JPH08307386A - 拡散符号算出方法およびスペクトル拡散通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速のデータ転送および多重通信を可能とす
るスペクトル拡散通信システムを提供することである。 【構成】 本発明の送信器は、１次変調部３、２次変調
部５、周波数変換部７、タイミングジェネレータ９、お
よび拡散符号発生器１１からなる。そして、拡散符号と
しては、自己相関、相互相関が最適な、４組の、１６チ
ップという短い拡散符号を用いているため、高速のデー
タ伝送および最大４つのチャンネルを多重できる多重通
信を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトル拡散通信シ
ステムに関し、特に、高速のデータ伝送および多重通信
を可能とするスペクトル拡散通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、スペクトル拡散通信システム
は、狭帯域信号を広帯域信号に広げることが特徴であ
る。このため、従来のスペクトル拡散通信システムにお
いては、拡散符号に６３チップや１２７チップなどが用
いられている。これらの拡散符号としては、ｍ系列符号
やＧｏｌｄ符号が多く用いられている。

【０００３】しかし、近年の要求として、高速なデータ
伝送が望まれるようになり、１Ｍｂｐｓ（bit per seco
nd）や２Ｍｂｐｓでのデータ伝送をスペクトル拡散通信
システムで行なう動きが出てきた。

【０００４】この場合、たとえば、１Ｍ（bps ）のデー
タを１２７チップの拡散符号で拡散すると、１Ｍ（bps
）×１２７（チップ）＝１２７Ｍｃｐｓ（chip per se
cond）となり、ハードウェア的に、高速のロジック回路
が必要となり、スペクトル拡散通信システムの実現が困
難となる。また、必要とされる周波数帯域も、ＢＰＳＫ
（２相位相変調）やＱＰＳＫ（４相位相変調）で変調す
ると、１００ＭＨｚ以上となり、それだけの無線帯域を
確保することは、電波事情からみて、困難である。

【０００５】さらに、日本国内においては、スペクトル
拡散通信システムを用いた通信が認められているのは、
２．４５ＧＨｚ帯域でのバンド幅は２６ＭＨｚであり、
要望される高速のデータを（たとえば、１Ｍｂｐｓのス
ピードのデータ）、６３チップや１２７チップの拡散符
号を用いて拡散することは実現性がない。

【０００６】そこで、近年、１１チップのバーカー符号
（１，−１，１，１，−１，１，１，１，−１，−１，
−１）を用いるスペクトル拡散通信システムが提案され
ている。１１チップのバーカー符号を用いるスペクトル
拡散通信システムは、たとえば、July 1991 Doc. IEEE
P802. 11／91-68 に開示されている。

【０００７】ここで、たとえば２Ｍｂｐｓのデータを１
１チップのバーカー符号で拡散することで、ＱＰＳＫを
用いた場合、２２ＭＨｚの帯域となり、ハードウェアか
らみても、周波数帯域幅からみても、６３チップや１２
７チップなどの拡散符号を用いた場合の、上述したよう
な困難さを回避でき、スペクトル拡散通信システムを実
現できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のスペクトル拡散
通信システムに用いられている、上述した１１チップの
バーカー符号は、１つしかなく、そのため、スペクトル
拡散通信システムの特徴の１つであるＣＤＭＡ（符号多
重分割アクセス方式）すなわち、１つの周波数を多数の
ユーザが使用して、多重通信を行なう方式を実現するこ
とはできないという問題点があった。

【０００９】また、従来のスペクトル拡散通信システム
においては、１１チップのバーカー符号は、１つしかな
いため、無線を用いている環境に応じて、後から回線を
追加することができないという問題点があった。

【００１０】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、高速のデータ通信ができると
ともに、チャンネル数を最大４つまで増やすことが可能
なスペクトル拡散通信システムを提供することを目的と
する。

【００１１】この発明の他の目的は、高速のデータ通信
ができるとともに、最大４つのチャンネルを多重できる
多重通信を可能とするスペクトル拡散通信システムを提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の拡散
符号算出方法は、１５個の１および−１からなる最大周
期系列の符号（１，１，１，１，−１，１，−１，１，
１，−１，−１，１，−１，−１，−１）の最後に−１
を加えて、基準となる符号を求め、複数の組の拡散符号
のうちの１つとするステップと、基準となる符号をもと
に、１および−１の数が同じまたは同様になるような１
６個の１および−１からなる符号を複数求めるステップ
と、複数の符号の各々の自己相関値を求めるステップ
と、複数の符号および基準となる符号について、相互相
関値を求めるステップと、複数の符号の中から、自己相
関値および相互相関値が、所定の値より小さい符号を求
め、それらを複数の組の拡散符号とするステップとを含
む。

【００１３】本発明の請求項２のスペクトル拡散通信シ
ステムは、データを拡散符号により拡散して送信する送
信手段と、拡散されたデータを拡散符号により逆拡散す
る受信手段とを備え、送信手段と受信手段の各々は、拡
散符号として、第１の拡散符号（１，１，１，１，−
１，１，−１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，
−１，−１）、第２の拡散符号（１，−１，−１，１，
−１，１，−１，１，１，１，−１，−１，１，−１，
−１，１）、第３の拡散符号（１，１，−１，１，−
１，−１，−１，１，１，１，−１，１，１，−１，
１，−１）および、第４の拡散符号（１，１，１，−
１，１，−１，−１，１，１，−１，−１，−１，１，
１，１，−１）のうち、少なくとも１つの拡散符号を発
生する拡散符号発生手段を含む。

