JP3328912B2 - 多値レベル信号通信方式における受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２進数データから多値
化レベル信号に変換し、その多値化レベル信号を伝送す
る通信方式において使用される受信装置に関する。特
に、受信信号の振幅の安定性を図ったものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、データ伝送では、所定周波数のキ
ャリアを２進数データを用いて、振幅、周波数、位相変
調する方式が知られている。しかしながら、この方法は
伝送効率の面で問題があり、２進数データを３ビットか
ら４ビットまとめて得られる多値データを用いて、搬送
波を振幅、周波数、位相変調する方式が知られている。
この方式は変調された搬送波の状態数が多くなり伝送効
率が向上する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば、搬
送波を多値データにより振幅変調して送出する通信方法
の場合には、復調波を多値レベルに量子化することが必
要となる。このため、正確な復調を行うためには、受信
信号から振幅基準やサンプリング基準を正確に検出する
必要がある。しかし、伝送路の減衰や増幅器の温度特
性、経年変化等により受信信号の振幅レベルが変化する
ため、通常、自動利得制御（ＡＧＣ）を行って、振幅の
安定を保つ。しかし、変調信号が多値ランダム信号であ
る場合、常に、安定して、正確な制御電圧を得ることは
困難であった。

【０００４】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、データと多値レベル信号
との間の相互変換において、受信された多値レベル信号
のレベルを安定化すると共に、復調時の基準レベルを受
信信号から正確に得られるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は以下に
示す新規な２進数データを多値レベル信号に変換する通
信方式において使用される受信装置に関する。２進数デ
ータの構成は、１データ当たり２進数ｎビットである。
多値レベル信号は、データの値ｍ＝２ⁿ に対応する多値
レベルの信号である。多値レベル信号の領域において
は、１基本期間は、第０タイムスロット（多値信号通信
の分野ではシンボル期間とも言う）から第ｍ−１タイム
スロットのｍ個のタイムスロットで構成され、レベル
は、第０レベルから第ｍ−１レベル、第ｍ−１レベルの
上の上基準レベルとの合計ｍ＋１個の多値レベルで構成
される。又、連続する基本期間が交互にＡ種基本期間と
Ｂ種基本期間と定義される。

【０００６】Ａ種基本期間は後述するようにデータの値
を１レベル上位レベルへシフトして多値レベル信号を生
成する期間であり、Ｂ種基本期間はデータの値をそのま
ま多値レベル信号とする期間である。

【０００７】２進数のデータ領域では、１群データがｍ
個のデータで構成され、１群のｍ個のデータのうち、群
の先頭から所定のｋ番目に現れるデータが指標データと
定義される。その指標データの値は時間指標値Ｔとさ
れ、残りのｍ−１個の通常データｊの値がレベル値Ｌ_j
とされる。

【０００８】受信時の振幅の基準及びタイミングの基準
を得るために、指標データに関しては、第Ｔタイムスロ
ットにおいて、Ａ種基本期間において第０レベル、Ｂ種
基本期間において上基準レベルをとる多値レベル信号と
される。通常データｊに関しては、第Ｔタイムスロット
だけを飛ばして１群における通常データｊの存在位置に
対応するタイムスロットにおいて、Ａ種基本期間におい
ては通常データｊのレベル値Ｌ_j を１レベル上位にシフ
トさせたレベル値Ｌ_j ＋１をとる多値レベル信号とし、
Ｂ種基本期間においては通常データｊのレベル値Ｌ_j を
とる多値レベル信号とされる。

【０００９】本発明は、上記の通信方式における多値レ
ベル信号を受信するための受信装置である。即ち、本発
明の受信装置は、伝送路から多値レベル信号を受信して
増幅する増幅器と、Ａ種基本期間に対しては、その基本
期間内における多値レベル信号の最小電圧値を検出し、
Ｂ種基本期間に対しては、その基本期間内における多値
レベル信号の最大電圧値を検出する最大最小値検出手段
と、検出された最小電圧値と最大電圧値との電圧差が常
に所定値となるように増幅器の増幅率を制御する増幅率
制御手段とを有することを特徴とする。

【００１０】又、請求項２の発明の受信装置は、多値レ
ベル信号の領域において、請求項１の発明が上基準レベ
ルを設定したのに対して、第０レベルより下の下基準レ
ベル、第０レベルから第ｍ−１レベルとの合計ｍ＋１個
の多値レベルで構成したことのみが異なる。よって、Ａ
種基本期間においては指標データは第ｍ−１レベルの多
値レベル信号とし、通常データｊはレベル値Ｌ_j を１レ
ベル下位にシフトさせたレベル値Ｌ_j −１をとる多値レ
ベル信号とし、Ｂ種基本期間においては指標データは下
位基準レベルの多値レベル信号とし、通常データｊはレ
ベル値Ｌ_j をとる多値レベル信号とした通信方式におい
て使用される請求項１と同じ構成をとる装置である。

【００１１】又、上記の請求項１、２では、各レベルの
番号はレベルの指標であって、絶対的な電圧レベルを指
すものではない。また、レベルは、Ｂ種基本期間ではレ
ベルシフトがないように、Ｂ種基本期間を基準として、
指標付が行われているものとする。よって、多値レベル
を絶対的な電圧レベルで考えるとき、２進数データの値
で対応する電圧値に１電圧目盛だけ、上位にシフトさせ
たものをＡ種基本期間電圧メモリのシフトさせないもの
をＢ種基本期間とする他、１電圧目盛／２だけ上位にシ
フトさせたものをＡ種基本期間、１電圧目盛／２だけ下
位にシフトさせたものをＢ種基本期間としても良い。即
ち、上記の請求項の定義では、変換後のこのＢ種基本期
間の電圧レベルに対して指標付を行った後のレベルとし
て定義されている。よって、１レベルシフトは、Ａ種基
本期間とＢ種基本期間とにおける相対的な概念である。

