(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重化された拡散変調出力を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、
この受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部を少なくとも２系統有し、
前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、得られた復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングすることにより同期捕捉することを特徴とするスペクトル拡散通信機。
【請求項２】
多重化された拡散符号を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、
この受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部および多数決判定部を少なくとも２系統有し、
前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、この復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングし、前記多数決判定部が多数決判定により同期捕捉することを特徴とするスペクトル拡散通信機。
【請求項３】
前記多数決判定部は、ピーク検出部で検出されたピーク値の内でレベルの高いピーク値、およびピーク位置の内で頻度の高いピーク位置を多数決により決定し、この決定されたピーク値およびピーク位置に基づいて同期捕捉することを特徴とする請求項２記載のスペクトル拡散通信機。
【請求項４】
前記レベルの高いピーク値および前記頻度の高いピーク位置を用いて同期保持することを特徴とする請求項３記載のスペクトル拡散通信機。
【請求項５】
拡散変調出力を多重化して送信する送信機および多重化された拡散変調出力を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、
前記送信機は、少なくとも２系統の差動符号化部、拡散変調部およびチップインターリーバ部と、各一つの拡散符号生成部および遅延部と、を有し、各前記差動符号化部は、入力されたデータを変調して対応する前記拡散変調部に出力し、前記拡散符号生成部は、前記拡散符号としてバーカー符号を生成して前記拡散変調部に出力し、一方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して双方のチップインターリーバ部に出力し、他方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して前記遅延部に出力し、前記遅延部は、拡散変調された前記変調データを遅延させて双方のチップインターリーバ部に出力し、一方の前記チップインターリーバ部は、対応する拡散変調部から出力される同相成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された同相成分をハーフチップ化してそれぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、他方の前記チップインターリーバ部は、一方の拡散変調部から出力される直交成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された直交成分をハーフチップ化し、それぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、
前記受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部を少なくとも２系統有し、前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、得られた復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングすることにより同期捕捉する、
ことを特徴とするスペクトル拡散通信機。
【請求項６】
拡散変調出力を多重化して送信する送信機および多重化された拡散変調出力を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、
前記送信機は、少なくとも２系統の差動符号化部、拡散変調部およびチップインターリーバ部と、各一つの拡散符号生成部および遅延部と、を有し、各前記差動符号化部は、入力されたデータを変調して対応する前記拡散変調部に出力し、前記拡散符号生成部は、前記拡散符号としてバーカー符号を生成して前記拡散変調部に出力し、一方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して双方のチップインターリーバ部に出力し、他方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して前記遅延部に出力し、前記遅延部は、拡散変調された前記変調データを遅延させて双方のチップインターリーバ部に出力し、一方の前記チップインターリーバ部は、対応する拡散変調部から出力される同相成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された同相成分をハーフチップ化してそれぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、他方の前記チップインターリーバ部は、一方の拡散変調部から出力される直交成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された直交成分をハーフチップ化し、それぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、
