JP2914232B2 - Spread spectrum communication system - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はスペクトル拡散通信
システムに関し、特に電灯線のような伝送環境が悪い伝
送路を使用して高速のデータ伝送を行うスペクトル拡散
通信システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spread spectrum communication system, and more particularly to a spread spectrum communication system for performing high-speed data transmission using a transmission line having a poor transmission environment such as a power line.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、家庭内の情報化に伴い、ホームバ
スシステム(HBS)、ドメスティックディジタルバス
(D2B)等のバス型ネットワークが提案されている。
しかし、これらのネットワークは同軸ケーブルやツイス
トペアケーブル等の専用の伝送路を必要とするため、ケ
ーブルを敷設するのに問題がある。そこで、この問題を
解決する手段として、既に家庭に敷設されている電灯線
を伝送路にした通信システムが考えられている。2. Description of the Related Art In recent years, bus-type networks such as a home bus system (HBS) and a domestic digital bus (D2B) have been proposed with the progress of computerization at home.
However, these networks require a dedicated transmission path such as a coaxial cable or a twisted pair cable, and thus have a problem in laying cables. Therefore, as a means for solving this problem, a communication system in which a power line already laid in a home is used as a transmission path has been considered.
【0003】しかし、元々電灯線は電力を搬送するため
の線路であって、各種電気機器からのノイズや伝送特性
の急激な変動、ジッタ等の影響により、情報を伝送する
には適していない。その対策として、従来から、ノイ
ズ,伝送特性の変動に強いスペクトル拡散通信を利用し
た通信システムが提案されており、例えば、特開平4−
252531号公報に開示された「スペクトル拡散通信
方式および装置」がある。However, an electric light line is originally a line for carrying electric power, and is not suitable for transmitting information due to the influence of noise from various electric devices, abrupt fluctuation of transmission characteristics, jitter, and the like. As a countermeasure, a communication system using spread spectrum communication resistant to noise and fluctuations in transmission characteristics has been proposed.
There is a “spread spectrum communication system and device” disclosed in Japanese Patent No. 252531.
【0004】図8はこの従来のスペクトル拡散通信シス
テムの送信部の構成図である。図8において、送信部
は、拡散符号であるPN(Pseudo Noise)
符号のクロック(以後FCKと呼ぶ)を発生する符号ク
ロック発生器70と、PN符号を発生するPN符号発生
器71と、15段のシフトレジスタ72と、セレクタ7
3とにより構成される。FIG. 8 is a configuration diagram of a transmission section of the conventional spread spectrum communication system. In FIG. 8, the transmission unit is a PN (Pseudo Noise) which is a spreading code.
A code clock generator 70 for generating a code clock (hereinafter referred to as FCK); a PN code generator 71 for generating a PN code; a 15-stage shift register 72;
And 3.
【0005】PN符号発生器71は、5段の線形帰還シ
フトレジスタより構成され、初期値として「00000
b」(bは2進数を示す)以外のデータが設定され、符
号長31チップのM系列符号を生成する。このM系列符
号は送信データ「0」に対する拡散符号(以後PN0と
呼ぶ)とし、セレクタ73の第1の入力に供給される。
また、このPN0は、15段のシフトレジスタ72に
て、約半周期(15チップ)遅れたM系列符号となる。
このM系列符号は送信データ「1」に対する拡散符号
(以後PN1と呼ぶ)とされ、セレクタ73の第2の入
力に供給される。The PN code generator 71 is composed of a five-stage linear feedback shift register, and has an initial value "00000".
Data other than "b" (b indicates a binary number) is set, and an M-sequence code having a code length of 31 chips is generated. This M-sequence code is provided as a spread code (hereinafter referred to as PN0) for transmission data "0", and is supplied to the first input of the selector 73.
This PN0 is an M-sequence code delayed by about half a cycle (15 chips) in the 15-stage shift register 72.
This M-sequence code is used as a spread code (hereinafter referred to as PN1) for the transmission data "1", and is supplied to the second input of the selector 73.
【0006】送信データは、拡散符号の1周期(31チ
ップ)を1ビットとし、送信データに応じてセレクタ7
3にてPN0,PN1のいずれかが選択され、スペクト
ル拡散信号(以後SS信号と呼ぶ)として伝送路である
電灯線に出力される。The transmission data has one cycle (31 chips) of the spreading code as one bit, and a selector 7 according to the transmission data.
At step 3, either PN0 or PN1 is selected and output as a spread spectrum signal (hereinafter referred to as an SS signal) to a power line as a transmission path.
【0007】次に、このSS信号を受信する受信部の構
成を図9に示す。図9において、PN符号を発生する符
号クロック発生器80と、送信部と同一のPN0を発生
するPN符号発生器81と、15段のシフトレジスタ8
2と、相関積分器83−0,83−1と、比較器84
と、セレクタ85と、ピーク検出器86と、同期制御部
87とにより構成される。Next, FIG. 9 shows a configuration of a receiving section for receiving the SS signal. In FIG. 9, a code clock generator 80 for generating a PN code, a PN code generator 81 for generating the same PN0 as the transmitting unit, and a 15-stage shift register 8
2, correlation integrators 83-0 and 83-1 and comparator 84
, A selector 85, a peak detector 86, and a synchronization control unit 87.
