JP4869326B2 - Communications system - Google Patents
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この発明は、複数個の信号を同一伝送路を介して符号多重化方式によって同時的に伝送する通信システムに関する。 The present invention relates to a communication system in which a plurality of signals are simultaneously transmitted through the same transmission path by a code multiplexing method.
同一伝送路上に複数個の信号を多重化して伝送する方法として、符号分割多重(CDM:Code Division Multiplexing)による方法が知られている。符号分割多重方式は、スペクトラム拡散(SS:Spread Spectrum)方式を応用したものである。 As a method of multiplexing and transmitting a plurality of signals on the same transmission path, a method by code division multiplexing (CDM) is known. The code division multiplexing method is an application of a spread spectrum (SS) method.
たとえば、特開2000−183849号公報(特許文献1)は、CDM方式を利用して伝送データの誤り率を劣化させること無く多くの情報データを伝送するための技術を開示する。この技術では、情報データを複数のチャネルに分配し、各チャネルの信号を異なる拡散符号系列で拡散変調し多重化して伝送する。このときの拡散符号列には直交符号を使用し、各チャネルの拡散符号出力は拡散符号速度が同一で符号位相が同期している。これによって、データ変調の変調速度を低下させることができるので、伝送データの誤り率の劣化を防止することができる。さらに、この技術では、受信側の局が、受信パケットの信号対干渉雑音電力比などに基づいて、相手局が送信に用いる、最適なチャネル多重数、データ変調および拡散変調の変調多値数を判定し、これらを指定する指定情報を相手局に伝送するようにしている。そして、相手局では伝送された前記指定情報に基づいて、パケット毎に、自局の送信に用いるチャネル多重数、データ変調および拡散変調の変調多値数を設定するようにしている。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2000-183849 (Patent Document 1) discloses a technique for transmitting a large amount of information data without deteriorating the error rate of transmission data using the CDM method. In this technique, information data is distributed to a plurality of channels, and the signals of each channel are spread-modulated with different spreading code sequences, multiplexed and transmitted. In this case, orthogonal codes are used for the spreading code sequence, and the spreading code output of each channel has the same spreading code speed and the code phase is synchronized. As a result, the modulation rate of the data modulation can be reduced, so that it is possible to prevent the error rate of the transmission data from deteriorating. Furthermore, in this technique, the receiving station determines the optimum channel multiplexing number, data modulation and spreading modulation multi-level number used for transmission by the other station based on the signal-to-interference noise power ratio of the received packet. Determination is made, and designation information for designating these is transmitted to the partner station. Then, the partner station sets the number of multiplexed channels used for transmission of the local station, the modulation level of data modulation and spread modulation for each packet based on the transmitted designation information.
CDM方式は、光通信システムにも適用することができる。たとえば、特開2004−304444号公報(特許文献2)に開示される技術では、送信側で、複数チャンネルの送信情報を個別に光符号器で符号化してから多重手段で多重化して光伝送路に送信する。受信側では、該光伝送路で送信された光符号分割多重送信信号を多重分離手段で分離してから光復号器で復号する。さらに、この技術では、送信側で、符号分割多重送信信号中にその最大振幅より大きな振幅のパイロット信号を周期的に挿入して送信し、受信側で所定周期のうちの最大振幅レベルをパイロット信号として検出する。受信側では、パイロット信号によって送信信号の同期を取得することができるとともに、検出したパイロット信号の振幅レベルから光伝送路による光符号分割多重送信信号の減衰を補正して等化性を確保することができる。 The CDM method can also be applied to an optical communication system. For example, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-304444 (Patent Document 2), on the transmission side, transmission information of a plurality of channels is individually encoded by an optical encoder and then multiplexed by a multiplexing unit, and then an optical transmission line. Send to. On the receiving side, the optical code division multiplexed transmission signal transmitted on the optical transmission line is separated by the demultiplexing means and then decoded by the optical decoder. Further, in this technique, the transmitting side periodically inserts and transmits a pilot signal having an amplitude larger than the maximum amplitude in the code division multiplex transmission signal, and the receiving side sets the maximum amplitude level in a predetermined period to the pilot signal. Detect as. On the receiving side, synchronization of the transmission signal can be acquired by the pilot signal, and equalization is ensured by correcting the attenuation of the optical code division multiplexing transmission signal by the optical transmission path from the detected amplitude level of the pilot signal. Can do.
また、特開2005−109580号公報(特許文献3)は、符号シフトキーイング(CSK:Code Shift Keying)による光CDM方式について開示する。CSK方式に用いられる送信機は、変調器と、マーク用光符号器と、スペース用光符号器と、合波器とを含む。変調器は、光源からビット周期で生成される光パルス列を、デジタルデータの「1」に相当するマーク用とデジタルデータの「0」に相当するスペース用とに振り分ける。マーク用光符号器は、前記変調器によって振り分けられたマーク用の光パルス列を符号化する。スペース用光符号器は、変調器によって振り分けられたスペース用の光パルス列を符号化する。合波器は、マーク用光符号器により符号化されたパルス列と、スペース用光符号器により符号化されたパルス列とを合波する。 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-109580 (Patent Document 3) discloses an optical CDM system using code shift keying (CSK). A transmitter used for the CSK system includes a modulator, a mark optical encoder, a space optical encoder, and a multiplexer. The modulator distributes the optical pulse train generated from the light source at the bit period into a mark corresponding to “1” of the digital data and a space corresponding to “0” of the digital data. The mark optical encoder encodes the mark optical pulse train distributed by the modulator. The space optical encoder encodes the space optical pulse train distributed by the modulator. The multiplexer multiplexes the pulse train encoded by the mark optical encoder and the pulse train encoded by the space optical encoder.
したがって、CSK方式の送信機は、従来のOOK(On-Off Keying)変調を用いる送信機よりも光符号器を多く必要とし、装置が複雑となる。しかしながら、CSK方式では、従来の光CDMでは符号化されていなかった「0」信号をも、新たに加えられたスペース用光符号器によって符号化するので、サイドローブを抑圧でき、またデータ測定の判定レンジを大きくすることができる。 Therefore, a CSK transmitter requires more optical encoders than a transmitter using conventional OOK (On-Off Keying) modulation, and the apparatus becomes complicated. However, in the CSK system, a “0” signal that has not been encoded in the conventional optical CDM is encoded by the newly added space optical encoder, so that side lobes can be suppressed and data measurement can be performed. The judgment range can be increased.
光通信におけるデータ変調方式には、上記のOOKやCSKの他にも、PPM(Pulse Position Modulation)、PAM(Pulse Amplitude Modulation)、およびPWM(Pulse Width Modulation)などが知られている。たとえば、井上等は、PPMとPAMとを組合せたPPM−PAM多重変調方式について報告している(「線形フィルタを用いたPPM−PAM多重変調パルスの検出」、電子情報通信学会論文誌A、1996年3月、Vol.J79-A、No.3、pp.776-784(非特許文献1))。PPM−PAM変調は、パルスのタイミングと振幅とを独立に変化させる方式であり、アナログとディジタルの情報を混在して伝送できるなどの特徴を持つ。 In addition to the above OOK and CSK, PPM (Pulse Position Modulation), PAM (Pulse Amplitude Modulation), PWM (Pulse Width Modulation), and the like are known as data modulation methods in optical communication. For example, Inoue et al. Have reported a PPM-PAM multiplex modulation system combining PPM and PAM ("Detection of PPM-PAM multiplex modulation pulse using linear filter", IEICE Transactions A, 1996). March, Vol. J79-A, No. 3, pp. 776-784 (Non-Patent Document 1)). PPM-PAM modulation is a method in which the timing and amplitude of a pulse are changed independently, and has characteristics such that analog and digital information can be mixed and transmitted.
また、光による信号伝送は、Full HD(High Definition)のビデオ信号などのように情報量の多い信号伝送に好適に用いられる。たとえば、特開2006−191160号公報(特許文献4)に開示される技術は、ソース機器側ブロックとモニタ機器側ブロックとの間で光伝送する光伝送システムに関する。ソース機器側ブロックからモニタ機器側ブロックへは、デジタルビデオ信号と複数のソース機器側制御信号とを含む電気信号が、デジタルビデオ信号のピクセルクロックに同期したクロックで1本のストリームに多重化されて光伝送される。また、モニタ機器側ブロックからソース機器側ブロックへは、モニタ機器側ブロックより供給される電気信号である複数のモニタ機器側制御信号が、1本のストリームに多重化されるとともに、非同期方式のシリアル信号に変換されて光伝送される。 Further, signal transmission by light is suitably used for signal transmission with a large amount of information such as a Full HD (High Definition) video signal. For example, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-191160 (Patent Document 4) relates to an optical transmission system that performs optical transmission between a source device side block and a monitor device side block. From the source device side block to the monitor device side block, an electrical signal including a digital video signal and a plurality of source device side control signals is multiplexed into one stream with a clock synchronized with the pixel clock of the digital video signal. Optical transmission. In addition, from the monitor device side block to the source device side block, a plurality of monitor device side control signals, which are electric signals supplied from the monitor device side block, are multiplexed into one stream, and an asynchronous serial It is converted into a signal and transmitted optically.
一方、複数のユーザが1つの光伝送路を共有して多元接続する方法として、たとえば、特開2002−290375号公報(特許文献5)に開示される光CDMA(Code Division Multiple Access)が知られている。光CDMA通信方式では、光受信信号から相関器によって目的のユーザの光信号を識別しているので、他のユーザに割当てられる拡散符号系列間の相互相関に起因して多元接続干渉を生じてしまうという問題がある。特開2002−290375号公報(特許文献5)に開示される技術は、拡散符号系列時間当たり多シンボルを伝送することができる多値変調方式に関するものである。さらに、この技術は、多元接続干渉に対する耐性を向上させるために誤り訂正符号を多値化したシンボル内へ埋め込んでいく新しい変調方式に関するものである。
前述の特開2000−183849号公報(特許文献1)に記載された技術を利用すると、複数の信号を符号分割多重化することによって同一のユーザが同一帯域の伝送路を介して効率良く伝送することが可能である。特に、各信号に割当てられた拡散符号系列の符号位相が同期していれば、原理的にはこれらの複数の信号間に干渉が発生しない。 Using the technique described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-183849 (Patent Document 1), the same user can efficiently transmit a plurality of signals through a transmission path of the same band by code division multiplexing. It is possible. In particular, if the code phases of the spreading code sequences assigned to each signal are synchronized, in principle, no interference occurs between these signals.
しかしながら、同時出力する信号数が数十以上になると、これらの信号を誤り無く伝送するために、精度の高い信号処理が送信機および受信機に要求される。特に、送信機では各信号間で拡散符号系列の符号位相を高精度で同期させる必要がある。また、受信機では受信信号に基づいて高精度の同期確立を行なう必要になる。 However, when the number of simultaneously output signals becomes several tens or more, in order to transmit these signals without error, highly accurate signal processing is required for the transmitter and the receiver. In particular, the transmitter needs to synchronize the code phase of the spread code sequence with high accuracy between the signals. In addition, the receiver needs to establish synchronization with high accuracy based on the received signal.
また、複数のユーザが同一伝送路に接続されて同時に信号伝送を行なう場合には、多元接続干渉を抑制する必要がある。しかしながら、特開2002−290375号公報(特許文献5)に記載されるように誤り訂正符号を用いたとしても、符号誤り率が増加すればデータ伝送エラーが発生してしまう。 In addition, when a plurality of users are connected to the same transmission path and perform signal transmission at the same time, it is necessary to suppress multiple access interference. However, even if an error correction code is used as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-290375 (Patent Document 5), a data transmission error occurs if the code error rate increases.
したがって、この発明の第1の目的は、多数の信号を符号分割多重化して誤り無く伝送することが可能な通信システムを提供することである。さらに、この発明の第2の目的は、複数のユーザ間で多数の信号を符号分割多重化して誤り無く伝送することが可能な通信システムを提供することである。 Therefore, a first object of the present invention is to provide a communication system that can code-multiplex and multiplex a large number of signals without error. A second object of the present invention is to provide a communication system capable of code-division multiplexing and transmitting without error between a plurality of users.
この発明は要約すれば、送信機と受信機とを備える通信システムである。ここで、送信機は、信号入力部と、櫛形パルス生成部と、拡散変調部と、多重化信号生成部とを含む。信号入力部は、系列長の等しい複数の拡散系列にそれぞれ対応し、かつ、互いに等しいビット周期を有する複数のビット信号を受ける。櫛形パルス生成部は、クロック信号に基づいて、系列長に等しいパルス数を有する櫛形パルスを、ビット周期ごとに出力する。拡散変調部は、信号入力部で受けた複数のビット信号の各々ごとに、各ビット信号のビットデータに従って、対応する拡散系列を櫛形パルスに同期して出力する。多重化信号生成部は、拡散変調部の出力と櫛形パルス生成部の出力とを加算することによって、多重化信号を生成して送信する。 In summary, the present invention is a communication system including a transmitter and a receiver. Here, the transmitter includes a signal input unit, a comb pulse generation unit, a spread modulation unit, and a multiplexed signal generation unit. The signal input unit receives a plurality of bit signals respectively corresponding to a plurality of spread sequences having the same sequence length and having the same bit period. The comb pulse generator outputs comb pulses having the number of pulses equal to the sequence length for each bit period based on the clock signal. For each of the plurality of bit signals received by the signal input unit, the spread modulation unit outputs a corresponding spread sequence in synchronization with the comb pulse according to the bit data of each bit signal. The multiplexed signal generation unit generates and transmits a multiplexed signal by adding the output of the spread modulation unit and the output of the comb pulse generation unit.
また、受信機は、多重化信号受信部と、クロック生成部と、逆拡散部と、第1の信号判定部とを含む。多重化信号受信部は、多重化信号を受信する。クロック再生部は、多重化信号受信部から出力された受信信号が予め設定された第1の閾値を超えるか否かを判定することによって、櫛形パルスを再生する。逆拡散部は、再生された櫛形パルスのタイミングに合わせて、受信信号と複数の拡散系列の各々との相関値を算出して出力する。第1の信号判定部は、逆拡散部の出力が予め設定された第2の閾値を超えるか否かを判定することによって、複数のビット信号を再生する。 The receiver includes a multiplexed signal receiving unit, a clock generation unit, a despreading unit, and a first signal determination unit. The multiplexed signal receiving unit receives the multiplexed signal. The clock regeneration unit regenerates the comb pulse by determining whether or not the reception signal output from the multiplexed signal reception unit exceeds a preset first threshold value. The despreading unit calculates and outputs a correlation value between the received signal and each of the plurality of spread sequences in accordance with the timing of the reproduced comb pulse. The first signal determination unit reproduces the plurality of bit signals by determining whether the output of the despreading unit exceeds a preset second threshold value.
この発明は他の局面において、n個(nは2以上の整数)の送信機と受信機を備えた通信システムである。ここで、n個の送信機の各々には、タイムスロットが順番に循環して割当てられる。n個の送信機の各々は、信号入力部と、櫛形パルス生成部と、拡散変調部と、多重化信号生成部とを含む。信号入力部は、互いに等しいビット周期を有する複数のビット信号を受ける。このとき、複数のビット信号の各々は、互いに系列長が等しく、かつ、n個の送信機で共通で用いられる複数の拡散系列のうちのいずれか1つと個別に対応する。櫛形パルス生成部は、クロック信号に基づいて、系列長に等しいパルス数を有する櫛形パルスを、ビット周期ごとに出力する。拡散変調部は、信号入力部で受けた複数のビット信号の各々ごとに、各ビット信号のビットデータに従って、対応する拡散系列を櫛形パルスに同期して出力する。多重化信号生成部は、拡散変調部の出力と櫛形パルス生成部の出力とを加算することによって、ビット周期ごとに多重化信号を生成し、生成した多重化信号を割当てられたタイムスロット間で送信する。 In another aspect, the present invention is a communication system including n (n is an integer of 2 or more) transmitters and receivers. Here, each of the n transmitters is assigned a time slot in a circulating manner. Each of the n transmitters includes a signal input unit, a comb pulse generation unit, a spread modulation unit, and a multiplexed signal generation unit. The signal input unit receives a plurality of bit signals having the same bit period. At this time, each of the plurality of bit signals has the same sequence length and individually corresponds to any one of a plurality of spreading sequences used in common by n transmitters. The comb pulse generator outputs comb pulses having the number of pulses equal to the sequence length for each bit period based on the clock signal. For each of the plurality of bit signals received by the signal input unit, the spread modulation unit outputs a corresponding spread sequence in synchronization with the comb pulse according to the bit data of each bit signal. The multiplexed signal generation unit generates a multiplexed signal for each bit period by adding the output of the spread modulation unit and the output of the comb pulse generation unit, and the generated multiplexed signal is assigned between the assigned time slots. Send.
