JPH0951290A

JPH0951290A - スペクトラム拡散通信装置

Info

Publication number: JPH0951290A
Application number: JP7247598A
Authority: JP
Inventors: Rie Suzuki; 理恵鈴木; Toshihiko Akeboshi; 俊彦明星
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】スペクトラム拡散の同期回路を小型化する。【解決手段】一周期の半分に対応する個数のクロック
を用意しておき、受信信号と参照用拡散符号の相関ピー
クに応じて、複数のクロックの一つを選択し、そのま
ま、または位相反転して出力し、その出力クロックに同
期して参照用拡散符号、復調用逆拡散符号を発生する。

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
通信装置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装置システムにお
ける伝送信号は、ベ−スバンド情報信号を擬似ランダム
符号などの拡散符号によって広い周波数帯に拡散したも
のである。復調時には、このスペクトラム拡散通信を上
記拡散符号と同じ符号で逆拡散してベ−スバンド情報信
号を得る。このとき符号同期が確立していないと、情報
は正しく復調されない。

【０００３】スペクトラム拡散通信装置における受信部
は、基本的には図６に示すように、高周波部６０、符号
同期部６１、情報復調部６２によって構成されている。
符号同期部６１は、高周波部６０によって処理された受
信ＩＦ（中間周波）信号を受けて、受信ＩＦ信号に同期
した符号発生クロックＳ６１と逆拡散用符号リセット信
号Ｓ６２（以下符号リセット信号）を出力する。情報復
調部６２は、上記符号発生クロックＳ６１及び上記符号
リセット信号Ｓ６２のタイミングで生成する逆拡散符号
によりスペクトラム拡散受信信号を逆拡散し、ベースバ
ンド情報信号を得る。

【０００４】従来、符号同期部６１には受信拡散信号と
同一の拡散信号をスライディングさせて同期捕捉を行な
うスライディング相関同期方式を用いたり、また、相関
回路（例えばＳＡＷ（表面弾性波）コンボルバ）を用い
て位相ロックループ（ＰＬＬ）を構成し、符号およびク
ロック同期を行なう方法などが一般的である。しかしこ
れらの同期方法では同期引き込み時間の大幅な短縮には
限度があるため、情報をバケットにして伝送するような
バケット通信を行なう場合、同期のためのブリアンブル
期間が長くなり、スルーブットを低下させるという問題
がある。この問題を避けるために、我々は、図２に示す
ようなリセット型の符号同期回路による同期方法を提案
した。以下、図２を用いてリセット型の符号同期回路の
動作を説明する。

【０００５】図２において、相関検出回路２０（例えば
ＳＡＷ（表面弾性波）コンボルバ）は、高周波部６０に
よって処理された受信ＩＦ（中間周波）信号と逆拡散に
用いる参照用拡散符号との相関を検出する。上記相関信
号はピーク検出回路２１によってデジタル化され、位相
シフト部２３および符号位相リセット回路２６に出力さ
れる。

【０００６】位相シフト部２３は、基準クロック信号を
遅延回路２４によってクロック１周期にわたり遅延量Ｔ
ｃ／Ｎ（Ｔｃはクロック１周期）ずつ遅らせたＮ個のク
ロックのうち、１つを選択する。相関検出回路２０にＳ
ＡＷコンボルバなどを用いて畳み込み相関を行う場合、
それまでに選択されていたクロック（以下符号クロッ
ク）に対するピーク信号の位相遅れを２倍して得られた
位相を持つクロックを符号クロックとして選択すること
で、クロック同期をとる。この他、位相シフト部２３
に、Ｎ倍の周波数をもつ基準クロックを用いて、所望の
タイミングから基準クロックのＮ分周を開始し、符号ク
ロックを出力する様にしてもよい。

【０００７】また、符号位相リセット回路２６は、相関
検出回路２０に、ＳＡＷコンボルバなどを用いて畳み込
み相関を行う場合、参照用拡散符号の符号発生タイミン
グに対するピーク信号の位相遅れを２倍して得られた符
号位相で符号リセット信号を出力し、参照用拡散符号お
よび逆拡散用符号の符号同期をとる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図２のリ
セット型符号同期回路でクロック同期の精度を上げるた
めには、少なくとも符号クロック周期の遅延量を高精度
に維持する遅延回路、または、高速で高精度なクロック
が必要となるという欠点があった。

【０００９】また、このようなデジタル処理の符号同期
方式は、ピーク検出の分解能が１チップであるため、符
号位相リセット回路２６による符号同期に±１チップの
誤差を生じ情報復調が正確にできなくなる可能性があっ
た。

【００１０】本発明は、このような問題を解決するスペ
クトラム拡散通信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】そこで本発明では、符号
同期回路について、以下に示すような構成とした。

【００１２】すなわち、位相の異なる複数のクロックを
用意して、このうち１つのクロックを選択しそのまま、
または位相反転して出力する構成とすることで、必要な
クロックの数を減らすことができ、システムの低価格化
が可能となる。

【００１３】加えて、位相反転決定等のデジタル処理部
分はゲートアレイなどへの１チップ化が可能なので、遅
延手段まわりの回路の簡単化という効果もある。

【００１４】さらに、相関手段にＳＡＷ（表面弾性波）
コンボルバなどを用いて畳み込み相関を行う場合、クロ
ック同期確立後のクロック位相反転信号から符号同期外
れを検出し、符号位相リセット信号の出力タイミングを
１クロック早める、または遅める構成にしたことで、符
号同期の±１チップの同期外れを防ぐことができ、情報
復調の信頼性が上がるといった効果を得る。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施したスペク
トラム拡散通信装置の符号同期回路の構成図であり、図
３は図１におけるクロック生成回路１４の構成を表す図
である。

【００１６】図１において、相関検出回路１０（例えば
ＳＡＷ（表面弾性波）コンボルバ）は、高周波部６０に
よって処理された受信ＩＦ（中間周波）信号と逆拡散に
用いる参照用拡散符号との相関を検出する。上記相関信
号はピーク検出回路１１によってデジタル化され、クロ
ック生成回路１４および符号位相リセット回路１５に出
力される。

【００１７】まずクロック生成回路１４について説明す
る。クロック生成回路１４は、基準クロック信号を遅延
回路１３によってクロック半周期にわたり遅延量Ｔｃ／
Ｎ（Ｔｃはクロック１周期）ずつ遅らせたＮ／２個のク
ロックを用いてピーク信号の位相を検出し、新たに出力
するべきクロックの位相を計算し出力クロックを生成す
る。

【００１８】図３にクロック生成回路１４の具体的な構
成を示す。クロック生成回路１４は、クロック位相決定
回路３０と、セレクタ３１、およびクロック位相反転回
路３２で構成される。クロック位相決定回路３０は、ク
ロック遅延回路１３で生成した複数のクロック信号を用
いて相関ピーク信号の位相を検出して新たに出力するべ
きクロックの位相を計算し、さらに、計算された位相が
基準クロックよりも半周期以上遅い位相であればクロッ
ク位相反転信号を出力し、計算された位相より半周期位
相の早いクロックを選択するようセレクタ３１に要求す
る。クロック位相を反転することにより、クロック位相
半周期以上遅い位相についても、Ｔｃ／Ｎの分解能で出
力クロックを生成することができるようにするには、各
クロックのデューティ比を５０％程度にすればよい。セ
レクタ３１は、クロック位相決定回路３０の出力を受け
て上記複数のクロック信号から出力クロックを生成し、
またクロック位相反転回路３２はクロック位相決定回路
３０からクロック位相反転信号を受けると生成された出
力クロックを位相反転する。

【００１９】具体的にクロック位相決定回路３０は、例
えば図７に示すように、各遅延クロックをデータに、ピ
ーク信号をＣＬＫに入力した複数のフリップフロップに
よって相関ピーク信号の位相を検出し、その結果を用い
て新たに出力するべきクロックの位相を計算する。

【００２０】相関検出回路１０にＳＡＷコンボルバなど
を用いて畳み込み相関を行う場合、新たに出力するべき
クロックの位相は、それまでに選択されていたクロック
に対するピーク信号の位相遅れを２倍すれば計算でき
る。

【００２１】相関ピーク信号の位相検出方法の一例を、
タイミングチャート図４を用いて説明する。図４では、
遅延回路１３が遅延量Ｔｃ／１０（Ｔｃはクロック１周
期）ずつ遅らせたＣＬＫ＃０〜ＣＬＫ＃４の５個のクロ
ックを用いて位相検出する場合を示している。ピーク信
号が図の位置にあるとき、各フリップフロップの出力は
ＣＳ０〜ＣＳ４のようになり、ＣＳ２とＣＳ３の出力が
異なり、また前のフリップフロップ（この場合ＣＳ２）
の出力レベルがハイレベルなので、ピーク信号はＣＬＫ
＃３の立ち上がりエッジ近傍にいることが分かる。した
がってピーク信号の位相は基準クロック（この場合ＣＬ
Ｋ＃０）より３Ｔｃ／１０遅れた位置にいると検出され
る。

【００２２】このピーク信号が相関検出回路１０にＳＡ
Ｗコンボルバなどを用いて畳み込み相関により得られて
いるものだとすれば、新たに生成するべきクロックの位
相は、ピーク信号の位相の２倍、すなわち６Ｔｃ／１０
遅れた位相である。６Ｔｃ／１０は基準クロックよりも
半周期以上遅い位相なのでクロック位相決定回路３０は
クロック位相反転信号を出力し、計算された位相より半
周期位相の早いＴｃ／１０だけ遅れたクロック、すなわ
ちＣＬＫ＃１を選択するようセレクタ３１に要求する。
したがってクロック生成回路１４はＣＬＫ＃１を符号反
転させたクロックを符号クロックとして出力し、符号同
期が確立できる。

【００２３】次に、符号位相リセット回路１５について
説明する。符号位相リセット回路１５は、相関検出回路
１０にＳＡＷコンボルバなどを用いて畳み込み相関を行
う場合、参照用拡散符号の符号発生タイミングに対する
ピーク信号の位相遅れを２倍して得られた符号位相で符
号リセット信号を出力し、参照用拡散符号および逆拡散
用符号の符号同期をとる。

【００２４】相関ピーク検出の分解能が１チップである
ため、この操作だけでは符号同期に±１チップの誤差を
生じる可能性がある。したがって、上記クロック生成回
路１４によってクロック同期が確立し、符号リセット回
路１５によって１回でもリセットされた後は、図５に示
すように（ａ）符号同期がとれている場合、（ｂ）符号
同期が１チップずれている場合の２通りが考えられる。

【００２５】（ａ）符号同期がとれている場合の相関ピ
ークは符号クロックの立ち上がりエッジ近傍に現われ、
（ｂ）符号同期が１チップずれている場合の相関ピーク
は符号クロックの立ち下がりエッジ近傍に現われる。そ
こで図７示のクロック位相計算回路は、上記符号位相リ
セット回路１５によって１回でも符号リセットされた後
は、相関ピークが、遅延されたＮ／２個の複数のクロッ
クのうちどのクロックのエッジ近傍にあらわれるかを検
出する。また、選択されたクロックに対するピーク信号
の位相遅れを２倍するのをやめ、相関ピーク信号の位相
を示すクロックおよび位相反転信号をそのまま出力す
る。符号位相リセット回路１５は、符号クロックを生成
した時点での位相反転信号とその後の位相反転信号が異
なる場合に符号同期が１チップずれているとみなし、ピ
ーク信号と符号発生タイミング信号との関係によって符
号位相リセット信号の出力タイミングを１クロック早め
る、または遅める。ただし、位相反転信号が異なってい
ても、位相反転回路３２は出力クロックの位相を反転を
しないようにする。例えば、ＣＬＫ＃１の反転を選択し
た場合、符号同期が１チップずれていると相関ピークは
ＣＬＫ＃１の立ち上がりエッジ近傍に現われるので、位
相反転信号がオンからオフになる。又、符号同期がとれ
ていると相関ピークはＣＬＫ＃１の立ち下がりエッジの
近傍に現われるので、位相反転信号はオンのままであ
る。したがって符号同期が±１チップのずれていること
を正確に検出し、修正することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、位相の異なる複数
のクロックを用意して、このうち１つのクロックを選択
しそのまま、または位相反転して出力する構成とするこ
とで、一周期に対応する個数のクロックを用意せずにす
むので高価な回路を減らすことができ、システムの低価
格化が可能となる。

【００２７】加えて、アナログ処理部を減らし、位相反
転決定等をデジタル処理にしたことで、デジタル処理は
ゲートアレイなどへの１チップ化が可能なので、遅延手
段まわりの回路の簡単・縮小化という効果もある。

【００２８】本発明では、少なくとも基準クロックの半
周期分のクロックを用意すればよい。又、遅延手段の数
も半分ですむ。

【００２９】さらに、クロック同期確立後の相関ピーク
と符号クロックのずれから符号同期外れを検出し、符号
位相リセット信号の出力タイミングを１クロック早め
る、または遅める構成にしたことで、符号同期の±１チ
ップの同期外れを防ぐので、情報復調の信頼性が上が
り、誤り率の低減といった効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における符号同期回路の構
成図である。

