JPH08228169A

JPH08228169A - スペクトラム拡散通信装置

Info

Publication number: JPH08228169A
Application number: JP7055142A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Mochizuki; 規弘望月; Toshihiko Akeboshi; 俊彦明星; Rie Suzuki; 理惠鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】間欠的信号に対しても適正に同期をとること
ができるスペクトラム拡散受信装置の同期回路を提供す
ることを目的とする。【構成】相関器２０１から出力される相対的に大きな
ピーク出力に対して相関器２０１に入力される参照信号
の符号位相同期をとる同期部１１３において、参照信号
の位相タイミングを示す第１のタイミング信号と相関ピ
ーク出力との時間差を測定し、その時間差に基づいて疑
似ピークを発生する時間差測定器２１０および疑似ピー
ク発生器２０５を設け、信号を受信しない時には、この
疑似ピークを位相比較器２０７に入力することにより、
信号を受信していない期間中に参照信号の位相を受信信
号の位相にほとんど等しく引き込んでおけるようにし、
間欠的な信号により、高速に同期をとることを可能とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散通信
装置に関し、特に、間欠的に送信されるスペクトラム拡
散信号に対する受信装置の同期回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信方式は、送信側で
は、擬似雑音符号（ＰＮ符号）等の拡散符号系列を用い
て、伝送するディジタル信号から、原データに比べて極
めて広い帯域幅を持つ信号を生成し、ＲＦ（無線周波
数）信号に変換して伝送する。

【０００３】受信側では、送信側と同一の復調用拡散符
号を用いて受信信号との相関をとる逆拡散（拡散復調）
を行って受信信号を原データに対応した帯域幅を持つ狭
帯域信号に変換する。続いて通常のデータ復調を行い、
原データを再生する。

【０００４】この際、復調用拡散符号は、受信信号とク
ロック周波数および符号位相が完全に一致していないと
相関出力が低下し、Ｓ／Ｎが劣化してしまう。したがっ
て、受信信号と復調用拡散符号との同期をとる同期回路
が必要かつ重要となる。

【０００５】このような同期回路として、特願平６−１
５３３１号に受信信号と受信装置内部で発生した参照信
号との相関をとり、その相関ピークと参照信号の発生タ
イミングを示すタイミング信号との位相を比較し、制御
することにより同期をとる方式が開示されている。

【０００６】この方式によれば、大まかな同期をとる同
期捕捉と高精度の同期をとる同期追従を同一回路にて実
現でき、回路規模を小さくできるという特徴がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、間欠（バースト）的に送信された信号
に対しては考慮されておらず、１つのバースト信号で必
ず同期がとれなければならないため、同期用期間を長く
する必要があり、総合的な伝送速度の低下を招くという
欠点があった。

【０００８】本発明は、間欠的信号に対しても適正に同
期をとることができるスペクトラム拡散通信装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、参照信号を発
生する参照信号発生手段と、受信信号と上記参照信号と
の相関をとる相関手段と、上記参照信号の少なくとも１
つの位相点にて第１のタイミング信号を発生し、かつ、
上記参照信号の少なくとも１つの位相点にて第２のタイ
ミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、上記
受信信号が所望の信号である場合に、上記相関手段から
出力されるピーク出力の周期とほぼ等しい周期でピーク
出力を発生する疑似ピーク発生手段と、上記相関手段の
出力と上記疑似ピーク発生手段の出力のうち一方を選択
して出力する選択手段と、上記第２のタイミング信号と
上記選択手段の出力の位相が一致するように上記参照信
号発生手段を制御する位相制御手段と、上記第１のタイ
ミング信号と上記選択手段の出力の時間差を計測する時
間差計測手段と、上記時間差計測手段から出力される時
間差信号に基づいて、上記疑似ピーク発生手段における
疑似ピーク出力の発生タイミングをセットするピークセ
ット信号を発生するピークセット手段とを有するもので
ある。

【００１０】

【作用】以上のような構成により、第１のバースト信号
を受信中に疑似ピーク出力タイミングを参照信号が受信
信号に位相同期するのに最適なタイミング近傍に設定で
きるため、上記第１のバースト信号の受信中に位相引き
込みが完了しなくとも、次のバースト信号を受信するま
での間に参照信号の位相を受信信号の位相に近づけてお
くことができ、次に信号を受信した際に、高速に位相引
き込みを行うことができる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例におけるスペクト
ラム拡散通信システムの基本的構成を示すブロック図で
ある。

