JPH04100431A - Synchronism catching device for frequency spread communication - Google Patents
Synchronism catching device for frequency spread communicationInfo
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Abstract
Description
この発明は、周波数ホッピング周波数拡散通信における
同期捕捉装置に関するものであり、とくには、初期同期
を短時間で得るための技術に関するものである。The present invention relates to a synchronization acquisition device in frequency hopping spread spectrum communication, and particularly to a technique for obtaining initial synchronization in a short time.
周波数ホッピング周波数拡散通信においては、予め定め
られた時系列のホッピングパターンに基づいて変調され
た信号を再現するには、送信機におけるホッピングパタ
ーンと同一のパターンを受信機側において発生させるの
みならず、その位相も一致させ(これを同期させるとい
う。)る必要がある。そのための受信機として、全ての
パターンを逐次探して同期検出を行うというスライディ
ング相関による同期捕捉を行う通常のスライディング受
信装置がある。
しかし、この通常のスライディング方法では、スライデ
ィングチップ時間を短くする間隔には限界があることと
、周波数スロット(発生パターン数)が多いほど同期捕
捉に時間がかかるという問題があり、同期捕捉を短時間
で行うための種々の同期捕捉装置や方法が開発されてい
る。
そのような同期捕捉装置として、特公昭6412141
号公報に開示の技術がある。
これは、ホッピング・パターンを発生する1個の拡散符
号発生器と、該拡散符号発生器により駆動される1個の
周波数ホッピングシンセサイザと、該周波数ホッピング
シンセサイザの出力信号と、該出力信号に対して1/M
(ただし、Mは2以上の整数)ビットずつ遅延時間を増
加させた(MI)個の信号とを出力する分配遅延手段と
、同一の受信信号をそれぞれの一方の入力端子に受ける
M個の平衡変調器と、該平衡変調器の各々の出力側に1
個ずつ接続された帯域決波器と、該帯域決波器の各々の
出力側に1個ずつ接続された検波器と、該検波器の各々
の出力側に1個ずつ接続された低域決波器と、該低域決
波器の各々の出力側に1個ずつ接続された相関検出器と
、該M個の相関検出器の出力信号を受ける1個の制御切
り替え器とを備え、前記分配遅延手段のM個の出力信号
は、前記M個の平衡変調器の他方の入力端子にそれぞれ
与えられており、前記制御切り替え器は、前記M個の相
関検出器の出力信号を基に、前記受信信号のホッピング
パターンの位相と同相になるように、前記拡散符号発生
器のホッピングパターンの位相を制御することを特徴と
する周波数ホッピング周波数拡散通信同期捕捉装置であ
る。In frequency hopping frequency spread communication, in order to reproduce a signal modulated based on a predetermined time-series hopping pattern, it is necessary not only to generate the same hopping pattern on the receiver side as the hopping pattern on the transmitter side, but also on the receiver side. Their phases also need to match (this is called synchronization). As a receiver for this purpose, there is a normal sliding receiving device that performs synchronization acquisition using sliding correlation by sequentially searching for all patterns and detecting synchronization. However, this normal sliding method has the problem that there is a limit to the interval at which the sliding chip time can be shortened, and that the more frequency slots (number of generated patterns), the longer it takes to acquire synchronization. Various synchronization acquisition devices and methods have been developed for this purpose. As such a synchronization acquisition device, the Japanese Patent Publication No. 6412141
There is a technology disclosed in the publication. This includes one spreading code generator that generates a hopping pattern, one frequency hopping synthesizer driven by the spreading code generator, the output signal of the frequency hopping synthesizer, and the output signal for the output signal. 1/M
(However, M is an integer of 2 or more) A distribution delay means that outputs (MI) signals with delay times increased bit by bit, and M balanced units that receive the same received signal at one input terminal of each. a modulator and one at the output side of each of the balanced modulators.
