JP2809879B2 - スペクトル拡散相関器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はスペクトル拡散通信に関し、より詳しくは、
コード無し（non−code）同期スペクトル拡散通信シス
テムに関する。

従来技術の説明 スペクトル拡散システムは、送られる情報を送信する
ために必要な最大帯域幅よりも非常に広い帯域にわたっ
て信号が拡散されるものの１つである。直接シーケンス
・スペクトル拡散変調のための技術はより安全な通信を
確立するために数年にわたって開発されてきた。変調
は、送られるべき情報を周期的な疑似雑音（PN）コード
と混合することによって実行される。その結果は、上記
情報に比較して非常に広い帯域幅と小さいスペクトル密
度を有すsin（Ｘ）/X信号である。このスペクトル密度
は、他の無線感知装置との干渉を軽減させるとともに、
帯域内干渉及びジャミングに対する信号の感度を低下さ
せる。他の利点の中で、選択的なアドレス指定の能力、
多重アクセスのためのコード分割多重、及び高い正確さ
を有する周波数範囲の能力は、スペクトル拡散システム
に対して固有のものである。

上記信号の符号化された性質のために、復調は、従来
の伝統的な通信システムのプロセスよりも多くを含むプ
ロセスであり、送信されかつ上記受信されたコードに対
して同期化されたコードと同一の基準コードを含む。こ
のプロセスにおける難しさは、非常に高い度合いのコー
ドの同期化が実行されるまでは、受信されたコードと基
準コードとの間の非同期の度合いを示していないという
ことである。さらに、PNコードを発生するために用いら
れる送信発振器と受信発振器との間の不一致は、送信機
と受信機との間の同期化においてドリフトを生じさせる
傾向にある。

マーク又はスペースを示すための２つの擬似ランダム
波形と２つの相関器を用いる従来技術の通信システム
は、1981年１月27日にハウアー（Haner）に対して発行
された米国特許第4,247,942号に開示され、参照のため
にここで含まれる。ハウアーはある通信システムにおい
て、連続的な入力パルスを遅延線に供給するための、互
いにスペースを有する複数のタップを備えた最初の遅延
線を開示している。各入力インパルスに応答して様々に
遅延された複数のパルスが、マーク又はスペースを表わ
すパルスを発生するために用いられる遅延線の複数のタ
ップに現れる。彼の開示は、複数の同期検出器と、搬送
波で送信された複数のパルスを上記複数の検出器に供給
するための手段とを含む。

従来技術は、１つの相関器を用いたスペクトル拡散信
号を捕捉するための装置を開示も示唆もしていないし、
各データビット上の１つのデータビットの時間周期に等
しいスクトル拡散信号の捕捉時間を有する装置を開示も
示唆もしていない。さらに、従来技術は、第１のデータ
シンボルと第２のデータシンボルを１つの相関器で等し
い正確さで決定することができるような１つの相関器に
おける２重しきい値検出を教示していないし、コードレ
ート又は信号捕捉時間を増大させることなしに、各付加
的な２重しきい値検出相関器のためのデータレートを２
倍にするための、複数のしきい値検出相関器の使用を教
示していない。

発明の目的及び概要 本発明の目的は、直接的に使用し、安価であって使用
時に簡単である１つの相関器を用いてスペクトル拡散信
号を捕捉するための装置を提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、第１のデータシンボル又
は第２のデータシンボルの発生を決定するための１つの
相関器における２重しきい値検出能力を有する、スペク
トル拡散信号を捕捉する装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、同期基準コードの使用なしにス
ペクトル拡散信号を検出するための装置を提供すること
にある。

本発明の別の目的は、任意のコード同期化プリアンブ
ルの使用なしに、かつコード同期化による時間の浪費な
しにデータが送信されるレートで受信された各データビ
ット上のスペクトル拡散信号を捕捉する装置を提供する
ことである。

本発明の別の目的は、複数の２重しきい値検出相関器
（DTDC）を使用するための能力を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、送信されかつ受信された
コードビットレートを増大させることなく、また利用さ
れる周波数スペクトルの帯域幅を増大させることなし
に、送信されかつ受信されたデータシンボルレートが増
大されるような複数のDTDCを提供することにある。

本発明の別の目的は、複数のDTDCのために、受信機に
おいて必要とされる相関器の数が１のインクリメントで
増加するときに、送信されかつ受信されたデータシンボ
ルレートが２の係数で増大させることにある。

本発明の別の目的は、複数のDTDCのために、送信され
かつ受信されたデータシンボルレートが増大するときで
あっても、スペクトル拡散信号を捕捉するための時間が
一定のままにさせることにある。

具体化されかつここで広く記述される本発明によれ
ば、PNコードに従って変調されたデータ信号を含む受信
されたスペクトル拡散信号を復号化するための装置が提
供され、上記装置は、しきい値設定手段と、第１の基準
シーケンス記憶手段と、受信シーケンス記憶手段と、第
１の相関手段と、比較手段とを備える。上記第１の相関
手段は、第１のチップ比較手段と、第１の加算手段とを
備えてもよい。本発明はさらに、第２の基準シーケンス
記憶手段と、第２の相関手段とを備えてもよい。上記第
２の相関手段は、第２のチップ比較手段と、第２の加算
手段とを備えてもよい。

