JP2019022048A - Spatial optical communication system and method for transmitting and receiving data in spatial optical communication system - Google Patents

Spatial optical communication system and method for transmitting and receiving data in spatial optical communication system Download PDF

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Emiko Ozeki
恵美子 大関
憲明 勝俣
Noriaki Katsumata
憲明 勝俣
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Abstract

To secure a communication path in space optical communication over a wide range such that stable communication can be performed.SOLUTION: A spatial optical communication system includes a space optical transceiver 211 configured to be movable, a terminal-side electronic device 210 connected to the space optical transceiver 211 so as to transmit and receive data, a plurality of distributed and arranged spatial optical transceivers 221A to 221C, a host-side electronic device 220 for sending and receiving data, and a signal selector 300 connected thereto and select the spatial optical transceivers 221A to 221C, an IDLE signal is always allowed to flow through an optical transmission line between the spatial optical transceiver 211 and the spatial optical transceivers 221A to 221C, one of the spatial optical transceiver 221A to 221C whose intensity is the maximum is selected, and the data is transmitted and received through the selected transmitters/receivers.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光を直接空間に放射して通信を行う空間光通信システムおよびそのデータ送受信方法に関する。   The present invention relates to a spatial optical communication system that performs communication by emitting light directly into space and a data transmission / reception method thereof.

従来から用いられてきた空間光通信システムの一例を図9、図10に示す。図9、図10において、110は例えばタブレットPC(パソコン)等の第1の電子機器であり、111は、第1の電子機器110に接続され、データ等の電気信号を光信号に変換する発光素子および受光した光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器である。   An example of a conventional spatial optical communication system is shown in FIGS. 9 and 10, reference numeral 110 denotes a first electronic device such as a tablet PC (personal computer), and 111 denotes light emission that is connected to the first electronic device 110 and converts an electrical signal such as data into an optical signal. It is a spatial light transceiver having an element and a light receiving element that converts a received optical signal into an electric signal.

120は、例えばノートPC等の第2の電子機器であり、121は、第2の電子機器120に接続され、データ等の電気信号を光信号に変換する発光素子および受光した光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器である。   Reference numeral 120 denotes a second electronic device such as a notebook PC, and 121 denotes a light-emitting element that is connected to the second electronic device 120 and converts an electrical signal such as data into an optical signal, and the received optical signal is an electrical signal. This is a spatial light transmitter / receiver having a light receiving element for converting into a light.

第1の電子機器110および空間光送受信器111により第1の通信装置を構成し、第2の電子機器120および空間光送受信器121により第2の通信装置を構成している。   The first electronic device 110 and the spatial light transceiver 111 constitute a first communication device, and the second electronic device 120 and the spatial light transceiver 121 constitute a second communication device.

図9、図10では、一例として空間光送受信器111の発光素子の有効角度である照射角度(光の広がる角度であり、一般的には光度値が最大光度の1/2もしくは1/10となる角度)と、空間光送受信器121の受光素子の有効角度である半値角(相対感度が半分になる角度)を図示している。   9 and 10, as an example, an irradiation angle (an angle at which light is spread, which is an effective angle of the light emitting element of the spatial light transmitter / receiver 111, and generally the luminous intensity value is 1/2 or 1/10 of the maximum luminous intensity. And a half-value angle (an angle at which the relative sensitivity is halved), which is an effective angle of the light receiving element of the spatial light transceiver 121.

光通信の場合、送受信の光が、発光素子、受光素子の有効角度の範囲内に入っていなければ通信ができず、図10に示した様に、第1の電子機器110および空間光送受信器111が例えば移動したことにより光の送受信範囲を逸脱すると通信できない。この理由は、光の直線性が極めて強い為、受光素子の受光範囲(半値角度)を外れれば感度が低下し、通信出来ない為である。   In the case of optical communication, communication is not possible unless the transmitted / received light is within the effective angle range of the light emitting element and the light receiving element. As shown in FIG. 10, the first electronic device 110 and the spatial light transceiver are used. For example, communication cannot be performed if the optical system 111 deviates from the light transmission / reception range due to movement, for example. This is because the linearity of the light is extremely strong, and if the light receiving range (half-value angle) of the light receiving element is out of the range, the sensitivity is lowered and communication is impossible.

この範囲を広くする方法としては、光送信電力(光の強さ)を大きくする方法が考えられる。   As a method of widening this range, a method of increasing optical transmission power (light intensity) can be considered.

しかしながら、光の送信電力を大きくすると言う事は、受信電力が距離の2乗に反比例して低下する物理的制約から、広範囲の遠方まで通信する事は送信光電力を極めて大きくする必要が有り、距離を求める場合、実現困難になる。   However, increasing the optical transmission power means that the received optical power is reduced in inverse proportion to the square of the distance, so that it is necessary to increase the optical transmission power to communicate far away over a wide range. When determining the distance, it becomes difficult to realize.

また逆に、感度を高める方法もあるが、この場合は、高感度で複雑な受信回路を使用する事になり、同じく実現困難になる。   Conversely, there is a method for increasing the sensitivity, but in this case, a highly sensitive and complicated receiving circuit is used, which is also difficult to realize.

以上から、空間光伝送の場合、通常用いられる方法としては、レンズ等で光軸を絞り、相手局に正確に合わせることで通信する方式が一般的である。レンズ等で光軸を絞れば遠くまで光は到達するが、デメリットとして受光範囲(受光可能な角度)は狭くなる。   From the above, in the case of spatial light transmission, as a method that is usually used, a method is generally used in which communication is performed by narrowing the optical axis with a lens or the like and accurately matching the other station. If the optical axis is reduced by a lens or the like, the light reaches far, but as a demerit, the light receiving range (light receiving angle) is narrowed.

この為、従来方式を適用する場合、常に相手局に光軸を向け続ける必要が有り、この結果、可搬型端末での使用等、相手が動く場合、適用が難しかった。   For this reason, when the conventional method is applied, it is necessary to always aim the optical axis toward the other station, and as a result, it is difficult to apply when the other party moves, such as in a portable terminal.

尚、従来例として、特許文献1には、データ処理装置に複数の受発光部を設け、これらを切り替えて送受信する事で、広範囲に通信する方式が記載されている。   As a conventional example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 describes a method of communicating over a wide range by providing a plurality of light emitting / receiving units in a data processing device and switching between them to transmit and receive.

また、特許文献2には、複数の受光部を設け、各受光部で受信した信号の内、信号の変化が一番早く起こった信号を選択する方式が記載されている。   Patent Document 2 describes a method in which a plurality of light receiving units are provided, and a signal in which a signal change occurs most quickly among signals received by the respective light receiving units is described.

また、特許文献3には、光センサーと受光レンズで構成した光受信部を単位ユニットとし、任意の数の単位ユニットを組合わせて送受信素子の受光範囲を拡大させることが記載されている。   Further, Patent Document 3 describes that a light receiving unit composed of an optical sensor and a light receiving lens is used as a unit unit, and an arbitrary number of unit units are combined to expand a light receiving range of a transmitting / receiving element.

特開平10−98435号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-98435 特許第4920329号公報Japanese Patent No. 4920329 特開平5−11150号公報JP-A-5-11150

特許文献1に記載の通信システムでは、CPU,ROM,RAM等により、コンピュータを使用し制御するため、装置が非常に複雑となる。また、CPUによるソフトウェア制御を行うため、実効伝送速度も遅くなる問題点が有った。   In the communication system described in Patent Document 1, since a computer is used and controlled by a CPU, ROM, RAM, etc., the apparatus becomes very complicated. In addition, since software control is performed by the CPU, there is a problem that the effective transmission speed is also slowed down.

特許文献2に記載の方式は、前提条件として、複数の送受信器の内、一番早く変化した送受信器は、相手局と一番近いと想定され、更に一番近い送受信器の受信信号が一番強いと想定され、この信号を選択することが有効であると判断する方式と推測される。   In the method described in Patent Document 2, as a precondition, the transmitter / receiver that has changed the earliest among a plurality of transmitters / receivers is assumed to be closest to the partner station, and the reception signal of the closest transmitter / receiver is one. It is assumed that it is the strongest, and it is presumed that the method of judging that it is effective to select this signal.

ここで、特許文献2に記載の方式を、本発明の実施形態例による空間光通信システムの構成図(図8の俯瞰図)において適用した場合の不具合を説明する。図8において、211は第1の電子機器である端末側電子機器210に接続された空間光送受信器である。   Here, a problem when the method described in Patent Document 2 is applied to the configuration diagram (overhead view of FIG. 8) of the spatial optical communication system according to the embodiment of the present invention will be described. In FIG. 8, 211 is a spatial light transmitter / receiver connected to the terminal-side electronic device 210 which is the first electronic device.

221A〜221Cは、複数の通信ポイントである各ノードA〜Cに分散配置され、信号選択器300を介して第2の電子機器であるホスト側電子機器220に接続された空間光送受信器である。   221A to 221C are spatial light transmitters / receivers that are distributed in each of the nodes A to C, which are a plurality of communication points, and are connected to the host-side electronic device 220, which is the second electronic device, via the signal selector 300. .

端末側の空間光送受信器211とホスト側の空間光送受信器221A〜221C間で光信号の送信、受信が行われるが、ノードBの空間光送受信器221Bと空間光送受信器211の間の距離LBが一番近い場合、最初に変化するのはノードBからの信号と考えられる。このため特許文献2の方式を適用した場合、ノードBからの受信信号が一番強いと判断することになる。   Optical signals are transmitted and received between the spatial optical transceiver 211 on the terminal side and the spatial optical transceivers 221A to 221C on the host side, but the distance between the spatial optical transceiver 221B and the spatial optical transceiver 211 at the node B When LB is closest, the signal that changes first is considered to be a signal from node B. For this reason, when the method of Patent Document 2 is applied, it is determined that the received signal from the node B is the strongest.

しかしながら、観葉植物等の妨害物400が空間光送受信器211−221B間の光伝送経路に有る場合、受信レベルが大きく低下する可能性が有る。この様に、最初に到達する信号が必ず最適な信号とは決められない状況が、通常の運用でも十分起こりうる。   However, when the obstruction 400 such as a foliage plant is in the optical transmission path between the spatial light transceivers 211-221B, the reception level may be greatly reduced. In this way, a situation in which the signal that arrives first cannot always be determined as the optimal signal can occur sufficiently even in normal operation.

この例以外にも、ガラスによる反射で、後から来る信号の方が大きい場合は充分有り得る事であり、以上の実運用を想定したケースのように、特許文献2の方式では一度選択した信号が覆る可能性が有り、うまく機能しない可能性が有る。   In addition to this example, if the signal coming later is larger due to reflection by the glass, it is possible that the signal that has been selected is large. There is a possibility of covering, it may not work well.

