CN102939722A - 扩频通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扩频通信系统，不容易受到噪声的影响，即使不发送帧同步信号也能够在接收侧识别帧结构。扩频码产生器（42）按照每一帧来切换扩频码Sca_i、Scb_i而输出到扩频调制部（41）。扩频调制部（41）对发送数据进行扩频调制而发送到直流电力线（2）。参照码产生部（44）以相同码相位产生参照码Sca_i、Scb_i。扩频解调部（43a、43b）使用参照码Sca_i、Scb_i对接收到的信号进行扩频调制，输出到选择部（47）。帧同步检测部（46）根据码相位同步检测部（45）中的码相位的同步状态的替换来识别帧结构。选择部（47）选择取得相位同步的扩频解调部（43a、43b）所输出的扩频解调数据，输出接收数据。

Description

扩频通信系统

技术领域

本发明涉及一种对帧结构的发送数据进行扩频调制而传输的通信系统。

背景技术

图7是表示以往的太阳能发电系统的框结构图。

在图中，1a～1f是太阳能电池板，2a～2f是直流电力线，3是功率调节器。太阳能电池板1a~1f是通过串并联连接多个太阳能电池而得到所需电压和电流的板状的产品，也被称为太阳能电池模块。

多个太阳能电池板1a~1f通过直流电力线2a～2f进行串联或者并联连接，在太阳能电池板1a~1f中太阳能发电得到的直流电力经由功率调节器3被提供给负载。直流电力通过功率调节器3被转换为交流电力。

在为了实现低碳社会而导入的可再生能源中，太阳能发电的普及变得极其重要。太阳能电池板1a~1f的寿命一种说法是20年，但是只要是工业产品，则难以完全消除故障的产生。除此以外，在当前情况下，不容易发现太阳能电池板1a~1f单位中的问题。

因此，需要一种不会招致价格上升、安装施工费用增加的太阳能电池板1a~1f的监视系统。

在普通房屋的太阳能发电系统中，一旦将太阳能电池板1a~1f设置于屋顶则很少进行维护。因此，即使根据输出降低来预测出太阳能电池板1a~1f产生了问题，但在当前情况下也无法确定哪一个太阳能电池板1a～1f产生了问题。忽略产生问题的太阳能电池板1a~1f，就会担心浪费本来要产生的电力，有可能无法充分利用所导入的太阳能发电系统的能力。

因此，如果能够将直流电力线2a~2f直接利用于通信而发送太阳能电池板1a~1f的发电信息，则不需要铺设新通信线缆而能够廉价地进行发电监视。

但是，在发送由太阳能电池板1a~1f产生的电力的直流电力线2a～2f中，通常产生很大的噪声。因此，由噪声引起通信异常，从而有可能无法进行通信。

通常，在恶劣的传输环境下，采用扩频通信方式和增加冗余位的纠错码。发送数据与帧进行组合而被传输，以帧单位执行请求重发控制（ARQ：AutomaticRepeat reQuest：自动重传请求）。错误检测和错误校正在很多情况下也是以帧单位进行的。

因此，在帧的开头插入帧同步信号，或者将帧同步信号分散配置到帧内的发送数据内来进行传输，从而执行帧同步（参照专利文献1，但是该技术没有使用扩频通信方式）。

但是，在帧长较短的情况下，当对发送数据插入帧同步信号时，传输效率降低。例如，当对64位的帧插入16~32位的帧同步信号时，存在传输效率大幅降低这样的问题。

专利文献1：日本专利3511520号公报

发明内容

本发明是用于解决上述问题点而完成的，目的在于提供一种扩频通信系统，即不容易受到噪声的影响而能够实现稳定的通信，并且在发送侧不插入帧同步信号而能够在接收侧识别帧结构。

技术方案1所述的发明是一种扩频通信系统，将帧结构的发送数据进行扩频调制而传输，分配多个扩频码，按照每一帧来切换使用上述扩频码，由此对上述帧结构的发送数据进行扩频调制，将扩频调制后的信号发送到传输路径，具有分别使用与上述多个各扩频码对应的多个各参照码的多个扩频解调系统，上述多个扩频解调系统对经由上述传输路径接收到的扩频调制后的信号进行扩频解调，上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统根据从某一扩频解调系统切换为其它扩频解调系统的定时，识别上述帧结构，并且，通过选择取得上述相位同步的扩频解调系统的输出来输出接收数据。

