JPH10285078A

JPH10285078A - スペクトル直接拡散通信システムにおける相関同期回路

Info

Publication number: JPH10285078A
Application number: JP8953397A
Authority: JP
Inventors: Naoki Okamoto; 直樹岡本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: EP0871299A3; JP3242860B2; US6246714B1; DE69840902D1; EP0871299B1; EP0871299A2

Abstract

(57)【要約】【課題】スペクトル直接拡散通信システムにおいて、
ディジタルサンプリングによる相関処理を行う場合、或
いは、多重を行い、しかも拡散率が小さく設定した場合
でも、安定した相関信号を得るための同期信号を発生す
ることを可能とする相関同期回路を提供する。【解決手段】判別器１は入力される２乗和平方根をと
られた相関出力信号と所定のしきい値とを比較し、処理
部４₁は多重化ブロック内に設定される唯一の遅延間隔
でしきい値を越えない出力が出た時そのタイミングで発
信し、拡散一周期に１回の出力となる。初期同期回路２
は、処理部４₁からの信号の同期を確立させ、同期カウ
ンタ３は判定部を経て正ロックカウンタ７，誤ロックカ
ウンタ６を動作させ相関同期を保持し同期パルスを出力
する。１チップに所定数のサンプリングを行う方式に対
応する手段の付加も開示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトル拡散通
信に関し、より詳細には、直接拡散方式によるスペクト
ル拡散通信における相関同期回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スペクトル直接拡散通信は、近年実用化
された通信方式であり、一般の狭帯域通信に対して、マ
ルチパスや有色雑音に対して強いというメリットを持
つ。このようなスペクトル直接拡散通信を行うシステム
において、その変調側，復調側では、拡散動作と逆拡散
動作を行う必要がある。このようなシステムの受信機の
一例を図１２に示す。受信した信号は、ＲＦ（Radio Fr
equency）信号からＩＦ（Intermediate Frequency）信
号に変換されるが、図１２では、ＩＦ信号以降の処理回
路を示している。

【０００３】図１２において、ＩＦ信号は、分配器４３
にて２分配された後、ローカル発振器５３によるローカ
ル信号のｃｏｓ成分とｓｉｎ成分に乗算器４５，４７で
それぞれ乗算される。乗算器４５，４７の信号は、それ
ぞれベースバンド成分のＩ信号，Ｑ信号となって各々相
関器４９，５１に入力される。これらの相関器４９，５
１では、送信側で拡散した拡散符号と相関の取れるよう
に符号が設定されており、相関がとられ、それぞれＩ相
関信号，Ｑ相関信号として出力される。この後、復調部
で復調するが、そのためには、相関の同期をとって復調
部に入力することが必要で、このための回路は、相関同
期部と呼ばれる。

【０００４】同期をとるために、相関器４９，５１から
の相関信号のＩ相関信号とＱ相関信号との２乗和平方根
を２乗和平方根回路５５でとり、相関信号の絶対値出力
Ｃを得る。この相関処理についての各部の出力が図１３
に示されている。相関出力は、図１３のように、相関の
取れているタイミングで、スパイク状の信号を示し、こ
れは、相関スパイクと呼ばれる。ここに、Ｉ信号，Ｑ信
号の相関出力自体は、図１３（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ
示すように、正負のｓｉｎθ，ｃｏｓθにそった値を取
るが、２乗和平方根すなわち√Ｉ²＋Ｑ²はそのピークが
一定値となる。これは、ｓｉｎ²θ＋ｃｏｓ²θ＝一定の
関係があるからである。そこで、図１３中、（Ｃ）で示
されるこの２乗和平方根信号を用いて、相関同期回路５
７では、希望波に対しての同期を取り、同期パルスとし
て出力する。

【０００５】以上のようなスペクトル直接拡散通信シス
テムの相関同期回路には、一般的なデジタル無線通信シ
ステムのフレーム同期方式と同様の相関同期回路が用い
られる。一般的なフレーム同期回路方式における同期回
路は、例えば、田中公男「デジタル通信技術」（東海大
学出版会発行）に開示されている。図１４は、上で例示
した一般的なフレーム同期の同期回路と同様な従来のス
ペクトル拡散通信システムの受信機における相関同期回
路を示す概略ブロック図である。図１４において、従来
の相関同期回路は、判別器１′，初期同期回路２′，同
期カウンタ３′，ＡＮＤ回路３３，３４，誤ロックカウ
ンタ６′，正ロックカウンタ７′等から構成される。

【０００６】この相関同期回路において、判別器１′
は、２乗和平方根として得られる相関信号Ｃと、所定の
しきい値とを比較し、この相関信号Ｃが所定のしきい値
を超えた場合、相関が大きく、同期が取れているとみな
し、同期パルス（相関検出パルス）ＳＰを発生する。初
期同期回路２′では、この検出パルスが、数回、相関ス
パイクタイミング（符号１周期ごと）の位置で連続して
発生したことを確認し、これにより初期同期が取れたと
判定し、この後に、同期カウンタ３′を作動させる。こ
れにより、同期カウンタ３′は、次の相関のスパイクの
タイミングを独立して数える。同期カウンタ３′の出力
と判別器１からの相関検出パルスＣは、ＡＮＤ回路３３
にて論理演算が行われる。

