JPH09231202A - Correlator - Google Patents

Correlator

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JPH09231202A
JPH09231202A JP8041134A JP4113496A JPH09231202A JP H09231202 A JPH09231202 A JP H09231202A JP 8041134 A JP8041134 A JP 8041134A JP 4113496 A JP4113496 A JP 4113496A JP H09231202 A JPH09231202 A JP H09231202A
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JP
Japan
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signal
correlator
information
respect
input
Prior art date
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JP8041134A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Horiguchi
義則 堀口
Kazunori Aoyanagi
和則 青柳
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Priority to US08/805,644 priority patent/US6058139A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a correlator which can judge its phase advance or delay by itself. SOLUTION: Autocorrelation characteristics obtained when a 1st and a 2nd signal are the same by thinning out information by an information thinning-out means 13 in arbitrary timing as to the multiplication result of the 1st and 2nd signals, inputted to input terminals 11 and 12, which is based upon a function of a parameter τ representing the deviation of one signal from the other are made asymmetrical about the correlation value axis of τ=0. Consequently, the correlator can judge its phase advance or delay by itself.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、2つの関数間の
類似性または相互依存性の尺度を与える相関特性を求め
る相関器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a correlator that obtains a correlation characteristic that gives a measure of similarity or mutual dependence between two functions.

【0002】[0002]

【従来の技術】相関器は、電気電子技術の分野で幅広く
応用されている回路である。相関器が扱う信号により、
アナログ回路であったり、デジタル回路であったりする
ものの、基本的には2つの信号間の相互相関特性を求め
ることには変わりない。ここで、2つの信号を表す関数
をf1(t)、f2(t)とし、他方に対する一方の関数の偏移
を表すパラメーターτの関数とすれば、相互相関関数R
12(τ)は以下の(1)式で表される。
Correlators are circuits that are widely applied in the field of electrical and electronic technology. Depending on the signal handled by the correlator,
Although it may be an analog circuit or a digital circuit, basically it is still the same as determining the cross-correlation characteristic between two signals. Here, if the functions representing two signals are f1 (t) and f2 (t) and the function of the parameter τ representing the deviation of one function from the other, the cross-correlation function R
12 (τ) is expressed by the following equation (1).

【0003】[0003]

【数2】 関数f1(t)とf2(t)には任意な関数が選択可能である
が、特に関数f1(t)と関数f2(t)が等しい場合を自己相
関関数と呼ぶ。以下の説明においては、主に自己相関関
数について説明する。その理由としては、相関関数を演
算する相関器自体、関数f1(t)で表される信号と関数f
2(t)で表される信号間の類似性や相互依存性、すなわち
2つの信号間の周期性や位相関係を判断するという目的
に使用されるからである。
[Equation 2] Although arbitrary functions can be selected as the functions f1 (t) and f2 (t), the case where the functions f1 (t) and f2 (t) are equal is called an autocorrelation function. In the following description, the autocorrelation function will be mainly described. The reason is that the correlator itself that calculates the correlation function, the signal represented by the function f1 (t) and the function f
This is because it is used for the purpose of determining the similarity or interdependence between signals represented by 2 (t), that is, the periodicity or phase relationship between two signals.

【0004】以下に(1)式で表される数式を、具体的
な相関器として説明するが、それに対応して扱う関数に
おいても、関数f1(t)で表される信号をS1(t)とし、関
数f2(t)で表される信号をS2(t)とする。
The equation represented by the equation (1) will be described below as a concrete correlator. In the corresponding function, the signal represented by the function f1 (t) is converted into S1 (t). And the signal represented by the function f2 (t) is S2 (t).

【0005】(1)式から分かるように、相関器の構成
は信号S1(t)と信号S2(t)を乗算する乗算器と、乗算結
果を積分する積分器から構成される。これを図25に示
した。1、2は入力端子、3は乗算器、4は積分器、5
は出力端子である。入力端子1には、信号S1(t)を入力
し、入力端子2には、信号S2(t)を入力する。これらの
入力信号は、乗算器3で乗算され、その後、積分器4に
て積分されることにより出力端子5には信号S1(t)と信
号S2(t)の相互相関特性が出力される。ここで、信号S
1(t)と信号S2(t)を同一なものとすれば、出力端子5に
は同一信号間の自己相関特性が出力される。
As can be seen from the equation (1), the correlator has a multiplier for multiplying the signal S1 (t) and the signal S2 (t) and an integrator for integrating the multiplication result. This is shown in FIG. 1, 2 are input terminals, 3 is a multiplier, 4 is an integrator, 5
Is an output terminal. The signal S1 (t) is input to the input terminal 1, and the signal S2 (t) is input to the input terminal 2. These input signals are multiplied by the multiplier 3 and then integrated by the integrator 4 to output the cross-correlation characteristic of the signal S1 (t) and the signal S2 (t) to the output terminal 5. Where the signal S
If 1 (t) and the signal S2 (t) are the same, the autocorrelation characteristic between the same signals is output to the output terminal 5.

【0006】では次に、取り扱う信号を明確にした上
で、この相関器の動作について説明する。入力とする信
号S1(t)と信号S2(t)は、アナログ信号でもデジタル信
号でもよいものの、理解を簡単にするために、ここでは
図26に示したような、周期性を有するデジタル信号を
用いることにする。この信号は、振幅が−1と1の2値
をとるデジタル信号であり、周期はTである。また、周
期Tの期間中、1/7の期間をΔと定義することにす
る。すなわち、振幅1の期間はΔであり、Δ=T/7と
なる。また、振幅0の期間はT−Δであり、T−Δ=6
T/7となっている。
Next, the operation of this correlator will be described after clarifying the signals to be handled. The signals S1 (t) and S2 (t) to be input may be analog signals or digital signals, but in order to simplify understanding, here, a digital signal having periodicity as shown in FIG. 26 is used. I will use it. This signal is a digital signal whose amplitude has two values of -1 and 1, and has a period of T. Further, in the period of the cycle T, a period of 1/7 is defined as Δ. That is, the period of the amplitude 1 is Δ, and Δ = T / 7. Further, the period of amplitude 0 is T-Δ, and T-Δ = 6
It is T / 7.

【0007】自己相関を得るためには、信号S1(t)と信
号S2(t)を同一な2つの信号と仮定し、2つの信号間の
位相差τをスイープすればよい。ここで代表的な特性と
して、信号S2(t)の位相が信号S1(t)の位相に比べて2
Δ、Δ/2、0、−Δ/2、進んでいる状態を選び、こ
のときの乗算器3の入・出力信号波形を、それぞれ図2
7の(a)〜(d)に示した。図27の(a)〜(d)
では、信号S1(t)をA、信号S2(t)をBとし、信号Aと
信号Bの乗算結果をCとして表している。
To obtain the autocorrelation, the signal S1 (t) and the signal S2 (t) are assumed to be the same two signals, and the phase difference τ between the two signals may be swept. Here, as a typical characteristic, the phase of the signal S2 (t) is 2 compared to the phase of the signal S1 (t).
2 shows the input / output signal waveforms of the multiplier 3 at this time by selecting Δ, Δ / 2, 0, −Δ / 2, the leading state.
7 (a) to (d). 27 (a) to (d)
In the figure, the signal S1 (t) is represented by A, the signal S2 (t) is represented by B, and the multiplication result of the signal A and the signal B is represented by C.

【0008】まず(a)の場合において、乗算結果から
相関値を求めてみる。(1)式によれば、相関値は乗算
結果を1周期に渡り積分したものであるから、初めに振
幅値1が出力されている期間を計算する。これを図から
求めると5Δとなる。同様に振幅値0が出力されている
期間を計算する。これは2Δとなる。次に振幅値1が出
力されている期間から振幅値0が出力されている期間を
引き算し、これを1周期Tで割り算する。すると、(5
Δ−2Δ)/Tが得られる。T=7Δであるから、求め
る相関値Rssは、 Rss(τ=2Δ)=(5Δ−2Δ)/7Δ=3/7 … (2) となる。同様に、(b)〜(d)の位相関係における相
関値を求めると、 Rss(τ= Δ/2)=(6Δ−1Δ)/7Δ=5/7 … (3) Rss(τ=0) =(7Δ−0Δ)/7Δ=7/7=1 … (4) Rss(τ=-Δ/2)=(6Δ−1Δ)/7Δ=5/7 … (5) が得られる。
First, in the case of (a), the correlation value is obtained from the multiplication result. According to the equation (1), the correlation value is obtained by integrating the multiplication result over one cycle, and thus the period during which the amplitude value 1 is first output is calculated. This is 5Δ when calculated from the figure. Similarly, the period during which the amplitude value 0 is output is calculated. This is 2Δ. Next, the period in which the amplitude value 0 is output is subtracted from the period in which the amplitude value 1 is output, and this is divided by 1 cycle T. Then, (5
Δ-2Δ) / T is obtained. Since T = 7Δ, the calculated correlation value Rss is Rss (τ = 2Δ) = (5Δ-2Δ) / 7Δ = 3/7 (2). Similarly, when the correlation value in the phase relationship of (b) to (d) is obtained, Rss (τ = Δ / 2) = (6Δ-1Δ) / 7Δ = 5/7 (3) Rss (τ = 0) = (7Δ-0Δ) / 7Δ = 7/7 = 1 (4) Rss (τ = -Δ / 2) = (6Δ-1Δ) / 7Δ = 5/7 (5) is obtained.

【0009】これらは、代表的なτにおける相関値を求
めたものであるから、離散的な数値ではあるが、実際に
はτを連続的に可変することにより、図28に示したよ
うな相関特性が得られる。図28の縦軸は相関値を表
し、横軸は2つの入力信号間位相差τを表している。こ
の相関特性は、2つの入力信号間位相差が±Δ以上であ
れば一定値を示し、±Δ以内であればその位相差に応じ
て連続的に変化する相関値が得られるというものであ
る。
Since these are typical correlation values at τ, they are discrete numerical values, but in practice, τ is continuously varied to obtain the correlation as shown in FIG. The characteristics are obtained. The vertical axis of FIG. 28 represents the correlation value, and the horizontal axis represents the phase difference τ between two input signals. This correlation characteristic is such that if the phase difference between two input signals is ± Δ or more, it shows a constant value, and if it is within ± Δ, a correlation value that continuously changes according to the phase difference is obtained. .

【0010】この特性を使って、例えばテレビジョン信
号のラインノイズリダクション装置に応用することを考
えてみる。この場合、図27のAの信号の1周期をテレ
ビジョン信号の1ラインと仮定し、振幅1の状態を白、
振幅−1の状態を黒と仮定する。テレビジョン信号は画
面の上側から下側に向かって走査するので、ある任意の
1ラインと時間的に次の1ラインの相関が最大値だった
とすると、2ライン同じ信号が走査されたことになる。
ここで、初めの1ライン目の信号の白を表している信号
期間だけに何らかのパルス状ノイズが混入したと仮定す
る。しかし、ノイズの混入期間は映像信号期間に比べて
短いため、積分結果である相関値に大きな変化は生じな
い。
Consider the application of this characteristic to, for example, a line noise reduction device for television signals. In this case, assuming that one cycle of the signal of A in FIG. 27 is one line of the television signal, the state of amplitude 1 is white,
A state of amplitude -1 is assumed to be black. Since the television signal scans from the upper side to the lower side of the screen, if the correlation between an arbitrary one line and the next one line is the maximum in time, it means that the same signal is scanned for two lines. .
Here, it is assumed that some kind of pulse noise is mixed only in the signal period in which the signal of the first line on the first line represents white. However, since the noise mixing period is shorter than the video signal period, the correlation value as the integration result does not change significantly.

