JPH10294680A

JPH10294680A - スペクトル拡散通信方法およびスペクトル拡散通信装置

Info

Publication number: JPH10294680A
Application number: JP9104552A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kobayashi; 秀夫小林
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】小電力データ通信システムにおける２．５Ｇ
Ｈｚ帯のスペクトル拡散通信において、交信中の受信機
に他の送信機が接近することにより生じる遠近問題によ
る通信妨害を防止すること。【解決手段】１つのチャネルの周波数帯域幅を、１．
３ＭＨｚとし、このチャネルを１．３ＭＨｚ間隔で配置
し、ＰＮコードでスペクトル拡散する。これを第１のチ
ャネル群（元のチャネル）とする。第１のチャネル群の
隣接するチャネルの中間に第２のチャネル群（インタリ
ーブチャネル）を配置し、ＰＮコードでスペクトル拡散
する。ＰＮコードは、同系列の３以上の奇数個の異なる
コード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ）を用い、第１のチャ
ネル群および第２のチャネル群を通して、低い方の周波
数のチャネルから順に３つのコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，
ＰＮ₃ ）を繰返し割り当てる。

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
（Spread Spectrum ）通信（以下、「ＳＳ通信」とい
う）システム、特に無線局の免許なしに使用できる２．
５ＧＨｚ帯の小電力データ通信システムによる無線遠隔
制御または制御・監視用に適するＳＳ通信に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】無線局の免許なしに使える無線遠隔制御
装置として、従来から３２０ＭＨｚ以下の帯域の微弱無
線局および４３０ＭＨｚ帯域の特定小電力無線局があ
り、いずれも送信出力の大きさに特別な制限が設けられ
ている。

【０００３】微弱無線局は、送信機から３ｍ離れた所で
の電界強度が５００μＶ／ｍ以下と規定されており、電
波が弱いためにノイズに弱く、使用距離は５０ｍから７
０ｍ程度と短いものである。

【０００４】連続波で使用できる特定小電力無線局は、
チャネル数が４０ＣＨあり、１０ｍＷの送信出力レベル
を出せるので、使用距離は２００ｍから３００ｍ程度で
ある。各チャネルの使用に当って、事前に当該チャネル
のキャリアセンスを行う義務があり、２μＶ／ｍ以下の
電界強度であることを調査し、それより強い電波がない
ことを確認した後でなければ使用できない。従って、３
００ｍ程度の範囲で４０ＣＨを使用できるにすぎない。
なお、２μＶ／ｍの電界強度は、１０ｍＷを出力する送
信機から見通しで１ｋｍ離れた地点の電界強度に相当
し、このことから、特定小電力無線局においては、約１
ｋｍ離れないと同じチャネルが使用できないことにな
り、また、１ｋｍの範囲内では４０ＣＨしか使用できな
いという不便さがあった。

【０００５】また、無線遠隔制御装置は、移動する車
両、例えば構内用のディーゼル機関車などに搭載し、広
範囲を制御する車両に特定小電力無線局のチャネルを優
先使用させることになる。そうすると据置タイプの装
置、例えば工場の天井走行クレーンなどには割当てるチ
ャネルがなくなってしまい、特定小電力無線局のチャネ
ル不足が発生している。

【０００６】最近、新たに２．５ＧＨｚ帯ＳＳ通信シス
テムを用いた小電力データ通信システムが認可された。

【０００７】この小電力データ通信システムは、２，４
７１ＭＨｚから２，４９７ＭＨｚまでの２６ＭＨｚの帯
域をＳＳ通信で自由に使用できるものである。

【０００８】ＳＳ通信システムには、ＤＳ方式とＦＨ方
式とがある。

【０００９】ＤＳ（Direct Sequence ）方式は直接拡散
方式で、データをＰＮ（Pseudo Noise ）コードで変調
することによりスペクトル拡散するものである。ＦＨ
（Frequency Hopping）方式は周波数ホッピング方式
で、データで変調されたキャリア周波数をＰＮコードの
数値に相当する周波数に、所定時間間隔（５０ｍｓ程
度）で順次変更していくものである。

【００１０】ＤＳ方式では、拡散帯域幅が５００ｋＨｚ
以上でなければならない規定があるが、電波を連続して
使用しても良いとされているので、遠隔無線制御システ
ムや制御・監視システムにとって好都合である。

【００１１】従来のＤＳ方式によるＳＳ通信システムに
ついて図６ないし図９を参照して説明する。

【００１２】図６は、従来のＤＳ方式によるＳＳ通信シ
ステムの送信機を示すブロック図、図７は、従来のＤＳ
方式によるＳＳ通信システムの受信機を示すブロック
図、図８は、ＤＳ方式によるＳＳ通信システムの変復調
の原理を示す図、図９は、従来のＳＳ通信システムにお
けるスペクトル分布を示す図である。

