JP2697502B2

JP2697502B2 - スペクトル拡散受信装置

Info

Publication number: JP2697502B2
Application number: JP20350292A
Authority: JP
Inventors: 泉大島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH0653930A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スペクトル拡散受信装
置に関し、特にディジタルデータから成る通信パケット
の受信を行うスペクトル拡散受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある帯域内の情報を広帯域に拡散してデ
ータ通信を行うスペクトル拡散は、近年、信頼性、対妨
害性、対干渉性、秘話性、秘匿性に優れた点を生かし
て、様々な分野で利用されている。

【０００３】従来、スペクトル拡散通信方式を利用した
通信パケットによるディジタルデータ通信の例として、
電力線搬送通信調査委員会から出た「電灯線搬送通信調
査委員会報告書（最終報告）」（昭和６１年７月発行）
に記載された「高速電灯線ホームバスシステム」があ
る。

【０００４】図８に、この従来のスペクトル拡散通信シ
ステムにおける通信パケットのフォーマットを示す。図
８において、通信パケットは、同期信号であるＡＳ１０
０と、テキストの開始を表すＳＴＸ１０１と、自己アド
レスを表すＳＡ１０２と、相手アドレスを表すＤＡ１０
３と、制御コードを表すＣＣ１０４と、ハウスコードを
表すＨＣ１０５と、データ長を表わすＢＣ１０６と、通
信データであるＤＡＴＡ１０７と、通信パケット全体を
チェックするＦＣＣ１０８と、テキストの終りを表すＥ
ＴＸ１０９の１０個のフィールドから構成されている。

【０００５】また、図９に、ＳＡ１０２からＥＴＸ１０
９までの各フィールドのフォーマットを示す。図９にお
いて、フィールドフォーマットは、１ビットのスタート
ビット１１０と、８ビットのデータ１１１と、１ビット
のパリティビット１１２と、１ビットのストップビット
１１３から構成されている。

【０００６】この従来のスペクトル拡散通信装置は、ス
ペクトル変調された送信データに対して、通信パケット
のＡＳ１００にて同期を確立後、各データ１ビット毎に
相関積分を行い、積分結果の相関値を基にデータの復調
を行っている。

【０００７】スペクトル復調データに対して、従来のス
ペクトル受信装置は、図９のフィールドフォーマットに
対してデータ１１１とパリティビット１１２に対して
「１」のビット数の和が偶数（偶数パルティ）であるか
を調べ、正しければそのデータを有効とし、正しくなけ
れば無効とする。さらに、通信パケットのＳＡ１０２か
らＦＣＣ１０８までの各フィールドにおいて、データ１
１１がすべて有効になった場合には、ＦＣＣ１０８によ
る通信パケット全体のチェックを行い、正しいときに通
信パケットを正しく受信したと判断し、送信元のスペク
トル送信装置に対しアクノリッジ信号を返送する。

【０００８】このようにして、従来のスペクトル受信装
置は、スペクトル復調データに対してチェックコードに
により各フィールドおよび通信パケット全体のエラーチ
ェックを行うことによりデータの誤りを防いている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電灯線
の劣悪な伝送環境下においては、ノイズ、伝送路特性変
動等により相関値が低下し、スペクトル復調データが誤
る場合が多い。この場合、従来のスペクトル拡散受信装
置は、パリティビット１１２によるフィールド内のチェ
ックおよびＦＣＣ１０８による通信パケット全体のチェ
ックを行い、受信データの誤りは検出できるものの、訂
正を行うことはできない。また、誤りを訂正するために
は、多くのビットからなるチェックコードをデータに付
加しなければならない。例えば、１フィールドの８ビッ
トデータに対し、１ビット以内のデータ誤りを訂正する
ためにはチェックコードが４ビット必要となる。

