JPH04365237A - スペクトル拡散復調装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスペクトル拡散復調装置
に係り、特に、任意の伝送手段又は記録再生媒体を介し
て得られたスペクトル拡散信号中に含まれる種々の干渉
波や雑音等を、復調側において比較的簡単な構成で大幅
に抑圧し得るようにした、パッケージ系や放送系等への
利用に好適なスペクトル拡散復調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＳ（スペクトル拡散）変調，復調装置
を備えて行なうＳＳ通信方式では、情報信号又はこれを
ＦＭ変調等により１次変調したものを、広帯域の雑音状
の拡散符号により２次変調して、非常に広い周波数帯域
に拡散して通信している。かかるＳＳ通信方式には、■
雑音や外部干渉波や故意の妨害波に強い，■従来システ
ムと共存できる，■疑似雑音符号を変えることにより同
一周波数帯域内に多重することが可能である，等々多く
の優れた特長があり、これらのことが認識されて、現在
では従来の通信分野に止まらず、他の分野での応用が進
んできており、例えば車載用無線電話機やコードレステ
レホンへの適用等、民生機器への展開も始められつつあ
る。

【０００３】かかるＳＳ変調復調方式を実施し得るＳＳ
変調復調装置の一般的な構成（従来例）を図３に示す。 なお、この図３では、信号の授受を行なう２つのＳＳ変
調復調装置のうち、一方の変調部１０と他方の復調部２
０とを示している。両ＳＳ変調復調装置とも、変調部１
０はＰＮＧ（拡散符号発生回路）８と乗算器２を備え、
復調部２０はＰＮＧ９，乗算器３，及びＬＰＦ（低域濾
波器）１１，１２を備えている。ＰＮＧ８，９で生成さ
れる拡散符号は通常は擬似雑音符号であり、両者は互い
に同期を取りつつ使用される。なお、加算器１６は実際
の装置では存在しないが、干渉（妨害）波やノイズの混
入及び除去の説明の便宜上描いている。

【０００４】変調部１０のＰＮＧ８においては、入力端
子Ｉｎ２　から供給されるクロック信号Ｃ（ｔ）　を基
に拡散符号Ｐ（ｔ）　を生成し、乗算器２に出力してい
る。一方、入力端子Ｉｎ１　からは情報信号ｄ（ｔ）｛
図２（Ａ）　のＤ｝がこの乗算器２に供給されており、
ここで拡散符号Ｐ（ｔ）　との乗算により拡散変調が行
なわれ、ＳＳ変調信号Ｄｓｓ｛＝ｄ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）｝
｛図２（Ｂ）　参照｝が出力される。このＳＳ変調信号
Ｄｓｓは伝送媒体や記録媒体を介して復調部２０に与え
られ、初段のＬＰＦ１１において不要な周波数成分｛拡
散信号のメインローブ以外の周波数成分｝を除去した後
、乗算器３に供給される。

【０００５】一方、入力端子Ｉｎ４　からは変調部７で
用いられたクロック信号と等価なクロック信号Ｃ（ｔ）
　がＰＮＧ９に供給されており、これを基にＰＮＧ９で
は上記ＰＮＧ８と等価な拡散符号Ｐ（ｔ）　を生成して
、逆拡散用の乗算器３に供給している。従って、妨害（
干渉）波等が無ければ、この乗算器３からはｄ（ｔ）＊
Ｐ２　（ｔ）　なる乗算（逆拡散）信号が出力されるは
ずであるが、伝送媒体（例えばアンテナ間の空中等）を
通過する際に、妨害波Ｉが混入する｛図２（Ｃ）　参照
｝場合が多い。そこで、説明の便宜上、加算器１６なる
ものを想定し、伝送媒体通過中に混入する妨害波Ｉ（ｔ
）　が入力端子Ｉｎ３　より入来してＳＳ変調信号Ｄｓ
ｓに加算されるものとすると、復調部２０への入力信号
は、ｄ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）＋Ｉ（ｔ）　で表わされる。

