JPH0575574A - スペクトラム拡散送受信装置およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通信回線容量の上限における移動局のパワーコ
ントロール精度に余裕を持たせる。 【構成】バイナリ変調器１からの送信信号ｄ(t) を符号
器３で誤り訂正符号化した後、ＰＳＫ変調器４で２相Ｐ
ＳＫ変調し、さらに拡散変調器５で拡散変調する。拡散
変調器５からのスペクトラム拡散信号を、アップコンバ
ータ６、出力アンプ７および送受信アンテナ８を介して
基地局に送信する。基地局からの信号ｄ(t) のビットエ
ラーレートを検出部１２で計算判定する。システムの通
信回線容量の上限では、ビットエラーレートが所定値を
越える。ビットエラーレートが所定値を越えるとき、送
信クロック発生器２を制御して送信クロックの速度を下
げる。通信回線容量の上限では送信クロックの速度が下
げられ、変復調の処理利得が向上し、パワーコントロー
ル精度に余裕が発生し、移動局の精度を緩やかにでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スペクトラム拡散送
受信装置およびシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、直接拡散方式の送信系の変調部
を示している。同図において、キャリア発生器１０１か
らのキャリアｆｃはＰＳＫ変調器１０２に供給され、キ
ャリアｆｃは送信信号（バイナリ変調信号）ｄ(t) によ
って２相ＰＳＫ変調される。

【０００３】ＰＳＫ変調器１０２からのＰＳＫ変調信号
は拡散変調器１０３に供給される。この拡散変調器１０
３には拡散信号ｐ(t) が供給され、ＰＳＫ変調信号が拡
散変調される。

【０００４】図７Ａは送信信号ｄ(t) の信号変化を示
し、同図ＢはＰＳＫ変調器１０２より出力されるＰＳＫ
変調信号の周波数スペクトラムを示している。Ｔｄは送
信信号ｄ(t) の周期である。また、図８Ａは拡散信号ｐ
(t) の信号変化を示し、同図Ｂは拡散変調器１０３より
出力されるスペクトラム拡散信号の周波数スペクトラム
を示している。Ｔｐは拡散信号ｐ(t)の周期を示してい
る。送信信号ｄ(t) の周期Ｔｄに対して拡散信号ｐ(t)
の周期Ｔｐは短く変化が激しいため、拡散変調器１０３
では周波数スペクトラムが広帯域に拡散されることにな
る（図８Ｂ参照）。

【０００５】図９は、直接拡散方式の受信系の復調部を
示している。同図において、スペクトラム拡散信号は中
心周波数がｆｃで２Ｂｐの通過帯域を有するバンドパス
フィルタ４０１に供給されて帯域以外の成分が除外され
る。

【０００６】バンドパスフィルタ４０１で抜き出される
スペクトラム拡散信号は拡散復調器４０２に供給され
る。拡散復調器４０２には上述した拡散信号ｐ(t) と同
じ信号ｐ(t)′ が供給されて拡散復調される。この場
合、信号ｐ(t)′ は拡散信号ｐ(t) と位相が一致するよ
うに制御され、ｐ(t) ・ｐ(t)′＝ｐ(t)² ＝１となるよ
うにされる。

【０００７】拡散復調器４０２の出力信号は中心周波数
がｆｃで２Ｂｄの通過帯域を有するバンドパスフィルタ
４０３に供給され、ＰＳＫ変調信号が取り出される。こ
のＰＳＫ変調信号はＰＳＫ復調器４０４に供給されて復
調され、信号ｄ(t) が得られる。

【０００８】このように、スペクトラム拡散通信は周波
数スペクトラムを広帯域に拡散して通信する方式であ
り、秘話性、対干渉性に優れた特徴を持っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スペクトラ
ム拡散通信方式の通信システムを正常に維持するために
は、基地局側での受信電力がそれぞれの移動局との通信
チャネルにおいて均一であることが必要である。

【００１０】したがって、移動局の移動や外部環境の変
化に応じて基地局への送信電力をコントロールしなけれ
ばならず、システムの通信回線容量の上限では、そのコ
ントロール精度は０．５ｄＢ以下でなければならないこ
とが計算されている。しかし、この精度の実現は困難で
あり、スペクトラム拡散通信方式の問題点とされてい
る。

【００１１】そこで、この発明では、通信回線容量の上
限における移動局のパワーコントロール精度に余裕を持
たせることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るスペク
トラム拡散送受信装置は、受信信号の伝送品質を判定す
る伝送品質判定手段と、この伝送品質判定手段で判定さ
れる伝送品質に基づいて送信信号のクロック速度を制御
するクロック制御手段とを備えるものである。

