JPH03101534A - 直接スペクトル拡散通信方式の受信装置 - 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 本発明は無線電話などの通信のみならず、航法や識別シ
ステムなどに用いられる直接スペクトル拡散通信方式の
受信装置に関するものである。

従来の技術 スペクトル拡散通信は、近年の社会、経済の発展および
電気通信技術の進歩を背景に、ビル内や工場内などの比
較的狭い範囲内の通信に使用されたり、移動しながら比
敬的近距離で使用されたりする無線設備として、その需
要が増大してきている。

以下、従来の直接スペクトル拡散通信方式について説明
する。

第４図は従来のスペクトル拡散通信方式の基本構成を示
すブロック図であり、第５図（ａＨｂＨｃ）、第６図（
ａ）［ｂＨｃ）および第７図（ａ）（ｂ）［ｃ）はそれ
ぞれ第４図の各要部における信号波形図である。

第４図〜第７図において、スペクトル拡散させるべきデ
ータ信号Ａに、それよりはるかに広帯域のＰＮ信号（Ｐ
ｓｅｕｄｏ　Ｎｏ１ｓｅ）　ＢをＰＮ発生器１により発
生させて乗算器２で乗算し、スペクトル拡散を行う、こ
の場合、ＰＮＮ信号音発振器（ＯＳＣ）のＰＮクロック
Ｃに同期して、一定周期Ｔ毎に符号化された、＋１．−
１の値をとるデジタル信号である。この′ように、スペ
クトル拡散して得られたベースバンド信号りに搬送波信
号Ｅを搬送波信号発生器３により発生させ、これを乗算
器４で乗算して、アンテナ５により送信する。

一方、アンテナ６で受信された受信信号に、送信側で発
生させなＰＮＮ信号音同様の符号化されたＰ　Ｎ　、、
、信号Ｆを、ローカルＰＮ発生器７で発生さぜ、これと
受信信号とを乗算器８で乗算してＰＮ逆拡散することに
より、受信信号からＰＮＮ信号音取り除くＰＮ逆拡散復
調をする。しかし、このとき、ＰＮＮ信号音Ｐ　Ｎ　、
、、信号Ｆとを同期させる必要があり、このＰＮ同期制
御は次のようにして行われる。Ｐ　Ｎ　、、、信号Ｆに
対してＰＮりＰＮ−信号ＨとをローカルＰＮ発生器７か
ら発生させ、受信信号とそれぞれ乗算器９，１０で乗算
して逆拡散した後、包絡線検波器１１．１２でそれぞれ
包絡線検波し、さらに、ローパスフィルタ（以下、ＬＰ
Ｆという）　１３．１４で平滑すると、受信信号のＰＮ
＋信号およびＰＮ−信号による逆拡散時の相関出力とし
て第７図ｆａ）（ｂ）に示すような相関出力特性Ｊ、Ｋ
が得られる。これら相関出力特性、１゜Ｋにおける相関
出力を加算器１５で加減算すると、合成相関出力として
第７図（Ｃ）に示すような合成相関出力特性りが得られ
る。この合成相関出力をループフィルタ（ＬＰ）１６で
浦波した後、これをＰＮクロック発振器である電圧制御
発振器（以下、■ＣＯという）１７の制御信号として用
い、ＰＮクロックＣの位相を制御する。これにより、ロ
ーカルＰＮ発生器７のＰＮ、、、信号Ｆが受信信号に含
まれるＰＮＮ信号音追跡して同期するように動作し、合
成相関出力特性りの最大値と最小値との中で横軸と交わ
る点ＬＱでＰ　Ｎ　、、、信号Ｆの発生が安定化する。

さらに、このようにして乗算器８でのＰＮ逆拡散により
ＰＮ信号が除かれた信号は２相ＰＳＫ復調器１９に入力
され、搬送波抽出器１８で抽出された搬送波信号Ｅを用
いてデータ信号Ａが復調される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、逆拡散復調部やＰ
Ｎ同期制御部における信号処理は周波数帯域が、たとえ
ば、データ信号Ａでは３２に１１１、ＰＮＮ信号音よび
ＰＮ、、、信号ＦではＩＮＨｌ、搬送波信号Ｅでは３０
８１１２程度であることから、高周波１８号の搬送波Ｅ
を含んだ信号処理となっている。

このような高周波信号処理には、回路のＬＳＩ化がむづ
かしく、したがって、装置のコンパクト化、低コスト化
が困難であるという問題を有していた。

高周波である搬送波信号を初めの段階で取り除くための
復調部を単にＰＮ逆拡散復調部の前に持ってきたとして
も、問題解決にはならず、この場合、Ｃ／Ｎ＜＜１とな
り、搬送波信号が求まらず、ＰＳＫ復調できないことと
なり、ｔｌ］ｌ能しないことになる。つまり、搬送路上
で入ってくる他局干渉が一般に希望波振幅よりも上まわ
る可能性が大きいため、搬送波の位相が希望波信号より
も干渉波信号の支配を受け、希望波信号の搬送波の検出
ができなくなる。

