JPH07297760A - 疑似ランダム符号同期装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 短時間で疑似ランダム符号の同期捕捉ができ
る疑似ランダム符号同期装置を提供する。 【構成】 入力する疑似ランダム符号の周波数成分の中
からこの疑似ランダム符号の周期の逆数で与えられる周
波数成分を抽出するバンドパスフィルタ11と、抽出した
周波数成分のゼロクロスを検出するコンパレータ13と、
コンパレータの出力信号のエッヂ検出手段14と、エッヂ
検出手段の出力信号を一定時間遅延させる遅延手段15
と、遅延手段の出力信号を動作開始信号として疑似ラン
ダム符号と同一系列の疑似ランダム符号を出力する同期
追跡手段16とを設ける。入力疑似ランダム符号の周期の
逆数で与えられる周波数成分のゼロクロス時刻から、対
象の疑似ランダム符号で決まる時間だけ遅延させて疑似
ランダム符号を発生させて、入力疑似ランダム符号と同
一位相の疑似ランダム符号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接拡散方式のスペク
トラム拡散通信における疑似ランダム符号同期装置に関
し、特に、疑似ランダム符号の同期捕捉を高速に行なう
ことができるように構成したものである。

【０００２】

【従来の技術】直接拡散方式のスペクトラム拡散通信で
は、送信側が伝送情報信号を、疑似ランダム符号を用い
て拡散変調し、伝送情報信号に比べて遥かに広い周波数
帯域に信号を拡散して伝送する。一方、受信側は、受信
信号と疑似ランダム符号との相関を取る逆拡散変調を行
ない、伝送情報を復調する。

【０００３】受信側では、目的の信号を捉えるため、拡
散変調に用いられている疑似ランダム符号と受信側の発
生する疑似ランダム符号との位相差が十分小さい値（１
／２チップ以下）になるように疑似ランダム符号の同期
を捕捉し、次いで、捕捉した同期を見失わないように同
期追跡を行なう。

【０００４】こうした疑似ランダム符号の同期を確保す
るための疑似ランダム符号同期装置は、例えば、電子通
信学会誌Ｖｏｌ．６５，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１０５３〜
１０５８に記載されている。この装置は、図４に示すよ
うに、同期追跡器47として、入力電圧に比例した周波数
のクロック信号を出力する電圧制御発振器44と、電圧制
御発振器44から出力されたクロック信号により疑似ラン
ダム符号２を発生する疑似ランダム符号発生器43と、入
力した疑似ランダム符号１と疑似ランダム符号発生器43
から発生された疑似ランダム符号２との相関を取る相関
器46とを備え、さらに、入力する疑似ランダム符号１と
同期追跡器47から出力された疑似ランダム符号２との相
関を取る相関器41と、相関器41の出力と基準電圧１とを
比較する比較器42と、比較器42の出力に応じて電圧制御
発振器44に入力する電圧を切換えるスイッチ45とを備え
ている。

【０００５】この装置では、スイッチ45が、始めに、基
準電圧２側に倒れており、電圧制御発振器44は、基準電
圧２に比例した周波数でクロック信号を出力する。この
基準電圧２は、電圧制御発振器44の出力するクロック周
波数が、入力する疑似ランダム符号１を生成しているク
ロック信号の周波数と微少量だけずれるように設定され
ている。疑似ランダム符号発生器43は、電圧制御発振器
44の出力するクロック信号を用いて疑似ランダム符号２
を発生する。

【０００６】疑似ランダム符号１と疑似ランダム符号２
とは、両者の生成クロック信号の周波数のズレのため
に、時間軸上で一方に対して他方がスライドし、そのス
ライドの過程で両者の位相が一致すると両符号間の相関
値が大きくなり、相関器41の出力信号が大きくなる。比
較器42は、相関器41の出力信号が最適に設定された基準
電圧１よりも大きいときに、スイッチ45を相関器46側に
倒し、初期同期過程（同期捕捉）を終了する。

