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JPH07147552A - Tip base selection reception system for spread spectrum signal - Google Patents

Tip base selection reception system for spread spectrum signal

Info

Publication number
JPH07147552A
JPH07147552A JP6156534A JP15653494A JPH07147552A JP H07147552 A JPH07147552 A JP H07147552A JP 6156534 A JP6156534 A JP 6156534A JP 15653494 A JP15653494 A JP 15653494A JP H07147552 A JPH07147552 A JP H07147552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sequence
chip
code sequence
skipped
spread spectrum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6156534A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyoshi Azeyanagi
功芳 畔柳
Naoki Suehiro
直樹 末広
Toshikatsu Naito
敏勝 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority to JP6156534A priority Critical patent/JPH07147552A/en
Publication of JPH07147552A publication Critical patent/JPH07147552A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/10Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/103Chirp modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate the effect due to color noise mixed only at a receiver side during transmission by receiving a signal spread spectrum modulated by multiplying a predetermined spread code sequence with data to be sent, and multiplying the signal with a skipped spread code sequence obtained by omitting a predetermined tip from the spread code series used at modulation. CONSTITUTION:When eISMi is not sufficiently larger than an e*ISMi, it can be estimated that fading occurred in the frequency band having an i-th pattern and the signal power is reduced. Therefore, deterioration in the S/N due to fading is blocked by utilizing this fact. That is, the correlated demodulation output for the received input and both the e*SMi and eSMi is obtained and the result is fed to a maximum likelihood discrimination circuit MLD so that the reception input in a fading band does not appear in the demodulated output. In order to accumplish this, a circuit for multiplying a skipped M sequence is provided with an analog gate 15, and the usual multiplication output is given to an input terminal of the gate 15 and the skipped pattern output eg from an SM sequence generator 16 is given to the gate, respectively, and the final data is obtained by an integration device 17 and a discrimination circuit 18.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、伝送過程にて混入する
雑音等に対して耐性を向上させることが可能なスペクト
ル拡散通信の受信方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spread spectrum communication receiving system capable of improving resistance to noise and the like mixed in during a transmission process.

【0002】[0002]

【従来の技術】スペクトル拡散通信は伝送せんとするデ
ータにて拡散符号系列を変調することにより比較的狭い
帯域のスペクトルを呈する前記データを、広い周波数帯
域に拡散して伝送するものであって、単位周波数当りの
伝送電力が小さく、他の通信への妨害を極限すると共に
伝送過程に混入する環境雑音に対し強い耐性を本質的に
有すると云った多くの特徴を呈する優れた通信方式であ
る。
2. Description of the Related Art In spread spectrum communication, the data having a spectrum of a relatively narrow band is spread and transmitted in a wide frequency band by modulating a spread code sequence with data to be transmitted. It is an excellent communication system that exhibits many features such as low transmission power per unit frequency, limiting interference with other communications, and essentially having strong resistance to environmental noise mixed in the transmission process.

【0003】図2は無線通信路を介してスペクトル拡散
通信を行うシステムの一般的な構成を示すブロック図で
あって、送信機TX1 は伝送せんとするデータDにより
系列発生器1にて発生した拡散符号系列を乗積変調し、
さらにその変調信号により発振器2にて発生した周波数
0 の搬送波を変調することによって、データDを含む
搬送波をスペクトル拡散した後、無線通信路を介して受
信機RX1 に送出する。尚、拡散符号系列としては前記
データDの周期長と同じビット周期長の疑似雑音(PN
系列)を用いるのが一般的であり、以下該PN系列の中
で最も広く用いられているM系列を例に説明を行う。
FIG. 2 is a block diagram showing a general configuration of a system for performing spread spectrum communication via a wireless communication path. A transmitter TX 1 is generated by a sequence generator 1 by data D to be transmitted. Product modulation of the spread code sequence
Further, the carrier wave having the frequency f 0 generated in the oscillator 2 is modulated by the modulated signal to spread the spectrum of the carrier wave including the data D, and then the carrier wave is transmitted to the receiver RX 1 through the wireless communication path. As the spread code sequence, pseudo noise (PN) having the same bit cycle length as the cycle length of the data D is used.
It is common to use a sequence), and the M sequence, which is the most widely used of the PN sequences, will be described below as an example.

【0004】受信機RX1 はスペクトル拡散変調された
信号を図示を省略したアンテナを介して増幅器3に導き
所要レベルに増幅し、これと局部発振器4のローカル信
号fL (≒f0 )と周波数混合した信号をローパスフィ
ルタ5を経て取り出すことによりベースバンド帯域の拡
散信号に復調する。このベースバンド帯域拡散信号と系
列発生器6から発生される前記送信機TX1 と同一のM
系列符号とを乗算器7に入力せしめ、ここで相互の相関
をとり、この相関出力を積分器8によりM系列の1フレ
ーム分の期間について積分を行い、検波器9で前記フレ
ームの終了時点で検波することによって元のデータDに
復調する。復調したデータを同期検波器10を介して前
記系列発生器6の制御端子に入力せしめ、受信された信
号と位相が同期するようにM系列の発生タイミングを制
御する。
The receiver RX 1 guides the spread spectrum modulated signal to an amplifier 3 through an antenna (not shown) and amplifies it to a required level, and a local signal f L (≈f 0 ) of the local oscillator 4 and a frequency. The mixed signal is taken out through the low-pass filter 5 to demodulate into a spread signal in the baseband. This baseband spread spectrum signal and the same M as the transmitter TX 1 generated from the sequence generator 6
The sequence code and the sequence code are input to the multiplier 7, where mutual correlation is obtained, and the correlation output is integrated by the integrator 8 for the period of one frame of the M sequence, and the detector 9 is used at the end of the frame. The original data D is demodulated by detecting. The demodulated data is input to the control terminal of the sequence generator 6 via the synchronous detector 10, and the generation timing of the M sequence is controlled so that the phase is synchronized with the received signal.

【0005】図3は伝送過程にある信号のスペクトルを
模式的に示した図であって、11はスペクトル拡散変調
信号の、12は混入した環境雑音のスペクトルである。
これを受信機にてM系列による復調(逆変換)を行うと
図4に示す如く広い周波数帯域に拡散されていた前記ス
ペクトル拡散変調信号11が狭帯域の信号13に、前記
環境雑音12が広い周波数帯域に分散された信号14と
なるから、環境雑音による影響を本質的に極限すること
が可能な通信方式として注目されている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the spectrum of a signal in the process of transmission, in which 11 is a spread spectrum modulated signal and 12 is a spectrum of mixed environmental noise.
When this is demodulated (inverse conversion) by the M sequence in the receiver, the spread spectrum modulation signal 11 which has been spread over a wide frequency band is converted into a narrow band signal 13 and the environmental noise 12 is wide as shown in FIG. Since the signals 14 are distributed in the frequency band, they are attracting attention as a communication system that can essentially limit the influence of environmental noise.

【0006】しかしながら、スペクトル拡散変調信号は
極めて広い周波数範囲に亘って拡散されるから、図3の
環境雑音12の如き狭帯域に電力が集中した強度の有色
雑音がその周波数範囲内にいくつも存在するような伝送
系を介して信号が受信機に到達した場合、M系列による
逆変換を施した後の雑音レベル14が増大しS/Nが劣
化すると云う欠点があった。
However, since the spread spectrum modulation signal is spread over an extremely wide frequency range, there are many colored noises having a strong power concentration in a narrow band such as the environmental noise 12 in FIG. 3 within the frequency range. When a signal arrives at the receiver via such a transmission system, there is a drawback that the noise level 14 after inverse conversion by the M sequence increases and the S / N deteriorates.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は上述した如き従来のスペクトル
拡散通信方式の欠点を除去するためになされたものであ
って、伝送過程で混入する比較的狭帯域なスペクトルを
有する有色雑音による影響を低減することにより受信S
/N特性を改善したスペクトル拡散通信の受信方式を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the conventional spread spectrum communication system as described above, and reduces the influence of colored noise having a relatively narrow band spectrum that is mixed in during the transmission process. By receiving S
An object of the present invention is to provide a receiving method for spread spectrum communication with improved / N characteristics.

