JPH04334222A - スペクトル拡散通信方式 - Google Patents

スペクトル拡散通信方式

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JPH04334222A
JPH04334222A JP3105645A JP10564591A JPH04334222A JP H04334222 A JPH04334222 A JP H04334222A JP 3105645 A JP3105645 A JP 3105645A JP 10564591 A JP10564591 A JP 10564591A JP H04334222 A JPH04334222 A JP H04334222A
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reception
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスペクトル拡散通信方式
に関し、特に双方向通信における周波数ホッピング方式
のスペクトル拡散通信方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、スペクトル拡散通信方式は耐干渉
性、秘匿性などに優れていることから衛星通信、陸上通
信などの分野で利用されている。この通信を行うための
スペクトル拡散の方式の1つに周波数ホッピング(以下
、FHと記す)方式がある。FH方式は搬送波を拡散符
号系列により予め定められた規則にしたがいホッピング
させることによって拡散を行うものである。FH方式に
よるスペクトル拡散通信方式を使用した従来の双方向通
信システムによる送受信機は図5に示すように構成され
ていた。まず、送信の場合について説明する。拡散符号
系列発生器11から出力される拡散符号系列にしたがっ
て周波数シンセサイザ13からはランダムな周波数の信
号を出力する。送信データ入力端子1に供給された送信
データは周波数シンセサイザ13の出力により乗算器1
5で拡散され、増幅器17で増幅された後、共用器19
Aを経てアンテナ20から送信される。
【0003】次に受信の場合は、アンテナ20で受信さ
れた信号は共用器19Aで送信波と分離され、増幅器1
8で増幅された後に同期回路21および乗算器16に入
力される。同期回路21では受信信号から拡散符号系列
のクロック位相および拡散符号系列の位相を検出し、拡
散符号系列発生器12にクロックおよびタイミング信号
を出力する。拡散符号系列発生器12は入力されたクロ
ックおよびタイミング信号にしたがい拡散符号系列を出
力する。拡散符号系列発生器12から出力された拡散符
号系列は周波数シンセサイザ14に供給する。周波数シ
ンセサイザ14は入力された拡散符号系列にしたがって
ランダムな周波数を出力する。乗算器16は受信信号と
周波数シンセサイザ14の出力とを乗算して受信信号を
逆拡散し、復調器22で受信データを復調し、復調され
た受信データは受信データ出力端子2から出力する。か
かる送受信機で双方向通信を行うには、これらの送信機
と受信機とが同時に動作することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来例の送受
信機におけるホッピングの様子は図6に示す如くである
。図においてfT、fRはそれぞれ送信周波数、受信周
波数を示し、それぞれ破線で示す送信周波数帯、受信周
波数帯の中を時刻と共に互いに非同期にホッピングする
。図4において時刻t1、t3では送信周波数と受信周
波数は離れているが、時刻t2では接近している。この
ように送信周波数と受信周波数が独立にランダムにホッ
ピングするため、送受信の周波数帯をあまり接近して配
置すると送信波の受信機への混入による干渉や、受信機
の感度抑圧を与えやすくなり、受信機の設計を困難にす
る。このための対策として従来は送信周波数帯と受信周
波数帯を離したり、送信機と受信機のアンテナを独立に
設け、離して設置する等の方法が取られているが、この
ために周波数利用率の低下、受信性能、特に高選択度、
広ダイナミックレンジなどの特性が要求される問題点が
あった。
【0005】本発明は送信側のホッピングと受信側のホ
ッピングに一定の関係を持たせ、ホッピングにより送信
波が受信機に干渉を与えることなく、かつ占有周波数帯
域幅を削減できて周波数の利用率が向上できるようにし
たスペクトル拡散通信方式を提供することを目的とする
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のスペクトル拡散
通信方式は、双方向通信であって、搬送波を拡散符号系
