JPH09247046A - スペクトラム拡散通信用受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期用のマッチドフィルタのレベルが変動す
ると、ピークの誤検出やピーク喪失を起こし、ピーク検
出が困難になった。 【解決手段】 ＳＡＷマッチドフィルタ１１の出力をア
ンプ１２で増幅し、検波回路１４で検波し、自動利得調
整器１８をピークレベルホールド回路１６により制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信用受信装置の同期回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信方式は、通常伝送
するディジタル信号から、擬似雑音符号（ＰＮ符号）等
の拡散符号系列を用いて、原データに比べてきわめて広
い帯域幅を持つ信号を生成し、ＲＦ（無線周波数）信号
に変換して伝送する。受信側では、送信側と同一の復調
用拡散符号（参照用拡散符号）を用いて受信信号との相
関をとる逆拡散（逆拡散復調）を行って受信信号を原デ
ータに対応した帯域幅を持つ狭帯域信号に変換する。続
いて通常のデータ復調を行い、原データを再生する。

【０００３】ここで、前記相関を取る手段としては、弾
性表面波(SAW)マッチドフィルタやSAWコンボルバ、デジ
タルマッチドフィルタ等がある。なかでも、SAWマッチ
ドフィルタは、 ・弾性表面波コンボルバを用いた装置やディジタルマッ
チドフィルタを用いた装置と比較して回路構成が簡素 ・受動素子であるため電力を消費しない ・構造が簡単で製造が容易 等のさまざまなメリットがある。

【０００４】図３（ａ）はこのようなSAWマッチドフィ
ルタを用いたスペクトラム拡散通信用受信装置の同期回
路の構成図であり、図中、１１は受信信号と固定参照用
拡散符号との相関演算を行うSAWマッチドフィルタ、１
２は出力信号増幅用アンプ、１３は出力信号用バンドパ
スフィルタ、１４は検波回路、１５はピーク位置検出部
である。

【０００５】受信信号は、フィルタリング、増幅、周波
数変換などの処理を施されて、SAWマッチドフィルタ１
１に入力される。SAWマッチドフィルタ１１では、この
受信信号と、SAWマッチドフィルタのもつ、あらかじめ
決められたパタンの参照用拡散符号との相関演算が行わ
れ、その演算結果（相関信号）が出力されるが、ここ
で、受信信号に含まれる拡散符号に対して時間的に反転
した拡散符号を参照用拡散符号に用いると、SAWマッチ
ドフィルタ１１からは、受信信号に含まれる拡散符号と
SAWマッチドフィルタのもつ参照用拡散符号が一致した
時に、図３（ｂ）中のAに示す様な相関ピーク出力が前
記拡散符号の周期毎に得られる。

【０００６】この相関ピーク出力をアンプ１２、バンド
パスフィルタ１３により適度に増幅、フィルタリングし
た後、検波回路１４を用いて相関出力信号波形の正極側
を包絡線検波し（図３（ｂ）中B）、ピーク位置検出部
１５によりピーク位置を検出する。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例において、受信信号のレベルが時間的に変動す
る場合、SAWマッチドフィルタ１１からの相関出力信号
のレベルは図３（ｃ）中A'に示すようにそのピークレベ
ルに変動が生じる。また、前記相関出力信号のレベルは
通常-20〜-30〔dBm〕程度と極めて小さいために外部か
らのノイズ等の影響を受けやすく、受信信号のレベルが
時間的に一定であっても受信信号のレベルが時間的に変
動する場合と同様に前記相関出力信号のレベルは変動す
る。検波回路１４ではこの相関出力信号波形A'の正極側
を包絡線検波しており、検波後の波形もまた図３（ｃ）
中B'のようにレベルが変動するために偽ピークの誤検出
やピーク喪失を起こし、ピーク検出が困難になるという
問題があった。特に、高周波用のアンプ１２の出力は出
力がばらつくので、拡散復調用の回路と比べて、周期用
のマッチドフィルタ１１の出力の方がこの問題は大き
い。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、受信信
号レベルの時間変動やノイズの重畳があった場合におい
てもピーク位置の検出が容易なスペクトラム拡散通信用
受信装置を提供することにある。

