JP6562455B2 - 通信装置及びその拡散符号生成方法 - Google Patents

Description

本発明はスペクトル直接拡散通信方式を用いて通信を行う通信装置及びその拡散符号生成方法に関する。

無線通信方式の一つであるスペクトラム拡散通信（Spread Spectrum：ＳＳ）方式において、拡散符号を用いてデータをより広い帯域に拡散して送信し、受信信号を拡散と同一の符号を用いて逆拡散することで元のデータを再生する方式を直接拡散（ＤＳ）方式と呼ぶ。ＤＳ／ＳＳ通信方式は、ノイズ、干渉、妨害、混信に強く、秘話性、秘匿性が高いという特徴がある。

図１３は、背景技術のＤＳ／ＳＳ通信方式を用いて通信を行う通信装置の構成を示す模式図である。図１３はＸ個のデータを多重化して送受信する場合の構成例を示している。
図１３に示すように、背景技術の通信装置は、送信機として、乗算器１１、変調回路１２、発振器１３及び空中線１４を備え、受信機として、空中線１５、発振器１６、復調回路１７及び乗算器１８を備えた構成である。
乗算器１１は、送受信対象であるＸ個のデータ（入力データ）をそれぞれ異なる拡散符号を用いて符号化することで拡散する。拡散されたＸ個のデータは不図示の加算器により加算されて多重化される。発振器１３は、データの送受信に用いる搬送波（キャリア）の周波数信号を生成する。変調回路１２は、発振器１３で生成された周波数信号を用いて拡散後のデータを変調する。変調された信号は無線信号として空中線１４から送信される。
復調回路１７は、空中線１５で受信した無線信号を発振器１６で生成された周波数信号を用いて復調する。乗算器１８は、復調回路１７で復調されたデータを送信機と同じ拡散符号を用いて逆拡散することで元のデータを再生する。

上述したＤＳ／ＳＳ通信方式において、拡散に用いる拡散符号にはＰＮ（Pseudo Noise：疑似雑音）系列が用いられる。ＰＮ系列は周期性とランダム性とを併せ持つ性質を備える。また、ＰＮ系列は自己相関によるピークが１周期に１度だけある自己相関特性を有する。ＰＮ系列では、１周期において「１」と「０」がランダムに発生し、それらの発生確率がほぼ同じである。このＰＮ系列の代表的な例として、Ｍ系列（最大長シフトレジスタ系列：Maximum-length shift-register sequence）が知られている。

しかしながら、Ｍ系列は、生成可能な異なる系列の数に限りがあるため、多くのユーザ収容数を必要とする場合（多くの多重数を必要とする場合）に、拡散符号として用いることができる系列数が不足する。そのため、背景技術のＤＳ／ＳＳ通信方式では、より多くの拡散符号を確保できる、２つのＭ系列を組み合わせて生成されるＧｏｌｄ系列が利用されてきた。但し、Ｇｏｌｄ系列も２つのＭ系列の組合せで生成されるため、Ｍ系列と同様に生成可能な系列数には限りがある。そのため、将来予想されるユーザ収容数のさらなる増加に対応するには、十分な数とは言い難い。したがって、ＤＳ／ＳＳ通信方式では、限られた数の拡散符号を有効に利用するための技術が望まれている。

なお、ユーザ収容数の増大に対応する方法として、１つの拡散符号をビットシフトさせて複数の拡散符号を生成する方法が考えられる。しかしながら、そのようにして得られた拡散符号を用いるＤＳ／ＳＳ通信方式では、通常、多重数が増えるほど、各チャンネルで異なる拡散符号を用いる場合よりもチャンネル間の相関干渉が大きくなる。
１つの拡散符号をビットシフトさせて複数の拡散符号を生成する方法において、チャンネル間の相関干渉を低減するための手法は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、拡散符号にバイアスを印加することでチャンネル間の干渉（相関干渉）が低減できることを示すと共に、拡散符号にバイアスを印加するための具体的な回路例を提案している。

