JPH06284054A - スペクトル拡散通信におけるダイバシチ受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 整合フィルタを用いたＳＳ通信で、アンテナ
からの入力信号と符号系列を切換えることによりダイバ
シチ効果を得る。 【構成】 検出すべき符号系列を保持する第１のデータ
保持手段１５と前記符号系列を遅延させて得られる第２
の符号系列を保持する第２のデータ保持手段１６と、い
ずれかのデータ保持手段を選択する切換器１４を有する
ＳＳ復調部３と、複数のアンテナ信号を切換えるＲＦス
イッチ２と、切換手段１４とＲＦスイッチ２を相関ピー
クから遅延したタイミングで切換える制御手段１０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、直接拡散方式スペクト
ル拡散通信におけるダイバシチ受信装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル移動通信にスペクトル拡
散（以下ＳＳという）通信を応用した２．４ＧＨｚ帯無
線ＬＡＮ等の通信システムが盛んに研究されている。こ
れらのシステムでは、チップ速度が１〜２０Ｍｃｐｓ，
データレートが２５６Ｋ〜２Ｍｂｐｓ程度で、変調方法
としては、ＣＳＫ，ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ変調等を用いた
システムが検討されている。一方、ＬＡＮの構内の準マ
イクロ波通信では、フェージングが発生することが知ら
れており、フェージング対策として、遅延ダイバシチ，
アンテナ切換ダイバシチ，検波後選択ダイバシチ等の各
種のダイバシチ方式が考案されている。

【０００３】まず遅延ダイバシチについて説明する。図
５は、遅延ダイバシチの一例のブロック図で、１，１ａ
はアンテナ、２２は遅延器、２３は合成器、３はＳＳ復
調部である。互いに相関係数の小さい２つのアンテナで
受信された信号のうち、一方の受信信号は数チップに相
当する時間だけ遅延器２２によって遅延され、２つの受
信信号は、合成器２３により合成され、ＳＳ復調部３で
整合フィルタを用いた相関検出方式で復調される。この
とき、スペクトル拡散信号は１チップ以上遅延した遅延
波を非相関性の信号として扱うことができる。したがっ
て、互いに独立に変動する２つのアンテナの受信信号の
うち、どちらか一方からノイズレベルに比較して十分高
い相関ピークが得られる確率は、１つのアンテナ受信信
号のそれより高い確率となるので、ダイバシチの効果が
期待できることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
ような遅延ダイバシチにあっては、準マイクロ波帯にお
いて数チップに相当する時間だけ遅延させる遅延器を構
成するのは困難である。また、アンテナの受信信号を合
成器で合成するので、雑音レベルが２つのアンテナのと
きよりも高くなり、ＳＮ比はそれに伴い劣化してダイバ
シチの効果が小さくなる。

【０００５】また、アンテナ切換ダイバシチは、しきい
値によるアンテナ切換の制御が複雑である。さらに、検
波後選択ダイバシチは、ＳＳ復調部が複数個必要になる
ので、構成が複雑になるという問題点がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるダイバシチ
受信装置では、整合フィルタで相関を取る符号系列とし
て、検出すべき符号系列と前記の符号系列よりある期間
遅れた符号系列の２種類を用いる。さらに複数のアンテ
ナの受信信号を切換えるスイッチと、前記符号系列を切
換える切換器およびこれらを制御する制御手段を備え、
制御手段は相関ピーク信号を入力トリガ信号とし、トリ
ガ信号入力後半周期分に相当する時間だけ遅延したタイ
ミングで、スイッチと切換器を同時に切換える制御信号
を出力する。

【０００７】

【作用】スイッチ切換えのための遅延時間は、２種類の
符号系列のチップのずれに相当する時間に近い時間に設
定する。一方の符号で相関が取れる場合、相関ピークを
出力するが、スイッチの切換により他方のアンテナで受
信信号が得られる場合は、再度相関ピークを出力する。
信号の繰返し周期は予め分かっているので、一旦トリガ
信号が入力した後は、一定期間ごとにスイッチを切換え
る。こうすることにより、一方のアンテナ受信信号がフ
ェージングにより減衰消失して相関ピークが得られなく
なっても、他のアンテナ受信信号から相関ピークが得ら
れる可能性があるので、相関ピークが検出される確率が
高くなり、ダイバシチ効果が得られる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のブロック図であ
り２−ＣＳＫ方式変調波の受信装置の一例である。