【0008】[0008]

【発明の概要】上述の目的を達成するため本発明は、伝
送すべきデータあるいは該データにより所定の変調を施
された搬送波信号に所定の拡散符号系列を乗じてスペク
トル拡散変調された信号を受信し、これを変調時に用い
た前記拡散符号系列から所定のチップを省略したスキッ
プド拡散符号系列と乗算することによってスペクトル拡
散復調を行うスペクトル拡散信号の受信方式である。さ
らに受信した信号に混入した有色雑音による影響を低減
すべく前記スキップド拡散符号系列が、前記有色雑音の
周波数成分が復調されて出力することがないよう所定の
チップを前記拡散符号系列から省略したもの。さらにま
た省略したチップが異なる複数のスキップド拡散符号系
列にて並列にスペクトル拡散復調を行い、夫々の相関復
調出力を最尤判定手段により相互に比較することにより
入来する強い雑音周波数範囲の推定を行い、この雑音周
波数成分が復調されないようなスキップド拡散系列を複
数個選択し、これにより復調を行うことにより複数個の
復調出力を得、この中から尤度が最大となるものを復調
データとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention receives a signal which is spread spectrum modulated by multiplying a data to be transmitted or a carrier signal which is modulated by the data by a predetermined spreading code sequence. Then, this is a spread spectrum signal reception method in which spread spectrum demodulation is performed by multiplying this by a skipped spread code sequence in which a predetermined chip is omitted from the spread code sequence used at the time of modulation. Furthermore, in order to reduce the influence of colored noise mixed in the received signal, the skipped spreading code sequence is one in which a predetermined chip is omitted from the spreading code sequence so that the frequency component of the colored noise is not demodulated and output. . Furthermore, the spread spectrum demodulation is performed in parallel with a plurality of skipped spreading code sequences with different omitted chips, and the correlation demodulation outputs are compared with each other by the maximum likelihood determining means to estimate the incoming strong noise frequency range. Then, a plurality of skipped spread sequences that do not demodulate this noise frequency component are selected, and a plurality of demodulated outputs are obtained by demodulating with this, and the one with the maximum likelihood is the demodulated data. It is a thing.

【0009】[0009]

【実施例】実施例の説明に先立ち、本発明の理解を容易
にすべくスキップドM系列復調受信(SMD)方式の原
理と特性について説明する。通信環境に於いて自然界か
らの有色雑音による影響を避けるためには、受信機側で
適当なフィルタを前置して有色雑音を除去する手法が考
えうる。しかし、フィルタにより受信信号の特定周波数
成分FE を除去すると受信信号中のFE 域に含まれるス
ペクトル拡散信号も阻止されるので、これに送信側M系
列を乗算したチップ出力は送信データの”1”(”
0”)に対応して、図5(b)に示すような一様な+
(−)の電圧出力とはならず、一様でない+と−成分の
混在する電圧出力を積分した復調出力は著しく劣化す
る。その結果、一般に誤り率を十分向上させることがで
きなかった。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the description of the embodiments, the principle and characteristics of the skipped M-sequence demodulation reception (SMD) system will be described to facilitate understanding of the present invention. In order to avoid the influence of the colored noise from the natural world in the communication environment, a method of removing the colored noise by placing an appropriate filter on the receiver side can be considered. However, when the filter removes the specific frequency component F E of the received signal, the spread spectrum signal included in the F E region of the received signal is also blocked. 1 "("
0 ") corresponding to a uniform + as shown in FIG.
The voltage output is not (-), and the demodulation output obtained by integrating the voltage output in which the non-uniform + and-components are mixed is significantly deteriorated. As a result, in general, the error rate could not be sufficiently improved.

【0010】本発明者等が提案するスキップドM系列復
調受信は、このような有色雑音の適応的回避を実現する
上で有効な手法であって、図5はその原理を説明する図
である。スペクトル拡散変調信号を伝送過程で雑音の影
響を受けることなく受信し、送信機側で変調に用いたの
と同一の図5(a)に示す如き7チップ(0010111 )の
M系列eM を用いて復調を施す従来の受信復調方式にお
いては、その7チップ分の乗算出力eMMは図5(b)に
示す如く平坦な波形を呈する。一方、同様の条件で伝送
された受信信号に対して、図5(c)に示す如き送信機
側で変調に用いたM系列よりチップの一部を省略した歯
抜けの波形を有するスキップドM系列eSMを用いて復調
を施した場合、乗算出力eMSM は図5(d)に示す如く
チップを省略した部分が欠落した波形となる。即ち、こ
の欠落部分に相当する周波数成分と有色雑音の周波数成
分とを一致させることにより該有色雑音のレベルを低減
できる。
The skipped M-sequence demodulation reception proposed by the present inventors is an effective method for realizing such adaptive avoidance of colored noise, and FIG. 5 is a diagram for explaining its principle. A spread spectrum modulated signal is received in the transmission process without being affected by noise, and the same 7-chip (0010111) M sequence e M as shown in FIG. In the conventional reception demodulation method for performing demodulation by means of the above, the multiplication output e MM for 7 chips has a flat waveform as shown in FIG. 5B. On the other hand, for a received signal transmitted under the same conditions, as shown in FIG. 5C, a skipped M sequence having a missing waveform with a part of the chip omitted from the M sequence used for modulation on the transmitter side. when subjected to demodulation using e SM, multiplication output e MSM has a waveform in which part is omitted chip as shown in FIG. 5 (d) missing. That is, the level of the colored noise can be reduced by matching the frequency component corresponding to this missing portion with the frequency component of the colored noise.

【0011】ここでスキップドM系列の符号長をM、利
用するチップ数をuとしたとき、チップ利用係数αはα
=u/Mと定義され、この図の場合M=7、α=4/7
となる。したがって、拡散復調後の出力eMMとeMSM
電力は夫々a2 およびαa2となる。このようなスキッ
プドM系列(SM)信号のスキップ位置の選択の場合の
数は多数存在する。その中から周波数特性が互いに相補
的になるような系列群を利用したほうが効率的となる。
そこでi番目の系列をeSMi (i=0、1、2・・・)
とし、これを非反転、非反転、反転とした継続フレーム
とj番目の系列eSMjとの間の相互相関をとることによ
り、互いに相補的であるか否かの確認をすればよい。図
5(a)に示す7チップ(0010111 )のM系列eM にて
変調を施した信号について、互いに相補的な2つのパタ
ーンeSM0 (3、4、5)およびeSM1 (1、6、7)
のスキップドM系列を用いる。ここで括弧内は系列を構
成する7チップの位置を順序番号で与えた場合のスキッ
プしたチップの位置を示したものである。図6(a)乃
至(c)は夫々M系列および上記2つのスキップドM系
列がデータ周期で繰り返す波形のスペクトルを示したも
のであって、本発明はこの周波数特性の差を利用して混
入する有色雑音による影響を回避せんとするものであ
る。
When the code length of the skipped M sequence is M and the number of chips to be used is u, the chip utilization coefficient α is α
= U / M, and in this case M = 7, α = 4/7
Becomes Therefore, the powers of the outputs e MM and e MSM after spread demodulation are a 2 and αa 2 , respectively. There are many numbers in the case of selecting the skip position of such skipped M-sequence (SM) signal. It is more efficient to use a sequence group in which the frequency characteristics are complementary to each other.
Therefore, the i-th sequence is e SMi (i = 0, 1, 2, ...)
Then, it is only necessary to confirm whether or not they are complementary to each other by taking the cross-correlation between the continuous frame which is non-inverted, non-inverted and inverted and the j-th sequence e SMj . For signals modulated by the M series e M of 7 chips (0010111) shown in FIG. 5A, two complementary patterns e SM0 (3, 4, 5) and e SM1 (1, 6, 7)
The skipped M sequence of is used. Here, the numbers in parentheses show the positions of the skipped chips when the positions of the 7 chips forming the series are given by sequence numbers. FIGS. 6A to 6C show spectrums of waveforms in which the M sequence and the above two skipped M sequences repeat in a data cycle, and the present invention mixes by utilizing this difference in frequency characteristic. The purpose is to avoid the influence of colored noise.

