JP2005229354A - Pseudo random code generator, transmitter/receiver of wireless communication and wireless communication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve useful spread spectrum communication with simple configuration. <P>SOLUTION: A clock signal is multiplied with NRZ type pn code from the signal acquired by dividing the clock signal with a 1/N frequency divider, or exclusive OR for both of them is calculated to generate Manchester type pn code. In a wireless communication transmitter, a base band signal is subjected to spread spectrum process based on the Manchester type pn code, for transmission. In a wireless communication receiver, the reception signal is subjected to reversely spreading process based on the Manchester type pn code, for demodulating original base band signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、拡散符号を用いた演算により所望の信号を周波数拡散処理して送信し、その拡散符号を用いた演算により逆拡散処理し所望の信号を取り出して受信するスペクトル拡散通信で用いる、擬似ランダム符号発生器、無線通信送信機、無線通信受信機、および無線通信システムに関するものである。   The present invention uses a spread spectrum communication that uses a spread code to perform a frequency spread process on a desired signal and transmits it, and uses a spread code to perform a despread process to extract and receive the desired signal. The present invention relates to a random code generator, a wireless communication transmitter, a wireless communication receiver, and a wireless communication system.

一般に、スペクトラム拡散通信では、送信側において、送信したい情報を含むベースバンド信号に対して所定の拡散符号を用いた演算を施すことにより、そのベースバンド信号を周波数拡散して送信し、受信側において、受信信号に対して所定の拡散符号を用いた演算を施すことにより逆拡散し、元のベースバンド信号を復調するものとなっている。
従来、このようなスペクトル拡散通信では、拡散符号としてＮＲＺ（Non Return to Zero）型の擬似ランダム符号（ＰＮ符号：Pseud Noise code）を用いている。ＮＲＺ型とは、デジタルデータ伝送に用いられる符号変換則の１つで、図７の信号波形図に示すように、データのビットパターン「１／０」に対応する電位を各ビットごとに出力する方式である。図８はＮＲＺ型ＰＮ符号発生器の構成例である。 In general, in spread spectrum communication, a baseband signal including information to be transmitted is subjected to an operation using a predetermined spreading code on the transmission side, so that the baseband signal is frequency spread and transmitted on the reception side. The received signal is despread by performing an operation using a predetermined spreading code, and the original baseband signal is demodulated.
Conventionally, in such spread spectrum communication, an NRZ (Non Return to Zero) type pseudo random code (PN code: Pseud Noise code) is used as a spreading code. The NRZ type is one of the code conversion rules used for digital data transmission. As shown in the signal waveform diagram of FIG. 7, a potential corresponding to the bit pattern “1/0” of data is output for each bit. It is a method. FIG. 8 is a configuration example of an NRZ PN code generator.

図９に従来のスペクトル拡散通信で用いる無線通信送信機２００および無線通信受信機２０１の構成例を示す（例えば、非特許文献１，２など参照）。
無線通信送信機２００では、前述した図８のような構成のＮＲＺ型ＰＮ符号発生器１１で、ＮＲＺ型ＰＮ符号１１Ｓを生成し、乗算器１３でベースバンド信号１２Ｓと乗算することにより周波数拡散された信号１３Ｓを生成する。そして、この信号１３Ｓと局部発振器１４からのキャリア信号１４Ｓとを乗算器１５で乗算することによりキャリア信号１３Ｓを変調し、得られた信号１５Ｓをパワーアンプ１６で増幅した後、アンテナ１７から送信するものとなっている。 FIG. 9 shows a configuration example of the wireless communication transmitter 200 and the wireless communication receiver 201 used in the conventional spread spectrum communication (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).
In the wireless communication transmitter 200, the NRZ PN code generator 11 having the configuration shown in FIG. 8 described above generates the NRZ PN code 11S, and the multiplier 13 multiplies the baseband signal 12S with the frequency spread. The signal 13S is generated. The signal 13S and the carrier signal 14S from the local oscillator 14 are multiplied by the multiplier 15 to modulate the carrier signal 13S. The obtained signal 15S is amplified by the power amplifier 16, and then transmitted from the antenna 17. It has become a thing.

