JP2715296B2

JP2715296B2 - スペクトラム拡散通信システム

Info

Publication number: JP2715296B2
Application number: JP63291712A
Authority: JP
Inventors: 紀佳桜井
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH02137533A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、情報の伝送がなされなくても、送信側の擬
似雑音符号に対して受信側の相関検波用擬似雑音符号の
同期を保持することができるようにしたスペクトラム拡
散通信システムに関するものである。

（従来の技術）従来のスペクトラム拡散通信システムの一例の概要
を、第４図ないし第６図を参照して簡単に説明する。第
４図は、従来のスペクトラム拡散通信システムの一例の
概要を示すブロック回路図であり、第５図は、第４図に
示す送信機の各部の波形を示す図であり、第６図は、第
４図に示す受信機の各部の波形を示す図である。

第４図において、送信機１は送信ライン２が送信スイ
ッチ３（PTT）の閉成操作により接地されることで、動
作状態となるように構成されている。そして、マイクロ
フォン４から出力される音声信号がFM送信回路５に与え
られ、音声信号により搬送波がFM変調されたFM信号ａ
（第５図（ａ）はFM変調されていない搬送波の波形を示
す。）が出力されて２次変調器６に与えられる。また、
送信クロック発生器７から出力されるクロックを基準と
して擬似雑音符号発生器８で、＋１と−１が予め定めら
れた順序とタイミングで組み合された擬似雑音符号ｂ
（第５図（ｂ）に波形を示す。）が作成出力される。さ
らに、この擬似雑音符号ｂが２次変調器６に与えられ、
FM信号ａの搬送波の位相が第５図（ｃ）のごとく、擬似
雑音符号ｂが＋１であればそのまま、−１であれば180
゜位相が反転されてスペクトラム拡散信号ｃとしてアン
テナ９から放射される。

また、受信機10は、アンテナ11で受信されたスペクト
ラム拡散信号ｄ（第６図（ｄ）に波形を示す）が相関検
波器12に与えられる。この相関検波器12には、相関検波
用擬似雑音符号発生器13から出力される相関検波用擬似
雑音符号ｅ（第６図（ｅ）に波形を示す）が与えられ
る。そして、相関検波により、スペクトラム拡散信号の
搬送波の位相が相関検波用擬似雑音符号が＋１であれば
そのまま、−１であれば180゜位相が反転され、第６図
（ｆ）のごとく、搬送波が復調されてFM信号ｆが復調出
力され、FM受信回路14に与えられる。さらに、このFM信
号ｆからFM受信回路14で復調された音声信号がスピーカ
15から拡声される。

ところで、相関検波用擬似雑音符号発生器13から出力
される相関検波用擬似雑音符号ｅは、受信クロック発生
器16から出力されるクロックを基準として、＋１と−１
が送信機１の擬似雑音符号ｂと同じ順序とタイミングで
組み合されて出力される。そこで、受信機10の相関検波
用擬似雑音符号ｅと、送信機１の擬似雑音符号ｂとが、
同期しているとともに位相が一致していれば、上述のご
とく相関検波器12から第６図（ｆ）のごときFM信号ｆが
出力される。しかし、同期がとれず、または位相がずれ
ていれば、相関検波器12から出力されるFM信号ｆは、送
信機１のFM送信回路５の出力のFM信号ａと異なるものと
なり、FM受信回路14で満足に音声信号が復調できない。

このために、受信機10には、相関検波用擬似雑音符号
ｅを、擬似雑音符号ｂに同期させるとともに位相を一致
させるための同期回路17が設けられる。この同期回路17
では、受信開始の際に、まず初期同期動作としての同期
捕捉を行なうために、位相を一致させる位相同期がなさ
れる。そして、初期同期にいったん成功して同期信号が
検出されると、クロックの周期を僅づつ調整する同期追
跡を行なって、相関検波用擬似雑音符号ｅの同期を擬似
雑音符号ｂにより一層一致させるとともに、一致した同
期を保持するよう動作がなされる。ここで、相関検波用
擬似雑音符号ｅの位相を一致させる方法として、従来よ
りスライディング相関器やマッチドフィルタまたはSAW
コンボルバーを用いた方法等が知られている。また、同
期追跡の方法として、従来よりタウディザークロック追
跡法や遅延ロックループを用いた方法等が知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記したスペクトラム拡散通信システムに
おいて、通信に先だって送信機１から受信機10に何らか
の同期設定信号が送信されるものを除いて、受信機10の
相関検波用擬似雑音符号ｅを、送信機１の擬似雑音符号
ｂに同期させることは極めて困難であり、同期するまで
に長い時間を必要とする。そして、送信機１では、受信
機10で同期がとれたか否か判別できない。そこで、通信
を開始する際には、受信機10が充分に同期し得るだけの
長い時間が必要であり、その間は情報を伝送することが
できない。

