JPH10322242A - 高データ率スペクトラム拡散トランシーバおよび関連方法 - Google Patents
高データ率スペクトラム拡散トランシーバおよび関連方法Info
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- JPH10322242A JPH10322242A JP10067463A JP6746398A JPH10322242A JP H10322242 A JPH10322242 A JP H10322242A JP 10067463 A JP10067463 A JP 10067463A JP 6746398 A JP6746398 A JP 6746398A JP H10322242 A JPH10322242 A JP H10322242A
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Abstract
データ率および/またはフォマット間のオンザフライを
切り換えられる関連方法を提供する。 【解決手段】 高データ率ベースバンド・プロセッサ4
0は、無線回路を経由する送信用の情報をスペクトラム
拡散移相キイーング(PSK)変調する変調器50を含
む。変調器は、受信した信号を少なくとも1基のアナロ
グディジタル変換器を介して復調器60にAC結合した
とき、平均DC信号成分を実質的に減少させて総体的な
システム性能を高めるための変形ウォルシュコードによ
り情報を符号化するための少なくとも1基の変形ウォル
シュコード関数符号器を包含する。復調器は、無線回路
から受信した情報をスペクトラム拡散PSK復調する。
変調器および復調器は、第一データ率におけるバイフェ
ーズPSK(BPSK)モードおよび第二のデータ率に
おける直角PSK(QPSK)モードの一方でそれぞれ
作動可能である。
Description
分野、特にスペクトラム拡散トランシーバおよび関連方
法に関する。
無線通信は広く用いられている。たとえば、ワイヤレス
・ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)はフレ
キシブルなデータ通信システムであって、ビルやキャン
パス内の有線LANの延長または代替システムとしても
よい。WLANは大気を越えてデータの送信および受信
を行う無線テクノロジーを用いており、それによって有
線コネクションの必要性を減少乃至最小としている。従
って、WLANはデータの連結性とユーザーの移動性と
を結合させ、また簡略化した構成によって可動LANを
も許容するものである。過去数年に亘って、WLAN
は、たとえばヘルスケア、小売業、製造業、卸売業およ
び高等教育機関領域を含む多くのユーザーの間で支持を
受けて来た。これらのグループはハンドヘルド・ターミ
ナルおよびノートパソコンを利用して、たとえば処理用
の集中化ホストに対しリアルタイムに情報を送信するこ
とによって生産性ゲインから恩恵を受けて来た。今日、
WLANは一層広い範囲のユーザーが選び得る一つの方
法の一般的に意図される連結性として一層広範に認識さ
れ、かつ用いられるようになって来ている。更に、WL
ANは実装フレキシビリティをもたらし、またワイヤー
ライン・テクノロジーが実用的ではない状況ではコンピ
ュータネットワークを利用させる。
バ、すなわち送信機と受信機との組み合わせによって提
供されるアクセスポイントは固定ロケーションからワイ
ヤード・ネットワークに接続する。従って、このアクセ
ストランシーバはバッファを受信し、そしてデータをW
LANおよびワイヤード・ネットワーク間に送信する。
単一のアクセストランシーバは約100乃至数100フ
ィート未満の範囲内に配置された小グループをサポート
することが可能である。エンドユーザーは、ノートパソ
コン内のPCカードあるいはデスクトップコンピュータ
のISAまたはPCIカードとして典型的に実装されて
いるトランシーバを経由してWLANに接続することに
なる。勿論、このトランシーバは如何なる装置、たとえ
ばハンド・ヘルドコンピュータに組み込んでもよい。
下にWLAN用の一組の集積回路であって、提案された
IEEE802.11規格と互換性のあるものを開発
し、かつ製造して来た。このPRISM1チップセット
は2.4乃至2.5GHzの無線帯域における全二重ま
たは半二重ダイレクトシーケンス・スペクトラム拡散パ
ケット通信に必要とされる全ての機能を提供する。特
に、Harris Corporationによって製造され、商標HSP
3824として知られるベースバンド・プロセッサは直
角またはバイフェイズ移相キーイング(QPSK乃至B
PSK)変調方式を用いている。PRISM1チップセ
ットはBPSK用には2Mbit/秒、またQPSK用
には4Mbit/秒で作動可能であるが、これらのデー
タ率はより高いデータ率の用途には充分ではない。
ずに、4種類のウォルシュ拡散コードを用いて一層高い
情報率の送信を行わせる符号分割多重アクセス(CDM
A)セルラー通信システムを開示する米国特許第5,515,
396 号明細書中に記載されるように、スペクトラム拡散
通信は様々な用途、たとえばセルラー電話通信であっ
て、妨害に対する強靱さ、干渉および多重通路の良好な
リジェクションならびに本来備わっている盗聴者からの
安全な通信を提供するものに使用されて来た。米国特許
第5,535,239 号、第5,416,797 号、第5,309,474 号およ
び第5,103,459 号もまたウォルシュ関数拡散コードを用
