KR100688329B1 - 스펙트럼 확산방식의 통신장치, 및, 그 고속동기 확립법 - Google Patents

Abstract

반송파의 주파수와 위상을 수신측에 있어서 엄밀하게 알고 있지 않은 상태라도, 고속동기 확립을 가능하게 한다.

토글 검출부(101)와 복조부(105)를 가지는 스펙트럼 확산방식의 통신장치로서, 토글 검출부(101)는, 수신 신호 반송파의 속에 존재하는 토글점의 후보를 검출하고, 복조부(105)는, 그 검출 결과를 바탕으로 계산된 시프트량에 따라서 시프트시킨 확산 부호를, 수신 신호에 승산함으로써, 수신 신호를 복조한다.

반송파, 고속동기 확립, 토글 검출부, 복조부, 시프트량, 토글점, 수신 신호

Description

스펙트럼 확산방식의 통신장치, 및, 그 고속동기 확립법{SPREAD SPECTRUM SYSTEM COMMUNICATION UNIT AND ITS METHOD FOR ESTABLISHING HIGH SPEED SYNCHRONIZATION}

본 발명은, 스펙트럼 확산방식의 통신장치, 특히, 초저전력의 장거리 통신을 실현할 수 있는 통신장치, 및, 그 고속동기 확립법에 관한 것이다.

현재에서는, 무선LAN이나 휴대전화 등의 무선 시스템이 광범위하게 보급되어 있다. 이들 무선 시스템은, 보다 대량의 정보를 보다 고속으로 송수신할 수 있는 것을 목표로 하여, 나날이 개량이 진행되고 있다.

그러나, 현재의 사회에서는, 하나의 정보원으로부터 그다지 막대한 정보를 필요로 하지 않는 분야도 많이 존재한다. 예를 들면, 병원내 전역의 무선 너스 콜을 포함하는 의료계, 기상계, 방재계, 환경계(동물의 생식 조사, 경보 등)의 분야에 있어서는, 1분에 100비트정도의 정보량으로 충분한 경우가 많다. 또한, 사태의 경보에서는, 매초 1비트의 정보량이라도 좋다.

이러한 분야에 있어서는, 무선LAN이나 휴대전화 등에 관한 기술을 그대로 적용해도, 소비전력이나 가격 코스트의 면으로부터 실용화는 곤란하다. 여기에서는, 1통신당의 전력, 가격 코스트가 작고, 그리고 상당한 거리를 극복할 수 있도록 한 무선 시스템(초저전력의 장거리통신 무선 시스템)이 요구된다. 더 구체적으로 항목을 들면, 이하와 같은 성능이 요구된다.

·50nW출력정도로 실현할 수 있는 것

·장거리통신(예를 들면 100m)을 실현할 수 있는 것

·매초 1-10비트정도의 정보를 송수신할 수 있는 것

또한, 상기한 바와 같이, 송수신되는 정보량은 적어도 상관없으므로, 통신 속도는 고속일 필요는 없다.

그런데, 장거리통신에 있어서 초고감도를 얻기 위해서는, 전송매체(전파, 음파, 또는, 광파)의 「식별 능력」이 필요하며, 이 「식별 능력」은, 수신 대역폭에 지배된다. 수신 대역폭이 커지면, 자연 잡음전력도 이것에 비례해서 커지고, 또, 타통신과의 혼신 확률도, 비례적으로 증대한다. 따라서, 수신 대역폭을 극도로 작게 하면, 이것에 비례해서 도달 거리는 늘어나게 된다.

또, 수신 대역폭을 작게 했을 경우에는, 필요전력도 작게 할 수 있다. 예를 들면, 일반의 업무용FM(주파수변조)은 20kHz정도이므로, 이것을 1Hz까지 좁히면, 필요전력은 2만분의 1이 된다. 10mW 특별 소전력의 2만분의 1은, 0.5㎼가 된다. 10W의 아마추어 무선으로 세계와 교신할 수 있지만, 수신 대역폭을 1Hz까지 좁혔을 경우, 필요전력은 그 2만분의 1, 즉, 0.5mW로 가능하게 된다.

이렇게, 수신 대역폭을 작게(예를 들면, 상기와 같이 1Hz정도까지 작게) 함으로써, 상기와 같은 요구에 대응한 「초저전력의 장거리통신 무선 시스템」을 실현할 수 있는 가능성이 있다.

그러나, 150MHz 수정발진기의 주파수정밀도는 15ppm정도이며, 주파수편차는 3kHz에 까지 이른다. 이 「3kHz」라는 주파수편차는, 상기 예에 있어서의 「1Hz」와 3000배의 차이가 있다. 따라서, 3개마다 주파수를 사용했다고 해도, 1000ch분의 폭을 찾아 다니지 않으면 안되고, 또, 단순히 수신 대역폭을 작게 하는 것 만으로는, 기존 통신의 혼신을 배제하는 것은 곤란하다.

그래서, 수신 대역폭을 작게 한, 즉, 「작은 점유 대역폭의 장거리통신」에, 스펙트럼 확산 통신 방법의 적용을 생각해 본다. 실용 가능한 범위에서 스펙트럼 확산 통신 방법을 적용할 수 있으면, 반송파를 찾아 다니거나 할 필요 없이, 혼신을 적합하게 배제할 수 있다.

여기에서, 스펙트럼 확산 통신 방법에 대해서 간단하게 설명한다. 이 통신 방법은, 1960년대에 군사·우주통신의 분야에서 개발이 시작되고, 현재에서는 휴대전화의 CDMA(부호 분할 다중), 퍼스널 컴퓨터 주변의 근거리통신(블루투스), 무선LAN(Local Area Network) 등에 있어서 널리 이용되고 있다.

원래, 스펙트럼 확산 통신은 두개의 측면을 가지고 있었다. 즉, 하나는, 매우 미약한 전파로 장거리 통신하는 군사, 위성통신의 면이며, 또 하나는, 같은 주파수로 복수의 통신 경로를 유지하는 다중통신의 면이었다. 현재, 카 네비게이션에 사용되고 있는 GPS(Global Positioning System)는, 전자의 장거리 통신에 역점을 두고 운용되고, 그 이외의 모두는 후자의 다중통신에 역점을 두고 운용되고 있다.

스펙트럼 확산 통신에 있어서는, 송신측에 있어서 반송파를 변조(확산)하기 위해서 사용된 확산 부호를, 동기(전송 지연 시간분만큼 확산 부호의 위상을 시프트 해서 동기를 취한다.)시킨 뒤에 수신 신호에 승산(乘算)함으로써, 수신측에 있어서 원래의 반송파를 재현하고 있다. 이렇게 하여 원래의 반송파를 재현하는 것을, 「역확산」또는 「복조」라고 한다.

