JP2947638B2 - Spread spectrum communication system and apparatus - Google Patents
Spread spectrum communication system and apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電灯線を情報伝送路とす
る通信に用いて好適なスペクトル拡散通信方式と装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spread spectrum communication system and apparatus suitable for communication using a power line as an information transmission path.
【0002】[0002]
【従来の技術】電灯線はすべての家庭に入っているの
で、家庭内の情報伝送媒体として見た場合、経済性、拡
張性に富んだ非常に有効な情報伝送媒体であるが、この
電灯線には、照明灯、空調機器、TVなとの多種多様な
電気機器が接続されているので、これら電気機器の使用
・不使用(電源のON・OFF等)によって、電灯線の
伝送特性が時々刻々と変化し、例えば、TVやスイッチ
ング電源を使用している機器なとの場合には電源周波数
に同期して位相特性が急激に変化する。2. Description of the Related Art Electric power lines are present in all households. Therefore, when viewed as an information transmission medium in a home, they are very effective and economically scalable. Is connected to a variety of electrical devices such as lighting, air conditioners, and TVs, and the transmission characteristics of the power lines sometimes change depending on the use / non-use (eg, power ON / OFF) of these electrical devices. The phase characteristics change every moment. For example, in the case of a device using a TV or a switching power supply, the phase characteristics change rapidly in synchronization with the power supply frequency.
【0003】このように、電灯線の伝送特性は平坦では
なく、不安定であるので良質なデ−タ伝送が難しいとい
う問題がある。As described above, the transmission characteristics of the power line are not flat and unstable, so that there is a problem that it is difficult to transmit high-quality data.
【0004】その対策として、例えば、文献「電灯線通
信(デ−タ伝送)」信学2種技報SSTA89-7(1989)、文献
「高性能SS電灯線モデム」NEC技報Vol.42No9 p
p.98-106(1989)に記載されているように、伝送路の変
動に強いとされているスペクトル拡散通信方式(以下、
SS通信方式という)の導入が検討されている。[0004] As countermeasures, for example, the literature “Power Line Communication (Data Transmission)”, Sekkei 2 Technical Report SSTA89-7 (1989), the document “High Performance SS Power Line Modem”, NEC Technical Report Vol.
As described in p.98-106 (1989), spread spectrum communication systems (hereinafter, referred to as
The introduction of an SS communication method) is being considered.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このSS通信方式で
は、伝送するデ−タに、1から0へ、0から1への遷移
が起こるたびにPN(Pseudo Nois)系列を反転させる符
号変形法が用いられ、受信信号を復調するためには、送
信側で用いたPN系列と同期した同じ系列を受信機側で
発生させる必要がある。このため、受信信号と受信機内
で発生させた上記受信PN系列との相関を監視し、相関
値が一定のしきい値を超えたかどうかによって、同期捕
捉(同期検出)を行い、同期捕捉後には同期を保つ同期
保持(同期追跡)を行う。同期確立後、相関値がしきい
値に対して+側にあれば論理「1」、−側にあれば論理
「0」と復調するようにしている。In this SS communication system, there is a code modification method for inverting a PN (Pseudo Nois) sequence every time a transition from 1 to 0 or from 0 to 1 occurs in transmitted data. In order to demodulate the received signal, it is necessary to generate the same sequence synchronized with the PN sequence used on the transmission side on the receiver side. Therefore, the correlation between the received signal and the received PN sequence generated in the receiver is monitored, and synchronization acquisition (synchronization detection) is performed depending on whether or not the correlation value exceeds a certain threshold. Maintain synchronization (synchronization tracking). After synchronization is established, if the correlation value is on the + side with respect to the threshold value, it is demodulated to logic "1", and if it is on the-side, it is demodulated to logic "0".
【0006】この同期捕捉にスライディング相関器(Sl
iding correlator)を使用した場合には、この相関器列
の発生タイミングを送信側のPN系列の発生タイミング
に対して、微小周波数分だけずらせて、両PN系列の相
関を取るものであるため、回路構成が簡単である利点が
あるが、上記両PN系列発生周波数差をあまり大きくで
きないので、スライディング速度を速くできず、同期確
立に時間を要し、実効伝送速度が著しく低下するという
欠点がある。[0006] A sliding correlator (Sl
In the case where an iding correlator is used, the timing of generating the correlator sequence is shifted by a minute frequency from the timing of generating the PN sequence on the transmitting side, and the correlation between the two PN sequences is obtained. Although there is an advantage that the configuration is simple, since the difference between the two PN sequence generation frequencies cannot be made so large, the sliding speed cannot be increased, it takes time to establish synchronization, and the effective transmission speed is significantly reduced.
【0007】また、同期保持に、デジタルDLLを用い
た場合、この方式では上記伝送特性の高速変動時には相
関関数の形が乱れるとともに急激に変わるため、追従で
きず、同期が不安定になるので、復調エラ−が生じやす
く、信頼性が低いという問題があった。In addition, when a digital DLL is used for maintaining the synchronization, in this system, when the transmission characteristic fluctuates at high speed, the shape of the correlation function is disturbed and changes suddenly. There is a problem that demodulation errors are likely to occur and reliability is low.
