JPS58197936A - スペクトラム拡散送信機および受信機 - Google Patents

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に用いる送信機お
よび受信機に関するもので、移動通信。

データ通信１個人通信などの地上通信系、−衛星過信系
、さらには特殊応用として測距、航法、レーダおよび伝
搬路計測などに適用できる。

簡易無線、市民ラジオなどの個人過信方式、移動する加
入者と基地の間でのデータ伝送用データ通信へのスペク
トラム拡散受信機 れている。その場合に、送信機の小形、低消費電劣化は
必須条件であり、これは送信機の周波数安定度を悪くす
る。その結果、受信機は符号の同期確立時間が長くかか
る、信号対雑音比の劣化による伝送品質の低下、搬送波
再生回路の周波数引込幅を広くしなければならない、等
の問題が生じ、受信周波数変動範囲が大きい場合には同
期はずれによる通信不能をまねく。これを解決する手段
として、中心周波数のちがう狭帯域帯域通過フィルタを
複数個並列に設けて多数決論理回路を構成し、どれかの
帯域通過フィルタで信号が受信されるように構成された
ものが提案されている。しかし、この複数の帯域通過フ
ィルタを用いる構成では装置が複雑になシ、コストも高
くなる。また既存の狭帯域通信方式で用いられているよ
うに、搬送波再生回路の周波数引込幅を拡げて、種々の
周波数変動に対しても安定に基準搬送波を再生する方法
も考えられるが、これには次のような問題点がある。

（１）復調器の前段に設ける帯域通過フィルタの通過帯
域幅は情報信号の帯域幅と等しいとき混信排除能力が最
良となるが、上記のように広い周波数変動に対しても基
準搬送波を再生するためには、上記フィルタの通過帯域
幅を広くしておかなければならず、そのため非希望波、
雑音信号が復調器に入力されて混信排除能力（すなわち
信号対雑音比Ｓ／Ｎ）の低下をまねく。

（２）　　Ｓ／Ｎを改善するために基準搬送波再生のル
ープ系に積分器、サンプリングホールド回路が設けられ
るが、これらによって周波数引込幅が限定されてしまう
。したがって上記ループ系の電圧制御発振器の制御感度
を上げても周波数引込幅以上の人力搬送波周波数変動に
は追随しない。

以上に述べたように、入力搬送波周波数変動に起因する
禰々の問題点があった。

したがって、送信機の周波数安定度が悪くても高速同期
が可能で、かつ同期はずれ、Ｓ／Ｎ劣化、符号誤り率の
劣化などの極めて少ない安定なスペクトラム拡散通信方
式が望まれる。　　　　　　　　　　　、１□本発明の
目的は、送信機に周波数安定度の悪い搬送波発振器を用
いても、受信機側では同期確立時間の劣化、同期はずれ
、ｓ／Ｎの劣化、符号誤シ率の劣化などがほとんどない
安定なスペクトラム拡散通信用送信機および受信機を提
供することにある。

本発明は上、記目的を達成するため受信機の偵調器曲段
の帯域通過フィルタの中心周波数とそれに入力する信号
の周波数とがつねに一致するように受信機入力側で周波
数制御するようにしたものである。

すなわち本発明ｔよ、スペクトラム拡散信号の中心周波
数をｆ、と擬似雑音符号と情報信号を駆動するクロック
周波数をＬｔとするとき、送信機側で（ｆＩ−ｆ−ｔ）
の連続波信号を作シ、スペクトラム拡散信号と同時に伝
送し、受信機側では、まずミキサで周波数変換して（ｊ
＋　　ｆｔ　　ｆ−ｔ）信号成分（ｊｔはミキサの局部
発振周波数）を検出して、基準の周波数＜ｆ　Ｉ’　−
ｆｔ　’　　ｆ−ｚ）と比較し、その出力信号で局部発
振周波数ｆｔを制御して＜ｆ　ｌ−ｆｔ　−ｆ−ｔ）が
（ｆＩ’−ｆｔ’　−ｆ、ｔ）となるようにする方法で
ある。その結果、復ｆｉｌ　ｅ　＠段の帯域通過フィル
タの中心周波数（ｆ１’　　ｆｔ’）とそれに入力する
信号の周波数とがつねに一致する。したがって、上記帯
域通過フィルタの帯域幅は混信排除能力が最良となるよ
うに狭帯域に設定できる。また、復調器の搬送波再生回
路も復調器入力周波数がほとんど変動しないため、８／
Ｎ。

定常位相誤差、ジッタなどに重点をおいて周波数引込幅
を設定できる。さらに復調器入力での８／Ｎも良くなっ
ているのでエネルギ検出用の積分時間も短縮され、結果
的に同期確立時間も短かくなる。

