JP2019161484A - Receiving device, receiving method, and program - Google Patents
Receiving device, receiving method, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019161484A JP2019161484A JP2018046779A JP2018046779A JP2019161484A JP 2019161484 A JP2019161484 A JP 2019161484A JP 2018046779 A JP2018046779 A JP 2018046779A JP 2018046779 A JP2018046779 A JP 2018046779A JP 2019161484 A JP2019161484 A JP 2019161484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- phase
- unit
- light receiving
- modulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
本発明は可視光およびその周辺帯域の電磁波を受信する受信装置、受信方法、プログラムに関する。 The present invention relates to a receiving apparatus, a receiving method, and a program for receiving visible light and electromagnetic waves in its peripheral band.
近年、可視光源は明かりを得るための照明用途のみならず通信用途にも用いられている。これには可視光源として発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)の普及が進んだことが寄与している。発光ダイオードは素子1つあたりの発光量は白熱電球や蛍光灯などの従来の可視光源には及ばないものの、その寿命や大きさおよび消費電力の面で従来の可視光源に対して優れている。発光ダイオードは上記の特徴に加え、応答速度が非常に速いという特性を持つ。また、発光ダイオードの発光を電気的に制御することは容易である。発光ダイオードには上記のような特性があるため、近年では明かりを得るための照明用途のみならず、可視光の点滅を利用した信号伝送に用いるための研究開発が行われている。 In recent years, visible light sources have been used not only for illumination purposes for obtaining light but also for communication purposes. This is due to the widespread use of light emitting diodes (LEDs) as visible light sources. The light emitting diodes are superior to conventional visible light sources in terms of their lifetime, size, and power consumption, although the amount of light emitted per element does not reach that of conventional visible light sources such as incandescent bulbs and fluorescent lamps. In addition to the above characteristics, the light emitting diode has a characteristic that the response speed is very fast. Moreover, it is easy to electrically control the light emission of the light emitting diode. Since light-emitting diodes have the characteristics described above, in recent years, research and development for use in signal transmission using flashing of visible light as well as lighting applications for obtaining light have been performed.
たとえば非特許文献1には発光ダイオードを用いた家庭用照明器具に信号を重畳させて通信を行うことが開示されている。
For example, Non-Patent
また、現在のところ可視光は電波法の規制の対象外であることから帯域や電力の制限がなく、これらを大きくとることができる。非特許文献2では、このことを利用して発光ダイオードを通信専用に用いることが開示されている。発光ダイオードなどの可視光源を用いて行う通信を可視光通信と呼ぶ。可視光通信では受信機としてフォトディテクタあるいはそのアレーであるイメージセンサを用いる。フォトディテクタでは通常、信号を連続的に得ることが出来る。一方で、イメージセンサは一度に大量のフォトディテクタからの信号を取得できるが、その性質上通常は周期Tsで標本化された信号のみ取得可能である。以下、主に受光デバイスとしてイメージセンサを用いることを想定する。
In addition, since visible light is not subject to the regulations of the Radio Law at present, there is no band or power limitation, and these can be increased. Non-Patent
図1に可視光通信で使用される信号の性質を示す。まず、ディジタル伝送信号S(i)(送信シンボルともいう)を位相の値に変換することにより表現し変調信号M(i)を得る。このような変調方式を位相シフト変調(位相偏移変調)という。例えばS(i)が2値で表される場合、0→0、1→πのように位相の値に変換する(2値位相偏移変調、BPSK)。ここで、iは時間を示すインデックスである。次に、変調信号M(i)に従い搬送波周波数1/Tcを持つ矩形波の位相を変更し、発光素子を駆動するための電気信号E(t)を得る。ただし、時間的に離散的な信号M(i)に対して信号E(t)は時間的に連続的な信号である。発光素子は信号E(t)に従って点灯・消灯を繰り返し光信号F(t)を出力する。時間インデックスiに相当するE(t)の出力時間はインデックスiで示される時刻からある一定の遅延を加えた時刻iTfを基準として時刻iTf-Tf/2から時刻iTf+Tf/2とする。図1に示すように、インデックスiによって示される時間は時間幅Tfを持つ。
FIG. 1 shows the nature of signals used in visible light communication. First, a digital transmission signal S (i) (also referred to as a transmission symbol) is expressed by converting it into a phase value to obtain a modulation signal M (i). Such a modulation method is called phase shift modulation (phase shift keying). For example, when S (i) is expressed as a binary value, it is converted into a phase value such as 0 → 0, 1 → π (binary phase shift keying, BPSK). Here, i is an index indicating time. Next, the phase of the rectangular wave having the
従来の技術(たとえば非特許文献1)では受光素子によって捉えられたF(t)にノイズが重畳した光信号F'(t)を、電気信号E'(t)に変換する。その後、E'(t)から位相信号M'(i)が推定される。理想的にはF(t)=F'(t)であるが、イメージセンサの性能や、伝搬遅延により変化する場合もあるのでここではF(t)とF'(t)を分けて記述する。おおよそF(t+TL)=F'(t)であることが想定される。TLは伝搬遅延を表す。 In a conventional technique (for example, Non-Patent Document 1), an optical signal F ′ (t) in which noise is superimposed on F (t) captured by a light receiving element is converted into an electric signal E ′ (t). Thereafter, the phase signal M ′ (i) is estimated from E ′ (t). Ideally F (t) = F '(t), but it may change depending on the performance of the image sensor and propagation delay, so here we describe F (t) and F' (t) separately. . It is assumed that approximately F (t + TL) = F ′ (t). TL represents propagation delay.
図2を参照して、可視光通信における信号のやり取りの例について説明する。図2は発光素子の点滅をイメージセンサにより受光する様子を説明する図である。送信機(発光素子)の点滅がイメージセンサ上の領域Ωに結像するものとする。受信機は領域Ωのすべてのフォトディテクタの出力値の合計を送信機からの受信信号としてとらえる。 An example of signal exchange in visible light communication will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which blinking of the light emitting element is received by the image sensor. Assume that the blinking of the transmitter (light emitting element) forms an image in the region Ω on the image sensor. The receiver views the total output value of all the photodetectors in the region Ω as the received signal from the transmitter.