【0008】本発明は上記問題を解消するためになされ
たもので、同期確立を短時間で行なうことができ、伝送
特性の急変にも充分に追従することができ、更には、伝
送路との結合損失を低くおさえることが可能なスペクト
ル拡散通信方式および装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to establish synchronization in a short time, sufficiently follow a sudden change in transmission characteristics, and furthermore, to establish a connection with a transmission line. It is an object of the present invention to provide a spread spectrum communication system and device capable of suppressing coupling loss to a low level.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、送信データをPN系列で符号変形して通信す
るスペクトル拡散通信において、送信側では、送信デー
タの論理「1」、論理「0」に応じて、それぞれ第1の
PN系列、該PN系列に対して所定位相ずらせた第2の
PN系列を割当て、受信側では、上記第1のPN系列と
同じPN系列と受信信号との相関出力および上記第2の
PN系列と同じPN系列と受信信号との相関出力を比較
して大きい方の相関出力を選択し、選択した相関出力か
ら受信したPN系列1周期毎に現れるピークを求め、前
記ピークが上記2つの相関出力のどちらから出力された
ものであるかを判定して、上記ピークが上記第1のPN
系列と同じPN系列により得られたものである場合は論
理「1」を割り当て復調し、上記ピークが上記第2のP
N系列と同じPN系列により得られたものである場合は
論理「0」を割り当て復調する構成とした。According to the present invention, in order to achieve the above object, in the spread spectrum communication in which transmission data is subjected to code transformation with a PN sequence and communicated, a logic "1" and a logic " 0 ", a first PN sequence and a second PN sequence shifted by a predetermined phase with respect to the PN sequence are assigned. On the receiving side, the same PN sequence as the first PN sequence and the received signal are assigned. comparing the correlation output of the same PN sequence as the correlation output and the second PN sequence and the received signal
To select the larger correlation output,
The peak that appears every cycle of the PN sequence received from the
The peak was output from either of the above two correlation outputs
The peak is determined by the first PN
If it is obtained by the same PN sequence as the sequence,
The demodulation is performed by allocating the logic “1”, and the peak is equal to the second P
If it is obtained by the same PN sequence as the N sequence,
The configuration is such that logic "0" is assigned and demodulated .
【0010】請求項3では、第1のPN系列を発生する
PN系列発生器、該第1のPN系列を入力して所定位相
だけずらせた第2のPN系列を発生する遅延器、送信デ
ータ1bitの論理に応じて上記第1のPN系列もしく
は上記第2のPN系列を選択するセレクタを備える送信
部、上記第1のPN系列と受信信号との第1の相関値を
求める第1の相関器と上記第2のPN系列と受信信号と
の第2の相関値を求める第2の相関器、上記第1の相関
値と第2の相関値を比較してその大小に応じて上記第1
の相関値もしくは第2の相関値を選択する選択指令を発
生する比較器、この比較器の出力により上記相関値選択
を行うセレクタ、このセレクタの出力を入力してピーク
値とピーク位置検出を行うピーク検出器、上記比較器と
セレクタとピーク検出器とから受信したPN系列1周期
毎に現れるピークが上記2つの相関器のどちらから出力
されたものであるかを判定して上記比較器の2値出力に
対してそれぞれ論理「1」もしくは論理「0」を割り当
てるフリップフロップ、上記ピーク位置に同期して上記
フリップフロップにラッチ動作を行わせるクロックを発
生するとともに上記ピーク位置を追跡する同期制御部を
備える受信部を有する構成とした。According to a third aspect of the present invention, a PN sequence generator for generating a first PN sequence, a delay unit for inputting the first PN sequence and generating a second PN sequence shifted by a predetermined phase, and transmission data of 1 bit A transmission unit including a selector for selecting the first PN sequence or the second PN sequence in accordance with the logic of the above, and a first correlator for obtaining a first correlation value between the first PN sequence and a received signal And a second correlator for obtaining a second correlation value between the second PN sequence and the received signal. The second correlator compares the first correlation value with the second correlation value.
A comparator for generating a selection command for selecting the correlation value or the second correlation value, a selector for selecting the correlation value based on the output of the comparator, and inputting the output of the selector to detect the peak value and the peak position Peak detector, the above comparator and
One cycle of the PN sequence received from the selector and the peak detector
The peak that appears every time is output from either of the above two correlators
A flip-flop that assigns a logical “1” or a logical “0” to the binary output of the comparator, and performs a latch operation on the flip-flop in synchronization with the peak position And a receiving unit including a synchronization control unit that generates a clock to be synchronized and tracks the peak position.
【0011】請求項4では、第1および第2の相関器と
して、整合フィルタを用いる構成とした。In a preferred embodiment, a matched filter is used as the first and second correlators.
【0012】請求項5では、第1のPN系列および第2
のPN系列は、マンチェスタ符号化されたM系列である
構成とした。According to claim 5, the first PN sequence and the second PN sequence
Are configured to be Manchester-encoded M sequences.