前記受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部および多数決判定部を少なくとも２系統有し、
前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、この復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングし、前記多数決判定部が多数決判定により同期捕捉する、
ことを特徴とするスペクトル拡散通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡散符号を送受信するスペクトル拡散通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、送信側では、情報信号を情報とは無関係な符号を用いて情報の伝達に必要な周波数帯域よりも広い周波数帯域に拡散し、受信側では、拡散に用いた符号の複製を使ってスペクトルの逆拡散を行うことにより情報信号を復元するスペクトル拡散（ＳＳ）通信方式が知られている。従来の構成では、変調方式にＤＢＰＳＫまたはＤＱＰＳＫが採用されている。
【０００３】
このＳＳ通信方式は、他へ干渉を与えることが少なく、他からの干渉に強く、伝送路でのマルチパスフェージングに強い等の利点を有する。
【０００４】
このＳＳ通信において、上記情報を正しく復元するためには、必要なタイミング情報を受信信号から抽出し（同期捕捉）、さらにそのタイミング情報を保持（同期保持）することが必要不可欠である。
【０００５】
この同期捕捉および同期保持において、従来では、信号と雑音の識別にスレッショルドを設定している（信学技報、ＳＳＴ９５−７７、１９９５−１０、「省電力型ＳＳ通信用ＬＳＩの開発」、ローム株式会社）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように、信号と雑音の識別にスレッショルドを設定した場合、このスレッショルド値は拡散符号長に依存し、この拡散符号長が短くなったときには、プロセスゲインが小さくなるため、スレッショルド値を高く設定しなければならない。このスレッショルド値を高く設定した場合、低Ｃ／Ｎ時、マルチパス環境下での信号の検出およびデータ復調が困難となり、受信性能が大幅に劣化するという問題がある。また、同一周波数チャンネルに他からの干渉が存在する場合、上記と同様に信号と干渉信号の識別が困難なため、受信性能が大幅に劣化するという問題がある。
【０００７】
また、近年のコンシューマ通信では高速情報伝送が要求されるが、従来の構成では、変復調方式において、ＤＢＰＳＫとＤＱＰＳＫのみの対応であるため、１シンボル（符号１周期）あたりの情報ビット数が１〜２ビットとなり、高速情報伝送が図れないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、情報の伝送速度の高速化と、耐マルチパスフェージングの両立を可能にしたスペクトル拡散通信機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、多重化された拡散変調出力を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、この受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部を少なくとも２系統有し、前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、得られた復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングすることにより同期捕捉することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、多重化された拡散符号を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、この受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部および多数決判定部を少なくとも２系統有し、前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、この復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングし、前記多数決判定部が多数決判定により同期捕捉することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のものにおいて、前記多数決判定部は、ピーク検出部で検出されたピーク値の内でレベルの高いピーク値、およびピーク位置の内で頻度の高いピーク位置を多数決により決定し、この決定されたピーク値およびピーク位置に基づいて同期捕捉することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のものにおいて、前記レベルの高いピーク値および前記頻度の高いピーク位置を用いて同期保持することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、拡散変調出力を多重化して