역확산을 행할 경우, 승산하려고 하는 확산 부호를, 전송 지연 시간분만큼 위상 시프트시키는 것이 필요하게 되지만, 전송 지연 시간을 수신측에 있어서 알고 있지 않은 상태에서 수신을 성공시키기 위해서는, 확산 부호를 조금씩 슬라이드시키면서 역확산(복조)조작의 시행을 되풀이하고(예를 들면, 확산 부호에 주어야 할 시프트량을, 시행 스텝마다 1칩(확산 부호의 최저 시간단위)시간분씩 늘려 가고), 그 후, 재현된 반송파가 유위(有爲) 레벨에 있는지 아닌지에 따라, 수신의 성공 여부가 판정된다. 이러한 동기 검출 방법을 「슬라이드법」이라고 한다. (또한, 이 동기 검출법은, 반송파의 주파수가 수신측에 있어서 판명되어 있는 것을 전제로 하고 있다.)

이 동기 검출법에 의한 경우, 동기 검출까지 필요한 시간은, 확산 부호에 M계열부호를 사용한다고 하면, 약 M(최장부호)계열 주기시간×M계열 칩수가 된다. 예를 들면, 통신 속도가 11MBPS, 확산 부호 길이가 11칩인 고속무선LAN에 있어서, 시행 스텝마다 가산하는 시프트량을 1칩 시간분으로 설정해서 슬라이드법을 실행하면, 최장이라도 11회의 시도로 동기가 성립한다. 여기에서, 1칩 시간이 0.1μ초라고 하면, 1회의 시도에 필요로 하는 시간은, 0.1μ초×11(칩)=1.1μ초가 된다. 이것을 슬라이드 시키면서 11회 시도했다고 하면, 1.1μ초×11=12μ초가 된다. 즉, 이만큼의 단시간으로, 통신을 위한 동기가 확립하게 된다.

또, 확산 부호 길이가 1023칩인 GPS에 있어서, 확산 부호를 슬라이드시키면서 동기 검출을 시행하면, 1회의 시도에서, 최저라도 1023칩 시간(확산 부호의 1주기시간)을 요하고, 1칩 시간의 50%의 단위로 이것을 슬라이드 시키는 조작을 되풀이하면, 2046회 슬라이드시켜 가는 사이에(즉, 2046회의 시도로), 동기 검출이 성공한다. 즉, 동기 검출까지의 소요시간은, 1023칩 시간×2046=200만칩 시간이라는 것이 된다. GPS의 1칩 시간이 1μ초라고 하면, 최장 2초, 평균 1초가 된다.

여기에서, 「작은 점유 대역폭의 장거리통신」에, 상기와 같은 스펙트럼 확산 통신 방법을 적용한 경우에 있어서, 슬라이드법에 의해 동기 검출을 시험해 보았을 경우에, 그 소요시간이 어느 정도가 될 것인가라는 문제에 대해서 생각해 본다.

우선, 수신 대역폭을 1Hz정도까지 좁혔을 경우, 사용하는 확산 부호의 1칩 시간을, 어느 정도 길게 설정할(예를 들면, 0.1m초=10kHz) 필요가 있다. 그리고, 1023칩의 확산 부호를 사용할 경우, 상기 GPS의 예를 따르면, 동기 검출에는 최장으로 200만칩 시간을 필요로 하게 되기 때문에, 확산 부호의 1칩 시간을 0.1m초=10kHz로 했을 경우에는, 동기 검출까지의 소요시간은, 0.1m초×200만(칩 시간)=200초라는 것이 된다. 즉, 수신 개시 후, 최초의 1비트가 검출될 때까지는, 평균으로 1분40초, 최장으로 3분20초 걸리게 된다.

이렇게, 작은 점유 대역폭의 장거리 통신에 스펙트럼 확산 통신을 적용하고, 슬라이드법에 의해 동기 검출을 시험해 보았을 경우, 상당한 시간이 걸려 버리게 된다. 따라서, 동기시키기 위한 불필요한 송신 시간을 필요로 한다. 그러나, 송신 시간이 길어지면, 그 만큼 필요전력이 커져 버리므로, 정보당의 전력효율이 열화해 버리게 된다. 따라서, 작은 점유 대역폭의 장거리 통신에 스펙트럼 확산 통신 방법을 단순히 적용한 것 만으로는, 「초저전력의 장거리 통신」을 실현하는 것은 곤란하다(제1문제).

또, 반송파의 주파수가 150MHz인 경우, 그 파장은 2m이므로, 송신기가 수신기에 대하여 매초 10m의 속도로 멀어지거나, 급접하거나 하는 운동을 시작했을 경우, 수신기에 있어서는, 그것이 5파 적은 주파수(150MHz-5Hz), 혹은, 5파 많은 주파수(150MHz+5Hz)의 반송파로 보이게 된다. 확산 부호의 칩 시간이 0.1m초, 확산 부호 길이가 1023칩이었다고 하면, 상기 속도에서는, 1주기시간(약 0.1초)의 사이에, 0.5Hz(0.1m초×1023), 즉 180도의 위상변화가 발생한다.

이 경우, 수신 신호를 역확산해서 반송파를 검출하려고 할 때, 최초의 위상이 제로라고 하면, 최후의 쪽에서는 위상이 반전하고 있어, 동기를 확인할 수 없는 상태가 되어 버린다(제2문제).

또한, 상기의 예에 있어서, 매초(주기1초) 1비트의 저속통신으로 했을 경우, 1023칩 길이의 스펙트럼 확산 부호를 사용한다고 하면, 동기 확립까지 최장으로 1023초 걸리게 되고, 수신 개시로부터 20분 기다리지 않으면 데이타 수신이 시작되지 않고, 매우 장시간이 걸리고, 언제까지나 동기하지 않아, 이래서는 실용이 안된다는 문제가 있다(제3문제).

또한, 상기의 개량으로서, 주기시간의 전부를 디지털 처리해서 동기 검출하 는 방법이 있다. 이 방법에 의하면, 동기 검출 시간을 단축할 수 있다고 생각된다. 그러나, 반송파의 주파수를 고정밀도로 확정할 수 없는 경우에는, 다음과 같은 문제가 생긴다.

반송파 주파수에 편차가 있고, 예를 들면, 150MHz±15ppm(±2.25KHz)(표준적인 Xtal), 확산 부호의 1칩 시간을 0.1m초, 확산 부호 길이를 1023칩으로 했을 경우, 반송파 주파수가 5Hz 어긋나면, 동기 유지가 곤란해 지고, 10Hz 어긋나면 다른 전송이라고 할 수 있다.

