JP2022141972A - Electromagnetic wave transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁波送信装置及び電磁波通信システムに関する。 The present invention relates to an electromagnetic wave transmitter and an electromagnetic wave communication system.
電磁波送信用の発振素子に用いた通信用の変調方式として、振幅偏移変調方式(Amplitude-Shift keying変調方式、以下、ASK変調方式という。)が知られている。また、通信用の変調方式としてオンオフ変調方式(Оn Оff keying変調方式、以下、OOK変調方式)も、ASK変調方式に含まれる1つの方式として知られている。 2. Description of the Related Art Amplitude-shift keying modulation (hereinafter referred to as ASK modulation) is known as a communication modulation method used in an oscillator for electromagnetic wave transmission. In addition, as a modulation method for communication, an on-off modulation method (on-off keying modulation method, hereinafter referred to as OOK modulation method) is also known as one method included in the ASK modulation method.
ここで、特許文献1には、共鳴トンネルダイオード(Resonant Tunneling Diode、以下、RTDという。)を電磁波送信用の発振素子として用いたASK変調方式に関する技術が開示されている。具体的には、当該技術は、RTDの発振領域のデータ(例えばOnに相当する信号)と、非発振領域のデータ(例えばOffに相当する信号)とを切り替えることにより2値を表す技術、すなわち、振幅の違いでOn及びOffを表す技術とされている。
また、特許文献2には、RTD等の連続発振のテラヘルツ波を用いたASK変調方式に関する技術が開示されている。具体的には、当該技術は、強度が可変な可変光を信号光として変調素子に重畳的に入射させ、信号強度に応じてテラヘルツ波の振幅を変調する技術とされている。
Here,
Further,
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示されている技術は、振幅の違いにより2値を表す技術であることから、送信速度(又は通信速度)の高速化に限界がある。
However, the techniques disclosed in
本発明が解決しようとする課題としては、送信速度を高速化することが一例として挙げられる。 One example of the problem to be solved by the present invention is to increase the transmission speed.
請求項1に記載の発明は、
電圧-電流特性が極大値及び前記極大値よりも高電圧側に位置する極小値を有し、かつ、変調信号を示す電磁波を送信する送信部と、
デジタル信号を取得する取得部と、
前記デジタル信号を、前記極大値の電圧以上で前記極小値の電圧以下の電圧領域とされる第1電圧領域の2水準以上の第1電圧値、並びに、前記極大値の電圧未満の電圧領域とされる第2電圧領域の第2電圧値及び前記極小値の電圧より高電圧側の電圧領域とされる第3電圧領域の第3電圧値の少なくとも一方を用いた信号であって、前記変調信号に変調する変調部と、
を備える電磁波送信装置である。
The invention according to
A transmission unit that has a voltage-current characteristic having a maximum value and a minimum value located on a higher voltage side than the maximum value and transmitting an electromagnetic wave that indicates a modulated signal;
an acquisition unit that acquires a digital signal;
The digital signal is defined as a first voltage value of two or more levels in a first voltage region, which is a voltage region equal to or higher than the maximum value voltage and equal to or less than the minimum value voltage, and a voltage region less than the maximum value voltage. A signal using at least one of a second voltage value in a second voltage region that is set to the minimum voltage value and a third voltage value in a third voltage region that is a voltage region on the higher voltage side than the voltage of the minimum value, wherein the modulated signal a modulation unit that modulates to
An electromagnetic wave transmitting device comprising:
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。 The above objectives, as well as other objectives, features and advantages, will become further apparent from the preferred embodiments described below and the accompanying drawings below.