送信する送信機および多重化された拡散変調出力を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、前記送信機は、少なくとも２系統の差動符号化部、拡散変調部およびチップインターリーバ部と、各一つの拡散符号生成部および遅延部と、を有し、各前記差動符号化部は、入力されたデータを変調して対応する前記拡散変調部に出力し、前記拡散符号生成部は、前記拡散符号としてバーカー符号を生成して前記拡散変調部に出力し、一方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して双方のチップインターリーバ部に出力し、他方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して前記遅延部に出力し、前記遅延部は、拡散変調された前記変調データを遅延させて双方のチップインターリーバ部に出力し、一方の前記チップインターリーバ部は、対応する拡散変調部から出力される同相成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された同相成分をハーフチップ化してそれぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、他方の前記チップインターリーバ部は、一方の拡散変調部から出力される直交成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された直交成分をハーフチップ化し、それぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、前記受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部を少なくとも２系統有し、前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、得られた復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングすることにより同期捕捉する、ことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、拡散変調出力を多重化して送信する送信機および多重化された拡散変調出力を受信して同期捕捉する受信機を備えたスペクトル拡散通信機において、前記送信機は、少なくとも２系統の差動符号化部、拡散変調部およびチップインターリーバ部と、各一つの拡散符号生成部および遅延部と、を有し、各前記差動符号化部は、入力されたデータを変調して対応する前記拡散変調部に出力し、前記拡散符号生成部は、前記拡散符号としてバーカー符号を生成して前記拡散変調部に出力し、一方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して双方のチップインターリーバ部に出力し、他方の前記拡散変調部は、入力された前記バーカー符号に基づいて入力された変調データを拡散変調して前記遅延部に出力し、前記遅延部は、拡散変調された前記変調データを遅延させて双方のチップインターリーバ部に出力し、一方の前記チップインターリーバ部は、対応する拡散変調部から出力される同相成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された同相成分をハーフチップ化してそれぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、他方の前記チップインターリーバ部は、一方の拡散変調部から出力される直交成分をハーフチップ化し、前記遅延部から出力される遅延された直交成分をハーフチップ化し、それぞれをインターリーブして拡散変調出力を多重化し、前記受信機は、相関器、遅延検波器およびパターンマッチング部を有し、さらに、ピーク値とそのピーク位置を検出するピーク検出部および多数決判定部を少なくとも２系統有し、前記相関器の出力に基づいて、前記遅延検波器で検波を行うとともに、前記ピーク検出部は、生成された符号半周期ずれた２つの検出ウィンドウを用いて２系統のピーク値およびピーク位置検出を行って非同期でデータ復調を行い、この復調データを前記パターンマッチング部によりパターンマッチングし、前記多数決判定部が多数決判定により同期捕捉する、ことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、送信機１の構成を示している。この送信機１では２系統のＤＱＰＳＫ変調（差動符号化）および拡散変調器を有し、一方を符号半周期遅延させて合成して、情報伝送速度の高速化を図っている。この場合において、情報データの変調方式はパラレル・ＤＱＰＳＫモードであり、このモードは符号１周期あたり４ｂｉｔのデータを送信するパラレル伝送方式である。
【００２２】
以下、構成を詳述すると、この送信機１は、シリアル／パラレル変換部３を備えている。このシリアル／パラレル変換部３は、図２に示すような、パケット化されたデータのシリアル／パラレル変換を行う。
【００２３】
このデータは、受信側における高周波系のゲインコントロール用のデータ（ＡＧＣ）、同期捕捉用のデータ（パターンマッチング：Ｐａｔｔｅｒｎ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）、信号の開始点検出用のデータ（フレーム同期：Ｆｒａｍｅ  ｓｙｎｃ）、情報データ（Ｄａｔａ）で構成される。
【００２４】
