンボルに対し拡散符号を用いて
拡散変調を行う拡散変調部と、拡散変調されたベースバ
ンド送信信号をＲＦ信号に変換するアップコンバータ
と、ＲＦ送信信号を電波として送信するアンテナとを有
する送信機を有し、該フレーム生成部は、少なくとも前
記データ部の長さが前記同期パターン長以上の場合に、
前記データ部を複数のデータブロックに分割し、前記パ
ターン生成部で生成された前記挿入パターンが各データ
ブロック間に挿入されるように送信フレームを構成した
ことを特徴とするものである。

【００１１】請求項７記載の発明は、請求項６記載の送
信機において、前記送信フレームの前記同期パターンの
系列長をＮとし、前記挿入パターンの系列長をＬとする
時、前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）以下の複数のデータ
ブロックに分割され、ＮとＬの関係は、Ｌ＜Ｎ を満足
するものとし、前記挿入パターンは、前記同期パターン
の中の長さＬの部分系列に一致しないパターンであるこ
と、を特徴とするものである。

【００１２】請求項８記載の発明は、拡散符号を用いて
非同期多元接続を行うスペクトル拡散通信機の受信機で
あって、電力調整パターンと、同期パターンと、データ
部とを時間順に並べて構成した送信フレームを受信する
アンテナと、該アンテナよりの受信信号を入力する検波
部と、該検波部からの出力信号に基づいて同期捕捉動作
を行う同期捕捉用シンボルマッチドフィルタと、前記検
波部からの出力信号に基づいて同相加算波形を出力する
パスサーチ用シンボルマッチドフィルタと、前記同期捕
捉用シンボルマッチドフィルタからの出力信号に基づい
て同期捕捉成立の判定を行い、前記パスサーチ用シンボ
ルマッチドフィルタからの出力信号に基づいて、同期成
立時での同相加算波形のピークタイミング及びピークレ
ベルを検出する同期制御部と、該同期制御部からのピー
クタイミングとピークレベルに基づいて前記検波部から
の出力信号を、シンボル毎にサンプリングし、合成する
シンボルサンプリング部と、該シンボルサンプリング部
からの出力に基づいてデータ判定を行い、データ復調を
行うデータ判定部と、該データ判定部からの出力に前記
挿入パターンが含まれている場合には、該挿入パターン
を取り除き、前記データブロックをつなげることによ
り、再構成したデータを上位レイヤへ出力するデータ再
構成部と、を有することを特徴とするものである。

【００１３】請求項９記載の発明は、請求項８記載の受
信機において、前記データ再構成部は、既知の挿入パタ
ーンのタイミングであるか否かの判定に基づいて受信信
号中に前記挿入パターンが挿入されているか否かを判定
し、該挿入パターンのタイミングでなければ復調データ
を上位レイヤへ出力し、該挿入パターンのタイミングで
あれば前記挿入パターンを復調データから除外し、同じ
く前記データ再構成部において、受信データが終了した
か否かを判定し、終了していなければ挿入パターンのタ
イミング判定に戻り、終了していれば受信完了と判定す
る、ことを特徴とするものである。

【００１４】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
受信機において、前記送信フレームの前記同期パターン
の系列長をＮとし、前記挿入パターンの系列長をＬとす
る時、前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）以下の複数のデー
タブロックに分割され、ＮとＬの関係は、Ｌ＜Ｎ を満
足するものとし、前記挿入パターンは、前記同期パター
ンの中の長さＬの部分系列に一致しないパターンである
こと、を特徴とするものである。

