JPS6041829A - スペクトラム拡散通信方式における受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明は、スペクＩ・ラム拡散通信方式におりる受信
回路の改良に関する。

（従来技術とその問題点） スペクトラム拡散通信方式にＪ３りるスペクトラム拡散
信号５（ｔ）は、 Ｓ　（ｊ　）＝ｄ　（ｊ　）　１１　（ｔ　）　・ｃｏ
ｓωｔで表わされる。ここで、ｄ（ｔ）は情報データで
あり、ｐ（ｔｌは擬似雑音符号（以下Ｐ　Ｎ符号という
）であり、またＣ０５Ｏ）ｔは搬送波である。そして、
情報データｄ（ｔ）、ＰＮＮ符号（ｔ）は（＋１．−１
）の２値信号である。

受信側でこのスペクトラム拡散信号Ｓ（［）を受【プて
情報データｄ（ｔ）を復調する受信回路としては、例え
ば第１図に示すものが知られている。

この受信回路は、この発明が対象とづる部分を中心に示
すもので、図示しない整合フィルタ回路から符号列ｄ（
ｔ）・ｐ（ｔ＞が入力される相関回路１と、相関回路１
の出力信号φ（［〉の正負判定を行なう比較回路３と、
上記出力信号φ（１）のピーク時点をサンプリングし、
サンプル信号Ｓを出力づるリンプル信号発生回路４と、
υンプル信＠Ｓの発生タイミングに同期して、比較回路
３の出力を取込み、情報データｄ（ｔ）を出力するフリ
ップフロップ５とで構成される。

上記ＰＮ符号はＭヒツトを１フレームとする符号列で、
この１フレームのＰＮ符号が情報データの符号に対応す
る。従って、相関回路１に入力される旬号列ｄ（ｔ）・
ｐ（ｔ）は情報データの符号に応じてＰＮ符号の極性が
フレーム毎に反転されたものになっている。

上記相関回路１は、シフトクロック発生器２からのシフ
トクロックで符号列ｄ　（（〉・ｐ（ｔ）をシフトして
、各タップ信号を出力Ｊるシフト回路１ａと、送信側と
同種のＰＮ符号を発生ずるＰＮ符号発生器１ｂと、シフ
［−回路１ａの各タップ信号とＰＮ符号発生器１ｂのＰ
Ｎ符号との積をめる複数の掛算器１Ｃと、各掛算器１Ｃ
の出力を加算し、相関用）Ｊ信号φ（１）を出力する加
算回路１ｄとで構成される。

この相関回路１では、符号列ｄ（ｔ）・ｐ（ｔ）どＰＮ
Ｎ符号（ｔ）との相関がとられ、その出力φ（１）は情
報データの符号に対応して正方向にあるいは負方向に鋭
いピークを持つ信号になる。

このピーク時点はＰＮＮ符号（ｔ）の各フレームの境界
イ」近に発生ずる。

上記サンプをル信号発生回路４は、正の基準レベルを上
記相関出力φ（１）が越えたとき出力を発する比較回路
４ａと、−１掛算器４ｂによって負の基準レベルが与え
られ、この負の基準レベルを上記相関出力φ（１）が越
えたどき出力を発する比較回路４Ｃと、両比較回路４ａ
、４ｃの出力の何れか一方を出ツノするＯＲ回路４ｄと
で構成され、相関信号φ（１）の正のピークの中心付近
または負のピークの中心イ］近をサンプリングし、サン
プル信号Ｓをフリップフロップ５に出力Ｊる。

フリップフロップ５では、リーンプル信号Ｓのタイミン
クでもって、比較回路３の出ノｊを取込み、情報データ
ｄ　（（〉を出力する。

良く知られているように、このスペクトラム拡散信方式
にあっては、ｌ〕Ｎ符号の１フレームのピッ１〜数をＭ
どしたとき、相関ピーク時の電力はＭ２（＆となる。一
方、符号扮Ｊｄ（ｔ）・ｐ（ｔ）に含まれる雑音電力は
Ｍ倍となるから、ＳＮ比がＭ２／Ｍ＝Ｍ倍改善されたこ
とになる。すなわち、この方式ではＭ倍の雑音中でも通
信が可能になるのである。