【０００７】正しい位置で同期している場合に、同期カ
ウンタ３′からは、初期同期タイミングから見て、次の
相関スパイクが出るはずのタイミングで信号が発生し、
一方、相関検出パルスＳＰは、相関スパイク位置で発生
しており、二つの信号が入力されるＡＮＤ回路３３でそ
の一致がとられ、カウントパルスＣＰとして正ロックカ
ウンタ７′をカウントアップする。一方、初期同期が間
違っている場合に、この二つのタイミングは一致しない
ので、誤ロックカウンタ６′をカウンタアップする。こ
のようにして、初期同期が正しく行われた場合には、相
関同期は正しく保たれ、間違っていた場合には、誤ロッ
クカウンタ６′が設定値を超えて、間違った同期である
ことを判断し、再び、初期同期から再開する。このよう
にして、相関同期が常に取れるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術では、相関出力が相関が取れたかどうか判断するの
にしきい値を基準として用い、しきい値を超えたことに
より相関がとれたとしていた。拡散率が高い場合、相関
が取れたときと、相関が取れていないときの出力差が大
きいが、近年、拡散率が１０程度の拡散符号が用いられ
ることがある。この場合、相関が取れたときと取れてい
ないときの差が小さくなってしまう。また、拡散率が小
さくなったことで、サンプリング数を増やしても、相関
器等の回路規模の増大が少ないことから、サンプリング
数を１チップ２サンプルから、１チップ３サンプル、４
サンプル等に数を増やす場合が生じている。

【０００９】この例を図１５にもとづいて説明する。図
１５において、同図の上部に示される相関出力波形にお
ける相関値がしきい値を超えた場合、その箇所にある各
サンプル数におけるサンプル点に、同図中で〇印をつけ
ている。拡散率が下がったことと、図１５の１チップ３
サンプルや１チップ５サンプルの例のように、サンプリ
ング数が増えたことで、しきい値の設定によっては、一
つの相関スパイクの間に、この例で、３サンプル或いは
５サンプルがしきい値を超えてしまっていて、従来の回
路では、先にしきい値を超えた方に同期してしまい、相
関スパイクの高い方のサンプリング点ではない方で同期
してしまう欠点を有していた。

【００１０】一方、本願と同一の発明者、同一の出願人
による特願平７−２０６１５９号において、スペクトル
拡散における多重システムを開示している。この多重シ
ステムにおける送信系の構成を図１６にしたがって説明
する。データ信号は、差動符号化部２２によって、差動
符号化され、シリアル／パラレル変換部２３によって、
４つのパラレル信号Ｐ１〜Ｐ４に変換される。このパラ
レル信号Ｐ１〜Ｐ４には、乗算器２４−１〜２４−４に
より各々ＰＮ発生器２５からの拡散符号が乗算されて、
各々独立した拡散信号Ｍ１〜Ｍ４となる。これを遅延素
子２６−１〜２６−４を通して、各々異なった遅延を施
した後、その信号Ｄ１〜Ｄ４を合波器２７にて合成し合
成信号で発振器２９をもつ多値変調器２８にて変調し、
周波数変換部３０で周波数変換して、電力増幅部３１で
増幅後送信する。これによって、シリアル／パラレル変
換した数の信号が多重されて送信されることになる。な
お、この図では、４つのパラレル信号に変換したが、こ
の数は、多重数を設定したときに任意に決定できる。

【００１１】このようにして送信された信号を受信し、
図１２のような構成の相関器に通した場合を考える。多
重した信号は、各々独立した信号の和であるので、相関
器の出力も、各々を相関器に通したときの出力の線形和
となる。この例を図１７に示す。これは、図１６の４多
重とは異なって、５多重した場合の例であり、また、拡
散符号には、１１チップのバーカー符号が用いられてい
る。この場合、さらに相関値は、大きく変動し、この例
では、７から１５（絶対値）をとる。したがって、７の
場合にも、相関値がしきい値を超えるためには、しきい
値を下げる必要があり、そうすると、反対に相関値が１
５をとる場合に数サンプルにわたって、しきい値を超
え、先ほどの例よりも、誤同期する危険性が高くなる。

【００１２】また、この従来例において起きる別の問題
点を説明する。これは、仮に従来の方法においても、相
関の最も高いところで相関のフラグが出ているとする。
この場合、（５多重）遅延量は、１１／５ずつが等間隔
となるが、デジタル回路においては、等間隔にすること
は困難であり、チップの整数倍に遅延させる。ここで
は、２，２，２，２，３チップずつの遅延となる。ま
た、整数倍にすることは、本願と同一の発明者、同一の
出願人による特願平８−１３９６３号に開示された発明
を適用する場合にも、適用しやすく向いているといえ
る。

【００１３】さて、このような場合の相関出力は、５多
重の各出力（図１７（Ａ）〜（Ｅ）が多重された図１７
（Ｆ）のような出力となるが、さらに、これの２乗和平
方根をとり、出力した場合を考える。図１８（Ａ）にそ
の出力例を示し、同図（Ｂ）にその相関のタイミングを
示す。図１８（Ｂ）に示すように、相関のタイミング
は、送信側と同じく２，２，２，２，３となるはずであ
るので、復調の際にそれを区別するためには、同図
（Ｃ）に示したように、多重した多重ブロックの先頭を
示す信号に合わせて相関同期を取る必要がある。