【０００９】上記目的は、受信信号と参照符号との相関
をとる相関手段と、上記相関手段の出力を検波する検波
手段と、上記検波手段の出力からピーク位置を検出する
ピーク位置検出手段を有するスペクトラム拡散通信用受
信装置において、上記検波手段からの出力の利得を調整
する手段を更に有している構成により達成される。

【００１０】本発明の上記手段によれば、上記受信信号
と参照信号との相関をとる相関手段の出力を検波する検
波手段からの出力をレベルを利得調整手段により調整し
一定に保つので、受信信号レベルの時間変動やノイズの
重畳による偽ピークの誤検出やピーク喪失が抑制され、
その結果、前記ピーク位置検出手段においてピーク位置
の検出が容易になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明によるスペク
トラム拡散通信用受信装置の第１の同期回路を示す構成
図であり、図中、１１は受信信号と固定参照用拡散符号
との相関演算を行うSAWマッチドフィルタ、１２は出力
信号増幅用アンプ、１３は出力信号用バンドパスフィル
タ、１４は検波回路、１５はピーク位置検出器、１６は
ピークレベルホールド回路、１７は遅延回路、１８は自
動利得調整器である。

【００１２】図１（ａ）に示すように、検波回路１４の
出力が２つに分岐され、その一方はピークレベルホール
ド回路１６に、他方は遅延回路１７を介して自動利得調
整器１８に入力されており、前記自動利得調整器１８の
出力はピーク位置検出部１５の入力に接続され、また、
前記ピークレベルホールド回路１６からの出力が前記自
動利得調整器１８の利得調整用入力端子に接続されてい
る。

【００１３】受信信号は、フィルタリング、増幅、周波
数変換などの処理を施されて、SAWマッチドフィルタ１
１に入力される。SAWマッチドフィルタ１１では、この
受信信号と、SAWマッチドフィルタのもつ、あらかじめ
決められたパタンの参照用拡散符号との相関演算が行わ
れ、その演算結果（相関信号）が出力されるが、ここ
で、受信信号に含まれる拡散符号に対して時間的に反転
した拡散符号を参照用拡散符号に用いると、SAWマッチ
ドフィルタ１１からは、受信信号に含まれる拡散符号と
SAWマッチドフィルタのもつ参照用拡散符号が一致した
時に、図１（ｂ）中のAに示す様な相関ピーク出力が得
られる。このピーク出力をアンプ１２、バンドパスフィ
ルタ１３により適度に増幅、フィルタリングした後、検
波回路１４を用いて相関出力信号を包絡線検波する（図
３（ｂ）中B）。

【００１４】検波回路１４の出力は２つに分岐してお
り、その一方はピークレベルホールド回路１６に、他方
は遅延回路１７を介して自動利得調整器１８に接続され
ている。ピークレベルホールド回路１６では、検波回路
１４からの出力のピーク値を次のピークが観測されるま
での間保持し、それを自動利得調整器１８に利得調整用
の制御信号として出力する（図３（ｂ）中C）。自動利
得調整器１８では、ピークレベルホールド回路１６から
出力される前記利得調整用制御信号により、検波回路１
４から出力された信号の振幅を調整し（図３（ｂ）中
D）、次段に接続されているピーク位置検出部１５に出
力する。なお前記自動利得調整器１８において、前記利
得調整用制御信号を受け取った後に検波回路１４からの
出力信号が入力されるように検波回路１４と前記自動利
得調整器１８との間には遅延回路１７を設けてある。前
記ピーク位置検出部１５では前記自動利得調整回路１７
から出力される信号をもとにピーク位置を検出する。

【００１５】ここで、受信信号に時間変動が生じた場合
もしくは前記相関出力信号にノイズが重畳した場合、SA
Wマッチドフィルタ１１からの相関出力信号のレベルは
図に示すAのごとく各ピークのレベルが異なり、この信
号を検波回路１４により包絡線検波した検波波形も図中
Bの様に各ピークごとのレベルが異なるが、上述したよ
うにピーク位置検出部１５に入力される信号のレベルは
図中Dで示すように一定となるために偽ピークの誤検出
やピーク喪失が抑制され、その結果、前記ピーク位置検
出部１５においてピーク位置の検出が容易になる。

【００１６】図２（ａ）は本発明によるスペクトラム拡
散通信用受信装置の第２の同期回路を示す構成図であ
る。本図において、図１（ａ）における部材には同一の
符号を付し、重複する説明は省略する。

【００１７】図２（ａ）に示すように、検波回路１４の
出力が２つに分岐され、その一方はピークレベルホール
ド回路１６に、他方は遅延回路１７を介して自動利得調
整手段１８に入力されており、前記自動利得調整回路１
８の出力はピーク位置検出部１５の入力に接続され、ま
た、前記ピークレベルホールド回路１６からの出力が前
記自動利得調整器１８の利得調整用入力端子に接続さ
れ、さらにピーク位置検出部１５からの制御用信号線が
前記ピークホールド回路１６に接続されている。

【００１８】このような構成を持つスペクトラム拡散受
信装置においても図１（ａ）と同様にピーク位置検出部
１５に入力される信号のレベルは図中Dで示すように一
定となるために偽ピークの誤検出やピーク喪失が抑制さ
れ、その結果、前記ピーク位置検出部１５においてピー
ク位置の検出が容易になる。

【００１９】ピーク位置検出部１５においてピークを観
測した後、ピークレベルホールド回路１６にリセット信
号を送信し（図２（ｂ）中E）、ピークレベルホールド
回路１６では前記リセット信号を受けてそれまで保持し
ていたピーク値をゼロリセットして自動利得調整器１８
に入力するので（図２（ｂ）中C）、次のピークまでの
間前記自動利得調整器１８の利得は最も低い状態に保た
れ、その間ノイズ等による影響を受けることがない。

【００２０】なお、図１，２（ａ）においては、検波回
路１４からの出力の一部をピークレベルホールド回路１
６の入力として使用したが、例えば、ＳＡＷマッチドフ
ィルタ１１の出力を前記ピークレベルホールド回路１６
の入力として使用してもよい。

【００２１】また、図１，２（ａ）において、検波回路
１４と自動利得調整器１８との間に挿入した遅延回路１
７は必ずしも必要ではない。

【００２２】また、図１，２（ａ）においては、受信信
号と参照用拡散符号との相関をとるためにSAWマッチド
フィルタを用いたが、例えばSAWコンボルバ等を用いて
もよい。

【００２３】図４は、図１，２（ａ）にて説明したよう
なスペクトラム拡散通信用受信装置を用いた通信システ
ムの一例を示すブロック図である。図において、40は送
信機を示す。この送信機は送信すべき信号を拡散符号を
用いてスペクトラム拡散変調し、アンテナ401より送信
する。送信された信号は、受信機41で受信され復調され
る。

【００２４】受信機41は、アンテナ411、高周波信号処
理部412、同期回路413、符号発生器414、拡散復調回路4
15、復調回路416より構成される。アンテナ411において
受信された受信信号は高周波信号処理部412にて適当に
フィルタリング及び増幅され、送信周波数帯信号のま
ま、もしくは適当な中間周波数帯信号に変換され出力さ
れる。該信号は同期回路413に入力される。同期回路413
は、図１，２（ａ）に記載したスペクトラム拡散通信用
受信装置4131と、前記スペクトラム拡散通信用受信装置
4131から出力された信号を処理し送信信号に対する拡散
符号同期信号およびクロック同期信号を符号発生器414
に出力する信号処理回路4133からなる。

【００２５】スペクトラム拡散通信用受信装置4131には
高周波信号処理部412からの出力信号が入力され、この
信号に基づいてスペクトラム拡散通信用受信装置4131中
に設けられた図１，２示のピーク位置検出部１５では、
この相関ピーク出力から相関ピーク位置を検出して次段
の信号処理回路4133にピーク位置検出信号を送る。信号
処理回路4133においては、前記ピーク位置検出信号をも
とに、符号同期信号及びクロック信号を作成し、符号発
生器414に出力する。

【００２６】同期確立後、符号発生器414は送信側の拡
散符号に対しクロック及び拡散符号位相が一致した拡散
符号を発生する。この拡散符号は拡散復調回路415に入
力され、拡散変調される前の信号が復元される。拡散変
復調回路415から出力される信号は、いわゆる周波数変
調、位相変調などの一般に使用されている変調方式によ
り変調されている信号なので、同業者が周知の復調回路
416により、データ復調がなされる。

【００２７】図５、図６は、図１，２（ａ）で説明した
ようなスペクトラム拡散通信用受信装置を用いた通信シ
ステムの送信機及び受信機の一例を示すブロック図であ
る。図５において、501は直列に入力されるデータをn個
の並列データに変換する直並列変換器、502−1〜nは並
列化された各データと拡散符号発生器５０３から出力さ
れるn個の拡散符号とを乗算する乗算器群、503はn個の
それぞれ異なる拡散符号と同期専用の拡散符号を発生す
る拡散符号発生器、504は拡散符号発生器503から出力さ
れる同期専用拡散符号と乗算器群502−1〜nのn個の出力
を加算する加算器、505は加算器504の出力を送信周波数
信号に変換するための高周波段、506は送信アンテナで
ある。

【００２８】また、図６において、601は受信アンテ
ナ、602は高周波信号処理部、603は送信側の拡散符号と
クロックに対する同期を捕捉し維持する同期回路、604
は同期回路603より入力される符号同期信号及びクロッ
ク信号により、送信側の拡散符号群と同一のn＋1個の拡
散符号を発生する拡散符号発生器、605は拡散符号発生
器604より出力されるキャリア再生用拡散符号と高周波
信号処理部602の出力から搬送波信号を再生するキャリ
ア再生回路、606はキャリア再生回路605の出力と高周波
信号処理部602の出力と拡散符号発生器604の出力である
n個の拡散符号を用いてベースバンドで復調を行うベー
スバンド復調回路、607はベースバンド復調回路606の出
力であるn個の並列復調データを並直列変換する並直列
変換器である。

【００２９】上記構成において送信側ではまず入力され
たデータが直並列変換器501によって符号分割多重数に
等しいn個の並列データに変換される。一方、拡散符号
発生器503はn＋1個の符号周期が同一でそれぞれ異なる
拡散符号PN0〜PNnを発生している。このうちPN0は同期
及びキャリア再生専用であり前記並列データによって変
調されず直接加算器504に入力される。残りのn個の拡散
符号は乗算器群502−1〜nにてn個の並列データにより変
調され加算器504に入力される。加算器504は入力された
n＋1個の信号を線形に加算し高周波段505に加算された
ベースバンド信号を出力する。該ベースバンド信号は続
いて高周波段505にて適当な中心周波数を持つ高周波信
号に変換され、送信アンテナ506より送信される。

【００３０】受信側では、受信アンテナ601で受信され
た信号は高周波信号処理部602にて適当にフィルタリン
グ及び増幅され、送信周波数帯信号のまま若しくは適当
な中間周波数帯信号に変換され出力される。該信号は同
期回路603に入力される。同期回路603は図１，２（ａ）
に記載のスペクトラム拡散通信用受信装置6031と信号処
理回路6033からなる。

【００３１】スペクトラム拡散通信用受信装置6031には
高周波信号処理部602からの出力信号が入力され、この
信号に基づいてスペクトラム拡散通信用受信装置６０３
１に設けられた図１，２（ａ）示のピーク位置検出部１
５では、この相関ピーク出力から相関ピーク位置を検出
して次段の信号処理回路6033にピーク位置検出信号を送
る。信号処理回路6033においては、前記ピーク位置検出
信号をもとに、符号同期信号及びクロック信号を作成
し、符号発生器604に出力する。

【００３２】同期確立後、拡散符号発生器604は送信側
の拡散符号群に対しクロック及び拡散符号位相が一致し
た拡散符号群を発生する。これらの符号群のうち同期専
用の拡散符号PN0はキャリア再生回路605に入力される。
キャリア再生回路605では同期専用拡散符号PN0により高
周波信号処理部602の出力である送信周波数帯若しくは
中間周波数帯に変換された受信信号を逆拡散し送信周波
数帯若しくは中間周波数帯の搬送波を再生する。

【００３３】キャリア再生回路605の構成は、たとえば
位相ロックループを利用した回路が用いられる。受信信
号と同期専用拡散符号PN0は乗算器にて乗算される。同
期確立後は受信信号中の同期専用拡散符号と参照用の同
期専用拡散符号のクロック及び符号位相は一致してお
り、送信側の同期専用拡散符号はデータで変調されてい
ないため、乗算器で逆拡散されその出力には搬送波の成
分が現れる。該出力は続いて帯域通過フィルタに入力さ
れ搬送波成分のみが取り出され出力される。該出力は次
に位相検出器、ループ・フィルタ及び電圧制御発振器に
て構成されるよく知られた位相ロックループに入力さ
れ、電圧制御発振器より帯域通過フィルタより出力され
る搬送波成分に位相のロックした信号が再生搬送波とし
て出力される。再生された搬送波はベースバンド復調回
路606に入力される。