对发送数据进行扩频调制而传输，因此不容易受到噪声的影响而能够实现稳定的通信。

在发送侧，按照每一帧来切换使用扩频码，由此在接收侧，能够识别帧结构。因而，在发送侧不对发送数据插入帧同步信号而能够在接收侧识别帧结构。

技术方案2所述的发明是在在技术方案1所述的扩频通信系统中，分配第一扩频码和第二扩频码作为上述多个扩频码，按照每一帧来交替地切换使用上述第一扩频码和上述第二扩频码，由此对上述帧结构的发送数据进行扩频调制，作为上述多个扩频解调系统具有第一、第二扩频解调系统，根据上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统在上述第一扩频解调系统与上述第二扩频解调系统之间交替地切换的定时，来识别上述帧结构。

因而，仅在发送侧分配较少个数的扩频码，就能够在接收侧识别帧结构。

技术方案3所述的发明是在技术方案1或者2所述的扩频通信系统中，上述传输路径是提供直流电力的传输路径，上述扩频调制后的信号作为流过上述传输路径的电流值的变化，叠加在上述直流电力上而发送，经由上述传输路径接收到的扩频调制后的信号作为上述传输路径的电压值的变化而接收。

发送由太阳能电池板产生的电力的直流电力线那样提供直流电力的传输路径通常线之间的内部电阻较小，因此与使传输路径的电压变化相比，使传输路径的电流变化能够更容易将扩频调制后的信号传播到传输路径。

技术方案4所述的发明是一种扩频接收装置，用于权利要求1~3中的任一项所述的扩频通信系统中，该扩频接收装置具有：参照码产生单元，其以相同码相位产生与上述多个扩频码对应的多个参照码；多个系统的扩频解调单元，其分别使用由上述参照码产生单元产生的多个参照码，对经由上述传输路径接收到的扩频调制后的信号进行扩频解调；参照码相位同步单元，其根据在上述多个系统的扩频解调单元中解调的解调信号，控制上述参照码产生单元的相位，使得上述扩频调制后的信号与上述多个参照码中的任一个处于相位同步；以及帧同步检测单元，其在该参照码相位同步单元中，根据从上述扩频调制后的接收信号与上述多个参照码中的任一个处于相位同步的状态切换为上述扩频调制后的信号与上述多个参照码中的另一个处于相位同步的状态的定时，获取上述帧同步信号。

因而，能够以简单的结构来实现使用于扩频通信系统中的扩频接收装置。

技术方案5所述的发明是一种扩频通信系统，技术方案1~3中的任一项所述的、使用于在多个发送装置与一个接收装置之间进行码分多元连接的通信系统，上述多个扩频码以根据上述发送装置不同而不同的方式分配到上述多个发送装置，上述一个接收装置具有分别使用与分配到上述多个发送装置的所有各扩频码对应的各参照码的多个扩频解调系统，对使用于上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统的参照码进行识别，由此确定发送装置，该发送装置发送通过选择该扩频解调系统的输出而得到的数据。

因而，多个发送装置与一个接收装置能够使用共用的传输路径。

技术方案6所述的是在技术方案5所述的扩频通信系统中，上述多个发送装置将分别对于多个设备监视该设备的状态而得到的监视数据作为上述帧结构的发送数据而发送到上述一个接收装置，上述设备具有确定该设备的固有的数据，分配到上述各发送装置的多个扩频码与对得到该发送装置所发送的监视数据的设备进行确定的固有的数据对应地，预先分配至上述各发送装置，上述一个接收装置通过对使用于上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统中所使用的参照码进行识别，来对得到与通过选择该扩频解调系统的输出而得到的数据对应的监视数据的设备进行确定。

因而，在各发送装置中，即使不将对得到监视数据的设备进行确定的固有的数据插入到发送数据而发送，在一个接收装置中，也能够对得到与接收到的数据对应的监视数据的设备进行确定。

技术方案7所述的发明是在技术方案5所述的扩频通信系统中，上述传输路径是将由多个太阳能电池板产生的电力提供给负载的太阳能电池的直流电力线，上述帧结构的发送数据是由设置于上述各太阳能电池板的测量仪测量得到的上述太阳能电池板的监视数据，上述各发送装置设置在上述各太阳能电池板上，上述接收装置设置于监视上述太阳能电池板的装置上。

在发送由太阳能电池板产生的电力的直流电力线中，通常产生较大的噪声。不需要增加设置专用的通信线缆，使用这种直流电力线，来能够传输太阳能电池板的监视数据，因此能够廉价地对太阳能电池板的发电进行监视。