【0012】次に、このスキップドM系列復調受信の周
波数特性を従来のM系列と比較すべく、図7に示すシュ
ミレーションモデルにより、正弦波をこのモデルに入力
した場合の復調(乗積)出力を求める。乗算する系列e
M 、eSM0 及びeSM1 を図中括弧内に示した。ここでe
SM=0のチップ区間では積分器への入力が遮断されるよ
う構成し、出力が2値となるようにした。図8(a)乃
至(c)は夫々eM 、eSM0 (3、4、5)あるいはe
SM1 (1、6、7)の波形を正弦波に乗算した出力につ
いてデータ周期毎に積分した復調出力eI の復調周波数
特性を求めたものである。ここで、周波数fの正弦波の
位相θは一様分布とし、復調電圧出力の絶対値について
前記θに関する平均値をeI (f)とした。この特性は
使用周波数帯域(0〜fc )に一様振幅で入来する白色
雑音をM系列あるいはスキップドM系列のマッチドフィ
ルタを通過せしめたときの応答に相当する。ここでfc
はチップレートであって、この例ではM系列の長さを7
チップとしたのでデータレートをfd とするとfc =7
d となり図8において横軸はfd を単位として示し
た。したがって、eI (f)を使用周波数帯域(0〜f
c )に亘って積分すれば、下記の帯域内雑音電力PND
なる。
Next, in order to compare the frequency characteristics of this skipped M-sequence demodulation reception with the conventional M-sequence, the demodulation (multiplication) output when a sine wave is input to this model is calculated by the simulation model shown in FIG. Ask. Sequence e to multiply
M , e SM0 and e SM1 are shown in parentheses in the figure. Where e
The input to the integrator is cut off in the chip section where SM = 0, and the output is binary. 8 (a) to 8 (c) show e M , e SM0 (3, 4, 5) or e, respectively.
The demodulation frequency characteristic of the demodulation output e I obtained by integrating the output obtained by multiplying the sine wave by the waveform of SM1 (1, 6, 7) every data cycle is obtained. Here, the phase θ of the sine wave of the frequency f has a uniform distribution, and the average value of the absolute value of the demodulation voltage output with respect to θ is e I (f). This characteristic corresponds to the response when the white noise coming in a uniform amplitude on the use frequency band (0 to F c) was passed through a matched filter M-sequence or skipped M-sequence. Where f c
Is the chip rate, and in this example, the length of the M sequence is 7
Since it is a chip, if the data rate is f d , f c = 7
It becomes f d , and in FIG. 8, the horizontal axis shows f d as a unit. Therefore, e I (f) is used in the used frequency band (0 to f
Integrating over c ) gives the following in-band noise power P ND:

【数1】 これは図8の曲線の図中下側の面積を求めることに相当
し、図8の各グラフの下側に示す式の価はこの面積のシ
ュミレーション結果であり、各式の最後の項の係数が
1.00に一致すれば理論値に等しい。M系列の長さが
比較的短いにもかかわらず、求めた係数は1.00に対
して10%以下と高い精度で理論値と一致している。当
然のことながら、図6のスペクトルと図8の復調周波数
特性との間には強い相関がある。また、スキップドM系
列のスキップしたチップ区間では、積分器へ入力する信
号は遮断されることに注目する必要がある。
[Equation 1] This is equivalent to obtaining the area on the lower side of the curve of FIG. 8, and the value of the equation shown on the lower side of each graph of FIG. 8 is the simulation result of this area, and the coefficient of the last term of each equation. If is equal to 1.00, it is equal to the theoretical value. Although the length of the M sequence is relatively short, the obtained coefficient agrees with the theoretical value with a high accuracy of 10% or less with respect to 1.00. As a matter of course, there is a strong correlation between the spectrum of FIG. 6 and the demodulation frequency characteristic of FIG. Further, it should be noted that the signal input to the integrator is blocked in the skipped chip section of the skipped M sequence.

【0013】上述した特性に鑑み信号対雑音比の推定を
行う。理想化した自然環境雑音特性とこの特性に対応す
る仮想スキップドM系列の復調特性を図9に模式的に示
す。図9(a)に於いて、N0 は熱雑音及び受信増幅の
際付加される半導体雑音等の基本雑音の電力密度であ
り、広帯域に亘って平坦な特性を持つ白色雑音を示す。
同図に於いてpN0 はN0 を基準として示した有色雑音
の電力密度である。これらに対応する夫々の雑音帯域群
をBLiおよびBHiとすると、BL 、BH は夫々のiに関
する和である。スキップドM系列の復調可能なチップに
相当する部分がBLi、スキップしたチップに相当する部
分がBHiにほぼ一致すると仮定できるので、次の近似式
が成り立つ。 BL ≒αfc =α(BL +BH ) ・・・(2) このような理想モデルでは、スキップドM系列復調受信
方式は有色雑音の影響を全く受けないこととなる。(図
9(b))
The signal-to-noise ratio is estimated in consideration of the above characteristics. The idealized natural environment noise characteristic and the demodulation characteristic of the virtual skipped M sequence corresponding to this characteristic are schematically shown in FIG. In FIG. 9A, N 0 is the power density of basic noise such as thermal noise and semiconductor noise added during reception amplification, and represents white noise having a flat characteristic over a wide band.
In the figure, pN 0 is the power density of colored noise with N 0 as a reference. If the respective noise band groups corresponding to these are B Li and B Hi , B L and B H are the sums of the respective i. Since it can be assumed that the portion of the skipped M sequence corresponding to the demodulatable chip substantially matches B Li and the portion corresponding to the skipped chip matches B Hi , the following approximate expression holds. B L ≈αf c = α (B L + B H ) ... (2) In such an ideal model, the skipped M-sequence demodulation reception system is not affected by colored noise at all. (Fig. 9 (b))

【0014】いま、便宜上fc 帯域内白色雑音総電力N
Wcが信号電力a2 と等しくなる場合を仮定する。 NWc=N0c ≡a2 ・・・(3) しかるとき、M系列で復調した場合のfD 帯域(M系列
の1チップ即ちデータレートに相当する帯域)内雑音は
Now, for convenience, the total white noise power N in the f c band
Assume that Wc is equal to the signal power a 2 . N Wc = N 0 f c ≡a 2 (3) Then, the noise in the f D band (one chip of the M sequence, that is, the band corresponding to the data rate) when demodulated by the M sequence is

【数2】 となる。一方、スキップドM系列で復調した場合は帯域
L のみを考慮すればよいので、 NPDSM=αN0D /2=αa2 /(2M) ・・・(5) となる。即ち、M系列復調では非反転および反転出力と
して夫々+aおよび−aが得られ、その振幅から信号電
力はS=(2a)2 となるが、スキップドM系列復調で
は信号電力は(2a)2 のα倍となる。したがって、復
調後のS/N比は
[Equation 2] Becomes On the other hand, when demodulating with the skipped M sequence, only the band B L has to be taken into consideration, so that N PDSM = αN 0 f D / 2 = αa 2 / (2M) (5). That is, in the M sequence demodulation, + a and −a are obtained as non-inverted and inverted outputs, respectively, and the signal power is S = (2a) 2 from the amplitudes thereof, but in the skipped M sequence demodulation, the signal power is (2a) 2 . It becomes α times. Therefore, the S / N ratio after demodulation is

【数3】 [Equation 3]

【数4】 となる。即ち、式(7)は式(6)に於いてp=1とお
いた場合に相当する。図10は式(6)、(7)で与え
られるS/N比を有色雑音のレベルに相当するpに関し
て示したものであり、理想モデルに対しスキップドM系
列復調受信方式は有色雑音の影響を受けないという特徴
を持つことはこれより明白であろう。
[Equation 4] Becomes That is, the expression (7) corresponds to the case where p = 1 in the expression (6). FIG. 10 shows the S / N ratio given by the equations (6) and (7) with respect to p corresponding to the level of colored noise, and the skipped M-sequence demodulation reception system has an influence of colored noise on the ideal model. It will be more obvious that it has the characteristic of not receiving.

【0015】次に前述のシュミレーションの結果をもと
にして現実的なモデルについて有色雑音の影響を評価す
る。図8の復調出力eI (f)を有色雑音特性に従って
Next, the effect of colored noise on a realistic model is evaluated based on the result of the above simulation. The demodulation output e I (f) of FIG.

【数5】 [Equation 5]

【数6】 に修正すれば、その復調特性は図11のようになる。こ
こで(a)および(b)はP=10と仮定し夫々モデル
[NM1]および[NM2]をM系列にて復調したもの
であり、(c)および(d)は同じモデルをスキップド
M系列にて復調したものである。このeIP(f)を式
(1)を用いて積分すれば帯域内雑音出力PNPD が求め
られ、これより復調後のS/N比は、 (S/N)=4a2 /PNPD ・・・(10) で与えられる。したがって、M系列eM とスキップドM
系列eSM0 、eSM1 に対して計算したS/N比は図12
に示すような特性となる。同図によれば現実的なモデル
の場合であってもpの大きな領域では従来方式における
S/N比より本方式のそれが著しく高いことが確認でき
る。例えば、図11の(a)、(c)に示した雑音モデ
ル(NM1)について従来方式eM とスキップドM系列
SM0 を用いた場合のS/N比の差ΔS/Nは図12に
示す通りであり、極めて大きな改善効果が得られる。
[Equation 6] Then, the demodulation characteristic will be as shown in FIG. Here, (a) and (b) are the models [NM1] and [NM2] demodulated in the M sequence assuming P = 10, and (c) and (d) are the skipped M sequence in the same model. It was demodulated in. The in-band noise output P NPD is obtained by integrating this e IP (f) using the equation (1), and the S / N ratio after demodulation is (S / N) = 4a 2 / P NPD ·・ Given in (10). Therefore, M sequence e M and skipped M
The S / N ratio calculated for the series e SM0 and e SM1 is shown in FIG.
The characteristics are as shown in. According to the figure, it can be confirmed that even in the case of a realistic model, that of the present method is significantly higher than the S / N ratio of the conventional method in the region of large p. For example, the difference ΔS / N between the S / N ratios when the conventional method e M and the skipped M sequence e SM0 are used for the noise model (NM1) shown in FIGS. 11A and 11C is shown in FIG. That is the case, and an extremely large improvement effect can be obtained.

