JPH0563677A - スペクトラム拡散通信用受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 受信側拡散符号発生回路７の記憶装置１４に
は、方形波の拡散符号が通信路を通過した後の信号波形
と略同じ信号波形を有するアナログ拡散符号のデータが
格納されており、受信が開始されれば、受信側拡散符号
発生回路７からはアナログ拡散符号が出力され、受信信
号と上記アナログ拡散符号との相関検出が行われること
により同期判定がなされる。 【効果】 通信路を通過することにより信号波形が歪ん
だ受信信号との正確な相関関係が求められ、同期誤認を
起こすことなく確実に受信信号を復調することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベースバンド信号に拡
散符号を乗算したスペクトラム拡散信号を伝送信号とす
る、直接拡散方式のスペクトラム拡散通信システムに用
いられるスペクトラム拡散通信用受信装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信は、情報（狭帯域
信号）を広い周波数帯に拡散させたスペクトラム拡散信
号を使用する通信システムであり、帯域幅の拡張は、拡
散符号とよばれる疑似ランダム系列を情報に乗算するこ
とによって行われる。上記拡散符号は、図３に示すよう
に、半周期の方形波列とみなされる可変周期パルスの列
より成っている。

【０００３】上記拡散符号によってスペクトラム拡散さ
れた信号の拡散復調は、スペクトラム拡散信号にこれと
同期した元の拡散符号を乗算することによって行われ、
元の拡散符号を知っている傍受者だけが一意に受信信号
を解読できる。この点、スペクトラム拡散通信は、秘匿
性に優れた通信システムである。

【０００４】このスペクトラム拡散通信用には、通常用
いられる正弦搬送波を使用しないで、ベースバンド信号
に拡散符号を乗算したスペクトラム拡散信号を伝送信号
とする、ベースバンド信号を利用した直接拡散方式のス
ペクトラム拡散通信（以下、ＢＢＤＳと称する）があ
る。

【０００５】上記ＢＢＤＳにおける送信装置５１は、図
８に示すように、ベースバンド信号処理回路５２と、送
信側拡散符号発生回路５３と、信号ドライバ５４とを備
えており、ベースバンド信号処理回路５２でアナログ情
報信号をディジタル化することにより生成されたＮＲＺ
（Non Return to Zero）のベースバンド信号に、送信側
拡散符号発生回路５３で発生された拡散符号が乗積さ
れ、信号ドライバ５４によって通信路６１へ送信され
る。上記信号ドライバ５４から送信されるスペクトラム
拡散された送信信号は、図５に示すようなＮＲＺの方形
波である。

【０００６】一方、ＢＢＤＳの受信装置５５は、信号レ
シーバ５６と、受信側拡散符号発生回路５７と、信号相
関検出回路５８と、拡散復調回路５９と、ベースバンド
信号処理回路６０とを備えており、信号レシーバ５６に
よって受信された信号は、信号相関検出回路５８によっ
て同期判定が行われた後、拡散復調回路５９で受信信号
と同期した元の拡散符号が乗算されてベースバンド信号
に復元され、ベースバンド信号処理回路６０によってＮ
ＲＺのベースバンド信号が元のアナログ情報に変換され
る。

【０００７】上記信号相関検出回路５８による同期判定
は、受信信号と受信側拡散符号発生回路５７により発生
される基準符号との相関検出が行われることにより実現
される。上記受信側拡散符号発生回路５７で発生される
基準符号とは、図３に示した元の方形波の拡散符号であ
る。

【０００８】ここで、信号レシーバ５６による受信信号
をｆ（ｔ）、 受信側拡散符号発生回路５７の発生する
拡散符号をｇ（ｔ）とすると、受信信号ｆ（ｔ）と拡散
符号ｇ（ｔ）との相互相関関数Ｒ（τ）は、次式１で与
えられる。尚、τは遅延時間（受信信号ｆ（ｔ）の位相
とのずれ）である。

【０００９】 Ｒ（τ）＝∫ｆ（ｔ）・ｇ（ｔ−τ）ｄｔ ・・・（１） （積分の上・下限はそれぞれ＋∞、−∞とする）即ち、
信号相関検出回路５８では、受信信号に対して受信側拡
散符号発生回路５７により発生される拡散符号が位相ス
リップを生じるようにすることにより、受信信号ｆ
（ｔ）と拡散符号ｇ（ｔ−τ）との相関値Ｒ（τ）が近
似的に求められる。そして、受信信号と拡散符号とに位
相ずれがないとき（即ち同期しているとき）相関値Ｒ
（τ）は最大値を示すので、信号相関検出回路５８は、
求められた相関値Ｒ（τ）が所定の基準レベルＡ（略相
関値Ｒ（τ）の最大値に設定されている）以上になった
とき（Ａ＞Ｒ（τ））、受信信号と拡散符号との同期を
認識するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】尚、上記信号ドライバ
５４から送信される図５に示すような方形波の信号は、
通信路６１を通過することによってゲイン低下や位相変
化を起こすため、信号レシーバ５６で受信されたときに
は、図６に示すように受信信号の波形が歪んでしまって
いる。

