JP6351908B2 - 受信機、送信機、無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信機、送信機、無線通信システムおよび無線通信方法に関するものである。

オンボードで実装するテレメトリ、トラッキングおよびコマンド（ＴＴＣ： Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ， Ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍａｎｄ）トランスポンダは、衛星の状態監視通信、軌道パラメータ通信および衛星の運用制御用の通信に使用されており、通信品質、秘匿性、耐妨害性および耐干渉性の確保が重要課題である。

近年では、地上局から衛星局に対して制御コマンドを送るアップリンク信号に対する妨害抑圧および干渉抑制のため、非特許文献１に記載されている通り、高度暗号化標準（ＡＥＳ： Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）技術による長周期拡散コードを用いた直接スペクトラム拡散（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式が主流になりつつある。長周期拡散コードのコード周期は、４０年程度である。

短周期拡散コードを用いる場合、そのコードパターンが短いため、第三者に特定される可能性がある。仮に特定された場合、地上における第三者から、同一のコードパターンを用いた擬似的なコマンド信号を衛星局に向けて送信することで、弱い送信電力密度でありながら、衛星局の復調器の同期外れおよび誤ロックを引き起こすような妨害を受けるおそれが生じ得る。あるいは、他の衛星通信システムからの同一の拡散コードパターンを用いたコマンド信号を、干渉波として受信し、同様な影響を受ける可能性もある。

これに対して、長周期拡散コードを用いれば、第三者にそのコードパターンを特定されるおそれはなくなるため、上記のようなジャミングを受けることがなくなる。また、コードパターンも、既存の短周期拡散コードと異なるため、他の衛星通信システムからの干渉の影響を受けることもなくなる。

一方、この長周期拡散コードを使用した場合、数ミリ秒から数秒オーダの時間では、拡散コードの周期性がなく、短周期拡散コード同期手法を適用できないため、衛星局側の拡散コード同期手法の確立が課題となる。

この課題に対して、非特許文献１に記載されている方式では、地上局のＧＳ−ＳＳＭ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｍｏｄｅｍ）が衛星局から周期的に送信されるＦＳＤ（Ｆｒａｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｄａｔａ）を復調後、衛星局と地上局との間の伝搬遅延を考慮した送信タイミングの調整を行い、受信したアップリンク信号のＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ）コード位相と衛星局で生成したＰＮコードの位相差をおよそ１０００チップ遅延以内に調整することで、長周期拡散コードの同期を確立する。一方で、オンボード実装ＳＳＴ（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）による正確なコード捕捉のためには、このＦＳＤの受信周期をＳＳＴのコード捕捉時間よりも長くする必要がある。上記手法により、衛星局のＳＳＴは、短周期拡散コードで行うＰＮコード捕捉のように、アップリンク信号のＰＮコード長に依存しない同期を実現している。

国際公開第２０１５／１７３９２８号

Ｌ． Ｓｉｍｏｎｅ， Ｄ． Ｇｅｌｆｕｓａ， Ｓ． Ｃｉａｒｃｉａ， Ｇ． Ｆｉｔｔｉｐａｌｄｉ， "Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ ＴＴＣ Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ ｆｏｒ Ｓｅｃｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ"， ｐｐ １７５４ − １７５９， Ｔｈｅ ２０１１ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｒａｃｋ ５， Ｎｏｖ． ２０１１

前述したように、従来のシステムは、衛星局が送信するＦＳＤの送信タイミングに地上局が合わせるシステムであるため、長周期拡散コードへの切り替えおよび同期確立に数秒の時間を要するという課題がある。また、周期的なＦＳＤの送信タイミングを地上の第三者に検知されるため、第三者がアップリンクのコマンド信号に対して、このＦＳＤを用いたタイミングを悪用したパルスジャミング等を行ってくる可能性もあり、長周期拡散コードの同期処理を妨害され得るという課題がある。さらに、非特許文献１に記載されている方式では、ある短周期拡散コードによる妨害あるいは干渉を受けていたとしても、妨害あるいは干渉を与えている短周期拡散コードを特定するような手段はなく、妨害波あるいは干渉波の詳細な解析ができないという課題がある。

本発明は、短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えを迅速化することを目的とする。

本発明の一態様に係る受信機は、
スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機から順次受信する受信部と、
第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で受信された、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で前記第１信号の後に受信された第２信号を復調する復調部とを備える。

本発明によれば、短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えを迅速化することができる。

実施の形態１に係る無線通信システムの長周期拡散コード同期フローを示す図。 実施の形態１に係る無線通信システムの送信機の構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る無線通信システムの受信機の構成を示すブロック図。 従来のトランスポンダの同期フローにおける周期的なＦＳＤ送信を示す図。 実施の形態１に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態２に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態３に係る無線通信システムの受信機の構成を示すブロック図。 実施の形態４に係る無線通信システムの受信機の構成を示すブロック図。 実施の形態５の比較例に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態５に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態６に係る無線通信システムの構成を示す図。 実施の形態６に係る無線通信システムの鍵設定フローを示す図。 実施の形態７に係る無線通信システムの長周期拡散コード同期フローを示す図。 実施の形態８に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態９に係る無線通信システムの受信機の構成を示すブロック図。 実施の形態９に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態９に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態９に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。 実施の形態９に係る無線通信システムの受信機における相関値の出力例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、その説明を適宜省略または簡略化する。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１から図３を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の構成を説明する。

図１に示すように、無線通信システム１００は、地上局１０１と、衛星局１０２とを備える。地上局１０１は、図２に示す送信機２００を有する。衛星局１０２は、図３に示す受信機３００を有する。

図２に示すように、送信機２００は、送信アンテナ２０１と、送信部２５１と、変調部２５２とを備える。

図３に示すように、受信機３００は、受信アンテナ３０１と、受信部３５１と、復調部３５２とを備える。受信部３５１は、低雑音増幅器３０２（ＬＮＡ： Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と、周波数変換部３０３と、アナログデジタルコンバータ３０４（ＡＤＣ）とを有する。復調部３５２は、第１相関器３０５と、第２相関器３０６と、比較選択部３０７と、制御部３０８と、コード同期部３０９と、キャリア同期部３１０と、複素乗算器３１１と、判定部３１２とを有する。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１から図５を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の動作を説明する。無線通信システム１００の動作は、本実施の形態に係る無線通信方法に相当する。

図１は、最初に短周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態から、長周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態に切り替わるまでのフローを示している。

ステップＳ１１は、ＡＥＳ鍵設定時の手順である。短周期拡散コードを用いたコマンド通信中において、地上局１０１は、予め用意している複数のＡＥＳ鍵の中から、１つを衛星局１０２に通知する。衛星局１０２は、該当するＡＥＳ鍵コードを受信後、ＡＥＳ鍵設定完了と受信したＡＥＳ鍵コードを知らせるテレメトリを地上局１０１に送る。

ステップＳ１２は、長周期拡散コードへの切り替えの手順である。地上局１０１は、送信したＡＥＳ鍵コードと、衛星局１０２から受信したＡＥＳ鍵コードが一致し、ＡＥＳ鍵設定完了を確認したら、短周期拡散コード同期中に、ＡＥＳ鍵に基づく長周期拡散コードでの送信に切り替える。この切り替えタイミングについては後で図５を用いて説明する。

ステップＳ１３は、長周期拡散コード同期完了通知の手順である。衛星局１０２は、ＡＥＳ鍵で生成した長周期拡散コードレプリカを用いて、長周期拡散コードで拡散された信号に対する同期を実現し、長周期拡散信号に同期したら、同期したことを知らせるテレメトリ信号を地上局１０１に送信する。この具体的な同期方法についても後述する。

なお、新たなＡＥＳ鍵に変更する場合も、上記の手順と同様にして行われる。具体的には、下記のステップＳ１１’からステップＳ１３’の通りである。

ステップＳ１１’は、新たなＡＥＳ鍵設定時の手順である。現在使用中のＡＥＳ鍵を用いた長周期拡散コードを用いたコマンド通信中において、地上局１０１は、予め用意している複数のＡＥＳ鍵の中から、使用中のＡＥＳ鍵とは異なる別の新たな鍵を衛星局１０２に通知する。衛星局１０２は、該当する新たなＡＥＳ鍵コードを受信後、ＡＥＳ鍵設定完了と受信したＡＥＳ鍵コードを知らせるテレメトリを地上局１０１に送る。

ステップＳ１２’は、新たな長周期拡散コードへの切り替えの手順である。地上局１０１は、送信したＡＥＳ鍵コードと、衛星局１０２から受信したＡＥＳ鍵コードが一致し、ＡＥＳ鍵設定完了を確認したら、現在の長周期拡散コード同期中に、新しいＡＥＳ鍵に基づく長周期拡散コードでの送信に切り替える。

ステップＳ１３’は、新たな長周期拡散コード同期完了通知の手順である。衛星局１０２は、新しいＡＥＳ鍵に基づいて生成した長周期拡散コードレプリカを用いて、地上局１０１からの新しい長周期拡散コードで拡散された信号に対する同期を実現し、新しい長周期拡散信号に同期したら、同期したことを知らせるテレメトリ信号を地上局１０１に送信する。

このように、無線通信システム１００は、地上局１０１が発した長周期拡散コードの送信タイミングに、衛星局１０２が同期するシステムであり、非特許文献１に記載されているように、衛星局が発するＦＳＤの送信タイミングに、地上局が同期するシステムとは大きく異なる。従来の同期フローにおける周期的なＦＳＤの送信を図４に示す。図４に示すように、衛星局から地上局への周期的なＦＳＤ送信が行われ、衛星局と地上局との間の伝搬遅延を考慮した送信タイミングの調整が行われる。本実施の形態では、衛星局１０２が、このＦＳＤ送信に関する手順を必要としない。

図２を参照して、地上局１０１の送信機２００の動作を説明する。

変調部２５２は、第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、第２拡散コードを受信機３００に特定させるための情報を含む第１信号を変調する。また、変調部２５２は、第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、第１信号の後に送信される第２信号を変調する。第１拡散コードは、具体的には、短周期拡散コードである。第２拡散コードは、第１拡散コードよりもコード周期の長い拡散コードであり、具体的には、長周期拡散コードである。長周期拡散コードのコード周期は、４０年程度であることが望ましい。本実施の形態において、第１信号に含まれる情報は、受信機３００および送信機２００が保持する共通の暗号鍵を識別する情報であり、第２拡散コードは、その暗号鍵を用いて暗号化されたデータである。第１信号に含まれる情報は、具体的には、ＡＥＳ鍵コードである。

本実施の形態において、変調部２５２は、第１拡散コードのコード周期のうち、いずれかのコード周期の始まりに合わせて、第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えを行う。後述する図５の例では、変調部２５２は、４番目のコード周期の始まりに合わせて、短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えを行っている。

送信部２５１は、変調部２５２で変調された信号を、受信機３００に順次送信する。本実施の形態において、送信部２５１は、変調部２５２で変調された信号を、送信アンテナ２０１を介して受信機３００に順次送信する。

図３を参照して、衛星局１０２の受信機３００の動作を説明する。

受信部３５１は、スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機２００から順次受信する。本実施の形態において、受信部３５１は、送信機２００で変調された信号を、受信アンテナ３０１を介して送信機２００から順次受信する。

復調部３５２は、第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、受信部３５１で受信された、第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を復調する。復調部３５２は、第１信号から得られた情報に基づいて、第２拡散コードを特定する。そして、復調部３５２は、第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、受信部３５１で第１信号の後に受信された第２信号を復調する。前述したように、第１拡散コードは、具体的には、短周期拡散コードである。第２拡散コードは、具体的には、長周期拡散コードである。本実施の形態において、第１信号に含まれる情報は、受信機３００および送信機２００が保持する共通の暗号鍵を識別する情報であり、第２拡散コードは、その暗号鍵を用いて暗号化されたデータである。第１信号に含まれる情報は、具体的には、ＡＥＳ鍵コードである。

本実施の形態において、復調部３５２は、受信部３５１で受信された信号に対して、第１拡散コードに対応する第１コードレプリカを用いた第１相関処理と、第２拡散コードに対応する第２コードレプリカを用いた第２相関処理とを行う。復調部３５２は、第１相関処理により得られた第１相関値と、第２相関処理により得られた第２相関値とに基づいて、送信機２００による第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えの時刻を検出する。そして、復調部３５２は、検出した時刻に合わせて、第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えを行う。第１コードレプリカは、具体的には、短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」である。第２コードレプリカは、具体的には、長周期拡散コードの部分的な拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」（ｉ＝１，２，３，・・・）である。後述する図５の例では、復調部３５２は、第１相関器３０５および第２相関器３０６のそれぞれを用いた相関処理により得られた相関値に基づいて、送信機２００による短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えの時刻が３Ｔ_ｂであることを検出している。