いるCDMAスペクトラム拡散セルラー電話通信システ
ムを開示している。
トラム拡散トランシーバおよび従来のトランシーバより
一層高いデータ率で動作を行わせる関連方法を提供する
ことである。他の目的はスペクトラム拡散トランシーバ
および一層高いデータ率で動作を行わせ、かつ異なった
データ率および/またはフォーマット間のオンザフライ
を切り換えられる関連方法を提供することである。
タ率ベースバンド・プロセッサおよびそれに対し接続さ
れた無線回路を含んで成るスペクトラム無線トランシー
バによって提供される。このベースバンド・プロセッサ
は好ましくは無線回路を経由する送信用の情報をスペク
トラム拡散移相キーイング(PSK)変調するための変
調器を含んでおり、この場合一実施態様において、この
変調器は変形ウォルシュコードによる情報を符号化する
ための少なくとも1基の変形ウォルシュコード関数符号
器を含んで成る。このベースバンド・プロセッサはま
た、好ましくは更に無線回路から受信したスペクトラム
PSK復調情報のための復調器を含んで成る。この復調
器は好ましくは少なくとも1基のアナログディジタル
(A/D)変換器の出力に接続されており、これは順次
無線回路の関連受信部にAC結合される。従って、この
復調器は好ましくは変形ウォルシュコードによる情報を
復号するための少なくとも1基の変形ウォルシュコード
関数相関器を含んで成る。この変形ウォルシュコードは
平均DC成分であって、少なくとも1基のA/D変換器
に対するAC結合との組み合わせであるものを実質的に
減少させ、それによって総体的なシステム性能を増大さ
せる。他の直交および倍直交符号化方式もまた利用する
ことが出来、この場合平均DC成分は好ましくは実質的
に減少または回避される。
びそれに接続された無線回路を含んで構成されるスペク
トラム拡散無線トランシーバを包含しており、前記ベー
スバンド・プロセッサは、前記無線回路から受信した情
報をスペクトラム拡散移相キイーング(PSK)復調す
るための復調器と、前記復調器に接続される出力および
前記無線回路にAC接続される入力とを有する少なくと
も1基のアナログディジタル(A/D)変換器と、平均
DC信号成分を減少させる変形ウォルシュコードであっ
て、前記少なくとも1基のA/D変換器に対するAC接
続との組み合わせにおいて総体的性能を高めるものによ
り情報を復号するための、少なくとも1基の変形ウォル
シュコード関数相関器を含んで成る前記復調器と、無線
回路を介して送信用の情報をスペクトラム拡散PSK変
調するための変調器であって、前記変調器が変形ウォル
シュコードによる情報を符号化するための少なくとも1
基の変形ウォルシュコード関数符号器であり、ここにお
いて前記変調器が第一のデータ率においてバイフェーズ
PSK(BPSK)変調により規定される第一のフォー
マットおよび第二のデータ率において直角PSK(QP
SK)変調により規定される第二のフォーマットの一方
において作動するための手段とを含んで成り、前記復調
器が第一および第二フォーマットの一方において作動す
るための手段を含んで成るものを含んで構成される。
ンシーバを包含し、前記ベースバンド・プロセッサはス
ペクトラム拡散フェーズ移相キイーング(PSK)復調
を行うための復調器と、前記復調器に接続される出力お
よび情報を受信するためにAC接続される入力を備える
少なくとも1基のアナログディジタル(A/D)変換器
を含んで成り、前記復調器が所定の直交コードであっ
て、平均DC信号成分を減少させ、それによって前記少
なくとも1基のA/D変換器へのAC接続を増加させる
ものによって情報を復号するための少なくとも1基の所
定の直交コード関数相関器と、送信用の情報をスペクト
ラム拡散PSK変調するための変調器とを含んで成り、
前記変調器が、所定の直交コードにより情報を符号化す
るための少なくとも1基の所定の直交コード関数符号器
を含んで成り、ここにおいて前記変調器は第一のデータ
率においてバイフェーズPSK(BPSK)変調により
規定される第一のフォーマットおよび第二のデータ率に
おいて直角PSK(QPSK)変調により規定される第
二のフォーマットの一方において作動するための手段を
含んで成り、そして前記復調器が第一および第二フォー
マットの一方において作動するための手段を含んで成る
ものとを含んで構成される。
ンシーバ用の変調器を包含し、前記変調器は送信のため
の情報をスペクトラム拡散移相キイーング(PSK)変
調するための変調器手段を含んで成り、前記変調器手段
は平均DC信号成分を減少させるための所定の直交コー
ドにより情報を符号化するための少なくとも1基の所定
の直交コード関数符号器を含んで成り、ここにおいて前
記変調器手段は第一のデータ率においてバイフェーズP
SK(BPSK)変調により規定される第一のフォーマ
ットおよび第二のデータ率において直角PSK(QPS
K)変調により規定される第二のフォーマットの一方に
おいて作動するための手段を含んで成り、そして前記変
調器手段はデータパケットを変調して第三のデータ率に
おいて所定の変調により規定される第三のフォーマット
におけるヘッダと、第一および第二フォーマットの一方
における可変データとを伴うものを含んで構成される。
を規定する第一データ率におけるバイフェーズPSK
(BPSK)変調モードおよび第二フォーマットを規定
する第二データ率において直角PSK(QPSK)モー
ドの一方において作動するための手段を含んで構成され
ることである。更に、復調器は好ましくは第一および第
二フォーマットの一方において作動するための手段を含