そこで、通信を断続的に行なう場合には、通信を再開
する度に同期させるための時間が必要であり、運用上極
めて煩わしいという不具合がある。

また、フェージング等により一時的に受信機10が充分
な電界強度でスペクトラム拡散信号ｄを受信できない
と、直ちに同期回路17は同期がはずれたものと判断して
同期捕捉動作を開始し、その時点で相関検波用擬似雑音
符号ｅは擬似雑音符号ｂと位相がずらされてしまい、電
界強度が回復しても再度同期がとれるまで通信が不能と
なる。そして、この受信機10が同期がとれていない状態
にあることを送信機１で認知できず、その間に伝送され
た情報を受信器10が受信できないという運用上で重大な
不具合がある。

なお、上記の従来例は直接拡散変調方式によるスペク
トラム拡散通信システムについての説明であるが、周波
数ポッピング変調方式またはパルス化周波数変調方式に
よるものであっても同様の不具合がある。

本発明は、上記した従来のスペクトラム拡散通信シス
テムの不具合を解消すべくなされたもので、送信機の擬
似雑音符号に一度同期された受信機の相関検波用擬似雑
音符号を、通信が停止しても同期が保持されるようにし
たスペクトラム拡散通信システム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）かかる目的を達成するために、本発明のスペクトラム
拡散通信システムは、送信スイッチの操作で動作状態と
なってスペクトラム拡散信号を送信するスペクトラム拡
散通信用送信機に、前記送信スイッチが操作されていな
い間に前記送信機を一定周期で短時間動作状態とする間
欠駆動制御手段を設けて、前記送信スイッチが操作され
ていない間も間欠的に前記スペクトラム拡散信号が送信
されるように構成したスペクトラム拡散通信用送信機
と、前記スペクトラム拡散信号を受信し、このスペクト
ラム拡散信号の疑似雑音符号に対して相関検波用疑似雑
音符号を同期回路によって同期捕捉および同期追跡さ
せ、前記スペクトラム拡散信号を前記相関検波用疑似雑
音符号で相関検波するスペクトラム拡散通信用受信機
に、前記スペクトラム拡散信号の受信有無または前記相
関検波用疑似雑音符号の同期はずれを判別する受信信号
判別手段を設けるとともに、この受信信号判別手段で前
記スペクトラム拡散信号の受信無しまたは同期はずれを
判別したときに前記同期回路の同期捕捉および同期追跡
動作を停止させて前記相関検波用疑似雑音符号の直前の
位相と同期を保持させる同期動作停止制御手段を設け
て、前記スペクトラム拡散信号が受信されているときは
前記相関検波用疑似雑音符号を同期追跡し、受信されて
いないときまたは同期はずれのときは直前の位相と同期
を保持するように構成したスペクトラム拡散通信用受信
機と、からなる。

（作用）スペクトラム拡散通信用送信機から、送信スイッチが
送信操作されていない間も、間欠駆動制御手段により自
動的に間欠的なスペクトラム拡散信号の送信がなされる
ので、通信が絶えても、スペクトラム拡散通信用受信機
の相関検波用疑似雑音符号は前記送信機の疑似雑音符号
に同期の保持と位相の修正がなされており、通信の再開
の際、または電界強度が回復した際に、同期をとるため
の時間が不要であり、直ちに情報の伝送が可能となる。
しかも、通信がなされている間のスペクトラム拡散信号
と、通信が絶えて間欠的に送信されるスペクトラム拡散
信号は同じものであり、システムの構成が簡単である。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。第１図は、本発明のスペクトラム拡散通信
システムに用いるスペクトラム拡散通信用送信機の一実
施例を示すブロック回路図であり、第２図は、第１図に
示す送信機の動作を説明するタイムチャートであり、第
３図は、本発明のスペクトラム拡散通信システムに用い
るスペクトラム拡散通信用受信機の一実施例を示すブロ
ック回路図である。第１図および第３図で、第４図と同
一回路ブロックには同一符号を付して重複する説明を省
略する。