A band breaker is connected to each other, a detector is connected to each output side of the band breaker, and a low frequency detector is connected to each output side of the detector. a correlation detector connected to the output side of each of the low frequency wave breakers, and one control switch that receives the output signals of the M correlation detectors, The M output signals of the distribution delay means are respectively given to the other input terminals of the M balanced modulators, and the control switcher, based on the output signals of the M correlation detectors, The frequency hopping frequency spread communication synchronization acquisition device is characterized in that the phase of the hopping pattern of the spreading code generator is controlled so as to be in phase with the phase of the hopping pattern of the received signal.
本発明も、上述した特公昭64−12141号公報に開
示の技術と同様に、周波数ホッピング周波数拡散通信に
おける同期捕捉の時間を短縮することを目的としている
。
特に、上述した特公昭64−12141号公報に開示の
技術では、遅延素子を用いているために遅延時間のバラ
ツキか発生してる。Similar to the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 64-12141 mentioned above, the present invention also aims to shorten the synchronization acquisition time in frequency hopping spread spectrum communication. In particular, in the technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 12141/1988, variations in delay time occur due to the use of delay elements.
そのために本発明においては、受信信号をM個の系列に
分配して出力する分配手段と、相互にホッピング周期の
1/M周期づつ位相のずれたM個のホッピング・パター
ン信号をスライディング用クロックに基づいて発生する
1個の拡散符号発生器と、前記ホッピングパターン信号
によってそれぞれ駆動されるM個の周波数ホッピングシ
ンセサイサと、該周波数ホッピングシンセサイサの出力
信号と、前記分配信号かそれぞれ入力されるM個の平衡
変調器と、該平衡変調器の各々の出力側に1個ずつ接続
された帯域が波器と、該帯域決彼器の各々の出力側に1
個ずつ接続された検波器と、該検波器の各々の出力側に
1個ずつ接続された低域沖波器と、該低域決波器の各々
の出力側に1個ずつ接続された相関検出器と、該M個の
相関検出器の出力信号を受け、何れかの相関検出器にお
いて相関が検出されるまで前記スライディング用クロッ
クを出力する1個のタロツク発生器と、該M個の相関検
出器の出力信号を受け、何れかの相関検出器において相
関が検出されたときに該系列を選択する系列選択器とを
備えるという手段を講した。
また、前記拡散符号発生器は、多段接続された複数のシ
フトレジスタ回路をM個備えて構成しても良い。To this end, the present invention includes a distributing means for distributing the received signal into M sequences and outputting them, and a sliding clock that uses M hopping pattern signals whose phases are shifted from each other by 1/M periods of the hopping period. one spreading code generator based on the hopping pattern signal, M frequency hopping synthesizers each driven by the hopping pattern signal, the output signal of the frequency hopping synthesizer, and the distribution signal M a balanced modulator, one band connected to each output side of the balanced modulator, and one band connected to each output side of the band decider.
Detectors connected to each other, low-frequency wave generators connected to each output side of the wave detectors, and correlation detection connected to each output side of the low-frequency wave breakers. a tarlock generator that receives the output signals of the M correlation detectors and outputs the sliding clock until a correlation is detected in any of the correlation detectors; and the M correlation detectors. The present invention is equipped with a sequence selector that receives the output signal of the detector and selects the sequence when a correlation is detected in any of the correlation detectors. Further, the spreading code generator may be configured to include M shift register circuits connected in multiple stages.