【００１３】図６を参照して、従来の送信機を説明す
る。データ発生器１０１は、３２ｋｂｐｓ〜２Ｍｂｐｓ
程度のデータ信号を発生する。ｂｐｓはbit per second
の略である。ＰＮコード発生器１０３は、データ発生器
１０１のデータ信号をＳＳ信号に拡散するため１３Ｍｃ
ｐｓ（chip per second ）程度の擬似ランダムコード
（ＰＮコード）信号を発生する。このＰＮコード発生器
１０３は、数種類のＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，・・
・，ＰＮ_m ）を選択し、発生することができる。

【００１４】乗算器１０２は、このデータ信号とＰＮコ
ードとから２６ＭＨｚ程度の帯域幅に拡散したＳＳ信号
を発生する。ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調器１０
４は乗算器１０２が出力したＳＳ信号を局部発振器１０
５が出力する周波数で位相変調するものである。バンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）１０６は不要波を除去するもの
である。アンテナ１０７は、位相変調されたＳＳ信号を
放射するものである。

【００１５】図９は、この送信機が出力するＳＳ信号の
スペクトル分布を示している。これは、複数の送信機が
同一の周波数帯域で、ＰＮコードによるプロセスゲイン
（処理利得）によって符号分割方式（ＣＤＭＡ）で通信
を行っているこの例では６つの異なるＰＮコード（ＰＮ
₁ ，ＰＮ₂ ，・・・，ＰＮ₆ ）によって通信チャネルを
区分したものである。

【００１６】図７を参照して、従来の受信機について説
明する。

【００１７】送信機のアンテナ１０７から発射された位
相変調されたＳＳ信号の電波は、空中を伝播して、受信
機のアンテナ１１０によって受信され、送信機と逆の手
順によって、元のデータが再生される。バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）１１１は、不要波を除去するものであ
る。ＰＳＫ変調器１１２は、局部発振器１１３が出力す
る周波数を用いて受信信号を元のＳＳ信号に変換するも
ので、局部発振器１１３の周波数は、送信機の局部発振
器１０５の周波数と同じものである。ＰＮコード発生器
１１５は、送信器のＰＮコード発生器１０３が発生する
ＰＮコードと同じＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，・・
・，ＰＮ_m ）を発生する。復調器１１４は、このＰＮコ
ードにより、ＰＳＫ復調器１１２が出力した元のＳＳ信
号を逆拡散して、送信機のデータ発生器１０１が出力し
たデータ信号と同じデータ信号に復調する。

【００１８】無線回線を使用すると、空中を伝播する間
に伝送エラーが発生する。復調器１１４では逆拡散を利
用してこのエラーの影響を除去する。

【００１９】図８を参照して、乗算器１０２による拡散
と、復調器１１４による逆拡散の復調の動作を説明す
る。

【００２０】発生データは、データ発生器１０１から出
力されるデータ信号で、最初のビットが０、次のビット
が１である２ビットが示されている。ＰＮコード（Ｔ）
は送信機のＰＮコード発生器１０３から出力されるＰＮ
コードで、発生データの最初の１ビットの間に００１１
０１１の７ビットのＰＮコードを発生し、発生データの
次の１ビットの間に同じく００１１０１１のＰＮコード
を発生する。送信パターンは乗算器１０２の出力信号
で、発生データとＰＮコード（Ｔ）との乗算値を出力す
る。すなわち、発生データが０のときはＰＮコード
（Ｔ）の値をそのまま出力し、発生データが１のときは
ＰＮコード（Ｔ）の値を反転して出力する。

【００２１】伝送エラーは、送信パターンが送信機のア
ンテナ１０７から受信機のアンテナ１１０に伝送される
までの間に生じたエラーで、これを×印で示してある。
受信パターンは受信機のアンテナ１１０で受信したパタ
ーンで、伝送エラーの欄に×印が付されている箇所が送
信パターンと異なっていることになる。ＰＮコード
（Ｒ）は受信機のＰＮコード発生器１１５が出力するＰ
Ｎコードであり、ＰＮコード（Ｔ）と同じコードであ
る。復調出力は受信パターンとＰＮコード（Ｒ）との乗
算値であり、両者が一致しているときには０を、一致し
ていないときには１を出力する。積算値は、データ発生
器１０１の１ビットの間における復調器出力の「１」の
数を積算するもので、最初の１ビットの間では３個、次
の１ビットでは４個である。判定値は、この積算値から
発生データの各ビットの値を判定するものであり、デー
タ発生器１０１の１ビットの間の積算値が３以下の場合
には０と判定し、４以上の場合には１と判定する。