特開平１１−３１９９５号公報

上述した特許文献１には、拡散符号にバイアスを印加するために、送信するデータを通過または非通過させるゲート（スイッチ）をチャンネル毎に設け、拡散符号にしたがって送信するデータよりも高速に該ゲートをオン・オフさせることで、該データを拡散変調する技術が記載されている。このような構成は、直流電圧を生成して拡散符号にバイアスする手法と比べて、簡易な構成でチャンネル間の干渉（相関干渉）を低減できる。
しかしながら、特許文献１に記載された技術でも、相関干渉を無くすためにはチャンネル毎に高速に動作するゲート（スイッチ）や該ゲートを駆動するための回路等を含むある程度規模が大きな回路を備える必要がある。そのため、小型・軽量化が厳しく要求される近年の通信装置では採用できない場合が多い。

本発明は上述したような背景技術の問題を解決するためになされたものであり、相関干渉を低減するための大規模な回路が不要であり、多重数の増大にも対応可能な通信装置及びその拡散符号生成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の通信装置は、スペクトル直接拡散通信方式を用いて通信を行う通信装置であって、
同期信号を拡散及び逆拡散するための第１の拡散符号を生成する第１の符号発生回路と、
前記第１の拡散符号とは系列が異なる、送受信対象である複数のデータを拡散及び逆拡散するための第２の拡散符号及び複数の第３の拡散符号をそれぞれ生成する第２の符号発生回路と、
を有し、
前記第２の符号発生回路は、
前記第２の拡散符号を異なるシフト数でそれぞれビットシフトさせることで、前記複数の第３の拡散符号を生成するシフト制御回路を備え、
前記シフト制御回路は、
前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に、前記自己相関値のピーク値以外の正の最大値が存在し、
前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に−１以外の負の値が存在しないシフト数で、前記第２の拡散符号をそれぞれビットシフトさせることで複数の前記第３の拡散符号を生成する。

一方、本発明の拡散符号生成方法は、スペクトル直接拡散通信方式を用いて通信を行う通信装置で実行する拡散符号生成方法であって、
同期信号を拡散及び逆拡散するための第１の拡散符号を生成し、
前記第１の拡散符号とは系列が異なる、送受信対象である複数のデータを拡散及び逆拡散するための第２の拡散符号及び複数の第３の拡散符号をそれぞれ生成し、
前記第２の拡散符号を異なるシフト数でそれぞれビットシフトさせることで、前記複数の第３の拡散符号を生成し、
前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に、前記自己相関値のピーク値以外の正の最大値が存在し、
前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に−１以外の負の値が存在しないシフト数で、前記第２の拡散符号をそれぞれビットシフトさせることで複数の前記第３の拡散符号を生成する方法である。

本発明によれば、相関干渉を低減するための大規模な回路が不要であり、多重数の増大にも対応可能になる。

ＤＳ／ＳＳ通信方式を用いて通信を行う本発明の通信装置の一構成例を示す模式図である。 図１に示した通信装置の具体的な構成例を示す回路図である。 Ｍ系列発生回路の一構成例を示す模式図である。 Ｇｏｌｄ符号発生回路の一構成例を示す模式図である。 多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路の一構成例を示す模式図である。 図４に示したＧｏｌｄ符号発生回路及び図５に示した多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路で生成されるＧｏｌｄ符号の信号波形の一例を示す模式図である。 図５に示したシフト制御回路の処理手順の一例を示すフローチャートである。 自己相関値の算出回路の一構成例を示す模式図である。 図５に示した多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路で生成されるＧｏｌｄ符号の一例を示す表である。 図９に示したＧｏｌｄ符号の自己相関値を示す表である。 図７に示した処理手順により確定した各チャネンルで用いる拡散符号のシフト位置をそれぞれ示す表である。 図７に示した処理手順により確定した各チャネンルで用いる拡散符号のシフト位置をそれぞれ示す表である。 ＤＳ／ＳＳ通信方式を用いて通信を行う背景技術の通信装置の構成を示す模式図である。