<概要>
以下、本実施形態(本発明の一例)について説明する。まず、本実施形態の電磁波通信システム10(図1参照)の機能及び構成について図面を参照しながら説明する。次いで、本実施形態の電磁波通信システム10の動作について図面を参照しながら説明する。本実施形態の効果については、動作についての説明の中で説明する。なお、参照するすべての図面では同様の機能を有する構成要素に同様の符号を付し、明細書では適宜説明を省略する。
<Overview>
The present embodiment (an example of the present invention) will be described below. First, the function and configuration of the electromagnetic wave communication system 10 (see FIG. 1) of this embodiment will be described with reference to the drawings. Next, the operation of the electromagnetic
<構成>
図1は、本実施形態の電磁波通信システム10の概略図である。電磁波通信システム10は、電磁波送信装置20と、電磁波受信装置30とを備えている。電磁波通信システム10は、電磁波送信装置20により送信される電磁波Wを、電磁波受信装置30により受信する機能を有する。
<Configuration>
FIG. 1 is a schematic diagram of an electromagnetic
本実施形態の電磁波Wには、後述する変調信号を示す電磁波とされている。また、本実施形態の電磁波Wは、一例として、テラヘルツ波とされている。ここで、テラヘルツ波とは、ミリ波よりも短波長で赤外線よりも長波長の電磁波と言われている。テラヘルツ波は、光波及び電波の両方の性質を兼ね備えていた電磁波であり、例えば、布、紙、木、プラスチック、陶磁器等を透過し(又は透過し易く)、金属、水等は透過しない(又は透過し難い)という性質を有する。一般的に、テラヘルツ波の周波数は1THz前後(波長は300μm前後に相当)の電磁波とも言われているが、その範囲について一般的に明確な定義はない。そこで、本明細書では、テラヘルツ波の波長の範囲を70GHz以上10THz以下の範囲と定義する。 The electromagnetic wave W of this embodiment is an electromagnetic wave indicating a modulated signal, which will be described later. Further, the electromagnetic waves W of the present embodiment are terahertz waves as an example. Here, the terahertz wave is said to be an electromagnetic wave having a shorter wavelength than millimeter waves and a longer wavelength than infrared rays. Terahertz waves are electromagnetic waves that have the properties of both light waves and radio waves. hard to penetrate). Generally, the frequency of the terahertz wave is said to be an electromagnetic wave with a frequency of around 1 THz (corresponding to a wavelength of around 300 μm), but there is generally no clear definition of that range. Therefore, in this specification, the wavelength range of terahertz waves is defined as a range of 70 GHz or more and 10 THz or less.
〔電磁波送信装置〕
図2は、本実施形態の電磁波送信装置20の概略図である。電磁波送信装置20は、多値変調された変調信号を示す電磁波Wを送信する機能を有する。電磁波送信装置20は、一例として、取得部22と、変換部24(変調部の一例)と、切り替え部26Aと、選択器26Bと、送信部28と、多値レベル設定部29Aと、同期レベル設定部29Bとを備えている。
[Electromagnetic wave transmitter]
FIG. 2 is a schematic diagram of the
(取得部)
本実施形態の取得部22は、一例として音、映像等のデジタル信号を取得する機能を有する。また、取得部22は、取得したデジタル信号を、変換部24に出力する機能を有する。
(acquisition part)
(変換部)
本実施形態の変換部24は、一例として、多値レベル変換部24Aと、同期信号レベル変換部24Bとを有している。
多値レベル変換部24Aは、取得部22からのデジタル信号(通信用データ)を入力とし、多値レベル設定に従い、多値レベルに変換して出力する機能を有する。ここで、多値レベル設定とは、後述する第1電圧領域RA内の2水準以上の電圧レベル(第1電圧値V2、V3、V4)、並びに、後述する第2電圧領域RBの電圧レベル(第2電圧値V1)及び後述する第3電圧領域の電圧値レベル(第3電圧値V5)の少なくとも一方の電圧レベルの設定を意味する(図3参照)。
また、同期信号レベル変換部24Bは、同期レベル設定に従い、所定の同期信号レベルを出力する機能を有する。ここで、同期レベル設定とは、第1電圧領域RA内の2水準以上の電圧レベル、並びに、第2電圧領域RBの電圧レベル及び第3電圧領域の電圧値レベルの少なくとも一方の電圧レベルの設定を意味する(図3参照)。
(converter)
The
The
In addition, the synchronization
(切り替え部及び選択部)
切り替え部26Aは、選択器26Bによって選択されて送信部28に出力されるデータの切り替えタイミングを生成して、選択器26Bに入力する機能を有する。ここで、当該データとは、多値レベル変換部24Aが出力するデータ(以下、多値データという。)及び同期信号レベル変換部24Bが出力するデータ(以下、同期信号データという。)である。
選択器26Bは、切り替え部26Aが生成したデータの切り替えタイミングに従い、同期信号データと多値データとを異なるタイミングで送信部28に出力する機能を有する。
(Switching part and selection part)
The
The
(送信部)
送信部28は、選択器26Bにより選択されて入力されるデータを電磁波W(本実施形態の場合は前述のとおりテラヘルツ波)として発振する機能を有する。そのため、送信部28は、テラヘルツ波を発振する素子を有している。本実施形態のテラヘルツ波を発振する素子は、一例としてRTDとされている。ただし、テラヘルツ波を発振する素子であれば、当該素子はRTDでなくてもよい。
(Transmitter)
The
ここで、RTDの電圧-電流特性(電圧と電流との関係を示す2次元のグラフにおける、電圧に対する電流の特性)について図3のグラフを参照しながら説明する。図3は、本実施形態のRTDの電圧-電流特性及び第1電圧領域RA内の3水準の第1電圧値V2、V3、V4並びに第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域RCの第3電圧値V5を示すグラフである。
RTDは、電圧-電流特性において、極大値及び前記極大値よりも高電圧側に位置する極小値を有する。ここで、当該極大値における電圧値を電圧値VOLとし、当該極小値における電圧値を電圧値VOHと定義する。そして、電圧値VOLから電圧値VOHに亘る電流のスペクトルは、微分負性抵抗特性を示す微分負性抵抗領域とされている。本明細書では、当該微分負性抵抗領域を第1電圧領域RAと定義する。すなわち、RTDは、その動作領域の電圧-電流特性に、微分負性抵抗特性を示す微分負性抵抗領域(第1電圧領域RA)を有する。また、本明細書では、電圧-電流特性のグラフにおける第1電圧領域RAの両側の電圧領域のうち電圧値VOLよりも低電圧側の領域を第2電圧領域RB、電圧値VOHよりも高電圧側の領域を第3電圧領域RCと定義する。そして、RTDは、第1電圧領域RA内の第1電圧値V2、V3、V4並びに第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域の第3電圧値V5の少なくとも一方の電圧値が印加されている場合に、電磁波Wを発振する素子として機能するようになっている。
Here, the voltage-current characteristics of the RTD (characteristics of current versus voltage in a two-dimensional graph showing the relationship between voltage and current) will be described with reference to the graph of FIG. FIG. 3 shows the voltage-current characteristics of the RTD of this embodiment, three levels of first voltage values V 2 , V 3 , and V 4 in the first voltage area RA and the second voltage value V 1 in the second voltage area RB. and a third voltage value V5 in a third voltage region RC.
