JPS595758A - Ｆｈ通信の同期方法 - 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】 この発明は、周波数ホッピング（以下ＦＨと云う）通信
方式の同期確立に要する時間を短縮するＦＨ８通信同期
方法（以下方式と称す）に関するものである。

従来発表されているこの種の通信方式の同期検出は、い
わゆるディレィロックループ・サーチ方式、又は並列受
信相関演算方式で行なうものが知られている。第１図に
前者の、第２図に後者の回路構成を示す。第１図中、（
１）　（２）は遅延回路、（３）〜（５）はミキサー、
（６）〜（８）はバンドパスフィルタ、（９）〜αυは
包路線検波器、（２）はレベル比較器、０免は復調用Ｆ
Ｈ倍信号発生するシンセサイザ方式局部発振器、（１４
）は擬似ランダム信号発生器、Ｑつはクロック発生器で
ある。また、ａ、ｂ、ｃは受信信号、受信信号を各々一
定時間遅延した信号である。

並列受信相関演算方式の１例を第２図に示す。

第２図中、（１６−１）〜（１６−ｎ）はＦＨ波の各周
波数に対応したバンドパスフィルタ、（１７−１）〜（
１７−ｎ）　Ｇｉ包絡線検波器、Ｑ８）は各検波出力を
使って同期検出を行なうための相関演算器である。その
他案１図と同一符号の部分は同−又は相当部分を示して
いる。

第３１！！Ｊは、第１図の動作説明のための信号状態図
であり、図中のａ、ｂ、ｃは第１図のａ、ｂ、ｃに対応
する。またｆは受信信号の周波数、ｔは時間を表わす。

次に動作について説明する。第１図に於て、遅延回路（
１）、（２）は受信信号を２分の１チツプ（周波数ホッ
ピングの時間間隔の半分）相当時間遅延するものであり
、この遅延回路（１）、（２）により、受信信号は第３
図に示すように３種類の信号ａ、ｂ、ｃに変換される。

夫々の信号ａ、ｂ、ｃはミキサ（３）〜（５）で周波数
変換されたあと、バンドパスフィルタ（６）〜（８）の
帯域内の周波数となる場合、各々の包絡線検波器（９）
〜Ｑυに出力を生じさせる。さてシンセサイザ方式局部
発振器０４の出力が信号すと同期している場合には、信
号すに対応する包路線検波器ｕＱの出力は常時得られ、
信号ａ、ｃに対しては夫々１チツプの半分の期間たけ、
バンドパスフィルタ（ｔｌ　（８）を通過する信号が得
られるので、夫々の包絡線検波器（９）Ｏυの出力は信
号すに対応するものの半分になり、しかも信号λ、Ｃに
対応するものは等しい。

この状態からシンセサイザ方式局部発振器ａ３の出力信
号のタイミングが前後にずれると、信号す対応の包絡線
検波出力は減少し、信号ａ、ｃに対応する包路線検波出
力は一方が増加し、一方が減少する。従って、信号す対
応の包絡線検波出力は完全同期点近傍で最大となり、（
ｉ号ａ、ｃ対応の包路線検波出力の差は完全同期点で零
となり、前後にずれると正又は負に変化する。

この関係を利用して、信号す対応の包絡線検波出力で概
略の同期点をさがし、信号ａ、ｃ対応の包絡線検波出力
の差信号で完全同期点を検出することができる。

次に第２図の場合はｎ個のバンドパスフィルタ（１６−
１）〜（１６−ｎ）を持ち、これらはＦＨ波の各チャネ
ル周波数に対応している。従って受信信号は常時、いず
れかのバンドパスフィルタ（１６−１）〜（１６−ｎ）
を通って包絡線検波器（１７−１）〜（１７−ｎ）で検
出されることになる。この検出信号を相関演算器α榎に
加えて、各チャネルからの信号検出順序及びタイミング
から、復調に必要な擬似ランダム信号発生器ａ＜の動作
位相を演算検出し、同期を確立する。

同期確立後は、１つのバンドパスフィルタの通過信号か
ら受信信号を得ることかできる。

従来の同期検出方式は、以上のように構成されているの
で、第１図の場合は擬似ランダム信号の繰返し周期か長
い場合、サーチに非常に時間がかかり、同期検出時間が
長くなる。この対策として、同期プリアンプル信号に周
期の短かい擬似ランダム信号を使う方法も考えられてい
るが、ＦＨチャネル数との関連で長さ短縮も制限される
。又第２図の場合は、周波数拡散効果を高めようとして
ＦＨのチャネル数を多くすると、並列受信用のバンドパ
スフィルタ等が多くなり、擬似ランダム信号の繰返し周
期か長いと、相関演算器の処理アルゴリズムか複雑化す
る。又同期プリアンプル時の使用ＦＨチャネル数を制限
して並列受信回路の数を減少すると、妨害に四くなる。

