JPH02246541A - マンチェスタｍ系列符号変調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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（Ｓ　Ｓ）通信のための変
調装置、とくにコードｅシフト・キーイング（Ｃｏｄｅ
　５ｈｌｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ　−ＣＳ　Ｋ　）変調方式
による変調装置に関する。

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４図および第５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ＥＸ−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で所定の閾値と比較し
、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１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
という。

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
イツプ・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。

この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通信方式のための変調装置を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 、この発明によるマンチェスタＭ系列符号変調装置は、
相互相関が低い同一符号長の２つのマンチェスタＭ系列
をそれぞれ一定周期で発生する第１および第２のマンチ
ェスタＭ系列発生器、ならびに上記の一定周期ごとに、
送信データの１または０に応じて、上記第１または第２
のマンチェスタＭ系列発生器のいずれか一方の出力信号
を選択する切替回路を備えている。

上記第１および第２のマンチェスタＭ系列発生器は、共
通に用いられるクロック信号を発生するクロック発生回
路と、共通に用いられる複数段のシフトレジスタと、上
記シフトレジスタの所定段の出力をその入力に帰還する
上記第１のマンチェスタＭ系列発生器のための第１の帰
還回路と、上記シフトレジスタの上記第１の帰還回路と
は異なる段の出力をその入力に帰還する上記第２のマン
チェスタＭ系列発生器のための第２の帰還回路と、共通
に用いられ、上記シフトレジスタの最終段の出力と上記
クロック信号とを入力とする排他的論理和回路とから構
成され、上記第１および第２の帰還回路の出力が上記切
替回路の入力として与えられ、上記切替回路の出力が上
記シフトレジスタの入力に帰還されるように構成され、
上記排他的論理和回路の出力信号が送信信号として送出
される。

好ましくはさらに上記シフトレジスタの特定の位相を検
出する回路と、上記検出回路の検出信号に応答して送信
データを取込んで上記切替回路の切替を制御するタイミ
ング回路とが設けられる。

ＣＳ　Ｋ　（Ｃｏｄｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｌｎｇ　）
とは、相互相関が低い２つの同一符号長の２値ＰＮ符号
系列（Ｍ系列、マンチェスタＭ系列を含む）をそれぞれ
送信データの１とＯとに対応させ、送信データに応じて
いずれか一方のＰＮ符号系列を送出する変調方式をいう
。このＣＳＫの概念は明細書全体からより明らかになる
であろう。

Ｍ系列とは複数段のシフトレジスタと線形演算回路を用
いて発生できる種々の符号系列の中で最大の周期をもつ
符号系列をさす。ｎ段のシフトレジスタを用いた場合に
は発生するＭ系列の長さは２ｎ−１ビツトで与えられる
。

マンチェスタ符号とは入力２進信号の１に対しては特定
の位相もつ矩形波の１サイクルを、０に対しては逆位相
の１サイクルをそれぞれ割り当てる符号形式をいう。

作　　用 ２つのマンチェスタＭ系列発生器に兼用されるシフトレ
ジスタに接続されかつ各マンチェスタＭ系列発生器に対
応した２つの帰還回路が送信データに応じて切替回路に
よって選択的に切替えられて上記シフトレジスタの入力
に帰還されることにより、上記一定周期ごとに上記２つ
のマンチェスタＭ系列発生器のうち送信データに対応し
た一方の回路が確立される。これにより、上記シフトレ
ジスタの出力に接続された上記排他的論理和回路から、
ＣＳＫ変調された送信信号が伝送路または伝送媒体に送
り出されることになる。

実施例 第１図はマンチェスタ符号Ｍ系列を用いたＣ５Ｋ方式の
通信システムの全体構成を示している。

送信側において、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（１またはＯ）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の符号出力が、１
のときには発生器３２の符号出力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
送信信号ＴＸＯとなる。切替回路３３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行
なわれ、２進数の１つのデータ（１または０）゛は一周
期のマンチェスタ符号Ｍ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崇シフト・キー
イング（ＣＳ　Ｋ）という。

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ＲＸｒ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ｆ　２３．キャリア検出回路２４．同期制御回路２
５等が含まれている。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系列が設定されており、この設定系
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３
２から発生するマンチェスタ符号Ｍ系列が設定されてお
り、この設定系列と・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
関値に応じて復調信号１または０が割当てられ、受信デ
ータＲＸＤとして出力される。すなわち、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の受信データが、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
ｌの受信データがそれぞれ生成される。

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ＲＸ
Ｉ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Ｃ５Ｋ通信方式では、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
または１を割当てるようにしているので、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。

第２図はＣ８Ｋ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。

マンチェスタＭ系列発生器は、複数段のシフトレジスタ
とこのシフトレジスタに設けられた帰還回路と、シフト
レジスタの出力とクロック信号との排他的論理和をとる
マンチェスタ符号生成のためのＥＸ−ＯＲ回路とから構
成することができる。第３図に示すＣ３Ｋ変調装置１１
では、一方のマンチェスタＭ系列発生器３１は、シフト
レジスタＦＦ１−ＦＦ３．帰還回路としてのＥＸ−ＯＲ
回路３１ａおよびマンチェスタ符号生成のためのＥＸ−
ＯＲ回路３９から構成され、他方のマンチェスタＭ系列
発生器３２は、シフトレジスタＦＦ１〜ＦＦ　　、帰還
回路としてのＥＸ−ＯＲ回路３１ｂおよびマンチェスタ
符号生成のためのＥＸ−ＯＲ回路３９から構成されてい
る。すなわち、シフトレジスタＦＦ　　−ＦＦ３　（こ
の実施例では３段；ｎ−３）は２つのマンチェスタＭ系
列発生器３１と３２に兼用されており、同じようにマン
チェスタ符号生成のためのＥＸ−ＯＲ回路３９も兼用さ
れている。

シフトレジスタＦＦ　　〜ＦＦ３とＥＸ−ＯＲ回路３１
ａによって第１のＭ系列発生器（ＰＮ符号発生器、ＰＮ
符号−Ｐｓｅｕｄｅ　Ｎｏ１ｓｅ　Ｃｏｄｅ　−擬似雑
音）が構成され、シフトレジスタＦＦ　　−ＦＦ３と■ ＥＸ−ＯＲ回路ａｔｂによって第２のＭ系列発生器が構
成されていると考えてもよい。そして第１のＭ系列発生
器とＥＸ−ＯＲ回路３９によってマンチェスタＭ系列発
生器３１が、第２のＭ系列発生器とＥＸ−ＯＲ回路３９
によってマンチェスタＭ系列発生器３２が構成される。

帰還回路としてのＥＸ−ＯＲ回路３１ａはシフトレジス
タＦＦ　　−ＦＦ３の第２段と第３段のセ■ ルの符号をその入力に帰還するものであり。

ＥＸ−ＯＲ回路３１ｂは第１段と第２段のセルの符号を
帰還するものである。このように２つのマンチェスタＭ
系列発生５３１と３２の帰還回路は互いに異なっている
。そしてこの帰還ループに切替回路３３が設けられてい
る。すなわち、ＥＸ−ＯＲ回路３１ｍ、　３１ｂの出力
Ｄ　　、Ｄ２が切替回路３３に入力し、切替回路３３の
出力がシフトレジスタＦＦ、〜ＦＦ３の入力に与えられ
る。

切替回路３３は、送信データＴＸＤに応じて、マンチェ
スタ符号Ｍ系列の一周期Ｔ（データ区間）ごとにＤフリ
ップフロップ３０のＱ出力（ＳＷ倍信号によって制御さ
れる。すなわち、クロック発生器３４から出力されるク
ロック信号ＣＫはシフトレジスタＦＦ　　−ＦＦ３に与
えられそのシフト動作タイミングを制御するとともに、
Ｄフリップフロップ３０に入力している。一方、シフト
レジスタＦＦ　　−ＦＦ３のすべての段の符号が１のと
きに■ （この状態は上記−周期Ｔに１回生起される）ＮＡＮＤ
回路３Ｂの出力がＬレベルになり、これがＤフリップフ
ロップ３０にイネーブル信号ＥＮとして与えられる。し
たがって、イネーブル信号ＥＮがＬレベルのときにクロ
ック信号ＣＫの立下りのタイミングでＤフリップフロッ
プは人力する送信データＴＸＤを取込み、それを切替制
御ＳＷとして切替回路３３に与える。切替回路３３の切
替えに応じてマンチェスタＭ系列発生器３１または３２
（第１または第２のＭ系列発生器）のいずれかの帰還回
路が確立するので、帰還回路の確立したＭ系列発生器の
出力（シフトレジスタＦＦ１〜Ｆ　Ｆ　ａの最終段のセ
ルの出力）がＥＸ−ＯＲ回路３９に入力することになる
。ＥＸ−ＯＲ回路３９にはクロック信号ＣＫも与えられ
ており１Ｍ系列発生器の出力がマンチェスタ符号化され
て送信信号ＴＸＯとして出力される。

必要ならばＮＡＮＤ回路３６の出力を送信要求信号とし
て送信データ処理部（たとえばマイクロプロセッサ）に
与え、それに応答して送信データ処理部は次の１ビット
分の送信データＴＸＤを発生するようにしてもよい。ま
た、ＥＸ−ＯＲ回路３９の出力側に１クロツク・ラッチ
回路を設け、送信信号ＴＸＯを波形整形するようにして
もよい。

発明の効果 この発明によるマンチェスタＭ系列符号変調装置は、マ
ンチェスタ符号を用いたＣＳＫ通信方式に適用されるも
のである。Ｃ３Ｋ通信方式では。

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または１を割当てるようにしている
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という効果がある。

そしてこの発明は２つのマンチェスタＭ系列発生器に兼
用されるシフトレジスタに接続されかつ各マンチェスタ
Ｍ系列発生器に対応した２つの帰還回路が送信データに
応じて切替回路によって選択的に切替えられて上記シフ
トレジスタの入力に帰還されることにより、上記一定周
期ごとに上記２つのマンチェスタＭ系列発生器のうち送
信データに対応した一方の回路が確立される。これによ
り、上記シフトレジスタの出力に接続された上記排他的
論理和回路から、ＣＳＫ変調された送信信号が伝送路ま
たは伝送媒体に送り出されることになるので比較的簡単
な構成で、Ｃ３Ｋ変調方式に適した変調装置が実現する
。とくにこの発明では、クロック発生回路、シフトレジ
スタおよび排他的論理和回路が２つのマンチェスタＭ系
列発生器で共通に使用されているので回路構成の簡素化
を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＳＫ通信システムの全体構成を示すブロック
図である。 第２図はこの発明による変調装置の実施例を示す回路図
、第３図はその動作を示すタイム嗜チャートである。 第４図および第５図は従来のＳＳ通信方式を示すもので
、第４図は構成を示す回路図、第５図はその動作を示す
タイム・チャートである。 ３４・・・クロック発生器。 ３６・・・ＮＡＮＤ回路。 ３９・・・ＥＸ−ＯＲ回路。 ＦＦ　　−ＦＦ３・・・シフトレジスタ。 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相互相関が低い同一符号長の２つのマンチェスタ
   Ｍ系列をそれぞれ一定周期で発生する第１および第２の
   マンチェスタＭ系列発生器、ならびに 上記の一定周期ごとに、送信データの１または０に応じ
   て、上記第１または第２のマンチェスタＭ系列発生器の
   いずれか一方の出力信号を選択する切替回路を備え、 上記第１および第２のマンチェスタＭ系列発生器が、 共通に用いられるクロック信号を発生するクロック発生
   回路と、 共通に用いられる複数段のシフトレジスタと、上記シフ
   トレジスタの所定段の出力をその入力に帰還する上記第
   １のマンチェスタＭ系列発生器のための第１の帰還回路
   と、 上記シフトレジスタの上記第１の帰還回路とは異なる段
   の出力をその入力に帰還する上記第２のマンチェスタＭ
   系列発生器のための第２の帰還回路と、 共通に用いられ、上記シフトレジスタの最終段の出力と
   上記クロック信号とを入力とする排他的論理和回路とか
   ら構成され、 上記第１および第２の帰還回路の出力が上記切替回路の
   入力として与えられ、上記切替回路の出力が上記シフト
   レジスタの入力に帰還されるように構成され、上記排他
   的論理和回路の出力信号が送信信号として送出される、 マンチェスタＭ系列符号変調装置。
2. （２）上記シフトレジスタの特定の位相を検出する回路
   と、 上記検出回路の検出信号に応答して送信データを取込ん
   で上記切替回路の切替を制御するタイミング回路と、 を備えた請求項（１）に記載のマンチェスタＭ系列符号
   変調装置。