JPH0289432A - スペクトラム拡散による双方向通信方法 - 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］ この発明は、通信確立時間の短縮化を図った、スペクト
ラム拡散による双方向通信方法に関する。

［従来の技術］ スペクトラム拡散による双方向通信（以下、ＳＳ通信と
称する）は、妨害に強（、秘話性があり、また、他へ妨
害を与えに（り、ランダムアクセスが可能であるなどの
特長を有するため、近年、注目されている。

第２図はＳＳ通信システムを説明するためのブロック図
である。

この図において、局Ａおよび局Ｂの双方向通信装置は、
それぞれ送信部と受信部とを有している。

上記送信部は拡散部１ａ、ｌｂと送信ＲＦ部２　ａ＋２
ｂとからなっている。また、上記受信部は受信ＲＦ部３
ａ、３ｂと逆拡散部４ａ、４ｂとからなっている。そし
て、送信した信号が自局の受信部に混入しないように、
それぞれの送信部と受信部との間に、デュプレクサ５ａ
、５ｂを介挿し、互いに異なる送受信周波数を用いるよ
うにしている。

このＳＳシステムにおいて、属人から通信ヲ開始する場
合について述べると、拡散部１ａで拡散されたデータ信
号は送信ＲＦ部２ａで所要電力にまで増幅され、さらに
帯域制限される。送信ＲＦ部２ａの出力信号は、デープ
レクサ５ａを経て送信される。そして、送信された信号
はデュプレクサ５ｂを経て局Ｂの受信ＲＦ部３ｂにより
受信される。そして、受信ＲＦ部３ｂにおいて、増幅・
周波数変換された後、逆拡散部４ｂに入力されて逆拡散
され、復調される。同様に、局Ａの拡散部ｌｂで拡散さ
れたデータ信号は送信ＲＦ部２ｂ、デュプレクサ５ｂを
経て送信される。そして、局Ｂのデュプレクサ５ａを経
て、受信ＲＦ部３ａに入力され、さらに逆拡散部４ａに
おいて逆拡散され、復３１Ｍされる。このようにして、
同時双方向通信が可能となっている。上記拡散部１ａ、
ｌｂおよび逆拡散部４ａ、４ｂには、拡散符号を発生す
る符号発生器が設けられている。そして、送信局側で拡
散に用いた符号と同一の符号を受信局側でも作り、送ら
れてきた信号の符号と同一のタイミングで逆拡散を行い
、拡散する前の狭帯域の信号に復元している。ここで、
タイミングを一致させることを同期と呼んでいるが、同
期は符号のチップの同期および符号速度（符号発生器の
クロック周波数）の同期の両方が確立されていることが
必要である。従来においては、通信開始直後には、送信
局側と受信局側との符号発生器の間は、同期状態にはな
っていなかった。これを常に同期させてお（ことは、非
常に正確な発振器を必要としたり、別口路を使って同期
させる、といった方法が必要となり現実には困難だから
である。したがって、通信を開始する時点では、まず、
符号のチップの同期（同期捕捉）をとり、次に、符号速
度の同期ループを閉じ、符号速度を同期（同期追跡）さ
せるといった手順がとられる。ここで、同期捕捉とは、
受信信号に含まれる拡散符号のパターンと拡散符号発生
器の発生する受信用拡散符号のパターンとの位相が一致
するように受信用拡散符号のパターンの位相を調整する
ことであり、また、同期追跡とは、同期捕捉が完成した
後、同期が維持できるように受信局側の拡散符号発生器
のクロック周波数を送信局側の拡散符号発生器のクロッ
ク周波数に一致させることである。

第３図は、受信部における従来の逆拡散部の構１戊を示
す図である。この図において、入力端子６から人力され
る受信信号は乗算器７において、符号発生器８から送出
される拡散符号で乗算される。

二の乗算により、受信信号は逆拡散され、元の狭帯域信
号（デ、−タ信号のみによる彼変調彼）になる。９はバ
ンドパスフィルタであり、乗算器７の出力信号の帯域制
限を行い雑音成分を除去する。

