JP3054427B2 - 広帯域信号復調器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所定の記号レートを有する一連のデータ記
号を表わす固定コード広帯域差動位相変調信号を受信し
てこれを復調するディジタル・データ・レシーバに関す
る。

〔従来の技術〕

ディジタル・データ・送信のために各種の変調がある
ことは知られている。その１つに直角変調があり、連続
波（CW）信号が０゜,90゜,180゜，−90゜間の位相でス
イッチされる。これは各記号に４つの状態を与えること
ができるということであり、記号当り２ビット情報が送
信される。そのような信号を変調するため、位相基準と
してコヒーレントな基準信号（発振器）が要求される。
この問題を緩和するため、差動位相変調信号構造（DPS
K）が使用されている。この信号構造では、それはその
情報を表わす記号の絶対位相ではなく、０゜,90゜,180
゜又は，−90゜かもしれない２つの隣り合う記号間の位
相変化である。DPSK信号を復調するため、２つの隣り合
う記号の位相が比較されなければならない。

又、データ送信のため、広帯域システムが使用されて
いる。それはデータのバンド幅より広いバンド幅を使用
する。それは高い耐干渉性、マルチパス信号に対する大
きい許容値及び低いスペクトル電力密度などを含む数々
の利点を持つ。直列シーケンス広帯域（DSSS）として知
られる１つのタイプの広帯域システムは固定擬似ランダ
ム・コードによって情報を変調することにより“拡大”
作用を行う。例えば、排他的オア・ゲート装置を使用し
て２値“0"及び“1"レベル信号を固定擬似ランダム・コ
ードで変調すると、原２値０又は１信号を表わす“チッ
プ”として知られる複数のビットを発生することができ
る。従って、１記号の時間に多数のチップを発生し、そ
れによって送信信号の帯域占有が増加する。この方法
で、DSSSシステムのいわゆる処理利得を達成することが
できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

広帯域エンコーディング及び差動位相変調（シフト・
キーイング）を使用するデータ送信システムの先行技術
としては、音声及びデータ通信に使用されるワイヤレス
PBXネットワークに応用した米国特許4,672,658号があ
る。このシステムに使用されるレシーバは表面音響波マ
ッチド（SAW）フィルタ・コリレータを使用して“デス
プレッディンク”（帯域縮少）動作を行い、その後復調
器が差動位相変調信号を復調するようにしている。しか
しながら、この構成は複雑且つ高価である。

従って、この発明の目的は上記の欠点を除去したディ
ジタル・データ・レシーバを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は以下にのべるようにして上記の問題点を解
決した。すなわち、本発明は、予め定められた記号レー
トを有する一連のデータ記号で表わされる固定コード広
帯域差動位相変調信号（以下、「受信データ信号」とい
う）を受信してこれを復調するディジタル・データ・レ
シーバであって、圧電基板（130）上に置かれた入力ト
ランスデューサ（140）を有する表面音響波装置（100）
に対し、前記受信データ信号を供給する入力手段（82−
98）と、各々が前記固定コードに適合しており、一の前
記データ信号の期間に対応して相対的に遅延した第１及
び第２の信号（102、104）を発生するように、前記圧電
基板（130）上で前記受信したデータ信号の記号レート
による距離だけ前記入力トランスデューサ（140）から
それぞれ離れている第１の出力トランスデューサ（14
2）及び第２の出力トランスデューサ（144）と、前記第
１の信号と前記第２の信号を乗算して第３の信号を発生
する第１の掛算手段（106）と、前記第２の信号を位相
シフトする位相シフト手段（108）と、前記第１の信号
と前記位相シフトした第２の信号を掛け合わせて第４の
信号を発生する第２の掛算手段（110）と、前記第３及
び第４の信号に応答して前記受信したデータを表す出力
データ信号を発生する決定手段（112〜120）と、から構
成されることを特徴とする広帯域信号復調器を提供する
ものである。

この発明によるディジタル・データ・レシーバは更に
単一圧電基板に対する実施から生ずる利点を有する。す
なわち、必要とする音響−電気エネルギ・ドメイン変形
が少いから、それによる損失を補償するに必要な増幅が
小さくてよい。その上、別の遅延線によって導入される
バンド幅制限効果も避けることができる。最後に、遅延
した自動相関機能の精密なマッチングが同一ではあるが
物理的にシフトしたトランスデューサによって導入され
ることにより達成することができる。

