JPH09167980A - スペクトラム拡散同期装置 - Google Patents

スペクトラム拡散同期装置

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JPH09167980A
JPH09167980A JP7328921A JP32892195A JPH09167980A JP H09167980 A JPH09167980 A JP H09167980A JP 7328921 A JP7328921 A JP 7328921A JP 32892195 A JP32892195 A JP 32892195A JP H09167980 A JPH09167980 A JP H09167980A
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JP
Japan
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voltage
code sequence
pseudo
random code
synchronization
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Withdrawn
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JP7328921A
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English (en)
Inventor
Kazunori Aoyanagi
和則 青柳
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】シリアルサーチを用いた場合でも短時間で同期
捕捉ができるスペクトラム拡散同期装置を提供する。 【解決手段】送信側と受信側とのP,E,Lの各PN符
号系列の位相の同期が外れたときに、PN符号系列の位
相を制御するVCO111の基準電圧を、同期時のVC
O111の制御電圧に対して低い電圧源25aから、高
い電圧源25bに切り換え、同期捕捉時の受信側PN符
号系列の位相をずらす方向を制御することにより、同期
捕捉の時間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、スペクトラム拡
散受信機に用いるスペクトラム拡散同期装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スペクトラム拡散通信の受信機側で用い
るスペクトラム拡散同期装置には、送信信号の疑似ラン
ダム符号(以下PN符号)系列発生タイミングと受信機
内でのPN符号系列発生タイミングとを一致させる同期
捕捉装置と、補足した同期位置を変調や雑音の影響で見
失わないよう監視・修正する同期追跡装置とがある。同
期捕捉装置としては、シリアルサーチやマッチドフィル
タリング、同期追跡装置としては、遅延ロックループや
タウ・ディザーループ等がある。民生用としては、回路
の小型化、低コスト化から、シリアルサーチと遅延ロッ
クループを組み合わせたものが有望である。
【0003】図4を用い、遅延ロックループについて説
明する。相関検出器41は、2組の検波回路42,43
から構成し、それぞれ受信信号の逆拡散、検波に使われ
るPN符号系列発生器44より出力されるPN符号系列
(以下Pコード)に比べ位相が進んだPN符号系列(以
下Eコード)と位相が遅れたPN符号系列(以下Lコー
ド)と受信信号とを乗算器45,46で乗算する。Pコ
ードに対してEコード、Lコードが半チップ分位相がず
れている場合、横軸に時間ずれ、縦軸に相関出力をとり
グラフを書くと、Pコードに対してそれぞれ半チップず
れたところに相関のピークが発生し、Lコード側の検波
回路出力は、図5で示すようになり、Eコード側の検波
回路の出力は、図6に示すようになる。
【0004】Lコード側出力を反転して加算器47によ
り加算すると、その出力は図7のようなS字を横にした
ような形状となり、「Sカーブ」と呼ばれる。この出力
を、低域通過フィルター48を介してPN符号系列発生
器44に帰還し、同期追跡を行う。
【0005】図4に示す遅延ロックループを用いた、従