【００１２】請求項３の発明の受信装置は、多値レベル
信号のレベルをｍ個のレベルに、第０レベルより下の下
基準レベル、第ｍ−１レベルより上の上基準レベルの２
つのレベルを加えたものである。よって、指標データに
関しては、第Ｔタイムスロットにおいて、Ａ種基本期間
において下基準レベル、Ｂ種基本期間において上基準レ
ベルをとる多値レベル信号とする。通常データｊに関し
ては、第Ｔタイムスロットだけを飛ばして１群における
通常データｊの存在位置に対応するタイムスロットにお
いて、通常データｊのレベル値Ｌ_j をとる多値レベル信
号とする通信方式において使用される請求項１と同一構
成の装置である。

【００１３】全請求項において、第０レベル、第１レベ
ル、…、第ｍ−１レベルの値０，１，…，ｍ−１は多値
レベル信号のレベルに付された指標であり、レベル値Ｌ
_j もレベルの指標の値を意味する。従って、下基準レベ
ル、第０レベル、第１レベル、…、第ｍ−１レベル、上
基準レベルに対応する絶対的な電圧値は等間隔である必
要はない。例えば、第０レベルから第ｍ−１レベルまで
は、絶対電圧値にして等間隔とし、下基準レベルと第０
レベルとの電圧差、上基準レベルと第ｍ−１レベルとの
電圧差は、上記の等間隔電圧差の２倍、３／２倍等任意
に設定できる。下基準レベルと上基準レベルの絶対電圧
値は、タイムスロットの検出タイミングや、多値レベル
信号の電圧値を量子化するために、各レベルに対応する
絶対基準電圧値を発生するために用いられる。よって、
データとして意味のある第０レベル〜第ｍ−１レベルの
絶対電圧値に対して、大きく異なる方が、タイミング検
出、振幅検出の精度が高くなる。このように、レベルは
電圧にして等間隔である必要はないので、レベルの概念
は単に指標を意味するに過ぎない。よって、１レベル上
位又は下位にシフトさせることは、電圧値が不等間隔で
あっても、指標が１つだけ、上位又は下位のレベルにシ
フトさせることを意味する。レベル値Ｌ_j を１だけ上位
又は下位にシフトさせたレベル値Ｌ_j ＋１，Ｌ_j −１
も、レベルの指標値を意味し、絶対電圧値を意味するも
のではない。

【００１４】

【作用及び発明の効果】請求項１、２、３では、指標デ
ータの値Ｔは、多値レベル信号の第Ｔタイムスロット
に、連続する基本期間で交互に、第０レベル又は上基準
レベル（請求項１）、第ｍ−１レベル又は下基準レベル
（請求項２）、下基準レベル及び上基準レベル（請求項
３）の多値レベル信号として変換される。指標データを
除く他の通常データｊの値Ｌ_j は、Ａ種基本期間では、
１レベル上のレベルＬ_j ＋１にシフト（請求項１）又は
１レベル下のレベルＬ_j −１にシフトされる（請求項
２）。Ｂ種基本期間では通常データｊの値Ｌ_j がそのま
ま多値レベル信号のレベル値となる。請求項３の方法
は、レベルのシフトはない。このＡ種基本期間とＢ種基
本期間は交互に現れる。この指標データの多値レベル信
号のレベル値により多値レベル信号の最大振幅の情報を
伝達することができる。又、この方法では、ｎビットを
１データとするｍ個の１群のデータが、ｍ＋１レベル
（請求項１、２）、ｍ＋２レベル（請求項３）のｍ個の
タイムスロットを１基本期間とする多値レベル信号に変
換される。この時、指標データはタイムスロット番号が
伝達情報となるがｍ個のタイムスロットがとれるので、
指標データも通常データと同じビット数のデータとする
ことができるので、ｍ個の全データを同一に多値レベル
信号とした場合と同一の伝送効率となる。

【００１５】上記の請求項１の通信方式においては、多
値レベル信号は、元の２進数データの値にかかわらず、
Ａ種基本期間では必ず１つのタイムスロットで第０レベ
ルの信号が現れ、Ｂ種基本期間では必ず１つのタイムス
ロットで上基準レベルの信号が現れる。よって、Ａ種基
本期間で検出された最小電圧値は第０レベルの信号であ
り、Ｂ種基本期間で検出された最大電圧値は上基準レベ
ルの信号である。

【００１６】又、請求項２の通信方式においては、多値
レベル信号は、元の２進数データの値にかかわらず、Ａ
種基本期間では必ず１つのタイムスロットで第ｍ−１レ
ベルの信号が現れ、Ｂ種基本期間では必ず１つのタイム
スロットで下基準レベルの信号が現れる。よって、Ａ種
基本期間で検出された最大電圧値は第ｍ−１レベルの信
号であり、Ｂ種基本期間で検出された最小電圧値は下基
準レベルの信号である。

【００１７】さらに、請求項３の通信方式においては、
多値レベル信号は、元の２進数データの値にかかわら
ず、Ａ種基本期間では必ず１つのタイムスロットで下基
準レベルの信号が現れ、Ｂ種基本期間では必ず１つのタ
イムスロットで上基準レベルの信号が現れる。よって、
Ａ種基本期間で検出された最小電圧値は下基準レベルの
信号であり、Ｂ種基本期間で検出された最大電圧値は上
基準レベルの信号である。

