スペクトル拡散通信装置
【課題】 装置規模が拡散系列長に依存せずに小型化且つ高速通信が可能なスペクトル拡散通信装置を提供する。
【解決手段】 送信指令の発生で送信機１０から同期検出用拡散系列ＰＮ−ＰＤを送信し、受信機２０は、同期検出モードとデータ検出モードの切替え可能なスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍのみで構成した相関処理部２３と、相関処理部２３の相関処理動作を制御する動作制御部２５とを備え、同期検出モード時に、受信した拡散系列ＰＮ−ＰＤに対して互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数で相関処理して相関タイミングを検出し、拡散系列ＰＮ−ＰＤの送信期間が終了すると動作制御部２５でスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍをデータ検出モードに切替えて、データ用拡散系列ＰＮ―１〜ＰＮ−Ｍに対して相関処理して受信データを出力する。
【解決手段】 送信指令の発生で送信機１０から同期検出用拡散系列ＰＮ−ＰＤを送信し、受信機２０は、同期検出モードとデータ検出モードの切替え可能なスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍのみで構成した相関処理部２３と、相関処理部２３の相関処理動作を制御する動作制御部２５とを備え、同期検出モード時に、受信した拡散系列ＰＮ−ＰＤに対して互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数で相関処理して相関タイミングを検出し、拡散系列ＰＮ−ＰＤの送信期間が終了すると動作制御部２５でスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍをデータ検出モードに切替えて、データ用拡散系列ＰＮ―１〜ＰＮ−Ｍに対して相関処理して受信データを出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の拡散系列を用いて高速通信を可能としたスペクトル拡散通信装置に関し、特に、装置規模が拡散系列長に依存せず、装置の小型化を可能としたスペクトル拡散通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速通信を可能とするスペクトル拡散通信装置として、例えばＭ−ａｒｙ法を適用したものがあり、これについて簡単に説明する。
送信機側では、Ｋビットシリアルパラレル変換部で、送信する情報データ列を２値データＫ（２k＝Ｍとする）ビット毎のパラレル信号に変換してセレクタに送る。セレクタでは、ＫビットのＭ個の組み合わせにそれぞれ対応させたＭ個の拡散系列（以下、ＰＮ系列と称す）の中から、入力したＫビットパラレル信号に対応した１つのＰＮ系列を選択し、送信部で、選択したＰＮ系列を高周波の搬送波に載せてアンテナを介して受信機側に送信する。受信機側では、受信信号をベースバンド信号に変化した後、相関処理部のＭ個のマッチドフィルタにパラレルに入力して相関処理を行う。各マッチドフィルタは、前記Ｍ個のＰＮ系列のいずれか１つと同じＰＮ系列を有しており、各マッチドフィルタによる相関処理で得られるＭ個の相関値出力の中から最大のものを検出することで、どのＰＮ系列が送信されたかを判定し、Ｋビットパラレルシリアル変換部で送信されたＰＮ系列に対応するＫビットシリアルデータに変換して情報データ列を出力する。これにより、１個のＰＮ系列でデータ伝送する場合に比べて、データ伝送速度をＫ倍に向上できる。
【０００３】
ここで、マッチドフィルタは、ＰＮ系列を受信し始めてから概ねＰＮ系列の一周期程度の短時間で最大値判定が開始できる反面、ＰＮ系列の系列長に対応する数の遅延素子及び乗算器を必要とする。このため、多数のマッチドフィルタを用いる構成では装置規模が大きくなるという問題がある。
【０００４】
かかる問題を解消するため、１個のマッチドフィルタと、Ｍ−１個のスライディング相関器を用いて高速通信を可能にしたスペクトル拡散通信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
スライディング相関器は、乗算器１個、加算器１個及びレジスタ１個で構成でき、回路規模がＰＮ系列長に依存せず、小型にできる反面、乗算器に入力するＰＮ系列と相関係数を同期させる必要があり、その同期タイミングの検出までにマッチドフィルタに比べて長い時間を要するという問題がある。
【０００６】
そこで、前記特許文献１のスペクトル拡散通信装置では、送信信号にマッチドフィルタの相関対象とするＰＮ系列を含めることで、マッチドフィルタの相関出力に基づいてスライディング相関器の同期タイミングを検出し、そのタイミングでスライディング相関器を動作させるようにしている。即ち、同期検出はマッチドフィルタで行い、データ受信用の相関処理はスライディング相関器で行うことで、スライディング相関器の欠点を補い、従来と同等の高速通信を実現させると共に、マッチドフィルタのみで構成した場合に比べて装置規模の小型化を図るようにしている。
【特許文献１】特開平９−６４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術でも、マッチドフィルタは用いられており、マッチドフィルタの遅延素子及び乗算器の個数がＰＮ系列の系列長に依存することを考慮すると、例えば、通信の耐ノイズ性を向上するためにＰＮ系列の系列長を長くしようとすれば、系列長の増大に伴って装置規模が増大するという問題がある。
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、装置規模が拡散系列長に依存せずに装置の小型化が可能で、しかも、高速通信が可能なスペクトル拡散通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、請求項１の発明は、送信データ列に対応させたデータ用拡散系列を選択し、該選択したデータ用拡散系列を搬送波に載せて送信する送信機と、受信信号を相関処理して相関値出力を発生する相関処理部を備え、該相関処理部の相関値出力に基づいて受信したデータ用拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列に対応する受信データ列を出力する受信機とを備えて構成されるスペクトル拡散通信装置において、前記相関処理部を、スライディング相関器のみで構成し、該スライディング相関器を、前記相関処理の同期タイミングを検出する同期検出モードと、前記データ用拡散系列特定のための前記相関値出力を生成するデータ検出モードに切替え可能な構成にすると共に、前記スライディング相関器の前記同期検出モードとデータ検出モードの切替えを制御する制御部を備える構成とした。
【０００９】
かかる構成では、相関処理部を、相関処理の同期タイミングを検出する同期検出モードと、データ用拡散系列特定のための相関値出力を生成するデータ検出モードに切替え可能な構成のスライディング相関器のみで構成し、制御部が、スライディング相関器を同期検出モードとデータ検出モードに切替え制御する。これにより、スライディング相関器のみで構成した相関処理部で、同期捕捉とデータ検出を行うことが可能となり、マッチドフィルタを使用せずに済むようになる。
【００１０】
請求項２のように、前記送信機は、前記送信データ列の送信指令の発生により、同期検出期間では同期検出用拡散系列を選択し、同期検出期間終了後、送信データ列に対応させた前記データ用拡散系列を選択し、該選択した拡散系列を搬送波に載せて送信する構成であり、前記受信機は、送信信号を受信してベースバンド信号に変換し、前記ベースバンド信号を前記相関処理部のスライディング相関器に入力する構成であり、前記スライディング相関器は、前記同期モードでは前記同期検出用拡散系列に対応する互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数を用いて相関処理を行い、前記データ検出モードでは複数のデータ検出用拡散系列に対応する複数のデータ検出用相関係数を用いて相関処理を行う構成であり、前記制御部は、前記同期検出用拡散系列の送信期間では前記同期検出モードに、同期検出用拡散系列の送信期間が終了するとデータ検出モードに、前記スライディング相関器の動作モードを切換制御する構成であるようにするとよい。
【００１１】
かかる構成では、送信機からデータ用拡散系列の送信前に同期検出用拡散系列を送信し、同期検出用拡散系列の送信期間では制御部によりスライディング相関器を同期検出モードに設定して、同期検出用拡散系列によるスライディング相関器の相関値出力に基づいて相関処理の同期タイミングを検出するようになる。
【００１２】
請求項３のように、前記送信機は、前記送信データ列をＫビットパラレル信号に変換してＫビットパラレル信号の組み合わせのそれぞれに対応させた複数の前記データ用拡散系列の中から、前記変換されたＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を選択して搬送波に載せて送信する構成とするとよい。
【００１３】
請求項４のように、前記制御部は、同期検出モード時の前記スライディング相関器の相関値出力に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器の相関処理の前記同期タイミングを検出し、入力信号に対するデータ検出モード時のスライディング相関器の相関処理タイミングを同期制御する構成とするとよい。
かかる構成では、制御部は、送信機から送信される同期検出用拡散系列の送信期間において同期検出用拡散系列によるスライディング相関器の相関値出力に基づいて相関処理の同期タイミングを検出し、同期検出用拡散系列の送信終了後に、スライディング相関器をデータ検出モードに切替え、検出した同期タイミングによりスライディング相関器のデータ用拡散系列の相関処理を制御するようになる。
【００１４】
具体的には、請求項５のように、前記送信機は、前記送信データ列をＫビット毎にパラレル信号に変換するシリアルパラレル変換部と、前記複数のデータ用拡散系列を発生するデータ用拡散系列発生部と、前記同期検出用拡散系列を発生する同期検出用拡散系列発生部と、前記同期検出用及びデータ用の各拡散系列が入力し、前記送信指令の発生により同期検出用拡散系列を選択し、同期検出用拡散系列の送信期間が終了すると前記シリアルパラレル変換部から入力するＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を順次選択するセレクタと、該セレクタで選択された拡散系列を搬送波に載せて送信する送信部と、を備え、前記受信機は、送信信号を受信してベースバンド信号に変換する受信部と、前記相関処理部と、前記制御部と、前記相関処理部のスライディング相関器から出力される相関値出力の中で最大の相関値出力を判定する最大値判定部と、データ検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいて受信したデータ拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列を対応するシリアルデータに変換して受信データ列を出力するパラレルシリアル変換部と、を備える構成とするとよい。
【００１５】
請求項６のように、前記制御部は、同期検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器における相関処理の前記同期タイミングを検出する構成とした。
【００１６】
前記スライディング相関器は、具体的には、請求項７のように、前記同期検出用相関係数を発生する同期検出用相関係数発生部と、前記データ検出用相関係数を発生するデータ検出用相関係数発生部と、前記同期検出用相関係数及びデータ検出用相関係数のいずれか一方の相関係数と入力信号の相関演算を行う演算部と、前記制御部のモード切替指令により、前記演算部に対して、同期検出モードでは同期検出用相関係数を供給し、データ検出モードではデータ検出用相関係数を供給するよう前記両相関係数発生部を前記演算部に切替接続する係数切替部と、前記演算部の演算結果を記憶して前記相関値出力として発生する相関値記憶部とを備える構成とした。
【００１７】
請求項８のように、前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、同期検出モード時に、前記制御部により、前記同期検出用拡散系列の１周期毎に、同期検出用相関係数を切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とするとよい。
【００１８】
また、請求項９のように、前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、同期検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記同期検出用拡散系列の１サンプリング周期以内に全ての同期検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とするとよい。
【００１９】
また、請求項１０のように、前記相関処理部は、互いに異なる複数のデータ検出用相関係数をそれぞれ発生する複数のデータ検出用相関係数発生部と、各データ検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、データ検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記データ用拡散系列の１サンプリング周期以内に全てのデータ検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全てのデータ検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とするとよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、相関処理部を、同期検出モードとデータ検出モードに切替え可能な構成のスライディング相関器のみで構成し、送信機のデータ用拡散系列送信以前にスライディング相関器を同期検出モードに設定してその時の相関値出力に基づいて、データ検出モードにおける相関処理の同期タイミングを検出し、同期検出モード終了後に、スライディング相関器をデータ検出モードに切替えて、検出した同期タイミングによりデータ用拡散系列の相関処理を行う構成としたので、スライディング相関器のみで構成した相関処理部で同期捕捉とデータ検出を行うことができる。従って、マッチドフィルタを用いないので、装置規模が拡散系列長に依存せず装置規模の小型化が可能で、しかも、従来と同等の高速通信が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明に係るスペクトル拡散通信装置の第１実施形態の構成図を示す。尚，以下では拡散系列としてＰＮ系列を用いるものとして説明する。
図１において、本実施形態のスペクトル拡散通信装置は、送信機１０と受信機２０を備える。
【００２２】
前記送信機１０は、Ｋビットシリアルパラレル変換部１１と、同期検出用拡散系列発生部１２と、データ用拡散系列発生部１３と、セレクタ１４と、送信部１５と、送信アンテナ１６とを備える。
前記Ｋビットシリアルパラレル変換部１１は、入力する送信データ列である情報データを２値データＫビット毎のパラレル信号に変換して前記セレクタ１４に送る。
前記同期検出用拡散系列発生部１２は、同期検出用拡散系列としてＰＮ系列であるＰＮ−ＰＤと、このＰＮ−ＰＤと同じ系列長で相互相関特性の小さいＰＮ系列のＰＮ−ＰＺと、を発生して前記セレクタ１４に送る。尚、ＰＮ−ＰＺは、後述の受信機調整用部分、マーカ部分、係数切替部分等で使用するためのものである。
【００２３】
