JP3179554B2 - Spread spectrum communication system - Google Patents

Spread spectrum communication system

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JP3179554B2
JP3179554B2 JP8481392A JP8481392A JP3179554B2 JP 3179554 B2 JP3179554 B2 JP 3179554B2 JP 8481392 A JP8481392 A JP 8481392A JP 8481392 A JP8481392 A JP 8481392A JP 3179554 B2 JP3179554 B2 JP 3179554B2
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孝明 長谷川
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/0077Multicode, e.g. multiple codes assigned to one user

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、スペクトラム拡散通信
システムに関する。
The present invention relates to relates to a spread spectrum communication <br/> system.

【0002】[0002]

【従来の技術】スペクトラム拡散通信は、CDMAや干
渉波に強いなどの点で、無線LANへの応用が期待され
ている。スペクトラム拡散通信には、種々の方式がある
が、そのうちで、直接拡散方式のものが従来最も良く知
られ、また最も良く利用されている。
2. Description of the Related Art Spread spectrum communication is expected to be applied to wireless LANs in that it is resistant to CDMA and interference waves. There are various types of spread spectrum communication. Among them, the direct spread type is conventionally best known and most often used.

【0003】図12は、直接拡散方式に基づくスペクト
ラム拡散通信システムの構成図である。図12を参照す
ると、このスペクトラム拡散通信システムは、送信機1
00と、受信機101とを有している。送信機100に
は、拡散符号PN(t)を出力する拡散符号器102
と、拡散符号の一周期ごとに2値(±1)のデータシン
ボルd(t)を乗算する乗算部103と、乗算部103
からの出力によって搬送波を変調し、送信信号として出
力する変調部104とが設けられている。また、受信機
101には、送信機100からの送信信号を受信してこ
れを復調する復調部105と、送信機100の拡散符号
PN(t)に対応するマッチドフィルタリング処理(受
動相関)を復調部105からの復調信号に対し施すPN
マッチドフィルタ106と、PNマッチドフィルタ10
6からの出力を所定の時間間隔でサンプリングするサン
プリング回路107とが設けられている。
FIG. 12 is a configuration diagram of a spread spectrum communication system based on the direct spread system. Referring to FIG. 12, the spread spectrum communication system includes a transmitter 1
00 and a receiver 101. Spreading coder 102 that outputs spreading code PN (t) to transmitter 100
A multiplication unit 103 for multiplying a binary (± 1) data symbol d (t) for each period of the spreading code;
And a modulator 104 that modulates the carrier with the output from the controller and outputs the modulated signal as a transmission signal. The receiver 101 receives a transmission signal from the transmitter 100 and demodulates the signal, and demodulates a matched filtering process (passive correlation) corresponding to the spreading code PN (t) of the transmitter 100. PN applied to the demodulated signal from section 105
Matched filter 106 and PN matched filter 10
And a sampling circuit 107 that samples the output from the sampling circuit 6 at predetermined time intervals.

【0004】このような構成のスペクトラム拡散通信シ
ステムでは、先づ、送信機100において、2値(±
1)のデータシンボルd(t),すなわち送信すべき情
報を拡散符号器102からの拡散符号PN(t)に埋め
込んだ上で、搬送波を変調し、これを送信信号として出
力する。受信機101においては、送信機100からの
送信信号を受信し復調してこれをPNマッチドフィルタ
106に入力させ、送信機100の拡散符号PN(t)
に対応したマッチドフィルタリング処理を施し、さら
に、PNマッチドフィルタ106からの出力y(t)を
所定の時間間隔でサンプリングすることによって、デー
タシンボルd(t)を再生することができる。
In the spread spectrum communication system having such a configuration, first, the transmitter 100 generates a binary (±
After embedding the data symbol d (t) of 1), that is, the information to be transmitted, in the spreading code PN (t) from the spreading encoder 102, it modulates the carrier and outputs this as a transmission signal. The receiver 101 receives and demodulates the transmission signal from the transmitter 100 and inputs the demodulated signal to the PN matched filter 106, where the spread code PN (t) of the transmitter 100 is received.
, And by sampling the output y (t) from the PN matched filter 106 at predetermined time intervals, the data symbol d (t) can be reproduced.

【0005】より具体的には、送信機100の拡散符号
器102のチップ数(符号長)がLであって、この拡散
符号器102からはチップ数Lの拡散符号PN(t)が
出力されるとし、また、1チップ時間間隔(各符号間の
周期)をTc(秒)とすると、チップ数Lの拡散符号P
N(t)の一周期TはLTc(秒)となる。送信機10
0の乗算器103では、一周期T(=LTc)ごとに±
1の2値データシンボルd(t)を拡散符号PN(t)
に乗算して例えば図13(a)に示すように出力する。
More specifically, the number of chips (code length) of the spread encoder 102 of the transmitter 100 is L, and the spread encoder 102 outputs a spread code PN (t) having the number of chips L. Supposing that one chip time interval (period between codes) is T c (seconds), the spreading code P
One cycle T of N (t) is LT c (seconds). Transmitter 10
In the multiplier 103 of 0, ± 1 for each cycle T (= LT c )
The binary data symbol d (t) of 1 is converted to a spreading code PN (t).
, And outputs the result, for example, as shown in FIG.

【0006】一方、受信機101側では、送信機100
からの送信信号を復調し、図13(a)に示したような
形の信号にした上で、これを送信機100における拡散
符号PN(t)(一周期T(=LTc))に対応したマ
ッチドフィルタリング処理を施すPNマッチドフィルタ
106に入力させる。ここで、拡散符号PN(t)の一
周期T分の孤立波信号を次式のようにp(t)とし、
On the other hand, on the receiver 101 side, the transmitter 100
Is demodulated into a signal having a form as shown in FIG. 13A, which corresponds to the spreading code PN (t) (one cycle T (= LT c )) in the transmitter 100. PN matched filter 106 that performs the matched filtering process. Here, a solitary wave signal for one cycle T of the spreading code PN (t) is defined as p (t) as in the following equation.

【0007】[0007]

【数1】 (Equation 1)

【0008】また、伝送路雑音をn(t)とするとき、
p(t)に対するPNマッチドフィルタ106の伝達関
数H(ω)は、p(t)のフーリエ変換P(ω)と雑音
n(t)のパワースペクトル密度N(ω)とを使って、
次式により表わされる。但し、*は複素共役を表わして
いる。
When the transmission path noise is n (t),
The transfer function H (ω) of the PN matched filter 106 for p (t) is calculated using the Fourier transform P (ω) of p (t) and the power spectrum density N (ω) of noise n (t).
It is expressed by the following equation. Here, * represents a complex conjugate.

【0009】[0009]

【数2】 H(ω)=P*(ω)exp(−jωT)/N(ω)H (ω) = P * (ω) exp (−jωT) / N (ω)

【0010】雑音n(t)が白色雑音の場合には、N
(ω)は定数となるので、数2は次式のようになる。
If the noise n (t) is white noise, N
Since (ω) is a constant, Equation 2 is as follows.

【0011】[0011]

【数3】H(ω)=P*(ω)exp(−jωT)H (ω) = P * (ω) exp (−jωT)

【0012】このときの単位インパルス応答h(t)は
p(T−t)であるので、PNマッチドフィルタ106
の出力y(t)は、次式のようになる。
Since the unit impulse response h (t) at this time is p (Tt), the PN matched filter 106
Output y (t) is as follows.

【0013】[0013]

【数4】 (Equation 4)

【0014】説明を簡単にするため、n(t)=0,d
(t)=1とすると、上記出力y(t)は、次式のよう
になる。
For the sake of simplicity, n (t) = 0, d
If (t) = 1, the output y (t) is expressed by the following equation.

【0015】[0015]

【数5】 (Equation 5)

【0016】数5からわかるように、マッチドフィルタ
では、拡散符号PN(t)の一周期T分のパルス波形p
(t)の自己相関関数が出力されることになる。ところ
で、多くの拡散信号は、擬似雑音的であり、その自己相
関関数は、図14(a)のようになる。もし、この拡散
信号の波形を±Aの2値波形とすると、マッチドフィル
タ106からの出力y(t)は、図14(b)のように
なる。図14(b)からわかるように、マッチドフィル
タ106からの出力y(t)は、tがTのときにピーク
値をとるので、サンプリング回路107では、マッチド
フィルタ106からの出力y(t)を時間間隔Tでサン
プリングすれば良い。図13(b)には、マッチドフィ
ルタ106に図13(a)に示すような信号が入力する
ときの実際の出力y(t)の波形が示されており、この
出力y(t)を時間間隔Tでサンプリングすることによ
り、上述した原理に基づき送信機100からのデータシ
ンボルd(t)を正確に再生することができる。
As can be seen from Equation 5, in the matched filter, the pulse waveform p for one cycle T of the spreading code PN (t)
The autocorrelation function of (t) will be output. By the way, many spread signals are pseudo-noise-like, and their autocorrelation functions are as shown in FIG. If the waveform of the spread signal is a binary waveform of ± A, the output y (t) from the matched filter 106 is as shown in FIG. As can be seen from FIG. 14B, since the output y (t) from the matched filter 106 has a peak value when t is T, the sampling circuit 107 outputs the output y (t) from the matched filter 106. What is necessary is just to sample at the time interval T. FIG. 13B shows a waveform of an actual output y (t) when a signal as shown in FIG. 13A is input to the matched filter 106. By sampling at the interval T, the data symbol d (t) from the transmitter 100 can be accurately reproduced based on the above-described principle.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】このように、直接拡散
方式に基づく従来のスペクトラム拡散通信システムで
は、拡散符号PN(t)の一周期がTである場合、PN
マッチドフィルタ106からの出力y(t)をTの時間
間隔でサンプリングすることにより、図14(b),図
13(b)からわかるように、符号間干渉を生じさせず
に、出力y(t)のピーク値のみを取り出すことがで
き、これによって、誤り率特性や干渉波除去能力を高め
ることができる。
As described above, in the conventional spread spectrum communication system based on the direct spreading method, when one cycle of the spreading code PN (t) is T, PN
By sampling the output y (t) from the matched filter 106 at time intervals of T, as can be seen from FIGS. 14 (b) and 13 (b), the output y (t) is generated without causing intersymbol interference. ) Can be taken out only, thereby improving the error rate characteristic and the interference wave removing ability.

【0018】しかしながら、上述した従来のシステムで
は、伝送速度が拡散符号PN(t)のチップ数Lに対応
した周期T(=LTc)に制約されるので、チップ数が
所定数である場合に、伝送速度をそれ以上に高めること
ができないという問題があった。
However, in the above-described conventional system, the transmission rate is limited by the period T (= LT c ) corresponding to the number L of chips of the spreading code PN (t). However, there has been a problem that the transmission speed cannot be further increased.

【0019】本発明は、誤り率特性や干渉波除去能力等
を何ら劣化させずに、伝送速度をさらに高めることの可
能なスペクトラム拡散通信システムおよび送信機並びに
受信機を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a spread spectrum communication system, a transmitter, and a receiver capable of further increasing the transmission rate without deteriorating the error rate characteristics, the interference wave removing ability, and the like. .

