JP2974479B2 - スペクトル拡散通信における相関信号のピーク検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電灯線等を伝送路とす
るスペクトル拡散(Spread Spectrum、以下ＳＳという）
通信方式に関し、特にその相関信号のピーク検出に関す
るものである。

【０００２】

【関連技術】電灯線はすべての家庭に入っているので、
これを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といえる。し
かし電灯線には、照明器具，空調機器，ＴＶなど多種多
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・不使用（電源のＯＮ・ＯＦＦ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場合には電源周波数に同期
して位相特性が急激に変化する。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。

【０００３】その対策として、伝送路の特性変動に強い
とされているＳＳ通信方式の導入が検討されている。こ
のような状況のもとで、本発明者は、電灯線伝送に好適
な“スペクトル拡散通信方式および装置”を特願平３−
１４３１５３号として提案している。本発明は、この提
案の方式，装置等に用いられるものである。この提案は
公知ではないので以下“関連技術例”として説明する。

【０００４】図４は関連技術例の受信部のブロック図で
ある。この受信部は、不図示の送信部から、送信データ
の論理“０”、論理“１”に応じて、それぞれ第１のＰ
Ｎ(Pseudo Nois) 系列（以下ＰＮ０という）、このＰＮ
０に対して所定位相ずらせた第２のＰＮ系列（以下ＰＮ
１という）を割当てた信号を受信するものである。

【０００５】図４において、１０はＰＮ０用相関器（Ｐ
Ｎ０．ＣＯＲＲ，整合フィルタ）であって、受信信号Ｓ
１とＰＮ０との相関値Ｓ２を出力する。１１はＰＮ１用
相関器（ＰＮ１．ＣＯＲＲ，整合フィルタ）であって、
受信信号Ｓ１とＰＮ１との相関値Ｓ３を出力する。ＰＮ
０用相関器１０，ＰＮ１用相関器１１は、Ａ／Ｄ変換さ
れた受信信号Ｓ１を入力されるシフトレジスタの各段の
値とＰＮコードパターン発生器の各段の値を乗算して、
その乗算値を加算器で加算する構成となっている。

【０００６】１２は比較器であって、ＰＮ０用相関器１
０の出力Ｓ２とＰＮ１用相関器１１の出力Ｓ３との大小
を比較して、その出力Ｓ４をＤ形フリップフロップ１３
のＤ入力端に供給する。１４はオア回路、１５はセレク
タである。このセレクタ１５は、同期捕捉完了後は比較
器１２の出力Ｓ４を選択指令信号Ｓ５として、ＰＮ０用
相関器１０の出力Ｓ２とＰＮ１用相関器１１の出力Ｓ３
のうち大なる方を選択してピーク検出器１６に供給す
る。このピーク検出器１６はＰＮ系列１周期の間のピー
ク値Ｖ_P （Ｖ_P0，Ｖ_P1）とピーク位置（同期点）Ｔ_P
（Ｔ_P0，Ｔ_P1）を検出して同期制御部１７へ送出する。
同期制御部１７は、同期捕捉完了前は、選択指令信号Ｓ
７を送出し、たとえばピーク値Ｖ_P0とピーク位置Ｔ_P0と
を観測して同期捕捉を行い、同期捕捉完了後はピーク位
置Ｔ_P0，Ｔ_P1に同期したクロックｃｋをフリップフロッ
プ１３のクロック入力端ｃｋに供給するとともに、この
ピーク位置Ｔ_P0，Ｔ_P1を見失わないように（ピーク位置
がＰＮ系列１周期の中心になるように、ＰＮ０用相関器
１０，ＰＮ１用相関器１１に与えるクロックを制御して
前記ピーク位置Ｔ_P を追跡する。

【０００７】なお、同期制御部１７からピーク検出器１
６へ図示のようにフィードバック信号ｃを送り、観測す
るタイミングを制御するようにしてもよい。

【０００８】このように、関連技術例では、受信したＰ
Ｎ系列１周期毎に現れるピークを検出して同期動作を行
い、このピークがＰＮ０用相関器１０の出力Ｓ２に現れ
たときは、論理“０”に復調し、ＰＮ１用相関器１１の
出力Ｓ３に現れたときは、論理“１”に復調するもの
で、ピークがどちら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る。本例では、相関出力Ｓ２，
Ｓ３の大小を比較する比較器１２，セレクタ１５，ピー
ク検出器１６で前記判定を行っており、２つの相関出力
のピーク値とピーク位置さえ検出できればよい。この判
定は比較的正確・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、同期捕捉，同期保持を行うことができ、安
定した通信を行うことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記関連技術
例では、相関器１０，１１の出力Ｓ２，Ｓ３に、検出し
なければならない正しいピークの他に、ピークとピーク
の間に２次的ピークが現れる。そして、この２次的ピー
クをピーク検出器１６が検出して誤動作するおそれがあ
る。

