JPH0779283B2 - スペクトル拡散通信装置 - Google Patents
スペクトル拡散通信装置Info
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- JPH0779283B2 JPH0779283B2 JP3313119A JP31311991A JPH0779283B2 JP H0779283 B2 JPH0779283 B2 JP H0779283B2 JP 3313119 A JP3313119 A JP 3313119A JP 31311991 A JP31311991 A JP 31311991A JP H0779283 B2 JPH0779283 B2 JP H0779283B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details 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
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Transceivers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信システムに関
し、特に、直接シーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）
通信技術を使用した通信システムに関する。
し、特に、直接シーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）
通信技術を使用した通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＳＳＳ無線伝送システムは、従来の無
線伝送システムと比較して、情報信号帯域幅よりもずっ
と広い信号帯域幅を使用する。伝送される広帯域信号
は、狭帯域情報信号に２値符号（しばしば拡散符号と呼
ばれる）を乗ずることによって生成される。もとの情報
信号は、受信機で受信された広帯域信号に、広帯域伝送
信号を生成するのに使用されたのと同じ２値符号（こち
らは逆拡散符号と呼ばれる）を乗ずることによって再生
される。インテリジェンスを回復するためには、拡散お
よび逆拡散符号は、互いに同期し振幅整合していなけれ
ばならない。
線伝送システムと比較して、情報信号帯域幅よりもずっ
と広い信号帯域幅を使用する。伝送される広帯域信号
は、狭帯域情報信号に２値符号（しばしば拡散符号と呼
ばれる）を乗ずることによって生成される。もとの情報
信号は、受信機で受信された広帯域信号に、広帯域伝送
信号を生成するのに使用されたのと同じ２値符号（こち
らは逆拡散符号と呼ばれる）を乗ずることによって再生
される。インテリジェンスを回復するためには、拡散お
よび逆拡散符号は、互いに同期し振幅整合していなけれ
ばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在ＤＳＳＳ伝送技術
は、セルラー無線電話システムのようなマルチユーザ伝
送システムに応用されている。このようなアプリケーシ
ョンでは、この技術は、従来のＴＤＭＡ（時分割多重ア
クセス）およびＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）か
ら区別するために、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）
と呼ばれる。ＣＤＭＡシステムでは、個々のユーザ・チ
ャネル（これは、伝送時刻や周波数差によっては区別さ
れない）はそれぞれ、送信側および受信側の双方で、唯
一の拡散および逆拡散符号によって識別され、個々のユ
ーザ信号を他のユーザの信号および背景ノイズや干渉か
ら回復するために使用される。本発明の目的は、このよ
うなスペクトル拡散方式をさらに一般化して、送信装置
および受信装置の効率を改善することである。
は、セルラー無線電話システムのようなマルチユーザ伝
送システムに応用されている。このようなアプリケーシ
ョンでは、この技術は、従来のＴＤＭＡ（時分割多重ア
クセス）およびＦＤＭＡ（周波数分割多重アクセス）か
ら区別するために、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）
と呼ばれる。ＣＤＭＡシステムでは、個々のユーザ・チ
ャネル（これは、伝送時刻や周波数差によっては区別さ
れない）はそれぞれ、送信側および受信側の双方で、唯
一の拡散および逆拡散符号によって識別され、個々のユ
ーザ信号を他のユーザの信号および背景ノイズや干渉か
ら回復するために使用される。本発明の目的は、このよ
