JPH043540A - スペクトラム拡散通信装置 - 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〕 この発明は、スペクトラム拡散通信を利用した通信装置
に関し、送信周波数や受信部の局部発振周波数の変動に
よるスペクトラム拡散信号の損傷を防止して、受信信号
を確実に復調できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

スペクトラム拡散通信は、伝送しようとするブタを、擬
似雑音信号と呼ばれる符号系列で変調することにより、
データ信号の帯域を広げて（すなわちスペクトラムを拡
散して）送信する方式であり、伝送路における信号ひす
みゃ混信波の影響を受けずに伝送できる特徴がある。

スペクトラム拡散通信方式として代表的なしのである直
接拡散方式の概要を第２図に示す。送（ｇ機１０側では
、Ｐ　Ｎ　（Ｐｓｅｕｄｏ　Ｎｏ１ｓｅ）系列発生器１
２から所定パターンを繰り返す拡散符号（擬似雑音信号
）が発生され、変調器］４において送信データがこの拡
散符号で変調されて、スペクトル拡散信号が作られる。

このスペクトル拡散信号は、変調器１６で搬送波（周波
数ｆ。）を変調して、アンテナ１８から送信される。

受信機２０側では、アンテナ２２て受信された信号を受
信部２４に入力し、ここで受信信号からスペクトル拡散
信号を抽出し、逆拡散器２６で拡散符号との相関をとる
ことにより、スペクトラム拡散信号の復調を行ない、さ
らにデータ復調器２８でデータ復調（ＰＣＭ復調等）を
して、復調データを得る。

受信部２４の従来における構成を第３図に示す。

（ａ）は受信信号をそのまま局部発振信号とミキシング
して、搬送波成分を除去してスペクトラム拡散信号を得
るようにしたものである。アンテナ２２で受信された信
号Ｐ　（ｔ）　　・ｓｊｎ　２πｆＯｔ（Ｐ　（ｔ）　
　ニスペクトラム拡散信号、ｆ　：受信周波数（−送信
周波数））は、ミキサ３０において局部発振信号ｓｉｎ
　２πｆｔ（ｆ：局部発振　　　　Ｌ 周波数）とミキシングされて、変換信号ＳＭが作られ、
さらにローパスフィルタ３２を通してスペクトラム拡散
信号成分を含む信号Ｓ　′か得られ暦 る。

第３図（ｂ）は、受信信号を一旦中間周波数信号に変換
してから局部発振信号とミキシングして、搬送波成分を
除去してスペクトラム拡散信号を得るようにしたもので
ある。受信信号ｐ　（Ｂｓｉｎ　２πｆ　　’ｔは、ミ
キサ３４て局部発振信号５ｉｎ２ｙｆ　　　ｔ　　（ｆ
　　’　　：局部発振周波数）とＬ　　　　　Ｌ ミキシングされて中間周波数信号Ｐ　（ｔ）　　・５ｉ
ｎ２πｆ　　ｔ（ここではｆＯは中間周波数）が作られ
る。この中間周波数信号は、ミキサ３０において局部発
振信号ｓｉｎ　２πｆｔ（ｆ：局部発振　　　　Ｌ 周波数）とミキシングされて、変換信号ＳＭが作られ、
さらにローパスフィルタ３２を通してスペクトラム拡散
信号成分を含む信号Ｓ　′が得られる。

第３図（ａ）、（ｂ）において、変換信号ＳＭは、 ＳＭ　−Ｐ　（ｔ）　・ｓｊｎ　２ｙｒｆＯｔ　−５ｊ
ｎ　２ｙｒｆＬｔ・・・（１） で表わされる。この変換信号ＳＭは、ローパスフィルタ
３２に入力されてｔ　　＋　ｆ　Ｌ成分が除去されるこ
とにより、次の信号Ｓ　　が得られる。

