JPH11154928A - Ｍ−ａｒｙスペクトル拡散復調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ判定に劣化が生じにくいＭ−ａｒｙス
ペクトル拡散復調器を提供する。 【解決手段】 アンテナ１０が受信したスペクトル拡散
信号は、ＬＮＡ１２で増幅された後、ミキサ１４で中間
周波数に変換され、その後、マッチドフィルタ１６に供
給される。このマッチドフィルタ１６は検波回路を含ん
でおり、検波後の相関出力を出力する。相関出力は８個
の相関出力ずつ、２個のブロックに分割され、各ブロッ
ク毎に平均化回路３０で平均値が算出される。また、各
ブロック毎に平均値と各相関出力との比に基づいた重み
付けが、重みづけ回路３２において行われる。重みづけ
語の相関出力に対して、比較回路３４が比較をし、選択
された符号を決定する。選択すべき符号が含まれている
ブロックにおいてはチップ間干渉が生じていてもその影
響は少ない。また、選択すべき符号が含まれていないブ
ロックにおいては、平均化によってチップ間干渉の影響
を小さくすることができる。その結果、データの復調誤
りが少ないＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調器が得られ
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Ｍ−ａｒｙを用いた
スペクトル拡散通信の復調器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ｎビットのデータに対応して、系列長
（符号長ともいう）の等しいＭ＝２ⁿ個の符号を割り当
て、どの符号が選択されるかにより情報を伝達するＭ−
ａｒｙ符号化スペクトル拡散（ＳＳ）通信方式は、同一
周波数帯域において複数の符号を割り当てることができ
る。ここで、ｎは、正の整数である。そのため、符号数
Ｍ＝２ⁿにおいて、Ｍ≫２とすることによって、同一周
波数特性帯域を持ちながらｎビットのデータを伝送で
き、周波数効率が向上するという特徴を有している。

【０００３】このＭ−ａｒｙスペクトル拡散通信方式に
用いられる符号は、一般にアダマール行列から生成され
る直交符号が用いられる。ここで、直交符号に関し以下
に簡単に説明する。

【０００４】１．直交符号について ２値直交符号はアダマール行列（Hadamard Matrix）か
ら作ることができる。アダマール行列とは＋１と−１を
要素とするｎ行×ｎ列の直交行列（OrthogonalMatrix）
を言い、直交行列とは行ベクトルが互いに直交する行列
を言う。

【０００５】ｎ×ｎのアダマール行列（Ｈ_n）を

【数１】 と置いたとき、行列の各要素ｈ_ijは＋１もしくは−１
で、かつ任意の異なるｉ、ｊ（ｌ≦ｉ≦ｎ、１≦ｊ≦
ｎ）に対して、直交性

【数２】 を満たす。

【０００６】ここで、各行ベクトルより導き出せるｎ個
の符号語を直交符号（Orthogonal Code）と呼ぶ。

【０００７】２．アダマール行列の性質 一般に、アダマール行列（Ｈ行列）から次の操作によっ
て得られる行列は再びＨ行列となる。このことが『宮川
洋、岩垂好裕、今井秀樹、「符号理論」、昭晃堂（１
９７３）（以下、文献１と呼ぶ）』の４５２ページなど
に記載されている。

【０００８】(i)任意の２つの行の交換。

【０００９】(ii)任意の２つの列の交換。

【００１０】(iii)任意の行の全ての要素に−１を掛け
る。

【００１１】(iv)任意の列の全ての要素に−１を掛け
る。

【００１２】このアダマール行列の性質を利用して、後
述するように自己相関特性の良好な直交系列を作成でき
る。

【００１３】３．アダマール行列の構成法 アダマール行列の構成法は種々あるが、一般的にクロネ
ッカ積による構成法がよく知られている。

【００１４】３．１ クロネッカ積による構成法 ｍ次正方行列Ａ＝［ａ_ij］とｎ次正方行列Ｂ＝［ｂ_ij］
のクロネッカ積（Kronecker Product）は、次のように
定義される。

【００１５】

【数３】 Ａ×Ｂはｍｎ次の正方行列となる。簡単な例として、以
下の通りとなる。

【００１６】

【数４】 このクロネッカ積に関する、以下の定理が証明されてい
る。

【００１７】定理 ｍ次のＨ行列Ｈ_mとｎ次のＨ行列Ｈ_n
のクロネッカ積Ｈ_m×Ｈ_nは、ｍｎ次のＨ行列となる。

【００１８】この構成法により、容易にｎ^k次のＨ行列
が生成できる。

【００１９】３．２ 従来のＭ−ａｒｙスペクトル拡散
通信方式に用いられる符号の例 拡散符号長１６の場合を例として説明する。すなわち、
１６種類の符号の１つを選択することにより１シンボル
時間（符号１周期）当たり４ビットのデータが伝送で
き、ＢＰＳＫ等２値変調した場合と同一周波数帯域を用
いて、４倍のデータ転送速度が得られる場合について説
明する。