【００１８】従って、上記の最大電圧値と最小電圧値と
の差電圧が一定となるように、増幅器の利得を制御すれ
ば、その増幅器の出力する多値レベル信号のレベル値に
対応する電圧は安定する。この結果、多値レベル信号の
電圧が安定すると共に、多値レベル信号を量子化する時
の基準電圧も安定した電圧を用いることができるので、
２進数データへの変換の精度が向上する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。第１実施例

【００２０】本発明の変換方法を次に説明する。本実施
例の方法は、１データ、ｎ＝３ビット、ｍ＝８、レベル
数ｍ＋１＝９、第ｍ−１レベルの上に上基準レベルＢ
（第ｍレベル）を設定、タイムスロット数８、１群のデ
ータ数８、ｋ＝１、即ち、指標データは１群の先頭にあ
る場合である。

【００２１】データ列は、具体的に、２進数で、第１群
が、１１０，０１０，１００，０１０，１０１，００
１，０１０，１００、第２群が、０１０，０１１，０１
０，１１０，１１１，１００，００１，０１１、第３群
が、１１１，１００，０１１，１１１，０１１，０１
０，００１，１００である。８進数表記Ｏ’ｘ’とする
と、第１群の８個のデータは、発生順に、Ｏ’６２４２
５１２４’、第２群の８個のデータは、Ｏ’２３２６７
４１３’、第３群の８個のデータは、Ｏ’７４３７３２
１４’である。指標データは各群の先頭データであるの
で、第１群がＯ’６’、第２群がＯ’２’、第３群が
Ｏ’７’である。

【００２２】第１群データの変換 第１群の２進データは、第１基本期間の多値レベルに変
換される。先ず、第１群の指標データはＯ’６’である
ので、この値６は時間指標値Ｔとされ、第Ｔタイムスロ
ット、即ち、第６タイムスロットにおいて、第０レベル
の信号とされる。次に、第２データから第８データまで
は、通常データｊであるが、この順に、第６タイムスロ
ットだけを飛ばして、第０タイムスロットから第７タイ
ムスロットの７個のタイムスロットが割り付けられる。
この場合には、第２データは、第０タイムスロット、第
３データは第１タイムスロット、…第７データは第５タ
イムスロット、第８データは第７タイムスロットに割当
られる。

【００２３】次に、第２データから第８データまでの２
進数の通常データｊが多値化される。このレベル値Ｌ_j
は、具体的には、２，４，２，５，１，２，４である。
次に、この第１基本期間はＡ種基本期間であるので、上
記のレベル値Ｌ_j は１レベルだけ上位にシフトされる。
即ち、３，５，３，６，２，３，５である。

【００２４】次に、指標データを含めた、第１群データ
の多値化データの信号レベルが、図１の（１）に示す同
期信号に同期して、第１基本期間の第０タイムスロット
から第７タイムスロットに、３，５，３，６，２，３，
０，５と配列される。

【００２５】第２群データの変換 次に、第２群の２進データの多値レベルへの変換につい
て説明する。第２群の２進データは、第２基本期間の多
値レベルに変換される。先ず、第２群の指標データは
Ｏ’２’であるので、この値２は時間指標値Ｔとされ、
第Ｔタイムスロット、即ち、第２タイムスロットにおい
て、上基準レベルＢ（第ｍレベル、第８レベル）の信号
とされる。次に、第２データから第８データまでは、通
常データｊであるが、この順に、第２タイムスロットだ
けを飛ばして、第０タイムスロットから第７タイムスロ
ットの７個のタイムスロットが割り付けられる。この場
合には、第２データは第０タイムスロット、第３データ
は第１タイムスロット、第４データは第３タイムスロッ
ト、第５データは第４タイムスロット…第７データは第
７タイムスロットに割当られる。

【００２６】次に、第２データから第８データまでの２
進数の通常データｊが多値化される。このレベル値Ｌ_j
は、具体的には、３，２，６，７，４，１，３である。
次に、この第２基本期間はＢ種基本期間であるので、上
記のレベル値Ｌ_j のレベルシフトは行われない。

【００２７】よって、指標データを含めた、第２群デー
タの多値化データの信号レベルが、図１の（１）に示す
同期信号（クロック）に同期して、第２基本期間の第０
タイムスロットから第７タイムスロットに、３，２，
Ｂ，６，７，４，１，３と配列される。

【００２８】次に、第３群データが第３基本期間の多値
レベルに変換される。この第３基本期間は、第１基本期
間と同じＡ種基本期間であるので、第１基本期間と同様
に通常データｊのレベル値Ｌ_j が１レベルだけ上レベル
にシフトされて、多値レベルに変換される。以上のよう
に通常データのレベル値Ｌ_j は、図１の（４）に示すよ
うに、Ａ種基本期間とＢ種基本期間とで、交互に１レベ
ルだけ上にシフトされる。

【００２９】このように、３ビット８個のデータから成
る１群のデータを１単位として、その１群のデータが１
基本期間の多値レベルの信号に変換される。尚、伝送路
では、上記の９レベルの各レベルは、−４Ｖから４Ｖま
での１Ｖ間隔の電圧レベルで送出される。尚、レベルシ
フトにおいて、絶対電圧レベルで考え、Ａ種基本期間で
０．５Ｖ上へ、Ｂ種基本期間で０．５Ｖ下へシフトさせ
た場合も、Ａ種基本期間で通常データは１レベル上にシ
フトされたものとなる。

