JPH11122213A - スペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置及び該送信装置を要素とする送受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトル拡散パルス位置変調において、各
疑似雑音符号発生器が疑似雑音符号を出力しない時にも
常に伝送信号を出力し、伝送データの復調処理に影響し
ないパターンを用いることで伝送信号の振幅レベル数を
削減することを目的とする送信装置及び送受信システム
を提供する。 【解決手段】 各フレームのＰＮ（疑似雑音）符号間に
矩形波（０レベルをもたない）を付加する。ここでは、
ＰＮ符号が１１チップのバーカー符号、矩形波の周期は
１チップとし、図（Ａ），（Ｂ）の系統に偶数と奇数フ
レームを分け、夫々に送信データによる位置（時間軸
上）の変調をかける。（Ａ），（Ｂ）を多重化した
（Ｃ）では、±２，０の３値をとり、変調送信信号とし
て送出される。従来矩形波を挿入しない（０レベルをも
つ）場合に多重化信号は±１，±２，０の５値をとり、
復調時の相関処理等において要求される高い線形性を、
本発明により緩和し、手段が簡易化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線データ通信、
無線ＬＡＮ、光通信に用いるスペクトル拡散パルス位置
変調通信方式による送受信システムに関し、より詳細に
は、当該システムにおける伝送特性改善のための変調技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトル拡散パルス位置変調通信方式
に関する従来技術が特開平８−７９１３３号公報に「ス
ペクトラム拡散コードパルス位置変調のための方法及び
装置」として開示されている。この発明では各シンボル
期間と疑似雑音符号の期間が同じであり、位置変調によ
って隣合う期間の疑似雑音信号が重なる領域が発生す
る。そのため、重なった領域では振幅値が５値となり、
送受信部で増幅する際に線形に増幅することが必要であ
る。

【０００３】また、特開平４−１１３７３２号公報及び
特開平４−１３７８３５号公報に「スペクトル拡散パル
ス位置変調通信方式」として開示されたものは、疑似雑
音符号の時間的な位置に多値データを載せるというスペ
クトル拡散パルス位置変調通信方式の基本的な原理を開
示したものである。また、特開平８−１５１９１７号公
報、「スペクトル拡散パルス位置変調通信方式」とし
て、疑似雑音符号とその符号を反転させた符号を併用し
て各々にスペクトル拡散パルス位置変調を施し足し合わ
せることで２多重化し、伝送速度を倍にする方式が開示
されている。この方式では２多重化により伝送信号の振
幅値５値がとなり、送受信部で増幅する際に線形に増幅
することが必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のスペクトル拡散
パルス位置変調通信方式においては、特開平４−１１３
７３２号公報等の例にあるように疑似雑音符号の無い時
間領域が存在し、そこでの振幅は０となる。また、スペ
クトル拡散パルス位置変調により疑似雑音符号が時間的
に進んだり遅れたりするため、伝送信号のある時点では
特開平８−７９１３３号公報の例にあるように隣合うフ
レームの疑似雑音符号が重なりあって振幅が２倍になる
状態を生ずる。このため、最大２つの疑似雑音符号が重
なる可能性がある場合を例に考えると、各々の疑似雑音
符号が取り得る値は±１と０の３値なので２つが重なっ
た場合に、伝送信号の振幅値は±２，±１，０の５値と
なり、新たに±２という値も取る。そのため、これを受
信して復調するためには受信信号の振幅に関して線形に
処理がすることが必要となり、単純な飽和型の増幅器が
使えず、自動利得制御機能の付いた増幅器が不可欠とな
り、回路が複雑になる。また、受信信号のデジタル処理
する際には疑似雑音符号の重なりにより振幅レベル数が
増えるため、Ａ／Ｄ変換器はビット数を増やして分解能
を上げる必要がある。さらに、ビット数の増大に応じて
演算量が増えることになり、デジタル部の回路規模が大
きくなるという問題があった。本発明は、上述の従来技
術における問題点に鑑みてなされたもので、スペクトル
拡散パルス位置変調通信方式において、各疑似雑音符号
発生器が疑似雑音符号を出力しない時にも常に伝送信号
を出力するようにし、しかも伝送データの復調処理には
ほとんど影響しないパターンを工夫することで伝送信号
の振幅レベル数を削減することを目的とする当該方式に
よる送信装置及び送受信システムを提供することをその
解決すべき課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一連
の多値データで表現される情報を伝送する際に、各多値
データ毎にそのデータ値に応じて時間的に位置変調され
た所定時間長の疑似雑音符号を生成し、生成された位置
変調信号を順に伝送信号として送り出すことで情報伝送
を行なう手段を備えたスペクトル拡散パルス位置変調通
信方式による送信装置において、前記位置変調信号中の
疑似雑音符号それぞれが多値データをとらず該疑似雑音
符号同士が重ならない場合に、前記伝送信号中の疑似雑
音符号の存在しない時間領域に該疑似雑音符号のチップ
間隔に等しい周期を持った矩形波を付加することで、付
加後の伝送信号の振幅値を常に２値としたことを特徴と
したものである。