【0008】送信部と同様に、PN符号発生器81より
PN0が、シフトレジスタ82よりPN1が夫々生成さ
れる。SS信号は相関積分器83−0及び83−1に入
力され、夫々PN0とPN1との相関積分が算出され
る。これらの相関積分値を夫々CORR0,CORR1
と呼ぶ。As in the transmission section, PN0 is generated from a PN code generator 81, and PN1 is generated from a shift register 82, respectively. The SS signal is input to correlation integrators 83-0 and 83-1 to calculate the correlation integral between PN0 and PN1, respectively. These correlation integrated values are referred to as CORR0 and CORR1, respectively.
Call.
【0009】そして、CORR0とCORR1を比較器
84にて比較し、大きい方のPN符号に対応するデータ
値を復調データとして出力する。すなわち、CORR0
の方が大きい場合にはデータ「0」を、CORR1が大
きい場合にはデータ「1」を夫々復調データとする。Then, CORR0 and CORR1 are compared by a comparator 84, and a data value corresponding to the larger PN code is output as demodulated data. That is, CORR0
Is larger, the data "0" is demodulated data, and if the CORR1 is larger, data "1" is demodulated data.
【0010】また、相関積分値の大きい方をセレクタ8
5を介してピーク検出器86に入力し、このピーク値及
びピーク位置を検出し、それに基づき、同期制御部87
にて符号クロック発生器80を制御して、PN符号の同
期がはずれないように制御するようになっている。Further, the selector having the larger correlation integration value is selected by the selector 8.
5 to a peak detector 86, which detects the peak value and the peak position.
Control the code clock generator 80 so that the PN code is not out of synchronization.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スペクトル拡散システムでは、データの速度を上げよう
とすると、それに比例して拡散符号の周波数が増大し、
拡散帯域幅が増大となってしまうという欠点がある。例
えば、データ速度9600bpsにて拡散符号チップ3
1のM系列符号にて拡散した場合、符号クロックはその
31倍の297.6kHzとなり、拡散帯域幅はその倍
の600kHz近くとなる。この条件にてデータの転送
速度を倍にすると、拡散帯域幅は1200kHzとなっ
てしまい、電灯線搬送の場合の帯域制限である450k
Hzを大きく越えてしまう。However, in the conventional spread spectrum system, when trying to increase the data rate, the frequency of the spread code increases in proportion to it,
There is a disadvantage that the spreading bandwidth is increased. For example, at a data rate of 9600 bps, the spread code chip 3
In the case of spreading with the M-sequence code of 1, the code clock is 297.6 kHz, which is 31 times that, and the spreading bandwidth is about 600 kHz, which is twice that. If the data transfer rate is doubled under these conditions, the spread bandwidth becomes 1200 kHz, which is 450 kHz, which is the band limit in the case of power line transportation.
Hz.
【0012】本発明の目的は、拡散符号の符号長、拡散
帯域幅を変えることなくデータの転送量を増やすことに
より、データ転送を高速化するようにしたスペクトル拡
散通信システムを提供することである。It is an object of the present invention to provide a spread spectrum communication system in which the data transfer speed is increased by increasing the data transfer amount without changing the code length and spread bandwidth of the spread code. .
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明によるスペクトル
拡散通信システムは、並列Nビット(Nは2以上の整
数)の送信データの2N とおりの組合わせパターンに夫
々対応して2N 個の拡散符号を発生する第1の拡散符号
発生手段と、前記送信データの各組合わせパターンに対
応して対応拡散符号を夫々選択して送信出力とする選択
手段と、第1の同期用拡散符号を発生する第1の同期用
拡散符号発生手段と、前記選択手段の選択出力に前記第
1の同期用拡散符号を加算して送信する加算手段とを有
する送信部と、2N 個の拡散符号を発生する第2の拡散
符号発生手段と、前記送信データの2N とおりの組合わ
せパターンに夫々対応した2N 個の送信拡散符号を受信
して前記第2の拡散符号発生手段の2N 個の拡散符号と
の相関積分を算出する2N 個の相関積分手段と、これ等
相関積分手段の積分値の最大のものを検出する最大値検
出手段と、第2の同期用拡散符号を発生する第2の同期
用拡散符号発生手段と、前記第1の同期用拡散符号を受
信して前記第2の同期用拡散符号との相関積分を算出す
る同期用相関積分手段と、この同期用相関積分値に基き
受信拡散符号の前記第2の同期用拡散符号に対する位相
状態を検出する手段と、この位相状態が一致を示す場合
には前記最大値に対応するパターンを復調データとし、
不一致の場合には前記最大値に対応するパターンに対し
て2チップずれたパターンに対応する積分値と前記最大
値との差と所定閾値との差の大小に応じて復調データを
決定する判定手段とを有する受信部と、を含むことを特
徴とする。Spread spectrum communication system according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION A parallel N bit (N is an integer of 2 or more) each corresponding to a combination pattern of 2 N as in the 2 N spread transmission data of A first spreading code generating means for generating a code, a selecting means for selecting a corresponding spreading code corresponding to each combination pattern of the transmission data and setting a transmission output, and generating a first synchronization spreading code. a first synchronizing <br/> spread code generating means for the first to the selection output of the selection means
A transmitting unit having an adding means for adding and transmitting one synchronization spreading code , a second spreading code generating means for generating 2 N spreading codes, and 2 N combinations patterns of the transmission data 2 N correlation integration means for receiving 2 N transmission spreading codes respectively corresponding to the above and calculating the correlation integration with the 2 N spreading codes of the second spreading code generation means; Means for detecting the largest integrated value of the means, and second synchronization for generating a second synchronization spreading code.