このように、従来回路は実用化の障害となる大きな欠点
を持っていた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、粗同期と精同期の２段階同期検出
方式とすることで、擬似ランダム信号の繰返し周期の長
さ、ＦＨのチャネル数に関係なく、短時間で確実に同期
を検出確立できるＦＨ通信の同期方式を提供することを
目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第４図に於て、（１３−１）は送信信号発生用のシンセ
サイザ方式発振器、（１３−２）は受信復調用のシンセ
サイザ方式局部発振器、（２０−１）　（２０−２）は
夫々送信及び受信用のシンセサイザ発振器（１３−１）
（１３−２）を制御する高速の擬似ランダム信号発生器
、（２１−１）　（２１−２）は夫々高速の擬似ランタ
ム信号発生器（２０−１）及び（２０−２）を制御する
低速の擬似ランダム信号発生器、（１５−１）（１５−
２）は高速の擬似ランダム信号発生器（２０−１）（２
０−２）用のクロックを発生すると共に、低速の擬似ラ
ンダム信号発生器（２１−１）（２１−２）で高速の擬
似ランダム信号発生器（２０−１）（２０−２）を制御
するタイミングを制御するクロック発生器、（３）は受
信用ミキサー、＠は受信用の中間周波増幅及び検波器、
（１９−１）（１９−２）は送信及び受信用の空中線で
ある。またｄは送信変調データ、ｅは受信復調データで
ある。

第５図は擬似ランダム信号発生方法の説明図、第６図は
同期動作の説明図である。

一般に、繰返し周期の長い擬似ランダム信号の発生の方
法として、第５因に示す方法か知られている。第５図（
ａ）の信号系列Ａ　（ＡＩ　、Ａ２　、Ａ３・・・・・
・）は、充分に繰返し周期の長い擬似ランダム信号とし
、ｊ８５図（ｂ）の信号系列Ｂ　（Ｂｌｌ、Ｂ１２．・
・・、Ｂ２１・・・）は、繰返し周期は、信号系列Ａよ
りは短かいが、開始位置が第５図（ａ）の信号Ａで設定
され、開始位置情報は、第５図矢印のタイミングで信号
系列Ａから信号系列Ｂに与えられる。従って、信号系列
Ｂの擬似ランダム信号の繰返し周期は、信号系列Ａの擬
似ランダム信号と同等の長い繰返し周期となる。

本発明に係る同期方式は、信号系列Ａと信号系列Ｂの関
係をＦ）（通信に活用したものである。

第４図に於て、低速の擬似ランタム信号発生器（２−１
−１）（２１−２）の発生する擬似ランダム信号は、第
５図の信号系列Ａに対応するものであり、高速の擬似ラ
ンダム信号発生器（２０−１）　（２０−２）の発生す
る擬似ランダム信号は第５図の信号系列Ｂに対応するも
のである。低速の擬似ランダム信号発生器（２１−１）
と（２１−２）はあらかじめ同期をとっておき、通信時
に於ても同期すれは許容値内（後述の精同期検出が可能
な範囲）に維持されているものとする。このためには、
クロック発生器（１５−１）と（１５−２）内に安定な
基準発振器を持ち、基準発振器の安定度を、同期ずれ許
容値を士△【（秒）、初期同期設定後の最大運用期間を
１゛（秒）として、±△ｔ／Ｔ以下にすれば良い。

史に通信系の同期確立のためには、第６図に示すように
、同期プリアンプル信号を使うものとする。第６図に於
て、（Ｉ）は送信側の高速の擬似ランダム信号発生器（
２０−１）の信号を示し、ＡＩ、Ａ２かプリアンプル信
号である。（３）及び（至）は受信側の高速の擬似ラン
ダム信号発生器（２０−２）の信号を示し、ＡＩ　、Ａ
２部分は同期確立前の受信待受状態である。

（２）は受信側の低速の擬似ランダム信号発生器（２１
−２）の信号か擬似ランダム信号発生器（２１−１）の
信号に対して同期ずれを生じ、αだけ遅れた場合、（２
）は同じくαだけ進んだ場合を示す。（Ｉ）に示す信号
の斜線部分は、矢印で示すタイミングを検出できるよう
に変調された同期検出用の信号である。