ＡＧＣおよびパターンマッチングの変調方式はＤＢＰＳＫまたはＤＱＰＳＫで行われ、フレーム同期および情報データの変調方式はＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫまたは、パラレル・ＤＱＰＳＫで行われる。
【００２５】
シリアル／パラレル変換部３によりシリアル／パラレル変換されたデータは、２系統に区別された差動符号化部５Ａおよび差動符号化部５Ｂに送られ、ここでそれぞれＤＱＰＳＫ変調される。このＤＱＰＳＫ変調されたデータは、拡散変調部７Ａおよび拡散変調部７Ｂに送られ、ここでバーカー符号生成部８からの１１チップ・バーカー符号により拡散変調される。拡散変調部７Ｂの出力は遅延部９により遅延がかけられる。
【００２６】
この実施形態では、送信側情報多重化手段として、チップインターリーバ部１１Ａ、１１Ｂを備えている。
【００２７】
拡散変調部７Ａからの出力をＩａ（同相成分）、Ｑａ（直交成分）として、遅延がかけられた拡散変調部７Ｂからの出力をＩｂ（同相成分）、Ｑｂ（直交成分）とすると、Ｉａ、Ｉｂはチップインターリーバ部１１Ａに送られ、Ｑａ、Ｑｂはチップインターリーバ部１１Ｂに送られる。
【００２８】
一方のチップインターリーバ部１１Ａは、図３ａに示すような、拡散変調部７Ａからの出力Ｉａの符号１周期分を、図３ｂに示すように、ハーフチップ化する一方で、図３ｅに示すような、遅延部９からの出力Ｉｂの符号１周期分を、図３ｄに示すように、ハーフチップ化し、それぞれを図３ｃに示すように、インターリーブする。また、他方のチップインターリーバ部１１Ｂは、同様にＱａ、Ｑｂをハーフチップ化して、それぞれをインターリーブする。
【００２９】
この実施形態では、振幅加算せずに拡散符号を多重化できるため、Ｄ／Ａ変換器等が不要になり、回路の簡略化を達成することができる。
【００３０】
ローパスフィルタ部１３Ａ、１３Ｂは、図３に示すチップ間隔Ｔの逆数程度の帯域幅を有する信号を通過させるフィルタであり、このローパスフィルタ部１３Ａ、１３Ｂを通過した信号は、直交変調された後に、高周波部１５において高周波変調されて、送信信号Ｔｘとして出力される。
【００３１】
この実施形態では、変調方式にパラレル・ＤＱＰＳＫを用いているので、情報伝送速度の高速化を達成することができる。
【００３２】
また、変調方式をパラレル・ＤＱＰＳＫ以外の、ＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫに変更することができる。変調方式がＤＢＰＳＫ時においては、拡散変調部７Ａからの出力Ｉａのみを用いることにし、チップインターリーブは行わない。また、ＤＱＰＳＫ時においては、拡散変調部７Ａからの出力Ｉａ、Ｑａのみを用い、チップインターリーブは行わない。
【００３３】
このように、変調方式をＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、パラレル・ＤＱＰＳＫと変更することにより、情報信号の多重化数を可変（１ｂｉｔ〜４ｂｉｔ／符号１周期）し、可変伝送レートを実現できる。
【００３４】
図４は、送信側の別の実施形態を示している。
【００３５】
この実施形態では、送信側情報多重化手段としてモデファイド・バーカー符号（以下、Ｍ・バーカー符号という。）が用いられている。このＭ・バーカー符号は１１チップ・バーカー符号に１チップを付加した符号であり、このＭ・バーカー符号を用いたパラレル伝送が行われる。このＭ・バーカー符号は、半周期の位置において互いに直交するために、多重化による干渉がない。
【００３６】
シリアル／パラレル変換部２３によりシリアル／パラレル変換されたデータは、２系統に区別された差動符号化部２５Ａおよび差動符号化部２５Ｂに送られ、ここでそれぞれＤＱＰＳＫ変調される。このＤＱＰＳＫ変調されたデータは、拡散変調部２７Ａおよび拡散変調部２７Ｂに送られ、Ｍ・バーカー符号生成部２８からのＭ・バーカー符号により拡散変調される。拡散変調部２７Ｂの出力は遅延部２９により遅延がかけられる。
【００３７】
この実施形態では、送信側情報多重化手段として、Ｍ・バーカー符号生成部２８および合成部３１Ａ、３１Ｂを備えている。
【００３８】
このＭ・バーカー符号生成部２８は、図５ａに示すような、１１チップ・バーカー符号において、挿入位置Ａ、Ｂ、Ｃに１チップを挿入するとして、それぞれ図５ｂ、ｃ、ｄに示すような、Ｍ・バーカー符号Ａ、Ｂ、Ｃを生成し、このＭ・バーカー符号Ａ、Ｂ、Ｃを出力する。
【００３９】
この実施形態では、チップインターリーバを用いない通常の振幅加算が行われるため、合成部３１Ａ、３１Ｂからの出力Ｉ、Ｑは、Ｄ／Ａ変換器３３Ａ、３３Ｂで変換された後に、ローパスフィルタ部３５Ａ、３５Ｂに出力される。ローパスフィルタ部３５Ａ、３５Ｂは、チップ間隔Ｔの逆数程度の帯域幅を有する信号を通過させるフィルタであり、このローパスフィルタ部３５Ａ、３５Ｂを通過した信号は、直交変調された後に、高周波部３７において高周波変調されて、送信信号Ｔｘとして出力される。
【００４０】
図６は多重化前の相関値を示し、図７は多重化後の相関値を示す。多重化前においては、符号半周期においてサイドローブが０となっており、このため多重化しても符号間の干渉は発生しない。
【００４１】
この実施形態では、変調方式にパラレル・ＤＱＰＳＫを用いているので、情報伝送速度の高速化を達成することができる。
【００４２】
また、変調方式をパラレル・ＤＱＰＳＫ以外の、ＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫに変更することができる。変調方式がＤＢＰＳＫ時においては、拡散変調部２７Ａからの出力Ｉａのみを用いることにし、チップインターリーブは行わない。また、ＤＱＰＳＫ時においては、拡散変調部２７Ａからの出力Ｉａ、Ｑａのみを用い、チップインターリーブは行わない。