【００１４】本発明の請求項３のスペクトル拡散通信シ
ステムは、データを拡散符号により拡散して送信する送
信手段と、前記拡散されたデータを拡散符号により逆拡
散する受信手段とを備え、送信手段と受信手段の各々
は、拡散符号として、第１の拡散符号（１，１，１，
１，−１，１，−１，１，１，−１，−１，１，−１，
−１，−１，−１）、第２の拡散符号（１，−１，−
１，１，−１，１，−１，１，１，１，−１，−１，
１，−１，−１，１）、第３の拡散符号（１，１，−
１，１，−１，−１，１，１，−１，−１，−１，１，
−１，−１，１，−１）および、第４の拡散符号（１，
１，１，−１，−１，−１，−１，１，１，−１，１，
１，１，−１，１，−１）のうち、少なくとも１つの拡
散符号を発生する拡散符号発生手段を含む。

【００１５】本発明の請求項４のスペクトル拡散通信シ
ステムにおいては、拡散符号として、第１の拡散符号
（１，１，１，１，−１，１，−１，１，１，−１，−
１，１，−１，−１，−１，−１）、第２の拡散符号
（１，−１，−１，１，−１，１，−１，１，１，１，
−１，−１，１，−１，−１，１）、第３の拡散符号
（１，１，−１，１，−１，−１，−１，１，１，１，
−１，１，１，−１，１，−１）および、第４の拡散符
号（１，１，１，−１，１，−１，−１，１，１，−
１，−１，−１，１，１，１，−１）のうち、２ないし
４の通信チャンネルの数に応じた数の拡散符号を用い、
多重通信することを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項５のスペクトル拡散システ
ムにおいては、拡散符号として、第１の拡散符号（１，
１，１，１，−１，１，−１，１，１，−１，−１，
１，−１，−１，−１，−１）、第２の拡散符号（１，
−１，−１，１，−１，１，−１，１，１，１，−１，
−１，１，−１，−１，１）、第３の拡散符号（１，
１，−１，１，−１，−１，１，１，−１，−１，−
１，１，−１，−１，１，−１）および、第４の拡散符
号（１，１，１，−１，−１，−１，−１，１，１，−
１，１，１，１，−１，１，−１）のうち、２ないし４
の通信チャンネルの数に応じた数の拡散符号を用い、多
重通信することを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１の拡散符号算出方法においては、最大
周期系列に近い符号をもとに、１および−１が同じまた
は同様になるような、かつ、自己相関値が所定の値より
小さくなるような、かつ、相互相関値が所定の値より小
さくなるような、複数の符号を求め、それらの符号と最
大周期系列に近い符号とを複数の組の拡散符号とする。

【００１８】請求項２のスペクトル拡散通信システムに
おいては、自己相関、相互相関が最適な、１６チップと
いう短い、４組の拡散符号を使用して、スペクトル拡散
を行なう。

【００１９】請求項３のスペクトル拡散通信システムに
おいては、自己相関、相互相関が最適な、１６チップと
いう短い、４組の拡散符号を使用して、スペクトル拡散
を行なう。

【００２０】請求項４のスペクトル拡散通信システムに
おいては、自己相関、相互相関が最適な、１６チップと
いう短い、４組の拡散符号を用いることができるため、
多重通信を行なうことができる。

【００２１】請求項５のスペクトル拡散通信システムに
おいては、自己相関、相互相関が最適で、１６チップと
いう短い、４組の拡散符号を用いることができるため、
多重通信を行なうことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明によるスペクトル拡散通信シス
テムについて、図面を参照しながら説明する。

【００２３】（第１の実施例）スペクトル拡散通信シス
テムにおいては、データ１ビットを多数のチップを持つ
拡散符号で、周波数軸上に拡散し伝送する。

【００２４】図１は、一般的なスペクトル拡散通信シス
テムの送信側において、入力データＳ（ｔ）が拡散符号
Ｐ（ｔ）により拡散される様子を模式的に示す図であ
る。

【００２５】図１において、乗算器１は、入力データＳ
（ｔ）と拡散符号ｐ（ｔ）とを乗算し、出力信号Ｓ
（ｔ）＊Ｐ（ｔ）を出力する。一般に、スペクトル拡散
通信システムの送信側においては、入力データ１ビット
を拡散符号１周期と同期して乗算することで出力信号を
得る。

【００２６】このとき、出力信号Ｓ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）の
周波数帯域は、拡散率（符号長に等しい）をｎとする
と、入力データＳ（ｔ）の周波数帯域のｎ倍になる。こ
こで、たとえば、拡散符号長が１６チップの場合、拡散
率は１６になる。

【００２７】図２は、図１の入力データＳ（ｔ）、拡散
符号Ｐ（ｔ）および出力信号Ｓ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）の波形
の一例を示す図である。

【００２８】図２（ａ）は、入力データＳ（ｔ）を、
（ｂ）は拡散符号Ｐ（ｔ）を、（ｃ）は出力信号Ｓ
（ｔ）＊Ｐ（ｔ）を示す。なお、図２（ｂ）におけるＴ
は、拡散符号周期である。

【００２９】図３は、図１に示すようなスペクトル拡散
により、入力データの信号帯域が広がる様子を示す図で
ある。縦軸は、図示しないが電力、横軸は周波数を示し
ている。

【００３０】図３（ａ）は、図１に示すような入力デー
タＳ（ｔ）のみで変調（たとえば、位相変調）したとき
の周波数スペクトルを示す。なお、Ｂｗは、このような
周波数スペクトルの周波数帯域である。図３（ｂ）は、
図１に示すような入力データＳ（ｔ）を拡散符号Ｐ
（ｔ）で拡散した後の周波数スペクトルを示す。なお、
Ｂｓは、このような周波数スペクトルの周波数帯域を示
す。