根据上述本发明，起到以下效果：不容易受到噪声的影响而能够稳定地高效率地传输帧结构的发送数据。

其结果，能够实现以下通信系统，即防止由噪声引起的通信异常，不需要重新设置用于进行通信的配线，与电力线高效率地叠加信号而进行通信，并且可靠性高。

附图说明

图1是表示应用本发明一实施方式的一个具体例的框结构图。

图2是表示图1示出的通信子机的一例的框结构图。

图3是表示图1示出的通信主机的一例的框结构图。

图4是表示本发明的一实施方式的框结构图。

图5是表示图4示出的框结构图中的信号处理的概要的说明图。

图6是表示图2示出的通信子机中的驱动器的具体例的电路图。

图7是表示以往的太阳能发电系统的框结构图。

附图标记的说明

1a~1f：太阳能电池板；

2a~2f：直流电力线；

3：功率调节器；

4a~4f：检测器；

5a~5f：通信子机；

6：滤波器；

7：通信主机；

11：分压器；

12：电流检测器；

13：电流放大器；

14：温度传感器；

15：信号切换器；

16：A/D转换器；

18：驱动器；

32：A/D转换器；

35：显示电路；

36：通知电路；

41：扩频调制部；

42：扩频码产生器；

43a：a系统扩频解调部；

43b：b系统扩频解调部；

44：参照码产生部；

45：码相位同步检测部；

46：帧同步检测部；

47：选择部。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示应用本发明一实施方式的一个具体例的框结构图。

太阳能发电系统的基本结构与图7示出的以往技术相同，因此对相同部分附加相同的附图标记。

通过在每个太阳能电池板1a~1f中设置的通信子机（发送装置）5a～5f来发送一个或者多个太阳能电池板1a~1f的测量数据，将一个或者多个太阳能电池板1a~1f每个太阳能电池板的发送数据与太阳能发电的直流电力线2a~2f叠加地进行传输，通过与该直流电力线2a～2f相连接的一个通信主机（接收装置）7来接收发送数据。

在该实施方式中，在太阳能电池板1a~1f中分别设置检测器4a~4f和通信子机5a~5f。

各检测器4a~4f监视对应的太阳能电池板1a～1f的发电状态，典型地，是设置于太阳能电池板1a～1f的一个或者多个测量仪，参照图2在后文中说明。

通信子机5a~5f是将直流电力线2a～2f作为传输路径将由设置于对应的太阳能电池板1a~1f的检测器4a~4f检测出的检测值、更具体地说测量值发送到通信主机7的发送装置。因而，还能够将各通信子机5a~5f称为测量通信电路。

在图示的示例中，没有明示检测器4a~4f与太阳能电池板1a~1f之间的连接关系，但是根据检测器4a～4f监视什么，其该连接关系不同。

另一方面，对功率调节器3侧的直流电力线2a、2d插入滤波器6。该滤波器6将直流电力线2a、2d之间的直流或者接近直流的频率成分分配至功率调节器3，将与直流电力线2a、2d之间叠加的发送信号的频率成分、例如1[kHz]～10[kHz]的频带分配至通信主机7。

通信主机7按照通信子机5a~5f的每个通信子机来接收从多个通信子机5a~5f发送的发送信号，由此获取对各太阳能电池板1a~1f的状态进行监视的数据、例如测量数据，使未图示的监视（监视器）装置显示太阳能电池板的状态，或者使异常通知装置在产生问题时进行通知。

上述滤波器6和通信主机7例如与监视装置、通知装置一起安装在以往的功率调节器3的设备内。

如上所述，直流电力线2a~2f对各通信子机5a~5f串联或者并联地进行连接并经由滤波器6与一个通信主机7相连接。因此，通信子机5a～5f、直流电力线2a~2f以及通信主机7需要构建多路复用通信系统。

在本发明的一实施方式中，如参照图4、图5说明那样，作为传输方法采用直接方式扩频（Direct Spread Spectrum）调制方式（以下简称为“扩频调制”），作为多路复用通信系统采用码分多址（CDMA：Code Division Multiple Access，也称为码分多元连接）。

图2是表示图1示出的检测器和通信子机的一例的框结构图。

检测器4a~4f、通信子机5a~5f均具有相同结构，因此示出检测器4a、通信子机5a。

在附图中，11是分压器，12是电流检测器，13是电流放大器，14是温度传感器。这些是图1示出的检测器4a的具体例。分压器11将太阳能电池板1a的输出电压分压至可进行A/D转换的电压电平。电流检测器12用于测量太阳能电池板1a的输出电流，例如，使用半导体霍尔元件或者微小电阻值的电阻器。电流放大器13转换为与由电流检测器12检测出的太阳能电池板1a的输出电流值成比例的电压、并且将该电压放大至可进行A/D转换的电压电平。温度传感器14对太阳能电池板1a的温度进行测量，以数字值输出到CPU 17。

信号切换器15、CPU（Central Processing Unit：中央处理器）17以及驱动器18是图1示出的通信子机5a的一个具体例。

信号切换器15根据来自CPU 17的指令对分压器11的输出电压与电流放大器13的输出电压进行切换而输出到A/D转换器16。此外，在温度传感器14输出模拟电压的情况下，将该输出设为信号切换器15的第三输入。