【００４３】
このように、変調方式をＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、パラレル・ＤＱＰＳＫと変更することにより、情報信号の多重化数を可変（１ｂｉｔ〜４ｂｉｔ／符号１周期）し、可変伝送レートを実現できる。
【００４４】
つぎに、図８は、受信機４１の構成を示している。
【００４５】
この実施形態では、相関器出力において、遅延検波器と２系統のピーク値およびピーク位置検出により、非同期でデータ復調を行い、復調データのパターンマッチングによる信号検出（同期捕捉）を行い、さらにピーク位置検出の信頼性を向上させるため、多数決判定を行うものである。
【００４６】
また、データ復調においては、上記ピーク値およびピーク位置検出を用いて同期保持を行うものである。
【００４７】
なお、変復調方式は、図２に示すように、同期捕捉時はＤＢＰＳＫまたはＤＱＰＳＫが用いられる。ＤＱＰＳＫを用いる場合には、ＤＢＰＳＫを用いる場合よりも同期捕捉時間の短縮化が図れる。
【００４８】
また、データ復調時（同期保持）には、ＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、またはパラレル・ＤＱＰＳＫが用いられる。
【００４９】
以下、構成を詳述すると、図８に示す受信機４１では、送信機１から送信された送信信号Ｔｘを受信し、この受信した送信信号Ｔｘを直交検波によりベースバンドに変換し、さらにＡＤ変換器により量子化し、この量子化した信号（同相成分Ｉ、直交成分Ｑ）をディジタル・マッチド・フィルタ（以下、ＤＭＦという。）４２に入力する。
【００５０】
このＤＭＦ４２は、図９に示すように構成され、量子化された受信信号Ｉ、Ｑと参照拡散符号とを乗算した後、重み付けおよび加算を行い、Ｉ、Ｑそれぞれの受信信号において、符号１周期分のマッチドフィルタリングを行い、その出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・Ｑを出力する。
【００５１】
このＤＭＦ４２の出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・Ｑは、遅延検波部４３に送られる。この遅延検波部４３は、図１０に示すように構成され、出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・Ｑをもとに、ＤＢＰＳＫ遅延検波またはＤＱＰＳＫ遅延検波を行い、その検波出力ＤＯＴ・１、ＣＲＯＳＳ・１を出力する。
【００５２】
検波出力ＤＯＴ・１、ＣＲＯＳＳ・１は、相関検波部４４に送られる。この相関検波部４４は、ＤＢＰＳＫ時に、ＤＯＴ・１信号を絶対値化し、またＤＱＰＳＫ時に、ＤＯＴ・１およびＣＲＯＳＳ・１信号を絶対値化し、さらに絶対値化した双方の信号を合成する。ここで、これら相関出力信号の包絡線情報を求める手段を相関検波と呼ぶ。
【００５３】
この相関検波部４４からの出力は、２系統に区別されたピーク検出部４５Ａ、４５Ｂに送られる。このピーク検出部４５Ａ、４５Ｂは、符号１周期中の相関値の最大値（ピーク値）ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂと、その位置ＰＰ・ＡおよびＰＰ・Ｂを検出する。図１１は、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂの動作のタイミングを示している。ここで、ＣＮＴはピーク位置検出カウンタ値、Ｗｉｎ・Ａ、Ｗｉｎ・Ｂはピーク値およびピーク位置の検出範囲（検出ウインドウ）であり、これらは後述する受信制御部によって生成される。なお、それぞれの出力値は符号１周期ごとに更新される。
【００５４】
ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂの位置ＰＰ・ＡおよびＰＰ・Ｂを示す出力は、位置多数決判定部４６Ａ、４６Ｂに送られる。この位置多数決判定部４６Ａ、４６Ｂでは、それぞれ相関ピーク位置情報を数シンボル（符号１周期）分保持し、多数決判定により、最も頻度が大きい位置情報を逐次出力する。ここで多数決判定された位置情報をＰＭ・Ａ、ＰＭ・Ｂとする。
【００５５】
また、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂの最大値（ピーク値）ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂを示す出力は、ピーク比較器４７に送られる。このピーク比較器４７は、それぞれの相関ピーク値情報（ピークレベル）ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂをもとに両者のレベル比較を行い、レベル比較情報ＣＯＭＰを出力する。例えばＰＬ・Ａ＞ＰＬ・Ｂの場合”１”、それ以外は”０”とする。
【００５６】
このレベル比較情報ＣＯＭＰはレベル多数決判定部４８に送られ、このレベル多数決判定部４８は、レベル比較情報ＣＯＭＰを数シンボル（符号１周期）分保持して多数決判定を行い、レベルが大きな方の系統情報ＳＥＬを、ピーク位置選択部４９に逐次出力する。このピーク位置選択部４９は、位置多数決判定部４６Ａ、４６Ｂからのピーク位置情報において、レベルが大きな系統を選択する。ここで選択されたピーク位置情報をＰＭとする。
【００５７】