The RTD has a maximum value and a minimum value located on the higher voltage side than the maximum value in the voltage-current characteristics. Here, the voltage value at the maximum value is defined as voltage value VOL , and the voltage value at the minimum value is defined as voltage value VOH . The spectrum of the current from the voltage value VOL to the voltage value VOH is defined as a differential negative resistance region showing differential negative resistance characteristics. In this specification, the differential negative resistance region is defined as a first voltage region RA. That is, the RTD has a differential negative resistance region (first voltage region RA) exhibiting differential negative resistance characteristics in the voltage-current characteristics of its operating region. Further, in this specification, of the voltage regions on both sides of the first voltage region RA in the voltage-current characteristic graph, the region on the lower voltage side than the voltage value VOL is the second voltage region RB , and A region on the high voltage side is defined as a third voltage region RC. Then, the RTD has the first voltage values V 2 , V 3 and V 4 in the first voltage area RA, the second voltage value V 1 in the second voltage area RB and the third voltage value V 5 in the third voltage area. It functions as an element that oscillates electromagnetic waves W when at least one voltage value is applied.
そして、送信部28は、同期信号レベル変換部24Bからの同期信号データが入力されると、第1電圧領域RA内の3水準の第1電圧値V2、V3、V4並びに第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域の第3電圧値V5の少なくとも一方の電圧値に対応したパターンを有する同期信号を送信するようになっている。ここで、本実施形態の同期信号は、電磁波受信装置30に、送信信号の検出タイミングを知らせる信号であり、また、変調信号に使用される一部又はすべての電圧レベルを認識させる役割を有する。次いで、送信部28は、多値レベル変換部24Aからの多値データが入力されると、第1電圧領域RA内の3水準の第1電圧値V2、V3、V4並びに第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域の第3電圧値V5の少なくとも一方の電圧値に対応したパターンを有するデジタル信号を送信するようになっている。ここで、本実施形態では第1電圧領域RA内の第1電圧値V2、V3、V4を一例として3水準の電圧値としているが、第1電圧領域RA内の第1電圧値は2水準以上であればよい。
Then, when the synchronization signal data from the synchronization signal
以上のとおりであるから、本実施形態における多値レベル設定及び同期レベル設定は、第1電圧領域RA内の3水準の第1電圧値V2、V3、V4並びに第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域の第3電圧値V5の少なくとも一方の電圧値に設定されている。また、本実施形態の電磁波送信装置20は、多値データ及び同期信号データを多値変調し、多値変調したデータを電磁波Wに乗せて電磁波受信装置30に送信するようになっている。
As described above, the multi-value level setting and the synchronization level setting in this embodiment are the three levels of the first voltage values V 2 , V 3 , and V 4 in the first voltage area RA and the values of the second voltage area RB. It is set to at least one voltage value of the second voltage value V1 and the third voltage value V5 in the third voltage region. Further, the electromagnetic
〔電磁波受信装置〕
電磁波受信装置30は、電磁波送信装置20が送信した電磁波Wを受信し、受信した電磁波Wをデジタル信号に復調するようになっている。例えば、デジタル信号が音をデジタル化した信号であれば、電磁波受信装置30は電磁波受信装置30により受信された電磁波Wのうちの同期信号データに基づき検出タイミングを生成し、音のデジタル信号を復調するようになっている。
[Electromagnetic wave receiver]
The electromagnetic
以上が、本実施形態の構成についての説明である。 The above is the description of the configuration of the present embodiment.
