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技術 SS通信装置

出願人 シチズンファインデバイス株式会社
発明者 加藤俊治
出願日 2000年11月8日 (19年5ヶ月経過) 出願番号 2000-340855
公開日 2002年5月24日 (17年11ヶ月経過) 公開番号 2002-152083
状態 未査定
技術分野 時分割方式以外の多重化通信方式 移動無線通信システム
主要キーワード 二重平衡変調器 H方式 位相偏位 データ通信用信号 タップ情報 各出力電極 PF5 並列構造
関連する未来課題
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図面 (3)

課題

情報信号CDMA方式により符号化・復号化し、IDコード信号と共にスペクトル拡散通信により送受信を行うSS通信装置を提供する。

解決手段

前記情報信号のスペクトル拡散による変調と前記所定のIDコード信号の生成に用いる擬似雑音信号を制御、および、前記情報信号および前記所定のIDコード信号の伝送周波数帯域を制御する第3の制御手段であるCPU19、メモリ回路20とを備えるSS送信部と、弾性表面波コンボルバ61に入力するSS参照信号を制御する第2の制御手段であるCPU57、メモリ回路58と、受信したIDコード信号と第2の制御手段によるSS参照信号とを弾性表面波コンボルバ61に入力して逆拡散を行い、復号されたIDコード信号が所定のIDコード信号か否かによって情報信号を復調するか否かを制御する第1の制御手段である制御回路64等とを備えるSS受信部とを有する。

概要

背景

近年の無線通信技術の発達に伴い、無線LAN変調方式の一つとして注目されている無線通信技術にスペクトル拡散SS通信方式がある。スペクトル拡散通信は、通信したい信号が持つ本来の周波数帯域幅に比べてはるかに広い周波数帯域幅の中に信号のエネルギー拡散して伝送する方式であり、耐妨害性秘匿性フェージング耐性等を有する通信方式として知られている。SS通信方式は、直交性を有する符号を用いて情報変調信号を周波数スペクトル)的に拡散する方式である直接拡散方式(SS−DS方式)と、時間と共に周波数を変えて(ホッピング)伝送する方式である周波数ホッピング方式(SS−FH方式)に大別することができる。

SS通信用拡散符号PNコード擬似雑音符号)は、周波数帯域幅を広げる役割の他に多くのユーザの識別コードとしての役割を有し、CDMA方式を実現することが可能となる。また、従来のアナログ変調方式であるAM,FM等は、与えられた周波数帯域幅を一定の周波数間隔にて分割して多数のチャネル割り当てるFDMA方式にて多元接続による送受信が実現されている。

FDMA方式は、アナログ回線向きで、アナログ携帯電話等に使用されている。一方、CDMA方式は、情報信号の周波数帯域幅が決められるFDMA方式と異なり、情報信号の周波数が拡散されて広くなるので、様々な情報を混在させて送ることができる等の特徴を有し、デジタル携帯電話等に使用されている。

現在、無線ステムの高度化への対応、マルチメディア通信等のニーズ応える高度小電力データ通信システムの検討が開始されている。この高度小電力データ通信システムは、現行の無線LAN、動画像伝送を行う小電力データ通信システム(中速無線LAN)をさらに高度化させ、高速化、大容量化高密度化および多様化等に対応するように検討がなされているものである。高度小電力データ通信システムの現在における主な諸仕様を説明すると、2.4[GHz]帯(ISM産業科学医療用バンド)の無線周波数は2400〜2483.5[MHz]帯(現行システムは2471〜2479[MHz]帯)、チャネル数は規定がなく(現行システムは1チャネル)26[MHz]帯を3チャネル+残りの5.5[MHz]で1チャネル等にて配置設定可能、空中線電力は10[mW/MHz]以下(現行システムと同様)等である。

概要

情報信号をCDMA方式により符号化・復号化し、IDコード信号と共にスペクトル拡散通信により送受信を行うSS通信装置を提供する。

前記情報信号のスペクトル拡散による変調と前記所定のIDコード信号の生成に用いる擬似雑音信号を制御、および、前記情報信号および前記所定のIDコード信号の伝送周波数帯域を制御する第3の制御手段であるCPU19、メモリ回路20とを備えるSS送信部と、弾性表面波コンボルバ61に入力するSS参照信号を制御する第2の制御手段であるCPU57、メモリ回路58と、受信したIDコード信号と第2の制御手段によるSS参照信号とを弾性表面波コンボルバ61に入力して逆拡散を行い、復号されたIDコード信号が所定のIDコード信号か否かによって情報信号を復調するか否かを制御する第1の制御手段である制御回路64等とを備えるSS受信部とを有する。

目的

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、省電力、高速符号同期相関が可能であって、画像(動画像含む)等の情報信号をCDMA方式により符号化・復号化し、IDコード信号と共にスペクトル拡散通信により送受信を行うSS通信装置を提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

