JPH07131377A - 非同期スペクトラム拡散通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＳＡＷマッチド・パルスを利用した、非同期
スペクトラム拡散通信方式に関し、受信側でベースバン
ドで遅延処理を行ってデータを復調することにより、回
路構成を簡単にする。 【構成】 送信側では源２値データが立ち上がる前縁部
でＰＮコード列を初期化し、源２値データの極性に応じ
て、ＰＮコードを選択的に送出する。受信側ではＰＮコ
ードの１周期ごとにマッチド・パルスをＳＡＷ相関器２
４で検出し、これをダブル・バランスド・モジュレータ
２５によって自乗検波する。パルス整形されたマッチド
・パルスは、パルス幅の異なるセットパルス、リセット
パルスを作ってセット優先フリップ・フロップ回路３０
において、源２値データを復調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接拡散変調における
マッチド・パルスを利用した非同期スペクトラム拡散通
信方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、直接拡散変調によるスペクトラム
拡散通信において、受信側でＰＮコード（疑似雑音系
列）の同期装置を必要としない方式に遅延検波方式が用
いられていた。この遅延検波方式は、送信側にて送信デ
ータを差動変換した後、ＰＮコードと乗積してスペクト
ラム拡散信号を得、受信側にて受信スペクトラム拡散信
号とその受信スペクトラム拡散信号をデータ１ビット分
（ＰＮコードの１周期に相当）遅延させた信号との乗積
を行い、乗積された信号の低域成分を利用して、データ
信号を復調するものである。

【０００３】従来の遅延検波方式における構成図を図４
に、各部の信号波形を図５に示す。図４（ａ）は送信側
のブロック図を示し、図において信号線５００から入力
される源２値データは排他的論理和ゲート５０に入力さ
れる。また、排他的論理和ゲート５０のもう一方の入力
は信号線５０１から入力され、排他的論理和ゲート５０
にて排他的論理和操作が施され、いわゆるプリコーディ
ングされた信号が信号線５０２に出力される。信号線５
０２の信号は遅延回路５１に入力され、源２値データ１
ビット分の遅延を受け信号線５０１に出力される。

【０００４】クロック発生回路５４では変調用ＰＮコー
ド発生用のクロック信号を信号線５０４に出力する。Ｐ
Ｎコード発生器５３は信号線５０４からのクロック信号
により、変調用ＰＮコードを発生し信号線５０３に出力
する。乗算器５２では、信号線５０２からの信号と信号
線５０３からの信号の乗積をとり、信号線５０５に出力
する。信号線５０５からの信号は搬送波信号発生器５６
からの搬送波信号と乗算器５５にて乗算され、信号線５
０７に出力される。

【０００５】図４（ｂ）は受信側のブロック図を示し、
図において信号線５０８からの受信スペクトラム拡散信
号は、ＳＡＷ相関器５７に入力される。ＳＡＷ相関器５
７は送信ＰＮコードの極性に応じ、正負の位相情報を持
った搬送波のマッチド・パルス信号を、データ１ビット
（ＰＮコード１周期）ごとに信号線５０９に出力する。
信号線５０９からのマッチド・パルス信号は乗算器５９
とデータ１ビット分の遅延時間を持つ遅延回路５８に入
力される。乗算器５９では信号線５０９からのマッチド
・パルス信号と５１０からの遅延されたマッチド・パル
ス信号を乗算し、信号線５１１に出力し、データ復調回
路６０にて情報データを復調する。

【０００６】各部の信号波形を図５に示す。図５（ａ）
は信号線５００の源２値データの波形、図５（ｂ）は信
号線５０２のプリコーディングされた信号波形を示し、
図５（ｃ）は信号線５０９の搬送波を含むマッチド・パ
ルス信号、図５（ｄ）は信号線５１０のＰＮコード１周
期分の遅延を受けたマッチド・パルス信号、図５（ｅ）
は信号線５１１の波形、図５（ｆ）は信号線５１２の復
調データ波形を示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスペクトラ
ム拡散通信方式においては、受信側で搬送周波数帯にお
いて、ＰＮコード１周期分の遅延時間が必要となる。こ
の遅延時間を得るために、ＳＡＷ遅延線を用いる上述の
方式の他にも、搬送波周波数信号に同期をとってベース
バンド信号に変換して、該ベースバンド信号をクロック
信号を用いてディジタル的に行う方式もあるが、両方式
共、回路構成が複雑になり、高価になる。