一方、無線通信受信機２０１では、アンテナ２０から受信した受信信号２０Ｓをフィルタ２１へ入力し、キャリア信号の周波数帯に応じた信号成分の信号２１Ｓを得て、ローノイズアンプ２２で増幅した後、局部発振器２４およびπ／２移相器２５で生成された互いに９０。位相の異なる局部発振信号２５Ｉ，２５Ｑと乗算器２３Ｉ、２３Ｑでそれぞれ乗算して周波数変換する。そして、ＮＲＺ型ＰＮ符号発生器１１からのＮＲＺ型ＰＮ符号１１Ｓに基づき、復調・逆拡散処理部２６で信号２３ＩＳ，２３ＱＳを逆拡散および復調処理することにより元のベースバンド信号２６Ｓを生成するものとなっている。   On the other hand, in the wireless communication receiver 201, the received signal 20S received from the antenna 20 is input to the filter 21, a signal component 21S corresponding to the frequency band of the carrier signal is obtained, amplified by the low noise amplifier 22, and then locally 90 generated by the oscillator 24 and the π / 2 phase shifter 25. Frequency conversion is performed by multiplying local oscillation signals 25I and 25Q having different phases by multipliers 23I and 23Q, respectively. Based on the NRZ PN code 11S from the NRZ PN code generator 11, the demodulation / despreading processing unit 26 despreads and demodulates the signals 23IS and 23QS to generate the original baseband signal 26S. It has become.

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
丸林元、中川正雄、河野隆二、「スペクトラム拡散通信とその応用」、電子情報通信学会、ｐｐｌ９−２２、ＩＳＢＮ４−８８５５２−１５３−Ｘ 2003 IEEE International Solid-State Circuits Conference Digest of Technical Papers，pp.360-361 The applicant has not yet found prior art documents related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in this specification.
Marubayashi Gen, Nakagawa Masao, Kawano Ryuji, "Spread Spectrum Communication and its Applications", IEICE, ppl9-22, ISBN4-88552-153-X 2003 IEEE International Solid-State Circuits Conference Digest of Technical Papers, pp. 360-361

しかしながら、このような従来技術では、無線通信送信機においてＮＲＺ型ＰＮ符号を用いて周波数拡散処理を行っているため、送信信号に比較的多くのＤＣ成分を含むものとなり、利用価値のあるスペクトル拡散通信を実現できないという問題点があった。
例えば、前述の無線通信受信機では、キャリア信号周波数と等しい周波数の局部発信信号を用いるため、その局部発信信号が受信信号にリークして、乗算器出力にその信号の中点電位が上下にずれる現象すなわちＤＣ（直流）オフセットが生じ、乗算器以降の回路部で信号の劣化を生ずる。例えば、増幅器にＤＣオフセットを有する信号が入力された場合、増幅器の出力が飽和して所望の信号を増幅できない。 However, in such a conventional technique, since the radio communication transmitter performs the frequency spread processing using the NRZ PN code, the transmission signal includes a relatively large number of DC components, and thus has a useful spectrum spread. There was a problem that communication could not be realized.
For example, since the above-described wireless communication receiver uses a local transmission signal having a frequency equal to the carrier signal frequency, the local transmission signal leaks to the reception signal, and the midpoint potential of the signal shifts up and down in the multiplier output. A phenomenon, that is, DC (direct current) offset occurs, and signal deterioration occurs in a circuit section after the multiplier. For example, when a signal having a DC offset is input to the amplifier, the output of the amplifier is saturated and a desired signal cannot be amplified.

これに対して、図１０に示す無線通信受信機２０２のように、乗算器２３Ｉ，２３Ｑの後段に容量素子２７Ｉ，２７Ｑを設け、信号２３ＩＳ，２３ＱＳに含まれているＤＣオフセットを除去する構成が考えられる。しかしながら、従来技術に用いられるＮＲＺ型擬似ランダム符号のスペクトル分布９Ａは、図１１に示すようにＤＣ（周波数＝０）付近に多くの電力スペクトルを有しているため、容量素子によりＤＣカットを行うとスペクトル分布９Ｂのように変化して、Ｓ／Ｎ比が大幅に劣化するという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、簡素な構成で利用価値のあるスペクトル拡散通信を実現できる擬似ランダム符号発生器、無線通信送信機、無線通信受信機、および無線通信システムを提供することを目的としている。 On the other hand, as in the wireless communication receiver 202 shown in FIG. 10, a configuration is provided in which capacitive elements 27I and 27Q are provided in the subsequent stage of the multipliers 23I and 23Q, and the DC offset included in the signals 23IS and 23QS is removed. Conceivable. However, the spectrum distribution 9A of the NRZ type pseudo-random code used in the prior art has a large power spectrum near DC (frequency = 0) as shown in FIG. There is a problem that the S / N ratio is greatly deteriorated due to the change in the spectrum distribution 9B.
The present invention is for solving such problems, and a pseudo-random code generator, a wireless communication transmitter, a wireless communication receiver, and a wireless communication system capable of realizing spread spectrum communication having a utility value with a simple configuration The purpose is to provide.

