JPH0646032A - スペクトル拡散通信方式 - Google Patents

スペクトル拡散通信方式

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JPH0646032A
JPH0646032A JP4303068A JP30306892A JPH0646032A JP H0646032 A JPH0646032 A JP H0646032A JP 4303068 A JP4303068 A JP 4303068A JP 30306892 A JP30306892 A JP 30306892A JP H0646032 A JPH0646032 A JP H0646032A
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spread spectrum
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JP4303068A
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English (en)
Inventor
Masaru Nakamura
勝 中村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送波を抑圧した拡散スペクトルを生成する
方式を種々のスペクトル拡散変復調方式に適用可能とす
る。 【構成】 スペクトル拡散変調器1は、情報信号を入力
して拡散符号の生成に用いたクロック信号と拡散変調信
号とを出力する。該拡散変調信号により、局部発振器7
からの搬送波を高周波スイッチ5をオン・オフし、搬送
波が拡散変調信号の極性を順に反転した信号を送信す
る。送信された信号は、検波器14を介してベースバン
ド拡散信号を再生し、スペクトル拡散復調器16に入力
して情報信号を復調する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、スペクトル拡散通信方式に関す
る。より詳細には、スペクトル拡散通信方式における拡
散信号の生成方式と、該生成方式を用いた通信方式に関
する。例えば、無線通信に適用されるものである。
【0002】
【従来技術】本発明に係る従来技術を記載した公知文献
としては以下のものがある。「スペクトル拡散方式を用
いた光空間伝送の検討」(中園 雅也 外1名 電子情
報通信学会,スペクトル拡散技術とその応用研究会 19
89年 8月,SSTA89-17 P.39〜P.43)には、光を用いて
ベースバンドの拡散信号を空間伝送している例が示され
ている。また、「SAWコンボルバを用いたSSモデム
における高速データ伝送の一方式」(内田 吉考 外2
名 電子情報通信学会,スペクトル拡散技術とその応
用研究会 1990年 6月,SSTA90-32 P.105〜P.111)に
は、情報信号に応じてPN符号の出力をON/OFFす
る形式のスペクトル拡散方式について述べられている
が、これでは拡散符号を知らなくても信号の有無によっ
て復調できてしまうため、スペクトル拡散(SS)の利
点が生かされない。従来、搬送波を拡散符号によりON
/OFFする形式のスペクトル拡散(SS)通信方式と
して、搬送波に光を用いたものが考えられている。これ
を電波に置き換える場合、単に搬送波をPN符号でON
/OFFするだけではそのスペクトルが殆ど搬送波成分
になってしまい、拡散が有効に行われない。
【0003】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、電波をPN符号でON/OFFする形式のスペ
クトル拡散通信方式において、搬送波を抑圧した拡散ス
ペクトルを生成する方式を種々のスペクトル拡散変復調
方式に適用出来るようにすること、特に、通常のスペク
トル拡散通信方式に良く用いられる直接拡散(Direct S
equence)方式にも適用出来るようにし、また、搬送周
波とクロック信号の同期を不要にすることを目的として
なされたものである。
【0004】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
送信側では、スペクトル拡散変調器に情報信号を入力し
て拡散符号の生成に用いたクロック信号と拡散変調信号
とを出力し、該拡散変調信号の0,1に従って、局部発
振器からの搬送波をスイッチによりON,OFFすると
ともに、搬送波がON状態のチップ毎に拡散変調信号の
極性を順に反転した信号を送信し、受信側では、前記送
信された信号を検波器に入力して包絡線検波を行い、ベ
ースバンド拡散信号を再生し、該再生されたベースバン
ド拡散信号をスペクトル拡散復調器に入力して情報信号
を復調すること、更には、(2)前記搬送波がON状態
のチップ毎に搬送波の位相を順に反転した信号を送信信
