JPH05235894A - スペクトル拡散変調方式およびその復調方式 - Google Patents

スペクトル拡散変調方式およびその復調方式

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JPH05235894A
JPH05235894A JP4033298A JP3329892A JPH05235894A JP H05235894 A JPH05235894 A JP H05235894A JP 4033298 A JP4033298 A JP 4033298A JP 3329892 A JP3329892 A JP 3329892A JP H05235894 A JPH05235894 A JP H05235894A
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JP4033298A
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Noboru Iizuka
昇 飯塚
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スペクトル拡散変調方式とその復調方式に関
し、非線形増幅による帯域外輻射を小さくし、D/U比
の劣化を抑えることを目的とする。 【構成】 拡散系列M(k)に複素系列Z(k)=ex
p{j(π/2)k}またはexp{−j(π/2)
k}を乗算して得られる複素拡散系列PN(k)=M
(k)・Z(k)を送信データD(k)に乗算すること
により拡散変調するよう構成する。また、前記拡散変調
で用いた複素拡散系列と複素共役な複素共役拡散系列P
* (k)=M(k)・Z* (k)を受信信号R(k)
に乗算することにより逆拡散するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スペクトル拡散変調方
式とその復調方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に従来のスペクトル拡散変調装置の
構成を示す。図中、51は拡散変調器、52は拡散系列
発生器、53は変調器、54は電力増幅器、55はアン
テナである。拡散変調器51において、送信データD
(k)を拡散系列発生器52から送られてくる拡散系列
PNによって拡散変調した後、変調器53においてさら
に搬送波で変調し、電力増幅器54で増幅してアンテナ
55から送信するものである。なお、拡散系列PN
(k)としては、符号長(2n −1)からなるM系列符
号(最大長系列符号)などが用いられている。図7に、
従来方式の信号点遷移図を示す。従来のスペクトル拡散
変調の場合、変調器53から出力される変調波の信号点
(+1,−1)は零点を通って位相が180度変化す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、衛星通信や
移動通信などでスペクトル拡散変調を用いる場合、前記
電力増幅器54としては、帯域外輻射を小さくするた
め、線形電力増幅器が用いられている。しかし、増幅器
を線形領域で用いるということは、増幅器の飽和出力に
対して大きなマージンをとって増幅するということであ
り、出力電力を大きくとることができないという問題が
あった。一方、増幅器を非線形領域まで用いるとする
と、出力電力は大きくとることができるが、帯域外輻射
が大きくなり、希望波と不要波の電力比(D/U比)が
劣化するという問題があった。
【0004】本発明は、前記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、非線形増幅による帯域外
輻射を小さくし、D/U比の劣化を抑えることのできる
スペクトル拡散変調方式とその復調方式を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】図1に本発明方式の原理
説明図を示す。図中、1は拡散変調手段、2は複素拡散
系列発生手段、3は直交変調手段、4は電力増幅手段、
5はアンテナである。複素拡散系列発生手段2は、拡散
系列M(k)に複素系列Z(k)=exp{j(π/
2)k}乗算した複素拡散系列PN(k)=M(k)・
Z(k)を生成する。直交変調手段3は、拡散変調手段
1から出力される拡散変調信号により搬送波を直交変調
する。6はアンテナ、7は逆拡散手段、8は複素共役拡
散系列発生手段、9は情報復調手段である。逆拡散手段
7は、拡散変調に用いた複素拡散系列PN(k)と複素
共役な複素共役拡散系列PN* (k)=M(k)・Z*
(k)を生成する。情報復調手段9は、逆拡散手段7か
ら出力される逆拡散信号を直交復調して元の送信データ
を復調する。
【0006】
【作 用】一般に、非線形電力増幅によるD/U比の劣
化は、電力増幅手段4へ入力する変調波の包絡線変動が
大きいほど大きくなることが知られている。したがっ
て、電力増幅手段4へ入力する変調波の包絡線変動を抑
えれば、それだけD/U比の劣化を抑えることができ
る。従来のスペクトル拡散変調の場合、電力増幅器に入
力される変調波の信号点は、図7に示したように、零点
を通ってその位相が180度変化するため変調波の包絡
線変動が大きくなり、非線形増幅した場合にはD/U比
が大きく劣化していた。そこで、本発明では、複素拡散
系列PN(k)=M(k)・Z(k)=M(k)・ex
p{j(π/2)k}を用いて拡散変調することによ
り、電力増幅手段4に入力される変調波が零点を通って
位相が180度変化することのないようにしたものであ
る。