本発明は上記従来の問題を解決するもので、信号処理の
周波数帯域を低下させて、回路のＬＳＩ化を可能にし、
装置のコンパクト化、低コスト化を実現することができ
る直接スペクトル拡散通信方式の受信装置を提供するこ
とを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の直接スペクトル拡散
通信方式の受信装置は、直接スペクトル拡散通信におけ
る受信信号にこれとほぼ等しい周波数のローカル発振器
のローカル信号の互いに直交する信号をかけて準同期検
波し、同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ＞を発生させる準
同期検波部と、前記Ｉ成分およびＱ成分からデータを復
調するためにこのＩ成分およびＱ成分に対してローカル
ＰＮ発生器のローカルＰＮ信号をかけるとともに、ＰＮ
信号との位相比較特性を求めるためにＩ成分およびＱ成
分に対してローカルＰＮ発生器のローカルＰ　Ｎ信号よ
りも進み位相と遅れ位相の２つのＰＮ信号をかける逆拡
散復調部と、この逆拡散復調部の進み位相と遅れ位相に
よる■成分およびＱ成分の逆拡散復調出力から得られた
ＰＮ位相比較のための合成和Ｉ！ｌＩ信号ＩＯおよびＱ
ｏより、ローカル信号およびローカルＰＮ信号に対する
位相制御信号を演算し、ローカル発振器およびローカル
Ｐ　Ｎ発生器の位相制御を行う同期制御部と、前記逆拡
散復調部のローカルＰＮ信号によるＩ成分およびＱ成分
の逆拡散復調出力を加え合せて復調データを得るデータ
復調部とを備えたものである。

作用 上記構成により、まず、準同期検波部で、高周波成分で
ある搬送波を、この搬送波とほぼ等しい周波数のローカ
ル発振器のローカル信号により準同期検波して低いビー
ト周波数をもったＩ成分とＱ成分の信号に変換し、次に
、同期制御部でこの変換信号に、受信信号に含まれるＰ
Ｎ信号との位相比較特性を求めるなめに、進み位相と遅
れ位相の２つのローカルＰＮ信号をかけ逆拡散してそれ
ぞれ合成相関信号ＩＱとＱｏを得、この合成相関信号１
ｏ、Ｑｏより受信されたＰＮ信号に対するローカルＰＮ
信号の位相制御信号を演算し、ローカルＰＮ発生器から
出力するローカルＰＮ信号と受信されたＰＮ信号とを同
期させ、同時に、前記合成相関信号Ｉｏ、Ｑｏよりロー
カル発振器に対する位相制御信号を演算し、受信された
搬送波信号とローカル発振器から出力されるローカル信
号とを同期させ、この搬送波信号と同期したローカル信
号によって搬送波信号を同期検波し、得られた信号を、
受信されたＰＮ信号と位相同期するローカルＰＮ信号に
よって逆拡散復調して、復調データを得ている。

したがって、準同期検波により、逆拡散復調出力降の信
号処理が、高い周波数の搬送波領域での信号処理とはな
らず、ベースバンド帯域となり、従来高周波信号処理が
むづかしかった回路のＬＳＩ化が容易となり、また、従
来のように搬送波系の復調部を別個に必要としなくなり
、装置がコンパクト化、低コスト化することになる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示す直接スペクトル拡散通
信方式の受信装置のブロック図である。

第１図において、２１は直接スペクトル拡散通信におけ
る送信信号より得たＩＦ倍信号入力端子、２２゜２３は
ＩＦ信号入力端子２１に接続された乗算器からなる第１
および第２の周波数変換器、２４はＩＦ倍信号ほぼ等し
い周波数の信号を発生ずるローカル発振器で、第１の周
波数変換器２２にはローカル発振器２４の出力が直接に
入力され、第２の周波数変換器２３にはローカル発振器
２４の出力が７移送器２５を介して入力され、それぞれ
ＩＦ倍信号同相成分のＩ成分と直交成分のＱ成分の信号
が出力される。