【００１５】請求項１１記載の発明は、拡散符号を用い
て非同期多元接続を行うスペクトル拡散通信機であっ
て、電力調整パターンと、同期パターンと、挿入パター
ンとを生成するパターン生成部と、該パターン生成部の
出力と上位レイヤからの送信データを用いて送信フレー
ムを生成するフレーム生成部と、生成されたフレーム中
のシンボルに対して差動符号化を行う差動符号部と、差
動符号化されたシンボルに対し拡散符号を用いて拡散変
調を行う拡散変調部と、拡散変調されたベースバンド送
信信号をＲＦ信号に変換するアップコンバータと、ＲＦ
送信信号を電波として送信するアンテナとを有する送信
機であって、該フレーム生成部は、少なくとも前記デー
タ部の長さが前記同期パターン長以上の場合に、前記デ
ータ部を複数のデータブロックに分割し、前記パターン
生成部で生成された前記挿入パターンが各データブロッ
ク間に挿入されるように送信フレームを構成した送信機
と、電力調節パターンと、同期パターンと、データ部と
を時間順に並べて構成した送信フレームを受信するアン
テナと、該アンテナよりの受信信号を入力する検波部
と、該検波部からの出力信号に基づいて同期捕捉動作を
行う同期捕捉用シンボルマッチドフィルタと、前記検波
部からの出力信号に基づいて同相加算波形を出力するパ
スサーチ用シンボルマッチドフィルタと、前記同期捕捉
用シンボルマッチドフィルタからの出力信号に基づいて
同期捕捉成立の判定を行い、前記パスサーチ用シンボル
マッチドフィルタからの出力信号に基づいて、同期成立
時での同相加算波形のピークタイミング及びピークレベ
ルを検出する同期制御部と、該同期制御部からのピーク
タイミングとピークレベルに基づいて前記検波部からの
出力信号を、シンボル毎にサンプリングし、合成するシ
ンボルサンプリング部と、該シンボルサンプリング部か
らの出力に基づいてデータ判定を行い、データ復調を行
うデータ判定部と、該データ判定部からの出力に前記挿
入パターンが含まれている場合には、該挿入パターンを
取り除き、前記データブロックをつなげることにより、
再構成したデータを上位レイヤへ出力するデータ再構成
部とからなる受信機とを有することを特徴とするもので
ある。

【００１６】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
のスペクトル拡散通信機において、前記送信フレームの
前記同期パターンの系列長をＮとし、前記挿入パターン
の系列長をＬとする時、前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）
以下の複数のデータブロックに分割され、ＮとＬの関係
は、Ｌ＜Ｎ を満足するものとし、前記挿入パターン
は、前記同期パターンの中の長さＬの部分系列に一致し
ないパターンであることを特徴とするものである。

【００１７】本発明のフレーム構成を利用するスペクト
ル拡散通信方式及びスペクトル拡散通信機によれば、少
なくとも１種類の符号を用いて非同期多元接続を行うス
ペクトル拡散通信において、少なくともデータ部の長さ
が同期パターン長以上の場合に、データ部を複数個のデ
ータブロックに分割し、且つ、各データブロック間に適
宜な挿入パターンを挿入するように送信フレームが構成
されているので、同一の拡散符号と同一の周波数帯を用
いて、希望信号と非希望信号が非同期で送信され、それ
らの伝搬時刻が重なった場合でも、データ長に関わらず
希望信号のみを受信することが可能となる。また、デー
タが長く、その一部が同期パターンと一致してしまうこ
とによる誤検出も防ぐことができる。

【００１８】

【発明の実施形態】図１は本発明のスペクトル拡散通信
方式の一実施形態で利用される送信フレームのフォーマ
ットを示したものである。

【００１９】１つの送信フレームは、時間順に、高周波
部のゲイン調整に必要な電力調整パターン１０１と、チ
ャネル識別のための固有のデータである同期パターン１
０２と、及び上位レイヤーとやりとりされるデータ部１
０３とから基本的に構成される。フレーム内の全てのシ
ンボルは、自己相関性に優れる１種類の拡散符号を用い
て拡散変調されたものである。電力調節パターン１０１
は、ＡＧＣなど復調準備に必要な制御の応答時間により
時間長が決定される。同期パターン１０２は例えば宛先
に固有なパターンであり、他の同期パターンとの相互相
関特性に優れた系列を用いる。このフレームのフォーマ
ットは、特にデータ部１０３の長さが同期パターン１０
２の長さ以上となる場合には、図２で示されるように、
データ部１０３は少なくとも２つのデータブロック１０
４に分割されており、各データブロック１０４間には挿
入パターン１０５が挿入されている。上述のようにデー
タ部１０３をデータブロック１０４に分割し、さらに挿
入パターン１０５を挿入する理由については後述する。

【００２０】本発明の実施形態における、図１及び２で
示されるフレームを構成するフレーム構成方法について
説明する。

【００２１】フレームの構成においては、同期パターン
１０２として系列長Ｎの少なくとも１つの系列を生成
し、挿入パターン１０５が必要な場合には、挿入パター
ン１０５として同期パターン１０２中に含まれない系列
長Ｌ（Ｌ＜Ｎ）のパターンをせい生成する。さらに、電
力調節パターン１０１と同期パターン１０２の後に上位
レイヤからの送信データ部１０３が配置される。以下、
データ部１０３が同期パターン１０２よりも長い場合を
例にとり説明する。