前記データ用拡散系列発生部１３は、Ｋビットのパラレル信号の組み合わせ（２k＝Ｍとする）のそれぞれに対応させたＭ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍを発生してセレクタ１４に送る。前記Ｍ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍは、同じ系列長で、相互相関特性の小さい系列とする。
【００２４】
前記セレクタ１４は、入力する複数のＰＮ系列の中から条件に応じて１つを選択して送信部１５に伝送する論理回路である。具体的には、情報データ送信指令の入力により、まず、図２の受信機調整用部分に該当するデータ列を構成するために所定のＰＮ系列（例えば、ＰＮ−ＰＤ又はＰＮ−ＰＺ）を予め決めたパターンで順次選択して伝送し、次に、同期検出用データ部分に該当するデータ列を構成するためにＰＮ−ＰＤを選択して予め決めたパターンで伝送し、次に、係数切替部分に該当するデータ列を構成するために所定のＰＮ系列（例えば、ＰＮ−ＰＤ又はＰＮ−ＰＺ）を予め決めたパターンで順次選択して伝送する。その後、情報データ部分として、入力するＫビットパラレル信号に応じてＭ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの中から対応する１つのＰＮ系列を選択して伝送する。
前記送信部１５は、セレクタ１４から伝送されたＰＮ系列を高周波の搬送波に載せて送信アンテナ１６を介して外部に送信する。
【００２５】
前記受信機２０は、受信アンテナ２１と、受信部２２と、相関処理部２３と、最大値判定部２４と、制御部としての動作制御部２５と、Ｋビットパラレルシリアル変換部２６とを備える。
前記受信部２２は、受信アンテナ２１を介して送信機１０の高周波信号を受信して復調処理によりベースバンド信号に変換して相関処理部２３に送る。
【００２６】
前記相関処理部２３は、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤを相関処理するための同期検出用相関係数を用いて相関処理を行う同期検出モードとデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍを相関処理するためのデータ検出用相関係数を用いて相関処理を行うデータ検出モードとに切換可能な、Ｍ個のスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍのみで構成され、受信部２２からパラレルに入力するベースバンド信号の相関値出力を各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍから出力する。
前記最大値判定部２４は、相関処理部２３から出力される相関値出力の中で最大のものを抽出する。
【００２７】
前記動作制御部２５は、図２の同期検出用データ部分のデータ列受信時における最大値判定部２４の判定信号Ｍｓに基づいてスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関開始のタイミング（同期タイミング）を捕捉し、前記捕捉した同期タイミングに基づいて図２の情報データ部分のデータ列受信時の相関処理を制御するもので、係数選択部２５Ａと位相検出／補正部２５Ｂとを備える。
係数選択部２５Ａは、位相検出／補正部２５Ｂからの切替指令ＰＤ１の入力により各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍに対して相関係数の選択指令ＳＣ１を発生する。また、Ｋビットパラレルシリアル変換部２６の動作を制御するための動作指令ＳＣ２をＫビットパラレルシリアル変換部２６へ出力する。
同期検出／補正部２５Ｂは、前記係数選択部２５Ａに対して前記係数切替指令ＰＤ１を出力すると共に、同期検出モード時の最大値判定部２４の判定信号Ｍｓに基づいて各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関タイミング信号ＳＲ１の発生タイミングを捕捉し、データ検出モードにおける相関タイミング信号ＳＲ１の発生タイミングを制御する。また、最大値判定部２４に、相関タイミング信号ＳＲ１の発生から所定時間後に最大値判定開始の動作指令ＳＲ２を出力する。
【００２８】
Ｋビットパラレルシリアル変換部２６は、動作制御部２５の係数選択部２５Ａから発生する動作指令ＳＣ２に基づいて、例えば同期検出・補正動作時は最大値判定部２４の判定信号Ｍｓに基づく変換動作を停止し、受信データ検出動作時は前記判定信号Ｍｓに基づいてＫビットシリアル信号への変換動作を行い受信データを出力する。
【００２９】
図３に、スライディング相関器の構成を示す。尚、スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは同一構成であるので、ここでは、スライディング相関器ＳＬ−１について説明する。
図３において、スライディング相関器ＳＬ−１は、サンプル／ホールド回路３１と、乗算器３２と、加算器３３と、相関値記憶部としてのレジスタ３４と、同期検出用係数発生部３５と、データ検出用係数発生部３６と、係数セレクタ３７とを備える。
【００３０】
スライディング相関器ＳＬ−１は、受信部２２からの入力信号をクロック信号ＣＬＫに同期してサンプル／ホールド回路３１でサンプルホールドし、サンプル／ホールド回路３１の出力と係数セレクタ３７で選択された、同期検出用係数発生部３５とデータ検出用係数発生部３６のいずれか一方の相関係数を乗算器３２で乗算し、乗算器３２の出力とレジスタ３４の出力とを加算器３３で加算した結果をレジスタ３４に格納する。同期検出用係数発生部３５とデータ検出用係数発生部３６は、相関タイミング信号ＳＲ１の入力で相関係数の出力を開始する。係数セレクタ３７は、係数選択部２５Ａの選択指令ＳＣ１に基づいて、同期検出モードでは同期検出用係数発生部３５を選択し、データ検出モードではデータ検出用係数発生部３６を選択する。これにより、スライディング相関器ＳＬ−１のモード切替えが行われる。前記レジスタ３４は、相関タイミング信号ＳＲ１の入力によりリセットされる。ここで、前記サンプル/ホールド回路３１、乗算器３２、加算器３３で演算部を構成する。
【００３１】
次に、かかる構成の通信装置の動作を説明する。
送信機１０側の動作について説明する。
送信機１０では、情報データがＫビットシリアルパラレル変換部１１に入力し、情報データ送信指令がセレクタ１４に入力すると、セレクタ１４が図４のフローチャートのように動作して情報の送信が行われる。
【００３２】
ステップ１（図中、Ｓ１で示し、以下同様とする）で、情報データの送信指令があるか否かを判定し、送信指令の入力によりステップ２に進む。
ステップ２では、例えばＰＮ系列ＰＮ−ＰＺを所定のパターンで順次選択して受信機調整用部分のデータ列を伝送する。この伝送動作が終了すると、ステップ３に進む。
ステップ３では、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ―ＰＤを予め定めた所定のパターンで伝送して同期検出用データ部分のデータ列を伝送する。この伝送動作が終了すると、ステップ４に進む。
【００３３】
ステップ４では、例えばＰＮ系列ＰＮ−ＰＺを所定のパターンで順次選択して係数切替部分のデータ列を伝送する。この伝送動作が終了すると、ステップ５に進む。
ステップ５では、入力するＫビットパラレル信号に応じたＰＮ系列を、Ｍ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの中から、１つを選択して順次伝送する。
ステップ６では、データ送信が完了したか否かを判定し、送信完了と判定すれば、ステップ１に戻り、次の情報データの送信指令を待つ。尚、送信完了の判断は、例えば、情報データ終了通知の入力、或いは、Ｋビットパラレル信号が入力しなくなったこと等で判断することが考えられる。
【００３４】
次に、受信機２０側の動作を図５のフローチャートを参照しながら説明する。
受信機２０は、同期検出用データ部分のデータ列の受信が完了するまではスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍを同期検出モードに設定して同期検出・補正動作を実行し、係数切替部分のデータ列受信期間中にスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの係数切替えを行い、情報データ部分のデータ受信中はスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍをデータ検出モードに設定してデータ受信動作を実行する。
【００３５】
ステップ１１では、送信信号受信前の初期設定として、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍを同期検出モードに設定する。即ち、同期検出／補正部２５Ｂから同期検出未完了であることを切替指令ＰＤ１により係数選択部２５Ａに通知し、係数選択部２５Ａが、同期検出用相関係数を選択すべきことを各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍへ選択指令ＳＣ１により指令する。これにより、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの係数セレクタ３７が、同期検出用係数発生部３５側に切替わり、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍが同期検出モードに設定される。
【００３６】
ステップ１２では、送信信号を受信したか否かを判定し、受信したらステップ１３に進む。
ステップ１３では、図２の受信機調整用部分のデータ列受信中に、受信機内部の動作レベル等を受信信号が正しく受信できるように調整する。尚、説明を分かり易くするためにステップ１２の処理を設けたが、ステップ１２の処理を省略しても構わない。
ステップ１４で、前記受信機調整用部分のデータ列終了後、同期検出用データ部分のＰＮ−ＰＤ系列のデータ列入力により同期検出モードに設定されたスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関値出力を用いて後述の図６のフローチャートに示す同期検出・補正動作を実行する。
ステップ１５で、同期検出用データ部分が終了したか否かを判定し、終了するまでステップ１４動作を行い、判定がＹＥＳになれば、ステップ１６に進む。
【００３７】
ステップ１６では、係数切替部分のデータ列受信中に、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍをデータ検出モードに設定する。即ち、同期検出／補正部２５Ｂから同期検出が完了したことを切替指令ＰＤ１により係数選択部２５Ａに通知し、係数選択部２５Ａが、データ検出用相関係数を選択すべきことを各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍへ選択指令ＳＣ１により指令する。これにより、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの係数セレクタ３７が、データ検出用係数発生部３６側に切替わり、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍがデータ検出モードに設定される。尚、この際に、係数選択部２５Ａから動作指令ＳＣ２をＫビットパラレルシリアル変換部２６に出力して変換動作を開始すべきことを通知するようにすれば、同期検出モードではＫビットパラレルシリアル変換部２６で変換動作が行われず、無意味なデータ出力を防止できる。
【００３８】
ステップ１７では、情報データ部分のデータ列の入力によりデータ検出モードに設定されたスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関値出力を用いて後述する図１１のフローチャートに示す受信データ検出動作を実行する。
ステップ１８では、情報データ部分が完了したか否かを判定し、完了するまでステップ１７の動作を繰り返し、判定がＹＥＳになれば、ステップ１１に戻る。
【００３９】
次に、図６のフローチャートを参照して前述した同期検出・補正動作について説明する。
ステップ２１で、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂから相関タイミング信号ＳＲ１＝１を発生して各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍにより同期検出用相関処理を開始する。各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、クロック信号ＣＬＫに同期して同期検出用係数発生部３５から同期検出用相関係数を発生して相関処理動作を開始する。ここで、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの同期検出用係数発生部３５からは、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤと同期しているときに高い相関値出力が生じる、基本の同期検出用相関係数と互いに位相が１ビットづつずれた係数が順次クロック信号ＣＬＫに同期して発生するよう設定してある。
【００４０】
例えば、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤのチップ幅をΔ、系列長（チップ数）をＧｐとし、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、周期τのクロック信号ＣＬＫにより入力信号をサンプル／ホールド回路３１でサンプリングするものとし、説明を簡単にするために、ここでは下記の式が成立するものとする。
τ＝Δ／２
（Δ／τ）×Ｇｐ＝２×Ｇｐ＝Ｍ
【００４１】
同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤと同期しているときに高い相関値出力が生じる、基本の同期検出用相関係数を、［Ｃ（１），Ｃ（２），・・・Ｃ（２Ｇｐ−１），Ｃ（２Ｇｐ）］（：２×Ｇｐビット）と表すとすると、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の入力により、下記のように互いに１ビットづつずれた（時間軸上で互いにτずつ位相がずれた）相関係数を、図７に示すように先頭から順次クロック信号ＣＬＫに同期して発生し、係数セレクタ３７を介して乗算器３２に入力する。
ＳＬ―１：［Ｃ（１），Ｃ（２），・・・Ｃ（２Ｇｐ−１），Ｃ（２Ｇｐ）］
ＳＬ―２：［Ｃ（２），Ｃ（３），・・・Ｃ（２Ｇｐ），Ｃ（１）］
ＳＬ―３：［Ｃ（３），Ｃ（４），・・・Ｃ（１），Ｃ（２）］
・・・
ＳＬ―Ｍ：［Ｃ（２Ｇｐ），Ｃ（１），・・・Ｃ（２Ｇｐ−２），Ｃ（２Ｇｐ−１）］
【００４２】
この場合、例えば、図８に示すように、図２の同期検出用データ部分のＰＮーＰＤの先頭が相関処理部２３に入力した時刻と相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生時刻がＴｓｒ＝（Ｐ−１）×（Δ／２）ずれているとすると、入力された同期検出用ＰＮ系列ＰＮ―ＰＤに同期した相関係数を発生するスライディング相関器ＳＬ−Ｐの相関値出力が最大となる。
【００４３】
ステップ２２では、同期検出／補正部２５Ｂが、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生から所定時間Ｔｐ（ＰＮ−ＰＤの一周期より若干短い時間）後にＳＲ２＝１を最大値判定部２４に出力し、相関値出力の最大値判定の動作開始を指令する。図８の場合、最大値判定部２４は、スライディング相関器ＳＬ−Ｐの出力が最大と判定し、その判定信号Ｍｓを動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂに通知する。
【００４４】