２６〜２８は第１の周波数変換器２２の出力端に接続さ
れた第１〜第３の乗算器、２９〜３１は第２の周波数変
換器２３の出力端に接続された第４〜第６の乗算器であ
り、第１と第４の乗算器２６．２９にはローカルＰＮ発
生器３２のローカルＰＮ信号が入力され、第２と第５の
乗算器２７．３０にはローカルＰＮ発生ＰＮ信号が入力
され、第３と第６の乗算器２８．３１は一Δ）のローカ
ルＰＮ信号が入力され、データ復調とＰＮ位相比較を行
うように動作する。また、第２と第３の乗算器２７．２
８の出力端はそれぞれＬＰＦ３３，３４を介して加算器
３７に接続され、第５および第６の乗算器３０．３１の
出力端はそれぞれＬ　ＰＦ３５，３６を介して加算器３
８に接続され、これら加算器３７．３８から出力される
ＰＮ位相比較合成相関信号ＩＱおよびＱｏは演算回路３
９に入力される。

演算回路３９では、ＰＮ位相比較合成相関信号ＩＯおよ
びＱｏから、送信ＰＮ信号とローカルＰＮ信号との位相
差φによって決まる位相比較のためのＰＮ位相比較相関
値Ｃ（φ）と、ＩＰ倍信号ローカル発振器２４のローカ
ル信号との位相差θが演算される。このＰＮ位相比較相
関値Ｃ（φ）はローカルＰＮ発生器３２を駆動するＶ　
ＣＯ４０に入力されて、送１８　Ｐ　Ｎ信号とローカル
ＰＮ信号の同期をとるようにＶＣＯ４０出力のＰＮクロ
ックの位相制御が行われ、一方、位相差θはローカル発
振器２４に入力され、ＩＰ倍信号ローカル発振器２４の
ローカル信号との同期をとるようにローカル信号の位相
制御が行われる。さらに、第１と第４の乗算器２６゜２
９はそれぞれＬＰＦ４１，４２を介して加算器４３に接
続され、加算器４３から復調データが得られる。

上記構成において、第１と第２の周波数変換器２２、２
３、ローカル発振器２４および】移送器２５は準同期検
波部Ｍを構成し、第１〜第６の乗算器２６〜３１は逆拡
散復調部Ｎを構成し、ローカルＰＮ発生器３２、ＬＰＦ
３３〜３６、加算器３７．３８、演算回路３９およびＶ
　ＣＯ４０はＰＮ同期制御部Ｐを梢成し、ＬＰＦ４１，
４２および加算器４３はデータ復調部Ｒを構成する。

次にその動作について説明する。いま、ＩＰ倍信号次式
で表現する。

Ａ（ｔ）ｓｉｎ（Ｗｌ　ｔ＋θｉ　）　　　　　−・−
・ｍまた、第１と第２の周波数変換器２２．２３に入力
されるローカル発振器２４の準同期検波信号はＩＦ他信
号ほぼ等しい周波数の信号であり、（ｗｉｔ−６ｗｔ）
の周波数を有するとすると、準同期検波信号を次式で表
現できる。

ＢｅＯ２（Ｗ、　を−Δｗｔ十θｏ　）　　−−−（２
）Ｂｓｉｎ　（Ｗｌ　ｔ−Δｗｔ十θｏ　）　　・・−
−（３）したがって、第１と第２の周波数変換器２２．
２３から出力される同相成分Ｉ　（ｔ）と直交成分Ｑ（
１）の信号はそれぞれ次式のようになる。

・・・・・・（４） Ｑｍ＝！！−１÷ｌ！Ｌｃｏｓ　（Δｗｔ＋θｉ−θ０
）・・・・・・（５） このＩ　ｎ　、　Ｑ（ｔ）の信号には、ＩＰ倍信号高周
波成分は含まれていないが、ＩＦ他信号準同期検波信号
との差のビート成分が含まれており、かつ送信ＰＮ信号
も含まれている。このＩ　（ｔ）、Ｑ（ｔ）に進み位相
と遅れ位相の２つのローカルＰＮ信号をかけてＰＮ逆拡
散変調を加え、その差動出力をとると、次式のようなＰ
Ｎ位相比教会成相関信号ＩＱおよびＱｏが得られる。

ＩＱ　＝Ｃ（φ）　ｓｉｎθ　　　　　　−・−−−−
（６）Ｑｏ　＝Ｃ（φ）　ＣＯＳθ　　　　　　−・−
・−（７）ここでθ＝Δｗｔ十θｉ−θ０ 上記（６Ｎ？）式において、φは送信ＰＮ信号とローカ
ルＰＮ信号との位相差、Ｃ（φ）はこの位相差φによっ
て決まる位相比較のためのＰＮ位相比較相関値であり、
その大きさは、第７図（Ｃ）と同じような第２図の位相
比較特性と、Ｉ　（ｔ）、Ｑ（ｔ）のＰ　Ｎ位相比軸合
成相関出力ＩＱおよびＱｏは、ｌＦ他信号ローカル発振
器２４のローカル信号によって形成される角速度θのビ
ート信号として得られ、その振幅はＣ（φ）である。こ
の関係から、Ｃ（φ）とθを求めると、第３図かられか
るようとなる。この演算は演算回路３９において加算器
３７゜３８出力のＰＮ位相比較合成相関信号Ｉｏ、Ｑｏ
が入力されて行われる。