【００１３】第２の発明に係るスペクトラム拡散送受信
システムは、受信信号の伝送品質を判定する伝送品質判
定手段と、この伝送品質判定手段で判定される伝送品質
に基づいて送信信号のクロック速度を制御するクロック
制御データを作成する制御データ作成手段と、この制御
データ作成手段で作成されるクロック制御データを送信
信号に合成するデータ合成手段とを備える第１のスペク
トラム拡散送受信装置と、受信信号よりクロック制御デ
ータを抽出するデータ抽出手段と、このデータ抽出手段
で抽出されるクロック制御データに基づいて送信信号の
クロック速度を制御するクロック制御手段とを備える第
２のスペクトラム拡散送受信装置よりなるものである。

【００１４】

【作用】第１の発明において、例えば通信回線容量の上
限では、移動局で伝送品質が所定値より低下したと判定
され、送信信号のクロック速度が下げられる。そのた
め、送信信号の信号変化の周期が長くなり、変復調の処
理利得が向上し、パワーコントロール精度に余裕を持た
せることが可能となる。

【００１５】第２の発明において、例えば通信回線容量
の上限では、基地局で伝送品質が所定値より低下したと
判定され、送信信号のクロック速度を下げるように制御
するクロック制御データが作成され、送信信号に合成さ
れて送信される。そして、例えば移動局で受信信号より
抽出されるクロック制御データに基づいて送信信号のク
ロック速度が下げられる。そのため、送信信号の信号変
化の周期が長くなり、変復調の処理利得が向上し、パワ
ーコントロール精度に余裕を持たせることが可能とな
る。

【００１６】

【実施例】以下、図１を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例は基地局と移動局との間で
スペクトラム拡散通信をする例である。

【００１７】図１は移動局の構成を示すブロック図であ
る。同図において、音声等の送信信号ｄ(t) （アナログ
信号）はバイナリ変調器１に供給され、この変調器１よ
り送信信号ｄ(t) （バイナリ変調信号）が出力される。
この送信信号ｄ(t) の周期Ｔｄは、送信クロック発生器
２からの送信クロックの速度によって決定される。

【００１８】変調器１より出力される送信信号ｄ(t) は
符号器３で誤り訂正符号化された後、ＰＳＫ変調器４に
供給される。このＰＳＫ変調器４にはキャリア発生器
（図示せず）よりキャリアｆｃが供給され、このキャリ
アｆｃは送信信号ｄ(t) によって２相ＰＳＫ変調され
る。

【００１９】ＰＳＫ変調器４より出力されるＰＳＫ変調
信号は拡散変調器５に供給される。この拡散変調器５に
は拡散信号ｐ(t) が供給され、これによりＰＳＫ変調信
号が拡散変調される。

【００２０】拡散変調器５より出力されるスペクトラム
拡散信号はアップコンバータ６によって中心周波数が高
域周波数に変換された後、出力アンプ（ハイパワーアン
プ）７を介して送受信アンテナ８に供給されて基地局に
送信される。

【００２１】また、基地局からのスペクトラム拡散信号
は送受信アンテナ８よりダウンコンバータ９に供給さ
れ、中心周波数がキャリアｆｃの周波数と等しくなるよ
うに周波数変換される。ダウンコンバータ９より出力さ
れるスペクトラム拡散信号は復調部１０に供給されて、
拡散復調およびＰＳＫ復調が行なわれる。

【００２２】復調部１０より出力される誤り訂正号化さ
れた信号ｄ(t) は復号部１１で誤り訂正処理が行なわ
て、後段の受信系に供給される。

【００２３】また、復号部１１の入出力信号はＢＥＲ
（ビットエラーレート）検出部１２に供給されて、ビッ
トエラーレートが計算判定される。ここで、システムの
通信回線容量の上限では、移動局の受信信号のビットエ
ラーレートが３．０×１０^-3程度の閾値を越える。

【００２４】ＢＥＲ検出部１２でビットエラーレートが
３．０×１０^-3程度の閾値を越えることが検出されると
き、ＢＥＲ検出部１２によって送信クロック発生器２が
制御されて送信クロックの速度が下げられる。

【００２５】本例は以上のように構成され、通信回線容
量の上限では受信信号の伝送品質が低下するため、ＢＥ
Ｒ検出部１２の制御によって送信クロック発生器２から
の送信クロックの速度が下げられる。そのため、通信回
線容量の上限では送信信号ｄ(t) の変化の周期Ｔｄが長
くなって、変復調の処理利得が向上し、パワーコントロ
ール回路に余裕が発生する。