【００１２】図１において、送信側は、送信用拡散符号
を発生する送信用拡散符号発生部１０１と、入力データ
を送信用拡散符号により拡散変調する拡散変調部１０２
と、拡散変調部１０２から出力される信号を必要に応じ
て増幅、フィルタリング、周波数変換などを行う高周波
部１０３と、信号を送出する送信アンテナ１０４とを有
している。

【００１３】また、受信側は、信号を受信する受信アン
テナ１１１と、この受信アンテナ１１１で受信した信号
について必要に応じて増幅、フィルタリング、周波数変
換などを行う高周波処理部１１２と、この高周波処理部
１１２から出力される受信信号に対して復調用拡散符号
のクロックおよび符号位相の同期をとる同期部１１３
と、復調用拡散符号を発生する拡散符号発生部１１４
と、高周波処理部１１２から出力される受信信号を復調
用拡散符号に基づいて復調する復調部１１５とを有して
いる。

【００１４】以上の構成において、送信側の入力データ
は拡散変調部１０２において送信用拡散符号発生部１０
１にて発生される送信用拡散符号に基づいて、広帯域信
号に変換され、高周波部１０３にて不要信号の除去、増
幅、送信周波数への変換が施され、送信アンテナ１０４
から送出される。

【００１５】一方、受信側では、受信アンテナ１１１で
受信した信号は、高周波処理部１１２に入力され、適当
に増幅フィルタリング、および周波数変換等がなされ、
中間周波数信号に変換される。そして、この高周波処理
部１１２から出力される受信信号の一部は同期部１１３
に入力され、受信信号に同期したクロックおよび符号位
相信号を復調用拡散符号発生部１１４に出力する。ま
た、高周波処理部１１２から出力される受信信号の他の
一部は復調部１１５に入力され、復調用拡散符号発生部
１１４から出力される復調用拡散符号により逆拡散処理
がなされ、続いて位相変調信号または周波数変調信号な
どの公知の復調方式により復調される。

【００１６】図２は、本発明の第１実施例におけるスペ
クトラム拡散受信装置における同期回路の構成を示すブ
ロック図である。

【００１７】図２において、相関器２０１は、受信信号
と参照との相関演算を行うものであり、例えば、コンボ
リューション演算を行うコンボルバ等である。検波器２
０２は、相関器２０１からの出力を検波する回路であ
り、ピーク検出器２０３は、検波器２０２の出力から相
対的に大きなピーク出力を検出する回路である。

【００１８】符号発生器２０４は、相関器２０１に出力
される参照信号および参照信号の特定の位相タイミング
を示す第１および第２のタイミング信号を発生させる参
照符号発生手段であり、疑似ピーク発生器２０５は、所
望の信号が受信された時にピーク検出器２０３にて検出
されるピークの周期とほぼ等しい周期でピーク出力を発
生する疑似ピーク発生手段である。

【００１９】信号切換手段２０６は、ピーク検出器２０
３からの信号と疑似ピーク発生器２０５からの信号の一
方を選択して出力するものである。位相比較器２０７
は、参照符号発生器２０４から出力される第２のタイミ
ング信号と信号切換手段２０６からの信号の位相を比較
するものである。

【００２０】ループフィルタ２０８は、位相比較器２０
６からの信号をフィルタリングするものであり、電圧制
御発振器２０９は、ループフィルタ２０７からの信号に
基づいて発振周波数を制御するものである。

【００２１】時間差測定器２１０は、参照符号発生器２
０４から出力される第１のタイミング信号とピーク検出
器２０３から出力されるピーク信号との時間差を測定す
る手段であり、ピークリセット回路２１１は、時間差測
定器２１０により出力される時間差信号に基づいて、疑
似ピーク発生器２０５から出力されるピーク出力タイミ
ングをセットおよびリセットするものである。

【００２２】次に、以上の構成において、受信信号が入
力されている場合と入力されていない場合について動作
を説明する。

【００２３】まず、受信信号として所望の信号が相関器
２０１に入力されると、受信信号と参照信号とが相関器
２０１において一致する時に、相関器２０１には相対的
に大きなピーク出力が発生する。このピーク出力は、検
波器２０２、ピーク検出器２０３を通して検出され、信
号切換手段２０６を通して位相比較器２０７に入力され
る。