【００１４】しかし、従来の相関同期回路を用いた場
合、相関のタイミングを相関同期回路で発生させ、しき
い値を越えた信号とそのタイミングを比較して、同期の
確認を行っている。この様に動作する相関同期回路によ
り発生される同期パルスの例を図１９に示す。なお、こ
の例は５多重の場合である。図１９は、（Ａ）或いは
（Ｂ）の様なタイミングで同期パルスが発生されるとし
た場合、（Ａ）が正しい相関同期パルス、（Ｂ）が間違
った相関同期パルスを発生していることを示すものであ
る。この例では、初期同期において、３回連続でパルス
が発生した場合に同期の一致を判断する条件にしている
ので、（Ａ）でも（Ｂ）でも条件を満たし、この例のよ
うに間違ったタイミング（Ｂ）で同期してしまうことに
なる。また、それを避けるために連続する回数を更に増
やして８回としても、そのときに異なるのは、せいぜい
２回であり、６回は一致してしまう。そのため、その２
回が、ノイズによってしきい値を越えてしまう場合、誤
同期してしまう危険性は残っている。

【００１５】一方、同期保持については、間違っていて
も、一致の回数が４回に対して、不一致の回数が２回し
か発生していないので、競合計数が不一致のカウント数
の方がいつまでも小さい。また、それに合わせてオーバ
ーフロー数の設定を不一致の方だけ減らすと、正しい位
置で同期していても、外れてしまう可能性が増えてしま
う。これは、しきい値を越えることが、多重した１周期
に５回もあることに起因している。このように、多重し
た場合、従来の同期回路では、初期同期も不安定で、か
つ間違った位置で同期していても、同期保持回路が機能
しにくいという問題点があった。本発明は、こうした従
来技術における問題点に鑑みてなされたもので、スペク
トル直接拡散通信システムにおいて、ディジタルサンプ
リングによる相関処理を行う場合、或いは、多重を行
い、しかも拡散率が小さく設定した場合でも、安定した
相関信号を得るための同期信号を発生することを可能と
する相関同期回路を提供することをその解決すべき課題
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、拡散
符号で直接拡散した拡散信号について１チップあたり所
定数のサンプリングを行い、得たサンプリング値に基づ
いて相関を取り、求めた相関信号を入力として相関同期
用信号を生成する回路手段を有するスペクトル直接拡散
通信システムにおける相関同期回路において、前記相関
同期用信号を生成する回路手段は、設定したしきい値と
前記相関信号の値とを比較し判定する比較判定手段と、
連続する奇数サンプリングによる前記相関信号の値につ
いて中央が前後のサンプリング値より大きいときにそれ
を示すフラグを出力する中央最大値判別手段を備え、前
記比較手段がしきい値を越えたことを判定したときの判
定出力と前記中央最大値判別手段が出力するフラグとに
基づいて相関同期用信号を生成するようにしたものであ
る。

【００１７】請求項２の発明は、拡散符号で直接拡散し
た拡散信号を任意のチップ数ずつ遅延し各遅延間隔が一
定でない複数系列の信号を多重した多重化信号について
相関を取り、求めた相関信号を入力として相関同期用信
号を生成する回路手段を有するスペクトル直接拡散通信
システムにおける相関同期回路において、前記相関同期
用信号を生成する回路手段は、多重化される信号の一つ
が他の遅延間隔と異なる場合、入力される前記相関信号
について前記異なる遅延間隔であることを判断する遅延
間隔判断手段を備え、該遅延間隔判断手段が判断時に立
てるフラグを相関同期の基準として相関同期用信号を生
成するようにしたものである。

【００１８】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、入力される前記相関信号として、１チップあたり所
定数のサンプリングを行い、得たサンプリング値に基づ
いて相関を取り、求めた相関信号を用いるとともに、前
記相関同期用信号を生成する回路手段には、設定したし
きい値と前記相関信号の値とを比較し判定する比較判定
手段と、連続する奇数サンプリングによる前記相関信号
の値について中央が前後のサンプリング値より大きいと
きにそれを示すフラグを出力する中央最大値判別手段を
備え、前記比較手段がしきい値を越えたことを判定した
ときの判定出力と前記中央最大値判別手段から出力され
たフラグとを前記遅延間隔判断手段へ入力するようにし
たものである。

【００１９】請求項４の発明は、請求項２又は３の発明
において、前記拡散信号が、所定のデータフォーマット
に従って決められたデータにより拡散されている場合
に、前記相関同期用信号を生成する回路手段は、前記デ
ータフォーマットの所定のデータパターン部分のみで初
期同期の動作を行うようにしたものである。

【００２０】請求項５の発明は、拡散符号で直接拡散し
た拡散信号の相関を取り、求めた相関信号を入力として
相関同期用信号を生成する回路手段が、相関信号そのも
のにもとづく回路手段及び請求項１ないし４記載の回路
手段を有し、拡散信号における多重数に対応して前記回
路手段を選択するようにしたものである。

【００２１】請求項６の発明は、請求項２ないし５のい
ずれかの発明において、前記相関同期用信号を生成する
回路手段は、前記拡散信号が多重数及び遅延量を可変で
きるようなデータフォーマットに従って拡散されている
場合に、その多重数及び遅延量毎に異なる値を持つ遅延
間隔及び前記フラグの立つ場所に相当する多重ブロック
の先頭のタイミングを示すデータを保有する記憶手段を
有し、多重数及び遅延量データによって前記記憶手段か
ら選択される前記データにより多重ブロックの先頭タイ
ミング信号を調整して発生するようにしたものである。

