JPH11196025A

JPH11196025A - スペクトル拡散通信装置

Info

Publication number: JPH11196025A
Application number: JP9368411A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sato; 佐藤　　淳
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】伝送中に混入した雑音や干渉波を抑圧するこ
とができるスペクトル拡散通信装置を提供する。【解決手段】受信器において、拡散変調信号を疑似雑
音符号と乗算し、第１の信号を形成する。第１の信号か
らトラップフィルターによって一次変調信号の周波数帯
域の信号を除去し、第２の信号とする。第２の信号を疑
似雑音符号と乗算することによって第３の信号を形成す
る。これが雑音等と等価となる。拡散変調信号から第３
の信号を減算し、第４の信号を形成する。これは、雑音
等を含まない伝送信号と等価な信号となる。第４の信号
を疑似雑音符号と乗算することによって、逆拡散出力を
形成する。また、ベースバンド波形へ周波数変換した拡
散変調信号に対し、上記処理を行うと、回路構成の簡単
なスペクトル拡散通信装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトル拡散通
信装置に係り、特に、伝送路の途中で混入した雑音や多
重化された信号の干渉の影響を抑圧することができる受
信部の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】周波数資源の有効利用は、携帯電話やコ
ードレス電話、ポケットベルなどの大幅な普及につれ
て、切実な問題となってきている。特に、移動体通信の
分野においては、利用に適した周波数帯域がＶＨＦ帯か
ら準マイクロ波帯に限られているため、伝送信号の狭帯
域化が迫られている。

【０００３】一方、通常の狭帯域化とは異なり、変調さ
せた後の信号の帯域幅を、狭帯域変調方式に比べてはる
かに広くした変調方式がある。これがスペクトル拡散通
信方式で、近年、注目を集めている。

【０００４】スペクトル拡散通信方式では、広い帯域幅
に信号を拡散されるため、従来の狭帯域変調信号とは異
なった特徴を有している。その一つが、干渉波や雑音等
を抑圧することができる点で、この特徴を利用して、同
一周波数帯域内に信号を多重化することができる。図７
に、従来のこの種のスペクトル拡散通信装置の一例を示
す。図において、１は送信部、２は受信部、３は第１の
局部発振器、４は第１の乗算器、５は疑似雑音符号発生
器、６は第２の乗算器、７は第２の局部発振器、８は第
３の乗算器、９はバンドパスフィルタ、１０は疑似雑音
符号発生器５と等価な疑似雑音符号を発生させる疑似雑
音符号発生器、１１は第４の乗算器、１２はバンドパス
フィルタ、１３は検波回路、Ｄ（ｔ）は一次変調信号、
Ｐ（ｔ）は疑似雑音符号、Ｉ（ｔ）は伝送中に混入する
雑音である。

【０００５】送信データは、第１の局部発振器３の周波
数と第１の乗算器４によって乗算され、狭帯域化された
一次変調信号Ｄ（ｔ）に変調される。更にその出力は、
疑似雑音符号発生器５で発生した疑似雑音符号Ｐ（ｔ）
と第２の乗算器６によって乗算される。これが拡散変調
である。この拡散変調信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）は、送信部
１から受信部２へ送信される。

【０００６】受信部２では、信号処理が行いやすい中間
周波数に変換するため、第２の局部発振器７の周波数と
第３の乗算器８によって乗算される。その後、広帯域の
バンドパスフィルタ９を通過させ、疑似雑音符号発生器
１０で発生した疑似雑音符号Ｐ（ｔ）を第４の乗算器１
１で乗算する。そして、狭帯域のバンドパスフィルタ１
２を通過させ、検波回路１３によりベースバンド波形に
周波数変換し、伝送データを検波する。

【０００７】このような構成のスペクトル拡散通信装置
において、伝送途中で雑音Ｉ（ｔ）が混入した場合、次
のようになる。拡散変調信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）に雑音Ｉ
（ｔ）が加算された信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）＋Ｉ（ｔ）
が、疑似雑音符号発生器１０で発生した疑似雑音符号Ｐ
（ｔ）と、第４の乗算器１１によって乗算される。この
乗算によって、復調された信号Ｄ（ｔ）＋Ｉ（ｔ）Ｐ
（ｔ）がバンドパスフィルタ１２を通過し、検波回路１
３に入力する。このように、伝送信号Ｄ（ｔ）に雑音Ｉ
（ｔ）Ｐ（ｔ）が付加したことになる。