次に本発明について図面を用いて説明する。
ＤＳ／ＳＳ通信方式では、拡散符号の自己相関によるピークを検出することで、送信側で用いる拡散符号と受信側で用いる逆拡散用の拡散符号との時間ずれを一致させる同期処理を実施する。上述したように、１つの拡散符号からビットシフトさせて複数の拡散符号を生成する場合、ビットシフトさせた拡散符号を用いる各チャンネルでそれぞれ相関干渉が発生し、多重数が多くなるほど、その影響が大きくなる。この相関干渉によるノイズが大きくなると、同期タイミングとして用いる自己相関によるピークが該ノイズに埋もれてしまうことで同期がとれなくなってしまう。

そこで、本発明では、２つの異なる系列のＧｏｌｄ符号を用意し、一方を同期用の拡散符号（第１の拡散符号）として使用し、他方を多重用の拡散符号（第２の拡散符号）として使用する。このように、同期用の拡散符号と多重用の拡散符号とで異なる系列のＧｏｌｄ符号を用いることで、相関干渉の影響により同期がとれなくなることを抑制する。また、多重用の拡散符号（第２の拡散符号）を異なるシフト数でそれぞれビットシフトさせることで、送受信対象である複数のデータの拡散及び逆拡散に用いる複数の拡散符号（第３の拡散符号）を生成する。このとき、ビットシフトさせるシフト数（シフト位置）を適切に設定することで、チャンネル間の相関干渉を低減する。

図１は、ＤＳ／ＳＳ通信方式を用いて通信を行う本発明の通信装置の一構成例を示す模式図である。図１はＸ個のデータを多重化して送受信する場合の構成例を示している。
図１に示すように、本発明の通信装置は、送信機として、乗算器２１、変調回路２２、発振器２３及び空中線２４を備え、受信機として、空中線２５、発振器２６、復調回路２７及び乗算器２８を備えた構成である。
乗算器２１は、同期用の信号である同期信号を同期用のＧｏｌｄ符号を用いて符号化することで拡散する。また、乗算器２１は、送受信対象であるＸ個のデータをそれぞれ多重用のＧｏｌｄ符号を用いて符号化することで拡散する。拡散された同期信号及びＸ個のデータは不図示の加算器により加算されて多重化される。発振器２３は、同期信号やデータの送受信に用いる搬送波（キャリア）の周波数信号を生成する。変調回路２２は、発振器２３で生成された周波数信号を用いて拡散後のデータを変調する。変調された信号は無線信号として空中線２４から送信される。
復調回路２７は、空中線２５で受信した無線信号を発振器２６で生成された周波数信号を用いて復調する。乗算器２８は、復調回路２７で復調されたデータを送信機と同じ拡散符号を用いて逆拡散することで元のデータ（同期信号及びＸ個のデータ）を再生する。

図２は、図１に示した通信装置の具体的な構成例を示す回路図である。図２は、多重数をＸとし、送受信対象であるデータ１〜ＸがチャンネルＣＨ１〜ＣＨＸを用いて送受信される場合の構成例を示している。
図２に示すように、送信側において、同期信号はＧｏｌｄ符号Ａを用いて乗算器３１Ａにより拡散される。データ１はＧｏｌｄ符号Ｂ１を用いて乗算器３１Ｂ１により拡散される。データ２は、Ｇｏｌｄ符号Ｂ１をｄ１ビットシフトさせたＧｏｌｄ符号Ｂ２を用いて乗算器３１Ｂ２により拡散される。データ３は、Ｇｏｌｄ符号Ｂ１をｄ２ビットシフトさせたＧｏｌｄ符号Ｂ３を用いて乗算器３１Ｂ３により拡散される。同様に、データ４〜Ｘは、Ｇｏｌｄ符号Ｂ１をそれぞれ異なるシフト数でビットシフトさせた符号を用いて乗算器３１Ｂ３〜３１ＢＸにより拡散される。拡散後の同期信号及びデータ１〜Ｘは加算器３２にて加算されて多重化される。
受信側において、復調された受信信号は、Ｇｏｌｄ符号Ａを用いて乗算器３９Ａにより逆拡散されて同期信号が取り出される。同様に、復調された受信信号は、Ｇｏｌｄ符号Ｂ１〜ＢＸを用いて乗算器３９Ｂ１〜３９ＢＸにより逆拡散されてデータ１〜Ｘが取り出される。Ｇｏｌｄ符号Ｂ１に対するＧｏｌｄ符号Ｂ２〜ＢＸのシフト数ｄ１〜ｄ（Ｘ−１）の決定方法については後述する。

