JPH08335892A - スペクトラム拡散通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路規模の小型化を図りつつ、実質的なデー
タ伝送速度を高められ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。 【構成】 受信信号と参照用符号との相関をとる相関部
１１と、上記相関部１１の出力からピークタイミングを
検出するピーク検出部１２と、上記受信信号のクロック
と略等しい周波数で、位相の異なる複数個の位相シフト
信号を出力する発振部１３と、上記ピーク検出部１２か
ら出力されるピーク信号と上記発振部１３から出力され
る位相シフト信号のタイミングを比較するタイミング比
較部１５と、上記タイミング比較部１５の出力に応じて
上記発振部１３の複数個の位相シフト信号から１つを選
択する選択部１６とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接スペクトラム拡散
通信装置を使用した通信システムに関するものであり、
特に、受信機におけるクロック同期回路の高速化、小型
化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスペクトラム拡散通信方式におい
て、送信側では、通常伝送するディジタル信号から、擬
似雑音符号（ＰＮ符号）等の拡散符号系列を用いて、原
データに比べてきわめて広い帯域幅をもつ信号を生成
し、ＲＦ（無線周波数）信号に変換して伝送する。一
方、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もつ狭帯域信号
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。

【０００３】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。

【０００４】このような同期回路として、例えば特願平
６−１５３３１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、電圧制御発振器を用いて位相制御することにより、
同期をとる方式が開示されている。

【０００５】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とを同一回路にて
実現でき、回路規模を小さくできるという特徴がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、電圧制御発振器出力はデータ再生時の再生ク
ロックとなるため、クロック周波数に対してジッタの十
分に少ないものを選定する必要がある。その場合、ルー
プゲインが制限され、位相ロックループ（ＰＬＬ）の引
き込み速度は制限を受ける。そのため、同期捕捉に要す
る時間が増し、その後に続くデータ伝送に割り当てる時
間が相対的に減る。したがって、実質的なデータ伝送速
度が低下してしまうという欠点があった。

【０００７】さらに、アナログ回路による部分が多く、
電圧制御発振器などの比較的大きな素子を用いるなど、
回路規模の小型化を妨げる要因をもっている。

【０００８】本発明は、回路規模の小型化を図りつつ、
実質的なデータ伝送速度を高められ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、受信信号と参
照用符号との相関をとる相関手段と、上記相関手段の出
力からピークタイミングを検出するピーク検出手段と、
上記受信信号のクロックと略等しい周波数で、位相の異
なる複数個の位相シフト信号を出力する発振手段と、上
記ピーク検出手段から出力されるピーク信号と上記発振
手段から出力される位相シフト信号のタイミングを比較
するタイミング比較手段と、上記タイミング比較手段の
出力に応じて上記発振手段の複数個の位相シフト信号か
ら１つを選択する選択手段を有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】以上の構成により、電圧制御発振器や大部分の
アナログ回路が不要となり、回路を容易に小型化でき
る。また、受信信号のクロック速度に略等しい高安定な
複数個の位相シフト信号から受信信号に最もピーク信号
にタイミングの近いものを選択するだけで同期をとるた
め、受信信号から相関ピークを検出後、ＰＬＬの応答速
度などに影響されずに瞬時に位相同期がとれるので、非
常に高速に同期がとれ、実質的なデータ伝送速度を高め
られる。

【００１１】

【実施例】図２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受信装置の基本構成を示すブロ
ック図である。

【００１２】図２において、受信信号は高周波部２１に
より増幅、フィルタリングなどの処理を施され、入力周
波数のまま、または中間周波数あるいはベースバンド周
波数に変換されて出力される。高周波部２１からの出力
は、同期部２２に入力され、クロック再生および拡散符
号の符号同期が施され、復調部２３に入力され、データ
復調が行われる。

【００１３】図１は、上記図２に示す受信装置における
同期回路の構成を示すブロック図である。

【００１４】相関手段１１は、受信信号と参照符号との
相関をとるものである。この相関手段１１おいては、相
関手段内部に参照符号が書き込まれているもの（例え
ば、弾性表面波タップ付き遅延線）や、外部から入力す
るもの（例えば、弾性表面波コンボルバ、デジタルマッ
チドフィルタ）がある。

【００１５】ピーク検出手段１２は、相関手段１１の出
力信号から所定のレベルより大きなピーク信号を検出し
てピークタイミング信号を出力するものであり、発振器
１３は、安定な周波数を出力する水晶発振器や温度補償
型水晶発振器などであり、この周波数は、送信側の拡張
変調に使用されたクロック周波数と略等しい周波数とす
る。

【００１６】位相シフト手段１４は、発振器１３の安定
な周波数のままに位相を略等間隔にシフトさせた複数
（ｎ個）の位相シフト信号を出力するものであり、タイ
ミング比較器１５は、ピーク検出手段１２からのピーク
タイミング信号と位相シフト手段１４からの複数の出力
信号とを比較し、ピークタイミング信号にタイミングの
最も近い位相シフト信号を探し出すものである。

【００１７】このタイミング比較器１５は、例えば図４
に示すように構成される。ここではｎ＝４として説明す
る。

【００１８】上記位相シフト手段１４から略等間隔に位
相シフトされた信号を位相の遅れ方向順にφ１、φ２、
φ３、φ４とする。φ１、φ２、φ３、φ４をそれぞれ
ラッチ回路３１でピーク検出手段１２からの出力である
ピーク信号のタイミングでホールドする。