号とするかわりに、搬送波がOFFからONまたはON
からOFFの状態に変化する時点だけで拡散変調信号の
極性を反転した信号を送信信号としたこと、更には、
(3)前記(1)又は(2)において、前記スペクトル
拡散変調器としては、クロック発生器によりクロック信
号を生成するとともに、該クロック信号でPN符号発生
器とDラッチを駆動し、発生したPN符号と情報信号の
排他的論理和をDラッチに入力し、該Dラッチの出力信
号を拡散変調信号とするものを用い、前記スペクトル拡
散復調器としては、検波器からの検波出力とPN符号発
生器出力との相関値を相関部で求め、相関出力をループ
フィルタを通してPN符号の同期制御信号とし、該同期
制御信号で電圧制御発振器を制御してPN符号の同期を
はかり、最後に、同期の取れたPN符号と検波出力をか
けてローパスフィルタに通し、逆拡散した信号を波形整
形回路に入力することにより復調信号を得るものを用い
たこと、更には、(4)前記(1)又は(2)におい
て、前記スペクトル拡散変調器としては、電圧制御発振
器に情報信号を入力して周波数変調の掛かったクロック
を生成するとともに、該クロック信号でPN符号発生器
を駆動し、該PN符号発生器の出力信号を拡散変調信号
とするものを用い、前記スペクトル拡散復調器として
は、検波器からの検波出力とPN符号発生器出力との相
関値を相関部で求め、相関出力をループフィルタを通し
てPN符号の同期をはかるとともに、ループフィルタ出
力を波形整形回路に入力して復調信号を得ること、更に
は、(5)前記(1)又は(2)において、前記スペク
トル拡散変調器としては、クロック発生器によりクロッ
ク信号を生成するとともに、該クロック信号でPN符号
発生器を駆動し、該PN符号発生器出力信号を可変遅延
回路に入力して情報信号により遅延時間を変調し、該可
変遅延回路の出力を拡散変調信号とするものを用い、前
記スペクトル拡散復調器としては、検波器からの検波出
力とPN符号発生器出力との相関値を相関部で求め、相
関出力をループフィルタを通してPN符号の同期制御信
号とし、該同期制御信号で電圧制御発振器を制御してP
N符号の同期をはかるとともに、ループフィルタ出力を
ヒステリシスのあるコンパレータに入力して復調信号を
得ること、更には、(6)前記(1)〜(5)のいずれ
かにおいて、必要に応じて、受信信号をバンドパスフィ
ルタを通したり、増幅器で増幅したり、局部発振器から
の出力信号と乗算して中間周波信号に変換したり、自動
利得制御増幅器により一定レベルの拡散変調信号を再生
したりする回路を検波器の前に設けたこと、更には、
(7)前記(1)〜(6)のいずれかにおいて、前記局
部発振器の出力を分周器で分周したものをPN符号発生
器の駆動クロック信号とし、拡散クロックと局部発振器
との同期を計ったこと、更には、(8)前記(1)〜
(7)のいずれかにおいて、前記PN符号として最長系
列(M系列)を用い、符号が1の時に搬送波出力を0と
し、符号が0の時に搬送波を出力するようにしたこと、
更には、(9)前記(5)において、前記分周器の出力
をシフトレジスタに入力し、該シフトレジスタを元の発
振器で駆動し、複数のレジスタ出力の1つを情報信号に
より選択することによりクロック位相変調器を実現した
ことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に
基づいて説明する。
【0005】図3及び図4は、本発明によるスペクトル
拡散通信方式を説明するための波形図及びその周波数ス
ペクトルを示す図である。図3(a)に示す搬送波を図
3(b)に示すPN符号で単純にON/OFFしてやる
と図3(c)のような波形が得られる。但し、この実施
例ではPN符号1チップに対し、搬送波を4周期分対応
させている。また、ディジタル回路を想定して搬送波を
矩形波で表示しているが、正弦波の場合にも適用でき
る。図3(c)の周波数スペクトルを求めると図4
(a)の様になる。この図4(a)により、拡散信号の
中に強力な搬送波成分が残っていることが分かる。この
ままでは、この搬送波成分を取り出すだけでも復調が可
能となり、SS通信方式の対干渉性や、秘匿性等の利点
が生かされない。そこで、この狭帯域の搬送波成分を取
り除いた通信方式を実現する。本発明で用いる送信信号
の例を図3(d)に示す。これは、PN符号で搬送波を
ON/OFFしたものを、さらにONの状態のチップ毎
に搬送波の位相を反転させたものである。こうすること
により、そのスペクトルは図4(b)の様になり、搬送
波成分が抑圧され、拡散信号成分のみの送信信号が得ら
れることが分かる。
【0006】次に、搬送波成分を抑圧する第2の方式と
して、図3(e)のようなパターンの送信信号を考え
る。これは、PN符号で搬送波をON/OFFしたもの
を、さらに搬送波がOFFからON(またはONからO
FF)の状態に変化する時点で拡散信号の極性を反転し
