JPH07154295A - スペクトル拡散通信システムおよびスペクトル拡散受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な装置で、スペクトル拡散通信を行う。 【構成】 まず、送信側では、搬送波に同期した拡散符
号でスペクトル拡散を行う。このようなスペクトル拡散
された信号は、受信側で受信され、これが比較器７２に
入力され、ここで波形整形され、拡散符号で変調された
搬送波が取り出される。この信号は、ｔシフト回路７４
で搬送波の半波長分シフトされ、シフトされた信号とシ
フトされていない信号の一致不一致が一致判定回路７６
で判定される。そして、この一致判定回路７６における
一致タイミングによりフリップフロップ７８の状態を変
化させることで、拡散符号を再生することができる。得
られた拡散符号検出した拡散符号に基づいて、受信信号
中の拡散符号に同期した拡散符号を生成し、これを受信
信号に乗算することで逆拡散を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の符号によりスペ
クトル拡散された信号を利用して無線通信を行うスペク
トル拡散通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の無線通信方式が提案さ
れており、その中にスペクトル拡散通信方式がある。こ
のスペクトル拡散通信方式（特に、直接拡散方式）で
は、送信側において、情報信号で変調された１次変調信
号に拡散符号を乗算し、スペクトル拡散された信号を得
る。そして、このスペクトル拡散された信号を無線送信
する。一方、受信局側では、受信信号に拡散符号を乗算
することによって逆拡散して、受信信号を１次変調され
た信号に戻した後、これを復調して情報信号を得る。こ
のように、スペクトル拡散通信方式では、スペクトル拡
散された信号が無線通信されるため、所定周波数の電波
による無線通信との干渉を排除して通信を行うことがで
きる。

【０００３】ここで、スペクトル拡散通信方式では、受
信信号を逆拡散しなければならない。そして、この逆拡
散のためには、受信側において発生した拡散符号を受信
信号中の拡散符号（受信拡散符号）に同期をとって乗算
しなければならない。

【０００４】このような復調手段の１つとして、ディレ
ー・ロック・ループ（以下、ＤＬＬという）がある。こ
のＤＬＬは、図５に示すように、乗算器１０において、
拡散符号を受信信号に乗算することによって逆拡散を行
う。そして、この乗算器１０において受信信号に乗算す
る拡散符号（この例では、ＰＮ（疑似雑音）符号）は受
信信号に重畳されている拡散符号と同期のとれたもので
なければならない。そこで、この装置では、２つの乗算
器１２、１４において、異なるタイミングのＰＮ符号を
受信信号に乗算する。この例では、ＰＮ符号発生器１６
において発生される１ビット分異なった２つのＰＮ符号
が乗算器１２、１４に供給される。

【０００５】そして、得られた信号について包絡線検波
器１８、２０において、包絡線をそれぞれ検出し、相関
出力１、２を得る。この相関出力１、２は、同期がとれ
ている場合に高レベルになる。そこで、図６（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、同期がとれている時に高レベルに
なり、１ビット以上ずれた時に出力が０になる三角波
が、包絡線検波器１８、２０から出力される。そして、
この２つの三角波は、１ビット分ずれており、これが比
較器２２に入力される。比較器２において、両三角波の
差が取られると、図６（Ｃ）のような相関信号が得られ
る。

【０００６】比較器２２の出力は、ローパスフィルタ２
４を介し、出力信号の位相が入力電圧によって制御され
る電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２６に入力される。
そこで、比較器２２の出力電圧に応じて、電圧制御水晶
発振器２６の出力信号の位相が制御される。そして、こ
の電圧制御発振器２６の出力信号はＰＮ符号発生器１６
の出力制御クロックとなっているため、比較器２２の出
力に応じてＰＮ符号発生器１６から出力されるＰＮ符号
のタイミングが変更される。従って、この動作により、
比較器２２の出力が図６（Ｃ）のａ点に至るように、Ｐ
Ｎ符号発生器１６からの出力が制御されることになる。