【０００８】そこで本発明は、受信側で搬送周波数帯で
はなくベースバンドでマッチド・パルスを検出し、検出
したマッチド・パルスと、ＰＮコードの１周期だけ遅延
させたマッチド・パルスとを用いてデータを復調するこ
とにより、回路を簡単、安価に構成できるスペクトラム
拡散通信方式を実現することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のスペクトラム拡散通信方式は、直接拡散変
調によるスペクトラム拡散通信方式において、送信側
に、源２値データの立ち上がり部を検出する手段と、前
記立ち上がり部が検出されるごとに初期化されたＰＮコ
ードを出力するＰＮコード発生手段と、前記源２値デー
タの極性に応じて前記ＰＮコード発生手段から出力され
たＰＮコードを選択的に出力する手段と、前記選択的に
出力されたＰＮコードに搬送周波数信号を乗積してスペ
クトラム拡散信号を送出する手段の少なくとも４つの手
段を備え、受信側に、受信した前記スペクトラム拡散信
号中から、前記選択的に出力されたＰＮコードを検出し
て、そのＰＮコードの１周期ごとにマッチド・パルスを
発生させる手段と、前記マッチド・パルスを自乗検波す
る手段と、自乗検波されたマッチド・パルスをＰＮコー
ドの１周期分遅延させる遅延手段と、自乗検波された信
号を第１の入力信号とし、前記遅延手段により遅延され
た信号を第２の入力信号とし、第１の入力信号は前記第
２の入力信号の入力に優先して、２値データの極性のう
ち第１の状態にして出力し、第２の入力信号は第２の状
態にして出力することで源２値データを復調する復調手
段の少なくとも４つの手段を備えたことを特徴とするも
のである。

【００１０】さらに受信側において、自乗検波された第
１の入力信号のパルス幅をＰＮコード１周期分遅延され
た第２の入力信号のパルス幅に比べて広くなるようパル
ス幅を整形することを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記方式によれば、受信側では、ベースバンド
において、マッチド・パルスを遅延させてデータを復調
することができるが、特に送信側では、源２値データの
パルスが立ち上がるごとにＰＮコードを初期化してＰＮ
コードを送信するので、ＰＮコードの１周期がデータ１
ビットに相当する速度まで通信速度を速めることができ
る。また受信側では、マッチド・パルスを自乗検波する
ことにより、マッチド・パルスのＳ／Ｎ比を向上させる
ことができる。

【００１２】さらに受信側で、復調データの立ち下げ信
号が立ち上げ信号に含まれるように、第１と第２の入力
信号のパルス幅を整形することにより、ＰＮコード１周
期分の遅延時間のバラツキを吸収することができ、正確
なデータを復調することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図１は本発明の非同期スペクトラム拡散通信方式を
実現する送信側の一実施例を示すブロック図である。

【００１４】図１（ａ）において、信号線１００から入
力される源２値データは、前縁検出回路１０において２
値データパルスの立ち上がり部が検出される。検出され
た２値データの立ち上がり部を示す前縁信号は、信号線
１０１に出力され、ＰＮコード発生器１２に入力され
る。ＰＮコード発生器１２では、信号線１０１からの前
縁信号によって、ＰＮコードがそのコードの最初から出
力されるよう初期化されて信号線１０２に出力される。
信号線１０３の信号はアース電位に固定してある。もち
ろん、信号線１０３の信号は、信号線１０２のＰＮコー
ドと相互相関の低いＰＮコードを出力する様にしてもよ
い。選択回路１１では、信号線１０２、１０３からの信
号を源２値データの極性に応じて選択して、信号線１０
５に出力する。クロック発生回路１３では、変調用ＰＮ
コードを発生するためのクロック信号を信号線１０４に
出力する。

【００１５】信号線１０５からのスペクトラム拡散信号
は、源２値情報データ信号の極性に応じて選択されたＰ
Ｎコードであり、乗算器１４で搬送波周波数信号発生回
路１５からの搬送周波数信号と乗積される。信号線１０
７の乗積信号はバンドパスフィルター１６において帯域
制限され、信号線１０８に送信スペクトラム拡散信号を
出力する。

【００１６】図１（ｂ）は図１（ａ）の選択回路１１の
回路例を示す。図１（ｂ）において信号線１００からの
２値データ信号がＨ（ハイ）レベルの時、信号線１０２
からの変調用ＰＮコードを信号線１０９に出力し、２値
データ信号がＬ（ロウ）レベルの時、信号線１０３から
の信号を信号線１０９に出力する。信号線１０９からの
２値データ信号によって選択されたＰＮコードが信号線
１０４からのクロック信号によって、Ｄフリップ・フロ
ップ２０でラッチされ信号線１０５にスペクトラム拡散
信号として出力される。