【００２０】まず、２次のＨ行列、

【数５】 をもとにして、１６次のアダマール行列Ｈ₁₆＝［ｈ_ij］
を生成した例を以下に示す。

【００２１】

【数６】 直交性を検証するために、次式で定義される［ｃ_ij］行
列を求める。

【００２２】

【数７】 すると行列［ｃ_ij］は、次の通りとなり、［ｈ_ij］は明
らかに直交している。

【００２３】

【数８】 このようなアダマール行列から生成される直交系列を用
いたＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調器の１例の構成図が
図２に示されている。アンテナ１０から受信されたＭ−
ａｒｙスペクトル拡散信号は、ＬＮＡ（低雑音増幅器）
１２によって増幅される。増幅された後ミキサ１４にお
いて中間周波数に変換される。そして、Ｍ−ａｒｙ符号
に対応するＭ個の弾性表面波（ＳＡＷ）素子等を用いた
マッチドフィルタ１６に供給される。このＭ個のマッチ
ドフィルタ１６の相関出力は検波回路にて検波され、比
較回路２０において相関出力の比較が行われる。この比
較の結果、最も相関性の高い符号を見つけることによっ
て、送信された符号を推定し、スペクトル拡散復調が行
われる。

【００２４】ここで、注目すべき点は、マッチドフィル
タ１６が次式で与えられる時間に沿った移動相関Ｑ
_i（ｔ）をとることである。従って、符号が直交符号で
あっても、その直交性の現れるのは式９においてｔ＝１
６ｍ＋１（ｍ：整数）の時に限られる。

【００２５】

【数９】 ここで、Ｑ_tは時間に沿った移動相関を表し、ｈ_kは１６
種のＭ−ａｒｙ符号列の１つをあらわす。また、ｑ´
（ｔ）は１６種類のＭ−ａｒｙ符号列より１符号列を順
次選択する信号列を表す。

【００２６】そこで、従来この種の装置においては、直
交した相関出力の得られる時間を求めるため、前記アダ
マール系列の性質を利用して自己相関特性の良好な符号
にアダマール系列を変換していた。以下、直交符号の自
己相関特性について示し、自己相関特性の良好な符号の
生成について説明する。

【００２７】４．直交符号の自己相関特性について 複数符号のうちいずれの符号が選択されたか検出するた
めには、マッチドフィルタが用いられる場合が多い。マ
ッチドフィルタは、その入力信号と各符号との相互相関
を求める。そして、一致する符号についてのみ、マッチ
ドフィルタの出力である相関が１となり、不一致の符号
との相関は０となる。

【００２８】ところが、この相関出力は符号１周期の間
で１回のみ出力される。従って、相関出力によりデータ
復調する場合、このタイミングを求めることは重要なこ
とである。しかし、式（６）のアダマール行列により生
成される直交符号は必ずしも自己相関が良くなく、例え
ば１列目の自己相関は常に１で、他の符号が直交するタ
イミングを見いだすことができない。

【００２９】そこで、本願発明者は、式（６）のアダマ
ール行列より与えられる直交符号それぞれを巡回した場
合の自己相関特性を調べてみた。以下、その結果を説明
する。今、ｈ´_ijをｈ_ijの列方向の巡回系列とし、それ
ぞれの符号の自己相関ｓ_itを次式で定義する。

【００３０】

【数１０】 自己相関ｓ_itにより得られる行列は［１６・ｓ_it］は次
のようになり、自己相関特性は明らかに良くない。

【００３１】

【数１１】 ５．多相周期系列の自己相関特性 ２値周期系列では、自己相関ｓ_kの良好な系列はほとん
ど存在しないことが知られている。すなわち、

【数１２】 となるような系列はほとんど存在しないのである。これ
に対し、多相周期系列は式（１２）を満たすような構成
法が２、３知られている。このような構成法は、例えば
文献１の４８３ページに記載されている。ここに記載さ
れている構成法の１つに周期がｑ²となるｑ相系列があ
る。この構成法は文献１の４８４ページに記載されてい
る。なお、ここで、ｑは２以上の任意の整数である。