Receiving means for receiving the first spreading code for synchronization,
To calculate a correlation integral with the second synchronization spreading code.
A correlation integration means for synchronization, a means for detecting a phase state of the received spreading code with respect to the second synchronization spreading code based on the integration value for synchronization , Is a pattern corresponding to the maximum value as demodulated data,
In the case of non-coincidence, a judging means for determining demodulated data according to the magnitude of a difference between an integral value corresponding to a pattern shifted by two chips from the pattern corresponding to the maximum value and the maximum value and a predetermined threshold value. And a receiving unit having:
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の作用は次の如くである。
すなわち、送信側において、Nビットのデータの2N 個
の各組合わせパターンに夫々対応して2N 個のPN符号
を用意しておき、送信すべきNビットのデータパターン
に応じて対応するPN符号を択一的に送出するようにす
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The operation of the present invention is as follows.
That, PN of the transmitting side, husband the 2 N each combination pattern of the N-bit data s correspondingly are prepared to the 2 N PN code, corresponding according to the data pattern of N bits to be transmitted Codes are sent alternatively.
【0016】受信側においては、この受信信号と2N 個
のPN符号との相関積分を算出し、それ等の最大値のP
N符号に対応したNビットパターンを復調データとする
ものである。On the receiving side, the correlation integral between the received signal and 2 N PN codes is calculated, and the maximum value P
An N-bit pattern corresponding to the N code is used as demodulated data.
【0017】次に本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0018】図1は本発明のスペクトル拡散通信システ
ムの送信部の構成図である。図1において、送信部は、
拡散符号のクロック(以後FCKと呼ぶ)を発生する符
号クロック発生器1と、PN符号を発生するPN符号発
生器2と、28段のシフトレジスタ3と、セレクタ4と
を備えている。FIG. 1 is a block diagram of a transmitting section of a spread spectrum communication system according to the present invention. In FIG. 1, the transmitting unit includes:
The apparatus includes a code clock generator 1 for generating a spread code clock (hereinafter referred to as FCK), a PN code generator 2 for generating a PN code, a 28-stage shift register 3, and a selector 4.
【0019】符号クロック発生器1の出力は、PN符号
発生器2の入力とシフトレジスタ3のクロック入力に接
続され、PN符号発生器2の出力PN0はシフトレジス
タ3のデータ入力と、セレクタ4のデータ入力に接続さ
れている。シフトレジスタ3の4段目から4段おきに2
8段目までの7つの出力PN1〜PN7はセレクタ4の
データ入力に接続され、セレクタ4の制御入力に3ビッ
トの送信データが接続された構成になっている。The output of the code clock generator 1 is connected to the input of the PN code generator 2 and the clock input of the shift register 3, and the output PN0 of the PN code generator 2 is connected to the data input of the shift register 3 and the selector 4 Connected to data input. From the fourth stage of the shift register 3 to 2 every 4th stage
The seven outputs PN1 to PN7 up to the eighth stage are connected to the data input of the selector 4, and the control input of the selector 4 is connected to 3-bit transmission data.
【0020】また、PN符号発生器2は、5段のシフト
レジスタ5と、EXOR6とを備え、シフトレジスタ5
の5段目と2段目との出力がEXOR6を通してシフト
レジスタ5の1段目に入力されており、線形帰還シフト
レジスタを構成する。この線形帰還シフトレジスタから
は、符号長が31チップのM系列符号が出力される。The PN code generator 2 includes a five-stage shift register 5 and an EXOR 6, and the shift register 5
The outputs of the fifth stage and the second stage are input to the first stage of the shift register 5 through the EXOR 6, and constitute a linear feedback shift register. The linear feedback shift register outputs an M-sequence code having a code length of 31 chips.
