JPH05347600A - スペクトル拡散方式における復調装置 - Google Patents

スペクトル拡散方式における復調装置

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JPH05347600A
JPH05347600A JP17768292A JP17768292A JPH05347600A JP H05347600 A JPH05347600 A JP H05347600A JP 17768292 A JP17768292 A JP 17768292A JP 17768292 A JP17768292 A JP 17768292A JP H05347600 A JPH05347600 A JP H05347600A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 S/Nの良好な角度復調を安定に行なえるS
S復調装置を提供する。 【構成】 SS変調波を逆拡散復調して角度変調波を得
る逆拡散復調回路(10)と、角度変調波の復調を行う位相
同期ループ型角度復調回路(13)と、この復調回路内のV
CO(17)出力を1/Nに分周してクロック信号を得る分周
器(20)と、クロック信号を基に復調用拡散符号を生成し
て逆拡散復調回路に供給するPNG(18)と、キャリヤ周
波数と拡散符号用クロック信号との同期捕捉用クロック
信号を発生するクロック信号発生器(21)と、同期捕捉用
クロック信号と上記拡散符号生成用クロック信号とを切
替え選択するスイッチ回路(Sw)と、上記角度復調回路(1
3)より出力される復調信号にて同期捕捉点を検出する同
期検出回路(23)と、同期検出回路出力と上記同期捕捉用
クロック信号と上記拡散符号生成用クロック信号とを用
いて同期捕捉信号を生成する同期捕捉信号生成部(33)と
を備えて構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1次変調用のキャリヤ
周波数と拡散符号用のクロック信号とが、互いに同期関
係にある同期型SS(スペクトル拡散)方式における復
調装置に係り、特に、同期捕捉を正確,確実に行えるよ
うに改良した復調装置に関する。
【0002】
【技術的背景】最近のSS通信において、SS技術によ
る多元接続法を用いた移動体通信が実用域に達して来て
いる。周知の如く、電波資源は有限なので、周波数を有
効に利用する必要がある。その点、SS信号は広い周波
数帯域に拡散されて、変調波のパワースペクトル密度が
非常に小さいので、他の通信電波等に与える影響は小さ
く、既存の通信周波数帯での混用が可能になるため、そ
の面での効用が大きく、原理的に周波数利用効率の向上
に寄与できるものである。かかる理由により、SS方式
による無線通信も身近になりつつあり、今後、車両等に
搭載しての移動体間通信応用など、その将来性や発展性
を大きく嘱望されている。
【0003】
【従来の技術】SS無線通信において、受信における同
期捕捉と同期保持は基本的に必要なものであり、今まで
に種々の同期捕捉方法や保持方法が提案され実用化され
ている。その中で、変調時の1次変調である角度変調の
キャリヤ周波数と2次変調であるSS変調に用いられる
拡散符号用クロック信号とに、同期関係を持たせてSS
変調を行う同期型SS変調,復調方式も、受信後の復調
動作において回路構成を多少なりとも簡素化できる方式
として知られている。係るSS無線装置(通信機)につ
いて、図1等に示した先願の例を参照しながら説明す
る。
【0004】先ず、図1にブロック構成を示す送信部1
においては、入力端子In1 より音声や情報等の信号S(t)
が角度変調回路25に供給され、ここで角度変調が行わ
れて角度変調信号f(t) を出力する。角度変調出力信号
f(t) は周波数f0 をキャリヤ周波数とする変調波で、
拡散変調用乗算器3とN分の1の分周を行う分周器4に
供給されている。この分周器4は、周波数fM (=
0 )のキャリヤ周波数を、拡散帯域幅Bを与える拡散
符号用クロック信号周波数fC にまで分周により下げる
ものである。
【0005】周波数fM と周波数fC との間には、fM
>fC なる関係がある。分周により得られたクロック信
号C(t)は拡散符号発生器(PNG)5に供給されて、そ
の出力として拡散変調用の拡散符号P(t)を得ている。角
度変調出力f(t) は、入力信号により周波数(又は位
相)偏移△fを与えられて出力されているが、その偏移
分△fは分周によりN分の1に下がるため、分周した角
度変調出力をクロック信号として用いても何等問題は生
じない。このようにして得られた拡散符号P(t)はLPF
(ローパスフィルタ)6を介して拡散変調用の乗算器3
に供給され、ここで上記角度変調信号f(t) との乗算に
よる拡散変調が行われ、その出力として同期型SS変調
波f(t)P(t) が得られ、送信アンテナ7より出力され
る。
【0006】このようにして、同期型SS変調波は送信
部1より電波となって、空気等の媒体を介して、他機の
