JP2009152979A - 直接拡散通信装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】直接拡散通信において、転送効率が良く、かつ、高品質なデータ転送を実現する通信装置を提供する。
【解決手段】複数のシンボルに対して複数の異なる拡散符号を用いて通信を行う直接拡散通信装置であって、複数の異なる拡散符号によって拡散された受信信号に対し、複数の異なる拡散符号との相関を求め、拡散符号毎の相関度を出力する相関部（３０）と、拡散符号毎の相関度の大きさに基づいて、受信信号をシンボルへ復調する判定部（４３）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、直接拡散通信の通信装置に関する。

直接スペクトラム拡散通信（以下、ＤＳＳＳ通信）では、送信側において、データにデータより高速な擬似雑音符号（以下、拡散符号）を乗算して、広帯域に拡散したＤＳＳＳ信号を求めて送信する。また、受信側では、受信したＤＳＳＳ信号に送信側と同様の拡散符号を乗算することで復調を行う。無線通信においては、特に外部環境によるノイズ、マルチパス等の影響を受けるため、データに誤りが生じ通信品質が劣化する。ＤＳＳＳ通信は、データを広帯域に拡散させることによって、対干渉耐性を強化し通信品質を高めた通信方式である。

さらに通信品質を高める方法としては、一般に、データへ誤り訂正符号を付加して誤りを検出し訂正する方法が用いられる。

特許文献１は、受信信号の相関度を利用して誤り訂正を行うことにより、冗長ビットの付加を最小にして、簡易な誤り訂正回路構成を実現するスペクトラム拡散通信方式を開示している。特許文献１のスペクトラム拡散通信方式において、送信側は、送信データの複数のデータビットを１ブロックとして、ブロックごとに誤りの検出のため冗長ビットを付加する。送信側は、送信データのデータビットを拡散符号でスペクトラム拡散変調して送信する。一方、受信側は、送信側と同様の拡散符号を用いて、拡散されている受信データを復調する。また、受信側は、この復調の際に受信データと拡散符号との相関度を示す相関信号を作成する。受信側は、復調後の受信データにおいて、ブロック毎に付加されている冗長ビットを用いて、受信データの誤り検出を行う。受信側は、受信データに誤りが検出されると誤り訂正を行う。受信側は、誤り訂正において、復調時に求めた受信データと拡散符号との相関信号の相関度が最も低いデータビットを、送受信間において最も干渉を受けたビットであると推定する。よって、受信側は、誤りが検出されたデータブロックのデータビットのうちで、相関信号の相関度が最も低いデータビットを反転することによって誤り訂正を行う。
特開平８−０４６５４８号公報

しかし、誤り訂正を行う場合、誤り訂正符号を付加することにより、データの転送効率が低下する。例えば、ＢＣＨ（７，４）を用いて誤り訂正を行う場合、４ビットのデータに対して、１ビットの誤り訂正を行うために、３ビットの冗長ビットが必要となり、転送効率は４／７となってしまう。上述の特許文献１のスペクトラム拡散通信方式においては、８ビットのデータ毎に、誤り訂正用に１ビットの冗長ビットを付加している。そのため、転送効率は、８／９となっている。転送効率の低下を避けるために、冗長ビットを付加せずにデータ信号をそのまま送信すると、従来技術ではノイズにより影響を受けたビットを検出することも訂正することもできない。本発明は、このような課題を解決することを目的としている。

本発明の目的は、直接拡散通信において、転送効率が良く、かつ、高品質なデータ転送を実現する通信装置を提供することである。

以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の直接拡散通信装置は、複数のシンボルに対して複数の異なる拡散符号を用いて通信を行う直接拡散通信装置であって、複数の異なる拡散符号によって拡散された受信信号に対し、複数の異なる拡散符号との相関を求め、拡散符号毎の相関度を出力する相関部（３０）と、拡散符号毎の相関度の大きさに基づいて、受信信号をシンボルへ復調する判定部（４３）とを備える。