ステップ２３では、同期検出／補正部２５Ｂが判定結果に基づいて相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを補正する。スライディング相関器ＳＬ−Ｐの相関値出力が最大であることが分かると、スライディング相関器ＳＬ−１とスライディング相関器ＳＬ−Ｐの同期検出用相関係数の位相のずれは既知であるので、図８のＴｓｒを計算することができる。図８の例ではＳＲ１＝１の発生タイミングを時間Ｔｓｒ早める方向に補正することで、ＰＮ−ＰＤの入力開始に同期させてＳＲ１＝１を発生させることができる。補正が正しく行われたか否かは、スライディング相関器ＳＬ−１の相関値出力が最大となったか否かで確認できる。
上記ステップ２１〜２３の動作を、図５のステップ１５で、同期検出用データ部分が終了と判定されるまで繰り返す。
【００４５】
ステップ１５の終了判定については、例えば、同期タイミングの補正（同期タイミングの検出）が正しく行われたことを確認していることを条件に同期検出用データ部分の終了を確認して同期検出終了とすればよい。尚、同期検出終了の判定として、補正が正しく行われたことを確認して送信機１０側に通知することで同期検出終了としてもよく、送信機１０は、終了通知から所定時間後に情報データ部分の送信を開始し、受信機２０側で前記所定時間後に相関処理動作を開始する。
【００４６】
ここで、同期検出終了の判定を、図２の同期検出用データ部分のデータ列終了を検出して判定する場合の具体例として、同期検出用データ部分の最後にデータ終了マーカ部分を設け、このマーカ部分を検出して同期検出終了を判定する方法について説明する。
【００４７】
例えば、同期検出用データ部分の最後に、図２に破線で示すようにデータ終了マーカ部分を設け、このデータ終了マーカ部分のデータ列を、例えば｛０，０，１，０，１，０，０｝と定める。この場合、図９に示すように、同期検出用データ列としてＰＮ−ＰＤを予め定めた所定回数送信した後、データ終了マーカ部分として上記データ列に対応するＰＮ系列｛ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＤ，ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＤ，ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＺ｝を伝送する。受信機２０の最大値判定部２４は、最大値と判定した相関値出力（図９中、黒丸で示す）について、ＰＮ−ＰＤの相関値出力を論理値１、ＰＮ−ＰＺの相関値出力を論理値０と判定するためのしきい値を有し、相関値出力の２値化結果も判定結果として同期検出／補正部２５Ｂに通報する構成とする。これにより、受信機２０がデータ終了マーカ部分のデータ列を順次受信すると、最大値判定部２４は、２値化結果としてデータ列｛０，０，１，０，１，０，０｝を出力する。動作制御部２５は、前記データ列｛０，０，１，０，１，０，０｝の入力を確認してデータ終了マーカ部分が受信されたと判断して同期検出用データ部分が終了したと判定する。
尚、ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤの相関値出力によってのみ補正を行うためには、２値化結果が論理値０であるときには補正（同期検出）を行わないようにすればよい。
【００４８】
また、上記の例とは別の方法として、同期検出用ＰＮ系列のＰＮ−ＰＤの受信回数をカウントして所定回数受信したら同期検出用データ部分の終了と判断するようにしてもよい。
これについて図１０を参照して説明する。
この場合、受信機調整用部分のデータ列としてはＰＮ−ＰＺの繰り返しで構成し、最大値判定部２４は、前述の例と同様にしきい値を有して２値化結果も動作制御部２５に通報するものとする。また、同期検出用データ部分のデータ列としては、例えばＰＮ−ＰＤを７回繰り返すものとする。
【００４９】
この方法では、受信機調整用部分のデータ列受信中は、最大値判定部２４からは論理値０が出力され、同期検出用データ部分のデータ列が受信され始めると、論理値１が出力される。この場合、図１０（ａ）に示すように相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングが同期検出用データ部分の最初のＰＮ−ＰＤの入力により補正されるとすれば、論理値１が７回カウントされる。一方、同期系用データ部分の最初のＰＮ−ＰＤについては、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の補正前の相関タイミングで相関処理が行われるので、その相関値出力がしきい以上とならず論理値０と判定されることがある。この場合は、図１０（ｂ）に示すように論理値１のカウント数は６回となる。従って、この方法では、同期検出用データ列の終了を判断する論理値１のカウント数を、予想される最小値（＝６）に設定し、論理値１を６回カウントしたら同期検出用データ列終了と判定するようにする。
【００５０】
次に、図１１のフローチャートを参照して受信データ検出動作について説明する。
同期検出用データ部分が終了してから情報データ部分で受信データ検出動作を開始するまでの係数切替部分の期間は予め設定しておくので、同期検出用データ部分で補正した相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングから情報データ部分での相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを、情報データ部分のＰＮ系列の入力に同期するように定めることができる（同期捕捉）。
【００５１】
尚、図１０で説明した同期検出用データ部分の終了判定方法では、同図（ａ）の場合には、係数切替部分を情報データ部分と誤って相関タイミング信号ＳＲ１＝１を発生してしまうが、係数切替部分を、論理値０に相当する低レベルの相関値出力が生じるＰＮ系列でデータ列を構成しておけば、動作制御部２５は、最大値判定部２４の相関値出力の２値化結果から図１０（ａ）の場合であることを認識でき、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを、例えばＰＮ―ＰＤの一周期分ずらすことで情報データ部分のＰＮ系列に対して改めて同期させることができる。
【００５２】
ステップ３１で、同期検出／補正部２５Ｂから相関タイミング信号ＳＲ１＝１を発生して各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍにより受信データ検出用の相関処理を開始する。また、動作指令ＳＣ２＝１をＫビットパラレルシリアル変換部２６に送る。尚、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍにおける相関値出力動作は、同期検出用相関処理動作と同様で発生する相関係数が異なるだけである。
【００５３】
各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの各データ検出用相関係数は、送信機１０側で発生するＭ個のＰＮ系列の中のいずれか１つのＰＮ系列を相関できる係数である。例えば、データ検出用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの系列長（チップ数）をＧとし、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、周期τのクロック信号ＣＬＫにより入力信号をサンプル／ホールド回路３１でサンプリングするものとして、説明を簡単にするために、τ＝Δ／２が成立するものとする。ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの各相関係数は、それぞれ対応するＰＮ系列と同期している時に高い相関値出力が生じるよう設定されており、ＰＮ−Ｘ（ただし、Ｘ＝１〜Ｍ）の相関係数を、［Ｄ−Ｘ（１），Ｄ−Ｘ（２），・・・Ｄ−Ｘ（２Ｇ−１），Ｄ−Ｘ（２Ｇ）］（：２×Ｇビット）と表すとすると、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の入力により、下記の係数を、図１２に示すように、先頭から順次クロック信号ＣＬＫに同期して発生し、係数セレクタ３７を介して乗算器３２に入力する。
ＳＬ―１：［Ｄ−１（１），Ｄ−１（２），・・・Ｄ−１（２Ｇ−１），Ｄ−１（２Ｇ）］
ＳＬ―２：［Ｄ−２（１），Ｄ−２（２），・・・Ｄ−２（２Ｇ−１），Ｄ−２（２Ｇ）］
ＳＬ―３：［Ｄ−３（１），Ｄ−３（２），・・・Ｄ−３（２Ｇ−１），Ｄ−３（２Ｇ）］
・・・
ＳＬ―Ｍ：［Ｄ−Ｍ（１），Ｄ−Ｍ（２），・・・Ｄ−Ｍ（２Ｇ−１），Ｄ−Ｍ（２Ｇ）］
【００５４】
ステップ３２では、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生から所定時間後にＳＲ２＝１を最大値判定部２４に出力し、相関値出力の最大値判定動作を指令する。最大値判定部２４は、各相関値出力の中で最大を示すものを判定し、その判定信号ＭｓはＫビットパラレルシリアル変換部２６に伝送される。
ステップ３３では、Ｋビットパラレルシリアル変換部２６でどのＰＮ系列かを判定して対応するＫビットのシリアルデータに変換して出力する。
上記ステップ３１〜３３の動作を、図５のステップ１８で、情報データ部分が終了と判定されるまで繰り返す。
【００５５】
尚、情報データ部分の期間で、相関タイミング信号ＳＲ１の同期は保持されるものとする。また、例えば特定のデータ用拡散系列について、相関処理部２３、最大値判定部２４及び動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂにより公知のＤＬＬ（Delay Locked Loop）を構成することは容易であり、相関タイミング信号ＳＲ１の同期の長期に渡る保持に有効である。
【００５６】
図５のステップ１８における情報データ部分の終了判定は、例えば前述した同期検出用データ部分の場合と同様に、情報データ部分の最後にデータ終了マーカ部分を設けてマーカ部分を検出して情報データ部分終了と判定する方法を用いることができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態スペクトル拡散通信装置では、スライディング相関器を同期検出モードとデータ検出モードを選択的に切替え可能な構成としたことで、受信機２０の相関処理部２３にマッチドフィルタを使用することなく、スライディング相関器だけで構成することができ、装置規模が拡散系列の系列長に依存せず小型化できる。しかも、マッチドフィルタを用いた場合と同等の高速通信が可能である。
【００５８】
次に、第２実施形態について説明する。
上記実施形態では、同期検出用係数発生部３５で発生する相関係数の数がスライディング相関器の数と等しい場合、即ち、（Δ／τ）×Ｇｐ＝Ｍの場合を例に説明したが、（Δ／τ）×Ｇｐ＜Ｍの場合や（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合が考えられる。
（Δ／τ）×Ｇｐ＜Ｍの場合では、同期検出動作時に使用しないスライディング相関器が存在するが、最大値判定部２４が使用しないスライディング相関器からの相関値出力を無視する設定にすればよい。
【００５９】
一方、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合では、スライディング相関器を（Δ／τ）×Ｇｐ個設けることで、上述と同様にして同期検出ができる。この場合、受信データ検出動作時に使用しないスライディング相関器が存在するが、最大値判定部２４が使用しないスライディング相関器からの相関値出力を無視する設定にすればよい。しかし、同期検出のためだけにスライディング相関器を増やすことは装置規模の大型化を招き望ましくない。
【００６０】
第２実施形態は、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合に装置規模の大型化を招くことなく、同期検出も可能とする構成としたものである。
第２実施形態では、不足分のスライディング相関器が１つ（（Δ／τ）×Ｇｐ＝Ｍ＋１）の場合の構成例として、スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの中の１つを、図１３に示す構成のスライディング相関器とし、他のスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍ−１は図３の構成とする。ここでは、スライディング相関器ＳＬ−Ｍが図１３の構成であるとして説明する。
【００６１】
図１３のスライディング相関器ＳＬ−Ｍは、図３の構成に、同期検出用相関係数２を発生する同期検出用係数２発生部３５Ｂと、同期検出用係数１発生部３５Ａと同期検出用係数２発生部３５Ｂの切替えを行う第２係数セレクタ３７Ｂと、レジスタ３４の相関値出力を格納する第１及び第２レジスタ３８Ａ，３８Ｂと、前記第１及び第２レジスタ３８Ａ，３８Ｂの切替えを行うレジスタセレクタ３９とを追加した構成である。尚、図１３中、同期検出用相関係数１を発生する同期検出用係数１発生部３５Ａは図３の同期検出用係数発生部３５に相当するものであり、第１セレクタ３７Ａは図３のセレクタ３７に相当するものである。ＳＷＣは、動作制御部２５から発生して第２係数セレクタ３７Ｂ及びレジスタセレクタ３９に切替動作を指令する選択指令であり、ＷＲＥは、第１及び第２レジスタ３８Ａ，３８Ｂに対する格納指令である。また、同期検出用相関係数２は、不足分の係数を示す。
【００６２】
次に動作を説明する。
スライディング相関器ＳＬ−Ｍでは、動作制御部２５の係数選択部２５Ａからの選択指令ＳＣ１で、同期検出用係数を選択すべく第１係数セレクタ３７Ａが第２係数セレクタ３７Ｂ側を選択している状態で、係数選択部２５Ａからの選択指令ＳＷＣにより、第２係数セレクタ３７Ｂで同期検出用係数１発生部３５Ａ側を選択すると共に、レジスタセレクタ３９で第１レジスタ３８Ａを選択する。この状態で、相関タイミング信号ＳＲ１＝１が発生すると前述と同様の同期検出用相関処理を開始し、レジスタ３４に相関値出力が格納される。その後、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂからの格納指令ＷＥＲ＝１により、レジスタ３４内の相関値出力を第１レジスタ３８Ａに格納する。即ち、第１レジスタ３８Ａの出力である相関値出力１は、相関係数１に基づいた相関値出力に該当する。尚、第１レジスタ３８Ａのこの格納内容は、次回の同期検出用相関係数１による相関処理開始まで保持されるものとする。次に、係数選択部２５Ａからの選択指令ＳＷＣにより、第２係数セレクタ３７Ｂで同期検出用係数２発生部３５Ｂ側を選択すると共に、レジスタセレクタ３９で第２レジスタ３８Ｂを選択する。この状態で、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生により同期検出用相関処理を開始し、同期検出／補正部２５Ｂからの格納指令ＷＥＲ＝１により、レジスタ３４内の相関値出力を第２レジスタ３８Ｂに格納する。即ち、第２レジスタ３８Ｂの出力である相関値出力２は、相関係数２に基づいた相関値出力であり、不足分のスライディング相関器の相関値出力に該当する。
【００６３】
他のスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍ−１では、ＳＲ１＝１が入力する毎に相関係数１による相関処理を行っているので、スライディング相関器ＳＬ−Ｍの同期検出用相関係数２による相関処理が終了した時点で、最大値判定部２４に、不足分も含めた相関係数の全ての位相についての相関値出力が入力されたことになる。そして、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂが最大値判定部２４にＳＲ２＝１を出力して最大値の判定動作を指令し、判定結果に基づいて前述と同様にして相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを補正する。
