JPH06350560A - スペクトラム拡散通信用逆拡散復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＳＳ通信用逆拡散復調回路のダイナミックレ
ンジを拡大する。 【構成】 復調すべきスペクトラム拡散信号とイメージ
関係にあるスペクトラム拡散参照信号を作成するＳＳ参
照信号発生回路９〜１２、受信されたスペクトラム拡散
信号と上記スペクトラム拡散参照信号との相関をとる相
関器８、該相関器の出力を増幅する増幅器１５、および
所定の制御電圧に基づいて上記相関器へ入力すべきスペ
クトラム拡散参照信号のレベルを制御するレベル制御回
路１３を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散通信
に用いられる逆拡散復調回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるスペクトラム拡散通信（ＳＳ
Ｃ）方式は、拡散符号（ＰＮコード）を用いて伝送信号
の周波数スペクトルを広くして通信する方式であり、単
位周波数当たりの送信電力密度が極めて少なくて済み、
秘話、秘匿および耐妨害性に優れている。スペクトラム
拡散通信において、送信機側では、例えば送信すべき一
次変調信号をＰＮ（疑似雑音）コードを用いて広い周波
数帯に拡散（すなわち拡散変調）して送信する。受信機
側においては、送信機側のＰＮコードとイメージ関係に
あるＰＮコード（以下、ＳＳ参照信号という）を作成
し、そのＳＳ参照信号と受信信号との相関をとって、相
関ピークの列を得る。この相関ピーク列を検波および波
形整形して送信された元信号を復調する。相関をとる相
関器としては、例えばＳＡＷ（弾性表面波）コンボルバ
やマッチドフィルタなどのＳＡＷデバイスを用いること
ができる。

【０００３】このようなスペクトラム拡散通信装置とし
て、例えば坪内らによる「ＳＡＷコンボルバを用いた非
同期型ＳＳＣトランシーバ」（電子情報通信学会スペク
トル拡散通信研究会、１９８８年４月１，２日、ＳＳ８
８−７）には、ＶＣＯ（電圧制御発振器）を用いてＦＳ
Ｋ変調（一次変調）を行い、ＰＮコードにより直接拡散
変調（二次変調）をして送信する送信機が開示されてい
る。また、受信信号からノイズを除去して信号増幅する
フロントエンド部と、ＰＮコードとの相関をとる相関部
と、相関部からの出力をエンベローブ検波する検波部
と、検波出力を波形整形する波形整形部を備えた受信機
が開示されている。受信機のフロントエンド部の増幅器
は自動利得制御（ＡＧＣ）されるようになっている。

【０００４】ところで、このような受信機においてＳＡ
Ｗコンボルバを用いた相関器は挿入損が大きくＳＡＷコ
ンボルバの後に増幅器が必須である。しかし、スペクト
ラム拡散通信用のフロントエンド部は広帯域であること
が要求されるため、その利得を広範囲に変化させること
はできない。そのため、受信機の受信信号レベルが低く
ＳＡＷコンボルバへの入力信号レベルが低い場合にＳＡ
Ｗコンボルバによる復調出力のＳ／Ｎ比が低いことは当
然であるが、受信機の受信信号レベルが高くＳＡＷコン
ボルバへの入力信号レベルが高い場合も、コンボリュー
ション波形のレベルが、ＳＡＷコンボルバの後に設けら
れた増幅器で図４（ｂ）に示すように一定値で飽和しサ
イドローブノイズのみが増大して復調出力のＳ／Ｎ比が
低下してしまう。このＳ／Ｎ比が低い場合は、後段で波
形整形する際にノイズが増大し、結果として受信感度の
低下をもたらす。図４（ａ）はＳＡＷコンボルバへの入
力信号レベルが適切な場合のコンボリューション波形を
示す。

【０００５】上記の問題点を解決するため本発明者等
は、一次変調信号をスペクトラム拡散変調して送信され
た送信信号を受信して該一次変調信号を再生し出力する
スペクトラム拡散通信用受信機において、出力段から取
り出した所定の制御電圧に基づき、フロントエンド回路
の増幅器および二次復調を行う相関器出力の増幅器を自
動利得制御することを特徴とするスペクトラム拡散通信
用受信機を先に提案した（特開平４−３０２５５３号、
以下先願発明という）。この先願発明は相関器出力の増
幅器を自動利得制御することにより、相関器および増幅
器を含むスペクトラム拡散通信用逆拡散復調回路のダイ
ナミックレンジを拡大して高レベル信号受信時のＳ／Ｎ
比の低下を防止するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スペクトラ
ム拡散通信用逆拡散復調回路のダイナミックレンジを拡
大するためのもう一つの手段であって、特に上記先願発
明と組み合わせることによりダイナミックレンジをより
以上に拡大することが可能な手段を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の逆拡散復調回路は、復調すべきスペクトラム
拡散信号とイメージ関係にあるスペクトラム拡散参照信
号（ＳＳ参照信号）を作成するＳＳ参照信号発生回路、
受信されたスペクトラム拡散信号（ＳＳ受信信号）と上
記ＳＳ参照信号との相関をとる相関器、該相関器の出力
を増幅する増幅器、および所定の制御電圧に基づいて上
記相関器へのＳＳ参照信号入力レベルを制御するレベル
制御回路を具備することを特徴とする。