情報信号を符号化し、該符号化された情報信号および所定のIDコード信号スペクトル拡散により変調して送信する手段と、前記情報信号のスペクトル拡散による変調と前記所定のIDコード信号の生成に用いる擬似雑音信号を制御、および、前記情報信号と前記所定のIDコード信号の伝送周波数帯域を制御する第3の制御手段とを備える送信部を有することを特徴とするSS通信装置

請求項2

前記第3の制御手段は、少なくとも中央演算処理装置およびメモリを備え、該メモリには少なくとも周波数設定データ、前記送信部の呼出名称およびスペクトル拡散用制御データのいずれか1つ以上が格納されていることを特徴とする請求項1に記載のSS通信装置。

請求項3

弾性表面波コンボルバと、該弾性表面波コンボルバに入力する所定のスペクトル拡散による参照信号を制御する第2の制御手段と、受信した情報信号およびIDコード信号から該IDコード信号を取得し、該IDコード信号と前記第2の制御手段による前記所定のスペクトル拡散による参照信号とを前記弾性表面波コンボルバに入力して逆拡散を行い、復号されたIDコード信号が所定のIDコード信号か否かによって前記情報信号を復調するか否かを制御する第1の制御手段とを備える受信部を有することを特徴とするSS通信装置。

請求項4

前記受信部は、受信した前記情報信号を逆拡散により復調し、復調された信号から符号化された該情報信号を復号化して出力する手段を有することを特徴とする請求項3に記載のSS通信装置。

請求項5

前記第2の制御手段は、フロントエンド回路における発振器から発振される周波数、および/または、前記情報信号のメモリへの格納および該情報信号の整形をさらに制御するものであることを特徴とする請求項3に記載のSS通信装置。

請求項6

前記第2の制御手段は、少なくとも中央演算処理装置およびメモリを備え、該メモリには少なくとも周波数設定データ、呼出名称およびスペクトル拡散用制御データのいずれか1つ以上が格納されていることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のSS通信装置。

請求項7

前記弾性表面波コンボルバは、第1および第2の弾性表面波をそれぞれ励振する第1および第2の弾性表面波変換器と、該第1の弾性表面波変換器と該第2の弾性表面波変換器の間に配置された出力電極とを備え、前記第1および第2の弾性表面波変換器および前記出力電極が1組を1トラックとして複数の組からなるマルチトラック構造を有し、前記出力電極はそれぞれ複数個の出力電極片に分割されたものであることを特徴とする請求項3に記載のSS通信装置。

請求項8

前記弾性表面波コンボルバの前記出力電極片の数は、全組とも同数であり、前記出力電極片の長さはすべて等しいことを特徴とする請求項7に記載のSS通信装置。

請求項9

前記弾性表面波コンボルバは、前記各組ごとに前記複数個の出力電極片の一部または全部を組み合わせる手段を有することを特徴とする請求項7または8に記載のSS通信装置。

技術分野

0001

本発明は、CDMA(Code Division Multiple Access :符号分割多元接続)方式を利用してスペクトル拡散SS通信により情報の送受信を行うSS通信装置に関する。

背景技術

0002

近年の無線通信技術の発達に伴い、無線LAN変調方式の一つとして注目されている無線通信技術にスペクトル拡散(SS)通信方式がある。スペクトル拡散通信は、通信したい信号が持つ本来の周波数帯域幅に比べてはるかに広い周波数帯域幅の中に信号のエネルギー拡散して伝送する方式であり、耐妨害性秘匿性フェージング耐性等を有する通信方式として知られている。SS通信方式は、直交性を有する符号を用いて情報変調信号を周波数スペクトル)的に拡散する方式である直接拡散方式(SS−DS方式)と、時間と共に周波数を変えて(ホッピング)伝送する方式である周波数ホッピング方式(SS−FH方式)に大別することができる。

0003

SS通信用拡散符号PNコード擬似雑音符号)は、周波数帯域幅を広げる役割の他に多くのユーザの識別コードとしての役割を有し、CDMA方式を実現することが可能となる。また、従来のアナログ変調方式であるAM,FM等は、与えられた周波数帯域幅を一定の周波数間隔にて分割して多数のチャネル割り当てるFDMA方式にて多元接続による送受信が実現されている。

0004

FDMA方式は、アナログ回線向きで、アナログ携帯電話等に使用されている。一方、CDMA方式は、情報信号の周波数帯域幅が決められるFDMA方式と異なり、情報信号の周波数が拡散されて広くなるので、様々な情報を混在させて送ることができる等の特徴を有し、デジタル携帯電話等に使用されている。

0005

現在、無線ステムの高度化への対応、マルチメディア通信等のニーズ応える高度小電力データ通信システムの検討が開始されている。この高度小電力データ通信システムは、現行の無線LAN、動画像伝送を行う小電力データ通信システム(中速無線LAN)をさらに高度化させ、高速化、大容量化高密度化および多様化等に対応するように検討がなされているものである。高度小電力データ通信システムの現在における主な諸仕様を説明すると、2.4[GHz]帯(ISM産業科学医療用バンド)の無線周波数は2400〜2483.5[MHz]帯(現行システムは2471〜2479[MHz]帯)、チャネル数は規定がなく(現行システムは1チャネル)26[MHz]帯を3チャネル+残りの5.5[MHz]で1チャネル等にて配置設定可能、空中線電力は10[mW/MHz]以下(現行システムと同様)等である。