【００１９】このホールドされた信号を受け、ゲート３
２で、それぞれ位相順の隣同士の信号を比較することに
より、φ１、φ２、φ３、φ４のうち、ピークタイミン
グ信号にタイミングの最も近いものに対応する信号を出
力する。さらに、デコーダ３３により、選択回路１６に
合わせた選択信号に変換して出力する。

【００２０】選択回路１６は、タイミング比較器１５の
信号に応じて位相シフト手段１４からの複数（ｎ個）の
位相シフト信号から再生クロックとして１つを選択し出
力する。ここで、ｎ個の位相シフト信号より３６０／ｎ
［ｄｅｇ］の位相間隔で再生クロックを選択することが
可能となる。ｎの値としては、大きいほど選択位相の精
度が上がり、ｎは３以上であることが望ましい。

【００２１】図５は、各ブロックから出力される信号の
概略を示す説明図である。以下、本図を用いて本実施例
の動作を説明する。

【００２２】本実施例において、高周波部２１にて適当
な信号処理を施された受信信号は、相関手段１１にて参
照符号との相関演算が行われ、参照符号と受信信号が一
致する時、相対的に大きなピーク出力が得られる。この
相関出力は、ピーク検出手段１２に入力され、可変また
は固定で設定された閾値を超えるピーク出力に対し、ピ
ーク位置を示すピークタイミング信号を生成して出力す
る。

【００２３】発振器１３からは送信側拡散符号のチップ
速度に略等しい周波数のクロックが出力され、位相比較
手段１４に入力される。位相比較手段１４では、発振器
１３の安定な周波数はそのままに、複数個の位相シフト
信号に変換して出力する。

【００２４】タイミング比較器１５には、この位相シフ
ト信号とピークタイミング信号が入力され、ピークタイ
ミング信号にタイミングの最も近い位相シフト信号を探
し出し、選択信号を選択回路１６に出力する。

【００２５】選択回路１６では、この選択信号により位
相シフト手段１４の複数個の位相シフト信号から１つを
選択し、再生クロックとして出力する。このタイミング
の最も近い位相シフト信号と位相シフト量との関係は、
回路遅延等を考慮して決定される。

【００２６】複数個の位相シフト信号再生クロックは、
符号同期信号とともに復調部２３に入力され、データ復
調が行われる。符号同期信号の生成に関しては、ピーク
タイミング信号から生成でき、例えば特開昭６０−２２
０６３５号に記載されているような方式で実現でき、こ
こでは詳細は省略する。

【００２７】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００２８】図３は、この第２実施例におけるスペクト
ラム拡散通信システムの受信装置の同期回路の構成を示
すブロック図である。

【００２９】この第２実施例は、相関手段１１として、
例えば弾性表面波コンボルバなど、参照信号を外部から
入力する素子／回路を用いた場合の例であり、図２にお
いて、選択回路１６から出力される再生クロックが参照
符号発生器１７に入力され、参照符号発生器１７から出
力される参照符号が相関手段１１に入力されている点が
上記第１実施例と異なる。なお、その他は、上記第１実
施例と共通であるものとし、図３において、図１の対応
する構成要素には、共通の符号を付して示している。

【００３０】このような第２実施例の構成においても、
上記第１実施例と同様の作用効果が得られる。また、参
照符号発生手段１７に入力されるクロックが、上記再生
クロックではなく、発振器１３から出力される信号であ
っても、同様の作用効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発振器から出力される送信側拡散符号のチップ速度と略
等しい周波数の複数個の位相シフト信号から１つを選択
することによりクロックを再生するので、従来の電圧制
御発振器を用いてＰＬＬを構成する方法に比べて、同期
引き込みに要する時間が短くなり、実質的に伝送速度を
向上することができ、さらに部品点数の低減やディジタ
ル化により、小型化が容易となると同時に低コスト化が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるスペクトラム拡散
通信受信装置の同期回路を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例におけるスペクトラム拡散通信
受信装置を示すブロック図である。

【図３】本発明の第２実施例におけるスペクトラム拡散
通信受信装置の同期回路を示すブロック図である。

【図４】上記第１実施例におけるタイミング比較器を示
すブロック図である。

【図５】上記第１実施例における信号タイミングを示す
説明図である。

【符号の説明】

１１…相関手段、 １２…ピーク検出手段、 １３…発振器、 １４…位相シフト手段、 １５…タイミング比較器、 １６…選択回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号と参照用符号との相関をとる相
   関手段と；上記相関手段の出力からピークタイミングを
   検出するピーク検出手段と；上記受信信号のクロックと
   略等しい周波数で、位相の異なる複数個の位相シフト信
   号を出力する発振手段と；上記ピーク検出手段から出力
   されるピーク信号と上記発振手段から出力される位相シ
   フト信号のタイミングを比較するタイミング比較手段
   と；上記発振手段の複数個の位相シフト信号から１つを
   選択する選択手段と；を有することを特徴とするスペク
   トラム拡散通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記タイミング比較手段は、上記ピーク検出手段からの
   出力されるピーク信号と、上記位相シフト信号を出力す
   る発振手段からの複数信号のそれぞれとを並列に比較す
   ることを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 上記相関手段は、弾性表面波タップ付き遅延線であるこ
   とを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、 上記相関手段は、弾性表面波コンボルバであることを特
   徴とするスペクトラム拡散通信装置。