上記しきい値設定手段は、捕捉される１つのコードあ
たりのチップの全体の数以下の、ある比較のためのしき
い値を設定してもよい。上記しきい値設定手段は、スペ
クトル拡散信号と雑音環境と上記データ信号で用いられ
たエラー訂正量とを用いて、送信されるべき及び／又は
受信されるべきデータのパターンとアプリケーションと
を解析してもよい。この解析に応答して、上記しきい値
設定手段は、しきい値レベルを発生する。上記しきい値
設定手段は、ある特定の装置、アプリケーション、又は
動作環境に対して各しきい値を予め決定するために用い
てもよいし、上記スペクトル拡散受信機に接続され、ア
プリケーション又は動作環境が変化するにつれて、１つ
又はそれ以上のしきい値レベルを設定し、かつ調整する
ために用いてもよい。

２重しきい値能力を有する１つの相関器の場合に対し
て、上記第１の基準シーケンス記憶手段は第１の擬似雑
音信号を記憶し、上記受信シーケンス記憶手段は上記受
信されたスペクトル拡散信号を記憶する。上記第１の基
準シーケンス記憶手段と、上記受信シーケンス記憶手段
とに接続された上記第１のチップ比較手段は上記受信さ
れたスペクトル拡散信号を各チップを、上記第１の擬似
雑音信号の各チップとそれぞ比較して、複数の第１のチ
ップ比較信号を発生する。上記第１のチップ比較手段に
接続された上記第１の加算手段は上記複数の第１のチッ
プ比較信号を加算し、これによって第１の相関信号を発
生する。デジタル相関器の実施のために、上側しきい値
レベルよりも大きい上記第１の相関信号に応答して、上
記比較手段は、第１のデータシンボル信号を発生する。
下側しきい値レベルよりも小さい上記第１の相関信号に
応答して、上記比較手段は第２のデータシンボル信号を
発生する。

アナログ相関器の実施のために、アナログしきい値レ
ベルよりも大きい第１の相関信号に応答して、上記比較
手段は、第１のデータシンボル相関信号を発生する。上
記アナログしきい値レベルよりも大きい上記第１の反転
相関信号に応答して、上記比較手段は第２のデータシン
ボル相関信号を発生する。

それぞれ２重しきい値能力を有する２つの相関器の場
合のために、上記第１の基準シーケンス記憶手段は第１
の擬似雑音信号を記憶し、上記第２の基準シーケンス記
憶手段は第２の擬似雑音信号を記憶し、上記受信シーケ
ンス記憶手段は上記受信されたスペクトル拡散信号を記
憶する。上記第１のチップ比較手段は上記第１の基準シ
ーケンス記憶手段と上記受信レジスタ手段とに接続され
る。上記受信されたスペクトル拡散信号に応答して、上
記第１のチップ比較手段は上記受信されたスペクトル拡
散信号の各チップを上記第１の擬似雑音信号の各チップ
とそれぞれ比較し、これによって複数の第１のチップ比
較信号を発生する。上記第１の加算手段は上記第１のチ
ップ比較手段に接続される。上記第１のチップ比較手段
からの複数の第１のチップ比較信号に応答して、上記第
１の加算手段は、上記複数の第１のチップ比較信号を加
算し、これによって、第１の相関信号を発生する。

上記第２のチップ比較手段は、上記第２の基準シーケ
ンス記憶手段と上記受信シーケンス記憶手段とに接続さ
れる。上記受信されたスペクトル拡散信号に応答して、
上記第２のチップ比較手段は、上記受信されたスペクト
ル拡散信号の各チップを、上記第２の擬似雑音信号の各
チップとそれぞれ比較し、これによって複数の第２のチ
ップ比較信号を発生する。上記第２の加算手段は上記第
２のチップ比較手段に接続される。上記複数の第２のチ
ップ比較信号に応答して、上記第２の加算手段は上記複
数の第２のチップ比較信号を加算し、これによって第２
の相関信号を発生する。

上記比較手段は上記第１の加算手段と上記第２の加算
手段とに接続される。上記デジタル相関器の実施時の上
記比較手段は、各基準シーケンス記憶手段のために上側
しきい値レベルと下側しきい値レベルとを含む。上記上
側しきい値レベルよりも大きい上記第１の相関信号に応
答して、上記比較手段は第１のデータシンボル信号を発
生する。上記下側しきい値レベルよりも小さい上記第１
の相関信号に応答して、上記比較手段は第２のデータシ
ンボル信号を発生する。上記下側しきい値レベルよりも
小さい上記第２の相関信号に応答して、上記比較手段
は、第３のデータシンボル信号を発生する。上記上側し
きい値レベルよりも大きい上記第２の相関信号に応答し
て、上記比較手段の第４のデータシンボル信号を発生す
る。

上記アナログ相関器の実施時の上記比較手段は、各基
準シーケンス記憶手段に対して等しい第１と第２のしき
い値レベルを含む。上記第１のしきい値レベルよりも大
きい上記第１の相関信号に応答して、上記比較手段は第
１のデータシンボル信号を発生する。上記第２のしきい
値レベルよりも大きい上記第１の反転相関信号に応答し
て、上記比較手段は第２のデータシンボル信号を発生す
る。上記第２のしきい値レベルよりも大きい上記第２の
反転相関信号に応答して、上記比較手段は第３のデータ
シンボル信号を発生する。上記第１のしきい値レベルよ
りも大きい上記第２の相関信号に応答して、上記比較手
段は第４のデータシンボル信号を発生する。