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段および作用】本願の発明者
は、PNマッチドフィルタ106の出力y(t)が図1
4(a)の自己相関関数を反映した図14(b)のよう
なものとなるときに、この自己相関関数がτ=0を除い
て一定周期ごとに“0”となるような拡散符号(すなわ
ち、自己相関関数のサイドローブが一定周期のサンプリ
ングポイントでのみ“0”となるような拡散符号)が存
在すれば、この拡散符号を用い、自己相関関数のサイド
ローブが“0”となる周期に合わせて、サンプリングの
時間間隔を短かなものにすることができることを見出し
た。すなわち、マッチドフィルタは、線形時不変システ
ムであることから、タイミングさえ正確にとれば、拡散
符号器のチップ数(符号長)Lで定まる周期T(=LT
c)のみならず、各符号間の周期Tc(すなわちチップ間
の周期)によっても情報伝送に使うことができる可能性
のあることを見出した。従って、本発明は、自己相関関
数のサイドローブが一定周期ごとに“0”となるような
拡散符号を用いることを特徴とし、この拡散符号を用い
て上記原理に基づき、拡散されたデータシンボルをTの
間隔をおかずにより短かい間隔で次々と送信し、また受
信することを意図している。
The inventor of the present application has found that the output y (t) of the PN matched filter 106 is shown in FIG.
4 (a) reflecting the autocorrelation function of FIG. 4 (a), a spreading code (such that the autocorrelation function becomes “0” at regular intervals except for τ = 0) In other words, the side lobe of the autocorrelation function has a constant period.
If there is a spreading code that becomes "0" only at the sampling point ), use this spreading code and shorten the sampling time interval in accordance with the cycle in which the side lobe of the autocorrelation function becomes "0". I found that it can be. That is, since the matched filter is a linear time-invariant system, the period T (= LT) determined by the number of chips (code length) L of the spread coder is sufficient if the timing is accurately obtained.
It has been found that not only c ) but also the cycle T c between codes (that is, the cycle between chips) can be used for information transmission. Therefore, the present invention is characterized by using a spreading code in which the side lobe of the autocorrelation function becomes “0” at regular intervals, and uses this spreading code to spread the data symbols based on the above principle. It is intended to transmit and receive one after another at shorter intervals without leaving T intervals.

【0021】図1(a),(b)は、本発明のスペクト
ラム拡散通信システムの基本概念を説明するための図で
あり、図1(a)には送信機における処理形態が示さ
れ、図1(b)には受信機における処理形態が示されて
いる。本発明の送信機では、基本的に、送信すべき情報
としてのシリアルなデータシンボルを図1(a)に示す
ように、所定周期(例えば2Tc)づつずらしたパラレ
ルデータに変換した後、各パラレルデータに拡散信号を
作用させ、これらを加算手段ADDで加算し、この加算
出力によって搬送波を変調して送信するようになってい
る。また、本発明の受信機は、上記送信機からの送信信
号を復調した後、該復調信号を図1(b)に示すように
送信機で用いた上記拡散符号に対応するマッチドフィル
タMFに入力し、該マッチドフィルタの出力を例えば2
cの時間間隔でサンプリングし、データシンボルを再
生するようになっている。図1(b)を図13(b)と
比べればわかるように、従来では、時間間隔T(=LT
c)で定まる伝送速度で送信,受信を行なっていたが、
本発明では例えば2Tcの時間間隔で定まる伝送速度で
送信,受信を行なうことができ、伝送速度を高めること
ができる。
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the basic concept of a spread spectrum communication system according to the present invention. FIG. 1A shows a processing form in a transmitter. 1 (b) shows a processing mode in the receiver. The transmitter of the present invention basically converts a serial data symbol as information to be transmitted into parallel data shifted by a predetermined period (for example, 2T c ) as shown in FIG. A spread signal is applied to the parallel data, these are added by an adding means ADD, and a carrier is modulated by the added output and transmitted. Further, the receiver of the present invention demodulates the transmission signal from the transmitter and inputs the demodulated signal to a matched filter MF corresponding to the spreading code used in the transmitter as shown in FIG. Then, the output of the matched filter is, for example, 2
Sampling is performed at time intervals of Tc to reproduce data symbols. As can be seen by comparing FIG. 1B with FIG. 13B, in the related art, the time interval T (= LT
c ) Transmission and reception were performed at the transmission rate determined by
In the present invention transmits at the transmission rate determined by the time interval of, for example, 2T c, can perform reception, it is possible to increase the transmission rate.

【0022】なお、図1(a),(b)のような仕方で
伝送する場合、隣接2情報シンボルの拡散信号同士は時
間軸上で大部分が重なり合う。すなわち、互いにほとん
どの時間を共有することになる。通常の直接拡散方式で
は時間間隔Tごとに1データシンボル,すなわち1情報
シンボルを伝送するため、1チャンネルの通信に限って
ベースバンドでみると、2値信号で送信されることにな
るが、本発明では、パラレル信号が加算手段ADDで加
算されることにより、一般に多値信号で送信される。受
信機には、この多値信号に耐え得るシステムの線形性が
要求されるが、これは、マッチドフィルタにデジタル信
号処理型のものを使用したりすることにより、近年のデ
バイス技術で容易に実現できる。この線形性さえ確保さ
れていれば、誤り率特性や干渉波除去能力は、従来の直
接拡散方式と何ら変わることなく、これらを良好なもの
に維持できる。また、後述のようにシステムの複雑さも
ほとんど変わらない。
When transmission is performed in the manner shown in FIGS. 1A and 1B, the spread signals of two adjacent information symbols mostly overlap on the time axis. That is, they share most of the time with each other. In the ordinary direct spreading method, one data symbol, that is, one information symbol is transmitted at each time interval T. Therefore, when only one-channel communication is performed in baseband, it is transmitted as a binary signal. In the invention, the parallel signal is generally transmitted as a multi-level signal by being added by the adding means ADD. Receivers are required to have a system linearity that can withstand this multi-level signal, but this can be easily achieved with recent device technology by using digital signal processing type matched filters. it can. As long as this linearity is ensured, the error rate characteristics and the interference wave removal capability can be maintained at good levels without any difference from the conventional direct spreading system. In addition, the complexity of the system hardly changes as described later.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2は本発明に係るスペクトラム拡散通信システ
ムの一実施例の構成図である。図2を参照すると、本実
施例のスペクトラム拡散通信システムは、送信機1と、
受信機2とを有している。送信機1は、送信すべき情報
データシンボルd(t)に対し、所定の拡散符号を作用
させてこの出力により搬送波を変調し送信信号として出
力するようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a configuration diagram of one embodiment of the spread spectrum communication system according to the present invention. Referring to FIG. 2, the spread spectrum communication system according to the present embodiment includes a transmitter 1,
And a receiver 2. The transmitter 1 applies a predetermined spreading code to an information data symbol d (t) to be transmitted, modulates a carrier with this output, and outputs the modulated signal as a transmission signal.

【0024】また、受信機2は、送信機1からの送信信
号を受信してこれを復調し、送信機1における拡散符号
に対応するマッチドフィルタリング処理(受動相関)を
復調された信号に対し施し、マッチドフィルタリング処
理結果を所定の時間間隔でサンプリングして、データシ
ンボルを再生するようになっている。なお、ここで拡散
符号は、チップ数(符号長)がL(チップ),チップ間
周期がTcであるとし、拡散符号の一周期をT(=L
c)とする。
The receiver 2 receives the transmission signal from the transmitter 1 and demodulates it, and performs a matched filtering process (passive correlation) corresponding to the spreading code in the transmitter 1 on the demodulated signal. The result of the matched filtering process is sampled at predetermined time intervals to reproduce data symbols. Here, the spreading code is assumed to have a chip number (code length) of L (chip) and an inter-chip cycle of Tc , and assume that one cycle of the spreading code is T (= L
T c ).

【0025】ここで、従来に比べ伝送速度をさらに向上
させるためには、前述のような拡散符号のチップ数Lで
定まる周期T(=LTc)よりも短かい間隔で情報シン
ボル,すなわちデータシンボルを送信する必要があり、
その場合、データシンボルを正確に再生するためにはマ
ッチドフィルタリング処理において、符号間干渉を生じ
させないことが重要となる。従って、周期Tよりも短か
い間隔でデータシンボルを伝送する場合、マッチドフィ
ルタリング処理において符号間干渉を生じさせないよう
な本発明に適した拡散符号について先づ検討する。
Here, in order to further improve the transmission rate as compared with the prior art, information symbols, that is, data symbols, are spaced at intervals shorter than the period T (= LT c ) determined by the number L of spreading code chips. Must be sent,
In that case, in order to reproduce the data symbol accurately, it is important to prevent the occurrence of intersymbol interference in the matched filtering processing. Therefore, in the case where data symbols are transmitted at intervals shorter than the period T, a spreading code suitable for the present invention that does not cause intersymbol interference in the matched filtering process will be examined first.

【0026】前述のように、マッチドフィルタの出力
は、対象とする信号の自己相関関数となる。なお、いま
の場合、対象とする信号は、数1の信号p(t)であ
る。信号p(t)がマッチドフィルタリング処理される
と、その出力y(t)は、数5で与えられるので、拡散
符号として例えば通常のM系列を用いる場合には、自己
相関関数のサイドローブは“0”とはならない。すなわ
ち、通常のM系列を拡散符号に用いてデータシンボルを
Tよりも短かい間隔で送信していった場合、マッチドフ
ィルタからの出力y(t)で符号間干渉を生じることに
なり、性能が劣化してしまう。従って、通常のM系列等
ではマッチドフィルタリングの隣接シンボル間の干渉が
大きく、これらを本発明に使用することはできない。こ
れに対し、図3(a)はよく知られたナイキストの第一
基準を満たすパルスを示している。このパルスは、τ=
0を除いて一定周期Tsごとに“0”となっており(す
なわち、サイドローブが一定周期Tsごとに“0”とな
っており)、マッチドフィルタの出力,すなわち数5の
自己相関関数が図3(a)の特徴を有していれば、デー
タシンボルをTよりも短かい時間間隔Tsで送信すると
きにもマッチドフィルタ出力y(t)における符号間干
渉を生じさせずに済む。なお、伝送速度をより高めるた
めには、図3(a)において、自己相関関数が“0”と
なる周期Tsは、できるだけ短かい方が良い。上述の説
明からわかるように、データシンボルをTよりも短かい
時間間隔で送信する場合にもマッチドフィルタ出力にお
いて符号間干渉を生じさせず性能を劣化させないために
は、図3(a)のように、数5の自己相関関数のサイド
ローブが周期的に“0”となるような拡散符号を用いれ
ば良い。
As mentioned above, the output of the matched filter is the autocorrelation function of the signal of interest. In this case, the target signal is the signal p (t) of Expression 1. When the signal p (t) is subjected to the matched filtering processing, its output y (t) is given by Expression 5, and for example, when a normal M sequence is used as the spreading code, the side lobe of the autocorrelation function is “ It does not become 0 ". That is, when data symbols are transmitted at intervals shorter than T using a normal M sequence as a spreading code, intersymbol interference occurs in the output y (t) from the matched filter, and the performance is reduced. Will deteriorate. Therefore, the interference between adjacent symbols of matched filtering is large in an ordinary M sequence or the like, and these cannot be used in the present invention. On the other hand, FIG. 3A shows a pulse satisfying the well-known first Nyquist criterion. This pulse is given by τ =
Except for 0, the value is “0” every fixed period T s (ie, the side lobe is “0” every fixed period T s ), and the output of the matched filter, that is, the autocorrelation function of Expression 5 if There characterized in FIG. 3 (a), it is not necessary to cause intersymbol interference in the matched filter output y (t) also when transmitting data symbols at a short time interval T s than T . In order to further increase the transmission speed, in FIG. 3A, it is better that the period T s at which the autocorrelation function is “0” is as short as possible. As can be understood from the above description, even when data symbols are transmitted at a time interval shorter than T, in order to prevent the occurrence of intersymbol interference in the matched filter output and to prevent the performance from deteriorating, as shown in FIG. In this case, a spreading code may be used such that the side lobe of the autocorrelation function of Equation 5 periodically becomes “0”.

