JPH0710053B2 - スペクトラム拡散受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スペクトラム拡散受信装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図及び第６図は、例えば特開昭59−47858号公報に
示された従来のスペクトラム拡散受信装置のブロツク図
である。同図に示すようにPSK復調回路１は、受信信号
Ｓ（ｔ）を受けて２乗する２乗回路15、バンドパスフイ
ルタ16、÷２機能を持ち、 成分を出力する２進カウンタ17、受信信号Ｓ（ｔ）と２
進カウンタ17よりの 成分を混合するミキサ18、ローパスフイルタ19及び２値
化回路20より構成されている。

またPN符号発生部２は、 成分に対し÷Ｋ機能を持つＫ進カウンタ21及びPN符号発
生回路22を含んでいる。なおＫは搬送周波数とPN符号ク
ロツクの比であり、Ｋ進カウンタ21は相関回路３のクロ
ツク入力端C1,C2にクロツク信号を入力する。

相関回路３はシフトレジスタ形の回路であつて、D1入力
端にPSK復調回路１から のＬビツトのデータが加えられ、D2入力端にはPN符号発
生回路22よりＬビツトのPN符号 が加えられ、両者の相関がとられるようになつており、
正の相関があると＋１、負の相関があると−１が出力さ
れる。

サンプル回路部４は、PN符号発生回路22よりのPN符号を
受けてサンプルタイミングを出力するデコーダ回路23、
相関回路３の出力を２値化する２値化回路24及び２値化
回路24の出力を受けデコーダ回路23よりのサンプルタイ
ミング信号でサンプル動作を行なうフリツプフロツプ25
とからなつている。

次に第７図に示す信号波形タイムチヤートを参照して第
６図の回路の動作を説明する。

送信側より送られて来るスペクトラム拡散信号Ｓ（ｔ）
は、PSK復調回路１の２乗回路15とミキサ18に加えられ
る。このスペクトラム拡散信号（ここでは受信信号）Ｓ
（ｔ）は第７図（ｃ）に示す波形の信号であり、この信
号Ｓ（ｔ）は送信側で第７図（ａ）に示す搬送波成分co
sωctと、第７図（ｂ）に示すPN符号ｐ（ｔ）と、第７
図（ｃ）に示す情報データｄ（ｔ）が混合され送出され
たものである。

２乗回路15で信号Ｓ（ｔ）が２乗されると、ｄ（ｔ）＝
±1,p（ｔ）＝±１であるからその出力は となる。そしてバンドパスフイルタ16で２ωｃの周波数
成分のみを取出し、さらに２進カウンタ17でカウントダ
ウンして を得る（第７図（ｆ）参照）。この信号は送信側の搬送
波と同一のものである。それゆえミキサ18で信号Ｓ
（ｔ）と信号 を混合するとその出力信号S1（ｔ）は第７図（ｇ）に示
すように搬送波成分の除去された信号となる。この信号
がさらにローパスフイルタ19を通し、２値化回路20で２
値化すると第７図（ｈ）に示すようにPSK復調信号 が得られる。そしてこの信号 が相関回路３のD1入力端に加えられる。

一方、２進カウンタ17の 信号をさらにＫ進カウンタ21で分周してPN符号クロツク
を発生し、これをPN符号発生回路22に加え、送信側のPN
符号ｐ（ｔ）と同一の受信側PN符号 （第７図（ｉ）参照）を発生する。そしてこのPN符号発
生回路22よりのPN符号 は相関回路のD2入力端に加えられる。

相関回路３はD1入力端に加えられる 信号とD2入力端に加えられるPN符号 の相関を求め、その結果を出力する（第７図（ｊ）参
照） 第７図の波形例では、期間t1〜t2では両者の信号波形が
同じとなつており、したがつてその出力は＋１となる
が、期間t2〜t3では両者の信号波形が一致していないの
でその出力ｃ（ｔ）は−１となる。