【0021】次に本発明の送信部の動作について説明す
る。先ず、FCKを基にしてPN符号発生器2よりM系
列符号が発生され、これを3ビットの送信データ「00
0b」に対応した拡散符号(以後PN0と呼ぶ)として
セレクタ4に出力する。また、シフトレジスタ3を介
し、PN0よりFCKの4クロックから28クロックま
で、4クロックおきの7つの信号は、夫々3ビットの送
信データ「001b」から「111b」までに対応した
拡散符号(以後、PN1からPN7と呼ぶ)として、セ
レクタ4に出力される。Next, the operation of the transmitting section of the present invention will be described. First, an M-sequence code is generated from the PN code generator 2 on the basis of FCK, and the M-sequence code is converted to 3-bit transmission data "00
0b "is output to the selector 4 as a spreading code (hereinafter referred to as PN0). Further, through the shift register 3, seven signals every four clocks from PN0 to 4 clocks of FCK to 28 clocks are spread codes corresponding to 3-bit transmission data “001b” to “111b” (hereinafter referred to as “spread codes”). PN1 to PN7) are output to the selector 4.
【0022】PN0からPN7の8つのPN符号は同一
のM系列符号で、夫々FCKにて遅延された関係にあ
る。M系列符号の自己相関特性から、これ等の各符号は
相互相関特性が小さいので、後で説明する受信部にて夫
々のPN符号に対応したデータ値を検出することができ
る。The eight PN codes PN0 to PN7 are the same M-sequence code, and have a relationship delayed by FCK. From the autocorrelation characteristics of the M-sequence code, since these codes have low cross-correlation characteristics, a data value corresponding to each PN code can be detected by a receiving unit described later.
【0023】セレクタ4では、3ビットの送信データに
基づきPN0からPN7が択一的に導出されてスペクト
ル拡散信号(SS信号)として伝送路に送出される。こ
の様にして、送信データを一度に複数ビット(本実施例
では3ビット)を拡散して送出することができる。In the selector 4, PN0 to PN7 are alternatively derived based on the 3-bit transmission data and sent out to the transmission line as a spread spectrum signal (SS signal). In this way, transmission data can be transmitted with a plurality of bits (3 bits in this embodiment) spread at a time.
【0024】次に、図1の送信部からのSS信号を受信
する受信部の構成を図2に示す。図2において、受信部
は、符号クロック発生器10と、PN0を発生するPN
符号生成部11と、28段のシフトレジスタ12と、8
個の相関積分器13−0〜13−7と、比較器14と、
セレクタ15と、ピーク検出器16と、同期制御部17
とを備えている。Next, FIG. 2 shows a configuration of a receiving section for receiving the SS signal from the transmitting section in FIG. In FIG. 2, a receiving unit includes a code clock generator 10 and a PN generator PN0.
A code generation unit 11; a 28-stage shift register 12;
Correlation integrators 13-0 to 13-7, a comparator 14,
Selector 15, peak detector 16, synchronization control unit 17
And
【0025】符号クロック発生器1の出力であるFCK
はPN符号生成部11の入力とシフトレジスタ12のク
ロック入力に接続され、PN符号発生器11の出力(P
N0)は相関積分器13−0の第2の入力とシフトレジ
スタ12のデータ入力に接続されている。FCK which is the output of the code clock generator 1
Is connected to the input of the PN code generator 11 and the clock input of the shift register 12, and the output (P
N0) is connected to the second input of the correlation integrator 13-0 and the data input of the shift register 12.
【0026】シフトレジスタ12の4段目から28段目
まで4段おきの7つの出力(PN1〜PN7)は相関積
分器13−1〜13−7の第2の入力に接続されてい
る。SS信号は相関積分器13−0〜13−7の第1の
入力に接続されている。相関積分器13−0〜13−7
の出力(以後CORR0〜CORR7と呼ぶ)は比較器
14の入力とセレクタ15のデータ入力に接続されてい
る。Seven outputs (PN1 to PN7) at every fourth stage from the fourth stage to the 28th stage of the shift register 12 are connected to second inputs of the correlation integrators 13-1 to 13-7. The SS signal is connected to first inputs of the correlation integrators 13-0 to 13-7. Correlation integrators 13-0 to 13-7
(Hereinafter referred to as CORR0 to CORR7) are connected to the input of the comparator 14 and the data input of the selector 15.
【0027】セレクタ15に出力はピーク検出器16の
入力に接続され、ピーク検出器16の出力は同期制御部
17の入力に接続されている。同期制御部17の第1の
出力は符号クロック発生器10の入力に接続され、第2
の出力はセレクタ15の第1制御入力に接続されてい
る。そして比較器14の出力はセレクタ15の第2の制
御入力に接続された構成となっている。The output of the selector 15 is connected to the input of the peak detector 16, and the output of the peak detector 16 is connected to the input of the synchronization controller 17. The first output of the synchronization control unit 17 is connected to the input of the code clock
Is connected to the first control input of the selector 15. The output of the comparator 14 is connected to the second control input of the selector 15.
【0028】次に、受信部の動作について説明する。は
じめに、先の送信部と同様に、符号クロック発生器10
にてFCKが生成され、それに基づき、PN符号発生部
11及びシフトレジスタ12を介して、送信部と同一の
8つの拡散符号PN0からPN7が生成される。Next, the operation of the receiving section will be described. First, the code clock generator 10
Generates an FCK, and based on the generated FCK, the same eight spreading codes PN0 to PN7 as those of the transmitting unit are generated via the PN code generating unit 11 and the shift register 12.