【００６４】
スライディング相関器ＳＬ−Ｍは、その後のデータ検出モードではレジスタセレクタ３９を第１レジスタ３８Ａ側に固定し、第２係数セレクタ３７Ｂを同期検出用係数１発生部３５Ａ側に固定して、前述したデータ検出動作を行えばよい。
【００６５】
かかる構成によれば、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合でも、同期検出のためだけにスライディング相関器を増やさずに済み、データ用拡散系列の数（本実施形態ではＭ個）のスライディング相関器があればよく、装置規模の大型化を抑制できる。
尚、第２実施形態の構成では、最大値判定部２４に対するＳＲ２＝１は、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の２回毎に発生する。この場合、前述したデータ終了マーカ部分のデータ列を動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂが正しく認識できるようにするためには、例えば、データ終了マーカ部分のデータ列の各ビットを２ビットに拡張変更すればよい。即ち、データ終了マーカ部分のデータ列を｛０，０，１，０，１，０，０｝から｛０，０，０，０，１，１，０，０，１，１，０，０，０，０｝に変更すればよい。
【００６６】
また、最大値判定部２４でスライディング相関器ＳＬ−１の相関値出力が最大と判定され始めたら、動作制御部２４が補正終了と判断して補正動作を停止してこれ以降は最大値判定指令信号ＳＲ２を相関タイミング信号ＳＲ１の１回毎に発生するよう構成してもよい。この場合には、データ終了マーカ部分のデータ列を２ビットに拡張変更する必要はない。
【００６７】
次に、第３実施形態について説明する。
図１３に示す構成のスライディング相関器を用いる第２実施形態の構成は、スライディング相関器の不足分に応じて同期検出用係数発生部及び相関値出力格納用レジスタ（図１３の第１及び第２レジスタ）を増やせば、スライディング相関器はＭ個でよく装置規模が大型化するのを抑制できるが、上述の１つ不足する例で言えば、同期検出にはＰＮ−ＰＤ２周期を要し、第１実施形態の場合に比較して同期検出に時間がかかる。
【００６８】
第３実施形態は、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合でも、装置規模の大型化を招くことなく、しかも、同期検出を第１実施形態と同程度の時間にできる構成としたものである。
第３実施形態では、図１４に示す構成のスライディング相関器を用いる。
図１４のスライディング相関器は、例えば３個の同期検出用係数発生部３５Ａ〜３５Ｃと、２個のデータ検出用係数発生部３６Ａ，３６Ｂと、データ検出用係数発生部３６Ａ，３６Ｂを切替える係数セレクタ３７Ｃと、３つのレジスタ３４Ａ〜３４Ｃと、これらレジスタ３４Ａ〜３４Ｃを切替えるレジスタセレクタ３９Ａ，３９Ｂを備える。
【００６９】
次に、図１４のスライディング相関器ＳＬの動作を、同期検出モードにおける同期検出用データ部分の相関処理動作を例に説明する。
動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂからの相関タイミング信号ＳＲ１＝１で、スライディング相関器ＳＬは、レジスタ３４Ａ〜３４Ｃをリセットして相関処理を開始する。尚、係数セレクタ３７Ａは、係数選択部２５Ａの選択指令ＳＣ１により同期検出用係数発生部３５Ａ〜３５Ｃ側の選択状態にある。クロック信号ＣＬＫに同期してサンプル／ホールド回路３１で入力信号がサンプリングされると、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂは、係数選択指令ＳＷＣ１により同期検出用係数１生成部３５Ａの選択を指令し、係数セレクタ３７Ｂ、３７Ａを介して同期検出用係数１生成部３５Ａの相関係数が乗算器３２に供給される。このとき、動作制御部２５の同期検出/補正部２５Ｂからの選択指令ＳＷＣ３によりレジスタセレクタ３９Ａ，３９Ｂがレジスタ３４Ａを選択している。従って、乗算器３２の乗算結果は、加算器３３でレジスタ３４Ａの出力と加算されてレジスタ３４Ａに格納される。これを同期検出用係数１に関する相関一動作とする。
【００７０】
次に、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂは、係数選択指令ＳＷＣ１により同期検出用係数２生成部３５Ｂの選択を指令し、係数セレクタ３７Ｂ，３７Ａを介して同期検出用係数２生成部３５Ｂの相関係数が乗算器３２に供給される。このとき、動作制御部２５の同期検出/補正部２５Ｂからの選択指令ＳＷＣ３によりレジスタセレクタ３９Ａ，３９Ｂがレジスタ３４Ｂを選択している。従って、この場合、乗算器３２の乗算結果は、加算器３３でレジスタ３４Ｂの出力と加算されてレジスタ３４Ｂに格納される。これを同期検出用係数２に関する相関一動作とする。
【００７１】
次に、同様にして、同期検出用係数３生成部３５Ｃの相関係数が係数セレクタ３７Ｂ，３７Ａを介して乗算器３２に供給され、乗算器３２の乗算結果が加算器３３でレジスタ３４Ｃの出力と加算されてレジスタ３４Ｃに格納される。これを同期検出用係数３に関する相関一動作とする。
かかる一連の動作を、図１５に示すようにサンプル/ホールド回路３１の１サンプリング幅τ以内に行う。その後、クロック信号ＣＬＫにより入力信号がサンプリングされる毎に各同期検出用係数発生部３４Ａ〜３４Ｃの係数を更新し、上述した各係数に関する相関一動作を繰り返す。
【００７２】
このようにして、動作制御部２５の相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生で相関処理動作を開始してから同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤの一周期で全ての相関係数による相関値出力が生成されるように構成する。そして、各レジスタ３４Ａ〜３４Ｃの相関値出力について最大値判定を行えば、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを補正できる。
【００７３】
同様に、データ検出モードにおける情報データ部分についても、例えば、図１４に示すように、２つのデータ検出用係数発生部３６Ａ，３６Ｂを設けて上述の相関処理動作を行う。かかる構成とすれば、スライディング相関器をＭ／２個に減らすことが可能となる。
【００７４】
仮に、同期検出に係る（Δ／τ）×Ｇｐ個の係数に関する各相関一動作を同期検出用ＰＮ系列の１サンプリング幅τ以内に完了でき、更に、情報データ検出に係るＭ個の係数に関する各相関一動作をデータ用ＰＮ系列の前記サンプリング幅τ以内に完了できるとすれば、図１４のスライディング相関器に、（Δ／τ）×Ｇｐ個の同期検出用係数発生部を設け、Ｍ個のデータ検出用係数発生部を設け、同期検出用係数発生部とデータ検出用係数発生部の多い方の個数に合せてレジスタを設けることで、図１４のスライディング相関器１つで相関処理部２３を構成することができる。これにより、装置規模を格段に小型化することが可能となる。
【００７５】
尚、上記実施形態では、データ用拡散系列とは別に同期検出用拡散系列を設ける構成としたが、データ用拡散系列のいずれか１つを同期検出用拡散系列として用いる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１実施形態を示す構成図
【図２】セレクタから出力されるデータ列の構成を示す図
【図３】第１実施形態のスライディング相関器の構成図
【図４】セレクタの動作を説明するフローチャート
【図５】受信機の動作を説明するフローチャート
【図６】同期検出・補正動作を説明するフローチャート
【図７】各スライディング相関器の同期検出用係数発生部における出力形態の説明図
【図８】相関タイミング信号の発生タイミング補正の説明図
【図９】同期検出用データ部分の終了判定方法の一例を示す説明図
【図１０】同期検出用データ部分の終了判定方法の別の例を示す説明図
【図１１】データ検出動作を説明するフローチャート
【図１２】各スライディング相関器のデータ検出用係数発生部における出力形態の説明図
【図１３】本発明の第２実施形態で用いるスライディング相関器の構成図
【図１４】本発明の第３実施形態で用いるスライディング相関器の構成図
【図１５】第３実施形態のスライディング相関器の動作説明図
【符号の説明】
【００７７】
１０ 送信機
１１ Ｋビットシリアルパラレル変換部
１２ 同期検出用拡散係数発生部
１３ データ検出用拡散係数発生部
１４ セレクタ
１５ 送信部
２０ 受信機
２２ 受信部
２３ 相関処理部
２４ 最大値判定部
２５ 動作制御部
２６ Ｋビットパラレルシリアル変換部
３１ サンプル／ホールド回路
３２ 乗算器
３３ 加算器
３４，３４Ａ〜３４Ｃ レジスタ
３５，３５Ａ〜３５Ｃ 同期検出用係数発生部
３６，３６Ａ，３６Ｂ データ検出用係数発生部
３７，３７Ａ〜３７Ｃ 係数セレクタ
３８Ａ 第１レジスタ
３８Ｂ 第２レジスタ
３９，３９Ａ，３９Ｂ レジスタセレクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の拡散系列を用いて高速通信を可能としたスペクトル拡散通信装置に関し、特に、装置規模が拡散系列長に依存せず、装置の小型化を可能としたスペクトル拡散通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速通信を可能とするスペクトル拡散通信装置として、例えばＭ−ａｒｙ法を適用したものがあり、これについて簡単に説明する。
送信機側では、Ｋビットシリアルパラレル変換部で、送信する情報データ列を２値データＫ（２k＝Ｍとする）ビット毎のパラレル信号に変換してセレクタに送る。セレクタでは、ＫビットのＭ個の組み合わせにそれぞれ対応させたＭ個の拡散系列（以下、ＰＮ系列と称す）の中から、入力したＫビットパラレル信号に対応した１つのＰＮ系列を選択し、送信部で、選択したＰＮ系列を高周波の搬送波に載せてアンテナを介して受信機側に送信する。受信機側では、受信信号をベースバンド信号に変化した後、相関処理部のＭ個のマッチドフィルタにパラレルに入力して相関処理を行う。各マッチドフィルタは、前記Ｍ個のＰＮ系列のいずれか１つと同じＰＮ系列を有しており、各マッチドフィルタによる相関処理で得られるＭ個の相関値出力の中から最大のものを検出することで、どのＰＮ系列が送信されたかを判定し、Ｋビットパラレルシリアル変換部で送信されたＰＮ系列に対応するＫビットシリアルデータに変換して情報データ列を出力する。これにより、１個のＰＮ系列でデータ伝送する場合に比べて、データ伝送速度をＫ倍に向上できる。
【０００３】
ここで、マッチドフィルタは、ＰＮ系列を受信し始めてから概ねＰＮ系列の一周期程度の短時間で最大値判定が開始できる反面、ＰＮ系列の系列長に対応する数の遅延素子及び乗算器を必要とする。このため、多数のマッチドフィルタを用いる構成では装置規模が大きくなるという問題がある。
【０００４】
かかる問題を解消するため、１個のマッチドフィルタと、Ｍ−１個のスライディング相関器を用いて高速通信を可能にしたスペクトル拡散通信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
スライディング相関器は、乗算器１個、加算器１個及びレジスタ１個で構成でき、回路規模がＰＮ系列長に依存せず、小型にできる反面、乗算器に入力するＰＮ系列と相関係数を同期させる必要があり、その同期タイミングの検出までにマッチドフィルタに比べて長い時間を要するという問題がある。
【０００６】
そこで、前記特許文献１のスペクトル拡散通信装置では、送信信号にマッチドフィルタの相関対象とするＰＮ系列を含めることで、マッチドフィルタの相関出力に基づいてスライディング相関器の同期タイミングを検出し、そのタイミングでスライディング相関器を動作させるようにしている。即ち、同期検出はマッチドフィルタで行い、データ受信用の相関処理はスライディング相関器で行うことで、スライディング相関器の欠点を補い、従来と同等の高速通信を実現させると共に、マッチドフィルタのみで構成した場合に比べて装置規模の小型化を図るようにしている。
【特許文献１】特開平９−６４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術でも、マッチドフィルタは用いられており、マッチドフィルタの遅延素子及び乗算器の個数がＰＮ系列の系列長に依存することを考慮すると、例えば、通信の耐ノイズ性を向上するためにＰＮ系列の系列長を長くしようとすれば、系列長の増大に伴って装置規模が増大するという問題がある。
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、装置規模が拡散系列長に依存せずに装置の小型化が可能で、しかも、高速通信が可能なスペクトル拡散通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、請求項１の発明は、送信データ列に対応させたデータ用拡散系列を選択し、該選択したデータ用拡散系列を搬送波に載せて送信する送信機と、受信信号を相関処理して相関値出力を発生する相関処理部を備え、該相関処理部の相関値出力に基づいて受信したデータ用拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列に対応する受信データ列を出力する受信機とを備えて構成されるスペクトル拡散通信装置において、前記相関処理部を、スライディング相関器のみで構成し、該スライディング相関器を、前記相関処理の同期タイミングを検出する同期検出モードと、前記データ用拡散系列特定のための前記相関値出力を生成するデータ検出モードに切替え可能な構成にすると共に、前記スライディング相関器の前記同期検出モードとデータ検出モードの切替えを制御する制御部を備える構成とした。
【０００９】
かかる構成では、相関処理部を、相関処理の同期タイミングを検出する同期検出モードと、データ用拡散系列特定のための相関値出力を生成するデータ検出モードに切替え可能な構成のスライディング相関器のみで構成し、制御部が、スライディング相関器を同期検出モードとデータ検出モードに切替え制御する。これにより、スライディング相関器のみで構成した相関処理部で、同期捕捉とデータ検出を行うことが可能となり、マッチドフィルタを使用せずに済むようになる。
【００１０】
請求項２のように、前記送信機は、前記送信データ列の送信指令の発生により、同期検出期間では同期検出用拡散系列を選択し、同期検出期間終了後、送信データ列に対応させた前記データ用拡散系列を選択し、該選択した拡散系列を搬送波に載せて送信する構成であり、前記受信機は、送信信号を受信してベースバンド信号に変換し、前記ベースバンド信号を前記相関処理部のスライディング相関器に入力する構成であり、前記スライディング相関器は、前記同期モードでは前記同期検出用拡散系列に対応する互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数を用いて相関処理を行い、前記データ検出モードでは複数のデータ検出用拡散系列に対応する複数のデータ検出用相関係数を用いて相関処理を行う構成であり、前記制御部は、前記同期検出用拡散系列の送信期間では前記同期検出モードに、同期検出用拡散系列の送信期間が終了するとデータ検出モードに、前記スライディング相関器の動作モードを切換制御する構成であるようにするとよい。
【００１１】
かかる構成では、送信機からデータ用拡散系列の送信前に同期検出用拡散系列を送信し、同期検出用拡散系列の送信期間では制御部によりスライディング相関器を同期検出モードに設定して、同期検出用拡散系列によるスライディング相関器の相関値出力に基づいて相関処理の同期タイミングを検出するようになる。
【００１２】
