JP3249206B2 - スペクトラム拡散信号復調回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散信号
復調回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、情報信号よりも十分に広いスペク
トラム幅を有する、例えば２進の疑似雑音符号（ＰＮ符
号）にて変調されたキャリア信号を送信し、受信側で
は、送信側で用いたＰＮ符号と同じ符号と受信信号とを
乗算することにより、元の情報信号を復調する、所謂ス
ペクトラム拡散通信は周知である（例えば、電子科学１
９７８年１１月号参照）。

【０００３】此種スペクトラム拡散通信では、上述した
ように広いスペクトラム幅を有するＰＮ符号で情報信号
を変調しているため、情報信号を正確に復調するために
は受信側で乗算するＰＮ符号を送信側の符号とまず同期
させ、その後、同期を維持させなければならない。この
同期を捕足する方法としては、スライディング相関器を
用いる方法があり、同期を追跡する方法としては、タウ
ディザ法が知られている。この方法について図２を参照
して説明する。

【０００４】図２において、１は受信されたスペクトラ
ム拡散信号が供給される入力端子、２は逆拡散器で、符
号発生器３からの逆拡散符号と入力端子１からの受信信
号を受け、逆拡散符号にて受信信号のスペクトラムを逆
拡散する。４は逆拡散器２からの出力の帯域を制限する
バンドパスフィルタ、５は出力端子、６は電圧制御発振
器（ＶＣＯ）７の出力と位相変調器８の出力を選択する
第１スイッチ、９は低周波信号を出力する発振器、１０
はローパスフィルタ１１の出力と直流電源電圧を切り換
える第２スイッチ、１２はバンドパスフィルタ４の出力
と発振器の出力を乗算する乗算器、１４は符号の位相同
期を検出する同期検出器である。

【０００５】次に、動作について説明する。

【０００６】復調動作が開始すると、第２スイッチ１０
は、直流電源電圧１３側に切り換わり、ＶＣＯ７は一定
の周波数で発振する。尚、直流電源は、ＶＣＯの発振周
波数が送信側符号のクロック周波数よりも僅かに高くな
る値に設定されている。第１スイッチ６は、この時ＶＣ
Ｏ側に接続され、符号発生器３は、このＶＣＯの出力を
クロックとして符号を発生する。この符号は、ＶＣＯ７
の発振周波数が送信側符号のクロック周波数よりも高い
ために、送信側の符号に対して位相が進む方向にシフト
していく。ところで、スペクトラム拡散通信では、受信
側符号が送信側符号と同期している場合、逆拡散器２の
出力側に信号が発生することが知られている。従って、
逆拡散器２の出力をバンドパスフィルタ４で帯域制限し
た後、同期検出器１４に供給することにより、符号の同
期確立を検出することができる。