【0029】これらの拡散符号は、SS信号と相関積分
器13−0〜13−7にて相関積分される。相関積分と
は、式1に示すように、SS信号と拡散符号の1周期分
積分した値のことである。These spread codes are correlation-integrated with the SS signal by correlation integrators 13-0 to 13-7. The correlation integral is a value obtained by integrating one period of the SS signal and the spread code as shown in Expression 1.
【0030】 相関積分値=(1/T)∫(SS信号)*(拡散信号)dt・・・(式1) 尚、Tは拡散符号の周期であり、∫は0〜Tの積分を示
すものとする。Correlation integral value = (1 / T) ∫ (SS signal) * (spread signal) dt (Equation 1) Here, T is a period of a spread code, and ∫ indicates an integration of 0 to T. Shall be.
【0031】図3には、送信データに対する相関積分器
13−0,13−1,…,13−7の相関積分出力(C
ORR0,CORR1,…,CORR7)の関係につい
て示す。図3において、送信データに該当する相関積分
値が最大となり、他の積分値は最小値となる。従って、
CORR0からCORR7を比較器14にて最大のもの
を検出して、この最大のPN符号に対応する3ビットの
データパターンを受信データとして復調することができ
る。こうしてデータ「000b」から「111b」まで
の3ビットのデータを復調することができる。FIG. 3 shows the correlation integral output (C) of the correlation integrators 13-0, 13-1,..., 13-7 for the transmission data.
ORR0, CORR1,..., CORR7). In FIG. 3, the correlation integral value corresponding to the transmission data becomes the maximum, and the other integral values become the minimum values. Therefore,
The maximum of CORR0 to CORR7 is detected by the comparator 14, and a 3-bit data pattern corresponding to the maximum PN code can be demodulated as received data. Thus, 3-bit data from "000b" to "111b" can be demodulated.
【0032】尚、この様に正しく復調が行われるために
は、送信部と受信部の拡散符号の同期がとれていること
が前提となる。同期をとるためには、ラフに同期を合わ
せ込む同期補捉と、同期補捉後同期がはずれないように
する同期追跡の2つの工程に分かれる。同期補捉につい
ては、例えば従来より構成の簡単なスライディング・サ
ーチの手法を用いる。In order to perform the demodulation correctly in this way, it is premised that the spreading codes of the transmitting unit and the receiving unit are synchronized. Synchronization is divided into two steps: synchronization capture for roughly synchronizing synchronization, and synchronization tracking for preventing synchronization after synchronization capture. For synchronous capture, for example, a sliding search method having a simpler configuration than the conventional one is used.
【0033】送信部から送信データを送出する前には、
同期補捉用に特定のデータ、例えば、「000b」を送
出する。この時、受信部は、同期制御17を介し符号ク
ロック発生部10を制御しFCKを徐々に遅らせる。そ
して、セレクタ15を制御し、相関積分器13−0のC
ORR0のピーク位置をピーク検出器16にて検出する
ことにより、同期を補捉する。Before sending transmission data from the transmission unit,
Specific data, for example, “000b” is transmitted for synchronous capture. At this time, the receiver controls the code clock generator 10 via the synchronization control 17 to gradually delay FCK. Then, the selector 15 is controlled, and C of the correlation integrator 13-0 is controlled.
By detecting the peak position of ORR0 with the peak detector 16, synchronization is captured.
【0034】また、同期補捉後の同期追跡については、
比較器14にて最大を示した相関積分値のピーク位置を
ピーク検出器16にて検出し、このピーク検出タイミン
グが同期制御部17にて符号クロック発生部10のFC
Kに対して、遅れているか進んでいるかを判定し、この
判定結果に従って符号クロック発生器10の符号クロッ
クを制御することにより同期を追跡することができる。Further, regarding the synchronization tracking after the synchronization capture,
The comparator 14 detects the peak position of the correlation integration value that shows the maximum, and the peak detector 16 detects the peak position.
It is possible to determine whether the signal is delayed or advanced with respect to K, and control the code clock of the code clock generator 10 in accordance with the result of the determination to track the synchronization.
【0035】この様にして、本発明によるスペクトル拡
散通信システムでは、従来とSS信号の帯域は変わらな
いにも関わらず、情報量を増やし、データを高速に送る
ことができることになるのである。As described above, in the spread spectrum communication system according to the present invention, the amount of information can be increased and data can be transmitted at high speed despite the fact that the band of the SS signal does not change from that of the related art.
【0036】データを高速化するためには、各データ値
に対応した拡散符号を多数用意することが必要となる。
そこで、同一の拡散符号長であれば、拡散符号の遅延量
をできるだけ小さくすれば良い。図3に示したように、
M系列符号の場合、相関積分のピークの幅が±1チップ
となり、原理的には遅延させたM系列符号と識別するた
めには、遅延量を1チップにすれば良い。In order to speed up data, it is necessary to prepare a large number of spread codes corresponding to each data value.
