JP4286955B2

JP4286955B2 - 通信遮断装置および通信遮断方法

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Publication number: JP4286955B2
Application number: JP08018199A
Authority: JP
Inventors: 彰彦杉浦
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: DE60028744D1; EP1168698B1; EP1168698A4; KR100701989B1; DE60028744T2; CN1290285C; KR20010103038A; US7627061B2; CN1344452A; US20050074077A1; WO2000057592A1; EP1168698A1; JP2000278250A; US6870889B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信内容を符号列により情報変調または情報復調する通信装置における通信を遮断する通信遮断装置および通信遮断方法に関し、例えばＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式における通信を遮断するのに好適な通信遮断装置および通信遮断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やＰＨＳ（以下これらを「携帯電話」と総称する。）の普及が急速に進展したことから、移動体通信の利用者が急増している。これにより、いつでもどこでも電話を利用できることから利用者にとっては大変便利になった一方で、同時に種々の社会問題を誘発している。例えば新幹線の座席での通話、コンサート会場での呼出音、医療現場での利用による電子医療機器の障害など、場所やマナーの配慮に欠けた携帯電話の利用がトラブルの原因になっている。
【０００３】
これらのトラブルを回避するため、携帯電話の利用場所を規制したり、また必要に応じ携帯電話の電源オフの呼びかけや、携帯電話の所持チェックの実施等して対処をしているが、十分な対応がなされていないのが現状である。そのため、国内等で主に用いられてきたＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式による携帯電話については、広周波数域にわたって疑似バースト信号を送信して通信を妨害し通話を遮断する装置が販売されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この疑似バースト信号を送信し通信を遮断する装置によると、半径数ｍ程度の範囲でしか通信を有効に遮断することができないという問題がある。また次世代携帯電話によるＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式にあっては、スペクトラム拡散技術による通信方式を用いているため、耐雑音性が高く、ＴＤＭＡ方式によるものと較べて単なる疑似バースト信号では通信を妨害し遮断することが困難であるという問題も生じる。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、通信内容を符号列により情報変調または情報復調する通信装置における通信遮断空間を確保し得る通信遮断装置および通信遮断方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の通信遮断装置では、
通信内容を所定の符号列により情報変調または情報復調する通信装置における通信を遮断する通信遮断装置であって、
受信した到来波から前記所定の符号列を抽出可能な符号列抽出手段と、
前記符号列抽出手段により抽出された抽出符号列を反転符号列に反転可能な符号列反転手段と、
前記抽出符号列または前記反転符号列の位相を進相可能な位相制御手段と、
進相した反転符号列を通信遮断波として送信する遮断波送信手段と、
を備えることを技術的特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の通信遮断装置では、請求項１において、
前記位相制御手段による進相は、前記抽出符号列または前記反転符号列の少なくとも１符号相当であることを技術的特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３の通信遮断装置では、請求項１または２において、
前記遮断波送信手段は、増幅利得を任意に制御可能な電力増幅手段を有することを技術的特徴とする。
【０００９】
さらにまた、請求項４の通信遮断装置では、請求項１、２または３において、
前記遮断波送信手段は、前記通信遮断波を断続的に送信することを技術的特徴とする。
【００１０】