【0013】[0013]
【作用】本発明では、送信側では、送信デ−タの論理
「1」、論理「0」に応じて、それぞれ第1のPN系
列、該PN系列にたいして所定位相ずらせた第2のPN
系列が割当てられて送信され、受信側では、受信信号と
受信部で発生させた2つのPN系列との相関出力のPN
系列1周期毎に現れるピ−クを検出し、ピ−クがどちら
の相関器に現れたかを判定して受信信号のデ−タを論理
「1」もしくは論理「0」に復調する。According to the present invention, on the transmitting side, the first PN sequence and the second PN sequence shifted by a predetermined phase with respect to the PN sequence in accordance with the logic "1" and the logic "0" of the transmission data, respectively.
A sequence is allocated and transmitted. On the receiving side, the PN of the correlation output between the received signal and the two PN sequences generated by the receiving unit is output.
Peaks appearing for each cycle of the sequence are detected, and it is determined which correlator the peak appears on, and the data of the received signal is demodulated to logic "1" or logic "0".
【0014】本発明では、伝送特性の急激な変化によ
り、2つの相関出力の波形の形が急激に変わっても、相
関出力のピ−ク(ピ−ク値とピ−ク位置)さえ検出でき
ればよく、安定した同期捕捉、同期保持およびデ−タの
復調が行える。また、上記相関器は整合フィルタを用い
るので、同期捕捉を高速に行うことができる。According to the present invention, even if the waveforms of the two correlation outputs suddenly change due to a sudden change in the transmission characteristics, it is only necessary to detect the peak of the correlation output (peak value and peak position). Good and stable synchronization acquisition, synchronization holding and data demodulation can be performed. Further, since the correlator uses a matched filter, synchronization acquisition can be performed at high speed.
【0015】また、マンチェスタ符号化されたM系列を
用いるので、送信部と伝送路との結合損失を低減するこ
とができる。Since the M-sequence encoded by Manchester encoding is used, the coupling loss between the transmission unit and the transmission path can be reduced.
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面を参照して説
明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1に送信部をブロック構成で示し、図2
に受信部をブロック構成で示す。FIG. 1 is a block diagram showing a transmitting unit, and FIG.
The receiving unit is shown in a block configuration.
【0018】図1において、1は5段シフトレジスタ、
2はEXORゲ−トであって、両者で第1のPN系列発
生器3を構成している。EXORゲ−ト2はシフトレジ
スタ1の特定の段の出力を入力し、EXORゲ−ト2の
出力がシフトレジスタ1の入力にフィ−ドバックされて
おり、本実施例では、シフトレジスタ1に、初期値とし
て、「00000」以外の値を設定して、符号長31の
M系列符号を得るようにしている。このPN系列発生器
3の出力をPNOとする。PN系列発生器3に与えられ
るクロックcのクロック速度はデ−タの伝送速度よりは
るかに速いものとする。4は第2のPN系列発生器であ
って、15段シフトレジスタからなる遅延器からなり、
PN系列発生器3の出力を入力され、PN系列発生器3
に与えられるクロックcと同じクロックcで駆動され
て、15チップ分だけPNOより位相の遅れたPN系列
(PNS)を発生する。5はタイミング信号発生器であ
って、アンドゲ−トからなり、シフトレジスタ1の全段
の出力のアンドを取り、該アンドゲ−ト5の出力PT
(M系列符号の1周期をあらわす信号)は送信デ−タD
とPNO、PNSとの同期を取るためのタイミング信号
PTとなる。6はセレクタであって、送信デ−タDの1
bitに対し、その論理が1の時はPNOを選択し、論
理が0の時はPNSを選択してSS信号を送出し、この
SS信号は、ローパスフィルタLFP7で帯域制限(電
灯線の場合は、10KHz〜450KHz)され、図示
しない送信アンプで所定レベルへ増幅されたのち結合器
(図示しない)を介して伝送路10に送り出される。In FIG. 1, 1 is a five-stage shift register,
An EXOR gate 2 constitutes a first PN sequence generator 3. The EXOR gate 2 receives the output of a specific stage of the shift register 1, and the output of the EXOR gate 2 is fed back to the input of the shift register 1. In this embodiment, the shift register 1 As an initial value, a value other than “00000” is set to obtain an M-sequence code having a code length of 31. The output of the PN sequence generator 3 is defined as PNO. The clock speed of the clock c supplied to the PN sequence generator 3 is assumed to be much higher than the data transmission speed. Reference numeral 4 denotes a second PN sequence generator, which includes a delay unit including a 15-stage shift register.
The output of the PN sequence generator 3 is input and the PN sequence generator 3
PN sequence (PNS), which is driven by the same clock c as the clock c applied to the PNO and has a phase delayed by 15 chips from the PNO. Numeral 5 is a timing signal generator, which is composed of an AND gate, which ANDs the outputs of all stages of the shift register 1 and outputs the output PT of the AND gate 5.
(A signal representing one cycle of the M-sequence code) is the transmission data D
, And a timing signal PT for synchronizing PNO and PNS. Reference numeral 6 denotes a selector, which is one of transmission data D.
When the logic is 1, the PNO is selected, and when the logic is 0, the PNS is selected and the SS signal is sent. This SS signal is band-limited by the low-pass filter LFP7 (in the case of a power line, After being amplified to a predetermined level by a transmission amplifier (not shown), it is sent out to the transmission line 10 via a coupler (not shown).
【0019】図5に、PNO、PNS、PTおよびPT
と同期のとれた送信デ−タD例との関係を示す。FIG. 5 shows PNO, PNS, PT and PT
The relationship between the transmission data D and the synchronized transmission data D is shown below.