【0027】図3(b)の黒点は、拡散符号PN(t)の
自己相関関数において、チップの整数倍のとき(τ=n
c)の値だけを取り出した離散的自己相関関数R
dpp(n)=Rpp(nTc)を示したものである。伝送速
度をより高めるためには、この離散的自己相関関数R
dpp(n)が、クロネッカのデルタ関数のように、n=
0以外のすべての点で(1間隔Tcづつ)0となること
が望ましいが、これは元の拡散符号もクロネッカのデル
タ関数状であることを意味し、拡散符号として成り立た
ない。すなわち、図3(b)の実線はあり得ない。従っ
て、拡散符号として成り立つ最小の間隔は2間隔(時間
間隔で2Tc)となる(図3(b)の破線を参照)。す
なわち、τ=0を除く偶数チップ(τ=2n×Tc(n
=1,2,3,…,L/2−1)のところで自己相関関
数が0となる符号を見つければ良い。このような拡散符
号を用い、2チップごと,すなわち2Tcごとにデータ
をのせて、隣接する拡散符号のパルスの重なりを認めて
送り、受信側でマッチドフィルタ出力を2チップごとに
サンプリングすれば、マッチドフィルタリング後の符号
間干渉を生じさせずに通信することができる。
The black spot in FIG. 3B is obtained when the autocorrelation function of the spreading code PN (t) is an integral multiple of the chip (τ = n
Discrete autocorrelation function R from which only the value of T c ) is extracted
dpp (n) = R pp (nT c ). In order to further increase the transmission rate, the discrete autocorrelation function R
dpp (n) is, like Kronecker's delta function, n =
It is desirable to be 0 at every point other than 0 (by one interval Tc ), which means that the original spread code is also a Kronecker delta function, and cannot be a spread code. That is, the solid line in FIG. Thus, the minimum spacing established as the spreading code becomes (2T c at time intervals) 2 interval (see dashed line in Figure 3 (b)). That is, an even chip excluding τ = 0 (τ = 2n × T c (n
= 1, 2, 3,..., L / 2-1). Using such spreading codes, each two-chip, i.e., put the data every 2T c, feed admitted overlap of pulses of adjacent spreading codes, if sampling the matched filter output for each 2 chips on the receiving side, Communication can be performed without causing intersymbol interference after matched filtering.

【0028】より具体的に、Lが偶数で、2チップおき
に情報シンボルを伝送するシステムでは、符号間干渉を
生じさせずに伝送を行なうためには、Rdpp(n)が次
式を満たす必要がある(図3(b)にこのRdpp(n)
を破線で示す)。
More specifically, in a system in which L is an even number and an information symbol is transmitted every two chips, R dpp (n) satisfies the following equation in order to perform transmission without causing intersymbol interference. (Fig. 3 (b) shows this R dpp (n)
Is indicated by a broken line).

【0029】[0029]

【数6】 (Equation 6)

【0030】|n|≧LでRdpp(n)=0であること
と対称性を考慮し、数6を行列の形で表現すると次式と
なる。
Considering that | n | ≧ L and R dpp (n) = 0 and symmetry, Expression 6 is expressed in the form of a matrix as follows.

【0031】[0031]

【数7】 (Equation 7)

【0032】上式において、Lは偶数であり、a,b,
cは任意の値である。また、p1,p2,p3,…,p
Lは、拡散信号PN(t)の各チップの値を表わしてい
る。各チップの値p1,p2,p3,…,pLは、アナログ
値で良く自由度は高いが、以下では、装置を簡単なもの
にするため、各チップの値を±1の2値に限定して検討
する。
In the above equation, L is an even number, and a, b,
c is an arbitrary value. Also, p 1 , p 2 , p 3 ,..., P
L represents the value of each chip of the spread signal PN (t). The values p 1 , p 2 , p 3 ,..., P L of each chip are analog values and have a high degree of freedom, but in the following, in order to simplify the apparatus, the value of each chip is set to ± 1 = 2. Consider only the values.

【0033】数7を満たす±1からなる拡散符号系列を
L=4から64の範囲で求めた結果、次表のようになっ
た。
A spread code sequence consisting of ± 1 that satisfies Equation 7 was obtained in the range of L = 4 to 64, and the results are as shown in the following table.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】このようにして、本発明で使用可能な拡散
符号をナイキストの第一基準のアナロジーに基づき実際
に定めることができた。
In this way, the spreading code usable in the present invention was actually determined based on the Nyquist's first standard analogy.

【0036】以上は、ナイキストの第一基準のアナロジ
ーによる本発明に適した拡散符号であるが、全く同様
に、ナイキストの第二基準のアナロジーによる本発明に
適した拡散符号をも考えることができる。図3(c)は
ナイキストの第二基準のアナロジーに基づくパルスの特
徴を有する離散的自己相関関数を示している。このナイ
キストの第二基準に基づく拡散符号は、第一基準の場合
の数7に対応させて、次式を満たすものとなる。
The above is a spreading code suitable for the present invention based on the Nyquist first standard analogy. Similarly, a spreading code suitable for the present invention based on the Nyquist second standard analogy can be considered. . FIG. 3 (c) shows a discrete autocorrelation function having pulse characteristics based on the Nyquist second criterion analogy. The spreading code based on the Nyquist second criterion satisfies the following equation, corresponding to Equation 7 in the case of the first criterion.

【0037】[0037]

【数8】 (Equation 8)

【0038】上式において、Lは奇数であり、L’は
“0”以外の値をとり、また、a,b,cは任意の値で
ある。ナイキストの第二基準のアナロジーに基づく場合
にも、数8を満たす±1の拡散符号系列をナイキストの
第一基準のアナロジーに基づき求めたと同様に求めるこ
とができる。このように、本発明で使用可能な拡散符号
をナイキストの第二基準のアナロジーに基づいても定め
ることができる。
In the above equation, L is an odd number, L 'takes a value other than "0", and a, b and c are arbitrary values. Also in the case of being based on the Nyquist second standard analogy, it is possible to obtain a spread code sequence of ± 1 that satisfies Equation 8 in the same manner as that obtained based on the Nyquist first standard analogy. In this manner, the spreading code that can be used in the present invention can also be determined based on the Nyquist second standard analogy.

【0039】図4,図5は拡散符号にナイキストの第一
基準のアナロジーに基づいて定められたものを用いると
した場合の図1に示した送信機1,受信機2の構成例を
それぞれ示す図である。先づ、図4を参照すると、この
送信機1は、L個のチップを有する拡散符号発生器21
と、送信すべき情報としてのシリアルなデータシンボル
d(t)を所定の時間間隔づつずらして順次にパラレル
信号に変換するシリアル/パイプライン/パラレル変換
部22と、シリアル/パイプライン/パラレル変換部2
2によりパラレルに変換された各データシンボルに拡散
符号発生器21からの拡散符号をそれぞれ乗算する乗算
部23と、乗算部23からの各乗算結果を加算する加算
部24と、加算部24からの出力信号により搬送波を変
調し送信信号として出力する変調部25とを備えてい
る。
FIGS. 4 and 5 show examples of the configurations of the transmitter 1 and the receiver 2 shown in FIG. 1, respectively, in the case where spreading codes determined based on the Nyquist's first standard analogy are used. FIG. First, referring to FIG. 4, the transmitter 1 includes a spreading code generator 21 having L chips.
A serial / pipeline / parallel converter 22 for sequentially converting serial data symbols d (t) as information to be transmitted into parallel signals at predetermined time intervals, and a serial / pipeline / parallel converter 2
2, a multiplication unit 23 for multiplying each data symbol converted in parallel by 2 with the spreading code from the spreading code generator 21, an addition unit 24 for adding each multiplication result from the multiplication unit 23, A modulating unit 25 for modulating a carrier with an output signal and outputting the modulated signal as a transmission signal.

【0040】ここでは、ナイキストの第一基準のアナロ
ジーに基づき定められた拡散符号を用いるとしているの
で、上記拡散符号発生器21のチップ数Lは偶数であ
る。この拡散符号発生器21は、例えばLビット(Lチ
ップ)の循環シフトレジスタによって構成される。この
場合、パワーオン・リセット時に、数1を満たす拡散符
号p(t),より具体的には、数7を満たす拡散符号系
列p1,p2,p3,…,pLがL個の各チップに設定さ
れ、拡散符号系列p1,p2,p3,…,pLは、毎チップ
ごとに1クロックごとにサイクリックにシフトし、1チ
ップおきに(すなわち1ビットおきに)タップ出力され
るようになっている。
Here, since the spreading code determined based on the Nyquist's first standard analogy is used, the number L of chips of the spreading code generator 21 is an even number. The spreading code generator 21 is constituted by, for example, a cyclic shift register of L bits (L chips). In this case, at the time of power-on reset, satisfy formula 1 spread code p (t), and more specifically, the spread code sequence p 1 satisfying number 7, p 2, p 3, ..., p L is of L The spreading code series p 1 , p 2 , p 3 ,..., P L is set for each chip, cyclically shifted every clock for each chip, and taps every other chip (ie, every other bit). It is output.

【0041】なお、拡散符号発生器21として、循環シ
フトレジスタのかわりに、従来良く使用されているPN
符号発生器の出力をLビットのシフトレジスタに入力す
ることにより構成することもできる。また、拡散符号発
生器21は、論理値(0または1)を出力する論理回路
で構成するのが一般的であるが、拡散符号は論理的に算
術値をもつものとして扱うので、具体的には、論理
“1”を算術値“+1”に対応させ、論理“0”を算術
値“−1”に対応させれば良い。
As the spreading code generator 21, instead of a cyclic shift register, a conventionally used PN
A configuration can also be made by inputting the output of the code generator to an L-bit shift register. The spreading code generator 21 is generally configured by a logic circuit that outputs a logical value (0 or 1). However, since the spreading code is treated as having a logically arithmetic value, it is specifically specified. , The logic "1" may correspond to the arithmetic value "+1", and the logic "0" may correspond to the arithmetic value "-1".

