JPS604340A - スペクトラム拡散通信方式 - 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】 〈従来技術とその問題点〉 従来のスペクトラム拡散通信つ戒ゝには第１図および第
２図に示すような構成のものにより行っているものがあ
る。第１図に送信側を示し、第２回送・受信が行われる
。第１図に示すデータ信号発生回路１からのデータ信号
ｄ（【）は、搬送波発生回路２からの搬送波ｃｏｓωｃ
ｔ＋こよりミキサ４で混合されてｄ（【）・ｃｏｓωＣ
十とされ、更にＰＮ（擬似ランダム雑音）符号発生回路
３からのＰＮＮ符号（りにより、更にミキサ５で混合さ
れて、送信信号Ｓ　（Ｌ）　−ｄ（す・ｐ（ｔ）・ｃｏ
ｓω６七として送信きれる。これにより、データ信号ｄ
（りが本来持っているスペクトラムの帯域は、ＰＮ符号
が持つ帯域にスペクトラム拡散されること船こなる。こ
の送信信号は、第２図【こ示すミキサ１０に受信信号と
して与えられるとともに、このミキサ１０で、送信側の
それと同種のＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生器１１か
らのＰＮ符号と混合される。この混合出力は、帯域フィ
ルタ１３に入力されるが、受信信号のＰＮ符号の位相と
、１）　Ｎ符号発生器１１のＰＮ符号の位相とが合って
いれば帯域フィルタ１３の出力は大きくなり、該位相が
ずれていればその出力は小きくなる。該位相がずれて帯
域フィルタ１３の出力が小はいことが、レベル検知器１
４により検出される。この検知出力に応答してスライデ
ィングコントローラ１２が前記両ＰＮ符号の位相が合う
ようにコントロールする。このコントロールにより、帯
域フィルタ１３から大きな出力が得られる。位相が一致
したときの帯域フィルタ１３の出力信号ばｄ（【）・ω
Ｓωｃｔで表現されるので、同期検波器などの復調器１
５【こより搬送波ｃｏｓωｃｌ、が取り除かれる。こう
して、データ信号間・（Ｌ）が復調される。このような
通信大、砥では、受信１１１１１　ｆｃおいて上述した
ＰＮ符号の位相合わせに時間がかかるという欠点があり
、高速復調には不適当である。この欠点を解消するもの
として受信側を第３図に示すマツチドフィルタ方式の構
成にしたものがある。第３図において、受信信号Ｓ　（
ｔ）は、搬送波再生回路２１からの再生搬送波部ωｃｔ
とミキサ２０において混合される。ミキサ２０からの出
力ｄ　（ｃ）・ｒｌ（Ｌ）＆ゴ、ＰＮ符号発生器２３か
らのＰＮＮ符号（【）と、相関回路２２において相関が
とられる。この相関回路２２からの相関出力のピークを
、テータ信−号復調回路２４によりサンプリングするこ
とにより、データ信号ｄ　（ｔ）が復調される。ところ
が、受信側がこのようなマツチドフィルタ方式のもので
は、受信信号Ｓ（りのＳ／Ｎ比が低い場合、搬送波の再
生ができなくなる場合が生じ、信頼性の点で不充分であ
った。

〈発明の目的〉 本発明は、Ｓ／Ｎ比が低い場合でも搬送波を容易に再生
することができ、したがってマツチドフィルタ方式の利
点である高速復調を可能にすることを目的とする。

〈発明の構成と効果〉 本発明は、このような目的を達成するため、送信側に、
４相Ｐ　Ｓ　Ｋ変調回路を使用し、受信側に、遅延回路
およびローパスフィルタを含む遅延検波回路を使用し、
マツチドフィルタ方式により送信側のＰＮ符号とは位相
が異なるＰＮ符号と相関をとりながら、その相関出力側
こよりデータ信号の復調を行うように構成している。し
たがって、本発明によれば、受信側に遅延検波回路を有
するので、受信信号のＳ　／　Ｎ比が低くても、搬送波
を再生することができ、したがって信頼性が高い通信す
式を得ることができる。また上記した相関を行って復調
を行うので、復調動作を高速で行うことができる。

〈実施例の説明〉 第４図（ａ）　（＋））　ハそれぞれ本発明の一実施例
に係るスペクトラム拡散通信方式の送信回路と受信回路
との各回路構成図である。第４図（ａ）　ｉこ示す送信
回路は、ミキサ３０、ＰＮ符号発生器３１および４相Ｐ
　Ｓ　Ｋ　（Ｃｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）
変調器３２を有する。４相ＰＳＫ変調器３２ば、２つの
ミキサ３２ａ。