また、請求項５の通信遮断装置では、請求項１〜４のいずれか一項において、前記到来波は、複数の前記通信装置から送信されることを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明では、符号列抽出手段により抽出された抽出符号列を符号列反転手段によって反転符号列に反転し、また位相制御手段によって反転符号列の位相を進める。あるいは位相制御手段によって抽出符号列の位相を進め、これを符号列反転手段によって反転符号列に反転するのである。そして、通信遮断波として進相した反転符号列を遮断波送信手段によって送信する。これにより、通信遮断波として送信される反転符号列は、通信内容を情報変調した所定の符号列と反転した符号列をなし、しかもその位相は進められているため、伝搬途中にある当該所定の符号列をこの進相された反転符号列によってほぼ遅相なく適切に相殺することができる。つまり、符号列が相殺されてしまうため、情報復調ができなくなり、通信を確実に遮断できるのである。
【００１３】
請求項２の発明では、位相制御手段による進相は、抽出符号列または反転符号列の少なくとも１符号相当であることから、この少なくとも１符号相当の対応する時間分、先行して反転符号列を送信することができる。これにより、符号列抽出手段、符号列反転手段、位相制御手段および遮断波送信手段による信号処理に伴う位相遅延が生じても、この時間以内であればその影響を回避することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、進相した反転符号列を通信遮断波として送信する遮断波送信手段は、増幅利得を任意に制御可能な電力増幅手段を有することから、諸要因による位相変動を電力換算することにより位相のずれを補完することができる。これにより、随時変動する位相のずれにも対応することができる。
【００１５】
請求項４の発明では、進相した反転符号列を通信遮断波として送信する遮断波送信手段は、通信遮断波を断続的に送信することから、通信遮断波の送信を休止する期間ができる。これにより、この送信を休止する期間においては、自らが送信した通信遮断波によって、受信した到来波から所定の符号列を自ら抽出できなくなるという事態がないため、受信した到来波から一旦、所定の符号列を抽出した後であっても、この休止期間内に再度、所定の符号列を抽出することができる。
【００１６】
請求項５の発明では、受信した到来波は、複数の通信装置から送信されることから、これら複数の通信装置ごとに対応した通信遮断波として進相した反転符号列を遮断波送信手段によって送信する。これにより、これら複数の通信装置ごとに送信される所定の符号列を、各通信装置ごとに個別対応させた反転符号列によってほぼ遅相なく適切に相殺することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る通信遮断装置および通信遮断方法の実施形態を図１〜７に基づいて説明する。
まず、本通信遮断装置の特徴を明確にするため、本通信遮断装置が通信を妨げる、ＣＤＭＡ方式によるパイロット信号の構成例を図２に基づいて説明する。
なお、ここで説明するパイロット信号は、米国Qualcomm社によるIS-95 方式に準拠した場合におけるパイロットチャネルで送信されるもので、基地局からの通話エリア圏内に位置するか否かを携帯電話が判断するために用いられるものである。
【００１９】
図２に示すように、パイロット信号は、ＰＮ（Pseudorandom Noise）符号発生器により生成する。このＰＮ符号発生器は、ｎ段並べたシフトレジスタと、帰還タップとから構成されており、ここでは説明を容易にするため、シフトレジスタを３段並べて構成したものを例示している。つまり、シフトレジスタの第１段目（bit1）と第３段目（bit3）から引き出した帰還タップにより排他的論理和をとってその結果をシフトレジスタの第１段目（bit1）に戻し、順次上位段側にシフトさせる構成をとる。これにより、図２に示すようなＫ１〜Ｋ７からなるＰＮ符号列が生成され、このようなＰＮ符号列を含んだパイロット信号が基地局から携帯電話に向けてパイロットチャネルとして送信される。
【００２０】
ここで、基地局からパイロットチャネルとして送信されるパイロット信号は、前述したように、携帯電話がこの信号を認識することができるか否かによって、自らの位置がその基地局の通話エリア圏内にあるか否かを判断する目的にも用いられる。そのため、この基地局からのパイロット信号を途中で遮断することによって、たとえ通話エリア圏内に携帯電話が位置していても、パイロット信号を認識できないため、携帯電話に自らがその基地局の通話エリア圏内にない、即ち通話エリア圏外であると認識させることができるのである。
【００２１】