このような目的を達成するために、本発明にかかる擬似ランダム符号発生器は、クロック信号を入力信号とする１／Ｎ分周器と、１／Ｎ分周器の出力信号に応じてＮＲＺ型擬似ランダム符号を発生するＮＲＺ型擬似ランダム符号発生器と、クロック信号とＮＲＺ擬似ランダム符号発生器により生成された符号とを演算し、マンチェスター型擬似ランダム符号を生成する演算器とを備えるものである。   In order to achieve such an object, a pseudo random code generator according to the present invention includes a 1 / N frequency divider having a clock signal as an input signal, and an NRZ type according to an output signal of the 1 / N frequency divider. An NRZ type pseudo random code generator that generates a pseudo random code, and an arithmetic unit that calculates a clock signal and a code generated by the NRZ pseudo random code generator and generates a Manchester type pseudo random code. .

この際、演算器として、乗算回路と排他的論理和とのいずれか一方を用いてもよい。   At this time, any one of a multiplication circuit and an exclusive OR may be used as the arithmetic unit.

また、本発明にかかる無線通信送信機は、送信したい情報を含むベースバンド信号を所定の擬似ランダム符号に基づき周波数拡散処理して送信する無線通信送信機において、前述した擬似ランダム符号発生器と、この擬似ランダム符号発生器からのマンチェスター型擬似ランダム符号とベースバンド信号とを乗算することによりベースバンド信号を周波数拡散処理する乗算器とを備えるものである。
この際、乗算器で得られた信号を増幅して送信する増幅器をさらに設けてもよい。 Further, the wireless communication transmitter according to the present invention is a wireless communication transmitter that performs frequency spreading processing on a baseband signal including information to be transmitted based on a predetermined pseudorandom code, and transmits the above-described pseudorandom code generator; A multiplier for multiplying the baseband signal by frequency-multiplying the baseband signal by multiplying the Manchester type pseudorandom code from the pseudorandom code generator.
At this time, an amplifier for amplifying and transmitting the signal obtained by the multiplier may be further provided.

また、本発明にかかる無線通信受信機は、受信信号を所定の擬似ランダム符号に基づき逆拡散処理して元のベースバンド信号を復調する無線通信受信機において、前述した擬似ランダム符号発生器と、逆拡散処理の際、擬似ランダム符号発生器からのマンチェスター型擬似ランダム符号に基づき逆拡散処理を行う復調・逆拡散処理部とを備えるものである。
この際、受信信号に含まれるキャリア信号と周波数が等しい局部発振信号と受信信号とを乗算する乗算器と、この乗算器で得られた信号から直流信号成分を除去する容量素子とをさらに設け、復調・逆拡散処理部は、容量素子により得られた信号に対して逆拡散処理を行うようにしてもよい。 Further, the wireless communication receiver according to the present invention is a wireless communication receiver that despreads a received signal based on a predetermined pseudorandom code and demodulates an original baseband signal, and the pseudorandom code generator described above, At the time of the despreading process, a demodulating / despreading processing unit that performs the despreading process based on the Manchester type pseudorandom code from the pseudorandom code generator is provided.
At this time, a multiplier that multiplies the local oscillation signal having the same frequency as the carrier signal included in the received signal and the received signal, and a capacitive element that removes a DC signal component from the signal obtained by the multiplier are further provided. The demodulation / despreading processing unit may perform despreading processing on the signal obtained by the capacitive element.

また、本発明にかかる無線通信システムは、前述した各無線通信送信機のいずれかと、前述した各無線通信受信機のいずれかとを備えるものである。   The wireless communication system according to the present invention includes any one of the wireless communication transmitters described above and any of the wireless communication receivers described above.

