JP2679576B2 - スペクトル拡散復調装置 - Google Patents

スペクトル拡散復調装置

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JP2679576B2 JP14980593A JP14980593A JP2679576B2 JP 2679576 B2 JP2679576 B2 JP 2679576B2 JP 14980593 A JP14980593 A JP 14980593A JP 14980593 A JP14980593 A JP 14980593A JP 2679576 B2 JP2679576 B2 JP 2679576B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、送信(変調装置)側で
角度変調波を直接拡散して得られるスペクトル拡散変調
波を、所定の伝送媒体を介して入力して受信,復調する
スペクトル拡散復調装置に係り、特に、伝送中に混入し
た干渉波を、復調動作において大幅に抑圧低減し得るス
ペクトル拡散復調装置に関する。
【0002】
【技術的背景】スペクトル拡散(SS)通信方式の技術
分野において、伝送時に混入する他局からの干渉波の除
去もしくは抑圧に関する研究が、本出願人会社を始めと
する主要機関で日夜進められ、種々の技術開発が行われ
ている。その中で、妨害となる既知のSS変調波を抑圧
する方法や、予めキャリヤ変調された後SS変調された
SS変調波に未知の狭帯域干渉波が加わっている場合、
狭帯域干渉波を適応的にフィルタリング(狭帯域除去)
する方法がよく知られている。このような技術は、SS
通信システムの周波数利用効率を高める場合に寄与でき
るものである。
【0003】
【従来の技術】SS通信における従来の干渉波抑圧技術
においては、次第に回路規模が大きくなり、回路規模に
対する抑圧効果の比較において十分とは言えず、実際の
キャリヤ変調されているSS変調波において実用に供す
る開発技術は見当らず、SS通信方式のプロセス利得に
対応した干渉波抑圧に依存しているのが現状である。
【0004】従来のSS復調について説明するに当り、
送信(SS変調装置)側で予め1次変調として角度変調
された角度変調波をSS変調する技術と、このSS変調
波の復調において復調出力に生じる干渉波について、図
1に従って説明する。
【0005】図1(A) は送信部における変調装置のブロ
ック構成図であり、2は角度変調回路、3は拡散変調回
路、5は拡散符号発生回路、6はBPF(帯域濾波
器)、7は送信アンテナである。また、図1(B) は受信
部における復調装置のブロック構成図であり、11は受
信アンテナ、12,16はBPF、13は逆拡散復調回
路、15は拡散符号発生回路、17は角度復調回路、1
8はLPF(低域濾波器)である。なお、かかる変調装
置と復調装置の双方を通常のSS通信機は備えており、
その場合、アンテナ7と11,及び拡散符号発生回路5
と15は、夫々1個で兼用される。
【0006】次に回路動作ついて説明する。先ず、図1
(A) のSS変調装置においては、入力端子In1 より、後
述の変調信号に比べて低い周波数を使用している情報S
(t)が角度変調回路2に供給され、ここでキャリヤ角周
波数ω0 の変調信号により角度変調されて、次式で表わ
される角度変調信号fm(t)が生成される。
【0007】
【数1】 ……………………… (1) この式から明らかなように、角度変調として具体的には
FM変調及び位相変調を行なっており、かかる角度変調
出力fm(t)は拡散変調回路3に供給される。
【0008】一方、入力端子In2 からは拡散符号発生用
のクロック信号C(t) が拡散符号発生回路5に供給され
る。ここで拡散符号P(t) を発生させて拡散変調回路3
に供給し、上記角度変調出力fm(t)に対して乗算による
SS変調を行なっている。従って、SS変調出力即ちS
S波SS(t) は、
【0009】
【数2】 ……………………… (2) となり、BPF6を介して送信アンテナ7より出力され
る。送信アンテナ7より空中に放射されたSS波は、受
信側のSS通信機で受信されるまでの間に、他局間で使
用されている電波{これを干渉波fn(t)とする}等の混
入による通信妨害を受けてしまう。
【0010】次に、図1(B) を参照して、受信側(SS
復調装置)の説明を行う。受信アンテナ11により受信
されたSS波は、BPF12にてSS波の主ローブ以外
の不要な周波数成分を除去された後、逆拡散復調回路1
3に供給される。ここで、干渉波fn(t)は、SS波のキ
ャリヤ角周波数ω0 に近い角周波数ωn0を有するという
条件を付ければ、次式のように表現することができる。
【0011】
【数3】 ……………………… (3) ここで、ωn0−ω0 =ωn {後述の図3(A)に示す干渉
波成分}とおけば、干渉波fn(t)とSS波SS(t) の合成
波は上記の条件{干渉波の周波数はSS波のキャリヤ角