【００３１】ここで、図３（ａ）に示すＢｗと（ｂ）に
示すＢｓとの関係は次式のようになる。

【００３２】Ｂｓ＝ｎＢｗ … （１） ここで、ｎは、上述した拡散率である。このように、ス
ペクトル拡散通信システムにおいては、入力データを広
帯域信号にすることにより、周波数選択性がよく、フェ
ージングに強いなどの特徴を有している。また、スペク
トル拡散通信システムの他の特徴としては、ＣＤＭＡ
（符号多重分割アクセス方式）技術が使えることにあ
る。このＣＤＭＡは、使用するユーザごとに異なる拡散
符号を与え、同一の周波数を共用する方式である。

【００３３】このＣＤＭＡの特性を決める重大な要因と
して、相互相関特性および自己相関特性がある。ここ
で、自局の使用している拡散符号をａ（ｔ）、他局の使
用している符号（干渉を与える拡散符号）をｂ（ｔ）、
自局の拡散符号と他局の拡散符号との符号間位相差を
τ、拡散符号周期をＴおよび時間をｔとすると、相互相
関値Ｒ_ab（τ）、自己相関値Ｒ_aa（τ）は、それぞれ、
次式のようになる。

【００３４】

【数１】

【００３５】ここで、（２）式、（３）式におけるａ
（ｔ）は、たとえば、１（０≦ｔ≦１／１６Ｔ），１
（１／１６Ｔ≦ｔ≦２／１６Ｔ），１（２／１６Ｔ≦ｔ
≦３／１６Ｔ），１（３／１６Ｔ≦ｔ≦４／１６Ｔ），
−１（４／１６Ｔ≦ｔ≦５／１６Ｔ），１（５／１６Ｔ
≦ｔ≦６／１６Ｔ），−１（６／１６Ｔ≦ｔ≦７／１６
Ｔ）、１（７／１６Ｔ≦ｔ≦８／１６Ｔ），１（８／１
６Ｔ≦ｔ≦９／１６Ｔ），−１（９／１６Ｔ≦ｔ≦１０
／１６Ｔ），−１（１０／１６Ｔ≦ｔ≦１１／１６
Ｔ），１（１１／１６Ｔ≦ｔ≦１２／１６Ｔ），−１
（１２／１６Ｔ≦ｔ≦１３／１６Ｔ），−１（１３／１
６Ｔ≦ｔ≦１４／１６Ｔ）、−１（１４／１６Ｔ≦ｔ≦
１５／１６Ｔ），−１（１５／１６Ｔ≦ｔ≦Ｔ）、とな
る。

【００３６】ここで、ＣＤＭＡを良好に行なうために
は、相互相関値Ｒ_ab（τ）および自己相関値Ｒ_aa（τ）
を、拡散符号１周期（０≦ｔ≦Ｔ）にわたって低く保つ
必要がある。そこで、以下の要素をもとに、ＣＤＭＡを
良好に行なうことができる１６チップの拡散符号を選
ぶ。

【００３７】［１］ １６チップでｍ系列に近いものを
基準として１つ目の符号をつくる。すなわち、１５チッ
プのｍ系列の符号（１，１，１，１，−１，１，−１，
１，１，−１，−１，１，−１，−１，−１）に、１，
−１のバランスが等しくなるようにするため、「−１」
を加えた符号（１，１，１，１，−１，１，−１，１，
１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１）を基準
とする。

【００３８】［２］ １および−１のバランスの良いも
のを選ぶ。１および−１をそれぞれ８個ずつ選ぶのが最
もバランスが良いが、１あるいは−１が７〜９個になる
ように選んでもよい。

【００３９】［３］ 自己相関の良いものを選ぶ。すな
わち、自己相関値を偶相関、奇相関ともに６以下にす
る。

【００４０】［４］ ［２］，［３］で選ばれた符号同
士、または［１］の符号との相互相関の良いものを選
ぶ。すなわち、相互相関値を偶相関、奇相関ともに６以
下にする。

【００４１】以上の４つの要素をもとに、本発明の第１
の実施例によるスペクトル拡散通信システムに使用する
４組の拡散符号を２グループ選んだ。

【００４２】図４は、本発明の第１の実施例によるスペ
クトル拡散通信システムに用いる句加算符号を示す図で
ある。

【００４３】図４（Ａ）は、第１グループの４組の拡散
符号を示す。図４（Ａ）において、第１グループの拡散
符号（ａ）は、１，１，１，１，−１，１，−１，１，
１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１である。
この第１グループの拡散符号（ａ）は、［１］で説明し
た基準となる、１６チップのｍ系列に近い符号である。

【００４４】図４（Ａ）において、第１グループの拡散
符号（ｂ）は、１，−１，−１，１，−１，１，−１，
１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，１である。
図４（Ａ）において、第１グループの拡散符号（ｃ）
は、１，１，−１，１，−１，−１，−１，１，１，
１，−１，１，１，−１，１，−１，である。図４
（Ａ）において、第１グループの拡散符号（ｄ）は、
１，１，１，−１，１，−１，−１，１，１，−１，−
１，−１，１，１，１，−１である。

【００４５】図４（Ｂ）は、第２グループの４組の拡散
符号を示す。図４（Ｂ）において、第２グループの拡散
符号（ａ）は、１，１，１，１，−１，１，−１，１，
１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１である。
第２グループの拡散符号（ａ）は、［１］で説明した基
準となる、１６チップのｍ系列に近い符号である。図４
（Ｂ）において、第２グループの拡散符号（ｂ）は、
１，−１，−１，１，−１，１，−１，１，１，１，−
１，−１，１，−１，−１，１である。図４（Ｂ）にお
いて、第２グループの拡散符号（ｃ）は、１，１，−
１，１，−１，−１，１，１，−１，−１，−１，１，
−１，−１，１，−１である。図４（Ｂ）において、第
２のグループの拡散符号（ｄ）は、１，１，１，−１，
−１，−１，−１，１，１，−１，１，１，１，−１，
１，−１である。