【０００６】請求項２の発明は、一連の多値データで表
現される情報を伝送する際に、各多値データ毎にそのデ
ータ値に応じて時間的に位置変調された所定時間長の疑
似雑音符号を生成し、生成された位置変調信号を順に伝
送信号として送り出すことで情報伝送を行なう手段を備
えたスペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信
装置において、前記位置変調信号中の疑似雑音符号それ
ぞれが最大Ｎ個の重なりを生ずる条件設定とする場合
に、伝送すベき前記一連の多値データの列をＮ系統のデ
ータ列に分離し、分離された各系統のデータ列に対して
前記位置変調を行ない、得た各位置変調信号中の疑似雑
音符号それぞれが多値データをとらず該疑似雑音符号同
士が重ならない場合に、前記各位置変調信号中の疑似雑
音符号の存在しない時間領域に該疑似雑音符号のチップ
間隔に等しい周期を持った矩形波を付加することで、付
加後の各位置変調信号の振幅値を常に２値とし、得られ
る前記Ｎ系統のデータ列における各位置変調信号を重ね
合わせて伝送信号としたことを特徴としたものである。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
スペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置
において、前記所定時間長の疑似雑音符号として正負を
反転した２つの疑似雑音符号を用意するとともに、前記
位置変調の前段で伝送すべき多値データの列を２系統の
データ列に分離し、前記位置変調の後段で前記２系統の
データ列の２つの位置変調信号を重ね合わせて伝送信号
としたことを特徴としたものである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１又は２記載の
スペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置
において、送信すべきデータとして前記一連の多値デー
タと別にさらに２値データを用意し、該２値データのデ
ータ値に応じて前記所定時間長の疑似雑音符号の正負を
反転させることで１つの疑似雑音符号当たりの情報伝送
ビット数を１つ増やしたことを特徴としたものである。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式
による送信装置において、前記所定時間長の疑似雑音符
号の存在しない領域に付加する前記矩形波の周期を疑似
雑音符号のチップ周期の倍の値にしたことを特徴とした
ものである。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１ないし５のい
ずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式
による送信装置において、前記伝送信号中の前記所定時
間長の疑似雑音符号の存在しない時間領域に矩形波を付
加した前記位置変調信号を送出する手段として、トリガ
信号により疑似雑音符号を１周期分だけ生成する疑似雑
音符号発生手段と該疑似雑音符号発生手段の動作状態の
検知手段と付加すべき矩形波の発生手段とを備え、前記
検知手段が動作中を検知する場合に前記疑似雑音符号を
選択出力し、停止中を検知する場合に前記矩形波を選択
出力することにより、前記矩形波の付加された位置変調
信号の送出を行うことを特徴としたものである。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１ないし６のい
ずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式
による送信装置において、送信すべき多値データ及び送
信すべきデータが２値の場合に該２値データに直並列変
換を行って得た多値データを、符号化し得た符号化デー
タを元に位置変調信号を生成し、生成された位置変調信
号を前記位置変調信号の発生に用いることを特徴とした
ものである。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１ないし７のい
ずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式
による送信装置において、前記所定時間長の疑似雑音符
号系列としてバーカー系列を用いたことを特徴としたも
のである。

【００１３】請求項９の発明は、請求項２ないし８のい
ずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式
による送信装置において、前記位置変調信号中の疑似雑
音符号の存在しない時間領域に付加する前記矩形波の位
相を異なる各系統間の該位置変調信号毎に変えて、該位
置変調信号を重ね合わせた伝送信号中の疑似雑音符号の
存在しない時間領域における振幅値を零またはそれに近
い値にしたことを特徴としたものである。

【００１４】請求項１０の発明は、請求項２ないし８の
いずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信方
式による送信装置において、前記位置変調信号中の疑似
雑音符号の存在しない時間領域に付加する前記矩形波の
位相を異なる各系統間の該位置変調信号毎に揃えること
で、該位置変調信号を重ね合わせた伝送信号中の疑似雑
音符号の存在しない時間領域における振幅値を２値にし
たことを特徴としたものである。

【００１５】請求項１１の発明は、請求項１ないし１０
のいずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信
方式による送信装置により生成されたベースバンドの伝
送信号を、さらに高周波の搬送波と掛け合わせて高周波
変調信号に変換したものを伝送信号として、送出するこ
とを特徴としたものである。

【００１６】請求項１２の発明は、請求項１ないし１０
のいずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信
方式による送信装置により生成されたベースバンドの伝
送信号を２つ用意し、さらに、互いに直交する２つの高
周波の搬送波と先のベースバンド信号を各々掛け合わせ
て２つの高周波変調信号を生成し、生成された高周波変
調信号を足し合わせて１つの直交変調信号を生成したも
のを伝送信号として送出することを特徴としたものであ
る。

【００１７】請求項１３の発明は、請求項１ないし１０
のいずれか１記載のスペクトル拡散パルス位置変調通信
方式による送信装置により生成されたベースバンドの伝
送信号を、さらに光電変換することにより光信号に変換
したものを伝送信号として送出することを特徴としたも
のである。

【００１８】請求項１４の発明は、請求項１ないし１３
のいずれか１記載の送信装置及び該送信装置に対応する
受信装置をシステム要素として有するスペクトル拡散パ
ルス位置変調通信方式による送受信システムを構成する
ものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は、従来のスペクトル拡散
パルス位置変調方式において、疑似雑音符号間に生じて
いた振幅が零の時間領域に矩形波を付加するという手法
を用いたことを特徴とする。こうすることにより疑似雑
音符号の重なりのない場合に、変調信号の振幅が矩形波
によって±１の２値に限定されるため、飽和型の増幅器
が使用可能となり、振幅レベル数が減るために復調が容
易になる等の利点が生じる。また、多重化やフレーム間
の重なりにより疑似雑音符号の重なりが発生する場合に
も振幅レベル数が半分程度となるため復調が容易にな
る。

