JP3373440B2 - 純アロハ方式の発呼アルゴリズム生成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配電線や専用線の
交流電源波上に重畳する搬送信号の通信方式に関し、特
に純アロハ方式にて通信する際の発呼アルゴリズム生成
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パケット通信の中にアロハ（ＡＬ
ＯＨＡ）方式という通信方式があり、この通信方式を適
用するためには、各々の送信局がランダムに発呼するこ
とが前提になる。このため、一般的に発呼のトリガに自
然現象が用いられ、ランダム性が得られることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発呼方法では、発呼のトリガに外部要因を用いる
と、この外部要因が発生しない限り発呼のトリガも発生
しない。

【０００４】例えば、需要家に取り付けられた電力量計
の電力使用量送信機を送信局とし、この電力使用量送信
機から送られた電力使用量を受信する、電力会社営業所
に設置された受信機を受信局とする自動検針システムを
考える。この自動検針システムでは、需要家に取り付け
られた送信機は、使用電力量が一定量に達する毎に電力
使用信号を受信機へ送出する。

【０００５】しかし、例えば、需要家が長期不在で電力
使用量に変化がないと、電力使用信号は送出されない。
つまり、電力使用信号の発生を外部要因とする発呼トリ
ガ生成方法では、電力使用量データを一定時間内に確実
に収集することは困難であり、従って、自動検針システ
ムの保守管理も困難になる。

【０００６】このため、リアルタイム性がさほど重要と
されないこのような自動検針システム等では、保守面な
どを考慮して疑似乱数を送信局内部で生成し、この疑似
乱数を用いて発呼トリガを行うことが考えられる。しか
し、疑似乱数を用いる場合、乱数の相関性が問題にな
る。

【０００７】例えば、代表的な疑似乱数であるＭ系列を
送信局のアドレスによって振り分けた場合、各送信局で
生成された疑似乱数が同一時間からスタートすれば、Ｍ
系列は自己相関特性に優れるため、相関の少ない発呼が
可能である。

【０００８】例えば、Ｍ系列発生器を図４（ａ）に示す
ように３つのシフトレジスタ１〜３と１つの帰還タップ
（ＥＸＯＲ）４とから構成した［３，１］のＭ系列の場
合、同図（ｂ）に示すように、アドレス１〜７の各送信
局は各々図示するＭ系列を発生する。矢印で示す同一時
間からこれら各Ｍ系列がスタートすれば、相関は無い。

【０００９】しかし、実際のシステムを考えると、送信
局の電源の立ち上がりは各送信局間で必ず一致するとは
限らず、異なる場合も想定される。例えば、アドレス１
とアドレス６の各送信局が同時に立ち上がれば、同時に
送信機制御プログラムがスタートして同図（ｃ）に示す
ように相関は無い。しかし、アドレス１とアドレス６の
各送信局が異なるタイミングに立ち上がり、これら各送
信局が発生するＭ系列に時間的な位相のずれが生じる
と、同図（ｄ）に示すように全く同一の発呼間隔にな
る。

【００１０】一方、このような欠点を生じない符号系列
の１つとしてＯＣＣ系列がある。この符号系列は、スペ
クトラム拡散のＦＨ（周波数ホッピング）方式で拡散す
るときの拡散符号系列の１つであり、図５（ａ）に例示
されている。同図に示されるように、ＯＣＣ系列は全て
の数字が系列中に１回ずつ発生する。このＯＣＣ系列に
よって発呼すれば、送信局の立ち上がりの時間的なずれ
により、上記のように信号の衝突が連続して発生するの
が防止される。

【００１１】しかし、このＯＣＣ系列によって衝突が連
続して防げたとしても、疑似乱数の符号長が一致してい
ると、発呼間隔の合計値は、例えば同図（ｂ）に示すよ
うに５５と一致してしまう。このため、送信局が同時に
立ち上がっていた場合、必ず符号長毎に衝突してしまう
ことになる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたもので、送信局から受信局に
純アロハ方式にて通信する際、送信局のアドレス値を認
識し、このアドレス値を初期値とした２値の疑似ランダ
ム符号、例えば、Ｍ系列符号やＧＯＬＤ符号等を生成
し、１０進数のＯＣＣ系列符号を上記アドレス値より生
成し、このＯＣＣ系列符号に上記疑似ランダム符号を乗
算し、この乗算結果から値０を除いてランダム系列を生
成し、このランダム系列を発呼パターンとすることを特
徴とする。

【００１３】このようにＯＣＣ系列符号と疑似ランダム
符号との積がとられることにより、時間的な位相ずれに
よる相関が少なくなると共に、符号長による相関も少な
くなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明による純アロハ方式
の発呼アルゴリズム生成方法の一実施形態について説明
する。

【００１５】図１は本実施形態による純アロハ方式の発
呼アルゴリズム生成方法を示すフローチャートである。

【００１６】まず、各送信局のアドレス値が認識される
（ステップ１０１）。本実施形態では送信局が１０個有
り、各送信局にアドレス１〜アドレス１０が割り当てら
れている。次に、このアドレス値を初期値とした疑似ラ
ンダム符号としてＭ系列乱数（２進数）が生成される
（ステップ１０２）。本実施形態では、図２（ａ）に示
す４つのシフトレジスタ１１〜１４と１つの帰還タップ
（ＥＸＯＲ）１５とから構成される［４，１］のＭ系列
発生器が用いられている。この場合、アドレス５の送信
局は次のようにしてＭ系列を生成する。