通信路において情報を伝送する際には元の情報をなんらかのかたちで符号化することが一般的である。符号化された情報を構成する最小単位の信号をシンボルと呼ぶ。ディジタル通信路ではシンボルのクロック(1つのシンボルを伝送する際に使用する時間幅)と位相を検出することが重要である。これを行うことを受信機と送信機の間でのシンボルタイミング同期という。シンボルタイミング同期は通信をしている間常に行われていることが望ましい。これは、一般に受信機と送信機の間で同じ発振器を共有する手段がないため、同期が常にずれてしまう可能性があるからである。 When transmitting information on a communication channel, it is common to encode the original information in some form. A minimum unit signal constituting encoded information is called a symbol. In a digital communication channel, it is important to detect a symbol clock (a time width used for transmitting one symbol) and a phase. This is called symbol timing synchronization between the receiver and the transmitter. It is desirable that symbol timing synchronization is always performed during communication. This is because, in general, there is no means for sharing the same oscillator between the receiver and the transmitter, and there is a possibility that synchronization will always shift.
シンボルタイミング同期を行うためには、例えば非特許文献3のようにシンボルタイミング再生回路を用いる必要がある。これは入力された2つの信号の位相差を検出しフィードバック制御をかけることで位相を同期させるものである。2つの信号のうち片方が発振器からの入力であり、もう片方が同期させたい信号である。受信機としてフォトディテクタを用いる場合、信号を連続的に得ることが出来るのでシンボルタイミング再生回路を用いることは容易である。一方でイメージセンサを用いる場合は、受信処理に用いることができる信号は標本化されたものであるため、離散時間信号となる。この場合は、シンボルタイミング再生回路によるシンボルタイミング同期を行うためにはある程度の標本化周波数が必要である。
In order to perform symbol timing synchronization, it is necessary to use a symbol timing recovery circuit as in
図3を参照して、従来の技術を用いた位相偏移変調を利用する可視光通信システムの構成を説明する。同図に示すように、従来の可視光通信システム9は、送信装置91と受信装置92を含み、送信装置91は、変調部911、発光部912を含み、発光部912は、発光信号制御部9121と発光素子9122を含む。受信装置92は、受光部921と、同期部922と、復調部923を含み、受光部921は、受光素子9211と、受信信号生成部9212を含み、同期部922は、クロック素子9221と、シンボルタイミング再生回路9222を含み、復調部923は、位相信号推定部9231と、伝送信号推定部9232を含む。以下、図4を参照して各部の入出力、動作について説明する。
With reference to FIG. 3, a configuration of a visible light communication system using phase shift keying using a conventional technique will be described. As shown in the figure, a conventional visible
<変調部911>
入力:変調部911には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、1ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部911からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が出力される。変調信号M(i)は0またはπの値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部911は、入力されたディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…を変調して変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…を生成する(S911)。例えば、変調部911は、S(i)=0であればM(i)=0、S(i)=1であればM(i)=πとして、変調信号を生成する。
具体例:例えば、ディジタル伝送信号S(i)の系列がS(1)=0、S(2)=1、S(3)=1、S(4)=1、…であった場合、変調結果はM(1)=0、M(2)=π、M(3)=π、M(4)=π、…となる。
<
Input:
Output:
Operation: The
Specific example: For example, when the sequence of the digital transmission signal S (i) is S (1) = 0, S (2) = 1, S (3) = 1, S (4) = 1,. The results are M (1) = 0, M (2) = π, M (3) = π, M (4) = π,.
<発光部912>
上述したように、発光部912は、発光信号制御部9121と発光素子9122を含む。発光素子9122は例えばLEDである。
入力:発光部912には、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が入力される。
出力:発光部912からは光信号F(t)が出力される。
動作:発光部912の発光信号制御部9121は、入力された変調信号M(i)が0である場合は、時刻iTf-Tf/2から所定時間Tf経過した時刻iTf+Tf/2までの間、周波数1/Tc、位相0の矩形波(電気信号)を生成して、発光素子9122に与え、入力された変調信号M(i)がπである場合は、時刻iTf-Tf/2から所定時間Tf経過した時刻iTf+Tf/2までの間、周波数1/Tc、位相πの矩形波(電気信号)を発光素子9122に与える(S9121)。発光素子9122は発光信号制御部9121から与えられた電気信号により発光する(S9122)。これらにより、発光部912から光信号が出力される。ただし、発光信号制御部9121が生成する電気信号は発光素子の性能や特性を考慮し、発光素子の光信号F(t)が所望の値になるように制御されているものとする。
<
As described above, the
Input: A sequence M (1), M (2),... Of the modulation signal M (i) is input to the
Output: The light signal F (t) is output from the
Operation: When the input modulation signal M (i) is 0, the light emission
<受光部921>
上述したように受光部921は、受光素子9211と受信信号生成部9212を含む。受光素子9211は、たとえばフォトディテクタである。また、受光素子9211の前段に光学レンズを設けてもよい。受光素子9211はフォトディテクタを格子状に並べたイメージセンサでもよい。
入力:受光部921には、発光部912から出力された光信号F(t)が入力される。
出力:受光部921からは、時間的に連続な受信信号E''(t)が出力される。
動作:受光部921の受光素子9211は、入力された光信号F(t)に対応する電気信号E'(t)を受信信号生成部9212に対して出力する(S9211)。受光部921の受信信号生成部9212は入力された電気信号E'(t)に基づいて受信信号E''(t)を同期部922、復調部923に対して出力する(S9212)。
<Light receiving unit 921>
As described above, the light receiving unit 921 includes the
Input: The light signal F (t) output from the
Output: The light receiving unit 921 outputs a temporally continuous reception signal E ″ (t).
Operation: The
<同期部922>
上述したように同期部922は、クロック素子9221とシンボルタイミング再生回路9222を含む。
入力:同期部922には、受光部921から出力された受信信号E''(t)が入力される。
出力:同期部922からは、位相の情報、周波数の情報が出力される。
動作:同期部922のクロック素子9221はクロック情報を出力する(S9221)。同期部922のシンボルタイミング再生回路9222はクロック素子9221から入力されたクロック情報と、入力された受信信号E''(t)に基づいて、2つの信号の位相差を検出してフィードバック制御をかけて、位相を同期し、位相の情報、周波数の情報を出力する(S9222)。
<Synchronizer 922>
As described above, the synchronization unit 922 includes the
Input: The reception signal E ″ (t) output from the light receiving unit 921 is input to the synchronization unit 922.