【００４６】図５は、本発明の第１の実施例によるスペ
クトル拡散通信システムに用いる、図４（Ａ）の第１グ
ループの拡散符号の自己相関を示す図である。縦軸は自
己相関値を、横軸は拡散符号間位相差τを示す。

【００４７】図５（ａ）は、図４（Ａ）（ａ）に示す拡
散符号の自己相関値Ｒ_aa（τ）を、図５（ｂ）は図４
（Ａ）（ｂ）に示す拡散符号の自己相関値Ｒ_bb（τ）
を、図５（ｃ）は図４（Ａ）（ｃ）に示す拡散符号の自
己相関値Ｒ_cc（τ）を、図５（ｄ）は図４（Ａ）（ｄ）
に示す拡散符号の自己相関値Ｒ_dd（τ）を示している。

【００４８】なお、Ｒ_aa（τ）、Ｒ_bb（τ）、Ｒ
_cc（τ）およびＲ_dd（τ）における添字は、それぞれ、
図４（Ａ）の拡散符号（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）の自己相関であることを意味する。たとえば、自
己相関値Ｒ_aa（τ）の添字aaは式（３）において、ａ
（ｔ）およびａ（ｔ−τ）として図４（Ａ）（ａ）に示
す拡散符号を用いたことを表わす。

【００４９】ここで、矢印ｅで示す線は偶相関を、矢印
ｏで示す線は奇相関を示す。ここで、Ｔは拡散符号周期
を示す。図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、図４（Ａ）
（ａ）〜（ｄ）に示す拡散符号の自己相関値は、２つの
拡散符号が一致する場合のみ、すなちわ、式（３）にお
ける拡散符号間位相差τが０の場合のみ、１６あるいは
−１６というピークを示す。それ以外のとき、すなわ
ち、式（３）における拡散符号間位相差τが０以外のと
きには、図４（Ａ）（ａ）〜（ｄ）に示す拡散符号の自
己相関値は６以下となっている。

【００５０】一般的には、自己相関値は０が最も良いの
であるが、現実的には不可能である。そこで、図４の拡
散符号を求める過程において、自己相関値の制限を２→
４→６と緩めていく。しかし、自己相関値が２および４
では、１６チップの４組の拡散符号は存在しないため、
自己相関値が６以下になるようにした。

【００５１】なお、図示しないが、図４（Ｂ）に示す拡
散符号の自己相関値も、図５に示した図４（Ａ）の自己
相関値と同様に、拡散符号間位相差τが０以外のときに
は６以下となっている。

【００５２】図６は、本発明の第１の実施例によるスペ
クトル拡散通信システムに用いる、図４（Ａ）の第１グ
ループの拡散符号の相互相関および自己相関を示す図で
ある。縦軸は相互相関値を、横軸は拡散符号間位相差τ
を示している。なお、一定の場合、縦軸は自己相関値を
表わす。

【００５３】図６（ａ）は、図４（Ａ）（ａ）の拡散符
号の自己相関値Ｒ_aa（τ）および図４（Ａ）（ａ）に示
す拡散符号と図４（Ａ）（ｂ）〜（ｄ）に示す拡散符号
との相互相関Ｒ_ab（τ）、Ｒ_ac（τ）、Ｒ_ad（τ）を示
している。

【００５４】図６（ｂ）は、図４（Ａ）（ｂ）に示す拡
散符号の自己相関値Ｒ_bb（τ）および図４（Ａ）（ｂ）
に示す拡散符号と図４（Ａ）（ａ）（ｃ）（ｄ）との相
互相関値Ｒ_ab（τ）、Ｒ_bc（τ）、Ｒ_bd（τ）を示して
いる。

【００５５】図６（ｃ）は、図４（Ａ）（ｃ）の示す拡
散符号の自己相関値Ｒ_cc（τ）および図４（Ａ）（ｃ）
に示す拡散符号と図４（Ａ）（ａ）（ｂ）（ｄ）に示す
拡散符号との相互相関Ｒ_ac（τ）、Ｒ_bc（τ）、Ｒ
_cd（τ）を示している。

【００５６】図６（ｄ）は、図４（Ａ）（ｄ）に示す拡
散符号の自己相関値Ｒ_dd（τ）および図４（Ａ）（ｄ）
に示す拡散符号と図４（Ａ）（ａ）〜（ｃ）に示す拡散
符号との相互相関値Ｒ_ad（τ）、Ｒ_bd（τ）、Ｒ
_cd（τ）を示している。

【００５７】ここで、たとえば、相互相関値Ｒ_ac（τ）
における添字acは、式（２）のａ（ｔ）に図４（Ａ）
（ａ）の拡散符号、ｂ（ｔ−τ）に図４（Ａ）（ｂ）に
示す拡散符号を用いることを表わしている。なお、図６
において、Ｔは、拡散符号周期を表わしている。

【００５８】図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、相互相
関値は、６以下に収まっている。図６（ａ）〜（ｄ）に
おいて、１６あるいは−１６というピークが出ているが
これは、拡散符号間位相差τが０の場合で、それぞれ、
図４（Ａ）（ａ）〜（ｄ）に示す拡散符号の自己相関値
Ｒ_aa（τ）、Ｒ_bb（τ）、Ｒ_cc（τ）、Ｒ_dd（τ）であ
る。この場合には、縦軸は自己相関値となっている。ま
た、図４（Ｂ）（ａ）〜（ｄ）に示す拡散符号の相互相
関も図６に示した図４（Ａ）（ａ）〜（ｄ）に示す拡散
符号の相互相関値と同様に６以下になる。

【００５９】以上、図５および図６に示したように、図
４に示す本発明の第１の実施例によるスペクトル拡散通
信システムに用いる拡散符号の自己相関値および相互相
関値は６以下になっており、スペクトル拡散通信システ
ムにおける拡散符号としては良好な特性である。