この選択されたピーク位置情報ＰＭと前述の多数決判定された位置情報ＰＭ・ＡおよびＰＭ・Ｂは、受信制御部５０に送られる。
【００５８】
この受信制御部５０では、前述したように、符号１周期に相当するリングカウンタのカウンタ値ＣＮＴ（例えば１〜２２）を生成し、検出ウインドウＷＩＮ・Ａ及びＷＩＮ・Ｂを生成し、更にはピークのサンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２を生成する。ここで検出ウインドウＷＩＮ・ＡとＷＩＮ・Ｂ、サンプリングパルスＳＰ１とＳＰ２の時間差は符号半周期である（同期保持においては１系統処理を行うため、ＷＩＮ・Ｂは未使用とする。）。
【００５９】
各信号は同期捕捉と同期保持で異なる生成方法で生成される。同期捕捉時には検出ウインドウＷＩＮ・Ａ及びＷＩＮ・Ｂがリングカウンタを用いて生成され、位相制御は行われない。また、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２が、多数決判定された位置情報ＰＭ・Ａ、ＰＭ・Ｂをもとに生成される。
【００６０】
一方、同期保持時には、まず同期捕捉成立時の選択されたピーク位置情報ＰＭが符号周期の中央に位置するようにリングカウンタ値、検出ウインドウＷＩＮ・Ａ、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２が補正される。補正後、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２は同期捕捉成立時の選択されたピーク位置情報ＰＭによりリアルタイムに生成され、また、検出ウインドウＷＩＮ・Ａは、選択されたピーク位置情報ＰＭをランダムウォークフィルタにより時定数をもたせて生成され、位置制御（位相制御）が行われる。
【００６１】
遅延検波部４３からの検波出力ＤＯＴ・１、ＣＲＯＳＳ・１は符号判定部５１に送られ、この符号判定部５１ではその検波出力が０より大きいか小さいかを判定し、この判定の結果は、２系統に区別されたピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂに出力される。例えば０以上であれば”１”が出力され、０よりも小さければ”０”が出力される。
【００６２】
このピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂでは、受信制御部５０からのピークのサンプリングパルスＳＰ１、ＳＰ２を用いて符号判定部５１の出力信号ＤＯＴ・２、ＣＲＯＳＳ・２のサンプリングを行い、そのサンプリングの結果としてＤＯＴ・３−１、ＤＯＴ・３−２、ＣＲＯＳＳ・３−１、ＣＲＯＳＳ・３−２を出力する。なお、変復調方式とサンプリング出力の関係を表１に示す。
【００６３】
【表１】
0003693516.tif 000002
【００６４】
ピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂからの出力は、パラレル／シリアル変換部５３Ａ、５３Ｂで変換された後、パターンマッチング部５４Ａ、５４Ｂに送られる。このパターンマッチング部５４Ａ、５４Ｂは、同期捕捉時に、パラレル／シリアル変換された受信データのパターンと、受信機４１側に設定された参照パターンとのパターンマッチングを行い、パターンマッチング数をＭとし、一致数をＮとした場合、一定以上のＮが成立すると、出力ＣＤ・ＡおよびＣＤ・ＢをＯＲゲート部５５に出力し、このＯＲゲート部５５では、出力ＣＤ・ＡまたはＣＤ・Ｂのいずれかが成立すると、同期捕捉完了（信号検出）として出力ＣＤを出力する。なお、パターンマッチング部５４Ａのデータはピーク検出部４５Ａ側の復調データであり、パターンマッチング部５４Ｂのデータは、ピーク検出部４５Ｂ側の復調データである。
【００６５】
また、パラレル／シリアル変換部５３Ａ、５３Ｂの出力は、別のパラレル／シリアル変換部５３Ｃに出力され、このパラレル／シリアル変換部５３Ｃからの出力が、フレーム同期生成部５６に送られる。
【００６６】
このフレーム同期生成部５６では、前述の出力ＣＤが出力されて同期捕捉が完了すると、パラレル／シリアル変換された受信データのパターンと、フレームパターンとのパターンマッチングを行い、特定の時間内にパターンマッチングが成立した場合、データ開始点検出を表すＦＤ信号を出力する。なお、同期捕捉完了信号ＣＤはデータ開始点信号としても使用することができ、この場合、フレーム同期生成部５６は不要である。
【００６７】
特定の時間内にＦＤ信号が出力されない場合は受信部全体を初期化し、再び同期捕捉動作が繰り返される。
【００６８】
以上の動作フローを、図１２乃至図１４を用いて説明する。
【００６９】
まず、受信制御部５０が、符号１周期に相当するリングカウンタのカウンタ値ＣＮＴ（例えば１〜２２）を生成する（Ｓ１）。ＤＭＦ４２は、Ｉ、Ｑそれぞれの受信信号において、符号１周期分のマッチドフィルタリングを行い、その出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・Ｑを出力する（Ｓ２）。
【００７０】
遅延検波部４３は、出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・Ｑをもとに、ＤＢＰＳＫ遅延検波またはＤＱＰＳＫ遅延検波を行い、その検波出力ＤＯＴ・１、ＣＲＯＳＳ・１を出力する（Ｓ３）。
【００７１】
符号判定部５１は、検波出力ＤＯＴ・１、ＣＲＯＳＳ・１が０より大きいか小さいかを判定し、この判定の結果を、２系統に区別されたピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂに出力する（Ｓ４）。
