JPH06276177A - 符号同期制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】受信信号中の拡散用符号と受信器内で生成する
逆拡散用符号との同期捕捉所要時間が短い符号同期制御
方式を提供する。 【構成】受信符号系列が入力されると、参照符号発生部
１２０が参照符号系列Ｆ’を先頭ビットから生成開始
し、表面弾性波コンボルバ１０００に入力されて受信符
号系列との相互相関信号が生成され、レベル検出部１３
０に入力される。時間測定部１０６０は、参照符号系列
Ｆ’の先頭ビット生成開始時間からレベル検出部１３０
のレベル検出信号発生までの時間間隔を測定し、この値
から受信符号系列の次の周期の先頭ビットが入力される
時刻が予測できる。その時刻が到来したとき、同期制御
部１４０が参照符号発生部へリスタート信号を出力して
参照符号系列を先頭ビットから新たに発生させる。これ
により、受信符号系列と参照符号系列とが強制的に同期
する。

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
システムにおいて、受信信号に含まれる拡散用符号と受
信器内で生成する受信信号逆拡散用符号との符号同期を
行う、符号同期制御方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信システムにおいて
は、逆拡散により受信信号から情報を得るためには、受
信信号の拡散コード及び変化タイミングと、受信器内で
発生する逆拡散用符号のコード及び変化タイミングとを
完全に同期させる必要がある。このため、従来は例えば
図２に示すようなスライディング同期方式により、符号
同期を達成していた。

【０００３】図２において、１０は相関検出器、２０は
逆拡散用符号発生器、３０はスレッショールド判定回
路、４０は同期モード切替回路、５０はクロック周波数
シフト信号出力回路、６０は遅延ロックループである。

【０００４】拡散された受信信号は相関検出器１０に入
力され、逆拡散用符号発生器２０からの符号との相互相
関が取られ、スレッショールド判定回路３０に出力され
る。

【０００５】最初に、受信信号と逆拡散用符号との同期
が捕捉されていない状態では、相関検出器１０からの相
互相関出力信号のレベルはスレッショールド判定回路３
０の同期判定スレッショールドレベル以下となり、同期
モード切替回路４０によりクロック周波数シフト信号出
力回路５０からの信号が逆拡散用符号発生器２０に接続
される。この結果、逆拡散用符号発生器２０により発生
される逆拡散用符号の速度は、相関検出器１０に入力さ
れている受信信号拡散符号の速度を一定量だけオフセッ
トしたものとなる。

【０００６】逆拡散用符号発生器２０により発生される
逆拡散用符号の位相が徐々に変化しながら受信信号との
位相が合うに従って相関検出器１０からの相互相関出力
レベルが変化し、受信信号と逆拡散用符号とが同期した
時点で最大となる。この時の相互相関出力レベルはスレ
ッショールド判定回路３０の同期判定スレッショールド
レベル以上となり、同期モード切替回路４０により遅延
ロックループ６０からの信号が逆拡散用符号発生器２０
に接続される。遅延ロックループ６０では受信信号と逆
拡散用符号発生器との位相ずれを監視し、ずれを補正す
る方向のクロック周波数シフト信号が出力されるため、
以後、符号同期が保持されることとなる。

【０００７】なお、この種の方法に関しては、例えば
「スペクトラム拡散通信技術と応用システム開発動向：
日本工業技術センター,pp.12〜13,1991」において論じ
られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図２のスライディング
同期方式を用いて同期捕捉を行うには、最大で符号の長
さの回数だけ位相をスライドさせた上で同期判定を行う
必要があり、同期捕捉までに時間がかかる。

【０００９】このためスペクトラム拡散通信方式で、特
にパケット通信等の同期が頻繁に必要な通信を行う際に
は、データ転送に占める符号同期捕捉所要時間の割合が
大きくなることにより実効伝送速度が大きく低下すると
いう問題点がある。