１０は復調器であり、バンドパスフィルタ９の出力信号
から搬送波成分を除去し、データ信号のみを抽出し、出
力端子１１から出力するとともに、バンドパスフィルタ
９の出力信号を直流電圧に変換して制御回路１２に出力
する。制御回路１２は、符号発生器８の符号発生タイミ
ングの調整に用いられる基県周波信号を発生する電圧制
御発振回路などからなっている。そして、制御回路１２
は、復調器１０から出力される直ｌＡＬ電圧で同期・非
同期の判定を行い、符号発生器８に対して拡散符号発生
用クロックを供給し、拡散符号の発生を制御する。符号
発生器８は制御回路１２から供給される拡散符号発生用
クロックに基づく速度で拡散符号を出力する。

上記従来の方法によりＳＳ通信が確立するのは、以下の
手順がなされた後である。

すなわち、通信開始直後、同期をとるために、逆拡散部
の制御回路１２はバンドパスフィルタ９の帯域に応じた
周期で、符号発生器８の動作をｌ／２チツプ（制御回路
１２に含まれる電圧制御発振器の出力周期のｌ／２）だ
け停止させる。ここで、バンドパスフィルタ９の帯域に
応じた周期の出力とするのは、同期がとれて狭帯域信号
に復元されてからバンドパスフィルタ９の出力が立上が
るまでの時間Ｔ、がバンドパスフィルタ９の帯域に左右
されるためである。一般に、バンドパスフィルタ９の帯
域をＢＷで表すと、立上り時間Ｔｒについて、　Ｔ　、
＝　０．３５／　Ｂ　Ｗの関係式が成立する。したがっ
て、拡散符号の周期をＴｃ［チップ］とすると、ｌ／２
チツプずつ符号発生器８の動作がシフトするから、符号
１周期分のすべてについて同期がとれたかどうかをみる
ためには、２・Ｔｃ−Ｔｒだけの時間が必要である。し
たがって、一方の局から送信を開始してから、他方の局
が受信状態となるのは、２・Ｔ　ｃ　”　Ｔ　ｔだけの
時間を経過した後である。

ただし、２局間の距離による伝搬時間が符号の周期より
も充分短い場合には、同期した逆拡散部と同一のタイミ
ングで、同じ周期の符号で拡散した信号を送信すること
により、最初に送信した局の受信部に人力される信号の
符号と送信部の符号とは符号の周期よりも充分小さなず
れで済む。したがって、その分だけ同期捕捉時間が短（
なり、あまり問題にはならない。

し発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来のＳＳ通信においては、伝搬時間が
ある程度以上になると、通信確立までの時間がかかりす
ぎるという欠点があった。たとえｉｆ、Ｔ、ヲ８１９１
チツプ、バンドパスフィルタ９の帯域を１００Ｈｚとす
ると、符号１周期分のすべてについて同期がとれたかど
うかをみるためには約５７秒かかる。

この場合、符号周期を短くすれば、同期に要する時間は
短くなるが、符号が短い周期で繰り返されるため、連続
波妨害に弱くなる。一方、符号周期を長くとると、上述
のように同期に要する時間が長くなるが、この時間を短
縮するのために、バンドパスフィルタ９の帯域を広くと
ると、処理利得が得られないという不都合が生じる。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、処理利得
を犠牲にすることなく、また連続波妨害を受けることな
く、通信確立時間の短縮化を図ることを目的としている
。

［課題を解決するための手段］ この発明は、一方の局の送信部から常に拡散された信号
を送信するとともに、他方の局の受信部が前期信号を同
期受信する状態とし、一方の局が通信を開始する場合は
通信開始前の同期状態のままで送信要求信号を他方の局
に送信し、他方の局が前期送信要求信号を受信した後、
当該局の受信部と同一のタイミングおよび同一の周期の
符号で狭帯域信号を拡散して送信し、他方の局が通信を
開始する場合は当該局の受信部と同一のタイミングおよ
び同一の周期の符号で拡散された信号を一方の局に送信
することにより上記課題を解決している。

［作用］ 片方か常時送信しているため、一方向のみの同期かとれ
ている。このため、接続に要する時間、すなわち通信確
立時間を短縮できる。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例に係るＳＳ通信装置の構成
を示すブロック図である。この図において、第３図と同
一構成部分には同一符号を付けて説明を省略する。符号
１３は乗算器であり、入力端子１４から人力される狭帯
域信号と、拡散符号発生器１５からの人力信号とを乗算
して出力する。

