JPH066322A - 並列ダンプ積分回路を用いたスペクトル拡散受信装置及びスペクトル時間拡散受信装置 - Google Patents

並列ダンプ積分回路を用いたスペクトル拡散受信装置及びスペクトル時間拡散受信装置

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JPH066322A
JPH066322A JP4158319A JP15831992A JPH066322A JP H066322 A JPH066322 A JP H066322A JP 4158319 A JP4158319 A JP 4158319A JP 15831992 A JP15831992 A JP 15831992A JP H066322 A JPH066322 A JP H066322A
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JP
Japan
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spread spectrum
circuit
signal
time
spread
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JP4158319A
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Shinichi Tachikawa
信一 太刀川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易な回路で、より高品質な逆拡散回路を構
成し、それによりスペクトル拡散受信装置並びにスペク
トル時間拡散受信装置を実現化することを目的とする。 【構成】 情報信号1を広帯域化して伝送するスペクト
ル拡散通信方式によって送信された信号を受信するスペ
クトル拡散受信装置であって、受信された信号を検出す
るための図1の逆拡散回路8に、図6に示す如くダンプ
積分回路を2つ並列に使用するスペクトル拡散受信装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力線搬送通信,有線
通信,及び無線通信に利用される通信方式で、情報信号
を原信号よりはるかに広帯域化して伝送するスペクトル
拡散通信方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】スペク
トル拡散通信方式は、耐妨害性,秘匿性に優れている通
信方式であり、まずその基本となる直接拡散(Direct S
eguence Spread Spectrum:DS/SS)方式の構成につい
て、簡単に説明する。
【0003】図1は、スペクトル拡散通信方式の構成図
である。情報信号1は、拡散回路2に送られ、その帯域
が拡散される。そして送信部3で、伝送路4に応じて変
調される。例えば、伝送路4が無線回路であれば高周波
を乗じて電波となる。
【0004】伝送路4では、各種の雑音5が加わる。受
信側では、まず、受信入力が受信部6で、信号処理可能
な低周波に変換され、それが、同期部7と逆拡散回路8
に送られ、再生情報検出回路9に送られ、再生情報が得
られる。
【0005】DS/SS方式では、図1の拡散回路2の
構成を示した図2の如く、情報信号1に広帯域な擬似雑
音(Pseudo Noise:PN)系列10と呼ばれる符号系列を乗算
器11で乗じて、信号を拡散し、送信部3に送る。また、
受信側では、図1の逆拡散回路8の構成を示した図3の
如く、受信部6からの受信部出力に送信側でのPN系列
10と同じPN系列12を乗算器13で乗じて、それをダンプ
積分回路14で、PN系列12の周期T時間積分し(ダンプ
積分と呼ぶ)、その出力をT時間ごとのサンプリングス
イッチ15で取り出し、再生情報検出回路9に送る。この
時のPN系列12,サンプリングスイッチ15のタイミング
は図1の同期部7より得られている。また、ダンプ積分
回路の値は、サンプルされると同時に瞬時に放電し、0
にリセットされるものとする。
【0006】次にスペクトル拡散方式の一種であるスペ
クトル時間拡散通信方式(SpreadTime/Spread Spectru
m:ST/SS)は、図4の如く、PN系列(周期T)の各チ
ップ(時間幅Tc)を各々Ki・T(i=1,2,・・・N:N
=PN長)だけ遅延させ、時間的にも信号を拡散させる
ものである。
