JPH01101040A - スペクトラム拡散受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スペクトラム拡散（以下、ＳＳと略す）受信
機に関するものであり、特に、雑音の多い伝送路で通信
を行うに好適な、自動利得制御（以下、ＡＧＣと略す）
回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種のＡＧＣ回路を利用した通信装置として、
例えば特開昭５７−７５５４３号公報に記載されたスプ
レッド・スペクトラム復調装置がある。

この装置は、伝送路雑音と干渉妨害波の混在するＳＳ信
号を一定レベルに保って受信するＡＧＣ回路を、受信機
の逆拡散復調器の前段に設け、相関検出判定器のスレシ
ホールドを、一義的に最適の値に設定することが゛でき
るようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来技術では、受信機に設けられた
ＡＧＣ回路によって、雑音とＳＳ信号の和が一定になる
よう保たれるため、伝送路の雑音が増える程受信機に入
力されるＳＳ信号のレベルは下が９、逆拡散復調器から
出力される信号レベルも下がる。

送信側の擬似雑音（以下、ＰＮと略す）符号と同期をと
るための同期追跡は、前記逆拡散復調器からの信号レベ
ルを用いて行うため、上記したように、伝送路の雑音が
大きくなって、逆拡散復調器の出力レベルが減少すると
、ＰＮ符号の同期も不安定となる。そのため、同期損失
が増え、逆拡散された信号も不安定となって、復調した
信号の品質も悪くなるという問題点があった。

本発明は前述の問題点を除去するためになされたもので
あり、その目的は、前記従来例の長所を損うことなく、
Ｓ／Ｈの悪い受信状態においても、同期損失の少ない、
優れたＳＳ受信機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の目的を達成するために、本発明は逆拡散復調器の
入力側に設けたＡＧＣ回路と、このＡＧＣ回路の帰還信
号を該ＡＧＣ回路の出力または前記逆拡散復調器の出力
に切換える切換えスイッチと、前記逆拡散復調器の同期
を検出して前記切換えスイッチを切換える同期判定器を
具備した点に特徴がある。

〔作用〕

本発明におけるスペクトラム拡散受信機は、同期を検出
するまではＡＧＣ回路の出力を該ＡＧＣ回路の帰還信号
として、逆拡散後ｐ４器への入力レベルが一定となるよ
うにＡＧＣをかけ、同期捕捉し、追跡時には、逆拡散復
調器の出力を上記ＡＧＣ回路の帰還信号として、逆拡散
復調器の出力レベルが一定となるようにＡＧＣをかける
ようにしたことにより、同期判定のスレシホールド電圧
を一義的に決定できるとともに入力Ｓ／Ｎが劣化した状
態においても同期損失を最小に押えることができる。ま
た、逆拡散復調器の出力レベルが一定となるため、逆拡
散復調器の出力側に設けたベースバンド復調器への入力
レベルを揃えるためのＡＧＣ回路が不要となり、コスト
的にも有利となるものである。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。第
１図は本発明の基本構成を示すブロック図である。図に
おいて、１はＡＧＣ回路であり、このＡＧＣ回路１は制
御信号に応じて利得を変えることができる可変利得増幅
器１０１と、アナログスイッチ１０２および信号のレベ
ルを検出するためのレベル検出器１０３とで構成されて
いる。

２はＰＮ符号の同期をとるための同期回路（図示せず）
を含み、ＰＮ符号により拡散された信号を狭帯域信号（
ＦＭや２相ＰＳＫ信号などに変調された信号）に逆拡散
する逆拡散復調器である、５はＳＳ信号に受信側のＰＮ
符号が同期したか否か、所定のスレシホールド電圧を基
準にして判定を行う同期判定器、４は逆拡散された信号
を所望のベースバンド情報に復調する復調器である。