しかし、従来の受信方式では相関出力φ（１）が基準レ
ベルを越えたときサンプル信号を発生する構成になつヱ
いるので、相関出力φ（１）に雑音が重畳した場合には
、サンプル信号が誤って発生する危険性があり、このた
め正確に情報データｄ（ｔ）を復元できないことがある
。

また、基準レベルを設定しＣいるためにＳＮ比が悪いと
いう欠点がある。

上）ホした欠点があるにもかかわらず、この受信方式が
採用されている理由は、常に相関ピーク時点をサンプル
する構成であるから、受信符号列ｄ（１）・ｐ　（［）
にジッタがあり、これにより相関ピーク時点が変動して
も、これに容易に追随できることにある。つまり、ＳＮ
比の低下をきたすことなく、この相関ピーク時点の変動
に追随できるようにするには、例えばＰＬＬを採用する
等が考えられるが、回路構成が複雑化し、簡単かつ確実
に作動する受信回路の製作が困難であることによる。

（発明の目的） この発明の目的は、簡単な回路構成でもって、ＳＮ比を
低下させることなく相関ピーク時点の変動に容易に追随
してサンプル信号を発生さけることができ、かつ相関出
力に雑音が重畳する場合でも正；Ｖのサンプル信号を確
実に発生さけ、もって情報データを正常に復元すること
ができるスペクｌ−ラ１８拡散通信方式にお（）る受信
回路をＪｌｉｊ供りることにある。

（発明の構成と効果） この発明は、上記目的を達成覆るために、受信符号列と
検波用擬似雑音符号との相関をとる相関回路と、この相
関回路の出力値の正負を判定する判定回路と、上記相関
回路用ノｊの最大値を検出する最大値検出回路と、上記
擬似雑音符号の１フレームを周期とづるリングカウンタ
と、このリングカウンタの泪数値がＮのとき計数値Ｎ−
１が格納されているＮ−１記憶回路と、上記リングカウ
ンタの出ノＪ値でもって上記擬似雑音符号の１フレーム
に相当する時間長の第１のウィンド１８号を１回だけ発
生ずる第１のウィンド信号発生回路と、この第１のウィ
ンド信号の消滅後において上記リングカウンタがＮ−２
からＮまでを４数するターイミングでその七１数時間に
相当する時間長の第２のウィンド信号を発生する第２の
ウィンド信号発生回路と、上記第１のウィンド信号まｌ
〔は第２のウィンド信号の発生期間内において上記相関
回路の出力値が上記最大値検出回路の出力値を越えたと
きタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路と
、このタイミング信号に応答して上記Ｎ−１記憶回路の
内容を格納するタイミング記憶回路と、上記第１のウィ
ンド信号または第２のウィンド信号の消滅に応答して上
記タイミング記憶回路の内容を取込み、この取込んだ内
容に上記Ｎ−，１記憶回路の内容が一致したときサンプ
ル信号を発生づるリーンプル信号発生回路と、このサン
プル信号に応答して上記判定回路の出）ｊを取込み情報
データを出力する記憶回路とを協えたことを特徴とする
。

この４ｆ（成によれば、第１のウィンド信号または第２
のウィンド信号が発生している期間内におりるタイミン
グ信号でもってリングカウンタの内容を記憶し、次のタ
イミングで発生ずるサンプル信号はこの記憶されたリン
グカウンタの内容を基準にして決定される。従って、受
信符号列にジッタがあり、相関出力のピーク時点が変動
しても、変動した時点のタイミングでもってその後のサ
ンプル信号発生タイミングを決定することかできるので
、容易かつ確実に相関出力のピーク時点の変動に追随し
て正規のサンプル信号を発生覆ることがＣきる。また、
サンプル信号が発生ずるのは第２のウィンド信号の発生
期間内であり、この第２のウィンド信号の発生期間はリ
ングカウンタの３ピツト長である。これはＰＮ符号の１
フレーム長に比べて充分小さいものであるから、相関出
力に雑音が重畳づるような場合で；し誤ってサンプル信
号が発生する危険性が少ないのみならず、ＳＮ比が大幅
に向下りる。

