JPH0447727A - 相関器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばクレーン等のラジオコントロール制御
、構内通信あるいは秘話通信等に利用されるスペクトラ
ム拡散通信装置に用いられ、情報データを拡散符号で拡
散したＤＳ信号を復号する相関器に関するものである。

［従来の技術］ スペクトラム拡散通信は従来より秘話通信、遠隔制御、
ローカルエリアネットワーク等の種々の分野で研究され
また一部では実用化されている。

ところで、スペクトラム拡散通信では、受信信号を復号
するため、送信側と受信側との同期をとる必要があり、
通常、この種の拡散信号の復号には相関復号を行なうが
、この一方式として遅延ロックループ（ＤＬＬ）を用い
る方式がある。

ところが、このＤＬＬ方式の場合、同期捕捉の時間や安
定動作の点で問題があり、近年ではマツチドフィルタ（
適応フィルタ）方式による復号が注目されている。

マツチドフィルタには、弾性表面波（ＳＡＷ）を使用す
る方式、デジタル回路を使用する方式等があり、高速同
期が可能で動作が安定している利点を有しており、この
マツチドフィルタを用いた相関演算は、以下の式で表現
される。

Ｙ　ｆｎｌ　二Σ−ｄｋ・Ｐ、□。

ここで、ｄ５は入力信号、Ｐ　１１１＊ｎｌ　は拡散符
号の各ビット、Ｎは拡散符号のコード長である。

従って、拡散符号のコード長に等しい回数だＧづ積和演
算を行なうことにより上式を実現できる。

第３図は上述した式をデジタル回路によって実現したマ
ツチドフィルタのブロック構成を示している。

図において、１５はシフトレジスタ、１６は乗算器、１
７は加算器である。送信側から受信した入力信号Ｖｉは
ベースバンド信号を拡散符号により拡散したＤＳ信号で
あり、シフトレジスタ１５に順次人力される。シフＩ・
レジスタ１５に格納されたデータｄ。−ｄ、、は、各々
送信側の拡散符号と同一の拡散符号と乗算される。すな
わち、拡散符号の各ビットＰ。−ｐＮ−、と乗算器１６
により乗算される。その後、加算器１７により加算され
てベースバンド信号に相当する相関信号Ｖｏが得られる
。

そして、デコーディングによりデータを復調する際には
、第２図（ｂ）に示すように所定時間毎にピーク値とし
て現われるメインローブと、このメインローブの両側に
現われるザイドローブとで表現される相関信号Ｖｏのう
ち、予め固定設定されたスレッショルドレベルを越える
メインローブが所定時間（例えば１／２デツプ）毎のザ
ンプリンタ信号によって検出される。

［発明か解決しようとする課題］ ところで、相関信号■○中に現われるピーク値を示す各
メインローブ間の時間（周期）Ｔは極めて正確で一定し
ているが、時間の経過とともに送信側と受信側との間の
クロック信号のタイミングにずれが生じると、これに伴
って相関信号Ｖｏを検出するタイミングがずれることが
あり、このクロック信号による時間差から、本来検出し
なければならないメインローブが検出できず、この時の
送信データの復調が不可能となる。また、スレッショル
ドレベルを越える相関信号Ｖｏをすべてメインローブと
判定すると、外乱によりザイドローブがスレッショルド
レベルを越えてしまう場合やメインローブがスレッショ
ルドレベルを越えない場合が生じ、常に安定したデータ
の復調が行なえず信頼性に欠けるという問題があった。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、クロック信号による時間差の影
響を受けずに相関信号内のメインローブを検出して送信
されたデータを正確に復調できる信頼性に優れた相関器
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明による相関器は、送信
側より送信される情報データを拡散符号で拡散したＤＳ
信号を復号する相関器において、前記ＤＳ信号と送信側
と同一の拡散符号との相関によって得られる相関信号で
、一定の周期で現われるメインローブのピーク値を検出
するための検出時間を可変設定する手段を備えたことを
特徴としている。

［作用］ 情報データを拡散符号で拡散したＤＳ信号が送信側より
送信されて受信検波されると、所定範囲に可変設定され
た検出時間内において、一定の周期で現わわる相関信号
内のメインローブのピーク値が検出される。

