JPH1198054A

JPH1198054A - スペクトル直接拡散通信システムにおけるクロック再生回路

Info

Publication number: JPH1198054A
Application number: JP25639697A
Authority: JP
Inventors: Naoki Okamoto; 直樹岡本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2017-09-22
Also published as: EP0903869A3; JP3325812B2; US6345067B1; EP0903869A2

Abstract

(57)【要約】【課題】拡散符号で拡散した信号を任意の数チップず
つ遅延した複数系列の信号を多重する方式においても相
関信号出力にもとづき動作するクロック再生回路が正し
い再生クロックを安定して生成することができるように
した当該回路を提供する。【解決手段】復調器（図示せず）からの相関信号は、
遅延器１０−１〜７においてウインドウ制御部１１の制
御で相関のピークを持つ部分のみを順次時間軸上に広
げ、比較器１２−１〜７で端子から与えられる閾値と比
較され、その結果を加算器１３−１〜７でそれぞれ累積
加算して、オーバーフローをした場所（クロックの早遅
を表わす）を特定し、その出力によりクロック再生部１
５における分周回路の切換を行い、正しいタイミングの
クロックを再生する。遅延多重の場合、多重数増に対
し、閾値を下げ、オーバーフローを多くし、時間窓を狭
くするように各要素をコントロールし、最適条件を得
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、スペクトル拡散
通信方式に関するもので、特に、直接拡散の受動式相関
器を用いた通信のクロック再生回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ通信には、狭帯域変調方式
を用いた通信が一般に実用されており、この方式では、
受信機における復調を比較的小型の回路で実現できる
が、室内（オフィスや工場等）のような環境で起こるマ
ルチパスや狭帯域の有色雑音に対しては弱いという問題
がある。これに対して、スペクトル拡散通信方式は、デ
ータを担う信号を対送する際、拡散符号によって伝送波
のスペクトルを拡散し、広帯域で伝送するため、これら
の問題を解消できるという利点をもつ。このようなシス
テムにおいて、送信機と受信機は各々別々のクロックで
動作しているために、受信機側では、送信機の動作クロ
ックと同一のクロックとするためのクロック再生回路が
必要となる。このようなクロック再生回路は、従来、ア
ナログ回路で構成され、アナログのフィルタ回路，ＶＣ
Ｏ，整形回路が必要であり、アナログ回路は、集積化が
困難であることから回路規模が大きくなる問題や、デジ
タル，アナログ混在に起因する回路実装上の問題点が存
在した。

【０００３】そこで、本願発明者と同一人は、デジタル
系のみで構成できるクロック再生回路を発明している
（特開平８−３１６８７５号公報，参照）。この発明の
一例を図１０ないし図１２に示す。図１０は、クロック
再生回路の回路ブロックを示した図であり、図１１は、
図１０におけるクロック再生部の詳細を示す図である。

【０００４】図１０に示すように、相関器（図示せず）
より得られる相関信号は、遅延器１１０−１〜１１０−
５（例えば、シフトレジスタ）により、時間軸上に広げ
られる。このとき、サンプリングは、１チップ２サンプ
ルにて行っているとする。クロック再生は、同期パルス
と、同期パルスによってコントロールされたウインドウ
制御部１１１と、それによりゲーティングされたウイン
ドウの前後数サンプル分の相関信号によって行われる。
まず、再生クロックは、相関同期回路（図示せず）の同
期パルスを基準に発生している。そして、送受間のクロ
ックのずれは、ウインドウを用いた追従回路にて補償す
る。ウインドウ（時間窓）内の相関信号は、各々のサン
プリング毎に設定した閾値と比較器１１２−１〜１１２
−５で比較し、１，０の信号として出力される。この
後、この出力信号は、加算器１１３−１〜１１３−５に
よって加算され、そのオーバーフロー信号を受けて、ク
ロック再生部１１５で再生クロックのコントロールを行
う。

【０００５】図１１は、図１０に示されるクロック再生
部の詳細を示す。クロック再生部１１５では、同期パル
ス発生回路１１５ｇで発生する逆拡散時に用いたサンプ
リングクロックを２×ｋ分周（ｋ：拡散符号長）器１１
５ｄ−２で分周し、データクロックを発生しているが、
送受間のクロックずれがあるために、データクロックの
コントロールをする必要がある。図１１の従来例で、そ
のコントロール方法は、早遅制御信号形成回路１１４
（図１０参照）において、ウインドウの中心タイミング
の加算器１１３−３が先にオーバーフローした場合は、
クロック再生部１１５が現状のタイミングを維持し、一
方、早いタイミングの加算器がオーバーフローした場合
には、クロック再生部１１５のタイミングをひとつ遅ら
せる（２×ｋ−１分周器１１５ｄ−１によるクロックを
選択）。一方、遅いタイミングの加算器が先にオーバー
フローした場合には、クロック再生部１１５のタイミン
グをひとつ進ませる（２×ｋ＋１分周器１１５ｄ−３を
選択）。このようにして、再生クロックの追従を行って
いた。