<動作>
次に、本実施形態の電磁波通信システム10の動作について図面を参照しながら説明する。以下、まず、全体の流れについて説明し、次いで多値変調の具体例を挙げて説明する。なお、電磁波通信システム10により一例として音に関する信号を通信する場合とする。また前述のとおり、以下の説明とともに本実施形態の効果についても説明する。
<Action>
Next, the operation of the electromagnetic
〔全体の流れ〕
以下、本実施形態の動作の全体の流れについて図1及び図2を参照しながら説明する。
まず、取得部22は、外部装置(図示省略)から音に関するデジタル信号を取得し、取得したデジタル信号を変換部24(多値レベル変換部24A)に出力する。
[Overall flow]
Hereinafter, the flow of the overall operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
First, the
次いで、多値レベル変換部24Aは、取得部22からのデジタル信号(通信用データ)を入力とし、多値レベル設定部29Aによる多値レベル設定に従い、多値レベルに変換して出力する。また、同期信号レベル変換部24Bは、同期レベル設定部29Bによる同期レベル設定に従い、所定の同期信号レベルを出力する。
Next, the
次いで、切り替え部26Aは、選択器26Bによって選択されて送信部28に出力される多値データと同期信号データとの切り替えタイミングを生成して、選択器26Bに入力する。その結果、選択器26Bは、切り替え部26Aが生成した切り替えタイミングに従い、同期信号データと多値データとを異なるタイミングで送信部28に出力する。
Next, the
次いで、送信部28は、選択器26Bにより選択されて入力されるデータを電磁波Wに乗せて送信する。すなわち、送信部28は、当該データについての変調信号を示す電磁波Wを送信する。
Next, the transmitting
次いで、電磁波受信装置30は、送信部28(電磁波送信装置20)が送信した電磁波Wを受信し、受信した電磁波Wのうちの同期信号データに基づき検出タイミングを生成し、多値データをデジタル信号に復調する。その結果、電磁波受信装置30により受信された電磁波Wは音のデジタル信号に復調される。
Next, the electromagnetic
以上が、本実施形態の動作の全体の流れについての説明である。 The above is the description of the overall flow of the operation of the present embodiment.
〔多値変調の具体例〕
次に、図3、図4及び図5を参照しながら、変調信号の具体例について説明する。図4及び図5は、それぞれ、本実施形態の電磁波送信装置20が送信する変調信号の一例である。
[Specific example of multilevel modulation]
Next, specific examples of modulated signals will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 5. FIG. 4 and 5 are examples of modulated signals transmitted by the
ここで、図4及び図5における、Vは電圧値、tは時間を示す。電圧値Vの軸における、V1、V2、V3、V4、V5は、それぞれ第2電圧領域RBの第2電圧値、第1電圧領域RA内の3水準の第1電圧値、第3電圧領域RCの第3電圧値を示す。これらの変調信号のパターンは、多値データ及び同期信号データを含む。
なお、図4のVsync1、Vsync2及びVsync3並びに図5のVsync4及びVsync5は、変調信号のうち同期信号データに相当する部分を示す。また、図5の全体のパターンは、同期信号データに相当する部分とそれ以外の部分(変調データに相当する部分)とを含む変調信号を示す。すなわち、本実施形態では、送信部28は変調信号のうちの少なくとも一部として同期信号を送信する。
Here, in FIGS. 4 and 5, V indicates a voltage value and t indicates time. V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , and V 5 on the axis of the voltage value V are the second voltage value in the second voltage region RB, the first three voltage values in the first voltage region RA, The third voltage value of the third voltage domain RC is shown. These modulated signal patterns include multilevel data and synchronization signal data.
