JPH11275058A - スペクトラム拡散通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の周波数によって設定されたチャネルを
同時に用いた単一のスペクトラム拡散通信において、デ
ータ伝送速度を高速化し、複数チャネル中心周波数の発
生に必要な複数周波数発生手段での干渉を回避する。 【解決手段】 送信機ＴＸでは、チャネルの中心周波数
の差に応じた正弦波形と拡散符号とが乗算された波形を
送信データに応じて発生し、送信周波数変換用ミキサ１
１０で局発信号発生手段１３０（１４０）からのＬＯ信
号と乗算することによりＲＦ信号に周波数変換する。受
信機ＲＸでは、周波数変換用受信ミキサ１６０で、送信
機と共用した局発信号発生手段１３０（１４０）からの
ＬＯ信号と乗算することにより周波数変換し、その後Ｓ
ＡＷ ＭＦ２２０でチャネル毎に逆拡散しデータを復調
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スペクトラム拡
散通信方式による、単一送受信機がマルチチャネル化さ
れた通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スペクトラム拡散技術を用いた通
信システムとしては、日本では、主に無線ＬＡＮ（Ｌｏ
ｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用として用いられ
る「小電力データ通信システムの無線局の無線設備」規
格（電波産業会 ＲＣＲ ＳＴＤ−３３Ａ）が実用化さ
れている。

【０００３】ここで、スペクトラム拡散技術を説明する
ために、図５を用いて原理動作を説明する。まず、送信
機ＴＸに入力されたデータｄ（ｔ）は、変調手段１０に
おいて、例えば ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉ
ｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔ
ｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調
など一般的に狭帯域変調と呼ばれる変調方法で局発信号
発生手段２０からの局発（ＬＯ：ＬＯｃａｌ）信号ＬＯ
（ｔ）を変調する（これを情報変調と呼ぶ）。次に、情
報変調された信号ｃ（ｔ）は拡散手段３０において、拡
散符号発生手段４０からの拡散用符号ＰＮ（ｔ）により
スペクトラム拡散され広帯域信号となり、この広帯域拡
散信号ｓ（ｔ）はアンテナ５０から無線信号となって送
信される。拡散符号ＰＮ（ｔ）の繰り返し周期はデータ
ｄ（ｔ）の伝送速度と同じに設定される。そして、送信
機ＴＸから送信された信号は、受信機ＲＸに到着するま
でに減衰や反射などを繰り返すことになる。

【０００４】一方、受信器ＲＸにおいては、アンテナ６
０で受信された無線信号ｓ（ｒ）は、逆拡散手段７０に
おいて、受信用拡散符号発生手段８０からの拡散符号Ｐ
Ｎ（ｒ）により狭帯域信号信号ｃ（ｒ）に変換される。
この逆拡散動作を行なうのは、整合フィルタ（ＭＦ：Ｍ
ａｃｈｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ）によって行なわれる。さら
に、情報復調手段９０において、受信局発信号発生手段
１００からのＬＯ信号ＬＯ（ｒ）によってデータｄ
（ｒ）が復調される。

【０００５】スペクトラム拡散通信のより具体的な動作
例として、図６をもとに以下に説明する。ここでは、情
報変調としてＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓ
ｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調を、スペクトラム拡散とし
てＢＰＳＫ変調を行なうものとする。このＢＰＳＫ変調
の様に、スペクトルを拡散させるべき信号にそれより広
帯域の信号を直接乗算させて拡散を実現させる方式を直
接拡散（ＤＳ：ＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｃｅ）方式と
呼ぶ。なお、図中のｆＩＦ、ｆＬＯなどは信号（または
その周波数）を意味する。

【０００６】まず、送信機ＴＸに入力したデータ信号
（ベースバンド信号：ｆＢＢ）は、情報変調であるＢＰ
ＳＫ変調を行なうためにミキサ１０に入力される。電圧
制御発振器（以下、ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌｅ Ｏｓｃｉｌａｔｏｒ と呼ぶ）ＶＣＯ１及び
位相同期ループ（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ
Ｌｏｏｐ）回路ＰＬＬ１などから形成される局初信号発
生器２０からのＬＯ信号（ｆＩＦ）をミキサ１０におい
て乗算することにより、情報変調信号であるＢＰＳＫ変
調信号が得られる。

【０００７】次に、スペクトラム拡散手段であるミキサ
３０へ入力した上記変調信号と拡散符号発生器４０から
の拡散符号とが乗算されＢＰＳＫ変調された後、周波数
変換手段であるミキサ１１０に入力される。拡散符号に
よる拡散は信号の帯域幅を広げるだけなので、入力信号
の中心周波数はｆＩＦのままである。

【０００８】さらに、ＶＣＯ２及びＰＬＬ２などから形
成される局発信号発生器１３０からのＬＯ信号（ｆＬ
Ｏ）と乗算されることにより、周波数ｆＲＦ（＝ｆＩＦ
＋ｆＬＯ）の無線周波数（以下ＲＦと呼ぶ）信号に周波
数変換される。その後、電力増幅器１２０により電力増
幅され、アンテナ５０から送信される。

