JP2579539B2 - スペクトラム拡散通信装置 - Google Patents

スペクトラム拡散通信装置

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JP2579539B2
JP2579539B2 JP63255396A JP25539688A JP2579539B2 JP 2579539 B2 JP2579539 B2 JP 2579539B2 JP 63255396 A JP63255396 A JP 63255396A JP 25539688 A JP25539688 A JP 25539688A JP 2579539 B2 JP2579539 B2 JP 2579539B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、相関器を用いたスペクトラム拡散通信(以
下本明細書においてはSSC[Spread Spectrum Communica
tion]と略記する。)装置に関する。
[発明の概要] 相関器を用いてSSC方式において、複数段の直接接続
されたシフトレジスタを有し、各シフトレジスタの出力
を選択的に上記相関器に与えるようになっており、受信
側の擬似雑音符号発生器のシフトレジスタ初期値が符号
同期の際に送信側の擬似雑音符号発生器の初期値とミラ
ーイメージ関係に設定せしめられるようになっているSS
C装置である。
[従来の技術] スペクトラム拡散通信では、第3図(a)に示すよう
に、データで2進符号の一つである擬似雑音符号を変調
し、変調されたPN符号で搬送波を変調して送信する。図
中31はデータ、32は変調器、33はPN符号発生器、34は搬
送波発生器、35は変調器、36はアンテナを意味する。受
信側では、第3図(b)に示すように、その信号を受信
し、整合フィルタにおいて、基準となるPN符号との相関
をとり、両符号が一致した時及びその近傍に現れる相対
的に大きな振幅の自己相関波形(以下本明細書において
は、相関スパイク波形と称する)を処理してデータを復
元する。図中37はアンテナ、38は相関器、39は基準PN符
号発生器、40はデータ復調器、41はデータを表す。
整合フィルタの一つとしてコンボルバがある。コンボ
ルバは畳込み積分を行う機能素子であるが、基準となる
2進符号(以下本明細書においては、基準符号と称す
る)が受信符号と時間反転した関係にあれば、相関演算
を行う整合フィルタとなる。
コンボルバの一例として、SAWコンボルバがある。SAW
コンボルバには、構造的に(1)圧電体とシリコンの間
に空隙を設けたもの、(2)圧電体とシリコンを酸化膜
を介して一体化したもの、(3)圧電体のみのもの、等
がありいずれも非線形特性を利用して、2信号の相互作
用によって積演算を行い、その結果を相互作用領域上に
設けられたゲートと呼ばれる電極において積分する。
第4図はSAWコンボルバの構造を示す例で、図中42,43
はトランスデューサ、44は圧電体、45は酸化膜、46はシ
リコン、47はゲート電極を示す。トランスデューサ42よ
り入力した信号s(t)は図の右方向へ、トランスデュ
ーサ43より入力した信号r(t)は左方向へ伝播する。
圧電体一酸化膜−シリコン構造が有する非線形特性によ
りs(t)とr(t)の間に相互作用が生じ、積演算が
行われ、その結果がゲート電極47により積分される。
ゲート電極47から出力される信号c(t)は、次式で
表される。
但し、Aは定数、Tはゲート電極下を音波が通過する
に要する時間(以下本明細書においてはゲート内遅延時
間と称する)、xはs(t)の伝播方向に測った距離、
vは音速である。
さて従来のSSC方式としては、特開昭61−280135号お
よび63−18835号がある。例えば、SAWコンボルバのよう
な相関器を用いた直接拡散SSCにおいて、拡散符号とし
てm系列(最大長系列)符号を用いた場合の通信チャン
ネルの分割手段としては、m系列符号の種類ばかりでな
く、送受信両側のm系列符号の初期位相も使用すること
が考えられ、データ復調タイミングおよびm系列符号の
初期位相情報の決定アルゴリズム等については、特開昭
63−95744号の中で述べられている。
第2図はその中に示されている符号発生装置の構成を
示すブロック図である。
第2図中、SR1〜SRnはシフトレジスタを構成するフリ
ップフロップ、E1〜Enは排他的論理和ゲート、G1〜Gnは
上記フリップフロップに初期値を与えるためのステアリ
ングゲート、MPXは3ステート出力を発生するマルチプ
レクサ、L1〜L5はラッチ回路、AND0〜ANDnはアンド回
路、DE−MPXはデマルチプレクサ、INV1及びINV2はイン
バータである。また▲▼は3ステート出力の
イネーブル(enable)、ディスエーブル(disable)状
態を制御する制御信号、L6は3ステート出力の状態制御
をSTB信号に同期させて行うためのラッチ回路である。
更にSTBはm系列符号発生の初期化信号、▲▼はチ
