JP2945875B2 - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

Info

Publication number
JP2945875B2
JP2945875B2 JP30019496A JP30019496A JP2945875B2 JP 2945875 B2 JP2945875 B2 JP 2945875B2 JP 30019496 A JP30019496 A JP 30019496A JP 30019496 A JP30019496 A JP 30019496A JP 2945875 B2 JP2945875 B2 JP 2945875B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pattern
delay time
correlation coefficient
demodulated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30019496A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10145331A (en
Inventor
敏文 西森
雅人 世古
幸夫 堀内
周 山本
重幸 秋葉
博晴 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KEI DEI DEI KK
Anritsu Corp
Original Assignee
KEI DEI DEI KK
Anritsu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KEI DEI DEI KK, Anritsu Corp filed Critical KEI DEI DEI KK
Priority to JP30019496A priority Critical patent/JP2945875B2/en
Publication of JPH10145331A publication Critical patent/JPH10145331A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2945875B2 publication Critical patent/JP2945875B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は大きな雑音成分を含む受
信信号の伝送路の長さを測定する距離測定装置に関す
る。
The present invention relates to a distance measuring device for measuring the length of the transmission path of the received signal containing a large noise component.

【0002】[0002]

【従来の技術】通信衛星を用いた衛星通信システムや移
動体通信システムや光ファイバを用いた国際通信システ
ム等においては、伝送路の距離が長い、また出力電力が
大きくできない等の種々の理由にて、受信側装置で受信
された受信信号は、信号レベルが低く、高いレベルの雑
音が混入し、S/N比が大幅に低下している。
2. Description of the Related Art In a satellite communication system using a communication satellite, a mobile communication system, an international communication system using an optical fiber, or the like, there are various reasons such as a long transmission path and a large output power. The received signal received by the receiving device has a low signal level, is mixed with high-level noise, and has a significantly reduced S / N ratio.

【0003】このよう大きな雑音か混入した受信信号か
ら微弱信号を検出する手法として、スペクトラム拡散通
信方式(SSC Spread Spectum Communication)が採
用される。このスペクトラム拡散通信方式においては、
周知の通り、情報の送信局は、送信すべき情報信号のス
ペクトラムを例えば擬似ランダム信号(PNパターン信
号)等により広い周波数帯に亘って拡散して伝送路へ送
信する。
As a technique for detecting a weak signal from a received signal mixed with such large noise, a spread spectrum communication system (SSC Spread Spectum Communication) is employed. In this spread spectrum communication system,
As is well known, an information transmitting station spreads the spectrum of an information signal to be transmitted over a wide frequency band using, for example, a pseudo random signal (PN pattern signal) or the like and transmits the spread signal to a transmission path.

【0004】情報の受信局は、この拡散された微弱信号
を受信すると、この受信信号のスペクトラムを逆拡散
(収束)し、元の情報信号に復元する。さらに、復元さ
れた信号に対して相関処理を行うことによって、S/N
比を向上できる。
[0004] When the information receiving station receives the spread weak signal, it despreads (converges) the spectrum of the received signal and restores the original information signal. Further, by performing a correlation process on the restored signal, S / N
The ratio can be improved.

【0005】また、前述した衛星通信システムや移動体
通信システムや光ファイバ通信システムにおける伝送路
の品質を試験する試験項目のなかには、伝送路の距離
(長さ)を測定する項目がある。このような伝送路の距
離を測定する距離測定装置においは、送信側から例えば
PNパターン信号を被測定伝送路へ送信し、この被測定
伝送路を経由したPNパターン信号を受信して、送信P
Nパターン信号と受信PNパターン信号との時間差から
距離を算出する。
[0005] Among the test items for testing the quality of the transmission line in the above-mentioned satellite communication system, mobile communication system and optical fiber communication system, there is an item for measuring the distance (length) of the transmission line. In a distance measuring device for measuring the distance of such a transmission path, for example, a PN pattern signal is transmitted from a transmission side to a transmission path to be measured, and a PN pattern signal transmitted through the transmission path to be measured is received.
The distance is calculated from the time difference between the N pattern signal and the received PN pattern signal.

【0006】この時間差を正確に測定する手法として、
受信PNパターン信号と、送信PNパターン信号を遅延
回路で遅延時間τだけ遅延させた遅延PNパターン信号
との相関係数Rを算出する。そして、遅延時間τを順次
変化させていって、最大相関係数Rmax が得られる遅延
時間τを前記送信PNパターン信号と受信PNパターン
信号との時間差と決定し、この時間差に信号の伝送速度
を乗算して距離を算出する。
As a method of accurately measuring the time difference,
A correlation coefficient R between the reception PN pattern signal and a delay PN pattern signal obtained by delaying the transmission PN pattern signal by a delay time τ by a delay circuit is calculated. Then, the delay time τ is sequentially changed, and the delay time τ at which the maximum correlation coefficient R max is obtained is determined as the time difference between the transmission PN pattern signal and the reception PN pattern signal. To calculate the distance.

【0007】図9に上述した相関関数算出手法を採用し
た距離測定装置の概略構成を示す。また、図10に同距
離測定装置の動作を示すタイムチャートを示す。
FIG. 9 shows a schematic configuration of a distance measuring apparatus employing the above-described correlation function calculating method. FIG. 10 is a time chart showing the operation of the distance measuring device.

【0008】PNパターン発生器1は、例えばN段のシ
フトレジスタと1個の排他的論理和ゲートとから構成さ
れ、図10に示すように、クロック発生器14から入力
される所定のクロック周期T0 (周波数f0 )を有する
クロック信号cに同期して、(2N −1)のデータ周期
を有するM系列のPNパターン信号aを出力する。
The PN pattern generator 1 comprises, for example, an N-stage shift register and one exclusive OR gate, and as shown in FIG. In synchronization with a clock signal c having a frequency of 0 (frequency f 0 ), an M-series PN pattern signal a having a data period of (2 N −1) is output.

【0009】PNパターン発生器1から出力されたPN
パターン信号aは搬送波発振器3から出力された搬送波
周波数fC (周期TC C ≧2f0 )を有する搬送波
信号bと信号合成器(ミキサ)2で信号合成される。信
号合成器(ミキサ)2から出力された合成信号dは増幅
器4で増幅された後、例えばアンテナ5を介して電波放
射される。
PN output from PN pattern generator 1
The pattern signal a is synthesized by the signal combiner (mixer) 2 with the carrier signal b output from the carrier oscillator 3 and having the carrier frequency f c (period T c f c ≧ 2f 0 ). The combined signal d output from the signal combiner (mixer) 2 is amplified by the amplifier 4 and then radiated through, for example, an antenna 5.

【0010】送信側のアンテナ5から電波放射された電
波が受信側のアンテナ6で受信された受信信号gはバン
ドパスフィルタ(BPF)7で帯域制限された後、増幅
器8で増幅される。増幅器8で増幅された受信信号hは
次のアナログ相関器9へ入力される。
A radio signal radiated from the transmitting antenna 5 is received by the receiving antenna 6, and the received signal g is band-limited by a band-pass filter (BPF) 7 and then amplified by an amplifier 8. The received signal h amplified by the amplifier 8 is input to the next analog correlator 9.

【0011】一方、PNパターン発生器1から出力され
たPNパターン信号aは信号合成器(ミキサ)2へ入力
されると共に、遅延回路10へ入力される。遅延回路1
0で外部から指定された遅延時間τ1 だけ遅延された遅
延PNパターン信号a1 は、前記信号合成器2と同一構
成の信号合成器11で搬送波信号bと信号合成されて、
遅延合成信号d1 としてアナログ相関器9へ入力され
る。
On the other hand, the PN pattern signal a output from the PN pattern generator 1 is input to a signal synthesizer (mixer) 2 and also to a delay circuit 10. Delay circuit 1
The delayed PN pattern signal a 1 delayed by a delay time τ 1 designated externally at 0 is signal-synthesized with the carrier signal b by the signal combiner 11 having the same configuration as the signal combiner 2,
The signal is input to the analog correlator 9 as the delay composite signal d 1 .

【0012】アナログ相関器9は乗算器9aと積分器9
bとで構成されている。乗算器9aには増幅器8からの
受信信号hと遅延合成信号d1 とが入力される。乗算器
9aは、受信信号hと遅延合成信号d1 とをアナログ的
に乗算して、乗算信号iを次の積分器9bへ送出する。
The analog correlator 9 includes a multiplier 9a and an integrator 9
b. The received signal h from the amplifier 8 and the delay combined signal d 1 are input to the multiplier 9a. Multiplier 9a is a reception signal h and delayed composite signal d 1 is multiplied in an analog manner, and sends the multiplied signal i to the next integrator 9b.

【0013】積分器9bは、例えば抵抗とコンデンサ等
で構成され、乗算信号iの電荷をコンデンサに蓄積す
る。そして、積分器9bはコンデンサの端子電圧を相関
係数jとして出力する。なお、この積分器9bにおける
積分時間TI は予め外部から与えられている。
The integrator 9b is composed of, for example, a resistor and a capacitor, and accumulates the charge of the multiplication signal i in the capacitor. Then, the integrator 9b outputs the terminal voltage of the capacitor as the correlation coefficient j. Note that the integration time T I in the integrator 9b is given in advance from the outside.

【0014】アナログ相関器9から出力された相関係数
jは次のA/D変換器12で所定のサンプリング周期f
S (fS 》f0 )でA/D変換されて次のデータ処理部
13へ入力される。
The correlation coefficient j output from the analog correlator 9 is converted by the next A / D converter 12 into a predetermined sampling period f
The signal is A / D-converted by S (f S >> f 0 ) and input to the next data processing unit 13.

【0015】データ処理部13には、遅延回路10に設
定された遅延時間τ1 が入力されている。そして、例え
ば、操作者が遅延回路10に設定する遅延時間τ1 を順
次変更していった場合における各相関係数jを算出す
る。
The data processor 13 receives the delay time τ 1 set in the delay circuit 10. Then, for example, the operator calculates the phase relationship number j in a case where began to sequentially change the delay time tau 1 to be set in the delay circuit 10.

【0016】データ処理部13は、最大相関係数jm
得られる遅延時間τs を決定し、この遅延時間τs をア
ンテナ5,6相互間で構成される伝送路の信号の伝送所
要時間とし、この遅延時間τs に信号の伝送速度Vを乗
算することによって、伝送路の距離L(=τs ×V)を
算出する。
The data processing unit 13 determines a delay time τ s at which the maximum correlation coefficient j m is obtained, and determines this delay time τ s as a transmission time of a signal on a transmission line formed between the antennas 5 and 6. By multiplying the delay time τ s by the signal transmission speed V, the distance L (= τ s × V) of the transmission path is calculated.