【００２４】そして、位相比較器２０７、ループフィル
タ２０８、電圧制御発振器２０９、参照符号発生器２０
４により、ループが形成され、参照符号発生器２０４か
ら出力される第２のタイミング信号と上記ピーク出力と
の位相が一致するように位相制御が行われる。

【００２５】ここで、電圧制御発振器２０７からの出力
信号はクロックとして参照符号発生器２０４に出力され
るとともに、図１に示す復調用拡散符号発生部１１４に
出力される。また、参照符号発生器２０４から復調用拡
散符号発生部１１４に復調用符号の位相を合わせるため
に第１のタイミング信号が出力される。

【００２６】また、ピーク検出器２０３からのピーク出
力は、参照符号発生器２０４から出力される第１のタイ
ミング信号とともに時間差測定器２１０に入力され、第
１のタイミング信号の入力時からピーク出力の入力時ま
での時間を測定する。

【００２７】そして、ピークリセット回路２１１は、時
間差測定器２１０から出力される時間差信号に基づき、
疑似ピーク発生器２０５から出力されるピーク出力タイ
ミングをセットするセット信号を疑似ピーク発生器２０
５に出力し、疑似ピーク出力は、このセット信号に基づ
いてセットされ、その後、再び、所望の信号が受信され
た時にピーク検出器２０３にて検出されるピークの周期
とほぼ等しい周期で出力される。

【００２８】なお、この疑似ピーク出力のセットは、信
号受信中常に行う必要はなく、必要に応じて１つのバー
スト信号に対して信号の終了近傍にて行えばよい。

【００２９】続いて、信号を受信していない期間につい
て説明する。受信信号が終了したことを検出すると、信
号切換手段２０６は、出力信号を疑似ピーク発生器２０
５からの信号に切り換える。この信号切換手段２０６を
制御する制御信号の生成方法は幾つか考えられるが、例
えば、受信信号の電界強度により制御する方法や相関器
出力により制御する方法などがある。

【００３０】この信号切換手段２０６を通して疑似ピー
ク発生器２０５からのピーク出力が位相比較器２０７に
入力され、参照符号発生器２０４から出力される第２の
タイミング信号が疑似ピーク発生器２０５からのピーク
出力に位相が一致するように位相制御が行われる。

【００３１】ここで、疑似ピーク発生器２０５を駆動す
るクロックを受信装置内蔵の水晶発振器などの高精度な
発振器より生成すれば、受信信号がない期間も位相ずれ
および周波数ずれがほとんど生じない。

【００３２】この後、次のバースト信号を受信した時に
は、信号切換手段２０６にて、ピーク検出器２０６の出
力が選択され、位相の引き込みが行われる。

【００３３】次に、図３および図４を用いて、本実施例
の動作をさらに詳しく説明する。図３は、相関器２０１
に入力される受信信号と参照信号の相関器内部における
状態を示す説明図であり、図４は、相関器２０１に入力
される受信信号と参照信号と相関ピーク出力の位相を示
す説明図である。なお、ここでは、説明を簡単にするた
めに、検波器２０２、ピーク検出器２０３、信号切換手
段２０６、位相比較器２０７、疑似ピーク発生器２０５
などにおける信号処理に要する時間は無視するものとす
る。

【００３４】また、参照符号発生器２０４から出力され
る第１のタイミング信号が符号の先頭にて発生されると
する。また、相関器は、受信信号と参照信号のコンボリ
ューション演算を行うコンボルバとし、符号の１周期分
の信号処理が行えるものとする。コンボルバには、受信
信号の符号系列ＰＮ₀ に対して、時間反転した符号系列
ＰＮ_r を参照信号として入力すると、コンボルバの積分
領域Ｔにおいて受信信号と参照信号が一致したときに相
対的に大きな鋭いピーク出力が得られる。

【００３５】図３（ｃ）に同期が確立している状態での
受信信号と参照信号の位相状態を、図４（ｃ）に同期が
確立している状態での相関器に入力される受信信号の符
号系列ＰＮ₀ の先頭と参照信号の符号系列ＰＮ_r の先
頭、すなわち第１のタイミング信号と相関器から出力さ
れるピーク出力との時間関係を示す。

【００３６】まず、第１のバースト信号が受信された
時、相関器２０１に入力される受信信号と参照信号とは
符号位相がとれておらず、図３（ａ）に示す位相関係で
あったとする。この時、時間差測定器２１０により、参
照信号の先頭が相関器に入力された時点から相関ピーク
が出力されるまでの時間ｔ１が測定される。この場合、
受信信号の先頭は、さらにｔ１時間後に相関器２０１に
入力される。

