JPH08149046A - スペクトラム拡散受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号に混入しているノイズを除去し、通信デ
ータに対する誤り率を低減させることを目的とする。 【構成】 スペクトラム拡散変調信号を逆拡散し相関信
号を出力する相関器２と、相関器２からの信号を遅延検
波する乗算器４と、乗算器４からＬＰＦ５を通して遅延
検波信号を分岐させ、分岐させた一方に対して、予め設
定されたレベルと比較する比較部６と、比較部６からの
入力をラッチしてデータを復調するラッチ部７と、前記
分岐させた他方に対して絶対値をとって出力する絶対値
回路８と、絶対値回路８の出力と予め設定されたレベル
と比較する比較部９と、比較部９からの入力に位相同期
したパルスを発生させるＰＬＬ回路１０と、前記パルス
を分周器１６で分周し入力されたパルスに対して、タイ
ミングを調整してクロック信号を生成し、ラッチ部７に
入力するクロック信号生成部１５とで構成される。

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
受信装置に関し、特に直接拡散方式を用いたスペクトラ
ム拡散信号を受信するスペクトラム拡散信号受信装置の
データ復調回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスペクトラム拡散信号受信装置の
データ復調回路においては、図４に示すように、受信部
で受信された信号の信号帯域成分を抽出して中間周波信
号に変換されたスペクトラム拡散変調信号（ＳＳ入力信
号）が入力端子１に入力されており、相関器２では入力
端子１を介して入力されたスペクトラム拡散変調信号を
逆拡散して相関信号を出力し、乗算器４で相関器２から
入力された信号と、相関器２から遅延線３を介して入力
された信号とを乗算し遅延検波して出力し、ローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）５で高周波成分を除去して分岐させ
て、一方を比較部６に入力し、他方をクロック信号生成
部３０に入力していた。

【０００３】図５は、図４の各部の信号波形を示す説明
図であり、相関器２から出力される相関信号に対して、
一方を乗算器４に入力し、他方を遅延線３でスペクトラ
ム拡散変調信号の１データ期間分遅延させて乗算器４に
入力し、乗算器４で遅延検波するようにしており、乗算
器４から信号波形ａに示すような遅延検波信号が出力さ
れる。比較部６では予め設定された基準レベル（Ｒｅ
ｆ．）Ｌ１と信号波形ａの比較を行い、信号波形ｂに示
すような再生データパルスを出力してラッチ部７に入力
しており、信号波形ａに基準レベルＬ１を超えるノイズ
が含まれているときは、信号波形ｂもノイズが含まれた
状態で再生される。

【０００４】ラッチ部７としては単安定マルチバイブレ
ータを用いるようにしているため、ノイズによってもト
リガーされるため、信号波形ｃに示すような信号とな
り、クロック信号生成部３０で生成されたタイミングク
ロック、信号波形ｅの立ち上がりで信号波形ｃがラッチ
されて出力されるため、復調データ出力としては信号波
形ｆが出力端子１１から出力される。例えば、ノイズの
多い環境での信号の伝送、又はノイズの飛び込みにより
相関出力信号にパルス状のノイズが発生することがあ
り、この相関出力信号を遅延検波すると図５（ａ）に示
すように遅延検波信号にもパルス状のノイズが重畳され
る。図５において、入力端子１から入力されたＳＳ入力
信号は、ディジタルデータの１０１０に対応した信号を
示しているが、遅延検波信号に含まれているノイズのた
め復調データ出力は１１１０のディジタルデータとして
出力されており、このように遅延検波信号にノイズが含
まれているときはノイズのため誤ったデータが復調され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通信距離の増大や、フ
ェージングにより受信電界強度が低下した場合、あるい
は妨害電波が混入した場合等においてはＣＮ比が低下
し、相関出力信号に含まれるノイズが増大し、再生デー
タのビット誤り率が増大するため、頻繁にノイズによる
誤りが発生し通信が阻害されるといった問題点があっ
た。本発明は、スペクトラム拡散信号受信装置のデータ
復調回路において、信号に混入しているノイズを除去し
て送信されてきたデータが正しく復調されるようにし
て、通信データに対する誤り率を低減させることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、受信
したスペクトラム拡散変調信号を逆拡散し相関信号を出
力する相関手段と、この相関手段からの信号と同信号を
遅延させた信号とを乗算し遅延検波して出力する遅延検
波手段と、この遅延検波手段からローパスフィルタを通
して出力される遅延検波信号を分岐させ、分岐させた遅
延検波信号の一方に対して、予め設定された第１の基準
レベルと比較して再生データパルスを出力する第１の比
較手段と、前記分岐させた遅延検波信号の他方からタイ
ミングクロックを生成するクロック信号生成手段と、前
記第１の比較手段からの再生データパルスを前記クロッ
ク信号生成手段からのタイミングクロックでラッチして
データを復調して出力するラッチ手段とからなるスペク
トラム拡散受信装置において、前記クロック信号生成手
段が、前記分岐させた遅延検波信号の絶対値をとって出
力する絶対値回路と、この絶対値回路の出力と予め設定
された第２の基準レベルと比較して再生データパルスを
出力する第２の比較部と、この第２の比較部からの再生
データパルスに位相同期したパルスを発生させるＰＬＬ
回路と、このＰＬＬ回路で発生させたパルスを分周する
分周器と、この分周器で分周されたパルスに対して、タ
イミングを調整してタイミングクロックを生成するクロ
ック信号生成部とからなることを特徴とする。

