JPH10501950A - 通信システム及びそのための送信手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スペクトル拡散通信システムは送信機（４０−５０）及び受信機（５２−６４）を具えている。送信機はデータソース（４０）への接続用の第１入力端子と、ｄｃフリー符号化拡散シーケンスを供給する手段（４４，４６）への接続用の第２入力端子とを有するミキシング手段（４２）を具えている。ミキシング手段（４２）からの出力はパルス整形フィルタ（４８）に供給され、このフィルタの出力は電圧制御発振器（５０）の周波数を制御する。受信機にて受信される信号は周波数ダウン変換器（５２）に供給され、この変換器が直角位相関係にある信号（Ｉ，Ｑ）を発生し、これらの信号はミクサ（５６，５８）の第１入力端子にそれぞれ供給される。ｄｃフリー符号化拡散シーケンスが拡散シーケンスのソース（６０）と符号器（６２）とによって供給され、このシーケンスがミクサ（５６，５８）の第２入力端子に供給される。この供給される符号化拡散シーケンスは送信機におけるミキシング手段（４２）に供給されるものに対応する。ミクサ（５６，５８）からの脱拡散出力は記号推定器（６４）に供給され、これは受信データを再生する。随意多数のｄｃフリー符号化拡散シーケンスをＲＯＭに記憶しておき、適当なアドレス信号をＲＯＭに供給することにより、所定のｄｃフリー符号化拡散シーケンスがフィルタ（４８）に供給されるようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 通信システム及びそのための送信手段 技術分野 本発明は通信システム、特に低コストのスペクトル拡散通信システム及びその ための送信手段に関するものである。 背景技術 このようなシステムの用途は特に、ディジタルページャからの肯定応答及び簡 単な応答の如き信号を送信することにあるが、これ専用ではない。周知の如く、 ディジタルページャは小形で、低容量の蓄電池を有しており、ページャからの信 号の送信を望む場合には、その信号を低ビットレートの信号とし、この信号を比 較的広領域にて受信できるようにするのが普通である。 それぞれのページャが信号をほぼ同時に送信できるようにするために、信号を スペクトル拡散信号として送信することが提案された。 ダイレクトシーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）システムでは、拡散シーケ ンス用の変調として位相シフトキーイング（ＰＳＫ）を用いることがよくある。 このことによる利点は変調器の構成が簡単となることにある。ページャからの逆 方向チャネル通信の如き用途によっては、変調器と送信機のコストをできるだけ 低くすることが切望される。従って、送信信号を発生するのに電圧制御発振器（ ＶＣＯ）の使用を考えるのが興味あることである。これは通常のＰＳＫ通信リン クではごくありふれたことである。しかし、ＶＣＯの感度（即ち、電圧−周波数 特性）を正確に特定するのは困難であり、このことはチップデータ信号によって 搬送波に導入される位相偏移が各送信記号に未知の小さな追加の誤り成分を包含 することを意味する。しかし、大きな位相オフセットはごく短時間で累積するこ とができる。位相誤差の大きさ及び極性は拡散コードにおけるチップデータシー ケンスに依存し、単純な周波数オフセットに相当するものではない。この位相誤 差は脱拡散後における復調を極めて困難とし、データをそこねることになる。こ のような問題は、実際上ＤＳＳＳ信号を復調するのには多数のチップにわたる脱 拡散信号の位相を推定する必要があるために生ずる。これに対し、通常のＰＳＫ の復調は、変調処理での小さな位相誤差が無視できる程度の影響しか及ぼさない 記号毎に行なうことができる。 発明の開示 本発明の目的は、拡散シーケンス用の変調として二相ＰＳＫを用いてＤＳＳＳ システムにおける累積位相誤差の発生をなくすことにある。 第１見地の本発明は、送信機及び受信機を具え、前記送信機が、ｄｃフリー符 号化スペクトル拡散信号を供給する手段と、前記ペクトル拡散信号をフィルタ処 理するフィルタリング手段と、該フィルタリング手段の出力端子に結合され、送 信機の送信周波信号を供給する発振器とを具え、前記受信機が、直角位相関係に ある周波数ダウン変換信号を供給する周波数ダウン変換手段と、ｄｃフリー符号 化スペクトル拡散シーケンスを供給する手段と、前記直角位相関係にある周波数 ダウン変換信号及び前記ｄｃフリー符号化スペクトル拡散シーケンスのそれぞれ １つを受信すべく結合させた入力端子を有しているそれぞれのミキシング手段と 、該ミキシング手段の出力端子に結合させた入力端子を有する記号推定手段とを 具えていることを特徴とする通信システムにある。 第２検知の本発明は、ｄｃフリー符号化スペクトル拡散信号供給用手段と、前 記スペクトル拡散信号をフィルタ処理するフィルタリング手段と、該フィルタリ ング手段の出力端子に結合され、送信機の送信周波信号を供給する発振器とを具 えていることを特徴とする送信機にある。 ｄｃフリー符号化拡散シーケンスを用いることにより、位相オフセットが累積 しなくなり、この結果、送信中に生じる位相誤差が無視できる程度の影響しか及 ぼさなくなる。 所望される場合には、前記ｄｃフリー符号化スペクトル拡散信号を供給する手 段が、第１及び第２入力端子並びに前記フィルタリング手段に結合させた出力端 子を有しているミキシング手段と、前記第１入力端子に結合させたデータソース と、前記第２入力端子に結合させたｄｃフリー符号化拡散シーケンス供給用手段 とを具えるようにする。 本発明の実施例では、拡散シーケンスのソースをｄｃフリー符号化手段とは別 個に設けるが、本発明の他の実施例では、ｄｃフリー符号化拡散シーケンスをメ モリに記憶し、それをメモリから読出してデータソースからのデータと混合させ ることができる。 ｄｃフリー符号器の一例はマンチェスター符号器を具えており、この符号器で は各入力ビットが交替符号の２ビットにマップされ、例えば“１”は０１となり 、“０”は１０となる。マンチェスター符号化を用いると、拡散コードはｎビッ トから２ｎビットに変換される。この変換シーケンスの重要な点は、受信機での 復調が正確なものとなることにある。 随意、各送信機は複数のｄｃフリー符号化拡散シーケンスを供給することがで き、これらの各拡散シーケンスは、肯定応答又は“イエス”又は“ノー”の如き 簡単な答えの如き所定の信号を表わす。ｄｃフリー符号化拡散シーケンスの各々 は読取り専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶することができ、送信機には読出すべき符 号化シーケンスの或る特定のものを選択して、これをフィルタリング手段へ供給 する手段を含めることができる。 送信機及び受信機には送信される拡散シーケンスのタイミングの同期をとる手 段を設けることができる。このようにすることにより、拡散シーケンスにおける 開始点を予め定めることができ、従って同じ拡散コードを使用するも、それらの 送信を拡散シーケンス内の異なる所定個所にて開始する一群の同時に送信する送 信機から特定の送信機を識別して作動させるようにするのに前記開始点を用いる ことができる。 図面の簡単な説明 本発明を添付図面を参照して実施例につき説明するに、ここに： 図１は二相ＰＳＫの相状態図であり、 図２はマンチェスター符号化を用いる変換法を示し、 図３Ａ及び図３Ｂは４ビットにわたって延在するｄｃフリー符号化の２つの異 なる例をそれぞれ示し、 図４は基地局に結合させたページングシステムコントローラと、基地局に低速 ディジタル信号を送信する送信機を有しているディジタルページャとを具えてい る通信システムの概略ブロック図であり、 図５は図４に示したディジタルページャの変形例を示す。 図面中、対応する部分を示すものには同じ参照番号を用いてある。 本発明を実施するための態様 図１は二相ＰＳＫ用の相状態図を示す。既知のように、位相が１８０°又はπ ラジアンだけ偏移する場合には“１”から“０”か、その逆の遷移が起る。位相 誤差の結果として、“１”及び“０”が“１”及び“０”に偏移する場合には、 変調信号をまだ高い信頼度で再生することができる。しかし、位相誤差が累積さ れる場合には、“１”信号が横座標以下に偏移され、“０”信号が横座標の上方 に偏移されることになり、その結果、“１”が“０”として推定され、“０”が “１”として推定される。通常の状況下では、ＰＳＫを基本記号のような記号に 基づいて復調する場合には、累積誤差が殆ど生じない。 しかし、拡散コードが、例えば“０”よりも多くの“１”を有するか、又はコ ードシーケンスが一方の２進数を他方の２進数よりもずっと多く有する部分を有 しているために、拡散コードがｄｃフリーでなくなるＤＳＳＳシステムにＰＳＫ を用いる場合には、位相誤差が累積されて復調信号がそこなわれ、その復調信号 か不正確に推定されて、変調信号を再生しそこなうことになる。 本発明によれば、各拡散シーケンスを直流分をなくすｄｃフリー法で符号化し て、２進数の“１”及び“０”の数に無関係に受信信号がｄｃフリーとなり、こ の結果累積位相誤差がなくなり、信号を正確に推定できるようにする。図２は周 知の形態のｄｃフリー符号化を示し、これは正の遷移を０１として符号化し、負 の遷移を１０として符号化するマンチェスター符号化法である。このマンチェス ター符号化を用いることの効果は、拡散シーケンスがｎ個のビット（又はチップ ）を有する場合に、これが符号化後に２ｎビットとなることにある。無線チャネ ルの帯域幅は有限であるから、拡散シーケンスを符号化することの１つの効果は 、記号転送速度を１／２にすることにある。低いデータ転送速度を許容できるデ ィジタルページングシステムにおける肯定応答及び簡単な応答を伝送するような 所定のアプリケーションがある。 図３Ａ及び図３Ｂは４ビット／記号を用いてｄｃフリー符号化を如何にして実 現するかを示している。図３Ａの場合には、ビットが値１１００を有し、図３Ｂ の場合はビットが値１００１を有する。しかし、４ビットにわたって積分した場 合、２進数の“１”ビットにて生ずる位相誤差は、“０”ビットにて生ずる大き さが等しくして反対の位相誤差と釣り合う。一般に、元の拡散シーケンスからの ｎビットのグループは変更シーケンスにてｍビット（ここにｍは偶数）にマップ される。さらに、ｎビットから成るあらゆる可能なパターンを表わすにはｍビッ トのパターンを十分明確にｄｃフリーとすべきである。ＤＳＳＳシステムを設計 するに当たっては、合成コードの相関特性を記憶にとめるべきである。 図４はページングシステムを図式的に示したものである。この図示のシステム は本来ページングシステムコントローラ兼基地局１０と、ページャ、又は加入者 ユニット１２との２部分を具えている。電話又はデータ端末を構成し得るページ ング信号のソース１４は基地局１０におけるプロセッサ１６に結合させる。プロ セッサ１６はページング信号を適当なコードワード構造、例えばＣＣＩＲ無線ペ ージングコード番号１（又はＰＯＣＳＡＧ）にて用いられるワード構造にフォー マット化し、且つ適当な瞬時にこれらを送信機１８に転送し、この送信機では前 記コードワードを、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）の場合に搬送波又は公称 搬送波上で変調して、アンテナ２０へ中継する。アンテナ２０は後述するスペク トル拡散受信段にも接続する。 加入者ユニットは受信機２４に結合されるアンテナ２２を具えており、受信機 ２４は既知の設計のものとすることができる。受信機２４の出力端子は復号器２ ６に結合させ、これにて復号化した信号はプロセッサ２８へ供給する。復号器は データをプロセッサ２８へ供給する前に、誤りチェックすると共にデータを補正 する。プロセッサ２８では、信号を特定の加入者ユニットへアドレスすることの チェックをする。ページング信号が加入者ユニットにアドレス指定され、しかも メッセージを含んでいる場合に、この信号はその後の検索用にＲＡＭ３０に記憶 される。プロセッサ２８には音響警報器、ＬＥＤ及び／又はバイブレータをもっ て構成し得る通告装置３２を結合させる。