【００２０】図１は、本発明で用いるスペクトル拡散パ
ルス位置変調（Spread Spectrum-Pulse Position Modul
ation：ＳＳ−ＰＰＭ）信号の基本的な信号のフォーマ
ットを従来例のフォーマットと共に図１に示す。従来の
ＳＳ−ＰＰＭ信号は図１（Ａ）のように各フレーム毎に
伝送すべきデータに対応して位置変調された１周期分の
疑似雑音符号（ＰＮ符号）を伝送するもので、フレーム
間の疑似雑音符号の無い領域で振幅値が零の状態が生じ
ている。そのため飽和型の増幅器が使えない。そこで本
発明ではこの疑似雑音符号の無い領域（振幅が零の領
域）に図１（Ｂ），図１（Ｃ）に示すような周期的な矩
形波を挿入、付加することでこの領域でも振幅値を疑似
雑音符号と同じ２値にし、零レベルがない状態にしてお
り、その結果非線形な飽和型の増幅器が使用可能で利得
制御が不要となる。図１（Ｂ）のＳＳ−ＰＰＭ信号は請
求項１に対応し、付加する矩形波の１周期を１チップ時
間と同じにした場合の伝送信号のパターンを示し、図１
（Ｃ）は請求項５に対応する矩形波を用いる例で、矩形
波の１周期を２チップ時間と同じにした場合の伝送信号
のパターンを示す。

【００２１】続いて、図１に示すような矩形波を付加す
ることによる復調特性への影響について図２〜４の信号
線図を用いて示し、矩形波の付加による復調特性の劣化
が少ないことを説明する。図２は、疑似雑音符号の自己
相関特性の例を示すもので、一例として７チップのバー
カー系列（図２中の系列パターンを示す）の特性が示さ
れる。図２に示すように同じ疑似雑音符号同士の相関を
取ると、相関値は、時間差が零の時のみ鋭いピークを示
し、それ以外では高々±１程度にしかならない。

【００２２】次に、この疑似雑音符号と請求項１で用い
る矩形波（図１（Ｂ）参照）を例にとって、それらの間
の相互相関特性を図３に示す。図３（Ａ）が疑似雑音符
号パターンで図２と同様に７チップのバーカー系列パタ
ーンをなし、これと半チップ分の矩形波パルスとの相互
相関特性を求めたものが図３（Ｂ）である。上記の結果
に従うと、次の疑似雑音符号と１チップ分をなす矩形波
パルスの１周期との相互相関は、半チップの時の特性を
半チップずらして反転させ、元の特性と足し合わせたも
のとなって、図３（Ｃ）のようになる。これによると、
１周期の矩形波パルスとの相互相関値は高々±１程度に
しかならない。さらに、波形は同じで２周期分の矩形波
パルスとの相互相関特性を求めた結果が図３（Ｄ）で、
この場合も相互相関値は高々±１程度にしかならない。
興味深いことに、これを任意の数の周期分の矩形波パル
スに拡げていった場合でも、疑似雑音符号との相互相関
値は高々±１程度にしかならない。

【００２３】以上の相互相関特性を元に本発明によるス
ペクトル拡散パルス位置変調信号と疑似雑音符号との相
互相関を求めると、例えば図４のような特性が得られ
る。この例は、２つの疑似雑音符号（図３（Ａ）参照）
の間に２周期分の矩形波パルス（図３（Ｄ）参照）が挿
入された場合の相互相関特性を示し、相関ピーク値（＋
７のパルス）以外の不要な相互相関値はフレーム間干渉
を含めても高々２程度にしかならず、矩形波の無い場合
より１程度の劣化は生ずる（図２、参照）が、相関ピー
クの誤判定が生じる可能性は非常に低い。従って、本発
明では、周期的な矩形波パルスを２つの疑似雑音符号の
間に挿入することでスペクトル拡散復調時にあまり特性
劣化をもたらすことなく伝送信号を２値化することに成
功している。このため受信部では一切の手を加えること
なく本方式による変調信号の受信が可能で、従来の受信
部がそのまま使用できることになる。

【００２４】請求項１は本願で開示された発明の中でも
基本思想に関わる発明で、上記したところで説明した通
り付加する矩形波の周期を１チップ時間に一致させるこ
とを発明の構成要件としている。なお、この発明の実施
例として図１（Ｂ）において疑似雑音符号と矩形波の位
相が一致しているが、両者の位相差はこれに限定するも
のではなく、任意の値で構わない。また、本発明はスペ
クトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置のみ
ならず、本方式を適用することにより送受信システムも
当然構成されるものである。

【００２５】請求項２は疑似雑音符号がフレーム間で重
なる場合に請求項１と同様の思想を適用したもので、最
大Ｎ個の疑似雑音符号が重なる可能性のある場合に、伝
送すべき多値データ列をＮ系統のデータ列に分離し、各
系統のデータ列に対してスペクトル拡散パルス位置変調
を行ない、各変調信号中の疑似雑音符号の存在しない時
間領域に疑似雑音符号のチップ間隔に等しい周期を持っ
た矩形波を足し合わせることで、各スペクトル拡散パル
ス位置変調信号の振幅値が常に２値になるようにし、以
上から得られるＮ系統の変調信号を最後に足し合わせて
伝送信号とするものである。

