JPH0884097A - スペクトラム拡散通信における符号系列同期回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スペクトラム拡散通信において、受信信号のレ
ベル変動があっても、符号の同期を正しく捉える。 【構成】受信信号レベルが適正であれば、同期検出パル
ス発生周期は、ベースバンド符号間隔の同期クロックパ
ルスの周期に一致するが（図５(a) ）、受信信号レベル
が低下した場合は、同期検出パルス発生周期は、ベース
バンド符号間隔の同期クロックパルスの周期に比べて長
くなり（図５(b) ）、また、受信信号レベルが上昇した
場合は短くなるので（図５(c) ）、同期検出パルス発生
周期の、ベースバンド符号間隔の同期クロックパルスの
周期に対する変化を感知し、この変化に応じて前記しき
い値を適切な値に帰還制御する。

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
方式における受信機の符号系列同期回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】典型的なスペクトラム拡散通信方式の構
成を図７に示す。送信機２１では、情報信号源２２から
与えられた情報信号を一方の入力とし、拡散用符号発生
器２４から与えられた拡散用符号を他方の入力として、
乗算器２３でこれらの信号を乗算している。そして乗算
器２３の出力は、変調器２５に入力され、ここで搬送波
発振器２６の出力と組み合わされてスペクトラム拡散信
号となり、送信アンテナから放射される。

【０００３】受信機３１では、受信アンテナにより受信
されたスペクトラム拡散信号は、復調器３２により乗算
器２３の出力と同じ形の信号に復調され、相関回路３３
に入力される。相関回路３３は、前記復調器３２の出力
と、前記拡散用符号発生器２４と同じ符号を発生する逆
拡散用符号発生器３４の出力との相互相関を計算し、情
報信号の分離を行う。

【０００４】前記相関回路３３においては、拡散符号系
列の同期を捉えることが重要である。このための方式と
して、(a) 受信信号の符号系列の一部からその系列の位
相を推定する符号系列推定法、(b) 受信信号と逆拡散用
の符号系列との間で相関計算を行い、同期点を捉えるま
で逆拡散用の符号系列をスライドさせて相関計算を続け
るスライディング相関法、(c) 受信信号をトランスバー
サル型マッチドフィルタに通して相関出力を得る整合フ
ィルタ法、(d) 受信信号と逆拡散用の符号系列との間で
畳み込み演算を行うコンボルバ法、等がある。

【０００５】これらの方式は、受信信号と逆拡散用符号
系列との間で何らかの相関をとり、その値の大きさによ
って拡散符号系列の同期を捉える方式であり、いずれの
方式においても、拡散符号系列の同期に関する相関出力
が得られ、この相関出力の値が予め与えられたしきい値
を超えると、拡散符号系列の同期が確立したとみなして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、受信信号の
レベルが大幅に変動した場合や、妨害波が存在する場合
には、相関値も変動する。一方、設定されるしきい値は
固定されているので、従来の方式では、次のような問題
があった。図８を参照して説明すると、受信信号のレベ
ルが適正であれば、同図(a) に示すように相関値出力の
ピークａ，ｂはしきい値よりも大きな値に現れ、符号の
同期は正常に検出される。ところが、妨害波が存在する
とき等は、同図(b) に示すように予期しないピークｃが
現れ、これがしきい値を超えてしまい同期検出を誤るこ
とになる。また受信レベルが大幅に低下すると、ピーク
ｄはしきい値を超えることができず、同期検出漏れが生
じる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、受信信号のレベル変動があっても、符号の
同期を正しく捉えることのできる符号系列同期回路を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】

(1) 前記の目的を達成するための請求項１記載の符号系
列同期回路は、同期検出パルス発生周期の、ベースバン
ド符号間隔の同期クロックパルスの周期に対する変化を
感知し、この変化に応じて前記しきい値を適切な値に帰
還制御する制御部を備えている。

