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JPH0640638B2 - スペクトラム拡散通信における同期方法及び装置 - Google Patents
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JPH0640638B2 - スペクトラム拡散通信における同期方法及び装置 - Google Patents

スペクトラム拡散通信における同期方法及び装置

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JPH0640638B2
JPH0640638B2 JP59180065A JP18006584A JPH0640638B2 JP H0640638 B2 JPH0640638 B2 JP H0640638B2 JP 59180065 A JP59180065 A JP 59180065A JP 18006584 A JP18006584 A JP 18006584A JP H0640638 B2 JPH0640638 B2 JP H0640638B2
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signal
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clock
peak
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聡 長谷川
馨 遠藤
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、スペクトラム拡散通信における同期方法及び
同期装置に関するものである。
(従来技術とその問題点) 従来のスペクトラム拡散通信における同期方式では、ジ
ヨン・ワイリー・アンド・サンズ(John Wiley & Sons)
社から出版されているアール・シー・デイクソン(R. C.
Dixon)著のスプレッド・スペクトラム・システムズ(Sp
read Spectrum Systems)の210ページから212ペー
ジに示されているような遅延ロックループが通常用いら
れる。この遅延ロックループによる同期方式は伝送路が
理想的であれば勿論良好に動作する。しかし、この遅延
ロックループは、相関受信された信号の波形的性質を用
いており、例えば商用電灯線を伝送路として用いてスペ
クトラム拡散通信を行なうようなシステムを考えると、
負荷特性変動により伝送路特性が大幅に変化することか
ら相関受信後の信号の波形も大きく変わり、同期はずれ
や誤まった同期状態に陥いる可能性があった。ここで簡
単に従来技術である遅延ロックループの動作説明をし、
欠点を述べる。この遅延ロックループの基本構成図を第
3図に示す。信号線350から伝送路を通ってきた入力
スペクトラム拡散信号が入力され、300及び301の
乗算器で、306の擬似ランダム系列発生器から生成さ
れる擬似ランダム系列と乗積がとられる。ここで信号線
351と信号線352の擬似ランダム系列は2ビットず
れた系列である。それぞれの乗算器の出力は302及び
303の低域通過フィルタを通り、いわゆる相関受信が
なされる。ここで、低域通過フィルタの出力、即ち相関
受信出力である信号線353及び信号線354の信号
は、伝送路が理想的であるならば第4図(a),(b)にそれ
ぞれ示されるような波形となる。ここで、第4図の横軸
は時間を示し、信号線350からの入力スペクトラム拡
散信号と信号線351及び352からの受信側での擬似
ランダム系列の生成クロックを若干ずれている場合に、
そのビート周波数の逆数の周期にて第4図(a),(b)のよ
うな周期波形が信号線353及び354に得られる。信
号線353及び354の信号は304の減算器にて減算
されるので信号線355の信号は第4図(c)のような波
形が得られる。そこで、305の電圧制御発振器を例え
ば基準電圧より高い電圧がきたときは位相を進ませるよ
うに周波数が動き、基準電圧より低い電圧の場合は位相
を遅らせるように周波数が動くようにしておくと、第4
図(c)の点線のような制御がかかり、黒丸の位置が唯一
の安定点となり擬似ランダム系列の同期がかかる。しか
し、伝送路に歪があると、相関出力は第5図(a),(b)の
ように理想状態とは大きく異なり、その結果信号線35
5の電圧制御発振器に対する制御信号も第5図(c)のよ
うになる。第5図(c)を見てわかるように、電圧制御発
振器の制御を前に示したように考えると、安定点が図中
黒丸と白丸で示した2つ存在することになる。白丸で示
した方の安定点は擬似安定点であり、どちらに安定する
かは定まらず誤まった同期状態に陥ることもあり得るわ
けである。このように従来方式の遅延ロックループを用
いて、同期方法では、伝送路歪が存在する場合安定な同
期を確保することが不可能となる。また商用電灯線を伝
送路として用いる場合、トランス結合により商用電力線
に信号を供給、あるいは商用電力線より信号を受けるの
で、例えばコンセントプラグの差し込み方で信号の極性
が変わり、従来の遅延ロックループによる同期方式では
ループの安定点がなくなることもあり、同期が全くかか
らない現象も見られた。このように、例えば商用電灯線
を伝送路として用いるように、劣悪な伝送環境下でのス
ペクトラム拡散通信の同期確立は、従来方式では困難で
あった。
(発明の目的) 本発明の目的は、前記従来方式の欠点を除去せしめ、商
用電灯線のような劣悪な伝送路環境下にても安定に動作
する同期方法及び同期装置を供給することにある。
(発明の構成) 本発明によれば、スペクトラム拡散通信において、受信
側にて独立に発生させたクロックにより擬似ランダム系
列を生成し、入力スペクトラム拡散信号と該擬似ランダ
ム系列の乗積をとり、該乗積の結果得られる信号を低域
通過フイルタに通した出力の絶対値のピーク位置をまず
検出し、該ピーク位置検出後は検出されたピーク値が一
定になるように前記受信側で独立に発生させたクロック
の位相を制御することで擬似ランダム系列の同期をとる
ことを特徴とするスペクトラム拡散通信における同期方
法及び同期装置が得られる。
(発明の原理) 本発明の同期方式の原理について図を参照しながら述べ
る。第6図は受信器への入力スペクトラム拡散信号を同
期装置で局部的に発生された擬似ランダム系列を用いて
相関受信した相関受信波形を示す。入力スペクトラム拡
散信号と同期装置内で発生する擬似ランダム系列の位相
が一致した時に大きなピーク値が相関受信出力に得られ
るので、同期操作の第1段階としてこのピークを検出す
る。これは同期装置内で発生する擬似ランダム系列の生
成クロックを少しずつずらしては、相関出力レベルの絶
対値を観測することでピーク位置を検出することが可能
である。前記生成クロックの位相をずらせる量は、相関
出力波形上では第6図に示すような遅延量T′に相当す
る。そこで、ピーク位置が検出されると直ちに同期操作
の第2段階に入る。これは、擬似ランダム系列の生成ク
ロックの位相ずらし量を細かくしてそのピーク位置を一
定に保つような操作を行なうものである。第7図に示す
ように、g(t+T)-g(t)、即ち位相をずらした後とずらす
前との相関出力の差分を計算し正か負かで2値化した
後、その時にずらした位相方向との排他的論理和をとり
次のクロック位相をずらす方向を決める制御である。こ
の制御を第8図の真理値表を用いて説明する。今、第7
図に示すように位相遅れ方向のクロック位相制御では図
中左側に相関出力が動くものとし、位相進み方向のクロ
ック位相制御ではその逆であるものとする。また、位相
遅れ方向のクロック制御を1、位相進み方向のクロック
制御を0と論理変数化し、差分値が負の場合を1、差分
値が正の場合を0とする。例えば、i番目の制御方向が
0、即ちクロック位相を進み方向に動かして差分値が
0、即ち差分値が正の場合は排他的論理和をみると0と
なり、次のi+1番目のクロック位相制御方向は0、即
ち位相進み方向となり、ピーク位置に近づくような制御
がかかる。また、i番目の制御方向が1で差分が0の場
合は次のクロック位相制御方向は1、即ち位相遅れ方向
に制御をかけ、ピーク位置に近づく制御がかかっている
ことがわかる。以上のようにして、本方式ではピーク位
置を追いかける制御をかけることで伝送路歪が存在して
も安定な擬似ランダム系列の同期を確立することが可能
となる。ここで、位相制御量と制御をかける時間間隔
は、送信側と受信側の擬似ランダム系列を生成するクロ
ック周波数の差に従い決定されるものである。即ち、送
受のクロック周波数差が小さいと位相制御量を小さくし
制御時間間隔も長くできるが、クロック周波数差が大き
いと位相制御量を大きくし制御時間間隔も短くせねばな
らない。
(発明の効果) 本発明による同期方式及び装置によると以上説明したよ
うに、スペクトラム拡散通信において伝送路に歪が存在
しても安定な同期状態を保つことが可能となる。また、
ピーク検出においてピーク値の極性を観測することで信
号極性の正負を判別することも可能となり、例えば商用
電灯線を伝送媒体とし、スペクトラム拡散通信により通
信を行なう場合に多大な効果が得られる。
(実施例) 以下、本発明を実現する実施例を参照しながら説明す
る。第1図は、本発明を実現する同期装置の一実施例を
示すブロック図である。信号線150からの受信装置へ
の入力スペクトラム拡散信号は、100の乗算器にて信
号線162からの擬似ランダム系列と乗積がとられ、信
号線151に乗積結果が出力される。信号線151の信
号は、101の低域通過フイルタを通り、低域成分が抽
出され信号線152に出力される。信号線152は前述
した入力スペクトラム拡散信号の相関出力である。信号
線152の信号は、102の全波整流回路を通り、負信
号成分は正に折り返され信号線153に出力される。信
