JP4839910B2 - スペクトラム拡散通信システム及びその方法並びにそれに用いる送信機及び受信機 - Google Patents

Description

本発明はスペクトラム拡散通信システム及びその方法並びにそれに用いる送信機及び受信機に関し、特にＭ−ａｒｙ型スペクトラム拡散通信方式の改良に関するものである。

スペクトラム拡散通信システムにおいては、伝送すべき情報量に対して、極めて広帯域にスペクトラムを拡散して伝送することにより、信号の秘匿性を高めると共に、電磁波妨害排除（ＥＣＣＭ）能力を備えたものとされ、近年、多くの通信システムに採用されている。また、この広帯域にスペクトラムを拡散するために使用される拡散用ＰＮコードに相互相関性の低いコード系列を用いることにより、使用帯域の拡散コードによる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）による周波数再利用が図られている。

図４は相互相関性の低い積符号の１つである２＾ｋ−１（２＾ｋは２のｋ乗を示すものとする）チップ長ｇｏｌｄコードをスペクトラム拡散符号とするスペクトラム拡散通信方式の一構成例を示すシステムブロック図である。なお、ｋは２以上の整数とする。

送信側は、周期２＾ｋ−１のＭ系列符号（巡回符号系列）を発生するＰＮコード発生器１とＰＮコード発生器２とをペアとしたｇｏｌｄコード発生器１０１を有している。このｇｏｌｄコード発生器１０１において、ＰＮコード発生器１の出力と、ＰＮコード発生器２の出力を位相遅延回路４により位相遅延を与えたＰＮコードとの、乗算器５による積符号、及びＰＮコード発生器２の出力と、ＰＮコード発生器１の出力を位相遅延回路３により位相遅延を与えたＰＮコードとの、乗算器６による積符号を、２系統発生することができるようになっている。このｇｏｌｄコード発生器１０１は、シンボルクロックに同期して動作するものである。

この２系統のｇｏｌｄコードの各々を用いて、互いに直交するチャネルデータであるＩ相及びＱ相の送信データ２ビットを、乗算回路２０１及び乗算回路２０２により、ｇｏｌｄコードの１周期で拡散し、直交伝送路３０１へ出力するものである。

この直交伝送路３０１を介して送信された直交拡散信号は、受信側へ入力される。受信側においては、送信側と等しい２系統のｇｏｌｄコード系列を発生することのできるｇｏｌｄコード発生器４０１を有している。このｇｏｌｄコード発生器４０１は、ＰＮコード発生器７，８と、位相遅延器９，１０と、乗算器１１，１２とにより構成されており、位相制御器６０１から得られるシンボルタイミングであるシンボルクロックに同期して動作する。

並列相関器１３，１５及び極性判別付ピーク位置検出回路１４，１６によりそれぞれ構成される相関検出器５０１，５０２によって、直交拡散符号のそれぞれに対する相関値の算出が行われる。

並列相関器１３，１５は、２つのｇｏｌｄコードの２＾ｋ−１チップ長のタップ遅延の全ての相関値を算出できる機能を有し、極性判別付ピーク位置検出回路１４，１６では、相関値がピークとなるタップ位置により、ローカルｇｏｌｄコードと入力直交拡散信号とのコード位相差が検出され、相関値の極性により、変調側で拡散された送信データの符号が検出される。

位相制御器６０１は、並列相関器のピーク位置を所定のタップ位置に保持すると共に、相関積分値の絶対値を最大とするように、受信機側ｇｏｌｄコード発生器４０１のシンボルタイミングを調整し、シンボルタイミングを追尾するものである。２つの並列相関器の相関値の極性により、送信側でのスペクトラム拡散前の送信データを検出するので、シンボルタイミング毎に復調データ２ビットを復調することができることになる。

上述した２＾ｋ−１チップのｇｏｌｄコードを有するスペクトラム拡散通信システムでは、異なるｇｏｌｄコードを有する２＾ｋ−１個の送信側に対して、そのうちの１つのｇｏｌｄコードを選択する受信機により、線形多重伝送路において、空間的な多元接続を可能としている。