【００３７】そこで、参照信号の先頭が相関器に入力さ
れた時点から２×ｔ１時間後に、ピークリセット回路２
１１からセット信号を疑似ピーク発生器２０５に出力
し、疑似ピーク出力をセットする。そして、信号を受信
していない期間に、この疑似ピークを位相比較器２０７
に入力してやれば、参照信号の先頭が疑似ピークと一致
するように制御され、次のバースト信号を受信するまで
に、参照信号の先頭は受信信号の先頭とほとんど一致し
た位置にセットされている（図３（ｂ）、図４
（ｂ））。

【００３８】そこで、この後は、位相差の微調整を行う
だけでよく、位相引き込みを高速に行うことができる。

【００３９】なお、以上の説明において、参照符号発生
器２０４から出力される第１のタイミング信号が符号先
頭を示す場合について説明したが、相関器２０１の出力
が位相比較器２０７に入力されるまでの遅延時間等に応
じて、第１のタイミング信号の発生タイミングをずらし
たり、また、第１のタイミング信号を遅延回路に入力し
て遅延させてから位相比較器２０７に入力させても良
い。

【００４０】また、参照信号を受信信号の時間反転信号
とすると、相関ピークは参照信号の２分の１周期毎に発
生するので、その場合には参照符号発生器２０４から出
力される第２のタイミング信号および、疑似ピーク発生
器２０５から出力されるピーク出力も参照信号の２分の
１周期毎に出力するようにすれば、上述の説明と同じ動
作となる。

【００４１】図５は、本発明の第２実施例におけるスペ
クトラム拡散受信装置における同期回路の構成を示すブ
ロック図である。

【００４２】本実施例では、ループフィルタ５０８と電
圧制御発振器５０９との間に入力信号をサンプル／ホー
ルドするサンプル／ホールド手段５１２が設けられ、ま
た、信号切換手段５０６の出力と参照符号発生器５０４
から出力される第２のタイミング信号と信号切換手段５
０６を制御する制御信号に基づいてサンプル／ホールド
手段５１０を制御するＳ／Ｈ制御信号を発生するＳ／Ｈ
制御信号発生手段５１３が設けられている点が、上記第
１実施例と異なる。

【００４３】以上の構成において、通常はサンプル／ホ
ールド手段５１２はサンプルモードとなっており、その
場合には上記第１実施例と同様に動作し、上記第１実施
例と同様の作用効果がある。

【００４４】さらに、この第２実施例では、信号受信時
に、Ｓ／Ｈ制御信号発生手段５１３において、信号切換
手段５０６を通して相関器５０１から出力されるピーク
出力と参照符号発生器５０４から出力される第２のタイ
ミング信号との位相差を監視している。

【００４５】そして、信号受信終了時付近にて、相関器
５０１からのピーク出力と参照符号発生器５０４から出
力される第２のタイミング信号との位相差がある適当な
範囲内であれば、Ｓ／Ｈ制御信号をサンプル／ホールド
手段５１２に出力し、サンプル／ホールド手段５１２を
ホールドモードに切り換え、電圧制御発振器５０９に入
力される電圧を次の信号を受信するまでホールドする。

【００４６】本実施例により、疑似ピーク発生器５０５
を駆動するクロックのタイミングよりも高精度で位相保
持が行える。本実施例は、データ信号の先頭に同期用信
号が付加されている場合に、同期用信号終了時とデータ
信号受信時の符号位相にずれが少ないため、特に有効で
ある。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相関器から出力される相対的に大きなピーク出力に対し
て相関器に入力される参照信号の符号位相同期をとる回
路において、参照信号の位相タイミングを示す第１のタ
イミング信号と相関ピーク出力との時間差を測定し、そ
の時間差に基づいて疑似ピークを発生する手段を設け、
信号を受信しない時には、この疑似ピークを位相比較手
段に入力することにより、信号を受信していない期間中
に参照信号の位相を受信信号の位相にほとんど等しく引
き込んでおくことができるので、間欠的な信号により、
高速に同期をとることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるスペクトラム拡散通
信システムを示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例におけるスペクトラム拡散
受信装置における同期回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】上記第１実施例の受信信号と参照信号の相関器
内部における状態を示す説明図である。