次に図２に示した拡散処理及び逆拡散処理で用いるＧｏｌｄ符号の生成方法について説明する。
Ｇｏｌｄ符号は、プリファードペアと呼ばれる相互相関が低い２つのＭ系列を組み合わせることで生成される。Ｍ系列とは、ある段数のシフトレジスタによって生成される符号系列の中で最も周期が長く、符号長が最大となる系列である。Ｍ系列を生成するＭ系列発生回路が備えるシフトレジスタの段数をｎとすると、最長の符号長ＮはＮ＝２^ｎ−１となる。

図３は、Ｍ系列発生回路の一構成例を示す模式図である。
図３に示すように、Ｍ系列発生回路４０１は、ｎ段のシフトレジスタ４３と複数の排他的論理和回路（ＸＯＲ）４１とを備える。
シフトレジスタ４３の各段（ビット）ａｎ−１，ａｎ−２，ａｎ−３，…，ａ１，ａ０には、オール「０」以外の初期値が設定される。ａｎ−１，ａｎ−２，ａｎ−３，…，ａ１，ａ０に適切な初期値を設定しないと、Ｍ系列発生回路４０１から出力されるデータ系列がＰＮ系列としての性質を満たさない。図３のｈ１，ｈ２，ｈ３，…，ｈｎ−１で表されるシフトレジスタ４３の出力（帰還タップ４２）はＸＯＲ４１を介してシフトレジスタ４３の入力へ帰還される。図３に示すＭ系列発生回路４０１では、全ての帰還タップ４２がシフトレジスタ４３の入力に対する帰還経路として用いられるわけでない。Ｍ系列の生成に最適な帰還タップ４２は周知の「原始多項式」に基づいて決定される。

図４は、Ｇｏｌｄ符号発生回路の一構成例を示す模式図である。
図４に示すように、Ｇｏｌｄ符号発生回路５０１は、２つのＭ系列発生回路４０１、発生タイミング制御回路５１及び排他的論理和５２を備える。Ｍ系列発生回路４０１には、図３に示したＭ系列発生回路４０１が用いられる。発生タイミング制御回路５１は、２つのＭ系列発生回路４０１で生成される周期ＮのＭ系列がプリファードペアとなるように、各々のシフトレジスタ４３の初期値及び使用する帰還タップ４２を設定する。
図４に示す回路において、２つのＭ系列発生回路４０１で生成されたＭ系列をチップ毎に排他的論理和５２で合成して得られる周期Ｎの系列がＧｏｌｄ系列と呼ばれる。この系列を拡散符号として使用するため、Ｇｏｌｄ符号と呼ばれる。本発明では、図４に示したＧｏｌｄ符号発生回路５０１で生成されたＧｏｌｄ符号を同期用のＧｏｌｄ符号Ａ（第１の拡散符号）として用いる。

図５は、多重用のＧｏｌｄ符号を生成する多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路の一構成例を示す模式図である。
図５に示すように、多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路６０１は、Ｇｏｌｄ符号発生回路５０１及びシフト制御回路６１を備える。Ｇｏｌｄ符号発生回路５０１には、図４に示したＧｏｌｄ符号発生回路５０１が用いられる。
Ｇｏｌｄ符号発生回路５０１は、発生タイミング制御回路の制御により、同期用のＧｏｌｄ符号Ａとは異なる系列のＧｏｌｄ符号Ｂ１（第２の拡散符号）を生成する。シフト制御回路６１は、Ｇｏｌｄ符号発生回路５０１で生成されたＧｏｌｄ符号Ｂ１をビットシフトさせて多重用の複数の拡散符号（第３の拡散符号）を生成する。例えば、多重数がＸの場合、シフト制御回路６１は、Ｇｏｌｄ符号発生回路５０１で生成されたＧｏｌｄ符号Ｂ１から（Ｘ−１）個のＧｏｌｄ符号Ｂ２〜ＢＸを生成する。

