JP2823341B2 - Spread spectrum communication system and apparatus - Google Patents

Spread spectrum communication system and apparatus

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JP2823341B2 JP22875590A JP22875590A JP2823341B2 JP 2823341 B2 JP2823341 B2 JP 2823341B2 JP 22875590 A JP22875590 A JP 22875590A JP 22875590 A JP22875590 A JP 22875590A JP 2823341 B2 JP2823341 B2 JP 2823341B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電灯線を情報伝送路とする通信に用いて好適
なスペクトル拡散通信方式と装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spread spectrum communication system and apparatus suitable for communication using a power line as an information transmission path.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電灯線はすべての家庭に入っているので、家庭内の情
報伝送媒体として見た場合、経済性、拡張性に富んだ非
常に有効な情報伝送媒体であるが、この電灯線には、照
明灯、空調機器、TVなとの多種多様な電気機器が接続さ
れているので、これら電気機器の使用・不死用(電源の
N・FF等)によって、電灯線の伝送特性が時々刻々
と変化し、例えば、TVやスイッチング電源を使用してい
る機器なとの場合には電源周波数に同期して伝送特性が
急激に変化する。
Since power lines are found in all households, they are economical and scalable and are very effective information transmission media when viewed as home information transmission media. , Air conditioners, TVs, etc., are connected, so the transmission characteristics of the power line change moment by moment due to the use and immortal use (N / FF of power supply, etc.) of these electric devices. For example, in the case of a device using a TV or a switching power supply, the transmission characteristics change rapidly in synchronization with the power supply frequency.

このように、電灯線の伝送特性は平坦ではなく、不安
定であるので良質なデータ伝送が難しいという問題があ
る。
As described above, the transmission characteristics of the power line are not flat and unstable, so that there is a problem that high-quality data transmission is difficult.

その対策として、例えば、文献「電灯線通信(データ
伝送)」信学2種技報SSTA89−7(1989)、文献「高性
能SS電灯線モデム」NEC技報Vol.42 No.9 pp.98−106(1
989)に記載されているように、伝送路の変動に強いと
されているスペクトル拡散通信方式(以下、SS通信方式
という)の導入が検討されている。
As countermeasures, for example, the literature "Power Line Communication (Data Transmission)", IEICE Technical Report SSTA89-7 (1989), and the literature "High Performance SS Power Line Modem" NEC Technical Report Vol.42 No.9 pp.98 −106 (1
As described in 989), the introduction of a spread spectrum communication system (hereinafter referred to as an SS communication system), which is considered to be resistant to fluctuations in the transmission path, is being studied.

このSS通信方式では、伝送するデータに、1から0
へ、0から1への遷移が起こるたびにPN(Pseudo Noi
s)系列を反転させる符号変形法が用いられ、受信信号
を復調するために、送信側で用いたPN系列と同期した同
じ系列を受信機側で発生させる必要がある。このため、
受信信号と受信機内で発生させた上記受信PN系列との相
関を監視し、相関値が一定のしきい値を超えたかどうか
によって、同期補足(同期検出)を行い、同期捕捉後に
は同期を保つ同期保持(同期追跡)を行う。同期確立
後、相関値がしきい値に対して+側にあれば論理
「1」、一側にあれば論理「0」と復調するようにして
いる。
In this SS communication method, data to be transmitted is 1 to 0
Each time a transition from 0 to 1 occurs, the PN (Pseudo Noi
s) A code transformation method for inverting the sequence is used. In order to demodulate the received signal, it is necessary to generate the same sequence synchronized with the PN sequence used on the transmission side on the receiver side. For this reason,
The correlation between the received signal and the received PN sequence generated in the receiver is monitored, and if the correlation value exceeds a certain threshold, synchronization is supplemented (synchronization detection), and synchronization is maintained after synchronization acquisition. Hold synchronization (synchronization tracking). After the synchronization is established, if the correlation value is on the + side with respect to the threshold value, it is demodulated to logic "1", and if it is on the one side, it is demodulated to logic "0".

この同期捕捉にスライディング相関器(Sliding corr
elator)を使用した場合には、この相関器は、受信側で
発生させるPN系列の発生タイミングを送信側のPN系列の
発生タイミングに対して、微小周波数分だけずらせて、
両PN系列の相関を取るものであるため、回路構成が簡単
である利点があるが、上記両PN系列発生周波数差をあま
り大きくできないので、スライディング速度を速くでき
ず、同期確立に時間を要し、実効伝送速度が著しく低下
するという欠点がある。
A sliding correlator (Sliding corr)
elator), the correlator shifts the generation timing of the PN sequence generated on the reception side by a minute frequency with respect to the generation timing of the PN sequence on the transmission side,
Since the correlation between both PN sequences is obtained, there is an advantage that the circuit configuration is simple.However, since the difference between the two PN sequence generation frequencies cannot be made so large, the sliding speed cannot be increased, and it takes time to establish synchronization. However, there is a disadvantage that the effective transmission speed is significantly reduced.