【０００７】ここで、ａ点は、ＰＮ符号発生器１６の出
力である１ビットシフトした２つのＰＮ符号についての
出力の同期点の中間に位置する。ＰＮ符号の１ビットに
対応する時間が１Ｔ（チップ）であり、ＰＮ符号発生器
１６の位相が進んでいる方の信号について（１／２）Ｔ
遅延器２８でＴ／２だけ遅延させることで、受信信号と
同期したＰＮ符号を得ることができる。そこで、このＰ
Ｎ符号を乗算器１０に供給することで、この乗算器１０
において、逆拡散が行える。

【０００８】このようにして、ＤＬＬによって、所定の
ＰＮ符号でスペクトル拡散された信号の逆拡散が行え、
信号の復調ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＤ
ＬＬは、１ビット以内のシフトに対し、効果的に追従制
御を行うことができるが、１ビット以上の同期外れの場
合には、追従することができない。そこで、初期の同期
捕捉のためには、他の装置が必要である。このような装
置として、乗算するＰＮ符号の位相を変化させながら相
関出力を検出し、所定の相関出力が出た時に位相変化を
停止するスライディング相関器などが用いられる。この
ため、従来の装置では、多数の相関器などを必要とし、
装置が複雑になってしまうという問題点があった。

【００１０】特に、１つの建物の中など、比較的狭い範
囲における通信網を構築する場合、１つ１つの受信機な
どを安価に構成することが非常に重要である。そして、
このような場合には、異なる拡散符号を利用しての符号
分割多元接続などは必要なく、従来のスペクトル拡散を
利用したシステムとは異なるシステムも採用可能であ
る。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、簡単な装置で、拡散符号の同期をとることができ
るスペクトル拡散通信システムを提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の拡散符
号によりスペクトル拡散された信号を利用して無線通信
を行うスペクトル拡散通信システムであって、送信側に
おいて、搬送波と同期した拡散符号を作成する拡散符号
作成手段と、得られた拡散符号によって送信信号をスペ
クトル拡散するスペクトル拡散手段と、スペクトル拡散
された送信信号を送信する送信手段と、を備え、受信側
において、スペクトル拡散された信号を受信する受信手
段と、受信信号を波形整形する波形整形手段と、得られ
た波形整形された信号を搬送波の半波長分位相シフトす
る位相シフト手段と、位相シフトされた信号と、位相シ
フトされていない信号の演算により拡散符号を再生する
手段と、再生された拡散符号を利用して逆拡散を行う逆
拡散手段と、を備えることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明によれば、送信側において、搬送波に同
期した拡散符号を生成し、これによってスペクトル拡散
を行う。そして、受信側においては、この搬送波を再生
し、波形整形すると共に、この再生された搬送波の半波
長分位相シフトした信号を生成する。この半波長分位相
シフトされた信号と位相がシフトされていない信号を比
較すると、拡散符号の「０」、「１」が変化した時にだ
け、両者が一致している。そこで、この信号を基に拡散
符号を再生することができる。例えば、両者が一致した
ことでフリップフロップの状態を変化させることで、拡
散符号を再生することができる。そして、再生された拡
散符号を利用して、逆拡散を行うことで、構成を簡略化
してスペクトル拡散通信を行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。

【００１５】［システム全体構成］まず、システム全体
構成について、図１に基づいて説明する。本実施例で
は、受信側において拡散符号を検出するために、送信側
において情報信号によって一次変調される搬送波とスペ
クトル拡散する拡散符号を同期させる。

【００１６】すなわち、送信側において、搬送波発振器
５０から出力される搬送波は一次変調回路５２に入力さ
れる。この一次変調回路５２には、情報信号も入力され
ており、搬送波が情報信号によって変調される一次変調
信号が得られる。

【００１７】一方、搬送波発振器５０からの搬送波は、
分周器５４において、Ｎ分周された後、拡散符号（ＰＮ
符号）発生器５６に供給される。この拡散符号発生器５
６は、分周された搬送波に所定の拡散符号の「０」、
「１」のデータを重畳し、拡散符号を生成する。そし
て、この拡散符号が乗算器５８に供給され、一次変調信
号と拡散符号の乗算が行われ、スペクトル拡散が行わ
れ、これがアンテナ６０から送信される。このように、
拡散符号は搬送波を分周した信号を基に生成されてい
る。そこで、この拡散符号は、搬送波に同期したものに
なっている。