請求項３のように、前記送信機は、前記送信データ列をＫビットパラレル信号に変換してＫビットパラレル信号の組み合わせのそれぞれに対応させた複数の前記データ用拡散系列の中から、前記変換されたＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を選択して搬送波に載せて送信する構成とするとよい。
【００１３】
請求項４のように、前記制御部は、同期検出モード時の前記スライディング相関器の相関値出力に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器の相関処理の前記同期タイミングを検出し、入力信号に対するデータ検出モード時のスライディング相関器の相関処理タイミングを同期制御する構成とするとよい。
かかる構成では、制御部は、送信機から送信される同期検出用拡散系列の送信期間において同期検出用拡散系列によるスライディング相関器の相関値出力に基づいて相関処理の同期タイミングを検出し、同期検出用拡散系列の送信終了後に、スライディング相関器をデータ検出モードに切替え、検出した同期タイミングによりスライディング相関器のデータ用拡散系列の相関処理を制御するようになる。
【００１４】
具体的には、請求項５のように、前記送信機は、前記送信データ列をＫビット毎にパラレル信号に変換するシリアルパラレル変換部と、前記複数のデータ用拡散系列を発生するデータ用拡散系列発生部と、前記同期検出用拡散系列を発生する同期検出用拡散系列発生部と、前記同期検出用及びデータ用の各拡散系列が入力し、前記送信指令の発生により同期検出用拡散系列を選択し、同期検出用拡散系列の送信期間が終了すると前記シリアルパラレル変換部から入力するＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を順次選択するセレクタと、該セレクタで選択された拡散系列を搬送波に載せて送信する送信部と、を備え、前記受信機は、送信信号を受信してベースバンド信号に変換する受信部と、前記相関処理部と、前記制御部と、前記相関処理部のスライディング相関器から出力される相関値出力の中で最大の相関値出力を判定する最大値判定部と、データ検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいて受信したデータ拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列を対応するシリアルデータに変換して受信データ列を出力するパラレルシリアル変換部と、を備える構成とするとよい。
【００１５】
請求項６のように、前記制御部は、同期検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器における相関処理の前記同期タイミングを検出する構成とした。
【００１６】
前記スライディング相関器は、具体的には、請求項７のように、前記同期検出用相関係数を発生する同期検出用相関係数発生部と、前記データ検出用相関係数を発生するデータ検出用相関係数発生部と、前記同期検出用相関係数及びデータ検出用相関係数のいずれか一方の相関係数と入力信号の相関演算を行う演算部と、前記制御部のモード切替指令により、前記演算部に対して、同期検出モードでは同期検出用相関係数を供給し、データ検出モードではデータ検出用相関係数を供給するよう前記両相関係数発生部を前記演算部に切替接続する係数切替部と、前記演算部の演算結果を記憶して前記相関値出力として発生する相関値記憶部とを備える構成とした。
【００１７】
請求項８のように、前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、同期検出モード時に、前記制御部により、前記同期検出用拡散系列の１周期毎に、同期検出用相関係数を切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とするとよい。
【００１８】
また、請求項９のように、前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、同期検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記同期検出用拡散系列の１サンプリング周期以内に全ての同期検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とするとよい。
【００１９】
また、請求項１０のように、前記相関処理部は、互いに異なる複数のデータ検出用相関係数をそれぞれ発生する複数のデータ検出用相関係数発生部と、各データ検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、データ検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記データ用拡散系列の１サンプリング周期以内に全てのデータ検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全てのデータ検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とするとよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、相関処理部を、同期検出モードとデータ検出モードに切替え可能な構成のスライディング相関器のみで構成し、送信機のデータ用拡散系列送信以前にスライディング相関器を同期検出モードに設定してその時の相関値出力に基づいて、データ検出モードにおける相関処理の同期タイミングを検出し、同期検出モード終了後に、スライディング相関器をデータ検出モードに切替えて、検出した同期タイミングによりデータ用拡散系列の相関処理を行う構成としたので、スライディング相関器のみで構成した相関処理部で同期捕捉とデータ検出を行うことができる。従って、マッチドフィルタを用いないので、装置規模が拡散系列長に依存せず装置規模の小型化が可能で、しかも、従来と同等の高速通信が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明に係るスペクトル拡散通信装置の第１実施形態の構成図を示す。尚，以下では拡散系列としてＰＮ系列を用いるものとして説明する。
図１において、本実施形態のスペクトル拡散通信装置は、送信機１０と受信機２０を備える。
【００２２】
前記送信機１０は、Ｋビットシリアルパラレル変換部１１と、同期検出用拡散系列発生部１２と、データ用拡散系列発生部１３と、セレクタ１４と、送信部１５と、送信アンテナ１６とを備える。
前記Ｋビットシリアルパラレル変換部１１は、入力する送信データ列である情報データを２値データＫビット毎のパラレル信号に変換して前記セレクタ１４に送る。
前記同期検出用拡散系列発生部１２は、同期検出用拡散系列としてＰＮ系列であるＰＮ−ＰＤと、このＰＮ−ＰＤと同じ系列長で相互相関特性の小さいＰＮ系列のＰＮ−ＰＺと、を発生して前記セレクタ１４に送る。尚、ＰＮ−ＰＺは、後述の受信機調整用部分、マーカ部分、係数切替部分等で使用するためのものである。
【００２３】
前記データ用拡散系列発生部１３は、Ｋビットのパラレル信号の組み合わせ（２k＝Ｍとする）のそれぞれに対応させたＭ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍを発生してセレクタ１４に送る。前記Ｍ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍは、同じ系列長で、相互相関特性の小さい系列とする。
【００２４】
前記セレクタ１４は、入力する複数のＰＮ系列の中から条件に応じて１つを選択して送信部１５に伝送する論理回路である。具体的には、情報データ送信指令の入力により、まず、図２の受信機調整用部分に該当するデータ列を構成するために所定のＰＮ系列（例えば、ＰＮ−ＰＤ又はＰＮ−ＰＺ）を予め決めたパターンで順次選択して伝送し、次に、同期検出用データ部分に該当するデータ列を構成するためにＰＮ−ＰＤを選択して予め決めたパターンで伝送し、次に、係数切替部分に該当するデータ列を構成するために所定のＰＮ系列（例えば、ＰＮ−ＰＤ又はＰＮ−ＰＺ）を予め決めたパターンで順次選択して伝送する。その後、情報データ部分として、入力するＫビットパラレル信号に応じてＭ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの中から対応する１つのＰＮ系列を選択して伝送する。
前記送信部１５は、セレクタ１４から伝送されたＰＮ系列を高周波の搬送波に載せて送信アンテナ１６を介して外部に送信する。
【００２５】
前記受信機２０は、受信アンテナ２１と、受信部２２と、相関処理部２３と、最大値判定部２４と、制御部としての動作制御部２５と、Ｋビットパラレルシリアル変換部２６とを備える。
前記受信部２２は、受信アンテナ２１を介して送信機１０の高周波信号を受信して復調処理によりベースバンド信号に変換して相関処理部２３に送る。
【００２６】
前記相関処理部２３は、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤを相関処理するための同期検出用相関係数を用いて相関処理を行う同期検出モードとデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍを相関処理するためのデータ検出用相関係数を用いて相関処理を行うデータ検出モードとに切換可能な、Ｍ個のスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍのみで構成され、受信部２２からパラレルに入力するベースバンド信号の相関値出力を各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍから出力する。
前記最大値判定部２４は、相関処理部２３から出力される相関値出力の中で最大のものを抽出する。
【００２７】
前記動作制御部２５は、図２の同期検出用データ部分のデータ列受信時における最大値判定部２４の判定信号Ｍｓに基づいてスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関開始のタイミング（同期タイミング）を捕捉し、前記捕捉した同期タイミングに基づいて図２の情報データ部分のデータ列受信時の相関処理を制御するもので、係数選択部２５Ａと位相検出／補正部２５Ｂとを備える。
係数選択部２５Ａは、位相検出／補正部２５Ｂからの切替指令ＰＤ１の入力により各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍに対して相関係数の選択指令ＳＣ１を発生する。また、Ｋビットパラレルシリアル変換部２６の動作を制御するための動作指令ＳＣ２をＫビットパラレルシリアル変換部２６へ出力する。
同期検出／補正部２５Ｂは、前記係数選択部２５Ａに対して前記係数切替指令ＰＤ１を出力すると共に、同期検出モード時の最大値判定部２４の判定信号Ｍｓに基づいて各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関タイミング信号ＳＲ１の発生タイミングを捕捉し、データ検出モードにおける相関タイミング信号ＳＲ１の発生タイミングを制御する。また、最大値判定部２４に、相関タイミング信号ＳＲ１の発生から所定時間後に最大値判定開始の動作指令ＳＲ２を出力する。
【００２８】
Ｋビットパラレルシリアル変換部２６は、動作制御部２５の係数選択部２５Ａから発生する動作指令ＳＣ２に基づいて、例えば同期検出・補正動作時は最大値判定部２４の判定信号Ｍｓに基づく変換動作を停止し、受信データ検出動作時は前記判定信号Ｍｓに基づいてＫビットシリアル信号への変換動作を行い受信データを出力する。
【００２９】
図３に、スライディング相関器の構成を示す。尚、スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは同一構成であるので、ここでは、スライディング相関器ＳＬ−１について説明する。
図３において、スライディング相関器ＳＬ−１は、サンプル／ホールド回路３１と、乗算器３２と、加算器３３と、相関値記憶部としてのレジスタ３４と、同期検出用係数発生部３５と、データ検出用係数発生部３６と、係数セレクタ３７とを備える。
【００３０】
スライディング相関器ＳＬ−１は、受信部２２からの入力信号をクロック信号ＣＬＫに同期してサンプル／ホールド回路３１でサンプルホールドし、サンプル／ホールド回路３１の出力と係数セレクタ３７で選択された、同期検出用係数発生部３５とデータ検出用係数発生部３６のいずれか一方の相関係数を乗算器３２で乗算し、乗算器３２の出力とレジスタ３４の出力とを加算器３３で加算した結果をレジスタ３４に格納する。同期検出用係数発生部３５とデータ検出用係数発生部３６は、相関タイミング信号ＳＲ１の入力で相関係数の出力を開始する。係数セレクタ３７は、係数選択部２５Ａの選択指令ＳＣ１に基づいて、同期検出モードでは同期検出用係数発生部３５を選択し、データ検出モードではデータ検出用係数発生部３６を選択する。これにより、スライディング相関器ＳＬ−１のモード切替えが行われる。前記レジスタ３４は、相関タイミング信号ＳＲ１の入力によりリセットされる。ここで、前記サンプル/ホールド回路３１、乗算器３２、加算器３３で演算部を構成する。
【００３１】
次に、かかる構成の通信装置の動作を説明する。
送信機１０側の動作について説明する。
送信機１０では、情報データがＫビットシリアルパラレル変換部１１に入力し、情報データ送信指令がセレクタ１４に入力すると、セレクタ１４が図４のフローチャートのように動作して情報の送信が行われる。
【００３２】
ステップ１（図中、Ｓ１で示し、以下同様とする）で、情報データの送信指令があるか否かを判定し、送信指令の入力によりステップ２に進む。
ステップ２では、例えばＰＮ系列ＰＮ−ＰＺを所定のパターンで順次選択して受信機調整用部分のデータ列を伝送する。この伝送動作が終了すると、ステップ３に進む。
ステップ３では、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ―ＰＤを予め定めた所定のパターンで伝送して同期検出用データ部分のデータ列を伝送する。この伝送動作が終了すると、ステップ４に進む。
【００３３】
ステップ４では、例えばＰＮ系列ＰＮ−ＰＺを所定のパターンで順次選択して係数切替部分のデータ列を伝送する。この伝送動作が終了すると、ステップ５に進む。
ステップ５では、入力するＫビットパラレル信号に応じたＰＮ系列を、Ｍ個のデータ用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの中から、１つを選択して順次伝送する。
ステップ６では、データ送信が完了したか否かを判定し、送信完了と判定すれば、ステップ１に戻り、次の情報データの送信指令を待つ。尚、送信完了の判断は、例えば、情報データ終了通知の入力、或いは、Ｋビットパラレル信号が入力しなくなったこと等で判断することが考えられる。
【００３４】
次に、受信機２０側の動作を図５のフローチャートを参照しながら説明する。
受信機２０は、同期検出用データ部分のデータ列の受信が完了するまではスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍを同期検出モードに設定して同期検出・補正動作を実行し、係数切替部分のデータ列受信期間中にスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの係数切替えを行い、情報データ部分のデータ受信中はスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍをデータ検出モードに設定してデータ受信動作を実行する。
【００３５】