【００３２】まず、ωを、

【数１３】 として、次のｑ次正方行列を第１行から順に読んでいく
と、上記周期がｑ²となるｑ相系列となる。

【００３３】

【数１４】 ｑ＝４とすると、式（１４）により与えられる４次正方
行列は、

【数１５】 となり、周期ｑ²＝１６の系列の１周期［ｐ（ｋ）］は
次のようになる。

【００３４】

【数１６】 この系列の巡回系列をｐ´（ｎ）とする。すなわち、

【数１７】 としたとき、自己相関ｓ（ｔ）とし、

【数１８】 で表したとき、自己相関より得られる行列［１６・ｓ
（ｔ）］は次のようになる。ここで＊は複素共役を表
す。

【００３５】

【数１９】 この式（１９）の内容から明らかなように、良好な自己
相関特性が実現されている。

【００３６】６．複素直交系列 上述したアダマール行列の各要素に｛＋１，＋ｉ，−
１，−ｉ｝を乗じることによって得られる｛＋１，＋
ｉ，−１，−ｉ｝を要素とするｎ×ｎの行列_cＨ_n、

【数２０】 において、直交性

【数２１】 が満たされれば、次の性質が得られる。ここで、＊は複
素共役を表す。

【００３７】６．１ 複素直交行列の性質 ｛＋１，＋ｉ，−１，−ｉ｝を要素とするｎ×ｎの複素
直交行列_cＨ_nにおいて、次の変換を行っても、その結果
は直交行列となる。

【００３８】(i) 任意の２つの行の交換。

【００３９】(ii) 任意の２つの列の交換。

【００４０】(iii) 任意の行の全ての要素に＋ｉを掛
ける。

【００４１】(iv) 任意の列の全ての要素に＋ｉを掛け
る。

【００４２】(v) 任意の行の全ての要素に−１を掛け
る。

【００４３】(vi) 任意の列の全ての要素に−１を掛け
る。

【００４４】(vii) 任意の行の全ての要素に−ｉを掛
ける。

【００４５】(viii) 任意の列の全ての要素に−ｉを掛
ける。

【００４６】７．自己相関の良好な直交行列の作成 上述した複素直交行列の性質を用いて、自己相関の良好
な直交符号を作成する方法を説明する。ここで、符号長
は実際の場合を想定して１６とする。

【００４７】１６次のアダマール行列として式（６）を
用いる。この各要素ｈ_ijに対して各列の全ての要素に式
（１６）より得られた自己相関特性の良好な４相周期系
列の要素の同列の要素ｐ（ｊ）を掛けることにより得ら
れる行列も上述した「２．複素直交行列の性質」におい
て説明した各性質によって、直交行列となる。すなわ
ち、

【数２２】 であり、与えられたｈ_ijを要素とする行列_cＨ₁₆は直交
行列である。

【００４８】具体的に式（６）のアダマール行列
［ｈ_ij］と良好な自己相関特性を持つ４相複素系列［ｐ
（ｊ）］から得られる複素直交系列_cＨ₁₆を表すと以下
のようになる。

【００４９】

【数２３】 この直交性を検証するために、次式で定義される行列［
_cｃ_ij］を求める。

【００５０】

【数２４】 すると行列［_cｃ_ij］は次の通りとなり、上記_cＨ₁₆は直
交行列であることが確かめられた。

【００５１】

【数２５】 ８．４相直交符号の自己相関特性について この４相直交符号を用いることにより、各符号を巡回し
て使用した場合の自己相関_cｓ_itを次式で与えた時の
［１６・_cｓ_it］を求める。

【００５２】

【数２６】 ここで、_cｈ´_ijは、_cｈ_ijの列方向の巡回系列であり、
＊は複素共役を表す。

【００５３】自己相関_cｓ_itにより得られる行列［１６
・ｓ_it］ は次式で表される。この次式を、上記式（１
１）と比較すると、式（１１）の場合に比べて良好な自
己相関特性を持っていることが理解されよう。

【００５４】

【数２７】 従って、このような直交符号を用いることにより、デー
タ伝送前にプリアンブルとして同一符号を連続して送信
することによりデータ判定点の同期を容易にすることが
できる。

【００５５】９．符号変化に伴って これまで述べたように、Ｍ−ａｒｙ符号化通信方法にお
いて、４相１６次の複素直交符号を用いることにより、
式（２７）に示されるように同一符号のみ選択される場
合の自己相関特性が良好なことが、本願発明者の調査に
よって判明した。しかし、データ伝送の場合、同一符号
のみ選択されるわけではない。