【0011】そこで、次にようなノイズリダクションシ
ステムを考える。まず、ノイズリダクションシステム
は、相関器から得られた相関値により、ノイズリダクシ
ョンを行うか行わないかの判断を行う。もし、行うと判
断した場合は、時間的に1ライン前の信号と現在の信号
を加算し、その後振幅を1/2にして出力する。もし行
わないと判断した場合には、何の演算も行うことなく信
号を出力する。つまり、相関値の高いときには上記演算
を行い、相関値が低い場合には演算をせず、信号をその
まま出力するという制御を行わせるのである。
Therefore, consider the following noise reduction system. First, the noise reduction system determines whether to perform noise reduction based on the correlation value obtained from the correlator. If it is determined to be performed, the signal one line before and the current signal are added in time, and then the amplitude is halved and output. If it is determined not to perform, the signal is output without performing any calculation. That is, when the correlation value is high, the above calculation is performed, and when the correlation value is low, the calculation is not performed but the signal is output as it is.

【0012】このようにすれば、ノイズが混入した場合
であっても、2ラインの相関値が高い場合には同一の信
号であると判断し、加算し1/2する訳である。この操
作により、信号振幅は変化ないものの、ノイズは1ライ
ン分にしか混入していないので、1/21/2 に減少す
る。逆に、相関値が低い場合、例えば、白を表す信号期
間の時間的な差が大きいとかいう場合に、上記演算を行
ってしまうと白と黒が混合され、本来ないはずの明るさ
が現れてしまう。これを防ぐために、相関値の低い場合
には上記演算を行わないようにする訳である。
By doing so, even if noise is mixed, if the correlation values of the two lines are high, it is determined that they are the same signal, and the signals are added and halved. By this operation, the signal amplitude does not change, but the noise is mixed in only one line, so it is reduced to 1/2 1/2 . On the other hand, when the correlation value is low, for example, when there is a large time difference between the signal periods representing white, if the above calculation is performed, white and black are mixed, and brightness that should not be present appears. I will end up. In order to prevent this, the above calculation is not performed when the correlation value is low.

【0013】上述したように、相関器は、2つの関数あ
るいは信号間の類似性または相互依存性の尺度を与える
ものであるから、相関器が応用されている分野は数限り
ない。身近な応用製品としては上述したようなテレビジ
ョン受像器あるいはビデオテープレコーダーのノイズリ
ダクション回路が代表的である。
As described above, the correlator provides a measure of similarity or interdependence between two functions or signals, so that the correlator is applied in many fields. As a familiar application product, a noise reduction circuit of a television receiver or a video tape recorder as described above is typical.

【0014】また、民生機器には必ずといってよい程使
われているのがPhase Locked Loopと呼ばれる信号への
追尾回路である。これは、基準の周波数に位相同期した
信号を得るための基本回路である。放送局から送られて
くる電波に対して、受信機であるテレビジョン等がチャ
ンネル合わせをするにも使われているし、機械系の回転
制御等にも利用されている。これらPLLにおいても、
追尾させたい信号と基準信号とは乗算され、積分され
る。つまり、上述したような相関器が使われている訳で
ある。
Further, a tracking circuit for signals called Phase Locked Loop is almost always used in consumer equipment. This is a basic circuit for obtaining a signal phase-locked with a reference frequency. It is also used for channel matching by television receivers and the like for radio waves sent from broadcasting stations, and also for rotation control of mechanical systems. Also in these PLLs,
The signal to be tracked and the reference signal are multiplied and integrated. That is, the correlator as described above is used.

【0015】以上述べてきたように、相関器は2つの信
号間の位相差を検出する回路や、2つの信号間の位相を
一致させるような処理を行う回路には、必要不可欠とさ
れてきた基本的回路であり、様々な分野で利用されてい
る。
As described above, the correlator has been indispensable for a circuit that detects a phase difference between two signals and a circuit that performs processing for matching the phases of two signals. It is a basic circuit and is used in various fields.

【0016】しかしながら、この相関器には大きな欠点
が存在する。それは、相関値から得られる位相情報が、
絶対値でしかないということである。例えば、図28の
特性が得られる相関器を用いて、相関値5/7を検出し
たとする。これを図28のP1、P2に記した。つま
り、相関値5/7という値からは、P1に記したτ=+
Δ/2という位相差と、P2に記したτ=−Δ/2とい
う位相差が検出できるものの、+Δ/2なのか−Δ/2
なのかは判断できないということである。これは、相関
特性がτ=0の相関値軸に左右対称であることから明白
である。そのため、従来の相関器を2つ用意し、それぞ
れを異なる時間軸上で動作させ、これらを組み合わせる
ことにより位相の進みあるいは遅れを判断しているもの
も少なくない。
However, this correlator has major drawbacks. The phase information obtained from the correlation value is
It is only an absolute value. For example, it is assumed that the correlation value of 5/7 is detected by using the correlator that can obtain the characteristic of FIG. This is shown as P1 and P2 in FIG. That is, from the correlation value of 5/7, τ = + described in P1
Although the phase difference of Δ / 2 and the phase difference of τ = −Δ / 2 described in P2 can be detected, is it + Δ / 2 or −Δ / 2?
It means that it cannot be determined. This is obvious because the correlation characteristic is bilaterally symmetric with respect to the correlation value axis of τ = 0. Therefore, there are many cases where two conventional correlators are prepared, each of which is operated on a different time axis, and the phase is advanced or delayed by combining them.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の相関器
では、相関値から得られる位相情報が、絶対値でしかな
く、位相の進みあるいは遅れを判断するには、相関器を
2つ用意し、それぞれを異なる時間軸上で動作させ、こ
れらを組み合わせる必要があった。
In the above-described conventional correlator, the phase information obtained from the correlation value is only an absolute value, and two correlators are prepared to judge the lead or lag of the phase. , It was necessary to operate them on different time axes and combine them.

【0018】この発明は、相関器自身で位相の進みある
いは遅れの判断を可能とする相関器を提供する。
The present invention provides a correlator that enables the correlator itself to determine whether the phase is advanced or delayed.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明の相関器は、他方に対する一方の信号
の偏移を表すパラメーターτを関数とした第1の信号と
第2の信号を演算する演算手段から得られ、τ=0にお
ける振幅軸に対して対称となる自己相関特性から、情報
間引き手段を用いて情報を間引くことにより、τ=0に
おける振幅軸に対して非対称な自己相関特性を得ること
を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the correlator according to the present invention uses a first signal and a second signal as a function of a parameter τ representing the deviation of one signal with respect to the other. From the autocorrelation characteristic obtained by the calculation means for calculating τ = 0 and symmetric with respect to the amplitude axis at τ = 0, information is thinned out using the information thinning means to obtain the self-asymmetry with respect to the amplitude axis at τ = 0. It is characterized by obtaining a correlation characteristic.

【0020】このように構成することにより、他方に対
する一方の信号の偏移を表すパラメーターτを関数とし
た第1の信号と第2の信号の乗算結果から、任意のタイ
ミングで情報を間引くことにより、第1の信号と第2の
信号が同一の際に得られる自己相関特性を、τ=0にお
ける相関値軸に対して非対称な特性としている。その結
果、相関器自身で位相の進みあるいは遅れの判断を可能
とした。
With this configuration, information is thinned out at an arbitrary timing from the multiplication result of the first signal and the second signal, which is a function of the parameter τ representing the deviation of one signal with respect to the other. , The autocorrelation characteristics obtained when the first signal and the second signal are the same are asymmetric with respect to the correlation value axis at τ = 0. As a result, the correlator itself can judge whether the phase is advanced or delayed.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、こ
の発明の一実施の形態を説明するためのブロック図であ
る。10、11は入力端子、12は乗算器、13は情報
を間引く情報間引き手段、14は積分器、15は出力端
子である。入力端子10と11には、同一信号である
が、位相の異なる2つの信号を入力すると仮定する。入
力端子10と11に与えられた信号を乗算器12で乗算
した後、情報間引き手段13により情報を間引き、積分
器14で積分することで、出力端子15に両入力信号間
の相関特性が得られるようになる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the present invention. Reference numerals 10 and 11 are input terminals, 12 is a multiplier, 13 is an information thinning means for thinning information, 14 is an integrator, and 15 is an output terminal. It is assumed that two signals having the same signal but different phases are input to the input terminals 10 and 11. After the signals applied to the input terminals 10 and 11 are multiplied by the multiplier 12, the information is decimated by the information decimating means 13 and integrated by the integrator 14 to obtain the correlation characteristic between the both input signals at the output terminal 15. Will be available.

【0022】では、この動作の理解のために図2を用い
て説明する。Aは入力端子10に入力される信号S1(t)
であり、Bは入力端子11に入力される信号S2(t)であ
る。また、情報間引き手段13は、例えばDに示した信
号S2(t)に位相同期した信号で制御されるとする。制御
方法の具体例としては、Dに示した信号が0の期間にの
み信号AとBの乗算結果を出力し、それ以外の期間では
乗算結果を常に1にするというような動作を考えること
にする。これは、1の期間の乗算結果を間引くのに等し
い。
Now, in order to understand this operation, description will be made with reference to FIG. A is the signal S1 (t) input to the input terminal 10.
And B is the signal S2 (t) input to the input terminal 11. Further, it is assumed that the information thinning-out means 13 is controlled by a signal which is in phase with the signal S2 (t) shown in D, for example. As a concrete example of the control method, consider an operation in which the multiplication result of the signals A and B is output only during the period when the signal shown in D is 0 and the multiplication result is always 1 during the other periods. To do. This is equivalent to thinning out the multiplication result in the period of 1.

【0023】では、信号A、B間の位相差τをずらして
いき、どのような相関特性が得られるかを説明する。図
2の(a)〜(e)はそれぞれ、Aの信号位相を基準と
したBの信号位相差τをΔ、Δ/2、0、−Δ/2、−
Δとしたときの各部の信号波形を示したものである。図
2(a)の場合、1周期Tの期間中、Bに位相同期した
Δ/2の期間を除いて乗算結果を出力するので、情報間
引き手段13の出力波形はEに示したような信号波形と
なる。このようにして、図2(b)〜図2(e)につい
ても同様な解析を行う。次に、Eの波形で1を出力して
いる期間から0を出力している期間を引き算し、これを
周期Tで割り算すれば、出力端子15から相関値が得ら
れる。図2(a)の場合は相関値が4/7、図2(b)
の場合は6/7、図2(c)の場合は1、図2(d)の
場合は5/7、図2(e)の場合は4/7である。
The phase difference τ between the signals A and B will be shifted to explain what kind of correlation characteristic is obtained. 2A to 2E respectively show the signal phase difference τ of B based on the signal phase of A by Δ, Δ / 2, 0, −Δ / 2, −.
It shows the signal waveform of each part when Δ. In the case of FIG. 2A, since the multiplication result is output during the period of one cycle T excluding the period of Δ / 2 which is phase-locked to B, the output waveform of the information thinning-out means 13 is the signal shown in E. It becomes a waveform. In this way, the same analysis is performed on FIGS. 2B to 2E. Next, the correlation value is obtained from the output terminal 15 by subtracting the period in which 0 is output from the period in which 1 is output in the waveform of E and dividing this by the period T. In the case of FIG. 2A, the correlation value is 4/7, and FIG.
6/7, 1 in FIG. 2 (c), 5/7 in FIG. 2 (d), and 4/7 in FIG. 2 (e).