【0007】すなわち、図1において、送信データをD
(k)、拡散変調手段1から出力される送信信号系列を
T(k)とすると、 T(k) =D(k)・PN(k) =D(k)・M(k)・exp{j(π/2)k} となる。この送信信号系列T(k)を用いて、直交変調
手段3において搬送波を直交変調した後、電力増幅手段
4で電力増幅し、アンテナ5から送信する。図2に本発
明方式の信号点遷移図を示す。本発明の場合、電力増幅
手段4に入力される変調波の信号点は零点を通らず、9
0度(π/2)づつその位相が変化する。したがって、
電力増幅手段4に入力する変調波の包絡線変動がそれだ
け抑えられ、電力増幅手段4として非線形増幅器を用い
た場合でもD/U比の劣化を抑えることができる。
【0008】一方、アンテナ6で受信された受信信号系
列R(k)は逆拡散手段7に入力される。いま、説明を
分かり易くするため、この受信信号系列R(k)をベー
スバンド信号で考えると、この受信信号系列R(k)は
送信信号系列T(k)と同じ符号系列となる。そこで、
この受信信号系列R(k)に、複素共役拡散系列PN *
(k)=M(k)・Z* (k)=M(k)・exp{−
j(π/2)k}を乗算すると、 R(k)・PN* (k) =T(k)・PN* (k) =D(k)・M(k)・exp{j(π/2)k}・M(k)・exp{− j(π/2)k} =D(k)・M(k)・M(k) =D(k) (∵ M(k)・M(k)=1) となり、送信データD(k)を復調することができる。
このようにして逆拡散手段7で得られた逆拡散信号は、
実際にはまだ復調されていない直交変調信号のままであ
る。したがって、情報復調手段9でこれを直交復調する
ことにより、元のビットストリームからなるベースバン
ドの送信データD(k)が復調される。
【0009】なお、前記説明においては、送信側の複素
系列Z(k)として、Z(k)=exp{j(π/2)
k}を採用したが、これに代え、Z(k)=exp{−
j(π/2)k}を採用することもできる。この場合に
は、受信側で用いる逆拡散のための複素共役拡散系列P
* (k)は、PN* (k)=M(k)・Z* (k)=
M(k)・exp{j(π/2)k}となる。
【0010】また、拡散系列M(k)としては、変調波
中の直流分を抑えるため、拡散系列中の+1と−1の符
号ビット数を等しく構成した偶数符号長からなる拡散系
列を用いることが望ましい。このような拡散系列として
は、例えば、符号長(2n −1)からなるM系列符号
(最大長系列符号)に、+1と−1の符号ビット数が同
じとなるように+1または−1のいずれかの1符号ビッ
トを加えた符号長(2n)の拡散系列を採用すればよ
い。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図3に本発明のスペクトル拡散変調方式を適
用して構成した変調装置の1実施例を、また図4に本発
明のスペクトル拡散復調方式を適用して構成した復調装
置の1実施例を示す。
【0012】図3の変調装置において、拡散変調手段1
は、2個の排他的論理和回路(以下、EXOR回路とい
う)101,102から構成されている。複素拡散系列
発生手段2は、拡散変調のための複素拡散系列PN
(k)=M(k)・Z(k)を書き込んだROM201
と、この複素拡散系列PN(k)を符号ビット番号k=
1,2,3,…,2n の順に順次読み出すアドレス信号
を発生するカウンタ202とから構成されている。RO
M201に書き込まれる複素拡散系列PN(k)は実部
Reと虚部Imの2つに分けて格納されており、実部R
eの符号系列はEXOR回路101へ、虚部Imの符号
系列はEXOR回路102へ供給される。
【0013】直交変調手段3は、波形整形フィルタ30
1,302、搬送波発振器303、ミキサー304,3
05、電力合成器306から構成されており、いわゆる
4相PSK回路を構成している。搬送波発振器303
は、同相成分cosωtと、これと位相が90度(π/
2)異なる直交成分sinωtを発生する。同相成分c
osωtはミキサー304へ、直交成分sinωtをミ
キサー305へ供給される。同相成分cosωtが図2
の位相遷移図の同相軸I(k)に、また直交成分sin
ωtが図2の直交軸Q(k)にそれぞれ対応付けられて
いる。4は電力増幅器、5は送信用のアンテナである。
【0014】図4の復調装置において、6は受信用のア
ンテナ、7は逆拡散手段である。逆拡散手段7は、波形
整形フィルタ701,702、発振器703、ミキサー
704,705、電力合成器706、ミキサー707か
ら構成されている。搬送波発振器703は、同相成分c
osωtと、これと位相がπ/2(90度)異なる直交
成分sinωtを発生する。同相成分cosωtはミキ
サー704へ、直交成分sinωtはミキサー705へ
供給される。
【0015】複素共役拡散系列発生手段8は、逆拡散用
の複素共役拡散系列信号PN* (k)=M(k)・Z*
(k)を書き込んだROM801と、この複素共役拡散
系列PN* (k)を符号ビット番号k=1,2,3,
…,2n の順に順次読み出すアドレス信号を発生するカ
ウンタ802とから構成されている。ROM801に書
き込まれる複素共役拡散系列信号PN* (k)は実部R
eと虚部Imの2つに分けて格納されており、実部Re
の符号系列は波形整形フィルタ701を介してミキサー
回路704へ、虚部Imの符号系列は波形整形フィルタ
702を介してミキサー回路705へ供給される。
【0016】情報復調手段9は、バンドパスフィルタ
(BPF)901、電力分配器902、ミキサー90
3,904、ローパスフィルタ905,906、ミキサ
