JPH10163919A - スペクトル拡散通信方法及びその装置 - Google Patents

スペクトル拡散通信方法及びその装置

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JPH10163919A
JPH10163919A JP8321433A JP32143396A JPH10163919A JP H10163919 A JPH10163919 A JP H10163919A JP 8321433 A JP8321433 A JP 8321433A JP 32143396 A JP32143396 A JP 32143396A JP H10163919 A JPH10163919 A JP H10163919A
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JP
Japan
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spread spectrum
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spread
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JP8321433A
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Masahiro Morita
雅弘 森田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/0007Code type
    • H04J13/0022PN, e.g. Kronecker
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/10Code generation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/0074Code shifting or hopping

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報伝送速度を1/Tより大とする(Tは拡
散符号長)。 【解決手段】 [3,1]PN符号発生器14の符号発
生開始を符号1110100を基準とし、これより位相
が順次2チップずつずれた符号010011,1001
110,0111010の計4つの符号に情報データ0
0,01,10,11を割当てる。入力情報データの各
2ビットごとに、選択手段19で初期値レジスタ151
〜154 の対応するものを選択して、その初期を符号発
生器14とプリセットさせ、前記割当た符号からPN符
号をその1周期発生させて送信する。この場合はTの間
に情報データを2ビット送信できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は有線通信、無線通
信、特に電力線搬送通信、宇宙通信などのように雑音が
多い環境での使用に適したスペクトル拡散通信方法及び
その装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スペクトル拡散通信方法は、情報データ
とスペクトル拡散符号とを乗算して、情報データをスペ
クトル拡散して送信するのが一般的である。この場合情
報データに対しスペクトル拡散符号の少くとも1周期T
を乗算する必要があり、従って情報データの伝送速度は
1/Tより速くすることはできない。例えば電力線搬送
SS通信においては、現行電波法により10〜450k
Hzに使用周波数帯域が制限されている。従って、スペ
クトル拡散符号として例えば31チップのPN符号を使
用すると、31チップ×9600b/s×2=595.
2kHzから、周波数特性の主ローブに制限した場合で
もデータ伝送速度を9600b/sより上げることはで
きない。
【0003】このような点から従来において情報データ
に応じて異なる種類のPN符号をその1周期分送信する
CSK方式が提案されている。このようにすれば情報デ
ータの伝送速度を(1/T)log2 M(b/s)(M
は使用するPN符号の種類の数)とすることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】CSK方式によれば用
いるPN符号の種類の数を多くすればこれに応じてデー
タ伝送速度を向上させることができる。しかし、用いら
れているPN符号の種類のそれぞれに対するPN符号発
生器と、相関器(整合フイルタ、スライディング相関
器)とを必要とし、それぞれ回路規模が大きくなり、価
格も高くなり、またPN符号の利用効率が悪い。
【0005】この発明の目的は1種類のスペクトル拡散
符号(例えばPN符号)を使用して、情報データの伝送
速度を1/T(Tはスペクトル拡散符号の周期)よりも
速くし、かつ回路規模をそれ程大きくしないスペクトル
拡散変調方法、復調方法、及びこれらの装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれば
スペクトル拡散符号の開始位置、つまり発生位相を情報
データに応じて変更する。請求項2の発明によれば予め
決められた拡散符号に対し、受信スペクトル拡散信号の
拡散符号開始位置(位相)がどの位置にあるかを検出
し、その検出位置に応じた情報データを得る。
【0007】請求項3の発明によれば、各情報データと
対応した初期値が複数の初期値レジスタに格納され、入