本発明は、マンチェスター型ＰＮ符号発生器において、クロック信号とこのクロック信号を１／Ｎ分周器で分周した信号から得られたＮＲＺ型ＰＮ符号とを乗算し、あるいは両者の排他的論理和を演算することによりマンチェスター型ＰＮ符号を生成するものとし、また無線通信送信機では、このマンチェスター型ＰＮ符号に基づきベースバンド信号を周波数拡散処理して送信し、無線通信受信機では、このマンチェスター型ＰＮ符号に基づき受信信号を逆拡散処理して元のべ一スバンド信号を復調するようにしたので、ＤＣ付近に信号成分を持たないスペクトラム拡散信号を用いて、スペクトル拡散通信を行うことができ、簡素な構成で利用価値のあるスペクトル拡散通信を実現できる。また、クロック信号を１／Ｎ分周器で分周した信号からＮＲＺ型ＰＮ符号を生成するようにしたので、クロック信号の周波数以外の分周された信号が利用可能となり、任意のチップ長を持つ符号を生成できる。   In the Manchester type PN code generator, the clock signal is multiplied by an NRZ type PN code obtained from a signal obtained by dividing the clock signal by a 1 / N frequency divider, or the exclusive OR of the two is obtained. The wireless communication transmitter generates a Manchester type PN code by performing frequency spread processing based on the Manchester type PN code, and the wireless communication receiver transmits the Manchester type PN code. Since the original baseband signal is demodulated by despreading the received signal based on the PN code, spread spectrum communication can be performed using a spread spectrum signal having no signal component near DC, Spread spectrum communication with utility value can be realized with a simple configuration. In addition, since the NRZ PN code is generated from the signal obtained by dividing the clock signal by the 1 / N divider, a divided signal other than the frequency of the clock signal can be used, and an arbitrary chip length can be set. The code which has can be generated.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信システムについて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。
この無線通信システムは、スペクトラム拡散通信に用いられる無線通信送信機１００と無線通信受信機１０１とから構成されており、前述した図９および図１０と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a radio communication system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention.
This wireless communication system is composed of a wireless communication transmitter 100 and a wireless communication receiver 101 used for spread spectrum communication, and the same or equivalent parts as those in FIG. 9 and FIG. is there.

無線通信送信機１００には、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０、乗算器１３、局部発振器１４、乗算器１５、パワーアンプ１６、およびアンテナ１７が設けられており、擬似ランダム符号を発生するＰＮ符号発生器として、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０を用いている点が異なる他は、前述した無線通信送信機２００（図９参照）と同じ構成である。   The wireless communication transmitter 100 is provided with a Manchester PN code generator 10, a multiplier 13, a local oscillator 14, a multiplier 15, a power amplifier 16, and an antenna 17, and generates a PN code that generates a pseudo-random code. The configuration is the same as that of the above-described wireless communication transmitter 200 (see FIG. 9) except that a Manchester type PN code generator 10 is used as a transmitter.

この無線通信送信機１００では、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０で、マンチェスター型ＰＮ符号１０Ｓを生成し、乗算器１３でベースバンド信号１２Ｓと乗算することにより周波数拡散された信号１３Ｓを生成する。そして、この信号１３Ｓと局部発振器１４からのキャリア信号１４Ｓとを乗算器１５で乗算することによりキャリア信号１４Ｓを変調し、得られた信号１５Ｓをパワーアンプ１６で増幅した後、アンテナ１７から送信するものとなっている。   In this wireless communication transmitter 100, a Manchester PN code generator 10 generates a Manchester PN code 10S, and a multiplier 13 multiplies the baseband signal 12S to generate a frequency spread signal 13S. Then, the signal 13S and the carrier signal 14S from the local oscillator 14 are multiplied by the multiplier 15 to modulate the carrier signal 14S. The obtained signal 15S is amplified by the power amplifier 16, and then transmitted from the antenna 17. It has become a thing.

無線通信受信機１０１には、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０、アンテナ２０、フィルタ２１、ローノイズアンプ２２、乗算器２３Ｉ，２３Ｑ、局部発振器２４、π／２移相器２５、復調・逆拡散処理部２６、および容量素子２７Ｉ，２７Ｑが設けられており、擬似ランダム符号を発生するＰＮ符号発生器として、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０を用いている点が異なる他は、前述した無線通信受信機２０２（図１０参照）と同じ構成である。   The wireless communication receiver 101 includes a Manchester PN code generator 10, an antenna 20, a filter 21, a low noise amplifier 22, multipliers 23I and 23Q, a local oscillator 24, a π / 2 phase shifter 25, a demodulation / despreading processing unit. 26 and capacitive elements 27I and 27Q are provided, and the wireless communication receiver 202 described above is different except that the Manchester type PN code generator 10 is used as a PN code generator for generating a pseudo-random code. (See FIG. 10).