統計学的には、検出の正確さは、部分的には、次のい
くつかの変数の機能であるしきい値レベルの設定に依存
している:1つのデータシンボルあたりを基礎とするチッ
プの全体の数に一致するチップの全体の数、入力信号に
おける前方エラー訂正のエラーレートとその度合いと、
処理すべきデータの流れが連続的であるか、周期的な繰
り返しであるか、パターン化されたものであるか、デー
タが挿入されたものであるか、パルス変調されたもので
あるか、又はランダムなものであるか。

本発明はさらに、上記受信されたスペクトル拡散信号
に対して上記複数の擬似雑音信号を用いて相関計算する
ための手段とともに、複数の擬似雑音信号を記憶するた
めの複数の基準シーケンス記憶手段を備える。これによ
って上記相関手段は、上記特定の受信されたスペクトル
拡散信号に依存して、複数の相関信号を発生する。同様
に、上記比較手段は、上記複数の相関信号に応答して、
上記DTDC基準シーケンス記憶手段の１つにおける特定の
しきい値レベルと交差する上記相関信号に応答して複数
のデータシンボル信号の１つを発生する。

本発明の別の目的と利点は以下の記述において明示さ
れるであろうし、その一部分は以下の記述から明らかに
なるであろうし、もしくは本発明の実施によってわかる
かもしれない。

図面の簡単な説明 この明細書に含まれかつこの明細書の一部分を構成す
る添付図面は、本発明の原理を説明するための記述とと
もに、本発明の好ましい実施例を図示している。

図１は、本発明に係る送信機のある特定の実施例のブ
ロック図であり； 図２は、本発明に係るある特定の信号のタイミングチ
ャートである； 図３は、本発明に係る受信機の一実施例を図示し； 図４は、本発明に係る送信機の第２の実施例のブロッ
ク図であり； 図５は、本発明に係る受信機の第２の実施例のブロッ
ク図であり； 図６は、SAW相関器として例示される、本発明に係る
アナログの実施例を図示する。

好ましい実施例の詳細な説明 添付の図面に図示された例を参照して本発明の好まし
い実施例を詳細に説明する。

本発明は、スペクトル拡散信号を生成するためにPNコ
ードで変調されたデータ信号を有する受信されたスペク
トル拡散信号を送信するとともに復号化するための装置
を含む。図１に図示されているように、送信機はコード
クロック発生器21、コード選択器28、コード発生器22、
コードクロック分周器23、パルス発生器24、データ発生
器25、モジュロ２加算器26、搬送波発生器29、並びに位
相シフトキーイング（PSK）変調器及びRF（高周波）送
信機27を含んでいることが示されている。上記コードク
ロック発生器21は、上記コード発生器22及び上記クロッ
ク分周器23に供給されるクロック信号を発生する。クロ
ック分周器23を使用して、上記送信機27のコード及びデ
ータが上記データクロック周波数のコード長Ｌの複数倍
に等しいコードクロック周波数と同期化され、それによ
り長さＬのPNコードのシーケンス当たり１データビット
を許容する。コードクロック分周器23からのデータクロ
ック信号は、上記パルス発生器24に供給されるとももに
上記データ発生器25に供給される。上記データ発生器25
は、通信システムに送信されるデータ信号源である。上
記パルス発生器24の出力信号は、上記コード発生器22に
供給され、このコード発生器22はそれによりコード選択
器28により選択されるPNコードを発生する。循環性を有
する、PNコードは、それから上記コード発生器22から出
力されてモジュロ２がモジュロ２加算器２により上記デ
ータ発生器25から供給されるデータに加算される。上記
モジュロ加算器26の出力は、PSK変調器及びRF送信機27
にて搬送波発生器29で位相シフトキーイング変調された
る上記PNコードにより変調されるデータ信号である。

図１の上記コード及びクロック信号のタイミングの例
が図２に示されている。上記タイミングダイヤグラム
は、コードクロック信号、上記コード長Ｌにより分周さ
れたコードクロック信号であるデータクロック信号、パ
ルス発生器リセット信号並びに上記コード信号、データ
信号、及び符号化されたデータ信号を図示している。上
記コード信号は、モジュロ２が上記データ信号に加算さ
れると、符号化されたデータ信号を発生し、RFの搬送波
により変調されると、スペクトル拡散信号を生成する。
送信されたスペクトル拡散信号は、図３に図示された受
信機により受信される。

一方、図３は、本発明にかかる一つの２重（デュア
ル）しきい値検出相関受信機の特別な実施例を図示して
おり、本発明は、一般に、PNコードで変調されたデータ
信号を有する受信されたスペクトル拡散信号を復号化す
るための装置を含む。上記装置は、しきい値手段、第１
基準シーケンス記憶手段、受信シーケンス記憶手段、第
１相関手段、及び比較手段を含んでいる。上記第１相関
手段は、第１チップ比較手段及び第１加算手段を含むこ
とができる。図３を参照すると、第１基準シーケンス記
憶手段は基準レジスタ33として実現され、上記受信シー
ケンス記憶手段は受信レジスタ39として実現され、上記
第１のチップ比較手段は第１アダー40として実現され、
上記第１加算手段は第１加算器41として実現され、かつ
上記比較手段は第１及び第２のシンボル比較器42,43と
して実現されている。上記しきい値設定手段は、しきい
値設定器45として実現されている。上記第１アダー40
は、第１基準レジスタ33及び受信レジスタ39に結合され
る。第１加算器41は、第１アダー40に結合される。