本発明の直接拡散通信方法は、複数のシンボルに対して複数の異なる拡散符号を用いて通信を行う直接拡散通信において、複数の異なる拡散符号によって拡散された受信信号に対し、複数の異なる拡散符号との相関を求め、拡散符号毎の相関度を出力するステップと、拡散符号毎の相関度の大きさに基づいて、受信信号をシンボルへ復調するステップとを備える。

本発明によれば、直接拡散通信において、転送効率が良く、かつ、高品質なデータ転送を実現する通信装置の提供が可能となる。

添付図面を参照して、本発明の実施形態による直接拡散通信装置を、以下に説明する。

（送受信データの説明）
まず、本実施例において、直接拡散通信装置（以下、通信装置）が受信するデータについて説明する。本実施例において、データは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４（２．４ＧＨｚ帯）に規定される、直接拡散通信方式によって送受信される。

図１は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４（２．４ＧＨｚ帯）に規定されるデータ信号のビット列とシンボル及び拡散符号の対応表である。図１の対応表には、４ビットを１ブロックとするビット列と、１ブロックのビットパターンに対応する１６種類のシンボルと、１６種類のシンボルにそれぞれ対応する拡散符号が記載されている。

ＩＥＥＥ８０２．１５．４（２．４ＧＨｚ帯）において、送信端末は、データを、４ビットを１ブロックとしたシンボルへ変換する。次に、送信端末は、データから変換したシンボルを、シンボルに対応する３２ビットの拡散符号へ変調する。次に、送信端末は、シンボルから変調された拡散符号の３２ビットのビット列を用いて搬送波をＯｆｆｓｅｔ−ＱＰＳＫ変調（以下、ＯＰＳＫ変調）して送信する。

図１を参照して、送信端末が送信するデータ信号のビット列の１ブロックが「１０１１」である場合を考えてみる。送信端末は、ビット列「１０１１」を、対応するシンボル「１３」へ変換する。次に、送信端末は、シンボル「１３」を、シンボル「１３」に対応する拡散符号「０１１０ ００００ ０１１１ ０１１１ １０１１ １０００ １１００ １００１」へ変換する。次に、送信端末は、拡散符号「０１１０ ００００ ０１１１ ０１１１ １０１１ １０００ １１００ １００１」のビット列を用いて、搬送波をＯＰＳＫ変調して送信する。

本実施例において、通信装置が受信するデータ（以下、受信信号）は、上述の処理が行われて送信された信号である。

（構成の概要説明）
図２は、本実施例における通信装置の機能ブロック図を示している。本発明の通信装置は、同期化回路部１０と誤り訂正部＆シンボル化（以下、シンボル化部）４０とビット化部５０を備える。

同期化回路部１０は、受信信号の同期をとる。同期化回路部１０は、受信信号の先頭を検知して、３２ビット毎に同期信号をシンボル化部４０へ出力する。同期化回路部１０が同期信号を出力するタイミングは、後述するシフトレジスタ２０が、同じく後述する相関器３０−０〜１５へ出力する３２ビットの受信信号が、シンボルの１周期と一致するタイミングである。

シンボル化部４０は、受信信号をシンボルへ復調する。シンボル化部４０は、同期化回路部１０が出力する同期信号に合わせて、受信信号と１６種類の拡散符号のそれぞれとの相関を求める。シンボル化部４０は、受信信号と各拡散符号との相関の大きさに基づいて、受信信号をシンボルへ復調する。シンボル化部４０は、受信信号から復調したシンボルをビット化部５０へ出力する。

ビット化部５０は、シンボルをビット列へ変換する。ビット化部５０は、シンボル化部４０が出力したシンボルを入力する。ビット化部５０は図１に示される対応表のとおり、入力したシンボルを４ビットのビット列に変換する。ビット化部５０は、４ビットのビット列を後段の処理へ出力する。