【0024】上記解析結果は、代表的なτにおける相関
値を離散的に求めたものであるが、τを連続的に可変す
れば図3に示した相関特性が得られる。図3も図28同
様、縦軸は相関値を表し、横軸は2つの入力信号間位相
差τを表している。また、参考のために図2(a)〜
(e)から得られた相関値をそれぞれ図3のP1〜P5
に記した。つまり、情報間引き手段13を備えたことに
より、相関特性をτ=0の相関値軸に対して非対称にす
ることができる。
The above analysis results are obtained by discretely obtaining a typical correlation value at τ. If τ is continuously varied, the correlation characteristics shown in FIG. 3 can be obtained. Similarly to FIG. 28, in FIG. 3, the vertical axis represents the correlation value and the horizontal axis represents the phase difference τ between two input signals. Also, for reference, FIG.
The correlation values obtained from (e) are P1 to P5 in FIG. 3, respectively.
It was noted in. That is, by providing the information thinning means 13, the correlation characteristic can be made asymmetric with respect to the correlation value axis of τ = 0.

【0025】上記した説明では、情報間引き手段13
に、信号S2(t)の立ち上がりに位相同期して、1の期間
がΔ/2の信号を用いた。次に、情報を間引く信号とし
て、図2(d)に記した信号からΔ/2遅らせた信号を
仮定して同様に解析してみる。図4に各部の信号波形を
示し、相関特性を図5に示した。図3と図5の特性の違
いから明らかなように、情報を間引くタイミングを変え
ることによっても相関値の非対称性を作り出すことが可
能である。
In the above description, the information thinning means 13
In addition, a signal whose period of 1 is Δ / 2 is used in phase synchronization with the rising edge of the signal S2 (t). Next, as a signal for thinning out information, a signal delayed by Δ / 2 from the signal shown in FIG. FIG. 4 shows the signal waveform of each part, and FIG. 5 shows the correlation characteristics. As is clear from the difference in characteristics between FIG. 3 and FIG. 5, it is possible to create asymmetry of the correlation value by changing the timing of thinning out the information.

【0026】この相関器を用いて、上記した信号Aに信
号Bの位相を追尾させることを考えてみる。このような
応用例の場合には、まず上記解析から得られた図5の相
関特性から、図3の相関特性を引き算して図6に示した
特性を作り出す。この特性からは、位相差が−Δ〜0の
範囲では、相関値は正の値、位相差が0〜Δの範囲で
は、相関値は負の値であることが判断できる。例えば、
相関値が1/14であった場合を図6のP1とP2に記
した。P1の位相差は−Δ/4、P2の位相差は−3Δ
/4であり、負の位相差であることは判断可能となる。
この判断に基づいて、Aの信号に対してBの信号位相を
+方向に進めれば、両者を素早く一致させることが可能
となる。
Consider using the correlator to track the phase of the signal B with the signal A described above. In the case of such an application example, first, the correlation characteristic of FIG. 3 is subtracted from the correlation characteristic of FIG. 5 obtained from the above analysis to generate the characteristic shown in FIG. From this characteristic, it can be determined that the correlation value is a positive value in the range of the phase difference of −Δ to 0 and the correlation value is a negative value in the range of the phase difference of 0 to Δ. For example,
The case where the correlation value is 1/14 is described in P1 and P2 of FIG. The phase difference of P1 is -Δ / 4, and the phase difference of P2 is -3Δ.
It is / 4, and it can be determined that the phase difference is negative.
Based on this judgment, if the signal phase of B with respect to the signal of A is advanced in the + direction, it is possible to quickly match the two.

【0027】つまり、従来の相関器は、位相差τ=0の
相関値軸に対して左右対称な特性であったため、相関値
からは位相の進みあるいは遅れが判断不可能であった。
しかしながら、この発明の相関器では、位相差τ=0の
相関値軸に対して左右非対称な特性を作り出すことが可
能となり、この相関特性から位相の進みあるいは遅れが
判断可能となったのである。特に、これらの相関特性を
利用して、一方の信号に、もう一方の信号を位相同期さ
せるような応用例に極めて有効な手段となりうる。
That is, since the conventional correlator has the characteristic of being bilaterally symmetric with respect to the correlation value axis with the phase difference τ = 0, it is impossible to judge the lead or lag of the phase from the correlation value.
However, with the correlator of the present invention, it is possible to create a characteristic that is bilaterally asymmetric with respect to the correlation value axis with a phase difference τ = 0, and it is possible to judge the lead or lag of the phase from this correlation characteristic. In particular, by utilizing these correlation characteristics, it can be an extremely effective means for an application example in which one signal is phase-locked with the other signal.

【0028】次に図7を用いて情報間引き手段の具体例
について説明する。すなわち、情報間引き手段13はO
R論理演算器16で構成し、このOR論理演算器16の
入力に、乗算器12の出力とタイミング信号入力入力端
子17に入力されるタイミング信号をそれぞれ入力し、
出力を積分器14の入力に入力している。
Next, a specific example of the information thinning means will be described with reference to FIG. That is, the information thinning means 13 is O
It is composed of an R logical operation unit 16, and the output of the multiplier 12 and the timing signal input to the timing signal input input terminal 17 are input to the input of the OR logical operation unit 16,
The output is input to the input of the integrator 14.

【0029】図7の情報間引き手段13を除いては図1
で説明したため、ここでは情報間引き手段の動作につい
てのみ説明する。
1 except for the information thinning means 13 of FIG.
As described above, only the operation of the information thinning means will be described here.

【0030】ここで、入力端子10と11には、同一信
号であるが位相の異なる2つの信号を入力すると仮定す
る。そうすれば、両端子に与えられた信号の乗算結果は
図2に記されたCの信号波形となる。この乗算結果であ
るCの信号は、OR論理演算器16の一方の入力端子に
入力される。OR論理演算器16のもう一方の入力端子
には、入力端子11に位相同期した信号を入力する。こ
こでも、図2のDの信号をタイミング信号入力端子17
に入力すると仮定する。OR論理演算器16は、2つの
入力信号がLowのときのみ出力にLowを出力する演算器
であるので、OR論理演算器16の出力波形は、図2の
Eの信号波形に等しくなる。その結果、得られる相関特
性は図3と等しいものとなる。
Here, it is assumed that two signals having the same signal but different phases are input to the input terminals 10 and 11. Then, the multiplication result of the signals applied to both terminals becomes the signal waveform of C shown in FIG. The signal of C, which is the result of this multiplication, is input to one input terminal of the OR logic calculator 16. A signal phase-synchronized with the input terminal 11 is input to the other input terminal of the OR logical operation unit 16. Also in this case, the signal D in FIG.
Suppose you type in. Since the OR logic calculator 16 is a calculator that outputs Low to the output only when two input signals are Low, the output waveform of the OR logic calculator 16 is equal to the signal waveform of E in FIG. As a result, the obtained correlation characteristics are the same as those in FIG.

【0031】同様に、図4のDの信号をタイミング信号
入力端子17に入力すれば、相関特性は図5と等しいも
のが得られる。このような考え方を進めれば、情報間引
き手段13の論理変更を行うことにより、同様な相関特
性を作り出すことも可能である。例えばOR論理演算
は、負論理のNAND論理演算と論理が等しい訳である
から、情報間引き手段13を図8に示した負論理のNA
ND論理演算器18に置換してもよい。当然同様な相関
特性が得られるのは明らかである。
Similarly, if the signal D of FIG. 4 is input to the timing signal input terminal 17, the correlation characteristic equal to that of FIG. 5 is obtained. By advancing such an idea, it is possible to create a similar correlation characteristic by changing the logic of the information thinning means 13. For example, since the OR logical operation has the same logic as the NAND logical operation of negative logic, the information thinning means 13 shown in FIG.
It may be replaced with the ND logic calculator 18. Obviously, similar correlation characteristics can be obtained.

【0032】次に、図9を用いて、この発明をスペクト
ラム拡散受信機の同期追尾回路に応用した例について説
明する。この実施の形態を説明する前に、スペクトラム
拡散通信方式について簡単に説明し、送信機側と受信機
側で必要となる処理について説明する。
Next, an example in which the present invention is applied to a synchronous tracking circuit of a spread spectrum receiver will be described with reference to FIG. Before describing this embodiment, a spread spectrum communication system will be briefly described, and processing required on the transmitter side and the receiver side will be described.

【0033】スペクトラム拡散通信方式とは、伝送した
い情報信号に疑似雑音符号を乗算することにより、情報
信号の電力スペクトルを拡散して送信し、受信側でこの
受信信号に再度送信側で乗算したのと全く同一な疑似雑
音符号を乗算することにより、拡散されたスペクトルを
元に戻し情報信号を得るという通信方式である。送信側
で施される疑似雑音符号の乗算処理を拡散処理と呼び、
受信側で施される疑似雑音符号の乗算処理を逆拡散処理
と呼んでいる。この拡散処理、逆拡散処理について、図
10を用いて説明する。
In the spread spectrum communication system, the information signal to be transmitted is multiplied by a pseudo-noise code to spread and transmit the power spectrum of the information signal, and the receiving side multiplies the received signal again by the transmitting side. This is a communication method in which the spread spectrum is returned to the original state and an information signal is obtained by multiplying by the same pseudo-noise code. The pseudo noise code multiplication process performed on the transmission side is called spreading process,
The pseudo noise code multiplication process performed on the receiving side is called despreading process. The spreading process and the despreading process will be described with reference to FIG.

【0034】図10の(a)は送信側で施される拡散処
理を表したものであり、(b)は受信側で施された逆拡
散処理を表したものである。Aは情報信号、Bは疑似雑
音符号、CはAとBを乗算した結果得られる送信信号で
ある。ここでは、理解の簡単のために、情報信号Aは常
に振幅値1をとるデジタル信号であると仮定している。
また、疑似雑音符号には3次の原始多項式から得られる
疑似雑音符号の1パターンを仮定している。さらに、疑
似雑音符号の1周期をTとし、1周期は7チップから構
成されており、1チップの時間をΔと定義している。つ
まり、T=7Δである。
FIG. 10A shows a spreading process performed on the transmitting side, and FIG. 10B shows a despreading process performed on the receiving side. A is an information signal, B is a pseudo-noise code, and C is a transmission signal obtained as a result of multiplying A and B. Here, for ease of understanding, it is assumed that the information signal A is a digital signal that always has an amplitude value of 1.
Further, as the pseudo noise code, one pattern of the pseudo noise code obtained from the third-order primitive polynomial is assumed. Further, one period of the pseudo-noise code is T, one period is composed of 7 chips, and the time of one chip is defined as Δ. That is, T = 7Δ.

【0035】情報信号Aが1であるため、疑似雑音符号
Bと乗算された送信信号Cは、疑似雑音符号Bに等しい
信号となり、これが送信機から送信されることになる。
この送信信号を受信機は受信し、その受信信号Cに、送
信側の拡散処理に使用したのと同一で同位相の疑似雑音
符号Dを乗算することにより、Eの情報信号が得られ
る。これらから明らかなように、たとえ、逆拡散処理に
拡散処理と同一符号を使用したとしても、乗算するタイ
ミングつまり位相が異なれば、信号Eと信号Aは同一信
号とはならず、情報の復元はできないことになる。
Since the information signal A is 1, the transmission signal C multiplied by the pseudo noise code B becomes a signal equal to the pseudo noise code B, which is transmitted from the transmitter.
The receiver receives this transmission signal, and multiplies the reception signal C by the pseudo noise code D having the same phase as that used for the spreading process on the transmission side, but the E information signal is obtained. As is clear from these, even if the same code is used for the despreading process as the spreading process, if the multiplication timing, that is, the phase is different, the signal E and the signal A are not the same signal, and the restoration of information is not possible. It will not be possible.