つぎに動作について説明する。端子１００に入力された
雑音を含んだＳＳ信号は、ＡＧＣ回路１を経て、出力端
子１０４に一定レベルになるよう【制御されて出力され
る。

第２図はその状態を示すもので、横軸に可変利得増幅器
１０１の入力Ｓ／Ｎを、縦軸に可変利得増幅器１０１の
出力レベルを示す。

図中、Ｓは入力ＳＳ信号レベル、Ｎ１は入力雑音レベル
、Ｓｏは出力ＳＳ信号レベル、Ｎｏは出力雑音レベル、
Ｓ０＋Ｎ０は出力ＳＳ信号レベルと雑音電力の総和を示
しており、ＡＧＣがかが９８０十Ｎ０は一定に保たれる
。

しかし、伝送路のＳ／Ｎが劣化するにつれて、出力ＳＳ
信号レベルは下がって行くことになる。

したがって、ＡＧＣ回路１の出力を逆拡散後１４器２に
入力することにより得られる出力も第３図に示すように
なる。

第３図は、横軸に可変利得増幅器１０１の入力Ｓ／Ｎを
、縦軸には逆拡散復調器２の相対出力レベルを示す。

図中、ｖ′ｆＪＨは逆拡散信号レベルと雑音レベルこの
和、ｖ′Ｎは雑音レベルを示すもので、逆拡散すること
によって得られる処理利得の分、Ｖ−は低くおさえられ
る。逆拡散復調器２へ入力されるＳＳ信号レベルは、Ａ
ＧＣ回路１への入力Ｓ／Ｎが劣化する程落ちるので、逆
拡散復調器２より出力される逆拡散信号レベルと雑音レ
ベルこの和ｖ′８．も第５図に示したごとく、小さくな
る。

逆拡散復調器２の中の同期回路は、この逆拡散信号レベ
ルを用いて、ＰＮ符号を同期させているため、Ｖ′□が
小さくなると、同期回路の動作を悪化させ、それによる
同期損失が大きくなる（同期回路詳細については実施例
で説明する）。

したがって、Ｓ／Ｎの劣化によらず、逆拡散復調器２の
出力ｖ′ＢＮを一定に保つようにすれば、同期損失を極
力押さえることができ、品質の良い通信が可能となる。

そこで、同期判定器３で同期を検出する（同期判定のス
レシホールド電圧は８ｇ３図に示したｖ？ｆＩとする）
と、この同期判定器３の出力でアナログスイッチ１０２
を切換え制御して、ＡＧＣ回路１への帰還信号を逆拡散
復調器２の出力信号に切り換える。

こうすれば、第３図に示した逆拡散復調器２の逆拡散信
号レベルと雑音レベルの和ｖ８Ｎは、入力Ｓ／Ｎに関係
なく一定となるため、入力Ｓ／Ｎが受信機の復調限界に
きても、同期損失による逆拡散信号劣化を最小限に押さ
えることができる。

第４図は、前記第１図における逆拡散復調器２および同
期判定器３の構成を具体的に示した本発明のＳＳ受信機
の構成を示すブロック図でちる。

図において、第１図と同一の符号は、同一または同等部
分をあられしている。逆拡散復調器２は、ＡＧＣ回路１
の出力を入力とする複数の乗算器２０−１〜２０３と、
この各乗算器の出力側に設けた帯域通過濾波器（以下、
ＢＰＦと略す）２０４〜２０６と、このＢＰＦ２０５，
２０６の出力側に設けた包絡線検波器２０８　、２０９
と、仁の両包絡線検波器の出力を入力する差動増幅器２
１０と、この差動増幅器の出力をループフィルタ２１１
を介して入力する電圧制御発振器（以下、ＶＣＯと略す
）２１２と、同期判定器３の出力を受けて、ＶＣＯ２１
２の出力と発振器（以下、Ｏ２０と略す）２１３の出力
を切換えてＰＮ符号発生器２１５に供給するスイッチ２
１５と、このＰＮ符号発生器からのＰＮ符号’ｔ−１／
２ビツト遅延させて、乗算器２０１に供給する遅延回路
２１６とにより構成されている。