【０００７】以後、同期追跡過程に移行し、相関器46の
出力電圧が入力された電圧制御発振器44は、疑似ランダ
ム符号１を生成しているクロック信号と同じ周波数のク
ロック信号を出力し、疑似ランダム符号発生器43は、こ
のクロック信号を用いて、入力疑似ランダム符号と位相
の一致した疑似ランダム符号２を発生して相関器41に出
力し、相関器41は、この疑似ランダム符号２を用いて逆
拡散を行ない、伝送情報を復調する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の疑似ラ
ンダム符号同期装置では、疑似ランダム符号を同期捕捉
するために、疑似ランダム符号１の生成クロックの周波
数と疑似ランダム符号２の生成クロックの周波数とをず
らして両符号を時間軸上でスライドさせたときに、両符
号の位相の一致がなかなか得られない場合が起こり得
る。こうした同期捕捉に要する時間の長期化は、疑似ラ
ンダム符号の符号長が長くなるに連れて一層顕著にな
り、必要なデータを短時間で得ることができなかった
り、データの実効伝送効率が低下する等の問題が発生す
る。

【０００９】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、短時間で疑似ランダム符号の同期捕捉を
行なうことができる疑似ランダム符号同期装置を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ス
ペクトル拡散通信の受信側で、伝送情報を拡散変調して
いる疑似ランダム符号の同期を捕捉し、同期を追跡する
疑似ランダム符号同期装置において、入力する疑似ラン
ダム符号の周波数成分の中から、この疑似ランダム符号
の周期の逆数で与えられる周波数成分を抽出するバンド
パスフィルタと、抽出された周波数成分の信号のゼロク
ロスを検出するゼロクロスコンパレータと、ゼロクロス
コンパレータから出力された信号のエッヂを検出する信
号エッヂ検出手段と、この信号エッヂ検出手段から出力
された信号を一定時間だけ遅延させる遅延手段と、遅延
手段の出力信号を動作開始信号として、この疑似ランダ
ム符号と同一系列の疑似ランダム符号を出力して疑似ラ
ンダム符号の同期追跡を開始する同期追跡手段とを設け
ている。

【００１１】

【作用】入力した疑似ランダム符号の周波数スペクトル
から疑似ランダム符号の周期の逆数で与えられる周波数
成分を抽出すると、この周波数成分の信号におけるゼロ
クロスの時刻は、疑似ランダム符号の各周期のスタート
時刻から、対象としている疑似ランダム符号によって一
意に決まる時間だけズレている。従って、このゼロクロ
スの時刻から、対象とする疑似ランダム符号によって決
まる時間だけ遅延させて疑似ランダム符号を発生させる
ことにより、入力する疑似ランダム符号と位相の一致し
た疑似ランダム符号を発生させることができる。

【００１２】このように、入力した疑似ランダム符号中
の特定の周波数成分の位相情報を利用することにより、
従来の疑似ランダム符号同期装置よりも高速に初期同期
過程を終了することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例における疑似ランダム符号同
期装置は、図１に示すように、疑似ランダム符号１の周
期Ｔの逆数１／Ｔを中心周波数とする狭帯域フィルタ
（バンドパスフィルタ）11と、バンドパスフィルタ11の
出力を増幅する増幅器12と、増幅器12の出力がゼロレベ
ルとクロスする時点を検出し、増幅器12の出力がゼロレ
ベル以上にある期間にわたって矩形波を出力するゼロク
ロスコンパレータ13と、ゼロクロスコンパレータ13から
出力された矩形波のエッジを検出する信号エッヂ検出器
14と、信号エッヂ検出器14から出力されたパルスを所定
時間遅延させる遅延器15と、遅延器15から出力されたパ
ルスによって疑似ランダム符号の同期追跡を開始する同
期追跡器16とを備えている。

【００１４】疑似ランダム符号１は、図３（ａ）に示す
ような周期波形であり、その周期をＴとするとき、離散
フーリエ変換で求めた電力密度スペクトルの信号列は、
図２に示すように、周波数０から１／Ｔ間隔で立つ線ス
ペクトルになる。

【００１５】バンドパスフィルタ11は、中心周波数が１
／Ｔの狭帯域フィルタであり、疑似ランダム符号１中の
周波数１／Ｔの成分のみを抽出する。このバンドパスフ
ィルタ11の出力信号を図３（ｂ）に示す。バンドパスフ
ィルタ11の出力信号は正弦波になり、当然、この正弦波
と疑似ランダム符号１の周期は等しい。図３（ａ）のよ
うに、疑似ランダム符号のスタート位置を一意に決めた
とき、このスタート位置から疑似ランダム符号１中の周
波数１／Ｔの正弦波成分のゼロクロスまでの時間ズレｔ
は、疑似ランダム符号によって一意に決まる。この時間
ズレｔは、バンドパスフィルタ11を通過後も保存され
る。