ＶＣＯ４０は演算回路３９からＰＮ位相比較相関値Ｃ（
φ）が入力され、Ｃ（φ）＝０になるようにＰＮクロッ
クの位相が制御され、ローカルＰＮ発生器３２はこのＰ
Ｎクロックに同期してローカルＰＮ信号および遅れ位相
と進み位相のローカルＰＮ信号を発生する。同時にロー
カル発振器２４は演算回路３９からのＩＦ他信号ローカ
ル発振器２４のローカル信号との位相差θの信号が入力
され、その準同期検波信号の周波数（Ｗ、ｔ−６ｗ　ｔ
　）はＩＰ倍信号周波数Ｗ１ｔと等しくなるように制御
される。この準同期検波により、ベースバンド帯域信号
処理が可能となり、最終的にはＩＦ他信号搬送波により
同期検波されることになる。したがって、逆拡散復調部
Ｎ以降にはＩＦ信号の高周波成分は含まれないことにな
り、搬送波領域での信号処理は少なくなって、回路のＬ
ＳＩ化が容易となる。さらに復調データは第１と第４の
乗算器２６゜２９を加算するだけで得られる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、まず準同期検波をするこ
とにより、高周波である搬送波領域での信号処理がなく
なり、ＰＮ逆拡散復調部以降の１８号処理を周波数の低
いベースバンド帯域信号処理とすることができて、回路
のＬＳＩ化を容易にすることができ、装置のコンパクト
化、低コスト化を実現できるものである。さらに、同期
後のローカル発振器から出力されるローカル信号による
受信搬送波信号の同期検波により得られた信号は、これ
を逆拡散するだけで復調できるものであり、従来のよう
な搬送波系の復調器を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す直接スペクトル拡散通
信方式の受信装置のブロック図、第２図はＣ（φ）の位
相比較特性図、第３図はＣ（φ）のベクトル図、第４図
は従来のスペクトル拡散通信方式の基本構成を示すブロ
ック図、第５図（ａ）（ｂＮｃ）、第６図（ａ）（ｂ）
　ｌｃ）および第７図（ａ）［ｂ）［Ｃ）はそれぞれ第
４図各要部における信号波形図であり、第５図（ａ）は
データ信号波形図、第５図（ｂ）はＰＮ信号波形図、第
５図（ｃ）はＰＮクロック波形図、第６図（ａ）はロー
カルＰＮ信号波形図、る逆拡散により得られる相関出力
特性図、第７図（Ｃ）は第７図（ａ）（ｂ）より得られ
る合成相関出力特性図である。 ２２、２３・・・周波数変換器、２６〜３１・・−乗算
器、２４・・・ローカル発振器、２５・・・フ移送器、
３２・・・ローカルＰＮ発生器、３７．３８．４３・・
・加算器、３９・・・演算回路、４０・・・ＶＣＯ，Ｍ
・・・準同期検波部、Ｎ・・・逆拡散復調部、Ｐ・・・
ＰＮ同期制御部、Ｒ・・・データ復調部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直接スペクトル拡散通信における受信信号にこれと
   ほぼ等しい周波数のローカル発振器のローカル信号の互
   いに直交する信号をかけて準同期検波し、同相成分（Ｉ
   ）と直交成分（Ｑ）を発生させる準同期検波部と、前記
   Ｉ成分およびＱ成分からデータを復調するためにこのＩ
   成分およびＱ成分に対してローカルＰＮ発生器のローカ
   ルＰＮ信号をかけるとともに、ＰＮ信号との位相比較特
   性を求めるためにＩ成分およびＱ成分に対してローカル
   ＰＮ発生器のローカルＰＮ信号よりも進み位相と遅れ位
   相の２つのＰＮ信号をかける逆拡散復調部と、この逆拡
   散復調部の進み位相と遅れ位相によるＩ成分およびＱ成
   分の逆拡散復調出力から得られたＰＮ位相比較のための
   合成相関信号Ｉ＿０およびＱ＿０より、ローカル信号お
   よびローカルＰＮ信号に対する位相制御信号を演算し、
   ローカル発振器およびローカルＰＮ発生器の位相制御を
   行う同期制御部と、前記逆拡散復調部のローカルＰＮ信
   号によるＩ成分およびＱ成分の逆拡散復調出力を加え合
   せて復調データを得るデータ復調部とを備えた直接スペ
   クトル拡散通信方式の受信装置。