JPS62226735A - 直接拡散信号捕捉追跡器 - 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】 く本発明の技術分野〉 本発明は、スペクトラム拡散通信方式において、受信し
たスペクトラム拡散信号を受信側の複製符号で捕捉追跡
する直接拡散信号捕捉追跡器に関する。

〈従来技術〉（第８〜１３図） スペクトラム拡散信方式は、送信側では直接拡散符０で
直接拡散したスペクトラム拡散信号をｊス信し、受信側
では、受信したこのスペクトラム拡散信号をこの直接拡
散符号と同一の複製同月で逆拡散して元の信号を再現す
るものである。この逆拡散では、スペクトラム拡散８舅
を受信側の復製符号で捕捉追跡する。

第８図は従来の直接拡散信す捕捉器の構成を示している
。この第８図によって従来方式を説明する。

第８図において、１は直接拡散符号で直接拡散されたス
ペクトラム拡散イ３８が入力される受信信号入力端子で
ある。

受信信号ＸＲ（ｔ）を Ｘ、（ｔ）＝αＲ（ｔ−ｔｏ）Ｓｉｎ　（２Ｊａ　（ｔ
−ｔｏ）ン十日（１）とする。［０は送信側から受信側
で受信されるまでの遅延時間である。ε（１，）は雑音
である。０ｇ（ｔ）は である。ここでＡ（ｔ）＋ｔｔが０から王までの間は１
で、他ではＯをとる函数である。

−Ａ　＜−ｔ）・＝Ｑ　　　　　ｔ＞Ｔ、ｔぐＯ／！Ｌ
＜ｔ）−１ｏ≦［≦Ｔ ａ□は拡散符号で＋１か−１の値をとり符号周期長Ｍを
もったＰＮＮ同月疑似雑音符号）とする。

従って　αη＝　ＣＬｎ　Ａ甲　である。

２は前記直接拡散符号と同一の複製符号（ＰＮ符号）を
発生する複製符号発生器であって、シフトレジスタとゲ
ートで構成されていて、受信信号と復製符号との相関が
とられるが、通常はヘテロダイン相関方式がとられる。

複製符号発生器２は符号を１７秒ごとに・・町α０．α
＋）　””’）（ＩＭ−＋、α。、α１．　＝−、ｄＭ
−＋、　（Ｌ。、　、−１のように発生する。

この符り間隔ＴＶ　　は可変周波数発振器３にＪ：って
きめられるクロックと一致している。

この複うｌ符号（レプリカ）はミキナ４で局部発振器５
０局部発振信号ｆＬｏを乗積して拡散する。

そしてこの拡散した（＋ｉ　５？ｌ、ずなわら、（２ｖ
　（ｔ）　ｃｏｓ　（２Ｗｒ　ｆＬｏ　ｔ　）が相関器
６に入力され、受信信号入力端子１からの受信されたス
ペクトラム拡散信号との相関がとられ、【「フィルタ７
へ入力する。

１Ｆフイルタ７の入力は、 α、（ｔ）乙Ｌｇ　（ｔ−ｔｏ）ｓｉｎ　（２Ｘ　ｆｌ
。ｔ）ｃｏＳ（２ｒｒ、ｆ、＜ｔ−ｔｏ＞）であり、Ｉ
Ｆ周波数を 千１Ｆ　：十に−十ＬＯ とするとＩＦフィルタ７の出力は （ｌｖ（ｔ）　　０ｇ（ｔ−ｔｏ）　　５ｉｎ（２１１
，、ｆｘＦｔ　　子　９≧。）＊　　ＬＦ（ｔ、）とな
る。【「フ・Ｃルタ７の出力を増幅′：ａ８で増幅し、
検波器９で検波する。

ここで五□、（ｔ）は■「フィルタのインパルス応答で
ある。ａ、がＰＮ符号であるため、ｔｏ／ｆｉＭ王の整
数倍でＴ＝α、のとさ １　＝　ｄｖ（ｔ）（ｂ　（ｔ−ｔｏ）と＜７．って、
逆拡散が成功する。ｌｏｈ（ＭＴの整数倍からτだ【プ
ずれているとＩＦフィルタ７の出力の電力は、第９図の
ようになる。この電力がヘテロダイン相関方式における
相関電力である。捕捉動作はこの相関電力を発見する動
作のことである。

