JP3388212B2 - スペクトル拡散通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタル無線
通信の通信方式に用いて好適なスペクトル拡散通信装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、例えば、文献・信学技報ＳＳＴ
９２−２１「スペクトル拡散通信方式におけるディジタ
ルマッチドフィルタ技術とその問題点」に示された従来
のディジタルマッチドフィルタを用いたスペクトル拡散
通信装置を示す構成図である。図において、１は情報デ
ータの入力端子、２は情報データのクロックの入力端
子、３は入力端子２からの情報データのクロック１周期
にそのコード周期が同期したスペクトル拡散コード発生
回路、４はこのスペクトル拡散コード発生回路３の出力
のスペクトル拡散コードと入力端子１からの情報データ
をモデュロ２加算するモデュロ２加算回路、５は搬送波
発生回路、６はモデュロ２加算回路４の出力により搬送
波発生回路５から出力される搬送波をＰＳＫ変調するＰ
ＳＫ変調回路、７はスペクトル拡散された送信信号の出
力端子である。

【０００３】また、８はスペクトル拡散された受信信号
の入力端子、９はディジタルマッチドフィルタによるス
ペクトル拡散コード捕捉回路、１０はこのスペクトル拡
散コード捕捉回路９から出力されるマッチドパルスによ
り拡散コードの位相を見つけて、拡散コードを追尾する
追尾回路、１１はこの追尾回路１０の出力から再生され
たスペクトル拡散コードと入力端子８からの受信信号と
の相関をとる相関回路、１２は相関回路１１の出力信号
をＰＳＫ復調するＰＳＫ復調回路、１３は情報データの
出力端子、１４は情報データの再生クロックの出力端子
である。

【０００４】次に、動作について説明する。先ず、送信
側の動作について説明する。伝送すべき情報データを入
力端子１よりモデュロ２加算回路４に入力し、情報デー
タのクロックを入力端子２よりスペクトル拡散コード発
生回路３に入力する。スペクトル拡散コード発生回路３
は情報データのクロック１周期にそのコード周期が同期
したスペクトル拡散コードを発生する。

【０００５】モデュロ２加算回路４はこのスペクトル拡
散コード発生回路３の出力のスペクトル拡散コードと情
報データをモデュロ２加算し、このモデュロ２加算回路
４の出力によって搬送波発生回路５から出力される搬送
波をＰＳＫ変調回路６によりＰＳＫ変調し、ＰＳＫ変調
回路６の出力がスペクトル拡散された送信信号として出
力端子７より電波となって送信される。ここで、ＰＳＫ
変調回路６の出力側には、図示しないＲＦ帯への周波数
変換器、電力増幅器、無線アンテナが接続されるが、こ
の発明の説明には関連しないので省略する。

【０００６】次に、受信側の動作について説明する。入
力端子８よりスペクトル拡散された受信信号がスペクト
ル拡散コード捕捉回路９に入力され、このスペクトル拡
散コード捕捉回路９によりスペクトル拡散コードのコー
ド位相が高速に捕捉される。捕捉されたコード位相は、
スペクトル拡散コード捕捉回路９の出力のマッチドパル
スにより示され、スペクトル拡散コードを追尾する追尾
回路１０に送られる。追尾回路１０は入力端子８からの
受信信号の拡散コードの位相を追尾し、その初期位相を
スペクトル拡散コード捕捉回路９から送られるマッチド
パルスによって見つける。

【０００７】相関回路１１は追尾回路１０の出力から再
生されたスペクトル拡散コードと入力端子８からの受信
信号との相関を取り、この結果、スペクトル拡散が解か
れた信号がその出力側に現れる。ＰＳＫ復調回路１２は
相関回路１１の出力の情報データのみによりＰＳＫ変調
された信号から、搬送波とクロックを再生して情報デー
タを復調し、情報データを出力端子１３に出力し、情報
データの再生クロックを出力端子１４に出力する。

【０００８】図７は、上記のスペクトル拡散コードのコ
ード周期と情報データの同期／非同期関係を示すもの
で、図７（ａ）は情報データクロック１周期とスペクト
ル拡散コードのコード周期が同期している場合、図７
（ｂ）は情報データクロック１周期とスペクトル拡散コ
ードのコード周期が非同期である場合である。また、図
８は、上記のディジタルマッチドフィルタによるスペク
トル拡散コード捕捉回路９とその周辺回路の具体例を示
す図である。図８において、受信信号はＰＳＫ変調され
たスペクトル拡散波で、式で表すと以下の通りである。

【０００９】 Ｓ（ｔ）＝ＰＮ（ｔ）ｄ（ｔ）ｓin（ωｔ＋θ） （１）

【００１０】ここに、ＰＮ（ｔ）は±１の値を取り、Ｐ
Ｎコード系列を表し、ｄ（ｔ）も士１の値をとって、情
報データ系列を表し、また、Ｓin（ωｔ＋θ）は搬送波
である。