【０００８】しかし、疑似雑音符号との乗算によって、
拡散変調信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）はもとの狭帯域の信号Ｄ
（ｔ）に戻るのに対し、伝送中に混入した雑音Ｉ（ｔ）
は逆に広帯域の信号Ｉ（ｔ）Ｐ（ｔ）に拡散されてしま
うため、雑音を抑圧することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような雑音の抑圧
の程度は、送信データのビット区間（Ｔ）と疑似雑音符
号のチップ区間（Ｔｃ）との比、すなわち処理利得（プ
ロセスゲイン、Ｔ／Ｔｃ）によって決まる。しかし、処
理利得は有限であり、雑音のレベルが大きくなると抑圧
することができなくなるという問題点があった。また、
このような問題は、伝送途中で混入する雑音に限らず、
多重化した信号を送信する場合の干渉の影響を抑圧する
のに限界があるという問題とも関連する。更に、いわゆ
る遠近問題と言われている干渉波のレベルが大きくなる
場合に、干渉波を抑圧することができなくなるという問
題とも関連するものであった。本発明は、上記問題点を
解消し、干渉波あるいは雑音等を大幅に抑圧することが
できるスペクトル拡散通信装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、伝送データから一次変調信号を形成し、該
一次変調信号と疑似雑音符号とを乗算して形成した拡散
変調信号を送受信し、該拡散変調信号と前記疑似雑音符
号と等価な疑似雑音符号とを乗算し、逆拡散出力を形成
するスペクトラム拡散通信装置において、前記拡散変調
信号と前記疑似雑音符号とを乗算し、第１の信号を形成
する手段と、該第１の信号から前記一次変調信号の周波
数帯域の信号を取り除き、第２の信号を形成する手段
と、該第２の信号と前記疑似雑音符号とを乗算し、第３
の信号を形成する手段と、前記拡散変調信号から該第３
の信号を減算し、第４の信号を形成する手段と、該第４
の信号と前記疑似雑音符号とを乗算し、逆拡散出力を形
成する手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】また本発明は、伝送データをｎ個の伝送信
号に分配する手段と、該伝送信号それぞれに対応する前
記第１乃至第４の信号及び前記逆拡散出力を形成する手
段と、ｎ個の該逆拡散出力から１個の伝送データを形成
する手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について説明する。図１は本発明のスペクトル拡散通信
装置の内、受信部の一部を示す。図において、１０は疑
似雑音符号発生器、１１は第４の乗算器、１２はバンド
パスフィルタ、１３は検波回路、１４は第５の乗算器、
１５は演算器、１６は第６の乗算器、１７はトラップフ
ィルタである。

【００１３】送信部（図示せず）では、従来例同様、一
次変調信号Ｄ（ｔ）を疑似雑音信号Ｐ（ｔ）と乗算し、
拡散変調信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）を受信部へ送信する。受
信部に入力した拡散変調信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）は、伝送
過程で雑音Ｉ（ｔ）が混入する。このように雑音が混入
した拡散変調信号は、Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）＋Ｉ（ｔ）とな
り、図２（Ａ）のように示すことができる。（尚、図２
では横軸は周波数を示す。以下、図４、図６についても
同様である。）この拡散変調信号を疑似雑音符号発生器
１０で発生させた疑似雑音符号Ｐ（ｔ）と第４の乗算器
１１によって乗算すると、｛Ｄ(ｔ)Ｐ(ｔ)＋Ｉ(ｔ)｝×Ｐ(ｔ)＝Ｄ(ｔ)Ｐ2(ｔ)＋Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ) ＝Ｄ(ｔ)＋Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ) （∴Ｐ2(ｔ)＝１）となる。この第４の乗算器１１から出力される信号Ｄ
(ｔ)＋Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ)は、通常のスペクトル拡散通信装置
の復調（逆拡散）出力となる（図２Ｂ）。この出力を第
１の信号とする。

【００１４】信号Ｄ（ｔ）の周波数は既知であるので、
第１の信号からトラップフィルタ１７によって、信号Ｄ
（ｔ）とこの周波数帯域のＩ(ｔ)Ｐ(ｔ)の一部△Ｉ(ｔ)
Ｐ(ｔ)を含む周波数帯域の信号を除去すると、Ｄ(ｔ)＋Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ)−｛Ｄ(ｔ)＋△Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ)｝＝Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ)−△Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ) となる。この出力を第２の信号とする（図２Ｃ）。ここ
で、トラップフィルタ１７によって除去された信号△Ｉ
(ｔ)Ｐ(ｔ)は、全体に比べてわずかであるので、その信
号はＩ(ｔ)Ｐ(ｔ)と等価とみなすことができる。

【００１５】この第２の信号に疑似雑音符号Ｐ（ｔ）を
第５の乗算器１４によって乗算すると、Ｉ(ｔ)Ｐ(ｔ)×Ｐ(ｔ)＝Ｉ(ｔ) となり、Ｉ（ｔ）が得られる（図２Ｄ）。この出力を第
３の信号とする。

【００１６】次に、雑音が混入する拡散変調信号から第
３の信号を演算器１５によって減算する。その結果、第
４の信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）が得られる（図２Ｅ）。従来
のスペクトル拡散通信装置同様、第６の乗算器１６によ
って、第４の信号と疑似雑音符号Ｐ（ｔ）とを乗算し、
逆拡散出力Ｄ（ｔ）を得ることができる（図２Ｆ）。こ
のように、伝送途中で混入した雑音を取り除いた逆拡散
出力を得ることができる。なお、説明をわかりやすくす
るため、図７に示す従来例の第２の局部発振器７による
中間周波数への変換を省略して説明を行ったが、本発明
においても、従来同様、中間周波数への変換を行った
後、上記説明の変換を行うこととなる。

【００１７】以下、通常のスペクトル拡散通信装置と同
様に、バンドパスフィルタ１２を通過させ、検波回路１
３により伝送データを検波する。

【００１８】以上のような構成とすることで、伝送中に
雑音が混入したとしても、混入した信号を除去すること
ができ、その影響を従来の方式に比べて大幅に抑圧する
ことができる。

【００１９】情報信号を同一帯域に多重化したスペクト
ル拡散通信装置においては、伝送中に混入する雑音のほ
かに、多重化された信号が干渉として影響を与えること
となる。本発明ではこの干渉の影響も抑圧することがで
きるので、信号を多重化する場合を例に取り、別の実施
の形態を説明する。説明を簡略化するため、２個の信号
を多重化する場合を例に取り、説明する。図３に第２の
実施の形態を示す。図において１８はシリアル−パラレ
ル変換回路、１９は加算器、２０はパラレル−シリアル
変換回路を示し、図１、図７と同一あるいは相当するも
のには同一符号を付している。

【００２０】まず、送信部１では、伝送データが、シリ
アル−パラレル変換器１８によって、２個の伝送データ
に分配される。そのそれぞれが、第１の局部発振器３の
周波数により変調され、一次変調信号Ｄ１（ｔ）、Ｄ２
（ｔ）となる。更に、そのそれぞれに対し、疑似雑音信
号Ｐ１（ｔ）、Ｐ２（ｔ）が乗算される。加算器１９に
よって加算された拡散変調信号Ｄ１（ｔ）Ｐ１（ｔ）＋
Ｄ２（ｔ）Ｐ２（ｔ）とが、送信部１から受信部２へ送
信される。このように多重化された信号の拡散変調信号
は、図４（Ａ）のように示すことができる。第１の実施
の形態同様、この拡散変調信号を疑似雑音符号発生器１
０で発生させた疑似雑音符号Ｐ１（ｔ）、Ｐ２（ｔ）と
第４の乗算器１１によってそれぞれ乗算する。疑似雑音
符号Ｐ１（ｔ）との乗算の場合を例に取ると、｛Ｄ１(ｔ)Ｐ１(ｔ)＋Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ）｝×Ｐ１(ｔ) ＝Ｄ１(ｔ)Ｐ１2(ｔ)＋Ｄ２(ｔ)Ｐ１(ｔ)Ｐ２(ｔ) ＝Ｄ１(ｔ)＋Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)Ｐ１(ｔ) （∴Ｐ2(ｔ)＝１）となる。この第４の乗算器１１から出力される変調信号
は、通常のスペクトル拡散通信装置の復調（逆拡散）出
力となる（図４Ｂ）。この出力を第１の信号とする。