【0017】このように、アナログ相関器9を用いて、
受信信号hと遅延合成信号d1 との相関係数jを算出す
ることは、受信信号hに全く雑音が含まれない場合は遅
延合成信号d1 は受信信号hに対して遅延時間τs だけ
遅れた信号となるので、アナログ相関器9は受信信号h
の自己相関係数を算出していることになる。一般に、信
号の自己相関係数を算出することによって、この信号に
含まれる周波数成分を有しない雑音成分を除去すること
が可能である。
As described above, using the analog correlator 9,
Calculating the correlation coefficient j between the received signal h and the delay combined signal d 1 is based on the fact that when the received signal h does not include any noise, the delayed combined signal d 1 is delayed from the received signal h by the delay time τ s. Since the signal is delayed, the analog correlator 9 receives the signal h
Is calculated. Generally, by calculating the autocorrelation coefficient of a signal, it is possible to remove a noise component having no frequency component contained in the signal.

【0018】したがって、図10に示すように、たとえ
受信信号hに信号レベルを大きく越えるレベルの雑音が
混入していたとしても、この受信信号hと元の合成信号
dとの間の時間差を正確に測定でき、正しい伝送路の距
離Lが得られる。
Therefore, as shown in FIG. 10, even if the received signal h contains noise having a level exceeding the signal level, the time difference between the received signal h and the original synthesized signal d can be accurately determined. And the correct transmission path distance L can be obtained.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図9に
示す距離測定装置においても、まだ解消すべき次のよう
な課題があった。
However, the distance measuring device shown in FIG. 9 still has the following problems to be solved.

【0020】すなわち、上述した距離測定装置におい
て、伝送路の距離Lが精度よく算出される条件は、最大
相関係数jm が得られる遅延時間τs を精度よく決定す
ることである。
That is, in the above-described distance measuring apparatus, the condition for accurately calculating the distance L of the transmission path is to accurately determine the delay time τ s at which the maximum correlation coefficient j m is obtained.

【0021】しかし、アナログ相関器9で得られる相関
係数jは、図9に示すように、アナログの乗算器9aの
計算精度とアナログの積分器9bの計算精度に依存す
る。一般に、アナログの乗算器9aは二つの入力信号
h,d1 相互間に大きなレベル差が存在した場合は、大
きな乗算誤差が発生する懸念がある。この乗算誤差は出
力される乗算信号iのオフセット(直流バイアス分)と
なって現れる。
However, the correlation coefficient j obtained by the analog correlator 9 depends on the calculation accuracy of the analog multiplier 9a and the calculation accuracy of the analog integrator 9b, as shown in FIG. In general, the analog multiplier 9a is when a large level difference exists in the two input signals h, d 1 mutual, large multiplication error is a concern to occur. This multiplication error appears as an offset (DC bias) of the output multiplication signal i.

【0022】また、たとえほぼ同一信号レベルの信号
h,d1 が入力したとしても、周囲温度等に起因して、
出力される乗算信号iに直流ドリフトが発生する懸念が
ある。乗算器9aから出力される乗算信号iに直流ドリ
フトが発生すると、前述した抵抗やコンデンサ等で構成
されたアナログの積分器9bの積分結果としての相関係
数jにこの直流ドリフトがそのまま残る。
Further, even if the signals h and d 1 having substantially the same signal level are inputted, due to the ambient temperature and the like,
There is a concern that a DC drift occurs in the output multiplied signal i. When a DC drift occurs in the multiplied signal i output from the multiplier 9a, the DC drift remains as it is in the correlation coefficient j as an integration result of the analog integrator 9b including the above-described resistor and capacitor.

【0023】また、アナログの積分器9bにおいても、
周囲温度等に起因して、出力される積分結果に直流ドリ
フトが発生する懸念がある。
Also, in the analog integrator 9b,
There is a concern that a DC drift may occur in the output integration result due to an ambient temperature or the like.

【0024】前述したように、得られる相関係数jのS
/N比を上昇させるためには、積分器9bにおける積分
時間(測定時間)TI を長くする必要があるが、この積
分時間TI を長くすると、乗算信号iに含まれる直流ド
リフトが相関係数jに含まれることになり、アナログ相
関器9を用いる限りにおいては、正しい相関係数jを得
ることが困難であった。
As described above, S of the obtained correlation coefficient j
In order to increase the / N ratio, it is necessary to increase the integration time (measurement time) T I in the integrator 9b. However, if the integration time T I is increased, the DC drift included in the multiplication signal i has a phase relationship. Since it is included in the number j, it is difficult to obtain a correct correlation coefficient j as long as the analog correlator 9 is used.

【0025】したがって、たとえ同一遅延時間τ1 であ
っても異なる相関係数jが得られ、最大相関係数jm
得られる遅延時間τs を正確に決定することが困難であ
り、結果的に、伝送路の距離測定精度が低下する。
Therefore, even if the delay time τ 1 is the same, a different correlation coefficient j is obtained, and it is difficult to accurately determine the delay time τ s at which the maximum correlation coefficient j m is obtained. In addition, the distance measurement accuracy of the transmission path is reduced.

【0026】また、直流ドリフトの発生を極力抑制した
アナログの乗算器9aや積分器9bは極めて高価でかつ
回路構成も複雑化する問題がある。
Further, analog multipliers 9a and integrators 9b that minimize the occurrence of DC drift are extremely expensive and have a problem that the circuit configuration is complicated.

【0027】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、アナログの相関器の代りに、デジタル相関
器を用いることによって、大きな雑音が含まれる受信信
号から信号を検出でき、かつ常に正しい相関係数が得ら
れ、伝送路の距離を正確に測定できる距離測定装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and by using a digital correlator instead of an analog correlator, a signal can be detected from a received signal containing large noise, and the signal can always be detected. correct correlation coefficient is obtained, and an object thereof is to provide a distance measuring apparatus that can accurately measure the distance of the transmission path.

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、請求項1の発明は、デジタルのPNパターン信号を
発生するPNパターン発生器と、このPNパターン発生
器から出力されたPNパターン信号と搬送波信号とを信
号合成して被測定伝送路へ送信する信号送信処理部と、
被測定伝送路を経由した信号を受信して搬送波信号を用
いて元のPNパターン信号へ復調する信号受信処理部
と、この信号受信処理部から出力された復調PNパター
ン信号をA/D変換するA/D変換器と、PNパターン
発生器から出力されたPNパターン信号を遅延する遅延
回路と、A/D変換された復調PNパターン信号と遅延
された遅延PNパターン信号との相関係数を算出するデ
ジタル相関器と、このデジタル相関器で算出される相関
係数が最大値になるように遅延回路における遅延時間を
制御する遅延時間制御手段と、この遅延時間制御手段に
て制御された遅延時間に基づいて被測定伝送路の距離を
算出する距離算出手段とを備えている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems
According to a first aspect of the present invention, a PN pattern generator for generating a digital PN pattern signal, a PN pattern signal output from the PN pattern generator and a carrier signal are combined and transmitted to a transmission path to be measured. A signal transmission processing unit,
A signal reception processing unit that receives a signal transmitted through the transmission path under test and demodulates the original PN pattern signal using a carrier signal, and A / D converts the demodulated PN pattern signal output from the signal reception processing unit. An A / D converter, a delay circuit for delaying a PN pattern signal output from the PN pattern generator, and a correlation coefficient between the A / D converted demodulated PN pattern signal and the delayed delayed PN pattern signal Digital correlator, delay time control means for controlling a delay time in a delay circuit so that a correlation coefficient calculated by the digital correlator becomes a maximum value, and delay time controlled by the delay time control means Distance calculating means for calculating the distance of the transmission path to be measured based on the distance.

【0030】さらに、請求項の距離測定装置において
は、デジタルのPNパターン信号を発生するPNパター
ン発生器と、このPNパターン発生器から出力されたP
Nパターン信号と搬送波信号とを信号合成して被測定伝
送路へ送信する信号送信処理部と、被測定伝送路を経由
した信号を受信し、分岐器で2つの受信信号に分岐し、
第1の復調器では分岐された一方の受信信号を搬送波信
号で復調し、第2の復調器では分岐された他方の受信信
号を、90°移相器で搬送波信号の位相を90°移相し
た搬送波信号で復調する信号受信処理部と、この信号受
信処理部から出力された一対の復調信号をそれぞれA/
D変換する一対のA/D変換器と、PNパターン発生器
から出力されたPNパターン信号を遅延する遅延回路
と、A/D変換された一方の復調信号と遅延された遅延
PNパターン信号との相関係数を算出する第1のデジタ
ル相関器と、A/D変換された他方の復調信号と遅延さ
れた遅延PNパターン信号との相関係数を算出する第2
のデジタル相関器と、第1,第2のデジタル相関器で得
られた各相関係数をベクトル演算するベクトル演算手段
と、このベクトル演算手段で得られたベクトル相関係数
の値が最大値になるように遅延回路における遅延時間を
制御する遅延時間制御手段と、この遅延時間制御手段に
て制御された遅延時間に基づいて被測定伝送路の距離を
算出する距離算出手段とを備えている。
Furthermore, the distance measuring apparatus according to claim 2, a PN pattern generator for generating a digital PN pattern signal, output from the PN pattern generator P
A signal transmission processing unit for synthesizing the N-pattern signal and the carrier signal and transmitting the resultant signal to the transmission path to be measured; receiving the signal transmitted through the transmission path to be measured;
The first demodulator demodulates one of the split received signals with a carrier signal, and the second demodulator shifts the other split received signal by 90 ° with a 90 ° phase shifter. A signal reception processing unit that demodulates with the carrier signal that has been converted, and a pair of demodulated signals output from the signal reception processing unit are A /
A pair of A / D converters for D-conversion, a delay circuit for delaying the PN pattern signal output from the PN pattern generator, and one of the A / D-converted demodulated signal and the delayed delayed PN pattern signal A first digital correlator for calculating a correlation coefficient, and a second digital correlator for calculating a correlation coefficient between the other A / D-converted demodulated signal and the delayed delayed PN pattern signal.
Digital correlator, vector computing means for performing a vector operation on each correlation coefficient obtained by the first and second digital correlators, and the value of the vector correlation coefficient obtained by the vector computing means becomes a maximum value. A delay time control means for controlling a delay time in the delay circuit; and a distance calculation means for calculating a distance of the transmission path to be measured based on the delay time controlled by the delay time control means.