V sync1, V sync2 and V sync3 in FIG. 4 and V sync4 and V sync5 in FIG. 5 indicate portions of the modulated signal corresponding to the synchronization signal data. Also, the overall pattern in FIG. 5 shows a modulated signal including a portion corresponding to synchronization signal data and other portions (portions corresponding to modulated data). That is, in this embodiment, the
本実施形態の変換部24が生成する信号は、図4及び図5に示されるように、第1電圧領域RA内の第1電圧値V2、V3、V4のうちの2水準以上の電圧値並びに第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域RCの第3電圧値V5の少なくとも一方の電圧値を用いた変調信号とされている。すなわち、本実施形態の変換部24が生成する信号は、3水準以上の電圧値を用いて多値変調された変調信号とされる。具体的には、当該変調信号は、例えば、mビット(m≧1、本実施形態の場合は一例としてm=2)のデータをn値(n≧3、本実施形態の場合は一例としてn=4)の電圧レベルに変換して多値変調された信号とされる。そのため、本実施形態の場合、前述の特許文献1及び2に開示されている技術(以下、比較技術という。)に比べて、同じ時間で送信できるデータの量が多い。
したがって、本実施形態の電磁波送信装置20は、比較技術に比べて、送信速度を高速化することができる。これに伴い、本実施形態の電磁波通信システム10は、比較技術に比べて、通信速度を高速化することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the signal generated by the
Therefore, the electromagnetic
第2電圧領域RB及び第3電圧領域RCは、通常、非発振領域とすることが通常とされている。「非発振領域」とは、RTDの電圧-電流特性において電磁波Wを発振するための電圧領域以外の領域を意味する。
しかしながら、図4に示されるように、本実施形態では、同期信号Vsync1、Vsync2、Vsync3に第2電圧領域RB及び第3電圧領域RC(図3参照)の少なくとも一方の電圧値を含む設定としている。そして、通常、非発振領域とされる第2電圧領域RB及び第3電圧領域RCの電圧値(第2電圧値V1及び第3電圧値V5)を含んだ電圧遷移は、例えば、通常の発振領域(第1電圧領域RAに相当)内のみの電圧値で電圧遷移する形態に比べて、S/N比を大きくすることができる。
したがって、本実施形態の電磁波送信装置20は、電磁波受信装置30に誤検出され難い信号を送信することができる。これに伴い、本実施形態の電磁波通信システム10は、同期信号の認識性の点で通信の安定性が高い。また、前述のとおり、本実施形態の電磁波送信装置20は比較技術に比べて送信速度を高速化することができることから、本実施形態の電磁波送信装置20は、比較技術に比べて、送信速度を高速化したうえで、電磁波受信装置30に誤検出され難い信号を送信することができる。
The second voltage region RB and the third voltage region RC are generally assumed to be non-oscillating regions. The “non-oscillating region” means a region other than the voltage region for oscillating the electromagnetic waves W in the voltage-current characteristics of the RTD.
However, as shown in FIG. 4, in this embodiment, the synchronization signals Vsync1, Vsync2 , and Vsync3 include voltage values in at least one of the second voltage region RB and the third voltage region RC (see FIG. 3). It is set. Then, the voltage transition including the voltage values (the second voltage value V 1 and the third voltage value V 5 ) of the second voltage region RB and the third voltage region RC, which are normally non-oscillating regions, is, for example, normal The S/N ratio can be increased as compared with the mode in which the voltage transition occurs only at the voltage value within the oscillation region (corresponding to the first voltage region RA).
Therefore, the electromagnetic
また、図4における、同期信号Vsync1は、電圧値が最小電圧値(第2電圧値V1)及び最大電圧値(第1電圧値V4)の一方から他方に亘って遷移する特定のパターン(V1、V2、V3、V4の記載順で電圧値が遷移するパターン又はこの逆の記載順で電圧値が遷移するパターン)に設定されている。すなわち、本実施形態の同期信号Vsync1は、第1電圧領域RA内の電圧設定レベルのうちの最大電圧値(第1電圧値V4)及び最小電圧値(第2電圧値V1)を含むパターンとされる。そのため、本実施形態の電磁波受信装置30には、受信する変調信号の最大電圧値及び最小電圧値が認識される。なお、デジタル信号は、電圧値V1、V2、V3、V4を用いて多値変調される。
図4における、同期信号Vsync3は、電圧値が最小電圧値(第1電圧値V2)及び最大電圧値(第3電圧値V5)の一方から他方に亘って遷移する特定のパターン(V2、V3、V4、V5の記載順で電圧値が遷移するパターン又はこの逆の記載順で電圧値が遷移するパターン)に設定されている。同期信号Vsync2は、電圧値が最小電圧値(第1電圧値V2)及び最大電圧値(第2電圧値V1)の一方から他方に亘って遷移する特定のパターン(V2、V3、V4、V1の記載順で電圧値が遷移するパターン又はこの逆の記載順で電圧値が遷移するパターン)に設定されている。なお、デジタル信号は、電圧値V2、V3、V4、V5用いて多値変調される。
したがって、本実施形態の電磁波送信装置20は、電磁波受信装置30に認識され易い同期信号を送信することができる。これに伴い、本実施形態の電磁波通信システム10は、同期信号の認識性の点で通信の安定性が高い。
In addition, the synchronization signal V sync1 in FIG. 4 has a specific pattern in which the voltage value transitions from one of the minimum voltage value (second voltage value V 1 ) and the maximum voltage value (first voltage value V 4 ) to the other. It is set to (a pattern in which voltage values change in the stated order of V 1 , V 2 , V 3 , and V 4 or a pattern in which voltage values change in the reverse stated order). That is, the synchronization signal V sync1 of the present embodiment includes the maximum voltage value (first voltage value V 4 ) and the minimum voltage value (second voltage value V 1 ) of the voltage setting levels within the first voltage area RA. pattern. Therefore, the electromagnetic
In FIG. 4 , the synchronization signal V sync3 has a specific pattern (V 2 , V 3 , V 4 , and V 5 , or a pattern in which the voltage values change in the reverse order). The synchronization signal V sync2 has a specific pattern (V 2 , V 3 , V 4 , and V 1 or a pattern in which the voltage values change in the reverse order). The digital signal is multi-value modulated using voltage values V 2 , V 3 , V 4 and V 5 .