【００１１】ローカル発振器６０は、Ｓｉｎ（ωｔ＋
θ）に近い波形のローカル信号を、相互に９０度の位相
差を持った信号としてミキサー６１ａ、６１ｂに対して
発生し、受信波Ｓ（ｔ）をベ一スバンド波形に変換す
る。ベ一スバンドに変換された波形信号はＡ／Ｄ変換器
６２ａ、６２ｂにより、ＰＮコードチップレートの２値
のクロックでＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換され、
Ｎ段シフトレジスタ９１ａ、９１ｂに導かれる。Ｎ段シ
フトレジスタ９１ａ、９１ｂのそれぞれの段の出力は、
予め設定されたローカルＰＮコードとモデュロ２加算器
９２ａ、９２ｂで加算され、それぞれの加算結果がさら
に加算器９３ａ、９３ｂで加算される。

【００１２】そして、これら加算器９３ａ、９３ｂの出
力は二乗回路９４ａ、９４ｂに供給され、ここで、実質
的にベ一スバンド波形中の搬送波位相の不確定性（θ）
が除去された後、加算器９５に供給されて加算される。
すなわち、この過程で、受信ＰＮコードと、ローカルＰ
Ｎコードの相関値が、Ｎ段シフトレジスタ９１ａ、９１
ｂの内容がシフトするたびに得られることになる。受信
ＰＮコードとローカルＰＮコードの位相が一致したと
き、加算器９５の出力、つまりディジタルマッチドフィ
ルタ出力の相関値は最大値を示すことになる（一致しな
い場台はほとんど０出力）。

【００１３】すなわち、ディジタルマッチドフィルタ出
力の相関値が最大を示す時間が、ローカルＰＮコードと
同期が取れた時間ということになる。ＰＮコードはある
一定の周期ごとに繰り返されるので、ディジタルマッチ
ドフィルタ出力の相関値のピークも、ＰＮコードの１周
期ごとに現れることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
のスペクトル拡散通信装置では、受信側にディジタルマ
ッチドフィルタを用いているため、高速なスペクトル拡
散コード位相の捕捉が可能であるが、このようなディジ
タルマッチドフィルタによる高速捕捉を可能にするため
には、上記のように、情報データクロック１周期とスペ
クトル拡散コードのコード周期が同期している必要があ
る。

【００１５】非同期の場合は、上記図７（ｂ）に示すよ
うに、拡散コード１周期の間で情報データの符号が変わ
る。この結果、受信側のディジタルマッチドフィルタで
は、拡散コード１周期分の相関を取る際に途中で符号の
反転が発生し、コード１周期分の相関値が、同期してい
る場合に比べて落ちる。したがって、従来のディジタル
マッチドフィルタによる高速コード捕捉を達成するため
には、常に、情報データの１クロック周期（データ１ビ
ットの周期）と拡散コードのコード周期とを同期させて
伝送させる必要があった。

【００１６】すなわち、ディジタルマッチドフィルタに
よる従来のスペクトル拡散通信装置では、情報データの
ビットレートと、スペクトル拡散コードの繰り返し周期
とを常に同期させる必要があったため、情報データのビ
ットレートを変更したい場合には、スペクトル拡散コー
ドの１周期の長さも変更する必要があった。そのため
に、拡散コードのチップレートを変更して情報データの
１ビット長と拡散コードの１周期を合わせる場合には、
スペクトル拡散信号の帯域を変更する必要があり、使用
できる帯域が限られている場合には、困難となる。ま
た、チップレートを一定とする場合は、拡散コードのコ
ード長を変更する必要があり、送信側／受信側ともにハ
ードウェア／ソフトウェアの変更を伴い、そのため、情
報データレートを自由に変えることは困難であった。

【００１７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、スペクトル拡散コードのコー
ド１周期の長さとコードのチップレートを固定にして、
かつ自由に情報データのビットレートを変更でき、か
つ、ディジタルマッチドフィルタによる高速捕捉が可能
なスペクトル拡散通信装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るス
ペクトル拡散通信装置は、相互にコード周期の同期した
第１および第２のスペクトル拡散コードを発生するスペ
クトル拡散コード発生手段と、上記第２のスペクトル拡
散コードの周期に非同期な情報データと上記第２のスペ
クトル拡散コードとの加算を行う第１の加算手段と、上
記第１のスペクトル拡散コードと上記第１の加算手段の
出力とにそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波を
ＰＳＫ変調する変調手段と、この変調手段からの複数の
出力を合成し、スペクトル拡散された送信信号として外
部に送出する合成手段と、上記送信信号を受信し、その
受信した受信信号から上記第１のスペクトル拡散コード
を捕捉し、上記第１のスペクトル拡散コードに基づいて
上記第２のスペクトル拡散コードを追尾するコード追尾
手段と、このコード追尾手段により追尾された上記第２
のスペクトル拡散コードと上記受信信号との相関をと
り、ＰＳＫ復調して上記情報データを復調する復調手段
とを備えたものである。