【００２２】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、前記相関同期用信号を生成する回路手段は、前記デ
ータフォーマットの一重部にデータとして埋め込まれて
いる前記異なる遅延間隔又はタイミングを示すデータを
用いて、多重部の先頭タイミング信号を発生するように
したものである。

【００２３】請求項８の発明は、拡散符号で直接拡散し
た拡散信号の相関を取り、求めた相関信号を入力として
相関同期用信号を生成する回路手段が、多重数に対応し
て用いる相関同期用信号を生成する回路手段を設定する
データを記憶する記憶手段を有し、入力された多重数デ
ータによって前記記憶手段から選択される前記設定デー
タにより前記相関同期用信号を生成する回路手段におい
て用いる回路手段として相関出力そのものにもとづく回
路手段，請求項１記載の回路手段又は請求項２ないし４
記載の回路手段のいずれかを設定し、さらに、前記記憶
手段のデータ内容を送受信する送受信手段を備え、該送
受信手段及び前記記憶手段からのデータにもとづき設定
された回路手段により作動を行うようにしたものであ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明による相関同期回路の第１
の実施形態を図１，図２及び図３に基づき説明する。図
１は、回路構成を示すブロックで、この回路は、前述の
従来例における判別器１′（図１４，参照）に相当する
部分を示している。従来例と同様に２乗和平方根をとら
れた相関信号（√Ｉ²＋Ｑ²）が入力され、この信号は、
二つの経路に分けられる。一方は、しきい値判別器１ｈ
に入力され、従来と同様に、所定のしきい値とを比較
し、処理する相関出力信号が所定のしきい値を超えた場
合、その結果を示す信号を出力する。もう一方の経路
は、中央最大判別器１ｍに入力され、奇数サンプルの中
央が高い場合に、その出力としてフラグを立てる。

【００２５】図２は、中央最大判別器１ｍのより具体化
された構成を示すブロック図である。図２において、入
力した信号は、シフトレジスタ１ｓ−１，１ｓ−２等の
遅延手段によって、奇数サンプル分の出力が取り出せる
ようになっている。ここでは、３サンプルＡ，Ｂ及びＣ
の例を示す。そして、Ａ，Ｂ，Ｃのタイミングの信号を
用いて、（Ａ＜Ｂ）ａｎｄ（Ｂ＞Ｃ）の時に出力を出す
構成になっている。このための回路として（Ａ＜Ｂ）判
断回路１ｄ−１，（Ｂ＞Ｃ）判断回路１ｄ−２、及びこ
れらの判断回路の出力のアンドをとるＡＮＤ回路１ａを
設け、この出力を、中央最大判別器１ｍの出力とする。
ここで、この回路においては、シフトレジスタ等の遅延
素子を用いていることから、もう一方のしきい値を超え
たことを示す出力とタイミングが合わないため、タイミ
ング調整部１ｔによりその調整を行い、両方の条件が満
たされたときに、相関が取れたことを示す。この出力を
用いて、従来と同様の相関同期回路を用いて、同期を取
る。

【００２６】図３は、この実施形態における処理の様子
を説明するため相関信号の状態を示す図である。図３の
例は、１チップ３サンプルでサンプリング〔１〕〜〔１
３〕を行っているものを示す図で、相関出力を示す信号
波形に示されている破線はしきい値である。中央最大値
判別器１ｍの出力は、相関出力に対して、〔４〕と〔１
０〕の２箇所でフラグを示す。一方、しきい値判別器１
ｈでは、しきい値を越える間の〔３〕，〔４〕，〔５〕
の３箇所でフラグを示す。全体の出力として、上記した
中央最大値判別器及びしきい値判別器の出力フラグのＡ
ＮＤがとられるので、結果として中央が最大で、かつ、
しきい値を越えた場合の〔４〕の箇所にフラグが出力さ
れる。

【００２７】このように、従来においては、間違って、
しきい値判別器の先頭のフラグ位置〔３〕で同期を取っ
ていたものが、本発明を用いることにより、正しく
〔４〕で同期が取れるようになる。このように、本発明
を用いることで、従来しきい値を越えたところがあれ
ば、どこでも同期がかかっていたものが、本発明を用い
ることにより、常に相関値の最大のところで同期が取れ
ることになる。この結果、相関出力を用いて復調した場
合において、〔３〕ではなく、〔４〕で復調できること
から、信号対雑音比が大きく取れることになり、誤り率
の向上をはかることができるようになる。なお、この実
施形態（図１）では、信号を二つに分けて、別々の判別
器にいれる並列の構成を示したが、二つの判別器を直列
の構成にしても本発明は実施でき、その効果は、同じで
ある。この場合、どちらの判別器を先に処理しても、同
じである。また、ここでは、３サンプルで示したが、５
サンプルとして、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとした場合、（Ａ
＜Ｂ＜Ｃ）ａｎｄ（Ｃ＞Ｄ＞Ｅ）とすることで５サンプ
ルの場合にも適用できる。

【００２８】次に、本発明による第２の実施形態を示
す。この実施形態は、送受信されている信号が多重され
ている場合で、相関タイミングが間違って同期するとい
う課題に対応するものである。図４は、本発明による多
重信号に対応する相関同期回路の構成の一実施形態を示
す図である。相関器から入力される信号は、本発明の上
記第１の実施形態と同様の判別器１に入力された後、処
理部４₁に入力される。図４において、破線で囲まれて
いる判別器１及び処理部４₁は、本実施形態を特徴付け
る構成部分であり、これ以外の点は、従来（例えば、図
１４，参照）と変わるところはない。