この無線通信受信機１０１では、アンテナ２０から受信した受信信号２０Ｓをフィルタ（ＢＰＦ）２１へ入力し、キャリア信号の周波数帯に応じた信号成分の信号２１Ｓを得る。そして、この信号２１Ｓをローノイズアンプ２２で増幅した後、局部発振器２４およびπ／２移相器２５で生成された互いに９００位相の異なる局部発振信号２５Ｉ，２５Ｑと乗算器２３Ｉ、２３Ｑでそれぞれ乗算して周波数変換する。次に、乗算器２３Ｉ、２３Ｑから得られた信号２３ＩＳ，２３ＱＳに対して容量素子２７Ｉ，２７ＱでそれぞれＤＣカットをした後、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０からのマンチェスター型ＰＮ符号１０Ｓに基づき、復調・逆拡散処理部２６で逆拡散および復調処理することにより元のベースバンド信号２６Ｓを生成するものとなっている。   In this wireless communication receiver 101, a received signal 20S received from an antenna 20 is input to a filter (BPF) 21 to obtain a signal component signal 21S corresponding to the frequency band of the carrier signal. The signal 21S is amplified by the low noise amplifier 22 and then multiplied by the local oscillation signals 25I and 25Q having different 900 phases generated by the local oscillator 24 and the π / 2 phase shifter 25 and the multipliers 23I and 23Q, respectively. Frequency conversion. Next, the signals 23IS and 23QS obtained from the multipliers 23I and 23Q are respectively DC-cut by the capacitive elements 27I and 27Q, and then demodulated based on the Manchester type PN code 10S from the Manchester type PN code generator 10. The original baseband signal 26S is generated by despreading and demodulating in the despreading processing unit 26.

図２にマンチェスター型ＰＮ符号発生器の構成例を示す。このマンチェスター型ＰＮ符号発生器１０Ａは、１／Ｎ分周器１Ａ、ＮＲＺ型ＰＮ符号発生器１、および乗算器２Ａから構成されている。１／Ｎ分周器１Ａは、入力されたクロック信号を１／Ｎ（Ｎは正整数）に分周した出力信号を生成する。ＮＲＺ型ＰＮ符号発生器１は、例えば前述した図８のような公知の構成をなし、１／Ｎ分周器１Ａからの出力信号を入力信号として、図３の信号波形図（Ｎ＝１の場合）に示すように、データのビットパターン「１／０」に対応する電位を各ビットごとに出力するＮＲＺ型ＰＮ符号１Ｓを出力する。乗算器２ＡはＮＲＺ型ＰＮ符号発生器１からのＮＲＺ型ＰＮ符号１ＳとクロックＣＬＫとを乗算（アナログ乗算）し、マンチェスター型ＰＮ符号１０Ｓを生成する。   FIG. 2 shows a configuration example of a Manchester type PN code generator. The Manchester type PN code generator 10A includes a 1 / N frequency divider 1A, an NRZ type PN code generator 1, and a multiplier 2A. The 1 / N frequency divider 1A generates an output signal obtained by dividing the input clock signal by 1 / N (N is a positive integer). The NRZ type PN code generator 1 has a known configuration as shown in FIG. 8, for example, and the signal waveform diagram of FIG. 3 (N = 1) with the output signal from the 1 / N frequency divider 1A as an input signal. NRZ type PN code 1S that outputs a potential corresponding to the bit pattern “1/0” of each bit as shown in FIG. The multiplier 2A multiplies (analog multiplies) the NRZ type PN code 1S from the NRZ type PN code generator 1 and the clock CLK to generate a Manchester type PN code 10S.

マンチェスター型ＰＮ符号とは、デジタルデータ伝送に用いられる符号変換則の１つで、データのビットパターンの前後半で波形の極性が反転するのが特徴である。すなわちビットパターン「１」の場合は、前半が正レベル（ハイレベル）となり後半が負レベル（ローレベル）となる。ビットパターン「０」の場合は、前半が負レベル（ローレベル）となり後半が正レベル（ハイレベル）となる。したがって、マンチェスター型ＰＮ符号のデューティー比はほぽ５０％となり、図４に示すように、マンチェスター型ＰＮ符号のスペクトル分布９Ｃは、ＤＣ付近にほとんど電力スペクトルを持たないことになる。   The Manchester PN code is one of the code conversion rules used for digital data transmission, and is characterized in that the polarity of the waveform is inverted in the first and second half of the bit pattern of data. That is, in the case of the bit pattern “1”, the first half is a positive level (high level) and the second half is a negative level (low level). In the case of the bit pattern “0”, the first half is a negative level (low level) and the second half is a positive level (high level). Therefore, the duty ratio of the Manchester type PN code is about 50%, and as shown in FIG. 4, the spectrum distribution 9C of the Manchester type PN code has almost no power spectrum near DC.