【0031】さらに、請求項の距離測定装置において
は、デジタルのPNパターン信号を発生するPNパター
ン発生器と、PNパターン発生器から出力されたPNパ
ターン信号と搬送波信号とを信号合成して被測定伝送路
へ送信する信号送信処理部と、被測定伝送路を経由した
信号を受信し、分岐器で2つの受信信号に分岐し、分岐
された一方の受信信号は第1の復調器にて搬送波信号を
用いて復調し、分岐された他方の受信信号は90°移相
器で位相を90°移相し、第2の復調器にて搬送波信号
を用いて復調する信号受信処理部と、この信号受信処理
部から出力された一対の復調信号をそれぞれA/D変換
する一対のA/D変換器と、PNパターン発生器から出
力されたPNパターン信号を遅延する遅延回路と、A/
D変換された一方の復調信号と遅延された遅延PNパタ
ーン信号との相関係数を算出する第1のデジタル相関器
と、A/D変換された他方の復調信号と遅延された遅延
PNパターン信号との相関係数を算出する第2のデジタ
ル相関器と、第1,第2のデジタル相関器で得られた各
相関係数をベクトル演算するベクトル演算手段と、この
ベクトル演算手段で得られたベクトル相関係数の値が最
大値になるように遅延回路における遅延時間を制御する
遅延時間制御手段と、この遅延時間制御手段にて制御さ
れた遅延時間に基づいて被測定伝送路の距離を算出する
距離算出手段とを備えている。
Further, in the distance measuring apparatus according to the third aspect , a PN pattern generator for generating a digital PN pattern signal, and a PN pattern signal output from the PN pattern generator and a carrier signal are combined to form a signal. A signal transmission processing unit for transmitting the signal to the measurement transmission path, a signal transmitted through the transmission path to be measured, and a splitter for splitting the signal into two reception signals; one of the split reception signals is output to the first demodulator; A signal reception processing unit that demodulates using the carrier signal and shifts the phase of the other branched reception signal by 90 ° using the 90 ° phase shifter and demodulates using the carrier signal with the second demodulator. A pair of A / D converters for respectively A / D converting the pair of demodulated signals output from the signal reception processing unit, a delay circuit for delaying the PN pattern signal output from the PN pattern generator,
A first digital correlator for calculating a correlation coefficient between one of the D-converted demodulated signals and the delayed delayed PN pattern signal, and the other A / D-converted demodulated signal and the delayed delayed PN pattern signal A second digital correlator for calculating a correlation coefficient between the first and second digital correlators, a vector operation unit for performing a vector operation on each correlation coefficient obtained by the first and second digital correlators, and a Delay time control means for controlling the delay time in the delay circuit so that the value of the vector correlation coefficient becomes a maximum value, and calculating the distance of the transmission path to be measured based on the delay time controlled by the delay time control means And distance calculating means for calculating the distance.

【0032】[0032]

【作用】先ず、微弱信号の測定動作原理を説明する。
信側において、大きい雑音成分を含む受信信号が先ず搬
送波信号で復調されて元のPNパターン信号に対応する
復調信号が得られる。この復調信号には前述した大きな
雑音成分とこの大きな雑音成分に埋もれるように微小な
PNパターン信号成分とが含まれる。この復調信号がサ
ンプリング周期でA/D変換器でA/D変換される。一
方、元のデジタルのPNパターン信号は遅延回路で遅延
され遅延PNパターン信号となる。
First, the principle of operation for measuring a weak signal will be described. On the receiving side, a received signal containing a large noise component is first demodulated with a carrier signal to obtain a demodulated signal corresponding to the original PN pattern signal. This demodulated signal includes the large noise component described above and a minute PN pattern signal component embedded in the large noise component. This demodulated signal is A / D converted by an A / D converter at a sampling period. On the other hand, the original digital PN pattern signal is delayed by the delay circuit to become a delayed PN pattern signal.

【0033】PNパターン信号のクロック周期が経過す
る毎に、A/D変換された復調信号と遅延された遅延P
Nパターン信号との相関係数がデジタル相関器で算出さ
れて再生パターン信号として出力される。
Each time the clock cycle of the PN pattern signal elapses, the A / D converted demodulated signal and the delayed delay P
A correlation coefficient with the N pattern signal is calculated by a digital correlator and output as a reproduction pattern signal.

【0034】具体的には、サンプリング周期毎に、復調
信号の各信号値と遅延PNパターン信号の各信号値とを
乗算して、前記クロック周期の継続期間内において、乗
算値を加算して、加算値(積和演算値)を一つのデータ
値として出力する。
Specifically, for each sampling period, each signal value of the demodulated signal is multiplied by each signal value of the delayed PN pattern signal, and the multiplied values are added within the duration of the clock period. The added value (product-sum operation value) is output as one data value.

【0035】一般に、雑音成分のサンプリングされた各
瞬時値は正負の極性を含めて種々の値に分散する。一
方、信号成分は一定値を維持しているので、図5(a)
に示すように、この積和演算過程で復調信号における雑
音成分は低減し、S/N比は向上する。また、図5
(b)に示すように、信号成分が大きくなると、雑音成
分も大きくなる場合においても、前述した同様の理由で
積和演算過程において、S/N比は向上する。
Generally, each sampled instantaneous value of the noise component is dispersed into various values including positive and negative polarities. On the other hand, since the signal component maintains a constant value, FIG.
As shown in (1), the noise component in the demodulated signal is reduced and the S / N ratio is improved in the product-sum operation process. FIG.
As shown in (b), when the signal component increases, the S / N ratio improves in the product-sum operation process for the same reason as described above, even when the noise component also increases.

【0036】したがって、雑音成分が大きい復調信号か
らこの雑音成分に埋もれた微弱信号が検出される。
Therefore, a weak signal buried in the noise component is detected from the demodulated signal having a large noise component.

【0037】この場合、デジタル相関器の相関係数の精
度はA/D変換器の変換精度で定まるので非常に高い演
算精度を維持できる。すなわち、アナログ相関器のよう
にアナログの乗算器やアナログの積算器が組込まれてい
ないので、たとえ長時間に亘って積和演算を実施したと
しても、直流ドリフトが発生することはない。
In this case, since the accuracy of the correlation coefficient of the digital correlator is determined by the conversion accuracy of the A / D converter, a very high calculation accuracy can be maintained. That is, since an analog multiplier and an analog integrator are not incorporated as in the analog correlator, no DC drift occurs even if the product-sum operation is performed for a long time.

【0038】そして、請求項1の距離測定装置は、上述
した微弱信号測定の動作原理を応用して被測定伝送路の
距離を測定する。
The distance measuring device according to the first aspect of the present invention is configured as described above.
The distance of the transmission path to be measured is measured by applying the operation principle of the weak signal measurement .

【0039】送信信号処理部からデジタルのPNパター
ン信号とアナログの搬送波信号とを合成したアナログの
合成信号が被測定伝送路へ送信される。受信信号処理部
は受信した合成信号を搬送波信号で復調して元のPNパ
ターン信号に対応する復調信号を得て、A/D変換す
る。
An analog composite signal obtained by synthesizing the digital PN pattern signal and the analog carrier signal from the transmission signal processing unit is transmitted to the transmission path to be measured. The reception signal processing unit demodulates the received composite signal with the carrier signal to obtain a demodulated signal corresponding to the original PN pattern signal, and performs A / D conversion.

【0040】A/D変換された元のPNパターン信号に
対応する復調信号と遅延PNパターン信号との相関係数
がデジタル相関器で算出される。そして、最大の相関係
数が得られるように遅延PNパターン信号における遅延
時間が制御される。そして、この制御された遅延時間及
び被測定伝送路の信号の伝送速度から被測定伝送路の距
離が自動的に算出される。
The correlation coefficient between the demodulated signal corresponding to the A / D converted original PN pattern signal and the delayed PN pattern signal is calculated by a digital correlator. Then, the delay time in the delayed PN pattern signal is controlled so that the maximum correlation coefficient is obtained. Then, the distance of the measured transmission line is automatically calculated from the controlled delay time and the transmission speed of the signal of the measured transmission line.

【0041】この場合、距離の測定精度は遅延時間の決
定精度に依存するが、前述したように、相関係数の算出
精度はデジタル相関器における相関係数を算出する場合
のサンプリングデータ数に対応する。しかし、デジタル
相関器においては、サンプリングデータ数を増加(デー
タ採取期間)したとしても、直流ドリフトが発生するこ
とはないので、相関係数の算出精度を上昇でき、結果と
して、相関係数の最大値が得られる遅延時間を精度よく
算出できる。
In this case, the accuracy of measuring the distance depends on the accuracy of determining the delay time. As described above, the accuracy of calculating the correlation coefficient corresponds to the number of sampling data when calculating the correlation coefficient in the digital correlator. I do. However, in the digital correlator, even if the number of sampling data is increased (data collection period), no DC drift occurs, so that the calculation accuracy of the correlation coefficient can be increased. The delay time at which the value is obtained can be accurately calculated.

【0042】請求項の距離測定装置においては、信号
受信処理部において、受信信号は2つの受信信号に分岐
される。分岐された一方の受信信号は搬送波信号で元の
PNパターン信号に対応する復調信号に復調されたのち
A/D変換される。
[0042] In the distance measuring apparatus according to claim 2, in the signal reception processing unit, the received signal is split into two received signals. One of the split received signals is demodulated into a demodulated signal corresponding to the original PN pattern signal by a carrier signal, and then A / D converted.

【0043】分岐された他方の受信信号は90°移相さ
れた搬送波信号で元のPNパターン信号を90°移相さ
れたPNパターン信号に対応する復調信号に復調された
のちA/D変換される。
The other received signal is demodulated from the original PN pattern signal to a demodulated signal corresponding to the PN pattern signal shifted by 90 ° with the carrier signal shifted by 90 °, and then A / D converted. You.

【0044】それぞれ個別にA/D変換さた各復調信号
は、それぞれ個別に個別に遅延PNパターン信号との相
関係数が算出される。
For each demodulated signal that has been individually A / D converted, the correlation coefficient with the delayed PN pattern signal is calculated individually and individually.

【0045】そして、最終的にこれらの相関係数はベク
トル合成されて、そのベクトル相関係数が最大値となる
ように前記遅延時間が設定される。
Finally, these correlation coefficients are vector-combined, and the delay time is set so that the vector correlation coefficient becomes the maximum value.

【0046】すなわち、受信信号を復調する場合に、た
とえ位相ずれ等が発生したとしても、ベクトル合成する
ことによって、算出された相関係数に位相ずれに起因す
る誤差が抑制される。
That is, when a received signal is demodulated, even if a phase shift or the like occurs, an error due to the phase shift in the calculated correlation coefficient is suppressed by vector synthesis.

