JP2700980B2 - Spread spectrum communication system - Google Patents

Spread spectrum communication system

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JP2700980B2
JP2700980B2 JP28783792A JP28783792A JP2700980B2 JP 2700980 B2 JP2700980 B2 JP 2700980B2 JP 28783792 A JP28783792 A JP 28783792A JP 28783792 A JP28783792 A JP 28783792A JP 2700980 B2 JP2700980 B2 JP 2700980B2
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frequency
spread spectrum
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spectrum communication
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直樹 岡本
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はスペクトル拡散通信方
式に関し、特に、周波数ホッピングを用いたスペクトル
拡散通信方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spread spectrum communication system, and more particularly to a spread spectrum communication system using frequency hopping.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、データ通信は狭帯域変調方式
(BPSK,QPSKなど)を用いて変復調されてい
る。これらの通信は比較的小型の回路で実現できるが、
たとえば室内での使用などにおいて、マルチパス波が多
波存在する場合には、マルチパスフェージングと呼ばれ
るフェージングが発生し、回線が保たれない場合が生じ
る。
2. Description of the Related Art Generally, data communication is modulated and demodulated using a narrow band modulation method (BPSK, QPSK, etc.). These communications can be realized with relatively small circuits,
For example, when there are multiple multipath waves in indoor use, fading called multipath fading occurs, and the line may not be maintained.

【0003】これを避けるために、近年では、スペクト
ル拡散通信方式が注目を浴びている。その中でも、周波
数ホッピング方式は、特に、マルチパスフェージングに
強く、有望とされている。
In order to avoid this, in recent years, spread spectrum communication systems have attracted attention. Among them, the frequency hopping method is particularly strong in multipath fading and is promising.

【0004】図4はパワースペクトルを示す図であり、
特に、図4(a)はある室内の伝搬路における周波数伝
搬特性を示し、図4(b)は帯域B1 の狭帯域変調波を
伝送する場合を示し、図4(c)は周波数ホッピング方
式によるスペクトルを示す。図4(a)に示すように、
ある室内の伝搬路においては、マルチパスによって強め
合う周波数と弱め合う周波数が存在する。このような伝
搬特性を持つ伝搬路において、図4(b)に示す帯域B
1 の狭帯域変調波を伝送する場合について考える。この
周波数においては、寸度弱め合う周波数領域になってお
り、その結果C/Nが劣化し、回線の誤り率が著しく劣
化する。
FIG. 4 shows a power spectrum.
In particular, FIG. 4 (a) shows a frequency propagation characteristics in the propagation path of the chamber in FIG. 4 (b) shows a case of transmitting a narrowband modulated wave band B 1, FIG. 4 (c) Frequency Hopping Shows the spectrum by As shown in FIG.
In a propagation path in a certain room, there are frequencies that are strengthened and frequencies that are weakened by multipath. In a propagation path having such propagation characteristics, a band B shown in FIG.
Consider the case of transmitting one narrow-band modulated wave. At this frequency, the frequency is in a frequency range where dimensions are weakening, and as a result, C / N is deteriorated, and the error rate of the line is significantly deteriorated.

【0005】一方、図4(c)に示すような周波数ホッ
ピング方式では、周波数f1 〜f2を帯域B1 以上のい
くつかのスロットに分け、それを数十ないし数百個用意
し、数ビットごとに使用周波数を変えていく。この場
合、そのうちの数スロットのC/Nが劣化しているとし
ても、残りのスロットはC/Nが高く、統計的には誤り
を起こすビットは一部となる。また、数スロット分で連
続した誤りは、インタリーブやバーストエラーに強い誤
り訂正方式を採用することにより、訂正できるようにな
り、その結果、図4(a)に示すような変化の激しい伝
搬路においても安定した回線が確保できるようになる。
On the other hand, in the frequency hopping method as shown in FIG. 4C, the frequencies f 1 to f 2 are divided into several slots of the band B 1 or more, and several tens to several hundreds of them are prepared. The frequency used is changed for each bit. In this case, even if the C / N of some of the slots is degraded, the remaining slots have a high C / N, and some of the bits that statistically cause an error are part. Further, an error that is continuous for several slots can be corrected by employing an error correction method that is strong against interleaving and burst errors. As a result, in a propagation path with rapid changes as shown in FIG. Also, a stable line can be secured.

【0006】上述のごとく、周波数ホッピング方式は、
マルチパスフェージングのある伝搬路に強い特性を持つ
が、その回路、特に復調系を構成することは複雑で大規
模な回路となるため、まだ一部の特殊なシステム以外は
採用されていない。
[0006] As described above, the frequency hopping method is as follows.
Although it has a strong characteristic in a propagation path with multipath fading, its circuit, especially a demodulation system, is a complicated and large-scale circuit, and thus has not been adopted except for some special systems.