本発明では、このようなマンチェスター型ＰＮ符号の特性に着目し、このようなＰＮ符号を用いて周波数拡散処理を行うことにより、ＤＣ付近に信号成分を持たないスペクトラム拡散信号を生成できる。したがって、無線通信受信機１０１の容量素子２７Ｉ，２７Ｑで、受信信号２３ＩＳ，２３ＱＳのＤＣオフセットを除去した場合でも、これにより減衰する電力スペクトルは小さいことからＳ／Ｎ比の劣化を回避でき、通信効率が高く利用価値のあるスペクトル拡散通信を実現できる。
また、ＮＲＺ型ＰＮ符号発生器１の入力段に１／Ｎ分周器１Ａを設けたので、クロック信号の周波数以外の分周された信号が利用可能となり、任意のチップ長を持つ符号を生成できる。 In the present invention, paying attention to the characteristics of such a Manchester type PN code, and performing frequency spread processing using such a PN code, a spread spectrum signal having no signal component in the vicinity of DC can be generated. Therefore, even when the DC offsets of the received signals 23IS and 23QS are removed by the capacitive elements 27I and 27Q of the wireless communication receiver 101, the power spectrum attenuated thereby is small, so that the deterioration of the S / N ratio can be avoided. It is possible to realize spread spectrum communication with high efficiency and utility value.
In addition, since the 1 / N frequency divider 1A is provided at the input stage of the NRZ type PN code generator 1, a frequency-divided signal other than the frequency of the clock signal can be used, and a code having an arbitrary chip length is generated. it can.

なお、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０としては、図３に示したマンチェスター型ＰＮ符号発生器１０Ａの構成のほか、図５に示すような構成を用いてもよい。このマンチェスター型ＰＮ符号発生器１０Ｂは、ＮＲＺ型ＰＮ符号発生器１と排他的論理和回路２Ｂとから構成されている。図３の構成と比較して乗算器２Ａに代えて排他的論理和回路２Ｂが用いられている他は、前述と同様である。   As the Manchester type PN code generator 10, a configuration as shown in FIG. 5 may be used in addition to the configuration of the Manchester type PN code generator 10A shown in FIG. The Manchester type PN code generator 10B includes an NRZ type PN code generator 1 and an exclusive OR circuit 2B. Compared to the configuration of FIG. 3, the exclusive OR circuit 2B is used instead of the multiplier 2A, and is the same as described above.

また、本実施の形態では、無線通信送信機１００と対向してスペクトラム拡散通信を行う無線通信受信機として、容量素子２７Ｉ，２７Ｑを有する無線通信受信機１０１を例として説明したがこれに限定されるものではない。例えば、図９で示したように、容量素子２７Ｉ，２７Ｑを有していない無線通信受信機、さらには直交検波を行わない無線通信受信機など、公知の無線通信受信機において、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０を用いるものであれば適用でき、前述と同様の作用効果が得られる。   In the present embodiment, the wireless communication receiver 101 having the capacitive elements 27I and 27Q is described as an example of the wireless communication receiver that performs spread spectrum communication opposite to the wireless communication transmitter 100. However, the present invention is not limited to this. It is not something. For example, as shown in FIG. 9, in a known wireless communication receiver such as a wireless communication receiver that does not have the capacitive elements 27I and 27Q, or a wireless communication receiver that does not perform quadrature detection, a Manchester PN code Any device using the generator 10 can be applied, and the same effect as described above can be obtained.

［第２の実施の形態］
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信システムについて説明する。図６は本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。
この無線通信システムは、スペクトラム拡散通信に用いられる無線通信送信機１１０と無線通信受信機１１１とから構成されており、前述した第１の実施の形態と比較してキャリア信号を用いないキャリアレスの無線通信システムである。 [Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 6, the radio | wireless communications system concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a radio communication system according to the second exemplary embodiment of the present invention.
This wireless communication system is composed of a wireless communication transmitter 110 and a wireless communication receiver 111 used for spread spectrum communication. Compared to the first embodiment described above, the wireless communication system uses no carrier signal. A wireless communication system.

無線通信送信機１１０には、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０、乗算器３２、パワーアンプ３３、およびアンテナ３４が設けられており、擬似ランダム符号を発生するＰＮ符号発生器として、前述したマンチェスター型ＰＮ符号発生器１０を用いている。
この無線通信送信機１１０では、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０で・マンチェスター型ＰＮ符号１０Ｓを生成し、乗算器３２でベースバンド信号３１Ｓと乗算することにより周波数拡散された信号３２Ｓを生成する。そして、この信号３２Ｓをそのままパワーアンプ３３で増幅した後、アンテナ３４から送信するものとなっている。 The wireless communication transmitter 110 is provided with a Manchester type PN code generator 10, a multiplier 32, a power amplifier 33, and an antenna 34. The above-described Manchester type PN is used as a PN code generator for generating a pseudo random code. A code generator 10 is used.
In this wireless communication transmitter 110, the Manchester PN code generator 10 generates the Manchester PN code 10S, and the multiplier 32 multiplies the baseband signal 31S to generate the frequency-spread signal 32S. The signal 32S is directly amplified by the power amplifier 33 and then transmitted from the antenna 34.