【０００８】本発明においてＳＳ参照信号発生回路は、
例えばＰＮコード発生回路、受信すべきスペクトラム拡
散信号の中心周波数に対応する信号を発生する発振回
路、および上記ＰＮコードと上記中心周波数対応信号を
混合して前記ＳＳ参照信号を発生する混合回路により構
成する。ＳＳ参照信号のレベル制御は、相関器へ入力さ
れる直前にレベル制御を行なっても良いが、中心周波数
対応信号と混合する前の中心周波数対応信号のレベルを
制御することによってもＳＳ参照信号のレベルを制御す
ることが可能である。

【０００９】本発明の逆拡散復調回路は、その前段に一
次変調信号をスペクトラム拡散変調して送信された送信
信号を増幅するフロントエンド回路を付加し、かつその
後段に該逆拡散復調回路の出力に基づき上記一次変調信
号または該一次変調信号の元信号を再生する再生回路、
および該再生回路の出力から前記制御電圧を取り出す制
御電圧発生回路を付加してスペクトラム拡散通信用受信
機を構成することができる。この受信機においては、フ
ロントエンド回路の増幅器および逆拡散復調回路の出力
増幅器の自動利得制御を前記制御電圧に基づいて行なっ
てもよい。これにより、回路素子の減少およびコストダ
ウンを図ることができる。

【００１０】

【作用および効果】逆拡散復調回路にＳＡＷコンボルバ
デバイスを採用したスペクトル拡散（ＳＳ）受信システ
ムは、一般的にＳＳ参照信号レベルが固定であったた
め、ＳＡＷコンボルバデバイスのコンボリューション出
力のＳ／Ｎおよびダイナミックレンジの面でデバイス自
身の能力を充分に引き出すことができなかった。本発明
では、従来は固定であったスペクトル拡散参照信号のレ
ベルを可変にすることにより、相関出力のＳ／Ｎ比およ
びダイナミックレンジを改善することができた。

【００１１】特に本発明は前記の先願発明とは別の箇所
に作用するので、本発明をこの先願発明に適用すること
により、その受信システムのダイナミックレンジをさら
に改善することができる。

【００１２】このように受信システムのＳ／Ｎ比および
ダイナミックレンジを改善したスペクトル拡散方式は、
ＦＡ、ＯＡ、ＧＰＳ等に適用して好適なものである。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係るＳＳＣ受
信機のブロック図である。同図に示すＳＳＣ受信機は、
受信アンテナ１、ＢＰＦ２、ＲＦ段の受信アンプ３、ミ
キサ４、ローカル発振器５、ＢＰＦ６、ＩＦ段のアンプ
７、相関器であるＳＡＷデバイスのコンボルバ８、ロー
カル発振器９、ミキサ１０、ＰＮコード発生器１１、Ｂ
ＰＦ１２、アッテネータ１３、アンプ１４、相関器の出
力アンプ１５、およびＢＰＦ１６を具備する。コンボル
バ８、ローカル発振器９、ミキサ１０、ＰＮコード発生
器１１、ＢＰＦ１２、アッテネータ１３、アンプ１４、
相関器の出力アンプ１５、およびＢＰＦ１６は、本発明
の逆拡散復調回路を構成する。またローカル発振器９、
ミキサ１０、ＰＮコード発生器１１およびＢＰＦ１２は
ＳＳ参照信号発生回路を、アッテネータ１３およびアン
プ１４はレベル制御回路を構成する。この受信機の構成
は、上記レベル制御回路を付加した以外は、前記先願発
明と実質的に同一である。

【００１５】次にこのように構成された受信機の動作を
説明する。ここでは、音響信号をＰＣＭ化した一次変調
信号をＦＳＫ変調しさらにＳＳ拡散変調した送信信号を
受信し再生する場合について説明する。

【００１６】この受信機において、受信アンテナ１は図
示しない送信機から送信された信号を受信する。受信信
号はＢＰＦ２においてサイドローブのノイズを除去し、
フロントエンドのアンプ（ＲＦ段のアンプ）３に入力す
る。アンプ３で増幅された受信信号はミキサ４の一方の
入力端子に入力する。ミキサ４の他方の入力端子にはロ
ーカル発振器から発振信号が入力する。ＢＰＦ６はミキ
サ出力の上側サイドローブを除去する。これにより、受
信信号は中間周波（ＩＦ）信号に周波数変換される。