【0047】請求項の距離測定装置においては、信号
受信処理部において、受信信号は2つの受信信号に分岐
される。分岐された一方の受信信号は搬送波信号で元の
PNパターン信号に対応する復調信号に復調されたのち
A/D変換される。
In the distance measuring device according to the third aspect, the received signal is branched into two received signals in the signal reception processing section. One of the split received signals is demodulated into a demodulated signal corresponding to the original PN pattern signal by a carrier signal, and then A / D converted.

【0048】分岐された他方の受信信号は90°移相さ
れたのち搬送波信号で元のPNパターン信号を90°移
相されたPNパターン信号に対応する復調信号に復調さ
れたのちA/D変換される。
The other of the received signals is phase-shifted by 90 °, then the carrier signal is used to demodulate the original PN pattern signal into a demodulated signal corresponding to the PN pattern signal phase-shifted by 90 °, and then A / D converted. Is done.

【0049】それぞれ個別にA/D変換さた各復調信号
は、それぞれ個別に個別に遅延PNパターン信号との相
関係数が算出される。
For each demodulated signal that has been individually A / D converted, a correlation coefficient with the delayed PN pattern signal is calculated individually and individually.

【0050】そして、最終的にこれらの相関係数はベク
トル合成されて、そのベクトル相関係数が最大値となる
ように前記遅延時間が設定される。
Finally, these correlation coefficients are vector-combined, and the delay time is set so that the vector correlation coefficient becomes the maximum value.

【0051】すなわち、受信信号を復調する場合に、た
とえ位相ずれ等が発生したとしても、ベクトル合成する
ことによって、算出された相関係数に位相ずれに起因す
る誤差が抑制される。
That is, when a received signal is demodulated, even if a phase shift or the like occurs, an error due to the phase shift in the calculated correlation coefficient is suppressed by vector combining.

【0052】[0052]

【実施例】以下本発明の各実施例を説明する。The embodiments of the present invention will be described below.

【0053】(第1実施例)図1は第1実施例の距離測
定装置の概略構成を示すブロック図である。また、図2
は同距離測定装置の動作を示すタイムチャートである。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring apparatus according to a first embodiment. FIG.
Is a time chart showing the operation of the distance measuring device.

【0054】PNパターン発生器21は、図9のPNパ
ターン発生器1と同一構成であり、図2に示すように、
クロック発生器22から入力される所定のクロック周期
0(周波数f0 )を有するクロック信号cに同期し
て、(2N −1)のデータ周期を有するデジタルのPN
パターン信号aを出力する。
The PN pattern generator 21 has the same configuration as the PN pattern generator 1 in FIG. 9, and as shown in FIG.
In synchronization with a clock signal c having a predetermined clock period T 0 (frequency f 0 ) input from the clock generator 22, a digital PN having a data period of (2 N -1)
The pattern signal a is output.

【0055】PNパターン発生器21から出力されたデ
ジタルのPNパターン信号aは信号送信処理部23内に
おいて、搬送波発振器25から出力された搬送波周波数
C(周期TC C ≧2f0 )を有する搬送波信号b
と信号合成器(ミキサ)24で信号合成される。具体的
には、信号合成器(ミキサ)24は、PNパターン信号
aの[1]レベル又は[0]レベルのレベル変化に応じ
て、搬送波信号bの位相を180°変更する。
The digital PN pattern signal a output from the PN pattern generator 21 has the carrier frequency f C (period T C f C ≧ 2f 0 ) output from the carrier oscillator 25 in the signal transmission processing unit 23. Carrier signal b
And the signal is synthesized by a signal synthesizer (mixer) 24. Specifically, the signal synthesizer (mixer) 24 changes the phase of the carrier signal b by 180 ° according to the level change of the [1] level or [0] level of the PN pattern signal a.

【0056】信号合成器(ミキサ)24から出力された
合成信号dは増幅器26で増幅された後、例えばアンテ
ナ27を介して電波放射される。
The combined signal d output from the signal combiner (mixer) 24 is amplified by an amplifier 26 and then radiated, for example, via an antenna 27.

【0057】信号受信処理部28においては、信号送信
処理部23のアンテナ27から電波放射された電波をア
ンテナ29を介して受信する。
The signal reception processing unit 28 receives the radio wave radiated from the antenna 27 of the signal transmission processing unit 23 via the antenna 29.

【0058】なお、信号送信処理部23のアンテナ27
と信号受信処理部28のアンテナ29との間が被測定伝
送路になるが、実際の測定においては、この被測定伝送
路は通信衛星までの往復経路や、都市相互間に敷設され
た光ファイバの往復経路であるので、信号送信処理部2
3と信号受信処理部28とは同一のケースに収納されて
いる。したがって、信号送信処理部23と信号受信処理
部28との間の信号の時間遅れはない。
The antenna 27 of the signal transmission processing unit 23
The measured transmission path is between the antenna and the antenna 29 of the signal reception processing unit 28. In actual measurement, the measured transmission path is a round trip path to a communication satellite or an optical fiber laid between cities. Signal transmission processing unit 2
3 and the signal reception processing unit 28 are housed in the same case. Therefore, there is no time delay of the signal between the signal transmission processing unit 23 and the signal reception processing unit 28.

【0059】アンテナ29で受信された受信信号gはバ
ンドパスフィルタ(BPF)30で帯域制限された後、
増幅器31で増幅される。増幅器31で増幅された受信
信号は次の復調器32へ入力される。
The received signal g received by the antenna 29 is band-limited by a band-pass filter (BPF) 30,
The signal is amplified by the amplifier 31. The received signal amplified by the amplifier 31 is input to the next demodulator 32.

【0060】復調器32は受信信号を搬送波発振器25
から出力された搬送波信号bで元のPNパターン信号に
対応する信号に復調する。復調器32から出力された復
調信号はローパスフイルタ(LPF)33で高周波雑音
成分が除去され、新たな復調信号h1 としてA/D変換
器34へ入力される。
The demodulator 32 outputs the received signal to the carrier wave oscillator 25
Is demodulated into a signal corresponding to the original PN pattern signal with the carrier signal b output from the PN signal. Demodulated signal output from the demodulator 32 is high-frequency noise component is removed by a low pass filter (LPF) 33, is input as a new demodulation signal h 1 to the A / D converter 34.

【0061】このA/D変換器34は、クロック入力端
子35から入力される周波数fS (周期TS )を有する
サンプリング信号kに同期して、入力された復調信号h
1 を例えば正負の符号を最上位ビットに設定される8ビ
ットデータにA/D変換する。A/D変換器34から出
力されたデジタルの復調信号h2 は次のデジタル相関器
36へ入力される。
The A / D converter 34 synchronizes with the sampling signal k having the frequency f S (period T S ) inputted from the clock input terminal 35 to input the demodulated signal h.
A / D conversion to the 8-bit data is set to 1 for example, a positive or negative sign to the most significant bit. The digital demodulated signal h 2 output from the A / D converter 34 is input to the next digital correlator 36.

【0062】一方、PNパターン発生器21から出力さ
れたPNパターン信号aは信号送信処理部23へ入力さ
れると共に、遅延回路37へ入力される。遅延回路37
は入力されたPNパターン信号aを制御部39から指定
された遅延時間τ1 だけ遅延して遅延PNパターン信号
1 として次のデジタル相関器36へ送出する。
On the other hand, the PN pattern signal a output from the PN pattern generator 21 is input to the signal transmission processing unit 23 and also to the delay circuit 37. Delay circuit 37
Delays the input PN pattern signal a by the delay time τ 1 designated by the control section 39 and sends it to the next digital correlator 36 as a delayed PN pattern signal a 1 .

【0063】デジタル相関器36は、前記サンプリング
信号kに同期して復調信号h1 と遅延PNパターン信号
1 との間で(1) 式に基づいて積和演算を行なって、相
関係数R(τ1 )を算出する。
The digital correlator 36 performs a product-sum operation based on the equation (1) between the demodulated signal h 1 and the delayed PN pattern signal a 1 in synchronization with the sampling signal k to obtain a correlation coefficient R (Τ 1 ) is calculated.

【0064】[0064]

【数1】 (Equation 1)

【0065】但し、TM =M・T0 =m・TSM :一つの相関係数の測定期間 この一つの遅延時間τ1 に対応する一つの相関係数R
(τ1 )を算出する場合の採取データ数mに対応する測
定時間TM は、PNパターン信号aのクロック周期T0
の整数の倍数Mの形で操作者にて与えられる。
Here, T M = M · T 0 = m · T S T M : Measurement period of one correlation coefficient One correlation coefficient R corresponding to this one delay time τ 1
The measurement time T M corresponding to the number m of collected data when calculating (τ 1 ) is the clock period T 0 of the PN pattern signal a.
Is given by the operator in the form of an integer multiple M of

【0066】デジタル相関器36から出力される相関係
数R(τ1 )は次の制御部39へ入力される。制御部3
9は一種のマイクロコンピュータで構成されており、内
部のアプリケーションプログラム上にソフト的に構成さ
れた遅延時間制御部40と距離算出部41とが構成され
ている。
The correlation coefficient R (τ 1 ) output from the digital correlator 36 is input to the next controller 39. Control unit 3
Reference numeral 9 denotes a type of microcomputer, which includes a delay time control unit 40 and a distance calculation unit 41 which are configured as software on an internal application program.

【0067】遅延時間制御部40は、デジタル相関器3
6から出力される相関係数R(τ1)が最大値になるよ
うに遅延回路37における遅延時間τ1 を制御する。具
体的には、操作者による測定開始指令に応動して、同じ
く操作者が指定したクロック周期T0 の倍数Mから得ら
れる測定時間(測定周期)TM 経過する毎に、遅延回路
37に送出する遅延時間τ1 を予め定められた最小値τ
1minから最大値τ1maxまで所定間隔毎に、順番に増加し
ていく。
The delay time control unit 40 includes the digital correlator 3
The delay time τ 1 in the delay circuit 37 is controlled so that the correlation coefficient R (τ 1 ) output from 6 becomes the maximum value. Specifically, in response to a measurement start command from the operator, the measurement signal is transmitted to the delay circuit 37 every time a measurement time (measurement period) T M obtained from a multiple M of the clock period T 0 specified by the operator elapses. Delay time τ 1 to a predetermined minimum value τ
It increases in order from 1 min to the maximum value τ 1max at predetermined intervals.