【００１０】本発明の受信装置は、劣悪な伝送環境下に
おける相関値低下による復調データの誤りに着目し、少
ないチェックコードにてエラー訂正を行うことを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるスペクトル
拡散受信装置は、拡散符号の発生する拡散符号発生器
と、拡散符号の１周期毎にスペクトル拡散変調された通
信パケットのデータと拡散符号発生器からの拡散符号と
の相関積分を行う相関積分器と、相関積分器からの相関
値を基に復調データを判定する判定部と、相関積分器か
らの相関値とデータ判定限界のしきい値とを比較する比
較器と、判定部からの復調データと比較器からの比較値
とを入力し復調データのエラー訂正を行うエラー訂正部
と、エラー訂正部からの訂正データを入力し受信動作を
制御する制御部とを有する。エラー訂正部は、相関積分
器からの相関値がしきい値を下回ったときの判定部から
の復調データを無効とし、無効とした復調データを各フ
ィールドのディジタルデータに対するチェックコードに
より訂正する。制御部は、エラー訂正部からの訂正デー
タが正しくかつ全フィールドに対するチェックコードが
正しい場合に、通信パケットを正しく受信したと判定す
る。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の一実施例を示した図面を参照
して、本発明をより詳細に説明する。

【００１３】図２は本発明の一実施例によるスペクトル
拡散受信装置を含むスペクトル拡散通信システムの構成
図である。このスペクトル拡散通信システムにおいて
は、伝送路３を介し、複数のスペクトル拡散送信装置１
（１ａ，１ｂ，−−−）と複数のスペクトル拡散受信装
置２（２ａ，２ｂ，−−−）とが電気的に接続されてい
る。スペクトル拡散受信装置２は、伝送路３を介し、ス
ペクトル拡散送信装置１からのディジタルデータから成
る通信パケットを受信する。通信パケットのフォーマッ
トは、図８，図９に示したものと同一である。

【００１４】図３は、スペクトル送信装置１の構成図で
ある。スペクトル送信装置１の変調方式は、直接拡散に
よるＣＳＫ（ＣｏｄｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変
調になっているが、本発明では、直接拡散による符号位
相変調等、相関積分方式によるスペクトル復調が可能な
スペクトル拡散変調方式はすべて適用可能である。

【００１５】図３において、スペクトル拡散送信装置１
は、送信制御部６と、符号クロック発生器７と、拡散符
号発生器８と、拡散符号発生器９と、スイッチ１０と、
伝送路への出力端子１１とを備えている。

【００１６】次に、スペクトル拡散送信装置１の動作に
ついて説明する。まず、符号クロック発生器７からの符
号クロックを基にして、拡散符号発生器８と拡散符号発
生器９から同一周期で相互相関の小さい拡散符号Ａと拡
散符号Ｂとがそれぞれ生成される。拡散符号Ａは、送信
データ「１」用、拡散符号Ｂは送信データ「０」用のそ
れぞれのスペクトル拡散変調信号であり、スイッチ１０
に入力される。また、拡散符号発生器８から拡散符号Ａ
と拡散符号Ｂの１周期分の送信データクロックＴＸＣが
送信制御部６に出力される。送信制御部６は、図８，図
７に示した通信パケットを組み立て、ＴＸＣに同期して
送信データをスイッチ１０に出力する。スイッチ１０
は、送信制御部６からの送信データが「１」の場合に
は、拡散符号Ａを選択し、「０」の場合には拡散符号Ｂ
を選択し、伝送路への出力端子１１を介して伝送路３へ
スペクトル変調データを出力する。

【００１７】図１は、本発明の一実施例によるスペクト
ル拡散受信装置２の構成図である。スペクトル拡散受信
装置２は、伝送路からの入力端子１８と、符号クロック
発生器１９と、拡散符号発生器２０と、拡散符号発生器
２１と、相関積分器２２と、相関積分器２３と、比較器
２５と、エラー訂正部１６と、受信制御部１７とを備え
ている。

【００１８】符号クロック発生器１９の出力は拡散符号
発生器２０と拡散符号発生器２１とに接続されている。
拡散符号発生器２０の第一の出力は相関積分器２２の第
二の入力に接続され、第二の出力は相関積分器２２の第
三の入力と相関積分器２３の第二の入力とエラー訂正部
１６の第三の入力に接続されている。拡散符号発生器２
１の出力は相関積分器２３の第二の入力に接続され、伝
送路からの入力端子１８は相関積分器２２と相関積分器
２３の第一の入力に接続されている。相関積分器２２と
相関積分器２３の出力はそれぞれ比較器２４の第一およ
び第二の入力に接続され、比較器２４の第一の出力はエ
ラー制御部１６の第一の入力に接続され、第二の出力は
比較器２５の第一の入力に接続されている。受信制御部
１７の出力は比較器２５の第二の入力に接続されてい
る。比較器２５の出力は、エラー訂正部１６の第二の入
力に接続されている。エラー訂正部１６の第一および第
二の出力は、それぞれ受信制御部１７の第一および第二
の入力に接続されている。