［実施例］ 第１図は本発明による相関器の一実施例を示すブロック
構成図である。

この実施例による相関器は、送信側からの情報データが
ＰＮ符号で拡散されたＤＳ信号を復号しており、シフト
レジスタ１、乗算器２、第１の加算器３、スレッショル
ド検出回路４、ピーク検出回路５、ウィンドウ設定回路
６、状態判別回路７、第１のスイッチ回路８、第２のス
イッチ回路９、スイッチ切換回路１０、出力器１１、第
２の加算器１２、デコーダ１３を備えて構成されている
。

シフトレジスタ１は送信側から受信検波した信号で、ベ
ースバンド信号を拡散符号により拡散したＤＳ信号Ｖｉ
を順次シフトしながら取込んで格納しており、シフト動
作に伴って順次格納されたデータｄ。〜ｄＮ−＋を乗算
器２に出力している。

乗算器２はシフトレジスタ１から順次入力されるデータ
ｄ。−ｄＮ−＋を送信側の拡散符号と同一の拡散符号Ｐ
。−ｐＮ−、と乗算している。ずなわぢ、各データｄ。

−ｄＮ−＋を拡散符号の各ビットＰ　ｏ　＝　Ｐ　Ｎ−
＋　と乗算し、その結果を順次筒１の加算器３に出力し
ている。

第１の加算器３は乗算器２からの各データｄ　ｏ　・Ｐ
　ｏ　−ｄ　Ｎ−＋　　・ＰＮ−１を順次加算してベス
バンド信号に相当する相関信号をスレッショルド検出回
路４、ピーク検出回路５及び出力器１１に出力している
。

スレッショルド検出回路４は入力される相関信号のレベ
ルがスレッショルドレベルを越えている場合に状態信号
ｒｌＪ　：Ｓｌを状態判別回路７の一方の入力に出力し
ている。

なお、スレッショルドレベルは相関信号■０におけるサ
イドローブが検出されないように予めある値以上に設定
されている。

ピーク検出回路５は後に詳述するウィンドウ設定回路６
により設定されるウィンドウ（検出時間）内において、
第１の加算器３より出力される相関信号におけるメイン
ローブのピーク値を検出している。また、このピーク検
出回路５は同期時において後に詳述するカウンタ６ａよ
り第２のスイッチ回路９を介してｒｌｏｌＪのカウント
信号が入力された時に、出力トリガＳ２を第２のリセッ
ト端子６ｄに出力してカウンタ６ａのその時のカウント
値を「２」にリセットしている。さらに、このピーク検
出回路５はウィンドウ内にスレッショルドレベルＬｓ（
−Ｌｓ）を越える相関信号が入力しなかった時に、ウィ
ンドウ内のピーク検出信号Ｓ３を第２の加算器１２に出
力している。

ウィンドウ設定回路６はカウンタ６ａとオア回路６ｂを
備えて構成されている。カウンタ６ａはクロック信号の
カウントにより相関信号を検出するためのウィンドウの
設定を行なっており、第１のリセット端子６Ｃあるいは
第２のリセット端子６ｄに信号が入力される度に、その
時のカウント値を所定値にリセットして再カウントを行
なっている。

なお、この実施例ではカウント値「９８」〜「１ｏＯ」
としてカウント信号Ｓ４．Ｓ５．Ｓ６が出力されている
間、ウィンドウがオンし、第１のリセット端子６ｃに信
号が入力された時は、カウント値がｒＯＪにリセットさ
れ、第２のリセット端子６ｄに信号が入力された時は、
カウント値が「２」にリセットされるように構成されて
いる。

オア回路６ｂはその３本の入力端子がカウンタ６ａの「
９８」〜ｒｌｏＯＪのカウント信号Ｓ４．Ｓ５．Ｓ６を
出力する各出力端子に接続され、その出力端子はピーク
検出回路５及び状態判別回路７に各々接続されている。

このオア回路６ｂではカウンタ６ａより「９８」〜「１
００」に相当するカウント信号Ｓ４．Ｓ５．Ｓ６が入力
されている間、状態信号ｒｌＪ　：Ｓ７をピーク検出回
路５及び状態判別回路７に出力しており、この状態信号
ｒｌＪ　：Ｓ７を出力している間、相関信号のピーク値
を検出するためのウィンドウがオンしている。