列により予め決められた規則にしたがいホッピングさせ
ることによって拡散を行う周波数ホッピング方式を使用
するスペクトル拡散通信方式において、送信波と受信波
は同一周波数帯を使用し、送信周波数は受信周波数から
占有周波数帯域幅の半分の周波数だけ離れて並行にホッ
ピングし、かつ占有周波数帯域外へのホッピングは反対
側の帯域端へ折り返した後にホッピングすることを特徴
とする。
【0007】
【作用】本発明のスペクトル拡散通信方式によれば、送
信周波数と受信周波数とは同一の周波数帯域が使用され
るために、従来のように送信周波数帯域と受信周波数帯
域とを別々に設ける必要はなくなり、占有周波数帯域幅
は従来の半分となって、周波数有効利用が図れる。さら
に、送信周波数と受信周波数とは常に占有周波数帯域幅
の半分の周波数だけ離れており、かつ同期してホッピン
グするため、送信機と受信機のホッピングパターンによ
り送信波が受信機に干渉や抑圧を与えることもなく、受
信機の設計を容易に行うことができることになる。
【0008】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。
【0009】図1は本発明方式を適用した一実施例の構
成を示すブロック図である。
【0010】本実施例における送信機は、拡散符号系列
発生器11Aから出力される拡散符号系列を周波数シン
セサイザ13に供給する。周波数シンセサイザ13は入
力された拡散符号系列にしたがってランダムな周波数の
信号を出力する。送信データ入力端子1に入力された送
信データと周波数シンセサイザ13の出力とは乗算器1
5に入力して、送信データを周波数シンセサイザ13の
出力により拡散し、拡散出力を増幅器17に供給して増
幅のうえ、共用器19を介してアンテナ20に供給して
、アンテナ20から送信する。ここで、本実施例におい
ては送受信の周波数帯域が同一であるため、上記した従
来例のように周波数帯域が別であることを利用した共用
器19Aは使用できない。共用器19にはホッピングパ
ターンにしたがって中心周波数を変化させることができ
るようなもの、例えばYIGフィルタなどを使用する。
【0011】受信機は、アンテナ20で受信した信号は
共用器19に入力して共用器19で送信波と分離し、分
離された受信信号は増幅器18に供給して増幅のうえ、
同期回路21および乗算器16へ供給する。同期回路2
1では入力された受信信号から拡散符号系列のクロック
位相および拡散符号系列の位相を検出し、クロックおよ
びタイミング信号をスイッチ23を介して拡散符号系列
発生器11Aに供給する。クロックおよびタイミング信
号を受けた拡散符号系列発生器11Aから拡散符号系列
を周波数シンセサイザ14に供給する。周波数シンセサ
イザ14は入力された拡散符号系列を受けて周波数シン
セサイザ13からの発生周波数から送受信周波数帯域幅
の1/2の周波数だけ離れた周波数で、かつ入力された
拡散符号系列にしたがってランダムな周波数の信号を出
力する。増幅器18で増幅された受信信号と周波数シン
セサイザ14から出力された信号とは乗算器16に供給
し、乗算器16で受信信号を逆拡散する。乗算器16か
ら出力された逆拡散信号は復調器22に供給して復調し
、復調受信データは受信データ出力端子2から出力する
【0012】次に、送信波と受信波とを占有周波数帯域
幅の1/2の周波数だけ離すための拡散符号系列発生器
11Aの構成を説明する。
【0013】図2は拡散符号系列発生器11Aの構成を
説明するブロック図である。
【0014】拡散符号系列発生器11Aは、スイッチ2
3を介して入力されるクロック3、タイミング信号4お
よび論理“0”、論理“1”の選択信号5が供給されて
、拡散符号系列を発生する拡散符号系列発生器本体31
と、拡散符号系列発生器本体31から出力された拡散符
号系列と拡散符号系列長の1/2の符号系列長の符号系
列との加算を行い、加算結果が拡散符号系列長を超える
ときは加算結果から拡散符号系列長の減算を行う所謂拡
散符号系列長を法とする加算を行う演算器32と、拡散
符号系列発生器31から出力された拡散符号系列と演算
器32での演算出力拡散符号系列とを周波数シンセサイ
ザ13と14とに選択的に割り振るスイッチ33とから
構成してある。図2において符号6は周波数シンセサイ
ザ13へ供給する送信拡散符号系列出力端子を示し、符
号7は周波数シンセサイザ14へ供給する受信拡散符号
系列出力端子を示している。
【0015】スイッチ23は相手局の呼び出しを行う場
合はオフ状態に、相手局に応答する場合はオン状態に切
り替えられ、オン状態に切り替えられたときはクロック
3、タイミング信号4および論理“1”の選択信号5が