一方で、送受信を単一通信路と想定し、送信側で複数のｇｏｌｄコード発生器を持ち、複数の情報ビットに対する複数の拡散波を発生させ、これを振幅線形加算を行なった後に通信路に送信し、受信側ではそれそれのスペクトラム拡散波に対する逆拡散復調を行うことによって、複数の情報ビットを同時に受信することが出来るスペクトラム拡散通信システムが構築されている。

なお、Ｍ−ａｒｙ型スペクトラム拡散通信方式については、特許文献１や２に開示されている。
特開平６−２０４９７９号公報 特開平１１−１５４９２９号公報

従来のスペクトラム拡散通信システムにおいては、秘匿性及び耐ＥＣＣＭ性を保持したまま、伝送しうる情報ビットをより拡大するために、より高速のＰＮコード発生器により広帯域スペクトラム拡散波を生成するか、若しくは、送信側で複数のＰＮコード発生器による複数拡散波を生成しこれを線形加算し、受信側で複数のＰＮコード発生器による逆拡散回路を同時に動作させなければならない。

その理由は、秘匿性及び耐ＥＣＣＭを保持するには、伝送情報レートに対する拡散レート比を一定に保つ必要があるため、情報ビットレートの増大に応じて、拡散レートを広帯域化する必要があり、結果として占有周波数帯域の増大となり、無線周波数帯域の有効利用の観点から現実的には制約を受ける。一方、複数のＰＮコードを用いたスペクトラム拡散波の線形加算方式は、ＰＮ符号発生器、逆拡散復調器等の回路増を許容すれば可能であるが、線形電力増幅器を必要とするなど、装置の小型化には困難な課題を有している。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、伝送可能とする情報ビット増加に対して、送受信側で複数ＰＮコード発生器の増大を招くことなく、かつ、線形電力増幅器を具備する必要のないスペクトラム拡散通信システム及びその方法並びにそれに用いる送信機及び受信機を提供することにある。

本発明の他の目的は、装置の小型化を可能とした効率の良いスペクトラム拡散通信システム及びその方法並びにそれに用いる送信機及び受信機を提供することである。

本発明による通信システムは、
第１の要素ＰＮコードと位相遅延を与えた第２の要素ＰＮコードとの乗算で与えられる巡回符号系列を拡散符号として送信データのスペクトラム拡散を行うようにしたスペクトラム拡散通信システムであって、
送信側において、
前記送信データのシンボルタイミング毎に前記巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信する手段と、
前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信する手段とを設け、
受信側において、
前記基準ＰＮコードを抽出して前記シンボルタイミングを生成する手段と、
この生成されたシンボルタイミングによりデータ復調用の第３及び第４の要素ＰＮコードを生成する手段と、
前記第３の要素ＰＮコードにより前記データの伝送チャネルを逆拡散する手段と、
この逆拡散出力に対して、前記第４の要素ＰＮコードを位相基準信号としてシンボル間積分を行って並列相関処理し、相関ピーク位置からデータの復調をなす手段と、
を設けたことを特徴とする。

本発明による通信方法は、
第１の要素ＰＮコードと位相遅延を与えた第２の要素ＰＮコードとの乗算で与えられる巡回符号系列を拡散符号として送信データのスペクトラム拡散を行うようにしたスペクトラム拡散通信方法であって、
送信側において、
前記送信データのシンボルタイミング毎に前記巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信するステップと、
前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信するステップとを含み、
受信側において、
前記基準ＰＮコードを抽出して前記シンボルタイミングを生成するステップと、
この生成されたシンボルタイミングによりデータ復調用の第３及び第４の要素ＰＮコードを生成するステップと、
前記第３の要素ＰＮコードにより前記データの伝送チャネルを逆拡散するステップと、
この逆拡散出力に対して、前記第４の要素ＰＮコードを位相基準信号としてシンボル間積分を行って並列相関処理し、相関ピーク位置からデータの復調をなすステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明による送信機は、
第１の要素ＰＮコードと位相遅延を与えた第２の要素ＰＮコードとの乗算で与えられる巡回符号系列を拡散符号として送信データのスペクトラム拡散を行うようにしたスペクトラム拡散通信システムにおける送信機であって、
前記送信データのシンボルタイミング毎に前記巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信する手段と、
前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信する手段と、
を含むことを特徴とする。