ップセレクト信号、LEはラッチイネーブル(enable)信
号、DAT1〜nはデータ、SEL0及びSEL1はデータセレク
ト信号、FB0は帰還用入力端子、FB1は初段ステアリング
ゲートへの入力端子、PNは符号出力である。
第2図に示す符号発生装置を用いる場合の接続図を第
5図に示す。また、第1表に第5図中の端子a,b,c,dと
第2図中の信号名との対応を示す。
符号出力PNは、送信側で第3図(a)の33の符号出力
(イ)として用いられ、受信信号s(t)に含まれる受
信擬似雑音符号として受信側のSAWコンボルバに入力さ
れる。また、受信側で第3図(b)の39の符号出力とし
て用いられ、基準信号r(t)に含まれる基準擬似音符
号として受信側のSAWコンボルバに入力される。
[発明が解決しようとする課題] 上記のようなSSCに、上記方式の疑似雑音符号発生装
置(Pseudo Noise Code Generator[以下本明細書にお
いてはPNGと略記する。])を用いる場合、符号出力を
複数個存在するシフトレジスタの初段から得ているた
め、送信PNGのシフトレジスタの初期状態、すなわち、
送信疑似雑音符号(Pseudo Noise Code[以下本明細書
においてはPNと略記する。])の初期位相情報と、受信
PNGのシフトレジスタの初期状態、即ち、受信PN符号の
初期位相情報には異なる値を設定する必要があり、外部
回路(例えばマイクロプロセッサ)の処理速度に依存し
て、送受切換え速度を低下させるという問題がある。
なお、上記の問題は、初段のシフトレジスタから符号
出力を得る場合に限らず、最終段のシフトレジスタを除
く他のシフトレジスタから符号出力を得る場合も同様に
存在する。
[発明の効果] 本発明は、符号同期時に設定すべき受信側のシフトレ
ジスタの初期値について複雑な計算を必要としないで受
信側(擬似雑音符号発生器)のシフトレジスタの初期値
を求めることが可能なスペクトラム拡散通信装置を提供
することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明のスペクトラム拡
散通信装置は、送信側擬似雑音符号により情報信号をス
ペクトラム拡散した送信信号を受信し、その受信信号と
送信側擬似雑音符号とミラーイメージ関係にある受信側
擬似雑音部号とを受信側の相関器に入力せしめることに
より所望の情報信号の復調を行うスペクトラム拡散通信
装置において、上記擬似雑音符号を発生せしめる擬似雑
音符号発生器が、複数個のシフトレジスタが直列的に接
続されると共に、上記複数のシフトレジスタの各出力段
が入力され該複数出力段のいずれかを選択するシフトレ
ジスタ選択手段と、上記シフトレジスタ選択手段で選択
された上記シフトレジスタの最終段の出力を上記相関器
へ入力せしめる手段と、を備えたことを要旨とする。
[作用] 従来、最初段のシフトレジスタから符号出力PNを得て
いたのに対し、本発明では最終段のシフトレジスタから
符号出力PNを得ることにより送受信PN符号の初期位相情
報を共用することができる。
[実施例] 以下に、図面を参照しながら、実施例を用いて本発明
を一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発
明の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり
得ることは勿論である。
第1図は本発明によるPNGの構成を示すブロック図
で、第2図と同一符号は同一又は類似の回路及び信号を
示し、第2図と相違する点は符号出力PNが最終段のシフ
トレジスタSRnから得ていることにある。
以下上記実施例の動作を説明する。
最終段より符号出力を得るとき、送受のm系列符号が
“同相のMirror Image"関係となるシフトレジスタの初
期状態は“Mirror Image"関係となることを以下に説明
する。
簡単に言えば、送信側係数行列式Pと送信側係数行列
式Qご同値となるためである。
PとQが同値となる理由を以下に述べる。
なお、以下における計算はすべてブール代数にしたが
う。
(1)PとQの対応関係 特開昭63−95744号から、PとQは と表現される。たゞし、iは出力TAP番号を表わす。
(2)最終段から符号出力を得るとき 最終段から符号出力を得るとき、In、AおよびAの累
乗からPは第1行を、Qは最終行を抽出することによっ
て生成される。
(a)PおよびQの第1行について (1)から である。
InとAに注目すると、 Inの第1行=Aの最終行 である。
したがって、 Pの第1行=Qの第1行 となることが分かる。
(b)PおよびQの第2行以降について PおよびQの第2行以降はAおよびAの累乗から求ま
る。
いま、A2を求めると (2)式を整理すると こゝで、 Aの第1行=A2の最終行 である。
つぎに、A3を求めると (4)式を整理すると こゝで、 A2の第1行=A3の最終行 である。
さらに、A4,A5……Anと計算していき、その都度、第