ステップ１１では、送信信号受信前の初期設定として、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍを同期検出モードに設定する。即ち、同期検出／補正部２５Ｂから同期検出未完了であることを切替指令ＰＤ１により係数選択部２５Ａに通知し、係数選択部２５Ａが、同期検出用相関係数を選択すべきことを各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍへ選択指令ＳＣ１により指令する。これにより、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの係数セレクタ３７が、同期検出用係数発生部３５側に切替わり、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍが同期検出モードに設定される。
【００３６】
ステップ１２では、送信信号を受信したか否かを判定し、受信したらステップ１３に進む。
ステップ１３では、図２の受信機調整用部分のデータ列受信中に、受信機内部の動作レベル等を受信信号が正しく受信できるように調整する。尚、説明を分かり易くするためにステップ１２の処理を設けたが、ステップ１２の処理を省略しても構わない。
ステップ１４で、前記受信機調整用部分のデータ列終了後、同期検出用データ部分のＰＮ−ＰＤ系列のデータ列入力により同期検出モードに設定されたスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関値出力を用いて後述の図６のフローチャートに示す同期検出・補正動作を実行する。
ステップ１５で、同期検出用データ部分が終了したか否かを判定し、終了するまでステップ１４動作を行い、判定がＹＥＳになれば、ステップ１６に進む。
【００３７】
ステップ１６では、係数切替部分のデータ列受信中に、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍをデータ検出モードに設定する。即ち、同期検出／補正部２５Ｂから同期検出が完了したことを切替指令ＰＤ１により係数選択部２５Ａに通知し、係数選択部２５Ａが、データ検出用相関係数を選択すべきことを各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍへ選択指令ＳＣ１により指令する。これにより、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの係数セレクタ３７が、データ検出用係数発生部３６側に切替わり、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍがデータ検出モードに設定される。尚、この際に、係数選択部２５Ａから動作指令ＳＣ２をＫビットパラレルシリアル変換部２６に出力して変換動作を開始すべきことを通知するようにすれば、同期検出モードではＫビットパラレルシリアル変換部２６で変換動作が行われず、無意味なデータ出力を防止できる。
【００３８】
ステップ１７では、情報データ部分のデータ列の入力によりデータ検出モードに設定されたスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの相関値出力を用いて後述する図１１のフローチャートに示す受信データ検出動作を実行する。
ステップ１８では、情報データ部分が完了したか否かを判定し、完了するまでステップ１７の動作を繰り返し、判定がＹＥＳになれば、ステップ１１に戻る。
【００３９】
次に、図６のフローチャートを参照して前述した同期検出・補正動作について説明する。
ステップ２１で、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂから相関タイミング信号ＳＲ１＝１を発生して各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍにより同期検出用相関処理を開始する。各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、クロック信号ＣＬＫに同期して同期検出用係数発生部３５から同期検出用相関係数を発生して相関処理動作を開始する。ここで、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの同期検出用係数発生部３５からは、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤと同期しているときに高い相関値出力が生じる、基本の同期検出用相関係数と互いに位相が１ビットづつずれた係数が順次クロック信号ＣＬＫに同期して発生するよう設定してある。
【００４０】
例えば、同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤのチップ幅をΔ、系列長（チップ数）をＧｐとし、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、周期τのクロック信号ＣＬＫにより入力信号をサンプル／ホールド回路３１でサンプリングするものとし、説明を簡単にするために、ここでは下記の式が成立するものとする。
τ＝Δ／２
（Δ／τ）×Ｇｐ＝２×Ｇｐ＝Ｍ
【００４１】
同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤと同期しているときに高い相関値出力が生じる、基本の同期検出用相関係数を、［Ｃ（１），Ｃ（２），・・・Ｃ（２Ｇｐ−１），Ｃ（２Ｇｐ）］（：２×Ｇｐビット）と表すとすると、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の入力により、下記のように互いに１ビットづつずれた（時間軸上で互いにτずつ位相がずれた）相関係数を、図７に示すように先頭から順次クロック信号ＣＬＫに同期して発生し、係数セレクタ３７を介して乗算器３２に入力する。
ＳＬ―１：［Ｃ（１），Ｃ（２），・・・Ｃ（２Ｇｐ−１），Ｃ（２Ｇｐ）］
ＳＬ―２：［Ｃ（２），Ｃ（３），・・・Ｃ（２Ｇｐ），Ｃ（１）］
ＳＬ―３：［Ｃ（３），Ｃ（４），・・・Ｃ（１），Ｃ（２）］
・・・
ＳＬ―Ｍ：［Ｃ（２Ｇｐ），Ｃ（１），・・・Ｃ（２Ｇｐ−２），Ｃ（２Ｇｐ−１）］
【００４２】
この場合、例えば、図８に示すように、図２の同期検出用データ部分のＰＮーＰＤの先頭が相関処理部２３に入力した時刻と相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生時刻がＴｓｒ＝（Ｐ−１）×（Δ／２）ずれているとすると、入力された同期検出用ＰＮ系列ＰＮ―ＰＤに同期した相関係数を発生するスライディング相関器ＳＬ−Ｐの相関値出力が最大となる。
【００４３】
ステップ２２では、同期検出／補正部２５Ｂが、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生から所定時間Ｔｐ（ＰＮ−ＰＤの一周期より若干短い時間）後にＳＲ２＝１を最大値判定部２４に出力し、相関値出力の最大値判定の動作開始を指令する。図８の場合、最大値判定部２４は、スライディング相関器ＳＬ−Ｐの出力が最大と判定し、その判定信号Ｍｓを動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂに通知する。
【００４４】
ステップ２３では、同期検出／補正部２５Ｂが判定結果に基づいて相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを補正する。スライディング相関器ＳＬ−Ｐの相関値出力が最大であることが分かると、スライディング相関器ＳＬ−１とスライディング相関器ＳＬ−Ｐの同期検出用相関係数の位相のずれは既知であるので、図８のＴｓｒを計算することができる。図８の例ではＳＲ１＝１の発生タイミングを時間Ｔｓｒ早める方向に補正することで、ＰＮ−ＰＤの入力開始に同期させてＳＲ１＝１を発生させることができる。補正が正しく行われたか否かは、スライディング相関器ＳＬ−１の相関値出力が最大となったか否かで確認できる。
上記ステップ２１〜２３の動作を、図５のステップ１５で、同期検出用データ部分が終了と判定されるまで繰り返す。
【００４５】
ステップ１５の終了判定については、例えば、同期タイミングの補正（同期タイミングの検出）が正しく行われたことを確認していることを条件に同期検出用データ部分の終了を確認して同期検出終了とすればよい。尚、同期検出終了の判定として、補正が正しく行われたことを確認して送信機１０側に通知することで同期検出終了としてもよく、送信機１０は、終了通知から所定時間後に情報データ部分の送信を開始し、受信機２０側で前記所定時間後に相関処理動作を開始する。
【００４６】
ここで、同期検出終了の判定を、図２の同期検出用データ部分のデータ列終了を検出して判定する場合の具体例として、同期検出用データ部分の最後にデータ終了マーカ部分を設け、このマーカ部分を検出して同期検出終了を判定する方法について説明する。
【００４７】
例えば、同期検出用データ部分の最後に、図２に破線で示すようにデータ終了マーカ部分を設け、このデータ終了マーカ部分のデータ列を、例えば｛０，０，１，０，１，０，０｝と定める。この場合、図９に示すように、同期検出用データ列としてＰＮ−ＰＤを予め定めた所定回数送信した後、データ終了マーカ部分として上記データ列に対応するＰＮ系列｛ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＤ，ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＤ，ＰＮ−ＰＺ，ＰＮ−ＰＺ｝を伝送する。受信機２０の最大値判定部２４は、最大値と判定した相関値出力（図９中、黒丸で示す）について、ＰＮ−ＰＤの相関値出力を論理値１、ＰＮ−ＰＺの相関値出力を論理値０と判定するためのしきい値を有し、相関値出力の２値化結果も判定結果として同期検出／補正部２５Ｂに通報する構成とする。これにより、受信機２０がデータ終了マーカ部分のデータ列を順次受信すると、最大値判定部２４は、２値化結果としてデータ列｛０，０，１，０，１，０，０｝を出力する。動作制御部２５は、前記データ列｛０，０，１，０，１，０，０｝の入力を確認してデータ終了マーカ部分が受信されたと判断して同期検出用データ部分が終了したと判定する。
尚、ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤの相関値出力によってのみ補正を行うためには、２値化結果が論理値０であるときには補正（同期検出）を行わないようにすればよい。
【００４８】
また、上記の例とは別の方法として、同期検出用ＰＮ系列のＰＮ−ＰＤの受信回数をカウントして所定回数受信したら同期検出用データ部分の終了と判断するようにしてもよい。
これについて図１０を参照して説明する。
この場合、受信機調整用部分のデータ列としてはＰＮ−ＰＺの繰り返しで構成し、最大値判定部２４は、前述の例と同様にしきい値を有して２値化結果も動作制御部２５に通報するものとする。また、同期検出用データ部分のデータ列としては、例えばＰＮ−ＰＤを７回繰り返すものとする。
【００４９】
この方法では、受信機調整用部分のデータ列受信中は、最大値判定部２４からは論理値０が出力され、同期検出用データ部分のデータ列が受信され始めると、論理値１が出力される。この場合、図１０（ａ）に示すように相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングが同期検出用データ部分の最初のＰＮ−ＰＤの入力により補正されるとすれば、論理値１が７回カウントされる。一方、同期系用データ部分の最初のＰＮ−ＰＤについては、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の補正前の相関タイミングで相関処理が行われるので、その相関値出力がしきい以上とならず論理値０と判定されることがある。この場合は、図１０（ｂ）に示すように論理値１のカウント数は６回となる。従って、この方法では、同期検出用データ列の終了を判断する論理値１のカウント数を、予想される最小値（＝６）に設定し、論理値１を６回カウントしたら同期検出用データ列終了と判定するようにする。
【００５０】
次に、図１１のフローチャートを参照して受信データ検出動作について説明する。
同期検出用データ部分が終了してから情報データ部分で受信データ検出動作を開始するまでの係数切替部分の期間は予め設定しておくので、同期検出用データ部分で補正した相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングから情報データ部分での相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを、情報データ部分のＰＮ系列の入力に同期するように定めることができる（同期捕捉）。
【００５１】
尚、図１０で説明した同期検出用データ部分の終了判定方法では、同図（ａ）の場合には、係数切替部分を情報データ部分と誤って相関タイミング信号ＳＲ１＝１を発生してしまうが、係数切替部分を、論理値０に相当する低レベルの相関値出力が生じるＰＮ系列でデータ列を構成しておけば、動作制御部２５は、最大値判定部２４の相関値出力の２値化結果から図１０（ａ）の場合であることを認識でき、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを、例えばＰＮ―ＰＤの一周期分ずらすことで情報データ部分のＰＮ系列に対して改めて同期させることができる。
【００５２】
ステップ３１で、同期検出／補正部２５Ｂから相関タイミング信号ＳＲ１＝１を発生して各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍにより受信データ検出用の相関処理を開始する。また、動作指令ＳＣ２＝１をＫビットパラレルシリアル変換部２６に送る。尚、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍにおける相関値出力動作は、同期検出用相関処理動作と同様で発生する相関係数が異なるだけである。
【００５３】
各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの各データ検出用相関係数は、送信機１０側で発生するＭ個のＰＮ系列の中のいずれか１つのＰＮ系列を相関できる係数である。例えば、データ検出用ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの系列長（チップ数）をＧとし、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、周期τのクロック信号ＣＬＫにより入力信号をサンプル／ホールド回路３１でサンプリングするものとして、説明を簡単にするために、τ＝Δ／２が成立するものとする。ＰＮ系列ＰＮ−１〜ＰＮ−Ｍの各相関係数は、それぞれ対応するＰＮ系列と同期している時に高い相関値出力が生じるよう設定されており、ＰＮ−Ｘ（ただし、Ｘ＝１〜Ｍ）の相関係数を、［Ｄ−Ｘ（１），Ｄ−Ｘ（２），・・・Ｄ−Ｘ（２Ｇ−１），Ｄ−Ｘ（２Ｇ）］（：２×Ｇビット）と表すとすると、各スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍは、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の入力により、下記の係数を、図１２に示すように、先頭から順次クロック信号ＣＬＫに同期して発生し、係数セレクタ３７を介して乗算器３２に入力する。
ＳＬ―１：［Ｄ−１（１），Ｄ−１（２），・・・Ｄ−１（２Ｇ−１），Ｄ−１（２Ｇ）］
ＳＬ―２：［Ｄ−２（１），Ｄ−２（２），・・・Ｄ−２（２Ｇ−１），Ｄ−２（２Ｇ）］
ＳＬ―３：［Ｄ−３（１），Ｄ−３（２），・・・Ｄ−３（２Ｇ−１），Ｄ−３（２Ｇ）］
・・・
ＳＬ―Ｍ：［Ｄ−Ｍ（１），Ｄ−Ｍ（２），・・・Ｄ−Ｍ（２Ｇ−１），Ｄ−Ｍ（２Ｇ）］
【００５４】
ステップ３２では、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生から所定時間後にＳＲ２＝１を最大値判定部２４に出力し、相関値出力の最大値判定動作を指令する。最大値判定部２４は、各相関値出力の中で最大を示すものを判定し、その判定信号ＭｓはＫビットパラレルシリアル変換部２６に伝送される。