【図４】上記第１実施例の受信信号と参照信号と相関ピ
ーク出力の位相を示す説明図である。

【図５】本発明の第２実施例におけるスペクトラム拡散
受信装置における同期回路の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０１…送信用拡散符号発生部、１０２…拡散変調部、１０３…高周波部、１０４…送信アンテナ、１１１…受信アンテナ、１１２…高周波処理部、１１３…同期部、１１４…拡散符号発生部、１１５…復調部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周期的な参照信号を発生する参照信号発
生手段と；受信信号と上記参照信号との相関をとる相関
手段と；上記参照信号の少なくとも１つの位相点にて第
１のタイミング信号を発生し、かつ、上記参照信号の少
なくとも１つの位相点にて第２のタイミング信号を発生
するタイミング信号発生手段と；上記受信信号が所望の
信号である場合に上記相関手段から出力されるピーク出
力の周期とほぼ等しい周期で、ピーク出力を発生する疑
似ピーク発生手段と；上記相関手段の出力と上記疑似ピ
ーク発生手段の出力のうち一方を選択して出力する選択
手段と；上記第２のタイミング信号と上記選択手段の出
力の位相が一致するように上記参照信号発生手段を制御
する位相制御手段と；上記第１のタイミング信号と上記
選択手段の出力の時間差を計測する時間差計測手段と；
上記時間差計測手段から出力される時間差信号に基づい
て、上記疑似ピーク発生手段における疑似ピーク出力の
発生タイミングをセットするピークセット信号を発生す
るピークセット手段と；を有することを特徴とするスペ
クトラム拡散通信装置。
【請求項２】請求項１において、上記位相制御手段は、上記選択手段の出力と上記第２の
タイミング信号との位相を比較する位相比較手段と、こ
の位相比較手段の出力を平滑するフィルタ手段と、発振
周波数の可変な発振手段とを有することを特徴とするス
ペクトラム拡散通信装置。
【請求項３】請求項２において、上記発振手段が電圧制御発振器であることを特徴とする
スペクトラム拡散通信装置。
【請求項４】請求項２において、上記位相制御手段は、さらに、上記フィルタ手段の出力
をサンプル／ホールドするサンプル／ホールド手段を有
することを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
【請求項５】請求項１において、上記第１のタイミング信号と上記第２のタイミング信号
が同じ信号であることを特徴とするスペクトラム拡散通
信装置。
【請求項６】スペクトラム拡散された信号を間欠的に
送信し、また、間欠的に送信された信号を受信する通信
システムにおいて、参照信号を発生する参照信号発生手段と；受信信号と上
記参照信号との相関をとる相関手段と；上記参照信号の
少なくとも１つの位相点にて第１のタイミング信号を発
生し、かつ、上記参照信号の少なくとも１つの位相点に
て第２のタイミング信号を発生するタイミング信号発生
手段と；上記受信信号が所望の信号である場合に上記相
関手段から出力されるピーク出力の周期とほぼ等しい周
期で、ピーク出力を発生する疑似ピーク発生手段と；上
記相関手段の出力と上記疑似ピーク発生手段の出力のう
ち一方を選択して出力する選択手段と；上記第２のタイ
ミング信号と上記選択手段の出力の位相が一致するよう
に上記参照信号発生手段を制御する位相制御手段と；上
記第１のタイミング信号と上記選択手段の出力の時間差
を計測する時間差計測手段と；上記時間差計測手段から
出力される時間差信号に基づいて、上記疑似ピーク発生
手段における疑似ピーク出力の発生タイミングをセット
するピークセット信号を発生するピークセット手段と；
を有することを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
【請求項７】請求項６において、上記第１のタイミング信号と上記第２のタイミング信号
が同じ信号であることを特徴とするスペクトラム拡散通
信装置。
【請求項８】周期的な参照信号を発生する参照信号発
生手段と；受信信号と上記参照信号との相関をとる相関
手段と；上記受信信号が所望の信号である場合に上記相
関手段から出力されるピーク出力の周期とほぼ等しい周
期で、疑似ピーク出力を発生する疑似ピーク発生手段
と；上記相関手段の出力と上記疑似ピーク発生手段の出
力のうち一方を選択して出力する選択手段と；上記参照
信号の第２の位相点と上記選択手段の出力の位相が一致
するように上記参照信号発生手段を制御する位相制御手
段と；上記参照信号の第１の位相点と上記選択手段の出
力の時間差に基づいて、上記疑似ピーク発生手段におけ
る疑似ピーク出力の発生タイミングをセットするピーク
セット手段と；を有することを特徴とするスペクトラム
拡散通信装置。