相関回路３の出力ｃ（ｔ）は２値化回路24で２値化さ
れ、フリツプフロツプ25のＤ入力端に加えられる。

またデコーダ回路23はPN符号発生回路22よりのPN符号を
受け、PN符号 の１周期毎にサンプルタイミング信号（第７図（ｋ）参
照）を出力しフリツブフロツプ25のＴ端子に加える。フ
リツプフロツプ25はサンプルタイミング信号が印加され
る毎に２値化回路23よりの信号をサンプルし情報データ （第７図（ｌ）参照）を出力する。以上のようにして情
報データ の復調が完了する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のスペクトラム拡散受信装置は以上のように構成さ
れているので、伝送帯域などの伝送条件と、伝送系の位
相特性とによりスペクトラム拡散された信号が歪み、PN
符号と同期をとるための相関値のピークが低くなり、さ
らに他の位相点にも相関値のピークが発生して（第４図
の相関値14参照のこと）同期ずれが発生しやすくなり、
伝送エラーが多くなるなどの問題点があつた。

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、伝送条件と伝送路特性とに影響されず、ピー
クの高い相関値が得られ、同期はずれによる伝送エラー
を少なくすることができるスペクトラム拡散受信装置を
得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスペクトラム拡散受信装置は、相関をと
るための相関回路にPN符号信号を入力する際に、伝送系
又は送信側の帯域フイルタの位相振幅特性と同種の特性
をもつフイルタを介し入力するようにしたものである。

〔作用〕

この発明におけるスペクトラム拡散受信装置のフイルタ
は、伝送系の位相特性などで歪んだPN符号に近いPN符号
を相関回路に与えることになり、そのため、ピーク値の
高い相関値が得られ、短時間にて同期がとれるとともに
伝送エラーが低減される。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。伝送
路に電力線を使い、さらにスペクトラム拡散信号を周波
数帯域制限した場合を例にして説明する。第１図はこの
発明におけるスペクトラム拡散通信の受信装置の構成を
示すブロツク図であり、第２図は第１図中のブロツクの
詳細を説明する回路図である。図において、１は波形整
形回路で、送信信号Ｓ（ｔ）を受けて２値化信号ｐ
（ｔ）ｄ（ｔ）を出力する。２は信号ｐ（ｔ）を出力す
るPN符号発生回路、３は相関回路で、前記２値化信号ｐ
（ｔ）ｄ（ｔ）と、前記信号ｐ（ｔ）をフイルタ回路５
によりフイルタリングした信号FP（ｔ）との相関をとる
回路であり、フイルタ回路５は伝送系又は送信側の対域
フイルタの位相振幅特性と同種の特性を有するフイルタ
を備えている。４はサンプル回路で、前記信号ｐ（ｔ）
ｄ（ｔ）及び信号FP（ｔ）を受けてサンプリングを行
い、信号ｄ（ｔ）を出力する。

前記PN符号発生回路２は、PN発生器11及びPN制御器12か
ら構成されている。しかしてPN発生器11は、クロツク発
生器11A、４段直列接続されたシフトレジスタ11B,11C,1
1D,11E,排他的オアゲート11Fから構成され、シフトレジ
スタ11Eの出力はPN制御器12に与えられている。このPN
制御器12は、相関回路３内の同期サーチ回路８の出力に
よつて制御される。

相関回路３は、フイルタ回路５からの信号FP（ｔ）を遅
延する遅延回路7A,7B,7C,信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）及び信
号FP（ｔ）を入力するデイジタル相関器6A,信号ｐ
（ｔ）ｄ（ｔ）及び、遅延回路7A,7B,7Cからの信号をそ
れぞれ入力するデイジタル相関器6B,6C,6C,及び同期サ
ーチ回路８から構成される。

サンプル回路４は、マルチプライヤ９及びデイジタル積
分器10とから成り、しかしてマルチプライヤ９は、２値
化信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）と信号FP（ｔ）とを乗算し、そ
の結果信号をデイジタル積分器10に与える。このデイジ
タル積分器10は、PN制御器12からのサンプリング信号に
したがい、入力信号の復調を行い、信号ｄ（ｔ）を出力
する。

次に、第３図及び第４図を参照して動作を説明する。茲
で、第３図は第１図の各部のタイムチヤート、第４図
は、受信信号とPN符号との相関値を示すグラフである。
この場合、第４図中の13は受信信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）と
フイルタ後のPN符号FP（ｔ）の相関値である。14は受信
信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）とPN符号ｐ（ｔ）の相関値であ
る。

