JPH1065577A - スペクトラム拡散通信方式の同期回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安定な同期を維持できるようにする。 【解決手段】逆拡散回路１から出力される相関出力を対
数圧縮回路２により対数圧縮する。対数圧縮された相関
出力Ｓａに基づいてＰＮ符号発生器９から発生されるＰ
Ｎ符号の位相を制御することにより、入力信号のレベル
が大幅に変動しても安定に同期を維持することができ
る。また、対数圧縮された相関出力Ｓａを復調器４に供
給することにより、復調器４におけるＡＧＣアンプを省
略することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信方式において安定な同期を得ることのできる同期回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】スペクトラム拡散通信方式は、ある帯域
に制限されたスペクトラムを、広帯域に拡散させて使用
する通信方式である。この通信方式では、送信信号のエ
ネルギーは、情報伝送に必要な帯域幅をはるかに上回る
広い帯域幅を占有する。このスペクトラムの拡散には、
情報信号と無関係な符号または信号が用いられる。ま
た、受信側では、スペクトラム拡散に使用した符号また
は信号の複製を用いてスペクトラムの逆拡散が行われ
る。この逆拡散を行うときには、受信されたスペクトラ
ム拡散された受信信号と、複製された符号あるいは信号
との同期をとることが必要となる。

【０００３】次に、スペクトラム拡散通信方式における
従来の同期・復調回路の一例を図３に示す。この同期・
復調回路においては、タウ・ディザ追跡により同期を維
持できるようにしている。図３において、受信された入
力信号は、逆拡散回路１によりＰＮ符号発生器９より発
生されたＰＮ符号と乗算される。このＰＮ符号は、送信
側においてスペクトラム拡散を行ったＰＮ符号と同一の
ＰＮ符号である。逆拡散された入力信号は、スペクトラ
ム拡散される前の元の変調波とされ、復調器４に入力さ
れる。そして、復調器４において復調されて得られた情
報が出力信号として出力される。この場合、復調器４内
にはＡＧＣアンプが備えられており、ＡＧＣアンプによ
り受信された入力信号のレベル変動を抑制している。

【０００４】また、復調器４から出力される復調信号
は、乗算器１０１においてタウ・ディザ発生用の低周波
（ＬＦ）発振器１０２から出力される低周波パルスと乗
算されることにより検波される。乗算器１０１から出力
される検波出力は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３
によりＤＣ制御信号とされて電圧制御発振器（ＶＣＯ）
７から出力されるクロックの位相を制御する。このＶＣ
Ｏ７からのクロックは位相変調器（ＩＰＭ）１０４に供
給され、ＩＰＭ１０４においてＬＦ発振器１０２よりの
低周波パルスにより、クロックの位相がわずか変調され
る。この場合、クロックは、たとえば１／１０クロック
周期程度位相変調される。

【０００５】ＩＰＭ１０４より出力されるクロックはＰ
Ｎ符号発生器９に供給されて、ＰＮ符号発生器９はこの
クロックに基づいてＰＮ符号を発生する。この場合、Ｖ
ＣＯ７は、入力信号とＰＮ符号発生器９より出力される
ＰＮ符号との位相差がなくなるように、ＬＰＦ１０３か
ら出力されるＤＣ制御信号により制御されるため、入力
信号とＰＮ符号発生器９より出力されるＰＮ符号とが同
期するようにループが動作する。なお、ループは逆拡散
回路１、復調器４、ＢＰＦ１００、乗算器１０１、ＬＰ
Ｆ１０３、ＶＣＯ７、ＰＮ符号発生器９により構成され
ている。