【0036】そのため受信機は、送信機側から送られて
くる疑似雑音符号に常に位相同期した疑似雑音符号を発
生し、追尾しなければならない。この役割を担っている
のが同期追尾回路である。
Therefore, the receiver must generate and track a pseudo noise code that is always in phase with the pseudo noise code sent from the transmitter side. The synchronous tracking circuit plays this role.

【0037】この同期追尾回路の動作について説明す
る。図9から、同期追尾回路のみを図11に切り出し
た。図11はスペクトラム拡散受信機で一般的に使用さ
れているスライディング相関方式の同期追尾回路であ
る。
The operation of this synchronous tracking circuit will be described. From FIG. 9, only the synchronous tracking circuit is cut out in FIG. FIG. 11 shows a sliding correlation type synchronous tracking circuit generally used in a spread spectrum receiver.

【0038】30は受信信号入力端子、31・32・3
3は乗算器、34は疑似雑音符号発生器、35・36は
積分器、37は加算器、38は電圧制御発振器、39は
逆拡散信号の出力端子である。まずは、図11の一部で
ある相関器から説明をしていくが、以下の説明において
も、送信側で施す拡散処理に用いる信号は、上述の説明
にも使用した常に振幅値1の情報信号と3次の疑似雑音
符号であると仮定する。
Numeral 30 is a reception signal input terminal, and 31, 32, 3
3 is a multiplier, 34 is a pseudo noise code generator, 35 and 36 are integrators, 37 is an adder, 38 is a voltage controlled oscillator, and 39 is an output terminal for a despread signal. First, the correlator, which is a part of FIG. 11, will be described. In the following description, the signal used in the spreading process performed on the transmission side is the information signal of the amplitude value 1 which is also used in the above description. And a pseudo-noise code of the third order.

【0039】図11中、相関器は乗算器32と積分器3
5あるいは乗算器33と積分器36から構成される。こ
れら相関器は、従来例で説明したものと全く同一の相関
器であるが、相関器に入力する信号がこの場合は疑似雑
音符号であるため、ここで、もう1度疑似雑音符号を入
力した際の相関器の動作ならびに相関特性について説明
しておく。
In FIG. 11, the correlator is a multiplier 32 and an integrator 3.
5 or a multiplier 33 and an integrator 36. These correlators are exactly the same as those described in the conventional example, but since the signal input to the correlator is a pseudo noise code in this case, the pseudo noise code is input again here. The operation and correlation characteristics of the correlator at that time will be described.

【0040】図12は、相関器に入力される2つの疑似
雑音符号と両信号の乗算結果を表したものである。相関
器の一方の入力端子に与える疑似雑音符号をA、もう一
方の疑似雑音符号をBとし、Aに対するBの位相差をτ
として、代表的なτの値の信号波形を(a)〜(e)に
示した。図11との対応を考える場合には、図12のA
に記された疑似雑音符号を受信信号入力端子30に入力
し、Bに記された疑似雑音符号が疑似雑音符号発生器3
4の出力と解釈してもよい。図12のCは、疑似雑音符
号AとBの乗算結果を表しているので、乗算器32ある
いは33の出力信号であると解釈できる。また、この乗
算結果であるCの信号を、疑似雑音符号の1周期に渡っ
て積分したものが相関値として積分器35あるいは36
の出力信号になる。
FIG. 12 shows the multiplication result of two signals and two pseudo noise codes input to the correlator. Let A be the pseudo-noise code given to one input terminal of the correlator, and let B be the other pseudo-noise code, and let τ be the phase difference of B with respect to A.
As a signal waveform of a typical value of τ is shown in (a) to (e). When considering the correspondence with FIG. 11, A in FIG.
The pseudo noise code described in 1 is input to the reception signal input terminal 30, and the pseudo noise code described in B is the pseudo noise code generator 3.
4 may be interpreted. Since C in FIG. 12 represents the multiplication result of the pseudo noise codes A and B, it can be interpreted as the output signal of the multiplier 32 or 33. Also, the signal of C, which is the result of this multiplication, is integrated over one period of the pseudo noise code, and the result is integrated as a correlation value in the integrator 35 or 36.
Output signal.

【0041】これら図12の(a)〜(e)に示された
信号波形は、代表的なτにおいて求めた離散的な相関値
であるが、τを連続的に可変して得られる特性を図13
に示した。従来例で述べた通り、相関特性はτ=0の相
関値軸に対して左右対称な特性となっていることがわか
る。
The signal waveforms shown in FIGS. 12 (a) to 12 (e) are discrete correlation values obtained at a typical τ, but the characteristic obtained by continuously varying τ is shown. FIG.
It was shown to. As described in the conventional example, it can be seen that the correlation characteristic is symmetrical with respect to the correlation value axis of τ = 0.

【0042】相関器の相関特性が把握できたので、図1
1の追尾動作について説明する。図11の疑似雑音拡散
符号発生器34には3つの出力端子があり、それぞれの
出力信号は乗算器31〜33に接続されている。ここ
で、これら3つの出力端子から出力される疑似雑音符号
が、図14に示したように、互いにΔづつ位相のずれた
疑似雑音符号であると仮定する。これらの位相関係を図
11に対応させると、疑似雑音符号Aが乗算器33に入
力され、疑似雑音符号ロが乗算器31に入力され、疑似
雑音符号Cが乗算器32に入力されることになる。その
結果、乗算器33と積分器36を通して得られる相関特
性は、乗算器32と積分器35を通して得られる相関特
性を、時間的に2Δ進めた位相関係となっている。その
結果を図15の(a)・(c)に示した。(a)の特性
が図14のAにより、(c)の特性がCより得られた相
関特性である。図11では加算器37によって、(c)
の特性から(a)の特性を引き算しているので、その結
果図16のようなS字特性が得られる。
Since the correlation characteristics of the correlator can be grasped, FIG.
The tracking operation of No. 1 will be described. The pseudo noise spreading code generator 34 of FIG. 11 has three output terminals, and the respective output signals are connected to the multipliers 31 to 33. Here, it is assumed that the pseudo noise codes output from these three output terminals are pseudo noise codes whose phases are shifted by Δ from each other, as shown in FIG. Corresponding these phase relationships to FIG. 11, the pseudo noise code A is input to the multiplier 33, the pseudo noise code B is input to the multiplier 31, and the pseudo noise code C is input to the multiplier 32. Become. As a result, the correlation characteristic obtained through the multiplier 33 and the integrator 36 has a phase relationship obtained by advancing the correlation characteristic obtained through the multiplier 32 and the integrator 35 by 2Δ with respect to time. The results are shown in (a) and (c) of FIG. The characteristic of (a) is the correlation characteristic obtained from A of FIG. 14, and the characteristic of (c) is the correlation characteristic obtained from C. In FIG. 11, by the adder 37, (c)
Since the characteristic of (a) is subtracted from the characteristic of, the S-shaped characteristic as shown in FIG. 16 is obtained.

【0043】図16の縦軸は相関値軸であり、実際の回
路では電圧として取り出せる信号であるから、この電圧
信号にて電圧制御発振器38を制御し、電圧制御発振器
38から出力される発振周波数に応じて、疑似雑音符号
発生器34から出力される符号速度を制御することによ
り、S字特性におけるτ=0の点で位相を追尾すること
が可能である。今仮に、受信機入力端子30に入力した
信号に対して、疑似拡散符号発生器34から乗算器31
に出力されている疑似拡散符号がΔ/2進んでいたとす
る。このとき、加算器37から得られる相関値を、図1
6に丸印で示した。
The vertical axis of FIG. 16 is the correlation value axis, which is a signal that can be taken out as a voltage in an actual circuit. Therefore, the voltage control oscillator 38 is controlled by this voltage signal, and the oscillation frequency output from the voltage control oscillator 38 is controlled. By controlling the code rate output from the pseudo noise code generator 34 in accordance with the above, it is possible to track the phase at the point of τ = 0 in the S-shaped characteristic. Now, for the signal input to the receiver input terminal 30, the pseudo spread code generator 34 to the multiplier 31
It is assumed that the pseudo spread code output to the is advanced by Δ / 2. At this time, the correlation value obtained from the adder 37 is shown in FIG.
6 indicates a circle.

【0044】もし、電圧制御発振器38の特性が図17
に示したような特性であったとすれば、電圧制御発振器
から出力される発振周波数は下降する。疑似雑音符号発
生器34が電圧制御発振器38から出力される周波数に
応じた疑似雑音符号を発生するものとすれば、疑似雑音
符号発生器34から出力される疑似雑音符号の周波数は
低くなる。すなわち、受信機入力端子30に入力した信
号に対して、疑似拡散符号の位相が遅れる訳である。そ
の結果、位相差は0になるよう制御される。
If the characteristic of the voltage controlled oscillator 38 is shown in FIG.
Assuming that the characteristic is as shown in (1), the oscillation frequency output from the voltage controlled oscillator drops. If the pseudo noise code generator 34 generates a pseudo noise code according to the frequency output from the voltage controlled oscillator 38, the frequency of the pseudo noise code output from the pseudo noise code generator 34 will be low. That is, the phase of the pseudo spread code is delayed with respect to the signal input to the receiver input terminal 30. As a result, the phase difference is controlled to be zero.

【0045】以上が追尾の動作説明であるが、情報信号
が得られるのは逆拡散出力端子39である。これは以下
のように理解できる。τ=0の点を互いの相関特性上で
見ると、丁度τのずれ量の半分に位置していることがわ
かる。これを図14に示した疑似雑音符号でいえば、図
14のBに示した信号位相となる。つまり、受信機の入
力端子30に入力される受信信号と、図14のBに示し
た疑似雑音符号が一致し、乗算器31の出力端子39に
は、逆拡散された情報信号が取り出せることになる。
The above is the description of the tracking operation, but it is the despread output terminal 39 that the information signal is obtained. This can be understood as follows. Looking at the point of τ = 0 on the mutual correlation characteristics, it can be seen that it is located at exactly half of the shift amount of τ. The pseudo noise code shown in FIG. 14 has the signal phase shown in B of FIG. That is, the received signal input to the input terminal 30 of the receiver matches the pseudo noise code shown in B of FIG. 14, and the despread information signal can be extracted at the output terminal 39 of the multiplier 31. Become.

【0046】スペクトラム拡散通信機の受信機は、以上
のような同期追尾回路により、常に送信側の疑似雑音符
号に位相同期した疑似雑音符号を受信機側で発生させ、
この信号にて逆拡散処理を施している。しかしながら、
実際に逆拡散の施された信号は、図11の出力端子39
から出力される。回路図から明らかなように、上記追尾
ループと、逆拡散出力信号とは、逆拡散出力信号から追
尾ループへのフィードバックのないオフループの関係に
あり、いくら追尾回路が位相差を0に追い込んだとして
も、図11を構成する素子のミスマッチや配線遅延など
の影響により、乗算器31にて乗算される2つの信号間
の位相が揃わず、完全な情報信号は復元できない。
The receiver of the spread spectrum communication device always causes the receiver side to generate the pseudo noise code phase-synchronized with the pseudo noise code on the transmission side by the above synchronization tracking circuit.
The signal is subjected to despreading processing. However,
The signal that is actually despread is output to the output terminal 39 of FIG.
Output from As is clear from the circuit diagram, the tracking loop and the despread output signal have an off-loop relationship in which there is no feedback from the despread output signal to the tracking loop, and it can be assumed that the tracking circuit has driven the phase difference to 0. However, due to the mismatch of the elements forming FIG. 11 and the wiring delay, the phases of the two signals multiplied by the multiplier 31 are not aligned, and a complete information signal cannot be restored.