【００２２】データ部１０３が同期パターン１０２
（Ｎ）よりも長い場合、データ部１０３は長さＮ−Ｌ以
下の少なくとも２つのデータブロック１０４に分割され
た後、１つのデータブロック１０４に１つの挿入パター
ン１０５を付加しながら、図２の様に交互に配置する。
このようなフレーム構成方法においては、もとのデータ
部１０３がどんなパターンであっても、配置されたデー
タの一部が系列長Ｎの同期パターン１０２と一致するこ
とはない。

【００２３】次に、このようなフレーム構成を具体的な
例を挙げて説明する。後述するパターン生成部が、同期
パターン１０２として、生成シフトレジスタ段数６（Ｍ
＝６）、系列長６３（Ｎ＝２^M−１＝２⁶−１）のｍ系列
を１つのチャネルに対して１つ生成する場合を考える。
また、パターン生成部は、この同期パターン１０２に対
応する挿入パターン１０５として、同期パターン中に含
まれないパターンを生成する。最も短い挿入パターンと
して系列長６（Ｌ＝Ｍ）のパターン”００００００”、
次に短い挿入パターン１０５として系列長７（Ｌ＝Ｍ＋
１）のパターン”１１１１１１１”等がある。系列長２
^M−１のｍ系列における系列長Ｍの部分系列は、Ｍ個
の”０”の連続パターンを除く全てのパターンであるこ
とから、Ｍ個の”０”の連続パターンを挿入パターンと
して選択することにより、また、系列長２^M−１のｍ系
列における系列長Ｍの部分系列は全てユニークであるこ
とから、上述のパターン”１１１１１１１”の様にパタ
ーン長がＭより長く、そのパターンの長さＭの部分とシ
フトさせて得られる長さＭの部分が一致するようなパタ
ーンは、上述のｍ系列の部分系列とは一致しない。この
ように、ｍ系列の性質を用いて挿入パターンを決定する
ことができる。

【００２４】挿入パターン長は、同期パターン１０２を
反転させて用いる場合や誤り発生によるパターン一致の
場合を考慮して長くしてもよい。ただし、長くしすぎる
と、スループットの低下につながる。ここでは挿入パタ
ーン１０５として系列長７のパターン“１１１１１１
１”を生成する場合を考える。フレーム生成手段は、デ
ータ１０３を長さ５６（Ｎ−Ｌ＝６３−７）のデータブ
ロック１０４に分割した後、１つのデータブロック１０
４に対し１つの挿入パターン１０５を付加しながら、交
互に配置する。データブロック長は、誤り発生によるパ
ターン一致の場合を考慮して短くしてもよい。ただし、
短くしすぎると、スループットの低下につながる。この
ようなフレーム横成方法において、もとのデータ１０３
がどんなパターンであっても、配置されたデータの一部
が系列長６３のｍ系列である同期パターン１０２と一致
することはない。また、データブロック１０４の長さに
対する挿入パターン１０５の長さの割合はＭ／（２^M−
１）程度と、冗長性を抑えることができる。

【００２５】上述した例の場合、ｍ系列の性質から、容
易に挿入パターンを決定することができる。より長い挿
入パターンや他の種類の系列を用いる場合、同期パター
ンと挿入パターンの候補について、０回から（Ｎ−Ｌ）
回までのシフトを行ったパターンがすべて一致しなけれ
ば、その候補が使用できる。なお、同期パターンはｍ系
列の疑似雑音符号でもよい。

【００２６】次に、上述のフレーム構成方法を用いたス
ペクトル拡散通信機について説明する。

【００２７】図３は本発明におけるスペクトル拡散通信
機に利用される送信機の構成を示すものである。

【００２８】この送信機は、電力調整パターン１０１と
同期パターン１０２と挿入パターン１０５を生成するパ
ターン生成部１１１と、パターン生成部１１１の出力と
上位レイヤからの送信データを用いて図１又は２のよう
なフレームを生成するフレーム生成部１１２と、生成さ
れたフレーム中のシンボルに対して差動符号化を行う差
動符号化部１１３と、差動符号化されたシンボルに対し
拡散符号を用いて拡散変調を行う拡散変調部１１４と、
拡散変調されたベースバンド送信信号をＲＦ送信信号に
変換するアップコンバータ１１５と、ＲＦ送信信号を電
波として送信するアンテナ１１６とからなる。このよう
な構成を用いると、図１又は２に示したようなフレーム
を送信することができる。