図３を用いて、本実施例における通信装置の詳細を説明する。図３は、本実施例における通信装置のシンボル化部４０と同期化回路１０の詳細回路構成を示している。

（同期化回路部１０の説明）
まず、同期化回路１０について説明する。同期化回路１０は、受信信号を入力し同期信号を判定部４３の判定器４２へ出力する。同期化回路１０は、受信信号のビット列を入力する。同期化回路１０は、受信信号の３２ビット毎に同期信号を判定部４３の判定器４２へ出力する。同期化回路１０が、同期信号を出力するクロック時間において、判定器４２はシンボル化の判定を行う。

（シンボル化部４０の説明）
シンボル化部４０は、シフトレジスタ２０と、相関部３０と、判定部４３を備える。

まず、シフトレジスタ２０の説明を行う。シフトレジスタ２０は、３２個のフリップフロップ２１−０〜３１から構成されている。図３に示すとおり、３２個のフリップフロップ２１−０〜３１は直列に接続されている。最前に接続するフリップフロップ２１−３１は、前段の処理部（図示せず）からの受信信号を１ビットずつ入力する。他のフリップフロップ２１−０〜３０は、前に接続されるフリップフロップ２１−１〜３１の非反転端子（以下、Ｑ端子）出力を、データ端子（以下、Ｄ端子）入力するように構成されている。フリップフロップ２１−０〜３１は、クロックのタイミングに合わせて、受信信号を１ビットずつＤ端子に入力し、受信信号を１ビットずつＱ端子から出力する。このようにして、フリップフロップ２１−０〜３１は、受信信号を１ビットずつシフトしながら出力する。フリップフロップ２１−０が、拡散符号の１周期に対応する３２ビットの先頭のビットを出力する時に、それぞれのフリップフロップ２１−０〜３１は、拡散符号の１周期に対応する３２ビットを出力する。また、フリップフロップ２１−０〜３１の出力は、相関器３０−０〜１５へ入力される。

次に、相関部３０の説明を行う。相関部３０は、相関器３０−０〜１５を備える。相関器３０−０〜１５は、それぞれ、３２個の否定を伴う排他的論理和回路（以下、ＥＸＮＯＲ回路）と、１個の加算器で構成されている。相関器３０−０〜１５は、それぞれ１６種類の拡散符号と１対１に対応している。相関器３０−０〜１５は、それぞれに対応する１つの拡散符号とシフトレジスタ２０のフリップフロップ２１−０〜３１が出力する受信信号との相関を求める。相関器３０−０〜１５は、それぞれに対応する１つの拡散符号の各ビットと、シフトレジスタ２０のフリップフロップ２１−０〜３１が出力する受信信号の各ビットとの論理演算を行うことによって、拡散符号と受信信号の相関を求める。相関器３０−０〜１５は、各ビットの論理演算の結果を加算して、それぞれに対応する拡散符号と受信信号の相関度を算出する。相関器３０−０〜１５は、算出した相関度を判定部４３へ出力する。

本実施例において、相関器３０−０は、シンボル「０」に対応する拡散符号と受信信号との相関を求める。また、相関器３０−１は、シンボル「１」に対応する拡散符号と受信信号との相関を求める。同様に、相関器３０−２〜１５は、それぞれシンボル「２〜１５」に対応する拡散符号と受信信号との相関を求める。このように、相関器３０−０〜１５は、各々が対応する１つの拡散符号と受信信号との相関を求める。

相関器３０−０を例にとって説明する。相関器３０−０は、ＥＸＮＯＲ回路３２−０〜３１と加算器３１−０を備える。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、シフトレジスタ２０のフリップフロップ２１−０〜３１の出力を１つの入力端子へ入力する。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１とフリップフロップ２１−０〜３１とはそれぞれ対応している。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０は、フリップフロップ２１−０の出力を、入力する。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−１は、フリップフロップ２１−１の出力を、入力する。同様に、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−２〜３１は、それぞれ対応するフリップフロップ２１−２〜３１の出力を、入力する。

ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、相関器３０−０に割り当てられた拡散符号の各ビットがもう１つの入力端子へ入力する。相関器３０−０にはシンボル「０」が割り当てられている。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１には、シンボル「０」に対応する拡散符号「１１０１ １００１ １１００ ００１１ ０１０１ ００１０ ００１０ １１１０」が入力される。図１に示すとおり拡散符号の各ビットをそれぞれ「ｃ０〜ｃ３１」とすると、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０は、「ｃ０」である「１」を入力する。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−１は、「ｃ１」である「１」を入力する。同様に、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−２〜３１は、「ｃ２〜３１」の各ビットを入力する。