Therefore, the
また、図5における同期信号Vsync4、Vsync5は、通常の非発振領域とされる第2電圧領域RB及び第3電圧領域RC(図3参照)のいずれの電圧値(第2電圧値V1及び第3電圧値V5)を含み、デジタル信号が取り得る多値レベルとしてすべてのレベルとなる4レベルを用いるように設定されている。そのため、本実施形態では、このような同期信号とすることで、同期信号のレベル電圧を教師データとして電磁波送信装置20に送信することが可能となる。また、電磁波受信装置30においては同期信号から各レベル電圧を抽出し、受信信号の多値データのレベルを設定することが可能となる。
したがって、本実施形態の電磁波送信装置20は、電磁波受信装置30に、変調信号のレベル電圧を認識させることができる。
In addition, the synchronization signals V sync4 and V sync5 in FIG. 5 correspond to any voltage value (second voltage value V 1 and a third voltage value V 5 ), and is set to use four levels, which are all levels, as multi-value levels that the digital signal can take. Therefore, in this embodiment, by using such a synchronization signal, it becomes possible to transmit the level voltage of the synchronization signal to the electromagnetic
Therefore, the electromagnetic
また、本実施形態の場合、第1電圧領域RA内の第1電圧値V2、V3、V4のうちの2水準以上の電圧値並びに第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域の第3電圧値V5の両方の電圧値を用いて変調信号を生成してもよい。
この場合、第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値から第2電圧値V1に遷移する信号と、第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値から第3電圧値V5に遷移する信号とは、同じ信号を示すとする。
そして、この場合、本実施形態の多値レベル変換部24A(変換部24)は、第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値から第2電圧値V1及び第3電圧値V5のいずれか一方に信号を遷移させる場合、遷移時間が短くなる方に信号を遷移させる。例えば、第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値が第1電圧値V2である場合、多値レベル変換部24Aは遷移時間が短くなる方とされる第2電圧値V1に信号を遷移させる。また、例えば、第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値が第1電圧値V4である場合、多値レベル変換部24Aは遷移時間が短くなる方とされる第3電圧値V5に信号を遷移させる。
したがって、本実施形態は、第1電圧領域RAの電圧値並びに第2電圧領域RB及び第3電圧領域の両方の電圧値を用いて変調信号を生成する場合に上記のようにして遷移時間を短くすることにより、送信速度(通信速度)をより高速化することができる。
In the case of the present embodiment, two or more voltage values among the first voltage values V 2 , V 3 , and V 4 in the first voltage region RA and the second voltage values V 1 and
In this case, the signal that transitions from any one of the first voltage values V 2 , V 3 , and V 4 to the second voltage value V 1 and any one of the first voltage values V 2 , V 3 , and V 4 The signal that transitions from one voltage value to the third voltage value V5 indicates the same signal.
In this case, the
Therefore, the present embodiment shortens the transition time as described above when generating the modulation signal using the voltage value of the first voltage region RA and the voltage values of both the second voltage region RB and the third voltage region. By doing so, the transmission speed (communication speed) can be further increased.
以上のとおり、本発明について本実施形態を一例として説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲には、例えば、下記のような形態(変形例)も含まれる。 As described above, the present invention has been described by taking this embodiment as an example, but the present invention is not limited to this embodiment. The technical scope of the present invention includes, for example, the following forms (modifications).
例えば、本実施形態では、第1電圧領域RA内に3水準の電圧値を設定電圧レベルとして説明した。しかしながら、第1電圧領域RA内の設定電圧レベルは2水準以上であればよい。 For example, in the present embodiment, three levels of voltage values have been described as set voltage levels within the first voltage region RA. However, the set voltage level in the first voltage area RA may be two levels or more.
また、本実施形態では、同期信号のパターンを図4のVsync1、Vsync2、Vsync3及び図5のVsync4、Vsync5として説明したが、同期信号のパターンはこれらと異なるパターンであってもよい。
なお、本実施形態の説明では、同期信号のパターンを、図4のVsync1、Vsync2、Vsync3及び図5のVsync4、Vsync5を例として説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲に属する形態としては、これらの同期信号のパターンのいずれか1つ又はその変形を含む形態であればよい。すなわち、同期信号は、(1)第2電圧領域RBの第2電圧値V1を含み、第3電圧領域RCの第3電圧値V5を含まない信号、(2)第2電圧領域RBの第2電圧値V1を含まず、第3電圧領域RCの第3電圧値V5を含む信号並びに(3)第2電圧領域RBの第2電圧値V1及び第3電圧領域RCの第3電圧値V5を含む信号のいずれか1つであればよい。
Further, in the present embodiment, the sync signal patterns are described as V sync1 , V sync2 and V sync3 in FIG. 4 and V sync4 and V sync5 in FIG. good.