以下、受信機３００の動作の詳細を説明する。

受信アンテナ３０１で受信されたアナログ信号は、低雑音増幅器３０２で所望の電力に増幅される。周波数変換部３０３は、低雑音増幅器３０２の出力信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）からベースバンド周波数に変換する。周波数変換部３０３の出力アナログ信号は、アナログデジタルコンバータ３０４でサンプリングされ、デジタル信号に変換される。

図１のステップＳ１１における地上局１０１から衛星局１０２へのＡＥＳ鍵設定完了前は、前述の通り、短周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態である。

第１相関器３０５は、この短周期拡散コードで拡散された信号を逆拡散するための相関器であり、短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」を用いた相関処理を行う。よって、地上局１０１から衛星局１０２へのＡＥＳ鍵設定完了前は、第１相関器３０５だけが動作し、後段の比較選択部３０７は、無条件で第１相関器３０５からのコード相関情報を選択および出力する。この制御は、制御部３０８によって行われる。

比較選択部３０７の出力は、コード同期部３０９とキャリア同期部３１０に入力される。本実施の形態における衛星局１０２側の受信機３００は、受信信号とその内部で生成した短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」との高い相関が、第１相関器３０５から得られるまで、コード同期部３０９の短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」のコード位相、および、キャリア同期部３１０から出力される周波数誤差の補正値の調整を行う。キャリア同期部３１０の出力する周波数誤差補正値は、複素数であり、複素乗算器３１１において、受信されたデジタルベースバンド信号と複素乗算することで、ベースバンド帯での受信周波数シフトが行われる。本実施の形態における衛星局１０２側の受信機３００は、このようにして周波数をずらしながら、高い相関値が得られる周波数補正値を検出するフィードバックループ制御により、キャリア同期を確立する。このようなキャリア同期処理と並行して、本実施の形態における衛星局１０２側の受信機３００は、周波数シフト処理の度に、コード同期部３０９から出力される短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」のコード位相を、短周期拡散コード１周期分にわたって変えていくことで、高い相関値、すなわち、相関ピークが得られるコード位相を検出し、そのコード位相に短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」を制御するフィードバックループ制御により、コード同期を確立する。

本実施の形態における衛星局１０２側の受信機３００は、このようにして短周期拡散コードに対する同期確立後も、ＤＬＬ（Ｄｅｌａｙ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）等の技術を利用して同期を保持する同期追尾を行う。

判定部３１２は、同期確立後の相関ピーク値における符号（＋／−）から、復調データ｛０，１｝を判定し、判定結果を復調データとして出力する。

次に、このような短周期の拡散コードを用いたＴＴＣ通信を用いて、前述した図１のステップＳ１１におけるＡＥＳ鍵設定処理が完了すると、地上局１０１は、短周期拡散コードの周期の整数倍の単位で区切った時刻のうちのいずれかのタイミングで、短周期拡散コードから長周期拡散コードによるスペクトラム拡散に切り替える。

図５は、その切り替えタイミングの例を示している。図５の（Ａ）は、衛星局１０２側で受信されるスペクトラム拡散信号を示しており、図中、スペクトラム拡散に用いた拡散コードのタイミングを合わせて示している。

短周期拡散コードの周期をＴ_ｂとすると、図５の例では、最初の３つの短周期拡散コードによるスペクトラム拡散後、すなわち、３Ｔ_ｂ時間後、即座に長周期拡散コードによるスペクトラム拡散に切り替える処理が、地上局１０１で行われる。なお、この長周期拡散コードへの切り替えは、図５の例に限らず、時刻Ｔ_ｉ＝Ｔ_ｂ×ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）のいずれかで行われればよい。

ＡＥＳ鍵設定処理が完了すると、衛星局１０２側の受信機３００の制御部３０８は、第１相関器３０５だけでなく、第２相関器３０６も並列に動作させる制御を行う。また、同時に、制御部３０８は、比較選択部３０７に対して、無条件で第１相関器３０５からのコード相関情報を選択および出力する動作から、第１相関器３０５および第２相関器３０６の両方からの相関情報のうち、相関値の高い方を選択および出力する動作に切り替える指令を送る。

図５に、その動作例を示す。第２相関器３０６は、長周期拡散コードの捕捉時において、長周期拡散コードの先頭から、短周期拡散コードと同じ周期Ｔ_ｂまでの区間における、部分的な拡散コードレプリカ「Ｌ１−ｃｏｄｅ」を用いた相関処理を、既に同期が確立している短周期拡散コードのタイミングに同期して行う。

図５の例では、図中に示す通り、時刻ｔ＝｛０，Ｔ_ｂ，２Ｔ_ｂ，３Ｔ_ｂ，・・・｝が短周期拡散コードのタイミングであり、この場合、第２相関器３０６は、同じ時刻ｔ＝｛０，Ｔ_ｂ，２Ｔ_ｂ，３Ｔ_ｂ，・・・｝に同期して、上記長周期拡散コードの先頭部である部分的な拡散コードレプリカ「Ｌ１−ｃｏｄｅ」を用いた受信信号との相互相関を行う。

時刻０から時刻３Ｔ_ｂまで、受信信号は、短周期拡散コードで拡散されているため、図５の（Ｂ）の丸印で示す通り、第１相関器３０５で得られる短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」との相関値Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３としては、高い相関値が得られる。一方、図５の（Ｃ）の丸印で示す通り、第２相関器３０６で得られる、上記長周期拡散コードの先頭部に相当する部分的な拡散コードレプリカ「Ｌ１−ｃｏｄｅ」との相関値Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３としては、低い相関値が得られる。

一方、時刻３Ｔ_ｂから時刻４Ｔ_ｂまで、受信信号は、長周期拡散コードの先頭からＴ_ｂ１つ分の区間で拡散されるため、図５の（Ｂ）に示す通り、第１相関器３０５で得られる短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」との相関値Ａ_４としては、低い相関値が得られる。一方、図５の（Ｃ）に示す通り、第２相関器３０６で得られる上記長周期拡散コードの先頭部に相当する部分的な拡散コードレプリカ「Ｌ１−ｃｏｄｅ」との相関値Ｂ_４としては、高い相関値が得られる。

後段の比較選択部３０７は、第１相関器３０５と第２相関器３０６から出力される相関情報のうち、相関値が高い方を選択および出力する。よって、図５の（Ｄ）に示す通り、時刻０から時刻４Ｔ_ｂまでは、相関値Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ｂ_４の順番で出力され、長周期拡散コードに切り替わった直後も、高い相関値が、後段の判定部３１２、キャリア同期部３１０およびコード同期部３０９に継続して入力され、安定した復調処理および同期処理が維持される。

また、比較選択部３０７は、このような２つの相関値のうち高い方の値を選択および出力する動作を開始後、しばらくは、図５に示すように、第１相関器３０５からの値を選択し続けるが、時刻ｔ＝４Ｔ_ｂにおいて、初めて第２相関器３０６からの値を選択したら、比較選択部３０７は、コード同期部３０９に対して、拡散コードレプリカ「Ｌ１−ｃｏｄｅ」を、拡散コードレプリカ「Ｌ２−ｃｏｄｅ」に更新する指令を送る。この指令は、制御部３０８を経由して行われる。

拡散コードレプリカ「Ｌ１−ｃｏｄｅ」は、長周期拡散コードの先頭から、短周期拡散コードと同じ周期Ｔ_ｂ１つ分の区間における、部分的な拡散コードであるが、拡散コードレプリカ「Ｌ２−ｃｏｄｅ」は、それに続く、次の周期Ｔ_ｂ１つ分の区間の部分的な拡散コードである。

図５の例における時刻４Ｔ_ｂから時刻５Ｔ_ｂでは、受信信号は、長周期拡散コードの上記「次の周期Ｔ_ｂ１つ分の区間の部分的な拡散コード」で拡散されるが、拡散コードレプリカ「Ｌ１−ｃｏｄｅ」から拡散コードレプリカ「Ｌ２−ｃｏｄｅ」に更新する指令により、図５の（Ｃ）に示す通り、第２相関器３０６で得られる部分的な拡散コードレプリカ「Ｌ２−ｃｏｄｅ」と受信信号との相関値Ｂ_５としては、相関値Ｂ_４と同様、高い値が得られることになる。

一方、図５の（Ｂ）に示す通り、第１相関器３０５で得られる短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」と、上記「次の周期Ｔ_ｂ１つ分の区間の部分的な拡散コード」で拡散された受信信号との相関値Ａ_５としては、低い相関値が得られる。

よって、図５の（Ｄ）に示す通り、比較選択部３０７は、時刻５Ｔ_ｂでも、第２相関器３０６から出力される高い相関値Ｂ_５を選択し、後段の判定部３１２、キャリア同期部３１０およびコード同期部３０９に供給することができる。

このように、長周期拡散コードに切り替わってからＴ_ｂ時間後も、本実施の形態の受信機３００は、高い相関値だけを抽出する処理を実現するため、時刻５Ｔ_ｂでも安定した復調処理および同期処理が維持される。

このようにして比較選択部３０７が、第２相関器３０６の出力を選択し始めたら、制御部３０８は、第１相関器３０５の動作を停止し、同時に比較選択部３０７に対して、第１相関器３０５および第２相関器３０６からの相関情報のうち、相関値の高い方を選択および出力する動作から、無条件で第２相関器３０６からの相関情報を選択および出力する動作に切り替える指令を送る。

また、長周期拡散コードの先頭からＴ_ｂ×（ｉ−１）時間後に開始し、先頭からＴ_ｂ×ｉ時間後に終了する区間（ｉ＝１，２，３，・・・）の部分的な拡散コードレプリカを「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」（ｉ＝１，２，３，・・・）で表現すると、制御部３０８は、「Ｌ１−ｃｏｄｅ」から「Ｌ２−ｃｏｄｅ」への更新処理と同様にして、以降の時刻ｔ＝｛５Ｔ_ｂ，６Ｔ_ｂ，７Ｔ_ｂ，・・・｝では、「Ｌ３−ｃｏｄｅ」、「Ｌ４−ｃｏｄｅ」、「Ｌ５−ｃｏｄｅ」、・・・と更新処理を継続する指令を、コード同期部３０９に対して与える。

衛星局１０２は、以上に示した流れで、地上局１０１からの長周期拡散信号に同期したら、同期したことを知らせるテレメトリ信号を地上局１０１に送信する。

このような一連の動作と制御により、本実施の形態の受信機３００は、短周期拡散コードから長周期拡散コードに切り替わった際も、また、切り替わった後も、継続的に第２相関器３０６からの高い相関値を得ることができる。そのため、切り替え時に同期が外れたり、復調データが誤ったりすることなく、すなわち、切り替え時の同期時間を必要とせず、また、短周期拡散コードから長周期拡散コードに切り替わった後も、受信信号が途絶えたりしない限り、長周期拡散コードで拡散された受信信号に対する安定した同期追尾と復調処理を継続することができる。

なお、第１相関器３０５と第２相関器３０６から出力される相関値がいずれも雑音等の影響で低くなる場合、比較選択部３０７は、誤った選択をする可能性がある。具体的には、以下の２つの誤りが発生する可能性がある。
（ａ）長周期拡散コードで拡散された信号の先頭部を受信しているにも関わらず、誤って短周期拡散コードで拡散された信号を受信したと判定するケース
（ｂ）短周期拡散コードで拡散された信号を受信しているにも関わらず、誤って長周期拡散コードで拡散された信号の先頭部を受信したと判定するケース

そこで、このような誤判定を検出し、影響を回避するため、変形例として、本実施の形態における受信機３００に、以下に示す機能を設けてもよい。

第１相関器３０５から出力される相関値をＡ_ｉ、第２相関器３０６から出力される相関値をＢ_ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）とすると、本実施の形態では、「Ａ_ｉ＜Ｂ_ｉ」の条件が１回発生したら、第１相関器３０５の動作を停止し、同時に比較選択部３０７は、無条件で第２相関器３０６からの相関情報を選択および出力する動作に移行する。