【０００９】一方、受信機ＲＸのアンテナ６０で受信さ
れたＲＦ信号は、ＲＦ増幅器１５０において増幅された
後、ＶＣＯ４及びＰＬＬ４などからなる局発信号発生器
１４０からのＬＯ信号（周波数ｆＬＯ）と、周波数変換
手段であるミキサ１６０において乗算され中心周波数fI
F の信号に変換される。

【００１０】次に、周波数変換された信号は逆拡散手段
（整合フィルタ動作）であるミキサ７０において、拡散
符号発生器１００からの拡散符号と乗算されることによ
り逆拡散され、情報変調信号になる。このとき、無線通
信路（チャネル）における送信機・受信機間の拡散符号
発生のタイミング（位相）のずれを補正するため、拡散
符号発生器８０は同期制御回路１７０によって符号発生
のタイミングが制御される。逆拡散により情報変調信号
（ＢＰＳＫ変調信号）となった信号は、ＶＣＯ３とＰＬ
Ｌ３などからなる局発信号発生器１００ からのＬＯ信
号と、情報復調手段であるミキサ９０において乗算され
ることにより元のベースバンド信号であるデータ信号と
なる。

【００１１】以上、従来技術であるスペクトラム拡散通
信の動作について説明した。さて、拡散用の符号として
は一般に疑似雑音符号（ＰＮ符号と呼ばれる）が用いら
れることが多い。ＲＣＲ ＳＴＤ−３３Ａにおいては符
号について特に規定は無いが、例えば米国規格であるＩ
ＥＥＥ ８０２．１１においては長さ１１（単位：チッ
プ）のＢａｒｋｅｒ符号が規定されている。また、無線
信号の周波数はＲＣＲ ＳＴＤ−３３Ａにおいては２．
４ＧＨｚ帯の帯域幅２６ＭＨｚが割り当てられている。
さらに、上記ＳＴＤ−３３Ａでは、スペクトラム拡散し
た無線周波数信号の帯域幅とデータの伝送速度との比
（拡散率）を１０以上とる必要がある。

【００１２】無線通信においては、無線通信路（チャネ
ル）特性の時間変動や、通信端末の移動による通信環境
の変化等のため、有線通信に用いられている複雑な変調
を用いることができない。また、帯域幅２６ＭＨｚで拡
散率１０を考えた場合（スペクトラム拡散により帯域は
２倍になるので）２６÷２÷１０＝１．３ＭＨｚ程度の
データの伝送速度（＝２．６Ｍｂｐｓ：ＱＰＳＫ変調を
情報変調として用いた場合）となる。余裕をとるために
信号の帯域幅を規格帯域幅より狭くする必要もあるた
め、スペクトラム拡散を用いた現在市販されている無線
ＬＡＮ用製品（例えば、日本ＮＣＲ社製ＷａｖｅＬＡ
Ｎ）の最高データ伝送速度の多くは２Ｍｂｐｓとなって
いる。

【００１３】これらの製品ではデータ伝送速度の確保を
優先しているため、２６ＭＨｚの規格帯域幅内に通信チ
ャネルを一つしかとることができない。このため、無線
ＬＡＮシステムのような多数の利用者（ユーザー）が使
用する場合（多元接続：Ｍａｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓ
ｓ）には一般に、複数のユーザーの送信無線信号が衝突
しないように衝突回避制御（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Ｃａｒｒ
ｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍａｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ
／ＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ と呼ばれ
る）を行ない、一つのチャネルを同時使用しないように
している。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、他のユーザーが無線信
号を既に発してチャネルを使用しているかどうかを調べ
（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ）、既に使用されている
場合には送信を待ち、送信が終了したのを確認した後に
送信を開始するようにしている（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ
Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）。送信機と受信機が離れている場
合には、送信してから受信するまでに時間がかかる（伝
搬遅延）ため、他の送信機が送信を開始したのを検出で
きずに送信を始めてしまう可能性がある。このため、ユ
ーザーの数が多くなりチャネルの使用頻度が大きくなる
と、衝突や再送信等でチャネルの実効的な伝送速度が低
下してしまうことになる。

【００１４】一方、帯域幅を有効利用し多数のユーザー
が利用するための方法として近年携帯電話システムに用
いられてきている方法として、スペクトラム拡散を行な
うときに使用される拡散符号を複数用い、異なる符号同
士の干渉が少ないという性質を利用して同一周波数のチ
ャネルを使用するという符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：
Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍａｌｔｉｐｌｅ Ａｃ
ｃｅｓｓ）という方法がある。この場合には個々のユー
ザーの無線機に個別に符号を割り当てその符号を管理す
る必要があるため、システムが複雑になることやユーザ
ー管理用の装置が必要になるなどの問題があり、簡易に
通信網を構築できるという利点をもつ無線ＬＡＮでは一
般には用いられていない。逆に言うと、無線ＬＡＮでは
システム内で単一の符号を用いることでシステムや装置
の簡素化を図っている。

