JPH0322724A

JPH0322724A - スペクトラム拡散通信装置

Info

Publication number: JPH0322724A
Application number: JP2104371A
Authority: JP
Inventors: Donald G Chandler; ドナルド　ジー．チャンドラー; Steve J Nossen; スティーブ　ジェイ．ノセン; Raymond W Simpson; レイモンド　ダブリュ．シンプソン
Original assignee: O NEILL COMMUN Inc
Current assignee: O NEILL COMMUN Inc
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1991-01-31
Also published as: EP0400314A2; EP0400314A3; CA2014323A1; US4930139A

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」―の利用分野）本発明は、デジタル通信装置に係り、さらに詳しくは、
信号伝送にスペクトラム拡散技術を用いる装置に関する
。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）無線，
レーダー，テレビジョンその他の信号伝送に対するスペ
クトラム拡散技術の使用は公知である。スペクトラム拡
散通信装置が他の装置に対していくつかの優位性を有し
ていることは一般に知られている。スペクトラム拡散装
置は、例えば、耐外部干渉において特にｈ゛用であり、
低エネルギースペクトル密度で作動し、外部制御なしで
多重呼び出し資格を提供し、そして、無許可の受信機に
よる通信を困難にする。これらの多くの特徴は、明らか
に従来、軍事的な通信においては特に重要なスペクトラ
ム拡散技術の使用によりもたらされる。有力なスペクト
ラム拡散通信の非軍事的応用もまた提案されている。例
えば、複数のスペクトラム拡散装置は、相互干渉するこ
となく作動できるから、連邦通信委員会は、無免許の操
作者が正確に発生されたスペクトラム拡散信号を伝送で
きるような周波数帯域での商業上の利用を奨励している
。連邦通信委員会によって設定される１つの重要な処理
規格は、スペクトラム拡散通信において要求されるラン
ダム化である。連邦通信委員会は、伝送は少なくともチ
ップ総数が明記されたコードと同等のランダム数を何す
るべきであると明記している。現在その総数は１２７チ
ップである。

もちろん、干渉が同一あるいは隣接した周波数帯を使用
するとき避けられるとすれば、そのランダム規格は、全
てのスペクトラム拡散装置において重要である。

スペクトラム拡張技術を用いるデジタル通信装置の設計
者が直面する最も重大な問題の１つは、要求されるラン
ダム数をバンド幅の維持とビット伝送速度の上昇との間
に達成することである。本発明は、この要求を満たすも
のである。

本発明の概略の目的は、装置によって使用されるチップ
コードの大きさよりも大きなランダムレベルを達成した
スペクトラム拡散通信装置の提供である。これだけで、
伝送速度が極限まで増加する間、バンド幅は維持される
。このことを達成するために、本発明では情報信号をコ
ード化するチップストリーム発生器と伝送前にそのラン
ダムを増加させるコード化された情報信号を周波数帯変
換する周波数帯変換器との無二の組み合わせを企図して
いる。また提供されるものは、受信信号を周波数帯再変
換する手段を右−する受信器と、オリジナル信号を再変
換するデータ検波器である。

これより、本発明の１つの目的は、スペクトラム拡散技
術を使用したデジタルデータビットストリームの有効な
通信を行なおうとする通信装置を提供することである。

他の目的は、バンド福とビット伝送速度を絆持すると同
時にコード化された信号のランダム数を増加させる手段
を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、エラーが最少限のランダム
数にコード化された信号を受信する手段を有するスペク
トラム拡散通信装置の提供である。

他の目的や存利な点と同様に、本発明の適確な本質は、
添付図面に関連する以下の詳細な記述から容易に明らか
にされるであろう。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明は、伝送されるデジタ
ル情報信号をあるデータ速度で入力する入力乎段と、前
記情報信号を前記データ速度よりも速いチップ速度のチ
ップストリームに変換する前記入力手段に接続されるチ
ップストリーム発生手段と、周波数帯変換されたチップ
ストリーム信号を作り出すために前記チップストリーム
を周波数帯変換する周波数帯変換手段と、前記周波数帯
変換されたチップストリーム信号を無線信号として伝送
する当該周波数帯変換手段に接続される出力手段とを有
することを特徴とする。

また、上記各手段に加えて、前記周波数帯変換されたチ
ップストリームに接続される周波数帯再変換手段と、検
波された周波数帯変換後のチップストリームを周波数帯
変換前のチップストリームに変換する受信手段と、前記
データ信号を検波する前記周波数帯再変換手段に接続さ
れるデータ検波手段とをさらに有することを特徴とする
。

そしてさらに、以上の各手段に加え、前記伝送された周
波数帯変換後のチップストリームを受信し検波する受信
手段と、前記チップストリーム速度のある倍数のサンプ
リング速度で前記検波された周波数帯変換後のチップス
トリームをサンプリングする当該受信手段に接続される
サンプル手段と、その出力を前記サンプリング速度と同
じ速度をＨする周波数帯変換前のチップストリームに変
換する当該サンプル手段に接続される周波数帯再変換乎
段と、前記データ信号を検波する当該周波数帯再変換手
段に接続される検波手段とをさらに有することを特徴と
する。