【００５６】そこで、本願発明者は、次に選択符号が異
なる場合の、それぞれの符号に対する相互相関特性を調
べた。上記式（２６）で示される相関において、_cｈ´
_ijとして、非巡回、すなわち異なった符号を選択した場
合の相関特性の１例を行列［１６・_cｓ_it］を用いて示
す。

【００５７】

【数２８】 ここで、選択符号が第１行目から第２行目に変化した場
合の例を示している。従って、１行目の１列目の要素、
および２行目の１７列目の要素が１６となり、１列目及
び１７列目の他の要素はすべて０である。

【００５８】このＭ−ａｒｙスペクトル拡散通信におい
て、一般的に使用されるＩＳＭバンド等におけるスペク
トル拡散通信等を考慮した場合、利用可能な周波数帯域
幅での伝送レートを高めるため、利用可能な周波数帯域
と比較して、かなり広い周波数帯域に拡散し、帯域フィ
ルタを用いて仕様帯域幅のみを利用する場合が多い。こ
のような場合、符号の伝送速度と比較して狭い帯域幅と
なるため、符号の単位をチップと呼ぶことにした時、デ
ータの場合のビット間干渉と同様にチップ間干渉が生
じ、データ判定点の前後チップの相関結果がデータ判定
点に重畳される。従って、式（２８）の例で示したよう
に、データ判定点の前後の相互相関値が大きいため、デ
ータ判定に劣化が生じる場合があった。

【００５９】

【発明が解決しようとする課題】上記説明したように、
ｎビットのデータに対応して、系列長の等しいＭ＝２ⁿ
個の符号を割り当て、どの符号が選択されるかにより情
報を伝達するＭ−ａｒｙ符号化スペクトル拡散（ＳＳ）
復調器において、アンテナより受信されたＭ−ａｒｙス
ペクトル拡散信号は、まずＬＮＡ（低雑音増幅器）によ
り増幅される。そして、ミキサにて中間周波数に変換さ
れる。次に、Ｍ−ａｒｙ符号に対応するＭ個の弾性表面
波（ＳＡＷ）素子等を用いたマッチドフィルタに供給さ
れ、このマッチドフィルタの相関出力は、所定の検波回
路によって検波される。検波結果は比較回路において比
較される。この比較は、相関出力の比較である。比較の
結果、最も相関性の高い符号を見つけることによって、
送信された符号を推定することができる。このようにし
て符号を復調することがスペクトル拡散復調である。

【００６０】この復調を容易にするために、Ｍ−ａｒｙ
符号としてアダマール行列などから生成する直交符号を
用いることが多い。さて、複数符号のうちいずれの符号
が選択されたか検出するためマッチドフィルタを用いる
場合が多い。しかし、このようにマッチドフィルタを用
いる場合には、入力信号と各符号との相互相関におい
て、この相関出力における直交性は符号１周期の間で１
回のみである。従って、マッチドフィルタの相関出力に
よってデータ復調をする場合には、このタイミングを求
めることが重要である。したがって、それぞれの符号列
の自己相関特性が良好でなければならない。すなわち、
アダマール行列の性質と同様な性質を、複素行列の性質
に拡張して、周期がｑ²となるｑ相系列をアダマール行
列の各列に掛け合わせた行列から生成される符号は、直
交性を有すると同時に、自己相関の良好な符号となるこ
とを上で説明した。

【００６１】しかし、このＭ−ａｒｙスペクトル拡散通
信においては、一般的に使用されるＩＳＭバンドなどに
おけるスペクトル拡散通信などを考慮した場合、利用可
能な周波数帯域幅での伝送レートを高めるため、利用可
能な周波数帯域と比較して、かなり広い周波数帯域に拡
散し、帯域フィルタを用いて仕様帯域幅のみを利用する
場合が多い。したがって、この場合には、符号の伝送速
度と比較して狭い帯域幅が利用されるため、チップ間干
渉が生じる。すなわち、データ判定点の前後チップの相
関結果が、そのデータ判定点に重畳されるのである。従
って、上記式２８の例から明らかなように、データ判定
点の前後の相互相関値が大きいことから、データ判定に
劣化が生じるという問題点があった。

【００６２】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、データ判定に劣化が
生じにくいＭ−ａｒｙを用いたスペクトル拡散通信復調
器を提供することである。