第４図について、同期確立時の動作を説明する。

同期プリアンプル信号送出時又は受信待受時は低速の擬
似ランダム信号発生器（２１−１）又は（２１−２）の
信号は高速の擬似ランダム信号発生器（２０−１）又は
（２０−２）をそのまま通過し、直接シンセサイザ方式
発振器（１３−１）及び（１３−２）の周波数を制御す
る。従って、同期ずれが許容値内に納まっている場合は
、ＦＨ通信で周波数が変化しているにかかわらず、常時
受信が可能である。ここで同期ずれ許容値とは、ｊｌ＆
６ｆＶ（Ｉ）の同期検出用信号を含んだ斜線部分工が全
部受信できる範囲であり、図中のαに相当する。第６図
（Ｉ）の斜線部分の信号としては、Ｆ’　Ｈ信号の１チ
ャネル分の周波数帯域幅以下の信号であれは何でもよい
が、一般にはＦＳＫ、Ｐｓｉ、Ａｋ方式等で変調したＭ
ＬＳ信号を使うと、同期タイミング検出の対雑音特性を
向上することができる。

次に、同期プリアンプル信号から、データへの移行方法
について説明する。ｊｌ！６１５Ｎに於て、同期タイミ
ングを示す矢印の位置に対して、Ａ系列の情報をＢ系列
に読み込み、Ｂ系列の信号をスタートさせる位置はあら
かじめ決めておくことができるので、受信側では同期タ
イミング信号を検出すれば、Ｂ系列に対応するＦ　Ｈ通
信に対して完全に同期を確立することができる。同期プ
リアンプル信号の長さはＡ系列の信号１区分以上あれば
良く、同期検出の確実性を増すために、複数区分のＡ系
列信号を使用することは任意である。ここで第６図では
２区分の長さとして示している。

なお、上記実施例では、Ｂ系列信号によるＦ　Ｈ通信の
場合について説明したか、Ａ系列信号によりＦＨ変調を
行ない、Ｂ系列信号により、直接周波数拡散方式の変調
を行なう複合変調方式の通信についても適用でき、同様
の効果を奏する。更に、Ｂ系列信号でデータの暗号化を
行ない、Ａ系列信号でＦＨ変調を行なうＦＨ通信につい
ても適用できる。

以上のように、この発明によれば、同期状態を送信側と
受信側で独立に維持できる程度に低速度の擬似ランダム
信号とこの低速度の擬似ランダム信号に制御される高速
度の擬似ランダム信号とをそなえ、同期プリアンプルは
前者に制御されるＦＨ倍信号使用しているので、同期プ
リアンプル信号の伝送周波数が固定されず、妨害されに
くくなると共に、擬似ランダム信号の繰返し周期を任意
に長くしても同期を短時間で確実に達成できる動因、第
３図は第１図の動作説明用の信号状態図、第４図はこの
発明の一実施例の回路構成を示す図、ｊ８５図及び第６
図はこの発明の動作説明用の信号状態図である。

（１）、（２）・・・遅延回路、（３）〜（５）・・・
ミキサ、（６）〜（３）・・・バンドパスフィルタ、（
９）〜Ｑυ・・・包路線検波器、ａ４・・・レベル比較
器、Ｑ３．（１３−１）　、（１３−２）・・・シンセ
サイザ方式発振器、ｔＳ・・・擬似ランダム信号発生器
、ＱＩ１９　、　＜１５−１）　、（１５−２）・・・
クロック発生器、（１６−１）械ｌ６−ｎ）・・・バン
ドパスフィルタ、（１７−１）（１７−ｎ）・・・包絡
線検波器、α榎・・・相関演算器、（１９−１）、（１
９−２）・・・空中線、（２０−１）　、（２０−２）
・・・低速度擬似ランダム信号発生器、（２１−１）　
、（２１−２）・・・高速度擬似ランダム信号発生器、
（２）・・・中間周波増幅及び検波器。

なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

代　理　人　　　葛　　野　　　　信　　−第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）使用開始時に設定した同期状態を使用期間中独立
   に許容誤差内に維持できる程度に低速度の擬似ランダム
   信号を発生する擬似ランダム信号発生器と、この低速度
   の擬似ランダム信号に定期的に開始位置を制御される高
   速度の擬似ランダム信号を発生する擬似ランダム信号発
   生器とをそなえ、同期プリアンプル信号送信時及び受信
   待受状態時はあらかじめ同期状態に維持された上記低速
   度の擬似ランダム信号に制御されたＦＨ８通信行ない、
   同期プリアンプル信号か終了し同期か確立された以降は
   上記高速度擬似ランダム信号に制御されたＦ）１通信を
   行なうことを特徴とするＦＨ６信の同期方法。