JPH06232773A - スペクトラム拡散受信の妨害波抑制受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スペクトラム拡散受信機で大振幅の単一搬送
波妨害波を抑制してスペクトラム拡散信号の復調を可能
にする。 【構成】 スペクトラム拡散（ＳＳ）信号受信の妨害波
抑制装置３０は、ＳＳ信号受信器の高周波段２（または
中間周波数段）の出力側に加算器１１、遅延回路１２、
利得制御手段１３からなる巡回フィルタを設け、ループ
利得Ｋ＜１を大きく設定する。ＳＳ信号は、極性をＰＮ
符号で変調されているので、巡回フィルタで抑制され妨
害波のみが出力される。巡回フィルタ出力をリミッタ２
４及び９０°移相回路１４で直交２成分とし、受信信号
を同期検波回路１５，１６で検波し、ＬＰＦ１７，１８
の出力を基に平衡変調器１９，２０で同期検波に用いた
成分を振幅変調して加算回路２１で合成する。この合成
信号を受信信号から引算して大振幅妨害波を抑制したＳ
Ｓ信号を得る。

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機
に関し、特に、スペクトラム拡散（以下、ＳＳと記す）
受信の妨害波抑制受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、無線通信において送受信を行っ
ている使用周波数帯（希望波）に強大な他の信号（例え
ば、電子レンジ等の妨害波）が混入すると、受信機では
増幅器の飽和等による波形歪が生じる。また、これに備
えて受信機が増幅度を調整できるＡＧＣ（Automatic Ga
in Control；自動利得制御）増幅器であっても、妨害波
の入力レベルがそのＡＧＣ増幅器のダイナミックレンジ
を越える入力レベルであれば、上述の場合と同様の現象
が生ずることとなる。

【０００３】この結果、妨害波の混入は、アナログ信号
による通信（例えば、ＡＭ波）においては、音質の劣化
等の原因となり、また、デジタル信号による通信（例え
ば、ＰＳＫ波）においては、データのビット誤りの増加
原因となる。ここで、ＳＳ通信方式によるにＳＳ送信電
波は雑音や妨害波に対して影響を受けにくいという長所
があることが知られている。

【０００４】図７は一般的なＳＳ受信機の構成例を示す
ブロック図であり、受信アンテナ１による受信信号を高
周波増幅器２で増幅し、周波数変換器３に加えて局部発
振器４の周波数との差で中間周波数のＩＦ信号を得る。
ＩＦ信号の周波数は周波数変換器３により後段の相関器
５に適合した周波数とする。

【０００５】相関器５の入力の一方に周波数変換器３の
出力を加え、相関器５の他の入力には、周波数変換器３
の出力（ＩＦ信号）と等しい周波数の固定発振器８の出
力を極性変換器６に加えてＰＮＧ（擬似ノイズ発生器）
７の出力で変調した信号を加える（ＰＮＧ７の出力波形
の例として図１（ｃ）参照）。周波数変換器３と極性変
調器６の出力から相関器５で相関出力が得られ、相関器
５の出力をデータ処理回路９で処理し、原データ信号
（図１（ａ）参照）と等しい出力信号１０を復元する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなＳＳ受信機においてもＳＳ送信電波に大振幅の妨
害波が共存するとＳＳ復調器の動作範囲を越えてしまい
ＳＳ復調が不可能になるという問題点があった（図７の
ＳＳ受信機でいえば、ＳＳ送信電波に大振幅の妨害波が
あると相関器５の相関動作が不適当になり正しい相関出
力が得られず、データ処理回路９の動作範囲を越える場
合がある）。

【０００７】例えば、ＩＳＭバンド（２．４５ＧHz）で
ＳＳ通信を行う際には大振幅の妨害波として電子レンジ
からの電波がある。電子レンジの発振周波数は電源周波
数で変動している場合が多いが、ＳＳ受信機の動作に対
してほぼ一定周波数の妨害波とみなすことができ、ＳＳ
受信機の近くに電子レンジがあるとＳＳの電界に対して
強電界の妨害となり、通常のＳＳ受信機では復調器の動
作が異常となるという問題点があった。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、スペクトラム拡散受信機で大振幅の単一搬送波
的妨害波を抑制してスペクトラム拡散信号の復調を可能
にすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のスペクトラム拡散受信の妨害波抑制受信装
置は単一搬送波的大振幅妨害波がスペクトラム拡散信号
中に共存している場合に妨害波を検出して抑制する。こ
のための構成として、第１の発明によるスペクトラム拡
散受信の妨害波抑制受信装置は、スペクトラム拡散信号
を受信する受信手段と該受信信号を復調してデータ信号
を得る復調手段を備えたスペクトラム拡散受信装置にお
いて、受信信号と、該受信信号を所定時間遅延して利得
制御した結果から、該受信信号に大振幅妨害波成分が含
まれているとき、該大振幅妨害波成分を得る巡回型フィ
ルタ手段と、得られた大振幅妨害波成分を振幅制限して
から移相変換し直交２成分信号を得る振幅制限変換出力
手段と、受信信号を前記直交２成分信号により同期検波
して直交２成分を含んだ同期検波信号を得る同期検波手
段と、振幅制限された大振幅妨害波成分に基づいて、同
期検波信号を平衡変調し直交２成分の合成変調信号を得
る平衡変調手段と、受信信号と合成変調信号とを減算処
理して大振幅妨害波成分を抑制し、データ信号が含まれ
たスペクトラム拡散成分信号を得る減算処理手段と、を
有することを特徴とする。