【００１０】本発明の目的は、上記の問題点を改善し、
受信信号に含まれる拡散用符号と受信器内で生成する逆
拡散用符号との同期捕捉所要時間が短い符号同期制御方
式を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に従う符号同期制
御方式は、スペクトラム拡散通信における受信信号に含
まれる拡散用符号たる受信符号系列と、別途に発生され
た逆拡散用符号たる参照符号系列とを入力し相互相関信
号を出力する表面弾性波（Surface Acoustic Waves;SA
W）コンボルバと、参照符号系列を発生し、リスタート
信号を受けると参照符号系列を先頭ビットから新たに再
発生する参照符号発生手段と、ＳＡＷコンボルバからの
相互相関信号を検波し、この相互相関信号の信号レベル
が規定スレショールド以上であるときに検出信号を出力
するレベル検出手段と、参照符号発生手段からの参照符
号系列の先頭ビットの発生時点と、レベル検出手段から
のレベル検出信号の出力時点との間の時間差を測定する
時間測定手段と、時間測定手段により測定された時間差
から得られる受信符号系列と参照符号系列との間のずれ
ビット数に応じた時間間隔だけ、参照符号系列の先頭ビ
ットの発生時点からずれた時点で、参照符号発生手段に
対しリスタート信号を与える同期制御手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記のように構成された同期制御装置に受信符
号系列が入力されると、まず、参照符号発生手段が適当
な時点で参照符号系列を先頭ビットから生成開始する。
この参照符号系列と受信符号系列とはＳＡＷコンボルバ
に入力されて両者の相互相関信号が生成され、この信号
はレベル検出手段に入力される。

【００１３】次に、時間測定手段が、先頭ビット生成開
始時間からレベル検出手段の検出信号発生までの時間間
隔を測定する。この測定結果は、参照符号系列に対する
受信符号系列のずれビット数を反映した値であり、この
値から受信符号系列の次の周期の先頭ビットが入力され
る時刻が予測できる。

【００１４】そして、予測した次周期先頭ビット入力時
刻が到来した時点で、同期制御手段が、参照符号発生手
段へリスタート信号を出力して、参照符号系列を先頭ビ
ットから新たに発生させる。これにより、受信符号系列
と参照符号系列とが強制的に同期する。

【００１５】以上の動作により、スペクトラム拡散され
た受信信号内に含まれる拡散用符号と受信器内で生成す
る逆拡散用符号との同期を短時間で行うことができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明に係る符号同期制御装置の一
実施例の構成を示す。

【００１７】図１において、この装置は、逆拡散部１１
０、逆拡散用符号発生部１２０、レベル検出部１３０、
同期制御部１４０、ＳＡＷ（表面弾性波、Surface Acou
sticWaves）コンボルバ１０００、増幅器１０１０及び
１０１１、ミキサ１０２０及び１０２１、不要信号減衰
部１０３０，１０３１及び１０３２、周波数変換用キャ
リア発生器１０４０、基準クロック発生回路１０５０、
並びに時間測定部１０６０を具備する。

【００１８】なお、以下の説明中、ＴPN[sec]は拡散符
号系列周期、ＴC[sec]は拡散符号ビット周期を示し、こ
こに、符号系列長×ＴC＝ＴPNの関係がある。

【００１９】逆拡散部１１０は、受信信号を拡散すると
きに用いたのと同様の形式の変調を行うものであり、例
えば平衡変調回路が用いられる。

【００２０】逆拡散用符号発生部１２０は、受信信号の
拡散に用いられるのと同じ系列と長さの逆拡散用符号系
列Ｆ、及びこの符号系列Ｆを時間反転した符号系列Ｆ’
を生成する。また、リスタート信号を受けると、この逆
拡散用符号発生部１２０は、内部に持つ符号発生用カウ
ンタをゼロクリアし、符号系列Ｆ，Ｆ’を新たに先頭か
ら発生する機能も持つ。逆拡散用符号系列Ｆは逆拡散部
１１０に与えられる。また、時間反転符号系列Ｆ’は増
幅器１０１１、ミキサ１０２１及び不要信号減衰部１０
３１を通じてＳＡＷコンボルバ１０００に送られる。