なお、このウィンドウのオン時間はオア回路６ｂに入力
されるカウント信号を切換えることで任意に設定するこ
とができる。

状態判別回路７はアンド回路によって構成され、一方の
入力端子７ａがスレッショルド検出回路４及び第１のス
イッチ回路８に接続され、他方の入力端子７ｂがオア回
路６ｂに接続されており、その出力端子７Ｃは第１のス
イッチ回路８、スイッチ切換回路１０及び出力器１１に
接続されている。この状態判別回路７ではスレッショル
ド検出回路４及びオア回路６ｂから信号Ｓｌ、Ｓ７が入
力された時に、スイッチ切換回路１０及び出力器１１に
対して状態信号「ｌ」の出力トリガＳ８を出力している
。

第１のスイッチ回路８はスレッショルド検出回路４から
の信号Ｓ１あるいは状態判別回路７からの信号Ｓ８の何
れかが第１のリセット端子６Ｃに入力されるべく、第１
のリセット端子６Ｃとスレッショルド検出回路４の出力
間に第１の接点８ａが、また、第１のリセット端子６Ｃ
と状態判別回路７の出力間に第２の接点８ｂが設けられ
ている。

第２のスイッチ回路９はカウンタ値ｒ　１０１．　Ｊの
出力端子とピーク検出回路５との間に設けられている。

スイッチ切換回路１０は第１のスイッチ回路８及び第２
のスイッチ回路９を連動して切換制御しており、同期補
足時には第１のスイッチ回路８は第１の接点８ａ側に、
また、第２のスイッチ回路９はオフ状態にあり、状態判
別回路７より状態信号ｒｌＪ　：Ｓ８が入力された時に
第１のスイッチ回路８は第２の接点８ｂ側に、また、第
２のスイッチ回路９はオンに切換えられる。

出力器ＩＩは状態判別回路７からの出力トリガＳ８によ
って相関信号を第２の加算器１２に出力している。

第２の加算器１２は出力器１１からの信号Ｓ９とピーク
検出回路５からの信号Ｓ３を加算しており、この加算さ
れた加算信号ＳＩＯをデコーダ１３に出力している。

ここで、相関信号は拡散符号の同期がとれた時に正のピ
ーク■十が生じ、逆相関の時には負のピーク■−が生じ
るものであり、ここでは、ベースバンド信号の周期と拡
散符号の周期が同一に設定されており、正のビーク■十
がベースバンド信号の後縁部に相当し、この時点で同期
がとれ、これにより、デコーダ１３においてデコーディ
ングが行なわれてデータが復調されるようになっている
。

次に、上記のように構成される相関器の動作について説
明する。

初期状態で同期捕捉時は、第１のスイッチ回路８は第１
の接点８ａ側に、第２のスイッチ回路９はオフ状態にあ
る。

送信側からの送信信号が検波されると、この検波信号に
基づ＜ＤＳ信号Ｖｉは順次シフトシながらシフトレジス
タ１に取込まれて格納される。このシフトレジスタｌに
格納された各データｄ。〜ｄＮ−＋は、乗算器２により
順次送信側と同一の拡散符号Ｐ。〜Ｐ□１と乗算された
後に順次筒１の加算器３で加算され、ベースバンド信号
に相当す１す る相関信号ＶＯがこの第１の加算器３より出力される。

第１の加算器３より出力された相関信号ｖＯはスレッシ
ョルド検出回路４及びピーク検出回路５に出力され、ス
レッショルド検出回路４では入力される相関信号ＶＯの
レベルがスレッショルドレベルＬｓ（−Ｌｓ）を越えて
いれば、状態信号ｒＭ：ｓ１を状態判別回路７に出力す
る。また、この時の状態信号ｒｌＪ　：Ｓｌは第１のス
イッチ回路８を介して第１のリセット端子６ｃにも入力
され、これにより、カウンタ６ａのカウント値が「Ｏ」
にリセットされる。

カウンタ６ａはクロック信号をカウント信号、そのカウ
ント値が「９８」になると、オア回路６ｂにカウント信
号「１」が出力され、オア回路６ｂから状態信号ｒ１．
Ｊ：Ｓ７がピーク検出回路５及び状態’Ｉ’ｌｌ別回路
７に出力される。このオア回路６ｂからの状態信号ｒｌ
Ｊ　：Ｓ７の出力は、カウンタ６ａのカウント値ｒｔｏ
ｏ」まで継続される。

