JPH06177855A

JPH06177855A - スペクトラム拡散通信装置

Info

Publication number: JPH06177855A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Makoto Fukuda; 誠福田; Kazuo Nagata; 和生永田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1992-12-08
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】広帯域で、回路の実現が容易で、小型化が可
能で、低消費電力であるスペクトラム拡散通信装置を実
現する。【構成】情報データを変調及び拡散変調若しくは拡散
復調及び復調することにより送受信を行うスペクトラム
拡散通信装置において、情報データを低速のパラレルデ
ータに変換してそれぞれのパラレルデータを複数の異な
る搬送波周波数で変調する変調手段と、変調手段の出力
を拡散変調する拡散変調手段と、拡散変調手段の出力を
送信する送信手段と、送信手段からの信号を受信する受
信手段と、受信手段の出力を拡散復調する拡散復調手段
と、拡散復調手段の出力を異なる搬送波周波数で復調す
る復調手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散通信
に関し、特に広帯域通信が可能なスペクトラム拡散通信
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のスペクトラム拡散通信装置
の一例を示す構成ブロック図である。１は情報源、２は
１次変調器、３は拡散変調器、４及び１２は拡散符号発
生器、５及び９は周波数変換器、６及び１０は発振器、
７は送信アンテナ、８は受信アンテナ、１１は拡散復調
器、１３は符号同期回路、１４は１次復調器、１００は
情報信号である。

【０００３】情報源１の情報データ出力は１次変調器２
に接続され、１次変調器２の出力は拡散変調器３に接続
される。また、拡散変調器３には拡散符号発生器４の出
力が接続され、拡散変調器３の出力は周波数変換器５に
接続される。さらに、周波数変換器５には発振器６の出
力が接続され、周波数変換器５の出力は送信アンテナ７
に接続される。

【０００４】受信アンテナ８は周波数変換器９に接続さ
れ、発振器１０の出力もまた周波数変換器９に接続され
る。周波数変換器９の出力及び拡散符号発生器１２の出
力は拡散復調器１１に接続され、拡散符号発生器１２に
は符号同期回路１３の出力が接続される。また、拡散復
調器１１の出力は１次復調器１４に接続される。

【０００５】情報源１の出力は１次変調器２によりＰＳ
Ｋ、ＱＰＳＫ等のディジタル変調を受け、拡散変調器３
において拡散符号発生器４の出力である拡散符号と掛け
合わされることにより拡散変調がなされる。拡散変調さ
れた信号はさらに周波数変換器５において発振器６の出
力周波数により周波数変換され、送信アンテナ７より送
信される。

【０００６】一方、受信器側では、受信アンテナ８で受
信した信号が周波数変換器９により周波数変換される。
また、拡散符号発生器１２及び符号同期回路１３により
送信器側と同一の拡散符号を全く同じタイミングで発生
させ、この拡散符号を用いて拡散復調器１１により逆拡
散、即ち拡散復調を行う。さらに、拡散復調された信号
が１次復調器１４により復調されることにより情報信号
１００が得られる。

【０００７】ここで、送信出力のパワー密度が制限され
るような場合には拡散符号のビット速度を高速にして帯
域を広げることにより、出力パワーを抑えつつ通信距離
を得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、拡散符号のビ
ット速度を高速にすると、回路での高速信号処理が必要
なり、当該回路の実現が困難であり、回路規模が大きく
なり、消費電力が大きくなるという問題がある。特に受
信器側においては、例えば、送信器側で帯域を５０ＭＨ
ｚ程度に拡散すると、受信器側では１００ＭＨｚクロッ
ク以上で動作させなければならず回路の実現等がより困
難になる。従って本発明の目的は、広帯域で、回路の実
現が容易で、小型化が可能で、低消費電力であるスペク
トラム拡散通信装置を実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１では、情報データを変調及び拡
散変調若しくは拡散復調及び復調することにより送受信
を行うスペクトラム拡散通信装置において、前記情報デ
ータを低速のパラレルデータに変換し、それぞれのパラ
レルデータを複数の異なる搬送波周波数で変調する変調
手段と、この変調手段の出力を拡散変調する拡散変調手
段と、この拡散変調手段の出力を送信する送信手段と、
この送信手段からの信号を受信する受信手段と、この受
信手段の出力を拡散復調する拡散復調手段と、この拡散
復調手段の出力を前記複数の異なる搬送波周波数で復調
する復調手段とを備えたことを特徴とするものである。
本発明の第２では情報データを変調及び拡散変調若しく
は拡散復調及び復調することにより送受信を行うスペク
トラム拡散通信装置において、前記情報データを変調す
る変調手段と、この変調手段の出力を複数の隣接する搬
送波周波数で周波数変換する第１の周波数変換手段と、
この第１の周波数変調手段の出力を拡散変調する拡散変
調手段と、この拡散変調手段の出力を送信する送信手段
と、この送信手段からの信号を受信する受信手段と、こ
の受信手段の出力を拡散復調する拡散復調手段と、この
拡散復調手段の出力を単一の変調信号に周波数変換する
第２の周波数変換手段と、この第２の周波数変換手段の
出力を復調する復調手段とを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】高速のデータ列を低速のパラレルデータに変換
してそれぞれ複数の異なる搬送波周波数で変調し、若し
くは、高速のデータ列を複数の隣接する搬送波周波数で
変調し、それぞれ同一の拡散符号で拡散変調することに
より広帯域となる。