【００２６】スペクトル拡散パルス位置変調方式で多重
数Ｎの値が２の場合について図示したものが従来例と本
発明の実施例各々について図５，図６に示される。これ
らの例ではフレーム長、疑似雑音符号長が共に１１チッ
プで位置変調により最大２つの疑似雑音符号が重なる可
能性のある場合について示したもので、疑似雑音符号の
重なりを避けるために偶数フレームと奇数フレームに分
けて図５，図６各々の（Ａ），（Ｂ）に示している。な
お、図５，図６の例では（Ｂ）の疑似雑音系列が（Ａ）
に対して反転しているが、反転していなくても構わな
い。図５の従来例では偶数フレーム疑似雑音符号間（フ
レーム０とフレーム２の間）及び奇数フレームの疑似雑
音符号間（フレーム１，図示しないフレーム３の間）各
々に振幅が零の領域があるためいずれも±１，０の３値
を取り、（Ａ），（Ｂ）両者を足し合わせた（Ｃ）の振
幅レベルは±２，±１，０の５値となる。一方、図６の
本発明による実施例では偶数フレームの疑似雑音符号間
と奇数フレームの疑似雑音符号間に周期的な矩形波を付
加しているため、同図（Ａ），（Ｂ）の振幅値は±１の
２値のままであり、（Ａ），（Ｂ）両者を足し合わせた
（Ｃ）の振幅レベルは±２，０の３値に規定される。従
って、復調値の判定レベル数が減少するため復調が容易
になる。また、図５の従来例における５値の間のレベル
差に比較して、図６の実施例は、レベル差が大きく、０
の状態が±２の状態になるほどの過度の増幅を行うもの
でなければ多少飽和型の増幅を行なっても正常に伝送で
きるため利得制御増幅に対する条件が緩和され、製作が
容易になる。

【００２７】請求項３は疑似雑音符号とその反転符号を
併用して２多重化し、伝送速度を倍にしたスペクトル拡
散パルス位置変調方式に本願の請求項１または２の発明
を適用したもので、その実施例を図７に示す。図７に示
すように本方式による変調信号を疑似雑音符号とその反
転符号による変調信号に分けると各々同図（Ａ），
（Ｂ）のようになる。この実施例では各フレーム毎に疑
似雑音符号とその反転符号の重なりが生じるがフレーム
間（フレーム１とフレーム２の間）での重なりは生じて
いない。従って、矩形波を付加することで２つのデータ
列各々に対する変調信号は±１の２値となり、図７
（Ｃ）の両者を足した変調信号は±２，０の３値となっ
て請求項２と同様の効果が生じる。さらに、フレーム間
で重なりが発生する場合は各データ列に対する変調信号
の生成に請求項２を適用することでレベル数を従来の半
分程度に押えることができる。

【００２８】請求項４は疑似雑音符号の位置だけでな
く、さらに極性（±）にもデータを載せるスペクトル拡
散パルス位置変調通信方式に本願の請求項１又は２の発
明を適用したものである。

【００２９】請求項５は請求項１〜４のいずれかの発明
において、付加した周期的な矩形波の周期を疑似雑音符
号のチップ間隔と同じにするかわりに、図１の（Ｃ）の
ようにチップ間隔の倍の時間と同じにしたものである。
この場合の付加される矩形波パルスと疑似雑音符号の相
互相関特性を図８に示す。図８（Ａ）は疑似雑音符号の
パターンで、７チップのバーカー符号を示し、同図
（Ｂ）は疑似雑音符号と１チップ時間の矩形波（図１
（Ｃ）参照）との相互相関特性、同図（Ｃ）は疑似雑音
符号と２チップ時間の１周期クロックとの相互相関特性
を示す。図８（Ｂ），図８（Ｃ）に示すように相互相関
値は高々±２程度にしかならない。さらに、図示しない
多周期のクロックとの相互相関も高々２程度にしかなら
ず、これに本来の疑似雑音符号を重ねた場合の相関ピー
ク以外での不要な相互相関の値は高々３以内となる。従
って矩形波の付加による誤判定の可能性は非常に低い。
従って、請求項５の発明においても、周期的な矩形波を
挿入することで、スペクトル拡散復調時にほとんど特性
劣化をもたらすことなく伝送信号を２値化することがで
きる。なお、図１の（Ｃ）において疑似雑音符号と矩形
波の位相が１／２チップずれた場合を表示しているが、
両者の位相差はこれに限定するものではなく、位相差が
０でもよい。

【００３０】請求項６は請求項１〜５のいずれかのスペ
クトル拡散パルス位置変調通信方式において、伝送信号
中の疑似雑音符号の存在しない時間領域に矩形成を付加
した疑似雑音符号を生成するための回路についてその具
体化手段を備える発明であり、従来のスペクトル拡散パ
ルス位置変調方式における疑似雑音符号発生器を改良
し、外部からのトリガ信号により疑似雑音符号を１周期
分だけ生成する疑似雑音発生手段（従来の疑似雑音符号
発生器）と、その疑似雑音発生手段の動作状態（動作中
又は停止）を検知する手段と、埋め込むべき矩形波の発
生手段とを備え、先の動作状態が動作中の場合は疑似雑
音符号を選択出力し、停止中の場合は矩形波を選択出力
することで、矩形波を付加する機能を実現するものであ
る。

