JPH0614006A

JPH0614006A - スペクトラム拡散通信システム及び送受信装置

Info

Publication number: JPH0614006A
Application number: JP4169676A
Authority: JP
Inventors: Jun Iwasaki; 潤岩崎; Tomoya Yamaura; 智也山浦; Etsumi Fujita; 悦美藤田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【構成】通常時のスペクトラム拡散信号の帯域幅２Ｂ
_Aに対して、通信量が増えたときや伝送品質が低下した
ときには、クロックレートを上げて、広い帯域幅２Ｂ_B
とし、通信量が減ったときや伝送品質が高いときには、
クロックレートを下げて、狭い帯域幅２Ｂ_Cとする。【効果】通信量が多いときや伝送品質が低いときには
Ｓ／Ｎの劣化を防ぎ、通信量が少ないときや伝送品質が
高いときには省電力化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトラム拡散通信
システム及びスペクトラム拡散送受信装置に関し、特
に、スペクトラム拡散信号のクロックレートを適応的に
変化させ得るようなスペクトラム拡散通信システム及び
送受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信方式においては、
送信装置側で搬送波が疑似雑音（ＰＮ）符号系列により
変調（拡散）され、受信装置側で送信装置と同一構造の
符号発生器により発生するＰＮ符号による相関（逆拡
散）過程を経た後、ベースバンド復調されてデータが得
られる。このようなスペクトラム拡散方式の場合、単位
周波数当たりのパワー密度が低いため、他の通信にとっ
ては微小な雑音の増加にしか見えなくとも、通信量が増
加すると、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）の劣化となり、希望
信号を使って通信する際に支障となる、という問題があ
った。

【０００３】また、その問題を解決するため、スペクト
ラム拡散信号の周波数帯域を広げ、さらに単位周波数当
たりのパワー密度を低くすると、受信装置側でのクロッ
クを速くする必要があり、電力の消費が大きくなるの
で、通信量が少ないときには、不必要にクロックを速く
していることになり、電力の無駄となっていた。

【０００４】ここで図１３は、直接スペクトラム拡散方
式の送信系の変調部を示している。この図１３におい
て、キャリア発生器２０１からのキャリアｆc はＰＳＫ
（位相シフトキーイング）変調器２０２に供給され、こ
のキャリアｆc は、入力端子２０３からの送信信号（バ
イナリ変調信号）d(t)によって２相ＰＳＫ変調される。
ＰＳＫ変調器２０２からのＰＳＫ変調信号は拡散変調器
２０４に供給される。この拡散変調器２０４にはＰＮ
（疑似雑音）符号系列を発生するＰＮ発生器２０５から
の拡散信号p(t)が供給され、ＰＳＫ変調信号が拡散変調
される。

【０００５】図１４のＡは上記送信信号d(t)の信号変化
の一例を示し、同図ＢはＰＳＫ変調器２０２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。この図１４において、Ｔd は送信信号d(t)の周期で
あり、周波数幅Ｂd ＝１／Ｔdである。また、図１５の
Ａは上記拡散信号p(t)の信号変化の一例を示し、同図Ｂ
は拡散変調器２０３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。この図１５から明らかなよう
に、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２０３では
周波数スペクトラムが広帯域に拡散される（周波数幅Ｂ
p ＝１／Ｔp ）ことになる。

【０００６】図１６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、アンテナ等（図示せず）
で受信されて端子２１１より入力されたスペクトラム拡
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（ＢＰＦ）２１２に供給されて、
必要な帯域以外の成分が除去される。ＢＰＦ２１２で抜
き出されるスペクトラム拡散信号は、例えば乗算器より
成る逆拡散器２１３に供給される。逆拡散器２１３には
上述した拡散信号p(t)と同じ信号p(t)’がＰＮ（疑似雑
音）発生器２１４から供給されて逆拡散が行なわれる。
この場合、ＰＮ発生器２１４からの信号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】逆拡散器２１３からの出力信号は、中心周
波数がｆc で２Ｂd の通過帯域を有するＢＰＦ（バンド
パスフィルタ）２１５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２１６
に供給されて復調されることにより、上記元の信号d(t)
が出力端子２１７より取り出される。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、耐干渉性に優れた特
徴を持っている。

【０００８】

【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各々の移動局との通信チャ
ンネルにおいて均一であることが必要である。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
回線容量の上限付近においては、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理論的に計算
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による符号分割多重方式の問題
点とされていた。

