JP3972094B2

JP3972094B2 - パルス信号通信システム

Info

Publication number: JP3972094B2
Application number: JP2002364300A
Authority: JP
Inventors: 通範内藤
Original assignee: 大宏電機株式会社
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-12-16
Also published as: JP2004200804A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス信号通信システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
送受信装置間でパルス信号を送受信する方式が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような方式では、伝送路に通信相手から送信されるパルス信号の他に、他のパルス信号が混在すると、当該他のパルス信号の受信を制限しなければ、不具合を生じるおそれがある。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、パルス信号通信において、通信相手から送信されるパルス信号以外の信号による影響を軽減して、例えば全二重双方向通信を実現できるパルス信号通信システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るパルス信号通信システムは、マスター側送受信装置とスレーブ側送受信装置との間で空間伝送路を介して全二重双方向通信を行うパルス信号通信システムにおいて、マスター側送受信装置とスレーブ側送受信装置は、それぞれ、クロック信号を発生する発振回路と、上記クロック信号に同期させた拡散符号を発生する拡散符号発生回路（送信用）と、データ信号に上記拡散符号発生回路（送信用）からの拡散符号を乗積することによってデータ信号を符号多重変調する符号多重変調回路と、上記符号多重変調回路が出力する符号多重変調信号をパルス信号に変換して空間伝送路に出力するパルス化回路と、空間伝送路から入力されたパルス信号から符号多重変調信号を復元する復元回路と、上記クロック信号の位相を第１所定量移相する第１移相回路と、上記第１所定量移相されたクロック信号に同期させた拡散符号を発生する拡散符号発生回路（受信用）と、上記復元された符号多重変調信号に上記拡散符号発生回路（受信用）からの拡散符号を乗積することによってデータ信号を復調する符号多重復調回路と、スレーブ側のクロック信号とマスター側のクロック信号の位相差が上記第１所定量となるよう上記発振回路を制御する同期制御回路と、上記クロック信号の位相を上記第１所定量とは異なる第２所定量移相して制御信号を生成する第２移相回路と、上記制御信号に応じてオンオフすることにより、上記パルス化回路がパルス信号を空間伝送路に出力するタイミングに空間伝送路から入力されたパルス信号が上記復元回路に入力されることを制限するスイッチ回路とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るパルス信号送信装置は、上記同期制御回路は、上記拡散符号発生回路（送信用）が発生した拡散符号と上記符号多重復調回路が上記復元された符号多重変調信号に基づいて発生したパイロット信号とのずれに基づきスレーブ側のクロック信号とマスター側のクロック信号の位相差が上記第１所定量となるよう発振回路を制御することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るパルス信号送信装置は、上記第１所定量が上記クロック信号の１／２周期であり、上記第２所定量が上記クロック信号の１／４周期又は３／４周期であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るパルス信号送信装置は、上記パルス化回路は、ハイパスフィルタによって上記符号多重変調信号をパルス信号に変換することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るパルス信号送信装置は、上記復元回路は、ローパスフィルタによって上記パルス信号から符号多重変調信号を復元することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係るパルス信号通信システム１０の構成を示すブロック図である。図１はマスター側送受信装置１２について示しており、図２はスレーブ側送受信装置１４について示している。これらの図に示すように、パルス信号通信システム１０は、マスター側送受信装置（親送受信装置）１２とスレーブ側送受信装置（子送受信装置）１４とを含んで構成される。マスター側送受信装置１２とスレーブ側送受信装置１４との間では、全二重双方向無線通信を行えるようになっている。また、図３は、パルス信号通信システム１０における各部の波形を示す図である。以下、これらの図を参照して、パルス信号通信システム１０の動作について説明する。