本発明による受信機は、
送信データのシンボルタイミング毎に巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信する共に、前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信するようにしたスペクトル拡散通信システムにおける受信機であって、
前記基準ＰＮコードを抽出して前記シンボルタイミングを生成する手段と、
この生成されたシンボルタイミングによりデータ復調用の第１及び第２の要素ＰＮコードを生成する手段と、
前記第１の要素ＰＮコードにより前記データの伝送チャネルを逆拡散する手段と、
この逆拡散出力に対して、前記第２のＰＮ要素コードを位相基準信号としてシンボル間積分を行って並列相関処理し、相関ピーク位置からデータの復調をなす手段と、
を含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。送信側及び受信側において、複数のスペクトラム拡散符号発生器を持つのではなく、伝送する送信データの１ビットを１シンボル周期として扱い、１シンボル周期を２＾ｋ−１チップのスペクトラム拡散符号長に等しくするスペクトラム拡散方式とする。使用するスペクトラム拡散符号として、Ｍ系列符号のように自己相関特性の優れた拡散符号を用い、これを１シンボル内で巡回シフトさせることにより得られる最大２＾ｋ−１通りの巡回符号系列を作り、この中から特性の優れた２＾（ｋ−１）個の符号系列を選別して符号語とし、ｋビットの送信データに対して、ｋ−１ビットを巡回符号系列の選択し、１ビットをスペクトラム拡散すべき情報とするＭ−ａｒｙ型スペクトラム拡散方式とする。Ｍ−ａｒｙ型スペクトラム拡散方式では、受信側で巡回符号系列を識別するために、ＰＮコードの１周期すなわちシンボルタイミングを送信側に同期させる必要がある。

送信側において巡回符号系列を選別しているシンボルタイミングを、受信側に正確に伝えるために、データチャネルに与える影響を軽微なものとできるような、振幅、位相、時間、周波数のいずれかの方法による多重化伝送を必要とする。本発明では、Ｉ相及びＱ相をデータチャネルとする直交伝送路を用いるスペクトラム拡散方式を考慮にいれて、これとは独立して搬送波位相を変調度ｍで位相変調を行うようにし、巡回符号系列の同じ長さの基準ＰＮ信号発生器を具備し、このＰＮコードの１／０で、搬送波位相をｍ／−ｍｄｅｇに位相変調を行う手段を用いる。変調度ｍは４５ｄｅｇを超えない値として設定する。

受信側では、直交検波されるＩ相及びＱ相から搬送波位相変調成分となる基準ＰＮコードを抽出し、これに対するＰＮコード追尾を行い、追尾された基準ＰＮコードのエポックタイミングをデータチャネルに対するシンボルタイミングとすることができる。このシンボルタイミングに基づき、データチャネルの巡回符号系列用ローカルＰＮコードを送信側と同様に発生させ、２＾ｋ−１チップ並列相関器のローカルＰＮコードとする。

並列相関器は２＾ｋ−１チップのタップ遅延に対して、積分時間をシンボル周期とする並列相関演算を行い、巡回シフトした全ての巡回符号系列を同時に検出することが可能であり、よって並列相関器の全てのタップ遅延に対して、相関値のピークとなるタップ位置がｋ−１ビットを特定し、相関値の極性がスペクトラム拡散前の送信データ１ビットを復調し、シンボル時間当たりｋビットの情報を復調できる構成としたものである。