図３に示された例示的な構成において、計数値コント
ローラ30は、コードクロック発生器31に結合され、この
コードクロック発生器31は、コード発生器32及び基準レ
ジスタ33に接続されている。上記コード発生器32はま
た、上記基準レジスタ33に接続されている。コード選択
回路34はコード発生器32に結合される。上記計数値コン
トローラ30は、コード選択回路34により選択され上記受
信機により検出される特別の擬似雑音信号の長さを制御
するとともに、上記コード発生器32に長さＬのコードを
第１基準レジスタ33へ出力させるコードクロック発生器
31に信号を出力する。計数値コントローラ30はコードク
ロック発生器31をトリガし、コードクロック発生器31は
それによりコード発生器32及び第１基準レジスタ33をト
リガする。コード発生器32は、コード選択回路34により
決定される特別の擬似雑音信号を第１基準レジスタ33へ
出力する。上記コード選択回路34は、コード発生器32へ
信号を供給し、このコード発生器32はそれが複数の擬似
雑音コードを通してスキャンすることを可能にする。動
作において、単一のコードが第１基準レジスタ33にロー
ドすることができるか、または、スキャニングモードに
おいて、上記第１基準レジスタ33は、受信されたコード
に対する合致が起こるまでコンスタントに変化するコー
ドの周期的にロードすることができる。

図３にまた示されているように、RF及びIF増幅器35が
局部発振器37及び低域通過フィルタ38に結合されている
積検出器（プロダクト検波器）36に結合されている。上
記低域通過フィルタ38は、受信レジスタ39及びクロック
再生回路46に結合されている。

２重しきい値特性を有する一つの相関器の場合には、
第１基準レジスタ33が第１擬似雑音信号を記憶するとと
もに、受信レジスタ39が受信されたスペクトル拡散信号
を記憶する。上記第１アダー40は、受信されたスペクト
ル拡散信号の各チップを上記第１擬似雑音信号の各それ
ぞれのチップと比較して第１の複数のチップ比較信号を
発生する。上記第１加算器41は、第１の複数のチップ比
較信号を加算してそれにより第１相関信号を発生する。
上側しきい値レベルよりも大きい上記第１相関信号に応
答して、比較器42が第１データシンボル信号を発生す
る。下側しきい値レベルよりも小さい第１相関信号に応
答して、上記比較器42は第２データシンボル信号を発生
する。

動作において、PNコードで変調されたデータ信号を有
する受信されたスペクトル拡散信号は、受信レジスタ39
に記憶されるとともに、第１擬似雑音信号の全長Ｌが第
１基準レジスタ33にストアされる。受信されたスペクト
ル拡散信号の各チップは、第１アダー40により第１基準
擬似雑音信号の各それぞれのチップにより加算されたモ
ジュロ２である。２つの信号のこのモジュロ加算はそれ
により第１の複数のチップ比較信号を発生し、それらは
第１アダー40から第１加算器41へ送られる。第１加算器
41は第１の複数の信号を加算して第１相関信号を発生す
る。

第１シンボル比較器42及び第２シンボル比較器43は第
１加算器41に結合される。比較器42,43は上側しきい値
レベル及び下側しきい値レベルを有する。上側しきい値
レベルよりも大きい第１相関信号に応答して、上記第１
シンボル比較器42は第１データシンボル相関信号を発生
する。下側しきい値レベルよりも小さい第１相関信号に
応答して、第２シンボル比較器43は、第２データシンボ
ル相関信号を発生する。データ発生器47はそれにより、
第１又は第２データシンボル相関信号に対して、第１又
は第２データシンボルをそれぞれ発生する。上記第１及
び第２データシンボル信号はそれぞれ、１のビット及び
０のビットのデータ信号である。

本発明はさらに、図４に図示されているのは２つ使用
した例であるが、２つ又はそれ以上、Ｎまでの異なった
循環シーケンスを使用することを含んでいる。この特別
なケースにおいて、第１コード発生器52及び第２コード
発生器53は各々スペクトル拡散コード信号を発生するた
めのコード選択器62により選択される差の循環シーケン
スを発生する。コードクロック発生器51はコードクロッ
クをコード発生器A52及びコード発生器53に供給すると
ともに分周器54に供給する。2/L分周が長さＬのコード
シーケンスのそれの２倍に等しい周期を有する、クロッ
ク信号を1/2分周器56、２段シフトレジスタ52及びデー
タ発生器55に供給する。したがって、コード長Ｌ当たり
の２つのデータビットが、データ発生器55により発生さ
れるとともに、２段シフトレジスタ58に並列にストアさ
れる。分周器56は、長さＬの１つのコードセグメント当
たりのクロック信号をサンプラ57及びコード発生器A52
並びにコード発生器53をリセットするパルス発生器59に
供給する。サンプラ57は、２つの信号を選択器60に出力
し、この選択器60は４つのコードセグメント（コードA,
反転コードA,コードB,反転コードＢ）のいずれかを決定
し、それはコード発生器A52及びコード発生器B53から上
記コードセグメントを受信する。変調されたコードはそ
れから、選択器60からPSK変調器及びRF送信機61へ送ら
れ、そこでそれは上記送信機のRF搬送波発生器63でPSK
変調される。図４の回路を使用してスペクトル拡散信号
を送信することは、本発明の特別な実施例として、図５
に示されるように、受信機が４つの可能な拡散スペクト
ルの受信されたコードを検出するためのたった２つの相
関器を使用する手段を与えることができるという点に利
点を有している。特別のコードは実際に、180度の位相
反転を有する、２つのスペクトル拡散PNコードである。