【0042】また、シリアル/パイプライン/パラレル
変換部22に入力するシリアルなデータシンボルd
(t)は、一般には多値であるが、これが2値のもので
ある場合には、シリアル/パイプライン/パラレル変換
部22は、L/2ビットの直列並列変換レジスタと遅延
回路で構成することができる。より具体的には、図6に
示すように、2値のシリアルデータシンボルd(t)が
時間間隔2Tcごとに入力するL/2ビット構成の直列
入力並列出力シフトレジスタ61と、図4の拡散符号発
生器21が特定の状態(例えば初期状態)になったとき
のパルスTLのタイミングで、先の直列入力並列出力シ
フトレジスタ61から出力されるL/2ビットの並列出
力を保持するL/2ビット構成のレジスタ(例えばL/
2個のDフリップフロップ)62と、2Tcづつずれた
遅延時間を与える(L/2−1)個の遅延回路63とに
よって、シリアル/パイプライン/パラレル変換部22
を構成することができる。なお、図6において、パルス
Lを発生させるには、例えば、拡散符号発生器21の
ビットパターンが特定の状態(例えば初期状態)になっ
たことを検出するパターン検出器を用いれば良い。ま
た、2Tcの時間間隔のパルスを発生させるには、拡散
符号発生器21を動作させている周期Tcのクロックを
1/2分周すれば良い。時間間隔2Tcのパルスは、デ
ータシンボルd(t)のシンボルレート(位相)を決定
するクロックでもある。この場合、L/2ビット構成の
遅延回路63と上記レジスタ62から2Tc時間づつず
れたL/2ビットのパイプライン並列出力の各々をLチ
ップに対応した時間T(=LTc)の間、安定に出力さ
せることが可能となる。また、データシンボルd(t)
が多値である場合にも、ビットをシンボルに拡張するこ
とで、データシンボルd(t)が2値の場合と同様に構
成できる。従って、以後、特に断らない限り、シリアル
なデータシンボルd(t)は2値として説明する。
The serial data symbol d input to the serial / pipeline / parallel converter 22
(T) is generally multi-valued, but when this is binary, the serial / pipeline / parallel conversion unit 22 is composed of an L / 2-bit serial-parallel conversion register and a delay circuit. be able to. More specifically, as shown in FIG. 6, a serial input parallel output shift register 61 of L / 2 bits configuration of the binary serial data symbols d (t) is entered for each time interval 2T c, of FIG. 4 At the timing of the pulse TL when the spread code generator 21 enters a specific state (for example, an initial state), L holding the L / 2-bit parallel output output from the serial input / parallel output shift register 61 is used. / 2 bit register (for example, L /
And two D flip-flops) 62, provides a delay time that is offset by one 2T c (L / 2-1) by the number of delay circuit 63, a serial / pipeline / parallel converter 22
Can be configured. In FIG. 6, to generate the pulse T L , for example, a pattern detector that detects that the bit pattern of the spreading code generator 21 has entered a specific state (for example, an initial state) may be used. Further, in order to generate a pulse interval of 2T c may be 1/2 frequency clock of period T c that is operated spreading code generator 21. Pulse time interval 2T c are also clock to determine the symbols of the data symbol d (t) Rate (Phase). In this case, between the L / 2-bit configuration of the delay circuit 63 and the register 62 from 2T c each pipeline parallel output of the time increments shifted L / 2 bits L chip time corresponding to T (= LT c), It is possible to output stably. Also, the data symbol d (t)
Is multi-valued, the bits can be extended to symbols, so that the data symbol d (t) can be configured in the same manner as in the case of binary. Therefore, hereinafter, the serial data symbol d (t) will be described as binary unless otherwise specified.

【0043】また、乗算部23には、L/2個の乗算器
が設けられており、L/2個の各乗算器は、2チップ時
間(2Tc)ずれた拡散符号列と、これに対応するシリ
アル/パイプライン/パラレル変換部22からのデータ
とを毎チップ時間(Tc)ごとに乗算するようになって
いる。この際、拡散符号は例えば論理的な循環シフトレ
ジスタから出力されるので、論理“1”を算術“+1”
として、また論理“0”を算術“−1”として扱い、乗
算する。データシンボルが2値の場合は、一般的に、直
列並列変換器の出力は論理値で扱うのが普通であるの
で、このときも同様に、論理“1”を算術“1”とし
て、論理“0”を算術“−1”として扱い、乗算するよ
うになっている。
Further, the multiplying section 23 is provided with L / 2 multipliers. Each of the L / 2 multipliers has a spreading code sequence shifted by two chip times (2T c ), and The data from the corresponding serial / pipeline / parallel converter 22 is multiplied every chip time (T c ). At this time, since the spreading code is output from, for example, a logical cyclic shift register, the logic “1” is changed to the arithmetic “+1”.
And treat the logic "0" as arithmetic "-1" and multiply. When the data symbol is binary, the output of the serial-to-parallel converter is generally treated as a logical value. "0" is treated as arithmetic "-1" and multiplied.

【0044】また、加算部24には、加算器30と、D
/A変換器31とが設けられている。加算器30にはL
/2個の乗算器からの出力が毎チップ時間(Tc)ごと
に加わり、加算器30では、これらを加算して出力し、
D/A変換器31では、加算器24からのデジタル出力
をD/A変換するようになっている。
The adder 24 includes an adder 30 and D
/ A converter 31 is provided. The adder 30 has L
The outputs from the / 2 multipliers are added for each chip time (T c ), and the adder 30 adds and outputs them.
The D / A converter 31 D / A converts the digital output from the adder 24.

【0045】なお、上記L/2個の乗算器と1個の加算
部24とによって積和回路が構成されている。この際、
データシンボルが2値の場合は、各乗算器への2つの入
力は何れも論理値で扱え、また乗算出力も算術値として
+1と−1しかもたないので、出力値を論理値で扱うこ
とができる。例えば、(+1)×(+1)=(−1)×
(−1)=(+1)、(+1)×(−1)=(−1)×
(+1)=(−1)という演算は、算術+1を論理1
に、算術−1を論理0に対応させれば、排他NORゲー
トで実現できることは明らかである。あるいは、排他O
Rゲートを使い、出力を負論理で扱っても良い。さら
に、これらの場合、加算器30への入力は2値の論理値
となるから、通常の算術加算器よりもはるかに簡略化す
ることができる。例えば、加算器30に入力された論理
値の、論理1と論理0のそれぞれの数を計数し、その差
をとることで加算結果を得ることができる。より具体的
には、各チップ時間の最初に、カウンタを“0”に初期
化し、そのチップ時間の内に、L/2個の乗算結果(論
理値)をスキャンし、乗算結果が論理1ならば同カウン
タを+1(カウントアップ)し、論理0ならば−1(カ
ウントダウン)する。また、同加算器の出力値は(L/
2が偶数であるか奇数であるかによって)偶数または奇
数のどちらかだけをとること、論理1と論理0のそれぞ
れの数の和はLと一定であるため論理1の数だけで計算
が可能であること、等の性質を用いて、回路の簡略化が
可能である。例えば、論理1の数をnとすると、論理0
の数はL/2−nであるから、加算器30の出力は、次
式のようであれば良い。
Note that the L / 2 multipliers and one adder 24 constitute a product-sum circuit. On this occasion,
When the data symbol is binary, any two inputs to each multiplier can be handled by logical values, and the multiplication output has only +1 and -1 as arithmetic values. it can. For example, (+1) × (+1) = (− 1) ×
(-1) = (+ 1), (+1) × (−1) = (− 1) ×
The operation (+1) = (-1) is performed by adding arithmetic +1 to logic 1
It is obvious that the arithmetic operation can be realized by an exclusive NOR gate if arithmetic -1 corresponds to logic 0. Or exclusive O
The output may be handled by negative logic using an R gate. Furthermore, in these cases, since the input to the adder 30 is a binary logical value, it can be much simpler than a normal arithmetic adder. For example, an addition result can be obtained by counting the numbers of logic 1 and logic 0 of the logic value input to the adder 30 and taking the difference. More specifically, at the beginning of each chip time, the counter is initialized to “0”, and during the chip time, L / 2 multiplication results (logical values) are scanned. In this case, the counter is incremented by +1 (counting up). The output value of the adder is (L /
It can be either even or odd (depending on whether 2 is even or odd), and the sum of the numbers of logic 1 and logic 0 is constant with L, so it can be calculated only with the number of logic 1 It is possible to simplify the circuit by using such properties as: For example, if the number of logic 1 is n,
Is L / 2−n, the output of the adder 30 may be as follows.

【0046】[0046]

【数9】n−(L/2−n)=2n−L/2## EQU9 ## n- (L / 2-n) = 2n-L / 2

【0047】この際、加算器30の出力の最下位ビット
(LSB)はnの値によっては変化せず、LSBを除く
上位ビットだけが演算に関与している。従って、数9を
満たす組合せ回路で直接求めることもできる。あるい
は、カウンタの初期値を[−L/4](ここで、[x]
はxの小数以下を切捨てた(切下げた)整数値)とし、
論理1の数nを計数(加算)するとn+[−L/4]が
得られるので、これを2倍し、最下位ビット(LSB)
にL/2が偶数か奇数かによってそれぞれ0または1を
固定的に設定することで数9を得ることができる。特
に、L/2が偶数の場合は、LSBの挿入を行なわなく
ても、単純に数9の1/2となるだけであり、加算器3
0に引続くD/A変換器31の感度設定を調整するだけ
ですむことは明白である。
At this time, the least significant bit (LSB) of the output of the adder 30 does not change depending on the value of n, and only the upper bits excluding the LSB are involved in the operation. Therefore, it can be directly obtained by a combinational circuit that satisfies Equation 9. Alternatively, the initial value of the counter is [-L / 4] (where [x]
Is an integer value obtained by truncating (rounding down) fractions of x.
When the number n of logic 1 is counted (added), n + [− L / 4] is obtained, and this is doubled, and the least significant bit (LSB) is obtained.
Equation 9 can be obtained by fixedly setting 0 or 1 depending on whether L / 2 is even or odd. In particular, when L / 2 is an even number, even if LSB is not inserted, it is simply 1 / of Equation 9, and the adder 3
Obviously, it is only necessary to adjust the sensitivity setting of the D / A converter 31 following 0.

【0048】一般的に積和回路は複雑であるが、上記例
のような、2値のデータシンボルを使う限り、極めてシ
ンプルな(簡易な)回路で構成できる。また、データシ
ンボルが多値であっても、各乗算器の入力の一方(拡散
符号列)は2値であるから、その乗算器は実質的に単な
る(算術)符号反転回路で構成でき、差程複雑にはなら
ない。
In general, the product-sum circuit is complicated, but as long as binary data symbols as in the above example are used, the product-sum circuit can be constituted by an extremely simple (simple) circuit. Further, even if the data symbol is multi-valued, one of the inputs (spreading code sequence) of each multiplier is binary, so that the multiplier can be substantially constituted by a simple (arithmetic) sign inverting circuit, It is not as complicated.

【0049】また、変調部25は、一般にアナログ回路
で構成されており、加算部24のD/A変換器31から
のアナログ出力を例えばcosωt(ω=2πf,fは搬
送波周波数)に乗算する乗算器34を有し、これによ
り、搬送波を変調して送信信号として出力するようにな
っている。なお、上述した加算器24のD/A変換器3
1は、加算器30の出力がデジタル信号である場合に、
これをアナログ回路構成の変調部25にアナログ信号に
変換した上で入力させるために設けられている。この場
合、D/A変換器31を加算部24ではなく、変調部2
5側に設けても良い。
The modulating section 25 is generally constituted by an analog circuit, and multiplies the analog output from the D / A converter 31 of the adding section 24 by, for example, cosωt (ω = 2πf, f is a carrier frequency). , Which modulates the carrier and outputs it as a transmission signal. The D / A converter 3 of the adder 24 described above
1 is when the output of the adder 30 is a digital signal,
It is provided to convert this into an analog signal and input it to the modulator 25 having an analog circuit configuration. In this case, the D / A converter 31 is not the adder 24 but the modulator 2
It may be provided on the fifth side.