んで構成される。変調器もまた、好ましくはデータパケ
ットを変調して、所定の変調および第三フォーマットを
規定する第三データ率においてヘッダを伴い、また第一
および第二フォーマットの一方における可変データを変
調するためのヘッダ変調器手段を包含していてもよい。
従って、復調器はこのように第三フォーマットにおいて
ヘッダを復調することによってデータパケットを復調
し、かつヘッダに関して可変データの第一および第二フ
ォーマットの何れかに切り換えるためのヘッダ復調器手
段を含むことが好ましい。第三フォーマットは好ましく
は微分BPSKであり、そして第三データ率は好ましく
は第一および第二データ率よりも低い。復調器は好まし
くは第一および第二キャリヤ・トラッキングループ、す
なわち第三フォーマット用の第一キャリヤ・トラッキン
グループならびに第一および第二フォーマット用の第二
キャリヤ・トラッキングループを含んで成るのが好まし
い。第二キャリヤ・トラッキングループは順にキャリヤ
数値制御発振器(NCO)およびNCO制御手段であっ
て、第一キャリヤ・トラッキングループのキャリヤフェ
ーズに基づいてキャリヤNCOを選択的に作動し、それ
によって可変データのフォーマットへの切り換えを容易
にするものを含んで成っていてもよい。第二キャリヤ・
トラッキングループはまた、キャリヤループフィルタお
よびキャリヤループフィルタ制御手段であって、第一キ
ャリヤ・トラッキングループの周波数に基づいてキャリ
ヤループフィルタを選択的に作動して可変データのフォ
ーマットへの切り換えを容易にするものを含んで成って
いてもよい。キャリヤ・トラッキングループはヘッダお
よびオンザフライに関して所望のフォーマットへの切り
換えを許容する。
コード関数相関器は変形ウォルシュ関数ゼネレータおよ
びこの変形ウォルシュ関数ゼネレータに接続された複数
個の並列接続相関器を含んで構成されることが好まし
い。変形ウォルシュコードは、それに対し固定16進コ
ードを二度付加するモジュールによって変形されたウォ
ルシュコードであればよい。その上、一実施態様におけ
る変調器は変形ウォルシュコード関数符号器に対し、デ
ータを4種類のビットニブルのサイン(1ビット)およ
びマグニチュード(3ビット)にパーティションするた
めの手段を更に含んで成ることが好ましい。また、変調
器は所定のチップレートにおいて擬似(PN)ランダム
シーケンスを用いて各データビットを拡散するための拡
散手段を含んでいてもよい。従って復調器はまた、プリ
アンブルを発生させるためのプリアンブル復調手段を含
んで成っていればよく、ここにおいて復調器はイニシャ
ルPNシーケンス同期を達成するためのプリアンブル復
調用プリアンブル復調器手段を包含するものとする。ス
ペクトラム拡散トランシーバ用の変調器はスクランブラ
を含んでいてもよく、また復調器は従ってデスクランブ
ラを包含するのが好ましい。また、復調器はクリアチャ
ネル・アセスメント信号を発生するためのクリアチャネ
ル・アセッシング手段を含んで、チャネルがクリアな場
合にのみ通信を容易にするようにしてもよい。
完全スペクトラム拡散トランシーバ用の無線回路に接続
されている。従って、トランシーバはベースバンド・プ
ロセッサに接続された直角中間周波数変調器/復調器お
よびこの直角中間周波数変調器/復調器に接続されたア
ップ/ダウン周波数変換器を包含することが好ましい。
加えて、無線回路は更にアップ/ダウン変換器の入力に
接続された出力を有する低雑音増幅器およびアップ/ダ
ウン変換器の出力に接続された入力を有する無線周波電
力増幅器を含んで構成されることが好ましい。また、ス
ペクトラム拡散無線トランシーバは好ましくはアンテナ
と、無線周波電力増幅器の出力および低雑音増幅器の入
力間を切り換えるためのアンテナスイッチを含んでい
る。
用のベースバンド・プロセッサのための方法を包含して
おり、この方法は平均DC信号成分を減少させるための
所定の直交コードによる情報を符号化しながら送信用の
情報をスペクトラム拡散移相キイーング(PSK)変調
する工程と、所定の直交コードにより受信した情報を復
号することにより受信した情報をスペクトラム拡散PS
K復調する工程とを含んで構成され、この方法はスペク
トラム拡散PSK変調のための受信した情報をAC結合
する工程を包含しており、それによってAC結合との組
み合わせにおける減少された平均DC信号成分が総体的
な性能を高める。
スバンド・プロセッシングのためのものである。この方
法は好ましくは平均DC信号を減少させるための所定の
倍直交コードにより情報を符号化することによって送信
用の情報をスペクトラム拡散移相キイーング(PSK)
変調する工程と、所定の倍直交コードにより情報を復号
することによって受信した情報をスペクトラム拡散PS
K復調する工程とを含んで構成される。所定の倍直交コ
ードは好ましくは変形ウォルシュ関数コードである。
例によって説明する。全体を通じて同様な要素は同様な
数字によって参照するものとする。図1を参照すると、
提案されたIEEE802.11規格に従い2.4GH
zISMバンドにおけるWLAN用途のためにワイヤレ
ストランシーバ30を容易に使用することが出来る。ト
ランシーバ30は無線電力増幅器およびTX/RXスイ
ッチ32に連結された選択可能アンテナ31を含んでお
り、これはHarrisパーツNo. HFA3925により提供
可能である。多重アンテナは空間ダイバーシチ受信を備
えていてもよい。米国Harris CorporationのパーツNo.
