JPH09223988A

JPH09223988A - スペクトラム拡散通信装置

Info

Publication number: JPH09223988A
Application number: JP8029168A
Authority: JP
Inventors: Rie Suzuki; 理恵鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】スペクトラム拡散通信においては、クロック
同期を捕捉するのに時間がかかった。【解決手段】クロック同期期間中は符号ＰＮ２１とＰ
Ｎ′２２を多重する。ＰＮ′２２はＰＮ２１の位相を符
号周期の半分、ずらした符号である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信における同期方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、情報をフレ−ム化してスペクトラ
ム拡散通信を行なう場合、送信信号は図9に示すように
同期用パイロット符号のみを送信するプリアンブル期間
71を含み、スペクトラム拡散通信システムの受信機にお
ける同期部は、このプリアンブル期間71で同期を高速に
取るように構成される。

【０００３】図10に、スペクトラム拡散通信のための受
信機の基本的な構成を示す。図中81は高周波部、82は情
報復調部、83は同期部である。

【０００４】受信機は、高周波部81で高周波処理したス
ペクトラム拡散信号を、同期部83から出力される逆拡散
用符号発生クロックおよび逆拡散用符号発生スタート信
号によって、復調部82で逆拡散を行ない、情報を取り出
す。

【０００５】同期部83は相関検出部84、クロック同期部
85、符号同期部86で構成される。符号同期を高速に取る
ための相関部（たとえばSAW（弾性表面波）マッチドフ
ィルタ、SAWコンボルバ、デジタルマッチドフィルタな
ど）を用いてデジタル処理により同期をとる構成であ
る。受信信号を相関検出部84に入力し、参照用符号との
相関演算を行ない、相関出力信号を発生する。参照用符
号には、受信信号に含まれる同期用パイロット符号と同
じ符号を用いる。85はクロック同期部であり、相関出力
信号のタイミングに応じて、たとえば基準クロックの位
相をシフトするなどして逆拡散用符号発生クロックの位
相を調節し、クロック同期を確立する。また86は符号同
期部であり、相関出力信号のタイミングに応じて、符号
発生器をリセットし、符号同期を確立する。

【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、相関出力１サンプルを得るためには少なくと
も１拡散符号周期の演算時間が必要であり、特に、微調
整のため複数の相関出力サンプルを必要とするクロック
同期の引き込みには更に時間がかかるという欠点があっ
た。

【０００７】その結果、図9のように情報をフレーム化
して送信する場合、符号同期のためのプリアンブル期間
71が情報伝送時間72に比べて十分短くできなくなり、実
質的な情報伝送効率が低下してしまうという問題が生じ
ていた。また、プリアンブル期間71を短くするために高
速で高精度な同期部を用いると、コストがかかり構成が
複雑になるなどの欠点があった。

【０００８】本発明の目的は、高速なクロック同期方式
を簡単な構成で実現し、情報をフレーム化して送信する
場合に適したスペクトラム拡散通信システムを提案する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】上記の課題を
解決するために、本発明におけるスペクトラム拡散通信
システムは、同期用パイロット符号に、所定の期間、同
期用パイロット用符号を符号周期の1/NずつシフトしてN
多重したものを用いることを特徴とする。

【００１０】上記方式によれば、所定の期間、相関出力
が1/Nの周期で得られるため、この期間内のクロック同
期の引き込みなどにかかる時間を従来の1/Nとすること
が可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態を説
明する図である。

【００１２】11は送信信号のプリアンブルのパワーレベ
ルを示す。図の様に、プリアンブル開始直後は同期用パ
イロット符号PN21のみを、所定時間経過後からは同期用
パイロット符号PNに同期用パイロット符号PN'22を多重
して送信する。

【００１３】ここで同期用パイロット符号PN21と同期用
パイロット符号PN'22の関係は、たとえば符号周期Lの同
じ擬似ランダム符号系列をL/2シフトしたものである。
図2には、符号周期L=64の擬似ランダム符号系列PN21
と、それを32チップシフトした擬似ランダム符号系列P
N'22を示す。擬似ランダム符号系列の特性上、たがいに
半符号周期ずれた擬似ランダム符号系列同士の相関はほ
ぼ直交している。

