JPS6158337A

JPS6158337A - スペクトラム拡散通信における同期方式及び装置

Info

Publication number: JPS6158337A
Application number: JP59180065A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hasegawa; 聡長谷川; Kaoru Endo; 馨遠藤
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1986-03-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH0640638B2

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）不発Ｅ！ＡＪ−１１スペクトラム拡散通信における同期
方式及び同期装置に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来のスペクトラム拡散通信における同期方式では、ジ
ョン・ワイリー・アンド拳すｙズ（ＪｏｈｎＷｉ　Ｉｅ
ｙ　＆　５ｏｎｓ）社から出版されているアール・シー
−ディクソン（Ｒ，Ｃ，Ｄｉｘｏｎ）著のスプレッド拳
スペクトラムＯシステムズ（Ｓｐｒｅａｄ　Ｓｐｅｃｔ
ｒｕｍＳｙｓｔｅｍｓ）の２１０ページから２１２ペー
ジに示されているよう々遅延ロックループが通常用いら
れる。この遅延ロックループによる同期方式は伝送路が
理想的であれば勿論良好に動作する。しかし、この遅延
ロックループは、相関受信された信号の波形的性質を用
いており、例えば商用電灯線を伝送路として用いてスペ
クトラム拡散通信を行なうようなシステムを考えると、
負荷特性変動により伝送路特性が大幅に変化することか
ら相関受信後の信号の波形も大きく変わり、同期はずれ
や誤まった同期状態に陥いる可能性があった。ここで簡
単に従来技術である遅延ロックループの動作説明をし、
欠点を述べる。この遅延ロックループの基本構成図を第
３図に示す。信号線３５０から伝送路を通ってきた入力
スペクトラム拡散信号が入力され、３００及び３０１０
乗積器で、３０６の擬似ランダム系列発生器から生成さ
れる擬似ランダム系列と乗和がとられる。ここで信号線
３５１と信号線３５２の擬似ランダム系列は２ビツトず
れた系列である。それぞれの乗算器の出力は３０２及び
３０３の低域通過フィルタを通り、いわゆる相じ１」受
信が力される。ここで、低域通過フィルタの出力、即ち
相関受信出力である信号線３５３及び信号線３５４の信
号は、伝送路が理想的であるならば第４図＋８＋　、　
（ｂｌにそれぞれ示されるような波形となる。ここで、
第４図の横軸は時間を示し、信号線３５０からの入力ス
ペクトラム拡散信号と信号線３５１及び３５２からの受
信側での擬似ランダム系列の生成りロックが若干ずれて
いる場合に１そのビート周波数の逆数の周期にて第４図
（ａ）。

（ｂ）のような周期波形が信号線３５３及び３５４に得
られる。信号線３５３及び３５４の信号は３０４０減算
器にて減算されるので信号線３５５の信号は第４図（ｃ
）のような波形が得られる。そこで、３０５の電圧制御
発振器を例えば基準電圧より高い電圧がきたときは位相
を進ませるように周波数が動き、基準電圧より低い電圧
の場合は位相を遅らせるように周波数が動くようにして
おくと、第４図（Ｃ１の点線のような制御がかかり、黒
丸の位置が唯一の安定点となシ擬似ランダム系列の同期
がかかる。しかし、伝送路に歪があると、相関出力は第
５図（ａｌ　、　（ｂ）のように理想状態とは大きく異
なり、その結果信号線３５５の電圧制御発振器に対する
制御信号も第５図ｆｃ）のようになる。第５図（Ｃ）を
見てわかるように、電圧制御発振器の制御を前に示した
ように考えると、安定点が図中黒丸と白丸で示した２つ
存在することになる。白丸で示しキガの安定点は擬似安
定点であり、どちらに安定するかは定まらず誤まった同
期状態に陥ることもあり得るわけである。このようだ従
来方式の遅延ロックループを用いて、同期方法では、伝
送路歪が存在する場合安定な同期を確保することが不可
能となる。また商用電灯線を伝送路として用いる場合、
トランス結合により商用電力線に信号を供給、あるいは
商用電力線より信号を受けるので、例えばコンセントプ
ラグの差し込み方で信号の極性が変わり、従来の遅延ロ
ックループによる同期方式ではループの安定点が力くな
ることもあり、同期が全くかからない現象も見られた。

