JPH08331008A - スペクトル拡散信号復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路構成で、受信信号に正確に同期し
たＰＮ符号を発生してスペクトル拡散信号の逆拡散を行
う。 【構成】 受信したスペクトルに対してＰＬＬが同期を
取り、このＰＬＬのＶＣＯ１６から出力される搬送信号
（ＣＳ）に基づいてＰＮ符号発生器１８がＰＮ符号を発
生して乗算器１０に出力する。乗算器３０は、受信信号
（ＳＳ）と搬送信号（ＣＳ）とを乗算して受信信号のＰ
Ｎ符号を取り出す。一致検出器２６は、この取り出され
たＰＮ符号と符号列記憶部２４に記憶されたＰＮ符号中
の特定符号とを比較し、一致すると検出信号を発生す
る。この検出信号に応じ、ＰＮ符号発生器１８はＰＮ符
号発生器１８の発生するＰＮ符号が受信信号から取り出
されるＰＮ符号と一致した符号となるようにセットされ
る。これにより、乗算器１０で乗算されるＰＮ符号と受
信信号のＰＮ符号とを同期させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の拡散符号により
スペクトル拡散された信号を復調するスペクトル拡散信
号復調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の無線通信方式が提案さ
れており、その中にはスペクトル拡散通信方式がある。
このスペクトル拡散通信方式（特に、直接拡散方式：Ｄ
Ｓ）では、送信側で情報信号を変調して得られる１次変
調信号に拡散符号を乗算し、スペクトル拡散された信号
を得る。そして、このスペクトル拡散された信号を無線
送信する。一方、受信側では、受信信号に拡散符号を乗
算することによってスペクトル拡散された受信信号を逆
拡散して、受信信号を１次変調された信号に戻し、これ
を復調して情報信号を得る。

【０００３】ここで、スペクトル拡散通信方式では、受
信側で受信信号を逆拡散しなければならず、この逆拡散
のために、受信側で発生した拡散符号を受信信号中の拡
散符号（受信拡散符号）に同期をとって乗算しなければ
ならない。

【０００４】このような逆拡散手段の１つとして、ディ
レー・ロック・ループ（以下、ＤＬＬという）がある。
このＤＬＬでは、図４に示すように、乗算器４０におい
て受信信号（ＳＳ）に拡散符号を乗算することによって
逆拡散を行う。よって、乗算器４０で受信信号（ＳＳ）
に乗算する拡散符号（この例では、ＰＮ（疑似雑音）符
号）は、受信信号（ＳＳ）に重畳されている拡散符号と
同期のとれたものでなければならない。

【０００５】そこで、この装置では、ＰＮ符号発生器４
６が発生するＰＮ符号のうち、互いに１ビット分異なる
２つのＰＮ符号が、乗算器４２、４４にそれぞれ供給さ
れ、この２つの乗算器４２、４４がそれぞれ受信信号
（ＳＳ）にＰＮ符号を乗算する。

【０００６】包絡線検波器４８、５０は、乗算の結果得
られた信号から包絡線を検出し、図５（ａ）、（ｂ）に
示すような相関出力１、２を得る。この相関出力１、２
は、受信信号（ＳＳ）のＰＮ符号と、乗算したＰＮ符号
との同期がとれている場合に高レベルとなり、１ビット
以上ずれた時には出力が０となる三角波になる。この２
つの三角波は互いに１ビット分ずれており、この三角波
は、包絡線検波器４８、５０から出力されて比較器５２
に入力され、比較器５２で両三角波の差が取られる。そ
して、これによって図５（ｃ）に示すような合成相関信
号が得られる。

【０００７】比較器５２から合成相関信号が出力される
と、これがローパスフィルタ５４を介して、出力信号の
位相が入力電圧によって制御される電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）５６に入力される。図４の構成では、比較器５２
の出力電圧に応じてＶＣＯ５６の出力周波数が変化し、
これに伴ってＰＮ符号発生器４６の出力制御クロックが
制御され、ＰＮ符号発生器４６からのＰＮ符号の出力タ
イミングが変更される。このため比較器５２の出力が、
図５（ｃ）の追跡点ａ点（０レベル）に至るように、Ｐ
Ｎ符号発生器４６からの出力が制御される。

