JPH03220830A

JPH03220830A - 周波数拡散通信装置

Info

Publication number: JPH03220830A
Application number: JP2015911A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nakamura; 勝中村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1991-09-30
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JP2749421B2

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、無線通信、有線多重通信等の分野で用いられ
る直接拡散方式の周波数拡散通信装置に関する。

従来の技術近年、雑音に強く、秘匿性に優れる等の特徴を持ち符号
分割多重による多元接続可能なスペクトラム拡散通信方
式（ＳＳ方式）が注目され、その原理、実用化等につい
て各種文献、公報等により紹介されている。

ここに、ＳＳ方式としては、直接拡散方式と周波数ホッ
ピング方式とが主に研究されている。直接拡散方式は例
えば特開昭６３−２６７０３３号公報に示されており、
信号を擬似雑音信号により直接変調して拡散するもので
ある。周波数ホッピング方式は例えば特開昭６４−４８
５４５号公報に示されており、信号のキャリア周波数を
短い時間間隔毎に切換えることで周波数拡散を行なうも
のである。

発明が解決しようとする課題ＳＳ方式においては、情報信号をどれだけ広い周波数帯
域に拡散するかによって、逆拡散後の処理利得が決まる
。そこで、利得を上げるためには拡散率を上げる必要が
あるが、直接拡散方式では拡散符号（擬似雑音信号）の
クロック速度により拡散帯域幅が決まるため、符号発生
器（擬似雑音信号発生器）なるデバイスの動作速度によ
り拡散率の上限が制限される。また、クロック速度を上
げていくと、同期信号の範囲が狭くなるため、同期が困
難となり、かつ、遅延時間による問題も生じてくる。

ちなみに、周波数ホッピング方式にあっては、広帯域化
させるために多数のキャリアを用いるようにしているが
、複数のキャリアは同時には使用されず、１つずつのキ
ャリアを使用しているものである。

課題を解決するための手段直接拡散方式を用いた周波数拡散通信装置において、擬
似雑音信号発生器とミクサ回路と等強度。

等間隔の多線スペクトルの局発信号を発する局発信号発
振器とミクサ回路とを備えた送信機により情報信号と擬
似雑音信号と局発信号との積演算により拡散変調を行な
い、送信機側と同一特性の擬似雑音信号発生器と局発信
号発振器とともにミクサ回路を備えた受信機により受信
信号と局発信号と擬似雑音信号との積演算により逆拡散
を行なうように構成した。

作用等強度、等間隔の多線スペクトルの局発信号を発する局
発信号発振器を送信機側と受信機側とに各々設けて、通
常の直接拡散以外に多線スペクトルの局発信号を併用し
た周波数拡散としているので、擬似雑音信号のクロック
速度を上げることなく拡散帯域を広げることができる。

よって、同一電力密度の場合であれば、全送信電力を大
幅に増やすことができ、特に、無線通信の場合であれば
伝送距離の延長が可能となる。

実施例本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例の通信装置は、送信機ｌと受信機２とを伝送路
３で結合させてなるが、通常の直接拡散方式のものと大
きく異なる点は、等強度、等間隔の多線スペクトルの局
発信号を発する発振器を送信機ｌ、受信機２の各々に設
けて多線スペクトルの局発信号を併用するようにしたこ
とである。

まず、送信機ｌにあっては、伝送すべきデジタル情報信
号ａを一方の入力とする第１ミクサ回路４が設けられて
いる。また、擬似雑音信号なるＰＮ符号すを出力するＰ
Ｎ符号発生器（擬似雑音信号発生器）５が設けられ、前
記第１ミクサ回路４の他方の入力に接続されている。よ
って、第１ミクサ回路４は情報信号ａとＰＮ符号すとの
積演算を行ない、拡散信号Ｃとして出力することになる
（第２図（ａ）参照）。この拡散信号Ｃを一方の入力と
する第２ミクサ回路６が設けられている。さらに、第２
図（ｂ）中に示すように等強度、等間隔の多線スペクト
ルの局発信号ｄを発する局発信号発振器としての多周波
発振器７が設けられ、前記第２ミクサ回路６の他方の入
力に接続されている。

