JPH0548570A - スペクトル拡散信号同期回路 - Google Patents

スペクトル拡散信号同期回路

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JPH0548570A
JPH0548570A JP3225069A JP22506991A JPH0548570A JP H0548570 A JPH0548570 A JP H0548570A JP 3225069 A JP3225069 A JP 3225069A JP 22506991 A JP22506991 A JP 22506991A JP H0548570 A JPH0548570 A JP H0548570A
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JP
Japan
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code
phase
spread spectrum
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circuit
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JP3225069A
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English (en)
Inventor
Eiji Watanabe
栄司 渡辺
Seiya Inoue
誠也 井上
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直接拡散方式によるスペクトル拡散通信にお
ける信号同期回路において低受信C/Nにおいても確実
に同期できるようにする。 【構成】 DLL25中のVCO10の出力を高安定発
振器21の出力にフェーズロックするフェーズロックル
ープ24を備え、PN符号の捕捉時は上記VCO10の
出力を高安定発振器21の出力にフェーズロックさせ、
上記VCO10の出力周波数を安定なものとし、PN符
号の位相を捕捉後は上記VCO10をDLL25中に含
んで同期させるようにしたので、入力PN−PSK波と
VCO10の出力の周波数差が符号捕捉時は小さくな
り、低C/N比でも相関値の積分時間を長くとることが
でき、従って確実に入力PN符号の位相を検出すること
ができ、同期できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は直接拡散方式によるス
ペクトル拡散通信におけるスペクトル拡散信号同期回路
に関し、特に低い信号対雑音比(以下C/Nと称す)に
おいても同期できるスペクトル拡散信号同期回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のスペクトル拡散信号同期回
路を示すブロック回路構成図であり、図において、1は
スペクトル拡散されたPN−PSK波の入力端子、2は
ディジタル・マッチド・フィルタ回路(以下DMFと称
す)、3は加算器、4は遅延回路、4aは巡回積分回
路、5は最大相関を示す拡散符号の位相を判定するため
の判定回路、6はPN符号発生回路、7はディレィ・ロ
ック・ループ25(以下DLLと称す)の位相誤差検出
回路、8はDLL25のループフィルタ、9は切替スイ
ッチ、10はDLL25の電圧制御発振器(以下VCO
と称す)である。
【0003】また図6は上記DMF2のブロック構成を
示すブロック回路図であり、図において、受信したPN
符号のディジタル値をシフトしていくシフトレジスタ
と、該シフトレジスタの各段の出力と,別途設けられた
ローカルPNコード発生器(図示せず)から出力され
る、変調用PN符号と同一の復調用ローカルPNコード
との相関をとって加算する回路とから構成されている。
図7はDMF2の出力波形(マッチドパルス)を示す波
形図であり、該DMF2の出力波形の振幅はPNコード
の周期毎にピークとなる。図8(a) 〜(f) はDMF2の
相関値をPN符号のチップレートのクロックでサンプル
した場合と,チップレートの2倍のクロックレートでサ
ンプルした場合のそれぞれの波形を示す説明図である。
図9は巡回積分回路4aにより平均化された出力波形を
示す波形図である。図10は入力コードとPNコードと
の位相差を示す説明図である。
【0004】次に動作について説明する。直接拡散方式
によりスペクトル拡散されたIF(中間周波数)帯のP
N−PSK波は、まず入力端子1に入力され、次にDM
F2に入力され、変調用のPN符号と同一の復調用のロ
ーカルPN符号との相関がとられ、各PN符号の位相毎
にその相関値が出力される。通常この相関値はPN符号
のチップレートの2倍のクロックレートにより更新され
る。例えば、図8(a)に示す受信PN符号が入力された
とすると、図8(b) に示すPN符号のチップレートのク
ロックでサンプルした場合には図8(e)に示すように相