【０００９】ここで、図１７のＡ、Ｂ、Ｃに、図１６の
入力端子２１１からＢＰＦ２１２へ送られる信号、逆拡
散器２１３からＢＰＦ２１５へ送られる信号、ＢＰＦ２
１５からＰＳＫ復調部２１６へ送られる信号の各周波数
スペクトルをそれぞれ示している。図１７のＡでは、帯
域幅２Ｂp のスペクトラム拡散信号の中に、狭帯域干渉
成分が混在している。このときの信号のパワーをＰ_r、
干渉波のパワーをＰ_Iとするとき、Ａでの信号対干渉波
パワー比（Ｓ／Ｉ）_Aは、（Ｓ／Ｉ）_A＝Ｐ_r／Ｐ_I となる。図１７のＢでは、上記Ａと逆の関係になってお
り、２Ｂd の帯域幅を持つＢＰＦ２１５を通過すること
で、Ｃのようになる。ここでの信号対干渉波パワー比
（Ｓ／Ｉ）_Cは、（Ｓ／Ｉ）_C＝（Ｐ_r／Ｐ_I）（Ｂp ／Ｂd ）＝（Ｓ／Ｉ）_A（Ｂp ／Ｂd ）＝（Ｓ／Ｉ）_AＧとなる。ここで、Ｇは、処理利得と呼ばれ、Ｇ＝Ｂp ／
Ｂd である。すなわち、入力信号にスペクトラム拡散変
調をかけることにより、信号対干渉波パワー比が（Ｓ／
Ｉ）_Aから（Ｓ／Ｉ）_CにＧだけ改善される結果とな
り、このようなスペクトラム拡散方式を用いると、干渉
信号成分の影響を受けにくいという効果が得られるわけ
である。

【００１０】次に、狭帯域干渉信号成分ではなく、白色
雑音（ホワイトノイズ）を含む場合を考える。上述と同
様に考えて、図１６の各部の信号のスペクトルは、図１
８のＡ、Ｂ、Ｃのようになる。図１８のＡのＳ／Ｎであ
る（Ｓ／Ｎ）_Aは、白色雑音信号成分のパワーをＮ₀と
して、（Ｓ／Ｎ）_A＝Ｐ_r／（Ｎ₀・２Ｂp ）となる。同様にして、図１８のＣのＳ／Ｎである（Ｓ／
Ｎ）_Cは、（Ｓ／Ｎ）_A＝Ｐ_r／（Ｎ₀・２Ｂd ）＝（Ｓ／Ｎ）_A（Ｂp ／Ｂd ）＝（Ｓ／Ｎ）_AＧとなり、この場合も、上記図１７と共に説明した狭帯域
干渉信号の場合と同様の結果となる。

【００１１】同じＰＮ符号を使用している同一のシステ
ムでの通信の場合、他の端末で行う通信は、全て白色雑
音に近い雑音となり、スペクトラム拡散通信以外の方式
の通信等は、狭帯域干渉信号成分に近い成分となる。す
なわち、いずれにせよ通信量が増加すると、図１７のＣ
及び図１８のＣの各斜線部分に示す雑音が増加すること
になり、通信に支障を与えることになる。

【００１２】これを解消するために、上記処理利得Ｇを
大きくしようとしてＢp を大きく、すなわちスペクトラ
ム拡散信号の帯域を広げると、図１６の拡散信号p(t)’
を乗算して逆拡散するときのクロックを速くする必要が
あり、電力をさらに消費する結果となり、それほどＧが
大きくなくてよい場合には、無駄が生じていた。

【００１３】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、通信量が多い場合や伝送品質が劣る場合
にはＳ／Ｎ改善が図れ、通信量が少ない場合や伝送品質
が高い場合には省電力化が図れ、また、通信回線容量の
上限付近における移動局のパワーコントロール精度に余
裕を持たせ得るようなスペクトラム拡散通信システム及
び送受信装置の提供を目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】一の発明に係るスペクト
ラム拡散通信システムは、送信装置と受信装置との間で
送信信号に疑似雑音信号を重畳してスペクトル拡散通信
を行う通信システムにおいて、上記送信装置と上記受信
装置との間の通信量を検出する手段と、この通信量検出
手段からの出力に応じて上記疑似雑音信号のクロック周
波数を変化させる手段とを有して成ることにより、上述
の課題を解決する。

【００１５】他の発明に係るスペクトラム拡散通信シス
テムは、送信装置と受信装置との間で送信信号に疑似雑
音信号を重畳してスペクトル拡散通信を行う通信システ
ムにおいて、上記受信装置での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応じて上記疑似雑音信号のクロック
周波数を変化させる手段とを有して成ることを特徴とす
る。

【００１６】さらに他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、送信用拡散符号のクロック速度の変更デー
タを送信信号に合成するデータ合成手段と、送信用拡散
符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。

【００１７】またさらに他の発明に係るスペクトラム拡
散送受信システムは、第１のスペクトラム拡散送受信装
置からの受信信号の品質を判定する伝送品質判定手段
と、この伝送信号品質判定手段で判定される伝送品質に
基づいて第１のスペクトラム拡散送受信装置の送信用拡
散符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
段によって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、第１のスペクトラム拡散送
受信装置からの受信信号の拡散符号のクロック速度の変
更にともなって通過させる帯域幅を制御できるバンドパ
スフィルタ回路とを備える第２のスペクトラム拡散送受
信装置と、第２のスペクトラム拡散送受信装置からの受
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用拡散符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１のスペクトラム
拡散送受信装置より成るものである。

【００１８】

【作用】一の発明に係るスペクトラム拡散通信システム
によれば、例えば端末と基地局間の通信量に応じてスペ
クトラム拡散信号の帯域を制御することにより、通信量
が多いときには帯域を広げてＳ／Ｎの劣化を防ぎ、少な
いときには帯域を狭くして省電力化が図れる。