本発明によれば、以下の様な効果を有する。本発明の第１の効果は、２＾ｋ−１チップ長のＭ系列コードまたは２つのＭ系列ＰＮコードの積符号として構成されるｇｏｌｄコードなどに基づく巡回符号系列で、Ｉ相及びＱ相をデータチャネルとすることにより、２ｋビットの情報伝送を可能とし、Ｍ系列コードまたはｇｏｌｄコードなどの末尾に“０”を挿入することにより得られる２＾ｋチップ長の巡回符号系列に対して、２ｋ＋２ビットの情報を伝送できる能力を有していることである。

第２の効果は、送信側シンボルタイミングの受信側への伝送手段として、直交変調器の搬送波位相を基準ＰＮコードで位相変調を施す回路を付加し、受信側では直交検波器からのＩ相／Ｑ相成分により基準ＰＮコードを簡易な演算により抽出でき、基準ＰＮコード伝送チャネルは単にシンボルタイミングのみを伝送するに必要な変調度を配分するだけでよく、受信側で十分な相関積分時間を与えＳ／Ｎを改善可能とするならば、割り当てる変調度ｍを僅少にできる自由度を持つということである。よって、データチャネルへのエネルギー配分を他の振幅、時間、周波数、位相の多重化方式に比べて最適化することができる。

第３の効果は、Ｍ−ａｒｙスペクトラム拡散方式としているため、シンボル周期内での振幅多重化を行ってはおらず、送信機側では高精度の線形電力増幅器を必要とせず、電力効率を増すことができることである。

第４の効果は、使用するＭ−ａｒｙ型スペクトラム拡散信号が、スペクトラム拡散用ＰＮコードの秘匿性、耐ＥＣＣＭ性を悪化させるものではなく、基準ＰＮコード位相を変調度を低くして伝送し、これに基づき受信側でのシンボルタイミングを決定できる方式としているため、シンボルタイミングを伝送する基準ＰＮコードを秘匿化することによりデータチャネルのシンボル間相関積分を困難とさせることができ、秘匿性が増していることである。

第５の効果は、情報伝送チャネルのコード位相検出器として、１つのＰＮコードに対する並列相関器（デジタルマッチドフィルタ）を採用することができ、復調回路の小型化が可能であるということである。並列相関器を既に有する受信側では、僅かな回路追加により、Ｍ−ａｒｙ型スペクトラム拡散波の復調が可能となる。

第６の効果は、スペクトラム拡散符号として、２つのＰＮコード発生器を用いた積符号で構成されるｇｏｌｄコードなどを用いた巡回符号系列を符号語とする場合であって、要素ＰＮコード発生器の１つの巡回シフトして生成されるスペクトラム拡散符号が、シンボル毎に巡回シフトした符号ではなく、個別のｇｏｌｄコードなどを発生させることができ、他の送信機との間で相互相関特性を用いた非同期ＣＤＭＡ多元接続を可能とできるＭ−ａｒｙスペクトラム拡散通信システムとすることができることである。この場合においても、受信側では、要素ＰＮコード発生器の１つを並列相関器の入力端で逆拡散する回路とし、他の１つを並列相関器のローカルＰＮコードとする回路構成とすることができ、復調回路の小型化が可能である。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態におけるシステムブロック図であり、図４と同等部分は同一符号により示している。図１に示す実施の形態においては、スペクトラム拡散用ＰＮ符号として、積符号の一つであるｇｏｌｄコードを用い、巡回符号系列とするのではなく、シンボル毎に異なったｇｏｌｄコードを発生させるＭ−ａｒｙスペクトラム拡散通信方式とした場合の例である。

送信機側においては、ｇｏｌｄコード発生器１０１、乗算器２０１，２０２により構成されるＭ−ａｒｙ型スペクトラム拡散変調器が設けられており、生成されるスペクトラム拡散信号を、基準ＰＮコード発生器７０１、搬送波位相変調度設定器７０２、搬送波位相回転器７０３を用いて、搬送波位相回転を行った信号として、直交伝送路３０１へ出力するようになっている。この直交伝送路３０１は、直交変調器と、直交変調出力を伝送する伝送路と、直交復調器（直交検波器）とを少なくとも含むものとする。