【０００８】ここで、ａ点はＰＮ符号発生器４６の出力
である１ビットシフトした２つのＰＮ符号についての出
力の同期点の中間に位置する。ＰＮ符号の１ビットに対
応する時間は１Ｔ（チップ）である。そこで、位相が進
んでいる（ｎ−１）方のＰＮ符号を（１／２）Ｔ遅延器
５８によってＴ／２だけ遅延させ、この遅延させたＰＮ
符号を乗算器４０に供給し受信信号と乗算すれば、受信
信号（ＳＳ）と同期したＰＮ符号によって逆拡散を行う
ことができる。そして、以上のようにして逆拡散した信
号を図示しない情報復調回路（一次復調回路）に供給す
ることにより、情報信号を取り出すことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようなＤＬＬは、
１ビット以内のシフトに対しては、効果的に追従制御を
行うことができるが、１ビット以上の同期外れの場合に
は、追従することができない。そこで、初期の同期捕捉
のために、同期を追従可能な１ビットの範囲内に強制的
に追い込むスライディング相関器等が必要とされ、回路
構成が複雑になるという問題があった。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、簡単な構成で、１ビット以上の同期外れにも１ビ
ット以内まで追従することができると共に、１ビット以
内のシフトに対しても追従制御ができ、正確にスペクト
ル拡散信号の逆拡散を行うことができるスペクトル拡散
信号復調装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の拡散符
号によりスペクトル拡散された受信信号を復調するスペ
クトル拡散信号復調装置であって、スペクトル拡散され
た受信信号と作成した拡散符号とを乗算して得られた信
号から搬送波を検出し、その搬送波と同一周波数の搬送
信号を発生するフェーズロックドループと、前記フェー
ズロックドループからの前記搬送信号に同期して拡散符
号を発生する拡散符号発生回路と、前記拡散符号発生回
路から出力される前記拡散符号と、前記受信信号とを乗
算して情報信号を得るための第１乗算回路と、前記フェ
ーズロックドループからの前記搬送信号と、前記受信信
号とを乗算して受信拡散符号を得るための第２乗算回路
と、前記受信拡散符号の中に存在する特定拡散符号を検
出して検出信号を発生する検出回路と、を有し、前記検
出信号に応じて前記拡散符号発生回路の発生する前記拡
散符号を調整することを特徴とする。

【００１２】また、前記検出回路は、受信拡散符号中の
特定の拡散符号と等しいデータと、受信拡散符号とを比
較し、一致したときに前記検出信号を発生することを特
徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のスペクトル拡散信号復調装置によれ
ば、スペクトル拡散された受信信号からフェーズロック
ドループが搬送波を検出し、この搬送波と同一周波数の
搬送信号を発生する。第２乗算回路において、この搬送
信号と受信信号とを乗算することにより、受信信号から
その拡散符号（受信拡散符号）を取り出す。そして、検
出回路が、得られた受信拡散符号中の特定拡散符号を検
出して検出信号を発生する。具体的には、検出回路は、
例えば、受信拡散符号中に存在する特定の拡散符号と等
しいデータと、受信拡散符号とを比較して、２つの符号
が一致した場合に検出信号を発生する。そして、このよ
うにして検出回路が検出信号が発生すると、これに応じ
て拡散符号発生回路の発生する拡散符号が所定の状態、
即ち受信拡散符号と一致するように制御される。従っ
て、受信信号に同期して拡散符号が拡散符号発生回路か
ら第１乗算回路に出力され、この拡散符号を受信信号に
乗算することにより正確な逆拡散が行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１は本実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【００１５】図において、受信されたスペクトル拡散信
号（受信信号）は、アンテナ２から周波数変換器４を介
して逆拡散用の乗算器１０に入力される。乗算器１０
は、受信信号（ＳＳ）に、ＰＮ符号発生器１８から拡散
符号として出力されるＰＮ符号を乗算し、これによっ
て、逆拡散された信号（一次変調信号）が得られる。逆
拡散された信号が一次復調器２８に供給されると、一次
復調器２８がこれを復調し、情報信号が得られる。

【００１６】フェーズロックドループ（ＰＬＬ）は、位
相比較器（ＰＤ）１２、ローパスフィルタ１４、ＶＣＯ
１６によって構成されている。そして、位相比較器（Ｐ
Ｄ）１２が、受信信号（ＳＳ）にＰＮ符号を乗算して得
られた信号と、ＶＣＯ１６から出力される搬送信号（Ｃ
Ｓ）とを位相比較し、この位相差をなくすように上記Ｐ
ＬＬが働く。その為、前記ＰＬＬの位相同期時において
は、ＶＣＯ１６が受信信号（ＳＳ）の搬送波と同一周波
数で発振し、搬送信号（ＣＳ）を出力する。この搬送信
号（ＣＳ）は、Ｎ分周器２０に供給されてＮ分周され、
これがクロック信号としてＰＮ符号発生器１８へ供給さ
れる。ＰＮ符号発生器１８は、このクロック信号に基づ
くタイミングでＰＮ符号を乗算器１０に出力する。な
お、ＰＬＬにおける受信信号（ＳＳ）の搬送波との初期
の同期捕捉のために、ＶＣＯ１６の初期の発振周波数
は、そのシステムにおいて既知の受信信号（ＳＳ）の搬
送波の周波数に対してシフトした周波数に設定されてい
る。

【００１７】ＰＮ符号発生器１８は、例えば、図２に示
すような４段のシフトレジスタ１００と、エクスクルー
シブＯＲ回路１０１とを有し、ｍ系列符号を発生する回
路構成となっている。各シフトレジスタのクロック入力
端子ＣＬには、図１のＮ分周器２０から供給されるクロ
ック信号が入力され、最終段のシフトレジスタのＱ端子
からの出力は、反転回路を介して乗算器１０へ供給され
る。また、最終段のシフトレジスタからの出力は、エク
スクルーシブＯＲ回路１０１の一方の入力端子に供給さ
れ、第１段目のシフトレジスタからの出力と比較し、２
つの符号が異なる場合には“０”を１段目のシフトレジ
スタのＤ端子に供給する構成となっている。

【００１８】ここで、図２において、シフトレジスタ１
００を構成するそれぞれのＤ−ＦＦのＱ端子から出力さ
れるデータは、図３のようになる。例えば、最初（状態
１）に各Ｄ−ＦＦが保持するデータを“００００”とす
ると、シフトレジスタ１００は１５のパターンを順次保
持し、その後、再び状態１、即ち“００００”に戻る。
ところで、このようなＰＮ符号には、その符号特有のデ
ータ配列が存在する。例えば、図３に示すように“００
００”の配列（４段目Ｄ−ＦＦからの出力）は、ＰＮ符
号の中に一か所しか存在しない。そこで、上述のよう
に、一か所しかないＰＮ符号の特有の配列“００００”
を検出すれば、ＰＮ符号の状態を知ることができる。

【００１９】また、図１において、ＶＣＯ１６から出力
される搬送信号（ＣＳ）は、乗算器３０にも供給されて
いる。そして、乗算器３０は、受信信号（ＳＳ）とこの
ＶＣＯ１６からの搬送信号（ＣＳ）とを乗算する。ここ
で、ＰＮ符号をｍ（ｔ）、搬送波をｃｏｓ（ωｔ＋θ
ｉ）とし、変調信号を無視すると、受信信号（ＳＳ）は
次式のように示される。

【００２０】

【数１】 ｍ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ＋θｉ） …………(1) また、ＶＣＯ１６から出力される搬送信号（ＣＳ）は、
次式で示される。ここで、ＰＮ符号発生器１８等の回路
における信号遅延により、乗算器１０の出力信号の位相
が受信信号の位相とがずれるので、ＶＣＯ１６からの出
力信号と受信信号の位相は一致しない。そこで、ＶＣＯ
１６からの出力信号と受信信号との間でずれた位相をθ
ｏとして示している。

【００２１】

【数２】 ｃｏｓ（ωｔ＋θｏ） …………(2) そして、乗算器３０にて、受信信号（ＳＳ）と搬送信号
（ＣＳ）とを乗算することによって得られる信号は、次
式で示される。

【００２２】

【数３】 ｍ（ｔ）｛ｃｏｓ（θｉ−θｏ）＋ｃｏｓ（２ωｔ＋θｉ＋θｏ）｝…(3) （３）式において、乗算して得られた信号のうち、和成
分についてはローパスフィルタ２２を通過することによ
って除去される。よって、一致検出器２６には、次式の
信号が供給されることとなる。

【００２３】

【数４】 ｍ（ｔ）ｃｏｓ（θｉ−θｏ） …………(4) ここで、（４）式のうち、ｃｏｓ（θｉ−θｏ）成分は
一定値ｋであり、従って一致検出器２６にはＰＮ符号に
等しいｍ（ｔ）ｋが入力されることとなる。

【００２４】また、符号列記憶部２４にはＰＮ符号の所
定の配列、例えば“００００”が記憶されており、この
所定の符号列が一致検出器２６に順次供給される。一致
検出器２６は、受信信号（ＳＳ）のＰＮ符号とこの符号
列“００００”とを比較し、受信信号（ＳＳ）のＰＮ符
号がこの符号列に一致すると一致検出信号を発生する。
この一致検出信号が、ＰＮ符号発生部１８に供給される
と、これに基づいてＰＮ符号発生器１８が“００００”
の次に続く符号列を発生するように制御され、ＰＮ符号
発生器１８は、順次対応する符号列を発生する。従っ
て、受信信号（ＳＳ）のＰＮ符号に同期してこれと一致
したＰＮ符号をＰＮ符号発生器１８から出力することが
できる。

【００２５】例えば、図２に示すＰＮ符号発生器１８
が、図３のようなパターン（４段目Ｄ−ＦＦ出力）でＰ
Ｎ符号を発生したとする。この場合、受信信号（ＳＳ）
から取り出されたＰＮ符号が一致検出回路２６によって
“００００”であると検出されると、シフトレジスタ１
００を構成する各Ｄ−ＦＦは、最終段（４段目）Ｄ−Ｆ
Ｆからの出力データが順次“１０１０”となるようにセ
ットされる。即ち、ＰＮ符号発生器１８から「１」、
「０」、「１」、「０」のデータが出力される。従っ
て、シフトレジスタ１００がセットされた時点で、ＰＮ
符号発生器１８が発生するＰＮ符号のパターンが受信信
号（ＳＳ）から取り出されるＰＮ符号のパターンと一致
する。これにより、乗算器１０にて乗算される受信信号
（ＳＳ）中のＰＮ符号とＰＮ符号発生器１８のＰＮ符号
が同期し、正確なスペクトル逆拡散を行うことができ
る。なお、一致検出回路２６において、比較の基準とさ
れる受信信号（ＳＳ）中のＰＮ符号は“００００”に限
らず、図３に示される他のＰＮ符号の配列パターンであ
ってもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明のスペクトル拡散信号復調装置に
よれば、スペクトル拡散された受信信号から取り出した
受信拡散信号に基づいて、この受信信号を逆拡散するた
めの拡散信号を受信信号から取り出される拡散信号と一
致した拡散符号にセットすることができる。従って、受
信信号に同期した拡散信号によって受信信号の正確な逆
拡散が可能となる。また、初期捕捉用の特別な回路等が
不要であるため回路構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 図１のＰＮ符号発生器１８の構成例を示す図
である。

【図３】 図１のＰＮ符号発生器１８の発生するＰＮ符
号のパターンを示す図である。

【図４】 従来のＤＬＬの構成を示すブロック図であ
る。

【図５】 従来のＤＬＬにおける各信号の波形を示す図
である。

【符号の説明】

２ アンテナ、４ 周波数変換器、１０，３０ 乗算
器、１２ 位相比較器、１４，２２ ローパスフィル
タ、１６ ＶＣＯ、１８ ＰＮ符号発生器、２０Ｎ分周
器、２４ 符号列記憶部、２６ 一致検出器、１００
シフトレジスタ、１０１ エクスクルーシブＯＲ回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の拡散符号によりスペクトル拡散さ
   れた受信信号を復調するスペクトル拡散信号復調装置で
   あって、 スペクトル拡散された受信信号と作成した拡散符号とを
   乗算して得られた信号から搬送波を検出し、その搬送波
   と同一周波数の搬送信号を発生するフェーズロックドル
   ープと、 前記フェーズロックドループからの前記搬送信号に同期
   して拡散符号を発生する拡散符号発生回路と、 前記拡散符号発生回路から出力される前記拡散符号と、
   前記受信信号とを乗算して情報信号を得るための第１乗
   算回路と、 前記フェーズロックドループからの前記搬送信号と、前
   記受信信号とを乗算して受信拡散符号を得るための第２
   乗算回路と、 前記受信拡散符号の中に存在する特定拡散符号を検出し
   て検出信号を発生する検出回路と、 を有し、 前記検出信号に応じて前記拡散符号発生回路の発生する
   前記拡散符号を調整することを特徴とするスペクトル拡
   散信号復調装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスペクトル拡散信号復
   調装置において、 前記検出回路は、受信拡散符号中の特定の拡散符号と等
   しいデータと、受信拡散符号とを比較し、一致したとき
   に前記検出信号を発生することを特徴とするスペクトル
   拡散信号復調回路。