このように、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、シンボル「０」の拡散符号の各ビットと、シフトレジスタ２０のフリップフロップ２１−０〜３１が出力する受信信号の各ビットとをそれぞれ入力する。

ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、入力した拡散符号のビットと受信信号のビットとの論理演算を行う。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、入力した拡散符号のビットと受信信号のビットが一致した場合は「１」を出力し、一致しない場合には「０」を出力する。つまり、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、入力した拡散符号のビットと受信信号のビットが両方とも「０」か「１」の場合には「１」を出力し、いずれかが「０」で他方が「１」の場合には「０」を出力する。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、各クロック時間ごとに拡散符号の各ビットと受信信号の各ビットの論理演算を行う。ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１は、各クロック時間ごとに論理演算の結果を加算器３１−０へそれぞれ出力する。

加算器３１−０は、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１が出力した論理演算の結果を入力する。加算器３１−０は、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１から入力した論理演算の結果を加算して「相関度」を求める。

加算器３１−０が求める相関度は、あるクロック時間における、シフトレジスタの出力する受信信号の３２ビットと、相関器３０−０に割り当てられたシンボル「０」の拡散符号３２ビットとの相関度合である。受信信号と拡散符号とが、３２ビット全て一致する場合には、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１の出力は全て「１」となるため相関度は「３２」となる。一方、受信信号と拡散符号とが、３２ビット全て一致しない場合には、ＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜３１の出力は全て「０」となるため相関度は「０」となる。仮に受信受信信号が全く干渉を受けていないとすれば、加算器３１−０の相関度が「３２」である場合、送信側が送信したシンボルは、相関器３０−０に割り当てられた「０」であると判定できる。

以上が、相関器３０−０を例とした説明である。相関器３０−１〜１５は、相関器３０−０の説明と同様である。前述のとおり、相関器３０−０〜１５は、それぞれに対応する拡散符号が異なる。しかし、あるクロック時間において、相関器３０−０〜１５がシフトレジスタ２０から入力する受信信号は全て同一である。仮に受信受信信号が全く干渉を受けていないとすれば、加算器３１−０〜１５が出力する相関度のうち、相関度「３２」を出力する相関器３０−０〜１５に対応するシンボルが送信シンボルであると判定できる。

なお、本実施例において、相関部３０は、拡散符号の種類に対応した数の相関器３０−０〜１５を備えている。しかし、相関器の構成はこれに限定しない。相関部３０の相関器は１台のみでもかまわない。この場合、シフトレジスタ２０からの受信信号の出力を１台の相関器が入力し、３２個のＥＸＮＯＲ回路へは拡散符号を時分割に入力することで、受信信号と全ての拡散符号とのビットごとの相関を求める方法としてもよい。また、同様に、相関部３０に相関器複数台を備えて、各相関器に対して複数の拡散符号を対応させてもよい。この場合は、シフトレジスタ２０からの受信信号の出力を複数台の相関器が入力し、各々の相関器が対応する拡散符号をそれぞれ３２個のＥＸＮＯＲ回路へ時分割に入力することで、受信信号と各々の相関器が対応する拡散符号との相関を求める。

次に、判定部４３の説明を行う。判定部４３は、比較器４１−０〜１５と判定器４２を備える。

まず、比較器４１−０〜１５の説明を行う。比較器４１−０〜１５は、加算器３１−０〜１５が出力する相関度と、相関度に対する閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を比較する。比較器４１−０〜１５は、加算器３１−０〜１５にそれぞれ対応している。比較器４１−０は、加算器３１−０が出力する相関度を１つの入力端子へ入力する。比較器４１−１は、加算器３１−１が出力する相関度を１つの入力端子へ入力する。同様に、比較器４１−１〜１５は、対応する加算器３１−１〜１５が出力する相関度を１つの入力端子へそれぞれ入力する。