ｇｏｌｄコード発生器１０１において、ＰＮコード発生器１の出力と、ＰＮコード発生器２の出力を位相遅延回路４により位相遅延を与えたＰＮコードとの、乗算器５による積符号、及びＰＮコード発生器２の出力と、ＰＮコード発生器１の出力を位相遅延回路３により位相遅延を与えたＰＮコードとの、乗算器６による積符号を、２系統発生する。ｇｏｌｄコード発生器１０１はシンボルクロックに同期して動作する。

情報源より、１シンボル当り２ｋビットの情報が入力されるものとし、これをＩ相及びＱ相にｋビットずつ割当て、それぞれ１ビットをスペクトラム拡散用情報ビットとして、乗算器２０１，２０２へ入力し、ｋ−１ビットをｇｏｌｄコード選択ビットとして、位相遅延回路３，４へそれぞれ入力する。

ＰＮコード発生器１，２は同一のシンボルクロックにより同期して動作し、ＰＮコード発生器１の位相を基準として、位相遅延回路３により、送信データに応じた２＾（ｋ−１）通りのうち１つの位相遅延を選択し、ＰＮコード発生器２との積符号となるｇｏｌｄコードを発生する。ＰＮコード発生器２も同様にしてｇｏｌｄコードを発生する。それぞれのｇｏｌｄコードをスペクトラム拡散符号として、乗算器２０１，２０２は、Ｉ相及びＱ相の各送信データをスペクトラム拡散することになる。

受信機側においては、直交伝送路３０１における直交検波器による検波出力の受信スペクトラム拡散信号の一部を、基準ＰＮコード抽出器８０１、相関器６０２、基準ＰＮコード発生器６０３、位相制御器６０１により構成される基準ＰＮコード追尾ループへ入力し、スペクトラム拡散信号のシンボルタイミングを生成する。

その一方で、受信機側のローカルｇｏｌｄコード発生器４０１、逆拡散用乗算器４０２，４０３により、ｇｏｌｄコードの１要素ＰＮ符号で逆拡散を行った後、相関検出器５０１，５０２において、シンボルタイミング毎に、相関ピーク位置及びその極性を求めることによって、データ復調を行うようになっている。

ｇｏｌｄコード発生器４０１は、ＰＮコード発生器７，８と、ゼロ位相遅延器９，１０とを有し、ゼロ位相遅延器９，１０の出力であるｇｏｌｄコードの１要素ＰＮ符号が、乗算器４０３，４０２へそれぞれ供給されている。相関検出器５０１は、ＰＮコード発生器７の出力であるローカルＰＮコード及び乗算器４０２の出力を入力とする並列相関器１３と、この並列相関出力を入力とする極性判別付ピーク位置検出回路１４とを有している。また、相関検出器５０２は、ＰＮコード発生器８の出力であるローカルＰＮコード及び乗算器４０３の出力を入力とする並列相関器１５と、この並列相関出力を入力とする極性判別付ピーク位置検出回路１６とを有している。

基準ＰＮコード抽出器８０１は、Ｉ相及びＱ相の各データの符号判別をなす符号判別器１７，１８と、符号判別器１７，１８の各出力とＱ相及びＩ相の各データとの各乗算をなす乗算器１９，２０と、乗算器１９，２０の出力差を検出する減算器２１とを有している。

情報源より入力された１シンボル当り２ｋビット情報は、Ｉ相及びＱ相に対してそれぞれｋビットずつ割当てられて、各１ビットがスペクトラム拡散用情報ビットとして乗算器２０１，２０２へそれぞれ入力される。また、各ｋ−１ビットはｇｏｌｄコード選択ビットとして、位相遅延回路３，４へそれぞれ入力される。ｇｏｌｄコード発生器１０１においては、同一のシンボルクロックを用いて、ＰＮコード発生器１，２が同期動作し、ＰＮコード発生器１の位相を基準として、位相遅延回路３により、送信データに応じた２＾（ｋ−１）通りのうちの１つの位相遅延を選択して、ＰＮコード発生器２の出力との積符号となるｇｏｌｄコードを発生する。ＰＮコード発生器２も同様にｇｏｌｄコードを発生する。