【００６３】

【課題を解決するための手段】本発明において、ｎビッ
トのデータに対応して、系列長の等しいＭ＝２ⁿ個の符
号を割り当て、どの符号が選択されるかにより情報を伝
達するＭ−ａｒｙ符号化スペクトル拡散（ＳＳ）復調器
において、アンテナより受信されたＭ−ａｒｙスペクト
ル拡散信号は、まずＬＮＡ（低雑音増幅器）により増幅
される。増幅後、この信号はミキサにて中間周波数に変
換される。さらに、この信号はＭ−ａｒｙ符号に対応す
るＭ個の弾性表面波（ＳＡＷ）素子等を用いたマッチド
フィルタに供給され、このマッチドフィルタの相関出力
は検波回路にて検波される。検波結果は、比較回路にお
いて比較される。この比較はマッチドフィルタの相関出
力の比較である。

【００６４】本発明においては、スペクトル拡散復調を
する際に、自己相関がよく、直交性を有する符号の性質
を利用して、マッチドフィルタの相関出力をいくつかの
ブロックに分けている。そして、それぞれのブロックに
含まれる相関出力の平均値を求める。そして、この平均
値に対する、そのブロックの相関出力値の比をブロック
間で比較をするのである。比較の結果、最大の比を持つ
ような符号が、選択された符号と決定するのである。本
発明は、このような手法を採用したＭ−ａｒｙ符号化ス
ペクトル拡散復調器である。

【００６５】このような手段を用いることにより、選択
されない符号を含むブロックにおいては、そのブロック
のチップ間干渉を含む相関出力の平均値に対する最大相
関値の比を低くすることができ、選択された符号の推定
を容易にする。換言すれば、選択された符号を含むブロ
ックのチップ間干渉を含む相関出力の平均値に対する最
大相関値（選択符号）の比を低くなってはいないのであ
る。

【００６６】上述したように、Ｍ−ａｒｙスペクトル拡
散通信が、ＩＳＭバンド等におけるスペクトル拡散通信
等の場合に、利用可能な周波数帯域幅での伝送レートを
高めるため、利用可能な周波数帯域と比較して、かなり
広い周波数帯域に拡散し、帯域フィルタを用いて仕様帯
域幅のみを利用する場合がある。このような場合は、符
号の伝送速度と比較して狭い帯域幅となるため、チップ
間干渉が生じ、データ判定点の前後チップの相関結果が
データ判定点に重畳される。従って、上述した数式２８
の例から明らかなように、データ判定点の前後の相互相
関値が大きく、データ判定に劣化が生じるという問題点
がある。本発明は、このような問題点をマッチドフィル
タの相関出力に対して、適当なブロック分けを行うこと
により、解消したのである。

【００６７】具体的には、本発明は、以下のような手段
を講じている。

【００６８】第１の本発明は、ｎビットのデータに対応
して、系列長の等しいＭ＝２ⁿ個の符号を割り当て、そ
の符号の選択によって情報を伝達するＭ−ａｒｙ符号化
スペクトル拡散復調器において、以下の手段を含むこと
を特徴とする。

【００６９】すなわち、前記Ｍ−ａｒｙスペクトル拡散
信号が供給されるマッチドフィルタであって、Ｍ−ａｒ
ｙ符号に対応するＭ個のマッチドフィルタと、前記マッ
チドフィルタの出力信号である相関出力信号を検波し、
検波相関出力信号を出力するＭ個の検波回路と、前記Ｍ
個の検波相関出力信号の比較を行い、スペクトル拡散復
調する比較手段と、を含むスペクトル拡散復調器におい
て、自己相関が高く、かつ、直交性を有する符号の性質
を利用し、マッチドフィルタの相関出力信号を、複数個
のブロックにブロック分けするブロック分け手段と、前
記各ブロック毎に相関出力の比較を行う比較手段であっ
て、前記それぞれのブロックに含まれる前記相関出力信
号の平均値に対する、そのブロックの相関出力値の比を
前記各ブロック間で比較するブロック間比較手段と、前
記ブロック間比較手段における比較結果に基づき、最大
の比を有する符号を選択された符号であると決定する符
号決定手段と、を含むことを特徴とするＭ−ａｒｙスペ
クトル拡散復調器である。

【００７０】第２の本発明は、上記発明に加え、前記各
ブロック毎に相関出力の前記平均値に対する、そのブロ
ックの相関出力値の比に基づき、前記相関出力の重み付
けを行う重みづけ手段、を含み、前記ブロック間比較手
段は、重みづけ手段により重みづけされた前記相関値を
前記各ブロック間で比較することを特徴とするＭ−ａｒ
ｙスペクトル拡散復調器である。