【００１０】第２の発明は上記第１の発明によるスペク
トラム拡散受信の妨害波抑制受信装置において、巡回型
フィルタ手段が、受信信号と、該受信信号を所定時間遅
延し利得制御した信号とを加算し加算信号を得る加算手
段と、前記受信信号の所定の帯域周波数ｆに基づいた遅
延時間τ＝１／ｆに設定された遅延手段と、加算信号の
利得ｋをｋ＜１の範囲で１に近づけるように制御し利得
制御信号を得る利得制御手段と、からなり、加算信号か
ら大振幅妨害波成分を得ることを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成により第１の発明によるスペクトラム
拡散受信の妨害波抑制受信装置は、巡回型フィルタ手段
により受信信号と、該受信信号を所定時間遅延して利得
制御した結果から、該受信信号に大振幅妨害波成分が含
まれているとき、該大振幅妨害波成分を得る。そして、
振幅制限変換出力手段により得られた大振幅妨害波成分
を振幅制限してから移相変換しcos成分信号とsin成分信
号の直交２成分信号を得て、同期検波手段により受信信
号を直交２成分信号により同期検波して直交２成分を含
んだ同期検波信号を得て、平衡変調手段により振幅制限
された大振幅妨害波成分に基づいて、同期検波信号を平
衡変調し直交２成分の合成変調信号を得て、減算処理手
段により受信信号と合成変調信号とを減算処理して大振
幅妨害波成分を抑制し、データ信号が含まれたスペクト
ラム拡散成分信号を得る。

【００１２】このように巡回フィルタの入力信号（受信
信号）から合成変調信号を引算することで大振幅妨害波
が抑制される。従って、本発明によるスペクトラム拡散
受信の妨害波抑制受信装置の出力を基にスペクトラム拡
散信号の復調器でデータ信号の復調を行うことができ
る。

【００１３】第２の発明は上記第１の発明によるスペク
トラム拡散受信の妨害波抑制受信装置において、巡回型
フィルタ手段が、加算手段により受信信号と該受信信号
を所定時間遅延し利得制御した信号とを加算し加算信号
を得て、利得制御手段により加算信号の利得ｋをｋ＜１
の範囲で１に近づけるように制御し利得制御信号を得
て、加算信号から大振幅妨害波成分を得る。これにより
ＰＮ符号で変調されているスペクトラム拡散信号は殆ど
抑制され巡回フィルタからは妨害波のみが出力される。

【００１４】

【実施例】図１はＳＳ信号の波形例を示す。図１（ａ）
は原データ信号であり、時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２が０（ゼ
ロ）であり、〜ｔ１，ｔ２〜の時刻が１である。図１
（ｂ）は図１（ａ）の原データ信号を搬送波で変調した
第１変調波である（変調が位相変調により行われる場合
は時刻ｔ１〜ｔ２の位相は反転している）。また、図１
（ｂ）の波形はＦＭ信号の例であり時刻ｔ１〜ｔ２は周
波数ｆ２に、他の時刻は周波数ｆ１になっている。

【００１５】図１（ｃ）はＰＮ（擬似ノイズ）信号であ
る。なお、図１（ａ）の原データ信号に比べると図１
（ｃ）はＰＮ信号の実際の周波数は遥かに高いが、説明
上、図１（ｃ）では少しだけ高く示した。

【００１６】図１（ｄ）は第２変調波であり図１（ｂ）
に示した第１変調波を図１（ｃ）に示したＰＮ信号で極
性変調した結果である（図１（ｃ）のＰＮ信号が１の部
分は図１（ｄ）の第２変調波では図１（ｂ）の第１変調
波と同じであるが、ＰＮ信号が−１の部分は図１（ｄ）
の第２変調波では図１（ｂ）の第１変調波の極性を反転
している）、このＰＮ信号による極性変調により周波数
拡散（ＳＳ）を行う。

【００１７】図２は大振幅の妨害波ＩcosωｉｔがＳＳ
信号の帯域に共存する場合の波形であり、ＳＳ信号は振
幅△が大振幅の妨害波Ｉcosωｉｔに重畳されている。

【００１８】図３は大振幅の妨害波と小振幅のＳＳ信号
の共存の場合のベクトル図であり、図３でＯＰ＝Ｉcos
ωｉｔ（妨害波）、ＰＱ＝ＳＳ信号、であり、妨害波を
基準にすると点Ｐを中心として半径ＰＱの範囲の変化に
なるので大振幅妨害波を抑制するにはＯＰを取り除けば
よいことになる。

【００１９】図４は、本発明に基づくＳＳ受信の妨害波
抑制装置の構成例を示すブロック図である。図４に示す
ようにＳＳ受信の妨害波抑制装置３０は、図７に示した
ようなＳＳ受信機の高周波増幅器２とＩＦ段である周波
数変換器３の間に位置する（高周波増幅器２の出力に対
し処理を行う）か、或いはＩＦ段である周波数変換器３
と相関器５の間に位置する（周波数変換器３の出力に対
し処理を行う）よう構成できるが、実施例（図４）は前
者の構成の場合である。

【００２０】図４において、１１は加算回路、１２は遅
延回路、１３は利得制御回路、１４は９０°移相回路、
１５，１６は同期検波器、１７，１８はＬＰＦ（ローパ
スフィルタ）、１９，２０は平衡変調器、２１は加算回
路、２２は減算回路で減算処理手段に相当し、２３はリ
ミッタ、３０は加算回路１１〜減算回路２２で構成され
るＳＳ受信の妨害波抑制装置全体であり、以下に述べる
ように大振幅妨害波（例えば、電子レンジから出る電波
のような単一搬送波的妨害波）を抑制する。なお、加算
回路１１、遅延回路１２、及び利得制御回路１３は巡回
型フィルタ手段を構成し、リミッタ２３及び９０°移相
回路１４は振幅制限変換出力手段を構成し、平衡変調器
１９，２０及び加算回路２１は平衡変調手段を構成して
いる。

【００２１】図４で受信アンテナ１による受信信号を高
周波増幅器２で増幅し、加算回路１１に加える。加算回
路１１の出力は帯域型遅延回路１２を経て利得制御回路
１３で利得制御を行い、その出力は加算回路１１に帰還
する。ここで、加算回路１１、帯域型遅延回路１２、及
び利得制御回路１３は巡回型フィルタを構成する。そし
て、この巡回フィルタは次の条件〜を満足する。

【００２２】 ループの遅延特性 ＳＳ信号の帯域内では帯域型遅延回路１２の遅延時間τ
は帯域の周波数をｆとするとき、 τ＝１／ｆ
（１） であること。 加算回路１１、帯域型遅延回路１２、及び利得制御
回路１３のループ利得をＫとするとき、 Ｋ＜１
（２） であること。 妨害波Ｉcosωｉｔに対する加算回路１１の出力
が、 Ｉcosωｉｔ／（１−Ｋ） （３） となること。

【００２３】従って、Ｋを１に近づけるほど加算回路１
１の出力の妨害波は大きくなる。ＳＳ成分は図１（ｄ）
から明らかなように図１（ｃ）のＰＮ信号で極性変調し
ているのでＫが１に近いと累積加算されて小さくなる。
このことは図１（ｂ）のように第１変調波がＦＭ信号の
場合にも有効であり、第１変調波が位相変調の際はより
収斂が早くなる。

【００２４】巡回フィルタのループ利得Ｋを１に近づけ
ることで加算回路１１の出力はほぼ妨害波Ｉcosωｉｔ
のみとなる。加算回路１１の出力はリミッタ２３で振幅
を一定とし（図５に示すように加算回路１１の出力（図
５（ａ））は妨害波のみとなるが、リミッタ２３の出力
（図５（ｂ））は定振幅の直交成分cosωｉｔとな
る）、同期検波器１５に加え、高周波増幅器２の出力か
ら同期検波器１５で直交成分であるcosωｉｔ成分信号
を検出し、さらに、ＬＰＦ１７で短時間の変化を抑制す
る。

【００２５】一方、リミッタ２３の出力を９０°移相回
路１４に加え、出力波sinωｉｔを作り、同期検波器１
６に加え、高周波増幅器２の出力からの出力から同期検
波器１６でsinωｉｔ成分信号を検出し、さらにＬＰＦ
１８で短時間の変化を抑制する。

【００２６】図６（ａ）の同期検波出力の説明図（ベク
トル図）からも明らかなように、高周波増幅器２の出力
は妨害波ＯＰに小レベルのＳＳ成分がＰＱとして重畳さ
れている。このためcosωｉｔ成分は妨害波ＯＰ’を中
心にＳＳ成分の大きさだけ変動する。また、sinωｉｔ
成分も妨害波ＯＰ’にＳＳ成分の変動分が加わる。