즉, 스펙트럼 확산 통신과 같이, 위상변조가 기본으로 되어 있는 전송에 있어서, 확산 부호의 주기시간 0.1초(0.1m초×1023) 전체에 걸쳐서, 반송파신호의 위상량이, 반송파의 0.5주기이내로 판명되어 있지 않으면, 반송파의 레벨 검출 자체가 성공하지 않는다. 즉, 확산 부호의 동기 확립을 위해서는, 반송파의 주파수를 엄밀하게 알고 있을 필요가 있다. ±2.25kHz의 속에 있는 반송파를 10Hz단위로 검출하기 위해서는, 450회의 시행을 필요로 한다. 즉, 반송파의 주파수에 편차가 있을 경우에는, 실용적인 범위내에서 확산 부호의 동기를 확립시키는 것은 곤란하다(제4문제).

또, 주기시간의 전부를 디지털 처리해서 동기 검출하는 방법에 있어서는, 하드웨어 상관으로서, 표면탄성파소자(SAW) 등에 의한 고속상관이 행해지고 있지만(예를 들면, 일본국 특개평9-64787호 공보), 낮은 통신 속도, 작은 전력으로 장거리통신을 실현하기 위해서는, 물리적으로 장시간의 상관기가 필요하게 된다. 그러나, 그러한 상관기를 실현하는 것은 곤란하다(제5문제).

요컨대, 종래의 방법으로는, 반송파의 주파수나 이동 속도를 알고 있어, 위상 어긋남을 보정할 수 있고, 확산 부호 길이가 짧은 것을 이용하고, 적당한 시프트량을 가진 확산 부호를 준비하여, 역확산→위상검파→동기 검출을 되풀이하고 있으므로, 동기 검출을 위해서는, 확산 부호의 반복 시간 전체에 걸쳐서 위상이 보증되어 있지 않으면 안된다. 바꾸어 말하면, 확산 부호의 동기 위치를 알기 위해서는, 반송파의 주파수의 엄밀성이 필요하고, 또, 확산 부호가 동기하고 있지 않으면, 반송파의 주파수를 알 수는 없다. 즉, 데드락 상태에 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 초저전력의 장거리통신을 실현할 수 있고, 또, 고속으로 동기를 확립시킬 수 있고, 또한, 반송파의 주파수가 엄밀하게 확보되어 있지 않은 상태에서도, 확산 부호의 동기 확립을 가능하게 하는 스펙트럼 확산방식의 통신장치, 및, 그 동기 확립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 스펙트럼 확산방식의 통신장치는, 토글 검출부와 복조부를 가지고, 토글 검출부는, 수신 신호 반송파의 속에 존재하는 토글점의 후보를 검출하도록 구성되고, 복조부는, 그 검출 결과를 바탕으로 계산된 시프트량에 따라서 시프트시킨 확산 부호를, 수신 신호에 승산함으로써, 수신 신호를 복조하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 토글 검출부는, 미리 보유하고 있는 기대 신호와, 수신 신호 반송파의 상관 연산을 행함으로써 토글점의 후보를 검출하도록 구성되는 것이 바람직하고, 또, 보유되는 기대 신호는, 수신 신호 반송파의 속에 존재하고 있을 것이라고 예상되는 토글점의 파형을 포함하는 신호로서, 확산 부호의 2칩 시간분의 길이의 신호,또는, 그것보다도 짧은 신호인 것이 바람직하다.

또한, 토글 검출부는, 토글점 후보의 검출 결과로서 토글 신호를 출력하도록 구성되고, 이 토글 신호와, 확산 부호의 미분치의 절대치와의 상호 상관치를 바탕으로, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 시프트량 계산부에 있어서 계산되고, 복조부는, 그들의 시프트량의 후보마다 수신 신호의 복조 작업을 행하고, 반송파 검사부에 있어서, 복조부에 의해 복조된 수신 신호의 반송파 스펙트럼의 유효성이 검사되도록 구성되는 것이 바람직하다.

또, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 계산될 때, 토글 신호의 푸리에 변환치와, 확산 부호의 미분치의 절대치의 푸리에 변환치와의 상호상관이 행해지도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 스펙트럼 확산 통신의 고속동기 확립법은, 수신 신호 반송파의 속에 존재하는 토글점의 후보를 검출하는 제1스텝과, 그 검출 결과를 바탕으로, 시프트량을 계산하는 제2스텝과, 계산된 시프트량에 따라서 시프트시킨 확산 부호를 수신 신호에 승산함으로써, 수신 신호를 복조하는 제3스텝이 순서대로 실행되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 경우, 수신 신호 반송파의 속에 존재하고 있을 것이라고 예상되는 토글점의 파형을 포함하는 신호로서, 확산 부호의 2칩 시간분의 길이의 기대 신호, 또는, 그것보다도 짧은 기대 신호가 미리 준비되고, 제1스텝에 있어서, 그 기대 신호와, 수신 신호 반송파와의 상관 연산을 행함으로써, 토글점의 후보가 검출되는 것이 바람직하다.

또, 제1스텝에 있어서, 토글점 후보의 검출 결과로서 토글 신호가 출력되고, 제2스텝에 있어서, 토글 신호와, 확산 부호의 미분치의 절대치와의 상호상관치를 바탕으로, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 계산되고, 제3스텝에 있어서, 그들의 시프트량의 후보마다, 수신 신호의 복조가 행해지는 동시에, 그들의 복조 신호의 반송파 스펙트럼의 유효성이 검사되는 것이 바람직하다.

또한, 제2스텝에 있어서는, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 계산될 때, 토글 신호의 푸리에 변환치와, 확산 부호의 미분치의 절대치의 푸리에 변환치와의 상호상관이 행해지는 것이 바람직하다.

도 1은, 본 발명의 통신장치에 있어서의 수신기의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는, 도 1에 도시한 토글 필터(101)에 보유되어 있는 기대 신호의 설명도이다.

도 3은, 도 2의 기대 신호를 창함수에 의해 변형하는 예의 설명도이다.

도 4는, 도 1에 도시한 토글 필터(101)에 있어서의 「토글점 후보의 검출」의 설명도이다.

도 5는, 수신 신호, 토글 신호, 및, 확산 부호의 관계를 설명하는 도면이다.

도 6은, 송신측에 있어서 반송파의 확산을 위해서 사용되는 확산 부호의 파 형, 및, 확산 부호에 의해 확산된 반송파의 파형의 1예로서, 반송파와 확산 부호가 동기하고 있는 예를 도시한 도면이다.

도 7은, 반송파와 확산 부호가 비동기인 경우의 반송파의 파형의 예를 도시한 도면이다.

도 8은, 잡음이 있을 경우의 수신 신호의 1예를 도시한 도면이다.

도 9는, 도 8(c)의 수신 신호를 토글 필터(101)에 입력했을 경우에 출력되는 토글 신호와, 반송파의 확산에 사용된 확산 부호와의 관계를 설명하는 도면이다.