また、同期保持に、デジタルDLLを用いた場合、この
方式では上記伝送特性の高速変動時には相関関数の形が
乱れるとともに急激に変わるため追従できず、同期が不
安定になるので、復調エラーが生じやすく、信頼性が低
いという問題がある。
When a digital DLL is used to maintain synchronization, when the above-mentioned transmission characteristics fluctuate at high speed, the shape of the correlation function is disturbed and changes suddenly, making it impossible to follow up. There is a problem that it is easy and the reliability is low.

更に、送信側で、2種類の独立したPN系列を用意し、
伝送するデータに、1から0へ、0から1への遷移が起
こるたびに、PN系列を切り換えて送信するSS通信方式が
提案されているが、電灯線などのような帯域制限伝送路
(例えば、電灯線では、電波法により10〜450KHzに帯域
制限されている)では、充分な拡散率を得ようとする
と、伝送速度を制限せざるを得なくなるという問題があ
った。
Furthermore, on the transmitting side, two types of independent PN sequences are prepared,
An SS communication method in which a PN sequence is switched and transmitted each time a transition from 1 to 0 or from 0 to 1 occurs in data to be transmitted has been proposed, but a band-limited transmission path such as a power line (for example, In the case of a power line, the band is limited to 10 to 450 KHz by the Radio Law.) In order to obtain a sufficient spreading factor, the transmission speed must be limited.

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、
従来に比し、同期確立を短時間で行うことができ、伝送
特性の急変にも充分に追従することができる上、データ
の伝送速度が高くても、信頼性の高い伝送を行うことが
できるスペクトル拡散通信方式および装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems,
Compared with the conventional method, synchronization can be established in a short time, it can sufficiently follow sudden changes in transmission characteristics, and highly reliable transmission can be performed even if the data transmission speed is high. It is an object to provide a spread spectrum communication system and apparatus.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は上記目的を達成するため、送信側では、基準
PN系列とこの基準PN系列に対して順次所定位相ずらせた
n−1個のPN系列を発生させて各PN系列に対し、log2 n
=Mビット(Mは2以上の整数)の2進ディジタルデー
タをそれぞれ対応させて送信し、受信側では、上記各PN
系列と同じPN系列を発生させて、これらPN系列と受信信
号との相関関係をそれぞれ求め、これら相関値の中から
ピーク値とピーク位置を検出し、このピーク位置を追跡
して同期制御を行うとともにピーク値の最大のものが得
られたPN系列に割り当てられたMビットの2進ディジタ
ルデータを復調する構成としたもので、上記n個の各PN
系列は互いに少なくともシフトレジスタ±1チップ分以
上位相がずれている構成とした。
In order to achieve the above object, the present invention employs a standard
A PN sequence and n-1 PN sequences sequentially shifted by a predetermined phase from this reference PN sequence are generated, and log 2 n
= M bits (M is an integer of 2 or more) of binary digital data are transmitted in correspondence with each other.
Generates the same PN sequence as the sequence, finds the correlation between these PN sequences and the received signal, detects the peak value and the peak position from these correlation values, and tracks the peak position to perform synchronization control And demodulates M-bit binary digital data allocated to the PN sequence from which the peak value is maximum.
The series are configured to be out of phase with each other by at least ± 1 chip of the shift register.

請求項3は装置の発明であって、基準PN系列と該基準
PN系列に基づくn−1(=2M−1、3<n<上記符号
長)個のPN系列を、互いに所定位相だけずらせて発生す
るPN系列発生回路、各PN系列を、log2 n=Mビットの2
進ディジタルデータにそれぞれ対応させて送出するセレ
クタを備える送信部、上記n個の各PN系列と受信信号と
の相関値をそれぞれ求めるn個の相関器と、上記相関器
の出力を入力するとともに各相関器に対して相異なるM
ビットの2値データを割当て、出力値が最大である相関
器からの入力に対して上記割当たMビットの2値データ
を出力する比較器、この比較器の出力をラッチするラッ
チ回路、上記全相関器の出力を入力して出力値が最大で
ある信号を選択するセレクタ、このセレクタの出力を入
力してピーク値とピーク位置検出を行うピーク検出器、
上記ピーク位置に同期したラッチ信号を上記ラッチ回路
に送出するとともに上記各相関器に供給するクロック位
相を制御して上記ピーク位置を追跡する同期制御部を備
える受信部を有する構成とした。
Claim 3 relates to the invention of the device, wherein the reference PN sequence and the reference
N-1 based on the PN sequence (= 2 M -1,3 <n <the code length) PN sequence generator the number of PN sequence generated by shifting by a predetermined phase with each other, each PN sequence, log 2 n = M-bit 2
A transmission unit having a selector for transmitting the data in correspondence with the binary digital data, n correlators for obtaining the correlation values between the n PN sequences and the received signal, and inputting the outputs of the correlators and Different M for the correlator
A comparator for allocating binary data of bits and outputting the allocated M-bit binary data in response to an input from the correlator having the largest output value; a latch circuit for latching the output of the comparator; A selector for inputting the output of the correlator and selecting a signal having the maximum output value, a peak detector for inputting the output of the selector and detecting a peak value and a peak position,
A configuration is provided that includes a receiving unit including a synchronization control unit that sends a latch signal synchronized with the peak position to the latch circuit and controls a clock phase supplied to each of the correlators to track the peak position.

