JP2556141B2 - Spread spectrum communication system - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスペクトル拡散通信方式に係り、特に、マル
チチャンネルアクセス機能を持つ直接拡散により、後述
する遠近問題を回避することを可能とし、移動無線への
応用を可能にしたスペクトル拡散通信方式に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spread spectrum communication system, and in particular, direct spread having a multi-channel access function makes it possible to avoid a near-far problem described later, and mobile radio communication. Spread spectrum communication system that can be applied to.

〔技術的背景〕[Technical background]

スペクトル拡散（Spread Spectrum,以下“SS"と略記
する）通信に用いられるスペクトル拡散変調（SS変調）
方式とは、キャリアを情報信号にて１次変調したものを
広帯域の雑音状の拡散符号により２次変調して、非常に
広い帯域に拡散する方式である。一般的には、２次変調
方式の違いにより、直接拡散（DS）方式，周波数ホッピ
ング（FH）方式，ハイブリッド方式等があり、本発明方
式はこのうち前者のDS方式に関する。Spread spectrum (SS) The spread spectrum modulation (SS modulation) used for communication.
The system is a system in which a carrier is first-modulated with an information signal, second-modulated with a wideband noise-like spreading code, and spread in a very wide band. Generally, there are a direct spread (DS) system, a frequency hopping (FH) system, a hybrid system, etc. depending on the difference of the secondary modulation system, and the present invention system is related to the former DS system.

かかるスペクトル拡散通信には、 自由なランダムアクセスができる。 Free random access is possible for such spread spectrum communication.

秘匿性（秘話性）が非常に高い。The confidentiality is very high.

外部干渉や雑音，故意の妨害に強い。Strong against external interference, noise, and intentional interference.

従来システムと共存できる。Can coexist with conventional systems.

MCA局のような制御局や制御チャンネルが不要であ
る。No control station or control channel like MCA station is required.

アドレスコードでの管理ができる。Can be managed by address code.

直接拡散方式では電力密度が低いので、微弱な電力で
送信できる。Since the direct spread method has a low power density, it can be transmitted with weak power.

通話品位の低下を若干許容すれば局数を増加できる。The number of stations can be increased by allowing a slight decrease in call quality.

疑似雑音符号信号を変えることにより、同一周波数帯
域内に多重することが可能である。It is possible to multiplex in the same frequency band by changing the pseudo noise code signal.

等々、多くの特長がある。これらの特長が再認識され
て、現在では単に通信分野にとどまらず各分野での応用
が進んでおり、民生機器への展開も始まりつつある。There are many features, etc. These features have been re-recognized, and now they are being applied not only in the telecommunications field but also in other fields, and are beginning to be applied to consumer equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

かかるスペクトル拡散通信方式の基本原理について、
第４図及び第５図を参照しながら説明する。第４図はDS
（直接拡散）方式による従来のスペクトル拡散通信方式
を実現する通信装置の基本構成図、第５図（Ａ）〜
（Ｅ）は各構成部分におけるスペクトル波形図である。
第４図に示すように、送信（変調）部であるＡ局の１次
変調回路42にて１次変調された第５図（Ａ）図示の如き
信号（F₁）は、拡散符号生成回路44からの拡散符号信号
（F_SS;同図（Ｂ）参照）により拡散変調回路43にて２次
変調されて、増幅された後アンテナA₁より送信信号（F
_1S）として出力される。１次変調の種類は特に制限はな
く、周波数変調（FM）やPSK（Phase Shift Keying）変
調等で良く（本明細書ではPSKにより変調を行なうもの
として説明する）、２次変調（拡散変調）は一般的に疑
似雑音符号（Pseudo Noise:PN符号）によりPSK変調す
る。このPN符号はできる限りランダム雑音状である必要
があり、且つ受信機側で符号を取り出すために一定の周
期を有している必要がある。Regarding the basic principle of such spread spectrum communication system,
A description will be given with reference to FIGS. 4 and 5. Figure 4 shows DS
FIG. 5A is a basic configuration diagram of a communication device that realizes a conventional spread spectrum communication system using a (direct spread) system.
(E) is a spectrum waveform diagram in each component.
As shown in FIG. 4, the signal (F ₁ ) as shown in FIG. 5 (A), which is primary-modulated by the primary modulation circuit 42 of the station A, which is a transmission (modulation) unit, is a spread code generation circuit. The spread code signal (F _SS ; see FIG. 2B) from 44 is secondarily modulated by the spread modulator circuit 43 and amplified, and then transmitted by the antenna A ₁ (F
_1S ) is output. There is no particular limitation on the type of primary modulation, and frequency modulation (FM), PSK (Phase Shift Keying) modulation, or the like may be used (this specification describes that modulation is performed by PSK), and secondary modulation (spread modulation). Is generally PSK-modulated by a pseudo noise code (PN code). This PN code should be as random noise as possible and should have a certain period for the receiver to extract the code.