また、特許文献3に記載の構成では、前記図10で述べたように受光範囲を逸脱した場合や、前記図8で述べたように光の伝送経路に妨害物が有った場合などの対応は明記されていない。   Further, in the configuration described in Patent Document 3, it is possible to deal with a case where the light receiving range deviates as described in FIG. 10 or a case where there is an obstruction in the light transmission path as described in FIG. Is not specified.

本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、空間光通信における通信路を広い範囲にわたって確保し、安定した通信が行える空間光通信システムおよびそのデータ送受信方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a spatial optical communication system and a data transmission / reception method thereof that can secure a wide range of communication paths in spatial optical communication and perform stable communication. .

上記課題を解決するための請求項1に記載の空間光通信システムは、
移動可能に構成された光送受信器および該光送受信器に接続されてデータの送受信を行う第1の電子機器を有した第1の通信装置と、分散配置された複数の光送受信器、およびデータの送受信を行う第2の電子機器、および該第2の電子機器に接続され前記分散された複数の光送受信器を選択する信号選択手段を有した第2の通信装置との間で通信を行う空間光通信システムであって、
前記第1の電子機器は、送信データの無いときにダミー信号を送信する機能を有し、
前記第1の通信装置の光送受信器は、送信する電気信号を光信号に変換して送信する光送信部と、光信号を受信して電気信号に変換する光受信部と、光受信部で変換された電気信号のピーク値をホールドして自動利得調整を行うAGCアンプとを備え、
前記第2の通信装置の複数の送受信器は、送信する電気信号を光信号に変換して送信する光送信部と、光信号を受信して電気信号に変換する光受信部と、光受信部で変換された電気信号のピーク値をホールドして自動利得調整を行うAGCアンプと、光受信部で変換された電気信号のレベルを検出する受信レベル検出部とを、各々備え、
前記信号選択手段は、
前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器への送信データが無いときにダミー信号を送信信号として送り、前記各光送受信器から第2の電子機器への受信信号中のダミー信号を削除する機能を有し、
前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器のいずれかへの送信電気信号経路又はダミー信号の送信を切替える送信切替スイッチと、前記各光送受信器のいずれかから第2の電子機器への受信電気信号経路を切替える受信切替スイッチと、
前記分散配置された複数の光送受信器の各受信レベル検出部で検出された電気信号レベルの最大値を求めて、最大受信レベルの光送受信器を検出する最大受信レベル検出部と、
前記第1の通信装置から第2の通信装置へのリンク時は、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチをダミー信号の送信側に切替え、
前記第2の通信装置から第1の通信装置へのリンク時は、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチを、第2の電子機器からの送信データが無い期間はダミー信号の送信側に切替え、第2の電子機器からの送信データが有る期間は前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の送信信号経路に切替える制御を行うスイッチ制御部と、
を備えたことを特徴とする。
The spatial optical communication system according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is as follows.
A first communication apparatus having an optical transceiver configured to be movable and a first electronic device connected to the optical transceiver for transmitting and receiving data, a plurality of optical transceivers arranged in a distributed manner, and data Communication with a second electronic device that transmits / receives data and a second communication device that has signal selection means connected to the second electronic device to select the plurality of dispersed optical transceivers A spatial optical communication system,
The first electronic device has a function of transmitting a dummy signal when there is no transmission data,
The optical transmitter / receiver of the first communication device includes an optical transmitter that converts an electrical signal to be transmitted into an optical signal, an optical receiver that receives and converts the optical signal into an electrical signal, and an optical receiver. An AGC amplifier that holds the peak value of the converted electrical signal and performs automatic gain adjustment;
The plurality of transceivers of the second communication device includes: an optical transmission unit that converts an electrical signal to be transmitted into an optical signal and transmits the optical signal; an optical reception unit that receives and converts the optical signal into an electrical signal; and an optical reception unit An AGC amplifier that holds the peak value of the electrical signal converted in step (a) and performs automatic gain adjustment, and a reception level detector that detects the level of the electrical signal converted by the optical receiver,
The signal selection means includes
When there is no transmission data from the second electronic device to the plurality of optically arranged optical transceivers, a dummy signal is transmitted as a transmission signal, and a received signal from the optical transceiver to the second electronic device It has a function to delete dummy signals,
A transmission changeover switch for switching transmission of a transmission electrical signal path or a dummy signal from the second electronic device to any one of the plurality of optically arranged optical transceivers, and a second from each of the optical transceivers. A reception changeover switch for switching a reception electric signal path to the electronic device;
A maximum reception level detection unit for detecting an optical transmitter / receiver having a maximum reception level by obtaining a maximum value of an electric signal level detected by each reception level detection unit of the plurality of optically arranged optical transceivers distributed;
At the time of linking from the first communication device to the second communication device, the reception changeover switch is switched to the reception signal path on the optical transceiver side of the maximum reception level detected by the maximum reception level detector, Switch the transmission selector switch to the dummy signal transmission side,
At the time of linking from the second communication device to the first communication device, the reception changeover switch is switched to the reception signal path on the optical transceiver side of the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit, The transmission changeover switch is switched to the transmission side of the dummy signal when there is no transmission data from the second electronic device, and the maximum detected by the maximum reception level detection unit during the period when there is transmission data from the second electronic device. A switch control unit that performs control to switch to a transmission signal path on the optical transceiver side of the reception level;
It is provided with.

また、請求項2に記載の空間光通信システムのデータ送受信方法は、
移動可能に構成された光送受信器および該光送受信器に接続されてデータの送受信を行う第1の電子機器を有した第1の通信装置と、分散配置された複数の光送受信器、およびデータの送受信を行う第2の電子機器、および該第2の電子機器に接続され前記分散された複数の光送受信器を選択する信号選択手段を有した第2の通信装置との間で通信を行う空間光通信システムのデータ送受信方法であって、
前記第1の通信装置および第2の通信装置の各光送受信器は、受信した光信号を光−電変換した電気信号のピーク値をホールドして自動利得調整を行うAGCアンプを各々備え、
前記第2の通信装置の各光送受信器は、受信した光信号を光−電変換した電気信号のレベルを検出する受信レベル検出部を各々備え、
前記信号選択手段は、前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器のいずれかへの送信電気信号経路又はダミー信号の送信を切替える送信切替スイッチと、前記各光送受信器のいずれかから第2の電子機器への受信電気信号経路を切替える受信切替スイッチとを備え、
前記第1の電子機器が、送信データの無いときにダミー信号を送信するステップと、
前記信号選択手段が、前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器への送信データが無いときにダミー信号を送信信号として送るステップと、
前記信号選択手段が、前記各光送受信器から第2の電子機器への受信信号中のダミー信号を削除するステップと、
前記信号選択手段に設けられた最大受信レベル検出部が、前記分散配置された複数の光送受信器の各受信レベル検出部で検出された電気信号レベルの最大値を求めて、最大受信レベルの光送受信器を検出する最大受信レベル検出ステップと、
前記信号選択手段に設けられたスイッチ制御部が、前記第1の通信装置から第2の通信装置へのリンク時に、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチをダミー信号の送信側に切替えるステップと、
前記スイッチ制御部が、前記第2の通信装置から第1の通信装置へのリンク時に、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチを、第2の電子機器からの送信データが無い期間はダミー信号の送信側に切替え、第2の電子機器からの送信データが有る期間は前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の送信信号経路に切替えるステップと、
を備えたことを特徴とする。
The data transmission / reception method of the spatial optical communication system according to claim 2 is:
A first communication apparatus having an optical transceiver configured to be movable and a first electronic device connected to the optical transceiver for transmitting and receiving data, a plurality of optical transceivers arranged in a distributed manner, and data Communication with a second electronic device that transmits / receives data and a second communication device that has signal selection means connected to the second electronic device to select the plurality of dispersed optical transceivers A data transmission / reception method for a spatial light communication system, comprising:
Each of the optical transceivers of the first communication device and the second communication device includes an AGC amplifier that performs automatic gain adjustment by holding a peak value of an electric signal obtained by opto-electric conversion of the received optical signal,
Each optical transceiver of the second communication device includes a reception level detection unit that detects a level of an electrical signal obtained by photoelectrically converting the received optical signal,
The signal selection means includes a transmission changeover switch for switching transmission of a transmission electrical signal path or a dummy signal from the second electronic device to any of the plurality of optically arranged optical transceivers, and each of the optical transceivers. A reception changeover switch that switches a reception electrical signal path from any one to the second electronic device,
The first electronic device transmitting a dummy signal when there is no transmission data;
The signal selection means sending a dummy signal as a transmission signal when there is no transmission data from the second electronic device to the plurality of optically arranged optical transceivers;
The signal selecting means deleting a dummy signal in the received signal from each optical transceiver to the second electronic device;
The maximum reception level detection unit provided in the signal selection means obtains the maximum value of the electric signal level detected by each reception level detection unit of the plurality of optically arranged optical transceivers, and outputs the light of the maximum reception level. A maximum reception level detection step for detecting a transceiver;
When the switch control unit provided in the signal selection unit links from the first communication device to the second communication device, the switch of the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit is set to the reception changeover switch. Switching to the reception signal path on the optical transceiver side, switching the transmission switch to the transmission side of the dummy signal;
When the switch control unit is linked from the second communication device to the first communication device, the reception change-over switch is set to the reception signal on the optical transceiver side of the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit. Switching to a path, switching the transmission switch to a dummy signal transmission side during a period when there is no transmission data from the second electronic device, and the maximum reception level detecting unit during a period when there is transmission data from the second electronic device. Switching to the transmission signal path on the optical transceiver side of the maximum reception level detected in
It is provided with.

(1)請求項1、2に記載の発明によれば、第2の通信装置の複数の光送受信器を分散配置しているので、移動可能である第1の通信装置との通信路を広い範囲にわたって確保することができる。 (1) According to the first and second aspects of the present invention, since the plurality of optical transceivers of the second communication device are distributed, the communication path with the movable first communication device is wide. Can be secured over a range.

また、第1の通信装置の光送受信器と第2の通信装置の複数の光送受信器のいずれかとの間の経路に光信号の減衰を引き起こす障害物が存在しても、複数の光送受信器のうち通信可能ないずれかの経路が有れば、その経路を利用して通信することができる。   Even if an obstacle causing attenuation of an optical signal is present in the path between the optical transceiver of the first communication device and any of the plurality of optical transceivers of the second communication device, the plurality of optical transceivers If there is any one of the routes that can be communicated, communication can be performed using the route.

また、送信データの無いときでも常時ダミー信号を送信しているので、利得確保のために空間光通信において必要なAGCアンプを安定動作させることができ、常に最適な利得で受信を行うことができる。   In addition, since a dummy signal is always transmitted even when there is no transmission data, an AGC amplifier necessary for spatial optical communication can be stably operated to ensure gain, and reception can always be performed with an optimum gain. .