【００１４】これらを多重したプリアンブル信号３１を
マッチドフィルタ３２を用いて参照用符号と相関演算を
行う様子を図３に示す。マッチドフィルタ３２は符号周
期L=64の擬似ランダム符号系列を参照用符号として用い
ているので、PN21とPN'22の相関出力が交互に、擬似ラ
ンダム符号周期のL/2=32の周期で出力されることがわか
る。相関検出には、SAWマッチドフィルタ、デジタルマ
ッチドフィルタ、SAWコンボルバなどを用いる。

【００１５】したがって図１のようなプリアンブルパタ
ーンに対しては、図中12に示すように、プリアンブル開
始直後は同期用パイロット符号PN21のみの相関出力が、
所定時間経過後からは同期用パイロット符号PN21と同期
用パイロット符号PN'22に対する相関出力が得られる。
すなわち図中13に示すように、プリアンブル開始直後は
周期Lの相関出力信号が、所定時間経過後からは周期L/2
の相関出力信号が得られる。ただし相関検出部にコンボ
ルバを使用した場合は、プリアンブル開始直後は周期L/
2の相関出力信号が、所定時間経過後からは周期L/4の相
関出力信号が得られる。

【００１６】図４に送信側のプリアンブル送出回路の構
成を示す。図４においては、プリアンブルの後の情報送
信のための構成は省略してある。１１４はシフトレジス
タ構成の符号発生部であり、基準クロックに応じて符号
系列データを１ビットずつ右から左にシフトする。尚、
一番左のデータは一番右に戻る。１１３は加算部であ
り、クロック同期期間においてシフトレジスタ１１４の
所定の位置にあるデータを加算する。すなわち、加算部
１１３は、基準クロックに応じて図示の状態から０と３
２，１と３３，・・・を加算する。尚、加算部１１３
は、符号同期期間においては加算を行なわず、基準クロ
ックに応じてシフトレジスタ１１４の所定位置のデータ
を０，１，２・・・の順に出力する。１１２は乗算部で
あり、符号同期期間とクロック同期期間において送信電
力が一定になる様に加算部１１３の出力を乗算する。１
１１は、乗算部１１２の出力をアンテナから送信するた
めの無線部である。

【００１７】符号同期期間中とクロック同期期間中の送
信電力の総和が等しくなる様に、すなわち、クロック同
期期間中のＰＮ２１とＰＮ’２２の電力を夫々符号同期
期間中のＰＮ２１の電力の半分にすることにより、予め
定められている送信電力を有効に利用して符号同期、ク
ロック同期をとることができる。

【００１８】図5に示すスペクトラム拡散通信装置にお
いても、上記の様な同期用信号を用いることで、相関検
出部84から上記のような相関出力信号を発生する。クロ
ック同期部８５Ａを、周期が半分の相関出力信号が得ら
れるクロック同期期間において動作するように制御する
ことによって、相関出力のサンプル数が倍に増えるた
め、これまで特にクロック同期の引き込みにかかってい
た同期時間を1/２に短縮することが可能となる。尚、符
号同期部８６Ａは符号同期期間において従来と同様に符
号同期をとる。８６ａは、符号同期期間において周期Ｌ
で得られる相関出力以外のデータを除去する処理部であ
り、クロック同期期間においては周期Ｌ／２で得られる
相関出力を１つおきに除去する。符号同期期間中にクロ
ック同期が受信側で行なわれないように、クロック同期
部８５Ａがクロック同期を開始するタイミングは送信側
がクロック同期用の多重符号信号の送信を開始するタイ
ミングより遅くなる様に設定されている。

【００１９】図１では多重する同期用パイロット符号は
２つであったが、これに限ることはなく、多重する同期
用パイロット符号の数は２以上の整数であればよい。同
期用パイロット符号を符号周期の1/NずつシフトしてN多
重すればよく、その結果、これまで特にクロック同期の
引き込みにかかっていた長い同期時間を1/Nに短縮する
ことが可能となる。