【００２２】このように、受信パターンの７個中に３個
の伝送エラーが生じても発生データを誤りなく受信する
ことができる。

【００２３】しかし、ＳＳ通信システムのＤＳ方式にお
いて、移動体の無線遠隔制御システムでは、避けること
ができない問題として、遠近問題がある。各移動体が周
波数帯域を共有しているので、ＰＮコードＡで交信して
いる受信機Ａに、ＰＮコードＢで他と交信中の送信機Ｂ
が近づくと、この送信レベルが大きく、ＰＮコードＡで
受信中の受信機ＡのＲＦ増幅器がＰＮコードＢの送信レ
ベルによって飽和してしまい、その結果受信機ＡのＰＮ
コードＡでの受信が不能となる。

【００２４】一方、ＳＳ通信とは関係なしに、ＦＤＭＡ
（Frequency Division Multiple Access）方式がある。
ＦＤＭＡ方式は、独立した無線チャネルを周波数軸上に
配置することになるが、各チャネルのスペクトルが隣の
チャネルのスペクトルと重ならないように周波数を離し
て配置する。

【００２５】この方式においては、インタリーブチャネ
ル配置と呼ばれる方式を採用することがある。これは、
元のチャネル間隔の中央の位置にもう一つの新しいチャ
ネルを作り、チャネル数を２倍にする方式である。

【００２６】しかし、この場合にはスペクトラムの一部
が重なるのを避けるため、周波数軸上で隣接する無線チ
ャネルはある程度、空間的な距離をおいて使用しなけれ
ばならない。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、新たに認可
された「小電力データ通信システム」の２．５ＧＨｚ帯
ＳＳ通信において、遠近問題に煩わされずに多数のチャ
ネルを確保し、安定な通信品質で無線遠隔制御用また
は、制御・監視用に使用することができるＳＳ通信方式
を提供するものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるスペクト
ル拡散通信方法は、周波数の異なる通信チャネル群（Ｃ
Ｈ₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，Ｃ
Ｈ_2n）の各チャネルをＰＮコードでスペクトル拡散して
通信する小電力データ通信システムにおけるスペクトル
拡散通信方法であって、所定のスペクトル幅の間隔で配
置された複数のチャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・・，Ｃ
Ｈ_2n-1）でなる第１のチャネル群と、前記第１のチャネ
ル群の相隣接するチャネルの中央部にそれぞれのチャネ
ル（ＣＨ₂ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n）が配置された複
数のチャネルでなる第２のチャネル群とで通信チャネル
（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，Ｃ
Ｈ_2n-1，ＣＨ_2n）群を構成し、前記ＰＮコードを同系列
の３以上の奇数個のＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ
₃ ，・・・，ＰＮ_2m+1）で構成し、前記ＰＮコード（Ｐ
Ｎ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・・，ＰＮ_2m+1）を前記通信
チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，
ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）のそれぞれに順番に繰返し割り当て
てスペクトル拡散して通信するものである。

【００２９】また、本発明にかかるスペクトル拡散通信
方法は、前記通信チャネル（ＣＨ₁，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，
ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）のうち第１のチャ
ネル群（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ_2n-1）を第１の
エリアで使用し、第２のチャネル群（ＣＨ₂ ，ＣＨ₄ ，
・・・，ＣＨ_2n）を第２のエリアで使用するものであ
る。

【００３０】さらに、本発明にかかるスペクトル拡散通
信装置は、小電力データ通信システムにおけるスペクト
ル拡散通信に用いるスペクトル拡散通信装置であって、
複数の通信データを発生するデータ発生器１と、３以上
の奇数個のＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・
・，ＰＮ_2m+1）を発生するＰＮコード発生器３と、前記
ＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・・，ＰＮ
_2m+1）の１つを選択して、前記通信データを前記ＰＮコ
ードで拡散して所定のスペクトル幅（ｆ_W ）のスペクト
ル拡散信号を出力する乗算器２と、前記スペクトル拡散
信号を位相変調するＰＳＫ変調器５と、前記位相変調さ
れたスペクトル拡散信号を所定の複数チャネル（ＣＨ
₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ
_2n）の１つのチャネルの周波数に周波数変換して出力す
る周波数変換器８と、前記所定のスペクトル幅（ｆ_W ）
の間隔で配置された複数のチャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，
・・・，ＣＨ_2n-1）でなる第１のチャネル群と、前記第
１のチャネル群の相隣接するチャネルの中央部にそれぞ
れのチャネルが配置された複数のチャネル（ＣＨ₂ ，Ｃ
Ｈ₄ ，・・・，ＣＨ_2n）でなる第２のチャネル群とで前
記所定の複数チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ
₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）を構成するよう前記周
波数変換器を制御し、かつ、前記周波数変換器が出力す
る前記所定の複数チャネルの順番に前記ＰＮコードを繰
返し配置するよう前記ＰＮコード発生器を制御する制御
器（ＣＰＵ）１３とを備えたものである。