したがって、最も単純な方法によりパイロット信号を相殺して遮断するものとしては、伝搬経路途中で受信したパイロット信号を反転増幅器によって反転させ、再度、送信する装置を考えることができる。しかし、このような構成の装置によると、反転増幅器で用いられる高周波増幅器自身の遅延特性が影響するため、十分な精度でパイロット信号を相殺することができない。また確実に相殺するためには、パイロット信号以上の電力による電波を発生させなければならず、電波法等の法規制の下では十分な通信遮断を行うことができない。さらに、受信した到来波は、伝搬経路による雑音や信号歪等のため、通常、変形していることから、このような歪んだ信号を増幅することは効率が悪いことがわかっている。
そこで、本発明に係る通信遮断装置および通信遮断方法の実施形態では、上述したような種々の問題を解決するため、以下説明する構成等によってＣＤＭＡ方式による携帯電話における通信遮断空間を確保し得る通信遮断を実現している。
【００２２】
図１に示すように、通信遮断装置２０は、主に、受信用アンテナ２１、広帯域増幅器２２、乗算器２４、広帯域増幅器２６、バンドパスフィルタ（以下「ＢＰＦ」という。）２８、搬送波検出器３２、分周器３４、同期捕捉器３６、ＰＮ符号発生器３８、遅延補正器４０、反転符号発生器４１、乗算器４２、電力増幅器４４および送信用アンテナ４７から構成されている。
【００２３】
受信用アンテナ２１により受信された到来波は、所定利得を有する広帯域増幅器２２によって増幅された後、後述するＰＮ符号発生器３８により生成されるＰＮ符号列と乗算器２４よって逆拡散される。逆拡散された１次変調信号は、所定利得を有する広帯域増幅器２６によって再度増幅された後、ＢＰＦ２８を通過することによってデータの重畳したキャリア信号（搬送波）が抽出される。抽出された搬送波は、さらに搬送波検出器３２と分周器３４によって所定比に分周され、また同期捕捉器３６が同期捕捉することで、符号クロックを得る。これにより得られた符号クロックによってＰＮ符号発生器３８から所定のＰＮ符号を発生させ、逆拡散するための乗算器２４にＰＮ符号列を与えるとともに、後段の遅延補正器４０にもＰＮ符号列を受け渡す。
【００２４】
この遅延補正器４０に受け渡されるＰＮ符号列は、後述するように位相を進める操作が施されているため、乗算器２４に与えられるＰＮ符号列よりも所定ビットに相当する分、位相が進められている。このようにして受け渡された位相の進んだＰＮ符号列は、さらに遅延補正器４０によって適切な遅延補正が行われた後、反転符号発生器４１によって信号レベルが反転した反転符号列に反転される。そして、先に抽出した搬送波を乗算器４２によって反転符号列により拡散変調することで、符号反転したパイロット信号である通信遮断波が発生し、電力増幅器４４により所定電力に増幅された通信遮断波が送信用アンテナ４７を介して送信される。なお、この電力増幅器４４は、後述するように、例えば電圧による電力制御（−３５dB）が行われており、より効果的な通信遮断を行っている。
【００２５】
ここで、ＰＮ符号発生器３８から乗算器２４および位相制御器４０に受け渡されるＰＮ符号列について再び図２を参照して説明する。
ＰＮ符号発生器３８は、１２７段並べたシフトレジスタと、帰還タップとから構成されており、基地局側のＰＮ符号発生器と同様に構成される。これにより、基地局から送信されたＰＮ符号列と同様のＰＮ符号列を得ることができるため、乗算器２４によって例えば１２７ビット長のＰＮ符号列による逆拡散が行われる。
【００２６】
一方、遅延補正器４０に受け渡されるＰＮ符号列は、乗算器２４に与えられるＰＮ符号列よりも、所定ビットに相当する分、位相が進められている。つまり、例えば乗算器２４に与えるシフトレジスタの第１２７段目よりも１ビット分前のタップ、即ちシフトレジスタの第１２６段目から遅延補正器４０にＰＮ符号列を与える。これにより、１ビット分位相の進んだＰＮ符号列が遅延補正器４０に受け渡されるため、通信遮断装置２０内で行われる信号処理による遅延時間を見越した反転符号列を発生させることができる。このようにＰＮ符号発生器３８によって進める位相を１ビット分に規定したのは、IS-95 方式に準拠した場合（符号速度１．２２８ＭHz）のＰＮ符号１ビット分のずれは、距離に換算すると約２４４ｍに相当するため、これ以上の携帯電話の距離的なずれは稀であると考えられるからである。なお、ここでは、シフトレジスタの第１２７段目よりも１ビット分前のタップ（第１２６段目）から遅延補正器４０にＰＮ符号列を与えたが、符号速度によって、例えば符号速度がより速いものであれば２ビット分前（第１２５段目）あるいは３ビット分前（第１２４段目）からタップをとって遅延補正器４０にＰＮ符号列を与えても良い。
【００２７】
また、１ビット分位相の進んだＰＮ符号列を受け取る遅延補正器４０により、さらに正確な遅延補正を行うことによって、適切に遅延補償された反転符号列を反転符号発生器４１により得ることができる。つまり、ＰＮ符号発生器３８を構成するシフトレジスタの１ビット分前のタップからＰＮ符号列を取り出すことによって位相を進め過ぎたとしても、この遅延補正器４０により位相を遅らせることによって正確な位相調整を行うことができるため、反転符号発生器４１により得られる反転符号列は適切な遅延補償がなされている。なお、遅延補正器４０は、遅延線やＤ形フリップフロップ等による各種遅延素子によって遅延時間を制御可能に構成される。