【００６０】図７は、本発明の第１の実施例によるスペ
クトル拡散通信システムの送信器を示す概略ブロック図
である。

【００６１】図７において第１の実施例によるスペクト
ル拡散通信システムの送信器は、１次変調部３、２次変
調部５、周波数変換部７、タイミングジェネレータ９、
拡散符号発生器１１および送信アンテナ１３からなる。

【００６２】送信すべきデータ、すなわち、入力データ
ＤＩは、１次変調部３に入力される。そして、１次変調
部３は、入力データＤＩを１次変調する。２次変調部５
は、１次変調部３で１次変調された入力データＤＩを２
次変調する。

【００６３】すなわち、２次変調部５は、１次変調され
た入力データＤＩを拡散符号発生器１１から発生された
拡散符号によりスペクトル拡散する。２次変調部５によ
って拡散された入力データＤＩは、周波数変換部７によ
りＲＦ帯域の信号に変化され、送信アンテナ１３により
送信される。なお、拡散符号発生器１１から発生される
拡散符号は、タイミングジェネレータ９の働きにより、
入力データＤＩのタイミングと同期している。

【００６４】タイミングジェネレータ９は、送信器にお
ける信号のタイミングをコントロールしている。タイミ
ングジェネレータ９は、データクロックＤＣ１および拡
散符号のクロックＣＣ１を作り出し、入力データＤＩを
データクロックＤＣ１でラッチして、拡散符号とのタイ
ミングを合せている。

【００６５】拡散符号と入力データＤＩは同期している
必要があるので、データクロックＤＣ１と符号のクロッ
クＣＣ１は同期している。ここで、拡散符号発生器１１
には、図４（Ａ）の第１グループまたは図４（Ｂ）の第
２グループのそれぞれの４組の拡散符号あるいはそれ以
下の拡散符号が備えられており、拡散符号セレクト信号
ＣＳ１によって、そのうちの１組が選ばれ、２次変調部
５に入力される。

【００６６】このように本発明の第１の実施例における
スペクトル拡散通信システムおいては、たとえば、１ビ
ットの入力データＤＩを図４に示す１６チップの拡散符
号で拡散することで１６倍の帯域に広げて送信すること
になる。このため、たとえば１Ｍ（bps ）の入力データ
ＤＩを１次変調部３でＢＰＳＫを用いると３２ＭＨｚの
メインローブ帯域となる。

【００６７】一般に、このようなメインローブ帯域を６
０〜７０％に狭めて送信するので、日本国で認められて
いる送信帯域２７ＭＨｚで送信することが可能となる。
また、１次変調部３でＱＰＳＫを用いれば、２Ｍ（bps
）のデータを送信することが可能となる。

【００６８】なお、２次変調部５におけるスペクトル拡
散についての詳細は、たとえば、横山光雄 著「スペク
トル拡散通信システム」（科学技術出版社）に説明され
ている。

【００６９】図８は、図７の送信器に入力される入力デ
ータＤＩのビットと拡散符号のチップとの関係を示す図
である。

【００７０】図８（Ａ）はＢＰＳＫを用いる場合のビッ
トとチップとの関係を示す図である。図８（Ｂ）は、Ｑ
ＰＳＫを用いたときのビットとチップとの関係を示す図
である。なお、図８において、ｂは、データ１ビット
を、ｃは拡散符号１６チップ（拡散符号の１周期）を示
している。

【００７１】図８（Ａ）においては、データ１ビットが
１６チップの拡散号で拡散される。図８（Ｂ）におい
て、データ２ビットが１６チップの拡散符号で拡散され
る。

【００７２】図９は、１つの周波数を２つの通信経路で
共有しているときの、図７の送信器に入力される入力デ
ータＤＩのフォーマットの一例を示す図である。

【００７３】図９は、パケット通信を行なう場合を示し
ており、図９のＰはパケット長を表わす。このとき、パ
ケット長Ｐは固定、可変のどちらでもよい。たとえば、
１パケットは、１０２４ビットや２０４８ビットなどで
構成されている。

【００７４】ここで、基地局から端末局への通信経路
（以下、「ダウンリンク（down link）」という）をＤ
で表わし、端末局から基地局への通信経路（以下、「ア
ップリンク（up link ）」という）をＵで表わしてい
る。図４（Ａ）の第１グループまたは図４（Ｂ）の第２
グループのそれぞれの４組の拡散符号のうちの２組を
ａ、ｂで表わしている。

【００７５】図９（Ａ）において、Ｄａは、ダウンリン
クにおいては、ａの拡散符号を使用することを意味し、
Ｕａは、アップリンクにおいて拡散符号ａを使用するこ
とを意味している。すなわち、図９（Ａ）では、アップ
リンク、ダウンリンクともに同じ拡散符号ａを用いてい
る。

【００７６】図９（Ｂ）において、Ｄａは、ダウンリン
クではａの拡散符号を使用することを意味し、Ｕｂは、
アップリンクではｂの拡散符号を使用することを意味し
ている。すなわち、図９（Ｂ）においては、ダウンリン
クとアップリンクとでは拡散符号が異なっている。

【００７７】なお、図９は、ＴＤＤ（時分割：Time Div
ision Duplex）の場合を示しており、同一周波数で送信
および受信するため、基地局および端末局がお互い交互
に送信している。

【００７８】図１０は、２つの周波数を２つの通信経路
で使用しているときの、図７の送信器に入力される入力
データＤＩのフォーマットの一例を示す図である。

【００７９】図１０においては、２つの周波数を用いて
いるため、アップリンク用の周波数とダウンリンク用の
周波数とに分けている。たとえば、図１０の上がアップ
リンク用で、図１０の下がダウンリンク用である。図中
のａは、図４（Ａ）の第１グループまたは図４（Ｂ）の
第２グループのそれぞれの４組の拡散符号のいずれかを
アップリンク用およびダウンリンク用の拡散符号として
用いていることを示している。なお、この拡散符号は、
アップリンク用とダウンリンク用とで同じものを用いる
のが一般的であるが、アップリンク用とダウンリンク用
の拡散符号を異ならせることもできる。図１０において
は、２つの周波数を用いているため、パケット通信でも
連続通信でも可能である。