【００７２】
相関検波部４４は、ＤＢＰＳＫ時に、ＤＯＴ・１信号を絶対値化し、またＤＱＰＳＫ時に、ＤＯＴ・１およびＣＲＯＳＳ・１信号を絶対値化し、さらに絶対値化した双方の信号を合成する（Ｓ５）。
【００７３】
ついで、ＯＲゲート部５５から同期捕捉完了（出力ＣＤ）が出力されているか否かが判定される（Ｓ６）。
【００７４】
ここで、同期捕捉完了（出力ＣＤ）が出力されていなければ、Ｓ７に移行して、「同期捕捉」の手順に進む。
【００７５】
このＳ７では、受信制御部５０が、ピーク値およびピーク位置の検出範囲（検出ウインドウ）を生成し、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂに、それぞれ検出範囲Ｗｉｎ・Ａ、Ｗｉｎ・Ｂを出力する。検出範囲Ｗｉｎ・Ａはカウンタ値１〜１６の範囲であり、検出範囲Ｗｉｎ・Ｂはカウンタ値１２〜２２の範囲である。
【００７６】
このＳ７から、図１３に示すＳ８に移行する。このＳ８では、ピーク検出部４５Ａ、４５Ｂが、符号１周期中の相関値のピーク値ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂと、その位置ＰＰ・ＡおよびＰＰ・Ｂを検出する。
【００７７】
位置多数決判定部４６Ａ、４６Ｂは、それぞれ相関ピーク位置情報を数シンボル（符号１周期）分保持し、多数決判定によって、最も頻度が大きい位置情報ＰＭ・Ａ、ＰＭ・Ｂを逐次出力する（Ｓ９）。
【００７８】
受信制御部５０は、位置情報ＰＭ・Ａ、ＰＭ・Ｂをもとに、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２を生成し、このサンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２をピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂに出力する（Ｓ１０）。
【００７９】
このピークサンプリング部５２Ａ、５２Ｂでは、Ｓ４に従う符号判定部５１の出力信号ＤＯＴ・２、ＣＲＯＳＳ・２のサンプリングを行い、そのサンプリングの結果としてＤＯＴ・３−１、ＤＯＴ・３−２、ＣＲＯＳＳ・３−１、ＣＲＯＳＳ・３−２を出力する（Ｓ１１）。
【００８０】
パターンマッチング部５４Ａ、５４Ｂは、パラレル／シリアル変換された受信データのパターンと、受信機４１側に設定された参照パターンとのパターンマッチングを行い、パターンマッチング数をＭとし、一致数をＮとした場合、一定以上のＮが成立すると、出力ＣＤ・ＡおよびＣＤ・Ｂを出力し、この出力ＣＤ・ＡまたはＣＤ・Ｂのいずれかが成立すると、同期捕捉完了（信号検出）として出力ＣＤを出力する（Ｓ１２）。
【００８１】
Ｓ８を経た後、Ｓ１３に移行し、ピーク比較器４７は、それぞれの相関ピーク値情報（ピークレベル）ＰＬ・ＡおよびＰＬ・Ｂをもとに両者のレベル比較を行い、レベル比較情報ＣＯＭＰを出力する。
【００８２】
レベル多数決判定部４８は、レベル比較情報ＣＯＭＰを数シンボル（符号１周期）分保持して多数決判定を行い、レベルが大きな方の系統情報ＳＥＬを、ピーク位置選択部４９に逐次出力する（Ｓ１４）。
【００８３】
このピーク位置選択部４９は、位置多数決判定部４６Ａ、４６Ｂからのピーク位置情報において、レベルが大きな系統を選択する。ここで選択されたピーク位置情報をＰＭとする（Ｓ１５）。
【００８４】
受信制御部５０は、ピーク位置情報ＰＭをもとに、ピークのサンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２を生成する（Ｓ１６）。
【００８５】
Ｓ１６から、図１２に示すＳ１７に移行する。図１２に示すＳ６で、同期捕捉完了（出力ＣＤ）が出力されている場合も、同様にＳ１７に移行して、以下、「同期保持」の手順に進む。
【００８６】
Ｓ１７において、受信制御部５０は、検出ウインドウＷＩＮ・Ａのみを生成する。「同期保持時」には、まず同期捕捉成立時の選択されたピーク位置情報ＰＭが符号周期の中央に位置するようにリングカウンタ値、検出ウインドウＷＩＮ・Ａ、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２が補正される。補正後、サンプリングパルスＳＰ１及びＳＰ２は同期捕捉成立時の選択されたピーク位置情報ＰＭによりリアルタイムに生成され、また、検出ウインドウＷＩＮ・Ａは、選択されたピーク位置情報ＰＭをランダムウォークフィルタにより時定数をもたせて生成され、位置制御（位相制御）が行われる。
【００８７】
Ｓ１７から、図１３に示すＳ１８に移行する。ここでは、ピーク検出部４５Ａが、同期保持用ウインドウを通過する符号１周期中の相関値の最大相関ピーク値ＰＬ・Ａと、その位置ＰＰ・Ａを検出する（Ｓ１８）。
【００８８】
位置多数決判定部４６Ａは、それぞれ相関ピーク位置情報を数シンボル（符号１周期）分保持し、多数決判定によって、頻度が大きい位置情報ＰＭ・Ａを逐次出力する（Ｓ１９）。
【００８９】
Ｓ１９から、図１４に示すＳ２０に移行する。Ｓ２０では、フレームパターン検出期間を決定するフレーム検出タイマーが起動される。フレーム同期生成部５６では、前述の出力ＣＤが出力されて同期捕捉が完了すると、パラレル／シリアル変換された受信データのパターンと、フレームパターンとのパターンマッチングが行われる（Ｓ２１）。ついで、パターンマッチングが成立したか否かが判定され（Ｓ２２）、パターンマッチングが成立した場合、データ開始点検出を表すＦＤ信号が出力され（Ｓ２３）、外部に対して受信データが出力される（Ｓ２４）。Ｓ２２で、パターンマッチングが成立しない場合、フレーム検出タイマーがカウントアップしたか否かが判定され（Ｓ２５）、これがカウントアップするまでの間に、データ開始点検出を表すＦＤ信号が出力されない場合、受信部全体を初期化して、再び同期捕捉動作が繰り返される。
