JPS58190144A - スペクトラム拡散通信方式の送信機 - Google Patents

スペクトラム拡散通信方式の送信機

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JPS58190144A
JPS58190144A JP57073141A JP7314182A JPS58190144A JP S58190144 A JPS58190144 A JP S58190144A JP 57073141 A JP57073141 A JP 57073141A JP 7314182 A JP7314182 A JP 7314182A JP S58190144 A JPS58190144 A JP S58190144A
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JP
Japan
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terminal
frequency
spread spectrum
adder
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JP57073141A
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JPH046290B2 (ja
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Yukitsuna Furuya
之綱 古谷
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスペクトラム拡散通信方式、とりわけ周波数ホ
ッピングスペクトラム拡散通信方式の送信機に関する。
従来の通信方式1こおいては、送信信号をできるだけ狭
い周波数帯域に閉じこめることにより、より多くの情@
iを伝送しようとしてきた。これlこ対して近年、特に
無線通信の分野では逆に広い帯域に拡散して迷信し、受
信側で逆拡散して狭帯域信号に戻すいわゆる、スペクト
ラム拡散通信方式が検討されている。このスペクトラム
拡散方式は妨害に強いため、主に軍用lこ研究が為され
てきた力\近年は同−帯域内で多数のチャネルを符号分
割多重することにより同時通話する方式も考えられてお
り、一般の移動通信用iこも応用が検討されている。ス
ペクトラム拡散通信方式には、データ信号を高速の拡散
符号で変調し拡散する直接拡散方式と、データ信号を変
調する搬送波の周波数を次々と切換えてゆく周波数ホッ
ピング方式とがある。
本発明はこのうち周波数ホッピング方式に関す4第1図
に従来の周波数ホッピング方式のシステムを示す1、入
力端子100’から入力された情報信号は多値の拡散符
号発生器lO′からの拡散符号と加算器(資)で加算さ
れる。加算結果は周波数シンセサイザ加′への入力とな
り、端子101′から送信される信号の周波数をホッピ
ングさせる。受信側では端子102′から受信された信
号は送信側と同じ拡散符号を発生させる拡散符号発生器
11’の出力によりシンセサイザ21′でホッピングさ
れた搬送波と乗算器4イで乗算され逆拡散される。この
結果乗算器lの出力は送信信号が11“か10“かで異
った周波数をとる信号になる。従って通常用いられるF
 8 K信号の検波回路間およびそれに続く判定回路ω
′を用いることにより端子103に復号結果を得る。
このような周波数ホッピング方式は送信周波数が次々と
変化するので、妨害やフェージングには特に強い通信方
式といえる。しかしながら、これを符号分割多重使用し
ようとすると大きな問題が生じる。
仮に異った拡散符号による2局が同時に通信していると
すると、2局は同じ周波数帯域内で周波数をホップして
いるので2局が非同期とすると最低でも1周波数は同時
に同じ周波数を送信する場合がある。この場合ぶつかっ
た周波数では干渉を起し誤りとなるので、仮に100周
波使っているシステムでは2局同時に使用しているだけ
で誤り率が−近くなってしまう。これは通信品質を確保
00 する上で大きな問題となる。
本発明の目的は上述の従来の周波数ホッピング方式の問
題点を解決し、多数Q)局が同時に通信できるような周
波数ホッピングシスデムの実埃を可能にするスペクトラ
ム拡散通信方式送信機を提供することにある。
次に本発明の原理lこつぃて述べる。
本発明においては多値の誤り訂正符号を周波数ホッピン
グスペクトラム拡散通18方式tこ適用することで同時