た信号を送信信号としたものである。こうすることによ
り、そのスペクトルは、図4(c)のようになり、搬送
波成分がある程度抑圧され、しかもサイドロープも比較
的抑圧された拡散信号スペクトルが得られることが分か
る。
【0007】続いて、本発明を幾つかのスペクトル拡散
変調方式に適用した場合の送信信号がどのようになるか
について、図3に基づいて説明する。今、情報信号とし
て図(f)のような信号を考える。以下、請求項1のス
ペクトル拡散方法を用いたことにすると、変調に直接拡
散方式を用いた場合は、情報信号によりPN符号の極性
が変化するので、送信信号は図(g)のようになる。ク
ロック周波数変調を用いた場合は、情報信号によりPN
符号の1チップ時間が変化するので、送信信号は図
(h)のようになる。クロック位相変調を用いた場合
は、情報信号によりPN符号の位相がある値だけ進んだ
り遅れたりするので、送信信号は図(i)のようにな
る。以上のように変調された信号が受信機でどのように
復調されるかを、図(g)の場合を例に説明すると、受
信機において包絡線検波された信号は、図(j)のよう
なベースバンドPN信号に情報変調が掛かった信号とな
る。これに送信側と同じPN符号を掛合わせることで、
図(k)に示す復調信号を再生できる。図(h),図
(i)の場合は、ベースバンドPN信号を得た後、PN
符号の同期追従信号から復調信号を得る。
【0008】図1(a),(b)は、本発明によるスペ
クトル拡散通信方式の更に他の実施例を説明するための
構成図で、図(a)は送信機、図(b)は受信機であ
る。図中、1はスペクトル拡散変調器、2はTフリップ
フロップ、3はEX−OR(排他的論理和)回路、4は
乗算器、5は高周波スイッチ、6はバンドパスフィルタ
(BPF)、7は局部発振器、8はバンドパスフィルタ
(BPF)、9は増幅器、10は乗算器、11は局部発
振器、12はバンドパスフィルタ(BPF)、13は可
変増幅器、14は検波器、15は制御信号生成回路、1
6はスペクトル拡散復調器である。
【0009】請求項1は、図4(b)のような搬送波を
抑圧した送信信号を実現するための具体的な送信機とそ
れに対応する受信機の基本的な構成について記載したも
のである。図(a)の送信機では、スペクトル拡散変調
器1に情報信号を入力して拡散符号の生成に用いるクロ
ック信号と拡散変調信号を出力し、拡散変調信号の0,
1に従って局部発振器7からの搬送波を高周波スイッチ
5によりON,OFFするとともに、スペクトル拡散変
調器1からのクロック信号でTフリップフロップ2を駆
動し、拡散変調信号をTフリップフロップのトグル入力
とすることで、搬送波がON状態のチップ毎にトグル動
作をさせ、その出力と拡散信号の排他的論理和を取るこ
とにより拡散信号の極性を順に反転させている。最後に
この信号とON/OFF変調された搬送波を乗算器4に
入力して掛合わせBPF6で必要帯域のみを取り出して
送信信号として送る。なお、高周波スイッチ5として
は、PINダイオードを用いたスイッチ等が考えられ
る。また、乗算器4にしてもダブルバランスドミキサや
デュアルゲートFETを用いたものが考えられる。周波
数が比較的低い場合には、これらをすべてディジタル回
路に置き換えることも可能である。
【0010】図(b)の受信側では、先ず必要に応じて
受信信号をバンドパスフィルタ8を通して増幅した後に
局部発振器1からの出力信号と乗算して周波数変換を行
なう。変換後の中心周波数は中間周波としても良いし、
いきなりベースバンドに落としても良い。続いてバンド
パスフィルタ2を通して自動利得制御増幅器3により一
定レベルの拡散信号を生成し、これをダイオード検波器
等の検波器4に入力して包絡線を求めることによりベー
スバンド拡散信号を得て、最後にこれをスペクトル拡散
復調器6に入力して情報信号を復調する。また、検波出
力を制御信号生成回路5に入力して利得制御信号を生成
し、増幅器の出力レベルを一定に保つ。
【0011】図2(a),(b)は、本発明によるスペ
クトル拡散通信方式の更に他の実施例を説明するための
構成図で、図(a)は送信機、図(b)は受信機であ
る。図中の参照番号は図1のものと同様である。請求項
2は、図4(c)のような搬送波を抑圧した送信信号を
実現するための具体的な送信機とそれに対応する受信機
の基本的な構成について記載したものである。基本的な
構成は請求項1の場合と殆ど同じである。受信機は全く
同じなので送信機のうち、異なる点についてだけ説明す
る。送信機ではスペクトル拡散変調器1に情報信号を入
力して拡散変調信号を生成して出力する。拡散変調信号
の0,1に従って局部発振器7からの搬送波を高周波ス
イッチ5によりON,OFFするとともに、Tフリップ
フロップ2のトグル入力を常にHIにしておき、拡散変
調信号でTフリップフロップ2を駆動することで、搬送
波がOFFからON状態に変化する時点でトグル動作を
させ、その出力と拡散信号の排他的論理和を取ることに