また、比較器４１−０〜１５は、外部回路（図示せず）が出力する閾値をもう一方の入力端子へ入力する。閾値は、比較器４１−０〜１５へそれぞれ同じ値が入力される。

比較器４１−０〜１５は、相関度が閾値を超えているかを比較する。比較器４１−０〜１５は、相関度が閾値を超えている場合には、判定器４２へ比較結果として「１」を出力する。一方、比較器４１−０〜１５は、相関度が閾値を超えていない場合には、判定器４２へ比較結果として「０」を出力する。

次に、判定器４２について説明する。判定器４２は、比較器４１−０〜１５が出力する比較結果に基づいて復調すべきシンボルを判定し、ビット化部５０へシンボルを出力する。

判定器４２は、比較器４１−０〜１５が出力する比較結果を入力する。判定器４２は、比較器４１−０〜１５が出力する比較結果を入力する。また、判定器４２は、同期化回路１０が出力する同期信号を入力する。同期化回路１０は、受信信号を監視して３２ビット毎に同期信号を出力している。同期化回路１０が同期信号を出力するクロック時間は、シフトレジスタ２０のフリップフロップ２１−０〜３１が、受信信号の拡散符号の１周期（ｃ０からｃ３１にあたる３２ビット）にあたるビット列を出力するタイミングである。判定器４２は、同期回路１０から同期信号を入力したクロック時間において、比較器４１−０〜１５から入力する比較結果を判定する。

判定器４２は、比較器４１−０〜１５から入力する比較結果のうち、比較結果「１」を出力した比較器４１−０〜１５に対応するシンボルが、当該クロック時間復調すべきシンボルであると判定する。判定器４２は、比較結果「１」を出力した比較器４１−０〜１５に対応するシンボルを選択し、ビット化部５０へ出力する。

図４を用いて、比較器４１−０〜１５の比較と、判定器４２による判定について説明する。図４は、加算器３１−０〜１５の出力とシンボル化の関係を示している。図４の項目を説明する。「ｃｌｏｃｋ」は、本実施例における回路内のクロックである。「ｓｙｎｃ」は、同期化回路１０が出力する同期信号を示している。「ｃｏｄｅ０〜Ｆ」は、シンボルを１６進数で表したものであり、それぞれに対応する加算器３１−０〜１５からの出力を表している。なお、横方向は時間の経過となっており、左から右へ時間が経過している。

図４を参照すると、まず、「ｓｙｎｃ」に最初の同期信号が入力される。これは、同期化回路１０が受信信号の先頭のビットから３２ビット目を検知して、判定器４２へ同期信号を出力したことを表す。このクロック時間において、加算器３１−０〜１５が出力した相関度が「ｃｏｄｅ０〜Ｆ」の値である。このクロック時間において、「ｃｏｄｅＣ」の相関度が「２０（１６進）」である。これは、加算器３１−１２からの出力が相関度「３２」であることを示す。つまり、相関器３０−１２のＥＸＮＯＲ回路３２−１２−０〜３１において、受信信号の各ビットと相関器３０−１２に割り当てられたシンボル「１２」に対応する拡散符号の各ビットとが全て一致したことを意味する。

比較器４１−０〜１５に入力される閾値を「２６」とした場合、加算器３１−１２からの相関度「３２」を入力する比較器４１−１２は比較結果として「１」を判定器４２へ出力する。一方、比較器４１−１２以外の比較器は、比較結果として「０」を判定器４２へ出力する。

判定器４２は、比較器４１−０〜１５が出力する比較結果を入力する。判定器４２は、比較器４１−１２の比較結果が「１」であることを検知する。これにより、判定器４２は、シンボル「１２」が、このクロック時間において、復調すべきシンボルであると判定する。判定器４２は、シンボル「１２」をビット化部５０へ出力する。同様に、同期化回路１０は、さらに受信信号の３２ビット目を検知し、次の「ｓｙｎｃ」に同期信号を出力する。判定器４２は、次の同期信号を入力したときには、比較器４１−０の比較結果のみが「１」であることを検知する。これにより、判定器４２は、シンボル「０」がこのクロック時間において復調すべきシンボルであると判定する。このようにして、比較器４１−０〜１５は、加算器３１−０〜１５の出力を比較し、判定器４２は、比較器４１−０〜１５の出力を判定する。