請求項4では、上記PN系列発生回路は、基準PN系列発
生器と、この基準PN系列発生器の出力を受ける複数タッ
プ付シフトレジスタからなる構成とした。
According to a fourth aspect of the present invention, the PN sequence generation circuit includes a reference PN sequence generator and a shift register with a plurality of taps that receives an output of the reference PN sequence generator.

請求項5では、上記PN系列発生回路が、n−1個のタ
ップ出力を有し、最終段出力を初段にフィードバック入
力するシフトレジスタからなる構成とした。
According to a fifth aspect, the PN sequence generating circuit has a configuration in which the shift register has n-1 tap outputs and feeds back the final stage output to the first stage.

請求項6では、相関器は整合フィルタである構成とし
た。
In the sixth aspect, the correlator is a matched filter.

〔作用〕[Action]

本発明では、送信側では、Mビットのn個の送信デー
タに応じて、それぞれ第1のPN系列、第2のPN系列・・
・・第nのPN系列を割当て送信され、受信側では、受信
信号と受信部で発生させたn個のPN系列との相関出力の
比較から、最大相関出力をもつPN系列を検出し、その最
大相関出力に現れるピークを検出し、このピークに同期
して、最大相関出力をもつPN系列に割当ててあるMビッ
トのデータを復調する。
According to the present invention, on the transmitting side, a first PN sequence, a second PN sequence,...
..The n-th PN sequence is assigned and transmitted, and the receiving side detects the PN sequence having the maximum correlation output from the comparison of the correlation output between the received signal and the n PN sequences generated by the receiving unit. A peak appearing in the maximum correlation output is detected, and in synchronization with this peak, M-bit data allocated to the PN sequence having the maximum correlation output is demodulated.

本発明では、1つのPNコードに対して、複数ビットを
割当るので、1ビットの割り当てる場合に比し、伝送速
度を高めることができる。
In the present invention, since a plurality of bits are assigned to one PN code, the transmission speed can be increased as compared with the case where one bit is assigned.

本発明では、全相関出力の大小を比較して受信PN系列
がどのPN系列であるかの判定を行うので、この判定は正
確・確実に行うことができ、相関出力としきい値との大
小関係に基づき復調するものではないので、伝送特性の
急激な変化により、相関出力の形が急激に変わっても、
相関出力のピーク(ピーク値とピーク位置)さえ検出で
きればよく、安定した同期捕捉、同期保持およびデータ
の復調が行なえる。
In the present invention, since the magnitude of all correlation outputs is compared to determine which PN sequence is the received PN sequence, this determination can be made accurately and reliably, and the magnitude relationship between the correlation output and the threshold is determined. Since the demodulation is not based on, even if the shape of the correlation output changes suddenly due to a sudden change in the transmission characteristics,
It suffices if only the peak of the correlation output (peak value and peak position) can be detected, and stable synchronization acquisition, synchronization holding, and data demodulation can be performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の1実施例を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図に送信部をブロック構成で示し、第2図に受信
部をブロック構成で示す。
FIG. 1 shows the transmission section in a block configuration, and FIG. 2 shows the reception section in a block configuration.

第1図において、1は5段シフトレジスタ、2はEXOR
ゲートであって、両者で基準PN系列発生器3を構成して
おり、シフトレジスタ1の特定の段の出力をEXORゲート
2に入力し、EXORゲート2の出力がシフトレジスタ1の
入力にフィードバックされており、本実施例では、シフ
トレジスタ1に、初期値として、「00000」以外の値を
設定して、符号長L=31のM系列符号を得るようにして
いる。このPN系列発生器3の出力をPNとする。PN系列
発生器3に与えられるクロックcのクロック速度はデー
タの伝送速度よりはるかに速いものとする。4は遅延器
であって、本実施例では、7段目と15段目にそれぞれタ
ップ4Aと4Bを有する23段シフトレジスタからなり、PN系
列発生器3の出力を入力され、該PN系列発生器3に与え
られるクロックcと同じクロックcで駆動されて、PN
に対して、タップ4Aと4Bのそれぞれから7チップ分位相
の遅れたPN系列PN1、15チップ分位相の遅れたPN系列PN2
を出力し、最終段から23チップ分位相の遅れたPN系列PN
3を出力する。5はタイミング信号発生器であって、ア
ンドゲートからなり、シフトレジスタ1の全段の出力の
アンドを取り、該アンドゲート5の出力PT(M系列符号
の1周期をあらわす信号)は送信データDとPN系列との
同期を取るためのタイミング信号となる。6はセレクタ
であって、送信データDのM=2bitに対し、それが「0
0」の時はPNを選択し、「11」の時はPN1を選択してSS
信号を送出し、「10」の時はPN2を選択し、「01」の時
はPN3を選択してSS信号を送出し、このSS信号はローパ
スフィルタLPF7で帯域制限(電灯線データ伝送の場合
は、10〜450MHz)され、図示しない送信アンプで所定レ
ベルへ増幅されたのち結合器(図示しない)を介して伝
送路10に送り出される。
In FIG. 1, 1 is a 5-stage shift register, and 2 is an EXOR.
Gates, both of which constitute a reference PN sequence generator 3. The output of a specific stage of the shift register 1 is input to the EXOR gate 2, and the output of the EXOR gate 2 is fed back to the input of the shift register 1. In this embodiment, a value other than “00000” is set as an initial value in the shift register 1 to obtain an M-sequence code having a code length L = 31. The output of the PN sequence generator 3 is defined as PN. It is assumed that the clock speed of the clock c applied to the PN sequence generator 3 is much higher than the data transmission speed. Reference numeral 4 denotes a delay unit. In this embodiment, the delay unit includes a 23-stage shift register having taps 4A and 4B at the seventh and fifteenth stages, and receives the output of the PN sequence generator 3 to generate the PN sequence. Driven by the same clock c as the clock c given to the
PN sequence PN1 delayed by 7 chips from each of taps 4A and 4B, PN sequence PN2 delayed by 15 chips
PN sequence PN delayed 23 chips from the last stage
Outputs 3. Reference numeral 5 denotes a timing signal generator, which is composed of an AND gate. The AND gate 5 takes the AND of the outputs of all the stages of the shift register 1. And a timing signal for synchronizing with the PN sequence. Reference numeral 6 denotes a selector, which is "0" for M = 2 bits of the transmission data D.
When `` 0 '', select PN, and when `` 11 '', select PN1 and SS
When the signal is "10", PN2 is selected. When the signal is "01", PN3 is selected and the SS signal is transmitted. This SS signal is band-limited by the low-pass filter LPF7 (for power line data transmission). Is amplified to a predetermined level by a transmission amplifier (not shown), and then sent out to the transmission line 10 via a coupler (not shown).