（作用）入力手段は、伝送された無線信号に使用するデジタル情
報信号を発生する。チップストリーム発生手段は、デー
タビットをチップストリームに変換する。周波数帯変換
手段は、伝送のチップストリームをランダム化する。受
信手段は、データ信号を検波する周波数帯再変換手段と
コーリレイターあるいはデジタル整合フィルターとを含
む。他の周波数帯変換手段は、マルチレベル信号を発生
する手段を脊する受信手段を有している。

（実施例）本発明は、スペクトラム拡散通信装置におけるチップシ
ーケンスの使用を含むものである。この慣用的に使用さ
れているチップシーケンスなる用語は、チップと称され
る複数のビッ，トの使用を示す。そのチップは、データ
ビットのそれぞれを符号化するために１セットとして用
いら，れる。以下の記載において、明らかにされるチッ
プシーケンスは、１セット１０チップを有するチップコ
ードを使用する。１０の数が選択されたのは、単に最適
実施例の記載に便利であるからである。本発明の説明に
用いられる最少あるいは最大の数のチップを有するチッ
プシーケンスは、この技術の当業者に理解させるであろ
う。また、チップシーケンスの大きさが１０チップであ
るのは、最適実施例を説明するために使用されるたくさ
んの要素が、制眼として解釈されない特別の大きさを持
つからである。

第１図は、本発明の原理を用いたデジタル通信装置１０
を示す。装置１０は、図示されるように伝送信｛）と受
信信号８１〜Ｓ５を入力しうる複数の補助装置Ａ−Ｅを
Ｈしている。その補助装Ｋ　Ａ　−　Ｅは、ローカルエ
リアネットワークに相互接続される代表的なコンピュー
タシステムの構成要素を表わす。

第１図に示されるように、ロー力ルエリアネッ１・ワー
クはワイヤレスであり、また、補助装置Ａ〜Ｅ間で通信
するために、ネットワークボックスＬにおいて発生した
無線信号８１−Ｓ５を使用する。

袖助装置ＡとＢとは同一であり、ネッ！・ワークボック
スＬに接続されたマイクロコンピュータをそれぞれ含ん
でいる。補助装置ＣはネットワークボックスＬに接続さ
れた代表的なミニコンピュータを示している。補助装置
Ｄは、プリンター，　ｘ−ｙプロッターのようなもので
あるコンピュータ周辺装置ＲＲもネットワークボックス
Ｌに接続されている。補助装置Ｅは、そのネットワーク
ボックスＬに接続されたデジタルボイスコーダーを示し
ている。代表的な補助装置１０は、もちろん第１図に示
されているよりも多くの補助装置を実質的に有している
。補助装置Ａ−Ｈのそれぞれは、ｌ？ｓ−２３２Ｃケー
ブルによってそのネットワークボックスＬに接続される
。

補助装置Ａ−Ｅは、データ交換，周辺装置分担のために
相互通信を行なう。当業者においては良く知られている
ように、補助装置Ａ−Ｅ間固有の通信を達成するために
、装置１０によって使用される多くの規格化された通信
プロトコルがある。

一般に、通信は、空間を通して無線信号Ｓを放送するこ
ととその信号を受信することとのそれぞれを可能にする
ネットワークボックスＬを介して補助装置Ａ−Ｅ間で行
われる。情報は、補助装置Ａ〜Ｅの全てあるいはいくつ
かまたはただ１つの使用が予定されている固有の放送信
号Ａにおいて伝送される。いずれにせよ、信号８１−８
５は通常、伝統的な制御信号と固有の動作に必要なプロ
トコル信号とを加えた伝送される情報を含む。

本発明の原理によれば、ネットワークボックスＬは、特
有のスペクトラム拡故送信装置２０と受信装置２１（第
２図）をそれぞれ含む。送信装置２０は、データ入力ラ
インとチップクロック入力ラインとを有するビットーチ
ップ変換器３０が含まれている。変換器３０の出力は、
信号Ｓの伝送用のＲＦ送信器の入力に接続されている。

信号ＳはＲＦ受信器３３によって受信される。ＲＥ受信
器３３は、データラインとデータクロック出力ラインと
を有するチップービット変換器３５に接続される。

第３図は、ビットーチップ変換器３０の詳細を示すもの
であり、その前段はチップエンコーダ４０であり、それ
には、周波数帯変換器４２に接続される出力を脊してい
る。エンコーダ４０はデータ入力ラインとチップクロッ
ク入力ラインとに接続される。データ入力ラインは、排
他的論理和ゲート４６の１つの入力（ａ）に接続されて
いる。排他的論理和ゲート４６の第２の入力（ｂ）は、
デジタルカウンタ４８とロジック関数発生器５０からな
るチップシーケンス発生器の出力を引き出す。