また、受信機は、多重化信号受信部と、クロック再生部と、逆拡散部と、第1の信号判定部とを含む。多重化信号受信部は、n個の送信機の各々から送信された多重化信号を受信する。クロック再生部は、多重化信号受信部から出力された受信信号が予め設定された第1の閾値を超えるか否かを判定することによって、n個の送信機の各々で生成された櫛形パルスを再生する。逆拡散部は、クロック再生部によって再生された櫛形パルスのタイミングに合わせて、受信信号と複数の拡散係数の各々との相関値を算出して出力する。第1の信号判定部は、逆拡散部の出力が予め設定された第2の閾値を超えるか否かを判定することによって、n個の送信機の各々ごとに複数のビット信号を再生する。 The receiver includes a multiplexed signal receiving unit, a clock recovery unit, a despreading unit, and a first signal determination unit. The multiplexed signal receiving unit receives the multiplexed signal transmitted from each of the n transmitters. The clock recovery unit determines whether or not the received signal output from the multiplexed signal receiving unit exceeds a preset first threshold value, thereby generating comb pulses generated by each of the n transmitters. Reproduce. The despreading unit calculates and outputs a correlation value between the received signal and each of the plurality of spreading coefficients in accordance with the timing of the comb pulse reproduced by the clock reproduction unit. The first signal determination unit reproduces a plurality of bit signals for each of the n transmitters by determining whether the output of the despreading unit exceeds a preset second threshold.
この発明はさらに他の局面において、n個の(nは2以上の整数)送信機と受信機を備えた通信システムである。ここで、n個の送信機の各々には、タイムスロットが順番に循環して割当てられる。n個の送信機の各々は、信号入力部と、櫛形パルス生成部と、拡散変調部と、多重化信号生成部とを含む。信号入力部は、互いに等しいビット周期を有する複数のビット信号を受ける。このとき、複数のビット信号の各々は、互いに系列長が等しく、かつ、n個の送信機で共通に用いられる複数の拡散系列のうちのいずれか1つと個別に対応する。櫛形パルス生成部は、クロック信号に基づいて、系列長に等しいパルス数を有し、割当てられたタイムスロットに各パルスが1つずつ対応する櫛形パルスを、ビット周期ごとに出力する。拡散変調部は、信号入力部で受けた複数のビット信号の各々ごとに、各ビット信号のビットデータに従って、対応する拡散系列を櫛形パルスに同期して出力する。多重化信号生成部は、拡散変調部の出力と櫛形パルス生成部の出力とを加算することによって、ビット周期ごとに多重化信号を生成し、生成した多重化信号を対応するタイムスロットで送信する。 In yet another aspect, the present invention is a communication system including n (n is an integer of 2 or more) transmitters and receivers. Here, each of the n transmitters is assigned a time slot in a circulating manner. Each of the n transmitters includes a signal input unit, a comb pulse generation unit, a spread modulation unit, and a multiplexed signal generation unit. The signal input unit receives a plurality of bit signals having the same bit period. At this time, each of the plurality of bit signals has the same sequence length and individually corresponds to any one of a plurality of spreading sequences used in common by n transmitters. The comb-shaped pulse generation unit outputs a comb-shaped pulse having a number of pulses equal to the sequence length based on the clock signal and corresponding to each assigned time slot, one bit period. For each of the plurality of bit signals received by the signal input unit, the spread modulation unit outputs a corresponding spread sequence in synchronization with the comb pulse according to the bit data of each bit signal. The multiplexed signal generation unit adds the output of the spread modulation unit and the output of the comb pulse generation unit to generate a multiplexed signal for each bit period, and transmits the generated multiplexed signal in a corresponding time slot. .
また、受信機は、多重化信号受信部と、クロック再生部と、逆拡散部と、第1の信号判定部とを含む。多重化信号受信部は、n個の送信機の各々から送信された多重化信号を受信する。クロック再生部は、多重化信号受信部から出力された受信信号が予め設定された第1の閾値を超えるか否かを判定することによって、n個の送信機の各々で生成された櫛形パルスが合波された再生クロック信号を生成する。逆拡散部は、再生クロック信号のnパルスごとのタイミングで抽出された受信信号と複数の拡散係数の各々との相関値を算出して出力する。第1の信号判定部は、逆拡散部の出力が予め設定された第2の閾値を超えるか否かを判定することによって、n個の送信機の各々の複数のビット信号を再生する。 The receiver includes a multiplexed signal receiving unit, a clock recovery unit, a despreading unit, and a first signal determination unit. The multiplexed signal receiving unit receives the multiplexed signal transmitted from each of the n transmitters. The clock recovery unit determines whether or not the received signal output from the multiplexed signal receiving unit exceeds a preset first threshold value, whereby comb pulses generated in each of the n transmitters are A combined reproduction clock signal is generated. The despreading unit calculates and outputs a correlation value between the received signal extracted at the timing of every n pulses of the recovered clock signal and each of the plurality of spreading coefficients. The first signal determination unit reproduces the plurality of bit signals of each of the n transmitters by determining whether the output of the despreading unit exceeds a preset second threshold value.
この発明によれば、クロック信号に基づいて櫛形パルスを生成し、生成した櫛形パルスに同期して拡散系列を生成するので、複数の信号間で拡散系列の符号の位相を高精度で同期させることができる。また、受信機は、拡散系列に加算されて送信された櫛形パルスの信号に基づいて高精度に逆拡散を行なうことができる。この結果、この発明の通信システムは、従来に比べて多数のビット信号を符号分割多重化して誤り無く伝送することができる。 According to the present invention, the comb pulse is generated based on the clock signal, and the spreading sequence is generated in synchronization with the generated comb pulse, so that the phase of the code of the spreading sequence can be synchronized with high accuracy between a plurality of signals. Can do. Further, the receiver can perform despreading with high accuracy based on the comb pulse signal transmitted after being added to the spread sequence. As a result, the communication system of the present invention can code-multiplex and multiplex a larger number of bit signals without error than conventional ones.
また、この発明の他の局面によれば、複数の送信機の各々は、櫛形パルスに同期して生成された符号分割多重化による多重化信号を割当てられたタイムスロットの間に送信するので、各送信機が送信信号を他の送信機からの送信信号と干渉させることなく伝送することができる。 According to another aspect of the present invention, each of the plurality of transmitters transmits a multiplexed signal by code division multiplexing generated in synchronization with the comb pulse during the assigned time slot. Each transmitter can transmit a transmission signal without interfering with transmission signals from other transmitters.
また、この発明のさらに他の局面によれば、複数の送信機の各々は、櫛形パルスに同期して生成された符号分割多重化による多重化信号を各パルスごとに対応するタイムスロットの間に送信するので、各送信機が送信信号を他の送信機からの送信信号と干渉させることなく伝送することができる。 According to still another aspect of the present invention, each of the plurality of transmitters transmits a multiplexed signal by code division multiplexing generated in synchronization with a comb pulse between corresponding time slots for each pulse. Since transmission is performed, each transmitter can transmit a transmission signal without causing interference with transmission signals from other transmitters.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1の通信システム1の概略的な構成を示すブロック図である。図1を参照して、通信システム1は、送信機101と受信機102とを含む。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
送信機101は、n個のデータ信号Db0〜Dbn−1(総称するときデータ信号Dtrnsと記載する)を受けて、符号分割多重化された光信号である多重化信号Lsig0に変換して受信機102に送信する。ここで、データ信号Db0〜Dbn−1は、それぞれ1ビットのパルス信号である。
The
伝送光路20では、送信された多重化信号Lsig0の信号強度が減衰するとともに(伝送利得Ag<1)、加法性雑音Naが多重化信号Lsig0に重畳する。このようにSNR(信号対雑音比:Signal-to-Noise Ratio)が低下した多重化信号Lsig1が受信機102に到達すると、受信機102は、受信した多重化信号Lsig1から元のn個のデータ信号Db0〜Dbn−1を再生する。なお、再生されたデータ信号Db0〜Dbn−1を総称する場合に、再生データ信号Drecvと記載する。以下、送信機101および受信機102の構成および動作を詳しく説明する。
In the transmission
図2は、図1の送信機101の構成を示すブロック図である。図2を参照して、送信機101は、データ信号Dtrnsを受ける信号入力部としての入力端子CNCSと、櫛形パルス生成部403と、拡散変調部41と、多重化信号生成部37とを含む。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
櫛形パルス生成部403は、外部から入力されたクロック信号CLKに基づいて、高さの等しいn個のパルス群である櫛形パルスを繰返し生成する。櫛形パルスのパルス数nは、後述する拡散系列の系列長nに等しい。また、櫛形パルスの繰返し周期は、データ信号Dtrnsのビット周期(図5の参照符号Tb)に等しい。櫛形パルスが繰返された櫛形パルス信号CLKCOMは、拡散変調部41および多重化信号生成部37に出力される。
The
具体的な構成の一例として、図2に示すように、櫛形パルス生成部403はタイマ回路4031とゲート回路4032とを含む。この場合、クロック信号CLKは連続するパルス列である。タイマ回路4031は、パルス数nに相当する時間幅の活性化信号をゲート回路4032に出力する。ゲート回路4032は、タイマ回路4031から活性化信号を受けている間、クロック信号CLKを通過させる。これによって、櫛形パルス生成部403は、パルス数nの櫛形パルスを生成する。
As an example of a specific configuration, the
拡散変調部41は、拡散系列生成部411と符号化部412とを含む。拡散系列生成部411は、系列長nの複数の拡散系列を生成して符号化部412に出力する。これらの拡散系列は、データ信号Db0〜Dbn−1に個別に割当てられる。なお、拡散符号の系列長は、データ信号Dtrnsのデータ数以上であればよいが、ここでは、簡単のために、系列長nとデータ信号Db0〜Dbn−1のデータ数nとが等しいとして説明する。実施の形態1の場合、複数の拡散系列は、基本拡散系列
G0:{h(0),h(1),h(2),…,h(n-2),h(n-1)} …(1)
を巡回シフトすることによって生成される。
The
Is generated by cyclic shift.
図3は、基本拡散系列の一例を示す図である。図3の拡散符号は、系列長(周期)nが63(次数6)のM系列符号(Maximum length Code)である。M系列は、擬似雑音信号(PN(Pseudo Noise)信号とも称する)と呼ばれる信号の一種である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a basic spreading sequence. The spreading code in FIG. 3 is an M-sequence code (Maximum length Code) having a sequence length (period) n of 63 (degree 6). The M series is a kind of signal called a pseudo noise signal (also referred to as a PN (Pseudo Noise) signal).
図4は、巡回シフトによる拡散系列G0〜Gn−1を説明するための図である。図4に示すように、シフト量τ=1,2,…,n−1にそれぞれ対応して、拡散系列G1〜Gn−1が生成される。シフト量τ=0の場合が基本拡散系列G0になる。拡散系列G0〜Gn−1は、データ信号Db0〜Dbn−1にそれぞれ割当てられる。ここで、拡散系列G0〜Gn−1は、畳み込み積分演算子を「*」で表わしたとき、次式(2),(3)に示す相関関係を示す。ただし、次式(2),(3)において、i,jは0以上n以下の整数である。 FIG. 4 is a diagram for explaining spreading sequences G0 to Gn-1 by cyclic shift. As shown in FIG. 4, spreading sequences G1 to Gn−1 are generated corresponding to the shift amounts τ = 1, 2,..., N−1, respectively. The case where the shift amount τ = 0 is the basic spreading sequence G0. Spreading sequences G0 to Gn-1 are assigned to data signals Db0 to Dbn-1. Here, spreading sequences G0 to Gn-1 indicate the correlation shown in the following equations (2) and (3) when the convolution integral operator is represented by "*". However, in the following formulas (2) and (3), i and j are integers of 0 or more and n or less.
Gi*Gj=1 (i=j) …(2)
Gi*Gj=0 (i≠j) …(3)
このように基本拡散系列G0を巡回シフトすることによってn個の拡散系列G0〜Gn−1を生成するメリットは、基本拡散系列G0に対応した1個の相関器のみを用いてn個の拡散系列G0〜Gn−1の逆拡散ができる点にある。実施の形態1の場合、図4に示す基本拡散系列G0の2周期分の符号系列を逆順に並べた
R:{h(n-1),h(n-2),…,h(1),h(0),h(n-1),…,h(0)} …(4)
を用いて受信信号との相関値が求められる。図9を参照して後述するように、受信機102で受信した受信信号のうち系列長nの2倍に相当する時間分がシフトレジスタに格納される。そして、シフトレジスタに格納された受信信号と符号系列Rとの相関値が、櫛形パルスに基づいて生成された内部クロックパルスのタイミングに合わせて順々に算出されることによって逆拡散が行なわれる。
Gi * Gj = 1 (i = j) (2)
Gi * Gj = 0 (i ≠ j) (3)
The merit of generating the n spreading sequences G0 to Gn-1 by cyclically shifting the basic spreading sequence G0 in this way is that n spreading sequences are used by using only one correlator corresponding to the basic spreading sequence G0. It exists in the point which can carry out the back diffusion of G0-Gn-1. In the case of the first embodiment, the code sequences for two periods of the basic spreading sequence G0 shown in FIG. 4 are arranged in reverse order R: {h (n-1), h (n-2), ..., h (1) , H (0), h (n-1), ..., h (0)} (4)
Is used to obtain the correlation value with the received signal. As will be described later with reference to FIG. 9, a time corresponding to twice the sequence length n in the received signal received by the
再び図2を参照して、符号化部412は、入力端子CNCSを介して受けたデータ信号Db0〜Dbn−1ごとに、各データ信号のビットデータに従って、対応する符号化系列を櫛形パルスに同期して出力する。具体的には、データ信号Db0〜Dbn−1のうちのデータ信号Dbi(この場合、iは0以上n−1以下の整数である)のビットデータが第1の論理レベル(以下、「1」とする)の場合に、対応する拡散系列Giが出力される。データ信号Dbiのビットデータが第2の論理レベル(以下、「0」とする)の場合には、0レベルの信号が出力される。すなわち、データ信号DbiのビットデータをDbi=1または0で表わすと、0≦i≦n−1の各々について、DbiとGbiとが乗積されたパルス列Dcodeが櫛形パルスに同期して出力される。
Referring to FIG. 2 again, for each data signal Db0 to Dbn−1 received via input terminal CNCS, encoding
多重化信号生成部37は、加算部372と、増幅器371と、電気/光変換器15とを含む。
The multiplexed
加算部372は、櫛形パルス生成部403の出力と符号化部412の出力とを加算して多重化信号Ssndとして出力する。したがって、多重化信号Ssndは、櫛形パルス信号CLKCOM、データ信号Db0〜Dbn−1、および拡散系列G0〜Gn−1を用いて、次式で表わされる。
The
Ssnd=CLKCOM+Db0×G0+Db1×G1+…+Dbn-1×Gn-1 …(5)
多重化信号Ssndは、増幅器371で増幅された後に、電気/光変換器15によって光信号の多重化信号Lsig0に変換されて受信機102に向けて送信される。電気/光変換器15として、たとえば、半導体レーザを直接変調する方式や、半導体レーザの出力光を外部変調器で変調する方式などを用いることができる。
Ssnd = CLKCOM + Db0 × G0 + Db1 × G1 + ... + Dbn-1 × Gn-1 (5)
The multiplexed signal Ssnd is amplified by the
図5は、送信機101の各信号波形を模式的に示すタイミング図である。図5を参照して、クロック信号CLK、データ信号Dtrns、および多重化信号Ssndの信号波形についてこれまでの説明を総括して説明する。
FIG. 5 is a timing diagram schematically showing each signal waveform of the
図5の上段に示すように、連続するパルス群であるクロック信号CLKに基づいて各信号のタイミングが決定される。データ信号Db0〜Dbn−1は、それぞれ、ビット周期Tbで繰返される1ビットの信号である。また、多重化信号Ssndは、ビット周期Tbごとに繰返されるパルス列になる。ビット周期Tbのうち前半の区間Tb1に多重化信号Ssndのパルス列が現れ、後半の区間Tb2が無信号の区間となっている。隣接するビット周期Tb間での多重化信号Ssndの干渉を避けるために、前半の区間Tb1はビット周期Tbの半分以下の時間に設定される。 As shown in the upper part of FIG. 5, the timing of each signal is determined based on a clock signal CLK that is a continuous pulse group. Data signals Db0 to Dbn-1 are each a 1-bit signal repeated at bit period Tb. The multiplexed signal Ssnd is a pulse train that is repeated every bit period Tb. In the bit period Tb, the pulse train of the multiplexed signal Ssnd appears in the first half section Tb1, and the second half section Tb2 is a no-signal section. In order to avoid interference of the multiplexed signal Ssnd between the adjacent bit periods Tb, the first half section Tb1 is set to a time equal to or less than half of the bit period Tb.