来の同期装置を図8に示し、まず、同期追跡について説
明する。PN符号系列発生器44は、P、E、Lの各コ
ードを発生し、乗算器45,46、検波回路42,4
3、加算器47、低域通過フィルター48から構成され
る相関検出器41にE、Lコードを入力する。E,Lコ
ードは、それぞれ乗算器45,46により受信信号と乗
算し、乗算した信号から検波回路42,43により相関
出力を発生する。Eコード側の相関出力とLコード側の
相関出力を反転して加算器47により加算する。その出
力を低域通過フィルター48に通して平滑化し、PN符
号系列発生器44内の電圧制御発振器(VCO)441
の制御電圧を得る。その制御電圧に応じてVCO441
は、PN符号系列発生器44が発生するPN符号系列の
位相を制御する。
【0006】この遅延ロックループの一連の動作により
同期追跡を行っている。同期追跡を行っている間は、送
信側のPN符号系列とPコードの位相が合っているの
で、Pコードと受信信号を乗算器49で乗算することに
より受信信号をスペクトラム逆拡散し、送信側の変調方
式に応じた復調回路50により、所望の復調信号を得る
ことができる。
【0007】次に同期捕捉について説明する。同期判定
器51内の検波回路52では、受信信号とPコードとを
乗算器49で乗算した信号を入力し、相関出力をとって
いる。送信側と受信側とでPN符号系列の位相が合って
いるときに相関値のピークが現れるので、その相関値を
検出できるようコンパレータ53のしきい値を設定して
おく。検波回路52の出力がそのしきい値を越えていな
い場合、同期が取れていないと判断し、VCO441に
移相命令を出し、PN符号系列の位相を現在の位相から
遅れ側または進み側に少しずつずらして行く。そして、
送信側と受信側の位相が近づいて行くと、Pコードによ
る相関出力も大きくなり、検波回路52の出力がコンパ
レータ53のしきい値を越えたとき同期が取れたと判定
し、VCO441への移相命令を止め、同期追跡に入
る。
【0008】ここで、一度同期捕捉した後、同期追跡を
しているときに受信信号が減衰するなどして、一旦同期
が外れてから再び同期捕捉する場合を考える。同期が外
れた場合、相関検出器41からの制御がなくなるため、
VCO441の制御電圧は抵抗Rを介し基準電圧源Vr
efによる基準電圧と等しくなり、基準電圧に応じた発
振をする。この状態から、同期捕捉をする場合、PN符
号系列の位相を少しずつずらして行うが、ずれる方向
が、現在の位相から進む方向になるか遅れる方向になる
かにより、再び同期を取るまでの時間が違ってくる。
【0009】従来の方式では同期が外れたとき、基準電
圧によるPN符号系列の位相が、同期時の制御電圧によ
るPN符号系列の位相に対して、進んでいるのか遅れて
いるのか判断できない。図9のSカーブにおいて、現在
の位相Bから同期時の位相Aへ移るのに、位相が遅れる
方向aにPN符号系列がずれて行けば、PN符号系列の
1チップ分の時間Tc内で同期捕捉できる。
【0010】しかし、位相が進む方向bにずれて行く
と、同期捕捉するのにPN符号系列1周期分位相をずら
す必要がある。PN符号系列の1周期は、(2k −1)
Tc、(ただし、kはPN符号系列の次数)である。従
って、従来の同期捕捉の方法では、同期補足まで最大で
(2k −1)Tc、平均でも(2k −1)Tc/2もの
時間を要する。このため、最大で(2k −1)Tcもの
時間、通信が途絶える問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の同期装置のシリアルサーチを用いた同期捕捉では、捕
捉までに最大でPN符号系列の1周期分の時間がかか
り、その間の通信が途絶えることになってしまう問題が
あった。
【0012】この発明は、シリアルサーチを用いた場合
でも短時間で同期捕捉ができるスペクトラム拡散同期装
置を提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明は、スペクトラム拡散同期装置におい
て、VCOの同期時の制御電圧Vcsより低い(または
高い)電圧Vref1を発生する第1の電圧発生手段
と、VCOの同期時の制御電圧より高い(または低い)
電圧Vref2を発生する第2の電圧発生手段とを備
え、同期が取れ同期追跡をしているときにはVCOの基