周波数帯変換器４２において、排他的論理和ゲー１・５
１は、ゲート４６の出力に直接接続された１つの入力（
Ｃ）と、１１ビットシフトレジスタ５３の最後または第
１１ステージ目に接続された第２の入力（ｄ）とを有し
ている。ここに記されたレジスタ５３は、単に便利性の
ためにそして、例示した１０チップ長のチップの大きさ
に便宜を図るため１１ステージを６している。

異なる大きさのステージを有するレジスターでもまた珂
能であるということはこの技術の当業者であれば理解で
きる。そして、実際は、異なる大きさのチップシーケン
スが用いられたときに必要である。ゲート５１の出力は
、シフトレジスタ５３の第１ステージと周波数帯変換器
４２の出力ライン（ｅ）に接続されている。シフ１・レ
ジスタ５３は、レジスタ５３にシフトパルスを供給する
ためのチップクロツク信号が与えられるクロック入力端
子５４を含む。

ビットーチップ変換器３０すなわち、チップエンコーダ
４０と周波数帯変換器４２との動作は以下の通りである
。

通信されたデータビットストリームは、例えばデジタル
ボイスコーダー，コンピュータ，プリンタ，その他（第
１図）の外部の手段によって代表的に発生される。そし
て、ＲＳ−２３２ケーブルあるいは他の適当な伝送手段
に手段を介してネッ１・ワークボックスＬに伝送される
。代表的なネットワークボックスＬは伝送用のデータを
それ自体で発生するものである。ボックスＬに入った後
、そのデータは、通常の方法における使用のためにネッ
トワークによって正確にフォーマットされる。その結果
のデータは、チップエンコーダ（第２図）の入力ライン
を介してネットワークボックスＬの伝送装置２０に入力
される。補助装置Ａ−Ｈのそれぞれは、データビットを
発生するために用いられるマスタークロック信号が発生
または供給される。

マスタークロックから発生されたチップクロック信号も
また、チップエンコーダ４０のチップクロック入力ライ
ンに供給される。チップクロック信−シｊ，は、１から
９のカウン１・を繰り返し行なえるようにされた４つの
並列出力ラインを持つデジタルカウンタ４８によって１
０のグループでカウントされる。１０でない数字は用い
られないことを書記しておく。ロジック関数発生器５０
は、カウンタ４８で作られた４ビットで表わされるデジ
タルカウントに応じて、チップシーケンスを形成する所
定の直列の１０チップを発生する。１０のチップまたは
チップシーケンスは、通常、チップコードとしてここに
示すような疑似ランダムコードである。実例を示すと、
ここで使用されるチップコードは次の形式を有している
。１１１００１００１０。このように、発生器５０は、
カウンタ４８のカウントサイクルを通じて得られる固有
のチップシーケンスを作るためにプログラムされている
簡単なＲＯＭである。チップは、データビッ１・の１〜
１０番目のパルス周期と同等のパルス周期をそれぞれ？
ｉｔでいる。他のタイプの回路は、チップシーケンスを
作るためにも使用される。例えば、フィードバックをも
つシフトレジスタを有するタイプのコーダは、発生器５
０を動作させるために使用される。

排他的論理和ゲート４６は、チップス！・リームと称さ
れる出力信号を作り出すための入力（ａ）のデータビッ
トのそれぞれと入力（ｂ）のチップシーケンスとをゲー
トする。そのチップストリームは、データビッ１・によ
るチップシーケンスまたはそのチップシーケンスの補数
である。そして、チップストリームは周波数帯変換器４
２で周波数帯変換される。入力（ｅ）上のチップストリ
ームは、１１ビッ１・のデジタルシフトレジスタ５３の
最終ステージから引き出された排他的論理和ゲート５１
の出力の１１ビットの遅延バージョンを持つ排他的論理
和ゲート５１にゲートされる。最後に、ゲート５１の出
力（Ｃ）は、ＲＦ送信器３１に送られる。

周波数帯変換されたチップストリームは周波数または移
送キーイングのような慣用されている変調技術を用いて
いる伝送手段によって伝送される。

特に第４図に示すように、信号ＳがＲＦ受信器３３によ
って周波数帯再変換された後は、周波数帯再変換器５５
の第１ステージを含んでいるチップピット変換器３５の
入力に送られる。周波数帯再変換器５５の出力は、検波
用のデジタル整合フィルタとしてここに示されるコーリ
レイター５７に入力される。

第５図に示されるように、周波数帯変換器４２と同様の
周波数帯再変換器５５は、１２ステージのデジタルシフ
トレジスタ６３を含み、このデジタルシフトレジスタ６
３の最初と最後のステージは、入力を供給するために排
他的論理和ゲー１・６５につながれている。シフトレジ
スタ６３は、受信器３３の出力に接続されるそれ自体の
第１ステージに入力を有し、そのシフト端子６４は、受
信器３３内の慣用的なチップクロック回復装置の出力に
接続されている。フエーズロックループ装置は、チップ
クロック信号を通常の方法で回復させる受信器３３によ
って与えられる。要するに、排他的論理和ゲート６５は
、受信された１１ビットの遅延バージョンを持つ受信さ
れた信号をゲートする。これによって、伝送の結果とし
て発生されたいくつかのエラーを除いて周波数帯再変換
器４２の結果が反転される。周波数帯変換の結果を反転
することはまた、いくつかの最初の知られない状態にす
るために十分な数のビットが周波数帯再変換器５５に入
らなければならないと言うことである。