【００３１】請求項６の発明の具体的な構成例を図９に
示す。疑似雑音符号発生器４１はカウンタ４１ｃと疑似
雑音符号のパターンを記録したメモリ４１ｍと、判定器
４１ｄで構成され、カウンタ４１ｃにパルス位置変調信
号がトリガ信号（ＰＰＭ信号）として入力されるとカウ
ンタ４１ｃは初期値を読み込んで動作を開始する。そし
てカウンタ４１ｃの出力をアドレス値としてメモリ４１
ｍ内のパターンデータを出力することで１周期分の疑似
雑音符号が生成される。判定器４１ｄにより１周期のカ
ウントが終るとカウント停止信号を出し、カウンタ４１
ｃを停止させると共に、この停止信号を制御信号として
メモリ４１ｍ内のパターンデータからの１周期分疑似雑
音符号とクロック信号をマルチプレクサ４２を用いて選
択出力することで疑似雑音符号間に周期的な矩形波を付
加した本発明の変調信号（ＳＳ−ＰＰＭ）を生成してい
る。上記実施例以外にもシフトレジスタを用いる方法な
どいろいろ考えられる。また、図９においてクロック信
号を分周器で２分周すれば請求項５に対する変調信号が
生成できる。

【００３２】請求項７の発明はスペクトル拡散パルス位
置変調方式において疑似雑音符号間に周期的な矩形波を
付加した変調信号を生成する送信機の基本的な構成を発
明の内容とするもので、図１０にその実施例が示され
る。図１０において、伝送すべきデータが２値のシリア
ルデータの場合には、先ずシフトレジスタ等による直並
列変換器１を用いてシリアルデータを多値変調に必要な
多値データ（多ビットデータ）変換する。次にこの多値
データを符号化器２により符号化し、符号化多値データ
を生成する。ここで行う符号化の内容としては、受信側
において相関ピークの間隔のみから復調できるようにす
るための差動符号化や、伝送誤りを補償するための誤り
訂正符号化等、さらにこれらの組み合わせなどいろいろ
の符号化方法の採用が考慮される。符号化回路の一例と
して、差動符号化器の回路構成を図１１に示す。図１１
に示す回路ではレジスタ２ｒを用意し、その出力値と次
に送るべき多値データを加算器２ａにより加算して次の
レジスタ値とすることで差動符号化を行なうものであ
る。これにより、受信側では相関ピークの間隔さえ測定
すればよくなり、時刻を知る必要が無くなるため復調が
容易になる。

【００３３】続いて、符号化器２からの符号化多値デー
タをもとにパルス位置変調器３によりパルス位置変調
（ＰＰＭ）信号が生成される。パルス位置変調回路３の
一例を図１２に示す。このパルス位置変調回路はダウン
カウンタ３ｃを用いた回路で、フレーム毎の同期信号を
トリガとして符号化多値データをロード（読み込み）
し、カウンタ動作を始める。この例ではカウンタ出力値
Ｎが１になった時に判定器Ａ３ｄ−１によりパルスが生
成され、符号化多値データによってパルスの生成時間が
変化するため、パルス位置変調信号が生成される。さら
にカウンタ出力値Ｎが０になった時に、判定器Ｂ３ｄ−
２によりパルスが生成され、このパルスによりカウンタ
が停止することで１フレームに１個の変調パルスが生成
される。以上の様にして生成されたパルス位置変調信号
を請求項６の実施例で述べた矩形波付加機能付き疑似雑
音符号発生器（図９、参照）に入力することで、本発明
による矩形波を付加されたスペクトル拡散パルス位置変
調信号（ＳＳ−ＰＰＭ信号）が生成される。なお、受信
側は従来のスペクトル拡散パルス位置変調方式受信器が
そのまま使用できる。さらに、複数のデータ列あるいは
１つのデータ列を複数のデータ列に分配し、各々のデー
タ列に対して図１０の送信機を用意して本発明によるス
ペクトル拡散パルス位置変調信号を生成し、生成された
複数の変調信号を最後に足し合わせて並列伝送を行なわ
せるなど、従来発明にあるような多重化のためのいろい
ろな構成でも適用可能である。

【００３４】請求項８の発明は請求項１〜７のスペクト
ル拡散パルス位置変調通信方式による発明おいて、使用
する有限長の疑似雑音符号としてバーカー系列を用いた
もので、これによりＭ系列などの周期的な符号の一部を
用いる方法に比較して、不要な相互相関の少ない相関特
性が得られ、伝送特性が向上する。

【００３５】請求項９と請求項１０の発明は付加する矩
形波の位相に関するものである。請求項９は複数の疑似
雑音符号が重なる場合に、各疑似雑音符号発生器毎に付
加する矩形波の位相を発生器の半分程度反転させること
で、複数の矩形波の重なる部分において、矩形波成分が
互いに打ち消し合うようにしたものである。これにより
矩形波による不要な相互相関を小さくできるため、伝送
特性が向上する。例として２つが重なる場合に各々に逆
相の矩形波を付加した場合は、丁度図６の（Ｃ）のよう
になり、合成前に矩形波のみだった部分の振幅は合成後
には零となり、この部分での矩形波の付加による影響が
なくなる。一方、請求項１０の発明は付加する矩形波の
位相をすべて同じにしたもので、伝送信号中の疑似雑音
符号の存在しない時間領域における振幅値が２値に限定
されるため非線形な増幅でも特性劣化が少ない。

【００３６】請求項１１の発明は請求項１〜１０のスペ
クトル拡散パルス位置変調通信方式による発明を無線や
同軸ケーブルによる高周波伝送に適用するための発明を
提供するもので、図１３に示すように請求項１〜１０の
発明のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式により生
成されたベースバンドの伝送信号を高周波発振器６で発
生する搬送波と乗算器５で掛け合わせて高周波のスペク
トル拡散パルス位置変調（ＳＳ−ＰＰＭ）信号を生成す
るものである。