【０００７】斯様にして同期が確立したことが検出され
ると、同期検出器１４の制御信号にて第１スイッチ６は
位相変調器８側に、また第２スイッチ１０はローパスフ
ィルタ１１側に切り換えられる。バンドパスフィルタ４
の出力と発振器９の出力は、乗算器１２で乗算され、ロ
ーパスフィルタ１１を通過することにより直流電圧に変
換される。この電圧が第２スイッチ１０を通してＶＣＯ
７に入力され、ＶＣＯ７は、この電圧の変化に応じて発
振周波数を変化させることになる。また、ＶＣＯ７の出
力は、位相変調器８によって発振器９の出力を基に位相
が変調される。例えば、発振器出力がＨレベルのときに
は位相が進められ、Ｌレベルのときには位相が遅らされ
る。この位相変調器８の出力は、第１スイッチ６を通し
て符号発生器３に供給され、発生する符号は位相変調器
８の出力に基づき前後にシフトすることになる。この符
号を逆拡散器２で受信信号と乗算してバンドパスフィル
タ４を通した信号は、符号位相のシフトに対応して変化
する。この出力を発振器の出力と乗算し、ローパスフィ
ルタ１１に通して直流電圧に変換したものを同様に変化
するので、この変化によってＶＣＯの発振周波数を制御
し、同期状態の追跡を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した方法では、同
期検出器に供給されるバンドパスフィルタの出力が所定
レベルを越えた時点で同期維持状態へ移行するようにな
されているため、送信信号に雑音が重畳した場合、当該
雑音成分に応答して同期検出器が動作してしまうという
お其れがある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の点に鑑み、本発明
は、送信側で使用された拡散符号と同じ若しくは相関の
大きい逆拡散符号を発生する符号発生手段と、この符号
発生手段から出力された逆拡散符号にて受信信号のスペ
クトラムを逆拡散する逆拡散手段と、この逆拡散手段か
らの出力信号の帯域を制限するフィルタ手段と、前記符
号発生手段の発生する符号の１周期より短い一定周期毎
にカウントし、該カウント値が前記逆拡散符号の符号長
と等しくなるまでカウント動作する第１カウンタと、こ
の第１カウンタからのカウント値に基づき、前記符号発
生手段から出力された逆拡散符号の位相を変化させる位
相シフト手段と、前記位相シフト手段にて変更された各
符号位相における前記フィルタ手段の出力を検出すると
共に、前記第１カウンタのカウント値が前記逆拡散符号
の符号長と等しくなるまで、前記フィルタ手段の出力が
最大となる値を保持する保持手段と、前記第１カウンタ
のカウント動作終了信号に応じてカウントし、該カウン
トと同時に前記保持手段へ保持内容のクリア信号を出力
する第２カウンタと、この第２カウンタのカウントに応
じて、前記保持手段が最大値を保持した時点での前記第
１カウンタのカウント値が順次記憶される記憶手段と、
前記第２カウンタのカウントに応じて、前記記憶手段に
記憶された複数のカウント値の中で最も数が多いカウン
ト値に基づき前記逆拡散符号の最適位相を判定する判定
手段とを具備したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、同期確立動作時、逆拡散符号
の位相をあらかじめ定められた期間にわたって変化させ
ると共に、各位相状態における相関出力を記憶し、この
記憶動作を複数回繰り返した後、最適な逆拡散符号の位
相を設定する。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明に係るスペクトラム拡散信号
復調回路の一実施例を示す図である。図１において、２
０はスペクトラム拡散信号が入力される入力端子、２１
は入力端子２０から入力されたスペクトラム拡散信号と
符号発生回路から発生された送信側と同じ若しくは相関
の大きい符号を乗算することにより入力信号を元の情報
信号に逆拡散する逆拡散回路、２２は逆拡散回路２１か
らの出力信号の帯域制限を行うバンドパスフィルタ、２
３はバンドパスフィルタ２２からの信号が出力される出
力端子である。２４はバンドパスフィルタ２２からの出
力に基づき送信側符号と受信側符号の相関を判定する相
関器、２５は相関器２４が出力する相関の最大値を保持
しておく第１保持回路、２６は相関器２４と第１保持回
路２５のそれぞれの相関値の大小を比較する比較器であ
る。２７は定電圧源、２８は送信側符号と受信側符号の
位相同期状態を維持するための同期維持回路で、例えば
公知のタウディザ回路にて構成される。２９は定電圧源
２７からの出力若しくは同期維持回路２８からの出力を
選択する第１スイッチ、３０は第１スイッチ２９にて選
択された信号に基づき発振周波数が制御される電圧制御
発振器（ＶＣＯ）であり、受信回路で発生する符号のク
ロックとなる。３１はＶＣＯ３０の発振信号をクロック
信号として逆拡散符号を発生する符号発生器、３２はＶ
ＣＯ３０の発振信号を符号の一定周期ごとにカウントし
てカウント値を出力する第１カウンタ、３３は第１カウ
ンタ３２の周期ごとにカウントする第２カウンタ、３４
は第１カウンタ３２のカウント値を比較器２６の出力信
号に応じて記憶するメモリ、３５はメモリ３４に記憶し
ているカウント値の判定を行う判定器、３６は第１カウ
ンタ３２と判定器３５の出力を切り換える第２スイッ
チ、３７は第２スイッチ３６の出力信号に応じて符号発
生器３１の出力符号の位相をシフトする位相シフタ、３
８は第２カウンタ３３からの信号により第１スイッチ２
９、第２スイッチ３６の切り換えを行う制御回路であ
る。

