JPH05268190A - スペクトラム拡散通信装置 - Google Patents

スペクトラム拡散通信装置

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JPH05268190A
JPH05268190A JP4064565A JP6456592A JPH05268190A JP H05268190 A JPH05268190 A JP H05268190A JP 4064565 A JP4064565 A JP 4064565A JP 6456592 A JP6456592 A JP 6456592A JP H05268190 A JPH05268190 A JP H05268190A
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JP
Japan
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output
spread
oscillator
frequency
synchronization
Prior art date
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Application number
JP4064565A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Wada
正己 和田
Nobuo Ganji
伸夫 元治
Katsunori Tanie
克典 谷江
Keiko Hata
桂子 秦
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高精度のVCOや同期追跡手段を
使用することなく、同期外れのない小型・安価なスペク
トラム拡散通信装置を提供することを目的としている。 【構成】 受信器側で、拡散符号同期時の逆拡散出力振
幅より小さく不同期時の逆拡散出力振幅より大きい出力
振幅で、送信キャリアとは異なる周波数のクロック信号
を発生する発振器6と、この出力と逆拡散出力とを加算
し飽和増幅する加算増幅器7と、この出力を拡散符号発
生器5の入力クロックとして逆拡散符号を生成させるこ
とにより、符号不同期の間は発振器6の出力に基づく拡
散符号によってスライディング相関による同期捕捉を行
い、同期すると復調キャリアに基づいて拡散符号を生成
するスペクトラム拡散通信装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホームオートメーショ
ン等の遠方監視制御端末機器間のスペクトラム拡散通信
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スペクトラム拡散通信技術は、受信側に
ノイズ抑圧能力を付与できることから耐妨害性に優れた
ものとなっている。従って、ノイズに弱い微弱電波や強
大なノイズのある家庭内電灯線等を通信媒体として、情
報伝送や家電機器制御を行うホームオートメーション等
の遠方監視制御への応用が期待されている。
【0003】従来の技術を図4・図5を参照して説明す
る。図4(a)・図4(b)は各々スペクトラム拡散通
信装置に使用している送信器および受信器である。本来
は、送信出力端と受信入力端とを一にした一体の通信装
置であって、2台以上の通信装置間でスペクトラム通信
を行うのであるが、ここでは説明を簡単にするために、
送信器と受信器とを別々に考え、この間でスペクトラム
通信を行うと考える。
【0004】図4(a)はいわゆる直接拡散方式の送信
器であって、第一の発振器1は図5(イ)に示している
1 なる周波数の高周波を発生している。第一の拡散符
号発生器2は、前記第一の発信器1の出力をクロック入
力として図5(ロ)に示している拡散符号を生成する。
第一の掛け算器3は、前記第一の発信器1の出力と第一
の拡散符号発生器2の積を演算して、図5(ハ)に示し
ているf1 を中心に広がる拡散波を生成し、送信出力端
から送信している。
【0005】図4(b)は直接拡散方式の受信器であ
る。第二の掛け算器4は、前記送信器が送信した拡散波
を受信入力端から受けて一方の入力とし、図5(ニ)に
示している電圧制御発振器10の発生するクロックをも
とに、第二の拡散符号発生器5で生成した図5(ホ)に
示している前記第一の拡散符号発生器2と同一符号並び
の拡散符号を前記第二の掛け算器4の他方の入力として