図３に示したＭ系列発生回路４０１、図４に示したＧｏｌｄ符号発生回路５０１、図５に示した多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路６０１、並びに後述する図８に示す自己相関値の算出回路は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（digital signal processor）、メモリ等を備えた情報処理装置あるいは情報処理用のＬＳＩ（Large-Scale Integration）等で実現できる。

図６は、図４に示したＧｏｌｄ符号発生回路５０１で生成される同期用のＧｏｌｄ符号Ａ、並びに図５に示した多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路６０１で生成される多重用のＧｏｌｄ符号Ｂ１〜ＢＸの信号波形の一例を示している。図６では、同期用のＧｏｌｄ符号Ａ及び多重用のＧｏｌｄ符号Ｂ１〜ＢＸを２値（１／−１）の系列で示している。図６に示すように、多重用のＧｏｌｄ符号Ｂ２〜ＢＸは、Ｇｏｌｄ符号Ｂ１からシフト数ｄ１〜ｄ（Ｘ−１）だけビットシフトさせることで生成される。

次に、図５に示したシフト制御回路６１による多重用のＧｏｌｄ符号Ｂ２〜ＢＸの生成方法について図面を用いて説明する。
図７は、図５に示したシフト制御回路の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図７に示すように、シフト制御回路６１は、まずＧｏｌｄ符号発生回路５０１で生成されたＧｏｌｄ符号Ｂ１の自己相関値を求める（ステップＳ５１）。

自己相関値は、例えば図８に示す回路で求めることができる。図８は、自己相関値の算出回路の一構成例を示す模式図である。
図８に示すように、自己相関値を求めるには、符号長と等しいＮ個のＸＯＲ（排他的論理和）回路８１、並びにＮビットのレジスタ８２及び８３を用意し、Ｎビットのレジスタ８２及び８３にそれぞれ同じ拡散符号を入力する。そして、Ｎ個のＸＯＲ回路８１によりレジスタ８２及び８３の同一ビット毎の値の排他的論理和をそれぞれ出力し、ＸＯＲ回路８１の各出力を加算器８４で加算する。加算器８４は、各ＸＯＲ回路８１の出力「０」を「＋１」とし、「１」を「−１」として加算する。
ここで、一方のレジスタ８２をシフトレジスタとし、該レジスタ８２の各ビット値を１ビットずつシフトさせながら、シフト動作毎に加算器８４の出力値をそれぞれ取得する。自己相関値は、レジスタ８２のビットシフトをＮ回（１周期）繰り返して得られる加算器８４の出力結果である。

図９は、図５に示した多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路で生成されるＧｏｌｄ符号の一例を示す表である。図９は、ビットシフトしていないチャンネルＣＨ１で用いるＧｏｌｄ符号Ｂ１の一例を示している。また、図９では、Ｇｏｌｄ符号発生回路５０１の出力「０」を「＋１」で示し、「１」を「−１」で示している。Ｇｏｌｄ符号Ｂ１の符号長は６３とする。
図１０は、図９に示したＧｏｌｄ符号の自己相関値を示す表である。図１０は、図９に示したＧｏｌｄ符号Ｂ１において、図８に示した回路で得られるＧｏｌｄ符号Ｂ１の自己相関値の一例を示している。本発明では、この自己相関値に基づいて、チャンネルＣＨ２〜ＣＨＸで用いる複数の拡散符号（第３の拡散符号）をそれぞれ生成する。チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号は、上述したように図５に示したＧｏｌｄ符号発生回路５０１から出力されるＧｏｌｄ系列Ｂ１を用いればよい。
なお、本実施形態では、符号長が６３のＧｏｌｄ符号を例にして説明するが、本発明は符号長が他の値のＧｏｌｄ符号にも適用可能である。