【０００９】前記の構成によれば、受信信号レベルが適
正であれば、同期検出パルス発生周期は、ベースバンド
符号間隔の同期クロックパルスの周期に一致するが、受
信信号レベルが上昇した場合は、誤って同期検出するこ
とが多くなるので、同期検出パルス発生周期は、ベース
バンド符号間隔の同期クロックパルスの周期に比べて短
くなる。また、受信信号レベルが低下した場合は、同期
検出漏れが多くなるので、同期検出パルス発生周期は、
ベースバンド符号間隔の同期クロックパルスの周期に比
べて長くなる。そこで、同期検出パルス発生周期の、ベ
ースバンド符号間隔の同期クロックパルスの周期に対す
る変化を感知し、この変化に応じて前記しきい値を適切
な値に帰還制御することにより、同期検出パルスの誤検
出を回避することができる。 (2) 請求項２記載の符号系列同期回路は、同期検出パル
ス発生周期の、ベースバンド符号間隔の同期クロックパ
ルスの周期に対する変化を感知する手段を具体的に示し
ている。 (3) 請求項３記載の符号系列同期回路は、受信信号自体
のレベルを判定するレベル判定部と、レベル判定部によ
り判定された受信信号のレベルに応じてしきい値を所定
の値に帰還制御する制御部とを備えている。

【００１０】この構成によれば、受信信号レベルが適正
であるかどうかをレベル判定部により直接検出し、判定
された受信信号のレベルに応じてしきい値を所定の値に
帰還制御する。したがって、請求項１記載の構成と同
様、同期検出パルスの誤検出を回避することができる。

【００１１】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は、本発明の符号系列同期回路を有する受
信機の機能ブロック図であり、受信機は、受信アンテナ
２、スペクトラム拡散信号を情報信号と拡散用符号との
積の形に復調する復調器３、必要な逆拡散用符号系列発
生器６、受信信号に含まれる符号系列と逆拡散用の符号
系列との相関を計算する相関回路４、相関値としきい値
とを比較して相関値がしきい値を上回る場合に同期検出
パルスを発生する比較器５、ベースバンド符号間隔の同
期クロックパルスを発生するクロックパルス発生器９、
受信信号自体のレベルを判定する受信信号レベル判定部
７、しきい値を整定し、同期検出パルスの発生状態に基
づいてこのしきい値を適切と思われる値に変化させる制
御部８を有する。制御部８には、クロックパルス発生器
９で発生したベースバンド符号間隔の同期クロックパル
スが入力されている。

【００１２】前記相関回路４は、既に知られている符号
系列推定法、スライディング相関法、整合フィルタ法、
コンボルバ法等を採用して相関を計算する回路である。
逆拡散用符号系列発生器６は、相関回路４の相関計算方
式に応じて必要とされたりされなかったりするものであ
り、逆拡散用符号系列発生器６が必要とされない場合と
は、逆拡散用符号系列発生器が相関回路４の中に変更で
きない形で組み込まれている場合である。

【００１３】図２は、相関回路４を整合フィルタ回路に
より構成した例を示すブロック図であり、この構成によ
れば、入力信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換
し、遅延回路Ｔで使用する符号系列の長さに等しい数だ
け順に遅延させ、逆拡散用符号系列との相関をとってい
る。この方式によれば、相関回路全体をディジタルＩＣ
で容易に構成することができ、回路の小型化、低価格化
が可能となる。またこの方式によれば、逆拡散用符号系
列発生器６は必要でなく、逆拡散用符号系列は、相関回
路４内部の逆拡散用符号系列レジスタＣ₁ ，‥‥，Ｃ_n
に設定されていることになる。

【００１４】図１にもどって、受信信号レベル判定部７
又は制御部８とは、この発明のために特に必要なもので
あって、受信信号レベルが大幅に変動した場合や、妨害
波が存在する場合でも正しい符号の同期が得られるよう
にするものである。受信信号レベル判定部７は、受信信
号レベルを常時監視し、制御部８に伝える。制御部８
は、この受信信号レベルを基にして、しきい値をフィー
ドバック制御する。具体的には、図３に示すように、受
信信号レベルが上がればしきい値を上げ、受信信号レベ
ルが下がればしきい値も下げる、という制御をする。こ
のような制御は、送信機、受信機間の空間を遮る物があ
るときの対策として有効である。なぜなら、この場合受
信信号レベルが低下し、相関値出力はしきい値よりも低
下することが多いので（後に説明する図５(b) 参照）、
しきい値を下げることが有効と考えられるからである。