【０００６】従って、復調部２０の乗算器３からの逆拡
散出力は、 　　｛ｄ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）＋Ｉ（ｔ）｝×Ｐ（ｔ）　＝
ｄ（ｔ）＊Ｐ２　（ｔ）　＋Ｉ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）　……
……（１）　となる。ところで、Ｐ（ｔ）　は１又は−
１の値しか取らない符号なので、Ｐ２　（ｔ）＝１とな
り、逆拡散出力は、ｄ（ｔ）＋Ｉ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）　と
なる。即ち、復調情報ｄ（ｔ）に、妨害波の拡散された
拡散妨害波Ｉ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）｛＝Ｉｓｓ，図２（Ｄ）
　参照｝が混じり合ったものとして出力される。かかる
出力信号を適当な通過特性を有するＬＰＦ１２に通して
拡散妨害波Ｉ（ｔ）＊Ｐ（ｔ）　の大部分を除去し、復
調出力ｄ（ｔ）＋ｎ（ｔ）を得ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上がＳＳ変調，復調
の基本的な原理であるが、復調出力中に、情報信号ｄ（
ｔ）の他に拡散妨害波の残留成分ｎ（ｔ）が含まれるこ
とが多く、混入する妨害波Ｉ（ｔ）のレベルが大きけれ
ば大きい程ＣＮ比が劣化してしまう。そこで、本出願人
会社は、引算法を用いて生成妨害波と拡散妨害波とを相
殺させることにより、残留成分を大幅に減衰させる技術
を開発し、例えば特願平１−２８５１７９号，特願平２
−２５３６８９号等に紹介している。かかる技術では、
生成する妨害波の精度をどれだけ高められるかが重要な
ポイントであり、妨害波の形状，位相と振幅とが完全に
一致して始めて打消しが可能となるので、オシロスコー
プ等で比較，観測して、略等しく見える程度では、１０
ｄＢの抑圧減衰も困難である。また、非常に広い周波数
帯域を対象としているので、広帯域回路技術も必要とな
る。

【０００８】更に、同一周波数を共用することにより、
本質的に相互干渉を避けられないので、他の局からの信
号電力が非常に大きくなれば、ＳＳ通信方式においても
干渉波により性能が劣化してしまう。そこで、自局のＳ
Ｓ信号電力を増加させるとその信号の品質は向上するが
、他の信号に対する干渉が無視できなくなるという問題
点もある。更にまた、従来方式のものは既知のＳＳ干渉
波に限って有効であり、ランダムノイズや未知のＳＳ干
渉波には殆ど対処できず、複数の既知のＳＳ干渉波に対
処しようとすると、複数の逆拡散復調器，互いに通過帯
域が異なる複数の狭帯域濾波器，複数の拡散変調器によ
るループ，及び加算器が必要となり、構成がかなり複雑
となって、コストも上昇するという欠点もあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のスペクトル拡散
復調装置は、ＳＳ復調装置の主要部である拡散ノイズ生
成部を、逆拡散出力信号の復調情報周波数帯域を除去す
る高域濾波器と、復調装置のＰＮＧからの拡散符号の高
域成分を除去する低域濾波器と、この濾波器を通過した
拡散符号と上記高域濾波器の出力とを乗算する第１の乗
算器と、この乗算器出力に上記ＰＮＧからの拡散符号を
乗算する第２の乗算器と、この乗算器出力のうち上記高
域濾波器の遮断周波数より低い周波数帯域成分を増強す
ることにより乗算器の力を逆拡散出力信号中の拡散ノイ
ズ成分にほぼ等しいスペクトルに補正する等化回路とを
備える等して構成することにより、上記課題を解決した
ものである。