A/D转换器16将信号切换器15的输出电压转换为数字值，输出到CPU 17。因此，CPU 17输入由A/D转换器16转换为数字值的太阳能电池板1a的电压、电流以及温度。

CPU 17例如以64位作为帧单位对这些测量数构建帧结构。在该帧中除了包含测量数据以外，还包含用于错误检测更正的冗余位等数据。

CPU 17使用扩频码序列SC（以下，简称为扩频码）进一步对要发送的数据的各位进行扩频调制。在此，扩频码SC是Gold码等伪随机码（PN）。扩频码SC的周期例如为4095，当使用周期长的扩频码时，可进行不容易受到杂音影响的通信。

驱动器（驱动电路）18将扩频调制后的发送信号放大至适合于传输的大小，而叠加到直流电力线2a、2b。

在此，直流电力线2a、2b是提供太阳能电池板1a的直流电力的线路，因此发送信号的叠加方法需要劳力和时间。

在从太阳能电池板1a得到最大电力的条件下，太阳能电池板1a的内部电阻较小，因此直流电力线2a、2b之间的内部电阻也较小。因此，在将发送信号作为电压变化而叠加的情况下，需要使大电流流过驱动器18，因此驱动器18的内部损失增加，从而不适合安装。

而即使线间的内部电阻较小，将发送信号作为电流变化进行叠加也是容易的。因此，在图2中，将驱动器18设为电流驱动驱动器，在直流电力线2a、2b之间设置侧路，与太阳能电池板1a进行并联连接。驱动器18将扩频调制后的信号作为流过直流电力线2a、2b的电流值的变化而叠加到直流电力线2a、2b。这种驱动器18例如参照图6的（a）通过后述的电路而得以实现。

另一方面，还能够将输入扩频调制后的信号的驱动器插入到直流电力线2a或者2b的任意一个中，与太阳能电池板1a进行串联连接。例如参照图6的（b）通过后述的电路来实现这种驱动器。

上述信号切换器15、A/D转换器16、CPU 17例如通过内置了A/D转换器的单芯片微型计算机来实现。另外，能够将具备单芯片微型计算机和驱动器18的通信子机5a进而还有上述检测器4a的一部分或者全部安装到太阳能电池板1a所处的位置、例如太阳能电池板1a的端子箱。

此外，还能够对通信子机1a设置控制信号接收装置19。在本申请的说明书的最后说明该情况。

图3是表示图1示出的通信主机7的一例的框结构图。

在图中，31是低通滤波器（LPF）。低通滤波器31与图1示出的滤波器6进行连接，在后续的A/D转换器32中，限制信号的频带，以使得不产生混叠噪声。

32是A/D转换器，33是DSP（Digital Signal Processor：数字信号处理器），34是CPU。A/D转换器32将经过LPF 31的扩频调制后的接收信号转换为数字值。

低通滤波器31、A/D转换器32、DSP33以及CPU 34是图1示出的通信主机7的一个具体例。

A/D转换器32、DSP33、CPU34例如通过内置有A/D转换器的单芯片微型计算机来实现。35是将监视数据显示在显示器上的显示电路，36是通过声音来通知故障的通知电路。

如参照图2说明那样，在通信子机5a中，扩频调制后的发送信号以与流过直流电力线的电流变化对应的方式进行信号叠加。

而在直流电力线2a、2d的、设置了功率调节器3，与将太阳能电池板1a~1f进行串并联连接的情况下的电流电压特性相对应地，上述电流的变化成为线间电压的变化而被接收。因此，在通信主机7中，能够将扩频调制后的接收信号作为直流电力线2a、2d的线间电压值而进行处理。

DSP 33对扩频调制后的接收信号进行数字信号处理（例如，积和运算），使用扩频码对从各通信子机5a~5f发送过来的接收数据进行扩频解调，将该接收数据输出到CPU 34。基本上在扩频解调中反复进行接收信号的数字值与扩频码的积和运算。

通过搜索该积和运算的结果的绝对值变为最大的定时来得到码相位的同步、换言之数据位的同步。

此外，在上述A/D转换器32中，当以发送数据的扩频调制速度（码片速率）的、例如两倍的速度来进行A/D转换（过采样）时，容易使码相位的定时一致，因此优选使用。

CPU 34将从各通信子机5a~5f发送的、对扩频调制后的接收信号进行解调而得到的各接收数据再次构建为帧结构，将各太阳能电池板1a～1f的电压、电流以及温度输出到显示电路35。