【０００６】こうした動作における再生クロックタイミ
ングに対する相関信号の様子を図１２に示す。図１２の
（Ａ）はタイミングがあっている場合の図である。現在
のクロック再生回路は、タイミング３５にあっている。
この場合、理想的な相関信号で閾値を越えるのは、３５
のタイミングのみであり、その結果、図１０において、
加算器１１３−３のみがひとつカウントアップする。実
際の信号は、雑音成分により相関信号は崩れることもあ
るが、正しいタイミングの時は、平均的に加算器１１３
−３が最も加算量が多く、早くオーバーフローする。こ
の結果、クロック再生部１１５では、このタイミングを
正しいと判断し、そのタイミングを維持する。一方、図
１２の（Ｂ）はタイミングがあっていない場合を示す。
この場合、再生クロックが遅れているために、相関信号
のピークは、４２のタイミングで、タイミング一つずれ
ている。この結果、閾値を越えるのは、ずれたタイミン
グのみで、この結果、図１０において、加算器１１３−
４のみがひとつカウントアップする。この場合も、雑音
成分により相関信号は崩れることもあるが、やはり、平
均的には１１３−４の加算器が最も加算量が多く、早く
オーバーフローする。この場合、クロックタイミングが
遅いと判断し、１サンプル分早める（２×ｋ＋１分周器
１１５ｄ−３を選択）ことによって、クロックタイミン
グはタイミング３８となり、正しいクロックタイミング
になる。

【０００７】このようにして、本発明は、クロックタイ
ミングを正しくコントロールし、クロック再生が相関の
中心で行えるようにする。例えば、送受間で１００Ｈｚ
ずれていると、１／２×ｋ×１００秒ごとに早める動作
は行われる。このように、拡散信号の逆拡散に用いてい
るサンプリングタイミングを利用し、クロック再生をデ
ジタル的に行うことができるようになる。また、上記従
来例（特開平８−３１６８７５号公報）では、そのコン
トロールの仕方として、時間窓，重みづけ，しきい値に
ついて言及している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者と同一人
は、特開平９−５５７１４号公報において、スペクトル
拡散における多重システムを出願している。この多重シ
ステムにおける送信系の構成図を図１３に従って説明す
る。データ発生部１２１からのデータ信号は、差動符号
化部１２２によって差動符号化され、シリアル／パラレ
ル変換部１２３によって４つのパラレル信号Ｐ１〜Ｐ４
に変換される。このパラレル信号Ｐ１〜Ｐ４には、乗算
器１２４−１〜１２４−４により各々ＰＮ発生器１２５
からの拡散符号が乗算されて、各々独立した拡散信号Ｍ
１〜Ｍ４となる。これを遅延素子１２６−１〜１２６−
４を通して、各々異なった遅延を施した後、合波器１２
７にて合成し、発振器１２９をもつ多値変調器１２８に
て合成信号による変調を行い、周波数変換部１３０で周
波数変換して電力増幅部１３１で増幅後送信する。これ
によって、シリアル／パラレル変換した数の信号が多重
されて送信されることになる。なお、図１３では、４つ
のパラレル信号に変換したが、この数は、多重数を設定
したときに任意に決定できる。

【０００９】このようにして送信された信号を受信し、
相関器（図示せず）に通した場合を考える。多重した信
号は、各々独立した信号の和であるので、相関器の出力
も各々を相関器に通したときの出力の線形和となる。こ
の例を図１４に示す。図１４に示される例は、図１３の
４多重とは異なって、５多重した場合の例であり、ま
た、拡散符号には、１１チップのバーカー符号が用いら
れている。この場合、５多重の遅延量は、１１／５ずつ
が等間隔となるが、デジタル回路においては、等間隔に
することは困難であり、チップの整数倍に遅延させる。
ここでは、２，２，２，２，３チップずつの遅延とな
る。また、整数倍にすることは、本願発明者と同一人が
発明した特願平８−１３９６３号を適用する場合にも適
用しやすく向いている。さて、このような場合の相関出
力は５多重の各出力図１４の（Ａ）〜（Ｅ）が多重され
て図１４（Ｆ）のような出力となるが、クロック再生に
おいては、この相関信号の絶対値、あるいは、Ｉ，Ｑ信
号を持っている場合には√（Ｉ²＋Ｑ²）すなわち二乗和
平方根を用いることになる。その場合、多重しない場合
には、相関出力の二乗和平方根はすべて１１を取るの
で、例えば、しきい値を８程度にしておけば、従来のク
ロック再生回路で十分にクロック再生特性を満足してい
た。しかし、この例に示すような多重をした場合には、
相関出力の二乗和平方根は、７から１５という幅のある
ばらついた値を取るので、従来の構成では、十分にクロ
ック再生特性を満足しない場合があった。本発明は、上
記した従来のクロック再生回路における問題点に鑑みて
なされたもので、相関信号出力にもとづいて再生クロッ
クを生成するクロック再生回路が拡散符号で拡散した信
号を任意の数チップずつ遅延した複数系列の信号を多重
する方式においても正しい再生クロックを安定して生成
することができるようにした当該クロック再生回路を提
供することを解決すべき課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、拡散
符号で直接拡散した拡散信号について１チップあたり所
定数のサンプリングを行うサンプリング用クロックのク
ロック再生回路で、復調・相関同期パルスとタイミング
が一致するクロックから制御信号によって異なる分周数
として可変クロックを出力するクロック分周手段と、前
記サンプリング用クロックでサンプリングされた前記拡
散信号に相関処理を行い求めた相関信号を時間軸上に広
げ、広げられた各信号値を設定したしきい値と比較する
比較器を有し、該比較器の各比較結果にもとづき前記サ
ンプリングのタイミングの早遅を判断し、早遅制御信号
を生成する早遅制御信号形成手段とを備え、前記早遅制
御信号形成手段からの早遅制御信号を前記クロック分周
手段の制御信号として用いることにより可変クロックを
出力するスペクトル直接拡散通信システムにおけるクロ
ック再生回路において、前記比較器の各出力に重みをつ
ける重み付け手段と、前記比較器の各出力に窓を設定す
る時間窓設定手段を、さらに備えるとともに、前記比較
器におけるしきい値、前記重み付け手段における重み及
び前記時間窓設定手段における時間窓の設定を可変とし
たことを特徴としたものである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、可変に設定される前記しきい値、重み及び時間窓
を、拡散信号で直接拡張した信号を、任意の数チップず
つ遅延した複数系列の拡散信号を多重可能としたシステ
ムで用いる場合に、多重した該システムの多重数／遅延
時間にもとづき決めることを特徴としたものである。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記多重可能としたシステムで送信信号が１重部分
と多重する部分を持つ方式に従う場合に、前記しきい
値、重み及び時間窓の設定を受信信号にもとづいて１重
部分と多重部分で変更する設定変更手段を有したことを
特徴としたものである。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記設定変更手段は、前記送信信号の予定されてい
るデータフォーマットに応じて変更動作を行なうことを
特徴としたものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項３又は４の発明
において、前記設定変更手段は、前記送信信号を復調し
た信号により得られる変更タイミングデータに応じて変
更動作を行なうことを特徴としたものである。