（実施例の説明） 第２図はこの発明に係る受信回路の基本構成を示し、第
３図はその動作タイムチャー１〜を示す。

同図において、この受信回路は、上記相関回路１゜シフ
１〜クロツク発生器２．比較回路３およびフリップフロ
ップ５に加えて、相関回路１の出力信号φ（１）の最大
値を検出するサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２１と、
上記１）　Ｎ符号の１フレームを周！！ＩＦとするリン
グカウンタ２２と、シフトクロック発生器２からのシフ
１〜クロツクＢでリングカウンタ２２の内容が順次転送
されるラッチ回路２３．２４と、リングカウンタ２２の
出ノｊ値でもって上記ＰＮＮ符号１フレーム長に相当す
る時間長のウィンド信＠Ｗ１を１回たり発生するウィン
ド信号発生回路２５と、出力信号φ（１）に対応づる信
号Ａの値がサンプルホールド回路２１の出力値を越えた
ときタイミング信号りを発生するタイミング信号発生回
路２６と、タイミング信号りに応答（）でリングカウン
タ２２．ラッチ回路２３およびラッチ回路２４の内容を
それぞれ取込むラッチ回路２７．２８および２９と、信
号Ｃの消滅従ってインバータ３０の出力がＨレベルに反
転づるタイミングでラッチ回路２７．２８および２９内
容をそれぞれ取込むラッチ回路３１．３２および３３と
、ラッチ回路３１，３２Ｊ＞よび３３の内容にラッチ回
路２３の内容が一致するのを検出する一致回路３４．３
５および３６とを基本的に有する。

上記相関回路１への入力信号である符号列ｄ（［）・ｐ
（ｔ）は情報データ（１１０）に対応りる符号列である
。なお、この符号列ｄ（ｔ）・ｐ　（（）の第３フレー
ムにおいてはジッタ（イ）があり、符号の変化点が変動
している。

相関回路１の出ツノ信号φ（１）は情報データが１１１
１１である第１フレームおよび第２フレームにおいて正
方向の最大値（ハ）を示し、情報データが’　Ｏ”であ
る第３フレームにおいて負方向の最大値（ニ）を示づ。

なお、第１フレームおよび第３フレームにある小さなピ
ーク（ロ）は混入したノイズである。この出力信号φ（
１）が自乗回路３７を介してリンプルホールド回路２１
およびタイミング信号発生回路２６に与えられる。つま
り、自乗回路３７の出力信号Ａに含まれる最大値は全て
正方向のものになっており、これがリーンプルボールド
回路２１およびタイミング信号発生回路２６に入力され
る。

上記ウィンド信号発生回路２５は、リングカウンタ２２
の語数値がＫであるタイミングとに−１であるタイミン
グとでトリガパルスを発生ずるゲート回路２５１と、こ
のゲート回路２５１からのトリガパルスが入力される２
段縦属接続のフリップ７０ツブ２５２，２５３と、フリ
ップフロップ２５２のＱ出力とフリップフロップ２５３
のｄ出力とのアンド条件でウィンド信号Ｗ１を発生ずる
ＡＮＤ回路２５４とで構成され、このウィンド信号Ｗ１
がＯＲ回路３８を介して信号Ｃとなり、これがタイミン
グ信号発生回路２６のＡＮＤ回路２６２とインバータ３
０とに入力される。なお、フリップフロップ２５２．２
５３は図外からのり廿ッ１へ信号Ｒ８ｌ−で初期設定さ
れる。

まず、フリップフロップ２５２のＤ入力は電源＋Ｖに接
続されているので、ゲート回路２５１から出力される最
初のゲートパルスでもってＱ出力が１」レベルとなる。

このとき、フリップフロップ２５３の◇出力はＨレベル
になっているので、ＡＮ　＋）回路２５４からウィンド
信号Ｗ１が発生する。

そして、ゲート回路２５１から次のトリガパルスが入力
されると、フリップフロップ２５２はＱ出力を１」レベ
ルの状態に保持し、フリップフロップ２５３の０出力が
Ｌレベルとなる。つまり、このウィンド信号Ｗ＋はＰＮ
符号の１フレームに相当１−る時間だ（プ発生づ−る。