【0016】上述の原理に基づき具体化したスキップド
M系列復調受信装置を用いたスペクトル拡散システムの
一実施例のブロック図を図1に示す。この方式を実現す
る上で最も重要となる課題は、受信波に含まれる雑音成
分を検知するための有効な手段を見い出すことである。
例えば所謂DFT変換を用いる方法が一般的には知られ
ているものの構成が複雑となる上に処理時間もかかるこ
とから、ここでは別種M系列e* Mと別種スキップドM系
列e* SM による相関復調出力を利用するより簡易な方式
を提案する。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a spread spectrum system using a skipped M-sequence demodulation receiver embodied based on the above principle. The most important issue in realizing this method is to find an effective means for detecting the noise component contained in the received wave.
For example, a method using a so-called DFT transform is generally known, but since the configuration is complicated and processing time is required, here, the correlation demodulation by the different type M sequence e * M and the different type skipped M sequence e * SM is performed. We propose a simpler method that uses output.

【0017】別種M系列e* MとはM系列eM と同一の系
列長であり且つ異種符号のもの、別種スキップドM系列
* SM とは別種M系列e* Mから導かれるスキップドM系
列であり、e* SMiとeSMi とはほぼ等しい復調特性を有
すると仮定する。受信された変調波はeM 、e* SM およ
びe* SMiによる相関復調を行うことによりeIM、e* IM
およびe* ISMi を得る。但し、e* ISMi については他の
出力と電力レベルを一致させるためα-1倍する。これら
の値を最尤判定回路MLD1 により相互に比較し出力の
大きいものから順に順位付けを行う。例えば、最大出力
が下記のように得られた場合、それぞれの判定結果をそ
の右側に示す。 最大出力=e* ISM0 : 0≦BH ≦2.5fD* ISM1 : 2fD ≦BH ≦4.5fD* IM : 平坦雑音 (スキップドM系列を用いる必
要なし) eIM : (S/N)M ≫1 (同上)
The different type M sequence e * M has the same sequence length as the M sequence e M and has a different code, and the different type skipped M sequence e * SM is a skipped M sequence derived from the different type M sequence e * M. Yes, it is assumed that e * SMi and e SMi have almost equal demodulation characteristics. The received modulated wave is e IM , e * IM by performing correlation demodulation by e M , e * SM and e * SMi.
And get e * ISMi . However, e * ISMi is multiplied by α -1 to match the power level with other outputs. These values are compared with each other by the maximum likelihood determination circuit MLD 1 and the outputs are ranked in descending order. For example, when the maximum output is obtained as follows, the respective judgment results are shown on the right side. Maximum output = e * ISM0: 0 ≦ B H ≦ 2.5f D e * ISM1: 2f D ≦ B H ≦ 4.5f D e * IM: ( no need to use a skipped M sequence) flat noise e IM: (S / N) M >> 1 (same as above)

【0018】この順位付けの結果に基づいて相関復調に
用いる系列を決定し(e* ISMK の出力が特に大きく雑音
が多く存在する帯域が、例えばH1 、H2 であると判定
された場合このH1 、H2 帯域の信号に対する出力特性
I (f)が0に近いスキップドM系列eISMKを選ぶこ
とに相当する。したがってe* ISMK とeISMKは相補的特
性を有するもので、スキップ位置が等しいとは限らな
い。)、選択回路PSにより所望の一般的には複数個の
系列を選択する。これらの系列による復調出力を、第2
の最尤判定回路MLD2 に送り相互に比較して最終判定
を行う。ここで、特にe* Mを用いている理由は、受信波
の中に含まれる比較的大きな信号成分の影響をできるだ
け避けるためである。また、当然のことながら符号長M
を増大することにより、S/N特性がより理想的となる
系列を多数見い出せるものと予測される。もし図9
(b)に示す如き理想的な特性を実現できる系列が存在
するならば、S/N比は有色雑音のレベルの増大にほと
んど依存することなく、しかもM系列に低い電力密度N
0 の白色雑音が加えられた場合のS/Nを保持できる。
A sequence to be used for correlation demodulation is determined based on the result of the ranking (when it is determined that the bands in which the output of e * ISMK is particularly large and noise is present are, for example, H 1 and H 2. This is equivalent to selecting a skipped M sequence e ISMK whose output characteristic e I (f) for signals in the H 1 and H 2 bands is close to 0. Therefore, e * ISMK and e ISMK have complementary characteristics and the skip position However, the selection circuit PS selects a desired generally plural series. The demodulation output by these sequences is
To the maximum likelihood decision circuit MLD 2 for making a final decision. Here, the reason for using e * M in particular is to avoid the influence of a relatively large signal component included in the received wave as much as possible. Also, as a matter of course, the code length M
It is predicted that a large number of sequences with more ideal S / N characteristics will be found by increasing If Figure 9
If there is a sequence that can realize the ideal characteristics as shown in (b), the S / N ratio hardly depends on the increase in the level of colored noise, and the M sequence has a low power density N.
The S / N when the white noise of 0 is added can be retained.

【0019】また、上記実施例において受信入力に対し
てスキップドM系列による乗算を行うことは、アナログ
入力に3値(+1,−1,0)を乗ずることになり、複
雑な構成となる。この3値乗算の代わりに通常のM系列
復調の場合と同様に、まず2値(+1,−1)による乗
算を行いそのスキップドパターンにより処理する方式を
用いることができる。図13(a)はその実施例を示す
図であり、同図に於いて15はFETトランジスタで容
易に実現できるアナログゲート(AG)であって、通常
の乗算出力をAG15の入力端子(ソース)に導き、同
図(b)の如きSM系列発生器16からのスキップドパ
ターン2値出力eg (同図に於いてはeSM0 に対応する
値を示す)をAG15のゲート端子に加えれば、出力側
には3、4、5番目のチップに相当する出力は阻止され
て現われない。而してこの出力を積分器17に加え判定
回路18で判定し、最終のデータ出力を得ることができ
る。
Further, in the above-described embodiment, the multiplication of the received input by the skipped M sequence results in multiplication of the analog input by three values (+1, -1, 0), resulting in a complicated configuration. Instead of this ternary multiplication, as in the case of normal M-sequence demodulation, a method of first performing multiplication by binary (+1, -1) and processing by the skipped pattern can be used. FIG. 13 (a) is a diagram showing the embodiment thereof, in which reference numeral 15 is an analog gate (AG) which can be easily realized by an FET transistor, and a normal multiplication output is input to the input terminal (source) of the AG15. If the skipped pattern binary output e g from the SM sequence generator 16 (showing the value corresponding to e SM0 in the figure) is added to the gate terminal of the AG 15, On the output side, the outputs corresponding to the third, fourth and fifth chips are blocked and do not appear. Then, this output is added to the integrator 17, and the decision circuit 18 makes a decision to obtain the final data output.