도 10은, 도 9의 토글 신호와 확산 부호와의 상호상관의 결과를 도시한 도면이다.

도 11은, 복조기(105)로부터 출력된 복조 신호가, 반송파 검사부(106)에 있어서 스펙트럼으로서 검출되는 예를 도시한 도면이다.

도 12는, 복조기(105)로부터 출력된 복조 신호가, 반송파 검사부(106)에 있어서 스펙트럼으로서 검출되는 다른 예를 도시한 도면이며, 10Hz 떨어진 두개의 반송파를 혼합해서 수치계산한 예를 도시한 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 도면에 따라 본 발명의 적합한 실시형태에 관하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 통신장치에 있어서의 수신기의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 도시되어 있는 바와 같이, 이 수신기는, 토글 필터(토글 검출부)(101), 수신 신호·토글 신호 축적부(102), 상호상관기(상호상관부)(103), 시프트량 계산부(104), 복조기( 복조부)(105), 반송파 검사부(106), 및, 제어부(107) 등의 요소로 구성되어 있다. 본 발명에 관한 통신장치는, 스펙트럼 확산방식의 통신장치이며, 다음과 같은 조건으로 통신을 행할 수 있도록 되어 있다.

·반송파의 주파수:150MHz±15ppm(2.25kHz)(표준적인 Xtal)

·확산 부호의 주기:1초

·확산 부호 길이:1023칩

이 통신장치에 있어서 송수신되는 신호는, 반송파가 미리 확산 부호에 의해 위상변조(확산)된 뒤에, 송신기측에서 출력되도록 되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 이 「확산 부호에 의한 반송파의 변조」는, 2상위상변조(BPSK)라는 방식으로 행하여진다. 또한, 변조의 방식은, 반드시 BPSK일 필요는 없고, 예를 들면, 4상위상변조(QPSK)로 할 수도 있다. 다만, 내방해성능은, BPSK쪽이 우수하다.

송신기측에서 출력된 신호(확산 부호에 의해 반송파가 확산된 신호)가 수신되면, 수신기는, 그 신호(수신 신호)를 복조(역확산)하고, 그 수신 신호로부터 원래의 반송파(송신기측에 있어서 확산되기 전의 반송파)를 추출한다.

복조는, 수신 신호에 확산 부호(송신기측에 있어서 반송파를 확산할 때에 사용된 확산 부호와 동일한 부호계열)를 승산함으로써 행해진다. 이 때, 원래의 반송파를 바르게 재현하기 위해서는, 반송파의 속에 존재하는 다수의 토글점(확산 부호에 의해 반송파가 변조된 결과, 위상이 180도 변화된 점·천이점)과, 복조를 위해서 승산하려고 하는 확산 부호가 동기하고 있지 않으면 안된다.

송신기측에서 출력된 신호와, 수신 신호와의 사이에는, 전송 지연시간 등과 의 관계로, 또, 주파수편차 등에 기인하여, 위상의 어긋남이 생기고 있으므로, 수신 신호의 반송파의 속에 존재하는 다수의 토글점과, 복조를 위해서 승산하려고 하는 확산 부호를 동기시키기 위해서는, 확산 부호를 동기 추정 위치까지 시프트시킬 필요가 있다.(또한, 시프트시킴으로써 확산 부호가 동기할 것이라고 추정되는 수신 신호 중의 위치를, 여기에서는 「동기 추정 위치」라고 하고, 확산 부호를 동기 추정 위치까지 이동시키기 위해서 필요한 시프트량을 「α」라고 한다.)

그래서, 본 실시형태의 통신장치에 있어서는, 우선 처음에, 수신 신호의 파형으로부터 동기 추정 위치의 예비검출(수신 신호 중에 존재하는 토글점의 후보의 검출, 및, 토글 신호의 출력)을 행하고(토글 필터(101)), 토글 신호와 확산 부호와의 상호상관을 취하고(상호상관기(103)), 그 상호상관치에 기초하여 시프트량(α)의 후보(α1, α2…)를 계산하고(시프트량 계산부(104)), 시프트량의 후보마다 역확산을 시행하고(복조기(105)), 그 때마다, 반송파의 추출 상황을 조사해서, 수신(복조)이 성공했는지 아닌지의 판정을 행하도록(반송파 검사부(106)) 되어 있다.

여기에서, 이 통신장치의 수신기를 구성하는 요소, 및, 그들의 요소간에 있어서의 관계에 대해서, 각각 상세하게 설명한다. 우선, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 통신장치의 수신기에 있어서는, 수신 신호는 토글 필터(101), 및, 수신 신호·토글 신호 축적부(102)에 입력된다. 이들 중 토글 필터(101)는, FIR(Finite Impulse Response) 디지털 필터에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 토글 필터(101)는, IIR(Infinite Impulse Response) 디지털 필터나, 적화(積和)연산기 등에 의해 구성할 수도 있다.

토글 필터(101)는, 수신 신호가 입력되면, 수신 신호 반송파의 속에 존재하고 있는 토글점의 후보(위상변화점)을 검출하고, 이것을 바탕으로 토글 신호를 형성한다. 더 상세하게 설명하면, 토글 필터(101)는, 위상변화에 의해 예상되는 기대 신호(또는, 그 기대 신호로부터 계산된 특징)를 미리 보유하고 있고, 입력된 수신 신호와, 미리 보유하고 있는 기대 신호(또는, 기대 신호로부터 계산된 특징)와의 사이에서 상관 연산을 행하고, 반송파 중에 있어서의 위상변화점을 검출하고, 검출된 위상변화점의 값을 바탕으로 토글 신호를 형성해서 출력한다.

토글 필터(101)의 출력측에는, 메모리에 의해 구성되는 수신 신호·토글 신호 축적부(102)가 접속되어 있다. 즉, 이 수신 신호·토글 신호 축적부(102)에는, 상기한 바와 같이 수신 신호가 입력되는 것 이외에, 토글 필터(101)로부터 출력된 토글 신호가 입력된다. 그리고, 입력된 수신 신호와 토글 신호는, 페어로서 축적되어, 후처리에 대비된다.

수신 신호·토글 신호 축적부(102)의 토글 신호 출력측에는, 상호상관기(103)가 접속되어 있다. 이 상호상관기(103)는, DSP(Digital Signal Processor)나, 하드 로직에 의한 푸리에 변환기를 포함하는 상호상관수단에 의해 구성되어 있다.

상호상관기(103)는, 수신 신호·토글 신호 축적부(102)로부터 출력된 토글 신호(토글 신호의 푸리에 변환치)와, 확산 부호(확산 부호의 미분치의 절대치의 푸리에 변환치)의 상호상관을 취하고, 그 상호상관치(S(f))를 출력하는 것이다.