【００１９】次に、スペクトル受信装置２の動作につい
て説明する。まず、スペクトル送信装置１と同様に、符
号クロック発生器１９、拡散符号発生器２０、拡散符号
発生器２１からスペクトル拡散送信装置１と同一な拡散
符号Ａおよび拡散符号Ｂが発生する。さらに、拡散符号
発生器１９の第二の出力からは、拡散符号Ａと拡散符号
Ｂの１周期分である受信データクロックＲＸＣが出力さ
れる。相関積分器２２は、伝送路から入力端子１８を経
たスペクトル変調データと拡散符号Ａを、受信データク
ロックＲＸＣの１周期毎に相関積分を行い、相関値Ａを
比較器２４に出力する。また、相関積分器２１も同様に
にして、伝送路からの入力端子１８のスペクトル変調デ
ータと拡散符号Ｂを、ＲＸＣの１周期毎に相関積分し、
相関値Ｂを比較器２４に出力する。なお、相関値Ａと相
関値Ｂを算出するためには、伝送路からの入力端子１８
からのスペクトル変調データに対し、拡散符号Ａおよび
拡散符号Ｂの同期をとる必要がある。しかし、同期を確
立すること自体は本発明の主旨には直接関係しないの
で、本実施例では、従来技術のスライディング・サーチ
・ディレイ・ロック・ループ等の手段で同期が確立して
いるものとする。

【００２０】比較器２４は、相関値Ａおよび相関値Ｂを
入力して比較する。第一の出力から相関値Ａと相関値Ｂ
の大小関係（相関値Ａが相関値Ｂより大きい場合は
「１」、大きくない場合は「０」）を復調データＲＸＤ
としてエラー訂正部１６に出力する。また、第二の出力
から、相関値Ａと相関値Ｂの差の絶対値を比較器２５に
出力する。比較器２５は、相関値Ａと相関値Ｂの差の絶
対値と、受信制御部１７からの復調可能な相関値Ａと相
関値Ｂの差の絶対値のしきい値を入力する。その大小関
係（相関値Ａと相関値Ｂの差の絶対値がしきい値より大
きい場合は「１」、大きくない場合は「０」）をキャリ
ア検出信号ＣＤとして、エラー訂正部１６に出力する。

【００２１】エラー訂正部１６は、ＲＸＤ、ＣＤおよび
ＲＸＣを入力し、図８の通信パケットのフィールド・フ
ォーマットのデータ１１とパリティビット１１２の９ビ
ットを対象にしてエラー訂正を行い、訂正データＣＤＴ
と受信エラー信号ＥＲを受信制御部１７に出力する。

【００２２】図４にエラー訂正部１６の処理フローを示
す。エラー訂正部１６は、ＣＤ＝「０」のときのＲＸＤ
のデータを不定データとして取扱い、パリティチェック
によって１ビット以内の不定データの訂正を行ってい
る。図４の処理フローの動作を、図５のエラー訂正部１
６に入力されるデータ例をもとに説明する。

【００２３】図５の入力データ例は、次の四つのケース
から構成されている。ケース６０：９ビットすべてＣＤが「１」で、偶数パリ
ティが正しい。ケース６１：９ビットすべてＣＤが「１」で、偶数パリ
ティが誤っている。ケース６２：ＣＤの１ビット（データ１１１のｂ１）が
「０」である。ケース６３：ＣＤの２ビット（データ１１１のｂ１，ｂ
２）が「０」である。

【００２４】図４において、エラー訂正部１６はまず、
ＣＤ＝「０」のビットが存在するかを調べる（ステップ
５０）。存在しない場合、すなわち、全ビットＣＤ＝
「１」であれば、パリティチェックを行い、正しいかを
調べる（ステップ５１）。パリティが正しければ、ＥＲ
を「０」にして（ステップ５６）、正常終了する（ケー
ス６０に対応）。また、パリティが誤っている場合に
は、ＥＲを「１」にして（ステップ５５）、エラー終了
する（ケース６１に対応）。