受信部22へと伝送される。即ち、1台のSS無線通信
機は、図1に示した送信部1と図2に示す受信部22と
で構成され、アンテナ7,8は1本で兼務されている。
次に、受信部22の構成及び動作について、図2のブロ
ック構成図及び図3の信号波形図を併せ参照して説明す
る。
【0007】受信アンテナ8により受信された同期型S
S変調波f(t)P(t) には、第3者からの妨害波等のノイ
ズ成分n(t) が含まれているので、これを極力排除する
ために、BPF(バンドパスフィルタ)9により、SS
変調波f(t)P(t) のメインローブ以外の周波数成分を除
去してから、逆拡散復調用の乗算器10に供給する。
【0008】21は同期捕捉用のクロック信号を発生さ
せるクロック信号発生器であり、この同期捕捉用クロッ
ク信号C0 (t) をスイッチ回路Swを介してPNG18に
供給することにより同期捕捉用拡散符号ρ(t) を生成し
ており、この拡散符号ρ(t)をLPF19を介して上記
乗算器10に出力している。
【0009】同期捕捉用クロック信号C0 (t) の周波数
fιは、正規のクロック信号C(t)の周波数fcに比較し
て僅かに異なるようにしている。これにより、乗算器1
0の出力は{f(t)P(t)+n(t)}ρ(t) となる。かかる乗
算出力は、BPF11にて逆拡散出力の周波数帯域以外
の周波数成分を除去され、図3(A) に示すような信号波
形となった後、リミターアンプ12を介して、位相同期
ループ型角度復調回路13を構成する位相比較器14に
供給される。
【0010】位相比較器14には、電圧制御発振器(V
CO)17からの角度変調波成分に同期したジッタの伴
ったVCO出力が供給されるので、ここで上記リミター
アンプ12出力との位相比較が行われ、増幅器15で適
宜増幅されて、図3(B) に示す如き波形の出力信号とな
る。この図から明らかなように、相関点T0 では雑音が
極度に下がるため同期検出が可能となる。相関点の周期
は、拡散符号周期数をnビットとすると、n/(fC
fι)で定まる時間Tpとなる。
【0011】かかる増幅器15(角度復調回路13)か
らの出力は、LPF24を介して端子Out より出力され
ると共に、同期検出回路23に供給される。同期検出回
路23では、図3(C) に示すような同期検出制御電圧を
生成してスイッチ回路Swに供給している。この図3(C)
においては、T0'は同期捕捉が行われていない状態を示
し、同期捕捉点tS 以降は同期が取れた状態を示してい
る。
【0012】一方、VCO17の出力は分周器20にも
供給され、ここでN分の1に分周してクロック信号C'
(t) を得ている。クロック信号C'(t) はジッタを含んで
おり、スイッチ回路Swにおいて同期検出回路23からの
同期検出制御電圧により切替えられて、PNG(拡散符
号発生器)18に供給される。PNG18で生成される
逆拡散復調用の拡散符号P'(t) は、BPF9からの入力
SS変調波の位相にほぼ一致しているが、ジッタの影響
及びその時のタイミングにより僅かな位相差が生じる。
このようにして僅かな位相差を含んだまま逆拡散復調が
行われ、位相同期ループ13によりSS同期の保持動作
が持続されることになる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来のスペクト
ル拡散方式における同期捕捉装置は、同期捕捉動作時
に、クロック信号C0 (t) よりC'(t) に切替わるが、C'
(t) はジッタを伴っており、そのジッタの影響により切
替えタイミングにおいて僅かな位相差が生じるという欠
点がある。この位相差がその時のタイミングによりばら
つくと、そのばらつきに対応して自己相関特性が劣化
し、角度復調出力内に拡散符号成分が雑音となって生じ
る問題が発生する。この雑音はクロック周波数を拡散符
号の周期で割った値の周波数を主成分としているため、
クロック周波数や拡散符号周期の値の設定等から復調情
報周波数帯域内に雑音が生じるという問題があった。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、SS変調波を逆拡散復調して角度変調波を
得る逆拡散復調回路と、角度変調波の復調を行う位相同
期ループ型角度復調回路と、この復調回路内のVCO(1
7)出力を1/Nに分周してクロック信号を得る分周器と、
クロック信号を基に復調用拡散符号を生成して逆拡散復
調回路に供給するPNGと、キャリヤ周波数と拡散符号
用クロック信号との同期捕捉用クロック信号を発生する
クロック信号発生器と、同期捕捉用クロック信号と上記
拡散符号生成用クロック信号とを切替え選択するスイッ
チ回路と、上記角度復調回路より出力される復調信号に
て同期捕捉点を検出する同期検出回路と、同期検出回路
出力と上記同期捕捉用クロック信号と上記拡散符号生成
用クロック信号とを用いて同期捕捉信号を生成する同期
捕捉信号生成部等を備えて構成したものである。
【0015】また、同期捕捉信号生成部は、上記拡散符