周波数に近いという条件}を適用して次のように変形で
きる。
【0012】
【数4】 ……………………… (4) 但し、X=E2 /E1 また、SS波のパワーE1 に比べて干渉波のパワーE2
が小さければX2 <<1となるので (4)式は次のように
近似できる。
【0013】
【数5】 ……………………… (5) 一方、入力端子In3 を介して図示しないクロック信号発
生器からクロック信号C(t−τ)が拡散符号発生回路
15に供給され、ここで拡散符号P(t−τ)が生成さ
れて逆拡散回路13に供給され、拡散符号P(t−τ)
を合成波fn(t)+SS(t) に乗算することにより、SS波
等の逆拡散復調が行なわれる。その逆拡散復調出力Dss
(t) は、
【0014】
【数6】 ……………………… (6) となる。なお、τは前記SS変調装置側で使用されるク
ロック信号C(t) に対する時間遅れを表わし、 (6)式中
のRp(τ),Pn(t)は夫々自己相関成分及び拡散成分を示
す。これらRp(τ),Pn(t)は共に非常に複雑な数式で表
現されるが、相関成分Rp(τ)はRp(τ)<1であり、
拡散成分Pn(t)はBPF16により帯域制限されるの
で、ここでは具体的な数式の記載は省略する。
【0015】更に、BPF16において振幅変動成分を
除き、角度復調回路17により瞬時周波数の検出{微分
による逆拡散復調出力Dss(t) の検波}を行うと、その
出力Dss'(t)は、
【0016】
【数7】 …………………… (7) となる。但し、振幅成分(振幅の絶対値)や自己相関成
分を1としている。実際の角度復調出力はキャリヤ成分
が除去されたものとして示される。従って、角度復調出
力Ds(t)は、
【0017】
【数8】 …………………… (8) となる。なお、式中の「' 」は微分記号である。この出
力Ds(t)は更に、LPF18によって情報S(t) の周波
数帯域より高域の周波数成分を除去されて、次のような
復調出力D(t) となって出力端子Out より出力される。
【0018】
【数9】 …………………… (9) ところで、拡散符号発生回路5,15で生成される拡散
符号の成分は、その拡散符号の周期(拡散符号長)をL
とすると、その逆数である周波数(繰返し周波数)1/L
は、情報S(t) の周波数帯域より一般に充分高いのでL
PF18によって除去されるが、情報S(t) と周波数帯
域が共通な復調干渉波成分は除去されずに残留してい
る。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のSS復調装
置においては、復調情報の周波数帯域内に存在する干渉
波は、復調出力信号中に復調干渉波として上記の如く残
留するため、情報S(t)がアナログ信号の場合はSN比
の劣化となり、データ等のデジタル信号の場合はデータ
誤りを引起し易いという欠点がある。これらの問題は原
理的に生じるもので、その問題の程度は周知の如くSS
通信におけるプロセス利得に対応している。従って、キ
ャリヤ周波数帯域内で受ける干渉の程度や干渉波の種類
に関係なく、充分な干渉除去を行なえるSS復調装置の
出現が待望されていた。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明のスペクトル拡散
復調装置は、クロック信号を入力して周期Lの拡散符号
を生成する拡散符号発生回路と、得られた拡散符号によ
りスペクトル拡散変調波を逆拡散復調する逆拡散復調回
路と、逆拡散復調により得られた角度変調波を復調して
元の情報信号を得る角度復調回路と、この角度復調出力
に含まれる干渉波成分を抽出するBPFと、クロック信
号の周波数を1/Lに分周する分周器と、この分周出力と
上記BPFの出力とを加算する加算回路と、この加算出
力を包絡線検波する包絡線検出回路と、包絡線検波出力
中より必要な周波数成分を抽出するLPFと、この低域
濾波出力と上記角度復調出力との減算を行なう引算回路
とを備えて構成することにより、上記課題を解決したも
のである。
【0021】
【実施例】図2等を参照し乍ら、本発明のSS復調装置
の一実施例について説明する。図2は本発明のSS復調
装置1のブロック系統図であり、この図において、2
0,23はBPF(各通過特性は後述の通り)、21は
加算回路、22は分周器、24は包絡線(Env)検出回
路、25はLPF、26は引算回路である。その他の、
受信アンテナ11,BPF12,16;逆拡散復調回路
13,拡散符号発生回路15,角度復調回路17,LP
F18等は、図1(B) に示した従来装置と同一構成なの
で、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0022】かかる構成の本発明のSS復調装置の動作
原理について、図3の信号波形図を併せ参照し乍ら説明
する。なお、角度復調回路17の出力Ds(t)は前記 (8)
式に、LPF18の出力は (9)式に、夫々示したものと