【０００７】本願第２の発明は、前記クロック信号生成
部が、前記ＰＬＬ回路からのパルスをカウントするカウ
ンタを含む回路からなり、前記第２の比較部から入力さ
れる再生データパルスにより前記カウンタをリセットし
て、所定のタイミングでタイミングクロックを出力する
ことを特徴とする。本願第３の発明は、前記クロック信
号生成部が、前記ＰＬＬ回路からのパルスをカウントし
て各々所定期間で信号を出力する第１のカウンタと第２
のカウンタと、前記第１のカウンタ及び前記第２のカウ
ンタからの両入力の排他的論理和をとって信号を出力す
るゲート回路とからなるものである。

【０００８】本願第４の発明は、前記ＰＬＬ回路が、前
記第２の比較部からの入力と基準信号との位相差を比較
する位相比較器と、この位相比較器からの位相比較結果
を積分して出力するローパスフィルタと、このローパス
フィルタからの入力により発振周波数を変化させてクロ
ック信号を出力する電圧制御発振器と、この電圧制御発
振器からのクロック信号を分周して基準信号として前記
位相比較器に入力する分周器とからなり、前記ローパス
フィルタの時定数を選択して設定することによりノイズ
を低減させることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本願第１の発明においては、遅延検波信号の正
負のピーク信号を絶対値回路で正方向のみのピーク信号
にし、第２の比較部で第２の基準レベルと比較して再生
データパルスを出力してＰＬＬ回路に入力して、ＰＬＬ
回路で前記第２の比較部からの再生データパルスに位相
同期したパルスを発生させ、前記パルスを分周器で分周
し、この分周され入力されたパルスに対してクロック信
号生成部でタイミングを調整してタイミングクロックを
生成し、ラッチ信号としてラッチ手段に入力し、ラッチ
手段で比較手段からの再生データパルスをラッチしてデ
ータを復調するようにしている。

【００１０】遅延検波信号の正負のピーク信号部分は拡
散利得があるため、この部分にノイズが重畳されること
は少なく、従って、遅延検波信号の正負のピーク信号に
位相同期したパルスをＰＬＬ回路で発生させれば、ノイ
ズの影響を受けないようにすることが可能となり、ＰＬ
Ｌ回路で安定したパルスを発生させることができる。ク
ロック信号生成部では、ＰＬＬ回路で発生させたパルス
を分周し、タイミングを調整してタイミングクロックを
生成し、ラッチ信号としてラッチ手段に入力して、ラッ
チ手段で第１の比較手段から入力される再生データパル
スの略中央部でデータをラッチして復調できるようにし
ており、従って、信号に混入しているノイズを除去し、
通信データに対する誤り率を低減させることが可能とな
る。