図5の中段は、区間Tb1における多重化信号Ssndを拡大したものである。既に説明したように、多重化信号Ssndは、データ信号Db0〜Dbn−1をそれぞれ拡散変調したn個のパルス列Dcodeを同期加算し、さらに櫛形パルス信号CLKCOMを同期加算することによって生成される。n個のパルス列Dcodeを同期加算した信号は、最大でnビットに相当する信号強度を有する。また、多重化信号Ssndのチップ周期Tcは、基本拡散系列G0を巡回シフトするときの最小のシフト量τ=1に対応する。 The middle part of FIG. 5 is an enlarged view of the multiplexed signal Ssnd in the section Tb1. As already described, the multiplexed signal Ssnd is generated by synchronously adding n pulse trains Dcode obtained by performing spread modulation on the data signals Db0 to Dbn-1, and further by synchronously adding the comb pulse signal CLKCOM. A signal obtained by synchronously adding n pulse trains Dcode has a signal intensity corresponding to a maximum of n bits. The chip period Tc of the multiplexed signal Ssnd corresponds to the minimum shift amount τ = 1 when the basic spreading sequence G0 is cyclically shifted.
櫛形パルス信号CLKCOMを送信信号に含める理由は、受信時の同期捕捉を容易にするためである。図5の下段に示すように、受信機102は、受信信号Srcv0が第1の閾値THRLを超えたか否かを判定することによって、櫛形パルス信号CLKCOMを再生することができる。受信時に櫛形パルス信号CLKCOMの分離検出が容易なように、櫛形パルス信号CLKCOMの信号強度は伝送光路20の雑音強度よりも十分に大きな強度に設定される。
The reason why the comb-shaped pulse signal CLKCOM is included in the transmission signal is to facilitate acquisition of synchronization during reception. As shown in the lower part of FIG. 5, the
次に、受信機102の構成および動作について説明する。
図6は、図1の受信機102の構成を示すブロック図である。図6を参照して、受信機102は、多重化信号Lsig1を受信する多重化信号受信部103と、クロック再生部375と、逆拡散部106と、第1の信号判定部44とを含む。このうち、多重化信号受信部103は、光/電気変換器12と、交流結合の増幅器104Aと、ベースライン再生回路(BLR:Base-Line Restorer)105とを含む。
Next, the configuration and operation of the
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the
光/電気変換器12は、光信号である多重化信号Lsig1を電気信号に変換するフォトダイオードなどのデバイスである。光/電気変換器12の出力は、交流結合の増幅器104Aによって増幅される。図6に示すように、増幅器104の出力ノードにコンデンサCACの一端が接続され、コンデンサCACの他端は、ベースライン再生回路105に接続される。直流結合の増幅器を用いた場合には、ベースラインのドリフトの影響が無視できない。これに対して、交流結合を用いることによってベースラインのドリフトは回避できるけれども、パルス時系列信号を処理する場合にはベースラインが変動する。このとき、変動量が数%を超えると信号の閾値判定が困難になる。そこで、ベースラインの変動を防止するためにベースライン再生回路105が設けられている。
The optical /
図7は、ベースライン再生回路105の一例を示す回路図である。図7を参照して、ベースライン再生回路105は、多重化信号Lsig1の入力がないときにコンデンサとの接続ノード1051の電位を基準電位Vstdに戻す回路である。ベースライン再生回路105は、抵抗素子R1,R2およびダイオードD1,D2とを含む。正のバイアス電圧+VBを与える電源ノード1052と接続ノード1051との間に抵抗素子R1および順方向のダイオードD2が直列に接続される。負のバイアス電圧−VBを与える電源ノード1053と接続ノード1051との間に抵抗素子R2が接続される。また、抵抗素子R1およびダイオードD2の接続ノード1054と基準電位Vstdを与える接地ノード1055との間に順方向のダイオードD1が接続される。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the
図7のベースライン再生回路105の動作は次のとおりである。無信号時には、抵抗素子R1を流れる電流VB/R1の1/2倍が抵抗素子R2を流れる電流VB/R2に等しくなる。この結果、接続ノード1051の電位VNは基準電位Vstdに等しくなる。一方、信号入力時には、ダイオードD2がオフ状態になるので、交流結合の増幅器104Aの出力が歪無しで受信信号Srcv0として伝達される。
The operation of the
再び図6を参照して、ベースライン再生回路105から出力された受信信号Srcv0は、クロック再生部375と逆拡散部106とに入力される。図5で説明したように、クロック再生部375は、受信信号Srcv0がメモリ376に記憶された第1の閾値THRLを超えるか否かを判定することによって、クロック信号として用いる櫛形パルス信号CLKCOMを再生する。再生された櫛形パルス信号CLKCOMは、逆拡散部106および信号判定部44に供給される。
Referring to FIG. 6 again, received signal Srcv0 output from
図8は、クロック再生部375の構成の一例を示すブロック図である。クロック再生部375は、コンパレータ3751とパルス整形回路3752とを含む。コンパレータ3751は、受信信号Srcv0が第1の閾値THRLを超えた場合にHレベルの信号を出力する。パルス整形回路3752は、コンパレータ3751の出力波形を整形するとともにパルス幅を調整する。パルス整形回路3752によって、コンパレータ3751が出力するひげ状信号は無視される。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
再び図6を参照して、逆拡散部106は、再生された櫛形パルス信号CLKCOMに合わせて、多重化信号受信部103から出力された受信信号Srcv0と複数の拡散系列G0〜Gn−1との相関値を求める。逆拡散部106は、多値量子化部107とマッチドフィルタ43とを含む。
Referring to FIG. 6 again,
多値量子化部107は、櫛形パルス信号CLKCOMのタイミングに合わせて、受信信号Srcv0を量子化する。既に説明したように、受信信号Srcv0は、元々、送信機101においてn個のデータ信号Db0〜Dbn−1をそれぞれ拡散変調したn個のパルス列Dcodeを同期加算し、さらに櫛形パルス信号CLKCOMを同期加算することによって生成されたものである。したがって、多値量子化部107には少なくともnビットの信号を弁別する量子化精度が必要となる。なお、櫛形パルス信号CLKCOMおよび受信信号Srcv0は、1ビット周期Tbあたりのパルス列のパルス数がともにnであるので、櫛形パルス信号CLKCOMを用いて受信信号Srcv0の量子化を有効に行なうことができる。また、パルス数nの櫛形パルスと異なるタイミングでは、多値量子化部107の出力は0である。
The
受信信号Srcv0が多値量子化部107で量子化されることによって生成された受信信号Srcv1は、マッチドフィルタ43に供給される。また、再生された櫛形パルス信号CLKCOMもマッチドフィルタ43に供給される。
The reception signal Srcv1 generated by quantizing the reception signal Srcv0 by the
図9は、図6のマッチドフィルタ43の構成を示すブロック図である。マッチドフィルタ43には、同期信号として利用される櫛形パルス信号CLKCOMが入力される。図9を参照して、マッチドフィルタ43は、内部クロック生成部434と、多値シフトレジスタ431と、基本拡散系列G0を生成する拡散系列生成部402と、相関値演算部433と、第2の信号判定部としての信号検知部433Aとを含む。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the matched
内部クロック生成部434は、櫛形パルス信号CLKCOMを受け、パルス数nの櫛形パルスに続けて、チップ周期Tcを有するパルス数nの櫛形パルスを新たに生成する。この結果、チップ周期Tcを有するパルス数2nの内部クロックパルスTintが生成される。内部クロック生成部434は、生成した内部クロックパルスTintを多値シフトレジスタ431および相関値演算部433に出力する。
The internal
多値シフトレジスタ431は、基本拡散系列G0の系列長nの2倍の個数のフリップフロップ431(1)〜431(2n)を含む。各フリップフロップは多ビットのデータを一時記憶する。多値シフトレジスタ431は、内部クロックパルスTintに同期して、多値量子化部107で量子化された受信信号Srcv1を格納する。現時刻の受信信号Srcv1がフリップフロップ431(1)に格納され、チップ周期Tc分ずつ前のデータがフリップフロップ431(2)〜431(2n)に順に格納される。したがって、フリップフロップ431(2n)には、現時刻よりもTc×(2n−1)だけ前の受信信号Srcv1が格納されていることになる。
なお、フリップフロップ431(1)〜431(n)は多ビットのデータを記憶するレジスタであると言うこともできるので、多値シフトレジスタ431は2n個のレジスタ431(1)〜431(2n)が連結された多連型のレジスタであると考えることもできる。
Note that the flip-flops 431 (1) to 431 (n) can also be said to be registers that store multi-bit data, and thus the
上記の構成により、内部クロックパルスTintの前半のn個のパルスのタイミングに合わせて、受信信号Srcv1の1ビット周期のうちパルス数nのパルス列の部分が、フリップフロップ431(1)〜431(n)に順々に格納されることになる。後述するように、内部クロックパルスTintの前半最後の第n番目のパルスのタイミングで、受信信号Srcv1と基本拡散系列G0との相関値が相関値演算部433から出力される。そして、内部クロックパルスTintの後半のn個のパルスのタイミングに合わせて、格納されたパルス数nのパルス列が隣接するフリップフロップに転送されるとともに、受信信号Srcv1と残りの拡散系列G1〜Gn−1および拡散系列G0との相関値が順々に出力される。
With the above configuration, in accordance with the timing of n pulses in the first half of the internal clock pulse Tint, the part of the pulse train having the number of pulses n in the 1-bit period of the reception signal Srcv1 is flip-flops 431 (1) to 431 (n ) In order. As will be described later, the correlation
相関値演算部433は、逆拡散系列Rである基本拡散系列G0の2周期分とシフトレジスタ431に格納された受信信号Srcv1との相関値を、内部クロックパルスTintのタイミングに合わせて実時間で算出し、再生信号Srecとして順々に出力する。相関値演算部433は、係数演算部432と、加算回路433B,433C,433Fとを含む。
Correlation
係数演算部432は、2n個のフリップフロップ431(1)〜431(2n)にそれぞれ対応して設けられる2n個の演算回路432(1)〜432(2n)を含む。演算回路432(1)〜432(2n)には、基本拡散系列G0の2周期分が逆順で格納される。基本拡散系列G0が符号1の場合、対応するフリップフロップに格納された受信信号Srcv1を+1倍して出力し、基本拡散系列G0が符号0の場合、対応するフリップフロップに格納された受信信号Srcv1を−1倍して出力する。
The
係数演算部432の出力は、加算回路433B,433Cで加算される。加算回路433Bは、シフトレジスタ431の前半部431(1)〜431(n)に格納された受信信号Srcv1と係数演算部432との演算結果の総和を求める。したがって、加算回路433Bの出力UADDは、基本拡散系列G0の1周期分とシフトレジスタ431の前半部431(1)〜431(n)に格納された受信信号Srcv1との相関値に等しい。この場合の相関値は、基本拡散系列G0の符号1に対応する受信信号Srcv1を加算し、基本拡散系列G0の符号0に対応する受信信号Srcv1を減算することによって算出される。係数演算部432のうちの前半部の演算回路432(1)〜432(n)と加算回路433Bとが第1の相関値演算部433Uを構成する。
The outputs of the
同様に、加算回路433Cは、シフトレジスタ431の後半部431(n+1)〜431(2n)に格納された受信信号Srcv1と係数演算部432との演算結果の総和を求める。したがって、加算回路433Cの出力LADDは、基本拡散系列G0の1周期分とシフトレジスタ431の後半部431(n+1)〜431(2n)に格納された受信信号Srcv1との相関値に等しい。係数演算部432のうちの前半部の演算回路432(n+1)〜432(2n)と加算回路433Cとによって第2の相関値演算部433Lが構成される。
Similarly, the
加算回路433Fは、加算回路433Bの出力UADDと加算回路433Cの出力LADDとを加算し、再生信号Srecとして出力する。受信信号Srcv1のうち各ビット周期Tbごとのパルス数nのパルス列がシフトレジスタ431を順々に転送されていくので、加算回路433Fは、拡散系列G0,G1,…,Gn−1の順に各拡散系列と受信信号Srcv1との相関値を再生信号Srecとして出力することになる。
The
上記の構成によって、マッチドフィルタ43は、量子化された受信信号Srcv1と式(4)の逆拡散系列Rとを用いて、次式(6)に示す相関値の演算を実時間で行い、再生信号Srecを出力する。次式(6)において、*は畳み込み演算子を表わす。また、Tcはチップ周期(拡散系列G0〜Gn−1の循環シフト量τ=1に対応する)を表わし、tは時刻を表わす。
With the above configuration, the matched
上式(6)の逆拡散系列R(k)は、図4および式(4)で説明したように基本拡散系列G0の2周期分の符号系列を逆順に並べたものである。すなわち、R(0)=h(n−1)、R(1)=h(n−2)、…、R(n−1)=h(0)、R(n)=h(n−1)、…、R(2n−1)=h(0)の関係がある。また、既に説明したように、量子化された受信信号Srcv1と逆拡散系列Rとの相関値の演算は、係数演算部432および加算回路433B,433C,433Fによって実現される。
The despreading sequence R (k) in the above equation (6) is obtained by arranging the code sequences for two periods of the basic spreading sequence G0 in the reverse order as described with reference to FIG. 4 and the equation (4). That is, R (0) = h (n−1), R (1) = h (n−2),..., R (n−1) = h (0), R (n) = h (n−1) , ..., R (2n-1) = h (0). As described above, the calculation of the correlation value between the quantized received signal Srcv1 and the despread sequence R is realized by the
上式(6)において、内部クロックパルスTintの最初のパルスのタイミングを時刻t=0とすると、時刻t=0,Tc,2Tc,…,(2n−1)Tcのとき、再生信号Srec(0),Srec(Tc),Srec(2Tc),…,Srec((2n−1)Tc)の各パルスが時系列で出力される。時刻t=(n−1)Tcで出力される再生信号Srec((n−1)Tc)が、受信信号Srcv1と基本拡散系列G0との相関値に対応する。同様に、時刻t=nTc〜(2n−2)Tcで出力される再生信号Srecが、それぞれ拡散系列G1〜Gn−1との相関値に対応する。 In the above equation (6), assuming that the timing of the first pulse of the internal clock pulse Tint is time t = 0, at time t = 0, Tc, 2Tc,..., (2n−1) Tc, the reproduction signal Srec (0 ), Srec (Tc), Srec (2Tc),..., Srec ((2n-1) Tc) are output in time series. The reproduction signal Srec ((n−1) Tc) output at time t = (n−1) Tc corresponds to the correlation value between the reception signal Srcv1 and the basic spreading sequence G0. Similarly, reproduction signals Srec output at times t = nTc to (2n−2) Tc correspond to correlation values with spread sequences G1 to Gn−1, respectively.