【００３４】ベースバンド復調回路６０６では該再生搬
送波と高周波信号処理部602の出力よりベースバンド信
号が生成される。該ベースバンド信号はn個に分配され
拡散符号発生器604の出力である拡散符号群PN1〜PNnに
より各符号分割チャネル毎に逆拡散され、続いてデータ
復調がなされる。復調されたn個の並列復調データは並
直列変換器607にて直列データに変換され出力される。

【００３５】変調方式は２値変調に限らず、直交変調な
ど、他の変調方式でも良い。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、受
信信号と参照符号との相関をとる相関手段と、上記相関
手段の出力を検波する検波手段と、上記検波手段の出力
からピーク位置を検出するピーク位置検出手段を有する
スペクトラム拡散通信用受信装置において、上記検波手
段からの出力の利得を調整する手段を更に有している構
成とすることにより、上記受信信号と参照信号との相関
をとる相関手段の出力を検波する検波手段からの出力の
レベルを利得調整手段により調整し一定に保つので、受
信信号レベルの時間変動やノイズの重畳による偽ピーク
の誤検出やピーク喪失が抑制され、その結果、前記ピー
ク位置検出手段においてピーク位置の検出が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１のスペクトラム拡散通信用受
信装置を示すブロック図である。

【図２】本発明による第２のスペクトラム拡散通信用受
信装置を示すブロック図である。

【図３】従来のスペクトラム拡散通信装置を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明のスペクトラム拡散通信装置を用いた通
信システムの一例を示すブロック図である。

【図５】スペクトラム拡散通信を用いた通信システムの
送信機を示すブロック図である。

【図６】本発明のスペクトラム拡散通信装置を用いた通
信システムの受信機を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１ ＳＡＷマッチドフィルタ １２ 出力信号増幅用アンプ １４ 検波回路 １５ ピーク位置検出部 １６ ピークレベルホールド回路 １８ 自動利得調整器 ４１３ 同期回路 ４１４ 符号発生器 ４１５ 拡散復調回路 ６０３ 同期回路 ６０４ 拡散符号発生器 ６０６ ベースバンド復調回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江柄 光一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 江口 正 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号と参照符号との相関をとる相関
   手段と、 上記相関手段の出力を検波する検波手段と、 上記検波手段の出力からピーク位置を検出するピーク位
   置検出手段を有するスペクトラム拡散通信用受信装置に
   おいて、 上記検波手段からの出力の利得を調整する手段を更に有
   していることを特徴とする特徴とするスペクトラム拡散
   通信用受信装置。
2. 【請求項２】 上記検波手段からの出力を用いて上記検
   波手段からの出力の利得を調整する手段を制御すること
   を特徴とする請求項１に記載のスペクトラム拡散通信用
   受信装置。
3. 【請求項３】 上記相関手段からの出力を用いて上記検
   波手段からの出力の利得を調整する手段を制御すること
   を特徴とする請求項１に記載のスペクトラム拡散通信用
   受信装置。
4. 【請求項４】 上記検波手段からの出力の利得を調整す
   る手段として、自動利得制御増幅器およびピークレベル
   ホールド回路を用いたことを特徴とする請求項１乃至３
   に記載のスペクトラム拡散通信用受信装置。
5. 【請求項５】 上記相関手段が弾性表面波マッチドフィ
   ルタであることを特徴とする請求項１乃至４に記載のス
   ペクトラム拡散通信装置。
6. 【請求項６】 上記相関手段が弾性表面波コンボルバで
   あることを特徴とする請求項１乃至４に記載のスペクト
   ラム拡散通信装置。
7. 【請求項７】 受信信号と参照符号との相関をとること
   により相関信号を出力し、上記相関信号を検波し、上記
   検波された相関信号のピーク位置を検出するスペクトラ
   ム拡散信号受信方法において、上記検波された相関信号
   の利得を調整することを特徴とするスペクトラム拡散信
   号受信方法。
8. 【請求項８】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
   スペクトラム拡散通信用受信装置を用いたことを特徴と
   する通信装置。