JP3304340B2 - スペクトル拡散による受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスペクトル拡散による受
信装置に関するものであり、特に誤動作防止のための構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトル拡散による通信では、伝送し
たい情報信号を特定の符号で拡散変調して発信し、受信
側はこの信号を受信して、同じ符号を用いて逆拡散し情
報信号を得る。このようなスペクトル拡散による通信は
秘話性に優れており、また各種の妨害波や雑音の排除機
能を持っている。

【０００３】図６に、従来のスペクトル拡散による受信
装置のブロック図を示す。送信装置が発した通信信号
は、アンテナ４４で受信される。この通信信号は、送信
装置内でＭ系列によって拡散変調されたものである。拡
散変調の概略を説明する。

【０００４】図３Ａが通信する情報信号であり、図３Ｂ
がＭ系列を示している。送信装置は、図３Ａの情報信号
にＭ系列（図３Ｂ）をかけて図３Ｃに示す信号を得る。
この例では、Ｈレベルの情報信号についてはＭ系列をそ
のままにし、Ｌレベルの情報信号についてはＭ系列を反
転させて、図３Ｃの信号を得ている。そして、この図３
Ｃの信号によって搬送波（図３Ｄ）を変調し、図３Ｅの
通信信号を生成する。この通信信号が受信装置のアンテ
ナ４４で受信される。

【０００５】通信信号は、まず図６のオートゲインコン
トロール（ＡＧＣ）４２で増幅される。このＡＧＣ４２
は、検波器２０の出力信号にしたがって、その増幅の度
合いがフィードバックされるようになっている。ＡＧＣ
４２によって増幅された通信信号は、乗算回路６に取り
込まれる。この乗算回路６には、通信信号を逆拡散し情
報を再現するために、基準Ｍ系列も与えられている。

【０００６】なお、基準Ｍ系列はＭ系列発生器４で発生
されており、情報を適正に再現するため、送信側におい
て用いたＭ系列と同じＭ系列（図３Ｂ）が発生されてい
る。また、このＭ系列発生器４は、ＶＣＯ２からの発振
信号にしたがって基準Ｍ系列を発生している。

【０００７】ここで、送信側において用いたＭ系列と同
じ基準Ｍ系列を発生していても、通信信号に対してＭ系
列発生の同期がとれていなければ、情報は正確に再現さ
れない。スイッチ４６は端子ｂ側の基準電源に接続され
初期電圧を取り込んでいる。そして、ＶＣＯ２からは一
定周期で発振信号が発生し、基準Ｍ系列もＭ系列発生器
４から一定周期で出力されるようになっている。

【０００８】乗算回路６で通信信号と基準Ｍ系列とが乗
算され、両者の位相が一致した場合には、図３Ｆに示す
ような信号が出力される。すなわち、情報信号（図３
Ａ）と搬送波形信号（図３Ｄ）とをかけた状態の信号を
得ることができる。通信信号と基準Ｍ系列との位相がず
れて一致しない場合は、図３Ｆの信号を得ることができ
ない。

【０００９】図３Ｆの信号はバンドパスフィルター（Ｂ
ＰＦ）１２に取り込まれ、ここで搬送波の周波数成分が
抽出された後、情報復調回路１８を経て情報が再現され
る。なお、図４Ａは図３Ｆの信号の周波数スペクトルで
あり、図４Ｂは図３Ｅの信号の周波数スペクトルであ
る。通信信号と基準Ｍ系列の位相が一致した場合は図４
Ａの周波数スペクトルを得ることができる。位相が一致
しない場合は、図４Ｂとほぼ同じような周波数スペクト
ルになる。

【００１０】ところで、情報を正確に再現するために
は、送信装置側のＭ系列の位相と、受信装置側で発生さ
せているＭ系列の位相とを合致させる必要がある。この
ため、変動している両者の位相が一致する時点を検出
し、この検出に基づいて、以後通信信号の位相に追従し
て基準Ｍ系列が発生するようにしている。以下にその具
体的な構成を示す。

【００１１】検波器２０はＢＰＦ１２からの信号を取り
込み、波形の包絡線を抽出して出力する。上述のよう
に、ＢＰＦ１２は搬送波の周波数成分Ｎ（図４）のみを
抽出するため、通信信号と基準Ｍ系列との位相が一致し
ている場合（図４Ａ）は、図３Ｇのように大きな波形が
出力され、包絡線Ｋ１を得ることができる。これに対し
て、通信信号と基準Ｍ系列との位相が一致しない場合
（図４Ｂ）は、図３Ｈのように小さな波形が出力され、
包絡線Ｋ２を得ることになる。