力情報データに応じて初期値レジスタの1つが選択さ
れ、それに格納されている初期値がスペクトル拡散符号
発生器にプリセットされ、その符号発生器から少くとも
その1周期のスペクトル拡散符号が出力される。請求項
4の発明によれば請求項3の発明において、入力情報デ
ータと対応するスペクトル拡散符号の送出に先立ち、同
期用符号発生器から同期用符号が少くとも1周期送出さ
れる。
【0008】請求項5の発明によれば、入力スペクトル
拡散信号は第1,第2循回形シフトレジスタの一方に入
力されると共に他方の循回形シフトレジスタが循回シフ
トされ、かつこれに格納された入力データは、レジスタ
に格納された基準の拡散符号との相関がビットシフトご
とにとられ、入力スペクトル拡散信号をその拡散符号の
1周期分を循回形シストレジスタに入力するごとに、入
力する循回形シフトレジスタが切替えられる。ビットシ
フトごとの相関出力が所定の値より大にすると、その時
のシフト回数から、対応する情報データを出力する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1Aにこの発明の変調方法、変
調装置により得られたスペクトル拡散信号の例を示す。
この例では同期用PN符号PN0 がその1周期だけ先頭
に付けられるが、同期用PN符号PN0 を用いないで、
他の方法でコード同期が取れれば不要であるが、ここで
は簡単のため、同期用に別のPN符号PN0 を使用す
る。同期用PN符号PN0 に続く符号PN11〜PN1n
それぞれ情報データに応じてPN符号PN1 の符号開始
位置に異ならされ、つまり発生位相が異ならされた各1
周期の符号である。
【0010】例えば今PN1 符号として符号長が7チッ
プの最長符号系列(M[3,1])を考える。この符号
PN1 は1110100を1周期として循回する。この
循回を順次1ビットを左に循回シフトさせた時の各符号
は図1Bに示すように7つの状態〜をとる。情報デ
ータをこれら状態〜の何れかに対応させる情報デー
タを2ビットのデータとし、00の場合は状態、11
10100を、又01の場合は状態1010011
を、10の場合は状態1001110を、17の場合
は状態0111010をそれぞれ対応させ、データが
00の場合は状態からPN1 符号を発生させ、データ
が01,10,11の各場合はそれぞれ状態、上
位、状態からPN1 符号を発生させる。従ってこの場
合はPN符号1周期で2ビットのデータが伝送可能とな
る。一般に、PN符号発生器のシフトレジスタ段数をn
とすると、符号長は2n −1となるため、1周期でn−
1ビットのデータを伝送することが可能となる。よっ
て、符号長が31チップの場合(n=5,25 −1=3
1)4ビットのデータを、同一のPN符号の1周期で伝
送することが可能である。なお図1Bに示したように情
報データの伝送に利用しない,,の各状態を誤り
検出などに利用してもよい。
【0011】図1Cにこの発明による変調装置の実施例
を示す。この例では、同期用符号発生器11としてM
[3,2]のPN符号発生器が設けられ、データ送信前
にスイッチ12が同期用符号発生器11側に切り替えら
れ、この同期用符号発生器11からの同期用符号が出力
端子13へ送信される。この同期用符号は、情報データ
列のスペクトル拡散データ列の直前に最低1周期あれば
良いが、スペクトル拡散データが送信されていない間は
常に送信していても良い。
【0012】データ用スペクトル拡散符号発生器14と
してM[3,1]PN符号発生器が設けられ、またその
各情報データのそれぞれと対応した初期値が初期値レジ
スタ151 ,152 ……に格納される。この例は情報デ
ータが2ビットの場合で初期値レジスタ151 〜154
にそれぞれ図1Bの,,,の各状態からPN符
号を発生させるための各初期値が格納される。入力端子
16から情報データが2ビットシフトレジスタ17に2
ビット入力されるごとにそのシフトレジスタ17内の2
ビットデータがデコーダ18でデコードされ、その結果
に応じて選択手段19により初期値レジスタ151 〜1
4 の何れか1つが選択され、その選択された初期値レ
ジスタの初期値が拡散符号発生器14にプリセットさ
れ、拡散符号発生器14からの拡散符号が1周期分出力
され、スイッチ12を通じて出力端子13へ送出され
る。スイッチ12の切替を制御などは制御部20により
制御される。
【0013】図1Cに示した変調装置の処理手順を図2
に示す。情報データが入力されたかが監視され
(S1 )、情報データが入力されると、スイッチ12を
同期用符号発生器11側へ切替えて、同期符号PN0
1周期分発生させて送信させた後、スイッチ12を拡散
符号発生器14側に戻す(S2 )。次に情報データが2
ビット入力されたかを監視し(S3 )、2ビット入力さ
れると、その2ビットが00かの判定がなされ
(S4 )、00であれば拡散符号発生器14より状態
からPN 1 符号を1周期発生させ、出力端子13へ送出
する(S5 )、その後次の情報データがあるかの判定が
なされ、情報データがあればステップS3 に戻る
(S6 )。
【0014】ステップS4 で2ビットの情報データが0
0でなければ01かの判定がなされ(S7 )、01であ
れば拡散符号発生器14より状態からPN1 符号を1
周期発生させて出力端子13へ送出してステップS6
移る(S8 )。ステップS7で01でなければ入力2ビ
ット情報データが10かの判定がなされ(S9 )、10
であれば拡散符号発生器14より状態からPN1 符号