準電圧をVref1とし、同期が外れ、同期捕捉に入っ
たときにはVCOの基準電圧をVref2に切り換える
ことを特徴とする。
【0014】上記の手段により、図2のSカーブにおい
て、Vref1<Vcs<Vref2の場合、Vref
1に対するPN符号系列の位相はB、Vref2に対す
る位相はCなので、同期が外れたときにVCOの基準電
圧をVref1からVref2に切り換えるとPN符号
系列の位相が進み方向から遅れ方向aへとずれる。そし
て、位相が遅れ方向aにずれて行くということは、同期
時のPN符号系列の位相Aに向かって位相がずれて行く
わけであり、Tc内で確実に同期時の位相Aに達するこ
とができる。また、Vref1>Vcs>Vref2の
場合、Vref1に対するPN符号系列の位相はC、V
ref2に対する位相はBなので、同期が外れたときに
VCOの基準電圧をVref1からVref2に切り換
えるとすると、PN符号系列の位相が遅れ方向から進み
方向bへとずれる。そして、位相が進み方向bにずれて
行くということは、同期時のPN符号系列の位相Aに向
かって位相がずれて行くわけであり、やはりTc内で確
実にVcsに達することができる。
【0015】このように同期時と非同期時で、VCOの
基準電圧をVref1からVref2に切り換えること
により、一旦同期が外れてから再び捕捉するまでの時間
を短縮できる。同期捕捉にかかる時間は、Sカーブの原
点を中心とした線形範囲の時間となるが、Pコードに対
するEコード、Lコードの時間ずれの絶対値をTcp、
Tclとすると、同期捕捉時間は最大でもTcp+Tc
lとなる。ただし、Sカーブが成立するにはTcp、T
cl≦Tcでなければならないので、同期捕捉時間は最
大2Tcであり、従来の同期装置による同期捕捉時間
(2k −1)Tcに比べ大幅に短縮される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1の回路
構成図を用いて、この発明の一実施の形態について説明
する。図1において、PN符号系列発生器11は、P,
E,Lの各コードを発生し、乗算器12,13、検波回
路14,15、加算器16、低域通過フィルター17か
ら構成される相関検出器18にE,Lコードを入力す
る。これらE,Lコードは、乗算器12,13により受
信信号と乗算し、乗算した信号から検波回路14,15
により相関出力を発生する。Eコード側の相関出力とL
コード側の相関出力を反転して加算器16により加算
し、その出力を低域通過フィルター17に通して平滑化
し、PN符号系列発生器11内のVCO111の制御電
圧を得る。その制御電圧に応じてVCO111は、PN
符号系列発生器11が発生するPN符号系列の位相を制
御する。
【0017】このような遅延ロックループの一連の動作
により同期追跡を行うことができる。同期追跡を行って
いる間は、送信側のPN符号系列とPコードの位相が合
っているので、Pコードと受信信号を乗算器19で乗算
することにより、受信信号をスペクトラム逆拡散し、送
信側の変調方式に応じた復調回路20により、所望の復
調信号を得ることができる。
【0018】また、同期判定器21は、検波回路22と
コンパレータ23から構成する。検波回路22では受信
信号とPコードとを乗算器1で乗算した信号を入力し、
相関出力をとっている。送信側と受信側とでPN符号系
列の位相が合っているとき相関値のピークがあらわれる
ので、その相関値を検出できるようコンパレータ23の
しきい値を設定しておく。検波回路22の出力がそのし
きい値を越えたら同期が取れたと判定し、スイッチ24
を電圧源25a側に切り換える。この電圧源25aの電
圧Vref1は、電圧制御部26により制御する。電圧
制御部26内のモニター回路27によりVCO111の
制御電圧をモニターしておき、同期判定器21が同期が
取れたと判定したとき、サンプルホールド回路28によ
り、モニターしていた制御電圧を保持し、オフセット回
路29により、Vref1がその制御電圧より低い電圧
となるよう設定する。このように、電圧源25aはVC
O111の基準電圧として、同期時のVCO111の制
御電圧Vcsより低い電圧Vref1を発生し、抵抗R
1を介してVCO111の制御端に接続することとな
る。
【0019】次に、同期捕捉について説明する。受信信