【００２５】また、ステップ５０においてＣＤ＝「０」
のビットが存在する場合には、ＣＤが「０」のビットが
１ビットのみかを調べる（ステップ５２）。ＣＤ＝
「０」のビットが１ビットのみの場合には、パリティビ
ット１１２を用い、ＣＤ＝「０」のＲＸＤのビット訂正
を行い（ステップ５３）、ステップ５６を通し正常終了
する。例えば、ケース６２では、データ１１１のｂ１を
「０」に訂正する。また、ステップ５２においてＣＤが
「０」のビットが２ビット以上ある場合には、ステップ
５５を通し、エラー訂正する（ケース６３に対応）。

【００２６】受信制御部１７は、１フィールド毎に、エ
ラー訂正部１６からの訂正データに誤りがないかを更に
チェックするため、ＳＡ１０２からＦＣＣ１０８により
通信パケット全体のチェックを行い、正しかった場合に
通信パケットを正しく受信したと判定し、受信した通信
パケットに対する処理を行う。

【００２７】スペクトル送信装置１において、１ビット
のデータに対して２周期以上の拡散符号を割り当てスペ
クトル拡散変調を行った場合には、エラー訂正部１６に
多数決回路が付加され、ＲＸＤおよびＣＤの各データは
多数決回路を通し、図４に示した処理フローによりエラ
ー訂正される。

【００２８】多数決回路は、拡散符号１周期毎に出力さ
れるＲＸＤおよびＣＤを１ビットのデータ期間に渡り、
多数決をとる回路である。ＲＸＤの多数決は、ＣＤ＝
「１」の場合のＲＸＤのデータ「１」と「０」の数によ
り行う。また、ＣＤの多数決は、ＣＤのデータ「１」と
「０」の数により行う。

【００２９】図６に多数決回路の一構成例を示す。図６
において、多数決回路７０は、カウンタ７１と、カウン
タ７２と、分周器７３と、ＲＸＤ入力端子７４と、ＣＤ
入力端子７５と、ＲＸＣ入力端子７６と、ＲＸＤ出力端
子７７と、ＣＤ出力端子７８と、ＲＸＣ出力端子７９と
を備えている。ＲＸＤ入力端子７４、ＣＤ入力端子７５
およびＲＸＣ入力端子７６は、それぞれ比較器２４の第
一の出力、比較器２５の出力および拡散符号発生部２０
の出力に接続される。ＲＸＤ出力端子７７ＣＤ出力端子
７８およびＲＸＣ出力端子７９は、エラー訂正部１６の
第一の入力、第二の入力および第三の入力に接続され
る。ＲＸＤ入力端子７４はカウンタ７１の第一の出力に
接続されている。ＣＤ入力端子７５はカウンタ７１の第
二の入力とカウンタ７２の第一の入力とに接続されてい
る。ＲＸＣ入力端子７６はカウンタ７１の第三の入力と
カウンタ７２の第二の入力と分周器７３の入力とに接続
されている。カウンタ７１の出力は、ＲＸＤ出力端子７
７に接続されている。カウンタ７２の出力はＣＤ出力端
子７８に接続されている。分周器７３の第一の出力はＲ
ＸＣ出力端子７９に接続され、第二の出力はカウンタ７
１の第三の入力とカウンタ７２の第三の入力に接続され
ている。

【００３０】カウンタ７１は、ＲＸＤの多数決を行う部
分である。カウンタ７１は、分周器７３の第二の出力に
よりリセットされた後、ＲＸＣ入力端子７６の１周期毎
に次に示すとおりに動作し、カウント値のＭＳＢ（符号
ビット）を出力する。（１）ＲＸＤ入力端子７４が「１」で、かつＣＤ入力端
子７５が「０」である場合は、１カウント・ダウン（２）ＲＸＤ入力端子７４が「０」で、かつＣＤ入力端
子７５が「０」である場合は、１カウント・アップ（３）ＣＤ入力端子７５が「０」の場合は、変化なしカウンタ７２は、ＣＤの多数決を行う部分である。カウ
ンタ７２は、分周器７３の第二の出力からリセットされ
た後、ＲＸＣの入力端子７６の１周期毎に、次に示すと
おりに動作し、カウント値のＭＳＢ（符号ビット）を出
力する。（１）ＣＤ入力端子７５が「１」の場合は、１カウント
・ダウン（２）ＣＤ入力端子７５が「０」の場合は、１カウント
・アップ図７に、１ビットのデータに対して拡散符号の１６周期
分を割り当てスペクトル拡散変調を行った場合の、多数
決回路７０の入力データ例を示す。図７において、１ビ
ット、すなわち、ＲＸＣの１６周期分の受信終了後、カ
ウンタ７１のカウント値は「−７」となるため、ＲＸＤ
出力端子７７にデータ「１」を出力する。また、カウン
タ７２のカウンタ値は「−６」となるため、ＣＤ出力端
子７８にデータ「１」を出力する。このようにして、多
数決回路７０のＲＸＤ出力端子７７、ＣＤ出力端子７８
のデータをもとに、図４の処理フローによりエラー訂正
を行う。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるスペ
クトル拡散受信装置は、相関積分により算出された相関
値と、復調可能な相関値のしきい値との比較データをサ
ンプリグすることにより、データ８ビットに対し１ビッ
ト以内のエラーを訂正するのに、従来は４ビットチェッ
ク・コード（パリティビット）必要であったのに対し、
本発明では、１ビットの付加で１ビット以内のエラーを
訂正することができる。また、チェック・コードを１ビ
ット増やし２ビットにすれば、２ビット以内のデータを
訂正することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるスペクトル拡散受信装
置の構成図である。