次に、受信（復調）部側の構成及び機能等について説
明する。受信側であるＢ局では、アンテナA₂から所定の
フィルタと高周波増幅器により得られたF_1S信号を、逆
拡散回路47において拡散符号生成回路46からの拡散符号
により逆拡散する。この拡散符号生成回路46はＡ局の拡
散符号生成回路44と同期が取られており、PN符号も同一
（F_SS）である。ところで、アンテナA₂に入来する電波
はF_1Sだけとは限らず、第５図（Ｃ）に示すように、他
のSS局（図示せず）からの電波（F_2S,F_3S,…）や一般局
41からの電波（F_n）が存在する。そこで、逆拡散回路45
で逆拡散を施すことにより、同図（Ｄ）図示の如き所望
の電波F_1Sを同図（Ａ）のようなスペクトルに戻し、フ
ィルタ（狭帯域波器が望ましい）47にて信号F_1S以外
の成分の大部分を除去し（同図（Ｅ）参照）、復調回路
43にて元の情報信号に復調して出力するわけである。な
お、同図（Ｅ）からわかるように、フィタ47の出力信号
中にはF_1Sの他に、一般局41からの干渉波F_nと他局のSS
波の一部が残っている。これらの和である残留電力と目
的信号の電力の比をDN比（信号電力対干渉電力比）と呼
んでおり、このDN比を大きく取るためには拡散帯域がで
きる限り広い方が有利であり、一般的に情報信号の周波
数帯域の100〜1000倍程度にとっている。以上、スペク
トル拡散通信の基本的な原理について説明したが、次に
スペクトル拡散通信を行なう場合の1,2次各変調，復調
における具体的な動作について詳細に説明する。スペク
トル拡散通信におけるスペクトル拡散信号Ｓ（ｔ）｛第
４図のF_1S｝は、情報データをｄ（ｔ）［＋１又は−
１］，拡散符号F_SSをＰ（ｔ）［＋１又は−１］とし、
搬送波をcosω_Ctとすると、次式で表わされる。Next, the configuration and functions of the receiving (demodulating) unit side will be described. In the B station on the receiving side, the F _1S signal obtained from the antenna A ₂ by the predetermined filter and the high frequency amplifier is despread by the despreading circuit 47 by the spreading code from the spreading code generating circuit 46. The spread code generation circuit 46 is synchronized with the spread code generation circuit 44 of the A station, and the PN code is the same (F _SS ). By the way, the radio waves coming into the antenna A ₂ are not limited to F _1S, and as shown in FIG. 5C, radio waves (F _2S , F _3S , ...) From other SS stations (not shown). ) And General Bureau
Radio waves (F _n ) from 41 are present. Therefore, the despreading circuit 45
The desired radio wave F _1S as shown in FIG. 7D is returned to the spectrum as shown in FIG. 3A by performing despreading with, and a signal (preferably a narrow band wave filter) 47 other than the signal F _{1S is obtained.} Remove most of the components of the (see (E) of the same figure), demodulation circuit
At 43, the original information signal is demodulated and output. As can be seen from FIG. 7E, in the output signal of the filter 47, in addition to F _1S , the interference wave F _n from the general station 41 and the SS of other stations are also included.
Some of the waves remain. The ratio of the residual power, which is the sum of these, and the power of the target signal is called the DN ratio (signal power to interference power ratio), and it is advantageous that the spreading band is as wide as possible in order to obtain a large DN ratio. Generally, it is set to about 100 to 1000 times the frequency band of the information signal. The basic principle of spread spectrum communication has been described above. Next, the specific operation in primary and secondary modulation and demodulation when performing spread spectrum communication will be described in detail. A spread spectrum signal S (t) {F _1S } in FIG. 4 in spread spectrum communication represents information data d (t) [+1 or −
1], the spreading code F _SS is P (t) [+1 or -1],
When the carrier wave is cos ω _C t, it is expressed by the following equation.

Ｓ（ｔ）＝ｄ（ｔ）Ｐ（ｔ）cosω_Ct……………（１） （但し、ω_Ｃ＝２π_Ｃ） このスペクトル拡散信号（Ｓ（ｔ）は、受信（復調）
において、入来したスペクトル拡散信号より拡散符号用
クロック信号を生成し、更に送信時のスペクトル拡散信
号における拡散符号と同期した拡散符号Ｐ（ｔ）｛実際
には若干の遅延の伴った である｝を得て、入来したスペクトル拡散信号Ｓ（ｔ）
との乗算｛相関又は逆拡散とも言う｝を行ない、ｄ
（ｔ）cosω_Ctなる２層PSK信号に変換される。更に、再
生した搬送波cosω_Ct と乗算による同期検波を行ない、 ｄ（ｔ）（cosω_Ct）^２＝ｄ（ｔ）（１＋cos2ω_Ct）/2 を得て、搬送波成分２ω_Ctをフィルタで除去することに
より情報データｄ（ｔ）を復調している。S (t) = d (t) P (t) cos ω _C t ............ (1) (where ω _C = 2π _C ) This spread spectrum signal (S (t) is received (demodulated).
, A spread code clock signal is generated from the incoming spread spectrum signal, and further spread code P (t) {synchronized with the spread code in the spread spectrum signal at the time of transmission {actually with some delay. Is obtained, and the incoming spread spectrum signal S (t) is obtained.
Multiplication with (also called correlation or despreading), and d
(T) Cosω _C t is converted into a two-layer PSK signal. Furthermore, the regenerated carrier cos ω _C t Then, synchronous detection is performed by multiplication with d to obtain d (t) (cosω _C t) ² = d (t) (1 + cos2ω _C t) / 2, and the carrier wave component 2ω _C t is removed by a filter to obtain the information data d ( t) is being demodulated.