このように、例えば商用電灯線を伝送路として用いるよ
うに、劣悪な伝送環境下でのスペクトラム拡散通信の同
期確立は、従来方式では困雑であった。

（発明の目的）本発明の目的は、前記従来方式の欠点を除去せしめ、商
用電灯線のような劣悪な伝送路環境下にても安定に動作
する同期方式及び同期装置を供給することにある。

（発明の構成）本発明によれば、スペクトラム拡散通信において、受信
側にて独立に発生させたクロックにより擬似ランダム系
列を生成し、入ブＪ、スペクトラム拡散信号と該擬似ラ
ンダム系列の乗積をとり、数乗９の結果書られる信号を
低域通過フィルタに通した出力の絶対値のピーク位置を
まず検出し、該ピーク位低検出抜は検出されたピーク値
が一定になるように前記受信側で独立に発生させたクロ
ックの位相を制御することで猷似う／グム系列の同期を
とることを特徴とするスペクトラム拡散通信における同
期方式及び同期装置が得られる。

（発明の原理）本発明の同期方式の原理について図を参照しながら述べ
る。第６図は受信器への入力スペクトラム拡散信号を同
期装置で局部的に発生さノｔた擬似ランダム系列を用い
て相関受信した相関受信波形を示す。入力スペクトラム
拡散信号と同期装置内で発生する擬似ランダム系列の位
相が一致した時に大きなピーク値が相関受信出力に得ら
れるので、同期掃作の第１段階としてこのピークを検出
する。

これは同期装い内で発生する擬似ランダム系列の生成り
ロックを少しずつずらしては、相関出力レベルの絶対値
を観測することでピーク位置を検出することが可能であ
る。前記生成りロックの位相をずらせる量は、相関出力
波形上では第６図に示すような遅延ｉ　Ｔ　ｔに相当す
る。そこで、ピーク位置が検出されると直ちに同期操作
の第２段階に入る。これは、擬似ランダム系列の生成り
ロックの位相ずらし世を細かくしてそのピーク位置を一
定に保つような操作を打力うものである。第７図に示す
ように、ｇ　（ｔ　＋Ｔ　）−ｇ（ｔ）、即ち位相をず
らした後とずらす前との相関出力の差分を計算し正か負
がで２値化した後、その時にずらした位相方向との排他
的論理和をとり次のりａｙり位相をずらす方向を決める
制御である。この制御を第８図の真理値表を用いて説明
する。今、第７図に示すように位相遅れ方向のクロック
位相制御では図中左側に相関出力が動くものとし、位相
進み方向のクロック位相制御ではその逆であるものとす
る。寸た、位相遅れ方向のクロック制御を１、位相進み
方向のクロック制御を０と論理変数化し、差分値が負の
場合を１１差分値が正の場合を０とする。

例えば、ｉ番目の制御方向が０、即ちクロック位相を進
み方向に動かして差分値がＯ１即ち差分値が正の場合は
排他的論理和をみるとＯとなり、次のｉ＋１番目のクロ
ック位相制御方向ＦｉＯ１即ち位相進み方向となり、ピ
ーク位＠忙近づくよう力制御がかかる。また、ｉ番目の
制御方向が１で差分が０の場合は次のクロック位相制御
方向は１、即ち位相遅れ方向に制御をかけ、ピーク位置
に近づく制御がかかつていることがわかる。以上のよう
にして、本方式ではピーク位置を追いかける制御をかけ
ることで伝送路歪が存在しても安定な擬似ランダム系列
の同期を確立することが可能と々る。ここで、位相制御
量と制御をかける時間間隔は、送信側と受信側の擬似ラ
ンダム系列を生成するクロック周波数の差に従い決定爆
れるものである。即ち、送受のクロック周波数差が小さ
いと位相制ａ１量を小さくし制御時間間隔も長くできる
が、クロック周波数差が太きいと位相制御量を大きくし
制御時間間隔も短くせねばならない、（発明の効果）本発明による同期方式及び装置によると以上説明したよ
うに、スペクトラム拡散通信において伝送路に歪が存在
しても安定な同期状態を保つことが可能となる。また、
ピーク検出においてビーク値の極性を観測することで信
号極性の正負を判別することも可能となり、例えば商用
電灯線を伝送媒体とし、スペクトラム拡散通信により通
信を行なう場合に多大な効果が得られる。