より拡散信号の極性を反転させている。最後にこの信号
とON/OFF変調された搬送波を乗算器4に入力して
掛合わせBPF6で必要帯域のみを取り出して送信信号
として送る。
【0012】請求項1,2においてはスペクトル拡散変
復調方式自体について特に限定するものではないので、
以下に変復調器の具体的実施例について説明する。図5
(a),(b)は、請求項3に対する具体的実施例で、
図3(g)の形式の送信信号を用いた例である。図
(a)は変調器、図(b)は復調器である。図中、21
はEX−OR(排他的論理和)回路、22はDラッチ回
路、23はPN符号発生器、24はクロック発生器、2
5は相関部、26a,26bは乗算器、27a,27b
はローパスフィルタ(LPF)、28は加算器、29は
ループフィルタ、30は電圧制御発生器、31はPN符
号発生器、32は乗算器、33はローパスフィルタ(L
PF)、34は波形整形回路である。これはスペクトル
拡散方式で通常良く用いられる直接拡散方式を変復調方
式として用いた例である。図(a)の変調器において
は、クロック発生器24によりクロック信号を生成する
とともに、これでPN符号発生器23とDラッチ22を
駆動し、発生したPN符号と情報信号の排他的論理和を
Dラッチ22に入力してBPSK変調を行ない、その出
力信号を拡散変調信号としている。
【0013】一方、図(b)の復調器においては、検波
器からの検波出力とPN符号発生器31の出力との相関
値を相関部25で求め、相関出力をループフィルタ29
を通してPN符号の同期制御信号とし、これで電圧制御
発振器30を制御してPN符号の同期をはかり、最後
に、同期の取れたPN符号と検波出力をかけてLPF3
3に通し、逆拡散した信号を波形整形回路34に入力す
ることにより復調信号を得る。同期制御信号を生成する
ための相関部25として、図中ではPN符号発生器31
から位相のみ異なる2つのPN符号系列を取り出し、夫
々検波出力を掛合わせLPF27a,27bに通すこと
により相関を求め、両者の差信号を相関出力として用い
る方式を例として上げている。これ以外でも、例えばP
N符号をマンチェスタ符号化することにより1つの相関
器で同期制御を実現する方法などがある。
【0014】続いて、図6(a),(b)は、請求項4
に対する具体的実施例で、図(a)は変調器、図(b)
は復調器である。図中、41は電圧制御発振器、42は
PN符号発生器、43は相関部、44はループフィル
タ、45は電圧制御発振器、46はPN符号発生器、4
7は波形整形回路である。これは拡散符号の駆動クロッ
ク周波数を変調する方式に請求項1,2を適用した例で
ある。図(a)の変調器においては、電圧制御発振器4
1に情報信号を入力して周波数変調の掛かったクロック
を生成するとともにこれでPN符号発生器42を駆動
し、その出力信号を拡散変調信号としている。
【0015】一方、図(b)の復調器においては、検波
器からの検波出力とPN符号発生器46の出力との相関
値を、図5(b)に示す相関部25のような相関部43
で求め、相関出力をループフィルタ44を通してPN符
号の同期制御信号とし、これで電圧制御発振器45を制
御してPN符号の同期をはかるとともに、ループフィル
タ44の出力を波形整形回路47に入力して復調信号を
得る。
【0016】図7(a),(b)は、請求項5に対する
具体的実施例で、図(a)は変調器、図(b)は復調器
である。図中、51はクロック発生器、52はPN符号
発生器、53は可変遅延回路、54は相関部、55はル
ープフィルタ、56は電圧制御発振器、57はPN符号
発生器、58はヒステリシスコンパレータである。これ
は拡散符号の符号位相を変調する方式に請求項1,2を
適用した例である。図(a)の変調器においては、クロ
ック発生器51によりクロック信号を生成するとともに
これでPN符号発生器52を駆動し、その出力信号を可
変遅延回路53に入力して情報信号により遅延時間を変
調し、その出力を拡散変調信号としている。
【0017】一方、図(b)の復調器においては、検波
器からの検波出力とPN符号発生器57の出力との相関
値を相関部54で求め、相関出力をループフィルタ55
を通してPN符号の同期制御信号とし、これで電圧制御
発振器56を制御してPN符号の同期をはかるととも
に、ループフィルタ55出力をヒステリシスのあるコン
パレータ58に入力して復調信号を得ている。
【0018】請求項6に対する実施例は、図1及び図2
中にもあるが、無線通信においては、適宜必要な信号の
みをフィルタにより取り出し、受信信号の増幅や中間周
波信号への変換,自動利得制御を用いることが多く、こ
れらを本発明に適用した場合の例を示す。請求項7に対
する実施例は、図8〜図11に示す。何れも局部発振器
の出力を分周回路で分周してPN符号発生器の駆動クロ
ック信号として用いており、両者間の同期を計ってい