【００１５】上記のように、無線ＬＡＮではチャネルの
伝送速度を上げるために帯域幅全体を単一のチャネルと
して用い、簡素化のために同一符号を用いているため、
同時に複数ユーザーが使用することができず、また同時
に使用すると衝突が起こりデータの再送信が必要になる
など、システムの実効的な伝送速度が低下することにな
る。

【００１６】この対策として、ユーザーの拡散符号は全
て同じものを用い、さらに、入力した信号の中心周波数
が、設定した中心周波数からデータ伝送速度で決まるあ
る周波数だけずれた信号に対しては出力がゼロになると
いう弾性表面波整合フィルタ（ＳＡＷ ＭＦ：Ｓｕｒｆ
ａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｍａｔｃｈｅｄ
Ｆｉｌｔｅｒ）素子を受信機の逆拡散に用いて、周波
数の異なる他のチャネルの干渉を抑え、同じ規格帯域を
利用し最高９チャネルまで設定することで、待ち時間等
を減らし実効的な伝送速度を向上可能な方法がＫＤＤ研
究所の角谷らによって提案されている（１９９３年電子
情報通信学会春季大会Ａ−２０７、又は１９９４年ＩＥ
ＥＥ ３ｒｄ． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｙｍ
ｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ＆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｓ，ｐｐ．３１４−３１８、１９９５年電子情報通信学
会基礎・境界ソサイエティ大会Ａ−１０３、１９９６年
電子情報通信学会総合大会Ａ−２３０、Ａ−２３１を参
照。但し、ＩＥＥＥのＦｉｇ．３，及びＡ−１０３，Ａ
−２３１の図１においては情報変調が省略されているこ
とに注意。）。なお、ＳＡＷ ＭＦを受信に用いた場合
には、符号パターンが予めＳＡＷ ＭＦ内部に設定され
ていること、このため符号発生のための同期回路８０が
不要となる点が上記動作説明と異なっている。

【００１７】この方法によると、他のユーザーは送信Ｒ
Ｆ信号の中心周波数設定のみを変えることで、同じ周波
数帯域を利用しても他のユーザーに干渉しない複数チャ
ネル化が可能となる。このため、チャネルの衝突検出や
衝突後の再送信などを減らすことができ実効伝送速度を
向上できるとともに、中心周波数の変更は一般に、装置
に内蔵される周波数変換用の局発信号回路で容易に可能
であるため、現行製品技術が利用できるという利点もあ
る。ただし、複数のチャネルの中から選択し個別に送信
側を設定する必要があるため、チャネル管理用の装置が
別途必要になるという欠点がある。

【００１８】この方法の類似例として、上記と同様に、
中心周波数を一定値ずらしたチャネル設定と複数の受信
用ＳＡＷ ＭＦにより複数のチャネル設定を行なう方法
が昭和電線電纜の松本らによって提案されている（特開
平９−２０５３８６号公報）。この例では、送受信は、
中心周波数を一定値ずらした複数のチャネル設定の中か
ら一つのチャネルを選び（チャネルセレクト）行なわれ
る。しかし、複数のチャネル設定に対応するために、受
信側に、設定されたチャネルの数だけの受信用ＳＡＷ
ＭＦを内蔵している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、現行無線ＬＡＮ製品と同じように規格帯域幅と同程
度の帯域幅のチャネルを設定しチャネル当りのデータ伝
送速度を上げた状態においても、中心周波数をずらした
チャネルを別設定することで同じ規格帯域で複数のユー
ザーが使用できる。しかし、従来例（ＫＤＤ）において
は、チャネルは複数設定されているが一つの通信（送信
器と受信器とからなるペア）において利用できるのは一
つのチャネルであり、帯域幅から決まるチャネル一つ分
のデータ伝送速度（例えば２Ｍｂｐｓ）を超えることは
できない。また、従来例（昭和電線電纜）においては、
通信時に一つのチャネルしか使用しないにもかかわらず
受信側に複数チャネルに対応した複数のＳＡＷ ＭＦが
必要となっているため、使用しない受信回路が無駄にな
っている。また、チャネルの複数化がデータ伝送速度に
反映しないという欠点がある。