したがって、本発明はさらに、第２基準シーケンス記
憶手段、第２チップ比較手段、及び第２加算手段を含む
ことができる。上記第２基準シーケンス記憶手段は第２
基準レジスタ73として実現され、上記第２チップ比較手
段は第２アダー80として実施され、そして第２加算器は
第２加算器81として実現することができる。上記第２基
準レジスタ73は第２擬似信号を記憶する。上記第２アダ
ー80は上記第２基準レジスタ73及び受信レジスタ39に結
合される。

各々が２重しきい値特性を有している図面に図示され
ている２つの相関器の場合には、上記第１アダー40は、
受信されたスペクトル拡散信号の各チップを上記第１擬
似雑音信号の各それぞれのチップと比較して、それによ
り第１の複数のチップ比較信号を発生する。上記第１加
算器41は、上記第１アダー40に結合される。上記第１ア
ダー40からの第１の複数のチップ比較信号に応答して、
上記第１加算器41は、上記第１の複数のチップ比較信号
を加算し、これにより第１相関信号を発生する。

上記第２アダー80は、第２基準レジスタ73及び受信レ
ジスタ39に結合される。受信されたスペクトル拡散信号
に応答して、上記第２アダー80は、受信されたスペクト
ル拡散信号の各チップを上記第２擬似雑音信号の各それ
ぞれのチップと比較して、それにより第２の複数のチッ
プ比較信号を発生する。上記第２加算器81は、第２アダ
ー80に結合される。第２の複数のチップ比較信号に応答
して、第２加算器81は、第２の複数のモジュロ加算信号
を加算して、それにより第２相関信号を発生する。

この特別の実施例において、上記比較手段は、比較回
路97として実現される。上記比較回路97は上側及び下側
しきい値レベルを有する。上記比較回路97は第１加算器
41及び第２加算器81に結合される。その上側しきい値レ
ベルよりも大きい第１加算器41からの上記第１相関信号
に応答して、上記比較回路97は第１データシンボル相関
信号を発生する。その下側しきい値レベルよりも小さい
加算器41からの上記第１相関信号に応答して、上記比較
回路97は第２データシンボル相関信号を発生する。その
上側しきい値レベルよりも大きい第２加算器81からの第
２相関信号に応答して、上記比較回路97は第３データシ
ンボル相関信号を発生する。その下側しきい値レベルよ
りも小さい第２加算器81からの第２相関信号に応答し
て、上記比較回路97は第４データシンボル信号を発生す
る。データ発生器98はそれから受信されたデータシンボ
ル相関信号に対応するデータシンボルを発生する。上記
第1,第2,第3,及び第４データシンボル信号は、例えばデ
ータビット00,01,10,及び11を表している。

本発明は、図３に示されるような第１相関器または図
５に示されるような第１及び第２の相関器のいずれかを
使用することを開示したが、本発明はデコーダが複数の
データシンボル信号を復号化する複数の相関器を使用す
るものに拡張することができる。

上記受信機におけるDTDCを使用することにより、長さ
Ｌのコードが上記受信機のDTDCの数の２倍に等しい多数
のデータシンボルを送信するとともに受信するために使
用することができる。複数のDTDCを使用することのほか
にの利点は、送信されるとともに受信されるデータシン
ボルのレートが各々の付加DTDCによって、コード長Ｌ、
総計のコードチップレート、及び使用される周波数スペ
クトルの帯域幅を倍にするけれども、すべては固定され
たままである。そのうえ、スペクトル拡散信号を獲得す
る時間は固定されたままであり、システムはコストが低
くかつ簡単である。上記コード選択信号は、コード発生
器に信号を供給することができ、上記コード発生器はそ
れらが複数の擬似雑音コードを通してスキャンすること
を可能にする。動作において、単一のコードの組が上記
基準レジスタにロードすることができるかまたは、スキ
ャニングモードでは、上記基準レジスタは、受信された
コードに対する一致が起こるまで一定に変化するコード
で周期的にロードすることができる。

本発明により提供されるシステムにおいて、擬似雑音
信号は、Ｌ×（R_d/S_d）、ここでR_dは変調されるべきデ
ータのクロックレートであり、S_dは長さＬのコードセグ
メント当たりのデータビットの数である、に等しいクロ
ックレートで生成されるＬビットを有するPNコードセグ
メントを含んでいる。例えば、もし一つのデータビット
に対して送信されるべきデータレートが100kHzであり、
コード長Ｌが100であるとすると、そのときは上記コー
ドレートはR_cで、Ｌ×（R_d/S_d）＝（100）×（200kHz/
1）＝10.0MHzに等しい。コード当たり２つのデータビッ
トに対しては、上記データレートは200kHzに上昇する
が、しかし上記コードレートは、R_c＝（100）×（200kH
z/2）＝10MHzである。したがって、上記データレート
は、コードレートにおけるのと同様の増加をすることな
く増加することができる。長さＬのコードセグメント当
たりに生成されるデータシンボルの数2^sdで、ここでS_d
＝コードセグメント当たりのデータビットの数である。