また、最大受信レベル検出部によって第2の通信装置側の最大受信レベルの光送受信器を検出しているので、常に最大受信レベルの光送受信器を介して送受信が行える。   In addition, since the maximum reception level detecting unit detects the optical transmitter / receiver having the maximum reception level on the second communication apparatus side, transmission / reception can always be performed via the optical transmitter / receiver having the maximum reception level.

また、CPU等によるソフトウェア処理を必要とせず、比較的簡単な構成によって、複数の通信ポイント、すなわち分散配置された複数の光送受信器を制御することができる。   In addition, it is possible to control a plurality of communication points, that is, a plurality of optical transceivers arranged in a distributed manner, with a relatively simple configuration without requiring software processing by a CPU or the like.

本発明の実施形態例による空間光通信システムの構成図。1 is a configuration diagram of a spatial light communication system according to an example embodiment of the present invention. 図1のシステムの各部を表し、(a)は端末側の空間光送受信器の構成図、(b)はホスト側の空間光送受信器の構成図、(c)は信号選択器の構成図。1 illustrates each part of the system of FIG. 1, (a) is a configuration diagram of a spatial optical transceiver on the terminal side, (b) is a configuration diagram of a spatial optical transceiver on the host side, and (c) is a configuration diagram of a signal selector. 図1のシステムにおけるホスト側の空間光送受信器と信号選択器の接続状態と、信号選択器の詳細を示す構成図。The block diagram which shows the connection state of the space side optical transmitter / receiver and signal selector of the host side in the system of FIG. 1, and the detail of a signal selector. 本発明の実施形態例における、UPLINK時の動作を示すタイムチャート。The time chart which shows the operation | movement at the time of UPLINK in the example of embodiment of this invention. 本発明の実施形態例における、DOWNLINK時の動作を示すタイムチャート。The time chart which shows the operation | movement at the time of DOWNLINK in the example of embodiment of this invention. 本発明の実施形態例における、最短で到着する信号が最強の信号である場合の、IDLE送受信タイミングとデータ送受信タイミングを示すタイムチャート。The time chart which shows IDLE transmission / reception timing and data transmission / reception timing in case the signal which arrives in the shortest in the example embodiment of this invention is the strongest signal. 本発明の実施形態例における、最短で到着する信号が最強の信号でない場合の、IDLE送受信タイミングとデータ送受信タイミングを示すタイムチャート。The time chart which shows IDLE transmission / reception timing and data transmission / reception timing in case the signal which arrives in the shortest in the example embodiment of this invention is not the strongest signal. 本発明の実施形態例において、光伝送経路に妨害物がある場合のシステム構成図(俯瞰図)。In the embodiment example of this invention, a system block diagram (overhead view) in case an obstruction exists in an optical transmission path | route. 従来の空間光通信システムの構成図。The block diagram of the conventional space optical communication system. 図9のシステムにおいて、光の送受信範囲が逸脱した様子を表す説明図。Explanatory drawing showing a mode that the transmission / reception range of light deviated in the system of FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。図1は、本実施形態例による空間光通信システムの構成を示し、210は、例えばタブレットPC(パソコン)等の端末側電子機器(第1の電子機器)であり、211は、端末側電子機器210に接続され、データ等の電気信号を光信号に変換する発光素子および受光した光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器である。この端末側電子機器210および空間光送受信器211は可搬型であり、移動可能となっており、これらによって第1の通信装置を構成している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 shows a configuration of a spatial light communication system according to the present embodiment, 210 is a terminal-side electronic device (first electronic device) such as a tablet PC (personal computer), and 211 is a terminal-side electronic device. A spatial light transceiver that is connected to 210 and has a light emitting element that converts an electrical signal such as data into an optical signal and a light receiving element that converts a received optical signal into an electrical signal. The terminal-side electronic device 210 and the spatial light transmitter / receiver 211 are portable and movable, and constitute a first communication device.

220は、例えばノートPC等のホスト側電子機器(第2の電子機器)であり、221A〜221Cはホスト側電子機器220側の複数の通信ポイントであるノードA〜Cに各々分散配置され、データ等の電気信号を光信号に変換する発光素子および受光した光信号を電気信号に変換する受光素子を有した空間光送受信器である。   Reference numeral 220 denotes a host-side electronic device (second electronic device) such as a notebook PC, and 221A to 221C are distributed and arranged in nodes A to C, which are a plurality of communication points on the host-side electronic device 220 side, respectively. A spatial light transceiver having a light emitting element that converts an electrical signal such as an optical signal and a light receiving element that converts a received optical signal into an electrical signal.

尚、分散配置する空間光送受信器(221)は3個に限らず複数の他の個数であっても良い。   Note that the number of spatial light transmitters / receivers (221) to be distributed is not limited to three, but may be a plurality of other numbers.

300は、ホスト側電子機器220に接続され、送信データが無いときに後述するダミー信号を送信信号として送り、受信信号中のダミー信号を削除する機能、前記ホスト側電子機器220から前記複数の空間光送受信器221A〜221Cの何れかへの送信電気信号経路又はダミー信号の送信を切替える送信切替スイッチ、空間光送受信器221A〜221Cのいずれかからホスト側電子機器220への受信電気信号経路を切替える受信切替スイッチ、空間光送受信器221A〜221Cのうち最大受信レベルの空間光送受信器を検出し、前記送信切替スイッチおよび受信切替スイッチを前記検出した最大受信レベルの空間光送受信器側に切替える制御機能等を有した信号選択器である。   A function 300 is connected to the host-side electronic device 220 and transmits a dummy signal, which will be described later, as a transmission signal when there is no transmission data, and deletes a dummy signal in the reception signal. A transmission switch for switching transmission of a transmission electrical signal path or a dummy signal to any of the optical transceivers 221A to 221C, and a reception electrical signal path from any of the spatial light transceivers 221A to 221C to the host-side electronic device 220 are switched. A control function for detecting a spatial light transmitter / receiver having the maximum reception level among the reception switch and the spatial light transmitter / receivers 221A to 221C, and switching the transmission switch and the reception switch to the detected spatial light transmitter / receiver side having the maximum reception level. And so on.

前記ホスト側電子機器220、空間光送受信器221A〜221Cおよび信号選択器300は固定配置され、これらによって第2の通信装置を構成している。   The host-side electronic device 220, the spatial light transmitters / receivers 221A to 221C, and the signal selector 300 are fixedly arranged to constitute a second communication device.

図1の空間光送受信器211、221A〜221Cおよび信号選択器300は図2のように構成されている。   The spatial light transceivers 211, 221A to 221C and the signal selector 300 in FIG. 1 are configured as shown in FIG.

端末側(例えばタブレットPC側)の空間光送受信器211の構成を示す図2(a)において、10は、受光した光信号を電気信号(電流)に変換するフォトダイオード(受光素子)である。フォトダイオード10の出力信号は受信アンプ11によって電圧に変換され増幅される。   In FIG. 2A showing the configuration of the spatial light transceiver 211 on the terminal side (for example, the tablet PC side), reference numeral 10 denotes a photodiode (light receiving element) that converts a received optical signal into an electric signal (current). The output signal of the photodiode 10 is converted into a voltage by the receiving amplifier 11 and amplified.

12は、受信アンプ11の出力電圧を入力とし、該電圧のピーク値をホールドして自動利得調整を行うAGCアンプである。AGCアンプ12の出力電圧(受信信号)は、制御部13において所定の閾値と比較され、閾値以上の信号が復調結果として受信アンプ14およびコネクター20を介して図示省略の端末側電子機器210に導出される。   An AGC amplifier 12 receives the output voltage of the reception amplifier 11 and holds the peak value of the voltage to perform automatic gain adjustment. The output voltage (reception signal) of the AGC amplifier 12 is compared with a predetermined threshold value in the control unit 13, and a signal equal to or higher than the threshold value is derived as a demodulation result to the terminal-side electronic device 210 (not shown) via the reception amplifier 14 and the connector 20. Is done.

端末側電子機器210からデータ信号がコネクター20および送信アンプ15を介して制御部13に入力されると、制御部13はLEDドライバー16を介して発光ダイオード(発光素子)17を駆動し、これによって前記データ信号は発光ダイオード17によって光信号に変換され、空間へ送信される。   When a data signal is input from the terminal-side electronic device 210 to the control unit 13 via the connector 20 and the transmission amplifier 15, the control unit 13 drives the light emitting diode (light emitting element) 17 via the LED driver 16, thereby The data signal is converted into an optical signal by the light emitting diode 17 and transmitted to the space.

尚、端末側電子機器210は、送信データが無いときに、該送信データに代えてダミー信号であるIDLE信号(アイドル状態の信号)を送信する機能を有している。   The terminal-side electronic device 210 has a function of transmitting an IDLE signal (idle state signal) that is a dummy signal instead of the transmission data when there is no transmission data.

図2(b)は、ホスト側に分散配置され、コネクター20が信号選択器300に接続される3つの空間光送受信器221A〜221Cのうちの1個を表しており、図2(a)と同一部分は同一符号をもって示している。   FIG. 2B shows one of three spatial optical transceivers 221A to 221C that are distributed on the host side and in which the connector 20 is connected to the signal selector 300. FIG. The same parts are indicated by the same reference numerals.

図2(b)において図2(a)と異なる点は、制御部13の代わりに、同様の機能を有する制御部23を用い、受信アンプ11の出力から光の受信レベルを検出する受信レベル検出部22を設け、該検出した受信レベル検出信号を制御部23、バッファ24およびコネクター20を介して信号選択器300側へ送るようにした点にあり、その他の部分は図2(a)と同様に構成されている。   2 (b) is different from FIG. 2 (a) in that reception level detection for detecting the light reception level from the output of the reception amplifier 11 using the control unit 23 having the same function instead of the control unit 13. 2 is provided, and the detected reception level detection signal is sent to the signal selector 300 side via the control unit 23, the buffer 24, and the connector 20, and the other parts are the same as in FIG. It is configured.

信号選択器300を示す図2(c)において、20A〜20Cは、前記空間光送受信器221A〜221Cの各コネクター20と各々接続されるコネクターであり、20は、ホスト側電子機器220と接続されるコネクターである。   In FIG. 2C showing the signal selector 300, 20A to 20C are connectors connected to the connectors 20 of the spatial light transceivers 221A to 221C, respectively, and 20 is connected to the host-side electronic device 220. Connector.

信号制御部30から各コネクター20A〜20Cへの送信信号を増幅する送信アンプ15a〜15cと、各コネクター20A〜20Cから信号制御部30への、受信信号を増幅する受信アンプ14a〜14cおよび受信レベル検出信号をバッファするバッファ34a〜34cとが設けられている。   Transmission amplifiers 15a to 15c for amplifying transmission signals from the signal control unit 30 to the connectors 20A to 20C, reception amplifiers 14a to 14c for amplifying reception signals from the connectors 20A to 20C to the signal control unit 30, and reception levels Buffers 34a to 34c for buffering the detection signals are provided.

