JPH0336830A

JPH0336830A - スペクトラム拡散通信用受信装置

Info

Publication number: JPH0336830A
Application number: JP1171599A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yamamoto; 満夫山本
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1989-07-03
Publication date: 1991-02-18
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: DE4021136C2; US5008899A; JP2660441B2; DE4021136A1

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（８８）通信用受信装置に
関し、特に、ハイブリッド方式のＳＳ通信用受信装置に
関する。

（従来の技術〉従来から、ＳＳ通信方式がオフィスオートメーション、
移動体通信、遠隔制御等種々の通信分野に利用すべく開
発され、一部では実用化されている。

ＳＳ通信方式は、狭帯域信号を広帯域信号に拡散して伝
送するため、秘話性に富みまた、干渉等の耐雑音性に優
れる等種々の特徴を有している。ＳＳ通信方式には、大
別して、周波数ホッピング（ＦＨ）方式及び直接拡散（
ＤＳ）方式がある。

ＦＨ方式は情報１ビツトが多数の周波数に分散されるた
め、フェージングや干渉に強いという反面、回路構成が
複雑になるという問題がある。

一方、ＤＳ方式は回路構成が簡単という利点を有する反
面、ＦＨ方式に比ベフェージング特性等が劣るという問
題がある。

このような問題に鑑み、両者の利点を利用するために、
両者を併用したハイブリッド方式が検討されている。

第４図は従来のハイブリッドＳＳ通信方式に使用する送
受信機のブロック図である。

第４図において、送信用データであるベースバンドデー
タ信号ＶＢＩはミキサ４０４により疑似雑音（ＰＮ）符
号発生器４０２からのＰＮ符号と乗算された後、ミキサ
４０３の一方の入力部に入力される。ＰＮ符号としては
用途、帯域等によって相違するが、一般には数十乃至数
百ビットのＭ系列符号が使用される。周波数シンセサイ
ザ４０１は周波数の異なる複数の信号源を有しており、
ＰＮ符号発生器４０２からのＰＮ符号に応答するホッピ
ングパターンの出力信号を順次切換えてミキサ４０３の
他方の入力部に入力する。ミキサ４０３はミキサ４０４
および周波数シンセサイザ４０１からの信号を乗算し、
ＦＨされた信号が送信アンテナ４０５から電波として送
信される。

前記送信信号は受信アンテナ４０６により受信され、ミ
キサ４０７の一方の入力部に入力される。ミキサ４０７
はミキサ４０８からの信号と前記受信信号とを乗算し、
復調器４１１に入力する。この信号は復調器４１１よっ
て復調され、ベースバンド出力信号ＶＢＯとして出力さ
れる。ベースバンド出力信号ＶＢＯは送信装置側のベー
スバンド入力信号ＶＢＩに対応している。

一方、復調器４１１の出力信号は同期回路４１２に入力
される。同期回路４１２は復調器４１１の出力信号を最
大にするようにＰＮ符号発生器４１０のＰＮＮ符号出刃
傷内周波数を制御する。ＰＮ符号発生器４１０は送信装
置側のＰＮ符号発生器４０２と同一構成である。

ＰＮＮ符号発生器４１０出力信号はミキサ４０８の一方
の入力部および周波数シンセサイザ４０９へ入力される
。周波数シンセサイザ４０９は送信装置側の周波数シン
セサイザ４０１と同一構成であり、ＰＮ符号発生器４１
０からのＰＮ符号に応答して送信側と同一のホッピング
パターンで複数の周波数信号を順次ミキサ４０８の他方
の入力部に入力する。ミキサ４０８は周波数シンセサイ
ザ４０９およびＰＮ符号発生器４１０からの入力信号を
乗算し、ミキサ４０７の他方の入力部に入力する。ミキ
サ４０７は前述したまうに、ミキサ４０８からの信号と
受信アンテナ４０６からの信号とを混合し、この信号を
復調器４１１に入力する。

以上の動作を繰り返すことにより復調器４１１の出力信
号が最大になったとき、送信装置と受信装置のホッピン
グ速度の同期が得られたことになり、ベースバンド入力
信号ＶＢＩに対応するベースバンド出力信号ＶＢＯが得
られる。

（発明が解決しようとする問題点）前述の如くして種々のデータを送信することが可能であ
る。しかしながら、同期補足および同期保持回路として
ＤＬＬ（Ｄｌａｙ　Ｌｏｃｋ　Ｌｏｏｐ）回路等が用い
られているため、同期完了までに長時間要しまた、完全
な同期を確立することが困難であった。