【００２９】図５は、図４における処理部４₁のより具
体化された構成例を示す図である。図５において、４ｓ
−１〜４ｓ−９はシフトレジスタ、４ｄは上記各シフト
レジスタ出力の反転入力のアンド回路である。図５にも
とづき、この処理部４₁の動作を以下に説明する。５多
重した場合、相関スパイクは、図１８（Ｂ）に示すよう
に、２，２，２，２，３チップずつのタイミングで発生
する。ここで、受信側で１チップ３サンプルで受信する
と、相関スパイクは、図６の上図に示すように、６，
６，６，６，９サンプルのタイミングで発生することに
なる。

【００３０】このような状態の信号を図５に示した回路
に入力した場合、相関スパイクが６サンプル間隔の場合
にはその出力が現れず、相関スパイクが９サンプル間隔
の場合のみにフラグが出力される構成になっている。し
たがって、図５に示される回路を通した場合には、図６
の下図に示したように、９サンプル間隔、つまり３チッ
プ離れているところでのみフラグが出ることになる。こ
の出力を用いて、図４では、同期パルスを生成し、相関
同期を行うことになる。従来の方法では、多重している
場合に、間違ったタイミングで同期しても、同期が外れ
ないという問題が生じていた。これは、多重した１周期
に数度の相関フラグが発生することに起因していた。し
かし、本発明においては、相関スパイクの出る間隔が他
と異なる間隔（この例では３チップ、９サンプル）の場
合にのみフラグが出るようにしたことで、１周期に対し
て、１回しか処理部から出ない。その結果、従来のよう
に５回から１回を選ぶことに対して、１回のうちの１回
なので、検出ミスをなくすことができるようになる。

【００３１】このように、本発明を用いることにより、
１周期の中に１回の基準を作ることができるようにな
り、従来の問題点を克服できるようになる。ここでは、
５多重の場合で、多重間隔を３チップの間隔にとったと
ころが１週期中に１箇所であり、さらに１チップ間隔中
で３サンプルする例のみを示したが、この方式は、１箇
所のみ多重（遅延）間隔が違う場合であれば多重数には
関係なくすべて適用できる。すなわち、３多重のシステ
ムを例にとると、遅延間隔が４，４，３チップの場合に
は、他と異なる３チップのところを捕まえるようにすれ
ばよい。また、判別器１には、第１の実施形態を用いる
ことで説明したが、ここに従来例として前述に説明した
しきい値を用いただけの判別器を用いても、本発明は同
様に判別器出力の相関スパイク間隔を処理することで相
関同期を行うことができる。

【００３２】次に本発明による第３の実施形態を図７に
もとづいて説明する。通信する場合に、そのデータフォ
ーマットとして一般的に用いられるものは、図７に例示
されるようなものである。まず、規定のデータ部があ
り、その後に本来送るべきデータの送信データ部があ
り、こうしたフォーマットで送られる。規定のデータ部
においては、ビット同期部や同期パターン部、各種情報
などが用意されている。本実施例においては、本発明を
規定データ部、特にビット同期用信号でのみ動作させる
ことを特徴とする。図７のようなデータ構造の場合、同
期パターンでデータのタイミングを算出し、そこからの
ビット位置に基づいて復調される。従って、同期パター
ンの検出ミスをすると、送信データ部分が復号できなく
なる。そのため、相関同期がビット同期用信号で相関同
期で取れない場合、あるいは、一度同期が取れていも、
同期パターン以降で再び同期が外れて、再同期した場合
には、データはこのパケット分すべて使えないことにな
ってしまう。従って、本実施形態においては、ビット同
期用信号でのみ相関同期回路を動作させ、同期パターン
以降は、これらの回路を停止させる。その結果、受信部
分のごく部一の時間しか相関同期回路が動作しないの
で、かなりの低消費電力をはかることができるようにな
る。また、ビット同期用信号は、通常１，０，１，０等
繰り返しデータが入っているので、相関同期が取り易い
メリットがある。

【００３３】次に、本発明による第４の実施形態を説明
する。本願と同一の発明者、同一の出願人による特願平
８−４７１１８号では、スペクトル拡散における多重シ
ステムに関するもので、多重していない部分と多重した
部分を構成として持つシステムを開示している。このシ
ステムは、他のシステムの互換性を保つために用いられ
るものである。無線回線の場合、多重することによっ
て、伝播性能が多重数の増加とともに劣化していくの
で、電波環境のよい場合には多い多重数を、電波環境が
悪い場合には、少ない多重数を用いる。しかし、最初か
ら多重数を設定しておくと、電波環境の変化にフレキシ
ブルに対応できないので、まず、１重部分を共通にお
き、その中に多重数を示すデータをはめ込んでおき、そ
の結果に応じて、多重数を切り替える。このようにする
ことで多重数をフレキシブルに切り替えることができる
ようになり、データのスループットを上げることができ
るようになる。

【００３４】しかしながら、このようなシステムにおい
て、本発明の相関同期回路を用いた場合を考えると、多
重した部分には、本発明の同期回路を用いることで同期
を取れるが、多重しない部分があるためにその部分で
は、相関スパイクの間隔が異なるために同期が取れな
い。そこで、多重しない部分には、従来技術として示さ
れたしきい値処理による判別器、または本発明による第
１の実施形態を用い、多重した部分には、前述の第２の
実施形態を用いる。この実施形態を図８を用いて説明す
る。図８において、多重部分の信号に対応すべく処理部
４₂、初期同期回路２₂及び同期カウンタ３₂が改変さ
れ、それらに多重切換信号が入力されている。図９
（Ａ）に１重部分と多重部分からできた送信データのフ
ォーマットを示し、図９（Ｂ）にそのフォーマットによ
る送信信号から得られるデータ相関スパイクを示してい
る。