雑音に埋れている受信信号からこの電力を発見するため
には十分狭い帯域のｒ［フィルタが必要であり、また、
相関電力が一定値になる時間はＩＦフィルタの帯域の逆
数に比例する。

捕捉追跡動作は第８図の破線で囲まれた追跡器１０で行
なわれる。（なお、この追跡ｉ！’ｆｆ１１０はタウデ
ィ１アー型を示しているが、遅延ロック（ＤＬＬ）型で
らＪ、い。） 捕捉追跡は次のように行なわれる。

スイッチφ１がＥ側（ｅａｒｌｙ　）のときは、複製符
号発ビ［器２の符号と受信信号とのヘテ〔１ダイン相関
電力が検波１ｓ９から出力され、Ｌ側（１ａｔＱ）のと
きは遅延線１１によってそれよりτ秒だ番ノ遅延された
符号と受信１３号どのヘテロダイン相関電力が検波器９
から出力され、ぞれぞれにス・１応する電圧が対応して
切酔えられたコンデン’＋１２．１３に充電される。そ
して、減算器１／ｌでコンデンサ１２に充電されている
Ｅ側のときの相関電力に対応する電圧とコンデンリ１３
に充電されているＬ側のときの相関電力に対応Ｊる電圧
との差が１ｑられる。Ｅ側、Ｌ側の相関電力は第１０図
に示りように時間τだＣノずれるから、ぞの差は第１１
図に示ずようになる。従って、［０がＭＴに一致したと
きＯｖになる。また【０がＭＴにり小さいか大きいかで
正、負の値をとる。そしで、１ｔＯ−ＭＴＩが王よりも
大きくなってしまうとまたＯｖになってしまう。この減
算器１４の出力が符８位相検出出力として、ループフィ
ルタ１５へ入力する。ループフィルタ１５はＥ、Ｌ側の
差の電圧がＯｖになるように可変周波数発振器３のクロ
ック周期を制御づることで受信された拡散符丹を追跡す
る。

一方、加算器１６にはＥ側、Ｌ側の電圧の和が１７られ
、この和は第１２図のようになる。この和は相関電力に
対応している。

この相関電力検出出力は追跡捕捉制御ロジック１７へ入
力する。追跡捕捉制御ロジック１７は相関電力を監視し
て、ある値以下になったときは、捕捉動作に移るように
スイッチφ２を切替えて可変周波数発振器３を制御して
いる。

く本発明が解決しＪ５うとする問題点〉このにうな従来
の直接拡散信号追跡捕捉器では、信号を捕捉するために
可変周波数発振器３の発振力出力を監視している。この
とぎＩＦフィルタ７の帯域よりもδ「が十分小さければ
ＩＦフィルタ７の過渡応答は無視できて相関電力出力は
第１３図のように２／δｆ秒のピークがＭ／δ「秒の間
隔で出力されてくる。従って、このピークを検出するた
めには、Ｒ悪Ｍ／δ「秒かかることになり、検出及び捕
捉に要する時間が穫めて大であった。

く本発明の目的〉 本発明は上記の欠点を改め、この検出及び捕捉時間を格
段に小さくした直接拡散信号捕捉追跡器を提供すること
を目的としている。

パ：上記問題点を解決するための本発明の手段〉本発明
では、この目的のために、追跡器を複数（Ｎ個）設けて
、各追跡器に？８２製符９発生器からの複製符号を所定
時間ずつずらして供給し、Ｎ個の追跡器のうらの１１ｔ
！ｊを自動的に選択して追跡器１りにはいらせ、以下、
順次Ｎ個の追跡器を最も効率Ｊ：り追跡動作に用いるよ
うにして捕捉追跡に要する時間を大幅に短縮できるＪ：
うにしたことを特徴としている。

〈本発明の実施例〉 次に、本発明の実施例の構成を第１図によって説明σ゛
る。

第１図において、１１は受信信Ｂ（直接拡散符号で直接
拡散されたスペクトラム拡散信号）χＲ（ｔ）が入力さ
れる受信伏目人力端子である。

ここで、 ｘｇ（ｆ、）＝αＦＬ（ｔ−ｆ、ｏ）　Ｓｉｎ　（２７
Ｉ／ｆＲ（ｔ−ｔ−））　十Ｅ、（ｔ）６（をンは７１
１音である。

１２は前記直接拡散符号と同一の複製符号をＮ個の出力
端Ｔ−Ｏｒ□〜ＯＮから所定の時間ずつシフＩ〜して順
次出力する複製筒５〕発土器である。複製符号の発生間
隔Ｔ、は可変周波数発振器１３からのクロックによって
制御される。