【００７１】また、第３の本発明は、Ｍ−ａｒｙスペク
トル拡散信号を受信するアンテナと、前記アンテナが受
信したＭ−ａｒｙスペクトル拡散信号を増幅する低雑音
増幅器と、前記増幅したＭ−ａｒｙスペクトル拡散信号
を中間周波数に変換し、中間周波数に変換した前記Ｍ−
ａｒｙスペクトル拡散信号を前記Ｍ個のマッチドフィル
タに供給する中間周波数変換手段と、を含むことを特徴
とするＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調器である。

【００７２】本発明においても、従来の技術と同様に低
雑音増幅器（ＬＮＡ）や、中間周波数変換手段（ミキ
サ）を採用することができる。これは、図１に示す実施
の形態にも明確に示されている。

【００７３】また、第４の本発明は、利用可能な周波数
周波数帯域における伝送レートを向上させるために、伝
送対象である信号を、前記利用可能な周波数周波数帯域
より広い周波数帯域に拡散し、帯域フィルタを用いて、
所望の周波数帯域のみを抽出するスペクトル拡散方式に
おいて用いられるスペクトル拡散復調器において、相関
出力信号を、複数のブロックに分けるブロック分け手
段、を含み、選択されない符号を含む前記ブロックに対
しては、そのブロックのチップ間干渉が生じている相関
出力信号の平均値に対する最大相関値の比が低く設定さ
れ、一方、選択された符号を含む前記ブロックに対して
は、そのブロックのチップ間干渉が生じている相関出力
信号の平均値に対する最大相関値の比がさほど低く設定
されないことを特徴とするＭ−ａｒｙスペクトル拡散復
調器である。

【００７４】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
により説明する。図１には、本実施の形態にかかるＭ−
ａｒｙスペクトル拡散復調器の構成ブロック図が示され
ている。

【００７５】この図に示すように、従来の技術と同様
に、アンテナ１０において受信したＭ−ａｒｙスペクト
ル拡散信号は、ＬＮＡ１２（低雑音増幅器）により増幅
された後、ミキサ１４において中間周波数に変換され
る。中間周波数に変換されたＭ−ａｒｙスペクトル拡散
信号は、Ｍ−ａｒｙ符号に対応するＭ個の弾性表面波
（ＳＡＷ）素子等を用いたマッチドフィルタ１６に入力
され、このマッチドフィルタ１６の相関出力は、検波回
路にて検波される。尚、本実施の形態においては検波回
路はマッチドフィルタ１６に含まれている。

【００７６】この複数の検波された相関出力は複数のブ
ロックに分けられ、それぞれのブロックごとにチップ間
干渉を含む相関出力が平均化回路３０において、平均化
されて平均値を求める。例えば図１に示された例におい
ては、マッチドフィルタ１６が８個ずつの２ブロックに
分けられている。したがって、各ブロック毎にブロック
平均化回路３０が設けられている。

【００７７】本実施の形態においては、さらに、各ブロ
ック毎に重みづけ回路３２が設けられている。重みづけ
回路３２は、それぞれ対応するブロックの相関出力と、
上記平均値との比を求め、次に、各相関出力に対して平
均値に対応する値で重み付けを行う。この平均値との比
に応じた重み付けを各相関出力に対して行った後、この
重み付けされた相関出力の比較を比較回路３４が行う。
比較回路３４は、図１に示すように１個のＭ−ａｒｙス
ペクトル拡散復調器に対して、１個設けられている。こ
の比較回路３４は、相関出力の比較を行って、最も相関
性の高い符号を見つける。これによって送信された符号
を推定し、スペクトル拡散復調が行われる。

【００７８】さて、Ｍ−ａｒｙ符号の一例として式（２
３）の複素直交行列より生成される複素直交符号を用い
た場合について、本実施の形態にかかるＭ−ａｒｙスペ
クトル拡散復調器の動作を説明する。

【００７９】まず、符号選択がデータに即して順次行わ
れた場合、例えば式（２３）の１行目の符号から２行目
の符号に、選択される符号が変化した際の各マッチドフ
ィルタ１６の相関特性は式（２８）に示されるようにな
る。

【００８０】尚、本実施の形態においては、利用可能な
周波数帯域幅での伝送レートを高め、利用可能な周波数
帯域と比較して、かなり広い周波数帯域に拡散し、帯域
フィルタを用いて仕様帯域幅のみを利用するようなケー
スを想定している。このようなケースにおいては、符号
の伝送速度と比較して狭い帯域幅となるため、チップ間
干渉が生じ、データ判定点の前後チップの相関結果がデ
ータ判定点に重畳されるが、その影響は直交する前後１
チップの影響が最も大きい。