【００３７】請求項１２の発明は請求項１〜１０のスペ
クトル拡散パルス位置変調通信方式による発明を無線や
同軸ケーブルによる高周波伝送に適用するための別の発
明を提供するもので、図１４に示すように、請求項１〜
１０の発明におけるスペクトル拡散パルス位置変調通信
方式により生成されたベースバンドの伝送信号を２つ
（ＳＳ−ＰＰＭ信号１，２）用意し、高周波発振器６か
らの高周波の一方に９０°位相器７を作用させる得られ
る互いに直交する２つの搬送波と先のベースバンド信号
を各々乗算器５−１，５−２で掛け合わせて２つの高周
波変調信号を生成し、最後にこの高周波信号を加算器８
で足し合わせて高周波の１つの直交スペクトル拡散パル
ス位置変調信号を生成するものである。

【００３８】請求項１３の発明は請求項１〜１０のスペ
クトル拡散パルス位置変調通信方式による発明を光無線
や光ファイバによる光伝送に適用するための発明を提供
するもので、図１５に示すように、請求項１〜１０の発
明におけるスペクトル拡散パルス位置変調通信方式によ
り生成されたベースバンドの伝送信号（ＳＳ−ＰＰＭ信
号）を光電変換器９により光信号に変換し、これを光Ｓ
Ｓ−ＰＰＭ変調信号による伝送信号とするものである。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、スペクト
ル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置において
各疑似雑音符号データが多値をとらず重ならない場合
に、伝送信号中の疑似雑音符号の存在しない時間領域に
疑似雑音符号のチップ間隔に等しい周期を持ち且つ、疑
似雑音符号と同レベルの矩形波を付加しているため、伝
送信号中の振幅レベル数を２に削減でき、増幅時の高い
線形性が緩和され、飽和型の増幅器が使用可能となり、
振幅レベル数が減るために復調が容易になる等の利点が
生じる。従って、送信出力を増大でき、受信時の利得制
御が不要になる。

【００４０】請求項２記載の発明によると、スペクトル
拡散パルス位置変調通信方式において最大Ｎ個の疑似雑
音符号が重なる可能性のある場合に、伝送すべき多値デ
ータ列をＮ系統のデータに分離し、各系統で請求項１と
同様の条件とし、各系統のデータ列に対してスペクトル
拡散パルス位置変調を行ない、各変調信号中の疑似雑音
符号の存在しない時間領域に疑似雑音符号のチップ間隔
に等しい周期を持った矩形波を付加し、得られたＮ系統
の変調信号を最後に足し合わせて伝送信号としているた
め、振幅レベル数が従来の半分程度となり、復調が容易
になる。また、利得制御増幅器に対する条件が緩くな
り、開発が容易になる。

【００４１】請求項３記載の発明によると、疑似雑音符
号とその反転符号を併用することにより２多重化し２倍
高速化した方式に対して請求項１，２の発明が適用可能
になる。

【００４２】請求項４記載の発明によると、疑似雑音符
号の極性にも１ビットのデータを載せることにより高速
化した方式に対して請求項１，２の発明が適用可能にな
る。

【００４３】請求項５記載の発明によると、疑似雑音符
号の存在しない領域に付加する矩形波の周期を疑似雑音
符号のチップ周期の倍の値にしたため、請求項１と同様
に伝送信号中の振幅レベル数を２に削減でき、飽和型の
増幅器が使用可能となり、振幅レベル数が減るために復
調が容易になる等の利点が生じる。

【００４４】請求項６記載の発明によると、請求項１〜
５のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式による疑似
雑音符号を生成する手段として、従来の疑似雑音発生器
に簡単な回路を付加する（図９参照）ことで本発明によ
る矩形波を付加した変調信号の生成を実現しているた
め、容易に低コストで本発明による回路が実装できる。

【００４５】請求項７記載の発明によると、本発明によ
るスペクトル拡散パルス位置変調信号を生成するための
送信装置の構成を開示しており、簡易なデジタル回路で
低コストで本発明による送信装置を実現できる。

【００４６】請求項８記載の発明によると、所定時間長
の疑似雑音符号系列としてバーカー系列を用いているた
め、Ｍ系列などの周期的な符号の一部を用いるより不要
な相互相関の少ない相関特性が得られ、伝送特性が向上
する。

【００４７】請求項９記載の発明によると、付加する矩
形波の位相を疑似雑音発生器の半分程度について逆にす
ることで伝送信号中の疑似雑音符号の存在しない時間領
域における振幅値を零またはそれに近い値にすることに
より、矩形波による不要な相互相関値が小さくなり、伝
送特性が向上する。

【００４８】請求項１０記載の発明によると、付加する
矩形波の位相をすべて同じにすることで伝送信号中の疑
似雑音符号の存在しない時間領域における振幅値を２に
しているため、異なるデータ間の振幅値の差が大きくな
り、非線形な増幅でも特性劣化が少ない。

【００４９】請求項１１記載の発明によると、請求項１
ないし１０のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式に
よる送信装置で生成されたベースバンドの伝送信号を搬
送波と掛け合わせて高周波変調信号に変換したものを伝
送信号としているため、無線や同軸ケーブルによる高周
波伝送に請求項１ないし１０の発明を適用できる。