【００１９】他の発明によれば、例えば受信側での受信
信号の伝送品質に応じてスペクトラム拡散信号の帯域を
制御することにより、伝送品質の低いときにはＳ／Ｎの
劣化を防ぎ、高いときには省電力化が図れる。

【００２０】さらに他の発明によれば、例えば通信回線
の容量の上限付近では、移動局で伝送品質が所定値より
低下したと判定され、送信用拡散符号のクロック速度を
変更する事を通信相手に知らせるためにクロック速度変
更データを送信信号に合成して送信した後、送信用拡散
符号のクロック速度が上げられる。そのため、スペクト
ラム拡散による処理利得が向上し、通信データのデータ
レートを下げることなく、パワーコントロール精度に余
裕を持たせることが可能になり、移動局の高周波パワー
コントロール回路を簡単な構成のものにすることが出
来、回線容量も理論的な上限に一層近付けることができ
る。

【００２１】またさらに他の発明によれば、例えば通信
回線の容量の上限付近では、基地局で伝送品質が所定値
より低下したと判定され、移動局の送信用拡散符号のク
ロック速度を上げるように制御するクロック制御データ
が作成され、基地局送信信号に合成されて送信される。
移動局においては、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、送信用拡散符号のクロック速度が
上げられる。そのため、スペクトラム拡散による処理利
得が向上し、通信データのデータレートを下げることな
く、パワーコントロール精度に余裕を持たせることが可
能になり、移動局の高周波パワーコントロール回路を簡
単な構成のものにすることが出来、回線容量も理論的な
上限に一層近付けることができる。

【００２２】

【実施例】図１は、本発明に係るスペクトラム拡散通信
システムの基本概念を説明するための概略構成を示すブ
ロック図であり、同じＰＮ（疑似雑音）符号系列を用い
てスペクトラム拡散通信を行っていると仮定している。

【００２３】この図１において、スペクトラム拡散通信
システムの基地局１に対して、複数（ｎ個）の端末
２₁、２₂、・・・、２_nがあり、基地局１は、各端末
との通信量の状況を把握し、通信を行っている。実際に
通信中の端末数がある閾値を越えたときには、処理利得
Ｇを大きくし、すなわちスペクトラム拡散信号の帯域幅
を大きくし、Ｓ／Ｎを良くする。逆に、通信を行ってい
る端末数が少ないときには、スペクトラム拡散信号の帯
域幅を通信可能な幅まで狭くすることによって、逆拡散
の際のクロックを遅くすることができるため、省電力化
が可能となる。

【００２４】すなわち、図２において、Ａは通常の通信
量の場合のスペクトラム拡散信号のスペクトルの分布を
示し、帯域幅を２Ｂ_Aとする。図２のＢは通信中の端末
数が多いときを、またＣは通信中の端末数が少ないとき
をそれぞれ示し、各場合の帯域幅をそれぞれ２Ｂ_B、２
Ｂ_Cとしている。これらの各帯域幅の関係は、Ｂ_B＞Ｂ_A＞Ｂ_C である。

【００２５】他の応用例としては、同一システムで各端
末からの信号のＳ／Ｎを受信する基地局が検出し、Ｓ／
Ｎが全体的に列貸した場合には、全く別のシステムの通
信量が増加したため、狭帯域干渉信号が増加したと判断
し、同様にスペクトラム拡散信号帯域幅を変えるという
方法もある。例えば、朝、夕には自動車電話の通信量が
増えるので、雑音が増加し、これを検出してスペクトラ
ム拡散信号の帯域幅を広くし、処理利得Ｇを大きくして
Ｓ／Ｎの劣化を防ぐ、というものである。

【００２６】上記のいずれの場合も、スペクトラム拡散
信号の帯域幅を可変する場合には、基地局が端末に、い
つから、どんなタイミングで、どれぐらいの帯域幅に変
えるのかを指示し、端末側は、その帯域幅のスペクトラ
ム拡散信号を逆拡散するだけのクロックを用意しなけれ
ばならない。この複数種類のクロックについては、分周
により作る方法や、発振子を複数個持ってスイッチで切
り換える方法等が考えられる。

【００２７】図３及び図４は、以上の各処理のフローチ
ャートをそれぞれ示している。先ず、図３の最初のステ
ップＳ１１において、基地局は現在の通信量Ｔを検出す
る。次のステップＳ１２では、この通信量Ｔが、所定の
閾値Ｔ_Aより大きいか否かを判別し、ＮＯのときはステ
ップＳ１３に、ＹＥＳのときはステップＳ１４に進んで
いる。ステップＳ１４では、基地局が、スペクトラム拡
散信号の帯域幅を、いつから、どれだけ広くするのか
を、各端末に指示する。具体的には、帯域幅切換指示デ
ータを含む信号を基地局から各端末に送信している。各
端末側は、ステップＳ１５に示すように、上記基地局か
らの指示に応じて、その帯域幅で逆拡散処理が行えるよ
うにクロックを切り換える。