Output: The synchronization unit 922 outputs phase information and frequency information.
Operation: The
<復調部923>
上述したように復調部923は、位相信号推定部9231と、伝送信号推定部9232を含む。位相信号推定部9231、伝送信号推定部9232はメモリ、演算装置などからなる。
入力:復調部923には、受光部921から出力された受信信号E''(t)と、同期部922から出力された位相の情報、周波数の情報が入力される。
出力:復調部923からは、推定結果S'(i)が出力される。
動作:復調部923の位相信号推定部9231は受信信号E''(t)と、位相の情報、周波数の情報を用いて、位相信号M'(i)を生成する(S9231)。復調部923の伝送信号推定部9232は、位相信号M'(i)に基づいてディジタル伝送信号を推定し推定結果S'(i)を出力する(S9232)。
<Demodulation unit 923>
As described above, demodulation section 923 includes phase
Input: The demodulator 923 receives the received signal E ″ (t) output from the light receiver 921 and the phase information and frequency information output from the synchronizer 922.
Output: From the demodulator 923, the estimation result S ′ (i) is output.
Operation: The phase
上述したシステムでは位相の復調に必要な標本化周波数は搬送波周波数の2倍以上大きな周波数となる。一方で、イメージセンサは一般的に一度の撮像で得られる画素数と時間当たりの撮像回数、すなわち標本化周波数、の積の上限が一定に制約されている。したがって、上記のようなシステムの受光部としてイメージセンサを用いて、復調のために大きな標本化周波数を採用した場合には、一度の標本化で得られる画素数を犠牲にせざるを得なくなる。 In the system described above, the sampling frequency required for phase demodulation is a frequency that is at least twice as large as the carrier frequency. On the other hand, in an image sensor, generally, the upper limit of the product of the number of pixels obtained by one imaging and the number of imaging per time, that is, the sampling frequency, is restricted to be constant. Therefore, when a large sampling frequency is used for demodulation using an image sensor as the light receiving unit of the system as described above, the number of pixels obtained by one sampling must be sacrificed.
そこで本発明は、一度の標本化で得られる画素数を犠牲にすることなく、位相偏移変調信号を受信できる受信装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a receiving apparatus that can receive a phase shift keying signal without sacrificing the number of pixels obtained by one sampling.
本発明の受信装置は、受光部と、復調部を含む。受光部は、ディジタル伝送信号を位相偏移変調した変調信号に基づく光信号に、各々異なる露光タイミングで光信号の2分の1周期に渡り露光する複数の受光素子の標本化器に貯まる電荷に基づいて、受光素子のそれぞれに対応する複数の受信信号を生成する。復調部は、光信号と露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値とし、生成された複数の受信信号の値と正規化用受信信号値に基づいて変調信号の位相を推定する。 The receiving apparatus of the present invention includes a light receiving unit and a demodulating unit. The light receiving unit converts the charges accumulated in the samplers of the plurality of light receiving elements that are exposed to the optical signal based on the modulation signal obtained by phase shift modulation of the digital transmission signal at half the period of the optical signal at different exposure timings. Based on this, a plurality of reception signals corresponding to each of the light receiving elements are generated. The demodulator uses the value of the received signal when the phase difference between the optical signal and the exposure timing is zero as the normalized received signal value, and based on the generated multiple received signal values and the normalized received signal value Estimate the phase of the modulation signal.
本発明の受信装置によれば、一度の標本化で得られる画素数を犠牲にすることなく、位相偏移変調信号を受信できる。 According to the receiving apparatus of the present invention, it is possible to receive a phase shift keying signal without sacrificing the number of pixels obtained by one sampling.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same number is attached | subjected to the structure part which has the same function, and duplication description is abbreviate | omitted.
以下、図5を参照して実施例1の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は2値位相偏移変調、露光時間τはTc/2であるものとする。また、本実施例では、Tfはシンボルレートと一致している。例えば、1000bit/sの通信が必要であれば、Tf=1/1000である。また、Tsも1/1000に設定することで、送受信間で時間のインデックスiを共通にすることができる。搬送波の周期Tcは通常Tfの整数倍に設定する。また、本実施例では露光時間τはTcの半分とする。 Hereinafter, the configuration of the visible light communication system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the modulation method is binary phase shift keying and the exposure time τ is Tc / 2. In this embodiment, Tf matches the symbol rate. For example, if 1000 bit / s communication is required, Tf = 1/1000. Also, by setting Ts to 1/1000, the time index i can be shared between transmission and reception. The carrier cycle Tc is normally set to an integer multiple of Tf. In this embodiment, the exposure time τ is half of Tc.
同図に示すように、本実施例の可視光通信システム1は、送信装置91と受信装置12を含み、送信装置91は、従来の可視光通信システム9における送信装置91と同じである。受信装置12は、受光部121と、復調部123を含み、受光部121は、第1受光素子1211と、第2受光素子1212と、第1受信信号生成部1213と、第2受信信号生成部1214を含み、復調部123は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部1232を含む。
As shown in the figure, the visible
以下、図6を参照して従来と異なる各部の入出力、動作について説明する。
<受光部121>
上述したように本実施例では、受光部121は、受光素子と受信信号生成部の組を2組含む構成であるが、受光素子と受信信号生成部の組は2組に限定されない。受光部121の動作を一般的に表現すると以下のように表現できる。受光部121は、ディジタル伝送信号S(i)を位相偏移変調した変調信号M(i)に基づく光信号F1(t),F2(t),...に、各々異なる露光タイミングで光信号F1(t),F2(t),...の2分の1周期に渡り露光する複数の受光素子の標本化器に貯まる電荷に基づいて、受光素子のそれぞれに対応する複数の受信信号B1'(t),B2'(t),...を生成する(S121)。
Hereinafter, input / output and operation of each part different from the conventional one will be described with reference to FIG.