HFA3424によって提供可能な低雑音増幅器38も
また、アンテナに対し作動的に接続される。例示された
アップ/ダウン変換器33は、当業者に容易に理解され
るように、低雑音増幅器38およびRF電力増幅器、そ
してTX/RXスイッチ32に接続される。アップ/ダ
ウン変換器33はHarrisパーツNo. HFA3624によ
って提供される。このアップ/ダウン変換器33は順次
図示の二重周波シンセサイザー34および直角IF変調
器/復調器35に接続される。二重周波シンセサイザー
34はHarrisパーツNo. HFA3524、そして直角I
F変調器/復調器35はHarrisパーツNo. HFA372
4であればよい。これまで記載された全ての構成要素は
名称PRISM1の下にHarris Corporationにより製造
される2.4GHzダイレクトシーケンス・スペクトラ
ム拡散ワイヤレストランシーバのチップセット中に包含
されている。各種のフィルタ36および例示された電圧
制御発振器37もまた当業者により容易に理解されるよ
うに、またHarris CorporationのPRISM1チップセ
ット文献中に記載されるように、提供することが出来
る。
ンス・スペクトラム拡散(DSS)ベースバンド・プロ
セッサ40を示している。従来のHarrisPRISM1チ
ップセットは名称HSP3824の下に入手可能な低デ
ータ率DSSベースバンド・プロセッサを含んでいる。
この従来のベースバンド・プロセッサは、表題"Direct
Sequence Spread Spectrum Baseband Processor (ダイ
レクトシーケンス・スペクトラム拡散ベースバンド・プ
ロセッサ)" の刊行物、1996年3月、ファイルNo.
4064.4、米国Harris Corporation中に詳細に記載
されている。HSP3824ベースバンド・プロセッサ
同様に、本発明の高データ率ベースバンド・プロセッサ
40は全または半デュプレックスパケット・ベースバン
ドトランシーバに必要な全ての機能を包含している。プ
ロセッサ40は、直角IF変調器35からの受信Iおよ
びQ信号を受けるための実装デュアル3ビットA/D変
換器41を備えている。また、HSP3824同様に、
高データ率プロセッサ40は、実装6ビットA/D変換
器42についての機能を監視する受信信号強度インジケ
ータ(RSSI)を含んでおり、またCCA回路ブロッ
ク44はデータ衝突を回避し、かつネットワーク・スル
ープットを最適とするためにクリアチャネル・アセスメ
ント(CCA)を提供する。
it/秒BPSKおよび2Mbit/秒QPSKから
5.5Mbit/秒BPSKおよび11Mbit/秒Q
PSKへの拡張を提供するものである。これはチップ速
度定数を11Mチップ/秒に保持することによって行わ
れる。これによって、同一のRF回路をより高いデータ
率に関して使用可能とする。高率モデルのシンボルレー
ト(symbol rate )は11MHz/8=1.375Mシ
ンボル/秒である。本発明の5.5Mbit/秒モード
のために、これらのビットはスクランブルされ、次いで
4ビットニブルから8チップ変形ウォルシュ関数に符号
化される。このマッピングは倍直交コードをもたらし、
これらはBPSK単独より良好なビット誤り率(BE
R)性能を有している。得られた11Mチップ/秒のデ
ータストリームはBPSK変調される。復調器は変形ウ
ォルシュ相関器ならびに関連チップトラッキング、キャ
リヤトラッキングおよびリフォーマッティング装置を含
んで成る。11Mbit/秒モードのために、これらの
ビットは各IおよびQレールについて独立にスクランブ
ルされ、次いで4ビットニブルから8チップ変形ウォル
シュ関数に符号化される。そこでは、2種類の変形ウォ
ルシュ関数にマップされたシンボル当たり8種類の情報
ビットが存在する。このマッピングは倍直交コードをも
たらし、これらはBPSK単独より良好なBER性能を
有している。得られた2種類の11Mチップ/秒のデー
タストリームはQPSK変調される。このタイプの変調
の理論的BER性能はプレーンBPSKまたはQPSK
について、8dB対9.6dBのEb/Noにおいて略
10−5である。この符号化ゲインは倍直交符号化に起
因する。そこでは全ての変調について、帯域幅拡張があ
って、多重通路に対する戦いおよび干渉効果の減少を助
ける。
PSK変調器およびスクランブラ回路51の出力は、最
初に最小の有意ビット(LBS)をもって4ビットのサ
イン−マグニチュード(Sign-Magnitude)を有するニブ
ルに区切られる。QPSKについて、2種類のニブル、
すなわちBシリアル−イン/パラレル−アウト(serial
-in/parallel-out)SIPO回路ブロック52bからの
第一ニブルおよびASIPO52aからの第二ニブルが
変形ウォルシュゼネレータ53a、53bに並列に提示
されている。これら2種類のニブルはデータのシンボル
を形成する。このビットレートは例示されるように11
Mbit/秒であればよい。従って、シンボルレートは
1.375Mbit/秒(11/8=1.375)であ
る。BPSKに関して、ニブルはA SIPO52aの
みから提示される。B SIPO52bは無効にされ
る。ニブルはデータのシンボルを形成する。この場合の
ビットレートは5.5Mbit/秒であり、そしてシン
ボルレートは1.375Mbit/秒(5.5/4=
1.375)の侭である。
SIPO出力ポイントのマグニチュードパートを、比較
のためのベーシックウォルシュシーケンスと共に下記の
表中に示す。
elウォルシュAおよびSelウォルシュBbitは選
択されたウォルシュシーケンスをその出力に多重化し、
そしてここにおいてLSBが最初に出力される。A符号
およびB符号bitはそれぞれの変形ウォルシュゼネレ
ータ53a、53bにバイパスされ、そしてそれらはそ