【００２８】
次に、通信遮断装置２０の電力増幅器４４による電力制御を図３〜５に基づいて説明する。
図３に示すように、携帯電話側で受信されるパイロット信号と通信遮断装置２０による通信遮断信号の強度は、基地局７０からの距離Ｌ（直接距離）と、通信遮断装置２０からの距離（間接距離）により変動する。例えば基地局７０から通信遮断装置２０に到来したパイロット信号と同じ電力で通信遮断信号を送信した場合でも、直接距離と間接距離の差（距離差）の電波減衰分だけ弱い電力でしか携帯電話側に入力されない。また、この距離差は通信遮断エリア９１内の場所ごとに異なるため、ある特定の場所の通信を遮断するためには、距離差分の電力を供給する必要がある。さらに、距離差分のＰＮ符号列の位相のずれも発生することから、ＰＮ符号列の相関が低下してしまう。
【００２９】
ここで、前述したＰＮ符号１ビット分の位相のずれ（時間）を距離差に換算した値としてＰＮ符号波長と考えると、ＰＮ符号の半波長以上の距離差が生じる場合には適用が困難になる。また、必要以上に強力な通信遮断信号を送信した場合、携帯電話が符号反転したパイロット信号に同期してしまい通話エリア圏内に位置していると誤認識したり、想定した通信遮断空間以外のエリアにも悪影響を与えるおそれが生ずる。さらに、現在施行されている電波法の下では、いわゆる微弱電力（約−６６．５dBm ）の範囲を超えて通信遮断信号を送信することはできない。したがって、微弱電力以下の必要最低限の電力で、でき得るだけ広範囲に亘って通信遮断空間を確保するような通信遮断装置２０の電力制御を行うことが必要になる。そこで、通信遮断装置２０では、次に説明するような各評価を行ったうえで、最も有効な電力制御を採用している。
【００３０】
次式（１）に示すように、最もシンプルな状態を想定した電波の伝搬損失は自由空間伝搬損失式が適用される。
【００３１】
【数１】

【００３２】
この式（１）を用いて標準的なIS-95 方式の基地局からパイロット信号が約１Ｗ（＋３０dBm ）で送信された場合、微弱電力（約−６６．５dBm ）まで減衰する距離を求めると概ね１７２４ｍになる。この場合、通信遮断装置２０から微弱電力で送信された通信遮断信号が、到来波と同じ電力で相殺するれば、通信遮断空間は距離差のないＸ軸上のみ限定される（図３参照）。実際には、後述するように、通信遮断装置２０側の利得分だけ小さい電力でも相殺することができる。ところが、基地局７０から通信遮断装置２０までの距離が近い場合には微弱電力の範囲で確保できる通信遮断空間は狭くなることがわかっている。
【００３３】
例えば図４に示すように、１００ｍ×１００ｍの部屋９０において、部屋９０の中心線Ｘの延長上にある基地局７０から通信遮断装置２０までの距離Ｌごとに、微弱電波の範囲で確保できる通信遮断エリアを求めると、この距離Ｌが５００ｍ、１ｋｍ、５ｋｍであるときのそれぞれの通信遮断エリアは、符号９２ａ、９２ｂ、９２ｃで表され、さらにこの距離Ｌごとの損失の最大値はそれぞれ２９．０dBm （５００ｍ）、３０．３dBm （１ｋｍ）、３４．２dBm （５ｋｍ）である。なお、これは、後述する通信遮断装置２０側の利得（＋６．３dB）を考慮したものである。
【００３４】
また、次式（２）に示すように、距離差分の位相のずれによるＰＮ符号列の相関低下分の損失を図４による値に加えると、それぞれの通信遮断エリアは図５に示すように縮小する。
【００３５】
【数２】

【００３６】
つまり、図５に示すように、１００ｍ×１００ｍの部屋９０において、部屋９０の中心線Ｘの延長上にある基地局７０から通信遮断装置２０までの距離Ｌごとに、微弱電波の範囲で確保できる通信遮断エリアを求めると、距離Ｌが５００ｍ、１ｋｍ、５ｋｍであるときのそれぞれの通信遮断エリアは、符号９３ａ、９３ｂ、９３ｃで表され、さらにこの距離Ｌごとの損失の最大値はそれぞれ２９．２dBm （５００ｍ）、３０．８dBm （１ｋｍ）、３７．７dBm （５ｋｍ）である。
【００３７】
したがって、図４および図５による距離Ｌごとの損失の最大値より、基地局７０からの距離Ｌが大きいほど通信遮断エリアは広く確保できるものの、通信遮断エリア内の損失の差も大きくなるため、全エリアをカバーするためには電力を増減させなければならないことがわかる。例えば前述したように、式（１）による図４と式（２）による図５とにより、基地局７０から５ｋｍの地点における損失の差は、概ね３５dB（図４から３４．２dBm 、図５から３７．７dBm ）であるから、−３５dBの範囲で通信遮断波の電力を変化させることが有効であることがわかる。したがって、本実施形態では、図１に示す電力増幅器４４を電圧により電力利得を制御するタイプとして、周期的（例えば１００Hz）変動する電圧によって電力制御する。これにより、携帯電話側の同期捕捉時間以内に何度か通信を遮断することができる。また、到来波の電力等から基地局７０との距離Ｌを推定して、このような電力幅を決定しても良い。