【００１２】このような検波器２０からの出力信号は、
積分ダンプ３４で周期的に積分され。その後、この積分
値が比較器３６において所定のしきい値を越えるか否か
が判別される。すなわち、通信信号と基準Ｍ系列の位相
が一致した場合は大きな包絡線Ｋ１が出力されてしきい
値を越えるため、比較器３６は通信信号と基準Ｍ系列の
位相が一致したことを認識し、判定信号を出力する。

【００１３】同期判定回路３８は誤判定を防止するた
め、２回連続してこの基準一致信号が与えられた場合に
のみ、切り換え信号を出力する。この切り換え信号に応
じ、スイッチ４６は端子ｂ側の基準電源から端子ａ側に
切り換わる。そして以後、端子ａから与えられる制御信
号に基づいてＶＣＯ２は発振信号を発し、Ｍ系列発生器
４からは通信信号の位相に追従した周期で基準Ｍ系列が
発生するようになる。

【００１４】端子ａから与えられる制御信号の内容を以
下に説明する。ＡＧＣ４２を経た通信信号は、第１の一
致検出回路である乗算器８、第２の一致検出回路である
乗算器１０にも与えられている。

【００１５】乗算器８には、通信信号とともに基準Ｍ系
列に対して１周期遅れた出力が与えられている。図５Ａ
は基準Ｍ系列に基づく出力信号Ｒ５であり、図５Ｂは乗
算器８からの出力信号Ｓ５の波形である。出力信号Ｓ５
は、同期のとれた基準Ｍ系列の位置Ｆから１周期ずれて
いる。また、１周期進んだＭ系列が、乗算器１０に与え
られている。図５Ｃは乗算器１０からの出力信号Ｕ５で
ある。

【００１６】これら各出力信号は、それぞれＢＰＦ１
４、１６、検波器２２、２４を経て、加算器５０に与え
られる。出力信号Ｓ５は加算器５０の加算入力に与えら
れ、出力信号Ｕ５は減算入力に与えられる。すなわち、
出力信号Ｕ５を負の値とした上、出力信号Ｓ５と加算す
る。図５Ｄは加算器５０からの出力信号であり、ループ
フィルタ４０を介して端子ａに導かれる。

【００１７】上述のように、スイッチ４６は通信信号と
基準Ｍ系列との位相が一致した時点で端子ａ側に切り換
わる。したがって、図５Ｄの出力信号の傾斜部分Ｖ５に
応じてＶＣＯ２の制御電圧は制御され、ＶＣＯ２からは
通信信号の位相に追従したタイミングで発振信号が発生
する。このため、Ｍ系列発生器４が発生する基準Ｍ系列
も通信信号の位相に同期して発生することになり、正確
な情報が再現される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスペクトル
拡散による受信装置には、次のような問題があった。Ａ
ＧＣ４２は、検波器２０の出力信号にしたがって、その
増幅の度合いがフィードバックされるようになってい
る。すなわち、信号を受信していない場合は、ＡＧＣ４
２の増幅度は最大の状態である。

【００１９】このため、この状態でアンテナ４４が急激
に信号を受けると、検波器２０からは図５Ｅに示すよう
な大きなノイズの出力信号Ｗが出力される。そして、比
較器３６におけるしきい値Ｌを越え、同期判定回路３８
から切り換え信号が出力されてしまう。

【００２０】また急激に信号が与えられた場合、ＡＧＣ
４２はその振幅を一定に保とうとする。このため、一
度、誤判定を生じると、スイッチ４６は端子ａ側に切り
換わったままであり、誤判定の状態から抜け出すことが
できない。