【００１５】請求項６の発明は、請求項３ないし５のい
ずれか１の発明において、前記設定変更手段は、外部信
号に応じて変更動作を行なうことを特徴としたものであ
る。

【００１６】請求項７の発明は、拡散符号で直接拡散し
た拡散信号について１チップあたり所定数のサンプリン
グを行うサンプリング用クロックのクロック再生回路
で、復調・相関同期パルスとタイミングが一致するクロ
ックから制御信号によって異なる分周数として可変クロ
ックを出力するクロック分周手段と、前記サンプリング
用クロックでサンプリングされた前記拡散信号に相関処
理を行い求めた相関信号を時間軸上に広げ、広げられた
各信号値を設定したしきい値と比較する比較器を有し、
該比較器の各比較結果にもとづき前記サンプリングのタ
イミングの早遅を判断し、早遅制御信号を生成する早遅
制御信号形成手段とを備え、前記早遅制御信号形成手段
からの早遅制御信号を前記クロック分周手段の制御信号
として用いることにより可変クロックを出力するスペク
トル直接拡散通信システムにおけるクロック再生回路に
おいて、拡散符号で直接拡散した信号を任意の数チップ
ずつ遅延した複数系列の拡散信号を多重可能としたシス
テムで用いる場合に、多重した部分においても、多重し
たブロックの先頭信号のみを基準としてクロックの再生
動作を行なうことを特徴としたものである。

【００１７】請求項８の発明は、拡散符号で直接拡散し
た拡散信号について１チップあたり所定数のサンプリン
グを行うサンプリング用クロックのクロック再生回路
で、復調・相関同期パルスとタイミングが一致するクロ
ックから制御信号によって異なる分周数として可変クロ
ックを出力するクロック分周手段と、前記サンプリング
用クロックでサンプリングされた前記拡散信号に相関処
理を行い求めた相関信号を時間軸上に広げ、広げられた
各信号値を設定したしきい値と比較する比較器を有し、
該比較器の各比較結果にもとづき前記サンプリングのタ
イミングの早遅を判断し、早遅制御信号を生成する早遅
制御信号形成手段とを備え、前記早遅制御信号形成手段
からの早遅制御信号を前記クロック分周手段の制御信号
として用いることにより可変クロックを出力するスペク
トル直接拡散通信システムにおけるクロック再生回路に
おいて、拡散符号で直接拡散した信号を任意の数チップ
ずつ遅延した複数系列の拡散信号を多重可能とし、かつ
設定した遅延時間が不均一なシステムで用いる場合に、
前記可変クロックによりクロックの再生動作を行うタイ
ミングは、該遅延時間のうち最も設定した遅延時間の長
いところで行なうことを特徴としたものである。

【００１８】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、ロックの再生動作を行う前記タイミングは、設定で
きる多重数のうち最も多いときを基準とし、さらに多重
化に際して設けた遅延時間の長いところとし、多重数が
少ない場合にも設定した前記タイミングで行なうことを
特徴としたものである。

【００１９】請求項１０の発明は、拡散符号で直接拡散
した拡散信号について１チップあたり所定数のサンプリ
ングを行うサンプリング用クロックのクロック再生回路
で、復調・相関同期パルスとタイミングが一致するクロ
ックから制御信号によって異なる分周数として可変クロ
ックを出力するクロック分周手段と、前記サンプリング
用クロックでサンプリングされた前記拡散信号に相関処
理を行い求めた相関信号を時間軸上に広げ、広げられた
各信号値を設定したしきい値と比較する比較器を有し、
該比較器の各比較結果にもとづき前記サンプリングのタ
イミングの早遅を判断し、早遅制御信号を生成する早遅
制御信号形成手段とを備え、前記早遅制御信号形成手段
からの早遅制御信号を前記クロック分周手段の制御信号
として用いることにより可変クロックを出力するスペク
トル直接拡散通信システムにおけるクロック再生回路に
おいて、拡散符号で直接拡散した信号を任意の数チップ
ずつ遅延した複数系列の拡散信号を多重可能としたシス
テムで用いる場合に、多重した部分では、前記比較器に
入力され、しきい値と比較される相関信号として自己相
関により改善処理を施した相関出力を用いることを特徴
としたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態の一例を図１，
図２に基づいて説明する。図１は、従来例として示した
上記図１０のクロック再生回路と同様の本発明によるク
ロック再生回路を示す。図１において、シフトレジスタ
Ｄ１０−１〜１０−７等の数が７クロック分にはなって
いるが、従来例においても５クロック分に限定していた
ものではないので、シフトレジスタＤ１０−１〜１０−
７による基本的な時間軸上への広げ方，しきい値との比
較を行う比較器１２−１〜１２−７，比較結果を加算す
る加算器１３−１〜１３−７の動作は従来の構成と同じ
である。また、この例でも、１チップ２サンプルとして
いる。本発明においては、図２に示されるように、クロ
ック再生回路４を制御するコントローラ５をもち、多重
数・遅延量データから比較器１２−１〜１２−７のしき
い値，加算器１３−１〜１３−７のオーバーフロー値，
クロック再生に用いる時間窓を制御する時間窓制御部１
６の窓の大きさを制御するコントロール信号を出力して
いる。こうして、比較器１２−１〜１２−７では、制御
信号によってしきい値を変えることができ、加算器１３
−１〜１３−７では、オーバーフロー値を制御信号によ
って変えることができ、時間窓制御部１６では、時間窓
を変えることができる。本例では、時間窓は７クロック
分を最大として狭めることができる。このようにして、
制御した値によって多重数に応じた最適値に切換えられ
る。

