JPS62257224A - スペクトラム拡散電力線搬送通信方法および装置 - 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、電力線を伝送路として利用するスペクトラム
拡散電力線搬送通信に関し、特に同期をとることなくし
て受信データの復調が行えるスペクトラム拡散電力線搬
送通信方法および装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、電力線を利用して情報信号の伝送を行う場合には
、伝送路の種類によって種々の変調方式が用いられてい
る。例えば送電線伝送路の場合には単側波帯変調方式が
用いられており、また配電線伝送路の場合には周波数変
調方式あるいは伝相変調方式が用いられている。ここで
、電力線は信号伝送を考慮して布設されているものでは
ないことから、情報信号の伝送を行なおうとすると種々
の雑音が入ってきたり、あるいは負荷の状況によって伝
送特性が大幅に変動する問題点を有している。

つまり、電力線の高周波特性は、送電線および配電線を
問わずに、コロナ雑音および負荷雑音が大きく、かつ電
力線の負荷状態に応じて大きく変動する。従って、信頼
性の高い信号伝送を行うことは困難であり、特に高速デ
ータの伝送は不可能であった。

ところで、最近スペクトラム拡散通信方式を各分野にお
いて積極的に活用しようとする研究が進められており、
その原理および適用分野の解説が電子通信学会誌の昭和
５７年９月号９６５頁及び１０月号の１０５３頁に開示
されている。このスペクトラム拡散通信方式は、スペク
トラムの広帯域化、特殊符号の使用および相関信号を特
徴とするものであって、電力線を利用した情報信号の伝
送に用いると、雑音および伝送特性の影響を受けにくく
なることから、高速データ伝送を高信頼に行うことが可
能になる。つまり、このスペクトラム拡散通信方式は、
狭帯域の情報信号を広敗域にわたって均等にそのスペク
トラムを拡散して伝送するものであることから、電力線
の負荷状態によって伝送特性の一部に零点が生ずる状態
となってもほとんど影響を受けることが無くなり、また
狭帯域雑音が混入しても受信側において相関をとること
からＳ　／　Ｎが大きくなるものである。

ここで、受信側においては、受信変調信号とその変調時
に使用したＭ系列符号と同一の符号パターンを有して同
期する同期Ｍ系列符号との相関を求めることによって、
信号の復調を行なっている。

そして、この同期Ｍ系列符号の発生としては、受信信号
に同朋して同期Ｍ系列符号を発生する独立同期方式と、
送信側および受信側に設けられているＭ系列符号発生回
路を電源の例えばゼロクロス点に同期させることによっ
て、両Ｍ系列符号発生回路から発生されるＭ系列符号を
同期させる電源同期方式が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ここで、上述したスペクトラム拡散電力線搬送通信にお
いては、受信信号に同期したＭ系列符号を必ず発生させ
、この間期Ｍ系列符号を用いて受信変調信号との相関を
求めることにより受信信号の復調を行うことが必要にな
る。しかしながら、受信側において上記同期Ｍ系列符号
を発生させることは極めて困難である。つまり、上記独
立同期方式を利用してＭ系列符号を発生させる場合には
、電力線を介して送られて来る受信変調１３号が、この
電力線に接続されている各種負荷の影響を受けてひずん
でいることから、この受信変調信号に同朋させてＭ系列
符号を発生させることが極めて困難になる。また、送信
側と受信側が比較的薄れている場合等においては、電力
線の負荷変動に応して送受信間において交流電源に位相
差が生ずる場合があり、これに伴なって交流電源のゼロ
クロス点に同期して発生されるＭ系列符号が送受信側の
相互間においてずれることから、正常な通信が行えなく
なる等の問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題を解決するために、本発明によるスペク
トラム拡散電力線搬送通信方法および装置は、送信側に
おいてはＭ系列符号の１周期毎に送信信号に対する差動
符号を求め、この差動符号と前記Ｍ系列符号を乗積する
ことによりスペクトラム拡散変調した変調信号を電力線
に供給し、受信側においては前記電力線を介して送られ
て来る受信変調信号とこの受信変調信号をその変調時に
使用したＭ系列符号の１周期にわたって遅延させた遅延
受信変調信号との相関を求めることによって、受信信号
の復調を行うものである。