【００３８】
続いて、通信遮断装置２０による実験機等を試作して行った実験結果を図６および図７に基づいて説明する。ここで、試作した通信遮断装置２０はIS-95 方式に準拠して８００ＭHz帯の仕様にしたが、本実施形態による通信遮断装置２０は他の周波数帯、例えば２ＧHz帯においても、同様に適用できることは言うまでもない。なお、主な緒元は、表１に示す通りである。
【００３９】
【表１】

【００４０】
また、本実験では、通信遮断装置２０の能力を比較するために、高周波増幅器を用いて到来波を単純に反転増幅して再度送信するもの（以下「反転増幅器」という。）との比較実験も行った。さらに外来雑音の影響を考慮して、その影響が少なく安定した結果が得られる有線による実験と、実用に近い無線による実験との双方について行い評価している。なお、いずれの実験においても、ＤＵ比は、受信機（携帯電話）の入力部のＢＰＦ通過電力より次式（３）によって求めた。またこの入力部のＢＰＦは、中心周波数が搬送波周波数と同値のもの、即ち８００ＭHz帯において帯域幅２ＭHzまたは１０ＭHzで通過域減衰３dBまたは４dBのものを用いた。
【００４１】
【数３】

【００４２】
無線による実験系は図６に示す構成により、また有線による実験は図６中に破線で表す電波部分（パイロット信号波、通信遮断波）をケーブルを用いて結線し、到来波と通信遮断波を供給混合し、受信機８１側におけるパイロット信号の誤り率を誤り率測定器８４によって測定した。
【００４３】
まず、通信遮断装置２０および反転増幅器を有線による実験によって得た、パイロット信号を相殺（誤り率０．５程度）するために必要なＤＵ比を測定した結果を次の表２に示す。このＤＵ比は、式（３）に示した通り、負では到来波電力の方が通信遮断波よりも高く、正では通信遮断波電力の方が到来波電力よりも高いこを指すため、この表２よる実験結果から、いずれの拡散帯域幅においても、反転増幅器と比較して通信遮断装置２０の方が約１２dB微弱な電力で通信を遮断すること、即ち通信遮断空間を確保できることを確認した。またこの利得差が反転増幅器側の位相遅延によるものであると考えれば、前述した式（２）を逆に適用して概ねＰＮ符号列を２〜３波長分（２．４〜１．６μＳ）の遅延であることがわかる。さらに到来波よりも６．３〜４．７dB弱い電力でも通信遮断空間を確保可能であることも確認した。
【００４４】
【表２】

【００４５】
また、表２に示すように、拡散帯域幅が、１．２５ＭHzの場合に較べて１０ＭHzの場合の方が約１．６dB程度性能が低下しているのは、ＰＮ符号速度が速いほど通信遮断装置２０の同期捕捉精度が低下したことによるもので、同期捕捉器３６を構成する半導体の最高動作周波数にＰＮ符号速度が近づいたためである。したがって、同期捕捉器３６を高速動作可能な半導体等（例えばガリウム砒素によるもの）により構成すればこの性能低下を抑制することができる。
【００４６】
次に、無線による実験では、直線上に３ｍ間隔で送信機７１、通信遮断装置２０、受信機８１を配置して、微弱電波の範囲で動作を評価した。ここでは、５ｍ×１０ｍの電波暗室において、自由空間の直接伝搬を想定し、各装置ともに水平半波長ダイポールアンテナ（送信機アンテナ７２、受信用アンテナ２１、送信用アンテナ４７、受信機アンテナ８２）を用いて測定を行った。この無線による実験では、図６に示す通信遮断装置２０を送信機７１側または受信機８１側に移動させて、通信遮断装置２０と受信機８１との距離を変化させてることで、ＤＵ比を上下させて受信機８１による誤り率を誤り率測定器８４により測定した。また、反転増幅器については、通信遮断装置２０を反転増幅器に置き換えて、反転増幅器と受信機８１との距離を変化させてることで、ＤＵ比を上下させて受信機８１による誤り率を誤り率測定器８４により測定した。なお、通信遮断装置２０による通信遮断波が通信遮断装置２０自身の同期捕捉を遮断しないように、遮断開始時のみ到来波の同期捕捉を行い、後の同期捕捉は行っていない。
【００４７】
無線による実験におけるＤＵ比と誤り率との関係を図７に示す。ここで、図７に示す特性図では、通信遮断装置２０の電力増幅器４４による電力制御を行うものを黒丸でプロットし、通信遮断装置２０の電力増幅器４４よる電力制御を行わないものを白丸でプロットし、反転増幅器によるものを白四角でプロットしている。
この実験により得られた関係から、例えば誤り率が０．１以上でパイロット信号が遮断されたものと考え、ＤＵ比を比較すると、反転増幅器と比較して約１０dB微弱な電力で通信を遮断すること、即ち通信遮断空間を確保できることがわかる。無線による実験では、空間雑音等の影響で、全体的に４dB程度の性能劣化はあるものの、概ね有線による実験と同様の特性が確認できている。
【００４８】