【００２１】最適値の具体例を示すと、多重した場合、
従来例のように１１チップのバーカー符号を用いると、
多重した結果として取る相関出力値は多重数に対応して
次のようになる。１多重１１２多重１０，１２３多重９，１１，１３４多重８，１０，１２，１４５多重７，９，１１，１３，１５どれも、十分に長い時間の平均値は１１に収束するもの
の、比較的短時間では、ばらつきが生じる。そこで、多重数が増えると、数の増加に対応してしき
い値を幾分下げる。加算器がオーバーフローを起こす設定値を高くし、積
分値を増やす。という方法で対処することが考えられる。具体化手段と
しては、コントロール部で、上記，を組み合わせて
制御するという方法をとる。なお、この場合の最適な制
御値については、あらかじめ使用するアプリケーション
毎に計算，実験等に基づいて決められ、コントローラに
登録しておき、それを用いることにより最適な値に制御
できる。

【００２２】また、時間窓については、上記従来例の説
明で図１４に示したように多重数が増えてくると、相関
値の両側でアンバランスが生じる。多重しない場合にお
いては、両側の値は、中心値１１に対して１であり両側
で対称であったが、多重する場合には、両側は非対称と
なる。また、図１４のように５多重の場合、相関スパイ
ク同士は２チップしか離れていないため、時間窓を７ク
ロック分、すなわち左右１.５チップ分を広げてしまう
と、一番外側は、隣の相関スパイクの影響を受けてしま
う。このことから、多重数が多くなった場合には、時間
窓をある程度狭くした方が良い。そこで、コントロール
部では、多重数，遅延量に応じて時間窓をコントロール
することで特性の向上を図ることができる。なお、本発
明の実施形態では、本願発明者と同一人に係る従来技術
として上記の図１０ないし図１２でその構成を例示した
ものを基本として構成した実施例を示したが、かかる従
来技術（特開平８−３１６８７５号公報）に開示されて
いるような各比較器出力に例えば、重み付け回路により
重みづけをする構成，加算器で加算する方法，重みづけ
をして加算する方法においても、重みづけの係数値，加
算器のオーバーフロー値を外部コントローラからのコン
トロール信号で制御することにより、同等の効果を得る
ことができ、本願発明の一般性は失わない。

【００２３】次の実施形態を図３にもとづき説明する。
本願発明者と同一人に係る特願平８−４７１１８号に、
１重／多重からなる当該システムを開示している。本願
発明は、この構成にも適用し得るものであり、以下にそ
の実施形態の一例を示す。この実施形態は、図２に示し
たコントローラ５を備えるクロック再生回路４におい
て、さらに、コントローラ５′には、外部より１重／多
重の切換え信号を入力し、切換えられるようにしてい
る。上記１重／多重システムにおいては、必ず、１重し
た信号から受け取ることになる。そこで、設定する比較
器のしきい値，加算器のオーバーフロー値，時間窓制御
部１６の時間窓，重みづけ回路による重みづけは、ま
ず、１重用に設定しておく。また、パケット通信による
場合では、信号がパケット状にくるので、短い時間にビ
ット同期，フレーム同期等の確立を図る必要がある。そ
のため、クロック再生回路においても、制御値は、ま
ず、１重で最適となる値を設定して、受信待ち受け状態
で待機している。そして、相手局が送信を開始したこと
を受信信号で判断し、受信スタートすることで、最適な
特性で受信できる。そして、多重部に変わる部分で設定
するしきい値，加算器のオーバーフロー値，時間窓，重
みづけを多重数／遅延量に応じて変更する。この設定の
仕方には、多重数，遅延量自体は１重部のデータの中に
入っているか、あるいは予め決められているので、その
設定値に合わせることができる。

【００２４】また、１重から多重への切換えのタイミン
グについて述べると、次の３通りの手法がある。まず、
第１の手法を説明する。通信データフォーマットにおい
て、データフォーマットが固定の場合、タイミング抽出
の基準となるデータフォーマット中のフレーム同期部か
ら多重部のスタートまでのビット数が規定されている。
そこで、フレーム同期部の同期信号を基準に切換えタイ
ミングをカウントし１重から多重に切換えることができ
る。次に第２の手法を説明する。この手法では、１重部
のフォーマットが固定でなく、可変長の場合で、その場
合には、１重部のデータの中に１重部の長さが与えられ
ている。そこで、切換えタイミングは、復調した１重部
のデータから得られる可変長部分の長さを基準に切換え
タイミングをカウントし１重から多重に切換えることが
できる。次に第３の手法を説明する。パケット通信のよ
うなシステムにおいては、本発明のようなシステムは、
上位層（ＭＡＣ）等によってコントロールされることが
多い。この場合、送受信の切換え，ＣＲＣチェックと再
送のコントロール等が、上位層からの制御によって行わ
れる。従って、このような構成をとるシステムに用いる
場合には、切換えの制御も上位層によって行うことがで
きる。そこで、切換え手法として、物理層に相当する無
線部では、外部コントロール信号のタイミングによって
切換えることができるように、外部インターフェイスと
してコントロール端子をもち、上位層からの情報にもと
づいて１重／多重の切り換えを制御する。これは、上記
第１の手法及び第２の手法が上位層が明確でないシステ
ム、あるいは上位層を持っていても物理層で制御してし
まうのに対して、上位層でコントロールすることによる
違いがある。

