JPH09298487A - スペクトル拡散信号の受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトル拡散信号の受信装置において、耐
妨害性に優れ、受信感度の高い受信装置を提供する。 【解決手段】 送信装置１１０から送信されたスペクト
ル拡散信号を受信アンテナ１１で受信して逆拡散復調し
情報復調する受信装置において、受信したスペクトル拡
散信号を逆拡散復調する逆拡散復調回路１４と、この逆
拡散復調回路１４に拡散符号を供給する拡散符号発生回
路１３と、の間にＬＰＦ１８を介在させることで、受信
アンテナ１１とこの受信アンテナ１１の出力信号を増幅
する高周波増幅回路との間にＢＰＦ１２を不要としたこ
とを特徴とする受信装置２０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスペクトル拡散信号
の受信装置に係り、特に、耐妨害性に優れ、受信感度の
高い受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スペクトル拡散（以下、ＳＳと略
す。）方式を用いた通信は、民生分野への応用が活発化
している。中でも、携帯電話や無線ＬＡＮシステムへの
応用が知られている。

【０００３】ＳＳ方式の参考文献としては、例えば、特
開平３−１５９３３３号公報、特開平４−３３４２２２
号公報、特開平５−１１４８９５号公報、特公平６−５
２８９１号公報、特公平６−５２８９２号公報、特公平
６−５２８９３号公報等がある。

【０００４】ＳＳ方式を用いた無線通信装置の基本構成
図を、図５と図６に示す。図５はＳＳ信号の送信装置の
基本構成図であり、図６はＳＳ信号の受信装置の基本構
成図である。

【０００５】図５の入力端子１からデータ等の情報信号
が情報変調回路２に供給されると、情報変調回路２は情
報信号を情報変調する。情報変調回路２には、ＦＳＫ変
調回路やＰＳＫ変調回路などが使用される。

【０００６】情報変調回路２から出力された情報変調波
は、拡散変調回路４に供給される。また、拡散変調回路
４には拡散符号発生回路３から拡散符号が供給される。

【０００７】拡散変調回路４は情報変調波を拡散変調し
てＳＳ信号（ＳＳ変調波）を出力し、ＳＳ信号はＢＰＦ
５を介して送信アンテナ６から送信される。

【０００８】図６の受信アンテナ１１で受信されたＳＳ
信号は、ＢＰＦ１２を介して不要周波数帯域成分が抑圧
され、高周波増幅回路（不図示）で増幅されて逆拡散復
調回路１４に供給される。ここでは、不要周波数帯域成
分を、周波数ｆ１より小さい信号成分と、（２×ｆ２−
ｆ１）より大きい信号成分としている。

【０００９】図７に、受信装置１２０の各段における信
号の周波数スペクトル図を示す。縦軸は信号の大きさ
（レベル）であり、横軸は周波数ｆである。受信アンテ
ナ１１で受信されたＳＳ信号の周波数スペクトル図を図
７［Ａ］に示す。図７［Ａ］は、搬送波周波数ｆ２を中
心としたＳＳ信号の周波数成分ＳＳＤがあり、周波数ｆ
１近傍に妨害信号の周波数成分Ｕが存在する例である。

【００１０】ＢＰＦ１２から出力される信号の周波数ス
ペクトル図を図７［Ｂ］に示す。フィルタ効果によりＳ
Ｓ信号の周波数成分ＳＳＤは少し減衰し、妨害信号の周
波数成分Ｕはかなり減衰する。

【００１１】逆拡散復調回路１４には、図５の送信装置
１１０で使用された拡散符号とパターンや時間の等しい
拡散符号が拡散符号発生回路１３から供給され、ＢＰＦ
１２から出力される信号を逆拡散復調（相関復調）す
る。

【００１２】逆拡散復調回路１４の出力信号の周波数ス
ペクトル図を図７［Ｃ］に示す。ＳＳ信号の周波数成分
ＳＳＤは逆拡散復調されて情報変調波の周波数成分Ｄと
なる。一方、妨害信号の周波数成分Ｕは、拡散変調され
た周波数成分ＳＳＵとなる。

【００１３】周波数ｆ２近傍の周波数成分Ｄは、逆拡散
復調回路１４の出力信号からＢＰＦ１５を介して抽出さ
れ、情報復調回路１６に供給される。ＢＰＦ１５から出
力される信号の周波数スペクトル図を図７［Ｄ］に示
す。周波数ｆ２近傍の周波数成分ＳＳＵの一部がノイズ
（拡散ノイズ）ｎとして情報変調波の周波数成分Ｄと混
じり合っている。

【００１４】この拡散ノイズｎのレベルはＢＰＦ１２の
振幅対周波数特性に依存する。従って、Ｓ／Ｎ比を向上
させるには、ＢＰＦ１２において周波数ｆ１近傍で急峻
な遮断特性が要求される。

【００１５】図８は、比較的に急峻なフィルタ特性を有
するＳＡＷフィルタの特性例である。周波数ｆ２を中心
として遮断周波数ｆca，ｆcbを有し、遮断周波数ｆcbか
ら△ｆだけ低い周波数ｆcc（＝ｆcb−△ｆ）では振幅Ｌ
cc（＜Ｌcb）として示される。遮断周波数ｆcbは図７に
示す周波数ｆ１に設定されている。

【００１６】図８の周波数ｆcc〜ｆcbの遮断特性は急峻
であるが、ある程度の傾斜は有しており、図７に示す妨
害信号の周波数成分Ｕおよび拡散ノイズｎが前記傾斜に
対応して残存することとなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ＢＰＦ１２は遮断周波
数ｆcbの近傍で急峻な遮断特性が要求されるが、急峻な
遮断特性にするほどフィルタの挿入損失が大きくなり、
受信感度の大幅な低下を招く課題がある。

【００１８】従って、従来のＳＳ信号の受信装置１２０
に使用されるＢＰＦ１２は、あまりシャープな遮断特性
とせずに挿入損失を大きくならないようにして使用され
ている。

【００１９】このようなＢＰＦ１２の使用方法では、通
信電波や電気器具からの不要輻射による妨害電波等の妨
害信号がＢＰＦ１２の遮断周波数ｆca，ｆcbの近傍に生
じた場合に、この妨害信号を充分に減衰させることは困
難である。

【００２０】特に、２．４ＧＨｚ帯におけるＳＳ技術応
用では、電子レンジからの不要輻射が大きな問題となっ
ており、かかる強力な妨害信号がある場合は、ＳＳ方式
の拡散率で示される特有の処理利得を活かすことができ
ないことがある、という課題がある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
る手段として、請求項１では、送信装置から送信された
スペクトル拡散信号を受信して逆拡散復調し情報復調す
る受信装置において、受信したスペクトル拡散信号を逆
拡散復調する逆拡散復調回路と、この逆拡散復調回路に
拡散符号を供給する拡散符号発生回路と、の間にローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）を介在させることで、受信アンテ
ナとこの受信アンテナの出力信号を増幅する高周波増幅
回路との間にバンドパスフィルタを不要としたことを特
徴とする。

【００２２】妨害信号の周波数成分ＵとＬＰＦから出力
された拡散符号とを乗じたものが、妨害信号の拡散変調
された周波数成分ＳＳＵとなる。従って、拡散符号の高
周波成分をＬＰＦで減衰させることで、周波数成分ＳＳ
Ｕの広がりを抑えることができ、また、この広がりを調
整することができる。

【００２３】請求項２では、請求項１記載の受信装置に
おいて、前記ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の遮断周波数
を、拡散符号のクロックレートの逆数以下に設定したこ
とを特徴とする。

【００２４】拡散符号の周波数成分のうち、（周波数の
絶対値が）クロックレートの逆数以下の成分が周波数成
分ＳＳＵの広がりに直接に関係する。従って、ＬＰＦの
遮断周波数をクロックレートの逆数以下に設定すること
で、周波数成分ＳＳＵの広がりをより有効に抑えること
ができ、また、この広がりを直接に調整することができ
る。

【００２５】請求項３では、請求項２記載の受信装置に
おいて、前記ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の遮断周波数
を、前記逆数と同一の値またはその近傍の値に設定した
ことを特徴とする。

【００２６】拡散符号の周波数成分のうちで前記逆数の
近傍の成分を減衰させ、それ以下の成分は残すことで、
逆拡散復調して得られる情報変調波のＳ／Ｎ比を向上さ
せることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。図１は、本発明に係るＳＳ信号
の受信装置２０の基本構成図である。なお、図６の受信
装置１２０と同一構成部分には同一符号を付している。

【００２８】図５の送信装置１１０から送信されたＳＳ
信号は、図１の受信アンテナ１１で受信されて逆拡散復
調回路１４に供給される。図４［ａ］に、このＳＳ信号
の周波数スペクトル図を示す。図７［Ａ］と同じ特性で
ある。

【００２９】拡散符号発生回路１３は、図５の送信装置
１１０が用いた拡散符号と時間やパターンの等しい拡散
符号を発生している。図２（イ）はこの拡散符号の周波
数スペクトル図であり、−１／Ｔから１／Ｔまでのメイ
ンローブを示している。Ｔは拡散符号のクロックレート
（クロック信号レート）であり、例えば、０．０５μｓ
ｅｃとする。

【００３０】この拡散符号はＬＰＦ１８を介して逆拡散
復調回路１４の相関器（不図示）に供給される。図２
（ロ）はＬＰＦ１８を通過した拡散符号の周波数スペク
トル図である。

【００３１】図３は、ＬＰＦ１８の振幅対周波数特性で
ある。周波数ｆｂは遮断周波数であり、例えば数ＭＨｚ
〜数１０ＭＨｚとする。周波数ｆｂから△ｆだけ高い周
波数ｆｃ（＝ｆｂ＋△ｆ）では、振幅レベルはＬｃ（＜
Ｌｂ）で示される。

【００３２】ＬＰＦ１８は、受信アンテナ１１の出力信
号にフィルタ処理を施す従来のＢＰＦ１２（図６参照）
に等価的に置き換えることができる。

【００３３】すなわち、ＬＰＦ１８を通過した拡散符号
の周波数スペクトルは図２（ロ）に示されるが、このよ
うな拡散符号の周波数スペクトルにおける（ｓｉｎＸ）
／Ｘの包絡線特性に沿って周波数１／Ｔ（または−１／
Ｔ）の近くのメインローブ内にＬＰＦ１８の遮断周波数
ｆｂを設定すると、逆拡散復調回路１４の出力信号は図
４［ｂ］に示されるように、妨害信号の拡散変調された
周波数成分ＳＳＵと情報変調波の周波数成分Ｄとが混じ
り合わないようになる。

【００３４】妨害信号の周波数成分ＵとＬＰＦ１８から
出力された拡散符号（の周波数成分）とを乗じたもの
が、妨害信号の拡散変調された周波数成分ＳＳＵとな
る。混じり合わないという効果は、ＬＰＦ１８の遮断周
波数ｆｂと遮断特性に依存する。

【００３５】ＬＰＦ１８の遮断周波数ｆｂを拡散符号の
クロックレートＴの逆数（１／Ｔ）以下またはそれに近
い値、例えば２０ＭＨｚとし、ＳＳ信号の搬送波周波数
ｆ２を２ＧＨｚとした場合、その周波数比は１００（＝
２ＧＨｚ／２０ＭＨｚ）となる。

【００３６】すると、ＬＰＦ１８の遮断特性はＢＰＦ１
２の遮断特性に比べて１／１００でよいこととなる。す
なわち、従来のＢＰＦ１２の遮断特性と等しい遮断特性
をＬＰＦ１８に持たせれば、ＬＰＦ１８を等価のＢＰＦ
に置き換えた遮断特性は、従来のＢＰＦ１２の遮断特性
に比べて１００倍急峻にすることが可能となる。

【００３７】逆拡散復調回路１４の出力信号からは、Ｂ
ＰＦ１５を介して図４［ｃ］に示すように情報変調波の
周波数成分Ｄが抽出され、情報復調回路１６に供給され
て情報復調が行われる。出力端子１７には、情報信号が
出力される。