関値は求められない。したがって、図8(c) に示すよう
な上記PN符号のチップレートの2倍のクロックを用い
てサンプルすると常に図8(d) 及び図8(f) に示すよう
に相関値(マッチドパルス)出力が得られる。上記DM
F2の動作については、例えばジョージ エル. ターリ
ン:“ アン イントロダクション トゥ ディジタル
マッチドフィルターズ” オブ ザ アイイイイ,64
巻,7号,1976年7月に詳しく論じられている。
【0005】次にDMF2の出力の相関値は加算器3及
びPNコード1周期分の遅延回路4から構成される巡回
積分回路4aにてあらかじめ定めた回数(n回)でPN
符号の各位相毎に平均される。これは通常、入力PN−
PSK波には雑音が重畳しており、DMF2のみでは相
関がとれないからである。例えば、PN符号の性質によ
り入力信号のC/Nが無限大の場合には図9(a) に示す
ような雑音が重畳した波形となるが、通常C/Nは無限
大となっておらず図9(b) 及び図9(c) に示すような波
形であり、このような波形を巡回積分回路4aにてn回
平均化し図9(d) に示すように雑音が除去され、信号成
分のみがのこる波形が得られる。
【0006】このように巡回積分回路4aにてn回平均
操作された各PN符号の位相の相関値は判定回路5によ
り最大の相関を示すPN符号の位相が判定され、その位
相がPN符号発生回路6にロードされる。例えば、図1
0に示すように2n −1のコード長(周期)において、
n=3とし,23−1=7、即ち周期“7”とした場合
のPN符号の位相が“3”であるとすると、この位相を
判定回路に入力し、最大の相関を示すPN符号の位相で
あるか否かを判定し、最大の相関を示すPN符号の位相
であればPN符号発生回路6にロードする。
【0007】次にPN符号発生回路6,位相誤差検出回
路7,ループフィルタ8,VCO10はいわゆるDLL
25を構成しており、最大相関を示す符号の位相が上記
判定回路5により検出された後、入力PN−PSK波の
符号位相に同期して追尾する機能を有している。このD
LL25の動作については、例えばジャック ケイ.ホ
ルムズ:“コヒーレント スプレッド スペクトラム
システムズ”ジョーンウィリィアンドソンズ,アイエヌ
シー. 1982年に詳しく述べられている。
【0008】ここでスイッチ回路9の動作について説明
する。まず最大相関を示すPN符号の位相が判定回路5
により検出されていない状況では、スイッチ9は9a側
の接点に倒れ、即ち符号捕捉モードとなり、VCO10
の入力をGROUNDに落とし、VCO10の中心周波
数に設定したクロックにてDMF2,加算器3,遅延回
路4,判定回路5を動作させる。次に最大の相関を示す
PN符号の位相が判定回路5により検出されるとスイッ
チ9は9b側に倒れ、即ち符号追尾モードとなり、DL
L25のループが閉じられる。
【0009】上述した符号捕捉モードにおいて、入力P
N−PSK波のC/Nが非常に低い場合は巡回積分回路
4aにおける平均回数nを多くとる必要があり、したが
って多くの時間が必要とされる。しかしながら、入力P
N−PSK波のチップレートと,入力をGROUNDに
落としたとき、即ちスイッチ9を9a側に倒した時のV
CO10の出力クロック周波数とに差があると、上記n
回の平均操作の間に互いのクロックの位相がずれ、各P
N符号における位相毎の相関値の平均が正確に出なくな
る。なお、図5のDLL25に用いているVCO10は
通常、周波数の温度安定度がよくなく、また周波数の経
年変化も大きい。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のスペクトル拡散
信号同期回路は以上のように構成されているので、入力
PN−PSK波のC/Nが低い場合には入力PN−PS
K波のチップレートとDLLにおけるVCOの出力周波
数の差によって、クロックの相関位相がずれ、したがっ
て相関値の平均操作が正しく行われず、入力PN−PS
K波の符号の位相が正しく判定できなくなる。この結
果、DLLにおける同期も不可能となり、スペクトル拡
散信号の復調ができなくなるという問題点があった。
【0011】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、入力PN−PSK波のC/Nが
低い場合においても正しくPN符号の位相が判定でき、
その結果DLLの同期が可能となってスペクトル拡散信
号の復調も可能となるようなスペクトル拡散信号同期回
路を得ることを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明に係るスペクト
ル拡散信号同期回路は、符号捕捉モードにおいて巡回積
分回路で平均化操作が行われている間、VCOの出力が
フェーズ・ロック・ループの高安定発振器に位相同期す
るようにしたものである。
【0013】
【作用】この発明においては、高安定発振器を有するフ
ェーズ・ロック・ループにより符号捕捉モード時のVC
