JPH08186521A - スペクトル拡散通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチパス遅延が拡散符号の符号長又はデー
タ符号の１ビットを越えるような状況下でも直接拡散に
よるスペクトル拡散通信を実行可能にする。 【構成】 互いに直交する複数の拡散符号Ａ〜Ｃを順次
使用してデータ符号をスペクトル拡散変調する。受信機
には、各拡散符号に対応してマッチドフィルタを設け
る。各マッチドフィルタの出力は、拡散符号Ａ〜Ｃの合
計の符号長に相当する周期にて現れるため、マルチパス
遅延が各拡散符号Ａ〜Ｃの符号長よりも長い場合であっ
ても、前後のビットを好適に区別でき好適な復号が可能
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拡散符号を使用してデ
ータ符号をスペクトル拡散変調し無線送受信を行うスペ
クトル拡散通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトル拡散通信には、擬似雑音符号
と呼ばれる拡散符号を使用してデータ符号を直接又は間
接的に変調し、そのスペクトルを拡散させた上で、通信
を行う方法である。この方法は、送信内容の秘匿性が高
く耐妨害性に優れることや、周波数資源の有効利用が可
能であるという利点を有している。そのため、スペクト
ル拡散通信は、屋内及び屋外の固定及び移動デジタル通
信システムにて広く採用されつつある。

【０００３】また、スペクトル拡散通信方式としては各
種の方式が知られているが、そのうち直接拡散（ＤＳ：
Direct Sequence)方式と呼ばれるものは、データ符号を
拡散符号により直接拡散することにより通信を行う方式
である。この方式においていわゆるパスダイバシティを
実行する際には、ＲＡＫＥ（熊手）受信機と呼ばれる構
成の受信機が使用される。図５には、ＲＡＫＥ受信機の
一例構成が示されている。

【０００４】この図の受信機においては、まず、無線信
号が受信増幅器１０により受信され増幅される。受信増
幅器１０により増幅された受信信号は、まずマッチドフ
ィルタ１２に供給される。マッチドフィルタ１２は、送
信機においてスペクトル拡散に使用された拡散符号に対
応する構造を有しており、受信信号をこのマッチドフィ
ルタ１２に供給することにより当該拡散符号の到来タイ
ミングを検出することができる。遅延検波回路１４は、
マッチドフィルタ１２により検出されたタイミングに応
じ、受信信号を遅延検波する。

【０００５】遅延検波回路１４によって得られる検波出
力には、送信機と受信機の間に存在する複数の通信パス
（マルチパス）によって生じる各種のマルチパス成分が
現れている。遅延回路１６は、遅延検波回路１４の出力
に現れる各マルチパス成分のうち任意のものを遅延さ
せ、スイッチ回路１８に供給する。スイッチ回路１８
は、後段の合成回路２０において線形加算合成すべきパ
スに係る検波出力を選択し、合成回路２０に供給する。
合成回路２０は、スイッチ回路１８から供給される検波
出力を単純加算又は重付け加算により合成し、その結果
を判定復号回路２２に供給する。判定復号回路２２は、
合成回路２０によって得られる検波出力、すなわちスペ
クトル逆拡散されたデータ符号について所定の判定処理
を施し、当該データ符号からデータを復号する。

【０００６】なお、スイッチ回路１８にていずれのパス
に係る検波出力を選択するかは、図示しない公知の手段
によって無線回線の状況を監視することにより、決定す
ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなＲＡＫＥ受
信機を使用することにより、マルチパスフェージングに
強い受信機を実現することができる。しかし、マルチパ
ス遅延が拡散符号の符号長より大きい場合、例えば近距
離で高速通信を実行する場合や低速だが遠距離での通信
を実行する場合に、データを復号することが困難にな
る。すなわち、説明の簡単化のためにデータの１ビット
を拡散符号の１符号長とすると、符号長が比較的短い場
合、マルチパスによる遅延時間が符号長より長くなって
しまう。このような状況が生じると、単一のマッチドフ
ィルタを使用するのみでは、相前後するビットを区別で
きなくなり、データを復号することができなくなる。従
って、上述のＲＡＫＥ受信機を用いたスペクトル拡散通
信システムを実現するにあたっては、通常、伝搬距離や
符号長（データ速度）が制限を受ける。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、スペクトル拡散変
調の際互いに直交した複数の拡散符号を順次使用するこ
とにより、高速度通信や遠距離通信を実行可能とし、広
い地域をカバーするデジタル移動通信等を実現可能にす
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係るスペクトル拡散通信システム
は、使用する拡散符号を順次直交する他の拡散符号に変
更しながらデータ符号をスペクトル拡散変調し無線送信
する送信機と、無線信号を受信し上記複数の拡散符号に
対応する複数の逆拡散回路を並列使用してスペクトル逆
拡散変調することによりデータ符号を再生する受信機
と、を有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る送信機は、互いに直交
する拡散符号を使用してデータ符号をスペクトル拡散変
調する複数の拡散変調手段と、スペクトル拡散変調すべ
きデータ符号を上記拡散符号の繰返し周期に同期してス
イッチングしながら上記複数の拡散変調手段に交番的に
供給する手段と、上記複数の拡散変調手段によりスペク
トル拡散変調されたデータ符号を合成して送信する手段
と、を備え、本発明のスペクトル拡散通信システムにて
使用されることを特徴とする。