【００２１】レベル検出部１３０は、ＳＡＷコンボルバ
１０００からのコンボリューション信号を不要信号減衰
部１０３２を通じて受けて、包絡線検波等により相関出
力を取り出し、その出力レベルを量子化し出力する。

【００２２】同期制御部１４０は、レベル検出部１３０
からの検出信号をもとに、逆拡散符号発生部リスタート
信号を生成する。その動作の詳細については後に説明す
る。

【００２３】ＳＡＷコンボルバ１０００は、動作中心キ
ャリア周波数ｆ0で設計されたＳＡＷコンボルバであ
る。一方の入力には受信信号を増幅器１０１０、ミキサ
１０２０及び不要信号減衰部１０３０を通じて受け、他
方の入力には参照符号系列として、逆拡散用符号発生器
１２０からの時間反転符号系列Ｆ’を増幅器１０１１、
ミキサ１０２１及び不要信号減衰部１０３１を通じて受
け、両入力信号のコンボリューション信号を発生する。

【００２４】２つの増幅器１０１０及び１０１１は、Ｓ
ＡＷコンボルバの入力信号を、ＳＡＷコンボルバが動作
するのに充分な信号強度まで増幅するための高周波増幅
器である。少なくとも周波数範囲ｆo±（１／ＴC）内の
信号を一様に増幅する機能を持つ。

【００２５】ミキサ１０２０及び１０２１は、増幅器１
０１０及び１０１１からの入力信号をＳＡＷコンボルバ
動作周波数帯に変換するためのものである。

【００２６】不要信号減衰手段１０３０，１０３１及び
１０３２は、周波数範囲ｆo±（１／ＴC）以外のスプリ
アス等不要信号を減衰するための例えばバンド・パス・
フィルタである。

【００２７】周波数変換用キャリア発生器１０４０は、
ＳＡＷコンボルバの動作中心キャリア周波数ｆ0と同じ
周波数のキャリアを発振し、これをミキサ１０２０及び
１０２１に供給する。

【００２８】基準クロック発生回路１０５０は、拡散符
号のビット周波数（１／ＴC）の２倍以上（例えば、４
倍）の周波数の基準クロックを発生し、そして、同期制
御部１４０及び逆拡散用符号発生部１２０に同相の動作
基準クロックを供給して両部１４０及び１２０の同期動
作を可能とする。

【００２９】時間測定部１０６０は、基準クロック発生
回路１０５０からの基準クロックをカウントして時間を
計測する例えばアップダウンカウンタである。

【００３０】次に、図３、図４、図５を参照して、この
実施例の動作について具体的に説明する。

【００３１】図３は受信符号と参照符号とのずれビット
数が０のとき得られる、相関出力波形図であり、また、
図４は受信符号と参照符号とのずれビット数が２のとき
得られる、相関出力波形図である。

【００３２】一般的に、符号周期ＴPNの受信信号符号系
列が参照符号系列Ｆ’からｎビットだけ遅れてＳＡＷコ
ンボルバに入力された場合、周期ＴPN／２の相関出力
が、参照符号系列の先頭ビット発生時点からズレ時間ｎ
・Ｔc／２だけ遅れて、周期的に現れる。この様子を図
５に示す。

【００３３】このことに着目して、この実施例では、同
期制御部１４０が、逆拡散符号発生部１２０にリスター
ト信号を出力して参照符号系列Ｆ’の先頭ビットをＳＡ
Ｗコンボルバ１０００に与えると同時に、時間測定部１
０６０に指令してアップカウントをスタートさせ、その
後、レベル検出部１３０の出力にレベル検出信号が現れ
た時点で時間測定部１０６０に指令してアップカウント
をストップさせる。これにより、時間測定部１０６０内
に参照符号系列Ｆ’の先頭ビット発生時刻から相関検出
時刻までのズレ時間ｎ・Ｔc／２が得られる。