Ｇｏｌｄ符号Ｂ１の自己相関値が求まると、シフト制御回路６１は、自己相関値がピーク値以外の値であり、既に確定した各拡散符号の自己相関値を合算した合算値が正（プラス）で最大となるシフト数を求め（ステップＳ５２）、さらに、その中から既に確定した拡散符号のシフト数以外で最小となるシフト数（シフト位置）を求める（ステップＳ５３）。

例えば、図１０に示した例では、自己相関値のピーク値が「６３」であり、それ以外の値で正の最大となる自己相関値は「＋１５」である。また、図１０に示した例では、チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号しか確定していないため、自己相関値が「＋１５」となる最小のシフト数（シフト位置）は「４」である。したがって、シフト制御回路６１は、チャンネルＣＨ２で用いる符号の候補として、チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号を４ビットシフトしたものを選択する。

次に、シフト制御回路６１は、既に拡散符号が確定した全てのチャンネルのうち、いずれかのチャンネルの拡散符号の自己相関値に「−１」以外の負（マイナス）の自己相関値が存在するか否かを判定する（ステップＳ５４）。「−１」以外の負の自己相関値が存在する場合、シフト制御回路６１は、ステップＳ５３の処理で求めたシフト位置を次のチャンネルで用いる拡散符号のシフト位置として採用しない（ステップＳ５５）。その場合、シフト制御回路６１は、ステップＳ５３の処理へ再度移行し、その次に最小となるシフト数（シフト位置）を求める。「−１」以外の負の自己相関値が存在しない場合、シフト制御回路６１は、ステップＳ５３で求めたシフト数を、次のチャンネルで用いる拡散符号のシフト数（シフト位置）として決定する（ステップＳ５６）。
すなわち、シフト制御回路６１は、既に確定した他の拡散符号の自己相関値に、該自己相関値のピーク値以外で正の最大値が存在し、かつ「−１」以外の負の値が存在しないシフト数を、チャンネルＣＨ２〜ＣＨＸで用いる複数の拡散符号（第３の拡散符号）のシフト数として決定する。

本出願人の検討によれば、ビットシフトさせて複数の拡散符号を生成する場合、他のチャンネルで用いる拡散符号に「−１」以外の負の自己相関値が存在するシフト位置を任意のチャンネルで用いる拡散符号のシフト位置として採用すると、以降のチャンネルで用いる拡散符号のシフト位置も「−１」以外の負の自己相関値が存在する傾向がある。
拡散符号の自己相関によるピーク位置は該拡散符号の先頭位置と一致するため、シフト位置に他の拡散符号の自己相関値で負の大きな値が存在すると、該ピークが相殺されて判別し難くなる可能性がある。すなわち、他のチャンネルとの相関干渉の影響により自チャンネルの拡散符号の自己相関によるピークが判別し難くなってしまう。そのため、他のチャネルで用いる拡散符号に「−１」以外の負の自己相関値が存在するシフト位置は避けるようにする。
一方、他の拡散符号の自己相関値に、ピーク値以外で正の最大値が存在する場合、自チャンネルの拡散符号の自己相関によるピークに該最大値が加算されることで、該ピークがより判別し易くなる。そのため、他のチャネルで用いる拡散符号にピーク値以外で正の最大値が存在するシフト位置を、ビットシフトさせて生成する拡散符号のシフト位置として採用する。

ステップＳ５６にてシフト位置が決定すると、シフト制御回路６１は、確定した全てのチャンネルで用いる拡散符号の自己相関値の合算値を求める（ステップＳ５７）。続いて、シフト制御回路６１は、ステップＳ５７で求めた合算値に含まれる負（マイナス）の最大値と、予め設定された閾値とを比較する（ステップＳ５８）。合算値に含まれる負の最大値（絶対値）が閾値以下である場合、シフト制御回路６１は、ステップＳ５２〜Ｓ５８の処理を繰り返し、さらに次のチャンネルで用いる拡散符号を生成する。合算値に含まれる負の最大値（絶対値）が閾値よりも大きい場合、シフト制御回路６１は、Ｇｏｌｄ符号Ｂ１を用いたさらなる拡散符号の生成を停止し、それまで確定した拡散符号数を最大シフト多重数として決定する（ステップＳ５９）。閾値は、自己相関値のピーク値よりも小さい値であり、該ピーク値と加算したときでも該ピークが判別できるような値に設定すればよい。例えば、符号長が「６３」のＧｏｌｄ符号はピーク値が「６３」であるため、「６３」よりも小さな値、例えば「５０」や「４５」等に設定すればよい。