O出力周波数を高安定に保つようにしたので、入力PN
−PSK波の符号の位相を正しく判定することができ
る。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は本発明の一実施例によるスペクトル拡散信
号同期回路のブロック構成を示すブロック回路図であ
り、図において、21は高安定発振器、22は位相比較
器、23はループフィルタ、24はフェーズ・ロック・
ループである。
【0015】次に動作について説明する。符号捕捉モー
ド時にはスイッチ9は符号捕捉モード端子9a側に倒れ
ている。このとき位相比較器22,ループフィルタ2
3,VCO10はフェーズ・ロック・ループ24を構成
しており、VCO10の出力は高安定発振器21の出力
に位相同期(フェーズ・ロック)している。従って符号
捕捉モード時、巡回積分回路4aで平均化操作が行われ
ている間、VCO10の出力周波数は高安定発振器21
の出力周波数と同一であり、入力PN−PSK波のチッ
プレートとVCO10の出力周波数の差は小さく保たれ
る。この結果、平均化操作が行われている間もクロック
位相のずれは小さく、従って入力PN−PSK波の符号
の位相を正しく判定することが可能となる。なお上記高
安定発振器21は通常別途設ける必要はなく、送信側の
PN符号を発生するための発振器と共用することができ
る。
【0016】このように上記本実施例では、符号捕捉モ
ードにおいて、巡回積分回路4aで平均化操作が行われ
ている間、VCO10の出力周波数を高安定発振器21
の出力周波数と同一になるようにフェーズ・ロック・ル
ープ24を構成し、判定回路5により最大相関値を示す
拡散符号の位相を判定するようにしたので、低いC/N
においても入力PN−PSK波の符号の位相を正しく判
定することができる。
【0017】なお上記実施例では、相関手段としてDM
F2を用いたスペクトル拡散信号同期回路を例にとって
説明したが、上記相関手段としてCCDマッチド・フィ
ルタを用いてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
【0018】以下、このような第2の実施例を図につい
て説明する。図2はCCDマッチド・フィルタを用いた
スペクトル拡散信号同期回路のブロック構成を示すブロ
ック回路図であり、図において、31はCCDマッチド
・フィルタ、32はA/D変換器である。
【0019】次に動作について説明する。CCDマッチ
ド・フィルタ31は受信PN符号及びローカルPNコー
ドのディジタル値に相当する電荷の量により相関値を求
めるものである。したがって、CCDマッチド・フィル
タ31を用いた場合には、該CCDマッチド・フィルタ
から出力される相関値はアナログ値で得られるため、巡
回積分を行うためにA/D変換器32によりディジタル
値に変換する必要がある。
【0020】また上記2つの実施例では相関を求める手
段としてマッチド・フィルタを用いたものを例にとって
示したが、かけ算器及び積分回路からなるシリアルサー
チを用いてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
【0021】以下、このような第3の実施例を図につい
て説明する。図3はかけ算器及び積分回路等からなるシ
リアルサーチを用いたスペクトル拡散信号同期回路のブ
ロック構成を示すブロック回路図であり、図において、
41はかけ算器、42は積分回路である。また図4はシ
リアルサーチを用いたスペクトル拡散信号同期回路にお
いて、入力コードとPNコードとが一致,不一致時の相
関値を示す説明図である。
【0022】次に動作について説明する。PN符号発生
器6の出力と入力PN−PSK波の相関をかけ算器41
で求め、その出力を積分回路42で積分して符号の位相
を検出する。例えば、入力信号のC/Nが無限大の場合
において、入力コード及びPN符号発生器6のディジタ
ル値“1”を“+1”とし、“0”を“−1”とする
と、図4に示すように入力コードとPN符号発生器との
位相が一致しておれば、かけ算器41の出力は全て
“1”となり、積分回路42で積分(足し算)され
“7”となる。また入力コードとPN符号発生器との位
相が不一致の場合には、積分回路42の出力は“0”に
近くなり、同図の場合では“−1”となる。なお上述し
た相関を求める方法はいわゆるシリアルサーチと呼ばれ
るもので、前出のジャック ケイ. ホルムズの文献に
その動作が詳細に述べられている。
【0023】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るスペクト
ル拡散信号同期回路によれば、DLL中の電圧制御発振
器の出力を入力PN−PSK波の符号の位相を判定する
以前には高安定基準発振器にフェーズ・ロックするよう
に構成したので、低いC/Nにおいても入力PN−PS
K波の符号の位相を正しく判定することができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例によるスペクトル拡散