【００３４】このアップカウントのストップと同時に、
時間測定部１０６０はダウンカウントを開始し、カウン
ト値がゼロに戻った時点、つまり、レベル検出信号が現
れてからさらに時間ｎ・Ｔc／２経過した時点で、同期
制御部１４０が参照符号発生部リスタート信号を再び発
生する。これにより、最初の受信符号系列Ｆ’の丁度ｎ
ビット目が入力される時点（先頭ビット発生からｎ・Ｔ
c後の時点）に再び参照符号系列Ｆ’の先頭ビットが生
成されることになる。その結果、最初の参照符号系列
Ｆ’に対しｎビット遅れていた受信符号系列に対する強
制的な参照符号系列の先頭合わせが完了する。

【００３５】以降、相関検出信号が得られる毎に、上記
の動作を繰り返すことにより、符号同期を維持すること
ができる。

【００３６】そして、逆拡散部１１０では、受信信号に
対し、逆拡散用符号生成手段１１０からの符号系列Ｆで
変調を行うが、受信信号と参照符号系列Ｆ’とのビット
同期がとれているため、その出力は結果的に逆拡散され
たこととなり、出力には１次変調波が得られる。この１
次変調波を復調することで、情報信号を得る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相互相関出力が最初に出るまでの遅れ時間を用いて符号
同期を取るようにしているので、データ転送に占める符
号同期捕捉所要時間の割合が小さい、実効伝送速度が大
きいスペクトラム拡散通信装置を実現することが出来
る。

【００３８】また、ＳＡＷコンボルバを用いたことによ
り、拡散符号をダイナミックに変化させることも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る符号同期制御装置の一実施例の構
成を示すブロック図。

【図２】従来のスライディング同期方式による符号同期
制御装置の構成を示すブロック図。

【図３】ずれビット数＝０の時の相関出力波形の説明
図。

【図４】ずれビット数＝２の時の相関出力波形の説明
図。

【図５】ずれビット数＝ｎの時の相関出力波形の説明
図。

【符号の説明】

１１０ 逆拡散部 １２０ 逆拡散用符号発生部 １３０ レベル検出部 １４０ 同期制御部 １０００ ＳＡＷコンボルバ １０１０，１０１１ 増幅器 １０２０，１０２１ ミキサ １０３０，１０３１，１０３２ 不要信号減衰部 １０４０ 周波数変換用キャリア発生器 １０５０ 基準クロック発生回路 １０６０ 時間測定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトラム拡散通信における受信信号
   に含まれる拡散用符号たる受信符号系列と、別途に発生
   された逆拡散用符号たる参照符号系列とを入力し相互相
   関信号を出力する表面弾性波コンボルバと、 前記参照符号系列を発生し、リスタート信号を受けると
   前記参照符号系列を先頭ビットから新たに再発生する参
   照符号発生手段と、 前記表面弾性波コンボルバからの相互相関信号を検波
   し、この相互相関信号の信号レベルが規定スレショール
   ド以上であるときに検出信号を出力するレベル検出手段
   と、 前記参照符号発生手段からの前記参照符号系列の先頭ビ
   ットの発生時点と、前記レベル検出手段からの前記レベ
   ル検出信号の出力時点との間の時間差を測定する時間測
   定手段と、 前記時間測定手段により測定された時間差から得られる
   前記受信符号系列と前記参照符号系列との間のずれビッ
   ト数に応じた時間間隔だけ、前記参照符号系列からずれ
   た時点で、前記参照符号発生手段に対し前記リスタート
   信号を生成する同期制御手段と、 を有することを特徴とする符号同期制御方式。