Thus, if the spread code length is the same, the delay amount of the spread code may be reduced as much as possible. As shown in FIG.
In the case of the M-sequence code, the peak width of the correlation integral becomes ± 1 chip. In principle, in order to distinguish the M-sequence code from the delayed M-sequence code, the delay amount may be one chip.
【0037】しかし、実際には、伝送路の特性変動ジッ
タ等により相関積分値のピークがずれるため、遅延量の
近接する拡散符号の相関積分値のほうが大きくなってし
まう可能性もあり、相関積分値の大小判断だけでは、デ
ータを誤って復調してしまう可能性がある。そこで、こ
の様な誤りを考慮したスペクトル拡散通信システムにつ
いて説明する。However, in practice, since the peak of the correlation integral value shifts due to the characteristic fluctuation jitter of the transmission line, there is a possibility that the correlation integral value of the spread code having a close delay amount becomes larger. Just judging the magnitude of the value may erroneously demodulate the data. Therefore, a spread spectrum communication system considering such errors will be described.
【0038】図4に、このスペクトル拡散通信システム
の送信部の構成を示す。図1の送信部に比べ、同期をと
るための拡散符号(PNSと呼ぶ)を発生するPN符号
発生器21と、セレクタ24にて送信データ値により選
択されたSS信号とPNSを加算する加算器25が追加
されている。FIG. 4 shows the configuration of the transmitting section of the spread spectrum communication system. Compared with the transmission unit of FIG. 1, a PN code generator 21 for generating a spread code (called PNS) for synchronization, and an adder for adding a PNS to an SS signal selected by a selector 24 based on a transmission data value. 25 have been added.
【0039】更に、送信データが3ビットから4ビット
に拡張され、それに伴い、PN0を遅延するシフトレジ
スタ23が30段となり、2段毎に夫々PN1からPN
15までの15個の拡散符号とPN0を含め、送信デー
タ「0000b」から「1111b」に1対1に対応し
た16個の拡散符号を生成している。Further, the transmission data is expanded from 3 bits to 4 bits, and accordingly, the shift register 23 for delaying PN0 becomes 30 stages, and the PN1 to PN are shifted every two stages.
Including the 15 spreading codes up to 15, and PN0, 16 spreading codes corresponding to the transmission data "0000b" and "1111b" on a one-to-one basis are generated.
【0040】PN0に対して遅延量を小さくして多くの
PN符号を生成すると、先に説明した状態になると復調
データを誤る可能性があるため、送信データに対応した
拡散符号にて同期をとろうとすると同期が正しくとれな
くなってしまう場合がある。そのため、新たに同期をと
るための拡散符号PNSを追加する。PNSはPN0〜
PN15と相互相関が小さいことが望まれるため、本実
施例では、5段目と3段目との出力のEXOR結果を入
力する線形帰還シフトレジスタより構成されるM系列符
号とする。If a large amount of PN codes are generated with a small delay amount with respect to PN0, the demodulated data may be erroneous in the state described above. Attempting to do so may result in incorrect synchronization. Therefore, a spreading code PNS for newly establishing synchronization is added. PNS is PN0
Since it is desired that the cross-correlation with PN15 is small, this embodiment uses an M-sequence code composed of a linear feedback shift register that inputs the EXOR results of the outputs of the fifth and third stages.
【0041】図5に図4の送信部に対応する受信部の構
成を示す。図2の受信部に比べ、PNSを発生するPN
符号発生器31と、その相関積分器35と、データ判定
部40と、データ判定の条件となる閾値設定部39とが
追加されている。FIG. 5 shows a configuration of a receiving section corresponding to the transmitting section of FIG. Compared with the receiving unit of FIG.
A code generator 31, a correlation integrator 35, a data determination unit 40, and a threshold setting unit 39 serving as a data determination condition are added.
【0042】符号クロックの同期は、PNSの相関積分
値(CORRS)に基づき、ピーク検出器36、同期制
御部37を介して符号クロック発生器30を制御するこ
とにて行われる。The synchronization of the code clock is performed by controlling the code clock generator 30 via the peak detector 36 and the synchronization control unit 37 based on the correlation integral value (CORRS) of the PNS.
【0043】また、データの復調は、相関積分器34−
0〜34−15の相関積分値CORR0〜CORR15
を比較器38にて比較して最大値を検出し、この最大値
のPN符号に対応する4ビットパターンを生成し、この
4ビットパターンと相関積分値CORR0〜CORR1
5とに応じてデータ判定部40にて行われる。The demodulation of the data is performed by the correlation integrator 34-.
Correlation integrated values CORR0 to CORR15 of 0 to 34-15
Are compared by the comparator 38 to detect a maximum value, a 4-bit pattern corresponding to the PN code of the maximum value is generated, and the 4-bit pattern is correlated with the correlation integral values CORR0 to CORR1.
5 is performed by the data determination unit 40.