発明が解決しようとする課題

0006

SS無線通信によるデータ伝送速度の高速化に対応した通信モデムを含むSS通信装置は、PN符号(PNコード)のショートレンジにより符号同期捕捉時間を短くし、その結果として、データ伝送速度の高速化に対応しているのが現状である。

0007

そこで、問題となるのは、PN符号がショートレンジのため、本来のSS無線通信によるCDMA方式が活用できなくなり、甘んじてチャネル効率の悪いFDMA方式を採用しているSS通信装置がほとんどである。このFDMA方式では、単位周波数当りのチャネル有効利用率が悪い。

0008

さらに、情報信号の送受信を行う無線装置において、該情報信号の安全性の確保や利用者の利便性の向上を図るため、情報信号と共にID化された信号(IDコード信号)を含めて情報伝送を行う必要性や、無線装置による情報通信の高度化への要求にも高いもの(例えば動画像情報の送受信等)がある。

0009

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、省電力、高速符号同期相関が可能であって、画像(動画像含む)等の情報信号をCDMA方式により符号化・復号化し、IDコード信号と共にスペクトル拡散通信により送受信を行うSS通信装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明者等は、上記課題解決のため試行錯誤して検討した結果、以下の手段によって上記課題が解決されることを見いだし、本発明を完成せしめた。すなわち、本発明のSS通信装置は、情報信号を符号化し、該符号化された情報信号および所定のIDコード信号をスペクトル拡散により変調して送信する手段と、前記情報信号のスペクトル拡散による変調と前記所定のIDコード信号の生成に用いる擬似雑音信号を制御、および、前記情報信号と前記所定のIDコード信号の伝送周波数帯域を制御する第3の制御手段とを備える送信部を有することを特徴とする。

0011

本発明においては、前記第3の制御手段は、少なくとも中央演算処理装置およびメモリを備え、該メモリには少なくとも周波数設定データ、前記送信部の呼出名称およびスペクトル拡散用制御データのいずれか1つ以上が格納されていることが好ましい。

0012

また、上記課題を解決するために、本発明のSS通信装置は、弾性表面波コンボルバと、該弾性表面波コンボルバに入力する所定のSS参照信号を制御する第2の制御手段と、受信した情報信号およびIDコード信号から該IDコード信号を取得し、該IDコード信号と前記第2の制御手段による前記所定のSS参照信号とを前記弾性表面波コンボルバに入力して逆拡散を行い、復号されたIDコード信号が所定のIDコード信号か否かによって前記情報信号を復調するか否かを制御する第1の制御手段とを備える受信部を有することを特徴とする。

0013

そして、前記受信部は、受信した前記情報信号を逆拡散により復調し、復調された信号から符号化された該情報信号を復号化して出力する手段を有することができる。

0014

さらに、前記第2の制御手段は、フロントエンド回路における発振器から発振される周波数、および/または、前記情報信号のメモリへの格納および該情報信号の整形をさらに制御するものであり、少なくとも中央演算処理装置およびメモリを備え、該メモリには少なくとも周波数設定データ、呼出名称およびスペクトル拡散用制御データのいずれか1つ以上が格納されていることが好ましい。

0015

本発明の前記SS通信装置における前記弾性表面波コンボルバは、第1および第2の弾性表面波をそれぞれ励振する第1および第2の弾性表面波変換器と、該第1の弾性表面波変換器と該第2の弾性表面波変換器の間に配置された出力電極とを備え、前記第1および第2の弾性表面波変換器および前記出力電極が1組を1トラックとして複数の組からなるマルチトラック構造を有し、前記出力電極はそれぞれ複数個の出力電極片に分割されたものである。

0016

本発明においては、前記弾性表面波コンボルバの前記出力電極片の数は、全組とも同数であり、前記出力電極片の長さはすべて等しいことが好ましい。また、前記弾性表面波コンボルバは、前記各組ごとに前記複数個の出力電極片の一部または全部を組み合わせる手段を有することができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

現状の2.4[GHz]帯のSS通信によるDS方式に関する電波法は、1チャネル(CH:通信路)当たり帯域幅(BW)=最大26[MHz]であり、4CHまで使用可能である。そこで、本発明の好ましい実施の形態においては、1〜3CHまでは情報速度パケット化し、すなわち、仮に6[Mbps]のデータを6[Mbps]/3CH=2[Mbps]/1CHとする。残りの1CHは、秘匿性信号であるIDコード信号(ロングレンジによるPNコード)情報のみとし、SS送信機から1〜4CH全てを同一帯域幅にてFDMパケットデータ形式による時分割多重された情報信号とIDコード信号によるFDM)−SS伝送を行う。なお、情報変調またはSS変調には、BPSK2相位相偏位変調)またはQPSK(4相位相偏位変調)方式を採用し、伝送速度を2倍にアップすることもできる。