【００２６】図２は、クロック速度と処理利得との関係
を示している。処理利得をＧｐとすると、の場合Ｇｐ
＝Ｂ／Ｂ１であり、の場合Ｇｐ＝Ｂ／Ｂ２である。ク
ロック速度をＴ１からＴ２に下げることで周波数スペク
トラムは尖鋭化し、処理利得はＢ１／Ｂ２だけ向上する
ことになる。

【００２７】図３は、送信信号速度の減少の割合と、こ
のとき生じるパワーコントロール回路の余裕精度の増加
分の関係を示したものである。したがって、上述したよ
うに通信回線容量の上限で送信信号のクロック速度を下
げるように制御することで、出力アンプ７の制御精度
に、図３で示す分だけ余裕を持たせることができる。

【００２８】上述したようにスペクトラム拡散通信方式
では最も精度を要求される場合は、０．５ｄＢ以下の精
度であることが計算されているが、例えばクロック速度
を１０％下げることで、０．５ｄＢの余裕が発生するた
め、１．０ｄＢのパワーコントロール精度で要求を満た
されることになり、移動局の精度を緩やかにすることが
できる。

【００２９】なお、上述せずも、送信信号のクロック速
度を下げることで、送信信号のエネルギーが大きくなる
ので、ＢＥＲ検出部１２の制御の下、ビットエラーレー
トが悪化しない程度に出力アンプ７のゲインを低下させ
てもよい。これにより、消費電力を節約することができ
る。

【００３０】次に、図４および図５を参照しながら、こ
の発明の他の実施例について説明する。

【００３１】図４は基地局の構成を示すブロック図であ
る。同図において、移動局からのスペクトラム拡散信号
は送受信アンテナ２１よりダウンコンバータ２２に供給
され、中心周波数がキャリアｆｃの周波数と等しくなる
ように周波数変換される。ダウンコンバータ２２より出
力されるスペクトラム拡散信号は復調部２３に供給され
て、拡散復調およびＰＳＫ復調が行なわれる。

【００３２】復調部２３より出力される誤り訂正号化さ
れた信号ｄ(t) は復号部２４で誤り訂正処理が行なわ
て、後段の受信系に供給される。

【００３３】また、復号部２４の入出力信号はＢＥＲ
（ビットエラーレート）検出部２５に供給されて、ビッ
トエラーレートが計算判定される。ここで、システムの
通信回線容量の上限では、移動局の受信信号のビットエ
ラーレートが３．０×１０^-3程度の閾値を越える。

【００３４】クロック制御情報作成部２６からは移動局
の送信クロックの速度を制御するクロック制御情報が作
成されて出力される。ＢＥＲ検出部２５でビットエラー
レートが３．０×１０^-3程度の閾値を越えることが検出
されるとき、ＢＥＲ検出部２５によって作成部２６が制
御され、クロック制御情報として送信クロックの速度を
下げる情報が作成される。

【００３５】また、音声等の送信信号ｄ(t) （アナログ
信号）はバイナリ変調器２７に供給され、この変調器２
７より送信信号ｄ(t) （バイナリ変調信号）が出力され
る。この送信信号ｄ(t) の周期Ｔｄは、送信クロック発
生器２８からの送信クロックの速度によって決定され
る。

【００３６】変調器２７より出力される送信信号ｄ(t)
はクロック制御情報合成部２９に供給される。この合成
部２９には上述した作成部２６で作成されたクロック制
御情報が供給されて、送信信号ｄ(t) に合成される。

【００３７】合成部２９より出力されるクロック制御情
報が合成された送信信号ｄ(t) は、符号器３０で誤り訂
正符号化された後、ＰＳＫ変調器３１に供給される。こ
のＰＳＫ変調器３１にはキャリア発生器（図示せず）よ
りキャリアｆｃが供給され、このキャリアｆｃは送信信
号ｄ(t) によって２相ＰＳＫ変調される。

【００３８】ＰＳＫ変調器３１より出力されるＰＳＫ変
調信号は拡散変調器３２に供給される。この拡散変調器
３２には拡散信号ｐ(t) が供給され、これによりＰＳＫ
変調信号が拡散変調される。

【００３９】拡散変調器３２より出力されるスペクトラ
ム拡散信号はアップコンバータ３３によって中心周波数
が高域周波数に変換された後、出力アンプ（ハイパワー
アンプ）３４を介して送受信アンテナ２１に供給されて
移動局に送信される。