第5図に、PN、PN1、PN2、PN3、およびPTの関係を
示す。
FIG. 5 shows the relationship among PN, PN1, PN2, PN3, and PT.

また、第6図に、送信データDが「0001111011」の場
合のSS信号を例示する。
FIG. 6 shows an example of the SS signal when the transmission data D is “0001111011”.

第2図の受信部において、11AはPN用相関器(PN.
CORR、整合フイルタ)であって、受信信号とPN系列PN
との相関値CORを出力する。11BはPN1用相関器(PN1.C
ORR、整合フイルタ)であって、受信信号とPN系列PN1と
の相関値COR1を出力する。11CはPN2用相関器(PN2.COR
R、整合フイルタ)であって、受信信号とPN系列PN2との
相関値COR2を出力する。11DはPN3用相関器(PN3.CORR、
整合フイルタ)であって、受信信号とPN系列PN3との相
関値COR3を出力する。相関器11A〜11Dは、第4図に示す
如く、A/D変換された受信信号を入力されるシフトレジ
スタ21の各段の値とPNコードパターン発生器22の各段の
値を乗算して、その乗算値を加算器23で加算する構成と
なっている。
In the receiving section of FIG. 2, 11A is a PN correlator (PN.
CORR, matching filter), the received signal and the PN sequence PN
The correlation value COR with is output. 11B is a PN1 correlator (PN1.C
ORR, matching filter), and outputs a correlation value COR1 between the received signal and the PN sequence PN1. 11C is a PN2 correlator (PN2.COR
R, a matching filter), and outputs a correlation value COR2 between the received signal and the PN sequence PN2. 11D is a PN3 correlator (PN3.CORR,
And outputs a correlation value COR3 between the received signal and the PN sequence PN3. As shown in FIG. 4, the correlators 11A to 11D multiply the value of each stage of the shift register 21 to which the A / D converted received signal is input by the value of each stage of the PN code pattern generator 22. , The multiplied value is added by an adder 23.

12は比較器であって、上記相関値COR〜COR3を入力
して、大小を比較し、CORが最大であれば、論理「0
0」を出力し、COR1が最大であれば、論理「11」を出力
し、COR2が最大であれば、論理「10」を出力し、COR3が
最大であれば、論理「01」を出力する。。これらの出力
はラッチ回路13に供給される。14は最大値出力を選択す
るセレクタであって、上記4個の相関値(信号)COR
〜COR3を入力して、レベルが最も大きい信号をピーク検
出器15に供給する。
Reference numeral 12 denotes a comparator, which receives the correlation values COR to COR3 and compares the magnitudes.
Outputs `` 0 '', outputs a logic `` 11 '' if COR1 is maximum, outputs a logic `` 10 '' if COR2 is maximum, outputs a logic `` 01 '' if COR3 is maximum . . These outputs are supplied to the latch circuit 13. Reference numeral 14 denotes a selector for selecting the maximum value output, and the four correlation values (signals) COR described above.
CCOR 3 and the signal having the highest level is supplied to the peak detector 15.