号レベルが減衰するなどして相関器18からの出力が得
られなくなり、同期が外れてしまった場合、送信側と受
信側のPN符号系列の位相がずれてしまっているので、
検波回路22の相関出力が小さくなり、コンパレータ2
3のしきい値より小さくなると、同期判定器21は同期
が外れたと判定し、スイッチ24を電圧源25b側に切
り換える。電圧源25bは、VCO111の制御電圧の
ダイナミックレンジ上限付近の高い電圧を設定してお
く。これにより同期が外れ、同期捕捉をしているときに
は、VCO111の基準電圧は同期時のVCO111の
制御電圧より高い電圧源25bによる電圧Vref2と
なる。
【0020】このようにVCO111の基準電圧を切り
換えると、前述したように、図2のSカーブにおいて、
PN符号列の位相が進み方向から遅れ方向aへずれて行
くことになる。位相が遅れ方向aにずれて行くというこ
とは、同期時のPN符号系列の位相Aに向かって位相が
動いて行くわけであり、Tc内で確実に同期時の位相A
に達することができる。
【0021】また、以上の動作により再び送信側と受信
側のPN符号系列の位相が合ったときには、同期判定器
21において、検波回路22の相関出力が上昇し、コン
パレータ23のしきい値を越え同期が取れたと判定す
る。そしてスイッチ24を電圧源25a側に切り換え、
モニター回路27でモニターしたVCO111の制御電
圧をサンプルホールド回路28で保持し、その電圧より
Vref1が低くなるようオフセット回路29で設定す
る。こうして再び同期追跡の状態となり、同期が外れた
場合は以上の動作を繰り返す。
【0022】以上は、電圧制御部26により、Vref
1がVcsより低い電圧となるよう制御し、Vref2
をVCO111の制御電圧のダイナミックレンジ上限付
近の高い電圧に設定した場合、つまりVref1<Vc
s<Vref2の場合の説明であるが、電圧制御部26
により、Vref1がVcsより高い電圧となるよう制
御し、Vref2をVCO111の制御電圧のダイナミ
ックレンジ下限付近の低い電圧に設定した場合、つまり
Vref2<Vcs<Vref1の場合には、同期が外
れたときVCO111の基準電圧をスイッチ24により
Vref1からVref2に切り換えることにより、図
2のSカーブにおいて、PN符号系列の位相が遅れ方向
から進み方向bへずれて行くことになり、やはり同期時
の位相Aに向かって位相がずれていき、Tc内で確実に
同期時の位相Aに達することができる。
【0023】この発明は上記した実施の形態に限定され
るものでない。例えば、Pコードに対するE、Lコード
の位相差はTc/2としたが、Sカーブが成立する位相
差であるTcまで、任意の位相差を用いた同期装置であ
っても差し支えない。また、電圧発生手段である電圧源
25a,25bを用いたが、同期/非同期時でVCO1
11の基準電圧を切り換えることができればよい。さら
に、図3に示すように、同期時に電圧源25aと、抵抗
R2に電流源I1で電流を流すことにより発生させ、非
同期時には、スイッチ52をオンし、電流源I1による
電流に加え電流源I2による電流も抵抗R2に流すこと
により発生させることでも実現可能である、など様々な
電圧発生手段を用いることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、送信側と受信側とのPN符号系列の位相の同期が外
れたときに、PN符号系列の位相を制御するVCOの基
準電圧を、同期時のVCOの制御電圧に対して低い(ま
たは高い)電圧から、高い(または低い)電圧に切り換
え、同期捕捉時の受信側PN符号系列の位相をずらす方
向を制御することにより、同期捕捉の時間を短縮でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を説明するための回路
構成図。
【図2】図1の同期捕捉動作を説明するための説明図。
【図3】図1の変形例を説明するための回路構成図。
【図4】従来のスペクトラム拡散同期装置に使われる遅
延ロックループについて説明するための回路構成図。
【図5】図4において、受信データの逆拡散に用いる疑
似ランダム符号系列より位相が1/2チップ遅れている
疑似ランダム符号系列と受信信号を乗算した場合の相関
出力を説明するための説明図。
【図6】図4において、受信データの逆拡散に用いる疑
