JP2006174384A - Receiver for receiving code spread pulse signals and communication equipment using it - Google Patents

Receiver for receiving code spread pulse signals and communication equipment using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that complicated hardware is required for maintaining highly accurate synchronization in a UWB-IR communication system of a high time resolution. <P>SOLUTION: A communication system using a pulse string spread by a spreading code as transmission signals comprises a part for acquiring pulse data whose timings are shifted from each other in the same cycle as reception pulses and a part for performing code correlation by the respective pulse data, synchronization error signals are generated by using the two signals, and a pulse data acquisition timing is controlled on the basis of the synchronization error signals. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、拡散符号により拡散されたパルス列を伝送信号として用いる通信システムにおける受信装置及びそれを用いた通信装置に関するものである。   The present invention relates to a receiving apparatus in a communication system using a pulse train spread by a spreading code as a transmission signal and a communication apparatus using the receiving apparatus.

本発明は、ウルトラワイドバンド信号受信装置のような、拡散符号により拡散されたパルス列を伝送信号として用いる通信システムに係り、特に同伝送信号に対する同期追跡装置を備えた受信装置及びそれを用いた通信装置に関する。   The present invention relates to a communication system such as an ultra-wideband signal receiver that uses a pulse train spread by a spread code as a transmission signal, and more particularly, a receiver including a synchronization tracking device for the transmission signal and a communication using the same Relates to the device.

近年、携帯電話や無線LAN(Local Area Network)等の無線端末装置が著しく普及し、利用する周波数帯もGHz帯に及んできている。そのため、新しい周波数帯が見出し難い状況にある。そのような状況の中で、パルス幅が極めて狭い(例えば、1ns近辺)インパルス状の複数のパルスからなるパルス列(以下、単にパルス列)を用いる通信方式が周波数資源の新しい利用方法として注目されるようになってきた。そのようなパルス列を用いる通信方式として、例えば、ウルトラワイドバンドインパルスラジオ(以下「UWB−IR」と略称する)通信方式がある。その一例として、ガウシアンモノパルスをPPM(Pulse Position Modulation)方式で変調するUWB−IR通信システムが非特許文献1に開示されている。   In recent years, wireless terminal devices such as mobile phones and wireless local area networks (LANs) have remarkably spread, and the frequency band used has reached the GHz band. For this reason, it is difficult to find a new frequency band. Under such circumstances, a communication method using a pulse train (hereinafter simply referred to as a pulse train) composed of a plurality of impulse-like pulses having a very narrow pulse width (for example, around 1 ns) will be attracting attention as a new method of using frequency resources. It has become. As a communication method using such a pulse train, for example, there is an ultra wide band impulse radio (hereinafter abbreviated as “UWB-IR”) communication method. As an example, Non-Patent Document 1 discloses a UWB-IR communication system that modulates a Gaussian monopulse by a PPM (Pulse Position Modulation) method.

これらのパルス列を用いた通信方式では、通常の連続波を用いた信号伝送とは異なり、断続的なエネルギー信号の送受信によって情報の伝送が行なわれる。
パルス列を構成するパルスが上述のように非常に狭いパルス幅を持つので、その信号スペクトラムは通常の連続波を用いた通信に比べて周波数帯域が拡がり、信号のエネルギーが分散される。その結果、単位周波数帯域当たりの信号エネルギーは微小のものとなる。従って、他の通信システムと干渉を起こすことなく通信が可能となり、周波数帯域の共有が可能になる。
In communication systems using these pulse trains, information transmission is performed by intermittent transmission and reception of energy signals, unlike signal transmission using normal continuous waves.
Since the pulses constituting the pulse train have a very narrow pulse width as described above, the signal spectrum has a wider frequency band than that of communication using a normal continuous wave, and the signal energy is dispersed. As a result, the signal energy per unit frequency band is very small. Therefore, communication is possible without causing interference with other communication systems, and frequency bands can be shared.

UWB−IR通信方式における信号波形として、例えば、BPSK(Binary Phase Shift Keying)変調によりパルス列を変調したUWB信号波形がある。この波形では、送信データの値"1"又は"0"に応じてパルス列の極性が反転する。PPM変調型のUWB通信装置の例が特許文献2に開示されている。   As a signal waveform in the UWB-IR communication system, for example, there is a UWB signal waveform obtained by modulating a pulse train by BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulation. In this waveform, the polarity of the pulse train is inverted according to the transmission data value “1” or “0”. An example of a PPM modulation type UWB communication apparatus is disclosed in Patent Document 2.

次に、UWB−IR通信方式では、一般的に、パルス列を拡散符号により拡散する直接拡散が採用される。この場合、拡散された複数のパルスが1個のデータ値に対応する。直接拡散型UWB−IR通信装置の例が特許文献1及び特許文献5に開示されている。   Next, in the UWB-IR communication system, in general, direct spreading in which a pulse train is spread by a spreading code is employed. In this case, a plurality of spread pulses correspond to one data value. Examples of the direct diffusion type UWB-IR communication device are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 5.

直接拡散を用いる通信方式では、受信において、到来する信号の拡散信号と、受信装置が生成する拡散符号とで同期の維持を行う、同期追跡が行なわれる(特許文献3、特許文献4参照)。   In a communication method using direct spreading, synchronization tracking is performed in reception, in which synchronization is maintained between a spread signal of an incoming signal and a spread code generated by a receiving apparatus (see Patent Documents 3 and 4).

また、従来、同期保持装置として、変調インパルスと拡散符号系列との相関検出タイミングを保持するものがあった(例えば、特許文献6参照)。   Conventionally, there has been a synchronization holding device that holds a correlation detection timing between a modulated impulse and a spread code sequence (see, for example, Patent Document 6).

特開2002−335189号公報JP 2002-335189 A 特表平10−508725号公報Japanese National Patent Publication No. 10-508725 特開2003−32225号公報JP 2003-32225 A 国際公開第WO0193444号パンフレットInternational Publication No. WO0193444 Pamphlet 特開2002−335228号公報JP 2002-335228 A 特開2003−110466号公報JP 2003-110466 A モエ・ゼット・ウィン(Moe Z. Win)他著、「インパルスラジオ:その動作(Impulse Radio: How It Works)」、米国文献アイ・イー・イー・イー・コミュニケーションズ・レターズ(IEEE Communications Letters)第2巻第2号、第36頁〜第38頁(1998年2月)Moe Z. Win et al., “Impulse Radio: How It Works”, US literature, IEEE Communications Letters 2nd Volume 2, page 36-38 (February 1998)

UWB−IR通信において、直接拡散を用いることによって他の通信システムへの干渉の一層の低減が得られるが、その高い時間分解能のため同期を維持するために比較的複雑で大規模なハードウェアが必要とする難点があった。以下に、同期追跡のための問題を、直接拡散を用いるBPSK変調型UWB−IR通信方式を対象に説明する。   In UWB-IR communication, the use of direct spreading provides further reduction of interference to other communication systems, but relatively high complexity and large hardware is required to maintain synchronization due to its high time resolution. There was a difficulty that I needed. In the following, the problem for synchronization tracking will be described for the BPSK modulation type UWB-IR communication system using direct spreading.

図35は、特許文献3に開示されたような直接拡散を用いたBPSK変調型の、同期追跡機能を備えたUWB−IR受信装置の概略構成を示すブロック図である。受信装置は、アンテナ330、RFフロントエンド部(RFFE)331、乗算部332C、332D、332E、積分部(INT)333C、333D、333E、減算部334、ループフィルタ(LF)335、シンセサイザ(SYN)336、拡散符号生成部(SCG)337、パルス生成部(PG)338、遅延部(DLY)339a、339bを含んで構成される。   FIG. 35 is a block diagram showing a schematic configuration of a UWB-IR receiving apparatus having a synchronization tracking function of a BPSK modulation type using direct spreading as disclosed in Patent Document 3. The receiving apparatus includes an antenna 330, an RF front end unit (RFFE) 331, multiplication units 332C, 332D, 332E, an integration unit (INT) 333C, 333D, 333E, a subtraction unit 334, a loop filter (LF) 335, and a synthesizer (SYN). 336, a spread code generation unit (SCG) 337, a pulse generation unit (PG) 338, and delay units (DLY) 339a and 339b.

PG331は、アンテナ330において受信された信号に対して、必要に応じて増幅、ノイズ除去、周波数変換などの信号処理を行ない、受信信号を出力する。3つの乗算部332C、332D、332Eにおいて、PG338において発生したテンプレートパルス列が、二つのDLY339a、339bによって遅延が加えられた3つの信号と、RFフロントエンド331からの受信信号を乗算し、それぞれINT333C、333D、333Eにおいて1シンボル時間(=各基準信号区間)だけ積分される。   The PG 331 performs signal processing such as amplification, noise removal, and frequency conversion on the signal received by the antenna 330 as necessary, and outputs a received signal. In the three multipliers 332C, 332D, and 332E, the template pulse train generated in PG338 multiplies the three signals delayed by the two DLY339a and 339b and the received signal from the RF front end 331, respectively, INT333C, In 333D and 333E, integration is performed for one symbol time (= each reference signal interval).

SCG337は、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列を、シンセサイザ336より出力された基準クロックに同期して発生する。PG338は、SCG337により生成された拡散符号系列に同期してテンプレートパルス列を生成する。このとき、拡散符号系列の各符号に応じて、パルスの極性は反転させられる。   The SCG 337 generates the same spreading code sequence that is used for direct spreading on the transmission side in synchronization with the reference clock output from the synthesizer 336. The PG 338 generates a template pulse train in synchronization with the spreading code sequence generated by the SCG 337. At this time, the polarity of the pulse is inverted according to each code of the spread code sequence.

乗算部332C、332D、332Eに入力される3つのテンプレートパルス列のうち、最も時間的に進んだ信号が乗算される成分(進み成分)と最も遅れた信号が乗算される成分(遅れ成分)の積分結果の差が、減算部334において計算され、上記差信号がLF335を介してSYN336を制御する。また時間的に中間の信号が乗算される成分は、復調用信号として利用される。   Of the three template pulse trains input to the multipliers 332C, 332D, and 332E, the integration of the component that is multiplied by the most advanced signal (advance component) and the component that is multiplied by the most delayed signal (delay component) The difference between the results is calculated in the subtracting unit 334, and the difference signal controls the SYN 336 via the LF 335. A component multiplied by a temporally intermediate signal is used as a demodulation signal.

図36を用いて、図35における上記受信装置の同期追跡機能を概念的に説明する。
図36の(a)は、受信パルスとテンプレートパルス列が一致している場合を示す。この場合、進み成分と遅れ成分の積分結果は同レベルである。図36の(b)は、受信パルスがテンプレートパルス列に比べて時間的に早い場合を示す。この場合、進み成分の積分結果が遅れ成分の積分結果に比べて大きくなる。この場合、SYN336において、出力タイミングが早まるように制御される。図36の(c)は、逆に受信パルスがテンプレートパルス列に比べて時間的に遅い場合を示す。この場合、進み成分の積分結果が遅れ成分の積分結果より小さくなる。この場合、SYN336において、出力タイミングが遅れるように制御される。上記手順において、受信パルスとのテンプレートパルス列との同期が維持される。
36, the synchronization tracking function of the receiving apparatus in FIG. 35 will be conceptually described.
FIG. 36 (a) shows a case where the received pulse and the template pulse train match. In this case, the integration result of the lead component and the delay component is at the same level. FIG. 36 (b) shows a case where the received pulse is earlier in time than the template pulse train. In this case, the integration result of the lead component is larger than the integration result of the delay component. In this case, the SYN 336 is controlled so that the output timing is advanced. FIG. 36 (c) shows a case where the received pulse is later in time than the template pulse train. In this case, the integration result of the lead component is smaller than the integration result of the delay component. In this case, the SYN 336 is controlled so that the output timing is delayed. In the above procedure, synchronization with the received pulse and the template pulse train is maintained.

上記構成の場合、乗算部332C、332D、332Eにおける、乗算は非常にパルス幅が細いため、広帯域な入力信号である。しかし積分部333C、333D、333Eにおいては、1シンボル時間(各基準信号区間)の積分のために、積分時間の長い積分器が必要となる。したがって全てアナログ回路で上記構成を実現しようとすると、高速な入力に対応しかつ非常に容量の大きい積分器が必要となりハードウェア規模、消費電力の増大を招く。   In the case of the above configuration, multiplication in the multipliers 332C, 332D, and 332E is a wide-band input signal because the pulse width is very narrow. However, in the integration units 333C, 333D, and 333E, an integrator having a long integration time is required for integration for one symbol time (each reference signal section). Therefore, if it is intended to realize the above configuration with all analog circuits, an integrator having a very large capacity corresponding to a high-speed input is required, resulting in an increase in hardware scale and power consumption.

図37に、演算増幅器を用いたアナログ積分器の構成例を示す。350は演算増幅器を示す。この構成を用いる場合、長い時間での積分が可能であるが、広帯域な入力信号に対応するために、帰還回路を持つ構成により演算増幅器350を高速動作させる必要があるために消費電量の増大が見込まれる。また高速動作を可能とするため、gm-C積分器などの、帰還回路を有せず積分器を構成する方法もあるが、出力の寄生抵抗が存在するため、容量にためられた電荷がもれる。そのため、長時間の積分を行うために大きな容量が必要である。   FIG. 37 shows a configuration example of an analog integrator using an operational amplifier. Reference numeral 350 denotes an operational amplifier. When this configuration is used, integration over a long time is possible. However, in order to cope with a wideband input signal, it is necessary to operate the operational amplifier 350 at a high speed with a configuration having a feedback circuit, so that power consumption increases. Expected. In order to enable high-speed operation, there is a method of configuring an integrator without a feedback circuit, such as a gm-C integrator, but since there is a parasitic resistance of the output, the charge accumulated in the capacitor is also reduced. It is. Therefore, a large capacity is required to perform integration for a long time.

また、全てディジタル回路で実現する場合、非常に高速なサンプリングが必要となり、大規模で高速なディジタル信号処理が必要となる。例えば2nsのパルス幅を用いる場合1GHz程度のサンプリング周波数が必要である。   Further, when all are realized by digital circuits, very high-speed sampling is required, and large-scale and high-speed digital signal processing is required. For example, when using a pulse width of 2 ns, a sampling frequency of about 1 GHz is required.

また、各通信において受信レベルが一定でないと追跡性能が変化するため、VGA(バリアブルゲインアンプ)を用意し、各通信セッション毎にVGAを制御する必要がある。しかしパルス通信においては、パルスが間欠的に到来するため、短い時間でパルスを捉えVGAを制御するのは困難である。
また、受信経路を3成分に分割する必要があるため、部品点数の増大が問題となる。
In addition, since the tracking performance changes if the reception level is not constant in each communication, it is necessary to prepare a VGA (variable gain amplifier) and control the VGA for each communication session. However, in pulse communication, since pulses arrive intermittently, it is difficult to control the VGA by capturing the pulses in a short time.
Further, since it is necessary to divide the reception path into three components, an increase in the number of parts becomes a problem.

本発明の目的は、上記課題を解決し、拡散符号により拡散されたパルス列を用いて信号を送受信するときに、より簡単な構成で同期追跡できる機能を具備する受信装置及びそれを用いた通信装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a receiving device having a function capable of synchronous tracking with a simpler configuration when transmitting and receiving signals using a pulse train spread by a spreading code, and a communication device using the receiving device Is to provide.

上記目的を達成するための本発明の第1の観点における受信装置は、拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置であって、到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ2つの異なる位相タイミングにおいて、1つあるいは複数の基準信号にまたがる任意の周期毎に、パルス相関を行ない上記受信パルスのパルスデータを取得するパルスデータ取得機能部と、上記2つの異なる位相タイミングのパルスデータと上記拡散符号との符号相関を行ない、得られた両相関信号から上記受信パルスと上記各位相タイミングとの同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記位相タイミングを修正する同期追跡処理機能部とを具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a receiving apparatus according to a first aspect of the present invention is a receiving apparatus that receives a pulse signal spread by a spreading code, and has a period substantially the same as that of an incoming received pulse signal, and 2 At two different phase timings, a pulse data acquisition function unit that obtains pulse data of the received pulse by performing pulse correlation for each arbitrary period spanning one or a plurality of reference signals, and pulse data of the two different phase timings And the spread code, and a synchronization error signal between the received pulse and each phase timing is extracted from both obtained correlation signals, and the phase timing is corrected based on the synchronization error signal. And a tracking processing function unit.

上記目的を達成するための本発明の第2の観点における受信装置は、拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置であって、到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ互いに異なる二つの位相タイミングで、二つのパルスデータを取得する並列パルスデータ取得部と、上記パルスデータを取得する位相タイミングを与えるタイミング信号生成部と、上記取得された上記二つのパルスデータと上記拡散符号との相関をとる符号相関部と、上記二つのパルスデータ毎に符号相関された第1の相関結果と第2の相関結果とから、同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記タイミング信号生成部を制御して上記パルスデータを取得する位相タイミングを修正する同期追跡処理部と、を具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a receiving apparatus according to a second aspect of the present invention is a receiving apparatus that receives a pulse signal spread by a spreading code, and has substantially the same period as that of an incoming received pulse signal, and A parallel pulse data acquisition unit that acquires two pulse data at two different phase timings, a timing signal generation unit that provides a phase timing for acquiring the pulse data, the two pulse data acquired and the spreading code A synchronization error signal is extracted from the first correlation result and the second correlation result code-correlated for each of the two pulse data, and based on the synchronization error signal, A synchronization tracking processor that controls the timing signal generator to correct the phase timing for acquiring the pulse data.