このとき、時刻t=0〜(n−2)Tcのときの出力は、それぞれ拡散系列G1〜Gn−1の一部分との相関値になるので、再生信号Srecの出力から除外する必要がある。この処理を行なうため、後述する信号検知部433Aが、時刻t=(n−1)Tcのときの基本拡散系列G0に対応する再生信号Srecの出力タイミングを検知する。さらに、ゲート信号生成部445および再生信号弁別部443によって、再生信号Srec((n−1)Tc)〜Srec((2n−2)Tc)のn個のパルスが選択されて出力される。
At this time, the output at time t = 0 to (n−2) Tc is a correlation value with a part of the spread sequences G1 to Gn−1, and thus must be excluded from the output of the reproduction signal Srec. In order to perform this processing,
なお、図5で説明したようにビット周期Tbのうち前半の区間Tb1に多重化信号Ssndのn個のパルス列が現れ、後半の区間Tb2が無信号の区間となっている。したがって、拡散系列G1〜Gnとの相関値の演算に必要なのは、多値シフトレジスタに記憶された2n個のデータのうちn個分のデータだけである。したがって、実際には次式(7)に示すようにn個の加算によって相関値を計算することができる。ただし、次式(7)において、時刻t=0は、最初のパルスを受信した時刻である。また、Gq(G0〜Gn−1)は図4で説明したように基本拡散系列を巡回シフトしたものであり、R(n−1−k+t)と置換えることができる。 As described with reference to FIG. 5, n pulse trains of the multiplexed signal Ssnd appear in the first half section Tb1 of the bit period Tb, and the second half section Tb2 is a no-signal section. Therefore, only the data for n out of 2n data stored in the multi-value shift register is necessary for the calculation of the correlation value with the spreading sequences G1 to Gn. Therefore, in practice, the correlation value can be calculated by n additions as shown in the following equation (7). However, in the following equation (7), time t = 0 is the time when the first pulse is received. Gq (G0 to Gn-1) is a cyclic shift of the basic spreading sequence as described with reference to FIG. 4, and can be replaced with R (n-1-k + t).
このように、マッチドフィルタ43の構成によれば、2n個の時系列データを一時記憶するシフトレジスタ431には、櫛形パルス信号CLKCOMに同期したn個の量子化受信信号Srcv1のデータが格納され、それ以外のデータは0になる。したがって、相関値演算部433による演算処理によって、ベースラインノイズなどの不要雑音が発生しないという特徴がある。
Thus, according to the configuration of the matched
また、相関値演算部433による加減算の演算処理は、一種の差動相関処理になるので、入力信号の強度によらず再生信号Srecの基準レベルをゼロレベル近傍に安定化させることができる。これによって、後述するように、次段の信号判定部44の閾値判定に用いる第2の閾値DSCLを信号強度によらない一定の値にすることができるので、安定した閾値判定を行なうことができる。
In addition, since the addition / subtraction calculation process by the correlation
次に、信号検知部433Aについて説明する。信号検知部433Aは、コンパレータ433D,433Eと、論理積回路433Gとを含む。
Next, the
コンパレータ433Dは、加算回路433Bの出力UADDが閾値K1を超えた場合に出力UcompをHレベルにする。一方、コンパレータ433Eは、加算回路433Cの出力LADDが閾値K2未満の場合に出力LcompをHレベルにする。論理積回路433Gは、コンパレータ433Dの出力Ucompとコンパレータ433Eの出力Lcompとの論理積ANDを先頭ビットフラグFclk0として出力する。したがって、信号検知部433Aは、拡散系列の1周期分がシフトレジスタ431の前半部431(1)〜431(n)に格納され、後半部431(n+1)〜431(2n)が無信号状態となるタイミングを検知していることになる。このタイミングは、相関値演算部433から順々に出力される再生信号Srecのうち基本拡散系列G0に対応する先頭ビットが出力されるタイミングに等しい。この意味で、信号検知部433Aの出力信号を先頭ビットフラグFclk0と称している。先頭ビットフラグFclk0は、後述する信号判定部44で利用される。
The
なお、基本拡散系列G0に対応するデータ信号Db0を再生信号Srecの先頭ビットの検知に用いるので、データ信号Db0のビットデータは常に「1」に設定する必要がある。もっとも、データ信号Db0は他のデータ信号Db1〜Dbn−1と同期して出力されるので、実施の形態1の通信システム1では、フレーム検出のために「1」が連続するトレーニングビットをデータ信号より前に出力する必要はない。
Since the data signal Db0 corresponding to the basic spreading sequence G0 is used for detecting the first bit of the reproduction signal Srec, the bit data of the data signal Db0 must always be set to “1”. However, since the data signal Db0 is output in synchronization with the other data signals Db1 to Dbn-1, in the
図10は、先頭ビット検出回路433Aにおける各信号の真理値表である。図10に示すように、加算回路433Bの出力UADDが閾値K1より大きく、加算回路433Cの出力LADDが閾値K2より小さい場合に、先頭ビットフラグFclk0としてHレベル(「1」)の信号が出力されることがわかる。
FIG. 10 is a truth table of each signal in the leading
図11は、数値解析によって求めた先頭ビットフラグFclk0の信号波形の例を示す図である。図11では、便宜的に、先頭ビットフラグFclk0の位置を信号波形の中心に配置している。図11に示すように、先頭ビットフラグFclk0は、SNRの優れたパルス波形であることがわかる。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of the first bit flag Fclk0 obtained by numerical analysis. In FIG. 11, for the sake of convenience, the position of the head bit flag Fclk0 is arranged at the center of the signal waveform. As shown in FIG. 11, it can be seen that the head bit flag Fclk0 has a pulse waveform with excellent SNR.
再び図6を参照して、信号判定部44は、逆拡散部106から出力された再生信号Srecが第2の閾値DSCLを超えるか否かを判定することによって、データ信号Db0〜Dbn−1を再生する。再生されたデータ信号Db0〜Dbn−1は、出力端子CNCRを介して出力される。
Referring to FIG. 6 again, the
図12は、図6の信号判定部44の構成を示すブロック図である。図12を参照して、信号判定部44は、ゲート信号生成部445と、再生信号弁別部443と、シリアル/パラレル(S/P:Serial/Parallel)変換部442とを含む。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the
ゲート信号生成部445は、櫛形パルス信号CLKCOMに同期してゲート信号Gateを出力する。ゲート信号Gateは、先頭ビットフラグFclk0を受けてからデータ信号Db0〜Dbn−1のデータ数Ndat(=n)に相当する時間だけHレベルに活性化される。データ数Ndatは、予めメモリ441に記憶されている。
The gate
再生信号弁別部443は、ゲート信号Gateが活性化されている間、再生信号Srecを受信する。そして、再生信号弁別部443は、受信した再生信号Srecが第2の閾値DSCLを超えているか否かを判定する。閾値DSCLは、メモリ441に予め記憶されている。再生信号弁別部443は、再生信号Srecが閾値DSCLを超えている場合にHレベルの信号を出力し、閾値DSCL以下の場合はLレベルの信号を出力する。
The reproduction
シリアル/パラレル変換部442は、再生信号弁別部443のシリアル出力を受けて、パラレル信号である再生データ信号Drecvに変換して出力する。こうして、データ信号Db0〜Dbn−1の再生が完了する。
The serial /
図13、図14は、図1の通信システム1による信号伝送の数値解析例を示す図である。図13、図14は、伝送光路20による信号の減衰がない場合についての数値解析例である。図13(A)は、データ信号Dtrnsのビットデータの一例を示す図である。図13(A)の横軸は入力端子CNCSの番号1〜63を示し、縦軸は各入力端子CNCSに入力されたデータ信号Db0〜Db62のビットデータの例を示す。図13(B)は、系列長63の基本拡散系列G0の一例を示す。図13(C)は、加算部372から出力される多重化信号Ssndの波形である。多重化信号Ssndは、図13(A)のデータ信号Db0〜Db62のうち、ビットデータが「1」のデータ信号に対応する拡散系列を互いに同期して加算し、さらに櫛形パルスを同期加算したものである。図14(A)は、逆拡散部106から出力される再生信号Srecの信号波形である。再生信号Srecは、受信信号Srcv0と拡散系列G0〜G62の各々との相関値が順に時系列に並んだものである。図14(A)で再生信号Srecが閾値DSCLを超えた場合、ビットデータ「1」として判定される。図14(B)は、図14(A)の再生信号Srecの強度の度数分布を示す図である。図14(B)に示すように、再生信号Srecの強度は、データ信号Dtrnsのビットデータ「0」と「1」とに相当する2つのピークを有する。閾値DSCLは、これらの2つのピークの中間に設定される。図14(C)は、図14(A)の再生信号Srecに判定結果に基づいて最終的に出力される再生データ信号Drecvのビットデータである。図13(A)に示す送信機101に入力されたデータ信号Dtrnsが再現できていることがわかる。
13 and 14 are diagrams showing numerical analysis examples of signal transmission by the
以上のとおり、実施の形態1の通信システム1によれば、クロック信号CLKに基づいて櫛形パルス信号CLKCOMが生成される。拡散変調部41は、生成した櫛形パルス信号CLKCOMに同期して、データ信号Db0〜Dbn−1のうちビットデータ「1」のデータ信号に対応する拡散系列G0〜Gn−1を出力する。したがって、複数のデータ信号間で拡散系列G0〜Gn−1の符号の位相を高精度で同期させることができる。また、櫛形パルス信号CLKCOMと拡散系列G0〜Gn−1とが加算されて送信されるので、受信機102は、受信信号Srcv0から再生した櫛形パルス信号CLKCOMに基づいて高精度に逆拡散を行なうことができる。この結果、実施の形態1の通信システム1は、従来に比べて多数のデータ信号Db0〜Dbn−1を符号分割多重化して誤り無く伝送することができる。
As described above, according to the
また、送信機101および受信機102とも、櫛形パルス信号CLKCOMに同期して実時間で信号処理を行なうので、信号処理回路の規模が小さくて済み、装置の小型化が可能である。この結果、実施の形態1の通信システムは、即時応答が要求されるリアルタイム制御機器に好適に用いることができる。
In addition, since both the
なお、上述の通信システム1では、多重化信号Ssndを光信号Lsig0に変換してから受信機102に向けて送信したけれども、必ずしも光信号Lsig0に変換する必要はない。電気信号のままでベースバンド伝送することもできるし、適当な周波数の搬送波を変調して送信することもできる。
In the
また、上述の通信システム1では、送信機101が外部から複数のデータ信号Db0〜Dbn−1を受け、その複数のデータ信号Db0〜Dbn−1を多重化信号Ssndに変換して送信する場合について説明した。これに対して、送信機101は、多ビットのデータ信号を外部から受け、その多ビットのデータ信号をビットごとの複数のデータ信号Db0〜Dbn−1に分割し、その後、多重化信号Ssndに変換するようにしてもよい。
In the
[実施の形態1の変形例]
図15は、実施の形態1の変形例によるマッチドフィルタ43Aの構成を示すブロック図である。図15のマッチドフィルタ43Aは、遅延回路433Hをさらに含む点で、図9のマッチドフィルタ43と異なる。また、図15の多値シフトレジスタ431は、後半のn個のレジスタ431(n+1)〜431(2n)に記憶されたビット情報を消去するためのリセット端子RSTをさらに含む点で、図9の多値シフトレジスタ431と異なる。その他の点については、図15のマッチドフィルタ43Aは図9のマッチドフィルタ43と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
[Modification of Embodiment 1]
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a matched
図15の遅延回路433Hは、信号検知部433Aの論理積回路433Gから先頭ビットフラグFclk0に基づいて、フラグFclk1を多値シフトレジスタ431のリセット端子RSTに出力する。フラグFclk1は、先頭ビットフラグFclk0から拡散系列1周期分のn×Tcだけ遅延したパルス信号である。多値シフトレジスタ431は、フラグFclk1を受けたときに、後半のn個のレジスタ431(n+1)〜431(2n)に記憶されたビット情報を消去する。
The
これによって、現ビット周期Tbの受信信号Srcv1の逆拡散が終了した時点で、現ビット周期Tbに関係する受信信号Srcv1を消去できるので、速やかに次のビット周期Tbにおける受信信号Srcv1を受け付けることができる。この結果、図5の無信号の区間Tb2は不要になり、伝送効率が向上するというメリットがある。 Thereby, when the despreading of the reception signal Srcv1 of the current bit period Tb is completed, the reception signal Srcv1 related to the current bit period Tb can be erased, so that the reception signal Srcv1 in the next bit period Tb can be promptly accepted. it can. As a result, the no-signal section Tb2 of FIG. 5 becomes unnecessary, and there is an advantage that transmission efficiency is improved.
[実施の形態2]
実施の形態2は、モニタ信号Mtrnsとデータ信号Dtrnsとを併せて送信することによって、受信したモニタ信号Mtrnsの振幅レベルから伝送光路20の減衰を補正するものである。特に伝送光路20に光ファイバを用いずに空間伝送する場合などには、伝送利得Agの変動を考慮して補正が必要になる。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, the attenuation of the transmission
図16は、伝送光路20の減衰を考慮した場合の通信システム1による信号伝送の数値解析例を示す図である。図16(A)は、図14(B)に対応する再生信号Srecの強度の度数分布を示す図である。図14(B)の場合に伝送光路20の伝送利得Agが1であったのに対して、図16(A)は、伝送利得Agが0.8の場合を示している。図16(B)は、図16(A)の再生信号Srecに基づいて最終的に出力される再生データ信号Drecvのビットデータである。伝送光路20の減衰があるにも拘らず、図14(B)の場合と同じ閾値DSCLを用いているので、図14(C)と比較してデータに欠落が生じている。
FIG. 16 is a diagram illustrating a numerical analysis example of signal transmission by the
このように、伝送光路20の長さが変動したり、伝送光路20の光学的特性が変動したり、外部光による雑音が増加したりして、伝送光路20の伝送利得Agが変動した場合には、安定した閾値判定が行なえなくなる。そこで、実施の形態2では、以下に示すようにモニタ信号Mtrnsを用いて伝送利得Agの変動を補正する。
As described above, when the transmission gain Ag of the transmission
図17は、この発明の実施の形態2の通信システム2の概略的な構成を示すブロック図である。図17の送信機101Aは、拡散変調部41Aがm個のデータ信号Db0〜Dbm−1に加えてk個のモニタ信号Mon1〜Monk(総称する場合、モニタ信号Mtrnsと記載する)をさらに受ける点で、図1の送信機101と異なる。また、図17の受信機102Aは、伝送路モニタ446をさらに含む点で、図1の受信機102と異なる。以下、実施の形態1と異なる点について主に説明し、同一または相当する点については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration of the
図18は、図17の送信機101Aの構成を示すブロック図である。図18の拡散変調部41の符号化部412Aは、入力端子CNCS1を介してm個のデータ信号Db0〜Dbm−1を受け、入力端子CNCS2を介してk個のモニタ信号Mon1〜Monkを受ける。通常、モニタ信号Mon1〜Monkのビットデータは常に1である。この明細書では、データ信号Dtrnsとモニタ信号Mtrnsとを併せてビット信号とも称する。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the
モニタ信号Mtrnsおよびデータ信号Dtrnsには、個別に拡散系列G0〜Gn−1が割当てられる。実施の形態1の場合と同様に、拡散系列G0〜Gn−1は、基本拡散系列G0を巡回シフトしたものである。各拡散系列の系列長nは、m+k以上である必要がある。実施の形態2では、簡単のために系列長nをm+kに等しく設定している。具体的には、モニタ信号Mon1〜MonkにそれぞれG0〜Gk−1が割当てられ、データ信号Db0〜Dbm−1には、残りのGk〜Gn−1が割当てられる。 Spreading sequences G0 to Gn-1 are individually assigned to the monitor signal Mtrns and the data signal Dtrns. As in the case of the first embodiment, spreading sequences G0 to Gn-1 are obtained by cyclically shifting basic spreading sequence G0. The sequence length n of each spreading sequence needs to be m + k or more. In the second embodiment, the sequence length n is set equal to m + k for simplicity. Specifically, G0 to Gk-1 are assigned to the monitor signals Mon1 to Monk, respectively, and the remaining Gk to Gn-1 are assigned to the data signals Db0 to Dbm-1.
符号化部412Aは、モニタ信号Mon1〜Monkにそれぞれ対応する拡散系列G0〜Gk−1を櫛形パルス信号CLKCOMに同期して出力する。また、符号化部412は、データ信号Db0〜Dbm−1のうちビットデータが「1」のデータ信号について対応する拡散符号を櫛形パルス信号CLKCOMに同期して出力する。符号化部412Aから出力されるモニタ信号Mtrnsに対応するパルス列Mcodeとデータ信号Dtrnsに対応するパルス列Dcodeは、加算部372で同期加算される。さらに、加算部372では、櫛形パルス信号CLKCOMも同期加算される。
The
図19は、データ信号Dtrnsおよびモニタ信号Mtrnsへの拡散系列G0〜G62の割り当ての一例を示す表である。32個のモニタ信号Mon1〜Mon32に巡回シフト量0〜31がそれぞれ割当てられ、31個のデータ信号Db0〜Db30に巡回シフト量32〜62がそれぞれ割当てられる。 FIG. 19 is a table showing an example of assignment of spreading sequences G0 to G62 to the data signal Dtrns and the monitor signal Mtrns. Cyclic shift amounts 0 to 31 are assigned to 32 monitor signals Mon1 to Mon32, and cyclic shift amounts 32 to 62 are assigned to 31 data signals Db0 to Db30, respectively.
