JPS604341A

JPS604341A - スペクトラム拡散通信方式における受信回路

Info

Publication number: JPS604341A
Application number: JP58112541A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Onishi; 謙一大西
Original assignee: Tateisi Electronics Co; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1985-01-10

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〉本発明はテジタル通信方式、特にスペクトラム拡散通信
方式における受信回路に関する。

〈従来技術とその問題点〉スペクトラム拡散通信における送信信号としてのスペク
トラム拡散信号Ｓ　（ｔ）は、データ信号をｄ（ｔ）（
値（ｄ＋１あるいは一］の２値時系列信号）。

ＰＮ、（擬似ランダム雑音）符号をｐ（ｔ）（値は＋１
あるいは−Ｔの２値打号）、搬送波をｃｏθωｃｔとす
ると次式（１）で表わされる。

５（ｔ）　＝ｄ（ｔ）　Ｐ（ｔ）Ｃｏｓωｃｔ　・・・
（１）ただし　ωｃ　＝　２πｆｃｆＣは搬送波周波数受信側ではこのスペクトラム拡散信号Ｓ　（ｔ）を受倍
信号Ｓ　（ｔ）として受けて、この受信信号Ｓ　（ｔ）
よりテータ信月ｄ　（ｔ）を復調する必要がある。この
ため従来のスペクトラム通信の受信回路は第１図に示す
ように、受信信号Ｓ　（ｔ）から搬送波ｃｏｅωｃｔを
再生し、この再生搬送波ｃｏｓωｃｔと受信信号Ｓ　（
ｔ）とをミキサ１で混合１−て拡散信号ａ　（ｔ）・ｐ
　（ｔ）を得、この信号ａ　（ｔ）　、　ｐ　（ｔ）と
送信側と同種のＰＮＮ符号（１）との相関を相関回路２
で取り、この相関回路２の出力信号ＳＡをデータ゛刈定
回路３に入れることによりデータ信号ａ　（ｔ）を復調
する方法が提案されていた。この復調の原理は、相関回
路２の出力信号ＳＡが第２図のごとく、データ信号ｄ　
（ｔ）の＋１゜−１に応じて正負にするどいピークを持
つため、これを適度々しきい値＋Ｍ　、−Ｍ　（スレッ
シュホールドレベル）で判定してデータを復調するもの
である。ところで、相関回路２の出力信号ｓＡはある周
期ごとにデータ信号ａ　（ｔ）のピークを持つが、雑音
の影響で、テ〜り信号ａ　（ｔ）以外の場所でピークを
持つ可能性がある。したがって、第１図に示す従来例の
受信回路では、そのようカ場所で出カドレベル＋Ｍ、−
Ｍを越えてし捷つと、データ信号ａ　（ｔ）で々いもの
をデータ信号として誤って判定するおそれがある。この
ようなおそれをなくするにはスレッシュホールドレベル
を常に最適な値に維持させておかなければならないとい
う制約かある。これを改善するためには、出力信号ＳＡ
のピークの中心で該出力信号ｓＡの正負の判定を行うと
よいが、相関回路２の転送りロック周期と、送信側ＰＮ
符号の周期との微妙な差によりそのピークは微少々時間
変動（ジッタ）を伴ない、このため正確にそのピークの
中心でサンプルするのは困難であった。

〈発明の目的〉本発明は、相関回路の出力信号のピークの中心位置での
サンプルを確実にかつ容易に行えるようにし、これによ
りデータ信号を正確に復調して、受信回路の信頼性を高
く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、相関回路の
転送りロックと、受信したスペクトラム拡散信号のクロ
ック速度とに差が生じた場合に、差分回路によりその差
を検出し、この検出に応答してＶＣＯの発振周波数を制
御して、この発振周波数の出力である前記転送りロック
を、スペクトラム拡散信号のクロックに追従させるよう
にしている。したがって、本ｉ明によれば、相関回路の
出力信号のピークの中心の１直を確実にサンプルするこ
とかでき、雑音によりデータ信号以外のところで出力信
号にピークが生じてもこのピークを無視することができ
ることになり、この結果相関回路の出力信号のピークの
正負を判定するためのスレッシュホールドレベルの値を
特に最適な状態に維持させなくてもデータ信号を正確に
復調し、信頼性が高い受信回路を提供できる。

〈実施例の説明〉第３図は本発明の一実施例に係るスペクトラム拡散通信
方式における受信回路の回路図であり、第４図は第３図
に示す受信回路の各部の信号のタイムチャートである。