【0047】そこで誰しもが、逆拡散信号から位相ズレ
を検出し、オンループな位相制御を行うよう考える。し
かしながら、逆拡散信号を積分するだけの従来の相関器
から得られる相関特性は、τ=0の相関値軸に対して左
右対称であるため、位相を進めればよいのか遅らせばよ
いのか、という制御が不可能であった。
Therefore, it is considered that everyone detects a phase shift from the despread signal and performs on-loop phase control. However, since the correlation characteristic obtained from the conventional correlator that only integrates the despread signal is bilaterally symmetric with respect to the correlation value axis of τ = 0, whether the phase should be advanced or delayed. It was impossible to control.

【0048】このような位相制御に、この発明の相関器
を応用したのが図9である。図9は、図11で説明した
同期追尾回路にこの発明の相関器を具備させ、逆拡散出
力信号の位相制御をオンループ制御にしたものである。
図9で、図11と同一構成要素のものには同一番号を付
して説明は省略する。図9の40は位相反転器、41,
42はOR論理演算器、43,44は積分器、45は加
算器、46は位相制御器、47は第1の相関器、48は
第2の相関器である。
FIG. 9 shows the application of the correlator of the present invention to such phase control. FIG. 9 shows the synchronous tracking circuit described with reference to FIG. 11 provided with the correlator of the present invention, and the on-loop control of the phase control of the despread output signal.
In FIG. 9, the same components as those of FIG. 11 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 9, 40 is a phase inverter, 41,
42 is an OR logic operator, 43 and 44 are integrators, 45 is an adder, 46 is a phase controller, 47 is a first correlator, and 48 is a second correlator.

【0049】この応用例では、この発明の相関器を2組
具備している。1組目は、乗算器31とOR論理演算器
42と積分器44で構成される第1の相関器47であ
り、2組目は、乗算器31とOR論理演算器41と積分
器43で構成される第2の相関器48である。では、ま
ず第1の相関器47の動作について、図18、図19を
用いて説明する。
In this application example, two sets of the correlators of the present invention are provided. The first set is a first correlator 47 including a multiplier 31, an OR logic calculator 42, and an integrator 44, and the second set is a multiplier 31, an OR logic calculator 41, and an integrator 43. The second correlator 48 is configured. First, the operation of the first correlator 47 will be described with reference to FIGS. 18 and 19.

【0050】図18、図19は、これまでの説明と同
様、相関器に入力する疑似雑音符号を3次の原始多項式
から得られるM系列符号の1パターンとし、その1周期
をT、1チップをΔ、2つの疑似雑音符号間位相差をτ
と定義して相関器各部の信号波形を示したものである。
Aは受信機入力端子30に与えられる疑似雑音符号、B
は乗算器31に与えられる疑似雑音符号、CはAとBの
乗算結果、Dは電圧制御発振器38から出力されるクロ
ック信号、EはCとDのOR論理演算出力信号を表して
いる。つまり、情報量間引き手段に、OR論理演算器を
用い、疑似雑音符号に位相同期した信号として、疑似雑
音符号の駆動信号である電圧制御発振器38からの出力
信号を利用している。
In FIGS. 18 and 19, as in the above description, the pseudo noise code input to the correlator is one pattern of the M sequence code obtained from the cubic polynomial of the third order, and one cycle thereof is T and one chip. Is Δ, and the phase difference between the two pseudo noise codes is τ
Is defined and the signal waveform of each part of the correlator is shown.
A is a pseudo noise code given to the receiver input terminal 30, and B is
Is a pseudo-noise code given to the multiplier 31, C is the multiplication result of A and B, D is a clock signal output from the voltage controlled oscillator 38, and E is an OR logical operation output signal of C and D. That is, an OR logic calculator is used as the information amount thinning means, and the output signal from the voltage controlled oscillator 38, which is a drive signal of the pseudo noise code, is used as the signal phase-locked with the pseudo noise code.

【0051】図18(a)〜(d)、図19(e)〜
(g)はそれぞれ、τをΔ<τ、Δ/2<τ<Δ、0<
τ<Δ/2、τ=0、−Δ/2<τ<0、−Δ<τ<−
Δ/2、τ<−Δ、に分け信号波形を記したが、演算自
体は乗算とOR論理演算であるので説明は省略し、相関
特性について言及をするにとどめる。
18 (a)-(d) and FIG. 19 (e)-
(G) shows that τ is Δ <τ, Δ / 2 <τ <Δ, 0 <
τ <Δ / 2, τ = 0, −Δ / 2 <τ <0, −Δ <τ <−
The signal waveforms are divided into .DELTA. / 2 and .tau. <-. DELTA., But since the operation itself is multiplication and OR logic operation, the explanation is omitted and only the correlation characteristic is mentioned.

【0052】図20(a)は、第1の相関器47により
得られる相関特性を示したものである。τがτ<−Δ/
2とΔ<τの範囲では相関値は3/7の一定値となり、
−Δ/2<τ<0の範囲では線形増加、0<τ<Δ/2
の範囲では1の一定値となり、Δ/2<τ<Δの範囲で
は線形減少という特性になる。この特性は、次のように
も解釈できる。情報間引き手段が、疑似雑音符号の駆動
クロック信号であることを考えると、クロック信号のデ
ューティーが50%の場合の情報は、1チップの半分に
減少することになる。つまり、0〜Δ/2の範囲の情報
を間引き、Δ/2〜Δの範囲の情報を出力する訳であ
る。
FIG. 20A shows the correlation characteristic obtained by the first correlator 47. τ is τ <-Δ /
In the range of 2 and Δ <τ, the correlation value becomes a constant value of 3/7,
-Linear increase in the range of Δ / 2 <τ <0, 0 <τ <Δ / 2
In the range of 1, the constant value is 1, and in the range of Δ / 2 <τ <Δ, there is a characteristic of linear decrease. This property can also be interpreted as follows. Considering that the information thinning means is a driving clock signal of a pseudo noise code, the information when the duty of the clock signal is 50% is reduced to half of one chip. That is, the information in the range of 0 to Δ / 2 is thinned out and the information in the range of Δ / 2 to Δ is output.

【0053】情報を間引かない相関特性が図13であっ
たので、この特性から、情報が得られる期間の相関値は
そのままにし、情報が間引かれる期間の相関値は一定と
考えれば図20(a)の特性は描ける。
Since the correlation characteristic in which information is not thinned is shown in FIG. 13, from this characteristic, the correlation value in the period in which information is obtained remains unchanged, and the correlation value in the period in which information is thinned is considered to be constant in FIG. The characteristics of (a) can be drawn.

【0054】第2の相関器48は、情報を間引くタイミ
ング信号、すなわち図18、図19のDに示したクロッ
ク信号を、位相反転器40にて位相を反転してからOR
論理演算器41に入力している。この信号波形を図1
8、図19のFに示した。GはCとFのOR論理演算結
果である。この第2の相関器48の相関特性を図20
(b)に示した。図20の(b)の特性は、(a)の特
性をΔ/2遅らせたものに他ならない。
The second correlator 48 inverts the phase of the timing signal for thinning out the information, that is, the clock signal shown in D of FIGS.
It is input to the logical operation unit 41. This signal waveform is shown in Figure 1.
8, shown in F of FIG. G is an OR logical operation result of C and F. The correlation characteristic of the second correlator 48 is shown in FIG.
(B). The characteristic of (b) of FIG. 20 is nothing but the characteristic of (a) delayed by Δ / 2.

【0055】よって、加算器45から得られる相関特性
は、図21に示したような特性となる。この特性は、追
尾動作に必要とされた時間軸上のS字特性にほかならな
い。つまり、逆拡散出力信号を利用して位相の進みある
いは遅れが判断可能な相関特性が作り出せた訳である。
この相関特性が作り出せれば、後は位相制御器46が加
算器45の出力電圧を判断し、電圧制御発振器38をフ
ィードバック制御することにより逆拡散信号のオンルー
プ制御が可能になるのである。
Therefore, the correlation characteristic obtained from the adder 45 is as shown in FIG. This characteristic is nothing but the S-shaped characteristic on the time axis required for the tracking operation. In other words, the despread output signal can be used to create a correlation characteristic in which the lead or lag of the phase can be determined.
Once this correlation characteristic is created, the phase controller 46 then determines the output voltage of the adder 45 and feedback-controls the voltage-controlled oscillator 38 to enable on-loop control of the despread signal.

【0056】参考までに、図20(a)に示した特性の
相関値を数式で表現しておく。ここで、相関器の入力信
号とした疑似雑音符号であるM系列符号の原始多項式の
次数をkとして表現すれば、相関値の最大値は(6)
式、最小値は(7)式で表される。
For reference, the correlation value of the characteristic shown in FIG. 20A is expressed by a mathematical expression. Here, if the degree of the primitive polynomial of the M-sequence code that is the pseudo-noise code used as the input signal of the correlator is expressed as k, the maximum value of the correlation value is (6)
The equation and the minimum value are represented by the equation (7).

【0057】 相関値の最大値:[1/(2k −1)](2k −1) … (6) 相関値の最小値:[1/(2k −1)][(2k /2)−1]… (7) この発明の第2の応用例について、図22のブロック図
を用いて説明する。図22は、画像の動きの方向と動き
の量を検出するシステムであり、動画像の動き検出器と
して利用できるものである。図22を説明する前に、図
23に示した画像と映像信号について簡単に説明してお
く。
Maximum correlation value: [1 / (2 k -1)] (2 k -1) (6) Minimum correlation value: [1 / (2 k -1)] [(2 k / 2) -1] (7) A second application example of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. FIG. 22 shows a system for detecting the direction and amount of movement of an image, which can be used as a motion detector for moving images. Before explaining FIG. 22, the image and video signals shown in FIG. 23 will be briefly described.

【0058】図23(a)は、テレビジョンに映し出さ
れた映像を示したものである。理解を容易にするため
に、映像は黒い背景画像に白い服を着た人間が映ってい
る画像とする。この映像信号から、図23(a)のPの
位置に相当する映像信号の1ラインを示したのが図23
(b)である。実際の映像信号1ラインには、水平同期
信号が存在するが、この場合はテレビジョン画面上に映
し出された映像期間のみを表している。映像信号の明る
さは、映像信号(輝度信号)の直流電圧で表現されるの
で、画面の背景の黒は映像信号の黒レベルで表現され、
白い人間は白レベルとなって表現される。ここで、映像
期間をTとし人物の幅、すなわち白レベルの映像期間を
Δと定義しておく。
FIG. 23 (a) shows an image displayed on the television. For ease of understanding, the image is an image of a human in white clothes on a black background image. From this video signal, FIG. 23 shows one line of the video signal corresponding to the position P in FIG.
(B). A horizontal sync signal is present on one line of the actual video signal, but in this case, it represents only the video period displayed on the television screen. The brightness of the video signal is expressed by the DC voltage of the video signal (luminance signal), so the black background of the screen is expressed by the black level of the video signal,
White people are represented as white levels. Here, the video period is defined as T, and the width of the person, that is, the white level video period is defined as Δ.

【0059】図23(c)は、図23(a)の映像信号
から1フレーム遅れた映像信号を示したものであり、図
23(a)の画像に比べて左に人間が移動した画像を示
している。点線で表された像が1フレーム前の画像であ
り、実線で表された像が現在の画像である。この映像信
号から、P´の位置に相当する映像信号の1ラインを記
したのが図23(d)であり、映像信号期間をTとして
いる。
FIG. 23 (c) shows a video signal delayed by one frame from the video signal of FIG. 23 (a). An image in which a human moves to the left as compared with the image of FIG. 23 (a) is shown. Shows. The image represented by the dotted line is the image one frame before, and the image represented by the solid line is the current image. From this video signal, one line of the video signal corresponding to the position P ′ is shown in FIG. 23D, and the video signal period is T.