<
As described above, in this embodiment, the
以下、図6を参照し、受光素子と受信信号生成部の組を2組含む前提として、受光部121の動作を詳細に説明する。従来技術と同様に、第1、第2受光素子1211、1212は、たとえばフォトディテクタである。また、第1、第2受光素子1211、1212の前段に光学レンズを設けてもよい。さらに、第1、第2受光素子1211、1212はフォトディテクタを格子状に並べたイメージセンサでもよい。第1、第2受信信号生成部1213、1214は標本化素子及びメモリ、演算装置などからなる。
入力:受光部121には、発光部912から出力された第1光信号F1'(t)、第2光信号F2'(t)が入力される。
出力:受光部121からは、第1受信信号B1'(i)の系列B1'(1),B1'(2),…および第2受信信号B2'(i)の系列B2'(1),B2'(2),…が出力される。
動作:受光部121の第1受光素子1211は、入力された第1光信号F1'(t)に対応する第1電気信号E1'(t)を第1受信信号生成部1213に対して出力する(S1211)。第1受光素子1211がイメージセンサの場合、具体的には図13のように、各フォトディテクタは時刻TI+iTs-Ts/2からTI+iTs-Ts/2+τまでに標本化器にたまった電荷を測定する。ただし、TIは相対位相(オフセット)、iTsは、i番目のシンボルの中心にあたる時刻、iTs-Ts/2はi番目のシンボルの先頭にあたる時刻、τは露光時間である。
Hereinafter, the operation of the
Input: The first optical signal F1 ′ (t) and the second optical signal F2 ′ (t) output from the
Output: From the
Operation: The first
同様に、受光部121の第2受光素子1212は、入力された第2光信号F2'(t)に対応する第2電気信号E2'(t)を第2受信信号生成部1214に対して出力する(S1212)。第2受光素子1212がイメージセンサの場合、具体的には図13のように、各フォトディテクタは時刻TI+iTs-Ts/2+Tc/4からTI+iTs-Ts/2+τ+Tc/4までに標本化器にたまった電荷を測定する。Tc/4は、第1受光素子1211と、第2受光素子1212の露光タイミングのずれを表し、搬送波の周期Tcの4分の1である。
Similarly, the second
第1受信信号生成部1213は、入力された第1電気信号E1'(t)の強度を時間間隔Ts毎に計測し、第1受信信号B1'(i)として出力する(S1213)。第1受光素子1211がイメージセンサの場合、第1受信信号生成部1213は、予め定められた範囲Ωにわたって電荷の測定結果の和をとり、測定結果の和を第1受信信号B1'(i)として出力する(S1213)。同様に、第2受信信号生成部1214は、入力された第2電気信号E2'(t)の強度を時間間隔Ts毎に計測し、第2受信信号B2'(i)として出力する(S1214)。第2受光素子1212がイメージセンサの場合、第2受信信号生成部1214は予め定められた範囲Ωにわたって電荷の測定結果の和をとり、測定結果の和を第2受信信号B2'(i)として出力する(S1214)。
The first reception
<復調部123>
上述したように復調部123は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部1232を含む。位相信号推定部1231はメモリ、演算装置などからなる。また、復調部123のメモリには、内部状態として参照位相情報MI'が記憶される(後述)。
<
As described above, the
復調部123の動作を一般的に表現すると以下のように表現できる。復調部123は、光信号F1(t),F2(t),...と露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値R1,R2,...とし、生成された複数の受信信号の値と正規化用受信信号値R1,R2,...に基づいて変調信号の位相を推定する(S123)。以下、図6を参照し、受光素子と受信信号生成部の組を2組含む前提として、復調部123の動作を詳細に説明する。
入力:復調部123には、受光部121から第1受信信号B1'(i)の系列、および第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部123からは、推定結果S'(i)が出力される。
動作:復調部123の位相信号推定部1231は、第1受信信号B1'(i)の系列、および第2受信信号B2'(i)の系列に基づいて、相対的な位相の推定結果M'(i)を生成し、出力する(S1231)。
When the operation of the
Input: The sequence of the first reception signal B1 ′ (i) and the sequence of the second reception signal B2 ′ (i) are input from the
Output: The estimation result S ′ (i) is output from the
Operation: The phase
具体的には、位相信号推定部1231は、第1受信信号B1'(i)および第2受信信号B2'(i)のそれぞれについて、露光タイミングと搬送波の位相差が0であるときの受信信号の値を正規化用受信信号値R1、R2として予め保持している(図14参照、同図におけるTI=0のときの輝度値(画素値)をR1とする)。これらの正規化用受信信号値は何らかのかたちで外部から与えるか、予め推定しておくものとする。位相信号推定部1231は第1受信信号B1'(i)および第2受信信号B2'(i)に基づいて、図13のように受信信号の相対的な位相を推定し、相対的な位相の推定結果M'(i)として出力する。
Specifically, the phase
通常、位相信号推定部1231は、ある程度の数(=LLとする)のB1'(i)とB2'(i)の組を使って位相の推定を行う。この時出力される相対的な位相の推定結果M'(i)の数はやはりLLである。上記の相対的な位相の推定は具体的には下記の数式(式1)によって実行することができる。
Normally, the phase
ただし、B1''(i)は、B1'(i)をR1で、B2''(i)は、B2'(i)をR2で割ることによって正規化した値である。 However, B1 ″ (i) is a value normalized by dividing B1 ′ (i) by R1 and B2 ″ (i) by dividing B2 ′ (i) by R2.