無線通信受信機１１１には、マンチェスター型ＰＮ符号発生器１０、アンテナ４０、ローノイズアンプ４１、および逆拡散復調器４２が設けられており、擬似ランダム符号を発生するＰＮ符号発生器として、前述したマンチェスター型ＰＮ符号発生器１０を用いている。
この無線通信受信機１１１では、アンテナ４０から受信した受信信号４０Ｓをローノイズアンプ４１で増幅し、得られた信号４１Ｓをマンチェスター型ＰＮ符号発生器１０からのマンチェスター型ＰＮ符号１０Ｓに基づき逆拡散復調器４２で逆拡散して復調することにより元のべ一スバンド信号４２Ｓを生成するものとなっている。 The wireless communication receiver 111 is provided with a Manchester type PN code generator 10, an antenna 40, a low noise amplifier 41, and a despreading demodulator 42. As the PN code generator for generating a pseudo-random code, the above-described Manchester is used. A type PN code generator 10 is used.
In this wireless communication receiver 111, the received signal 40S received from the antenna 40 is amplified by the low noise amplifier 41, and the obtained signal 41S is despread based on the Manchester type PN code 10S from the Manchester type PN code generator 10. The original baseband signal 42S is generated by despreading and demodulating at 42.

前述したように、マンチェスター型ＰＮ符号は、ＤＣ付近にほとんど電力スペクトルを持たない。したがって、送信したいベースバンド信号３１Ｓをマンチェスター型ＰＮ符号で周波数拡散することにより、キャリア信号を用いることなく無線空間を伝搬しうる送信信号を生成することができる。
これにより、前述した第１の実施の形態の無線通信送信機１００および無線通信受信機１０１と比較して、キャリア信号を用いた変調／復調に必要な局部発振器や乗算器を持たない、極めて簡素な構成で無線通信送信機および無線通信受信機を実現でき、小型かつ安価で利用価値のあるスペクトラム拡散通信を実現できる。 As described above, the Manchester type PN code has almost no power spectrum in the vicinity of DC. Therefore, by transmitting the baseband signal 31S to be transmitted with a Manchester PN code, a transmission signal that can propagate in the radio space can be generated without using a carrier signal.
As a result, compared with the wireless communication transmitter 100 and the wireless communication receiver 101 of the first embodiment described above, the local oscillator and the multiplier necessary for modulation / demodulation using the carrier signal are not provided, which is extremely simple. With a simple configuration, a wireless communication transmitter and a wireless communication receiver can be realized, and a spread spectrum communication that is small, inexpensive, and useful can be realized.

本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system concerning the 1st Embodiment of this invention. マンチェスター型ＰＮ符号発生器の構成例である。It is a structural example of a Manchester type PN code generator. 図２の各部信号を示す信号波形図である。FIG. 3 is a signal waveform diagram showing each part signal of FIG. 2. マンチェスター型ＰＮ符号の電力スペクトル分布である。It is a power spectrum distribution of the Manchester type PN code. マンチェスター型ＰＮ符号発生器の他の構成例である。It is another structural example of a Manchester type PN code generator. 本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system concerning the 2nd Embodiment of this invention. ＮＲＺ型ＰＮ符号を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram showing an NRZ type PN code. ＮＲＺ型ＰＮ符号発生器の構成例である。It is a structural example of an NRZ type PN code generator. 従来の無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional radio | wireless communications system. 従来の無線通信受信機の構成例である。It is a structural example of the conventional radio | wireless communication receiver. ＮＲＺ型ＰＮ符号の電力スペクトル分布である。It is a power spectrum distribution of an NRZ type PN code.

符号の説明Explanation of symbols

１００…無線通信送信機、１０１…無線通信受信機、１０，１０Ａ，１０Ｂ…マンチェスター型ＰＮ符号発生器、１…ＮＲＺ型ＰＮ符号発生器、１Ａ…１／Ｎ分周器、２Ａ…乗算器、２Ｂ…排他的論理和回路、１３，１５…乗算器、１４…局部発振器、１６…パワーアンプ、１７，２０…アンテナ、２１…フィルタ、２２…ローノイズアンプ、２３Ｉ，２３Ｑ…乗算器、２４…局部発振器、２５…π／２移相器、２６…復調・逆拡散処理部、２７Ｉ，２７Ｑ…容量素子、１１０…無線通信送信機、１１１…無線通信受信機、３２…乗算器、３３…パワーアンプ、３４，４０…アンテナ、４１…ローノイズアンプ、４２…逆拡散復調器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Wireless communication transmitter, 101 ... Wireless communication receiver, 10, 10A, 10B ... Manchester type PN code generator, 1 ... NRZ type PN code generator, 1A ... 1 / N frequency divider, 2A ... Multiplier, 2B ... Exclusive OR circuit, 13, 15 ... Multiplier, 14 ... Local oscillator, 16 ... Power amplifier, 17, 20 ... Antenna, 21 ... Filter, 22 ... Low noise amplifier, 23I, 23Q ... Multiplier, 24 ... Local Oscillator 25 ... π / 2 phase shifter 26 ... demodulation / despreading processing unit 27I, 27Q ... capacitor element 110 ... wireless communication transmitter 111 ... wireless communication receiver 32 ... multiplier 33 ... power amplifier 34, 40 ... antenna, 41 ... low noise amplifier, 42 ... despread demodulator.