더 상세하게 설명하면, 상호상관기(103)에는, 반송파의 변조에 사용된 확산 부호에 관한 정보가, 상호상관을 위해서 편의상 가공된 상태로, 미리 보존되어 있다. 확산 부호에 관한 정보의 가공은, 다음과 같은 순서로 행해진다.

우선, 확산 부호(k(t))를 미분해서, 그 절대치를 취한다.

d/dtk(t)

|d/dtk(t)|=ka(t)

이 절대치계열(ka(t))을 푸리에 변환하고, 이것을 상호상관의 공역(共役)으로 한다.

FFT(ka(t))→FKA(f)

한편, 수신 신호·토글 신호 축적부(102)로부터 상호상관기(103)에 입력된 토글 신호를 g(t)라고 하면, 상호상관기(103)는, 이 토글 신호계열(g(t))을 푸리에 변환한다.

FFT(g(t))→G(f)

다음에, 이들의 값(확산 부호의 미분치의 절대치의 푸리에 변환치(FKA(f))와, 토글 신호계열의 푸리에 변환치(G(f)))의 상호상관을 행한다.

S(f)=FKA(f)*G(f)

그리고, 얻어진 결과(상호상관치(S(f)))를 출력한다.

상호상관기(103)의 출력측에는, 시프트량 계산부(104)가 접속되어 있다. 이 시프트량 계산부(104)는, 상호상관기(103)로부터 출력된 상호상관의 값(S(f))을 역푸리에 변환해서 s(t)로 한다. 이 s(t)의 최대치를, 확산 부호에 주어야 할 시프트량(α)(확산 부호를 동기 추정 위치까지 이동시키기 위해서 필요한 시프트량)으 로 간주하고, s(t)의 값으로부터, 값이 큰 순으로, 시프트량(α)의 후보를 복수(α1, α2…) 출력한다.

이렇게, 종래의 표면탄성파소자(SAW) 등 대신에, 푸리에 변환을 이용함으로써, 장시간에 걸친 신호처리가 가능하게 된다.

수신 신호·토글 신호 축적부(102)의 수신 신호 출력측에는, 복조기(105)가 설치되어 있다. 이 복조기(105)는, 수신 신호·토글 신호 축적부(102)로부터 출력된 수신 신호에 대하여, 확산 부호를 시프트시켜서 승산함으로써 수신 신호의 복조을 행한다.

확산 부호의 시프트는, 시프트량 계산부(104)로부터 출력된 시프트량의 후보(α1, α2…)를 확산 부호에 줌으로써 행한다. 더 구체적으로는, 우선, 시프트량의 제1후보(α1)의 값에 따라서 확산 부호를 시프트시켜, 시행적으로 역확산을 행하고, 계속해서, 시프트량의 제2후보(α2), 제3후보(α3)와 같이, 확산 부호에 시프트량 후보를 순서대로 주어 가고, 그 때마다, 역확산의 시행을 되풀이해 간다. 그리고, 이러한 시행적인 역확산이 행해질 때마다, 복조된 수신 신호(복조 신호)가 복조기(105)로부터 출력된다.

복조기(105)의 출력측에는, 반송파 검사부(106)가 접속되어 있다. 이 반송파 검사부(106)는, 푸리에 변환 유닛, 또는, 필터에 의해 구성되어 있다. 반송파 검사부(106)는, 시프트량의 후보(α1, α2…)마다 복조기(105)로부터 출력된 복수의 복조 신호의 각각에 대해서 스펙트럼의 검출을 행하고, 반송파 스펙트럼의 유효성을 검사하고, 동기 성공의 판정을 행한다.

또한, 반송파 검사부(106)의 출력측에는 제어부(107)가 접속되어 있다. 이 제어부(107)는, 반송파 검사부(106)로부터 출력되는 결과를 바탕으로, 상기한 바와 같은 동작에 관해서, 토글 필터(101), 상호상관기(103), 및, 시프트량 계산부(104)를 제어한다. 또한, 상기한 바와 같은 동작으로 한정되지 않고, 토글 필터(101)에 있어서의 기대 신호의 형성이나, 상호상관기(103)에 대하여 복수의 다른 확산 부호를 적용해서 행하는 다중통신의 제어 등도, 이 제어부(107)에 의해 행해진다.

다음에, 도 1에 도시한 수신기의 구체적인 동작을 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시한 토글 필터(101)에 보유되어 있는 기대 신호를 설명하는 도면이다. 토글 필터(101)는, 상기한 바와 같이, 입력된 수신 신호의 반송파 중에 존재하는 토글점의 후보를 검출해서, 토글 신호를 출력하는 것이며, 도시되어 있는 기대 신호는, 토글점의 후보를 검출하기 위해서 비교 참조(상관 연산)되는 신호 패턴이다.

도시되어 있는 바와 같이, 토글 필터(101)에 보유되어 있는 기대 신호는, 위상이 180도 변화되는 토글점을 끼고, 양측에 확산 부호의 1칩 시간분씩(즉, 2칩 시간분)의 길이를 가지는 신호로서, 확산 부호에 의해 반송파가 확산된 결과, 수신 신호의 반송파 중에 포함되어 있을 것이라고 예상되는 토글점의 파형, 및, 그 전후의 부분적인 파형을 모델로 하여 형성된 것이다.

이렇게, 기대 신호를 확산 부호의 2칩 시간분의 길이로 한 것은, 중심에 위치하는 토글점의 전후에, 다른 토글점을 포함하지 않는 신호로 하기 위해서이다. 즉, 이러한 구성로 했을 경우(혹는, 기대 신호의 길이를, 확산 부호의 2칩 시간분보다도 짧게 구성했을 경우), 수신 신호의 반송파 중에, 노이즈에 의한 짧은 위상 변화점이 포함되어 있었다고 해도, 이것이 토글점의 후보로서 검출되어버리는 것 같은 사태를 회피할 수 있고, 1칩 시간의 정수배로 출현하는 위상변화점만을 토글점의 후보로서 검출할 수 있다. 또한, 도 2에 도시한 실선, 및, 점선은, 각각 기대 신호의 실수부(cos파), 허수부(sin파)이며, 위상이 90도 어긋난 것이다. 이들 실수부, 허수부는, 신호처리의 수학적 수법으로서 복소(複素)계산하기 때문에 편리한 표현으로서 이용된다.

도 3은, 도 2의 기대 신호를 창(窓)함수에 의해 변형하는 예를 설명하는 도면이다. 또한, 이 도면 중, 도 3(a)은 도 2에 대응하는 도면이며, 도 3(b), (c)는, 도 3(a)의 토글점을 0(제로)의 장소로 이동시키고, 전체에 창함수를 곱해서 변형 가공한 기대 신호의 파형을 도시한 도면이다. 이렇게, 기대 신호의 전체에 창함수를 곱하는 것은, 그 후에 실시되는 푸리에 처리에 대비하기 위해서이다. 또한, 여기에서는 설명의 편의상, 변형한 기대 신호의 전단부와 후단부를 분할해서, 도 3(b), (c)에 각각 도시하였지만, 이 변형된 기대 신호는, 시계열적으로는, 도 3(b)의 파형으로부터 도 3(c)의 파형으로 이어지는, 연속파형이다.

또한, 창함수의 마스크는 곱하지 않아도 된다. 도 3(a)에 있어서는, 토글점을 기대 신호의 중심에 두고 있기 때문에, 계산 후에 오프 셋이 나오게 되는데, 이 오프셋을 0으로 하기 위해서이다.

도 4는, 도 1에 도시한 토글 필터(101)에 있어서의 「토글점 후보의 검출」을 설명하는 도면이다. 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 기대 신호는 0위치를 끼고 위상이 180도 변화하는 것 같은 파형으로 되어 있다. 이에 대하여, 수신 신호 중 에 있어서 기대 신호와 동일한 특징(즉, 180도의 위상변화점)을 가지는 파형부분이, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 0위치에서 δ만큼 어긋난 위치에 존재하고 있었을 경우, 도 4(a)의 기대 신호와, (b)의 수신 신호와의 상관 연산을 행하면, 도 4(c)에 도시한 바와 같은 상관 결과(상관함수)가 얻어진다. 이 상관 결과를 도시한 파형(도 4(c))에 있어서는, 도시되어 있는 바와 같이, 가장 일치할 듯한 위치(δ)에 피크가 출현하고 있다. 토글 필터(101)는, 이 상관 결과를 나타낸 파형을, 토글 신호로서 출력한다.

도 5는, 수신 신호, 토글 신호, 및, 확산 부호의 관계를 설명하는 도면이다. 도 5(a)에 도시한 수신 신호는, 송신기측에 있어서 확산 부호에 의해 2상위상변조 된 반송파(150MHz±15ppm)이다. 또한, 여기에서는 설명의 편의상, 수신 신호에는, 전송로를 경유할 때의 잡음은 혼입되어 있지 않은 것으로 한다.

도 5(a)에 도시한 수신 신호와, 기대 신호와의 상관 연산을 행하면, 도 5(b)에 있어서 실선으로 나타나 있는 것 같은 파형의 상관 결과가 얻어진다. 토글 필터(101)는, 이 실선으로 나타낸 파형을 토글 신호로서 출력한다.

도 5(b)에 도시되어 있는 토글 신호의 파형 중에서, 피크로 되어 있는 부분은, 수신 신호 중에서, 기대 신호의 파형과 가장 일치하는 듯한 부분적인 파형이 존재하고 있는 위치(즉, 토글점으로 생각되는 위치)를 표시하고 있다. 실제로, 송신측에 있어서 반송파를 확산하기 위해서 사용된 확산 부호(도 5(b)에 있어서 파선으로 나타낸 파형)와, 토글 신호를 포개 보면, 토글 신호에 있어서의 피크 위치가, 확산 부호의 위상변화점과 일치하고 있는 것을 알 수 있다. 이렇게, 본 실시형태 에 관한 통신장치의 수신기에 있어서는, 수신 신호가 입력되면, 우선, 수신 신호와 기대 신호와의 상관 연산이 행해지고, 이에 따라, 수신 신호에 포함되어 있는 토글점의 후보가 검출되도록 되어 있다.

도 6은, 송신측에 있어서 반송파의 확산을 위해서 사용되는 확산 부호의 파형, 및, 확산 부호에 의해 확산된 반송파의 파형의 1예로서, 반송파와 확산 부호가 동기하고 있는 예를 도시한 도면이다. 또, 도 7은, 반송파와 확산 부호가 비동기인 경우의 반송파의 파형의 예를 도시한 도면이다.

우선, 도 6(a)에 도시한 확산 부호에 의해 확산되면, 반송파는, 도 6(b)에 도시한 바와 같은 파형이 된다. 또한, 도 6(c)는, 도 6(b)의 반송파의 일부(P)에 대응하는 확산 부호의 일부(도 6(a)에 있어서 Q의 부분)의 확대도이며, 도 6(d)는, 도 6(b)의 반송파의 일부(P)의 확대도이다.

도 6(d)에 도시되어 있는 바와 같이, 이 반송파의 일부(P)에 있어서는, 도 6(c)에 도시한 확산 부호에 의해, 반송파가 제로가 된 위치에서 위상이 180도 변화하고 있다. 즉, 이 예에 있어서는, 반송파가 제로를 가로 지르는 순간에 확산 부호가 동기하고 있다.

다만, 송신측에 있어서 반송파가 확산 부호에 의해 확산될 경우, 확산 부호가 반전하는 타이밍과, 반송파가 제로의 위치를 가로 지르는 순간과는, 반드시 일치하지 않는다. 즉, 반송파와, 송신측에 있어서 반송파를 확산하기 위해서 사용되는 확산 부호는, 반드시 도 6(d)에 도시한 바와 같이 동기하고 있다고는 할 수 없다.

예를 들면, 반송파가 제로를 통과하여, 하한에 달하기 직전의 위치 등에, 반송파를 확산하는 확산 부호(도 7(a) 참조)의 반전 위치가 대응하고 있는 것 같은 경우에는, 도 7(b)에 도시한 바와 같은 토글점을 포함하는 파형이 된다. 즉, 송신측에 있어서 반송파를 확산할 경우, 반송파와 확산 부호를 동기시키지 않아도, 토글점은 형성되게 된다.

본 실시형태에 있어서는, 반송파와 이것을 확산하는 확산 부호가 동기하고 있을 경우(도 6(d) 참조)뿐만아니라, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 비동기인 경우라도, 수신 신호 반송파 중에 포함되는 토글점을 안정되게 검출(예비검출)할 수 있도록 되어 있다.

이것은, 토글 필터(101)에 있어서 복소 계산함으로써 가능해 진다. 즉, 반송파에 주파수 편차가 생기고 있었다고 해도, 반송파의 위상이 적어도 1칩 시간분(기대 신호의 절반 길이) 보증되어 있다면, 토글 필터(101)는, 반송파의 파형 그 자체로는 잡히지 않고, 반송파 중에 있어서 위상이 180도 변화하고 있는 점(토글점으로 생각되는 점)을 검출할 수 있다.