通信局数を増加させる。通′gの通信において誤りKJ
止符号を用いると、情報帯域が広がるため、あまり冗長
度の多い誤りa−1正は用いられない。しかし、スペク
トラム拡散通信方式においては、信号帯域は拡散される
ことか前提となっているため、冗長度は大きくてもに1
正馳カが大きい符号が有効である。特に筒波数ホッピン
グ通侶方式は迷信周波数が多周波であるので多値の駒り
W]正符号が有効である。訂正能力の大きい多値の誤り
訂正符号としては通常周波数ホッピングスペクトラム拡
散通信に拡散符号として用いられるものがある。
一般に周波数ホッピングスペクトラム拡散通信に用いら
れる拡散符号には以下のような性質か要求される。
(1)符号語数(アドレス数)が多数あること。
アドレスは送受信局間で固定的に割当てられるものであ
り、これが多い程多数の局を1つのシステムが収容でき
ることになる。
(2)符号語間の相互相関が小さいこと。
各局間の通信距離は一般に変化することが考えられるた
め、互いの符号語は巡回シフトしても互いの要素が同じ
値をとることが少なくなくてはならない。2つの符号語
の要素で一致するものが多いと互いに干渉することにな
る。
(3)個々の符号語においては均一な周波数拡散が実現
されること。
これは各符号語の要素が異った値をとることを要求する
ものであり、この条件を満足する符号語は自己相関関数
の弁別指数が大きい。つまりある符号語とそれを巡回シ
フトした系列とは一致するg!素の数が少ない。
以上のような3条件を満足する拡散符号として従来から
知られているものにはワン・コインシデンス・フードや
リート・ソロモン符号がある。本発明においては上記の
3条件を満足する符号を誤り訂正符号の観点から見直し
、誤り訂正符号として用いると特に有効である。
t、赦符号のアドレス数をM1周期をNとしたときに、
各アドレスに対応した符号語を巡回シフトしたものを全
て異った符号語とみなした符号語の集合を考えると、符
号語数MXN1各符号語の敦素数Nの符号語の集合が得
られる。拡散符号が上記の3条件を満足しているとする
と、この符号語の集合内の任意の2つの符号語は互いに
−aする要素数が少ない、つまり符号語間距離の大きい
符号語になっている。従って拡散符号のアドレス及び符
号位相(例ビット巡回シフトしたか)を情報この多値符
号で直接周波数ホッピングしたのではアドレスにも情報
信号を用いているのでアドレス数がとれない。従ってア
ドレス数をとるために本発明では誤り訂正符号に更によ
り多値数の多い拡散符号を加えて、拡散して送信する。
送受信局間の局のアドレスはこの拡散符号に対して指定
される。受信側で拡散符号で受信信号を避拡散すれば談
り訂正符号の多値数に対応した多値F8に信号が得られ
、これを復号することで情報信号が得られる。周波数ホ
ッピングスペクトラム拡散通信に多偵畝り訂正符号を用
いると誤り訂正能力がきわめて高いため同時通信局数を
大幅に増加させることができる。一般に多値符号は振幅
変調通信Cご用いれば信号対雑音比の損失になるし、周
波数変調に用いれば信号帯域が広がるという欠点がある
しかし本発明のように周波数ホッピングスペクトラム拡
散通信に用いれば信号対雑音比の損失もなく、もともと
周波数をホッピングしているので特に信号帯域が広がる
こともなく、訂正能力のぶんだけ同時通信局数を増加さ
せることができるのである。
次に図面を参照して本発明について詳細に述べる。
第2図は本発明の一実施例を示すものである。
本実施例では多値符号発生器として10埴のワン・コイ
ンシデンス・コード発生器を用いる場合について説明す
る。まず、ワン・コインシデンス・コードの性質につい
て簡単に述べる。lo値のワン1コインシデンス・コー
ドは符号語長が10で符号語数(アドレス数)も10で
ある。また符号胎内の各要素は全て異った値をとる。さ
らに、各符号語を巡回シフトしたときに一致する要素の
舷は高々2ケである周波数ホッピング用拡散符号である
ことが知られている。従ってアドレス及び各符号語の位
相の異ったものを符号語とすると、互いlこ距離が8以
上の符号語が10 X 10二100個とれることにな
る。
第2図4こおいて入力端子100からはアドレスに対応
する情報信号が入力され、入力端子101からは符号語
の位相に対応する情報信号が入力される。
アドレスlと対応する端子100からの情報(これをI
とする)は直接リード・オンリー・メモリ(ROM)1
2のアドレスとして入力される。他方符号の位相に対応
する情報(これをJとする)は端子101から入力され
た信号と端子102から入力されるクロック信号を4ビ