In the description of the present embodiment, the synchronization signal patterns have been described by taking V sync1 , V sync2 and V sync3 in FIG. 4 and V sync4 and V sync5 in FIG. 5 as examples. However, as a form belonging to the technical scope of the present invention, any form including any one of these synchronization signal patterns or a modification thereof may be used. That is, the synchronization signal is ( 1 ) a signal that includes the second voltage value V1 in the second voltage region RB and does not include the third voltage value V5 in the third voltage region RC, and (2) a signal that does not include the third voltage value V5 in the second voltage region RB. ( 3 ) the second voltage value V1 in the second voltage region RB and the third voltage value V5 in the third voltage region RC; Any one of the signals including the voltage value V5 may be used.
また、本実施形態の多値レベル変換部24Aは、第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値から第2電圧値V1及び第3電圧値V5のいずれか一方に信号を遷移させる場合、遷移時間が短くなる方に信号を遷移させるとして説明した。しかしながら、例えば、以下のようにしてもよい。具体的には、第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値から第2電圧値V1及び第3電圧値V5のいずれか一方を経由して第1電圧値V2、V3、V4のいずれか1つの電圧値に信号を遷移させる場合、遷移時間が短くなる方に信号を遷移させるようにしてもよい。この変形例の場合、第1電圧領域RAの電圧値並びに第2電圧領域RB及び第3電圧領域RCの両方の電圧値を用いて変調信号を生成する場合に上記のようにして遷移時間を短くすることにより、送信速度(通信速度)をより高速化することができる。
Further, the
以下、参考形態の例を付記する。
1. 電圧-電流特性が極大値及び前記極大値よりも高電圧側に位置する極小値を有し、かつ、変調信号を示す電磁波を送信する送信部と、
デジタル信号を取得する取得部と、
前記デジタル信号を、前記極大値の電圧以上で前記極小値の電圧以下の電圧領域とされる第1電圧領域の2水準以上の第1電圧値、並びに、前記極大値の電圧未満の電圧領域とされる第2電圧領域の第2電圧値及び前記極小値の電圧より高電圧側の電圧領域とされる第3電圧領域の第3電圧値の少なくとも一方を用いた信号であって、前記変調信号に変調する変調部と、
を備える電磁波送信装置。
2. 前記変調部は、前記デジタル信号を、前記第1電圧値、前記第2電圧値及び前記第3電圧値を用いた前記変調信号に変調する、
1.に記載の電磁波送信装置。
3. 前記送信部は、前記変調信号の少なくとも一部として同期信号を送信する、
1.又は2.に記載の電磁波送信装置。
4. 前記同期信号は、前記第1電圧値から前記第2電圧値及び前記第3電圧値の少なくとも一方、又は、前記第2電圧値及び前記第3電圧値の少なくとも一方から前記第1電圧値に亘って遷移するパターンを含む、
3.に記載の電磁波送信装置。
5. 前記同期信号は、前記2水準以上の第1電圧値、前記第2電圧値及び前記第3電圧値を用いた信号とされる、
3.又は4.に記載の電磁波送信装置。
6. 前記変調部は、前記デジタル信号を、前記第1電圧値、前記第2電圧値及び前記第3電圧値を用いた前記変調信号に変調する、
1.~4.のいずれか1つに記載の電磁波送信装置。
7. 前記第1電圧値のいずれか1つの電圧値から前記第2電圧値に遷移する信号と、前記いずれか1つの電圧値から前記第3電圧値に遷移する信号とは、同じ信号を示し、
前記変調部は、前記いずれか1つの電圧値から前記第2電圧値及び前記第3電圧値のいずれか一方に信号を遷移させる場合、遷移時間が短くなる方に信号を遷移させる、
5.に記載の電磁波送信装置。
8. 前記第1電圧値のいずれか1つの電圧値から前記第2電圧値に遷移する信号と、前記いずれか1つの電圧値から前記第3電圧値に遷移する信号とは、同じ信号を示し、
前記変調部は、前記いずれか1つの電圧値から前記第2電圧値及び前記第3電圧値のいずれか一方を経由して前記いずれか1つの電圧値に信号を遷移させる場合、遷移時間が短くなる方に信号を遷移させる、
5.に記載の電磁波送信装置。
9. 前記電磁波は、テラヘルツ波である、
1.~7.のいずれか1つに記載の電磁波送信装置。
10. 1.~8.のいずれか1つに記載の電磁波送信装置と、
前記電磁波送信装置が送信した電磁波を受信し、デジタル信号に復調する電磁波受信装置と、
を備える電磁波通信システム。
Examples of reference forms are added below.