３２１〕と２つの搬送波ｃｏｓωｃｔとｓｉｎωｃｔと
を発生する搬送波発生回路３２Ｃと、合成器３２ｄとを
含む。°このような送信回路では、データ信号ｄ（りと
ＰＮＮ符号（りとがミキサ３０で混合でれ、このミキサ
３０からｄ（０・Ｐ（りの形の信号が出力される。

この信号ｄ（【）・ｐ　（ｔ）は、４相ＰＳＫ変調器３
２内の一方のミキサ３２ａ＋こより、搬送波ωＳωイと
混合されてｄ（【）・Ｐ（【）・ｃｏｓωｃｔの形の信
号とされ、また他方のミキサ３２１ｚこより、搬送波ｓ
ｉｎθ〕ｃｔと混合されてｐ（ｔ−τ）・ｓｉｎω。、
の形の信号ときれる。

そして、合成器３２ｄｉこより上記両信号は合成されて
次式（１）に示す信号Ｓ　（Ｌ）として出力σれる。・
５（ｔ）＝　ｄ（ｔ）　＝　ｐ（ｔ）・ｃｏｓωｃｉ−
ｉ−ｐ（ｃ−で）・ｓｉｎωｃｔ　・・・・・・（１）
一方、第４図（ｂ）に示す受信回路は、遅延検波回路４
１と、相関回路４２と、データ信号復調回路おとを有す
る。遅延検波回路４１は、遅延回路４１ａ１ミキサ４１
ｂおよびローパスフィルタ４１Ｃを含む。相関回路４２
Ｍ″ｊ：、アナログ／フトレ／スタ４！３、複数のミキ
サ４２ｂ、４２１〕、・・・、ＰＮ符号レジスタ４２Ｃ
および合成器４２ｄを含む。データ信号復調回路４３は
ザンプル回路４３ａおよびザンプルクロック発生器４３
１）を含む。このような受信回路の遅延検波回路４１！
こ前記式（１）の送信信号が受信信号として受信される
。遅延検波回路４１の遅延回路４１ａの遅延時間をτと
すると、ミキサ４１１）の出力点への信号ＳＡは次式（
２）で与えられる。

Ｓ　Ａ＝　５（ｔ）・５（ｔ−τ） −（ｄ（ｔ）　−Ｐ（Ｌ）・ｃｏｓωｃｔ十Ｐ（し−τ
）・Ｓ１ｎωｃｔ）ｘ（ｄ（ｔ−ｒ）−ｐ（ｔ−τ）　
’ｃｏｓω０、（【−で）＋ｐ（ｔ−２τ）・ｓｉｎω
ｃ（【−τ））　・・・・・・（２）ここで、Ｐ（’−
τ）２　＝＝　１−および邸ω、τ＝０であるとすれば
、式（２）を展開して、整理すると、次式（３）が得ら
れる。

ｃｏｓω（２ｔ−τ）　・・・（３） この信号ＳＡがローパスフィルタ４１Ｃに入力されると
、式（３）の２【の頃は高周波成分としてカットきれて
ローパスフィルタ４１Ｃから出力される。

その出力点Ｂでの信号ＳＢは次式（４）で与えられる。

Ｓ　＝’　ｓｉｎω６τ・（−ｄ（す・Ｐ（す、　ｐ　
（Ｌ　−２ｒ　）−１−ｄ　（ｔ−τ）ｌ−（４）３　
２ ここで、弼ω。τ−〇であるので、ω。τ　は次式（５
）で与えられる。

ただし、ｎ＝１　、　２　、・・・　。

したがって、ｓｉｎω０τは次式（６）で与えられる。

ｓｉｎω０τ＝ｓｔｎ’　（２ｎ　］　）　＝　（１）
　・＝（６）式（６）を式（４）に代入すると、信号Ｓ
Ｂ　は次式（７）で与えられる。

ここで、τをＰＮ符号の１ビット時間幅に選択すると、
Ｐ（ｔ）・ｐ（ｔ−２τ）は送信側のＰＮ符号とけ異な
るＰＮ符号となる。ただし、ＰＮ符号がＭ系列のときは
位相だけが異なる。式（７）ｌこおいて、ｎが偶数であ
れば、信号５ＢＶｉ次式（８）で与えられる。