【００１１】本発明に係る受信機は、無線信号を受信す
る手段と、互いに直交する拡散符号を使用して受信信号
をスペクトル逆拡散変調しデータ符号をそれぞれ再生す
る複数の逆拡散変調手段と、を備え、本発明のスペクト
ル拡散通信システムにて使用されることを特徴とする。

【００１２】そして、本発明に係る受信機は、各逆拡散
変調手段に対応して設けられ、当該逆拡散変調手段によ
り再生されたデータ符号のうち任意の遅延時間を有する
データ符号を選択的に結合させる複数のパス分離結合手
段を備えることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のスペクトル拡散変調通信システムにお
いては、データ符号の送信にあたって、互いに直交する
複数の拡散符号を順次使用したスペクトル拡散変調が実
行される。受信機側においては、この複数の拡散符号を
使用して並列的にスペクトル逆拡散変調が実行される。
このように互いに直交する複数の拡散符号を順次使用す
ることとすると、個別の拡散符号の符号長を従来と同程
度に保ちながら、スペクトル拡散変調に係る拡散符号長
を等価的に上記複数の拡散符号の拡散符号長の合計まで
延長することができる。従って、マルチパスによって生
じる遅延時間が個別の拡散符号の符号長よりも長い場合
であっても、このマルチパス遅延が複数の拡散符号合計
での符号長を越えない限り、マルチパス遅延の影響を受
けないデータ符号の再生処理が可能になる。その結果、
スペクトル拡散を利用した高速通信や遠距離通信を実現
可能になる。

【００１４】本発明に係る送信機においては、このよう
なスペクトル拡散通信システムに適する送信機が提供さ
れる。この送信機においては、まず、スペクトル拡散変
調すべきデータ符号が複数の拡散変調手段に交番的に供
給され、各拡散変調手段において互いに直交する拡散符
号を使用してデータ符号のスペクトル拡散変調が実行さ
れる。この結果得られるスペクトル拡散変調されたデー
タ符号は、上述の機能を有する受信機に送信される。

【００１５】本発明に係る受信機においては、上述のス
ペクトル拡散通信システムに適する受信機が提供され
る。すなわち、まず上述の機能を有する送信機から無線
信号を受信した上で、この無線信号について、互いに直
交する拡散符号を使用したスペクトル逆拡散変調が実行
される。また、本発明に係る受信機においては、さら
に、各逆拡散変調手段に対応して設けられたパス分離結
合手段により、対応する逆拡散変調手段により再生され
たデータ符号のうち任意の遅延時間を有するデータ符号
が選択的に結合される。すなわち、本発明において使用
している複数の拡散符号それぞれについてＲＡＫＥ受信
が実行される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図５に示される従来例と同様又
は対応する構成には同一の符号を付し説明を省略する。

【００１７】図１には、本発明の一実施例に係るスペク
トル拡散通信システムにおいて使用される送信機の構成
が、図２には受信機の構成が、それぞれ示されている。

【００１８】まず、図１に示される送信機においては、
送信すべきデータが所定のデジタル変調方式に則り変調
回路２４により変調される。この結果得られるデータ符
号はスイッチ回路２６に供給される。スイッチ回路２６
は、拡散符号の切替えタイミングを与える信号に応じ、
データ符号を複数の拡散回路２８Ａ〜２８Ｃのいずれか
に供給する。これらの拡散回路２８Ａ〜２８Ｃのうち、
拡散回路２８Ａは拡散符号Ａを使用してデータ符号をス
ペクトル拡散変調する回路であり、拡散回路２８Ｂは拡
散符号Ｂを使用してスペクトル符号をスペトクル拡散変
調する回路であり、拡散回路２８Ｃは拡散符号Ｃを使用
してデータ符号をスペクトル拡散変調する回路である。
スイッチ回路２６は、これら拡散回路２８Ａ〜２８Ｃに
対し、図３に示されるようなシーケンスに従いデータ符
号を供給する。