復調部123の伝送信号推定部1232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0または1のシンボルの系列S'(i)を推定する(S1232)。具体的には以下の数式(式2)に基づく操作を行う。
The transmission
ただし、演算子gmod(θ,π)は However, the operator gmod (θ, π) is
を意味する。上記のようにM'(i)は相対的な位相の情報のみを持つため、伝送信号推定部1232は別途参照位相情報MI'(送受信間の位相のずれを表す情報)を内部的に保持する必要がある。MI'は符号S(i)が0である場合に観測される位相を保持する。たとえば、MI'が0である場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π…であれば、伝送信号推定部1232は系列S'(1)=0、S'(2)=1、S'(3)=1、S'(4)=1…を出力する。MI'がπである場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π…であれば、伝送信号推定部1232は系列S'(1)=1、S'(2)=0、S'(3)=0、S'(4)=0…を出力する。
Means. Since M ′ (i) has only relative phase information as described above, the transmission
以下、図7を参照して実施例2の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は差動2値位相偏移変調(DBPSK)、露光時間τ=Tc/2であるものとする。同図に示すように、本実施例の可視光通信システム2は、送信装置21と受信装置22を含み、送信装置21は、変調部211と、発光部912を含み、発光部912は従来の送信装置91における発光部912と同じである。受信装置22は、受光部121と、復調部223を含み、受光部121は、実施例1の受信装置12における受光部121と同じである。復調部223は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部2232を含み、位相信号推定部1231は、実施例1の受信装置12における位相信号推定部1231と同じである。以下、図8を参照して従来および実施例1と異なる各部の入出力、動作について説明する。
Hereinafter, the configuration of the visible light communication system according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the modulation method is assumed to be differential binary phase shift keying (DBPSK) and exposure time τ = Tc / 2. As shown in the figure, the visible
<変調部211>
変調部211はメモリ、演算装置などからなる。変調部211のメモリには、内部状態MI(i)が記憶される。MI(i)は0度またはπ度の位相の情報である。
入力:変調部211には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、1ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部211からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),...が出力される。変調信号M(i)は0度またはπ度の値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が0であり内部状態MI(i-1)が0であればM(i)を0として変調信号を生成し、内部状態MI(i)を0とする。また、変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が1であり内部状態MI(i-1)が0であればM(i)をπとして変調信号を生成し、内部状態MI(i)をπとする。また、変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が0であり、内部状態MI(i-1)がπであればM(i)をπとして変調信号を生成し、内部状態MI(i)をπとする。また、変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が1であり内部状態MI(i-1)がπであればM(i)を0として変調信号を生成し、内部状態MI(i)を0とする(S211)。
<
The
Input:
Output: The
Operation:
例えば変調部211は、ディジタル伝送信号の系列がS(1)=0、S(2)=1、S(3)=1、S(4)=1、…であり、初期の内部状態MI(0)が0であった場合、M(1)=0、M(2)=π、M(3)=0、M(4)=π、…として変調信号を生成し、各インデックスの内部状態をMI(1)=0、MI(2)=π、MI(3)=0、M(4)=π、…とする。
For example, the
<復調部223>
復調部223はメモリ、演算装置などからなる。復調部223のメモリには、内部状態MI'(i)が記憶される。MI'(i)は、ひとつ前のインデックス(i-1)において推定された位相の情報を表す(後述)。
入力:復調部223には、第1受信信号B1'(i)の系列、第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部223からは、シンボルの系列S'(i)(推定結果)が出力される。
動作:復調部223の伝送信号推定部2232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列を受け取り、シンボルの系列S'(i)を出力する(S2232)。また、伝送信号推定部2232は内部状態MI'(i)を持つ。具体的には、伝送信号推定部2232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0または1のシンボルの系列S'(i)を推定する。具体的には以下の数式(式3)に基づく操作を行う。
<Demodulation unit 223>
The demodulator 223 includes a memory, an arithmetic device, and the like. The internal state MI ′ (i) is stored in the memory of the demodulation unit 223. MI ′ (i) represents phase information estimated at the previous index (i−1) (described later).
Input: The demodulator 223 receives a sequence of the first received signal B1 ′ (i) and a sequence of the second received signal B2 ′ (i).
Output: The demodulator 223 outputs a symbol sequence S ′ (i) (estimation result).
Operation: The transmission
MI'(i)はひとつ前のインデックス(i-1)において推定された位相の情報M'(i-1)の位相情報を記録する。M'(i)とMI'(i)との差の絶対値がπ未満であれば0、π以上であれば1を出力とする。たとえば、MI'(0)が0である場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π、…であれば、伝送信号推定部2232は系列S'(1)=0、S'(2)=1、S'(3)=0、S'(4)=1、…を出力する。MI'(0)がπである場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π、…であれば、伝送信号推定部2232は系列S'(1)=1、S'(2)=1、S'(3)=0、S'(4)=0、…を出力する。
MI ′ (i) records the phase information of the phase information M ′ (i−1) estimated at the previous index (i−1). If the absolute value of the difference between M ′ (i) and MI ′ (i) is less than π, 0 is output, and if it is greater than or equal to π, 1 is output. For example, if MI ′ (0) is 0, if M ′ (1) = 0, M ′ (2) = π, M ′ (3) = π, M ′ (4) = π,. Transmission
以下、図9を参照して実施例3の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は多値位相偏移変調(M-PSK)、露光時間τ=Tc/2であるものとする。同図に示すように、本実施例の可視光通信システム3は、送信装置31と受信装置32を含み、送信装置31は、変調部311と、発光部912を含み、発光部912は従来の送信装置91における発光部912と同じである。受信装置32は、受光部121と、復調部323を含み、受光部121は、実施例1の受信装置12における受光部121と同じである。復調部323は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部3232を含み、位相信号推定部1231は、実施例1の受信装置12における位相信号推定部1231と同じである。以下、図10を参照して従来および実施例1と異なる各部の入出力、動作について説明する。
The configuration of the visible light communication system according to the third embodiment will be described below with reference to FIG. In this embodiment, the modulation method is assumed to be multi-level phase shift keying (M-PSK) and exposure time τ = Tc / 2. As shown in the figure, the visible
<変調部311>
変調部311はメモリ、演算装置などからなる。変調部311のメモリには、階調情報Gが記憶される。
入力:変調部311には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、log2(G)ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部311からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が出力される。変調信号M(i)は0度、2*π/G*1、2*π/G*2、…2*π/G*(G-1)の値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部311は、入力されたディジタル伝送信号S(i)の系列の変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…の変調信号の系列を生成する。S(i)がLであれば変調部311は、M(i)を2*π/G*Lとして変調信号を生成する(S311)。
<
The
Input:
Output: The
Operation:
例えば変調部311は、G=4であるとき、ディジタル伝送信号の系列がS(1)=0、S(2)=3、S(3)=2、S(4)=1、…であった場合、M(1)=0、M(2)=3*π/2、M(3)=π、M(4)=π/2、…として変調信号を生成する。
For example, when G = 4, the