本発明においては、相互にホッピング周期の1/M周期
づつ位相のずれたM個のホッピング・パターン信号をク
ロック発生器から得られるスライディング用クロックに
基づいて発生させ、前記ホッピングパターン信号によっ
てM個の周波数ホッピングシンセサイザをそれぞれ駆動
する。
そして、受信信号をM個の系列に分配し、該分配信号と
周波数ホッピングシンセサイザの出力周波数とに基づい
てそれぞれM個の平衡変調器にて平衡変調し、該平衡変
調器の各々の出力信号を帯域炉液したのち検波して、相
関検出器で検波信号の相関を監視する。
そこで、M個の相関検出器の何れかにおいて相関が検出
されると、前記スライディング用クロックの出力を停止
するとともに、相関のとれた系列を選択するので、この
系列の帯域決波器の出力を復調すれば、同期の一致した
復調信号が得られる。
前記拡散符号発生器は、線型m系列符号発生器やゴール
ド符号発生器など線型符号発生器である。In the present invention, M hopping pattern signals whose phases are shifted from each other by 1/M period of the hopping period are generated based on a sliding clock obtained from a clock generator, and the hopping pattern signals are used to generate M hopping pattern signals. Each drives a frequency hopping synthesizer. Then, the received signal is distributed into M sequences, and each is balanced-modulated by M balanced modulators based on the distributed signal and the output frequency of the frequency hopping synthesizer, and the output signal of each balanced modulator is After the band reactor liquid is detected, the correlation of the detected signal is monitored with a correlation detector. Therefore, when a correlation is detected in any of the M correlation detectors, the output of the sliding clock is stopped and a series with good correlation is selected, so that the output of the band breaker of this series is When demodulated, a demodulated signal with consistent synchronization can be obtained. The spreading code generator is a linear code generator such as a linear m-sequence code generator or a Gold code generator.
以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳説する。
第1図において、
Iはアンテナ、2は受信器、3は受信信号を2系列に分
配する電力分配器である。
4Aは平衡変調器、5Aは帯域決波器、6Aは包絡線検
波器、7Aは積分器、8Aは同期がとれたとき相関検出
信号αを出力する相関検出器、9Aは周波数ホッピング
シンセサイザであり、これらで第1の系列を構成してい
る。
第2の系列も同様に、平衡変調器4B、帯域決波器5B
、包絡線検波器6B、積分器7B、同期がとれたとき相
関検出信号βを出力する相関検出器8B、周波数ホッピ
ングシンセサイザ9Bで構成している。
IOは前記2個の周波数ホッピングシンセサイザ9A、
9Bを周波数を制御するホッピングパターンを発生する
ホッピングパターン発生回路である。
11は前記ホッピングパターン発生回路から出力される
ホッピングパターンをスライディングさせるスライディ
ング用クロックを出力するクロック発生器、14は前記
相関検出信号α、βか入力され前記関検出器8A、8B
のいついれにおいて同期がとれたかを判断する判定器、
15は該判定器14の判断に基づいて後述の選択回路1
2を制御する系列選択信号γを出力する制御器である。
I2は前記2系列の帯域ヂ波器5A、5Bの出力が入力
され前記系列選択信号γの入力によっていずれかの炉液
出力を選択する選択回路、13は復調信号を得る復調器
である。
第2図は、前記ホッピングパターン発生回路lOの内部
構成の一例を示すブロック図である。
第2図において、l0IA、102A、103A、10
4Aは、相互に直列接続されたシフトレジスタ、105
Aは第1シフトレジスタ101Aの出力と第4のシフト
レジスタ104Aとの排他的論理和を第1シフトレジス
タの入力にフィードバック接続するEX−OR素子、1
06Aは前記4つのシフトレジスタからの4ビツトパラ
レルデータ出力をホッピング周波数シンセサイザ9Aに
出力するための出力バッファ、107Aは各シフトレジ
スタの初期値を設定する初期設定器であり、設定された
初期値はスライディング用クロックの立ち上がりで各シ
フトレジスタにラッチされる。
以上か第1系列のシフトレジスタ回路である。
そして、l0IB、102B、103B、104Bは、