上記目的を達成するための本発明の第3の観点における受信装置は、拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置であって、前記受信パルスのデータの進み成分と遅れ成分を、到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ互いに異なる位相タイミングで交互に取得するパルスデータ取得部と、上記パルスデータを取得する位相タイミングを与えるタイミング信号生成部と、上記取得された上記パルスデータの進み成分及び遅れ成分と上記拡散符号との相関をとる符号相関部と、上記進み成分と遅れ成分毎に符号相関された2つの相関結果から、同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記タイミング信号生成部を制御して上記パルスデータを取得する位相タイミングを修正する同期追跡処理部と、を具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a receiving apparatus according to a third aspect of the present invention is a receiving apparatus that receives a pulse signal spread by a spreading code, and receives a leading component and a lag component of data of the received pulse. A pulse data acquisition unit that alternately acquires the received pulse signal at substantially the same period and at different phase timings, a timing signal generation unit that provides a phase timing for acquiring the pulse data, and the acquired pulse data A synchronization error signal is extracted from two correlation results obtained by code correlation for each of the advance component and the delay component, and the synchronization error signal A synchronization tracking processing unit that controls the timing signal generation unit to correct the phase timing for acquiring the pulse data. And it features.

本発明により、拡散符号により拡散されたパルス列を用いて信号を送受信するときに簡単な構成、処理で同期維持が可能となる。   According to the present invention, synchronization can be maintained with a simple configuration and processing when a signal is transmitted and received using a pulse train spread by a spreading code.

以下に記述する本発明の各実施例の構成により、パルスデータの取得がパルスデータ取得部において行われ、符号相関が別のブロックで上記パルスデータ毎に行われ、その相関結果をパルスの同期維持に用いることで、広帯域な入力でかつ長時間の積分が必要な部分がなくなりハードウェアが簡単な構成となる。以下、本発明の各実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。   According to the configuration of each embodiment of the present invention described below, pulse data is acquired in the pulse data acquisition unit, code correlation is performed for each pulse data in another block, and the correlation result is maintained in synchronization with the pulse. As a result, there is no part that requires a wide-band input and integration for a long time, and the hardware becomes a simple configuration. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の一実施形態になる受信装置を、図1〜図16で説明する。
まず、図1に、本発明の実施例1としての受信装置のブロック構成図を示す。図1において、拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置303は、アンテナ000、パルスデータ取得機能部3031、同期追跡処理機能部3032及び両者部間に位置し両機能の一部を有するIF部(IF) 013を具備している。パルスデータ取得機能部3031は、RFフロントエンド部(RFFE) 011、並列パルスデータ取得部(PGETPD)012を有し、到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ2つの異なる位相タイミングにおいて、パルス相関を行ない上記受信パルスのパルスデータを取得する。同期追跡処理機能部3032は、符号相関部(CCRR) 014D、014E、同期追跡処理部(SYNCTRACK) 015、タイミング信号生成部(TIMSIGG) 016、符号相関・復調部(CCRR&DEMOD) 017、同期捕捉部(SYNCACQ) 018を具備し、上記2つの異なる位相タイミングのパルスデータと上記拡散符号との符号相関を行ない、得られた両相関信号から上記受信パルスと上記各位相タイミングとの同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記位相タイミングを修正する。また、上記2つの異なる位相タイミング成分の相関結果から復調用パルスデータを合成する。なお、パルスデータ取得機能部3031は主にアナログ回路で構成され、同期追跡処理機能部3032は、主にデジタル信号プロセッサで構成される。
A receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, FIG. 1 shows a block diagram of a receiving apparatus as Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a receiving device 303 that receives a pulse signal spread by a spreading code is located between an antenna 000, a pulse data acquisition function unit 3031, a synchronization tracking processing function unit 3032, and a part of both functions. IF section (IF) 013 is provided. The pulse data acquisition function unit 3031 includes an RF front-end unit (RFFE) 011 and a parallel pulse data acquisition unit (PGETPD) 012. The pulse data acquisition function unit 3031 has substantially the same period as the signal of the incoming reception pulse and two different phase timings. Pulse correlation is performed to obtain pulse data of the received pulse. The synchronization tracking processing function unit 3032 includes a code correlation unit (CCRR) 014D, 014E, a synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK) 015, a timing signal generation unit (TIMSIGG) 016, a code correlation / demodulation unit (CCRR & DEMOD) 017, a synchronization acquisition unit ( SYNCACQ) 018, and performs code correlation between the pulse data of the two different phase timings and the spreading code, and extracts a synchronization error signal between the received pulse and the phase timings from both obtained correlation signals. The phase timing is corrected based on the synchronization error signal. Also, demodulation pulse data is synthesized from the correlation result of the two different phase timing components. The pulse data acquisition function unit 3031 is mainly configured by an analog circuit, and the synchronous tracking processing function unit 3032 is mainly configured by a digital signal processor.

また、本発明の実施例1の受信装置を用いた通信装置(送受信装置)の例を図2に示す。なお、この通信装置(送受信装置)は、後で述べる第2〜第6の実施例の受信装置のいずれかを用いて構成しても良いことは言うまでもない。   FIG. 2 shows an example of a communication device (transmission / reception device) using the receiving device according to the first embodiment of the present invention. Needless to say, this communication apparatus (transmission / reception apparatus) may be configured using any of the receiving apparatuses of the second to sixth embodiments described later.

図2の通信装置において、300はアンテナ、301はスイッチ(SWT)、302はUWB送信器(UWBTX)、303はUWB受信器(UWBRX)、304はベースバンド部(BB)、305はアプリケーション部(APL)を示す。BB 304は、APL 305から送信すべきデータを受け取り、ベースバンド処理を行い、送信データをUWBTX 302へ送り、UWBTX 302はデータを送信する。   2, 300 is an antenna, 301 is a switch (SWT), 302 is a UWB transmitter (UWBTX), 303 is a UWB receiver (UWBRX), 304 is a baseband unit (BB), 305 is an application unit ( APL). The BB 304 receives data to be transmitted from the APL 305, performs baseband processing, sends transmission data to the UWBTX 302, and the UWBTX 302 transmits data.

UWBRX 303は受信器であり、図1のように構成される。復調されたデータは、BB 304へ送られベースバンド処理がなされ、APL 305で活用される。SWT 301は送受信の信号を切り替えるために用いられる。   UWBRX 303 is a receiver and is configured as shown in FIG. The demodulated data is sent to the BB 304 for baseband processing and utilized by the APL 305. The SWT 301 is used for switching transmission / reception signals.

UWBTX 302は、例えば図3Aのように構成される。
図3Aにおいて、320は情報ソース(DATA)、321は拡散符号生成部(SCG)、322は乗算部、323はパルス生成部(PG)、324は高周波(以下「RF」と略称する)フロントエンド部(RFFE)、325はアンテナをそれぞれ示す。DATA 320は、送信すべき送信データを出力する。SCG 321は、PN(Pseudo-random Noise)系列などの拡散符号系列を出力する。このとき、上記拡散符号系列は、DATA 320が送信データを生成するレートより高速なレートで生成される。乗算部322によって、DATA 320から出力された送信データは、SCG 321によって生成された拡散符号系列と乗算されて直接拡散され、拡散データ列が生成される。
The UWBTX 302 is configured as shown in FIG. 3A, for example.
In FIG. 3A, 320 is an information source (DATA), 321 is a spread code generator (SCG), 322 is a multiplier, 323 is a pulse generator (PG), and 324 is a high frequency (hereinafter abbreviated as “RF”) front end. Reference numerals (RFFE) and 325 denote antennas. DATA 320 outputs transmission data to be transmitted. The SCG 321 outputs a spread code sequence such as a PN (Pseudo-random Noise) sequence. At this time, the spreading code sequence is generated at a rate faster than the rate at which DATA 320 generates transmission data. The transmission data output from DATA 320 by multiplication section 322 is multiplied by the spread code sequence generated by SCG 321 and directly spread to generate a spread data sequence.

PG 323は、乗算部322の出力である拡散データ列に応じて、送信パルス列を生成する。このとき拡散データ列の値に応じて、出力されるパルス列を構成するパルスの極性が反転させられる。PG 323で生成されたパルス列は、RFRE 324によって増幅や帯域制限などのRF信号処理を施されることによって送信信号に変換され、アンテナ325から送信される。   PG 323 generates a transmission pulse train in accordance with the spread data sequence that is the output of multiplication section 322. At this time, the polarity of the pulse constituting the output pulse train is inverted according to the value of the spread data train. The pulse train generated by PG 323 is converted into a transmission signal by being subjected to RF signal processing such as amplification and band limitation by RFRE 324 and transmitted from antenna 325.

本実施形態の受信装置がアンテナ000で受信する信号は、例えば図3Aの送信装置303が送信するBPSK変調及び直接拡散された、インパルス状のパルス列の信号であり、その一例を図3Bに示す。図3Bの(a)は、BPSK変調によりパルス列を変調したUWB信号波形の例である。この例において、基準信号は時間周期Tで区切られた4個のパルス信号(インパルス)からなるパルス列で構成され、各パルスの幅はWである。送信データの値“1”又は“0”に応じてパルス列の極性が反転する。図3Bの(b)は、PPM変調によりパルス列を変調したUWB−IR信号波形の例である。PPM変調では、送信データの値“1”又は“0”に応じてパルスの時間的位置がシフトする。なお、本発明は、基準信号が複数のパルス信号からなるパルス列で構成されるものに広く適用可能であることは言うまでもない。   The signal received by the receiving apparatus of the present embodiment with the antenna 000 is, for example, a BPSK modulated and directly spread pulse signal transmitted by the transmitting apparatus 303 of FIG. 3A, and an example thereof is shown in FIG. 3B. FIG. 3B (a) shows an example of a UWB signal waveform obtained by modulating a pulse train by BPSK modulation. In this example, the reference signal is composed of a pulse train composed of four pulse signals (impulses) divided by a time period T, and the width of each pulse is W. The polarity of the pulse train is inverted according to the value “1” or “0” of the transmission data. FIG. 3B (b) shows an example of a UWB-IR signal waveform obtained by modulating a pulse train by PPM modulation. In PPM modulation, the temporal position of a pulse is shifted according to the value “1” or “0” of transmission data. Needless to say, the present invention is widely applicable to a reference signal composed of a pulse train composed of a plurality of pulse signals.

本実施例の動作の理解を助けるために、図4に示す本実施例の各部の波形例を示す。以下、この図を参照しつつ説明する。なお、図4の前提となる実施例は、PGETPD 012として後で述べる図5の構成を用い、CCRR 014D、014Eとして図10の構成を用い、SYNCTRACK 015として図12の構成を用いたものである。   In order to help understanding of the operation of the present embodiment, an example of waveforms of each part of the present embodiment shown in FIG. 4 is shown. Hereinafter, description will be given with reference to this figure. 4 uses the configuration of FIG. 5 to be described later as PGETPD 012, the configuration of FIG. 10 as CCRR 014D and 014E, and the configuration of FIG. 12 as SYNCTRACK 015. .

図1の受信装置において、RFフロントエンド部(RFFE)011は、例えば図3Aの送信装置UWBTX 302が送信するBPSK変調及び直接拡散された送信信号のパルス列(Tx signal)を、アンテナ000で受信し、必要に応じて増幅や帯域制限、ノイズ除去などのRF信号処理や周波数変換を行ない、受信信号S011を出力する。   In the receiving apparatus of FIG. 1, an RF front end unit (RFFE) 011 receives, for example, a pulse train (Tx signal) of a BPSK modulated and directly spread transmission signal transmitted by the transmitting apparatus UWBTX 302 of FIG. If necessary, RF signal processing such as amplification, band limitation, noise removal, and frequency conversion are performed, and a reception signal S011 is output.

並列パルスデータ取得部(PGETPD)012において、受信信号S011は2つ以上の成分に分割される。図1では3成分S012C、S012D、S012Eに分割される。その各分割された信号は、タイミング信号生成部(TIMSIGG)016において出力されたタイミング信号S016を基に、互いに異なる位相タイミングS021D、S021Eで、パルスの大きさ、極性に応じたデータS012C、S012D、S012Eが取得される。図4の例では、位相タイミングS021Eがタイミング信号S016に同期し、位相タイミングS021Dはタイミング信号S016よりも所定値遅れたタイミングとなっている。上記パルスデータを取得する最も早い取得時間t1と最も遅い取得時間t2の差は、典型的には受信したパルスの幅W(図3B参照)の約2倍以下である。以降、最も早い時間で取得される成分を進み成分、最も遅い時間で取得される成分を遅れ成分、それらの中間で取得される成分を正規成分と呼ぶ。図4には、進み成分S012D、遅れ成分S012Eのみを表示している。   In the parallel pulse data acquisition unit (PGETPD) 012, the reception signal S011 is divided into two or more components. In FIG. 1, it is divided into three components S012C, S012D, and S012E. Each of the divided signals is based on the timing signal S016 output from the timing signal generation unit (TIMSIGG) 016, and the phase timings S021D and S021E are different from each other, and data S012C, S012D according to the magnitude and polarity of the pulse, S012E is acquired. In the example of FIG. 4, the phase timing S021E is synchronized with the timing signal S016, and the phase timing S021D is a timing delayed by a predetermined value from the timing signal S016. The difference between the earliest acquisition time t1 for acquiring the pulse data and the latest acquisition time t2 is typically about twice or less the width W of the received pulse (see FIG. 3B). Hereinafter, the component acquired at the earliest time is referred to as the advance component, the component acquired at the latest time is referred to as the lag component, and the component acquired between them is referred to as the normal component. FIG. 4 shows only the advance component S012D and the delay component S012E.

IF部(IF) 013では、上記互いに位相タイミングが異なって取得された信号S012C、S012D、S012Eを、同一タイミング(t3)の信号S013C、S013D、S013Eとして、後段に出力する。   The IF unit (IF) 013 outputs the signals S012C, S012D, and S012E acquired at different phase timings to the subsequent stage as signals S013C, S013D, and S013E having the same timing (t3).

正規成分の出力S013Cは、符号相関・復調部(CCRR&DEMOD)017、同期捕捉部(SYNCACQ)018に入力される。SYNCACQ 018では、タイミング信号生成部(TIMSIGG)016を制御し、出力されるタイミング信号S016と受信パルスのタイミング誤差が約パルス幅以内になるように初期同期捕捉を確立し、以後同期信号S018をCCRR&DEMOD 017、符号相関部(CCRR)014D、014Eに供給する。初期同期捕捉の方法は様々な方法があり、特定の方法に限定されるものではないが、本発明の特徴ではないので、ここでは詳細な説明を省略する。   The normal component output S013C is input to a code correlation / demodulation unit (CCRR & DEMOD) 017 and a synchronization acquisition unit (SYNCACQ) 018. In SYNCACQ 018, the timing signal generator (TIMSIGG) 016 is controlled to establish the initial synchronization acquisition so that the timing error between the output timing signal S016 and the received pulse is within about the pulse width, and then the synchronization signal S018 is CCRR & DEMOD. 017, supplied to the code correlation units (CCRR) 014D and 014E. There are various initial synchronization acquisition methods, and the method is not limited to a specific method. However, since it is not a feature of the present invention, detailed description thereof is omitted here.

また、CCRR&DEMOD 017では、正規成分のパルスデータS013Cと、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列との相関を計算し、上記相関結果を基に復調し、復調データを出力する。このCCRR&DEMOD 017も同様に様々な構成があり、本発明においては特定の構成に限定されない。   CCRR & DEMOD 017 calculates the correlation between the normal component pulse data S013C and the same spreading code sequence used for direct spreading on the transmission side, demodulates based on the correlation result, and outputs demodulated data . Similarly, CCRR & DEMOD 017 has various configurations, and is not limited to a specific configuration in the present invention.

一方、IF部(IF) 013から出力される進み成分のパルスデータS013Eと遅れ成分のパルスデータS013Dは、CCRR 014E、014D に入力される。CCRR 014E、014Dでは、進み成分と遅れ成分のパルスデータS013E、S013Dと、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列との相関をそれぞれ計算する。拡散符号系列と符号係数C(1〜Ns)が一致する時間t4、t5、t6−−(=各基準信号区間)毎に、S072E及びS072Dのピーク値Pe及びPdが得られる(図4参照)。CCRR 014E、014Dから出力される上記進み成分の相関結果S014Eと遅れ成分の相関結果S014Dは、同期追跡処理部(SYNCTRACK)015に入力される。   On the other hand, the leading component pulse data S013E and the delay component pulse data S013D output from the IF section (IF) 013 are input to CCRRs 014E and 014D. In CCRR 014E and 014D, the correlation between the leading component and lag component pulse data S013E and S013D and the same spreading code sequence used for direct spreading on the transmission side is calculated. The peak values Pe and Pd of S072E and S072D are obtained every time t4, t5 and t6-- (= each reference signal section) where the spread code sequence and the code coefficient C (1 to Ns) coincide (see FIG. 4). . The lead component correlation result S014E and the delay component correlation result S014D output from the CCRRs 014E and 014D are input to the synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK) 015.

SYNCTRACK 015では、進み成分の相関結果S014Eと遅れ成分の相関結果S014DEの減算結果(Pe−Pd)、又は減算結果と加算結果の比を基に、演算で差信号S091を求める(図4参照)。そして、この差信号S091を平滑化しゲインを調整することにより、同期誤差信号S015として抽出し、TIMSIGG 016に出力する。   In SYNCTRACK 015, a difference signal S091 is obtained by calculation based on the subtraction result (Pe−Pd) of the correlation result S014E of the leading component and the correlation result S014DE of the lag component, or the ratio of the subtraction result and the addition result (see FIG. 4). . Then, by smoothing the difference signal S091 and adjusting the gain, the difference signal S091 is extracted as a synchronization error signal S015 and output to the TIMSIGG 016.

TIMSIGG 016では、PGETPD 012においてデータを取得するタイミングを供給するタイミング信号S016を出力する。上記同期誤差信号S015により上記タイミング信号S016の出力タイミングが調整される。好適には上記同期誤差信号S015が0になるように調整される。
本発明の第1の実施例によれば、以上述べた構成、作用により、インパルス通信における同期追跡機能が可能となる。
In TIMSIGG 016, a timing signal S016 that supplies timing for acquiring data in PGETPD 012 is output. The output timing of the timing signal S016 is adjusted by the synchronization error signal S015. Preferably, the synchronization error signal S015 is adjusted to be zero.
According to the first embodiment of the present invention, the synchronization tracking function in the impulse communication is enabled by the configuration and operation described above.