【００１０】

【実施例】本発明装置の基本的な考え方は、ＳＳ変調装
置とＳＳ復調装置との間で妨害を受けた場合に、復調出
力信号中の情報と妨害波を含むノイズ成分の中から打消
し用妨害成分（生成妨害波）を生成して、復調出力と生
成妨害成分との演算処理により、情報信号のみを得ると
いう考え方に基づくものである。

【００１１】本発明のスペクトル拡散復調装置について
、図面を参照し乍ら説明する。図１は本発明のＳＳ復調
装置２０を、ＳＳ変調装置１０と共に示す一実施例のブ
ロック系統図であり、この図において図３に示した従来
装置と同一構成部分には同一符号を付してその詳細な説
明を省略する。また、ＳＳ変調装置１０の構成は従来例
と同じなので、その動作説明も省略する。

【００１２】図１において、７は拡散ノイズ生成部、１
７は引算回路である。便宜上示した入力端子Ｉｎ３　よ
り混入するノイズ成分が、乗算器３にて拡散されて形成
される信号形態（スペクトル）と同じもの（打消し用妨
害成分）をこの拡散ノイズ生成部７で生成して、これを
引算回路１７に供給することにより両者を相殺して、情
報信号だけを効率良く復調，出力しようとするものであ
る。 この拡散ノイズ生成部７の具体的な構成例及び動作につ
いて、図面と共に更に説明する。

【００１３】図４〜図６は拡散ノイズ生成部７の具体的
な構成例（第１〜第３実施例）を示すブロック図であり
、これらの図において４，５は乗算器、１３はＬＰＦ、
１４，１５はＨＰＦ（高域濾波器）、１９は等化回路、
１８は引算回路である。以下、図２の信号スペクトル図
を併せ参照しながら、拡散ノイズ生成部７については各
構成例毎に動作を説明する。

【００１４】加算器１６にて混入する妨害波をＩ（ｔ）
　＝　ｃｏｓωｔとすると、乗算器３からの逆拡散出力
は、前記第１式より、ｄ（ｔ）＊Ｐ２　（ｔ）＋Ｐ（ｔ
）ｃｏｓωｔとなる。前述の如く、Ｐ（ｔ）　は＋１と
−１の値しか取らない符号なので、Ｐ２　（ｔ）　＝１
となり、拡散ノイズ生成部７及び引算回路１７に供給さ
れる逆拡散出力は、図２（Ｄ）　に示したようなスペク
トルの、ｄ（ｔ）＋Ｐ（ｔ）ｃｏｓωｔとなる。そのう
ちの復調情報ｄ（ｔ）は、拡散ノイズ生成部７を構成す
る初段のＨＰＦ（ローカットフィルタ）１５で除去され
て、拡散ノイズ（干渉波）成分Ｐ（ｔ）ｃｏｓωｔのう
ちの復調情報周波数帯域成分｛これをα（ｔ）　で表わ
すことにする｝以外の成分“Ｐ（ｔ）ｃｏｓωｔ−α（
ｔ）”｛図２（Ｅ）　参照｝が乗算器４に供給される。

【００１５】拡散ノイズ生成部の第１実施例７ａにおい
て、乗算器４のもう１つの入力端子には拡散ノイズ生成
部７ａを構成するＬＰＦ１３により高域成分Ｐ’（ｔ）
をカットされた拡散符号“Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）”が供
給されている。従って、乗算器４の乗算出力は｛１−Ｐ
（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）｝ｃｏｓωｔ−α（ｔ）｛Ｐ（ｔ）
−Ｐ’（ｔ）｝となって、乗算器５に供給される。乗算
器５にはＰＮＧ９（図１参照）からの拡散符号Ｐ（ｔ）
　も供給されているので両信号の乗算が行なわれ、”ｃ
ｏｓωｔ｛Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）｝−α（ｔ）｛１−Ｐ
（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）｝”なる乗算出力｛図２（Ｆ）　参
照｝が得られる。