を1周期発生させて出力端子13へ送出してステップS
6 へ移る(S10)。ステップS9 で2ビットデータが1
0でなければ11であるかの判定がなされ(S7 )、1
1であれば拡散符号発生器14より状態からPN1
号を1周期発生させ出力端子13へ送出させ、ステップ
6 に移る(S12)。ステップS6 で次の入力情報デー
タがなければ終了とする。
【0015】図3にこの発明による復調装置の実施例を
示す。入力端子21からの受信スペクトル拡散信号は切
替えスイッチ22により、スイッチ23又はスイッチ2
4の何れかに切替え供給される。スイッチ23はスイッ
チ22からの入力拡散信号又はシフトレジスタ25の終
段出力の何れかをシフトレジスタ25の初段に切替え入
力する。スイッチ24はスイッチ22からの入力拡散信
号又はシフトレジスタ26の終段出力の何れかをシフト
レジスタ26へ切替え入力する。スイッチ22がスイッ
チ23側に接続されている時は、スイッチ23はスイッ
チ22側に、スイッチ24は終段側にそれぞれ接続さ
れ、スイッチ22がスイッチ24側に接続されている時
は、スイッチ23は終段側、スイッチ24はスイッチ2
2側に接続される。これらスイッチ22,23,24の
制御は制御部27により行われる。またシフトレジスタ
25,26は入力拡散信号の各ビットと同期してそれぞ
れシフト動作される。
【0016】入力端子21からの入力拡散信号は分岐さ
れて同期用符号検出部28に供給され、同期用符号PN
0 がマッチドフィルタ又はスライデイング相関器などに
より検出され、これが検出されると制御部27へ通知さ
れ、制御部27はこの検出と同期してスイッチ22〜2
4に対する前記切替え制御を、入力拡散信号の符号周期
ごとに行う。
【0017】シフトレジスタ25,26はそれぞれ入力
拡散信号の符号周期のビット数と等しいシフト段を有す
る。また入力拡散信号の拡散符号の基準開始状態(初期
値)、つまり基準拡散符号がレジスタ29に記憶されて
いる。図1に示した例では拡散符号PN1 の符号長は7
ビットであり、その基準の初期値は状態111010
0であり、これがレジスタ29に格納されている。シフ
トレジスタ25,26は端子30からのクロックにより
シフトされ、それぞれ格納されている入力拡散信号(デ
ータ)は、スイッチ23,24が終段側に接続され、循
回シフトレジスタとされている場合は、レジスタ29の
基準拡散符号とビット対応の比較がなされ、つまり排他
的論理和が回路31,32でそれぞれシフトレジスタ2
5,26に対する各1ビットシフト動作ごとにとられ、
その各ビットごとの排他的論理和出力はそれぞれ加算回
路33,34が加算され、その加算結果が所定値以下の
場合はそのシフト位置で基準拡散符号と一致したと判定
され、つまり排他的論理和回路31,32と加算回路3
3,34とによりそれぞれレジスタ29の基準拡散符号
と、シフトレジスタ25,26用データA0 〜A6 、B
0 〜B6 との相関がそれぞれとられる。その加算回路3
3,34の各一致検出出力はオア回路35を通じて、カ
ウンタ36の計数値がエンコーダ37に設定される。カ
ウンタ36は制御部27により、スイッチ22〜24の
切替え動作ごとに、拡散符号の1周期のビット数、この
例では7がプリセットされ、端子30のクロックをダウ
ン計数する。エンコーダ36はカウンタ36から設定さ
れた計数値に応じた情報データに変換する。つまり図1
Bに示した関係より、計数値が1,3,5,7のそれぞ
れをデータ00,01,10,11として出力する。
【0018】例えば図4Aに示すようにクロックが入力
され、これと同期して拡散信号が入力端子21から図4
Bに示すように、1番目のデータPN11、2番目のデー
タPN12…の0,1データ系列として入力されたとす
る。同期用符号PN0 が検出されると、スイッチ22が
スイッチ23側に、スイッチ23がスイッチ22側、ス
イッチ24が終段側にそれぞれ接続され、1番目のデー
タPN11がシフトレジスタ25の各シフト段A0 〜A6
に図4Cに示すように入力され、7ビット(符号の1周
期)入力されると、スイッチ22はスイッチ24側、ス
イッチ23は終段側に、スイッチ24はスイッチ22側
にそれぞれ接続される。この第2周期目T 2 ではシフト
レジスタ25の各シフト段A0 〜A6 の内容とレジスタ
29の基準拡散符号との相関が各シフト動作ごとにとら
れ、カウンタ36は図4Eに示すように計数値が7より
1づつ減少し、6つシフトすると、この例では基準拡散
符号1110100との一致が図4Eに示すように検出
され、その時のカウンタ36の計数値1がエンコーダ3
7に設定され、第3周期目T3 にデコーダ27から図4
Fに示すように2ビットデータS0 ,S1 がそれぞれ
0,0として出力される。またこの第2周期目T2 でシ
フトレジスタ26の各シフト段B0 〜B6 に図4Dに示
すように入力拡散信号が入力される。
【0019】第3周期目T3 では、スイッチ22はスイ
ッチ23側へ、スイッチ24は終段側にそれぞれ接続さ
れ、シフトレジスタ26の内容と基準拡散符号との各シ
フト動作ごとに相関がとられ、この例ではシフト動作が
2回行われると、図4Eに示すように両符号の一致が検
出され、カウンタ36の計数値5がエンコーダ37に設
定され、第4周期目にデコーダ27から図4Fに示すよ
うに2ビットデータS 0 ,S1 がそれぞれ1,0として
出力される。
【0020】図5に復調装置の処理手順を示す。同期用
符号PN0 が検出されたかを監視し(S1 )、検出され
ると、カウンタ36に情報データに対する拡散符号の符
号長n(この例ではn=7)がプリセットされ
(S2 )、1クロック進め、つまりシフトレジスタ2
5,26のシフト動作、カウンタ36のダウンカウント
をそれぞれ行い(S3 )、相関計算を行い、つまりその
時のシフトレジスタ25,26の各内容(符号)とレジ
スタ29のビットごとの一致の数の加算が行われ
(S4 )、その一致の数が所定値以上か、つまり両符号
の一致が検出されたかのチェックが行われ(S5 )、一
致しているとその時のカウンタ36の計数値がエンコー
ダ37に設定され(S6 )、クロックの進めが1周期終
了したかのチェックが行われる(S7 )。ステップS5
で符号の一致が検出されないとステップS7 に移る。1
周期が終了していないとステップS3 に戻り、1クロッ
ク進める。ステップS7 で1周期が終了すると、デコー
ダ37は設定された計数値に対応した情報データを出力
する(S8 )。その後、終了か、つまり入力拡散信号が
なくなってから1周期経過したかのチェックが行われ
(S9 )、終了していない場合は、スイッチ22,2
3,24をそれぞれ前述したように切替えてステップS
2 に戻る(S10)。ステップS9 で終了となった場合は
処理を終了する。
【0021】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、1
つの拡散符号で、その発生開始位置を各情報データに割
当てることにより、拡散符号の1周期Tに、情報データ
を1/T以上の速度で伝送することができる。しかも複
数の拡散符号を使用しないため、変調装置に、1つの拡
散符号発生器を用いればよく、また復調装置にも1つの
拡散符号発生器を設ければよく、ハードウエア規模が大
きくなることなく、安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aは請求項1の発明による出力信号の例を示す
図、Bは情報データと、拡散符号の開始位置(状態)
と、初期値の関係例を示す図、Cは請求項3の発明の実
施例を示すブロック図である。
【図2】請求項1の発明の実施例の処理手順を示す流れ
図。
【図3】請求項5の発明の実施例を示すブロック図。
【図4】図3の実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
【図5】請求項2の発明の実施例を示す流れ図。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スペクトル拡散符号の開始位置を情報デ
    ータに応じて変更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】 予め決められた拡散符号に対し、受信ス
    ペクトル拡散信号の拡散符号開始位置が、どの位置にあ
    るかを検出し、その検出位置に応じた情報データを得る
    ことを特徴とするスペクトル拡散信号復調方法。
  3. 【請求項3】 プリセット可能なスペクトル拡散符号発
    生器と、 各情報データと対応した初期値が格納された複数の初期
    値レジスタと、 入力情報データに応じて上記初期値レジスタの1つを選
    択し、その選択されたレジスタ内の初期値を上記スペク
    トル拡散符号発生器にプリセットし、そのスペクトル拡
    散符号発生器より少くとも1周期のスペクトル拡散符号
    を送信する手段と、 を具備することを特徴とするスペクトル拡散変調装置。
  4. 【請求項4】 上記スペクトル拡散符号発生器の発生符
    号と異なる符号を発生することができる同期用符号発生
    器と、入力情報データに対応したスペクトル拡散符号の
    送信前に、上記同期用符号発生器から少くとも1周期の
    符号を送信する手段とを含むことを特徴とする請求項3
    記載のスペクトル拡散変調装置。
  5. 【請求項5】 基準の拡散符号が格納されたレジスタ
    と、 第1、第2循回形シフトレジスタと、 入力スペクトル拡散信号を上記第1,第2循回形シフト
    レジスタの一方に入力させると共に、第1,第2循回形
    レジスタを同期して循回シフトさせ、上記入力スペクト
    ル拡散信号におけるその拡散符号の1周期の入力ごと
    に、上記第1,第2循回形シフトレジスタへの入力を切
    替える手段と、 上記第1,第2循回形シフトレジスタ中の循回動作とさ
    れているものの間のデータと上記レジスタ内の基準拡散
    符号との相関をビットシフトごとに取る手段と、 上記相関が所定値以上となった時のシフト位置に応じた
    情報データを出力する手段と、 を具備するスペクトル拡散復調装置。
JP8321433A 1996-12-02 1996-12-02 スペクトル拡散通信方法及びその装置 Pending JPH10163919A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1046240A1 (en) * 1998-01-05 2000-10-25 Intel Corporation A method for using circular spreading codes to achieve high bit densities in a direct-sequence spread spectrum communications system
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