【0050】次に図5を参照すると、受信機2は、送信
機1から伝送された送信信号を受信しこれを復調する復
調部41と、マッチドフィルタ42と、サンプラS2
を備えている。ここで、復調部41は、送信機1から伝
送された送信信号にcosωt(ω=2πf,fは搬送波
周波数)を乗算する乗算器51と、ローパスフィルタ
(または積分器)52とを有し、送信信号(すなわち受
信信号)にcosωtを乗じこれをローパスフィルタ(ま
たは積分器)52に通すことで、同期検波(復調)を行
なうようになっている。なお、同期検波のためには、搬
送波を再生しなければならないが、これには良く知られ
た方法が種々ある。一例として、増幅された受信信号を
2乗回路に通すことで、2f(fは搬送波周波数)成分
を得て、中心周波数が2fである狭帯域フィルタで2f
成分だけを抽出し、これを分周器で1/2とし、搬送波
fを得ることもできる。
[0050] Referring now to FIG. 5, the receiver 2 includes a demodulator 41 which receives a transmission signal transmitted from the transmitter 1 demodulates it, and a matched filter 42, a sampler S 2 . Here, the demodulation unit 41 includes a multiplier 51 that multiplies a transmission signal transmitted from the transmitter 1 by cosωt (ω = 2πf, f is a carrier frequency), and a low-pass filter (or integrator) 52, The coherent detection (demodulation) is performed by multiplying the transmission signal (that is, the reception signal) by cosωt and passing this through a low-pass filter (or integrator) 52. Note that a carrier must be reproduced for synchronous detection, and there are various well-known methods. As an example, a 2f (f is a carrier frequency) component is obtained by passing the amplified received signal through a squaring circuit, and a narrow band filter having a center frequency of 2f is used to obtain 2f.
It is also possible to extract only the component, divide it by a frequency divider, and obtain the carrier f.

【0051】また、マッチドフィルタ42は、例えば、
ローパスフィルタ(または積分器)52からの出力をチ
ップ時間(Tc)ごとにサンプリングするサンプラS
1と、マルチレベル・タップド・ディレイライン(Multi
level tapped delay line)54と、総和回路55とを有
している。サンプラS1は、サンプルホールド回路を含
む例えば10ビットのA/D変換器で構成されている。
サンプラS1では、サンプルタイミングの決定方法とし
て、一般的な直接拡散方式で用いられているDLL(デ
ィレイ・ロックド・ループ)を用いることができ、特に
1△形のDLLが適している。また、マルチレベル・タ
ップド・ディレイライン54は、送信機1における拡散
符号のチップ数(符号長)Lに合わせたL段の遅延回路
で構成されており、サンプラS1が例えば10ビットの
A/D変換器で構成されている場合、遅延回路の各段
は、10ビットのワードで構成される。また、総和回路
55は、サンプラS1の各サンプリング間隔(Tc)の間
に、拡散符号系列p1,p2,p3,…,pLの値(算術値
“1”または“−1”)に応じて、マルチレベル・タッ
プド・ディレイライン54の対応するタップ出力を加算
または減算するようになっている。上記構成例では、マ
ッチドフィルタ42は、デジタル信号処理形のもの(正
確には離散時間的)となっており、ローパスフィルタ
(または積分器)52の出力をサンプリングして多値入
力とするようになっているが、これのかわりに、マッチ
ドフィルタ42をSAW(表面弾性波)フィルタやSA
Wコンボルバのようなアナログ的(正確には連続時間
的)なものによって構成することもできる。この場合に
は、サンプラS1は不要となる。
The matched filter 42 is, for example,
Sampler S that samples the output from low-pass filter (or integrator) 52 for each chip time (T c )
1 and a multi-level tapped delay line (Multi
level tapped delay line) 54 and a summing circuit 55. The sampler S 1 is formed of, for example, a 10-bit A / D converter including a sample and hold circuit.
In the sampler S 1, as a method of determining the sample timing, common is can be used in which DLL (Delay Locked Loop) for use in direct spread system, in particular 1 △ form of DLL are suitable. The multi-level tapped delay line 54, the number of chips of the spreading code in the transmitter 1 is constituted by a delay circuit L stages tailored to (code length) L, the sampler S 1 is for example 10-bit A / When the delay circuit is constituted by a D converter, each stage of the delay circuit is constituted by a 10-bit word. The summation circuit 55 also calculates the values of the spreading code sequences p 1 , p 2 , p 3 ,..., P L (the arithmetic value “1” or “−1”) during each sampling interval (T c ) of the sampler S 1. "), The corresponding tap output of the multi-level tapped delay line 54 is added or subtracted. In the above configuration example, the matched filter 42 is of a digital signal processing type (accurately, discrete time), and the output of the low-pass filter (or integrator) 52 is sampled to be a multi-value input. However, instead of this, the matched filter 42 is replaced with a SAW (surface acoustic wave) filter or SA.
It can also be constituted by an analog-like (precisely, continuous-time) device such as a W convolver. In this case, the sampler S 1 is not required.

【0052】また、サンプラS2は、上記マッチドフィ
ルタ42からの出力,すなわち総和回路55からの出力
を2チップ時間(2Tc)ごとにサンプリングするよう
になっいる。
The sampler S 2 samples the output from the matched filter 42, that is, the output from the summing circuit 55, every two chip times (2T c ).

【0053】次にこのような構成のスペクトラム拡散通
信システムおよび送信機1並びに受信機2の動作につい
て説明する。なお、以下では、データシンボルd(t)
が2値であるとし、また、拡散符号には、ナイキストの
第一基準のアナロジーに基づき定められたもの(符号長
Lが偶数)が用いられるとする。
Next, the operation of the spread spectrum communication system having such a configuration and the operation of the transmitter 1 and the receiver 2 will be described. In the following, the data symbol d (t)
Is a binary code, and a code determined based on Nyquist's first standard analogy (code length L is an even number) is used.

【0054】先づ、送信機1では、送信すべき情報とし
ての2値のシリアルなデータシンボルd(t)を時間間
隔2Tc(2チップ時間)ごとにシリアル/パイプライ
ン/パラレル変換部22に入力する。これにより、シリ
アル/パイプライン/パラレル変換部22からは、図7
に示すように、データがパイプライン的に並列に出力さ
れ、乗算部23のL/2個の乗算器にそれぞれ入力す
る。一方、チップ数Lの拡散符号発生器21には、予め
L個の拡散符号p1,p2,p3,…,pLが初期設定され
ており、これらL個の拡散符号p1,p2,p3,…,pL
は、動作時には、毎チップごとに1チップづつシフト
し、1チップおきにタップ出力として出力される。L/
2個の乗算器では、シリアル/パイプライン/パラレル
変換部22からの2チップ時間2Tcづつずれたデータ
とこれに対応する拡散符号発生器21からのタップ出力
とをそれぞれ乗算してデータシンボルの拡散(すなわち
変調)を行なう。すなわち、図7において、data 1で1
番目のタップから出力される拡散符号を変調し、dataL/
2で(L−1)番目のタップから出力される拡散符号を
変調する。チップの位相を“1”〜“L”の整数で表わ
すとすると、L/2個の各乗算器は、いずれもチップ位
相が“1”となったときにデータ変調を開始し、チップ
位相“L”でデータ変調を終了する。この次の瞬間に
は、チップ位相は再び“1”となり、同様にして、次の
データの変調を行なう。このように、データのタイミン
グを図7のように2チップづつずらしておき、元のシリ
アルなデータで(L/2+1)番目のデータ(data L/2
+1)は、1番目のタップに戻って乗算することになる。
このような2Tcの時間差を設けたデータのシリアル/
パイプライン/パラレル変換を行ない、対応した拡散符
号と乗算することで、後述のように、受信機2側でのマ
ッチドフィルタ42からの出力をそのままシリアルなデ
ータシンボルとして再生することができ、受信機2側に
おいて逆変換を必要とせずに済ますことができる。
First, the transmitter 1 transmits a binary serial data symbol d (t) as information to be transmitted to the serial / pipeline / parallel converter 22 at a time interval of 2T c (two chip times). input. As a result, the serial / pipeline / parallel conversion unit 22 outputs
As shown in (1), data is output in parallel in a pipeline manner and input to the L / 2 multipliers of the multiplier 23, respectively. On the other hand, in the spreading code generator 21 having L chips, L spreading codes p 1 , p 2 , p 3 ,..., P L are initially set in advance, and these L spreading codes p 1 , p 2, p 3, ..., p L
Is shifted by one chip per chip during operation, and is output as a tap output every other chip. L /
The two multipliers, two chip time 2T c increments shifted data and a tap output by multiplying each data symbol from the spreading code generator 21 corresponding thereto from the serial / pipeline / parallel converter 22 Perform spreading (ie, modulation). That is, in FIG.
Modulate the spreading code output from the th tap,
In step 2, the spreading code output from the (L-1) th tap is modulated. Assuming that the chip phase is represented by an integer of “1” to “L”, each of L / 2 multipliers starts data modulation when the chip phase becomes “1”, and the chip phase “ L "terminates data modulation. At the next moment, the chip phase becomes "1" again, and the next data is similarly modulated. In this way, the data timing is shifted by two chips as shown in FIG. 7, and the (L / 2 + 1) th data (data L / 2)
+1) returns to the first tap and performs multiplication.
Data having a time difference of such 2T c serial /
By performing pipeline / parallel conversion and multiplying by the corresponding spreading code, the output from the matched filter 42 on the receiver 2 side can be reproduced as it is as a serial data symbol, as described later. There is no need for inverse transformation on the two sides.

【0055】乗算部23のL/2個の各乗算器からの出
力は、加算部24に入力し、加算部24の加算器30で
は、各乗算器からの出力を毎チップ時間毎に加算する。
図8は加算器30からの出力の一例を示す図であり、加
算器30からの出力は、一般に多値となる。また、加算
器30からの出力は、この例では、図8のようにデジタ
ル値となっている。加算部24からの出力は、変調部2
5に加わるが、変調部25は一般にアナログ回路で構成
されているので、加算器30からの出力が図8のように
デジタル値である場合には、これをD/A変換器31で
アナログ値に変換した上で、変調部25に入力する。
The outputs from the L / 2 multipliers of the multiplier 23 are input to the adder 24, and the adder 30 of the adder 24 adds the outputs from the multipliers for each chip time. .
FIG. 8 is a diagram showing an example of the output from the adder 30. The output from the adder 30 generally has a multi-value. Further, in this example, the output from the adder 30 is a digital value as shown in FIG. The output from the adder 24 is
In addition, since the modulating unit 25 is generally constituted by an analog circuit, if the output from the adder 30 is a digital value as shown in FIG. , And then input to the modulation unit 25.

【0056】変調部25では、搬送周波数ωの搬送波を
加算器30からの出力により変調するため、乗算器34
によりcosωtに加算器30からの出力を乗算し、これ
を送信信号として例えば電波の形で送信する。
The modulator 25 modulates the carrier having the carrier frequency ω with the output from the adder 30.
Is multiplied by the output from the adder 30, and this is transmitted as a transmission signal, for example, in the form of a radio wave.

【0057】次に、受信機2では、送信機1から例えば
電波の形で伝送された送信信号を受信信号として例えば
アンテナで受信し増幅した上で復調部41に入力する。
復調部41では、乗算器51において受信信号にcosω
tを乗算し、これをローパスフィルタ(または積分器)
52に通すことで同期検波,すなわち復調する。すなわ
ち、送信機1の加算器30から図8のような加算結果が
出力され、これを変調して送信がなされる場合には、受
信機2の復調部41では、送信機1の加算器30におけ
る図8のような信号に受信信号を復調する。
Next, the receiver 2 receives the transmission signal transmitted from the transmitter 1 in the form of a radio wave, for example, in the form of a radio wave as a reception signal using, for example, an antenna, amplifies the signal, and inputs the signal to the demodulation unit 41.
In the demodulation unit 41, the multiplier 51 adds cosω to the received signal.
multiply by t and apply this to a low-pass filter (or integrator)
By passing through 52, synchronous detection, that is, demodulation is performed. That is, when the result of addition as shown in FIG. 8 is output from the adder 30 of the transmitter 1 and the result is modulated and transmitted, the demodulator 41 of the receiver 2 outputs the adder 30 of the transmitter 1 The received signal is demodulated into a signal as shown in FIG.