【００２１】そこで本発明は、例えば急激な信号入力な
どによって強大なノイズが発生した場合であっても、誤
動作を生じることのないスペクトル拡散による受信装置
の提供を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るスペクト
ル拡散による受信装置は、受けた初期電圧にしたがって
発振信号を出力し、切り換え信号が与えられた時点で制
御信号を取り込み、当該制御信号の電圧にしたがって発
振信号を出力する電圧制御発振回路、電圧制御発振回路
からの発振信号に基づき、基準疑似雑音符号を発生する
基準疑似雑音符号発生回路、疑似雑音符号によって拡散
変調された送信装置からの通信信号を受信し、基準疑似
雑音符号と通信信号とを照合して、一致した場合に基準
一致信号を出力する基準一致検出回路、基準一致信号に
基づき前記切り換え信号を出力する切り換え制御回路、
基準疑似雑音符号に対し、所定の周期遅れた第１の疑似
雑音符号を発生する第１の疑似雑音符号発生回路、疑似
雑音符号によって拡散変調された送信装置からの通信信
号を受信し、第１の疑似雑音符号と通信信号とを照合し
て、第１の一致信号を出力する第１の一致検出回路、基
準疑似雑音符号に対し、所定の周期進んだ第２の疑似雑
音符号を発生する第２の疑似雑音符号発生回路、疑似雑
音符号によって拡散変調された送信装置からの通信信号
を受信し、第２の疑似雑音符号と通信信号とを照合し
て、第２の一致信号を出力する第２の一致検出回路、第
１の一致信号または第２の一致信号のいずれか一方の信
号を負の値とし、他方の信号と加算して制御信号を生成
して、前記電圧制御発振回路に向けて出力する加算回
路、を備えたスペクトル拡散による受信装置において、
第１の一致検出回路の出力信号および第２の一致検出回
路の出力信号からノイズを打ち消すための信号を生成
し、切り換え制御回路は、当該生成した信号と基準一致
検出回路の出力信号とに基づき切り換え信号を出力す
る、ことを特徴としている。

【００２３】請求項２に係るスペクトル拡散による受信
装置は、請求項１のスペクトル拡散による受信装置にお
いて、第１の一致検出回路の出力信号および第２の一致
検出回路の出力信号を加算し１／２にして平均信号を演
算し、出力する演算回路を備えており、前記切り換え制
御回路は、基準一致検出回路の出力信号および平均信号
に基づき切り換え信号を出力する、ことを特徴としてい
る。

【００２４】

【作用】請求項１に係るスペクトル拡散による受信装置
においては、第１の一致検出回路の出力信号および第２
の一致検出回路の出力信号からノイズを打ち消すための
信号を生成し、切り換え制御回路は、当該生成した信号
と基準一致検出回路の出力信号とに基づき切り換え信号
を出力する。

【００２５】請求項２に係るスペクトル拡散による受信
装置においては、演算回路は、第１の一致検出回路の出
力信号および第２の一致検出回路の出力信号を加算し、
１／２にして平均信号を演算し、出力する。そして、切
り換え制御回路は、基準一致検出回路の出力信号および
平均信号に基づき切り換え信号を出力する。

【００２６】したがって、請求項１および請求項２に係
るスペクトル拡散による受信装置においては、例えば急
激な信号入力などによって強大なノイズが発生した場合
であっても、基準一致検出回路の出力信号と平均信号と
が打ち消し合い、誤って切り換え信号が出力されること
はない。

【００２７】

【実施例】本発明に係るスペクトル拡散による受信装置
の一実施例を説明する。図１に本実施例におけるブロッ
ク図を掲げる。送信装置（図示せず）が発した通信信号
は、アンテナ４４で受信される。この通信信号は、送信
装置内で疑似雑音符号としてのＭ系列（図３Ｂ）によっ
て拡散変調されたものである（図３Ｅ参照）。

【００２８】受信された通信信号は、まずオートゲイン
コントロール（ＡＧＣ）４２で増幅される。このＡＧＣ
４２は、検波器２０の出力信号にしたがって、その増幅
の度合いがフィードバックされるようになっている。

【００２９】ＡＧＣ４２によって増幅された通信信号
は、乗算回路６に取り込まれる。この乗算回路６には、
通信信号を逆拡散し情報を再現するために、基準疑似雑
音符号としての基準Ｍ系列も与えられている。なお、基
準Ｍ系列は疑似雑音符号発生器であるＭ系列発生器４で
発生されており、情報を適正に再現するため、送信側に
おいて用いたＭ系列と同じＭ系列（図３Ｂ）が発生され
ている。また、Ｍ系列発生器４は、電圧制御発振回路で
あるＶＣＯ２からの発振信号にしたがって基準Ｍ系列を
発生している。

【００３０】ここで、送信側において用いたＭ系列と同
じ基準Ｍ系列を発生していても、通信信号の位相に対し
てＭ系列発生の同期がとれていなければ、情報は正確に
再現されない。スイッチ４６は端子ｂ側の基準電源に接
続され初期電圧を取り込んでいる。そして、ＶＣＯ２か
らは一定周期で発振信号が発生し、基準Ｍ系列もＭ系列
発生器４から一定周期で出力されるようになっている。