0018

SS受信機においては、初めにIDコード信号のみのチャネルを優先的に逆拡散を実施し、符号同期捕捉時間の速い(高速同期相関が可能な)弾性表面波コンボルバにて復調する。その後、画像(動画像含む)等のSS情報信号(情報速度)の復調(BPSKまたはQPSK復調、復号化)を行う。この結果、チャネル効率のよいCDMA方式によるSS通信装置を提供できる。

0019

特に、本実施形態のSS通信装置においては、SS変調されたIDコード信号の復調に弾性表面波コンボルバを用いることにより、IC(デジタルマッチドフィルタリング回路等)では困難な広帯域かつPNコード長の長い信号に対して省電力、高速同期相関が達成でき、高速PNチップレート・PNロングレンジ等の復調に有効である。

0020

次に、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
[SS通信装置の実施例]図1は、本発明の一実施例に係るSS通信装置の装置概要を示す回路ブロック図である。まず、図1におけるSS通信装置の送信部であるSS送信機の主要な構成要素から説明する。11はデータ入力部であり、入力されるデータがアナログ信号の場合は不図示のA/D変換器によりデジタル信号としてデータ入力部11に入力される(不図示のA/D変換器を含み入力信号形態に対してA/D変換をダイナミックに対応する入力インタフェース部として構成することも可能)。12はシリアルデータをパラレルデータに変換するS/P変換器であり、13は各チャネル(通信路)について符号化を施す通信路符号化回路(例えば誤り訂正回路等で図は不指示)、14は情報変調信号のエネルギーを拡散する拡散回路(DBM等を有するミキサ回路)である。また、15はPLL周波数シンセサイザLSI、16はVCO(電圧制御発振器)、17はLPFをそれぞれ示し、各チャネル(図1においては1〜4CH)の所定の周波数帯を発振する回路等を構成する。18はPN発振器であり、SS変調を行うためのPNコードの発振器である。19はCPU(中央演算処理装置)、20はメモリ回路をそれぞれ示し、上記した所定の周波数帯を発振する回路および/またはPN発振器18を制御する回路等を構成(第3の制御手段)する。そして、21は広帯域高周波増幅器、22はBPF(バンドパスフィルタ)、23はTx・ANT送信アンテナ)をそれぞれ示す。

0021

図1におけるSS送信機の動作について説明すると、デジタルデータとしてデータ入力部11より入力された画像データ等は、S/P変換器12により1つのシリアルデータから3つのパラレルデータへ変換(S/P変換器12に入力されるデジタルデータの容量に応じて図1においては最大3つのパラレルデータに変換)され、通信路符号化回路13に入力される。通信路符号化回路13は、入力されたパラレルデータを通信路(チャネル)に応じて符号化を行い(誤り訂正符号を付加)、符号化されたパラレルデータを拡散回路14に入力する。拡散回路14は、入力された符号化パラレルデータ(情報信号)と生成される所定のIDコード信号に対してPN発振器18によりSS変調(スペクトル拡散)を施す(図1においては、1〜3CHについて情報信号のSS変調を行い、4CHのIDコード信号をSS変調して生成する)。また、拡散回路14は、PLL周波数シンセサイザLSI15、VCO16、LPF17により所定の周波数帯域にて1〜3CHの情報信号を時分割(パケットデータの時間分割)し、4CHの所定のIDコード信号と共にするためにFDM(周波数分割多重)する。本実施例においては、情報信号およびIDコード信号の変調は、BPSK変調またはQPSK変調を行う(情報信号はPNショートレンジコード、IDコード信号はPNロングレンジコードにより実施)。情報信号および/またはIDコード信号のSS変調は、周波数分割および時分割については、CPU19およびメモリ回路20等により制御が行われる。

0022

PLL周波数シンセサイザLSI15、VCO16およびLPF17、および/または、PN発振器18に対するCPU19およびメモリ回路20による制御について説明する。メモリ回路20には主に周波数設定データ、SS送信機側の呼出名称、帰還タップ情報、PNコードに対する直交符号ゴールド系列)の制御データが格納されており、情報信号および/またはIDコード信号のSS変調時には、CPU19は前記制御データをメモリ回路20から引き出してPN発振器18を情報信号とIDコード信号に合わせてコントロールする。帰還タップ情報は、上記した直交符号を生成するシフトレジスタの帰還タップの位置の組み合わせ等の情報であり、送信したい情報のCH数等に合わせて好適に格納される。また、情報信号の時分割時、および、情報信号および/またはIDコード信号のFDM時には、前記周波数設定データをメモリ回路20から引き出してPLL周波数シンセサイザLSI15をコントロールして所定の周波数帯域に合わせる。なお、メモリ回路20に格納されている呼出名称については、拡散回路14から出力される各パケットデータにそれぞれ付加するように、CPU19がメモリ回路20から引き出し、情報信号および/またはIDコード信号に付加する。