【0007】図5は従来の周波数ホッピング方式による
初期獲得用同期回路のブロック図である。この初期獲得
用同期回路は、「スペクトル拡散通信システム」横山光
輝著、科学技術出版社に記載されているものであり、回
線の接続スタート時に初期の信号を補捉するための回路
である。図5において、周波数ホッピングシンセサイザ
31はホッピング周波数に対応した局部周波数の局部発
振信号を発生するものであり、この局部発振信号は混合
回路32に与えられ、アンテナ33で受信された受信信
号と混合され、中間周波信号に変換される。この中間周
波信号はバンドパスフィルタ(BPF)34によって所
定の帯域成分が取出され、2乗器35によって2乗さ
れ、積分器36によって積分されて信号のエネルギが検
出される。
FIG. 5 is a block diagram of a synchronous circuit for initial acquisition by a conventional frequency hopping method. This synchronization circuit for initial acquisition is described in "Spread Spectrum Communication System" by Mitsuteru Yokoyama, published by Science and Technology Publishing Company, and is a circuit for capturing an initial signal at the start of line connection. In FIG. 5, a frequency hopping synthesizer 31 generates a local oscillation signal having a local frequency corresponding to the hopping frequency. This local oscillation signal is supplied to a mixing circuit 32 and mixed with a reception signal received by an antenna 33. , Into an intermediate frequency signal. A predetermined band component is extracted from the intermediate frequency signal by a band pass filter (BPF) 34, squared by a squarer 35, and integrated by an integrator 36 to detect the energy of the signal.

【0008】サーチ制御ロジック37は時間領域と周波
数領域の不確定性を解消するための制御を行なうもので
あり、周波数制御回路38に制御信号を与えて、VCO
39の発振周波数を制御するとともに、クロック制御回
路40に制御信号を与えてクロック発生回路41からの
クロック周波数を制御する。VCO39の発振出力は周
波数ホッピングシンセサイザ31に与えられ、クロック
発生器41からのクロック信号はPN系列発生器42に
与えられる。PN系列発生器42はクロック発生器41
からのクロック信号に基づいて、周波数ホッピングシン
セサイザ31に制御信号を与える。
A search control logic 37 performs control for eliminating uncertainties in the time domain and the frequency domain.
In addition to controlling the oscillation frequency of the clock 39, a control signal is supplied to the clock control circuit 40 to control the clock frequency from the clock generation circuit 41. The oscillation output of VCO 39 is provided to frequency hopping synthesizer 31, and the clock signal from clock generator 41 is provided to PN sequence generator 42. The PN sequence generator 42 is a clock generator 41
A control signal is provided to the frequency hopping synthesizer 31 based on the clock signal from

【0009】図5に示した初期獲得用同期回路において
は、PN系列のパターンに対応してホッピング周波数が
決定され、このためにPN系列発生器42から周波数ホ
ッピングシンセサイザ31に制御信号が供給され、同期
が確立せず、タイミングが一致しない場合には、PN系
列の位相が1/2チップずつずらされ、ホッピング周波
数の切換が早められて時間領域のサーチが行なわれる。
一方、周波数がずれている場合は、周波数ホッピングシ
ンセサイザ31の主発振器にオフセットをかけ、周波数
領域のサーチが行なわれる。
In the synchronization circuit for initial acquisition shown in FIG. 5, the hopping frequency is determined in accordance with the pattern of the PN sequence. For this purpose, a control signal is supplied from the PN sequence generator 42 to the frequency hopping synthesizer 31, If the synchronization is not established and the timings do not match, the phase of the PN sequence is shifted by チ ッ プ chip, the switching of the hopping frequency is advanced, and the search in the time domain is performed.
On the other hand, when the frequency is shifted, an offset is applied to the main oscillator of the frequency hopping synthesizer 31, and a search in the frequency domain is performed.

【0010】図6は、追跡回路のブロック図である。こ
の追跡回路は、図5に示した初期獲得用同期回路によっ
て回線を初期補捉した後、同期を取り続けるためのもの
である。追跡回路は周波数相関ネットワーク50を含
み、周波数ホッピングシンセサイザ51から受信信号r
(t)よりも時間的に進ませた局部発振信号lE (t)
と時間的に遅らせた局部発振信号lL (t)とが混合回
路52,53に与えられ、受信信号r(t)が周波数変
換される。そして、バンドパスフィルタ54,55で帯
域制限され、2乗器56,57で2乗され、加算器58
で加算され、ループフィルタ59に与えられる。ループ
フィルタ59はホッピング周波数の周期を基本成分とす
る高調波を除去し、その出力がVCC回路60に与えら
れ、制御信号がFH系列発生記録11に与えられる。F
H系列発生記録11はVCC回路60からの制御信号に
基づいて、周波数ホッピングシンセサイザ51に制御信
号を与える。なお、図6に示した追跡回路は前述の初期
獲得用同期回路と同様にして、前述の文献に掲載されて
いるものであり、その詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a block diagram of the tracking circuit. This tracking circuit is for keeping the synchronization after the circuit is initially captured by the synchronization circuit for initial acquisition shown in FIG. The tracking circuit includes a frequency correlation network 50, which receives the received signal r from the frequency hopping synthesizer 51.
The local oscillation signal l E (t), which is advanced more temporally than (t)
And the local oscillation signal l L (t) delayed in time are supplied to the mixing circuits 52 and 53, and the received signal r (t) is frequency-converted. Then, the band is limited by band-pass filters 54 and 55, squared by squarers 56 and 57, and added by an adder 58.
And is provided to the loop filter 59. The loop filter 59 removes harmonics having the cycle of the hopping frequency as a fundamental component. The output is supplied to the VCC circuit 60, and the control signal is supplied to the FH sequence generation record 11. F
The H sequence generation record 11 provides a control signal to the frequency hopping synthesizer 51 based on the control signal from the VCC circuit 60. The tracking circuit shown in FIG. 6 is the same as the above-described synchronization circuit for initial acquisition and is described in the above-mentioned document, and detailed description thereof will be omitted.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
スペクトル拡散通信方式においては、図5に示した初期
獲得用同期回路と図6に示した追跡回路を必要とし、回
路規模が大きくなるとともに、高速に周波数を変化させ
るのが困難であるという欠点がある。さらに、室内など
の使用に応じて、マルチパスフェージングに強いもの
の、もし回線が断線したときには、同期が外れ、そのた
め、また最初から補捉し直す必要があり、そのための時
間がかかり、その間の信号を復調できないという欠点が
ある。
As described above, in the conventional spread spectrum communication system, the synchronization circuit for initial acquisition shown in FIG. 5 and the tracking circuit shown in FIG. 6 are required. There is a disadvantage that it is difficult to change the frequency at high speed. Furthermore, although it is resistant to multipath fading due to indoor use, if a line is broken, synchronization is lost, so it is necessary to recapture from the beginning, it takes time for that, and the signal during that time However, there is a drawback that demodulation cannot be performed.