【００３５】１重部分においては、図９（Ｂ）における
ように相関出力は、符号１周期に対して１回しか出ず、
一方、多重部分においては、相関出力は、符号１周期に
対して５回出ている場合を示している。ここで、１重部
分には、上記したような従来のしきい値処理による判別
器、または本発明の第１の実施形態に示すものを用い、
多重部分においては、本発明の第２の実施形態のものを
用いると、図９（Ｃ）に示すように１重部分において
も、多重部分においても符号１周期に対して１回の信号
が出るようになる。この結果、多重しない部分において
も、多重した部分においても安定した出力を得ることが
できるようになる。

【００３６】ここで、この切換えは、多重切換え信号に
よって行う。この切換え信号の与えかたとして、一重部
のデータ長が決まっている場合、切換え手段は容易に判
断できる。例えば、図７のようなデータフォーマットの
場合、フォーマットの規定データ部に同期パターンが存
在するので、ここを基準に１重部の長さを判断し、切り
替えることが可能となる。しかし、前述のようにデータ
フォーマットが規定されておらず、通信のたびに変える
場合には、図１０のような回路構成になる。ここでは、
復調タイミング発生部９及び記憶部１０を構成要素とし
て付加している。そこで、この場合においては、１重部
に埋め込まれた多重数を示すデータ等から切換えのタイ
ミング、同期に用いる遅延間隔等に合わせて、処理部４
₃の設定、タイミングの発生を行う。

【００３７】ところで、例に示したような１１チップの
場合で５多重する場合は、その遅延量は、２，２，２，
２，３となる。また、３多重の場合は、４，４，３であ
り、２多重の場合は、６，５が考えられる。しかし、一
方で、同じ３多重であっても、４，３，４のような場合
も存在する。この場合、３チップ間隔のところにフラグ
が立つことになる。そこで、符号１周期に対する発生す
るフラグの時間タイミングも各々異なる。その場合、１
重部と発生タイミングが変わるため、復調タイミング発
生部９の調整も必要となる。そこで本発明においては、
多重数、遅延量に応じた復調タイミングがどこにあるの
かを記録する手段として記憶部１０を必要とする。記憶
部１０においては、外部から与えられる多重数・遅延量
信号によって、検出すべき処理部の遅延量、記憶してい
るフラグのタイミングから、復調のタイミングがどれだ
けずれているのか等のデータを記憶している。復調タイ
ミング発生部９では、このデータを受けて、符号１周期
のスタート位置が常に正しいくなるように復調タイミン
グを発生する。このようにすることで、多重数が変わっ
ても、復調タイミングのずれない相関同期回路を構成で
きるようになる。

【００３８】また、処理部４₃には、前述したように各
多重数の最大になる遅延量分のシフトレジスタを用意し
ておき、与えられた信号によって、そのフラグを示すよ
うな論理和の取り方に変える。この結果、フレキシブル
なデータフォーマットの変更に対応した同期回路を作る
ことができるようになる。このように、本発明を用いる
ことによって、多重しない部分と多重した部分を持つ通
信方式においても、安定した相関同期回路を構成でき
る。

【００３９】また、別の実施例として、記憶部１０に貯
えて置くかわりに、すべてのタイミングを送信データと
して与える方法がある。この場合には、１重部に必要な
データをすべて組み込むことで実現できる。この場合に
は、受信側では、記憶部１０の代わりにデータを保持す
る手段を有し、それを用いて各部を制御することにな
る。

【００４０】次に本発明による第５の実施形態を説明す
る。上記した実施形態で説明したように、多重数が５の
ときには、３チップ区間の間隔が空いたところでフラグ
を用いたが、多重数が２程度のときには、チップ間隔
は、６，５となって、相関スパイクを用いる方法におい
ては、十分に同期が取れ、回路的には、６チップ分（１
８サンプル）等のシフトレジスタを用意する必要がなく
なり、回路規模を小さくできる。そこで本発明において
は、多重数により、同期に用いる検出フラグを相関スパ
イクを従来技術として示されたもののように、５または
６チップ分を交互にカウントする方式か、本発明のよう
に遅延間隔を規定したフラグにする方式にするかの選択
を行うようにする。図１１は、本実施形態の構成例を示
す図である。この場合、上記第４の実施形態において
は、記憶する手段に２多重の場合は、カウントする方法
を用い、５多重の場合は遅延間隔をフラグに用いる等、
設定を変えることで対応できる。したがって、この方式
を用いた場合には、１周期に２回程度のフラグが立つ場
合と、１回しか立たない場合があるため、図１１に示し
たように初期同期回路２₄、同期カウンタ３₄部分におい
ても、記憶部１０₄からの信号によって、方法を変える
制御が必要となる。

【００４１】

【発明の効果】

請求項１に対応する効果：相関出力のしきい値処理を単
に採用していた従来技術において、サンプリング数が多
くなると誤って同期がかかっていた点をこの発明では、
しきい値処理に合わせて、その処理によって得られるサ
ンプリング値中の最も相関の高いところ、すなわち、中
央最大値判別を行って求められるタイミングで同期でき
るようになり、従来の問題点が改善できる。