このピーク検出器15はPN系列PN〜PN3の1周期の間
のピーク値VP(Vpo、VP1、Vp2、VP3)とピーク位置(同
期点)TP(TP0、TP1、TP2、TP3)を検出して同期制御部
16へ送出する。同期制御部16は、同期捕捉前は、選択信
号SSをセレクタ14に与え、同期捕捉後は、ピーク位置
(TP0、TP1、TP2、TP3)に同期したラッチ信号SLをラッ
チ回路13に供給するとともに、このピーク位置TP0
TP1、TP2、TP3を見失わないように、用相関器11A、11
B、11C、11Dに与えるクロックCSを制御して上記ピーク
位置TPを追跡する。
Peak value V P between the peak detector 15 is of one cycle of the PN sequence PN~PN3 (V po, V P1, V p2, V P3) and the peak position (synchronization point) T P (T P0, T P1, T P2 , T P3 ) is detected and the synchronization control unit
Send to 16. Synchronization control unit 16, the pre-synchronization acquisition, provide a selection signal S S to the selector 14, synchronization after acquisition, the latch a latch signal S L synchronized to the peak position (T P0, T P1, T P2, T P3) Supply to the circuit 13 and the peak position T P0 ,
Correlators 11A, 11 so that T P1 , T P2 and T P3 are not lost.
B, 11C, and controls the clock C S given to 11D to track the peak position T P.

次に、この実施例の動作を第7図(a)〜(d)を参
照して説明する。第7図(a)は送信データ「PN、PN
、PN」(000000)を受信した時のPN用相関器11A
の相関出力、第7図(b)は送信データ「PN1、PN、P
N1」(110011)を受信した時のPN1用相関器11Bの相関出
力、第7図(c)は送信データ「PN2、PN、PN2」(10
0010)を受信した時のPN2用相関器11Cの相関出力、第7
図(d)は送信データ「PN3、PN、PN3」(010001)を
受信した時のPN3用相関器11Dの相関出力を示している。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 7 (a) to 7 (d). FIG. 7 (a) shows the transmission data "PN, PN
, PN "(000000) when receiving PN correlator 11A
7 (b) shows the transmission data "PN1, PN, P
The correlation output of the PN1 correlator 11B when receiving "N1" (110011) is shown in FIG. 7C. The transmission data "PN2, PN, PN2" (10
0010) when the correlation output of the PN2 correlator 11C is received,
FIG. 6D shows the correlation output of the PN3 correlator 11D when the transmission data "PN3, PN, PN3" (010001) is received.

(1)同期捕捉 SS通信を行うとき、まず最初に、送信部は、同期信号
として「11」を連続して送信する。同期が取れていない
段階では、同期制御部16は選択信号SSを送出してセレク
タ14に、PN1用相関器11Bの出力を選択させる。ピーク検
出器15はPN1用相関器11Bの出力COR1のPN系列1周期間毎
のピークP1を検出してピーク情報を同期制御部16に入力
し、同期制御部16は、このピークP1が複数周期にわたり
連続して同じピーク位置TP1に発生すると、通信が開始
されたものと判定する。この時、PN用相関器11Aの出
力CORのピーク位置TP0はTP1に対して7クロックほど
遅れた位置に出るので、このピーク位置TP0を同期捕捉
の確認のために用いるこもできる。
(1) Synchronization Acquisition When performing SS communication, first, the transmission unit continuously transmits "11" as a synchronization signal. At the stage are not synchronized, the synchronization control unit 16 to the selector 14 by sending a selection signal S S, to select the output of PN1 correlator 11B. Peak detector 15 is input to the synchronization control unit 16 of the peak information by detecting a peak P 1 of each PN sequence one cycle of the output COR1 correlator 11B for PN1, the synchronization control unit 16, this peak P 1 When the same peak position TP1 occurs continuously over a plurality of cycles, it is determined that communication has started. At this time, since the peak position T P0 output COR of PN correlator 11A comes into a position delayed about seven clock against T P1, it is also this use of the peak position T P0 to confirm the synchronization acquisition.

(2)同期追跡 同期捕捉が完了すると、セレクタ14は相関出力COR
〜COR3のうちの最大のものを選択してピーク検出器15に
与える。各相関器11A〜11Dの出力には、ピーク位置を追
跡しなくてはならなピークPとピークPとの間に2次的
なピークP′が現れるが、同期制御部16はこの2次的な
ピークP′は無視し、上記同期捕捉したピーク位置
TP0、TP1、TP2、TP3を失わないようにクロックCSを制御
する。この2次的なピークP′は追跡を要するピーク位
置に対して7チップ以上ずれた位置に発生するので、容
易に見分けることが可能であり、同期制御部16はピーク
Pのピーク位置に同期したラッチ信号SLをラッチ回路13
に送出し、該ラッチ回路13はこのラッチ信号SLを受ける
毎に比較器12の出力をラッチし、COR、COR1、COR2、C
OR3をそれぞれ論理「00」、「11」、「10」、「01」と
復調する。
(2) Synchronization tracking When the synchronization acquisition is completed, the selector 14 sets the correlation output COR
最大 COR3 is selected and given to the peak detector 15. At the outputs of the correlators 11A to 11D, a secondary peak P 'appears between the peaks P whose peak positions must be tracked. Peak P 'is ignored, and the synchronously acquired peak position
T P0, T P1, T P2 , and controls the clock C S so as not to lose T P3. Since this secondary peak P 'is generated at a position shifted by 7 chips or more from the peak position that requires tracking, it can be easily identified, and the synchronization control unit 16 synchronizes with the peak position of the peak P. latching a latch signal S L circuit 13
Sent to, the latch circuit 13 latches the output of the comparator 12 for each receiving a latch signal S L, COR, COR1, COR2 , C
OR3 is demodulated as logic "00", "11", "10", "01", respectively.