以後、図5〜図16を用いて本発明の第1の実施例をさらに詳しく説明する。
まず、図5に、第1の実施例に係るPGETPD 012の構成例を示す。図5において、020C、020D、020Eはサンプリング部(SMP)、021a、021bは遅延部(DLY)をそれぞれ示す。
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.
First, FIG. 5 shows a configuration example of PGETPD 012 according to the first embodiment. In FIG. 5, 020C, 020D, and 020E indicate sampling units (SMP), and 021a and 021b indicate delay units (DLY), respectively.

TIMSIGG 0106からのタイミング信号S016は、DLY 0201a、0201bにより、互いにタイミングの異なる3つのタイミング信号S021C、S021D、S021Eが生成される。SMP020C、020D、020Eは、図4で示すように、上記3つのタイミング信号が与えられた瞬間の、パルスレベル値S012C、S012D、S012Eを出力する。上記三つの信号がパルスデータとして出力される。上記DLY 021a、021bの遅延量は、好適には等しく、また受信パルスのパルス幅W以下の遅延量を持つ。また好適には、SMP 020C、020D、020Eで変換されるパルスレベル値はデジタルデータである。   As for the timing signal S016 from the TIMSIGG 0106, three timing signals S021C, S021D, and S021E having different timings are generated by DLY 0201a and 0201b. As shown in FIG. 4, SMP020C, 020D, and 020E output pulse level values S012C, S012D, and S012E at the moment when the three timing signals are given. The above three signals are output as pulse data. The delay amounts of the DLY 021a and 021b are preferably equal and have a delay amount equal to or less than the pulse width W of the received pulse. Also preferably, the pulse level value converted by SMP 020C, 020D, 020E is digital data.

また、図5の構成においては、タイミング信号のパスに遅延素子が挿入されたが、受信パルスが3分割されたパスに遅延素子を挿入しても同様な機能が実現可能である。   In the configuration of FIG. 5, the delay element is inserted in the timing signal path. However, the same function can be realized by inserting the delay element in the path obtained by dividing the received pulse into three.

図6に、第1の実施例に係るPGETPD 012の別の構成例を示す。図6において、030C、030D、030Eは乗算部、031C、031D、031Eは積分部(INT)、020C、020D、020Eはサンプリング部(SMP)、021a、021b、021c、021dは遅延部(DLY)、032はテンプレート波形生成部(TMPWAVG)、033はタイミング調整部(TIMADJ)を示す。   FIG. 6 shows another configuration example of PGETPD 012 according to the first embodiment. In FIG. 6, 030C, 030D and 030E are multiplication units, 031C, 031D and 031E are integration units (INT), 020C, 020D and 020E are sampling units (SMP), and 021a, 021b, 021c and 021d are delay units (DLY). , 032 represents a template waveform generation unit (TMPWAVG), and 033 represents a timing adjustment unit (TIMADJ).

TMPWAVG 032では、タイミング信号S016を基に受信パルスと相関を持ったパルス波形を持つテンプレート波形を生成する。好適にはパルス波形はすべて同一極性である。上記テンプレート波形は、DLY 021a、021bを通過し、互いにタイミングの異なる3つのテンプレート波形が生成される。乗算部030C、030D、030Eでは、上記3つのテンプレート波形と受信パルスがそれぞれ乗算される。INT 031C、031D、031Eでは、上記3つの乗算された信号を約パルス幅期間だけ積分される。積分時間を規定するリセット信号は、TIMADJ 033、DLY 021c、021dを通過したタイミング信号により供給される。また上記積分信号は、SMP 020C、020D、020Eにより取得され、それぞれパルスデータとして出力される。好適には、SMP 020C、020D、020Eで変換されるパルスレベル値はデジタルデータである。   In TMPWAVG 032, a template waveform having a pulse waveform correlated with the received pulse is generated based on the timing signal S016. Preferably, the pulse waveforms are all of the same polarity. The template waveform passes through DLY 021a and 021b, and three template waveforms having different timings are generated. Multipliers 030C, 030D, and 030E multiply the three template waveforms and the received pulse, respectively. In INT 031C, 031D, and 031E, the above three multiplied signals are integrated for about a pulse width period. The reset signal that defines the integration time is supplied by the timing signal that has passed through TIMADJ 033, DLY 021c, and 021d. The integrated signals are acquired by SMP 020C, 020D, and 020E, and output as pulse data. Preferably, the pulse level value converted by SMP 020C, 020D, 020E is digital data.

また、図6の構成においては、テンプレート波形列及びタイミング信号のパスに遅延素子が挿入されたが、受信パルスが3分割されたパスに遅延素子を挿入しても同様な機能が実現可能である。   In the configuration of FIG. 6, the delay element is inserted in the template waveform sequence and the timing signal path. However, a similar function can be realized by inserting a delay element in the path obtained by dividing the received pulse into three. .

図7に、第1の実施例に係るIF 013の構成例を示す。図7において、040C、040D、040Eはデータ取得部(GETDATA)を示し、041はタイミング調整部(TIMADJ)をそれぞれ示す。   FIG. 7 shows a configuration example of the IF 013 according to the first embodiment. In FIG. 7, 040C, 040D, and 040E indicate data acquisition units (GETDATA), and 041 indicates a timing adjustment unit (TIMADJ).

GETDATA 040C、040D、040Eは、TIMADJ 041でタイミング調整されたタイミング信号のタイミングでそれぞれ入力されるデータを取り込む。その様子を図8に示してある。   GETDATA 040C, 040D, and 040E capture data that is input at the timing of the timing signal that has been adjusted by TIMADJ 041. This is shown in FIG.

図8に示すように、信号S012C、S012D、S012Eはそれぞれ互いにタイミングが異なる信号であるが、TIMADJ 041から供給される信号によって同一タイミングのデータとしてデータが取得される。実際の構成例としては、フリップフロップを用いて構成されうる。   As shown in FIG. 8, the signals S012C, S012D, and S012E are signals having different timings from each other, but data is acquired as data at the same timing by signals supplied from TIMADJ 041. As an actual configuration example, a flip-flop may be used.

図9に、第1の実施例に係るIF013の別の構成例を示す。図9において、040C、040D、040Eはデータ取得部(GETDATA)を示し、041はタイミング調整部(TIMADJ)、060C、060D、060Eは補正部(CAL)をそれぞれ示す。図9と図7の違いは、図7にCAL 060C、060D、060Eを追加されたことである。CAL 060C、060D、0602は、それぞれ3つの分割されたパスの相互のゲイン、位相等のデバイスの特性の違いを補正する回路である。ゲインを補正する場合、レジスタ等に格納された補正値を乗算することにより実現する。   FIG. 9 shows another configuration example of IF013 according to the first embodiment. In FIG. 9, 040C, 040D, and 040E indicate data acquisition units (GETDATA), 041 indicates a timing adjustment unit (TIMADJ), and 060C, 060D, and 060E indicate correction units (CAL), respectively. The difference between FIG. 9 and FIG. 7 is that CAL 060C, 060D, and 060E are added to FIG. CAL 060C, 060D, and 0602 are circuits for correcting differences in device characteristics such as mutual gain and phase of three divided paths. The correction of the gain is realized by multiplying the correction value stored in the register or the like.

図10に、第1の実施例に係るCCRR 014D、014Eの構成例を示す。図10において、070(a〜d)はタップつき遅延素子(D)、071(a〜e)は係数乗算部、C(1〜Ns)は符号係数、072は加算部(ADD)、073はデータ選択部(SELECT)を示す。図10はタップつき遅延線によるマッチドフィルタを構成する。またC(1〜Ns)は系列長Nsの符号係数を示し、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列に対応する。図4に示すように、受信信号に施されている拡散符号系列と、符号係数C(1〜Ns)が一致する時間においてピーク値Pe、Pdが出力される。SELECT 073では、SYNCACQ 018の同期信号S018により上記ピーク値を選択して出力する。   FIG. 10 shows a configuration example of CCRR 014D and 014E according to the first embodiment. In FIG. 10, 070 (a to d) is a tapped delay element (D), 071 (a to e) is a coefficient multiplier, C (1 to Ns) is a code coefficient, 072 is an adder (ADD), 073 is A data selection part (SELECT) is shown. FIG. 10 shows a matched filter using a tapped delay line. C (1 to Ns) represents a code coefficient of sequence length Ns, and corresponds to the same spreading code sequence as that used for direct spreading on the transmission side. As shown in FIG. 4, peak values Pe and Pd are output at a time when the spreading code sequence applied to the received signal matches the code coefficient C (1 to Ns). In SELECT 073, the peak value is selected and output by the synchronization signal S018 of SYNCACQ 018.

図11に、第1の実施例に係るCCRR 014D、014Eの別の構成例を示す。図11において、080は拡散符号生成部(SCG)、081は乗算部、082は積分部(INT)をそれぞれ示す。SCG 080はSYNCACQ 018に同期して、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列を出力し、乗算部081において入力信号S013と乗算する。INT 082において、上記乗算された信号を一つの拡散系列が続く期間、積分する。   FIG. 11 shows another configuration example of CCRR 014D and 014E according to the first embodiment. In FIG. 11, 080 indicates a spread code generator (SCG), 081 indicates a multiplier, and 082 indicates an integrator (INT). In synchronization with SYNCAQ 018, SCG 080 outputs the same spreading code sequence as that used for direct spreading on the transmission side, and multiplies it with input signal S013 in multiplier 081. In INT 082, the multiplied signal is integrated during a period of one spreading sequence.

図12に、第1の実施例に係るSYNCTRACK 015の構成例を示す。図12において、090D、090Eは2乗/絶対値部(SQR/ABS)、091は減算部、092は積分/LPF(Low Pass Filter)部(INT/LPF)、093はゲイン部(K)をそれぞれ示す。   FIG. 12 shows a configuration example of SYNCTRACK 015 according to the first embodiment. In FIG. 12, 090D and 090E are the square / absolute value part (SQR / ABS), 091 is the subtraction part, 092 is the integration / LPF (Low Pass Filter) part (INT / LPF), and 093 is the gain part (K). Each is shown.

SQR/ABS090E、090Dでは、図1における進み成分の相関結果と遅れ成分の相関結果S014E、S014Dの2乗又は絶対値がとられ、減算部091において減算され差信号S091(図4参照)を出力する。上記差信号S091はINT/LPF 092において、積分又は低域通過フィルタにより平滑化され、ゲイン部093によってゲインが調整され同期誤差信号S015として出力される。上記出力された同期誤差信号S015は、TIMSIGG 016を制御する。   In SQR / ABS090E and 090D, the squared or absolute value of the correlation result of the leading component and the correlation result of the lagging component S014E and S014D in FIG. 1 is taken and subtracted by the subtraction unit 091 to output the difference signal S091 (see FIG. 4) To do. The difference signal S091 is smoothed by an integration or low-pass filter in INT / LPF 092, the gain is adjusted by the gain unit 093, and output as a synchronization error signal S015. The output synchronization error signal S015 controls TIMSIGG 016.

なお、図4は、受信器で生成するタイミングは受信される信号よりも遅い場合を示しており、したがって、進み成分S012Eの方が遅れ成分S012Dよりも大きくなる。実際は、この差信号S091(=Pe−Pd)が0になるように、タイミング信号TIMSIGG 016が制御される。   FIG. 4 shows a case where the timing generated by the receiver is later than the received signal, and therefore, the advance component S012E is larger than the delay component S012D. Actually, the timing signal TIMSIGG 016 is controlled so that the difference signal S091 (= Pe−Pd) becomes zero.

図13に、第1の実施例に係るSYNCTRACK 015の別の構成例を示す。図13において、100は加算部、091は減算部、101は除算部(DIV)、092は積分部/LPF部(INT/LPF)、093はゲイン部(K)をそれぞれ示す。加算部100では図1における進み成分の相関結果S014Eと遅れ成分の相関結果S14Dが加算され、減算部091では減算される。DIV 101により、上記減算信号と加算信号の比が計算され、INT/LPF 092では、上記除算信号が、積分又は低域通過フィルタにより平滑化される。平滑化された信号はゲイン部093においてゲイン調整され出力される。   FIG. 13 shows another configuration example of SYNCTRACK 015 according to the first embodiment. In FIG. 13, 100 is an adder, 091 is a subtractor, 101 is a divider (DIV), 092 is an integrator / LPF (INT / LPF), and 093 is a gain (K). The adder 100 adds the lead component correlation result S014E and the delay component correlation result S14D in FIG. 1, and the subtractor 091 subtracts them. The DIV 101 calculates the ratio between the subtraction signal and the addition signal, and in INT / LPF 092, the division signal is smoothed by an integration or low-pass filter. The smoothed signal is gain-adjusted in the gain unit 093 and output.

以上の構成により、減算信号の絶対値と加算信号の絶対値の比の情報を同期誤差信号S015として生成し、TIMSIGG 016を制御する。   With the above configuration, information on the ratio between the absolute value of the subtraction signal and the absolute value of the addition signal is generated as the synchronization error signal S015, and the TIMSIGG 016 is controlled.

図14に、第1の実施例に係るSYNCTRACK 015の別の構成例を示す。図14において、090D、090Eは2乗/絶対値部(SQR/ABS)、092D、092Eは積分部/LPF部、100は加算部、091は減算部、110、111はゲイン部(K1、K2)、112は比較部(COMP)をそれぞれ示す。SQR/ABS 090E、090Dでは、図1における進み成分の相関結果S014Eと遅れ成分の相関結果S014Dの2乗又は絶対値がとられ、INT/LPF 092D、092Eにおいて、それぞれ積分又は低域通過フィルタにより平滑化される。平滑化された信号はそれぞれ、加算及び減算され、加算された信号はゲイン部110で、減算された信号はゲイン部111においてゲイン調整される。増幅された減算信号の絶対値と加算信号の比をCOMP 112において比較し、減算信号の絶対値が超えた場合、同期誤差信号S015が減算信号の符号とともに出力される。   FIG. 14 shows another configuration example of SYNCTRACK 015 according to the first embodiment. In FIG. 14, 090D and 090E are square / absolute value parts (SQR / ABS), 092D and 092E are integration parts / LPF parts, 100 is an addition part, 091 is a subtraction part, 110 and 111 are gain parts (K1, K2) ) And 112 respectively indicate a comparison unit (COMP). In SQR / ABS 090E and 090D, the squared or absolute value of the correlation result S014E of the leading component and the correlation result S014D of the lagging component in FIG. 1 is taken, and in INT / LPF 092D and 092E, an integration or a low-pass filter is used. Smoothed. The smoothed signals are respectively added and subtracted, and the added signals are gain-adjusted by the gain unit 110, and the subtracted signals are gain-adjusted by the gain unit 111. The ratio between the absolute value of the amplified subtraction signal and the addition signal is compared in COMP 112, and when the absolute value of the subtraction signal exceeds, the synchronization error signal S015 is output together with the sign of the subtraction signal.

以上の構成により、減算信号の絶対値と加算信号の比がK1/K2を超えた時に同期誤差信号が出力され、上記同期誤差信号S015と減算信号の符号とによりTIMSIGG 016の出力タイミングが制御される。   With the above configuration, a synchronization error signal is output when the ratio between the absolute value of the subtraction signal and the addition signal exceeds K1 / K2, and the output timing of TIMSIGG 016 is controlled by the synchronization error signal S015 and the sign of the subtraction signal. The

図13、図14に示した構成により、減算信号と加算信号の比によりTIMSIGG 016を制御する構成が可能となる。   The configuration shown in FIGS. 13 and 14 enables a configuration in which TIMSIGG 016 is controlled by the ratio of the subtraction signal and the addition signal.

図15Aに、第1の実施例に係るタイミング制御信号生成部016の構成例を示す。図15Aにおいて120はVCO(Voltage-Controlled Oscillator)を示す。VCO 120は、入力信号の大きさに対応した出力周波数信号(=タイミング信号)S016を出力する。したがって、タイミング信号S016の出力タイミングが受信パルスよりも遅い場合、SYNCTRACK 015の同期誤差信号S015により周波数が大きくなるように制御されタイミングが早められる。逆にタイミング信号S016の出力タイミングが受信パルスよりも早い場合、SYNCTRACK 015の同期誤差信号S015により周波数が小さくなるように制御されタイミングが遅くされる。上記動作を繰り返すことにより、同期が維持される。好適には、上記構成はアナログ的な制御信号が必要となり、したがって図12や図13に示す同期追跡処理部が適する。   FIG. 15A shows a configuration example of the timing control signal generator 016 according to the first embodiment. In FIG. 15A, 120 indicates a VCO (Voltage-Controlled Oscillator). The VCO 120 outputs an output frequency signal (= timing signal) S016 corresponding to the magnitude of the input signal. Accordingly, when the output timing of the timing signal S016 is later than the received pulse, the timing is advanced by controlling the frequency to be increased by the synchronization error signal S015 of the SYNCTRACK 015. On the other hand, when the output timing of the timing signal S016 is earlier than the received pulse, the timing is delayed by controlling the frequency to be smaller by the synchronization error signal S015 of SYNCTRACK 015. By repeating the above operation, synchronization is maintained. Preferably, the above configuration requires an analog control signal, and therefore the synchronous tracking processing unit shown in FIGS. 12 and 13 is suitable.