【００４２】請求項２に対応する効果：多重するシステ
ムにおいては、従来、符号１周期の中で、同期フラグが
数回出る方法をとっていたところを、本発明では、多重
化ブロック内に設定される遅延間隔として唯一設定され
る遅延間隔を基準としたフラグを用いる方法をとること
により、フラグが符号１周期に一回しか出ないので、同
期性能を向上できる。

【００４３】請求項３に対応する効果：請求項２の効果
に加え、さらに、拡散信号の相関処理に際し、１チップ
あたり所定のサンプリングを行うような方法をとる場合
にも対応して同期タイミングをとることにより、上記請
求項１と同様の効果も奏し得ることから同期性能をさら
に良くすることができる。

【００４４】請求項４に対応する効果：請求項２及び３
の効果に加えて、初期同期はあらかじめ決められたデー
タパターン部分のみで動作することで、不要な部分での
同期をなくすことができ、回路の動作時間を短くでき、
低消費電力化等の効果が得られる。

【００４５】請求項５に対応する効果：多重しない部分
と多重した部分を持つシステムにおいて、多重しない部
分では、相関信号そのもの又は前記請求項１の手段によ
って得られる同期用信号を相関同期の基準とし、一方、
多重した部分では、前記請求項２の遅延間隔を基準とし
たフラグを用いることで、多重しない部分でも、多重し
た部分でもフラグが１拡散周期に１回しかでなくなるの
で、このようなシステムにおいても、本発明による手段
の特徴を生かすことができるようになる。

【００４６】請求項６に対応する効果：請求項２ないし
５の効果に加えて、多重数及び遅延量を可変できるよう
なデータフォーマットを持っている場合にも、記憶手段
より対応するデータを選択することによりどのような多
重数，遅延量でも拡散符号による１拡散周期のタイミン
グを合わせることができ、多重数が変わっても安定して
同期できて誤りなく復調できるようになる。

【００４７】請求項７に対応する効果：請求項６の効果
に加えて、タイミングを示すデータは、多重しない部分
にデータとして埋め込まれており、このデータを用い
て、多重した部分の先頭タイミング信号を発生すること
で、フレキシブルな設定ができる。

【００４８】請求項８に対応する効果：多重数によっ
て、カウント方式を同期に用いるか、遅延間隔フラグを
同期に用いるかを記憶手段或いは送受信手段からのデー
タにより選ぶことで、多重数に応じた最良の同期方式を
用いることができるようになる。また、多重数によっ
て、相関出力、あるいは前記請求項１を同期に用いる
か、前記請求項２のフラグを同期に用いるかを決めるこ
とで、多重数が少ないときに用意する回路を小さくでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による相関同期回路における判定部を示
した回路ブロック図である。