る。図8は、請求項1と請求項4を適用した場合の例で
あり、図9は、請求項2と請求項4を適用した場合の例
である。同様に、図10は、請求項1と請求項5を適用
した場合の例であり、図11は、請求項2と請求項5を
適用した場合の例である。図8において、図(a)は図
4(b)の送信信号を実現するための送信機、図(b)
は受信機である。図中、61はPN符号発生器、62は
Tフリップフロップ、63は電圧制御発振器、64は分
周器、65a,65bはEx−OR(排他的論理和)回
路、66はバッファ回路、67はバンドパスフィルタ
(BPF)、68は増幅器、69はフィルタ、70は包
絡線検波器、71は相関演算部、72はループフィル
タ、73は電圧制御発振器、74はPN符号発生器であ
る。
【0019】送信機においては、まず情報信号により電
圧制御発振器63の出力周波数を制御し、その出力を2
分して一方を搬送波信号とし、他方は分周器64への入
力信号とする。分周された信号をクロック信号としてP
N符号発生器61とTフリップフロップ62を駆動す
る。PN符号発生器61の出力は、まずTフリップフロ
ップ62に入力され、符号が1の時のみトグル動作を行
い、搬送波の極性の切替に使用する。極性の切替は、こ
のTフリップフロップ62の出力を用いて、PN符号と
の排他的論理和65aを取ることにより実現される。
【0020】続いて、この信号と電圧制御発振器63か
らの搬送波信号を排他的論理和回路65bで掛合わせ、
最後に3ステートバッファ回路66で信号出力をON/
OFFすることにより、クロック周波数に変調の掛かっ
た図3(d)の様な送信信号が得られる。バッファ66
がOFFのときは、基準電圧(Vref:0と1の中間の
値)が出力される。帯域制限が必要な場合は、さらにバ
ンドパスフィルタ67を通せば良い。なお、図示しない
が、周波数変調以外に位相変調を用いる方式も考えられ
る。
【0021】一方、受信機においては、まず受信信号を
増幅器68により増幅し、必要に応じてフィルタ69を
通して希望周波数成分のみ取り出し、これをいきなりダ
イオード検波器70等により包絡線検波してベースバン
ド信号に変換する。変換された信号は図3(b)のPN
符号になっているから、これと受信機側のPN符号発生
器74からの信号の相関を相関演算部71で求め、その
相関値をループフィルタ72に通して電圧制御発振器7
3の制御信号とし、電圧制御発振器73の出力信号をP
N符号発生器74のクロック信号として、PN符号の同
期追従を行う。同時に、ループフィルタ72の出力信号
に情報信号が再生されるので、これを復調信号として取
り出す。
【0022】図9は、送信機の更に他の実施例を示す図
である。送信機においては、まず情報信号により電圧制
御発振器63の出力周波数を制御し、その出力を2分し
て一方を搬送波信号とし、他方は分周器64への入力信
号とする。分周された信号をクロック信号としてPN符
号発生器61を駆動し、PN符号系列を発生する。入力
をHIに固定されたTフリップフロップ62のクロック
入力にこのPN符号を入力し、その出力とPN符号の排
他的論理和65aを取ることで出力がONになる度に反
転するPN符号列が得られる。これと電圧制御発振器6
3からの信号の排他的論理和65bを取り、最後にPN
符号で3ステートバッファ回路66の信号出力をON/
OFFすることにより、クロック周波数に変調の掛かっ
た図3(e)の様な送信信号が得られる。この場合、受
信機は図8(b)と同じものが使用できる。
【0023】以上の実施例では、情報信号による変調方
式としてクロック位相変調ではなく、クロック周波数変
調を施したものであるが、送信部のディジタル回路化を
図り、無調整化を図るためにクロック位相を変調する実
施例について以下に説明する。
【0024】図10(a),(b)は、本発明によるス
ペクトル拡散通信方式の他の実施例を説明するための構
成図で、図(a)は送信機、図(b)は受信機である。
図中、81は発振器、82は分周器、83はクロック位
相変調器、84はPN符号発生器、85はTフリップフ
ロップ、86はEx−OR(排他的論理和)回路、87
は乗算器、88はバンドパスフィルタ(BPF)、89
は増幅器、90はバンドパスフィルタ(BPF)、91
は包絡線検波器、92は相関演算部、93はループフィ
ルタ、94は電圧制御発振器、95はPN符号発生器、
96は比較器である。
【0025】送信機においては、まず発振器出力を2分
し、一方を分周器82に通して位相変調器83に入力す
る。他方は搬送波信号とする。位相変調器83は情報信
号に応じて位相変調されたクロック信号を出力し、これ
でPN符号発生器84とTフリップフロップ85を駆動
する。PN符号発生器84の出力は、まずTフリップフ
ロップ85に入力され、符号が1の時のみトグル動作を
行い、搬送波の極性の切替に使用する。極性の切替は、
このTフリップフロップ85の出力を用いてPN符号と