上記信号Ｃは上記ウィンド信号Ｗ＋（第１）と、−数回
ｔｉ′８３４，３５および３６の各出力値のＯＲで作成
されるウィンド信号Ｗ２（第２）とからなる。このウィ
ンド信号Ｗ２は上記ウィンド信＠Ｗ１が消滅した後の各
フレームにおいて発生づるもので、リングカウンタ２２
がＮ−２からＮまＣを旧教するタイミングでその６１数
時間に相当する時間長のものである。つまり、リングカ
ウンタ２２の３ビツト長のものである。

上記−数回路３５の出ノｊ信号ＥはＡＮＤ回路３９を介
して上記フリップフロップ５に与えられるサンプル信号
であり、このリンプル信号Ｅは上記フリップフロップ２
５３のＱ出ツノが１」レベルになった以降において、つ
まりウィンド゛信号Ｗ１がン肖滅した後に発生し、かつ
ウィンド信号Ｗ２の中央において発生づる。

上記タイミング信号発生回路２６は、比較回路２６１と
Ａ　Ｎ　ｌ）回路２６２とで構成される。比較回路２６
１はシンプルホールド回路２１の出力値と信号Ａ従って
出力信号φ（［）の値とを比較する。つまり、この比較
回路２６１は出力信号φ（（）に存在する最大値（ロ）
、〈ハ〉、（ニ）のタイミングにおいてその出力を反転
さぼる。また、ＡＮＤ回路２６２は上記ウィンド信号Ｃ
の発生期間内において、比較回路２６１の出力が１」レ
ベルになったとき、これがシフトクロック発生器２から
のシフｌ−クロックＢでもってリーンプルされ、タイミ
ング信号りを上記ラッチ回路２７，２８おＪ：び２９に
与える。

まず第１のウィンド信＠Ｗ１の発生期間内においては、
符号列ｄ（ｔ）・１）（ｔ）の第１７レームに対応する
出力信号φ（（）に存在する２つの最大ｆＩｉｌ）、（
ハ）のタイミングで２つのタイミング１ａ号りが発生ず
る。従って、ラッチ回ｖ８２７．２８および２９には最
大値（ハ）のタイミングにＪ３りるリングカウンタ２２
．ラッチ回路２３およびラッチ回路２４の内容がそれぞ
れ取込まれる。このどき、リンクカウンタ２２の内容は
Ｎであり、従ってラッチ回路２３．２４の内容はそれぞ
れＮ−１８よびＮ−２である。っまりラッチ回ｉ？８２
７にはＮが、ラッチ回路２８にはＩ’ｍ−１が、またラ
ッチ回路２９にはＮ−２がそれぞれ格納されることにな
る。

そし−Ｃ，第１のウィンド信号Ｗ１の消滅従ってインバ
ータ３０の出ノルベルの立ち上がりでラッチ回路２７，
２８Ｊ３Ｊ、び２９の内容がラッチ回路３１．３２およ
び３３に取込まれる。つまり、ラッチ回路３１はＮを、
ラッチ回路３２はＮ−１を、またラッチ回路＄３はＮ−
２をそれぞれ取込む。

ぞ−して、−数回路３４．３５おＪ：び３６においてラ
ッチ回路３１．３２および３３の各出力値どラッチ回路
２３の出力値が一致するタイミングが検出される。つま
り、ラッチ回路２３の内容がＮ−２、Ｎ−ＩＪ５よびＮ
になったとき一致回路３６゜３５および３４はそれぞれ
出力をＩ」レベルにする。

これにより、Ｏ，Ｒ回路３８は第２フレームに対応する
第２のウィンド信＠Ｗ２を発生する。この第２のウィン
ド信号Ｗ２の発生タイミングをリングカウンタ２２のｔ
１数値に対応イ］けると、Ｎ−１゜ＮおよびＮ＋１の区
間に８３いて発生している。従って、−数回路３５にお
いて一致を検出づるｎ１数（直はＩｆ−１であるが、こ
のタイミングはリングカウンタのη１数値Ｎであり、勺
ンブル信号ＥはＮのタイミングて発生ずることになる。

また、符号列ｄ　（［）・ｐ（ｔ）の第２フレームに対
応する上記第２のウィンド信号Ｗ２の発生期間内におい
て、出力信号φ（１）の最大値（ハ）が検出され、リン
グカウンタ２２の内容がＮであるタイミングでタイミン
グ信号りが出ツノされる。