号生成用クロック信号と同期捕捉用クロック信号とを論
理和演算して両信号の位相一致出力を検出する第1の A
NDゲートと、この ANDゲートの出力を波形整形する整形
回路と、上記同期検出回路出力より相関ピーク点に一致
するインパルス出力を得て上記整形回路の出力との論理
和演算を行う第2のAND(又はNAND)ゲートと、上記同期
検出出力を遅延させる時間遅延回路と、遅延して得られ
た遅延同期検出出力と上記第2のAND(又はNAND)ゲート
出力によりドライブされて上記スイッチ回路切替用の同
期捕捉信号を出力するRSフリップフロップとを備えて
構成している。即ち、本発明は前記SS無線装置(通信
機)における受信部(復調装置)の改良発明である。
【0016】
【実施例】本発明のスペクトル拡散方式における復調装
置(以下「SS復調装置」とも記述する)の一実施例に
ついて、図4のブロック構成図及び図5の信号波形図
(タイミングチャート)を併せ参照しながら説明する。
図4中、26は ANDゲート、27は整形回路、28は時
間遅延回路、29はEX−ORゲート、30はNANDゲート、
31はインバータ、32はRSフリップフロップであ
り、以上の各回路により同期捕捉信号生成部33が構成
されている。なお、時間遅延回路28は、入力信号に対
して立上り部分は遅延させず、立下り時点だけを所定時
間遅延させる特性を有する。その他、この図において図
2に示した従来装置22と同一構成部分には同一符号を
付してその詳細な説明を省略する。
【0017】SS復調装置2のクロック信号発生器21
からスイッチ回路Swを介してPNG18に供給される同
期捕捉用クロックC0 (t) は、図5(A) に示すようなイ
ンパルス状に整形された信号であり、分周器20より出
力されるクロック信号C'(t)も図5(B) に示すインパル
ス状に整形された信号である。この両方のクロック信号
を ANDゲート26で ANDをとる(論理和演算する)と、
その出力は同図(C) に示すものとなる。即ち、分周器2
0より出力されているクロック信号C'(t) にはジッタが
含まれていても、両方のクロック信号の位相一致点が瞬
時的に存在するため、ゲート26出力は図5(C) 示のよ
うになるわけである。
【0018】このゲート出力は、クロック信号C0 (t)
の周波数fιとクロック信号C'(t)の周波数fC'との差
の周波数の逆数の時間間隔で生じるが、正確にはジッタ
による瞬時的な揺れが付加されるものとして得られる
{同図(D) のT2 の時間}。得られたゲート出力を更に
整形回路27で波形整形すると、その整形出力は同図
(D)に示すような矩形波になる。
【0019】次の図5(E) は、前記図3(C) に対応する
同期検出回路23の同期検出制御電圧である。即ち、時
刻t1 からt3 の期間T0'のL(Low)レベルの期間と、
時刻t4 以降のLレベルの期間が同期検出時間となって
いる。この同期検出制御電圧は時間遅延回路28を通過
すると、その出力は図5(F) に示すものとなる。即ち、
時刻t1 より時刻t2 の期間が遅れてLレベルになり、
時刻t3 でH(High)レベルに復帰する動作となる。
【0020】時間遅延回路28の入力と出力とをEX−OR
ゲート29に供給してゲート出力をとる(排他的論理和
演算をする)と、その出力は図5(G) に示すものとな
り、そのHレベルの部分のセンターが相関点のピーク
{図3(A) におけるピーク点}に一致させている。この
EX−ORゲート出力{同図(G) 参照}と整形回路出力{同
図(D) 参照}は同期捕捉にとって最も重要な検出信号と
なっており、この両方のAND{図4の構成例では回路動作
上NANDを使用}をとることにより、両信号の一致時に得
られる出力は、真の同期検出制御電圧(同期捕捉信号)
の基となる。
【0021】図5に示す動作例では、整形回路出力(D)
のT1 期間とEX−OR出力(G) のt1〜t2 期間は一致し
ておらず、NANDゲート30の出力は同図(J) の如く継続
してHレベルとなっており、整形出力(D) のT3 はEX−
OR出力(G) のt4 〜t7 と一致しており、従ってその期
間だけNANDゲート30の出力は同図(H) に示すようにL
レベルとなる。
【0022】更に、NANDゲート出力(H) を、時間遅延出
力(F) をインバータ31で位相反転した信号{同図(I)
参照}と共にRSフリップフロップ32に供給すること
により、その出力は同図(J) に示すものとなり、最終的
な同期検出制御電圧としてスイッチ回路Swに供給され
る。これにより、クロック信号はC0 (t) よりC'(t) に
切替えられて拡散符号発生器18に供給され、受信され
たSS変調波の中の拡散符号P(t)に一致する拡散符号P
(t)が得られる。
【0023】これにより、乗算器10では本来の逆拡散
復調動作が達成され、その出力はf(t)P(t)P(t) +P(t)
n(t) となる。周知の如く、拡散符号同士の乗算分であ
るP(t)P(t)はほぼ1となる直流成分であるから、BPF
11の出力はf(t) +N(t)となる。なお、N(t) はP