図15Bに、第1の実施例に係るTIMSIGG 016の別の構成例を示す。図15Bにおいて、130は発振器、131はプログラマブル分周器(PRGRMBL DIVIDER)を示す。発振器130は出力するタイミング信号の周波数の整数倍(N倍)の周波数を持つ信号S130を出力する。PRRMBL DIVIDER 131は、発振器130からの信号を制御信号S015に応じる分周数にて出力する。通常状態では分周比はNである。制御信号S015により、出力タイミングを早めたい場合、分周比を小さくして、すぐに元の分周比に戻す。逆に出力タイミングを遅くしたい場合、分周比を高くして、すぐに元の分周比に戻す。   FIG. 15B shows another configuration example of TIMSIGG 016 according to the first embodiment. In FIG. 15B, 130 indicates an oscillator, and 131 indicates a programmable frequency divider (PRGRMBL DIVIDER). The oscillator 130 outputs a signal S130 having a frequency that is an integral multiple (N times) of the frequency of the timing signal to be output. The PRRMBL DIVIDER 131 outputs a signal from the oscillator 130 at a frequency division number corresponding to the control signal S015. In the normal state, the frequency division ratio is N. If the output timing is to be advanced by the control signal S015, the frequency division ratio is reduced and immediately returned to the original frequency division ratio. Conversely, if it is desired to delay the output timing, the frequency division ratio is increased and the original frequency division ratio is immediately restored.

図16に、第1の実施形態のタイミング制御信号生成部016の動作波形を示す。図16の例は、制御信号により、1回分周比をN+1にしてすぐNに戻すことにより、出力タイミングを発振器出力S130の1周期分δだけ遅くする状態を示している。好適には、上記構成には離散的な制御信号が必要となり、従って図12や図13の出力を離散的な信号に変換するか、図14で示す同期処理部が適する。   FIG. 16 shows operation waveforms of the timing control signal generation unit 016 of the first embodiment. The example of FIG. 16 shows a state in which the output timing is delayed by one cycle δ of the oscillator output S130 by setting the frequency division ratio to N + 1 and immediately returning to N by the control signal. Preferably, the above configuration requires a discrete control signal. Therefore, the output of FIGS. 12 and 13 is converted into a discrete signal, or the synchronization processing unit shown in FIG. 14 is suitable.

第1の実施形態になる受信装置では、同期追跡処理部が、進み信号の相関結果と遅れ信号の相関結果の和と差の両方を求め、両者の信号との比を同期誤差信号とする。この構成により、受信レベルの大きさが同期追跡性能に影響を与えにくくなるため、通信セッション前のVGA制御が不要となり、処理が簡単にすることが可能になる。   In the receiving apparatus according to the first embodiment, the synchronization tracking processing unit obtains both the sum and difference of the correlation result of the advance signal and the correlation result of the delay signal, and sets the ratio between the two signals as the synchronization error signal. With this configuration, since the size of the reception level hardly affects the synchronous tracking performance, VGA control before the communication session is unnecessary, and the processing can be simplified.

上記各構成により、パルスデータの取得がパルスデータ取得部において行われ、符号相関が別のブロックで上記パルスデータ毎に行われ、その相関結果をパルスの同期維持に用いることで、広帯域な入力でかつ長時間の積分が必要な部分がなくなりハードウェアが簡単な構成となる。   With each of the above configurations, pulse data is acquired in the pulse data acquisition unit, code correlation is performed for each pulse data in a separate block, and the correlation result is used to maintain pulse synchronization, thereby enabling wideband input. In addition, there is no need for long-time integration, and the hardware is simple.

以上の通り、これまで述べてきた構成をとることにより、パルスデータの取得は、並列パルスデータ取得部において行われ、符号相関が別のブロックで上記パルスデータ毎に行われ、その相関結果がパルスの同期維持に用いられる。そのため、広帯域な入力でかつ長時間の積分が必要な部分がなくなるので、従来例のような、高速な入力に対応しかつ非常に容量の大きい積分器は不要であり、ハードウェアが簡単な構成となる。   As described above, with the configuration described so far, pulse data is acquired in the parallel pulse data acquisition unit, code correlation is performed for each pulse data in another block, and the correlation result is a pulse. Used to maintain synchronization. This eliminates the need for long-term integration with a wide-band input, eliminating the need for a very large-capacity integrator that supports high-speed input, as in the conventional example, and has a simple hardware configuration. It becomes.

また進み成分の信号と遅れ成分の信号の加算結果と、減算結果の比により制御することにより、受信信号の大きさにより同期追跡性能が影響をうけにくく、ダイナミックなゲインコントロールが不要となり、手順が簡略化される。例えば、通信セッション前のVGA制御が不要となり、処理を簡単にすることが可能になる。   In addition, by controlling the ratio of the result of the advance component signal and the signal of the delay component and the ratio of the subtraction result, the synchronization tracking performance is hardly affected by the size of the received signal, and dynamic gain control is not required, and the procedure is Simplified. For example, VGA control before a communication session is not necessary, and processing can be simplified.

本発明の受信装置の第2の実施形態を、図17に示す。本実施形態は、搬送波をパルス波形によって変調した変調パルス波形を用いて信号を伝送する通信システムに適用される。図17において、000はアンテナ、011はRFフロントエンド部(RFFE)、150I、150Qはミキサー部、151I、151QはLPF部(LPF)、152I、152Qは中間増幅部(IFAMP)、153はローカル発振器(LO)、154は90度移相器(90PH)、155は並列パルスデータ取得部(PGETPD)、013I、013QはIF部(IF)、014ID、014IE、014QD、014QEは符号相関部(CCRR)、156D、156Eは電力計算部(POWER)、015は同期追跡処理部(SYNCTRACK)、016’はタイミング信号生成部(TIMSIGG)、158は符号相関・復調部(CCRR&DEMOD)、157は同期捕捉部(SYNCACQ)、をそれぞれ示す。   A second embodiment of the receiving apparatus of the present invention is shown in FIG. This embodiment is applied to a communication system that transmits a signal using a modulated pulse waveform obtained by modulating a carrier wave with a pulse waveform. In FIG. 17, 000 is an antenna, 011 is an RF front end unit (RFFE), 150I and 150Q are mixer units, 151I and 151Q are LPF units (LPF), 152I and 152Q are intermediate amplification units (IFAMP), and 153 is a local oscillator. (LO), 154 is a 90-degree phase shifter (90PH), 155 is a parallel pulse data acquisition unit (PGETPD), 013I, 013Q are IF units (IF), 014ID, 014IE, 014QD, 014QE are code correlation units (CCRR) , 156D and 156E are power calculation units (POWER), 015 is a synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK), 016 ′ is a timing signal generation unit (TIMSIGG), 158 is a code correlation / demodulation unit (CCRR & DEMOD), 157 is a synchronization acquisition unit ( SYNCACQ), respectively.

本実施形態で受信する信号は、例えば上述した図3Aに示す送信装置などにおいて生成された送信信号である。即ち、DATA 320からの信号が、SCG 321、乗算部322及びPG 323において、BPSK変調及び直接拡散されたパルス列が生成される。更に、RFFE 324において、搬送波を同パルス列によって変調することによって変調パルス波形の送信信号が生成され、アンテナ325から送出される。   The signal received in the present embodiment is, for example, a transmission signal generated in the transmission apparatus shown in FIG. 3A described above. That is, a pulse train in which the signal from DATA 320 is subjected to BPSK modulation and direct spreading in SCG 321, multiplier 322, and PG 323 is generated. Further, in RFFE 324, a carrier wave is modulated by the same pulse train to generate a transmission signal having a modulated pulse waveform, which is transmitted from antenna 325.

RFFE 011は、上記送信信号をアンテナ000で受信し、必要に応じて増幅や帯域制限、ノイズ除去などのRF信号処理を行ない、受信信号を出力する。   The RFFE 011 receives the transmission signal by the antenna 000, performs RF signal processing such as amplification, band limitation, and noise removal as necessary, and outputs a reception signal.

図18に波形例として示した、90度互いに位相のずれた搬送波と同じ周波数を持つ信号S154I、S154Qと、受信信号S011をミキサー部150I、150Qによって乗算し、LPF部152I、152Q、LO 153、90PH 154によって高周波成分を除去することにより、変調パルス波形の受信信号を、二つの直交成分であるI成分とQ成分に分けてそれぞれに周波数変換を行ない、元のパルス波形を抽出する。上記パルス波形は、IFAMP 152I、152Qによって増幅されS152I、S152Qとして出力される。   The signals S154I and S154Q having the same frequency as the carrier wave that is 90 degrees out of phase with each other as shown in FIG. 18 are multiplied by the mixer units 150I and 150Q, and the LPF units 152I, 152Q, LO 153, By removing the high frequency component by 90PH 154, the received signal of the modulated pulse waveform is divided into two orthogonal components, an I component and a Q component, and frequency conversion is performed on each of them to extract the original pulse waveform. The pulse waveform is amplified by IFAMPs 152I and 152Q and output as S152I and S152Q.

PGETPD 155において、I成分、Q成分の各成分S152I、S152Qは、さらに2つ以上の成分に分割される。図17の例ではそれぞれ3成分に分割される。(並列パルスデータ取得部(PGETPD) 155以降の各部の動作波形については、図4参照)。   In PGETPD 155, the components S152I and S152Q of the I component and the Q component are further divided into two or more components. In the example of FIG. 17, each is divided into three components. (See FIG. 4 for the operation waveforms of each part after the parallel pulse data acquisition unit (PGETPD) 155).

その各分割された信号は、TIMSIGG 016’において出力されたタイミング信号S016を基に、互いに異なる位相タイミングで、パルスの大きさ、極性に応じたデータS155IC、S155ID、S155IE、S155QC、S155QD、S155QEが取得される。   Each of the divided signals is based on the timing signal S016 output in TIMSIGG 016 ′, and the data S155IC, S155ID, S155IE, S155QC, S155QD, and S155QE correspond to the magnitude and polarity of the pulse at different phase timings. To be acquired.

上記パルスデータを取得する最も早い取得時間と最もの遅い取得時間の差は、典型的には受信パルス幅の約2倍以下である。以降、最も早い時間で取得される成分を進み成分、最も遅い時間で取得される成分を遅れ成分、それらの中間で取得される成分を正規成分と呼ぶ。   The difference between the earliest acquisition time and the latest acquisition time for acquiring the pulse data is typically about twice or less the reception pulse width. Hereinafter, the component acquired at the earliest time is referred to as the advance component, the component acquired at the latest time is referred to as the lag component, and the component acquired between them is referred to as the normal component.

図19に、第2の実施形態に係るPGETPD 155の構成例を示す。図19において020IC、020ID、020IE、020QC 、020QD、020QEはサンプリング部(SMP)、021a、021bは遅延部(DLY)を示す。図19に示す構成は、図5に示した機能をI成分、Q成分の両方において備えたものである。   FIG. 19 shows a configuration example of the PGETPD 155 according to the second embodiment. In FIG. 19, 020IC, 020ID, 020IE, 020QC, 020QD, and 020QE indicate sampling units (SMP), and 021a and 021b indicate delay units (DLY). The configuration shown in FIG. 19 has the function shown in FIG. 5 in both the I component and the Q component.

TIMSIGG 016’からのタイミング信号S016は、DLY021a、021bにより、互いにタイミングの異なる3つのタイミング信号が生成される。SMP 020IC、020ID、020IE、020QC、020QD、020QEは、上記3つのタイミング信号が与えられた瞬間の、パルスレベル値を出力する。上記DLY021a、021bの遅延量は、好適には等しく、また受信パルスのパルス幅以下の遅延量を持つ。   As the timing signal S016 from TIMSIGG 016 ', three timing signals having different timings are generated by DLY021a and 021b. SMP 020IC, 020ID, 020IE, 020QC, 020QD, and 020QE output the pulse level value at the moment when the above three timing signals are given. The delay amounts of DLY021a and 021b are preferably equal and have a delay amount equal to or less than the pulse width of the received pulse.

また、図19の構成においては、タイミング信号のパスに遅延素子が挿入されたが、受信パルスが3分割されたパスに遅延素子を挿入しても同様な機能が実現可能である。   In the configuration of FIG. 19, a delay element is inserted in the timing signal path. However, a similar function can be realized by inserting a delay element in the path obtained by dividing the received pulse into three.

また別の構成として、図19と同様に図6に示す機能をI成分、Q成分の両方において備えた構成も可能であることは自明である。   As another configuration, it is obvious that a configuration having the function shown in FIG. 6 in both the I component and the Q component as in FIG. 19 is possible.

図17に戻って、IF 013I、013Qは、図1におけるIF 013と同等の機能を有する。上記互いにタイミングがずれて取得された信号を同一タイミングの信号として、後段に出力する。I成分、Q成分のそれぞれの正規成分の出力は、CCRR&DEMOD 158、SYNCACQ 157に入力される。図7、図8、図9で説明した構成例がIF 013I、013Qとして適用可能である。   Returning to FIG. 17, IF 013I and 013Q have the same function as IF 013 in FIG. The signals acquired at different timings are output to the subsequent stage as signals having the same timing. The output of the normal component of each of the I component and the Q component is input to CCRR & DEMOD 158 and SYNCACQ 157. The configuration examples described with reference to FIGS. 7, 8, and 9 can be applied as IF 013I and 013Q.

SYNCACQ 157では、TIMSIGG 016’を制御し、出力されるタイミング信号S016と受信パルスのタイミング誤差が約パルス幅以内になるように初期同期捕捉を確立し、以後同期信号をCCRR&DEMOD 158、CCRR0 14ID、014IE、014QD、014QEに供給する。初期同期捕捉の方法は、様々な方法があり本発明においては限定されない。   SYNCACQ 157 controls TIMSIGG 016 ', establishes initial synchronization acquisition so that the timing error between the output timing signal S016 and the received pulse is within about the pulse width, and then synchronizes the synchronization signal with CCRR & DEMOD 158, CCRR0 14ID, 014IE , 014QD, 014QE. There are various initial synchronization acquisition methods, which are not limited in the present invention.

また、CCRR&DEMOD 158では、正規成分のパルスデータと、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列との相関を計算し、上記相関結果を基に復調し、復調データを出力する。このCCRR&DEMOD 158も同様に様々な構成があり、本発明においては限定されない。   CCRR & DEMOD 158 calculates the correlation between the pulse data of the normal component and the same spreading code sequence used for direct spreading on the transmission side, demodulates based on the correlation result, and outputs demodulated data. The CCRR & DEMOD 158 similarly has various configurations and is not limited in the present invention.

CCRR 014ID、014IE、014QD、014QEでは、I成分、Q成分それぞれの進み成分とパルスデータと遅れ成分のパルスデータと、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列との相関をそれぞれ計算する。I成分、Q成分それぞれの進み成分の相関結果S014IE、S014QEと遅れ成分の相関結果S014ID、S014QDは、POWER 1510E、1510Dにそれぞれ入力される。   In CCRR 014ID, 014IE, 014QD, and 014QE, the correlation between the lead component of each of the I component and Q component, the pulse data of the delay component, and the pulse data of the delay component, and the same spreading code sequence as that used for direct spreading on the transmission side, respectively calculate. The correlation results S014IE and S014QE of the leading component of each of the I component and the Q component and the correlation results S014ID and S014QD of the lag component are input to the POWER 1510E and 1510D, respectively.

それぞれのCCRR 014ID、014IE、014QD、014QEは、図1のCCRR 014D、014Eと同等の機能を有し、構成例としては、図10、図11で示される構成が適用可能である。   Each of the CCRR 014ID, 014IE, 014QD, and 014QE has a function equivalent to that of the CCRR 014D and 014E in FIG. 1, and the configurations shown in FIGS. 10 and 11 are applicable as configuration examples.

POWER 156E、156Dでは、I成分とQ成分の相関結果を用いて、進み成分と遅れ成分の電力値S156E、S156Dを計算する。その構成例を図20に示す。図20において、090I、090Qは2乗/絶対値部(SQR/ABS)、100は加算部を示す。   POWER 156E and 156D calculate the power values S156E and S156D of the lead component and the lag component using the correlation result of the I component and the Q component. An example of the configuration is shown in FIG. In FIG. 20, 090I and 090Q indicate a square / absolute value part (SQR / ABS), and 100 indicates an addition part.

図17に戻って、SYNCTRACK 015は、図1におけるSYNCTRACK 015と同等の機能を有する。進み成分と遅れ成分のそれぞれの電力値S156E、S156Dの減算結果、又は減算結果と加算結果の比を基に、同期誤差信号S015を抽出しTIMSIGG 016’に出力する。SYNCTRACK 015の構成例として、図12、図13、図14で説明した構成が適用可能である。但し、電力計算値を入力としていることにより、図12、図14中のSQR/ABS 090D、090Eは不要となる。   Returning to FIG. 17, SYNCTRACK 015 has the same function as SYNCTRACK 015 in FIG. Based on the subtraction results of the power values S156E and S156D of the advance component and the delay component, or the ratio of the subtraction result and the addition result, the synchronization error signal S015 is extracted and output to the TIMSIGG 016 '. As a configuration example of SYNCTRACK 015, the configuration described in FIGS. 12, 13, and 14 is applicable. However, SQR / ABS 090D and 090E in FIG. 12 and FIG. 14 are not required because the calculated power value is input.

TIMSIGG016’は、図1におけるTIMSIGG 016と同等の機能を有する。PGETPD 155においてデータを取得するタイミングを供給するタイミング信号S016を出力する。上記同期誤差信号S015により上記タイミング信号S016の出力タイミングが調整される。好適には上記同期誤差信号S015が0になるように調整される。TIMSIGG 016’として、図15A、図15Bで説明した構成が適用可能である。   TIMSIGG016 'has a function equivalent to TIMSIGG016 in FIG. In PGETPD 155, a timing signal S016 for supplying data acquisition timing is output. The output timing of the timing signal S016 is adjusted by the synchronization error signal S015. Preferably, the synchronization error signal S015 is adjusted to be zero. As TIMSIGG 016 ', the configuration described in FIGS. 15A and 15B can be applied.