また、同期判定器３は、ＢＰＦ２０４の出力を入力する
包絡線検波器３０１と、この包絡線検波器の出力側に設
けた比較器３０２とで構成されている。

つぎに動作について説明する。端子１００に入力された
雑音を含むＳＳ信号は、ＡＧＣ回路１を経て一定レベル
で逆拡散復調器２０乗算器２０１．２０２　。

２０３へ入力される。

それぞれの乗算器へは、ＰＮ符号発生器２１５よ、９Ｐ
Ｎ符号が供給されている。図示例だおいては、乗算器２
０２と乗算器２０３へ供給されるＰＮ符号は、１ビツト
の遅延量９乗算器２０１へ供給されるＰＮ符号は、乗算
器２０２へ供給されるものより、遅延回路２１６によっ
てＴビット遅延されたものである。

そして、乗算器２０１．２０２，２０５の出力信号はそ
れぞれ処理利得を得るためのＢＰＦ２０４，２０５゜２
０６を経て、包結線検波器ｉ１．２０８，２０９でレベ
ル検波される。

包絡線検波器５０１でレベル検波した信号は、第３図に
示した同期判定のためのスレシホールド電圧ｖ？！Ｉと
比較器３０２で比較され、同期検出を行う。

同期判定器３は同期判定（相関検出）するが、非同期の
場合は、０ＳＣ２１３のクロックがスイッチ２１４を介
してＰＮ符号発生器２１５へ供給される。

この０８Ｃ２１３のクロック周波数は送信側のＰＮ符号
クロックよシも数チのずれをもち、同期点を可能な限り
早くサーチできる。

そして、同期判定器３において、ＳＳ信号にＰＮ符号が
同期したことを検出すると、この同期判定器５の出力に
よってスイッチ２１４が端子ａから端子すに切υ換わる
。

このため、前記の包絡線検波器２０８と２０９の出力を
差動増幅器２１０で合成し、この差動増幅器２１０の出
力を入力とするループフィルタ２１１の出力で制御され
るＶＣＯ２１２のクロックがＰＮ符号発生器２１５へ供
給され、遅延ロックループが形成されて同期追跡が行わ
れる。

さらに、このとき、同期判定器３の出力でアナログスイ
ッチ１０２が切シ変わ、９、ＢＰＦ２０４の出力レベル
が一定となるよう、可変利得増幅器１０１が制御される
。

したがって、同期追跡中には、ＢＰＦ２０４，２０５゜
２０６のレベルは入力Ｓ／Ｈに関係なく一定レベルにな
るため、ＢＰＦ２０５，２０６のレベルによって制御さ
れている遅延ロックループの同期損失も最小限に押さえ
ることができる。

また、復調器４へ入力される信号レベルも一定となるた
め、前記の従来技術に記載されているような復調器４へ
の入力レベルを一定に揃える第２のＡＧＣ回路を必要と
せず、コスト的にも有利である。

以上の実施例では、送受信機を一度立ち上げると送受信
しつづけるようなシステムの場合は、特に問題はないが
、たとえば家庭内の電気機器を遠隔制御するための制御
データを、小刻みにくり返して送受信を行うような場合
、すなわち、第５図に示し念ようにＳＳ信号が小刻みに
とぎれて通信を行う場合には、以下に示すような問題が
生じる。

受信機がＳＳ信号を受信して、同期追跡に入る。

このとき、前記したように、同期判定器３によって、Ａ
ＧＣ回路１のアナログスイッチ１０２は端子ａからｂに
切り変わり、可変利得増幅器１０１→乗算器２０１→Ｂ
ＰＦ２０４→アナログスイッチ１０４→レベル検出器１
０３でＡＧＣループができ、ＢＰＦ２０４の出力レベル
は第３図に示したｖ８Ｈの一定レベルとなるように制御
される。