【００１７】アドレス値５（２進数で０１０１）を初期
値とすると、各シフトレジスタ１１〜１４には同図
（ｂ）に示す値（２進数）が順次現れ、同図（ｃ）に示
すＭ系列がＭ系列発生器から出力される。このＭ系列
は、同図（ｂ）に示す４桁の２進数の、枠で囲まれた桁
に位置する値から構成されている。

【００１８】次に、ＯＣＣ系列がアドレス値によって例
えば図３（ａ）に示すように生成される（ステップ１０
３）。

【００１９】つまり、アドレス１の送信局では、１〜１
０の値が順に並べられて系列が生成される。アドレス２
の送信局では、１つ前のアドレス１の系列の頭から２番
目の値２が最初の値にされ、これに続く値はアドレス１
の系列の２番目の値２から１個置きに取られ、４，６，
８，１０になる。その後の値は、アドレス１の系列に残
った値１，３，５，７，９になる。また、アドレス３の
送信局では、１つ前のアドレス２の系列の頭から２番目
の値４が最初の値にされ、これに続く値はアドレス２の
系列の２番目の値４から１個置きに取られ、８，１，
５，９になる。その後の値は、アドレス２の系列に残っ
た値２，６，１０，３，７になる。アドレス４以降の各
送信局の系列の値も同様にしてアドレス値に応じて生成
される。

【００２０】最後に、このＯＣＣ系列にＭ系列が乗算さ
れ、ランダム系列が生成される（ステップ１０４）。例
えば、アドレス５の送信局では、同図（ａ）に示すアド
レス５のＯＣＣ系列ＯＣＣ（５）と、図２（ｃ）に示す
Ｍ系列の下線が付された１０桁の値Ｍ（５）とが図３
（ｂ）に示すように乗算される。この結果、ランダム系
列｛５，４，３，８，１｝が生成される。アドレス５の
送信局はこのランダム系列を用いて通信する。

【００２１】このような本実施形態によれば、ＯＣＣ系
列符号とＭ系列符号との積がとられるため、乗算結果の
ランダム系列は、時間的な位相ずれによる相関が少なく
なると共に、符号長による相関も少なくなる。このた
め、送信局の電源が同時に立ち上がった場合も、サイク
リックシフトでバラバラに立ち上がった場合も、アドレ
ス１〜１０の各送信局の発呼パターンの相互相関特性は
低くなる。

【００２２】つまり、Ｍ系列に代えてＯＣＣ系列を発呼
パターンとすれば、サイクリックシフトでも相互相関に
優れていると考えられるが、ＯＣＣ系列を時間系列とし
てみると、前述したように時間的蓄積により符号長毎に
蓄積値が同期してしまうため、全送信局同時に電源が投
入された場合に符号長毎に一斉に信号が衝突する。

【００２３】しかし、本実施形態では、ＯＣＣ系列符号
とＭ系列符号とを送信局のアドレス値によって決定し、
各送信局に違った符号系列を割り当てると共に、ＯＣＣ
系列符号にＭ系列符号が乗算されたランダム系列を発呼
パターンとしているため、符号長にも無相関性を持つよ
うになる。

【００２４】なお、Ｍ系列符号の代わりに疑似ランダム
符号の１つである直交ＧＯＬＤ符号といったＧＯＬＤ符
号などを用いるのも有効であり、この場合においてもＯ
ＣＣ系列符号にＧＯＬＤ符号を乗算することによって上
記実施形態と同様な効果が奏される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｏ
ＣＣ系列符号とＭ系列符号等の疑似ランダム符号との積
がとられることにより、時間的な位相ずれによる相関が
少なくなると共に、符号長による相関も少なくなるよう
になる。このため、本発明によれば時間的なフェーズに
関係の無い相互相関性に優れた発呼アルゴリズムが得ら
れ、この発呼アルゴリズムを例えば自動検針システムに
適用すると、安定した検針情報の情報収集が行える。ま
た、内部関数を送信のトリガとし、トリガの発生する時
間が予め分かるため、伝送異常が発生した場合にも容易
に保守が行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による純アロハ方式の発呼
アルゴリズム生成方法を示すフローチャートである。

【図２】本実施形態による発呼アルゴリズム生成方法に
よって生成されるＭ系列を示す図である。

【図３】本実施形態による発呼アルゴリズム生成方法に
よって生成されるＯＣＣ系列およびランダム系列を示す
図である。

【図４】従来の発呼アルゴリズム生成方法によって生成
されるＭ系列およびその欠点を示す図である。

【図５】従来の発呼アルゴリズム生成方法によって生成
されるＯＣＣ系列およびその欠点を示す図である。

【符号の説明】

１１，１２，１３，１４…Ｍ系列発生器を構成するシフ
トレジスタ １５…Ｍ系列発生器を構成する帰還タップ（ＥＸＯＲ：
排他的論理和回路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 G06F 7/58 H03K 3/84

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信局から受信局に純アロハ方式にて通
   信する際、送信局のアドレス値を認識し、このアドレス
   値を初期値とした２値の疑似ランダム符号を生成し、１
   ０進数のＯＣＣ系列符号を前記アドレス値より生成し、
   このＯＣＣ系列符号に前記疑似ランダム符号を乗算し、
   この乗算結果から値０を除いてランダム系列を生成し、
   このランダム系列を発呼パターンとすることを特徴とす
   る純アロハ方式の発呼アルゴリズム生成方法。
2. 【請求項２】 前記疑似ランダム符号は、Ｍ系列符号ま
   たはＧＯＬＤ符号であることを特徴とする請求項１に記
   載の純アロハ方式の発呼アルゴリズム生成方法。