受信されたチップストリームのエラーは、周波数帯再変
換シフトレジスタ６３の接続位置におけるチップエラー
のたびに周波数帯再変換されたチップストリームのエラ
ーを生じさせる。その結果、受信されたそれぞれのチッ
プエラーは、正しいスペースを持つチップエラーは時折
相互にキャンセルされることができるとは言え、使用し
ている周波数帯再変換器６３の２つのタップに２つの周
波数帯再変換チップエラーを一般的に生じさせる。

すなわち、例示すれば、これらの関連しているビットエ
ラーは、ビッ１・当たり１０チップの例示した装置にお
ける１０チップ時間である１ビットデータ時間以内では
全て治まらないことを確保することが最も好ましい。こ
の基準は、周波数帯変換器５３と周波数帯再変換器６３
における要求されるタップスペースで決定する。ここに
示したようなビット当たり１０チップの装置においては
、端子は、少なくとも１０チップ離れてあるべきである
。さらに考慮すべきことは、端子は、異常なエラーフィ
ードバック状態を避けるために同位訝にスペースが付さ
れないようにすべきことである。

だから、ビット当たり１０チップの装置においては、こ
れらの端子が用いられるならば、端子位置は、０．１０
及び２１が満足されるように選定される。同様に、ビッ
１・当たり１６チップの装置においては、端子は、０，
１６及び３３が選定される。例示した２つのタップの周
波数帯再変換器６３は、Ｏと１１に選定することで満足
される。

周波数帯再変換器５５の出力は、次のコーリレイター５
５内の整合フィルタで検波される。排他的論理和ゲート
６３の出力は、１０ステージのシフトレジスタ７０の最
初のステージの入力に接続されている。レジスタ７０用
のシフト端子６つは、受信器３３内のチップクロック回
復装置に接続されている。レジスタ７０の１０ステージ
のそれぞれは、中間口出しされている。インバータ７１
のセッ１・は、装置で使用されるチップコードの構成に
関連した番号のタップに接続されており、また、それは
発生器５０で発生される。実例のみのＵ的でここに示し
たのは、１１１００１００１０の形式を６するチップコ
ードであり、インバータ７１は、チップコードにおける
“ｌ”に相当するチップの５つの出力の補数をレジスタ
７０のｌＯのタップに配置する。

その結果、補数化されたものと補数化されないものとの
タップの状態は、数字“ｌ゜の入力を一致させる加算回
路網７３によって合計される。例示したビット当たり１
０チップの装置において、その合計は、０と１０との．
間になる。１つの伝送されたデータビットに相当する周
波数帯再変換されたチップがコーリレイター７０のシフ
トレジスタ７０の１０のステージに正確に位置されて、
ビットエラーが存在しなければ、この合計はぴったり０
か１０になる。その合計は、伝送されたデータビットが
″０”であった場合にはちょうど０に、そして、伝送さ
れたデータビットが“１“であった場合にはちょうど１
０になる。チップエラーが在在すれば、それらの数字は
中間（ｉｉ！！５に接近する。

しかし、データビット期間中の周波数帯再変換器５５か
らの５つまたはそれ以上のチップエラーは、その出力和
がＯか１０に接近しているかどうかを基準としてビット
の決定が成されるからビッ１・エラーを引き起こすこと
が要求される。

レジスター７０においてチップストリームが正確に一列
に整列したときには、中間の合計値は、５に近いものが
予想される。記憶されたチップストリームは、疑似ラン
ダムコードであり、これを保障するようにその様な方法
で予め設定されている。したがって、ネットワーク７３
からの出力和は、一般的に５に近いＯと１０との間の数
列となる。しかし、１０チップの時間のスペーシングで
０または１０に近付く。

第６図は、ここに伝送データビットとして第１列目に示
されている１１０００１１０の８つのデータビット列の
現在の装置で与えられる各点のビット列を示している。

第３図に示されるように、これらの８つのデータビット
は、データクロックの速度でポイント（ａ）に現れる。

同時に、データ速度よりも１０倍速い速度を有するチッ
プクロック信号の影響の下で、カウンタ４８は、第２列
目に示される値をＧする４つのカウントビットの組をそ
れぞれ作り出す。その結果、発生器５０は第３列目に示
されるようなチップシーケンスをポイント（ｂ）に出力
する。排他的論理和ゲート４６の出力（Ｃ）は第４列目
に示されているように、第３列目のチップと同様な連続
あるいは、第１列目のデータビッｌ・の値による第３列
目の補数の連続を繰り返す。例えば、伝送データビット
（第１列目）における“１“は、ポイント（Ｃ）（第４
列目）に発生するチップシーケンス（第３列目）の補数
に此凶する。