これに対して、本変形例では、Ａ_ｉの平均値ΣＡ_ｉと、Ｂ_ｉの平均値ΣＢ_ｉを比較し、平均した結果を比較し、「ΣＡ_ｉ＜ΣＢ_ｉ」の条件が成立したら、第１相関器３０５の動作を停止し、同時に比較選択部３０７は、無条件で第２相関器３０６からの相関情報を選択および出力する動作に移行する。これにより、上記（ａ）および（ｂ）の誤判定の発生を抑えることができる。さらに、「ΣＡ_ｉ＜ΣＢ_ｉ」の条件だけでなく、両者のいずれか大きい方の値ｍａｘ（ΣＡ_ｉ，ΣＢ_ｉ）が一定の値Ｐ_ｔｈを超えているという条件「ｍａｘ（ΣＡ_ｉ，ΣＢ_ｉ）＞Ｐ_ｔｈ」と、両者の差が一定の値Ｐ_ｓを超えているという条件「（ΣＢ_ｉ−ΣＡ_ｉ）＞Ｐ_ｓ」と、両者の比が一定の値Ｐ_ｄを超えているという条件「（ΣＢ_ｉ／ΣＡ_ｉ）＞Ｐ_ｄ」とのいずれか１つあるいは複数を、上記移行の条件に加えてもよい。

具体例として、「Ａ_ｉ＜Ｂ_ｉ」の条件が１回発生しても、その後得られる平均値の比較結果が「ΣＡ_ｉ＞ΣＢ_ｉ」であれば、「Ａ_ｉ＜Ｂ_ｉ」のイベントは、上記（ｂ）の誤判定によるものと判断することができる。

また、上記（ａ）の誤判定が発生すると、拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」（ｉ＝１，２，３，・・・）の更新開始タイミングを逃してしまうため、以降、相関値Ａ_ｉも相関値Ｂ_ｉも小さな値となり、受信機３００の同期が外れることになる。この誤判定は、平均値のうち大きい方の値ｍａｘ（ΣＡ_ｉ，ΣＢ_ｉ）が一定の値Ｐ_ｔｈを超えていないという条件「ｍａｘ（ΣＡ_ｉ，ΣＢ_ｉ）≦Ｐ_ｔｈ」、平均値の差が一定の値Ｐ_ｓを超えていないという条件「ΣＢ_ｉ−ΣＡ_ｉ≦Ｐ_ｓ」、あるいは、平均値の比が一定の値Ｐ_ｄを超えていないという条件「ΣＢ_ｉ／ΣＡ_ｉ≦Ｐ_ｄ」が成立していることで、検出することができる。

このようにして、受信機３００が上記（ａ）の誤判定を検出、あるいは、同期外れが発生したら、衛星局１０２は、地上局１０１に対して、再度、元の短周期拡散コードを用いたスペクトラム拡散に戻してもらうリクエストを挙げる。同時に、衛星局１０２は、第１相関器３０５だけを用いて、短周期拡散コードで拡散された信号を捕捉する動作に移行する。地上局１０１は、本リクエストを受けて、短周期拡散コードに戻したスペクトラム拡散を行い、衛星局１０２が短周期拡散コードに同期したら、再び図１のステップＳ１２以降の流れに基づき、短周期拡散コードに同期したタイミングで、長周期拡散コードに切り替える。このような手順により、上記（ａ）の誤判定が生じても、衛星局１０２は、再度短周期拡散コードを用いたスペクトラム拡散信号に同期後、上述した一連の同期処理と同じようにして、長周期拡散コードに対する再同期を実現することができる。

または、テレメトリ回線を用いて、地上局１０１が、上記（ａ）の誤判定の発生有無、あるいは、同期外れの有無をモニタし、上記（ａ）の誤判定が発生したと判断した際には、衛星局１０２からの上記リクエストを待たず、地上局１０１が自ら、拡散コードを短周期拡散コードに戻して、衛星局１０２を再同期させてもよい。その後は、図１のステップＳ１２以降の流れに基づいた処理により、この場合も長周期拡散コードに対する再同期を実現することができる。

あるいは、受信機３００が、上記（ａ）の誤判定を検出した時刻から、長周期拡散コードに切り替わった時刻を逆算し、さらに、その計算結果から、現在、受信信号で用いられる拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」を特定し、特定した拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」を用いて、長周期拡散コードに対する同期を、受信機３００単独で試みてもよい。

ここで、上記「逆算」方法について説明する。

長周期拡散コードに切り替わると、短周期拡散コードの相関値Ａ_ｉは、図５に示す通り、それ以降大きく低下する。長周期拡散コードの相関値Ｂ_ｉも、長周期拡散コードの切り替わりを正確に検出できず、拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」（ｉ＝１，２，３，・・・）の更新開始タイミングを逃してしまうと小さな値を保持する。このような性質を利用して長周期拡散コードに切り替わった時刻を逆算してもよい。具体例として、Ａ_ｉを５つ分移動平均する回路を追加で設けて、Ａ_ｉの移動平均後のデータ系列ΣＡ_ｉを生成し、同様にＢ_ｉを５つ分移動平均する回路を追加で設けて、Ｂ_ｉの移動平均後のデータ系列ΣＢ_ｉを生成する。この場合、上記（ａ）の誤判定は、上述した性質に基づき、条件「ｍａｘ（ΣＡ_ｉ，ΣＢ_ｉ）≦Ｐ_ｔｈ」で検出できる。ここで、Ｐ_ｔｈを、同期が確立された通常状態の相関レベルに対して、０．５に設定すると、｛Ａ_ｉ，Ｂ_ｉ｝を５つ分移動平均する回路で構成した場合、「ｍａｘ（ΣＡ_ｉ，ΣＢ_ｉ）≦Ｐ_ｔｈ」が成立した時刻から３つ前の時間、すなわち、時刻３Ｔ_ｂに、長周期拡散コードの切り替わりが発生したと予測できる。この場合、現在受信されている信号は、既に長周期拡散コードに切り替わってから、４Ｔ_ｂの時間が過ぎているため、拡散コードレプリカ「Ｌ４−ｃｏｄｅ」で拡散されていると推定することができる。よって、受信機３００は、拡散コードレプリカ「Ｌ４−ｃｏｄｅ」で再同期を試みれば、長周期拡散コードに対する同期を確立することができる。さらに、上記切り替えわり時刻の予測値に誤差が加わることが想定される場合、拡散コードレプリカ「Ｌ４−ｃｏｄｅ」だけでなく、「Ｌ３−ｃｏｄｅ」、「Ｌ５−ｃｏｄｅ」といった、±１Ｔ_ｂあるいは±２Ｔ_ｂ前後する拡散コードレプリカも同時に使って再同期を試みてもよい。この場合、これらの中から、受信信号に対応した拡散コードレプリカが選択されると、相関値Ｂ_ｉが大きな値を示すため、その平均が最も大きな値を示した拡散コードレプリカを、受信機３００が最終的に選択すればよい。このような処理を行うことで、拡散コードレプリカ１つだけで再同期を試みる場合と比較して、再同期が成功する確率を向上させることができる。

なお、ここでは５段の移動平均を例に説明したが、同様に｛Ａ_ｉ，Ｂ_ｉ｝を、２Ｍ＋１個（Ｍ＝１，２，３，・・・）使って移動平均する回路で構成した場合、「ｍａｘ（ΣＡ_ｉ，ΣＢ_ｉ）≦Ｐ_ｔｈ」が成立した時刻からＭ＋１前の時間、すなわち、時刻（（Ｍ＋１）×Ｔ_ｂ）に、長周期拡散コードの切り替わりが発生したと予測できる。

なお、このような再同期手順は、上述した長周期拡散コードへの切り替えわりタイミングの検出に失敗した場合だけでなく、受信機３００が長周期拡散コードに同期した後、運用中に何らかの影響で受信信号が瞬断し、長周期拡散コードに対する再同期が発生するような事態に陥った場合でも、同様に適用することができる。

さらに、このような再同期が発生し得ることを想定して、地上局１０１で長周期拡散コードに切り替えてから、しばらくの時間、具体的には、数ビットから数十ビット分、送信データを、プリアンブル等、実データではないものとすることで、再同期するまでに発生するデータ誤りがもたらすシステムへの影響を排除してもよい。

上記のように、本実施の形態の変形例において、受信機３００の復調部３５２は、送信機２００による第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えの時刻を検出したときに、前述した第１相関値および第２相関値のそれぞれを平均化し、平均化の結果に基づいて、検出した時刻の正誤を判定する。復調部３５２は、検出した時刻が誤りであると判定した場合、第１相関値および第２相関値の平均化のサンプル数から、送信機２００による第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えの正しい時刻を推定する。そして、復調部３５２は、推定した時刻に合わせて、第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えを行う。すなわち、復調部３５２は、第２拡散コードへの再同期を行う。

次に、上記（ｂ）の誤判定に対する対処方法について述べる。

上記（ｂ）の誤判定は、受信機３００内部で拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」（ｉ＝１，２，３，・・・）の更新が誤って行われている状態であるため、一旦、拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」を初期値「Ｌ１−ｃｏｄｅ」、すなわち、長周期拡散コードの先頭部に戻す必要がある。

そこで、受信機３００が上記（ｂ）の誤判定を検出したら、コード同期部３０９で行われる拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」（ｉ＝１，２，３，・・・）の更新動作を停止し、再度初期値「Ｌ１−ｃｏｄｅ」に戻す制御を、制御部３０８を介して行う。あるいは、テレメトリ回線で地上局１０１が、このような誤判定の発生有無をモニタし、同期が確立している短周期拡散コードを用いたコマンド信号で、初期値「Ｌ１−ｃｏｄｅ」に戻す制御を行ってもよい。

このように、本実施の形態における無線通信システム１００は、復調器である受信機３００に第１相関器３０５と第２相関器３０６との２つの相関器を設け、並列処理により、長周期拡散コードの切り替えタイミングが短周期拡散コード周期の整数倍のどの時点ｔ＝Ｔ_ｂ×ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）であっても、確からしい方の相関情報が得られるため、切り替え時に復調処理および同期処理が外れることなく、すなわち、切り替え時の同期時間を必要とせず、短周期拡散コードから長周期拡散コードに切り替わった後も、安定した同期追尾と復調処理を継続することができる。また、本実施の形態は、上述の通り、地上局１０１の切り替えタイミングに衛星局１０２が合わせる手法であるため、従来技術のように、衛星局１０２のタイミングに地上局１０１が合わせるために必要なＦＳＤ送信が不要である。このため、ＡＥＳモードへ切り替え後の同期手順が単純であると同時に、ＦＳＤ送信タイミングを基に、地上の第三者からのパルスジャミングにより通信妨害を受ける可能性もなくなる効果が得られる。

さらに、従来の同期方式では、Ｉｃｈを使用してＦＳＤの送信を行うため、長周期拡散コードの同期が確立されるまでは、トラッキングのためのレンジ測定を行うことができないが、本実施の形態の無線通信システム１００では、ＦＳＤ送信が不要であるため、このような制約はなく、常時レンジ測定を行うことが可能である。

さらに、仮に受信機３００が長周期拡散コードの切り替えタイミングを誤って判定した場合、あるいは、長周期拡散コードで受信中に同期が外れた場合でも、迅速に初期状態に戻せる制御および再同期を行う制御により、長周期拡散コードに対する確実な同期を実現することができる。

以上、本実施の形態について、地上局１０１から衛星局１０２に指令をコマンド回線で送り、衛星局１０２の状態をテレメトリ回線でモニタする衛星通信システムへの適用を例に説明したが、本実施の形態は、その他、スペクトラム拡散を用いて、無線端末を遠隔操作するような無線通信システムに、幅広く適用できる。具体例は、無人航空機（ＵＡＶ）、ドローン、無人船舶、ロボット等を無線で制御するようなシステムであり、本実施の形態を適用することで、これら無線通信システムにおいて、セキュアな通信を実現することができる。

さらに、ここでは、コマンド信号に対するセキュリティ向上を主眼に説明したが、必ずしもコマンド信号とは限らず、スペクトラム拡散方式で変調された音声信号、あるいは、データ通信信号に対しても、同様にセキュリティ向上を実現することができる。具体例として、スペクトラム拡散を用いて航空機等の移動端末と管制局が衛星を介してデータおよび音声を通信する衛星通信システム、あるいは、衛星を介さないで、直接携帯端末等と基地局がスペクトラム拡散を用いて通信する無線通信システムにも幅広く適用することができる。これらのシステムにおいて、同様にセキュアな通信を実現することができる。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えを迅速化することができる。