また、図17の実施形態を構成するTIMSIGG 016’は、図21に示す構成例も適用可能である。図21において、131はプログラマブル分周器(PRGRMBL DIVIDER)である。図15Bの構成と異なる点は、PRRMBL DIVIDER 131の入力を外部から入力することである。したがって図17で示す構成では、周波数変換で利用したLO(1505)の出力S153を入力としている。ただし、この構成を用いる場合、受信パルスの搬送波周波数が受信パルスの到来する周波数の整数倍である必要がある。   In addition, the configuration example shown in FIG. 21 can be applied to TIMSIGG 016 'configuring the embodiment of FIG. In FIG. 21, 131 is a programmable frequency divider (PRGRMBL DIVIDER). A difference from the configuration of FIG. 15B is that the input of the PRRMBL DIVIDER 131 is input from the outside. Therefore, in the configuration shown in FIG. 17, the output S153 of LO (1505) used for frequency conversion is input. However, when this configuration is used, the carrier frequency of the received pulse needs to be an integral multiple of the frequency at which the received pulse arrives.

上記構成により、搬送波をパルス波形によって変調した変調パルス波形を用いて信号を伝送する通信システムにおいても、第1の実施形態と同様に簡単な構成で同期の維持が可能となる。   With the above configuration, even in a communication system that transmits a signal using a modulated pulse waveform obtained by modulating a carrier wave with a pulse waveform, synchronization can be maintained with a simple configuration as in the first embodiment.

本発明の受信装置の第3の実施形態を図22に示す。図22において、000はアンテナ、011はRFフロントエンド部(RFFE)、190は並列パルスデータ取得部(PGETPD)、191はIF部(IF)、014D、014Eは符号相関部(CCRR)、015は同期追跡処理部(SYNCTRACK)、192は復調用合成部(COMB)、016はタイミング信号生成部(TIMSIGG)、018は同期捕捉部(SYNCACQ)、193は復調部(DEMOD)をそれぞれ示す。   A third embodiment of the receiving apparatus of the present invention is shown in FIG. In FIG. 22, 000 is an antenna, 011 is an RF front end unit (RFFE), 190 is a parallel pulse data acquisition unit (PGETPD), 191 is an IF unit (IF), 014D and 014E are code correlation units (CCRR), and 015 is A synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK), 192 indicates a demodulating synthesis unit (COMB), 016 indicates a timing signal generation unit (TIMSIGG), 018 indicates a synchronization acquisition unit (SYNCACQ), and 193 indicates a demodulation unit (DEMOD).

本実施形態の受信装置がアンテナ000で受信する信号は、第1の実施形態で受信する信号と同様な、BPSK変調及び直接拡散されたパルス列の信号である。   The signal received by the receiving apparatus of the present embodiment with the antenna 000 is a BPSK modulated and directly spread pulse train signal similar to the signal received in the first embodiment.

図22のRFFE 011は、図3Aの送信装置が送信する、BPSK変調及び直接拡散されたパルス列をアンテナ000で受信し、必要に応じて増幅や帯域制限、ノイズ除去などのRF信号処理や周波数変換を行ない、受信信号S011を出力する。   The RFFE 011 in FIG. 22 receives the BPSK modulated and directly spread pulse train transmitted by the transmitting apparatus in FIG. 3A with the antenna 000, and performs RF signal processing and frequency conversion such as amplification, band limitation, and noise removal as necessary. And a reception signal S011 is output.

PGETPD 190において、受信信号S011は2つの成分に分割される。その各分割された信号は、TIMSIGG 016において出力されたタイミング信号S016を基に、互いに異なる位相タイミングで、パルスの大きさ、極性に応じたデータS190D、S190Eが取得される。上記パルスデータを取得する最も早い取得時間と最もの遅い取得時間の差は、典型的には受信パルス幅の約2倍以下である。以降、早い時間で取得される成分を進み成分、遅い時間で取得される成分を遅れ成分と呼ぶ。   In PGETPD 190, received signal S011 is divided into two components. For each of the divided signals, data S190D and S190E corresponding to the magnitude and polarity of the pulse are acquired at different phase timings based on the timing signal S016 output in TIMSIGG 016. The difference between the earliest acquisition time and the latest acquisition time for acquiring the pulse data is typically about twice or less the reception pulse width. Hereinafter, a component acquired at an earlier time is referred to as an advanced component, and a component acquired at a later time is referred to as a delayed component.

IF191では、上記互いに位相タイミングがずれて取得された信号を同一タイミングの信号として、後段に出力する。進み成分と遅れ成分のどちらか一方、または両方がSYNCACQ 018に入力される。但し、SYNCACQ 018がIFの出力信号を用いるのは一例にすぎず限定されない。例えば、CCRR 014D、014Eの出力S014D、S014Eを用いる場合もあるし、COMB192の出力S192を用いることも考えられる。   In IF191, the signals acquired with the phase timings shifted from each other are output to the subsequent stage as signals of the same timing. One or both of the leading component and the lag component are input to SYNCACQ 018. However, the use of the IF output signal by the SYNCACQ 018 is merely an example and is not limited. For example, CCRR 014D and 014E outputs S014D and S014E may be used, and COMB192 output S192 may be used.

SYNCACQ 018では、TIMSIGG 016を制御し、出力されるタイミング信号S016と受信パルスのタイミング誤差が約パルス幅以内になるように初期同期捕捉を確立し、以後同期信号S018を復調部193、CCRR 014D、014Eに供給する。初期同期捕捉の方法は、様々な方法があり本発明においては限定されない。   SYNCACQ 018 controls TIMSIGG 016, establishes initial synchronization acquisition so that the timing error between the output timing signal S016 and the received pulse is within about the pulse width, and then synchronizes the synchronization signal S018 with the demodulator 193, CCRR 014D, Supply to 014E. There are various initial synchronization acquisition methods, which are not limited in the present invention.

CCRR 014E、014Dでは、進み成分、遅れ成分のパルスデータと、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列との相関をそれぞれ計算する。上記進み成分の相関結果S014Eと遅れ成分の相関結果S014Dは、SYNCTRACK 015、及びCOMB 192に入力される。それぞれのCCRR 014D、S014Eは、図1のCCRR 014D、014Eと同等の機能を有し、構成例としては、図10、図11で示される構成が適用可能である。   In CCRR 014E and 014D, the correlation between the pulse data of the leading component and the lag component and the same spreading code sequence used for direct spreading on the transmission side is calculated. The lead component correlation result S014E and the delay component correlation result S014D are input to SYNCTRACK 015 and COMB 192, respectively. Each of the CCRR 014D and S014E has a function equivalent to that of the CCRR 014D and 014E in FIG. 1, and the configurations shown in FIGS. 10 and 11 are applicable as configuration examples.

COMB 192では、進み成分の相関結果S014Eと、遅れ成分の相関結果S014Eから復調用に用いる信号S192を合成してDEMOD 193に出力する。この時、必要に応じて、SYNCTRACK 015からの同期誤差信号S015を利用して復調用信号S192を合成する。   In the COMB 192, the signal S192 used for demodulation is synthesized from the correlation result S014E of the lead component and the correlation result S014E of the delay component and is output to the DEMOD 193. At this time, the demodulation signal S192 is synthesized using the synchronization error signal S015 from the SYNCTRACK 015 as necessary.

DEMOD 193では、上記復調用に合成された信号S192を用いて復調し、復調データを出力する。ただし復調方法は本発明の限定とはならない。   In DEMOD 193, demodulation is performed using the signal S192 synthesized for demodulation, and demodulated data is output. However, the demodulation method is not a limitation of the present invention.

SYNCTRACK 015は、図1におけるSYNCTRACK 015と同等の機能を有する。進み成分の相関結果S014Eと遅れ成分の相関結果S014Dの減算結果、又は減算結果と加算結果の比を基に、同期誤差信号S015を抽出しTIMSIGG 016に出力する。SYNCTRACK 015の構成例として、図12、図13、図14で説明した構成が適用可能である。   SYNCTRACK 015 has the same function as SYNCTRACK 015 in FIG. Based on the subtraction result of the lead component correlation result S014E and the delay component correlation result S014D, or the ratio of the subtraction result and the addition result, the synchronization error signal S015 is extracted and output to the TIMSIGG 016. As a configuration example of SYNCTRACK 015, the configuration described in FIGS. 12, 13, and 14 is applicable.

TIMSIGG 016は、図1におけるTIMSIGG 016と同等の機能を有する。PGETPD 190においてデータを取得するタイミングを供給するタイミング信号S016を出力する。上記同期誤差信号S015により上記タイミング信号S016の出力タイミングが調整される。好適には上記同期誤差信号S015が0になるように調整される。TIMSIGG016の構成例として、図15A、図15Bで説明した構成が適用可能である。   TIMSIGG 016 has a function equivalent to TIMSIGG 016 in FIG. In PGETPD 190, a timing signal S016 for supplying data acquisition timing is output. The output timing of the timing signal S016 is adjusted by the synchronization error signal S015. Preferably, the synchronization error signal S015 is adjusted to be zero. As a configuration example of TIMSIGG016, the configuration described in FIG. 15A and FIG. 15B can be applied.

図23に、第3の実施例に係るPGETPD 190の構成例を示す。図23において、020D、020Eはサンプリング部(SMP)、200は遅延部(DLY)をそれぞれ示す。TIMSIGG 016からのタイミング信号S016はDLY 200により、互いにタイミングの異なる2つのタイミング信号が生成される。SMP 020D、020Eは、上記2つのタイミング信号が与えられた瞬間の、パルスレベル値を出力する。上記DLY 200の遅延量は、好適にはまた受信パルスのパルス幅Wの2倍以下の遅延量を持つ。   FIG. 23 shows a configuration example of PGETPD 190 according to the third embodiment. In FIG. 23, 020D and 020E indicate sampling units (SMP), and 200 indicates a delay unit (DLY). The timing signal S016 from the TIMSIGG 016 generates two timing signals having different timings by the DLY 200. SMP 020D and 020E output the pulse level value at the moment when the two timing signals are given. The delay amount of the DLY 200 preferably has a delay amount that is not more than twice the pulse width W of the received pulse.

また、図23の構成においては、タイミング信号のパスに遅延素子が挿入されたが、受信パルスが2分割された片方のパスに遅延素子を挿入しても同様な機能が実現可能である。   In the configuration of FIG. 23, the delay element is inserted in the timing signal path. However, a similar function can be realized by inserting the delay element in one of the paths obtained by dividing the received pulse.

図24に、第3の実施例に係るPGETPD 190の別の構成例を示す。図24において、030D、030Eは乗算部、031D、031Eは積分部(INT)、020D、02Eはサンプリング部(SMP)、200a、200bは遅延部(DLY)、032はテンプレート波形生成部(TMPWAVG)、033はタイミング調整部(TIMADJ)を示す。   FIG. 24 shows another configuration example of the PGETPD 190 according to the third embodiment. 24, 030D and 030E are multiplication units, 031D and 031E are integration units (INT), 020D and 02E are sampling units (SMP), 200a and 200b are delay units (DLY), and 032 is a template waveform generation unit (TMPWAVG). , 033 indicate timing adjustment units (TIMADJ).

TMPWAVG 032では、タイミング信号S016を基に受信パルスと相関を持ったパルス波形を持つテンプレート波形を生成する。好適にはパルス波形はすべて同一極性である。上記テンプレート波形は、DLY200aを通過し、互いにタイミングの異なる2つのテンプレート波形が生成される。乗算部030D、030Eでは、上記2つのテンプレート波形と受信パルスがそれぞれ乗算される。INT 031D、031Eでは、上記2つの乗算された信号を約パルス幅期間だけ積分される。積分時間を規定するリセット信号は、TIMADJ 033、DLY 200bを通過したタイミング信号により供給される。また上記積分信号は、SMP 020D、020Eにより、それぞれパルスデータとして取得され出力される。   In TMPWAVG 032, a template waveform having a pulse waveform correlated with the received pulse is generated based on the timing signal S016. Preferably, the pulse waveforms are all of the same polarity. The template waveform passes through the DLY 200a, and two template waveforms having different timings are generated. Multipliers 030D and 030E multiply the two template waveforms and the received pulse, respectively. In INT 031D and 031E, the two multiplied signals are integrated for about a pulse width period. The reset signal that defines the integration time is supplied by a timing signal that has passed through TIMADJ 033 and DLY 200b. The integrated signals are acquired and output as pulse data by SMP 020D and 020E, respectively.

また、図24の構成においては、テンプレート波形列及びタイミング信号のパスに遅延素子が挿入されたが、受信パルスが2分割された片方のパスに遅延素子を挿入しても同様な機能が実現可能である。   In the configuration of FIG. 24, a delay element is inserted in the path of the template waveform sequence and the timing signal. However, a similar function can be realized by inserting a delay element in one of the paths where the received pulse is divided into two. It is.

以上の構成による同期追跡機能は、第1の実施例における同期追跡機能と全く同一である。本実施例が第1の実施例と異なる点は、復調用の信号を進み成分と遅れ成分から合成する点である。
以下、図25〜図28Bで、第3の実施例におけるCOMB 192の構成例を説明する。
図25に、第3の実施例におけるCOMB 192の構成例を示す。図25において、100は加算部である。この構成例は、復調信号S192を、進み成分の相関結果S014Eと遅れ成分の相関結果S014Dの加算によって生成する。
The synchronization tracking function configured as described above is exactly the same as the synchronization tracking function in the first embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that a demodulation signal is synthesized from a lead component and a delay component.
Hereinafter, a configuration example of the COMB 192 in the third embodiment will be described with reference to FIGS. 25 to 28B.
FIG. 25 shows a configuration example of the COMB 192 in the third embodiment. In FIG. 25, reference numeral 100 denotes an adder. In this configuration example, the demodulated signal S192 is generated by adding the correlation result S014E of the lead component and the correlation result S014D of the delay component.

図26に、第3の実施例におけるCOMB 192の別の構成例を示す。図26において、230はスイッチ、231はゲイン、100は加算部、232は符号部(SIGN)、091は減算部を示す。スイッチ230は進み成分と遅れ成分の減算結果の正負の符号によって、パスを切り替える。この構成は、以下の計算式を実現する。   FIG. 26 shows another configuration example of the COMB 192 in the third embodiment. In FIG. 26, 230 is a switch, 231 is a gain, 100 is an adding unit, 232 is a sign unit (SIGN), and 091 is a subtracting unit. The switch 230 switches the path depending on the sign of the subtraction result of the advance component and the delay component. This configuration realizes the following calculation formula.

a*f1 + f2 (f1-f2 > 0)
f1+a*f2 (otherwise)
但し、f1、f2はそれぞれ進み成分、遅れ成分の入力値S014E、S014Dである。
以上の構成によりタイミングずれ方向により重み付け計算を可能にする。
a * f1 + f2 (f1-f2> 0)
f1 + a * f2 (otherwise)
However, f1 and f2 are input values S014E and S014D of the advance component and the delay component, respectively.
With the above configuration, it is possible to perform weighting calculation according to the timing shift direction.

図27に、第3の実施例におけるCOMB 192の別の構成例を示す。図27において、240D、240Eは乗算部、100は加算部、241D、241Eは関数部、091は減算部を示す。この構成は以下の計算式を実現する。   FIG. 27 shows another configuration example of the COMB 192 in the third embodiment. In FIG. 27, 240D and 240E are multiplication units, 100 is an addition unit, 241D and 241E are function units, and 091 is a subtraction unit. This configuration realizes the following calculation formula.

A(x)*f1 + B(x)*f2
ただし、x=f1-f2である。
A (x) * f1 + B (x) * f2
However, x = f1-f2.

以上の構成により、タイミングずれ方向と量により重み付け計算を可能にする。   With the above configuration, it is possible to perform weighting calculation based on the timing shift direction and amount.

図28Aに、第3の実施例におけるCOMB 192の別の構成例を示す。図28Aにおいて、230はスイッチ、231はゲイン、100は加算部、232は符号部(SIGN)、を示す。図28Aは図26の構成における減算結果を、SYNCTRACK 015の同期誤差信号S015に置き換えたものである。   FIG. 28A shows another configuration example of COMB 192 in the third embodiment. In FIG. 28A, 230 indicates a switch, 231 indicates a gain, 100 indicates an adding unit, and 232 indicates a sign unit (SIGN). FIG. 28A is obtained by replacing the subtraction result in the configuration of FIG. 26 with the synchronization error signal S015 of SYNCTRACK 015.

図28Bに、第3の実施例におけるCOMB 192の別の構成例を示す。図28Bにおいて、24D、240Eは乗算部、100は加算部、241D、241Eは関数部、をそれぞれ示す。図28Bは図27の構成における減算結果を、SYNCTRACK 015の同期誤差信号S015に置き換えたものである。   FIG. 28B shows another configuration example of the COMB 192 in the third embodiment. In FIG. 28B, 24D and 240E indicate multiplication units, 100 indicates an addition unit, and 241D and 241E indicate function units, respectively. FIG. 28B is obtained by replacing the subtraction result in the configuration of FIG. 27 with the synchronization error signal S015 of SYNCTRACK 015.

図29は、COMB 192が図25の構成をとった時の本実施例の効果を示すものである。図29は縦軸に理想的な受信方式からの信号劣化量[dB]、横軸に同期精度[ns]を示す。図29より、同期精度が小さい場合は従来方式の場合の方が劣化量は少ないが、同期精度が悪くなると特性が改善されていることがわかる。   FIG. 29 shows the effect of this embodiment when the COMB 192 has the configuration of FIG. In FIG. 29, the vertical axis represents the signal degradation amount [dB] from the ideal reception method, and the horizontal axis represents the synchronization accuracy [ns]. From FIG. 29, it can be seen that when the synchronization accuracy is low, the amount of deterioration is smaller in the case of the conventional method, but the characteristics are improved when the synchronization accuracy is deteriorated.

本実施例の受信装置は、進み成分の信号と遅れ成分の信号から復調用データを合成する復調用合成部と、上得された信号用いてデータを復調する復調部を具備する。この構成により、信号を3分割する必要があったこれまでの例に比べて、2分割で行えるようになり、部品点数の削減が可能であり、ハードウェア規模が削減される。   The receiving apparatus of this embodiment includes a demodulating synthesizer that synthesizes demodulating data from a leading component signal and a lagging component signal, and a demodulating unit that demodulates data using the obtained signal. With this configuration, the signal can be divided into two as compared to the previous example in which the signal had to be divided into three, the number of parts can be reduced, and the hardware scale can be reduced.