【0058】このようにして復調された信号は、マッチ
ドフィルタ42に加わる。マッチドフィルタ42では、
先づ、復調された信号をサンプラS1によって1チップ
時間(Tc)ごとにサンプリングする。この際、サンプ
ラS1のサンプルタイミングは、前述したように、例え
ばDLLを用いて決定することができる。なお、サンプ
ラS1のサンプルタイミング決定にDLLを用いる場
合、本実施例では、拡散信号が2チップづつずれたもの
であるため、同期点は、2チップおきに存在する。これ
は、従来の直接拡散方式に比べて明らかな利点である。
すなわち、従来の直接拡散方式では、最悪の場合、Lチ
ップに近い位相誤差を修正するようになっていたので、
同期に長時間を要したが、本実施例では最悪の場合でも
2チップの位相誤差の修正で済み、従来に比べて極めて
早く同期を完了させることができる。これにより、同期
外れを起こし易い無線(電波)環境において、再同期を
極めて容易に行ないうることを意味し、多くの応用にお
いて、極めて有利となる。
The signal demodulated in this way is applied to the matched filter 42. In the matched filter 42,
First, the demodulated signal is sampled by the sampler S 1 every chip time (T c ). In this case, the sample timing of the sampler S 1 can be determined by using, as described above, for example, a DLL. In the case of using a DLL in the sample timing determination sampler S 1, in the present embodiment, since it is intended to spread the signal is shifted two chips at a time, the synchronization point, present in 2 chip intervals. This is a clear advantage over the conventional direct spreading scheme.
That is, in the conventional direct diffusion system, in the worst case, a phase error close to the L chip is corrected.
Although a long time was required for synchronization, in the present embodiment, even in the worst case, it is sufficient to correct the phase error of two chips, and synchronization can be completed much earlier than in the past. This means that resynchronization can be performed very easily in a wireless (radio wave) environment in which loss of synchronization easily occurs, which is extremely advantageous in many applications.

【0059】サンプラS1によって1チップ時間(Tc
ごとにサンプリングされた結果の信号は、L段のマルチ
レベル・タップド・ディレイライン54に加わり、総和
回路55では、各サンプル間隔,すなわち1チップ時間
(Tc)の間に、マルチレベル・タップド・ディレイラ
イン54の各タップ出力をこれに対応する拡散符号系列
1,p2,p3,…,pLの値(算術値“1”または“−
1”)に応じて加算または減算する。
One chip time (T c ) by the sampler S 1
The signal obtained as a result of each sampling is applied to an L-stage multi-level tapped delay line 54, and the summation circuit 55 outputs a multi-level tapped delay line at each sample interval, that is, during one chip time (T c ). Each tap output of the delay line 54 is converted to a value of the corresponding spread code sequence p 1 , p 2 , p 3 ,..., P L (arithmetic value “1” or “−”
Addition or subtraction according to 1 ″).

【0060】しかる後、サンプラS2では、マッチドフ
ィルタ42からの出力,すなわち総和回路55からの出
力y(t)を2チップ時間(2Tc)ごとにサンプリン
グする。この際、上記マッチドフィルタ42からの出力
y(t)は、図3(b)に破線で示すように対象とする
データp(t)の離散的自己相関関数となり、この離散
的自己相関関数は拡散符号がナイキストの第一基準に基
づき定められていることによって、前述したように、τ
が2n×Tc(n=1,2,3,…,L/2−1)ごと
に“0”となる。これにより、マッチドフィルタ42か
らの出力y(t)を拡散符号の符号長により定まる時間
間隔T(=LTc)よりもはるかに短かい2チップ時間
(2Tc)ごとにサンプリングする場合でも、符号間干
渉は生じさせずに済む。すなわち、後述のように、誤り
率特性や干渉波除去能力等を劣化させず、これらを従来
の直接拡散方式と同様な性能のものに維持することがで
きる。このように誤り率特性や干渉波除去能力等を劣化
させずに済む一方で、2Tcの時間間隔でデータを送
信,受信することができるので伝送速度を従来の直接拡
散方式に比べ著しく高めることができる。
Thereafter, the sampler S 2 samples the output from the matched filter 42, that is, the output y (t) from the summation circuit 55, every two chip times (2T c ). At this time, the output y (t) from the matched filter 42 becomes a discrete autocorrelation function of the target data p (t) as shown by a broken line in FIG. As described above, since the spreading code is determined based on Nyquist's first standard, τ
Becomes “0” every 2n × T c (n = 1, 2, 3,..., L / 2-1). Accordingly, even when the output y (t) from the matched filter 42 is sampled every two chip times (2T c ), which is much shorter than the time interval T (= LT c ) determined by the code length of the spreading code, Interference does not occur. That is, as will be described later, it is possible to maintain the same performance as that of the conventional direct spreading method without deteriorating the error rate characteristics, the interference wave removing ability, and the like. Thus while the need without deteriorating the error rate characteristic and the interference wave removing ability and the like, transmits the data at a time interval of 2T c, significantly enhances be compared with the conventional direct spread system the transmission speed is capable of receiving Can be.

【0061】なお、サンプラS1における2チップ時間
(2Tc)ごとのサンプリングにより、実際には、2つ
のサンプル(偶数番目か奇数番目か)列のうちどちらか
だけが符号間干渉のないものが得られるので、符号間干
渉の少ない方を選ばなければならない。これについては
詳述しないが、次の原理によって容易に区別できる。す
なわち、符号間干渉の少ない方の復号シンボル列は、原
理的には(理想的には)2値をとる(実際には、雑音,
符号歪,サンプルタイミングの誤差等によって、その2
値からの偏差がある)一方で、符号間干渉の多い方は同
様な2値からの偏差が異常に大きくなるので、2つの系
列の偏差値または分散値を求め、少ない方を選択すれば
良い。より実際的には、2値からの偏差を求めなくて
も、その信号自体の絶対値の偏差または分散を計算すれ
ば良い。これは、復号されたシンボル列が、理想的には
正負対称な値を持つので、その絶対値をとれば、一定値
になるためである。
Note that, by sampling every two chip times (2T c ) in the sampler S 1 , actually, only one of the two sample (even or odd) columns has no intersymbol interference. Therefore, the one with less intersymbol interference must be selected. Although this is not described in detail, it can be easily distinguished by the following principle. In other words, the decoded symbol sequence with less intersymbol interference takes a binary value in principle (ideally) (actually, noise,
2 due to code distortion, sample timing error, etc.
On the other hand, if the intersymbol interference is large, the deviation from the same binary value becomes abnormally large. Therefore, the deviation value or variance value of the two sequences is obtained, and the smaller one may be selected. . More practically, the deviation or variance of the absolute value of the signal itself may be calculated without calculating the deviation from the binary value. This is because the decoded symbol sequence ideally has a positive-negative symmetric value, and its absolute value becomes a constant value.

【0062】なお、マッチドフィルタ42がデジタル的
な構成のものである場合には、サンプラS2への入力
は、離散時間的な信号となり、上記のように2つのサン
プル列のどちらかを選ぶ手法を用いることができるが、
マッチドフィルタ42がアナログ的な構成のものである
場合には、サンプラS2への入力は、連続時間的な信号
となるので、2つのサンプル列のどちらかを選ぶ手法を
用いることができない。しかしながら、これは一般的
に、モデムなどで扱われている、アイパターン(Eye Pa
ttern)において一番アイの開いているサンプルタイミ
ングを決定する問題と同一であり、良く知られているよ
うに、アイの一番開いているところ、すなわち、符号間
干渉の最も少ないところでサンプルすることによって解
決することができる。
[0062] Note that method if the matched filter 42 is of digital configuration, the input to the sampler S 2 becomes a discrete time signal, selecting one of two sample sequences, as described above Can be used,
If matched filter 42 is of analog configuration, the input to the sampler S 2, since a continuous time signal, it is impossible to use the technique of choosing between the two sample sequences. However, this is generally the case with eye patterns (Eye Pa
ttern) is the same as determining the timing of the sample with the most open eye, and, as is well known, sampling at the most open eye, ie, where there is minimal intersymbol interference. Can be solved by

【0063】本願の発明者は、ナイキストの第一基準の
アナロジーに基づき定められたもの(チップ数Lが偶
数)が拡散符号に用いられたときの本実施例のスペクト
ラム拡散通信システムの性能を実際に評価した。以下、
その性能評価結果を示す。
The inventor of the present application has shown that the performance of the spread spectrum communication system of the present embodiment when the code determined based on the Nyquist's first standard analogy (the number of chips L is an even number) is used for the spreading code. Was evaluated. Less than,
The performance evaluation results are shown.

【0064】先づ、白色ガウス雑音下でのビット誤り率
BERを評価した。この場合、送信機1側では、数1の
p(t)を用いて、情報が“1”のときp(t)、
“0”のとき−p(t)で伝送し、受信機2側では、符
号間干渉がないので、両側のノイズパワースペクトル密
度をNo/2とし,p(t)のエネルギーをEbとする
と、ビット誤り率BERは、理論的には次式のようにな
る。なお、次式において、erfcは誤差関数である。
First, the bit error rate BER under white Gaussian noise was evaluated. In this case, the transmitter 1 uses p (t) of Expression 1 to obtain p (t) when the information is “1”,
"0" was transmitted -p (t) when, in the receiver 2 side, there is no intersymbol interference, both sides of the noise power spectral density and N o / 2, the energy of the p (t) and E b Then, the bit error rate BER is theoretically expressed by the following equation. In the following equation, erfc is an error function.

【0065】[0065]

【数10】 (Equation 10)

【0066】また、この場合のシミュレーションを、拡
散符号の符号長Lが“8”,“32”,“64”の3種
の場合につき、表1に示した通りの拡散符号で行なっ
た。
The simulation in this case was performed with the spreading codes as shown in Table 1 for the three cases where the code length L of the spreading codes was "8", "32", and "64".

【0067】図9には、数10により求めたビット誤り
率BERの理論値(実線で示す)と上記シミュレーショ
ン結果とを示した。図9から明らかなように、シミュレ
ーション結果は、理論値と一致している。
FIG. 9 shows the theoretical value (shown by a solid line) of the bit error rate BER obtained by the equation (10) and the above simulation results. As is clear from FIG. 9, the simulation results match the theoretical values.

【0068】この場合、Lが“8”,“32”,“6
4”のいずれのときも、情報伝送速度Rbは1/(2
c)であり、従来の単純な直接拡散方式や単なるポー
ラ方式によるシステムと本発明のシステムのLが“6
4”のときとを比べた場合、本発明のシステムでは、伝
送速度は従来に比べ32倍となるが、ビット誤り率は従
来と全く同じであることがわかった。
In this case, L is "8", "32", "6".
4 ", the information transmission rate Rb is 1 / (2
T c ), and the L of the system of the present invention using the simple direct spreading method or the simple polar method is "6".
When compared with the case of 4 ", it was found that in the system of the present invention, the transmission rate is 32 times that of the conventional system, but the bit error rate is exactly the same as the conventional system.