CPU 34还判断太阳能电池板1a~1f的电压、电流或者温度是否存在问题，在判断为需要报警时，将该判断输出到通知电路36。

此外，能够对通信主机7设置控制信号发送装置37和开关38。该情况将在本申请的说明书的最后做以说明。

图4是表示本发明的实施方式的框结构图。

该框结构图是在一个通信子机（以下，作为通信子机5a而进行说明）与通信主机7之间将直流电力线2作为传输路径、将帧结构的发送数据作为扩频调制而进行传输的一对一结构的扩频通信系统。

在通信子机（发送装置）5a中，41是扩频调制部，42是扩频码产生器。在一个通信子机5a中，预先分配多个扩频码、在图示的示例中分配两个扩频码Sca_i、Scb_i（i=1）。在此，i是与通信子机5a~5f对应的整数值，对多个通信子机5a~5f分别分配多个扩频码Sca_i、Scb_i。扩频码Sca_i、Scb_i（i=1~6）全部都不相同。

在通信子机（发送装置）5a中，扩频码产生器42按照每一帧来切换扩频码Sca_i、Scb_i而输出到扩频调制部41。扩频调制部41通过使用从扩频码产生器42输出的扩频码Sca_i或者Scb_i来对帧结构的发送数据进行扩频调制，将扩频调制后的信号发送到直流电力线（传输路径）2。

在通信主机（接收装置）7中，参照码产生部44以相同码相位产生与分配至通信子机5a的多个扩频码、Sca_i、Scb_i对应的多个参照码Sca_i、Scb_i（与扩频码相同）。

另外，在通信主机（接收装置）7中，具有分别使用多个参照码Sca_i、Scb_i的多个扩频解调系统、在图示的示例中具有a系统和b系统。

将a系统的参照码Sca_i提供给a系统的扩频解调部43a，将b系统的参照码Scb_i提供给b系统的扩频解调部43b。

a系统扩频解调部43a、b系统扩频解调部43b使用从参照码产生部44提供的参照码Sca_i、Scb_i对经由直流电力线2而接收的扩频调制后的信号进行扩频解调、即反扩频，将a系统、b系统的扩频解调数据（积和运算的累加值的电平判断后的值）输出到选择部47。

在该扩频解调处理过程中，码相位同步检测部45根据在扩频解调部43a、43b中解调的解调信号（电平判断前的相关输出值）对由参照码产生器44输出的参照码的相位进行控制，使得上述扩频调制后的信号与多个参照码Sca_i、Scb_i中的任一个的相位同步。

帧同步检测部46根据码相位同步检测部45中的码相位的同步状态来输出帧同步信号。即，根据a系统扩频解调部43a、b系统扩频解调部43b中的、扩频调制后的接收信号与多个参照码Sca_i、Scb_i中的任一个（例：Sca_i）的相位同步的状态而切换为扩频调制后的接收信号与多个参照码Sca_i、Scb_i中的另一个（例：Scb_i）的相位同步的状态的定时，来输出识别帧结构的帧同步信号。

换言之，根据与所使用的参照码之间相位同步的扩频解调系统从某一扩频解调系统切换为其它扩频解调系统的定时（a系统→b系统、b系统→a系统）来输出帧同步信号。

参照码Sca_i和参照码Scb_i以相同码相位产生，因此即使切换相位同步的扩频解调系统，码相位同步也不偏离。

选择部47在每次输出帧同步信号时，选择取得相位同步的a系统扩频解调部43a、b系统扩频解调部43b所输出的扩频解调数据，由此输出与通信子机5a的发送数据对应的接收数据。此外，选择部47从帧同步检测部46获取是从a系统切换为b系统的定时还是相反地切换的定时的信息，由此能够识别取得相位同步的扩频解调系统。

帧同步信号用于以下情况：将选择部47所输出的接收数据在后续的处理部中识别帧结构，取出冗余码而进行错误检测更正，或者分离为多个测量数据。

图5是表示图4示出的框结构图中的信号处理的概要的说明图。

图5的（a）是通信子机5a中的帧同步信号。51表示帧同步信号的产生定时。横轴表示时间经过。图5的（b）是通信子机5a中的发送数据的位流。图示的示例是将一帧设为64位的帧结构。

作为一例，发送数据的传输速度（位速率）是5[bps]。

在图4的扩频调制部41中，如图5的（c）所示，与要发送的数据帧（帧结构的发送数据）对应地，将扩频码SCa_i和扩频码SCb_i按照每一帧交替地切换来进行扩频调制。

在图5的（c）中，将扩频码产生部42所输出的扩频码SCa_i、SCb_i设为（i=1）。码长度（一个周期的长度）均为4095。在图中，“a”表示扩频码SCa_i，“b”表示扩频码SCb_i。图示的扩频码SCa_i“11111...110”、SCb_i“10101...111”是用于说明而记载的，而并非实际扩频码。