【００３０】この多値レベル信号をローパスフィルタに
入力した後、ローパスフィルタの出力信号で所定周波数
の搬送波を振幅、周波数又は位相変調することで、伝送
路に送出することができる。

【００３１】伝送路から受信した被変調信号を復調した
後、多値レベル信号を抽出する。次に、この多値レベル
信号の２進数データへの逆変換に付いて説明する。先
ず、１基本期間の８個のタイムスロットの各信号電圧が
同期信号に同期してサンプリングされディジタルデータ
に変換され、バッファメモリに一旦記憶される。次に、
１基本期間がＡ種基本期間であれば、この８個のデータ
の中で最小電圧が第０レベルの電圧値として決定され
る。又、１基本期間がＢ種基本期間であれば、８個のデ
ータの中で最大電圧が第８レベルの電圧値として決定さ
れる。これらの電圧値は次の基本期間の信号の復調が完
了するまで記憶される。

【００３２】次に、図１の（３）に示すように、前の基
本期間で検出された最大電圧値Max、即ち、上基準レベ
ルＢ、又は最小電圧値Min 、即ち、第０レベルと、今回
の基本期間で検出された最小電圧値又は最大電圧値とか
ら、電圧幅Ｗが演算される。もしも、伝送路における雑
音混入や瞬間的な信号レベルの変動がなければ、最大電
圧値は＋４Ｖであり、最小電圧値は−４Ｖであるので、
その電圧幅Ｗは８Ｖとなる。次に、電圧幅Ｗから１レベ
ル間の電圧差がｄ＝Ｗ／８で演算される。これにより、
受信端において、第０レベルから第８レベルの９レベル
の各電圧値が決定される。

【００３３】次に、この各レベルの電圧値を用いて、１
基本期間の各信号の電圧値が第０レベルから第８レベル
の９レベルに量子化される。具体的には、図１のデータ
の例では、第１基本期間における多値化信号のレベル値
は、３，５，３，６，２，３，０，５となる。

【００３４】次に、基本期間がＡ種基本期間である場合
には、上記のレベル値が０であるデータのタイムスロッ
ト番号Ｔが演算される。上記の第１基本期間の例では、
レベル値０は、第６タイムスロットに存在するので、Ｔ
＝６となる。この値６は、指標データの復調された値と
なる。次に、基本期間がＡ種基本期間である場合には、
上記データ列からレベル値０を消去して、残りの７つの
データに関して、上記のレベル値が１レベルだけ下位レ
ベルにシフトされる。即ち、２，４，２，５，１，２，
４となる。そして、指標データは群の先頭から第ｋ番目
に存在する、即ち、本実施例では第１番目に存在するか
ら、値６が群の先頭に位置し、他の７つのデータを共
に、復調された１群のデータ列が生成される。即ち、そ
のデータ列は、Ｏ’６２４２５１２４’となる。このよ
うにして、多値レベル信号は元の２進データに逆変換さ
れる。

【００３５】第２基本期間の多値レベル信号について
も、同様に処理される。但し、第２基本期間はＢ種基本
期間であるので、最大電圧値が上基準レベルＢ（第８レ
ベル）に対応する電圧値として検出される。第１基本期
間と同様な量子化の処理により、第２基本期間のレベル
値は、３，２，Ｂ，６，７，４，１，３となる。Ｂ種基
本期間の場合には、レベルの下位へのシフトは行われな
い。次に、量子化された後のレベル値が上基準レベルＢ
となっているタイムスロット番号Ｔが演算される。この
値ＴがＢ種基本期間の指標データを復調した値となる。
第２群データの場合には、Ｔ＝２である。次に、その指
標データの値２と、他の７個の通常データｊの値とを１
列に並べて、復調された１群のデータ列が生成される。
即ち、そのデータ列は、Ｏ’２３２６７４１３’とな
る。このようにして、多値レベル信号は元の２進データ
に復調される。

【００３６】以下、同様な処理により多値レベル信号は
２進データに復調される。逆変換の場合も、順変換の場
合と同様にレベルシフトを絶対的な電圧レベルで考えた
場合には、Ａ種基本期間を１レベル下位にシフトさせる
ことは、Ａ種基本期間の通常データの多値レベル信号の
電圧値を１Ｖシフトさせ、Ｂ種基本期間の通常データの
多値レベル信号の電圧値をシフトさせないこと、Ａ種基
本期間の通常データの多値レベル信号の電圧値を−０．
５Ｖシフトさせ、Ｂ種基本期間の通常データの多値レベ
ル信号の電圧値を０．５Ｖシフトさせることの方法があ
る。

【００３７】尚、上記の実施例において、Ａ種基本期間
とＢ種基本期間とは交互に現れるように約束している。
従って、データフレームの先頭が検出できれば、順に、
Ａ種基本期間、Ｂ種基本期間と判定できる。このデータ
フレームの検出は、データを伝送していない場合には、
最大電圧と最小電圧を交互に出力して、多値レベル信号
の振幅を固定することで、逆変換時の量子化レベルを決
定することができる。又、図３に示すように、１基本期
間において、少なくとも２つのタイムスロットで最大レ
ベルをとり、且つ、少なくとも２つのタイムスロットで
最小レベルをとる識別信号を送出すれば、データフレー
ムの先頭の検出が可能である。何故ならば、データはそ
のような状態はとれないからである。