上記同様に接続されたシフトレジスタ、105Bは上記
同様に接続されたEX−OR素子、106Bは上記同様
に接続された出力バッファ、107Bは上記同様の初期
設定器である。以上が、第2系列のシフトレジスタ回路
である。
このように2系列のシフトレジスタ回路を備えているホ
ッピングパターン発生回路1oにおいて、初期設定器1
07Aで[1111)なる初期値を設定した場合は、初
期設定器107Bでは[1111]なる状態から9クロ
ツク目の内部状態の値を設定する。そこで、スライディ
ング用クロックが入力される都度、フィードバック接続
されたシフトレジスタ回路が順次シフトし、スライディ
ング動作をする。
以上の構成の周波数拡散通信における同期捕捉装置にお
いて、
第3図に示したように、1周期が16ビツト(16チツ
プ)からなる拡散符号の場合には、前記ホッピングパタ
ーン発生回路10を初期化することによって、8ビツト
差のあるホッピングパターンをホッピング周波数シンセ
サイザ9A、9Bへ出力する。
そして、クロック発生器11からのスライディング用ク
ロックによって、位相を1ビツトづつシフトさせたホッ
ピングパターンを出力する。即ち、ホッピング周波数シ
ンセサイザ9Aには、第1チツプから順次1ビツトづつ
シフトしたホッピングパターンが出力され、ホッピング
周波数シンセサイザ9Bには、第9チツプから順次1ビ
ツトづつシフトしたホッピングパターンが入力される。
すると、最悪の場合でも8クロツク以内で前記相関検出
器8Aもしくは相関検出器8Bのいづれかにおいて相関
が検出されて、相関検出信号α。
βか出力される。
この相関検出信号α、βによって、前記制御器I5は前
記クロック発生器11を制御してスライディング用クロ
ックの発生を停止させ、同期捕捉の検出モードから同期
追跡のモードへ移行させる。
そして、選択回路12は、前記選択信号γによって前記
相関検出信号α、βの出力された方の系列の炉液信号を
選択して復調器13へ入力させる。
このようにして、復調器13からは、8クロツク以内に
同期のとれた復調信号が得られるのである。
即ち、通常のスライディング方式では、最悪16クロツ
クの同期捕捉時間を要するが、この周波数拡散通信にお
ける同期捕捉装置によれば、最悪でも8クロツクの同期
捕捉時間しか要しない。つまり、通常のスライディング
方式の半分の時間で同期捕捉できるので、時間効率の優
れた周波数拡散通信を実現できるという効果が得られる
のである。
当然、上記実施例では第1系列と第2系列の2つの系列
を設けた実施例を示したが、系列数をM個にすれば、従
来の1/Mの時間で同期捕捉を取ることか可能である。
加えて、ホッピングパターン発生回路10は論理回路素
子であるシフトレジスタを使用しているので、集積回路
化することも容易であり、小型化に適しているので、周
波数拡散通信装置を小型化できるという効果も得られる
。Embodiments of the present invention will be explained in detail below based on the drawings. In FIG. 1, I is an antenna, 2 is a receiver, and 3 is a power divider that divides the received signal into two streams. 4A is a balanced modulator, 5A is a band resolver, 6A is an envelope detector, 7A is an integrator, 8A is a correlation detector that outputs a correlation detection signal α when synchronization is achieved, and 9A is a frequency hopping synthesizer. , these constitute the first series. Similarly, the second series also includes a balanced modulator 4B and a band breaker 5B.
, an envelope detector 6B, an integrator 7B, a correlation detector 8B that outputs a correlation detection signal β when synchronization is achieved, and a frequency hopping synthesizer 9B. IO is the two frequency hopping synthesizers 9A,
9B is a hopping pattern generation circuit that generates a hopping pattern for frequency control. 11 is a clock generator that outputs a sliding clock for sliding the hopping pattern output from the hopping pattern generation circuit; 14 is the correlation detector 8A, 8B to which the correlation detection signals α and β are input;
a determiner that determines when synchronization is achieved;
15 is a selection circuit 1 to be described later based on the judgment of the judger 14.