【００１１】

【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係るスペクトラム拡散通信装置の第１の
実施例を示す構成ブロック図である。ここで、１，３〜
１３及び１００は図５と同一符号を付してある。図１に
おいて２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄは変調周波数の異なる
１次変調器、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄは１次
変調器２ａ〜２ｄにそれぞれ対応する１次復調器、１５
はシリアル・パラレル変換器、１６は加算器、１７はパ
ラレル・シリアル変換器である。

【００１２】また、２ａ〜２ｄ，１５及び１６は変調手
段５０を、３及び４は拡散変調手段５１を、５，６及び
７は送信手段５２を、８，９及び１０は受信手段５３
を、１１〜１３は拡散復調手段５４を、１４ａ〜１４ｄ
及び１７は復調手段５５をそれぞれ構成している。

【００１３】情報源１の情報データ出力はシリアル・パ
ラレル変換器１５に接続され、シリアル・パラレル変換
器１５の４チャネルの出力は１次変調器２ａ〜２ｄにそ
れぞれ接続される。１次変調器２ａ〜２ｄのそれぞれの
出力は加算器１６に接続され、加算器１６の出力は拡散
変調器３に接続される。また、拡散変調器３には拡散符
号発生器４の出力が接続され、拡散変調器３の出力は周
波数変換器５に接続される。さらに、周波数変換器５に
は発振器６の出力が接続され、周波数変換器５の出力は
送信アンテナ７に接続される。

【００１４】受信アンテナ８は周波数変換器９に接続さ
れ、発振器１０の出力もまた周波数変換器９に接続され
る。周波数変換器９の出力及び拡散符号発生器１２の出
力は拡散復調器１１に接続され、拡散符号発生器１２に
は符号同期回路１３の出力が接続される。また、拡散復
調器１１の出力は１次復調器１４ａ〜１４ｄにそれぞれ
接続される。さらに、１次復調器１４ａ〜１４ｄのそれ
ぞれの出力はパラレル・シリアル変換器１７に接続され
る。

【００１５】ここで、図１に示す第１の実施例の動作を
図２を用いて説明する。図２において（Ａ）は図１中”
イ”及び”リ”の点の信号の周波数スペクトラムを、
（Ｂ）は図１中”ロ”及び”チ”の点の信号の周波数ス
ペクトラムを、（Ｃ）は図１中”ハ”及び”ト”の点の
信号の周波数スペクトラムを、（Ｄ）は図１中”ニ”及
び”ヘ”の点の信号の周波数スペクトラムを、（Ｅ）は
図１中”ホ”の点の信号の周波数スペクトラムをそれぞ
れ示している。

【００１６】情報源１の情報データ出力はシリアル・パ
ラレル変換器１５により４チャネルの低速パラレルデー
タに変換される。それぞれの低速パラレルデータは４個
の１次変調器２ａ〜２ｄによりＰＳＫ、ＱＰＳＫ等のデ
ィジタル変調を受ける。ここで、１次変調器２ａ〜２ｄ
は搬送波周波数をそれぞれ”ｆ₁”〜”ｆ₄”とすれ
ば、例えば１次変調器２ａの出力は図２（Ａ）のような
周波数スペクトラムとなる。この時、搬送波周波数の間
隔は拡散符号の帯域の２倍程度である。

【００１７】４個の１次変調器２ａ〜２ｄの出力は加算
器１６により合波され図２（Ｂ）のような周波数スペク
トラムとなる。また、加算器１６の出力は拡散変調器３
において拡散符号発生器４の出力である拡散符号と掛け
合わされることにより拡散変調がなされ、図２（Ｄ）の
ような周波数スペクトラムとなる。ここで、拡散符号発
生器４の出力は図２（Ｃ）に示すような周波数スペクト
ラムである。