(t)n(t) の帯域制限された拡散雑音成分で、その雑音
電力は大変小さいため、位相同期ループ型角度復調回路
13のVCO17の出力もジッタが大幅に下がり、位相
同期ループ型角度復調回路13でのSS同期保持も安定
に動作し、LPF24を介して出力端子Out から、ジッ
タ成分を殆ど含まない高品質の復調音声や復調情報が出
力される。
【0024】
【発明の効果】本発明のSS方式における復調装置によ
れば、クロック信号発生器21,分周器20及び同期検
出回路23からの出力信号を基に論理演算を行いながら
同期検出制御電圧を得ており、VCOで発生するジッタ
により、ジッタの伴ったクロック信号に切替えても、瞬
時的にクロック信号の位相一致点を検出して相関点のセ
ンターと一致させて、得られた同期検出制御電圧により
切替えているので、同期捕捉後は常に最良の位相{入力
SS変調波を逆拡散復調するための生成拡散符号の位
相}に固定され、角度復調出力より洩れる拡散符号成分
は最少となり、S/Nの良好な角度復調が安定に達成さ
れるという優れた特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来装置,本発明装置に信号を供給するSS変
調装置(送信部)のブロック図。
【図2】従来のSS復調装置のブロック構成図。
【図3】従来装置の動作説明用信号波形図。
【図4】本発明のSS復調装置の一実施例を示すブロッ
ク構成図。
【図5】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】
2 スペクトル拡散復調装置 3,10,14 乗算器(位相比較器) 4,20 分周器 5,18 PNG(拡散符号発生器) 6,19,24 LPF(低域濾波器) 7,8 アンテナ 9,11 BPF(帯域濾波器) 12 リミターアンプ 13 位相同期ループ型角度復調回路 15 増幅器 16 ループフィルタ 17 VCO(電圧制御発振器) 21 クロック信号発生器 23 同期検出回路 26 ANDゲート 27 整形回路 28 時間遅延回路 29 EX−ORゲート 30 NANDゲート 31 インバータ 32 RSフリップフロップ 33 同期捕捉信号生成部 Sw スイッチ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オーディオ信号やデータ等の情報信号を変
    調するための、1次変調用キャリヤ周波数と拡散符号用
    クロック信号とが同期関係にあるスペクトル拡散変調波
    を、受信して復調するためのスペクトル拡散方式におけ
    る復調装置であって、 受信スペクトル拡散変調波を入力して復調用拡散符号に
    より逆拡散復調を行って角度変調波を得る逆拡散復調回
    路と、得られた角度変調波を入力して角度復調を行う位
    相同期ループ型角度復調回路と、該位相同期ループ型角
    度復調回路内の電圧制御発振器より出力される電圧制御
    発振出力を1/Nに分周して拡散符号生成用のクロック信
    号を得る分周器と、該クロック信号を基に復調用拡散符
    号を生成して上記逆拡散復調回路に供給する拡散符号発
    生器と、上記キャリヤ周波数と拡散符号用クロック信号
    との同期を捕捉するためのクロック信号を発生する同期
    捕捉用クロック信号発生器と、該同期捕捉用クロック信
    号と上記拡散符号生成用クロック信号とを切替え選択す
    るスイッチ回路と、上記位相同期ループ型角度復調回路
    より出力される復調信号より同期捕捉点を検出する同期
    検出回路と、該同期検出回路出力と上記同期捕捉用クロ
    ック信号と上記拡散符号生成用クロック信号とを用いて
    同期捕捉信号を生成する同期捕捉信号生成部とを備え、
    得られた同期捕捉信号により上記スイッチ回路を切替え
    てスペクトル拡散同期捕捉をするよう構成したことを特
    徴とする、スペクトル拡散方式における復調装置。
  2. 【請求項2】同期捕捉信号生成部は、拡散符号生成用ク
    ロック信号と同期捕捉用クロック信号とを論理和演算す
    ることにより,両信号の位相一致出力を検出する第1の
    ANDゲートと、この ANDゲートの出力を波形整形する整
    形回路と、上記同期検出回路出力より相関ピーク点に一
    致するインパルス出力を得て上記整形回路の出力との論
    理和演算を行う第2のAND(又はNAND)ゲートと、上記同
    期検出出力を遅延させる時間遅延回路と、該遅延して得
    られた遅延同期検出出力と上記第2のAND(又はNAND)ゲ
    ート出力によりドライブされて上記スイッチ回路を切替
    えるための同期捕捉信号を出力するRSフリップフロッ
    プとを備えて構成したものである、請求項1記載のスペ
    クトル拡散方式における復調装置。
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