【００２５】次の実施形態を図４に基づいて説明する。
図１にもとづき説明した上記第１の実施例においては、
クロック再生回路の制御には、データのタイミングを用
いてデータタイミング毎に相関信号の出力を見てクロッ
ク再生を行っていた。しかし、上記実施形態のように１
重部と多重部を持つ構成においては、その前後でデータ
の伝送速度が変化する。例えば、５多重のシステムにお
いては、データの伝送速度は５倍となる。このため、デ
ータを基準にクロック再生回路をコントロールすると、
多重切換えによって判断基準が５倍の速度になることに
なる。ここで、クロックのずれを考察すると、この送受
信間のクロックのずれは、多重数に関わらず用いている
水晶発振器の精度によって一義的に決まってくることが
分かる。そこで、多重切換えの前後で判断基準を同一の
速度にすることは、データタイミングの代わりにブロッ
クタイミングを用いることで実現できると考えられる。
従って、多重部においては、かかるブロックを示す信号
が受信システムにおいて作られていることから、そのタ
イミングを用いることにより、多重切換えの前後で同一
の追従速度でクロック再生をできるようにする。なお、
図４に示される回路は、ブロックタイミングをデータタ
イミングに代えて用いること以外、図１の回路と構成上
格別相違しない。

【００２６】次の実施形態を説明する。前記したクロッ
ク再生回路を示す実施形態においては、クロック再生回
路の追従は、早遅制御信号形成回路（図１０，図１１の
１１４，参照）の加算器等がオーバーフローしたときに
生じる信号に従って、分周を変えてクロックの早遅を制
御し、クロック再生を行っていた。本実施形態において
は、クロックの早遅信号に基づき生成するクロックの分
周を変化させる動作を行うタイミングを選択するための
手段を提供するもので、多重した信号の遅延多重時間の
最も長いところで変化させることにより、この点を特徴
とする。この例が図５に示されている。図５は、１１チ
ップの拡散符号に対して５多重している例をモデル化し
て表した概念図で、各遅延時間は２，２，２，２，３チ
ップであることから、この場合には、最も遅延間隔の長
い３チップのところで変化させる。

【００２７】図６にこの制御動作を２状態で行った時の
様子を示す。図６には、３チップはなれている場合（同
図中（Ａ））と２チップはなれている場合（同図中
（Ｂ））に早遅２動作のコントロールを示した例で、１
チップ２サンプルとした例を示している。図６（Ａ）の
３チップ離れている場合は、早くする場合にはその間隔
が２.５チップとなり、遅くする場合には３.５チップと
なり、各サンプル間で相関出力信号の重なりは生じない
ので問題は発生しない。一方、図６（Ｂ）の２チップ離
れている場合にコントロールした場合は、早くする場合
にはその間隔が１.５チップとなり、遅くする場合には
２.５チップとなる。この場合、遅くした場合には問題
は発生しないが、早くした場合、１.５チップでは隣接
した相関出力信号同士が重なり合ってしまい、復調する
場合の特性や相関同期回路に悪影響が出てくる可能性が
生じてくる。また、実際の復調回路を考えてみると、例
えば、１チップの時間間隔が５０ｎｓと仮定すると、通
常の最小復調タイミングは２チップなので、復調部では
１００ｎｓの演算処理能力でよい。ところが、クロック
調整を２チップのところで行うと、クロック調整した場
合の最小復調タイミングは１.５チップ相当（７５ｎ
ｓ）となり、システムとしての最大演算速度は７５ｎｓ
となってしまう。しかし、本実施形態のように、３チッ
プのところでクロック調整をする場合には、２.５チッ
プとなっても１２５ｎｓとなって、最大演算速度は１０
０ｎｓのままでよい。

【００２８】この方法を実現する手段としての回路の一
例を図７に示す。図７において、クロック再生部１５へ
入力される早遅制御信号のタイミングを調整回路１７に
より調整した後、該制御信号をクロック再生部１５へ送
る。なお、クロック再生部１５については従来例の図１
１と同じで、また、早遅制御信号形成回路１４について
は、上記したところの本発明による同回路を用いること
ができる。この例では、クロックのタイミング調整をブ
ロック信号を得たタイミングで行うようにする。このブ
ロックタイミング信号は、多重部分に対して１回しかで
ないのでこれを基準とする。図５においては、ブロック
の先頭と最大のチップ間隔は同一タイミングとなってお
り、これを基準にしてクロックのタイミング調整を行え
ばよい、また、ブロックの先頭と最大のチップ間隔のタ
イミングが異なる場合においても、そのタイミングずれ
は既知であるので、それを考慮して調整を行うことがで
きる。このように、最大のチップ間隔でタイミング調整
を行うことにより、安定した同期，復調が行え、また、
最大の演算速度も余裕が出るようになる。