【0020】また、図6に、送信デ−タDが「0010
11」の場合のSS信号を例示する。FIG. 6 shows that the transmission data D is "0010".
An example of the SS signal in the case of "11" is shown.
【0021】図2の受信部において、11はPNO用相
関器(PNO.CORR、整合フイルタ)であって、受
信信号とPN系列PNOとの相関値を出力する。12は
PN1用相関器(PNS.CORR、整合フイルタ)で
あって、受信信号とPN系列PNSとの相関値を出力す
る。PNO用相関器11、PNS用相関器12は、第3
図に示す如く、A/D変換された受信信号を入力される
シフトレジスタ21の各段の値とPNコ−ドパタ−ン発
生器22の各段の値を乗算して、その乗算値を加算器2
3で加算する構成となっている。In the receiving section of FIG. 2, reference numeral 11 denotes a PNO correlator (PNO. CORR, matching filter), which outputs a correlation value between a received signal and a PN series PNO. Reference numeral 12 denotes a PN1 correlator (PNS. CORR, matching filter), which outputs a correlation value between a received signal and a PN sequence PNS. The PNO correlator 11 and the PNS correlator 12
As shown in the figure, the value of each stage of the shift register 21 to which the A / D converted received signal is input is multiplied by the value of each stage of the PN code pattern generator 22, and the multiplied value is added. Vessel 2
3 is added.
【0022】13は比較器であって、PNO用相関器1
1の出力とPNS用相関器12の出力との大小を比較し
て、その出力をD形フリップフロップ14のD入力に供
給する。15はオア回路、16はセレクタである。この
セレクタ16は、同期捕捉後は比較器13の出力を選択
指令信号S1 として、PNO用相関器11の出力とPN
S用相関器12の出力のうち大なる方を選択してピ−ク
検出器17に供給する。このピ−ク検出器17はPN系
列1周期の間のピ−ク値VP (Vpo、VPS)とピ−ク位
置(同期点)TP (TPo、TPS)を検出して同期制御部
18へ送出する。同期制御部18は、同期捕捉前は、選
択指令信号S2 を送出し、ピ−ク値VP0とピ−ク位置T
P0とを観測して同期捕捉を行い、同期捕捉後はピ−ク位
置TPS、TPOに同期したクロックckをフリップフロッ
プ14のクロック入力ckに供給するとともに、このピ
−ク位置TPS、TPOを見失わないように(ピ−ク位置が
PN系列1周期の中心になるように)、PNO用相関器
11、PNS用相関器12に与えるクロックCS を制御
して上記ピ−ク位置TP を追跡する。Reference numeral 13 denotes a comparator, which is a PNO correlator 1
1 is compared with the output of the PNS correlator 12 and the output is supplied to the D input of the D-type flip-flop 14. Reference numeral 15 denotes an OR circuit, and reference numeral 16 denotes a selector. The selector 16 sets the output of the comparator 13 as a selection command signal S 1 after the synchronization acquisition, and
The larger one of the outputs of the S correlator 12 is selected and supplied to the peak detector 17. The peak detector 17 detects a peak value V P (V po , V PS ) and a peak position (synchronization point) T P (T Po , T PS ) during one period of the PN sequence. It is sent to the synchronization control unit 18. Synchronization control unit 18, the pre-synchronization acquisition, and sends a selection command signal S 2, peak - click value V P0 and Pi - click position T
P0 is observed to perform synchronization acquisition. After synchronization acquisition, a clock ck synchronized with the peak positions T PS and T PO is supplied to the clock input ck of the flip-flop 14, and the peak positions T PS , so as not to lose sight of T PO (peak - as click position is at the center of the PN sequence one period), the peak to control the clock C S applied to the PNO correlator 11, PNS correlator 12 - click position to track T P.
【0023】次に、この実施例の動作を図7および図8
を参照して説明する。図7は送信デ−タ「PNO、PN
S、PNO」(101)を受信した時のPNO用相関器
11、PNS用相関器12の相関出力の波形タイムチャ
−ト、図8は送信デ−タ「PNS、PNS、PNO」
(001)を受信した時のPNO用相関器11、PNS
用相関器12の相関出力の波形タイムチャ−トである。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the transmission data "PNO, PN
S, PNO "(101), a waveform time chart of the correlation output of the PNO correlator 11 and the PNS correlator 12, and FIG. 8 shows the transmission data" PNS, PNS, PNO ".
PNO correlator 11, PNS when (001) is received
4 is a waveform time chart of the correlation output of the correlator 12 for use.