、トのカウンタ1oでカウントしたもの(これをKとす
る)と10を法とした加算器1■で加算することにより
得られる。クロックが10カウントするまで情報信号は
固定であるとする。端子100からの信号と加算I!1
1の出力は合せてROM 12のアドレス信号となる。
ROM 10には端子100から入力される1o通りの
値Iと、加算器11の出力として得られる10通りの値
J−)−K (MODlo)に対応した100通りのl
O値のデータが入っている。このROMの内容を表1に
示す。1、J 十におよびROMのそれぞれの内容は全
て10進数で表現しである、表1から互いの符号語はサ
イクリックシフト(こ対して高々2ケ所でしか一致しな
いことが理解される。
ROM 12の出力を実例で説明する。今仮に■が3、
JがOであった上する。カウンタ1oの内容とJを加算
した値J+にはクロ、り毎に変化し、J+にのf直は 表1 1加14−器出力J 十K (MODIO)(tl、 
1.2.3.4.5,6.7.8.9 )と変化する。
この場合のル0MI2 の出力系列は表1の1=3の行
を順にたどれば良< (7,4,1,9,6,3,04
,5,2)となる、Jの値が異る場合には上記の系列を
サイクリック・シフトしたものとなる。このROM12
の出力を端子103からのより多値の拡散符号と加算器
13で加算し加算結果で周波数シンセサイザ14の周波
数をホッピングさせ端子104から送信する。このよう
にするととlこより100通りの情報バタンを送信する
ことができる。スペクトラム拡散通信ではこのホッピン
グrる短時間の周波数成分をチ。
ブと呼ぶメ送路上での他局との干渉は以下のようになる
。仮に第2の周波数ホッピング用拡散符号が100値の
符号であるとすると他局はどこかの周波数帯に送信して
いるのだからある特定のチップがある1つの他局と干渉
するgI率はシ商になる。
この確率はワン・コインシデンス・コードで多値化して
も特に変化しない。誤り訂正能力がなければこれがほぼ
誤り率になるが本実施例のようにワン・コインシデンス
・コードを用いて多値化すると情報信号力月ビットでも
異れば10チツプ中8チツプまでが異った周波数となる
ため少なくとも7局までは同時に通信しても全く謀りを
生じない。
ここで重要なのはスペクトラム拡散通信においては多値
の誤り訂正符号を用いても干渉確率が211の場合と変
らないことである。このため、通常の位相変調や、振幅
変調にみられるような信号対雑音比の損失なしに大きな
訂正能力が得られることになる。
一3図は本発明の送信機の他の実施例を示す図である。
入力端子110,111,112,113からはそれぞ
れ情報ビットが人力される。入力端子110,111か
らの情報は閂系列発生器(資)の初期値として用いられ
る。本実施例ではM系列発生器(資)は2段のM系列を
発生させる。初期懺が入力されるとM系列は1周期(本
実施例では3)分のM系列を発生させる。各クロックに
おいてM系列発生器(9)の各レジスタの内容はそれぞ
れ、入力端子112,113からの情報ビットと排他論
理和回路31 、32で2を法とした加算をされる。排
他論理和31 、32の出力を全体で4値の信号とみな
せば4値3シンボルの符号語が得られる。この符号を拡
散符号として用いる場合には端子112,113からの
信号をアドレスとするのが普通なのでこれをアドレス信
号と呼ぶ。アドレス信号および初期値をそれぞれ4値で
表現したときの符号語の値を表2に示す。表2にあるよ
うに16個の符号語は互いに1ンンボルしか要素が一致
しない符号語になっている。M系列発生器(資)および
排他論理和31 、32は合せて多値符号発生器を構成
している。
表2 この符号語を要素毎に入力端子114から得られる多値
(100値ぐらい)の拡散符号表加算器おで加算して加
算器33の出力で周波数シンセサイザーあの発振周波数
をホッピングさせ出力端子105から送信する。本実施
例の符号語を用いると、4ビ。
トの情報に対して3シンボルの符号語が割当てら列発生
器を一般にN段にすると20値2N−1シンボルの符号
語が得られ、その符号語間の距離は2N−2以上となる
。情報は2Nビツトとなる。これをワン拳コインシデン
ス会コードと比べると以下のようになる。レベル数2’
=16の場合、ワン・コインシデンス・コードでは情報
8ビツト、符号語長16シンボル、符号語間距離14と
なるが第3図の実施例の符号語では情報8ビツト、符号
語長15シンボル、符ぢ給量距離14となり、1シンボ
ル少ない符号語長で同じ情報菫を送ることかでき、しか
も符号語間距離は同じである。
