JPH02100546A - スペクトラム拡散通信方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スペクトラム拡散通信方式に関する。

［従来の技術］ 従来のスペクトラム拡散通信方式としては、例えば第９
図〜第１１図に示すような直接拡散方式（ＤＳ方式）、
または第１２図〜第１４図に示すような周波数ポツピン
グ方式（ＦＨ方式）がおる。

まず、ＤＳ方式を説明すると、送信部は、第９図に示す
ように、情報変調部１、拡散変調部２、ＰＮ発生器３お
よび電力増幅部４を有し、受信部は、第１０図に示すよ
うに、広帯域増幅部５、拡散復調部６、情報復調部７、
同期回路８、およびＰＮ発生器９を有する。

送信部はＡＭ、ＦＭ変調などの通常変調された信号波を
擬似雑音系列（ＰＮ系列）やＧＯＬＤ符号などによって
信号波の位相変調を行なうことによって通常変調より大
きな信号帯域を発生して送信する。

ここで、第１１図の（Ａ）に情報信号を、（８）にＦＭ
変調波（情報変調波）を、（Ｃ）にＰＮ系列を、（Ｄ＞
に直接拡散波を、それぞれ示す。

一方、受信部では、送信部と同じ符号系列を用いて受信
波を元の通常変調波にもどした後に、復調することによ
って信号を受信する。

次に、Ｆ　１−１方式を説明すると、送信部は、第１２
図に示すように、情報変調部１０、周波数変換部１１、
電力増幅部１２、発振器１３、選択回路１４、および選
択符号発生器１５を有し、受信部は、第１３図に示すよ
うに、広帯域増幅部１６、周波数変換部１７、情報復調
部１８、同期回路１９、選択符号発生器２０．選択回路
２１、および発振器２２を有している。

送信部はＰＮ系列やリードモードソロモン符号によって
発振器１３の各出力を切り換えることによって通常の変
調波の搬送波を変えて大きな信号帯域を発生して送信す
る。

ここで、第１４図の（Ａ＞に、情報信号を、（Ｂ）に情
報変調波を、（Ｃ）にＰＮ符号を、（Ｄ＞に送出波形を
、それぞれ示す。

受信部では、送信部と同一の符号系列を用いて受信中心
周波数を切り換えることにより復調した信号を受信する
。

これらのＤＳ方式およびＦＨ方式においては、通常変調
時における通信帯域をＢ、拡散後の通信帯域をＷとする
と、通常通信よりもＧｐ＝Ｗ／Ｂ分だけＳ／Ｎ比の向上
が期待される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のスペクトラム拡散通信
方式のうちＤＳ方式の場合には、ＰＮ系列の遷移速度（
チップ速度）が拡散帯域を決定するようになっているた
め、高速論理回路が必要となり、受信同期化が難しいと
いう問題点があり、また、受信目的信号より強力な信号
が入力した時には広帯域増幅部の飽和などにより同期化
および復調が不能となるという問題点があった。

一方、Ｆ　ｌ−１方式の場合には、ＤＳ方式と同様の問
題点があり、さらに、周波数切り換え時の切り換え時間
を無視することができず、切り換えショックが発生する
ため、受信部の情報復調部には周波数の切り換えタイミ
ングごとに不要ノイズが混入するという問題点もめった
。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、高速論理回路を必要とすることなく受信同
期化を簡単に行なうことができ、また、受信部の増幅器
の飽和を防止し、かつ不要ノイズの混入を防止するよう
にしたスペクトラム拡散通信方式を提供することを目的
としている。

［課題を解決するだめの手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、連続的または一
部折れ点を含む連続的周期で搬送波を変化させることに
より、送信情報の周波数帯域より充分広いスペクトラム
に通信帯域を拡散して空中放射し、放射した電波を空中
線で受信した後、同様な連続的または一部折れ点を含む
連続的周期で中心同調周波数を変化させる狭帯域増幅器
で増幅して、同様な連続的または一部折れ点を含む連続
的周期で周波数を変換することにより中間周波数信号を
得るようにしたものである。

［作用］ 本発明においては、送信部の関数発生器および受信部の
関数発生器の発生周期をほぼ同一となるように調整する
ため、送信周波数と受信周波数の周波数ずれ、または位
相ずれの発生を抑制することができ、高速論理回路を必
要とすることなく、簡単に同期化を行なうことができる
。

また、従来の受信部の広帯域増幅部の代わりに同調型狭
帯域増幅部を用いるため、受信目的信号より強力な信号
が入力しても飽和が発生せず、同期化および復調が不能
となることがない。

さらに、情報変調波の１１投送波を、離散符号によって
切り換えるのではなく、連続的、または一部折れ点を含
む連続的周期で搬送波を変化させるため、周波数切り換
え時の不要ノイズの混入を防止することができる。

