JPH10233714A - スペクトラム拡散無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散通
信において、伝播環境によりホッピング搬送周波数が部
分的にレベル低下した場合にこれを補償する。 【解決手段】 同一構成の無線通信装置の一方からチェ
ック用信号Dcを周波数ホッピング方式のスペクトラム拡
散変調により送信し、他方の無線通信装置はこの送信信
号を受信して自己の送信出力の制御状態を設定する。即
ち、受信する側は受信信号につき拡散復調、情報復調し
た復調信号を基にどの搬送波がレベル低下しているかを
検出部21で検出する。同検出したデータを第１のメモリ
部22に記憶する。第２のメモリ部23にはレベル低下に応
じた送信出力制御データを予め記憶しておく。制御部24
は第１のメモリ部に記憶した検出データを基に所要の送
信出力制御データを読み出し、同データにより、レベル
低下した搬送波時のみ出力部15の所要利得の増幅器（15
ａ〜15ｎ）へ設定するように制御する。

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無
線通信装置に係り、より詳細には、周波数ホッピング方
式のスペクトラム拡散通信において、電波伝播環境によ
りホッピング搬送周波数が部分的にレベル低下した場合
の補償に関する。

【０００２】

【従来の技術】周波数ホッピング方式によるスペクトラ
ム拡散通信は、定められたホッピングパターンに従って
搬送波の周波数をホッピングさせることで周波数スペク
トルを拡散している。このため、例えば、伝送路におい
てフェージング（主に、周波数選択性フェージング）の
影響を受けた場合、そのフェージングの状態によっては
ある搬送周波数のみが影響を受け、他の搬送周波数より
レベル低下する場合が生じる。本来、ホッピングする搬
送周波数はいずれも同レベルで伝送されるべきである
が、前記のように一部搬送波でレベル低下があると伝送
レベルが不均一となり、正常なデータ通信が行われなく
なる可能性がある。図２にこの搬送波レベルの不均一の
例を示す。図示のように、所定のホッピングパターンに
従い搬送波がf1〜f6の間でホッピングするとした場合、
正常な伝送のもとではf1〜f6のレベルは均一となるが、
前述のフェージング等の影響により一部の搬送波（図で
はf4）のレベルが他の搬送波に比べレベル低下する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、周波数ホッピン
グ方式によるスペクトラム拡散通信においては前述のよ
うに、主に周波数選択性フェージング等の伝播環境の影
響により一部搬送波でレベルが低下するという問題を生
じており、その解決策を必要としていた。本発明はこの
ような観点からなされたものであり、フェージング等の
伝播環境の影響により一部搬送波でレベルが低下すると
いう問題の解決を図ったスペクトラム拡散無線通信装置
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、情報データ
を、周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散変調をし
て送信する送信手段と、周波数ホッピング方式のスペク
トラム拡散変調された送信信号を受信復調する受信手段
とを備えてなるスペクトラム拡散無線通信装置におい
て、送信出力を可変する送信出力可変手段を前記送信手
段に備える一方、電波伝播状況のチェックのための予め
設定されたチェック用信号を使用した他の無線通信装置
よりの周波数ホッピング方式のスペクトラム拡散変調に
よる送信信号を受信し、同受信した信号を基に、ホッピ
ングしてなる搬送波信号それぞれのレベルを相互に比較
し、他よりレベル低下している搬送周波数及び低下レベ
ルを検出し、該検出に基づき前記送信出力可変手段を制
御して前記レベル低下を補償させる送信出力制御手段を
前記受信手段に備えたスペクトラム拡散無線通信装置を
提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本来の目的である情報データの通
信に先立ち、電波伝播状況のチェックのために予め設定
したチェック用信号による通信を行う。即ち、同一構成
の無線通信装置の一方から上記チェック用信号を周波数
ホッピング方式のスペクトラム拡散変調により送信し、
他方の無線通信装置はこの送信信号を受信して自己の送
信出力の制御状態を設定する。このため、受信側無線通
信装置は、受信信号につき所定の拡散復調後、更に情報
復調した復調信号を基にどの搬送波がレベル低下してい
るかを検出する。同検出は制御部の基でレベル検出部に
より行われる。同検出したデータを第１のメモリ部に記
憶する。

【０００６】一方、第２のメモリ部にはレベル低下に応
じた送信出力制御データを予め記憶しておく。制御部は
第１のメモリ部に記憶した検出データを基に所要の送信
出力制御データを読み出し、同読み出したデータにより
送信出力を制御するようにする。上記送信出力の制御と
は、レベル低下する搬送波にホッピングするタイミング
時のみ該レベル低下を補償する増幅利得の高い増幅器へ
切り換え、レベル低下のない搬送波については所定の増
幅器に設定するように制御することである。これによ
り、ホッピングする搬送周波数いずれのレベルが同じレ
ベルに均一化される。上記チェック用信号による通信を
無線通信装置間で交互に行い、各無線通信装置が自己の
送信出力の制御状態を設定する。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明によるスペクト
ラム拡散無線通信装置を説明する。図１は本発明による
スペクトラム拡散無線通信装置の一実施例を示す要部ブ
ロック図である。なお、無線通信装置Ｂ２については、
無線通信装置Ａ１と同構成のため内部ブロック図は省略
した。以下、本発明の動作につき説明する。本発明の骨
子は、本来の伝送対象である情報データDiの通信を行う
前にチェック用信号Dcによる通信を交互に行い、自己の
送信出力を伝搬環境に合わせて制御するように設定する
ことである。この方法の概要につき説明する。説明の便
宜から無線通信装置を図１に示すように２台とし、この
間で通信を行うものとする。

【０００８】先ず、一方の装置（無線通信装置Ａ１とす
る）側からチェック用信号Dcを送信する。この場合、送
信出力は制御することなく従来同様の方法で送信する。
上記２台の中の他方の無線通信装置（無線通信装置Ｂ２
とする）はこの送信信号を受信し、自己の送信出力の制
御状態を設定する。無線通信装置Ｂ２が上記設定後、送
受信の関係を入れ換え、無線通信装置Ｂ２が送信側とな
り、無線通信装置Ａ１が受信側となって上記同様の設定
を行う。次に、チェック用信号Dcの送信につき無線通信
装置Ａ１のブロック図を利用して説明する。制御部24の
基に第１の切換回路SW１（以下、SW１とする）を設け、
情報データDiと、チェック用信号発生部11が発生するチ
ェック用信号Dcとを切り換えるようにする。チェック用
信号Dcは変化する信号（データ）である必要はなく予め
定めた一定の信号にすればよい。また、この信号Dcの送
信は少なくとも周波数ホッピングパターン１周期以上送
信するようにする。ホッピングする搬送周波数全てにつ
きレベル低下を確認するためである。

【０００９】SW１をチェック用信号Dc側にした場合、情
報変調部12において同信号Dcを基に情報変調、例えば、
ＱＰＳＫ（直交変調）が行われ、次いでこの情報変調さ
れた信号を基に拡散変調部13においてホッピングパター
ン発生器14よりのホッピングパターン信号に従い周波数
ホッピングスペクトラム拡散変調が行われる。なお、上
記の情報変調及びスペクトラム拡散変調の方法自体は従
来と同様でよい。拡散変調部13よりの変調信号は出力部
15へ送られる。同出力部15は図示のように増幅利得の異
なる複数の増幅器、第２の切換回路SW２（以下、SW２と
する）及び第３の切換回路SW３（以下、SW３とする）で
構成し、情報データDiを送信するときには制御部24によ
り所要の切換制御が行われるが（この制御については後
述）、チェック用信号Dcを送信する立場にあるときには
予め定めた増幅器（例えば、増幅器15ｂ）に固定するよ
うにSW２及びSW３を設定する。これにより、伝送路にフ
ェージングがある場合には受信側でその影響を検出でき
る。なお、SW２及びSW３の２つの切換回路を設ける理由
は、入力側及び出力側での整合状態の確保及びレベル低
下の防止等のためである。

【００１０】前記例の増幅器15ｂで増幅された送信信号
は送受信を切り換える第４の切換回路SW４（以下、SW４
とする）を経て送受信兼用のアンテナ16より送信され
る。以上が送信の動作（送信手段）である。次に、上記
送信信号を受信した側の動作（受信手段）につき説明す
るが、これについては上述の送信信号が図１の無線通信
装置Ｂ２のアンテナ31から送信信号Scとして送信された
ものとし、同送信信号Scを基に無線通信装置Ａ１におい
て送信出力の制御状態を設定するように説明する。上述
に従い、無線通信装置Ｂ２から送信された送信信号Scは
無線通信装置Ａ１のアンテナ16により受信され、SW４を
介して拡散復調部17へ入力し、ここで周波数ホッピング
方式のスペクトラム拡散変調信号につき拡散復調（逆拡
散）が行われる。この拡散復調には送信側と同一パター
ンのホッピングパターン発生器18が使用される。拡散復
調部17よりの復調信号は情報復調部19へ入力し、ここで
情報復調が行われる。情報変調が例えばＱＰＳＫであれ
ば、情報復調部19からは同相成分（Ｉ成分）と直交成分
（Ｑ成分）とが出力される。

【００１１】情報復調部19よりの復調信号はデータ再生
部20へ送られ、ここで情報データが再生される。情報変
調がＱＰＳＫであればＩ成分及びＱ成分を基に情報デー
タ再生の処理が行われる。なお、上記の拡散復調、情報
復調及びデータ再生については従来と同様の方法で行え
ばよい。一方、情報復調部19よりの復調信号は制御部24
へも分岐入力する。制御部24は同復調信号（Ｉ、Ｑ等）
を基に、レベル検出部21において、周波数ホッピングし
ている搬送信号それぞれのレベルを比較し、他よりレベ
ル低下している搬送周波数及びその低下しているレベル
を検出させる。但し、受信した高周波信号は通常、中間
周波信号に周波数変換するので検出部21が検出するのは
搬送周波数そのものではなく変換された中間周波数帯の
信号である。しかし、中間周波数帯の信号の搬送周波数
との関係は明確であるので搬送周波数の検出と同等であ
る。また、搬送周波数がどのようにホッピングするかに
ついては、送信側と同一パターンのホッピングパターン
発生器18よりの信号を基に判別することが可能でる。

【００１２】レベル検出部21による検出を図２を例に説
明すれば、ホッピングしてなる搬送波信号f1〜f6のうち
のf4が他よりレベル低下していること、及びその低下し
ているレベルとを検出することである。上記検出は、無
線通信装置Ｂ２から無線通信装置Ａ１へ送信したときの
伝送路の影響によるものであるが、無線伝送路は通常、
可逆性があり、無線通信装置Ａ１から無線通信装置Ｂ２
へ送信した場合にも同じ影響を受けると解して差し支え
ない。本発明はこの可逆性を前提とし、無線通信装置Ａ
１より送信する信号を上記検出に基づき予め増強してお
くものである。上記レベル低下している周波数f4及びそ
の低下レベルとを検出データとし、同データを制御部24
を介し第１のメモリ部22に記憶する。この記憶により検
出データが保存され、継続して送信出力の制御が可能と
なる。

【００１３】一方、第２のメモリ部23には、前記検出し
たレベル低下分を補償するに要する送信出力制御データ
を予め記憶させておく。この送信出力制御データは、具
体的には、レベル低下分を補償し、他の搬送信号と同レ
ベルにするに要する増幅利得の増幅器（出力部15）へ切
換設定するための信号、つまり、出力部15のSW２及びSW
３を所要位置へ切換設定する信号である。換言すれば、
第２のメモリ部23は一種のルックアップテーブル（ＬＵ
Ｔ）としての機能のものである。また、送信信号の周波
数ホッピングパターンはホッピングパターン発生器14に
従う。従って、制御部24はそのホッピングパターン信
号、第１のメモリ部22の記憶データを基に所要時に第２
のメモリ部23より所要の送信出力制御データを読み出
し、レベル低下が予想される搬送周波数へホッピングす
るときのみSW２及びSW３を所要位置へ切換設定し、増幅
利得の高い増幅器（例えば、増幅器15ｃ）を使用して送
信出力をその搬送周波数時のみ増強する。この増強によ
り、この送信信号を受信する側での各搬送周波数の信号
のレベルは均一のものとなる。なお、上記増強をすると
き以外は予め定めた増幅器（例えば、増幅器15ｂ）に設
定する。

【００１４】また、情報データDiを送信するときにはSW
１は同データDiに切り換える。また、上記説明では出力
部15を複数の増幅器で構成したが、これに代え、増幅利
得可変型の増幅器１個（図示せず）で構成するようにし
てもよい。この場合にはSW２及びSW３は不要である。ま
た、この場合の第２のメモリ部23に記憶する送信出力制
御データは増幅利得可変型増幅器の利得設定データとな
る。また、伝搬環境は変動するものなので、上述のチェ
ック用信号による送信出力の制御設定は一定期間ごとに
行うことが望ましい。この場合、レベル検出部21で検出
したデータが前回のデータと異なるものとなったときに
は制御部24の制御の基に第１のメモリ部22に記憶するデ
ータを最新のものに更新する。これにより、伝送品質の
安定化が図られる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、周
波数ホッピング方式のスペクトラム拡散通信を行う場合
に、伝送路の環境、例えば、周波数選択性フェージング
によりホッピング搬送波の一部がレベル低下する影響を
受ける環境下でも受信側での復調搬送波レベルを均一な
ものとすることができる。これにより、上記レベル低下
による誤通信が軽減され、品質のよい通信を行うことが
できる。以上から、本発明は、周波数ホッピング方式の
スペクトラム拡散変調により通信を行う装置の性能向上
に寄与しうるものといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスペクトラム拡散無線通信装置の
一実施例を示す要部ブロック図である。