本発明の受信装置の第4の実施形態を、図30に示す。本実施形態は、搬送波をパルス波形によって変調した変調パルス波形を用いて信号を伝送する通信システムに適用される。図30において、000はアンテナ、011はRFフロントエンド部(RFFE)、150I、150Qはミキサー部、151I、151QはLPF部(LPF)、152I、152Qは中間増幅部(IFAMP)、153はローカル発振器(LO)、154は90度移相器(90PH)、280は並列パルスデータ取得部(PGETPD)、191I、191QはIF部(IF)、014ID、014IE、014QD、014QEは符号相関部(CCRR)、156D、156Eは電力計算部(POWER)、015は同期追跡処理部(SYNCTRACK)、016’はタイミング信号生成部(TIMSIGG)、192I、192Qは復調用合成部(CCRR&DEMOD)、157は同期捕捉部(SYNCACQ)、158は復調部(DEMOD)をそれぞれ示す。   FIG. 30 shows a fourth embodiment of the receiving apparatus of the present invention. This embodiment is applied to a communication system that transmits a signal using a modulated pulse waveform obtained by modulating a carrier wave with a pulse waveform. In FIG. 30, 000 is an antenna, 011 is an RF front end unit (RFFE), 150I and 150Q are mixer units, 151I and 151Q are LPF units (LPF), 152I and 152Q are intermediate amplification units (IFAMP), and 153 is a local oscillator. (LO), 154 is a 90-degree phase shifter (90PH), 280 is a parallel pulse data acquisition unit (PGETPD), 191I, 191Q are IF units (IF), 014ID, 014IE, 014QD, 014QE are code correlation units (CCRR) , 156D and 156E are power calculation units (POWER), 015 is a synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK), 016 'is a timing signal generation unit (TIMSIGG), 192I and 192Q are synthesis units for demodulation (CCRR & DEMOD), and 157 is a synchronization acquisition unit (SYNCACQ) and 158 indicate demodulation units (DEMOD), respectively.

本実施形態で受信する信号は、例えば上述した図3Aに示す送信装置などにおいて生成された送信信号である。即ち、DATA 320からの信号が、SCG 321、乗算部322及びPG 323において、BPSK変調及び直接拡散されたパルス列が生成される。更に、フロントエンド部324において、搬送波を同パルス列によって変調することによって変調パルス波形の送信信号が生成され、アンテナ325から送出される。   The signal received in the present embodiment is, for example, a transmission signal generated in the transmission apparatus shown in FIG. 3A described above. That is, a pulse train in which the signal from DATA 320 is subjected to BPSK modulation and direct spreading in SCG 321, multiplier 322, and PG 323 is generated. Further, the front end unit 324 generates a transmission signal having a modulated pulse waveform by modulating the carrier wave with the same pulse train, and transmits the transmission signal from the antenna 325.

RFFE 011は、上記送信信号をアンテナ000で受信し、必要に応じて増幅や帯域制限、ノイズ除去などのRF信号処理を行ない、受信信号を出力する。   The RFFE 011 receives the transmission signal by the antenna 000, performs RF signal processing such as amplification, band limitation, and noise removal as necessary, and outputs a reception signal.

90度互いに位相のずれた搬送波と同じ周波数を持つ信号S154I、S154Qと、受信信号S011をミキサー部150I、150Qによって乗算し、LPF部151I、151Q、LO 153、90PH 154によって高周波成分を除去することにより、変調パルス波形の受信信号を、二つの直交成分であるI成分とQ成分に分けてそれぞれに周波数変換を行ない、元のパルス波形を抽出する。上記パルス波形は、IFAMP 152I、152Qによって増幅されS152I、S152Qとして出力される。   The signals S154I and S154Q having the same frequency as the carrier wave that is 90 degrees out of phase with the received signal S011 are multiplied by the mixer units 150I and 150Q, and the high-frequency components are removed by the LPF units 151I, 151Q, LO 153, and 90PH 154 Thus, the received signal of the modulated pulse waveform is divided into two orthogonal components, an I component and a Q component, and frequency conversion is performed on each of them to extract the original pulse waveform. The pulse waveform is amplified by IFAMPs 152I and 152Q and output as S152I and S152Q.

PGETPD 280において、I成分、Q成分の各成分S152I、S152Qは、さらに2つの成分に分割される。上記各分割された信号は、TIMSIGG 016’において出力されたタイミング信号S016を基に、互いに異なる位相タイミングで、パルスの大きさ、極性に応じたデータS280IE、S280ID、S280QE、S280QDが取得される。上記パルスデータを取得する最も早い取得時間と最もの遅い取得時間の差は、典型的には受信パルス幅の約2倍以下である。以降、最も早い時間で取得される成分を進み成分、最も遅い時間で取得される成分を遅れ成分と呼ぶ。   In PGETPD 280, each of the components S152I and S152Q of the I component and the Q component is further divided into two components. For each of the divided signals, data S280IE, S280ID, S280QE, and S280QD corresponding to the magnitude and polarity of the pulse are acquired at different phase timings based on the timing signal S016 output from the TIMSIGG 016 '. The difference between the earliest acquisition time and the latest acquisition time for acquiring the pulse data is typically about twice or less the reception pulse width. Hereinafter, the component acquired at the earliest time is referred to as the advance component, and the component acquired at the latest time is referred to as the delay component.

図31に、第4の実施形態に係るPGETPD 280の構成例を示す。図31において、020ID、020IE、020QD、020QEはサンプリング部(SMP)、200は遅延部(DLY)を示す。図31に示す構成は、図23に示した機能をI成分、Q成分の両方において備えたものである。   FIG. 31 shows a configuration example of the PGETPD 280 according to the fourth embodiment. In FIG. 31, 020ID, 020IE, 020QD, and 020QE indicate sampling units (SMP), and 200 indicates a delay unit (DLY). The configuration shown in FIG. 31 has the function shown in FIG. 23 in both the I component and the Q component.

TIMSIGG 016からのタイミング信号S016は、DLY200により、互いにタイミングの異なる2つのタイミング信号が生成される。SMP 020ID、020IE、020QD、020QEは、上記2つのタイミング信号が与えられた瞬間の、パルスレベル値を出力する。上記DLY 200の遅延量は、好適には受信パルスのパルス幅Wの2倍以下の遅延量を持つ。   As the timing signal S016 from TIMSIGG 016, two timing signals having different timings are generated by DLY200. SMP 020ID, 020IE, 020QD, and 020QE output the pulse level value at the moment when the two timing signals are given. The delay amount of the DLY 200 preferably has a delay amount equal to or less than twice the pulse width W of the received pulse.

また、図31の構成においては、タイミング信号のパスに遅延素子が挿入されたが、受信パルスが2分割されたパスのどちらかに遅延素子を挿入しても同様な機能が実現可能である。   In the configuration of FIG. 31, a delay element is inserted in the path of the timing signal. However, a similar function can be realized by inserting a delay element in one of the paths in which the reception pulse is divided into two.

また別の構成として、図31と同様に、図24に示す機能をI成分、Q成分の両方において備えた構成も可能であることは自明である。   As another configuration, as in FIG. 31, it is obvious that a configuration having the function shown in FIG. 24 in both the I component and the Q component is also possible.

IF 191I、191Qは、図22におけるIF191と同等の機能を有する。上記互いにタイミングがずれて取得された信号を同一タイミングの信号として、後段に出力する。I成分、Q成分における進み成分、遅れ成分の出力はそれぞれ、CCRR 014IE、014ID、014QE、014QDに出力され、また進み成分と遅れ成分のどちらか一方、または両方がSYNCACQ 157に出力される。但し、SYNCACQ 157がIFの出力信号を用いるのは一例にすぎず限定されない。例えば、CCRR 014IE、014IE、014QD、014QEの出力を用いる場合もあるし、COMB192I、192Qを用いることも考えられる。   IFs 191I and 191Q have the same functions as IF191 in FIG. The signals acquired at different timings are output to the subsequent stage as signals having the same timing. The output of the lead component and the delay component in the I component and the Q component are output to CCRR 014IE, 014ID, 014QE, and 014QD, respectively, and either one or both of the lead component and the delay component are output to SYNCAQ 157. However, the use of the IF output signal by the SYNCACQ 157 is merely an example and is not limited. For example, CCRR 014IE, 014IE, 014QD, and 014QE outputs may be used, and COMB192I and 192Q may be used.

SYNCACQ 157では、TIMSIGG 016’を制御し、出力されるタイミング信号S016と受信パルスのタイミング誤差が約パルス幅以内になるように初期同期捕捉を確立し、以後同期信号をDEMOD 158、CCRR 014ID、014IE、014QD、014QEに供給する。初期同期捕捉の方法は、様々な方法があり本発明においては限定されない。   SYNCACQ 157 controls TIMSIGG 016 ', establishes initial synchronization acquisition so that the timing error between the output timing signal S016 and the received pulse is within about the pulse width, and then synchronizes the DEMOD 158, CCRR 014ID, 014IE , 014QD, 014QE. There are various initial synchronization acquisition methods, which are not limited in the present invention.

DEMOD 158では、上記復調用に合成された信号を用いて復調し、復調データを出力する。ただし復調方法は本発明の限定とはならない。   In DEMOD 158, demodulation is performed using the signal synthesized for demodulation, and demodulated data is output. However, the demodulation method is not a limitation of the present invention.

CCRR 014ID、014IE、014QD、014QEでは、I成分、Q成分それぞれの進み成分、遅れ成分のパルスデータと、送信側において直接拡散に使用されるものと同じ拡散符号系列との相関をそれぞれ計算する。I成分、Q成分それぞれの進み成分の相関結果S014IE、S014QEと遅れ成分の相関結果S014ID、S014QDは、COMB 192I、192Qと、POWER 156E、156Dにそれぞれ入力される。   In CCRR 014ID, 014IE, 014QD, and 014QE, the correlation between the pulse data of the I component and the Q component of each of the I component and the Q component and the same spreading code sequence that is used for direct spreading on the transmission side is calculated. The correlation results S014IE and S014QE of the leading component of each of the I component and the Q component and the correlation results S014ID and S014QD of the lag component are input to the COMB 192I and 192Q and the POWER 156E and 156D, respectively.

それぞれのCCRR 014ID、014IE、014QD、014QEは、図1のCCRR 014D、014Eと同等の機能を有し、構成例としては、図10、図11で示される構成が適用可能である。   Each of the CCRR 014ID, 014IE, 014QD, and 014QE has a function equivalent to that of the CCRR 014D and 014E in FIG. 1, and the configurations shown in FIGS. 10 and 11 are applicable as configuration examples.

COMB 192I、192Qは、図22におけるCOMB 192と同等の機能を持つ。I成分、Q成分それぞれの成分において、進み成分の相関結果S014IE、S014QEと遅れ成分の相関結果S014ID、S014QDから復調用に用いる信号を合成して、DEMOD 158に出力する。この時、必要に応じて、SYNCTRACK 015からの同期誤差信号S015を利用して復調用信号を合成する。COMB 192I、192Qの構成例として、図25〜図28Bで示した構成が適用可能である。   COMB 192I and 192Q have the same function as COMB 192 in FIG. In each of the I component and the Q component, the signals used for demodulation are synthesized from the correlation results S014IE and S014QE of the lead components and the correlation results S014ID and S014QD of the delay components, and output to the DEMOD 158. At this time, the demodulation signal is synthesized using the synchronization error signal S015 from SYNCTRACK 015 as necessary. As a configuration example of COMB 192I and 192Q, the configurations shown in FIGS. 25 to 28B are applicable.

POWER 156D、156Eでは、I成分とQ成分の相関結果を用いて、進み成分と遅れ成分の電力値を計算する。構成例としては、図19に示したものがある。   POWER 156D and 156E calculate the power values of the lead component and the lag component using the correlation result between the I component and the Q component. An example of the configuration is shown in FIG.

SYNCTRACK 015は、図1におけるSYNCTRACK 015と同等の機能を有する。進み成分と遅れ成分の電力値の減算結果、又は減算結果と加算結果の比を基に、同期誤差信号S015を抽出しTIMSIGG 016に出力する。   SYNCTRACK 015 has the same function as SYNCTRACK 015 in FIG. Based on the subtraction result of the power values of the advance component and the delay component, or the ratio between the subtraction result and the addition result, the synchronization error signal S015 is extracted and output to the TIMSIGG 016.

SYNCTRACK 015の構成例として、図12、図13、図14で説明した構成が適用可能である。但し、電力計算値を入力としていることにより、図12、図14中のSQR/ABS 090D、090Eは不要となる。   As a configuration example of SYNCTRACK 015, the configuration described in FIGS. 12, 13, and 14 is applicable. However, SQR / ABS 090D and 090E in FIG. 12 and FIG. 14 are not required because the calculated power value is input.

TIMSIGG 016’は、図1におけるTIMSIGG 016と同等の機能を有する。PGETPD 280においてデータを取得するタイミングを供給するタイミング信号S016を出力する。上記同期誤差信号S015により上記タイミング信号S016の出力タイミングが調整される。好適には上記同期誤差信号S015が0になるように調整される。TIMSIGG 016’として、図15A、図15Bで説明した構成が適用可能である。   TIMSIGG 016 'has the same function as TIMSIGG 016 in FIG. In PGETPD 280, a timing signal S016 for supplying data acquisition timing is output. The output timing of the timing signal S016 is adjusted by the synchronization error signal S015. Preferably, the synchronization error signal S015 is adjusted to be zero. As TIMSIGG 016 ', the configuration described in FIGS. 15A and 15B can be applied.

また図30の実施形態を構成するTIMSIGG 016’は、図17におけるTIMSIGG 016’と同様に、図21で示す構成例でも適用可能である。   Further, TIMSIGG 016 'configuring the embodiment of FIG. 30 can be applied to the configuration example shown in FIG. 21 as well as TIMSIGG 016' in FIG.

この例でも、パルスデータの取得は、並列パルスデータ取得部において行われ、符号相関が別のブロックで上記パルスデータ毎に行われ、その相関結果がパルスの同期維持に用いられる。そのため、広帯域な入力でかつ長時間の積分が必要な部分がなくなるので、従来例のような、高速な入力に対応しかつ非常に容量の大きい積分器は不要であり、ハードウェアが簡単な構成となる。   Also in this example, acquisition of pulse data is performed in the parallel pulse data acquisition unit, code correlation is performed for each pulse data in another block, and the correlation result is used for maintaining pulse synchronization. This eliminates the need for long-term integration with a wide-band input, eliminating the need for a very large-capacity integrator that supports high-speed input, as in the conventional example, and has a simple hardware configuration. It becomes.

また、上記構成により、搬送波をパルス波形によって変調した変調パルス波形を用いて信号を伝送する通信システムにおいても、第1の実施形態と同様に簡単な構成で同期の維持が可能となる。   Also, with the above configuration, in a communication system that transmits a signal using a modulated pulse waveform obtained by modulating a carrier wave with a pulse waveform, synchronization can be maintained with a simple configuration as in the first embodiment.

また、上記構成により、搬送波をパルス波形によって変調した変調パルス波形を用いて信号を伝送する通信システムにおいても、第3の実施形態と同様にハードウェアの削減ができ、簡単な構成で同期の維持が可能となる。   In the communication system that transmits a signal using a modulated pulse waveform obtained by modulating a carrier wave with a pulse waveform with the above configuration, the hardware can be reduced as in the third embodiment, and synchronization can be maintained with a simple configuration. Is possible.

本発明の受信装置の第5の実施形態を、図32に示す。図32において、000はアンテナ、011はRFフロントエンド部(RFFE)、020はサンプリング部(SMP)、014D、014Eは符号相関部(CCRR)、015は同期追跡処理部(SYNCTRACK)、192は復調用合成部(COMB)、016はタイミング信号生成部(TIMSIGG)、018は同期捕捉部(SYNCACQ)、193は復調部(DEMOD)、200は遅延部(DLY)、502、504はスイッチ部(SW)、503は遅延部(DDLY)、505はスイッチ制御信号生成部(SWG)をそれぞれ示す。   FIG. 32 shows a fifth embodiment of the receiving apparatus of the present invention. 32, 000 is an antenna, 011 is an RF front end unit (RFFE), 020 is a sampling unit (SMP), 014D and 014E are code correlation units (CCRR), 015 is a synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK), and 192 is demodulated Synthesis unit (COMB), 016 is a timing signal generation unit (TIMSIGG), 018 is a synchronization acquisition unit (SYNCACQ), 193 is a demodulation unit (DEMOD), 200 is a delay unit (DLY), 502 and 504 are switch units (SW ), 503 indicate a delay unit (DDLY), and 505 indicates a switch control signal generation unit (SWG).

本実施形態の受信装置がアンテナ000で受信する信号は、第1の実施形態で受信する信号と同様な、BPSK変調及び直接拡散されたパルス列の信号である。   The signal received by the receiving apparatus of the present embodiment with the antenna 000 is a BPSK-modulated and directly spread pulse train signal similar to the signal received in the first embodiment.

本実施例が実施例1、及び実施例3と異なる最も大きな点は、実施例1、及び実施例3は図1のPGETPD 012や、図22のPGETPD 190において、1パルスの幅W内で進み信号と遅れ信号のパルスデータを取得していたのに対し、本実施例では、1つあるいは複数の基準信号にまたがる任意の周期毎に、進み信号と遅れ信号のパルスデータが交互に取得される点である。たとえば、ある取得タイミングの1パルス内では進み成分か遅れ成分のどちらか一方のパルスデータが取得され、次の周期の1パルス内では他方の成分のパルスデータが取得される。   The biggest difference between this embodiment and Embodiment 1 and Embodiment 3 is that Embodiment 1 and Embodiment 3 advance within the width W of one pulse in PGETPD 012 in FIG. 1 and PGETPD 190 in FIG. Whereas the pulse data of the signal and the delay signal are acquired, in this embodiment, the pulse data of the advance signal and the delay signal are alternately acquired for every arbitrary period extending over one or a plurality of reference signals. Is a point. For example, the pulse data of either the advance component or the delay component is acquired within one pulse at a certain acquisition timing, and the pulse data of the other component is acquired within one pulse of the next cycle.