【００３８】又、タイムスロットを検出するための同期
信号を生成する必要があるが、指標データの多値レベル
信号はＡ種基本期間の最低レベル、Ｂ種基本期間の最大
レベルとして検出できる。しかも、この信号は基本期間
に必ず１つ存在する。この信号で位相同期ループ（ＰＬ
Ｌ）を構成し、常時、正確なクロックを再生することが
できる。

【００３９】図５は本発明の受信装置の構成を示したブ
ロック図である。利得可変増幅器１１，１２により受信
された多値レベル信号Ｓ１の増幅率が制御される。多値
レベル信号Ｓ１は増幅器１１で増幅された後、ローカル
発振器１３からの信号が混合されて、中間周波の多値レ
ベル信号Ｓ１に周波数変換される。その後、帯域通過フ
ィルタ１４により所定の中間周波帯域の信号が抽出され
て、増幅器１２にてその中間周波多値レベル信号が増幅
される。搬送波再生回路１５はその信号から搬送波を抽
出して、同期復調器１６に入力させ、同期復調器１６は
多値レベル信号Ｓ２を復調する。その復調された多値レ
ベル信号Ｓ２は波形等価フィルタ１７に入力して波形成
形される。この信号Ａは図６に示す波形である。

【００４０】この信号Ａはコンパレータ２１の非反転入
力端子、コンパレータ２２の反転入力端子に入力してい
る。このコンパレータ２１の反転入力端子、コンパレー
タ２２の非反転入力端子には、それぞれ、図６に示す上
閾値電圧TH、下閾値電圧TLが、それぞれ、Ｄ／Ａコンバ
ータ２３，２４を介して入力している。この上閾値電圧
TH、下閾値電圧TLは、指令値により変化させることもで
きる。この結果、コンパレータ２１からは図６に示す信
号Ｃが、コンパレータ２２からは図６に示す信号Ｄが出
力される。この上閾値電圧TH、下閾値電圧TLは、それぞ
れ、第０レベル、上基準レベルＢの信号を抽出するため
に設定される電圧である。従って、信号Ｃは上基準レベ
ルＢをとるタイムスロットだけＨレベル、信号Ｄは第０
レベルをとるタイムスロットだけＨレベルとなる信号で
ある。

【００４１】一方、信号Ａは微分回路２５により微分さ
れて、図６に示す信号Ｂが得られる。信号Ｂはコンパレ
ータ２６の非反転入力端子に入力し、コンパレータ２６
の反転入力端子は接地されている。よって、コンパレー
タ２６からは、図６に示す信号Ｅが出力される。信号Ｅ
は信号Ａの立ち上がり期間だけＨレベルとなる信号であ
る。又、インバータ２７により信号Ｅの反転信号Ｅ^* が
得られる。

【００４２】信号ＣはAND ゲート３１、３２に入力し、
信号ＤはAND ゲート３３、３４に入力する。又、信号Ｅ
はAND ゲート３２、３４に入力し、信号Ｅ^* はAND ゲー
ト３１、３３に入力している。又、AND ゲート３３、３
４には期間判別信号Ｇが入力し、AND ゲート３１、３２
には反転期間判別信号Ｇ^* が入力している。この結果、
AND ゲート３１からは図６に示す信号Ｉ、AND ゲート３
４からは信号Ｈが出力される。即ち、信号Ｈは、Ａ種基
本期間において下閾値電圧TLよりも低い電圧をとるタイ
ムスロットの後半だけＨレベルとなる信号であり、信号
Ｉは、Ｂ種基本期間において上閾値電圧THよりも高い電
圧をとるタイムスロットの後半だけＨレベルとなる信号
である。これにより、指標データのタイムスロットが検
出されたことになる。

【００４３】AND ゲート３３から出力される信号Ｈ
^' は、Ａ種基本期間において下閾値電圧TLよりも低い電
圧をとるタイムスロットの前半だけＨレベルとなる信号
であり、信号Ｉ^' は、Ｂ種基本期間において上閾値電圧
THよりも高い電圧をとるタイムスロットの前半だけＨレ
ベルとなる信号である。これにより、指標データのタイ
ムスロットが検出されたことになる。

【００４４】信号Ｉと信号ＨはORゲート３５に入力し
て、ORゲート３５から信号ＪがAND ゲート３７に出力さ
れる。又、信号Ｉ^' と信号Ｈ^' はORゲート３６に入力し
て、ORゲート３５から信号Ｊ^' がAND ゲート３８に出力
される。即ち、信号ＪはＡ種基本期間とＢ種基本期間と
の指標データのタイムスロットの後半を表す信号とな
り、信号Ｊ^' はＡ種基本期間とＢ種基本期間との指標デ
ータのタイムスロットの前半を表す信号となる。

【００４５】これらの信号Ｊ, Ｊ^' は、分周器／９０度
移相器５１の出力する信号Ｌと共に、AND ゲート３７，
３８に入力する。分周器／９０度移相器５１は、多値レ
ベル信号の１タイムスロットを１周期とする方形波（図
７）の信号Ｋ，Ｌを出力している。信号Ｌは信号Ｋに対
して９０度位相が進んでいる。よって、AND ゲート３７
の出力信号Ｍは、指標データのタイムスロットの後半を
示す信号ＪのＨレベルと信号ＬのＨレベルとが重なった
区間、Ｈレベルとなる信号であり、AND ゲート３８の出
力信号Ｎは、指標データのタイムスロットの前半を示す
信号Ｊ^' のＨレベルと信号ＬのＨレベルとが重なった区
間、Ｈレベルとなる信号である。