図20は、図17の受信機102Aの構成を示すブロック図である。図20に示すように、伝送路モニタ446は、クロック再生部375で再生された櫛形パルス信号CLKCOMと、マッチドフィルタ43から出力された再生信号Srecおよび先頭ビットフラグFclk0とを受け、閾値DSCLを出力する。伝送路モニタ446は、櫛形パルス信号CLKCOMおよび先頭ビットフラグFclk0に基づいて再生信号Srecに含まれるモニタ信号Mon1〜Monkを検知し、それらの平均値<Mon>を求める。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of the
<Mon>=(Mon1+Mon2+…+Monk)/k …(8)
伝送路モニタ446は、この平均値<Mon>を用いて、再生信号Srecの閾値DSCLを次式(9)に従って決定する。次式において、ξは予め設定された定数である。
<Mon> = (Mon1 + Mon2 + ... + Monk) / k (8)
The transmission path monitor 446 determines the threshold value DSCL of the reproduction signal Srec according to the following equation (9) using the average value <Mon>. In the following equation, ξ is a preset constant.
DSCL=ξ×<Mon> …(9)
このように、式(9)に従って再生信号Srecの閾値DSCLを決定すれば、伝送光路20の伝送利得に応じた適切な閾値DSCLで再生信号Srecの閾値判定を行なうことができる。
DSCL = ξ × <Mon> (9)
Thus, if the threshold value DSCL of the reproduction signal Srec is determined according to the equation (9), the threshold value determination of the reproduction signal Srec can be performed with an appropriate threshold value DSCL corresponding to the transmission gain of the transmission
図21は、図20の信号判定部44Aの構成を示すブロック図である。図21を参照して、信号判定部44Aは、ゲート信号生成部445Aと、再生信号弁別部443と、シリアル/パラレル変換部442とを含む。
FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of the
図21のゲート信号生成部445Aは、櫛形パルス信号CLKCOMに基づいてゲート信号Gateを出力する。ゲート信号Gateは、先頭ビットフラグFclk0を受けてからモニタ信号Mon1〜Monkのデータ数Kclk(=k)に相当する時間が経過すると、Hレベルに活性化される。その後、ゲート信号Gateは、データ信号Db0〜Dbm−1のデータ数Ndat(=m)に相当する時間が経過するとLレベルに戻る。データ数Ndat,Kclkは、予めメモリ441Aに記憶されている。
The gate
再生信号弁別部443は、ゲート信号が活性化されている間、再生信号Srecが閾値DSCLを超えているかを判定する。閾値DSCLは、伝送路モニタ446から予め供給される。再生信号弁別部443は、再生信号Srecが閾値DSCLを超えている場合にHレベルの信号を出力し、閾値DSCL以下の場合はLレベルの信号を出力する。
The reproduction
図22は、図21の信号判定部44Aの各部の波形を模式的に示すタイミング図である。図22の上から順に、先頭ビットフラグFclk0、櫛形パルス信号CLKCOM、再生信号Srec、閾値DSCL、ゲート信号Gate,およびシリアルの再生データ信号Drecv0を示す。
FIG. 22 is a timing chart schematically showing waveforms of respective parts of the
図22を参照して、図20のマッチドフィルタ43が先頭ビットフラグFclk0を出力すると、図20の伝送路モニタ446は、先頭ビットフラグFclk0のタイミングを含むデータ数Kclk分の再生信号Srecに基づいて、前述の式(9)に従って閾値DSCLを出力する。また、図21のゲート信号生成部445Aは、データ数Kclk分の再生信号Srecを除くデータ数Ndat分に相当する時間だけ、Hレベルに活性化されたゲート信号Gateを出力する。ゲート信号Gateが活性化されている間、再生信号弁別部443は、再生信号Srecが閾値DSCLを超えるか否かを判定してシリアルの再生データ信号Drecv0を出力する。
Referring to FIG. 22, when matched
[実施の形態2の変形例]
図23は、この発明の実施の形態2の変形例による受信機102Bの構成を示すブロック図である。図23の伝送路モニタ446Bは、警報出力ALARMを有する点で、図20の伝送路モニタ446と異なる。その他の点については、図20の場合と共通するので、同一または相当する部分には、図20と同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
[Modification of Embodiment 2]
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a receiver 102B according to a modification of the second embodiment of the present invention. The
図23の伝送路モニタ446Bは、モニタ信号Mon1〜Monkの平均値<Mon>に加えて、標準偏差σmonの値も求める。標準偏差σmonが許容値以下の場合、統計的なばらつきの範囲内にあるから伝送路モニタ446Bは正常と判断する。標準偏差σmonが許容値を超えた場合、伝送路モニタ446Bは異常と判断して警報を発する。さらに、平均値<Mon>が急変した場合にも異常と判断しても警報を発するようにもできる。
The transmission path monitor 446B of FIG. 23 obtains the value of the standard deviation σmon in addition to the average value <Mon> of the monitor signals Mon1 to Monk. When the standard deviation σmon is less than or equal to the allowable value, the
図24は、再生信号Srecのうちモニタ信号Mtrnsの度数分布を示す図である。既に説明したように、モニタ信号Mon1〜Monkの平均値<Mon>に基づいて、式(9)に従って閾値DSCLが決定される。また、モニタ信号Mon1〜Monkの標準偏差σmonに基づいて、伝送光路20の異常が判定される。
FIG. 24 is a diagram showing a frequency distribution of the monitor signal Mtrns in the reproduction signal Srec. As already described, the threshold value DSCL is determined according to the equation (9) based on the average value <Mon> of the monitor signals Mon1 to Monk. Further, the abnormality of the transmission
このように実施の形態2の変形例の受信機102Bによれば、常時、伝送光路20の状態をモニタしているので、突発的な雑音の増加や伝送利得の減少があっても、速やかに伝送光路20の異常を検知して、信号の誤検出を未然に防ぐことができる。
[実施の形態3]
実施の形態3は、複数の通信装置が同一伝送路に接続され、通信装置間で相互に通信を行なう場合についての例である。
As described above, according to the receiver 102B of the modification of the second embodiment, the state of the transmission
[Embodiment 3]
図25は、この発明の実施の形態3による通信システム3の概略的な構成を示すブロック図である。図25を参照して、通信システム3は伝送光路20に接続された5台の通信装置Adev〜Edevを含む。各通信装置は、送信機501と受信機502とを含む。通信装置Adev〜Edevの各送信機501は、共通の伝送光路に20に光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eをそれぞれ送信する。通信装置Adev〜Edevの各受信機502は、光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eが合波されて生じた受信信号Lsig1を伝送光路20から受信する。
FIG. 25 is a block diagram showing a schematic configuration of the
実施の形態3では、各ビット周期Tbが送信機501の個数に等しい5つのタイムスロットに区分される。各タイムスロットには、通信装置Adev〜Edevがこの順番で割当てられる。通信装置Adev〜Edevの各送信機501は、割当てられたタイムスロットの間に伝送光路20に光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eをそれぞれ送信する。この結果、送信機相互の光信号の干渉を回避することができる。
In
図26は、図25の通信装置Adevの構成を示すブロック図である。図25の5台の通信装置Adev〜Edevはいずれも送信機501および受信機502を含む同じ構成であるので、図26は、これらの代表として通信装置Adevの構成を示している。
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of the communication device Adev of FIG. Since all of the five communication devices Adev to Edev in FIG. 25 have the same configuration including the
図26を参照して、送信機501は、m個のデータ信号DT0〜DTm−1(総称するときデータ信号Dtrns_Aと称する)、k個のモニタ信号Mon1〜Monk(総称するときモニタ信号Mtrnsと称する)、およびp個の機器属性信号Code1〜Codep(総称するとき機器属性信号Devと称する)を入力端子CNCSから受けて、符号分割多重化された光信号である多重化信号Lsig0_Aに変換する。変換された多重化信号Lsig0_Aは伝送光路20に向けて送信される。送信機Adevは、信号入力部としての入力端子CNCSと、櫛形パルス生成部403Aと、拡散変調部41Bと、多重化信号生成部37とを含む。
Referring to FIG. 26,
櫛形パルス生成部403Aは、実施の形態1,2の櫛形パルス生成部403と同様に、外部から入力されたクロック信号CLKに基づいて、高さの等しいn個のパルス群である櫛形パルスを繰返し生成する。櫛形パルスのパルス数nは、拡散系列の系列長nに等しい。また、櫛形パルスの繰返し周期は、データ信号Dtrns_Aのビット周期に等しい。
Comb pulse generation unit 403A repeats comb pulses, which are n pulse groups having the same height, based on clock signal CLK input from the outside, similarly to comb
ただし、実施の形態1,2と異なり、実施の形態3の場合、自己に割当てられた各タイムスロットの間に櫛形パルスが出力されるようにタイミングが調整される。このため、櫛形パルス生成部403Aは、受信機で502で検出した先頭ビットフラグFclk0のタイミングを基準にして櫛形パルスを生成する。櫛形パルスが繰返された櫛形パルス信号CLKCOMは、拡散変調部41Bおよび多重化信号生成部37に出力される。
However, unlike
拡散変調部41Bは、m個のデータ信号DT0〜DTm−1、k個のモニタ信号Mon1〜Monk、およびp個の機器属性信号Code1〜Codepを受ける。これらの信号はいずれも1ビットのパルス信号であり、互いに異なる拡散系列が割当てられる。具体的には、基本拡散系列G0の巡回シフトによる拡散系列G0〜Gn−1が、入力端子CNCS(実施の形態3の場合、入力端子0〜62)にそれぞれ割当てられる。拡散系列の詳細は実施の形態1の図4で説明したとおりであるので説明を繰返さない。なお、nはm+k+p以上である必要がある。実施の形態3の場合には、n=63、m=22、k=38、p=3である。
The spread modulation unit 41B receives m data signals DT0 to DTm-1, k monitor signals Mon1 to Monk, and p device attribute signals Code1 to Codep. These signals are all 1-bit pulse signals, and different spreading sequences are assigned to them. Specifically, spreading sequences G0 to Gn-1 due to cyclic shift of basic spreading sequence G0 are assigned to input terminals CNCS (in the case of
モニタ信号Mtrnsは、伝送光路20の伝送利得の変動を補正するために用いられる信号である。モニタ信号Mtrnsの詳細は、実施の形態2で説明したとおりであるので説明を繰返さない。
The monitor signal Mtrns is a signal used to correct the fluctuation of the transmission gain of the transmission
図27は、機器属性信号Devの一例を示す表である。機器属性信号Devは光信号の送信元を表わすためのpビット(p=3)の信号である。図27に示すように、通信装置Adev〜Edevに対してそれぞれ固有の信号が割当てられる。たとえば、通信装置AdevにはCode1=0,Code2=0,Code3=1が割当てられている。
FIG. 27 is a table showing an example of the device attribute signal Dev. The device attribute signal Dev is a p-bit (p = 3) signal for indicating the transmission source of the optical signal. As shown in FIG. 27, a unique signal is assigned to each of the communication devices Adev to Edev. For example,
図28は、送信機501の入力端子CNCSへの信号割当ての一例を示す表である。
図28を参照して、通信装置Adev〜Edevの各送信機501は入力端子CNCS(入力端子0〜62)を有し、入力端子0〜62にはデータ信号DT0〜DT21、モニタ信号Mon1〜Mon38、および機器属性信号Code1〜Code3がそれぞれ入力される。
FIG. 28 is a table showing an example of signal allocation to the input terminal CNCS of the
Referring to FIG. 28, each
データ信号Dtrnsは、データの先頭を示すフレーム信号fclk0、および各通信装置を宛先とするデータ信号を含む。いずれの通信装置Adev〜Edevについても、データ信号Dtrnsの最初はフレーム信号fclk0であり、入力端子0に入力される。フレーム信号fclk0は常に「1」に固定され、基本拡散系列G0が割当てられる。
The data signal Dtrns includes a frame signal fclk0 indicating the beginning of data and a data signal destined for each communication device. In any of the communication devices Adev to Edev, the data signal Dtrns starts with the frame signal fclk0 and is input to the
図28に示すように、たとえば、通信装置Adevから送信されるデータ信号Dtrns_Aは、フレーム信号fclk0の他に、通信装置Bdevを宛先とするデータ信号Db0〜Db6と、通信装置Cdevを宛先とするデータ信号Dc0〜Dc3と、通信装置Ddevを宛先とするデータ信号Dd0〜Dd3と、通信装置Edevを宛先とするデータ信号De0〜De5とを含む。このように、通信装置ごとに、宛先が異なるとともに、各通信装置に送信するビット信号の数も異なっている。図29、図30で後述するように、通信装置Adev〜Edevごとの宛先の情報は、通信装置Adev〜Edevの各受信機502のメモリ441Bに記憶される。
As shown in FIG. 28, for example, the data signal Dtrns_A transmitted from the communication device Adev includes data signals Db0 to Db6 destined for the communication device Bdev and data destined for the communication device Cdev in addition to the frame signal fclk0. Signals Dc0 to Dc3, data signals Dd0 to Dd3 destined for communication device Ddev, and data signals De0 to De5 destined for communication device Edev are included. As described above, each communication device has a different destination, and the number of bit signals transmitted to each communication device is also different. As will be described later with reference to FIGS. 29 and 30, destination information for each of the communication devices Adev to Edev is stored in the
3ビットの機器属性信号Devは、入力端子60〜62に入力される。実施の形態3の通信システム3に特徴的な点は、次に送信元になる機器属性信号Devが入力端子60〜62に入力されることである。たとえば、通信装置Adevの入力端子60〜62には、通信装置Bdevの機器属性信号(Code1=0,Code2=1,Code3=0)が入力される。これによって、通信装置Adev〜Edevの各受信機502は、予め次の送信順の通信装置からの光信号の受信に備えて、メモリ441Bから宛先の情報などを読み出すことができるので、送信元の切替を円滑に行なうことができる。
The 3-bit device attribute signal Dev is input to the input terminals 60-62. A characteristic point of the
再び図26を参照して、拡散変調部41Bは、実施の形態1,2の場合と同様に、データ信号DT0〜DTm−1、モニタ信号Mon1〜Monk、および機器属性信号Code1〜Codekごとに、ビットデータが「1」の場合に対応する拡散系列を櫛形パルスに同期して出力する。詳細は実施の形態1,2と同様であるので、説明を繰り返さない。 Referring to FIG. 26 again, as in the case of the first and second embodiments, the spread modulation unit 41B performs the data signal DT0 to DTm-1, the monitor signals Mon1 to Monk, and the device attribute signals Code1 to Codek. The spreading sequence corresponding to the bit data “1” is output in synchronization with the comb pulse. Details are the same as those in the first and second embodiments, and thus description thereof will not be repeated.
多重化信号生成部37の構成および動作も、実施の形態1,2と同様であるので説明を繰返さない。多重化信号生成部37で生成された多重化信号Lsig0は光伝送路20へ出力される。
Since the configuration and operation of multiplexed
次に、受信機502の構成について説明する。受信機502は、多重化信号Lsig1を受信する多重化信号受信部103と、クロック再生部375と、逆拡散部106Aと、伝送路モニタ446と、第1の信号判定部44Bとを含む。これらの構成要素のうち、多重化信号受信部103およびクロック再生部375は実施の形態1の場合と同様であり、伝送路モニタ446は実施の形態2の場合と同様であるので、説明を繰返さない。
Next, the configuration of the
逆拡散部106Aは、クロック再生部375によって再生された櫛形パルス信号CLKCOMに合わせて、多重化信号受信部103から出力された受信信号Srcv0と複数の拡散系列G0〜Gn−1との相関値を求める。逆拡散部106Aは、櫛形パルス信号CLKCOMのタイミングに合わせて受信信号Srcv0を量子化する多値量子化部107とマッチドフィルタ43Aとを含む。
The
ここで、マッチドフィルタ43Aは、実施の形態1の変形例と同じ構成である。図15のマッチドフィルタ43Aによれば、ある通信装置から送信された信号の逆拡散が終了した時点で、後半のn個のレジスタ431(n+1)〜431(2n)に記憶されたビット情報を消去する。これによって、速やかに次の通信装置から送信された信号の逆拡散を開始することができる。
Here, the matched
信号判定部44Bは、逆拡散部106Aから出力された再生信号Srecが第2の閾値DSCLを超えるか否かを判定することによって、データ信号DT0〜DTm−1およびモニタ信号Mon1〜Monkを再生する。さらに、信号判定部44Bは、再生信号Srecから自己を宛先とする信号を弁別する。
The
図29は、図26の信号判定部44Bの構成を示すブロック図である。図29を参照して、信号判定部44Aは、ゲート信号生成部445Bと、再生信号弁別部443と、シリアル/パラレル変換部442Aとを含む。
FIG. 29 is a block diagram showing a configuration of the
図29のゲート信号生成部445Bは、櫛形パルス信号CLKCOMに基づいてゲート信号Gateを出力する。ゲート信号Gateは、先頭ビットフラグFclk0を受けてから所定の期間だけ活性化される。より具体的には、ゲート信号Gateは、先頭ビットフラグFclk0を受けてから切出開始番号Adrに相当する時間が経過してから、切出データ数Ndatに相当する時間の間だけ活性化される。再生信号弁別部443は、このゲート信号Gateに基づいて、自己宛の信号のみを弁別することができる。また、ゲート信号Gateは、機器属性信号Devに対応する期間だけ活性化される。切出開始番号Adrおよび切出データ数Ndatは、光信号の送信元の通信装置Adev〜Edevごとに異なる値であり、予めメモリ441Bに記憶されている。
29 outputs the gate signal Gate based on the comb pulse signal CLKCOM. The gate signal Gate is activated only for a predetermined period after receiving the head bit flag Fclk0. More specifically, the gate signal Gate is activated only for the time corresponding to the number of cut data Ndat after the time corresponding to the cut start number Adr has elapsed after receiving the first bit flag Fclk0. . The reproduction
図30は、メモリ441Bに記憶されているデータテーブルの一例を示す図である。図30を参照して、メモリ441Bには、前述の機器属性信号Devとともに、通信装置Adev〜Edevごとに切出開始番号Adrおよび切出データ数Ndatが記憶されている。
FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a data table stored in the
たとえば、送信先機器が通信装置Adevの場合、送信元である通信装置Bdevから送信されたデータ信号DT0〜DT21のうち、フレーム信号fclk0の次のAdr(=1)番目のデータから開始してNdat(=2)個のデータが、通信装置Adevを宛先とするデータである。これらのデータは図28の入力端子1,2に入力されたDa0,Da1に対応している。同様に、送信元である通信措置Cdevから通信装置Adevに送信されたデータ信号DT0〜DT21のうち、フレーム信号fclk0の次のAdr(=1)番目のデータから開始してNdat(=19)個のデータが、通信装置Adevと宛先とするデータである。これらのデータは図28の入力端子1〜19に入力されたDa0〜Da18に対応している。また、送信元である通信措置Ddevから通信装置Adevに送信されるデータ信号はないので、切出開始番号Adrおよび切出データ数Ndatともに0に設定されている。
For example, when the transmission destination device is the communication device Adev, the data signal DT0 to DT21 transmitted from the communication device Bdev as the transmission source starts from the Adr (= 1) th data next to the frame signal fclk0, and Ndat (= 2) pieces of data are data destined for the communication device Adev. These data correspond to Da0 and Da1 input to the
一般に、共通の伝送路に複数の通信装置が接続されている場合、これら通信装置の一部を撤去したり、増設したりするなどとして、データの宛先が変更される際には信号接続を変更する必要がある。ケーブル配線の場合には、接続変更に多大な作業が必要である。実施の形態3の通信システム3によれば、共通の伝送光路20に接続された通信装置Adev〜Edev間の相互の宛先の情報がメモリ441Bに記憶されている。したがって、ハードウェアの大幅な変更を伴わず、メモリ441Bに記憶された情報の書き換えのみで宛先の変更に対応が可能である。特に、遠隔操作によりこの宛先情報の書き換えが可能ならば、通信システムのサービス期間中でも宛先の変更への対応が可能となる。
In general, when multiple communication devices are connected to a common transmission line, the signal connection is changed when the data destination is changed, such as by removing or adding some of these communication devices. There is a need to. In the case of cable wiring, a great deal of work is required to change the connection. According to the
再び図29を参照して、再生信号弁別部443は、ゲート信号が活性化されている間、再生信号Srecが閾値DSCLを超えているかを判定する。実施の形態2で説明したように、閾値DSCLは伝送路モニタ446から予め供給される。再生信号弁別部443は、再生信号Srecが閾値DSCLを超えている場合にHレベルの信号を出力し、閾値DSCL以下の場合はLレベルの信号を出力する。
Referring to FIG. 29 again, reproduction
シリアル/パラレル変換部442Aは、再生信号弁別部443のシリアル出力をパラレル信号である再生データ信号Drecv_A〜Drecv_Eに変換して出力する。さらに、シリアル/パラレル変換部442Aは機器属性信号Devをゲート信号生成部445Bに出力する。ゲート信号生成部445Bは、シリアル/パラレル変換部442Aから受けた機器属性信号Devに基づいて、次の送信元に対応する切出開始番号Adrおよび切出データ数Ndatをメモリ441Bから読み出す。こうして、送信元の各通信装置Adev〜Edevの送信機501から出力されたデータ信号DT0〜DTm−1の再生が完了する。
The serial /
図31は、図25の通信装置Adev〜Edevからそれぞれ送信された光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eの波形を模式的に示すタイミング図である。図31は、上から順に、クロック信号CLKの波形、通信装置Aに入力されたデータ信号Dtrns_Aの波形、および光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eの波形を示す。 FIG. 31 is a timing chart schematically showing waveforms of optical signals Lsig0_A to Lsig0_E transmitted from the communication devices Adev to Edev in FIG. FIG. 31 shows, in order from the top, the waveform of the clock signal CLK, the waveform of the data signal Dtrns_A input to the communication device A, and the waveforms of the optical signals Lsig0_A to Lsig0_E.
図31を参照して、各ビット周期Tbは、時間順に、時刻t1〜t2のタイムスロットTSL1、時刻t2〜t3のタイムスロットTSL2、時刻t3〜t4のタイムスロットTSL3、時刻t4〜t5のタイムスロットTSL4、および時刻t5〜t6のタイムスロットTSL5からなる5つのタイムスロットに分割される。タイムスロットTSL1〜TSL5には、それぞれ光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eが送信される。図25の伝送光路20でこれらの光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eは合波されて、光信号Lsig1として通信装置Adev〜Edevの受信機502によって受信される。
Referring to FIG. 31, each bit period Tb includes time slot TSL1 at time t1 to t2, time slot TSL2 at time t2 to t3, time slot TSL3 at time t3 to t4, and time slot at time t4 to t5. The time slot is divided into five time slots consisting of TSL4 and time slot TSL5 at times t5 to t6. Optical signals Lsig0_A to Lsig0_E are transmitted to the time slots TSL1 to TSL5, respectively. These optical signals Lsig0_A to Lsig0_E are combined in the transmission
図32は、信号判定部44Bの出力波形を模式的に示すタイミング図である。図32は上から順に、通信装置Bdev〜Edevの各受信機502で逆拡散されて生じた再生信号Srecの波形、および、送信先の通信装置Bdev〜Edevの各信号判定部44Bによって再生信号Srecが弁別されて得られたデータ信号の波形を示す。
FIG. 32 is a timing chart schematically showing the output waveform of the
図32を参照して、通信装置Adevから送信された光信号Lsig0_Aを逆拡散した再生信号Srecには、通信装置Bdev〜Edevの各々を宛先とするデータ信号(図中で、A/B,A/C,A/D,A/Eと記載する)が時系列に並ぶ。通信装置Bdev〜Edevの各受信機502の信号判定部44Bは、再生信号Srecから自己を宛先とするデータを弁別して出力する。
Referring to FIG. 32, a reproduction signal Srec obtained by despreading the optical signal Lsig0_A transmitted from the communication device Adev includes a data signal (A / B, A in FIG. 32) addressed to each of the communication devices Bdev to Edev. / C, A / D, and A / E) are arranged in time series. The
以上のとおり、実施の形態3の通信システム3によれば、通信装置Adev〜Edevの各送信機501は、ビット周期Tbごとに生成した光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eを、自己に割当てられたタイムスロットの間にそれぞれ送信する。したがって、各送信機501から送信された光信号は、他の送信機501から送信された光信号と干渉することがない。
As described above, according to the
[実施の形態4]
実施の形態3では、各送信機501からビット周期Tbごとに出力される光信号全体に対して1つのタイムスロットが割当てられていた。これに対して、実施の形態4では、各送信機501から送信する光信号の各パルスに対して1つずつタイムスロットが割当てられる。このため、実施の形態4の場合、各送信機501間でクロックが正確に同期していることが必要になる。
[Embodiment 4]
In the third embodiment, one time slot is assigned to the entire optical signal output from each
図33は、この発明の実施の形態4による通信システム4の概略的な構成を示すブロック図である。図33を参照して、通信システム4は伝送光路20に接続された5台の通信装置Adev〜Edevを含む。各通信装置は、送信機503と受信機504とクロック発生回路510とを含む。通信装置Adev〜Edevの各送信機503は、共通の伝送光路に20に光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eをそれぞれ送信する。通信装置Adev〜Edevの各受信機504は、光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eが合波されて生じた受信信号Lsig1を伝送光路20から受信する。通信装置Adev〜Edevの各クロック発生回路510は、受信機504で受信した信号に基づいてクロック信号を生成する。
FIG. 33 is a block diagram showing a schematic configuration of the
クロックを同期させるために、実施の形態3で述べたフレーム信号fclk0が用いられる。実施の形態4では、通信装置Adevのフレーム信号fclk0のみが「1」に設定され、他の通信装置Bdev〜Edevのフレーム信号fclk0は「0」に設定される。他の通信装置Bdev〜Edevは、通信装置Adevから送信されたフレーム信号fclk0を検出したときの先頭ビットフラグFclk0を基準にしてクロック信号を生成する。これによって、他の通信装置Bdev〜Edevのクロックが通信装置Adevのクロックに同期する。 In order to synchronize the clock, the frame signal fclk0 described in the third embodiment is used. In the fourth embodiment, only the frame signal fclk0 of the communication device Adev is set to “1”, and the frame signals fclk0 of the other communication devices Bdev to Edev are set to “0”. The other communication devices Bdev to Edev generate a clock signal based on the leading bit flag Fclk0 when the frame signal fclk0 transmitted from the communication device Adev is detected. As a result, the clocks of the other communication apparatuses Bdev to Edev are synchronized with the clock of the communication apparatus Adev.
図34は、通信装置Adevの構成を示すブロック図である。図33の5台の通信装置Adev〜Edevはいずれも送信機503、受信機504、およびクロック発生回路510を含む同じ構成であるので、図34は、これらの代表として通信装置Adevの構成を示している。
FIG. 34 is a block diagram illustrating a configuration of the communication device Adev. Since all of the five communication devices Adev to Edev in FIG. 33 have the same configuration including the
図34を参照して、送信機503は、m個のデータ信号DT0〜DTm−1(総称するときデータ信号Dtrns_Aと称する)およびk個のモニタ信号Mon1〜Monk(総称するときモニタ信号Mtrnsと称する)を入力端子CNCSから受けて、符号分割多重化された光信号である多重化信号Lsig0_Aに変換する。変換された多重化信号Lsig0_Aは伝送光路20に向けて送信される。送信機Adevは、信号入力部としての入力端子CNCSと、櫛形パルス生成部403Bと、拡散変調部41Aと、遅延回路511と、多重化信号生成部37とを含む。
Referring to FIG. 34,
櫛形パルス生成部403Bは、実施の形態1,2の櫛形パルス生成部403と同様に、クロック発生回路510から入力されたクロック信号CLKに基づいて、高さの等しいn個のパルス群である櫛形パルスを繰返し生成する。櫛形パルスのパルス数nは、拡散系列の系列長nに等しい。また、櫛形パルスの繰返し周期は、データ信号Dtrns_Aのビット周期に等しい。
Comb
ただし、実施の形態1〜3と異なり、実施の形態4の場合、自己に割当てられた各タイムスロットの間に櫛形パルスの各パルスが1つずつ出力されるようにタイミングが調整される。このため、櫛形パルス生成部403Bは、受信機で504で検出した先頭ビットフラグFclk0から遅延回路511によって所定の時刻だけ遅延したタイミングを基準にして櫛形パルスを生成する。具体的に、通信装置Adevの場合の遅延時間は0であり、通信装置Bdev〜Edevの場合の遅延時間は、それぞれTCLK、2×TCLK,3×TCLK,4×TCLKである(ただし、TCLKはクロック発生回路510から出力されるクロック信号CLKの周期である)。櫛形パルスが繰返された櫛形パルス信号CLKCOMは、拡散変調部41Aおよび多重化信号生成部37に出力される。
However, unlike the first to third embodiments, in the fourth embodiment, the timing is adjusted so that each comb-shaped pulse is output one by one during each time slot assigned to itself. For this reason, the comb-shaped
拡散変調部41Aは、m個のデータ信号DT0〜DTm−1およびk個のモニタ信号Mon1〜Monkを受ける。これらの信号はいずれも1ビットのパルス信号であり、互いに異なる拡散系列が割当てられる。具体的には、基本拡散系列G0を巡回シフトすることによって得られた拡散系列G0〜Gn−1が入力端子CNCS(実施の形態4の場合、入力端子0〜62)にそれぞれ割当てられる。拡散系列の詳細は実施の形態1の図4で説明したとおりであるので説明を繰返さない。なお、nはm+k以上である必要がある。実施の形態4の場合には、n=63、m=22、k=41である。
The
モニタ信号Mtrnsは、伝送光路20の伝送利得の変動を補正するために用いられる信号である。モニタ信号Mtrnsの詳細は、実施の形態2で説明したとおりであるので説明を繰返さない。
The monitor signal Mtrns is a signal used to correct the fluctuation of the transmission gain of the transmission
拡散変調部41Aは、実施の形態2の場合と同様に、データ信号DT0〜DTm−1およびモニタ信号Mon1〜Monkごとに、ビットデータが「1」の場合に対応する拡散系列を櫛形パルスに同期して出力する。詳細は実施の形態2と同様であるので、説明を繰り返さない。
As in the case of the second embodiment, the
多重化信号生成部37の構成および動作も、実施の形態1,2と同様であるので説明を繰返さない。多重化信号生成部37で生成された多重化信号Lsig0は光伝送路20へ出力される。
Since the configuration and operation of multiplexed
図35は、送信機503の入力端子CNCSの信号割当ての一例を示す表である。図35の表は、図28の表から機器属性信号Code1〜Code3を削除したものに相当する。ただし、図28の場合は、通信装置Adev〜Edevから送信される各フレーム信号fclk0がいずれも「1」であったのに対して、図35の場合は、通信装置Adevから送信されるフレーム信号fclk0のみが「1」になる。
FIG. 35 is a table showing an example of signal assignment of the input terminal CNCS of the
図36は、図33の通信装置Adev〜Edevからそれぞれ送信された光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eの波形を模式的に示すタイミング図である。図36は、上から順に、クロック信号CLKの波形、受信機504で検出した先頭ビットフラグFclk0の波形、および光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eの波形を示す。
FIG. 36 is a timing chart schematically showing waveforms of optical signals Lsig0_A to Lsig0_E transmitted from the communication devices Adev to Edev in FIG. FIG. 36 shows, sequentially from the top, the waveform of the clock signal CLK, the waveform of the first bit flag Fclk0 detected by the
図37は、図36を拡大して示したタイミング図である。図36は、上から順に、受信機504で検出した先頭ビットフラグFclk0の波形、および光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eの波形を示す。
FIG. 37 is an enlarged timing diagram of FIG. FIG. 36 shows the waveform of the head bit flag Fclk0 detected by the
図36、図37を参照して、実施の形態4の通信システムの場合、タイムスロットTSLの時間幅はクロック周期TCLKに等しい。図37の時刻t1〜t2、時刻t2〜t3、時刻t3〜t4、時刻t4〜t5、および時刻t5〜t6がそれぞれ通信装置Adev〜Edevに割当てられたタイムスロットTSLに相当する。次の時刻t6〜t7が再び通信装置Adevに割当てられたタイムスロットになる。したがって、各送信信号Lsig0_A〜Lsig0_Eのチップ周期Tcは、クロック周期TCLKを送信機503の個数倍(実施の形態4の場合は5倍)した値に等しくなる。 Referring to FIGS. 36 and 37, in the case of the communication system of the fourth embodiment, the time width of time slot TSL is equal to clock cycle TCLK. Times t1 to t2, times t2 to t3, times t3 to t4, times t4 to t5, and times t5 to t6 in FIG. 37 correspond to the time slots TSL assigned to the communication devices Adev to Edev, respectively. The next time t6 to t7 becomes the time slot assigned to the communication device Adev again. Accordingly, the chip period Tc of each of the transmission signals Lsig0_A to Lsig0_E is equal to a value obtained by multiplying the clock period TCLK by the number of the transmitters 503 (5 times in the case of the fourth embodiment).
受信機504で先頭ビットフラグFclk0を検出した時刻t1から、次に受信機504で先頭ビットフラグFclk0を検出する時刻t8までが1フレーム(ビット周期Tb)に相当する。
One frame (bit period Tb) corresponds to a period from time t1 when the
再び図34を参照して、次に、受信機504の構成について説明する。受信機504は、多重化信号Lsig1を受信する多重化信号受信部103と、クロック再生部375と、逆拡散部106Bと、伝送路モニタ446と、第1の信号判定部44Cとを含む。これらの構成要素のうち、多重化信号受信部103およびクロック再生部375は実施の形態1の場合と同様であり、伝送路モニタ446は実施の形態2の場合と同様であるので、説明を繰返さない。
Next, the configuration of the
ただし、実施の形態4の場合、通信装置Adev〜Edevの各送信機503から出力された光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eが伝送光路20で多重化される。各受信機504は多重化された光信号Lsig1を受信するので、クロック再生部375から出力された信号は、周期がクロック信号CLKの周期TCLKに等しい再生クロック信号RCLKになる。
However, in the case of the fourth embodiment, the optical signals Lsig0_A to Lsig0_E output from the
逆拡散部106Bは、クロック再生部375Aによって再生された再生クロック信号RCLKに基づいて、多重化信号受信部103から出力された受信信号Srcv0と複数の拡散系列G0〜Gn−1との相関値を求める。逆拡散部106Bは、再生クロック信号RCLKのタイミングに合わせて受信信号Srcv0を量子化する多値量子化部107とマッチドフィルタ43Bとを含む。多値量子化部107は、実施の形態1で説明したとおりであるので説明を繰り返さない。
Based on the recovered clock signal RCLK recovered by the clock recovery unit 375A, the
図38は、逆拡散部106Bを構成するマッチドフィルタ43Bの構成を示すブロック図である。図38のマッチドフィルタ43Bは、内部クロック生成部434を含まずに再生クロック信号RCLKに基づいて動作する点、および加算回路433Fに代えて移動加算回路436を含む点で図9のマッチドフィルタ43と異なる。さらに、図38のマッチドフィルタ43Bは、多値シフトレジスタ435の構成が、図9の多値シフトレジスタ431の構成と異なる。その他の点については、図38のマッチドフィルタ43Bの構成は、図9のマッチドフィルタの構成と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
FIG. 38 is a block diagram showing a configuration of the matched
図38を参照して、多値シフトレジスタ435は、10n−5個のレジスタ435(0)〜435(10n−5)が連結された多連型のレジスタであり、再生クロック信号RCLKに同期して動作する。各レジスタ435(0)〜435(10n−5)は、多ビットのデータを一時記憶する。現時刻の受信信号Srcv1がレジスタ435(0)に格納され、再生クロック信号RCLKのクロック周期TCLKずつ前のデータがレジスタ435(1)〜435(10n−5)に順に格納される。チップ周期Tcは、クロック周期TCLKの5倍に等しいので、レジスタ435(10n−5)には、現時刻よりもTc×(2n−1)だけ前の受信信号Srcv1が格納されていることになる。
Referring to FIG. 38,
係数演算部432を構成する2n個の演算回路432(1)〜432(2n)は、レジスタ435(0)〜435(10n−5)のうちの5個のレジスタごとに1つずつ対応する。すなわち、演算回路432(i)には(ただし、iは1以上2n以下の整数)、レジスタ435((i−1)×5)が対応する。演算回路432(1)〜432(2n)には、基本拡散系列G0の2周期分が逆順で格納される。基本拡散系列G0が符号1の場合、対応するレジスタに格納された受信信号Srcv1を+1倍して出力し、基本拡散系列G0が符号0の場合、対応するレジスタに格納された受信信号Srcv1を−1倍して出力する。
The 2n arithmetic circuits 432 (1) to 432 (2n) constituting the coefficient
移動加算回路436は、先頭ビットフラグFclk0を基準にして、再生クロック信号RCLKの最初の5周期の間は演算回路432(1)〜432(n)の出力を加算し、次の5周期の間は演算回路432(2)〜432(n+1)の出力の加算を行なう。このように、移動加算回路436は、5周期ごとに加算対象の演算回路432を1個ずつシフトしながら加算を行なう。この結果、移動加算回路436は、通信装置Adev〜Edevの各送信機503から出力された光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eと拡散系列G0〜Gn−1との演算結果を再生信号Srecとして出力することになる。
The
再び図34を参照して、信号判定部44Cは、逆拡散部106Bから出力された再生信号Srecが第2の閾値DSCLを超えるか否かを判定することによって、データ信号DT0〜DTm−1を再生する。さらに、信号判定部44Cは、再生信号Srecから自己を宛先とする信号を弁別する。
Referring to FIG. 34 again, the signal determination unit 44C determines whether or not the reproduction signal Srec output from the
図39は、図34の信号判定部44Cの構成を示すブロック図である。図39を参照して、信号判定部44Cは、ゲート信号生成部445Cと、再生信号弁別部443Aと、シリアル/パラレル変換部442B(1)〜442B(5)とを含む。
FIG. 39 is a block diagram showing a configuration of the signal determination unit 44C of FIG. Referring to FIG. 39, signal determination unit 44C includes a gate
図39のゲート信号生成部445Cは、再生クロック信号RCLKに基づいてゲート信号Gateを出力する。ゲート信号Gateは、先頭ビットフラグFclk0を基準にして所定の期間だけ活性化される。より具体的には、ゲート信号Gateは、送信元の通信装置Adev〜Edevごとに定められた切出開始番号Adrに相当するタイムスロットから開始して、切出データ数Ndatに相当する数のタイムスロットの間だけ活性化される。再生信号弁別部443Aは、このゲート信号Gateに基づいて、自己宛の信号のみを弁別することができる。切出開始番号Adrおよび切出データ数Ndatは、光信号の送信元の通信装置Adev〜Edevごとに異なる値であり、予めメモリ441Bに記憶されている。メモリ441Bの記憶内容は、図30のテーブルのうち機器属性信号Devを除く部分と同様であるので説明を繰り返さない。
The gate
一般に、共通の伝送路に複数の通信装置が接続されている場合、これら通信装置の一部を撤去したり、増設したりするなどとして、データの宛先が変更される際には信号接続を変更する必要がある。実施の形態4の通信システム4によれば、共通の伝送光路20に接続された通信装置Adev〜Edev間の相互の宛先の情報がメモリ441Bに記憶されている。したがって、ハードウェアの大幅な変更を伴わず、メモリ441Bに記憶された情報の書き換えのみで宛先の変更に対応が可能である。
In general, when multiple communication devices are connected to a common transmission line, the signal connection is changed when the data destination is changed, such as by removing or adding some of these communication devices. There is a need to. According to the
再生信号弁別部443Aは、ゲート信号が活性化されている間、再生信号Srecが閾値DSCLを超えているかを判定する。実施の形態2で説明したように、閾値DSCLは伝送路モニタ446から予め供給される。再生信号弁別部443Aは、再生信号Srecが閾値DSCLを超えている場合にHレベルの信号を出力し、閾値DSCL以下の場合はLレベルの信号を出力する。このとき、再生信号弁別部443Aは、送信元の通信装置Adev〜Edevごとに、レベル判定の結果をシリアル/パラレル変換部442B(1)〜442B(5)にそれぞれ振り分けて出力する。
The reproduction
シリアル/パラレル変換部442B(1)〜442B(5)は、再生信号弁別部443Aのシリアル出力をパラレル信号である再生データ信号Drecv_A〜Drecv_Eに変換して出力する。こうして、送信元の各通信装置Adev〜Edevの送信機503から出力されたデータ信号DT0〜DTm−1の再生が完了する。
The serial /
図40は、信号判定部44Cの出力波形を模式的に示すタイミング図である。図40は、上から順に、先頭ビットフラグFclk0の波形、信号判定部44Cに入力される再生信号Srecの波形、および送信先の通信装置Adevの信号判定部44Bによって再生信号Srecが弁別されて得られたデータ信号Drecv(0)〜Drecv(5)の波形を示す。
FIG. 40 is a timing chart schematically showing the output waveform of the signal determination unit 44C. FIG. 40 is obtained by discriminating the reproduction signal Srec by the waveform of the head bit flag Fclk0, the waveform of the reproduction signal Srec input to the signal determination unit 44C, and the
既に説明したように、再生信号弁別部443Aは、先頭ビットフラグFclk0を基準にして再生信号Srecからデータ信号DT0〜DTm−1を再生する。このとき、送信元の通信装置Adev〜Edevごとに出力が振り分けられる。図40はその様子を示したものである。
As already described, the reproduction
以上のとおり、実施の形態4の通信システム4によれば、通信装置Adev〜Edevの各送信機503は、ビット周期Tbごとに生成した光信号Lsig0_A〜Lsig0_Eを、光信号の各パルスごとに割当てられたタイムスロットに1つずつ対応させて送信する。したがって、各送信機503から送信された光信号は、他の送信機503から送信された光信号と干渉することがなく、ほぼ実時間に近いデータ伝送が実現できる。
As described above, according to the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請
求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,2,3,4 通信システム、12 光/電気変換器、15 電気/光変換器、20 伝送光路、37 多重化信号生成部、41,41A,41B 拡散変調部、43 マッチドフィルタ、44,44A,44B,44C 信号判定部、101,101A 送信機、102,102A,102B 受信機、103 多重化信号受信部、104A 交流結合の増幅器、104 増幅器、105 ベースライン再生回路、106,106A,106B 逆拡散部、107 多値量子化部、371 増幅器、372 加算部、375 クロック再生部、376 メモリ、402 拡散系列生成部、403 櫛形パルス生成部、411 拡散系列生成部、412,412A 符号化部、431,435 多値シフトレジスタ、431(1)〜(2n) フリップフロップ、435(0)〜(10n−5) レジスタ、432 係数部、432(1)〜(2n) 演算回路、433 相関値演算部、433A 先頭ビット検出回路、433D,433E コンパレータ、433B,433C,433F 加算回路、433G 論理積回路、433H 遅延回路、434 内部クロック生成部、436 移動加算回路、441,441A メモリ、442 シリアル/パラレル変換部、443 再生信号弁別部、445,445A ゲート信号生成部、446,446B 伝送路モニタ、501,503 送信機、502,504 受信機、511 遅延回路、1051,1054 接続ノード、1052,1053 電源ノード、1055 接地ノード、3751 コンパレータ、3752 パルス整形回路、4031 タイマ回路、4032 ゲート回路、Adev〜Edev 通信装置、Ag 伝送利得、ALARM 警報出力、AND 論理積、CAC コンデンサ、CLK クロック信号、CLKCOM 櫛形パルス信号、CNCS,CNCS1,CNCS2 入力端子、CNCR 出力端子、D1,D2 ダイオード、Db0〜Dbn−1 データ信号、Dtrns データ信号、Dcode パルス列(拡散変調されたデータ信号)、Drecv 再生データ信号(パラレル)、Drecv0 再生データ信号(シリアル)、DSCL 第2の閾値(データ信号の再生用)、Fclk0 先頭ビットフラグ、G0 基本拡散系列、G0〜Gn−1 拡散系列、Gate ゲート信号、K1,K2 閾値、Kclk モニタ信号のデータ数、LADD 加算回路433Cの出力、Lcomp コンパレータ433Eの出力、Lsig0,Lsig1 多重化(光)信号、Mcode パルス列(拡散変調されたモニタ信号)、Mon1〜Monk モニタ信号、Mtrns モニタ信号、n 系列長、Na 加法性雑音、Ndat データ信号のデータ数、R 逆拡散系列、R1,R2 抵抗素子、Srcv0 受信信号(アナログ)、Srcv1 受信信号(量子化)、Srec 再生信号、Ssnd 多重化信号、Tb ビット周期、Tb1,Tb2 区間、Tc チップ周期、THRL 第1の閾値(櫛形パルスの再生用)、Tint 内部クロックパルス、UADD 加算回路433Bの出力、Ucomp コンパレータ433Dの出力、+VB,−VB バイアス電圧、VN 接続ノード1051の電位、Vstd 基準電位、σmon 標準偏差、τ シフト量。 1, 2, 3, 4 communication system, 12 optical / electrical converter, 15 electrical / optical converter, 20 transmission optical path, 37 multiplexed signal generation unit, 41, 41A, 41B spread modulation unit, 43 matched filter, 44, 44A, 44B, 44C Signal determination unit, 101, 101A transmitter, 102, 102A, 102B receiver, 103 multiplexed signal reception unit, 104A AC coupled amplifier, 104 amplifier, 105 baseline regeneration circuit, 106, 106A, 106B Despreading unit 107 Multilevel quantization unit 371 Amplifier 372 Adder unit 375 Clock recovery unit 376 Memory 402 Spread sequence generation unit 403 Comb pulse generation unit 411 Spread sequence generation unit 412 412A Encoding unit 431, 435 Multi-value shift register, 431 (1) to (2n) flip-flop 435 (0) to (10n-5) registers, 432 coefficient unit, 432 (1) to (2n) arithmetic circuit, 433 correlation value arithmetic unit, 433A leading bit detection circuit, 433D, 433E comparator, 433B, 433C, 433F addition circuit, 433G AND circuit, 433H delay circuit, 434 internal clock generation unit, 436 moving addition circuit, 441, 441A memory, 442 serial / parallel conversion unit, 443 reproduction signal discrimination unit, 445, 445A gate signal generation unit, 446, 446B Transmission line monitor, 501, 503 Transmitter, 502, 504 Receiver, 511 Delay circuit, 1051, 1054 Connection node, 1052, 1053 Power supply node, 1055 Ground node, 3751 Comparator, 3752 Pulse shaping circuit, 4031 Timer Path, 4032 gate circuit, Adev to Edev communication device, Ag transmission gain, ALARM alarm output, AND logical product, CAC capacitor, CLK clock signal, CLKCOM comb pulse signal, CNCS, CNCS1, CNCS2 input terminal, CNCR output terminal, D1, D2 diode, Db0 to Dbn-1 data signal, Dtrns data signal, Dcode pulse train (spread modulated data signal), Drecv reproduction data signal (parallel), Drecv0 reproduction data signal (serial), DSCL second threshold (data signal) Fclk0 first bit flag, G0 basic spreading sequence, G0 to Gn-1 spreading sequence, Gate gate signal, K1, K2 threshold, number of Kclk monitor signal data, output of LADD adder circuit 433C , Output of Lcomp comparator 433E, Lsig0, Lsig1 multiplexed (optical) signal, Mcode pulse train (spread modulated monitor signal), Mon1 to Monk monitor signal, Mtrns monitor signal, n sequence length, Na additive noise, Ndat data signal Data number, R despread sequence, R1, R2 resistance element, Srcv0 reception signal (analog), Srcv1 reception signal (quantization), Srec reproduction signal, Ssnd multiplexed signal, Tb bit period, Tb1, Tb2 interval, Tc chip Period, THRL first threshold (for comb pulse regeneration), Tint internal clock pulse, output of UADD adder circuit 433B, output of Ucomp comparator 433D, + VB, -VB bias voltage, potential of VN connection node 1051, Vstd reference voltage , Σmon standard deviation, τ shift amount.