在图5的（b）的发送数据的1位期间与图5的（c）的扩频码SCa_i、SCb_i的一个周期对应。因而，1位时间的1/4095成为扩频码的一个码片期间。

扩频调制部41在图5的（b）的发送数据为“1”时，原样发送扩频码SCa_i，在发送数据为“0”时，反转扩频码SCa_i而进行发送。这样，当发送64位的一系列发送数据时，切换为下一帧，因此扩频码产生器42将扩频码切换为SCb_i。

扩频调制部41在发送数据为“1”时，原样发送扩频码SCbi，在发送数据为“0”时，反转扩频码SCbi而进行发送。这样，当发送64位的一系列发送数据时，切换为下一帧，因此扩频码产生器42将扩频码切换为SCa_i。

在a系统的扩频解调部43a、b系统的扩频解调部43b中，分别乘以参照码SCa_i和SCb_i的各码片，在1位期间（4095码片）中累加乘法值，由此对在图4的通信主机7中接收到的、扩频调制后的信号进行扩频解调。

通过搜索该积和运算的累加值的绝对值成为最大的定时来实现码相位同步检测部45中的码相位的同步、换言之数据位的同步。

图5的（d）、图5的（e）分别是各系统的扩频解调数据，输出到选择部47。通过判断上述积和运算的累加值的绝对值成为最大的定时中的、该累加值的正负极性来获取扩频解调数据。

在此，“-”标记表示正负极性的判断结果是累加值没有超过预定的正负阈值，因此数据位“0”、“1”中均没有进行电平判断这一情况。

图5的（f）是在扩频解调部43a中取得码相位同步时输出的码相位同步信号。52表示相位同步信号的产生定时。

图5的（g）是在扩频解调部43b中取得码相位同步时输出的码相位同步信号。53表示相位同步信号的产生定时。

图5的（d）与图5的（f）对应，在相位同步信号的产生定时52中，输出“0”或者“1”。图5的（e）与图5的（g）也同样地对应。

图4的帧同步检测部46检测对输出图5的（f）、图5的（g）示出的相位同步信号的系统进行变更的定时（帧边界的定时），输出图5的（h）示出的帧同步信号。54表示帧同步信号的产生定时。

选择部47从帧同步检测部46接收取得码相位同步的扩频解调系统的指示，择一地选择取得相位同步的扩频解调系统的、图5的（d）示出的扩频解调部43a的解调数据或者图5的（e）示出的扩频解调部43b的解调数据，输出图5的（i）示出的接收数据。

上述通信主机7中的接收处理仅仅是一例，在码相位同步的检测方法、取得码相位同步的系统的选择中能够采用多种方法。

例如，将扩频解调部43a的解调结果（进行电平判断前的积和运算的累加值）设为R_SCa_i，将扩频解调部43b的解调结果设为R_SCb_i。此时，R_SCa_i的绝对值和R_SCb_i的绝对值中，绝对值大的一方是码相位同步后的接收数据，解调结果的极性正负分别与接收数据的“1”和“0”相对应。

得到接收数据的系统从R_SCa_i和R_SCb_i中的一个切换为另一个，由此判断帧的切换。由此，能够容易地建立接收处理中的帧同步。

在上述说明中，一个通信子机5a分配了两个扩频码SCa_i和SCb_i。但还可以是一个通信子机5a分配其它扩频码SCc_i。代替发送通常的监视数据，还可以对从通信子机5a向通信主机7发送控制用中断数据等时的帧使用其它扩频码SCc_i。

在该情况下，在通信主机7中，使用与分配给一个通信子机5a的扩频码对应的参照码SCa_i、SCb_i，SCc_i，同时处理三个系统的扩频解调系统。

另外，在发送通常的监视数据时，也可以分配三个以上的多个扩频码。例如，以帧单位切换而发送扩频码SCa_i、SCb_i，SCc_i。在通信主机7中，在分别使用参照码SCa_i、SCb_i，SCc_i的扩频解调系统中，能够通过切换码相位取得同步的扩频解调系统、即切换取得同步的参照码，来进行帧同步检测。

根据与扩频调制后的“1”、“0”输出对应的矩形波，通过使电流值两级变化这样的、基带中的OOK（通-断式键控），扩频调制后的发送信号叠加到传输路径。

另外，对扩频调制后的发送信号进行调制搬送波（载波）的数字调制、例如2PSK（两相相位调制）、4PSK（四相相位调制），也可以在载波中进行扩频通信。

参照图4、图5进行的说明是将一个通信子机5a设为发送装置而将一个通信主机7设为接收装置的扩频调制通信系统的说明。而图1示出的太阳能发电系统是将多个通信子机5a~5f设为发送装置而将一个通信主机7设为接收装置的扩频调制通信系统。各通信子机5a～5f分别独立地以相互非同步地将扩频调制后的信号叠加到直流电力线2。

