JP2974480B2 - スペクトル拡散通信方法およびスペクトル拡散通信における相関信号観測装置 - 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観測に関するもの
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５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５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、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，Ｐ
Ｎ１用相関器１１に与えるクロックＣ_S を制御して前記
ピーク位置Ｔ_P を追跡する。

【０００７】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。

【０００８】

【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。

【０００９】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観測方法，装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００１０】

【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
観測方法，装置を次の（１），（２）のとおりに構成す
る。

【００１１】（１）同期捕捉完了前は、所定のデータ期
間において相関信号を観測し、同期捕捉完了後は、相関
信号のピークが現れる時点を含む、前記データ期間の長
さを短く変更した前記データ期間より短い期間において
相関信号を観測するスペクトル拡散通信方法。

【００１２】（２）所定のデータ期間に対応する信号を
生成する第１の信号生成回路と、相関信号のピークが現
れる時点を含む前記データ期間より短い期間に対応する
信号を生成する第２の信号生成回路と、同期捕捉完了前
は前記第１の信号生成回路の出力を選択して出力し、同
期捕捉完了後は前記第２の信号生成回路の出力を選択し
て出力する信号選択回路とを備えたスペクトル拡散通信
における相関信号観測装置。

【００１３】

【作用】前記（１），（２）の構成により、同期捕捉完
了前は、所定のデータ期間の全てにわたって相関信号を
観測し、同期捕捉完了後は、相関信号のピークが現れる
時点を含む前記データ期間より短い期間にわたって相関
信号を観測してピークを検出する。

【００１４】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
図２の一点鎖線で囲まれた部分が本実施例の“スペクト
ル拡散通信における相関信号観測装置”である。その一
部分である同期制御部の一部１７ｂは、図１に示す構成
を備え、ピーク検出器１６にイネーブル信号Ｅｎを供給
し、ピークを観測するタイミングを制御している。図３
は本実施例の説明図であり、図４は本実施例の要部のタ
イムチャートである。図２の他の部分は関連技術例と同
様に構成され同様に動作する。

【００１５】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。カウンタ１をダウンカウンタとす
ると図４に示すようにカウンタ値２４７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１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。

【００１６】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、カウンタ値１５６以下９２
以上が観測窓の期間である。これはＰＮ系列では±４チ
ップ分に相当する。

【００１７】カウンタ値が２４７〜０のとき、ナンドゲ
ート６の出力信号ａがアクティブ（ここでは“Ｌ”）に
なり、カウンタ値が１５６以下９２以上のときナンドゲ
ート７の出力信号ｂがアクティブになる。セレクタ８
は、外部からの制御信号ｄが“Ｈ”のとき信号ａを、ｄ
が“Ｌ”のとき信号ｂを出力信号ｃとして出力する。キ
ャリア検出・同期捕捉時すなわち同期捕捉完了前には、
ｄに“Ｈ”を、同期捕捉完了後の同期追跡時（データ復
調時）にはｄには“Ｌ”を設定する。そしてセレクタ８
の出力信号ｃは図２に示すようにピーク検出器１６のイ
ネーブル信号Ｅｎとして用いる。すなわち信号ｃが
“Ｌ”のときピーク検出器１６はアクティブとなりピー
クの観測を行う。

【００１８】こうすることによりキャリア検出・同期捕
捉時には、データ期間全体にわたって相関信号を観測
し、捕捉完了後の同期追跡時（データ復調時）には観測
窓の中だけで相関信号を観測しピークを検出することと
なる。キャリア検出・同期捕捉時には同期信号としてた
とえば“０”が連続して送信されるので２次的なピーク
は発生せず、データ期間全体にわたって相関ピークを検
出し、図示しない同期捕捉回路がピーク位置を観測窓の
中心に引き込む（ピーク位置がカウンタ値１２４になる
ようにカウンタ１のロード値を設定する）。同期捕捉完
了後、同期追跡，データ復調中は２次的なピークが発生
するが、観測窓の中でのみ相関値の観測を行うから、２
次ピークの発生位置を誤って同期点とすることはない。

【００１９】観測窓としては、電灯線の特性の急激な変
動等により正しい相関ピーク位置がずれても、観測窓か
ら相関ピークが出ないように、しかも２次的なピーク位
置がずれても観測窓の中に入らないように、観測窓の幅
を決めなければならない。このように観測窓の幅を決め
ると正しく同期追跡の動作が行える。図３においては、
データ“０”に対するＰＮ系列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）場合であり、この程度両系統
列に位相差をもたせると前記条件を満たすように観測窓
の幅を決めることは可能である。

【００２０】なお、実施例では信号ｃをピーク検出器１
６のイネーブル信号としているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば相関器１０，１１またはセ
レクタ１５のイネーブル信号として実施することもでき
る。

【００２１】また、所要のＰＮ系列としては、ＰＮ０，
ＰＮ１に限定されるものではなく、適宜の、２つの異な
るＰＮ系列を用いることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同期捕捉完了後は、相関信号の観測期間を短くしている
ので、２次的な相関ピークを正しい相関ピークと間違え
て同期追跡したり、データ復調したりすることがない。

【００２３】また、すべてディジタル回路で構成できる
ので、低コスト，小型化でき信頼性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の要部のブロック図

【図２】 実施例およびその周辺の回路を示すブロック
図

【図３】 実施例の説明図

【図４】 図１の回路のタイムチャート

【図５】 関連技術例の受信部のブロック図

【符号の説明】

１ ダウンカウンタ ２〜５ コンパレータ ６，７ ナンドゲート ８ セレクタ

Claims (2)

(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
   トル拡散通信方法であって、 同期捕捉完了前は、所定のデータ期間において相関信号
   を観測し、同期捕捉完了後は、相関信号のピークが現れ
   る時点を含む、前記データ期間の長さを短く変更した前
   記データ期間より短い期間において相関信号を観測する
   ことを特徴とするスペクトル拡散通信方法。
2. 【請求項２】 所定のデータ期間に対応する信号を生成
   する第１の信号生成回路と、相関信号のピークが現れる
   時点を含む前記データ期間より短い期間に対応する信号
   を生成する第２の信号生成回路と、同期捕捉完了前は前
   記第１の信号生成回路の出力を選択して出力し、同期捕
   捉完了後は前記第２の信号生成回路の出力を選択して出
   力する信号選択回路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観測装置。