Ｓ’−−Ｐ（ｔ）　　争ｃｏｓ　　２π　（ｆＯ−ｆＬ
）　　ｔ　　　　・　　（２）従来においては、局部発
振周波数ｆｔ、は、ｆ　　−ｆ　　すなわち送信周波数
ｆ。と同じ値に設Ｏ 定されていた。したがって、第２式は、となり、これに
よりスペクトラム拡散信号ｐ　（Ｂか得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、従来においてはｆＬ−ｆＯに設定するよ
うにしていたが、実際には送信周波数ｆ　や局部発振周
波数ｆＬの変動により、これらを完全に一致させること
は不可能であった。このため、ｆ　Ｌ　　ｆ　ｏ−Δｆ
なる差成分が生じて、前記信号Ｓ　　は、実際には、 ＳＭ′−−Ｐ　（ｔ）・ｃｏｓ　２πΔｆｔとなってい
た。スペクトラム拡散通信においては、一般に拡散符号
のクロック周波数ｆ。は数旧（７以上に設定され、Δｆ
＜ｆ。が成り立つため、第４図に示すように、信号Ｓ′
問はスペクトラム拡散信号Ｐ　（ｔ）を信号ｃｏｓ　２
πΔｆｔで変調した波形となり、元の拡散信号Ｐ　（ｔ
）の位相情報か損傷を受けることになる。このため、そ
の後の逆拡散処理およびデータ復調処理（第２図）が不
可能となる欠点かあった。そして、これを防止するには
、局部発振周波数ｆ　を受信周波数ｆ。に正確り に一致させるためのＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃ
ｋｅｄ　Ｌｏｏｐ　）回路が必要となり、回路構成が複
雑となる欠点があった。

この発明は、前記従来の技術における欠点を解決して、
回路構成を複雑化することなく送信周波数や局部発振周
波数の変動によるスペクトラム拡散信号の破損を防止し
たスペクトラム拡散通信装置を提供しようとするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、所定周波数の搬送波をスペクトラム拡散信
号で変調して送信された信号を受信し、この受信信号ま
たはこの受信信号から作られた中間周波数信号に局部発
振信号をミキシングして前記スペクトラム拡散信号成分
を取り出す受信部を具え、前記局部発振信号の局部発振
周波数ｆ、が、ｆ　　崎ｆ　　＋ｆ　　もしくはｆＬ＞
ｆＣ＋ｆＯＬ　　　　ＣＯ またはｆ　　４ｆ　　−ｆ　　もしくはｆＬ＜ｆＯ−ｆ
ＣＯＧ たたし、ｆＣ：拡散符号のクロック周波数ｆＯ：前記受
信信号または前記中間周波数信号の周波数 に設定されていることを特徴とするものである。

〔作　用〕

この発明によれば、局部発振信号の局部発振周波数ｆ、
を、 ｆ　　４ｆ　　＋ｆ　　もしくはｆＬ＞ｆＣ＋ｆＯＣＯ またはｆ　　崎ｆ　　−ｆ　　もしくはｆ、＜ｆＯ−ｆ
ＣＯＧ とすることにより、後述するように、ｆＯとｆＬＯ差成
分の周波数は拡散符号のクロック周波数とほぼ同じかま
たはそれ以上となるので、拡散符号の１クロツク内に上
記差成分がほぼ１周期またはそれ以上含まれることにな
る。このため、ｆＯまたはｆＬに多少の変動があったと
しても、受信部の出力信号にスペクトラム拡散信号の位
相情報が・残されることになり、スペクトラム拡散信号
の破損が防止されて、受信データを正確に復調すること
ができる。しかも、従来と同じ構成で局部発振周波数の
設定だけを変えればよいので、構成か複雑化することも
ない。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図に示す、ここでは、前記第
３図の従来装置と共通する部分には、同一の符号を用い
る。