【００１１】そして、上記従来の受信装置５５では、上
記のように波形が歪んでしまっている受信信号と、受信
側拡散符号発生回路５７により発生される方形波の拡散
符号との相互相関が求められるので、正確な相関関係が
求められないため、以下に示すような不都合を招来す
る。

【００１２】即ち、上記従来の信号相関検出回路５８に
より求められる相関値Ｒ（τ）は、図９のように、正規
の同期点ａで示される位相のとき以外に、例えば点ｂで
示される位相のときにも大きくなってしまい、正規の同
期点ａとの区別がつかなくなることがある。この場合、
正規の同期点ではない点ｂで示される位相のときの相関
値が同期を認識するための基準レベルに達していれば、
信号相関検出回路５８は拡散符号が点ｂで示される位相
のときに受信信号と同期していると誤認してしまう。

【００１３】上述のように、スペクトラム拡散通信にお
ける受信信号の復調は、受信信号にこれと同期した元の
拡散符号を乗算することによって初めて達成されるもの
であるから、受信信号と、この受信信号と乗算される拡
散符号との同期は不可欠である。このため、上記のよう
な同期誤認が生じると、受信信号を復調することができ
ないという事態が生じる。

【００１４】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、確実に受信信号を復調することができ
るスペクトラム拡散通信用受信装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のスペクトラム拡
散通信用受信装置は、上記の課題を解決するために、通
信路を通して伝送される、ベースバンド信号に拡散符号
を乗算することにより広帯域化されたスペクトラム拡散
信号を受信する受信手段と、基準符号を発生する符号発
生手段と、上記受信手段により受信された受信信号と基
準符号との相関検出を行うことにより同期判定を行う同
期判定手段とを備えたスペクトラム拡散通信用受信装置
において、以下の手段を講じている。

【００１６】即ち、上記基準符号は、上記拡散符号が上
記通信路を通過した後の信号波形と略同じ信号波形であ
る。

【００１７】

【作用】上記の構成によれば、ベースバンド信号に拡散
符号を乗算することにより広帯域化されたスペクトラム
拡散信号は、通信路を通して伝送され、受信手段により
受信される。この際、上記スペクトラム拡散信号は、通
信路を通過することによってゲイン低下や位相変化を起
こすため、受信手段により受信される受信信号は、通信
路を通過する前のスペクトラム拡散信号とは異なる波形
を示す。これは、信号が通信路を通過するときに信号の
持つ高周波成分がカットされてしまう、いわゆるフィル
タ効果（即ち、通信路がローパスフィルタとして働く）
による影響である。

【００１８】そして、受信手段による受信が開始されれ
ば、上記同期判定手段により上記受信信号と符号発生手
段の発生する基準符号との相関検出が行われることによ
り同期判定がなされるが、上記符号発生手段の発生する
基準符号は、方形波の拡散符号が上記通信路を通過した
後の信号波形と略同じアナログ信号波形であり、通信路
によるフィルタ効果が与されている。

【００１９】このように、通信路によるフィルタ効果を
考慮した基準符号が相関検出に用いられるので、通信路
によるフィルタ効果の影響を受けて信号波形が歪んだ受
信信号との正確な相関関係が求められ、同期誤認を起こ
すことはない。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図７に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２１】本実施例に係るスペクトラム拡散通信用受
信装置は、ベースバンド信号に拡散符号を乗算して広帯
域化したスペクトラム拡散信号を伝送信号とするＢＢＤ
Ｓに適用される。

【００２２】上記ＢＢＤＳにおける送信装置１は、図２
に示すように、ベースバンド信号処理回路２と、送信側
拡散符号発生回路３と、信号ドライバ４とを備えてお
り、ベースバンド信号処理回路２でアナログ情報信号を
ディジタル化することにより生成されたＮＲＺのベース
バンド信号に、送信側拡散符号発生回路３で発生され
た、例えば図３に示すような拡散符号が乗積されて、図
５に示すようなスペクトラム拡散信号が生成され、信号
ドライバ４によって通信路１１へ送信されるようになっ
ている。