【００２０】
なお、マスター側送受信装置１２とスレーブ側送受信装置１４とは、同一の送受信装置によって実現するようにしてもよい。例えば、送受信装置にマスターモードとスレーブモードとの２つの動作モードを用意し、状況に応じてこれらの２つの動作モードのいずれかで動作するようにすればよい。このとき、最初に通信を開始した側（発信側）の送受信装置をマスターモードで、他方（着信側）の送受信装置をスレーブモードで動作させるようにすればよい。
【００２１】
まず、マスター側送受信装置１２の送信部について説明する。マスター側送受信装置１２では、発振回路（送信基準信号生成部）２０から図３（ａ）に示すようなクロック信号（送信基準信号）が出力される。発振回路２０から出力されるクロック信号は、拡散符号発生回路（送信用）２２、第１移相回路３０及び第２位相回路４０に入力される。
【００２２】
拡散符号発生回路２２は、入力されるクロック信号に基づいて、拡散符号（ＰＮ符号）を発生する。拡散符号発生回路２２から出力される拡散符号は、符号多重変調回路２４に入力される。
【００２３】
符号多重（ＣＤＭＡ）変調回路２４は、データ信号（Ｄ１）やパイロット入力信号（Ｐｉ）に拡散符号を乗積することによってスペクトル拡散して、各チャンネルを多重化する。なお、パイロット入力信号は、基準となるクロック信号をマスター側送受信装置１２とスレーブ側送受信装置１４との間で同期させるためのものである。本実施の形態では、パイロット入力信号は直流信号である。したがって、パイロット入力信号を拡散変調した信号（パイロット信号）は、拡散符号そのものになる。符号多重変調回路２４からの出力信号（符号多重変調信号）を図３（ｂ）に示す。図３では、説明の簡略化のため、パイロット入力信号に関してのみ示している。すなわち、図３（ｂ）は拡散符号の一部を示している。符号多重変調回路２４からの出力信号（符号多重変調信号）は、増幅回路２６によって増幅された後、パルス化回路２８に入力される。
【００２４】
パルス化回路（パルス化部）２８は、入力される信号を、クロック信号の各周期における所定位相範囲（送信位相範囲）において振幅が変化するパルス信号に変換する。本実施の形態のように、パルス化回路２８へ入力される信号が矩形波信号である場合には、パルス化回路２８はハイパスフィルタとすればよい。こうすれば、入力される矩形波信号（符号多重変調信号）の立上り及び立下りのエッジを抽出したパルス信号を生成して出力することができる。パルス化回路２８から出力されるパルス信号を図３（ｅ）に示す。パルス化回路２８から出力されるパルス信号は、アンテナ等（パルス信号送信部）を介して空間伝送路１６に送出される。
【００２５】
次に、スレーブ側送受信装置１４の受信部について説明する。空間伝送路１６からアンテナ等（パルス信号受信部）を介して受信されるパルス信号は、スイッチ回路（受信制御部）７２を介して、復元回路（変換部）６８に入力される。スイッチ回路７２は、パルス信号の受信を制御するためのものである。具体的には、スイッチ回路７２は、入力される制御信号（受信制御信号）に基づいて、復元回路（変換回路）６８へのパルス信号の入力をオンオフする。
【００２６】
スイッチ回路７２に入力される制御信号は、発振回路２０から出力されるクロック信号の送信位相範囲を特定するための信号である。より具体的には、マスター側送受信装置１２からパルス信号が送信されるタイミングを特定するための信号である。すなわち、スイッチ回路７２は、マスター側送受信装置１２からパルス信号が送信されるタイミングにおいてオンとなるように制御される。
【００２７】
本実施の形態では、発振回路２０から出力されるクロック信号の立上り及び立下りのタイミングで、マスター側送受信装置１２からパルス信号が送信されるため、このタイミングでスイッチ回路７２がオンとなるように制御される。スイッチ回路７２に入力される制御信号を図３（ｉ）に示す。この制御信号は、発振回路５０、同期制御回路７４及び第２位相回路７０（受信制御信号生成部）を中心として生成する。詳細については後述する。
【００２８】
復元回路６８は、パルス信号を元の信号（図３（ｂ）参照）に変換する。換言すれば、パルス信号から元の信号を復元する。本実施の形態では、復元回路６８はローパスフィルタによって構成され、パルス信号から矩形波信号（復元された符号多重変調信号）を復元する。復元回路６８からの出力信号（復元された符号多重変調信号）は、増幅回路６６によって増幅され、符号多重復調回路６４に入力される。
【００２９】
符号多重復調回路６４は、復元回路６８から入力される信号（復元された符号多重変調信号）に、拡散符号発生回路（受信用）６２から入力される拡散符号を乗積することによって符号多重復調を行い、データ信号（Ｄ１）を出力する。また、パイロット信号については復調を行わずに、符号多重変調されたままの状態で同期制御回路７４に出力する（Ｐｎ）。なお、拡散符号発生回路６２は、拡散符号発生回路２２と同じ拡散符号を発生させるようになっている。
【００３０】