【図２】比較例の符号同期回路を表わす図である。

【図３】本発明の実施の形態の符号同期回路におけるク
ロック生成回路の構成を表す図である。

【図４】本発明の実施の形態におけるクロック選択方法
の説明図である。

【図５】本発明の実施の形態における符号同期ずれ検出
の説明図である。

【図６】スペクトラム拡散通信方式における受信装置の
構成図である。

【図７】本発明の実施の形態のクロック位相決定回路の
実施例を示す図である。

【符号の説明】

１０相関検出回路１１ピーク検出回路１２発振器１３遅延回路１４クロック生成回路１５符号位相リセット回路１６参照用符号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信信号と参照用拡散符号との相関を検
出し相関出力信号を発生する相関検出手段と、位相の異なる複数のクロックから上記相関出力信号のピ
ークに応じたクロックを生成するクロック生成手段と、上記相関出力信号のピークに応じて復調用逆拡散符号を
発生する符号発生手段とを有し、上記クロック生成手段は、上記相関出力信号のピークに
応じて上記複数のクロックから１つのクロックを選択
し、そのまま、または位相反転して出力することを特徴
とするスペクトラム拡散通信装置。
【請求項２】請求項１において、上記クロック生成手
段は、複数のクロック信号を用いて相関出力信号のピークを検
出して新たに出力するべきクロックの位相を計算するク
ロック位相決定手段と、上記複数のクロック信号から出
力クロックを選択するセレクタ手段と、クロック位相反
転手段で構成され、上記クロック位相決定手段は、計算された位相が基準ク
ロックよりも半周期以上遅い位相であれば、上記クロッ
ク位相反転手段にはクロック位相反転信号を出力し、上
記セレクタ手段には計算された位相より半周期位相の早
いクロックを選択するよう要求することを特徴とするス
ペクトラム拡散通信装置。
【請求項３】請求項１において、上記クロック生成手段の出力のクロック信号は、クロッ
ク位相を反転することにより、クロック半周期以上遅い
位相についても、生成できる様なデューティ比を有する
ことを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
【請求項４】請求項１において、上記相関検出手段としてＳＡＷ（表面弾性波）コンボル
バを用いることを特徴とするスペクトラム拡散通信装
置。
【請求項５】請求項２において、上記符号発生手段は、クロック同期確立後のクロック位
相反転信号を受けて符号同期外れを検出し、符号位相リ
セットタイミングを１クロック早める、または遅めるこ
とを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
【請求項６】請求項１において、上記クロック生成手段は、周波数発振器から発生する基
準クロック信号を遅廷させて位相の異なる複数のクロッ
クを生成することを特徴とするスペクトラム拡散通信装
置。
【請求項７】請求項６において、上記クロック生成手段の最大クロック遅廷量は、クロッ
ク同期の１／２であることを特徴とするスペクトラム拡
散通信装置。
【請求項８】請求項１において、上記符号発生手段は、上記相関出力信号のピークに応じ
て参照用拡散符号および復調用逆拡散符号を発生するこ
とを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。
【請求項９】請求項１において、上記符号発生手段は、復調用逆拡散符号をリセットする
リセット手段を含むことを特徴とするスペクトラム拡散
通信装置。
【請求項１０】受信信号と参照用拡散信号との相関信
号を出力する相関手段と、位相の異なる複数のクロックを発生するクロック発生手
段と、上記クロック発生手段により発生された複数のクロック
に基づいて上記相関信号に応じたクロックを生成するク
ロック生成手段と、上記相関出力信号のに応じて参照用拡散符号および復調
用逆拡散符号をリセットするリセット手段と、上記相関信号と上記クロック発生手段から発生される複
数のクロックに基づいて、上記リセット手段による参照
用拡散符号のリセットにより符号同期がとれたか、ある
いは、符号同期が１チップずれているかを判断する判断
手段と、上記判断手段により符号同期が１チップずれていると判
断されると上記符号発生手段の復調用逆拡散符号の発生
タイミングを１クロックずらす制御手段とを有するスペ
クトラム拡散通信装置。
【請求項１１】請求項１０において、上記判断手段
は、上記クロック生成手段により生成されたクロックと
上記相関信号が一致するか半周期ずれているかに応じ
て、符号同期がとれたか１チップずれているかを判断す
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信装置。