【００１９】請求項２の発明に係る送信側装置は、相互
にコード周期の同期した第１および第２のスペクトル拡
散コードを発生するスペクトル拡散コード発生手段と、
上記第２のスペクトル拡散コードの周期に非同期な情報
データと上記第２のスペクトル拡散コードとの加算を行
なう第１の加算手段と、上記第１のスペクトル拡散コー
ドと上記第１の加算手段の出力とにそれぞれ基づいて相
互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ変調する変調手段と、
この変調手段からの複数の出力を合成し、スペクトル拡
散された送信信号として外部に送出する合成手段とを備
えたものである。

【００２０】請求項３の発明に係る受信側装置は、受信
した受信信号から第１のスペクトル拡散コードを捕捉
し、上記受信信号に含まれ、上記第１のスペクトル拡散
コードに同期した第２のスペクトル拡散コードを追尾す
るコード追尾手段と、上記受信信号に含まれ、上記第２
のスペクトル拡散コードによってスペクトル拡散された
上記第２のスペクトル拡散コードの周期に非同期な情報
データを、上記コード追尾手段により追尾された上記第
２のスペクトル拡散コードと上記受信信号との相関をと
ってＰＳＫ復調することにより復調する復調手段とを備
えたものである。

【００２１】請求項４の発明に係る送信側装置は、請求
項２の発明において、上記変調手段は、搬送波を発生す
る搬送波発生回路と、上記第１のスペクトル拡散コード
により上記搬送波発生回路からの搬送波をＰＳＫ変調す
る第１のＰＳＫ変調回路と、上記第１の加算手段の出力
により上記搬送波を９０度移相した信号をＰＳＫ変調す
る第２のＰＳＫ変調回路とを有するものである。

【００２２】請求項５の発明に係る受信側装置は、請求
項３の発明において、上記コード追尾手段は、上記第１
のスペクトル拡散コードを捕捉するディジタルマッチド
フィルタと、このディジタルマッチドフィルタからのマ
ッチドパルスにより上記第２のスペクトル拡散コードを
追尾するコード追尾回路とを有するものである。

【００２３】請求項６の発明に係るスペクトル拡散通信
装置は、請求項１の発明において、上記第１のスペクト
ル拡散コードの周期に同期した情報データと上記第１の
スペクトル拡散コードとの加算を行う第２の加算手段と
を備え、上記変調手段は上記第１の加算手段と上記第２
の加算手段の出力とにそれぞれ基づいて相互に位相の異
なる搬送波をＰＳＫ変調するものである。

【００２４】請求項７の発明に係る送信側装置は、請求
項２の発明において、上記第１のスペクトル拡散コード
の周期に同期した情報データと上記第１のスペクトル拡
散コードとの加算を行う第２の加算手段とを備え、上記
変調手段は上記第１の加算手段と上記第２の加算手段の
出力とにそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波を
ＰＳＫ変調するものである。

【００２５】請求項８の発明に係る送信側装置は、請求
項２又は請求項４又は請求項７の発明において、上記合
成手段は、上記第１のスペクトル拡散コードに関連した
上記変調手段からの出力のレベルを減衰する減衰手段を
含むものである。

【００２６】請求項９の発明に係る受信側装置は、請求
項５の発明において、上記ディジタルマッチドフィルタ
に代えてＳＡＷコンボルバ回路を用いたものである。

【００２７】請求項１０の発明に係る受信側装置は、、
請求項５の発明において、上記ディジタルマッチドフィ
ルタに代えてＦＦＴ演算による捕捉回路を用いたもので
ある。

【００２８】

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態
を、図を参照して説明する。 実施の形態１． 図１は、この発明の実施の形態１を示す構成図である。
図１において、図６と対応する部分には同一符号を付
し、その重複説明を省略する。図において、２０はスペ
クトル拡散コードのコード長を１周期とするクロックの
入力端子、２１はこの入力端子２０からのクロックに同
期して第１のスペクトル拡散コードを発生する第１のス
ペクトル拡散コード発生回路、２２は入力端子２０から
のクロックに同様に同期して第１のスペクトル拡散コー
ドとの相関が少ない第２のスペクトル拡散コードを発生
する第２のスペクトル拡散コード発生回路、２３は搬送
波発生回路５からの搬送波の位相を９０度移相する移相
器である。なお、第１のスペクトル拡散コード発生回路
２１と第２のスペクトル拡散コード発生回路２２はスペ
クトル拡散コード発生手段を構成する。