同期制御回路７４は、拡散符号発生回路５２から入力される基準信号（Ｒｅｆ）と、符号多重復調回路６４から入力される符号多重変調されたままの状態のパイロット信号（Ｐｎ）と、に基づいて発振回路５０を制御する。具体的には、同期制御回路７４は、発振回路２０から出力されるクロック信号と、発振回路５０から出力されるクロック信号との位相差が第１所定量となるように、発振回路５０を制御する。発振回路５０は電圧制御発振器によって実現される。同期制御回路７４は、入力される２つの信号の位相差に応じて、発振回路５０に対する電圧を変化させることによって、発振回路５０から出力されるクロック信号の位相を制御する。
【００３１】
本実施の形態では、基準信号（Ｒｅｆ）は拡散符号発生回路５２によって発生される拡散符号である。同期制御回路７４は、基準信号（Ｒｅｆ）の立上り箇所とパイロット信号（Ｐｎ）の立上り箇所のずれに応じて、発振回路５０に対する電圧を変化させる。発振回路５０から出力されるクロック信号を図３（ｃ）に示す。発振回路５０から出力されるクロック信号は、拡散符号発生回路５２、第１位相回路６０及び第２位相回路７０に入力される。
【００３２】
ここで、同期制御回路７４は、マスター側送受信装置１２とスレーブ側送受信装置１４との間で、基準となるクロック信号を同期させる役割を果たしている。また、同期制御回路７４において第１所定量の位相差を設けるのは、拡散符号発生回路２２に入力されるクロック信号と、拡散符号発生回路５２に入力されるクロック信号との間に位相差を設け、マスター側送受信装置１２とスレーブ側送受信装置１４との送信タイミングに時間差が生じるようにするためである。本実施の形態では、この位相差をクロック信号の１／２周期としている。
【００３３】
第１移相回路６０は、拡散符号発生回路２２に入力されるクロック信号と、拡散符号発生回路６２に入力されるクロック信号との位相差が零となるように、入力されるクロック信号の位相を第１所定量移相する。すなわち、ここでの移相量は、同期制御回路７４において設けられた位相差を打ち消すように設定する。本実施の形態では、第１移相回路６０における移相量はクロック信号の１／２周期である。
【００３４】
第２移相回路７０は、発振回路２０から出力されるクロック信号の立上りのタイミングで、スイッチ回路７２がオンであるような制御信号を生成する。具体的には、第２移相回路７０は、入力されるクロック信号の位相を第２所定量移相する。ここでの移相量は、第１移相回路における第１移相量との関係において決定するようにすればよい。本実施の形態では、第２移相回路７０における移相量はクロック信号の１／４周期（又は３／４周期）である。第２移相回路７０からの出力信号を図３（ｉ）に示す。
【００３５】
次に、スレーブ側送受信装置１４の送信部について説明する。スレーブ側送受信装置１４では、マスター側送受信装置１２の場合と同様に、発振回路５０から出力されるクロック信号に基づいて生成された拡散符号によってデータ信号（Ｄ２）が符号多重変調され、その符号多重変調信号がパルス信号に変換されて空間伝送路１６に送出される。符号多重変調回路５４からの出力信号（符号多重変調信号）を図３（ｄ）に示す。また、パルス化回路５８からのパルス信号を図３（ｆ）に示す。このとき、空間伝送路１６における波形図は図３（ｇ）に示すようになっている。
【００３６】
次に、マスター側送受信装置１２の受信部について説明する。マスター側送受信装置１２では、スレーブ側送受信装置１４の場合と同様に、パルス信号の受信が行われる。なお、拡散符号発生回路（受信用）３２は、拡散符号発生回路５２と同じ拡散符号を発生するようになっている。
【００３７】
ここで、第１移相回路３０における移相量は、第１移相回路６０における移相量と同じである。また、第２移相回路４０における移相量は、第２移相回路７０における移相量と同じである。このとき、第２移相回路４０からスイッチ回路４２に入力される制御信号は、図３（ｈ）に示すようになるため、スレーブ側送受信装置１４から送信されるパルス信号は空間伝送路１６から復元回路３８へ入力される。同様に、スイッチ回路７２に入力される制御信号は、図３（ｉ）に示すようになるため、マスター側送受信装置１２から送信されるパルス信号は空間伝送路１６から復元回路６８へ入力される。
【００３８】
このように、マスター側送受信装置１２及びスレーブ側送受信装置１４においては、自らの送信タイミングで、スイッチ回路４２又は７２をオフするようになっている。すなわち、空間伝送路１６から復元回路３８又は６８へのパルス信号の入力（パルス信号の受信）を制限するようになっている。また、換言すれば、通信相手の送信タイミングで、スイッチ回路４２又は７２をオンするようになっている。このため、自らが送信したパルス信号等を受信する必要のないパルス信号による影響を軽減することができ、例えば増幅回路３６又は６６におけるサチュレーションの発生等の不具合を抑制することができる。
【００３９】
以上説明したように、パルス信号通信システム１０によれば、マスター側送受信装置１２からスレーブ側送受信装置１４への送信と、スレーブ側送受信装置１４からマスター側送受信装置１２への送信が異なるタイミングで行われることによって、全二重双方向無線通信を実現することができる。