【0012】さらに、周波数スロットを変更した後、位
相が不連続になるため、PSK変調のような位相変調が
使用しにくく、そのため、使用に制限がある。このよう
に、従来の周波数ホッピングを用いたスペクトル拡散通
信方式では、種々の問題点があり、実用化への大きな障
害となっていた。
Furthermore, since the phase becomes discontinuous after the frequency slot is changed, it is difficult to use phase modulation such as PSK modulation, and there is a limitation on the use. As described above, the conventional spread spectrum communication system using frequency hopping has various problems and has been a major obstacle to practical use.

【0013】それゆえに、この発明の主たる目的は、簡
単な回路で構成できかつ同期に全く時間がかからず、さ
らに位相変調にも応用できるようなスペクトル拡散通信
方式を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is, therefore, a main object of the present invention to provide a spread spectrum communication system which can be constituted by a simple circuit, requires no time for synchronization, and can be applied to phase modulation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
周波数ホッピングを用いたスペクトル拡散通信方式にお
いて、送信側において、データで搬送波を変調した信号
と搬送波のみの信号との2波を生成し、周波数ホッピン
グの1周波停留時間より長い任意の時間だけいずれか一
方を遅延させた後、2波を合成して送信し、受信側にお
いて、受信信号を2径路に分配し、分配した一方の信号
を送信側と同じ遅延量で遅延し、その遅延した信号と分
配した他方の信号とを乗算することにより逆拡散するよ
うに構成される。
The invention according to claim 1 is
In a spread spectrum communication system using frequency hopping, a transmitting side generates two waves of a signal obtained by modulating a carrier wave with data and a signal consisting of only a carrier wave, and generates any one of the signals for an arbitrary time longer than one frequency stationary time of frequency hopping. After delaying one, the two waves are combined and transmitted, and on the receiving side, the received signal is distributed to two paths, and one of the distributed signals is delayed by the same delay amount as the transmitting side, and the delayed signal is It is configured to perform despreading by multiplying by the other distributed signal.

【0015】請求項2に係る発明は、送信側において、
変調信号には、ダイパルス符号化した信号を用い、一
方、受信側では、DC成分を除去して復調する。請求項
に係る発明は、送信側において、データで搬送波を変
調した信号または搬送波のみの信号のいずれか一方を遅
延する前に局部発振信号と乗算し、受信側において、乗
算された信号から中間周波帯域に変換し、逆拡散された
データ変調波を復調する。
[0015] According to a second aspect of the present invention, on the transmitting side,
A dipulse-coded signal is used as the modulation signal.
On the other hand, the receiving side demodulates after removing the DC component. Claim
The invention according to the third aspect is characterized in that the transmission side multiplies a local oscillation signal before delaying either a signal obtained by modulating a carrier wave with data or a signal consisting of only a carrier wave, and converts the multiplied signal into an intermediate frequency band on the reception side. And demodulate the despread data modulated wave.

【0016】請求項に係る発明は、遅延量として、周
波数ホッピング停留時間以上の任意の時間に選ばれる。
In the invention according to claim 4 , the delay amount is selected to be any time equal to or longer than the frequency hopping stop time.

【0017】[0017]

【作用】この発明に係るスペクトル拡散通信方式は、送
信側よりデータを搬送波で変調した信号と搬送波のみの
信号をいずれか一方を遅延させて送信し、受信側では受
信信号を2分配して、一方を再び遅延させて他方と乗じ
ることにより、周波数ホッピングしている搬送波はすべ
てベースバンドの信号となり、逆拡散できる。
In the spread spectrum communication system according to the present invention, a signal obtained by modulating data with a carrier and a signal consisting of only a carrier are transmitted from a transmitting side with a delay of one of them, and a receiving signal is divided into two by a receiving side. By delaying one again and multiplying it by the other, all the frequency-hopping carriers become baseband signals and can be despread.