【００３０】また、６ａは第１のスペクトル拡散コード
発生回路２１の出力により搬送波発生回路５から出力さ
れる搬送波をＰＳＫ変調する第１のＰＳＫ変調回路、６
ｂは第１の加算手段としてのモデュロ２加算回路４の出
力により搬送波発生回路５から出力され、移相器２３で
９０度移相された搬送波をＰＳＫ変調する第２のＰＳＫ
変調回路、２４は第１のＰＳＫ変調回路６ａの出力の振
幅を減衰する減衰手段としての減衰回路、２５は減衰回
路２４の出力と第２のＰＳＫ変調回路６ｂの出力を合成
する合成回路、２６は第１のスペクトル拡散コードを捕
捉するディジタルマッチドフィルタ、２７はディジタル
マッチドフィルタ２６から出力されるマッチドパルスに
より、第２のスペクトル拡散コードを追尾するコード追
尾回路である。その他の構成は、図６と同様である。

【００３１】なお、搬送波発生回路５とＰＳＫ変調回路
６ａ、６ｂと移相器２３は変調手段を構成し、減衰回路
２４と合成回路２５は合成手段を構成し、ディジタルマ
ッチドフィルタ２６とコード追尾回路２７はコード追尾
手段を構成する。また、相関回路１１とＰＳＫ復調器１
２は復調手段を構成する。

【００３２】次に動作について説明する。先ず、送信側
の動作について説明する。入力端子２０からのスペクト
ル拡散コードのコード長を１周期とするクロックをスペ
クトル拡散コード発生回路２１および２２に入力し、相
互相関の少ない第１のスペクトル拡散コードと第２のス
ペクトル拡散コードを、それぞれスペクトル拡散コード
発生回路２１および２２で発生する。また、入力端子１
からの情報データをモデュロ２加算回路４に入力する。
この情報データの１ビット持続時間（情報データのクロ
ック１周期）と上記第１および第２のスペクトル拡散コ
ードとの同期は取れておらず、非同期である。

【００３３】第１のスペクトル拡散コードは、スペクト
ル拡散コード発生回路２１で発生された後、第１のＰＳ
Ｋ変調回路６ａに供給され、ここで搬送波発生回路５か
ら出力される搬送波をＰＳＫ変調する。そして、第１の
ＰＳＫ変調回路６ａの出力は、減衰回路２４で適当なレ
ベルに減衰される。また、第２のスペクトル拡散コード
発生回路２２から出力された第２のスペクトル拡散コー
ドは、モデュロ２加算器４により、入力端子１からの情
報データと非同期加算された後、第２のＰＳＫ変調回路
６ｂに供給される。第２のＰＳＫ変調回路６ｂでは、モ
デュロ２加算器４の出力により、搬送波発生回路５から
出力されて移相器２３で９０度移相された搬送波をＰＳ
Ｋ変調する。第２のＰＳＫ変調回路６ｂの出力は、合成
回路２５に供給されて減衰回路２４の出力と合成された
後、出力端子７より出力される。

【００３４】ここで、ＰＳＫ変調回路６ａ，６ｂ、搬送
波発生回路５、移相器２３、減衰回路２４および合成回
路２５で構成される回路は、いわゆる不平衡ＱＰＳＫ変
調器（Unbalanced Quadrature Phase Shift Keying=UQP
SK変調器）を構成している。ここで、減衰回路２４の入
っているチャネルをＩチャネル、それと直交し（位相差
９０度）、減衰回路２４の入っていないチャネルをＱチ
ャネルと呼ぶことにする。

【００３５】次に、受信側の動作について説明する。入
力端子８からのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波
は、まず、ディジタルマッチドフィルタ２６において、
Ｉチャネルの第１のスペクトル拡散コードとの相関が取
られ、コード位相が捕捉される。このとき、Ｑチャネル
は第２のスペクトル拡散コードでスペクトル拡散されて
おり、第１のスペクトル拡散コードと第２のスペクトル
拡散コードの相互相関は少ないため（少ないものを選ぶ
ため）、第１のスペクトル拡散コード捕捉にＱチャネル
が妨害を与えることは少ない。

【００３６】ところで、Ｉチャネルをスペクトル拡散し
ている第１のスペクトル拡散コードは情報データによる
変調がなされていないため、情報データによるスペクト
ル拡散コードの符号の変化がスペクトル拡散コードの途
中で起こることはもちろんなく、そのため、得られる相
関値は高く、高速な捕捉が可能となる。

【００３７】一方、コード追尾回路２７は第２のスペク
トル拡散コードを追尾する。第１のスペクトル拡散コー
ドと第２のスペクトル拡散コードのコード周期は同期し
ているため、ディジタルマッチドフィルタ２６で捕捉し
た第１のスペクトル拡散コードのコード位相は、そのま
ま、第２のスペクトル拡散コード位相であり、したがっ
て、コード追尾回路２７で第２のスペクトル拡散コード
の追尾が可能となる。

【００３８】次に、コード追尾回路２７で追尾され再生
されている第２のスペクトル拡散コードと入力端子８か
らのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波との相関を
相関回路１１でとることにより、ＵＱＰＳＫ変調波のう
ち、Ｑチャネルについて、情報データによりＰＳＫ変調
された信号となり、ＰＳＫ復調器１２でＰＳＫ復調する
ことにより、情報データとクロックを復調することがで
きる。