【0069】さらに、単一正弦波の干渉と白色ガウス雑
音がある場合のビット誤り率を評価した。すなわち、白
色ガウス雑音にさらに単一周波数の干渉波妨害が加わっ
た場合の本発明のシステムの性能評価を行なった。な
お、ここで、システムの受信機2側のマッチドフィルタ
42には前述したようなデジタル処理用のものを用い
た。図10(a),(b),(c)には、拡散符号のチ
ップ数Lをそれぞれ“8”,“32”,“64”とし、
干渉波,すなわち単一正弦波の周期をチップ周期Tc
5倍から90倍の範囲で変えたときに平均誤り率BER
を示した。なお、図10(a),(b),(c)は、同
時に加えた白色ガウス雑音の大きさがそれぞれ異なって
おり、図10(a)はEb/No比(SIR)が11dB
の場合,図10(b)はEb/No(SIR)が15dB
の場合,図10(c)はEb/No比(SIR)が30d
Bの場合を示している。また、図11には、干渉波が支
配的な場合の特性を明確にするため、目盛りを変えて図
10(a),(b),(c)の全ての結果を同時に示し
た。図11から、干渉波が支配的な領域でLが“32”
のときにはLが“8”の場合に対し4dB有利となり、
また、Lが“64”のときにはLが“32”の場合に対
しさらに4dB有利となった。この結果から、本発明の
システムの干渉波除去特性も従来の直接拡散方式による
システムと全く同じであることがわかった。但し、これ
は、マルチパスがある場合には、その遅延量が情報シン
ボル間隔以下である場合である。
Further, the bit error rate in the presence of a single sine wave interference and white Gaussian noise was evaluated. That is, the performance of the system of the present invention was evaluated when white Gaussian noise was further added with single-frequency interference wave interference. Here, the above-described digital processing filter is used as the matched filter 42 on the receiver 2 side of the system. FIGS. 10A, 10B and 10C show that the number of chips L of the spreading code is "8", "32" and "64", respectively.
The average error rate BER when the period of the interference wave, that is, the single sine wave is changed in the range of 5 to 90 times the chip period Tc
showed that. 10 (a), (b) and (c) show that the magnitude of the simultaneously added white Gaussian noise is different, and FIG. 10 (a) shows that the E b / N o ratio (SIR) is 11 dB.
In the case of, FIG. 10B shows that E b / N o (SIR) is 15 dB.
Cases, FIG. 10 (c) E b / N o ratio (SIR) is 30d
The case of B is shown. FIG. 11 shows all the results of FIGS. 10 (a), (b), and (c) at different scales in order to clarify the characteristics when the interference wave is dominant. From FIG. 11, L is “32” in the region where the interference wave is dominant.
In the case of, L is advantageous by 4 dB with respect to the case where L is “8”,
Further, when L is "64", it is further 4 dB more advantageous than when L is "32". From these results, it was found that the interference wave removal characteristics of the system of the present invention were exactly the same as those of the conventional system using the direct spreading method. However, this is the case where the amount of delay is less than the information symbol interval when there is a multipath.

【0070】このことから明らかなように、本発明のシ
ステムにおいても、従来と同様に、干渉波除去能力を向
上させるには、拡散符号のチップ数Lをできるだけ大き
くするのが望ましい。但し、本発明では、干渉波除去の
ために拡散符号のチップ数Lをできるだけ大きくし、干
渉波除去能力を高めても、誤り率特性の劣化も伝送速度
の低下も招かない。すなわち、チップ数Lに影響され
ず、チップ間周期に基づく速度1/(2Tc)で高速に
伝送を行ない、情報を正確に再生することができ、情報
伝送速度やビット誤り率特性を何ら低下させずに耐干渉
波特性を向上させることができる。
As is evident from the above, in the system of the present invention, it is desirable to increase the number L of spreading code chips as much as possible in order to improve the interference wave removing capability as in the conventional case. However, in the present invention, even if the number L of spreading code chips is increased as much as possible to remove the interference wave and the interference wave removal capability is increased, neither deterioration in the error rate characteristic nor reduction in the transmission speed is caused. That is, transmission is performed at a high speed of 1 / (2T c ) based on the inter-chip period without being affected by the number L of chips, information can be accurately reproduced, and the information transmission speed and bit error rate characteristics are degraded at all. Without this, the anti-interference wave characteristics can be improved.

【0071】また、図4,図5を図12と比較すればわ
かるように、本発明のシステムは、従来の直接拡散方式
によるシステムに比べ、装置の複雑さの増大は少なく、
特に、受信機2側では、構造的な変更は全く不要であ
る。なお、受信機2のマッチドフィルタ42をデジタル
形式のものにする場合には、多値信号に耐え得るシステ
ムの線形性を確保し、前述のように、誤り率特性や干渉
波除去能力を良好なものに維持することができる。
Also, as can be seen by comparing FIGS. 4 and 5 with FIG. 12, the system of the present invention does not increase the complexity of the apparatus as compared with the conventional system of the direct spreading system.
In particular, no structural changes are required on the receiver 2 side. When the matched filter 42 of the receiver 2 is of a digital type, the linearity of the system that can withstand multi-level signals is ensured, and as described above, the error rate characteristics and the interference wave removal capability are improved. Things can be maintained.

【0072】以上、ナイキストの第一基準に基づく図3
(b)のような自己相関関数をもつ拡散符号を用いた場
合の本発明のスペクトラム拡散通信システムについて述
べたが、ナイキストの第二基準に基づく図3(c)のよ
うな離散的自己相関関数をもつ拡散符号を用いる場合に
も、同様にして、本発明のスペクトラム拡散通信システ
ムを構成することができる。すなわち、図4の送信機1
の構成において、拡散符号発生器21には、ナイキスト
の第二基準に基づいて定められたチップ数Lの拡散符号
を設定し、1チップ時間づつずれたタイミングでL個の
拡散符号を発生するようにし、また、シリアル/パイプ
ライン/パラレル変換部22では、送信すべき情報とし
てのシリアルなデータシンボルを1チップ時間づつずれ
たL個のパラレルデータに変換して出力するようにし、
また、乗算部23,加算部24では、シリアル/パイプ
ライン/パラレル変換部22からパラレルに出力される
1チップ時間づつずれたL個のデータシンボルとこれら
にそれぞれ対応する拡散符号発生器21からの拡散符号
との積をとり、L個の積を加算するようにすれば良い。
また、図5の受信機2の構成において、サンプラS2
は、1チップ時間間隔でサンプリングを行なうようにす
れば良い。なお、このナイキストの第ニ基準(のアナロ
ジー)に基づいた場合、数8にあるように、隣接するシ
ンボルの干渉を受ける。これは、L’が0でないことに
よるが、その干渉の量が事前に分っているので、サンプ
ラS2の出力に含まれる符号間干渉を除去することがで
きる。
FIG. 3 based on Nyquist's first standard
Although the spread spectrum communication system of the present invention using the spreading code having the autocorrelation function as shown in FIG. 3B has been described, the discrete autocorrelation function as shown in FIG. Similarly, the spread spectrum communication system of the present invention can be configured even when a spreading code having That is, the transmitter 1 of FIG.
In the configuration of (1), a spreading code of the number L of chips determined based on the Nyquist second criterion is set in the spreading code generator 21, and L spreading codes are generated at a timing shifted by one chip time. The serial / pipeline / parallel conversion unit 22 converts a serial data symbol as information to be transmitted into L parallel data shifted by one chip time and outputs it.
In addition, the multiplying unit 23 and the adding unit 24 output L data symbols which are output in parallel from the serial / pipeline / parallel converting unit 22 and shifted by one chip time from the spreading code generator 21 corresponding thereto. What is necessary is just to take the product with the spreading code and add L products.
Further, in the configuration of the receiver 2 of FIG. 5, the sampler S 2, it is sufficient to perform the sampling at one chip intervals. In addition, when based on (the analogy of) the Nyquist's second criterion, as shown in Expression 8, the adjacent symbols receive interference. This is due to the L 'is not 0, the amount of the interference is known in advance, it is possible to remove the intersymbol interference included in the output of the sampler S 2.

【0073】この場合、第一基準の拡散符号を用いると
きには、上述したように、情報伝送速度は、チップ速度
の1/2,すなわち1/(2Tc)となるが、第二基準
の拡散符号を用いると、1チップ時間Tcごとの伝送が
可能となり、情報伝送速度をチップ速度1/Tcに一致
させることができる。従って、第二基準の拡散符号を用
いると、より高速な伝送を行なうことが可能となる。
In this case, when the first reference spreading code is used, as described above, the information transmission rate is 2 , of the chip rate, that is, 1 / (2T c ), but the second reference spreading code is used. Is used, transmission can be performed every one chip time Tc , and the information transmission speed can be made to match the chip speed 1 / Tc . Therefore, when the second reference spreading code is used, higher-speed transmission can be performed.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1乃至1
0記載の発明によれば、誤り率特性や干渉波除去能力等
を何ら劣化させずに、伝送速度をさらに高めることがで
きる。特に、請求項2,4,7記載の発明では、拡散符
号は、ナイキストの第一基準に基づき定められたものが
用いられ、該拡散符号のチップ数は偶数であって、該拡
散符号は、自己相関関数のサイドローブが2チップ時間
間隔おきに“0”となるようなものが用いられるので、
2チップ時間ごとの伝送が可能となり、また、請求項
3,5,8記載の発明では、拡散符号は、ナイキストの
第二基準に基づき定められたものが用いられ、該拡散符
号のチップ数は奇数であって、該拡散符号は、自己相関
関数のサイドローブが1チップ時間間隔で“0”となる
ようなものが用いられるので、1チップ時間ごとの伝送
が可能となる。
As described above, claims 1 to 1 are provided.
According to the invention described in No. 0, the transmission rate can be further increased without deteriorating the error rate characteristics, the interference wave removing ability, and the like. In particular, in the invention according to claims 2, 4, and 7, the spreading code used is one determined based on Nyquist's first criterion, the number of chips of the spreading code is an even number, and the spreading code is Since the side lobe of the autocorrelation function becomes “0” every two chip time intervals,
Transmission at intervals of two chips becomes possible, and in the invention according to claims 3, 5, and 8, the spreading code used is one determined based on the Nyquist second standard, and the number of chips of the spreading code is Since an odd number is used as the spreading code such that the side lobe of the autocorrelation function becomes “0” at one-chip time intervals, transmission can be performed every one-chip time.

【0075】また、請求項9記載の発明のように、受信
機のマッチドフィルタをデジタル形式のものにする場合
には、多値信号に耐え得るシステムの線形性を確保し、
前述のように、誤り率特性や干渉波除去能力を良好なも
のに維持することができる。一方、請求項10記載の発
明のように、マッチドフィルタを連続時間的なアナログ
形式のものにする場合には、マッチドフィルタを簡単な
構成のものにすることができる。
When the matched filter of the receiver is of a digital type as in the ninth aspect of the present invention, the linearity of the system that can withstand a multilevel signal is ensured.
As described above, it is possible to maintain good error rate characteristics and good interference wave removal capability. On the other hand, when the matched filter is of a continuous-time analog type as in the invention of claim 10, the matched filter can have a simple configuration.

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

【図1】本発明のスペクトラム拡散通信システムの基本
概念を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a basic concept of a spread spectrum communication system according to the present invention.