周波数帯変換器４２のポイン｝（ｅ）（第５列目）での
出力は、最初は無意味であるが、急速にポイント（Ｃ）
（第４列目）での一連の伝送チップのランダム数よりか
なり大きいランダム数を有する予測可能なピットストリ
ームになる。図表から分かるように、周波数帯変換が始
まるのは第１列目の第３伝送データビットにおけるカウ
ン１・４からである。周波数帯再変換器５５の出力とし
てポインｌ−（ｆ）に現れる一連の非周波数帯変換チッ
プは第６コラムに載っている。第６列目のビッ１・は伝
送に誤りがなければ受信される。ポイント（ｇ）での加
算回路網７３からのコーリレイター和は第７列目に載っ
ている。一連のコーリレイター和の値（ｇ）から分かる
ように、その値は１ｏ番目ごとに０か１０のどちらか一
方であり、それ以外では３から７までの値である。また
、コーリレイター和（ｇ）の値が０の場合は伝送データ
ビット（第１列目）が“０”の場合に対応し、コーリレ
イター和の値が１０の場合は伝送データビットが“１”
の場合に対応する。

要約すると、ポイント（ａ）での伝送データビットは１
０ビットのチップシーケンスを用いて符号化され、これ
によりポイント（Ｃ）においてポイント（ａ）での信号
よりランダム性の大きいシーケンスを生成する。伝送チ
ップのランダム性は、無線信号Ｓとして伝送される前に
周波数帯変換器４２によりさらに増幅される。原データ
は、受信器３３により受信され、周波数帯再変換器５５
で再変換され、それからコーリレイター５７で相関され
た後容易に検出される。

第６図の第８〜第１０列目には、受信エラーが生じた状
態における各第５〜第７列目にそれぞれ対応する桔果が
示されている。第８列目のチップは周波数帯再変換器５
５への入力を表わしており、第５列目のチップとは第８
列目の丸で囲んだチップが異なる。この丸で囲んだチッ
プは誤りを表わしている。見て分かるように、１０チツ
ブシリーズ、すなわちコーリレイター５７のレジスタ７
０の長さにおける単一チップのエラーは、加算回路網７
３の和出力値に小さな相違、すなわち１０から９までの
相違（第１０列目）しかもたらさない。

しかし、１０ビットシリーズにおける一連の３つのエラ
ーは、和出力に比較的大きな影響、すなわち０から４ま
での相違を及ぼすが、０から５までの値は「０」データ
ビットの意にインタプリットされ６から１０までの値は
「１」データビットの意にインクプリットされるため、
間違った出力を生成することはない。ほとんど大部分の
和は各サイクルの同じ相対タイムスロット、例えば第１
チップタイムスロットにおいて０又は１０のいずれかに
等しく、他のタイムスロットにおける残りの和は差の半
分、すなわち５に近い値を取るので、データ信号やデー
タクロックは、しきい回路及び位相同期ループ検出器を
用いた受信器２１で従来の回復丁段５９により容易に回
復させることができる。

ここで注目すべき点は、まずデータを１０ビットチップ
シーケンスで符号化した後それを本発明の原理に従って
周波数帯変換して得られたランダム数は、１２７チップ
のチップシーケンスを使用する従来のシステムにおいて
得られたランダム数より大きいランダム数を有する伝送
信号を生成することである。また、本発門では、１０ビ
ット／チップを使用し、１２７ビット／チップを周波数
帯変換せず使用することに比べて伝送速度がかなり小さ
くなる。更に、本発明によれば、伝送する信℃・の周波
数帯幅が、同じデータ速度で１２７ビット／チップを伝
送するのに必要な周波数帯幅より比較的狭い幅で済む。

第７図には受信器１２１の一変更態様が示されており、
ここでは、チップクロックの回復を無制限に遅延させる
ことができ、チップクロックの回復によりその処理がピ
ットクロックの回復処理に移行するようになっている。

チップクロックの回復は、その処理中にエラーが発生す
るとビット回復にとって深刻な粘果が生じる虞があるた
め、これを遅延させることが望ましい。このように一部
変更された受信器システム１２１において、復調された
受信器出力は、クロック速度がチップのクロック速度の
約４倍である内部クロツク１３４を使用するシフトレジ
スタ１６３によって標本化される。この標本化されたデ
ータは絶え間なく周波数帯再変換器１５５に送られる。

周波数帯再変換器１５５は前述した周波数帯再変換器６
３とほぼ同じものであって、ただこれに比べタップ間の
間隔が４倍に開いている点が異なるのみである。例えば
、伝送器に対する周波数帯変換器のタップが１０番、２
１番の位置にあるとすれば、これに対応する３つの周波
数帯再変換器のタップは０番、４０番、８４番の位置に
あるといった具合である。