【００２０】ここで、従来例に述べた技術をそのまま用
い、設定された複数のチャネルを同時に使用し一つの通
信装置におけるデータ伝送速度を上げることを考える。
この場合には、送信側でも複数の中心周波数をもつＲＦ
信号を発生させなければならない。通常ＲＦ信号の中心
周波数の設定には従来例で示したように周波数変換用Ｌ
Ｏ回路が用いられるので、送信機内に複数のＬＯ回路を
存在させることになる。局発回路の周波数は２ＧＨｚ前
後と高周波信号であることや、ＰＬＬ回路（非線形フィ
ードバックループ回路）を構成していることから、回路
基板経由や電磁波放出などを通して相互干渉が起こし動
作が不安定になりやすいという面がある。しかも、設定
する中心周波数の間隔はデータ伝送速度と比例関係であ
るため、複数のＬＯ信号周波数の相互作用（例えば３次
歪み）がデータ信号に干渉を起こし送信変調信号の特性
劣化等を引き起こすことになる。さらに、一般にＰＬＬ
回路は非線形アナログ回路であるためにＩＣ一体化が難
しく、調整用の部品などをＩＣの外につけることが多く
回路基板における実装面積（体積）が大きい。このた
め、複数のＬＯ発振回路を干渉無く接近させ小型化を図
ることが困難であるという問題がある。

【００２１】一方、発生する複数の周波数の間隔がある
基準周波数の倍数になっている場合の発生方法として、
（１）基準周波数とその高調波を発生するような発振源
を用い複数のフィルタでそれぞれを分離する、（２）基
準周波数を整数倍に変換する、といった方法が考えられ
ているが、（１）では複数の周波数選別能力の非常に高
い（Ｑが高い）フィルタを用いなくてはいけないため価
格が高いあるいは回路が複雑になるという欠点があり、
（２）では基準周波数の周波数ゆらぎ（位相ノイズ）も
整数倍されてしまい変調特性が悪化するという欠点があ
るため、採用することができない。

【００２２】以上のように、従来例をそのまま応用した
のではでは、複数のＬＯ発振回路間の干渉除去が難し
く、単一の通信（送信器あるいは受信器、または送・受
信器）においてデータ伝送の高速化・小型化が難しいと
いう欠点があった。

【００２３】この発明は、この点を解決するために考究
されたもので、複数の周波数によって設定されたチャネ
ルの信号間の干渉を考慮すること無く、規格帯域幅を有
効利用したまま、単一のスペクトラム拡散通信において
データ伝送速度の高速化を可能にし、かつ小型化するこ
とを目的にする。また、複数チャネル中心周波数の設定
に必要な複数周波数発生を簡易・小型な装置で行なうこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明で
は、同一規格周波数帯域内にの無線通信路（チャネル）
を同時に用い、通信を行なうスペクトラム拡散通信装置
であって、受信機と送信機とからなり、局発信号発生手
段から発生された信号が、送信機において低い周波数の
送信信号を無線高周波信号（ＲＦ信号）に周波数変換す
るための局発信号用と、受信機において無線高周波信号
（ＲＦ信号）を低い周波数の受信信号に周波数変換する
ための局発信号用として兼用されており、かつ単一周波
数信号であり、また送信機においては、送信情報に対応
して、拡散用符号を乗算された前記チャネルの中心周波
数の差に応じて中心周波数が設定されたスペクトラム拡
散波形を表わすデータを発生する手段を含み、前記デー
タはアナログ変換手段によって波形に変換され、さら
に、受信機において、前記中心周波数の差に応じ設定さ
れた整合フィルタが受信用周波数変換のための手段の後
に接続するようにしたものである。

【００２５】この発明の第２の発明では、前記第１の発
明において、送信情報のみに対応して、中心周波数の異
なるスペクトラム拡散波形を表わすデータを発生するよ
うにしたものである。

【００２６】この発明の第３の発明では、前記第１の発
明において、送信情報と拡散符号との乗算データに対応
して、中心周波数の異なるスペクトラム拡散波形を表わ
すデータを発生するようにしたものである。

【００２７】この発明の第４の発明では、前記第１の発
明において、各々に送受信機を実装し通信する複数のス
ペクトラム拡散通信装置において、可能なチャネル設定
の一部を送信機の、複数のスペクトラム拡散波形を表わ
すデータを発生する手段における中心周波数（チャネ
ル）の設定に用い、かつ、残りのチャネル設定を受信機
の中心周波数（チャネル）の設定に用い、さらに、各通
信装置の受信機では、自装置の送信機のチャネル設定に
対応する整合フィルタからの出力を使用しないことによ
り、通信装置間において同時双方向通信を可能とするよ
うにしたものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態の
例を示す。なお、同一または相当部位には同一符号、類
似部位には同一符号に添字を付す。

【００２９】実施の形態１．この発明の通信装置の実施
の一形態の基本的なブロック図を図１に示し、以下にそ
の動作を説明する。なお、以下に記述する実施例におい
ては、従来技術の項の図で説明した情報変調・拡散変調
共にＢＰＳＫ変調とした場合について説明する。