【００２９】次の実施形態を説明する。上記実施形態に
おいては、クロックの調整はチップ間隔の最も大きいと
ころで調整した。しかし、多重数可変システム等におい
ては、チップ間隔の最も広いところは多重数とともに変
化する。この例を図８を用いて説明する。図８には、多
重数可変システムにおける相関信号出力を示し、同図中
（Ａ）は５多重，（Ｂ）は４多重，（Ｃ）は３多重，
（Ｄ）は２多重を示している。５多重の場合において
は、先程と同様に２，２，２，２，３チップ離れている
ので、３チップ離れているところで調整するのが最も適
切である。一方、４多重の場合には４チップ離れている
ところが、３多重の場合においても４チップ離れている
ところが最もチップ間隔が広い。しかしながら、実際の
システムを考えた場合、５多重で最小が２チップの間隔
であるので、受信回路はそのスピードで十分動作するよ
うに設定されており、あえて４チップのところを選ぶ必
要がない。一方、３チップのところは、４多重や３多重
のシステムにおいては、最大のチップ間隔ではないが、
５多重の最大のチップ間隔である３チップのところにク
ロック調整を合わせておくことで、いつも同一の切り替
えタイミング（各ブロックの先頭）で切り替えることが
できるようになり、制御が簡単になる。このことから、
本実施形態においては、クロック調整の切り替えタイミ
ングは、多重数が最も多いときの最大の遅延量を基準と
して切り替え（本例では、５多重の３チップ）、多重数
が少なくなった場合においても、同一のタイミングで切
り替えを行う。この場合には、図７に示したブロック信
号を用いて切り替えることで実現できる。この結果、多
重数ごとにブロック信号タイミングに対する切り替えタ
イミングを変える必要がなくなり、いつもブロック信号
に対して同一のタイミングとなり、回路を簡易化でき
る。

【００３０】次の実施形態を説明する。本願発明者と同
一人に係る特願平８−２０９９１７号に多重した信号の
相関出力改善回路を開示している。前述のように、５多
重した場合、相関出力が７，９，１１，１３，１５のよ
うにばらつくという問題点があり、これはデータ復調す
る場合に誤り率劣化を招く。そこで、特願平８−２０９
９１７号の発明は、復調に用いる相関出力を常に一定の
値（例えば、１０.５）に改善することを目的としたも
のである。そこで、クロック再生においても、この相関
出力改善回路を用いた後の相関出力を用いることにより
誤り率劣化を防ぐようにする。上記実施形態では、相関
出力が多重することによりばらつくために、クロック再
生回路において多重数ごとに、設定する時間窓，重みづ
け，しきい値等を変化させる実施形態を説明した。そこ
で、クロック再生回路において、この相関出力改善後の
相関出力値を用いることによってクロック保持特性を改
善できる。相関出力改善回路を通しても、各遅延量は
２，２，２，２，３であるので、時間窓等のコントロー
ルは一部必要になるが、しきい値の設定，重みづけ等は
簡易化でき、性能を向上できる。

【００３１】こうした点を実施し得る回路の構成例を図
９に示す。図９において、相関器１からの相関出力は相
関出力改善回路３で改善され、ブロック再生回路４の入
力として上記各クロック再生回路４の相関信号入力とし
て用いられる。相関の同期が取れるまでは、相関出力改
善回路３は動作しないが、クロック再生回路４において
も相関同期後に動作させるので、クロック再生には、こ
の改善後の相関出力を用いることができる。そこで、こ
の出力を用いてクロック再生を行う。その場合の再生の
仕方は、従来例または上記本発明の実施形態と同様であ
る。この時、相関出力のタイミングが、相関出力改善回
路３を通すことで数クロックずれることがあるので、そ
の分を調整してやればよい。

【００３２】

【発明の効果】請求項１及び２に対応する効果：クロッ
ク再生回路において、設定する時間窓，重みづけ，しき
い値を可変とすることにより当該回路を最適な条件で動
作させることが可能となり、特に請求項２において、拡
散符号で直接拡散した信号を任意の数チップずつ遅延し
た複数系列の拡散信号を多重可能としたシステムで用い
る場合に、その設定する時間窓，重みづけ，しきい値
は、多重したシステムの多重数，多重化の際の遅延時間
により変化させることで、多重数に最適な時間窓，重み
づけ，しきい値を選択できる。

【００３３】請求項３ないし６に対応する効果：請求項
１及び２に対応する効果に加えて、送信信号において、
多重しない（１重）部分と多重する部分を持つ方式に従
う場合、回路をそれぞれの最適条件に受信信号にもとづ
いて自動的に設定することを可能とし、さらに、１重と
多重部分をもつ送信信号が規定のフォーマットを有する
システムにおいては、前記クロック再生回路の設定する
時間窓，重みづけ，しきい値を、１重部分と多重部分で
変える動作をフォーマットによって自動的に行うことに
より、１重部でも多重部でも最適、かつ迅速に設定でき
る。このとき、固定のフォーマットでは、１重部分と多
重部分の設定切換えは予定しているデータフォーマット
に従うタイミングに応じて行なうか、または、可変長デ
ータのフォーマットでは、復調した受信信号中のデータ
により切換えタイミングを発生し、それに応じて行な
う。また、外部信号に応じて行なうようにしたので、上
位層によって制御されるパケット通信システムに適応す
ることも可能となる。

【００３４】請求項７に対応する効果：クロック再生回
路において、拡散符号で直接拡散した信号を任意の数チ
ップずつ遅延した複数系列の拡散信号を多重可能とした
システムで用いる場合に、多重した部分においても、多
重したブロックの先頭信号のみを基準としてクロック再
生することで、多重数に関わらず同一のレートでクロッ
ク再生のコントロールができる。