号線153の信号は、103のピーク検出器にてピーク
が検出され、ピーク位置が検出されると信号線154に
ピーク検出信号が出力される。また信号線153の信号
は、104の差分回路に入力され、前の位相制御状態の
際の信号と現在の位相制御状態の信号の差分がとられ論
理値変換され(例えば、差分値が正ならば論理0、差分
値が負ならば論理1)信号線155に差分信号として出
力される。105の排他的論理和ゲートでは信号線15
5の信号と信号線157の信号の排他的論理和を行な
い、信号線156に出力する。信号線156の信号は、
次のクロック位相制御の制御方向を示す論理信号であ
る。信号線156の信号は106ラッチ回路での制御時
間間隔毎にラッチされ信号線157に出力される。即
ち、信号線157の信号は、前の位相制御の方向を示す
論理信号である。107の位相制御回路では、信号線1
54からのピーク検出信号によりピークが検出されてい
ない状態では、信号線158にある一定方向の位相制御
を示す信号を、信号線159にある一定量の位相変化量
θ1を出力し、信号線154からのピーク検出信号によ
りピークが検出された状態では、信号線158に信号線
156からの位相制御方向を示す信号を出力し、信号線
159に別の一定量の位相変化量θ2を出力する。位相
変化量θ2はθ1よりも小さい量である。108は発振器
でありある一定周波数のクロック信号を生成し信号線1
60に出力する。109の位相変化回路では、信号線1
06からのクロック信号を、信号線158からの位相変
化の方向と信号線159からの位相変化量に従い、位相
を動かして信号線161に出力する。110は擬似ラン
ダム系列発生器で、信号線161からのクロック信号に
より擬似ランダム系列を生成して信号線162に出力す
る。
第2図は、第1図の109に示された位相変化回路をデ
イジタル的に実現する一実施例を示すブロック図であ
る。信号線161からのクロック信号は、204の1/
N1分周カウンタでカウントダウンされ信号線254に出
力される。203は入力されるクロックにパルスを挿入
したり削除したりして位相変化を与えるパルス挿入/削
除回路であり、信号線158と信号線159からの信号
がピーク検出前にはこの回路は動作させず素通りとなる
ようにし、ピーク検出後には信号線158と信号線15
9からの信号に従いパルスの挿入あるいは削除を行ない
信号線253に出力する。信号線253のクロック信号
は、202の1/N2分周カウンタでカウントダウンされ
信号線252に出力される。201は入力されるクロッ
クにパルスを挿入したり削除したりして位相変化を与え
るパルス挿入/削除回路であり、信号線158と信号線
159からの信号がピーク検出前には信号線158と信
号線159からの信号に従いパルスの挿入あるいは削除
を行ない信号線251に信号を出力し、ピーク検出後は
201の回路は動作せず信号線252からの信号が素通
りとなり信号線251に出力されるようにし、信号線2
51の信号は200の1/N3分周カウンタでカウントダ
ウンされ信号線162に出力される。以上のようにし
て、相関出力のピークを検出前には201のパルス挿入
/削除回路が作動し、比較的粗い位相制御を行なうこと
で、高速に相関出力のピークを検出し、相関出力のピー
クを検出後は203のパルス挿入/削除回路が作動する
ようにスイッチングがなされ、微細な位相制御を行なう
ことで、精密なピーク追跡制御により同期状態を保持す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の同期装置の一実施例を示すブロック
図、第2図は本発明の同期装置中の位相変化回路の一実
施例を示すブロック図、第3図は従来技術である遅延ロ
ックループの基本構成を示すブロック図、第4図(a),
(b),(c)及び第5図(a),(b),(c)は遅延ロックループ
の相関出力及び電圧制御発振器の制御信号の波形を示す
図、第6図、第7図は本発明の同期方式を説明するため
の相関出力波形を示す図、第8図は本発明の同期方式の
真理値表を示す図である。 図において100,300,301……乗算器、10
1,302,303……低域通過フイルタ、102……
全波整波回路、103……ピーク検出器、104……差
分回路、105……排他的論理和ゲート、106……ラ
ッチ回路、107……位相制御回路、108……発振
器、109……位相変化回路、110,306……擬似
ランダム系列発生器、200,202,204……カウ
ンタ、201,203……パルス挿入/削除回路、30
4……減算器、305……電圧制御発振器である。
フロントページの続き (72)発明者 遠藤 馨 大阪府大阪市北区梅田1丁目8番17号 日 本電気ホームエレクトロニクス株式会社内 (56)参考文献 立野 敏 他2名訳,Robert C.Dixon 著,「最新スペクトラム 拡散通信方式」,第4制(昭56年10月25 日),(株)日本技術経済センター発行, 第220頁〜第225頁.

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信側にて独立に発生させたクロックによ
    り疑似ランダム系列を生成し、入力スペクトラム拡散信
    号と該疑似ランダム系列の乗積をとり、該乗積の結果得
    られる信号を低域通過フィルタリングした信号の絶対値
    をとり相関出力を得て、前記クロックの位相を所定時間
    間隔毎に変化させながら該相関出力の大きくなる位相を
    サーチし、該相関出力が最大となる即ち相関出力のメイ
    ンローブのピークに対応する位相位置を検出すると、し
    かる後に現時点の相関出力と前記所定時間間隔前の時点
    の相関出力との差分信号の正負に応じて“0”“1”を
    割りあてた論理値と、現時点の制御方向を示す信号の進
    み遅れの制御方向に応じて“0”“1”を割りあてた論
    理値との排他的論理和により前記クロックの次の位相制
    御方向を決め、前記受信側で独立に発生させたクロック
    の位相を制御することを特徴とするスペクトラム拡散通
    信における同期方法。
  2. 【請求項2】固定周波数のクロック信号を生成する発振
    器と、該発振器により生成されるクロックの位相を変え
    る位相可変手段と、該位相可変手段の出力として得られ
    るクロック信号を用いて動作する疑似ランダム系列発生
    手段と、該疑似ランダム発生手段により生成される疑似
    ランダム系列と前記入力スペクトラム拡散信号との乗積
    を行う乗積手段と、該乗積手段の出力の低域成分を抽出
    する低域通過フィルタと、該低域通過フィルタの出力の
    絶対値をとる全波整流手段と、該全波整流手段の出力の
    ピークを検出するピーク検出手段と、前記全波整流手段
    の出力に対し予め定められた時間T毎に差分をとり差分
    信号を2値化して出力する差分手段と、該差分手段の出
    力を一方の入力とする排他的論理和ゲートと、該排他的
    論理和ゲートの出力を前記T毎にラッチしてその出力が
    前記排他的論理和ゲートの他方の入力となるデータラッ
    チと、前記ピーク検出手段によりピークを検出中である
    ことを示す信号が供給された場合には一定の位相方向に
    一定量θの位相推移を前記T毎に前記位相可変手段に
    与え、前記ピーク検出手段によりピークを検出したこと
    を示す信号が供給された場合には前記排他的論理和ゲー
    トの出力で決まる位相方向に一定量θの位相推移を前
    記T毎に前記位相可変手段に与える位相制御手段とを具
    備し、θはθより小さいことを特徴とするスペクト
    ラム拡散通信における同期装置。
JP59180065A 1984-08-29 1984-08-29 スペクトラム拡散通信における同期方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0640638B2 (ja)

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JPH0771020B2 (ja) * 1986-09-16 1995-07-31 ソニー株式会社 スペクトラム拡散通信復調装置
JPH0282733A (ja) * 1988-09-19 1990-03-23 Sanyo Electric Co Ltd スペクトラム拡散信号復調回路
JP2527673Y2 (ja) * 1990-11-13 1997-03-05 日本電気株式会社 搬送用送り孔を有する帯状連続部材の継手板

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
立野敏他2名訳,RobertC.Dixon著,「最新スペクトラム拡散通信方式」,第4制(昭56年10月25日),(株)日本技術経済センター発行,第220頁〜第225頁.

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