周波数帯変換器４２にはただ１つのタップが１１番にあ
り（第３図参照）、そのため周波数帯間変換器１５５は
タップを０番と４４番にｈ゛シている。

周波数帯再変換器１５５からの出力（ｆ′）はデジタル
コーリレイター１５７に送られる。このコーリレイター
１５７は前述した整合フィルターと同じような整合フィ
ルターを有するが、前述のより容量が約４倍大きいシフ
１・レジスタ１７０をＧしている。それぞれタップ間隔
とクロック速度は周波数帯再変換器１５５とコーリレイ
ター１５７において同一でなければならない。例えば、
１０のチップ／ビットシーケンスにおいては、４×（１
０−１）　＋１＝３７のステージが必要であり、タップ
位置はＯ番、４番、８番、１２番、１６番、２０番、２
４番、２８番、３２番、３６番となる。

シフトレジスタ１７０に与えられる送り信号はクロック
端末装置１６９を介してクロツク１３４より与えられる
。シフトレジスタ１７０には前述の逆変換器７１の場合
と１０１様に逆変換器１７１のための状態反転型パター
ンが用いられており、１０挿の出力が同一の加算口路網
１７３に送られる。

この加算一路網１７３からの出力は前述の場合と同じく
Ｏと１０の間で可変的であり、データ信号とピットクロ
ツクは同じく回復装置５９によって抽出される。なお、
本システムにおいて、チップクロックの回復は行なう必
要はない。

クロック１３４が本受信器システム１２１に用いられて
いるのは、チップクロック信号を近似するためである。

クロック１３４のクロック速度は正確である必要はなく
、またチップクロツク信号と位相が一致している必要も
ない。それゆえ、一般にチップクロック信号の位相とク
ロック１３４の位相間にはゆっくりしたドリフ１・が生
じ、そのため出力にジッタが発生することがある。しか
し、各チップごとに４つの標本が作られているため、加
算口路網１７３からの整合フィルター出ノノはしきい回
路を使った通常の回復装置５つにより一般に今まで通り
珂能である。また、通゛當の位相同期ループ検出器を使
用して以前と同じデータクロックを回復することもでき
る。もちろん、出力にドリフ１・があったりあるいは標
本化速度が正確でない以上、検出されたデータ信号の品
質は常に同じであるとは限らない。データ信５Ｊの検出
性の向１一は、信号の品質を決定しこの決定に基づいて
回復装置５つを操作していくことを通じて実現される。

第８図には他の変更態様が示されており、ここでは、検
出性を高めるため位相同朋ループ検出器の制御信号の１
つとして川いられる信頼レベル信号が生成されるように
へっている。第８図に示す受信器２２１は、性能をより
向上させるため多レベル情報をシフ１・レジスタ２６３
、２７０に通すようになっている。受信器２２１では、
標本化装置２３４が、端末装置２３３に接続されたクロ
ックに制御されたＲＦ受信器３３における復調器の出力
を標本化すると同時に「双ビット」と呼ばれる多レベル
情報を生成する。この場合のクロック信号は、第５図に
示すような回復チップクロック、あるいは第７図に示す
ような内部生成多重チップクロックのいずれでも良い。

ここでは例えば回復チップクロックの方を用いることに
する。この回復チップクロツクはまた、それぞれシフト
レジスタ２６３、２７０のシフト端末装置２６５、２７
５に接続されている。双ビットは標本化装置２３４によ
り多分以下のように生成される。つまり、００は「０」
、０１は「０」、１０は「１」、１１は「１」にそれぞ
れ生戊される。各双ビットは、周波数帯再変換器２５５
の２重シフトレジスタ２６３中を移動する。シフトレジ
スタ２６３は第１ステージと第１２ステージ（最終ステ
ージ）にタップが設けられ、例えばＤ／Ａ変換器でなる
双ビッ１・マップ装置２０１、２０２によって以下のよ
うに新しい値にマップされる。つまり、００は一３、０
１は−１、１０は＋１、１１は＋３にそれぞれマップさ
れる。これらの新しい値は乗算器２０３に送出され、そ
れからコーダ２０４に送られる。コーダ２０４は、−９
と＋９間の６つの量子化レベルになる乗積信号を符号化
する５つの出力を有する。例えばＡ／Ｄ変換器でなる符
号器２０４の出力は、それぞれ例えばＤ／Ａ変換器でな
るデコーダ２０５にタップで接続された１０個のステー
ジを有する５×１０ビットのシフトレジスタ２７０を有
するコーリレイター２５７に送出され、前述の如く、つ
まり逆変換器２７１を前述のように選択的に配置するこ
とにより、反転される。ただ、注意すべきは、レジスタ
２６３の各タップは２つのタップを含んでいるが、一方
のラインしか示しておらず、第１ステージと第１２ステ
ージの各セルにつき１つのタップしか示していない点で
ある。同様に、レジスタ２７０についても、各ステージ
には５つのタップがあるが、各セルにつき１つのタップ
しか示されていない。加算口路網２７３は前述のように
和出力を生成する。更に、注意すべきは、コーリレイタ
ー２５７と符号器２０４は５ビットを使用して見掛上−
９と＋９間の１９個の値を符号化するように見えるが、
当業者にとって明らかなように、ポイント（ｆ′）にお
ける周波数帯再変換の結果６つのｉｌｉ１敗値、すなわ
ち＝９、−３、−１、＋１、＋３、＋９を取るだけにな
るので、これら６つの値が３ビットコードとして符号化
され得る。