〔実施例〕

第１図は入力データを表わす直列シーケンス広帯域位
相変調信号を発生し送信するトランスミッタ（送信器）
10のブロック図である。２値入力データ信号は入力線12
を介して直列−並列変換器14に供給され、夫々そこから
出力線16,18に同相及び直角出力信号を供給する。これ
ら同相及び直角信号は夫々のモジュロ−２アダー（排他
的オア・ゲート）22,24に接続された同相及び直角出力
線に差動的に符号化した信号を供給するルックアップ・
テーブル20に供給される。それらゲート22,24には更に
線26を介して固定擬似ランダム拡大コードを表わす信号
が供給される。公知方法により、拡大コードはデータ記
号をチップと呼ばれる短いビットのシーケンスに変換す
る。モジュロ−２アダー22,24の出力は線28,30を介して
ローパス・フィルタ32,34に供給され、バンド・パス信
号を形成するその出力はミクサ36,38に供給される。中
間周波発振器40は夫々45゜の位相シフトを行う位相シ
フト回路42,44に接続された出力を有し、ミクサ36,38に
供給される出力を有する。ミクサ36,38の出力は総和器4
6に供給される。総和器46の出力は中間周波増幅器50に
接続された出力を有するバンドパス・フィルタ48に供給
され、増幅器50の出力はラジオ周波発振器54の出力をも
受信するミクサ52に接続される。

ミクサ52の出力はラジオ周波増幅器58に接続された出
力を有するバンドパス・フィルタ56に供給され、増幅器
58の出力はアンテナ60に接続され、ラジオ信号により直
列シーケンス広帯域差動位相変調信号が遠隔地に送信さ
れる。

送信器10は異なる例であり、他の送信装置を使用して
直列シーケンス広帯域差動位相変調信号を発生送信して
もよい。例えば、第１図の実施例による差動変調前の代
りに差動変調後に拡張作用を行ってもよい。

第２図は送信機10によって送信された信号を記録して
受信信号によるデータ出力信号を供給するレシーバ80を
示す。送信された信号はラジオ周波プリアンプ84に接続
されているアンテナ82によって受信され、プリアンプ84
の出力はラジオ周波発振器88の出力をも受信するミクサ
86に接続されて、バンドパス・フィルタ90に供給される
中間周波信号を供給する。バンドパス・フィルタ90の出
力は増幅器及び自動利得制御回路（AGC）92に供給さ
れ、その出力は表面音響波（SAW）ドライバ回路94に供
給され、更に線96を介して増幅器及びAGC回路92にフィ
ードバック信号を供給する。

SAWドライバ回路94の出力は線98を介し、SAW装置100
に供給される。SAW装置100は出力線102,104に接続され
た第１及び第２の出力を有する。出力線102,104の信号
は時間依存信号Ｖ（ｔ）及び対応する遅延信号Ｖ（ｔ−
Ｔ）であり、Ｔは記号の期間を示す。線102,104の信号
は掛算器106に供給される。線104の信号は出力が掛算器
110に供給される位相シフト回路108で90゜だけその位相
がシフトされる。掛算器106,110の出力はローパス・フ
ィルタ112、114を介して夫々0/1決定回路116,118に供給
され、その出力122がデータ出力信号を発生する並列−
直列変換器120に供給される同相及び直列信号成分を供
給する。

第３図はSAW装置100の略図である。SAW装置100は同一
構造の入力トランスデューサ140及び第１及び第２の出
力トランスデューサ142,144を有する。トランスデュー
サ140,142,144は水晶のものでよい圧電基板130に取付け
られる。入力トランスデューサ140は第１及び第２の金
属電極146,148と、第３図に示すように電極146,148に交
互に接続される複数の金属フィンガ150（第３図には６
ケが示される）とを含む。入力線98は電極146に、電極1
48は接地に接続される。

第１の出力トランスデューサ142は夫々出力線102及び
接地に接続されている金属電極152,154を含む。それら
電極152,154へは金属フィンガ群156,158,160,162が接続
される。与えられる金属フィンガ群の数は使用する広帯
域コードのチップ数に対応する。この例ではチップ・コ
ードに対応して４つのフィンガ群が表わされている。各
群内のフィンガは使用される特定の広帯域コードによっ
て決定される接続の順に交互に電極152,154に接続され
る。従って、フィンガ群156,158,162の第１及び第３フ
ィンガは電極152に接続され、第２及び第４フィンガは
電極154に接続される。しかし、フィンガ群160の第１及
び第３フィンガは電極154に接続され、第２及び第４フ
ィンガは電極152に接続される。この例の構造は固定チ
ップ・コード1101に対応する。代替構造におけるフィン
ガ群は少数、例えば２つのフィンガを含み、又は第３図
に示す４フィンガ以上を含むこともできる。勿論、チッ
プ・コードの長さにより、そこに示された４群以上又は
以下にするこもできる。最初と最後のフィンガ群（156,
162）間の距離は（出力トランスデューサ142の長さ）記
号期間Ｔによる。

第２の出力トランスデューサ144はトランスデューサ1
42の電極152,154に対応する電極172,174と、トランスデ
ューサ142のフィンガ群156,158,160,162に対応するフィ
ンガ群176,178,180,182とを含む。トランスデューサ144
は、その第１のフィンガ群176がトランスデューサ142,1
44の均一フィンガ群関係に等しい距離だけトランスデュ
ーサ142の最後のフィンガ群162から離れている。