（実施例）以下、本発明を実現する実施例全参照しなから１１ρ明
する。第１図は、本発明を実現する同期装置の一実施例
を示すブロック図である。信号線１５０からの受信装置
への入力スペクトラム拡散信号は、１００の乗算器罠て
信号線１６２からの擬似ランダム系列と乗積がとられ、
信号線１５１に乗積結果が出力される。信号線１５１の
信号は、１０１の低域通過フィルタを通り、低域成分が
抽出され信号線１５２に出力される。信号線１５２は前
述した入力スペクトラム拡散信号の相関出力である。

信号線１５２の信号は、１０２の全波整流回路を通り、
負信号成分は正に折り返され信号線１５３に出力される
。信号線１５３の信号は、１０３のピーク検出器にてピ
ークが検出され、ピーク位置が検出されると信号線１５
４にピーク検出信号が出力される。また信号線１５３の
信号は、１０４の差分回路に入力され、前の位相制御状
態の際の信号と現在の位相制御状態の信号の差分がとら
れ論理値変換され（例えば、差分値が圧力らば論理０、
差分値が負ならば論理１）信号線１５５に出力される。

１０５の排他的論理和ゲートでは信号線１５５の信号と
信号線１５７の信号の排他的論理和を行ない、信号線１
５６に出力する。信号線１５６の信号は、次のクロック
位相制御の制御方向？示す論理信号である。信号線１５
６の信号は１０６ラツチ回路での制御時間間隔毎にラッ
チされ信号線１５７に出力される。即ち、信号線１５７
の信号は、前の位相制御の方向を示す論理信号である。

１０７０位相制御回路では、信号線１５４からのピーク
検出信号ｆよりピークが検出されていない状態では、信
号１１１５８にある一定方向の位相制御を示す信号を、
信号線１５９にある一定量の位相変化量θ１を出力し、
信号線１５４からのピーク検出信号によりピークが検出
された状態では、信号線１５８に信号線１５６からの位
相制御方向を示す信号を出力し、信号線１５９に別の一
定量の位相変化量θ２を出力する。位相変化量θ２は０
１よりも小さい量である。１０８は発振器でありある一
定周波数のクロック信号を生成し信号線１６０に出力す
る。１０９０位相変化回路では、信号線１６０からのク
ロック信号を、信号線１５８からの位相変化の方向と信
号線１５９からの位相変化（ｉＫ従い、位相を動かして
信号線１６１に出力する。１１０は擬似ランダム系列発
生器で、信号線１６１からのクロック信号によシ擬似ラ
ンダム系列を生成して信号線１６２に出力する。