【００５０】請求項１２記載の発明によると、請求項１
ないし１０のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式に
よる送信装置で生成されたベースバンドの伝送信号を２
つ用意し、互いに直交する２つの搬送波と先のベースバ
ンド信号を各々掛け合わせて２つの高周波変調信号を生
成し、最後にこの高周波信号を足し合わせて１つの直交
変調信号を生成して伝送信号としているため、無線や同
軸ケーブルによる高周波伝送に請求項１ないし１０の発
明を適用できる。しかも請求項１１の発明に比して高速
なデータ伝送が可能になる。

【００５１】請求項１３記載の発明によると、請求項１
ないし１０のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式に
よる送信装置で生成されたベースバンドの伝送信号を光
電変換により光信号に変換して伝送信号としているた
め、光無線や光ファイバによる光伝送に請求項１ないし
１０の発明を適用できる。

【００５２】請求項１４記載の発明によると、請求項１
ないし１３の位置変調方式による送信装置と、これに対
応する受信装置をシステム要素として有する送受信シス
テムを構成することにより、伝送信号のレベル数の削減
に応じ受信側で装置に要求される条件が緩和され、シス
テムの構成も簡易化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明で用いるスペクトル拡散パルス位置変
調信号の基本的な信号のフォーマット（図中（Ｂ），
（Ｃ））を従来例（図中（Ａ））と共に示す。

【図２】 疑似雑音符号の自己相関特性を例に７チップ
のバーカー系列符号をとった場合について示す。

【図３】 本図中（Ａ）に示す疑似雑音符号と図１の
（Ｂ）で用いる矩形波パルスの相互相関特性を、本図中
（Ｂ）〜（Ｄ）に周期分で矩形波の長さを変えた場合そ
れぞれについてを示す。

【図４】 図３（Ａ）に示す疑似雑音符号の間に２周期
分の矩形波パルスを挿入した場合の相互相関特性を示
す。

【図５】 従来のスペクトル拡散パルス位置変調方式に
おける多重化を多重数が２の場合について説明するため
の図を示す。

【図６】 本発明によるスペクトル拡散パルス位置変調
の１方式における多重化を多重数が２の場合について説
明するための図を示す。

【図７】 本発明によるスペクトル拡散パルス位置変調
の他の方式における多重化を多重数が２の場合について
説明するための図を示す。

【図８】 本図中（Ａ）に示す疑似雑音符号と図１の
（Ｃ）で用いる矩形波パルスの相互相関特性について付
加するパルスの長さを変えた場合それぞれについて
（Ｂ），（Ｃ）に示す。