一般的に、入力トランスデューサが長さＬ距離ｄだけ
離れたＮ個のフィンガを有するものとすると、 Ｌ＝（Ｎ−１）ｄ この値により、出力トランスデューサ142,144のフィン
ガ群156,158,160,162,176,178,180,182はすべて同一距
離Ｌだけ分離される。これらの関係は出力トランスデュ
ーサに対する希望するマッチド・フィルタ応答に対応
し、その各々の長さＳは、 Ｓ＝L.（Ｍ−１） であり、そこでＭはチップ・コードのチップの数であ
り、出力トランスデューサ142,144の各々のフィンガ群
の数でもある。従って、 L.M/V＝Ｔ ここで、Ｖは水晶の音響波の速度（実施例では3158m/
sの値を持つ）であり、Ｔは記号期間である。フィンガ
群間の距離Ｌを送行する音響波の取る時間（タップ間遅
延）はチップ持続期間に等しい。特に、一般的な場合、
タップ間遅延はチップ・レートに逆比例する。注意すべ
き第２の点は広帯域符号化のために使用される固定チッ
プ・コードはどちらのトランスデューサ142,144のイン
パルス応答によっても作られる時間反転レプリカであ
り、マッチド・フィルタが与えられ、最大相関が達成さ
れる。

これらのパラメータを使用して出力トランスデューサ
142のインパルス応答時間は記号期間Ｔに対応する。従
って、フィンガ群156〜162によって作られた信号の回旋
はこれらフィンガ群によって表わされる固定コードの相
関を形成し、記号レートＴにおいて発生する自動相関ピ
ークを発生する。このようにして希望する“デスプレッ
ディンク”動作が行われる。

線102,104の出力信号は夫々Ｖ（ｔ）及びＶ（ｔ−
Ｔ）として表わすことができる。ｔは時間可変であり、
Ｔは記号期間である。第２図で述べたように、線102,10
4の信号はマルチプライヤ又は掛算器106で掛算され、線
104の信号はマルチプライヤ110で行われる第２の掛算の
前に位相シフト回路108で90゜の位相シフト（Hilbert変
換）を受ける。従って、同相及び直角成分に夫々対応す
る２つの独立したデータ流は上記のように処理されて出
力データ信号を与える。

この実施例においては、90゜の最少位相変化に対応す
る２ビット情報が各記号のために送信されるが、記号間
の位相変化の位相分解能が高い場合は記号当り更に多い
ビット数を達成することができる。

このSAW装置100の実施例においては、整列構造におけ
る基板130に３つのトランスデューサ140,142,144が配列
され、それは２つの出力トランスデューサ142,144が第
３図の位置からほぼ縦配列にされた場合により基板材料
の使用が少いという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、直列シーケンス広帯域差動変調信号を発生送
信するデータ・トランスミッタのブロック図、 第２図は、第１図の回路から発生し送信した信号を受信
するこの発生のデータ・レシーバのブロック図、 第３図は、第２図の表面音響波装置の略図である。 図中、10……送信器、14……直列−並列変換器、16,18
……出力線、22,24……モジュロ−２アダー、32,34……
ローパス・フィルタ、36,38……ミクサ、40……中間周
波発振器、46……総和器、54……ラジオ周波発振器、56
……バンドパス・フィルタ、58……増幅器、60……アン
テナ、80……レシーバ、84……プリアンプ、80……ミク
サ、90……バンドパス・フィルタ。

フロントページの続き (72)発明者 ヤーコブス コーアネイリス ハートセ ン オランダ，2628 デーエイチ デルフト コルヴエジーストラート 164 (72)発明者 ブルース ターブ タツク オランダ，3731 シーイー デ ビルト マリー キユーリーウエグ ３ (72)発明者 マーチン ヴイシー オランダ，3524 ジエイエス ユトレヒ ト チヤタムズ 39 (56)参考文献 特開 平３−77445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−1310（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−160144（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−80939（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−105610（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−81527（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38 H04J 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め定められた記号レートを有する一連の
   データ記号で表わされる固定コード広帯域差動位相変調
   信号（以下、「受信データ信号」という）を受信してこ
   れを復調するディジタル・データ・レシーバであって、 圧電基板（130）上に置かれた入力トランスデューサ（1
   40）を有する表面音響波装置（100）に対し、前記受信
   データ信号を供給する入力手段（82−98）と、 各々が前記固定コードに適合しており、一の前記データ
   記号の期間に対応して相対的に遅延した第１及び第２の
   信号（102、104）を発詠するように、前記圧電基板（13
   0）上で前記受信したデータ信号の記号レートによる距
   離だけ前記入力トランスデューサ（140）からそれぞれ
   離れている第１の出力トランスデューサ（142）及び第
   ２の出力トランスデューサ（144）と、 前記第１の信号と前記第２の信号を乗算して第３の信号
   を発生する第１の掛算手段（106）と、 前記第２の信号を位相シフトする位相シフト手段（10
   8）と、 前記第１の信号と前記位相シフトした第２の信号を掛け
   合わせて第４の信号を発生する第２の掛算手段（110）
   と、 前記第３及び第４の信号に応答して前記受信データを表
   す出力データ信号を生成させる決定手段（112〜120）
   と、 から構成されることを特徴とする広帯域信号復調器。