第２図は、第１図の１０９に示された位相変化回路をデ
ィジタル的に実現する一実施例を示すブロック図である
。信号線１６１からのクロック信号は、２０４の１／Ｎ
１分周カクンタでカウントダウンされ信号線２５４に出
力される。２０３は入力されるクロックにパルスを挿入
したり削除したりして位相変化を与えるパルス挿入／削
除回路であり、信号線１５８と信号線１５９からの信号
がピーク検出前にはこの回路は動作させず素通りとなる
よう如し、ピーク検出後には信号線１５８と信号線１５
９からの信号に従いパルスの挿入あるいは削除を行ない
信号線２５３に出力する。信号線２５３のクロック信号
は、２０２の１／Ｎ２分周カウンタでカウントダウンさ
れ信号線２５２に出力される。２０１は入力されるクロ
ックにパルスを挿入したシ削除したりして位相変化を与
えるパルス挿入／削除回路であり、信号線１５８と信号
線１５９からの信号がピーク検出前には信号線１５８と
信号線１５９からの信号に従いパルスの挿入あるいは削
除を行ない信号線２５１に信号を出力し、ピーク検出後
は２０１の回路は動作せず信号線２５２からの信号が素
通りとなり信号線２５１に出力されるようにし、信号１
１２５１の信号は２００の１／Ｎ５分周カウンタでカウ
ントダウンされ信号線１６２に出力される。以上のよう
にして、相関出力のピークを検出前ｌｌｆ：は２０１の
パルス挿入／削除回路が作動し、比較的粗い位相制御を
行なうことで、高速に相関出力のピークを検出し、相関
出力のピークを検出後は２０３のパルス挿入／削除回路
が作動するようにスイッチングがなされ、ＧＸ細な位相
制御を行なうことで、精密なピーク追跡制御により同期
状態を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｋま本発明の同期装置の一実施例を示すブロック
図、第２図は本発明の同期装置中の位相変化回路の一実
施例を示すブロック図　：ｊｌ　３図は従来技術である
遅延口・クループの基本構成を示すブロック図、第４図
（ａｌ　、　（ｂ）　、　（ｃｌ及び第５図（ａｌ　、
　（ｂ）　。（Ｃ）は遅延ロックループの相関出力及び電圧制御発振
器の制御信号の波形を示す図、第６図、第７図は本発明
の同期方式を説明するための相関出力波形を示す図、第
８図は本発明の同期方式の真理値表を示す図である。図において１００，３００，３０１・・・乗算器、１０
１゜３０２．３０３・・・低域通過フィルタ、１０２・
・・全波整波回路、１０３・・・ピーク検出器、１０４
・・・差分回路、１０５・・・排他的論理和ゲート、１
０６・・・ラッチ回路、１０７・・・位相制御回路、１
０８・・・発振器、１０９・・・位相変化回路、１１０
，３０６・・・擬似ランダム系列発生器、２００　、２
０２．２０４・・・カウンタ、２０１．２０３・・・パ
ルス挿入／削除回路、３０４・・・減算器、３０５・・
・電圧制御発振器である。第２図第３図第４図　　　　　　第５図第６図閉７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）受信側にて独立に発生させたクロックにより擬似
ランダム系列を生成し、入力スペクトラム拡散信号と該
擬似ランダム系列の乗積をとり、該乗積の結果得られる
信号を低域通過フィルタリングした信号の絶対値、すな
わち相関出力のピーク位置を検出し、しかる後に前記相
関出力の変化方向を示す信号と現時点の制御方向を示す
信号との排他的論理和により次の位相制御方向を決め、
前記受信側で独立に発生させたクロックの位相を制御す
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信における同期
方式。
（２）固定周波数のクロック信号を生成する発振器と、
該発振器により生成されるクロックの位相を変える位相
可変手段と、該位相可変手段の出力として得られるクロ
ック信号を用いて動作する擬似ランダム系列発生手段と
、該擬似ランダム発生手段により生成される擬似ランダ
ム系列と前記入力スペクトラム拡散信号との乗積を行な
う乗積手段と、該乗積手段の出力の低域成分を抽出する
低域通過フィルタと、該低域通過フィルタの出力の絶対
値をとる全波整流手段と、該全波整流手段の出力のピー
クを検出するピーク検出手段と、前記全波整流手段の出
力に対し予め定められた時間Ｔ毎に差分をとり差分信号
を２値化して出力する差分手段と、該差分手段の出力を
一方の入力とする排他的論理和ゲートと、該排他的論理
和ゲートの出力を前記Ｔ毎にラッチしその出力が前記排
他的論理和ゲートの他方の入力となるデータラッチと、
前記ピーク検出手段によりピークを検出中であることを
示す信号が供給された場合は一定の位相方向に一定量θ
＿１の位相推移を前記Ｔ毎に前記位相可変手段に与え、
前記ピーク検出手段によりピークを検出したことを示す
信号が供給された場合には前記排他的論理和ゲートの出
力で決まる位相方向に一定量θ＿２の位相推移を前記Ｔ
毎に前記位相可変手段に与える位相制御手段とを具備す
ることを特徴とするスペクトラム拡散通信における同期
装置。