【００２１】第１の信号からトラップフィルタ１７によ
って、信号Ｄ１（ｔ）とこの周波数帯域のＤ２(ｔ)Ｐ２
(ｔ)Ｐ１（ｔ）の一部△Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)Ｐ１（ｔ）を
含む既知の周波数帯域の信号を除去し、第２の信号とす
る（図４Ｃ）。Ｄ１(ｔ)＋Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)Ｐ１(ｔ)−｛Ｄ１(ｔ)＋△
Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ）Ｐ１(ｔ)｝＝Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)Ｐ１
(ｔ)−△Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ）Ｐ１(ｔ) ここで、トラップフィルタ１７によって除去された信号
△Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)Ｐ１(ｔ)は、全体に比べてわずかで
あるので、第２の信号をＤ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)Ｐ１(ｔ)とみ
なすことができる。

【００２２】この第２の信号に疑似雑音符号Ｐ１（ｔ）
を第５の乗算器１４によって乗算すると、Ｄ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)Ｐ１(ｔ)×Ｐ１(ｔ)＝Ｄ２(ｔ)Ｐ２
(ｔ) となりＤ２(ｔ)Ｐ２(ｔ)、が得られる（図４Ｄ）。この
出力を第３の信号とする。

【００２３】拡散変調信号から第３の信号を演算器１５
によって減算する。その結果、第４の信号Ｄ１（ｔ）Ｐ
１（ｔ）を得ることができる（図４Ｅ）。この第４の信
号を、従来のスペクトル拡散通信装置同様、疑似雑音符
号Ｐ１（ｔ）と乗算し、逆拡散出力Ｄ１（ｔ）を得るこ
とができる（図４Ｆ）。

【００２４】同様に乗算する疑似雑音符号をＤ２（ｔ）
とすると、逆拡散出力として、Ｄ２（ｔ）を得ることが
できる。

【００２５】以下、従来の多重化された信号のスペクト
ル拡散通信装置と同様に、それぞれの信号をバンドパス
フィルター１２、検波回路１３を通過させ、パラレル−
シリアル変換回路２０によってシリアル化し、受信デー
タとする。

【００２６】以上のような構成とすることで、信号の多
重化により生じる干渉の影響を抑圧することができる。
従って、上記説明したように２つの信号の多重化にとど
まらず、多くの信号を多重化することができるという効
果がある。

【００２７】本発明の実施の形態は、上記構成に限定さ
れることなく、様々に変更することが可能である。例え
ば、既知の伝送信号の周波数成分を除去するため、トラ
ップフィルターを使用するほか、ハイパスフィルターと
ローパスフィルターを組み合わせて所望の周波数帯域の
信号を除去するように構成することも可能である。

【００２８】さらに、ベースバンド波形に周波数変換し
た拡散変調信号を逆拡散するように構成すると、回路構
成が簡単にできるという利点もある。図５に第３の実施
の形態を示す。図において２１はハイパスフィルタ、２
２はローパスフィルタ、２３は第３の局部発振器であ
る。図１、図５、図７と同一あるいは相当するものには
同一符号を付している。

【００２９】送信部（図示せず）では、従来同様、一次
変調符号Ｄ（ｔ）を疑似雑音符号Ｐ（ｔ）と乗算し、拡
散変調符号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）を受信部へ送信する。受信
部に入力した拡散変調符号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）は、伝送過
程で雑音Ｉ（ｔ）が混入する。

【００３０】雑音が混入した拡散変調信号は、第３の局
部発振器２３の周波数と第３の乗算器によって乗算され
る。ここで、第３の局部発振器２３の周波数を所定の値
に設定することで、拡散変調信号をベースバンド波形に
周波数変換することができる。このように雑音が混入
し、ベースバンド波形に周波数変換された拡散変調信号
は、図６（Ａ）のように示すことができる。

【００３１】この拡散変調信号を疑似雑音符号発生器１
０で発生させた疑似雑音符号Ｐ（ｔ）と第４の乗算器１
１によって乗算すると、第１の実施の形態で説明したよ
うに、信号Ｄ（ｔ）＋Ｉ（ｔ）Ｐ（ｔ）が得られる。こ
の出力を第１の信号とする。

【００３２】信号Ｄ（ｔ）の周波数は既知であるので、
この第１の信号からハイパスフィルタ２１によって、信
号Ｄ（ｔ）とこの周波数帯域のＩ（ｔ）Ｐ（ｔ）の一部
△Ｉ（ｔ）Ｐ（ｔ）を含む周波数帯域の信号を除去し、
第２の信号とする（図６Ｃ）。ここで、ハイパスフィル
タ２１によって除去される信号△Ｉ（ｔ）Ｐ（ｔ）は、
全体に比べてわずかであるので、この信号はＩ（ｔ）Ｐ
（ｔ）と等価とみなすことができる。