【0044】図6に比較器38にてデータm(0≦m≦
15,mは整数)に対する相関積分値CORRmが最大
となったときのデータ判定部40の処理フローを示す。
データ判定部40では、同期制御部37より、PNSの
SS信号に対しての位相情報を調べる(ルーチン5
1)。この時、位相が一致していれば、データmを復調
データとして出力する(ルーチン54)。Referring to FIG. 6, the data m (0 ≦ m ≦
(15, m is an integer) shows a processing flow of the data determination unit 40 when the correlation integration value CORRm becomes the maximum.
The data determination unit 40 checks the phase information of the PNS SS signal from the synchronization control unit 37 (routine 5).
1). At this time, if the phases match, the data m is output as demodulated data (routine 54).
【0045】また、遅れている場合には、CORRm
と、PNmより2チップ遅れたPN(m+1)の相関積
分CORR(m+1)の差を閾値設定部39の閾値と比
較する(ルーチン52)。小さい場合には、復調データ
をm+1とする(ルーチン55)。小さくない場合には
復調データをmとする(ルーチン54)。If the time is late, CORRm
And the difference between the correlation integral CORR (m + 1) of PN (m + 1) two chips behind PNm is compared with the threshold value of the threshold value setting unit 39 (routine 52). If smaller, the demodulated data is set to m + 1 (routine 55). If not, the demodulated data is set to m (routine 54).
【0046】また、同様に、ルーチン51にて進んでい
る場合には、CORRmとCORR(m−1)の差が閾
値と比較する(ルーチン53)。小さい場合には、復調
データをm−1とし(ルーチン56)、小さくない場合
には、mとする(ルーチン54)。Similarly, when the routine proceeds to the routine 51, the difference between CORRm and CORR (m-1) is compared with a threshold value (routine 53). If it is smaller, the demodulated data is set to m-1 (routine 56), and if not smaller, it is set to m (routine 54).
【0047】図7はPNSに対するSS信号の位相の状
態を示す図であり、(a)は両位相が一致している状態
を、(b)はSS信号の位相が進んでいる状態を、
(c)はSS信号の位相が遅れている状態を夫々示して
いる。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the state of the phase of the SS signal with respect to the PNS. FIG. 7A shows a state in which both phases match, FIG. 7B shows a state in which the phase of the SS signal is advanced,
(C) shows the state where the phase of the SS signal is delayed.
【0048】この様に、データ判定部40にて、比較器
38にて最大を示した相関積分値と、閾値と、更には同
期制御部37の位相情報とに基づき、復調データを判定
することにより、拡散符号であるM系列符号の遅延量を
小さくしても、正しく復調することができ、更にデータ
転送の高速化を図ることができる。As described above, the data judgment unit 40 judges the demodulated data based on the correlation integration value indicating the maximum in the comparator 38, the threshold value, and the phase information of the synchronization control unit 37. Accordingly, even if the delay amount of the M-sequence code, which is a spread code, is reduced, demodulation can be performed correctly, and the speed of data transfer can be further increased.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のスペクトル
拡散通信システムによれば、Nビットのデータに対し
て、2N 個の相互相関の小さい拡散符号を割り当て拡散
し、拡散した信号と2N 個の拡散符号との相関積分値の
中で最も大きいものの拡散符号に対応するデータを復調
データとすることにより、同一の拡散符号長、拡散帯域
にてデータ転送量を増やすことができ、データを高速に
転送することができるという効果がある。As described above, according to the spread spectrum communication system of the present invention, 2 N pieces of spreading codes having a small cross-correlation are allocated and spread to N-bit data, and the spread signal and 2 N data are spread. By making the data corresponding to the largest spreading code among the correlation integral values with the spreading codes the demodulated data, the data transfer amount can be increased with the same spreading code length and spreading band, and the data There is an effect that data can be transferred at high speed.
【0050】そのため、例えば、従来電力線搬送にて、
31チップのM系列符号にて拡散を行った場合には、伝
送帯域の制限から、データ転送速度は9600bpsが
限度であったのに対し、本発明のスペクトル拡散通信シ
ステムを用いると、その3倍若しくは4倍にまでデータ
転送速度を上げることができるものである。Therefore, for example, in the conventional power line carrier,
When spreading is performed using an M-sequence code of 31 chips, the data transfer rate is limited to 9600 bps due to the limitation of the transmission band. Alternatively, the data transfer speed can be increased up to four times.
【図1】本発明の一実施例の送信部のブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram of a transmission unit according to one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例の受信部のブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram of a receiving unit according to one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例の受信部における相関積分値
の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a correlation integral value in a receiving unit according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例の送信部のブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram of a transmission unit according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施例の受信部のブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram of a receiving unit according to another embodiment of the present invention.
【図6】図5のデータ判定部40の動作フロー図であ
る。FIG. 6 is an operation flowchart of the data determination unit 40 of FIG. 5;
【図7】PNSにおけるSS信号の位相状態を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a phase state of an SS signal in a PNS.