【００１８】拡散符号発生器４で拡散変調された信号は
さらに周波数変換器５において発振器６の出力周波数に
より周波数変換され、送信アンテナ７より送信される。
この時の周波数スペクトラムは図２（Ｅ）に示すように
なる。

【００１９】一方、受信器側では、受信アンテナ８で受
信した信号が周波数変換器９により周波数変換され、図
２（Ｄ）のような周波数スペクトラムに戻される。ま
た、拡散符号発生器１２及び符号同期回路１３により送
信器と同一の拡散符号を全く同じタイミングで発生さ
せ、この拡散符号を用いて拡散復調器１１により拡散復
調を行い、周波数変換器９の出力は図２（Ｂ）のような
周波数スペクトラムに戻される。ここで、拡散符号発生
器１２の出力は図２（Ｃ）に示すような周波数スペクト
ラムである。

【００２０】拡散復調器１１により拡散復調された信号
は４チャネルに分けられ、搬送波周波数”ｆ₁”〜”ｆ
₄”に毎に１次復調器１４ａ〜１４ｄで復調される。例
えば１次復調器１４ａの入力は図２（Ａ）に示すような
周波数スペクトラムの低速パラレルデータとなる。さら
に、１次復調器１４ａ〜１４ｄの出力である４チャネル
の低速パラレルデータをパラレル・シリアル変換器１７
により変換することにより情報信号１００が得られるこ
とになる。

【００２１】この結果、高速のデータ列を低速のパラレ
ルデータに変換し、それぞれのパラレルデータを複数の
異なる搬送波周波数で変調し、同一の拡散符号で拡散変
調することにより、拡散符号のビット速度を高速するこ
となく広帯域のスペクトラム拡散通信装置が実現でき
る。また、高速動作が不要なので回路の実現が容易で、
小型化が可能で、低消費電力となる。

【００２２】なお、図３は本発明に係るスペクトラム拡
散通信装置の第２の実施例を示す構成ブロック図であ
る。ここで、１〜１４，５１〜５４及び１００は図１と
同一符号を付してある。図３において１８及び２０は周
波数変換器、１９及び２１は高周波発生器である。ここ
で、２及び１４は変調手段５０ａ及び復調手段５５ａ
を、１８と１９及び２０と２１は周波数変換手段５６及
び５７をそれぞれ構成している。

【００２３】また、接続関係については１次変調器２と
拡散変調器３との間及び拡散復調器１１と１次復調器１
４との間に周波数変換器１８及び２０がそれぞれ設けら
れ、周波数変換器１８及び２０に高周波発生器１９及び
２１がそれぞれ接続される点を除けば図５と同一の接続
である。

【００２４】ここで、図３に示す第２の実施例の動作を
図４を用いて説明する。図４において（Ａ）は図３中”
イ”及び”ル”の点の信号の周波数スペクトラムを、
（Ｂ）は図３中”ロ”及び”ヌ”の点の信号の周波数ス
ペクトラムを、（Ｃ）は図３中”ハ”及び”リ”の点の
信号の周波数スペクトラムを、（Ｄ）は図３中”ニ”及
び”チ”の点の信号の周波数スペクトラムを、（Ｅ）は
図３中”ホ”及び”ト”の点の信号の周波数スペクトラ
ムを、（Ｆ）は図３中”ヘ”の点の信号の周波数スペク
トラムをそれぞれ示している。

【００２５】情報源１の情報データ出力は１次変調器２
によりＰＳＫ、ＱＰＳＫ等のディジタル変調を受けるこ
とにより図４（Ａ）のような周波数スペクトラムとな
る。また、１次変調器２の出力は周波数変換器１８にお
いて高周波発生器１９の出力により複数のＩＦ周波数に
周波数変換され図４（Ｃ）のような周波数スペクトラム
となる。ここで、高周波発生器１９の出力は図４（Ｂ）
に示すように”ｆ₁”〜”ｆ₄”の４つの高周波をもつ
周波数スペクトラムである。

【００２６】周波数変換器１８の出力は拡散変調器３に
おいて拡散符号発生器４の出力である拡散符号と掛け合
わされることにより拡散変調がなされ図４（Ｅ）のよう
な周波数スペクトラムとなる。ここで、拡散符号発生器
４の出力は図４（Ｄ）に示すような周波数スペクトラム
である。

【００２７】拡散符号発生器４で拡散変調された信号は
さらに周波数変換器５において発振器６の出力周波数に
より周波数変換され、送信アンテナ７より送信される。
この時の周波数スペクトラムは図４（Ｆ）に示すように
なる。