一つの拡散符号からビットシフトさせることで複数の拡散符号を生成する場合、生成する拡散符号の数（多重数）を増やしていくと、各拡散符号の自己相関値の合算値に含まれる負の値も徐々に大きな値となる。上述したように、自己相関値の合算値に含まれる負の値は、自己相関のピークの検出に影響するため、該負の値が自己相関値のピーク値を超えるような数の拡散符号を生成することはできない。そのため、上記閾値を用いて最大シフト多重数を決定する。

図１１は、図７に示した処理手順により確定した各チャネンルで用いる拡散符号のシフト位置をそれぞれ示す表である。上述したように、シフト制御回路６１は、自己相関値がピーク値（＋６３）以外で正の最大値（＋１５）となり、かつシフト数が最小となる符号をチャンネルＣＨ２で用いる拡散符号として決定する。図１１に示す例では、チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号を４ビットシフトしたものがチャンネルＣＨ２で用いる拡散符号となる。
また、シフト制御回路６１は、自己相関値がピーク値（＋６３）以外の値であり、チャンネルＣＨ１及びＣＨ２の自己相関値の加算値が正の最大相関値（＋３０）となり、かつシフト数が最小となる符号をチャンネルＣＨ３で用いる拡散符号として決定する。図１１に示す例では、チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号を８ビットシフトしたものがチャンネルＣＨ３で用いる拡散符号となる。同様の処理により、シフト制御回路６１はチャンネルＣＨ４及びＣＨ５で用いる拡散符号をそれぞれ決定する。

上記図７に示したステップＳ５２の処理を採用すると、チャンネルＣＨ６で用いる拡散符号はチャンネルＣＨ１で用いる拡散符号を１７ビットシフトしたものとなる。
上述したように、ビットシフトさせて複数の拡散符号を生成する場合、他のチャンネルで用いる拡散符号に「−１」以外の負の自己相関値が存在するシフト位置は任意のチャンネルで用いる拡散符号のシフト位置として避けるようにする。図１１に示す例では、例えばシフト数が２０のとき、チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号の自己相関値が「−１７」であり、「−１」以外の値となる。

同様の処理により、チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８（多重数８）で用いる各拡散符号のシフト位置を示したのが図１２である。図１２に示す例では、チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号を２１ビットシフトしたものがチャンネルＣＨ７で用いる拡散符号となり、チャンネルＣＨ１で用いる拡散符号を２５ビットシフトしたものがチャンネルＣＨ８で用いる拡散符号となる。
図１２に示す点線で囲った数値は各チャンネルの自己相関値のピーク値を示し、実線で囲った数値は該ピーク値のシフト位置における他チャンネルの自己相関値も含む合算値を示している。この実線で囲った合算値の絶対値が、他の自己相関値の絶対値に対して十分に大きな差を有していれば、チャンネル毎の自己相関によるピークをそれぞれ検出できる。

本発明によれば、同期用と多重用とで異なる系列のＧｏｌｄ符号を用いるため、多重用の拡散符号を用いて拡散された他のデータによる、同期用の拡散符号を用いて拡散された同期信号に対する相関干渉の影響を大きく低減できる。そのため、多重用の拡散符号をビットシフトさせて生成する場合でも、送信側と受信側とで拡散符号の同期を確実にとれるようになる。
また、自己相関のピークが相関干渉の影響により検出し難くならないように拡散符号毎のシフト数（シフト位置）を設定することで、相関干渉の影響を最小限に抑制できる。したがって、相関干渉を低減するための大規模な回路が不要になる。

