(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準発振器からの基準信号が入力される第１シンセサイザ、第２シンセサイザおよびチップクロック発生器を含み、それぞれ出力をダウンコンバータ、ミキサおよび相関検出部に入力し、更に前記第２シンセサイザおよび相関検出部を制御する制御部を含む受信側を有するスペクトラム拡散通信方式において、
前記制御部は、前記相関検出部による相関検出に際して、前記第２シンセサイザの発振周波数を段階的に変更するよう構成され、
前記制御部は、前記チップクロック発生器により生成されるチップクロックの位相を予め決められた一定量の調整幅だけ進相又は遅相することで、前記第２シンセサイザの発振周波数の段階的な変更に応じて生じる前記チップクロックの誤差を補正することを特徴とし、
前記制御部は、前記相関検出部によって得られる拡散符号と受信信号との相関検出結果によることなく、前記第２シンセサイザの発振周波数に応じて決定されるタイミングであって、前記チップクロックの誤差が前記調整幅に相当する値に到達するタイミング毎に、前記誤差を打ち消すように前記チップクロック位相を調整することを特徴とするスペクトラム拡散通信方式。
【請求項２】
前記調整幅は、前記チップクロック周期より十分小さく選定することを特徴とする請求項１に記載のスペクトラム拡散通信方式。
【請求項３】
前記調整幅は、前記チップクロック周期の略１／５０に選定することを特徴とする請求項１に記載のスペクトラム拡散通信方式。
【請求項４】
前記制御部は、前記チップクロックの誤差が前記調整幅に相当する値に到達するまでの累積値を前記第２シンセサイザの発振周波数に応じて記憶する記憶手段を備え、
前記制御部は、前記第２シンセサイザの発振周波数に対応する前記累積値に基づいて前記タイミングを決定する請求項１〜３のいずれか１項に記載のスペクトラム拡散通信方式。
【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、特に直接拡散方式での基準発振器誤差に起因するチップクロック（chip clock）周波数誤差の補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スペクトラム拡散通信方式は、信号の周波数帯域をその数１０倍といった広い周波数帯域に拡散して伝送する通信方式であり、主として軍事通信用として使用されていたが、最近では無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）の変調方式の１つとして注目されている。スペクトラム拡散通信方式には、直接拡散方式（ＳＳ−ＤＳ）と、周波数ホッピング方式（ＳＳ−ＦＨ）に大別される。ＳＳ−ＤＳ方式は、ランダムパルス系列の符号（疑似雑音符号）で信号の周波数帯域（スペクトラム）を拡散する。例えば３ｋＨｚ程度の帯域幅の音声信号に、＋１又は−１の値をとる数Ｍｂｐｓの疑似雑音符号を掛けて伝送する。ＳＳ−ＦＨ方式は、一定時間毎に搬送波周波数を変えて（周波数ホッピングして）伝送し、他システムの通信の妨害が少ないという特徴を有する。
【０００３】
斯かるスペクトラム拡散通信技術に関する従来技術は、例えば特開平７−１５４３００号公報の「帯域拡散信号受信機の周波数誤差補正装置」および特開平９−２３２９９５号公報の「スペクトラム拡散方式の通信装置および同期捕捉方法」等に開示されている。
【０００４】
直接拡散方式によるスペクトラム拡散通信において、送信側(基地局)では高精度の基準発振器を使用するため周波数誤差はないと考えられる。しかし、受信側(端末局)では小型/低コスト化が図られるため、送信側と比べて安定度の悪い基準発振器が使用された場合に周波数誤差が発生する。発生する周波数誤差が無視できる程度に小さい、高精度な基準発振器を受信側において使用できれば問題はないが、周波数誤差が無視できない場合には、その誤差を補正する処理が必要となる。
【０００５】
図２は、受信側の基本ブロック図を示す。この受信側ブロックは、ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）１１、第１シンセサイザ１２、第２シンセサイザ１３、相関検出部１４、制御部１５、チップクロック発生器１６、基準発振器１７、ミキサ１８およびアンテナ１９により構成される。基準発振器１７からの基準信号は、両シンセサイザ１２、１３およびチップクロック発生器１６に入力される。第１シンセサイザ１２の出力は、Ｄ／Ｃ１１に入力され、アンテナ１９からの受信ＲＦ（無線周波数）信号を中間周波数（ＩＦ）信号に周波数変換する。第２シンセサイザ１３の出力は、ミキサ１８に入力されＤ／Ｃ１１からのＩＦ信号をＢＢ信号に変換して相関検出部１４に入力する。制御部１５は、第２シンセサイザ１３および相関検出部１４を制御する。また、チップクロック発生器１６は、相関検出部１４に入力され、相関検出部１４の出力は、後段回路へ入力される。
【０００６】