本実施の形態では、地上局１０１が、送信データをスペクトラム拡散し、スペクトラム拡散後の信号をスペクトラム拡散送信信号として送信する。衛星局１０２が、このスペクトラム拡散送信信号を受信し、復調する。地上局１０１は、初めに短周期拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行い、短周期拡散コードの周期のタイミングに同期したある時刻ｔ_Ａから、使用する拡散コードを、短周期拡散コードから長周期拡散コードに切り替え、以降、長周期拡散コードを用いてスペクトラム拡散を行う。衛星局１０２は、短周期拡散コードに対する同期情報を用いて、切り替え時刻ｔ_Ａを検出し、検出した切り替え時刻ｔ_Ａの情報を用いて、長周期拡散コードへの同期を行う。本実施の形態によれば、衛星局１０２からの周期的なＦＳＤの送信を必要としないため、第三者に長周期拡散コードの同期処理を妨害される可能性をなくし、かつ、長周期拡散コードへの切り替えおよび同期確立に数秒の時間を要することなく、短周期拡散コードに同期した状態から連続的に長周期拡散コードの同期へ移行することが可能となる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、無線通信システム１００が、送信機２００を有する地上局１０１と、受信機３００を有する衛星局１０２とを備える衛星通信システムであるが、本実施の形態は、スペクトラム拡散通信を用いた無線通信システム全般に適用可能である。すなわち、本実施の形態は、衛星通信システムだけでなく、航空機、無人航空機、携帯端末、船舶、鉄道、無人車両等の様々な無線通信システムにも適用可能であり、いずれにおいてもセキュアな通信方式を提供することができる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

実施の形態１では、短周期拡散コード長Ｔ_ｂとデータのビット長Ｔ_ｄが同じであることを前提としているが、システムによっては、Ｔ_ｂとＴ_ｄが同じとは限らない場合も多く有り得る。

そこで、本実施の形態では、以下に示すことを実施することで、Ｔ_ｂ≠Ｔ_ｄの関係であっても、実施の形態１と同様の効果が得られるようにする。

本実施の形態では、特許文献１に記載されている技術を適用する。この技術を同時に用いることで、ビット周期Ｔ_ｄ単位で相関値が得られるため、実施の形態１と同様に長周期拡散コードに対する同期を実現することができる。

図６に、一例として、短周期拡散コード周期Ｔ_ｂと、ビット周期Ｔ_ｄの関係が、Ｔ_ｄ＝２．４×Ｔ_ｂの場合の動作例を示す。図６に示すように、特許文献１に記載されている技術を適用することで、ビット周期Ｔ_ｄで相関値Ａ_ｉ，Ｂ_ｉを得ることができる。図６から明らかなように、図５の例との違いは、相関値Ａ_ｉ，Ｂ_ｉが得られる周期が、短周期拡散コード周期Ｔ_ｂではなく、ビット周期Ｔ_ｄになったことだけである。よって、地上局１０１は、このようにＴ_ｂ≠Ｔ_ｄとなっている場合、短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えタイミングを、図６に示すようにＴ_ｂではなく、ビット周期Ｔ_ｄの整数倍のある時点ｔ＝Ｔ_ｄ×ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）とすれば、図４の例のようにＴ_ｂ＝Ｔ_ｄとなる場合と同様にして、長周期拡散コード切り替え時の同期維持、および、安定したデータ復調を実現することができる。

また、本実施の形態は、このようにＴ_ｂ≠Ｔ_ｄの関係でも対応させることができるため、回線状況に応じて、ビットレートを任意に自由に設定するような条件下でも、適用することが可能となる。

上記のように、本実施の形態において、送信機２００の変調部２５２で変調される信号は、複数の固定長のビット列からなるデータの信号である。変調部２５２は、いずれかのビット列の始まりに合わせて、第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えを行う。図６の例では、変調部２５２は、４番目のビット列の始まりに合わせて、短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えを行っている。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図７を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の受信機３００の構成を説明する。

実施の形態１では、図３に示したように、受信機３００において相関器を２個設ける構成としたが、本実施の形態では、受信機３００の相関器の数を１個に減らして、受信機３００の小型化を実現する。

詳細には、実施の形態１では、地上局１０１は、衛星局１０２に対して、長周期拡散コードへの切り替え時刻を通知することなく、受信機３００が２つの相関器を用いて長周期拡散コードへ同期する処理を行う。一方、本実施の形態では、地上局１０１は、衛星局１０２に対して、長周期拡散コードへの切り替え時刻を通知することで、受信機３００の相関器を２個から１個に減らすことを可能にしている。

図７に示す通り、本実施の形態における受信機３００の復調部３５２は、相関器３１３を１個のみ有している。そのため、図３に示した比較選択部３０７は不要である。

大きな手順の流れとしては、以下の通りである。
（１）短周期拡散コードを用いたコマンド回線で、地上局１０１は、衛星局１０２へのＡＥＳ鍵の通知と合わせて、これから実施する長周期拡散コードの切り替えの時刻Ｔｘを示す情報を、衛星局１０２に通知する。
（２）衛星局１０２は、地上局１０１から送信されたＡＥＳ鍵コードと時刻Ｔｘを示す情報を受信したら、ＡＥＳ鍵設定の完了およびＡＥＳ鍵コードと合わせて、受信した時刻Ｔｘを示す情報を知らせるテレメトリを地上局１０１に送る。
（３）地上局１０１は、受信したＡＥＳ鍵コードおよび時刻Ｔｘを示す情報が、衛星局１０２に送信したＡＥＳ鍵コードおよび時刻Ｔｘを示す情報と一致していることを確認したら、予定通り、時刻Ｔｘにおいて、使用する拡散コードを短周期拡散コードから長周期拡散コードに切り替える。
（４）同時に衛星局１０２も、時刻Ｔｘにおいて、コード同期部３０９で生成する拡散コードレプリカを短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」から、長周期拡散コードの部分的な拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」に切り替える。

このような手順により、相関器３１３に入力されるスペクトラム拡散受信信号のコード切り替えタイミングと、相関器３１３に入力される拡散コードレプリカの切り替えタイミングが揃うため、拡散コード切り替え以降も、実施の形態１と同様、Ｔ_ｂの周期で高い相関値を得ることができる。

ここで、地上局１０１と衛星局１０２の切り替えタイミングは、チップ単位で正確に揃っている必要がある。

これを実現する１つの手法として、地上局１０１も衛星局１０２も、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの時刻情報を基準にした該当時刻Ｔｘにおいて切り替えを行うようにすればよい。

実際は、伝搬遅延、送信機２００内の遅延、受信機３００内の遅延等、地上局１０１が送信した信号が、衛星局１０２内の相関器３１３に入力されるまでの時間τだけ遅延が発生するため、地上局１０１は、該当時刻Ｔｘからτ手前の時刻（Ｔｘ−τ）で拡散コードを切り替える処理を行う。

また、地上局１０１において、拡散コードを切り替える時刻（Ｔｘ−τ）を、短周期拡散コードの周期Ｔ_ｂに同期するように設定する。具体的には、条件「Ｔｘ−τ＝Ｔ_ｂ×ｉ」（ｉ＝１，２，３，・・・）が成立するように地上局１０１はＴｘを設定する。

また、別の解として、下記の手段で地上局１０１から衛星局１０２に切り替えタイミングを通知してもよい。

図７に示す通り、本実施の形態における受信機３００の復調部３５２は、フレーム同期部３１４をさらに有する。

通常、無線通信を行う場合、送信データは、プリアンブルおよびヘッダを先頭に有するフレーム構成で送信される。この特徴を活かし、地上局１０１は、長周期拡散コードへの切り替えをフレーム周期で行い、かつ、どのフレームから切り替えを行うか、事前に衛星局１０２に通知する。

詳細には、以下の手順で同期を確立する。
（１）地上局１０１は、コマンドデータを送信するための各送信フレームのヘッダ部分に、フレーム番号♯ｉを連続的に付加する（ｉ＝１，２，３，・・・）。
（２）上記フレーム構造および短周期拡散コードを用いたコマンド回線で、地上局１０１は、衛星局１０２へＡＥＳ鍵を通知する。また、事前にどのフレーム番号♯ｊから、拡散コードを長周期拡散コードに切り替えるか通知する。
（３）衛星局１０２は、地上局１０１から送信されたＡＥＳ鍵コードとフレーム番号♯ｊを受信したら、ＡＥＳ鍵設定の完了およびＡＥＳ鍵コードと合わせて、受信したフレーム番号♯ｊを知らせるテレメトリを地上局１０１に送る。
（４）地上局１０１は、受信したＡＥＳ鍵コードおよびフレーム番号♯ｊが、衛星局１０２に送信したＡＥＳ鍵コードおよびフレーム番号♯ｊと一致していることを確認したら、予定通り、フレーム番号♯ｊから使用する拡散コードを長周期拡散コードに切り替える。なお、地上局１０１は、フレーム番号＃１からフレーム番号♯（ｊ−１）までは、短周期拡散コードを用いる。
（５）衛星局１０２は、フレーム同期部３１４を用いて、復調データに含まれる既知パターンであるプリアンブルを用いたフレーム同期を確立させ、受信したフレーム情報から、地上局１０１がヘッダに付加したフレーム番号＃ｉを抽出する。
（６）衛星局１０２は、復調処理過程で得られるフレーム番号＃ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）から、長周期拡散コードで拡散されるフレーム＃ｊが到来する時刻を、フレーム同期部３１４で推定し、フレーム番号＃ｊの信号到来時において、コード同期部３０９で生成される拡散コードレプリカを短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」から、長周期拡散コードの部分的な拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」に切り替える制御を行う。

このような手順により、事前に地上局１０１から送られるフレーム番号＃ｊの情報を基に、衛星局１０２自ら、長周期拡散コードの切り替わるタイミングを検出するため、前述した信号の遅延時間τの推定および調整を行う必要がなくなる利点が得られる。

また、フレーム長は、短周期拡散コードのコード長の整数倍、あるいは、送信データのビット長の整数倍であるため、復調過程で得られるコードタイミングおよびビットタイミング情報を用いることで、フレーム番号＃ｊの到来タイミングを、チップ周期未満の高い精度で求めることができる。

よって、相関器３１３において、フレーム番号＃ｊの信号が入力されるタイミングに同期して、拡散コードレプリカも、短周期拡散コードレプリカ「Ｎ−ｃｏｄｅ」から拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」に高精度に切り替わるため、拡散コード切り替え以降も、実施の形態１と同様、Ｔ_ｂの周期で高い相関値を得ることができる。その結果、実施の形態１と同様の効果を、相関器１個の構成の受信機３００で実現することができる。

上記のように、本実施の形態において、第２拡散コードを受信機３００に特定させるための情報を含む第１信号には、送信機２００の変調部２５２による第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えの時刻を示す情報がさらに含まれる。受信機３００の復調部３５２は、この情報に基づいて、送信機２００による第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えの時刻を検出する。

あるいは、本実施の形態において、送信機２００の変調部２５２で変調される信号、および、受信部３５１で受信される信号は、ヘッダに識別用のフレーム番号を含むフレームの信号である。変調部２５２は、いずれかのフレームの始まりに合わせて、第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えを行う。第２拡散コードを受信機３００に特定させるための情報を含む第１信号には、変調部２５２による第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えの時刻に対応するフレーム番号を示す情報がさらに含まれる。受信機３００の復調部３５２は、受信部３５１で信号が受信される度に、受信された信号から得られたフレームのヘッダに含まれるフレーム番号と、第１信号から得られた情報が示すフレーム番号とを比較する。復調部３５２は、フレーム番号が一致したときに、第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えを行う。前述した例では、変調部２５２は、ｊ番目のフレームの始まりに合わせて、第１拡散コードから第２拡散コードへの切り替えを行っている。よって、復調部３５２は、送信機２００による短周期拡散コードから長周期拡散コードへの切り替えの時刻がｊ番目のフレームに対応する時刻であることを検出する。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図８を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の受信機３００の構成を説明する。

実施の形態１では、スペクトラム拡散方式として、送信データに拡散コードを乗算する「直接拡散方式」を適用しているが、本実施の形態では、スペクトラム拡散方式として、もう１つの方式である「周波数ホッピング方式」を適用する。

本実施の形態では、実施の形態１における各拡散コードのパターンを、周波数ホッピングパターンに置き換えればよい。すなわち、短周期拡散コードによる直接拡散を、短周期の周波数ホッピングパターンによる周波数切り替え、長周期拡散コードによる直接拡散を、長周期の周波数ホッピングパターンによる周波数切り替えに置き換えればよい。