<復調部323>
復調部323はメモリ、演算装置などからなる。復調部323のメモリには、内部状態として参照位相情報MI'が記憶される。
入力:復調部323には、第1受信信号B1'(i)の系列、第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部323からは、シンボルの系列S'(i)(推定結果)が出力される。
動作:復調部323の伝送信号推定部3232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列を受け取り、シンボルの系列S'(i)を出力する(S3232)。また、伝送信号推定部3232は内部状態として参照位相情報MI'を持つ。具体的には、伝送信号推定部3232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0〜G-1のシンボルの系列S'(i)を推定する。具体的には以下の数式(式4)に基づく操作を行う。
<
The
Input: The
Output: The
Operation: The transmission
ただし、演算子gmod(θ,2π/G)は However, the operator gmod (θ, 2π / G) is
を意味する。上記のようにM'(i)は相対的な位相の情報のみを持つため、伝送信号推定部3232は別途参照位相情報MI'を内部的に保持する必要がある。MI'は符号S(i)が0である場合に観測される位相を保持する。たとえば、MI'が0である場合、M'(1)=0、M'(2)=3*π/2、M'(3)=π、M'(4)=π/2、…であれば、伝送信号推定部3232は系列S'(1)=0、S'(2)=3、S'(3)=2、S'(4)=1、…を出力する。MI'がπである場合、M'(1)=0、M'(2)=3*π/2、M'(3)=π、M'(4)=π/2、…であれば、伝送信号推定部3232は系列S'(1)=2、S'(2)=1、S'(3)=0、S'(4)=3、…を出力する。
Means. As described above, since M ′ (i) has only relative phase information, the transmission
以下、図11を参照して実施例4の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は差動多値位相偏移変調(DM-PSK)、露光時間τ=Tc/2であるものとする。同図に示すように、本実施例の可視光通信システム4は、送信装置41と受信装置42を含み、送信装置41は、変調部411と、発光部912を含み、発光部912は従来の送信装置91における発光部912と同じである。受信装置42は、受光部121と、復調部423を含み、受光部121は、実施例1の受信装置12における受光部121と同じである。復調部423は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部4232を含み、位相信号推定部1231は、実施例1の受信装置12における位相信号推定部1231と同じである。以下、図12を参照して従来および実施例1と異なる各部の入出力、動作について説明する。
Hereinafter, the configuration of the visible light communication system according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the modulation method is differential multilevel phase shift keying (DM-PSK) and exposure time τ = Tc / 2. As shown in the figure, the visible
<変調部411>
変調部411はメモリ、演算装置などからなる。変調部411のメモリには、階調情報Gが記憶される。また、変調部411のメモリには、内部状態MI(i)が記憶される。MI(i)は0度、2*π/G*1、2*π/G*2、…2*π/G*(G-1)のいずれかの位相の情報である。
入力:変調部411には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、log2(G)ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部411からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が出力される。変調信号M(i)は0度、2*π/G*1、2*π/G*2、…2*π/G*(G-1)の値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部411は、入力されたディジタル伝送信号S(i)の系列の変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…の変調信号の系列を生成する。S(i)がLで、MI(i)がL'であれば、2*π/G*L'+2*π/G*Lとして変調信号M(i)を生成する。ただし、2*π/G*L'+2*π/G*Lが2*πより大きい場合は2*π/G*L'+2*π/G*L-2*πとして変調信号M(i)を生成する(S411)。
<
The
Input:
Output: The
Operation:
例えば変調部411は、G=4かつMI(0)=π/2であるとき、ディジタル伝送信号の系列がS(1)=0、S(2)=3、S(3)=2、S(4)=1、…であった場合、M(1)=π/2、M(2)=0、M(3)=π、M(4)=3*π/2、…として変調信号を生成する。
For example, when G = 4 and MI (0) = π / 2, the
<復調部423>
復調部423はメモリ、演算装置などからなる。復調部423のメモリには、内部状態として位相情報MI'(i)が記憶される。
入力:復調部423には、第1受信信号B1'(i)の系列、第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部423からは、シンボルの系列S'(i)(推定結果)が出力される。
動作:復調部423の伝送信号推定部4232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列を受け取り、シンボルの系列S'(i)を出力する(S4232)。また、伝送信号推定部4232は内部状態として位相情報MI'(i)を持つ。具体的には、伝送信号推定部4232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0〜G-1のシンボルの系列S'(i)を推定する。具体的には以下の数式(式5)に基づく操作を行う。
<Demodulation unit 423>
The demodulator 423 includes a memory, an arithmetic device, and the like. The memory of the demodulation unit 423 stores phase information MI ′ (i) as an internal state.
Input: The demodulator 423 receives a sequence of the first received signal B1 ′ (i) and a sequence of the second received signal B2 ′ (i).
Output: The demodulator 423 outputs a symbol sequence S ′ (i) (estimation result).
Operation: The transmission
MI'(i)はM'(i-1)の位相情報を記録する。たとえば、MI'(0)がπ/2である場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=3*π/2、M'(4)=π/2、…であれば、伝送信号推定部4232は系列S'(1)=3、S'(2)=2、S'(3)=1、S'(4)=2、…を出力する。
MI ′ (i) records the phase information of M ′ (i−1). For example, if MI '(0) is π / 2, M' (1) = 0, M '(2) = π, M' (3) = 3 * π / 2, M '(4) = π ,..., The transmission
[変形例1]
実施例1〜4では受光素子と受信信号生成部の数はそれぞれ2つであったが、これを3つ以上にしてもよい。この場合も露光タイミングが近接する2つの受光素子において露光タイミングを搬送波周期Tcの4分の1ずらすことで、実施例1〜4と同様に位相の推定を第1受光素子および第2受光素子の間、第2受光素子および第3受光素子の間、第3受光素子および第4受光素子の間…でそれぞれ行うことにより、ノイズ耐性を増すことができる。
[Modification 1]
In the first to fourth embodiments, the number of the light receiving elements and the reception signal generation units is two, but the number may be three or more. Also in this case, the phase of the first light receiving element and the second light receiving element is estimated in the same manner as in the first to fourth embodiments by shifting the exposure timing by one-fourth of the carrier wave period Tc in the two light receiving elements whose exposure timings are close to each other. Noise tolerance can be increased by performing the operation between the second light receiving element and the third light receiving element, between the third light receiving element and the fourth light receiving element, respectively.
[変形例2]
実施例1〜4において位相信号推定部1231は位相を式1を用いて推定したが、この前段の処理として、図15に示すように、予め期待される受信信号の値に最小二乗法等によって写像したのちにこれを行ってもよい。
[Modification 2]
In the first to fourth embodiments, the phase
[変形例3]
送信装置が複数(H個)ある場合でも、実施例1〜4に記載したシステムを適用することが出来る。この場合は、実施例1〜4の受信信号生成部、復調部を複数用意すればよい。この場合は復調信号の推定はそれぞれの送信装置に対応して実行される。
[Modification 3]
Even when there are a plurality (H) of transmission apparatuses, the systems described in the first to fourth embodiments can be applied. In this case, a plurality of reception signal generation units and demodulation units according to the first to fourth embodiments may be prepared. In this case, the estimation of the demodulated signal is executed corresponding to each transmitting apparatus.