第３図において、符号１１は、相関回路である。この相
関回路１１には、受信信号５（ｔ）〔＝　ｄ（ｔ）　Ｐ
（ｔ）　ＣｏｓωＣ℃〕から図示しない回路手段で搬送
波ｃｏｓωｃｔが取り除かれてベースバンド信号となっ
たｄ（℃）Ｐ（ｔ）の信号か入力される。この相関回路
１１は、後述する信号ＳＢを転送りロックとするアナロ
グノットレジスタ１１ａとＰＮ符号レジスタ１１ｂと、
両レジスタ１１ａ、ｌｌｂの１ビツト毎の複数のミキサ
１１ｃ、１ｌｃ−と、合成器１１ａとを含む。相関゛回
路１１の出力部には第４図（２Ｌ）　Ｋ示すような出力
信号ＳＡが現われる。アナログノットレジスタ１１ａＫ
はタップ付きのディレーライン、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ
　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　）、Ｂ　Ｂ　Ｄ　（
Ｂｕｃ−４＜ｅｔ　Ｂｒｉｇａｔｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　）
が用いられる。１２はアナログ比較回路であり、このア
ナログ比較回路１２の逆相（１１１１人力部−Ｋ　Ｕス
レッシュホールドレベルＭに対応する電圧が与えられ、
その正相側入力端子十には相関回路１１の出力信号ＳＡ
が与えられる。１３はノット回路、１４はフリップフロ
ップ群である。フリップフロップ群１４１−１’、第１
．第２．第３フリップフロップ１４ａ、１４１）、１４
Ｃよりなる。１５はアンド回路、１６はリングカウンタ
、１７はラッチ回路群である。ラッチ回路群１７は第１
．第２．第３ラツチ回路１７ａ、１７ｂ、１７Ｃより々
る。１８はデジタル比較回路群であり、このデジタル比
較回路群１８は第１．第２．第３デジタル比較回路１８
五、１１３ｂ、１８Ｃよりなる。１９はサンプル・ホー
ルド回路群であり、このサンプル・ホールド回路群１９
は第１．第２゜第３サンプルホールド回路１９ａ、１９
ｂ、１９Ｃよりなる。２０は差分回路であり、この差分
回路２０は、引算回路２０ａおよび掛算回路２０ｂを有
する。２１はローパスフィルタ、２２ＵＶＣＯ（電圧制
御型発振器）である。

次に、第４図のタイムチャートを参照しながら、動作を
説明し、併せて上記各回路の機能を説明する。先ず、送
信側は、送信動作の開始時に、必ず［］」才たは「Ｏ」
のデータで始捷るものとし、ここでは最初のビットは「
１」であるものと仮定している。

第３図の受信回路において、フリップフロップ群１４の
リセット端子に第４図（Ｃ）に示すスタート信号Ｓｃを
与えて、各フリップフロップ１４ａ〜１４Ｃをリセット
端子ておく。上記仮定により、送信開始時、データは「
１」であるので、相関回路１１の出力信号ｓＡは、第４
図（ａ）　Ｋ示すように正側に鋭いピークを有している
。アナログ比較回路１２でこの出力信号ＳＡのレベルを
、スレッシュホールドレベルＭと比較し、このレベ、ル
Ｍをこえる出力信号ＳＡにより、第４図（ｄ）に示すよ
うにこの比較回路１２からピーク検出信号ＳｒＩが出力
される。このピーク検出信号Ｓｔ　Ｄは、ノット回路１
３を介して第１フリツプフログブ１４ａのセント端子Ｓ
に与えられる。これにより、第１フリツプフログブ１４
ａはセットされ、この七ソト出力により第２．第３７リ
ツプフロソプ１４ｂ、１４Ｃがいずれもセットされる。

こうして、第３フリツプフロツプ１４Ｃの出力端子可か
らは、第４図（θ）に示すような信号ＳＥが出力されて
アンド回路１５の一方の入力部に与えられる。このとき
、アント回路１５の他方の入力部およびリングカウンタ
１６にばｖｃｏ２２の発振出力信号ＳＲ与えられている
。この発振の出力信号Ｓ、Ｂは第４図（１））に示され
る。そして、このリングカウンタ１６は、この出力信−
号ＳＢによりカウントアツプされており、そのカウント
周期はＰＮ符号の周期に一致している。また、このリン
グカウンタ１６のカウント値に、第］〜第３ランチ回路
１７ａ〜１７Ｃに、アンド回路１５を介してラッチされ
ている。そして、出力信号ＳＥは第４図（ｂ）　（ｅ）
に示すようにカウントタイミング■で「１」から「０」
になっている。

このとき、第１ラッチ回路１７ａにはとのカウントタイ
ミング■におけるリングカウンタ１６のカウノト内容か
ランチされ、第２．第３ラッチ回路１７１）、１７Ｃに
はそれぞれカウントタイミング■、■のカウント、内容
がランチされる。ここで、カウントタイミング■は第４
図（ａ）（ｂ）に示すように、中上、の同期タイミング
であり、カウントタイミング■■はそれぞれ中心のタイ
ミング■に対して１クロック前後のカウントタイミング
となる。

送信側のＰ　Ｎ符号と受信側の転送りロックＳＢとが完
全に同期していたならば、中心のカウントタイミング■
で相関回路１１の出力信号ＳＡを、第１サンプル　ホー
ルド回路１９ａによりサンプルし、正負を判定すればデ
ータ信号を復調することができる。しかし、上記同期が
ずれている場合、例えば第４図のように転送りロックｓ
Ｂが送信側のＰ　Ｎ符号速度より速くなっていた場合は
、カウントタイミング■■■は相関回路１１の出力信号
ＳＡのピークよりも時間的に前の方にずれてくる。