【００２７】ＬＰＦ１７，１８でＳＳ成分による変動を
抑制して図６（ｂ）に示すようにcosωｉｔ成分として
のＯＰ’を、sinωｉｔ成分としてＯＰ”を得る。そし
て、平衡変調器１９でリミッタ２３からの出力信号のう
ちcosωｉｔ成分を変調してＯＰ’cosωｉｔを得、平衡
変調器２０でsinωｉｔ成分を変調してＯＰ”sinωｉｔ
を得て、これらを加算回路２１で合成して合成信号ＯＰ
を得る（図６（ｂ））参照）。

【００２８】演算回路２２で高周波増幅器２の出力から
加算回路２１の出力（ＯＰ）を引算すると図６（ｃ）に
示すようにＳＳ成分信号を得ることができる。これを周
波数変換器３に供給し周波数変換器３以降のＳＳ信号の
復調回路、例えば図７に示したＳＳ受信機のＰＮＧ５〜
データ処理回路９、に加えれば大振幅妨害波の影響を回
避することができる。

【００２９】なお、前述したように実施例では受信の妨
害波抑制装置、図７に示したようなＳＳ受信機の高周波
増幅器とＩＦ段である周波数変換器の間に位置する（高
周波増幅器の出力に対し処理を行う）ものとしたが、Ｉ
Ｆ段である周波数変換器と相関器の間に位置する（周波
数変換器の出力に対し処理を行う）よう構成しても同様
である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスペクトラ
ム拡散受信の妨害波抑制受信装置によれば、スペクトラ
ム拡散受信器で共存して受信してしまう大振幅の単一搬
送波の妨害信号を抑制することができ、スペクトラム拡
散信号の復調を正常に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スペクトラム拡散信号の波形の例を示す波形図
である。

【図２】大振幅の妨害波スペクトラム拡散信号の帯域に
共存する場合の波形である。

【図３】大振幅の妨害波スペクトラム拡散信号の共存す
る場合のベクトル図である。

【図４】本発明に基づくスペクトラム拡散信号受信の妨
害波抑制装置の構成例を示すブロック図である。

【図５】加算回路及びリミッタの出力波形図である。

【図６】同期検波出力の説明図（ベクトル図）である。

【図７】一般的なスペクトラム拡散受信機の構成例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１１ 加算回路（加算手段、巡回型フィルタ手段） １２ 遅延回路（遅延手段、巡回型フィルタ手段） １３ 利得制御回路（利得制御手段、巡回型フィルタ手
段） １４ ９０°移相回路（振幅制限変換出力手段） １５，１６ 同期検波器（同期検波手段） １９，２０ 平衡変調器（平衡変調手段） ２１ 加算回路（平衡変調手段） ２２ 減算回路（減算処理手段） ２３ リミッタ（振幅制限変換出力手段） ３０ ＳＳ受信の妨害波抑制装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトラム拡散信号を受信する受信手
   段と該受信信号を復調してデータ信号を得る復調手段を
   備えたスペクトラム拡散受信装置において、 前記受信信号と、該受信信号を所定時間遅延して利得制
   御した結果から、該受信信号に大振幅妨害波成分が含ま
   れているとき、該大振幅妨害波成分を得る巡回型フィル
   タ手段と、 前記得られた大振幅妨害波成分を振幅制限してから移相
   変換し直交２成分信号を得る振幅制限変換出力手段と、 前記受信信号を前記直交２成分信号により同期検波して
   直交２成分を含んだ同期検波信号を得る同期検波手段
   と、 前記振幅制限された大振幅妨害波成分に基づいて、前記
   同期検波信号を平衡変調し直交２成分の合成変調信号を
   得る平衡変調手段と、 前記受信信号と前記合成変調信号とを減算処理して大振
   幅妨害波成分を抑制し、データ信号が含まれたスペクト
   ラム拡散成分信号を得る減算処理手段と、 を有することを特徴とするスペクトラム拡散受信の妨害
   波抑制受信装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスペクトラム拡散受信の
   妨害波抑制受信装置において、巡回型フィルタ手段が、
   受信信号と、該受信信号を所定時間遅延し利得制御した
   信号とを加算し加算信号を得る加算手段と、前記受信信
   号の所定の帯域周波数ｆに基づいた遅延時間τ＝１／ｆ
   に設定された遅延手段と、前記加算信号の利得ｋをｋ＜
   １の範囲で１に近つけるように制御し利得制御信号を得
   る利得制御手段と、からなり、前記加算信号から大振幅
   妨害波成分を得ることを特徴とするスペクラトム拡散受
   信の妨害波抑制受信装置。