【００３９】ここで、第２のスペクトル拡散コードと情
報データが非同期であっても、ディジタルマッチドフィ
ルタ２６は、第１のスペクトル拡散コードに対して動作
するため、コード位相の高速捕捉に対し全く影響がな
い。なお、上記において、Ｉチャネル側において、減衰
回路２４を入れてレベルを下げているのは、Ｑチャネル
にできるだけ多くのパワーを配分して、情報データのＳ
／Ｎ比を良くしているためである。すなわち、Ｉチャネ
ルのパワーはコードの捕捉に使うだけなので、Ｑチャネ
ルよりも小さくできる。

【００４０】このように、本実施の形態では、情報デー
タ無変調（モデュロ２無加算）の第１のスペクトル拡散
コードでＵＱＰＳＫ変調波のＩチャネルをＰＳＫ変調
し、それと直交したＱチャネルには第２のスペクトル拡
散コードに情報データを非同期で変調（モデュロ２加
算）し、ＱチャネルのパワーをＩチャネルより大きくし
たので、コードの捕捉用信号による情報データ伝送のＳ
／Ｎ比劣化を小さくしつつ、情報データと第２のスペク
トル拡散コードの周期とを非同期にでき、かつディジタ
ルマッチドフィルタによる高速捕捉が可能となる。すな
わち、情報データのデータ周期とスペクトル拡散コード
長の周期の間の制約が少なく、かつ高速捕捉が可能なス
ペクトル拡散通信装置を実現することができる。

【００４１】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、スペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波のＩチャネ
ルには、情報データとのモデュロ加算のない、第１のス
ペクトル拡散コードのみでＰＳＫ変調した場合である
が、本実施の形態では、第１のスペクトル拡散コードの
コード１周期に同期した第２の情報データとモデュロ２
加算する場合である。

【００４２】図２は、この発明の実施の形態２を示す構
成図である。図２において、図１と対応する部分には同
一符号を付し、その重複説明を省略する。図において、
３０は第１のスペクトル拡散コードのコード周期に同期
した第２の情報データの入力端子、３１は第２の情報デ
ータのクロックの入力端子、３２は入力端子３０からの
第２の情報データと第１のスペクトル拡散コード発生回
路２１の出力のスペクトル拡散コードとをモデュロ２加
算する第２の加算手段としてのモデュロ２加算回路であ
る。その他の構成は、図１と同様である。

【００４３】次に動作について説明する。先ず、送信側
の動作について説明する。入力端子３１からの第２の情
報データのクロックをスペクトル拡散コード発生回路２
１および２２に入力し、相互相関の少ない第１のスペク
トル拡散コードと第２のスペクトル拡散コードを、それ
ぞれスペクトル拡散コード発生回路２１および２２で発
生する。また、入力端子３０からの第１のスペクトル拡
散コードのコード周期に同期した第２の情報データをモ
デュロ２加算回路３２に入力し、入力端子１からの第１
の情報データをモデュロ２加算回路４に入力する。この
第１の情報データの１ビット持続時間（情報データのク
ロック１周期）と上記第１および第２のスペクトル拡散
コードとの同期は取れておらず、非同期である。

【００４４】第１のスペクトル拡散コードは、スペクト
ル拡散コード発生回路２１で発生され、モデュロ２加算
回路３２で入力端子３０からの第２の情報データとモデ
ュロ２加算された後、第１のＰＳＫ変調回路６ａに供給
され、ここで搬送波発生回路５から出力される搬送波を
ＰＳＫ変調する。そして、第１のＰＳＫ変調回路６ａの
出力は、減衰回路２４で適当なレベルに減衰される。ま
た、第２のスペクトル拡散コード発生回路２２から出力
された第２のスペクトル拡散コードは、モデュロ２加算
器４により、入力端子１からの第１の情報データと非同
期加算された後、第２のＰＳＫ変調回路６ｂに供給され
る。第２のＰＳＫ変調回路６ｂでは、モデュロ２加算器
４の出力により、搬送波発生回路５から出力されて移相
器２３で９０度移相された搬送波をＰＳＫ変調する。第
２のＰＳＫ変調回路６ｂの出力は、合成回路２５に供給
されて減衰回路２４の出力と合成された後、出力端子７
より出力される。

【００４５】次に、受信側の動作について説明する。入
力端子８からのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波
は、まず、ディジタルマッチドフィルタ２６において、
Ｉチャネルの第１のスペクトル拡散コードとの相関が取
られ、コード位相が捕捉される。このとき、Ｑチャネル
は第２のスペクトル拡散コードでスペクトル拡散されて
おり、第１のスペクトル拡散コードと第２のスペクトル
拡散コードの相互相関は少ないため（少ないものを選ぶ
ため）、第１のスペクトル拡散コード捕捉にＱチャネル
が妨害を与えることは少ない。