このように、本実施例では、受信したPN系列1周期毎
に現れるピークを検出し、このピークが相関器11A、11
B、11C、11Dの出力に現れた時は、それぞれ論理「0
0」、「11」、「10」、「01」に復調するもので、ピー
クがどの相関器に現れたかを判定できれば、データの復
調ができ、1つのPN系列に対して、1bitではなく、log2
n=M=2bitを割当ているので、「1」、「0」を割当
てた従来の場合に比較して、伝送速度を高めることがで
きる。
As described above, in this embodiment, a peak that appears in each cycle of the received PN sequence is detected, and this peak is detected by the correlators 11A and 11A.
When appearing on the output of B, 11C, 11D, the logic "0
0, 11, 11, 10 and 01, and if it is possible to determine which correlator the peak appears in, it is possible to demodulate the data, and for one PN sequence, instead of 1 bit, log 2
Since n = M = 2 bits are allocated, the transmission speed can be increased as compared with the conventional case where “1” and “0” are allocated.

また、本実施例では、相関出力COR、COR1、COR2、C
OR3の大小を比較して最大のものを選択する比較器12、
セレクタ14、ピーク検出器15で受信PN系列の判定を行
い、相関出力のピーク値とピーク位置さえ検出できれば
よいので、この判定は正確・確実に行うことができ、相
関出力としきい値との大小関係に基づき復調するもので
はないから、伝送特性が急激に変化して、相関出力の波
形が急激に変わっても安定した同期捕捉、同期保持を行
うことができ、従って、安定した通信を、高速に行うこ
とができる。
In this embodiment, the correlation outputs COR, COR1, COR2, COR
Comparator 12, which compares the size of OR3 and selects the largest one,
Since it is sufficient that the selector 14 and the peak detector 15 determine the received PN sequence and detect only the peak value and peak position of the correlation output, this determination can be made accurately and reliably, and the magnitude of the correlation output and the threshold value can be determined. Since the signal is not demodulated based on the relationship, even if the transmission characteristics change suddenly and the waveform of the correlation output changes suddenly, stable synchronization acquisition and synchronization can be performed. Can be done.

また、本実施例では、相関器11A〜11Dとして、整合フ
ィルタを用いているので、同期捕捉を高速に行うことが
できる。
Further, in the present embodiment, since the matched filters are used as the correlators 11A to 11D, it is possible to perform the synchronization acquisition at high speed.

なお、PN系列の数nは、本実施例ではn=4個で、2
進ディジタルデータのbit数M=2bitであるが、PN系列
の数をn、bit数を更に大きくすることにより、より伝
送速度を高くすることができる。上記PN1、PN2、PN3はP
Nに対して、それぞれ7チップ、15チップ、23チップ
分位相がずれるているが、このn個のPN系列は互いに1
チップ分以上ずれていればよい。
Note that the number n of PN sequences is n = 4 in this embodiment, and 2
Although the bit number M of binary digital data is M = 2 bits, the transmission speed can be further increased by increasing the number of PN sequences to n and the number of bits further. PN1, PN2, PN3 are P
Although the phases are shifted from N by 7, 15, and 23 chips, respectively, the n PN sequences are 1
It suffices if it is shifted by more than a chip.

また、PN1、PN2、PN3はタップ付き遅延器4を通して
得るので、通信側PN系列発生器としては、基準PN系列発
生器3が1台で済む利点があり、更に、第3図のような
構成を採れば、1台のシフトレジスタ(この例では、31
段のシフトレジスタ)40で済む。
Further, since PN1, PN2 and PN3 are obtained through the delay unit 4 with tap, there is an advantage that only one reference PN sequence generator 3 is required as the communication-side PN sequence generator. , One shift register (in this example, 31
(Stage shift register) 40.

勿論、独立したPN系列発生器(但し、各PN系列は互い
に1チップ分以上位相がずれる)をn個用意してもよ
い。
Of course, n independent PN sequence generators (where each PN sequence is out of phase with each other by one chip or more) may be prepared.

また、本実施例では、上記のように、PN系列を符号の
組合せを特定・制限するのではなく、シフトレジスタ1
チップ分以上ずれていればよいから、あるシステムのSS
モテム間で通信中に、別のシステムからSS信号が伝送路
上に存在するような場合、両システムで異なったしかも
相互相関の小さいPN系列を用いて、衝突が起こっても、
高い確率で復調できるようにすることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, instead of specifying and limiting the combination of codes in the PN sequence, the shift register 1
It is only necessary to shift by more than a chip, so the SS of a certain system
If SS signals are present on the transmission path from another system during communication between the motems, even if a collision occurs using a different PN sequence with a small cross-correlation between the two systems,
Demodulation can be performed with high probability.