【００２０】また図１では、符号同期の後にクロック同
期を行うよう、プリアンブルの後半に同期用パイロット
符号を多重する様にしたが、これもこの限りではなく、
クロック同期の後に符号同期を行なってもよく、同期用
パイロット符号を多重する期間はパケットのどの位置で
あってもよい。

【００２１】図６は、本発明を実施した他のスペクトラ
ム拡散通信装置のブロック図である。

【００２２】受信信号を相関検出器であるSAW（弾性表
面波）コンボルバ44に入力し、符号発生器45から出力さ
れる参照用符号との相関演算を行ない、相関出力信号を
発生する。参照用符号は基本的には、受信信号に含まれ
る同期用パイロット符号PNと同じ符号を時間反転した符
号PN*を用いる。符号発生器４５は、図４に準じて構成
すればよい。

【００２３】図７において、51は本実施例においてSAW
コンボルバ４４に入力する参照用符号のパワーレベルを
示す。図では、受信開始直後は参照用符号PN*のみを、
所定時間経過後からは参照用符号PN*に参照用符号PN'*
を多重して入力する。

【００２４】ここで参照用符号PN*と参照用符号PN'*の
関係は、たとえば符号周期Lの同じ符号系列をL/2シフト
したものであり、図１における同期用パイロット符号と
同じであるので、説明は省略する。

【００２５】これらを多重した参照用符号と受信信号を
相関検出部であるSAWコンボルバ44に入力し、相関演算
を行う様子を図８に示す。SAWコンボルバ４４の積分領
域は符号周期と同じL=64であり、受信信号に含まれる同
期用パイロット符号PNと参照用符号PN*とPN'*との相関
出力が交互に、符号周期のL/4=16の周期で出力されるこ
とがわかる。

【００２６】したがって図７のような参照用符号パター
ンに対しては、図中52に示すように、プリアンブル開始
直後は参照用符号PN*のみとの相関出力が、所定時間経
過後からは参照用符号PN*と参照用符号PN'*に対する相
関出力が得られる。すなわち図中53に示すように、受信
開始直後は周期L/2の相関出力信号が、所定時間経過後
からは周期L/4の相関出力信号が得られる。

【００２７】尚、図７では、符号同期期間中のＰＮ２１
の電力をクロック同期期間中のＰＮ２１の電力の２倍に
したが、ＰＮ２１の電力は符号同期期間中とクロック同
期期間中で共通にしてもよい。

【００２８】図６に示すスペクトラム拡散通信装置にお
いても、本実施例における参照用符号を用いることで、
コンボルバ44から上記のような相関出力信号を発生す
る。クロック同期部４６を、周期L/4の相関出力信号が
得られるクロック同期期間において動作するように制御
することによって、相関出力のサンプル数が倍に増える
ため、これまで特にクロック同期の引き込みにかかって
いた同期時間を1/２に短縮することが可能となる。尚、
符号同期部４７は、符号同期期間において従来と同様に
符号同期をとる。

【００２９】図７では多重する参照用符号は２つであっ
たが、これに限ることはなく、多重する参照用符号の数
は２以上の整数であればよい。参照用符号を符号周期の
1/NずつシフトしてN多重すればよく、その結果、これま
で特にクロック同期の引き込みにかかっていた長い同期
時間を1/Nに短縮することが可能となる。

【００３０】また図７では、符号同期の後にクロック同
期を行うよう、受信開始して所定時間経過後から参照用
符号を多重する様にしたが、これもこの限りではなく、
参照用符号を多重する期間は受信開始後のどの位置であ
ってもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明におけるスペ
クトラム拡散通信システムによれば、従来特にクロック
同期の引き込みにかかっていた同期時間を大幅に短縮す
ることが可能となる。

【００３２】しかも、ハード構成を複雑にする必要がな
く、高速な同期を実現することができる。

【００３３】その結果、特に情報をフレーム化してスペ
クトラム拡散信号を送信する場合、符号同期のためのプ
リアンブル期間を短縮できるので、実質的な情報伝送効
率の向上といった効果も得られる。