また、通信遮断装置２０において、同一の平均電力（ＤＵ比）で妨害した場合、通信遮断装置２０による電力制御を行うもの（黒丸でプロット）、即ち電力を変化させたものの方が、通信遮断装置２０よる電力制御を行わないもの（白丸でプロット）、即ち電力を一定にしたものよりも、約２dB弱い電力で通信を遮断できていることがわかる。電力が変化する際の影響で、若干の利得が得られるものと考えられる。
【００４９】
さらに、図７から、電力制御を行わない場合には、ＤＵ比の低下に伴い誤り率が劣化している一方で、電力を制御した場合の誤り率は比較的安定していることがわかる。このことから電力を制御することで、安定に誤り率０．１以下を示す区間が拡大し、広いエリア内でも通信遮断を実現できることを確認している。
【００５０】
またさらに、電力制御を行う場合、通信遮断波を断続的に送信するように制御を行うことによって、通信遮断装置２０による通信遮断波の送信を休止する期間ができるため、この通信遮断波を休止する期間においては、自らの通信遮断波が通信遮断装置２０自身の同期捕捉を遮断することがない。これにより、遮断開始時のみ到来波の同期捕捉を行い、後の同期捕捉は行わないという同期シーケンスをとることなく、この休止期間内に再度、到来波の同期捕捉を行うことができる。したがって、通信遮断装置２０自体が移動するような場合であっても、適宜、受信した到来波から同期捕捉を行うことができるため、移動場所に応じた反転符号列によってほぼ遅相なく適切にパイロット信号を相殺することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の通信遮断装置２０によると、受信用アンテナ２１、広帯域増幅器２２、乗算器２４、広帯域増幅器２６、ＢＰＦ２８、搬送波検出器３２、分周器３４、同期捕捉器３６およびＰＮ符号発生器３８により抽出されたＰＮ符号列を、ＰＮ符号発生器３８および遅延補正器４０によって位相を進めさらに反転符号発生器４１によって反転符号列に反転させる。そして、通信遮断波として進相した反転符号列を乗算器４２、電力増幅器４４および送信用アンテナ４７によって送信する。これにより、通信遮断波として送信される反転符号列は、ＣＤＭＡ方式のパイロットチャネルによるパイロット信号と反転した符号列をなし、しかもその位相は進められているため、伝搬途中にあるパイロット信号をこの進相された反転符号列によってほぼ遅相なく適切に相殺することができる。したがって、ＣＤＭＡ方式による携帯電話には、基地局からのパイロットチャネルによるパイロット信号を受信することができないところ、基地局の通話エリア圏外にいると認識させることができるため、ＣＤＭＡ方式による携帯電話において通信することができない範囲、即ち通信遮断空間を確保し得る効果がある。
【００５２】
また、本実施形態の通信遮断装置２０によると、反転符号列を通信遮断波として送信する電力増幅器４４は、所定周期（例えば１００Hz）で−３５dBの電力制御が行われていることから、諸要因による位相変動を電力換算することにより位相のずれを補完することができる。これにより、随時変動する位相のずれにも対応することができるため、例えば伝搬経路が直接的なものに加えて間接的なものも含むような複雑化した場合においても、それに伴う位相変動にも対応して伝搬途中にあるＣＤＭＡ方式によるパイロット信号をほぼ遅相なく適切に相殺することができる。したがって、ＣＤＭＡ方式による携帯電話には、伝搬経路が複雑になっていても基地局からのパイロットチャネルによるパイロット信号を受信することができないため、基地局の通話エリア圏外にいると認識させることができ、ＣＤＭＡ方式による携帯電話において通信遮断空間を確保し得る効果がある。
【００５３】
さらに、本実施形態の通信遮断装置２０によると、反転符号列を通信遮断波として送信する電力増幅器４４は、通信遮断波を断続的に送信するように制御を行うことによって、通信遮断波の送信を休止する期間ができる。これにより、この送信を休止する期間においては、自らが送信した通信遮断波によって、受信した到来波からＰＮ符号列を自ら抽出できなくなるという事態がないため、受信した到来波から一旦、ＰＮ符号列を抽出した後であっても、この休止期間内に再度、ＰＮ符号列を抽出することができる。したがって、通信遮断装置２０自体が移動するような場合であっても、適宜、受信した到来波からＰＮ符号列を抽出できるところ、移動場所に応じた反転符号列によってほぼ遅相なくパイロット信号を適切に相殺することができるため、ＣＤＭＡ方式による携帯電話は、基地局からのパイロットチャネルによるパイロット信号を受信することができない。そのため、通信遮断装置２０自らが移動していても、ＣＤＭＡ方式の携帯電話において当該移動先の通信遮断空間を確保し得る効果がある。
【００５４】
なお、本実施形態では、位相制御手段としてのＰＮ符号発生器３８および遅延補正御器４０を、符号列反転手段としての反転符号発生器４１の前段に位置させたが、本発明ではこれに限られることはなく、符号列反転手段の後段に位相制御手段として遅延補正御器等を位置させても良く、この場合においても前述同様の効果が得られる。