【００４６】信号Ｏ，Ｐは信号Ｍ，Ｎを平滑積分した波
形である。即ち、信号Ｏ，Ｐのレベルは信号Ｍ，Ｎのパ
ルス幅に比例する。よって、差動増幅器４１の出力信号
は信号Ｏと信号Ｐとのレベル差を示し電圧制御発振器５
０に入力する。電圧制御発振器５０は入力信号の電圧値
に応じて出力信号Ｋ，Ｌの位相が変化する。このクロー
ズドループにより位相同期ループが形成される。即ち、
信号Ｍと信号Ｎのパルス幅が等しくなるように、信号
Ｌ，Ｋの位相が決定される。よって、信号ＬのＨレベル
期間は、タイムスロットの中央に存在し、信号Ｌより９
０度位相が遅れている信号Ｋは、その立ち上がりが各タ
イムスロットの中央を示す。

【００４７】よって、この信号Ｋの立ち上がりに同期し
て、Ａ／Ｄコンバータ５２により信号Ａをサンプリング
すれば、多値レベル信号の各タイムスロットにおけるレ
ベル値を求めることができる。Ａ／Ｄコンバータ５２の
出力するデータＱは最大／最小電圧幅演算器５３に入力
する。最大／最小電圧幅演算器５３は基本期間判別器５
５の出力する判別信号Ｇを入力しており、Ａ種基本期間
におけるデータＱの最小値、即ち、多値レベル信号の最
小電圧値を検出し、Ｂ種基本期間におけるデータＱの最
大値、即ち、多値レベル信号の最大電圧値を検出する。
そして、電圧差データＲはＤ／Ａコンバータ５６に入力
して、最大最小電圧差信号Ｓがローパスフィルタ５９を
介して差動増幅器５８の反転入力端子に入力する。又、
差動増幅器５８の非反転入力端子にはローパスフィルタ
６０を介してＤ／Ａコンバータ５７の出力する基準電圧
が入力しており、電圧差信号Ｓと基準電圧Ｔとの差電圧
Ｕが、利得制御増幅器１１，１２の制御端子に入力し
て、その増幅器１１，１２の増幅率を変化させる。

【００４８】即ち、増幅器１１，１２の増幅率は、Ａ種
基本期間の最小電圧値Ｂと種基本期間の最大電圧値との
電圧差が一定値をとるように、負帰還制御されることに
なる。よって、多値レベル信号Ａの各レベルの電圧値は
安定する。この多値レベル信号Ａから上述したように、
その信号Ａをサンプリングするタイミング信号Ｋが生成
され、信号Ａは量子化演算器／違反符号判別器５４にお
いて、各レベル値Ｌ_jに量子化される。

【００４９】このようにして、多値レベル信号Ａの振幅
が一定となるので、各レベルの電圧値が変動することが
ないため、正確な量子化が可能となる。

【００５０】尚、上記実施例では、搬送波を多値レベル
信号で変調する方式は、振幅変調方式を用いたが任意の
変調方式を採用することができる。又、復調方式もそれ
らの変調方式に適した方式が採用でき、例えば、ＱＡＭ
変調のような場合には、ローカル発振器による９０度位
相差を有する搬送波の位相を復調信号に基づいて位相ロ
ックかけることで復調することができる。

【００５１】第２実施例 他の実施例の変換方法を次に説明する。本実施例の方式
は、１データ、ｎ＝３ビット、ｍ＝８、レベル数ｍ＋２
＝１０、下基準レベルＡ及び上基準レベルＢを有する、
タイムスロット数８、１群のデータ数８、ｋ＝１、即
ち、指標データは１群の先頭にある場合である。

【００５２】第１実施例は、指標データの多値レベルを
連続する基本期間で、交互に第０レベルと上基準レベル
Ｂ（第ｍレベル（第８レベル））とし、第０レベルを指
標データの多値レベルとして用いた場合には、通常デー
タの多値レベルを１レベル上位にシフトさせて、第０レ
ベルと通常データの値０とが重ならないように配慮され
ている。これに対して、第２実施例は、ｍ個のレベルに
下基準レベルＡと上基準レベルＢの２つのレベルを余分
に付加し、指標データの多値レベルを連続する基本期間
において交互に下基準レベルＡと上基準レベルＢと割当
て、通常データの多値レベルをｍ個の多値レベルに割り
当てたものである。従って、第２実施例では、変換及び
逆変換時に多値レベルのシフト操作は必要でなくなる。

【００５３】第１実施例と同じデータ列で説明する。即
ち、第１群データは、Ｏ’６２４２５１２４’、第２群
データは、Ｏ’２３２６７４１３’、第３群データは、
Ｏ’７４３７３２１４’において、各群の先頭に現れる
指標データの値は、それぞれ、６、２、７である。よっ
て、第１基本周期の第６タイムスロットは下基準レベル
Ａに、第２基本周期の第２タイムスロットは上基準レベ
ルＢに、第３基本周期の第７タイムスロットは下基準レ
ベルＡに設定される。そして、それらのタイムスロット
を除いて、順に、各タイムスロットにおいて、通常デー
タの多値レベルＯ’２４２５１２４’、Ｏ’３２６７４
１３’、Ｏ’４３７３２１４’が割当られる。