【００３０】図１において、５０は送信機用アンテナ、
１１０は送信周波数変換用ミキサ、２１０はデジタル／
アナログ変換器、２００は差周波数拡散波形発生手段、
ｆIF1 ，ｆIF2 ，・・・・，ｆIFn はチャネルの中心周波数
差に対応したｎ個の信号（又はその中心周波数）、ｆRF
1 ，ｆRF2 ，・・・・，ｆRFn はｎ個のＲＦ信号（又はその
中心周波数）、１３０（１４０）は局発信号発生手段で
ある。６０は受信機用アンテナ、１６０は受信周波数変
換用ミキサである。２２０は弾性表面波整合フィルタす
なわちＳＡＷ ＭＦを示すものであり、２２０ａは弾性
表面波整合フィルタ１すなわちＳＡＷ ＭＦ１、２２０
ｂは弾性表面波整合フィルタ２すなわちＳＡＷ ＭＦ
２、２２０ｎは弾性表面波整合フィルタｎすなわちＳＡ
Ｗ ＭＦｎである。２３０は復調および並列／直列（Ｐ
ａｒａｌｌｅｌｔｏ Ｓｅｒｉａｌ）変換器Ｐ／Ｓであ
る。符号末尾等のｎは中心周波数が異なるように設定さ
れたチャネルの数を表わしている。

【００３１】まず、送信機ＴＸに入力したｎ個のデータ
の値に依存して、チャネルの中心周波数の差に対応した
正弦波形と拡散用符号とが乗算されたＢＰＳＫ波形デー
タ（ｎ多重されている）が、差周波数拡散波形発生手段
２００から出力される。波形データはＤ／Ａ２１０にて
アナログ波形に変換され（ｆIF1 ，ｆIF2 ，・・・・，ｆIF
n ）、ミキサ１１０において局発信号発生手段１３０
（兼１４０）からのＬＯ信号（ｆLO）によって周波数変
換され、ｎ個のチャネルの中心周波数（ｆRF1 ，ｆRF2
，・・・・，ｆRFn ；ｆRF1 ＝ｆIF1 ＋ｆLOなど）に対応
したＲＦ信号となってアンテナ５０から送信される。一
方、アンテナ６０において受信したｎチャネル多重され
た無線信号は、局発信号発生手段１３０（兼１４０）か
らのＬＯ信号（周波数ｆLO）によってミキサ１６０にお
いて周波数変換される。この局発信号発生手段１４０
は、送信機ＴＸのミキサ１１０における局発信号発生手
段１３０と兼用され、同一単一周波数を発生する。周波
数変換された信号（中心周波数ｆIF1 ，ｆIF2 ，・・・・，
ｆIFn ）は、その中心周波数をｆIF1 ，ｆIF2 ，・・・・，
ｆIFn に設定されたｎ個のＳＡＷ ＭＦ（２２０ａ，２
２０ｂ，・・・・，２２０ｎ）からなる整合フィルタに入力
されて逆拡散され、復調（Ｐ／Ｓ）手段２３０において
ｎ個のデータに復調される。

【００３２】実施の形態１によれば、複数の周波数によ
って設定されたチャネルの信号間の干渉を考慮すること
無く、規格帯域幅を有効利用したまま、単一のスペクト
ラム拡散通信においてデータ伝送速度を高速化を可能に
し、かつ小型化することができる。

【００３３】実施の形態２．次に、この発明の上記実施
の形態１のさらに具体的な一形態の例を図２に示し、以
下に説明する。図２（ａ）において、５０は送信機用ア
ンテナ、１２０は電力増幅器、１１０は送信周波数変換
用ミキサ、２１０はデジタル／アナログ変換器、２００
は差周波数拡散波形発生手段、２４０は直列／並列変換
器（Ｓｉｒｉａｌ ｔｏ Ｐａｒａｌｌｅｌ）Ｓ／Ｐ、
２５０はスイッチ（Ｓｗｉｔｃｈ Ｍａｔｒｉｘ）、２
６０は加算器Σ、２７０ａは拡散波形ＲＯＭである。ｆ
IF1 ，ｆIF2 ，・・・・，ｆIFn はチャネルの中心周波数差
に対応したｎ個の信号（又はその中心周波数）、ｆRF1
，ｆRF2 ，・・・・，ｆRFn はｎ個のＲＦ信号（又はその
中心周波数）、１３０（１４０）は局発信号発生手段で
ある。受信機ＲＸの部分は、図１と同じであるため省略
している。

【００３４】まず、入力データはＳ／Ｐ変換器２４０に
おいて、チャネル数に対応するｎ個づつで分割され、ス
イッチ（Ｓｗｉｔｃｈ Ｍａｔｒｉｘ）２５０のコント
ロール（ＣＴＬ）端子に入力される。図２（ｂ）に示す
ように、ＢＰＳＫ変調は、データの１，０に対応した＋
１，−１と正弦波とを乗算したものとして表わすことが
できるので、−１を掛けることは正弦波をデータのタイ
ミングで反転することと等価である。チャネル中心周波
数間隔に対応した正弦波（ｎ個）と拡散符号とが各々乗
算された波形データ（ｎ個）をＲＯＭ２７０ａに予め記
憶させておき、各々のデータに＋１，−１を掛けたデー
タが出力されるように２×ｎ個の端子を出す。波形ＲＯ
Ｍ２７０ａからの正反に対応した２×ｎ個のデータ端子
を、Ｓ／Ｐ変換されたｎ個のデータに応じてスイッチ２
５０内で切り換え、出力端子と接続することにより、チ
ャネルに対応して中心周波数の異なるｎ個の拡散波形が
発生される。出力された波形データを加算器２６０で加
算することによりｎチャネル分のスペクトラム拡散信号
が発生される。これ以降は、図１に示したのと同様にし
て、ミキサ１１０において周波数変換されＲＦ信号とし
てアンテナ５０から送信される。