【００２９】図４は本発明におけるスペクトル拡散通信
機に利用される受信機の構成を示すものである。

【００３０】アンテナ２０１は、図１又は２のフレーム
フォーマットを有するＲＦ受信信号を検波部２０２に出
力する。検波部２０２は、ＲＦ受信信号をベースバンド
受信信号に変換するダウンコンバータ２２１と、このベ
ースバンド受信信号をアナログからディジタルに変換す
るＡ／Ｄ変換部２２２と、このディジタルベースバンド
受信信号に対して拡散符号を用いた逆拡散を行うマッチ
ドフィルタ２２３と、逆拡散された結果に対して遅延検
波を行う遅延検波部２２４とからなる。検波部２０２
は、こうして得られた検波波形を、同期捕捉用シンボル
マッチドフィルタ２０３、パスサーチ用シンボルマッチ
ドフィルタ２０５、シンボルサンプリング部２０６へ出
力する。同期捕捉用シンボルマッチドフィルタ２０３
は、検波波形の符号１ビットを抽出する符号抽出部２３
１と、サンプル時間で動作しシンボル長毎のタップを持
つシフトレジスタ列２３２と、参照用の同期パターンの
シンボル列（R₀₀,R₀₁,R₀₂,R_{0 3},R₀₄,R₀₅,R₀₆)を出力する
参照用同期パターンメモリ２３３と、シフトレジスタ列
２３２のタップと参照用同期パターンメモリ２３３に対
して乗算を行う乗算器２３４と、すべての乗算器２３４
の出力を加算する加算器２３５とからなる。同期捕捉用
シンボルマッチドフィルタ２０３は、こうして得られた
受信シンボル列と参照用シンボル列のパターン一致数
を、同期制御部２０４へ出力する。

【００３１】同期制御部２０４は、パターン一致数のし
きい値により同期捕捉成立を判定するしきい値判定部２
４１と、パスサーチ用シンボルマッチドフィルタ２０５
から出力される同相加算波形を同期捕捉成立時に出力す
るウィンドウ部２４２と、ウィンドウ部２４２の出力に
おいて少なくとも１つのピークを検出しそれらのタイミ
ングと電力を出力するピークサーチ部２４３とからな
る。具体的には、同期捕捉用シンボルマッチドフィルタ
２０３から出力されるパターン一致数は最小値と最大値
の間で時間とともに変動する波形を示すが、この波形の
ピーク値が所定しきい値を越えた場合に、受信信号中の
同期パターンと同期捕捉用シンボルマッチドフィルタ２
０３の参照パターン間での同期が成立したと判定され
る。

【００３２】すなわち、しきい値判定部２４１では、同
期捕捉用シンボルマッチドフィルタ２０３から出力され
るパターン一致数と所定しきい値とが比較され、パター
ン一致数が所定のしきい値を越えたときに（同期捕捉成
立時）、しきい値判定部２４１から同期トリガがウィン
ドウ部２４２へ出力される。ここで、パターン一致数
は、受信信号の同期パターン中の参照パターンと同期捕
捉用シンボルマッチドフィルタ２０３の参照パターンと
の相関を複数個のシンボルにわたって（シンボル単位
で）行ったときの相関出力に対応するものであり、最大
の相関出力（最大パターン一致数）を与えるタイミング
が、同期成立時となる。ここでは、しきい値を設定し
て、このしきい値を越えた相関出力（パターン一致数）
を与えるタイミングが同期成立時となる。

【００３３】同期トリガがしきい値判定部２４１から出
力された後、一定期間だけウィンドウ部２４２が開き
（ウィンドウ幅）、パスサーチ用シンボルマッチドフィ
ルタ２０５からの同相加算波形が上記一定期間ピークサ
ーチ部２４３へ送られる。ピークサーチ部２４３では、
予め指定された数分（ｋ個）のパスに対応するピーク
（ピーク位置、ピークレベル（電力））を検出し、この
ピーク位置（ピークのタイミング）とピークレベル（電
力）が対応して保持され、シンボルサンプリング部２２
０６へ出力される。