の排他的論理和86を取ることにより実現される。
【0026】一方、搬送波信号はPN符号により高周波
スイッチ部でON/OFFされ、この信号と先程の排他
的論理和回路86の出力を乗算器87により掛合わせる
ことで、クロック位相変調を受けた図3(d)の様な送
信信号が得られる。さらに帯域制限が必要な場合は、バ
ンドパスフィルタ88を通せば良い。なお、高周波スイ
ッチとしては、PINダイオードを用いたスイッチ等が
考えられる。また、乗算器87にしてもダブルバランス
ドミキサやデュアルゲートFETを用いたものが考えら
れる。周波数が比較的低い場合には、これらをすべてデ
ィジタル回路に置き換えることも可能である。
【0027】一方、受信機においては、まず受信信号を
増幅し、必要に応じてフィルタ90を通して希望周波数
帯域の成分のみ取り出し、これをいきなりダイオード検
波器91等により包絡線検波してベースバンド信号に変
換する。変換された信号は、図3(b)のPN符号にな
っているから、これと受信機側のPN符号発生器95か
らの信号の相関を相関演算部92で求め、その相関値を
ループフィルタ93に通して電圧制御発振器94の制御
信号とし、電圧制御発振器94の出力信号をPN符号発
生器95のクロック信号として、PN符号の同期追従を
行う。同時に、ループフィルタ93の出力信号には情報
信号の変化によるスパイク状の信号が現れるので、これ
をヒステリシスのある比較器96に通すことで情報信号
を再生できる。
【0028】図11は、送信機の更に他の実施例を示す
図である。送信機においては、まず発振器出力を2分し
て一方を搬送波信号とし、他方は分周器82への入力信
号とする。分周された信号をクロック位相変調器83に
通し、情報信号により位相変調されたクロック信号によ
りPN符号発生器84を駆動し、PN符号系列を発生す
る。入力をHIに固定されたTフリップフロップ85の
クロック入力にこのPN符号を入力し、その出力とPN
符号の排他的論理和86を取ることで、出力がONに変
化する度に反転するPN符号列が得られる。一方、搬送
波信号はPN符号により高周波スイッチ部でON/OF
Fされ、この信号と先程の排他的論理和回路86の出力
を乗算器87により掛合わせることで、クロック位相変
調を受けた図3(e)の様な送信信号が得られる。さら
に帯域制限が必要な場合は、バンドパスフィルタ28を
通せば良い。この場合、受信機は図10(b)と同じも
のが使用できる。
【0029】請求項8に対する例は、特に図示しない
が、PN符号として最長系列(M系列)を用い、符号が
1の時に搬送波出力を0とし、符号が0の時に搬送波を
出力するようにしたことで、送信信号の直流成分を完全
に0にすることができる。請求項5に述べたスペクトル
拡散通信方式において、クロック位相変調器の具体的回
路例を図12に示す。分周器出力をシフトレジスタに入
力し、これを元の発振器で駆動し、複数のレジスタ出力
の1つを情報信号により選択することにより、クロック
位相変調器を実現している。この結果、図13に示すよ
うに、情報信号の変化によってクロックの位相が0.5
クロック分進んだり遅れたりする。すなわち、情報信号
が定常状態にある時Q1,Q2のどちらかが定常的に出
力されるので、出力は図7(a)の様に一定のクロック
を刻む。(Q2,Q1)からなるシフトレジスタの出力
が(1,0)となったとき、Q3にトリガ信号が入る。
このとき、情報信号が0から1に変化したとすると、Q
1が出力されるようになり、波形は図13(b)の様に
なって位相が1/nクロック進む(nは分周比)。逆に
1から0に変化したとすると、Q2が出力されるように
なり、波形は図13(c)の様になって位相が1/nク
ロック遅れる。
【0030】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 (1)請求項1に対応する効果:請求項1に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、PN符号の0,1に従
って局部発振器からの搬送波をON,OFFするととも
に、搬送波がON状態のチップ毎に搬送波の位相を順に
反転した信号を送信信号としたため、PN符号により搬
送波をON/OFFする形式の通信方式であるにも関わ
らず、搬送波成分を抑圧でき、拡散信号のみのスペクト
ルが得られる。また、受信側では、包絡線検波してベー
スバンド信号に変換できるため、高周波回路部は増幅器
程度になり、受信回路を簡単に構成できるようになる。 (2)請求項2に対応する効果:請求項2に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、搬送波がOFFからO
N(またはONからOFF)の状態に変化する時点で拡
散信号の極性を反転した信号を送信信号としたため、図
4(c)のような信号スペクトルを持ち、請求項1の場