ここで、２相PSK信号ｄ（ｔ）cosω_Ctの帯域幅（スペ
クトルのメインローブとする）をB_Dとし、拡散符号Ｐ
（ｔ）にて拡散されたスペクトル拡散信号の帯域幅（ス
ペクトルのメインローブ）をB_Pとすれば、スペクトル拡
散通信におけるプロセスゲインG_Pは、G_P＝B_P/D_Dで表わ
される。このプロセスゲインG_Pは、通常の設計値におい
て数100〜数1000の値であり、この値に従って妨害信
号，雑音等の抑圧が行なわれるため、情報データｄ
（ｔ）に対してスペクトル拡散信号の周波数帯域が広い
ほど耐妨害性，耐雑音性等における改善効果が高まる。
即ち、改善効果はプロセスゲインG_Pでほぼ一義的に定ま
る。Here, the bandwidth (the main lobe of the spectrum) of the two-phase PSK signal d (t) cosω _C t is B _D , and the spreading code P
If the bandwidth of the spread spectrum signal spread in (t) (main lobe of spectrum) is B _P , the process gain G _P in spread spectrum communication is expressed by G _P = B _P / D _D. This process gain G _P is a value of several hundreds to several thousands in a normal design value, and since the interference signal, noise, etc. are suppressed according to this value, the information data d
The wider the frequency band of the spread spectrum signal with respect to (t), the higher the effect of improving the resistance to interference and noise.
That is, the improvement effect is almost uniquely determined by the process gain G _P.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

かかるスペクトル拡散通信方式における最大の利点
は、前述の如く自由なランダムアクセスができることで
ある。しかしこの特長は衛生通信では発揮できるが、陸
上移動通信の場合には、遠近問題により、移動無線通信
への応用が困難となっている。これはスペクトル拡散通
信方式の基本的性質による欠点であり、拡散符号Ｐ
（ｔ）が完全直交ではないため、チャンネル間干渉によ
り、スペクトル拡散率に比べて、同時通信可能なチャン
ネル数が少ない上、受信レベルに大きな差があると、チ
ャンネルを分離できなくなるという問題点である。より
具体的に説明すると、走行中の車X,Y2台で交信している
ときに、他のチャンネルで交信している車Z,Wのうち少
なくともいずれか１台が車ＸとＹの間に割込んだり、近
くに近接もしくは通過した場合に、車Ｘにおいて、車Ｙ
からの電波よりも車Ｚ又はＷからの受信レベルの方が大
きくなり、そのレベルの差が処理可能な利得以上になる
と所望チャネルを分離できなくなって、車X,Y間の交信
が不能になってしまうという問題である。The greatest advantage of such a spread spectrum communication system is that free random access can be performed as described above. However, although this feature can be exhibited in satellite communications, in the case of land mobile communications, application to mobile radio communications is difficult due to the near-far problem. This is a drawback due to the basic property of the spread spectrum communication system, and the spread code P
Since (t) is not perfectly orthogonal, the number of channels that can be simultaneously communicated is smaller than the spread spectrum rate due to inter-channel interference, and if there is a large difference in reception level, the channels cannot be separated. is there. More specifically, when communicating with two running vehicles X and Y, at least one of vehicles Z and W communicating with another channel is located between vehicles X and Y. If you interrupt or come close to or pass by, in car X, car Y
The reception level from the car Z or W becomes larger than the radio wave from the car, and if the difference in the levels becomes more than the processable gain, the desired channel cannot be separated and communication between the cars X and Y becomes impossible. The problem is that

このような遠近問題を改善，解消しようとして、今ま
でにいくつかの干渉除去方式の適用によりする方法が提
案されている。例えば、リミッタを使用して、基本回路
を多段多重接続して非希望信号発生回路を作成し、発生
した非希望信号の振幅を真の振幅との２乗平均誤差が最
小となるように利得を決定して逆AM変調を行なう方法が
提案されている。また、同時通信されている全チャンネ
ルの信号を受信側で再生し、それを用いてチャンネル間
干渉を除去することにより周波数利用率を高めて、遠近
問題を解決しようとする方式や干渉除去型SSMA（非同期
多元接続型）復調装置も提案されている。しかるに、こ
れらの方式，装置はいずれも構成が大掛りであり、改善
効果も使用に耐え得るレベルに達していないので、移動
無線への応用に当っては、これらの諸問題を解決する必
要に迫られている。In order to improve or eliminate such a near-far problem, some interference cancellation methods have been proposed so far. For example, a limiter is used to create an undesired signal generating circuit by connecting multiple basic circuits in multiple stages, and the gain of the generated undesired signal is adjusted so that the mean square error between the amplitude and the true amplitude is minimized. A method of determining and performing inverse AM modulation has been proposed. In addition, a system that tries to solve the near-far problem by regenerating the signals of all channels that are being simultaneously communicated on the receiving side, and increasing the frequency utilization rate by removing the inter-channel interference by using them, or the interference cancellation type SSMA. A demodulator (asynchronous multiple access type) has also been proposed. However, all of these methods and devices have a large configuration, and the improvement effect has not reached a level at which they can be used. Therefore, it is necessary to solve these problems in application to mobile radio. I am under pressure.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のスペクトル拡散通信方式は、送信部側には、
情報信号を第１の搬送波により変調して１次変調波信号
を生成する変調手段と、この１次変調波信号に第２の搬
送波を加算して加算信号を得る加算手段と、この加算信
号を拡散符号により拡散して複合スペクトル拡散信号を
得る手段と、この複合スペクトル拡散信号を第３の搬送
波で周波数変換を行なった後ビートアップさせて送信す
る第１のマルチチャンネルアクセス手段とを備え、受信
部側には、上記複合スペクトル拡散信号を受信して帯域
外の雑音成分を除去する帯域波手段と、この帯域波
手段の出力を第４の搬送波で周波数変換を行なった後ビ
ートダウンさせる第２のマルチチャンネルアクセス手段
と、このビートダウンされた複合スペクトル拡散信号に
含まれる複数の拡散スペクトルを夫々通過させる複数の
互いに通過帯域の異なる狭帯域波手段と、これら複数
の挟帯域波手段の出力を加算する加算手段と、この加
算手段の出力を２乗動作により逆拡散する乗算手段と、
この乗算手段にて得られた逆拡散信号中の不要な周波数
成分を除去した後，上記１次変調波信号に含まれる複数
の変調波信号の復調を行なう復調手段とを備え、上記第
1,第２の搬送波の周波数の差を上記情報信号の帯域幅よ
りも充分広く設定することにより，上記複合スペクトル
拡散信号に含まれる複数の拡散スペクトル成分の間隔を
充分広く設定し、隣接する拡散スペクトル成分同士の間
に他の複数のスペクトル拡散信号を間挿させることによ
り周波数分割による多重通信を可能にすると共に、上記
他の複数のスペクトル拡散信号のうち使用中の周波数を
回避し乍らマルチチャンネルアクセスによる通信を可能
にしたことにより、上記諸問題点を解消した。The spread spectrum communication system of the present invention is
Modulating means for modulating the information signal with the first carrier wave to generate a primary modulated wave signal, adding means for adding a second carrier wave to the primary modulated wave signal to obtain an added signal, and the added signal A means for obtaining a composite spread spectrum signal by spreading with a spread code, and a first multi-channel access means for transmitting the composite spread spectrum signal after performing frequency conversion on a third carrier and then making a beat up are provided. On the side of the unit, a band wave means for receiving the composite spread spectrum signal and removing a noise component outside the band, and an output of the band wave means for frequency conversion with a fourth carrier wave and then beating down the second wave. Multi-channel access means and a plurality of mutually different pass bands for passing a plurality of spread spectrums included in the beat down composite spread spectrum signal. Narrowband wave means, adding means for adding outputs of the plurality of narrowband wave means, and multiplying means for despreading the output of the adding means by the square operation,
Demodulation means for demodulating a plurality of modulated wave signals contained in the primary modulated wave signal after removing unnecessary frequency components in the despread signal obtained by the multiplying means,
By setting the difference between the frequencies of the first and second carriers to be sufficiently wider than the bandwidth of the information signal, the intervals between the plurality of spread spectrum components included in the composite spread spectrum signal are set to be sufficiently wide so that adjacent spread spectrum components can be spread. By interposing a plurality of other spread spectrum signals between the spectrum components, it is possible to perform multiplex communication by frequency division, and avoid a frequency in use among the plurality of other spread spectrum signals. By enabling communication by channel access, the above problems have been solved.