【図９】 本発明による送信機における矩形波付加機能
付きＰＮ符号発生器の１実施例を示す。

【図１０】 本発明による送信機の基本的構成の１例を
ブロック図として示す。

【図１１】 図１０に示される発明による送信機の符号
化器の１例を示す。

【図１２】 図１０に示される発明による送信機のパル
ス位置変調器の１例を示す。

【図１３】 本願の各発明により生成されるＳＳ−ＰＰ
Ｍ信号の高周波伝送への適用手段を備えた実施例を示
す。

【図１４】 本願の各発明により生成されるＳＳ−ＰＰ
Ｍ信号の直交スペクトル拡散パルス位置変調信号への適
用手段を備えた実施例を示す。

【図１５】 本願の各発明により生成されるＳＳ−ＰＰ
Ｍ信号の光伝送への適用手段を備えた実施例を示す。

【符号の説明】

１…直並列変換器、２…符号化器、２ａ…加算器、２ｒ
…レジスタ、３…パルス位置変調器、３ｃ…ダウンカウ
ンタ、３ｄ−１…判定器Ａ、３ｄ−２…判定器Ｂ、４…
疑似雑音符号発生器、５，５−１，５−２…乗算器、６
…高周波発振器、７…９０°位相器、８…加算器、９…
光電変換器、４１…疑似雑音符号発生器、４１ｃ…カウ
ンタ、４１ｄ…判定器、４１ｍ…メモリ、４２…マルチ
プレクサ。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一連の多値データで表現される情報を伝
   送する際に、各多値データ毎にそのデータ値に応じて時
   間的に位置変調された所定時間長の疑似雑音符号を生成
   し、生成された位置変調信号を順に伝送信号として送り
   出すことで情報伝送を行なう手段を備えたスペクトル拡
   散パルス位置変調通信方式による送信装置において、前
   記位置変調信号中の疑似雑音符号それぞれが多値データ
   をとらず該疑似雑音符号同士が重ならない場合に、前記
   伝送信号中の疑似雑音符号の存在しない時間領域に該疑
   似雑音符号のチップ間隔に等しい周期を持った矩形波を
   付加することで、付加後の伝送信号の振幅値を常に２値
   としたことを特徴とするスペクトル拡散パルス位置変調
   通信方式による送信装置。
2. 【請求項２】 一連の多値データで表現される情報を伝
   送する際に、各多値データ毎にそのデータ値に応じて時
   間的に位置変調された所定時間長の疑似雑音符号を生成
   し、生成された位置変調信号を順に伝送信号として送り
   出すことで情報伝送を行なう手段を備えたスペクトル拡
   散パルス位置変調通信方式による送信装置において、前
   記位置変調信号中の疑似雑音符号それぞれが最大Ｎ個の
   重なりを生ずる条件設定とする場合に、伝送すベき前記
   一連の多値データの列をＮ系統のデータ列に分離し、分
   離された各系統のデータ列に対して前記位置変調を行な
   い、得た各位置変調信号中の疑似雑音符号それぞれが多
   値データをとらず該疑似雑音符号同士が重ならない場合
   に、前記各位置変調信号中の疑似雑音符号の存在しない
   時間領域に該疑似雑音符号のチップ間隔に等しい周期を
   持った矩形波を付加することで、付加後の各位置変調信
   号の振幅値を常に２値とし、得られる前記Ｎ系統のデー
   タ列における各位置変調信号を重ね合わせて伝送信号と
   したことを特徴とするスペクトル拡散パルス位置変調通
   信方式による送信装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のスペクトル拡散パ
   ルス位置変調通信方式による送信装置において、前記所
   定時間長の疑似雑音符号として正負を反転した２つの疑
   似雑音符号を用意するとともに、前記位置変調の前段で
   伝送すべき多値データの列を２系統のデータ列に分離
   し、前記位置変調の後段で前記２系統のデータ列の２つ
   の位置変調信号を重ね合わせて伝送信号としたことを特
   徴とするスペクトル拡散パルス位置変調通信方式による
   送信装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のスペクトル拡散パ
   ルス位置変調通信方式による送信装置において、送信す
   べきデータとして前記一連の多値データと別にさらに２
   値データを用意し、該２値データのデータ値に応じて前
   記所定時間長の疑似雑音符号の正負を反転させることで
   １つの疑似雑音符号当たりの情報伝送ビット数を１つ増
   やしたことを特徴とするスペクトル拡散パルス位置変調
   通信方式による送信装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１記載のス
   ペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置に
   おいて、前記所定時間長の疑似雑音符号の存在しない領
   域に付加する前記矩形波の周期を疑似雑音符号のチップ
   周期の倍の値にしたことを特徴とするスペクトル拡散パ
   ルス位置変調通信方式による送信装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１記載のス
   ペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置に
   おいて、前記伝送信号中の前記所定時間長の疑似雑音符
   号の存在しない時間領域に矩形波を付加した前記位置変
   調信号を送出する手段として、トリガ信号により疑似雑
   音符号を１周期分だけ生成する疑似雑音符号発生手段と
   該疑似雑音符号発生手段の動作状態の検知手段と付加す
   べき矩形波の発生手段とを備え、前記検知手段が動作中
   を検知する場合に前記疑似雑音符号を選択出力し、停止
   中を検知する場合に前記矩形波を選択出力することによ
   り、前記矩形波の付加された位置変調信号の送出を行う
   ことを特徴とするスペクトル拡散パルス位置変調通信方
   式による送信装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１記載のス
   ペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置に
   おいて、送信すべき多値データ及び送信すべきデータが
   ２値の場合に該２値データに直並列変換を行って得た多
   値データを、符号化し得た符号化データを元に位置変調
   信号を生成し、生成された位置変調信号を前記位置変調
   信号の発生に用いることを特徴とするスペクトル拡散パ
   ルス位置変調通信方式による送信装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１記載のス
   ペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置に
   おいて、前記所定時間長の疑似雑音符号系列としてバー
   カー系列を用いたことを特徴とするスペクトル拡散パル
   ス位置変調通信方式による送信装置。
9. 【請求項９】 請求項２ないし８のいずれか１記載のス
   ペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置に
   おいて、前記位置変調信号中の疑似雑音符号の存在しな
   い時間領域に付加する前記矩形波の位相を異なる各系統
   間の該位置変調信号毎に変えて、該位置変調信号を重ね
   合わせた伝送信号中の疑似雑音符号の存在しない時間領
   域における振幅値を零またはそれに近い値にしたことを
   特徴とするスペクトル拡散パルス位置変調通信方式によ
   る送信装置スペクトル拡散パルス位置変調通信方式によ
   る送信装置。
10. 【請求項１０】 請求項２ないし８のいずれか１記載の
    スペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置
    において、前記位置変調信号中の疑似雑音符号の存在し
    ない時間領域に付加する前記矩形波の位相を異なる各系
    統間の該位置変調信号毎に揃えることで、該位置変調信
    号を重ね合わせた伝送信号中の疑似雑音符号の存在しな
    い時間領域における振幅値を２値にしたことを特徴とす
    るスペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれか１記載
    のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装
    置により生成されたベースバンドの伝送信号を、さらに
    高周波の搬送波と掛け合わせて高周波変調信号に変換し
    たものを伝送信号として、送出することを特徴とするス
    ペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１０のいずれか１記載
    のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装
    置により生成されたベースバンドの伝送信号を２つ用意
    し、さらに、互いに直交する２つの高周波の搬送波と先
    のベースバンド信号を各々掛け合わせて２つの高周波変
    調信号を生成し、生成された高周波変調信号を足し合わ
    せて１つの直交変調信号を生成したものを伝送信号とし
    て送出することを特徴とするスペクトル拡散パルス位置
    変調通信方式による送信装置。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１０のいずれか１記載
    のスペクトル拡散パルス位置変調通信方式による送信装
    置により生成されたベースバンドの伝送信号を、さらに
    光電変換することにより光信号に変換したものを伝送信
    号として送出することを特徴とするスペクトル拡散パル
    ス位置変調通信方式による送信装置。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれか１記載
    の送信装置及び該送信装置に対応する受信装置をシステ
    ム要素として有するスペクトル拡散パルス位置変調通信
    方式による送受信システム。