プロセッサ２８には、その作動を制御 するために手動スイッチ又はキー３４も接続する。様々な制御表示並びにＲＡＭ ３０から読出されるメッセージを表示できるようにするために、プロセッサ２８ にディスプレイ駆動器３６を結合させ、この駆動器をＬＣＤディスプレイパネル ３８に結合させる。 本例の加入者ユニットは肯定応答及び簡単な応答信号をスペクトル拡散信号の 形態で基地局１０へと送信することができる。このようにするために、プロセッ サ２８はデータソース４０を具えており、プロセッサはキーパッド３４の動作に 応答して、低速（１００Ｈｚ以下）データ信号から成る適当な応答信号を選択し 、これをミクサ４２の一方の入力端子へと供給することができる。拡散シーケン ス、又は記憶装置４４に記憶してある２つ以上の拡散シーケンスのうちの予め選 択したシーケンスを読出して、これをｄｃフリー符号化段４６へと供給する。こ の符号化段はマンチェスター符号化法に従って作動し得る。符号化段の出力端子 に現れるｄｃフリー拡散コードはミクサ４２の他方の入力端子へ供給し、ミクサ はｄｃフリースペクトル拡散信号をその出力として供給する。ミクサ４２の出力 はフィルタ４８、例えば微分器または高域通過フィルタへ供給し、このフィルタ によりパルス整形（入力信号の微分を含む）する。フィルタ４８の出力端子には 電圧制御発振器（ＶＣＯ）５０を接続する。一連の急峻なパルス、即ちスパイク から成るフィルタ４８からの出力信号はＶＣＯ５０が発生する周波数を制御して 、通信リンク、この場合には基地局１０のアンテテ２０へ送信するためのアンテ ナ２２へ供給するＰＳＫ信号を発生する。 アンテナ２０は周波数ダウン変換段５２に接続し、この変換段に局部発振器５ ４を接続する。周波数ダウン変換段５２は、それぞれのミクサ５６，５８に供給 する直角位相関係にある出力Ｉ，Ｑを発生する。加入者ユニット１２におけるソ ース４４に記憶してあるシーケンスに対応する拡散シーケンスのソース６０をｄ ｃフリー符号器６２、例えばマンチェスター符号器に結合させ、この符号器の出 力をミクサ５６，５８の第２入力端子へ供給する。Ｉ，Ｑ信号は送信機にて用い られるのと同じ拡散シーケンスで逓倍され、脱拡散出力が記号推定器６４の各入 力端子に供給され、この推定器が受信データを積分及びダンプ法の如き周知の技 法を用いて再生する。 拡散シーケンスがわからない場合には、Ｉ，Ｑ信号を各拡散シーケンスによっ て順次逓倍し、正しいシーケンスを例えば相関法により選択して、記号推定器へ と送るようにする。 加入者ユニット１２における送信機の動作は基地極１０における受信機と同期 させて、適切な復調をするために送信及び受信信号を正しく位相合せする。送信 機と受信機との同期は、送信信号に組込まれるタイミング信号を用い、受信機に タイミング再生回路を設け、この再生回路に前記タイミング信号を用いて、受信 機をアンテナ２０にて受信されるような送信メッセージと同期をとるようにして 行なうことができる。 上述した例は種々の変更が可能であり、こうした変形例には、拡散シーケンス のソース４４，６０及びｄｃフリー符号器４６，６２を破線で示すようにｄｃフ リー符号化拡散シーケンスの単一ソース７０，７２と置換えることが含まれる。 図５に示した他の変形例では、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）７４が複数の所定 のｄｃフリー符号化拡散シーケンスを記憶し、これらの各シーケンスそのものが 、送信すべき応答を識別するようにする。プロセッサ２８は、例えばキー３４の 動作に応答してＲＯＭアドレス信号を発生し、この信号によりｄｃフリー符号化 拡散シーケンスの１つを読出して、これをフィルタ４８へ供給する。その後回路 は図４につき述べたように作動する。 本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、幾多の変更を加え得ること は当業者に明らかである。 産業上の適応性 バックページャ及びページングシステム用の肯定応答