シンボルクロックは基準コード発生器７０１へ入力され、ＰＮコード発生器１及びＰＮコード発生器２のエポックタイミングと同一のシンボルタイミングとなる基準ＰＮコードを生成する。基準ＰＮコード発生器７０１より出力される基準ＰＮパターンθ_pn（１または−１）は、変調度ｍ設定器７０２によりｍ・θ_pnとなり、搬送波位相回転器７０３は、以下の演算を行うことにより、入力スペクトラム拡散波Ｄ_i ・Ｉ_pn，Ｄ_q ・θ_pnに対して、図２に示すような位相回転を与える。

Ｓ_i ＝Ｄ_i ・Ｉ_pn・ｃｏｓ（ｍ・θ_pn）−Ｄ_q ・Ｑ_pn・ｓｉｎ（ｍ・θ_pn）
Ｓ_q ＝Ｄ_i ・Ｉ_pn・ｓｉｎ（ｍ・θ_pn）＋Ｄ_q ・Ｑ_pn・ｃｏｓ（ｍ・θ_pn）
ここにＤ_i ，Ｄ_q はＩ相、Ｑ相のデータ、Ｉ_pn，Ｑ_pnはＩ相、Ｑ相のｇｏｌｄコードを、それぞれ示している。

これを、変調度ｍが４５ｄｅｇ以下となるような条件によって簡略化すると、
Ｓ_i ’＝Ｄ_i ・Ｉ_pn・ｃｏｓ（ｍ）−Ｄ_q ・Ｑ_pn・θ_pn・ｓｉｎ（ｍ）
Ｓ_q ’＝Ｄ_i ・Ｉ_pn・θ_pn・ｓｉｎ（ｍ）＋Ｄ_q ・Ｑ_pn・ｃｏｓ（ｍ）
となり、搬送波位相回転器７０３よりのスペクトラム拡散信号は、直交伝送路３０１を介して受信機側へ伝送される。

なお、搬送波位相回転器７０３は、前述した如く直交変調器を有しているものとし、この直交変調器のローカル搬送波を上述のように位相回転させるものとする。これにより、データチャネルとは独立の伝送チャネル（搬送波）により、基準ＰＮコードが伝送可能となる。

受信機側の基準ＰＮコード抽出器８０１においては、以下の演算を行って搬送波位相回転器７０３により位相変調を受けた基準ＰＮコード成分を抽出することができる。

ｓｇｎ（Ｓ_i ’）・Ｓ_q ’−ｓｇｎ（Ｓ_q ’）・Ｓ_i ’
＝Ｄ_i ・Ｉ_pn・（Ｄ_i ・Ｉ_pn・θ_pn・ｓｉｎ（ｍ）＋Ｄ_q ・Ｑ_pn・ｃｏｓ（ｍ））
−Ｄ_q ・Ｑ_pn・（Ｄ_i ・Ｉ_pn・ｃｏｓ（ｍ）−Ｄ_q ・Ｑ_pn・θ_pn・ｓｉｎ（ｍ））
＝θ_pn・ｓｉｎ（ｍ）

こうして抽出された基準ＰＮコード成分は、相関器６０２により基準ＰＮコード発生器６０３からのローカル基準ＰＮコードとの間で相関演算され、位相制御器６０１により出力シンボルクロックの位相制御をなすことにより、追尾された基準ＰＮコードが再生されるようになっている。この位相制御器６０１から発生されたシンボルクロックは、ローカルｇｏｌｄコード発生器４０１のゼロ位相遅延器９，１０に対して制御を行い、結果として、各ＰＮコード発生位相は全て受信シンボルタイミングに同期することになる。