【0068】そして、測定時間(測定周期)TM 経過す
る毎に、デジタル相関器36から出力される相関係数R
(τ1 )の大小を順番に比較していき、最大相関係数R
(τ1 max が得られる遅延時間τ1Sを決定する。
The correlation coefficient R output from the digital correlator 36 every time the measurement time (measurement period) T M elapses.
1 ) is compared in order, and the maximum correlation coefficient R
1 ) Determine the delay time τ 1S at which max is obtained.

【0069】距離算出部41は、この決定された遅延時
間τ1Sをアンテナ27,29相互間で構成される被測定
伝送路の信号の伝送所要時間とし、この遅延時間τ1S
信号の伝送速度Vを乗算することによって、被測定伝送
路の距離L(=τ1S×V)を算出する。
The distance calculation unit 41 uses the determined delay time τ 1S as the transmission time of the signal on the transmission path to be measured formed between the antennas 27 and 29, and sets the transmission time of the signal to the delay time τ 1S. By multiplying by V, the distance L (= τ 1S × V) of the transmission path to be measured is calculated.

【0070】次に、このように構成された距離測定装置
において、信号受信処理部28にて受信され、復調され
た復調信号h1 から雑音に埋もれた信号成分を相関係数
を算出することによって、高いS/N比で検出できる理
由を前述した図5(a)(b)を用いて詳細に説明す
る。
Next, in the distance measuring apparatus thus configured, a signal component embedded in noise is calculated from the demodulated signal h 1 received and demodulated by the signal reception processing unit 28 to calculate a correlation coefficient. The reason why the signal can be detected at a high S / N ratio will be described in detail with reference to FIGS.

【0071】雑音成分のサンプリングされた各瞬時値
は、正負の極性に亘り、例えば正規分布等で代表される
広い範囲に分散する。一方、信号成分は一定値を維持し
ているので、図5(a)に示すように、一定の測定期間
M において(1) 式で示す積和演算の実行過程で雑音成
分は低減するが、信号成分は一定値を維持するので、S
/N比は向上する。
Each sampled instantaneous value of the noise component is dispersed over a positive / negative polarity over a wide range represented by, for example, a normal distribution. On the other hand, since the signal component maintains a constant value, as shown in FIG. 5A, the noise component is reduced during the execution of the product-sum operation represented by the equation (1) during the fixed measurement period T M. , Since the signal component maintains a constant value,
The / N ratio is improved.

【0072】次に、図5(b)に示すように、信号成分
が大きくなると、雑音成分も大きくなる場合について説
明する。
Next, as shown in FIG. 5B, a case will be described where the noise component increases as the signal component increases.

【0073】このように信号の大きさと雑音の大きさと
が相関を持つ場合は、(1) 式で示す積和演算をN回実行
すると、S/N比がN1/2 だけ上昇することが知られて
いる。このことを以下に示す。
As described above, when the magnitude of the signal and the magnitude of the noise have a correlation, if the product-sum operation represented by the equation (1) is executed N times, the S / N ratio may increase by N 1/2. Are known. This is shown below.

【0074】今、N回の積和演算を行うとして、i回目
の相関係数の測定データXi(t)の信号成分をsi 、雑音
成分をni としたとき、N回の測定による信号成分の和
は(2) 式となる。
Now, assuming that N times of product-sum operations are performed, supposing that the signal component of the i-th correlation coefficient measurement data Xi (t) is si and the noise component is ni, the signal component of the N-times measurement is The sum is given by equation (2).

【0075】[0075]

【数2】 (Equation 2)

【0076】となる。(2)(3)式において、s,nは信号
と雑音の平均振幅である。これにより、積和演算後のS
/NはS/N=Ns/(N1/2 n)=N1/2 (s/n)
…(4)となる。(3) 式において、N回の積和
演算によって、信号成分がN倍になり、雑音成分がN
1/2 倍となり、これらを合計したS/N比が全体として
1/2 倍となることが理解できる。
Is obtained. In equations (2) and (3), s and n are the average amplitudes of the signal and noise. As a result, S after product-sum operation
/ N is S / N = Ns / (N 1/2 n) = N 1/2 (s / n)
… (4). In the equation (3), the signal component becomes N times and the noise component becomes N
It can be seen that the S / N ratio is N 1/2 times as a whole.

【0077】したがって、雑音成分が大きい復調信号か
らこの雑音成分に埋もれた微弱信号が検出される。
Therefore, a weak signal buried in the noise component is detected from the demodulated signal having a large noise component.

【0078】なお、S/N比の向上度合いは、図5
(a)(b)に示すように、測定時間TM (積和演算時
間)の他に、各信号をA/D変換する場合におけるサン
プリング信号の周波数fS を高くして、積和演算を実施
する場合におけるデータ数を増加してもよい。
The degree of improvement in the S / N ratio is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), in addition to the measurement time T M (product-sum operation time), the frequency f S of the sampling signal in the case of A / D conversion of each signal is increased to perform the product-sum operation. The number of data in the case of implementation may be increased.

【0079】そして、この第1実施例装置においては、
図2のタイムチャートに示すように、送信信号処理部2
3からアンテナ27を介して送信された合成信号dが、
受信信号処理部28にて受信される被測定伝送路を伝搬
される過程において、大きな雑音が混入して、受信信号
gや復調信号h2 のS/N比が大幅に低下している。し
かし、デジタル相関器36で復調信号h2 と遅延PNパ
ターン信号a1 との相関係数R(τ1 )を算出すること
によって、遅延時間τ1 を変化させた場合における最大
相関係数R(τ1 max を高い精度で検出できる。
In the first embodiment,
As shown in the time chart of FIG.
3 is transmitted through the antenna 27,
In the process of being propagated through the transmission path to be measured is received by the reception signal processing section 28, a large noise is mixed, S / N ratio of the received signal g and the demodulated signal h 2 is substantially reduced. However, by calculating the correlation coefficient R (τ 1) between the demodulated signal h 2 and the delayed PN pattern signal a 1 by a digital correlator 36, the maximum correlation coefficient in the case of changing the delay time tau 1 R ( τ 1 ) max can be detected with high accuracy.

【0080】なお、一つの遅延時間τ1 における相関係
数R(τ1 )の測定時間TM を大きく設定することによ
って、各遅延時間τ1 における相関係数R(τ1 )の測
定精度をより一層向上できるので、最終的に得られる被
測定伝送路の距離Lの測定精度をより一層向上できる。
[0080] Incidentally, by setting the measurement time T M greater correlation coefficient in one of the delay times τ 1 R (τ 1), the measurement accuracy of the correlation coefficient R (τ 1) in the delay times tau 1 Since the accuracy can be further improved, the measurement accuracy of the finally obtained distance L of the measured transmission path can be further improved.

【0081】次に、被測定伝送路の距離LをPNパター
ン信号及びデジタル相関器36を用いて正確に測定でき
る理由を図3及び図4を用いて説明する。
Next, the reason why the distance L of the transmission path to be measured can be accurately measured using the PN pattern signal and the digital correlator 36 will be described with reference to FIGS.

【0082】前述したようにM系列のPNパターン信号
は(2N −1)のデータ周期を有する周期信号である。
したがって、PNパターン発生器21をクロック信号c
に同期して起動させると、1周期Tは T=TC (2N −1)=Δ(2N −1) 但し、TC =Δとなる。したがって、PNパターン信号
の各データの経過時間tを関数とする自己相関係数R
(t)を算出すると、図3に示すように、データ周期T
経過する毎に鋭い[1]のピーク値が生じる。一方、そ
の他の時間位置では自己相関係数R(t)は[1/n]
である。
As described above, the M-sequence PN pattern signal is a periodic signal having a data period of (2 N -1).
Therefore, the PN pattern generator 21 outputs the clock signal c
And one cycle T is T = T C (2 N −1) = Δ (2 N −1) where T C = Δ. Therefore, the autocorrelation coefficient R as a function of the elapsed time t of each data of the PN pattern signal
When (t) is calculated, as shown in FIG.
A sharp peak value of [1] is generated each time. On the other hand, at other time positions, the autocorrelation coefficient R (t) is [1 / n].
It is.

【0083】実施例装置のように、同一周期を有する2
つのPNパターン信号相互間の相関係数R(τ1 )は、
両方のPNパターン信号が完全に同期した時点で、図3
に示すように、鋭いピーク値を示す。したがって、この
鋭いピーク値は高い精度で検出でき、この鋭いピーク値
における遅延時間τ1Sを高い精度で特定できる。
As in the apparatus of the embodiment, two
The correlation coefficient R (τ 1 ) between two PN pattern signals is
When both PN pattern signals are completely synchronized, FIG.
Shows a sharp peak value. Therefore, the sharp peak value can be detected with high accuracy, and the delay time τ 1S at the sharp peak value can be specified with high accuracy.

【0084】図4(a)(b)は、信号送信処理部23
の信号合成器24から出力される合成信号dの周波数特
性図である。搬送波抑圧比が十分な場合は、図4(a)
に示すように、合成信号dには搬送波周波数fC の成分
は含まれずに、搬送波抑圧比が不十分な場合は、図4
(b)に示すように、合成信号dに搬送波周波数fC
成分が含まれる。
FIGS. 4A and 4B show the signal transmission processing section 23.
5 is a frequency characteristic diagram of a synthesized signal d output from the signal synthesizer 24 of FIG. When the carrier suppression ratio is sufficient, FIG.
As shown in FIG. 4, when the composite signal d does not include the component of the carrier frequency f C and the carrier suppression ratio is insufficient,
As shown in (b), the component of the carrier frequency f C is included in the composite signal d.

【0085】このように、合成信号dに搬送波周波数f
C の成分が含まれると、復調された信号h1 ,h2 にお
いて、雑音として特定周波数成分が残るので、たとえデ
ジタル相関器36で相関係数R(τ1 )を算出しても、
この相関係数R(τ1 )において高いS/N比を得るこ
とは困難である。したがって、最適の搬送波抑圧比が得
られるように、搬送波信号bの信号レベルを調整してい
る。
As described above, the carrier frequency f
If the C component is included, the demodulated signals h 1 and h 2 have specific frequency components remaining as noise, so even if the digital correlator 36 calculates the correlation coefficient R (τ 1 ),
It is difficult to obtain a high S / N ratio at the correlation coefficient R (τ 1 ). Therefore, the signal level of the carrier signal b is adjusted so as to obtain the optimum carrier suppression ratio.