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 る。随意多数のｄｃフリー符号化拡散シーケンスをＲＯ Ｍに記憶しておき、適当なアドレス信号をＲＯＭに供給 することにより、所定のｄｃフリー符号化拡散シーケン スがフィルタ（４８）に供給されるようにすることがで きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．送信機及び受信機を具え、前記送信機が、ｄｃフリー符号化スペクトル拡散 信号を供給する手段と、前記ペクトル拡散信号をフィルタ処理するフィルタリン グ手段と、該フィルタリング手段の出力端子に結合され、送信機の送信周波信号 を供給する発振器とを具え、前記受信機が、直角位相関係にある周波数ダウン変 換信号を供給する周波数ダウン変換手段と、ｄｃフリー符号化スペクトル拡散シ ーケンスを供給する手段と、前記直角位相関係にある周波数ダウン変換信号及び 前記ｄｃフリー符号化スペクトル拡散シーケンスのそれぞれ１つを受信すべく結 合させた入力端子を有しているそれぞれのミキシング手段と、該ミキシング手段 の出力端子に結合させた入力端子を有する記号推定手段とを具えていることを特 徴とする通信システム。 ２．前記ｄｃフリー符号化スペクトル拡散信号を供給する手段が、第１及び第２ 入力端子並びに前記フィルタリング手段に結合させた出力端子を有しているミキ シング手段と、前記第１入力端子に結合させたデータソースと、前記第２入力端 子に結合させたｄｃフリー符号化拡散シーケンス供給用手段とを具えていること を特徴とする請求項１に記載の通信システム。 ３．前記ｄｃフリー符号化拡散シーケンス供給用手段が拡散シーケンスを供給す る手段と、該拡散シーケンス供給用手段の出力端子に結合され、ｄｃフリー符号 化を行なう手段とを具えていることを特徴とする請求項２に記載の通信システム 。 ４．前記ｄｃフリー符号化を行なう手段をマンチェスター符号化手段で構成する ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。 ５．前記ｄｃフリー符号化拡散シーケンス供給用手段が、前記ｄｃフリー符号化 拡散シーケンスを複数記憶する記憶手段を具え、前記拡散シーケンスの各々が所 定の信号を表わし、前記送信機が伝送すべきシーケンスを選択する手段を具え、 且つ前記受信機が、伝送される拡散シーケンスから所定の信号を決定する手段を 有していることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 ６．前記送信機及び受信機が、送信される拡散シーケンスのタイミングの同期を とる手段を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の通 信システム。 ７．前記送信機が拡散シーケンスにおける出発点を予じめ定める手段を有してい ることを特徴とする請求項６に記載の通信システム。 ８．ｄｃフリー符号化スペクトル拡散信号供給用手段と、前記スペクトル拡散信 号をフィルタ処理するフィルタリング手段と、該フィルタリング手段の出力端子 に結合され、送信機の送信周波信号を供給する発振器とを具えていることを特徴 とする送信機。 ９．前記ｄｃフリー符号化スペクトル拡散信号を供給する手段が、第１及び第２ 入力端子並びに前記フィルタリング手段に結合させた出力端子を有しているミキ シング手段と、前記第１入力端子に結合させたデータソースと、前記第２入力端 子に結合させたｄｃフリー符号化拡散シーケンス供給用手段とを具えていること を特徴とする請求項８に記載の送信機。 １０．前記ｄｃフリー符号化拡散シーケンス供給用手段が、前記ｄｃフリー符号 化拡散シーケンスを複数記憶する記憶手段を具え、前記拡散シーケンスの各々が 所定の信号を表わし、前記送信機が伝送すべきシーケンスを選択する手段を具え 、且つ前記受信機が、伝送される拡散シーケンスから所定の信号を決定する手段 を有していることを特徴とする請求項８に記載の送信機。