This is a controller that outputs a sequence selection signal γ that controls the sequence selection signal γ. Reference numeral I2 denotes a selection circuit into which the outputs of the two bands of band frequency transducers 5A and 5B are input, and which selects one of the reactor liquid outputs in response to the input of the line selection signal γ. Reference numeral 13 denotes a demodulator which obtains a demodulated signal. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the hopping pattern generation circuit IO. In FIG. 2, l0IA, 102A, 103A, 10
4A are shift registers connected in series, 105
A is an EX-OR element 1 that connects the exclusive OR of the output of the first shift register 101A and the fourth shift register 104A to the input of the first shift register;
06A is an output buffer for outputting the 4-bit parallel data output from the four shift registers to the hopping frequency synthesizer 9A, and 107A is an initial setting device for setting the initial value of each shift register. It is latched into each shift register at the rising edge of the sliding clock. The above is the first series of shift register circuits. And l0IB, 102B, 103B, 104B are
105B is an EX-OR element connected as above, 106B is an output buffer connected as above, and 107B is an initial setting device as above. The above is the second series shift register circuit. In the hopping pattern generation circuit 1o having two series of shift register circuits as described above, the initial setting device 1
When the initial value [1111] is set in 07A, the initial setting unit 107B sets the value of the internal state at the 9th clock from the state [1111]. Therefore, each time the sliding clock is input, the shift register circuit connected in feedback sequentially shifts to perform a sliding operation. In the synchronization acquisition device for frequency spread communication having the above configuration, as shown in FIG. 3, in the case of a spreading code in which one cycle consists of 16 bits (16 chips), the hopping pattern generation circuit 10 is initialized. As a result, hopping patterns having an 8-bit difference are output to the hopping frequency synthesizers 9A and 9B. Then, using the sliding clock from the clock generator 11, a hopping pattern whose phase is shifted one bit at a time is output. That is, a hopping pattern sequentially shifted one bit at a time from the first chip is output to the hopping frequency synthesizer 9A, and a hopping pattern sequentially shifted one bit at a time from the ninth chip is input to the hopping frequency synthesizer 9B. Then, even in the worst case, a correlation is detected within 8 clocks by either the correlation detector 8A or the correlation detector 8B, and a correlation detection signal α is generated. β is output. Based on the correlation detection signals α and β, the controller I5 controls the clock generator 11 to stop generation of the sliding clock and to shift from the synchronization acquisition detection mode to the synchronization tracking mode. Then, the selection circuit 12 selects the furnace fluid signal of the series from which the correlation detection signals α and β are output based on the selection signal γ, and inputs it to the demodulator 13. In this way, a demodulated signal that is synchronized within eight clocks can be obtained from the demodulator 13. That is, although the normal sliding method requires a synchronization acquisition time of 16 clocks in the worst case, this synchronization acquisition device for frequency spread communication requires only 8 clocks in the worst case. In other words, since synchronization can be acquired in half the time of the normal sliding method, it is possible to realize time-efficient spread spectrum communication. Naturally, the above embodiment shows an example in which two streams, the first stream and the second stream, are provided, but if the number of streams is M, synchronization acquisition can be achieved in 1/M of the conventional time. It is possible. In addition, since the hopping pattern generation circuit 10 uses a shift register, which is a logic circuit element, it can be easily integrated into an integrated circuit and is suitable for miniaturization, so that the frequency spread communication device can be miniaturized. Effects can also be obtained.
このように、系列数をM個にすれば、従来の1/Mの時
間で同期捕捉を取ることが可能であり、効率の優れた周
波数拡散通信における同期捕捉装置を提供できるという
効果が得られる。
加えて、拡散符号発生器としては論理回路素子であるシ
フトレジスタを用いることができるので遅延時間のバラ
ツキの発生を防止できるという効果が得られる。In this way, by increasing the number of sequences to M, it is possible to acquire synchronization in 1/M of the conventional time, and it is possible to provide an efficient synchronization acquisition device for spread spectrum communication. . In addition, since a shift register, which is a logic circuit element, can be used as the spreading code generator, it is possible to prevent variations in delay time from occurring.