ＳＢ−７（ｄ（す・ｐ（ｔ）・ｐｌｔ−２τ）−−ｄ（
ｔ−τ））　・・・（８）この信号８１３は相関回路４
２のアナログシフトレジスタ４２ａに入力されていく。

この相関回路４２ばＣＣＤ　（Ｃ１Ｃ１１ａｒ　Ｃｏｕ
ｐｌｅｄ　Ｉ：）ｃｖｉｃｅ　）やＢＢＤ（ＢｕｃＫｅ
ｔ　Ｂｒｉｇａｔｅ　Ｉ）ｅｖｉｃｅ）などで構成σれ
た一種のトランスバーザルフィルタである。このアナロ
グシフトレジスタ４２ａの出力と、ＰＮ符号レジスタ４
２Ｃの出力とが両レジスタの１ビツト毎に゛対応するミ
キサ４２ｂ、４２ｂ、・・・で混合される。

各混合出力は、合成器４２ｄで合成きれて出力される。

合成器４２ｄの出力点Ｃにおける信号ＳＣは、データ信
号復調回路４３に入力される。信号Ｓｃに−、ザンプル
クロック発生回路４３１〕のサンプルクロックに応答す
るサンプル回路４３ａでサンプルされる。このサーンプ
ルにより、データ信号復調回路４３の出力点Ｅに、復調
されたデータ信号（１（りが得られる。

第５図は各信号のタイミングチャートを示す。

第５図での信号は、式（７）においてｎが偶数の場合に
ついて示されている。第５図について説明する。

第５図（ａ）ばＪ）　Ｎ符号ｐ（ｔ）、第５図（ｂ）　
Ｖｉデータ信号ｄ（【）、第５図（Ｃ）−逆位相で時間
遅れがτのデータ信号−ｄ（ｃ−τ）、第５図（ｄ＞は
時間遅れが２τのＰＮＮ符号（Ｅ−２τ）、第５図（ｅ
）はｐ（ｔ）・ｐ　（ｔ　−２ｒ）をそれぞれ示してい
る。したがって、式（８）に示す信号ＳＢは、第５図（
ａ）〜（ｅ）に示す関係により、第５図（［）のように
なる。即ち、信号Ｓｎ　Ｂ、ＰＮＮ符号（ＬＬデータ信
号ｄ　（ｔ）に対し、ノ＜イアス分を除けは、第５図（
ｆ）　ｉこ示す″イ″の区間だけＰ（【）・ｐ（を−２
τ）の波形と異なる。第５図（［）の破ｍは、分かり易
くするために示てれたーｄ（ｔ−τ）の５Ｌ形である。

したがって、相関回路４３で重みがＰ（【）・Ｐ（Ｌ−
２τ）のＰＮ符号との付」関をとると、相関回路４３の
出力信号Ｓｃは、第５図（ｇ）のように相関ピークがプ
ラスとマイナスとに現われることになる。この相関ピー
クは第５図（１〕）のデータ信号に対応している。第５
　図（ｈ）　ｖｘザンプルクロツクＳＤを示す。

したがって、第５図（ｇ）の相関ピークを有する信号Ｓ
ｃｌこよりサンプルクロックＳＤ１こ対応して、第５図
（ｉ）に示すような信号ＳＥ１すなわち、第５図（１）
）のデータ信号ｄ（【）に対して１ビット遅れでのデー
タ信号が復調される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図（・ユ従来例の通信方式の回路構成
図、第３図は第２図に示すスライディング相関方式の代
わりに用いられるマツチドフィルタ方式による従来例の
受信側の回路構成図、第４図は本発明の一実施例の回路
構成図であって、第４図（ａ）は送信側を示し、第４図
（ｂ）は受信側を示す。第５図は第４図に示す各回路部
の信号のタイミングチャートである。 ３０．３２１．３２１）、４１１）、４２ｔｌ−・ミキ
サ、３１・・・ＰＮ符号発生器、３２・・・４相ＰＳＫ
変調器、４１・・遅延検波回路、４２・・・相関回路、
４３・データ信号復調回路。 出　願　人　立石電機株式会社 代　理　人　弁理士　岡　１）和　秀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１．１　ＰＮ符号発生器と、４相ＰＳＫ変調器と、Ｐ
   Ｎ符号とデータ信号とを混合するミキサとで構成され、
   データ信号を＝Ｉ’　Ｎ符号と混合し、ざらに４相Ｐ　
   Ｓ　Ｋ変調することによって該データ信号をスペクトラ
   ム拡散して送信する送信回路と。 受信信号からデータ信号とＰＮ符号との混合信号を抽出
   する遅延検波回路と、遅延検波回路出力と送信側のＰＮ
   符＋！−に対して一定の関係を有するＩ）　Ｎ符号との
   相関をとる相関回路と、相関回路出力からデータ信号を
   復調するデータ信号復調回路とよりなる受信回路とを含
   むスペクトラム拡散通信・ｎい