【００３１】通信信号に対して基準Ｍ系列の位相が一致
した場合、基準一致検出回路である乗算器６からは高い
周波数の信号が出力され（図４Ａ参照）、位相が一致し
ない場合は低い周波数の信号が出力される（図４Ｂ参
照）。バンドパスフィルター（ＢＰＦ）１２は、この乗
算器６からの信号を受け搬送波の周波数成分Ｎ（図４）
のみ取り出して出力する。そして、情報復調回路１８を
経て情報が再現される。ところで、情報を正確に再現す
るためには、送信装置側のＭ系列の位相と、受信装置側
で発生させているＭ系列の位相とを合致させる必要があ
る。このため、変動している両者の位相が一致する時点
を検出し、この検出に基づいて、以後通信信号の位相に
追従して基準Ｍ系列が発生するようにしている。以下に
その具体的な構成を示す。

【００３２】ＡＧＣ４２を経た通信信号は、乗算器８、
１０にも与えられている。乗算器８には、通信信号とと
もに基準Ｍ系列に対して半周期遅れた第１Ｍ系列（第１
の疑似雑音符号）が与えられている。図２Ａは基準Ｍ系
列に基づく出力信号Ｒ１であり、図２Ｂは乗算器８から
の出力信号Ｓ１の波形である。出力信号Ｓ１は、同期の
とれた基準Ｍ系列の位置Ｆから半周期ずれている。ま
た、半周期進んだ第２Ｍ系列（第２の疑似雑音符号）
が、乗算器１０に与えられている。図２Ｃは乗算器１０
からの出力信号Ｕ１である。

【００３３】乗算器８、１０がそれぞれ出力する出力信
号Ｓ１、Ｕ１は、各々ＢＰＦ１４、１６および検波器２
２、２４を経て加算器２８に与えられる。そして、ここ
で両信号は加算された後、割算器３２に取り込まれ１／
２の信号となる。すなわち、出力信号Ｓ１、Ｕ１は平均
され、図２Ｄに示す平均信号Ｑ１として出力される。こ
の平均信号Ｑ１は加算器２６の減算入力に与えられる。
一方、加算器２６の加算入力には、検波器２０からの出
力信号Ｒ１（図２Ａ）が与えられ、平均信号Ｑ１と減算
される。出力信号Ｒ１をａ、出力信号Ｓ１をｂ、出力信
号Ｕ１をｃとした場合、加算器２６からの出力信号は次
の数１で表わされる。

【００３４】

【数１】

【００３５】加算器２６からの出力信号の波形を図２Ｅ
に示す。通信信号と基準Ｍ系列の位相が一致した場合、
この図２Ｅの出力信号が得られ、積分ダンプ３４で周期
的に積分され、Ｍ系列の一周期分の信号が蓄積される。
その後、比較器３６で所定のしきい値Ｌを越えることが
認識され、比較器３６からは同期判定回路３８に向けて
判定信号が出力される。

【００３６】同期判定回路３８は誤判定を防止するた
め、２回連続してこの基準一致信号が与えられた場合に
のみ、切り換え信号を出力する。この切り換え信号に応
じ、スイッチ４６は端子ｂ側の基準電源から端子ａ側に
切り換わる。この端子ａにはループフィルタ４０を介し
て制御信号が与えられている。制御信号は、加算器３０
において、出力信号Ｕ１を負の値とした上、出力信号Ｓ
１と加算されて出力される信号である（図５Ｄ参照）。

【００３７】スイッチ４６の切り換え以後は、この制御
信号に基づいてＶＣＯ２は発振信号を発し、Ｍ系列発生
器４からは通信信号の位相に追従した周期で基準Ｍ系列
が発生するようになる。このため、通信信号とＭ系列発
生器４から発生する基準Ｍ系列の位相とは確実に同期が
とられ、正確な情報が再現される。

【００３８】ところで、この受信装置に急激に信号が与
えられた場合、大きなノイズが発生する。特に、ＡＧＣ
４２は、検波器２０の出力信号にしたがって、その増幅
の度合いがフィードバックされるようになっており、信
号を受信していない場合は、ＡＧＣ４２の増幅度は最大
の状態である。このため、この状態でアンテナ４４が急
激に信号を受けると、各検波器２０、２２、２４から
は、それぞれ図２Ａ、Ｂ、Ｃに示すノイズの出力信号Ｒ
２、Ｓ２、Ｕ２が出力される。

【００３９】しかし本実施例においては、上述の数１の
式によって算出された信号に対し、比較器３６がしきい
値を越えるか否かの判定を行ない、判定信号を出力す
る。図２Ａ、Ｂ、Ｃに示すように、ノイズの出力信号Ｒ
２、Ｓ２、Ｕ２は同時に発生する。このため数１の式に
よって、ノイズの出力信号Ｒ２は、出力信号Ｓ２、Ｕ２
の平均信号に打ち消され、加算器２６からはこのノイズ
に応じた信号は出力されない（図２Ｅ参照）。