【００４０】図５は移動局の構成を示すブロック図であ
る。図５において、図１と対応する部分には同一符号を
付し、その詳細説明は省略する。

【００４１】復号部１１より出力されるクロック制御情
報の合成された信号ｄ(t) はクロック制御情報抽出部１
３に供給される。この抽出部１３より出力されるクロッ
ク制御情報の除去された信号ｄ(t) は、後段の受信系に
供給される。

【００４２】また、抽出部１３で抽出されるクロック制
御情報は送信クロック発生器２に供給され、送信クロッ
クの速度が制御される。

【００４３】図５の移動局のその他の構成は、図１の例
と同様である。

【００４４】本例は以上のように構成され、通信回線容
量の上限では基地局の受信信号の伝送品質が低下するた
め、基地局の作成部２６では送信信号のクロック速度を
下げるクロック制御情報が作成され、これが送信信号ｄ
(t) に合成されて移動局に送信される。そのため、移動
局の抽出部１３で抽出されるクロック制御情報によって
送信クロック発生器２からの送信クロックの速度が下げ
られる。そのため、通信回線容量の上限では送信信号ｄ
(t) の変化の周期Ｔｄが長くなって、変復調の処理利得
が向上し、パワーコントロール回路に余裕が発生し、図
１の例と同様に移動局の精度を緩やかにすることができ
る。

【００４５】なお、上述せずも、送信信号のクロック速
度を下げることで、送信信号のエネルギーが大きくなる
ので、抽出部１３で検出されるクロック制御情報に基づ
いて、ビットエラーレートが悪化しない程度に出力アン
プ７のゲインを低下させてもよい。これにより、消費電
力を節約することができる。

【００４６】また、上述実施例においてはビットエラー
レートを検出することで伝送品質を判定しているが、Ｓ
／Ｎ比検出回路を用いて伝送品質を判定するようにして
もよい。

【００４７】

【発明の効果】第１の発明によれば、例えば通信回線容
量の上限では移動局で伝送品質が所定値より低下したと
判定され、送信信号のクロック速度が下げられる。した
がって、精度に余裕を持たせることができ、移動局の精
度を緩やかにすることができる。

【００４８】第２の発明によれば、例えば通信回線容量
の上限では基地局で伝送品質が所定値より低下したと判
定され、送信信号のクロック速度を下げるように制御す
るクロック制御データが作成されて送信信号に合成され
て送信され、移動局で受信信号より抽出されるクロック
制御データに基づいて送信信号のクロック速度が下げら
れる。したがって、送信信号の信号変化の周期が長くな
り、変復調の処理利得が向上し、パワーコントロール精
度に余裕を持たせることができ、移動局の精度を緩やか
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動局の構成を示すブロック図である。

【図２】スペクトラム拡散通信の処理利得を説明するた
めの図である。

【図３】送信信号速度の減少と増加する余裕精度の関係
を示す図である。

【図４】基地局の構成を示すブロック図である。

【図５】移動局の構成を示すブロック図である。

【図６】直接拡散方式の変調部の構成を示す図である。

【図７】ＰＳＫ変調器での信号変化および周波数スペク
トラムを示す図である。

【図８】拡散変調器での信号変化および周波数スペクト
ラムを示す図である。

【図９】直接拡散方式の復調部を示す図である。

【符号の説明】

１ バイナリ変調器 ２，２８ 送信クロック発生器 ３，３０ 符号器 ４，３１ ＰＳＫ変調器 ５，３２ 拡散変調器 ７，３４ 出力アンプ １０，２３ 復調部 １１，２４ 復号部 １２，２５ ビットエラーレート検出部 １３ クロック制御情報抽出部 ２６ クロック制御情報作成部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号の伝送品質を判定する伝送品質
   判定手段と、 この伝送品質判定手段で判定される伝送品質に基づいて
   送信信号のクロック速度を制御するクロック制御手段と
   を備えることを特徴とするスペクトラム拡散送受信装
   置。
2. 【請求項２】 受信信号の伝送品質を判定する伝送品質
   判定手段と、この伝送品質判定手段で判定される伝送品
   質に基づいて送信信号のクロック速度を制御するクロッ
   ク制御データを作成する制御データ作成手段と、この制
   御データ作成手段で作成されるクロック制御データを送
   信信号に合成するデータ合成手段とを備える第１のスペ
   クトラム拡散送受信装置と、 受信信号より上記クロック制御データを抽出するデータ
   抽出手段と、このデータ抽出手段で抽出されるクロック
   制御データに基づいて送信信号のクロック速度を制御す
   るクロック制御手段とを備える第２のスペクトラム拡散
   送受信装置よりなるスペクトラム拡散送受信システム。