拡散符号系列発生器11Aに供給され、オフ状態に切り
替えられたときは論理“0”の選択信号5のみが拡散符
号系列発生器11Aに供給される。拡散符号系列発生器
本体31は入力された選択信号5が論理“0”の場合は
自局のタイミングによって拡散符号系列を発生し、選択
信号5が論理“1”の場合は外部からのクロック3およ
びタイミング信号4にしたがって拡散符号系列を発生す
る。演算器32は例えば入力拡散符号系列が11ビット
(拡散符号系列長0〜2047)の場合は拡散符号系列
長1024の固定符号系列と加算する。加算結果が拡散
符号系列長(2047)を超えるときは拡散符号系列長
の固定符号系列を減算する。スイッチ33は拡散符号系
列発生器本体31の出力と演算器32の出力を送信拡散
符号系列出力端子6と受信拡散符号系列出力端子7とに
振り分けるスイッチであって、選択信号5が論理“0”
のときは拡散符号系列発生器本体31から出力された拡
散符号系列を周波数シンセサイザ13に供給しかつ演算
器32から出力された拡散符号系列を周波数シンセサイ
ザ14に供給し、論理“1”のときは前記と逆に供給す
る。
【0016】まず、上記の拡散符号系列発生器11Aの
作用について説明する。
【0017】拡散符号系列発生器11Aは7ビットの拡
散符号系列長の拡散符号系列を発生するものとする。し
たがって拡散符号系列発生器本体31は7ビットの拡散
符号系列、すなわち0〜127の任意の数を発生する。 演算器32は入力値と、拡散符号系列長の半分である6
4との加算を行う。しかし、加算結果が127を超える
ときは128を減算する。いま、相手局の呼び出しを行
う場合についてみれば、拡散符号系列発生器本体31の
出力が周波数シンセサイザ13に供給され、演算器32
の出力が周波数シンセサイザ14に供給される。この場
合の拡散符号系列発生器11Aからの出力拡散符号系列
の1例を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】例えば拡散符号系列発生器本体31の出力
が“14”のとき、演算器32の出力は14+64=“
78”であり、拡散符号系列発生器本体31の出力が“
112”のとき112+64=176(mod128)
=“48”となる。ここで(mod128)とは128
で割った剰余を示す。すなわち周波数シンセサイザ13
および14への入力は、その値が常に、0〜127の範
囲にあり、送信と受信とでは周波数シンセサイザ13へ
の入力値と周波数シンセサイザ14への入力値は拡散符
号系列長の半分の値(上記の例では64)だけ異なる。 ここで、周波数シンセサイザ13および14は入力され
る拡散符号系列値の変化に対して出力周波数が直線的に
変化するものとすれば、入力された拡散符号系列0〜1
27に対応する出力周波数の範囲が送受信周波数帯域幅
となり、図3に示す如く周波数シンセサイザ13と周波
数シンセサイザ14の出力周波数の各々の周波数帯域下
端からの変位量の差が常に周波数帯域幅の半分だけ離れ
ていることになる。したがって、拡散符号系列発生器1
1Aは拡散符号系列長の半分の値だけ異なる実質的に2
つの拡散符号系列を発生する拡散符号系列発生器がある
のと等価である。
【0020】上記した本実施例の送受信機において、双
方向通信を行う場合、相手局の呼び出しを行う場合と相
手局に応答する場合との2つの場合がある。
【0021】まず、相手局を呼び出す場合はスイッチ2
3をオフ状態にして送信を開始する。この時、拡散符号
系列発生器11Aは自局のタイミングによって拡散符号
系列を発生する。しかるに前記したように送信拡散符号
系列と受信拡散符号系列とは拡散符号系列長の半分だけ
異なり、拡散符号系列発生器本体31から出力された拡
散符号系列が入力された周波数シンセサイザ13の出力
周波数と演算器32から出力された拡散符号系列が入力
された周波数シンセサイザ14の出力周波数とは占有周
波数帯域幅の半分だけ離れて並行にホッピングする。
【0022】次に相手局に応答する場合はスイッチ23
をオン状態にしておく。相手局からの呼び出しがあれば
、受信波は共用器19で分離され、同期回路21にて受
信信号から拡散符号系列のクロック位相および拡散符号
系列の位相が検出され、同期回路21からクロックおよ
びタイミング信号を出力する。スイッチ23を介してこ
のクロックおよびタイミング信号を受けた拡散符号系列
発生器本体31から受信波に同期した拡散符号系列が発
生する。この場合は受信拡散符号系列は拡散符号系列発
生器本体31から出力される拡散符号系列であって受信
波に同期しており、この受信拡散符号系列が周波数シン
セサイザ14に供給され、受信波は受信側で正しく逆拡
散されると同時に受信拡散符号系列(この場合は拡散符