【００８１】そこで、式（２８）に示されているような
場合、１７列目が直交する時刻であるが、その前後１チ
ップ、すなわち、１６列目および１８列目に着目する。
１６列目および１８列目の下半分の行、すなわち９行目
から１６行目の間に着目すれば１０行目、１４行目の様
子７、１０、１１等の相関値が１７列目の前後に存在
し、チップ間干渉のある場合、１７列目の２行目の相関
値に近い値となり雑音存在下においては復調データに誤
りを生じやすい。しかし、１６列目および１８列目の上
側の８行分の相関値は最大２程度で、チップ間干渉が生
じたとしても２列目の相関結果の劣化は生じないことが
予測される。

【００８２】さて、１行目の符号から２行目の符号に変
化した場合であるが、１６×１６の全ての場合について
調べても、上下８行ずつにブロック分け（２ブロックに
ブロック分け（図１参照））した場合、選択符号に対応
する側の前後１列の値は０もしくは２程度で、たとえチ
ップ間干渉を生じても相関出力の劣化は少ない。また、
選択符号を含まないブロック側では前後の１列に１０を
越す相関値が現れ、チップ間干渉が生じた場合、このブ
ロックのチップ間干渉を含む相関出力の平均値に対する
各相関値の値の比は、選択符号の含まれるブロックの比
と比較してかなり小さな値となる。

【００８３】そこで、選択されたＭ−ａｒｙ符号を推定
する際、本実施の形態においては相関出力を２つにブロ
ック分けし、それぞれのチップ間干渉を含む相関出力を
ブロックごとの相関出力の平均値に対応する値で重み付
けることにより、チップ間干渉を低減できる。本実施の
形態はこの点に着目し、マッチドフィルタ１６の相関出
力を２つのブロックに分割し、重み付けを行ったもので
ある。

【００８４】上述したように、このＭ−ａｒｙスペクト
ル拡散通信が、一般的に使用されるＩＳＭバンドなどに
おけるスペクトル拡散通信等の場合には、利用可能な周
波数帯域幅での伝送レートを高めるため、利用可能な周
波数帯域と比較して、かなり広い周波数帯域に拡散し、
帯域フィルタを用いて仕様帯域幅のみを利用するような
場合、符号の伝送速度と比較して狭い帯域幅となるた
め、チップ間干渉が生じ、データ判定点の前後チップの
相関結果がデータ判定点に重畳される。

【００８５】本実施の形態によれば、上記式（２８）の
例に示されているように、データ判定点の前後の相互相
関値が大きいことから、データ判定に劣化が生じるとい
う従来解決できなかった問題点を解決可能である。

【００８６】

【発明の効果】従来は、このＭ−ａｒｙスペクトル拡散
通信が、一般的に使用されるＩＳＭバンド等におけるス
ペクトル拡散通信等の場合、利用可能な周波数帯域幅で
の伝送レートを高めるため、利用可能な周波数帯域と比
較して、かなり広い周波数帯域に拡散し、帯域フィルタ
を用いて仕様帯域幅のみを利用する場合が多く、このよ
うな場合、符号の伝送速度と比較して狭い帯域幅となる
ため、符号の単位をチップと呼ぶことにしたとき、デー
タの場合のビット間干渉と同様にチップ間干渉が生じ、
データ判定点の前後チップの相関結果がデータ判定点に
重畳される。

【００８７】従って、たとえは上記式（２８）に示され
ているように、データ判定点の前後の相互相関値が大き
いために、データ判定に劣化が生じるという従来解決で
きなかった問題点を、本発明においては、相関出力に対
して適当なブロック分けを行うことにより解決したもの
である。

【００８８】各ブロックにおいては、そのブロックに含
む相関出力の平均値と、各相関値との比に基づいて、各
相関出力の重みづけが行われる。

【００８９】そして、選択されない符号を含むブロック
（選択された符号を含まないブロック）においては、そ
のブロックのチップ間干渉を含む相関出力の平均値に対
する最大相関値の比が低く設定される。

【００９０】一方、選択された符号（復調すべき符号）
を含むブロックのチップ間干渉を含む相関出力の平均値
に対する最大相関値（選択符号）の比は、あまり低くな
らない。したがって、このようなブロック毎の重み付け
によれば、選択された符号の推定を容易にし、Ｍ−ａｒ
ｙスペクトル拡散復調器の信号帯域より狭いフィルタを
用いてチップ間干渉が生じたとしても、その特性の劣化
を緩和できる特徴を有している。

【００９１】具体的には、第１の本発明によれば、相関
出力を各ブロック毎に分けて、各ブロックの平均値と比
較しているため、チップ間干渉による影響を抑止するこ
とができるＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調器が得られ
る。