【００３１】また、本発明にかかるスペクトル拡散通信
方法は、前記複数の通信データが、無線遠隔制御用のデ
ータまたは制御・監視用のデータであることを特徴とす
るものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明にかかるスペクトル拡散通
信方法は、小電力データ通信システムによる無線遠隔制
御に用いることができるものである。

【００３３】通信データ（制御信号）をＰＮコードによ
って所定周波数幅（ｆ_W ）のＳＳ信号に拡散する。

【００３４】ここで通信チャネルの配置を図３および図
４を参照して説明する。図３は、本発明のスペクトル拡
散通信方法の周波数配置とＰＮコードとの関係を示す
図、図４は、本発明の一実施例の各チャネルの周波数配
置とＰＮコード割り当て表を示す図である。

【００３５】第１のチャネル群は、所定周波数幅（ｆ
_W ）と同じ周波数間隔でチャネルが配置されている。こ
のチャネルに周波数の低い方から奇数のチャネル番号
（ＣＨ₁，ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ_2n-1）を付けて表す
（図３（ａ）参照）。

【００３６】第２のチャネル群は、第１のチャネル群の
互いに隣接するチャネル（ＣＨ₁ とＣＨ₃ ，ＣＨ₃ とＣ
Ｈ₅ ・・・，ＣＨ_2n-3とＣＨ_2n-1）の中央に、所定周波
数幅（ｆ_W ）と同じ間隔でチャネルが配置されている。
このチャネルをインタリーブチャネルといい、周波数の
低い方から偶数のチャネル番号（ＣＨ₂ ，ＣＨ₄ ，・・
・，ＣＨ_2n）を付けて表わす（図３（ｂ）参照）。

【００３７】第１のチャネル群と第２のチャネル群とを
１つの周波数軸上に並べると、第１のチャネル群のチャ
ネルと第２のチャネル群のチャネルが、互いに半分ずつ
重なり合って配置されていることになる。すなわち、第
１チャネル（ＣＨ₁ ）の中心と第３チャネル（ＣＨ₃ ）
の中心との間に第２チャネル（ＣＨ₂ ）が配置され、第
２チャネル（ＣＨ₂ ）の中心と第４チャネル（ＣＨ₄ ）
の中心との間に第３チャネル（ＣＨ₃ ）が配置されてい
ることになる。

【００３８】通信データ（制御信号）は、ＰＮデータに
よって所定周波数幅（ｆ_W ）のＳＳ信号に拡散され、次
に位相変調され、さらに、周波数変換されてこれらのチ
ャネルのうち所望のチャネルに当てはめられる。

【００３９】このＰＮコードは、少なくとも３種類の奇
数種類のＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・
・，ＰＮ_2m+1）からなり、第１チャネル（ＣＨ₁ ）から
順に、繰返し割り当てられる。

【００４０】この例では、図３（ｃ），（ｄ）のごと
く、第１チャネル（ＣＨ₁ ）には第１ＰＮコード（ＰＮ
₁ ）、第２チャネル（ＣＨ₂ ）には第２ＰＮコード（Ｐ
Ｎ₂ ）、第３チャネル（ＣＨ₃ ）には第３ＰＮコード
（ＰＮ₃ ）の順にＰＮコードを割り当て、次の第４チャ
ネル（ＣＨ₄ ）には第１ＰＮコード（ＰＮ₁ ）が割り当
てられ、以下チャネル番号順にＰＮコードが順に繰返し
割り当てられる。各チャネルの中心周波数とＰＮコード
の割り当ては図４に示されている。さらに具体的には実
施例で説明する。

【００４１】複数の無線遠隔制御機器に、各チャネルを
割り当てる。この場合、第２チャネル（ＣＨ₂ ）を割り
当てられた被制御機器について考えると、第１チャネル
（ＣＨ₁ ）および第３チャネル（ＣＨ₃ ）とは使用周波
数が重複するので、混在して使用すると遠近問題が生じ
るが、それ以外の全てのチャネルに対しては、遠近問題
を生じることがなく、多くのチャネルを有効に使用する
ことができる。また、ＤＳ方式においては使用するＰＮ
コード長により決まるプロセスゲイン（処理利得）があ
るために符号分割（ＣＤＭＡ）も可能である。ＣＨ₁ ，
ＣＨ₂ ，ＣＨ₃に割り当てられたＰＮコードはそれぞれ
異なるために、周波数分割のみならず、符号分割を組み
合わせることにより、チャネルを分離する性能を意味す
るチャネル選択度を増し安定な通信品質を得ている。