すなわち、TIMSIGG 016において出力されたタイミング信号S016を基に、互いに異なる位相タイミングを与える信号S016とS200がDLY(200)によって生成される。SWG 505によって生成された制御信号S505により、SW 504においてS016とS200が選択される。上記選択された信号に基づいて、SMP 020において、上記パルスの大きさ、極性に応じたデータS020が取得される。   That is, based on the timing signal S016 output in TIMSIGG 016, signals S016 and S200 that give different phase timings are generated by DLY (200). Based on the control signal S505 generated by the SWG 505, S016 and S200 are selected in the SW 504. Based on the selected signal, SMP 020 acquires data S020 corresponding to the magnitude and polarity of the pulse.

SW 502において、制御信号505によって、上記進み成分と遅れ成分のパルスデータ値に振り分けられ、DDLY 503によって、両者のタイミングを合わせCCRR 014D、014Eに入力される。CCRR 014D、CCRR 014Eで符号の相関がとられた後、SYNCTRACK 015に入力される。SYNCTRACK 015は、図1におけるSYNCTRACK 015と同等の機能を有し、進み成分と遅れ成分のそれぞれの電力値の減算結果、又は減算結果と加算結果の比を基に、同期誤差信号を抽出しTIMSIGG 016’に出力する
CCRR 014D、014E、SYNCACQ 018、SYNCTRACK 015、COMP 192、DEMOD 193、TIMSIGG 016は、図22のCCRR0 14D、014E、SYNCACQ 018、SYNCTRACK 015、COMP 192、DEMOD 193、TIMSIGG 016と同等の機能を有する。
In SW 502, the pulse data values of the advance component and the delay component are distributed by the control signal 505, and the timings of both are combined and input to CCRR 014 D and 014 E by DDLY 503. The codes are correlated in CCRR 014D and CCRR 014E, and then input to SYNCTRACK 015. SYNCTRACK 015 has the same function as SYNCTRACK 015 in FIG. 1, and extracts a synchronization error signal based on the subtraction result of the power values of the advance component and the lag component, or the ratio of the subtraction result and the addition result. Output to 016 '
CCRR 014D, 014E, SYNCACQ 018, SYNCTRACK 015, COMP 192, DEMOD 193, TIMSIGG 016 have functions equivalent to CCRR0 14D, 014E, SYNCACQ 018, SYNCTRACK 015, COMP 192, DEMOD 193, TIMSIGG 016 in FIG.

図33に本実施例の動作を説明する波形例を示す。図33では、S505の制御信号によって、S016の立ち上がりのタイミングでパルスデータ値を取得するか、S020の立ち上がりタイミングでパルスデータ値をとるか選択され、その選択結果に基き、破線で示すパルスデータ値S019が取得される。即ち、最初のパルスにおいて進み成分の位相タイミングを与える信号S016に基きパルスデータ値の進み成分S019が取得され、次のパルスで遅れ成分の位相タイミングを与える信号S0200に基きパルスデータ値の遅れ成分S019が取得される。2つのパルスデータ値S019の高さの差ΔTは、進み成分と遅れ成分のそれぞれの電力値の差であり、この差に対応した同期誤差信号がSYNCTRACK 015で抽出され、TIMSIGG 016’に出力され、差ΔTに対応した同期誤差が無くなるようにフィードバック制御がなされる。   FIG. 33 shows a waveform example for explaining the operation of this embodiment. In FIG. 33, it is selected by the control signal of S505 whether the pulse data value is acquired at the rising timing of S016 or the pulse data value is taken at the rising timing of S020. Based on the selection result, the pulse data value indicated by the broken line is selected. S019 is acquired. That is, the leading component S019 of the pulse data value is acquired based on the signal S016 that gives the phase timing of the leading component in the first pulse, and the delayed component S019 of the pulse data value based on the signal S0200 that gives the phase timing of the lagging component in the next pulse. Is acquired. The difference ΔT in height between the two pulse data values S019 is the difference between the power values of the lead component and the lag component, and a synchronization error signal corresponding to this difference is extracted by SYNCTRACK 015 and output to TIMSIGG 016 ′. The feedback control is performed so that the synchronization error corresponding to the difference ΔT is eliminated.

ここでは、説明のために1パルス毎に取得するタイミングを切り替える例を示したが、切り替える時間単位は任意である。例えば拡散符号単位で切り替えることも考えられる。更には、1つ基準信号内だけでなく、2〜3の複数の基準信号にまたがる周期毎、進み成分と遅れ成分の取得に切り替えても良い。たとえば基準信号単位区間ごと、即ち4パルス毎に取得タイミングを切り替えても良い。   Here, for the sake of explanation, an example of switching the acquisition timing for each pulse has been shown, but the time unit for switching is arbitrary. For example, switching in units of spreading codes can be considered. Furthermore, it is possible to switch to acquisition of the advance component and the delay component for each cycle spanning a plurality of reference signals of 2 to 3 as well as within one reference signal. For example, the acquisition timing may be switched every reference signal unit interval, that is, every 4 pulses.

このような構成をとることにより、これまで述べてきた同期追跡機能が受信信号を分割する必要がなく実現可能となり、ハードウェアの削減が見込まれる。   By adopting such a configuration, the synchronization tracking function described so far can be realized without the need to divide the received signal, and hardware reduction is expected.

本発明の受信装置の第6の実施形態を図34に示す。本実施形態は、搬送波をパルス波形によって変調した変調パルス波形を用いて信号を伝送する通信システムに適用される。図34において、000はアンテナ、011はRFフロントエンド部(RFFE)、150I、150Qはミキサー部、151I、151QはLPF部(LPF)、152I、152Qは中間増幅部(IFAMP)、153はローカル発振器(LO)、154は90度移相器(90PH)、020はサンプリング部(SMP)、502I、502Q、504はスイッチ部(SW)、200は遅延部(DLY)、503Iは遅延部(DDLY)、505はスイッチ制御信号生成部(SWG)、014ID、014IE、014QD、014QEは符号相関部(CCRR)、156D、156Eは電力計算部(POWER)、015は同期追跡処理部(SYNCTRACK)、016’はタイミング信号生成部(TIMSIGG)、192I、192Qは復調用合成部(CCRR&DEMOD)、157は同期捕捉部(SYNCACQ)、158は復調部(DEMOD)をそれぞれ示す。   A sixth embodiment of the receiving apparatus of the present invention is shown in FIG. This embodiment is applied to a communication system that transmits a signal using a modulated pulse waveform obtained by modulating a carrier wave with a pulse waveform. 34, 000 is an antenna, 011 is an RF front end unit (RFFE), 150I and 150Q are mixer units, 151I and 151Q are LPF units (LPF), 152I and 152Q are intermediate amplification units (IFAMP), and 153 is a local oscillator. (LO), 154 is a 90 degree phase shifter (90PH), 020 is a sampling unit (SMP), 502I, 502Q, 504 is a switch unit (SW), 200 is a delay unit (DLY), 503I is a delay unit (DDLY) , 505 is a switch control signal generation unit (SWG), 014ID, 014IE, 014QD, 014QE is a code correlation unit (CCRR), 156D, 156E is a power calculation unit (POWER), 015 is a synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK), 016 ′ Denotes a timing signal generation unit (TIMSIGG), 192I and 192Q denote demodulation synthesizing units (CCRR & DEMOD), 157 denotes a synchronization acquisition unit (SYNCACQ), and 158 denotes a demodulation unit (DEMOD).

本実施形態で受信する信号は、例えば上述した図3Aに示す送信装置などにおいて生成された送信信号である。即ち、DATA 320からの信号が、SCG 321、乗算部322及びPG 323において、BPSK変調及び直接拡散されたパルス列が生成される。更に、フロントエンド部324において、搬送波を同パルス列によって変調することによって変調パルス波形の送信信号が生成され、アンテナ325から送出される。   The signal received in the present embodiment is, for example, a transmission signal generated in the transmission apparatus shown in FIG. 3A described above. That is, a pulse train in which the signal from DATA 320 is subjected to BPSK modulation and direct spreading in SCG 321, multiplier 322, and PG 323 is generated. Further, the front end unit 324 generates a transmission signal having a modulated pulse waveform by modulating the carrier wave with the same pulse train, and transmits the transmission signal from the antenna 325.

RFFE 011は、上記送信信号をアンテナ000で受信し、必要に応じて増幅や帯域制限、ノイズ除去などのRF信号処理を行ない、受信信号を出力する。   The RFFE 011 receives the transmission signal by the antenna 000, performs RF signal processing such as amplification, band limitation, and noise removal as necessary, and outputs a reception signal.

90度互いに位相のずれた搬送波と同じ周波数を持つ信号S154I、S154Qと、受信信号S011bをミキサー部150I、150Qによって乗算し、LPF部151I、151Q、LO 153、90PH 154によって高周波成分を除去することにより、変調パルス波形の受信信号を、二つの直交成分であるI成分とQ成分に分けてそれぞれに周波数変換を行ない、元のパルス波形を抽出する。上記パルス波形は、IFAMP 152I、152Qによって増幅されS152I、S152Qとして出力される。   The signals S154I and S154Q having the same frequency as the carrier wave that is 90 degrees out of phase with the received signal S011b are multiplied by the mixer units 150I and 150Q, and the high-frequency components are removed by the LPF units 151I, 151Q, LO 153, and 90PH 154 Thus, the received signal of the modulated pulse waveform is divided into two orthogonal components, an I component and a Q component, and frequency conversion is performed on each of them to extract the original pulse waveform. The pulse waveform is amplified by IFAMPs 152I and 152Q and output as S152I and S152Q.

本実施例が実施例2、及び実施例4と異なる最も大きな点は、実施例2、及び実施例4では図17のPGETPD 155や、図30のPGETPD 280において、1パルス内で進み信号と遅れ信号のパルスデータを取得していたのに対し、本実施例では、1つあるいは複数の基準信号にまたがる任意の周期毎に、進み信号と遅れ信号のパルスデータが交互に取得される点である。たとえば、1つの基準信号内の最初の1パルス内では、進み成分と遅れ成分のどちらか一方のパルスデータが取得され、次の1パルス内では、他方の成分のパルスデータが取得される。   The biggest difference between the second embodiment and the fourth embodiment is that the second embodiment and the fourth embodiment are different in the PGETPD 155 of FIG. 17 and the PGETPD 280 of FIG. Whereas the pulse data of the signal is acquired, in the present embodiment, the pulse data of the advance signal and the delay signal are alternately acquired at an arbitrary period extending over one or a plurality of reference signals. . For example, in the first one pulse in one reference signal, pulse data of one of the advance component and the delay component is acquired, and in the next one pulse, the pulse data of the other component is acquired.

すなわち、TIMSIGG 016において出力されたタイミング信号S016を基に、互いに異なる位相タイミングを与える信号S016とS200がDLY(200)によって生成される。SWG 505によって生成された制御信号S505により、SW504においてS016とS200が選択される。上記選択された信号に基づいて、SMP020I、020Qにおいて上記パルスの大きさ、極性に応じたデータS020が取得される。   That is, based on the timing signal S016 output in TIMSIGG 016, signals S016 and S200 that give different phase timings are generated by DLY (200). Based on the control signal S505 generated by the SWG 505, S016 and S200 are selected in the SW504. Based on the selected signal, data S020 corresponding to the magnitude and polarity of the pulse is acquired in SMP020I and 020Q.

CCRR 014I、CCRR 014Qで必要に応じて符号の相関が取られた後、SW 502I、502Qにおいて、制御信号505によって、上記進み成分と遅れ成分のパルスデータ値に振り分けられ、DDLY 503によって、両者のタイミングを合わせCCRR 014ID、014IE、014QD、014QEに入力される。CCRRで符号との相関が取られた後、SYNC_TRACK 015に入力される。   After the correlation of the codes is taken as necessary in CCRR 014I and CCRR 014Q, in SW 502I and 502Q, the control signal 505 distributes the pulse data values of the advance component and the delay component, and DDLY 503 The timing is adjusted and input to CCRR 014ID, 014IE, 014QD, and 014QE. After being correlated with the code by CCRR, it is input to SYNC_TRACK 015.

CCRR0 14ID、014IE、014QE、014QD、POWER 156D、156E、SYNCACQ 018、SYNCTRACK 015、COMP 192I、192Q、DEMOD 193、TIMSIGG 016’は、図30のCCRR 014IE、014IE、014QE、014QD、POWER 156D、165E、SYNCACQ 018、SYNCTRACK 015、COMP 192、DEMOD 193I、193Q、TIMSIGG 016’と同等の機能を有する。   CCRR0 14ID, 014IE, 014QE, 014QD, POWER 156D, 156E, SYNCACQ 018, SYNCTRACK 015, COMP 192I, 192Q, DEMOD 193, TIMSIGG 016 ' It has functions equivalent to SYNCACQ 018, SYNCTRACK 015, COMP 192, DEMOD 193I, 193Q, and TIMSIGG 016 ′.

上記構成により、搬送波をパルス波形によって変調した変調パルス波形を用いて信号を伝送する通信システムにおいても、第4の実施形態と同様に簡単な構成で同期の維持が可能となる。   With the above configuration, even in a communication system that transmits a signal using a modulated pulse waveform obtained by modulating a carrier wave with a pulse waveform, synchronization can be maintained with a simple configuration as in the fourth embodiment.

本発明に係る受信装置の第1の実施形態を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating 1st Embodiment of the receiver which concerns on this invention. 本発明の実施形態になる受信装置を用いた通信装置の例を説明するための図。The figure for demonstrating the example of the communication apparatus using the receiver which becomes embodiment of this invention. 図2の通信装置における送信装置の具体例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the specific example of the transmitter in the communication apparatus of FIG. ウルトラワイドバンドインパルスラジオ通信における信号の波形を説明するための図。The figure for demonstrating the waveform of the signal in ultra wide band impulse radio communication. 本発明の第1の実施形態の動作を説明するための波形例。5 is a waveform example for explaining the operation of the first exemplary embodiment of the present invention. 第1の実施形態における並列パルスデータ取得部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the parallel pulse data acquisition part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における並列パルスデータ取得部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the parallel pulse data acquisition part in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるIF部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the IF part in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるIF部の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the IF part in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるIF部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the IF part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における符号相関部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the code correlation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における符号相関部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the code correlation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における同期追跡処理部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the synchronous tracking process part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における同期追跡処理部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the synchronous tracking process part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における同期追跡処理部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the synchronous tracking process part in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるタイミング信号生成部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the timing signal generation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるタイミング信号生成部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the timing signal generation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるタイミング信号生成部の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the timing signal generation part in 1st Embodiment. 本発明に係る受信装置の第2の実施形態を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating 2nd Embodiment of the receiver which concerns on this invention. 第2の実施形態におけるパルス変調波からパルスを取り出す説明をするための構成図。FIG. 6 is a configuration diagram for explaining extraction of a pulse from a pulse-modulated wave in the second embodiment. 第2の実施形態における電力計算部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the electric power calculation part in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における並列パルスデータ取得部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the parallel pulse data acquisition part in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるタイミング信号生成部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the timing signal generation part in 2nd Embodiment. 本発明に係る受信装置の第3の実施形態を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating 3rd Embodiment of the receiver which concerns on this invention. 第3の実施形態における並列パルスデータ取得部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the parallel pulse data acquisition part in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における並列パルスデータ取得部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the parallel pulse data acquisition part in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における復調用合成部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the synthetic | combination part for a demodulation in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における復調用合成部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the synthetic | combination part for a demodulation in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における復調用合成部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the synthetic | combination part for a demodulation in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における復調用合成部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the synthetic | combination part for a demodulation in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における復調用合成部の他の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other example of the synthetic | combination part for a demodulation in 3rd Embodiment. 第3の実施形態の効果を説明するための図。The figure for demonstrating the effect of 3rd Embodiment. 本発明に係る受信装置の第4の実施形態を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating 4th Embodiment of the receiver which concerns on this invention. 第4の実施形態における並列パルスデータ取得部の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the parallel pulse data acquisition part in 4th Embodiment. 本発明に係る受信装置の第5の実施形態を説明するための構成図 。The block diagram for demonstrating 5th Embodiment of the receiver which concerns on this invention. 本発明に係る受信装置の第5の実施形態を説明する波形出力例を示す図 。The figure which shows the example of a waveform output explaining 5th Embodiment of the receiver which concerns on this invention. 本発明に係る受信装置の第6の実施形態を説明するための構成図 。The block diagram for demonstrating 6th Embodiment of the receiver which concerns on this invention. 従来の直接拡散型UWB−IR受信装置の例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of the conventional direct-diffusion type UWB-IR receiver. 図35の例における同期追跡原理を説明するための図。The figure for demonstrating the synchronous tracking principle in the example of FIG. 図35の例に用いるアナログ積分器の構成例を示す図 。The figure which shows the structural example of the analog integrator used for the example of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