【0007】図5の情報信号,PN系列,DS/SS信
号及び時間拡散幅qT(q=1,2,・・・整数)のST/S
S信号を対比して示す。
【0008】このようなスペクトル拡散通信方式は、 (1)伝送路上での狭帯域性の妨害や雑音に強い。
【0009】(2)PN系列がわからないと第三者に
は、受信できない秘話性を有する。
【0010】(3)信号電力が広帯域に広がるため、ス
ペクトルが低電力密度となり、白色ガウス雑音に埋もれ
た場合、第三者にはその信号の有無がわかりにくいとい
う秘匿性を有する。
【0011】(4)PN系列のチップ時間幅が狭いの
で、距離目盛り付き信号として高精度の測距ができる。
【0012】(5)同一周波数帯域、同一時間内でのラ
ンダムアクセスの多元接続が可能である。
【0013】(6)ST/SS方式では時間的に集中し
て発生するバースト雑音に対しても、これを受信側逆拡
散回路で拡散してその影響を抑圧することができる。
【0014】という利点がある。
【0015】しかし、従来のST/SS方式を含めたS
S方式には、次のような問題点がある。
【0016】(1)各回路は理想的な信号処理をするよ
うに示されているだけで、実際の具体的回路構成が明ら
かでない。
【0017】(2)実際のシステムの性能は各回路の動
作能力によって決定づけられる。特に、逆拡散回路を構
成する乗算器とダンプ積分回路の放電特性は、高速で安
定な動作が必要とされる。一般にこれに使用する高速乗
算器素子並びに高速オペアンプは大変高価格である。
【0018】そこで、本発明はこれらの問題を解決すべ
く、容易な回路で、より高品質な逆拡散回路を構成し、
それによりスペクトル拡散受信装置並びにスペクトル時
間拡散受信装置を実現化することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。
【0020】情報信号1を広帯域化して伝送するスペク
トル拡散通信方式によって送信された信号を受信するス
ペクトル拡散受信装置であって、受信された信号を検出
するための図1の逆拡散回路8に、図6に示す如くダン
プ積分回路を2つ並列に使用するスペクトル拡散受信装
置に係るものである。
【0021】また、情報信号1を広帯域化すると共に時
間的にも拡散して伝送するスペクトル時間拡散通信方式
によって送信された信号を受信するスペクトル時間拡散
受信装置であって、受信された信号を検出するための図
1の逆拡散回路8に、図7に示す如くダンプ積分回路を
多く並べた逆拡散回路若しくは、図7の各ダンプ積分回
路を前記請求項1記載の発明の図6の如く各々2個ずつ
のダンプ積分回路で置き換えた逆拡散回路を使用するス
ペクトル時間拡散受信装置に係るものである。また、前
記の図6及び図7の逆拡散回路を構成するために必要な
乗算器(101,103,201,202,203と同
等の図8(a)の乗算器301)を、アナログスイッチ
302,303の組み合わせで構成した回路を具備した
請求項1記載のスペクトル拡散受信装置及び請求項2記
載のスペクトル時間拡散受信装置に係るものである。
【0022】
【作用】本発明のスペクトル拡散受信装置では低速なオ
ペアンプによるダンプ積分回路を、並列に用いて、片方
が動作する間に、他方はゆっくりと放電させ信号レベル
をリセットする。
【0023】本発明のスペクトル時間拡散受信装置で
は、多数のダンプ積分回路を並列に用いて信号の並列処
理を行っている。
【0024】また、本発明のアナログスイッチによる乗
算器ではスイッチ切り換えだけにより、受信したアナロ
グ入力信号と2値のPN系列の乗算を容易に実現してい
る。このため、高価な高速オペアンプや高速アナログ乗
算素子を用いことなく、高速・高精度なスペクトル拡散
受信装置及びスペクトル時間拡散受信装置を実現でき
る。
【0025】
【実施例】本発明の実施例を図面の用いて説明する。
【0026】図1,図2及び図3は、従来の技術の項で
説明したように、従来のスペクトル拡散(DS/SS方
式)通信送受装置の構成図である。
【0027】図4は、スペクトル時間拡散通信方式の信
号の構成法である。周期TのPN系列の各チップ(時間
幅Tc=T/N,チップ数=符号長=N)を各々KiT
(1≦Ki≦q,i=1,2,・・・,n,q:時間拡
散ブロック数)だけ遅延させ、時間的にも信号を拡散さ
せるものである。
【0028】図5は、ST/SS信号とDS/SS信号
の対比である。この図の(a)は+1か−1のデータの