ゼロ位相遅延器９，１０は、ＰＮコード発生器７，８のＰＮコードに対して、遅延ゼロに設定されているので、ｇｏｌｄコード発生器の各要素ＰＮコードの一つが、乗算器４０２，４０３に加えられて、入力スペクトラム拡散信号を逆拡散することになる。

この一つの要素ＰＮコード成分で逆拡散されたＩ相及びＱ相の各信号は、相関検出器５０１及び５０２へそれぞれ入力され、ｇｏｌｄコードの残りの要素ＰＮコード成分を位相基準信号とする２＾ｋ−１チップ遅延の並列相関値が得られる。この並列相関値は、位相基準信号を入力信号に同期させたｇｏｌｄコードの各要素ＰＮコードであるために、送信側ｇｏｌｄコードの位相シフト量を求めることと等価となり、並列相関値のピーク位置がｋ−１ビットの情報を意味し、ピーク相関値の極性が１ビットの復調データとなり、Ｉ相及びＱ相でそれぞれｋビットの復調データが得られるのである。

従って、２＾ｋ−１チップ長のｇｏｌｄコードをシンボル符号語とするＭ−ａｒｙスペクトラム拡散回路を構成し、２ｋビット／シンボルのデータを再生することができる。

なお、図３は図１の相関検出器５０１，５０２の一例を示す図である。ＰＮコード発生器７からのローカルＰＮコードは、１チップ遅延素子２２〜２５が直列接続された遅延回路へ入力される。遅延素子２２〜２５の各遅延出力は、これら遅延素子に対応して設けられた乗算器２６〜２９の一入力となり、逆拡散後の入力信号とそれぞれ乗算される。これら乗算出力の各々は、対応して設けられた積算器３０〜３３へ、シンボルタイミングに同期して入力される。

これら積算器３０〜３３の出力は、対応して設けられた絶対値回路３４〜３７へ入力されてそれぞれの絶対値が得られ、ピーク位置検出回路３８へ供給されることにより、前述したように、並列相関のピーク位置がｋ−１ビットのデータとなりデコーダ３９によりＩ相のｋ−１ビット情報出力として導出される。また、各積算器３０〜３３の出力はセレクタ４０へ入力されて、ピーク位置検出回路３８の検出出力により、ピーク相関値の極性が選択されて、符号判別回路４１にてその符号が判別され、デコーダ３９によりＩ相の１ビットの情報出力として導出される。Ｑ相においても全く同様である。

上記の実施の形態においては、２＾ｋ−１チップ長のＭ系列コードまたは２つのＭ系列ＰＮコードの積符号として構成されるｇｏｌｄコードに基づく巡回符号系列を用いたが、ｋａｓａｍｉコードを用いても良く、またＭ系列コードまたはｇｏｌｄコード、ｋａｓａｍｉコードの末尾に“０”を挿入することにより得られる２＾ｋチップ長の巡回符号系列を用いることもできる。

本発明の実施の形態のシステムブロック図である。 図１の搬送波位相回転器７０３における位相変調状態を示す図である。 図１の相関検出器５０１，５０２の例を示す図である。 従来技術を説明するシステムブロック図である。

符号の説明

１，２，７，８ ＰＮコード発生器
３，４ 位相遅延回路
５，６，１９，２０，
２０１，２０２，４０２，４０３ 乗算器
９，１０ ゼロ位相遅延器
１３，１５ 並列相関器
１４，１６ 極性判別付ピーク位置検出回路
１７，１８ ｓｇｎ（符号判別器）
２１ 減算器
１０１，４０１ ｇｏｌｄコード発生器
３０１ 直交伝送路
５０１，５０２ 相関検出器
６０１ 位相制御器
６０２ 相関器
６０３，７０１ 基準ＰＮコード発生器
７０２ 変調度ｍ設定器
７０３ 搬送波位相回転器
８０１ 基準ＰＮコード抽出器

Claims (7)