0023

拡散回路14等によるSS変調後、図1において、1〜4CHの情報信号(f1,f2,f3)をパケットデータを時分割多重(TDM)する形式、および、所定のIDコード信号(f4)は、前記情報信号と共に周波数分割多重(FDM)する形式で広帯域高周波増幅器21により送信電力を得て、BPF22による帯域制限処理が施され、Tx・ANT23より伝送情報としてSS無線で送信される。本実施例においては、高度小電力データ通信システムの無線周波数帯域である2400〜2483.5[MHz]帯(1〜3CHは画像等の情報信号、4CHはIDコード信号)を使用して伝送情報としてTx・ANT23より伝送することができる。

0024

次に、図1におけるSS通信装置の受信部であるSS受信機の主要な構成要素について説明する。51はRx・ANT(受信アンテナ)、52はBPF(バンドパスフィルタ)、53はLNA(低雑音増幅器)、49はDBM(二重平衡変調器)をそれぞれ示す。54はPLL周波数シンセサイザLSI、55はVCO、56はLPF、57はCPU、58はメモリ回路をそれぞれ示し、DBM49を含めて受信した信号の前処理(中間周波数を作り出す)等を行うフロントエンド回路等を構成する。また、CPU57、メモリ回路58等は、後述する弾性表面波(SAW)コンボルバのSS参照信号の制御を行う回路等をも構成(第2の制御手段)する。50はBPF、59は中間周波数増幅器であるIF−AMPであり、60はSS情報信号とSSIコード信号を分離する分離器である。また、47はBPF、61はSAWコンボルバ、62はSAWコンボルバ61に所定のSS参照信号として入力するPNコード発振器、46はSS参照信号の搬送波OSC、48はDBMをそれぞれ示す。PN発振器62、搬送波OSC46、DBM48等によりSAWコンボルバ61にSS参照信号として入力する信号を発生する回路であるSS参照回路が構成される。また、63はA/D変換器、64は制御回路である。そして、65はSS変調信号の復調を行う逆拡散回路、66は通信路復号回路、67はP/S変換器である。ここで、SAWコンボルバ61、A/D変換器63、制御回路64、分離器60等により第1の制御手段が構成される。68はデータ出力部であり、出力されるデータがアナログ信号の場合は不図示のD/A変換器によりアナログ信号としてデータ出力部68から出力される(不図示のD/A変換器を含み出力したい信号形態についてA/D変換をダイナミックに対応する出力インタフェース部として構成することも可能)。

0025

図1におけるSS受信機の動作について説明すると、伝送情報(例えば1〜4CHを使用した情報信号およびIDコード信号の情報)はRx・ANT51により受信され、BPF52およびLNA(低雑音増幅器)53による処理後、DBM49に入力される。DBM49では、周波数シンセサイザLSI54、VCO55およびLPF56をCPU57およびメモリ回路58により制御を行い、受信した信号に対して中間周波数を作り出している。メモリ回路58には、前記周波数設定データ、呼出名称、帰還タップ情報、PNコードに対する直交符号(ゴールド系列)の制御データおよび後述するSAWコンボルバ61のSS参照信号回路を制御するSS参照信号制御データ等が格納されており、前記周波数設定データ、呼出名称、帰還タップ情報、PNコードに対する直交符号(ゴールド系列)の制御データを用いてCPU57により中間周波数への制御が行われる。その後、DBM49からBPF50、そしてIF−AMP(中間周波数増幅器)59に受信した信号が入力される。

0026

IF−AMP59に入力された信号は、中間周波数に増幅され、本実施例における1〜4CHを分離器60へ、そしてBPF47を介して本実施例における4CH(IDコード信号)をSAWコンボルバ61にそれぞれ入力する。SAWコンボルバ61では、入力されるIDコード信号と前述したCPU57およびメモリ回路58により制御されるSS参照回路であるPN発振器62、搬送波OSC46、DBM48等からのSS参照信号とにより高速符号同期相関が行われ、SS復調(逆拡散)が行われた後、A/D変換器63に出力される。前記SS参照回路およびCPU57、メモリ回路58における制御について説明すると、CPU57はメモリ回路58に格納されているSS参照信号制御データにより所定のSS参照IDコード信号を生成するべくPN発振器62を制御する。受信されたIDコード信号が所定のIDコード信号か否かについて判断・制御するために、所定のSS参照IDコード信号との高速符号同期相関をSAWコンボルバ61により行う(SS通信による方式はSS−DS/SS−FH方式のどちらを採用しても可能であるが、SAWコンボルバ61によるSS復調はSS−DS方式が最良)。A/D変換器63によりデジタル信号に変換されたSAWコンボルバ61からの出力信号は、制御回路64に入力される。制御回路64は、所定のIDコード信号によって異なるSAWコンボルバ61からの出力信号により分離器60に対して本実施例における1〜3CHの情報信号についてON/OFF(接続/遮断)制御を行う。制御回路64は、所定のIDコード信号によって異なるSAWコンボルバ61からの出力信号について、例えば受信したIDコード信号がSS受信機側の所定のIDコード信号として1度相関がとられた場合には分離器60を所定の時間ONのままにしたり、SS受信機側の所定のIDコード信号として相関がとられている時間内のみ分離器60をONする等の各種制御が可能である。分離器60は、制御回路64によりON制御が行われた場合は情報信号を逆拡散回路65へ通し、制御回路64によりOFF制御が行われた場合は情報信号を遮断する。