【００１５】そして制御部８は、比較器５から出力され
る同期検出パルスと同期クロックパルスとを計数比較す
ることによって、前記設定値が適正かどうかを判定し、
しきい値のフィードバック制御を続ける。このフィード
バック制御機能を詳しく説明すると、次のとおりとな
る。図４は、制御部８内部の、同期検出パルスの周期の
変化を感知する機能を有する部分１１の一例を示したも
のである。以下、この機能を持つ部分をＵ／Ｄ(UP/DOW
N) カウンタ回路１１という。Ｕ／Ｄカウンタ回路１１
には、比較器５から出力される同期検出パルスと、クロ
ックパルス発生器９から出力される同期クロックパルス
とが入力され、同期検出パルスが１個入るとＵ／Ｄカウ
ンタ回路１１は１カウントアップし、同期クロックパル
ス１個入るとＵ／Ｄカウンタ回路１１は１カウントダウ
ンする。

【００１６】しきい値が正しく設定されているときは、
図５(a) に示すように、同期検出パルスと、同期クロッ
クパルスとは交互に入力されるので、Ｕ／Ｄカウンタ回
路１１の出力値は、Ｕ／Ｄカウンタ回路１１の初期値を
０とすれば、０と１とが交互に並ぶ。しかし、しきい値
が高すぎる値に設定されているときは、図５(b) の△印
に示したように、相関値出力はしきい値を超えることが
できず、同期検出漏れが生じる。したがって、Ｕ／Ｄカ
ウンタ回路１１はカウントダウンする回数が、カウント
アップする回数を上回り、負の値を出力するようにな
る。しきい値が低すぎる値に設定されているときは、図
５(c) の×印に示したように、本来検出してはいけない
相関値出力を検出してしまいＵ／Ｄカウンタ回路１１は
カウントアップする回数がカウントダウンする回数を上
回り、２以上の値を出力するようになる。

【００１７】制御部８の中枢部は、Ｕ／Ｄカウンタ回路
１１の出力を常に監視し、出力値が負になればしきい値
を所定量小さくし、２以上の値になればしきい値を所定
量大きくするというフィードバック制御を行う。これに
よって、しきい値を常に適正な値に保つことができるよ
うになる。なお、この同期検出パルスの周期の変化を検
出する制御は、同一の符号あるいは相互相関の高い別の
符号を使う他のシステムのスペクトラム拡散無線機から
の妨害に特に有効であると考えられる。なぜなら、この
場合同期検出パルスの検出回数が異常に増え、それは同
期検出パルスの周期の変化に現れるからである（図５
(c) 参照）。

【００１８】また、Ｕ／Ｄカウンタ回路１１を使用して
いるので、簡単な構成で迅速に処理をすることができ
る。ここで、「迅速に」という意味は、Ｕ／Ｄカウンタ
回路１１の出力値が所定の範囲外になれば、直ちに又は
段階的にしきい値を適正な値に変更することができると
いうことである。なお、前記実施例では、Ｕ／Ｄカウン
タ回路１１の初期値を０としているが、これ以外の値を
初期値にした場合でも、判定基準となる値が変わるだけ
で、同期検出パルスの周期の変化を感知し、しきい値を
常に適切な値に保つという制御ができることには変わり
ない。

【００１９】前記実施例では、同期検出パルスの周期の
変化を感知するのに、Ｕ／Ｄカウンタ回路を使っていた
が、これ以外に、一定時間内に比較器５から出力される
同期検出パルスの出現回数と、クロックパルス発生器９
から入力される同期クロックパルスの出現回数を別々に
求めて記憶し、前記一定時間ごとにその差をとって、こ
の差に基づいて同期検出パルスの周期の変化を感知する
ようにしてもよい。またこれ以外の手段として、ディジ
タルＰＬＬを使うことも可能である。