【００４０】したがって、通信信号と基準Ｍ系列の位相
一致の誤判断を、容易かつ確実に防止することができ
る。また、誤判定の状態から容易に抜け出すことができ
る。なお上記実施例においては、乗算器８、１０には、
基準Ｍ系列に対して半周期遅れた第１Ｍ系列、基準Ｍ系
列に対して半周期進んだ第２Ｍ系列が与えられている。
しかし、この半周期に限られるものではなく、これより
も大きなまたは小さな周期を設定してもよい。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に係るスペクトル拡散による受
信装置においては、第１の一致検出回路の出力信号およ
び第２の一致検出回路の出力信号からノイズを打ち消す
ための信号を生成し、切り換え制御回路は、当該生成し
た信号と基準一致検出回路の出力信号とに基づき切り換
え信号を出力する。

【００４２】請求項２に係るスペクトル拡散による受信
装置においては、演算回路は、第１の一致検出回路の出
力信号および第２の一致検出回路の出力信号を加算し、
１／２にして平均信号を演算し、出力する。そして、切
り換え制御回路は、基準一致検出回路の出力信号および
平均信号に基づき切り換え信号を出力する。

【００４３】すなわち、請求項１および請求項２に係る
スペクトル拡散による受信装置においては、例えば急激
な信号入力などによって強大なノイズが発生した場合で
あっても、基準一致検出回路の出力信号と平均信号とが
打ち消し合い、誤って切り換え信号が出力されることは
ない。

【００４４】したがって、装置の誤動作を確実に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスペクトル拡散による受信装置の
一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１の受信装置における各検波器等からの出力
信号を示す図である。

【図３】スペクトル拡散による通信方式を説明するため
の波形図である。

【図４】図３Ｆ、Ｅの波形に対応した周波数スペクトル
である。

【図５】図６の従来の受信装置における各種一致信号を
示す図である。

【図６】従来のスペクトル拡散による受信装置を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

２・・・・・ＶＣＯ ４・・・・・Ｍ系列発生器 ６、８、１０・・・・・乗算器 ２６、２８・・・・・加算器 ３２・・・・・割算器 ３６・・・・・比較器 ３８・・・・・切り換え回路 ４６・・・・・スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−139424（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−11034（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−236645（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−236646（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−75238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−141050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−141049（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受けた初期電圧にしたがって発振信号を出
   力し、切り換え信号が与えられた時点で制御信号を取り
   込み、当該制御信号の電圧にしたがって発振信号を出力
   する電圧制御発振回路、 電圧制御発振回路からの発振信号に基づき、基準疑似雑
   音符号を発生する基準疑似雑音符号発生回路、 疑似雑音符号によって拡散変調された送信装置からの通
   信信号を受信し、基準疑似雑音符号と通信信号とを照合
   して、一致した場合に基準一致信号を出力する基準一致
   検出回路、 基準一致信号に基づき前記切り換え信号を出力する切り
   換え制御回路、 基準疑似雑音符号に対し、所定の周期遅れた第１の疑似
   雑音符号を発生する第１の疑似雑音符号発生回路、 疑似雑音符号によって拡散変調された送信装置からの通
   信信号を受信し、第１の疑似雑音符号と通信信号とを照
   合して、第１の一致信号を出力する第１の一致検出回
   路、 基準疑似雑音符号に対し、所定の周期進んだ第２の疑似
   雑音符号を発生する第２の疑似雑音符号発生回路、 疑似雑音符号によって拡散変調された送信装置からの通
   信信号を受信し、第２の疑似雑音符号と通信信号とを照
   合して、第２の一致信号を出力する第２の一致検出回
   路、 第１の一致信号または第２の一致信号のいずれか一方の
   信号を負の値とし、他方の信号と加算して制御信号を生
   成して、前記電圧制御発振回路に向けて出力する加算回
   路、 を備えたスペクトル拡散による受信装置において、第１の一致検出回路の出力信号および第２の一致検出回
   路の出力信号からノイズを打ち消すための信号を生成
   し、切り換え制御回路は、当該生成した信号と基準一致
   検出回路の出力信号とに基づき切り換え信号を出力す
   る、 ことを特徴とするスペクトル拡散による受信装置。
2. 【請求項２】請求項１のスペクトル拡散による受信装置
   において、第１の一致検出回路の出力信号および第２の一致検出回
   路の出力信号を 加算し１／２にして平均信号を演算し、
   出力する演算回路を備えており、 前記切り換え制御回路は、基準一致検出回路の出力信号
   および平均信号に基づき切り換え信号を出力する、 ことを特徴とするスペクトル拡散による受信装置。