【００５５】
また、本実施形態では、１台の携帯電話に対して１局の基地局からパイロット信号波を受信する場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、１台の携帯電話に対して複数の基地局からパイロット信号波を受信する場合や、複数の携帯電話に対して複数の基地局からパイロット信号波を受信する場合にも適用することができる。この場合、各基地局からはそれぞれ異なるＰＮ符号列を受信することになるが、適宜、それぞれのＰＮ符号列に適合した反転符号列を送信することによって、各基地局から送信されるパイロット信号波に対してそれぞれの通信遮断波を送信する。これにより、いずれの基地局に対してもその通話エリア圏外にいると携帯電話に認識させることができるため、複数の基地局から呼ばれ得る場合でも、ＣＤＭＡ方式による携帯電話において通信遮断空間を確保し得る効果がある。なお、本実施形態では、前記表１に示す如く拡散符号速度または拡散帯域幅を１．２５ＭHzまたは１０ＭHzにしたが、これ以外のもの、例えば５ＭHzや２０ＭHzであっても、前述同様の効果を得ることができる。また、複数の携帯電話がそれぞれ異なる周波数帯、例えば８００ＭHz帯、１．５ＧHz帯、２．０ＧHz帯に対応するものであっても、本通信遮断装置の構成をそれぞれの周波数帯に対応可能なマルチバンド構成にすれば、いずれの携帯電話についても通信遮断波を送信することができ、それぞれの携帯電話に対し前述同様の効果を得ることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態では、基地局からパイロット信号波を受信する場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、同期信号波を受信する場合についても同様に適用することができる。この場合、同期符号列に適合した反転符号列を送信するように通信遮断装置２０のＰＮ符号発生器３８等を構成する。これにより、同期信号波を通信遮断波によって妨害することで携帯電話側の同期確立を妨げることができるため、基地局の通話エリア圏内にいても、ＣＤＭＡ方式による携帯電話において通信遮断空間を確保し得る効果がある。また同様に、ページング信号波やアクセス信号波あるいは通話信号波を受信する場合についても適用することができ、さらにこれらの信号波を通信妨害状況に応じて、パイロット信号波、同期信号波、ページング信号波（アクセス信号波）、通話信号波の順に、段階的にそれぞれに対応する通信遮断波によって妨害しても良い。これにより、パイロット信号波による通信の妨害に失敗しても、その次に同期信号波、ページング信号波（アクセス信号波）、またその次に通話信号波というように、それぞれの通信を順次妨げるように通信遮断波を送信するため、より確実にＣＤＭＡ方式による携帯電話において通信遮断空間を確保し得る効果がある。
【００５７】
さらにまた、本実施形態では、ＰＮ符号列に適合した反転符号列を送信することによって通信遮断を行ったが、本発明ではこれに限られることはなく、例えば合成符号に適合した反転符号列を送信することによって通信遮断を行っても良く、その場合も同様の効果を得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１の発明では、符号列抽出手段により抽出された抽出符号列を符号列反転手段によって反転符号列に反転し、また位相制御手段によって抽出符号列または反転符号列の位相を進める。そして、通信遮断波として進相した反転符号列を遮断波送信手段によって送信する。これにより、通信遮断波として送信される反転符号列は、通信内容を情報変調した所定の符号列と反転した符号列をなし、しかもその位相は進められているため、伝搬途中にある当該所定の符号列をこの進相された反転符号列によってほぼ遅相なく適切に相殺することができる。したがって、受信側の通信装置は、通信内容を情報変調した所定の符号列を受信することができないところ、当該通信内容の復調を妨げられる。つまり、通信内容を符号列により情報変調する通信装置において通信することができない範囲、即ち通信遮断空間を確保し得る効果がある。
【００５９】
請求項２の発明では、位相制御手段による進相は、抽出符号列または反転符号列の少なくとも１符号相当であることから、この少なくとも１符号相当の対応する時間分、先行して反転符号列を送信することができる。これにより、符号列抽出手段、符号列反転手段、位相制御手段および遮断波送信手段による信号処理に伴う位相遅延が生じても、この時間以内であればその影響を回避することができる。したがって、伝搬途中にある通信内容を情報変調した所定の符号列を少なくとも１符号相当進相した反転符号列によってほぼ遅相なく適切に相殺することができるため、受信側の通信装置は、当該通信内容の復調を妨げられる。つまり、通信内容を符号列により情報変調する通信装置において通信遮断空間を確保し得る効果がある。