【図2】本発明に係るスペクトラム拡散通信システムの
一実施例の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a spread spectrum communication system according to the present invention.

【図3】自己相関関数を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an autocorrelation function.

【図4】図1の送信機の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter in FIG. 1;

【図5】図1の受信機の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver in FIG. 1;

【図6】図4の送信機のシリアル/パイプライン/パラ
レル変換部の構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a serial / pipeline / parallel conversion unit of the transmitter in FIG. 4;

【図7】図4の送信機のシリアル/パイプライン/パラ
レル変換部からパイプライン的に並列に出力されるデー
タを示す図である。
7 is a diagram showing data output in parallel in a pipeline from a serial / pipeline / parallel converter of the transmitter in FIG. 4;

【図8】図4の送信機の加算機からの出力の一例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an output from an adder of the transmitter in FIG. 4;

【図9】図4,図5から構成されたスペクトラム拡散通
信システムの性能評価結果を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing performance evaluation results of the spread spectrum communication system configured from FIGS. 4 and 5;

【図10】図4,図5から構成されたスペクトラム拡散
通信システムの性能評価結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing performance evaluation results of the spread spectrum communication system configured from FIGS. 4 and 5;

【図11】図4,図5から構成されたスペクトラム拡散
通信システムの性能評価結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing performance evaluation results of the spread spectrum communication system configured from FIGS. 4 and 5;

【図12】直接拡散方式による従来のスペクトラム拡散
通信システムの構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional spread spectrum communication system using a direct spreading method.

【図13】図12のスペクトラム拡散通信システムの処
理概要を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an outline of processing of the spread spectrum communication system of FIG. 12;

【図14】自己相関関数並びにマッチドフィルタからの
出力の一例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an autocorrelation function and an output from a matched filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送信機 2 受信機 21 拡散符号発生器 22 シリアル/パイプライン/パラレル変換部 23 乗算部 24 加算部 25 変調部 30 加算器 31 D/A変換器 34 乗算器 41 復調部 42 マッチドフィルタ 51 乗算器 52 ローパスフィルタ(または積分器) 54 マルチレベル・タップド・ディレイライン 55 総和回路 61 直列入力並列出力シフトレジスタ 62 レジスタ 63 遅延回路 S1,S2 サンプラ L 拡散符号のチップ数 Tc チップ間周期DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmitter 2 Receiver 21 Spreading code generator 22 Serial / pipeline / parallel conversion part 23 Multiplication part 24 Addition part 25 Modulation part 30 Adder 31 D / A converter 34 Multiplier 41 Demodulation part 42 Matched filter 51 Multiplier 52 Low-pass filter (or integrator) 54 Multi-level tapped delay line 55 Summing circuit 61 Serial input parallel output shift register 62 Register 63 Delay circuit S 1 , S 2 sampler L Number of chips of spreading code T c Period between chips

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 送信機と受信機とを備え、前記送信機
は、情報と所定のチップ数をもつ拡散符号との積をとっ
てスペクトラム拡散変調を行なった信号を伝送信号とし
て受信機に送信し、前記受信機は、前記送信機から送信
された伝送信号をマッチドフィルタリング処理を用いて
再生するようになっており、前記拡散符号には、自己相
関関数のサイドローブが一定周期のサンプリングポイン
トでのみ“0”となるものが用いられるようになってい
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信システム。
1. A transmitter comprising a transmitter and a receiver, wherein the transmitter transmits a signal, which is obtained by multiplying information and a spread code having a predetermined number of chips, and is subjected to spread spectrum modulation to a receiver as a transmission signal. The receiver reproduces the transmission signal transmitted from the transmitter using matched filtering, and the spreading code has a side lobe of an autocorrelation function at a sampling point having a constant period. A spread-spectrum communication system, wherein only ones that are "0" are used.
【請求項2】 請求項1記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記拡散符号には、ナイキストの第一
基準に基づき定められたものが用いられ、該拡散符号の
チップ数は偶数であって、該拡散符号は、自己相関関数
のサイドローブが2チップ時間間隔おきに“0”となる
ようなものが用いられるようになっていることを特徴と
するスペクトラム拡散通信システム。
2. The spread-spectrum communication system according to claim 1, wherein a code determined based on Nyquist's first criterion is used as the spread code, and the number of chips of the spread code is an even number. A spread-spectrum communication system, wherein a spreading code whose side lobe of an autocorrelation function becomes "0" at intervals of two chips is used.
【請求項3】 請求項1記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記拡散符号には、ナイキストの第二
基準に基づき定められたものが用いられ、該拡散符号の
チップ数は奇数であって、該拡散符号は、自己相関関数
のサイドローブが1チップ時間間隔で“0”となるよう
なものが用いられるようになっていることを特徴とする
スペクトラム拡散通信システム。
3. The spread-spectrum communication system according to claim 1, wherein the spreading code is a code determined based on Nyquist's second standard, and the number of chips of the spreading code is odd. A spread-spectrum communication system wherein a spreading code whose side lobe of an autocorrelation function becomes "0" at one-chip time intervals is used.
【請求項4】 請求項1記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記送信機は、ナイキストの第一基準
に基づいて定められ自己相関関数のサイドローブが2チ
ップ時間間隔おきに“0”となるチップ数Lの拡散符号
が設定され、2チップ時間づつずれたタイミングでL/
2個の拡散符号を発生する拡散符号発生手段と、送信す
べき情報としてのシリアルなデータシンボルを2チップ
時間づつずれたL/2個のパラレルデータに変換して出
力するシリアル・パイプライン・パラレル変換手段と、
シリアル・パイプライン・パラレル変換手段からパラレ
ルに出力される2チップ時間づつずれたL/2個のデー
タシンボルとこれらにそれぞれ対応する拡散符号発生手
段からの拡散符号との積をとり、L/2個の積を加算す
る積和手段と、積和手段の出力によって搬送波を変調し
て送信する変調手段とを備えていることを特徴とするス
ペクトラム拡散通信システム。
4. The spread-spectrum communication system according to claim 1, wherein the transmitter is configured based on Nyquist's first criterion, and the side lobe of the autocorrelation function is “0” every two-chip time intervals. A number L of spreading codes are set, and L / L
Spreading code generating means for generating two spreading codes, and serial pipeline parallel for converting serial data symbols as information to be transmitted into L / 2 parallel data shifted by two chip times for output Conversion means;
The product of the L / 2 data symbols output in parallel from the serial pipeline / parallel conversion means and shifted by two chips each time and the spread codes from the spread code generation means corresponding to these, respectively, is obtained. A spread-spectrum communication system, comprising: a sum-of-products means for adding a number of products; and a modulating means for modulating and transmitting a carrier wave by an output of the sum-of-products means.
【請求項5】 請求項1記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記送信機は、ナイキストの第二基準
に基づいて定められ自己相関関数のサイドローブが1チ
ップ時間間隔で“0”となるチップ数Lの拡散符号が設
定され、1チップ時間づつずれたタイミングでL個の拡
散符号を発生する拡散符号発生手段と、送信すべき情報
としてのシリアルなデータシンボルを1チップ時間づつ
ずれたL個のパラレルデータに変換して出力するシリア
ル・パイプライン・パラレル変換手段と、シリアル・パ
イプライン・パラレル変換手段からパラレルに出力され
る1チップ時間づつずれたL個のデータシンボルとこれ
らにそれぞれ対応する拡散符号発生手段からの拡散符号
との積をとり、L個の積を加算する積和手段と、積和手
段の出力によって搬送波を変調して送信する変調手段と
を備えていることを特徴とするスペクトラム拡散通信シ
ステム。
5. The spread spectrum communication system according to claim 1, wherein the transmitter is configured based on Nyquist's second criterion and has a number of chips whose side lobe of an autocorrelation function is “0” in one chip time interval. L spreading codes are set, and spreading code generating means for generating L spreading codes at a timing shifted by one chip time, and L spreading codes which shift serial data symbols as information to be transmitted by one chip time. Serial pipeline / parallel conversion means for converting the data into parallel data and outputting the data; and L data symbols which are output in parallel from the serial pipeline / parallel conversion means and shifted by one chip each time, and the spreading codes respectively corresponding thereto. A product-sum means for taking the product with the spread code from the code generation means and adding the L products, and carrying by the output of the product-sum means And a modulating means for modulating a transmission wave and transmitting the modulated signal.
【請求項6】 請求項1記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記受信機は、受信信号を復調する復
調手段と、送信機側において用いられている所定のチッ
プ数の拡散符号に対応するマッチドフィルタリング処理
を復調信号に対して施すマッチドフィルタと、マッチド
フィルタの出力を所定の時間間隔でサンプリングしデー
タシンボルを再生するサンプリング手段とを備えてお
り、サンプリング手段は、前記一定周期に基づく所定チ
ップ時間間隔でサンプリングを行なうようになっている
ことを特徴とするスペクトラム拡散通信システム。
6. The spread spectrum communication system according to claim 1, wherein the receiver is a demodulating means for demodulating a received signal, and matched filtering corresponding to a predetermined number of chips of a spreading code used on the transmitter side. a matched filter for performing processing on the demodulated signal, and a sampling means for reproducing the sampled data symbols output of the matched filter at a predetermined time interval, sampling means, predetermined chip based on prior symbol a constant cycle A spread spectrum communication system, wherein sampling is performed at time intervals.
【請求項7】 請求項6記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記拡散符号は、ナイキストの第一基
準に基づき定められたものであって、前記サンプリング
手段は、2チップ時間間隔でサンプリングを行なうよう
になっていることを特徴とするスペクトラム拡散通信シ
ステム。
7. The spread spectrum communication system according to claim 6, wherein said spread code is determined based on Nyquist's first criterion, and said sampling means performs sampling at a two-chip time interval. A spread spectrum communication system, characterized in that:
【請求項8】 請求項6記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記拡散符号は、ナイキストの第二基
準に基づき定められたものであって、前記サンプリング
手段は、1チップ時間間隔でサンプリングを行なうよう
になっていることを特徴とするスペクトラム拡散通信シ
ステム。
8. The spread spectrum communication system according to claim 6, wherein said spread code is determined based on Nyquist's second criterion, and said sampling means performs sampling at one-chip time intervals. A spread spectrum communication system, characterized in that:
【請求項9】 請求項6記載のスペクトラム拡散通信シ
ステムにおいて、前記マッチドフィルタは、デジタル形
式のものであって、1チップ時間間隔ごとに復調信号を
サンプリングするサンプル回路と、拡散符号のチップ数
に合わせた段数を有し、サンプル回路からのサンプリン
グ信号を順次遅延させるマルチレベル・タップド・ディ
レイラインと、マルチレベル・タップド・ディレイライ
ンからのタップ出力の総和をとる総和回路とを有してい
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信システム。
9. The spread spectrum communication system according to claim 6, wherein said matched filter is of a digital type, and has a sampling circuit for sampling a demodulated signal at every one-chip time interval; A multi-level tapped delay line having a combined number of stages and sequentially delaying the sampling signal from the sample circuit, and a summing circuit for summing tap outputs from the multi-level tapped delay line A spread spectrum communication system, comprising:
【請求項10】 請求項6記載のスペクトラム拡散通信
システムにおいて、前記マッチドフィルタは、連続時間
的なアナログ形式のデバイスによって構成されているこ
とを特徴とするスペクトラム拡散通信システム。
10. The spread spectrum communication system according to claim 6, wherein said matched filter is constituted by a continuous-time analog type device.
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