〔作　用〕

この様に構成されたスペクトラム拡散電力線搬送通信方
法および装置においては、受信変調信号と変調時に使用
したＭ系列符号の１周期にわたって受信変調信号を遅延
させた遅延受信変調信号との相関を求めるのみで受信信
号の復調が行えることになる。従って、受信信号の復調
に際して、受信変調信号に含まれるＭ系列符号に同期し
たＭ系列符号の発生が不用となることから、送受信側間
において同期を取ることなく確実な通信が行なえる。

〔実施例〕

第１図は、本発明によるスペクトラム拡散電力ｖＡ搬送
通信方法および装置の一実施例を説明するためのブロッ
ク図である。同図において１は送信信号をスペクトラム
拡散変調して出力する送信部、２は受信変調信号を復調
して受信信号を取り出す受信部である。そして送信部ｌ
において３は水晶振動子によって定められた一定周波数
のクロックパルスＣＰを発生するクロック発振回路、４
はクロックパルスＣＰに同期したＭ系列符号を発生する
Ｍ系列符号発生回路であって、フリップフロップ回路Ｆ
Ｆ、−ＦＦ３が直列に接続され、クロック入力端ＣＫに
供給されるクロックパルスＣＰに応じて、入力端子ＩＮ
に供給される入力信号を順次シフトするシフトレジスタ
５と、このシフトレジスタ５における所定出力段の出力
信号を取り込んで排他的論理和を求め、その出力信号を
シフトレジスタ５の入力端ＩＮにフィードハックする排
他的論理和ゲート６と、シフトレジスタ５における各段
出力がオール“１”となる毎にＭ系列符号の発生周期を
示すＭ系列符号同期パルスＭＰを発生するアンドゲート
７とによって構成されている。

従って、この様に構成されたＭ系列符号発生回路４にお
いては、最大符号長が２’−１（ｎはシフトレジスタ５
の段数）で、かつ排他的論理和ゲート６のシフトレジス
タ出力取り込み位置によって定まる符号パターンを有す
るＭ系列符号Ｍが発生される。

次に８は差動符号化回路であって、Ｍ系列符号発生回路
４から発生されるＭ系列符号Ｍの発生周期に同期して、
Ｍ系列符号Ｍに同期した送信信号と１周期遅延された出
力信号との差動符号が求められ、この差動符号を差動符
号信号としてＭ系列符号Ｍの発生周期にわたって同一条
件で出力する。

そして、この差動符号化回路８は、Ｍ系列符号発生周期
パルスＭＰの発生時における送信信号ＰＳをラッチして
出力することにより、送信信号ＰＳをＭ系列符号Ｍの発
生周期に一致させるラッチ回路９と、このランチ回路９
の出力を一方の入力とする排他的論理和ゲート１０と、
Ｍ系列符号発生周期パルスＭＰの発生時に前記排他的論
理和ゲート１０の出力信号をランチし、このラッチ出力
を前記排他的論理和ゲートｌＯへ他方の入力として供給
するランチ回路１１とによって構成されており、排他的
論理和ゲートｌＯの出力信号を差動符号信号Ｃ８として
出力している。１２はスペクトラム拡散変調回路であっ
て、Ｍ系列符号発生回路４から発生されるＭ系列符号Ｍ
と差動符号化回路８から出力される差動符号信号ＣＳと
を乗積することにより、送信信号を含む差動符号信号を
スペクトラム拡散変調した変調信号ＭＳを出力する。

１３は変調信号ＭＳを所定のレベルに増幅した後に、ト
ランス１４とコンデンサ１５ａ、１５ｂとからなる結合
２Ｓ１６を介して電力線１７に供給する送信アンプであ
る。

次に、受信部２における１８は、電力線１７および結合
器１６を介して供給される受信変調信号ＲＭＳを所定レ
ベルに増幅して出力する受信アンプ、１９は受信変調信
号ＲＭＳを変調時に用いられたＭ系列符号Ｍの１周期に
等しい時間Ｔにわたって遅延した遅延受信変調信号Ｄ　
ＲＭ　Ｓを出力する遅延回路、２０は受信変調信号ＲＭ
　Ｓを復調して受信信号Ｒ３を取り出すスペクトラム逆
拡散復調回路であって、受信変調信号ＲＭＳと遅延受信
変調信号ＤＲＭＳを乗算する乗算器２１とローパスフィ
ルタ２２とによって構成されている。以下、第２図（Ａ
）〜（Ｈ）に示す各部動作波形図を用いて、上記構成に
よる回路の動作を説明する。