情報信号であり、1ビット当たりの時間幅はTである。
(b)は、PN系列で周期はTである。(c)は、
(a)と(b)を乗じたもので、DS/SS信号であ
る。(d)は、さらに図4に示した時間拡散を施し、時
間拡散幅qTとしたST/SS信号である。
【0029】図6は、請求項1記載の発明であるダンプ
積分回路を2つ並列に用いてスペクトル拡散受信装置の
逆拡散回路の構成とその時の信号チャートである。これ
は、図1における逆拡散回路8の部分に適用するもので
ある。
【0030】まず、図1における受信部6の出力が、入
力として入ってくる。この入力信号は、信号チャートに
示す情報データdxとPN系列の積dx・PNに雑音の
付加した信号である。また、信号チャートに示す如く、
この逆拡散回路8では、一周期間隔に発生するPN系列
信号PN1とそれとは逆の時間帯で発生するPN系列信
号PN2を用意しておく。更にPN1がPN系列を発生し
ている間アナログスイッチをOFFする信号u1と、P
N2がPN系列を発生している間アナログスイッチをO
FFする信号u2を用意しておく。
【0031】動作は、次のようになる。
【0032】まず、時間tが0からTc間においては、
受信部6からの入力信号とPN1が乗算器101で乗算
され、ダンプ積分回路102でその値が累積される。
【0033】そして、サンプリングスイッチ109でt
=Tの時刻に、その出力がサンプルされ、加算器111
を通して逆拡散回路の出力として、再生情報検出回路9
に送られる。次に、時間tがTから2T区間において
は、放電用スイッチu1 105が閉じることにより、ダ
ンプ積分回路102の出力は、抵抗106を通して、ゆ
っくりと、且つほぼ完全に放電する。一方、その間、受
信部6からの入力信号は、乗算器103によりPN2と
乗算され、ダンプ積分回路104で、その値が累積され
る。そして、サンプリングスイッチ110で、t=2T
の時刻に、その出力がサンプルされ加算器111を通し
て、逆拡散回路の出力として、再生情報検出回路9に送
られる。
【0034】また、このダンプ積分回路104の値は、
次のt=2Tから3Tの間に、放電用スイッチu2 10
7と抵抗108を通して放電される。
【0035】以上のように、並列に設置された2つのダ
ンプ積分回路が交互に相補的に充放電を繰り返し、これ
を加えた出力はあたかも、放電時間0の高速オペアンプ
によるダンプ積分回路による出力の如くとなる。
【0036】図7は、請求項2記載の発明であるダンプ
積分回路を多数用いたスペクトル時間拡散受信装置の逆
拡散回路の構成とその時の信号チャートである。
【0037】信号チャートのST−PN1は、図4に示
した如く、PN系列の各チップをqT時間にわたり時間
拡散した系列である。ST−PN2は、ST−PN1を時
間Tだけ遅延した系列であり、以下、順にTずつ遅ら
せ、ST−PNqはqT時間遅延した系列である。デー
タd1は、もともと時間TであったものをqTに引き延
ばしたものであり、データd2,・・・dqも同様であ
る。スペクトル時間拡散通信方式のベースバンドでの送
信信号dx(ST−PN)は、データd1にST−PN1
を乗じて、データd2にST−PN2を乗じ、・・・・・・デー
タdqにST−PNqを乗じてこれを加えた信号である。
【0038】従って、図7の逆拡散回路への入力はこの
送信信号に雑音が加わったものとなっている。このスペ
クトル時間拡散通信方式の送信信号dx(ST−PN)
の特徴は、ST−PN1,ST−PN2,・・・ST−P
Nqを加えた時、+1か−1の値をもつ各チップが絶対
に重ならないことであり、振幅は±1を維持している。
これは、図4の時間拡散(畳み込み型チップインター
ブ)の原理より明らかである。
【0039】次に、図7の逆拡散回路の動作を述べる。
【0040】まず、受信部6から入力信号は乗算器20
1によりST−PN1と乗算され、ダンプ積分回路20
4で累積され、サンプリングスイッチ207で、時間t
=0,qT,2qT,・・・でサンプルされ、加算器21
0を通して出力として再生情報検出回路9に送られる。
同時に受信部6からの入力信号は乗算器202によりS
T−PN2と乗算され、ダンプ積分回路205で累積さ
れ、サンプリングスイッチ208で時間t=T,(q+
1)T,・・・でサンプルされ加算器210を通して出
力として再生情報検出回路9に送られる。以下同様にq
個のダンプ積分回路が、時間Tずつ遅れた形で動作す
る。この時、ST−PN1,ST−PN2,・・・ST−P