【0086】(第2実施例)図1における距離測定装置
におけるデジタル相関器36の測定時間TM をPNパタ
ーン信号aのクロック周期T0 に設定すると(M=
1)、この距離測定装置を微弱信号検出装置として使用
できる。
(Second Embodiment) When the measurement time T M of the digital correlator 36 in the distance measuring device in FIG. 1 is set to the clock period T 0 of the PN pattern signal a (M =
1) The distance measuring device can be used as a weak signal detecting device.

【0087】すなわち、前述した(1) 式で示す積和演算
の範囲がPNパターン信号aの1データの継続時間T0
となる。この時間T0 内においては、図2に示すよう
に、復調信号h2 の大きな雑音成分に埋もれた信号成分
は一定値を維持するので、測定時間TM 毎、すなわちク
ロック周期T0 に同期してデジタル相関器36から出力
される相関係数R(τ1 )が雑音成分が除去された再生
PNパターン信号そのものになる。
That is, the range of the product-sum operation shown in the above equation (1) is the duration T 0 of one data of the PN pattern signal a.
Becomes During this time T 0 , as shown in FIG. 2, the signal component buried in the large noise component of the demodulated signal h 2 maintains a constant value, so that it is synchronized with the measurement time T M , that is, in synchronization with the clock cycle T 0. Thus, the correlation coefficient R (τ 1 ) output from the digital correlator 36 becomes the reproduced PN pattern signal itself from which the noise component has been removed.

【0088】そして、この出力された再生PNパターン
信号をA/D変換器でデジタルの再生PNパターン信号
に変換すればよい。よって、受信信号gから雑音成分に
埋もれた微弱な信号を精度よく検出できる。
Then, the output reproduced PN pattern signal may be converted into a digital reproduced PN pattern signal by an A / D converter. Therefore, a weak signal buried in the noise component can be accurately detected from the received signal g.

【0089】この場合、再生PNパターン信号のS/N
比を向上させるには、測定時間TMを増加する代りに、
A/D変換器34におけるサンプリング周波数fS を上
昇させて、積和演算におけるサンプリングデータ数を増
加すればよい。
In this case, the S / N of the reproduced PN pattern signal
To improve the ratio, instead of increasing the measurement time T M ,
The sampling frequency f S in the A / D converter 34 may be increased to increase the number of sampling data in the product-sum operation.

【0090】なお、実際に微弱信号検出装置として使用
する前に、制御部39を起動させて、最大の相関係数R
(τ1 max が得られる遅延時間τ1Sを遅延回路37に
設定しておくことによって、より再生PNパターン信号
のS/N比を向上できる。
Before actually using the device as a weak signal detection device, the control unit 39 is started to activate the maximum correlation coefficient R
By setting the delay time τ 1S at which (τ 1 ) max is obtained in the delay circuit 37, the S / N ratio of the reproduced PN pattern signal can be further improved.

【0091】(第3実施例)図6は本発明の第3の実施
例の距離測定装置の概略構成を示すブロック図である。
図1に示す第1実施例装置と同一部分には同一符号が付
してある。したがって、重複する部分の詳細説明は省略
されている。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
The same parts as those in the first embodiment shown in FIG. Therefore, the detailed description of the overlapping part is omitted.

【0092】この実施例装置においては、信号受信処理
部28a内に、信号分岐器42及び90°移相器44が
組込まれている。
In this embodiment, a signal splitter 42 and a 90 ° phase shifter 44 are incorporated in the signal reception processing section 28a.

【0093】信号受信処理部28a内の増幅器31から
出力された受信信号は、信号分岐器42で2方向に分岐
される。2方向に分岐された一方の受信信号は、図1に
示す第1実施例装置と同様に、復調器32へ入力され
る。そして、この受信信号は復調器32で搬送波信号b
を用いて復調されて、ローパスフィルタ33を介してA
/D変換器34でA/D変換されて、元のPNパターン
信号aに対応する復調信号h3 として第1のデジタル相
関器としてのデジタル相関器36へ入力される。デジタ
ル相関器36は、遅延回路37で遅延された遅延PNパ
ターン信号a1と前記復調信号h3 との相関係数RX
算出する。
The reception signal output from the amplifier 31 in the signal reception processing section 28a is split in two directions by the signal splitter 42. One of the received signals branched in two directions is input to the demodulator 32 as in the first embodiment shown in FIG. Then, the received signal is converted by the demodulator 32 into a carrier signal b.
And demodulated using the low pass filter 33
/ D converter 34 are converted A / D, is input as a demodulation signal h 3 corresponding to the original PN pattern signal a to a first digital correlator 36 as a digital correlator. Digital correlator 36 calculates the correlation coefficient R X between the demodulated signal h 3 delayed delayed PN pattern signal a 1 and the delay circuit 37.

【0094】信号分岐器42で2方向に分岐された他方
の受信信号は、別の復調器32aへ入力される。この復
調器32aには搬搬送波信号bの位相を90°移相器4
4で90°移相された搬搬送波信号b1 が入力されてい
る。この他方の受信信号は復調器32aで搬送波信号b
1 を用いて復調されて、ローパスフィルタ33aを介し
て第1のA/D変換器としてのA/D変換器34aでA
/D変換されて、元のPNパターン信号aを90°移相
したPNパターン信号に対応する復調信号h4として第
2のデジタル相関器としてのデジタル相関器36aへ入
力される。
The other received signal branched in two directions by the signal splitter 42 is input to another demodulator 32a. The phase of the carrier signal b is shifted by 90 ° to the demodulator 32a.
4 in transportable carrier signal b 1 which is 90 ° phase-shifted is input. The other received signal is supplied to the demodulator 32a by the carrier signal b.
1 and demodulated by the A / D converter 34a as a first A / D converter via the low-pass filter 33a.
/ D converted and inputted as a demodulated signal h 4 corresponding to the PN pattern signal 90 ° phase shift of the original PN pattern signal a to the second digital correlator 36a as a digital correlator.

【0095】デジタル相関器36aは、他のデジタル相
関器36と同一構成を有しており、遅延回路37で遅延
された遅延PNパターン信号a1 と前記復調信号h4
の相関係数RY を算出する。
The digital correlator 36a has the same configuration as the other digital correlators 36, and has a correlation coefficient R Y between the delayed PN pattern signal a 1 delayed by the delay circuit 37 and the demodulated signal h 4. Is calculated.

【0096】各デジタル相関器36,36aで算出され
た各相関係数RX ,RY は制御部39aへ入力される。
制御部39a内には、ベクトル演算部43と遅延時間制
御部40aと距離算出部41aとが設けられている。
The correlation coefficients R X and R Y calculated by the digital correlators 36 and 36a are input to the control unit 39a.
The control unit 39a includes a vector calculation unit 43, a delay time control unit 40a, and a distance calculation unit 41a.

【0097】ベクトル演算部43は、各デジタル相関器
36,36aから測定時間TM (測定周期)経過毎に入
力される各相関係数RX ,RY をベクトル合成する。こ
のベクトル合成手法を図7を用いて説明する。
The vector operation unit 43 combines the correlation coefficients R X and R Y input from the digital correlators 36 and 36 a every time the measurement time T M (measurement period) elapses. This vector synthesis method will be described with reference to FIG.

【0098】前記復調信号h3 と復調信号h4 とは位相
が互いに90°異なるので、得られた各相関係数RX
Y も互いに90°位相が異なる。
Since the phases of the demodulated signal h 3 and the demodulated signal h 4 are different from each other by 90 °, the obtained correlation coefficients R X ,
RY also differ in phase by 90 °.

【0099】よって、各ベクトル相関係数RX ,R
Y を(5)(6)式で定義できる。
Therefore, each vector correlation coefficient R X , R
Y can be defined by equations (5) and (6).

【0100】 RX =A COSωt …(5) RY =A COS (ωt +π/2)=A sinωt …(6) 但し、Aは位相に依存しない値(スカラー量)である。R X = A COS ωt (5) R Y = A COS (ωt + π / 2) = A sin ωt (6) where A is a value independent of the phase (scalar amount).

【0101】したがって、合成ベクトル相関関数R
(τ1 )は(7) 式となる。
Therefore, the synthetic vector correlation function R
1 ) is given by equation (7).

【0102】 R(τ1 )=RX +RY …(7) この合成ベクトル相関関数R(τ1 )のスカラー量
(絶対値)R(τ1 )は(8) 式で示される。
[0102] R (τ 1) = R X + R Y ... (7) scalar quantity of the resultant vector correlation function R (tau 1) (absolute value) R (tau 1) is represented by equation (8).

【0103】 R(τ1 )=|R(τ1 )| =[|RX 2 +|RY 2 1/2 =A[ COS2 ωt + sin2 ωt ] =A …(8) このようにして求められた相関関数R(τ1 )は次の遅
延時間制御部40aへ送出される。
[0103] R (τ 1) = | R (τ 1) | = [| R X | 2 + | R Y | 2] 1/2 = A [COS 2 ωt + sin 2 ωt] = A ... (8) The correlation function R (τ 1 ) thus obtained is sent to the next delay time control unit 40a.

【0104】遅延時間制御部40aはベクトル演算部4
3から測定時間TM 経過毎に入力される相関関数R(τ
1 )が最大相関関数R(τ1 max になる遅延時間τ1S
を決定して、次の距離算出部41aへ送出する。距離算
出部41aはこの遅延時間τ1Sに信号の伝送速度Vを乗
算することによって、被測定伝送路の距離L(=τ1S×
V)を算出する。
The delay time control section 40a includes the vector operation section 4
3 and a correlation function R (τ) input every time the measurement time T M elapses.
1 ) delay time τ 1S at which the maximum correlation function R (τ 1 ) max
Is determined and sent to the next distance calculation unit 41a. The distance calculation unit 41a multiplies the delay time τ 1S by the transmission speed V of the signal to obtain the distance L (= τ 1S ×
V) is calculated.

【0105】このように構成された距離測定装置の技術
的効果を説明する。
The technical effect of the distance measuring device thus configured will be described.

【0106】例えば図1に示す距離測定装置の受信信号
処理部28のアンテナ29の受信方向が変化して、信号
の伝送所要時間に変化を与える場合がある。また、被測
定伝送路が図1.図6に示す電波経路ではなくて、同軸
ケーブルや光ファイバ等の場合は、ケーブルの伸縮等に
より、伝送所要時間に変化を与える場合がある。
For example, the reception direction of the antenna 29 of the reception signal processing section 28 of the distance measuring apparatus shown in FIG. The transmission path to be measured is shown in FIG. In the case of a coaxial cable, an optical fiber, or the like instead of the radio wave path shown in FIG. 6, the required transmission time may change due to expansion and contraction of the cable.