【0018】[0018]

【実施例】図1はこの発明の一実施例のブロック図であ
り、特に、図1(a)は送信機を示し、図1(b)は受
信機を示す。図1(a)において、データ発生部1はイ
ンタリーブや誤り訂正符号の付加されたデータを発生す
る。このデータは変調器3に与えられる。変調器3は搬
送波発生器4から発生された搬送波をデータによって変
調する。ここでは、仮にBPSK変調(位相変調)して
いるものとする。なお、搬送波発生器4はFH(周波数
ホッピング)コントローラ2にしたがって、その周波数
をデータビット数ごとに変化させている。この周波数は
予め用意されたスロット数に応じて、拡散符号を用いて
予め定められたパターンで変化する。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1A shows a transmitter, and FIG. 1B shows a receiver. In FIG. 1A, a data generator 1 generates data to which an interleave or an error correction code is added. This data is provided to modulator 3. The modulator 3 modulates the carrier generated by the carrier generator 4 with data. Here, it is assumed that BPSK modulation (phase modulation) is performed. The frequency of the carrier generator 4 is changed in accordance with the FH (frequency hopping) controller 2 for each data bit number. This frequency changes in a predetermined pattern using a spreading code according to the number of slots prepared in advance.

【0019】一方、搬送波は遅延素子5にも入力され、
遅延時間zだけ遅延され、その後合波器6によって変調
器3の出力である変調信号9と遅延された無変調信号1
0が合波される。そして、周波数変換部7によって高周
波信号に変換され、アンテナ8から送出される。
On the other hand, the carrier is also input to the delay element 5,
The modulated signal 9 output from the modulator 3 and the unmodulated signal 1 delayed by the delay time z
0 is multiplexed. Then, the signal is converted into a high-frequency signal by the frequency converter 7 and transmitted from the antenna 8.

【0020】図1(b)に示す受信機においては、アン
テナ11から入力された信号が周波数変換部12によっ
て中間周波帯域に変換される。中間周波信号は分波器1
3によって分波され、一方は遅延素子14によって遅延
され、この遅延された信号15と遅延されていない信号
16とが乗算器17によって乗算され、フィルタ18に
よって必要帯域のみ取出され、データ復調部19によっ
て復調される。
In the receiver shown in FIG. 1B, a signal input from an antenna 11 is converted by a frequency converter 12 into an intermediate frequency band. The intermediate frequency signal is splitter 1
3, one is delayed by the delay element 14, the delayed signal 15 and the undelayed signal 16 are multiplied by the multiplier 17, only the necessary band is extracted by the filter 18, and the data demodulation unit 19 Demodulated by

【0021】次に、図1に示した送信機と受信機のより
具体的な動作について説明する。データ発生部1からの
データをd(t),キャリア角周波数をωC (t)とす
ると、変調器3出力の変調信号9は、次の第(1)式で
表わされる。
Next, more specific operations of the transmitter and the receiver shown in FIG. 1 will be described. Assuming that the data from the data generator 1 is d (t) and the carrier angular frequency is ω C (t), the modulation signal 9 output from the modulator 3 is expressed by the following equation (1).

【0022】 S(t)=d(t)cosω(t) t ・・・(1) 一方、遅延素子5で遅延された信号は遅延量をzとする
と、次の第(2)式となる。
S 1 (t) = d (t) cosω c (t) t (1) On the other hand, if the delay amount of the signal delayed by the delay element 5 is z, the following equation (2) Becomes

【0023】 S2 (t)=cosωC(t-z) (t−z) …(2) したがって、合波器6で構成された信号はその合計とな
り、次の第(3)式で表わされる。
S 2 (t) = cosω C (tz) (t−z) (2) Therefore, the signal formed by the multiplexer 6 is the sum of the signals and is represented by the following equation (3).

【0024】 S=d(t)cosω c(t) t+cosωc(t−z)(t−z) ・・・(3) 一方、受信機において、分波器13で2分配された信号
16は振幅値を無視して、信号の伝搬時間をtとする
と、次の第(4)式で表される。
S 0 = d (t) cosωc (t) t + cosωc (t−z) (t−z) (3) On the other hand, in the receiver, the signal 16 divided by the splitter 13 is divided into 16 Is expressed by the following equation (4), assuming that the signal propagation time is t 0 ignoring the amplitude value.

【0025】 R1 =d(t−t0 )cosωC(t-t0) (t−t0 )+ cosωC(t-t0- z) (t−t0 −z) …(4) また、遅延素子5を通った信号は次の第(5)式で表わ
される。
R 1 = d (t−t 0 ) cosω C (t−t0) (t−t 0 ) + cosωC (t−t0−z) (t−t 0 −z) (4) The signal that has passed through the delay element 5 is expressed by the following equation (5).

【0026】 R2 =d(t−t0 −z)cosωC(t-t0- z) (t−t0 −z)+ cosωC(t-t0-2z) (t−t0 −2z) …(5) したがって、乗算器17の出力はR1 とR2 の乗算とな
る。
[0026] R 2 = d (t-t 0 -z) cosω C (t-t0- z) (t-t 0 -z) + cosω C (t-t0-2z) (t-t 0 -2z) (5) Therefore, the output of the multiplier 17 is a product of R 1 and R 2 .