同じであるが、(8) 式においてPn(t)S(t) はレベル的
に小さくなるので省略してかまわない。従って、角度復
調出力Ds(t)は、
【0023】
【数10】 ………………………… (10) 但し、Am(t)=Pn'(t)-Pn(t)(ωn0−ω0 ) となる。拡散成分Pn'(t) 及びPn(t)は、拡散符号の周
期Lの逆数である1/L付近の周波数帯域のみを伝送する
BPF20を通すと、上記(10)式の右辺第1項及び第2
項の低域周波数成分が除去されて、拡散干渉波成分Am
(t)の帯域制限された干渉成分が得られ、拡散成分Pn
(t)の中の連続した周波数成分が、干渉波の成分(ωn0
−ω0 ){図3(A)参照}により振幅変調を受けた信号と
なる。
【0024】一方、入力端子In3 より供給されるクロッ
ク信号C(t−τ)を、拡散符号周期Lの逆数である1/
Lの分周数を持つ分周器22にも供給して分周クロック
信号を得、更にこの分周クロック信号を、その基本周波
数成分のみを通過するBPF23を伝送させることによ
り、拡散符号長の逆数と同じ周波数の信号,即ちキャリ
ヤ信号を生成している。得られたキャリヤ信号を上記B
PF20出力である振幅変調波(振幅変調を受けた信
号)共々加算回路21に供給して加算(合成)し、図3
(B)に示すような波形の信号を得る。これにより、BP
F20からの振幅変調波は、干渉波の振幅が大きくて変
調度が深くなる(過変調になる)場合でも、振幅変調波
として波形崩れが生じないようにしている。
【0025】かかる加算回路21の出力(キャリヤ信号
が加算された振幅変調波)を、包絡線検出回路24に供
給してAM検波することにより図3(C)の如き波形の出
力信号を得、次にLPF25にて高い周波数成分を除去
し、更に図示しないコンデンサ等により直流分をカット
して、図3(D)に示すような波形の信号を生成してい
る。この信号はとりもなおさず図3(A)に示した干渉波
成分(ωn0−ω0 )と同じものであり、これを前記引算
回路26に供給することにより、前記LPF18の出力
D(t){第(10)式参照}に含まれる干渉波成分を打消す
(相殺する)。これにより、出力端子Out からは干渉波
成分が充分抑圧された出力が得られる。即ち、S/Nの
良好な情報S(t) が出力されるわけである。
【0026】
【発明の効果】叙上の如く、本発明のSS復調装置によ
れば、復調情報周波数帯域内に存在する(落込む)干渉
波成分と、拡散符号の周期Lの逆数(1/L)の周波数に
より変調されている干渉波成分とを分離検出し、引算処
理により復調情報周波数帯域内に存在する干渉波成分を
相殺して、充分干渉抑圧した復調情報を出力している。
これにより、情報信号がアナログ信号の場合はS/Nが
良好となり、情報信号がデータ等のデジタル信号の場合
はデータ誤りを大幅に減らすことができるという優れた
特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】SS通信におけるSS変調装置及び従来のSS
復調装置を示すブロック図。
【図2】本発明のSS復調装置のブロック図。
【図3】本発明装置の動作説明用信号波形図(タイミン
グチャート)。
【符号の説明】
1…SS復調装置 2…角度変調回路 3…拡散変調回路 5,15…拡散符号発生回路 6,12,16,20,23…BPF(帯域濾波器) 7,11…アンテナ 13…逆拡散復調回路 17…角度復調回路 18,25…LPF(低域濾波器) 21…加算回路 22…分周器 24…包絡線検出回路 26…引算回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スペクトル拡散変調装置側で情報信号を角
    度変調し、更に周期Lの拡散符号で拡散変調して出力さ
    れたスペクトル拡散変調波を、干渉波が混入し得る所定
    の伝送路を介して入力し、元の情報信号を復調するスペ
    クトル拡散復調装置において、 クロック信号を入力し
    て周期Lの拡散符号を生成する拡散符号発生回路と、得
    られた拡散符号により上記スペクトル拡散変調波を逆拡
    散復調する逆拡散復調回路と、逆拡散復調により得られ
    た角度変調波を復調して元の情報信号を得る角度復調回
    路と、該角度復調回路の出力に含まれる干渉波成分を抽
    出する帯域濾波器と、上記クロック信号の周波数を1/L
    (L:拡散の周期)に分周する分周器と、該分周器の出
    力と上記帯域濾波器の出力とを加算する加算回路と、該
    加算回路の出力を包絡線検波する包絡線検出回路と、該
    包絡線検出回路の出力より必要な周波数成分を抽出する
    低域濾波器と、該低域濾波器の出力と上記角度復調回路
    の出力との減算を行なう引算回路とを備えたスペクトル
    拡散復調装置。
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