（相関度に対する閾値の説明）
次に、図５を用いて、比較器４１−０〜１５が比較に用いる閾値の考え方について説明する。図５は、１６種類の拡散符号における、相互間の相関度を表している。図５において、横列および縦列の「０〜１５」は、それぞれシンボルを示している。表に記録されているのは、横列と縦列のシンボルに対応する拡散符号間の相関度である。縦軸において、シンボル「０」を例に確認する。シンボル「０」同士（縦軸がシンボル「０」で横軸シンボル「０」）の相関度は、シンボル「０」に対応する拡散符号３２ビット全てが一致するため、「３２」となる。同様にシンボル「０」とシンボル「１」との相関度は、「１６」である。これは、シンボル「０」の拡散符号の各ビットと、シンボル「１」の拡散符号の各ビットとの一致数が１６であることを表している。図５には、このようにして、拡散符号の１６種類全ての相関度を求めた結果が記録されている。

図５を参照すると、同じシンボル同士の相関度は、「３２」である。また、異なるシンボル間同士の相関度を確認すると、最大で「２０」であることが確認できる。つまり、符号間距離の最小値は「１２」あることを示している。仮に、受信信号に全く干渉が無い場合、受信信号と一致するシンボルを割り当てられた相関器３０−０〜１５は、相関度「３２」を出力する。一方、受信信号と一致しないシンボルを割り当てられた相関器３０−０〜１５の相関度出力は、最大でも「２０」であることを意味している。本実施例において、比較器４１−０〜１５へ入力される相関度に対する閾値は、この符号間距離の最小値の範囲内で設定する。このように設定することで、判定器４２は、復調すべきシンボル判定を確実に行うことができる。

また、閾値を「２１〜３２」のどの値に設定するかによって、受信信号に発生するビット誤りを、何ビットまで許容し訂正することができるのかが定まる。例えば、閾値を相関度「２６」に設定を行ったとする。この場合、受信信号が５ビットのビット誤りを受けたとしても、判定部４３は、復調すべきシンボルを誤らない。相関器３０−０〜１５は、シフトレジスタ２０から同様のビット列をそれぞれ入力しているため、受信信号にビット誤りが発生したとしても、全ての相関器３０−０〜１５が同様の影響を受ける。そのため、復調すべきシンボルの拡散符号に対応する相関器３０−０〜１５のみが影響を受けるわけではない。また、相関器３０−０〜１５に対応する拡散符号のビット配列が異なるため、受信信号のいずれのビットが誤りとなったかによって、相関器３０−０〜１５が出力する相関値は異なってくる。

図４を参照して、閾値について説明を行う。図４において、同期化回路１０から最初の同期信号が出力されたクロック時間における、相関器３０−０〜１５の相関度出力を確認すると、ｃｏｄｅ「Ｃ」が「２０（１６進）」であることが確認できる。この場合、受信信号には、送受信間における干渉によってビット誤りが全く発生し無かったものと推定される。また、ｃｏｄｅ「３」および「５」は、相関度が「１４（１６進）」である。これは、図３において、ｃｏｄｅ「Ｃ」に対応するシンボル「１２」と、ｃｏｄｅ「３」に対応するシンボル「３」および、ｃｏｄｅ「５」に対応するシンボル「５」の相関度と同様である。

前述のとおり、閾値を相関度「２６」に設定を行ったとする。この場合、受信信号に５ビットの誤りが発生していたとすると、シンボル「１２」の相関度は、「２７」となる。仮に、シンボル「１２」の拡散符号と、シンボル「３」またはシンボル「５」との拡散符号との間で、「０」と「１」が異なるビットが５ビット誤っていた場合、シンボル「３」またはシンボル「５」の相関度は「２５」となる。このように、誤りのある５ビットが、各拡散符号間において最悪のビット誤りであったとしても、判定部４３は判定を誤ることは無い。