【００３３】第２の信号Ｉ（ｔ）Ｐ（ｔ）に疑似雑音符
号Ｐ（ｔ）を第５の乗算器１４によって乗算すると、Ｉ
（ｔ）が得られる（図６Ｄ）。この出力を第３の信号と
する。

【００３４】次に雑音が混入する拡散変調信号から第３
の信号を演算器１５によって減算する。その結果、第４
の信号Ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）を得ることができる（図６
Ｅ）。従来のスペクトル拡散通信装置同様、第６の乗算
器１６によって第４の信号と疑似雑音符号Ｐ（ｔ）とを
乗算し、逆拡散出力Ｄ（ｔ）を得ることができる（図６
Ｆ）。逆拡散出力は、ローパスフィルタ２２を通過さ
せ、伝送データとする。

【００３５】このように、ベースバンド波形に周波数変
換した信号を拡散変調信号として処理すると、第１の実
施の形態に示した検波回路１３に相当する回路を必要と
せず、伝送データを検波することが可能となる。また、
ハイパスフィルタは、トラップフィルタに比べて構成が
簡単であるため、フィルタ特性の優れたものを形成する
ことができ、その点でも有利となる。

【００３６】更に、第２の実施の形態に示すように信号
を多重化した場合であっても、第３の実施の形態に示す
ようにベースバンド波形に周波数変換した信号を、ｎ個
の拡散変調信号に分配し、そのそれぞれの拡散変調信号
を上記第３の実施の形態で説明したように処理すること
が可能であることは言うまでもない。この場合も、検波
回路を必要とせず、簡単な構成のハイパスフィルタで構
成することができる点で有利となる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、伝
送中に混入した雑音や信号の多重化に伴い発生する干渉
等を、処理利得を越えて抑圧することが可能となる。そ
のため、高速データ送信、ＣＤＭＡにより多元接続する
場合に生じる遠近問題を解消することができるという効
果がある。さらに、工場等雑音の多い場所での利用に有
効であるという効果がある。

【００３８】更にベースバンド波形に周波数変換した拡
散変調信号を本発明により処理する場合、トラップフィ
ルタの代わりにバンドパスフィルタで処することができ
るので、精度を向上させることができるという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の説明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の説明図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の説明図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態の説明図である。

【図７】従来のスペクトル拡散通信装置の説明図であ
る。

【符号の説明】

１送信部２受信部３第１の局部発振器４第１の乗算器５、１０疑似雑音符号発生器６第２の乗算器７第２の局部発振器８第３の乗算器９、１２バンドパスフィルタ１１第４の乗算器１３検波回路１４第５の乗算器１５演算器１６第６の乗算器１７トラップフィルタ１８シリアル−パラレル変換回路１９加算器２０パラレル−シリアル変換回路２１ハイパスフィルタ２２ローパスフィルタ２３第３の局部発振器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送データから一次変調信号を形成し、
該一次変調信号と疑似雑音符号とを乗算して形成した拡
散変調信号を送受信し、該拡散変調信号と前記疑似雑音
符号と等価な疑似雑音符号とを乗算し、逆拡散出力を形
成するスペクトル拡散通信装置において、前記拡散変調信号と前記疑似雑音符号とを乗算し、第１
の信号を形成する手段と、該第１の信号から前記一次変
調信号の周波数帯域の信号を取り除き、第２の信号を形
成する手段と、該第２の信号と前記疑似雑音符号とを乗
算し、第３の信号を形成する手段と、前記拡散変調信号
から該第３の信号を減算し、第４の信号を形成する手段
と、該第４の信号と前記疑似雑音符号とを乗算し、逆拡
散出力を形成する手段とを備えたことを特徴とするスペ
クトル拡散通信装置。
【請求項２】請求項１記載のスペクトル拡散通信装置
において、伝送データをｎ個の伝送信号に分配する手段
と、該伝送信号それぞれに対応する前記第１乃至第４の
信号及び前記逆拡散出力を形成する手段と、ｎ個の該逆
拡散出力から１個の伝送データを形成する手段とを備え
たことを特徴とするスペクトル拡散通信装置。