【0027】 R0 =R1 ×R2 =d(t−t0 )cosωC(t-t0) (t−t0 )+cosω C(t-t0- z) (t−t0 −z)×d(t−t0 −z)cosωC(t-t0- z) (t−t 0 −z)+cosωC(t-t0-2z) (t−t0 −2z) =d(t−t0 )・d(t−t0 −z)cosωC (t-t0)(t−t0 )・co sωC(t-t0- z) (t−t0 −z)+d(t−t0 )cosωC(t-t0) cosωC( t-t0-2z) (t−t0 −2z)+d(t−t0 −z)cosωC (t-t0-z) (t−t 0 −z)cosωC(t-t0- z) (t−t0 −z)+cosωC(t-t0- z) (t−t0 −z)・cosωC(t-t0-2z) (t−t0 −2z)…(6) となる。R0= R1× RTwo= D (tt0) CosωC (t-t0)(Tt0) + Cosω C (t-t0- z) (Tt0−z) × d (tt)0−z) cosωC (t-t0- z)(Tt 0 −z) + cosωC (t-t0-2z)(Tt0−2z) = d (tt)0) · D (tt0−z) cosωC (t-t0)(Tt0) ・ Co sωC (t-t0- z)(Tt0−z) + d (tt)0) CosωC (t-t0)cosωC ( t-t0-2z) (Tt0−2z) + d (tt)0−z) cosωC (t-t0-z)(Tt 0 −z) cosωC (t-t0- z)(Tt0−z) + cosωC (t-t0- z)(Tt0 −z) · cosωC (t-t0-2z)(Tt0-2z) (6)

【0028】このうち、ωC(t-t0) とωC(t-t0- z)
よびωC(t-t0) とωC(t-t0-2z) ,ω C(t-t0-z ) とω
C(t-t0-2z) は、zは周波数ホッピングの1周波停留時間
より長いため、別々の周波数となる。したがって、乗算
器17で乗算した後の周波数は和および差の周波数成分
に変換され、ベースバンドには落ちない。
Of these, ωC (t-t0)And ωC (t-t0- z)You
And ωC (t-t0)And ωC (t-t0-2z), Ω C (t-t0-z)And ω
C (t-t0-2z)Where, z is one frequency dwell time of frequency hopping
Because they are longer, they have different frequencies. Therefore, multiplication
The frequency after multiplication by the multiplier 17 is the sum and difference frequency components
And does not fall into baseband.

【0029】一方、cosωC(t-t0- z) とcosω
C(t-t0- z) は乗算することにより、2倍波とベースバ
ンド信号成分に落ちる。つまり、 d(t−t0 −z)cosωC(t-t0- z) (t−t0 −z)・cosωC(t-t0- z ) (t−t0 −z) =d(t−t0 −z){1/2cosωC(t-t0- z) (2t−2t0 −2z+c osωC(t-t0- z) (0)} したがって、フィルタ通過後の第(6)式の出力は、d
(t−t0 −z)となり、データが復調できることにな
る。つまり、逆拡散が行なわれている。
On the other hand, cosω C (t−t0−z) and cosω
By multiplying C (t−t0−z) , it falls into a second harmonic and a baseband signal component. That is, d (t−t 0 −z) cosω C (t−t0−z) (t−t 0 −z) · cosω C (t−t0−z ) (t−t 0 −z) = d (t −t 0 −z) {{cosω C (t−t0−z) (2t−2t 0 −2z + cosωC (t−t0−z) (0)} Therefore, after the filter, The output is d
(T−t 0 −z), and data can be demodulated. That is, despreading is performed.

【0030】上述のごとく、この発明の一実施例を用い
ることによって、非常に簡易な回路で周波数ホッピング
の復調ができるようになり、従来の問題点を解決でき
る。
As described above, by using an embodiment of the present invention, demodulation of frequency hopping can be performed with a very simple circuit, and the conventional problems can be solved.

【0031】また、同期に注目してみると、つねに2波
送っており、かつ時間zは十分に短いので、ほぼ同一の
伝搬路特性を有すると考えられる。したがって、乗算器
17の出力は、常に逆拡散状態にあり、回路の寸断や、
初期回路接続時にも瞬時に復調が行なえることになり、
従来の問題点を解決できる。
When attention is paid to synchronization, since two waves are always transmitted and the time z is sufficiently short, it is considered that they have substantially the same propagation path characteristics. Therefore, the output of the multiplier 17 is always in a despread state, and the circuit breaks or
Demodulation can be performed instantaneously even when the initial circuit is connected,
Conventional problems can be solved.

【0032】また、位相に着目すると、第(6)式の展
開で示したように、位相項ωC(t-t0 - z) は全く同一で
位相差が生じないため、どのように周波数変化を行なっ
ても、位相連続であることがわかる。さらに、この実施
例の効果として、ωC (t)の周波数精度や遷移時間に
も依存しないことが示されているので、搬送波発生器4
の設計度が容易になり、従来に比べて送信側の回路負担
や価格も小さくすることができる。
Focusing on the phase, as shown in the expansion of equation (6), since the phase term ω C (t−t0 −z) is completely the same and no phase difference occurs, It can be seen that the phase continuity is obtained even if Further, as the effect of this embodiment, it is shown that the frequency accuracy and the transition time of ω C (t) do not depend on the carrier wave generator 4.
This makes it easier to design, and the circuit load and price on the transmitting side can be reduced as compared with the conventional case.