送信側より電力線に流れる電圧信号に重畳して周波数帯
域制限され、位相歪みを生じて送られてきたスペクトラ
ム拡散信号Ｓ（ｔ）は、波形整形回路１によりデジタル
信号に変換され、２値化信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）となる。
しかしてこの２値化信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）は、PN符号信
号ｐ（ｔ）と情報データｄ（ｔ）が混合された信号であ
る。一方、PN符号発生回路２は、４段のシフトレジスタ
11B〜11Eを用いて15bitのｍ系列符号よりなるPN符号信
号ｐ（ｔ）を発生する。このPN符号信号ｐ（ｔ）は、フ
イルタ回路５に入力される。このフイルタ回路５に入力
されたPN符号信号ｐ（ｔ）は、フイルタ回路５の位相特
性により位相歪み補正されたフイルタ後のPN符号信号FP
（ｔ）として、相関回路３とサンプル回路４に入力され
る。

一方、相関回路３の各遅延回路7A〜7Cは、前記信号FP
（ｔ）をそれぞれ、例えば1/mビツト（ｍは15ビツトの
ｍ系列符号）づつ遅延させ、各々を対応するデイジタル
相関器6B〜6Dに与える。しかしてデイジタル相関器6B〜
6Dにはまた、信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）も与えられている。
またデイジタル相関器6Aには信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）及び
信号FP（ｔ）が入力している。そして各デイジタル相関
器6A〜6Dはそれぞれ、入力する２つの信号の相関をと
り、各々の相関値を同期サーチ回路８に与えて、規定の
相関値になるまでPN制御器12に制御信号を送り、PN符号
信号ｐ（ｔ）をｎビツト遅らせ同期確率を行う。同期確
率が終るとPN制御器12は、デジタル積分器10に対し同期
確立の信号を送る。又、サンプル回路４のマルチプライ
ヤ９に、２値化信号ｐ（ｔ）ｄ（ｔ）と位相補正された
フイルタ後のPN符号信号FP（ｔ）が入力する。しかして
マルチプライヤ９は、入力した２信号ｐ（ｔ）ｄ
（ｔ）,FP（ｔ）の乗算を行い、その乗算結果をデジタ
ル積分器10に与える。デジタル積分器10はPN制御器12か
らの同期確立信号により乗算結果を積分し復調データｄ
（ｔ）を出力する。したがつて上述した一連の動作によ
つて同期確立を行い、スペクトラム拡散信号Ｓ（ｔ）を
復調する。又デジタル相関器6A〜6Dは、フイルタ回路５
により位相補正されたPN信号FP（ｔ）により、第４図に
示す様にピークの高い相関値13が得られ、同期確立が速
くなり、更に、同期はずれによる伝送エラーが減少す
る。

なお、上記実施例では、伝送路に電力線を利用したが、
光又は、電波による伝送であつてもよい。又遅延回路7A
〜7C及びデイジタル相関器6A〜6Bは４台までとしている
が、これは最大PN符号のビツト長分だけ増せるので、そ
の数は４台に限らず適宜選択可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、相関回路・サンプル
回路に入力するPN符号信号を、伝送路の位相特性及び周
波数帯域制限された伝送信号の位相特性を持つフイルタ
を介して入力させることにより、相関ピークの大きい相
関値が得られ、同期確立時間が短縮できるとともに、同
期はずれが少なくなり伝送エラーを低減する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例によるスペクトラム拡散
受信装置の構成を示すブロツク図、第２図は第１図の各
部の詳細回路図、第３図は第１図の各部の信号波形タイ
ムチヤート、第４図はPN符号ｐ（ｔ）における相関値を
示すグラフ図、第５図は従来のスペクトラム拡散受信装
置の構成を示すブロツク図、第６図は第５図の各部の詳
細回路図、第７図は第６図の各部の信号波形を示すタイ
ムチヤートである。 １は波形整形回路、２はPN符号発生回路、３は相関回
路、４はサンプル回路、５はフイルタ回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スペクトラム拡散信号を受け、該スペクト
   ラム拡散信号を波形整形し２値化する波形整形回路と、
   受信側のPN符号を発生するPN符号発生回路と、前記スペ
   クトラム拡散信号と前記PN符号発生回路よりのPN符号と
   の相関を求める相関回路と、この相関回路の出力を前記
   PN符号の特定のタイミングでサンプリングするサンプル
   回路とからなるスペクトラム拡散受信装置において、伝
   送系又は送信側の帯域フイルタの位相振幅特性と同種の
   特性を有するフイルタを備えたフイルタ回路を設け、こ
   のフイルタ回路を介して前記PN符号発生回路よりのPN符
   号信号を、前記相関回路及び前記サンプル回路に入力す
   ることを特徴とするスペクトラム拡散受信装置。