【0024】(1)同期捕捉 SS通信を行うとき、まず最初に、送信部は、同期信号
として「1」を連続して送信する。同期が取れていない
段階では、同期制御部18はセレクタ16がPNO用相
関器11の出力COR1を選択するように選択指令信号
S2 を送出する。ピ−ク検出器17はPNO用相関器1
1の出力COR1のPN系列1周期間毎のピ−クP1 を
検出してピ−ク情報を同期制御部18に入力し、同期制
御部18は、このピ−クP1 が複数周期にわたり連続し
て同じピ−ク位置TP0に発生すると、通信が開始された
ものと判定する。この時、PNS用相関器12の出力C
OR2のピ−ク位置TPSはTP0に対して15クロックほ
ど進んだ位置に出るので、このピ−ク位置TPSを同期捕
捉の確認のために用いることもできる。(1) Acquisition of Synchronization When performing SS communication, first, the transmission unit continuously transmits "1" as a synchronization signal. Synchronization at the stage where not achieved, the synchronization control unit 18 sends a selection command signal S 2 as the selector 16 selects the output COR1 of PNO correlator 11. The peak detector 17 is a PNO correlator 1
Detects the click P 1 peak - - Pi for each PN sequence one cycle of the first output COR1 enter the click information to the synchronization control unit 18, the synchronization control unit 18, this pin - over click P 1 is a plurality of periods If the same peak position TP0 occurs continuously, it is determined that communication has started. At this time, the output C of the PNS correlator 12
Since the click position T PS enters the advanced position as the 15 clock against T P0, this pin - - OR @ 2 of pins can be used click position T PS to confirm the synchronization acquisition.
【0025】(2)同期追跡 同期捕捉が完了すると、セレクタ16は比較器13の選
択指令信号S1 を受けて選択動作を行い、PNO用相関
器11の出力COR1とPN1用相関器12の出力CO
R2のうちの大きい出力をピ−ク検出器17に与える。
PNO用相関器11の出力COR1には、ピ−ク位置を
追跡しなくてはならなピ−クP1 とピ−クP1 との間に
2次的なピ−クP’が現れるが(PNS用相関器12の
出力COR2についても同様)、同期制御部18はこの
2次的なピ−クP’は無視し、上記同期捕捉したピ−ク
位置TPS、TPOを失わないようにクロックCS を制御す
る。この2次的なピ−クP’は追跡を要するピ−ク位置
TPS、TPOに対して15、16チップ分ずれた位置に発
生するので、容易に見分けることが可能であり、同期制
御部18はピ−クP1 、P2 のピ−ク位置TPO、TPSに
同期したクロックckをフリップフロップ14に送出
し、該フリップフロップ14はこのクロックckを受け
る毎に比較器13の出力をラッチし、COR1、COR
2をそれぞれ論理「1」、「0」と復調する。(2) Synchronization Tracking When the synchronization acquisition is completed, the selector 16 performs the selection operation in response to the selection command signal S 1 of the comparator 13, and outputs the output COR 1 of the PNO correlator 11 and the output of the PN 1 correlator 12. CO
The larger output of R2 is provided to peak detector 17.
The output COR1 the PNO correlator 11, peak - but click P 'appears - secondary peak between the click P 1 - Pi such has to be tracking the click position - click P 1 and pin (The same applies to the output COR2 of the PNS correlator 12), and the synchronization control unit 18 ignores this secondary peak P 'so as not to lose the synchronously captured peak positions T PS and T PO. to control the clock C S to. Since this secondary peak P 'is generated at a position shifted by 15 or 16 chips from the peak positions T PS and T PO requiring tracking, it can be easily identified, and the synchronous control can be performed. The section 18 sends out a clock ck synchronized with the peak positions T PO and T PS of the peaks P 1 and P 2 to the flip-flop 14, and the flip-flop 14 receives the clock ck every time the comparator 13 receives the clock ck. Latch output, COR1, COR
2 are demodulated as logic "1" and "0", respectively.
【0026】このように、本実施例では、受信したPN
系列1周期毎に現れるピ−クを検出して同期動作を行
い、このピ−クがPNO用相関器11の出力に現れた時
は、論理「1」に復調し、PNS用相関器12の出力に
現れた時は、論理「0」に復調するもので、ピ−クがど
ちらの相関器に現れたかを判定できれば、デ−タの復調
ができる。本実施例では、相関出力COR1、COR2
の大小を比較する比較器13、セレクタ16、ピ−ク検
出器17で上記判定を行い、2つの相関出力のピ−ク値
とピ−ク位置さえ検出できればよいので、この判定は正
確・確実に行うことができ、相関出力としきい値との大
小関係に基づき復調するものではないから、伝送特性が
急激に変化して、相関出力の波形が急激に変わっても、
安定した同期捕捉、同期保持を行うことができ、従っ
て、安定した通信を行うことができる。As described above, in this embodiment, the received PN
A peak appearing for each cycle of the series is detected and a synchronous operation is performed. When this peak appears in the output of the PNO correlator 11, it is demodulated to logic "1" and the PNS correlator 12 is demodulated. When it appears on the output, it is demodulated to logic "0", and if it is possible to determine which correlator the peak appears on, data can be demodulated. In the present embodiment, the correlation outputs COR1, COR2
The above determination is made by the comparator 13, the selector 16, and the peak detector 17 which compare the magnitudes of the two, and it is sufficient that only the peak value and the peak position of the two correlation outputs can be detected. Since the demodulation is not performed based on the magnitude relationship between the correlation output and the threshold value, even if the transmission characteristics suddenly change and the waveform of the correlation output suddenly changes,
Stable synchronization acquisition and synchronization holding can be performed, and thus stable communication can be performed.
【0027】また、本実施例では、相関器11、12と
して、整合フィルタを用いているので、同期捕捉を高速
に行うことができる。In this embodiment, since matched filters are used as the correlators 11 and 12, synchronous acquisition can be performed at high speed.