【０００９】図中、１および１ａはアンテナ、２はＲＦ
スイッチ、３はＳＳ復調部である。ＳＳ復調部３は、受
信フロントエンド４，マーク信号検出用相関器５，スペ
ース信号検出用相関器６，第１のピークレベル検出器
７，第２のピークレベル検出器８，符号判定器９，制御
手段１０等によって構成される。これらは以下のように
接続される。アンテナ１および１ａで受信された信号
は、ＲＦスイッチ２に導かれる。ＲＦスイッチ２は、制
御手段１０の制御信号により切換えられ、ＲＦ入力信号
のうちの一方をＳＳ復調部３へ出力する。ＳＳ復調部３
では、受信拡散信号を復調しデータを出力する。

【００１０】ＣＳＫ方式の通信において、ＳＳ復調部３
内部では、図示されていないクロック再生回路によるク
ロック再生が行なわれるとともに、以下のような処理が
行なわれる。

【００１１】いずれかのアンテナからの入力信号は、受
信フロントエンド４に導かれる。受信フロントエンド４
では、受信信号の低雑音増幅，位相が直交する局部発振
信号との周波数変換，Ａ／Ｄ変換等が行なわれて、位相
が直交するＩ，Ｑの２つのデジタル信号を出力する。受
信フロントエンド４の出力信号Ｉおよび９は、それぞれ
マーク信号検出用相関器５とスペース信号検出用相関器
６に入力される。

【００１２】マーク信号検出用相関器５に入力された信
号は、マークデータに対応する符号系列と相関が取られ
る。また、スペース信号検出用相関器６へ入力された信
号はスペースデータに対応する符号系列と相関が取られ
る。

【００１３】第１のピークレベル検出器７および第２の
ピークレベル検出器８は、それぞれ、マーク信号検出用
相関器５およびスペース信号検出用相関器６の相関ピー
クを検出する。第１および第２のピークレベル検出器７
および８の出力信号は、符号判定器９に入力されるとと
もに、制御手段１０に入力される。符号判定器９では、
入力信号から受信データがマークかスペースかを判別し
データを出力する。一方制御手段１０では、相関ピーク
検出信号をトリガ信号として、一定期間ごとにＲＦスイ
ッチ２およびマーク信号検出用相関器５およびスペース
信号検出用相関器６内部の後述の切換器を動作させる。

【００１４】マーク信号検出用相関器５の内部構成のブ
ロック図を図２に示す。この相関器は、Ｉ信号用識別手
段１７およびＱ信号用識別手段１７ａ，レジスタ１１，
加算二乗器１３，切換器１４，第１および第２のデータ
保持手段１５および１６，加算器１８等から構成され
る。マーク信号検出用相関器５に入力されたＩ，Ｑの２
つの信号は、それぞれＩ信号用識別手段１７，Ｑ信号用
識別手段１７ａで相関が取られ、出力は加算器１８で和
が取られる。レジスタ１１，１１，…は、１チップ相当
時間だけ遅延させデータを保持しタップ付遅延線を構成
する。乗算器１２は２つの入力を乗算し２つの入力の一
致不一致を検出する。加算二乗器１３は入力信号の和を
取り二乗した値を出力する。切換器１４は制御手段１０
からの制御信号によって２つの入力のうちの１つを選択
して出力する。第１のデータ保持手段１５は第１の符号
系列を保持する。第２のデータ保持手段１６は第２の符
号系列を保持するが、符号系列の一部を第１のデータ保
持手段１５と共有している。第２のデータ保持手段１６
に保持されるデータは、第１のデータ保持手段１５のデ
ータ系列をある時間τ（τ＝ｍｃ，ｃ＝１チップ周期，
ｍ＝自然数）だけ遅延させたときに得られるデータであ
る。

【００１５】第１のデータ保持手段１５と第２のデータ
保持手段１６は、必ずしもデータを共有する必要がな
く、２つ別々に分離してデータを保持してもよいが、共
有するとデータ保持回路が節約できる。なお、Ｑ信号用
識別手段１７ａはＩ信号用識別手段１７と同様の構成で
あり、スペース信号検出用相関器６も保持するデータが
異なるのみで、構成はマーク信号検出用相関器５とまっ
たく同一である。

【００１６】さて、切換器１４および第２のデータ保持
手段１６がない場合、公知のデジタル整合フィルタとま
ったく同一の構成である。したがって、制御手段１０か
らの信号により、第１のデータ保持手段１５の保持する
データが選択されている場合、マーク信号検出用相関器
５の入力特性は、デジタル整合フィルタの入出力特性と
同一である。