Claims (14)
系列長の等しい複数の拡散系列にそれぞれ対応し、かつ、互いに等しいビット周期を有する複数のビット信号を受ける信号入力部と、
クロック信号に基づいて、前記系列長に等しいパルス数を有する櫛形パルスを、前記ビット周期ごとに出力する櫛形パルス生成部と、
前記信号入力部で受けた前記複数のビット信号の各々ごとに、各ビット信号のビットデータに従って、対応する拡散系列を前記櫛形パルスに同期して出力する拡散変調部と、
前記拡散変調部の出力と前記櫛形パルス生成部の出力とを加算することによって、多重化信号を生成して送信する多重化信号生成部とを含み、
受信機をさらに備え、前記受信機は、
前記多重化信号を受信する多重化信号受信部と、
前記多重化信号受信部から出力された受信信号が予め設定された第1の閾値を超えるか否かを判定することによって、前記櫛形パルスを再生するクロック再生部と、
再生された前記櫛形パルスのタイミングに合わせて、前記受信信号と前記複数の拡散系列の各々との相関値を算出して出力する逆拡散部と、
前記逆拡散部の出力が予め設定された第2の閾値を超えるか否かを判定することによって、前記複数のビット信号を再生する第1の信号判定部とを含む、通信システム。 Comprising a transmitter, said transmitter comprising:
A signal input unit for receiving a plurality of bit signals each corresponding to a plurality of spreading sequences having the same sequence length and having the same bit period;
A comb-shaped pulse generator for outputting a comb-shaped pulse having a number of pulses equal to the sequence length based on a clock signal for each bit period;
For each of the plurality of bit signals received by the signal input unit, according to the bit data of each bit signal, a spreading modulation unit that outputs a corresponding spreading sequence in synchronization with the comb pulse,
A multiplexed signal generation unit that generates and transmits a multiplexed signal by adding the output of the spread modulation unit and the output of the comb pulse generation unit;
A receiver further comprising:
A multiplexed signal receiver for receiving the multiplexed signal;
A clock recovery unit for recovering the comb pulse by determining whether or not a reception signal output from the multiplexed signal reception unit exceeds a preset first threshold;
A despreading unit that calculates and outputs a correlation value between the received signal and each of the plurality of spread sequences in accordance with the timing of the reproduced comb-shaped pulse;
And a first signal determination unit that reproduces the plurality of bit signals by determining whether or not an output of the despreading unit exceeds a preset second threshold value.
前記逆拡散部は、
前記受信信号を前記系列長の2倍の数だけ格納するシフトレジスタと、
再生された前記櫛形パルスのタイミングに合わせて、前記基本拡散系列の2周期分と前記シフトレジスタに格納された前記受信信号との相関値を算出することによって、前記受信信号と前記複数の拡散系列の各々との相関値を順々に求める演算部とを含む、請求項2に記載の通信システム。 The interval in which the comb pulse is generated in the bit period is not more than half of the bit period,
The despreading part is
A shift register for storing the received signal by a number twice the sequence length;
The received signal and the plurality of spreading sequences are calculated by calculating a correlation value between two periods of the basic spreading sequence and the received signal stored in the shift register in accordance with the timing of the reproduced comb pulse. The communication system according to claim 2, further comprising: a calculation unit that sequentially obtains a correlation value with each of the two.
前記基本拡散系列の1周期分と前記シフトレジスタの前半部に格納された前記受信信号との相関値を算出する第1の演算部と、
前記基本拡散系列の1周期分と前記シフトレジスタの後半部に格納された前記受信信号との相関値を算出する第2の演算部と、
前記第1の演算部の出力と前記第2の演算部の出力とを加算することによって、前記基本拡散系列の2周期分と前記シフトレジスタに格納された前記受信信号との相関値を算出して出力する第1の加算部とを有し、
前記逆拡散部は、さらに、前記第1の演算部の出力が予め設定された第3の閾値を超え、かつ、前記第2の演算部の出力が予め設定された第4の閾値未満であることを判定する第2の信号判定部を含み、
前記第1の信号判定部は、前記第2の信号判定部の出力を受けて、前記第1の加算部の出力が前記第2の閾値を超えるか否かを判定するタイミングを判断する、請求項3に記載の通信システム。 The computing unit is
A first arithmetic unit that calculates a correlation value between one period of the basic spreading sequence and the received signal stored in the first half of the shift register;
A second arithmetic unit that calculates a correlation value between one period of the basic spreading sequence and the received signal stored in the second half of the shift register;
A correlation value between two periods of the basic spreading sequence and the received signal stored in the shift register is calculated by adding the output of the first arithmetic unit and the output of the second arithmetic unit. And a first adder that outputs
In the despreading unit, the output of the first calculation unit exceeds a preset third threshold value, and the output of the second calculation unit is less than a preset fourth threshold value. A second signal determination unit for determining
The first signal determination unit receives the output of the second signal determination unit, and determines the timing for determining whether the output of the first addition unit exceeds the second threshold value. Item 4. The communication system according to Item 3.
前記受信機は、前記受信信号と前記複数のモニタ信号の各々に対応する拡散系列との相関値に応じて前記第2の閾値を設定する伝送路モニタ部をさらに含む、請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の通信システム。 The plurality of bit signals include a plurality of monitor signals,
The receiver according to claim 1, further comprising: a transmission path monitoring unit that sets the second threshold according to a correlation value between the received signal and a spread sequence corresponding to each of the plurality of monitor signals. The communication system according to any one of the above.
前記拡散変調部の出力と前記櫛形パルス生成部の出力とを加算する第2の加算部と、
前記第2の加算部の出力を光信号に変換して前記多重化信号として出力する電気/光変換器とを有し、
前記多重化信号受信部は、受信した前記多重化信号を電気信号に変換する光/電気変換器を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の通信システム。 The multiplexed signal generator is
A second addition unit for adding the output of the spread modulation unit and the output of the comb pulse generation unit;
An electrical / optical converter that converts the output of the second addition unit into an optical signal and outputs the optical signal as the multiplexed signal;
The communication system according to claim 1, wherein the multiplexed signal receiving unit includes an optical / electrical converter that converts the received multiplexed signal into an electric signal.
受信した前記多重化信号を増幅する交流結合の増幅器と、
前記交流結合の増幅器の出力側に接続され、前記多重化信号の入力がないときに前記交流結合の増幅器の出力側の電位を零電位に戻すベースライン再生回路とを有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の通信システム。 The multiplexed signal receiver is
An AC coupled amplifier for amplifying the received multiplexed signal;
A baseline regeneration circuit connected to the output side of the AC-coupled amplifier and returning the potential on the output side of the AC-coupled amplifier to zero potential when there is no input of the multiplexed signal. The communication system according to any one of the above.
前記n個の送信機の各々には、タイムスロットが順番に循環して割当てられ、
前記n個の送信機の各々は、互いに等しいビット周期を有する複数のビット信号を受ける信号入力部を含み、
前記複数のビット信号の各々は、互いに系列長が等しく、かつ、前記n個の送信機で共通で用いられる複数の拡散系列のうちのいずれか1つと個別に対応し、
前記n個の送信機の各々は、さらに、
クロック信号に基づいて、前記系列長に等しいパルス数を有する櫛形パルスを、前記ビット周期ごとに出力する櫛形パルス生成部と、
前記信号入力部で受けた前記複数のビット信号の各々ごとに、各ビット信号のビットデータに従って、対応する拡散系列を前記櫛形パルスに同期して出力する拡散変調部と、
前記拡散変調部の出力と前記櫛形パルス生成部の出力とを加算することによって、前記ビット周期ごとに多重化信号を生成し、生成した前記多重化信号を割当てられた前記タイムスロット間で送信する多重化信号生成部とを含み、
前記通信システムは受信機をさらに備え、前記受信機は、
前記n個の送信機の各々から送信された前記多重化信号を受信する多重化信号受信部と、
前記多重化信号受信部から出力された受信信号が予め設定された第1の閾値を超えるか否かを判定することによって、前記n個の送信機の各々で生成された前記櫛形パルスを再生するクロック再生部と、
前記クロック再生部によって再生された櫛形パルスのタイミングに合わせて、前記受信信号と前記複数の拡散係数の各々との相関値を算出して出力する逆拡散部と、
前記逆拡散部の出力が予め設定された第2の閾値を超えるか否かを判定することによって、前記n個の送信機の各々ごとに前記複数のビット信号を再生する第1の信号判定部とを含む、通信システム。 A communication system including n (n is an integer of 2 or more) transmitters,
Each of the n transmitters is assigned a time slot in a cycle,
Each of the n transmitters includes a signal input unit that receives a plurality of bit signals having the same bit period.
Each of the plurality of bit signals has a sequence length equal to each other and individually corresponds to any one of a plurality of spreading sequences commonly used in the n transmitters,
Each of the n transmitters further includes:
A comb-shaped pulse generator for outputting a comb-shaped pulse having a number of pulses equal to the sequence length based on a clock signal for each bit period;
For each of the plurality of bit signals received by the signal input unit, according to the bit data of each bit signal, a spreading modulation unit that outputs a corresponding spreading sequence in synchronization with the comb pulse,
By adding the output of the spread modulation unit and the output of the comb pulse generation unit, a multiplexed signal is generated for each bit period, and the generated multiplexed signal is transmitted between the assigned time slots. A multiplexed signal generator,
The communication system further comprises a receiver, the receiver comprising:
A multiplexed signal receiver for receiving the multiplexed signal transmitted from each of the n transmitters;
The comb-shaped pulse generated in each of the n transmitters is regenerated by determining whether the received signal output from the multiplexed signal receiving unit exceeds a preset first threshold value. A clock recovery unit;
A despreading unit that calculates and outputs a correlation value between the received signal and each of the plurality of spreading coefficients in accordance with the timing of the comb pulse regenerated by the clock regenerating unit,
A first signal determination unit that reproduces the plurality of bit signals for each of the n transmitters by determining whether an output of the despreading unit exceeds a preset second threshold value. Including a communication system.
前記受信機を宛先とする1または複数の第1のビット信号と、
前記受信機以外を宛先とする1または複数の第2のビット信号とを含み、
前記受信機は、前記n個の送信機の各々ごとに、前記複数のビット信号のうち自己を宛先とするビット信号を識別する情報を記憶する記憶部をさらに含み、
前記第1の信号判定部は、さらに、前記記憶部に記憶された前記識別する情報に基づいて、前記n個の送信機の各々ごとに、再生した前記複数のビット信号から前記1または複数の第1のビット信号を弁別する、請求項9に記載の通信システム。 In each of the n transmitters, the plurality of bit signals are:
One or more first bit signals destined for the receiver;
Including one or more second bit signals destined for other than the receiver,
The receiver further includes a storage unit that stores, for each of the n transmitters, information for identifying a bit signal destined for itself among the plurality of bit signals,
The first signal determination unit further includes, based on the identification information stored in the storage unit, for each of the n transmitters, from the reproduced bit signals, the one or more of the plurality of bit signals. The communication system according to claim 9, wherein the first bit signal is discriminated.
前記第1の信号判定部は、現在のタイムスロットに割当てられた送信機に対する前記複数のビット信号を再生したときに得られた前記1または複数の第3のビット信号に基づいて、次のタイムスロットに割当てられた送信機に対する前記識別する情報を前記記憶部から読み出す、請求項10に記載の通信システム。 In each of the n transmitters, the plurality of bit signals further includes one or more third bit signals that are information indicating a transmitter assigned to a time slot next to its own time slot,
The first signal determination unit determines a next time based on the one or more third bit signals obtained when reproducing the plurality of bit signals for the transmitter assigned to the current time slot. The communication system according to claim 10, wherein the identifying information for the transmitter assigned to the slot is read from the storage unit.
前記n個の送信機の各々には、タイムスロットが順番に循環して割当てられ、
前記n個の送信機の各々は、互いに等しいビット周期を有する複数のビット信号を受ける信号入力部を含み、
前記複数のビット信号の各々は、互いに系列長が等しく、かつ、前記n個の送信機で共通に用いられる複数の拡散系列のうちのいずれか1つと個別に対応し、
前記n個の送信機の各々は、さらに、
クロック信号に基づいて、前記系列長に等しいパルス数を有し、割当てられた前記タイムスロットに各パルスが1つずつ対応する櫛形パルスを、前記ビット周期ごとに出力する櫛形パルス生成部と、
前記信号入力部で受けた前記複数のビット信号の各々ごとに、各ビット信号のビットデータに従って、対応する拡散系列を前記櫛形パルスに同期して出力する拡散変調部と、
前記拡散変調部の出力と前記櫛形パルス生成部の出力とを加算することによって、前記ビット周期ごとに多重化信号を生成し、生成した多重化信号を対応するタイムスロットで送信する多重化信号生成部とを含み、
前記通信システムは受信機をさらに備え、前記受信機は、
前記n個の送信機の各々から送信された前記多重化信号を受信する多重化信号受信部と、
前記多重化信号受信部から出力された受信信号が予め設定された第1の閾値を超えるか否かを判定することによって、前記n個の送信機の各々で生成された前記櫛形パルスが合波された再生クロック信号を生成するクロック再生部と、
前記再生クロック信号のnパルスごとのタイミングで抽出された前記受信信号と前記複数の拡散係数の各々との相関値を算出して出力する逆拡散部と、
前記逆拡散部の出力が予め設定された第2の閾値を超えるか否かを判定することによって、前記n個の送信機の各々の前記複数のビット信号を再生する第1の信号判定部とを含む、通信システム。 A communication system including n (n is an integer of 2 or more) transmitters,
Each of the n transmitters is assigned a time slot in a cycle,
Each of the n transmitters includes a signal input unit that receives a plurality of bit signals having the same bit period.
Each of the plurality of bit signals has a sequence length equal to each other, and individually corresponds to any one of a plurality of spreading sequences commonly used in the n transmitters,
Each of the n transmitters further includes:
A comb-shaped pulse generator that outputs, based on a clock signal, a comb-shaped pulse having a number of pulses equal to the sequence length and corresponding to each of the assigned time slots, one for each bit period;
For each of the plurality of bit signals received by the signal input unit, according to the bit data of each bit signal, a spreading modulation unit that outputs a corresponding spreading sequence in synchronization with the comb pulse,
Multiplex signal generation for generating a multiplexed signal for each bit period and transmitting the generated multiplexed signal in a corresponding time slot by adding the output of the spread modulation unit and the output of the comb pulse generation unit Including
The communication system further comprises a receiver, the receiver comprising:
A multiplexed signal receiver for receiving the multiplexed signal transmitted from each of the n transmitters;
By determining whether or not the received signal output from the multiplexed signal receiving unit exceeds a preset first threshold, the comb pulses generated by each of the n transmitters are combined. A clock recovery unit for generating the recovered clock signal,
A despreading unit that calculates and outputs a correlation value between the received signal extracted at the timing of every n pulses of the recovered clock signal and each of the plurality of spreading coefficients;
A first signal determination unit that reproduces the plurality of bit signals of each of the n transmitters by determining whether an output of the despreading unit exceeds a preset second threshold; Including a communication system.
前記受信機を宛先とする1または複数の第1のビット信号と、
前記受信機以外を宛先とする1または複数の第2のビット信号とを含み、
前記受信機は、前記n個の送信機の各々ごとに、前記複数のビット信号のうち自己を宛先とするビット信号を識別する情報を記憶する記憶部をさらに含み、
前記第1の信号判定部は、さらに、前記記憶部に記憶された前記識別する情報に基づいて、前記n個の送信機の各々ごとに、再生した前記複数のビット信号から前記1または複数の第1のビット信号を弁別する、請求項13に記載の通信システム。 In each of the n transmitters, the plurality of bit signals are:
One or more first bit signals destined for the receiver;
Including one or more second bit signals destined for other than the receiver,
The receiver further includes a storage unit that stores, for each of the n transmitters, information for identifying a bit signal destined for itself among the plurality of bit signals,
The first signal determination unit further includes, based on the identification information stored in the storage unit, for each of the n transmitters, from the reproduced bit signals, the one or more of the plurality of bit signals. The communication system according to claim 13, wherein the first bit signal is discriminated.
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