このとき、リングカウンタ１６の出力と、第］−〜第３
ランチ回路１７ａ〜１７Ｃでランチされてい石・各カウ
ントタイミングに対応するカウント値とが、それぞれ第
１〜第３比較回路１８ａ〜１８Ｃで比較される。第１比
較回路１８ａの第１比較信号Ｓ　Ｈは、第４図（ｋ）に
、第２比較回路１８’ｂの第２比較信号Ｓ　Ｆは第４図
（功に、第３比較回路１８Ｃの第３比較信号ＳＧは第４
図（ｊ）にそれぞれ示す。

第１比較信号ＳＨはカウントタイミング■に対応し、第
２比較信号ＳＦはカウントタイミング■に対応し、第３
比較信号ＳＣはカウントタイミング■に対応する。第２
比較信号ＳＦは第１サンプル・ホールド回路１９ａのサ
ンプル信号として与えられ、これにより相関回路１１の
出力信号ＳＡがサンプルされてデータ信号ａ　（ｔ）が
復調される。第コ、第３比較信号Ｓｒ−＋、Ｓｃはそれ
ぞれ、第２゜第３サンプル・ホールド回路１９ｂ、１９
Ｃにサンプル信号として力えられて、前記出力信号ＳＡ
をサンプルする。ここで、各比較信号ＳＨ，ＳＦ。

ＳＧはリングカウンタ１６の出力が各ラッチ回路１７ａ
〜１７Ｃの出力と一致したときに「ｌ」になる信号であ
り、クロック信号ＳＢの１クロツクおきのインターバル
をもっている。

第２．　第３サンプル・ホールド回路１９１）、１９Ｃ
の出力信号Ｓｂ、Ｓａは、差分回路２０の引算器２０ａ
で引き算される。この引き算の出力信号Ｓｃを、掛算器
２０１）により第４図（ｍ）に示す第１サンプル・ホー
ルド回路１９ａの出力信号ＳＪと掛算する。掛算器２０
１）の出力信号８１は、第４図（１）に示すように、ク
ロック信号ｓＢが、送信側のＰＮ符号よりも速いので負
になる。この出力信号５Ｉｔｄローパスフイルタ２１を
介してｖＣＯ２２に入力される。この場合、出力信号Ｓ
ｌが負であるので、クロック信号ＳＢは遅くなる。逆に
、クロック信号ＳＢが、送信側のＰＮ符号よりも遅いと
きはクロック信号ＳＢは速くなる。このようにしてこの
実施例の受信回路は受信側のクロックを常に送信側のＰ
Ｎ符号の周波数に同調するように動作し、したがって第
２比較信号ＳＦを必ず相関回路１１の出力信号ＳＡのピ
ーク中心にもっていくことができ、正確なデータ信号の
復調を行うことができる。なお、掛算器２０ｂはデータ
が負の場合に対処さするためのものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスペクトラム拡散通信方式における従来例の回
路図、第２図は第１図に示す相関回路の出力信号と、復
調されたデータ信号とのタイムチャート、第３図は本発
明の一実施例の回路図、第４図は第３図に示す回路の各
部の信号のタイムチャートである。１１　相関回路、１２・比較回路、１４・・フリップフ
ロップ群、１５　・アント回路、１６・・リングカウン
タ、１７・・ランチ回路群、１８・比較回路群、１９・
サンプル・ホールド回路群、２０・・差分回路、２１・
・ローパスフィルタ、２２・・ＶＣＯ８出　願　人　立石電機株式会社代　理　人　弁理士岡田和秀

Claims

【特許請求の範囲】

（１）受信されたスペクトラム拡散信号とＰＮ符号との
相関をとる相関回路と、相関回路の転送りロックをカウ
ントヂるリングカウンタと、同期タイミングをラッチす
る第２ラッチ回路と、同期タイミングの前後のタイミン
グをラッチする第１．第３ラッチ回路と、リングカウン
タの出力と第１．第２．第３ラッチ回路の出力とをそれ
ぞれ比較する第１．第２．第３比較回路と、第１．第３
比較回路の出力で相関回路の出力をそれぞれサンプＵし
する第２．第３サンプル回路と、第２．第３サンプル回
路の出力の差をとる差分回路と、差分回路の出力に応答
して発振周波数を変化させ、その発振周波数出力を前記
転送りロックとして相関回路に与えるＶＣＯとを含み、
転送りロックと、スペクトラム拡散信号のクロック速度
とに差が生じた場合に、差分回路によりその差を検出す
るとともに、その検出に応答してＶＣＯの発振周波数を
制御して転送りロックを前記スペクトラム拡散信号のク
ロックに追従させるスペクトラム拡散通信方式における
受信回路。