【００１２】次に、動作について説明する。

【００１３】逆拡散動作を開始すると、制御回路３８は
第１スイッチ２９に制御信号を供給して定電圧源２７か
らの出力信号をＶＣＯ３０に供給する。同時に第２スイ
ッチ３６は、カウンタ３１の出力値を位相シフタ３７に
供給している。定電圧源２７は、ＶＣＯ３０の発振信号
が送信側符号のクロックと同じ周波数になるような直流
電圧をＶＣＯ３０に供給する。従って、ＶＣＯ３０は発
振を開始し、その出力はカウンタ３２及び符号発生器３
１にクロック信号として供給される。このクロック信号
に応じて符号発生器３１は符号を発生し、カウンタ３２
は符号発生器３１の発生する符号の一定周期ごとにカウ
ントを繰り返す。このカウント値は、第２スイッチ３６
により位相シフタ３７に供給される。位相シフタ３７
は、このカウント値に応じて符号発生器３１の発生する
符号の位相を変化させる。それに応じて、符号の位相を
あらかじめ定められた期間にわたって１チップごとに変
化させることになる。同時に、送、受信間の符号の各位
相状態における相関出力を相関器２４で求め、保持回路
２５、比較器２６によって相関出力が最大となる位相状
態を求める。動作としては、保持回路２５には最初に０
が保持されており、相関器２４の相関出力を比較器２６
が比較して相関器２４の相関出力が大きいので、比較器
２６からの出力パルスにより保持回路２５に相関器２４
の相関出力値を保持する。続いて、カウンタ３２のカウ
ント値が１増加し、位相シフタ３７により符号の位相が
１チップ変化する。このときの相関出力を相関器２４が
求め、この値と保持回路に保持されている相関値とを比
較器２６が比較する。その結果、相関器２４の相関出力
が大きい場合は、再度比較器２６の出力パルスによって
保持回路２５に相関器２４の相関出力を保持する。同時
に、比較器２６の出力パルスによりメモリ３４がカウン
タ３２のカウント値を保持する。逆に、保持回路２５が
保持している相関出力が大きい場合は、そのままカウン
タ３２の値をインクリメントする。以上のことをカウン
タ３２が符号長と等しい値になるまで、即ち符号発生器
３１の出力符号を符号の１周期にわたって変化させて相
関出力が最大となるような位相状態（カウント値）を求
める。

【００１４】以上を一連の動作として、動作が終了する
ごとに第２カウンタ３３の値をインクリメントし保持回
路２５の内容をクリアしながら前記動作を繰り返す。こ
の結果、メモリ３４には順次一連の動作での相関が最大
のときの位相状態を示すカウント値が記憶される。第２
カウンタ３３のカウントにより動作期間の終了を検出し
た後、判定器３５はメモリ３４に記憶されているカウン
ト値の中で最も数が多いカウント値を判定して出力す
る。その後、制御回路３８は第１スイッチ２９、第２ス
イッチ２６を切り換えて、第１スイッチ２９を同期維持
回路２８の出力側に、第２スイッチ３６を判定器３５側
に設定する。位相シフタ３７は、判定器３５の出力信号
により符号発生器３１の符号の位相をシフトして送受信
間の相関が最大になる位相状態に設定する。次いで、同
期維持回路２８が符号位相の同期状態を維持する。尚、
同期維持動作については従来と同じであるので説明を省
略する。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、あらかじめ定められた
期間にわたって符号の位相状態を変化させ、その期間内
で最大の相関出力を示す位相状態に逆拡散符号を設定す
る様にしたので、伝送路上で雑音が重畳したとしても、
確実に符号の同期確立動作を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】従来例を示す図である。

【符号の説明】

２１ 逆拡散回路 ２４ 相関器 ２５ 保持回路 ２６ 比較器 ２８ 同期維持回路 ３１ 符号発生器 ３２ 第１カウンタ ３３ 第２カウンタ ３４ メモリ ３５ 判定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側で使用された拡散符号と同じ若し
   くは相関の大きい逆拡散符号を発生する符号発生手段
   と、 この符号発生手段から出力された逆拡散符号にて受信信
   号のスペクトラムを逆拡散する逆拡散手段と、 この逆拡散手段からの出力信号の帯域を制限するフィル
   タ手段と、 前記符号発生手段の発生する符号の１周期より短い一定
   周期毎にカウントし、該カウント値が前記逆拡散符号の
   符号長と等しくなるまでカウント動作する第１カウンタ
   と、 この第１カウンタからのカウント値に基づき、前記符号
   発生手段から出力された逆拡散符号の位相を変化させる
   位相シフト手段と、 前記位相シフト手段にて変更された各符号位相における
   前記フィルタ手段の出力を検出すると共に、前記第１カ
   ウンタのカウント値が前記逆拡散符号の符号長と等しく
   なるまで、前記フィルタ手段の出力が最大となる値を保
   持する保持手段と、前記第１カウンタのカウント動作終了信号に応じてカウ
   ントし、該カウントと同時に前記保持手段へ保持内容の
   クリア信号を出力する第２カウンタと、 この第２カウンタのカウントに応じて、前記保持手段が
   最大値を保持した時点での前記第１カウンタのカウント
   値が順次記憶される記憶手段と、前記第２カウンタのカウントに応じて、前記記憶手段に
   記憶された複数のカウント値の中で最も数が多いカウン
   ト値 に基づき前記逆拡散符号の最適位相を判定する判定
   手段とを具備したことを特徴とするスペクトラム拡散信
   号復調回路。