【０００６】ところで、ＬＦ発振器１０２から出力され
る低周波パルスによりクロックが位相変調されているた
め、ＰＮ符号発生器９から出力されるＰＮ符号の位相も
位相変調されることになる。このような位相変調を行う
タウ・ディザ追跡により同期を維持できるようにしてい
る。そこで、タウ・ディザ追跡の動作について図４を参
照して説明する。図４に実線で示す三角形が、入力信号
が通常の入力レベルとされている時の、前記図３に示す
逆拡散回路１から出力される相関出力である。このと
き、ＬＦ発振器１０２の作用によりＰＮ符号が位相変調
を受けて、ＰＮ符号の位相がａ１点とｂ１点との間を周
期的に移行すると仮定する。すると、ａ１点から位相が
進んでｂ１点になったときに相関出力が大きくなったこ
とが検出されることになる。

【０００７】また、ＰＮ符号が位相変調を受けて、ＰＮ
符号の位相がａ２点とｂ２点との間を周期的に移行する
と仮定する。すると、ａ２点から位相が進んでｂ２点に
なったときに相関出力が小さくなったことが検出される
ことになる。さらに、ＰＮ符号が位相変調を受けて、Ｐ
Ｎ符号の位相がａ３点とｂ３点との間を周期的に移行す
ると仮定する。この場合は、ａ３点から位相が進んでｂ
３点になったときに相関出力がほぼ同じレベルであるこ
とが検出されることになる。

【０００８】これらのことを踏まえて以下の制御を行う
ことにより同期を維持することができる。まず、タウ・
ディザ追跡時において、位相が進んだときに相関出力が
大きくなれば、ＰＮ符号の位相が遅れていると判定し、
ＰＮ符号の位相を進ませるようにする。また、位相が進
んだときに相関出力が小さくなればＰＮ符号の位相が進
みすぎていると判定し、この場合はＰＮ符号の位相を遅
らせるようにする。そして、タウ・ディザ追跡時におい
て、位相が進んだときに相関出力が変化しなければ同期
がかかっていると判定する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スペクトラ
ム拡散通信方式が移動体との通信に適用された際等にお
いては、移動体の移動に伴い送信機からの到達受信電力
は常に変動するようになる。この変動は、６桁以上の電
力レベルの変動を伴うようになる。たとえば、受信電力
が変動して大きくなったときは、図３に示す逆拡散回路
１から出力される相関出力は、図４に破線で示す三角形
のように相関出力レベルが上昇するようになる。たとえ
ば、ａ１点とｂ１点間の相関出力のレベル差がＡであっ
たとき、ａ１’点とｂ１’点間の相関出力のレベル差が
Ａ’に増大する。この相関出力レベルの増大は、そのま
まＶＣＯ７に供給されることになるため、あたかも相関
出力レベルの上昇が位相誤差信号の変化のように扱われ
ることになり、このため同期が不安定になるという問題
点があった。

【００１０】そこで、本発明は入力信号レベルが大幅に
変動しても安定な同期を維持し続けることのできるスペ
クトラム拡散通信方式の同期回路を提供することを目的
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスペクトラム拡散通信方式の同期回路は、
スペクトラム拡散された入力信号と、ＰＮ符号発生器に
より発生されたＰＮ符号とを乗算することにより逆拡散
する逆拡散手段と、該逆拡散された信号を対数圧縮する
対数圧縮手段と、該対数圧縮手段から出力される信号を
復調する復調手段と、該対数圧縮手段から出力される信
号に基づいて同期検出を行う同期検出手段と、該同期検
出手段の出力により位相が制御される電圧制御発振器
と、該電圧制御発振器から出力されるクロックに基づい
てＰＮ符号を発生する前記ＰＮ符号発生器とを備えてい
る。

【００１２】また、スペクトラム拡散通信方式の同期回
路は、上記前記電圧制御発振器から出力されるクロック
の位相をわずかだけ周期的に移相するタウ・ディザ発生
手段が設けられ、該タウ・ディザ発生手段により、前記
ＰＮ符号発生器により発生されるＰＮ符号の位相をわず
か周期的に移相するようにしてもよいものである。