図８に示す通り、本実施の形態における受信機３００の復調部３５２は、図３に示したコード同期部３０９の代わりに、パターン同期部３１５を有するだけで、基本的には変わらない構成で実現することもできる。この構成において、アナログデジタルコンバータ３０４は、周波数ホッピングされた広帯域な信号を高速サンプリングしてデジタル信号に変換する。第１相関器３０５は、デジタルデータに変換された受信信号とパターン同期部３１５から出力される短周期の周波数ホッピングパターンに基づいて周波数が変化するローカル信号との相関を、第２相関器３０６は、デジタルデータに変換された受信信号とパターン同期部３１５から出力される長周期の周波数ホッピングパターンに基づいて周波数が変化するローカル信号との相関を、それぞれ求める。

このような置き換えにより、本実施の形態の受信機３００は、周波数ホッピングパターンが短周期から長周期に切り替わった際も同期保持が実現される等、実施の形態１と同様の効果が得られる。

仮にアナログデジタルコンバータ３０４が飽和するような強い狭帯域の干渉波が周波数ホッピングの信号帯域内に存在し得る場合は、上記のようなデジタル回路による相関処理ではなく、アナログ回路による相関処理に変更することが望ましい。この場合、パターン同期部３１５から生成される各ローカル信号をデジタルアナログ変換し、受信された周波数ホッピング信号と乗算後、狭帯域のアナログフィルタで所望の１次変調信号帯域を抽出する処理により、前述したデジタル処理と同様に各相関処理を実現することができる。また、上記のような強い狭帯域の干渉波は、狭帯域のアナログフィルタでその大部分が除去され、復調処理および同期処理に与える影響を大きく軽減できるため、強い狭帯域の干渉波が周波数ホッピングの信号帯域内に存在し得る場合は、アナログ回路の回路規模および複雑度は増すが、本実施の形態の受信機３００の相関器を、アナログ回路で構成することも有効である。

図示していないが、送信機２００の構成についても、受信機３００と同様の変更を施すだけでよい。

上記のように、本実施の形態において、送信機２００の変調部２５２は、第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行う代わりに、第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行う。変調部２５２は、第２拡散コードを受信機３００に特定させるための情報の代わりに、第２周波数ホッピングパターンを受信機３００に特定させるための情報を第１信号に含める。変調部２５２は、第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行う代わりに、第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行う。受信機３００の復調部３５２は、第１拡散コードを用いた逆拡散を行う代わりに、第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行う。復調部３５２は、第２拡散コードを特定するための情報の代わりに、第２周波数ホッピングパターンを特定するための情報に基づいて、第２周波数ホッピングパターンを特定する。復調部３５２は、第２拡散コードを用いた逆拡散を行う代わりに、第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行う。第１周波数ホッピングパターンは、具体的には、短周期の周波数ホッピングパターンである。第２周波数ホッピングパターンは、第１周波数ホッピングパターンよりもパターン周期の長い周波数ホッピングパターンであり、具体的には、長周期の周波数ホッピングパターンである。この周波数ホッピングパターンのパターン周期は、４０年程度であることが望ましい。

実施の形態５．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

実施の形態１から実施の形態３では、長周期拡散コードを、ＡＥＳ技術による長周期拡散コードとしているが、本実施の形態では、Ｎ種類の短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃１」、「ｃｏｄｅ＃２」、・・・、「ｃｏｄｅ＃Ｎ」の中から、１つをランダムに選択して繋ぎ合せ、コードのランダムな選び方、すなわち、パターンに、４０年程度の長周期性を与えて、長周期拡散コードを生成する。

実施の形態１と異なる点は、以下の３点である。
（１）ＡＥＳ鍵から、拡散コードパターンを生成するのではなく、複数の短周期拡散コードから、１つをランダムに選択する手段にＡＥＳ鍵による長周期性を使用する。
（２）図３に示したコード同期部３０９から出力される拡散コードレプリカ「Ｌｉ−ｃｏｄｅ」（ｉ＝１，２，３，・・・）が、短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃ｉ」（ｉ≦Ｎ）の中のいずれかに変わる。
（３）妨害あるいは干渉源に使用されている短周期拡散コード番号を特定し、かつ、回避する機能が加わる。

上記（２）に示すように、本実施の形態におけるコード同期部３０９は、短周期拡散コードを、そのパターンを切り替えながら生成すればよいため、長周期拡散コードを生成する場合と比較して回路を小さく、単純化することが可能となる。

次に、上記（３）に関して説明する。

本実施の形態の受信機３００は、長周期拡散コードを上記のような方式で生成するため、仮に第三者が、Ｎ種類の短周期拡散コードのいずれかで、妨害波を送信してきた場合、あるいは、干渉波が送信されてきた場合、衛星局１０２で、どのコード番号が妨害あるいは干渉に使用されたか検知することができる。さらに、検知したコード番号を基に、地上局１０１側で、妨害に使用されたコード番号を用いないか、新たな長周期拡散コードを生成し、切り替えることで、妨害あるいは干渉を回避することもできる。

図９の（Ａ）は、本実施の形態の受信信号であり、既に複数の短周期拡散コードを繋ぎ合せた長周期拡散コードでスペクトラム拡散されている状態を示している。本図では、スペクトラム拡散に用いた短周期拡散コードの番号は、「ｃｏｄｅ＃２」、「ｃｏｄｅ♯４」、「ｃｏｄｅ♯１」、「ｃｏｄｅ♯３」、「ｃｏｄｅ♯７」の順番でランダムに変化している。このランダム性の周期は約４０年等、長い周期に設定する。

一方、図９の（Ｂ）は、本実施の形態の妨害波であり、スペクトラム拡散に用いた短周期拡散コードの番号は、「ｃｏｄｅ＃１」としている。この場合、受信信号が、「ｃｏｄｅ＃１」で拡散されている区間のみ、同一パターンで拡散された妨害波と相関が生じるため、図９の（Ｃ）に相関値Ｂ_１３として示す通り、受信信号の相関特性がこの時刻だけ低下し、ビット誤り等の影響を受けるが、それ以外の区間では、コード番号が異なるため、妨害波の信号とは無相関となり、図９の（Ｃ）に相関値Ｂ_１１等として示す通り、高い相関特性を維持することができる。

よって、本実施の形態における衛星局１０２は、図９の（Ｃ）に示される相関値をモニタし、ある特定の拡散コード番号の相関値だけ、他のコード番号の相関値より低くなる現象を確認した場合、その拡散コード番号、すなわち、図９の例では「ｃｏｄｅ＃１」による妨害を受けていると判定することができる。衛星局１０２は、さらにこの状況を地上局１０１に通知する。あるいは、地上局１０１がテレメトリ回線でモニタする。

地上局１０１は、この妨害受信情報を基に、妨害に使用された「ｃｏｄｅ＃１」を用いない新たな長周期拡散コードを、「ｃｏｄｅ＃１」を除く（Ｎ−１）種類の短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃２」、・・・、「ｃｏｄｅ＃Ｎ」の中からランダムに選択して繋ぎ合せていくことで生成する。この場合も、コードのランダムな選び方に、ＡＥＳ鍵による長周期性を使用してもよい。

この場合、実施の形態１におけるステップＳ１１’からステップＳ１３’と同様の手順で、新たに生成した長周期拡散コードのパターンを更新することができる。図１０は、このようにして長周期拡散コードの更新を行った後の相関処理の様子を示している。図１０の（Ａ）では、スペクトラム拡散に用いた短周期拡散コードの番号は、「ｃｏｄｅ＃２」、「ｃｏｄｅ♯４」、「ｃｏｄｅ♯５」、「ｃｏｄｅ♯３」、「ｃｏｄｅ♯７」の順番でランダムに変化しており、図１０の（Ｂ）で示される妨害波がスペクトラム拡散に用いた短周期拡散コードの番号「ｃｏｄｅ＃１」と一致する区間がなくなる。そのため、図１０の（Ｃ）に相関値Ｂ_２１および相関値Ｂ_２３として示すように、常に高い相関値が得られる。このような更新によって、更新前に発生していた、妨害波に起因するビット誤り等の悪影響も回避することができる。

なお、前述したステップＳ１１の初期段階で実施している、短周期拡散コードを用いたコマンド信号送信中も、１種類の短周期拡散コードだけを繰り返し用いず、ある程度、短い周期のランダム性を持たせた上で、Ｎ’種類の短周期拡散コードを切り替えながらスペクトラム拡散してもよい。具体例としては、Ｎ’＝４とし、４種類のコードを、「ｃｏｄｅ＃２」、「ｃｏｄｅ♯４」、「ｃｏｄｅ♯１」、「ｃｏｄｅ♯４」、「ｃｏｄｅ♯３」、「ｃｏｄｅ♯２」、「ｃｏｄｅ♯３」、「ｃｏｄｅ♯１」といった形で８周期のランダム性を与えて使用する。また、衛星局１０２側にも、この８周期のパターンを既知情報として与えることで、Ｎ’種類の短周期拡散コードを切り替えながらスペクトラム拡散された信号に対する同期を実現し、初期段階におけるコマンド回線を確立することができる。

このような工夫を加えることで、前述したステップＳ１１の初期段階においても、１種類の短周期拡散コードだけを繰り返し使用する場合と比較して、妨害に対する耐性がＮ’倍に向上することになる。この手法は、本実施の形態だけでなく、実施の形態１から実施の形態４のステップＳ１１の初期段階にも同様に適用してもよい。

さらに、上記妨害波の振る舞いを正確に把握したり、その有無を検出したりするため、衛星局１０２の受信機３００は、上記妨害波を正確にモニタするための相関器を１つ追加で設ける構成としてもよい。あるいは、長周期拡散コードに同期中は、短周期拡散コードに同期するために設けた第１相関器３０５が動作を停止しているため、第１相関器３０５を用いた上記妨害波のモニタを行ってもよい。

この場合、受信機３００は、追加で設けた相関器、あるいは、長周期拡散コード同期中に停止していた第１相関器３０５を用いて、Ｎ種類の短周期拡散コードレプリカを、１秒等、一定の周期で切り替えながら、受信信号に対する逆拡散処理を行う。これらＮ個のコードレプリカ番号の中から特定の番号「ｃｏｄｅ＃Ｙ」の選択時に、受信信号がそのコード番号「ｃｏｄｅ＃Ｙ」を使用していないにも関わらず、平均して高い相関が得られた場合、そのコードレプリカ番号を用いた妨害波を受信していることを意味する。このような短周期拡散コード番号を切り替えていくサーチ処理により、複数の妨害波の存在を特定することができる。さらに、拡散コードレプリカ「ｃｏｄｅ＃１」、「ｃｏｄｅ＃２」、・・・、「ｃｏｄｅ＃Ｎ」の切り替え動作を止めて、検出した妨害波のコードレプリカ番号に固定することで、特定の妨害波の振る舞いを連続的に観測することもできる。

なお、このような妨害波を観測する機能も、本実施の形態だけでなく、実施の形態１から実施の形態４のステップＳ１１の初期段階にも同様に適用してもよい。

上述の説明において、「妨害」は「干渉」に読み替えることができる。

本実施の形態によれば、妨害波あるいは干渉波に使用される短周期拡散コードを特定することができる。

上記のように、本実施の形態において、第２拡散コードは、実施の形態１のように、受信機３００および送信機２００が保持する共通の暗号鍵を用いて暗号化されたデータそのものではなく、その暗号鍵を用いて暗号化されたデータから特定される順序で複数の種類の第１拡散コードが組み合わせられた拡散コードである。受信機３００の復調部３５２は、第２拡散コードを用いた逆拡散として、第２拡散コードに含まれる第１拡散コードを用いた逆拡散を行っているときに、並行して、別の種類の第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、妨害波または干渉波の有無を監視する。

実施の形態６．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１１を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の構成を説明する。

実施の形態１では、地上局１０１は、１台の送信機２００を有する。衛星局１０２は、１台の受信機３００を有する。衛星局１０２の１台の受信機３００に対して、地上局１０１は、１台の送信機２００からコマンドを送る。地上局１０１に対して、衛星局１０２は、１台の受信機３００からテレメトリを送る。本実施の形態では、地上局１０１は、２台の送信機２００ａ，２００ｂを有する。衛星局１０２は、２台の受信機３００ａ，３００ｂを有する。地上局１０１は、２台の受信機３００ａ，３００ｂのそれぞれに対してＴＴＣ通信を行う。具体的には、衛星局１０２の受信機３００ａに対して、地上局１０１は、送信機２００ａからコマンドを送る。衛星局１０２の受信機３００ｂに対して、地上局１０１は、送信機２００ｂからコマンドを送る。地上局１０１の送信機２００ａに対して、衛星局１０２は、受信機３００ａからテレメトリを送る。地上局１０１の送信機２００ｂに対して、衛星局１０２は、受信機３００ｂからテレメトリを送る。