よって、第２ミクサ回路６は拡散信号Ｃと局発信号ｄと
の積演算を行ない、拡散変調された広帯域伝送信号ｅと
して伝送路３に出力することになる（第２図（ｃ）参照
）。

ここに、本例では多周波発振器７として５周波の局部発
振器を用いているが、一般にはｎ周波の発振器を用いれ
ばよい。これにより、同一電力密度の場合であれば、単
一周波のものに比べｎ倍の電力を送信させることが可能
となる。また、本例では多周波発振器７による局発信号
ｄのスペクトル間隔を拡散信号Ｃの主ローブの幅に合わ
せであるが、このスペクトル間隔には特に制約はないの
で、間隔をより狭ばめて拡散信号Ｃを重ね合わせること
によりスペクトルを平坦化させてもよい。

逆に、スペクトル間隔を広げて離散的なスペクトルとし
、各スペクトル間に既在の放送波等が来るようにして相
互干渉を減少させるようにしてもよい。

このような伝送信号ｅは、電波、同軸ケーブル、空間光
、光ファイバ等を利用した伝送路３により受信機２側に
送られる。

受信機２側にあっては、前記多周波発振器７と同−特性
を持ち同一のスペクトル間隔を持つ第２図（ｄ）に示す
ような多線スペクトルの局発信号ｆを発する局発信号発
振器としての多周波発振器８が設けられている。また、
伝送信号（＝受信信号）ｅと局発信号ｆとを入力とする
第１ミクサ回路９が設けられ、伝送信号ｅと局発信号ｒ
との積演算が行なわれる。この結果、第２図（ｅ）に示
すようなスペクトルの差周波信号ｇが得られる。本例で
は多周波発振器８のスペクトル間隔に一致した周波数で
信号が最大となり、単一スペクトルの場合に比して２（
ｎ−１）倍強い信号を受信できることになる。差周波信
号ｇは第１フイルタ１０（第２図（ｅ）中の破線Ｆ１部
分がこのフィルタ特性を示す）を通すことにより強い信
号のみがフィルタ通過信号りとして復調用に取出される
（第２図（ｆ）参照）。なお、一番強いローブの取出し
に限らず、ベースバンドや高周波バンドのローブを取出
して復調に用いるようにしてもよい。

さらに、受信機２にあっても、第２図（ｆ）中に示すよ
うなスペクトルのＰＮ符号（＝擬似雑音信号）ｉを発生
するＰＮ符号発生器１１が設けられている。ここでは、
ＰＮＮ符号上中心周波数を多周波発振器８のスペクトル
間隔に一致させている。

また、フィルタ通過信号りとＰＮＮ符号上を入力とする
第２ミクサ回路１２が設けられ、フィルタ通過信号りと
ＰＮＮ符号上の積演算が行なわれる。

即ち、フィルタ通過信号りをＰＮ符号と同期をとりなが
ら掛は合わせることにより逆拡散を行なうものであり、
この結果のスペクトルは第２図（ｇ）に示すような逆拡
散信号ｊとなる。ここに、逆拡散信号ｊは差周波成分Ｊ
（−）の他に、和周波成分ｊ（＋）を含むので、逆拡散
信号ｊを第２フイルタ１３（第２図（ｇ）中の破線Ｆ２
部分がこのフィルタ特性を示す）を通すことで差周波成
分ｊ（−）のみを復調信号にとして取出す（第２図（ｈ
）参照）。

このようにして、本実施例のＳＳ通信装置によれば、直
接拡散方式に多線スペクトルの局発信号を併用して周波
数拡散しているので、ＰＮ符号のクロック速度を上げる
ことなく広拡散帯域化が可能となる。このために、従来
方式で必要としていた極めて高速のＰＮ符号発生器やミ
クサ等の高価なデバイスを使用しなくてもよいので、安
価に構成でき、かつ、各デバイスをそれ程高速で使用す
る必要がないため、デバイスの遅延時間等を特に考慮す
る必要もなくなる。

なお、本発明は基本的には送信機ｌ、受信機２側各々で
、各信号の積演算処理を行なうものであればよく、その
積演算処理は第１図の構成による順序のものに限らず、
適宜順序を入れ替えたものであってもよい。例えば、受
信機２において、最初に局発信号ｆとＰＮＮ符号上の積
演算を行ない、その後で送信信号ｅと積演算を行なう順
序としてもよく、この場合であれば、第１フイルタ１０
はなくてもよい。