【００１３】このような本発明によれば、逆拡散手段か
ら出力される相関出力を対数圧縮手段により対数圧縮す
るようにしたので、入力信号の入力レベルが大幅に変動
しても相関出力レベルの変動を抑制することができるよ
うになる。従って、安定に同期を維持することができる
ようになる。また、対数圧縮した相関出力は、復調器に
も供給するようにしたので、通常必要とされる復調器用
のＡＧＣアンプを対数圧縮手段で兼ねることができ、Ａ
ＧＣアンプを省略することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のスペクトラム拡散通信方
式の同期回路を備える同期・復調回路の実施の形態の構
成の一例を示すブロック図を図１に示す。図１におい
て、受信された入力信号は、逆拡散回路１によりＰＮ符
号発生器９より発生されたＰＮ符号と乗算される。この
ＰＮ符号は、送信側においてスペクトラム拡散を行った
ＰＮ符号と同一のＰＮ符号である。これにより、逆拡散
回路１からは相関出力が出力される。逆拡散された相関
出力は、対数圧縮回路２において対数圧縮されて相関出
力Ｓａとされて出力される。相関出力Ｓａは、送信側に
おいてスペクトラム拡散される前の元の変調波であり、
不要波成分がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３で除去さ
れて復調器４に入力される。そして、復調器４において
復調されて得られた情報が出力信号として出力される。
この場合、復調器４内にはＡＧＣアンプは備えられてい
ない。

【００１５】また、ＢＰＦ３から出力される相関出力Ｓ
ａは、位相検出回路５に供給されて入力信号とＰＮ符号
発生器９との位相差に応じた位相差信号が出力される。
この位相差信号は、タウ・ディザ発生器８から出力され
る低周波パルスにより相関出力Ｓａが乗積検波されるこ
とにより得られる。位相検出回路５から出力される位相
差信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６によりＤＣ制
御信号とされて電圧制御発振器（ＶＣＯ）７から出力さ
れるクロックの位相を制御する。このＶＣＯ７には、さ
らにタウ・ディザ発生器８からの低周波パルスが供給さ
れて、発生されるクロックの位相がわずか変調される。
この場合、クロックは、たとえば１／１０クロック周期
程度位相変調される。

【００１６】ＶＣＯ７より出力されるクロックはＰＮ符
号発生器９に供給されて、ＰＮ符号発生器９はこのクロ
ックに基づいてＰＮ符号を発生する。この場合、ＶＣＯ
７は、入力信号とＰＮ符号発生器９より出力されるＰＮ
符号との位相差がなくなるように、ＬＰＦ６から出力さ
れるＤＣ制御信号により制御されるため、入力信号とＰ
Ｎ符号発生器９より出力されるＰＮ符号とが同期するよ
うにループが動作する。なお、ループは逆拡散回路１、
対数圧縮回路２、ＢＰＦ３、位相検出回路５、ＬＰＦ
６、ＶＣＯ７、ＰＮ符号発生器９により構成されてい
る。

【００１７】ところで、タウ・ディザ発生器８から出力
される低周波パルスによりクロックが位相変調されてい
るため、ＰＮ符号発生器９から出力されるＰＮ符号の位
相も位相変調されることになる。このような位相変調を
行うタウ・ディザ追跡により、前記図４を参照して前述
した説明のように同期を維持できるようになる。この場
合、逆拡散回路１から出力される相関出力は対数圧縮回
路２により圧縮された相関出力Ｓａとされるため、入力
信号が大幅に変動しても安定に同期を維持することがで
きるようになる。