２台の送信機２００ａ，２００ｂの構成は、図２に示した送信機２００の構成とほとんど同じである。２台の受信機３００ａ，３００ｂの構成は、図３に示した受信機３００の構成とほとんど同じである。

実施の形態１と異なる点は、以下の通りであり、実施の形態１と比べて、さらに妨害および干渉に強くなる効果が得られる。
（１）第１拡散コードとして使用可能な短周期拡散コードは２種類ある。受信機３００ａは、２種類のうち１種類の短周期拡散コードに対する相関値Ａａを出力する。受信機３００ｂは、２種類のうち残りの１種類の短周期拡散コードに対する相関値Ａｂを出力する。
（２）第１拡散コードに使用可能な２種類の短周期拡散コード番号のいずれかと、妨害あるいは干渉源に使用されている短周期拡散コード番号とが等しい場合、その妨害あるいは干渉源を回避する機能が加わる。
（３）２台の受信機３００ａ，３００ｂの構成は、図３に示した受信機３００の構成と比べて、短周期拡散コードレプリカを出力するコード同期部３０９の内部構成のみが異なる。

上記（１）に関して説明する。

本実施の形態において、受信機３００ａ，３００ｂは、予め決められた２種類の短周期拡散コードに対して、それぞれ並列に復調を行う。例えば、受信機３００ａは、短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃１」の復調を行うことで、相関値Ａａを出力する。受信機３００ｂは、短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃２」の復調を行うことで、相関値Ａｂを出力する。なお、受信機３００ａ，３００ｂのコード同期部３０９の回路を変更することにより、復調される短周期拡散コード、および、出力される相関値を逆にすることが可能である。すなわち、受信機３００ａは、短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃２」の復調を行うことで、相関値Ａｂを出力してもよい。受信機３００ｂは、短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃１」の復調を行うことで、相関値Ａａを出力してもよい。

次に、上記（２）に関して説明する。

本実施の形態では、上記（１）に示すように、受信機３００ａから相関値Ａａが出力され、受信機３００ｂから相関値Ａｂが出力される。相関値Ａａおよび相関値Ａｂは、テレメトリにより、衛星局１０２から地上局１０１に通知される。仮に第三者が、第１拡散コードに使用可能な２種類の短周期拡散コード番号のいずれかを使用して妨害波を送信してきたとしても、地上局１０１で、テレメトリで送られてくる相関値情報｛Ａａ，Ａｂ｝を用いて、どのコード番号が妨害波に使用されたか検知することができる。地上局１０１は、検知したコード番号を基に、第２拡散コードに使用するＡＥＳ鍵を受信機３００ａ，３００ｂのどちらに通知するかを選択することで、妨害および干渉を回避することができる。

上記（３）に示すように、本実施の形態における２台の受信機３００ａ，３００ｂのハードウェア構成は、コード同期部３０９の回路構成以外は同等である。本実施の形態における衛星局１０２は、図３に示す受信機３００を２台備える冗長な構成において、いずれか一方の受信機３００のコード同期部３０９の回路構成を変更するだけで実現することが可能である。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１１および図１２を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の動作を説明する。無線通信システム１００の動作は、本実施の形態に係る無線通信方法に相当する。

図１２は、最初に短周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態から、ＡＥＳ鍵が設定されるまでのフローを示している。

ステップＳ２１は、短周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信を行う手順である。衛星局１０２の受信機３００ａ，３００ｂは、それぞれ異なる短周期拡散コードレプリカを予め設定する。地上局１０１の送信機２００ａ，２００ｂは、予め設定した２種類の短周期拡散コードを使用して、衛星局１０２とＴＴＣ通信を行う。

ステップＳ２２は、受信機３００ａ，３００ｂの中から、ＡＥＳ鍵を通知する受信機を選択する手順である。衛星局１０２は、受信機３００ａ，３００ｂのそれぞれの第１相関器３０５から出力される相関値Ａａおよび相関値Ａｂを地上局１０１に通知する。地上局１０１は、受信機３００ａからの相関値Ａａと、受信機３００ｂからの相関値Ａｂとを比較する。相関値Ａａ＞相関値Ａｂであれば、地上局１０１は、受信機３００ａを選択する。地上局１０１は、同時に送信機２００ａも選択する。相関値Ａａ≦相関値Ａｂであれば、地上局１０１は、受信機３００ｂを選択する。地上局１０１は、同時に送信機２００ｂも選択する。

ステップＳ２３は、ＡＥＳ鍵設定時の手順である。地上局１０１は、ステップＳ２２にて選択した受信機に対して、予め用意している複数のＡＥＳ鍵の中から、１つを通知する。衛星局１０２は、該当する新たなＡＥＳ鍵コードを受信後、ＡＥＳ鍵設定完了と受信したＡＥＳ鍵コードを知らせるテレメトリを地上局１０１に送る。

ステップＳ２３の後は、ステップＳ２２で選択された受信機と送信機との組み合わせを用いて、図１に示したステップＳ１２およびステップＳ１３の動作が行われる。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
実施の形態１では、第三者が、第１拡散コードに使用されている短周期拡散コード番号を使用して妨害波を送信してきた場合、第１拡散コードの同期が難しくなるおそれがある。しかし、本実施の形態では、上記のように、衛星局１０２が２台の受信機３００ａ，３００ｂを有するため、２種類の短周期拡散コードを第１拡散コードの候補として設定できる。仮に第三者が、第１拡散コードに使用可能な２種類の短周期拡散コード番号のいずれかを使用して妨害波を送信してきたとしても、妨害波を回避することができる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、衛星局１０２が２台の受信機３００ａ，３００ｂを有するが、１台の受信機に２つの独立した第１相関器を設け、それぞれの第１相関器が相関値Ａａおよび相関値Ａｂを出力するようにしても同様の効果が得られる。また、受信機の台数を増やすか、あるいは、１台の受信機に備えられる第１相関器の数を増やすことで、相関値の数を増やしてもよい。第１拡散コードとして使用可能な短周期拡散コードの種類が増えるほど、さらに妨害および干渉に強くなる効果が得られる。すなわち、第１拡散コードとして使用可能な短周期拡散コードの種類を増やすことで、Ｎ種類の短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃１」、「ｃｏｄｅ＃２」、・・・、「ｃｏｄｅ＃Ｎ」を用いた複数の妨害波あるいは複数の干渉源が存在する場合においても、それらを回避できるという効果が得られる。

上記のように、本実施の形態では、図１のフローに用いられる受信機が、それぞれ異なる種類の第１拡散コードを用いた信号に対して、対応する拡散コードレプリカを用いた相関処理を行う複数の受信機の中から、当該相関処理により得られた相関値に応じて選択される。具体的には、図１のフローに用いられる受信機が、短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃１」を用いた受信信号に対して相関処理を行う受信機３００ａと、短周期拡散コード「ｃｏｄｅ＃２」を用いた受信信号に対して相関処理を行う受信機３００ｂとの中から選択される。受信機３００ａの相関処理により得られた相関値Ａａが、受信機３００ｂの相関処理により得られた相関値Ａｂよりも大きければ、受信機３００ａが選択される。受信機３００ａの相関処理により得られた相関値Ａａが、受信機３００ｂの相関処理により得られた相関値Ａｂよりも小さければ、受信機３００ｂが選択される。

実施の形態７．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１３を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の構成を説明する。

図１３に示すように、無線通信システム１００は、地上局１０１と、衛星局１０２とに加えて、中継衛星局１０３を備える。本実施の形態では、中継衛星局１０３を介してＴＴＣ通信が行われる。

中継衛星局１０３は、中継器４００を備える。

中継器４００は、送信機２００と受信機３００との間の通信を中継する。具体的には、中継器４００は、送信機２００で変調された信号を、送信機２００から順次受信し、受信した信号の周波数変換および増幅を行う。受信機３００は、中継器４００で折り返された信号を、中継器４００から順次受信し、第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、第１信号を復調し、第１信号から得られた情報に基づいて、第２拡散コードを特定し、第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、第２信号を復調する。

実施の形態１と異なる点は、以下の通りである。
（１）短周期拡散コードおよび長周期拡散コードを用いた、地上局１０１と衛星局１０２との間のＴＴＣ通信は、中継衛星局１０３を介して行われる。
（２）ＡＥＳ鍵設定時のコマンドは、地上局１０１から中継衛星局１０３を介して衛星局１０２に通知される。衛星局１０２は、ＡＥＳ鍵コードを受信後、ＡＥＳ鍵設定完了と受信したＡＥＳ鍵コードを知らせるテレメトリを、中継衛星局１０３を介して地上局１０１に送る。
（３）長周期拡散コードへの切り替えは、上記（１）と同様に、中継衛星局１０３を介して行われる。
（４）中継衛星局１０３を介した地上局１０１と衛星局１０２との間の通信においても、セキュアな通信を実現することができる。

上記（１）に示すように、本実施の形態では、中継衛星局１０３を介してＴＴＣ通信が行われるため、地上局１０１と衛星局１０２との間の不可視域においても、ＴＴＣ通信が可能である。したがって、衛星局１０２として、地球を周回する周回衛星を適用することができる。

上記（１）から（３）に示すように、本実施の形態では、中継衛星局１０３を介して地上局１０１と衛星局１０２との間の通信が行われるが、地上局１０１の構成と衛星局１０２の構成としては、実施の形態１と同じものを用いることができる。したがって、本実施の形態では、送信機２００および受信機３００として、実施の形態１と同一のものを用いることができる。

本実施の形態では、地上局１０１と衛星局１０２との間のＴＴＣ通信は、中継衛星局１０３を介して行われる。そのため、他の地上局あるいは他の衛星局からのフォワードリンクに向けた妨害または干渉と、リターンリンクへの妨害または干渉とが想定される。そこで、衛星局１０２が受信機３００を備えるだけでなく、地上局１０１も、衛星局１０２の受信機３００と同様の受信機を備える。地上局１０１が送信機２００を備えるだけでなく、衛星局１０２も、地上局１０１の送信機２００と同様の送信機を備える。なお、フォワードリンクとは、地上局１０１から中継衛星局１０３を介して衛星局１０２に送られるコマンドの通信経路または通信チャネルのことである。リターンリンクとは、衛星局１０２から中継衛星局１０３を介して地上局１０１へ送られるテレメトリの通信経路または通信チャネルのことである。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１３を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の動作を説明する。無線通信システム１００の動作は、本実施の形態に係る無線通信方法に相当する。

図１３は、最初に短周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態から、長周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態に切り替わるまでのフローを示している。

ステップＳ３１は、ＡＥＳ鍵設定時の手順である。短周期拡散コードを用いたコマンド通信中において、地上局１０１は、予め用意している複数のＡＥＳ鍵の中から、１つを、中継衛星局１０３を介して衛星局１０２に通知する。衛星局１０２は、該当するＡＥＳ鍵コードを受信後、ＡＥＳ鍵設定完了と受信したＡＥＳ鍵コードを知らせるテレメトリを、中継衛星局１０３を介して地上局１０１に送る。

ステップＳ３２は、長周期拡散コードへの切り替えの手順である。地上局１０１は、中継衛星局１０３を介して送信したＡＥＳ鍵コードと、衛星局１０２から中継衛星局１０３を介して受信したＡＥＳ鍵コードが一致し、ＡＥＳ鍵設定完了を確認したら、短周期拡散コード同期中に、ＡＥＳ鍵に基づく長周期拡散コードでの送信に切り替える。この切り替えタイミングについては実施の形態１と同様である。長周期拡散コードでの送信は、中継衛星局１０３を介して行われる。

ステップＳ３３は、長周期拡散コード同期完了通知の手順である。衛星局１０２は、ＡＥＳ鍵で生成した長周期拡散コードレプリカを用いて、長周期拡散コードで拡散された信号に対する同期を実現し、長周期拡散信号に同期したら、同期したことを知らせるテレメトリ信号を、中継衛星局１０３を介して地上局１０１に送信する。この具体的な同期方法についても実施の形態１と同様である。