【0033】なお、この発明の一実施例において、回路
はアナログあるいはデジタル回路のいずれでも構成で
き、さらにDSPやマイクロプロセサによって合波器6
の出力を演算にて出力する手法も可能であり、一般性を
失わない。また、図1においては、搬送波発生器4の出
力側に遅延素子5を接続するようにしたが、逆に変調器
3の出力側に遅延素子を挿入しても、全く同一に動作す
ることは上述の各式からも明らかであり、変調器3の出
力あるいは搬送波発生器4の出力のいずれか一方を遅延
させればよい。
In the embodiment of the present invention, the circuit can be constituted by either an analog or digital circuit.
It is also possible to output the output of the above by calculation, and the generality is not lost. Although the delay element 5 is connected to the output side of the carrier generator 4 in FIG. 1, the same operation can be performed even if a delay element is inserted on the output side of the modulator 3. It is clear from the above equations that either the output of the modulator 3 or the output of the carrier generator 4 may be delayed.

【0034】次に、この発明の第2の実施例として、デ
ータ発生部1にマンチェスタ符号のようなDC成分を有
さない符号を用いることついて考えてみる。
Next, as a second embodiment of the present invention, consider using a code having no DC component, such as a Manchester code, for the data generator 1.

【0035】図2は一般のNRZ符号およびマンチェス
タ符号のようなダイパルス符号のスペクトルを示す図で
ある。図2からわかるように、ダイパルス符号を用いれ
ば、DC成分を有しないため、DC項をフィルタによっ
てカットすることが可能となる。上述の第1実施例にお
いて、もしCW妨害波が混入した場合を考える。CW波
をcosωN (t)とすると、乗算器17の出力は次の
第(7)式のとおりになる。
FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of a dipulse code such as a general NRZ code and a Manchester code. As can be seen from FIG. 2, if a dipulse code is used, since there is no DC component, the DC term can be cut by a filter. In the above-described first embodiment, a case where a CW interference wave is mixed will be considered. Assuming that the CW wave is cosω N (t), the output of the multiplier 17 is as shown in the following equation (7).

【0036】 cosω(t)×cosω(t−z)=1/2・{cosω(2t− z)+cosω)} ・・・(7) この場合、DC項にcosω)成分が発生してし
まう。したがって、符号をNRZ符号からダイパルス符
号に変えて送信することにより、DC成分をカットする
ことができる。もし、この発明をCW妨害が入ってくる
可能性のある帯域で使う場合には、次の第2実施例が有
効となる。
Cos ω N (t) × cos ω N (t−z) = {· {cos ω N (2t−z) + cos ω N ( z )} (7) In this case, cos ω N ( z ) A component is generated. Therefore, the DC component can be cut by changing the code from the NRZ code to the dipulse code and transmitting. If the present invention is used in a band where CW interference may enter, the following second embodiment is effective.

【0037】なお、ここで、DC成分のない符号として
マンチェスタ符号のようなダイパルス符号を示したが、
このほかにもDC項にスペクトル成分の少ない符号であ
れば何を用いても一般性を失わない。
Here, a dipulse code such as a Manchester code is shown as a code having no DC component.
In addition to this, generality is not lost even if any code having a small spectral component is used for the DC term.

【0038】図3はこの発明の第3実施例を示すブロッ
ク図であり、特に、図3(a)は送信機を示し、図3
(b)は受信機を示す。この図3(a)に示した送信機
は、図1に示した変調器3の出力側に周波数変換部20
を設けるとともに、この周波数変換部20に局部発振信
号を与える局部発振器21を設けたものであり、それ以
外の構成は図1と同じである。変調器3でデータによっ
て変調された搬送波信号は周波数変換部20に与えら
れ、局部発振器21からの局部発振信号の周波数によっ
て周波数が異なった信号に変換され、合波器6で合波さ
れる。
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. In particular, FIG. 3A shows a transmitter, and FIG.
(B) shows a receiver. The transmitter shown in FIG. 3A has a frequency converter 20 on the output side of the modulator 3 shown in FIG.
And a local oscillator 21 for providing a local oscillation signal to the frequency conversion unit 20. The other configuration is the same as that of FIG. The carrier signal modulated by the data in the modulator 3 is provided to the frequency conversion unit 20, converted into a signal having a different frequency depending on the frequency of the local oscillation signal from the local oscillator 21, and multiplexed in the multiplexer 6.

【0039】一方、受信機側では、図1(b)と同様の
処理を行なうと、乗算器17の出力には、前述の第
(6)式の復調項はd(t−t0 −z)に局部発振周波
数ωIF(t- t0-z) だけかかった中間周波信号となって送
出される。乗算器17の出力にはフィルタ23が接続さ
れており、フィルタ23はこの中間周波信号をバンドパ
スフィルタとして取出し、データ復調部24では一般の
中間周波信号を変調したBPSK波を復調する方法によ
って復調する。また、乗算器17で発生する項のうち、
フィルタ23を通過するのは、この1項であるように局
部発振器21の周波数およびホッピングパターンを選べ
ばよい。
On the other hand, on the receiver side, when the same processing as that of FIG. 1B is performed, the output of the multiplier 17 has the demodulation term of the above-mentioned equation (6) as d (t−t 0 −z ) Is transmitted as an intermediate frequency signal that is multiplied by the local oscillation frequency ω IF (t− t0−z) . A filter 23 is connected to the output of the multiplier 17. The filter 23 takes out the intermediate frequency signal as a band pass filter, and the data demodulation unit 24 demodulates the BPSK wave by modulating a general intermediate frequency signal. I do. Further, among the terms generated by the multiplier 17,
What passes through the filter 23 can be selected by selecting the frequency and the hopping pattern of the local oscillator 21 as described in the first term.