通信主机7需要对从多个通信子机5a~5f发送的扩频调制后的信号进行分离并进行接收。因此，在图1示出的实施方式中，分配按照多个通信子机5a~5f的每个通信子机不同的扩频码。对通信子机5a~5f分别分配Sca_i、Scb_i（i=1~6）。因而，使用相互不同的、合计（2×i）种扩频码。

通信主机7同时使用合计（2×i）种参照码Sca_i、Scb_i（i=1~6），使用参照码Sca_i、Scb_i（i=1~6）对各通信子机5a～5f进行a系统、b系统的扩频解调而获取接收数据。通过对在扩频调制后的信号和上述参照码取得相位同步的扩频解调系统中使用的参照码的种类进行识别，由此确定发送了数据的发送装置、即确定发送源的通信子机5a~5f，其中，该数据是通过选择扩频解调系统的输出而得到的。

通信子机5a~5f能够任意地分配不同的扩频码Sca_i、Scb_i（i=1~6）。

但是，图1示出的太阳能发电系统是将监视太阳能电池板1a~1f的状态而得到的监视数据发送到监视装置侧的。因而，监视对象的设备是太阳能电池板1a~1f。对太阳能电池板1a～1f分配确定这些太阳能电池板1a~1f的固有数据、图1所记载的SN001~SN006那样的厂商的制造编号。

因此，分别独立地分配到通信子机5a~5f的扩频码Sca_i、Scb_i（i=1~6）与对得到由该通信子机5a~5f各自发送的监视数据的太阳能电池板1a~1f进行确定的固有数据、例如厂商的制造编号相对应地，预先被分配到多个通信子机5a~5f。

通信主机7对使用于扩频调制后的信号与参照码取得相位同步的扩频解调系统中的参照码进行识别，由此对得到与通过选择该扩频解调系统的输出而得到的数据对应的监视数据的太阳能电池板1a~1f进行确定。

这样，不对发送数据插入上述制造编号等，能够在监视装置侧识别监视对象的太阳能电池板1a～1f。

图6是表示图2示出的通信子机5a中的驱动器的具体例的电路图。

在图6的（a）中，电压驱动器61的输出在与直流电力线2a、2b之间与过电压保护用二极管62、63相连接，并且通过极性相反连接的恒定电流元件64、65与直流阻止用电容器66的串联连接与直流电力线2a相连接。

电压驱动器61输出与从图2示出的CPU 17输出的码扩频后的发送信号的“0”和“1”对应的矩形波电压，通过恒定电流元件64、65以固定大小将极性不同的电流值的电流施加到直流电力线2a、2b（在该情况下，极性的“正”、“负”与通-断式键控的“接通”、“断开”对应）。恒定电流元件64、65还具有阻止大电流的逆流的功能。插入电容器66用作直流阻止。

图6的（b）是表示替代图2示出的通信子机5a中的驱动器18的其它具体例的电路图。

该具体例是与图2中的电流检测器12极性串联连接的、简单且低价格的驱动器。作为电流检测器12使用简单低电阻的电阻器71。与该电阻器71同样地将低电阻的电阻器72插入到直流电力线2b。通过根据从CPU 17输出的码扩频后的发送信号（矩形波）来接通和断开的FET 73，对该电阻器72两端进行开关（短路、打开），由此使流过直流电力线2a、2b的电流的大小变化为两个阶段。

最后，说明使用图3示出的控制信号发送装置37、开关38以及图2示出的控制信号接收装置19从通信主机7向通信子机5a进行通信的情况。

在从监视装置的某一侧进行太阳能电池板侧的控制或者控制通信子机时利用这种通信。通信子机受到电路规模、软件规模的限制，因此在上述通信中，要将通信子机设为简单的结构。

因此，在通信主机7的控制信号发送装置37中，在直流电力线2a、2d之间的侧路中设置开关38，将直流电力线2a、2d之间设为瞬间短路或者接近短路的低电阻的状态。太阳能电池板1a~1f即使短路输出电流也受到限制，因此不会受损。

另一方面，通信子机5a~5f从各个太阳能电池板1a~1f提供其工作电源，因此当太阳能电池板1a～1f的输出电压降低时，CPU 17复位。

因此，在CPU 17不复位这样的短时间内将直流电力线2a、2d之间设为短路或者接近短路的低电阻的状态。并且，通过该状态的反复次数、处于该状态的间隔这种、直流电力线2a、2d之间设为在短时间内短路或者接近短路的低电阻的状态的闪变模式，对特定的通信子机5a~5f或者全部通信子机发送特定的几种控制信号。