【００１８】そして、受信側ではアンテナ６２におい
て、電波を受信した後、拡散符号再生部６４において、
拡散符号を再生し、これが乗算器６６において、受信信
号に乗算されることにより逆拡散が行われる。そして、
逆拡散された信号が一次復調回路６８において復調され
ることによって、情報信号が得られ、スペクトル拡散を
利用した通信が達成される。

【００１９】［拡散符号検出器の構成］次に、本実施例
の拡散符号検出器の構成を図２に基づいて説明する。拡
散符号検出器は、比較器７２、ｔシフト回路７４、一致
判定回路７６、およびフリップフロップ７８からなって
いる。また、各部の波形について、図３に示す。なお、
通常の搬送波の周波数はＰＮ符号の周波数よりずっと高
い（例えば、搬送波の周波数が２５０ＭＨｚ、拡散符号
の周波数が１４ＭＨｚ）が、この図では、あまり異なら
ないように記載している。搬送波ＣＳは、所定周波数の
正弦波の信号である。そして、これを信号ＰＮによって
スペクトル拡散することによって信号ＳＰＳが得られ
る。その信号ＳＰＳがアンテナから送信され、これが受
信側で受信される。そこで、受信信号は、信号ＳＰＳで
ある。

【００２０】この受信信号ＳＰＳは、比較器７２に入力
される。比較器７２は、信号ＳＰＳの正負判定によって
矩形波信号ＤＳを得る。矩形波信号ＤＳは、ｔシフト回
路７４に入力され、ここでｔだけ遅延され、信号ＳＤＳ
が得られる。ここで、ｔは、搬送波の半波長分の期間で
ある。

【００２１】そして、信号ＤＳ、ＳＤＳが一致判定回路
７６に入力され、ここで、両信号の「０」「１」が判定
され、一致している場合に「０」、不一致の場合に
「１」の信号となる信号ＬＯＧＩＣが生成され、出力さ
れる。この信号ＬＯＧＩＣは、フリップフロップ７８の
クロック入力端に入力される。フリップフロップ７８
は、その反転Ｑ出力がＤ入力端に接続されており、信号
ＬＯＧＩＣの立ち下がりで、出力の状態を随時反転す
る。これによって、フリップフロップ７８のＱ出力端
に、信号ＦＦが得られる。この信号ＦＦは、信号ＰＮと
同一であり、これによって信号ＰＮが再生されたことに
なる。

【００２２】［受信側の全体構成］図４は、本実施例の
全体システムを示すブロック図であり、受信信号は、従
来例と同様に逆拡散用の乗算器１０に入力され、ここで
同期のとれた拡散符号との乗算が行われ、逆拡散された
信号（一次変調された信号）が得られる。そこで、これ
を復調することによって、情報信号が得られる。

【００２３】一方、本実施例では、受信信号は、上述し
た構成を有する拡散符号検出器３２に入力される。そこ
で、この拡散符号検出器３２において、受信信号から拡
散符号が検出され、これが出力される。

【００２４】拡散符号検出器３２において検出された拡
散符号についての信号は、位相検出器３４に入力され
る。この位相検出器３４は、拡散符号検出器３２から供
給される拡散符号と拡散符号発生器３６から供給される
拡散符号の位相を比較する。通信に利用する拡散符号自
体は予め分かっているものであり、入力される２つの拡
散符号の比較によって、両者の位相ずれ量についての信
号が得られる。例えば、符号発生器３６から供給される
拡散符号に対し、所定ビット（例えば、１ビットまたは
２ビット）ずつずれた複数の拡散符号を生成し、これら
をレジスタに記憶し、拡散符号検出器３２で検出された
拡散符号と、各レジスタに記憶されている拡散符号を比
較し、一致するものを検出すれば、検出した拡散符号と
拡散符号発生器３６で発生された拡散符号の位相ずれが
分かる。そこで、位相比較器３４は求められた位相ずれ
についての信号を出力すれば良い。