이렇게, 반송파의 위상이 최저 1칩 시간분 보증되어 있다면, 토글점을 검출할 수 있으므로, 종래법(슬라이드법 등)과 비교하여, 확산 부호 길이의 비율만큼, 위상허용도가 커진다. 주기:1초, 부호길이:1023칩의 확산 부호를 사용할 경우, 2칩 시간(약 2m초간)에 반송파 위상의 180도 변화까지 허용도가 있다. 따라서, 반송파 주파수가 150MHz일 경우에는, 250Hz의 허용도가 된다.

또, 주기:0.1초, 부호길이:1023칩의 확산 부호를 사용할 경우, 약 0.2m초간 에 반송파 위상의 180도 변화까지 허용도가 있고, 반송파 주파수가 150MHz이면, 2.5KHz의 허용도가 된다. 이 경우, ±16ppm의 편차까지 허용할 수 있으므로, 통상의 수정발진자의 이용이 가능하게 되고, 매우 저가격의 송신 시스템을 실현할 수 있다.

도 8은, 잡음이 있을 경우의 수신 신호의 1예를 도시한 도면이다. 도 8(a)은, 송신측에 있어서 사용되는 확산 부호이며, 도 8(b)는, 도 8(a)의 확산 부호에 의해 반송파가 2상위상변조된 송신 신호(150MHz±15ppm)이다. 그리고, 도 8(c)는, 송신측에서 전송로를 경유해서 송신되고, 수신기에 의해 수신된 수신 신호이다.

도 8(c)의 수신 신호는, 도 8(b)의 송신 신호의 신호전력에, 대량의 잡음전력을 가하고, S/N비(수신기에 있어서 대역 제한한 단계에서의 S/N비)가 -17.4dＢ이 되도록 수치계산한 것이다.

도 9는, 도 8(c)의 수신 신호를 토글 필터(101)에 입력했을 경우에 출력되는 토글 신호와, 반송파의 확산에 사용된 확산 부호와의 관계를 설명하는 도면이다. 또한, 이 도면에 있어서, 실선으로 나타나 있는 파형은 토글 신호이며, 파선으로 나타나 있는 파형은 확산 부호이다.

도시되어 있는 바와 같이, 수신 신호에 잡음이 혼입되어 있을 경우, 토글 필터(101)로부터 출력되는 토글 신호는, 잡음이 혼입되어 있지 않은 경우(도 5(b) 참조)와 비교하면, 변형되어 있다. 또한, 이 토글 신호 중에서, 피크로 되어 있는 부분이, 수신 신호에 포함되는 토글점으로 생각되는 위치를 표시하고 있다.

실제로, 송신측에 있어서 반송파를 확산하기 위해서 사용된 확산 부호와, 이 토글 신호를 포개 보면, 토글 신호에 있어서의 피크 위치는, 확산 부호의 위상변화점과 거의 일치하고 있지만, 잡음의 영향에 의한 변형성분이 혼재되어 있으므로, 다소 알기 어렵게 되어 있다.

다만, 이 「토글 필터(101)에 의한 토글 신호의 출력」이라는 스텝은, 어디까지나 토글점의 예비검출에 그치므로, 이 시점에서(즉, 토글 신호의 파형으로부터), 수신 신호 반송파 중에 있어서의 토글점의 위치가 확정적으로 판명되어 있을 필요는 없다. 토글점, 동기 추정 위치, 및, 시프트량(α)의 엄밀한 조사는, 여기에서 출력되는 토글 신호에 기초하여 실행되는 각 스텝(상호상관기(103)에 의한 상호상관, 시프트량 계산부(104)에 의한 시프트량(α)의 계산, 복조기(105)에 의한 복조, 및, 반송파 검사부(106)에 의한 스펙트럼 검출)에 의해 행해진다.

도 10은, 도 9의 토글 신호(도 8(c)의 수신 신호가 입력된 결과, 토글 필터(101)로부터 출력된 신호)와, 확산 부호와의, 상호상관기(103)에 의한 상호상관의 결과(상호상관함수)를 도시한 도면이다. 도시되어 있는 상호상관치의 중에서, 최대치가, 확산 부호에 주어야 할 시프트량(α)의 후보(α1, α2…)가 된다.

본 실시형태에 있어서는, 토글점 후보의 검출을 위한 단시간 상관에 의해, 주파수편차를 극복하고, 확산 부호 시퀀스 전체에 걸쳐 토글 신호를 얻기 위한 전처리를 실시하고, 그 후, 확산 부호의 미분치의 절대치와 토글 신호를, 확산 부호 시퀀스 전체에 걸쳐서 상호상관하고, 그 결과를 분석함으로써, 장해가 되는 목적외의 신호(다전력의 불규칙 잡음을 포함한다.)를 최종적으로 제거하고, 고속으로 동기를 확립하는 것이 가능하게 된다.

도 11은, 복조기(105)로부터 출력된 복조 신호(시프트량(α)을 주어서 시프트시킨 확산 부호에 의해 복조된 수신 신호)가, 반송파 검사부(106)에 있어서 스펙트럼으로서 검출되는 예를 도시한 도면이다. 이 예에서는, 도시되어 있는 바와 같이, 150MHz의 1개의 스펙트럼을 확인할 수 있다.

이렇게 본 발명에 의하면, 반송파의 주파수편차를 허용하고, 반송파와 확산 부호가 동기하고 있지 않은 토글점이라도 안정되게 검출할 수 있기 때문에, 고속으로 동기를 확립시킬 수 있다. 이 때문에, 송신 시간, 및, 송신을 위한 전력을 매우 작게 할 수 있다. 또한, 동기 포착의 짧음은, 비화성, 전지구동 시간의 문제를 비롯하여, 각 방면에서 유익한 효과를 가져오게 된다.

또한, 여기에 말하는 「고속」이란, 구체적으로는, 「확산 부호의 1시퀀스 분의 시간」을 의미한다. 즉, 수신 개시로부터, 사용되는 확산 부호의 1시퀀스 분의 시간내에, 동기를 확립시킬 수 있다. 예를 들면, 1칩 시간이 0.1m초, 부호길이가 1023칩인 확산 부호를 사용했을 경우, 1시퀀스는 0.1초이다.

따라서, 8시퀀스를 송신한다고 해도, 0.8초로 송신을 끝낼 수 있고, 8비트의 정보를 보낼 수 있다. 예를 들면, 10초에 1번의 버스트 송신이면, 12분의 1의 시간밖에 이용하고 있지 않으므로, 그 밖의 시간을, 별도의 통신에 이용하는 것이 가능하게 된다. 또, 통상은 긴 시간이 필요로 되는 스펙트럼 확산 통신이, 단속적인 통신으로 가능하게 된다.

또한, 반송파 주파수 150MHz, 확산 부호 길이를 1초정도로 했을 경우, 주파수편차 0.5Hz를 분해할 수 있게 되고, 수신국으로부터의 매초 1m의 시선속도를 검 출할 수 있으므로, 통신 품질이 향상하고, 그 결과, 동물(새, 인간 등)이나 저속이동체에 부착한 저품질의 송신기와의 사이에서도 통신이 가능하게 된다. 또, 저속이동체의 속도검출, 위치 추정으로의 이용이 가능하게 된다.