【００１１】本願第２の発明においては、前記第１の発
明において、クロック信号生成部をカウンタを含む回路
で構成するようにしており、第２の比較部から入力され
る再生データパルスで前記カウンタをリセットして、Ｐ
ＬＬ回路からのパルスをカウントしてタイミングクロッ
クを出力するようにしており、カウンタのカウント数を
予め設定しておけば、所定のタイミングでタイミングク
ロックを出力することが可能となる。

【００１２】本願第３の発明においては、前記第１及び
第２の発明において、クロック信号生成部を前記ＰＬＬ
回路からのパルスをカウントして各々所定期間で信号を
出力する第１のカウンタと第２のカウンタと、前記第１
のカウンタ及び前記第２のカウンタからの両入力の排他
的論理和をとって信号を出力するゲート回路とから構成
している。例えば、第２の比較部からの再生データパル
スを第１のカウンタ及び第２のカウンタに入力し、第１
のカウンタ及び第２のカウンタでは各々再生データパル
スのピーク信号の立ち上がりから所定期間をカウントし
てＨレベルの信号を出力し、ゲート回路で両入力の排他
的論理和をとることにより、第１のカウンタでタイミン
グクロックの立ち上がりを設定し、第２のカウンタでタ
イミングクロックの立ち下がりを設定するようにし、第
１のカウンタのカウント期間を調整することにより、ラ
ッチ手段で第１の比較手段から入力される再生データパ
ルスの略中央部でデータをラッチして復調することが可
能となり、ノイズの影響を受けないようにすることがで
きる。

【００１３】本願第４の発明においては、前記第１〜第
３の発明において、ＰＬＬ回路を、第２の比較部からの
入力と基準信号との位相差を比較する位相比較器と、こ
の位相比較器からの位相比較結果を積分して出力するロ
ーパスフィルタと、このローパスフィルタからの入力に
より発振周波数を変化させてクロック信号を出力する電
圧制御発振器と、この電圧制御発振器からのクロック信
号を分周して基準信号として前記位相比較器に入力する
分周器とで構成しており、前記ローパスフィルタの時定
数を選択して設定することにより、前記位相比較器迄の
信号処理回路で発生したノイズを低減させることが可能
となる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明のスペクトラム拡散信号受信
装置の一実施例を示すブロック図であり、図２は、図１
のクロック信号生成部の一実施例を示すブロック図であ
り、以下、図１及び図２を参照して実施例について説明
する。受信部で受信された信号の信号帯域成分を抽出し
て中間周波信号に変換されたスペクトラム拡散変調信号
（ＳＳ入力信号）が入力端子１に入力されており、入力
端子１を介して相関器２に入力される。相関器２には例
えばＳＡＷマッチドフィルタを使用し、ＳＡＷマッチド
フィルタに予め設定された位相パターンにスペクトラム
拡散変調信号入力がマッチしたときに、１データ期間毎
にピークを有する相関検出信号が相関器２から出力され
る。また、スペクトラム拡散変調信号は情報信号である
ディジタルデータを２相位相変調しており、相関検出信
号のピークの位相はディジタルデータの位相に応じて反
転し出力される。

【００１５】図３は、図１の各部の信号波形を示す説明
図であり、以下、図３を参照して実施例について説明す
る。相関器２からの相関検出信号は分岐させて一方をそ
のまま乗算器４に入力し、他方を遅延線３で１データ期
間遅延させて乗算器４に入力し、乗算器４で両入力を遅
延検波しており、両入力のピーク部分の位相が異なる場
合はマイナス側にピークを持ち、両入力のピーク部分の
位相が同じ場合はプラス側にピークを持った遅延検波信
号が乗算器４から出力される。乗算器４からの出力はロ
ーパスフィルタ（ＬＰＦ）５で高周波成分が除去されて
波形ａとして出力され、分岐させて一方を比較部６に入
力し、他方を絶対値回路８に入力している。比較部６で
は予め設定された基準レベル（Ref.) Ｌ１と比較し、波
形ｂに示す再生データパルスを出力してラッチ部７に入
力している。