【００６０】
請求項３の発明では、進相した反転符号列を通信遮断波として送信する遮断波送信手段は、増幅利得を任意に制御可能な電力増幅手段を有することから、諸要因による位相変動を電力換算することにより位相のずれを補完することができる。これにより、随時変動する位相のずれにも対応することができる。したがって、例えば伝搬経路が直接的なものに加えて間接的なものも含むような複雑化した場合においても、それに伴う位相変動にも対応して伝搬途中にある通信内容を情報変調した所定の符号列をほぼ遅相なく適切に相殺することができるため、受信側の通信装置は、伝搬経路が複雑になっていても当該通信内容の復調を妨げられる。つまり、通信内容を符号列により情報変調する通信装置において通信遮断空間をより広く確保し得る効果がある。
【００６１】
請求項４の発明では、進相した反転符号列を通信遮断波として送信する遮断波送信手段は、通信遮断波を断続的に送信することから、通信遮断波の送信を休止する期間ができる。これにより、この送信を休止する期間においては、自らが送信した通信遮断波によって、受信した到来波から所定の符号列を自ら抽出できなくなるという事態がないため、受信した到来波から一旦、所定の符号列を抽出した後であっても、この休止期間内に再度、所定の符号列を抽出することができる。したがって、通信遮断装置自体が移動するような場合であっても、適宜、受信した到来波から所定の符号列を抽出できるところ、移動場所に応じた反転符号列によってほぼ遅相なく適切に相殺することができるため、受信側の通信装置は、当該通信内容の復調を妨げられる。つまり、通信遮断装置自らが移動していても、通信内容を符号列により情報変調する通信装置において当該移動先の通信遮断空間を確保し得る効果がある。
【００６２】
請求項５の発明では、受信した到来波は、複数の通信装置から送信されることから、これら複数の通信装置ごとに対応した通信遮断波として進相した反転符号列を遮断波送信手段によって送信する。これにより、これら複数の通信装置ごとに送信される所定の符号列を、各通信装置ごとに個別対応させた反転符号列によってほぼ遅相なく適切に相殺することができる。したがって、複数の通信装置から当該所定の符号列を受信する通信内容を符号列により情報変調する通信装置においても、通信遮断空間をより広く確保し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信遮断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＰＮ符号系列の発生概要を示す説明図である。
【図３】本実施形態の通信遮断装置による通信遮断の概念を示す説明図である。
【図４】伝搬損失による通信遮断エリアを示す説明図である。
【図５】符号相関損失による通信遮断エリアを示す説明図である。
【図６】本実施形態の通信遮断装置による通信遮断の実験系を示す構成図である。
【図７】ＤＵ比と誤り率との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
２０通信遮断装置
２１受信用アンテナ（符号列抽出手段）
２２、２６広帯域増幅器（符号列抽出手段）
２４乗算器（符号列抽出手段）
２８ＢＰＦ（符号列抽出手段）
３２搬送波検出器（符号列抽出手段）
３４分周器（符号列抽出手段）
３６同期捕捉器（符号列抽出手段）
３８ＰＮ符号発生器（符号列抽出手段、位相制御手段）
４０遅延補正御器（位相制御手段）
４１反転符号発生器（符号列反転手段）
４２乗算器（遮断波送信手段）
４４電力増幅器（遮断波送信手段）
４７送信用アンテナ（遮断波送信手段）

Claims

通信内容を所定の符号列により情報変調または情報復調する通信装置における通信を遮断する通信遮断装置であって、受信した到来波から前記所定の符号列を抽出可能な符号列抽出手段と、前記符号列抽出手段により抽出された抽出符号列を反転符号列に反転可能な符号列反転手段と、前記抽出符号列または前記反転符号列の位相を進相可能な位相制御手段と、進相した反転符号列を通信遮断波として送信する遮断波送信手段と、を備えることを特徴とする通信遮断装置。
前記位相制御手段による進相は、前記抽出符号列または前記反転符号列の少なくとも１符号相当であることを特徴とする請求項１記載の通信遮断装置。
前記遮断波送信手段は、増幅利得を任意に制御可能な電力増幅手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の通信遮断装置。
前記遮断波送信手段は、前記通信遮断波を断続的に送信することを特徴とする請求項１、２または３記載の通信遮断装置。
前記到来波は、複数の前記通信装置から送信されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信遮断装置。