【００２８】一方、受信器側では、受信アンテナ８で受
信した信号が周波数変換器９により周波数変換され、図
４（Ｅ）のような周波数スペクトラムに戻される。ま
た、拡散符号発生器１２及び符号同期回路１３により送
信器と同一の拡散符号を全く同じタイミングで発生さ
せ、この拡散符号を用いて拡散復調器１１により拡散復
調を行い、周波数変換器９の出力は図４（Ｃ）のような
周波数スペクトラムに戻される。ここで、拡散符号発生
器１２の出力は図４（Ｄ）に示すような周波数スペクト
ラムである。

【００２９】拡散復調器１１により拡散復調された複数
のＩＦ周波数信号は周波数変換器２０において高周波発
生器２１の出力によりベースバンド付近に単一の変調信
号として周波数変換され図４（Ａ）に示すような周波数
スペクトラムになる。ここで、高周波発生器２１の出力
は図４（Ｂ）に示すような周波数スペクトラムである。
さらに、周波数変換器２０の出力を１次復調器１４で復
調することにより情報信号１００が得られることにな
る。

【００３０】この結果、高速のデータ列の変調信号を複
数の隣接する搬送波周波数で周波数変換し、同一の拡散
符号で拡散変調することにより、スペクトラムが中心周
波数に集中せず空中線電力を周波数軸上に分散させた広
帯域拡散となり、拡散符号のビット速度を高速すること
なく広帯域のスペクトラム拡散通信装置が実現できる。
また、高速動作が不要なので回路の実現が容易で、小型
化が可能で、低消費電力となる。

【００３１】また、第１の実施例では情報源１の出力を
４チャネルの低速パラレルデータに変換しているが、こ
れに限る訳ではなく任意のチャネルに変換してもよい。
また、第２の実施例では高周波発生器の出力のスペクト
ルを４本としているが、これに限る訳ではなく任意のス
ペクトル数にしてもよく、高周波発生器ではなく複数の
発振器を用いてもよい。さらに、拡散復調手段５４及び
復調手段５５を複数用いることも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。高速のデータ列
を低速のパラレルデータに変換してそれぞれ複数の異な
る搬送波周波数で変調し、若しくは、高速のデータ列の
変調信号を複数の隣接する搬送波周波数で周波数変換
し、それぞれ同一の拡散符号で拡散変調することによ
り、空中線電力を周波数軸上に分散させた広帯域拡散
で、回路の実現が容易で、小型化が可能で、低消費電力
であるスペクトラム拡散通信装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスペクトラム拡散通信装置の第１
の実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】図１に示す第１の実施例の各点における周波数
スペクトラムを示す特性曲線図である。

【図３】本発明に係るスペクトラム拡散通信装置の第２
の実施例を示す構成ブロック図である。

【図４】図３に示す第２の実施例の各点における周波数
スペクトラムを示す特性曲線図である。

【図５】従来のスペクトラム拡散通信装置の一例を示す
構成ブロック図である。

【符号の説明】

１情報源２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ１次変調器３拡散変調器４，１２拡散符号発生器５，９，１８，２０周波数変換器６，１０発振器７送信アンテナ８受信アンテナ１１拡散復調器１３符号同期回路１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ１次復調器１５シリアル・パラレル変換器１６加算器１７パラレル・シリアル変換器１９，２１高周波発生器１００情報信号５０，５０ａ変調手段５１拡散変調手段５２送信手段５３受信手段５６，５７周波数変調手段５４拡散復調手段５５，５５ａ復調手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報データを変調及び拡散変調若しくは拡
散復調及び復調することにより送受信を行うスペクトラ
ム拡散通信装置において、前記情報データを低速のパラレルデータに変換し、それ
ぞれのパラレルデータを複数の異なる搬送波周波数で変
調する変調手段と、この変調手段の出力を拡散変調する拡散変調手段と、この拡散変調手段の出力を送信する送信手段と、この送信手段からの信号を受信する受信手段と、この受信手段の出力を拡散復調する拡散復調手段と、この拡散復調手段の出力を前記複数の異なる搬送波周波
数で復調する復調手段とを備えたことを特徴とするスペ
クトラム拡散通信装置。
【請求項２】情報データを変調及び拡散変調若しくは拡
散復調及び復調することにより送受信を行うスペクトラ
ム拡散通信装置において、前記情報データを変調する変調手段と、この変調手段の出力を複数の隣接する搬送波周波数で周
波数変換する第１の周波数変換手段と、この第１の周波数変調手段の出力を拡散変調する拡散変
調手段と、この拡散変調手段の出力を送信する送信手段と、この送信手段からの信号を受信する受信手段と、この受信手段の出力を拡散復調する拡散復調手段と、この拡散復調手段の出力を単一の変調信号に周波数変換
する第２の周波数変換手段と、この第２の周波数変換手段の出力を復調する復調手段と
を備えたことを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。