この変更態様においては、−９と＋９間の値を持つ２つ
のマップされタップされた双ビットが、乗算により、ポ
イント（ｆ″）で周波数帯再変換粘果の信頼レベルを示
す大きさの乗積信号を生戊する。その大きさが小さい場
合には結果の信頼性が低く、大きい場合には信頼性が高
い。周波数帯再変換の粘果はその信頼レベルに比例して
使ｍされ、データ信弓の検出性が高められる。シフトレ
ジスタ２７０からの１０個のタップ出力は、それぞれ−
９と＋９間の６つの復号値のうち１つの値を持ち、これ
らの出力は加算回路網２７３により加算されて−９０と
＋９０間の和出力が生成される。データビット値とデー
タビットクロックは、前述のように目復装置５つにより
和信号から再度得られる。本実施例では、正の結果が「
１」の伝送を示し、負の結果が「０」の伝送を示してい
る。

各検出の信頼レベルは、ポイント（ｆ″）において判断
可能であり、順送りされて、位相を再変して検出性を高
めるための位相同期ループ検出器の発振器の制御に使用
される。

本発明の基本構成ブロックは、いくつかの商業源から容
易に人手可能な回路によって構成することができる。例
えば、テキサスインスツウルメンツ社製の排他的論理和
ゲー１−Ｎｏ．７４ＨＣ８６はゲート４６、５１、６５
、１６５を構成するのに使用可能であり、同社製のシフ
トレジスタＮｏ，７４ＨＣ１６４はレジスタ５３、６３
、７０、１６３、１７０、２６３、２７０の構成に使用
可能であり、同社製の加算目路網Ｎｏ．７４ＨＣ２８３
は回路網７３、１７３、２７３の構成に使用可能である
。