【0028】本実施例では、符号長31のM系列を用い
ているが、M系列では、図9の(B)に示すように、信
号の低域成分が大きくなり、電灯線通信の場合、この低
域成分は結合損失の面から少ないことが好ましい。何故
ならば、電灯線通信では、通信機と電灯線との間に、商
用電力を分離するための結合器を必要とし、この結合器
は商用電力周波数をカットするためのローパスフィルタ
を備えているので、M系列を用いた場合、このローパス
フィルタがM系列の低域成分もカットすることになり、
信号成分の相当部分が失われるからである。これは、マ
ンチェスタ符号化されたM系列(図9の(A)に示す)
を用いることにより、改善することができ、上記低域成
分を少なくして伝送路10との結合損失を低減すること
ができる。In this embodiment, an M-sequence having a code length of 31 is used. However, in the M-sequence, as shown in FIG. This low-frequency component is preferably small from the viewpoint of coupling loss. This is because power line communication requires a coupler for separating commercial power between the communication device and the power line, and the coupler includes a low-pass filter for cutting the commercial power frequency. Therefore, when the M-sequence is used, this low-pass filter also cuts the low-frequency component of the M-sequence,
This is because a significant part of the signal component is lost. This is a Manchester-encoded M sequence (shown in FIG. 9A).
Is used, the low-frequency component can be reduced, and the coupling loss with the transmission line 10 can be reduced.
【0029】図10及び図11に、マンチェスタ符号化
されたM系列を用いる送信部を示す。FIG. 10 and FIG. 11 show a transmitting section using an M-sequence encoded by Manchester.
【0030】図10において、2Aおよび2BはEXO
Rゲ−トである。EXORゲ−ト2Aはシフトレジスタ
1の出力とクロックcを入力し、マンチェスタ符号化さ
れたM系列PNOを発生する。シフレジスタ1、EXO
Rゲ−ト2、EXORゲ−ト2Aはマンチェスタ符号化
されたM系列発生器3’を構成している。シフトレジス
タ4は、シフトレジスタ1の出力を入力され、EXOR
ゲ−ト2Bはこのシフトレジスタ4の出力とロックcを
入力してマンチェスタ符号化されたM系列PNSを発生
する。シフレジスタ4、EXORゲ−ト2Bは第2のマ
ンチェスタ符号化されたM系列発生器4’を構成してい
る。セレクタ6は、送信デ−タDの1bitに対し、そ
の論理が1の時はマンチェスタ符号化されたPNOを選
択し、論理が0の時はマンチェスタ符号化されたPNS
を選択する。他の構成は、図1のものと同じである。In FIG. 10, 2A and 2B are EXO
R gate. The EXOR gate 2A receives the output of the shift register 1 and the clock c and generates a Manchester-encoded M series PNO. Shift register 1, EXO
The R gate 2 and EXOR gate 2A constitute a Manchester-coded M-sequence generator 3 '. The shift register 4 receives the output of the shift register 1 and performs EXOR
The gate 2B receives the output of the shift register 4 and the lock c and generates a Manchester-encoded M-sequence PNS. The shift register 4 and the EXOR gate 2B constitute a second Manchester-encoded M-sequence generator 4 '. The selector 6 selects the Manchester-encoded PNO when the logic is 1, and the Manchester-encoded PNS when the logic is 0 for one bit of the transmission data D.
Select Other configurations are the same as those in FIG.
【0031】また、図11に示すように、図1のセレク
タ6の後段に、EXORゲ−ト2Cを設けてクロックc
で駆動するようにしても、マンチェスタ符号化されたP
NOとPNSを得ることができる。As shown in FIG. 11, an EXOR gate 2C is provided at the subsequent stage of the selector 6 in FIG.
, The Manchester-encoded P
NO and PNS can be obtained.
【0032】なお、上記PNOとPNSとは15クロッ
ク分位相がずれているが、±1チップ分以上ずれていれ
ばよく、PNSは遅延器4を通して得るので、送信側P
N系列発生器としては、1台で済み、更に、PNSが例
えばPNOに対して4チップ進んでいるような場合は遅
延させるためのシフトレジスタ4は不要となり、PN系
列発生器3のシフトレジスタで代用させることができ
る。Although the phase of the PNO is shifted by 15 clocks from the phase of the PNS, it is sufficient that the phase is shifted by ± 1 chip or more.
Only one N-sequence generator is required. Further, when the PNS is ahead of the PNO by four chips, for example, the shift register 4 for delaying becomes unnecessary. Can be substituted.
【0033】また、本実施例では、図3に示した相関器
を2つ用いる場合を例にとって説明しているが、図4に
示すにように、1個のシフトレジスタと1個のPNコ−
ドパタ−ン発生器と2つの加算器で、両相関器11、1
2を構成することができる。また、本実施例では、2つ
のPN系列を符号の組合せを特定・制限するのではな
く、PN系列として任意のものが選べ、2つのPN系列
はシフトレジスタ1チップ分以上ずれていればよいか
ら、あるシステムのSSモデム間で通信中に、別のシス
テムからのSS信号が伝送路上に存在するような場合、
両システムで異なったしかも相互相関の小さいPN系列
を用れば、衝突が起こっても、高い確率で復調できるよ
うにすることができる。In this embodiment, the case where two correlators shown in FIG. 3 are used has been described as an example. However, as shown in FIG. 4, one shift register and one PN −
The two correlators 11, 1 are composed of a pattern generator and two adders.