さらに、本発明では、少なくとも２つの異なる系列のＧｏｌｄ符号を用いて通信を行うことができるため、拡散符号として用いる異なる系列のＧｏｌｄ符号数を節約できる。通常、拡散符号として用いる異なる系列のＧｏｌｄ符号の数が増えると、通信時の設定項目が増えるため、ユーザによる設定作業の負担が増大する。本発明では、拡散及び逆拡散に用いる、異なる系列のＧｏｌｄ符号数を低減できるため、ユーザによる設定作業の簡略化も実現できる。また、多重用のＧｏｌｄ符号として、異なる系列のＧｏｌｄ符号を複数用意すれば、さらなる多重数の増大にも対応可能になる。

１１、１８、２１、２８、３１Ａ、３１Ｂ１〜３１ＢＸ、３９Ａ、３９Ｂ１〜３９ＢＸ 乗算器
１２、２２ 変調回路
１３、１６、２３、２６ 発振器
１４、１５、２４、２５ 空中線
１７、２７ 復調回路
３２、８４ 加算器
４１、５２、８１ ＸＯＲ（排他的論理和）
４２ 帰還タップ
４３ シフトレジスタ
５１ 発生タイミング制御回路
６１ シフト制御回路
８２、８３ レジスタ
４０１ Ｍ系列発生回路
５０１ Ｇｏｌｄ符号発生回路
６０１ 多重用Ｇｏｌｄ符号発生回路

Claims (6)

1. スペクトル直接拡散通信方式を用いて通信を行う通信装置であって、
   同期信号を拡散及び逆拡散するための第１の拡散符号を生成する第１の符号発生回路と、
   前記第１の拡散符号とは系列が異なる、送受信対象である複数のデータを拡散及び逆拡散するための第２の拡散符号及び複数の第３の拡散符号をそれぞれ生成する第２の符号発生回路と、
   を有し、
   前記第２の符号発生回路は、
   前記第２の拡散符号を異なるシフト数でそれぞれビットシフトさせることで、前記複数の第３の拡散符号を生成するシフト制御回路を備え、
   前記シフト制御回路は、
   前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に、前記自己相関値のピーク値以外の正の最大値が存在し、
   前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に−１以外の負の値が存在しないシフト数で、前記第２の拡散符号をそれぞれビットシフトさせることで複数の前記第３の拡散符号を生成する通信装置。
2. 前記シフト制御回路は、
   前記第２の拡散符号及び前記第３の拡散符号の自己相関値を合算し、該合算値に、絶対値において、予め設定されたしきい値よりも大きい負の値が含まれている場合、前記第３の拡散符号のさらなる生成を停止する請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第１の拡散符号、前記第２の拡散符号及び前記第３の拡散符号は、Ｇｏｌｄ符号である請求項１または２に記載の通信装置。
4. スペクトル直接拡散通信方式を用いて通信を行う通信装置で実行する拡散符号生成方法であって、
   同期信号を拡散及び逆拡散するための第１の拡散符号を生成し、
   前記第１の拡散符号とは系列が異なる、送受信対象である複数のデータを拡散及び逆拡散するための第２の拡散符号及び複数の第３の拡散符号をそれぞれ生成し、
   前記第２の拡散符号を異なるシフト数でそれぞれビットシフトさせることで、前記複数の第３の拡散符号を生成し、
   前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に、前記自己相関値のピーク値以外の正の最大値が存在し、
   前記第２の拡散符号または前記第３の拡散符号の自己相関値に−１以外の負の値が存在しないシフト数で、前記第２の拡散符号をそれぞれビットシフトさせることで複数の前記第３の拡散符号を生成する拡散符号生成方法。
5. 前記通信装置は、
   前記第２の拡散符号及び前記第３の拡散符号の自己相関値を合算し、該合算値に、絶対値において、予め設定されたしきい値よりも大きい負の値が含まれている場合、前記第３の拡散符号のさらなる生成を停止する請求項４に記載の拡散符号生成方法。
6. 前記第１の拡散符号、前記第２の拡散符号及び前記第３の拡散符号は、Ｇｏｌｄ符号である請求項４または５に記載の拡散符号生成方法。

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