1行をPの第x+1行に(x:Aの累乗数)、最終行をQ
の第x行へいれていくが、Aの累乗の計算過程に注目す
ると「Aの累乗にAを乗じてつぎの累乗を求めるという
操作は、被乗数の第1行を乗算結果の最終行へ置換す
る」ものであることが分かる。
したがって、(1)のようにしてPとQの第2行以降
をAおよびAの累乗から抽出していけば、 P=Q となることが分かる。
特開昭63−95744号から受信側初期状態 で求まる。
(6)式において、最終段より符号出力を得るときP
=Qであるから、 X(0)=Y(0) となるのである。
[発明の効果] 以上説明した通り、本発明によれば、SAWコンボルバ
のような相関器を用い、また送信側擬似雑音符号と、受
信側擬似雑音符号との符号同期をとって情報復調を行う
ようなスペクトラム拡散通信装置において、特開昭63−
95744号公報中で述べられている複雑なアルゴリズムを
用いて受信側の擬似雑音符号の初期値を計算する必要も
なく、当該初期値を簡単に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるPNGの構成を示すブロック図、第
2図は従来のPNGの構成を示すブロック図、第3図はス
ペクトラム拡散通信システムの一例を示すブロック図、
第4図はSAWコンボルバの構造を例示する断面図、第5
図は第2図のPNGの接続関係を示す図である。 SR1〜SRn……シフトレジスタを構成するフリップフロッ
プ、E1〜En……排他的論理和ゲート、G1〜Gn……フリッ
プフロップに初期値を与えるためのステアリングゲー
ト、MPX……3ステート出力のマルチプレクサ、L1〜L5
……ラッチ回路、AND0〜ANDn……アンド回路、DX−MPX
……デマルチプレクサ、INV1及びINV2……インバータ、
▲▼……3ステート出力のイネーブル(enab
le)、ディスエーブル(disable)状態を制御する制御
信号、L6……3ステート出力の状態制御をSTB信号に同
期させて行うためのラッチ回路、STB……m系列符号発
生の初期化信号、▲▼……チップセレクト信号、LE
……ラッチイネーブル(enable)信号、DAT1〜DATn……
データ、SEL0及びSEL1……データセレクト信号。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送信側擬似雑音符号により情報信号をスペ
    クトラム拡散した送信信号を受信し、その受信信号と送
    信側擬似雑音符号とミラーイメージ関係にある受信側擬
    似雑音符号とを受信側の相関器に入力せしめることによ
    り所望の情報信号の復調を行うスペクトラム拡散通信装
    置において、 上記擬似雑音符号を発生せしめる擬似雑音符号発生器
    が、複数個のシフトレジスタが直列的に接続されると共
    に、上記複数のシフトレジスタの各出力段が入力され該
    複数出力段のいずれかを選択するシフトレジスタ選択手
    段と、上記シフトレジスタ選択手段で選択された上記シ
    フトレジスタの最終段の出力を上記相関器へ入力せしめ
    る手段と、を備えたことを特徴とするスペクトラム拡散
    通信装置。
  2. 【請求項2】前記擬似雑音符号発生器が下記構成となっ
    た特許請求の範囲第1項記載のスペクトラム拡散通信装
    置。 (a)ステアリングゲートに出力する第1のラッチ手
    段、 (b)複数の第1のANDゲートの夫々一方の入力に出力
    する第2及び第3のラッチ手段、 (c)上記ステアリングゲートと上記フリップフロップ
    を一つの対から前記シフトレジスタの1段が構成され、
    直列に設けられた複数の対から成るシフトレジスタ、 (d)上記各フリップフロップの各々の出力に半加算信
    号を出力する上記第1のANDゲート、 (e)上記各フリップフロップ出力が入力される前記シ
    フトレジスタ選択のためのマルチプレクサ、及び (f)上記マルチプレクサを制御する第4及び第5のラ
    ッチ手段、 (g)各フリップフロップの初期状態、帰還状態及びそ
    の最終段選択状態の各データを夫々上記第1,第3及び第
    5のラッチ手段へラッチするためのラッチイネーブル
    (enable)パルスと、擬似雑音符号発生装置を動作させ
    るためのチップセレクトの2つの信号が入力されると、
    出力を発生する第2のANDゲート、 (h)上記第2のANDゲートの出力が入力され、2つの
    制御信号に応答して上記第1,第3及び第5のラッチ手段
    に選択的に前記各データを入力させるように制御し、第
    3及び第5のラッチ手段から第2及び第4のラッチ手段
    に出力するためのデマルチプレクサ回路を備え、前記マ
    ルチプレクサの出力が前記相関器の入力に接続されてい
    る。
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