【００４２】さらに、図５に示すように、被制御機器を
配置するエリアを、例えば建物毎に第１のエリアおよび
第２のエリアに区分して、第１のエリアに配置された被
制御機器に奇数チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・・，Ｃ
Ｈ_2n-1）でなる第１のチャネル群を割り当て、第２のエ
リアに配置された被制御機器に偶数チャネル（ＣＨ₂，
ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n）でなる第２のチャネル群を割
り当てる。このように建物毎にチャンネルを割り当るこ
とで建物による遮蔽効果もあり、さらに遠近問題から積
極的に解放され多くのチャネルを有効に使用することが
できる。

【００４３】

【実施例】本発明にかかるスペクトル拡散通信装置の一
実施例を図１ないし図４を参照して説明する。

【００４４】図１は、本発明のスペクトル拡散通信装置
の送信機の実施例を示す図、図２は、本発明のスペクト
ル拡散通信装置の受信機の実施例を示す図である。

【００４５】送信機について説明する。

【００４６】データ発生器１は、被制御機器（後述する
受信機を包含するもので、受信機が受信したデータによ
って制御される）を制御するための制御データを発生す
る。この制御データはほぼ２０ｋｂｐｓのデジタル信号
である。ＰＮコード発生器３は、３１ビットのｍ系列擬
似ランダムノイズ（ＰＮコード）を３種類（ＰＮ₁ ，Ｐ
Ｎ₂ ，ＰＮ₃ ）発生する。このＰＮコード（ＰＮ₁ ，Ｐ
Ｎ₂ ，ＰＮ₃ ）はほぼ６１４ｋｃｐｓで、制御部（ＣＰ
Ｕ）１３の指令によりいずれかに設定される。乗算器２
は制御データをＰＮコードと乗算して、スペクトル拡散
（ＳＳ）信号に拡散する。低域ろ波器（ＬＰＦ）４は、
ＳＳ信号の高周波ノイズを除去する。第２局部発振器６
はＰＬＬ発振器であり、ＣＰＵ１３により制御され、水
晶発振器１４に同期した２５４ＭＨｚの周波数を出力す
る。

【００４７】ＰＳＫ変調器５は、低域ろ波器４でろ過さ
れたＳＳ信号を２５４ＭＨｚでＰＳＫ変調した中間周波
信号を出力する。

【００４８】第２のバンドパスフィルタ（第２のＢＰ
Ｆ）７は、通過帯域幅が±０．６ＭＨｚ、中心周波数が
２５４ＭＨｚで、ＰＳＫ変調器５で発生する不要波を除
去する。第１局部発振器９は、２，２３０ＭＨｚを中
心に＋側，−側とも１３ＭＨｚの範囲で周波数が可変さ
れるＰＬＬ発振器で、ＣＰＵ１３により制御される。こ
の実施例では、０．６５ＭＨｚステップで可変される。

【００４９】周波数変換器８は、第２のＢＰＦ７の出力
信号の周波数と第１局部発振器９の出力信号の周波数と
の和の周波数に変換して出力する。出力周波数は、例え
ば、第１局部発振器の周波数が２，２３０ＭＨｚのとき
には２，４８４ＭＨｚ±０．６ＭＨｚとなる。

【００５０】第１のバンドパスフィルタ（第１のＢＰ
Ｆ）１０は、周波数変換器８の出力信号を通過させ、不
要波を除去するもので、中心周波数が２，４８４ＭＨ
ｚ、通過帯域幅が±１３ＭＨｚである。

【００５１】第１のＢＰＦ１０の出力信号は増幅器（Ａ
ＭＰ）１１，アンテナ１２を経て発射される。

【００５２】受信機について説明する。

【００５３】送信機のアンテナ１２から発射された制御
信号は、受信機のアンテナ２０で受信され、第１のバン
ドパスフィルタ（第１のＢＰＦ）２１で不要波が除去さ
れた後、周波数変換器２２において、第１局部発振器２
３が出力する周波数２２３０ＭＨｚ±１３ＭＨｚが減算
されて、中心周波数２５４ＭＨｚで帯域幅が±０．６Ｍ
Ｈｚの中間周波数信号に変換され、第２のバンドパスフ
ィルタ（第２のＢＰＦ）２４によって不要波が除去され
る。第１の局部発振器２３の発振周波数は、制御部（Ｃ
ＰＵ）３３によって制御され、２，４８４ＭＨｚの信号
を受信するときは、２，４８４ＭＨｚ−２５４ＭＨｚ＝
２，２３０ＭＨｚにセットされる。