【００１７】図２は本発明を実現する受信側の一実施例
を示すブロック図である。図２（ａ）において、信号線
２００から入力される受信スペクトラム拡散信号が乗算
器２０に入力される。また乗算器２０のもう一方の入力
は信号線２０１から入力され、局部発振周波数信号発生
器２１からの局部信号と、信号線２００からの受信スペ
クトラム拡散信号が乗算され、信号線２０２に中間周波
スペクトラム拡散信号として出力される。

【００１８】信号線２０２からの中間周波スペクトラム
拡散信号はバンドパスフィルター２２で帯域制限され、
信号線２０３に出力される。信号線２０３からの中間周
波スペクトラム拡散信号は、増幅回路２３で次のＳＡＷ
相関器２４の最適入力レベルまで増幅される。ＳＡＷ相
関器２４はビット・パターンが一致するＰＮコード１周
期毎にマッチド・パルス信号を信号線２０５に出力す
る。

【００１９】このマッチド・パルス信号には、中間周波
数の搬送波成分が含まれるので、ダブル・バランスド・
モジュレータ２５で自乗検波し、ロウパスフィルター２
６で低域成分を抽出して、信号線２０７に出力する。こ
の自乗検波操作とＬＰＦの帯域制限により、マッチド・
パルス信号の信号対雑音比を向上する事ができる。

【００２０】マッチド・パルス整形回路２７では、マッ
チド・パルス信号は幅広にパルス整形されて信号線２０
８に出力され、フリップ・フロップ回路３０のセット信
号として出力される。なおこのセット信号のパルス幅
は、後述するリセット信号のパルス幅より広く設定され
る。信号線２０８の幅広のパルス信号は遅延回路２８に
も入力され、遅延回路２８でＰＮコード１周期分の遅延
を受け、信号線２０９に出力される。信号線２０９から
の遅延された幅広のパルス信号は、エッジ検出回路２９
でその前縁部が抽出され、フリップ・フロップ回路３０
のリセット信号として信号線２１０に出力される。

【００２１】フリップ・フロップ回路３０はセット優先
のセット・リセット・フリップ・フロップ回路であり、
信号線２０８からのセット信号、信号線２１０からのリ
セット信号により、源２値データを復調して信号線２１
２に出力する。

【００２２】図２（ｂ）はセット優先フリップ・フロッ
プ回路３０の回路例を示す。信号線２０８からはセット
信号、信号線２１０からはリセット信号が入力される
が、リセット信号が有効となるのはセット信号がＬレベ
ルの時であり、その時に限りリセット・パルスが入力さ
れると、負パルスとして信号線２１４に有効リセット・
パルスとして出力される。セット・パルス信号はリセッ
ト・パルス信号がＨレベルでもＬレベルの時でも有効で
あり、セット・パルス信号が入力されると信号線２１３
に負パルスとして出力される。

【００２３】信号線２１３のセット・パルス信号、信号
線２１４のリセット・パルス信号はＤフリップ・フロッ
プ３６、３７に入力され、クロック信号発生器３１から
のクロック信号２１１に同期がとられる。信号線２１５
からのセット・パルス信号、信号線２１６からのリセッ
ト・パルス信号は論理ゲート素子３８、３９で構成され
るセット・リセット・フリップ・フロップ回路に入力さ
れ信号線２１７に復調データ信号が出力され、Ｄフリッ
プ・フロップ４０を通して信号線２１２に出力される。

【００２４】図３に各部の信号波形を示す。図３（ａ）
は図１の送信側のブロック図における信号線１００の源
２値データを示す。図３（ｂ）は信号線１０１の信号波
形で、前縁検出回路１０にて２値データの立ち上がり部
が抽出された前縁信号を示す。図３（ｃ）は信号線１０
２の信号波形で、前縁信号１０１が検出されるごとに初
期化されたＰＮコード信号を示す。図３（ｄ）は信号線
１０５の信号波形で、２値データの極性によって選択さ
れた選択回路１１の出力信号である。信号線１０３の信
号はアース電位に固定された信号である。

【００２５】このように、送信側では、源２値データの
パルスが立ち上がるごとに、ＰＮコードをリセットし
て、ＰＮコードの初めから送信されるようにしたので、
ＰＮコードの１周期が源２値データの１ビットに相当す
る速度にまで通信速度を速めることができる。