号系列発生器本体31から出力される拡散符号系列)と
送信拡散符号系列(この場合は演算器32から出力され
る拡散符号系列)とは拡散符号系列長の半分だけ異なり
、受信拡散符号系列が入力された周波数シンセサイザ1
4の出力周波数とは占有周波数帯域幅の半分だけ離れて
並行にホッピングを行う。
【0023】ホッピングの様子について示せば図4に示
す如くであり、破線はそれぞれ送受信周波数帯を示し、
送信周波数帯と受信周波数帯とは同一周波数帯である。 送信周波数と受信周波数とは常に送受信周波数帯域幅の
半分だけ離れてホッピングしており、時刻t1から時刻
t2へは周波数増加方向にホッピングしており、時刻t
2から時刻t3へも周波数増加方向にホッピングしてい
る場合を示している。時刻t2から時刻t3へのホッピ
ングに際し、演算器32における加算結果が拡散符号系
列長を超えた場合を例示している。図4に示す時刻t1
、t2およびt3におけるホッピングから明らかなよう
に送信側のホッピングと受信側のホッピングは同期して
おり、かつ送信周波数と受信周波数とは常に送受信周波
数帯域幅の半分の周波数だけ離れてホッピングしている
。しかるに、送信周波数と受信周波数とは常に送受信周
波数帯域幅の半分の周波数だけ離れているため、共用器
19および受信機内の受信フィルタの特性はさほど急峻
にしなくてもよくなる。
【0024】なお、上記した一実施例においては、周波
数シンセサイザ13の出力周波数がそのまま送信周波数
となり、周波数シンセサイザ14の出力周波数がそのま
ま受信周波数となる場合を例示した。一般に周波数シン
セサイザの前段、後段に周波数変換回路が設けられる場
合が多い。かかる場合においては、周波数シンセサイザ
13の出力周波数および周波数シンセサイザ14の出力
周波数に一定の周波数が加減算された状態で最終的な送
信周波数および受信周波数となり、送受信で同一の周波
数帯域を使用する場合には送受信の周波数は常に占有周
波数帯域幅の半分の周波数だけ離れ、並行にホッピング
することになる。
【0025】
【発明の効果】以上説明した如く本発明のスペクトル拡
散通信方式によれば、送信波と受信波は同一周波数帯域
を使用し、送信周波数は受信周波数から占有周波数帯域
幅の半分の周波数だけ離れて並行にホッピングし、かつ
周波数帯域外へのホッピングは反対側の帯域端へ折り返
した後にホッピングするようにしたため、共用器および
受信機内の受信フィルタがさほど急峻な特性のものでな
くても送信波の混入による干渉や受信機の感度抑圧をう
けず、高選択度、広ダイナミックレンジ等の過酷な要求
から開放され、受信機の設計が容易となる効果のほか、
送受信の周波数帯域幅は従来の半分になる効果がある。 さらに、拡散符号系列発生器は送受信で合わせて1つ済
ませることができて回路規模が小さくなる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方式を適用した一実施例の構成を示すブ
ロック図である。
【図2】本発明方式を適用した一実施例における拡散符
号系列発生器の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明方式を適用した一実施例における送受信
周波数帯域幅と周波数シンセサイザの出力周波数との関
係を示す模式図である。
【図4】本発明方式を適用した一実施例の作用を説明す
るためのホッピングの様子を示す模式図である。
【図5】従来例の構成を示すブロック図である。
【図6】従来例の作用を説明するためのホッピングの様
子を示す模式図である。
【符号の説明】
11、11A、12…拡散符号系列発生器13、14…
周波数シンセサイザ 15、16…乗算器 17、18…増幅器 19、19A…共用器 20…アンテナ 21…同期回路 22…復調器 23、33…スイッチ 31…拡散符号系列発生器本体 32…演算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】双方向通信であって、搬送波を拡散符号系
    列により予め決められた規則にしたがいホッピングさせ
    ることによって拡散を行う周波数ホッピング方式を使用
    するスペクトル拡散通信方式において、送信波と受信波
    は同一周波数帯を使用し、送信周波数は受信周波数から
    占有周波数帯域幅の半分の周波数だけ離れて並行にホッ
    ピングし、かつ占有周波数帯域外へのホッピングは反対
    側の帯域端へ折り返した後にホッピングすることを特徴
    とするスペクトル拡散通信方式。
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