【００２３】本受信装置５は、上記送信装置１から送信
されたスペクトラム拡散信号を受信して復調するもので
あり、受信手段としての信号レシーバ６と、符号発生手
段としての受信側拡散符号発生回路７と、同期判定手段
としての信号相関検出回路８と、拡散復調回路９と、ベ
ースバンド信号処理回路１０とを備えている。

【００２４】上記信号レシーバ６は、通信路１１から送
られてくるスペクトラム拡散信号を受信して、信号相関
検出回路８へと出力する。上記受信側拡散符号発生回路
７は、基準符号として後述するアナログ拡散符号を発生
して信号相関検出回路８へ出力する。

【００２５】そして、信号相関検出回路８は、上記信号
レシーバ６からの受信信号に対して、受信側拡散符号発
生回路７からのアナログ拡散符号が位相スリップを生じ
るようにすることにより、受信信号とアナログ拡散符号
との相関検出を行うようになっている。

【００２６】ここで、信号レシーバ６による受信信号を
ｆ（ｔ）、 受信側拡散符号発生回路７の発生するアナ
ログ拡散符号をｇ（ｔ）とすると、受信信号ｆ（ｔ）と
アナログ拡散符号ｇ（ｔ）との相互相関関数Ｒ（τ）
は、上記した式１（従来例中に示す）で与えられる。即
ち、信号相関検出回路８は、受信信号をｆ（ｔ）と、ア
ナログ拡散符号ｇ（ｔ−τ）とを乗算する乗算器と積分
器（共に図示せず）とを備えており、上式１に示される
演算を行うことによって近似的に相関値Ｒ（τ）を求め
るように構成されている。

【００２７】また、上記信号相関検出回路８は、求めら
れた相関値Ｒ（τ）と、略相関値Ｒ（τ）の最大値に設
定されている基準レベルＡとを比較し、相関値Ｒ（τ）
が基準レベルＡ以上になったとき（Ａ＞Ｒ（τ））、受
信信号と拡散符号との同期を認識するように構成された
同期判定回路（図示せず）を備えている。

【００２８】上記拡散復調回路９は、図３に示す拡散符
号と同じ信号を発生する拡散符号発生回路（図示せず）
と、信号レシーバ６による受信信号と上記拡散符号とを
乗算する乗算器（図示せず）とを備えている。そして、
拡散復調回路９は、上記信号相関検出回路８による同期
判定が行われた後、信号レシーバ６による受信信号に、
これと同期した元の拡散符号を乗算して狭帯域のベース
バンド信号に復調するようになっている。

【００２９】上記ベースバンド信号処理回路１０は、上
記拡散復調回路９によって復調されたＮＲＺのベースバ
ンド信号をアナログ情報に変換するようになっている。

【００３０】ここで、上記受信側拡散符号発生回路７の
詳細について以下に説明する。

【００３１】上記信号相関検出回路８は、図１に示すよ
うに、クロックパルス発生回路１２と、アドレスデコー
ダ１３と、以下に示す拡散符号のデータを格納する領域
が形成されている記憶装置１４と、この記憶装置１４か
ら読み出されたディジタルのデータをアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換回路１５とを備えている。

【００３２】一般に、上記信号ドライバ４から送信され
る図５に示すようなＮＲＺの方形波のスペクトラム拡散
信号は、通信路１１を通過することによってゲイン低下
や位相変化を起こし、信号レシーバ６で受信されたとき
には、図６に示すように信号波形が歪み、アナログ化し
てしまう。これは、伝送信号が通信路１１を通過すると
きに伝送信号の高周波成分がカットされてしまう、いわ
ゆるフィルタ効果（即ち、通信路１１がローパスフィル
タとして働く）による影響である。

【００３３】そこで、本実施例においては、送信装置１
と受信装置５とが設置位置において通信路１１により接
続された状態で、送信装置１から図３に示す方形波の拡
散符号のテストパターンを送信し、通信路１１を介して
伝送された拡散符号のテストパターンを受信装置５側で
計測し、記憶装置１４に格納しておく。上記のようにし
て予め記憶装置１４に格納されたデータは、図４に示す
ように、方形波の拡散符号が通信路１１によるフィルタ
効果の影響により歪んでアナログ化されたアナログ拡散
符号のデータである。

【００３４】そして、信号レシーバ６による受信が開始
されると、クロックパルス発生回路１２の基準時間に基
づいてアドレスデコーダ１３により記憶装置１４に格納
されているデータが読み出され、Ｄ／Ａ変換回路１５を
介して信号相関検出回路８にアナログ拡散符号として出
力されるようになっている。