そして、ピーク検出回路５ではカウンタ６ａのカウント
値が「９８」〜ｒｌｏＯＪまでの間、つまり、オア回路
６ｂから状態信号ｒ１．Ｊ：Ｓ７が入力している間、ウ
ィンドウをオンして入力される相関信号■○のピーク値
を検出する。また、このピーク検出回路５はウィンドウ
内にスレッショルドレベルＬｓ（−Ｌｓ）を越える相関
信号■○が入力されなかった時に、ウィンドウ内でのピ
ーク値を示すピーク検出信号Ｓ３を第２の加算器１２に
出力する。

このピーク値検出の動作に並行して状態判別回路７では
、スレッショルド検出回路４及びオア回路６ｂより状態
信号Ｉｌｌ　：Ｓｌ、Ｓ７が入力されると、状態信号「
１」を出力トリガＳ８として出力器１１に出力する。そ
して、出力器１１に対して出力トリガＳ８が出力される
と、相関信号Ｖｏは出力器１１を介して第２の加算器１
２に出力される。この出力トリガＳ８はスイッチ切換回
路１０に対しても人力され、これにより、第１のスイッ
チ回路８は第２の接点８ｂ側に、第２のスイッチ回路９
はオンに各々連動して切換えられる。

第２の加算器１２では状態判別回路７からの出力トリガ
Ｓ８の入力に伴って出力器１１より相関信号■０が入力
される毎に加算動作を行なってデコーダ１３に出力し、
デコーダ１３では第２の加算器１２より順次入力される
信号ＳＩＯをデコーディングしてデータの復調を行なっ
ている。

ここで、カウンタ６ａのカウント信号がウィンドウのオ
ン時間を越えてｒｌ　ＯＩＪになると、この時のカウン
ト信号Ｓｌｌは第２のスイッチ回路９を介してピーク検
出回路５に出力され、これにより、ピーク検出回路５か
ら出力トリガＳ２が第２のリセット端子６ｄに出力され
てカウンタ６ａのカウント値が「２」にリセットされる
。

なお、上述した動作中にデータフレーム中の同期コード
が連続して誤っている場合や誤り符号検出でエラーが発
生した場合には、デコーダ１３よリスイッチ切換回路１
０に対してエラー信号Ｓ１２が出力され、これにより、
第１．第２のスイッチ回路８，９の接点が初期の状態に
復帰してウィンドウが解除されるようになっている。

従って、上述した実施例では、データを復調するにあた
って、カウンタ６ａのカウント値で可変設定が可能なウ
ィンドウ設定回路６を設け、ウィンドウがオンしている
間にスレッショルドレベルＬｓ（−Ｌｓ）を越える相関
信号Ｖｏのピーク値を検出しているので、送信側と受信
側との間のクロック信号のタイミングにずれが生じても
、従来に比べである程度検出時間に余裕をもって相関信
号Ｖｏにおけるメインローブのピーク値を検出でき、常
に安定したデータの復調が行え信頼性の向上が図れる。

ところで、本発明による相関器は、相関信号Ｖｏの検出
時間を可変してウィンドウの設定が行なえれば、上述し
た構成に限定されることはない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の相関器によれば、送受信
間のクロック信号による時間差の影響を受けずに相関信
号内のメインローブを検出して送信されたデータを正確
に復調でき信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による相関器の一実施例を示すブロック
構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は検波出力と相関信号を
示す波形図、第３図は従来の相関器の一例を示す図であ
る。 ４・・・スレッショルド検出回路、５・・・ピーク検出
回路、６・・・ウィンドウ設定回路、７・・・状態判別
回路、８・・・第１のスイッチ回路、９・・・第２のス
イッチ回路、１０・・・スイッチ切換回路、■０・・・
相関信特許出願人　双葉電子工業株式会社 代理人・弁理士　西　　村　　教　　光■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信側より送信される情報データを拡散符号で拡散した
   ＤＳ信号を復号する相関器において、前記ＤＳ信号と送
   信側と同一の拡散符号との相関によって得られる相関信
   号で、一定の周期で現われるメインローブのピーク値を
   検出するための検出時間を可変設定する手段を備えたこ
   とを特徴とする相関器。