第1図は本発明の周波数拡散通信における同期捕捉装置
の実施例のブロック図、第2図は同周波数拡散通信にお
ける同期捕捉装置の拡散符号発生器の内部構成の実施例
のブロック図、第3図はホッピングパターンのスライデ
ィング動作を説明する図である。
3・・・(電力分配器)分配手段、IO・・・(ホッピ
ングパターン発生回路)拡散符号発生器、9A、9B・
・・周波数ホッピングシンセサイザ、4A、4B・・・
平衡変調器、5A、5B・・・帯域決波器、6A。
6B・・・(包絡線検波器)検波器、7A、7B・・・
(積分器)低域が波器、8A、8B・・・相関検出器、
II・・・クロック発生器、12・・・(選択回路)系
列選択器。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a synchronization acquisition device in spread frequency communication according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the internal configuration of a spreading code generator of a synchronization acquisition device in frequency spread communication, and FIG. The figure is a diagram illustrating the sliding operation of the hopping pattern. 3... (power divider) distribution means, IO... (hopping pattern generation circuit) spreading code generator, 9A, 9B.
...Frequency hopping synthesizer, 4A, 4B...
Balanced modulator, 5A, 5B...Band breaker, 6A. 6B... (Envelope detector) Detector, 7A, 7B...
(Integrator) Low frequency waveform, 8A, 8B...correlation detector,
II... Clock generator, 12... (selection circuit) series selector.
Claims (2)
段と、 相互にホッピング周期の1/M周期づつ位相のずれたM
個のホッピング・パターン信号をスライディング用クロ
ックに基づいて発生する1個の拡散符号発生器と、 前記ホッピングパターン信号によってそれぞれ駆動され
るM個の周波数ホッピングシンセサイザと、 該周波数ホッピングシンセサイザの出力信号と、前記分
配信号がそれぞれ入力されるM個の平衡変調器と、 該平衡変調器の各々の出力側に1個ずつ接続された帯域
ろ波器と、 該帯域ろ波器の各々の出力側に1個ずつ接続された検波
器と、 該検波器の各々の出力側に1個ずつ接続された低域ろ波
器と、 該低域ろ波器の各々の出力側に1個ずつ接続された相関
検出器と、 該M個の相関検出器の出力信号を受け、何れかの相関検
出器において相関が検出されるまで前記スライディング
用クロックを出力する1個のクロック発生器と、 該M個の相関検出器の出力信号を受け、何れかの相関検
出器において相関が検出されたときに該系列を選択する
系列選択器とを備えたことを特徴とする周波数拡散通信
における同期捕捉装置。(1) Distribution means that distributes the received signal into M sequences and outputs them, and M signals whose phases are shifted from each other by 1/M period of the hopping period
one spreading code generator that generates M hopping pattern signals based on a sliding clock; M frequency hopping synthesizers each driven by the hopping pattern signal; an output signal of the frequency hopping synthesizer; M balanced modulators to which the distribution signals are respectively input, one bandpass filter connected to the output side of each of the balanced modulators, and one bandpass filter connected to the output side of each of the bandpass filters. a low-pass filter connected to each output side of the wave detector, and a correlator connected to each output side of the low-pass filter; a clock generator that receives the output signals of the M correlation detectors and outputs the sliding clock until a correlation is detected in any of the correlation detectors; 1. A synchronization acquisition device for frequency spread communication, comprising a sequence selector that receives an output signal of a detector and selects a sequence when a correlation is detected in any of the correlation detectors.
フトレジスタ回路をM個備えてなることを特徴とする請
求項(1)記載の周波数拡散通信における同期捕捉装置
。(2) The synchronization acquisition device for frequency spread communication according to claim (1), wherein the spreading code generator includes M plural shift register circuits connected in multiple stages.
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