1. 第１の要素ＰＮコードと位相遅延を与えた第２の要素ＰＮコードとの乗算で与えられる巡回符号系列を拡散符号として送信データのスペクトラム拡散を行うようにしたスペクトラム拡散通信システムであって、
   送信側において、
   前記送信データのシンボルタイミング毎に前記巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信する手段と、
   前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信する手段とを設け、
   受信側において、
   前記基準ＰＮコードを抽出して前記シンボルタイミングを生成する手段と、
   この生成されたシンボルタイミングによりデータ復調用の第３及び第４の要素ＰＮコードを生成する手段と、
   前記第３の要素ＰＮコードにより前記データの伝送チャネルを逆拡散する手段と、
   この逆拡散出力に対して、前記第４の要素ＰＮコードを位相基準信号としてシンボル間積分を行って並列相関処理し、相関ピーク位置からデータの復調をなす手段と、
   を設けたことを特徴とするスペクトラム拡散通信システム。
2. 前記基準ＰＮコードの伝送チャネルは、前記基準ＰＮコードにより前記データの送信用搬送波を４５ｄｅｇ以下の所定変調度で位相変調して伝送するチャネルであることを特徴とする請求項１記載のスペクトラム拡散通信システム。
3. 第１の要素ＰＮコードと位相遅延を与えた第２の要素ＰＮコードとの乗算で与えられる巡回符号系列を拡散符号として送信データのスペクトラム拡散を行うようにしたスペクトラム拡散通信方法であって、
   送信側において、
   前記送信データのシンボルタイミング毎に前記巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信するステップと、
   前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信するステップとを含み、
   受信側において、
   前記基準ＰＮコードを抽出して前記シンボルタイミングを生成するステップと、
   この生成されたシンボルタイミングによりデータ復調用の第３及び第４の要素ＰＮコードを生成するステップと、
   前記第３の要素ＰＮコードにより前記データの伝送チャネルを逆拡散するステップと、
   この逆拡散出力に対して、前記第４の要素ＰＮコードを位相基準信号としてシンボル間積分を行って並列相関処理し、相関ピーク位置からデータの復調をなすステップと、
   を含むことを特徴とするスペクトラム拡散通信方法。
4. 前記基準ＰＮコードの伝送チャネルは、前記基準ＰＮコードにより前記データの送信用搬送波を４５ｄｅｇ以下の所定変調度で位相変調して伝送するチャネルであることを特徴とする請求項３記載のスペクトラム拡散通信方法。
5. 第１の要素ＰＮコードと位相遅延を与えた第２の要素ＰＮコードとの乗算で与えられる巡回符号系列を拡散符号として送信データのスペクトラム拡散を行うようにしたスペクトラム拡散通信システムにおける送信機であって、
   前記送信データのシンボルタイミング毎に前記巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信する手段と、
   前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信する手段と、
   を含むことを特徴とする送信機。
6. 前記基準ＰＮコードの伝送チャネルは、前記基準ＰＮコードにより前記データの送信用搬送波を４５ｄｅｇ以下の所定変調度で位相変調して伝送するチャネルであることを特徴とする請求項５記載の送信機。
7. 送信データのシンボルタイミング毎に巡回符号系列のなかから１つを選択してこれを拡散符号としてスペクトラム拡散を行って送信する共に、前記巡回符号系列と同一の周期の基準ＰＮコードを、前記データの伝送チャネルとは独立した伝送チャネルにより送信するようにしたスペクトル拡散通信システムにおける受信機であって、
   前記基準ＰＮコードを抽出して前記シンボルタイミングを生成する手段と、
   この生成されたシンボルタイミングによりデータ復調用の第１及び第２の要素ＰＮコードを生成する手段と、
   前記第１の要素ＰＮコードにより前記データの伝送チャネルを逆拡散する手段と、
   この逆拡散出力に対して、前記第２のＰＮ要素コードを位相基準信号としてシンボル間積分を行って並列相関処理し、相関ピーク位置からデータの復調をなす手段と、
   を含むことを特徴とする受信機。

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