【００５４】このように、指標データの多値レベルは下
基準レベルＡと上基準レベルＢとで交互に割当られる。

【００５５】次に、多値レベルの信号の２進データへの
復調に付いて説明する。復調は第１実施例とほぼ同様に
行われる。即ち、Ａ種基準期間（下基準レベルＡが使用
される期間）の場合には、１基本期間の８個のタイムス
ロットの各信号電圧のうち最小電圧が下基準レベルＡの
電圧値として決定される。一方、Ｂ種基本期間（上基準
レベルＢが使用される期間）であれば、８個のデータの
中で最大電圧が上基準レベルＢの電圧値として決定され
る。これらの電圧値は次の基本期間の信号の復調が完了
するまで記憶される。

【００５６】第１実施例と同様に、図２の（３）に示す
ように、前基本周期の最大電圧値Max 又は最小電圧値Mi
n と、今回の基本期間で検出された最小電圧値又は最大
電圧値とから、電圧幅Ｗが演算され、電圧幅Ｗから１レ
ベル間の電圧差がｄ＝Ｗ／９で演算される。これによ
り、受信端において、下基準レベルＡ、第０レベルから
第７レベル、上基準レベルＢの１０レベルの各電圧値が
決定される。

【００５７】次に、この各レベルの電圧値を用いて、１
基本期間の各信号の電圧値が上記の１０レベルに量子化
される。具体的には、図２のデータの例では、第１基本
期間における多値化信号のレベル値は、２，４，２，
５，１，２，Ａ，４、第２基本期間における多値化信号
レベル値は、３，２，Ｂ，６，７，４，１，３、第３基
本期間における多値化信号レベル値は、４，３，７，
３，２，１，４，Ａ、となる。

【００５８】次に、基本期間がＡ種基本期間、Ｂ種基本
期間に応じて、上記のレベル値がＡ、Ｂであるデータの
タイムスロット番号Ｔが演算される。この値は、上記の
３つの群のデータでは、６、２、７となる。次に、これ
らの値は各群の指標データの多値レベル値であるので、
各群の第ｋ番目、即ち、先頭に位置させ、値Ａ、値Ｂを
除くデータ列を生成する。この結果、第１基準期間の多
値化レベル信号は、Ｏ’６２４２５１２４’、第２基準
期間の多値化レベル信号は、Ｏ’２３２６７４１３’、
第３基準期間の多値化レベル信号は、Ｏ’７４３７３２
１４’と逆変換される。このようにして、多値レベル信
号は元の２進数データに逆変換される。

【００５９】以下、同様な処理により多値レベル信号は
２進数データに逆変換される。本実施例では、データフ
レームの先頭又は終わりを示す多値レベル信号は、下基
準レベルＡ、上基準レベルＢが存在するので、図４に示
すパターンが考えられる。即ち、２基本期間の信号を受
信すれば、最大レベルと最小レベルは検出できるで、量
子化レベルが正確に決定できる。よって、その後に、１
基本期間において、少なくとも２つのタイムスロットに
最大レベルが現れるか、少なくとも２つのタイムスロッ
トに最小レベルが現れるかの信号により、データと区別
できる。

【００６０】本実施例の通信方式においても、第１実施
例と同一構成の受信装置を用いて、多値レベル信号を振
幅を安定化させることで、その信号の量子化精度を向上
させることが可能となる。

【００６１】尚、図１に示す第１実施例において、第０
レベルから第８レベルまでの各レベルの電圧値は等間隔
（ｕボルト）とした。しかし、図８に示すように、第０
レベルと、上基準レベルＢ（第８レベル）は、第１レベ
ル、第７レベルに対して、電圧値で２ｕボルトの差を設
けても良い。又、図２に示す第２実施例においては、下
基準レベルＡから上基準レベルＢまでの各レベルの電圧
値は等間隔（ｕボルト）とした。しかし、図９に示すよ
うに、下基準レベルＡと上基準レベルＢは、第０レベ
ル、第７レベルに対して、電圧値で２ｕボルトの差を設
けても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な第１実施例にかかる変換方法
を説明したタイミングチャート。