送信機において、長さＬのコードセグメントの開始は
各データの組で同期して整列され、コードセグメント当
たりのデータビットの数により規定され、それは2^sdデ
ータシンボルを生成する。例えば、それがコードセグメ
ント当たり２つのデータビットを送信し、そのときに
は、S^sd＝４データシンボルであって、それは00,01,10,
11で表わされる。もしデータシンボル１が送信される
と、そのときには、コード１が送信される。もしデータ
シンボル２が送信されると、そのときにはコード１の反
転が送信される。同様のプロセスが、コード２の反転を
使用することができるデータシンボル３と、ノーマルコ
ード２を使用することができるデータシンボル４とに対
して行われる。上記受信機において、上記送信機におけ
るそれらに等しい基準コード１及びコード２のセグメン
トが、２つの相関器の記憶エレメントにロードされると
ともに定常状態に保持される。受信された信号はそれか
ら、上記相関器を通過し、そして相関器１からの相関値
がそのしきい値Ｔを越えると、第１データシンボル相関
信号が生成される。もし、上記相関値がそのＬ−Ｔより
も小さいならば、そのときには第２データシンボル相関
信号が生成される。第２相関値がそのＬ−Ｔよりも小さ
いときには、第３データシンボルに対して同じ結果が続
き、かつ上記第２相関器がそのＴよりも大きいときに
は、第４データシンボルが続く。

本発明の第２の好ましい実施例は、アナログデバイス
の例として、弾性表面波デバイスのようなアナログデバ
イスを使用しており、基準シーケンス記憶装置及び受信
シーケンス記憶装置を含む。上記弾性表面波デバイス
（SAW）はさらにアダー40及び加算器41を含み、完全な
自己完結的な相関器ユニットとして機能する。加えて、
複数組の基準シーケンス記憶装置が受信シーケンス記憶
装置に加えて一つの特別な弾性表面波デバイスの上に構
成されて、複数の擬似雑音信号をデコードするための非
常にコンパクトな手段を構成するようにしてもよい。

フィルタまたはSAW相関器に整合した遅延線は、デジ
タル相関器が行うように、コードチップの特別のシーケ
ンスを認識するように設計された受動デバイスがある
が、しかしベースバンドにおける電圧レベルよりもむし
ろRF信号における位相シフトの相関を通してこのことを
実行し、したがって、高い雑音または若干／ジャミング
の環境のような、デジタル相関器に特有の多くの問題を
回避することができる。

上記相関器内の各遅延エレメントは、各エレメントが
いかなるときにも１つのチップのみに対応するような送
信されたコードロックの周期に等しい遅延時間を有して
いる。受信された信号は上記遅延線を伝搬するにつれ
て、各エレメントの位相の構成が上記伝搬されるPNコー
ド化された波と同相又は逆相で加えられて、すべてのエ
レメントの出力が加算されて総合の相関値に到達する。
上記エレメントのすべての位相シフトの構成が伝搬する
波の位相シフトに合致すると、そのときに最大の和及び
相関が達成される。

所望の相関を達成するために、正しい基準コードが上
記SAWデバイス「ロード」されなければならない。この
説明は、BPSKデバイスに対するものであるが、しかしな
がら、本発明は、MSK,QPSK,等のようないかなるPSKにも
及ぶとともに包含する。２相シフトキーイングを仮定す
ると、位相反転がPNコードの各ワン／ゼロの遷移にて発
生する。このことは通常、２つのうちの一つで遂行され
る。第１のものは、各エレメントにおいてすべての位相
を出力することができるプログラマブル相関器によって
である。図６に図示さているように、２相シフトキーイ
ング装置に対して、計数値コントローラ101がコード発
生器104及び基準レジスタ105へＬクロック信号を送るコ
ードクロック発生器102を制御する。コード発生器104は
そのときコード選択器103により決定される一意的なコ
ードを発生して、それを基準レジスタ105にロードす
る。上記コードが一旦、基準レジスタ105に記憶される
と、上記ゼロ／ワンのパターンが、エレメントＴ（２）
に接続されたレジスタＡ（２）の内容で、遅延線相関器
106にロードされるとともに、以下同様にエレメントＡ
（Ｌ）までロードされる。上記相関器はそのとき、第１
のデータシンボルに対応しているエレメントの出力のす
べてが加算装置108,110に接続されるととに、第２のデ
ータシンボルに対応しているエレメントの全ての出力が
加算装置109,111に接続されるように、プログラムされ
ている。この例において、上記第１データシンボルは、
第１位相シンボルとして実現され、そして上記第２デー
タシンボルは第２位相シンボルとして実現される。

ノンプログラマブルの装置では、これらの位相シフト
は、初期位相の一致を生成するために各エレメントに配
置されたトランスジューサを通しての構成の時間にプロ
グラムされており、ユーザにより変えることはできず、
したがって一つのコードシーケンスのみを相関させるこ
とができる。反転及び非反転位相エレメントはそれか
ら、上記プログラマブル装置におけるのと同様に加算さ
れる。