【００１６】絶対値回路８では入力信号（波形ａ）の絶
対値をとり、波形ｃに示す信号を出力して比較部９に入
力している。なお、波形ｃにおいては、波形ａに示す相
関信号波形のピークを三角形状として略して表示してい
る。比較部９では予め設定された基準レベル（Ref.) Ｌ
２と比較して波形ｄに示す再生データパルスを出力し、
ＰＬＬ回路１０に入力している。ＰＬＬ回路１０は、比
較部９からの入力と基準信号との位相差を比較する位相
比較器１１と、位相比較器１１からの位相比較結果を積
分して出力するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２と、ロ
ーパスフィルタ１２からの入力により発振周波数を変化
させてクロック信号を出力する電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）１３と、電圧制御発振器１３からのクロック信号を
分周して基準信号として位相比較器１１に入力する分周
器１４とで構成され、ローパスフィルタ１２の積分回路
の時定数を選択して設定することにより、再生データパ
ルスのピーク信号に位相同期し、ノイズを除去した安定
したクロック信号を出力することができ、発生させたク
ロック信号を分周器１６で分周してクロック信号生成部
１５に入力している。

【００１７】クロック信号生成部１５は、分周器１６か
ら入力されるクロック信号をカウントして各々所定期間
で信号を出力するカウンタ２１とカウンタ２２と、カウ
ンタ２１及び２２からの両入力の排他的論理和をとって
出力するゲート回路２３とで構成しており、比較部９か
ら再生データパルス波形ｄをリセット信号として入力
し、再生データパルス波形ｄのピーク信号の立ち上がり
でカウンタ２１及びカウンタ２２をリセットし、分周器
１６から入力されるクロック信号を入力端子２０を介し
て分岐させてカウンタ２１及びカウンタ２２に入力し、
カウンタ２１及びカウンタ２２は入力されたクロック信
号をカウントする。カウンタ２１は予め設定された期間
ｎでＨレベルの信号を出力し、カウンタ２２は予め設定
された期間ｍでＨレベルの信号を出力するようにし、ゲ
ート回路２３で前記両入力の排他的論理和をとって出力
し、波形ｅに示す信号を出力端子２４を介して出力し、
タイミングクロックとしてラッチ部７に入力している。

【００１８】ラッチ部７では比較部６から入力される再
生データパルス波形ｂをタイミングクロック、波形ｅの
立ち上がりでラッチして出力するようにしており、ラッ
チ部７からは波形ｆに示す復調データが出力端子１７を
介して出力される。電圧制御発振器１３の発振周波数を
高くし、分周器１６を介してタイミングクロックの周波
数より十分高いクロック信号をクロック信号生成部１５
に入力して、クロック信号生成部１５から出力するタイ
ミングクロックの立ち上がりを微調整できるようにする
と良い。また、カウンタ２１でタイミングクロックの立
ち上がりを設定し、カウンタ２２でタイミングクロック
の立ち下がりを設定するようにしており、カウンタ２１
のカウント期間を調整することにより、ラッチ部７で比
較部６から入力される再生データパルス、波形ｂの略中
央部でデータをラッチして復調することが可能となり、
ノイズの影響を受けないようにすることができる。

【００１９】通信距離の増大や、フェージングにより受
信電界強度が低下した場合、あるいは妨害電波が混入し
た場合等においてはＣＮ比が低下し、相関出力信号に含
まれるノイズが増大し、波形ｂ、波形ｃ及び波形ｄにも
各々ノイズ成分が混入した状態で復調される。しかし、
遅延検波信号波形ａの正負のピーク信号部分は拡散利得
があるため、この部分にノイズが重畳されることは少な
く、従って、遅延検波信号の正負のピーク信号に位相同
期したパルスをＰＬＬ回路１０で発生させれば、ノイズ
の影響を受けないようにすることができる。さらに、Ｐ
ＬＬ回路１０のローパスフィルタ１２の時定数を選択し
て設定することにより、位相比較器１１迄の信号処理回
路で発生したノイズを低減させることが可能となり、Ｐ
ＬＬ回路１０で安定したクロック信号を発生させること
ができる。このクロック信号に基づいてクロック信号生
成部１５でタイミングクロックを生成するようにしてお
り、このタイミングクロックで比較部６で再生されたデ
ータパルス、波形ｂのピーク信号の中央部を各々ラッチ
して出力するようにしているため、従って、相関出力信
号に混入しているノイズ等を除去して通信データに対す
る誤り率を低減させることが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遅延検波信号の正負のピーク信号部分は拡散利得がある
ため同部分にノイズが重畳されることは少なく、ＰＬＬ
回路で遅延検波信号のピーク信号に位相同期したクロッ
ク信号を発生させ、このクロック信号に基づきタイミン
グクロックを生成して、再生されたデータパルスのピー
ク信号をラッチして復調データを出力するようにしてお
り、従ってノイズの影響を受けないようにすることがで
き、更に、ＰＬＬ回路のローパスフィルタの時定数を選
択して設定することにより、信号処理回路で生じたノイ
ズを低減させることが可能となり、通信データに対する
誤り率を低減させることが可能なスペクトラム拡散信号
受信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスペクトラム拡散信号受信装置の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】図１のクロック信号生成部の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図３】図１の各部の信号波形を示す説明図である。