まず、電源を投入すると、クロック発振回路３が作動し
て第２図（Ａ）に示す一定周期のクロックパルスＣＰを
発生してＭ系列符号発生回路４を構成するシフトレジス
タ５のクロック入力端ＣＫに供給される。シフトレジス
タ５はクロックパルスＣＰが供給されると、排他的論理
和ゲート６の出力信号を順次取り込んでシフトする。こ
の結果、シフトレジスタ７の出力、つまりフリフプフロ
ソプ回路ＦＦ、の出力信号は、シフトレジスタ５の段数
をｎとした時に２’−１の最大符号長を有し、かつ排他
的論理和ゲート６のシフトレジスタ出力取り込み段によ
って定まる符号パターンを有する第２図（Ｂ）に示すＭ
系列符号Ｍとなる。また、Ｍ系列符号が一巡するごとに
、シフトレジスタ５の全段出力がオール″１″となるこ
とから、アンドゲート７がこのオール“ｌ”を検出して
Ｍ系列符号周期パルスＭＰを発生する。

次に、差動符号化回路８においては、ラッチ回路９がＭ
系列符号周期パルスＭＰの発生時点において、第２図（
Ｃ）に示す送信信号ＰＳをラッチして排他的論理和ゲー
ト１０に供給する。また、ラッチ回路１１は、Ｍ系列符
号周期パルスＭＰの発生時における排他的論理和ゲー）
１０の出力信号をランチし、このランチ出力信号を排他
的論理和ゲートｌＯに他方の人力として供給している。

この結果、ラッチ回路９は送信信号ｐｓをＭ系列符号Ｍ
の発生周期に同期させる働きを行う。従って、送信信号
ｐｓがＭ系列符号Ｍに完全同期されて発生する場合には
、ランチ回路９は不要となる。一方、排他的論理和ゲー
ト１０は、Ｍ系列符号Ｍに同期した送信信号ＰＳと、自
己出力をラッチ回路１１によってＭ系列符号Ｍの１周期
にわたって遅延した信号との排他的論理和を求めること
により、第２図（Ｄ）に示す差動符号信号ＣＳを出力す
る。

このようにして発生された送信信号ＰＳの成分を含む差
動符号信号ＣＳは、スペクトラム拡散変調回路１２にお
いて乗積変調されることにより、差動符号信号Ｃ８が第
２図已に示すようにスペクトラム拡散された変調信号Ｍ
Ｓとして送信アンプ１３に供給される。送信アンプ１３
は変調信号ＭＳを所定レベルに増幅した後に、結合器１
６を介して電力線１７に供給することにより、この電力
線１７を伝送路として利用して、この電力線１７に接続
されている図示しない受信端末に伝送する。

次に、電力線１７を介して他の送信端末から送られて来
る受信変調信号は、結合間１６によって取り出されて受
信アンプ１８に供給されることにより、所定レベルに増
幅されて第２図（Ｂ）に示す受信変調信号ＲＭＳとなる
。そして、この受信変調信号ＲＭＳの一部は遅延回路１
９において、この受信変調信号ＲＭＳの変調時に用いた
Ｍ系列符号Ｍの１周期時間Ｔに一致する時間にわたって
遅延されることにより、第２図（Ｆ）に示す遅延受信変
調信号ＤＲＭＳとしてスペクトラム逆拡散復調回路２０
に供給される。スペクトラム逆拡散復調回路２０におい
ては、乗算器２１が受信変調信号ＲＭＳと遅延受信変調
信号ＤＲＭＳを乗算することにより、乗積復調を行なっ
て第２図（Ｇ）に示すように、第２図（Ｃ）に示す送信
信号ＰＳに一致する復調信号ＤＭを出力する。ここで、
第２図（Ｅ）。

（Ｐ）に示す受信変調信号ＲＭＳおよび遅延受信変調信
号ＤＲＭＳは、電力線１７の影響を受けて歪んだ波形と
なっており、これに伴なって復調信号ＤＭも歪んだ波形
となっている。このために、復調信号ＤＭはローパスフ
ィルタ２２を介して歪成分を取り除くことにより、第２
図（１１）に示すように送信信号Ｒ３と一致する受信信
号Ｒ３が得られることになる。