【００３４】一方、パスサーチ用シンボルマッチドフィ
ルタ２０５は、サンプル時間で動作しシンボル長毎のタ
ップを持つシフトレジスタ列２５２と、参照用の同期パ
ターンの一部のシンボル列（(R₁₀,R₁₁,R₁₂)を出力する
参殿用同期パターンメモリ２５３と、シフトレジスタ列
２５２のタップと参照用同期パターンメモリ２５３に対
して乗算を行う乗算器２５４と、すべての乗算器２５４
出力を加算する加算器２５５とからなる。これにより、
パスサーチ用シンボルマッチドフィルタ２０５では、シ
ンボル周期で同相に合わせた巡回加算が可能となり、伝
搬路（パス）推定に用いることができる。こうして得ら
れた同相加算波形は、同期制御部２０４のウィンドウ部
２４２へ出力される。

【００３５】シンボルサンプリング部２０６は、同期制
御部２０４から出力されるピークのタイミングを用い
て、シンボル毎に少なくとも１回、検波部２０２から出
力される検波波形をサンプリングする。さらに、同期制
御部２０４から出力されるピークのレベル（電力）を用
いてＲＡＫＥ合成を行い、シンボルを得る。シンボルサ
ンプリング部２０６は、こうして得られたシンボルを、
データ判定部２０７へ出力する。データ判定部２０７
は、このシンボルに基づくデータ判定を行い、出力デー
タを得る。ここで、受信信号が図１で示されるフレーム
フォーマットに場合、データ判定部２０７の出力データ
は上位レイヤヘと出力される。一方、受信信号が図２で
示されるフレームフォーマットの場合、データ判定部２
０７の出力データにはデータブロック１０４と挿入パタ
ーン１０５とが含まれている。したがって、データ判定
部２０７の出力データはデータ再構成部２０８へ出力さ
れ、データ判定部２０７の出力データから挿入パターン
１０５を取り除き少なくとも１つのデータブロック１０
４をつなげることにより、再構成したデータ１０３を上
位レイヤへ出力する。

【００３６】図５は本発明における受信動作を表すフロ
ーチャートである。

【００３７】まず、送信あるいは受信などの処理を終了
した通信機は受信待機開始の状態となる（３０１）。こ
の状態で受信機は、同期捕捉用シンボルマッチドフィル
タ２０３を用いた同期捕捉動作を行う（３０２）。その
結果に基づき、同期制御部２０４は同期捕捉が成立した
か否かの判定を行う（３０３）。同期捕捉が不成立であ
れば処理３０２に戻る（３０３，Ｎ）。同期捕捉動作が
成立すれば、同期制御部２０４がパスサーチなどの同期
制御を行い（３０４）、データ復調を開始する（３０
５）。データ復調において、データ再構成部２０８は、
既知の挿入パターンのタイミングであるか否かを判定す
る（３０６）。

【００３８】挿入パターンのタイミングでなければ（３
０６，Ｎ）、受信データを上位レイヤヘ出力し（３０
８）、挿入パターンのタイミングであれば（３０６，
Ｙ）、挿入パターンを除外する。次に、受信データが終
了した否かを判定し（３０９）、終了していなければ処
理３０６に戻り（３０９，Ｎ）、終了していれば（３０
９，Ｙ）受信完了の状態となる（３１０）。

【００３９】以上のようなスペクトル拡散通信機を用い
ると、送信機が、送信機の上位レイヤから渡されたデー
タをもとに本発明のフレーム構成方法を用いて送信し、
受信機が、受信したフレームをもとにデータを再構成し
て受信機の上位レイヤに渡すことができる。

【００４０】ここで、データ部１０３の長さが同期パタ
ーン１０２の長さ以上となる場合には、データ部１０３
は少なくとも２つのデータブロック１０４に分割され、
各データブロック１０４間に挿入パターン１０５を挿入
する理由について図６，７を参照して説明する。

【００４１】図６、７は受信機の受信動作の一例を示す
シーケンス図であり、図６はデータ長が同期パターン長
より短い、またはデータの一部が希望する送信元の同期
パターンと一致しない場合を表し、図７はデータ長が同
期パターン長以上であり、データの一部が希望する送信
元の同期パターンと一致してしまう場合を表す。非希望
送信元送信機６０１、希望送信元送信機６０２、受信機
６０３のそれぞれから下へ向かう点線は時間軸を表す。