なお、本実施例においては、閾値を相関度「２６」に設定している。しかし、閾値は、これに限定しない。閾値は、符号間距離の最小値の範囲内（本実施例においては、相関度「２１〜３２」）で設定するのが望ましい。これにより、判定部４３は、的確な判定を行うことできる。また、閾値は、受信信号の干渉状態に合わせて動的に可変させてもよい。例えば、受信信号が受けたビット誤り数を検出する回路を別に設け、受信信号のビット誤り状況に応じて閾値を動的に上下させることも可能である。これによって、送受信間の干渉状態に応じた閾値設定が可能となる。

また、本実施例において、比較器４１−０〜１５は、相関度に対する閾値を用いて判定を行っている。これは、加算器３１−０〜１５が出力する相関度の大きさを比較する判定方法としてもよい。この場合、加算器３１−０〜１５が出力する相関度のうち、最も大きな値を出力した加算器３１−０〜１５を有する、相関器３０−０〜１５に対応するシンボルを、復調すべきシンボルと判定する。これによって、送受信間の干渉状態が悪く、閾値を低い値に設定しなくてはならない場合、あるいは閾値を超える相関度が得られないような場合にも、復調すべきシンボルを判定することが可能となる。また、閾値による判定と、相関度の最大値による判定とを組み合わせて、あるいは切り替えて行ってもよい。

以上、説明してきたとおり、シフトレジスタ２０のフリップフロップ２１−０〜３１は、受信信号を１ビットずつシフトしながら出力する。相関器３０−０〜１５のＥＸＮＯＲ回路３２−０−０〜１５−３１は、シフトレジスタ２０のフリップフロップ２１−０〜３１が出力する受信信号の各ビットと、相関器３０−０〜１５のそれぞれに割り当てられた拡散信号の各ビットとの論理演算を行う。相関器３０−０〜１５の加算器３１−０〜３１は、論理演算結果を加算して拡散符号ごとに受信信号に対する相関度を算出する。判定部４３の比較器４１−０〜１５は、加算器３１−０〜３１が出力する相関度と相関度に対する閾値とを比較して比較結果を出力する。判定器４２は、同期化回路１０から同期信号を入力したタイミングで、比較器４１−０〜１５が出力する比較結果を判定して復調すべきシンボルを特定し、拡散符号をシンボルへ復調して出力する。ビット化部５０は、判定器４２が出力するシンボルを４ビットのビット列へ変換する。

このように、本発明の直接拡散通信装置によれば、受信信号と拡散符号との相関度を求め、相関度に対する閾値を用いてシンボルを判定することで、受信信号に送受信間の干渉によって複数のビットにビット誤りが発生していたとしても、復調すべきシンボルを誤らずに判定することが可能となる。また、相関度に対する閾値の値を、拡散に使用する拡散符号における符号間距離の最小値の間で変化させることで、受信信号に対するビット誤りの許容値を、送受信間の干渉状態に応じて変化させることも可能である。
これらによって、受信信号をシンボル化する復調段階で、受信信号へのビット誤りの影響を除去することが可能となる。そのため、送信側において、余計なデータ信号に誤り訂正符号を付加せずとも、高品質なデータ転送が実現できる。よって、送信側において、余計な誤り訂正符号を付加する必要がなくなるため、高いデータの転送効率を実現することが可能となる。

また、本実施例において、データ信号は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に規定される直接拡散通信方式によって送受信されているが、本発明は、これに限定するものではない。送受信間でシンボルに対応する拡散符号を固定するスペクトラム拡散通信方式であれば、本発明を用いて復調すべきシンボル判定が可能である。これによって、誤り訂正符号を付加せずとも高品質なデータ転送と、高いデータ転送効率を実現できる。

本発明の実施例におけるビット列とシンボルと拡散符号の対応を示した表である。 本発明の実施例における機能ブロック図である。 本発明の実施例における詳細回路図である。 本発明の実施例における相関度出力とシンボル判定の関係を表した図である。 本発明の実施例における拡散符号間の相関度を示した表である。