次に、図２に示す受信回路の動作を説明する。基準発振器１７の発振周波数を、例えば１０ＭＨｚ、Ｄ／Ｃ１１に入力されるＲＦ周波数を１０．２ＧＨｚ、Ｄ／Ｃ１１から出力されるＩＦ周波数を１００ＭＨｚ、第１シンセサイザ１２の発振周波数を１０ＧＨｚ、第２シンセサイザ１３の発振周波数を１００ＭＨｚとする。また、基準発振器１７の周波数誤差を±１Ｈｚ(誤差率 1×10-7)とする。この場合には、第１シンセサイザ１２において発生する周波数誤差は±１ｋＨｚおよび第２シンセサイザ１３での周波数誤差は±１０Ｈｚとなる。第２シンセサイザ１３での周波数誤差は、第１シンセサイザ１２の周波数誤差に比べて小さいので、この系では第１シンセサイザ１２における周波数誤差が支配的となる。
【０００７】
相関検出部１４における相関検出レベルは、第１シンセサイザ１２による周波数誤差が大きくなるに従って関数的に小さくなるため、周波数誤差がある程度の大きさになると、正しい相関検出ができなくなる。そこで、受信側の基準発振器１７にて発生し得る周波数誤差の最大値を求め、その誤差範囲内を網羅するようにＩＦ周波数を段階的にスイープ（掃引）させながら、それぞれの周波数において相関値を検出し、全検出結果を比較することで最終的な最大相関レベルを求める方法をとる。段階的な周波数刻み幅は、ＰＮ拡散符号周期と基準発振器１７の周波数誤差対相関検出レベル特性から決定される。
【０００８】
上述の例において、ＰＮ拡散符号周期、即ち拡散前のシンボル速度を２００Ｈｚとすると、周波数刻み幅は５０Ｈｚ程度に設定できる。そこで、−１０００、−９５０、−９００、−８５０、… 、−１００、−５０、０、＋５０、＋１００、… 、＋８５０、＋９００、＋９５０および＋１０００Ｈｚの４１パタンの周波数誤差条件下において相関検出を考える。制御部１５は、各パタンの周波数誤差を含んだ発振周波数で発振するように第２シンセサイザ１３を制御する。
【０００９】
例えば、第２シンセサイザ１３を＋１０００Ｈｚスイープすると仮定する。相関検出部１４では、周波数変動が＋１０００Ｈｚ発生したと仮定した場合の相関を検出する。これは、基準発振器１７の周波数が＋１Ｈｚずれていることを示している。データを拡散するＰＮ符号長を５×１０４とすると、チップ速度は２００×５×１０４＝１０Ｍｂｐｓとなり、１×１０７チップで1チップ分の誤差が発生する。即ち、基準発振器１７の最大周波数誤差（±１Ｈｚ)では、１秒間に1チップ分のずれが発生することになる。
【００１０】
周波数をスイープさせながらの相関検出においても、例えば−１０００Ｈｚ（検出開始)から＋１０００Ｈｚ（検出終了)まで１０秒かかるとする。この場合には、相関検出終了時にチップクロックが１０チップ以上ずれてしまうことになるので、正しい相関検出ができない。このように、周波数スイープを行う方法において、相関検出にある程度の時間を要する場合には、基準発振器１７の周波数誤差に起因するチップクロック周波数誤差の影響を考慮し、この周波数誤差を補正する必要がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の課題は、正確な相関値検出ができないことである。その理由は、相関検出にある程度の時間を要する場合には、周波数スイープを行っても、基準発振器の周波数誤差に起因するチップクロック周波数誤差が正しい相関検出に影響を及ぼすためである。
【００１２】
【発明の目的】
本発明の目的は、高精度な受信側基準発振器を使用することなく且つ基準発振器の周波数誤差の影響を受けることなく、ＰＮ拡散符号の最大相関検出を可能にするスペクトラム拡散通信方式を提供することである。より具体的には、周波数スイープを行う場合に、基準発振器の周波数誤差に起因するチップクロック周波数誤差の影響を考慮し、この周波数誤差を補正するスペクトラム拡散通信方式を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のスペクトラム拡散通信方式は、基準発振器からの基準信号が入力される第１シンセサイザ、第２シンセサイザおよびチップクロック発生器を含み、それぞれの出力をダウンコンバータ、ミキサおよび相関検出部に入力し、更に第２シンセサイザおよび相関検出部を制御する制御部を含む受信側を有するものであって、上述した制御部によりチップクロック発生器からのチップクロック位相を予め決められた一定量の調整幅だけ進相又は遅相制御可能とし、基準発振器の基準信号誤差を補正する。
【００１４】