【００４２】まず、図６の場合、非希望送信元送信機６
０１は、電力調整パターン６１１、同期パターン６１
２、データ６１３からなるフレームを送信する。これに
対して、受信機６０３の同期捕捉は、同期パターン６１
２が非希望の同期パターンであるため成立せず、受信機
６０３のデータ復調動作は行われない。次に、希望送信
元送信機６０２は、電力調整パターン６２１、同期パタ
ーン６２２、データ６２３からなるフレームを送信す
る。これに対して、受信機６０３の同期捕捉は、同期パ
ターン６２２が希望の同期パターンであるため成立し、
受信機６０３のデータ復調動作６３１が行われる。この
ように、非希望送信元送信機６０１のフレームと希望送
信元送信機６０２のフレームが時間的に重なっていて
も、受信機６０３は希望送信元送信機６０２のフレーム
だけを復調できる。

【００４３】一方、図７の場合、図６と同様、非希望送
信元送信機６０１が送信した同期パターン６１２は非希
望の同期パターンであるため、受信機６０３の同期捕捉
は成立しない。しかし、続くデータ７１３には、希望の
同期パターン６２２と一致するパターンが含まれている
ことから、受信機６０３の同期捕捉が成立し、誤ったデ
ータ従調動作７３１が行われる。さらに、このとき希望
送信元送信機６０２が希望の同期パターン６２２を送信
したとすると、受信機６０３は、データ復調動作７３１
の間、同期捕捉動作が行えないため、同期捕捉が成立せ
ず希望するデータを復調できないことになる。

【００４４】このようにデータ長が同期パターン長以上
になる場合、データの一部が同期パターンと一致してし
まうことにより、誤検出が発生することがある。また、
誤検出を避けるためにデータ長を同期パターン長より短
くすることは、スループットの低下につながる。したが
って、データ長が同期パターン長以上になる場合にも、
本発明のようにデータ部を複数個のデータブロックに分
割し、挿入パターンを挿入することで上述のような誤検
出の発生がなく、且つ、データ長を同期パターン長より
短くする必要も無いのでスループットの低下もない。

【００４５】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、拡散
符号を用いて非同期多元接続を行うスペクトラム拡散通
信において、本発明のフレーム構成方法を利用するスペ
クトル拡散通信方式及びスペクトル拡散通信機を用いる
と、同一の拡散符号と同一の周波数帯を用いて、希望信
号と非希望信号が非同期で送信され、それらの伝搬時刻
が重なった場合でも、データ長に関わらず希望信号のみ
の受信を可能にする。また、データが長く、その一部が
同期パターンと一致してしまうことによる誤検出も防ぐ
ことができる。従って、長いデータを含むフレームにも
対応でき、スループットが向上する。また、挿入パター
ンはデータブロックに対してきわめて短くできるため、
挿入パターンの導入によるスループットの低下は小さ
い。

【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方式に利用さ
れる送信フレームのフォーマットを示した図である。

【図２】本発明によるスペクトル拡散通信方式に利用さ
れる送信フレームの他のフォーマットを示した図であ
る。

【図３】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４】本発明による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５】図４で示される受信機内で行われる受信動作を
示したフローチャートである。

【図６】データ長が同期パターン長より短い、またはデ
ータの一部が希望する送信元の同期パターンと一致しな
い場合のシークエンス図である。

【図７】データ長が同期パターン長以上であり、データ
の一部が希望する送信元の同期パターンと一致してしま
う場合を表すシークエンス図である。

【符号の説明】

１０１ 電力調整パターン １０２ 同期パターン １０３ データ １０４ データブロック １０５ 挿入パターン １１１ パターン生成部 １１２ フレーム生成部 １１３ 差動符号化 １１４ 拡散変調部 １１５ アップコンバータ １１６ アンテナ ２０１アンテナ ２０２ 検波部 ２０３ 同期捕捉用シンボルマッチトフィルタ ２０４ 同期制御部 ２０５ パスサーチ用シンボルマッチトフィルタ ２０６ シンボルサンプリング部 ２０７ データ判定部 ２２１ダウンコンバータ ２２２ Ａ／Ｄ変換部 ２２３ マッチトフィルタ ２２４ 遅延検波部 ２３１ 符号抽出部 ２３２、２５２ シフトレジスタ列 ２３３、２５３ 参照用同期パターンメモリ ２３４、２５４ 乗算器 ２３５、２５５ 加算器 ２４１ しきい値判定部 ２４２ ウィンドウ部 ２４３ ピークサーチ部 ６０１ 非希望送信元送信機 ６０２ 希望送信元送信機 ６０３ 受信機 ６１１、６２１ 電力調整パターン ６１２、６２２ 同期パターン ６１３、６２３、７１３ データ ６３１、７３１ データ復調動作