【００１７】ＩＦ信号は、ＩＦ段のアンプ７で増幅さ
れ、二次復調（ＳＳ逆拡散復調）を行なう相関器である
ＳＡＷコンボルバ８の一方の入力端子に入力する。ＳＡ
Ｗコンボルバ８の他方の入力端子には参照信号ＳＳがア
ッテネータ１３およびアンプ１４を介して入力する。こ
の参照信号ＳＳは、ＩＦ信号の中心周波数を有するロー
カル発振器９の出力と、ＰＮコード発生器１１から出力
される送信機側のＰＮコードとイメージ関係にあるＰＮ
コードとをミキサ１０で混合し、ＢＰＦ１２を介して得
ている。

【００１８】ＳＡＷコンボルバ８は、相関器としての機
能に加えＢＰＦとしての機能を兼ねており、受信信号と
ＰＮコードとの相関を検出してコンボリューション出力
を発生する。このコンボリューション出力は、ＳＡＷコ
ンボルバ８の出力アンプ１５で増幅され、ＢＰＦ１６を
介して出力される。このコンボリューション出力は、図
示しない再生回路において、一次復調（ＦＳＫ復調）の
ための遅延検波回路で検波され、パルスアンプで増幅さ
れ、波形整形回路で波形整形される等して、ＴＴＬレベ
ルの「０，１」のパルス列が再生される。このパルス列
を前記再生回路のＤ／Ａ変換器でアナログデータに変換
し、低周波アンプおよびＬＰＦを介して、スピーカから
音響として出力する。

【００１９】ここで、前記ＳＳ参照信号発生回路の出力
レベルは自動制御（ＡＬＣ）される。また、フロントエ
ンド回路のアンプ３および二次復調を行う相関器である
コンボルバ８の出力アンプ１５は自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）される。すなわち、ＳＳ参照信号発生回路ではアッ
テネータ１４にＡＬＣ入力２３が入力されてその減衰率
が制御され、これにより、ＳＳ参照信号発生回路の出力
レベルが自動制御される。アンプ３にはＡＧＣ入力２１
が入力され、これによりその利得が制御される。アンプ
１５にはＡＧＣ信号２２が入力され、これによりその利
得が制御される。ＡＬＣ信号は例えば前記再生回路のＤ
／Ａ変換器から出力される音響信号のレベルに応じて生
成すればよい。また、このＡＬＣ信号はアンプ３および
１５のＡＧＣ信号として用いることも可能である。

【００２０】図２は、ＳＳ参照信号レベルを可変にした
本発明の逆拡散復調回路と、ＳＳ参照信号レベルが一定
である先願発明の逆拡散復調回路の入出力特性を示す。
図３はこれらの復調回路におけるＳＳ参照信号レベルお
よびＳ／Ｎ比の対入力レベル特性を示す。本発明によれ
ば、ダイナミックレンジ（出力最大値）およびＳ／Ｎ比
がともに約３〜７ｄＢ改善される。

【００２１】なお、上述の実施例においては、ＳＳ参照
信号をレベル制御しているが、アッテネータ１３をロー
カル発振器９とミキサ１０との間に配置して、ローカル
発振器９の出力レベルを制御することによってもＳＳ参
照信号のレベルを制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るＳＳＣ受信機のブロ
ック図である。

【図２】 逆拡散復調回路にＳＳ参照信号のＡＬＣを付
加した場合および付加しない場合の逆拡散復調回路の入
出力特性図である。

【図３】 図２と同条件におけるＳＳ参照信号およびＳ
／Ｎ比の対入出力特性図である。

【図４】 逆拡散復調回路へ適切なレベルの受信信号と
ＳＳ参照信号を入力した場合（ａ）と受信信号レベルが
高過ぎる場合（ｂ）のコンボリューション出力波形図で
ある。

【符号の説明】

１：受信アンテナ、２，６，１２，１６：バンドパスフ
ィルタ（ＢＰＦ）、３，７，１４，１５：アンプ、４，
１０：ミキサ、５，９：ローカル発振器、８：ＳＡＷコ
ンボルバ、１１：ＰＮコード発生器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復調すべきスペクトラム拡散信号とイメ
   ージ関係にあるスペクトラム拡散参照信号を作成するＳ
   Ｓ参照信号発生回路、受信されたスペクトラム拡散信号
   と上記スペクトラム拡散参照信号との相関をとる弾性表
   面波デバイスによる相関器、該相関器の出力を増幅する
   増幅器、および所定の制御電圧に基づいて上記相関器へ
   入力すべきスペクトラム拡散参照信号のレベルを制御す
   るレベル制御回路を具備することを特徴とするスペクト
   ラム拡散通信用逆拡散復調回路。
2. 【請求項２】 前記ＳＳ参照信号発生回路は、ＰＮコー
   ド発生回路、受信すべきスペクトラム拡散信号の中心周
   波数に対応する信号を発生する発振回路、および上記Ｐ
   Ｎコードと上記中心周波数対応信号を混合して前記スペ
   クトラム拡散参照信号を発生する混合回路からなり、前
   記レベル制御回路は、前記制御電圧に基づいて上記混合
   回路へ入力される前の中心周波数対応信号のレベルを制
   御する減衰器からなる請求項１に記載の逆拡散復調回
   路。