まず、第１図に示す本発明で用いるスペクトラム拡散
通信用送信機は、送信機１自体は第４図に示す従来の送
信機１と全く同様であるが、後述するごとく、送信操作
を行なうための送信ライン２の制御が相違する。すなわ
ち、送信ライン２はリレーコイル20_aの励磁によって閉
成されるリレー接点20_bを介して接地される。そして、
このリレーコイル20_aの一端は電源＋Ｂに接続され、他
端はエミッタが接地されたトランジスタ21のコレクタに
接続される。また、送信操作により閉成される送信スイ
ッチ（PTT）３の一端が接地され、他端がアンド回路22
の一方の入力端とインバータ23の入力端とに接続される
とともに、抵抗24を介して電源＋Ｂに接続される。アン
ド回路22の他方の入力端に、発振器25の出力端が接続さ
れる。そして、アンド回路22の出力端がカウンタ26のク
ロック入力端子に接続される。また、インバータ23の出
力端が、カウンタ26のリセット端子に接続されるととも
にオア回路27の一方の入力端に接続される。このオア回
路27の他方の入力端に、カウンタ26の出力端が接続さ
れ、オア回路27の出力端は抵抗28を介してトランジスタ
21のベースに接続される。このトランジスタ21のベース
は抵抗29を介して接地される。なお、発振器25とアンド
回路27およびカウンタ26により、送信スイッチ３が送信
操作されていない間にのみ動作する間欠駆動制御回路30
が構成される。

かかる構成において、以下その動作を第２図を参照し
て説明する。送信スイッチ３が送信操作されて閉成され
ると、インバータ23の入力端は“L"レベルとなり、出力
端から“H"レベルが出力される。そして、この“H"レベ
ルによりオア回路27から“H"レベルが出力され、トラン
ジスタ21がONとなり、リレーコイル20_aが励磁される。
よって、送信操作によりリレー接点20_bが閉成されて、
送信ライン２が接地され、送信機１は動作状態となって
スペクトラム拡散信号が放射される。なお、インバータ
23の“H"レベルの出力によりカウンタ26はリセット状態
にある。

また、送信スイッチ３が送信操作されなければ、アン
ド回路22の一方の入力端とインバータ23の入力端は、第
２図（ｈ）のごとく“H"レベルとなる。すると、第２図
（ｇ）に示す発振器25の発振出力ｇがアンド回路22を通
過し、第２図（ｉ）のパルスｉがカウンタ26に与えられ
て計数される。そして、カウンタ26で所定の数のパルス
ｉが計数されると、第２図（ｊ）のごとくパルスｊが出
力され、オア回路27を介してトランジスタ21に与えられ
る。したがって、カウンタ26からパルスｊが出力される
毎にトランジスタ21は短時間だけONとなり、その間リレ
ーコイル20_aが励磁されてリレー接点20_bが閉成される。

この結果、第２図（ｋ）のごとく、送信スイッチ３が
送信操作されて閉成されている間に送信ライン２が接地
されるのみならず、送信スイッチ３が送信操作されてい
ない間も間欠的に短時間だけ送信ライン２が接地され
る。そこで、送信スイッチ３が送信操作されずに通信が
断えても、送信機１はスペクトラム拡散信号を間欠的に
短時間送信する。ここで、送信スイッチ３が送信操作さ
れていない間に間欠的に送信されるスペクトラム拡散信
号は、送信スイッチ３が送信操作されている間に送信さ
れるスペクトラム拡散信号と同じものである。

次に、第３図に示す本発明で用いるスペクトラム拡散
通信用受信機は、第４図に示す従来の受信機10に、受信
信号判別回路40と同期動作停止制御回路41を不可したも
のである。受信信号判別回路40は、FM受信回路14からIF
信号等の電界強度に応じた信号が与えられ、スペクトラ
ム拡散信号が所定レベルの電界強度より低下すると、同
期動作停止制御回路41に信号を与える。または、この受
信信号判別回路40は、相関検波用擬似雑音符号ｅの同期
はずれを検出して信号を出力するものであっても良い。
そして、同期動作停止制御回路41は、受信信号判別回路
40の信号に応じて、同期回路17の同期捕捉および同期追
跡動作を停止させ、直前の相関検波用擬似雑音符号ｅの
位相と同期を保持させるように同期回路17を制御する。
なお、同期回路17では、受信クロック発生器16から出力
されるクロックの分周比を適宜に変更することで、相関
検波用擬似雑音符号ｅの位相と同期を調整しており、直
前の分周比を維持することによって、位相と同期を保持
し得る。また、同期動作停止制御回路41の動作は、最初
に相関検波用擬似雑音符号ｅを送信機の擬似雑音符号ｂ
に同期させる際には、作用しないよう構成される。

かかる構成において、相関検波用擬似雑音符号ｅの同
期が一度得られた後に、通信が断たれまたはフェーシン
グ等により電界強度が低下しても、同期回路17は同期捕
捉および同期追跡動作を行なわずに直前の相関検波用擬
似雑音符号ｅの位相と同期が保持されるので、短時間に
通信が再開されまたはフェーシング等が解消すれば、直
ちに同期動作を必要とせずに情報を受信できる。また、
通信が長い間断たれるとすれば、送信機１の送信クロッ
クと受信機10の受信クロックは完全に一致し得ないこと
から、相関検波用擬似雑音符号ｅの位相と同期は徐々に
ずれてしまう。そこで、間欠的に送信されるスペクトラ
ム拡散信号を受信し、この短時間の受信の間に位相と同
期が同期追跡により修正される。したがって、長い間通
信が断たえていても、相関検波用擬似雑音符号ｅの位相
と同期は常に受信可能な状態に保持される。