【００２８】ステップＳ１３では、上記検出された現在
の通信量Ｔが、他の所定の閾値Ｔ_B（Ｔ_B＜Ｔ_A）より
小さいか否かを判別し、ＹＥＳのときはステップＳ１６
に進む。このステップＳ１６では、基地局が、スペクト
ラム拡散信号の帯域幅を、いつから、どれだけ狭くする
のかを、各端末に指示する。次のステップＳ１５は、上
述したように、各端末側で、基地局からの指示に応じて
クロックを切り換える処理を行う。ステップＳ１３でＮ
Ｏと判別されたときには、通信量Ｔが、上記２つの閾値
Ｔ_A、Ｔ_Bの間にある（Ｔ_B≦Ｔ≦Ｔ_A）ことになり、
ステップＳ１７に進んで、通常の帯域幅とする。この場
合、端末側では、それ以前のクロックが上記広帯域幅や
狭帯域幅に対応したクロックのとき、元の通常帯域幅に
対応したクロックに切り換える。

【００２９】また、他の通信量を検出して帯域幅及びク
ロック切換を行う場合には、例えば図４に示すような処
理フローが考えられる。この図４のステップＳ２１〜Ｓ
２３が上記図３の処理フローと異なっており、他のステ
ップＳ１４〜Ｓ１７は、図３と同様であるため、説明を
省略する。

【００３０】この図４において、最初のステップＳ２１
では、基地局が各端末からの信号のＳ／Ｎの値ｘを検出
し、ステップＳ２２で第１の閾値ｘ_Aより小さいか否か
を、次のステップＳ２３で第２の閾値ｘ_Bより大きいか
否かをそれぞれ検出している。ステップＳ２２でＹＥＳ
のとき上記ステップＳ１４に、ＮＯのときステップＳ２
３にそれぞれ進み、ステップＳ２３でＹＥＳのとき上記
ステップＳ１６に、ＮＯのとき上記ステップＳ１７にそ
れぞれ進んでいる。

【００３１】次に、このような処理が行われる基地局側
及び端末側の各構成の一例を、図５及び図６に示す。す
なわち、図５は基地局側の概略構成例を示すブロック回
路図、図６は端末側の概略構成例を示すブロック回路図
である。

【００３２】図５において、基地局側では、各端末から
送信された信号を受信アンテナ３１で受信し、この受信
された高周波数（ＲＦ）信号を周波数変換回路３２に送
って中間周波数（ＩＦ）信号に変換する。ディジタル処
理構成の場合はここでＡ／Ｄ変換も行う。その後、いく
つかの復調ブロック３３₁、３３₂、・・・に送る。基
地局側では、通信量に応じて、いくつかの復調部３
３₁、３３₂、・・・を有している。各復調部３３₁、
３３₂、・・・では、疑似雑音（ＰＮ）発生回路３８か
らのＰＮ符号系列を用いて逆拡散処理を行い、その後、
データ復調を行う。通信データが符号化されている場合
にはここでデコードされる。復調されたデータは、いわ
ゆるベースバンドプロセッサ等のデータ処理・制御回路
部３４に送られる。このデータ処理・制御回路部３４で
は、データの処理や送受信の制御、及び上記疑似雑音
（ＰＮ）のクロックレートの切換制御等が行われる。

【００３３】基地局から各端末への送信は、ベースバン
ドプロセッサ等のデータ処理・制御回路部３４から、送
りたいデータを変調部３５₁、３５₂、・・・に送り、
ここで変調や符号化処理等を施した後、疑似雑音（Ｐ
Ｎ）発生回路３９からのＰＮ符号で拡散処理する。その
信号を、ハイパワーアンプ３６で送信出力信号に変換
（増幅）し、送信アンテナ４７より電波を各端末に送る
わけである。本発明の場合は、基地局で、データ処理・
制御回路部３４が上記通信量Ｔを、例えば復調部３
３₁、３３₂、・・・の内の動作中の回路の個数を監視
すること等によって把握し、図３で示したフローチャー
トに従って、各復調部３３₁、３３₂、・・・で逆拡散
する際や、各変調部３５₁、３５₂、・・・で拡散する
際の疑似雑音（ＰＮ）符号系列のクロックを変えること
になる。

【００３４】また、他の例として、上記各端末からの信
号のＳ／Ｎ値に応じたクロック制御を行う場合には、例
えば各復調部３３₁、３３₂、・・・で受信信号のＳ／
Ｎを検出し、その検出信号をベースバンドプロセッサ等
のデータ処理・制御回路部３４に送って、上記逆拡散や
拡散の際のＰＮ符号のクロックを変える。