信号同期回路を示すブロック図である。
【図2】この発明の第2の実施例によるスペクトル拡散
信号同期回路を示すブロック図である。
【図3】この発明の第3の実施例によるスペクトル拡散
信号同期回路を示すブロック図である。
【図4】第3の実施例によるスペクトル拡散信号同期回
路において入力コードとPNコードとが一致,不一致時
の相関値を示す説明図である。
【図5】従来のスペクトル拡散信号同期回路を示すブロ
ック図である。
【図6】DMFのブロック構成を示すブロック回路図で
ある。
【図7】DMFから出力されるマッチドパルスの波形を
示す波形図である。
【図8】PN符号をチップレートのクロックでサンプル
した場合と,チップレートの2倍のクロックとでサンプ
ルした場合のそれぞれの波形を示す波形図である。
【図9】巡回積分回路により平均化された出力波形を示
す波形図である。
【図10】入力コードとPNコードとの位相差を示す説
明図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 ディジタル・マッチド・フィルタ 3 加算器 4 遅延回路 4a 巡回積分回路 5 判定手段 6 PN符号発生回路 7 位相誤差検出回路 8 ループフィルタ 9 切替スイッチ 9a 符号捕捉モード端子 9b 符号追尾モード端子 10 電圧制御発振器 21 高安定発振器 22 位相比較器 23 ループフィルタ 24 フェーズ・ロック・ループ 25 ディレィ・ロック・ループ 31 CCDマッチド・フィルタ 32 A/D変換器 41 ミキサ 42 積分回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年1月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明に係るスペクト
ル拡散信号同期回路は、符号捕捉モードにおいて巡回積
分回路で平均化操作が行われている間、VCOの出力
フェーズ・ロック・ループにより高安定発振器に位相同
期するようにしたものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信スペクトル拡散通信波の変調用の拡
    散符号と復調用の拡散符号との相関をとる相関手段と,
    該相関手段の出力を巡回積分する、遅延回路からなる巡
    回積分手段と,該巡回積分手段の出力に接続し最大相関
    値を示す拡散符号の位相を判定する判定手段と,該判定
    手段の出力された最大相関値を示す拡散符号の位相によ
    り同期を引き込む、電圧制御発振器を有するディレィ・
    ロック・ループ手段とを備えた直接拡散方式スペクトル
    拡散信号同期回路において、 上記拡散符号の位相を判定する以前に上記ディレィ・ロ
    ック・ループ中の電圧制御発振器の出力をフェーズ・ロ
    ックする、高安定基準発振器を有するフェーズ・ロック
    ・ループ手段を備えたことを特徴とするスペクトル拡散
    信号同期回路。
  2. 【請求項2】 上記相関手段はディジタル・マッチド・
    フィルタを用いたものであることを特徴とする請求項1
    記載のスペクトル拡散信号同期回路。
  3. 【請求項3】 上記相関手段はチャージ・カップルド・
    デバイス・マッチド・フィルタを用いたものであること
    を特徴とする請求項1記載のスペクトル拡散信号同期回
    路。
  4. 【請求項4】 上記相関手段はシリアルサーチを用いた
    ものであることを特徴とする請求項1記載のスペクトル
    拡散信号同期回路。
JP3225069A 1991-08-07 1991-08-07 スペクトル拡散信号同期回路 Pending JPH0548570A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6597676B1 (en) 1996-07-09 2003-07-22 Hitachi, Ltd. CDMA communication system and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6597676B1 (en) 1996-07-09 2003-07-22 Hitachi, Ltd. CDMA communication system and method
US7545777B2 (en) 1996-07-09 2009-06-09 Hitachi Communication Technologies, Ltd. CDMA communication system and method
US7916699B2 (en) 1996-07-09 2011-03-29 Hitachi, Ltd. CDMA communication system and method

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