また1つのシステム中に複数の通信端末が存在する場
合も、各通信端末に異なった相互関係の小さいPN系列を
割当てて、同じく衝突が起こったとしても実質的に復調
可能にすることができる。さらに、各PN系列を各通信端
末のアドレスとして用いることもでき、この場合は各通
信端末の識別をPN系列により行える。もちろん、異なっ
たしかも相互相関の小さいPN系列の代わりに、同じPN系
列の位相をずらしたものを用いることもでき、この時は
位相のシフト量を互いに重ならないようにする必要があ
る。
Also, when a plurality of communication terminals are present in one system, it is possible to allocate a different PN sequence having a small mutual relation to each communication terminal so that demodulation can be substantially performed even if a collision occurs. Further, each PN sequence can be used as an address of each communication terminal. In this case, each communication terminal can be identified by the PN sequence. Of course, instead of different PN sequences having a small cross-correlation, it is also possible to use the same PN sequence in which the phases are shifted, and in this case, it is necessary that the phase shift amounts do not overlap each other.

また、上記実施例では、同期追跡のためにクロックCS
を制御しているが、前記したピーク位置情報の観測をし
ておき、第2図に示す如く、同期制御部16からピーク検
出器15へフィードバックをかけて、その観測するタイミ
ングを制御するようにしてもよい。
In the above embodiment, the clock C S for synchronization tracking
The peak position information described above is observed, and as shown in FIG. 2, feedback is provided from the synchronization control unit 16 to the peak detector 15 to control the timing of the observation. You may.

また、相関出力COR、COR1、COR2、COR3の最大値を
検出する回路は比較器12とセレクタ14で共通にしてもよ
い。
Further, a circuit for detecting the maximum value of the correlation outputs COR, COR1, COR2, COR3 may be shared by the comparator 12 and the selector 14.

また、第2図におけるセレクタ14に代えた加算器を用
いることもできる。
Further, an adder can be used in place of the selector 14 in FIG.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は以上説明した通り、送信側では、互いに位相
がずれたn個のPN系列を用意して、各々をMbit(M≧
2)のディジタルデータを対応させるから、受信側では
受信信号と受信側で発生させたn個のPN系列との相関を
検出して、その相関出力のピーク値がいずれの相関出力
に現れたものであるかにより、受信PN系列を判断して論
理を復調するから、従来に比し、伝送速度を向上するこ
とができ、相関出力としきい値との大小関係に基づき復
調する前記従来の場合に比して、伝送特性が急激に変化
する場合でも、安定した通信を行うことができる。
As described above, the present invention prepares n PN sequences whose phases are shifted from each other on the transmitting side, and sets each of them to Mbit (M ≧ M).
Since the digital data of 2) is made to correspond, the receiving side detects the correlation between the received signal and the n PN sequences generated on the receiving side, and the peak value of the correlation output appears in any of the correlation outputs. , Because the logic is demodulated by judging the received PN sequence, the transmission speed can be improved as compared with the conventional case, and the demodulation is performed based on the magnitude relationship between the correlation output and the threshold value. In comparison, even when the transmission characteristics change rapidly, stable communication can be performed.

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

第1図は本発明の実施例における送信部を示すブロック
図、第2図は上記実施例における受信部を示すブロック
図、第3図は送信部の他の例を示すブロック図、第4図
は上記実施例における相関器を示すブロック図、第5図
は上記実施例におけるPN系列、タイミング信号PTとの関
係を示すタイミング図、第6図は送信部が送出するSS信
号の1例を示す図、第7図(a)〜(d)は上記実施例
における相関器の相関出力の例を示す図である。 1……シフトレジスタ、2……EXORゲート、3……基準
PN系列発生器、4……遅延器、4A、4B……タップ、5…
…タイミング信号発生器、6、13……セレクタ、7……
LPF、10……伝送路である電灯線、11A〜11D……相関
器、12……比較器、14……ラッチ回路、15……ピーク検
出器、16……同期制御部。40……シフトレジスタ。
FIG. 1 is a block diagram showing a transmitting unit in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a receiving unit in the above embodiment, FIG. 3 is a block diagram showing another example of the transmitting unit, FIG. Is a block diagram showing a correlator in the above embodiment, FIG. 5 is a timing diagram showing a relationship between a PN sequence and a timing signal PT in the above embodiment, and FIG. 6 shows an example of an SS signal transmitted by a transmission unit. FIGS. 7A to 7D are diagrams showing examples of the correlation output of the correlator in the above embodiment. 1 ... shift register, 2 ... EXOR gate, 3 ... reference
PN sequence generator, 4 ... delay unit, 4A, 4B ... tap, 5 ...
... Timing signal generator, 6, 13 ... Selector, 7 ...
LPF, 10: power line as a transmission line, 11A to 11D: correlator, 12: comparator, 14: latch circuit, 15: peak detector, 16: synchronization control unit. 40 ... Shift register.