〔実施例〕〔Example〕

本発明のスペクトル拡散通信方式を実現し得るSS通信
装置の１例を上げて、図面を参照しながら説明する。An example of an SS communication device that can realize the spread spectrum communication system of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は、本発明のスペクトル拡散通信方式を実現す
るスペクトル拡散通信装置の一実施例のブロック構成図
で、同図（Ａ）が送信部10,同図（Ｂ）が受信部20であ
る。これらの図において、第４図に示した従来例と同一
構成個所には同一符号を付してその詳細な説明を省略す
る。FIG. 1 is a block configuration diagram of an embodiment of a spread spectrum communication apparatus that realizes a spread spectrum communication system of the present invention. FIG. 1A shows a transmitter 10 and FIG. 1B shows a receiver 20. . In these figures, the same components as those of the conventional example shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

送信部10は、加算器2,乗算器3,周波数変換回路（乗算
器）4,LPF（低域波器）6,マルチチャンネルアクセス
回路（以下“MCA"とも記述する）7,拡散符号発生回路
（PNG）9,BPF（帯域波器）11及び１次変調回路42等を
備え、これらを第１図（Ａ）図示の如く接続して構成し
ている。また受信部20は、BPF12,13及び複数の狭帯域
波器17〜19,MCA8,加算器22,乗算器４及び１次復調回路2
3等を備え、これらを第１図（Ｂ）図示の如く接続して
構成している。以下、これら送信部10及び受信部20の具
体的な機能，動作について、第３図及び第４図を併せ参
照して説明する。The transmitter 10 includes an adder 2, a multiplier 3, a frequency conversion circuit (multiplier) 4, an LPF (low pass filter) 6, a multi-channel access circuit (hereinafter also referred to as "MCA") 7, a spread code generation circuit. (PNG) 9, BPF (band pass filter) 11, primary modulation circuit 42 and the like are provided, and these are connected as shown in FIG. 1 (A). Further, the receiving unit 20 includes the BPFs 12 and 13, a plurality of narrow band wave filters 17 to 19, an MCA 8, an adder 22, a multiplier 4 and a primary demodulation circuit 2.
3 and the like, which are connected as shown in FIG. 1 (B). Hereinafter, specific functions and operations of the transmission unit 10 and the reception unit 20 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