【００２６】図３（ｅ）は図２の受信側のブロック図に
おける信号線２０７の受信マッチド・パルスの信号波形
である。図３（ｆ）は信号線２０８のマッチド・パルス
整形回路２７の幅広くパルス整形されたマッチド・パル
ス信号を示す。図３（ｇ）は信号線２０９の遅延マッチ
ド・パルス信号を、図３（ｈ）は信号線２１０の遅延マ
ッチド・パルス信号のエッジ抽出信号を示す。図３
（ｈ）のエッジ抽出信号は図３（ｇ）の幅広の遅延マッ
チド・パルス信号に対し時間的に包含される関係に抽出
される。図３（ｉ）はセット優先のフリップフロップ回
路３０から出力された復調データを示す。

【００２７】このように、受信側では、従来のように搬
送波の位相情報を用いてデータを復調するのではなく、
ダブル・バランスド・モジュレータを用いたので、マッ
チド・パルスのＳ／Ｎの向上、即ちＢＥＲの改善が出来
る。さらに、セットパルス信号にリセットパルス信号が
包含されるようにパルス幅を設定することで、遅延した
リセットパルス信号のばらつきを、幅広に整形したセッ
トパルス信号によって吸収できるので、セット優先フリ
ップフロップ回路３０のセット、リセットの動作を確実
にする事ができ、正しい復調データを得ることができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明のスペクトラム拡
散通信方式によれば、従来のようにＩＦ段でＳＡＷ遅延
線を用いて遅延検波するのではなく、ベースバンドにお
いて検出したマッチド・パルスを用いてデータを復調す
るようにしたので、回路構成が簡略化でき、コスト低減
効果が絶大である。

【００２９】また、特に送信側においては、ＰＮコード
の１周期がデータ１ビットに相当する速度まで通信速度
を速めることができ、また受信側においては、マッチド
パルスのＳ／Ｎ比の向上や、マッチド・パルスの遅延時
間のバラツキ、ジッターを吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスペクトラム拡散通信方式の一実施例
における送信側のブロック図

【図２】同実施例における受信側のブロック図

【図３】同実施例における送受信側の各部の信号波形図

【図４】従来のスペクトラム拡散通信方式におけるブロ
ック図

【図５】同方式の各部の信号波形図

【符号の説明】

１０ 前縁検出回路 １１ 選択回路 １２、５３ ＰＮコード発生器 １３、３１、５４ クロック信号発生器 １４、２０、５２、５５、５９ 乗算器 １５、５６ 無線搬送波信号発生器 １６、２２ バンドパスフィルター ２１ 局部発振周波数信号発生器 ２３ 増幅回路 ２４、５７ ＳＡＷ相関器 ２５ ダブル・バランスド・モジュレータ ２６ ローパスフィルタ ２７ マッチド・パルス整形回路 ２８、５８ マッチド・パルス遅延回路 ５１ データ遅延回路 ２９ 遅延マッチド・パルス・エッジ検出回路 ３０ セット優先フリップ・フロップ回路 ５０ 排他的論理和操作ゲート素子 ６０ データ復調回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直接拡散変調によるスペクトラム拡散通信
   方式において、送信側に、源２値データの立ち上がり部
   を検出する手段と、前記立ち上がり部が検出されるごと
   に初期化されたＰＮコードを出力するＰＮコード発生手
   段と、前記源２値データの極性に応じて前記ＰＮコード
   発生手段から出力されたＰＮコードを選択的に出力する
   手段と、前記選択的に出力されたＰＮコードに搬送周波
   数信号を乗積してスペクトラム拡散信号を送出する手段
   の少なくとも４つの手段を備え、 受信側に、受信した前記スペクトラム拡散信号中から、
   前記選択的に出力されたＰＮコードを検出して、そのＰ
   Ｎコードの１周期ごとにマッチド・パルスを発生させる
   手段と、前記マッチド・パルスを自乗検波する手段と、
   自乗検波されたマッチド・パルスをＰＮコードの１周期
   分遅延させる遅延手段と、自乗検波された信号を第１の
   入力信号とし、前記遅延手段により遅延された信号を第
   ２の入力信号とし、第１の入力信号は前記第２の入力信
   号の入力に優先して、２値データの極性のうち第１の状
   態にして出力し、第２の入力信号は第２の状態にして出
   力することで源２値データを復調する復調手段の少なく
   とも４つの手段を備えたことを特徴とするスペクトラム
   拡散通信方式。
2. 【請求項２】受信側において、自乗検波された第１の入
   力信号のパルス幅をＰＮコード１周期分遅延された第２
   の入力信号のパルス幅に比べて広くなるようパルス幅を
   整形することを特徴とする請求項１記載のスペクトラム
   拡散通信方式。