従って、このように構成された装置においては、受信部
２を構成するスペクトラム逆拡散復調回路２０は、受信
変調信号ＲＭＳと、この受信変調信号ＲＭＳをその変調
時に使用したＭ系列符号Ｍの１周期時間にわたって遅延
した遅延受信変調信号ＤＲＭＳとを用いて復調が行なえ
ることになる。

そして、変調に使用するＭ系列符号は予め定められてい
ることから、遅延受信変調信号ＤＲＡＭの発生は、送信
側との同期を取ることなく、受信部２の遅延回路１９に
おいて独自にかつ容易に発生することが可能である。こ
の結果、従来の様に送信側と受信側の同期を取る必要が
無くなり、これに伴って構成が簡略化されるとともに、
その動作も安定化することになる。

なお、上記実施例においては、受信部２をアナログ系に
よって構成した場合についてのみ説明したが、受信アン
プ１８の出力部分にアナログ・ディジタル変換器を設け
、また乗算器２１の出力部分にディジタル・アナログ変
換器を設けることによって、遅延回路１９および乗算器
２１をディジタル系によって構成することが出来ること
になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によるスペクトラム拡散電
力線搬送通信方法および装置は、送信側にスペクトラム
拡散変調に使用するＭ系列符号の１周期毎にこのＭ系列
符号に同期する送信信号に対する差動符号を求め、この
差動符号を前記Ｍ系列符号を用いてスペクトラム拡散変
調した変調信号を電力線に供給し、受信側においては電
力線を介して送られて来る受信変調信号をその変調に利
用したＭ系列符号の１周期間にわたって遅延させること
により遅延受信変調信号とし、この遅延受信変調信号と
受信変調信号を集積することによって受信信号を復調す
るものである。この結果、受信側は受信変調信号の復調
に際して、送信側のＭ系列符号に同期するＭ系列符号の
発生を必要としないことから、送信側と受信側との間に
おける同期化処理が不要となることから、動作が安定化
するとともに、装置も簡略化される優れた効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスペクトラム拡散電力線搬送通信
方法および装置の一実施例を示す回路図、第２図（八）
〜（１１）は第１図に示す回路の各部動作波形図である
。 １・・・送信部、２・・・受信部、３・・・クロックパ
ルス発振回路、４・・・Ｍ系列符号発生回路、８・・・
差動符号回路、１２・・・スペクトラム拡散変調回路、
１３・・・送信アンプ、１６・・・結合器、１７・・・
電力線、１８・・・受信アンプ、１９・・・遅延回路、
２０・・・スペクトラム逆拡散復調回路、２１・・・乗
算器、２２はローパスフィルタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側においてはスペクトラム拡散変調に使用す
   るＭ系列符号の１周期毎にこのＭ系列符号に同期する送
   信信号に対する差動符号を求め、この差動符号を前記Ｍ
   系列符号を用いてスペクトラム拡散変調した変調信号を
   電力線に供給し、受信側においては電力線を介して送ら
   れて来る受信変調信号をその変調に使用したＭ系列符号
   の１周期間にわたって遅延させることにより遅延受信変
   調信号とし、この遅延受信変調信号と前記受信変調信号
   とを乗算することによりスペクトラム逆拡散復調を行な
   って受信信号を取り出すことを特徴とするスペクトラム
   拡散電力線搬送通信方法。
2. （２）伝達路として利用する電力線を介して接続された
   送信装置と受信装置からなり、前記送信装置はＭ系列符
   号を発生するＭ系列符号発生回路と、前記Ｍ系列符号の
   １周期毎にこのＭ系列符号と送信信号との差動符号を求
   めて出力する差動符号化回路と、前記Ｍ系列符号と前記
   差動符号を乗算することによりスペクトラム拡散変調す
   るスペクトラム拡散変調回路と、このスペクトラム拡散
   変調回路から出力される変調信号を電力線に供給する結
   合器とからなり、前記受信装置は電力線を介して送られ
   て来る変調信号を取り出す結合器と、この結合器から出
   力される受信変調信号をその変調時に使用したＭ系列符
   号の１周期間にわたって遅延させることにより遅延受信
   変調信号を出力する遅延回路と、前記受信変調信号と前
   記遅延受信変調信号とを乗積することによりスペクトラ
   ム逆拡散復調して受信信号を取り出すスペクトラム逆拡
   散復調回路とによって構成されることを特徴とするスペ
   クトラム拡散電力線搬送通信装置。