また、コネクター20と信号制御部30の間には、受信アンプ14および送信アンプ15が設けられている。   A reception amplifier 14 and a transmission amplifier 15 are provided between the connector 20 and the signal control unit 30.

信号制御部30は図3のように構成されている。図3において、図2と同一部分は同一符号をもって示している。   The signal control unit 30 is configured as shown in FIG. 3, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

図3において、信号選択器300の信号制御部30は、ホスト側電子機器220から、端末側電子機器210への送信データが無いときに、該送信データの代わりにダミー信号であるIDLE信号(アイドル状態の信号)を送信する機能を有しており、そのIDLE信号はIDLE生成部31で生成される。   In FIG. 3, when there is no transmission data from the host-side electronic device 220 to the terminal-side electronic device 210, the signal control unit 30 of the signal selector 300 replaces the transmission data with an IDLE signal (idle signal) that is a dummy signal. The IDLE signal is generated by the IDLE generating unit 31.

本実施形態例では、ホスト−端末間(220−210間)の通信において、データは連続で通信する事は無く、データが送られない時間も有ることを前提としている。そしてこのデータが送られない時間はこのままでは無信号状態になるので、IDLE信号なる、情報で無い信号を送るものである。   In the present embodiment example, it is assumed that in communication between the host and the terminal (between 220 and 210), data is not continuously communicated and there is a time during which data is not sent. Since the time during which this data is not sent remains as it is, there is no signal, so a signal which is an IDLE signal, which is not information, is sent.

尚、前述したように端末側電子機器210からも、送信データが無いときはIDLE信号を送信するので、情報(データ)を送る時以外は光伝送路には常時IDLE信号が流れている。   As described above, since the IDLE signal is also transmitted from the terminal-side electronic device 210 when there is no transmission data, the IDLE signal always flows through the optical transmission line except when information (data) is transmitted.

32は、通信を制御するホストインターフェース(HOST I/F)であり、コネクター20および送信アンプ15を介してホスト側電子機器220から導入された送信信号HOSTTXを、送信信号TXとして後述の送信切替スイッチTXSW1〜TXSW3に送る機能と、後述の受信切替スイッチRXSWから導入された受信信号RXをから前記IDLE信号を削除して、受信信号HOSTRXとして受信アンプ14およびコネクター20を介してホスト側電子機器220に送る機能と、ホスト側電子機器220からの送信データの有無を調べ、有りのときに送信データ有り信号TXENBを発する機能とを備えている。   Reference numeral 32 denotes a host interface (HOST I / F) that controls communication, and a transmission changeover switch, which will be described later, with a transmission signal HOSTTX introduced from the host-side electronic device 220 via the connector 20 and the transmission amplifier 15 as a transmission signal TX. The IDLE signal is deleted from the function to send to TXSW1 to TXSW3 and the reception signal RX introduced from the reception changeover switch RXSW described later, and the reception signal HOSTRX is sent to the host-side electronic device 220 via the reception amplifier 14 and the connector 20. A transmission function, and a function of checking the presence / absence of transmission data from the host-side electronic device 220 and generating a transmission data presence signal TXENB when the transmission data is present.

ホストインターフェース32と、受信アンプ14a〜14c、送信アンプ15a〜15c、バッファ34a〜34cとの間には、送信切替スイッチTXSW1〜TXSW3および受信切替スイッチRXSWが設けられている。   Transmission changeover switches TXSW1 to TXSW3 and a reception changeover switch RXSW are provided between the host interface 32, the reception amplifiers 14a to 14c, the transmission amplifiers 15a to 15c, and the buffers 34a to 34c.

TXSW1はノードA用の送信切替スイッチであり、IDLE生成部31からのIDLE信号、又はホストインターフェース32からの送信信号TX、又は送信停止の3つを切替え(いずれかを選択し)、送信信号TXAとして送信アンプ15aに入力する。   TXSW1 is a transmission switch for node A, and switches (selects one) an IDLE signal from the IDLE generation unit 31, a transmission signal TX from the host interface 32, or transmission stop, and selects a transmission signal TXA. To the transmission amplifier 15a.

TXSW2はノードB用の送信切替スイッチであり、IDLE生成部31からのIDLE信号、又はホストインターフェース32からの送信信号TX、又は送信停止の3つを切替え(いずれかを選択し)、送信信号TXBとして送信アンプ15bに入力する。   TXSW2 is a transmission switch for Node B, and switches (selects one) an IDLE signal from the IDLE generation unit 31, a transmission signal TX from the host interface 32, or transmission stop, and selects a transmission signal TXB. To the transmission amplifier 15b.

TXSW3はノードC用の送信切替スイッチであり、IDLE生成部31からのIDLE信号、又はホストインターフェース32からの送信信号TX、又は送信停止の3つを切替え(いずれかを選択し)、送信信号TXCとして送信アンプ15cに入力する。   TXSW3 is a transmission switch for node C, and switches (selects one) an IDLE signal from the IDLE generation unit 31, a transmission signal TX from the host interface 32, or transmission stop, and selects a transmission signal TXC. To the transmission amplifier 15c.

受信切替スイッチRXSWは、受信アンプ14a〜14cにより増幅された受信信号RXA〜RXCを切替え(いずれかを選択し)、受信信号RXとしてホストインターフェース32に入力する。   The reception changeover switch RXSW switches (selects one of) the reception signals RXA to RXC amplified by the reception amplifiers 14a to 14c and inputs them to the host interface 32 as the reception signal RX.

35は、バッファ34a〜34cを介して入力される各空間光送受信器221A〜221Cの受信レベル検出部22で各々検出された受信信号レベルLEVELA〜LEVELCの最大値(最大受信信号強度)を求めて、最大受信レベルの空間光送受信器を検出し、最大受信レベル検出信号MAXSELを出力する最大受信レベル検出部である。   35 calculates the maximum value (maximum received signal strength) of the received signal levels LEVELA to LEVELC detected by the received level detector 22 of each of the spatial light transceivers 221A to 221C input via the buffers 34a to 34c. The maximum reception level detection unit detects a spatial light transmitter / receiver having a maximum reception level and outputs a maximum reception level detection signal MAXSEL.

36は、最大受信レベル検出部35からの最大受信レベル検出信号MAXSELと、ホストインターフェース32から発せられる送信データ有り信号TXENBとを入力とし、送信切替スイッチ制御信号TXSW1CONT,TXSW2CONT,TXSW3CONTおよび受信切替スイッチ制御信号RXSWCONTを作成して出力するスイッチ制御部である。   36 receives the maximum reception level detection signal MAXSEL from the maximum reception level detection unit 35 and the transmission data present signal TXENB emitted from the host interface 32, and transmits transmission switch control signals TXSW1CONT, TXSW2CONT, TXSW3CONT, and reception switch control. A switch control unit that generates and outputs a signal RXSWCONT.

スイッチ制御部36は、前記端末側電子機器210からホスト側電子機器220へのリンク(UPLINK)時に、前記受信切替スイッチRXSWを、最大受信レベル検出部35で検出された最大受信レベルの空間光送受信器側の受信信号(RXA〜RXCのいずれかの)経路に切替え(受信切替スイッチ制御信号RXSWCONTによる)、前記送信切替スイッチTXSW1〜スイッチTXSW3をIDLE生成部31からのIDLE信号側に切替える(送信切替スイッチ制御信号TXSW1CONT,TXSW2CONT,TXSW3CONTによる)。   The switch control unit 36 transmits the reception changeover switch RXSW to the spatial light transmission / reception of the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit 35 during the link (UPLINK) from the terminal side electronic device 210 to the host side electronic device 220. Switch to the reception signal path (one of RXA to RXC) on the receiver side (by the reception switch control signal RXSWCONT), and switch the transmission switch TXSW1 to switch TXSW3 to the IDLE signal side from the IDLE generator 31 (transmission switching) Switch control signals TXSW1CONT, TXSW2CONT, TXSW3CONT).

また、スイッチ制御部36は、前記ホスト側電子機器220から端末側電子機器210へのリンク(DOWNLINK)時に、前記受信切替スイッチRXSWを、前記最大受信レベル検出部35で検出された最大受信レベルの空間光送受信器側の受信信号(RXA〜RXCのいずれかの)経路に切替え(前記制御信号RXSWCONTによる)、前記送信切替スイッチTXSWT1〜XSW3を、ホスト側電子機器220からの送信データが無い期間はIDLE生成部31からのIDLE信号側に切替える(前記制御信号TXSW1CONT,TXSW2CONT,TXSW3CONTによる)。   Further, the switch control unit 36 sets the reception changeover switch RXSW to the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit 35 at the time of DOWNLINK from the host side electronic device 220 to the terminal side electronic device 210. Switching to the reception signal path (any one of RXA to RXC) on the spatial light transmitter / receiver side (by the control signal RXSWCONT), setting the transmission switch TXSWT1 to XSW3 to a period when there is no transmission data from the host-side electronic device 220. Switching to the IDLE signal side from the IDLE generation unit 31 (by the control signals TXSW1CONT, TXSW2CONT, TXSW3CONT).

また、ホスト側電子機器220からの送信データが有る期間は最大受信レベル検出部35で検出された最大受信レベルの空間光送受信器側の送信信号経路に切替える制御を行う。   Further, during a period in which there is transmission data from the host-side electronic device 220, control is performed to switch to the transmission signal path on the spatial light transceiver side of the maximum reception level detected by the maximum reception level detector 35.

すなわち、ノードA〜ノードC用の送信切替スイッチのうち、最大受信レベルであるノードの送信切替スイッチ(TXSW1〜TXSW3のいずれか)において、ホストインターフェース32からの送信信号TXを選択し、その他の送信切替スイッチでは停止を選択する(前記制御信号TXSW1CONT,TXSW2CONT,TXSW3CONTによる)。   That is, among the transmission switch for node A to node C, the transmission signal switch from the host interface 32 is selected at the transmission switch (TXSW1 to TXSW3) of the node having the maximum reception level, and other transmissions are performed. The changeover switch selects stop (by the control signals TXSW1CONT, TXSW2CONT, TXSW3CONT).

次に、上記のように構成された装置の動作を図4〜図7のタイムチャートとともに説明する。図4は、端末側電子機器210からホスト側電子機器220へデータを送る場合(UPLINK時)の、ホスト側の受信タイミングを示すタイムチャートである。   Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the time charts of FIGS. FIG. 4 is a time chart showing reception timing on the host side when data is sent from the terminal side electronic device 210 to the host side electronic device 220 (UPLINK).