そして、送信側が短いデータの送信を終えて、ＳＳ信号
がとぎれたとすると、特に伝送路の雑音が大きい場合、
乗算器２０１を経てＢＰＰ２０４よ）出力される雑音レ
ベルを、第３図に示したｖ８Ｎの一定レベルに保とうと
するため、実際にはＳＳ信号がないにもかかわらず、　
ＢＰＦ２０４の出力レベルはスレシホールド電圧Ｖ□よ
シ高くなるため、同期判定器３は同期していると判定し
てしまう。したがって、送信側が２度目にＳＳ信号を送
信した場合、同期捕捉できず、復調不能となってしまう
という問題がある。

第６図は、上記の問題を解消する本発明の他の実施例の
構成を示すブロック図であり、前記第１図と同一の符号
は、同一または同等部分をあられしている。

第６図において、５は復調器４で復調されたデータをも
とに送信終了を判断する制御手段であって、たとえばＶ
Ｏボート、　ＲＯＭ　、　ＲＡＭ　、　ＣＰＵなどを内
蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）
を用いる。６はマイコン５の出力にもとすいて、スイッ
チ１０２を強制的に制御するスイッチ制御手段であって
、たとえば７リツプフロツプ回路（以下、ｂ乍と略す）
を用いる。ＳＳ信号を受信中で、復調器４よ）出力され
るデータをマイクロコンピュータ５内に取り込んでいる
とすると、ＡＧＣ回路１は、アナログスイッチが端子す
を閉じていることにより、逆拡散復調器２の出力レベル
を一定にするように働く。

受信するデータは、データの最後に、データの終シを示
す情報を送信側で付加して送るようにしているものとす
れば、マイコン５は、受は取ったデータをもとに、送信
されたデータを全て受は取ったことを判断できる。

マイコン５がデータ受信を完了したと判断すると、マイ
コン５からφ回路６ヘリセツト（以下、ＲＥＳと略す）
信号を送り、強制的にＦｊ回路６の出力でアナログスイ
ッチ１０２を可変利得増幅器の方、つまり、端子すから
端子ａへ切り換える。

こうすれば、データ送信が終わり、ＳＳ信号がなくなっ
ても、ＡＧＣ回路１は、可変利得増幅器１０１の出力を
一定とするように作動するため、逆拡散復調器２の出力
は、第３図に示した雑音レベルｖ′Ｎとなり、同期判定
器２のスレシホールド電圧Ｖ？！！以下となるため、誤
まった同期判定をすることはない。

第７図はマイコン５のプログラム中のデータ受信のルー
チンの処理手順を示すフローチャートである。

通常、データを受信したか否かを判断しくステップ５Ｔ
１）、ＳＳ信号が送信されておらず、データの入力がな
いとき、マイコン５は受信待ちの状態である。

受信機がＳＳ信号に同期して、後調器４よシデータがマ
イコン５へ入力されると、マイコン５は、そのデータを
自己内部に持つＲＡＭの中へ取り込む（ステップ５Ｔ２
）と同時に、データの最後を表わすデータか否かを判断
しくステップ５Ｔ３）、そうであれば、ＲＢＳＳＳ信号
／Ｆ回路６へ送る。

そして、所定の処理を経た後、再び、ステップＳＴ１へ
戻って、受信待ちの状態となる。

第８図は、伝送路のＳＳ信号（イ）、アナログスイッチ
１０２を駆動するＦ／Ｆ回路６の出力（ロ）およびマイ
コン５よ多出力されるＲＥＳ信号（ハ）のタイミングを
示したタイムチャートである。

ＳＳ信号（イ）は、時刻ｔ、〜１２．１．〜１４．１５
〜ｔ６の間隔で送信されてくるものとすると、Ｆ／Ｆ回
路６の出力は、同期判定器３の出力によって、同期確立
時間分ち、よりやや遅れてＨレベルに立ち上がる。