【００３５】請求項８及び９に対応する効果：クロック
再生の動作の切換えタイミングは、拡散符号で直接拡散
した信号を任意の数チップずつ遅延した複数系列の拡散
信号を多重可能としたシステムで用いる場合に、設定し
た遅延時間が不均一な場合は、最も設定した遅延時間の
長いところで行うことで、相関出力が重なったり、最小
の復調間隔を下げることなくクロック再生ができる。ま
た、この切換えタイミングは、設定できる多重数のうち
最も多いときを基準とし、最も多いときの設定した遅延
時間の長いところで切換えを行ない、多重数が少ない場
合にも前記設定のタイミングのところで行なうことで、
多重数を変えても同一のタイミングで復調できる。

【００３６】請求項１０に対応する効果：クロック再生
回路において、拡散符号で直接拡散した信号を任意の数
チップずつ遅延した複数系列の拡散信号を多重可能とし
たシステムで用いる場合に、多重した部分は、自己相関
により改善処理を施した相関信号出力をしきい値と比較
される信号として用いることで、安定したクロック再生
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スペクトル拡散通信における本発明によるクロ
ック再生回路の実施形態の一例を示す回路ブロック図で
ある。

【図２】本発明によるクロック再生回路の実施形態でコ
ントローラを備えた回路例を示す回路ブロック図であ
る。

【図３】本発明によるクロック再生回路の実施形態でコ
ントローラを備えた回路の他の例を示す回路ブロック図
である。

【図４】スペクトル拡散通信における本発明によるクロ
ック再生回路の実施形態の他の例を示す回路ブロック図
である。

【図５】本発明によるクロック再生回路の制御動作のタ
イミングを説明するために用いる相関出力の概念図であ
る。

【図６】本発明によるクロック再生回路の制御動作を２
状態で行った場合を説明するために用いる相関出力の概
念図である。

【図７】スペクトル拡散通信における本発明によるクロ
ック再生回路の実施形態の他の例を示す回路ブロック図
である。

【図８】本発明によるクロック再生回路の多重数可変シ
ステムにおける動作を説明するために用いる相関出力の
概念図である。

【図９】スペクトル拡散通信における本発明によるクロ
ック再生回路の実施形態の他の例を示す回路ブロック図
である。

【図１０】従来のクロック再生回路を例示した回路ブロ
ック図で早遅制御信号形成回路をより詳細に示す図であ
る。

【図１１】従来のクロック再生回路を例示した回路ブロ
ック図でクロック再生部をより詳細に示す図である。

【図１２】図１０，図１１に示す従来のクロック再生回
路の動作を説明するために用いる相関出力図で、正常な
状態（Ａ）と遅れた状態（Ｂ）を示す。

【図１３】従来のスペクトル拡散通信における遅延多重
通信システムの送信側装置を示す回路ブロック図であ
る。

【図１４】従来のスペクトル拡散通信における遅延多重
通信システムの動作を説明するために用いる相関出力図
で、（Ｆ）は（Ａ）〜（Ｅ）の合成出力を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…相関器、２…相関同期回路、３…相関出力改善回
路、４…クロック再生回路、５，５′…コントローラ、
１０−１〜７，１１０−１〜５…遅延器、１１，１
１′，１１１…ウインドウ制御部、１２−１〜７，１１
２−１〜５…比較器、１３−１〜７，１１３−１〜５…
加算器、１４，１１４…早遅制御信号形成回路、１５，
１１５…クロック再生部、１５ｄ−１，１１５ｄ−１…
分周器、１５ｄ−２，１１５ｄ−２…分周器、１５ｄ−
３，１１５ｄ−３…加算器、１５ｇ，１１５ｇ…同期パ
ルス発生回路、１５ｓ，１１５ｓ…セレクタ、１６…時
間窓制御部、１７…調整回路、３５，３８，４２…タイ
ミング、１２１…データ発生部、１２２…差動符号化
部、１２３…シリアル／パラレル変換部、１２４−１〜
４…乗算器、１２５…ＰＮ発生器、１２６−１〜４…遅
延素子、１２７…合波器、１２８…多値変調器、１２９
…発振器、１３０…周波数変換部、１３１…電力増幅
部、１３２…アンテナ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡散符号で直接拡散した拡散信号につい
て１チップあたり所定数のサンプリングを行うサンプリ
ング用クロックのクロック再生回路で、復調・相関同期
パルスとタイミングが一致するクロックから制御信号に
よって異なる分周数として可変クロックを出力するクロ
ック分周手段と、前記サンプリング用クロックでサンプ
リングされた前記拡散信号に相関処理を行い求めた相関
信号を時間軸上に広げ、広げられた各信号値を設定した
しきい値と比較する比較器を有し、該比較器の各比較結
果にもとづき前記サンプリングのタイミングの早遅を判
断し、早遅制御信号を生成する早遅制御信号形成手段と
を備え、前記早遅制御信号形成手段からの早遅制御信号
を前記クロック分周手段の制御信号として用いることに
より可変クロックを出力するスペクトル直接拡散通信シ
ステムにおけるクロック再生回路において、前記比較器
の各出力に重みをつける重み付け手段と、前記比較器の
各出力に窓を設定する時間窓設定手段を、さらに備える
とともに、前記比較器におけるしきい値、前記重み付け
手段における重み及び前記時間窓設定手段における時間
窓の設定を可変としたことを特徴とするスペクトル直接
拡散通信システムにおけるクロック再生回路。
【請求項２】請求項１記載のスペクトル直接拡散通信
システムにおけるクロック再生回路において、可変に設
定される前記しきい値、重み及び時間窓を、拡散信号で
直接拡張した信号を、任意の数チップずつ遅延した複数