のシーケンスに関し論理和演算される。加えて、変形ウ
ォルシュコードは、固定16進コードをベーシックまた
は標準ウォルシュコードに対し二度付加するモジュール
によって生成させることが出来、それによって平均DC
信号成分を減少させ、また総体的性能を高める。ヘッダ
CRCの最後のシンボルについてのDiff符号器の出力は
高率データに関する基準である。ヘッダは常にBPSK
であればよい。この基準はその出力に先立ってIおよび
Q信号に論理和演算される。このことが、以下で詳細に
説明するように、高率データを復調すること無く復調器
60をして位相あいまい性を補償せしめるものである。
データフリップフロップ55a、55bはマルチプレク
サに接続されている。しかし、他の実施態様でこのフリ
ップフロップは当業者には容易に理解されるように、更
に下流に位置していてもよい。出力チップレートは11
Mチップ/秒である。BPSK関し、同一のチップシー
ケンスがマルチプレクサ57を介して各IおよびQレー
ルに出力される。出力マルチプレクサ58は適切なデー
タ率およびフォーマットについての選択を提供する。
ース80に関するタイミングおよび信号フォーマットが
非常に詳細に説明されている。左側部分を参照すれば、
Syncは全て1's であり、そしてSFD はPLCPプリアンブル
90のためのFAOhである。今、PLCPヘッダ91に関し
て、SIGNALは: OAh 1Mbit/秒BPSK 14h 2Mbit/秒QPSK 37h 5.5Mbit/秒BPSKおよび 6Eh 11Mbit/秒QPSKである。
Xhであり、ここにおいて長さ(length)はμsであ
り、そしてCRCはSIGNAL、SERVICE およびLENGTHに基
づいて計算されたXXXXhである。MPDUはオクテット
の数(バイト)に関して可変である。PLCPプリアンブル
およびPLCPヘッダは1Mbit/秒において常に11チ
ップバーカー(barker)によってDiff符号化され、スク
ランブルされ、そして拡散される。SYNCおよびSFD は内
部的に生成される。SIGNAL、SERVICE およびLENGTHフィ
ールドはコントロールポートを経由してインターフェー
ス80により提供される。SIGNALは2種類のコントロー
ルビットによって示され、次いで説明したようにフォー
マットされる。インターフェース80はLENGTHをμsに
おいて提供する。PLCPヘッダにおけるCRC はSIGNAL、SE
RVICE およびLENGTHフィールドに対し実施される。
アルに提供され、そしてこれはノーマルオペレーション
のためにスクランブルされた可変データである。MPDUの
第一シンボルのための基準位相はDiff符号化に関するヘ
ッダの最終シンボルの出力位相である。スクランブラ5
1へのヘッダの最終シンボルにはMPDUの第一ビットが続
かねばならない。可変データは、ヘッダ部とは異なった
フォーマットにおいて変調および復調すればよく、それ
によってデータ率を増加させ、そして一方では図3のス
イッチオーバー・ポイントにより示したように、オンザ
フライのスイッチオーバーが起こる。
イミングを理解することが出来る。図示されたタイミン
グに関して、TX_RDY から第一高レート出力チップ(Hi
Rate Output Chip )への遅延は十11MHzクロック
ピリオドまたは909.1nsに等しいか、またはその
近似値である。
る。高レート回路は信号フィールドが5.5または11
Mbit/秒作動を示した後にアクティブ状態とされ
る。或る時点で、スタート位相はキャリヤNCO 61中で
混雑状態となり、そしてスタート周波数のオフセットが
キャリヤループフィルター62中で混雑状態となる。信
号はC/S ROM 63および複合マルチプレクサ64によっ
てトランスレーションされ、かつウォルシュ相関器65
に渡された周波数である。相関器65の出力は図示のよ
うにシンボル判定回路66を駆動する。シンボル判定回
路66の出力は、ヘッダの最終シンボルに基づいて符号
修正回路68を通過した後にパラレル−イン/シリアル
−アウトSIPOブロック67によりPSK復調器およ
びスクランブラ回路70のデスクランブラ部に対してシ
リアルにシフトされる。スイッチオーバーのタイミング
は修正時に望ましくはシンボルの判定を容易に行わせる
ものとする。
ヤNCO 61およびキャリヤループフィルタ62を経由し
てトラックされた位相および周波数である。複合マルチ
プレクサ64の出力もまた、キャリヤフェーズエラー検
出器76に供給される。チップフェーズエラー検出器7
2に向う判定は図示されたタイミング・ループフィルタ
75に供給され、これは順次クロックイネーブルロジッ
ク77に接続される。チップフェーズエラー検出器72
からの判定は、SNR が高いので、チップトラッキングに
関するアーリイ−レイト相関性(early-late correlati
ons )の代わりに用いられる。このことが高レート作動
に必要とされる付加的な回路を大幅に減少させる。クロ
ックコントロール74に対する44MHzマスタークロ
ック入力が±1/8チップ・ステップを伴うトラッキン
グ高レート・モードチップを許容する。44MHzにお
いて実施するために、ステッパー(stepper )のみが必
要とされる一方、残りの殆どの回路は11MHzにおい
て実施される。この回路はロングヘッダおよびsyncによ
って作動することのみを要する。
65a、65bを更に説明する。チップトラッキングル
ープからのI _END およびQ _END 入力は11MHzで
入力される。変形ウォルシュゼネレータ81は8種類の
ウォルシュコード(W0乃至W7)をシリアルに16基の並
列相関器(I _END について8基、そしてQ _END につ
いて8基)に対し生成する。これら16基の相関器は
1.375MHzのレートで利用可能である。ウォルシ
ュコード(W0乃至W7)は高データ率変調器に関して上掲
の表中に載せたものと同一である。11Mbit/秒モ
ードに関して、IW0 乃至IW7 の最大マグニチュードはピ
ック最大マグニチュード回路(Pick Largest Magnitude
circuit)81aにより選択されて、Isymを形成する。
Isymはサイン−マグニチュードにおいてフォーマットさ
れる。このマグニチュードは最大相関性の変形ウォルシ
ュインデックス(0乃至7)であり、またサインはウィ
ニング相関性(winning Correlation )についての入力
のサインビットである。Qチャネルは同じ方法で並列に
処理される。5.5Mbit/秒モードについて、IW0
乃至IW7 の最大マグニチュードが選択されてIsymが形成
される。この場合、Isymのみが出力される。AccEn が相
関器のタイミングを制御し、そしてこれはタイミングお
よび制御回路によって供給される。
ープ90を説明する。この記載された実施態様におい
て、ビットの数は評価目的に関して最悪のケースであ
る。A/D変換に関しては3ビットが用いられている
が、当業者には容易に理解されるように、他の実施態様
においては一層高い数が望まれる。フェーズBIAS回路9
1はコンステレーション回転(constellation rotatio
n)、すなわちBPSKまたはQPSKを補償する。FSC
ALEはNCOクロック周波数を補償する。PHASE SCALEは
第一および第二ループの時間差に関する周波数オフセッ
トに起因する位相偏移を補償する。リード&ラグ・シフ
ター(Lead and Lag Shifters )92、93は2次キャ
リヤトラッキング・ループフィルタ62のためのループ
乗算器を形成する。
プ110を更に説明する。チップ・アドバンス/リター
ド(Chip Advance/Retard )111を除き、全ての回路
は22MHzのクロック信号を使用する。チップ・アド
バンス/リタード回路111は従来技術によるPRIS
M1回路の既存クロックと統合することによって作成す
ることが出来る。PRISM1は±1/4チップにステ
ップ・インする。PRISM1のタイミングを変更し
て、この回路を高データ率作動に切り換えることが出来
る。A/Dクロックは位相偏移を伴わずに切り換わる。
I _ROT およびQ_ROT は22MHzにおいて複合乗算
器64を形成する。それらは図示されたレジスタ112
によりサンプリングされて、11MHzにおいてI _En
d およびQ_End を生成し、それらは相関器65(図
6)に転送される。代替サンプルI _Mid およびQ _Mi
d はチップフェーズエラーを測定するために用いられ
る。QPSKに関して、エラーは両レールから発生する
のに対し、BPSKについてエラーはI レールからのみ
発生する。QPSK En はBPSK作動に関するQレー
ルフェーズエラーを不可能とする。
ングを1/8だけ進めるか、遅らせるために用いられ
る。この回路は適切な時点で、HI_START 信号を介して
PRISM1によって可能とされねばならない。これら
のエラーは合計され、そして32個のシンボル(256
チップ)に蓄積される。それらのチップトラックAcc 信
号は次の測定のためにアキュムレータをダンプする。Mi
d サンプルをブラケットする(bracketing)End Signビ
ットが異なると、チップフェーズエラーが発生する。こ
れはトランジション検出器を用いることによって成就さ
れる。チップフェーズエラーのサインはMid サンプルの
後のEnd サンプルのサインによって決定される。もしEn
d サインが0であれば、+1だけ、あるいはEnd サイン
が1であれば、−1だけ乗算するために乗算器114が
示されている。もし、End サインビットが同一であれ
ば、そのレールについてのフェーズエラーは0である。
AND 機能はトランジションによってのみ可能とされる。
ータ率ベースバンド・プロセッサおよび相互接続された
無線回路を包含している。このベースバンド・プロセッ
サは、無線回路を経由する送信用の情報をスペクトラム
拡散移相キイーング(PSK)変調するための変調器を
含む。この変調器は、受信した信号を少なくとも1基の
アナログディジタル変換器を介して復調器にAC結合し
たとき、平均DC信号成分を実質的に減少させて総体的
なシステム性能を高めるための変形ウォルシュコードに
より情報を符号化するための少なくとも1基の変形ウォ
ルシュコード関数符号器を包含する。この復調器は、無
線回路から受信した情報をスペクトラム拡散PSK復調
するためのものである。変調器および復調器は、第一デ
ータ率におけるバイフェーズPSK(BPSK)モード
および第二のデータ率における直角PSK(QPSK)
モードの一方においてそれぞれ作動可能である。
部分を示す概略回路図である。
図である。
ング図である。
部分を示す概略回路図である。
の相関器部分を示す概略回路図である。
の付加部分を示す概略回路図である。
の別の部分を示す概略回路図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 ベースバンド・プロセッサおよびそれに
接続された無線回路を含んで成り、前記ベースバンド・
プロセッサは前記無線回路から受信した情報をスペクト
ラム拡散移相キイーング(PSK)復調するための復調
器と、 前記復調器に接続される出力および前記無線回路にAC
接続される入力を有する少なくとも1基のアナログディ
ジタル(A/D)変換器と、 平均DC信号成分を減少させる変形ウォルシュコードで
あって、前記少なくとも1基のA/D変換器に対するA
C接続との組み合わせにおいて総体的性能を高めるもの
により情報を復号するための、少なくとも1基の変形ウ
ォルシュコード関数相関器を含んで成る前記復調器と、 無線回路を介して送信用の情報をスペクトラム拡散PS