第１図（ａ）は受信信号をそのまま局部発振信号とミキ
シングして、搬送波成分を除去してスペクトラム拡散信
号を得るようにしたものである。

アンテナ２２て受信された信号Ｐ　（ｔ）　　・ｓｉｎ
　２πｒｏｔ　　（Ｐ　（ｔ）ニスペクトラム拡散信号
、ｆＯ、受信周波数（−送信周波数））は、ミキサ３０
において局部発振信号ｓｉｎ　２　ｙｒ　ｆ　Ｌ　ｔ　
　（ｆ　ｔ、　：局部発振周波数）とミキシングされて
、変換信号ＳＭが作られ、さらにローパスフィルタ３２
を通してスペクトラム拡散信号成分を含む信号ＳＭ′か
得られる。

第１図（ｂ）は、受信信号を一旦中間周波数信号に変換
してから局部発振信号とミキシングして、搬送波成分を
除去してスペクトラム拡散信号を得るようにしたもので
ある。受信信号ｐ　（ｔ）ｓｉｎ　２πｆ　　’ｔは、
ミキサ３４て局部発振信号５ｉｎ２πｆ　　　ｔ　　（
ｆ　　’　　：局部発振周波数）とＬ　　　　　Ｌ ミキシングされて中間周波数信号Ｐ　（ｔ）　　・５ｉ
ｎ２πｆ　　ｔ（ここではｆＯは中間周波数）か作られ
る。この中間周波数信号は、ミキサ３０において局部発
振信号ｓｉｎ　２πｆｔ（ｆ：局部発振　　　　Ｌ 周波数）とミキシングされて、変換信号ＳＭか作られ、
さらにローパスフィルタ３２を通してスペクトラム拡散
信号成分を含む信号Ｓ　′が得られる。

第１図（ａ）、（ｂ）において局部発振周波数ｆｔ、は
、 ｆＬ≧ｆＣ＋ｆ。

またはｆ　≦ｆＯ−ｆＣ に設定されている。

第１図（ａ）、（ｂ）の構成によれば、変換信号ＳＭは
、 ＳＭ−Ｐ　（ｔ）　壷ｓｉｎ　２πｆＯｔ　−５ｉｎ　
２πｆＬｔ・・・（４） で表わされる。この変換信号ＳＭは、ローノくスフィル
タ３２に入力されて（ｏ　＋　ｆ　Ｌ成分が除去される
ことにより、次の信号Ｓ　′が得られる。

ここで、ｆＬ−ｆ。

−ｆ８とおくと、 ｆｔ、≧ｆＣ十ｆＯの条件から、 ｆｓ≧ｆＣ　　　　　　　　　　　・・・（６）となる
。また、 ｃｏｓ　２π（ｆ　　−ｆ　　）　ｔ　−ｃｏｓ　２π
（ｆＯ−ｆＬ）ｔＯ であるから、ｆ　ｏ　　ｆ　Ｌ”’　ｆ　ｓとおくと、
ｆＬ≦ｆ　ｏ　　ｆ　ｃの条件から、 ｆＳ２ｆＣ・・　（７） となる。したがって、第６式、第７式から、いずれの場
合も局部発振周波数咀と受信周波数または中間周波数ｆ
　との差成分子８は拡散符号のりロック周波数ｆＣと等
しいか高くなる（いずれを用いるかは任意である。）。

第５図は、第１図の装置の動作波形図で、ｆ８−２　ｆ
Ｃに設定した場合について示している。この図に示すよ
うに拡散符号のクロック周波数ｆ。

は差信号周波数ｆ８よりも低いので、拡散信号のクロッ
ク内に差信号周波数ｆ８は複数周期含まれることになる
。このため、信号Ｓ　′はスペクトラム拡散信号ｐ　（
ｔ）の位相情報を完全に残したものとなる。したがって
、この信号Ｓ　′を包絡線検波等することによりスペク
トラム拡散信号Ｐ（１）か復調される。