明らかに、本発明の変更態様は、上記説門の観点よりそ
の他にもたくさん考えることができる。

従って、本発明は、特許請求の範囲内においてこの明細
書中に示した実施態様以外の態様でも実施可能である。

（発明の効果）以上の説明により明らかなように、本発明によれば、バ
ンド幅とビット伝送速度を維持すると同時にコード化さ
れた信号のランダム数を増加させることが可能となり、
さらに、エラーが最少限のランダム数にコード化された
信号を受信できることとなり、結果として、スペクトラ
ム拡散技術を使用したデシタルデータビッ１・ストリー
ムの有効な通信が行なえることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る通信装置の最適実施例のブロッ
クダイヤグラム、第２図は、第１図に示した装置の一部の詳細を示すブロ
ックダイヤグラム、第３図は、第２図に示した装置の一部の詳細図、第４図
は、第２図に示した受信器の一部のブロックダイヤグラ
ム、第５図は、第４図に示した受信器の一部の詳細図、第６Ａ図及び第６Ｂ図は、第１図から第５図に示したダ
イヤグラムの各秤のポイントにおいて出現する信少を示
すチャート、第７図及び第８図は、′：ｉＳ５図と同様に本発明の変
形を示す詳細図である。１０・・・デジタル通信装置、２０・・・スペクトラム拡散送信装置、２１・・・受信
装置、３０・・・ビットーチップ変換器、３１・・・ＲＦ送信器、　３３・・・ＲＦ受信器、３５
・・・チップービット変換器、４０・・・チップエンコーダ、４２・・・周波数帯変換器、５３，６３．７０・・・シフトレジスタ、５５．１５５
・・・周波数帯再変換器、５７．１５７・・・コーリレ
イター５９・・・ビッ１・クロツク目復装置、７３．１７３，２７３・・・加算助路網、２０２・・・双ビットマップ装置、２３４・・・標本化装己、２６３，２７０・・・シフトレジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）伝送されるデジタル情報信号をあるデータ速度で
入力する入力手段と、前記情報信号を前記データ速度よりも速いチップ速度の
チップストリームに変換する前記入力手段に接続される
チップストリーム発生手段と、周波数帯変換されたチッ
プストリーム信号を作り出すために前記チップストリー
ムを周波数帯変換する周波数帯変換手段と、前記周波数帯変換されたチップストリーム信号を無線信
号として伝送する当該周波数帯変換手段に接続される出
力手段とを有することを特徴とするスペクトラム拡散通
信装置。
（２）前記チップストリーム発生手段は、それぞれのデ
ータビットに対してｎビットのチップコードを発生する
チップコード発生手段と、そのｎビットのチップコード
または前記データビットの異なる値に対するｎビットの
チップコードの補数を出力するゲート手段とを有するこ
とを特徴とする請求項（１）記載のスペクトラム拡散通
信装置。
（３）前記周波数帯変換手段は、ｎチップ以上の段階を
利用する前記チップストリームを周波数帯変換する手段
を有することを特徴とする請求項（２）記載のスペクト
ラム拡散通信装置。
（４）前記周波数帯変換されたチップストリームに接続
される周波数帯再変換手段と、検波された周波数帯変換後のチップストリームを周波数
帯変換前のチップストリームに変換する受信手段と、前記データ信号を検波する前記周波数帯再変換手段に接
続されるデータ検波手段とをさらに有することを特徴と
する請求項（１）記載のスペクトラム拡散通信装置。
（５）前記検波手段は、コーリレイター（ｃｏｒｒｅｌ
ａｔｏｒ）であることを特徴とする請求項（４）記載の
スペクトラム拡散通信装置。
（６）前記コーリレイター（ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）は
、デジタル整合フィルターであることを特徴とする請求
項（５）記載のスペクトラム拡散通信装置。
（７）前記チップストリーム発生手段は、それぞれのデ
ータビットに対してｎビットのチップコードを発生する
チップコード発生手段と、そのｎビットのチップコード
または前記データビットの異なる値に対するｎビットの
チップコードの補数を出力するゲート手段とを有するこ
とを特徴とする請求項（６）記載のスペクトラム拡散通
信装置。
（８）前記周波数帯変換手段は、ｎチップ以上の段階を
利用する前記チップストリームを周波数帯変換する手段
を有することを特徴とする請求項（７）記載のスペクト
ラム拡散通信装置。
（９）前記伝送された周波数帯変換後のチップストリー
ムを受信し検波する受信手段と、前記チップストリーム速度のある倍数のサンプリング速
度で前記検波された周波数帯変換後のチップストリーム
をサンプリングする当該受信手段に接続されるサンプル
手段と、その出力を前記サンプリング速度と同じ速度を有する周
波数帯変換前のチップストリームに変換する当該サンプ
ル手段に接続される周波数帯再変換手段と、前記データ信号を検波する当該周波数帯再変換手段に接
続される検波手段とをさらに有することを特徴とする請
求項（１）記載のスペクトラム拡散通信装置。
（１０）前記検波手段は、コーリレイター（ｃｏｒｒｅ
ｌａｔｏｒ）であることを特徴とする請求項（９）記載
のスペクトラム拡散通信装置。
（１１）前記コーリレイター（ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）
は、デジタル整合フィルターであることを特徴とする請
求項（１０）記載のスペクトラム拡散通信装置。
（１２）前記チップストリーム発生手段は、それぞれの
データビットに対してｎビットのチップコードを発生す
るチップコード発生手段と、そのｎビットのチップコー
ドまたは前記データビットの異なる値に対するｎビット
のチップコードの補数を出力するゲート手段とを有する
ことを特徴とする請求項（１１）記載のスペクトラム拡
散通信装置。
（１３）前記周波数帯変換手段は、ｎチップ以上の段階
を利用する前記チップストリームを周波数帯変換する手
段を有することを特徴とする請求項（１２）記載のスペ
クトラム拡散通信装置。
（１４）前記伝送された周波数帯変換後のチップストリ
ームを受信し検波する受信手段と、検波されたチップストリームをサンプリングし、そのサ
ンプルをそのサンプルのレベルの関数としての連続の第
１のマルチレベル信号に符号化する当該受信手段に接続
されるサンプル手段と、その出力を第２のマルチレベル
信号に変換する前記チップストリームを含む前記チップ
ストリームを周波数帯再変換する当該サンプル手段に接
続される周波数帯再変換手段と、前記データ信号を検波する当該周波数帯再変換手段に接
続された検波手段とをさらに有することを特徴とする請
求項（１）記載のスペクトラム拡散通信装置。
（１５）前記周波数帯再変換手段は、前記第２のマルチ
レベル信号を作り出すために前記第１のマルチレベル信
号の少なくとも２つのスペースを持つ値を乗算する乗算
手段を有することを特徴とする請求項（１４）記載のス
ペクトラム拡散通信装置。
（１６）前記スペースを持つ値は、１つのチップストリ
ームの長さよりも長い距離のスペースを有することを特
徴とする請求項（１５）記載のスペクトラム拡散通信装
置。
（１７）前記データ検波手段は、コーリレイター（ｃｏ
ｒｒｅｌａｔｏｒ）であることを特徴とする請求項（１
４）記載のスペクトラム拡散通信装置。
（１８）前記コーリレイター（ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）
は、デジタル整合フィルターであることを特徴とする請
求項（１７）記載のスペクトラム拡散通信装置。
（１９）前記コーリレイター（ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）
は、前記第２のマルチレベル信号をデジタル的に符号化
する手段を含むマルチレベルデジタル整合フィルターを
有することを特徴とする請求項（１７）記載のスペクト
ラム拡散通信装置。