【００３５】上記の構成において、上記受信装置５の動
作を以下に説明する。

【００３６】上記送信装置１から送信されたスペクトラ
ム拡散信号（図５参照）は、通信路１１を通して伝送さ
れ、信号レシーバ６により受信される。信号レシーバ６
は、この受信信号（図６参照）を信号相関検出回路８に
出力する。

【００３７】また、信号レシーバ６による受信が開始さ
れると、受信側拡散符号発生回路７からは、記憶装置１
４に格納されているデータが読み出され、Ｄ／Ａ変換回
路１５でアナログ信号に変換されて信号相関検出回路８
に出力される。

【００３８】上記信号相関検出回路８は、上記信号レシ
ーバ６からの受信信号に対して、受信側拡散符号発生回
路７からのアナログ拡散符号（図４参照）が位相スリッ
プを生じるようにすることにより、受信信号とアナログ
拡散符号との相互相関Ｒ（τ）を求める。そして、信号
相関検出回路８は、求めた相互相関Ｒ（τ）に基づいて
同期判定回路による同期判定を行い、相関値Ｒ（τ）が
基準レベルＡに達したとき同期のサーチを終了する。

【００３９】この後、信号レシーバ６により受信された
受信信号は、拡散復調回路９により、受信信号と同期し
た元の拡散符号が乗積されてベースバンド信号に復調さ
れ、ベースバンド信号処理回路１０において元のアナロ
グ情報に変換される。

【００４０】上記のように、受信側拡散符号発生回路７
で発生されるアナログ拡散符号は、元の方形波の拡散符
号が上記通信路１１を通過した後の信号波形と略同じア
ナログ信号波形であり、通信路１１によるフィルタ効果
が与されている。このため、信号相関検出回路８により
求められる受信信号とアナログ拡散符号との相関値Ｒ
（τ）は、図７に示すように、確実に同期点において最
大値を示し、従来のように同期誤認を起こすことはな
い。従って、本実施例に係る受信装置５では、確実に受
信信号の復調が行われる。

【００４１】尚、本実施例において、符号発生手段とし
ての受信側拡散符号発生回路７は、記憶装置１４に予め
アナログ拡散符号のデータを格納しておいて、このデー
タを読み出すことによってアナログ拡散符号を発生する
ようになっているが、これに限定されるものではない。
例えば、符号発生手段は、図３に示した方形波の拡散符
号を発生する回路と、通信路１１の持つフィルタ効果と
同程度のフィルタ効果を有するローパスフィルタとを備
え、方形波の拡散符号を上記ローパスフィルタを介して
出力するように構成されたものであってもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明のスペクトラム拡散通信用受信装
置は、以上のように、符号発生手段の発生する基準符号
は、拡散符号が通信路を通過した後の信号波形と略同じ
信号波形である構成である。

【００４３】それゆえ、符号発生手段からは、通信路に
よるフィルタ効果を与した基準符号が発生されるので、
通信路によるフィルタ効果の影響を受けて信号波形が歪
んだ受信信号との正確な相関関係が求められ、同期誤認
を起こすことはなく、確実に受信信号を復調することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであり、スペクト
ラム拡散通信用受信装置の受信側拡散符号発生回路の要
部の構成を示すブロック図である。

【図２】上記スペクトラム拡散通信用受信装置および送
信装置の要部の構成を示すブロック図である。

【図３】拡散符号の信号波形を示す波形図である。

【図４】アナログ拡散符号の信号波形を示す波形図であ
る。

【図５】送信装置から送信されるスペクトラム拡散信号
の信号波形を示す波形図である。

【図６】通信路を通して伝送された上記スペクトラム拡
散信号が受信装置において受信されたときの信号波形を
示す波形図である。

【図７】本発明の実施例に係る受信装置の信号相関検出
回路により求められる相関関数を示すグラフである。

【図８】従来例を示すものであり、スペクトラム拡散通
信システムの要部の構成を示すブロック図である。

【図９】従来の受信装置の信号相関検出回路により求め
られる相関関数を示すグラフである。

【符号の説明】

５ 受信装置 ６ 信号レシーバ（受信手段） ７ 受信側拡散符号発生回路（符号発生手段） ８ 信号相関検出回路（同期判定回路） １１ 通信路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信路を通して伝送される、ベースバンド
   信号に拡散符号を乗算することにより広帯域化されたス
   ペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、基準符号を
   発生する符号発生手段と、上記受信手段により受信され
   た受信信号と基準符号との相関検出を行うことにより同
   期判定を行う同期判定手段とを備えたスペクトラム拡散
   通信用受信装置において、 上記基準符号は、上記拡散符号が上記通信路を通過した
   後の信号波形と略同じ信号波形であることを特徴とする
   スペクトラム拡散通信用受信装置。