2 can be configured. Further, in the present embodiment, instead of specifying and limiting the combination of codes of the two PN sequences, an arbitrary PN sequence can be selected and the two PN sequences need only be shifted by one shift register chip or more. In the case where an SS signal from another system is present on a transmission line during communication between SS modems of one system,
If different PN sequences having a small cross-correlation are used in both systems, demodulation can be performed with high probability even if a collision occurs.
【0034】また1つのシステム中に複数の通信端末が
存在する場合も、各通信端末に異なった相互相関の小さ
いPN系列を割当てて、同じく衝突が起こったとしても
実質的に復調可能にすることができる。さらに、各PN
系列を各通信端末のアドレスとして用いることもでき、
この場合は各通信端末の識別をPN系列により行える。
もちろん、異なったしかも相互相関の小さいPN系列の
代わりに、同じPN系列の位相をずらしたものを用いる
こともでき、この時は位相のシフト量を互いに重ならな
いようにする必要がある。Even when a plurality of communication terminals are present in one system, different PN sequences having a small cross-correlation are allocated to each communication terminal so that demodulation can be substantially performed even if a collision occurs. Can be. Furthermore, each PN
The sequence can be used as the address of each communication terminal,
In this case, each communication terminal can be identified by a PN sequence.
Of course, instead of different PN sequences having a small cross-correlation, those having the same PN sequence shifted in phase can be used. In this case, it is necessary that the phase shift amounts do not overlap each other.
【0035】また、上記実施例では、同期追跡のために
クロックCS を制御しているが、前記したピ−ク位置情
報の観測をしておき、第2図に示す如く、同期制御部1
8からピ−ク検出器17へフィ−ドバックをかけて、そ
の観測するタイミングを制御するようにしてもよい。In the above embodiment, the clock CS is controlled for synchronization tracking. However, the peak position information is observed, and as shown in FIG.
Feedback may be applied from 8 to the peak detector 17 to control the timing of the observation.
【0036】また、図2におけるセレクタ16に代えて
加算器を用いることもできる。An adder can be used instead of the selector 16 in FIG.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、送信側で
は、第1のPN系列とこのPN系列を遅延器を通して得
た第2の系列を用意してそれぞれにデ−タの論理を対応
させ、受信側では受信信号と受信側で発生させた2つの
PN系列との相関を検出して、その相関出力のピ−ク値
がいずれの相関出力に現れたものであるかにより、論理
を復調するから、相関出力としきい値との大小関係に基
づき復調する前記従来の場合に比して、伝送特性が急激
に変化する場合でも、安定した通信を行うことができ
る。As described above, according to the present invention, on the transmitting side, a first PN sequence and a second sequence obtained by passing this PN sequence through a delay unit are prepared, and data logic is made to correspond to each. On the receiving side, the correlation between the received signal and the two PN sequences generated on the receiving side is detected, and the logic is demodulated based on which correlation output has the peak value of the correlation output. Therefore, stable communication can be performed even when the transmission characteristic changes abruptly, as compared with the conventional case where demodulation is performed based on the magnitude relationship between the correlation output and the threshold value.
【図1】本発明の実施例における送信部を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a transmission unit according to an embodiment of the present invention.
【図2】上記実施例における受信部を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing a receiving unit in the embodiment.
【図3】上記実施例における相関器を示すブロック図で
ある。FIG. 3 is a block diagram showing a correlator in the embodiment.
【図4】上記実施例における相関器を示すブロック図で
ある。FIG. 4 is a block diagram showing a correlator in the embodiment.
【図5】上記実施例におけるPNO、PNS、タイミン
グ信号PTとの関係を示すタイミング図である。FIG. 5 is a timing chart showing a relationship among a PNO, a PNS, and a timing signal PT in the embodiment.
【図6】送信部が送出するSS信号の1例を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an SS signal transmitted by a transmission unit.
【図7】上記実施例における相関器の相関出力の例を示
す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a correlation output of a correlator in the embodiment.
【図8】上記実施例における相関器の相関出力の例を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a correlation output of a correlator in the embodiment.
【図9】マンチェスタ符号化されたM系列のスペクトル
とマンチェスタ符号化しないM系列のスペクトルを示す
図である。FIG. 9 is a diagram showing a spectrum of an M-sequence subjected to Manchester encoding and a spectrum of an M-sequence not subjected to Manchester encoding.
【図10】本発明のマンチェスタ符号化されたM系列を
用いる実施例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment using an M-sequence encoded by Manchester encoding according to the present invention.
【図11】本発明のマンチェスタ符号化されたM系列を
用いる他の実施例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing another embodiment of the present invention using a Manchester-encoded M sequence.