【0060】図22の動作について説明する。図22の
50は映像信号入力端子、51は第1のカウンタ、52
はシフトレジスタ、53は第2のカウンタ、54はフレ
ーム遅延線、55はライン遅延線、56は乗算器、57
は排他的論理和演算器、58と59はタイミング信号入
力端子、60と61はOR論理演算器、62〜64は積
分器、65は加算器、66は振幅値検出器、67は振幅
値検出器の出力端子、68は方向検出器、69は方向検
出器の出力端子、70はタイミング信号発生回路であ
る。
The operation of FIG. 22 will be described. In FIG. 22, 50 is a video signal input terminal, 51 is a first counter, 52
Is a shift register, 53 is a second counter, 54 is a frame delay line, 55 is a line delay line, 56 is a multiplier, and 57.
Is an exclusive OR calculator, 58 and 59 are timing signal input terminals, 60 and 61 are OR logic calculators, 62 to 64 are integrators, 65 is an adder, 66 is an amplitude value detector, and 67 is an amplitude value detector. Is a direction detector, 68 is a direction detector, 69 is a direction detector output terminal, and 70 is a timing signal generation circuit.

【0061】タイミング信号発生回路70は、相関特性
の非対称性を作り出すために必要となる情報を間引くタ
イミング信号を発生する回路であり、ライン遅延線55
と第1のカウンタ51とシフトレジスタ52と第2のカ
ウンタ53と排他的論理和演算器57から構成される。
The timing signal generating circuit 70 is a circuit for generating a timing signal for thinning out the information necessary for creating the asymmetry of the correlation characteristic, and the line delay line 55.
And a first counter 51, a shift register 52, a second counter 53 and an exclusive OR calculator 57.

【0062】映像信号を映像信号入力端子50に入力す
ると、映像信号はタイミング信号発生回路70内のライ
ン遅延線55と第1のカウンタ51に入力される。ここ
で、第1のカウンタ51、シフトレジスタ52、第2の
カウンタ53を、以下のように設定しておく。まず、第
1のカウンタ51はアップカウンタとし、第2のカウン
タ53はダウンカウンタとする。また、第1のカウンタ
51、シフトレジスタ52、第2のカウンタ53には同
一のクロック信号を入力し、このクロック信号にてカウ
ンタのカウント動作ならびにシフトレジスタのシフト動
作をさせる。クロック信号には、例えば映像信号の色信
号処理に用いられるサブキャリア周波数などが利用でき
る。
When the video signal is input to the video signal input terminal 50, the video signal is input to the line delay line 55 in the timing signal generating circuit 70 and the first counter 51. Here, the first counter 51, the shift register 52, and the second counter 53 are set as follows. First, the first counter 51 is an up counter and the second counter 53 is a down counter. Further, the same clock signal is input to the first counter 51, the shift register 52, and the second counter 53, and the counting operation of the counter and the shift operation of the shift register are performed by this clock signal. For the clock signal, for example, a subcarrier frequency used for color signal processing of a video signal can be used.

【0063】次に、第1のカウンタ51は入力信号がH
igh になるとカウントアップを開始し、Lowになるとカ
ウントを終了するものとする。また、第2のカウンタ5
3は入力信号がHigh になると、カウントダウンを開始
するとともに出力にHigh を出力し、カウントダウン終
了とともに出力をLowにするものとし、両カウンタ共に
映像信号に存在する水平同期信号の立ち上がりエッジで
カウンタリセットされるよう設定しておく。さらに、シ
フトレジスタ52は水平同期信号の立ち下がりエッジで
第1のカウンタ51のデータを読み込み、第2のカウン
タ53は水平同期信号の立ち上がりエッジでシフトレジ
スタ52からのデータを読み込むよう設定しておく。
Next, the input signal of the first counter 51 is H level.
When it becomes igh, it starts counting up, and when it becomes Low, it ends counting. In addition, the second counter 5
No. 3 starts counting down when the input signal becomes high, outputs high to the output, and outputs low when the countdown ends, and both counters are reset at the rising edge of the horizontal synchronizing signal existing in the video signal. To be set. Further, the shift register 52 is set to read the data of the first counter 51 at the falling edge of the horizontal synchronizing signal, and the second counter 53 is set to read the data from the shift register 52 at the rising edge of the horizontal synchronizing signal. .

【0064】では、タイミング発生回路70の一連の動
作を時間の経過に伴い順に説明していく。まず、映像信
号入力端子50に与えられた映像信号がHigh になると
第1のカウンタ51がカウントアップを開始し、Δ時間
経過後に映像信号がLowになるとカウントを終了する。
このカウントデータが水平同期信号の立ち下がりエッジ
でシフトレジスタ52に読み込まれ、次のクロックでデ
ータシフトされる。このデータシフトされたデータが水
平同期信号の立ち上がりエッジで第2のカウンタ53に
読み込まれ、ライン遅延線55を通過した映像信号がH
igh になると、同時に第2のカウンタ53がカウントダ
ウンを開始するとともに出力端子にHigh を出力し、カ
ウントダウンが終了すると同時に出力端子をLowにす
る。排他的論理和演算器57には、ライン遅延線55か
らの映像信号と、この映像信号の立ち上がりにシンクロ
したΔ/2幅の第2のカウンタ53の出力が入力される
ので、その出力は、映像信号の立ち上がりからΔ/2幅
遅延して立ち上がるΔ/2幅の信号となる。
Now, a series of operations of the timing generating circuit 70 will be sequentially described with the passage of time. First, when the video signal applied to the video signal input terminal 50 becomes High, the first counter 51 starts counting up, and when the video signal becomes Low after a lapse of Δ time, the counting ends.
This count data is read into the shift register 52 at the falling edge of the horizontal synchronizing signal, and data is shifted at the next clock. This data-shifted data is read into the second counter 53 at the rising edge of the horizontal synchronizing signal, and the video signal that has passed through the line delay line 55 is H level.
When it becomes igh, at the same time, the second counter 53 starts counting down and outputs High to the output terminal, and at the same time when the counting down ends, the output terminal is set to Low. Since the video signal from the line delay line 55 and the output of the Δ / 2 width second counter 53 synchronized with the rising edge of the video signal are input to the exclusive OR calculator 57, the output is The signal has a Δ / 2 width that rises with a delay of Δ / 2 from the rising edge of the video signal.

【0065】つまり、映像信号入力端子50に与えられ
た映像信号から人物の幅Δを計測し、この値を1/2に
して第2のカウンタ53に読み込ませる。一方で、人物
の幅の測定対象となった映像信号はライン遅延線55に
て1ライン分遅延され、第2のカウンタ53に入力され
る。第2のカウンタ53は、ライン遅延線55からの映
像信号がHigh になると同時にHigh を出力し、Δ/2
幅の期間を経てLowを出力する。排他的論理和演算器5
7からは、第2のカウンタ53からの出力が立ち下がる
と同時に立ち上がるΔ/2幅の信号となるのである。
That is, the width Δ of the person is measured from the video signal supplied to the video signal input terminal 50, and this value is halved to be read by the second counter 53. On the other hand, the video signal of which the width of the person is measured is delayed by one line by the line delay line 55 and input to the second counter 53. The second counter 53 outputs High when the video signal from the line delay line 55 becomes High, and Δ / 2
Low is output after passing the width period. Exclusive OR calculator 5
From 7, the output from the second counter 53 becomes a signal of Δ / 2 width which rises at the same time when it falls.

【0066】このようにして得られたタイミング信号を
用いて、映像信号から情報を間引く方法について説明す
る。
A method of thinning out information from the video signal using the timing signal thus obtained will be described.

【0067】乗算器56に入力される信号は、ライン遅
延線55を通過した映像信号と、この映像信号を1フレ
ーム遅延した映像信号である。これら1フレーム時間の
異なる映像信号同士が乗算器56で乗算され、積分器6
3とOR論理演算器60,61の一方の入力端子に入力
される。従来の相関器と同様な、2つの入力信号間位相
差が0の相関値軸に対して左右対称な相関特性が得られ
るのは積分器63の出力である。これに対して、左右非
対称な相関特性を作り出すための情報間引き手段がOR
論理演算器60,61に相当し、情報を間引くタイミン
グ信号を発生しているのがタイミング信号発生回路70
である。
The signals input to the multiplier 56 are a video signal which has passed through the line delay line 55 and a video signal which is obtained by delaying this video signal by one frame. The video signals having different one frame times are multiplied by the multiplier 56, and the integrator 6
3 and OR logic operation units 60 and 61. Similar to the conventional correlator, it is the output of the integrator 63 that obtains a correlation characteristic which is bilaterally symmetrical with respect to the correlation value axis where the phase difference between the two input signals is 0. On the other hand, the information thinning means for creating the asymmetrical correlation characteristic is ORed.
The timing signal generating circuit 70 corresponds to the logical operation units 60 and 61 and generates a timing signal for thinning out information.
It is.

【0068】これら信号のタイミング関係を示したのが
図24である。図24(c)は図23(c)と同様であ
り、1フレーム前と現在の画像を示したものである。1
フレーム前の画像が点線、現在の画像が実線で描かれて
いる。図24(b)は1フレーム前の映像信号から1ラ
インの映像信号期間を示したものであり、フレーム遅延
線54から出力される映像信号である。図24(d)は
現在の映像信号から1ラインの映像信号期間を示したも
のであり、ライン遅延線55から出力される映像信号で
ある。
FIG. 24 shows the timing relationship of these signals. FIG. 24 (c) is similar to FIG. 23 (c) and shows one frame before and the current image. 1
The image before the frame is drawn with a dotted line, and the current image is drawn with a solid line. FIG. 24B shows a video signal period of one line from the video signal of one frame before, which is a video signal output from the frame delay line 54. FIG. 24D shows a video signal period of one line from the current video signal, which is a video signal output from the line delay line 55.

【0069】図24(a)のAは、図24(b)と図2
4(d)を乗算した信号であり、乗算器56の出力信号
である。Bは、第2のカウンタ53から出力されるタイ
ミング信号であり、Dは、排他的論理和演算器57から
出力されるタイミング信号である。Cは、乗算された映
像信号AからBに示したタイミング信号により情報を間
引かれた結果であり、OR論理演算器61から出力され
る。また、Eは乗算された映像信号AからDに示したタ
イミング信号により情報を間引かれた結果であり、OR
論理演算器60から出力される。
A in FIG. 24 (a) corresponds to FIG. 24 (b) and FIG.
4 (d), which is an output signal of the multiplier 56. B is a timing signal output from the second counter 53, and D is a timing signal output from the exclusive OR calculator 57. C is the result of thinning out the information by the timing signals shown in the multiplied video signals A to B, and is output from the OR logic operation unit 61. Further, E is a result of thinning information by the timing signals shown in the multiplied video signals A to D, and OR
It is output from the logical operation unit 60.

【0070】この構成により、乗算器56の出力信号
は、情報を間引かれることなく積分器63に入力される
ので、積分器63の出力には、1フレーム前の映像信号
と現在の映像信号間のズレ量が0の際の相関値軸に対し
て左右対称な相関特性を示すことになる。一方、OR論
理演算器61とOR論理演算器60にて別々に情報の間
引かれた信号は、積分器64あるいは積分器62にて積
分されることにより、1フレーム前の映像信号と現在の
映像信号間のズレ量が0の際の相関値軸に対して左右非
対称な相関特性を示すことになる。
With this configuration, the output signal of the multiplier 56 is input to the integrator 63 without thinning out the information. Therefore, the output of the integrator 63 is the video signal of one frame before and the current video signal. When the deviation amount is 0, the correlation characteristic is symmetrical with respect to the correlation value axis. On the other hand, the signals whose information has been thinned out separately by the OR logical operation unit 61 and the OR logical operation unit 60 are integrated by the integrator 64 or the integrator 62, so that the video signal of one frame before and the current When the amount of deviation between video signals is 0, the correlation characteristic is asymmetric with respect to the correlation value axis.