似ランダム符号系列より位相が1/2チップ進んでいる
疑似ランダム符号系列と受信信号を乗算した場合の相関
出力を説明するための説明図。
【図7】図5に示す相関出力と図6に示す相関出力を反
転した出力の加算出力であるSカーブについて説明する
ための説明図。
【図8】図4に示す遅延ロックループを用いた従来のス
ペクトラム拡散同期装置について説明するための回路構
成図。
【図9】図8に示したスペクトラム拡散同期装置の同期
捕捉動作を説明するための説明図。
【符号の説明】
11…PN符号系列発生器、12,13,19…乗算
器、14,15,22…検波回路、16…加算器、17
…低域通過フィルタ、18…相関検出器、21…同期判
定器、24…スイッチ、25a,25b…電圧源、26
…電圧制御部、111…VCO。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信側の疑似ランダム符号系列を発生す
    る疑似ランダム符号系列発生器と、 前記疑似ランダム符号系列に基づき、該疑似ランダム符
    号系列の位相を制御する電圧制御発振器と、 送信側より発生された疑似ランダム符号系列と、 送信側の前記疑似ランダム符号系列と受信側の前記疑似
    ランダム符号系列の間で、同期が取れているときと同期
    が取れていないときに、異なる基準電圧を前記電圧制御
    発振器に印加する手段とからなることを特徴とするスペ
    クトラム拡散同期装置。
  2. 【請求項2】 受信信号を逆拡散および復調して所望の
    信号を得るための第1の疑似ランダム符号系列、前記疑
    似ランダム符号に対して位相が進んだ第2の疑似ランダ
    ム符号系列、前記疑似ランダム符号に対して位相が遅れ
    た第3の疑似ランダム符号系列をそれぞれ発生する疑似
    ランダム符号系列発生器と、 前記第1の疑似ランダム符号系列の位相を制御する電圧
    制御発振器と、 前記第2の疑似ランダム符号系列と第3の疑似ランダム
    符号系列を受信信号に乗算し、前記電圧制御発振器の制
    御電圧を発生する相関検出器と、 送信側より発生された疑似ランダム符号系列と前記第1
    の疑似ランダム符号系列との間で、同期が取れていると
    きの前記電圧制御発振器の制御電圧に対して低い(また
    は高い)電圧を発生する第1の電圧発生手段と、 前記送信側より発生された疑似ランダム符号系列と前記
    第1の疑似ランダム符号系列との間で、同期が取れてい
    るときの前記電圧制御発振器の制御電圧に対して高い
    (または低い)電圧を発生する第2の電圧発生手段と、 前記電圧制御発振器の基準電圧を、同期時には第1の電
    圧発生手段による電圧とし、非同期時には第2の電圧発
    生手段による電圧に切り換える電圧切換手段とからなる
    スペクトラム拡散同期装置。
  3. 【請求項3】 前記電圧切換手段は、前記第1の疑似ラ
    ンダム符号系列と受信信号とを乗算して相関値をとるこ
    とにより同期、非同期を判定し、前記電圧制御発振器の
    基準電圧を、同期時には第1の電圧発生手段による電圧
    とし、非同期時には第2の電圧発生手段による電圧に切
    り換えることを特徴とする請求項2記載のスペクトラム
    拡散同期装置。
  4. 【請求項4】 前記電圧制御発振器の同期時の制御電圧
    をモニターし、前記第1の電圧発生手段により発生する
    電圧を、モニターした電圧より低い(または高い)電圧
    になるよう制御する電圧制御手段を備えたことを特徴と
    する請求項2記載のスペクトラム拡散同期装置。
  5. 【請求項5】 前記電圧制御発振器の同期時の制御電圧
    をモニターし、前記第2の電圧発生手段により発生する
    電圧を、モニターした電圧より高い(または低い)電圧
    になるよう制御する電圧制御手段を備えたことを特徴と
    する請求項2記載のスペクトラム拡散同期装置。
JP7328921A 1995-12-18 1995-12-18 スペクトラム拡散同期装置 Withdrawn JPH09167980A (ja)

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