【００３５】実施の形態２によれば、複数の周波数によ
って設定されたチャネルの信号間の干渉を考慮すること
無く、規格帯域幅を有効利用したまま、単一のスペクト
ラム拡散通信においてデータ伝送速度を高速化を可能に
し、かつ小型化することができるとともに、この実施の
形態においては、スイッチ２５０の動作速度は送信機に
入力するデータの伝送速度のｎ分の１で良いという特徴
があり、高性能なスイッチ素子を必要としないので安価
な素子を用いることができるという効果もある。

【００３６】実施の形態３．次に、この発明の通信装置
の実施の他の具体的な一形態を図３に示し、以下に説明
する。図３において、５０は送信機用アンテナ、１２０
は電力増幅器、１１０は送信周波数変換用ミキサ、２１
０はデジタル／アナログ変換器、２００は差周波数拡散
波形発生手段、２４０は直列／並列変換器（Ｓｉｒｉａ
ｌ ｔｏ Ｐａｒａｌｌｅｌ）Ｓ／Ｐ、２８０は２進排
他論理和（即ち２進数の乗算に対応）器ｍｏｄ２、４０
は拡散符号発生器、２５０はスイッチ（Ｓｗｉｔｃｈ
Ｍａｔｒｉｘ）、２６０は加算器Σ、２７０ｂは正弦波
形ＲＯＭである。ｆIF1 ，ｆIF2 ，・・・・，ｆIFn はチャ
ネルの中心周波数差に対応したｎ個の信号（又はその中
心周波数）、ｆRF1 ，ｆRF2 ，・・・・，ｆRFn はｎ個のＲ
Ｆ信号（又はその中心周波数）、１３０（１４０）は局
発信号発生手段である。受信機ＲＸの部分は、図１と同
じであるため省略している。

【００３７】まず、入力データはチャネル数に対応する
ｎ個づつで分割されスイッチ（Ｓｗｉｔｃｈ Ｍａｔｒ
ｉｘ）２５０の２進排他論理和（乗算）器２８０に入力
され、各々拡散符号発生器４０からの符号と乗算される
（上記実施の形態２の項で説明した様に、ＢＰＳＫ変調
は１，０に対応した＋１，−１の乗算として表わすこと
ができるので、ｎ分の１のデータ速度と拡散符号周期と
が一致している場合には、そのままｍｏｄ２をとること
で拡散できる）。次に、拡散符号と乗算されたデータを
スイッチ２５０のＣＴＬ端子に入力する。一方、ＲＯＭ
にはチャネルの中心周波数の差に対応した正弦波の波形
データが予め記憶されており、極性の正・反に対応して
２×ｎ個のデータが出力されスイッチ２５０に入力され
る。そして、波形データの正・反を拡散符号のタイミン
グで選択することによりｎチャネル分のＢＰＳＫ変調波
が出力される。出力された波形データを加算器２６０で
加算することによりｎチャネル分のスペクトラム拡散信
号が発生される。これ以降は、図１に示す実施の形態１
と同様にミキサ１１０において周波数変換されＲＦ信号
としてアンテナ５０から送信される。

【００３８】実施の形態３によれば、複数の周波数によ
って設定されたチャネルの信号間の干渉を考慮すること
無く、規格帯域幅を有効利用したまま、単一のスペクト
ラム拡散通信においてデータ伝送速度を高速化を可能に
し、かつ小型化することができるとともに、この実施の
形態においては、スイッチ２５０は図２に示した実施の
形態２の場合よりも「拡散符号の長さ」倍だけ高速の動
作が要求されるが、拡散符号を発生する回路はデジタル
回路内でつくることが可能であるから従って速度的に従
来技術で可能である。一方、ＲＯＭのデータとしては単
なる正弦波の（図２に示した場合よりも「拡散符号の長
さ」分の１の）データ量しか必要でないためＲＯＭの小
型化が図れるという効果がある。

【００３９】実施の形態４．次に、この発明の通信シス
テムの実施の一形態の更に具体的な一形態を図４に示
し、以下に説明する。この実施の形態は、基本的には図
２に示す通信装置を２台（Ａ，Ｂ）用いて相互に通信を
行なうものである。図２と異なるのは、チャネル設定手
段２８０とスイッチ（ＳＷ）２９０が実装されていると
いう点である。