【００３８】このように、従来から受信アンテナ１１の
出力信号にフィルタ処理を施すべく必須とされていたＢ
ＰＦ１２は省略することができる。つまり、入力ＢＰＦ
１２をＬＰＦ１８で代用できる。これは、ＳＳ方式に特
有の効果である。

【００３９】また、ＢＰＦ１２を省略しても、受信アン
テナ１１における受信感度は受信しようとする周波数帯
に同調しているので、ＳＳ信号の周波数帯から離れた周
波数の通信電波や妨害電波による混信や干渉等の影響は
殆どない。

【００４０】なお、上記実施形態は本発明の一例であ
り、本発明は上記実施形態に限定されない。

【００４１】

【発明の効果】従来の無線通信装置の受信装置において
必要とされる受信アンテナと高周波増幅回路との間に使
用されるＢＰＦ１２は、本発明のＬＰＦ１８を用いるこ
とで不要とすることができる。従って、ＢＰＦ１２によ
る挿入損失が生じないので、ＳＳ信号の受信感度の向上
を図ることができる。

【００４２】また、ＬＰＦ１８を用いることで、このＬ
ＰＦ１８の遮断特性に対応した等価ＢＰＦの遮断特性を
設定でき、これによると搬送波の周波数帯における等価
ＢＰＦの遮断特性を従来のＢＰＦ１２のそれに比べては
るかに急峻にすることが可能となる。従って、ＢＰＦ１
２の遮断特性を急峻にした場合に問題となる挿入損失の
増大も原理的に発生しない。

【００４３】以上から、本発明のＳＳ信号の受信装置に
よれば、耐妨害性に優れ、受信感度を向上させた受信装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスペクトル拡散信号の受信装置２
０の基本構成図

【図２】ＬＰＦ１８の前後における拡散符号の周波数ス
ペクトル図

【図３】ＬＰＦ１８の振幅対周波数特性図

【図４】受信装置２０の各段における信号の周波数スペ
クトル図

【図５】従来のスペクトル拡散信号の送信装置１１０を
示す基本構成図

【図６】従来のスペクトル拡散信号の受信装置１２０を
示す基本構成図

【図７】受信装置１２０の各段における信号の周波数ス
ペクトル図

【図８】ＢＰＦ１２の振幅対周波数特性図

【符号の説明】

１…入力端子、２…情報変調回路（１次変調回路）、
３，１３…拡散符号発生回路（ＰＮＧ）、４…拡散変調
回路（２次変調回路）、５，１２，１５…ＢＰＦ（バン
ドパスフィルタ）、６…送信アンテナ、１１…受信アン
テナ、１４…逆拡散復調回路（２次復調回路）、１６…
情報復調回路（１次復調回路）、１７…出力端子、１８
…ＬＰＦ（ローパスフィルタ）、２０，１２０…受信装
置、１１０…送信装置、Ｄ…情報変調波の周波数成分、
Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌca，Ｌcb，Ｌcc…振幅、Ｔ…クロ
ックレート、Ｕ…妨害信号の周波数成分、ＳＳＤ…ＳＳ
信号の周波数成分、ＳＳＵ…妨害信号の拡散変調された
周波数成分、ｆ，ｆａ，ｆcc…周波数、ｆｂ，ｆca，ｆ
cb…遮断周波数、ｆ２…搬送波周波数、ｎ…拡散ノイ
ズ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信装置から送信されたスペクトル拡散
   信号を受信アンテナで受信して逆拡散復調し情報復調す
   る受信装置において、 受信したスペクトル拡散信号を逆拡散復調する逆拡散復
   調回路と、この逆拡散復調回路に拡散符号を供給する拡
   散符号発生回路と、の間にローパスフィルタを介在させ
   ることで、受信アンテナとこの受信アンテナの出力信号
   を増幅する高周波増幅回路との間にバンドパスフィルタ
   を不要としたことを特徴とする受信装置。
2. 【請求項２】 前記ローパスフィルタの遮断周波数を、
   拡散符号のクロックレートの逆数以下に設定したことを
   特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 【請求項３】 前記ローパスフィルタの遮断周波数を、
   前記逆数と同一の値またはその近傍の値に設定したこと
   を特徴とする請求項２記載の受信装置。