【００４０】
また、両送受信装置間ではパルス信号を送受信するため、両送受信装置における送受信タイミングの制御を、パルス信号生成の基準となるクロック信号を両送受信装置で同期させるという比較的簡易な構成で実現することができる。
【００４１】
また、パルス信号通信システム１０のように、送信信号を符号多重変調する場合には、符号多重変調に用いられる拡散符号発生のためのクロック信号を、両送受信装置における送受信タイミングの制御にも用いることができる。
【００４２】
さらに、両送受信装置において、自らの送信タイミングでパルス信号の受信が制限される（相手の送信タイミングでパルス信号の受信を行う）ため、受信すべきでないパルス信号による影響を軽減することができ、例えば、受信信号を増幅する増幅部におけるサチュレーションの発生等の不具合を抑制することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
例えば、スイッチ回路４２は、図４に示すような送受信切替回路８０としてもよい。こうすれば、空間伝送路１６への送出部と空間伝送路１６からの送入部とを１つのアンテナで共有することができるようになる。なお、スイッチ回路７２についても同様である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パルス信号通信において、通信相手から送信されるパルス信号以外の信号による影響を軽減して、例えば全二重双方向通信を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るパルス信号通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るパルス信号通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るパルス信号通信システムにおける各部の波形図である。
【図４】本発明の実施形態に係るパルス信号通信システムの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０パルス信号通信システム、１２マスター側送受信装置、１４スレーブ側送受信装置、１６空間伝送路、２０，５０発振回路、２２，３２，５２，６２拡散符号発生回路、２４，５４符号多重変調回路、２６，３６，５６，６６増幅回路、２８，５８パルス化回路、３０，６０第１移相回路、３４，６４符号多重復調回路、３８，６８復元回路、４０，７０第２移相回路、４２，７２スイッチ回路、７４同期制御回路、８０送受信切替回路。

Claims

マスター側送受信装置とスレーブ側送受信装置との間で空間伝送路を介して全二重双方向通信を行うパルス信号通信システムにおいて、
マスター側送受信装置とスレーブ側送受信装置は、それぞれ、
クロック信号を発生する発振回路と、
上記クロック信号に同期させた拡散符号を発生する拡散符号発生回路（送信用）と、
データ信号に上記拡散符号発生回路（送信用）からの拡散符号を乗積することによってデータ信号を符号多重変調する符号多重変調回路と、
上記符号多重変調回路が出力する符号多重変調信号をパルス信号に変換して空間伝送路に出力するパルス化回路と、
空間伝送路から入力されたパルス信号から符号多重変調信号を復元する復元回路と、
上記クロック信号の位相を第１所定量移相する第１移相回路と、
上記第１所定量移相されたクロック信号に同期させた拡散符号を発生する拡散符号発生回路（受信用）と、
上記復元された符号多重変調信号に上記拡散符号発生回路（受信用）からの拡散符号を乗積することによってデータ信号を復調する符号多重復調回路と、
スレーブ側のクロック信号とマスター側のクロック信号の位相差が上記第１所定量となるよう上記発振回路を制御する同期制御回路と、
上記クロック信号の位相を上記第１所定量とは異なる第２所定量移相して制御信号を生成する第２移相回路と、
上記制御信号に応じてオンオフすることにより、上記パルス化回路がパルス信号を空間伝送路に出力するタイミングに空間伝送路から入力されたパルス信号が上記復元回路に入力されることを制限するスイッチ回路と、
を備えることを特徴とするパルス信号通信システム。
上記同期制御回路は、上記拡散符号発生回路（送信用）が発生した拡散符号と上記符号多重復調回路が上記復元された符号多重変調信号に基づいて発生したパイロット信号とのずれに基づきスレーブ側のクロック信号とマスター側のクロック信号の位相差が上記第１所定量となるよう発振回路を制御することを特徴とする請求項１記載のパルス信号通信システム。
上記第１所定量が上記クロック信号の１／２周期であり、上記第２所定量が上記クロック信号の１／４周期又は３／４周期であることを特徴とする請求項１又は２記載のパルス信号通信システム。
上記パルス化回路は、ハイパスフィルタによって上記符号多重変調信号をパルス信号に変換することを特徴とする請求項１〜３記載のパルス信号通信システム。
上記復元回路は、ローパスフィルタによって上記パルス信号から符号多重変調信号を復元することを特徴とする請求項１〜４記載のパルス信号通信システム。