【００１７】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、
図１および２のＡ，ＢおよびＣ各点における波形のグラ
フである。イ，ロ，ハ，ホはアンテナ１から受信してい
る場合であり、ロ，ニ，ヘはアンテナ１ａから受信して
いる場合である。点Ａでは、図３（ａ）のイ部に示すよ
うな相関ピーク波形が得られる。ただし簡単のためにデ
ジタル波形の代わりに連続波形で表した。

【００１８】このとき、第１のピークレベル検出器７で
は、図３（ａ）のＴｈで示す値にスレッショルドを設
け、入力信号の絶対値がスレッショルドレベルよりも高
い信号レベルのとき、“Ｈ”信号を、低い信号のとき
“Ｌ”信号を出力する。したがって第１のピークレベル
検出器７の出力、すなわち、図１点Ｂの信号波形は、図
３（ｂ）のようになる。図３（ｂ）のような信号が制御
手段１０に入力されると、入力信号をトリガ信号とし
て、τ′（τ′≦τ）だけ遅延した時間で、スイッチ制
御信号を図３（ｃ）のように変化させる。制御手段１０
の出力信号により、ＲＦスイッチ２，切換器１４を同時
に切換え、ＳＳ復調部３への入力信号をもう一方のアン
テナ１ａの受信信号に切換えるとともに、第２のデータ
保持手段１６のデータを選択する。

【００１９】このときアンテナ１ａの受信信号のレベル
がフェージングにより小さくなっておらず、かつ、１チ
ップ以上アンテナ１の受信信号から遅延していなけれ
ば、再び相関ピークが生じ相関が取れたことが検出され
る。したがって、図１および図２中点Ａ，Ｂ，Ｃの各波
形は、それぞれ図３（ａ），（ｂ），（ｃ）のロ部分の
ような形となる。制御手段１０は、データ周期の１／２
の時間τ′′経つと出力信号の変化を繰返し、それに伴
ってＲＦスイッチ２，切換器１４が切換えられる。これ
によりアンテナ１，１ａの該当データの受信信号がある
場合は、必ず２つの相関ピークが１データ周期内に得ら
れるので、どちらか一方の相関ピークを基に符号判定器
９により符号判別をすればよい。

【００２０】次に、アンテナ１，１ａのどちらか一方の
受信信号がない場合、図１および図２中のＡ，Ｂ，Ｃの
各点の信号波形は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）中のハ
ニ，またはホヘの組合せで表される波形となる。したが
って、フェージングにより一方の受信信号が小さくなっ
ても、他方の受信信号により相関ピークが得られるの
で、符号誤りを生じることなく符号判別ができる。

【００２１】したがって、アンテナ間の相関係数が小さ
いとき、アンテナ受信信号が１系統のときよりも相関ピ
ークが得られる確率が高くなり、ダイバシチ効果が期待
できる。制御手段１０，切換器１４等は、ワンショット
マルチバイブレータ，論理和，論理積，演算回路等のロ
ジック回路の組合せにより容易に実現できる。

【００２２】本発明の実施例の場合、アンテナ１の受信
信号とアンテナ１ａの受信信号の間の遅延時間差が１チ
ップ周期以上ある場合、良好な相関ピークパルスが得ら
れないが、チップレートはせいぜい２０Ｍｃｐｓなの
で、１チップ周期は５０ｎｓｅｃ以上であり、無線ＬＡ
Ｎ等は構内で用いられるので、遅延時間差はそれほど大
きくない。１チップ以上の遅延時間差に対応するには、
そのときに得られる符号系列を保持するデータ保持手段
をさらに用意し切換えればよい。

【００２３】本発明をＢＰＳＫ復調装置に用いる場合、
相関器は１系統でよいが、データの内容によっては第２
のデータ保持手段１６に保持するデータの一部を反転さ
せねばならない場合が出てくる。すなわちＢＰＳＫにお
いては、相関出力ピークの位相の反転、すなわち、相関
ピークの極性が＋か−かにより、マークかスペースかを
判別する。したがって、送受信される信号の符号がマー
ク→スペース、スペース→マークと変化する場合、第２
のデータ保持手段１６の符号系列で相関を取るとき、第
２のデータ保持手段１６の符号のうち、第１のデータ保
持手段１５と共有化しない部分について、受信信号と相
関を取った後、その極性を反転させて加算二乗器１３に
入力しなければ十分な相関出力が得られない。