符号の説明

１０ 同期化回路
２０ シフトレジスタ
２１−０〜３１ フリップフロップ回路
３０―０〜１５ 相関器
３１−０〜１５ 加算器
３２−０―０〜１５−３１ ＥＸＮＯＲ回路
４０ 誤り訂正＆シンボル化
４１−０〜１５ 比較器
４２ 判定器
４３ 判定部
５０ ビット化部

Claims (13)

1. 複数のシンボルに対して複数の異なる拡散符号を用いて通信を行う直接拡散通信装置であって、
   受信信号に対し、前記複数の異なる拡散符号との相関を求め、前記拡散符号毎の相関度を出力する相関部と、
   前記拡散符号毎の相関度の大きさに基づいて、前記受信信号をシンボルへ復調する判定部と
   を備える直接拡散通信装置。
2. 請求項１に記載の直接拡散通信装置であって、
   前記判定部は、前記各拡散符号のうちで、所定の閾値を超える相関度を示す拡散符号に対応するシンボルへ復調し、
   前記閾値は、前記拡散符号間における最小の符号間距離の範囲で定められている
   直接拡散通信装置。
3. 請求項２に記載の直接拡散通信装置であって、
   前記判定部は、前記受信信号の受信状態に応じて、前記閾値を変動させる
   直接拡散通信装置。
4. 請求項１に記載の直接拡散通信装置であって、
   前記判定部は、前記拡散符号毎の相関度のうちで最大の相関度を示す拡散符号に対応する前記シンボルへ復調する
   直接拡散通信装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の直接拡散通信装置であって、
   前記拡散符号の１周期を検知して同期信号を出力する同期化回路部をさらに備え、
   前記相関部は、前記複数の異なる拡散符号の各々に対応して前記相関度を出力する複数の相関器を備え、
   前記判定部は、前記同期信号が入力されたときに、前記受信信号を前記シンボルへ復調する
   直接拡散通信装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の直接拡散通信装置であって、
   前記シンボルをビット列に変換するビット化部をさらに備える
   直接拡散通信装置。
7. 複数のシンボルに対して複数の異なる拡散符号を用いて通信を行う直接拡散通信において、受信信号に対し、前記複数の異なる拡散符号との相関を求め、前記拡散符号毎の相関度を出力するステップと、
   前記拡散符号毎の相関度の大きさに基づいて、前記受信信号をシンボルへ復調するステップと
   を備える直接拡散通信方法。
8. 請求項７に記載の直接拡散通信方法であって、前記受信信号をシンボルへ復調するステップは、
   前記各拡散符号のうちで、前記拡散符号間における最小の符号間距離の範囲で定められている、所定の閾値を超える相関度を示す拡散符号に対応するシンボルへ復調するステップ
   を含む直接拡散通信方法。
9. 請求項８に記載の直接拡散通信方法であって、前記受信信号をシンボルへ復調するステップは、
   前記受信信号の受信状態に応じて、前記閾値を変動させるステップ
   を含む直接拡散通信方法。
10. 請求項７に記載の直接拡散通信方法であって、前記受信信号をシンボルへ復調するステップは、
    前記拡散符号毎の相関度のうちで最大の相関度を示す拡散符号に対応する前記シンボルへ復調するステップ
    を含む直接拡散通信方法。
11. 請求項７から請求項１０までのいずれかに記載の直接拡散通信方法であって、
    前記拡散符号の１周期を検知して同期信号を出力するステップ
    をさらに備える直接拡散通信方法。
12. 請求項１１に記載の直接拡散通信方法であって、前記受信信号をシンボルへ復調するステップは、
    前記同期信号を入力したときに、前記受信信号を前記シンボルへ復調するステップ
    を含む直接拡散通信方法。
13. 請求項７から請求項１２までのいずれかに記載の直接拡散通信方法であって、
    前記シンボルをビット列に変換するステップ
    をさらに備える直接拡散通信方法。

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