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図はスペクトラム拡散通信における送信信号（スペ
クトラム拡散信号）のスペクトラムを示す。図示の如く
、スペクトラム拡散信号の中心周波数ｆ、から周波数幅
ｆ、ｔの贅数倍離れた周波数の所ではほとんど成分がな
い。本発明はこれらの特性を利用したものである。

第２図は本発明によるスペクトラム拡散送信機の一実施
例の構成図を示したものである。１は搬送波発振器、２
は平衡変調器、３はミキサ、４はクロック発生器、５は
分局器、６はアナログ信号をディジタル信号に変換され
た情報信号、７は擬似雑音発生器（ＰＮ符号発生器）、
８は情報信号と擬似雑音信号の排他的論理和回路、９は
スペクトラム拡散信号■、と連続波信号■、とを合成す
る合成器、１０は帯域通過フィルタ、１１はアンテナで
ある。まず通常の方法でスペクトラム拡散信号Ｖ、を発
生させて送出させると同時に、周波数ｆ、の搬送波発振
器１の信号と周波数ｆａｚのクロック発生器４の信号と
をミキサ３に入力して、その差成分（ｆＩ−ｆ−ｔ）の
連続波信号をつくり出して上記■、と同時に伝送するよ
うに構成しである。

第３図は本発明によるスペクトラム拡散受信機の一実施
例の構成図を示し九ものである。アンテナ１１で受信さ
れた信号ＶＩは通信をしようとしている送信機から送ら
れてくるスペクトラム拡散信号Ｖ、と連続波信号ｖ０、
他局から送られてくる別のスペクトラム拡散信号、既存
の狭帯域信号。

大気雑音などを含んでいる。そしてｖＩはミキサ１２に
よって局部発振周波数ｆｔを有する電圧制御発振器１３
の信号ｖｔと掛は合わされ、信号Ｖ＋　ｔとなる。Ｖ　
Ｉｔには（ｆＩ−ｆｔ）の周波数成分をもつスペクトラ
ム拡散信号と、Ｄ”Ｉ−ｆｔ−ｆ、ｔ）の周波数成分を
もつ連続波が含まれており、この連続波の信号を通す帯
域通過フィルタ１５でげ１−ｆｔ−Ｌｔ）成分をとシだ
し、リミッタ１６で振幅制限をした後、位相検波器１７
の一方の入力端に入力させる。そして位相検波器のもう
一方の入力端には基準となる発振周波数（ｊ’ｔ’　　
ｆｔ’−ｆ、ｔ）をもった信号ｖｒが入力されている。

ここで■、は高安定の水晶発振器１９（その周波数は（
ｆ１’　−ｆｔ’）ｍｆ目で、ｆＩは復調器２３の前に
設ける中間周波数用の帯域通過フィルタ２１の中心周波
数と等しくしておる。）の出力信号と、送信機から送ら
れてくるＰＮ符号と同一のＰＮ符号を駆動するためのク
ロック発生器２５（その周波数はＬｔで送信機のり占ツ
ク発生器の周波数と同一である。）の出力信号とをミキ
サ１８で掛は合わせてつくった信号（その周波数はＣＩ
＝’−ｆｔ’−ｆ、ｔ）である。位相検波器１７では、
（ｆ、−ｆｔ−ｆ、ｔ）の信号成分と（ｆＩ’−ｆｔ’
−ｆ−ｔ）の信号成分とが比較され、周波数差があると
きは、すなわち＜ｆ　ｌ−ｆｔ　−ｆ　、ｔ）　　＜ｆ
　Ｉ’−ｆｔ’　　ｆ−ｔ＞のときは、比較器１７の出
力信号は低域通過フィルタ１４を通して電圧制御発振器
１３にフィードバックされ、電圧制御発振器の発振周波
数ｆｔが調節されてｆＩ’　　ｆｔ’＝ｆ目＝ｆＩ−ｆ
ｔとなるように制御される。そして通常の方法によりス
ペクトラム逆拡散が行われて情報信号■！がとりだされ
る。なお、１９′は相関器、２２は中間周波数増幅器、
２４は同期判定および符号同期回路である。

次に本発明の実施例における数値的実施例を示す。ｆ、
は数百ＭＨｚとし、その周波数安定度は１０１程度であ
った。クロック発生器には高安定の水晶発振器を使用し
、Ｌｔは数ＭＨ２から数°十ＭＨｚの範囲内で選び、そ
の安定度は１０−７程度であった。高安定の水晶発振器
１９には１０数ＭＨｚから数十ＭＨ２の範囲内で選んだ
。

第４図および第５図は本発明によるスペクトラム拡散送
信機および受信機の他の実施例の構成を示したものであ
る。同図において、第２図、第３図に示した番号と同一
の番号を付す部分は第２図。