【００４６】ところで、Ｉチャネルをスペクトル拡散し
ている第１のスペクトル拡散コードは、図３に示すよう
に、入力端子３１から入力された第２の情報データのク
ロック１周期に同期しているため、情報データによるス
ペクトル拡散コードの符号の変化がスペクトル拡散コー
ドの途中で起こることはもちろんなく、そのため、得ら
れる相関値は高く、高速な捕捉が可能となる。

【００４７】一方、コード追尾回路２７は第２のスペク
トル拡散コードを追尾する。第１のスペクトル拡散コー
ドと第２のスペクトル拡散コードのコード周期は同期し
ているため、ディジタルマッチドフィルタ２６で捕捉し
た第１のスペクトル拡散コードのコード位相は、そのま
ま、第２のスペクトル拡散コード位相であり、したがっ
て、コード追尾回路２７で第２のスペクトル拡散コード
の追尾が可能となる。

【００４８】次に、コード追尾回路２７で追尾され再生
されている第２のスペクトル拡散コードと入力端子８か
らのスペクトル拡散されたＵＱＰＳＫ変調波との相関を
相関回路１１でとることにより、ＵＱＰＳＫ変調波のう
ち、Ｑチャネルについて、情報データによりＰＳＫ変調
された信号となり、ＰＳＫ復調器１２でＰＳＫ復調する
ことにより、情報データとクロックを復調することがで
きる。

【００４９】ここで、第２のスペクトル拡散コードと情
報データが非同期であっても、ディジタルマッチドフィ
ルタ２６は、第１のスペクトル拡散コードに対して動作
するため、コード位相の高速捕捉に対し全く影響がな
い。なお、上記において、Ｉチャネル側において、減衰
回路２４を入れてレベルを下げているのは、Ｑチャネル
にできるだけ多くのパワーを配分して、情報データのＳ
／Ｎ比を良くしているためである。すなわち、Ｉチャネ
ルのパワーはコードの捕捉に使うだけなので、Ｑチャネ
ルよりも小さくできる。

【００５０】このように、本実施の形態でも、上記実施
の形態と同様の効果が得られると共に、更に本実施の形
態では、第１のスペクトル拡散コードにも情報データを
のせることができるので、情報の伝送量を増加できる。

【００５１】実施の形態３．また、上記実施の形態１で
は、受信側のコード捕捉回路としてディジタルマッチド
フィルタを用いた場合であるが、これに代えていわゆる
ＳＡＷコンボルバ回路を用いてもよい。図４は、この発
明の実施の形態３を示す構成図である。図４において、
図１と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
を省略する。図において、４０はＳＡＷコンボルバ回路
であって、その入力側は入力端子８に接続され、その出
力側はコード追尾回路２７に接続される。その他の構成
は、図１と同様である。

【００５２】このＳＡＷコンボルバ回路４０は、回路的
にはアナログ回路であり、且つ相関をとるときには、搬
送周波数でとる。即ち、ディジタルマッチドフィルタの
ように、受信波を一旦ベースバンドに落として、Ａ／Ｄ
変換して相関をとるのではなく、上記式（１）に記述し
たＰＳＫ変調されたスペクトル拡散波Ｓ（ｔ）の波形の
まま相関をとる。また、ローカル信号も同様の波形でＳ
ＡＷコンボルバ回路４０に入力して相関をとる。その他
の動作は、図１の場合と同様であるので、その説明を省
略する。

【００５３】かくして、本実施の形態でも、上記実施の
形態１と同様の効果が得られると共に、更に本実施の形
態では、受信側の第１のスペクトル拡散コードを捕捉す
る回路としてＳＡＷコンボルバ回路を使用するので、通
常ハードウェアでの実現が主で、その規模が大きく、ま
た消費電力が大きいディジタルマッチドフィルタに比べ
て、小型で低消費電力のコード捕捉回路が実現できる。

【００５４】実施の形態４．また、上記実施の形態１で
は、受信側のコード捕捉回路としてディジタルマッチド
フィルタを用いた場合であるが、これに代えていわゆる
ＦＦＴ相関演算によるコード捕捉回路を用いてもよい。
図５は、この発明の実施の形態４を示す構成図である。
図５において、図１と対応する部分には同一符号を付
し、その重複説明を省略する。図において、５０はＦＦ
Ｔ相関演算によるコード捕捉回路であって、入力側は入
力端子８に接続され、出力側はコード追尾回路２７に接
続される。その他の構成は、図１と同様である。

【００５５】このＦＦＴ相関演算によるコード捕捉回路
５０は、受信ＰＮコード列の離散的サンプル値を離散的
フーリエ変換（ＦＦＴにより）して（Ｘｍ）その虚数部
の符号を反転し（Ｘ*ｍ）、また、ローカルコード列を
離散的フーリエ変換（ＦＦＴにより）し（Ｈｍ）、両者
の積（Ｘ*ｍ・Ｈｍ）を逆離散的フーリエ変換（ＩＦＦ
Ｔにより）することにより、受信ＰＮコード列とローカ
ルコード列の相関関数を求めて、両コード列の位相差を
求めるものである。これらの演算は、図示せずも、コー
ド捕捉回路５０に含まれるＤＳＰ（ディジタルシグナル
プロセッサ）により行われる。その他の動作は、図１の
場合と同様であるので、その説明を省略する。