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】送信データをPN系列で符号変形して通信す
るスペクトル拡散通信において、送信側では、所定の符
号長を有する基準PN系列とこの基準PN系列に対して順次
所定位相ずらせたn−1(n=2M、3<n<上記符号
長)個のPN系列を発生させて各PN系列に対し、log2 n=
Mビットの2進ディジタルデータをそれぞれ対応させて
送信し、受信側では、上記各PN系列と同じPN系列を発生
させて、これらPN系列と受信信号との相関値をそれぞれ
求め、これら相関値の中からピーク値とピーク位置を検
出し、このピーク位置を追跡して同期制御を行うととも
にピーク値の最大のものが得られたPN系列に割り当てら
れたMビットの2進ディジタルデータを復調することを
特徴とするスペクトル拡散通信方式。
In a spread spectrum communication in which transmission data is subjected to code transformation with a PN sequence and communicated, on the transmission side, a reference PN sequence having a predetermined code length and n-phase signals sequentially shifted by a predetermined phase with respect to the reference PN sequence. 1 (n = 2M , 3 <n <the above code length) PN sequences are generated, and log 2 n =
The M-bit binary digital data is transmitted in correspondence with each other, and the receiving side generates the same PN sequence as each of the above PN sequences, calculates the correlation values between these PN sequences and the received signal, and calculates the correlation values of these correlation values. Detect peak values and peak positions from among them, track these peak positions, perform synchronization control, and demodulate M-bit binary digital data assigned to the PN sequence from which the largest peak value was obtained. A spread spectrum communication system characterized by the following.
【請求項2】n個の各PN系列は互いにシフトレジスタ±
1チップ分以上位相がずれていることを特徴とする請求
項1記載のスペクトル拡散通信方式。
2. Each of the n PN sequences is connected to a shift register ±
2. The spread spectrum communication system according to claim 1, wherein the phase is shifted by one chip or more.
【請求項3】基準PN系列と該基準PN系列に基づくn−1
(=2M−1、3<n<上記符号長)個のPN系列を、互い
に所定位相だけずらせて発生するPN系列発生回路、各PN
系列を、log2 n=Mビットの2進ディジタルデータにそ
れぞれ対応させて送出するセレクタを備える送信部、上
記n個の各PN系列と受信信号との相関値をそれぞれ求め
るn個の相関器と、上記全相関器の出力を入力するとと
もに各相関器に対して相異なるMビットの2値データを
割当て、出力値が最大である相関器からの入力に対して
上記割当たMビットの2値データを出力する比較器、こ
の比較器の出力をラッチするラッチ回路、上記全相関器
の出力を入力して出力値が最大である信号を選択するセ
レクタ、このセレクタの出力を入力してピーク値とピー
ク位置検出を行うピーク検出器、上記ピーク位置に同期
したラッチ信号を上記ラッチ回路に送出するとともに上
記各相関器に供給するクロック位相を制御して上記ピー
ク位置を追跡する同期制御部を備える受信部を有するこ
とを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
3. A reference PN sequence and n-1 based on the reference PN sequence.
A PN sequence generating circuit for generating (= 2 M -1, 3 <n <the above code length) PN sequences by shifting them by a predetermined phase,
A transmitting unit having a selector for transmitting a sequence in correspondence with log 2 n = M bits of binary digital data; n correlators for obtaining a correlation value between each of the n PN sequences and a received signal; , The different M-bit binary data is assigned to each correlator, and the assigned M-bit binary is assigned to the input from the correlator having the largest output value. A comparator for outputting data, a latch circuit for latching the output of the comparator, a selector for inputting the output of all the correlators and selecting a signal having the maximum output value, and a peak value for inputting the output of the selector And a peak detector for detecting a peak position, sending a latch signal synchronized with the peak position to the latch circuit and controlling a clock phase supplied to each of the correlators to track the peak position. Spread spectrum communication system characterized by having a receiving unit with a control unit.
【請求項4】PN系列発生回路は、基準PN系列発生器と、
この基準PN系列発生器の出力を受ける複数タップ付シフ
トレジスタからなることを特徴とする請求項3記載のス
ペクトル拡散通信装置。
4. A PN sequence generator, comprising: a reference PN sequence generator;
4. The spread spectrum communication apparatus according to claim 3, further comprising a shift register with a plurality of taps for receiving an output of said reference PN sequence generator.
【請求項5】n個のPN系列を、n−1個のタップ出力を
有し、最終段出力を初段にフィードバック入力するシフ
トレジスタから得ることを特徴とする請求項3記載のス
ペクトル拡散通信装置。
5. The spread spectrum communication apparatus according to claim 3, wherein the n PN sequences are obtained from a shift register having n−1 tap outputs and feeding back the final stage output to the first stage. .
【請求項6】相関器は整合フィルタであることを特徴と
する請求項3〜5記載のスペクトル拡散通信装置。
6. The spread spectrum communication apparatus according to claim 3, wherein the correlator is a matched filter.
【請求項7】n個の各PN系列は互いにシフトレジスタ±
1チップ分以上位相がずれていることを特徴とする請求
項3〜6記載のスペクトル拡散通信装置。
7. Each of the n PN sequences is connected to a shift register ±
7. The spread spectrum communication apparatus according to claim 3, wherein the phase is shifted by one chip or more.
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