【図２】本発明理解のための周波数スペクトル図の一例
である。

【符号の説明】

１ 無線通信装置Ａ Di 情報データ Dc チェック用信号 SW１ 第１の切換回路 11 チェック用信号発生部 12 情報変調部 13 拡散変調部 14、18 ホッピングパターン発生器 15 出力部 15ａ、15ｂ、15ｃ、15ｎ 増幅器 SW２ 第２の切換回路 SW３ 第３の切換回路 SW４ 第４の切換回路 16 アンテナ 17 拡散復調部 19 情報復調部 20 データ再生部 21 レベル検出部 22 第１のメモリ部 23 第２のメモリ部 24 制御部 ２ 無線通信装置Ｂ 31 アンテナ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報データを、周波数ホッピング方式の
   スペクトラム拡散変調をして送信する、情報変調部、拡
   散変調部、ホッピングパターン発生器及び送信出力部等
   からなる送信手段と、周波数ホッピング方式のスペクト
   ラム拡散変調された送信信号を受信する、拡散復調部、
   ホッピングパターン発生器、情報復調部及びデータ再生
   部等からなる受信手段とを備えてなるスペクトラム拡散
   無線通信装置において、前記送信手段に、送信出力を可
   変する送信出力可変手段を前記送信出力部に代えて備え
   る一方、前記受信手段に、電波伝播状況のチェックのた
   めの予め設定されたチェック用信号を使用した他の無線
   通信装置よりの周波数ホッピング方式のスペクトラム拡
   散変調による送信信号を受信し、同受信した信号を基
   に、ホッピングしてなる搬送波信号それぞれのレベルを
   相互に比較し、他よりレベル低下している搬送周波数及
   び低下レベルを検出し、該検出に基づき前記送信出力可
   変手段を制御して前記レベル低下を補償させる送信出力
   制御手段を備えたことを特徴とするスペクトラム拡散無
   線通信装置。
2. 【請求項２】 前記送信出力可変手段を、増幅利得がそ
   れぞれ異なる複数の増幅器と、前記送信出力制御手段に
   よる制御に基づき、前記レベル低下する周波数の搬送波
   を送信するときには前記複数の増幅器中の所要の増幅器
   に設定する切換回路とで構成したことを特徴とする請求
   項１記載のスペクトラム拡散無線通信装置。
3. 【請求項３】 前記送信出力可変手段を、前記送信出力
   制御手段による制御に基づき、前記レベル低下した周波
   数の搬送波を送信するときには所要の増幅利得に設定さ
   れる増幅利得可変型増幅器で構成したことを特徴とする
   請求項１記載のスペクトラム拡散無線通信装置。
4. 【請求項４】 前記送信出力制御手段を、前記ホッピン
   グしてなる搬送波信号それぞれのレベルを相互に比較
   し、他よりレベル低下している搬送周波数及び低下レベ
   ルを検出するレベル検出部と、前記レベル検出部により
   検出されたデータを記憶する第１のメモリ部と、前記レ
   ベル低下を補償するに要する送信出力制御データを予め
   記憶し、前記第１のメモリ部のデータに基づき所要の送
   信出力制御データが読み出される第２のメモリ部と、前
   記レベル検出部、第１のメモリ部及び第２のメモリ部と
   を制御する制御部とで構成したことを特徴とする請求項
   １記載のスペクトラム拡散無線通信装置。
5. 【請求項５】 前記送信手段に、前記チェック用信号を
   発生するチェック用信号発生部と、該チェック用信号発
   生部よりのチェック用信号と前記情報データとを切り換
   える切換回路を設け、電波伝播状況のチェックの際には
   前記チェック用信号発生部側へ切り換えるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載のスペクトラム拡散無線通
   信装置。
6. 【請求項６】 前記チェック用信号の送信を、チェック
   用信号に基づく周波数ホッピングが、少なくともホッピ
   ングパターン１周期の期間継続するようにしたことを特
   徴とする請求項１または請求項５記載のスペクトラム拡
   散無線通信装置。