【００５４】第２局部発振器２６は、ＰＬＬ発振器であ
り、水晶発振器３４の出力する周波数に同期した２５４
ＭＨｚの信号を出力する。

【００５５】ＰＳＫ復調器２５は、第２のＢＰＦ２４が
出力する中心周波数２５４ＭＨｚの中間周波数信号を、
第２局部発振器２６の出力する２５４ＭＨｚの信号で復
調する。この復調信号は、直交する２つの位相に分けら
れるが、説明を簡単にするために位相については省略す
る。

【００５６】ＰＳＫ復調器２５の出力信号は、ロウパス
フィルタ（ＬＰＦ）２７で高周波成分が除去されて、Ａ
／Ｄ変換器２８でデジタル信号に変換される。

【００５７】マッチドフィルタ２９は、Ａ／Ｄ変換器２
８のデジタル信号とＰＮコード発生器３０からのＰＮコ
ードとの相関値から逆拡散して送信機の制御データ発生
器が発生した制御データを再生して出力する。

【００５８】ＰＮコード発生器３０は、送信機のＰＮコ
ード発生器３が発生するＰＮコードと同じコードを発生
することができるようになっており、送信機のＰＮコー
ド発生器３でＣＰＵ１３の指令により発生したＰＮコー
ドと同一のＰＮコードに合わせられて発生する。

【００５９】送信機および受信機は、チャネル番号が指
定されると、それぞれの第１局部発振器の周波数とＰＮ
コード発生器のＰＮコード番号とが、１対になって制御
部１３および３３によって制御され、チャネル番号に相
当する周波数およびＰＮコード番号によってチャネルが
設定される。

【００６０】チャネルについて、周波数とＰＮコードと
の関係を図３および図４を参照して説明する。図３
（ａ）は、第１のチャネル群（元のチャネル）を示す図
で、奇数番号が付されるチャネルが配置されている。こ
の例では、規格で定められた２６ＭＨｚの帯域幅の中
に、ＣＨ₁ からＣＨ₃₇まで奇数番号の１９のチャネルが
配置されている。１チャネルの周波数帯域（ｆ_W ）は
１．３ＭＨｚ、隣接するチャネルの中心周波数の間隔は
１．３ＭＨｚである。図３（ｂ）は、第２のチャネル群
（インタリーブチャネル）であり、第１のチャネル群の
隣接するチャネルの中央に配置されていて、偶数番号が
付されるチャネルである。この例では、ＣＨ₂ からＣＨ
₃₆まで１８のチャネルが配置されている。１チャネルの
周波数帯域および隣接するチャネル間隔は第１のチャネ
ル群のチャネルと同じである。図３（ｃ）は、図３
（ａ）と（ｂ）とを重ね合わせて表わしたもので、
（ｂ）の第２のチャネル群は点線で表わしている。チャ
ネル番号（ＣＨ₁ ，・・・，ＣＨ₃₇）の下方に、割り当
てられているＰＮコードが表示してある。図３（ｄ）
は、各チャネル群とＰＮコードとの関係を示したもの
で、第１のチャネル群の各チャネルのＰＮコードをした
側に、第２のチャネル群の各チャネルのＰＮコードを上
側に表示してある。

【００６１】図４は、各チャネルの中心周波数とＰＮコ
ードとを表わしたもので、３種類のＰＮコードが、チャ
ネルの番号順に繰返し配置されている。

【００６２】図５を参照してチャネルの具体的な配置の
一例について説明する。

【００６３】図５は、本発明の一実施例を示すチャネル
配置図である。

【００６４】チャネルの構成は、図３および図４を参照
して説明したとおりであるが、これらのチャネルを２つ
のエリアにおいて使用する場合に適したチャネル配置を
説明する。

【００６５】エリアの区分として、建物を例にとって説
明する。第１の建物３６には、奇数チャネル（ＣＨ₁ ，
ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ₃₇）が配置され、第２の建物３７
には、偶数チャネル（ＣＨ₂ ，ＣＨ₄ ，・・・，Ｃ
Ｈ₃₆）が配置される。奇数チャネルの各チャネルは、周
波数が互いに重複しないように設定されているので、同
一の建物内での使用により、距離が近接しても、遠近問
題を生じることがない上に、周波数が近接するチャネル
同士のＰＮコードが互いに異なるためプロセスゲインに
よりチャネル選択度が増し、安定な通信品質が得られる
などの利点がある。