Claims (7)

クロック信号を入力信号とする１／Ｎ分周器と、
前記１／Ｎ分周器の出力信号に応じてＮＲＺ型擬似ランダム符号を発生するＮＲＺ型擬似ランダム符号発生器と、
前記クロック信号と前記ＮＲＺ擬似ランダム符号発生器により生成された符号とを演算し、マンチェスター型擬似ランダム符号を生成する演算器とを備えることを特徴とする擬似ランダム符号発生器。 A 1 / N frequency divider using a clock signal as an input signal;
An NRZ pseudorandom code generator for generating an NRZ pseudorandom code in response to an output signal of the 1 / N divider;
A pseudo-random code generator, comprising: an arithmetic unit that calculates the clock signal and a code generated by the NRZ pseudo-random code generator to generate a Manchester type pseudo-random code. 請求項１に記載の擬似ランダム符号発生器において、
演算器が、乗算回路と排他的論理和とのいずれか一方であることを特徴とする擬似ランダム符号発生器。 The pseudo-random code generator according to claim 1,
A pseudo-random code generator, wherein the arithmetic unit is one of a multiplication circuit and an exclusive OR. 送信したい情報を含むベースバンド信号を所定の擬似ランダム符号に基づき周波数拡散処理して送信する無線通信送信機において、
請求項１または２に記載の擬似ランダム符号発生器と、
この擬似ランダム符号発生器からのマンチェスター型擬似ランダム符号と前記ベースバンド信号とを乗算することにより前記ベースバンド信号を周波数拡散処理する乗算器とを備えることを特徴とする無線通信送信機。 In a wireless communication transmitter that transmits a baseband signal including information to be transmitted by performing frequency spread processing based on a predetermined pseudo-random code,
A pseudo-random code generator according to claim 1 or 2,
A wireless communication transmitter, comprising: a multiplier for performing spread spectrum processing on the baseband signal by multiplying the Manchester type pseudorandom code from the pseudorandom code generator by the baseband signal. 受信信号を所定の擬似ランダム符号に基づき逆拡散処理して元のベースバンド信号を復調する無線通信受信機において、
請求項１または２に記載の擬似ランダム符号発生器と、
前記逆拡散処理の際、前記擬似ランダム符号発生器からのマンチェスター型擬似ランダム符号に基づき逆拡散処理を行う復調・逆拡散処理部とを備えることを特徴とする無線通信受信機。 In a radio communication receiver that despreads an original baseband signal by despreading the received signal based on a predetermined pseudorandom code,
A pseudo-random code generator according to claim 1 or 2,
A radio communication receiver comprising: a demodulation / despreading processing unit that performs a despreading process based on a Manchester type pseudorandom code from the pseudorandom code generator during the despreading process. 請求項３に記載の無線通信送信機において、
前記乗算器で得られた信号を増幅して送信する増幅器をさらに備えることを特徴とする無線通信送信機。 The wireless communication transmitter according to claim 3,
The wireless communication transmitter further comprising an amplifier for amplifying and transmitting the signal obtained by the multiplier. 請求項４に記載の無線通信受信機において、
前記受信信号に含まれるキャリア信号と周波数が等しい局部発振信号と前記受信信号とを乗算する乗算器と、
この乗算器で得られた信号から直流信号成分を除去する容量素子とをさらに備え、
前記復調・逆拡散処理部は、前記容量素子により得られた信号に対して前記逆拡散処理を行うことを特徴とする無線通信受信機。 The wireless communication receiver according to claim 4, wherein
A multiplier that multiplies the received signal by a local oscillation signal having the same frequency as the carrier signal included in the received signal;
A capacitive element that removes a DC signal component from the signal obtained by the multiplier;
The radio communication receiver, wherein the demodulation / despreading processing unit performs the despreading process on a signal obtained by the capacitive element. 請求項３または５に記載の無線通信送信機と、
請求項４または６に記載の無線通信受信機とを備えることを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication transmitter according to claim 3 or 5,
A wireless communication system comprising the wireless communication receiver according to claim 4.
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