（問題点を解決するための手段）本発明のＳＳ通信用受信装置は、ＰＮ符号を出力するＰ
Ｎ符号発生手段と、前記ＰＮ符号に応答して相違する周
波数の信号を順次切換え出力する周波数シンセサイザ手
段と、受信信号と前記周波数シンセサイザ手段からの信
号とを乗算するミキシング手段と、前記ミキシング手段
の出力信号と前記ＰＮ符号との相関をとり相関信号を出
力する相関手段と、前記相関信号に応答して前記ＰＮ符
号発生手段の周波数を制御する制御手段とを備えて成る
ことを第１の特徴としている。

また、前記ＳＳ通信用受信装置において、前記周波数シ
ンセサイザ手段の切換え周期と前記ＰＮ符号周期とが整
数倍に設定されていることを第２の特徴としている。

（作用）本発明のＳＳ通信用受信装置においては、周波数シンセ
サイザ手段の同期を相関手段の出力信号に基づいて行っ
ている。

また、周波数シンセサイザ手段の周波数切換え周期をＰ
Ｎ符号長の整数倍にすることにより同期を完全にしてい
る。

（実施例）第２図は、本発明に使用するＳＳ通信用送信装置のブロ
ック図である。

第２図において、送信用データとしてのベースバンドデ
ータ入力信号ＶＢＩはミキシング手段であるミキサ２０
１の一方の入力部に入力される。ベースバンドデータ入
力信号ＶＢＩとしては、模型用、産業用ラジオコントロ
ール送信装置におけるスティックの操作量を表すデジタ
ルデータあるいはコンピュータの通信データ等種々の通
信データが使用される。ミキサ２０１の他方の入力部に
は、ＰＮ符号発生器２０４からのＰＮ符号が入力される
。ＰＮ符号のチップレートをＴＣ１符号長をＮとすると
、ＰＮ符号の周期はＮ、ＴＣである。これらの信号はミ
キサ２０１によって乗算され、これによりベースバンド
データ入力信号ＶＢＩはＰＮ符号に応じて拡散された後
、２次変調器２０２に入力される。２次変調器２０２は
交流信号源２０７からの信号ｆｃをミキサ２０１からの
信号により変調し高周波信号に変換した後、ミキシング
手段であるミキサ２０３の一方の入力部に入力する。変
調器２０２としては周波数偏移変調（ＦＳＸ）、振幅変
調（ＡＭ）あるいは位相偏移変調（ＰＳＫ）等適時、種
々の変調器が使用される。

一方、ＰＮ符号発生器２０４からのＰＮ符号は周波数シ
ンセサイザ２０５に入力される。周波数シンセサイザ２
０５はＰＮ符号に応答して異なる複数の周波数信号（ｆ
ｌ　−ｒ、）、（ｒ２−　ｆ、）、・・・・・、（ｆｎ
−ｆｃ）を順次切換え出力する。周波数シンセサイザ２
０５の出力信号の切換えタイミングと前記ＰＮ符号とが
同期するように、前記ＰＮ符号の周期（Ｎ　−ＴＣ）と
周波数シンセサイザ２０５の周波数切換え周期は整数倍
に設定されている。本例では、前記ＰＮ符号の周期（Ｎ
、ＴＣ）が周波数シンセサイザ２０５の出力信号の周波
数切換え周期と同一に設定されており、前記ＰＮ符号の
周期（Ｎ、ＴＯ）と周波数シンセサイザ２０５の切換え
タイミングとが全く等しくなっている。

変調器２０２の出力信号はミキサ２０３によって、周波
数シンセサイザ２０５の出力信号（ｆｌ　−ｆｃ）、（
ｆ２−ｆｃ）１００．１０、（ｆｎ−ｆ、）で順次周波
数ホッピングされ、送信用アンテナ１０６から送信され
る。ミキサ２０３を用いて周波数ホノビング等を行うよ
うにしたが、これに限られず、周波数シンセサイザの出
力信号を直接送信する等種々の方式で実現可能である。