【００１６】かかる出力信号を等化回路１９に供給し、
ここで上記ＨＰＦ１５で損失した拡散ノイズ成分α（ｔ
）　を０又は充分小さくなるようにすれば、拡散干渉波
は結果的に”ｃｏｓωｔ｛Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）｝”の
みとなり、情報周波数帯域内の拡散干渉波が生成された
ことになる｛図２（Ｇ）　参照｝。即ち、Ｐ（ｔ）のト
ータルパワーを１とすれば、Ｐ’（ｔ）のトータルパワ
ーはＬＰＦ１３の遮断（ｃｕｔ　ｏｆｆ）周波数ｆｃ　
に依存した形で小さくなり、一例として　０．３とすれ
ばＰ（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）は　０．３となる。ここで、α
（ｔ）＊Ｐ（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）を３．３３倍すれば、“
α（ｔ）｛１−Ｐ（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）｝”を略０にする
ことが可能となる。従って、ＨＰＦ１５の遮断周波数に
等しい周波数より低い帯域を３．３３倍増強するような
特性を等化回路１９に持たせれば良いことになる。

【００１７】その結果、等化回路１９の出力は、生成拡
散干渉波”ｃｏｓωｔ｛Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）｝”とな
り、干渉波周波数ωがＳＳ周波数帯域の比較的低い帯域
に混入する場合には、Ｐ’（ｔ）＊ｃｏｓωｔは考慮し
なくても良いので、生成拡散干渉波は最終的にＰ（ｔ）
ｃｏｓωｔとなり、これは正しく乗算器３の逆拡散出力
信号中の拡散干渉波と等しいものとなる。このようにし
て生成された拡散干渉波は、図１に示した引算回路１７
において乗算器３からの逆拡散出力との引き算が行なわ
れて、拡散干渉波成分を殆ど含まない復調情報データｄ
（ｔ）　が出力される｛図２（Ｈ）　参照｝。最終的に
残った不要な雑音成分Ｉｓｓ’　もＬＰＦ１２で除去さ
れて、出力端子Ｏｕｔ　には、図２（Ｉ）　に示すよう
なＣＮ比の優れた復調情報データｄ（ｔ）　が得らるわ
けである。

【００１８】次に、拡散ノイズ生成部の第２実施例７ｂ
について、図５を参照して説明する。この構成例では、
乗算器４に供給されるＨＰＦ１５からの信号は同じであ
るが、他方の入力端子に供給される拡散符号成分が異っ
ているのが主な特徴である。即ち、拡散ノイズ生成部７
ｂを構成するＨＰＦ１５，ＬＰＦ１３及び等化回路１９
の特性は、上記拡散ノイズ生成部７ａのものと同じで良
い。従って、ＨＰＦ１５及びＬＰＦ１３の出力は夫々Ｐ
（ｔ）ｃｏｓωｔ−α（ｔ），及び高域成分Ｐ’（ｔ）
をカットされた拡散符号Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）である。

【００１９】乗算器５では、この拡散符号Ｐ（ｔ）−Ｐ
’（ｔ）とＰＮＧ９からの拡散符号Ｐ（ｔ）　とを乗算
して“１−Ｐ（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）”なる信号を生成し、
これを乗算器４に供給している。従って、乗算器４の出
力は、図２（Ｆ）　に示したような、 　　｛Ｐ（ｔ）ｃｏｓωｔ−α（ｔ）｝＊｛１−Ｐ（ｔ
）＊Ｐ’（ｔ）　　　　　　＝　ｃｏｓωｔ＊｛Ｐ（ｔ
）　−Ｐ’（ｔ）｝−α（ｔ）｛１−Ｐ（ｔ）＊Ｐ’（
ｔ）｝…………（２）　となり、等化回路１９の出力は
、”ｃｏｓωｔ｛Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）｝”となる。