【図8】従来のスペクトル拡散通信システムの送信部の
ブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a transmitter of a conventional spread spectrum communication system.
【図9】従来のスペクトル拡散通信システムの受信部の
ブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of a receiving section of a conventional spread spectrum communication system.
1,10,30 符号クロック発生器 2,11,32 PN符号発生器 3,12,23,33 シフトレジスタ 4,15,24 セレクタ 13−0〜13−7,34−0〜34−15,35 相
関積分器 14,38 比較器 16,36 ピーク検出器 17,37 同期制御部 21,31 同期用PN符号発生器 39 閾値設定部 40 データ判定部1, 10, 30 Code clock generator 2, 11, 32 PN code generator 3, 12, 23, 33 Shift register 4, 15, 24 Selector 13-0 to 13-7, 34-0 to 34-15, 35 Correlation integrator 14,38 Comparator 16,36 Peak detector 17,37 Synchronization control unit 21,31 Synchronization PN code generator 39 Threshold setting unit 40 Data judgment unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 1/707 H04B 3/54 H04L 7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04B 1/707 H04B 3/54 H04L 7/00
Claims (2)
信データの2N とおりの組合わせパターンに夫々対応し
て2N 個の拡散符号を発生する第1の拡散符号発生手段
と、前記送信データの各組合わせパターンに対応して対
応拡散符号を夫々選択して送信出力とする選択手段と、
第1の同期用拡散符号を発生する第1の同期用拡散符号
発生手段と、前記選択手段の選択出力に前記第1の同期
用拡散符号を加算して送信する加算手段とを有する送信
部と、 2N 個の拡散符号を発生する第2の拡散符号発生手段
と、前記送信データの2N とおりの組合わせパターンに
夫々対応した2N 個の送信拡散符号を受信して前記第2
の拡散符号発生手段の2N 個の拡散符号との相関積分を
算出する2N 個の相関積分手段と、これ等相関積分手段
の積分値の最大のものを検出する最大値検出手段と、第
2の同期用拡散符号を発生する第2の同期用拡散符号発
生手段と、前記第1の同期用拡散符号を受信して前記第
2の同期用拡散符号との相関積分を算出する同期用相関
積分手段と、この同期用相関積分値に基き受信拡散符号
の前記第2の同期用拡散符号に対する位相状態を検出す
る手段と、この位相状態が一致を示す場合には前記最大
値に対応するパターンを復調データとし、不一致の場合
には前記最大値に対応するパターンに対して2チップず
れたパターンに対応する積分値と前記最大値との差と所
定閾値との差の大小に応じて復調データを決定する判定
手段とを有する受信部と、 を含むことを特徴とするスペクトル拡散通信システム。1. A first spreading code generating means for generating 2 N spreading codes respectively corresponding to 2 N combinations of transmission data of parallel N bits (N is an integer of 2 or more), Selection means for selecting a corresponding spreading code corresponding to each combination pattern of the transmission data and setting the transmission output,
A first synchronizing spread code generating means for generating a first synchronizing spread code, the first synchronization with the selection output of the selection means
A transmitting unit having an adding means for adding and transmitting a spreading code for use , a second spreading code generating means for generating 2 N spreading codes, and 2 N combinations patterns of the transmission data, respectively. Receiving the 2 N transmission spreading codes thus obtained,
2 and N correlation integral means for calculating the correlation integral between the 2 N spread codes of the spreading code generating means, and a maximum value detecting means for detecting that maximum integrated value of this such correlation integral unit, the
A second synchronization spreading code generating a second synchronization spreading code.
Generating means for receiving the first synchronization spreading code,
Synchronization correlation for calculating correlation integral with 2 synchronization spreading codes
Integrating means, means for detecting a phase state of the received spreading code with respect to the second synchronization spreading code based on the synchronization correlation integration value, and a pattern corresponding to the maximum value when the phase state indicates a match. Is the demodulated data, and in the case of a mismatch, the demodulated data is calculated according to the magnitude of the difference between the integral value corresponding to the pattern shifted by two chips from the pattern corresponding to the maximum value and the maximum value and the predetermined threshold value. And a receiving unit having a determination unit for determining the following.
の各々は、線形帰還シフトレジスタ回路と、この線形帰
還シフトレジスタ回路の出力を順次遅延して2 N −1個
の遅延出力を導出する遅延シフトレジスタ回路とを有
し、前記線形帰還シフトレジスタ回路の出力と前記遅延
シフトレジスタ回路の2 N −1個の出力とを前記2 N 個
の拡散符号とすることを特徴とする請求項1記載のスペ
クトル拡散通信システム。2. The first and second spreading code generating means.
Are linear feedback shift register circuits and this linear feedback
The output of the red shift register circuit is sequentially delayed to 2 N -1
And a delay shift register circuit for deriving the delayed output of
And the output of the linear feedback shift register circuit and the delay
Wherein the 2 N -1 single output of the shift register circuit 2 N pieces
The spread spectrum communication system according to claim 1 , wherein the spread code is used .
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