<補記>
本発明の装置は、例えば単一のハードウェアエンティティとして、キーボードなどが接続可能な入力部、液晶ディスプレイなどが接続可能な出力部、ハードウェアエンティティの外部に通信可能な通信装置(例えば通信ケーブル)が接続可能な通信部、CPU(Central Processing Unit、キャッシュメモリやレジスタなどを備えていてもよい)、メモリであるRAMやROM、ハードディスクである外部記憶装置並びにこれらの入力部、出力部、通信部、CPU、RAM、ROM、外部記憶装置の間のデータのやり取りが可能なように接続するバスを有している。また必要に応じて、ハードウェアエンティティに、CD−ROMなどの記録媒体を読み書きできる装置(ドライブ)などを設けることとしてもよい。このようなハードウェア資源を備えた物理的実体としては、汎用コンピュータなどがある。
<Supplementary note>
The apparatus of the present invention includes, for example, a single hardware entity as an input unit to which a keyboard or the like can be connected, an output unit to which a liquid crystal display or the like can be connected, and a communication device (for example, a communication cable) capable of communicating outside the hardware entity. Can be connected to a communication unit, a CPU (Central Processing Unit, may include a cache memory or a register), a RAM or ROM that is a memory, an external storage device that is a hard disk, and an input unit, an output unit, or a communication unit thereof , A CPU, a RAM, a ROM, and a bus connected so that data can be exchanged between the external storage devices. If necessary, the hardware entity may be provided with a device (drive) that can read and write a recording medium such as a CD-ROM. A physical entity having such hardware resources includes a general-purpose computer.
ハードウェアエンティティの外部記憶装置には、上述の機能を実現するために必要となるプログラムおよびこのプログラムの処理において必要となるデータなどが記憶されている(外部記憶装置に限らず、例えばプログラムを読み出し専用記憶装置であるROMに記憶させておくこととしてもよい)。また、これらのプログラムの処理によって得られるデータなどは、RAMや外部記憶装置などに適宜に記憶される。 The external storage device of the hardware entity stores a program necessary for realizing the above functions and data necessary for processing the program (not limited to the external storage device, for example, reading a program) It may be stored in a ROM that is a dedicated storage device). Data obtained by the processing of these programs is appropriately stored in a RAM or an external storage device.
ハードウェアエンティティでは、外部記憶装置(あるいはROMなど)に記憶された各プログラムとこの各プログラムの処理に必要なデータが必要に応じてメモリに読み込まれて、適宜にCPUで解釈実行・処理される。その結果、CPUが所定の機能(上記、…部、…手段などと表した各構成要件)を実現する。 In the hardware entity, each program stored in an external storage device (or ROM or the like) and data necessary for processing each program are read into a memory as necessary, and are interpreted and executed by a CPU as appropriate. . As a result, the CPU realizes a predetermined function (respective component requirements expressed as the above-described unit, unit, etc.).
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。また、上記実施形態において説明した処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されるとしてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. In addition, the processing described in the above embodiment may be executed not only in time series according to the order of description but also in parallel or individually as required by the processing capability of the apparatus that executes the processing. .
既述のように、上記実施形態において説明したハードウェアエンティティ(本発明の装置)における処理機能をコンピュータによって実現する場合、ハードウェアエンティティが有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記ハードウェアエンティティにおける処理機能がコンピュータ上で実現される。 As described above, when the processing functions in the hardware entity (the apparatus of the present invention) described in the above embodiments are realized by a computer, the processing contents of the functions that the hardware entity should have are described by a program. Then, by executing this program on a computer, the processing functions in the hardware entity are realized on the computer.
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM(Random Access Memory)、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等を、光磁気記録媒体として、MO(Magneto-Optical disc)等を、半導体メモリとしてEEP−ROM(Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory)等を用いることができる。 The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. As the computer-readable recording medium, for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used. Specifically, for example, as a magnetic recording device, a hard disk device, a flexible disk, a magnetic tape or the like, and as an optical disk, a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM (Random Access Memory), a CD-ROM (Compact Disc Read Only). Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), etc., magneto-optical recording medium, MO (Magneto-Optical disc), etc., semiconductor memory, EEP-ROM (Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory), etc. Can be used.
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。 The program is distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded. Furthermore, the program may be distributed by storing the program in a storage device of the server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。 A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. When executing the process, this computer reads the program stored in its own recording medium and executes the process according to the read program. As another execution form of the program, the computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program, and the program is transferred from the server computer to the computer. Each time, the processing according to the received program may be executed sequentially. Also, the program is not transferred from the server computer to the computer, and the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by the execution instruction and result acquisition. It is good. Note that the program in this embodiment includes information that is used for processing by an electronic computer and that conforms to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property that defines the processing of the computer).
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、ハードウェアエンティティを構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。 In this embodiment, a hardware entity is configured by executing a predetermined program on a computer. However, at least a part of these processing contents may be realized by hardware.
Claims (8)
前記光信号と前記露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値とし、生成された複数の前記受信信号の値と前記正規化用受信信号値に基づいて前記変調信号の位相を推定する復調部を含む
受信装置。 Based on the charge accumulated in the samplers of the plurality of light receiving elements that are exposed to the optical signal based on the modulation signal obtained by phase shift modulation of the digital transmission signal, each at a different exposure timing over a half period of the optical signal, A light receiving unit that generates a plurality of reception signals corresponding to each of the light receiving elements;
The value of the received signal when the phase difference between the optical signal and the exposure timing is zero is defined as a received signal value for normalization, and based on the generated values of the received signals and the received signal value for normalization A receiving apparatus including a demodulator that estimates a phase of the modulated signal.
前記復調部は、
推定された前記位相と、送受信間の位相のずれを表す参照位相情報に基づいて、前記ディジタル伝送信号を推定する
受信装置。 The receiving device according to claim 1,
The demodulator
A receiving apparatus that estimates the digital transmission signal based on the estimated phase and reference phase information indicating a phase shift between transmission and reception.