いる。同一符号並びの拡散符号というのは、信号の並ん
でいる順序が同一であるという意味である。
【0006】以上の構成で、第二の掛け算器4は、第一
の拡散符号発生器2と第二の拡散符号発生器5のタイミ
ングが同期して一致した場合にのみ、図5(ヘ)に実線
で示す周波数f1 に集中した高周波を出力する。これが
復調キャリアの出力となるが、タイミングが不一致(以
下、不同期)のときには図5(ヘ)の破線で示すような
低レベルで拡散したままの出力しか得られない。この復
調キャリア出力を受け取った判定手段11は、そのレベ
ルの大小から同期・不同期を判断する。また、不同期な
らば電圧制御発振器10に図5(ニ)の破線に示してい
るf1 とは異なる周波数を発生させ、これで同期したら
電圧制御発振器10に図5(ニ)の実線に示しているf
1 の周波数を発生させる。通常は第一の拡散符号発生器
2と第二の拡散符号発生器5とは不同期であるため、電
圧制御発振器10はf1 とは異なる周波数を発生してい
る。こうして両者は少しずつ同期の方向に向かう。同期
した瞬間に電圧制御発振器10の発生周波数をf1 に移
行させることによって、以後の同期状態を維持する。
【0007】このようにして、いわゆるスライディング
相関による拡散符号の同期捕捉方式によってキャリアを
復調している訳である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、判定
手段11が同期を検出して電圧制御発振器10が周波数
1 に固定されていても、厳密には周波数誤差があるの
で、時間の経過と共に同期が外れてくる。こうして、つ
いには同期捕捉をやり直す必要が生じて、通信が中断し
てしまう。
【0009】この同期外れを防ぐために、電圧制御発振
器の周波数精度を高めたり、PLL回路等の同期状態の
追跡・維持手段を付加しているものもあるが、共に回路
規模が大きくなって高価なものにつく。また同期を検出
したとしても、VCOを固定するまでに各部の動作の時
間遅れがあって、同期を通り過ぎて再び不同期になって
しまうこともある。
【0010】本発明は上記課題を解決するもので、高精
度のVCOや同期追跡手段を使用することなく、同期外
れのない小型・安価なスペクトラム拡散通信装置を提供
することを第一の目的とし、同期を通り過ぎて再び不同
期になることのないスペクトラム拡散通信装置を提供す
ることを第二の目的としている。
【0011】
【問題点を解決するための手段】第一の目的を達成する
ための本発明の第一の手段は、第一の発振器と、前記第
一の発振器出力をクロック入力として第一の拡散符号を
生成し出力する第一の拡散符号発生器と、前記第一の発
振器出力と第一の拡散符号との積をとって拡散スペクト
ラムを発生する第一の掛け算器とを有する送信器と、前
記送信器の出力である拡散スペクトラムを一方の入力と
し、第二の拡散符号発生器の出力する前記第一の拡散符
号と同一符号並びの第二の拡散符号を他方の入力とし
て、両者の積をとって前記拡散スペクトラムの逆拡散出
力を得る第二の掛け算器と、前記第一・第二の拡散符号
の生成タイミングが一致している場合の前記逆拡散出力
の振幅より小さく、また前記第一・第二の拡散符号の生
成タイミングが異なる場合の前記逆拡散出力の振幅より
大きい出力振幅を有し、かつ前記第一の発振器の発振周
波数とは異なる周波数のクロック信号を発生する第二の
発振器と、前記逆拡散出力と前記第二の発振器出力とを
加算し飽和増幅する加算増幅器と、前記加算増幅器の出
力をクロック入力として前記第二の拡散符号を生成し出
力する前記第二の拡散符号発生器とを有する受信器とか
ら成るスペクトラム拡散通信装置とするものである。
【0012】また第二の目的を達成するための本発明の
第二の手段は、本発明の第一の手段の構成に加え、送信
器は、第一の発振器出力を任意数分の一の周波数に分周
する第一の分周器を有し、前記第一の分周器出力を第一
の拡散符号発生器の入力クロックとし、受信器は、加算
増幅器出力を入力として第一の分周器と同一数分の一の
周波数に分周する第二の分周器を有し、前記第二の分周
器の出力を第二の拡散符号発生器の入力クロックとする
スペクトラム拡散通信装置とするものである。
【0013】
【作用】本発明の第一の手段によれば、受信器の加算増
幅器はふたつの入力信号の内のどちらか振幅の大きい方
を増幅し出力する。このため、第一の拡散符号発生器と
第二の拡散符号発生器とが不同期の間は、第二の発振器
の出力のほうが第二の掛け算器の出力よりも大きくなる
ものである。従って両者の加算増幅の結果として、第二
の発振器の出力を第二の拡散符号発生器の入力クロック
として出力する。また第一の拡散符号発生器と第二の拡
散符号発生器とが同期すると、第二の掛け算器の出力で
ある周波数f1、 即ち送信器で発生している周波数と完
全に一致したキャリアのほうが第二の発振器の出力より
大きくなる。このため第二の掛け算器の出力を第二の拡
散符号発生器の入力クロックとして出力することによっ
て、不同期の間は従来同様のスライディング相関による
同期捕捉を行うように作用する。また一旦同期すると、
復調したキャリアを利用して第二の拡散符号を生成する
ので、同期追跡手段が無くても絶対に時間経過による同
期外れは生じないものである。しかも、VCOよりも低
精度で簡易な構成の発振器が使用できるので回路構成が
小型・安価にできる。
【0014】また本発明の第二の手段によれば、不同期
から同期状態に移行する際の時間遅れを見掛け上、分周
器の分周数分の一に縮小するので、実用上は同期を通り
過ぎて再び不同期になることが無くなるものである。
【0015】
【実施例】以下本発明の第一の手段の実施例について図
1・図5に基づいて説明する。図1(a)・図1(b)
は、各々本実施例のスペクトラム拡散通信装置を構成し
ている送信器および受信器である。本来は送信出力端と
受信入力端とを一にした一体の通信装置であって、2台
以上の通信装置間でスペクトラム拡散通信を行うもので
あるが、ここでは説明を簡単にするために、従来例の説
明と同様に送信器と受信器とを別々に考え、この間でス
ペクトラム拡散通信を行うものとする。
【0016】図1(a)に示した送信器は、図4(a)
で説明した従来例のものと同様、いわゆる直接拡散方式
の送信器である。1は第一の発振器(以下、第一の発信
器と略す)で、従来例で説明したと同様図5(イ)に示
すようなf1 なる周波数の高周波を発生している。第一
の拡散符号発生器2は、前記第一の発信器1の出力をク
ロック入力として図5(ロ)に示すような拡散符号を生
成する。3は、第一の掛け算器で、前記第一の発信器1
の出力と第一の拡散符号発生器2の積を演算して、図5
(ハ)に示すような周波数f1 を中心に広がる拡散波を
生成し、送信出力端から送出する。
【0017】図1(b)は直接拡散方式の受信器であ
る。4は第二の掛け算器で、前記送信器から送信された
拡散波を受信入力端から受けて一方の入力としている。
また5は第二の拡散符号発生器で、前記第一の拡散符号
発生器2と同一符号並びの拡散符号を発生している。こ
の第二の拡散符号発生器5が発生する拡散符号は、図5
(ホ)に示しているとおり第一の拡散符号発生器2と同
一符号並びとなっているもので、符号については全く一
致しており、タイミングについてはズレていても構わな
いものである。この第二の拡散符号発生器5の出力であ
る拡散符号は、前記第二の掛け算器4の他方の入力とな
っている。第二の発振器6は、周波数f1とは異なる周
波数f2 で、かつ、第一の拡散符号発生器2と第二の拡
散符号発生器5とが不同期のときの第二の掛け算器4の
出力より大きく、第一の拡散符号発生器2と第二の拡散
符号発生器5とが同期しているときの第二の掛け算器4
の出力より小さい振幅のクロック信号を発生している。
7は加算増幅器で、前記第二の掛け算器4の出力と第二
の発振器6の出力を加算して出力振幅が飽和するまで充
分に増幅することにより、結果として2つの入力信号の
振幅の大きい方を選択的に増幅し、図5(ニ)に示して
いるような波形を出力する。
【0018】以下本実施例の動作について説明する。以
上の構成によって本実施例の受信器は、第一の拡散符号
発生器2と第二の拡散符号発生器5とが同期したときに
のみ図5(ヘ)の実線で示す周波数f1 に集中した高周
波を出力する。この高周波の出力は、復調キャリアとし
て作用するものである。また不同期のときには、図5
(ヘ)の破線で示すような低レベルで拡散したままの波
形を出力するものである。つまり本実施例の受信器は、
第二の拡散符号発生器5の入力クロックとして、不同期
状態ならば図5(ニ)の破線に示すような第二の発振器
6の出力が加えられて、スライディング相関による同期
捕捉動作をするものである。こうして同期状態になる
と、第二の掛け算器4の出力である周波数f1 の復調キ
ャリア、すなわち図5(ニ)の実線に示している送信器
内の第一の発信器1の出力周波数と完全に一致したもの
が加えられる。こうして同期が維持され、以後の時間経
過にも同期が外れることはない。
【0019】本実施例によれば、第二の発振器6は、周
波数精度を高くする必要は無く、極めて簡易な構成のも
ので良い。また加算増幅器7は単なる飽和増幅器である
ため、例えば、論理ICのインバータやバッファを利用
しても良く、あるいは、数個のトランジスタでも極めて
簡易に構成できる。図3(a)(b)はその例として、
各々を論理IC(インバータ)で構成したもので、抵抗
6a、7a、インバータ素子6b、7b、コンデンサ6
c等からなる。
【0020】次に本発明の第二の手段の実施例について
図2(a)同図(b)に基づいて説明する。図2(a)
はいわゆる直接拡散方式の送信器である。第一の発信器
1は前記実施例と同様、図5(イ)に示すf1 なる周波
数の高周波を発生する第一の発振器である。8は第一の
発信器1の出力を任意数分の一に分周する第一の分周器
で、図6(イ)に示している分周波形を出力している。
第一の拡散符号発生器2は、前記第一の分周器8の出力
をクロック入力として図5(ロ)に示している拡散符号
を生成する。第一の掛け算器3は、前記第一の発信器1
の出力と第一の拡散符号発生器2の積を演算して、図6
(ハ)に示している周波数f1 を中心に広がる拡散波を
生成し送信出力端から送出する。
【0021】図2(b)は直接拡散方式の受信器であ
る。4は第二の掛け算器で、前記送信器から送信された
拡散波を受信入力端から受けて一方の入力としている。
また5は第二の拡散符号発生器で、前記第一の拡散符号
発生器2と同一符号並びの拡散符号を発生している。こ
の第二の拡散符号発生器5の出力である拡散符号は、前
記第二の掛け算器4の他方の入力となっている。第二の
発振器6は、周波数f1とは異なる周波数f2 で、か
つ、第一の拡散符号発生器2と第二の拡散符号発生器5
とが不同期のときの第二の掛け算器4の出力より大き
く、第一の拡散符号発生器2と第二の拡散符号発生器5
とが同期しているときの第二の掛け算器4の出力より小
さい振幅のクロック信号を発生している。7は前記実施
例と同様の加算増幅器で、前記第二の掛け算器4の出力
と第二の発振器6の出力を加算して出力振幅が飽和する
まで充分に増幅して、結果として2つの入力信号の振幅
の大きい方を選択的に増幅する。加算増幅器7の出力す
るクロックは、前記第一の分周器8と同一の分周数を有
する分周器9によって分周される。
【0022】以下本実施例の動作について説明する。加
算増幅器7は前記本発明の第一の手段の実施例と同様
に、第二の掛け算器4の出力と第二の発振器6の出力を
加算して出力振幅が飽和するまで充分に増幅するように
作用している。このため結果として、2つの入力信号の
振幅の大きい方を選択的に増幅し出力する。この場合、
第二の分周器9が加算増幅器7の出力を分周してから第
二の拡散符号発生器5の入力クロックを出力するので、
第一の拡散符号発生器2と第二の拡散符号発生器5とが
同期した瞬間から加算増幅器7に周波数f1 の復調キャ
リアが増幅されて出てくるまでの時間遅れは分周数分の
一となるわけである。従って、時間遅れのために同期を
通り過ぎて再び不同期になることはほとんど無くなる。
たとえば、時間遅れが復調キャリア4個分あるとして、
第一の分周器8および第二の分周器9の分周数を8とし
た場合は、もしもこれらの分周器が無い場合は第一の拡
散符号発生器2と第二の拡散符号発生器5とのタイミン
グは入力クロックで8個分のずれとなる。従って、再び
不同期になってしまうものである。本実施例では第一の
分周器8および第二の分周器9を使用しているため、第
二の拡散符号発生器5の入力クロックの時間遅れは復調
キャリアの0.5個分、つまり第一の拡散符号発生器2と
第二の拡散符号発生器5とのタイミング差が入力クロッ
クの0.5個分となるものである。つまり、実質上の時間
遅れは無くなっている。
【0023】なお、本実施例の第一の分周器8や第二の
分周器9は、論理ICで簡単に構成できる極めて一般的
なもので、これらの分周器のために回路構成が複雑化す
ることは無い。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明の第一の手段によ
れば、同期追跡手段無しでも時間経過による同期外れが
絶対に起きず、しかもVCOよりも低精度で簡易な構成
の発振器が使用できるので回路構成が小型・安価にでき
るものである。また本発明の第二の手段によれば、不同
期から同期状態に移行する際の時間遅れを、見掛け上、
分周器の分周数分の一に縮小するので、実用上は同期を
通り過ぎて再び不同期になることが無くなり、実用上、
極めて有益なスペクトラム拡散通信装置を提供できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第一の手段の実施例のスペクト
ラム拡散通信装置の送信器の回路ブロック図 (b)同受信器の回路ブロック図
【図2】(a)本発明の第二の手段の実施例のスペクト
ラム拡散通信装置の送信器の回路ブロック図 (b)同受信器の回路ブロック図
【図3】(a)本発明の第一の手段あるいは第二の手段
の実施例の第二の発振器の構成例を示す回路図 (b)本発明の第一の手段あるいは第二の手段の実施例
の加算増幅器の構成例を示す回路図
【図4】(a)従来のスペクトラム拡散通信装置の送信
器を示す回路ブロック図 (b)同受信器を示す回路ブロック図
【図5】本発明の第一の手段の実施例および従来のスペ
クトラム拡散通信装置の各部の信号周波数分布を示す信
号スペクトラム図
【図6】本発明の第二の手段の実施例の各部の信号周波
数分布を示す信号スペクトラム図
【符号の説明】
1 第一の発振器 2 第一の拡散符号発生器 3 第一の掛け算器 4 第二の掛け算器 5 第二の拡散符号発生器 6 第二の発振器 7 加算増幅器 8 第一の分周器 9 第二の分周器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秦 桂子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一の発振器と、前記第一の発振器出力
    をクロック入力として第一の拡散符号を生成し出力する
    第一の拡散符号発生器と、前記第一の発振器出力と第一
    の拡散符号との積をとって拡散スペクトラムを発生する
    第一の掛け算器とを有する送信器と、前記送信器の出力
    である拡散スペクトラムを一方の入力とし、第二の拡散
    符号発生器の出力する前記第一の拡散符号と同一符号並
    びの第二の拡散符号を他方の入力として、両者の積をと
    って前記拡散スペクトラムの逆拡散出力を得る第二の掛
    け算器と、前記第一・第二の拡散符号の生成タイミング
    が一致している場合の前記逆拡散出力の振幅より小さ
    く、また前記第一・第二の拡散符号の生成タイミングが
    異なる場合の前記逆拡散出力の振幅より大きい出力振幅
    を有し、かつ前記第一の発振器の発振周波数とは異なる
    周波数のクロック信号を発生する第二の発振器と、前記
    逆拡散出力と前記第二の発振器出力とを加算し飽和増幅
    する加算増幅器と、前記加算増幅器の出力をクロック入
    力として前記第二の拡散符号を生成し出力する前記第二
    の拡散符号発生器とを有する受信器とから成るスペクト
    ラム拡散通信装置。
  2. 【請求項2】 送信器は、第一の発振器出力を任意数分
    の一の周波数に分周する第一の分周器を有し、前記第一
    の分周器出力を第一の拡散符号発生器の入力クロックと
    し、受信器は、加算増幅器出力を入力として第一の分周
    器と同一数分の一の周波数に分周する第二の分周器を有
    し、前記第二の分周器の出力を第二の拡散符号発生器の
    入力クロックとする請求項1記載のスペクトラム拡散通
    信装置。
JP4064565A 1992-03-23 1992-03-23 スペクトラム拡散通信装置 Pending JPH05268190A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100347994B1 (ko) * 1998-09-22 2002-08-09 가부시끼가이샤 도시바 주파수 가변 방법, 이것을 이용한 전압 제어 발진기 및 이것을 이용한 스팩트럼 확산 통신 수신기
WO2004075433A1 (ja) * 2003-02-20 2004-09-02 Hitachi, Ltd. 電力線搬送通信装置及び電力線搬送通信方法

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KR100347994B1 (ko) * 1998-09-22 2002-08-09 가부시끼가이샤 도시바 주파수 가변 방법, 이것을 이용한 전압 제어 발진기 및 이것을 이용한 스팩트럼 확산 통신 수신기
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