このとき、アナログスイッチ１０２は端子ａから端子す
へと切シ変わる。そして、時刻ｔ２において受信完了に
なると、マイコン５からＲＥＳ信号が出力され、このＲ
ＥＳ信号によってＦ／Ｆ回路６の出力は、Ｌレベルに落
とされ、アナログスイッチ１０２（第６図）は端子すか
ら端子ａに切り換わり、再び受信待ちとなる。

以上、説明したように、本実施例によれば、短いタイミ
ングで送受信を行うシステムにおいても、前に述べた、
同期判定誤りを起こすことなく、通信を確実に行うこと
ができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＡＧ
Ｃ回路の帰還信号を該ＡＧＣ回路の出力または逆拡散復
調器の出力に、上記逆拡散復調器の同期を検出して切換
えるように構成したので、同期判定のスレシホールド電
圧を一義的に決定できる従来技術の長所を損うことなく
、入力Ｓ／Ｎが劣化した状態においても、同期損失を最
小に押さえることができる。また、逆拡散復調器の出力
レベルが一定となるため、ベースバンド復調器への入力
レベルを揃えるためのＡＧＣ回路は不要となり、コスト
的にも有利であるなどの効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本構成を示すブロック図、第２図
は、入力Ｓ／Ｈに対するＡＧＣ回路の入出力の各レベル
を示したグラフ図、第３図は入力Ｓ／Ｎに対する同期判
定器の入力レベルを示したグラフ図、第４図は本発明の
一実施例の構成を示したブロック図、第５図は、伝送路
にＳＳ信号が送出されるタイミングを示した図、第６図
は、本発明の第２の実施例の構成を示したブロック図、
第７図は、マイクロコンピュータの処理手順を示したフ
ローチャート、第８図は、本発明の第２の実施例の回路
シーケンスを示したタイムチャートである。 １・・・ＡＧＣ回路 ２・・・逆拡散復調器 ３・・・同期判定器 ４・・・復調器 ５・・・マイクロコンピュータ ６・・・フリップフロップ回路。 代理人　弁理士　小川勝男　　：１ 第１図 λ力ＳＩＮ 第４図 ｎｎ 第５図 ａ今ｎ 第６図 東　３１．￥１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、雑音を含んだスペクトラム信号を自動利得制御回路
   を介して入力する逆拡散復調器と、前記逆拡散復調器で
   逆拡散された信号をベースバンド情報に復調する復調器
   とを有するスペクトラム拡散受信機において、前記自動
   利得制御回路の帰還信号を該自動利得制御回路の出力ま
   たは前記逆拡散復調器の出力に切換える切換えスイッチ
   と、前記逆拡散復調器の同期を検出して前記切換えスイ
   ッチを切換える同期判定器とを具備したことを特徴とす
   るスペクトラム拡散受信機。 ２、復調器で復調されたデータをもとに送信終了を判断
   させる制御手段と、前記制御手段からの出力で切換えス
   イッチを強制的に制御するスイッチ制御手段とを有する
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のスペ
   クトラム拡散受信機。 ３、自動利得制御回路の出力を入力とする第１〜第３の
   乗算器と、この各乗算器の出力側に設けた第１〜第３の
   帯域通過濾波器と、この第２、第３の出力を包絡線検波
   器を介して入力する差動増幅器と、この差動増幅器の出
   力をループフィルタを介して入力する電圧制御発振器と
   、この電圧制御発振器の出力と発振器の出力を切換えて
   ＰＮ符号発生器に供給するスイッチと、前記ＰＮ符号発
   生器からのＰＮ符号を遅延させて前記第１の乗算器に供
   給する遅延回路とにより、逆拡散復調器を構成したこと
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第２項記
   載のスペクトラム拡散受信機。 ４、逆拡散復調器の出力を入力する包絡線検波器と、こ
   の包絡線検波器の出力とスレシホールド電圧を比較する
   比較器とにより、同期判定器を構成したことを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１項または第２項記載のスペク
   トラム拡散受信機。