【００３５】次に、図６に示す端末側も同様であり、受
信アンテナ４１で受信されたＲＦ信号を周波数変換回路
４２に送ってＩＦ信号に変換し、復調部４３でＰＮ（疑
似雑音）符号による逆拡散処理を含む復調処理して、ベ
ースバンドプロセッサ等のデータ処理・制御回路部４４
に送り、データ処理及び送受信制御を行う。データ処理
・制御回路部４４からの送信データは、変調部４５に送
られ、変調やＰＮ符号化処理等が施されて、ハイパワー
アンプ４６で送信用信号に変換（増幅）され、送信アン
テナ４７を介して基地局に送信される。この端末側で
は、上記基地局側からの上記クロック切換指示信号に応
じて、データ処理・制御回路部４４が復調部４３での逆
拡散や変調部４５での拡散処理のＰＮクロックを切り換
える。

【００３６】ここで図７には、上記変調部３３₁、３３
₂、・・・や４５の一具体例を示している。この図７
は、データをＢＰＳＫ（２相位相変調）して、その後、
スペクトラム拡散信号に変換する例を示している。図７
において、上記データ処理・制御回路部３４（あるいは
４４）からの送信データは、入力端子５１を介して乗算
器５３に送られ、入力端子５２からのキャリア（搬送
波）信号と乗算されることで、ＢＰＳＫ変調信号とな
る。次に、このＢＰＳＫ信号が、ＰＮ符号発生器５４に
よって発生されたＰＮ符号と乗算器５７で乗算され、出
力端子５８からスペクトラム拡散信号が取り出される。
さらに、本発明実施例においては、ＰＮ符号発生器５４
には、切換選択スイッチ５５により、複数個のクロック
発振器５６₁、５６₂、・・・からの各クロックの一つ
が切換選択されて供給されるようになっている。この切
換選択スイッチ５５は、データ処理・制御回路部３４が
通信量等を検出し、その信号を制御端子５７に供給する
ことによって制御している。また、端末側の場合には、
データ処理・制御回路部４４が基地局から送信された上
記クロック切換指示データに応じた制御信号を端子５７
に送るわけである。なお、基地局側と端末側で、拡散、
逆拡散する際に、同じクロックを選択しなければならな
いことは勿論である。

【００３７】以上説明したような実施例によれば、端末
と基地局間の通信量に応じて、スペクトラム拡散信号の
帯域を制御することにより、通信量が多いときにはＳ／
Ｎの劣化を防ぎ、少ないときには省電力化を図ることが
できる。

【００３８】次に、図８を参照しながら、本発明の他の
実施例について説明する。この実施例は、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。図８
は移動局の構成を示すブロック図である。同図におい
て、入力端子には、デジタルの音声信号等が送信信号ｄ
Ｔ(t) として供給されており、この送信信号ｄＴ(t)
は、クロックレート変更情報合成器１０１に送られてい
る。送信用拡散符号のクロックレートを変更する必要の
あるときには、このクロックレート変更情報合成器１で
送信信号ｄＴ(t) とクロックレート変更情報とが合成さ
れる。

【００３９】クロックレート変更情報合成器１０１から
出力される送信信号は、符号器１０２で誤り訂正符号化
された後、ＰＳＫ（位相シフトキーイング）変調器１０
３に供給される。このＰＳＫ変調器１０３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 は送信信号によって２相位相シフトキー
イング（ＢＰＳＫ）変調される。

【００４０】ＰＳＫ変調器１０３より出力されるＰＳＫ
変調信号は、拡散変調器１０４に供給される。この拡散
変調器１０４には拡散符号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。拡散変調器１０４よ
り出力されるスペクトラム拡散信号は、周波数変換器１
０７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）１０８を介し、アンテ
ナ共用器１０９を経て、送受信アンテナ１１０に供給さ
れて、基地局に送信される。

【００４１】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１１０よりアンテナ共用器１０９、
増幅器（ローノイズアンプ）１１１を経て、周波数変換
器１１２に供給され、中心周波数が復調部１１３の動作
周波数に周波数変換される。周波数変換器１１２より出
力されるスペクトラム拡散信号は、復調部１１３に供給
されて、逆拡散およびＰＳＫ復調が行なわれる。

【００４２】復調部１１３より出力される誤り訂正符号
化されたままの信号は、復号部１１４で誤り訂正処理が
行なわれて、後段の受信系に供給される。また、復号部
１１４の入力信号と出力信号は、ＢＥＲ（ビットエラー
レート）検出部１１５に供給されて、ＢＥＲ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ＢＥＲが３.0×１０程度の閾値を越
えることがあり得る。

【００４３】ＢＥＲ検出部１１５で３.0×１０程度の閾
値を越える場合には、ＢＥＲ検出部１１５によって拡散
符号用クロック発生器１０６が制御されて送信信号に掛
けられる拡散符号のクロックレートが上げられる。

【００４４】本実施例は、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、ＢＥＲ検出部１１５の制御によって送信用拡散符号
クロック発生器１０６からの送信用拡散符号のクロック
レートが上げられる。そのため、通信回線容量の上限で
は送信用拡散符号p(t)の変化の周期Ｔp が短くなって、
スペクトラム拡散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する。