また、本発明のスペクトラム拡散通信方式の好適実施形態によると、上述した調整幅は、チップクロック周期より十分小さい、例えば略１／５０に選定する。制御部は、誤差の累積値を内部の記憶手段に記憶し、誤差累積値が調整幅分になる毎にチップクロック位相を調整する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスペクトラム拡散通信方式の好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明によるスペクトラム拡散通信方式の好適実施形態の受信側構成を示すブロック図である。尚、上述した図２の構成要素と対応する構成要素には、便宜上、同様の参照符号を使用する。このスペクトラム拡散通信装置は、Ｄ／Ｃ１１、第１シンセサイザ１２、第２シンセサイザ１３、相関検出器１４、基準発振器１７、ミキサ１８、制御部２５およびチップクロック発生器２６により構成される。基準発振器１７の出力は、第１シンセサイザ１２、第２シンセサイザ１３およびチップクロック発生器２６に入力される。第１シンセサイザ１２の出力は、Ｄ／Ｃ１１に入力される。第２シンセサイザ１３の出力は、ミキサ１８に入力される。制御部２５は、第２シンセサイザ１３、相関検出部１４およびチップクロック発生器２６を制御する。また、チップクロック発生器２６の出力は、相関検出部１４に入力される。即ち、図１のスペクトラム拡散通信装置は、図２を参照して上述した受信側基本ブロック図の制御部１５およびチップクロック発生器１６を、制御部２５およびチップクロック発生器２６に置換し、チップクロック発生器２６を制御部２５により制御される点で相違する。
【００１７】
受信側のチップクロック発生器２６に、チップクロック位相を制御する機能を持たせる。この機能は、制御部２５がチップクロック発生器２６に指示を出すことにより、チップクロック位相を一定量だけ進め又は遅らせる。調整幅をチップクロック周期程度に大きく取ると、微少な調整が不可能となり且つ位相制御も困難となるため、調整幅はチップクロック周期よりも十分に小さく取るのが好ましい。調整幅を、例えばチップクロック周期の１／５０とすると、位相制御指示が出された時点のチップクロック周期が、1チップだけ１．０２（＝１＋１／５０）倍又は０．９８（＝１−１／５０）倍になる。
【００１８】
上述した如く、段階的にスイープする各周波数誤差から、チップクロックに発生する誤差の大きさを求めることができる。更に、チップクロック周波数の誤差がどの程度累積すればチップクロック発生器２６の調整幅になるかも、それぞれの周波数誤差に対して予め計算しておく。例えば、基準発振器に−１Ｈｚの誤差が発生していると仮定した場合には、チップクロックは、１×１０＾７／５０＝２×１０＾５チップ（時間にすると１／５０秒)毎に１／５０チップ分の遅れ誤差を持つことになる（ここで、１０＾７および１０＾５は、それぞれ１０の７乗および１０の５乗を意味する）。尚、受信側での周波数誤差成分は基準発振器変動であり、チップクロックもこの基準発振器１７の発振周波数の逓倍により生成しているので、チップクロックの誤差方向はＩＦでの周波数誤差方向に一致する。
【００１９】
上述した計算に基づいて調整幅分の誤差が累積する度にチップクロック位相の調整を行うと、１／５０周期以上のチップクロック周波数誤差はなくなる。基準発振器１７に−１Ｈｚの誤差が発生している例では、２×１０＾５チップが伝送される１／５０秒毎に、チップクロック位相を進める方向に制御することで、基準発振器１７の誤差によるチップクロック周波数誤差を補正できる。
【００２０】
具体的には、段階的にスイープさせる周波数誤差情報と、各周波数誤差におけるチップクロック誤差がチップクロック発生器２６の調整幅に達するまでの累積値を制御部２５が内蔵する記憶手段（メモリ）に記憶させておく。この記憶された累積情報に基づいて第２シンセサイザ１３およびチップクロック発生器２６に制御指示を出す方法等が考えられる。ＩＦ周波数をスイープせず、ＩＦ周波数を固定値とする場合においても、相関値検出に時間を要する場合には同様な動作によってチップクロックの周波数誤差を補正することが可能である。
【００２１】
以上、本発明によるスペクトラム拡散通信方式の好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、本発明のスペクトラム拡散通信方式によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。精度が悪い受信側発振器を用いた場合でも、チップクロック周波数誤差を補正して、正確な相関値検出を可能にする。その理由は、チップクロック発生器内に設けられたチップクロック位相制御を、制御部からの指示によって行うことで、チップクロックの誤差の発生を抑制するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスペクトラム拡散通信方式の好適実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】典型的な受信装置のブロック図である。
【符号の説明】
１１    ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）
１２    第１シンセサイザ
１３    第２シンセサイザ
１４    相関検出部
１７    基準発振器
１８    ミキサ
１９    アンテナ
２５    制御部
２６    チップクロック発生器
【図１】
0004502523.tif 000002
【図２】
0004502523.tif 000003