【００１０】本発明は、このような事情にかんがみてな
されたもので、同期捕捉完了後に、２次的ピークを正し
いピークとして同期追跡したり、データ復調したりする
ことがないようにする相関信号のピーク検出装置を提供
することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、スペクトル拡散通信における相関信号
のピーク検出装置を次の（１）のとおりに構成する。

【００１２】（１）相関信号を所要期間にわたり観測し
てそのピーク値とピーク位置を検出するピーク検出手段
と、同期捕捉後は前記所要期間の長さを短く変更する所
要期間変更手段とを備えたスペクトル拡散通信における
相関信号のピーク検出装置。

【００１３】

【作用】前記（１）の構成により、外部入力に応じて長
さの変る所要期間にわたり相関信号が観測され、そのピ
ーク値とピーク位置が検出される。

【００１４】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
図１は、実施例である“スペクトル拡散通信における相
関信号のピーク検出装置”のブロック図である。この装
置は、図４のピーク検出器１６に相当し、同期制御部１
７から、観測タイミングを制御する信号ｃを入力し、信
号ｃにより定まる所要期間にわたりセレクタ１５から相
関信号ｄを観測し、そのピークを検出して、ピーク値Ｖ
_P ，ピーク位置Ｔ_P の情報を同期制御部１７へ出力する
ものである。

【００１５】次に図１により実施例装置を詳しく説明す
る。同期捕捉完了前のキャリア検出，同期捕捉時には、
同期信号として不図示の送信部よりたとえば“０”が連
続して送信される。このときの信号ｄはＰＮ０．ＣＯＲ
Ｒからの相関信号であり、信号ｃは１ビットのデータ期
間全体にわたって、アクティブ（“Ｌ”）となる。デー
タ期間の終了時、デコーダ６はラッチＡ・１にクリア信
号ｅを与えて、ラッチＡ・１をクリアする。

【００１６】１ビットのデータ期間が始まるとクロック
ｃｋが入力されるたびに、信号ｄに相関器ＰＮ０．ＣＯ
ＲＲからの出力が得られ、それとラッチＡ・１の出力と
がコンパレータ２により比較され、（信号ｄ）＞（ラッ
チＡ・１の出力）のときラッチＡ・１のイネーブル信号
がアクティブとなるのでそのときの信号ｄの値がラッチ
Ａ・１に取り込まれる。またラッチＣ・７にもラッチＡ
・１と同じイネーブル信号が供給されているので同時に
そのときのダウンカウンタ５のカウンタ値がラッチＣ・
７に取り込まれる。この操作がデータ期間１周期分にわ
たって行われるので、データ１ビットの期間の相関値の
ピーク値Ｖ_P とピーク位置Ｔ_P がそれぞれラッチＡ・１
とラッチＣ・７の出力として得られることとなる。

【００１７】データ期間が終了する段階でデコーダ６は
ラッチＢ・４とラッチＤ・８にイネーブル信号ｅを与
え、ラッチＡ・１とラッチＣ・７の値がそれぞれラッチ
Ｂ・４とラッチＤ・８に取り込まれる。イネーブル信号
ｅはラッチＡ・１へのクリア信号にもなっており、ラッ
チＡ・１はクリアされる。ラッチＡ・１とラッチＣ・７
は次のデータ期間の間、再び相関ピーク値Ｖ_P と相関ピ
ーク位置Ｔ_P を検出し続ける。ラッチＢ・４の出力であ
る相関ピーク値Ｖ_P とラッチＤ・８の出力である相関ピ
ーク位置Ｔ_P は不図示のキャリア検出回路，同期捕捉回
路等におくられ、キャリアの有無の判断，同期の捕捉な
どに使われる。