【００４０】まず、始めに通信を開始する通信装置Ａの
送信機ＴＸＡでは、図２の実施例で説明したようにｎ個
のチャネルを用いて送信し、通信確立要求データを装置
Ｂに送ると同時に、受信機ＲＸＢのスイッチ２９０Ａを
セットする。次に、装置Ｂはそれを受信し、要求受信確
認データを装置Ａに送り通信を確立する。その後、装置
Ａはチャネル設定手段２８０Ａにおいてｎチャネルのう
ち幾つ（ｍ個：ｆRF1 ，ｆRF2 ，・・・・，ｆRFm ）のチャ
ネルを自装置の送信に使用するかを設定し、その設定デ
ータを装置Ｂに送信する。装置Ｂでは、受信したチャネ
ル設定データを元に、ｍ個のチャネルを受信機ＲＸＢの
設定に、残りのチャネル（ｎ−ｍ個：ｆRFm ＋１，ｆRF
m ＋２，・・・・，ｆRFn ）の設定を送信機ＴＸＢの設定に
セットする。

【００４１】このようにして、装置ＡからＢへの通信に
はチャネル１からｍまでが使用され、装置ＢからＡへの
通信にはチャネルｍ＋１からｎまでが使用される。各々
の装置の受信機ではスイッチ２９０により、自装置から
の送信チャネルに対応する受信ＳＡＷ ＭＦ（２２０）
の出力を復調手段２３０に取り込まないようにすること
により、必要な信号のみを復調することができる。以上
のようにして、通信する装置間で送信・受信用のチャネ
ルが設定されることにより、装置Ａ，Ｂ間で送受同時通
信が可能になる。

【００４２】実施の形態４によれば、通信する装置間で
送信・受信用のチャネルが設定されることにより、装置
Ａ，Ｂ間で送受同時通信が可能になる。また、スイッチ
２９０は接続したままにすることで、自装置からの送信
信号をモニタすることが可能になるという効果もある。
この場合には、装置のＳＡＷ ＭＦは全て使用されるの
で、装置の無駄が無いという効果もある。また、ｍの値
を通信データ量により変化させることにより、音声デー
タのようなデータ量の少ない情報から画像のようにデー
タ量の多い情報までダイナミックに制御して通信できる
という効果もある。

【００４３】以上、中心周波数の異なる複数のチャネル
を同時に使用してデータ伝送速度を向上させた通信装置
においても、ＬＯ信号発生器を一つにし、中心周波数の
差を波形データとして吸収することで、相互干渉や装置
の増大を回避できる。

【００４４】なお、この発明における実施の形態では、
ＢＰＳＫ変調の場合について示したが、ＱＰＳＫ変調や
ＦＳＫ変調等に対しても、この発明を応用できることは
いうまでもない。

【００４５】

【発明の効果】第１の発明によれば、複数の周波数によ
って設定されたチャネルの信号間の干渉を考慮すること
無く、規格帯域幅を有効利用したまま、単一のスペクト
ラム拡散通信においてデータ伝送速度を高速化を可能に
し、かつ小型化することができる。

【００４６】第２の発明によれば、複数の周波数によっ
て設定されたチャネルの信号間の干渉を考慮すること無
く、規格帯域幅を有効利用したまま、単一のスペクトラ
ム拡散通信においてデータ伝送速度を高速化を可能に
し、かつ小型化することができるとともに、複数の中心
周波数の異なるスペクトラム拡散波形を表すデータを発
生させるためのスイッチの動作速度は送信機に入力する
データの伝送速度のｎ分の１で良いという特徴があり、
高性能なスイッチ素子を必要としないので安価な素子を
用いることができる。

【００４７】第３の発明によれば、複数の周波数によっ
て設定されたチャネルの信号間の干渉を考慮すること無
く、規格帯域幅を有効利用したまま、単一のスペクトラ
ム拡散通信においてデータ伝送速度を高速化を可能に
し、かつ小型化することができるとともに、複数の中心
周波数の異なるスペクトラム拡散波形を表すデータを発
生させるためのスイッチは第２の発明の場合よりも「拡
散符号の長さ」倍だけ高速の動作が要求されるが、拡散
符号を発生する回路はデジタル回路内でつくることが可
能であるから速度的に従来技術で可能であり、しかも、
ＲＯＭのデータとしては単なる正弦波の（第２の発明の
場合よりも「拡散符号の長さ」分の１の）データ量しか
必要でないためＲＯＭの小型化が図れるという効果があ
る。

【００４８】第４の発明によれば、複数の周波数によっ
て設定されたチャネルの信号間の干渉を考慮すること無
く、規格帯域幅を有効利用したまま、単一のスペクトラ
ム拡散通信においてデータ伝送速度を高速化を可能に
し、かつ小型化することができるとともに、通信する装
置間で送信・受信用のチャネルが設定されることによ
り、装置Ａ，Ｂ間で送受同時通信が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の通信装置の実施の形態１における
基本的なブロック図を示した図である。