［実施例」 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示す図であ
る。

まず、第１図に示す送信部から説明すると、第１図にお
いて、３１は情報変調部であり、情報変調部３１は音声
信号、測定値信号、または直列化デジタル信号などの情
報を周波数変調、位相変調、ＡＭ変調などの通常の変調
を行ない、変調した信号を周波数変換部３２へ出力する
。３３は関数発生器でおり、関数発生器３３は、周期と
撮幅が定まった三角波、鋸歯状波、正弦波などの連続的
、または一部折れ点を含む連続的な線形または非線形の
周期波を発生し、Ｖ−Ｆコンバーター３４へ出力する。

Ｖ−Ｆコンバーター３４は関数発生器３３が生成した信
号を周波数変換し、周波数変換部３２へ出力する。周波
数変換部３２は前記情報変調部３１からの変調出力と前
記Ｖ−Ｆコンバーター３４からの周波数変換出力の入力
により周波数変換を行なって電力増幅部３５へ出力する
。電力増幅部３５は周波数変換部３２からの出力を電力
増幅して、空中線３６を介して電磁波を放射する。

ここで、情報変調部３１の変調周波数をｆｌ、Ｖ−Ｆコ
ンバーター３４の出力を、Ｔ２とすると、周波数変換部
３２からはｆｌ　＋ｆ２　、ｆｌ−Ｔ２、ｆｌ　＋２ｆ
２　、ｆｌ−２ｆ２などの信号が発生する。この場合、
関数発生器３３の出力がなめらかに変化するため、この
出力電圧によって同調周波数が変化する電子同調回路（
コイルとバリアプルキャパシタンスダイオードによって
外部電圧で同調周波数が変化する回路、第７図、参照）
を使用すれば、ｆｌ　＋ｆ２またはＴ２−ｆｌの所望の
拡散波のみを選択することができ、不要な拡散波を抑制
することができる。

次に、第２図に基づいて受信部を説明する。

第２図において、３７は送信部からの送信信号が空中線
３８を介して入力する同調型狭帯域増幅部でおり、同調
型狭帯域増幅部３７は受信信号を増幅するが、その同調
周波数は関数発生器３９によって決定され、またその帯
域は送信部の情報変調帯域とほぼ等しい。関数発生器３
９は、送信部の関数発生器３３のものと同一波形を発生
するが、その周期は同期回路４０によって可変とされる
。

関数発生器３９で発生した波形は、同調型狭帯域増幅部
３７および−Ｆコンバーター４１にそれぞれ出力される
。

Ｖ−Ｆコンバーター４１は、送信部のＶ−Ｆコンバータ
ー３４のものと同一、または周波数変換後の中間周波数
分だけオフセットした同一範囲のものを発生し、周波数
変換部４２へ出力する。

周波数変換部４２は、Ｖ−Ｆコンバーター４１の出力と
、同調型狭帯域増幅部３７の出力の入力により周波数を
変換して情報復調部４３へ出力する。情報復調部４３は
、周波数変換部４２からの出力を復調して出力する。

次に、第３図に基づいて送信部および受信部の各出力波
形を説明する。

第３図において、（Ａ）は送信部の関数発生器３３で発
生させた三角関数の場合を示し、Ｔ１はその周期を、■
１、■２は電圧値をそれぞれ示す。

（Ｂ）は送信部のＶ−１：コンバーター３４の出力波形
を示し、三角関数がＶｌのとき、周波数ｆａ、ｖ２のと
き周波数ｆｂとなる。（Ｃ）は情報変調部３１の変調出
力を示し、周波数はｆｄである。

したがって、■−Ｆコンバーター３４の出力と情報変調
部３１の出力を周波数変換した送信出力は、（Ｄ）で示
される。この場合、三角関数が■１のとき、ｆａ　十ｆ
ｄ　、Ｖ２のときｆｂ＋ｆｄとなる。

なお、この送信出力は受信部の受信出力となる。

次に、（Ｅ）は受信部の関数発生器３つで発生された三
角関数の例を示し、その周期は±Δ丁だけ同期回路４０
により可変とされる。（Ｆ）は受信部のＶ−Ｆコンバー
ター４１の出力波形を示し、三角関数がｖｌのとき、ｆ
ａ　＋ｆｄ　−ｆｃ　、　Ｖ２のとぎｆｂ　＋ｆｄ−ｆ
ｃとなる。（Ｇ）は受信部の情報復調部４３の入力波形
を示し、その周波数は、前述のｆｃである。

ずなわら、今、送信部のＶ−Ｆコンバーター３４の出力
（（Ｂ）、参照）と、受信部のＶ−Ｆコンバーター４１
の出力（（Ｆ）、参照）が全く同一であれば、送信側変
調出力ｆｄと受信側復調入力ｆｃとは同一となり、情報
変調波を再現することができる。