第３図のものと同一の構成、動作をするものであるので
その説明は省略する。本実施例ではクロック発生器４の
出力を逓倍器２６に入れ、その周波数をｍ倍（ｍ＝２．
４，６．・・・）に逓倍した後、ミキサ３に入力させた
ものである。また第４図の２７は減衰器であシ、連続波
信号ｖ３のスペクトラム拡散信号へ与える干渉をできる
限り少なくするためのものである。

本発明は上記実施例に限定されない。たとえば搬送波発
振器１は１個でなく２個以上の別の周波数（たとえばｆ
Ｉ、ｆＩりで発振させている場合でもよい。すなわち、
ｆＩｘ　　ｆａｔかｆ　Ｉｚ　−ｆ　ａｔのどちらか一
つあるいは二つの連続波をスペクトラム拡散信号と同時
に伝送するようにする。

クロック発生器はｍｆ、ｚ（ｍ＝２．４，６、−）で発
振させておき、情報信号源６および擬似雑音７を駆動す
る周波数に応じて分周するようにしてもよい。また受信
機においては連続波信号を周波数制御用としてばかりで
なく受信状態を監視するための七二り用として使っても
よい。

以上に述べたように、本発明によれば次のような効果を
得ることができる。

（１）　　送信機の搬送波の周波数安定度は悪くてもよ
い。そのため低消費電力、小形化が期待できる。

（２）受信機側では、中間周波数用帯域通過フィルタの
通過帯域幅を所望の直まで狭帯域にすることができるの
で混信排除能力を最良にすることができ、スペクト２ム
拡散通信方式の特徴を最大限に発揮することができる。

（３）復調器の搬送波再生回路の周波数引込幅は極めて
狭くてよい丸め、搬送波再生回路が簡単で、かつ搬送波
再生自身も容易となる。しかも入力搬送波周波数の変動
はほとん“ど考慮する必要がないので、ループ利得や周
波数引込幅は８／Ｎ、足常位相誤差に重点をおいた設計
ができるようになシ、従来に比し設計の自由度が増す。

（４）符号同期時間の短縮がはかられ、また、入力搬送
波周波数変動による同期はずれの心配もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はスペクトラム拡散信号のスペクトラム、第２図
および第３図はそれぞれ本発明によるスペクトラム拡散
送信機および受信機の構成図、第４図および第５図はそ
れぞれ本発明によるスペクトラム拡散送信機および受信
機の他の実施例を示す概略図である。 １・・・搬送波発振器、２・・・平衡変ｖ４器、３，１
２゜１８・・・ミキサ、４・・・クロック発生器、５・
・・分周器、６・・・情報信号、７・・・擬似雑音発生
器、８・・・排他的論理和回路、９・・・合成器、１０
，１４．１５゜２１・・・フィルタ、１１・・・アンテ
ナ、１３・・・電圧制御発振器、１６・・・リミッタ、
１７・・・位相検波器、１９・・・水晶発振器、１９′
・・・相関器、２２・・・中間系　１　図 １２　目 ′￥１３　図 第４０ クク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ似雑音符号と情報信号とで変調された搬送波を送
   信するスペクトラム拡散送信機において、搬送波周波数
   ｆ、と、擬似雑音符号および情報信号を駆動するクロッ
   ク周波数ｆ、ｔとをミキサに入れてげ１　　ｍ’５ｔ）
   （ここでｍ＝１．２゜４．６・・・）の周波数成分を有
   する連続波信号を作り、上記スペクトラム拡散信号と同
   時に伝送するように構成されたことを特徴とするスペク
   トラム拡散送信機。 ２、周波数（ｆ、−ｍｆ、ｔ）（ここでｍ＝１．２゜４
   ．６・・・）の成分を持つスペクトラム拡散信号から、
   送信機と同一の擬似雑音符号を用いて上記信号を復調す
   ることにより上記情報信号を受信するように七たスペク
   トラム拡散受信機の入力部において、ミキサに入力信号
   と局部発振用電圧制御発振器（周波数ｆｔ）の信号を入
   力して（ｆｌ　　ｆｌ　　ｍｙ、ｔ）信号成分を検出し
   、それを位相検波器の一方の入力端に入力させ、基準の
   発振器（周波数ｆＩ’　　ｆｔ’）と、送信機のクロッ
   ク発生器と同一の発生器とで基準の周波１１成分（ｆＩ
   ’　　ｆｌ’　　ｍｙ、ｔ）を作って上記位相検波器の
   もう一方の入力端に入力して比較し、その出力信号で上
   記ｆｔを制御して（ｆＩ−ｆｔｍｆ−ｔ）が（ｆＩ’−
   ｆｔ’−ｍｆ−ｔ）となるように構成されたことを特徴
   とするスペクトラム拡散受信機。