なお、新たなＡＥＳ鍵に変更する場合も、上記の手順と同様にして行われる。具体的には、下記のステップＳ３１’からステップＳ３３’の通りである。

ステップＳ３１’は、新たなＡＥＳ鍵設定時の手順である。現在使用中のＡＥＳ鍵を用いた長周期拡散コードを用いたコマンド通信中において、地上局１０１は、予め用意している複数のＡＥＳ鍵の中から、使用中のＡＥＳ鍵とは異なる別の新たな鍵を、中継衛星局１０３を介して衛星局１０２に通知する。衛星局１０２は、該当する新たなＡＥＳ鍵コードを受信後、ＡＥＳ鍵設定完了と受信したＡＥＳ鍵コードを知らせるテレメトリを、中継衛星局１０３を介して地上局１０１に送る。

ステップＳ３２’は、新たな長周期拡散コードへの切り替えの手順である。地上局１０１は、中継衛星局１０３を介して送信したＡＥＳ鍵コードと、衛星局１０２から中継衛星局１０３を介して受信したＡＥＳ鍵コードが一致し、ＡＥＳ鍵設定完了を確認したら、現在の長周期拡散コード同期中に、新しいＡＥＳ鍵に基づく長周期拡散コードでの送信に切り替える。長周期拡散コードでの送信は、中継衛星局１０３を介して行われる。

ステップＳ３３’は、新たな長周期拡散コード同期完了通知の手順である。衛星局１０２は、新しいＡＥＳ鍵に基づいて生成した長周期拡散コードレプリカを用いて、地上局１０１からの新しい長周期拡散コードで拡散された信号に対する同期を実現し、新しい長周期拡散信号に同期したら、同期したことを知らせるテレメトリ信号を、中継衛星局１０３を介して地上局１０１に送信する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
上記のような一連の動作により、中継衛星局１０３を備える無線通信システム１００において、フォワードリンクおよびリターンリンクに対して、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、各リンクに対して、第三者に長周期拡散コードの同期処理を妨害される可能性をなくし、かつ、長周期拡散コードへの切り替えおよび同期確立に数秒の時間を要することなく、短周期拡散コードの同期が確立した状態から連続的に長周期拡散コードの同期へ移行することが可能となる。この高速な同期確立は、特に周回衛星が、ある地域に存在する地上局との通信を、別の地域に存在する地上局との通信に切り替えるハンドオーバの際に有効である。通信不能な時間が短縮されることで、運用制約を少なくすることができる。

実施の形態８．
本実施の形態について、主に実施の形態５との差異を説明する。

本実施の形態では、送信機２００の変調部２５２が、コードの出力タイミングを変更する機能を備える。

実施の形態５では、Ｎ種類の短周期拡散コードで生成された長周期拡散コードの受信信号に対して妨害波あるいは干渉波が送信されてきた場合、衛星局１０２が、どのコード番号が妨害あるいは干渉に使用されたかを検知する。そして、地上局１０１が、衛星局１０２で検知されたコード番号を基に、妨害あるいは干渉に使用されたコード番号を用いないか、新たな長周期拡散コードを生成し、長周期拡散コードの切り替えを行うことで、妨害あるいは干渉を回避する。

本実施の形態では、コードの出力タイミングを変更する機能を有した変調部２５２を、地上局１０１の送信機２００が備える。これにより、長周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態、すなわち、長周期拡散コードに対して同期が確立している状態において、その同期のタイミングを時間軸上でシフトすることが可能となる。受信機３００の復調部３５２は、コード同期を確立するコード同期部３０９を備えているため、変調部２５２がコードの出力タイミングを変更した場合においても、コード同期部３０９の同期回路が許容可能な範囲でコード同期を維持できる。

コードの出力タイミングの変更は、具体的には、変調部２５２でコードを生成するクロックの位相を意図的に徐々にずらしていくことで実施される。クロック位相の変化量を大きくし過ぎると、復調部３５２でコード同期が外れるため、コード同期部３０９の同期回路が許容可能な範囲でクロック位相を変化させる必要がある。変調部２５２におけるクロック位相の変化量を、復調部３５２のコード同期部３０９に予め設定しておくことで、クロック位相の変化後の同期に要する時間を削減できる。クロック位相を変化させるタイミング情報を、地上局１０１は、コマンド信号により、衛星局１０２に向けて送信することが望ましい。

図１４を参照して、上記のように長周期拡散コードの同期タイミングを時間軸上でシフトすることにより得られる効果を説明する。

図１４の（Ａ）は、本実施の形態の受信信号であり、スペクトラム拡散に用いた短周期拡散コードの番号は、「ｃｏｄｅ♯８」、「ｃｏｄｅ＃２」、「ｃｏｄｅ♯４」、「ｃｏｄｅ♯１」、「ｃｏｄｅ♯３」、「ｃｏｄｅ♯７」の順番でランダムに変化している。

図１４の（Ｂ）は、本実施の形態の妨害波であり、スペクトラム拡散に用いた短周期拡散コードの番号は、「ｃｏｄｅ＃１」としている。本実施の形態では、地上局１０１がコードの出力タイミングを意図的に変化させているため、図１４の（Ａ）と（Ｂ）とのタイミング関係のように、受信信号と妨害波とでコードのタイミング、すなわち、コードの切れ目が一致する確率は大きく減少する。なお、図１４の（Ａ）と（Ｂ）とでは、コードのタイミングが１チップ以上ずれているものとする。

図１４では、１チップ以上のタイミングのずれにより、受信信号が「ｃｏｄｅ＃１」で拡散されている区間と、同一パターンで拡散された妨害波との相関は生じない。すなわち、図１４の（Ｃ）に相関値Ｂ_３３として示す通り、当該区間においても相関が低くなることはなく、相関値Ｂ_３１と同様の高い相関特性を維持することができる。

上記のように、本実施の形態において、変調部２５２は、第２拡散コードに含まれる第１拡散コードの出力タイミングを変化させる。変調部２５２がコードの出力タイミングを変更する機能を備えることによって、受信信号における短周期拡散コードの同期タイミングがシフトし、受信信号と妨害波あるいは干渉波との間の相関特性を改善することができる。これにより、妨害および干渉を回避することができる。

なお、上記のように、長周期拡散コードの出力タイミングを変化させるだけでなく、短周期拡散コードの出力タイミングを変化させてもよい。コードの出力タイミングの変更を、ＡＥＳ鍵を設定する前の状態、すなわち、短周期拡散コードを用いたＴＴＣ通信が行われている状態に対して適用することにより、同様に妨害および干渉を回避することができる。

実施の形態９．
本実施の形態について、主に実施の形態５との差異を説明する。

図１５を参照して、本実施の形態に係る無線通信システム１００の受信機３００の構成を説明する。

本実施の形態では、受信機３００の復調部３５２が、自動利得制御３１６（ＡＧＣ： Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を備える。受信機３００のその他の構成については、図３に示した構成と同じである。

実施の形態５では、Ｎ種類の短周期拡散コードで生成された長周期拡散コードの受信信号に対して妨害波あるいは干渉波が送信されてきた場合、衛星局１０２が、どのコード番号が妨害あるいは干渉に使用されたかを検知する。そして、地上局１０１が、衛星局１０２で検知されたコード番号を基に、妨害あるいは干渉に使用されたコード番号を用いないか、新たな長周期拡散コードを生成し、長周期拡散コードの切り替えを行うことで、妨害あるいは干渉を回避する。

本実施の形態では、Ｎ種類の短周期拡散コードで生成された長周期拡散コードの受信信号に対して妨害波あるいは干渉波が送信されてきた場合、衛星局１０２が、自動利得制御３１６による信号の振幅調整により、妨害あるいは干渉を回避する。

具体的には、アナログデジタルコンバータ３０４でサンプリングされたデジタル信号の振幅調整が自動利得制御３１６によって行われる。振幅が調整された自動利得制御３１６の出力デジタル信号は、複素乗算器３１１に入力される。コード同期部３０９は、長周期拡散コードを生成するための短周期拡散コードの切り替えタイミング情報を自動利得制御３１６に出力する。自動利得制御３１６は、この切り替えタイミング情報を基に、妨害あるいは干渉の影響を受けている短周期拡散コードの区間のみ、信号の振幅調整を行い、妨害あるいは干渉を回避する。

実施の形態５において、地上局１０１は、衛星局１０２が通知する妨害受信情報を基に、妨害に使用されたコード番号を特定し、特定したコード番号を除く短周期拡散コードを選択して、長周期拡散コードを生成する処理を行う。本実施の形態においては、この処理は不要となる。

図１５に示す通り、本実施の形態における受信機３００の復調部３５２は、自動利得制御３１６を備える。本実施の形態の受信機３００における、実施の形態５の受信機３００からの変更は、自動利得制御３１６の追加のみである。

手順の流れについて説明する。

自動利得制御３１６が振幅調整を行うケースとして、以下の２通りのケースを考慮する。
（ａ）妨害波により生じた相関特性の低下がわずかな場合
（ｂ）妨害波により生じた相関特性の低下が大きい場合

上記の（ａ）に関して、図１６および図１７を参照して説明する。

図１６の（Ａ）は、本実施の形態の受信信号である。図１６の（Ｂ）は、本実施の形態の妨害波である。図１６の（Ｃ）は、本実施の形態の相関特性である。いずれも図９に示した例と同様である。図１６の（Ａ’）は、本実施の形態の受信信号レベルである。図１６の（Ｂ’）は、本実施の形態の妨害波信号レベルである。受信信号が、「ｃｏｄｅ＃１」で拡散されている区間のみ、同一パターンで拡散された妨害波と相関が生じるため、図１６の（Ｃ）に相関値Ｂ_４３として示す通り、受信信号の相関特性がこの時刻だけ低下する。ただし、図１６の（Ａ’）および（Ｂ’）に示す通り、妨害波信号レベル≪受信信号レベルの場合、図１６の（Ｃ）に示す相関値Ｂ_４１と比較して、相関特性の低下量はわずかとなる。

本実施の形態では、自動利得制御３１６を利用して、相関特性が低下する区間のみ、受信信号レベルおよび妨害波信号レベルの振幅調整を実施する。図１７は、このようにして自動利得制御３１６による振幅調整を行った後の信号処理の様子を示している。図１７の（Ａ’）に示す通り、受信信号レベルの振幅を増加させることで、相関特性の改善を図る。なお、受信信号レベルの振幅を増加させた場合、図１７の（Ｂ’）に示す通り、妨害波信号レベルの振幅も増加するが、受信信号レベルの振幅を増加させたことによる相関特性の改善効果が大きいため、妨害波の増幅の影響は無視できる。

次に、上記の（ｂ）に関して、図１８および図１９を参照して説明する。

図１８の（Ａ）は、本実施の形態の受信信号である。図１８の（Ｂ）は、本実施の形態の妨害波である。図１８の（Ｃ）は、本実施の形態の相関特性である。いずれも図９に示した例と同様である。図１８の（Ａ’）は、本実施の形態の受信信号レベルである。図１８の（Ｂ’）は、本実施の形態の妨害波信号レベルである。受信信号が、「ｃｏｄｅ＃１」で拡散されている区間のみ、同一パターンで拡散された妨害波と相関が生じるため、図１８の（Ｃ）に相関値Ｂ_４３として示す通り、受信信号の相関特性がこの時刻だけ低下する。ただし、図１８の（Ａ’）および（Ｂ’）に示す通り、妨害波信号レベル＜受信信号レベルの場合、図１８の（Ｃ）に示す相関値Ｂ_４１と比較して、相関特性の低下量は大きい。

本実施の形態では、自動利得制御３１６を利用して、相関特性が低下する区間のみ、受信信号レベルおよび妨害波信号レベルの振幅調整を実施する。図１９は、このようにして自動利得制御３１６による振幅調整を行った後の信号処理の様子を示している。図１９の（Ｂ’）に示す通り、妨害波信号レベルの振幅を減衰させることで、相関特性の改善を図る。なお、妨害波信号レベルの振幅を減衰させた場合、図１９の（Ａ’）に示す通り、受信信号レベルの振幅も減衰するが、妨害波信号レベルの振幅を減衰させたことによる相関特性の改善効果が大きいため、受信信号の減衰の影響は無視できる。

本実施の形態における自動利得制御３１６は、コード同期部３０９から出力される、長周期拡散コードを生成するためのＮ種類の短周期拡散コードの切り替えタイミング情報を基に、振幅調整区間の制限を実現する。すなわち、復調部３５２は、第２信号を復調する前に、第２拡散コードに含まれる第１拡散コードに対応する拡散コードレプリカを用いた相関処理を行い、この相関処理により得られた相関値に応じて、第２信号の振幅を調整する。具体的には、復調部３５２は、相関値の変化を監視し、上記の（ａ）に相当する、相関値のわずかな低下を検出した場合は、自動利得制御３１６にて第２信号の振幅を増加させる。復調部３５２は、上記の（ｂ）に相当する、相関値の大きな低下を検出した場合は、自動利得制御３１６にて第２信号の振幅を減衰させる。