合よりエネルギーが主ロープに集中しながら、比較的拡
散されたスペクトルを得ることができ、拡散帯域外への
影響を軽減できる。 (3)請求項3に対応する効果:請求項3に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、直接拡散方式によるベ
ースバンド拡散変調信号を搬送波を抑圧して無線伝送す
ることができる。従って、既存の直接拡散方式を用いて
いるシステムに適用しやすい。 (4)請求項4に対応する効果:請求項4に述べたスペ
クトる拡散通信方式においては、クロック周波数変調方
式によるベースバンド拡散変調信号を搬送波を抑圧して
無線伝送することができる。また、本発明の変調方式を
用いているために、復調器が直接拡散方式の場合より簡
易になる。 (5)請求項5に対応する効果:請求項5に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、クロック位相変調方式
によるベースバンド拡散変調信号を搬送波を抑圧して無
線伝送することができる。また、本発明の変調方式を用
いているために、送信機はディジタル化がはかれ、復調
器は直接拡散方式の場合より簡易になり、回路の無調整
化や低コスト化がはかれる。 (6)請求項6に対応する効果:請求項6に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、必要に応じて受信信号
をバンドパスフィルタを通したり、増幅器で増幅した
り、局部発振器からの出力信号と乗算して中間周波信号
に変換したり、自動利得制御増幅器により一定レベルの
拡散変調信号を再生したりする回路を検波器の前に挿入
することで、種々の無線通信に本発明を適用できる。 (7)請求項7に対応する効果:請求項7に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、局部発振器出力を分周
器で分周したものをPN符号発生器の駆動クロック信号
とし、拡散クロックと局部発振器の同期を計っているた
め、発振器の数を減らすことができ、回路の簡単化がで
きる。また、PN符号の同期を獲得するだけで、搬送波
の同期も同時に獲得できる。 (8)請求項8に対応する効果:請求項8に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、PN符号として最長系
列(M系列)を用い、符号が1の時に搬送波出力を0と
し、符号が0の時に搬送波を出力するようにしたことに
より、送信信号の直流成分を完全に0にすることができ
る。 (9)請求項9に対応する効果:請求項9に述べたスペ
クトル拡散通信方式においては、ディジタル回路のみで
ディジタル位相変調器を構成したため、回路の無調整化
や低コスト化が計れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるスペクトル拡散通信方式の一実
施例を説明するための構成図である。
【図2】 本発明によるスペクトル拡散通信方式の他の
実施例を説明するための構成図である。
【図3】 本発明によるスペクトル拡散通信方式を説明
するための波形図である。
【図4】 図3の波形の周波数スペクトルを示す図であ
る。
【図5】 本発明によるスペクトル拡散通信方式の更に
他の実施例を説明するための構成図である。
【図6】 本発明によるスペクトル拡散通信方式の更に
他の実施例を説明するための構成図である。
【図7】 本発明によるスペクトル拡散通信方式の更に
他の実施例を説明するための構成図である。
【図8】 本発明によるスペクトル拡散通信方式の更に
他の実施例を説明するための構成図である。
【図9】 本発明の送信機の更に他の実施例を示す図で
ある。
【図10】 本発明によるスペクトル拡散通信方式の更
に他の実施例を説明するための構成図である。
【図11】 本発明の送信機の更に他の実施例を示す図
である。
【図12】 図7におけるクロック位相変調器の構成図
である。
【図13】 本発明のクロック位相変調器における波形
図である。
【符号の説明】
1…スペクトル拡散変調器、2…Tフリップフロップ、
3…EX−OR(排他的論理和)回路、4…乗算器、5
…高周波スイッチ、6…バンドパスフィルタ(BP
F)、7…局部発振器、8…バンドパスフィルタ(BP
F)、9…増幅器、10…乗算器、11…局部発振器、
12…バンドパスフィルタ(BPF)、13…可変増幅
器、14…検波器、15…制御信号生成回路、16…ス
ペクトル拡散復調器。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信側では、スペクトル拡散変調器に情
    報信号を入力して拡散符号の生成に用いたクロック信号
    と拡散変調信号とを出力し、該拡散変調信号の0,1に
    従って、局部発振器からの搬送波をスイッチによりO