【００６６】第２の建物に配置される偶数チャネルにつ
いても同様の利点がある。

【００６７】また、第１の建物と第２の建物とは建物に
よる遮蔽効果もあり、周波数の重なりによる干渉妨害も
減少し、ＰＮコードの符号分割によりチャンネルも分離
できる。このように建物毎にチャンネルを管理すること
で効率的な周波数繰返し利用が可能となる。

【００６８】

【発明の効果】本発明にかかるスペクトル拡散通信方法
は、周波数の異なる通信チャネル群（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，
ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）の各チャ
ネルをＰＮコードでスペクトル拡散して通信する小電力
データ通信システムにおけるスペクトル拡散通信方法で
あって、所定のスペクトル幅の間隔で配置された複数の
チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ_2n-1）でなる
第１のチャネル群と、前記第１のチャネル群の相隣接す
るチャネルの中央部にそれぞれのチャネルが配置された
複数のチャネル（ＣＨ₂ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n）で
なる第２のチャネル群とで通信チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ
₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）群を
構成し、前記ＰＮコードを同系列の３以上の奇数個のＰ
Ｎコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・・，Ｐ
Ｎ_2m+1）で構成し、前記ＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，
ＰＮ₃ ，・・・，ＰＮ_2m+1）を前記通信チャネル（ＣＨ
₁ ，ＣＨ₂，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ
_2n）のそれぞれに順番に繰返し割り当ててスペクトル拡
散して通信するものであるから、チャネル数を確保しな
がら、遠近問題が生じ難く、安定な通信品質を確保で
き、他チャネルからの妨害を防止できる。

【００６９】また、本発明にかかるスペクトル拡散通信
方法は、前記通信チャネル（ＣＨ₁，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，
ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）群のうち第１のチ
ャネル群（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ_2n-1）を第１
のエリアで使用し、第２のチャネル群（ＣＨ₂ ，ＣＨ
₄ ，・・・，ＣＨ_2n）を第２のエリアで使用するもので
あるから、遠近問題を考慮することなく、送信機または
受信機を移動しながら正確に安定した通信を行うことが
できる。

【００７０】さらに、第１のエリアと第２のエリアを離
すことにより、干渉妨害を避けることができ、このよう
にエリア毎にチャンネルを管理することで効率的な周波
数繰り返し利用が可能となる。

【００７１】さらに、本発明にかかるスペクトル拡散通
信装置は、小電力データ通信システムにおけるスペクト
ル拡散通信に用いるスペクトル拡散通信装置であって、
複数の通信データを発生するデータ発生器１と、３以上
の奇数個のＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・
・，ＰＮ_2m+1）を発生するＰＮコード発生器３と、前記
ＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・・，ＰＮ
_2m+1）の１つを選択して、前記通信データを前記ＰＮコ
ードで拡散して所定のスペクトル幅（ｆ_W ）のスペクト
ル拡散信号を出力する乗算器２と、前記スペクトル拡散
信号を位相変調するＰＳＫ変調器５と、位相変調された
スペクトル拡散信号を所定の複数チャネル（ＣＨ₁ ，Ｃ
Ｈ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）の
１つのチャネルの周波数に周波数変換して出力する周波
数変換器８と、前記所定のスペクトル幅（ｆ_W ）の間隔
で配置された複数のチャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・
・，ＣＨ_2n-1）でなる第１のチャネル群と、前記第１の
チャネル群の相隣接するチャネルの中央部にそれぞれの
チャネルが配置された複数のチャネル（ＣＨ₂ ，Ｃ
Ｈ₄，・・・，ＣＨ_2n）でなる第２のチャネル群とで前
記所定の複数チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ
₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）を構成するよう前記周
波数変換器を制御し、かつ、前記周波数変換器が出力す
る前記所定の複数チャネルの順番に前記ＰＮコードを繰
返し配置するよう前記ＰＮコード発生器を制御する制御
器１３とを備えているので、チャネル数を確保しなが
ら、遠近問題を生じないスペクトル拡散通信を行うこと
ができる。

【００７２】また、本発明によるスペクトル拡散通信装
置は、前記複数の通信データが、無線遠隔制御用のデー
タまたは制御・監視用データであるので、移動体の遠隔
制御において、遠近問題による通信妨害を生じることが
ない遠隔制御または制御・監視を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスペクトル拡散通信装置の実施例の送
信機を示すブロック図である。