ここで、第１図（ａ）　　　（ｂ）の装置において、局
部発振周波数ｆＬまたは受信周波数、中間周波数ｆ。の
いずれかが発振器の発振周波数の変動等で変化して、 ｆ−ｆ−ｆｓ＋Δｆ ＬＯ になったとする。前述のとおり、スペクトラム拡散通信
において、拡散符号のクロック周波数ｆＣは数ＭＨｚ以
上であり、またｆ　≧ｆＣであるので、ｆ８も数Ｍ　ｔ
（ｚ以上となる。一方、送信機や受信機の信号源には、
−船釣に水晶振動子が用いられているので、Δｆはこぐ
わずか（数１０に〜数ＭＨｚ以上）であり、ｆ　　、ｆ
　　に対して１０−４以下のＯＬ オーダである。逆にｆ８は数Ｍ　）Ｉ　ｚ以上であり、
ｆ　　、ｆ　　に対して］０−１〜１０−２０オーダに
なＬ るので、 ｆｓ　＋Δｆ絢ｆｓ かいえる。したがって、Δｆ酸成分生しても信号ＳＭ′
にはほとんど影響を与えないことがわかる。

〔変更例〕

前記実施例では、ｆ＞ｆ（すなわちｆＬ＞Ｃ ｆ　　＋ｆ　　またはｆ　　＜ｆ　　’−ｆＣ）の場合
につＣｏ　　　　　　　　　ＬＯ いて説明したが、ｆｓＬｆｆＣ（すなわち、ｆ　、ξｆ
　　＋ｆ　　またはｆ　崎ｆ　　　ｆＣ）とすることＣ
ｏ　　　　　　　　　ＬＯ もてきる。この場合は、第６図に示すように拡散符号の
１クロツク内に周波数変動を含む差信号周波数ｆｓ＋Δ
ｆがほぼ１周期含まれることになり、やはり信号Ｓ　′
はスペクトラム拡散信号Ｐ　（ｔ）の位相情報を残した
ものとなる。

また、この発明は送受信装置のほか受信専用装置にも適
用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、局部発振信号
の局部発振周波数ｆｔ、を、 ｆ　　：ｆ　　＋ｆ　　もしくはｆ　Ｌ　＞　ｆ　ｃ　
＋　ｆ　。

ＣＯ またはｆ　　”＝ｆ　　−ｆ　　もしくはｆしくｆＯ−
ｆＣＯＧ に設定したので、ｆ　とｆｔ、の差成分がほぼ１周期ま
たはそれ以上含まれることになる。このため、ｆ　また
はｆＬに多少の変動かあったとしても、受信部の出力信
号にスペクトラム拡散信号の位相情報が残されることに
なり、スペクトラム拡散信号の損傷が防止されて、受信
データを正確に復調することができる。しかも、従来と
同し構成で局部発振周波数の設定だけを変えればよいの
で、構成か複雑化することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。 第２図は、直接拡散方式の概要を示すブロック図である
。 第３図は、従来装置を示すブロック図である。 第４図は、従来装置の動作波形図である。 第５図は、ｆ　　−２ｆＯに設定した場合の第１図の装
置の動作波形図である。 第６図は、ｆ８４ｆ。に設定した場合の第１図の装置の
動作波形図である。 ２４・・・受信部、 ０・・・ミキサ、 スペ ク トラム拡散信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定周波数の搬送波をスペクトラム拡散信号で変調して
   送信された信号を受信し、この受信信号またはこの受信
   信号から作られた中間周波数信号に局部発振信号をミキ
   シングして前記スペクトラム拡散信号成分を取り出す受
   信部を具え、 前記局部発振信号の局部発振周波数ｆ＿Ｌが、ｆ＿Ｌ≒
   ｆ＿Ｃ＋ｆ＿Ｏもしくはｆ＿Ｌ＞ｆ＿Ｃ＋ｆ＿Ｏまたは
   ｆ＿Ｌ≒ｆ＿Ｏ−ｆ＿Ｃもしくはｆ＿Ｌ＜ｆ＿Ｏ−ｆ＿
   Ｃただし、ｆ＿Ｃ：拡散符号のクロック周波数ｆ＿Ｏ：
   前記受信信号または前記中間周波数信号の周波数 に設定されていることを特徴とするスペクトラム拡散通
   信装置。