【0107】いずれの場合も、復調器32において受信
信号gを復調した場合において、復調信号に位相ずれが
発生する懸念がある。よって、たとえ遅延回路37にお
いて遅延時間を同一遅延時間τ1 に設定した場合におい
ても、測定するタイミングが異なれば、相関関数R(τ
1 )が異なる値となる不都合が生じる。
In any case, when the demodulator 32 demodulates the received signal g, there is a concern that a phase shift occurs in the demodulated signal. Therefore, even when the delay time is set to the same delay time τ 1 in the delay circuit 37, if the measurement timing is different, the correlation function R (τ
There is a disadvantage that 1 ) has a different value.

【0108】しかしながら、図6に示す第3実施例装置
のように、受信信号gから互いに位相が90°異なる2
つのPNパターン信号に対応した信号h3 ,h4 に復調
することによって、各相関係数RX ,RY をベクトル合
成することによって、得られるベクトル相関関数R
(τ1 )の絶対値Aは図7に示すように、たとえ両者の
位相が相対的にずれたとしても円周上を移動するので、
常に一定値を維持する。よって、復調器32,32aに
生じる位相ずれに起因する相関関数R(τ1 )が最大相
関関数R(τ1 max になる遅延時間τ1Sの決定、及び
その後における被測定伝送路に対する距離算出精度が低
下することが未然に防止される。
However, as in the device of the third embodiment shown in FIG.
By demodulating the correlation coefficients R X and R Y into signals h 3 and h 4 corresponding to two PN pattern signals, a vector correlation function R
As shown in FIG. 7, since the absolute value A of (τ 1 ) moves on the circumference even if the phases of both are relatively shifted,
Always maintain a constant value. Therefore, the delay time τ 1S at which the correlation function R (τ 1 ) due to the phase shift generated in the demodulators 32 and 32a becomes the maximum correlation function R (τ 1 ) max is determined, and the distance to the transmission path to be measured is calculated thereafter. A decrease in accuracy is prevented beforehand.

【0109】(第4実施例)図8は本発明の第4実施例
に係わる距離測定装置の概略構成を示すブロック図であ
る。図6に示す第3実施例装置と同一部分には同一符号
が付してある。したがって、重複する部分の詳細説明は
省略されている。
(Fourth Embodiment) FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in the third embodiment shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. Therefore, the detailed description of the overlapping part is omitted.

【0110】この実施例装置においては、受信信号処理
部28bにおいて、分岐器42にて分岐された一方の受
信信号g1 をそのまま復調器32へ送出し、分岐された
他方の受信信号g2 を90°移相器44aで90°位相
をずらせて他方の復調器32aへ送出している。そし
て、各復調器32,32aには搬送波発振器25から同
一位相の搬送波信号bが入力されている。
[0110] In this example system, the received signal processing section 28b, the received signal g 1 of the one which is branched at splitter 42 as it is sent to the demodulator 32, branched to the other received signal g 2 The 90 ° phase shifter 44a shifts the phase by 90 ° and sends it to the other demodulator 32a. The carrier signal b having the same phase is input from the carrier oscillator 25 to each of the demodulators 32 and 32a.

【0111】このような構成の距離測定装置において
も、A/D変換器34,34aから出力される各復調信
号は互いに位相が90°異なる2つのPNパターン信号
に対応する復調信号h3 ,h4 となる。各デジタル相関
器36,36aから出力される相関係数RX ,RY の各
ベクトル相関係数RX ,RY は図7に示すように、
相対的に90°の位相差を維持するので、前述した第3
実施例装置とほぼ同様の効果を得ることができる。
Also in the distance measuring apparatus having such a configuration, the demodulated signals output from the A / D converters 34 and 34a are demodulated signals h 3 and h 3 corresponding to two PN pattern signals having phases different from each other by 90 °. It becomes 4 . The correlation coefficient R X output from the digital correlator 36, 36a, each vector correlation coefficient of R Y R X, R Y, as shown in FIG. 7,
Since the phase difference of 90 ° is relatively maintained, the third
It is possible to obtain substantially the same effects as those of the embodiment device.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上説明したように本発明の距離測定
置においては、受信側において、大きい雑音成分を含む
受信信号を搬送波信号で復調して元のPNパターン信号
に対応する復調信号を得て、さらにこの復調信号をA/
D変換し、A/D変換の復調信号と元のPNパターン信
号を遅延した遅延PNパターン信号との相関係数をデジ
タル相関器で得て、この相関係数を再生PNパターン信
号としている。
As described above, in the distance measuring apparatus according to the present invention, on the receiving side, a received signal containing a large noise component is demodulated by a carrier signal to correspond to the original PN pattern signal. A demodulated signal is obtained, and the demodulated signal is further converted to A /
A digital correlator obtains a correlation coefficient between the demodulated signal of the A / D conversion and the delayed PN pattern signal obtained by delaying the original PN pattern signal, and the correlation coefficient is used as a reproduced PN pattern signal.

【0113】したがって、アナログの乗算器やアナログ
の積分器が組込まれていないので、たとえ長時間に亘っ
て積和演算を実施したとしても、直流ドリフトが発生す
ることはないので、微弱信号の検出精度を向上できる。
Accordingly, since no analog multiplier or analog integrator is incorporated, no DC drift occurs even if the product-sum operation is performed for a long time. Accuracy can be improved.

【0114】また、自己相関係数が非常に高いPNパタ
ーン信号を用い、受信信号から復調した元のPNパター
ン信号に対応する復調信号のA/D変換値と遅延PNパ
ターン信号のA/D変換値とのデジタル相関係数を算出
して、この相関係数から被測定伝送路の距離を算出して
いる。
[0114] Also, self employed very high PN pattern signal correlation coefficient, the A / D conversion value of the demodulated signal corresponding to the original PN pattern signal demodulated from the received signal and the delayed PN pattern signal A / D A digital correlation coefficient with the converted value is calculated, and the distance of the transmission path to be measured is calculated from the correlation coefficient.

【0115】したがって、サンプリングデータ数を増加
(データ採取期間)したとしても、直流ドリフトが発生
することはないので、相関係数の算出精度を上昇でき、
結果として、相関係数の最大値が得られる遅延時間を精
度よく算出でき、被測定伝送路の距離測定精度を向上し
ている。
Therefore, even if the number of sampling data is increased (data collection period), no DC drift occurs, so that the accuracy of calculating the correlation coefficient can be increased.
As a result, the delay time at which the maximum value of the correlation coefficient is obtained can be accurately calculated, and the distance measurement accuracy of the transmission path to be measured is improved.

【0116】さらに、別の発明においては、信号受信処
理部において、受信信号は互いに位相が90°異なる2
つのPNパターン信号に対応する2つの信号へ復調され
る。すなわち、受信信号を復調する場合に、たとえ位相
ずれ等が発生したとしても、ベクトル合成することによ
って、算出された相関係数に位相ずれに起因する誤差が
抑制される。よって、より一層距離の測定精度を向上で
きる。
Further, in another invention, in the signal reception processing section, the received signals are different in phase by 90 ° from each other.
The signal is demodulated into two signals corresponding to one PN pattern signal. That is, when a received signal is demodulated, even if a phase shift or the like occurs, an error due to the phase shift in the calculated correlation coefficient is suppressed by vector combining. Therefore, distance measurement accuracy can be further improved.

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

【図1】 本発明の第1実施例の距離測定装置の概略構
成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 同第1実施例の動作を示すタイムチャートFIG. 2 is a time chart showing the operation of the first embodiment.

【図3】 同第1実施例に用いられるPNパターン信号
の自己相関係数を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an autocorrelation coefficient of a PN pattern signal used in the first embodiment.

【図4】 同第1実施例の信号合成器から出力される合
成信号の周波数特性図
FIG. 4 is a frequency characteristic diagram of a combined signal output from the signal combiner of the first embodiment.

【図5】 同第1実施例の信号受信処理部の受信信号に
おける信号と雑音との関係を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a signal and noise in a reception signal of the signal reception processing unit of the first embodiment.

【図6】 本発明の第3実施例の距離測定装置の概略構
成を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 同第3実施例における各相関係数のベクトル
を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a vector of each correlation coefficient in the third embodiment.

【図8】 本発明の第4実施例の距離測定装置の概略構
成を示すブロック図
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 アナログ相関器を用いた従来の距離測定装置
の概略構成を示すブロック図
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional distance measuring device using an analog correlator;