【００９０】
この実施形態では、多重化により、伝送速度の高速化と可変が実現できる。ここでチップインターリーバを用いると回路規模を縮小することができ、Ｍ・バーカー符号を用いると多重化による干渉をなくすことができる。
【００９１】
また、従来技術のようなスレッショルドを設定せずに常に相関出力におけるピークを用いて、信号検出及びデータ復調を行うことができるため、低Ｃ／Ｎ時やマルチパス環境下、さらに同一周波数チャンネル干渉時等において、優れた通信品質を確保することができる。
【００９２】
同期捕捉においては、非同期で、パターンの一致数判定を行うことにより、同期捕捉時間を短縮しつつ、誤検出と未検出をバランス良く低減することができる。ここでウインドウ端におけるシンボル間干渉は、２系統のウインドウを持つことにより解消することができる。
【００９３】
また、送受拡散符号の位相誤差（送受クロック誤差）に対して、その許容値を大幅に増加することが可能である。
【００９４】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
【００９５】
前記実施形態では、図８において、相関検波は、遅延検波部４３の出力を用いているが、遅延検波の代わりに、和差検波または非同期検波を用いることができる。この和差検波を用いれば、図１５に示すように、前記のＤＭＦ４２の出力ＤＭＦ・ＩおよびＤＭＦ・Ｑをもとに、ＤＢＰＳＫ和差検波またはＤＱＰＳＫ和差検波を行い、その検波出力ＳＵＭ、ＤＥＬＴＡが出力される。
【００９６】
【発明の効果】
本発明では、多重化により、伝送速度の高速化と可変が実現できる。ここでチップインターリーバを用いると回路規模を縮小することができ、Ｍ・バーカー符号を用いると多重化による干渉をなくすことができる。
【００９７】
また、従来技術のようなスレッショルドを設定せずに常に相関出力におけるピークを用いて、信号検出及びデータ復調を行うことができるため、低Ｃ／Ｎ時やマルチパス環境下、さらに同一周波数チャンネル干渉時等において、優れた通信品質を確保することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスペクトル拡散通信機の送信機の一実施形態を示す図である。
【図２】パケットフォーマットを示す図である。
【図３】ａ〜ｅは送信信号の生成手順を示す図である。
【図４】送信機の別の実施形態を示す図である。
【図５】ａ〜ｄは送信信号の生成手順を示す図である。
【図６】多重化前の相関値を示す図である。
【図７】多重化後の相関値を示す図である。
【図８】スペクトル拡散通信機の受信機の一実施形態を示す図である。
【図９】デジタル・マッチド・フィルタの構成を示す図である。
【図１０】遅延検波部の構成を示す図である。
【図１１】ピーク検出部の動作タイミングを示す図である。
【図１２】基本動作を示すフローチャートである。
【図１３】基本動作を示すフローチャートである。
【図１４】基本動作を示すフローチャートである。
【図１５】和差検波部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  送信機
３、２３シリアル／パラレル変換部
５Ａ、５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ  差動符号化部
７Ａ、７Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ  拡散変調部
８  バーカー符号生成部
９、２９  遅延部
１１Ａ、１１Ｂ  チップインターリーバ部
１３Ａ、１３Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ  ローパスフィルタ部
１５、３７  高周波部
２８  Ｍ・バーカー符号生成部
３１Ａ、３１Ｂ  合成部
４１  受信機
４２  ディジタル・マッチド・フィルタ（ＤＭＦ）
４３  遅延検波部
４４  相関検波部
４５Ａ、４５Ｂ  ピーク検出部
４６Ａ、４６Ｂ  位置多数決判定部
４７  ピーク比較器
４８  レベル多数決判定部
４９  ピーク位置選択部
５０  受信制御部
５１  符号判定部
５２Ａ、５２Ｂ  ピークサンプリング部
５３Ａ、５３Ｂ  パラレル／シリアル変換部
５４Ａ、５４Ｂ  パターンマッチング部
５５  ＯＲゲート部
５６  フレーム同期生成部
【図１】
0003693516.tif 000003
【図２】
0003693516.tif 000004
【図３】
0003693516.tif 000005
【図４】
0003693516.tif 000006
【図５】
0003693516.tif 000007
【図６】
0003693516.tif 000008
【図７】
0003693516.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003693516.tif 000013
【図１２】
0003693516.tif 000014
【図１３】
0003693516.tif 000015
【図１４】
0003693516.tif 000016
【図１５】
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