0027

逆拡散回路65は、SS情報信号に対してSS復調(逆拡散)を行う。本実施例においては、SS送信機からのSS変調されたSS情報信号はPNショートレンジコードによるSS変調信号(TDM信号)なので、例えばICによるデジタルマッチドフィルタリング回路等によりSS復調(BPSKまたはQPSK復調を実施)を行うことができる。また、シリアルデータであるTDM信号を1〜3CHのパラレルデータとして通信路復号回路66に出力する。通信路復号回路66は、符号化されているデータについて復号化を行い(誤り訂正の復号化を実施)、P/S変換器67に出力する。P/S変換器67では、メモリ回路58等により時分割されたデータを一時格納し、CPU57等により前記データの整形を行い、データ出力部68よりデータを出力する。

0028

本実施例におけるSS送信機およびSS受信機を用いることにより、動画像等の大容量データをSS−CDMA方式(伝送方式は情報信号とIDコード信号のFDMによるSS−CDMA方式)によりIDコード信号を含めて送受信を行うことが可能となるため、受信側で受信した信号の制御が容易に行われる。また、上記実施例においては、大容量データの送受信について説明したが、勿論大容量データに限らず小容量データ(例えば静止画像信号音声信号データ通信用信号等)を本実施例のSS送信機およびSS受信機を用いることにより無線通信規格IEEE802.11b)に準拠する形式(2.4[GHz]帯ISMバンド2400〜2483.5[MHz]または2471〜2497[MHz])で送受信を行うことが可能となる。

0029

また、本実施例においては、画像(動画像を含む)等の大容量データの送受信として、SS送信機およびSS受信機について高度小電力データ通信システム(室内外での使用可能等)を一例として説明を行った。本実施例により、SS受信機で復調したデータをBluetoothに接続してデータ交換を行うことも可能であり、さらに電話ISDN回線を利用してSS受信機で復調したデータを遠隔地に伝送することも可能である。

0030

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。つまり、上記実施例におけるSS送信機とSS受信機を一体として構築し、送信側のSS送受信機と受信側のSS送受信機による情報信号とIDコード信号の全若しくは半二重通信が可能となる。送信側の単数または複数台のSS送受信機と受信側の単数または複数台のSS送受信機とにより、最初に互いにIDコード信号の検証を行う。該IDコードの復号がなされた後、送信側と受信側の単数または複数台のSS送受信機により、データの送受信がそれぞれ行われる。また、通信時にエラーが発生すれば送信側と受信側とで互いに連絡(IDコード信号等により連絡)し、通信データの再送が可能となる。このため、SS送受信機(一体型)は、データ交換の信頼性向上が図れる。

0031

[弾性表面波コンボルバの実施例]次に、上記説明した弾性表面波(SAW)コンボルバの一例として、マルチトラック構造を有するSAWコンボルバデバイスの要部概略図を図2に示す。

0032

同図において、111は受信信号が入力される第1の弾性表面波変換器、112は参照信号が入力される第2の弾性表面波変換器である。第1の弾性表面波変換器111は正電極113および負電極117を有する第1のすだれ状電極(IDT)、並びに、正電極114および負電極117を有する第3のすだれ状電極で構成される。つまり第1のすだれ状電極と第3のすだれ状電極との並列構造を有している。第2の弾性表面波変換器112も第1の弾性表面波変換器111に対応して、正電極115および負電極118(第2のすだれ状電極)、並びに、正電極116および負電極118(第4のすだれ状電極)の並列構造で構成される。

0033

121は第1のすだれ状電極と第2のすだれ状電極に対応する出力電極(遅延線)であり、複数個の出力電極片121a,121b,121cで構成される。第1および第2のすだれ状電極と出力電極121とにより第1のトラックが構成される。122は第3のすだれ状電極と第4のすだれ状電極に対応する出力電極(遅延線)であり、複数個の出力電極片122a,122b,122cで構成される。第3および第4のすだれ状電極と出力電極122とにより第2のトラックが構成される。つまり図2のSAWコンボルバは、第1および第2のトラックからなるマルチトラック構造を有する。

0034

123は第1トラックの出力電極121の複数の出力電極片を組み合わせるために各出力電極片をカスケード接続するカスケード接続回路であり、出力端子outA,outBおよび外部SW137を有している。カスケード接続回路123は、好適な出力電極片の長さを組み合わせて第1トラックの出力電極を構成し、コンボリューション出力信号を各出力端子から取り出す。124は第2トラックの出力電極124の複数の出力電極片を組み合わせるために各出力電極片をカスケード接続するカスケード接続回路であり、出力端子outA’,outB’および外部SW137を有している。カスケード接続回路123は、好適な出力電極片の長さを組み合わせて第1トラックの出力電極を構成し、コンボリューション出力信号を各出力端子から取り出す。