【0071】では、1フレーム前の映像信号と現在の映
像信号間の時間差がδであったとして、各積分器62〜
64から出力される相関値を求めてみる。まず、積分器
63から相関値は、図24(a)のAの信号波形から算
出される。相関値は乗算結果のHigh の期間からLowの
期間を引き、これを1周期Tで割り算したものであるか
ら、これを式で記すと(8)式となる。
Then, assuming that the time difference between the video signal of one frame before and the current video signal is δ, the integrators 62-
The correlation value output from 64 will be calculated. First, the correlation value is calculated from the integrator 63 from the signal waveform of A in FIG. Since the correlation value is obtained by subtracting the period of Low from the period of High as a result of multiplication and dividing this by 1 cycle T, when this is expressed by the equation, it becomes equation (8).

【0072】 A:1−(4δ/T) … (8) 同様に、積分器64から得られる相関値を(9)式に、
積分器62から得られる相関値を(10)式に記した。
A: 1− (4δ / T) (8) Similarly, the correlation value obtained from the integrator 64 is given by the equation (9),
The correlation value obtained from the integrator 62 is shown in equation (10).

【0073】 C:(1/2)[1−(4δ/T)] … (9) E:1−(4δ/T) … (10) 映像信号の場合、画像を構成する要素によりフレーム毎
の動画パターンが異なり、連続的な相関特性が得られる
ことは希である。しかしながら、理論的には当然、図1
で説明したのと同様な相関特性が得られる。すなわち、
積分器63の出力端子からは図28と相似な相関特性、
つまりは時間差δが0の相関値軸に対して左右対称とな
る相関特性が得られ、積分器64と積分器62からは図
3及び図5と相似な相関特性、つまりは時間差δが0の
相関値軸に対して左右非対称となる相関特性が得られ
る。これら非対称性については、上記(9)式と(1
0)式から得られる相関値が異なることからも明白であ
る。また、加算器65からは、積分器62の特性から積
分器64の特性が引き算され、図6と相似な相関特性と
なる。
C: (1/2) [1- (4δ / T)] (9) E: 1- (4δ / T) (10) In the case of a video signal, each frame is composed of elements constituting an image. It is rare that a moving image pattern is different and continuous correlation characteristics are obtained. However, theoretically, as shown in FIG.
Similar correlation characteristics to those described above can be obtained. That is,
From the output terminal of the integrator 63, the correlation characteristic similar to FIG. 28,
That is, a correlation characteristic is obtained that is bilaterally symmetric with respect to the correlation value axis with a time difference δ of 0. From the integrator 64 and the integrator 62, a correlation characteristic similar to that of FIGS. 3 and 5, that is, a time difference δ of 0 is obtained. A correlation characteristic that is asymmetric with respect to the correlation value axis is obtained. Regarding these asymmetries, the above equation (9) and (1
It is also clear from the fact that the correlation values obtained from the equation (0) are different. Further, the characteristic of the integrator 64 is subtracted from the characteristic of the integrator 62 from the adder 65, and the correlation characteristic is similar to that in FIG.

【0074】すなわち、1フレーム前の映像信号と現在
の映像信号との間に画像の移動(時間差δ)があれば、
振幅値検出回路66にて相関値を検出することにより、
画像の移動距離(時間差δ)が求められ、方向検出回路
68にて相関値の正負を判断すれば、画像の移動方向が
求められることになる。この移動距離と移動方向はそれ
ぞれ、振幅値検出回路の出力端子67と方向検出回路6
9から得られるので、この情報を用いれば、移動した距
離と方向から適応的な画像処理をすることも可能とな
る、また、今後移動するであろう映像の距離と方向の予
測にも応用可能となる。
That is, if there is movement of the image (time difference δ) between the video signal of one frame before and the current video signal,
By detecting the correlation value in the amplitude value detection circuit 66,
The moving distance (time difference δ) of the image is obtained, and if the direction detection circuit 68 determines whether the correlation value is positive or negative, the moving direction of the image is obtained. The moving distance and the moving direction are the output terminal 67 of the amplitude value detecting circuit and the direction detecting circuit 6, respectively.
Since this information is used, it is possible to use this information to perform adaptive image processing from the distance and direction of movement, and also to predict the distance and direction of video that will move in the future. Becomes

【0075】従来の相関器を用いた場合、移動距離は判
断できたものの、移動方向を判断することが不可能であ
ったため、移動する映像信号部分の適応的な処理をする
には限界があった。しかしながら、この発明の相関器を
用いることにより、映像の移動方向までが判断可能とな
る。これより、3次元的に輝度信号と色信号を分離処理
する回路などに用いた場合、画像の動き適応処理も可能
となる訳である。
When the conventional correlator was used, the moving distance could be judged, but the moving direction could not be judged, so that there is a limit to the adaptive processing of the moving video signal portion. It was However, by using the correlator of the present invention, it is possible to determine the moving direction of the image. As a result, when it is used in a circuit that three-dimensionally separates a luminance signal and a color signal, it is possible to perform image motion adaptive processing.

【0076】以上説明したように、この発明の相関器
は、相関器への入力信号間位相差が0の相関値軸に対し
て左右非対称な特性を作り出すことを可能とし、これに
て位相の進みあるいは遅れ、または位相のズレた方向が
判断できる。従って、この発明の相関器を例えばスペク
トラム拡散通信方式の受信機における同期追尾回路など
へ応用した場合は、従来不可能であった位相のオンルー
プ制御が可能となり、これにより逆拡散信号の位相歪み
を極めて小さく抑えることが可能となる。
As described above, the correlator of the present invention makes it possible to create a characteristic which is bilaterally asymmetric with respect to the correlation value axis where the phase difference between the input signals to the correlator is 0. Leading or lagging, or a phase shift direction can be determined. Therefore, when the correlator of the present invention is applied to, for example, a synchronous tracking circuit in a spread spectrum communication receiver, it becomes possible to perform on-loop control of the phase, which has been impossible in the past, and thereby phase distortion of the despread signal is suppressed. It is possible to keep it extremely small.

【0077】また、映像信号処理回路などへ応用した場
合は、従来不可能であった画像の移動方向が検出可能と
なり、映像信号の移動予測が可能となる。これは、例え
ば3次元的な輝度信号と色信号の分離処理や、カメラム
ービーなどの動画像追尾システムなどへの応用も可能と
なる。
When applied to a video signal processing circuit or the like, it is possible to detect the moving direction of an image, which has been impossible in the past, and it is possible to predict the movement of the video signal. This can be applied to, for example, a three-dimensional separation process of a luminance signal and a color signal, a moving image tracking system such as a camera movie, or the like.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の相関器
によれば、位相の進みあるいは遅れが判断できるため、
特に、これらの相関特性を利用して、一方の信号に、も
う一方の信号を位相同期させるような応用に極めて有効
となる。
As described above, according to the correlator of the present invention, it is possible to judge whether the phase is advanced or delayed.
In particular, it is extremely effective for applications in which one of the signals is phase-synchronized with the other signal by utilizing these correlation characteristics.

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

【図1】この発明の一実施の形態を説明するためのブロ
ック図。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作を説明するための信号波形図。FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining the operation of FIG.

【図3】図1の信号波形を図2とした場合の図1の出力
信号の特性図。
3 is a characteristic diagram of the output signal of FIG. 1 when the signal waveform of FIG. 1 is set to FIG.

【図4】図1の動作を説明するための信号波形図。FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of FIG.

【図5】図1の信号波形を図4とした場合の図1の出力
信号の特性図。
5 is a characteristic diagram of the output signal of FIG. 1 when the signal waveform of FIG. 1 is changed to FIG.

【図6】図5の相関特性から図3の相関特性を引き算し
て作成した特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram created by subtracting the correlation characteristic of FIG. 3 from the correlation characteristic of FIG.

【図7】図1の情報間引き手段の具体例について説明す
るためのブロック図。
7 is a block diagram for explaining a specific example of the information thinning means of FIG.

【図8】図1の情報間引き手段の他の具体例について説
明するためのブロック図。
8 is a block diagram for explaining another specific example of the information thinning means of FIG. 1. FIG.

【図9】この発明の応用例について説明するためのブロ
ック図。
FIG. 9 is a block diagram for explaining an application example of the present invention.

【図10】スペクトラム拡散通信機の拡散・逆拡散処理
について説明するための信号波形図。
FIG. 10 is a signal waveform diagram for explaining spread / despread processing of the spread spectrum communication device.

【図11】図9の回路の一部を抜き書きしたブロック
図。
FIG. 11 is a block diagram in which a part of the circuit of FIG. 9 is omitted.

【図12】図11に使用する疑似雑音符号と出力信号の
信号波形図。
FIG. 12 is a signal waveform diagram of a pseudo noise code and an output signal used in FIG. 11.

【図13】スペクトラム拡散受信機の相関特性について
説明するための説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a correlation characteristic of the spread spectrum receiver.

【図14】図11の動作説明のために用いた信号波形
図。
FIG. 14 is a signal waveform diagram used for explaining the operation of FIG. 11.

【図15】スペクトラム拡散受信機の相関特性について
説明するための説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a correlation characteristic of a spread spectrum receiver.

【図16】スペクトラム拡散受信機の相関特性について
説明するための説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a correlation characteristic of a spread spectrum receiver.

【図17】図11の電圧制御発振器の特性図。FIG. 17 is a characteristic diagram of the voltage controlled oscillator of FIG. 11.

【図18】図9の第1の相関器の動作を説明するための
信号波形図。
FIG. 18 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the first correlator in FIG.

【図19】図9の第1の相関器の動作を説明するための
信号波形図。
FIG. 19 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the first correlator in FIG.

【図20】図9の第1の相関器より得られる特性図。FIG. 20 is a characteristic diagram obtained from the first correlator of FIG. 9.

【図21】図9より得られる相関特性図。21 is a correlation characteristic diagram obtained from FIG.

【図22】この発明の第2の応用例について説明するた
めのブロック図。
FIG. 22 is a block diagram for explaining a second application example of the present invention.

【図23】図22の動作を説明するための説明図。23 is an explanatory diagram for explaining the operation of FIG. 22. FIG.

【図24】図22の動作を説明するための信号波形図。FIG. 24 is a signal waveform diagram for explaining the operation of FIG. 22.

【図25】従来の相関器について説明するためのブロッ
ク図。
FIG. 25 is a block diagram for explaining a conventional correlator.

【図26】図25の動作を説明するための信号波形図。FIG. 26 is a signal waveform diagram for explaining the operation of FIG. 25.

【図27】図25の動作を説明するための信号波形図。FIG. 27 is a signal waveform diagram for explaining the operation of FIG. 25.