上述の例の説明において、「妨害」は「干渉」に読み替えることができる。

本実施の形態では、自動利得制御３１６が受信信号および妨害波信号の振幅を調整することによって、妨害あるいは干渉を回避することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つの実施の形態または２つ以上の実施の形態の組み合わせを部分的に実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１００ 無線通信システム、１０１ 地上局、１０２ 衛星局、１０３ 中継衛星局、２００ 送信機、２００ａ 送信機、２００ｂ 送信機、２０１ 送信アンテナ、２５１ 送信部、２５２ 変調部、３００ 受信機、３００ａ 受信機、３００ｂ 受信機、３０１ 受信アンテナ、３０２ 低雑音増幅器、３０３ 周波数変換部、３０４ アナログデジタルコンバータ、３０５ 第１相関器、３０６ 第２相関器、３０７ 比較選択部、３０８ 制御部、３０９ コード同期部、３１０ キャリア同期部、３１１ 複素乗算器、３１２ 判定部、３１３ 相関器、３１４ フレーム同期部、３１５ パターン同期部、３１６ 自動利得制御、３５１ 受信部、３５２ 復調部、４００ 中継器。

Claims (28)

1. スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機から順次受信する受信部と、
   第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で受信された、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で前記第１信号の後に受信された第２信号を復調する復調部と
   を備え、
   前記復調部は、前記受信部で受信された信号に対して、前記第１拡散コードに対応する第１コードレプリカを用いた第１相関処理と、前記第２拡散コードに対応する第２コードレプリカを用いた第２相関処理とを行い、前記第１相関処理により得られた第１相関値と、前記第２相関処理により得られた第２相関値とに基づいて、前記送信機による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻を検出し、検出した時刻に合わせて、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行う受信機。
2. 前記復調部は、前記第１相関値および前記第２相関値のそれぞれを平均化し、平均化の結果に基づいて、検出した時刻の正誤を判定する請求項２に記載の受信機。
3. 前記復調部は、検出した時刻が誤りであると判定した場合、前記平均化のサンプル数から、前記送信機による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻を推定し、推定した時刻に合わせて、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行う請求項３に記載の受信機。
4. スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機から順次受信する受信部と、
   第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で受信された、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で前記第１信号の後に受信された第２信号を復調する復調部と
   を備え、
   前記受信部で受信される信号は、ヘッダに識別用のフレーム番号を含むフレームの信号であり、
   前記第１信号には、前記送信機による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻に対応するフレーム番号を示す情報がさらに含まれ、
   前記復調部は、前記受信部で信号が受信される度に、受信された信号から得られたフレームのヘッダに含まれるフレーム番号と、前記第１信号から得られた情報が示すフレーム番号とを比較し、フレーム番号が一致したときに、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行う受信機。
5. 前記第１信号に含まれる情報は、前記受信機および前記送信機が保持する共通の暗号鍵を識別する情報であり、
   前記第２拡散コードは、前記暗号鍵を用いて暗号化されたデータである請求項２から５のいずれか１項に記載の受信機。
6. スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機から順次受信する受信部と、
   第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で受信された、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で前記第１信号の後に受信された第２信号を復調する復調部と
   を備え、
   前記第１信号に含まれる情報は、前記受信機および前記送信機が保持する共通の暗号鍵を識別する情報であり、
   前記第２拡散コードは、前記暗号鍵を用いて暗号化されたデータから特定される順序で複数の種類の第１拡散コードが組み合わせられた拡散コードである受信機。
7. 前記復調部は、前記第２信号を復調する前に、前記第２拡散コードに含まれる第１拡散コードに対応する拡散コードレプリカを用いた相関処理により得られた相関値に応じて、前記第２信号の振幅を調整する請求項７に記載の受信機。
8. スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機から順次受信する受信部と、
   第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で受信された、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記受信部で前記第１信号の後に受信された第２信号を復調する復調部と
   を備え、
   前記第２拡散コードは、複数の種類の第１拡散コードが組み合わせられた拡散コードであり、
   前記復調部は、前記第２拡散コードを用いた逆拡散として、前記第２拡散コードに含まれる第１拡散コードを用いた逆拡散を行っているときに、並行して、別の種類の第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、妨害波または干渉波の有無を監視する受信機。
9. 第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調し、変調した信号を、順次送信する送信機と、
   前記送信機で変調された信号を、前記受信部で前記送信機から順次受信する請求項２から９のいずれか１項に記載の受信機と
   を備える無線通信システム。
10. 前記受信機は、それぞれ異なる種類の第１拡散コードを用いた信号に対して、対応する拡散コードレプリカを用いた相関処理を行う複数の受信機の中から、当該相関処理により得られた相関値に応じて選択される請求項１９に記載の無線通信システム。
11. 前記送信機と前記受信機との間の通信を中継する中継器をさらに備える請求項１９または２０に記載の無線通信システム。
12. スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機から順次受信する受信部と、
    第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記受信部で受信された、前記第１周波数ホッピングパターンよりもパターン周期の長い第２周波数ホッピングパターンを特定するための情報を含む第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２周波数ホッピングパターンを特定し、前記第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記受信部で前記第１信号の後に受信された第２信号を復調する復調部と
    を備え、
    前記復調部は、前記受信部で受信された信号に対して、前記第１周波数ホッピングパターンに対応するローカル信号を用いた第１相関処理と、前記第２周波数ホッピングパターンに対応するローカル信号を用いた第２相関処理とを行い、前記第１相関処理により得られた第１相関値と、前記第２相関処理により得られた第２相関値とに基づいて、前記送信機による前記第１周波数ホッピングパターンから前記第２周波数ホッピングパターンへの切り替えの時刻を検出し、検出した時刻に合わせて、前記第１周波数ホッピングパターンから前記第２周波数ホッピングパターンへの切り替えを行う受信機。
13. スペクトラム拡散を行うことで変調された信号を、送信機から順次受信する受信部と、
    第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記受信部で受信された、前記第１周波数ホッピングパターンよりもパターン周期の長い第２周波数ホッピングパターンを特定するための情報を含む第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２周波数ホッピングパターンを特定し、前記第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記受信部で前記第１信号の後に受信された第２信号を復調する復調部と
    を備え、
    前記受信部で受信される信号は、ヘッダに識別用のフレーム番号を含むフレームの信号であり、
    前記第１信号には、前記送信機による前記第１周波数ホッピングパターンから前記第２周波数ホッピングパターンへの切り替えの時刻に対応するフレーム番号を示す情報がさらに含まれ、
    前記復調部は、前記受信部で信号が受信される度に、受信された信号から得られたフレームのヘッダに含まれるフレーム番号と、前記第１信号から得られた情報が示すフレーム番号とを比較し、フレーム番号が一致したときに、前記第１周波数ホッピングパターンから前記第２周波数ホッピングパターンへの切り替えを行う受信機。
14. 第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記第１信号には、前記変調部による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻を示す情報がさらに含まれる送信機。
15. 第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記変調部で変調される信号は、ヘッダに識別用のフレーム番号を含むフレームの信号であり、
    前記変調部は、いずれかのフレームの始まりに合わせて、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行い、
    前記第１信号には、前記変調部による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻に対応するフレーム番号を示す情報がさらに含まれる送信機。
16. 第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記第２拡散コードは、複数の種類の第１拡散コードが組み合わせられた拡散コードであり、
    前記変調部は、前記第２拡散コードに含まれる第１拡散コードの出力タイミングを変化させる送信機。
17. 第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記変調部は、前記第１拡散コードの出力タイミングを変化させる送信機。
18. 前記変調部は、前記第１拡散コードのコード周期のうち、いずれかのコード周期の始まりに合わせて、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行う請求項２５から２８のいずれか１項に記載の送信機。
19. 前記変調部で変調される信号は、複数の固定長のビット列からなるデータの信号であり、
    前記変調部は、いずれかのビット列の始まりに合わせて、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行う請求項２５から２８のいずれか１項に記載の送信機。
20. 第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１周波数ホッピングパターンよりもパターン周期の長い第２周波数ホッピングパターンを前記受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記第１信号には、前記変調部による前記第１周波数ホッピングパターンから前記第２周波数ホッピングパターンへの切り替えの時刻を示す情報がさらに含まれる送信機。
21. 第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１周波数ホッピングパターンよりもパターン周期の長い第２周波数ホッピングパターンを前記受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記変調部で変調される信号は、ヘッダに識別用のフレーム番号を含むフレームの信号であり、
    前記変調部は、いずれかのフレームの始まりに合わせて、前記第１周波数ホッピングパターンから前記第２周波数ホッピングパターンへの切り替えを行い、
    前記第１信号には、前記変調部による前記第１周波数ホッピングパターンから前記第２周波数ホッピングパターンへの切り替えの時刻に対応するフレーム番号を示す情報がさらに含まれる送信機。
22. 第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１周波数ホッピングパターンよりもパターン周期の長い第２周波数ホッピングパターンを前記受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記第２周波数ホッピングパターンは、複数の種類の第１周波数ホッピングパターンが組み合わせられた周波数ホッピングパターンであり、
    前記変調部は、前記第２周波数ホッピングパターンに含まれる第１周波数ホッピングパターンの出力タイミングを変化させる送信機。
23. 第１周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１周波数ホッピングパターンよりもパターン周期の長い第２周波数ホッピングパターンを前記受信機に特定させるための情報を含む第１信号を変調し、前記第２周波数ホッピングパターンを用いた周波数切り替えを行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調する変調部と、
    前記変調部で変調された信号を、前記受信機に順次送信する送信部と
    を備え、
    前記変調部は、前記第１周波数ホッピングパターンの出力タイミングを変化させる送信機。
24. 送信機が、第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調し、変調した信号を、順次送信し、
    受信機が、前記送信機で変調された信号を、前記送信機から順次受信し、前記第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第２信号を復調し、
    前記受信機は、受信した信号に対して、前記第１拡散コードに対応する第１コードレプリカを用いた第１相関処理と、前記第２拡散コードに対応する第２コードレプリカを用いた第２相関処理とを行い、前記第１相関処理により得られた第１相関値と、前記第２相関処理により得られた第２相関値とに基づいて、前記送信機による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻を検出し、検出した時刻に合わせて、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行う無線通信方法。
25. 送信機が、第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調し、変調した信号を、順次送信し、
    受信機が、前記送信機で変調された信号を、前記送信機から順次受信し、前記第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第２信号を復調し、
    前記第１信号には、前記送信機による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻を示す情報がさらに含まれる無線通信方法。
26. 送信機が、第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調し、変調した信号を、順次送信し、
    受信機が、前記送信機で変調された信号を、前記送信機から順次受信し、前記第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第２信号を復調し、
    前記送信機で変調される信号は、ヘッダに識別用のフレーム番号を含むフレームの信号であり、
    前記送信機は、いずれかのフレームの始まりに合わせて、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行い、
    前記第１信号には、前記送信機による前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えの時刻に対応するフレーム番号を示す情報がさらに含まれ、
    前記受信機は、信号を受信する度に、受信した信号から得られたフレームのヘッダに含まれるフレーム番号と、前記第１信号から得られた情報が示すフレーム番号とを比較し、フレーム番号が一致したときに、前記第１拡散コードから前記第２拡散コードへの切り替えを行う無線通信方法。
27. 送信機が、第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調し、変調した信号を、順次送信し、
    受信機が、前記送信機で変調された信号を、前記送信機から順次受信し、前記第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第２信号を復調し、
    前記第２拡散コードは、複数の種類の第１拡散コードが組み合わせられた拡散コードであり、
    前記送信機は、前記第２拡散コードに含まれる第１拡散コードの出力タイミングを変化させる無線通信方法。
28. 送信機が、第１拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１拡散コードよりもコード周期の長い第２拡散コードを特定するための情報を含む第１信号を変調し、前記第２拡散コードを用いたスペクトラム拡散を行うことで、前記第１信号の後に送信される第２信号を変調し、変調した信号を、順次送信し、
    受信機が、前記送信機で変調された信号を、前記送信機から順次受信し、前記第１拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第１信号を復調し、前記第１信号から得られた情報に基づいて、前記第２拡散コードを特定し、前記第２拡散コードを用いた逆拡散を行うことで、前記第２信号を復調し、
    前記送信機は、前記第１拡散コードの出力タイミングを変化させる無線通信方法。

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