まず送信を行なう場合、送信部10において、入力端子
In₁より、音声やデータ等の情報Ｆを１次変調回路42に
供給する。一方、入力端子In₂より角周波数ω_１なる搬
送波信号sinω₁tを１次変調回路42に供給して情報Ｆと
の乗算（１次変調）を行なう。ここで、説明の便宜上、
１次変調をFM変調とする。従って、FM変調出力（ｔ）
は、第３図（Ａ）のＦのような波形となって加算器２に
出力され、ここで入力端子In₃から供給される搬送波信
号cosω₂t（同図（Ａ）のＣ）と加算されて、ｄ（ｔ）c
osω₁t＋cosω₂tとなり、乗算器３に出力される。ここ
で、１次変調信号Ｆの中心周波数（搬送波）を_１（＝
ω₁/2π），搬送波Ｃの周波数を_２（＝ω₂/2π）とす
ると、両周波数₁,_２の間隔は、MF変調出力Ｆの帯域
幅の約10倍に定めており、次式_２ −_１＝1/（2ⁿ−１）Ｔ ……………（２） ｛但し、ｎはＭ系列による拡散符号発生回路９に用いら
れるシフトレジスタの段数を示し、1/Tは拡散符号のク
ロックレートを示す。｝となるように両搬送波信号は選
定される。When transmitting first, in the transmitter 10, the input terminal
From an In _1, supplies information F such as voice and data in the primary modulation circuit 42. On the other hand, performs the multiplication of the information to supply a carrier signal sin .omega ₁ t of the input terminal In ₂ becomes the angular frequency omega ₁ in primary modulator 42 F (primary modulation). Here, for convenience of explanation,
The primary modulation is FM modulation. Therefore, FM modulation output (t)
Becomes a waveform like F in FIG. 3 (A), is output to the adder 2, and is added to the carrier signal cosω ₂ t (C in FIG. 3 (A)) supplied from the input terminal In ₃ . And d (t) c
osω ₁ t + cosω ₂ t, which is output to the multiplier 3. Here, the center frequency (carrier wave) of the primary modulation signal F is set to ₁ (=
omega _1/2 [pi), if the frequency of the carrier _{C 2 (= ω 2 / 2π} ) and is, both frequencies _{1, 2} interval is set to about 10 times the bandwidth of the MF modulator output F, the following equation _{2 ^{- 1 = 1 / (2 n}} -1) T ............... (2) { Here, n represents the number of stages of the shift register used in the spreading code generation circuit 9 by the M-sequence, 1 / T is the spreading code Indicates the clock rate. } Both carrier signals are selected so that

即ち、拡散符号発生回路９においてはＭ系列による拡
散符号信号を生成し、LPF6を介して乗算器３に供給して
いる。拡散符号信号（以下単に「拡散符号」とも記す）
としては、通常は疑似雑音符号が（中でも特にＭ系列符
号が）よく用いられるので「疑似雑音符号」と呼ばれる
こともある。なお、次段のLPF6は、拡散符号のサイドロ
ーブを除き得るような周波数特性を有している。従っ
て、メインローブのみとなった拡散符号Ｐ（ｔ）によっ
て、上記加算出力信号（ｔ）＋cosω₂tは乗算器３に
て拡散されて、第３図（Ｂ）に示すような、複合スペク
トル拡散信号S_M（ｔ），即ちＰ（ｔ）｛（ｔ）＋cos
ω₂t｝が生成され、次段のMCA7に供給される。That is, the spread code generating circuit 9 generates a spread code signal of the M sequence and supplies it to the multiplier 3 via the LPF 6. Spread code signal (hereinafter also simply referred to as "spread code")
For this reason, since a pseudo-noise code is usually often used (among other things, an M-sequence code), it is sometimes called a "pseudo-noise code". The LPF 6 at the next stage has a frequency characteristic capable of removing the side lobe of the spread code. Therefore, the addition output signal (t) + cosω ₂ t is spread by the multiplier 3 by the spread code P (t) which is only the main lobe, and the composite spectrum spread as shown in FIG. Signal S _M (t), that is, P (t) {(t) + cos
ω ₂ t} is generated and supplied to the MCA 7 in the next stage.

この図における（イ）と（ロ）の間の帯域を拡大して
見ると、同図（Ｃ）に示すようなスペクトル配置となっ
ている。即ち、FM変調出力の拡散スペクトルとして、そ
の第１側帯波はD_S1及び−D_S1となり、搬送波信号cosω₂
tの拡散スペクトルとしてその第１側帯波はP_S1,−P_S1と
なる。なお、同図（Ｃ）では第２側帯波D_S2及び−P_S2ま
でを示し、それ以外は省略している。また、FM変調出力
の拡散スペクトルにおける搬送波は_C1とし、搬送波信
号cosω₂tの拡散スペクトルでの搬送波は_C2としてい
る。この図から、拡散スペクトルが疎らであることが了
解できる。この搬送波_C1と_C2の間隔も、前記第３図
（Ａ）の_２と_１の間隔と同じである。When the band between (a) and (b) in this figure is enlarged and seen, the spectrum arrangement shown in FIG. That is, as the spread spectrum of the FM modulation output, its first sidebands are D _S1 and −D _S1 , and the carrier signal cos ω ₂
As the spread spectrum of t, the first sideband is P _S1 , -P _S1 . In FIG. 6C, the second sidebands D _S2 and -P _S2 are shown and the others are omitted. The carrier in the spread spectrum of the FM modulation output is _C1 , and the carrier in the spread spectrum of the carrier signal cosω ₂ t is _C2 . From this figure, it can be seen that the spread spectrum is sparse. The distance between the carrier waves _C1 and _C2 is also the same as the distance between ₂ and _{1 in} FIG. 3 (A).

入力端子In₄からは、制御信号が供給されるが、この
制御信号は、利用者が利用したい周波数帯が空いている
か否かを検索した結果を基に造られる。A control signal is supplied from the input terminal In ₄ , and this control signal is created based on the result of searching whether or not the frequency band desired by the user is available.

ここで、MCA7の具体的構成について、第２図と共に説
明する。入力端子In₄から供給される制御信号Ｃ（ｔ）
は、使用したい周波数帯が塞がっている（他者に使用さ
れている）ときに生じるものとする。生じた制御信号Ｃ
（ｔ）はCPU（中央演算処理装置）31に供給され、次段
の周波数シンセサイザ32にて発生する搬送波周波数を決
定している。Here, the specific configuration of the MCA 7 will be described with reference to FIG. Control signal C (t) supplied from input terminal In ₄
Occurs when the frequency band you want to use is blocked (used by others). Generated control signal C
(T) is supplied to the CPU (central processing unit) 31 and determines the carrier frequency generated by the frequency synthesizer 32 in the next stage.

なお、実際の通信は双方向で行なわれるので、１台の
通信装置は送信部10と受信部20とを兼備している。そし
て、送信モードと受信モードを切換えるための判別信号
がCPU30に供給されており、その判別信号（の有無）に
より、送信モード時には例えば制御信号Ｃ′（ｔ）が周
波数シンセサイザ32に供給され、受信モード時には制御
信号Ｃ″（ｔ）が他の周波数シンセサイザ（図示せず）
に供給される。従って、この制御動作は２人の交信者の
うち一方の通信装置のMCA7と他方の通信装置のMCA8にお
いて同時に行なわれ、且つ送信部10と受信部20を交互に
切換え使用しながら通信（通話）されるわけである。Since the actual communication is performed bidirectionally, one communication device has both the transmission unit 10 and the reception unit 20. Then, a determination signal for switching between the transmission mode and the reception mode is supplied to the CPU 30, and the control signal C '(t) is supplied to the frequency synthesizer 32, for example, in the transmission mode by the determination signal (presence / absence) of the determination signal. In the mode, the control signal C ″ (t) changes to another frequency synthesizer (not shown).
Is supplied to. Therefore, this control operation is performed simultaneously by the MCA7 of one communication device and the MCA8 of the other communication device of the two communicating parties, and the transmitter (10) and the receiver (20) are alternately switched and used (communication). Is done.

周波数シンセサイザ32より出力される搬送波cosω₃t
は、入力端子In₆（乗算器３）からの複合スペクトル拡
散信号S_M（Ｔ）と乗算器５にて乗算（逆拡散）されて、
周波数帯のビートアップが行なわれる。従って、乗算器
５の出力は、周波数表現で と表わされる。このうち、低い周波数帯の は次段のBPF11にて通過を阻止され、高い周波数帯の のみ伝送されて、アンテナA₁から発信される。Carrier wave cosω ₃ t output from frequency synthesizer 32
Is multiplied (despread) by the composite spread spectrum signal S _M (T) from the input terminal In ₆ (multiplier 3) in the multiplier 5,
Frequency band beat-up is performed. Therefore, the output of the multiplier 5 is expressed in frequency. Is represented. Of these, the low frequency band Is blocked by BPF11 in the next stage, Only transmitted and emitted from antenna A ₁ .

次に、第１図（Ｂ）及び第２図を併せ参照して、受信
部20の機能，動作について説明する。アンテナA₂により
受信された複合スペクトル拡散信号 は、BPF12にてスペクトル拡散信号以外の不要な周波数
成分を除去された後MCA8に供給され、ここで、入力端子
In₅からの制御信号Ｃ（ｔ）との乗算による周波数変換
が行なわれる。なお、制御信号Ct）は上記送信部10の入
力端子In₄から制御信号と同じ信号であり、周波数シン
セサイザ32にて発生する搬送波周波数を決めている。即
ち、説明の便宜上、上記入力端子In₄からの制御信号と
同じくcosω₃tなる搬送波を出力するものとする。この
搬送波cosω₃tは乗算器５でビートダウンされる。狭帯
域波器17〜19（B₁〜B_n）は、第３図（Ｃ）に示した各
周波数の拡散スペクトル成分のみを夫々通過させるよう
構成されており、それらの出力は次段の加算回路22で加
算されるので、加算回路22からは不要な周波数成分が除
去された所望の複合スペクトル拡散信号Ｐ（ｔ）｛
（ｔ）＋cosω₂t｝（＝S_M（ｔ）とする）そのものが出
力される。Next, the function and operation of the receiver 20 will be described with reference to FIG. 1 (B) and FIG. Composite spread spectrum signal received by antenna A ₂ Are supplied to MCA8 after unnecessary frequency components other than spread spectrum signal are removed by BPF12.
Frequency conversion is performed by multiplication with the control signal C (t) from In ₅ . The control signal Ct) is the same signal as the control signal from the input terminal In ₄ of the transmitter 10 and determines the carrier frequency generated by the frequency synthesizer 32. That is, for convenience of explanation, it is assumed that a carrier wave of cos ω ₃ t is output similarly to the control signal from the input terminal In ₄ . This carrier wave cosω ₃ t is beat down by the multiplier 5. The narrow band wave filters 17 to 19 (B _{1 to} B _n ) are configured to pass only the spread spectrum components of the respective frequencies shown in FIG. 3 (C), and their outputs are added in the next stage. Since it is added by the circuit 22, the desired composite spread spectrum signal P (t) {from which unnecessary frequency components have been removed from the adding circuit 22.
(T) + cosω ₂ t} (= S _M (t)) itself is output.