１５は拡散符号発生器であり、拡散符号を乗算器１３に
出力する。１６は送信ＲＦ部、１７はデュプレクサ、１
８は受信ＲＦ部であって、これらは第２図において示し
た送信ＲＦ部２ａ、２ｂ、デュプレクサ５ａ、５ｂ、受
信ｒ＜　ｒ；’部３ａ、３ｂとそれぞれ同一構成のもの
Ｃある。１９は制御回路であり、拡散符号発生器８およ
び１５に対して同一の拡散符号発生用クロックを供給し
、同一の拡散符号の発生を制御する。

次に、上記構成のＳＳ通信装置の動作を説明する。

まず、第１図と同様構成の相手局を送信モードにする。

ここで、送信モードとは、上述した手順により、搬送波
のみを拡散符号で乗算することにより拡散し、この拡散
された搬送波を送信する状態を言う。このように、相手
局が送信モードになると、第１図に示す局（自局）は、
」二連した同期手順により、同期モードになる。このよ
うな状態において、まず、相手局が通信を始めようとす
る場合、相手局の狭帯域信号入力に送信開始を要求する
信号（送信開始コマンド）を加える。すなわち、送信開
始コマンドで搬送波を変調する。この結果、自局におい
ては、復調器１０からこの信号が得られる。そして、自
局は送信開始コマンドを受は取ると、符号発生器８と同
一のタイミングおよび同一の周期の拡散符号を符号発生
器１５に出力させる。これより、自局の送信部から狭帯
域信号が拡散され、デュプレクサ１７を経て送信される
。そして、相手局の受信部は自局から送信された狭帯域
信号を受信し、同期捕捉後、同期ループを閉じ、受信状
態に入る。この場合、もし、２局間の伝搬時間が拡散符
号の周期に対し充分短かければ、自局の符号発生ｉｓ、
ｌｓおよび相手局の符号発生器から出力される拡散符号
の位相はほぼ一致しているため、相手局の同期に要する
時間は大幅に短縮される。この結果、通信確立時間は無
視できるまで短縮される。

次に、自局から通信を始めようとする場合、入力端子１
４から入力される狭帯域信号を乗算器１３において、符
号発生器８と同一のタイミングの拡散符号および同一の
周期の拡散符号で拡散して送信する。その結果、相手局
がそれを受信し、同期がとれた時点で通信が確立する。

次に、いずれか一方の局からオンフッタがあると、当該
局から終了コマンドが送信される。これにより、通信が
終了する。そして、通信が終了した後は、通信前の状態
、すなわち、相手局は送信モードに、自局は同期モード
に戻る。

なお、２局間の距離が離れ、このため、２局間の伝搬時
間が拡散符号の周期に１１し同程度以上の場合には、同
期に要する時間はかかるが、自局においてはすでに同期
しているため、従来に比べて、１／２に短縮することが
できる。

また、２局間の伝搬時間が拡散符号の周期に対し同程度
以上の場合で、かっ伝搬時間を予測できる場合、予め拡
散符号の発生タイミングのシフトを予測できるため、無
視できる程度に短縮される。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明のスペクトラム拡散によ
る双方向通信方法によれば、一方の局が常時送信してい
るため、一方向のみの同期がとれており、通信確立時間
を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るＳＳ通信装置の構成
を示すブロック図、第２図はＳ　Ｓ　ｊＪＢ信ンメンス
テム明に供するブロック図、第３図は従来のＳＳ通信装
置の受信部における逆拡散部の構成を示す図。 ７．１３・・・・・・乗算器、８，１５・・・・・・符
号発生器、ｌＯ・・・・・・復調器、１６・・・・・・
送信ＲＦ部、１７・・・・・・受信ＲＦ部、１９・・・
・・・制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一方の局の送信部から常に拡散された信号を送信すると
   ともに、他方の局の受信部が前期信号を同期受信する状
   態とし、 一方の局が通信を開始する場合は通信開始前の同期状態
   のままで送信要求信号を他方の局に送信し、他方の局が
   前期送信要求信号を受信した後、当該局の受信部と同一
   のタイミングおよび同一の周期の符号で狭帯域信号を拡
   散して送信し、他方の局が通信を開始する場合は当該局
   の受信部と同一のタイミングおよび同一の周期の符号で
   拡散された信号を一方の局に送信する ことを特徴とするスペクトラム拡散による双方向通信方
   法。