前記位相偏移変調が差動2値位相偏移変調であって、
前記復調部は、
推定された前記位相と、ひとつ前のインデックスにおいて推定された前記位相の情報に基づいて、前記ディジタル伝送信号を推定する
受信装置。 The receiving device according to claim 1,
The phase shift keying is differential binary phase shift keying,
The demodulator
A receiving apparatus that estimates the digital transmission signal based on the estimated phase and information on the phase estimated in the previous index.
前記位相偏移変調が多値位相偏移変調である
受信装置。 The receiving device according to claim 2,
The receiving device, wherein the phase shift keying is multilevel phase shift keying.
前記位相偏移変調が差動多値位相偏移変調であって、
前記復調部は、
推定された前記位相と、ひとつ前のインデックスにおいて推定された前記位相の情報に基づいて、前記ディジタル伝送信号を推定する
受信装置。 The receiving device according to claim 1,
The phase shift keying is differential multilevel phase shift keying,
The demodulator
A receiving apparatus that estimates the digital transmission signal based on the estimated phase and information on the phase estimated in the previous index.
複数の前記受光素子のうち、前記露光タイミングが近接する二つの前記受光素子において、前記露光タイミングが、前記光信号の周期の4分の1ずれている
受信装置。 The receiving device according to any one of claims 1 to 5,
The receiving apparatus in which the exposure timing is shifted by a quarter of the period of the optical signal in two of the light receiving elements that are close to each other in the exposure timing.
ディジタル伝送信号を位相偏移変調した変調信号に基づく光信号に、各々異なる露光タイミングで前記光信号の2分の1周期に渡り露光する複数の受光素子の標本化器に貯まる電荷に基づいて、前記受光素子のそれぞれに対応する複数の受信信号を生成するステップと、
前記光信号と前記露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値とし、生成された複数の前記受信信号の値と前記正規化用受信信号値に基づいて前記変調信号の位相を推定するステップを含む
受信方法。 A receiving method executed by the receiving device,
Based on the charge accumulated in the samplers of the plurality of light receiving elements that are exposed to the optical signal based on the modulation signal obtained by phase shift modulation of the digital transmission signal, each at a different exposure timing over a half period of the optical signal, Generating a plurality of received signals corresponding to each of the light receiving elements;
The value of the received signal when the phase difference between the optical signal and the exposure timing is zero is defined as a received signal value for normalization, and based on the generated values of the received signals and the received signal value for normalization A receiving method, comprising: estimating a phase of the modulated signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018046779A JP6922795B2 (en) | 2018-03-14 | 2018-03-14 | Receiver, receiving method, program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018046779A JP6922795B2 (en) | 2018-03-14 | 2018-03-14 | Receiver, receiving method, program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019161484A true JP2019161484A (en) | 2019-09-19 |
JP6922795B2 JP6922795B2 (en) | 2021-08-18 |
Family
ID=67996366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018046779A Active JP6922795B2 (en) | 2018-03-14 | 2018-03-14 | Receiver, receiving method, program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6922795B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013229799A (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Transmission device, reception device, transmission method and reception method for visual light communication, and program therefor |
JP2014171173A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Receiving device, receiving method, and program |
US20150093107A1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-02 | Qualcomm Incorporated | Rateless visible light communication |
-
2018
- 2018-03-14 JP JP2018046779A patent/JP6922795B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013229799A (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Transmission device, reception device, transmission method and reception method for visual light communication, and program therefor |
JP2014171173A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Receiving device, receiving method, and program |
US20150093107A1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-02 | Qualcomm Incorporated | Rateless visible light communication |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
WATARU KIHARA, ET AL.: "A Communication Method for Asynchronous Visible Light Communication based Image Sensor", 2017 IEEE GLOBECOM WORKSHOPS (GC WKSHPS), JPN6021024713, 2017, ISSN: 0004538336 * |
WATARU KIHARA, ET AL.: "A Modulation Method to Detect Phase Shift from Asynchronous Camera Image for Visible Light Communica", 2017 RISP INTERNATIONAL WORKSHOP ON NONLINEAR CIRCUITS, COMMUNICATIONS AND SIGNAL PROCESSINGS (NCSP', JPN6021024714, 2017, pages 133 - 136, ISSN: 0004538337 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6922795B2 (en) | 2021-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108712245B (en) | Time-of-flight imaging device and method for adjusting a reference frequency | |
US10164714B2 (en) | Methods and arrangements for generating a waveform for frequency shift keying communications | |
US10291329B2 (en) | Exchanging information between time-of-flight ranging devices | |
US9385816B2 (en) | Methods and arrangements for frequency shift communications by undersampling | |
US9918013B2 (en) | Method and apparatus for switching between cameras in a mobile device to receive a light signal | |
US9791543B2 (en) | System and method for estimating the position and orientation of a mobile communications device in a beacon-based positioning system | |
TW201328431A (en) | Self identifying modulated light source | |
WO2020016075A1 (en) | Electronic device and method | |
CN110662162A (en) | Dual mode optical device for time-of-flight sensing and information transfer, and apparatus, systems, and methods utilizing the same | |
JP6922795B2 (en) | Receiver, receiving method, program | |
Yang et al. | LIPO: Indoor position and orientation estimation via superposed reflected light | |
JP6922796B2 (en) | Receiver, visible light communication system, receiving method, program | |
JP5925146B2 (en) | Receiving device, receiving method, program | |
JP5840066B2 (en) | Visible light communication transmitting apparatus, visible light communication receiving apparatus, visible light communication transmitting method, visible light communication receiving method and program thereof | |
Linnartz et al. | Code division-based sensing of illumination contributions in solid-state lighting systems | |
JP6126026B2 (en) | Receiving device, receiving method, program | |
WO2020039950A1 (en) | Receiving device, receiving method, and program | |
JP2020507258A (en) | Coded light detection | |
Simon et al. | Characterization and measurement of performance properties of the UFSOOK camera communication protocol | |
JP2024027225A (en) | Receiver, visible light communication system, reception method, and program | |
Messerschmitt | End-to-end interstellar communication system design for power efficiency | |
Das et al. | Performance analysis of color-independent visible light communication using a color-space-based constellation diagram and modulation scheme | |
Sandeep et al. | Utilizing a Raspberry Pi for Transmitting Image using Li-Fi Transceiver | |
JP3910951B2 (en) | Distance difference detection method and system, and position detection method and system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180315 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200603 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20200603 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200603 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210629 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210712 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6922795 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |