JP2765682B2 - CSK communication device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はスペクトラム拡散(SS)通信のための方法
および装置、とくにコード・シフト・キーイング(Code
Shift Keying=CSK)変調方式におけるデータ復調方法
を改良したCSK通信装置に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for spread spectrum (SS) communication, in particular, code shift keying (Code Shift Keying).
The present invention relates to a CSK communication apparatus in which a data demodulation method in a shift keying (CSK) modulation scheme is improved.
[従来の技術] SS通信方式は衛星通信、移動体通信などの他、電力線
通信にも応用範囲が広まっている。従来のSS通信方式に
ついて、第14図および第15図を参照して説明する。送信
側では、PN(擬似雑音)符号系列発生器1の出力aを送
信データbとE-OR回路2でEX-OR演算後(信号c)、増
幅器3により送信信号として伝送路に送出する。受信側
では、受信信号を増幅器4で増幅後、相関器6で同期PN
符号系列発生器5の出力dと相関をとり、相関値(信号
e)を比較器7で所定の関値と比較し、受信データfを
復調する。[Prior Art] The SS communication method has been widely applied to power line communication in addition to satellite communication and mobile communication. A conventional SS communication method will be described with reference to FIGS. 14 and 15. On the transmitting side, an output a of a PN (pseudo noise) code sequence generator 1 is subjected to an EX-OR operation (signal c) by a transmission data b and an E-OR circuit 2 (signal c), and then transmitted to a transmission path by an amplifier 3 as a transmission signal. On the receiving side, the received signal is amplified by the amplifier 4 and then synchronized by the correlator 6.
The output data d of the code sequence generator 5 is correlated, the correlation value (signal e) is compared with a predetermined function by the comparator 7, and the received data f is demodulated.
伝送路としては、無線、有線、その他の伝送媒体が考
えられる。したがって送信信号は直接に伝送媒体に送出
されるばかりでなく、伝送媒体を伝送するのに適した信
号に変換して送られる場合が多い。また電力線通信では
商用電力と分離するインタフェースが必要となる。この
ような信号変換、分離の作用を行なう伝送媒体との接続
部を以下では、受信インタフェース、送信インタフェー
スと呼ぶ。The transmission path may be a wireless, wired, or other transmission medium. Therefore, in many cases, the transmission signal is not only sent directly to the transmission medium, but also converted into a signal suitable for transmitting the transmission medium and sent. Also, power line communication requires an interface that is separated from commercial power. In the following, a connection portion with a transmission medium that performs such signal conversion and separation functions is referred to as a reception interface and a transmission interface.
[発明が解決しようとする課題] 従来の通信方式では、受信側の同期PN符号系列発生器
5の発生PN系列を、送信側のPN系列と同期させなければ
ならず、そのためには先ず同期点をサーチする必要があ
る。伝送路の伝送特性上に問題がないならば同期点で相
関波形にピークが検出される。しかし電力線通信のよう
に伝送特性が極めて不良で、しかも伝送帯域内にディッ
プ・ポイントがあるような線路では、相関波形の劣化が
進み、相関値の正負の関係が逆転し、データの1,0の誤
りとなることがある。また、波形の劣化により同期が維
持できない欠点があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional communication system, the PN sequence generated by the synchronous PN code sequence generator 5 on the receiving side must be synchronized with the PN sequence on the transmitting side. Need to be searched. If there is no problem in the transmission characteristics of the transmission path, a peak is detected in the correlation waveform at the synchronization point. However, in the case of transmission lines with extremely poor transmission characteristics, such as power line communication, and in which there is a dip point in the transmission band, the deterioration of the correlation waveform progresses, and the positive / negative relationship of the correlation values is reversed, and the data 1,0 May be wrong. Further, there is a disadvantage that synchronization cannot be maintained due to deterioration of the waveform.
本発明は、上記の従来のSS通信方式の欠点を克服した
新規なCSK通信装置を提供することを目的とするもので
ある。An object of the present invention is to provide a novel CSK communication device that overcomes the above-mentioned drawbacks of the conventional SS communication system.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明は、互いに異なる同
一符号長の第1及び第2のPN符号系列をそれぞれ一定周
期で発生し、該一定周期ごとに送信データの0に対して
は前記第1のPN符号系列を選択するとともに送信データ
の1に対しては前記第2のPN符号系列を選択し、該選択
されたPN符号系列を送信信号として送信する送信装置
と、前記送信信号を受信し、受信信号について送信側で
用いたのと同じ第1及び第2のPN符号系列により相関演
算してそれぞれ第1及び第2の相関出力を得、該各相関
出力についてそれぞれ前記一定周期と同幅のデータ区間
を相関ピークが現われる時点を含む主観測区間とそれ以
外の副観測区間とに分けて観測し、第1の相関出力の前
記主観測区間におけるピーク値と第2の相関出力の前記
副観測区間における総和とを乗算して得られる第1の積
及び第2の相関出力の前記主観測区間におけるピーク値
と第1の相関出力の前記副観測区間における総和とを乗
算して得られる第2の積を求め、これら第1の積と第2
の積を互いに大小比較し、第1の積が第2の積よりも大
きな場合はデータ0を復調データとし、第2の積が第1
の積よりも大きな場合はデータ1を復調データとする受
信装置とを具備することを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention generates first and second PN code sequences having the same code length different from each other at a fixed period, and transmits transmission data every fixed period. For 0, the first PN code sequence is selected, and for 1 of transmission data, the second PN code sequence is selected, and the selected PN code sequence is transmitted as a transmission signal. Receiving the transmission signal and performing a correlation operation on the received signal using the same first and second PN code sequences used on the transmission side to obtain first and second correlation outputs, respectively; The output is observed by dividing a data section having the same width as the fixed period into a main observation section including a time point at which a correlation peak appears and a sub-observation section other than the main observation section, and a peak value of the first correlation output in the main observation section. And the second correlation output The peak value of the first product and the second correlation output obtained by multiplying the sum in the sub observation section in the main observation section is multiplied by the sum of the first correlation output in the sub observation section. Are obtained, and these first product and second product
Are compared with each other, and when the first product is larger than the second product, data 0 is regarded as demodulated data, and the second product is the first product.
And a receiving device that uses the data 1 as demodulated data when the product is larger than the product of
また、本発明は、前記受信装置が、前記データ区間の
ほぼ中央部に前記主観測区間を定め、該中央部を挟む両
側の区間を前記副観測区間に定めることを特徴とするも
のである。Further, the present invention is characterized in that the receiving apparatus determines the main observation section at a substantially central portion of the data section, and defines the sections on both sides of the central section as the sub-observation sections.
[作用] CSK(Code Shift Keying)通信装置は、送信装置か
ら、相互相関が低い同一符号長の第1及び第2のPN符号
系列をそれぞれ一定周期で発生し、該一定周期ごとに、
送信データの0、1に対応させてそれぞれ第1、第2の
PN符号系列を選択して送信信号として送出する。他方、
受信装置は、受信信号と送信側で用いられた第1及び第
2PN符号系列との相関をとり、それぞれ第1及び第2の
相関出力を得る。さらに、第1の相関出力の主観測区間
におけるピーク値と第2の相関出力の副観測区間におけ
る総和とを乗算して得られる第1の積及び第2の相関出
力の主観測区間におけるピーク値と第1の相関出力の副
観測区間における総和とを乗算して得られる第2の積を
求め、これら第1の積と第2の積を互いに大小比較し、
第1の積が第2の積よりも大きな場合はデータ0を復調
データとし、第2の積が第1の積よりも大きな場合はデ
ータ1を復調データとする。[Operation] A CSK (Code Shift Keying) communication device generates first and second PN code sequences having the same code length with a low cross-correlation from a transmitting device at fixed periods, respectively.
The first and second transmission data correspond to 0 and 1 of the transmission data, respectively.
A PN code sequence is selected and transmitted as a transmission signal. On the other hand,
The receiving device receives the received signal and the first and second signals used on the transmitting side.
The first and second correlation outputs are obtained by taking a correlation with the 2PN code sequence. Further, the first product obtained by multiplying the peak value of the first correlation output in the main observation section by the sum of the second correlation output in the sub observation section and the peak value of the second correlation output in the main observation section And a sum of the first correlation output in the sub-observation section to obtain a second product, and compare the first product and the second product with each other.
If the first product is greater than the second product, data 0 is demodulated data, and if the second product is greater than the first product, data 1 is demodulated data.
[実施例] 以下この発明を、PN符号系列としてマンチェスタ符号
M系列を用いたCSK通信装置に適用した実施例について
詳述する。Embodiment Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a CSK communication apparatus using a Manchester code M sequence as a PN code sequence will be described in detail.
(1)CSK通信装置全体の構成 第1図はマンチェスタ符号M系列を用いたCSK通信装
置の全体構成を示すものであり、送信装置と受信装置が
伝送路又は伝送媒体を介し手結合されている。送信装置
内の変調装置(送信装置)11には、相互相関が低くかつ
同じ符号長をもつマンチェスタ符号M系列を同期してそ
れぞれ発生する2つのマンチェスタM系列発生器31,32
が設けられ、それらの符号出力は切替回路33に与えられ
る。この切替回路33は2進数送信データ(0または1)
に応じて制御され、たとえば送信データが0のときには
発生器31の符号出力すなわち第1のPN符号系列が、1の
ときには発生器32の符号出力すなわち第2のPN符号系列
がそれぞれ選択される。この切替回路33によって選択さ
れた符号出力信号がこの送信信号TXOとなる。切替回路3
3における切替制御は発生するマンチェスタ符号M系列
の周期に同期しておこなわれ、2進数の1つのデータ
(0または1)は一周期のマンチェスタ符号M系列すな
わち第1又は第2のPN符号系列によって表現される。(1) Overall Configuration of CSK Communication Device FIG. 1 shows the overall configuration of a CSK communication device using a Manchester code M sequence, in which a transmitting device and a receiving device are manually connected via a transmission line or a transmission medium. . A modulator (transmitter) 11 in the transmitter includes two Manchester M-sequence generators 31 and 32 which generate Manchester M-sequences having low cross-correlation and the same code length in synchronization with each other.
Are provided, and their sign outputs are supplied to the switching circuit 33. This switching circuit 33 is used to transmit binary transmission data (0 or 1).
For example, when the transmission data is 0, the code output of the generator 31, that is, the first PN code sequence is selected, and when the transmission data is 1, the code output of the generator 32, that is, the second PN code sequence is selected. The code output signal selected by the switching circuit 33 becomes the transmission signal TXO. Switching circuit 3
The switching control in (3) is performed in synchronization with the cycle of the generated Manchester code M sequence, and one binary data (0 or 1) is generated by one cycle of the Manchester code M sequence, that is, the first or second PN code sequence. Is expressed.
異なる2つのマンチェスタ符号M系列の切替ないしは
選択が送出すべきデータのコード(1または0)に応じ
て行なわれるので、この変調方式をコード・シフト・キ
ーイング(CSK)という。もちろん、CSKではマンチェス
タM系列に限らず他のPN符号系列を用いてもよい。Since the switching or selection of the two different Manchester code M sequences is performed according to the code (1 or 0) of the data to be transmitted, this modulation method is called code shift keying (CSK). Of course, the CSK is not limited to the Manchester M sequence, and other PN code sequences may be used.
送信信号TXOは送信インタフェース12Aを介して伝送路
または伝送媒体に送出される。送信インタフェース12A
は[従来の技術]の項で示したように、広い意味での接
続部であって、キャリアの変調または電力線への混合処
理等を行なう部分である。The transmission signal TXO is transmitted to a transmission path or a transmission medium via the transmission interface 12A. Transmission interface 12A
Is a connection part in a broad sense, as shown in the section of [Prior Art], and is a part for performing carrier modulation or mixing processing to a power line.
受信インタフェース12Bも、キャリアの復調、電力線
からの分離、A/D変換等を行なうもので、伝送路または
伝送媒体から入力する信号をディジタル受信信号RXIに
変換して出力する。受信側の受信装置には、2つの相関
器21,22、復調装置23、キャリア検出回路24、同期制御
回路25等が含まれる。受信インタフェース12Bから出力
されるディジタル受信信号RXIは2つに分岐してそれぞ
れ相関器21,22に入力する。一方の相関器21には一方の
マンチェスタM系列発生器31から発生するマンチェスタ
符号M系列すなわち第1のPN符号系列が設定されてお
り、この第1のPN符号系列と受信信号RXIとの相関がと
られる。同じように他方の相関器22には他方のマンチェ
スタM系列発生器32から発生するマンチェスタ符号M系
列すなわち第2のPN符号系列が設定されており、この第
2のPN符号系列と受信信号RXIとの相関がとられる。こ
れらの相関器21,22から得られる第1、第2の相関出力
は復調装置23に与えられ、この復調装置23において相関
値に応じて復調データ0又は1が割当てられ、受信デー
タRXDとして出力される。具体的には、例えば相関器21
と22の相関出力のうち相関器21の方が大きな相関ピーク
値を示している場合には0の受信データを、逆に相関器
22の方が大きな相関ピーク値を示している場合には1の
受信データをそれぞれ復調データとすることができる。The reception interface 12B also performs demodulation of a carrier, separation from a power line, A / D conversion, and the like, and converts a signal input from a transmission path or a transmission medium into a digital reception signal RXI and outputs the signal. The receiving device on the receiving side includes two correlators 21 and 22, a demodulation device 23, a carrier detection circuit 24, a synchronization control circuit 25, and the like. The digital reception signal RXI output from the reception interface 12B is branched into two and input to the correlators 21 and 22, respectively. The Manchester code M sequence generated from one Manchester M sequence generator 31, that is, the first PN code sequence is set in one correlator 21, and the correlation between the first PN code sequence and the received signal RXI is determined. Be taken. Similarly, a Manchester code M sequence generated from the other Manchester M sequence generator 32, that is, a second PN code sequence is set in the other correlator 22, and the second PN code sequence and the received signal RXI are Are correlated. The first and second correlation outputs obtained from these correlators 21 and 22 are provided to a demodulation device 23, where demodulation data 0 or 1 is assigned according to the correlation value and output as reception data RXD. Is done. Specifically, for example, the correlator 21
When the correlator 21 shows a larger correlation peak value among the correlation outputs of the signals 22 and 22, the received data of 0 is conversely output.
When 22 has a larger correlation peak value, one received data can be used as demodulated data.
相関出力はまたキャリア検出回路24および同期制御回
路25に入力する。キャリア検出回路24は相関出力に基づ
いてキャリアの有無を検出し、その検出信号を同期制御
回路25に与える。キャリアの有無は受信信号RXIを受信
しているかどうかを判断するために用いられる。同期制
御回路25は、キャリアが検出されているときに、相関出
力に基づいて、復調およびキャリア検出のためのタイミ
ング信号を作成して復調装置23およびキャリア検出回路
24に与える。The correlation output is also input to a carrier detection circuit 24 and a synchronization control circuit 25. The carrier detection circuit 24 detects the presence or absence of a carrier based on the correlation output, and supplies the detection signal to the synchronization control circuit 25. The presence or absence of the carrier is used to determine whether or not the received signal RXI is being received. The synchronization control circuit 25 generates a timing signal for demodulation and carrier detection based on the correlation output when the carrier is detected, and outputs the demodulation device 23 and the carrier detection circuit
Give 24.
以上のようにCSK通信装置では、受信側において2つ
の相関出力を比較し、その大小に応じて受信データの0
又は1を割当てることができるので、受信側のマンチェ
スタM系列は送信側のそれと厳密に同期をとる必要がな
く、データの復調誤りも生じなくなる。また相関器の出
力として絶対値をとるようにすれば、送信ピーク値が負
となるような特性劣化の伝送路の場合でも誤差にならな
い。さらにマンチェスタ符号M系列を用いることによ
り、受信信号の低域成分を少なくして伝送路との結合損
失を低く抑えることができる。As described above, in the CSK communication apparatus, the two correlation outputs are compared on the receiving side, and the 0 of the received data is determined according to the magnitude of the correlation output.
Alternatively, since 1 can be assigned, the Manchester M sequence on the receiving side does not need to be strictly synchronized with that on the transmitting side, and no data demodulation error occurs. In addition, if an absolute value is taken as the output of the correlator, no error occurs even in the case of a transmission line having characteristic deterioration such that the transmission peak value is negative. Further, by using the Manchester code M sequence, it is possible to reduce the low-frequency component of the received signal and suppress the coupling loss with the transmission path.
(2)CSK変調装置の構成例 第2図はCSK変調装置11の具体的構成例を示してい
る。またこの回路の各部の出力信号波形が第3図に示さ
れている。(2) Configuration Example of CSK Modulator FIG. 2 shows a specific configuration example of the CSK modulator 11. FIG. 3 shows the output signal waveform of each part of this circuit.
この実施例では、各マンチェスタM系列発生器31,32
は3段(n=3)のシフトレジスタFF11〜FF13,FF21〜
FF23を含み、これらのシフトレジスタはクロック発生器
34から出力されるクロック信号CKのタイミングでデータ
のシフト動作を行なう。これらのシフトレジスタの帰還
回路は互いに異なっている。すなわちシフトレジスタFF
11〜FF13では、第2段と第3段のセルの符号が排他的論
理和回路(EX-OR)31aを経てその入力側に帰還されてい
るのに対して、シフトレジスタFF21〜FF23では第1段と
第3段のセルの符号がEX-OR回路32aを経て帰還されてい
る。シフトレジスタとその帰還回路はM系列発生器(PN
符号発生器、PN符号=Pseude Noise Code=擬似雑音符
号)をそれぞれ構成している。そして、各シフトレジス
タの最終段の符号出力とクロック信号CKとの排他的論理
和がそれぞれEX-OR回路37,38でとられることによりマン
チェスタ符号が作成される。In this embodiment, each Manchester M-sequence generator 31, 32
The shift register FF 11 to ff 13 of three stages (n = 3), FF 21 ~
FF 23 , these shift registers are clock generators
The data shift operation is performed at the timing of the clock signal CK output from 34. The feedback circuits of these shift registers are different from each other. That is, shift register FF
In 11 to FF 13 , the signs of the cells in the second and third stages are fed back to their input sides via an exclusive-OR circuit (EX-OR) 31a, whereas the shift registers FF 21 to FF At 23 , the signs of the cells in the first and third stages are fed back via the EX-OR circuit 32a. The shift register and its feedback circuit are an M-sequence generator (PN
A code generator and a PN code = Pseude Noise Code = pseudo noise code) are respectively configured. Then, the exclusive OR of the code output of the last stage of each shift register and the clock signal CK is taken by the EX-OR circuits 37 and 38, respectively, to create a Manchester code.
一方のマンチェスタM系列発生器31の特定の位相(オ
ール1)のときに他方のマンチェスタM系列発生器32が
常に一定の位相(初期位相)となるように位相同期回路
が設けられている。この位相同期回路はNAND回路36と初
期位相設定器35とを含んでいる。初期位相設定器35はシ
フトレジスタFF21〜FF23の各段に初期符号を設定するた
めのもので、任意の符号(オール0以外の符号)を設定
できる。シフトレジスタFF11〜FF13のすべての段の符号
が1となったときに(この状態はマンチェスタ符号M系
列の一周期Tに1回生起される)NAND回路36からLレベ
ルの信号が発生し、クロック信号CKの次の立上りの時点
で初期位相設定器35に設定された符号がシフトレジスタ
FF21〜FF23の各段にそれぞれロードされる。A phase synchronization circuit is provided so that the other Manchester M-sequence generator 32 always has a constant phase (initial phase) when one Manchester M-sequence generator 31 has a specific phase (all 1s). This phase synchronization circuit includes a NAND circuit 36 and an initial phase setting unit 35. Initial phase setting device 35 is for setting an initial code in each stage of the shift register FF 21 ~FF 23, can be set arbitrary code (all non-zero code). When the sign of all the stages of the shift register FF 11 to ff 13 becomes 1 (this state is caused once a period T of the Manchester code M series) L-level signal from the NAND circuit 36 is generated The sign set in the initial phase setting unit 35 at the time of the next rising of the clock signal CK is the shift register.
To each stage of the FF 21 ~FF 23 is loaded.
上述のようにマンチェスタM系列発生器31,32の出力
すなわちEX-OR回路37,38の出力は切替回路33に与えら
れ、送信データTXDによってマンチェスタ符号M系列の
一周期(データ区間)Tごとに切替動作が行なわれる。
またNAND回路36の出力は送信データ処理部(例えばマイ
クロプロセッサ)に送信要求信号として与えられる。送
信データ処理部はこの送信要求信号が入力するごとに送
信データTXDの1ビット分(1又は0)を出力して切替
回路33に与える。As described above, the outputs of the Manchester M-sequence generators 31 and 32, that is, the outputs of the EX-OR circuits 37 and 38, are provided to the switching circuit 33, and are transmitted by the transmission data TXD for each cycle (data section) T of the Manchester code M-sequence. A switching operation is performed.
The output of the NAND circuit 36 is provided to a transmission data processing unit (for example, a microprocessor) as a transmission request signal. The transmission data processing section outputs one bit (1 or 0) of the transmission data TXD every time the transmission request signal is input, and supplies it to the switching circuit 33.
第4図は変形例を示している。第2図と比較すると、
マンチェスタM系列発生器31,32からそれぞれEX-OR回路
37,38が取除かれ、これに代えて切替回路33の出力側
に、切替回路33の出力とクロック信号CKとを入力とする
EX-OR回路39が設けられ、マンチェスタ符号が作成され
る。参照符号31A,32AはそれぞれM系列発生器を指し、
それらの出力(シフトレジスタの最終段の符号)が切替
回路33にそれぞれ与えられている。この変形例のものは
EX-OR回路を1個少なくすることができるという利点を
もっている。FIG. 4 shows a modification. Compared to Fig. 2,
EX-OR circuit from Manchester M-sequence generators 31 and 32 respectively
37 and 38 are removed, and the output of the switching circuit 33 and the clock signal CK are input to the output side of the switching circuit 33 instead.
An EX-OR circuit 39 is provided to create a Manchester code. Reference numerals 31A and 32A indicate M-sequence generators, respectively.
These outputs (signs of the last stage of the shift register) are given to the switching circuit 33, respectively. This variant is
This has the advantage that the number of EX-OR circuits can be reduced by one.
なお、第2図の切替回路33の出力側、第4図のクロッ
ク・ラッチEX-OR回路39の出力側に回路を設け、送信信
号TXOを波形整形するようにするとよい。A circuit may be provided on the output side of the switching circuit 33 in FIG. 2 and on the output side of the clock latch EX-OR circuit 39 in FIG. 4 so as to shape the waveform of the transmission signal TXO.
(3)相関器の構成例 次に相関器21,22の構成について第5図を参照して詳
しく説明する。(3) Configuration Example of Correlator Next, the configuration of the correlators 21 and 22 will be described in detail with reference to FIG.
相関器21,22はそれぞれN段のレジスタ41a,41bを備え、
これらのレジスタ41a,41bには、変調装置11に含まれる
マンチェスタM系列発生器31,32で発生するマンチェス
タ符号M系列すなわち第1、第2のPN符号系列がそれぞ
れあらかじめ設定されている。n段のシフトレジスタを
用いて発生するM系列の符号長は2n−1ビットである。
変調装置11ではM系列はマンチェスタ符号化されている
から、レジスタ41a,41bの段数NはN=2(2n−1)で
ある。The correlators 21 and 22 include N-stage registers 41a and 41b, respectively.
In these registers 41a and 41b, Manchester code M sequences generated by Manchester M sequence generators 31 and 32 included in the modulation device 11, that is, first and second PN code sequences are set in advance. The code length of the M sequence generated using the n-stage shift register is 2 n -1 bits.
In the modulator 11, since the M-sequence is Manchester-coded, the number of stages N of the registers 41a and 41b is N = 2 (2 n -1).
一方、受信インタフェース12Bから入力するディジタ
ル受信信号RXIは2分岐され、各相関器21,22に設けられ
たシフトレジスタ42a,42bに入力する。これらのシフト
レジスタ42a,42bもN段であり、変調装置11におけるク
ロック信号の2倍の周波数のクロックCKにより駆動され
る。On the other hand, the digital reception signal RXI input from the reception interface 12B is branched into two and input to the shift registers 42a and 42b provided in the correlators 21 and 22, respectively. These shift registers 42a and 42b also have N stages, and are driven by a clock CK having a frequency twice the frequency of the clock signal in the modulation device 11.
相関器21において、レジスタ41aの設定された各段の
符号とシフトレジスタ42aの対応する各段に送り込まれ
た受信信号の符号とがそれぞれEX-OR回路43aで比較され
る。すべてのEX-OR回路43aの出力信号は加算器44aに与
えられ、加算される。加算器44aの出力信号はレジスタ4
1aの各段の符号とシフトレジスタ42aの対応する各段の
符号との一致の度合を表わしており、これが一方の相関
器21の相関出力Raすなわち第1の相関出力となる。受信
信号RXIはクロック信号CKごとにシフトレジスタ42aを順
次シフトされていくから、相関出力Raもクロック信号CK
ごとにそれに応じて変化する。In the correlator 21, the EX-OR circuit 43a compares the sign of each stage set in the register 41a with the sign of the received signal sent to the corresponding stage of the shift register 42a. The output signals of all the EX-OR circuits 43a are provided to an adder 44a and added. The output signal of adder 44a is
1a represents the degree of coincidence between the code of each stage corresponding code and the shift register 42a of each stage, this is the correlation output R a that is, the first correlation output of one of the correlators 21. Since the reception signal RXI is sequentially shifted in the shift register 42a for each clock signal CK, the correlation output Ra is also changed to the clock signal CK.
Changes accordingly.
他方の相関器22においても同じように、レジスタ41b
に設定された各段の符号とシフトレジスタ42bの対応す
る各段に送り込まれた受信信号の符号とが一致するかど
うかがそれぞれEX-OR回路43bで調べられる。すべてのEX
-OR回路43bの出力信号は加算器44bに与えられて加算さ
れる。加算器44bからはレジスタ41bに設定されたマンチ
ェスタM系列すなわち第2のPN符号系列と入力ディジタ
ル受信信号RXIとの相関の程度を表わす相関出力Rbすな
わち第2の相関出力が出力されることになる。Similarly, in the other correlator 22, the register 41b
The EX-OR circuit 43b checks whether or not the sign of each stage set in the register and the sign of the received signal sent to the corresponding stage of the shift register 42b match. All EX
The output signal of the -OR circuit 43b is provided to the adder 44b and added. The adder 44b outputs a correlation output Rb indicating the degree of correlation between the Manchester M sequence set in the register 41b, that is, the second PN code sequence, and the input digital received signal RXI, that is, a second correlation output. Become.
第6図は相関器21の変形例を示している。レジスタ41
aおよびシフトレジスタ42aに代えて段数がN×m(mは
2以上の正の整数)のレジスタ41Aおよびシフトレジス
タ42Aが設けられている。シフトレジスタ42Aは上記クロ
ック信号CKのm倍の周波数のクロック信号CKmによって
駆動される。EX-OR回路43AもN×m個設けられ、レジス
タ41Aとシフトレジスタ42Aの対応する段の符号が各EX-O
R回路43Aに入力する。加算器44AはすべてのEX-OR回路43
Aの出力信号を加算して相関出力Raとして出力する。こ
のようにレジスタとシフトレジスタの段数をm倍にする
ことにより相関演算の精度を高めている。相関器22も同
じように変形できるのはいうまでもない。FIG. 6 shows a modification of the correlator 21. Register 41
Instead of a and the shift register 42a, a register 41A and a shift register 42A having N × m stages (m is a positive integer of 2 or more) are provided. Shift register 42A is driven by the clock signal CK m of m times the frequency of the clock signal CK. N × m EX-OR circuits 43A are also provided, and the signs of the corresponding stages of the register 41A and the shift register 42A are EX-O
Input to R circuit 43A. Adder 44A is connected to all EX-OR circuits 43
By adding the output signal of the A and outputs a response signal R a. As described above, the accuracy of the correlation operation is increased by increasing the number of stages of the register and the shift register by m times. It goes without saying that the correlator 22 can be similarly modified.
第7図はさらに他の実施例を示している。ここでは受
信信号RXIが入力するシフトレジスタ42が相関器21と22
とで兼用されている。このようにすることによりシフト
レジスタの数を減らし、構成を簡素化することができ
る。第6図に示すように段数がm倍されたシフトレジス
タを同じように相関器21と22とで兼用することができる
のはいうまでもない。FIG. 7 shows still another embodiment. Here, the shift register 42 to which the received signal RXI is input is correlated with the correlators 21 and 22.
And is also used in. By doing so, the number of shift registers can be reduced and the configuration can be simplified. It goes without saying that the shift register whose number of stages is m times as shown in FIG. 6 can be shared by the correlators 21 and 22 in the same manner.
(4)復調装置およびキャリア検出回路 第8図は復調装置23およびキャリア検出回路24の一構
成例を示すものである。また、第8図における各部の信
号波形が第9図に示されている。この図において、相関
出力Ra,Rbはより分かりやすくするためにアナログ的に
描かれている。(4) Demodulation device and carrier detection circuit FIG. 8 shows an example of the configuration of the demodulation device 23 and the carrier detection circuit 24. FIG. 9 shows the signal waveform of each part in FIG. In this figure, the correlation outputs R a and R b are drawn in analog form for easier understanding.
1対の相関器21,22から出力される第1の相関出力Ra
と第2の相関出力Rbに基づいてデータを復調する原理に
ついてまず説明する。第9図を参照して,1データ区間T
(これはマンチェスタM系列の一周期に等しい)を中央
のウインドウ部(主観測区間W部と呼ぶ)とその前後の
部分(これを副観測区間E部と呼ぶ)とに分ける。前後
のE部は等しい間隔に設定されている。もっとも、W部
の前後のE部を等しく設定する必要はなく、W部をデー
タ区間の中央に設定しなくてもよいが、ここでは0<d
<Tを満足するdを用いて、 W部は(T−d)/2〜(T+d)/2の区間、 E部は0〜(T−d)/2と(T+d)/2〜Tの区間 に定めてある。First correlation output R a which is output from the correlator 21 and 22 a pair
First, the principle of demodulating data based on and the second correlation output Rb will be described. Referring to FIG. 9, one data section T
(This is equal to one cycle of the Manchester M sequence) is divided into a central window section (referred to as a main observation section W) and a portion before and after the window section (referred to as a sub observation section E section). The front and rear E portions are set at equal intervals. Of course, it is not necessary to set the E portion before and after the W portion equally, and the W portion may not be set at the center of the data section, but here, 0 <d
Using d that satisfies <T, the W part is a section of (T−d) / 2 to (T + d) / 2, and the E part is 0 to (T−d) / 2 and (T + d) / 2 to T The section is defined.
データが伝送されてきている場合には、データ区間T
内において第1の相関出力Raと第2の相関出力Rbのいず
れか一方に相関ピークが現われる。同期制御回路25にお
いて、この相関ピークが検出され、相関ピークがデータ
区間Tの中央にくるように、データ区間の終点を規定す
るデータ区間終了信号EDが作成される。そして、このデ
ータ区間終了信号EDに基づいてW部の始点と終点とをそ
れぞれ規定するウインドウ・スタート・パルスWLとウイ
ンドウ・ストップ・パルスWHが同期制御回路25で作成さ
れる。If data is being transmitted, data section T
, A correlation peak appears in one of the first correlation output Ra and the second correlation output Rb . In the synchronization control circuit 25, the correlation peak is detected, and a data section end signal ED that defines the end point of the data section is created so that the correlation peak is located at the center of the data section T. Then, based on the data section end signal ED, the window control pulse 25 and the window start pulse WL and the window stop pulse WH respectively defining the start point and the end point of the W section are generated.
符号PaW,PbW,AaE,AbEの意味を次のように定める。Determining code P aW, P bW, A aE , the meaning of A bE as follows.
PaW:第1の相関出力RaのW部におけるピーク値(最大
値) PbW:第2の相関出力RbのW部におけるピーク値(最大
値) AaE:第1の相関出力RaのE部における総和(加算値) AbE:第2の相関出力RbのE部における総和(加算値) 復調データ(受信データRXD)は次のようにして生成
される。P aW : Peak value (maximum value) of the first correlation output Ra in the W section P bW : Peak value (maximum value) of the second correlation output Rb in the W section A aE : First correlation output R a (Addition value) A bE in the E section of (a): The sum (addition value) of the second correlation output Rb in the E section (reception data RXD) is generated as follows.
PbW・AaE>PaW・AbEならばデータは1、 PbW・AaE<PaW・AbEならばデータは0。 P bW · A aE> P aW · A bE if data is 1, P bW · A aE < P aW · A bE if data is 0.
この場合、理論的にいうとPbW>PaWならばデータは
1、この逆ならばデータは0と判断してもよい。しかし
ながら、雑音が含まれている場合を考慮すると、相関出
力におけるピーク値の比較では復調エラーを生じること
がある。一般に相関ピークをもつ相関出力においてはそ
のピークの前後レベルは相関ピークをもたない相関出力
の相関レベルよりも小さい。例えば、第2の相関出力Rb
に相関ピークがある場合、その前後の総和AbEは、相関
ピークのない第1の相関出力Raの総和AaEよりも小さ
い。この性質を利用して、復調エラーができるだけ生じ
ないように、互いに別個の相関出力のピーク値と総和の
積、すなわち第1の積PaW・AbEと第2の積PbW・AaEとの
大小比較を行なって復調データを作成している訳であ
る。この結果、 PbW・AaE−PaW・AbE>0ならばデータは1、 PbW・AaE−PaW・AbE<0ならばデータは0、 として復調される。In this case, theoretically, if P bW > P aW , the data may be determined to be 1, and vice versa. However, considering the case where noise is included, demodulation errors may occur in the comparison of peak values in the correlation output. In general, in a correlation output having a correlation peak, the level before and after the peak is smaller than the correlation level of a correlation output having no correlation peak. For example, the second correlation output R b
If there is a correlation peak, the sum A bE before and after it is less than the sum A aE of the first correlation output R a no correlation peak. Utilizing this property, the product of the peak value and the sum of the correlation outputs that are separate from each other, that is, the first product P aW · A bE and the second product P bW · A aE are set so that a demodulation error does not occur as much as possible. That is, the demodulation data is created by comparing the magnitudes of. As a result, the data if P bW · A aE -P aW · A bE> 0 is 1, P bW · A aE -P aW · A bE <0 if the data is 0, is demodulated as.
すなわち、第1の相関出力Raの主観測区間におけるピ
ーク値PaWと第2の相関出力Rbの副観測区間における総
和AbEとを乗算して得られる第1の積PaW・AbE及び第2
の相関出力Rbの主観測区間におけるピーク値PbWと第1
の相関出力の副観測区間における総和AaEとを乗算して
得られる第2の積PbW・AaEを求め、第1の積PaW・AbEと
第2の積PbW・AaEを互いに大小比較し、値が大きな方の
積PbW・AaEか又はPaW・AbEを与えるピーク値PbW又はPaW
をもった相関出力Rb,Raの相関演算に用いたPN符号系列
と送信データとの対応関係に基づき、1又は0の復調デ
ータを生成することができる。That is, the first product P aW · A bE, which is obtained by multiplying the sum A bE in the sub observation interval of the peak value P aW and second correlation output R b in the main observation interval of the first correlation output R a And the second
The peak value P bW of the correlation output R b in the main observation section and the first
The second product P bW · A aE obtained by multiplying the sum A aE in the sub-observation section of the correlation output of is obtained, and the first product P aW · A bE and the second product P bW · A aE are obtained. and compares each other, the peak value P bW or P aW give the product P bW · a aE or P aW · a bE value the larger
Correlation output R b having, based on a corresponding relationship between the PN code sequence and the transmission data used in the correlation calculation of R a, can generate demodulated data 1 or 0.
次にキャリア検出の原理について説明する。すなわ
ち、(PbW・AaE−PaW・AbE)の絶対値が所定の閾値レベ
ルThpを超えているときに、キャリア検出とする。キャ
リアがあるということは相関出力のいずれか一方に相関
ピークが現われていることを意味する。したがって、第
2の積と第1の積の差の絶対値は大きな値を示す。これ
に対して、キャリアが無い場合には上記積の差の絶対値
は零に非常に近い値を示す。これによって、データ復調
の場合と同じようにノイズ等に影響されることなくキャ
リアの有無を判定することができる。Next, the principle of carrier detection will be described. That is, when the absolute value of (P bW · A aE -P aW · A bE) exceeds a predetermined threshold level Th p, and carrier detection. The presence of the carrier means that a correlation peak appears in one of the correlation outputs. Therefore, the absolute value of the difference between the second product and the first product shows a large value. On the other hand, when there is no carrier, the absolute value of the difference between the products shows a value very close to zero. This makes it possible to determine the presence or absence of a carrier without being affected by noise or the like, as in the case of data demodulation.
第8図に示す回路はディジタル回路であるからクロッ
ク信号CKまたはCKmに同期して動作するが、説明の単純
化のためにクロック信号の図示は省略されている。Although the circuit shown in FIG. 8 operates in synchronization with a clock signal CK or CK m from a digital circuit, shown in the clock signal for simplicity of explanation are omitted.
この回路において、第1の相関出力Raはラッチ回路51
aでクロック分ラッチされたのち絶対値回路52aで絶対値
化され、さらに、加算回路55aおよび最大値ホールド回
路54aに与えられる。一方、ウインドウ発生回路53には
ウインドウ・スタート・パルスWLとウインドウ・ストッ
プ・パルスWHとが入力しており、この回路53から、W部
でHレベルになるウインドウ信号WSが出力される。この
ウインドウ信号WSは加算回路55aのラッチ回路48と最大
値ホールド回路54aのラッチ回路46にその動作制御信号
として与えられる。In this circuit, a first correlation output Ra is supplied to a latch circuit 51.
After being latched by the clock at a, it is converted to an absolute value by an absolute value circuit 52a, and further supplied to an adder circuit 55a and a maximum value hold circuit 54a. On the other hand, a window start pulse WL and a window stop pulse WH are input to the window generating circuit 53, and a window signal WS which becomes H level in the W section is output from the circuit 53. The window signal WS is supplied as an operation control signal to the latch circuit 48 of the adder circuit 55a and the latch circuit 46 of the maximum value hold circuit 54a.
加算回路55aにおいて、ラッチ回路48はウインドウ信
号WSがLレベルのE部でのみ動作する。ラッチ・タイミ
ングはもちろんクロック信号によって規定される。順次
入力する絶対値化された第1の相関出力Raが、クロック
信号ごとにラッチ回路48から与えられる前回の加算結果
と加算器47で加算され、この加算結果が再びラッチ回路
48にラッチされる。このようにして加算回路55aからは
総和AaEを表わすデータが得られ、乗算器56aに与えられ
る。In the adder circuit 55a, the latch circuit 48 operates only in the E section where the window signal WS is at the L level. Latch timing is, of course, defined by the clock signal. First correlation output R a that is absolute value sequentially input, is summed with the previous addition result and the adder 47 supplied from the latch circuit 48 every clock signal, the addition result is again the latch circuit
Latched at 48. In this manner, data representing the sum AaE is obtained from the adder circuit 55a, and is provided to the multiplier 56a.
最大値ホールド回路54aのラッチ回路46はウインドウ
信号WSがHレベルのW部でのみ動作する。ラッチ回路46
にラッチされている前回までの最大値と今回入力した第
1の相関値Raの絶対値とが比較器45で比較され、今回の
相関値の方が大きい場合にこの今回の相関値が新たな最
大値としてラッチ回路48にラッチされる。このようにし
て、最大値ホールド回路54aからはピーク値PaWを表わす
データが得られ、乗算器56bに与えられる。The latch circuit 46 of the maximum value hold circuit 54a operates only in the W section where the window signal WS is at the H level. Latch circuit 46
And the absolute value of the first correlation value R a which is the maximum value and the current input to the last being latched are compared by the comparator 45, the new correlation value for this time when the direction of current of the correlation value larger The maximum value is latched by the latch circuit 48. In this manner, data representing the peak value PaW is obtained from the maximum value hold circuit 54a, and is provided to the multiplier 56b.
第2の相関出力Rbについても同じように、ラッチ回路
51b、絶対値回路52b、最大値ホールド回路54bおよび加
算回路55bが設けられている。そして最大値ホールド回
路54bからピーク値PbWが、加算回路55bから総和AbEがそ
れぞれ得られ、乗算器56a,56bに与えられる。Similarly, for the second correlation output Rb , the latch circuit
51b, an absolute value circuit 52b, a maximum value hold circuit 54b, and an adder circuit 55b are provided. The peak value P bW from the maximum value holding circuit 54b is the sum A bE from the adding circuit 55b is obtained each multiplier 56a, is provided to 56b.
乗算器56aでは第2の積PbW・AaEを得るための乗算
が、乗算器56bでは第1の積PaW・AbEを得るための乗算
がそれぞれ行なわれ、その乗算結果は比較器57および減
算/絶対値回路59にそれぞれ与えられる。The multiplier 56a performs multiplication for obtaining a second product P bW · A aE , and the multiplier 56b performs multiplication for obtaining a first product P aW · A bE. And a subtraction / absolute value circuit 59.
比較器57では第2の積PbW・AaEと第1の積PaW・AbEの
大小比較が行なわれ、その比較結果に応じて1又は0を
表わす信号が出力され、データ区間終了信号EDのタイミ
ングでラッチ回路58にラッチされ、受信データRXDとし
て出力される。このデータ区間終了信号EDによって加算
回路55a,55b、最大値ホールド回路54a,54bがリセットさ
れる。The comparator 57 compares the magnitude of the second product P bW · A aE with the magnitude of the first product P aW · A bE , outputs a signal representing 1 or 0 according to the comparison result, and outputs a data section end signal. At the timing of ED, the data is latched by the latch circuit 58 and output as the reception data RXD. The adder circuits 55a and 55b and the maximum value hold circuits 54a and 54b are reset by the data section end signal ED.
他方、減算/絶対値回路59では、第2の積と第1の積
の差分(PbW・AaE−PaW・AbE)のための減算とその絶対
値化が行なわれ、この演算結果は、次に比較回路60で閾
値Thpと比較され、Thpよりも大きければキャリア検出信
号PASが出力される。On the other hand, the subtraction / absolute value circuit 59, subtraction and the absolute value of for the second product and the first product of the difference (P bW · A aE -P aW · A bE) is performed, the calculation result Is compared with the threshold value Th p in the comparison circuit 60, and if it is larger than Th p , the carrier detection signal PAS is output.
(5)同期制御回路の構成例 第10図は同期制御回路25の一構成例を示している。同
期制御回路25は、ピーク位置検出回路28A、ピーク位置
判定回路26B、同期確立判定回路28、同期はずれ判定回
路29等を含んでいる。(5) Configuration Example of Synchronization Control Circuit FIG. 10 shows a configuration example of the synchronization control circuit 25. The synchronization control circuit 25 includes a peak position detection circuit 28A, a peak position determination circuit 26B, a synchronization establishment determination circuit 28, an out-of-synchronization determination circuit 29, and the like.
ピーク位置検出回路26Aは相関出力のピークがデータ
区間T内のどの位置にあるかを検出するための回路であ
り、第11図に示すようにピーク位置PPは相関出力の最大
値が現われた時点からデータ区間終了信号EDまでの時間
として計測される。この実施例では、2つの相関出力Ra
とRbの和の絶対値が最大値を示す位置がピーク位置とさ
れている。The peak position detection circuit 26A is a circuit for detecting the position in the data section T where the peak of the correlation output is located. As shown in FIG. 11, the peak position PP is determined when the maximum value of the correlation output appears. Is measured as the time from to the data section end signal ED. In this embodiment, two correlation outputs R a
The position where the absolute value of the sum of Rb and Rb shows the maximum value is the peak position.
2つの相関出力RaとRbはそれぞれ加算器61に与えら
れ、加算されたのち絶対値回路64で絶対値化される。こ
の絶対値信号は比較器62の一方の入力端子およびラッチ
回路83に与えられる。先のデータ区間の終了を示す信号
EDがOR回路65Aを経てラッチ・タイミング信号としてラ
ッチ回路63に与えられたときに、絶対値回路64の出力が
初期値としてラッチされる。ラッチ回路63にラッチされ
ている値は比較器62の他の入力として与えられる。した
がってそれ以降は、ラッチ回路63にラッチされている値
と絶対値回路64の出力値とが比較回路62で順次(クロッ
ク信号CKのクロック・パルスごとに)比較され、ラッチ
されている値よりも大きな値の出力が絶対値回路64から
得られたときに、比較器62の出力がOR回路65Aを経てラ
ッチ回路63に与えられるので、絶対値回路64の出力が新
たな値としてラッチ回路63にラッチされる。このように
してラッチ回路63には常に最大値がラッチされていくこ
とになる。The two correlation outputs Ra and Rb are provided to an adder 61, respectively, added, and converted into absolute values by an absolute value circuit 64. This absolute value signal is applied to one input terminal of comparator 62 and latch circuit 83. Signal indicating the end of the previous data section
When ED is supplied to the latch circuit 63 as a latch timing signal via the OR circuit 65A, the output of the absolute value circuit 64 is latched as an initial value. The value latched in the latch circuit 63 is provided as another input of the comparator 62. Therefore, thereafter, the value latched by the latch circuit 63 and the output value of the absolute value circuit 64 are sequentially compared by the comparison circuit 62 (for each clock pulse of the clock signal CK), and are compared with the latched values. When a large value output is obtained from the absolute value circuit 64, the output of the comparator 62 is given to the latch circuit 63 via the OR circuit 65A, so that the output of the absolute value circuit 64 is sent to the latch circuit 63 as a new value. Latched. Thus, the maximum value is always latched in the latch circuit 63.
一方、クロック信号CKを計数するカウンタ66は、OR回
路65Bを経て入力するデータ区間終了信号EDまたは比較
器62の比較出力によってリセット(クリア)され、再び
零から計数を開始する。カウンタ66の計数出力は次のデ
ータ区間終了信号EDが与えられたときにラッチ回路67に
ラッチされる。カウンタ66は、データ区間Tにおいてピ
ーク値が現われた時点からそのデータ区間Tの終了を示
す信号EDが与えられる時点までクロック信号CKを計数す
ることになる。そしてこの計数値がラッチ回路67にラッ
チされ、ピーク位置PPを表わす。On the other hand, the counter 66 that counts the clock signal CK is reset (cleared) by the data section end signal ED input through the OR circuit 65B or the comparison output of the comparator 62, and starts counting again from zero. The count output of the counter 66 is latched by the latch circuit 67 when the next data section end signal ED is given. The counter 66 counts the clock signal CK from the time when the peak value appears in the data section T to the time when the signal ED indicating the end of the data section T is given. This count value is latched by the latch circuit 67, and indicates the peak position PP.
このようにして検出されたピーク位置を表わすデータ
PPは次にピーク位置判定回路26Bに与えられる。この判
定回路26Bは検出されたピーク位置が設定されたW部内
にあるかどうかを判定するものである。上述のように、
受信データの復調処理においてもキャリア検出処理にお
いても、相関ピークがW部に存在することが必要であ
り、そうでなければ正しい復調処理、キャリア検出処理
はできない。Data indicating the peak position detected in this way
The PP is then provided to a peak position determination circuit 26B. The determination circuit 26B determines whether or not the detected peak position is within the set W section. As mentioned above,
In both the demodulation processing of received data and the carrier detection processing, it is necessary that a correlation peak exists in the W section, otherwise, correct demodulation processing and carrier detection processing cannot be performed.
ピーク位置判定回路26Bには、比較器68,69とAND回路7
0とから構成されるウインドウ・タイプのディジタル比
較回路が設けられている。一方の比較器68にはW部のス
タート位置を表わすデータが、他方の比較器69にはW部
のストップ(エンド)位置を表わすデータがそれぞれ設
定されており、ピーク位置PPを表わすデータがこれらの
スタート位置とストップ位置の間にある場合にのみ、AN
D回路70からHレベルのピーク位置判定信号PHが出力さ
れる。The comparators 68 and 69 and the AND circuit 7
There is provided a window type digital comparison circuit composed of "0" and "0". Data indicating the start position of the W section is set in one comparator 68, and data indicating the stop (end) position of the W section is set in the other comparator 69. The data indicating the peak position PP is Only when it is between the start and stop positions of
The D circuit 70 outputs an H level peak position determination signal PH.
次に同期確立判定回路28を含む同期確立回路の構成と
動作について第12図を参照して述べる。Next, the configuration and operation of the synchronization establishment circuit including the synchronization establishment determination circuit 28 will be described with reference to FIG.
2つのレジスタ72と73が設けられている。レジスタ72
にはピーク位置PPを表わすデータが与えられ、このレジ
スタ72には(3/2)T-PPを表わすデータが設定される。
Tはデータ区間の長さ(時間)を表わすデータである。
一方、レジスタ73にはデータTが設定されている。セレ
クタ74はピーク位置判定信号PHの状態に応じてこれらの
レジスタ72,73の設定データのいずれか一方を選択して
ディジタル比較器75の一方の入力に与える。Two registers 72 and 73 are provided. Register 72
Is provided with data representing the peak position PP, and data representing (3/2) T-PP is set in this register 72.
T is data representing the length (time) of the data section.
On the other hand, data T is set in the register 73. The selector 74 selects one of the setting data of these registers 72 and 73 according to the state of the peak position determination signal PH and supplies it to one input of the digital comparator 75.
一方、カウンタ71はクロック信号CKを計数してその計
数出力をディジタル比較器75の他方の入力に与える。比
較器75はカウンタ71の計数値がセレクタ74を通して与え
られる設定データに等しくなったときにデータ区間終了
信号(一致信号)EDを発生する。カウンタ71はこの信号
EDによってリセットされ、再び零から計数を開始する。On the other hand, the counter 71 counts the clock signal CK and supplies its count output to the other input of the digital comparator 75. The comparator 75 generates a data section end signal (coincidence signal) ED when the count value of the counter 71 becomes equal to the setting data provided through the selector 74. The counter 71 outputs this signal
It is reset by ED and starts counting from zero again.
さて、電源投入時などにおいては相関出力とデータ区
間とは同期していないから、W部内に相関ピークが存在
しない場合がある。このときピーク位置判定信号PHはL
レベルになり、セレクタ74はレジスタ72の設定データを
選択して比較器75に与える。この設定データ(3/2)T-P
Pは、次ピークから次のデータ区間終了信号までの長さ
(時間)がT/2となるように、次のデータ区間終了信号E
Dを発生させるためのものである。このようにして、ピ
ーク位置がW部内に位置するようになればピーク位置判
定信号PHがHレベルになり、セレクタ74はレジスタ73の
設定データTを選択するので、以降はデータ区間終了信
号EDは周期Tで発生することになる。Now, when the power is turned on, the correlation output and the data section are not synchronized, so that there is a case where no correlation peak exists in the W portion. At this time, the peak position determination signal PH is L
At this time, the selector 74 selects the setting data of the register 72 and supplies it to the comparator 75. This setting data (3/2) TP
P is the next data section end signal E such that the length (time) from the next peak to the next data section end signal is T / 2.
It is for generating D. In this manner, when the peak position is located within the W portion, the peak position determination signal PH becomes H level, and the selector 74 selects the setting data T of the register 73. It will occur at period T.
データ区間のW部内にピーク位置が存在する状態が所
定複数X回連続した場合に同期が確立したという。カウ
ンタ82はANDゲート81を経て入力するHレベルのピーク
位置判定信号PHによってクロック・イネーブル状態とさ
れ、入力するデータ区間終了信号EDを計数する。このカ
ウンタ82は、信号PHがLレベルのときにNOT回路84とOR
回路85を経てこのLレベル信号によってリセットされて
いる。カウンタ82の計数出力はディジタル比較器83に与
えられる。一方、この比較器83には同期が確立したと判
断すべき所定回数Xが設定されている。カウンタ82の計
数値がこのXに達したときに比較器83から一致信号が発
生し、フリッププロップ19がセットされて同期確立信号
DSR(Lレベル)が出力される。比較器83の一致信号はO
R回路85を経てカウンタ82をリセットする。また、同期
確立信号DSRによってANDゲート81が閉じられるので、も
はやピーク位置判定信号PHは入力しない。Synchronization is said to have been established when the state where the peak position exists in the W section of the data section continues for a predetermined plurality of times X. The counter 82 is clock enabled by the H-level peak position determination signal PH input via the AND gate 81, and counts the input data section end signal ED. This counter 82 performs an OR operation with the NOT circuit 84 when the signal PH is at the L level.
The signal is reset by the L level signal via the circuit 85. The count output of the counter 82 is provided to a digital comparator 83. On the other hand, a predetermined number X at which synchronization is determined to be established is set in the comparator 83. When the count value of the counter 82 reaches this X, a coincidence signal is generated from the comparator 83, the flip prop 19 is set and the synchronization establishment signal
DSR (L level) is output. The match signal of comparator 83 is O
The counter 82 is reset via the R circuit 85. Since the AND gate 81 is closed by the synchronization establishment signal DSR, the peak position determination signal PH is no longer input.
なお、カウンタ82が信号EDを計数している途中でピー
ク位置判定信号PHが1回でもLレベルになると、カウン
タ82はリセットされるので、信号PHがHレベルのときに
X個の信号EDが連続して入力した場合にのみ同期が確立
されたと判定される。同期が確立したと判定される前に
信号PHがLレベルになったときには、上述のようにセレ
クタ74がレジスタ72を選択して再びデータ区間終了信号
EDの発生タイミングの調整が行なわれる。If the peak position determination signal PH becomes L level even once even while the counter 82 is counting the signal ED, the counter 82 is reset. Therefore, when the signal PH is H level, X signals ED are output. It is determined that synchronization has been established only when input is performed continuously. If the signal PH goes low before it is determined that synchronization has been established, the selector 74 selects the register 72 as described above and again outputs the data section end signal.
The ED generation timing is adjusted.
同期はずれ判定回路29はキャリア検出信号PASが所定
複数(Y回)データ区間にわたって連続して出力されて
いないときに同期はずれと判定するものである。The out-of-synchronization determination circuit 29 determines out-of-synchronization when the carrier detection signal PAS is not continuously output over a plurality of (Y times) data sections.
第13図を参照して、一旦同期が確立すると、Lレベル
の同期確立信号DSRによってNANDゲート91が開かれる。
キャリアが検出されていればキャリア検出信号PASはH
レベルである。キャリアが検出されなくなるとキャリア
検出信号PASはLレベルになり、NANDゲート91を通っ
て、カウンタ92のクロック・イネーブル端子CEにHレベ
ルのイネーブル信号を与える。カウンタ92はHレベルの
キャリア検出信号PASによってNANDゲート91、NOT回路94
およびOR95を経て既にリセットされている。カウンタ92
はイネーブル状態になると入力するデータ区間終了信号
EDを計数し、その計数値をディジタル比較器93に与え
る。この比較器93には所定数Yを表わすデータがあらか
じめ設定されている。したがって、カウンタ92の計数値
がYに達すると比較器93から一致信号が発生しフリップ
フロップ19がリセットされ、同期確立信号DSRがHレベ
ルになる。このHレベルの信号DSRによってNANDゲート9
1は閉じられる。また、比較器93の出力信号によって、O
R回路95を経てカウンタ92はリセットされる。Referring to FIG. 13, once synchronization is established, NAND gate 91 is opened by synchronization establishment signal DSR of L level.
If a carrier is detected, the carrier detection signal PAS becomes H
Level. When the carrier is no longer detected, the carrier detection signal PAS goes to L level, passes through the NAND gate 91, and provides an H level enable signal to the clock enable terminal CE of the counter 92. The counter 92 receives the NAND gate 91 and the NOT circuit 94 by the H level carrier detection signal PAS.
And have already been reset via OR95. Counter 92
Is the data section end signal that is input when enabled
The ED is counted, and the counted value is supplied to the digital comparator 93. In the comparator 93, data representing a predetermined number Y is set in advance. Therefore, when the count value of the counter 92 reaches Y, a match signal is generated from the comparator 93, the flip-flop 19 is reset, and the synchronization establishment signal DSR becomes H level. This H-level signal DSR causes the NAND gate 9
1 is closed. Also, O is determined by the output signal of the comparator 93.
The counter 92 is reset via the R circuit 95.
カウンタ92が計数動作をしているときにキャリア検出
信号PASがHレベルになるとカウンタ92はリセットされ
る。すなわち、キャリアが検出されない状態がY回のデ
ータ区間連続した場合にのみ、同期はずれと判定され
る。When the carrier detection signal PAS goes high while the counter 92 is performing a counting operation, the counter 92 is reset. That is, it is determined that the synchronization has been lost only when the state in which the carrier is not detected continues for Y data sections.
これにより、伝送路等の伝送特性の変動等による一時
的なキャリア不検出と、通信終了によるキャリア不検出
(正しい同期はずれ)とを明確に区別することができ
る。This makes it possible to clearly distinguish between temporary carrier non-detection due to a change in transmission characteristics of a transmission path or the like and carrier non-detection (correct synchronization loss) due to communication termination.
[発明の効果] 本発明によれば、送信装置において、互いに異なる同
一符号長の第1及び第2のPN符号系列をそれぞれ一定周
期で発生し、該一定周期ごとに送信データの0、1に対
応してそれぞれ第1、第2のPN符号系列を選択し、該選
択されたPN符号系列を送信信号として送信するととも
に、該送信信号を受信した受信装置は、受信信号につい
て送信側で用いたのと同じ第1及び第2のPN符号系列に
より相関演算して第1及び第2の相関出力を得、前記一
定周期と同幅のデータ区間を相関ピークが現われること
が予想される時点を含む主観測区間とそれ以外の副観測
区間とに区画し、第1の相関出力の主観測区間における
ピーク値と第2の相関出力の副観測区間における総和と
を乗算して得られる第1の積及び第2の相関出力の主観
測区間におけるピーク値と第1の相関出力の副観測区間
における総和とを乗算して得られる第2の積を求め、こ
れらの積を互いに大小比較し、第1の積が第2の積より
も大きな場合はデータ0を復調データとし、第2の積の
値が第1の積よりも大きな場合はデータ1を復調データ
とする構成としたから、基本的には受信装置において第
1と第2の相関出力を比較し、その大小に応じて受信デ
ータの0又は1を割当てることのできるCSK通信装置の
特長として、受信側の符号系列は送信側のそれと厳密に
同期をとる必要がなく、データの復調誤りも生じなくな
り、しかも相関出力の絶対値をとることで、送信ピーク
値が負となるような特性劣化した伝送路が介在しても誤
差になることはないといった利点があり、さらに第1、
第2の2つの相関出力のピーク値を単純比較するのでは
なく、一方の主観測区間のピーク値と他方の副観測区間
における総和との積をもって比較するようにしたため、
相関ピークをもつ相関出力では相関ピーク前後のレベル
が相関ピークをもたない相関出力の相関レベルに比べて
低いことから、復調エラーをより押さえ込む方向で相関
出力の比較を行うことができ、第1の相関出力のピーク
値と第2の相関出力のピーク値との単純な比較ではエラ
ーが生じるような雑音を含む場合や、或いは伝送特性が
劣悪であるような場合であっても、エラーの発生を抑え
て安定な復調が可能である等の優れた効果を奏する。[Effects of the Invention] According to the present invention, in a transmitting apparatus, first and second PN code sequences having the same code length different from each other are generated at fixed periods, and the transmission data is reduced to 0 and 1 every fixed period. Correspondingly, the first and second PN code sequences are selected, and the selected PN code sequence is transmitted as a transmission signal, and the receiving device that has received the transmission signal uses the reception signal on the transmission side. The first and second correlation outputs are obtained by performing the correlation operation using the same first and second PN code sequences as described above, and the data section having the same width as the fixed period includes a time point at which a correlation peak is expected to appear. A first product obtained by dividing a main observation section into other sub-observation sections and multiplying a peak value in the main observation section of the first correlation output by a sum of the second correlation outputs in the sub-observation section. And the main observation section of the second correlation output The second product obtained by multiplying the peak value of the first correlation output and the sum of the first correlation output in the sub-observation section is obtained, and these products are compared with each other in magnitude. The first product is larger than the second product. In this case, data 0 is used as demodulated data, and when the value of the second product is larger than the first product, data 1 is used as demodulated data. As a feature of the CSK communication device that can compare the correlation outputs and assign 0 or 1 of the received data according to the magnitude, the code sequence on the receiving side does not need to be strictly synchronized with that on the transmitting side. Since demodulation errors do not occur and the absolute value of the correlation output is taken, there is an advantage that no error occurs even if a transmission line having deteriorated characteristics such as a negative transmission peak value is present. ,
Instead of simply comparing the peak values of the second two correlation outputs, the comparison is made using the product of the peak value of one main observation section and the sum of the other sub observation section,
Since the level of the correlation output having the correlation peak before and after the correlation peak is lower than the correlation level of the correlation output having no correlation peak, the correlation output can be compared in a direction in which the demodulation error is further suppressed. Even if the simple comparison between the peak value of the correlation output and the peak value of the second correlation output includes noise that causes an error, or even if the transmission characteristics are poor, an error occurs. And excellent effects such as stable demodulation can be achieved.
また、本発明は、受信装置が、前記データ区間のほぼ
中央部に主観測区間を定め、該中央部を挟む両側の区間
を副観測区間に定めるようにしたから、安定受信状態に
おいて相関ピークの出現位置をデータ区間ほぼ中央部の
主観測区間に追い込むことで、主観測区間とその両側の
副観測区間の両方で相関出力の大きさを総合比較して復
調するデータの復調精度を安定的に確保することができ
る等の効果を奏する。Further, according to the present invention, the receiving apparatus determines the main observation section at substantially the center of the data section and sets the sections on both sides of the center section as sub-observation sections. By shifting the appearance position to the main observation section near the center of the data section, the demodulation accuracy of the data to be demodulated by comprehensively comparing the magnitude of the correlation output in both the main observation section and the sub-observation sections on both sides is stabilized. It has the effect that it can be secured.
第1図は、本発明のCSK通信装置の一実施例の全体構成
を示すブロック図である。 第2図は、第1図に示した変調装置の構成例を示す回路
図、第3図は、その動作を示すタイム・チャートであ
る。 第4図は、第1図に示した変調装置の他の例を示す回路
図である。 第5図は、第1図に示した1対の相関器の構成例を示す
回路図、第6図は、その変形例を示す回路図、第7図
は、相関器の他の構成例を示す回路図である。 第8図は、第1図に示した復調装置の構成例を示す回路
図、第9図は、その動作を示す波形図である。 第10図は、第1図に示した同期制御回路の構成例を示す
回路図である。 第11図は、ピーク位置検出動作を示す波形図、第12図
は、同期確立判定動作を示す波形図、第13図は、同期は
ずれ判定動作を示す波形図である。 第14図は、従来のSS通信装置の一例を示す回路図、第15
図は、その動作を示すタイム・チャートである。 53……ウインドウ発生回路 54a,54b……最大値ホールド回路 55a,55b……加算回路 56a,56b……乗算回路 51……比較器 58……ラッチ回路FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of one embodiment of the CSK communication device of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the modulation device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a time chart showing the operation thereof. FIG. 4 is a circuit diagram showing another example of the modulation device shown in FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a pair of correlators shown in FIG. 1, FIG. 6 is a circuit diagram showing a modified example thereof, and FIG. FIG. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of the demodulation device shown in FIG. 1, and FIG. 9 is a waveform diagram showing the operation thereof. FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of the synchronization control circuit shown in FIG. FIG. 11 is a waveform diagram showing a peak position detecting operation, FIG. 12 is a waveform diagram showing a synchronization establishment determining operation, and FIG. 13 is a waveform diagram showing a loss of synchronization determining operation. FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of a conventional SS communication device, and FIG.
The figure is a time chart showing the operation. 53 Window generating circuits 54a, 54b Maximum value holding circuits 55a, 55b Adding circuits 56a, 56b Multiplying circuits 51 Comparator 58 Latch circuits
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 江畠 博 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04J 13/00 - 13/06──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page Examiner Hiroshi Ebata (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04J 13/00-13/06
Claims (2)
PN符号系列をそれぞれ一定周期で発生し、該一定周期ご
とに送信データの0に対しては前記第1のPN符号系列を
選択するとともに送信データの1に対しては前記第2の
PN符号系列を選択し、該選択されたPN符号系列を送信信
号として送信する送信装置と、前記送信信号を受信し、
受信信号について送信側で用いたのと同じ第1及び第2
のPN符号系列により相関演算してそれぞれ第1及び第2
の相関出力を得、該各相関出力についてそれぞれ前記一
定周期と同幅のデータ区間を相関ピークが現われる時点
を含む主観測区間とそれ以外の副観測区間とに分けて観
測し、第1の相関出力の前記主観測区間におけるピーク
値と第2の相関出力の前記副観測区間における総和とを
乗算して得られる第1の積及び第2の相関出力の前記主
観測区間におけるピーク値と第1の相関出力の前記副観
測区間における総和とを乗算して得られる第2の積を求
め、これら第1の積と第2の積を互いに大小比較し、第
1の積が第2の積よりも大きな場合はデータ0を復調デ
ータとし、第2の積が第1の積よりも大きな場合はデー
タ1を復調データとする受信装置とを具備することを特
徴とするCSK通信装置。A first and a second code having the same code length different from each other.
PN code sequences are generated at fixed intervals, and the first PN code sequence is selected for 0 of transmission data and the second PN code sequence is set for 1 of transmission data at each fixed period.
A transmitting device that selects a PN code sequence and transmits the selected PN code sequence as a transmission signal, and receives the transmission signal,
For the received signal, the same first and second
PN code sequence to calculate the correlation between the first and second
Of each of the correlation outputs, the data section having the same width as the fixed period is separately observed in a main observation section including a time point at which a correlation peak appears and a sub-observation section other than the main observation section. The first product obtained by multiplying the peak value of the output in the main observation section by the sum of the second correlation output in the sub observation section and the peak value of the second correlation output in the main observation section and the first value A second product obtained by multiplying the sum of the correlation outputs of the sub-observation sections by the sum is obtained, and these first and second products are compared in magnitude with each other. A CSK communication apparatus comprising: a receiving apparatus that uses data 0 as demodulated data if the value is larger than the first product and demodulated data 1 if the second product is larger than the first product.
央部に前記主観測区間を定め、該中央部を挟む両側の区
間を前記副観測区間に定めることを特徴とする請求項1
記載のCSK通信装置。2. The reception apparatus according to claim 1, wherein the main observation section is defined at a substantially central portion of the data section, and sections on both sides of the central section are defined as the sub-observation sections.
The CSK communication device as described.
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
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EP99100493A EP0910174B1 (en) | 1988-10-24 | 1989-10-24 | Code shift keying (CSK) apparatus and method for spectrum spread communication |
EP89119749A EP0366086B1 (en) | 1988-10-24 | 1989-10-24 | Code shift keying (csk) apparatus and method for spread spectrum communication |
CA002001349A CA2001349C (en) | 1988-10-24 | 1989-10-24 | Spectrum spread communication by csk modulation |
DE68929048T DE68929048T2 (en) | 1988-10-24 | 1989-10-24 | Device and method for spread spectrum communication using code jump modulation |
DE68929538T DE68929538T8 (en) | 1988-10-24 | 1989-10-24 | Variable Coding Apparatus (CSK) and spread spectrum communication apparatus |
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CN111917435B (en) * | 2020-01-07 | 2021-10-22 | 大连理工大学 | Synchronization method of multi-peak code shift keying signal based on peak delay difference |
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1989
- 1989-03-20 JP JP1066355A patent/JP2765682B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH02246543A (en) | 1990-10-02 |
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