なお、送信機１からスペクトラム拡散信号を間欠的に
送信する周期と継続時間は、受信機10において相関検波
用擬似雑音符号ｅの僅かな同期追跡動作で位相と同期を
一致し得る範囲内で適宜に設定すれば良い。また、間欠
駆動制御回路30は、上記実施例に限られず、タイマーや
モノマルチバイブレータ等を用いて適宜に構成されたも
のであっても良い。さらに、送信機１の間欠駆動制御回
路30および受信機10の受信信号判別回路40と同期動作停
止制御回路41をマイクロコンピュータのソフトウェアに
より構成しても良い。

（発明の効果）本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載するような効果を奏する。

スペクトラム拡散通信用送信機は、送信操作がされな
くても、自動的に一定周期で短時間だけスペクトラム拡
散信号を送信するので、スペクトラム拡散通信用受信機
は、通信が長い間断たれても送信機から間欠的に送信さ
れるスペクトラム拡散信号を受信することで、受信機の
相関検波用疑似雑音符号の位相と同期を修正することが
できる。また、スペクトラム拡散通信用受信機は、通信
が断たれまたはフェージング等で電界強度が低下する
と、直前の相関検波用疑似雑音符号の位相と同期がその
まま保持される。そこで、本発明のスペクトラム拡散通
信システムにあっては、通信を断続させ、またはフェー
ジング等により一時的に電界強度が低下しても、通信の
再開または電界強度の回復の際に、同期捕捉を必要とせ
ずに、直ちに情報の伝送が可能であり、運用上極めて優
れたものである。しかも、送信機から送信操作されてい
る間に送信されるスペクトラム拡散信号と、送信操作が
されていない間に間欠的に短時間送信されるスペクトラ
ム拡散信号とは同じものであり、送信機と受信機の双方
の構成が簡単であって、システム全体として経済的に製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のスペクトラム拡散通信システムに用
いるスペクトラム拡散通信用送信機の一実施例を示すブ
ロック回路図であり、第２図は、第１図に示す送信機の
動作を説明するタイムチャートであり、第３図は、本発
明のスペクトラム拡散通信システムに用いるスペクトラ
ム拡散通信用受信機の一実施例を示すブロック回路図で
あり、第４図は、従来のスペクトラム拡散通信システム
の一例の概要を示すブロック回路図であり、第５図は、
第４図に示す送信機の各部の波形を示す図であり、第６
図は、第４図に示す受信機の各部の波形を示す図であ
る。 1:送信機、3:送信スイッチ、 8:擬似雑音符号発生器、10:受信機、 13:相関検波用擬似雑音符号発生器、 17:同期回路、30:間欠駆動制御回路、 40:受信信号判別回路、 41:同期動作停止制御回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】送信スイッチの操作で動作状態となってス
ペクトラム拡散信号を送信するスペクトラム拡散通信用
送信機に、前記送信スイッチが操作されていない間に前
記送信機を一定周期で短時間動作状態とする間欠駆動制
御手段を設けて、前記送信スイッチが操作されていない
間も間欠的に前記スペクトラム拡散信号が送信されるよ
うに構成したスペクトラム拡散通信用送信機と、前記ス
ペクトラム拡散信号を受信し、このスペクトラム拡散信
号の疑似雑音符号に対して相関検波用疑似雑音符号を同
期回路によって同期捕捉および同期追跡させ、前記スペ
クトラム拡散信号を前記相関検波用疑似雑音符号で相関
検波するスペクトラム拡散通信用受信機に、前記スペク
トラム拡散信号の受信有無または前記相関検波用疑似雑
音符号の同期はずれを判別する受信信号判別手段を設け
るとともに、この受信信号判別手段で前記スペクトラム
拡散信号の受信無しまたは同期はずれを判別したときに
前記同期回路の同期捕捉および同期追跡動作を停止させ
て前記相関検波用疑似雑音符号の直前の位相と同期を保
持させる同期動作停止制御手段を設けて、前記スペクト
ラム拡散信号が受信されているときは前記相関検波用疑
似雑音符号を同期追跡し、受信されていないときまたは
同期はずれのときは直前の位相と同期を保持するように
構成したスペクトラム拡散通信用受信機と、からなるこ
とを特徴とするスペクトラム拡散通信システム。