【図２】図１に示した実施例を含むスペクトル拡散通信
システムの構成図である。

【図３】図２に示したスペクトル拡散通信システムにお
けるスペクトル拡散送信装置の構成図である。

【図４】図１に示した実施例におけるエラー訂正部の処
理フローを示すフローチャートである。

【図５】エラー訂正部に入力されるデータ例を示す図で
ある。

【図６】図１に示した実施例に追加される多数決回路の
構成図である。

【図７】多数決回路に入力されるデータ例を示す図であ
る。

【図８】通信フレーム・フォーマットを示す図である。

【図９】通信パケット内のフィールド・フォーマットを
示す図である。

【符号の説明】

１（１ａ，１ｂ，−−−）スペクトル拡散送信装置２（２ａ，２ｂ，−−−）スペクトル拡散受信装置３伝送路６送信制御部７，１９符号クロック発生器８，９，２０，２１拡散符号発生器１０スイッチ１１伝送路への出力端子１６エラー訂正部１７受信制御部１８伝送路からの入力端子２２，２３相関積分器２４，２５比較器７０多数決回路７１，７２カウンタ７３分周器７４ＲＸＤ入力端子７５ＣＤ入力端子７６ＲＸＣ入力端子７７ＲＸＤ出力端子７８ＣＤ出力端子７９ＲＸＣ出力端子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スペクトル拡散変調され、少なくとも各
フィールドのディジタルデータに対するチェックコード
と、全フィールドに対するチェックコードを含む通信パ
ケットを受信するスペクトル拡散受信装置において、拡散符号の発生する拡散符号発生器と、前記拡散符号の１周期毎に前記スペクトル拡散変調され
た通信パケットのデータと前記拡散符号発生器からの拡
散符号との相関積分を行う相関積分器と、前記相関積分器からの相関値を基に復調データを判定す
る判定部と、前記相関積分器からの相関値とデータ判定限界のしきい
値とを比較する比較器と、前記判定部からの復調データと前記比較器からの比較値
とを入力し復調データのエラー訂正を行うエラー訂正部
と、前記エラー訂正部からの訂正データを入力し受信動作を
制御する制御部とを有し、前記エラー訂正部は、前記相関積分器からの相関値が前
記しきい値を下回ったときの前記判定部からの復調デー
タを無効とし、前記無効とした復調データを前記各フィ
ールドのディジタルデータに対するチェックコードによ
り訂正し、前記制御部は、前記エラー訂正部からの訂正データが正
しくかつ前記全フィールドに対するチェックコードが正
しい場合に、前記通信パケットを正しく受信したと判定
することを特徴とするスペクトル拡散受信装置。
【請求項２】前記通信パケットの１ビットディジタル
データを２周期以上の拡散符号によりスペクトル拡散さ
れた場合には、前記エラー訂正部は、前記ディジタルデータ１ビット期
間内で前記相関積分器からの相関値が前記しきい値を上
回ったときの前記判定部からの復調データの多数値デー
タを復調データとし、前記ディジタルデータ１ビット期
間内で前記比較器からの比較値の多数値データを比較値
とし、前記相関値が前記しきい値を下回ったときの前記
復調データを無効とし、前記無効とした復調データを前
記各フィールドのディジタルデータに対するチェックコ
ードにより訂正することを特徴とする請求項１記載のス
ペクトル拡散受信装置。