また、送信部のＶ−Ｆコンバーター３４と受信部のＶ−
Ｆコンバーター４１の発生゛周波数が常にｆｅだけ偏っ
ていても、受信側にｆｃ　十ｆｅ　、またはｆｃ−ｆｅ
の復調用信号が入力されるのにみであり、復調後は送信
情報と同じ情報を再現することができる。

ところで、送信部のＶ−Ｆコンバーター３４と受信部の
Ｖ−Ｆコンバーター４１の周波数変位の位相ずれ、また
は周波数ずれが発生する場合がある。例えば、第４図に
示すように、送信周波数の周期が受信周波数の周期より
小さい場合、あるいは第５図に示すように、送信周波数
の周期が受信周期数の周期より大きい場合が生じる。

このような送信周波数と受信周波数の変化周期ずれ、ま
たは位相ずれは、受信部の関数発生器３９と送信部の関
数発生器３３の各発生周期を当初はぼ同一に調整しであ
るため、情報出力をＦＭ変調とした場合、ＦＭ復調出力
を三角波の上り時、下り時において反転した出力電圧に
よってフィードバックすることに同期化することができ
る。この同期化のための同期化回路を第６図に示す。第
６図において、例えば、周波数変化速度を元の情報が有
する周波数帯域より高い周波数とすると、高域通過フィ
ルタ（ＨＰＦ）４４の出力には、送出された情報によら
ず、ＦＭ復調部４３からのＦＭ復調出力が検出される。

この検出信号を電圧制御型三角波発生器３９において作
られる反転信号により、反転または正転の後に、低域通
過フィルタ（ＬＰＦ）４５を通過さける三角波発生器３
９の周波数を微動させることにより、送信および受信の
双方の周波数変化を同期化することができる。

なお、Ｖ−Ｆコンバーター３４．４１には、第７図に示
すように、コイル４６とバリアプルキャパシタンスダイ
オード４７からなるフェーズロックドループ型の発振器
を使用する５ことにより、より高精度なＶ−Ｆコンバー
ターを実現することが可能であり、また受信部の狭帯域
増幅部３７の電子同調回路として、同じく第７図に示す
ような回路を使用することができる。

また、本実施例においては、三角波によるスペクトラム
拡散の場合を説明したが、これに限らず、例えば正弦波
や鋸歯状波によっても拡散可能であり、かつ、これらの
波形はほとんどの時間において連続であるため、受信部
の狭帯域増幅部３７の同調周波数がなめらかに変化し、
また情報復調部４３に入力する信号もなめらかに変位す
るので、信号に急変部が少なく、Ｓ／Ｎ比の高い通信が
可能である。

また、第１図に示した送信部の構成以外に、第８図に示
すように、関数発生器３３の出力と情報信号を加算し、
加算した出力によってＶ−Ｆコンバーター３４の出力周
波数を変化させるようにしても良い。この場合には、送
信部の構成を簡単にすることができる。

「発明の効果］ 以上説明してきたように、送信部および受信部の各関数
発生器の発生周期を当初はぼ同一となるように調整した
ため、高速論理回路を必要とすることがなく、簡単に同
期化を行なうことができる。

また、受信部に同調型狭帯域増幅部を用いたため、飽和
が発生することがなく、同期化および復調が不能となる
ことがない。さらに、連続的、または一部折れ点を含む
連続的周期で搬送波を変化させるため、周波数切り換え
時の不要ノイズの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す送信部の（育成図 第２図は受信部の構成図、 第３図は送信部および受信部の各出力波形部、第４図お
よび第５図は周波数ずれまたは位相ずれの各説明図、 第６図は同門化回路を示す図、 第７図は同調回路を示す図、 第８図は送信部の他の構成図、 第９図は従来の送信部の（育成図、 第１ 第１ 第１ 第１ 第１ ０図は受信部の構成図、 １図は送信部の出力波形図、 ２図は従来の他の送信部の構成図、 ３図は受信部の構成図、 ４図は送信部の出力波形図である。 図中、 ３１：情報変調部、 ３２．４２：周波数変換部、 ３３．３９：関数発生器、 ３４、４１　：　Ｖ−Ｆ＝＋ンハーター３５＝電力増幅
部、 ３６．３８：空中線、 ３７：同調型狭帯域増幅部、 ４０：同期回路、 ４３：情報復調部、 ４４：Ｉ（ＰＦ、 ４５　二　ＬＰＦ　、 ４６二コイル、 ４７：バリアプルキャパシタンスダイオード。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続的または一部折れ点を含む連続的周期で搬送波を変
   化させることにより、送信情報の周波数帯域より充分広
   いスペクトラムに通信帯域を拡散して空中放射し、放射
   した電波を空中線で受信した後、同様な連続的または一
   部折れ点を含む連続的周期で中心同調周波数を変化させ
   る狭帯域増幅器で増幅して、同様な連続的または一部折
   れ点を含む通続的周期で周波数を変換することにより中
   間周波数信号を得るようにしたことを特徴とするスペク
   トラム拡散通信方式。