うなスペクトル拡散方式をさらに一般化して、送信装置
および受信装置の効率を改善することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ＣＤＭＡセルラー無線電
話通信システムのスペクトル拡散技術が、拡散波形符号
信号に割り当てられた値の範囲を、大きさ１の全複素数
を含むように拡張することによって一般化される。これ
によって、現在のＤＳＳＳ通信システムで実行されてい
る２信号の乗算に代わって、情報信号のベースバンドバ
ージョンと拡散波形の加算が可能となる。加算されて生
じた信号は、伝送に適する周波数変調スペクトル拡散信
号を生成するための電圧制御発振器（ＶＣＯ）を制御す
るために使用される。この装置によって、送信および受
信装置のハードウェア実現が改善され、より効率的にな
る。
話通信システムのスペクトル拡散技術が、拡散波形符号
信号に割り当てられた値の範囲を、大きさ１の全複素数
を含むように拡張することによって一般化される。これ
によって、現在のＤＳＳＳ通信システムで実行されてい
る２信号の乗算に代わって、情報信号のベースバンドバ
ージョンと拡散波形の加算が可能となる。加算されて生
じた信号は、伝送に適する周波数変調スペクトル拡散信
号を生成するための電圧制御発振器（ＶＣＯ）を制御す
るために使用される。この装置によって、送信および受
信装置のハードウェア実現が改善され、より効率的にな
る。
【０００５】
【実施例】スペクトル拡散通信法を使用したセルラー電
話システムのブロック図を図１に示す。図示されている
ように、加入者セット１０１が、地上電話交換ネットワ
ーク１０３を通じて、移動電話交換局１０５に接続され
る。続いて移動電話交換局１０５はセル・サイト送信機
１０７に接続され、セル・サイト送信機１０７は、アン
テナ１０９によって、移動装置１１１および１１３に無
線電話信号を送信する。セルラー無線電話システムで一
般的なように、移動電話交換局１０５は付加的セル・サ
イト１０８にも接続され、付加的セル・サイト１０８は
一般的にそれぞれ相異なる地理的地域すなわちセル専用
である。
話システムのブロック図を図１に示す。図示されている
ように、加入者セット１０１が、地上電話交換ネットワ
ーク１０３を通じて、移動電話交換局１０５に接続され
る。続いて移動電話交換局１０５はセル・サイト送信機
１０７に接続され、セル・サイト送信機１０７は、アン
テナ１０９によって、移動装置１１１および１１３に無
線電話信号を送信する。セルラー無線電話システムで一
般的なように、移動電話交換局１０５は付加的セル・サ
イト１０８にも接続され、付加的セル・サイト１０８は
一般的にそれぞれ相異なる地理的地域すなわちセル専用
である。
【０００６】各移動装置１１１および１１３は、セル・
サイト１０７との間で無線電話情報信号を相異なる伝送
チャネルで送受信し、このチャネルは、ＤＳＳＳでは、
各独立のチャネルで唯一の拡散符号によって定義され
る。図示されているＤＳＳＳ通信システムでは、拡散符
号は、大きさ１の複素数を利用する。送信および受信装
置の複雑さを軽減するような信号拡散を達成するため、
周波数変調技術が利用される。
サイト１０７との間で無線電話情報信号を相異なる伝送
チャネルで送受信し、このチャネルは、ＤＳＳＳでは、
各独立のチャネルで唯一の拡散符号によって定義され
る。図示されているＤＳＳＳ通信システムでは、拡散符
号は、大きさ１の複素数を利用する。送信および受信装
置の複雑さを軽減するような信号拡散を達成するため、
周波数変調技術が利用される。
【０００７】セル・サイトと移動装置の間の伝送チャネ
ルのうちの１つのブロック図が図２である。送信される
狭帯域情報信号が、入力２０１を通して、変調器および
スペクトル拡散送信機２０３に送られ、これは狭帯域情
報信号を、アンテナ２０５による無線伝送のための広帯
域信号に変換する。広帯域伝送信号はアンテナ２０７に
よって受信され、復調器および逆拡散受信機２０９に送
られる。受信機２０９は、送信前に情報信号に加えられ
た拡散符号を複製し、それを使用して受信信号を逆拡散
および復調し、送信されたもとの狭帯域情報信号を抽出
してリード線２１１に出力することによって、狭帯域情
報を分離する。
ルのうちの１つのブロック図が図２である。送信される
狭帯域情報信号が、入力２０１を通して、変調器および
スペクトル拡散送信機２０３に送られ、これは狭帯域情
報信号を、アンテナ２０５による無線伝送のための広帯
域信号に変換する。広帯域伝送信号はアンテナ２０７に
よって受信され、復調器および逆拡散受信機２０９に送
られる。受信機２０９は、送信前に情報信号に加えられ
た拡散符号を複製し、それを使用して受信信号を逆拡散
および復調し、送信されたもとの狭帯域情報信号を抽出
してリード線２１１に出力することによって、狭帯域情
報を分離する。
【０００８】スペクトル拡散伝送システムでは、送信さ
れるスペクトル拡散信号ｓBは、拡散信号波形すなわち
擬似乱数チップ・シーケンスＰＮ（ｔ）と、狭帯域情報
信号ｓNの積から導出される。これは次式のように表現
される。
れるスペクトル拡散信号ｓBは、拡散信号波形すなわち
擬似乱数チップ・シーケンスＰＮ（ｔ）と、狭帯域情報
信号ｓNの積から導出される。これは次式のように表現
される。
【数１】 この狭帯域信号ｓNは一般化された複素形式で次式のよ
うに表現される。
うに表現される。
【数２】 ただし、ω0は搬送波角周波数、Ａ（ｔ）は振幅変調お
よびφS（ｔ）は位相変調である。
よびφS（ｔ）は位相変調である。
【０００９】スペクトル拡散波形ＰＮ（ｔ）もまた一般
化された複素形式で次式のように表現される。
化された複素形式で次式のように表現される。
【数３】 ただし、φPN（ｔ）は擬似乱数位相変調信号を表す。従
来、φPN（ｔ）は、集合｛０，π｝からの値または集合
｛０，π／２，π，３π／２｝からの値のような離散的
な値に制限されている。
来、φPN（ｔ）は、集合｛０，π｝からの値または集合
｛０，π／２，π，３π／２｝からの値のような離散的
な値に制限されている。
【００１０】本発明を実現する本装置では、φPN（ｔ）
は０から２πまでの連続値のうちの任意の値をとり得
る。波形は、大きさ１（‖ＰＮ‖2＝１）に制限された
ままである。しかし、狭帯域情報信号のフォーマットに
は何の制限も課されない。本装置の逆拡散は、ＰＮ
（ｔ）に類似の波形（数３のプラス符号をマイナス符号
にしたもの）を乗ずることによって達成される。すなわ
ち、擬似乱数位相変調信号が差し引かれる。
は０から２πまでの連続値のうちの任意の値をとり得
る。波形は、大きさ１（‖ＰＮ‖2＝１）に制限された
ままである。しかし、狭帯域情報信号のフォーマットに
は何の制限も課されない。本装置の逆拡散は、ＰＮ
（ｔ）に類似の波形（数３のプラス符号をマイナス符号
にしたもの）を乗ずることによって達成される。すなわ
ち、擬似乱数位相変調信号が差し引かれる。
【００１１】ＦＭ信号が伝送される情報信号に対して選
択されると、広帯域信号は次式で表される。
択されると、広帯域信号は次式で表される。
【数４】 ただし、Ａ0は定数、ｂ（ｔ）は伝送されるベースバン
ド信号、ｂPN（ｔ）＝（１／ｍ）（ｄ／ｄｔ）φ
PN（ｔ）は拡散波形ＰＮ（ｔ）のベースバンドバージョ
ンである。以上から明らかなように、スペクトル拡散送
信機は、搬送波の周波数変調の前に拡散信号と狭帯域情
報を加算することによってここでは実現されている。
ド信号、ｂPN（ｔ）＝（１／ｍ）（ｄ／ｄｔ）φ
PN（ｔ）は拡散波形ＰＮ（ｔ）のベースバンドバージョ
ンである。以上から明らかなように、スペクトル拡散送
信機は、搬送波の周波数変調の前に拡散信号と狭帯域情
報を加算することによってここでは実現されている。
【００１２】本発明の原理を例示する送信装置が図９で
ある。情報信号を拡散波形と結合し、生じた信号を使用
して搬送波を加算周波数変調器９０２で周波数変調する
ことによって、スペクトル拡散信号が生成される。入力
９０１に加えられたベースバンド信号は、波形生成器９
０３で生成された拡散信号に加算され、搬送波周波数を
制御して周波数変調スペクトル拡散信号を生成するため
に使用される。この信号は増幅器９１１によって出力リ
ード線９１２に送られる。
ある。情報信号を拡散波形と結合し、生じた信号を使用
して搬送波を加算周波数変調器９０２で周波数変調する
ことによって、スペクトル拡散信号が生成される。入力
９０１に加えられたベースバンド信号は、波形生成器９
０３で生成された拡散信号に加算され、搬送波周波数を
制御して周波数変調スペクトル拡散信号を生成するため
に使用される。この信号は増幅器９１１によって出力リ
ード線９１２に送られる。
【００１３】本発明の原理による複素拡散符号および周
波数変調方式を使用した信号伝送回路の例のブロック図
が図３である。入力３０１のベースバンド信号が、波形
生成器３０３で生成された拡散符号と加算回路３０７で
加算され、所望されれば、低域フィルタ３０５で濾波さ
れて、拡散波形による連続位相変調を実現し、出力波形
のスペクトル拡散を制御する。このようなパルス形成お
よびその効果のさらに詳細な説明は、Ｋ．ムロタ(K. Mu
rota)らによる論文「ディジタル移動無線電話のための
ＧＭＳＫ変調(GMSK Modulation for Digital Mobile Ra
dio Telephony)」（「ＩＥＥＥトランザクチョンズ・オ
ン・コミュニケーションズ(IEEE Transactions on Comm
unications)」第ＣＯＭ−２９巻、第７号、１９８１年
７月、１０４４〜５０ページ）にある。
波数変調方式を使用した信号伝送回路の例のブロック図
が図３である。入力３０１のベースバンド信号が、波形
生成器３０３で生成された拡散符号と加算回路３０７で
加算され、所望されれば、低域フィルタ３０５で濾波さ
れて、拡散波形による連続位相変調を実現し、出力波形
のスペクトル拡散を制御する。このようなパルス形成お
よびその効果のさらに詳細な説明は、Ｋ．ムロタ(K. Mu
rota)らによる論文「ディジタル移動無線電話のための
ＧＭＳＫ変調(GMSK Modulation for Digital Mobile Ra
dio Telephony)」（「ＩＥＥＥトランザクチョンズ・オ
ン・コミュニケーションズ(IEEE Transactions on Comm
unications)」第ＣＯＭ−２９巻、第７号、１９８１年
７月、１０４４〜５０ページ）にある。
【００１４】ベースバンド入力信号は例えば図５の波形
５０１で示されるビット・シーケンスである。加算回路
３０７に加えられる拡散符号は例えば図５の拡散符号波
形５０４で示されるチップ・シーケンスである。
５０１で示されるビット・シーケンスである。加算回路
３０７に加えられる拡散符号は例えば図５の拡散符号波
形５０４で示されるチップ・シーケンスである。
【００１５】加算された信号は図５の波形５０７で示さ
れる。これは電圧制御発振器３０９に送られる。その動
作周波数は、そこで生成される信号を周波数変調するた
め、所望される搬送波周波数ω0の付近にある。生じた
広帯域信号は、所望される狭帯域ＦＭ信号（波形５０１
だけで変調することによって得られる）と、数３で与え
られるスペクトル拡散波形ＰＮ（ｔ）の積である。この
信号は増幅器３１１で増幅され、出力リード線３１２に
生じたスペクトル拡散信号は、図１のシステムに示され
る送信アンテナに送られる。
れる。これは電圧制御発振器３０９に送られる。その動
作周波数は、そこで生成される信号を周波数変調するた
め、所望される搬送波周波数ω0の付近にある。生じた
広帯域信号は、所望される狭帯域ＦＭ信号（波形５０１
だけで変調することによって得られる）と、数３で与え
られるスペクトル拡散波形ＰＮ（ｔ）の積である。この
信号は増幅器３１１で増幅され、出力リード線３１２に
生じたスペクトル拡散信号は、図１のシステムに示され
る送信アンテナに送られる。
【００１６】図４は無線受信機のブロック図である。検
出された信号は受信アンテナから入力端子４１０に送ら
れ、さらに乗算器４１１に送られる。局所ＶＣＯ発振器
４１６の出力も乗算器４１１に送られる。局所発振器４
１６は、スペクトル拡散を実現するため、図３の送信機
で加えられたものと同一の波形５０４によって周波数変
調される。ＩＦフィルタ４１２は、乗算器４１１のＩＦ
信号出力（拡散符号が除去されている）を選択し、それ
をＦＭ復調器４１３に送る。ＦＭ復調器４１３は、復調
されたベースバンド信号を出力リード線４１５に送る。
逆拡散波形が拡散波形とほぼ同一の場合、発振器４１６
の中心周波数は受信された搬送波を忠実に追跡し、伝送
信号の狭帯域変調信号成分がＩＦフィルタ４１２の入力
リード線４１４に現れる。
出された信号は受信アンテナから入力端子４１０に送ら
れ、さらに乗算器４１１に送られる。局所ＶＣＯ発振器
４１６の出力も乗算器４１１に送られる。局所発振器４
１６は、スペクトル拡散を実現するため、図３の送信機
で加えられたものと同一の波形５０４によって周波数変
調される。ＩＦフィルタ４１２は、乗算器４１１のＩＦ
信号出力（拡散符号が除去されている）を選択し、それ
をＦＭ復調器４１３に送る。ＦＭ復調器４１３は、復調
されたベースバンド信号を出力リード線４１５に送る。
逆拡散波形が拡散波形とほぼ同一の場合、発振器４１６
の中心周波数は受信された搬送波を忠実に追跡し、伝送
信号の狭帯域変調信号成分がＩＦフィルタ４１２の入力
リード線４１４に現れる。
【００１７】受信機出力で伝送情報を正確に検出するた
めには、受信信号に加えられる逆拡散符号は、送信機で
加えられる拡散符号と正確に同期し振幅整合していなけ
ればならない。このような同期および整合は、フィード
バック・ネットワークによって実現される。フィードバ
ック・ネットワークに付随するのは、波形フィードバッ
ク制御ループ４１９、振幅制御回路４１７、フィルタ４
２１および、逆拡散波形を生成しその形、振幅およびタ
イミングを制御するために受信機内に含まれる波形生成
器４２３である。
めには、受信信号に加えられる逆拡散符号は、送信機で
加えられる拡散符号と正確に同期し振幅整合していなけ
ればならない。このような同期および整合は、フィード
バック・ネットワークによって実現される。フィードバ
ック・ネットワークに付随するのは、波形フィードバッ
ク制御ループ４１９、振幅制御回路４１７、フィルタ４
２１および、逆拡散波形を生成しその形、振幅およびタ
イミングを制御するために受信機内に含まれる波形生成
器４２３である。
【００１８】図４の実施例のフィードバック・ネットワ
ークは、逆拡散波形フィードバック制御ループ４１９に
よって制御されるタイミングおよび振幅をもつ、必要な
ベースバンド逆拡散符号を生成するための波形生成器４
２３を含む。フィルタ４２１は、逆拡散符号が振幅制御
回路４１７に送られる前にそれを形成する。フィルタ４
２１は、送信機で使用される形成フィルタに整合しなけ
ればならない。
ークは、逆拡散波形フィードバック制御ループ４１９に
よって制御されるタイミングおよび振幅をもつ、必要な
ベースバンド逆拡散符号を生成するための波形生成器４
２３を含む。フィルタ４２１は、逆拡散符号が振幅制御
回路４１７に送られる前にそれを形成する。フィルタ４
２１は、送信機で使用される形成フィルタに整合しなけ
ればならない。
【００１９】図４の実施例では、逆拡散のヘテロダイン
法が使用され、これによって受信信号は、乗算器４１１
において、逆拡散符号の適用によって逆拡散され、同時
に、中間周波数に変換される。発振器４１６によって生
成された信号は逆拡散符号によって周波数変調され、狭
帯域変調情報信号が広帯域信号から抽出されて、ＦＭ復
調器４１３に送られる。
法が使用され、これによって受信信号は、乗算器４１１
において、逆拡散符号の適用によって逆拡散され、同時
に、中間周波数に変換される。発振器４１６によって生
成された信号は逆拡散符号によって周波数変調され、狭
帯域変調情報信号が広帯域信号から抽出されて、ＦＭ復
調器４１３に送られる。
【００２０】発振器４１６の発振信号は次式によって解
析的に表現される。
析的に表現される。
【数５】 ただし、項ＡLおよびωLは発振器４１６の振幅および周
波数を表し、φ＾PN（ｔ）は、受信信号を逆拡散するた
めに図４の受信機で複製された擬似乱数位相変調信号を
表す。
波数を表し、φ＾PN（ｔ）は、受信信号を逆拡散するた
めに図４の受信機で複製された擬似乱数位相変調信号を
表す。
【００２１】乗算器４１１の出力は次式によって解析的
に表現される。
に表現される。
【数６】 ただし、項ｓR（ｔ）は受信されたスペクトル拡散信号
を表す。受信された広帯域信号ｓR（ｔ）は、ノイズが
存在しない場合、送信された広帯域信号ｓB（ｔ）が伝
送損失ηだけ減少したものである。信号ｓR（ｔ）は次
式のように表現される。
を表す。受信された広帯域信号ｓR（ｔ）は、ノイズが
存在しない場合、送信された広帯域信号ｓB（ｔ）が伝
送損失ηだけ減少したものである。信号ｓR（ｔ）は次
式のように表現される。
【数７】
【００２２】ＩＦ信号の展開式は次式のようになる。
【数８】
【００２３】受信機で受信されたスペクトル拡散信号か
ら狭帯域信号を抽出するためには、擬似乱数逆拡散波形
φ＾PN（ｔ）が送信機で使用される拡散波形と正確に整
合および同期しなければならない。必要な擬似乱数波形
は擬似乱数波形生成器４２３で生成される。
ら狭帯域信号を抽出するためには、擬似乱数逆拡散波形
φ＾PN（ｔ）が送信機で使用される拡散波形と正確に整
合および同期しなければならない。必要な擬似乱数波形
は擬似乱数波形生成器４２３で生成される。
【００２４】所望される整合は、２つの制御ループによ
って実現される。１つは振幅整合のため、もう１つはタ
イミング制御のためのものである。制御ループの動作は
次の観察に基づく。φPN（ｔ）とφ＾PN（ｔ）の間に振
幅不整合がある場合、ＦＭ復調器の出力は不整合の量に
比例する少量のベースバンド拡散信号ｂPN（ｔ）を含
む。同様に、タイミング不整合がある場合、ＦＭ復調器
出力は不整合の量に比例するベースバンド拡散信号の少
量の微分を含む。
って実現される。１つは振幅整合のため、もう１つはタ
イミング制御のためのものである。制御ループの動作は
次の観察に基づく。φPN（ｔ）とφ＾PN（ｔ）の間に振
幅不整合がある場合、ＦＭ復調器の出力は不整合の量に
比例する少量のベースバンド拡散信号ｂPN（ｔ）を含
む。同様に、タイミング不整合がある場合、ＦＭ復調器
出力は不整合の量に比例するベースバンド拡散信号の少
量の微分を含む。
【００２５】復調器出力を逆拡散波形およびその微分と
相関させることによって、振幅およびタイミングの不整
合にそれぞれ比例する２つの相関信号を得る。これらの
２つの信号がそれぞれ０になる（理想整合に対応）ま
で、逆拡散波形の振幅および位相を調節するために２つ
の信号が２つの制御ループで使用される。付随するベー
スバンド波形が図５である。波形５１１は逆拡散波形を
表し、波形５１２は振幅不整合の存在下でのＦＭ復調器
出力を表す。タイミング不整合の効果は波形５１３に示
されており、これはタイミング不整合の存在下でのＦＭ
復調器出力である。
相関させることによって、振幅およびタイミングの不整
合にそれぞれ比例する２つの相関信号を得る。これらの
２つの信号がそれぞれ０になる（理想整合に対応）ま
で、逆拡散波形の振幅および位相を調節するために２つ
の信号が２つの制御ループで使用される。付随するベー
スバンド波形が図５である。波形５１１は逆拡散波形を
表し、波形５１２は振幅不整合の存在下でのＦＭ復調器
出力を表す。タイミング不整合の効果は波形５１３に示
されており、これはタイミング不整合の存在下でのＦＭ
復調器出力である。
【００２６】逆拡散波形の振幅を制御するための制御ル
ープの詳細が図６のブロック図に示されている。乗算器
６１１の入力は、ＦＭ復調器４１３（図４）によって供
給され、擬似乱数波形生成器６２３の出力を濾波する形
成フィルタ６２１の出力と乗算される。乗算器６１１の
出力はループ・フィルタ６１５に送られ、ループ・フィ
ルタ６１５の出力が逆拡散波形の振幅を制御する（図４
と同様）。
ープの詳細が図６のブロック図に示されている。乗算器
６１１の入力は、ＦＭ復調器４１３（図４）によって供
給され、擬似乱数波形生成器６２３の出力を濾波する形
成フィルタ６２１の出力と乗算される。乗算器６１１の
出力はループ・フィルタ６１５に送られ、ループ・フィ
ルタ６１５の出力が逆拡散波形の振幅を制御する（図４
と同様）。
【００２７】逆拡散波形のタイミングを制御する制御ル
ープが図７のブロック図に示されている。擬似乱数波形
生成器７２３の逆拡散波形出力は、形成フィルタ７１２
を通して、微分器７３１に送られ、微分器７３１は逆拡
散波形の微分を生成し、それを乗算器７１１に送る。乗
算器７１１の出力のＤＣ成分は、局所的に生成された擬
似乱数波形の送信機に対する位相エラーに比例した信号
であって、ループ・フィルタ７１５を通じて、電圧制御
発振器７１６に送られる。続いて電圧制御発振器７１６
は擬似乱数波形生成器７２３のためのチップ・タイミン
グを生成する。このフィードバック・ループは位相ロッ
ク・ループのように動作する。位相ロック・ループは公
知であり、ここで詳細に説明する必要はない。
ープが図７のブロック図に示されている。擬似乱数波形
生成器７２３の逆拡散波形出力は、形成フィルタ７１２
を通して、微分器７３１に送られ、微分器７３１は逆拡
散波形の微分を生成し、それを乗算器７１１に送る。乗
算器７１１の出力のＤＣ成分は、局所的に生成された擬
似乱数波形の送信機に対する位相エラーに比例した信号
であって、ループ・フィルタ７１５を通じて、電圧制御
発振器７１６に送られる。続いて電圧制御発振器７１６
は擬似乱数波形生成器７２３のためのチップ・タイミン
グを生成する。このフィードバック・ループは位相ロッ
ク・ループのように動作する。位相ロック・ループは公
知であり、ここで詳細に説明する必要はない。
【００２８】本発明の原理を実現するＣＤＭＡ伝送シス
テムの伝送信号に対するパワー・スペクトルが図８であ
る。実際の情報信号およびこれらのスペクトルを生成す
る拡散波形は図５の波形５０１および５０４で示された
ものである。非拡散情報信号のパワー・スペクトルは波
形８０１である。拡散信号（数３で定義）のパワー・ス
ペクトルは波形８０２である。情報信号と拡散信号の結
合のパワー・スペクトルは波形８０３である。実施例の
システムでは、スペクトル拡散波形８０２は、実際に伝
送されたＲＦ信号のスペクトル波形８０３に非常に近似
している。
テムの伝送信号に対するパワー・スペクトルが図８であ
る。実際の情報信号およびこれらのスペクトルを生成す
る拡散波形は図５の波形５０１および５０４で示された
ものである。非拡散情報信号のパワー・スペクトルは波
形８０１である。拡散信号（数３で定義）のパワー・ス
ペクトルは波形８０２である。情報信号と拡散信号の結
合のパワー・スペクトルは波形８０３である。実施例の
システムでは、スペクトル拡散波形８０２は、実際に伝
送されたＲＦ信号のスペクトル波形８０３に非常に近似
している。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、Ｃ
ＤＭＡセルラー無線伝送システムにおける送信および受
信装置のハードウェアの複雑さは、拡散波形符号信号に
割り当てられた値の範囲を大きさ１の全複素数を含むよ
うに拡張したスペクトル拡散を実現することにより、現
在のＤＳＳＳ通信システムで実行されている２信号の乗
算に代わって、情報信号のベースバンドバージョンと拡
散波形の加算を可能とすることによって、軽減される。
ＤＭＡセルラー無線伝送システムにおける送信および受
信装置のハードウェアの複雑さは、拡散波形符号信号に
割り当てられた値の範囲を大きさ１の全複素数を含むよ
うに拡張したスペクトル拡散を実現することにより、現
在のＤＳＳＳ通信システムで実行されている２信号の乗
算に代わって、情報信号のベースバンドバージョンと拡
散波形の加算を可能とすることによって、軽減される。
【図１】一般的なセルラー無線電話システムのブロック
図である。
図である。
【図２】図１のセルラー無線電話システムの特定の伝送
チャネルに適用されたＣＤＭＡの原理を例示するブロッ
ク図である。
チャネルに適用されたＣＤＭＡの原理を例示するブロッ
ク図である。
【図３】拡散波形とベースバンド信号を結合するために
加算器およびＶＣＯを使用する、周波数変調直接シーケ
ンススペクトル拡散信号のための送信機の１つの実施例
のブロック図である。
加算器およびＶＣＯを使用する、周波数変調直接シーケ
ンススペクトル拡散信号のための送信機の１つの実施例
のブロック図である。
【図４】周波数変調直接シーケンススペクトル拡散シス
テムのための受信機のブロック図である。
テムのための受信機のブロック図である。
【図５】ＣＤＭＡセルラー無線電話システムの動作を説
明するために使用されるサンプルＦＭベースバンド波形
の説明図である。
明するために使用されるサンプルＦＭベースバンド波形
の説明図である。
【図６】図４に示された制御ループのうちの１つのブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】図４に示されたもう１つの制御ループのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図８】拡散および非拡散信号の各パワー・スペクトル
を比較するプロットを示すグラフである。
を比較するプロットを示すグラフである。
【図９】周波数変調直接シーケンススペクトル拡散信号
のための送信機のブロック図である。
のための送信機のブロック図である。
１０１ 加入者セット １０３ 地上電話交換ネットワーク １０５ 移動電話交換局 １０７ セル・サイト送信機 １０８ セル・サイト送信機 １０９ アンテナ １１１ 移動装置 １１３ 移動装置 ２０１ 入力 ２０３ 変調器およびスペクトル拡散送信機 ２０５ アンテナ ２０７ アンテナ ２０９ 復調器および逆拡散受信機 ３０１ 入力 ３０３ 波形生成器 ３０５ 低域フィルタ ３０７ 加算回路 ３０９ 電圧制御発振器 ３１１ 増幅器 ４１０ 入力端子 ４１１ 乗算器 ４１２ ＩＦフィルタ ４１３ ＦＭ復調器 ４１６ 局所ＶＣＯ発振器 ４１７ 振幅制御回路 ４１９ 波形フィードバック制御ループ ４２１ フィルタ ４２３ 波形生成器 ６１１ 乗算器 ６１５ ループ・フィルタ ６２１ 形成フィルタ ６２３ 擬似乱数波形生成器 ７１１ 乗算器 ７１２ 形成フィルタ ７１５ ループ・フィルタ ７１６ 電圧制御発振器 ７２３ 擬似乱数波形生成器 ７３１ 微分器 ９０１ 入力 ９０２ 加算周波数変調器 ９０３ 波形生成器 ９１１ 増幅器
Claims (13)
- 【請求項１】 情報を含むベースバンド信号を受信する
手段（３０１）と、 複素数符号信号を有する拡散波形を生成する手段（３０
３）と、 前記拡散波形と前記ベースバンド信号を加算することに
より、周波数変調されたスペクトル拡散信号を生成する
信号結合手段とからなることを特徴とするスペクトル拡
散送信装置。 - 【請求項２】 周波数変調無線送信機を含むことを特徴
とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 前記信号結合手段が、 前記ベースバンド信号と前記拡散波形を加算する手段
（３０７）と、 前記加算手段の出力に接続された電圧制御発振器（３０
９）とからなることを特徴とする請求項２の装置。 - 【請求項４】 前記信号結合手段が、前記電圧制御発振
器に送られる前に連続的拡散波形を実現するために接続
されたフィルタからなることを特徴とする請求項３の装
置。 - 【請求項５】 送信信号を拡散するために使用するため
の、複素数符号信号を有する拡散信号の複製を生成する
複製生成手段と、 拡散信号の前記複製に応じて信号を周波数変調する手段
と、 複素数符号信号を有するスペクトル拡散信号を受信する
手段と、 受信したスペクトル拡散信号よりも小さい中間周波数の
信号を生成するために、前記周波数変調信号と前記受信
したスペクトル拡散信号を混合する手段とからなること
を特徴とするスペクトル拡散受信装置。 - 【請求項６】 前記複製生成手段の信号出力の振幅を制
御するフィードバック回路を含むことを特徴とする請求
項５の装置。 - 【請求項７】 前記複製生成手段の信号出力のタイミン
グを制御するフィードバック回路を含むことを特徴とす
る請求項６の装置。 - 【請求項８】 前記中間周波数信号を受信するために接
続されたＦＭ復調回路と、 前記拡散信号の複製と前記ＦＭ復調回路の出力の相関を
決定する回路と、 相関を決定する前記回路の出力に応じて、逆拡散信号の
振幅を制御するフィードバック回路とからなることを特
徴とする請求項５の装置。 - 【請求項９】 前記中間周波数信号を受信するために接
続されたＦＭ復調回路と、 前記拡散信号の複製を微分する回路と、 前記拡散信号の微分された複製と前記ＦＭ復調回路の出
力の相関を決定する回路と、 相関を決定する前記回路の出力に応じて、逆拡散信号の
タイミングを制御するフィードバック回路とからなるこ
とを特徴とする請求項５の装置。 - 【請求項１０】 狭帯域信号と、複素数符号信号を有す
る拡散信号とを加算するステップと、 前記狭帯域信号と拡散信号の和の振幅に応じて、中心周
波数付近の周波数を変動する信号を生成するステップか
らなることを特徴とする周波数変調スペクトル拡散信号
の生成方法。 - 【請求項１１】 前記信号を伝送する際に使用するため
の、複素数符号信号を有する拡散信号の複製を生成する
ステップと、 逆拡散信号として使用するために、拡散信号の前記複製
に応じて中心周波数付近の周波数を変動する信号を生成
するステップと、 ＦＭスペクトル拡散信号と前記逆拡散信号を混合するこ
とによって結合するステップと、 混合によって生成された前記信号をＦＭ復調するステッ
プとからなることを特徴とする、ＦＭスペクトル拡散信
号から情報を回復する方法。 - 【請求項１２】 受信したスペクトル拡散信号を復調す
るステップと、 前記復調信号を、前記拡散信号の複製と相関させるステ
ップと、 前記相関ステップの結果に応じて、前記拡散信号の複製
の振幅を制御するステップからなることを特徴とする請
求項１１の方法。 - 【請求項１３】 前記受信したスペクトル拡散信号を復
調するステップと、前記拡散信号の複製を微分するステ
ップと、 復調したスペクトル拡散信号を、微分した拡散信号の複
製と相関させる相関ステップと、 前記相関ステップの結果に応じて、前記拡散信号の複製
の生成のタイミングを制御するステップとからなること
を特徴とする請求項１１の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US608418 | 1990-11-02 | ||
| US07/608,418 US5150377A (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | Direct sequence spread spectrum (dsss) communications system with frequency modulation utilized to achieve spectral spreading |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267645A JPH04267645A (ja) | 1992-09-24 |
| JPH0779283B2 true JPH0779283B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=24436421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3313119A Expired - Lifetime JPH0779283B2 (ja) | 1990-11-02 | 1991-11-01 | スペクトル拡散通信装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5150377A (ja) |
| EP (1) | EP0484065B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0779283B2 (ja) |
| KR (1) | KR100210321B1 (ja) |
| DE (1) | DE69123942T2 (ja) |
| ES (1) | ES2095302T3 (ja) |
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1991
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