【００９２】第２の本発明によれば、相関出力の対し、
平均値との比に基づいた重み付けを施しているため、チ
ップ間干渉による影響を一層抑止することができるＭ−
ａｒｙスペクトル拡散復調器が得られる。

【００９３】第３の本発明によれば、従来の技術と同様
のマッチドフィルタ等を利用することができるＭ−ａｒ
ｙスペクトル拡散復調器が得られる。

【００９４】第４の本発明によれば、利用可能な周波数
周波数帯域における伝送レートを向上させるために、伝
送対象である信号を、前記利用可能な周波数周波数帯域
より広い周波数帯域に拡散し、帯域フィルタを用いて、
所望の周波数帯域のみを抽出するスペクトル拡散方式に
おいても、上記第１の本発明と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態にかかるＭ−ａｒｙスペクトル
拡散復調器の構成ブロック図である。

【図２】 従来の技術にかかるＭ−ａｒｙスペクトル拡
散復調器の構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０ アンテナ、１２ ＬＮＡ、１４ ミキサ、１６
マッチドフィルタ、２０ 比較回路、３０ 平均化回
路、３２ 重みづけ回路、３４ 比較回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｎビットのデータに対応して、系列長の等
   しいＭ＝２ⁿ個の符号を割り当て、その符号の選択によ
   って情報を伝達するＭ−ａｒｙ符号化スペクトル拡散復
   調器において、 前記Ｍ−ａｒｙスペクトル拡散信号が供給されるマッチ
   ドフィルタであって、Ｍ−ａｒｙ符号に対応するＭ個の
   マッチドフィルタと、 前記マッチドフィルタの出力信号である相関出力信号を
   検波し、検波相関出力信号を出力するＭ個の検波回路
   と、 前記Ｍ個の検波相関出力信号の比較を行い、スペクトル
   拡散復調する比較手段と、 を含むスペクトル拡散復調器において、 自己相関が高く、かつ、直交性を有する符号の性質を利
   用し、マッチドフィルタの相関出力信号を、複数個のブ
   ロックにブロック分けするブロック分け手段と、 前記各ブロック毎に相関出力の比較を行う比較手段であ
   って、前記それぞれのブロックに含まれる前記相関出力
   信号の平均値に対する、そのブロックの相関出力値の比
   を前記各ブロック間で比較するブロック間比較手段と、 前記ブロック間比較手段における比較結果に基づき、最
   大の比を有する符号を選択された符号であると決定する
   符号決定手段と、 を含むことを特徴とするＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調
   器。
2. 【請求項２】請求項１記載のＭ−ａｒｙスペクトル拡散
   復調器において、さらに、 前記各ブロック毎に相関出力の前記平均値に対する、そ
   のブロックの相関出力値の比に基づき、前記相関出力の
   重み付けを行う重みづけ手段、 を含み、 前記ブロック間比較手段は、重みづけ手段により重みづ
   けされた前記相関値を前記各ブロック間で比較すること
   を特徴とするＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調器。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のＭ−ａｒｙスペクト
   ル拡散復調器において、 Ｍ−ａｒｙスペクトル拡散信号を受信するアンテナと、 前記アンテナが受信したＭ−ａｒｙスペクトル拡散信号
   を増幅する低雑音増幅器と、 前記増幅したＭ−ａｒｙスペクトル拡散信号を中間周波
   数に変換し、中間周波数に変換した前記Ｍ−ａｒｙスペ
   クトル拡散信号を前記Ｍ個のマッチドフィルタに供給す
   る中間周波数変換手段と、 を含むことを特徴とするＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調
   器。
4. 【請求項４】利用可能な周波数周波数帯域における伝送
   レートを向上させるために、伝送対象である信号を、前
   記利用可能な周波数周波数帯域より広い周波数帯域に拡
   散し、帯域フィルタを用いて、所望の周波数帯域のみを
   抽出するスペクトル拡散方式において用いられるスペク
   トル拡散復調器において、 相関出力信号を、複数のブロックに分けるブロック分け
   手段、 を含み、選択されない符号を含む前記ブロックに対して
   は、そのブロックのチップ間干渉が生じている相関出力
   信号の平均値に対する最大相関値の比が低く設定され、
   一方、選択された符号を含む前記ブロックに対しては、
   そのブロックのチップ間干渉が生じている相関出力信号
   の平均値に対する最大相関値の比がさほど低く設定され
   ないことを特徴とするＭ−ａｒｙスペクトル拡散復調
   器。