これにより上述したのと同様な動作が行なわれ、第３フ
レームに対応した第２のウィンド信号Ｗ２およびサンプ
ル信号ＥがΣを生する。このサンプル信、Ｃ１［はリン
グカウンタ２２の内容がＮであるタイミングで発生する
。この第３フレームにａ３いては符号列ｄ　（（）・ｐ
　＜（）にジッタ（イ）があり、従って出力信号φ（１
）の最大値〈二）の発生タイミングはリングカウンタ２
２の割数値がＮ＋１のタイミングになっている。つまり
、タイミング信号りはＮ−１−１のタイミングで発生し
、ラッチ回路２７にはＮ　＋１が、ラッチ回路２８には
ＮがＪ５よびラッチ回路２９にはＮ−１がそれぞれ格納
される。従っ−Ｃ１図示しない第４フレームにおいて発
生づる第２のウィンド信号Ｗ２はＮ−１がらＮ　−＋−
１の１１１ｊ間内において発生し、リーンプル信号Ｅは
ラッチ回路２３に格納されている割数値Ｎのタイミング
でブを牛づる。このとぎ、リングカウンタの計数値はＮ
　＋１である。つまり、相関出力の発生タイミングが変
動づると、その変動に速やかに追従して正規のサンプル
信号を発生ずることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスペク１〜ラム拡散通信方式におりる従来の受
信回路のうちこの発明が対象とする部分を中心に示す回
路図、第２図はこの発明に係る受信回路の一実施例を示
１−１本ＩＦ）成因、第３図は上記実施例回路の動作を
示Ｊ°タイムヂャーｌ−である。 １・・・相関回路 ２・・・シフトクロック発生器 ３・・・比較回路 ５・・・フリップフロップ ２１・・・ザンプルホールド回路 ２２・・・リンクカウンタ ２３．２４，２７，２８，２９゜ ３１．３２．３３・・・ラッチ回路 ２５・・・ウィンド信号（第１）発生回路２６・・・タ
イミング信号発生回路 ｄ　（（）・ｐ　（（）・・・受信符号列φ（１）・・
・相関回路出力 ｄ（ｔ）・・・情報データ １３・・・・・・シフ１−クロック Ｃ・・・・・・ウィンド信号 Ｄ・・・・・・タイミング信号 Ｅ・・・・・・サンプル信号 Ｗｌ・・・第１のウィンド信号 Ｗ２・・・第２のウィンド信号 特許出願人 立石電機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信符号列と検波用擬似ＩＩ音符号との相関をと
   る相関回路と、この相関回路の出力値の正負を判定する
   判定回路と、上記相関回路出力の最大値を検出づる最大
   値検出回路と、上記擬似岩（音符号の１フレームを周期
   とづ゛るリングカウンタと、このリング力「クンタの両
   数値がＮのとき計数値Ｎ−１が格納されているＮ−１記
   憶回路と、上記リングカウンタの出）ｊ値でもって上記
   擬似雑音符号の１フレームに相当りる時間長の第１のウ
   ィンド信号を１回だ（プ発生ずる第１のウィンド信号発
   生回路と、この第１のウィンド信号の消滅後にｊ３いて
   上記リングカウンタがＮ−２からＮまでを割数りるタイ
   ミンクでその目数時間に相当する時間長の第２のウィン
   ド信号を発生Ｊる第２のウィンド信号発生回路と、上記
   第１のウィンド信号または第２のウィンド信号の発生期
   間内において上記相関回路の出力値が上記最大値検出回
   路の出力値を越えたときタイミング信号を発生するタイ
   ミング信号発生回路と、このタイミング信号に応答して
   上記Ｎ−１記憶回路の内容を（８納するタイミング記憶
   回路と、上記第１のウィンド信号または第２のウィンド
   信号の消滅に応答して上記タイミング記憶回路の内容を
   取込み、この取込んだ内容に上記Ｎ−１記憶回路の内容
   が一致したときサンプル信号を発生するサンプル信号発
   生回路と、このリンプル信号に応答して上記判定回路の
   出力を取込み情報テークを出力Ｊる記憶回路とを備えた
   ことを特徴どするスペクトラム拡散信方式におりる受信
   回路。