1. A transmission unit that has a voltage-current characteristic having a maximum value and a minimum value located on a higher voltage side than the maximum value and transmitting an electromagnetic wave that indicates a modulated signal;
an acquisition unit that acquires a digital signal;
The digital signal is defined as a first voltage value of two or more levels in a first voltage region, which is a voltage region equal to or higher than the maximum value voltage and equal to or less than the minimum value voltage, and a voltage region less than the maximum value voltage. A signal using at least one of a second voltage value in a second voltage region that is set to the minimum voltage value and a third voltage value in a third voltage region that is a voltage region on the higher voltage side than the voltage of the minimum value, wherein the modulated signal a modulation unit that modulates to
An electromagnetic wave transmitter comprising:
2. The modulating unit modulates the digital signal into the modulated signal using the first voltage value, the second voltage value, and the third voltage value.
1. The electromagnetic wave transmitter according to 1.
3. The transmitter transmits a synchronization signal as at least part of the modulated signal,
1. or 2. The electromagnetic wave transmitter according to 1.
4. The synchronization signal ranges from the first voltage value to at least one of the second voltage value and the third voltage value, or from at least one of the second voltage value and the third voltage value to the first voltage value. including patterns that transition through
3. The electromagnetic wave transmitter according to 1.
5. The synchronization signal is a signal using the first voltage value, the second voltage value and the third voltage value of the two or more levels,
3. or 4. The electromagnetic wave transmitter according to 1.
6. The modulating unit modulates the digital signal into the modulated signal using the first voltage value, the second voltage value, and the third voltage value.
1. ~ 4. The electromagnetic wave transmitter according to any one of .
7. a signal that transitions from any one voltage value of the first voltage value to the second voltage value and a signal that transitions from the one voltage value to the third voltage value are the same signal;
When the signal transitions from the one voltage value to one of the second voltage value and the third voltage value, the modulation unit transitions the signal in the direction with a shorter transition time.
5. The electromagnetic wave transmitter according to 1.
8. a signal that transitions from any one voltage value of the first voltage value to the second voltage value and a signal that transitions from the one voltage value to the third voltage value are the same signal;
When the signal transitions from the one voltage value to the one voltage value via one of the second voltage value and the third voltage value, the modulation unit shortens the transition time. transition the signal to
5. The electromagnetic wave transmitter according to 1.
9. The electromagnetic waves are terahertz waves,
1. ~7. The electromagnetic wave transmitter according to any one of .
10. 1. ~8. the electromagnetic wave transmitting device according to any one of
an electromagnetic wave receiving device that receives an electromagnetic wave transmitted by the electromagnetic wave transmitting device and demodulates it into a digital signal;
An electromagnetic communication system comprising:
この出願は、2019年1月9日に出願された日本出願特願2019-001973号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-001973 filed on January 9, 2019, and the entire disclosure thereof is incorporated herein.
10 電磁波通信システム
20 電磁波送信装置
22 取得部
24 変換部(変調部の一例)
24A 多値レベル変換部
24B 同期信号レベル変換部
26A 切り替え部
26B 選択器
28 送信部
29A 多値レベル設定部
29B 同期レベル設定部
30 電磁波受信装置
RA 第1電圧領域
RB 第2電圧領域
RC 第3電圧領域
W 電磁波(テラヘルツ波の一例)
10 electromagnetic
24A
Claims (1)
デジタル信号を取得する取得部と、
前記デジタル信号を、前記極大値の電圧以上で前記極小値の電圧以下の電圧領域とされる第1電圧領域の2水準以上の第1電圧値、並びに、前記極大値の電圧未満の電圧領域とされる第2電圧領域の第2電圧値及び前記極小値の電圧より高電圧側の電圧領域とされる第3電圧領域の第3電圧値の少なくとも一方を用いた信号であって、前記変調信号に変調する変調部と、
を備える電磁波送信装置。 A transmission unit that has a voltage-current characteristic having a maximum value and a minimum value located on a higher voltage side than the maximum value and transmitting an electromagnetic wave that indicates a modulated signal;
an acquisition unit that acquires a digital signal;
The digital signal is defined as a first voltage value of two or more levels in a first voltage region, which is a voltage region equal to or higher than the maximum value voltage and equal to or less than the minimum value voltage, and a voltage region less than the maximum value voltage. A signal using at least one of a second voltage value in a second voltage region that is set to the minimum voltage value and a third voltage value in a third voltage region that is a voltage region on the higher voltage side than the voltage of the minimum value, wherein the modulated signal a modulation unit that modulates to
An electromagnetic wave transmitter comprising:
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