【図２】本発明の具体的な第２実施例にかかる変換方法
を説明したタイミングチャート。

【図３】第１実施例におけるデータフレームの先頭又は
終わりを示す多値レベル信号のパターンを示した波形
図。

【図４】第２実施例におけるデータフレームの先頭又は
終わりを示す多値レベル信号のパターンを示した波形
図。

【図５】実施例にかかる受信装置の構成を示したブロッ
ク図。

【図６】実施例にかかる受信装置の作動を説明したタイ
ミングチャート。

【図７】実施例にかかる受信装置の作動を説明したタイ
ミングチャート。

【図８】第１実施例の変形例にかかる変換方法を説明し
たタイミングチャート。

【図９】第２実施例の変形例にかかる変換方法を説明し
たタイミングチャート。

【符号の説明】 Ａ…下基準レベル Ｂ…上基準レベル Ｔ…時間指標値

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 27/02 H04J 3/00 H04L 25/49 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１データ当たり２進数ｎビットで構成され
   たデータから、そのデータの値ｍ＝２ⁿ に対応する多値
   レベル信号へ変換して、その多値レベル信号を伝送する
   通信方式であって、 第０タイムスロットから第ｍ−１タイムスロットのｍ個
   のタイムスロットを１基本期間とし、第０レベルから第
   ｍ−１レベル、第ｍ−１レベルの上の上基準レベルと
   で、合計ｍ＋１個の多値レベルを設定し、 連続する前記基本期間を交互にＡ種基本期間とＢ種基本
   期間とし、 前記基本期間に対応する１群をｍ個のデータで構成し、 １群のｍ個のデータのうち、群の先頭から所定のｋ番目
   に現れる指標データの値を時間指標値Ｔとし、残りのｍ
   −１個の通常データｊの値をレベル値Ｌ_j とし、 前記指標データに関しては、第Ｔタイムスロットにおい
   て、Ａ種基本期間において第０レベル、Ｂ種基本期間に
   おいて上基準レベルをとる多値レベル信号とし、 前記通常データｊに関しては、前記第Ｔタイムスロット
   だけを飛ばして１群における前記通常データｊの存在位
   置に対応するタイムスロットにおいて、前記Ａ種基本期
   間においては前記通常データｊのレベル値Ｌ_j を１レベ
   ル上位にシフトさせたレベル値Ｌ_j ＋１をとる多値レベ
   ル信号とし、前記Ｂ種基本期間においては前記通常デー
   タｊのレベル値Ｌ_j をとる多値レベル信号として伝送路
   に送出する通信方式に使用される受信装置において、 前記伝送路から前記多値レベル信号を受信して増幅する
   増幅器と、 前記Ａ種基本期間に対しては、その基本期間内における
   前記多値レベル信号の最小電圧値を検出し、前記Ｂ種基
   本期間に対しては、その基本期間内における前記多値レ
   ベル信号の最大電圧値を検出する最大最小値検出手段
   と、 検出された前記最小電圧値と前記最大電圧値との電圧差
   が常に所定値となるように前記増幅器の増幅率を制御す
   る増幅率制御手段と、 を有することを特徴とする受信装置。
2. 【請求項２】１データ当たり２進数ｎビットで構成され
   たデータから、そのデータの値ｍ＝２ⁿ に対応する多値
   レベル信号へ変換して、その多値レベル信号を伝送する
   通信方式であって、 第０タイムスロットから第ｍ−１タイムスロットのｍ個
   のタイムスロットを１基本期間とし、第０レベルの下の
   下基準レベル、第０レベルから第ｍ−１レベルとで、合
   計ｍ＋１個の多値レベルを設定し、 連続する前記基本期間を交互にＡ種基本期間とＢ種基本
   期間とし、 前記基本期間に対応する１群をｍ個のデータで構成し、 １群のｍ個のデータのうち、群の先頭から所定のｋ番目
   に現れる指標データの値を時間指標値Ｔとし、残りのｍ
   −１個の通常データｊの値をレベル値Ｌ_j とし、 前記指標データに関しては、第Ｔタイムスロットにおい
   て、Ａ種基本期間において第ｍ−１レベル、Ｂ種基本期
   間において下基準レベルをとる多値レベル信号とし、 前記通常データｊに関しては、前記第Ｔタイムスロット
   だけを飛ばして１群における前記通常データｊの存在位
   置に対応するタイムスロットにおいて、前記Ａ種基本期
   間においては前記通常データｊのレベル値Ｌ_j を１レベ
   ル下位にシフトさせたレベル値Ｌ_j −１をとる多値レベ
   ル信号とし、前記Ｂ種基本期間においては前記通常デー
   タｊのレベル値Ｌ_j をとる多値レベル信号として伝送路
   に送出する通信方式に使用される受信装置において、 前記伝送路から前記多値レベル信号を受信して増幅する
   増幅器と、 前記Ａ種基本期間に対しては、その基本期間内における
   前記多値レベル信号の最大電圧値を検出し、前記Ｂ種基
   本期間に対しては、その基本期間内における前記多値レ
   ベル信号の最小電圧値を検出する最大最小値検出手段
   と、 検出された前記最大電圧値と前記最小電圧値との電圧差
   が常に所定値となるように前記増幅器の増幅率を制御す
   る増幅率制御手段と、 を有することを特徴とする受信装置。
3. 【請求項３】１データ当たり２進数ｎビットで構成され
   たデータから、そのデータの値ｍ＝２ⁿ に対応する多値
   レベル信号へ変換して、その多値レベル信号を伝送する
   通信方式であって、 第０タイムスロットから第ｍ−１タイムスロットのｍ個
   のタイムスロットを１基本期間とし、第０レベルの下の
   下基準レベル、第０レベルから第ｍ−１レベル、第ｍ−
   １レベルの上の上基準レベルとで、合計ｍ＋２個の多値
   レベルを設定し、 連続する前記基本期間を交互にＡ種基本期間とＢ種基本
   期間とし、 前記基本期間に対応する１群をｍ個のデータで構成し、 １群のｍ個のデータのうち、群の先頭から所定のｋ番目
   に現れる指標データの値を時間指標値Ｔとし、残りのｍ
   −１個の通常データｊの値をレベル値Ｌ_j とし、 前記指標データに関しては、第Ｔタイムスロットにおい
   て、Ａ種基本期間において下基準レベル、Ｂ種基本期間
   において上基準レベルをとる多値レベル信号とし、 前記通常データｊに関しては、前記第Ｔタイムスロット
   だけを飛ばして１群における前記通常データｊの存在位
   置に対応するタイムスロットにおいて、前記通常データ
   ｊのレベル値Ｌ_j をとる多値レベル信号として伝送路に
   送出する通信方式に使用される受信装置において、 前記伝送路から前記多値レベル信号を受信して増幅する
   増幅器と、 前記Ａ種基本期間に対しては、その基本期間内における
   前記多値レベル信号の最小電圧値を検出し、前記Ｂ種基
   本期間に対しては、その基本期間内における前記多値レ
   ベル信号の最大電圧値を検出する最大最小値検出手段
   と、 検出された前記最小電圧値と前記最大電圧値との電圧差
   が常に所定値となるように前記増幅器の増幅率を制御す
   る増幅率制御手段と、 を有することを特徴とする受信装置。