JP2765682B2

JP2765682B2 - Ｃｓｋ通信装置

Info

Publication number: JP2765682B2
Application number: JP1066355A
Authority: JP
Inventors: 聡一津村; 馨遠藤; 直道高橋
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH02246543A

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

［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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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R_a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R_aもクロック信号CK
ごとにそれに応じて変化する。

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R_bすな
わち第２の相関出力が出力されることになる。

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CK_m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R_a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。

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。

（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R_a,R_b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。

１対の相関器21,22から出力される第１の相関出力R_a
と第２の相関出力R_b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。

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R_aと第２の相関出力R_b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。

符号P_aW,P_bW,A_aE,A_bEの意味を次のように定める。

P_aW：第１の相関出力R_aのＷ部におけるピーク値（最大
値） P_bW：第２の相関出力R_bのＷ部におけるピーク値（最大
値） A_aE：第１の相関出力R_aのＥ部における総和（加算値） A_bE：第２の相関出力R_b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_bW・A_aE＞P_aW・A_bEならばデータは１、 P_bW・A_aE＜P_aW・A_bEならばデータは０。

この場合、理論的にいうとP_bW＞P_aW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R_b
に相関ピークがある場合、その前後の総和A_bEは、相関
ピークのない第１の相関出力R_aの総和A_aE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P_aW・A_bEと第２の積P_bW・A_aE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、 P_bW・A_aE−P_aW・A_bE＞０ならばデータは１、 P_bW・A_aE−P_aW・A_bE＜０ならばデータは０、として復調される。

すなわち、第１の相関出力R_aの主観測区間におけるピ
ーク値P_aWと第２の相関出力R_bの副観測区間における総
和A_bEとを乗算して得られる第１の積P_aW・A_bE及び第２
の相関出力R_bの主観測区間におけるピーク値P_bWと第１
の相関出力の副観測区間における総和A_aEとを乗算して
得られる第２の積P_bW・A_aEを求め、第１の積P_aW・A_bEと
第２の積P_bW・A_aEを互いに大小比較し、値が大きな方の
積P_bW・A_aEか又はP_aW・A_bEを与えるピーク値P_bW又はP_aW
をもった相関出力R_b,R_a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。

次にキャリア検出の原理について説明する。すなわ
ち、（P_bW・A_aE−P_aW・A_bE）の絶対値が所定の閾値レベ
ルTh_p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。

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CK_m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。

この回路において、第１の相関出力R_a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。

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R_a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A_aEを表わすデータが得られ、乗算器56aに与えられ
る。

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R_a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P_aWを表わす
データが得られ、乗算器56bに与えられる。

第２の相関出力R_b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P_bWが、加算回路55bから総和A_bEがそ
れぞれ得られ、乗算器56a,56bに与えられる。

乗算器56aでは第２の積P_bW・A_aEを得るための乗算
が、乗算器56bでは第１の積P_aW・A_bE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。

比較器57では第２の積P_bW・A_aEと第１の積P_aW・A_bE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。

他方、減算／絶対値回路59では、第２の積と第１の積
の差分（P_bW・A_aE−P_aW・A_bE）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Th_pと比較され、Th_pよりも大きければキャリア検出信
号PASが出力される。

（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。

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R_a
とR_b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。

２つの相関出力R_aとR_b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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

【図面の簡単な説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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CSK通信装置。
【請求項２】前記受信装置は、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請求項１
記載のCSK通信装置。