【００４５】図９はクロックレートと処理利得との関係
を示している。処理利得をＧとし、送信信号のデータレ
ートをＢd （信号周期はＴd ）とする。図９の(a) の場
合、拡散符号のクロックレートをＢ₁（周期Ｔ₁）とす
るとＧ＝Ｂ₁／Ｂd であり、図９の(b) の場合、拡散符
号のクロックレートをＢ₂（周期Ｔ₂）とするとＧ＝Ｂ
₂／Ｂd である。拡散符号のクロックレートをＢ₁から
Ｂ₂に上げることで信号はより広帯域に拡散されること
になり、処理利得はＢ₂／Ｂ₁だけ向上することにな
る。

【００４６】図１０は、送信用拡散符号のクロックレー
トの増加の割合と、このとき生じるパワーコントロール
精度の余裕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付近で送信用
拡散符号のクロックレートを上げることによって、出力
ハイパワーアンプ１０８の制御精度に、図１０で示す分
だけ余裕を持たせることができる。

【００４７】スペクトラム拡散通信方式においては、理
論的な通信回線容量の９０％程度を保つために、0.５ｄ
Ｂ精度のパワーコントロールが必要とされることが計算
されているが、例えば拡散符号のクロックレートを1.２
倍に上げることによって、0.８ｄＢの余裕が発生するた
め、1.３ｄＢ精度のパワーコントロールで回線の容量を
保つことが出来、移動局送信部のパワーコントロール回
路を簡単な構成のものにすることができるようになる。

【００４８】なお、上述せずも、送信用拡散符号のクロ
ックレートを上げることによって処理利得が大きくなる
ので、ＢＥＲ検出部１１５の制御の下、必要なＢＥＲよ
り悪化しない程度に出力アンプ１０８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。

【００４９】次に、図１１及び図１２を参照しながら、
本発明のさらに他の実施例について説明する。図１１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１
３０よりアンテナ共用器１２９、増幅器（ローノイズア
ンプ）１３１を経て周波数変換器１３２に供給され、中
心周波数が復調部１３３の動作周波数に周波数変換され
る。周波数変換器１３２より出力されるスペクトラム拡
散信号はスペクトラム拡散信号の帯域幅を持った帯域通
過フィルタ１３６を通り、復調部１３３に供給されて、
逆拡散およびＰＳＫ復調が行なわれる。

【００５０】復調部１３３より出力される誤り訂正符号
化されたままの信号は、復号部１３４で誤り訂正処理が
行なわれて、後段の受信系に供給される。また、復号部
１３４の入力信号と出力信号は、ＢＥＲ（ビットエラー
レート）検出部１３５に供給されて、ＢＥＲ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、
基地局の受信信号のＢＥＲが3.０×１０程度の閾値を越
えることがあり得る。

【００５１】移動局拡散符号クロック制御情報作成部１
３７からは、移動局の送信用拡散符号のクロックレート
を制御するクロックレート制御情報が作成されて出力さ
れる。ＢＥＲ検出部１３５で3.０×１０程度の閾値を越
えることが検出された場合、ＢＥＲ検出部１３５によっ
て作成部１３７が制御され、移動局拡散符号クロック制
御情報として移動局の送信用拡散符号のクロックレート
を上げる情報が作成される。このとき、クロック制御情
報作成部１３７は、帯域通過フィルタ１３６を制御し、
次の移動局送信にあわせて、フィルタ１３６の通過帯域
幅を制御情報で指示したクロックレートに対応したもの
に切り替える。

【００５２】同図１１において、音声などの送信信号ｄ
Ｔ(t) （既にデジタル信号になっている）は、クロック
レート制御情報合成器１２１に供給される。この合成器
１２１には上述した作成部１３７で作成された移動局送
信用拡散符号の制御情報が供給されて、送信信号ｄＴ
(t) に合成される。１２１から出力される送信信号は符
号器１２２で誤り訂正符号化された後、ＰＳＫ変調器１
２３に供給される。このＰＳＫ変調器１２３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 は送信信号によって２相ＰＳＫ変調され
る。

【００５３】ＰＳＫ変調器１２３より出力されるＰＳＫ
変調信号は、拡散変調器１２４に供給される。この拡散
変調器１２４には拡散符号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。拡散変調器１２４よ
り出力されるスペクトラム拡散信号は、周波数変換器１
２７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）１２８を介し、アンテ
ナ共用器１２９を経て、送受信アンテナ１３０に供給さ
れて、移動局に送信される。

【００５４】図１２は移動局の構成を示すブロック図で
ある。図１２において、図８と対応する部分には同一番
号を付し、その詳細説明は省略する。基地局からの受信
信号は、復号部１１４まで図８の場合と全く同様に処理
される。復号部１１４より出力される、移動局送信用拡
散符号クロックレート制御情報の合成された受信信号
は、クロック制御情報抽出部１１６に供給される。この
抽出部１１６より出力されるクロック制御情報の除去さ
れた信号dR(t) は、後段の受信系に供給される。

【００５５】また、抽出部１１６で抽出されるクロック
制御情報は拡散符号用クロック発生器に供給され、送信
用拡散符号のクロックレートが制御される。図１２の移
動局のその他の構成は図８の例と同じである。

【００５６】このような実施例の構成において、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ＢＥＲ検出部１３５の出力に従って移
動局の送信用拡散符号のクロックレートを上げるクロッ
ク制御情報が作成され、これが送信信号ｄＴ(t) に合成
されて移動局に送信される。これを受信した移動局にお
いては、クロック制御情報抽出部１１６で抽出されるク
ロック制御情報によって送信用拡散符号クロック発生器
１０６からの送信用拡散符号のクロックレートが上げら
れる。基地局が拡散符号のクロックが変更された移動局
からの信号を受信するときには、クロック制御情報作成
部１３７によって制御された帯域通過フィルタ１３６の
帯域幅が移動局の送信用拡散符号のクロックレートに対
応したものになっており、復調部１３３において、正し
く逆拡散、復調が行なわれる。

【００５７】上述したような制御を行なうことによっ
て、通信回線容量の上限では送信用拡散符号p(t)の変化
の周期Ｔp が短くなって、スペクトラム拡散の処理利得
が向上して、パワーコントロール精度に余裕が発生し、
図８の例と同様に移動局のパワーコントロール回路の構
成を簡単なものにすることができる。

【００５８】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、送信用拡散符号のクロックレ
ートを上げることによって処理利得が大きくなるので、
抽出部３０で検出されるクロック制御情報に基づいて、
必要なＢＥＲより悪化しない程度に出力アンプ８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。また、上述実施例においては、ＢＥＲ
を検出することで伝送品質を判定しているが、Ｓ／Ｎ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。

【００５９】また、上述実施例においては、変調方式と
して２相ＰＳＫ変調を用いているが、他の変調方式、例
えばＱＰＳＫ等を用いてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、一の
発明に係るスペクトラム拡散通信システムによれば、送
信装置と上記受信装置との間の通信量を検出し、この通
信量検出出力に応じてスペクトラム拡散のための疑似雑
音信号のクロック周波数を変化させているため、例え
ば、基地局と端末との間の通信量が多いときにはクロッ
クレートを上げてスペクトラム拡散信号帯域を広げ、Ｓ
／Ｎの劣化を防ぐようにし、通信量が少ないときにはク
ロックレートを下げてスペクトラム拡散信号帯域を狭
め、省電力化を図ることができる。

【００６１】また、他の発明によれば、受信信号の伝送
品質に応じて疑似雑音信号のクロック周波数を変化させ
ているため、Ｓ／Ｎの劣化防止と省電力化とを有効に図
ることができる。

【００６２】次に、さらに他の発明に係るスペクトラム
拡散送受信装置によれば、例えば通信回線の容量の上限
付近では、移動局で伝送品質が所定値より低下したと判
定され、送信用拡散符号のクロックレートを変更する事
を通信相手に知らせるためにクロックレート変更データ
を送信信号に合成して送信した後、送信用拡散符号のク
ロックレートが上げられる。そのため、スペクトラム拡
散による処理利得が向上し、通信データのデータレート
を下げることなく、パワーコントロール精度に余裕を持
たせることが可能になり、移動局の高周波パワーコント
ロール回路を簡単な構成のものにすることが出来、回線
容量も理論的な上限に一層近付けることができる。

【００６３】またさらに他の発明によれば、例えば通信
回線の容量の上限付近では、基地局で伝送品質が所定値
より低下したと判定され、移動局の送信用拡散符号のク
ロックレートを上げるように制御するクロック制御デー
タが作成され、基地局送信信号に合成されて送信され
る。移動局においては、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、送信用拡散符号のクロックレ
ートが上げられる。そのため、スペクトラム拡散による
処理利得が向上し、通信データのデータレートを下げる
ことなく、パワーコントロール精度に余裕を持たせるこ
とが可能になり、移動局の高周波パワーコントロール回
路を簡単な構成のものにすることが出来、回線容量も理
論的な上限に一層近付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一の発明に係るスペクトラム拡散システムの一
実施例を説明するための送信側及び受信側の概略構成を
示すブロック図である。

【図２】該実施例の動作説明に用いられるスペクトル図
である。

【図３】該実施例の動作説明に用いられるフローチャー
トである。

【図４】該実施例の他の動作説明に用いられるフローチ
ャートである。

【図５】該実施例の通信システムの送信側（基地局側）
の構成の具体例を示すブロック図である。

【図６】該実施例の通信システムの受信側（端末側）の
構成の具体例を示すブロック図である。

【図７】該実施例に用いられる変調ブロック回路図の具
体的な構成例を示すブロック回路図である。

【図８】他の発明の実施例の移動局の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９】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１０】送信用拡散符号のクロックレートの増加とそ
れにつれて増加するパワーコントロール精度の余裕との
関係を示す図である。