なお、FM変調信号（ｔ）は、周波数偏移をΔ，変
調信号周波数をm,変調信号をsin ptとすると、Asin
（ω₁t＋Δsin pt/ｍ）で表わされる。かかる複合
スペクトル拡散信号S_M（ｔ）は、乗算器４に両入力端子
より供給され、ここで２乗動作による逆拡散がが行なわ
れ、逆拡散出力Sd（ｔ）が得られる。この逆拡散出力Sd
（ｔ）の中から、所望のFM変調信号Asin｛（ω_１−
ω_２）ｔ＋Δsin pt/ｍ｝のみを、次段のBPF13にて
検出し（通過させ）て１次復調回路23に供給し、ここで
FM復調を行なって、復調情報信号sin ptを出力端子Out₂
より出力する。The FM modulation signal (t) is Asin, where Δ is the frequency deviation, m is the modulation signal frequency, and sin pt is the modulation signal.
It is represented by (ω ₁ t + Δsin pt / m). The composite spread spectrum signal S _M (t) is supplied to the multiplier 4 from both input terminals, where it is subjected to despreading by a square operation and a despread output Sd (t) is obtained. This despread output Sd
From (t), the desired FM modulation signal Asin {(ω ₁ −
Only ω ₂ ) t + Δsin pt / m} is detected (passed) by the BPF 13 at the next stage and supplied to the primary demodulation circuit 23, where
Performs FM demodulation and outputs demodulation information signal sin pt Out ₂
Output more.

次に、本発明のスペクトル拡散通信方式の主要構成部
であるマルチャンネルアクセス回路7,8と他のスペクト
ル拡散信号との周波数多重について、第３図（Ｄ）及び
第２図を併せ参照して説明する。今、使用中の通信装置
に生じている拡散スペクトルを±A₁,B₁,±a₁,−b₁とす
れば、第３図（Ｄ）に示すように、マルチャンネルアク
セスとして使用できる周波数は、これらの他に更に±A₂
〜±A_n…（複号同順）もあることになる。このことは、
各々１つの周波数を使用すれば、他のスペクトル拡散信
号としては、周波数は２次〜ｎ次まで使用できることを
意味している。Next, referring to FIG. 3 (D) and FIG. 2 together, regarding frequency multiplexing of the multi-channel access circuits 7 and 8 and other spread spectrum signals, which are the main components of the spread spectrum communication system of the present invention. explain. Assuming that the spread spectrum occurring in the communication device currently in use is ± A ₁ , B ₁ , ± a ₁ , -b ₁ , the frequency that can be used for multi-channel access as shown in FIG. 3 (D). In addition to these, ± A ₂
There is also ~ ± A _n ... (same order of multiple signs). This is
This means that if one frequency is used for each of the other spread spectrum signals, the frequencies can be used from the second order to the nth order.

このように、同図（Ｂ）に示した（ハ）から（ニ）に
至るメインローブ内のスペクトル拡散信号の周波数帯域
では、他のスペクトル拡散信号と干渉しないようにマル
チャンネルアクセス回路７が動作する。この場合、他の
スペクトル拡散信号を生成，送出する通信装置は、本発
明のスペクトル拡散通信方式と同じ仕様とすることが前
提となる。As described above, in the frequency band of the spread spectrum signal in the main lobe from (c) to (d) shown in FIG. 7B, the mal-channel access circuit 7 operates so as not to interfere with other spread spectrum signals. To do. In this case, it is premised that the communication device for generating and transmitting another spread spectrum signal has the same specifications as the spread spectrum communication system of the present invention.

以上の説明においては、１次変調としてFM変調を行な
うものとしたが、これにより、身近なワイヤレスシステ
ムとして、マイクロホンやトランシーバ，その他広範な
応用が期待できる。なお、FM変調方式に限らず、他の変
調方式（例えばPSK変調など）も使用できる。In the above description, the FM modulation is performed as the primary modulation, but it is expected that the familiar wireless system can be applied to microphones, transceivers, and other various applications. Note that not only the FM modulation method but also other modulation methods (for example, PSK modulation) can be used.

〔効 果〕[Effect]

本発明のスペクトル拡散通信方式は以上のようにして
通信するので、次のような優れた特徴を有している。Since the spread spectrum communication system of the present invention communicates as described above, it has the following excellent features.

従来の諸方式のような回路構成による干渉信号の抑圧
ではなく、干渉自体を起こさないよう構成しているの
で、スペクトル拡散通信方式で原理的に生ずる遠近問題
は、本発明方式と同じ仕様の他のスペクトル拡散通信装
置からの電波との干渉を、充分良好に回避することがで
きる。Since it is configured not to suppress the interference signal by the circuit configuration like the conventional systems but not to cause the interference itself, the near-far problem that occurs in principle in the spread spectrum communication system is different from that of the system of the present invention. The interference with the radio wave from the spread spectrum communication device can be sufficiently avoided.

従って、本方式と同じ仕様のスペクトル拡散通信装置
を複数個同時に使用することができる。Therefore, a plurality of spread spectrum communication devices having the same specifications as this system can be used at the same time.

従来の諸方式において必須の構成要件であったクロッ
ク再生回路，拡散符号発生回路，ループで構成される同
期引込み回路及び同期保持回路等が不要となったので、
回路構成をかなり簡素化でき、コストの大幅な低減が図
れ、これにより民生機器への展開が非常に容易となっ
た。Since the clock recovery circuit, spreading code generation circuit, synchronization pull-in circuit and synchronization holding circuit composed of loops, which were indispensable in the conventional systems, are no longer required,
The circuit configuration can be considerably simplified, and the cost can be significantly reduced, which makes it very easy to apply to consumer equipment.