第１図は、本発明のＳＳ通信用受信装置のブロック図で
ある。

第２図の送信装置からの信号はアンテナ１０１で受信さ
れ、ミキシング手段としてのミキサ１０２の一方の入力
部に入力される。

ミキサ１０２は、周波数シンセサイザ手段としての周波
数シンセサイザ１０３からの信号と前記受信信号とを乗
算し逆拡散を行ない、直接拡散（ＤＳ）相関器２０５に
入力する。周波数シンセサイザ１０３は第２図の周波数
シンセサイザ２０５と同一のホッピングパターンの信号
を出力するものであり、ＰＮ符号発生手段としてのＰＮ
符号発生器１０４からのＰＮ符号に応答して、相違する
周波数の信号（ｆ□＋ｆ’ｌ）、（ｆ２　＋　ｆＩＦ）
、・・・・・、（ｆｒｌ＋ｆＩＦ）を順次ミキサ１０２
の一方の入力部に入力する。尚、ＰＮ符号発生器１０４
はピット長等の点で第２図のＰＮ符号発生器２０４と同
一の構成であり同一のＰＮパターンを発生するが、クロ
ック信号発生手段としてのクロック信号発生器２０９か
らのクロック信号によってその周期が制御される点で相
違する。また、同期状態でＰＮ符号の周期と周波数シン
セサイザ１０３の切換え周期とが整数倍になるように設
定されるが、これらは送信装置側と同−構成であるため
、本例では両者は同一周期に設定されている。

相関器１０５はミキサ１０２の出力信号と前記ＰＮ符号
との相関をとり相関信号を出力する。前記相関信号は、
復調手段としての復調器１０６および位相比較手段とし
ての位相比較器１０７の一方の入力部に入力される。復
調器１０６は第２図の変調器２０２に対応してもうけら
れたもので、その入力信号を復調し、第１図のベースバ
ンド入力信号ＶＢＩに対応するベースバンド出力信号Ｖ
ＢＯを出力する。尚、送信装置側の２次変調器２０２が
設けられていなければ復調器１０６は不要である。

一方、位相比較器１０７は、相関器１０５からの相関信
号およびクロック信号発生器１０９からのクロック信号
の位相差を比較し、その差に応じた信号をクロック制御
手段としてのクロック制御器１０８に入力する。クロッ
ク制御器１０８はその入力信号に応じたクロック制御信
号をクロック信号発生器１０９に入力する。クロック制
御器１０８の制御端子には、同期補足用の強制信号ｖｓ
が入力される。クロック信号発生器１０９はクロック制
御信号に応じた周波数のクロック信号をＰＮ符号発生器
１０４および位相比較器１０７の他方の入力部に入力す
る。

尚、位相比較器１０７、クロック制御器１０８およびク
ロック信号発生器１０９は制御手段を構成している。

以上の様に構成された本発明の受信装置の動作を第１図
、第２図及びこれらのタイミング図である第３図を用い
て以下説明する。

送信装置にベースバンド入力信号ＶＢ工（Ａ）が人力さ
れると、前述の様に、ＤＳ拡散により信号（Ｂ）が得ら
れた後、変調、ＦＨがなされ、アンテナ２０６から信号
（Ｃ）が送信される。

受信装置は、アンテナ１０１により信号（Ｃ）を受信す
る。受信装置側の初期の同期補足過程は以下の様にして
なされる。

第１図において、受信装置の電源投入に連動して所定レ
ベルの強制信号ＶＳがクロック制御器１０８に入力され
る。クロック制御器１０８は前記強制信号に応答して、
クロック信号発生器１０９から同期周波数よりも低周波
数のクロック信号が出力されるようにクロック信号発生
器１０９を制御する。クロック信号発生器１０９からの
クロック信号（Ｅ）に同期して、ＰＮ符号発生器１０４
は周波数シンセサイザ１０３にＰＮ符号を出力する。こ
れにより、周波数ホッピングの速度が送信装置側よりも
遅くなる。

この状態を維持すると、ある時点で送信装置と受信装置
の位相が一致し、相関器１０５の出力信号に第３図（Ｆ
）に示す様なピークが生じ同期がとれる。

このとき、強制信号ｖｓを除去することにより同期補足
が完了したことになる。

次に、同期保持過程を説明する。

受信装置の受信信号は第３図（Ｃ）に示すように、送信
装置の出力信号ｆ１〜ｒｎによってホッピングされた時
系列的に直列な信号である。

一方、クロック信号発生器１０９からのクロック信号（
Ｅ）に同期して、ＰＮ符号発生器１０４は周波数シンセ
サイザ１０３にＰＮ符号を出力する。周波数シンセサイ
ザ１０３はこれに応答して信号（Ｄ）をミキサ１０２に
入力する。信号（Ｃ）はミキサ１０２により周波数シン
セサイザ１０３の出力信号（Ｄ）と剰算され、−定の中
間周波信号ｆＩＦとして出力される。