1 シフトレジスタ 2 EXORゲ−ト 2A、2B、2C EXORゲ−ト 3 第1のPN系列発生器 4 第2のPN系列発生器である遅延器 5 タイミング信号発生器 6、16─セレクタ 7 LPF 10 伝送路である電灯線 11、12 相関器 13 比較器 14 フリップフロップ 17 ピ−ク検出器 18 同期制御部 REFERENCE SIGNS LIST 1 shift register 2 EXOR gate 2A, 2B, 2C EXOR gate 3 first PN sequence generator 4 delay device as second PN sequence generator 5 timing signal generator 6, 16─ selector 7 LPF 10 Power lines 11 and 12 correlator 13 comparator 14 flip-flop 17 peak detector 18 synchronization controller
Claims (5)
信するスペクトル拡散通信において、送信側では、送信
データの論理「1」、論理「0」に応じて、それぞれ第
1のPN系列、該PN系列に対して所定位相ずらせた第
2のPN系列を割当て、受信側では、上記第1のPN系
列と同じPN系列と受信信号との相関出力および上記第
2のPN系列と同じPN系列と受信信号との相関出力を
比較して大きい方の相関出力を選択し、選択した相関出
力から受信したPN系列1周期毎に現れるピークを求
め、前記ピークが上記2つの相関出力のどちらから出力
されたものであるかを判定して、上記ピークが上記第1
のPN系列と同じPN系列により得られたものである場
合は論理「1」を割り当て復調し、上記ピークが上記第
2のPN系列と同じPN系列により得られたものである
場合は論理「0」を割り当て復調することを特徴とする
スペクトル拡散通信方式。1. In spread spectrum communication in which transmission data is subjected to code transformation with a PN sequence and communicated, a transmitting side uses a first PN sequence and a first PN sequence in accordance with a logic “1” and a logic “0” of the transmission data, respectively. A second PN sequence shifted by a predetermined phase is assigned to the PN sequence, and on the receiving side, a correlation output between the same PN sequence as the first PN sequence and the received signal and the same PN sequence as the second PN sequence are assigned. Correlation output with received signal
Compare the larger correlation output and select the selected correlation output.
Find the peak that appears every cycle of the PN sequence received from the force
The peak is output from either of the above two correlation outputs.
It is determined whether or not the peak is the first peak.
Field obtained from the same PN sequence as
In this case, a logic "1" is assigned and demodulated.
2 obtained by the same PN sequence as the PN sequence
A spread spectrum communication method characterized by assigning a logic "0" in the case and demodulating .
は、マンチェスタ符号化されたPN系列であることを特
徴とする請求項1記載のスペクトル拡散通信方式。2. The spread spectrum communication system according to claim 1, wherein the first PN sequence and the second PN sequence are Manchester-encoded PN sequences.
器、該第1のPN系列を入力して所定位相だけずらせた
第2のPN系列を発生する遅延器、送信データ1bit
の論理に応じて上記第1のPN系列もしくは上記第2の
PN系列を選択するセレクタを備える送信部、上記第1
のPN系列と受信信号との第1の相関値を求める第1の
相関器と上記第2のPN系列と受信信号との第2の相関
値を求める第2の相関器、上記第1の相関値と第2の相
関値を比較してその大小に応じて上記第1の相関値もし
くは第2の相関値を選択する選択指令を発生する比較
器、この比較器の出力により上記相関値選択を行うセレ
クタ、このセレクタの出力を入力してピーク値とピーク
位置検出を行うピーク検出器、上記比較器とセレクタと
ピーク検出器とから受信したPN系列1周期毎に現れる
ピークが上記2つの相関器のどちらから出力されたもの
であるかを判定して上記比較器の2値出力に対してそれ
ぞれ論理「1」もしくは論理「0」を割り当てるフリッ
プフロップ、上記ピーク位置に同期して上記フリップフ
ロップにラッチ動作を行わせるクロックを発生するとと
もに上記ピーク位置を追跡する同期制御部を備える受信
部を有することを特徴とするスペクトル拡散通信装置。3. A PN sequence generator for generating a first PN sequence, a delay device for inputting the first PN sequence and generating a second PN sequence shifted by a predetermined phase, and one bit of transmission data.
A transmission unit including a selector for selecting the first PN sequence or the second PN sequence in accordance with the logic of
A first correlator for obtaining a first correlation value between the PN sequence and the received signal, a second correlator for obtaining a second correlation value between the second PN sequence and the received signal, and the first correlation A comparator for comparing a value with a second correlation value and generating a selection command for selecting the first correlation value or the second correlation value in accordance with the magnitude thereof; Selector, a peak detector that receives the output of the selector and detects the peak value and the peak position, the comparator and the selector
Appears every cycle of the PN sequence received from the peak detector
Peaks output from either of the above two correlators
And a flip-flop that assigns a logical “1” or a logical “0” to the binary output of the comparator, and a clock that causes the flip-flop to perform a latch operation in synchronization with the peak position. A spread spectrum communication apparatus, comprising: a receiving unit that generates and tracks a peak position and includes a synchronization control unit.
であることを特徴とする請求項3記載のスペクトル拡散
通信装置。4. The spread spectrum communication apparatus according to claim 3, wherein the first and second correlators are matched filters.
は、マンチェスタ符号化されたM系列であることを特徴
とする請求項3または4記載のスペクトル拡散通信装
置。5. The spread spectrum communication apparatus according to claim 3, wherein said first PN sequence and said second PN sequence are Manchester-coded M sequences.
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