第3図の実施例のようなM系列と排他論理和から生成さ
れる多値符号発生器も第2図に示したようにカウンタと
加算器とROMで構成できることは明らかである。また
、ROMの記憶容量を制限しなければ入力情報に対応し
た全ての符号語をROMに記憶することで符号語生成手
段を構成することもできる。
また第2図および、第3図の実施例では全てのアドレス
信号および符号位相信号を情報として用いるとして説明
したが必ずしも全てを情報とする必要はなく1部だけを
情報信号とすることももちろん可能である。更に、第1
の周波数ホッピング用拡散符号を誤り訂正として用いる
場合に第2図および第3図の実施列ではいずれも1周期
の拡散符号を符号語として用いるとして説明したが必ず
しも18期を1符号語とする必要はない。1符号語を1
周期よりも短くしシンボル・レートを小さくする方法も
考えられる。
また第2図および第3図の実施例ではいずれも多値符号
発生器として通常拡散符号として用いられるものを変形
して用いたが必ずしもこのような符号に限る必要はなく
、他の多臘符号すなわちリード・ソロモン符号や多値M
系列符号を用いても同様の効果が得られることは明らか
である。
以上記したように、本発明によれば周波数ホッピングス
ペクトラム拡散通信において、同時に多数の局が通信で
きるスペクトラム拡散通信方式の送信機を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
fIi1図は従来の周波数ホッピングシステムを説明す
る肉である。 第2図は本発明の送信種の一実施例を示す図で、参照数
字10,11.12は合せて多値符号発生器を示し参照
数字13は加算器、参照数字14は周波数シンセサイザ
を示す。 83図は本発明の送信機の他の一5j!施例を示す図で
t照数字葡はM系列発生器で排他論理和31゜32と合
せて多値符号発生器を構成する。参照数字おは加算器、
参照数字羽は胸波数シンセサイザーオ 1 口 〈0′ ノ0j 第2口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 周波数ホッピングスペクトラム拡散通信方式において、
    ′Ti数ビットの情報を入力し3値以上の複数シンボル
    の符号を出方する多値符号発生器と、該多値符号発生器
    出力にあらかじめ送受信局間でとり決めた多値の拡散符
    号を加算する加算器と、該加算器出力を人力し出力周波
    数をポツピングさせる周波数シンセサイザさを含んで構
    成されることを特徴とするスペクトラム拡散通信方式の
    送信機。
JP57073141A 1982-04-30 1982-04-30 スペクトラム拡散通信方式の送信機 Granted JPS58190144A (ja)

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JP57073141A JPS58190144A (ja) 1982-04-30 1982-04-30 スペクトラム拡散通信方式の送信機

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JP57073141A JPS58190144A (ja) 1982-04-30 1982-04-30 スペクトラム拡散通信方式の送信機

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JPS58190144A true JPS58190144A (ja) 1983-11-07
JPH046290B2 JPH046290B2 (ja) 1992-02-05

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5725755A (en) * 1980-07-22 1982-02-10 Nec Corp Waveform superposed fsk modulator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5725755A (en) * 1980-07-22 1982-02-10 Nec Corp Waveform superposed fsk modulator

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JPH046290B2 (ja) 1992-02-05

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