【００３４】又、符号同期期間とクロック同期期間で電
力を一定にすることにより、予め定められた送信電力を
有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。

【図２】本発明の実施の形態において同期用信号多重を
説明する図である。

【図３】本発明の実施の形態においてマッチドフィルタ
の動作を説明する図である。

【図４】本発明の実施の形態を説明するための送信側の
ブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態を説明するための受信側の
ブロック図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を説明するための受信
側のブロック図である。

【図７】本発明の他の実施の形態を説明する図である。

【図８】本発明の他の実施の形態においてSAWコンボル
バの動作を説明する図である。

【図９】情報をフレ−ム化した送信パケットを説明する
図である。

【図１０】スペクトラム拡散通信のための受信機の基本
的な構成図である。

【符号の説明】

１１送信信号のプリアンブルのパワーレベル１２相関出力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信信号と参照用符号との相関演算を行
う相関検出手段と、上記相関検出手段の出力に応じて符号同期およびクロッ
ク同期を確立するための同期手段とを有し、上記受信信号に含まれる同期用パイロット符号が所定の
符号を符号周期の1/NずつシフトしてN多重したものであ
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
【請求項２】上記同期用パイロット符号が1/2符号周
期シフトした２つの符号を多重したものであることを特
徴とする請求項１に記載のスペクトラム拡散通信装置。
【請求項３】上記相関検出手段が弾性表面波（SAW）
マッチドフィルタであることを特徴とする請求項1また
は2に記載のスペクトラム拡散通信装置。
【請求項４】上記相関検出手段が弾性表面波（SAW）
コンボルバであることを特徴とする請求項1または2に記
載のスペクトラム拡散通信装置。
【請求項５】上記相関検出手段がデジタルマッチドフ
ィルタであることを特徴とする請求項1または2に記載の
スペクトラム拡散通信装置。
【請求項６】同期用パイロット符号とスペクトラム拡
散された情報信号とがフレーム化して伝送されることを
特徴とする請求項１に記載のスペクトラム拡散通信装
置。
【請求項７】Ｎ多重された同期用パイロット符号がプ
リアンブル期間の一部において伝送されることを特徴と
する請求項１に記載のスペクトラム拡散通信装置。
【請求項８】受信信号と参照用符号との相関演算を行
う相関検出手段と、上記相関検出手段の出力に応じて符号同期およびクロッ
ク同期を確立するための同期手段とを有し、上記参照用符号が所定の符号を符号周期の1/Nずつシフ
トしてN多重したもの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９】上記参照用符号が所定の期間、1/2符号
周期シフトした２つの符号を多重したものであることを
特徴とする請求項8に記載のスペクトラム拡散通信装
置。
【請求項１０】上記相関検出手段が弾性表面波（SA
W）コンボルバであることを特徴とする請求項8または9
に記載のスペクトラム拡散通信装置。
【請求項１１】同期用パイロット符号とスペクトラム
拡散された情報信号とがフレーム化して伝送されること
を特徴とする請求項８に記載のスペクトラム拡散通信装
置。
【請求項１２】Ｎ多重された参照用符号をプリアンブ
ル期間の一部において発生することを特徴とする請求項
８に記載のスペクトラム拡散通信装置。
【請求項１３】クロック同期のための同期部に所定の
符号を符号周期の１／ＮずつシフトしてＮ多重した同期
用符号が入力される様に同期用符号を発生することを特
徴とするスペクトラム拡散通信方法。
【請求項１４】符号同期期間においては１つの符号が
同期部に入力され、クロック同期期間においてはＮ多重
した同期用符号が同期部に入力される様に符号発生器が
動作することを特徴とする請求項１３に記載のスペクト
ラム拡散通信方法。
【請求項１５】符号同期期間における１つの符号のた
めの電力とクロック同期期間におけるＮ多重した同期用
符号の電力を等しくすることを特徴とする請求項１４に
記載のスペクトラム拡散通信方法。