【００１８】このことを図２（ａ）（ｂ）を参照しなが
ら説明する。図２（ａ）は入力信号レベルが通常の場合
の対数圧縮回路２から出力される相関出力Ｓａを示して
おり、このとき、タウ・ディザ発生器８の作用により相
関出力Ｓａは、タウ・ディザ発生器８が発生する低周波
信号の周期で正弦波状に、例えば、１／１０クロック周
期幅で細かく変化するようになる。この場合のタウ・デ
ィザ変調による相関出力Ｓａの変化分はレベルＢとな
る。図２（ｂ）は入力信号レベルが６桁以上大幅に上昇
した場合の対数圧縮回路２から出力される相関出力Ｓ
ａ’を示しており、タウ・ディザ発生器８の作用により
相関出力Ｓａ’は、タウ・ディザ発生器８が発生する低
周波信号の周期で正弦波状に、例えば、１／１０クロッ
ク周期幅で細かく変化するようになる。この場合のタウ
・ディザ変調による相関出力Ｓａ’の変化分はレベル
Ｂ’となり、対数圧縮回路２の動作が理想的であれば、
図２（ｂ）に示すようにレベルＢと同じ変化分となる。
ただし、直流成分は若干増加する。

【００１９】従って、入力レベルが６桁以上変動しても
その変化が対数圧縮回路２により抑制されるため、同期
は安定して維持されるようになる。なお、対数圧縮回路
２により変動の抑えられた逆拡散回路１からの出力が復
調器４に供給されるため、復調器４においては入力され
る信号のレベル変動を防ぐためのＡＧＣアンプを必要と
しない。ところで、対数圧縮回路２から出力される相関
出力Ｓａは対数圧縮されているために、図２（ｃ）に示
すように偶数次高調波を含むようになる。このように偶
数次高調波を含んでも動作上問題はないが、必要なら
ば、破線で示す指数伸張回路１０をループ内に挿入し
て、相関出力Ｓａの基本波周期を有する正弦波形に近似
させるようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、逆拡散手
段から出力される相関出力を対数圧縮手段により対数圧
縮するようにしたので、入力信号の入力レベルが６桁以
上にわたって大幅に変動しても相関出力レベルの変動を
抑制することができるようになる。従って、安定に同期
を維持することができるようになる。また、対数圧縮し
た相関出力は、復調器にも供給するようにしたので、通
常必要とされる復調器用のＡＧＣアンプを対数圧縮手段
で兼ねることができ、全体の回路規模を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスペクトラム拡散通信方式の同期回路
を備える同期・復調回路の実施の形態の一例を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明のスペクトラム拡散通信方式の同期回路
における対数圧縮された相関出力を示す図、および、相
関出力の波形を示す図である。

【図３】従来のスペクトラム拡散通信方式の同期・復調
回路のブロック図である。

【図４】従来のスペクトラム拡散通信方式の同期・復調
回路における相関出力を示す図である。

【符号の説明】

１ 逆拡散回路 ２ 対数圧縮回路 ３ ＢＰＦ ４ 復調器 ５ 位相検出回路 ６ ＬＰＦ ７ ＶＣＯ ８ タウ・ディザ発生器 ９ ＰＮ符号発生器 １０ 指数伸張回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトラム拡散された入力信号と、Ｐ
   Ｎ符号発生器により発生されたＰＮ符号とを乗算するこ
   とにより逆拡散する逆拡散手段と、 該逆拡散された信号を対数圧縮する対数圧縮手段と、 該対数圧縮手段から出力される信号を復調する復調手段
   と、該対数圧縮手段から出力される信号に基づいて同期
   検出を行う同期検出手段と、 該同期検出手段の出力により位相が制御される電圧制御
   発振器と、 該電圧制御発振器から出力されるクロックに基づいてＰ
   Ｎ符号を発生する前記ＰＮ符号発生器とを備えることを
   特徴とするスペクトラム拡散通信方式の同期回路。
2. 【請求項２】 前記電圧制御発振器から出力されるクロ
   ックの位相をわずかだけ周期的に移相するタウ・ディザ
   発生手段が設けられ、該タウ・ディザ発生手段により、
   前記ＰＮ符号発生器により発生されるＰＮ符号の位相を
   わずか周期的に移相するようにしたことを特徴とする請
   求項１記載のスペクトラム拡散通信方式の同期回路。