0035

図2において、カスケード接続回路123は出力電極片121aと出力電極片121cを接続し、カスケード接続回路124は出力電極片122aと出力電極片122cを接続しており、第1トラック側は出力端子outBから遅延線長2Lを、第2トラック側は出力端子outA’から遅延線長2Lを選択する。また、外部SWコントロール回路125は、第1トラックと第2トラックの各出力電極121,122を同時にON/OFFする手段である。119,140は第1の弾性表面波変換器111(第1および第3のすだれ状電極113,114,117の並列構造)、第2の弾性表面波変換器112(第2および第4のすだれ状電極115,116,118の並列構造)と出力電極121,122の間のシールド電極である。

0036

131,135はバンドパスフィルタ(BPF)、132はPN発振器(擬似雑音OSC)、133はPLL周波数シンセサイザ、134,136は二重平衡変調器(DBM)をそれぞれ示し、それぞれ外部回路を構成する。外部回路はSS参照信号を発生させるための回路である(図1においては、この外部回路に上記した参照回路が適用される)。

0037

第1の弾性表面波変換器111は、受信信号を入力する端子を2端子(図中ではIN1およびIN3)有する(並列構造)。各端子はそれぞれすだれ状電極の正電極側113および114に配置され、負電極117は共通である。この第1の弾性表面波変換器111に対応して、第2の弾性表面波変換器112は、参照信号の入力端子を2端子(IN2およびIN4)有している。本実施例においては、第1および第2の弾性表面波変換器111,112は、それぞれ重み付けによる一方向性または両方向性チャープ型IDTを、負電極を共通として並列構造にて開発したものである。これらの一方向性または両方向性の広帯域チャープ型IDTは、特開平7−212184号および特開平6−260881号等を用いることができる。言い替えれば、第1および第2の弾性表面波変換器111,112は、特開平7−212184号および特開平6−260881号等のIDTを負電極を共通としてそれぞれ並列に構築したものである。これらのチャープ型IDTは、コンボリューション効率が高く、広帯域特性を有し、低挿入損失かつ周波数特性フラットリップルが少ないという特徴を有する。

0038

図2において、出力電極121,122も第1および第2の弾性表面波変換器111,112の並列構造に対応して、第1トラック側に出力電極121、第2トラック側に出力電極122が配置され、それぞれ受信信号と外部回路からの参照信号との相関をとって出力電極121,122からコンボリューション出力を電気信号として取り出す。ここで、出力電極121,122の長さは受信するデータ伝送速度信号に対応するため、分割された複数個の出力電極片で構成され、カスケード接続回路123,124および外部SWコントロール回路125により各種のSS変復調方式に対応する構成(各出力電極片の長さを組み合わせて出力電極長を構成)をマルチトラックで対応することにより、広帯域可変遅延線型の相関器となるSAWコンボルバを提供する(相関器の二重化をも含む)。

0039

出力電極121,122の出力電極片1個の長さ(ゲート電極)は、図中では第1トラックがL、第2トラックもLとなり(出力電極片1個の長さはトラック単位で異なる長さ、例えば第1トラックがL、第2トラックが2L等で構成することも可能であり、すべて異なる長さで構成することも可能)、この出力電極片の一部または全部(1個または2個以上)をカスケード接続回路123,124および外部SWコントロール回路125により組み合わせてDPSK復調方式である遅延検波にも対応する。例えば、DPSKの復調方式(遅延検波を採用)についての出力電極の活用方法は、高速データビット(PN1周期)に相当する箇所が、第1トラックの出力電極121の中央部の長さLの出力電極片121bと、データ1ビット遅延した第2トラックの出力電極122の中央部を除く残り2つの出力電極片121a,121cの長さ2Lを用いてエンベローブ検波を行う。その際に、出力端子outAおよびoutA’を外部のDBMのLo.RF各ポート(不図示)に入力し、IFポートからデータH,Lに対応して位相が180°異なるコンボリューション信号のエンベローブ検波波形を出力する。また、低速データ1ビット(PN1周期)の時は、第1トラックをトータル3L、第2トラックをトータル3Lに組み合わせて高速データ同様、データH,Lに対応してコンボリューション信号のエンベローブ検波を行う。

0040

出力電極121,122を分割する理由は、出力効率をアップさせるためであり、出力電極121,122のインピーダンスマッチングをとりやすい最適な分割比を考えて設計される。ここで、出力電極121,122の分割数は、図2においては第1トラックおよび第2トラックにて同一数(トラック単位で異なる分割数で構成することも可能)である。また、この分割数は、図2においては第1および第2トラックで3個であるが、2個若しくは3個以上で構成することも可能である(複数個で構成可能)。その場合は、外部SWコントロール回路方式も異なってくる。基本的には少ないSW数で構成することが好適である。この分割数をカスケード接続することにより、長い出力電極を利用してSS方式による高分解能測距用相関器等に応用できる。また、ゲート電極は図2に示すように、第1トラックおよび第2トラック共にすべて同じ長さ(比率)に設定して本デバイスが構成される。図中の左右IDTおよび各トラック毎に出力電極121,122の右端および左端にそれぞれ示す点線は、出力電極片が複数個であることを示している。

0041

また、本実施例のSAWコンボルバのマルチトラック構造により、M−ary/DS−方式および並列組み合わせDS−方式等のデバイスとしても対応可能であり、Wideband−CDMA(米国の標準通信方式IS−665として1995年に制定)等にも対応可能である。第1および第2の弾性表面波変換器111,112並びに出力端子outA’の下部にそれぞれ示す矢印は、本弾性表面波コンボルバを縦にならべて各種の通信方式に対応させる旨を示している。さらに、本実施例のSAWコンボルバは、各出力電極片をカスケード接続回路にて出力電極(遅延線)の長さを可変できるので、広範囲に対応できる超高速・広帯域同期用相関器デバイスである。

発明の効果

0042

以上説明したように、本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)情報信号およびIDコード信号によるパラレル伝送(情報速度のパケット化)を可能とし、伝送方式は情報信号(TDM信号)およびIDコード信号のFDMによるSS−CDMA方式を実現できる(動画像等の大容量データの伝送可能)。また、第3の制御手段を備えることにより、情報信号およびIDコード信号のSS変調の制御、および、伝送周波数帯域を制御できるため、通信路等の通信リソースの効率化と送信部および受信部の装置リソースの効率化が図れる。
(2)第3の制御手段のメモリ回路は、周波数設定データ、呼出名称、帰還タップ情報およびスペクトル拡散用制御データ等が格納されており、これらのデータを効果的にCPUが取得して拡散回路を制御するため、1箇所による集中制御が可能となる。
(3)SAWコンボルバに入力するSS参照信号をコントロールする第2の制御手段と、SAWコンボルバの出力から情報信号に優先してIDコード信号の判断・情報信号の制御を行う第1の制御手段とを備えることにより、高速かつ正確に情報の受信が行われる。また、IDコード信号の復調にSAWコンボルバを採用するため、PNロングレンジコードの高速符号同期相関(高速PNチップレート等)による復調が行えるため、高セキュリティ化された信号の受信を行うことが可能となる。
(4)情報信号(TDM信号)およびIDコード信号のFDMによるSS−CDMA方式の受信信号を復調できる(動画像等の大容量データの復調可能)。また、情報信号(TDM信号)のSS逆拡散回路にICによるデジタルマッチドフィルタリング回路を用いることが可能なため、装置コストを低減できる。
(5)第2の制御手段は、SAWコンボルバに入力するSS参照信号をコントロールするだけでなく、フロントエンド回路の発振器の周波数、および/または、情報信号のメモリへの格納および情報信号の整形をさらに制御できるため、装置リソースの効率化が図れる。
(6)第2の制御手段のメモリ回路は、周波数設定データ、呼出名称、帰還タップ情報およびスペクトル拡散用制御データ等が格納されており、これらのデータを効果的にCPUが取得してSAWコンボルバのSS参照回路、フロントエンド回路、データ出力部を制御するため、1箇所による集中制御が可能となる。

0043

上記効果の他に、さらに本発明においては、高速データ伝送については情報信号の変復調またはSS変復調にQPSK方式を採用し、法規制の枠内で最大帯域幅26[MHz]を遵守し、かつ伝送速度はBPSKに比べて2倍にアップさせることが可能となる。

0044

以上のような効果から、高度小電力データ通信システムによる通信にも最適なSS通信装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0045

図1本発明の一実施例に係るSS通信装置の装置概要を示す回路ブロック図である。
図2本発明の一実施例に係るマルチトラック構造によるSAWコンボルバデバイスを示す要部概略図である。

--

0046

11:データ入力部、12:S/P変換器、13:通信路符号化回路、14:拡散回路、15,54:PLL周波数シンセサイザLSI、16,55:VCO、17,56:LPF、18:PN発振器、19,57:CPU、20,58:メモリ回路、21:広帯域高周波増幅器、22,47,50,52:BPF、23:Tx・ANT、46:OSC、48,49:DBM、51:Rx・ANT、53:LNA、59:IF−AMP、60:分離器、61:SAWコンボルバ、62:PN発振器、63:A/D変換器、64:制御回路、65:逆拡散回路、66:通信路復号回路、67:P/S変換器、68:データ出力部、111:第1の弾性表面波変換器、112:第2の弾性表面波変換器、113,115:第1トラックの正電極、114,116:第2トラックの正電極、117:第1トラックの負電極、118:第2トラックの負電極、119,140:シールド電極、121:第1トラックの出力電極(遅延線)、121a,b,c:第1トラックの出力電極片、122:第2トラックの出力電極(遅延線)、122a,b,c:第2トラックの出力電極片、123:第1トラックのカスケード接続装置、124:第2トラックのカスケード接続装置、125:外部SWコントロール回路、131,135:バンドパスフィルタ(BPF)、132:PN発振器(擬似雑音OSC)、133:PLL周波数シンセサイザ、134,136:二重平衡変調器(DBM)、137:外部SW。

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