【００１９】各拡散符号Ａ〜Ｃは、互いに直交する符号
である。例えば、拡散符号Ａをｇ_A(t) 、拡散符号Ｂを
ｇ_B (t) と表した場合（ｔ：時刻）、ｇ_A (t) ・ｇ
_B (t) ＝０、ｇ_A (t) ・ｇ_A (t) ＝１、ｇ_B (t) ・ｇ_B
(t) ＝１の条件が実質的に成立している。符号ＢとＣの
間、符号ＣとＡの間にも、同様の条件が成立している。
実際には、この条件を完全に満たす符号は存在しない
が、本発明の実施にあたってはこの条件が実質的に成立
するような符号、例えばWalsh 符号、Gold符号等を用い
れば足りる。

【００２０】図３に示されるように、スイッチ回路２６
は、まず、拡散回路２８Ａにデータ符号を供給する。拡
散回路２８Ａにて使用している拡散符号Ａの符号長が終
了すると、スイッチ回路２６は、データ符号の供給先を
拡散回路２８Ｂに切り替える。拡散回路２８Ｂにて使用
している拡散符号Ｂの符号長が終了すると、スイッチ回
路２６はデータ符号の供給先を拡散回路２８Ｃに切り替
える。拡散符号Ｃの符号長が終了すると、スイッチ回路
２６はデータ符号の供給先を拡散回路２６Ａに切り替え
る。従って、この実施例においては、拡散符号Ａ〜Ｃ
が、例えばＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ、…という順序で交番的にデ
ータ符号のスペクトル拡散に使用される。拡散回路２８
Ａ〜２８Ｃの出力は、送信増幅器３０により合成され増
幅された上で、無線送信される。

【００２１】図２に示されるＲＡＫＥ受信機において
は、まず、従来例と同様受信増幅器１０による受信増幅
処理が実行される。受信増幅器１０の出力は、各拡散符
号Ａ〜Ｃに対応して設けられたマッチドフィルタ１２Ａ
〜１２Ｃに供給される。各マッチドフィルタ１２Ａ〜１
２Ｃは、それぞれ、対応する拡散符号Ａ〜Ｃと対応する
構造を有している。従って、例えばマッチドフィルタ１
２Ａは拡散符号Ａによってスペクトル拡散変調された信
号が入力された場合に当該拡散符号Ａの到来タイミング
を検出する、というように、各マッチドフィルタ１２Ａ
〜１２Ｃが動作する。

【００２２】従って、各マッチドフィルタ１２Ａ〜１２
Ｃの出力は、図４に示されるような内容となる。すなわ
ち、マッチドフィルタ１２Ａにて補捉される拡散符号Ｂ
の到来タイミングは、マッチドフィルタ１２Ａにて補捉
される拡散符号Ａの到来タイミングに対し、拡散符号Ａ
の１符号長に相当する時間だけ遅延している。同様に、
マッチドフィルタ１２Ｃにて補捉される拡散符号Ｃの到
来タイミングは、マッチドフィルタ１２Ｂにて補捉され
る拡散符号Ｂの到来タイミングに対し拡散符号Ｂの１符
号長だけ遅延している。さらに、マッチドフィルタ１２
Ａにて補捉される拡散符号Ａの到来タイミングは、マッ
チドフィルタ１２Ｃにて補捉される拡散符号Ｃの到来タ
イミングに対し、拡散符号Ｃの１符号長だけ遅延してい
る。各拡散符号Ａ〜Ｃの符号長が互いに等しく、かつこ
の符号長がデータ符号の１ビットに対応している場合、
マッチドフィルタ１２Ａ〜１２Ｃの出力は、互いに１ビ
ットずつ遅延したタイミングで得られることになり、例
えばマッチドフィルタ１２Ａからの出力はデータ符号の
３ビット周期で現れることとなる。

【００２３】従って、この実施例によれば、拡散符号Ａ
〜Ｃの符号長として従来使用していた拡散符号の符号長
と同程度のものを使用していた場合であっても、拡散符
号の符号長が実質的に３倍に延長されることになるた
め、従来に比べ３倍のマルチパス遅延に耐え得ることと
なり、従って近距離高速通信や遠距離低速通信等に適す
るスペクトル拡散通信方式が実現される。ただし、本発
明は、３種類の拡散符号を使用する構成に限定されるも
のではない。

【００２４】また、これらマッチドフィルタ１２Ａ〜１
２Ｃには、対応する合成回路３２Ａ〜３２Ｃが設けられ
ている。この合成回路３２Ａ〜３２Ｃは、図５に示され
る従来例の構成中、遅延検波回路１４〜合成回路２０に
相当する機能を有している。すなわち、この実施例にお
いても、従来例と同様のＲＡＫＥ受信機能が、各マッチ
ドフィルタ１２Ａ〜１２Ｃの出力毎に実現される。判定
復号回路２２は、合成回路３２Ａ〜３２Ｃの出力につい
て、従来例と同様の処理を施し、データを出力する。

【００２５】このように、本実施例によれば、従来に比
べマルチパスフェージングにより強く、またより高い伝
送速度での通信やより広い地域での通信を実行可能にな
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスペ
クトル拡散通信システムによれば、相直交する複数の拡
散符号を順次使用してデータ符号をスペクトル拡散変調
し、受信機側において当該複数の拡散符号を並列的に使
用しスペクトル逆拡散変調を実行するようにしたため、
個別の拡散符号としては従来と同程度の符号長の拡散符
号を使用した場合であっても、合計の拡散符号長を等価
的に延長することができ、従来拡散符号の符号長、ひい
てはデータ符号の１ビット長に対し長いマルチパス遅延
が発生するような状況下でも、スペクトル拡散通信を実
行可能になる。

【００２７】また、本発明によれば、このスペクトル拡
散通信システムに適する送信機及び受信機を提供するこ
とができ、さらに、従来と同様のＲＡＫＥ受信を実行す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例において使用される送信機
の一例構成を示すブロック図である。

【図２】 この実施例において使用されるＲＡＫＥ受信
機の一例構成を示すブロック図である。

【図３】 拡散符号の使用順序を示すタイミング図であ
る。

【図４】 各マッチドフィルタの出力を示すタイミング
図である。

【図５】 一従来例に係るＲＡＫＥ受信機の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１０ 受信増幅器、１２Ａ〜１２Ｃ マッチドフィル
タ、２２ 判定復号回路、２４ 変調回路、２６ スイ
ッチ回路、２８Ａ〜２８Ｃ 拡散回路、３０ 送信増幅
器、３２Ａ〜３２Ｃ 合成回路、Ａ〜Ｃ 拡散符号。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用する拡散符号を順次直交する他の拡
   散符号に変更しながらデータ符号をスペクトル拡散変調
   し無線送信する送信機と、 無線信号を受信し上記複数の拡散符号に対応する複数の
   逆拡散回路を並列使用してスペクトル逆拡散変調するこ
   とによりデータ符号を再生する受信機と、 を有することを特徴とするスペクトル拡散通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 互いに直交する拡散符号を使用してデー
   タ符号をスペクトル拡散変調する複数の拡散変調手段
   と、 スペクトル拡散変調すべきデータ符号を上記拡散符号の
   繰返し周期に同期してスイッチングしながら上記複数の
   拡散変調手段に交番的に供給する手段と、 上記複数の拡散変調手段によりスペクトル拡散変調され
   たデータ符号を合成して送信する手段と、 を備え、請求項１記載のスペクトル拡散通信システムに
   て使用されることを特徴とする送信機。
3. 【請求項３】 無線信号を受信する手段と、 互いに直交する拡散符号を使用して受信信号をスペクト
   ル逆拡散変調しデータ符号をそれぞれ再生する複数の逆
   拡散変調手段と、 を備え、請求項１記載のスペクトル拡散通信システムに
   て使用されることを特徴とする受信機。
4. 【請求項４】 請求項３記載の受信機において、 各逆拡散変調手段に対応して設けられ、当該逆拡散変調
   手段により再生されたデータ符号のうち任意の遅延時間
   を有するデータ符号を選択的に結合させる複数のパス分
   離結合手段を備えることを特徴とする受信機。