【００８０】図１１は、本発明の第１の実施例によるス
ペクトル拡散通信システムの受信器を示す概略ブロック
図である。

【００８１】図１１において本発明の第１の実施例によ
るスペクトル拡散通信システムの受信器は、受信アンテ
ナ１５、周波数変換部１７、２次復調部１９、１次復調
部２１、拡散符号発生部２３およびタイミングジェネレ
ータ２５からなる。

【００８２】図１１において、図７からの送信信号を受
信アンテナ１５で受信する。そして、受信された信号は
周波数変換部１７でダウンコンバートされ、２次復調部
１９に入力される。２次復調部１９は、周波数変換部１
７からの信号を、拡散符号発生部２３からの拡散符号に
より逆拡散する。なお、２次復調部１９の詳細は、たと
えば、横山光雄 著「スペクトル拡散通信システム」
（科学技術出版社）に説明されている。拡散符号発生部
２３には、図４（Ａ）の第１グループまたは図４（Ｂ）
の第２グループのそれぞれの４組の拡散符号あるいはそ
れ以下の拡散符号が備えられており、符号セレクト信号
ＣＳ２によって、１組の符号が選ばれ、２次復調部１９
に入力される。ここで、選択される拡散符号は、図７の
送信器の拡散符号と一致する必要がある。

【００８３】１次復調部２１は、２次復調部１９で逆拡
散された信号を復調し、データＤＯを出力する。タイミ
ングジェネレータ２５は、データクロックＤＣ２や拡散
符号のクロックＣＣ２をコントロールしているが、その
ためには、２次復調部１９における逆拡散のためのタイ
ミング、１次復調部２１におけるデータ復調のタイミン
グを合せる必要がある。

【００８４】そこで、タイミングジェネレータ２５は、
２次復調部１９および１次復調部２１からの信号により
コントロールされる。すなわち、２次復調部１９および
１次復調部２１はともに、フィードバック系を構成する
ために、２次復調部１９、１次復調部２１、タイミング
ジェネレータ２５および拡散符号発生部２３はループに
なっている。

【００８５】なお、一般に、１対１の通信では、ずっと
同じ拡散符号を用いて拡散しており、通信の途中でデー
タごとに切換えることはない。たとえば、トランシーバ
で第１〜４チャンネルあって、送信・受信間で予め、第
１チャンネルを使うことを決めて使うのと同様である。
スペクトル拡散通信の場合、送信者の拡散符号がわから
ない限り、受信できないので、受信するという動作に
は、予め送信者の拡散符号がわかっているという前提か
らスタートする。

【００８６】以上のように、本発明の第１の実施例によ
るスペクトル拡散通信システムにおいては、図５および
図６に示したように自己相関、相互相関が最適な、図４
に示した１６チップという短い拡散符号を使用してい
る。このため、本発明の第１の実施例によるスペクトル
拡散通信システムおいては、回路実現が容易となり、高
速（１Ｍ〜２Ｍｂｐｓ）のデータ伝送を可能にすること
ができる。さらに、同様の理由により、本発明の第１の
実施例によるスペクトル拡散通信システムおいては、２
６ＭＨｚの帯域で伝送でき、日本国内においても無線帯
域を確保することができる。

【００８７】さらに、本発明の第１の実施例によるスペ
クトル拡散通信システムにおいては、図５および図６に
示したように自己相関、相互相関が最適な、図４に示し
た第１グループあるいは第２グループの４組の拡散符号
を使用している。このため、本発明の第１の実施例によ
るスペクトル拡散通信システムにおいては、後から回線
を増やしたい要求があった場合、別の拡散符号を用いる
ことで、回線を最大４つまで増やすとが可能となる。さ
らに、同様の理由により、本発明の第１の実施例による
スペクトル拡散通信システムにおいては、最大４つのチ
ャンネルを多重できる多重通信を行なうことが可能とな
る。

【００８８】なお、本実施例における変調方式として、
ＢＰＳＫおよびＱＰＳＫ以外の変調方式を用いることも
できる。すなわち、第１の実施例によるスペクトル拡散
通信システムにおいては、変調方式の種類は問わない。

【００８９】また、１６チップの拡散符号で拡散し、多
重を必要とするあらるシステムにおいて、本実施例で用
いた図４の拡散符号の特性は生かされる。

【００９０】（第２の実施例）図１２は、本発明の第２
の実施例によるスペクトル拡散通信システムを示す概略
ブロック図である。

【００９１】図１２においてスペクトル拡散通信システ
ムは、基地局２７、第１端末局２９、第２端末局３１お
よび第３端末局３３からなる。

【００９２】図１２において、基地局２７は、図４
（Ａ）の第１グループまたは図４（Ｂ）の第２グループ
のそれぞれの４組の拡散符号のうちの３組を、第１端末
局２９、第２端末局３１および第３端末局３３のそれぞ
れに割当てて通信している。このため、基地局２７は、
第１端末局２９、第２端末局３１および第３端末局３３
と同時に多重通信すなわち、ＣＤＭＡ通信を行なうこと
ができる。

【００９３】なお、図１２においては、基地局２７と端
末局とのチャンネル数は３つとしたが、図４（Ａ）第１
グループまたは図４（Ｂ）の第２グループのそれぞれの
４組の拡散符号を用いれば、２組以上４組以下であれば
チャンネル数はいくつでもよい。また、図１２において
は、基地局２７と３つの端末局を示したが、同じエリア
内に、別々の独立した通信機同士が、図４（Ａ）の第１
グループまたは図４（Ｂ）の第２グループのそれぞれの
４組の拡散符号を用いれば、２以上４以下のチャンネル
が多重するシステムを構築することもできる。