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 武志 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） 5K022 EE02 EE13 EE22 EE25 EE33 EE36 5K047 AA12 BB01 HH12 HH42 MM03 MM12 MM27 MM38

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡散符号を用いて非同期多元接続を行う
   スペクトル拡散通信方式において、 電力調整パターンと、同期パターンと、データ部とを時
   間順に並べて構成した送信フレームであって、少なくと
   も前記データ部の長さが前記同期パターン長以上の場合
   に、前記データ部は複数のデータブロックに分割され、
   各データブロックごとに適宜な挿入パターンが挿入され
   るように送信フレームを構成したこと、を特徴とするス
   ペクトル拡散通信方式。
2. 【請求項２】 前記送信フレームの前記同期パターンの
   系列長をＮとし、前記挿入パターンの系列長をＬとする
   時、 前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）以下の複数のデータブロ
   ックに分割され、 ＮとＬの関係は、Ｌ＜Ｎ を満足するものとし、 前記挿入パターンは、前記同期パターンの中の長さＬの
   部分系列に一致しないパターンであること、 を特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散通信方式。
3. 【請求項３】 前記挿入パターンは、前記同期パターン
   に対して０回から（Ｎ−Ｌ）回までシフトを行って比較
   しても全て一致しないパターンであること、を特徴とす
   る請求項２記載のスペクトル拡散通信方式。
4. 【請求項４】 前記同期パターンはｍ系列の疑似雑音符
   号であること、を特徴とする請求項２または３記載のス
   ペクトル拡散通信方式。
5. 【請求項５】 ｍ系列の同期パターンの生成シフトレジ
   スタ段数がＭである時、 前記挿入パターンは、長さＭの全て０からなるパターン
   か、あるいは長さ（Ｍ＋１）以上で全て１からなるパタ
   ーンであること、を特徴とする請求項４記載のスペクト
   ル拡散通信方式。
6. 【請求項６】 拡散符号を用いて非同期多元接続を行う
   スペクトル拡散通信機の送信機であって、 電力調整パターンと、同期パターンと、挿入パターンと
   を生成するパターン生成部と、該パターン生成部の出力
   と上位レイヤからの送信データを用いて送信フレームを
   生成するフレーム生成部と、生成されたフレーム中のシ
   ンボルに対して差動符号化を行う差動符号部と、差動符
   号化されたシンボルに対し拡散符号を用いて拡散変調を
   行う拡散変調部と、拡散変調されたベースバンド送信信
   号をＲＦ信号に変換するアップコンバータと、ＲＦ送信
   信号を電波として送信するアンテナとを有するからなる
   送信機を有し、該フレーム生成部は、少なくとも前記デ
   ータ部の長さが前記同期パターン長以上の場合に、前記
   データ部を複数のデータブロックに分割し、前記パター
   ン生成部で生成された前記挿入パターンが各データブロ
   ック間に挿入されるように送信フレームを構成したこと
   を特徴とする送信機。
7. 【請求項７】 前記送信フレームの前記同期パターンの
   系列長をＮとし、前記挿入パターンの系列長をＬとする
   時、 前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）以下の複数のデータブロ
   ックに分割され、 ＮとＬの関係は、Ｌ＜Ｎ を満足するものとし、 前記挿入パターンは、前記同期パターンの中の長さＬの
   部分系列に一致しないパターンであること、 を特徴とする請求項６記載の送信機。
8. 【請求項８】 拡散符号を用いて非同期多元接続を行う
   スペクトル拡散通信機の受信機であって、 電力調整パターンと、同期パターンと、データ部とを時
   間順に並べて構成した送信フレームを受信するアンテナ
   と、該アンテナよりの受信信号を入力する検波部と、該
   検波部からの出力信号に基づいて同期捕捉動作を行う同
   期捕捉用シンボルマッチドフィルタと、前記検波部から
   の出力信号に基づいて同相加算波形を出力するパスサー
   チ用シンボルマッチドフィルタと、前記同期捕捉用シン
   ボルマッチドフィルタからの出力信号に基づいて同期捕
   捉成立の判定を行い、前記パスサーチ用シンボルマッチ
   ドフィルタからの出力信号に基づいて、同期成立時での