【図２】 この発明の通信装置の実施の形態２における
ブロック図を示した図である。

【図３】 この発明の通信装置の実施の形態３における
ブロック図を示した図である。

【図４】 この発明の通信装置の実施の形態４における
ブロック図を示した図である。

【図５】 従来例としてのスペクトラム拡散通信装置の
動作原理を示すブロック図を示した図である。

【図６】 従来例としてのスペクトラム拡散通信装置の
より詳しい例におけるブロック図を示した図である。

【符号の説明】

ＴＸ 送信機、ＲＸ 受信機、ｄ（ｔ） 送信データ信
号、ＬＯ（ｔ） 送信用ＬＯ信号、ｃ（ｔ） 送信情報
変調信号、ＰＮ（ｔ） 送信用拡散信号、Ｓ（ｔ） 送
信スペクトラム拡散信号、ｄ（ｒ） 受信データ信号、
ＬＯ（ｒ） 受信用ＬＯ信号、ｃ（ｒ） 受信情報変調
信号、ＰＮ（ｒ） 受信用拡散信号、Ｓ（ｒ） 受信ス
ペクトラム拡散信号、１０ 情報変調手段（または手段
としてのミキサ）、２０，１００，１３０，１４０ Ｌ
Ｏ信号発生手段、３０ スペクトラム拡散手段（または
手段としてのミキサ）、４０ （送信）拡散符号発生手
段、５０ （送信）アンテナ ６０ （受信）アンテ
ナ、７０ 逆拡散手段（または手段としてのミキサ）、
８０ （受信）拡散符号発生手段、９０ 情報復調手段
（または手段としてのミキサ）、１００ 送・受信切り
換えスイッチ（ＳＷ）、ｆBB ベースバンド信号、ｆIF
拡散信号（中心周波数）、ｆRF ＲＦ信号（中心周波
数）、ｆLO ＬＯ信号（中心周波数） １１０，１６０
周波数変換用ミキサ、１２０ 送信用電力増幅器、１
５０ 受信用ＲＦ増幅器、１７０ 拡散符号発生用同期
制御手段、２００ 差周波数・拡散波形データ発生手
段、２１０デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、２２
０ａ〜２２０ｎ ＳＡＷ ＭＦ、２３０ 復調（並列／
直列変換：Ｐ／Ｓ）手段、２４０ （直列／並列変換：
Ｓ／Ｐ）手段、２５０ スイッチ（Ｓｗｉｔｃｈ Ｍａ
ｔｒｉｘ）、２６０ 加算器（Σ）、２７０ａ，２７０
ｂ 波形データＲＯＭ、２８０Ａ，２８０Ｂ チャネル
設定手段、２９０Ａ，２９０Ｂ スイッチＳＷ。なお、
同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一規格周波数帯域内に複数の異なる中
   心周波数によって設定された複数の無線通信路（チャネ
   ル）を同時に用い、通信を行なうスペクトラム拡散通信
   装置であって、 受信機と送信機とからなり、 局発信号発生手段から発生された信号が、送信機におい
   て低い周波数の送信信号を無線高周波信号に周波数変換
   するための局発信号用と、受信機において無線高周波信
   号を低い周波数の受信信号に周波数変換するための局発
   信号用として兼用されており、かつ単一周波数信号であ
   り、 また送信機においては、送信情報に対応して、拡散用符
   号を乗算され前記チャネルの中心周波数の差に応じて中
   心周波数が設定されたスペクトラム拡散波形を表わすデ
   ータを発生する手段を含み、前記データはアナログ変換
   手段によって波形に変換され、 さらに、受信機において、前記中心周波数の差に応じて
   設定された整合フィルタが受信用周波数変換のための手
   段の後に接続されている、 ことを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
2. 【請求項２】 送信情報のみに対応して、複数の中心周
   波数の異なるスペクトラム拡散波形を表わすデータを発
   生することを特徴とする、請求項１に記載のスペクトラ
   ム拡散通信装置。
3. 【請求項３】 送信情報と拡散符号との乗算データに対
   応して、複数の中心周波数の異なるスペクトラム拡散波
   形を表わすデータを発生することを特徴とする、請求項
   １に記載のスペクトラム拡散通信装置。
4. 【請求項４】 各々に送受信機を実装し通信する複数の
   スペクトラム拡散通信装置において、可能なチャネル設
   定の一部を送信機の、複数のスペクトラム拡散波形を表
   わすデータを発生する手段における中心周波数（チャネ
   ル）の設定に用い、かつ、残りのチャネル設定を受信機
   の中心周波数（チャネル）の設定に用い、さらに、各通
   信装置の受信機では、自装置の送信機のチャネル設定に
   対応する整合フィルタからの出力を使用しないことによ
   り、通信装置間において同時双方向通信を可能としてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のスペクトラム拡散
   通信装置。