Nqは、互いに+1か−1をもつチップが重なることは
なく、互いの干渉は生じない。
【0041】ここで各ダンプ積分回路の値は、サンプル
されると同時に、瞬時に放電し、0にリセットされるも
のとする。
【0042】実際の回路では、乗算器201とダンプ積
分回路204とサンプリングスイッチ207は図6の如
く、2つの並列ダンプ積分回路をもつ逆拡散回路に、置
き換えることにより、放電時間をゆっくりととることの
できるオペアンプ等の素子で構成できる。
【0043】図8は、請求項3の発明である逆拡散回路
に必要な乗算器を、アナログスイッチで構成したもので
ある。この図の(a)は図6,図7に示した乗算器を取
り出したもので、ここでは、乗算器301で受信部6か
らの入力とPNとの乗算を行うものとする。
【0044】(b)は、これをアナログスイッチ30
2,303と加減算器304で構成している。また、必
要な信号は信号チャートに示すように、PN系列のチッ
プ±1に応じて+1の時1となるPN+と、−1の時1
となるPN-である。受信部6からの入力信号は、PN
系列のチップが+1の時、アナログスイッチ302を通
じて加減算器304で加算され、PN系列のチップが−
1の時アナログスイッチ303を通じて、加減算器30
4で減算され、結果として加減算器304の出力には、
入力信号とPN系列が乗算された信号が得られる。一般
にアナログスイッチは高速動作が可能で安価である。
【0045】
【発明の効果】本発明のスペクトル拡散受信装置及びス
ペクトル時間拡散受信装置では、容易な回路の組み合わ
せで、より高品質な、より低価格な回路が構成でき、各
種の妨害や雑音に強い安定した通信が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スペクトル拡散通信方式の一般的な構成を示す
ブロック図である。
【図2】スペクトル拡散通信方式の代表的な方式である
直接拡散方式(DS/SS方式)の拡散回路の構成図で
ある。
【図3】スペクトル拡散通信方式の代表的な方式である
直接拡散方式(DS/SS方式)の逆拡散回路の構成図
である。
【図4】スペクトル時間拡散通信方式(ST/SS方
式)の信号の構成法を示す図である。
【図5】情報信号,PN系列,DS/SS信号及びST
/SS信号の比較,対比図である。
【図6】請求項1記載の本発明の実施例である2つのダ
ンプ積分回路を用いたスペクトル拡散受信装置の逆拡散
回路の構成図と信号チャートである。
【図7】請求項2記載の本発明の実施例であるダンプ積
分回路を2つ以上並列に使用したスペクトル時間拡散受
信装置の逆拡散回路の構成図と信号チャートである。
【図8】請求項3記載の本発明の実施例である逆拡散回
路に必要な乗算器をアナログスイッチで構成した図と信
号チャートである。
【符号の説明】
1 情報信号 8 逆拡散回路 101,103,201,202,203,301 乗算器 102,104,204,205,206 ダンプ積分回路 105,107,302,303 アナログスイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報信号を広帯域化して伝送するスペク
    トル拡散通信方式によって送信された信号を受信するス
    ペクトル拡散受信装置であって、受信された信号を検出
    するための逆拡散回路に、ダンプ積分回路を2つ並列に
    使用することを特徴とするスペクトル拡散受信装置。
  2. 【請求項2】 情報信号を広帯域化すると共に時間的に
    も拡散して伝送するスペクトル時間拡散通信方式によっ
    て送信された信号を受信するスペクトル時間拡散受信装
    置であって、受信された信号を検出するための逆拡散回
    路に、ダンプ積分回路を2つ以上並列に使用することを
    特徴とするスペクトル時間拡散受信装置。
  3. 【請求項3】 前記の逆拡散回路を構成するために必要
    な乗算器を、アナログスイッチの組み合わせで構成した
    回路を具備した請求項1記載のスペクトル拡散受信装置
    及び請求項2記載のスペクトル時間拡散受信装置。
JP4158319A 1992-06-17 1992-06-17 並列ダンプ積分回路を用いたスペクトル拡散受信装置及びスペクトル時間拡散受信装置 Pending JPH066322A (ja)

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