【００１８】いまＰＮ系列を符号長３１チップとし、ク
ロックを１チップの８倍にすると、データ１ビットに１
つのＰＮ系列を割り当てるので、２４８クロックでデー
タ１周期期間となる。図３に示すようにカウンタ値２４
７からデータの１周期期間が始まり、０でデータの１周
期期間が終わる。同期追跡の操作をしないときダウンカ
ウンタ５には、０のあと２４７がロードされ、再びカウ
ントを始める。同期追跡の操作では、データ期間終了
時、相関ピークが現れる位置が常にカウント値１２４に
なるようにカウンタ１のロード値を設定する。ここでは
ロード信号発生回路，ロード値設定回路などは省略して
ある。

【００１９】また、同期捕捉完了後は観測期間を短くし
て観測窓とし、これをカウンタ値１２４を中心に±３２
の幅で設定する。すなわち、図３に示すようにカウンタ
値１５６以下９２以上が観測窓の期間である。これはＰ
Ｎ系列では±４チップ分に相当する。

【００２０】同期捕捉完了後すなわち同期追跡・データ
復調時には、信号ｄとして、クロックのたびに相関器１
０，１１の出力のうち、大きいほうがセレクタ１５から
出力される。信号ｃは観測窓の期間即ちカウンタ値１５
６以下９２以上でアクティブ“Ｌ”となる。

【００２１】ピーク検出の動作原理は同期捕捉完了前の
ところで説明したこととほぼ同じだが、信号ｃが観測窓
の期間だけアクティブとなるため、相関出力の値とその
相関出力のデータ期間内での位置のラッチ動作は、図３
に示すように、観測窓の期間内でしか行われず、観測窓
の期間内でのみピーク値とピーク位置の検出が行われる
こととなる。

【００２２】データ期間の最後では同期捕捉完了前と同
様にラッチＡ・１とＣ・７の出力がラッチＢ・４とＤ・
８にラッチされラッチＡ・１がクリアされた後、次期間
でのピーク検出が始まる。

【００２３】得られた相関ピーク値Ｖ_P とピーク位置Ｔ
_P は同期制御部１７内の不図示の同期追跡回路等に送ら
れ、処理される。

【００２４】図２は、１０１，００１を受信したときの
理想状態での相関器１０，１１からの出力波形を示す。
この図ではＰＮ系列としてマンチェスタ符号化されたＭ
系列を用い、相関器からの出力は絶対値がとってある。
またデータ“０”に対するＰＮ系列であるＰＮ０に対し
てデータ“１”に対するＰＮ系列・ＰＮ１は１７チップ
遅れている（１４チップ進んでいる）場合である。図に
見られるように同期点の間に２次的なピークが現れる。
しかし同期捕捉完了後は観測窓を通して相関信号の観測
を行うので、２次的ピークを捕捉し誤動作することがな
い。

【００２５】なお、同期捕捉完了前の同期捕捉時には、
同期信号としてたとえば“０”が連続して送られてくる
ので、２次的ピークが発生せず、相関信号の観測がデー
タ期間の全てにわたって行われても２次的ピークで動作
が不安定になることはない。

【００２６】なお実施例では、全てをハードで構成して
いるが、本発明はこれに限定されるものではなく、一部
をソフトで実施することができる。

【００２７】

【発明の効果】同期捕捉完了後、相関信号の観測期間
を、相関ピークを含む短い期間に変更できるので、２次
的な相関ピークを正しいピークと間違えて、同期追跡し
たり、データ復調したりすることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のブロック図

【図２】 実施例の説明図

【図３】 実施例の動作を示すタイムチャート

【図４】 関連技術例の受信部のブロック図

【符号の説明】

１，４，７，８ ラッチ ２ コンパレータ ３ ナンドゲート ５ ダウンカウンタ ６ デコーダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側では、送信データの複数の論理に
   応じて、それぞれＰＮ系列を割当てていずれか一つのＰ
   Ｎ系列を送信し、受信側では、前記送信データを受信
   し、受信データと送信側で用いたのと同じ複数のＰＮ系
   列との相関を取り複数の相関信号を求め、前記相関信号
   のピーク値とピーク位置から同期捕捉を行うとともに前
   記ピーク値の大小に応じて送信データを復調するスペク
   トル拡散通信における相関信号のピーク検出装置であっ
   て、 前記 相関信号を所要期間にわたり観測して前記ピーク値
   とピーク位置を検出するピーク検出手段と、同期捕捉後
   は前記所要期間の長さを短く変更する所要期間変更手段
   とを備えたことを特徴とするスペクトル拡散通信におけ
   る相関信号のピーク検出装置。