【００２０】次に、拡散ノイズ生成部の第３実施例７ｃ
について、図６と共に説明する。この構成例においても
、ＨＰＦ１５及び等化回路１９の特性は、上記拡散ノイ
ズ生成部７ａ，７ｂと同じで良い。従って、乗算器４に
供給されるＨＰＦ１５からの信号は同じであるが、引算
回路１８を更に備え、ＬＰＦ１３の代りにＨＰＦ１４を
使用しているのが主な構成的特徴である。なお、ＨＰＦ
１４はＬＰＦ１３と相補的な特性を有し、遮断周波数は
ほぼｆｃ　に設定されている。従って、ＨＰＦ１４及び
乗算器５の出力は、夫々Ｐ’（ｔ）及びＰ（ｔ）＊Ｐ’
（ｔ）となる。これにより、乗算器４の出力は、Ｐ’（
ｔ）＊ｃｏｓωｔ−α（ｔ）＊Ｐ（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）と
なり、これを上記ＨＰＦ１５の出力より減算する引算回
路１８の出力は、｛Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）｝ｃｏｓωｔ
−α（ｔ）｛１−Ｐ（ｔ）＊Ｐ’（ｔ）｝｛図２（Ｆ）
　参照｝となる。これを等化回路１９に供給して、拡散
ノイズ成分α（ｔ）　を０若しくは充分小さくなる等、
前記第１実施例と同様の信号処理を施せば、図２（Ｇ）
　に示したような、情報周波数帯域内の拡散干渉波”ｃ
ｏｓωｔ＊｛Ｐ（ｔ）−Ｐ’（ｔ）｝”が生成されるわ
けである。

【００２１】以上の第２，第３実施例においては、拡散
ノイズ生成部７ｂからは、計算上は上記拡散ノイズ生成
部７ａと同様な拡散ノイズが生成わけであるが、第１実
施例に比べて、拡散干渉波の伝送路における乗算器が１
個だけなので、高域成分の位相回りが少ないものとなり
、帯域制限効果が一層優れたものになるという長所があ
る。

【００２２】

【発明の効果】叙上の如く、本発明のスペクトル拡散復
調装置によれば、ＳＳ変調信号周波数帯域内に混入する
干渉波や雑音等の影響回避に効果があり、特に、ＳＳ周
波数帯域の中低域に混入する干渉波や雑音等の低減，除
去には多大な効果を発揮し得る。従って、本発明装置の
応用として、符号分割多重を対象としたＳＳ復調を行な
う場合には、多重数を高めることができるという優れた
特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスペクトル拡散復調装置をＳＳ変調装
置と共に示す概略ブロック図。