000,300…アンテナ、011…RFフロントエンド部(RFFE)、012,155,190…並列パルスデータ取得部(PGETPD)、013,191…IF部(IF)、014…符号相関部(CCRR)、015…同期追跡処理部(SYNCTRACK)、016…タイミング信号生成部(TIMSIGG)、017,158…符号相関・復調部(CCRR&DEMOD)、193…復調部(DEMOD)、018,157…同期捕捉部(SYNCACQ)、020…サンプリング部(SMP)、021,200…遅延部(DLY)、030,081…乗算部、031,082…積分部(INT)、032…テンプレート波形生成部(TMPWAVG)、033,041…タイミング調整部(TIMADJ)、040…データ取得部(GETDATA)、060…補正部(CAL)、070…タップつき遅延素子(D)、071…係数乗算部、072…加算部(ADD)、073…データ選択部(SELECT)、080…拡散符号生成部(SCG)、090…2乗/絶対値部(SQR/ABS)、091…減算部、092…積分/LPF部(INT/LPF)、093…ゲイン部(K)、110…ゲイン部(K1) 、111…ゲイン部(K1)、231…ゲイン(a)、101…除算部(DIV)、112…比較部(COMB)、120…VCO、131…プログラマブル分周器(PRGRMBL DIVIDER)、130…発振器、150…ミキサー部、151…LPF部(LPF)、152…中間増幅部(IFAMP)、153…ローカル発振器(LO)、154…90度移相器(90PH)、156…電力計算部(POWER)、192…復調用合成部(COMB)、230…スイッチ、232…符号部(SIGN)、241…関数部、301…スイッチ(SWT)、302…UWB送信器(UWBTX)、303…UWB受信器(UWBRX)、304…ベースバンド部(BB)、305…アプリケーション部(APL)。
000,300 ... antenna, 011 ... RF front end unit (RFFE), 012,155,190 ... parallel pulse data acquisition unit (PGETPD), 013,191 ... IF unit (IF), 014 ... code correlation unit (CCRR), 015 ... synchronization tracking processing unit (SYNCTRACK) , 016 ... Timing signal generator (TIMSIGG), 017,158 ... Code correlation / demodulator (CCRR & DEMOD), 193 ... Demodulator (DEMOD), 018,157 ... Synchronization acquisition part (SYNCACQ), 020 ... Sampling part (SMP), 021,200 ... Delay unit (DLY), 030,081 ... Multiplication unit, 031,082 ... Integration unit (INT), 032 ... Template waveform generation unit (TMPWAVG), 033,041 ... Timing adjustment unit (TIMADJ), 040 ... Data acquisition unit (GETDATA), 060 ... Correction Part (CAL), 070 ... delay element with tap (D), 071 ... coefficient multiplication part, 072 ... addition part (ADD), 073 ... data selection part (SELECT), 080 ... spreading code generation part (SCG), 090 ... Square / Absolute part (SQR / ABS), 091 ... Subtracting part, 092 ... Integral / LPF part (INT / LPF), 093 ... Gain part (K), 110 ... Gain part (K1), 111 ... Gain part ( K1), 231 ... Gain (a), 101 ... Division part (DIV) 112 ... Comparison unit (COMB), 120 ... VCO, 131 ... Programmable frequency divider (PRGRMBL DIVIDER), 130 ... Oscillator, 150 ... Mixer unit, 151 ... LPF unit (LPF), 152 ... Intermediate amplification unit (IFAMP), 153 ... Local oscillator (LO), 154 ... 90 degree phase shifter (90PH), 156 ... Power calculation unit (POWER), 192 ... Decomposition synthesis unit (COMB), 230 ... Switch, 232 ... Signal unit (SIGN), 241 ... Function part, 301 ... Switch (SWT), 302 ... UWB transmitter (UWBTX), 303 ... UWB receiver (UWBRX), 304 ... Baseband part (BB), 305 ... Application part (APL).

Claims (20)

拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置であって、
到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ2つの異なる位相タイミングにおいて、1つあるいは複数の基準信号にまたがる任意の周期毎に、パルス相関を行ない上記受信パルスのデータを取得するパルスデータ取得機能部と、
上記2つの異なる位相タイミングのパルスデータと上記拡散符号との符号相関を行ない、得られた両相関信号から上記受信パルスと上記各位相タイミングとの同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記位相タイミングを修正する同期追跡処理機能部と、
を具備することを特徴とする受信装置。
A receiving device for receiving a pulse signal spread by a spreading code,
Pulse data acquisition that performs pulse correlation and acquires the data of the received pulse at an arbitrary period spanning one or a plurality of reference signals at two different phase timings in almost the same period as the signal of the incoming received pulse A functional part;
Code correlation between the pulse data of the two different phase timings and the spread code is performed, and a synchronization error signal between the received pulse and each phase timing is extracted from both obtained correlation signals. In addition, a synchronous tracking processing function unit for correcting the phase timing,
A receiving apparatus comprising:
請求項1において、上記パルスデータ取得機能部は、到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期毎に、前記受信パルスの極性と、受信レベルのデータの進み成分と遅れ成分の双方のデータとを取得する、ことを特徴とする受信装置。   2. The pulse data acquisition function unit according to claim 1, wherein the pulse data acquisition function unit acquires the polarity of the reception pulse and the data of both the advance component and the delay component of the reception level data at almost the same period as the signal of the incoming reception pulse. And a receiving device. 請求項1において、上記パルスデータ取得機能部は、1つあるいは複数の基準信号にまたがる任意の周期で、前記受信パルスの極性と、受信レベルのデータの進み成分と遅れ成分の双方のデータとを取得する、ことを特徴とする受信装置。   2. The pulse data acquisition function unit according to claim 1, wherein the pulse data acquisition function unit obtains the polarity of the reception pulse and the data of both the advance component and the delay component of the reception level data at an arbitrary period spanning one or a plurality of reference signals. A receiving device characterized by acquiring. 拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置であって、
到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ互いに異なる二つの位相タイミングで、二つのパルスデータを取得する並列パルスデータ取得部と、
上記パルスデータを取得する位相タイミングを与えるタイミング信号生成部と、
上記取得された上記二つのパルスデータと上記拡散符号との相関をとる符号相関部と、
上記二つのパルスデータ毎に符号相関された第1の相関結果と第2の相関結果とから、同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記タイミング信号生成部を制御して上記パルスデータを取得する位相タイミングを修正する同期追跡処理部と、
を具備することを特徴とする受信装置。
A receiving device for receiving a pulse signal spread by a spreading code,
A parallel pulse data acquisition unit that acquires two pulse data at two phase timings that are substantially the same period as the signal of the incoming received pulse and different from each other;
A timing signal generation unit for providing a phase timing for acquiring the pulse data;
A code correlator for correlating the two acquired pulse data and the spreading code;
A synchronization error signal is extracted from the first correlation result and the second correlation result code-correlated for each of the two pulse data, and the timing signal generator is controlled based on the synchronization error signal to A synchronous tracking processor for correcting the phase timing for acquiring pulse data;
A receiving apparatus comprising:
請求項4において、
上記並列パルスデータ取得部は、上記二つの位相タイミング間のタイミングで、上記パルスデータを取得し、上記取得されたパルスデータと拡散符号との相関を計算してデータを復調する符号相関・復調部を具備することを特徴とする受信装置。
In claim 4,
The parallel pulse data acquisition unit acquires the pulse data at a timing between the two phase timings, calculates a correlation between the acquired pulse data and a spread code, and demodulates the data. A receiving apparatus comprising:
請求項4において、
上記並列パルスデータ取得部は、上記受信パルスの極性及び受信レベルをデータとして取得することを特徴とする受信装置。
In claim 4,
The parallel pulse data acquisition unit acquires the polarity and reception level of the reception pulse as data.
請求項4において、
上記並列パルスデータ取得部は、上記受信パルスと同様の波形を持つテンプレート波形生成部を有し、上記受信パルスと上記テンプレート波形とを乗算する乗算部と、上記乗算結果を積分する積分部とを具備し、上記積分結果を上記パルスデータ値とすることを特徴とする受信装置。
In claim 4,
The parallel pulse data acquisition unit includes a template waveform generation unit having a waveform similar to that of the reception pulse, and includes a multiplication unit that multiplies the reception pulse and the template waveform, and an integration unit that integrates the multiplication result. A receiving apparatus comprising: the integration result as the pulse data value.
請求項4において、
上記符号相関部は、タップつき遅延素子と係数乗算部と加算部とで構成される、マッチドフィルタであることを特徴とする受信装置。
In claim 4,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the code correlation unit is a matched filter including a tapped delay element, a coefficient multiplication unit, and an addition unit.
請求項4において、
上記異なるタイミングで上記パルスデータを取得する取得時間の差は、上記受信パルスの幅の2倍以下であり、
上記異なるタイミングの進み信号と遅れ信号のパルスデータ値を、同一タイミングのデータとするIF部を具備し、
上記同期追跡処理部は、上記進み信号の相関結果と遅れ信号の相関結果の差信号を求めることにより同期誤差信号とすることを特徴とする受信装置。
In claim 4,
The difference in acquisition time for acquiring the pulse data at the different timing is not more than twice the width of the received pulse,
Provided with an IF section that uses the pulse data value of the advance signal and the delay signal of the different timing as data of the same timing,
The receiver according to claim 1, wherein the synchronization tracking processing unit obtains a difference signal between the correlation result of the advance signal and the correlation result of the delay signal, thereby obtaining a synchronization error signal.
請求項9において、
上記同期追跡処理部は、進み成分の相関結果と遅れ成分の相関結果の和をもとめ、上記差信号との比を上記同期誤差信号とすることを特徴とする受信装置。
In claim 9,
The synchronization tracking processing unit obtains the sum of the correlation result of the lead component and the correlation result of the delay component, and uses the ratio of the difference signal as the synchronization error signal.
請求項4において、
上記進み成分の相関結果と遅れ成分の相関結果から復調用パルスデータを合成する復調用合成部と、上記合成された信号を用いて復調する復調部を具備することを特徴とする受信装置。
In claim 4,
A receiving apparatus comprising: a demodulating synthesizer that synthesizes demodulated pulse data from the correlation result of the leading component and the correlation result of the lag component; and a demodulating unit that demodulates using the synthesized signal.
請求項4において、
上記進み成分のパルスデータと遅れ成分のパルスデータから復調用パルスデータを合成する復調用合成部と、上記取得された信号を拡散符号との相関を計算しデータを復調する符号相関・復調部を具備することを特徴とする受信装置。
In claim 4,
A demodulating synthesizer that synthesizes demodulated pulse data from the pulse data of the leading component and the pulse data of the lag component; and a code correlation / demodulating unit that calculates the correlation of the acquired signal with a spreading code and demodulates the data A receiving apparatus comprising:
請求項4において、
上記受信信号は、上記拡散符号によって拡散されたパルス信号で変調された搬送波を周波数変換することによって得られた信号であることを特徴とする受信装置。
In claim 4,
The receiving apparatus, wherein the received signal is a signal obtained by frequency-converting a carrier wave modulated with a pulse signal spread by the spreading code.
請求項13において、
上記受信信号は、同相成分と直交成分とからなり、各成分毎に並列パルスデータを取得する並列パルスデータ取得部を備え、
上記符号相関部は、上記拡散符号との相関を各成分毎に求め、上記同相成分のために求めた第1の進み成分の相関結果と、上記直交成分のために求めた第2の相関結果との2乗和又は絶対値の和によって求まる振幅成分を上記進み成分の相関結果の値とし、
上記同相成分のために求めた第1の遅れ成分の相関結果と、上記直交成分のために求めた遅れ成分の相関結果との2乗和又は絶対値の和によって求まる振幅成分を上記進み信号の相関結果の値とし出力することを特徴とする受信装置。
In claim 13,
The received signal includes an in-phase component and a quadrature component, and includes a parallel pulse data acquisition unit that acquires parallel pulse data for each component,
The code correlation unit obtains a correlation with the spreading code for each component, and obtains a correlation result of the first lead component obtained for the in-phase component and a second correlation result obtained for the quadrature component. And the amplitude component obtained by the sum of squares or the sum of absolute values as the value of the correlation result of the advance component,
The amplitude component obtained by the sum of squares or the sum of absolute values of the correlation result of the first delay component obtained for the in-phase component and the correlation result of the delay component obtained for the quadrature component A receiving apparatus that outputs a correlation result value.
請求項14において、
上記同相成分及び直交成分のために求めた第1、及び第2の進み成分の相関結果と遅れ信号の相関結果から復調用データを合成する第1の復調用合成部と第2の復調用合成部と、
上記第1及び第2の合成された復調用データから復調する復調部を、
具備することを特徴とする受信装置。
In claim 14,
A first demodulating synthesizing unit and a second demodulating synthesizing unit that synthesize demodulating data from the correlation result of the first and second leading components obtained for the in-phase component and the quadrature component and the correlation result of the delayed signal. And
A demodulator that demodulates from the first and second combined demodulation data;
A receiving apparatus comprising:
請求項14において、
上記同相成分及び直交成分のために求めた第1、及び第2の進み成分のパルスデータと遅れ成分のパルスデータから復調用パルスデータを合成する第1の復調用合成部と第2の復調用合成部と、
上記第1及び第2の合成された復調用データから拡散符号との相関をとり、復調する符号相関・復調部を、具備することを特徴とする受信装置。
In claim 14,
A first demodulating synthesizing unit and a second demodulating unit that synthesizes demodulating pulse data from the pulse data of the first and second lead components and the pulse data of the lag component obtained for the in-phase component and the quadrature component. A synthesis unit;
A receiving apparatus, comprising: a code correlation / demodulation unit that correlates and demodulates a spread code from the first and second combined demodulation data.
拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置であって、
前記受信パルスのデータの進み成分と遅れ成分を、到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ互いに異なる位相タイミングで交互に取得するパルスデータ取得部と、
上記パルスデータを取得する位相タイミングを与えるタイミング信号生成部と、
上記取得された上記パルスデータの進み成分及び遅れ成分と上記拡散符号との相関をとる符号相関部と、
上記進み成分と遅れ成分毎に符号相関された2つの相関結果から、同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記タイミング信号生成部を制御して上記パルスデータを取得する位相タイミングを修正する同期追跡処理部と、
を具備することを特徴とする受信装置。
A receiving device for receiving a pulse signal spread by a spreading code,
A pulse data acquisition unit that alternately acquires the leading component and the lag component of the data of the received pulse, with substantially the same period as the signal of the incoming received pulse, and at different phase timings;
A timing signal generation unit for providing a phase timing for acquiring the pulse data;
A code correlator for correlating the leading component and the lag component of the acquired pulse data with the spreading code;
A phase timing for extracting a synchronization error signal from two correlation results that are code-correlated for each of the advance component and the delay component, and controlling the timing signal generation unit based on the synchronization error signal to obtain the pulse data A synchronous tracking processing unit for correcting
A receiving apparatus comprising:
請求項17において、
上記タイミング信号生成部において出力されたタイミング信号を基に、上記パルスデータの進み成分または遅れ成分のいずれか1つを選択するスイッチ制御信号を生成するスイッチ制御信号生成部と、
上記選択された信号に基づいて、上記パルスの大きさ、極性に応じたデータを取得するパルスデータ取得部と、
上記スイッチ制御信号によって、取得した上記データを上記進み成分と遅れ成分の2つのパルスデータに振り分けるスイッチ部と、
該取得された上記パルスデータの進み成分と遅れ成分と上記拡散符号との相関をとる符号相関部と、
を具備することを特徴とする受信装置。
In claim 17,
A switch control signal generator for generating a switch control signal for selecting any one of the lead component and the delay component of the pulse data based on the timing signal output in the timing signal generator;
Based on the selected signal, a pulse data acquisition unit that acquires data according to the magnitude and polarity of the pulse;
A switch unit that distributes the acquired data to the two pulse data of the advance component and the delay component by the switch control signal;
A code correlator that correlates the leading and lag components of the acquired pulse data with the spreading code;
A receiving apparatus comprising:
請求項17において、
上記受信信号は、同相成分と直交成分とからなり、各成分毎にパルスデータを取得するパルスデータ取得部を備え、
上記タイミング信号を基に生成された互いに異なる位相タイミングを与える2つの信号のいずれかを選択するスイッチ制御信号を生成するスイッチ制御信号生成部と、
上記選択された信号に基づいて、上記パルスの大きさ、極性に応じたデータを取得するパルスデータ取得部と、
該取得された上記パルスデータの進み成分と遅れ成分と上記拡散符号との相関をとる符号相関部と、
を具備することを特徴とする受信装置。
In claim 17,
The received signal includes an in-phase component and a quadrature component, and includes a pulse data acquisition unit that acquires pulse data for each component,
A switch control signal generating unit that generates a switch control signal for selecting one of two signals that give different phase timings generated based on the timing signal;
Based on the selected signal, a pulse data acquisition unit that acquires data according to the magnitude and polarity of the pulse;
A code correlator that correlates the leading and lag components of the acquired pulse data with the spreading code;
A receiving apparatus comprising:
アンテナと、送受信の信号を切り替えるスイッチと、送信装置と、受信装置と、ベースバンド部を備え、拡散符号により拡散されたパルス列を伝送信号として用いる通信装置であって、
上記受信装置は、
拡散符号により拡散されたパルス信号を受信する受信装置であって、
到来する受信パルスの信号とほぼ同じ周期で、かつ2つの異なる位相タイミングにおいて、1つあるいは複数の基準信号にまたがる任意の周期毎に、パルス相関を行ない上記受信パルスのデータを取得するパルスデータ取得機能部と、
上記2つの異なる位相タイミングのパルスデータと上記拡散符号との符号相関を行ない、得られた両相関信号から上記受信パルスと上記各位相タイミングとの同期誤差信号を抽出し、該同期誤差信号を基に、上記位相タイミングを修正する同期追跡処理機能部と、
を具備することを特徴とする通信装置。
A communication device including an antenna, a switch for switching transmission / reception signals, a transmission device, a reception device, and a baseband unit, and using a pulse train spread by a spreading code as a transmission signal,
The receiving device is
A receiving device for receiving a pulse signal spread by a spreading code,
Pulse data acquisition that performs pulse correlation and acquires the data of the received pulse at an arbitrary period spanning one or a plurality of reference signals at two different phase timings in almost the same period as the signal of the incoming received pulse A functional part;
Code correlation between the pulse data of the two different phase timings and the spread code is performed, and a synchronization error signal between the received pulse and each phase timing is extracted from both obtained correlation signals. In addition, a synchronous tracking processing function unit for correcting the phase timing,
A communication apparatus comprising:
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