【００５６】かくして、本実施の形態でも、上記実施の
形態１と同様の効果が得られると共に、更に本実施の形
態では、受信側の第１のスペクトル拡散コードを捕捉す
る回路としてＦＦＴ相関演算によるコード捕捉回路を使
用するので、上述の規模が大きくて消費電力の大きいデ
ィジタルマッチドフィルタに比べて、小型で低消費電力
のコード捕捉回路が実現できる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１乃至請求項３の発明によれば、
相互にコード周期の同期した第１と第２のスペクトル拡
散コードを発生し、第２のスペクトル拡散コードの周期
に非同期な情報データと第２のスペクトル拡散コードと
を加算し、この加算した出力と第１のスペクトル拡散コ
ードとにそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波を
ＰＳＫ変調した後、合成して送信し、受信側では、第１
のスペクトル拡散コードを捕捉することにより、第２の
スペクトル拡散コードを追尾し、追尾した第２のスペク
トル拡散コードと受信信号とを相関させ、ＰＳＫ復調す
るので、情報データのデータ周期とスペクトル拡散コー
ド長の周期の間の制約が少なく、非同期とすることがで
き、送信側／受信側ともにハードウェア及びソフトウェ
アの変更を伴うことなく情報データレートを変更するこ
とができ、また高速にスペクトル拡散コード位相を捕捉
することができる。

【００５８】請求項４の発明によれば、第１のスペクト
ル拡散コードによってＰＳＫ変調する搬送波に対して、
情報データと第２のスペクトル拡散コードとの加算出力
によってＰＳＫ変調する搬送波を９０度移相することに
よって、第１のスペクトル拡散コードが情報データによ
る変調を受けないことから情報データによるスペクトル
拡散コードの符号の変化がスペクトル拡散コードの途中
で起こることがなく、以て、得られる相関値が高く、高
速にスペクトル拡散コードを捕捉することができる。

【００５９】請求項５の発明によれば、コード追尾手段
は、第１のスペクトル拡散コードを捕捉するディジタル
マッチドフィルタと、このディジタルマッチドフィルタ
からのマッチドパルスにより第２のスペクトル拡散コー
ドを追尾するコード追尾回路とを有するので、第１のス
ペクトル拡散コードの捕捉及び第２のスペクトル拡散コ
ードの追尾を効率よく行うことができる。

【００６０】請求項６及び請求項７の発明によれば、第
１のスペクトル拡散コードと同期した情報データを第１
のスペクトル拡散コードと加算し、この加算出力により
搬送波をＰＳＫ変調するので、第１のスペクトル拡散コ
ードにも情報データをのせることができ、情報の伝送量
を増加することができる。

【００６１】請求項８の発明によれば、合成手段は、第
１のスペクトル拡散コードに関連した変調手段からの出
力のレベルを減衰手段を含むので、この減衰手段が配さ
れる一方のチャネル（Ｉチャネル）と直交した他方のチ
ャネル（Ｑチャネル）のパワーを一方のチャネルより大
きくして、コードの捕捉用信号による情報データ伝送の
Ｓ／Ｎ比を向上できるという効果がある。

【００６２】請求項９の発明によれば、ディジタルマッ
チドフィルタに代えてＳＡＷコンボルバ回路を用いて第
１のスペクトル拡散コードの捕捉を行うので、小型化、
低消費電力化することができる。

【００６３】請求項１０の発明によれば、ディジタルマ
ッチドフィルタに代えてＦＦＴ演算による捕捉回路を用
いて第１のスペクトル拡散コードの捕捉を行うので、小
型化、低消費電力化することができる。

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図３】 この発明の実施の形態２における第１のスペ
クトル拡散コードと第２の情報データのクロックの同期
関係を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態４を示す構成図であ
る。