ー907、ループフィルタ908、搬送波発振器909
から構成されており、いわゆるコスタス形同期検波回路
を構成している。ミキサー907、ループフィルタ90
8および搬送波発振器909は送信搬送波と位相の同期
した搬送波の再生を行なう。
【0017】次に、図3の変調装置の動作を説明する。
入力してくる送信データD(k)は、EXOR回路10
1において、ROM201から送られてくる複素拡散系
列PN(k)の実部Reの符号系列で拡散変調された
後、波形整形フィルタ301を介してミキサー304へ
供給される。ミキサー304は、この拡散変調された送
信データにより、搬送波発振器303から送られてくる
搬送波の同相成分cosωtを位相変調し、2相PSK
信号I(k)として電力合成器306へ送る。
【0018】同様にして、送信データD(k)は、EX
OR回路102において、ROM201から送られてく
る複素拡散系列PN(k)の虚部Imの符号系列で拡散
変調された後、波形整形フィルタ02を介してミキサー
305へ供給される。ミキサー305は、この拡散変調
された送信データを用いて発振器303から送られてく
る搬送波の直交成分cosωtを位相変調し、2相PS
K信号Q(k)として電力合成器306へ送る。
【0019】前記2つのPSK信号I(k),Q(k)
は電力合成器306で合成され、4相PSK信号{I
(k)+Q(k)}として電力増幅器4へ送られ、アン
テナ5から送信される。図5に、本発明と従来例の送信
スペクトルの比較例を示す。本発明の場合、従来例に比
べて不要な帯域外輻射が小さくなっていることがわか
る。
【0020】次に、図4の復調装置の動作を説明する。
ROM801から読み出された複素共役拡散系列PN*
の実部Reの符号系列は、ミキサー704において搬送
波発振器703の同相成分cosωtを位相変調し、電
力合成器706へ送られる。また、虚部Imの符号系列
は直交成分sinωtを位相変調し、ミキサー705に
おいて搬送波発振器703の直交成分cosωtを位相
変調し、電力合成器706へ送られる。そして、この実
部と虚部の2つの直交する位相変調成分は電力合成器7
06で合成され、搬送波変調された複素共役拡散系列P
* としてミキサー707に供給される。
【0021】一方、アンテナ6で受信された受信信号
は、ミキサー707に供給される。したがって、受信信
号は、ミキサー707において、電力合成器706から
送られてくる搬送波変調された複素共役拡散系列PN*
によって逆拡散される。この逆拡散された信号は、バン
ドパスフィルタ901を介して電力分配器902へ送ら
れ、ミキサー903と904へそれぞれ分配供給され
る。
【0022】ミキサー903には、搬送波発振器909
から送信搬送波に位相同期した同相成分cosωtが供
給され、またミキサー904には搬送波発振器909か
ら送信搬送波に位相同期した直交成分sinωtが供給
されいる。したがって、前記逆拡散された信号は、ミキ
サー903と904において直交復調され、出力端子か
ら復調された受信データD(k)として出力される。
【0023】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明方式によるときは、変調波の包絡線変動を抑える
ことができるので、電力増幅器として非線形増幅器を用
いた場合でもD/U比の劣化を抑えることができ、効率
のよいスペクトル拡散変復調を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方式の原理説明図である。
【図2】本発明方式の信号点遷移図である。
【図3】本発明方式を適用して構成したスペクトル拡散
変調装置の1実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明方式を適用して構成したスペクトル拡散
復調装置の1実施例を示すブロック図である。
【図5】本発明と従来例の送信スペクトルを示す図であ
る。
【図6】従来例のブロック図である。
【図7】従来方式の信号点遷移図である。
【符号の説明】
1 拡散変調手段 2 複素拡散系列発生手段 3 直交変調手段 4 電力増幅手段 5,6 アンテナ 7 逆拡散手段 8 複素共役拡散系列発生手段 9 情報復調手段 M(k) 拡散系列 Z(k) 複素系列 PN(k) 複素拡散系列 PN* (k) 複素共役拡散系列 D(k) 送信データ T(k) 送信信号系列 R(k) 受信信号系列

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 拡散系列M(k)に複素系列Z(k)=
    exp{j(π/2)k}またはexp{−j(π/
    2)k}を乗算して得られる複素拡散系列PN(k)=
    M(k)・Z(k)を送信データD(k)に乗算するこ
    とにより拡散変調することを特徴とするスペクトル拡散
    変調方式。
  2. 【請求項2】 前記拡散変調で用いた複素拡散系列と複
    素共役な複素共役拡散系列PN* (k)=M(k)・Z
    * (k)を受信信号系列R(k)に乗算することにより
    逆拡散することを特徴とするスペクトル拡散復調方式。
JP4033298A 1992-02-20 1992-02-20 スペクトル拡散変調方式およびその復調方式 Withdrawn JPH05235894A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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