ミキサ１０２の出力信号は、相関器１０５によりＰＮ符
号発生器１０５のＰＮ符号と相関がとられ、相関信号（
Ｆ）として出力される。位相比較器１０７は相関信号（
Ｆ）とクロック信号（Ｅ）との位相を比較することによ
り、位相誤差に相当する信号（Ｇ）をクロック制御器１
０８に入力する。この場合、信号（Ｃ）、（Ｄ）から明
らかなように、信号ｆ□〜ｆ４およびこれに対応する信
号（ｆｌ　＋　ｆＩＦ）〜（ｆ４＋ｆＩＦ）では受信装
置側のホッピングのタイミングが送信装置側よりも遅れ
ているため、正の信号（Ｇ）が出力される。この信号（
Ｇ）に応答してクロック制御器１０８がクロック信号発
生器１０９の周波数を変化させ、位相誤差を小さくする
ように制御する。即ち、クロック信号（Ｅ）の周波数を
高べするように制御し、これにより同期保持が可能とな
る。逆に、信号（Ｃ）のチー１、ｆｎおよびこれに対応
する信号（Ｄ）の（ｆｎ＋　１　＋　ｆＩＦ）、（ｆｎ
　＋　ｆ’ｓ）のように受信装置側の位相が進んでいる
場合には、位相比較器１０７の出力信号（Ｇ）はレベル
が反転する。これに応答してクロック信号（Ｅ）の周波
数を低くするように制御し、これにより同期保持が可能
となる。前記プロセスを繰り返すことにより送受信装置
間の周波数ホッピングの同期保持がなされ、ベースバン
ドデータ入力信号ＶＢＩに対応するベースバンドデータ
出力信号ＶＢＯを得ることができる。

以上の説明で明らかなように、相関器１０５の出力信号
により周波数ホッピングの同期をとるようにしているの
で、ＤＳ用同期回路とＦＳ用同期回路とを別個に設ける
必要もなく、簡単な構成で確実な同期動作が可能になる
。また、周波数シンセサイザの切換え周期とＰＮ符号周
期とを整数倍に設定しているので、相関器１０５の出力
信号が最適になるように同期をとれば、ＦＨ部とＤＳ部
の双方の同期が得られたことになり、同期動作が容易に
行い得る。さらに、ＤＳ方式とＦＨ方式を併用している
ため、処理利得は各々の方式の積となり、単一方式より
も処理利得の向上が図れる。

尚、本実施例では電波を用いた送受信装置の例を説明し
たが、電気ケーブルを使用する送受信装置等にも利用可
能である。また、ＤＳ相関器としてマツチドフィルタを
使用すれば同期検出を高速に行い得る。

（効果）本方式によれば、ＤＳ相関器の出力信号により周波数シ
ンセサイザの切換え周期を制御することにより同期を得
ているので確実な同期が可能になるという効果を有して
いる。

また、ＤＳ方式とＦＨ方式の双方を併用したハイブリッ
ド方式であるため、処理利得は両方式の積となり、単一
方式に比べ処理利得の向上が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の受信装置のブロック図、第２図は本発
明に使用する送信装置のブロック図、第３図は本発明受
信装置のタイミング図、第４図は従来の送受信装置のブ
ロック図である。１０２．２０１．２０３．４０３．４０４．４０７．４
０８：ミキサ、１０３．２０５．４０Ｌ　４０９二周波
数シンセサイザ、１０４．２０４．４０２．４１０　：
　ＰＮ符号発生器、１０５　：　ＤＳ相関器、１０６：
復調器、１０８：クロック制御器、１０９：クロック信
号発生器、２０２；変調器、２０７：交流信号源、４１
２：同期回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＰＮ符号を出力するＰＮ符号発生手段と、前記Ｐ
Ｎ符号に応答して相違する周波数の信号を順次切換え出
力する周波数シンセサイザ手段と、受信信号と前記周波
数シンセサイザ手段からの信号とを乗算するミキシング
手段と、前記ミキシング手段の出力信号と前記ＰＮ符号
との相関をとり相関信号を出力する相関手段と、前記相
関信号に応答して前記ＰＮ符号発生手段の周波数を制御
する制御手段とを備えて成るスペクトラム拡散通信用受
信装置。
（２）前記周波数シンセサイザ手段の切換え周期と前記
ＰＮ符号周期とが整数倍に設定されていることを特徴と
する請求項１記載のスペクトラム拡散通信用受信装置。