【0040】この実施例において、CW妨害は前述の第
2実施例にて阻止することができるが、比較的広い帯域
を持った妨害波はDCよりかなり広がったスペクトルを
持って発生し、信号を妨害してしまう可能性がある。そ
こで、この第3の実施例のように、中間周波数帯域に所
望の信号を移すことにより、これらの妨害波を除去する
ことができるようになる。この実施例による送信機およ
び受信機は上述の妨害波が存在する可能性のある周波数
帯域で用いる場合に有効となる。
In this embodiment, CW interference can be suppressed in the second embodiment described above, but an interference wave having a relatively wide band is generated with a spectrum which is considerably wider than that of DC, and a signal is generated. May interfere. Therefore, by shifting a desired signal to the intermediate frequency band as in the third embodiment, it is possible to remove these interference waves. The transmitter and the receiver according to this embodiment are effective when used in a frequency band in which the above-mentioned interference wave may exist.

【0041】なお、図3(a)において、局部発振器2
1からの局部発振信号を変調信号に乗じるようにしてい
るが、これは搬送波のみの信号に乗じても同一の結果が
得られ、遅延素子5と同様にして、いずれの信号に適用
しても一般性を失わない。
In FIG. 3A, the local oscillator 2
Although the local oscillation signal from 1 is multiplied by the modulation signal, the same result can be obtained by multiplying the modulation signal by the carrier signal alone. Never lose generality.

【0042】次に、この発明の第4実施例について説明
する。一般に、スペクトル拡散では、マルチアクセスが
1つの特色である。この発明による方式においては、そ
の遅延時間zによってマルチアクセスを行なう。すなわ
ち、別のユーザがz2 という遅延時間を用いて送信した
電波を遅延時間z1 を用いているユーザが受信したとす
る。このときの送信波は次の第(8)式となる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Generally, in spread spectrum, multi-access is one feature. In the system according to the present invention, multi-access is performed based on the delay time z. In other words, another user that the user has received that using the delay time z 1 radio waves transmitted with a delay time of z 2. The transmission wave at this time is expressed by the following equation (8).

【0043】 R1 =d(t−t1 )cosωC(t-t1) (t−t1 )+cosωC(t-t1- z2) (t−t1 −z2 ) …(8) 一方、遅延波は次の第(9)式で表わされる。[0043] R 1 = d (t-t 1) cosω C (t-t1) (t-t 1) + cosω C (t-t1- z2) (t-t 1 -z 2) ... (8) On the other hand, The delayed wave is represented by the following equation (9).

【0044】 R2 =d(t−t1 −z1 )cosωC(t-t1- z1)(t−t1 −z1 )+cos ωC(t-t1- z2-z1)(t−t1 −z2 −z1 ) …(9) したがって、乗算器17の出力は次の第(10)式とな
る。
[0044] R 2 = d (t-t 1 -z 1) cosω C (t-t1- z1) (t-t 1 -z 1) + cos ω C (t-t1- z2-z1) (t-t 1− z 2 −z 1 ) (9) Accordingly, the output of the multiplier 17 is given by the following equation (10).

【0045】 R0 =R1 ×R2 =(d(t−t1 )cosωC(t-t1) (t−t1 )+cos ωC(t-t1- z2)(t−t1 −z2 ))×d(t−t1 −z1 )cosωC(t-t1- z1) (t−t1 −z1 )+cosωC(t-t1- z2-z1)(t−t1 −z2 −z1 ) … (10) 先ほどと同様に考えると、ωC(t-t1)
ωC(t-t0- z2),ωC(t-t1) とωC(t-t 1- z1),ω
C(t-t0- z2)とωC(t-t0- z2-z1)はz1 ,z2 が周波数ホ
ッピングの1周波数停留時間より長いため、関係のない
周波数となる。
[0045] R 0 = R 1 × R 2 = (d (t-t 1) cosω C (t-t1) (t-t 1) + cos ω C (t-t1- z2) (t-t 1 -z 2)) × d (t- t 1 -z 1) cosω C (t-t1- z1) (t-t 1 -z 1) + cosω C (t-t1- z2-z1) (t-t 1 -z 2 −z 1 ) (10) Considering the same as above, ω C (t−t1) and ω C (t−t0−z2) , ω C (t−t1) and ω C (tt 1−z1) , Ω
C (t-t0- z2) and ω C (t-t0- z2- z1) is the z 1, z 2 longer than 1 frequency dwell time of frequency hopping, the frequency unrelated.

【0046】一方、ωC(t-t0- z2)とωC(t-t1- z1)のみ
が残るが、この|z2 −z1 |>(1周波底流時間)のと
き、この信号がベースバンドに落ちることはなく、ユー
ザを区別でき、マルチアクセスを行なえるようになる。
On the other hand, only ω C (t−t0−z2) and ω C (t−t1−z1) remain. When | z 2 −z 1 |> (one frequency underflow time), this signal is Without falling into the baseband, users can be distinguished and multi-access can be performed.

【0047】したがって、多ユーザにおけるマルチアク
セスがzのみで行なうことができ、この発明の第4実施
例として、ユーザごとに固定のzを与えることを実施す
る。
Therefore, multi-access for multiple users can be performed only by z, and a fourth embodiment of the present invention is to provide a fixed z for each user.