【００９４】以上のように、本発明の第２の実施例によ
るスペクトル拡散通信システムにおいては、図５および
図６で示したように自己相関、相互相関が最適な、図４
に示した１６チップという４組の拡散符号を用いてい
る。このため、本発明の第２の実施例によるスペクトル
拡散通信システムおいては、最大４つのチャンネルを多
重できる多重通信が可能となる。さらに、同様の理由に
より、後から、チャンネルを増やしたい要求があった場
合、図４（Ａ）の第１グループまたは図４（Ｂ）の第２
グループのそれぞれの４組のうち、使用されている拡散
符号と別の拡散符号を用いることで、最大４つまでチャ
ンネル数を増やすことが可能となる。

【００９５】また、本発明の第２の実施例によるスペク
トル拡散通信システムにおいては、図５および図６に示
したように自己相関、相互相関が最適な、図４に示した
１６チップという短い拡散符号を使用している。このた
め、第２の実施例のスペクトル拡散通信システムおいて
は、回路実現が容易となり、高速のデータ伝送を可能に
することができる。さらに、同様の理由により、第２の
実施例によるスペクトル拡散通信システムにおいては、
日本国内においても、無線帯域を確保できる。

【００９６】なお、図４（Ａ）の第１グループの拡散符
号と図４（Ｂ）の第２グループの拡散符号とは同時に使
用することはできない。

【００９７】たとえば、ある空間（電波の届くエリア）
で、第１グループの４組の拡散符号は、互いに相関がよ
く、使用できる。しかし、第１グループの拡散符号を用
いた通信エリアの中に、第２グループの拡散符号が入っ
てくると相関が悪くなり、混信してしまう。したがっ
て、通信エリア内の人が、第１グループの拡散符号を使
うか、第２グループの拡散符号を使うかを予め決めて、
システムを構築することになる。このため、たとえば、
データにグループ区別信号をのせて、その時々で切換え
て使うようなことはできない。

【００９８】また、本実施例における変調方式として、
ＢＰＳＫおよびＱＰＳＫ以外の変調方式を用いることも
できる。すなわち、第２の実施例によるスペクトル拡散
通信システムにおいては、変調方式の種類は問わない。

【００９９】さらに、１６チップの拡散符号で拡散し、
多重を必要とするあらゆるシステムにおいて、本実施例
で用いた図４の拡散符号の特性は生かされる。

【０１００】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１の拡散
符号算出方法においては、自己相関値および相互相関値
が所定の値より小さくなるような複数の組の拡散符号を
求めているため、これら複数の組の拡散符号をスペクト
ル拡散通信システムに用いた場合には、スペクトル拡散
通信システムに複数のチャンネルを設けることができ、
多重通信も可能なとる。

【０１０１】本発明の請求項２のスペクトル拡散通信シ
ステムにおいては、自己相関、相互相関が最適な、１６
チップという短い拡散符号を使用している。このため、
本発明の請求項２のスペクトル拡散通信システムおいて
は、回路実現が容易となり、高速のデータ転送を可能と
することができる。さらに、同様の理由により、請求項
２のスペクトル拡散通信システムにおいては、日本国内
においても無線帯域を確保することができる。さらに、
本発明の請求項２のスペクトル拡散通信システムにおい
ては、自己相関、相互相関が最適な４組の拡散符号を使
用している。このため、請求項２のスペクトル拡散通信
システムにおいては、チャンネル数を最大４つまで増や
すことができる。さらに、同様の理由により、請求項２
のスペクトル拡散通信システムにおいては、最大４つの
チャンネルを多重できる多重通信を行なうことができ
る。

【０１０２】本発明の請求項３のスペクトル拡散通信シ
ステムにおいては、自己相関、相互相関が最適な、４組
の、１６チップという短い拡散符号を使用しているた
め、請求項２のスペクトル拡散通信システムと同様の効
果を奏する。

【０１０３】本発明の請求項４のスペクトル拡散通信シ
ステムおいては、自己相関、相互相関が最適な、４組の
拡散符号を用いることができるため、最大４つのチャン
ネルを多重できる多重通信が可能となる。

【０１０４】さらに、本発明の請求項４のスペクトル拡
散通信システムにおいては、自己相関、相互相関が最適
な、４組の拡散符号を用いることができるため、チャン
ネル数を最大４つまで増やすことができる。

【０１０５】さらに、本発明の請求項４のスペクトル拡
散通信システムにおいては、自己相関、相互相関が最適
な、１６チップという短い拡散符号を使用している。こ
のため、本発明の請求項４のスペクトル拡散通信システ
ムにおいては、回路実現が容易になり、高速のデータ転
送を可能とすることができる。さらに、同様の理由によ
り、請求項４のスペクトル拡散通信システムおいては、
日本国内においても、無線帯域を確保することができ
る。

【０１０６】本発明の請求項５のスペクトル拡散通信シ
ステムおいては、自己相関、相互相関が最適な、４組
の、１６チップという短い拡散符号を用いて、多重通信
を行なうため、請求項４のスペクトル拡散通信システム
と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なスペクトル拡散通信システムの送信側
において、入力データＳ（ｔ）が拡散符号Ｐ（ｔ）によ
り拡散される様子を模式的に示す図である。

【図２】入力データＳ（ｔ）、拡散符号Ｐ（ｔ）および
出力信号Ｓ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）の波形の一例を示す図であ
る。