同期引込み回路及び同期保持回路等の複雑な回路が不
要となったことにより、従来方式に見られる如き同期引
込み時間がかかる欠点や、同期が外れる等の問題から解
放され、スペクトル拡散通信方式の動作の安定化に寄与
できる。By eliminating the need for complicated circuits such as the sync pull-in circuit and sync hold circuit, the disadvantages such as the time-consuming sync pull-in seen in the conventional method and the problem of loss of synchronization are eliminated, and the operation of spread spectrum communication method is eliminated. Can contribute to the stabilization of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明のスペクトル拡散通信方
式を実現する一実施例の夫々送信部及び受信部のブロッ
ク図、第２図は上記実施例の主要部であるマルチチャン
ネルアクセス回路の具体的構成例を示すブロック図、第
３図（Ａ）〜（Ｄ）は上記実施例の動作説明用周波数ス
ペクトル図、第４図はスペクトル拡散通信方式の原理を
説明するための通信装置の基本ブロック図、第５図は第
４図示のブロック図の各構成部分におけるスペクトル波
形図である。 2,22……加算器、３〜５……乗算器、６……低域波
器、7,8……マルチチャンネルアクセス回路、９……拡
散符号発生回路、10……送信部、11〜13……帯域波
器、17〜19……狭帯域波器、20……受信部、23……１
次復調回路、31……CPU（中央演算処理装置）、32……
周波数シンセサイザ、42……１次変調回路、In₁〜In₆…
…入力端子、Out₂,Out₃……出力端子。FIGS. 1 (A) and 1 (B) are block diagrams of a transmitter and a receiver, respectively, of an embodiment for realizing the spread spectrum communication system of the present invention, and FIG. 2 is a main part of the above embodiment, multi-channel access. 3 is a block diagram showing a concrete configuration example of a circuit, FIGS. 3A to 3D are frequency spectrum diagrams for explaining the operation of the above embodiment, and FIG. 4 is a communication device for explaining the principle of a spread spectrum communication system. Is a basic block diagram, and FIG. 5 is a spectrum waveform diagram in each component of the block diagram shown in FIG. 2,22 ... Adder, 3-5 ... Multiplier, 6 ... Low-pass filter, 7,8 ... Multi-channel access circuit, 9 ... Spread code generation circuit, 10 ... Transmitting section, 11 ... 13 …… Band wave device, 17 to 19 …… Narrow band wave device, 20 …… Reception unit, 23 …… 1
Next demodulation circuit, 31 …… CPU (central processing unit), 32 ……
Frequency synthesizer, 42 …… Primary modulator, In _{1 to} In ₆ …
… Input terminals, Out ₂ , Out ₃ …… Output terminals.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】送信部側には、情報信号を第１の搬送波に
より変調して１次変調波信号を生成する変調手段と、こ
の１次変調波信号に第２の搬送波を加算して加算信号を
得る加算手段と、この加算信号を拡散符号により拡散し
て複合スペクトル拡散信号を得る手段と、この複合スペ
クトル拡散信号を第３の搬送波で周波数変換を行なった
後ビートアップさせて送信する第１のマルチチャンネル
アクセス手段とを備え、受信部側には、上記複合スペク
トル拡散信号を受信して帯域外の雑音成分を除去する帯
域波手段と、この帯域波手段の出力を第４の搬送波
で周波数変換を行なった後ビートダウンさせる第２のマ
ルチチャンネルアクセス手段と、このビートダウンされ
た複合スペクトル拡散信号に含まれる複数の拡散スペク
トルを夫々通過させる複数の互いに通過帯域の異なる狭
帯域波手段と、これら複数の挟帯域波手段の出力を
加算する加算手段と、この加算手段の出力を２乗動作に
より逆拡散する乗算手段と、この乗算手段にて得られた
逆拡散信号中の不要な周波数成分を除去した後，上記１
次変調波信号に含まれる複数の変調波信号の復調を行な
う復調手段とを備え、 上記第1,第２の搬送波の周波数の差を上記情報信号の帯
域幅よりも充分広く設定することにより，上記複合スペ
クトル拡散信号に含まれる複数の拡散スペクトル成分の
間隔を充分広く設定し、隣接する拡散スペクトル成分同
士の間に他の複数のスペクトル拡散信号を間挿させるこ
とにより周波数分割による多重通信を可能にすると共
に、上記他の複数のスペクトル拡散信号のうち使用中の
周波数を回避し乍らマルチチャンネルアクセスによる通
信を可能ならしめたことを特徴とするスペクトル拡散通
信方式。1. A transmitter, which modulates an information signal with a first carrier wave to generate a primary modulated wave signal, and a secondary carrier wave added to the primary modulated wave signal. Adding means for obtaining a signal, means for obtaining a composite spread spectrum signal by spreading the added signal by a spread code, and frequency-converting the composite spread spectrum signal with a third carrier wave and then beat-up and transmitting the signal. 1 multi-channel access means, and on the receiving side, the band wave means for receiving the composite spread spectrum signal and removing the noise component outside the band, and the output of this band wave means on the fourth carrier wave. Second multi-channel access means for performing beat down after frequency conversion and a plurality of spread spectrums included in the beat down composite spread spectrum signal are respectively passed. Number of narrow band wave means having mutually different pass bands, addition means for adding the outputs of the plurality of narrow band wave means, multiplication means for despreading the output of this addition means by a square operation, and this multiplication means After removing unnecessary frequency components in the despread signal obtained by
A demodulation means for demodulating a plurality of modulated wave signals included in the next modulated wave signal, and by setting the frequency difference between the first and second carrier waves to be sufficiently wider than the bandwidth of the information signal, Multiple spread communication by frequency division is possible by setting the interval of multiple spread spectrum components included in the composite spread spectrum signal wide enough and inserting other multiple spread spectrum signals between adjacent spread spectrum components. In addition to the above, a spread spectrum communication system is characterized in that it enables communication by multi-channel access while avoiding a frequency in use among the other spread spectrum signals.