PNコード、PSK変調、及び上記SAW相関器におけるそれ
と等価なRF周波数を有する信号が受信されると、そのと
きには受信された信号は増幅される（ともに多分ダウン
コンバートされる、もし必要ないならば中間周波へのダ
ウンコンバージョンは好ましくないけれども）とともに
遅延線相関器106へ供給される。上記相関器の表面を横
断して波が伝搬するにつれて、各遅延エレメントにおけ
るエネルギが受信された信号の位相に対する基準のエレ
メントの位相により決定されるファクタだけ増加する。

第１の位相と同位相である遅延エレメントの出力は、
加算器108,110で加算される一方、上記第１の位相と180
度位相が異なるそれらのエレメントは加算器109,111で
加算される。非反転コードセグメントである、上記相関
器において参照されたそれらと同じPNコードの位相シフ
トを有するPSK変調された信号が上記デバイスを通して
伝搬するとともに第１コードチップが上記遅延線の端部
に到達すると、受信された信号のすべての位相シフトは
上記相関器を含むエレメントのそれらに合致するととも
に、第１の位相の最大エネルギが得られる。反転された
第１位相加算器109の出力は、位相反転器112により反転
されるとともに、加算器114の第１加算器108の出力と同
相で加算される。もし加算器114の出力がしきい値設定
器118によりしきい値検出器116で設定されたしきい値を
越えると、第１データシンボル相関信号がしきい値検出
器116により発生されるとともに、第１データシンボル
信号を生成する、データ発生器119に供給される。

反転されたコードセグメントである、上記相関器にお
いて参照されたそれらと同じ非反転PNコードの位相シフ
トを有するPSK変調された信号が上記デバイスを通して
伝搬するとともに、第１のコードチップが上記遅延線の
端に到達すると、受信された信号のすべての位相シフト
は上記相関器を含む全てのエレメントのそれらに合致す
るとともに、反転された第１の位相の最大エネルギが得
られる。上記第１位相加算器110の出力は位相反転器113
により反転されるとともに加算器115の反転された第１
位相加算器111の出力と同相で加算される。もし加算器1
15の出力がしきい値設定器118によりしきい値検出器117
において設定されたしきい値を越えると、第２データシ
ンボル相関信号がしきい値検出器117により発生される
とともに、第２のデータシンボル信号を発生する、デー
タ発生器119に供給される。

本発明にかかる方法及び装置と従来の技術において使
用されているそれらとの間の相違は、相関パルスがデー
タシンボルを導入するために使用される一方、他のシス
テムがより長い基準コード信号を入力する受信されたコ
ード信号に同期させるためのパルスを使用していること
である。

SAWデバイスとデジタル相関器との間の違いは、それ
らが使用される周波数帯にある。SAWデバイスは通常中
間周波において採用されるが、それらは高周波において
も使用することができる。上記デジタル相関器は通常ベ
ースバンドにて使用される。他の相違はSAWデバイスが
位相シフトの比較を行なうのに対して、デジタル相関器
は電圧レベルの比較を行なうことである。さらに、上記
SAWデバイスは、上記出力をデジタル相関器のそれと異
なって加算する。また、本発明がSAW相関器により実現
されると、PNコードを相関させるためにどのような受信
コードクロックも要求されない。SAW相関器を使用した
本発明は、より少ない部品を使用して実現できる。

本発明はさらに、受信されたPSKスペクトル拡散信号
を復号化するための相関器を使用する方法を含んでお
り、上記PSKスペクトル拡散信号はPNコードで変調され
たデータ信号を含むとともに、拡散スペクトルRF信号を
生成するために高周波搬送波で変調される。第１の方法
は、上記デジタル相関器を使用し、しきい値設定手段を
使用して上側及び下側しきい値レベルを設定し、基準シ
ーケンス記憶手段に擬似雑音信号を記憶し、受信された
スペクトル拡散信号を受信シーケンス記憶手段に記憶
し、相関信号を発生するために受信されたスペクトル拡
散信号を擬似雑音信号と相関を取り、すなわち相関計算
を行って相関信号を上側しきい値レベル及び下側しきい
値レベルと比較し、そして上側しきい値レベルよりも大
きい相関信号に応答して第１データシンボルを発生させ
るとともに、下側しきい値レベルよりも小さい相関信号
に応答して第２データシンボルを発生させる、ステップ
を含む。

第２の方法は、SAW相関器を一例とするアナログ相関
器を使用し、等価であってもよい、２つのしきい値レベ
ルを設定し、しきい値設定手段を使用し、基準シーケン
ス記憶手段に擬似雑音信号を記憶し、受信シーケンス記
憶手段に受信されたスペクトル拡散信号を記憶し、スペ
クトル拡散信号を２つの相関信号を発生するために擬似
雑音信号と相関を取り、第１相関信号を第１しきい値レ
ベルと比較するとともに反転相関信号を第２しきい値レ
ベルと比較し、そして第１しきい値レベルよりも大きい
第１相関信号に応答して第１データシンボルを発生する
とともに第２しきい値レベルよりも大きい反転相関信号
に応答して第２データシンボルを発生させる、ステップ
を含む。