在图2示出的通信子机5a中，控制信号接收装置19对直流电力线2a、2b之间的电压的降低进行检测作为分压器11的输出，对短时间内的电压的下降（闪变）的模式进行检测，指示预先决定的太阳能电池板1a或者通信子机5a的控制。

工业可利用性

说明了对太阳能电池板的发电状况进行监视等、将直流电力线设为传输路径的扩频通信系统。然而，本发明还能够应用于将商用交流电力线（包括仅室内布线的情况）设为传输路径的PLC（Power Line Communication：电力线通信）。另外，与电力线传输路径同样地，还适用于各种杂音环境下的数据传输、例如光的空间传输、光纤传输、使用微弱电波的无线通信。发送数据并不限定于太阳能电池板的监视数据，还可以是监视任意设备的状态而得到的监视数据。

Claims (7)

1.一种扩频通信系统，将帧结构的发送数据进行扩频调制而传输，其特征在于，

分配多个扩频码，按照每一帧来切换使用上述扩频码，由此对上述帧结构的发送数据进行扩频调制，

将扩频调制后的信号发送到传输路径，

具有分别使用与上述多个各扩频码对应的多个各参照码的多个扩频解调系统，

上述多个扩频解调系统对经由上述传输路径接收到的扩频调制后的信号进行扩频解调，

上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统，根据从某一扩频解调系统切换为其它扩频解调系统的定时，识别上述帧结构，

并且，通过选择取得上述相位同步的扩频解调系统的输出来输出接收数据。

2.如权利要求1所述的扩频通信系统，其特征在于，

分配第一扩频码和第二扩频码作为上述多个扩频码，

按照每一帧来交替地切换使用上述第一扩频码和上述第二扩频码，由此对上述帧结构的发送数据进行扩频调制，

具有第一、第二扩频解调系统作为上述多个扩频解调系统，

上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统根据在上述第一扩频解调系统与上述第二扩频解调系统之间交替切换的定时，来识别上述帧结构。

3.如权利要求1或者2所述的扩频通信系统，其特征在于，

上述传输路径是提供直流电力的传输路径，

上述扩频调制后的信号作为流过上述传输路径的电流值的变化，叠加在上述直流电力上而发送，

经由上述传输路径接收到的扩频调制后的信号作为上述传输路径的电压值的变化而接收。

4.一种扩频接收装置，用于权利要求1~3中的任一项所述的扩频通信系统，其特征在于，具有：

参照码产生单元，其以相同码相位产生与上述多个扩频码对应的多个参照码；

多个系统的扩频解调单元，其分别使用由上述参照码产生单元产生的多个参照码，对经由上述传输路径接收到的扩频调制后的信号进行扩频解调；

参照码相位同步单元，其根据在上述多个系统的扩频解调单元中解调的解调信号，控制上述参照码产生单元的相位，使得上述扩频调制后的信号与上述多个参照码中的任一个处于相位同步；以及

帧同步检测单元，其在该参照码相位同步单元中，根据从上述扩频调制后的接收信号与上述多个参照码中的任一个处于相位同步的状态切换为上述扩频调制后的信号与上述多个参照码中的另一个处于相位同步的状态的定时，获取上述帧同步信号。

5.一种扩频通信系统，是权利要求1~3中的任一项所述的、用于在多个发送装置与一个接收装置之间进行码分多元连接的通信系统，其特征在于，

上述多个扩频码以根据上述发送装置不同而不同的方式分配到上述多个各发送装置，

上述一个接收装置具有分别使用与分配到上述多个发送装置的所有各扩频码对应的各参照码的多个扩频解调系统，

对使用于上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统的参照码进行识别，由此确定发送装置，该发送装置发送通过选择该扩频解调系统的输出而得到的数据。

6.如权利要求5所述的扩频通信系统，其特征在于，

上述多个发送装置分别将对于多个设备监视的状态进行监视而得到的监视数据作为上述帧结构的发送数据而发送到上述一个接收装置，

上述设备具有确定该设备的固有数据，

分配到上述各发送装置的多个扩频码被预先分配至上述各发送装置，并且与对得到该发送装置所发送的监视数据的设备进行确定的固有数据相对应，

上述一个接收装置通过对使用于上述扩频调制后的信号与上述参照码取得相位同步的扩频解调系统中所使用的参照码进行识别，来对得到与通过选择该扩频解调系统的输出而得到的数据对应的监视数据的设备进行确定。

7.如权利要求5所述的扩频通信系统，其特征在于，

上述传输路径是将由多个太阳能电池板产生的电力提供给负载的太阳能电池的直流电力线，

上述帧结构的发送数据是由设置于上述各太阳能电池板的测量仪测量得到的上述太阳能电池板的监视数据，

上述各发送装置设置在上述各太阳能电池板上，

上述接收装置设置在监视上述太阳能电池板的装置上。

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