【００２４】図４は本発明をＢＰＳＫ復調装置に用いた
場合のブロック図である。相関器５−１は、識別手段１
７−１，切換器１４，第１のデータ保持手段１５，第２
のデータ保持手段１６によって構成され、第１のピーク
レベル検出器７−１，第２のピークレベル検出器８−
１，符号判定器９，制御手段１０，論理和演算回路２０
等に接続されている。識別手段１７−１はレジスタ１
１，１１…、乗算機１２，１２，…、第１の加算二乗器
１３−１、第２の加算二乗器２１、符号反転器１９，１
９…等により構成されている。これらは以下のように接
続される。

【００２５】受信信号が、マーク→マークと変化する場
合、および第１のデータ保持手段１５の符号系列が選択
されるとき、第１の加算二乗器１３−１および第１のピ
ークレベル検出器７−１の出力で相関ピークが検出でき
る。受信信号がマーク→スペース、またはスペース→マ
ークの場合に、第２のデータ保持手段１６の符号系列が
選択されるとき、第１のデータ保持手段１５とデータを
共有していない符号部分については、乗算器１２で受信
信号と相関を取った後、符号反転器１９で出力信号の極
性を反転させて第２の加算二乗器２１で、その他の相関
出力とともに加算二乗される。

【００２６】これにより、第２の加算二乗器２１の出力
は、第１のデータ保持手段１５のデータで相関を取り第
１の加算二乗器１３で得られる信号の出力と、同等の信
号出力が得られる。したがって、第１および第２のピー
クレベル検出器７−１および８−１の出力の論理和演算
を論理和演算回路２０により行なうことにより、情報の
内容にかかわりなく、ピーク検出信号を符号判定器９に
入力することができる。符号判定器９では、第１および
第２の加算二乗器１３−１および２１のうち出力の大き
いほうの信号を用いるとともに、ピーク検出信号で得ら
れたタイミングで符号の判別を行なう。また第１および
第２の加算器１３−１および２１の出力により制御手段
１０を制御しアンテナおよび切換器の切換を行なう。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によればベースバ
ンド回路にいくつかの付加回路を備え、簡単な制御手段
でＲＦスイッチをコントロールすることにより、ダイバ
シチ効果を得ることができるので発明の効果は極めて大
きい。また、種々の応用が考えられるのはいうまでもな
く、他の類似の復調にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】図１の相関器のブロック図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１および図２に
おける点Ａ，Ｂ，Ｃの信号を示すグラフである。

【図４】本発明の他の実施例の相関器のブロック図であ
る。

【図５】従来の一例のブロック図である。

【符号の説明】

１，１ａ アンテナ ２ ＲＦスイッチ ３ ＳＳ復調部 ４ 受信フロントエンド ５ マーク信号検出用相関器 ６ スペース信号検出用相関器 ７ 第１のピークレベル検出器 ８ 第２のピークレベル検出器 ９ 符号判定器 １０ 制御手段 １１ レジスタ １２ 乗算器 １３，２１ 加算二乗器 １４ 切換器 １５ 第１のデータ保持手段 １６ 第２のデータ保持手段 １７ Ｉ信号用識別手段 １８ 加算器 １９ 符号反転器 ２０ 論理和演算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 智三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアンテナと、複数のアンテナの出
   力の信号の１つを選択するスイッチと、スイッチからの
   出力のスペクトル拡散信号を復調するスペクトル拡散通
   信復調手段と、スイッチとスペクトル拡散通信復調手段
   を制御するための制御手段とを有し、 スペクトル拡散通信復調手段は、検出すべき符号系列を
   保持する第１のデータ保持手段と、前記符号系列から一
   定時間遅延させた遅延符号系列を保持する第２のデータ
   保持手段と、入力信号と符号系列の一致を識別する識別
   手段と第１のデータ保持手段と第２のデータ保持手段の
   一方を選択して前記識別手段にデータを入力する切換手
   段を有する整合フィルタによって構成され、 制御手段は、一方のデータ保持手段の相関ピーク信号か
   ら前記遅延符号系列の遅延時間以下の遅延時間だけ遅延
   したタイミングで、前記切換手段とスイッチを同時に切
   換える、 ことを特徴とするスペクトル拡散通信におけるダイバシ
   チ受信装置。
2. 【請求項２】 第１のデータ保持手段と第２のデータ保
   持手段は、データの少なくとも一部を共有することを特
   徴とする請求項１記載のスペクトル拡散通信におけるダ
   イバシチ受信装置。