【図10】 同従来装置の動作を示すタイムチャートFIG. 10 is a time chart showing the operation of the conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…PNパターン発生器、22…クロック発生器、2
3…信号送信処理装置、24…信号合成器、25…搬送
波発振器、26,31…増幅器、27,29…アンテ
ナ、28…信号受信処理部、30…バンドパスフィル
タ、32,32a…復調器、33,33a…ローパスフ
ィルタ、34,34a…A/D変換器、36,36a…
デジタル相関器、37…遅延回路、39,39a…制御
部、40,40a…遅遅延時間制御部、41,41a…
距離算出部、43…ベクトル演算部、44,44a…9
0°移相器
21 ... PN pattern generator, 22 ... Clock generator, 2
3 ... Signal transmission processing device, 24 ... Signal combiner, 25 ... Carrier wave oscillator, 26,31 ... Amplifier, 27,29 ... Antenna, 28 ... Signal reception processing unit, 30 ... Band pass filter, 32,32a ... Demodulator, 33, 33a ... low-pass filter, 34, 34a ... A / D converter, 36, 36a ...
Digital correlator, 37 delay circuit, 39, 39a control unit, 40, 40a delay time control unit, 41, 41a
Distance calculation unit, 43 ... vector calculation unit, 44, 44a ... 9
0 ° phase shifter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 幸夫 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (72)発明者 山本 周 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (72)発明者 秋葉 重幸 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (72)発明者 若林 博晴 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号 国 際電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−34578(JP,A) 特開 平2−246542(JP,A) 特開 平5−145521(JP,A) 特開 平5−281340(JP,A) 特開 平7−12930(JP,A) 特開 平7−35849(JP,A) 特開 平7−321611(JP,A) 特開 平8−278362(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04J 13/00 G01S 13/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yukio Horiuchi 2-3-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo International Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Shu Yamamoto 2-3-Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (2) Inside the International Telegraph and Telephone Corporation (72) Shigeyuki Akiba 2-3-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo International Telegraph and Telephone Corporation (72) Hiroharu Wakabayashi 2, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 3-2, International Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-55-34578 (JP, A) JP-A-2-246542 (JP, A) JP-A-5-145521 (JP, A) JP-A-5-281340 (JP, A) JP-A-7-12930 (JP, A) JP-A-7-35849 (JP, A) JP-A-7-321611 (JP, A) JP-A 8-278362 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , D B name) H04J 13/00 G01S 13/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 デジタルのPNパターン信号を発生する
PNパターン発生器(21)と、 このPNパターン発生器から出力されたPNパターン信
号と搬送波信号とを信号合成して被測定伝送路へ送信す
る信号送信処理部(23)と、 前記被測定伝送路を経由した信号を受信して前記搬送波
信号を用いて元のPNパターン信号へ復調する信号受信
処理部(28)と、 この信号受信処理部から出力された復調PNパターン信
号をA/D変換するA/D変換器(34)と、 前記PNパターン発生器から出力されたPNパターン信
号を遅延する遅延回路(37)と、 前記A/D変換された復調PNパターン信号と前記遅延
された遅延PNパターン信号との相関係数を算出するデ
ジタル相関器(36)と、 このデジタル相関器で算出される相関係数が最大値にな
るように前記遅延回路における遅延時間を制御する遅延
時間制御手段(40)と、 この遅延時間制御手段にて制御された遅延時間に基づい
て前記被測定伝送路の距離を算出する距離算出手段(41)
とを備えた距離測定装置。
1. A PN pattern generator (21) for generating a digital PN pattern signal; a PN pattern signal output from the PN pattern generator and a carrier signal are synthesized and transmitted to a transmission path to be measured. A signal transmission processing unit (23); a signal reception processing unit (28) that receives a signal transmitted through the transmission path under measurement and demodulates the signal into an original PN pattern signal using the carrier signal; An A / D converter (34) for A / D converting the demodulated PN pattern signal output from the PN pattern signal; a delay circuit (37) for delaying the PN pattern signal output from the PN pattern generator; A digital correlator ( 36 ) for calculating a correlation coefficient between the converted demodulated PN pattern signal and the delayed delayed PN pattern signal; and The delay circuit Definitive and the delay time control means for controlling the delay time (40), the distance calculating means for calculating the distance of the measured transmission path based on the delay time controlled by the delay time control means (41)
A distance measuring device comprising:
【請求項2】 デジタルのPNパターン信号を発生する
PNパターン発生器(21)と、 このPNパターン発生器から出力されたPNパターン信
号と搬送波信号とを信号合成して被測定伝送路へ送信す
る信号送信処理部(23)と、 前記被測定伝送路を経由した信号を受信し、分岐器(42)
で2つの受信信号に分岐し、第1の復調器(32)では前記
分岐された一方の受信信号を前記搬送波信号で復調し、
第2の復調器(32a) では前記分岐された他方の受信信号
を、90°移相器(44)で前記搬送波信号の位相を90°
移相した搬送波信号で復調する信号受信処理部(28a)
と、 この信号受信処理部から出力された一対の復調信号をそ
れぞれA/D変換する一対のA/D変換器(34.34a)と、 前記PNパターン発生器から出力されたPNパターン信
号を遅延する遅延回路(37)と、 前記A/D変換された一方の復調信号と前記遅延された
遅延PNパターン信号との相関係数を算出する第1のデ
ジタル相関器(36)と、 前記A/D変換された他方の復調信号と前記遅延された
遅延PNパターン信号との相関係数を算出する第2のデ
ジタル相関器(36a) と、 前記第1,第2のデジタル相関器で得られた各相関係数
をベクトル演算するベクトル演算手段(43)と、 このベクトル演算手段で得られたベクトル相関係数の値
が最大値になるように前記遅延回路における遅延時間を
制御する遅延時間制御手段(40a) と、 この遅延時間制御手段にて制御された遅延時間に基づい
て前記被測定伝送路の距離を算出する距離算出手段(41
a) とを備えた距離測定装置。
2. A PN pattern generator (21) for generating a digital PN pattern signal, and a PN pattern signal output from the PN pattern generator and a carrier signal are combined and transmitted to a transmission path to be measured. A signal transmission processing unit (23), receives the signal via the transmission path to be measured, and a splitter (42)
The first demodulator (32) demodulates one of the branched reception signals with the carrier signal.
In the second demodulator (32a), the other of the branched reception signals is converted by the 90 ° phase shifter (44) to the phase of the carrier signal by 90 °.
Signal reception processing unit (28a) that demodulates with the phase-shifted carrier signal
A pair of A / D converters (34.34a) for A / D converting the pair of demodulated signals output from the signal reception processing unit; and delaying the PN pattern signal output from the PN pattern generator. A delay circuit (37); a first digital correlator (36) for calculating a correlation coefficient between one of the A / D-converted demodulated signals and the delayed delayed PN pattern signal; A second digital correlator (36a) for calculating a correlation coefficient between the other converted demodulated signal and the delayed delayed PN pattern signal; and each of the digital correlators obtained by the first and second digital correlators. Vector operation means (43) for performing a vector operation on the correlation coefficient, and delay time control means (for controlling the delay time in the delay circuit so that the value of the vector correlation coefficient obtained by the vector operation means becomes a maximum value) 40a) and this delay time control means Distance calculating means for calculating the distance of the measured transmission path on the basis of the control delay time (41
a) a distance measuring device comprising:
【請求項3】 デジタルのPNパターン信号を発生する
PNパターン発生器(21)と、 このPNパターン発生器から出力されたPNパターン信
号と搬送波信号とを信号合成して被測定伝送路へ送信す
る信号送信処理部(23)と、 前記被測定伝送路を経由した信号を受信し、分岐器(42)
で2つの受信信号に分岐し、前記分岐された一方の受信
信号は第1の復調器(32)にて前記搬送波信号を用いて復
調し、前記分岐された他方の受信信号は90°移相器(4
4a) で位相を90°移相し、第2の復調器(32a) にて前
記搬送波信号を用いて復調する信号受信処理部(28b)
と、 この信号受信処理部から出力された一対の復調信号をそ
れぞれA/D変換する一対のA/D変換器(34.34a)と、 前記PNパターン発生器から出力されたPNパターン信
号を遅延する遅延回路(37)と、 前記A/D変換された一方の復調信号と前記遅延された
遅延PNパターン信号との相関係数を算出する第1のデ
ジタル相関器(36)と、 前記A/D変換された他方の復調信号と前記遅延された
遅延PNパターン信号との相関係数を算出する第2のデ
ジタル相関器(36a) と、 前記第1,第2のデジタル相関器で得られた各相関係数
をベクトル演算するベクトル演算手段(43)と、 このベクトル演算手段で得られたベクトル相関係数の値
が最大値になるように前記遅延回路における遅延時間を
制御する遅延時間制御手段(40a) と、 この遅延時間制御手段にて制御された遅延時間に基づい
て前記被測定伝送路の距離を算出する距離算出手段(41
a) とを備えた距離測定装置。
3. A PN pattern generator (21) for generating a digital PN pattern signal; a PN pattern signal output from the PN pattern generator and a carrier signal are synthesized and transmitted to a transmission path to be measured. A signal transmission processing unit (23), receives the signal via the transmission path to be measured, and a splitter (42)
The first received signal is demodulated using the carrier signal in a first demodulator (32), and the other received signal is phase-shifted by 90 °. Container (4
4a) the signal is shifted by 90 °, and the second demodulator (32a) demodulates using the carrier signal (28b).
A pair of A / D converters (34.34a) for A / D converting the pair of demodulated signals output from the signal reception processing unit; and delaying the PN pattern signal output from the PN pattern generator. A delay circuit (37); a first digital correlator (36) for calculating a correlation coefficient between one of the A / D-converted demodulated signals and the delayed delayed PN pattern signal; A second digital correlator (36a) for calculating a correlation coefficient between the other converted demodulated signal and the delayed delayed PN pattern signal; and each of the digital correlators obtained by the first and second digital correlators. Vector operation means (43) for performing a vector operation on the correlation coefficient, and delay time control means (for controlling the delay time in the delay circuit so that the value of the vector correlation coefficient obtained by the vector operation means becomes a maximum value) 40a) and this delay time control means Distance calculating means for calculating the distance of the measured transmission path on the basis of the control delay time (41
a) a distance measuring device comprising:
JP30019496A 1996-11-12 1996-11-12 Distance measuring device Expired - Fee Related JP2945875B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30019496A JP2945875B2 (en) 1996-11-12 1996-11-12 Distance measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30019496A JP2945875B2 (en) 1996-11-12 1996-11-12 Distance measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10145331A JPH10145331A (en) 1998-05-29
JP2945875B2 true JP2945875B2 (en) 1999-09-06

Family

ID=17881876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30019496A Expired - Fee Related JP2945875B2 (en) 1996-11-12 1996-11-12 Distance measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2945875B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3952022B2 (en) * 2004-01-26 2007-08-01 セイコーエプソン株式会社 Information transmission method in electronic equipment and electronic equipment
CN103389126A (en) * 2013-07-03 2013-11-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Method and device for processing weak signals

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10145331A (en) 1998-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100220140B1 (en) Device and method for initially synchronizing spread-spectrum code of cdma transmission system
JP3383294B2 (en) Digital Processing Technology for Global Positioning System Receiver
EP0682427B1 (en) Correlation detector and communication apparatus
US4651327A (en) Decoder for spectrum diffusion signals
RU2339051C2 (en) SATELLITE "GALILEO" SIGNAL AltBOC PROCESSING EQUIPMENT
US5349606A (en) Apparatus for multipath DSSS communications
EP0750408A1 (en) Device and method for coherent-tracking of cdma receiver
JP2661534B2 (en) Spread spectrum receiving method and receiver
JP2007228237A (en) Carrier phase tracker and pseudo noise code signal tracker
US4575861A (en) Quadrature multiplexed post correlation IF channel
RU2446412C2 (en) Method and apparatus for receiving binary offset carrier modulated radio-navigation signal
US5291517A (en) Carrier freuency corrector for a DSSS communication system
US6212222B1 (en) Initial acquisition circuit
JP2945875B2 (en) Distance measuring device
US5343495A (en) Method of multipath dsss communications
US20020085652A1 (en) Automatic frequency control unit and spectrum spread receiving apparatus
KR100232362B1 (en) Satellite signal receiver using non-coherent dll
JP2013541004A (en) Signal capturing apparatus and method
JP2929232B2 (en) Method and apparatus for demodulating spread spectrum signal
US5313490A (en) Acquisition apparatus for DSSS communications
JP3035513B2 (en) Delay time measuring device
JP2920115B2 (en) Digital correlator
JP3354668B2 (en) Jammer detector
SU634472A2 (en) Noise-like signal synchronizing arrangement
JP3058820B2 (en) Demodulation method for spread spectrum communication and demodulation device using the method

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees