JPH08107374A

JPH08107374A - データ送受信装置

Info

Publication number: JPH08107374A
Application number: JP6243809A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takai; 均高井; Yoshio Urabe; 嘉夫浦部; Hidesato Yamasaki; 秀聡山▲さき▼; Akihiro Tatsuta; 明浩竜田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【構成】送信装置１０は、送信データを所定ビット数
ごとに分け、ユニークワードと誤り検出ビットを付加し
てデータパケットを構成し、そのパケットでディジタル
変調し更に拡散変調されたバースト状のスペクトラム拡
散信号ａを送出する。受信装置２０は、スペクトラム拡
散信号ａの部分帯域（サブバンド）を取り出し検波復号
するサブバンド受信機２０Ａ、２０Ｂと、判定選択器２
４と、サブバンド制御部２４１を備え、両サブバンド受
信機からの誤りを含まぬ復号データパケットを選択繋ぎ
合わせて、復号データを得て出力する一方、ビット誤り
とユニークワード検出結果から妨害を受けたと推定され
るサブバンド受信機２０Ａあるいは２０Ｂのサブバンド
を順次割り当て変更を行う。【効果】部分帯域を適応的に割り当て受信帯域とし、
良好に受信した方の検波出力を用いるので、妨害波を適
応回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスペクトラム拡散信号を
使用してデータ伝送を行うための送受信装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信方式は、マルチパ
ス環境下での良好な伝送特性および妨害信号排除能力を
有することから、無線ＬＡＮをはじめとする構内無線デ
ータ通信や電力線搬送データ通信などの用途に適する方
式として注目されている。無線ＬＡＮに供する電波の周
波数帯としては、産業科学医療用周波数帯（ＩＳＭバン
ド）が有力な候補である。ＩＳＭバンドは、電子レンジ
等の強力な電磁波を利用する機器が使用する周波数帯で
あるため、無線ＬＡＮで使用する送受信装置には非常に
高いレベルの妨害波の下でも正常にデータ伝送ができる
特性が求められる。

【０００３】一方、スペクトラム拡散通信において受信
装置を簡単化するために、拡散同期を必要としない方式
が各種考案されている。その一方式として、拡散信号の
周期をデータのシンボル周期と同期させ、遅延検波によ
り受信を行う方式（以下、ＳＳ遅延検波方式と記す）が
ある。例えば、特開昭６２−２５７２２４号公報にこの
方式の一例が記載されている。

【０００４】以下図面を参照しながら、上記ＳＳ遅延検
波方式によるスペクトラム拡散通信装置の一例の構成お
よび動作について説明する。

【０００５】図１１は、ＳＳ遅延検波方式の送信装置お
よび受信装置の一例のブロック図を示すものである。ま
た、図１２は図１１の装置の各部の信号波形を示すもの
である。図１１の送信装置１０’において、１１は差動
符号化器、１２は位相変調器、１３は拡散変調信号発生
器、１４は拡散変調用乗算器である。また、１５はクロ
ック発生器であり、差動符号化器１１、位相変調器１
２、および拡散変調信号発生器１３に周期Ｔのシンボル
クロックＣＫを供給する。また、図１１の受信装置２
０’において、２２は遅延検波器であり、シンボル遅延
器２２１、遅延検波用乗算器２２２、および低域通過フ
ィルタ２２３、クロック再生器２５、復号器２３により
構成されている。

【０００６】ビット列であるデータｄはシンボルクロッ
クＣＫに同期して取り込まれ、差動符号化器１１で差動
符号化された後、位相変調器１２で変調し、シンボル周
期Ｔの２相位相変調波である一次変調信号ｐを得る。よ
って、一次変調信号ｐは、データｄが１の時に前シンボ
ルと同じ位相となり、データｄが−１の時に前シンボル
に対し逆の位相となる（±１の２値データとする）。拡
散変調信号発生器１３は、シンボルクロックＣＫに同期
してこれと周期の等しい拡散変調信号ｑを発生する。拡
散変調信号ｑは、疑似ランダム系列により生成される一
定振幅の疑似ランダムパルス波形である。拡散変調用乗
算器１４は一次変調信号ｐと拡散変調信号ｑを乗算し、
スペクトラム拡散信号ａを得る。

【０００７】図１２（ａ）に、一次変調信号ｐ、拡散変
調信号ｑ、およびスペクトラム拡散信号ａの時間波形を
示す。但し、一次変調信号ｐおよびスペクトラム拡散信
号ａについては、便宜上ベースバンド波形を図示した。

【０００８】このようにして得られたスペクトラム拡散
信号ａは、伝送路を通り受信装置２０’に入力される。
受信装置２０’において、遅延検波器２２は、受信した
スペクトラム拡散信号ａと、それをシンボル遅延器２２
１でシンボル周期Ｔだけ遅延させた遅延信号ａ_dを、遅
延検波用乗算器２２２で乗算し、さらに低域通過フィル
タ２２３によりその高周波成分を取り除いて検波信号ｃ
を得る。検波信号ｃにおいては、拡散変調信号の成分同
士の乗算は常に一定値となる。従って、検波信号ｃは、
通常の差動ＰＳＫの遅延検波出力と同様、前シンボルと
の位相変化が無い時には正の値、前シンボルに対し反転
位相となる場合には負の値を取る。クロック再生器２５
は、この検波信号ｃから、シンボルクロック（２相系の
場合はビットクロックに同じ）を再生し、復号器２３
は、その再生シンボルクロックのタイミングで検波信号
ｃを順次サンプルし、その極性を、正の場合には１、負
の場合には−１と判定することにより、復号データｄ’
が得られ、送信データを復元することができる。

【０００９】図１２（ｂ）に、受信されたスペクトラム
拡散信号ａ、遅延信号ａ_d、および検波信号ｃを示す。
但し、図１２（ａ）と同じく、スペクトラム拡散信号ａ
および遅延信号ａ_dについてはベースバンド波形を図示
した。また、実際に受信される信号は、通常、伝送路に
おいてスペクトラム拡散信号ａに雑音や妨害成分が加わ
ったり、ひずみが生じたりしている信号であるが、図１
２（ｂ）では雑音等の影響は省略した。

【００１０】上記構成により、スペクトラム拡散方式の
特長である高い妨害排除能力や耐マルチパス特性を維持
したままで、拡散同期等の複雑な機構を必要としない簡
易な構成の送受信装置が得られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、スペクトラム拡散信号の帯域内に非常に
強力な妨害成分が加わった場合には、たとえ妨害成分の
帯域が信号帯域の一部にしか重なっていない場合でも受
信不能となる。

【００１２】本発明は上記問題点を解決するもので、ス
ペクトラム拡散信号の帯域内に非常に強い妨害成分が加
わった場合にも適応的に妨害を回避し、良質の伝送を可
能にすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のデータ送受信装置は、送信データを所定ビ
ット数ごとに分け、ユニークワードと誤り検出ビット含
むデータパケットを構成し、搬送波を前記データパケッ
トでディジタル変調して得られる一次変調信号に、前記
一次変調信号よりも帯域の広い拡散変調信号を乗算して
得られるバースト状のスペクトラム拡散信号を出力する
送信装置と、前記スペクトラム拡散信号を復調し復号デ
ータを出力する受信装置から成り、前記受信装置は、２
つの同じ構造を有するサブバンド受信機と、前記サブバ
ンド受信機に接続される判定選択器と、前記サブバンド
受信機を制御するサブバンド制御部とを具備して成り、
前記サブバンド受信機は、前記スペクトラム拡散信号の
帯域内に設定される複数の部分的な帯域であるサブバン
ドの内の１つを選択取り出す帯域通過手段と、前記帯域
通過手段の出力である中間信号を検波する検波器と、前
記検波器の出力である検波信号から再生クロックを生成
するクロック再生器と、前記検波信号と前記再生クロッ
クから判定データ列を出力する復号器と、前記判定デー
タ列から前記ユニークワードを検出することにより復号
データパケットの先頭を見いだすユニークワード検出器
と、前記ユニークワード検出器の出力であるフレーム信
号を基に前記判定データ列から前記復号データパケット
を抽出するパケット抽出器と、前記誤り検出ビットを用
いて前記復号データパケットの中のビット誤りを検出す
る誤り検出器とで構成して成るものである。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成によって、スペクトラム
拡散信号の帯域内の部分的な、２つのサブバンドの信号
成分を同時に検波するので、信号帯域内に非常に強い妨
害波が存在する場合に、これらの劣化要因の影響を避け
て受信状態が良好な方の帯域の信号成分を選択的に利用
することができ、かつ、サブバンドを適応的に割り当て
変更を行うことによって効率的に妨害回避を行い、誤り
率の劣化を軽減することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例のデータ送受信装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施例のデータ送受信装
置のブロック図を示すものである。図１において、１０
は送信装置、２０は受信装置、１６はパケット組立て
器、１７は一次変調器、１４は拡散変調用乗算器、１５
はクロック発生器、１３は拡散変調信号発生器、２１
Ａ、２１Ｂは帯域通過手段、２２Ａ、２２Ｂは検波器、
２３Ａ、２３Ｂは復号器、２５Ａ、２５Ｂはクロック再
生器、２６Ａ、２６Ｂはユニークワード検出器、２７
Ａ、２７Ｂはパケット抽出器、２９Ａ、２９Ｂは誤り検
出器、２４は判定選択器、２４１はサブバンド制御部で
ある。そして、図３は、帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂの
構成例を示すブロック図であり、２１１は帯域通過フィ
ルタ、２１２は周波数混合器、２１３は局部発振器であ
る。また、図５は、検波器２２Ａ、２２Ｂの構成例を示
すブロック図であり、２２１はシンボル遅延器、２２２
は乗算器、２２３は低域通過フィルタである。なお、送
信装置１０の中の一次変調器１７の構成の一例は、図１
１の送信装置１０’の中の差動符号化器１１と位相変調
器１２に相当する。以下、さらに、パケット組立て器１
６の出力するデータパケットの一例の符号構成図である
図２、図１の送信装置１０の各部の信号波形図（便宜上
ベースバンド波形を図示）および送信スペクトルとサブ
バンドの関係を示す図４、図１の受信装置２０の各部の
信号波形図（便宜上ベースバンド波形を図示）である図
６、復号器２３Ａ、２３Ｂの出力である判定データ列に
観測されるデータパケットの一例の説明図である図７、
妨害を受けた時のサブバンド回避の説明図である図８、
ユニークワード検出判定の説明図である図９、サブバン
ド割り当て変更手順の説明図である図１０を用いて以下
その動作を説明する。

【００１７】図１の送信装置１０の構成および動作は、
「従来の技術」の項目で説明した図１１における動作と
ほぼ同様であるが、パケット組立て器１６が追加されて
おり、送信データをパケット状に構成し、その各々のパ
ケットに対応した、バースト状のスペクトラム拡散信号
ａを伝送信号として出力するところが異なる。つまり、
送信データは、まず、所定のビット数ごとに分けられ、
図２に１例を示すように、情報データ９３となり、プリ
アンブル９１、ユニークワード９２、誤り検出ビット９
４を付加されてデータパケット６１〜６４を構成する。
データパケット６１〜６４は、一次変調器１７に入力さ
れ、各々のパケットに対応した、バースト状の一次変調
信号となる。一次変調方式には、例えば、２、４、８相
等の（差動）位相変調等が使われ、その基本構成および
動作は、「従来の技術」の項目で説明した図１１の差動
符号化器１１および位相変調器１２の構成および動作と
同様である。なお、バーストの急峻な立ち上がり立ち下
がりは、送信スペクトラム幅の拡大を生じるので、バー
ストの前縁および後縁に包絡線が滑らかに変化するラン
プ波形を加えるものであってもよい。一次変調信号は、
「従来の技術」の項目で説明した図１１の従来例と同様
に、さらに、拡散信号ｑと掛け合わされて、各々のパケ
ットに対応した、バースト状のスペクトラム拡散信号ａ
として、送信装置１０から出力される。

【００１８】ユニークワード９２は、後述するように、
受信装置２０での復号過程で対応するデータパケットを
見いだすために挿入された固定のビットパターン列であ
る。一方、誤り検出ビット９４は、受信装置２０にて、
情報データ９３および誤り検出ビット９４それ自身の中
にビット誤りが発生したかどうかを調べるために挿入さ
れた可変ビットパターン列である。誤り検出ビット９４
は、実際には、パリティ符号あるいはＣＲＣ（Cyclic R
edundacy Check）符号等を用いる。

【００１９】以下、一次変調方式が２相差動位相変調の
場合を一例として、さらに詳細に動作を説明する。

【００２０】送信装置１０において、パケット組立て器
１６の出力であるデータパケット６１〜６４のｍ番目の
データｄ_m（±１、２値の場合）は周期Ｔのシンボルク
ロックＣＫに同期して取り込まれ、一次変調器１７を構
成する差動符号化器１１で差動符号化された後、位相変
調器１２で変調され、その出力として、シンボル周期Ｔ
の２相位相変調波である一次変調信号ｐが得られる。拡
散変調信号発生器１３は、シンボルクロックＣＫに同期
してこれと周期の等しい拡散変調信号ｑを発生する。拡
散変調信号ｑは、例えば、疑似ランダム系列により生成
される一定振幅の疑似ランダムパルス波形であってもよ
いが、これに限るものではなく、他の雑音状信号や、図
４（ａ）に示すようなチャープ信号としても良い。拡散
変調用乗算器１４は一次変調信号ｐと拡散変調信号ｑを
乗算し、スペクトラム拡散信号ａを得る。

【００２１】さて、今、差動符号化後のデータを、δ_m
（±１、２値の場合）とした場合、ｄ_m ＝ δ_m × δ_m-1 (1) と表わせる。従って、搬送波の周波数をｆ_cとして、Re
[…]を実数部とすれば、送信されるスペクトラム拡散信
号ａは、次式で表わされる。

【００２２】ａ＝Ｒｅ［ δ_m・ｑ(ｔ)・exp(２πｆ_cｔ) ］ (2) なお、図４（ａ）は、以上の送信装置１０の各部の信号
波形の一例を示した波形図である。

【００２３】伝送路を通ったスペクトラム拡散信号ａ
は、受信装置２０に入り分配され、同様の構造を有する
２系統のサブバンド受信機２０Ａ、２０Ｂに入力され
る。まず、帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂは、図４（ｂ）
に示すように、それぞれ、部分的な帯域（サブバンド）
ｆ１〜ｆ５の内の１つの成分のみを抽出し、中間信号ｂ
とする。図４（ｂ）はスペクトラム拡散信号ａのスペク
トルの概略および帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂの取り得
るサブバンドが５つである（ｆ１〜ｆ５）場合について
例示したものである。帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂは、
それぞれ帯域通過フィルタで構成されていてもよいが、
図３に示すような構造としてもよい。図３の場合、局部
発振器２１３は、一般にはＰＬＬ（Phase Locked Loo
p）シンセサイザで実現されており、その周波数を変化
させることにより、等価的にサブバンドの中心周波数を
変化させることができる。なお、サブバンドの中心周波
数は、後述のように一定の制約があり、帯域通過手段２
１Ａ、２１Ｂの通過帯域は、それぞれ、これら複数のサ
ブバンド（図４（ｂ）では５つ）から１つが、サブバン
ド制御部２４１からの制御によって割り当てられる。従
って、図３に示すような構造の場合は、サブバンド制御
部２４１は、局部発振器２１３の周波数を制御すること
によって、任意のサブバンドを選ぶことができる。

【００２４】このようにして得られた中間信号ｂは、検
波器２２Ａ、２２Ｂでそれぞれ検波され、検波信号ｃが
得られる。検波器２２Ａ、２２Ｂは、例えば、図５に示
すような遅延検波器２２が用いられる。

【００２５】図６は、一例として、サブバンド受信機２
０Ａの各部の信号波形の一例を示した波形図である。ス
ペクトラム拡散信号ａのベースバンド波形は、各シンボ
ル区間において、一次変調信号の位相が等しい場合には
同じ形状であり、一次変調信号の位相が逆の場合には正
負が反転した形状となっている。そして、帯域通過手段
２１Ａ、２１Ｂの出力である中間信号ｂは、ｂ(ｔ) ＝Ｒｅ［ δ_m・ｑ'(ｔ)・exp(２πｆ_cｔ) ］ (3) と表わせる（δ_m＝±１）。中間信号ｂのベースバンド
波形は、帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂにより、帯域制限
を受けてスペクトラム拡散信号ａの形状とはかなり異な
った波形となるものの（つまり、式(2)中の複素包絡線
を表わすｑの項が、式(3)では、帯域制限を受けた場合
のそれｑ'に置き変わる）、各シンボル区間において、
一次変調信号の位相が等しい場合にはほぼ同じ形状であ
り、一次変調信号の位相が逆の場合には正負が反転した
形状となる（式(3)から分かるように、bは、δ_mの符号
によって、その波形の正負が反転する）。厳密には、隣
接シンボルとの境界付近において、隣接シンボルの影響
を受けるために正確には同じ形状にならず、符号間干渉
を生じることになるが、中間信号の帯域をシンボル繰り
返し周波数に比べて大きくしておけば、符号間干渉は小
さいため、さほど問題とならない。図６に、サブバンド
を送信スペクトルのほぼ中央に設定した場合の中間信号
ｂを模式的に示した。

【００２６】遅延検波器２２では、まず、シンボル遅延
器２２１によって、シンボル周期Ｔだけ、中間信号ｂを
遅延させ、遅延中間信号ｂ_dを得る。拡散変調信号ｑ
は、周期Ｔの繰り返し波形であり、近似的にｑ'も周期
Ｔの繰り返し波形となることに留意すると、ｂ_d(ｔ)＝ｂ(ｔ−Ｔ) ＝Re[δ_m-1・ｑ'(ｔ)・exp(2πｆ_cｔ)・exp(-2πｆ_cＴ)] (4) と表わせる。今、 exp(−２πｆ_cＴ)＝１ (5) を満たすように、Ｔを正確に定めるか、あるいは、シン
ボル遅延器２２１の出力信号の位相を調整することによ
り、結局、遅延中間信号ｂ_dは、ｂ_d(ｔ)＝Re[δ_m-1・ｑ'(ｔ)・exp(2πｆ_cｔ)] (6) となる。乗算器２２２の内、低域通過フィルタ２２３で
取り出される、低域周波数成分、すなわち、検波信号ｃ
は、式(3)と式(6)の乗算を実行し、高調波成分であるex
p(4πｆ_cｔ)の成分の項を除き、式(1)を用いることによ
り、ｃ(ｔ)＝δ_m・δ_m-1｛Re[ｑ'(ｔ)]}²＝ｄ_m｛Re[ｑ'(ｔ)]}² (7) が得られる。式(7)より、検波信号ｃの極性を判定する
ことにより、データが復号されることが分かる。

【００２７】図６には、この検波過程の様子を模式的に
示されている。すなわち、前シンボルから位相の変化が
無い場合には同じ形状のパルス同士を乗算するため正の
パルスを生じ、前シンボルから位相が反転した場合には
正負が反転した形状のパルス同士を乗算するため負のパ
ルスを生じる。従って、検波信号ｃは位相の反転の有無
に応じて負および正のパルスとなる。クロック再生器２
５Ａ、２５Ｂは、この検波信号ｃから再生シンボルクロ
ックを生成し、そのタイミングを用いて、復号器２３
Ａ、２３Ｂは、検波信号ｃを順次サンプリング／識別し
た後、その識別点の符号の極性により、正の場合には
１、負の場合には−１と判定し、判定データ列ｄ'_mを出
力する。

【００２８】なお、ここでは、２相位相変調の場合につ
いて解説したが、４相、８相等の多値変調の場合も、そ
の検波過程は同様である。異なる点は、遅延検波器２２
の構成が、直交軸を加えた２系統あることと、復号器２
３Ａ、２３Ｂでは、検波信号ｃを識別判定して判定シン
ボルデータ列を得た後、パラレル・シリアル変換するこ
とにより、ビット列である判定データ列ｄ'_mを出力する
ことである（例えば、W.R.Bennet、J.R.Davey著、「デ
ータ伝送」、ラテイス）。

【００２９】さて、判定データ列は、図２のデータパケ
ット６１〜６４に相当する、同一構造の図７のデータパ
ケット６１’〜６４’が含まれる。ユニークワード検出
器２６Ａ〜２６Ｂは、判定データ列ｄ'_mと、ユニークワ
ードの固定パターンとを随時照合し、一致を検出する
と、フレーム信号を出力する。パケット抽出器２７Ａ〜
２７Ｂは、このフレーム信号のタイミングを基に、情報
データ９３’と誤り検出ビット９４’からなる復号デー
タパケット９５’を抽出し、誤り検出器２９Ａ、２９Ｂ
に引き渡す。誤り検出器２９Ａ、２９Ｂはそれぞれ誤り
検出ビット９４’を基に、復号データパケット９５’中
のビット誤りを検出し、その結果を判定選択器２４に引
き渡すとともに、復号データパケット９５’中の情報デ
ータ９３’も併せて判定選択器２４に引き渡す。判定選
択器２４は、ビット誤りの検出されなかった系統の情報
データ９３’のみを選択繋ぎ合わせて、受信装置２０の
最終出力の復号データとして出力する。

【００３０】さて、いま、伝送路において図８に示す妨
害波ｊが加わった場合を考える。図１１に示した従来の
装置によれば、妨害波ｊのエネルギーの大半が検波器で
検波されるため、正常な受信が不可能となる。図１に示
す本実施例の装置によれば、送信されるスペクトラム拡
散信号ａの部分的な帯域サブバンドｆ１〜ｆ５の内１つ
のみ通過させる帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂを設けてい
るので、図８の例では、帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂの
中の少なくともどちらかがサブバンドｆ１〜ｆ３に設定
されていれば、その系統の検波器の入力の中間信号ｂは
妨害波ｊの影響を受けず、正常な受信が行なわれる。従
って、他の系統は、受信が正常に行なわれず、当該誤り
検出器がビット誤りを検出しても、上記のように、妨害
波ｊの影響を避け得た系統があれば、その系統の誤り検
出器はビット誤りを検出せず、判定選択器２４は、その
系統の情報データ９３’を選択し、復号データとして出
力するので、正常な受信が継続される。

【００３１】なお、拡散変調信号ｑの周期は一次変調信
号ｐのシンボル周期Ｔに等しいとしたが、一次変調信号
ｐのシンボル周期Ｔのｎ分の１（ｎは自然数）としても
良く、あるいは一次変調信号ｐのシンボル周期Ｔのｎ倍
（ｎは自然数）とし、シンボル遅延器２２１としてシン
ボル周期Ｔのｎ倍の遅延時間を有するものを用いて遅延
検波を行うものとしても良い。

【００３２】また、帯域通過手段２１Ａ、２１Ｂを、図
３に示すように構成した場合、局部発振器２１３の局部
発振信号の周波数をｆ_Lとすると、(3)式は、ｂ(ｔ) ＝Ｒｅ［ δ_m・ｑ'(ｔ)・exp{２π(ｆ_c−ｆ_L)ｔ} ］ (3') となり、(4)式は、ｂ_d(ｔ)＝ｂ(ｔ−Ｔ) ＝Re[δ_m-1・ｑ'(ｔ)・exp{2π(ｆ_c-ｆ_L)ｔ}・exp{-2π(ｆ_c-ｆ_L)Ｔ}] (4') となって、(5)式の代わりに、 exp{−２π(ｆ_c−ｆ_L)Ｔ}＝１ (5') を満たすように、Ｔを正確に定めるか、あるいは、シン
ボル遅延器２２１の出力信号の位相を調整することによ
り、結局、遅延中間信号ｂ_dを表わす(6)式はｂ_d(ｔ)＝Re[δ_m-1・ｑ'(ｔ)・exp{2π(ｆ_c-ｆ_L)ｔ}] (6') となる。同様に、乗算器２２２の内、低域通過フィルタ
２２３で取り出される、低域周波数成分、すなわち、検
波信号ｃは、式(3')と式(6')の乗算を実行し、高調波成
分であるexp{4π(ｆ_c-ｆ_L)ｔ}の成分の項を除き、式(1)
を用いることにより、(7)式の結果が得られ、同様に、
検波信号ｃの極性を判定することにより、判定データが
得られることが分かる。なお、式(5')を変形することに
より、ｋを整数として、ｆ_L ＝ｆ_c − ｋ×（１／Ｔ） (8) の結果が得られ、局部発振信号の周波数、言い換えれば
サブバンドの間隔としては、シンボル速度１／Ｔの整数
倍の周波数間隔でなければならない。

【００３３】さて、図８のように妨害を受けた場合、妨
害波ｊが定常的、あるいは、ある程度連続する場合、妨
害の影響を受けるサブバンドを割り当て変更することに
よって、より優れた耐妨害特性を得ることができる。

【００３４】図１において、サブバンド制御部２４１
は、２系統のサブバンド受信機２０Ａ、２０Ｂ、それぞ
れの、誤り検出器２９Ａ、２９Ｂの出力である誤り検出
信号と、ユニークワード検出器２６Ａ、２６Ｂの出力で
あるフレーム信号とからの情報を元に、両系統の帯域通
過手段２１Ａ、２１Ｂを制御してサブバンドの割り当て
変更を行う。以下に、手順の一例を具体的に説明する。

【００３５】サブバンドの再割り当ての判断基準となる
のは、それぞれの系統における、以下の２項目である。

【００３６】１）ユニークワード検出成功か否か（フレームエラー）２）データパケット中にビット誤りがあったか否かの２項目についての判定結果を用いる。２）について
は、誤り検出器２９Ａ、２９Ｂの出力である誤り検出信
号をそのまま用いることができる。１）については、図
９を用いて、さらに、ユニークワード検出／フレームエ
ラー信号の動作を説明する。

【００３７】図９において、再生クロックＡ、Ｂは各々
クロック再生器２５Ａ、２５Ｂ、判定データ列Ａ、Ｂは
各々復号器２３Ａ、２３Ｂ、フレーム信号Ａ、Ｂは各々
ユニークワード検出器２６Ａ、２６Ｂ、フレームエラー
信号Ｂは、系統Ｂがユニークワード検出に失敗したこと
を示す信号である。図９に示すように、ある時点で、ユ
ニークワード検出器２６Ａが、ユニークワード９２’の
終了を見いだし、フレーム信号Ａを出力したとすると、
それから所定の時間を観測期間として、もう一方の系統
のフレーム信号が出力されるかどうかを観測する。図９
の場合、この期間にフレーム信号Ｂが出力されれば（点
線の場合）、フレームエラー信号Ｂは出力されないが、
もし、この期間にフレーム信号Ｂが出力されなければ
（実線の場合）、観測期間の終わりにて、フレームエラ
ー信号Ｂが出力され、系統Ｂがユニークワード検出に失
敗したことが判る。なお、観測期間は、伝搬路／信号処
理の遅延特性や再生クロックのジッター等による誤判定
を避けるためのものであり、少なくとも、約１シンボル
長程度以上が必要である。

【００３８】以上の１）、２）に基づいて、サブバンド
変更するための起動条件は、以下のＡ）〜Ｃ）の３事象
である。Ａ）自系統のユニークワード検出に失敗した場合。Ｂ）ユニークワード検出は成功したが、ビット誤りを検
出した場合。Ｃ）所定時間の間、両系統でユニークワードが検出され
なかった場合。これらの「起動条件Ａ）〜Ｃ）」のいずれかに適合した
場合、サブバンドの割り当て変更を行なうことになる
が、その具体的な手順は以下のとおりである。イ）いずれかの系統で、Ａ）あるいはＢ）の場合、当該
系統のサブバンドを変更する。ロ）Ｃ）の場合、どちらか一方の系統のサブバンドを変
更する。ただし、Ｃ）が連続する場合は、両系統交互に
サブバンドを変更する。ハ）両系統ともにＢ）の場合、どちらか一方の系統のサ
ブバンドを変更する。ただし、Ｂ）が連続する場合は、
両系統交互にサブバンドを変更する。ニ）一方の系統でＡ）、他方の系統でＢ）となった場
合、Ａ）となっている系統(ユニークワード検出失敗)の
サブバンドを変更する。なお、サブバンドの変更先については、例えば、図１０
に示したサブバンド切替え順序に従って、次のサブバン
ドに変更する。ただし、両系統が同一のサブバンドとな
る場合は、さらに次のサブバンドに変更する。

【００３９】上記手順によれば、両系統同時のサブバン
ド変更は行われない。両系統同時のサブバンド変更を行
うことを禁止することにより、サブバンド切替え時間中
でも、どちらか一方のサブバンド受信機は受信できるの
で、より良い受信品質が得られる。

【００４０】また、上記手順によれば、両系統の同一サ
ブバンドへの割り当てはない。同一のサブバンドへの割
り当てを禁止することによって、両方ともに妨害を受け
て、受信不能となる確率を低減することができる。

【００４１】また、サブバンド変更を行う時、乱数によ
って行っても良いが、上記のように予め順序を決めてお
けば、割り当て変更の制御が簡易化される。また、順序
は、その順序の隣合わせで、重なり部分を有しないよう
に互いに離れているようにすることで、より良く妨害を
回避できる（図１０参照。順番の隣りのサブバンド相互
には通過帯域の重なり部分がない）。そして、両系統で
異なる順序をつける（図１０の場合は逆回り）ことによ
って、両系統で妨害を受けた時のサブバンドの回避の仕
方を変えることで、より妨害回避が効率良く行われる。

【００４２】手順イ）によって、妨害を受けたと思われ
る側のサブバンド受信機のサブバンドを選択的に割り当
て変更することができ、より妨害回避が効率良く行われ
る。

【００４３】手順ニ）によって、データパケットの頭の
部分で、ユニークワード検出に失敗した系統のサブバン
ドの変更を開始するので、次のデータパケットの受信に
際してより時間的余裕を有して、サブバンド変更を完了
することができ、受信品質が向上する。

【００４４】以上のように、本発明のように、サブバン
ドの再割り当てを行うことによって、より優れた耐妨害
特性を得ることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は上記した構成によって、スペク
トラム拡散信号の帯域内の部分的な、２つのサブバンド
の信号成分を同時に検波するので、信号帯域内に非常に
強い妨害波が存在する場合に、これらの劣化要因の影響
を避けて受信状態が良好な方の帯域の信号成分を選択的
に利用することができ、かつ、サブバンドを適応的に割
り当て変更を行うことによって効率的に妨害回避を行
い、誤り率の劣化を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるデータ送受信装
置のブロック図

【図２】同実施例におけるデータパケットの一例の符号
構成図

【図３】同実施例における帯域通過手段の構成例を示す
ブロック図

【図４】同実施例における送信装置各部の信号波形の一
例と、送信スペクトルとサブバンドの関係を示した信号
波形図

【図５】同実施例における検波器の構成例を示すブロッ
ク図

【図６】同実施例における受信装置各部における信号波
形の一例を示した信号波形図

【図７】同実施例における判定データ列に観測されるデ
ータパケットの一例の説明図

【図８】同実施例における妨害を受けた時のサブバンド
回避の説明図

【図９】同実施例におけるユニークワード検出判定の説
明図

【図１０】同実施例におけるサブバンド割り当て変更手
順の説明図

【図１１】従来のデータ送受信装置のブロック図

【図１２】従来のデータ送受信装置の信号波形を示す信
号波形図

【符号の説明】

１０、１０’ 送信装置１１差動符号化器１２位相変調器１３拡散変調信号発生器１４拡散変調用乗算器１５クロック発生器１６パケット組立て器１７一次変調器２０、２０’ 受信装置２１、２１Ａ、２１Ｂ帯域通過手段２１１帯域通過フィルタ２１２周波数混合器２１３局部発振器２２Ａ、２２Ｂ検波器２２遅延検波器２２１シンボル遅延器２２２乗算器２２３低域通過フィルタ２３Ａ、２３Ｂ、２３復号器２４判定選択器２４１サブバンド制御部２５Ａ、２５Ｂ、２５クロック再生器２６Ａ、２６Ｂユニークワード検出器２７Ａ、２７Ｂパケット抽出器２９Ａ、２９Ｂ誤り検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竜田明浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信データを所定ビット数ごとに分け、少
なくともユニークワードと誤り検出ビットを加えてデー
タパケットを構成し、搬送波を前記データパケットでデ
ィジタル変調して得られる一次変調信号に、前記一次変
調信号よりも帯域の広い拡散変調信号を乗算して得られ
るバースト状のスペクトラム拡散信号を出力する送信装
置と、前記スペクトル拡散信号を復調し復号データを出
力する受信装置において、前記受信装置は、２つの同じ構造を有するサブバンド受
信機と、前記サブバンド受信機に接続される判定選択器
と、前記サブバンド受信機を制御するサブバンド制御部
とを具備して成り、前記サブバンド受信機は、前記スペクトラム拡散信号の
帯域内に設定される複数の部分的な帯域であるサブバン
ドの内の１つを選択取り出す帯域通過手段と、前記帯域
通過手段の出力である中間信号を検波する検波器と、前
記検波器の出力である検波信号から再生クロックを生成
するクロック再生器と、前記検波信号と前記再生クロッ
クから判定データ列を出力する復号器と、前記判定デー
タ列から前記ユニークワードを検出することにより復号
データパケットの先頭を見いだすユニークワード検出器
と、前記ユニークワード検出器の出力であるフレーム信
号を基に前記判定データ列から前記復号データパケット
を抽出するパケット抽出器と、前記誤り検出ビットを用
いて前記復号データパケットの中のビット誤りを検出す
る誤り検出器とで構成され、前記判定選択器は、前記誤り検出器によってビット誤り
が無いと判定した前記復号データパケットを選択繋ぎ合
わせることによって復号データを出力し、また、前記サブバンド制御部は、どちらか一方の前記ユニーク
ワード検出器が他方の前記ユニークワード検出器からの
前記フレーム信号が出力されてから所定時間の間フレー
ム信号を出力しない場合、あるいは、一方の前記誤り検
出器がビット誤りを検出した場合、あるいは、所定時間
の間双方の前記ユニークワード検出器がフレーム信号を
出力しない場合、前記サブバンド制御器は一方の前記サ
ブバンド受信機を制御して当該前記帯域通過手段の通過
帯域を以前とは異なるサブバンドに割当て変更すること
を特徴とするデータ送受信装置。
【請求項２】ディジタル変調は、差動位相変調であり、
拡散変調信号の周期は、一次変調信号のシンボル周期の
整数倍または整数分の１であり、検波器は、中間信号とそれを一次変調信号のシンボル周
期の整数倍だけ遅延させた遅延信号とを乗算して検波信
号を得る遅延検波器であることを特徴とする請求項１記
載のデータ送受信装置。
【請求項３】帯域通過手段は、周波数混合器と、前記周
波数混合器に局部発振信号を供給する局部発振器と、前
記局部発振信号の周波数との差の周波数帯に変換された
前記周波数混合器の出力の部分的な帯域の信号成分のみ
を取り出す帯域通過フィルタとで構成され、前記局部発振信号の周波数を前記シンボル周期分の１の
整数倍だけ変化させること、あるいは、前記局部発振信
号の周波数を前記シンボル周期分の１の整数倍の周波数
間隔に配置した複数の前記局部発振器を用いることを特
徴とする請求項１記載のデータ送受信装置。
【請求項４】拡散変調信号は、その周期毎に正弦波の周
波数を繰り返し掃引して得られるチャープ信号であるこ
とを特徴とする請求項１記載のデータ送受信装置。
【請求項５】サブバンド制御器は、サブバンド受信機を
制御して帯域通過手段の通過帯域を以前とは異なるサブ
バンドに割当て変更する時、他方のサブバンド受信機の
帯域通過手段の通過帯域とは異なるサブバンドに割当て
変更することを特徴とする請求項１記載のデータ送受信
装置。
【請求項６】サブバンド制御器は、サブバンド受信機を
制御して帯域通過手段の通過帯域を以前とは異なるサブ
バンドに割当て変更する時、所定の順序に従って割当て
変更することを特徴とする請求項１記載のデータ送受信
装置。
【請求項７】所定の順序は、その隣り合う順序の互いの
サブバンドが重なり合わないことを特徴とする請求項６
記載のデータ送受信装置。
【請求項８】所定の順序は、２つのサブバンド受信機で
互いに異なる順序を有することを特徴とする請求項６記
載のデータ送受信装置。
【請求項９】サブバンド制御器は、サブバンド受信機を
制御して帯域通過手段の通過帯域を以前とは異なるサブ
バンドに割当て変更する時、所定の順序に従って割当て
変更すると他方のサブバンド受信機のサブバンドの割当
てに重なる場合、前記所定の順序に従ってさらに次のサ
ブバンドに割当て変更することを特徴とする請求項６記
載のデータ送受信装置。
【請求項１０】サブバンド制御部は、どちらか一方のユ
ニークワード検出器が他方のユニークワード検出器から
のフレーム信号が出力されてから所定時間の間フレーム
信号を出力しない場合、フレーム信号を出力しない方の
前記ユニークワード検出器を含むサブバンド受信機を制
御して当該帯域通過手段の通過帯域を以前とは異なるサ
ブバンドに割当て変更することを特徴とする請求項１記
載のデータ送受信装置。
【請求項１１】サブバンド制御部は、両方のユニークワ
ード検出器がフレーム信号を出力し、かつ、どちらか一
方の誤り検出器がビット誤りを検出した場合、ビット誤
りを検出した方の前記誤り検出器を含むサブバンド受信
機を制御して当該帯域通過手段の通過帯域を以前とは異
なるサブバンドに割当て変更することを特徴とする請求
項１記載のデータ送受信装置。
【請求項１２】サブバンド制御部は、どちらか一方のユ
ニークワード検出器が他方のユニークワード検出器から
のフレーム信号が出力されてから所定時間の間フレーム
信号を出力せず、かつ、フレーム信号は検出されたが当
該サブバンド受信機の誤り検出器がビット誤りを検出し
た場合、フレーム信号を出力しない方の前記ユニークワ
ード検出器を含むサブバンド受信機を制御して当該帯域
通過手段の通過帯域を以前とは異なるサブバンドに割当
て変更することを特徴とする請求項１記載のデータ送受
信装置。
【請求項１３】サブバンド制御部は、両方の誤り検出器
がビット誤りを検出する事象が連続する場合、２つのサ
ブバンド受信機を交互に制御して当該帯域通過手段の通
過帯域を以前とは異なるサブバンドに割当て変更するこ
とを特徴とする請求項１記載のデータ送受信装置。
【請求項１４】サブバンド制御部は、所定時間の間双方
のユニークワード検出器がフレーム信号を出力しない事
象が連続する場合、２つのサブバンド受信機を交互に制
御して当該帯域通過手段の通過帯域を以前とは異なるサ
ブバンドに割当て変更することを特徴とする請求項１記
載のデータ送受信装置。