【0020】以上説明した如く、2値若しくは3値のス
キップドパターンを用いることにより受信データの所望
の周波数成分を減少せしめ、雑音等の不要成分を低減す
ることができるものの、先に示したシュミレーションの
結果を見ると、図9(b) に示す如き理想的な特性を得ら
れているとは言い難く、例えば、符号長Mを増大するこ
とにより、S/N特性がより理想的となる系列を多数見
い出せると予測されるものの、実際は多様な有色雑音特
性に対応することは容易ではない。そので本願発明者ら
はこの2値若しくは3値のスキップドパターンに変え
て、多値パターン或はアナログパターンを与える手法を
見出した。例えば、同図(c)に示したeg では、ON
レベルeONと、OFFレベルeOFF の他に中間レベルが
存在し(但し、チップ内では同一の電圧)電圧が高いほ
どAG15を信号が通過するときの減衰量を減少する。
この場合eg は単純なスキップ操作ではなく、より高度
な制御操作を行うことになるので、これを制御パターン
と呼ぶ。このような多値(又はアナログ)制御を施すこ
とにより図8で得られた復調出力eI (f)の周波数特
性を図9(b)に示した理想特性に近づけることができ
る。したがって更にS/N比の改善効果を向上すること
ができる。以下、制御パターンを呈する減衰拡散符号系
列を用いたスペクトル拡散復調について少しく詳細に説
明する。
As described above, by using a binary or ternary skipped pattern, it is possible to reduce a desired frequency component of received data and reduce unnecessary components such as noise, but the above-mentioned simulation is performed. It is difficult to say that the ideal characteristics as shown in FIG. 9 (b) are obtained, for example, by increasing the code length M, the sequence in which the S / N characteristics become more ideal. Although it is predicted that a large number of colored noise characteristics can be found, it is actually not easy to deal with various colored noise characteristics. Therefore, the inventors of the present application have found a method of providing a multi-valued pattern or an analog pattern in place of the binary or ternary skipped pattern. For example, in the case of e g shown in FIG.
In addition to the level e ON and the OFF level e OFF , there is an intermediate level (however, the same voltage in the chip). The higher the voltage, the smaller the attenuation amount when the signal passes through the AG 15.
In this case, e g is not a simple skip operation, but a higher-level control operation, so this is called a control pattern. By performing such multi-value (or analog) control, the frequency characteristic of the demodulation output e I (f) obtained in FIG. 8 can be brought close to the ideal characteristic shown in FIG. 9 (b). Therefore, the effect of improving the S / N ratio can be further enhanced. In the following, spread spectrum demodulation using an attenuated spread code sequence exhibiting a control pattern will be described in some detail.

【0021】図14(a) は送信側で拡散変調に用いたM
系列eM の波形を示したものであり、符号長M=15で
ある。同図(b) 〜(d) は夫々このeM から得られるスキ
ップドM系列eSM,整形用の系列
FIG. 14 (a) shows M used for spreading modulation on the transmitting side.
The waveform of the sequence e M is shown, and the code length is M = 15. (B) to (d) are skipped M sequences e SM and shaping sequences obtained from this e M , respectively.

【外1】 (以下、明細書中においてのみ(e△)と表す)、本発
明に係る減衰M系列eSSの一例の波形を示したものであ
る。尚、減衰M系列eSSはスキップドM系列eSMに整形
用の系列(e△)を加算合成して得るものである。図1
5は、これらの系列のDFT分析による周波数スペクト
ルを示したものであって、M系列eM のそれを示す(a)
に比較して(b) のスキップドM系列eSMの4fD と5f
D における成分は少なくなっているものの、残余成分が
現れることが判る。これに対し、本発明に係る減衰M系
列eSSのスペクトルを示す同図(c)では4fD と5fD
における成分がほぼ零となっている。即ち、上述したス
キップドM系列eSMでは除去したいスペクトル成分に僅
かながら残余が現れるのに対し、好適な整形用系列(e
△)を付加することによりこの残余成分をキャンセルす
ることができるのである。
[Outer 1] (Hereinafter, it is expressed as (eΔ) only in the specification), showing an example of the waveform of the attenuated M-sequence e SS according to the present invention. The attenuated M sequence e SS is obtained by adding and synthesizing the skipping M sequence e SM and the shaping sequence (eΔ). Figure 1
FIG. 5 shows frequency spectra of these sequences by DFT analysis, and shows that of the M sequence e M (a).
4f D and 5f of skipped M series e SM of (b) compared to
It can be seen that the residual component appears although the component in D is small. On the other hand, in the figure (c) showing the spectrum of the attenuated M-sequence e SS according to the present invention, 4f D and 5f D
The component at is almost zero. That is, in the above-mentioned skipped M sequence e SM , a slight residual appears in the spectrum component to be removed, whereas in the preferred shaping sequence (e
This residual component can be canceled by adding Δ).

【0022】実際には、図13(a) の如き構成が考えら
れる。同図において15はFETトランジスタで容易に
実現できるアナログゲート(AG)であって、受信信号
(図6のLPFの出力)に対し、変調時に用いたM系列
を乗算し、その出力をAG15の入力端子(ソース)に
導き、例えば同図(b) の如きSM系列発生器16からの
スキップドパターン2値出力rg (同図においてはe
SMO に対応する値を示す)をAF15のゲート端子に加
えれば、出力側には3、4、5番目のチップに相当する
出力は阻止されて現れない。そこで、2値のON/OF
Fスキップドパターンの代わりに例えば、同図(c)に示
したeg の如き多値パターンを、或はアナログパターン
をAG15のゲート端子に与えることによって減衰M系
列による復調を実現できる。而してこの出力を積分器1
7に与え判定回路18で判定し、最終のデータ出力を得
ることができる。eg はONレベルeONと、OFFレベ
ルeOFF の他に中間レベルが存在し、(但し、各チップ
内では同一の電圧)電圧が高い程AG15を信号が通過
する時の減衰量を減少する。このような多値(又はアナ
ログ)制御を施すことにより、図8で得られた復調出力
I (f)の周波数特性を図9(b) に示した理想特性に
近づけることができる。従って、更にS/N比の改善効
果を向上することができる。
In practice, a configuration as shown in FIG. 13 (a) can be considered. In the figure, reference numeral 15 is an analog gate (AG) that can be easily realized by an FET transistor. The received signal (LPF output in FIG. 6) is multiplied by the M sequence used during modulation, and the output is input to the AG15. It is led to a terminal (source) and, for example, a skipped pattern binary output r g from the SM sequence generator 16 as shown in FIG.
( Indicating the value corresponding to SMO ) is added to the gate terminal of AF15, the outputs corresponding to the third, fourth and fifth chips are blocked and do not appear on the output side. Therefore, binary ON / OF
For example, instead of F skipped patterns, the e g such multilevel pattern shown in FIG. (C), or the analog pattern can be realized demodulation by damping M-sequence by providing the gate terminal of AG15. This output is then used by the integrator 1
Then, the final data output can be obtained. e g is a ON level e ON, an intermediate level is present in addition to the OFF level e OFF, (provided that the same voltage in each chip) to reduce the attenuation amount when the passing signal AG15 higher voltage . By performing such multi-value (or analog) control, the frequency characteristic of the demodulation output e I (f) obtained in FIG. 8 can be brought close to the ideal characteristic shown in FIG. 9 (b). Therefore, the effect of improving the S / N ratio can be further enhanced.

【0023】ここで、図14の減衰M系列eSSのチップ
番号3、6、8の波形の極性と原M系列eM の同一チッ
プ番号3、6、8の波形の極性は互いに異なる。これ
は、整形系列(e△)の導入に際して発生したものであ
る。従って、図13(a) のアナログゲートAG15の入
力側には上記チップ点のeSSに対応する信号入力は入来
していない。それ故に、eSS対応出力を正確に得る回路
が実際には必要となる。図16(a) は厳密な整形補正を
可能とする方式の実施例を示すブロック図である。図1
3(a) に点線部の回路を付加した構造である。即ち、受
信ベースバンド入力信号に対してM系列及び反転M系列
を乗じた出力を準備し、これらのチップ出力をAG+
AG- に夫々加える。AG+ とAG- にはゲート制御入
力eg +とeg -を夫々加え、図16(b) 、(c) に示す多
値パターンで伝達量を制御する。その結果、図14(d)
に示すeSSの伝送量を正確に実現できる。eg + とeg -
を比較すれば、前者が支配的である。eg -は例外的に用
いられる。この場合、図15(b) の周波数スペクトル4
D と5fD をできるだけ小さくする為に整形用として
導入したものである。eg -による伝送量は信号に対する
積分出力を減少させる効果をもつので例外的に用いられ
る。従って、所望のスペクトルを十分小さくできれば、
g -による伝送量を用いる必要はなく図13の回路で十
分である。なお、図16(d) には参考として図13(b)
と同じスキップドM系列に対応するゲート制御入力eg
を示した。このような多値による整形補正と同様の効果
をもつ整形アナログM系列A(t)について述べる。A
(t)は送信側で用いたM系列eM (t)を整形したも
のである。その作成方法は、まずeM (t)をDFTに
より分析し、その結果直流分S0 とM個の周波数成分S
j (j=1,2,・・・M)を得たとする。図14(a)
、(b) に示したeSM、eSSはチップ毎に一定の復調レ
ベルを与える方式である。ここでは、各チップをJ分割
し、その各々の時間位置に適当なレベルを与えるような
復調波形をeF とし、eF を用いた図9(b) に示した理
想特性を実現する方式を考える。いま、理想特性を例え
ば図15(a) の特性からf=4fD ,5fD を除いたス
ペクトルと仮定する。M系列のチップ数(コード長)を
M、各チップの分割数をJとすると、M系列の標本点の
数はN=MJとなる。従って、N個の標本点の値Vi
(i=0、1、2、・・・N−1)はM個のチップの原
M系列の標本値±1の値をとり、最初からJ個毎に同一
値となる。(ここで、J≫1にとれば、DFT分析にお
いて生ずる折り返し雑音を無視できる)このVi の集合
を用いてDFT分析すれば、N個の周波数における実部
αk と虚部βk (k=0,1,2,・・・N−1)が得
られる。Vi とγk =αk −jβk の間はDFT変換で
結ばれる。すなわち、
Here, the polarities of the waveforms of the chip numbers 3, 6, and 8 of the attenuated M series e SS of FIG. 14 and the polarities of the waveforms of the same chip numbers 3, 6, and 8 of the original M series e M are different from each other. This occurred when the shaping sequence (eΔ) was introduced. Therefore, no signal input corresponding to e SS at the chip point is input to the input side of the analog gate AG15 of FIG. 13 (a). Therefore, a circuit that accurately obtains an e SS compatible output is actually required. FIG. 16 (a) is a block diagram showing an embodiment of a system that enables strict shaping correction. Figure 1
This is a structure in which the circuit of the dotted line is added to 3 (a). That is, the received baseband prepares an output multiplied by the M-sequence and inverted M-sequence with respect to the input signal, these chips output AG + and AG - respectively is added. Gate control inputs e g + and e g are added to AG + and AG −, respectively , and the amount of transmission is controlled by the multilevel pattern shown in FIGS. 16 (b) and 16 (c). As a result, Fig. 14 (d)
The transmission amount of e SS shown in can be accurately realized. e g + and e g -
Comparing the two, the former is dominant. e g - is used exceptionally. In this case, the frequency spectrum 4 of FIG.
It was introduced for shaping in order to make f D and 5f D as small as possible. e g - transmission amount by the use exceptionally so has the effect of reducing the integration output to the signal. Therefore, if the desired spectrum can be made small enough,
It is not necessary to use the amount of transmission by e g −, and the circuit of FIG. 13 is sufficient. For reference, FIG. 16 (d) shows FIG. 13 (b).
Gate control input e g corresponding to the same skipped M sequence as
showed that. A shaping analog M sequence A (t) having the same effect as the shaping correction by such multivalues will be described. A
(T) is formed by shaping the M sequence e M (t) used on the transmitting side. The preparation method is as follows. First, e M (t) is analyzed by DFT, and as a result, the DC component S 0 and M frequency components S
It is assumed that j (j = 1, 2, ... M) is obtained. Figure 14 (a)
Is a method of providing a constant demodulation level indicated e SM, e SS in each chip (b). Here, each chip is divided into J, a demodulation waveform that gives an appropriate level to each time position is defined as e F, and a method that uses e F to realize the ideal characteristics shown in FIG. 9 (b) is used. Think Now, assume that the ideal characteristic is, for example, a spectrum obtained by removing f = 4f D and 5f D from the characteristic shown in FIG. When the number of chips (code length) of the M series is M and the number of divisions of each chip is J, the number of sample points of the M series is N = MJ. Therefore, the values V i of N sample points
(I = 0, 1, 2, ... N-1) is a sample value ± 1 of the original M series of M chips, and is the same for every J chips from the beginning. (Here, if J >> 1, the aliasing noise generated in the DFT analysis can be ignored.) When the DFT analysis is performed using this set of V i , the real part α k and the imaginary part β k (k = 0, 1, 2, ... N-1) is obtained. Between V i and γ k = α k −jβ k are connected by DFT transformation. That is,

【数7】 図15(a) の縦軸はγk の絶対値、横軸はkfD を示し
ている。今、このM系列の全周波成分からq,q’,
q”番目の周波数成分を除いた成分に対応する波形のi
番目の標本値をVi ’とすれば、逆DFTを用いて、
[Equation 7] In FIG. 15A, the vertical axis represents the absolute value of γ k and the horizontal axis represents kf D. Now, from all frequency components of this M sequence, q, q ',
i of the waveform corresponding to the components excluding the q "th frequency component
If the th sample value is V i ', using the inverse DFT,

【数8】 N個の標本点の値が決まる。この重み付け波形eW
(t)を復調側の逆拡散波形として用いれば、所望の目
的を達成できる。即ち、受信信号に含まれる周波数qf
D ,q’fD ,q”fD ・・・の近傍の雑音成分は、受
信信号にeW (t)を乗算した復調出力にはほとんど発
生せず、その影響を除去することができる。ここで例え
ば、図14(a) のM系列を用い、図15(a) に示したそ
のスペクトルからf=4fD ,5fD を除いた成分を考
えると、これは、q=4,q’=5,q”=0、・・・
とした場合に相当する。上記式(3’)を用いてJ=1
0、M=15、N=150として逆DFTを行った結果
を図20(b) に示す。波形の各チップは180個の標本
値から成り、アナログ波形となる。尚、図20(a) に図
14(a) と同じ原M系列を示す。この方式は、除去すべ
き周波数成分を完全に零にできること、しかもその波形
が必ず求められるという利点がある。アナログ波形を用
いるので、回路動作に高い精度は必要となるが、雑音成
分が大きい場合には大きな効果を奏する。
[Equation 8] The values of N sample points are determined. This weighted waveform e W
If (t) is used as the despread waveform on the demodulation side, the desired purpose can be achieved. That is, the frequency qf included in the received signal
Noise components in the vicinity of D , q′f D , q ″ f D ... Are hardly generated in the demodulation output obtained by multiplying the received signal by e W (t), and the influence thereof can be removed. Here, for example, using the M series of FIG. 14 (a) and considering the components obtained by removing f = 4f D and 5f D from the spectrum shown in FIG. 15 (a), this is q = 4, q ′ = 5, q ″ = 0, ...
Is equivalent to J = 1 using the above formula (3 ′)
FIG. 20 (b) shows the result of performing the inverse DFT with 0, M = 15 and N = 150. Each chip of the waveform is composed of 180 sampled values and becomes an analog waveform. Note that FIG. 20 (a) shows the same original M series as in FIG. 14 (a). This method has the advantage that the frequency component to be removed can be made completely zero, and that its waveform is always required. Since an analog waveform is used, high precision is required for circuit operation, but a great effect is obtained when the noise component is large.

【0024】更に、図17は本発明の他の実施例を示す
図であって、受信した信号をフレーム毎にNBE(nois
e band estimation )で分析し、妨げとなる有色雑音が
どの周波数領域に存在するのかを検知する。NBEの分
析結果に基づき有色雑音を除去するのに適したスペクト
ルを実現する為に必要な減衰M系列が図示しない制御部
で選択される。この情報をもとにしてCCC(chip cha
nnel controller )は選択された減衰M系列と等価の機
能を呈するようにスキップドM系列で復調すると共に整
形用の系列によりアナログゲートの抵抗値を制御するも
のであって、自動的に最適な受信状態を維持することが
できる。
FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the present invention, in which the received signal is NBE (nois) for each frame.
e band estimation) to detect in which frequency range the disturbing colored noise exists. Based on the NBE analysis result, an attenuation M sequence required to realize a spectrum suitable for removing colored noise is selected by a control unit (not shown). Based on this information, CCC (chip cha
The nnel controller) demodulates with a skipped M sequence so as to exhibit a function equivalent to the selected attenuated M sequence, and controls the resistance value of the analog gate by a shaping sequence. Can be maintained.

【0025】さらに、図1の実施例においてe* ISMi
比してeISMiが十分に大でない場合は、i番目のパター
ンが持つ周波数帯域でフェーディングが発生し、信号電
力が減少しているものと推定できるから、この現象を利
用してフェーディングによるS/N比の劣化を避けるこ
とも可能であろう。この場合、図1において受信入力と
* SMiとeSMi の両者に対する相関復調出力を求め、こ
れらを機能を拡張したMLDに加えて上記の判定を行う
ことができる。即ち、フェーデイング帯域内の受信入力
が復調出力に現われないようスキップドM系列を選択し
最後の相関変調とMLD2による判定を行なえばよい。
Further, in the embodiment of FIG. 1, when e ISMi is not sufficiently larger than e * ISMi , fading occurs in the frequency band of the i-th pattern, and the signal power decreases. Since it can be presumed that this is the case, it is possible to use this phenomenon to avoid deterioration of the S / N ratio due to fading. In this case, in FIG. 1, the reception input and the correlation demodulation outputs for both e * SMi and eSMi are obtained, and these can be added to the MLD having the expanded function to perform the above determination. That is, the skipped M sequence may be selected so that the received input in the fading band does not appear in the demodulated output, and the final correlation modulation and the determination by MLD2 may be performed.