系列の拡散信号を多重可能としたシステムで用いる場合
に、多重した該システムの多重数／遅延時間にもとづき
決めることを特徴とするスペクトル直接拡散通信システ
ムにおけるクロック再生回路。
【請求項３】請求項２記載のスペクトル直接拡散通信
システムにおけるクロック再生回路において、前記多重
可能としたシステムで送信信号が１重部分と多重する部
分を持つ方式に従う場合に、前記しきい値、重み及び時
間窓の設定を受信信号にもとづいて１重部分と多重部分
で変更する設定変更手段を有したことを特徴とするスペ
クトル直接拡散通信システムにおけるクロック再生回
路。
【請求項４】請求項３記載のスペクトル直接拡散通信
システムにおけるクロック再生回路において、前記設定
変更手段は、前記送信信号の予定されているデータフォ
ーマットに応じて変更動作を行なうことを特徴とするス
ペクトル直接拡散通信システムにおけるクロック再生回
路。
【請求項５】請求項３又は４記載のスペクトル直接拡
散通信システムにおけるクロック再生回路において、前
記設定変更手段は、前記送信信号を復調した信号により
得られる変更タイミングデータに応じて変更動作を行な
うことを特徴とするスペクトル直接拡散通信システムに
おけるクロック再生回路。
【請求項６】請求項３ないし５のいずれか１記載のス
ペクトル直接拡散通信システムにおけるクロック再生回
路において、前記設定変更手段は、外部信号に応じて変
更動作を行なうことを特徴とするスペクトル直接拡散通
信システムにおけるクロック再生回路。
【請求項７】拡散符号で直接拡散した拡散信号につい
て１チップあたり所定数のサンプリングを行うサンプリ
ング用クロックのクロック再生回路で、復調・相関同期
パルスとタイミングが一致するクロックから制御信号に
よって異なる分周数として可変クロックを出力するクロ
ック分周手段と、前記サンプリング用クロックでサンプ
リングされた前記拡散信号に相関処理を行い求めた相関
信号を時間軸上に広げ、広げられた各信号値を設定した
しきい値と比較する比較器を有し、該比較器の各比較結
果にもとづき前記サンプリングのタイミングの早遅を判
断し、早遅制御信号を生成する早遅制御信号形成手段と
を備え、前記早遅制御信号形成手段からの早遅制御信号
を前記クロック分周手段の制御信号として用いることに
より可変クロックを出力するスペクトル直接拡散通信シ
ステムにおけるクロック再生回路において、拡散符号で
直接拡散した信号を任意の数チップずつ遅延した複数系
列の拡散信号を多重可能としたシステムで用いる場合
に、多重した部分においても、多重したブロックの先頭
信号のみを基準としてクロックの再生動作を行うことを
特徴とするスペクトル直接拡散通信システムにおけるク
ロック再生回路。
【請求項８】拡散符号で直接拡散した拡散信号につい
て１チップあたり所定数のサンプリングを行うサンプリ
ング用クロックのクロック再生回路で、復調・相関同期
パルスとタイミングが一致するクロックから制御信号に
よって異なる分周数として可変クロックを出力するクロ
ック分周手段と、前記サンプリング用クロックでサンプ
リングされた前記拡散信号に相関処理を行い求めた相関
信号を時間軸上に広げ、広げられた各信号値を設定した
しきい値と比較する比較器を有し、該比較器の各比較結
果にもとづき前記サンプリングのタイミングの早遅を判
断し、早遅制御信号を生成する早遅制御信号形成手段と
を備え、前記早遅制御信号形成手段からの早遅制御信号
を前記クロック分周手段の制御信号として用いることに
より可変クロックを出力するスペクトル直接拡散通信シ
ステムにおけるクロック再生回路において、拡散符号で
直接拡散した信号を任意の数チップずつ遅延した複数系
列の拡散信号を多重可能とし、かつ設定した遅延時間が
不均一なシステムで用いる場合に、前記可変クロックに
よりクロックの再生動作を行うタイミングは、該遅延時
間のうち最も設定した遅延時間の長いところで行なうこ
とを特徴とするスペクトル直接拡散通信システムにおけ
るクロック再生回路。
【請求項９】請求項８記載のスペクトル直接拡散通信
システムにおけるクロック再生回路において、クロック
の再生動作を行う前記タイミングは、設定できる多重数
のうち最も多いときを基準とし、さらに多重化に際して
設けた遅延時間の長いところとし、多重数が少ない場合
にも設定した前記タイミングで行なうことを特徴とする
スペクトル直接拡散通信システムにおけるクロック再生
回路。
【請求項１０】拡散符号で直接拡散した拡散信号につ
いて１チップあたり所定数のサンプリングを行うサンプ
リング用クロックのクロック再生回路で、復調・相関同
期パルスとタイミングが一致するクロックから制御信号
によって異なる分周数として可変クロックを出力するク
ロック分周手段と、前記サンプリング用クロックでサン
プリングされた前記拡散信号に相関処理を行い求めた相
関信号を時間軸上に広げ、広げられた各信号値を設定し
たしきい値と比較する比較器を有し、該比較器の各比較
結果にもとづき前記サンプリングのタイミングの早遅を
判断し、早遅制御信号を生成する早遅制御信号形成手段
とを備え、前記早遅制御信号形成手段からの早遅制御信
号を前記クロック分周手段の制御信号として用いること
により可変クロックを出力するスペクトル直接拡散通信
システムにおけるクロック再生回路において、拡散符号
で直接拡散した信号を任意の数チップずつ遅延した複数
系列の拡散信号を多重可能としたシステムで用いる場合
に、多重した部分では、前記比較器に入力され、しきい
値と比較される相関信号として自己相関により改善処理
を施した相関出力を用いることを特徴とするスペクトル
直接拡散通信システムにおけるクロック再生回路。