【図２】本発明のスペクトル拡散装置の実施例の受信機
を示すブロック図である。

【図３】本発明のスペクトル拡散通信方法の周波数配置
とＰＮコードとの関係を示す図である。

【図４】本発明の一実施例の各チャネルの周波数配置と
ＰＮコード割り当て表を示す図である。

【図５】本発明の一実施例を示すチャネル配置図であ
る。

【図６】従来のＤＳ方式によるＳＳ通信システムの送信
機を示すブロック図である。

【図７】従来のＤＳ方式によるＳＳ通信システムの受信
機を示すブロック図である。

【図８】ＤＳ方式によるＳＳ通信システムの変復調の原
理を示す図である。

【図９】従来のＳＳ通信システムにおけるスペクトル分
布を示す図である。

【符号の説明】

１データ発生器２乗算器３ＰＮコード発生器４ＬＰＦ５ＰＳＫ変調器６第２局部発振器７第２のＢＰＦ８周波数変換部９第１局部発振器１０第１のＢＰＦ１１ＡＭＰ１２送信アンテナ１３制御部（ＣＰＵ）１４水晶発振器２０受信アンテナ２１第１のＢＰＦ２２周波数変換器２３第１局部発振器２４第２のＢＰＦ２５ＰＳＫ復調器２６第２局部発振器２７ＬＰＦ２８Ａ／Ｄ変換器２９デジタルマッチドフィルタ３０ＰＮコード発生器３３制御部（ＣＰＵ）３４水晶発振器３６第１の建物（第１のエリア）３７第２の建物（第２のエリア）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数の異なる通信チャネル群（ＣＨ
₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ
_2n）の各チャネルをＰＮコードでスペクトル拡散して通
信する小電力データ通信システムにおけるスペクトル拡
散通信方法であって、所定のスペクトル幅の間隔で配置された複数のチャネル
（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ_2n-1）でなる第１のチ
ャネル群と、前記第１のチャネル群の相隣接するチャネ
ルの中央部にそれぞれのチャネルが配置された複数のチ
ャネル（ＣＨ₂，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n）でなる第２
のチャネル群とで通信チャネル（ＣＨ₁，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃
，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）群を構成し、前記ＰＮコードを同系列の３以上の奇数個のＰＮコード
（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・・，ＰＮ_2m+1）で構成
し、前記ＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・・，Ｐ
Ｎ_2m+1）を前記通信チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ
₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）のそれぞれに
順番に繰返し割り当ててスペクトル拡散して通信するこ
とを特徴とするスペクトル拡散通信方法。
【請求項２】前記通信チャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，Ｃ
Ｈ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n-1，ＣＨ_2n）群のうち第
１のチャネル群（ＣＨ₁ ，ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ_2n-1）
を第１のエリアで使用し、第２のチャネル群（ＣＨ₂ ，
ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ_2n）を第２のエリアで使用するこ
とを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散通信方
法。
【請求項３】小電力データ通信システムにおけるスペ
クトル拡散通信に用いるスペクトル拡散通信装置であっ
て、複数の通信データを発生するデータ発生器（１）と、３以上の奇数個のＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ
₃ ，・・・，ＰＮ_2m+1）を発生するＰＮコード発生器
（３）と、前記ＰＮコード（ＰＮ₁ ，ＰＮ₂ ，ＰＮ₃ ，・・・，Ｐ
Ｎ_2m+1）の１つを選択して、前記通信データを前記ＰＮ
コードで拡散して所定のスペクトル幅（ｆ_W ）のスペク
トル拡散信号を出力する乗算器（２）と、前記スペクトル拡散信号を位相変調するＰＳＫ変調器
（５）と、前記位相変調されたスペクトル拡散信号を所定の複数チ
ャネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，Ｃ
Ｈ_2n-1，ＣＨ_2n）の１つのチャネルの周波数に周波数変
換して出力する周波数変換器（８）と、前記所定のスペクトル幅（ｆ_W ）の間隔で配置された複
数のチャネル（ＣＨ₁，ＣＨ₃ ，・・・，ＣＨ_2n-1）で
なる第１のチャネル群と、前記第１のチャネル群の相隣
接するチャネルの中央部にそれぞれのチャネルが配置さ
れた複数のチャネル（ＣＨ₂ ，ＣＨ₄ ，・・・，Ｃ
Ｈ_2n）でなる第２のチャネル群とで前記所定の複数チャ
ネル（ＣＨ₁ ，ＣＨ₂ ，ＣＨ₃ ，ＣＨ₄ ，・・・，ＣＨ
_2n-1，ＣＨ_2n）を構成するよう前記周波数変換器を制御
し、かつ、前記周波数変換器が出力する前記所定の複数
チャネルの順番に前記ＰＮコードを繰返し配置するよう
前記ＰＮコード発生器を制御する制御器（１３）とを備
えたことを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
【請求項４】前記複数の通信データが、無線遠隔制御
用のデータまたは制御・監視用のデータであることを特
徴とする請求項３記載のスペクトル拡散通信装置。