また、受信機２側のＰＮＮ符号上スペクトルを送信機ｌ
側のＰＮ符号すのスペクトルに一致させてもよい。この
場合、第１フイルタ１０は第２図（ｅ）に示すフィルタ
特性Ｆ１より１つ下位のローブのみを通過させるフィル
タ特性のものとする必要がある。

ところで、多周波発振器７，８に相当する局発信号発振
器としては、第３図や第４図に示すように構成すること
ができる。第３図の局発信号発振器１４は、各種デジタ
ル回路において広く用いられている水晶発振器１５を発
振源として利用して構成したものである。この場合、水
晶発振器１５の発振出力（デジタルクロック）は高調波
成分を多く含んだものであるので、そのスペクトルを補
償フィルタ１６を通すことにより平坦化して、等周波間
隔の多周波出力となるようにしている。補償フィルタ１
６としては、基本的には高域通過フィルタが用いられる
。また、無線通信の場合であれば補償フィルタ１６を通
した後、単一周波発振器１７による別の周波数信号を用
いてミクサ回路１８で積演算して周波数変換する必要が
ある。もっとも、有線通信の場合には、特に必要ない。

また、水晶発振器１５に限らず、高調波成分を多く含ん
だ発振器の場合に同様に適用できる。何れにしても、水
晶発振器１５のようにもともと高調波成分を多く含んだ
発振出力を持つものを用いることにより、後はフィルタ
を通すだけで所望の局発信号発振器となるので、製作容
易な安価なものとなる。

第４図に示す局発信号発振器１９は、通常の単一周波発
振器２０を発振源として用い、この単一周波発振器２０
の発振出力をミクサ回路２１の一方に入力させるととも
に、ミクサ回路２１の出力（アンプ２２で増幅）をこの
ミクサ回路２１の他方の入力に帰還入力させることによ
り、高調波を発生させるようにしたものである。これに
より、第３図の水晶発振器１５と同様に多周波発振器と
なるので、後は第３図の場合と同じく、補償フィルタ１
６、必要であれば単一周波発振器１７及びミクサ回路１
８を付加して構成すればよい。本例によれば、通常の局
発発振器としての単一周波発振器２０にミクサ回路２１
、アンプ２２及び補償フィルタ１６を追加するだけで構
成できるため、ミクサ回路２１をトランジスタやＦＥＴ
で形成するようにすれば簡単かつ容易に製作できる。

発明の効果本発明は、上述したように等強度、等間隔の多線スペク
トルの局発信号を発する局発信号発振器を送信機側と受
信機側とに各々設けて、通常の直接拡散に加えて多線ス
ペクトルの局発信号を併用した周波数拡散を行なうよう
にしたので、擬似雑音信号のクロック速度を上げること
なく拡散帯域を広げることができ、よって、同一電力密
度の場合であれば、全送信電力を大幅に増やすことがで
き、特に、無線通信の場合であれば伝送距離の延長が可
能となり、このために極めて高速の擬似雑音信号発生器
等の高価なデバイスを用いる、といったことも不要であ
り、デバイスの遅延時間を特に考慮することなく安価に
構成できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はブロッ
ク図、第２図は各部の信号波形を示す周波数特性図、第
３図及び第４図は局発信号発生器の構成例を示すブロッ
ク図である。１・・・送信機、２・・・受信機、４・・・ミクサ回路
、５・・・擬似雑音信号発生器、６・・・ミクサ回路、
７，８・・・局発信号発振器、９・・・ミクサ回路、１
１・・・擬似雑音信号発生器、１２・・・ミクサ回路、
１４．１９・・・局発信号発振器

Claims

【特許請求の範囲】

直接拡散方式を用いた周波数拡散通信装置において、擬
似雑音信号発生器とミクサ回路と等強度、等間隔の多線
スペクトルの局発信号を発する局発信号発振器とミクサ
回路とを備えて情報信号と擬似雑音信号と局発信号との
積演算により拡散変調を行なう送信機を設け、この送信
機側と同一特性の擬似雑音信号発生器と局発信号発振器
とともにミクサ回路を備えて受信信号と局発信号と擬似
雑音信号との積演算により逆拡散を行なう受信機を設け
たことを特徴とする周波数拡散通信装置。