２０＋〜２ＯＮは符号追跡器であって、一方の入力端子
には、受信されたスペクトラム拡散信号が入力し、他方
の入力端子には、前記複製筒Ｊ１発生蔦１２の出力端子
０１〜ＯＮからの所定時間ずつシフｌ−された複製符号
が入力する。即ち、ＴＶごとに発生される複製符号 αＶＣｔ）−４１ａＷＩＡ（ｔ−ＴｈＴＪ’ｆｆｌ　ｍ
　−Ｑｔｓ が隣りの出力端子ごとに所定■だ【プシフトされている
から、例えば、第１の追跡Ｒ５２０１には、αｏ＞　ａ
Ｏ（ｌｘ、　（’−６，１、−１、・）　Ｌ−＋　）　
ｃｔ。ｙ　・、・−・−で入力され、第２の追跡器２０
２には ０−Δ）Ｌ＋＋、ＣＬｔｓ＋２．（ｌΔ＋３．−＝−−
−）（ｌｂ−ｔ、（ｌｂ、、、、、。

で入力ざｈＸ第３の追跡Ｚ２０コには、θ−ｍ＋（１２
ｂ＋＋、（ｌｚｂ＋２．（ｔｗｏ、−１１１，ヮ０−ｚ
ｂ−＋、（ｌｘｂ、　、−−−１で入力される。

符号追跡器２０＋〜２ＯＮは第８図の破線で囲っだ従来
のタウディリ゛−型の追跡器と同一の構成であって、複
製符号で局部発振信号をａ接拡散し、受信信号（スペク
トラム拡散信号）どの相関をとることににって生じる相
関電力を出力づる相関電力出力端子と、複製符号を所定
の８）間だけ遅延さ　・ヒた符８を利用して、復製符号
と拡散符ｑ間の位相差を検出して出力覆る符号位相検出
端子とを備えている。（なお、符号追跡器２０１〜２Ｏ
Ｎはクラディ１アー型に限らずＤ　Ｌ　Ｌ型あるいはイ
の他のものでもよい。） 符号追跡器２０ｒ〜２ＯＮの各符号位相検出端子とルー
プフィルタ１５との間には、スイッチ素子２１１〜２１
Ｎが設けられ、また各相関電力出力端子には、各符号追
跡器２０１〜２ＯＮの相関電力検出信号を交番ノ、ある
所定のレベル値と比較して、検出信号がイれ以上なら相
関電力が検出されたと判定し、対応り゛る名ス、イツヂ
累子２１１〜２１ＮをＯＮ状態にするコンパレータから
構成されたスイッチ制υＩＩ　Ｆｉ：　２２　ｌ〜２２
Ｎが接続されている。

１５はスイッチ素子２１１〜２１Ｎを介した符号追跡器
２０１〜２ＯＮからの位相差信りに対応して可変周波数
発振器１３を制御するためのクロック周波数制御信号を
作り出すループフィルタである。

このループフィルター５の出力と可変周波数発振器１３
の制御入力との間には、制御回路２３が１４ノられてい
て、ループフィルター５のいかなる出力に対しても制御
入力が所定の範囲内におさまるように、フィルタ出力で
ある周波数制御信号を制限する。

なｄ３、前記復製符号発生器１２は、第２図に示すにう
に例えばメモーリ１２１とＭカウンター２２から構成で
きる。メモリはＭ以上のアドレスとＮ本以上の出力端子
を右し出力端子はバイナリ記憶情報の各ピッ１−に対応
している。

アドレス入力がｍ番地であるとき、出力端子には、 す、（ｙｎ）Ｄｚ（ｍ）、−−−−−−、ＤＮ（ｍ）の
出力があられれる。

ＤＩ＜（ｙ）　＝　　ｌ　　、１　　　　　　ｋ＝　Ｉ
＞　２ｉ　−＝−７’である。ｍ１ｆＨ地に記憶されて
いる情報は−１を０１１を１に対応している。Ｏｌ、Ｄ
２　、・・・・・・、ＤＮの内容は拡散符号系列ａ１．
ａ２．・・・・・・、ａＭを所定符号長ずつシフトざゼ
たらのである。すなわち゛　Ｄ、（兜）＝ａ笥 Ｄ２””　＝　’２１＋（（６１＋ｖｎ）　ｙｏＪＭ　
）’ＤＢ　　ｈｎ）”　　ａ＋　十（（ａｌ＋ｙ）ｎｏ
ｄ閃）である。

但し４Ｉ、△２．　＝９．”　、△９−７はシフト長で
あって通常は△１−Δ、Δよ弯２Δ、・−・・・−−−
１Δ、１−（へ）−１）Δに選ばれる。ここで・乙はＭ
／Ｎをこえない最大整数とする。

く上記実施例の動作〉 次に、」−記実施例の動作を説明する。

受信信号入力端子１１に入力したスベク１へラム拡散信
号は各符号追跡器２０！・〜２ＯＮの一方の入力端子へ
入力され、他方の入力端子に入力した複製符号によって
相関がとられる。

符号追跡器２０＋〜２ＯＮの相関電力出力端子には、受
イ８信号の符すの発生間隔を王、復製符号の発生間隔を
ＴＶ　　とすると、両符号のクロック周波数のオフセッ
トδ「は となり、第３図に示すように、Ｍ／δ［の間隔で相関電
力があられれる。（但しδ「は符号追跡器２０１〜２Ｏ
Ｎの内部のヘテロゲイン相関器のＩＦフィルタの帯域、
あるいは相関器のローパスフィルタの帯域よりも十分小
さいものとする。）一方、符号追跡）！５２０ｘ〜２Ｏ
Ｎの符号位相差検出端子からは、第４図に示づ゛ように
Ｍ／δ「の周期の２／δ「の期間だけ有効な位相差信り
が出力される。

しかして、前記したように、各符号追跡器２０１〜２Ｏ
Ｎには乙符＠長ずつシフトされた複製符号が供給される
から各符号追跡器２０＋〜２ＯＮの相関電力出力は第５
図のようにＡ／／δｒずつずれてあられれる。各スイッ
チ制御器２２１〜２２Ｎは各符号追跡ｒ！！１２０ｔ〜
２ＯＮの相関電力検出信号を受【ノ、ある所定のレベル
値と比較して、検出信号がそれ以上なら相関電力が検出
されたと判定し、対応するスイッチ素子２１＋〜２１Ｎ
をＯＮ状態にザるコンパレータから構成される。Ｍ／δ
ｆの周期の間の２．／δｒがＯＮ状態であり他はＯＦＦ
状態になっている。相関電力は第４図のＪ：うに各符号
追跡器２０１〜２ＯＮに順次あられれるから、スイッチ
素子２１１〜２１Ｎは第６図に示すように１個ずつ順次
ＯＮ状態になる。

スイッチ素子２１１〜２１ＮのいずれかがＯＮになると
、そのスイッチ素子のスイツｆ−制御器へ相ｌ５ｌＮ電
力を出力した符号追跡器２０１〜２０Ｍの符号位相検出
出力（第４図に示す）がループフィルタ１５に入力され
る。ループフィルタ１５はこの位相差信号に基づいて可
変周波数発振器１３を制御する周波数制御信号を出力す
る。制限回路２３は、ループフィルタ１５のいかなる出
力に対しても制御入力が所定の範囲内におさまるように
周波数制御信号を制限する。その結果、可変周波数発振
器１３の出力信号であるりＯツク周波ａ１／ＴＶは所定
の範囲以外にはならず、このクロック周波数によって複
製符号発生器１２から発生する複製符号発生器隔−ｒｖ
も所定の範囲内におさまる。

ぞの結果、クロックオフヒツト１δｆ　１はある周波数
δ「穎い　以下になる。

１δ［１〈δ’ｔｎａｘ δｆつや　は符号追跡器２０＋〜２ＯＮ内部のヘテロダ
イン相関器を構成するＩＦフィルタの帯域ＢＩＦと相関
電力を検出する際の検波器に含まれるローパスフィルタ
の遮断周波数「Ｃから定まり、それらよりも十分低い周
波数である。りなわら、この制限器があるため、スイッ
チ素子２１１〜２１Ｎがｏ「「の状態では必ず相関電力
出力にＭ／δｒ周期の出力があられれる。