【図２】ＳＳ変調装置及び本発明のＳＳ復調装置の動作
説明用信号スペクトル図。

【図３】従来のＳＳ変調復調装置の基本的な構成例を示
すブロック図。

【図４】本発明のＳＳ復調装置を構成する拡散ノイズ生
成部の第１実施例のブロック図。

【図５】本発明のＳＳ復調装置を構成する拡散ノイズ生
成部の第２実施例のブロック図。

【図６】本発明のＳＳ復調装置を構成する拡散ノイズ生
成部の第３実施例のブロック図。

【符号の説明】

２〜５…乗算器、７…拡散ノイズ生成部、８，９…ＰＮ
Ｇ（拡散符号発生回路）、１１〜１３…ＬＰＦ（低域濾
波器）、１４，１５…ＨＰＦ（高域濾波器）、１７，１
８…引算回路、１９…等化回路、２０…ＳＳ（スペクト
ル拡散）復調装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データ等の情報信号に拡散符号を乗じて得
   られるスペクトル拡散変調信号を入力して、スペクトル
   拡散変調時と等価な拡散符号を用いて逆拡散を行なう逆
   拡散手段と、逆拡散出力信号中に含まれる拡散ノイズ成
   分と等価な拡散ノイズを生成する拡散ノイズ生成部と、
   該拡散ノイズ生成部からの出力信号と上記逆拡散手段か
   らの出力信号との減算を行なうことにより拡散ノイズ成
   分を相殺して情報信号のみを出力する引算回路とを備え
   たスペクトル拡散復調装置であって、上記拡散ノイズ生
   成部を、上記逆拡散出力信号の復調情報周波数帯域を除
   去する高域濾波器と、上記等価な拡散符号の高域成分を
   除去する低域濾波器と、該低域濾波器を通過した拡散符
   号と上記高域濾波器の出力とを乗算する第１の乗算器と
   、この乗算器出力に上記等価な拡散符号を乗算する第２
   の乗算器と、該第２の乗算器出力のうち上記高域濾波器
   の遮断周波数より低い周波数帯域成分を増強することに
   より該第２の乗算器出力を上記逆拡散出力信号中の拡散
   ノイズ成分にほぼ等しいスペクトルに補正する等化回路
   とを備えて構成したことを特徴とするスペクトル拡散復
   調装置。
2. 【請求項２】データ等の情報信号に拡散符号を乗じて得
   られるスペクトル拡散変調信号を入力して、スペクトル
   拡散変調時と等価な拡散符号を用いて逆拡散を行なう逆
   拡散手段と、逆拡散出力信号中に含まれる拡散ノイズ成
   分と等価な拡散ノイズを生成する拡散ノイズ生成部と、
   該拡散ノイズ生成部からの出力信号と上記逆拡散手段か
   らの出力信号との減算を行なうことにより拡散ノイズ成
   分を相殺して情報信号のみを出力する引算回路とを備え
   たスペクトル拡散復調装置であって、上記拡散ノイズ生
   成部を、上記逆拡散出力信号の復調情報周波数帯域を除
   去する高域濾波器と、上記等価な拡散符号の高域成分を
   除去する低域濾波器と、該低域濾波器を通過した拡散符
   号と上記等価な拡散符号とを乗算する第１の乗算器と、
   この乗算器出力に上記高域濾波器の出力を乗算する第２
   の乗算器と、該第２の乗算器出力のうち上記高域濾波器
   の遮断周波数より低い周波数帯域を増強することにより
   該第２の乗算器出力を上記逆拡散出力信号中の拡散ノイ
   ズ成分にほぼ等しいスペクトルに補正する等化回路とを
   備えて構成したことを特徴とするスペクトル拡散復調装
   置。
3. 【請求項３】データ等の情報信号に拡散符号を乗じて得
   られるスペクトル拡散変調信号を入力して、スペクトル
   拡散変調時と等価な拡散符号を用いて逆拡散を行なう逆
   拡散手段と、逆拡散出力信号中に含まれる拡散ノイズ成
   分と等価な拡散ノイズを生成する拡散ノイズ生成部と、
   該拡散ノイズ生成部からの出力信号と上記逆拡散手段か
   らの出力信号との減算を行なうことにより拡散ノイズ成
   分を相殺して情報信号のみを出力する引算回路とを備え
   たスペクトル拡散復調装置であって、上記拡散ノイズ生
   成部を、上記逆拡散出力信号の復調情報周波数帯域を除
   去する第１の高域濾波器と、上記等価な拡散符号の低域
   成分を除去する第２の高域濾波器と、該第２の高域濾波
   器を通過した拡散符号と上記等価な拡散符号とを乗算す
   る第１の乗算器と、この乗算器出力に上記第１の高域濾
   波器の出力を乗算する第２の乗算器と、該第２の乗算器
   出力と上記第１の高域濾波器出力との減算を行なう引算
   回路と、該引算回路の出力のうち上記高域濾波器の遮断
   周波数より低い周波数帯域を増強することにより該引算
   回路の出力を上記逆拡散出力信号中の拡散ノイズ成分に
   ほぼ等しいスペクトルに補正する等化回路とを備えて構
   成したことを特徴とするスペクトル拡散復調装置。