【図３】図１に示すようなスペクトル拡散により入力デ
ータの信号帯域が広がる様子を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施例によるスペクトル拡散通
信システムに用いる拡散符号を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施例によるスペクトル拡散通
信システムに用いる、図４（Ａ）の第１グループの４組
の拡散符号の自己相関を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施例によるスペクトル拡散通
信システムに用いる、図４（Ａ）の第１グループの４組
の拡散符号の相互相関を示す図である。

【図７】本発明の第１の実施例によるスペクトル拡散通
信システムの送信器を示す概略ブロック図である。

【図８】図７のスペクトル拡散通信システムの送信器に
入力される入力データＤＩのビットと拡散符号のチップ
との関係を示す図である。

【図９】１つの周波数を２つの通信経路で共有している
ときの、図７のスペクトル拡散通信システムの送信器に
入力される入力データＤＩのフォーマットの一例を示す
図である。

【図１０】２つの周波数を２つの通信経路で使用してい
るときの、図７のスペクトル拡散通信システムの送信器
に入力される入力データＤＩのフォーマットの一例を示
す図である。

【図１１】本発明の第１の実施例によるスペクトル拡散
通信システムの受信器を示す概略ブロック図である。

【図１２】本発明の第２の実施例によるスペクトル拡散
通信システムを示す概略ブロック図である。

【符号の説明】

１ 乗算器 ３ １次変調部 ５ ２次変調部 ７，１７ 周波数変換部 ９，２５ タイミングジェネレータ １１ 拡散符号発生器 １３ 送信アンテナ １５ 受信アンテナ １９ ２次復調部 ２１ １次復調部 ２３ 拡散符号発生部 ２７ 基地局 ２９ 第１端末局 ３１ 第２端末局 ３３ 第３端末局

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の組の拡散符号を算出する拡散符号
   算出方法であって、 １５個の１および−１からなる最大周期系列の符号
   （１，１，１，１，−１，１，−１，１，１，−１，−
   １，１，−１，−１，−１）の最後に−１を加えて、基
   準となる符号を求め、前記複数の組の拡散符号のうちの
   １つとするステップと、 １および−１の数が同じまたは同様になるような１６個
   の１および−１からなる符号を複数求めるステップと、 前記複数の符号の各々の自己相関値を求めるステップ
   と、 前記複数の符号および前記基準となる符号について、相
   互相関値を求めるステップと、 前記複数の符号の中から、前記自己相関値および前記相
   互相関値が、所定の値より小さい符号を求め、それらを
   前記複数の組の拡散符号とするステップとを含む、拡散
   符号算出方法。
2. 【請求項２】 データを拡散符号により拡散して送信す
   る送信手段と、 前記拡散されたデータを前記拡散符号により逆拡散する
   受信手段とを備え、 前記送信手段と受信手段の各々は、前記拡散符号とし
   て、 第１の拡散符号（１，１，１，１，−１，１，−１，
   １，１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１）、 第２の拡散符号（１，−１，−１，１，−１，１，−
   １，１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，１）、 第３の拡散符号（１，１，−１，１，−１，−１，−
   １，１，１，１，−１，１，１，−１，１，−１，）お
   よび、 第４の拡散符号（１，１，１，−１，１，−１，−１，
   １，１，−１，−１，−１，１，１，１，−１）のう
   ち、 少なくとも１つの拡散符号を発生する拡散符号発生手段
   を含む、スペクトル拡散通信システム。
3. 【請求項３】 データを拡散符号により拡散して送信す
   る送信手段と、 前記拡散されたデータを前記拡散符号により逆拡散する
   受信手段とを備え、 前記送信手段と受信手段の各々は、前記拡散符号とし
   て、 第１の拡散符号（１，１，１，１，−１，１，−１，
   １，１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１）、 第２の拡散符号（１，−１，−１，１，−１，１，−
   １，１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，１）、 第３の拡散符号（１，１，−１，１，−１，−１，１，
   １，−１，−１，−１，１，−１，−１，１，−１）お
   よび、 第４の拡散符号（１，１，１，−１，−１，−１，−
   １，１，１，−１，１，１，１，−１，１，−１）のう
   ち、 少なくとも１つの拡散符号を発生する拡散符号発生手段
   を含む、スペクトル拡散通信システム。
4. 【請求項４】 ２ないし４つの通信チャンネルを有し、
   データを拡散符号により拡散して送信し、前記拡散され
   たデータを前記拡散符号により逆拡散して復調する、ス
   ペクトル拡散通信システムにおいて、 前記拡散符号として、 第１の拡散符号（１，１，１，１，−１，１，−１，
   １，１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１）、 第２の拡散符号（１，−１，−１，１，−１，１，−
   １，１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，１）、 第３の拡散符号（１，１，−１，１，−１，−１，−
   １，１，１，１，−１，１，１，−１，１，−１）およ
   び、 第４の拡散符号（１，１，１，−１，１，−１，−１，
   １，１，−１，−１，−１，１，１，１，−１）のう
   ち、 前記通信チャンネルの数に応じた数の拡散符号を用い、
   多重通信することを特徴とするスペクトル拡散通信シス
   テム。
5. 【請求項５】 ２ないし４つの通信チャンネルを有し、
   データを拡散符号により拡散して送信し、前記拡散され
   たデータを前記拡散符号により逆拡散して復調する、ス
   ペクトル拡散通信システムにおいて、 前記拡散符号として、 第１の拡散符号（１，１，１，１，−１，１，−１，
   １，１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１）、 第２の拡散符号（１，−１，−１，１，−１，１，−
   １，１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，１）、 第３の拡散符号（１，１，−１，１，−１，−１，１，
   １，−１，−１，−１，１，−１，−１，１，−１）お
   よび、 第４の拡散符号（１，１，１，−１，−１，−１，−
   １，１，１，−１，１，１，１，−１，１，−１）のう
   ち、 前記通信チャンネルの数に応じた数の拡散符号を用い、
   多重通信することを特徴とするスペクトル拡散通信シス
   テム。