第７図（ａ　）〜（Ｃ）はδｆによる相関用ノｊ電力波
形の変化を示している。

秒の間には必ずスイッチ素子２１１〜２１Ｎのいずれか
がＯＮ状態になって、このＯＮ状態の間、符号追跡器２
０、スイッチ素子２１、ループフィルタ１５、制御回路
２３、可変周波ｙｉ１発成′５１３、複製符号発生器１
２から成るフェーズロックループが完成する。ループフ
ィルタ１５はこのとき符号追跡器の符号位相検出端子の
位相差信号が零になるＪ：うに可変周波数発振器１３の
クロック周波数を制御する。その結果、このフ［−ズロ
ツクルーブがロックイン状態になり、本発明の直接拡散
８弓捕捉追跡器は捕捉状態から追跡状態になる。

従って、以上のように、従来の１個の符号追跡器の場合
には、相１１！ｌ電力のピークを検出するのに短縮する
ことができる。そして、Ｎ個の符号追跡器のどれを追跡
時に使用するかはまったく自動的に選択される。また、
追跡中の他の符弓追２／）器は、まったく使用されず、
従って池の１３′；３の捕捉にも使用可能である。ずな
わら、ナ１１めの借りの捕捉に以下、同様にして、Ｎ個
の侶；コの全捕捉時間は、で済むことになる。

〈本発明の効果〉 以上説明したにうに本発明によれば、相関電力の検出時
間及び捕捉時間を大幅に短縮することができる。

また、増加するハードウェアは、すべて同一の構造でよ
く、！ａ積回路化が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ずブロック図、第２図は
複製符号発生器の構成例を示Ｊブロック図、第３図【ま
相関電力出信弓を示η゛タイムチト−ト、第４図は位相
差検出信号を示すタイムヂＩ＃−ト、第５図は複数の符
号追跡器の相関電力出力を示づタイムヂャート・、第６
図は段数のスイッチ素子の０Ｎ−ＯＦＦ状態を承り図、
第７図（，１）、（１＋）、（ｃ）はδ「による相関電
力波形の状態を承り波形図である。 第８図は従来装置を示すブロック図、第９図は相関電力
出力を示づクイムチト−ト、第１０図は時間を・ｒらし
た２つの相関電力出力を示寸タイムチャート、第１１図
は２つの相関電力の差を示す図、第１２図は２つの相関
電力の和を示づ図、第１３図は相関電力出力を示づタイ
ムチャートである。 １１・・・・・・受信信号入力端子、１２・・・・・・
複製荀号光生器、１３・・・・・・可変周波数発振器、
１５・・・・・・ループフィルタ、２０１・〜２ＯＮ・
・・・・・符ｇ追跡器、２１１〜２１Ｎ・・・・・・ス
、イッヂＭ〒、２２１〜２２Ｎ・・・・・・スイッヂ制
御器、２３・・・・・・制限回路。 特許出願人　　　アンリツ株式会社 代理人　弁理士　　早　川　誠　志 第１図 第８図 第９図 第１０図 −Ｔ　　　　ＯＴ 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 拡散符号で直接拡散されたスペクトラム拡散受信信号が
   入力される受信信号入力端子と； 周波数制御信号を出力するループフィルタと；前記ルー
   プフィルタからの周波数制御信号に対応して周期が変化
   するクロック信号を出力する可変周波数発振器と； 前記可変周波数発振器からのクロック信号によって発生
   間隔が制御される前記拡散符号と同一の複製符号信号を
   、複数の出力端子から互いに所定時間シフトさせて順次
   出力する複製符号発生器と；前記受信信号入力端子から
   のスペクトラム拡散受信信号を受けると共に、前記複製
   符号発生器の前記複数の出力端子のうちの１つからの各
   複製符号信号をそれぞれ受け、該各複製符号信号でスペ
   クトラム拡散受信信号との相互相関をとることによって
   生ずる相関電力を検出して相関電力信号をそれぞれ出力
   すると共に、該各複製符号信号を所定時間遅延させた信
   号でスペクトラム拡散受信信号と複製符号信号間の位相
   差を検出して符号位相検出信号をそれぞれ出力する複数
   の符号追跡器と；前記複数の符号追跡器の符号位相検出
   信号出力端子と前記ループフィルタとの間にそれぞれ設
   けられた複数のスイッチ素子と； 前記複数の符号追跡器からの相関電力信号をそれぞれ受
   けて、相関電力が所定値以上になると前記スイッチ素子
   がＯＮし、所定値を下回るとＯＦＦするように前記スイ
   ッチ素子をそれぞれ制御するように各スイッチ素子に対
   応して設けられた複数のスイッチ制御器とを備えた直接
   拡散信号捕捉追跡器。