【００２０】また、前記実施例では、図１に示したよう
に、受信機は、復調器３による復調後の信号に含まれる
符号系列と逆拡散用の符号系列との相関をとっていた
が、復調と相関との順番は逆であってもよい。すなわ
ち、図６に示すように、先に相関をとり、その後復調す
るようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の符号系列同期回路
によれば、受信信号のレベル変動があっても、符号の同
期を正しく捉えることができ、同期検出パルスの誤検出
を回避することができる。特に、請求項１記載の構成に
よれば、同期検出パルス発生周期の、ベースバンド符号
間隔の同期クロックパルスの周期に対する変化を感知
し、この変化に応じて前記しきい値を適切な値に帰還制
御しているので、同一の符号あるいは相互相関の高い別
の符号を使う他のシステムのスペクトラム拡散無線機か
らの妨害に有効である。

【００２２】また、請求項２記載の構成によれば、同期
検出パルス発生周期の、ベースバンド符号間隔の同期ク
ロックパルスの周期に対する変化を感知するのに、アッ
プダウンカウンタを使っているので、カウント値が所定
の範囲から外れたら、直ちにしきい値の補正ができる。
請求項３記載の構成によれば、受信信号レベルが適正で
あるかどうかをレベル判定部により直接検出し、判定さ
れた受信信号のレベルに応じてしきい値を所定の値に帰
還制御するので、請求項１記載の構成のようにパルスの
周期変化を感知する手段が不要になり、構成はより簡単
になる。また、送信機、受信機間の空間を遮る物がある
ときの対策として有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の符号系列同期回路を有する受信機の機
能ブロック図である。

【図２】相関回路４を整合フィルタ回路により構成した
例を示すブロック図である。

【図３】受信信号レベル判定部７の出力である受信信号
のレベルそのものに基づいて、しきい値をフィードバッ
ク制御するときの、制御の内容を示すグラフである。

【図４】制御部８内部の、同期検出パルスの周期の変化
を感知するＵ／Ｄ(UP/DOWN) カウンタ回路１１の機能を
説明する図である。

【図５】しきい値の設定と、同期検出パルス及び同期ク
ロックパルスの入力状態の関係を示すグラフであり、
(a) はしきい値が正常に設定されている場合、(b) はし
きい値が高すぎる値に設定されている場合、(c) はしき
い値が低すぎる値に設定されている場合を示す。

【図６】構成の一部を変形した実施例に係る受信機の機
能ブロック図である。

【図７】典型的なスペクトラム拡散通信方式の無線機の
構成を示すブロック図である。

【図８】受信信号レベルと、相関値出力との関係を示す
グラフであり、(a) は受信信号レベルが正常である場合
を示し、(b) は受信信号レベルが高かったり低かったり
する場合に相関値が変動し、誤検出することを示す。

【符号の説明】

４ 相関回路 ５ 比較器 ６ 逆拡散用符号系列発生器 ７ 受信信号レベル判定部 ８ 制御部 ９ クロックパルス発生器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信信号に含まれる符号系列と逆拡散用の
   符号系列との相関を計算し、相関値としきい値とを比較
   して相関値がしきい値を上回る場合に同期検出パルスを
   発生する符号系列同期回路において、 前記同期検出パルス発生周期の、ベースバンド符号間隔
   の同期クロックパルスの周期に対する変化を感知し、こ
   の変化に応じて前記しきい値を適切な値に帰還制御する
   制御部を備えることを特徴とするスペクトラム拡散通信
   における符号系列同期回路。
2. 【請求項２】前記制御部は、同期検出パルス発生周期
   の、ベースバンド符号間隔の同期クロックパルスの周期
   に対する変化を、アップダウンカウンタにより感知する
   ことを特徴とする請求項１記載のスペクトラム拡散通信
   における符号系列同期回路。
3. 【請求項３】受信信号に含まれる符号系列と逆拡散用の
   符号系列との相関を計算し、相関値としきい値とを比較
   して相関値がしきい値を上回る場合に同期検出パルスを
   発生する符号系列同期回路において、 受信信号自体のレベルを判定するレベル判定部と、 レベル判定部により判定された受信信号のレベルに応じ
   てしきい値を所定の値に帰還制御する制御部とを備える
   ことを特徴とするスペクトラム拡散通信における符号系
   列同期回路。