図4において、(a)はノードAの各部の信号を示し、(b)はノードBの各部の信号を示し、(c)はノードCの各部の信号を示し、(d)は信号選択器300の信号制御部30の各部の信号を示し、(e)は空間光送受信器211と空間光送受信器221A〜221C間の光伝送路に流れるIDLE信号を示している。   In FIG. 4, (a) shows the signal of each part of the node A, (b) shows the signal of each part of the node B, (c) shows the signal of each part of the node C, and (d) shows the signal selector. The signal of each part of the signal control part 30 of 300 is shown, (e) has shown the IDLE signal which flows into the optical transmission line between the spatial light transmitter-receiver 211 and the spatial light transmitter-receivers 221A-221C.

この図4はホスト側の受信タイミングを示しており、送信切替スイッチTXSW1〜TXSW3は図4(d)の送信切替スイッチ制御信号TXSW1CONT,TXSW2CONT,TXSW3CONTによって常時IDLE信号が選択されている。   FIG. 4 shows the reception timing on the host side, and the transmission changeover switches TXSW1 to TXSW3 always select the IDLE signal by the transmission changeover switch control signals TXSW1CONT, TXSW2CONT, and TXSW3CONT in FIG.

このため送信信号TXA,TXB,TXCは図4(a)〜(c)のようにIDLEとなっている。   Therefore, the transmission signals TXA, TXB, TXC are IDLE as shown in FIGS.

また、各空間光送受信器221A〜221Cの各受信レベル検出部22の受信レベル検出信号LEVELA〜LEVELCは、図4(a)〜(c)のように各ノードA〜Cの受信強度を示す信号となっている。   Also, the reception level detection signals LEVELA to LEVELC of the reception level detection units 22 of the spatial light transceivers 221A to 221C are signals indicating the reception strengths of the nodes A to C as shown in FIGS. It has become.

尚、各受信強度の大きさは、この例ではLEVELA>LEVELB>LEVELCであるとする。   In this example, the magnitudes of the received strengths are assumed to be LEVELA> LEVELVE> LEVELC.

各ノードA〜Cにおける受信信号RXA〜RXCは、図4(a)〜(c)のように、データ送信期間(時刻t1〜t2)以外は端末側電子機器210からのIDLE信号を受信しているが、データ送信期間(時刻t1〜t2)では各々対応するデータA〜Cとなっている。   As shown in FIGS. 4A to 4C, the reception signals RXA to RXC at the nodes A to C receive the IDLE signal from the terminal-side electronic device 210 except during the data transmission period (time t1 to t2). However, in the data transmission period (time t1 to t2), the data A to C respectively correspond.

尚、図4(a)〜(c)中の伝搬遅延差は、1つの空間光送受信器211と複数の空間光送受信器221A〜221Cの通信時間の差を表している。この伝搬遅延差が生じるのは、各ノードの空間光送受信器間で遅延時間が等しくない事による。   Note that the propagation delay difference in FIGS. 4A to 4C represents a difference in communication time between one spatial light transceiver 211 and a plurality of spatial light transceivers 221A to 221C. This difference in propagation delay occurs because the delay times are not equal between the spatial optical transceivers of each node.

ホストインターフェース32に入力される送信データ(図4(d)のHOSTTX)が無い(HOSTTXがローレベル)ので、ホストインターフェース32から発せられる送信データ有り信号TXENB(図4(d))は、ローレベルとなっている。   Since there is no transmission data (HOSTTX in FIG. 4D) input to the host interface 32 (HOSTTX is low level), the transmission data present signal TXENB (FIG. 4D) issued from the host interface 32 is low level. It has become.

図4(d)において、最大受信レベル検出部35から出力される最大受信レベル検出信号MAXSELは、最大受信レベルとなっているノードAのLEVELAを示す信号が出力されている。   In FIG. 4D, the maximum reception level detection signal MAXSEL output from the maximum reception level detection unit 35 is a signal indicating LEVELA of the node A having the maximum reception level.

このため、スイッチ制御部36から出力される受信切替スイッチ信号RXSWCONTによって、受信切替スイッチRXSWは受信信号RXAを選択する。したがって、ホストインターフェース32から受信アンプ14に出力される受信信号HOSTRXは、端末側電子機器210からのデータ送信期間(時刻t1〜t2)において、受信信号RXA(ノードAの空間光送受信器221Aを経由したデータA)がホスト側電子機器220に送信される。   Therefore, the reception changeover switch RXSW selects the reception signal RXA based on the reception changeover switch signal RXSWCONT output from the switch control unit 36. Therefore, the reception signal HOSTRX output from the host interface 32 to the reception amplifier 14 passes through the reception signal RXA (the spatial optical transceiver 221A of the node A) in the data transmission period (time t1 to t2) from the terminal-side electronic device 210. The data A) is transmitted to the host-side electronic device 220.

このようにしてUPLINK時に、最大受信レベルであるノードAの受信信号RXAがホスト側電子機器220に中継される。   In this way, the reception signal RXA of the node A that is the maximum reception level is relayed to the host-side electronic device 220 at UPLINK.

尚、前記データ送信期間(時刻t1〜t2)以外の期間では、受信切替スイッチRXSWにより選択された受信信号RXAには図4(a)のRXAに示すようにIDLE信号を含むが、ホストインターフェース32のIDLE削除機能によって削除されるためHOSTRXは「無信号」となっている。   In a period other than the data transmission period (time t1 to time t2), the reception signal RXA selected by the reception changeover switch RXSW includes an IDLE signal as indicated by RXA in FIG. Since it is deleted by the IDLE deletion function, HOSTRX is “no signal”.

次に図5は、ホスト側電子機器220から端末側電子機器210へデータを送る場合(DOWNLINK時)のホスト側の送信タイミングを示すタイムチャートである。   Next, FIG. 5 is a time chart showing the transmission timing on the host side when data is sent from the host side electronic device 220 to the terminal side electronic device 210 (during DOWNLINK).

図5において、(a)はノードAの各部の信号を示し、(b)はノードBの各部の信号を示し、(c)はノードCの各部の信号を示し、(d)は信号選択器300の信号制御部30の各部の信号を示し、(e)は空間光送受信器211と空間光送受信器221A〜221C間の光伝送路に流れるIDLE信号を示している。   In FIG. 5, (a) shows the signal of each part of the node A, (b) shows the signal of each part of the node B, (c) shows the signal of each part of the node C, and (d) shows the signal selector. The signal of each part of the signal control part 30 of 300 is shown, (e) has shown the IDLE signal which flows into the optical transmission line between the spatial light transmitter-receiver 211 and the spatial light transmitter-receivers 221A-221C.

この図5はホスト側の送信タイミングを示しており、図5(a)〜(c)において、受信信号RXA〜RXCはともに端末側電子機器211からのIDLE信号となっており、各空間光送受信器221A〜221Cの各受信レベル検出部22の受信レベル検出信号LEVELA〜LEVELCは、各ノードA〜Cの受信強度となっている。   FIG. 5 shows the transmission timing on the host side. In FIGS. 5A to 5C, the reception signals RXA to RXC are all IDLE signals from the terminal-side electronic device 211, and each spatial light transmission / reception is performed. The reception level detection signals LEVELA to LEVELC of the reception level detectors 22 of the devices 221A to 221C are the reception strengths of the nodes A to C, respectively.

また、図5(d)において、ホストインターフェース32から出力される受信信号HOSTRXは、送信タイミングであるため無信号であり、最大受信レベル検出信号MAXSELは、最大受信レベルとなっているノードAのLEVELAを示す信号が出力されている。   In FIG. 5D, the reception signal HOSTRX output from the host interface 32 is no signal because it is a transmission timing, and the maximum reception level detection signal MAXSEL is the LEVELA of the node A at the maximum reception level. Is output.

このため受信切替スイッチRXSWは、受信切替スイッチ制御信号RXSWCONTによってノードAの受信信号RXAが選択される。   Therefore, the reception changeover switch RXSW selects the reception signal RXA of the node A by the reception changeover switch control signal RXSWCONT.

送信アンプ15からホストインターフェース32に出力される送信信号HOSTTXは、時刻t1〜t2のデータ送信期間以外の期間は無信号であり、時刻t1〜t2においてホスト側電子機器220から送信データを受信する。
ホストインターフェース32から出力される送信データ有り信号TXENBは時刻t1〜t2のデータ送信期間においてハイレベルとなる。
The transmission signal HOSTTX output from the transmission amplifier 15 to the host interface 32 is a non-signal during a period other than the data transmission period from time t1 to t2, and receives transmission data from the host-side electronic device 220 at time t1 to t2.
The transmission data present signal TXENB output from the host interface 32 becomes high level during the data transmission period from time t1 to t2.

このため、スイッチ制御部36から出力される送信切替スイッチ制御信号TXSW1CONTはホストインターフェース32からの送信信号TXを選択する信号となる。   Therefore, the transmission changeover switch control signal TXSW1CONT output from the switch control unit 36 is a signal for selecting the transmission signal TX from the host interface 32.

これによって、時刻t1〜t2のデータ送信期間において、送信切替スイッチTXSW1がTX側を選択し(図5(a)のTXAの「データ送信」)、送信データが送信信号TXAとして出力される。   As a result, in the data transmission period from time t1 to t2, the transmission switch TXSW1 selects the TX side ("data transmission" of TXA in FIG. 5A), and the transmission data is output as the transmission signal TXA.

また送信切替スイッチ制御信号TXSW2CONT,TXSW3CONTはともに送信停止を選択する信号となる。これによって時刻t1〜t2のデータ送信期間において送信切替スイッチTXSW2、TXSW3が送信停止側を選択し(図5(b)、(c)のTXB,TXCの「送信停止」)、ノードB、ノードC側は送信を行わない。   The transmission changeover switch control signals TXSW2CONT and TXSW3CONT are both signals for selecting transmission stop. As a result, in the data transmission period from time t1 to t2, the transmission change-over switches TXSW2 and TXSW3 select the transmission stop side ("transmission stop" of TXB and TXC in FIGS. 5B and 5C), and the nodes B and C The side does not transmit.

尚、前記データ送信期間以外の期間では、送信切替スイッチ制御信号TXSW1CONT〜TXSW3CONTによってIDLEが選択されるので、送信信号TXA〜TXCはIDLE信号となっている。   In the period other than the data transmission period, since IDLE is selected by the transmission switch control signals TXSW1CONT to TXSW3CONT, the transmission signals TXA to TXC are IDLE signals.

このように複数のノードA〜Cのうち最大受信レベル側のノードのみから送信を行う理由は、IDLE信号は、後述する図6のIDLE信号に示すように、IDLE周期をノード間伝搬遅延の差以上十分な間隔を確保しており、同時に送信可能なパターンとしているが、データ送信の場合は、ビット間隔を狭くする必要が有り、同時送信は不可能であるからである。ビット間隔は伝送速度を意味し、ビット間隔を広げれば、伝送速度は低下する。IDLE信号は情報でなないので、通信速度が遅くても問題ない。これに対しデータ送信は、通信速度を高める必要が有り、ビット間隔を広げる事はできない。   As described above, the reason why transmission is performed only from the node on the maximum reception level side among the plurality of nodes A to C is that, as shown in an IDLE signal in FIG. This is because a sufficient interval is secured and the pattern can be transmitted simultaneously. However, in the case of data transmission, it is necessary to narrow the bit interval and simultaneous transmission is impossible. The bit interval means the transmission rate. If the bit interval is increased, the transmission rate is lowered. Since the IDLE signal is not information, there is no problem even if the communication speed is low. On the other hand, in data transmission, it is necessary to increase the communication speed, and the bit interval cannot be increased.

次に、複数ノードからの送信処理における、IDLEの送受信タイミング、データの送受信タイミングを図6とともに説明する。図6(a)〜(e)はIDLEの送受信タイミングであり、(a)はホスト側の空間光送受信器221A〜22Cの各送信信号を示し、(b)は端末側の空間光送受信器211で受信した信号を示し、(c)はAGCアンプ12の出力信号を示し、(d)はAGC電圧を示し、(e)は復調結果を示している。   Next, IDLE transmission / reception timing and data transmission / reception timing in transmission processing from a plurality of nodes will be described with reference to FIG. 6A to 6E show IDLE transmission / reception timings, FIG. 6A shows each transmission signal of the spatial optical transceivers 221A to 22C on the host side, and FIG. 6B shows the spatial optical transceiver 211 on the terminal side. (C) shows the output signal of the AGC amplifier 12, (d) shows the AGC voltage, and (e) shows the demodulation result.

図6(f)〜(i)はデータの送受信タイミングであり、(f)はホスト側の空間光送受信器221A〜22Cの各送信信号を示し、(g)はAGCアンプ12の出力信号を示し、(h)はAGC電圧を示し、(i)は復調結果を示している。   6 (f) to 6 (i) are data transmission / reception timings, (f) shows each transmission signal of the spatial light transceivers 221 A to 22 C on the host side, and (g) shows an output signal of the AGC amplifier 12. , (H) indicates the AGC voltage, and (i) indicates the demodulation result.

図6において、IDLE信号は全ノードから同時に送信する(図6(a)のTXA〜TXC)。この目的は、通信相手となる端末側電子機器210、例えばタブレットPC側が可搬型であり、位置を特定できない為、全てのノードから光を送信し、タブレットPC側に受光させる必要が有るからである。   In FIG. 6, the IDLE signal is simultaneously transmitted from all nodes (TXA to TXC in FIG. 6A). This is because the terminal-side electronic device 210 to be a communication partner, for example, the tablet PC side is portable and the position cannot be specified, so it is necessary to transmit light from all nodes and receive it on the tablet PC side. .

空間光通信のようなシステムでは、光信号の受信電力が距離の2乗に反比例して低下する為、AGCアンプの使用が絶対条件である。また、空間光通信において、バースト伝送(通信)は極めて困難であり、AGCアンプを安定に動作させるためには、送信データが無い時もIDLE信号のようなダミーのデータを送り続ける必要が有る
バースト伝送とは、送信データが有る時だけ送信し、データが無い時には送信しない伝送方式である。受信信号のレベル変動が激しい場合(ダイナミックレンジが広い)、AGCの応答時間が極めて長くなり、バースト通信を行った場合毎回AGCアンプが追従するまで時間を要す事になる。
In a system such as space optical communication, the reception power of an optical signal decreases in inverse proportion to the square of the distance, so the use of an AGC amplifier is an absolute condition. Also, in space optical communication, burst transmission (communication) is extremely difficult, and in order to operate the AGC amplifier stably, it is necessary to continue sending dummy data such as an IDLE signal even when there is no transmission data. Transmission is a transmission method in which transmission is performed only when there is transmission data, and transmission is not performed when there is no data. When the level fluctuation of the received signal is severe (the dynamic range is wide), the AGC response time becomes very long, and it takes time until the AGC amplifier follows each time burst communication is performed.

この結果、ダイナミックレンジが広いAGCアンプを仮に作っても、受信の度にAGCアンプの追従に時間を要し、伝送効率が上らない事になる。   As a result, even if an AGC amplifier having a wide dynamic range is made, it takes time for the AGC amplifier to follow each reception, and transmission efficiency does not increase.

以上の理由から、ダイナミックレンジが広く実用的なバースト通信対応のAGCアンプを作る事は困難である。ゆえに本実施形態例では、バースト伝送ではなく、送信データ無しのときにIDLE信号を送る方式を採用している。   For these reasons, it is difficult to make a practical AGC amplifier with a wide dynamic range and compatible with burst communication. Therefore, the present embodiment employs a method of sending an IDLE signal when there is no transmission data, not burst transmission.

図6(b)に示すように、端末側電子機器210で受信された各ノードA〜Cからの送信信号TXA〜TXC(IDLE信号)にはノード間伝搬遅延の差があるが、図6の例は最短到着信号(TXA)が最大受信レベルである場合を表しており、AGCアンプ12の出力は図6(c)のような階段状の波形となる。   As shown in FIG. 6B, the transmission signals TXA to TXC (IDLE signals) from the nodes A to C received by the terminal-side electronic device 210 have a difference in inter-node propagation delay. The example shows the case where the shortest arrival signal (TXA) is the maximum reception level, and the output of the AGC amplifier 12 has a stepped waveform as shown in FIG.

尚、図6(b)における信号の受信レベルはTXA>TXB>TXCであり、各ノードA〜Cから端末側電子機器210(タブレットPCなど)までの距離の遠さもTXC>TXB>TXAと仮定する。   Note that the signal reception level in FIG. 6B is TXA> TXB> TXC, and the distance from each node A to C to the terminal-side electronic device 210 (tablet PC, etc.) is also assumed to be TXC> TXB> TXA. To do.

本実施形態例ではIDLE信号のパルス間隔を十分長く取っているので、図6(d)に示すように、AGCアンプ12はピークホールドにより最大受信レベルの信号(この例ではTXA)に対応してAGC制御がかかるので、AGCアンプ12は常に最適な利得(最大信号レベルの信号に、利得が調整された状態)で受信可能状態になる。   In this embodiment, since the pulse interval of the IDLE signal is sufficiently long, the AGC amplifier 12 corresponds to the signal of the maximum reception level (TXA in this example) by peak hold as shown in FIG. Since the AGC control is applied, the AGC amplifier 12 is always in a receivable state with an optimum gain (a state in which the gain is adjusted to the signal of the maximum signal level).

また、この事は、常に最大受信信号レベルの信号にAGCが追従する事を表し、どのタイミングでも、AGCアンプが飽和していない事を表す。これは言い換えると、常に最大受信信号レベルの信号が受信されている事を示す。   This also means that the AGC always follows the signal of the maximum received signal level, and that the AGC amplifier is not saturated at any timing. In other words, this indicates that a signal having the maximum received signal level is always received.

IDLE信号は、この例ではIDLE周期をあけて、単発パルスが送信されている。このIDLE信号は一例であり、複数ノード同時に送信しても問題ないパターンであれば、他のビットパターンも取りえる。   In this example, the IDLE signal is transmitted as a single pulse with an IDLE cycle. This IDLE signal is an example, and other bit patterns can be used as long as it is a pattern that does not cause a problem even when a plurality of nodes are transmitted simultaneously.

図6(d)のAGC電圧は制御部13において所定の閾値(この例では1.0)と比較判定され、その判定結果が図6(e)に示す復調結果となる。   The AGC voltage shown in FIG. 6D is compared with a predetermined threshold (1.0 in this example) by the control unit 13, and the determination result is the demodulation result shown in FIG.

この復調結果は、IDLE信号の復調結果であり、タブレット端末(端末側電子機器)側ではデータとして受信しない信号である。よって、波形の幅が増える等が生じても問題ない。   This demodulation result is a demodulation result of the IDLE signal and is a signal that is not received as data on the tablet terminal (terminal-side electronic device) side. Therefore, there is no problem even if the waveform width increases.

図6(f)〜(i)の時刻tDATA以降のデータ送受信期間では、図6(f)のようにTXAのみ選択され、TXB,TXCは送信停止する。これは、データ送受信はIDLEパターンと異なり、伝送速度が上がる為ビット間隔が狭くなり、結果的に、各ノードが同時に送信すると端末側電子機器側では混信を引き起こすからである。 In the data transmission / reception period after time t DATA in FIGS. 6F to 6I, only TXA is selected as shown in FIG. 6F, and transmission of TXB and TXC is stopped. This is because, unlike the IDLE pattern, data transmission / reception increases the transmission rate, so that the bit interval is narrowed. As a result, if each node transmits simultaneously, interference occurs on the terminal-side electronic device side.

このようにデータ送信時に図6(f)のようにTXAのみの送信に切り替わるので、端末側電子機器210では図6(g),(h),(i)のように、問題なくデータ(DATA)受信が行われる。   As described above, when data is transmitted, transmission is switched to TXA-only transmission as shown in FIG. 6 (f). Therefore, the terminal-side electronic device 210 has no problem with data (DATA as shown in FIGS. 6 (g), (h), (i). ) Reception is performed.

また、IDLE信号は情報を持たないので、図3の信号選択器300の信号制御部30に搭載されるホストインターフェース32にて削除され、ビット幅の増減等は影響しない。   Since the IDLE signal has no information, it is deleted by the host interface 32 mounted on the signal control unit 30 of the signal selector 300 in FIG.

この時、図6(h)のAGC電圧に示すように、AGCアンプ12がピークホールドタイプのAGC動作をする為、常に最大レベルの受信信号に追従し、この場合は、TXAが最大受信信号であり、AGCアンプ12はTXAに追従する。この事は、TXAのデータ信号を先頭から問題なく受信出来る事を意味する。   At this time, as shown by the AGC voltage in FIG. 6 (h), since the AGC amplifier 12 performs the peak hold type AGC operation, it always follows the reception signal of the maximum level. In this case, TXA is the maximum reception signal. Yes, the AGC amplifier 12 follows TXA. This means that a TXA data signal can be received from the head without any problem.

以上の動作により、端末側電子機器210、例えばタブレットPC側では、複数のノードの送信信号から、安定にデータ(DATA)信号を受信できる。   With the above operation, the terminal-side electronic device 210, for example, the tablet PC side, can stably receive data (DATA) signals from the transmission signals of a plurality of nodes.

本実施形態例では1つの空間光送受信器211に対する最適なノードの空間光送受信器(221A〜221C)を選択する方法として、ノードA〜Cからの受信レベル情報(LEVELA〜LEVELC)を使用している。   In the present embodiment example, reception level information (LEVELA to LEVELC) from the nodes A to C is used as a method of selecting the optimum spatial light transceivers (221A to 221C) of the node for one spatial light transceiver 211. Yes.

図9、図10のように、空間光送受信器の送信と受信の感度範囲は同一の方向とする場合、受信レベル情報LEVELA〜LEVELCの大小が、逆に端末側電子機器210側へ送信した時の受信強度の大小と比例すると考えられる。   As shown in FIG. 9 and FIG. 10, when the sensitivity ranges of the spatial light transmitter / receiver are set in the same direction, the magnitudes of the reception level information LEVELA to LEVELLC are transmitted to the terminal-side electronic device 210 side on the contrary. This is considered to be proportional to the magnitude of the received signal strength.

これは、光信号は双方向の関係にあり、片側から送信して強度が最大であるならば、反対側から送信しても強度が最大であると見込めるからである。   This is because the optical signal has a bidirectional relationship, and if the intensity is maximum when transmitted from one side, it can be expected that the intensity is maximum even when transmitted from the opposite side.

以上の理由から、受信レベル情報を用いることにより、最適なノードA〜Cと端末側電子機器210(タブレット端末等)側の組み合わせを決定できる。   For the above reasons, the optimum combination of the nodes A to C and the terminal-side electronic device 210 (tablet terminal or the like) can be determined by using the reception level information.

次に、最短で到着する信号が最強の信号でない場合の動作を、図7のタイムチャートと、図8の構成図とによって説明する。図8において、図1〜図3と同一部分は同一符号をもっと示している。図8では、空間光送受信器211と221B間の光伝送経路に観葉植物等の妨害物400が存在している。   Next, the operation when the signal that arrives in the shortest time is not the strongest signal will be described with reference to the time chart of FIG. 7 and the configuration diagram of FIG. In FIG. 8, the same parts as those in FIGS. In FIG. 8, obstructions 400 such as foliage plants exist in the optical transmission path between the spatial light transceivers 211 and 221B.

また、ノードA−空間光送受信器211間の距離LA、ノードB−空間光送受信器211間の距離LB、ノードC−空間光送受信器211間の距離LCは、LC>LA>LBとして、LCが一番遠距離とする。また、送信信号TXA〜TXCの受信レベルは、TXA>TXC>TXBとする。   Further, the distance LA between the node A and the spatial optical transceiver 211, the distance LB between the node B and the spatial optical transceiver 211, and the distance LC between the node C and the spatial optical transceiver 211 are expressed as LC> LA> LB. Is the farthest distance. The reception levels of the transmission signals TXA to TXC are set to TXA> TXC> TXB.

尚、図7(a)〜(i)は図6(a)〜(i)と同様の各信号波形を示しているが、図7(b),(c),(d),(g),(h)の波形が相違する。   7A to 7I show signal waveforms similar to those in FIGS. 6A to 6I, but FIGS. 7B, 7C, 7D, and 7G are used. , (H) have different waveforms.

まず図7(a)のように、IDLE送受信タイミングでは、TXA〜TXCは同一のタイミングで送信される。次に端末側電子機器210の空間光送受信器211では、図7(b)のように、最短のTXBよりも遅れて到着するTXAの信号が大きい。このため図7(c)のようにAGCアンプ12の出力電圧は図6(c)とは異なる波形となるが、この場合でも、AGC電圧は図7(d)のように一番信号強度が強いTXAにより制御され、AGCアンプ12の出力も、TXAのレベルに合う。   First, as shown in FIG. 7A, TXA to TXC are transmitted at the same timing at the IDLE transmission / reception timing. Next, in the spatial light transceiver 211 of the terminal-side electronic device 210, as shown in FIG. 7B, the TXA signal that arrives later than the shortest TXB is large. For this reason, the output voltage of the AGC amplifier 12 has a waveform different from that of FIG. 6C as shown in FIG. 7C. Even in this case, the AGC voltage has the highest signal strength as shown in FIG. Controlled by strong TXA, the output of the AGC amplifier 12 also matches the TXA level.

図7(d)では、空間光送受信器211の制御部13における閾値1.0による比較判定の様子も示しており、この場合、閾値がTXBとTXCの間に有り、TXBは復調されず、TXAとTXCのみ復調される。この場合でも、AGCアンプ12は図7(d)のようにTXA〜TXCの信号中、一番信号レベルの強いTXAに利得調整されている。   FIG. 7 (d) also shows a state of comparison determination based on the threshold value 1.0 in the control unit 13 of the spatial light transceiver 211. In this case, the threshold value is between TXB and TXC, and TXB is not demodulated. Only TXA and TXC are demodulated. Even in this case, the gain of the AGC amplifier 12 is adjusted to TXA having the strongest signal level among the signals TXA to TXC as shown in FIG.

この結果、図7(f)〜(i)の時刻tDATA以降に示すデータ送受信タイミングではTXAより送られてくるデータ(DATA)信号を問題なく受信できる。このように、本実施形態例では、必ずしも信号の到着順序に依存せず、常に最大信号強度の信号を選択する事が出来る。この動作により下りの送信、すなわちDOWNLINK時においても、受信する端末側電子機器210側では、常に最大の信号強度の信号を継続して受信することが出来る。 As a result, the data (DATA) signal sent from TXA can be received without any problems at the data transmission / reception timings shown after time t DATA in FIGS. As described above, in this embodiment, the signal having the maximum signal strength can always be selected without necessarily depending on the arrival order of the signals. With this operation, even in downstream transmission, that is, DOWNLINK, the terminal-side electronic device 210 that receives the signal can always continuously receive a signal having the maximum signal strength.

以上のように本実施形態例によれば、次のような効果が得られる。
(1)空間光通信範囲の拡大
空間光通信では、通信距離を伸ばすためには、発光素子、受光素子にレンズを挿入するなどして光を絞る必要が有る。この為、距離を稼ごうとすると受光角度が極端に狭くなり、人間が可搬するような端末への適用では通信角度が狭い為、ホスト側に合わせるのが非常に困難になり、極めて使いにくいシステムになりかねなかった。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Expansion of the spatial light communication range In the spatial light communication, in order to extend the communication distance, it is necessary to narrow the light by inserting a lens into the light emitting element and the light receiving element. For this reason, when trying to earn a distance, the light reception angle becomes extremely narrow, and when applied to a terminal that is portable by humans, the communication angle is narrow, making it very difficult to adjust to the host side and extremely difficult to use It could have become.

本実施形態例を用いる事で、端末側はホスト側のいずれかのノードに接続できれば通信できる為、レンズなどで通信距離を稼ぎ、更に通信範囲(角度)も広角度にすることが可能になる。
(2)障害物に対する耐量の向上
空間光通信では、当然の事であるが、空間光送受信器間に障害物が有る場合通信出来ない。本実施形態例を用いると、障害物に邪魔されないルートが有れば通信可能であり、障害物に対する耐量の向上が見込まれる。例えば図8に示したように、途中に、光信号の減衰を引き起こす観葉植物などの妨害物400が有る場合でも、通信可能なルートが有れば、そちらを利用することで通信できる。
(3)構成が簡単である
本実施形態例は、CPU等によるソフトウェア処理を必要とせず、図3に示すような比較的簡単な制御回路で、複数の通信ポイント(例えばノードA〜C)を制御可能である。特に、可搬性が要求されるタブレットPCなどに搭載する場合小型化が要求されるが、図2(a)に示すように、タブレット側では特に経路切替え等の特別な処理は必要としない。これは、装置が小型化できることを意味し、有効である。
(4)IDLEパターンによるAGCアンプの安定動作
複数のノードからの信号を、端末側で安定に受信させるため、直接通信データとは関係の無いIDLEパターンを追加し、更に、このIDLEパターンを複数のノードから同時に送信させているので、端末側のAGCアンプを安定に動作させ、端末側での受信ノード選択を不要にすることができる。
(5)送信選択による安定受信
端末側からの信号強度により送信ノードを選択するが、IDLE信号は、受信強度に関係なく全ノードより送信し、データ送受信時のみ、他のノードからの送信は停止させ、受信強度の一番強いノードから送信するように構成している。
By using this embodiment, the terminal side can communicate if it can connect to any node on the host side, so it is possible to increase the communication distance with a lens or the like and further widen the communication range (angle). .
(2) Improvement of tolerance against obstacles Obviously, in spatial light communication, communication is not possible when there are obstacles between spatial light transceivers. When this embodiment is used, communication is possible if there is a route that is not obstructed by the obstacle, and an improvement in the tolerance of the obstacle is expected. For example, as shown in FIG. 8, even when there is an obstruction 400 such as a foliage plant that causes attenuation of an optical signal in the middle, if there is a communicable route, communication is possible by using that route.
(3) Simple configuration In this embodiment, software processing by a CPU or the like is not required, and a plurality of communication points (for example, nodes A to C) are configured with a relatively simple control circuit as shown in FIG. It can be controlled. In particular, when mounted on a tablet PC or the like that requires portability, miniaturization is required, but as shown in FIG. 2A, special processing such as path switching is not particularly required on the tablet side. This means that the apparatus can be miniaturized and is effective.
(4) Stable operation of AGC amplifier by IDLE pattern In order to stably receive signals from a plurality of nodes at the terminal side, an IDLE pattern that is not related to direct communication data is added. Since transmission is simultaneously performed from the node, the AGC amplifier on the terminal side can be stably operated, and selection of the reception node on the terminal side can be made unnecessary.
(5) Stable reception by transmission selection The transmission node is selected according to the signal strength from the terminal side, but the IDLE signal is transmitted from all nodes regardless of the reception strength, and transmission from other nodes is stopped only at the time of data transmission / reception. And transmit from the node having the strongest reception strength.

これにより、データを複数ノードから同時に送信しなくても、通信ルートを確保できる。   As a result, a communication route can be secured without simultaneously transmitting data from a plurality of nodes.

受信端末では、データ受信時には、ただ一つのノードからの送信信号を受信するので、複数信号を同時に受信して処理する必要が無く、装置が簡便に構成できる。   Since the receiving terminal receives a transmission signal from only one node at the time of data reception, there is no need to simultaneously receive and process a plurality of signals, and the apparatus can be configured simply.

また、ホスト側電子機器220からのデータが無い場合は、IDLE信号が同時に送信されるので、端末側では、複数のIDLE信号を同時に受信するが、IDLE信号の目的はAGC回路の安定動作の為のみであり、IDLE信号から、IDLE自体を復調する必要はない。この為、IDLE信号の複数受信は、端末側装置の複雑化にはつながらない。   Further, when there is no data from the host-side electronic device 220, the IDLE signal is transmitted at the same time, so the terminal side receives a plurality of IDLE signals at the same time. The purpose of the IDLE signal is for stable operation of the AGC circuit. It is not necessary to demodulate IDLE itself from the IDLE signal. For this reason, reception of a plurality of IDLE signals does not lead to complication of the terminal side device.

10…フォトダイオード
11,14,14a〜14c…受信アンプ
12…AGCアンプ
13,23…制御部
15,15a〜15c…送信アンプ
16…LEDドライバー
17…発光ダイオード
20,20A〜20C…コネクター
22…受信レベル検出部
24,34a〜34c…バッファ
30…信号制御部
31…IDLE生成部
32…ホストインターフェース
35…最大受信レベル検出部
36…スイッチ制御部
210…端末側電子機器
211,221A〜221C…空間光送受信器
220…ホスト側電子機器
300…信号選択器
400…妨害物
TXSW1〜TXSW3…送信切替スイッチ
RXSW…受信切替スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Photodiode 11, 14, 14a-14c ... Reception amplifier 12 ... AGC amplifier 13, 23 ... Control part 15, 15a-15c ... Transmission amplifier 16 ... LED driver 17 ... Light emitting diode 20, 20A-20C ... Connector 22 ... Reception Level detection unit 24, 34a to 34c ... buffer 30 ... signal control unit 31 ... IDLE generation unit 32 ... host interface 35 ... maximum reception level detection unit 36 ... switch control unit 210 ... terminal side electronic equipment 211, 221A-221C ... spatial light Transceiver 220 ... Host side electronic device 300 ... Signal selector 400 ... Interferer TXSW1-TXSW3 ... Transmission switch RXSW ... Reception switch

Claims (2)

移動可能に構成された光送受信器および該光送受信器に接続されてデータの送受信を行う第1の電子機器を有した第1の通信装置と、分散配置された複数の光送受信器、およびデータの送受信を行う第2の電子機器、および該第2の電子機器に接続され前記分散された複数の光送受信器を選択する信号選択手段を有した第2の通信装置との間で通信を行う空間光通信システムであって、
前記第1の電子機器は、送信データの無いときにダミー信号を送信する機能を有し、
前記第1の通信装置の光送受信器は、送信する電気信号を光信号に変換して送信する光送信部と、光信号を受信して電気信号に変換する光受信部と、光受信部で変換された電気信号のピーク値をホールドして自動利得調整を行うAGCアンプとを備え、
前記第2の通信装置の複数の送受信器は、送信する電気信号を光信号に変換して送信する光送信部と、光信号を受信して電気信号に変換する光受信部と、光受信部で変換された電気信号のピーク値をホールドして自動利得調整を行うAGCアンプと、光受信部で変換された電気信号のレベルを検出する受信レベル検出部とを、各々備え、
前記信号選択手段は、
前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器への送信データが無いときにダミー信号を送信信号として送り、前記各光送受信器から第2の電子機器への受信信号中のダミー信号を削除する機能を有し、
前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器のいずれかへの送信電気信号経路又はダミー信号の送信を切替える送信切替スイッチと、前記各光送受信器のいずれかから第2の電子機器への受信電気信号経路を切替える受信切替スイッチと、
前記分散配置された複数の光送受信器の各受信レベル検出部で検出された電気信号レベルの最大値を求めて、最大受信レベルの光送受信器を検出する最大受信レベル検出部と、
前記第1の通信装置から第2の通信装置へのリンク時は、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチをダミー信号の送信側に切替え、
前記第2の通信装置から第1の通信装置へのリンク時は、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチを、第2の電子機器からの送信データが無い期間はダミー信号の送信側に切替え、第2の電子機器からの送信データが有る期間は前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の送信信号経路に切替える制御を行うスイッチ制御部と、
を備えたことを特徴とする空間光通信システム。
A first communication apparatus having an optical transceiver configured to be movable and a first electronic device connected to the optical transceiver for transmitting and receiving data, a plurality of optical transceivers arranged in a distributed manner, and data Communication with a second electronic device that transmits / receives data and a second communication device that has signal selection means connected to the second electronic device to select the plurality of dispersed optical transceivers A spatial optical communication system,
The first electronic device has a function of transmitting a dummy signal when there is no transmission data,
The optical transmitter / receiver of the first communication device includes an optical transmitter that converts an electrical signal to be transmitted into an optical signal, an optical receiver that receives and converts the optical signal into an electrical signal, and an optical receiver. An AGC amplifier that holds the peak value of the converted electrical signal and performs automatic gain adjustment;
The plurality of transceivers of the second communication device includes: an optical transmission unit that converts an electrical signal to be transmitted into an optical signal and transmits the optical signal; an optical reception unit that receives and converts the optical signal into an electrical signal; and an optical reception unit An AGC amplifier that holds the peak value of the electrical signal converted in step (a) and performs automatic gain adjustment, and a reception level detector that detects the level of the electrical signal converted by the optical receiver,
The signal selection means includes
When there is no transmission data from the second electronic device to the plurality of optically arranged optical transceivers, a dummy signal is transmitted as a transmission signal, and a received signal from the optical transceiver to the second electronic device It has a function to delete dummy signals,
A transmission changeover switch for switching transmission of a transmission electrical signal path or a dummy signal from the second electronic device to any one of the plurality of optically arranged optical transceivers, and a second from each of the optical transceivers. A reception changeover switch for switching a reception electric signal path to the electronic device;
A maximum reception level detection unit for detecting an optical transmitter / receiver having a maximum reception level by obtaining a maximum value of an electric signal level detected by each reception level detection unit of the plurality of optically arranged optical transceivers distributed;
At the time of linking from the first communication device to the second communication device, the reception changeover switch is switched to the reception signal path on the optical transceiver side of the maximum reception level detected by the maximum reception level detector, Switch the transmission selector switch to the dummy signal transmission side,
At the time of linking from the second communication device to the first communication device, the reception changeover switch is switched to the reception signal path on the optical transceiver side of the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit, The transmission changeover switch is switched to the transmission side of the dummy signal when there is no transmission data from the second electronic device, and the maximum detected by the maximum reception level detection unit during the period when there is transmission data from the second electronic device. A switch control unit that performs control to switch to a transmission signal path on the optical transceiver side of the reception level;
A spatial optical communication system comprising:
移動可能に構成された光送受信器および該光送受信器に接続されてデータの送受信を行う第1の電子機器を有した第1の通信装置と、分散配置された複数の光送受信器、およびデータの送受信を行う第2の電子機器、および該第2の電子機器に接続され前記分散された複数の光送受信器を選択する信号選択手段を有した第2の通信装置との間で通信を行う空間光通信システムのデータ送受信方法であって、
前記第1の通信装置および第2の通信装置の各光送受信器は、受信した光信号を光−電変換した電気信号のピーク値をホールドして自動利得調整を行うAGCアンプを各々備え、
前記第2の通信装置の各光送受信器は、受信した光信号を光−電変換した電気信号のレベルを検出する受信レベル検出部を各々備え、
前記信号選択手段は、前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器のいずれかへの送信電気信号経路又はダミー信号の送信を切替える送信切替スイッチと、前記各光送受信器のいずれかから第2の電子機器への受信電気信号経路を切替える受信切替スイッチとを備え、
前記第1の電子機器が、送信データの無いときにダミー信号を送信するステップと、
前記信号選択手段が、前記第2の電子機器から前記分散配置された複数の光送受信器への送信データが無いときにダミー信号を送信信号として送るステップと、
前記信号選択手段が、前記各光送受信器から第2の電子機器への受信信号中のダミー信号を削除するステップと、
前記信号選択手段に設けられた最大受信レベル検出部が、前記分散配置された複数の光送受信器の各受信レベル検出部で検出された電気信号レベルの最大値を求めて、最大受信レベルの光送受信器を検出する最大受信レベル検出ステップと、
前記信号選択手段に設けられたスイッチ制御部が、前記第1の通信装置から第2の通信装置へのリンク時に、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチをダミー信号の送信側に切替えるステップと、
前記スイッチ制御部が、前記第2の通信装置から第1の通信装置へのリンク時に、前記受信切替スイッチを、前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の受信信号経路に切替え、前記送信切替スイッチを、第2の電子機器からの送信データが無い期間はダミー信号の送信側に切替え、第2の電子機器からの送信データが有る期間は前記最大受信レベル検出部で検出された最大受信レベルの光送受信器側の送信信号経路に切替えるステップと、
を備えたことを特徴とする空間光通信システムのデータ送受信方法。
A first communication apparatus having an optical transceiver configured to be movable and a first electronic device connected to the optical transceiver for transmitting and receiving data, a plurality of optical transceivers arranged in a distributed manner, and data Communication with a second electronic device that transmits / receives data and a second communication device that has signal selection means connected to the second electronic device to select the plurality of dispersed optical transceivers A data transmission / reception method for a spatial light communication system, comprising:
Each of the optical transceivers of the first communication device and the second communication device includes an AGC amplifier that performs automatic gain adjustment by holding a peak value of an electric signal obtained by opto-electric conversion of the received optical signal,
Each optical transceiver of the second communication device includes a reception level detection unit that detects a level of an electrical signal obtained by photoelectrically converting the received optical signal,
The signal selection means includes a transmission changeover switch for switching transmission of a transmission electrical signal path or a dummy signal from the second electronic device to any of the plurality of optically arranged optical transceivers, and each of the optical transceivers. A reception changeover switch that switches a reception electrical signal path from any one to the second electronic device,
The first electronic device transmitting a dummy signal when there is no transmission data;
The signal selection means sending a dummy signal as a transmission signal when there is no transmission data from the second electronic device to the plurality of optically arranged optical transceivers;
The signal selecting means deleting a dummy signal in the received signal from each optical transceiver to the second electronic device;
The maximum reception level detection unit provided in the signal selection means obtains the maximum value of the electric signal level detected by each reception level detection unit of the plurality of optically arranged optical transceivers, and outputs the light of the maximum reception level. A maximum reception level detection step for detecting a transceiver;
When the switch control unit provided in the signal selection unit links from the first communication device to the second communication device, the switch of the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit is set to the reception changeover switch. Switching to the reception signal path on the optical transceiver side, switching the transmission switch to the transmission side of the dummy signal;
When the switch control unit is linked from the second communication device to the first communication device, the reception change-over switch is set to the reception signal on the optical transceiver side of the maximum reception level detected by the maximum reception level detection unit. Switching to a path, switching the transmission switch to a dummy signal transmission side during a period when there is no transmission data from the second electronic device, and the maximum reception level detecting unit during a period when there is transmission data from the second electronic device. Switching to the transmission signal path on the optical transceiver side of the maximum reception level detected in
A data transmission / reception method for a spatial optical communication system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023127412A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 京セラ株式会社 Underwater communication device, underwater communication method, and program

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