本発明について、種々の変形が、本発明の範囲または
思想から逸脱することなく、拡散スペクトルで変調され
たデータ信号を含む、受信されたスペクトル拡散信号を
復号化するための装置に対してなすことができること
は、当業者にとっては明らかであり、また、本発明は、
添付の請求の範囲及びそれらと同等なものの範囲内にあ
る装置を修正したもの及び変形したものを包含すること
を意味している。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−246544（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39644（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−97033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−131840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−102638（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04J 13/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】PNコードに従って変調されたデータ信号を
   有する受信されたスペクトル拡散信号を復号化するため
   の装置であって、 上記データ信号と雑音環境とエラー訂正量のパターンと
   アプリケーションを解析し、上側しきい値レベルと下側
   しきい値レベルとを決定するしき値設定手段と、 第１の擬似雑音信号を記憶する第１の基準シーケンス記
   憶手段と、 第２の擬似雑音信号を記憶する第２の基準シーケンス記
   憶手段と、 上記受信されたスペクトル拡散信号を記憶する受信シー
   ケンス記憶手段と、 上記第１の基準シーケンス記憶手段と上記受信シーケン
   ス記憶手段とに接続され、上記受信されたスペクトル拡
   散信号に応答して、上記受信されたスペクトル拡散信号
   の各チップを上記第１の擬似雑音信号の各チップとそれ
   ぞれ比較して、複数の第１のチップ比較信号を発生する
   第１のチップ比較手段と、 上記第１のチップ比較手段に接続され、上記複数の第１
   のチップ比較信号に応答して、上記複数の第１のチップ
   比較信号を加算して、第１の相関信号を発生する第１の
   加算手段と、 上記第２の基準シーケンス記憶手段と上記受信シーケン
   ス記憶手段とに接続され、上記受信されたスペクトル拡
   散信号に応答して、上記受信されたスペクトル拡散信号
   の各チップを上記第２の擬似雑音信号の各チップとそれ
   ぞれ比較して、複数の第２のチップ比較信号を発生する
   第２のチップ比較手段と、 上記第２のチップ比較手段に接続され、上記複数の第２
   のチップ比較信号に応答して、上記複数の第２のチップ
   比較信号を加算して、第２の相関信号を発生する第２の
   加算手段と、 上記第１の加算手段と上記第２の加算手段とに接続さ
   れ、上記上側しきい値レベルよりも大きい上記第１の相
   関信号に応答して第１のデータシンボル信号を発生し、
   上記下側しきい値レベルよりも小さい上記第１の相関信
   号に応答して第２のデータシンボル信号を発生し、上記
   下側しきい値レベルよりも小さい上記第２の相関信号に
   応答して第３のデータシンボル信号を発生し、上記上側
   しきい値レベルよりも大きい上記第２の相関信号に応答
   して第４のデータシンボル信号を発生する比較手段とを
   備えた装置。
2. 【請求項２】上記第１の基準シーケンス記憶手段と上記
   受信シーケンス記憶手段は弾性表面波デバイスを備えた
   請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】上記弾性表面波デバイスは上記第１のチッ
   プ比較手段と上記第１の加算手段とを備えた請求項２記
   載の装置。
4. 【請求項４】上記弾性表面波デバイスは上記第２のチッ
   プ比較手段と上記第２の加算手段とを備えた請求項３記
   載の装置。
5. 【請求項５】PNコードに従って変調されたデータ信号を
   有する受信されたスペクトル拡散信号を復号化するため
   の装置であって、 上記データ信号と雑音環境とエラー訂正量のパターンと
   アプリケーションを解析し、上側しきい値レベルと下側
   しきい値レベルとを決定するしきい値設定手段と、 第１の擬似雑音信号を記憶する第１の基準シーケンス記
   憶手段と、 上記受信されたスペクトル拡散信号を記憶する受信シー
   ケンス記憶手段と、 上記第１の基準シーケンス記憶手段と上記受信シーケン
   ス記憶手段とに接続され、上記受信されたスペクトル拡
   散信号に応答して、上記受信されたスペクトル拡散信号
   の各チップを上記第１の擬似雑音信号の各チップとそれ
   ぞれ比較して、複数の第１のチップ比較信号を発生する
   第１のチップ比較手段と、 上記第１のチップ比較手段に接続され、上記複数の第１
   のチップ比較信号に応答して、上記複数の第１のチップ
   比較信号を加算して、第１の相関信号を発生する第１の
   加算手段と、 上記第１の加算手段に接続され、上記上側しきい値レベ
   ルよりも大きい上記第１の相関信号に応答して第１のデ
   ータシンボル信号を発生し、上記下側しきい値レベルよ
   りも小さい上記第１の相関信号に応答して第２のデータ
   シンボル信号を発生する比較手段とを備えた装置。
6. 【請求項６】上記第１の基準シーケンス記憶手段と上記
   受信シーケンス記憶手段は弾性表面波デバイスを備えた
   請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】上記弾性表面波デバイスは上記第１のチッ
   プ比較手段と上記第１の加算手段とを備えた請求項６記
   載の装置。
8. 【請求項８】上記弾性表面波デバイスは上記第２のチッ
   プ比較手段と上記第２の加算手段とを備えた請求項７記
   載の装置。