【0048】なお、この実施例において、第2の実施例
で示した符号化や第3の実施例で示した中間周波信号の
併用が、同時に実施できることは明らかである。
In this embodiment, it is apparent that the encoding shown in the second embodiment and the combined use of the intermediate frequency signal shown in the third embodiment can be performed simultaneously.

【0049】また、この実施例では、データ数ビットを
1周波停留時としたが、これは何ビットであってもよ
く、また1ビット以下でもよい。さらに非同期であって
もよい。
Further, in this embodiment, several bits of data are set at the time of stopping at one frequency. However, this may be any number of bits, or may be 1 bit or less. Further, it may be asynchronous.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、送信
側においてデータを搬送波で変調した信号と搬送波のみ
の信号をいずれか一方を遅延して送信し、受信側では、
受信信号を2分配し、一方を再び遅延させ、他方と乗じ
ることにより、比較的簡単な回路構成で周波数ホッピン
グシステムを実現できる。それに加えて、従来の周波数
ホッピングシステムにおいて同期に時間がかかる問題
や、位相連続でない問題も併せて解決でき、マルチパス
の多い室内伝搬に安定な回線を供給することが可能とな
る。
As described above, according to the present invention, on the transmitting side, either a signal obtained by modulating data with a carrier or a signal consisting of only a carrier is transmitted with a delay, and the receiving side transmits
By dividing the received signal into two, delaying one again and multiplying the other by the other, a frequency hopping system can be realized with a relatively simple circuit configuration. In addition, the problem that the conventional frequency hopping system requires a long time for synchronization and the problem that the phase is not continuous can also be solved, and a stable line can be supplied to indoor propagation with many multipaths.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】NRZ符号とダイパルス符号のパワースペクト
ル分布を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a power spectrum distribution of an NRZ code and a dipulse code.

【図3】この発明の第3実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】パワースペクトルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a power spectrum.

【図5】従来の周波数ホッピング用の初期獲得用同期回
路を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional synchronous circuit for initial acquisition for frequency hopping.

【図6】従来の追跡回路を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a conventional tracking circuit.

【符号の説明】 1 データ発生部 2 周波数ホッピングコントローラ 3 変調器 4 搬送波発生器 5,14 遅延素子 6 合波器 7 周波数変換部 8,11 アンテナ 12,20 周波数変換部 13 分配器 17 乗算器 18,23 フィルタ 19,24 データ復調部 21 局部発振器[Description of Signs] 1 Data generation unit 2 Frequency hopping controller 3 Modulator 4 Carrier generator 5, 14 Delay element 6 Multiplexer 7 Frequency conversion unit 8, 11 Antenna 12, 20 Frequency conversion unit 13 Divider 17 Multiplier 18 , 23 Filter 19, 24 Data demodulation unit 21 Local oscillator

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 周波数ホッピングを用いたスペクトル拡
散通信方式において、 送信側において、データで搬送波を変調した信号と、前
記搬送波のみの信号との2波を生成し、周波数ホッピン
グの1周波停留時間より長い任意の時間だけ、いずれか
一方を遅延させた後、2波を合成して送信し、 受信側において、受信信号を2径路に分配し、分配した
一方の信号を前記送信側と同じ遅延量で遅延し、その遅
延した信号と分配した他方の信号とを乗算することによ
り逆拡散するようにしたことを特徴とする、スペクトル
拡散通信方式。
1. In a spread spectrum communication system using frequency hopping, a transmitting side generates two waves of a signal obtained by modulating a carrier with data and a signal of only the carrier, and calculates a frequency hopping one frequency dwell time. After delaying one of them for an arbitrary long time, the two waves are combined and transmitted. At the receiving side, the received signal is distributed to two paths, and one of the distributed signals is the same delay amount as the transmitting side. A spread spectrum communication system characterized in that despreading is performed by multiplying the delayed signal by the other signal distributed by the delayed signal.
【請求項2】 前記送信側において、変調信号には、ダ
イパルス符号化した信号を用い、一方、受信側では、D
C成分を除去して復調することを特徴とする、請求項1
のスペクトル拡散通信方式。
2. The transmitting side, wherein the modulated signal includes
The impulse-coded signal is used, while on the receiving side, D
2. The demodulation method according to claim 1, wherein demodulation is performed after removing a C component.
Spread spectrum communication system.
【請求項3】 前記送信側において、前記データで搬送
波を変調した信号または前記搬送波のみの信号のいずれ
か一方を遅延する前に局部発振信号と乗算し、 前記受信側において、前記乗算された信号から中間周波
帯域に変換し、逆拡散されたデータ変調波を復調するこ
とを特徴とする、請求項1または2のスペクトル拡散通
信方式。
3. The transmission side multiplies a local oscillation signal before delaying either a signal obtained by modulating a carrier with the data or a signal of the carrier alone, and the reception side multiplies the multiplied signal. 3. The spread spectrum communication system according to claim 1, wherein the data modulation wave is converted into an intermediate frequency band, and the demodulated data modulated wave is demodulated.
【請求項4】 多極ユーザのマルチアクセスにおいて、
各局の遅延量は、各々前記周波数ホッピング停留時間以
上の任意の時間内に選ばれることを特徴とする、請求項
1または2または3のスペクトル拡散通信方式。
4. In multi-access for multi-pole users,
Delay of each station, and wherein each selected in the frequency hopping dwell time over a given time, spread spectrum communication system according to claim 1 or 2 or 3.
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