도 12는, 복조기(105)로부터 출력된 복조 신호가, 반송파 검사부(106)에 있어서 스펙트럼으로서 검출되는 다른 예를 도시한 도면이며, 10Hz 떨어진 두개의 반송파를 혼합해서 수치계산한 예를 도시한 것이다.

도시되어 있는 바와 같이, 이 예에서는, 150MHz와, 150MHz+10Hz의, 두개의 스펙트럼을 확인할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 반송파의 주파수는 동기가 확립되고나서 복조되어, 검출되기 때문에, 동일한 확산 부호를 가지는 다른 반송파의 주파수에 의해 정보의 전송이 가능하게 된다. 즉, 반송파의 주파수(150MHz±15ppm(2.25kHz))의 편차를, 5Hz로 분리할 수 있다. 따라서, 다중통신이 가능하게 된다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 최초에 토글점의 후보를 검출하고, 그 후에, 확산 부호를 적용하도록 구성되어 있으므로, 복수의 확산 부호를 동시에 검출하는 것이 가능하게 된다. 즉, 복수의 확산 부호, 반송파의 복수의 주파수에 의해 정보의 전송이 가능하게 된다. 따라서, 보다 넓은 수법으로 다중통신이 가능하게 되고, 이에 따라, 대량의 통신이 가능하게 된다. 또, 혼신을 적합하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 토글 검출부로서 토글 필터(101)가 이용되고, 이 토글 필터(101)에 의해 수신 신호의 위상변화점을 검출하도록 구성되어 있 지만, 노이즈가 적은 환경에서는, 토글 필터를 이용하지 않고, 힐베르트 변환에 의해, 혹은, 위상검파(위상지연이나 PLL(Phase Locked Loop)에 의한 위상검파)에 의해, 수신 신호의 위상변화점을 검출하도록 하여도 좋다. 또, 토글 검출부를, 표면탄성파소자(SAW)필터, DSP, 혹은, 그 밖의 회로에 의해 구성할 수도 있다.

또, 본 발명은, 적용되는 전송매체가 한정되는 것이 아니라, 전파에 의한 통신, 음파에 의한 통신, 광파에 의한 통신 중 어느 것이라도, 적합하게 적용할 수 있다. 또한, 초저전력의 장거리통신뿐만 아니라, 고출력의 스펙트럼 확산 통신에 적용할 수도 있다.

본 발명의 스펙트럼 확산방식의 통신장치는, 우선, 수신 신호 반송파의 속에 존재하는 토글점의 후보를 검출해서 토글 신호를 출력하고, 출력된 토글 신호와, 확산 부호의 미분치의 절대치와의 상호상관을 취하고, 상호상관의 최대치의 위치로부터, 확산 부호의 시프트량을 계산하고, 그 계산된 시프트량에 따라 시프트시킨 확산 부호를 승산함으로써 수신 신호를 복조하도록 했으므로, 반송파의 주파수를 엄밀하게 알고 있지 않은 상태라도, 확산 부호의 동기 확립이 가능하게 된다.

따라서, 반송파의 주파수편차를 허용하고, 반송파와 확산 부호가 동기하고 있지 않은 토글점이 수신 신호에 포함되어 있을 경우라도, 안정되게 토글점을 검출할 수 있고, 고속동기의 실현이 가능하게 된다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 토글 검출부와 복조부를 가지는 스펙트럼 확산방식의 통신장치로서, 상기 토글 검출부는, 미리 보유하고 있는 기대 신호와, 수신 신호 반송파와의 상관 연산을 행함으로써 수신 신호 반송파의 속에 존재하는 토글점의 후보를 검출하도록 구성되고, 상기 기대 신호는, 수신 신호 반송파의 속에 존재하고 있을 것이라고 예상되는 토글점의 파형을 포함하는 신호로서, 확산 부호의 2칩 시간분의 길이의 신호, 또는, 그것보다도 짧은 신호인 것을 특징으로 하고, 상기 복조부는, 그 검출 결과를 바탕으로 계산된 시프트량에 따라 시프트시킨 확산 부호를, 수신 신호에 승산함으로써, 수신 신호를 복조하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 통신장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 토글 검출부는, 토글점 후보의 검출 결과로서 토글 신호를 출력하도록 구성되고, 이 토글 신호와, 확산 부호의 미분치의 절대치와의 상호상관치를 바탕으로, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 계산되고, 상기 복조부는, 그들의 시프트량의 후보마다 확산 부호를 시프트시켜서 수신 신호를 복조하도록 구성되고, 복조부에 의해 복조된 수신 신호의 반송파 스펙트럼의 유효성이 검사되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 통신장치.
4. 제 3 항에 있어서, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 계산될 때, 토글 신호의 푸리에 변환치와, 확산 부호의 미분치의 절대치의 푸리에 변환치와의 상호상관이 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 통신장치.
5. 삭제
6. 수신 신호 반송파의 속에 존재하는 토글점의 후보를 검출하는 제1스텝과, 그 검출 결과를 바탕으로, 시프트량을 계산하는 제2스텝과, 계산된 시프트량에 따라서 시프트시킨 확산 부호를 수신 신호에 승산함으로써, 수신 신호를 복조하는 제3스텝이 순차 실행되는 것을 특징으로 하고, 수신 신호 반송파의 속에 존재하고 있을 것이라고 예상되는 토글점의 파형을 포함하는 신호로서, 확산 부호의 2칩 시간분의 길이의 기대 신호, 또는, 그것보다도 짧은 기대 신호가 미리 준비되고, 상기 제1스텝에 있어서, 상기 기대 신호와, 수신 신호 반송파와의 상관 연산을 행함으로써, 토글점의 후보가 검출되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신의 고속동기 확립법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1스텝에 있어서, 토글점 후보의 검출 결과로서 토글 신호가 출력되고, 상기 제2스텝에 있어서, 토글 신호와, 확산 부호의 미분치의 절대치와의 상호상관치를 바탕으로, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 계산되고, 상기 제3스텝에 있어서, 그들의 시프트량의 후보마다 수신 신호의 복조 가 행해지는 동시에, 그들의 복조된 수신 신호의 반송파 스펙트럼의 유효성이 검사되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신의 고속동기 확립법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제2스텝에 있어서, 확산 부호에 주어져야 할 시프트량의 후보가 계산될 때, 토글 신호의 푸리에 변환치와, 확산 부호의 미분치의 절대치의 푸리에 변환치와의 상호상관이 행해지는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신의 고속동기 확립법.

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