【００１６】バンドパスフィルタ11の出力信号は、増幅
器12で増幅され、増幅後の信号がゼロクロスコンパレー
タ13で図３（ｃ）のように周期Ｔの矩形波に変換され
る。

【００１７】立上がりエッヂ検出器14は、図３（ｄ）の
ようにゼロクロスコンパレータ13の出力信号の立上がり
エッヂに同期したパルス信号を出力する。このパルス
は、先の疑似ランダム符号１中の周波数１／Ｔの正弦波
成分のゼロクロスに同期している。

【００１８】遅延器15は、その遅延時間が、予め、対象
の疑似ランダム符号の周期Ｔから前記ズレｔを差し引い
たＴ−ｔに設定されており、立上がりエッヂ検出器14の
出力パルス信号は、この遅延器15を通る際に、図３
（ｅ）に示すようにＴ−ｔ時間だけ遅延され、疑似ラン
ダム符号１のスタート位置の位相に同期したパルス信号
が同期追跡器16に入力される。同期追跡器16は、この遅
延器15の出力信号を動作開始信号として、疑似ランダム
符号１と同一系列の疑似ランダム符号２を疑似ランダム
符号１のスタート位置から同一の位相で発生させる。そ
の結果、同期追跡器16から、疑似ランダム符号１と同位
相の疑似ランダム符号２の出力が開始され、同期捕捉の
過程が終了する。

【００１９】以後、同期追跡器16は、疑似ランダム符号
２が疑似ランダム符号１に同期追従するように、同期追
跡過程を行なう。

【００２０】なお、この実施例では、信号エッヂ検出器
14でゼロクロスコンパレータ13から出力される矩形波の
立上がりを検出しているが、信号エッヂ検出器として立
下がりエッヂ検出器を用いて、この矩形波の立下りを検
出することもできる。この場合には、遅延器15の遅延時
間をＴ／２−ｔに設定すればよい。

【００２１】このように、本発明の疑似ランダム符号同
期装置では、同期を取るべき疑似ランダム符号中に含ま
れる、その疑似ランダム符号の周期の逆数で与えられる
周波数成分の位相情報を利用して、同期捕捉を行なって
いるため、高速で同期捕捉（初期同期過程）を終えるこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の疑似ランダム符号同期装置は、疑似ランダ
ム符号の同期を迅速に捕捉することができ、送信された
データの速やかな受信が可能になり、データの実効伝送
効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の疑似ランダム符号同期装置の実施例に
おける構成を示すブロック図、

【図２】疑似ランダム符号１の電力スペクトル、

【図３】実施例の疑似ランダム符号同期装置における各
信号の波形図であり、入力疑似ランダム符号１（ａ）、
バンドパスフィルタ11の出力信号（ｂ）、ゼロクロスコ
ンパレータ13の出力信号（ｃ）、信号エッヂ検出器14の
出力信号（ｄ）及び遅延器15の出力する動作開始信号
（ｅ）の各波形図、

【図４】従来の疑似ランダム符号同期装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

11 バンドパスフィルタ 12 増幅器 13 ゼロクロスコンパレータ 14 信号エッヂ検出器 15、46 遅延器 16、47 同期追跡器 41 相関器 42 コンパレータ 43 疑似ランダム符号発生器 44 電圧制御発振器 45 スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトル拡散通信の受信側で、伝送情
   報を拡散変調している疑似ランダム符号の同期を捕捉
   し、同期を追跡する疑似ランダム符号同期装置におい
   て、 入力する疑似ランダム符号の周波数成分の中から、前記
   疑似ランダム符号の周期の逆数で与えられる周波数成分
   を抽出するバンドパスフィルタと、 抽出された前記周波数成分の信号のゼロクロスを検出す
   るゼロクロスコンパレータと、 前記ゼロクロスコンパレータから出力された信号のエッ
   ヂを検出する信号エッヂ検出手段と、 前記信号エッヂ検出手段から出力された信号を一定時間
   だけ遅延させる遅延手段と、 前記遅延手段の出力信号を動作開始信号として、前記疑
   似ランダム符号と同一系列の疑似ランダム符号を出力し
   て疑似ランダム符号の同期追跡を開始する同期追跡手段
   とを設けたことを特徴とする疑似ランダム符号同期装
   置。