【0026】尚、以上本発明をM系列により拡散変調を
施した信号をスキップドM系列により復調したものを例
として説明したが、本発明はこれのみに限定されるもの
ではなく、M系列以外の例えばGOLD符号の如き他の
符号系列に対しても普遍的に適用可能である。例えば、
送信信号として離散チャープ信号を用いた場合について
説明する。送信する信号の長さを図18(a) に示すよう
にNとしたとき、Nが偶数であるか奇数であるかによっ
て異なる式で表現される。Nが奇数の時、
Although the present invention has been described above by taking as an example the case where a signal subjected to spread modulation by an M sequence is demodulated by a skipped M sequence, the present invention is not limited to this and other than the M sequence. For example, it can be universally applied to other code sequences such as GOLD code. For example,
A case where a discrete chirp signal is used as a transmission signal will be described. When the length of the signal to be transmitted is N as shown in FIG. 18 (a), it is expressed by different equations depending on whether N is an even number or an odd number. When N is an odd number,

【数9】 Nが偶数の時、[Equation 9] When N is an even number,

【数10】 この信号の瞬時周波数(位相を時間で微分して求めたも
の)は図18(b) のようになる。従って、送信機と受信
機の間で十分同期がとれていると仮定すると、信号の周
波数は時刻に依存することとなる。図19のように、あ
る周波数範囲に対応する時間範囲の欠けた窓関数を考え
ると、送信信号S0 に乗じた信号をSi とすれば、Si
に対する整合フィルタは、同図の欠けている部分に対応
する周波数に対して相関が小さくなる。よって、伝送路
の有色雑音が、同図の欠けている部分に対応するSi
周波数成分を主要エネルギーとする場合、マッチドフィ
ルタ出力はS1 〜Si-1 やSi+1 ・・・に比べてsi
出力が小さくなる筈であり、これが雑音成分の最も除去
された出力ということになる。尚、ここで、S1 〜S
i-1 やSi+1 ・・・は、Si とは異なる窓関数を乗じら
れた信号で、夫々特定の周波数範囲に対応する部分が欠
けている。このような手法により、通信路に有色雑音が
加わる場合の伝送特性を向上せしめることができる。
[Equation 10] The instantaneous frequency of this signal (obtained by differentiating the phase with respect to time) is as shown in FIG. 18 (b). Therefore, assuming sufficient synchronization between the transmitter and receiver, the frequency of the signal will be time dependent. As shown in FIG. 19, considering a window function lacking a time range corresponding to a certain frequency range, if the signal obtained by multiplying the transmission signal S 0 is S i , then S i
The matched filter with respect to has a small correlation with the frequency corresponding to the missing portion in the figure. Therefore, when the colored noise in the transmission line uses the frequency component of S i corresponding to the missing portion in the figure as the main energy, the matched filter outputs S 1 to S i-1 and S i + 1 ... The output of s i should be smaller than that of, and this means that the output of the noise component is most removed. Here, S 1 to S
i−1 , S i + 1, ... Are signals multiplied by a window function different from S i, and parts corresponding to specific frequency ranges are lacking. With such a method, it is possible to improve the transmission characteristics when colored noise is added to the communication path.

【0027】また、実施例においては無線による伝送の
みについて言及したが、有線を介して伝送を行うものに
適用してもよく、例えば、配電線を伝送路とする場合に
あっては、50Hz(もしくは60Hz)の周波数およ
びその高調波周波数において有色雑音が発生すると予測
されるから、当該周波数をスキップして復調するよう予
めスキップドM系列を選択すればよい。
Further, although only the wireless transmission is mentioned in the embodiment, it may be applied to the one which performs the transmission via a wire, for example, in the case of using a distribution line as a transmission line, 50 Hz ( Alternatively, since it is predicted that colored noise will occur at a frequency of 60 Hz) and its harmonic frequencies, the skipped M sequence may be selected in advance so as to skip and demodulate the frequency.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は、以上説明した如く構成するも
のであるから、送信側には一切手を加えることなく、送
信側とは無関係に受信側のみで伝送中に混入した有色雑
音による影響を縮減した拡散復調をする上で著しい効果
を奏する。
Since the present invention is configured as described above, no influence is applied to the transmitting side, and the influence of the colored noise mixed during transmission on the receiving side regardless of the transmitting side is exerted. It has a remarkable effect on the spread demodulation with reduced.

【0029】[0029]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るスキップドM系列復調受信装置を
用いたスペクトル拡散システムの一実施例の構成を示す
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a spread spectrum system using a skipped M-sequence demodulation receiving apparatus according to the present invention.

【図2】従来のスペクトル拡散システムの一実施例の構
成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an example of a conventional spread spectrum system.

【図3】伝送過程にある拡散信号のスペクトルを模式的
に示す図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a spectrum of a spread signal in a transmission process.

【図4】拡散復調した信号のスペクトルを模式的に示す
図。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a spectrum of a signal subjected to spread demodulation.

【図5】(a) 乃至(d) はスキップドM系列復調受信方式
の原理を説明する図。
5A to 5D are diagrams for explaining the principle of a skipped M-sequence demodulation reception system.

【図6】(a)乃至(c)は夫々M系列およびスキップ
ドM系列のスペクトルを示す図。
6A to 6C are diagrams showing spectra of an M sequence and a skipped M sequence, respectively.

【図7】スキップドM系列復調受信装置のシュミレーシ
ョンモデル図。
FIG. 7 is a simulation model diagram of the skipped M-sequence demodulation receiver.

【図8】(a)乃至(c)は夫々M系列およびスキップ
ドM系列にて拡散復調したときの周波数特性図。
8A to 8C are frequency characteristic diagrams when spread demodulation is performed on an M sequence and a skipped M sequence, respectively.

【図9】(a)、(b)は理想化した自然環境雑音特性
およびこの特性に対応する仮想スキップドM系列の復調
特性を模式的に示す図。
9A and 9B are diagrams schematically showing idealized natural environment noise characteristics and demodulation characteristics of a virtual skipped M sequence corresponding to these characteristics.

【図10】有色雑音のレベルに相当するpに対するS/
N比を示す図。
FIG. 10: S / for p corresponding to the level of colored noise
The figure which shows N ratio.

【図11】(a) 乃至(d) はスキップドM系列にて拡散復
調したときの復調特性図。
11 (a) to (d) are demodulation characteristic diagrams when spreading and demodulating with a skipped M sequence.

【図12】M系列およびスキップドM系列にて拡散復調
したときのS/N比を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an S / N ratio when spread demodulation is performed on an M sequence and a skipped M sequence.

【図13】(a) 乃至(c) は2値あるいは多値のスキップ
ドM系列を乗算する場合の一実施例の説明図。
13A to 13C are explanatory diagrams of an embodiment in the case of multiplying a binary or multivalued skipped M sequence.

【図14】(a) 乃至(d) は減衰M系列を用いたスペクト
ル拡散復調の原理を説明する図。
14A to 14D are diagrams for explaining the principle of spread spectrum demodulation using an attenuated M sequence.

【図15】(a) 乃至(c) は夫々M系列、スキップドM系
列及び減衰M系列のスペクトルを示す図。
15A to 15C are diagrams showing spectra of an M sequence, a skipped M sequence, and an attenuated M sequence, respectively.

【図16】(a) 乃至(d) は減衰M系列を用いたスペクト
ル拡散復調の他の実施例を示す図。
16A to 16D are diagrams showing another embodiment of spread spectrum demodulation using an attenuated M sequence.

【図17】減衰M系列を用いたスペクトル拡散復調の更
に他の実施例を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing yet another embodiment of spread spectrum demodulation using an attenuated M sequence.

【図18】(a) 、(b) は夫々信号の長さ及び信号の瞬間
周波数を示す図。
18 (a) and 18 (b) are diagrams showing a signal length and a signal instantaneous frequency, respectively.

【図19】窓関数を説明する概念図。FIG. 19 is a conceptual diagram illustrating a window function.