【００２５】この位相ずれ量についての信号はローパス
フィルタ３８、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）４０を
介し、拡散符号発生器３６に出力制御クロックとして供
給される。この例では、拡散符号発生器３６はｎビット
のシフトレジスタであり、左端のレジスタが信号の出力
箇所になっている。このため、このシフトレジスタに供
給されるクロックに応じて、記憶しているデータを循環
してシフトすることにより記憶している拡散符号を入力
クロックに応じて出力する。

【００２６】そして、位相検出器３４の位相シフトにつ
いての信号が、ローパスフィルタ３８、電圧制御水晶発
振器４０を介し、拡散符号発生器３６に供給され、これ
によって拡散符号の出力が制御される。このため、これ
らの回路は、拡散符号の位相に応じたフェーズロックド
ループを形成する。そこで、拡散符号発生器３６からの
出力拡散符号は拡散符号検出器３２で検出された拡散符
号と同期し、受信信号の拡散符号と同期することにな
り、この拡散符号を用いて乗算器１０において、逆拡散
が行える。

【００２７】このように、本実施例によれば、拡散符号
検出器３２において、拡散符号を検出する。そこで、検
出した拡散符号により、受信信号中の拡散符号の初期捕
捉を行うことができ、同期の確立に要する時間を短縮す
ることができる。さらに、装置全体の構成を非常に簡単
なものにできる。

【００２８】このように、本実施例によれば、拡散符号
検出器３２において、拡散符号を検出する。そこで、検
出した拡散符号により、受信信号中の拡散符号の初期捕
捉を行うことができ、同期の確立に要する時間を短縮す
ることができる。さらに、装置全体の構成を非常に簡単
なものにできる。そして、スペクトル拡散による無線通
信を行っているため、雑音に強く、また他の無線通信へ
の影響を最小限に抑制することができる。特に、複数の
端末により、プリンタを共用する場合等に本システムに
より、好適なデータ通信を行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
送信側において、搬送波に同期した拡散符号を生成し、
これによってスペクトル拡散を行う。そして、受信側に
おいては、この搬送波を再生し、波形整形すると共に、
この再生された搬送波の半波長分位相シフトした信号を
生成する。そして、半波長分位相が異なる２つの信号の
演算により拡散符号を再生することができる。そして、
再生された拡散符号を利用して、逆拡散を行うことで、
構成を簡略化してスペクトル拡散通信を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】システムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】拡散符号検出部の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】拡散符号検出の際の各部の波形を示す波形図で
ある。

【図４】実施例の全体構成を示すブロック図である。

【図５】従来のＤＬＬの構成を示すブロック図である。

【図６】ＤＬＬにおける各部の波形を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１０、５８、６６ 乗算器 ３２ 拡散符号検出器 ７２ 比較器 ７４ ｔシフト回路 ７６ 一致判定回路 ７８ フリップフロップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の拡散符号によりスペクトル拡散さ
   れた信号を利用して無線通信を行うスペクトル拡散通信
   システムであって、 送信側において、 搬送波と同期した拡散符号を作成する拡散符号作成手段
   と、 得られた拡散符号によって送信信号をスペクトル拡散す
   るスペクトル拡散手段と、 スペクトル拡散された送信信号を送信する送信手段と、 を備え、 受信側において、 スペクトル拡散された信号を受信する受信手段と、 受信信号を波形整形する波形整形手段と、 得られた波形整形された信号を搬送波の半波長分位相シ
   フトする位相シフト手段と、 位相シフトされた信号と、位相シフトされていない信号
   の演算により拡散符号を再生する手段と、 再生された拡散符号を利用して逆拡散を行う逆拡散手段
   と、 を備えることを特徴とするスペクトル拡散通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 情報信号に同期した拡散符号によりスペ
   クトル拡散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、 スペクトル拡散された信号を受信する受信手段と、 受信信号を波形整形する波形整形手段と、 得られた波形整形された信号を搬送波の半波長分位相シ
   フトする位相シフト手段と、 位相シフトされた信号と、位相シフトされていない信号
   の演算により拡散符号を再生する手段と、 再生された拡散符号を利用して逆拡散を行う逆拡散手段
   と、 を備えることを特徴とするスペクトル拡散受信装置。