   同相加算波形のピークタイミング及びピークレベルを検
   出する同期制御部と、該同期制御部からのピークタイミ
   ングとピークレベルに基づいて前記検波部からの出力信
   号を、シンボル毎にサンプリングし、合成するシンボル
   サンプリング部と、該シンボルサンプリング部からの出
   力に基づいてデータ判定を行い、データ復調を行うデー
   タ判定部と、該データ判定部からの出力に前記挿入パタ
   ーンが含まれている場合には、該挿入パターンを取り除
   き、前記データブロックをつなげることにより、再構成
   したデータを上位レイヤへ出力するデータ再構成部と、 を有することを特徴とする受信機。
9. 【請求項９】 前記データ再構成部は、既知の挿入パタ
   ーンのタイミングであるか否かの判定に基づいて受信信
   号中に前記挿入パターンが挿入されているか否かを判定
   し、該挿入パターンのタイミングでなければ復調データ
   を上位レイヤへ出力し、該挿入パターンのタイミングで
   あれば前記挿入パターンを復調データから除外し、同じ
   く前記データ再構成部において、受信データが終了した
   か否かを判定し、終了していなければ挿入パターンのタ
   イミング判定に戻り、終了していれば受信完了と判定す
   る、 ことを特徴とする請求項８記載の受信機。
10. 【請求項１０】 前記送信フレームの前記同期パターン
    の系列長をＮとし、前記挿入パターンの系列長をＬとす
    る時、 前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）以下の複数のデータブロ
    ックに分割され、 ＮとＬの関係は、Ｌ＜Ｎ を満足するものとし、 前記挿入パターンは、前記同期パターンの中の長さＬの
    部分系列に含まれないパターンであること、 を特徴とする請求項８記載の受信機。
11. 【請求項１１】 拡散符号を用いて非同期多元接続を行
    うスペクトル拡散通信機であって、 電力調整パターンと、同期パターンと、挿入パターンと
    を生成するパターン生成部と、該パターン生成部の出力
    と上位レイヤからの送信データを用いて送信フレームを
    生成するフレーム生成部と、生成されたフレーム中のシ
    ンボルに対して差動符号化を行う差動符号部と、差動符
    号化されたシンボルに対し拡散符号を用いて拡散変調を
    行う拡散変調部と、拡散変調されたベースバンド送信信
    号をＲＦ信号に変換するアップコンバータと、ＲＦ送信
    信号を電波として送信するアンテナとを有する送信機で
    あって、該フレーム生成部は、少なくとも前記データ部
    の長さが前記同期パターン長以上の場合に、前記データ
    部を複数のデータブロックに分割し、前記パターン生成
    部で生成された前記挿入パターンが各データブロック間
    に挿入されるように送信フレームを構成した送信機と、 電力調節パターンと、同期パターンと、データ部とを時
    間順に並べて構成した送信フレームを受信するアンテナ
    と、該アンテナよりの受信信号を入力する検波部と、該
    検波部からの出力信号に基づいて同期捕捉動作を行う同
    期捕捉用シンボルマッチドフィルタと、前記検波部から
    の出力信号に基づいて同相加算波形を出力するパスサー
    チ用シンボルマッチドフィルタと、前記同期捕捉用シン
    ボルマッチドフィルタからの出力信号に基づいて同期捕
    捉成立の判定を行い、前記パスサーチ用シンボルマッチ
    ドフィルタからの出力信号に基づいて、同期成立時での
    同相加算波形のピークタイミング及びピークレベルを検
    出する同期制御部と、該同期制御部からのピークタイミ
    ングとピークレベルに基づいて前記検波部からの出力信
    号を、シンボル毎にサンプリングし、合成するシンボル
    サンプリング部と、該シンボルサンプリング部からの出
    力に基づいてデータ判定を行い、データ復調を行うデー
    タ判定部と、該データ判定部からの出力に前記挿入パタ
    ーンが含まれている場合には、該挿入パターンを取り除
    き、前記データブロックをつなげることにより、再構成
    したデータを上位レイヤへ出力するデータ再構成部とか
    らなる受信機とを有すること、 を特徴とするスペクトル拡散通信機。
12. 【請求項１２】 前記送信フレームの前記同期パターン
    の系列長をＮとし、前記挿入パターンの系列長をＬとす
    る時、 前記データ部は長さ（Ｎ−Ｌ）以下の複数のデータブロ
    ックに分割され、 ＮとＬの関係は、Ｌ＜Ｎ を満足するものとし、 前記挿入パターンは、前記同期パターンの中の長さＬの
    部分系列に一致しないパターンであること、 を特徴とする請求項１１記載のスペクトル拡散通信機。