【図１１】基地局の構成の具体例を示すブロック図であ
る。

【図１２】移動局の構成の具体例を示すブロック図であ
る。

【図１３】直接拡散方式の変調部の構成を示す図であ
る。

【図１４】ＰＳＫ変調器での信号変化及び周波数スペク
トルを示す図である。

【図１５】直接スペクトラム拡散変調器での信号変化及
び周波数スペクトルを示す図である。

【図１６】直接スペクトラム拡散方式の復調部を示す図
である。

【図１７】狭帯域干渉信号成分を含む場合の受信装置側
の各部の周波数スペクトルを示す図である。

【図１８】白色雑音信号成分を含む場合の受信装置側の
各部の周波数スペクトルを示す図である。

【符号の説明】

１・・・・・基地局２₁、２₂、…・・・・・端末（移動局）３１、４１・・・・・受信アンテナ３２、４２・・・・・周波数変換回路３３₁、３３₂、…、４３・・・・・復調部３４、４４・・・・・データ処理・制御回路３５₁、３５₂、…、４５・・・・・変調部３６、４６・・・・・（ハイパワー）アンプ３７、４７・・・・・送信アンテナ３８、３９・・・・・疑似雑音発生回路５３、５７・・・・・乗算器５４・・・・・ＰＮ（疑似雑音）符号発生器５６₁、５６₂、…・・・・・クロック発振器５７・・・・・制御信号入力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信信号に疑似雑音信号を重畳してスペ
クトル拡散通信を行う通信システムにおいて、上記送信信号の通信量を検出する手段と、この通信量検出手段からの出力に応じて上記疑似雑音信
号のクロック周波数を変化させる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システム。
【請求項２】送信信号に疑似雑音信号を重畳してスペ
クトル拡散通信を行う通信システムにおいて、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応じて上
記疑似雑音信号のクロック周波数を変化させる手段とを
有して成ることを特徴とするスペクトラム拡散通信シス
テム。
【請求項３】上記伝送品質判定手段は、上記受信信号
のＳ／Ｎ検出手段を有して成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システム。
【請求項４】上記伝送品質判定手段は、上記受信信号
のビットエラーレート検出手段を有して成ることを特徴
とする請求項２記載のスペクトラム拡散通信システム。
【請求項５】送信信号に送信用拡散符号を重畳して送
信し、送信用拡散符号が重畳された送信信号を受信する
スペクトラム拡散送受信装置において、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
上記送信用拡散符号のクロックレートを制御することを
特徴とするスペクトラム拡散送受信装置。
【請求項６】送信信号に送信用拡散符号を重畳して送
信し、送信用拡散符号が重畳された送信信号を受信する
スペクトラム拡散送受信装置において、上記送信信号の通信量を検出する通信量検出手段と、この通信量検出手段からの出力に応じて上記送信用拡散
符号のクロックレートを制御することを特徴とするスペ
クトラム拡散送受信装置。
【請求項７】相手先スペクトラム拡散送受信装置から
の受信信号の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
上記相手先スペクトラム拡散送受信装置の送信用拡散符
号のクロックレート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によって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、上記相手先スペクトラム拡散送受信装置からの受信信号
の拡散符号のクロックレートの変更に伴って通過させる
帯域幅を制御できるバンドパスフィルタ回路とを備えて
成ることを特徴とするスペクトラム拡散送受信装置。
【請求項８】上記請求項７記載のスペクトラム拡散送
受信装置からの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用拡散符号の
クロックレートを制御するクロック制御手段とを備える
スペクトラム拡散送受信装置。
【請求項９】相手先スペクトラム拡散送受信装置から
の受信信号の通信量を検出する通信量検出手段と、この通信量検出手段からの出力に応じて上記相手先スペ
クトラム拡散送受信装置の送信用拡散符号のクロックレ
ート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によって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、上記相手先スペクトラム拡散送受信装置からの受信信号
の拡散符号のクロックレートの変更に伴って通過させる
帯域幅を制御できるバンドパスフィルタ回路とを備えて
成ることを特徴とするスペクトラム拡散送受信装置。
【請求項１０】第１のスペクトラム拡散送受信装置か
らの受信信号の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第
１のスペクトラム拡散送受信装置の送信用拡散符号のク
ロックレート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によっ
て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２のスペクトラム拡散送受
信装置と、上記第２のスペクトラム拡散送受信装置からの受信信号
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
タに基づいて送信用拡散符号のクロックレートを制御す
るクロック制御手段とを備える上記第１のスペクトラム
拡散送受信装置とより成ることを特徴とするスペクトラ
ム拡散送受信システム。
【請求項１１】第１のスペクトラム拡散送受信装置か
らの受信信号の通信量を検出する通信量検出手段と、こ
の通信量検出手段からの出力に基づいて第１のスペクト
ラム拡散送受信装置の送信用拡散符号のクロックレート
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によって作成される
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２のスペクトラム拡散送受信装置と、上記第２のスペクトラム拡散送受信装置からの受信信号
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
タに基づいて送信用拡散符号のクロックレートを制御す
るクロック制御手段とを備える上記第１のスペクトラム
拡散送受信装置とより成ることを特徴とするスペクトラ
ム拡散送受信システム。
【請求項１２】上記第２のスペクトラム拡散送受信装
置は、上記第１のスペクトラム拡散送受信装置からの受
信信号の拡散符号のクロックレートの変更に伴って通過
させる帯域幅を制御できるバンドパスフィルタを有する
ことを特徴とする請求項１０又は１１記載のスペクトラ
ム拡散送受信システム。