K変調するための変調器であって、前記変調器が変形ウ
ォルシュコードによる情報を符号化するための少なくと
も1基の変形ウォルシュコード関数符号器であり、ここ
において前記変調器が第一のデータ率においてバイフェ
ーズPSK(BPSK)変調により規定される第一のフ
ォーマットおよび第二のデータ率において直角PSK
(QPSK)変調により規定される第二のフォーマット
の一方において作動するための手段とを含んで成り、前
記復調器が第一および第二フォーマットの一方において
作動するための手段を含んで成るものを含んで構成され
ることを特徴とするスペクトラム拡散無線トランシー
バ。 - 【請求項2】 前記変調器はデータパケットを変調し、
第三のデータ率における所定の変調により規定される第
三フォーマットにおいて、また第一および第二フォーマ
ットの一方における可変データにおいてヘッダを包含さ
せるためのヘッダ変調器手段を含んで成り、そしてここ
において前記復調器は第三フォーマットにおいてヘッダ
を復調することによってデータパケットを復調し、かつ
ヘッダに関して可変データの第一および第二フォーマッ
トの何れか一つに切り換えるためのヘッダ復調器手段を
含む請求項1記載のスペクトラム拡散無線トランシー
バ。 - 【請求項3】 第三フォーマットの所定変調は微分BP
SK(DBSK)であり、また第三データ率は第一およ
び第二データ率よりも低く、そして前記復調器が更に、
第三フォーマット用の第一キャリヤ・トラッキングルー
プならびに第一および第二フォーマット用の第二キャリ
ヤ・トラッキングループを含んで成る請求項2記載のス
ペクトラム拡散無線トランシーバ。 - 【請求項4】 前記第二キャリヤ・トラッキングループ
が、キャリヤ数値制御発振器(NCO)と、前記第一キ
ャリヤ・トラッキングループのキャリヤフェーズに基づ
いて前記キャリヤNCOを選択的に作動して、可変デー
タのフォーマットへの切り換えを容易にするキャリヤN
CO制御手段とを含んで成る請求項3記載のスペクトラ
ム拡散無線トランシーバ。 - 【請求項5】 前記第二キャリヤ・トラッキングループ
はキャリヤループフィルタおよびキャリヤループフィル
タ制御手段であって、前記第一キャリヤ・トラッキング
ループの周波数に基づいて前記キャリヤループフィルタ
を選択的に作動して可変データのフォーマットへの切り
換えを容易にするものを含んで成り、そしてここにおい
て前記変調器は、前記少なくとも1基の変形ウォルシュ
コード関数符号器に対し、データを4種類のビットニブ
ルのサイン(1ビット)およびマグニチュード(3ビッ
ト)にパーティションするための手段を更に含んで成
り、好ましくは変形ウォルシュコードが、それに対し固
定16進コードを二度付加するモジュールによって変形
されたウォルシュコードである請求項4記載のスペクト
ラム拡散無線トランシーバ。 - 【請求項6】 前記少なくとも1基の変形ウォルシュコ
ード関数相関器は変形ウォルシュ関数ゼネレータおよび
前記変形ウォルシュ関数ゼネレータに接続された複数個
の並列接続相関器を含んで成り、そして前記変調器は所
定のチップレートにおいて擬似(PN)ランダムシーケ
ンスを用いて各データビットを拡散するための拡散手段
およびプリアンブルを発生させるためのプリアンブル復
調手段を含んで成り、そしてここにおいて前記復調器
は、イニシャルPNシーケンス同期を達成するためにプ
リアンブル復調用のプリアンブル復調器手段を含んで成
る請求項5記載のスペクトラム拡散無線トランシーバ。 - 【請求項7】 前記無線回路は、前記ベースバンド・プ
ロセッサに接続された直角中間周波数変調器/復調器お
よび前記直角中間周波数変調器/復調器に接続されたア
ップ/ダウン周波数変換器を含んで成り、そして前記ア
ップ/ダウン変換器の入力に接続された出力を有する低
雑音増幅器および前記アップ/ダウン変換器の出力に接
続された入力を有する無線周波電力増幅器を包含する請
求項1乃至6のいずれかに記載のスペクトラム拡散無線
トランシーバ。 - 【請求項8】 アンテナおよび前記無線周波電力増幅器
の出力と前記低雑音増幅器の入力との間を切り換えるた
めのアンテナスイッチを包含する請求項7記載のスペク
トラム拡散無線トランシーバ。 - 【請求項9】 前記ベースバンド・プロセッサは、スペ
クトラム拡散フェーズ移相キイーング(PSK)復調を
行うための復調器と、前記復調器に接続される出力およ
び情報を受信するためにAC接続される入力を有する少
なくとも1基のアナログディジタル(A/D)変換器を
含んで成り、前記復調器が所定の直交コードであって、
平均DC信号成分を減少させ、それによって前記少なく
とも1基のA/D変換器へのAC接続を増加させるもの
によって情報を復号するための少なくとも1基の所定の
直交コード関数相関器と、送信用の情報をスペクトラム
拡散PSK変調するための変調器とを含んで成り、前記
変調器が、所定の直交コードにより情報を符号化するた
めの少なくとも1基の所定の直交コード関数符号器を含
んで成り、ここにおいて前記変調器は第一のデータ率に
おいてバイフェーズPSK(BPSK)変調により規定
される第一のフォーマットおよび第二のデータ率におい
て直角PSK(QPSK)変調により規定される第二の
フォーマットの一方において作動するための手段を含ん
で成り、そして前記復調器が第一および第二フォーマッ
トの一方において作動するための手段を含んで成るもの
とを含んで構成されることを特徴とするスペクトラム拡
散無線トランシーバ。 - 【請求項10】 前記変調器は、データパケットを変調
して、第三データ率における所定の変調により規定され
る第三フォーマットならびに第一および第二フォーマッ
トの一方における可変データにおいてヘッダを伴うヘッ
ダ変調器手段を含んで成り、そしてここにおいて前記復
調器は第三フォーマットにおいてヘッダを復調すること
によりデータパケットを復調し、かつヘッダに関して可
変データの第一および第二フォーマットの何れかに切り
換えるためのヘッダ復調器手段を含んで成り、この場合
第三フォーマットの所定の変調は微分BPSK(DBS
K)であり、そして第三データ率が第一および第二デー
タ率より低い請求項9記載のベースバンド・プロセッ
サ。 - 【請求項11】 前記復調器は更に、第三フォーマット
用の第一キャリヤ・トラッキングループ、第一および第
二フォーマット用の第二キャリヤ・トラッキングルー
プ、キャリヤ数値制御発振器(NCO)およびキャリヤ
NCO制御手段であって、前記第一キャリヤ・トラッキ
ングループのキャリヤフェーズに基づいて前記キャリヤ
NCOを選択的に作動し、それによって可変データのフ
ォーマットへの切り換えを容易にするものを含んで成
り、そして好ましくはキャリヤループフィルタおよびキ
ャリヤループフィルタ制御手段であって、前記第一キャ
リヤ・トラッキングループの周波数に基づいて前記キャ
リヤループフィルタを選択的に作動して可変データのフ
ォーマットへの切り換えを容易にするものを包含する請
求項10記載のベースバンド・プロセッサ。 - 【請求項12】 送信用の情報をスペクトラム拡散移相
キイーング(PSK)変調するための変調器を含んで成
り、前記変調器は送信用の情報を符号化するための少な
くとも1基の符号器と、第一のデータ率においてバイフ
ェーズPSK(BPSK)変調により規定される第一の
フォーマットおよび第二のデータ率において直角PSK
(QPSK)変調により規定される第二のフォーマット
の一方において作動するための手段と、第三フォーマッ
トにおいてヘッダを復調することによりデータパケット
を復調し、かつヘッダに関して可変データの第一および
第二フォーマットの何れかに切り換えるためのヘッダ復
調器手段と、第三フォーマット用の第一キャリヤ・トラ
ッキングループならびに第一および第二フォーマット用
の第二キャリヤ・トラッキングループとを含んで成るこ
とを特徴とするスペクトラム拡散無線トランシーバのた
めのベースバンド・プロセッサ。 - 【請求項13】 前記変調器は、送信のための情報をス
ペクトラム拡散移相キイーング(PSK)変調するため
の変調器手段を含んで成り、前記変調器手段は平均DC
信号成分を減少させるための所定の直交コードにより情
報を符号化するための少なくとも1基の所定の直交コー
ド関数符号器を含んで成り、ここにおいて前記変調器手
段は第一のデータ率においてバイフェーズPSK(BP
SK)変調により規定される第一のフォーマットおよび
第二のデータ率において直角PSK(QPSK)変調に
より規定される第二のフォーマットの一方において作動
するための手段を含んで成り、そして前記変調器手段は
データパケットを変調して第三のデータ率において所定
の変調により規定される第三のフォーマットにおけるヘ
ッダと、第一および第二フォーマットの一方における可
変データとを伴うものを含んで構成されることを特徴と
するスペクトラム拡散無線トランシーバ用変調器。 - 【請求項14】 第三フォーマットの所定の変調は微分
BPSK(DBSK)であり、そして第三データ率が第
一および第二データ率より低く、前記変調器手段は更
に、前記少なくとも1基の所定直交コード関数符号器に
対し、データを4種類のビットニブルのサイン(1ビッ
ト)およびマグニチュード(3ビット)にパーティショ
ンするための手段を含んで成り、そしてここにおいて所
定の直交コードが、それに対し固定16進コードを二度
付加するモジュールによって変形されたウォルシュコー
ドである請求項13記載の変調器。 - 【請求項15】 前記少なくとも1基の所定直交コード
関数相関器が、所定の直交コード関数ゼネレータおよび
前記所定直交コード関数ゼネレータに接続された複数個
の並列接続相関器を含んで成り、その所定の直交コード
はそれに対し固定16進コードを二度付加するモジュー
ルによって変形されたウォルシュコードであり、ここに
おいて所定直交コードが倍直交コードである請求項13
または14記載の変調器。 - 【請求項16】 平均DC信号成分を減少させるための
所定の直交コードによる情報を符号化しながら送信用の
情報をスペクトラム拡散移相キイーング(PSK)変調
する工程と、所定の直交コードにより受信した情報を復
号することにより受信した情報をスペクトラム拡散PS
K復調する工程とを含んで構成され、この方法はスペク
トラム拡散PSK変調用の受信した情報をAC結合する
工程を包含しており、それによってAC結合との組み合
わせにおける減少された平均DC信号成分が総体的な性
能を高めることを特徴とするスペクトラム拡散無線通信
用のベースバンド・プロセッサのための方法。 - 【請求項17】 第一のデータ率においてバイフェーズ
PSK(BPSK)変調により規定される第一のフォー
マットおよび第二のデータ率において直角PSK(QP
SK)変調により規定される第二のフォーマットの一方
において変調および復調する工程を包含し、更にデータ
パケットを変調して第三のデータ率において所定の変調
により規定される第三のフォーマットにおけるヘッダな
らびに第一および第二フォーマットの一方における可変
データを包含する工程と、第三フォーマットにおいてヘ
ッダを復調することによりデータパケットを復調し、か
つヘッダに関して可変データの第一および第二フォーマ
ットの何れかに切り換えるための工程とを含んで成り、
ここにおいて第三フォーマットの所定の変調は微分BP
SK(DBSK)であり、またここにおいて第三データ
率が第一および第二データ率より低く、そして好ましく
は所定直交コードが、それに対し固定16進コードを二
度付加するモジュールによって変形されたウォルシュコ
ードであり、かつその所定直交コードが倍直交コードで
ある請求項16記載の方法。
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