【図４】従来のスペクトラム拡散信号受信装置を示すブ
ロック図である。

【図５】図４の各部の信号波形を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 相関器 ３ 遅延線 ４ 乗算器 ５ ローパスフィルタ ６ 比較部 ７ ラッチ部 ８ 絶対値回路 ９ 比較部 １０ ＰＬＬ回路 １１ 位相比較器 １２ ローパスフィルタ １３ 電圧制御発振器 １４ 分周器 １５ クロック信号生成部 １６ 分周器 １７ 出力端子 ２０ 入力端子 ２１ カウンタ ２２ カウンタ ２３ ゲート回路 ２４ 出力端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信したスペクトラム拡散変調信号を逆
   拡散し相関信号を出力する相関手段と、この相関手段か
   らの信号と同信号を遅延させた信号とを乗算し遅延検波
   して出力する遅延検波手段と、この遅延検波手段からロ
   ーパスフィルタを通して出力される遅延検波信号を分岐
   させ、分岐させた遅延検波信号の一方に対して、予め設
   定された第１の基準レベルと比較して再生データパルス
   を出力する第１の比較手段と、前記分岐させた遅延検波
   信号の他方からタイミングクロックを生成するクロック
   信号生成手段と、前記第１の比較手段からの再生データ
   パルスを前記クロック信号生成手段からのタイミングク
   ロックでラッチしてデータを復調して出力するラッチ手
   段とからなるスペクトラム拡散受信装置において、前記
   クロック信号生成手段が、前記分岐させた遅延検波信号
   の絶対値をとって出力する絶対値回路と、この絶対値回
   路の出力と予め設定された第２の基準レベルと比較して
   再生データパルスを出力する第２の比較部と、この第２
   の比較部からの再生データパルスに位相同期したパルス
   を発生させるＰＬＬ回路と、このＰＬＬ回路で発生させ
   たパルスを分周する分周器と、この分周器で分周された
   パルスに対して、タイミングを調整してタイミングクロ
   ックを生成するクロック信号生成部とからなることを特
   徴とするスペクトラム拡散信号受信装置。
2. 【請求項２】 前記クロック信号生成部が、前記ＰＬＬ
   回路からのパルスをカウントするカウンタを含む回路か
   らなり、前記第２の比較部から入力される再生データパ
   ルスにより前記カウンタをリセットして、所定のタイミ
   ングでタイミングクロックを出力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信号受信装置。
3. 【請求項３】 前記クロック信号生成部が、前記ＰＬＬ
   回路からのパルスをカウントして各々所定期間で信号を
   出力する第１のカウンタと第２のカウンタと、前記第１
   のカウンタ及び前記第２のカウンタからの両入力の排他
   的論理和をとって信号を出力するゲート回路とからなる
   請求項１又は請求項２記載のスペクトラム拡散信号受信
   装置。
4. 【請求項４】 前記ＰＬＬ回路が、前記第２の比較部か
   らの入力と基準信号との位相差を比較する位相比較器
   と、この位相比較器からの位相比較結果を積分して出力
   するローパスフィルタと、このローパスフィルタからの
   入力により発振周波数を変化させてクロック信号を出力
   する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器からのクロ
   ック信号を分周して基準信号として前記位相比較器に入
   力する分周器とからなり、前記ローパスフィルタの時定
   数を選択して設定することによりノイズを低減させるこ
   とを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の
   スペクトラム拡散信号受信装置。