    N,OFFするとともに、搬送波がON状態のチップ毎
    に拡散変調信号の極性を順に反転した信号を送信し、受
    信側では、前記送信された信号を検波器に入力して包絡
    線検波を行い、ベースバンド拡散信号を再生し、該再生
    されたベースバンド拡散信号をスペクトル拡散復調器に
    入力して情報信号を復調することを特徴とするスペクト
    ル拡散通信方式。
  2. 【請求項2】 前記搬送波がON状態のチップ毎に搬送
    波の位相を順に反転した信号を送信信号とするかわり
    に、搬送波がOFFからONまたはONからOFFの状
    態に変化する時点だけで拡散変調信号の極性を反転した
    信号を送信信号としたことを特徴とする請求項1記載の
    スペクトル拡散通信方式。
  3. 【請求項3】 前記スペクトル拡散変調器としては、ク
    ロック発生器によりクロック信号を生成するとともに、
    該クロック信号でPN符号発生器とDラッチを駆動し、
    発生したPN符号と情報信号の排他的論理和をDラッチ
    に入力し、該Dラッチの出力信号を拡散変調信号とする
    ものを用い、前記スペクトル拡散復調器としては、検波
    器からの検波出力とPN符号発生器出力との相関値を相
    関部で求め、相関出力をループフィルタを通してPN符
    号の同期制御信号とし、該同期制御信号で電圧制御発振
    器を制御してPN符号の同期をはかり、最後に、同期の
    取れたPN符号と検波出力をかけてローパスフィルタに
    通し、逆拡散した信号を波形整形回路に入力することに
    より復調信号を得るものを用いたことを特徴とする請求
    項1又は2記載のスペクトル拡散通信方式。
  4. 【請求項4】 前記スペクトル拡散変調器としては、電
    圧制御発振器に情報信号を入力して周波数変調の掛かっ
    たクロックを生成するとともに、該クロック信号でPN
    符号発生器を駆動し、該PN符号発生器の出力信号を拡
    散変調信号とするものを用い、前記スペクトル拡散復調
    器としては、検波器からの検波出力とPN符号発生器出
    力との相関値を相関部で求め、相関出力をループフィル
    タを通してPN符号の同期制御信号とし、該同期制御信
    号で電圧制御発振器を制御してPN符号の同期をはかる
    とともに、ループフィルタ出力を波形整形回路に入力し
    て復調信号を得ることを特徴とする請求項1又は2記載
    のスペクトル拡散通信方式。
  5. 【請求項5】 前記スペクトル拡散変調器としては、ク
    ロック発生器によりクロック信号を生成するとともに、
    該クロック信号でPN符号発生器を駆動し、該PN符号
    発生器出力信号を可変遅延回路に入力して情報信号によ
    り遅延時間を変調し、該可変遅延回路の出力を拡散変調
    信号とするものを用い、前記スペクトル拡散復調器とし
    ては、検波器からの検波出力とPN符号発生器出力との
    相関値を相関部で求め、相関出力をループフィルタを通
    してPN符号の同期制御信号とし、該同期制御信号で電
    圧制御発振器を制御してPN符号の同期をはかるととも
    に、ループフィルタ出力をヒステリシスのあるコンパレ
    ータに入力して復調信号を得ることを特徴とする請求項
    1又は2記載のスペクトル拡散通信方式。
  6. 【請求項6】 必要に応じて、受信信号をバンドパスフ
    ィルタを通したり、増幅器で増幅したり、局部発振器か
    らの出力信号と乗算して中間周波信号に変換したり、自
    動利得制御増幅器により一定レベルの拡散変調信号を再
    生したりする回路を検波器の前に設けたことを特徴とす
    る請求項1〜5のいずれか1項に記載のスペクトル拡散
    通信方式。
  7. 【請求項7】 前記局部発振器の出力を分周器で分周し
    たものをPN符号発生器の駆動クロック信号とし、拡散
    クロックと局部発振器との同期を計ったことを特徴とす
    る請求項1〜6のいずれか1項に記載のスペクトル拡散
    通信方式。
  8. 【請求項8】 前記PN符号として最長系列(M系列)
    を用い、符号が1の時に搬送波出力を0とし、符号が0
    の時に搬送波を出力するようにしたことを特徴とする請
    求項1〜7のいずれか1項に記載のスペクトル拡散通信
    方式。
  9. 【請求項9】 前記分周器の出力をシフトレジスタに入
    力し、該シフトレジスタを元の発振器で駆動し、複数の
    レジスタ出力の1つを情報信号により選択することによ
    りクロック位相変調器を実現したことを特徴とする請求
    項5記載のスペクトル拡散通信方式。
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