【図28】図25の相関器の特性例を説明するための特
性図。
FIG. 28 is a characteristic diagram for explaining a characteristic example of the correlator in FIG. 25.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、11…入力端子、12…乗算器、13…情報間引
き手段、14…積分器、15…出力端子。
10, 11 ... Input terminal, 12 ... Multiplier, 13 ... Information thinning means, 14 ... Integrator, 15 ... Output terminal.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 他方に対する一方の信号の偏移を表すパ
ラメーターτを関数とした第1の信号と第2の信号を演
算する演算手段から得られ、τ=0における振幅軸に対
して対称となる自己相関特性から、情報間引き手段を用
いて情報を間引くことにより、τ=0における振幅軸に
対して非対称な自己相関特性を得ることを特徴とする相
関器。
1. A calculation means for calculating a first signal and a second signal, which is a function of a parameter τ representing a deviation of one signal with respect to the other, and is symmetric with respect to an amplitude axis at τ = 0. A correlator that obtains an autocorrelation characteristic asymmetric with respect to the amplitude axis at τ = 0 by thinning out information using the information thinning means from the autocorrelation characteristic.
【請求項2】 他方に対する一方の信号の偏移を表すパ
ラメーターτを関数とした第1の信号f1(t)と第2の信
号f2(t)を 【数1】 の演算式に代入することにより導出され、τ=0におけ
る振幅軸に対して対称となる自己相関特性から、情報間
引き手段を用いて情報を間引くことによりτ=0におけ
る振幅軸に対して非対称な自己相関特性を得ることを特
徴とする相関器。
2. A first signal f1 (t) and a second signal f2 (t) as a function of a parameter τ representing the deviation of one signal with respect to the other are expressed as follows: From the autocorrelation characteristic which is derived by substituting it into the arithmetic expression of ## EQU1 ## and which is symmetric with respect to the amplitude axis at τ = 0, the information is thinned out by using the information thinning means, and thus the asymmetry with respect to the amplitude axis at τ = 0 A correlator characterized by obtaining an autocorrelation characteristic.
【請求項3】 他方に対する一方の信号の偏移を表すパ
ラメーターτを関数とした第1の信号と第2の信号を入
力し、該第1及び第2の入力信号から情報を、情報間引
き手段により間引くことにより、前記第1の信号と第2
の信号が同一の際に得られる自己相関特性を、τ=0に
おける振幅軸に対して非対称な特性としたことを特徴と
する相関器。
3. A first signal and a second signal, which are functions of a parameter τ representing the deviation of one signal with respect to the other, are input, and information is thinned out from the first and second input signals. By thinning out the first signal and the second signal
A correlator characterized in that the autocorrelation characteristics obtained when the signals of 1 are the same are asymmetrical with respect to the amplitude axis at τ = 0.
【請求項4】 他方に対する一方の信号の偏移を表すパ
ラメーターτを関数とした第1の信号と第2の信号を入
力し、前記第1及び第2の信号を乗算し、情報間引き手
段により情報を間引いた後で積分することにより、前記
第1の信号と第2の信号が同一の際に得られる自己相関
特性を、τ=0における振幅軸に対して非対称な特性と
したことを特徴とする相関器。
4. A first signal and a second signal, each of which is a function of a parameter τ representing the deviation of one signal with respect to the other, are input, the first and second signals are multiplied, and the information thinning means is used. It is characterized in that the autocorrelation characteristic obtained when the first signal and the second signal are the same by integrating after thinning out the information is asymmetric with respect to the amplitude axis at τ = 0. And the correlator.
【請求項5】 他方に対する一方の信号の偏移を表すパ
ラメーターτを関数とした第1の信号と第2の信号を入
力し、前記第1及び第2の信号を乗算し、該乗算結果と
前記第1の信号あるいは前記第2の信号のどちらか一方
に位相同期した第3の信号とで論理演算をした後で積分
することにより、前記第1の信号と第2の信号が同一の
際に得られる自己相関特性を、τ=0における振幅軸に
対して非対称な特性としたことを特徴とする相関器。
5. A first signal and a second signal, each of which is a function of a parameter τ representing a deviation of one signal with respect to the other, are input, the first and second signals are multiplied, and the multiplication result is obtained. When the first signal and the second signal are the same, by performing a logical operation with the third signal that is phase-locked with either the first signal or the second signal, and then performing integration. A correlator characterized in that the autocorrelation characteristic obtained in (1) is asymmetric with respect to the amplitude axis at τ = 0.
【請求項6】 他方に対する一方の信号の偏移を表すパ
ラメーターτを関数とした第1の信号と第2の信号を入
力し、前記第1及び第2の信号を乗算し、該乗算結果と
前記第1の信号あるいは前記第2の信号のどちらか一方
に位相同期したクロック信号とで論理演算をした後で積
分することにより、前記第1の信号と第2の信号が同一
の際に得られる自己相関特性を、τ=0における振幅軸
に対して非対称な特性としたことを特徴とする相関器。
6. A first signal and a second signal, each of which is a function of a parameter τ representing a deviation of one signal with respect to the other, are input, the first and second signals are multiplied, and the multiplication result is obtained. Obtained when the first signal and the second signal are the same by performing a logical operation with a clock signal that is phase-synchronized with either the first signal or the second signal, and then performing integration. A correlator characterized in that the obtained autocorrelation characteristic is asymmetric with respect to the amplitude axis at τ = 0.
【請求項7】 第1の信号と第2の信号を乗算し、前記
第1の信号あるいは前記第2の信号のどちらか一方に位
相同期した信号により情報を、情報間引く手段を用いて
間引き、該情報の間引かれた信号を積分することによ
り、前記第1及び第2の信号の相関特性を得ることを特
徴とする相関器。
7. A thinning means for multiplying a first signal and a second signal, and thinning out information by a signal which is phase-synchronized with either the first signal or the second signal, A correlator, characterized in that a correlation characteristic of the first and second signals is obtained by integrating a decimated signal of the information.
【請求項8】 第1の信号及び第2の信号は、疑似雑音
符号であることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記
載の相関器。
8. The correlator according to claim 1, wherein the first signal and the second signal are pseudo noise codes.
【請求項9】 第1の信号及び第2の信号は、クロック
信号を帰還レジスターに入力することによって得られる
疑似雑音符号であることを特徴とする請求項1〜7何れ
かに記載の相関器。
9. The correlator according to claim 1, wherein the first signal and the second signal are pseudo-noise codes obtained by inputting a clock signal into a feedback register. .
【請求項10】 情報間引き手段に、OR論理演算器を
用いたことを特徴とする請求項1〜4、7〜9の何れか
に記載の相関器。
10. The correlator according to any one of claims 1 to 4 and 7 to 9, wherein an OR logic operator is used as the information thinning means.
【請求項11】 論理演算は、OR論理であることを特
徴とする請求項5、6、8、9の何れかに記載の相関
器。
11. The correlator according to claim 5, 6, 8 or 9, wherein the logical operation is OR logic.
【請求項12】 情報間引き手段に、NAND論理演算
器を用いたことを特徴とする請求項1〜4、7〜9の何
れかに記載の相関器。
12. The correlator according to any one of claims 1 to 4 and 7 to 9, wherein a NAND logical operation unit is used as the information thinning means.
【請求項13】 論理演算は、NAND論理であること
を特徴とする請求項5、6、8、9何れかに記載の相関
器。
13. The correlator according to claim 5, 6, 8 or 9, wherein the logical operation is NAND logic.
【請求項14】 乗算は、排他的論理和であることを特
徴とする請求項4〜13の何れかに記載の相関器。
14. The correlator according to claim 4, wherein the multiplication is an exclusive OR.
【請求項15】 任意の関数を設定し、入力される信号
との乗算演算を行い、該乗算結果から情報を間引き積分
することにより、任意の関数で設定された信号と入力さ
れた信号が同一の際に得られる自己相関特性を、τ=0
における振幅軸に対して非対称としたことを特徴とする
相関器。
15. A signal set by an arbitrary function and an input signal are the same by setting an arbitrary function, performing a multiplication operation with an input signal, and thinning and integrating information from the multiplication result. The autocorrelation characteristic obtained at
A correlator characterized by being asymmetric with respect to the amplitude axis at.
【請求項16】 疑似雑音符号によって情報が拡散処理
され送信された送信信号を受信機にて受信し、該受信信
号に前記疑似雑音符号と同一符号で同位相の疑似雑音符
号を乗算することにより逆拡散処理を施し、情報を得る
スペクトラム拡散受信機において、 前記逆拡散処理が施され得られる情報の位相歪みを抑え
るべく、送信信号に含まれる疑似雑音符号と逆拡散処理
に用いられる疑似雑音符号の乗算結果から情報を間引き
積分することにより、前記送信信号に含まれる疑似雑音
符号と前記逆拡散処理に用いられる疑似雑音符号の自己
相関特性を、同位相の相関値軸に対して非対称な相関特
性とし、この非対称性から位相の進みあるいは遅れを判
断し、前記逆拡散処理に用いられる疑似雑音符号を位相
制御してなることを特徴とする相関器。
16. A receiver receives a transmission signal, which has been subjected to spread processing of information by a pseudo noise code and is transmitted, and multiplies the reception signal by a pseudo noise code having the same code as the pseudo noise code but having the same phase. In a spread spectrum receiver that obtains information by performing despreading processing, in order to suppress the phase distortion of the information obtained by performing the despreading processing, a pseudo noise code included in the transmission signal and a pseudo noise code used in the despreading processing. By thinning and integrating the information from the multiplication result of, the autocorrelation characteristics of the pseudo noise code included in the transmission signal and the pseudo noise code used in the despreading process are correlated with the correlation value axis of the same phase. A correlator characterized in that the phase advance or delay is judged from this asymmetry and the pseudo noise code used in the despreading process is phase-controlled.
【請求項17】 映像信号を入力し、任意の輝度信号レ
ベルとなる期間を測定し、該測定期間の始まりから測定
期間の半分の期間がHigh となる第1のタイミング信号
を作り出すとともに、前記測定期間の始まりから測定期
間の半分の期間が経過した後に前記測定期間の半分の期
間がHigh となる第2のタイミング信号を作り出し、 前記第1のタイミング信号と前記第2のタイミング信号
により、時間的に1フレーム異なる映像信号同士の乗算
結果から情報を間引き積分することにより得られる映像
信号の自己相関特性を、時間的に1フレーム異なる映像
信号同士が同一信号で同位相の相関値軸に対して非対称
な相関特性とし、この非対称性から時間的に移動する映
像の方向を判断することを特徴とする相関器。
17. A first timing signal in which a video signal is input, a period during which an arbitrary luminance signal level is obtained is measured, and a half period of the measurement period from the beginning of the measurement period becomes High, and the measurement is performed. A second timing signal is generated in which half of the measurement period becomes High after half of the measurement period has elapsed from the beginning of the period, and the second timing signal is generated by the first timing signal and the second timing signal. The autocorrelation characteristics of the video signals obtained by thinning and integrating the information from the multiplication results of the video signals different by 1 frame from each other are shown in FIG. A correlator which has an asymmetric correlation characteristic and judges the direction of a temporally moving image from this asymmetry.
JP8041134A 1996-02-28 1996-02-28 Correlator Abandoned JPH09231202A (en)

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JP8041134A JPH09231202A (en) 1996-02-28 1996-02-28 Correlator
TW086102126A TW330358B (en) 1996-02-28 1997-02-21 Correlator and synchronous tracking apparatus of spectrum expansion receiver thereof
US08/805,644 US6058139A (en) 1996-02-28 1997-02-27 Correlator and synchronous tracking apparatus using time sharing of a received signal in a spread spectrum receiver
KR1019970006138A KR100226538B1 (en) 1996-02-28 1997-02-27 Correlator and synchronous tracking device of spread spectrum receiver using this
EP97301353A EP0793357A3 (en) 1996-02-28 1997-02-28 Correlator and synchronous tracking apparatus for a spread spectrum receiver using the same

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218982B1 (en) 1998-10-16 2001-04-17 Denso Corporation Distance measurement apparatus

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