ステップ３３では、Ｋビットパラレルシリアル変換部２６でどのＰＮ系列かを判定して対応するＫビットのシリアルデータに変換して出力する。
上記ステップ３１〜３３の動作を、図５のステップ１８で、情報データ部分が終了と判定されるまで繰り返す。
【００５５】
尚、情報データ部分の期間で、相関タイミング信号ＳＲ１の同期は保持されるものとする。また、例えば特定のデータ用拡散系列について、相関処理部２３、最大値判定部２４及び動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂにより公知のＤＬＬ（Delay Locked Loop）を構成することは容易であり、相関タイミング信号ＳＲ１の同期の長期に渡る保持に有効である。
【００５６】
図５のステップ１８における情報データ部分の終了判定は、例えば前述した同期検出用データ部分の場合と同様に、情報データ部分の最後にデータ終了マーカ部分を設けてマーカ部分を検出して情報データ部分終了と判定する方法を用いることができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態スペクトル拡散通信装置では、スライディング相関器を同期検出モードとデータ検出モードを選択的に切替え可能な構成としたことで、受信機２０の相関処理部２３にマッチドフィルタを使用することなく、スライディング相関器だけで構成することができ、装置規模が拡散系列の系列長に依存せず小型化できる。しかも、マッチドフィルタを用いた場合と同等の高速通信が可能である。
【００５８】
次に、第２実施形態について説明する。
上記実施形態では、同期検出用係数発生部３５で発生する相関係数の数がスライディング相関器の数と等しい場合、即ち、（Δ／τ）×Ｇｐ＝Ｍの場合を例に説明したが、（Δ／τ）×Ｇｐ＜Ｍの場合や（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合が考えられる。
（Δ／τ）×Ｇｐ＜Ｍの場合では、同期検出動作時に使用しないスライディング相関器が存在するが、最大値判定部２４が使用しないスライディング相関器からの相関値出力を無視する設定にすればよい。
【００５９】
一方、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合では、スライディング相関器を（Δ／τ）×Ｇｐ個設けることで、上述と同様にして同期検出ができる。この場合、受信データ検出動作時に使用しないスライディング相関器が存在するが、最大値判定部２４が使用しないスライディング相関器からの相関値出力を無視する設定にすればよい。しかし、同期検出のためだけにスライディング相関器を増やすことは装置規模の大型化を招き望ましくない。
【００６０】
第２実施形態は、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合に装置規模の大型化を招くことなく、同期検出も可能とする構成としたものである。
第２実施形態では、不足分のスライディング相関器が１つ（（Δ／τ）×Ｇｐ＝Ｍ＋１）の場合の構成例として、スライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍの中の１つを、図１３に示す構成のスライディング相関器とし、他のスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍ−１は図３の構成とする。ここでは、スライディング相関器ＳＬ−Ｍが図１３の構成であるとして説明する。
【００６１】
図１３のスライディング相関器ＳＬ−Ｍは、図３の構成に、同期検出用相関係数２を発生する同期検出用係数２発生部３５Ｂと、同期検出用係数１発生部３５Ａと同期検出用係数２発生部３５Ｂの切替えを行う第２係数セレクタ３７Ｂと、レジスタ３４の相関値出力を格納する第１及び第２レジスタ３８Ａ，３８Ｂと、前記第１及び第２レジスタ３８Ａ，３８Ｂの切替えを行うレジスタセレクタ３９とを追加した構成である。尚、図１３中、同期検出用相関係数１を発生する同期検出用係数１発生部３５Ａは図３の同期検出用係数発生部３５に相当するものであり、第１セレクタ３７Ａは図３のセレクタ３７に相当するものである。ＳＷＣは、動作制御部２５から発生して第２係数セレクタ３７Ｂ及びレジスタセレクタ３９に切替動作を指令する選択指令であり、ＷＲＥは、第１及び第２レジスタ３８Ａ，３８Ｂに対する格納指令である。また、同期検出用相関係数２は、不足分の係数を示す。
【００６２】
次に動作を説明する。
スライディング相関器ＳＬ−Ｍでは、動作制御部２５の係数選択部２５Ａからの選択指令ＳＣ１で、同期検出用係数を選択すべく第１係数セレクタ３７Ａが第２係数セレクタ３７Ｂ側を選択している状態で、係数選択部２５Ａからの選択指令ＳＷＣにより、第２係数セレクタ３７Ｂで同期検出用係数１発生部３５Ａ側を選択すると共に、レジスタセレクタ３９で第１レジスタ３８Ａを選択する。この状態で、相関タイミング信号ＳＲ１＝１が発生すると前述と同様の同期検出用相関処理を開始し、レジスタ３４に相関値出力が格納される。その後、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂからの格納指令ＷＥＲ＝１により、レジスタ３４内の相関値出力を第１レジスタ３８Ａに格納する。即ち、第１レジスタ３８Ａの出力である相関値出力１は、相関係数１に基づいた相関値出力に該当する。尚、第１レジスタ３８Ａのこの格納内容は、次回の同期検出用相関係数１による相関処理開始まで保持されるものとする。次に、係数選択部２５Ａからの選択指令ＳＷＣにより、第２係数セレクタ３７Ｂで同期検出用係数２発生部３５Ｂ側を選択すると共に、レジスタセレクタ３９で第２レジスタ３８Ｂを選択する。この状態で、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生により同期検出用相関処理を開始し、同期検出／補正部２５Ｂからの格納指令ＷＥＲ＝１により、レジスタ３４内の相関値出力を第２レジスタ３８Ｂに格納する。即ち、第２レジスタ３８Ｂの出力である相関値出力２は、相関係数２に基づいた相関値出力であり、不足分のスライディング相関器の相関値出力に該当する。
【００６３】
他のスライディング相関器ＳＬ−１〜ＳＬ−Ｍ−１では、ＳＲ１＝１が入力する毎に相関係数１による相関処理を行っているので、スライディング相関器ＳＬ−Ｍの同期検出用相関係数２による相関処理が終了した時点で、最大値判定部２４に、不足分も含めた相関係数の全ての位相についての相関値出力が入力されたことになる。そして、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂが最大値判定部２４にＳＲ２＝１を出力して最大値の判定動作を指令し、判定結果に基づいて前述と同様にして相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを補正する。
【００６４】
スライディング相関器ＳＬ−Ｍは、その後のデータ検出モードではレジスタセレクタ３９を第１レジスタ３８Ａ側に固定し、第２係数セレクタ３７Ｂを同期検出用係数１発生部３５Ａ側に固定して、前述したデータ検出動作を行えばよい。
【００６５】
かかる構成によれば、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合でも、同期検出のためだけにスライディング相関器を増やさずに済み、データ用拡散系列の数（本実施形態ではＭ個）のスライディング相関器があればよく、装置規模の大型化を抑制できる。
尚、第２実施形態の構成では、最大値判定部２４に対するＳＲ２＝１は、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の２回毎に発生する。この場合、前述したデータ終了マーカ部分のデータ列を動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂが正しく認識できるようにするためには、例えば、データ終了マーカ部分のデータ列の各ビットを２ビットに拡張変更すればよい。即ち、データ終了マーカ部分のデータ列を｛０，０，１，０，１，０，０｝から｛０，０，０，０，１，１，０，０，１，１，０，０，０，０｝に変更すればよい。
【００６６】
また、最大値判定部２４でスライディング相関器ＳＬ−１の相関値出力が最大と判定され始めたら、動作制御部２４が補正終了と判断して補正動作を停止してこれ以降は最大値判定指令信号ＳＲ２を相関タイミング信号ＳＲ１の１回毎に発生するよう構成してもよい。この場合には、データ終了マーカ部分のデータ列を２ビットに拡張変更する必要はない。
【００６７】
次に、第３実施形態について説明する。
図１３に示す構成のスライディング相関器を用いる第２実施形態の構成は、スライディング相関器の不足分に応じて同期検出用係数発生部及び相関値出力格納用レジスタ（図１３の第１及び第２レジスタ）を増やせば、スライディング相関器はＭ個でよく装置規模が大型化するのを抑制できるが、上述の１つ不足する例で言えば、同期検出にはＰＮ−ＰＤ２周期を要し、第１実施形態の場合に比較して同期検出に時間がかかる。
【００６８】
第３実施形態は、（Δ／τ）×Ｇｐ＞Ｍの場合でも、装置規模の大型化を招くことなく、しかも、同期検出を第１実施形態と同程度の時間にできる構成としたものである。
第３実施形態では、図１４に示す構成のスライディング相関器を用いる。
図１４のスライディング相関器は、例えば３個の同期検出用係数発生部３５Ａ〜３５Ｃと、２個のデータ検出用係数発生部３６Ａ，３６Ｂと、データ検出用係数発生部３６Ａ，３６Ｂを切替える係数セレクタ３７Ｃと、３つのレジスタ３４Ａ〜３４Ｃと、これらレジスタ３４Ａ〜３４Ｃを切替えるレジスタセレクタ３９Ａ，３９Ｂを備える。
【００６９】
次に、図１４のスライディング相関器ＳＬの動作を、同期検出モードにおける同期検出用データ部分の相関処理動作を例に説明する。
動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂからの相関タイミング信号ＳＲ１＝１で、スライディング相関器ＳＬは、レジスタ３４Ａ〜３４Ｃをリセットして相関処理を開始する。尚、係数セレクタ３７Ａは、係数選択部２５Ａの選択指令ＳＣ１により同期検出用係数発生部３５Ａ〜３５Ｃ側の選択状態にある。クロック信号ＣＬＫに同期してサンプル／ホールド回路３１で入力信号がサンプリングされると、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂは、係数選択指令ＳＷＣ１により同期検出用係数１生成部３５Ａの選択を指令し、係数セレクタ３７Ｂ、３７Ａを介して同期検出用係数１生成部３５Ａの相関係数が乗算器３２に供給される。このとき、動作制御部２５の同期検出/補正部２５Ｂからの選択指令ＳＷＣ３によりレジスタセレクタ３９Ａ，３９Ｂがレジスタ３４Ａを選択している。従って、乗算器３２の乗算結果は、加算器３３でレジスタ３４Ａの出力と加算されてレジスタ３４Ａに格納される。これを同期検出用係数１に関する相関一動作とする。
【００７０】
次に、動作制御部２５の同期検出／補正部２５Ｂは、係数選択指令ＳＷＣ１により同期検出用係数２生成部３５Ｂの選択を指令し、係数セレクタ３７Ｂ，３７Ａを介して同期検出用係数２生成部３５Ｂの相関係数が乗算器３２に供給される。このとき、動作制御部２５の同期検出/補正部２５Ｂからの選択指令ＳＷＣ３によりレジスタセレクタ３９Ａ，３９Ｂがレジスタ３４Ｂを選択している。従って、この場合、乗算器３２の乗算結果は、加算器３３でレジスタ３４Ｂの出力と加算されてレジスタ３４Ｂに格納される。これを同期検出用係数２に関する相関一動作とする。
【００７１】
次に、同様にして、同期検出用係数３生成部３５Ｃの相関係数が係数セレクタ３７Ｂ，３７Ａを介して乗算器３２に供給され、乗算器３２の乗算結果が加算器３３でレジスタ３４Ｃの出力と加算されてレジスタ３４Ｃに格納される。これを同期検出用係数３に関する相関一動作とする。
かかる一連の動作を、図１５に示すようにサンプル/ホールド回路３１の１サンプリング幅τ以内に行う。その後、クロック信号ＣＬＫにより入力信号がサンプリングされる毎に各同期検出用係数発生部３４Ａ〜３４Ｃの係数を更新し、上述した各係数に関する相関一動作を繰り返す。
【００７２】
このようにして、動作制御部２５の相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生で相関処理動作を開始してから同期検出用ＰＮ系列ＰＮ−ＰＤの一周期で全ての相関係数による相関値出力が生成されるように構成する。そして、各レジスタ３４Ａ〜３４Ｃの相関値出力について最大値判定を行えば、相関タイミング信号ＳＲ１＝１の発生タイミングを補正できる。
【００７３】
同様に、データ検出モードにおける情報データ部分についても、例えば、図１４に示すように、２つのデータ検出用係数発生部３６Ａ，３６Ｂを設けて上述の相関処理動作を行う。かかる構成とすれば、スライディング相関器をＭ／２個に減らすことが可能となる。
【００７４】
仮に、同期検出に係る（Δ／τ）×Ｇｐ個の係数に関する各相関一動作を同期検出用ＰＮ系列の１サンプリング幅τ以内に完了でき、更に、情報データ検出に係るＭ個の係数に関する各相関一動作をデータ用ＰＮ系列の前記サンプリング幅τ以内に完了できるとすれば、図１４のスライディング相関器に、（Δ／τ）×Ｇｐ個の同期検出用係数発生部を設け、Ｍ個のデータ検出用係数発生部を設け、同期検出用係数発生部とデータ検出用係数発生部の多い方の個数に合せてレジスタを設けることで、図１４のスライディング相関器１つで相関処理部２３を構成することができる。これにより、装置規模を格段に小型化することが可能となる。
【００７５】
尚、上記実施形態では、データ用拡散系列とは別に同期検出用拡散系列を設ける構成としたが、データ用拡散系列のいずれか１つを同期検出用拡散系列として用いる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１実施形態を示す構成図
【図２】セレクタから出力されるデータ列の構成を示す図
【図３】第１実施形態のスライディング相関器の構成図
【図４】セレクタの動作を説明するフローチャート
【図５】受信機の動作を説明するフローチャート
【図６】同期検出・補正動作を説明するフローチャート
【図７】各スライディング相関器の同期検出用係数発生部における出力形態の説明図
【図８】相関タイミング信号の発生タイミング補正の説明図
【図９】同期検出用データ部分の終了判定方法の一例を示す説明図
【図１０】同期検出用データ部分の終了判定方法の別の例を示す説明図
【図１１】データ検出動作を説明するフローチャート
【図１２】各スライディング相関器のデータ検出用係数発生部における出力形態の説明図
【図１３】本発明の第２実施形態で用いるスライディング相関器の構成図
【図１４】本発明の第３実施形態で用いるスライディング相関器の構成図
【図１５】第３実施形態のスライディング相関器の動作説明図
【符号の説明】
【００７７】
１０ 送信機
１１ Ｋビットシリアルパラレル変換部
１２ 同期検出用拡散係数発生部
１３ データ検出用拡散係数発生部
１４ セレクタ
１５ 送信部
２０ 受信機
２２ 受信部
２３ 相関処理部
２４ 最大値判定部
２５ 動作制御部
２６ Ｋビットパラレルシリアル変換部
３１ サンプル／ホールド回路
３２ 乗算器
３３ 加算器
３４，３４Ａ〜３４Ｃ レジスタ
３５，３５Ａ〜３５Ｃ 同期検出用係数発生部
３６，３６Ａ，３６Ｂ データ検出用係数発生部
３７，３７Ａ〜３７Ｃ 係数セレクタ
３８Ａ 第１レジスタ
３８Ｂ 第２レジスタ
３９，３９Ａ，３９Ｂ レジスタセレクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データ列に対応させたデータ用拡散系列を選択し、該選択したデータ用拡散系列を搬送波に載せて送信する送信機と、