【図２】図１における中央最大判別器のより具体的な回
路構成を示す図である。

【図３】本発明による中央最大値判別及びしきい値判別
にもとづく同期検出タイミングを説明するための図であ
る。

【図４】本発明による相関同期回路の一実施形態を示し
た回路ブロック図である。

【図５】図４の処理部のより具体的な回路構成を示した
回路ブロック図である。

【図６】図５に示される本発明の回路における同期検出
タイミングを説明するための図である。

【図７】本発明において用いるデータフォーマット例を
示した図である。

【図８】本発明による相関同期回路の他の実施形態を示
した回路ブロック図である。

【図９】多重しない部分と多重した部分を持つ場合の相
関出力と検出タイミングを示した図である。

【図１０】本発明による相関同期回路の他の実施形態を
示した回路ブロック図である。

【図１１】本発明による相関同期回路の他の実施形態を
示した回路ブロック図である。

【図１２】従来のスペクトル拡散方式の受信機に用いる
同期系を有する回路の一例を示すブロック図である。

【図１３】図１２の回路における相関処理の出力信号の
時間波形を示した図である。

【図１４】従来のスペクトル拡散システムの受信機にお
ける相関同期回路を示した回路ブロック図である。

【図１５】相関出力を１チップあたりのサンプル数を変
えてサンプリングしたときの図である。

【図１６】従来の多重化システムにおける送信系の構成
を示す回路ブロック図である。

【図１７】従来の多重化システムによる相関処理の出力
信号の時間波形を説明するための図である。

【図１８】従来の多重化システムによる相関処理の出力
信号の時間波形を示し、同期検出タイミングを説明する
ための図である。

【図１９】従来の相関同期回路より発生させる同期検出
タイミングを説明するための図である。

【符号の説明】

１，１′…判別器、１ａ…ＡＮＤ回路、１ｄ−１…（Ａ
＜Ｂ）判断回路、１ｄ−２…（Ｂ＞Ｃ）判断回路、１ｈ
…しきい値判別器、１ｍ…中央最大判別器、１ｓ−１，
１ｓ−２，４ｓ−１〜４ｓ−９…シフトレジスタ、１ｔ
…タイミング調整部、２，２′，２₂，２₄…初期同期回
路、３，３′，３₂，３₄…同期カウンタ、４₁，４₂，４
₃…処理部、４ｄ…反転入力のアンド回路、６，６′…
誤ロックカウンタ、７，７′…正ロックカウンタ、８，
８′…ＲＳフリップフロップ、９…復調タイミング発生
部、１０，１０₄…記憶部、２１…データ発生部、２２
…差動符号化部、２３…シリアル／パラレル変換部、２
４−１〜２４−４…乗算器、２５…ＰＮ発生器、２６−
１〜２６−４…遅延素子、２７…合波器、２８…多値変
調器、２９…発振器、３０…周波数変換部、３１…電力
増幅部、３３，３４…ＡＮＤ回路、４３…分配器、４
５，４７…乗算器、４９，５１…相関器、５３…ローカ
ル発振器、５５…２乗和平方根回路、５７…相関同期回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡散符号で直接拡散した拡散信号につい
て１チップあたり所定数のサンプリングを行い、得たサ
ンプリング値に基づいて相関を取り、求めた相関信号を
入力として相関同期用信号を生成する回路手段を有する
スペクトル直接拡散通信システムにおける相関同期回路
において、前記相関同期用信号を生成する回路手段は、
設定したしきい値と前記相関信号の値とを比較し判定す
る比較判定手段と、連続する奇数サンプリングによる前
記相関信号の値について中央が前後のサンプリング値よ
り大きいときにそれを示すフラグを出力する中央最大値
判別手段を備え、前記比較手段がしきい値を越えたこと
を判定したときの判定出力と前記中央最大値判別手段が
出力するフラグとに基づいて相関同期用信号を生成する
ようにしたことを特徴とするスペクトル直接拡散通信シ
ステムにおける相関同期回路。
【請求項２】拡散符号で直接拡散した拡散信号を任意
のチップ数ずつ遅延し各遅延間隔が一定でない複数系列
の信号を多重した多重化信号について相関を取り、求め
た相関信号を入力として相関同期用信号を生成する回路
手段を有するスペクトル直接拡散通信システムにおける
相関同期回路において、前記相関同期用信号を生成する
回路手段は、多重化される信号の一つが他の遅延間隔と
異なる場合、入力される前記相関信号について前記異な
る遅延間隔であることを判断する遅延間隔判断手段を備
え、該遅延間隔判断手段が判断時に立てるフラグを相関
同期の基準として相関同期用信号を生成するようにした
ことを特徴とするスペクトル直接拡散通信システムにお
ける相関同期回路。
【請求項３】入力される前記相関信号として、１チッ
プあたり所定数のサンプリングを行い、得たサンプリン
グ値に基づいて相関を取り、求めた相関信号を用いると
ともに、前記相関同期用信号を生成する回路手段には、
設定したしきい値と前記相関信号の値とを比較し判定す
る比較判定手段と、連続する奇数サンプリングによる前
記相関信号の値について中央が前後のサンプリング値よ
り大きいときにそれを示すフラグを出力する中央最大値
判別手段を備え、前記比較手段がしきい値を越えたこと
を判定したときの判定出力と前記中央最大値判別手段か
ら出力されたフラグとを前記遅延間隔判断手段へ入力す
るようにしたことを特徴とする請求項２記載のスペクト
ル直接拡散通信システムにおける相関同期回路。
【請求項４】前記拡散信号が、所定のデータフォーマ
ットに従って決められたデータにより拡散されている場
合に、前記相関同期用信号を生成する回路手段は、前記
データフォーマットの所定のデータパターン部分のみで
初期同期の動作を行うようにしたことを特徴とする請求
項２又は３記載のスペクトル直接拡散通信システムにお
ける相関同期回路。
【請求項５】拡散符号で直接拡散した拡散信号の相関
を取り、求めた相関信号を入力として相関同期用信号を
生成する回路手段が、相関信号そのものにもとづく回路
手段及び請求項１ないし４記載の回路手段を有し、拡散
信号における多重数に対応して前記回路手段を選択する
ようにしたことを特徴とするスペクトル直接拡散通信シ
ステムにおける相関同期回路。
【請求項６】前記相関同期用信号を生成する回路手段
は、前記拡散信号が多重数及び遅延量を可変できるよう
なデータフォーマットに従って拡散されている場合に、
その多重数及び遅延量毎に異なる値を持つ遅延間隔及び
前記フラグの立つ場所に相当する多重ブロックの先頭の
タイミングを示すデータを保有する記憶手段を有し、多
重数及び遅延量データによって前記記憶手段から選択さ
れる前記データにより多重ブロックの先頭タイミング信
号を調整して発生するようにしたことを特徴とする請求
項２ないし５のいずれか記載のスペクトル直接拡散通信
システムにおける相関同期回路。
【請求項７】前記相関同期用信号を生成する回路手段
は、前記データフォーマットの一重部にデータとして埋
め込まれている前記異なる遅延間隔又はタイミングを示
すデータを用いて、多重部の先頭タイミング信号を発生
するようにしたことを特徴とする請求項６記載のスペク
トル直接拡散通信システムにおける相関同期回路。
【請求項８】拡散符号で直接拡散した拡散信号の相関
を取り、求めた相関信号を入力として相関同期用信号を
生成する回路手段が、多重数に対応して用いる相関同期
用信号を生成する回路手段を設定するデータを記憶する
記憶手段を有し、入力された多重数データによって前記
記憶手段から選択される前記設定データにより前記相関
同期用信号を生成する回路手段において用いる回路手段
として相関出力そのものにもとづく回路手段，請求項１
記載の回路手段又は請求項２ないし４記載の回路手段の
いずれかを設定し、さらに、前記記憶手段のデータ内容
を送受信する送受信手段を備え、該送受信手段及び前記
記憶手段からのデータにもとづき設定された回路手段に
より作動を行うようにしたことを特徴とするスペクトル
直接拡散通信システムにおける相関同期回路。