【図６】 従来のスペクトル拡散通信装置を示す構成図
である。

【図７】 スペクトル拡散コードのコード周期と情報デ
ータの同期／非同期関係を説明するための図である。

【図８】 ディジタルマッチドフィルタの原理を説明す
るための図である。

【符号の説明】

４、３２ モデュロ２加算回路、 ６ａ、６ｂ ＰＳＫ
変調回路、 １１ 相関回路、 １２ ＰＳＫ復調回
路、 ２１ 第１のスペクトル拡散コード発生回路、
２２ 第２のスペクトル拡散コード発生回路、 ２３
移相器、 ２４減衰回路、 ２５ 合成回路、 ２６
ディジタルマッチドフィルタ、 ２７ コード追尾回
路、 ４０ ＳＡＷコンボルバ回路、 ５０ ＦＦＴ相
関検出によるコード捕捉回路。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−7196（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−321667（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−321709（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−93159（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−317692（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−340950（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−294715（ＪＰ，Ａ) 鈴木敬三，フロント・エンド・コリレ ータを用いた直交２位相・周波数拡散・ 変調信号の復調特性，電子情報通信学会 技術研究報告ＳＳＴＡ91−２ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 7/00 - 7/10 H04L 27/18 H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互にコード周期の同期した第１および
   第２のスペクトル拡散コードを発生するスペクトル拡散
   コード発生手段と、上記第２のスペクトル拡散コードの
   周期に非同期な情報データと上記第２のスペクトル拡散
   コードとの加算を行う第１の加算手段と、上記第１のス
   ペクトル拡散コードと上記第１の加算手段の出力とにそ
   れぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ変調
   する変調手段と、この変調手段からの複数の出力を合成
   し、スペクトル拡散された送信信号として外部に送出す
   る合成手段と、上記送信信号を受信し、その受信した受
   信信号から上記第１のスペクトル拡散コードを捕捉し、
   上記第１のスペクトル拡散コードに基づいて上記第２の
   スペクトル拡散コードを追尾するコード追尾手段と、こ
   のコード追尾手段により追尾された上記第２のスペクト
   ル拡散コードと上記受信信号との相関をとり、ＰＳＫ復
   調して上記情報データを復調する復調手段とを備えたこ
   とを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
2. 【請求項２】 相互にコード周期の同期した第１および
   第２のスペクトル拡散コードを発生するスペクトル拡散
   コード発生手段と、上記第２のスペクトル拡散コードの
   周期に非同期な情報データと上記第２のスペクトル拡散
   コードとの加算を行なう第１の加算手段と、上記第１の
   スペクトル拡散コードと上記第１の加算手段の出力とに
   それぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ変
   調する変調手段と、この変調手段からの複数の出力を合
   成し、スペクトル拡散された送信信号として外部に送出
   する合成手段とを備えたことを特徴とする送信側装置。
3. 【請求項３】 受信した受信信号から第１のスペクトル
   拡散コードを捕捉し、上記受信信号に含まれ、上記第１
   のスペクトル拡散コードに同期した第２のスペクトル拡
   散コードを追尾するコード追尾手段と、上記受信信号に
   含まれ、上記第２のスペクトル拡散コードによってスペ
   クトル拡散された上記第２のスペクトル拡散コードの周
   期に非同期な情報データを、上記コード追尾手段により
   追尾された上記第２のスペクトル拡散コードと上記受信
   信号との相関をとってＰＳＫ復調することにより復調す
   る復調手段とを備えたことを特徴とする受信側装置。
4. 【請求項４】 上記変調手段は、搬送波を発生する搬送
   波発生回路と、上記第１のスペクトル拡散コードにより
   上記搬送波発生回路からの搬送波をＰＳＫ変調する第１
   のＰＳＫ変調回路と、上記第１の加算手段の出力により
   上記搬送波を９０度移相した信号をＰＳＫ変調する第２
   のＰＳＫ変調回路とを有することを特徴とする請求項２
   に記載の送信側装置。
5. 【請求項５】 上記コード追尾手段は、上記第１のスペ
   クトル拡散コードを捕捉するディジタルマッチドフィル
   タと、このディジタルマッチドフィルタからのマッチド
   パルスにより上記第２のスペクトル拡散コードを追尾す
   るコード追尾回路とを有することを特徴とする請求項３
   に記載の受信側装置。
6. 【請求項６】 上記第１のスペクトル拡散コードの周期
   に同期した情報データと上記第１のスペクトル拡散コー
   ドとの加算を行う第２の加算手段とを備え、上記変調手
   段は上記第１の加算手段と上記第２の加算手段の出力と
   にそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ
   変調することを特徴とする請求項１に記載のスペクトル
   拡散通信装置。
7. 【請求項７】 上記第１のスペクトル拡散コードの周期
   に同期した情報データと上記第１のスペクトル拡散コー
   ドとの加算を行う第２の加算手段とを備え、上記変調手
   段は上記第１の加算手段と上記第２の加算手段の出力と
   にそれぞれ基づいて相互に位相の異なる搬送波をＰＳＫ
   変調することを特徴とする請求項２に記載の送信側装
   置。
8. 【請求項８】 上記合成手段は、上記第１のスペクトル
   拡散コードに関連した上記変調手段からの出力のレベル
   を減衰する減衰手段を含むことを特徴とする請求項２又
   は請求項４又は請求項７に記載の送信側装置。
9. 【請求項９】 上記ディジタルマッチドフィルタに代え
   てＳＡＷコンボルバ回路を用いたことを特徴とする請求
   項５に記載の受信側装置。
10. 【請求項１０】 上記ディジタルマッチドフィルタに代
    えてＦＦＴ演算による捕捉回路を用いたことを特徴とす
    る請求項５に記載の受信側装置。