【図20】(a) 、(b) は整形アナログM系列を説明する
図。
20A and 20B are diagrams illustrating a shaped analog M sequence.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、6・・・系列発生器 8・・・積分器 9・・・検波器 10・・・同期検出器 TX・・・送信機 RX・・・受信機 1, 6 ... Sequence generator 8 ... Integrator 9 ... Wave detector 10 ... Sync detector TX ... Transmitter RX ... Receiver

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 伝送すべきデータに所定の拡散符号系列
を乗じてスペクトル拡散変調された信号を受信し、これ
を変調時に用いた前記拡散符号系列から所定のチップを
省略したスキップド拡散符号系列と乗算することによっ
てスペクトル拡散復調を行うことを特徴とするスペクト
ル拡散信号のチップベース選択受信方式。
1. A skipped spread code sequence obtained by multiplying data to be transmitted by a predetermined spread code sequence to obtain a spread spectrum modulated signal, and omitting a predetermined chip from the spread code sequence used at the time of modulation. A chip-based selective reception method for spread spectrum signals, which is characterized by performing spread spectrum demodulation by multiplication.
【請求項2】 前記拡散符号系列がM系列符号であっ
て、前記スキップド拡散符号系列として前記M系列符号
から所定のチップを省略したスキップドM系列符号を用
いたことを特徴とする請求項1記載のスペクトル拡散信
号のチップベース選択受信方式。
2. The spread code sequence is an M sequence code, and a skipped M sequence code in which a predetermined chip is omitted from the M sequence code is used as the skipped spread code sequence. Chip-based selective reception method for spread spectrum signals.
【請求項3】 受信した信号に混入した有色雑音の成分
が復調されて出力されることがないように所定のチップ
を前記拡散符号系列から省略したものを前記スキップド
拡散符号系列として用いたことを特徴とする請求項1ま
たは2記載のスペクトル拡散信号のチップベース選択受
信方式。
3. A method in which a predetermined chip is omitted from the spreading code sequence as the skipped spreading code sequence so that a component of colored noise mixed in a received signal is not demodulated and output. 3. The chip-based selective reception system for spread spectrum signals according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記拡散符号系列と同一の系列長を有す
る、相互相関係数の小さな別種拡散符号系列および該別
種拡散符号系列に基づき形成した複数の別種スキップド
拡散符号系列にて並列にスペクトル拡散復調を行い、夫
々の相関復調出力を最尤判定手段により相互に比較し、
尤度が最大となる別種スキップド拡散符号系列の周波数
特性に対応する前記スキップド拡散符号系列にてスペク
トル拡散復調したものを復調データとすることを特徴と
する請求項1乃至3記載のスペクトル拡散信号のチップ
ベース選択受信方式。
4. Spread spectrum in parallel with a different spreading code sequence having the same sequence length as the spreading code sequence and a small cross-correlation coefficient, and a plurality of different skipped spreading code sequences formed based on the different spreading code sequence. The demodulation is performed, and the respective correlation demodulation outputs are compared with each other by the maximum likelihood determining means,
4. The spread spectrum signal according to claim 1, wherein the spread spectrum demodulated data is the spread spectrum demodulated by the skipped spread code sequence corresponding to the frequency characteristic of the different type skipped spread code sequence having the maximum likelihood. Chip-based selective reception method.
【請求項5】 受信側で前記スキップド拡散符号系列に
より復調する手段として、予め送信側と同じ拡散符号系
列を受信信号に乗算して得られるチップ出力のうち、前
記省略チップに対応するチップ出力の伝送を阻止し残り
のチップ出力を当該データの周期に亘り積分することを
特徴とする請求項1乃至4記載のスペクトル拡散信号の
チップベース選択受信方式。
5. The chip output corresponding to the omitted chip among the chip outputs obtained by multiplying the received signal by the same spreading code sequence as that on the transmitting side in advance as means for demodulating with the skipped spreading code sequence on the receiving side. 5. A chip-based selective reception system for spread spectrum signals according to claim 1, wherein transmission is blocked and remaining chip output is integrated over the period of the data.
【請求項6】 前記スキップド拡散符号系列において、
所定のチップを省略する代わりに、これらチップに適当
な減衰あるいは増幅を与えることにより作成した減衰拡
散符号系列を用いてスペクトル拡散復調を行うことを特
徴とする請求項1乃至5記載のスペクトル拡散信号のチ
ップベース選択受信方式。
6. The skipped spreading code sequence,
6. The spread spectrum signal according to claim 1, wherein spread spectrum demodulation is performed using an attenuated spread code sequence created by applying appropriate attenuation or amplification to these chips instead of omitting the predetermined chips. Chip-based selective reception method.
【請求項7】 伝送すべきデータに所定の拡散符号系列
を乗じてスペクトル拡散変調された信号を受信し、これ
に変調時に用いた前記拡散符号系列を乗算することによ
り作成した該系列の各チップ出力の非反転及び反転出力
に対し、適当な減衰或は増幅を与えた後、これらを1フ
レーム周期(符号系列長)に亙り積分した出力を判定回
路に加えることを特徴とするスペクトル拡散信号のチッ
プベース選択受信方式。
7. A chip of the sequence created by multiplying the data to be transmitted by a predetermined spreading code sequence to receive a spread spectrum modulated signal and multiplying this by the spreading code sequence used at the time of modulation. A non-inverted output and an inverted output are given appropriate attenuation or amplification, and then integrated for one frame period (code sequence length) and added to a decision circuit. Chip-based selective reception method.
【請求項8】 伝送すべきデータに乗ずる拡散符号系列
として周波数がフレームを構成するチップに対応して変
化するチャープ信号を用い、受信側で前記チャープ信号
を乗じて相関検出を行う場合、該相関検出チップ出力に
適当な減衰或は増幅を与えることを特徴とする請求項6
記載のスペクトル拡散信号のチップベース選択受信方
式。
8. A chirp signal whose frequency changes corresponding to chips forming a frame is used as a spreading code sequence to be multiplied by the data to be transmitted, and when the reception side multiplies the chirp signal to perform correlation detection, the correlation is calculated. 7. Proper attenuation or amplification of the output of the detection chip.
A chip-based selective reception method for the spread spectrum signal described.
【請求項9】 伝送すべきデータに乗ずる拡散符号系列
として周波数がフレームを構成するチップに対応して変
化するチャープ信号を用い、受信側で前記チャープ信号
を乗じて相関検出を行う場合、該受信側チャープ信号の
各チップに適当な減衰或は増幅を与えて作成した減衰拡
散チャープ信号を乗算することによって復調することを
特徴とする請求項6記載のスペクトル拡散信号のチップ
ベース選択受信方式。
9. A chirp signal whose frequency changes corresponding to chips forming a frame is used as a spreading code sequence to be multiplied with data to be transmitted, and when the reception side multiplies the chirp signal to perform correlation detection, the reception is performed. 7. A chip-based selective reception system for a spread spectrum signal according to claim 6, wherein demodulation is performed by multiplying each chip of the side chirp signal by an appropriate attenuation or amplification and an attenuated spread chirp signal created.
【請求項10】 伝送すべきデータに所定の拡散符号系
列を乗じてスペクトル拡散変調された信号を受信し、前
記拡散符号系列に対しDFT分析を行うことにより得ら
れたスペクトル成分のうち有色雑音周波数近傍の複数個
の周波数成分を除いたスペクトル成分を逆DFT変換し
て得られるチップ当たりの複数個の標本点からなる基準
時間波形或は該基準時間波形に所定の修正を施した時間
波形を、受信フレーム信号に乗算し、これを積分して送
信情報を判定することを特徴とするスペクトル拡散信号
のチップベース選択受信方式。
10. A colored noise frequency among spectrum components obtained by receiving a signal which is spread spectrum modulated by multiplying data to be transmitted by a predetermined spread code sequence and performing DFT analysis on the spread code sequence. A reference time waveform consisting of a plurality of sampling points per chip obtained by inverse DFT transforming spectral components excluding a plurality of neighboring frequency components, or a time waveform obtained by applying a predetermined modification to the reference time waveform, A chip-based selective reception method for spread spectrum signals, characterized by multiplying a received frame signal and integrating it to determine transmission information.
【請求項11】 受信信号に受信側で用いた拡散符号系
列を乗算して作成した各チップ出力に前記基準時間波形
に対応する減衰又は増幅を与えた後、これらを1フレー
ム周期に亙り積分した出力を判定回路に加えることを特
徴とする請求項10記載のスペクトル拡散信号のチップ
ベース選択受信方式。
11. A chip signal produced by multiplying a received signal by a spreading code sequence used on the receiving side is attenuated or amplified corresponding to the reference time waveform and then integrated over one frame period. 11. The chip-based selective reception system for spread spectrum signals according to claim 10, wherein the output is added to a decision circuit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998057437A1 (en) * 1997-06-09 1998-12-17 Toyo Communication Equipment Co., Ltd. Frame waveform mutual correction data signal demodulation method
JP2002353856A (en) * 2001-05-29 2002-12-06 Japan Radio Co Ltd Spread spectrum signal receiver
WO2006030601A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-23 Naoki Suehiro Receiver and receiving method
KR100550510B1 (en) * 1996-04-10 2006-10-04 실리콘 시스템즈, 인크. (대표자 : 윌리엄 이. 벤더쉬) Method and apparatus for reducing noise correlation in partial response channel

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