受信信号を相関処理して相関値出力を発生する相関処理部を備え、該相関処理部の相関値出力に基づいて受信したデータ用拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列に対応する受信データ列を出力する受信機と、
を備えて構成されるスペクトル拡散通信装置において、
前記相関処理部を、スライディング相関器のみで構成し、該スライディング相関器を、前記相関処理の同期タイミングを検出する同期検出モードと、前記データ用拡散系列特定のための前記相関値出力を生成するデータ検出モードに切替え可能な構成にすると共に、
前記スライディング相関器の前記同期検出モードとデータ検出モードの切替えを制御する制御部を備える構成としたことを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
【請求項２】
前記送信機は、
前記送信データ列の送信指令の発生により、同期検出期間では同期検出用拡散系列を選択し、同期検出期間終了後、送信データ列に対応させた前記データ用拡散系列を選択し、該選択した拡散系列を搬送波に載せて送信する構成であり、
前記受信機は、
送信信号を受信してベースバンド信号に変換し、前記ベースバンド信号を前記相関処理部のスライディング相関器に入力する構成であり、
前記スライディング相関器は、前記同期モードでは前記同期検出用拡散系列に対応する互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数を用いて相関処理を行い、前記データ検出モードでは複数のデータ検出用拡散系列に対応する複数のデータ検出用相関係数を用いて相関処理を行う構成であり、
前記制御部は、前記同期検出用拡散系列の送信期間では前記同期検出モードに、同期検出用拡散系列の送信期間が終了するとデータ検出モードに、前記スライディング相関器の動作モードを切換制御する構成である請求項１に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項３】
前記送信機は、前記送信データ列をＫビットパラレル信号に変換してＫビットパラレル信号の組み合わせのそれぞれに対応させた複数の前記データ用拡散系列の中から、前記変換されたＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を選択して搬送波に載せて送信する構成である請求項２に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、同期検出モード時の前記スライディング相関器の相関値出力に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器の相関処理の前記同期タイミングを検出し、入力信号に対するデータ検出モード時のスライディング相関器の相関処理タイミングを同期制御する構成である請求項１〜３のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項５】
前記送信機は、
前記送信データ列をＫビット毎にパラレル信号に変換するシリアルパラレル変換部と、
前記複数のデータ用拡散系列を発生するデータ用拡散系列発生部と、
前記同期検出用拡散系列を発生する同期検出用拡散系列発生部と、
前記同期検出用及びデータ用の各拡散系列が入力し、前記送信指令の発生により同期検出用拡散系列を選択し、同期検出用拡散系列の送信期間が終了すると前記シリアルパラレル変換部から入力するＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を順次選択するセレクタと、
該セレクタで選択された拡散系列を搬送波に載せて送信する送信部と、
を備え、
前記受信機は、
送信信号を受信してベースバンド信号に変換する受信部と、
前記相関処理部と、
前記制御部と、
前記相関処理部のスライディング相関器から出力される相関値出力の中で最大の相関値出力を判定する最大値判定部と、
データ検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいて受信したデータ拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列を対応するシリアルデータに変換して受信データ列を出力するパラレルシリアル変換部と、
を備える構成である請求項３又は４に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、同期検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器における相関処理の前記同期タイミングを検出する構成である請求項４又は５に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項７】
前記スライディング相関器は、
前記同期検出用相関係数を発生する同期検出用相関係数発生部と、
前記データ検出用相関係数を発生するデータ検出用相関係数発生部と、
前記同期検出用相関係数及びデータ検出用相関係数のいずれか一方の相関係数と入力信号の相関演算を行う演算部と、
前記制御部のモード切替指令により、前記演算部に対して、同期検出モードでは同期検出用相関係数を供給し、データ検出モードではデータ検出用相関係数を供給するよう前記両相関係数発生部を前記演算部に切替接続する係数切替部と、
前記演算部の演算結果を記憶して前記相関値出力として発生する相関値記憶部と、
を備える構成である請求項２〜６のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項８】
前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、
同期検出モード時に、前記制御部により、前記同期検出用拡散系列の１周期毎に、同期検出用相関係数を切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とした請求項２〜７のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項９】
前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、
同期検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記同期検出用拡散系列の１サンプリング周期以内に全ての同期検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とした請求項２〜７のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項１０】
前記相関処理部は、互いに異なる複数のデータ検出用相関係数をそれぞれ発生する複数のデータ検出用相関係数発生部と、各データ検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、
データ検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記データ用拡散系列の１サンプリング周期以内に全てのデータ検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全てのデータ検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とした請求項２〜９のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項１】
送信データ列に対応させたデータ用拡散系列を選択し、該選択したデータ用拡散系列を搬送波に載せて送信する送信機と、
受信信号を相関処理して相関値出力を発生する相関処理部を備え、該相関処理部の相関値出力に基づいて受信したデータ用拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列に対応する受信データ列を出力する受信機と、
を備えて構成されるスペクトル拡散通信装置において、
前記相関処理部を、スライディング相関器のみで構成し、該スライディング相関器を、前記相関処理の同期タイミングを検出する同期検出モードと、前記データ用拡散系列特定のための前記相関値出力を生成するデータ検出モードに切替え可能な構成にすると共に、
前記スライディング相関器の前記同期検出モードとデータ検出モードの切替えを制御する制御部を備える構成としたことを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
【請求項２】
前記送信機は、
前記送信データ列の送信指令の発生により、同期検出期間では同期検出用拡散系列を選択し、同期検出期間終了後、送信データ列に対応させた前記データ用拡散系列を選択し、該選択した拡散系列を搬送波に載せて送信する構成であり、
前記受信機は、
送信信号を受信してベースバンド信号に変換し、前記ベースバンド信号を前記相関処理部のスライディング相関器に入力する構成であり、
前記スライディング相関器は、前記同期モードでは前記同期検出用拡散系列に対応する互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数を用いて相関処理を行い、前記データ検出モードでは複数のデータ検出用拡散系列に対応する複数のデータ検出用相関係数を用いて相関処理を行う構成であり、
前記制御部は、前記同期検出用拡散系列の送信期間では前記同期検出モードに、同期検出用拡散系列の送信期間が終了するとデータ検出モードに、前記スライディング相関器の動作モードを切換制御する構成である請求項１に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項３】
前記送信機は、前記送信データ列をＫビットパラレル信号に変換してＫビットパラレル信号の組み合わせのそれぞれに対応させた複数の前記データ用拡散系列の中から、前記変換されたＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を選択して搬送波に載せて送信する構成である請求項２に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、同期検出モード時の前記スライディング相関器の相関値出力に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器の相関処理の前記同期タイミングを検出し、入力信号に対するデータ検出モード時のスライディング相関器の相関処理タイミングを同期制御する構成である請求項１〜３のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項５】
前記送信機は、
前記送信データ列をＫビット毎にパラレル信号に変換するシリアルパラレル変換部と、
前記複数のデータ用拡散系列を発生するデータ用拡散系列発生部と、
前記同期検出用拡散系列を発生する同期検出用拡散系列発生部と、
前記同期検出用及びデータ用の各拡散系列が入力し、前記送信指令の発生により同期検出用拡散系列を選択し、同期検出用拡散系列の送信期間が終了すると前記シリアルパラレル変換部から入力するＫビットパラレル信号に対応する１つのデータ用拡散系列を順次選択するセレクタと、
該セレクタで選択された拡散系列を搬送波に載せて送信する送信部と、
を備え、
前記受信機は、
送信信号を受信してベースバンド信号に変換する受信部と、
前記相関処理部と、
前記制御部と、
前記相関処理部のスライディング相関器から出力される相関値出力の中で最大の相関値出力を判定する最大値判定部と、
データ検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいて受信したデータ拡散系列を特定し、該特定データ用拡散系列を対応するシリアルデータに変換して受信データ列を出力するパラレルシリアル変換部と、
を備える構成である請求項３又は４に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、同期検出モード時の前記最大値判定部の判定結果に基づいてデータ検出モードでの前記スライディング相関器における相関処理の前記同期タイミングを検出する構成である請求項４又は５に記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項７】
前記スライディング相関器は、
前記同期検出用相関係数を発生する同期検出用相関係数発生部と、
前記データ検出用相関係数を発生するデータ検出用相関係数発生部と、
前記同期検出用相関係数及びデータ検出用相関係数のいずれか一方の相関係数と入力信号の相関演算を行う演算部と、
前記制御部のモード切替指令により、前記演算部に対して、同期検出モードでは同期検出用相関係数を供給し、データ検出モードではデータ検出用相関係数を供給するよう前記両相関係数発生部を前記演算部に切替接続する係数切替部と、
前記演算部の演算結果を記憶して前記相関値出力として発生する相関値記憶部と、
を備える構成である請求項２〜６のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項８】
前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、
同期検出モード時に、前記制御部により、前記同期検出用拡散系列の１周期毎に、同期検出用相関係数を切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とした請求項２〜７のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項９】
前記相関処理部は、互いに位相の異なる複数の同期検出用相関係数をそれぞれ発生する複数の前記同期検出用相関係数発生部と、各同期検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、
同期検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記同期検出用拡散系列の１サンプリング周期以内に全ての同期検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全ての同期検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とした請求項２〜７のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【請求項１０】
前記相関処理部は、互いに異なる複数のデータ検出用相関係数をそれぞれ発生する複数のデータ検出用相関係数発生部と、各データ検出用相関係数による相関演算結果をそれぞれ記憶する複数の相関値記憶部とを有するスライディング相関器を備える構成であり、
データ検出モード時に、前記制御部により、前記スライディング相関器における前記データ用拡散系列の１サンプリング周期以内に全てのデータ検出用相関係数の切替えが終了するよう切替制御し、全てのデータ検出用相関係数による相関演算値を順次演算して記憶し相関値出力として発生する構成とした請求項２〜９のいずれか１つに記載のスペクトル拡散通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
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【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−２０３３５４（Ｐ２００６−２０３３５４Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０６８４（Ｐ２００５−１０６８４）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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