JP3535868B2 - 判定レベル設定方法、およびデータ受信装置 - Google Patents

判定レベル設定方法、およびデータ受信装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】技術分野 本発明は、デジタルデータを受信するデータ受信装置に
おける判定レベル設定方法、およびデータ受信装置に関
し、特に、初期化パターン信号を受信して受信信号を閾
値判定するための判定レベルを設定する判定レベル設定
方法、およびデータ受信装置に関する。
【０００２】背景技術 従来のデータ伝送方法に、データシンボルを電気信号や
光信号などの信号レベルに変換して伝送を行うものがあ
る。その際、送信する信号が一定の信号レベルをとり続
けた場合や、特定のパターンの信号レベルを繰り返しと
り続けた場合に、データ受信装置においては、本来の信
号レベルの大きさを検出することができず、正しいデー
タ受信が行えないことがある。これを避けるための一つ
の方法がスクランブル方式であり、送信するデジタルデ
ータに乱数を加算することにより、送信するデータシン
ボルを、全ての信号レベルに平均的に割り当てるように
する方法である。
【０００３】図１０はＣＡＴＶ（ＣＡＢＬＥ ＴＥＬＥ
ＶＩＳＩＯＮ）のデータ受信機の構成を示す図である。
図１０に示すようにＣＡＴＶのデータ受信機は、チュー
ナ１００１と、ダウンコンバータ１００２と、Ａ／Ｄコ
ンバータ１００３と、検波部１００４と、デジタルフィ
ルタ１００５と、判定処理部１００６と、デスクランブ
ラ１００７と、クロック再生部１００８と、ゲイン検出
部１００９と、を備えている。
【０００４】ＣＡＴＶのデータにはスクランブル処理が
施されており、受信されるデータシンボルは全ての信号
レベルがほぼ平均的に含まれるものである。ＣＡＴＶの
伝送方式としては、１６ＱＡＭ（ＱＵＡＤＲＡＴＵＲＥ
ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ）や６４
ＱＡＭ等の直交振幅変調が用いられ、伝送路には通常同
軸ケーブルが使用される。
【０００５】次に、このように構成されるＣＡＴＶのデ
ータ受信機の動作を説明する。同軸ケーブルを介して受
信されるＱＡＭ変調信号は、チューナ１００１とダウン
コンバータ１００２を介して周波数変換され、１チャン
ネル分のＱＡＭ変調信号がＡ／Ｄコンバータ１００３に
入力される。この１チャンネル分のＱＡＭ変調信号はＡ
／Ｄコンバータ１００３でデジタル信号に変換され、検
波部１００４でＩ軸信号とＱ軸信号が分離復調される。
そして、デジタルフィルタ１００５でノイズ除去された
後、判定処理部１００６でデータシンボルが復号され、
デスクランブラ１００７でデスクランブル処理が行わ
れ、データが得られる。またクロック再生部１００８
は、送信側のクロックずれをＩ軸信号とＱ軸信号から検
出することによって同期の確立を行う。
【０００６】データにはスクランブル処理が施されてお
り、受信されるデータシンボルは全ての信号レベルがほ
ぼ平均的に含まれるものである。ゲイン検出部１００９
は受信される信号レベルを検出し、判定処理部１００６
で正しく復号できるように、ダウンコンバータ１００２
のゲイン調整を行う。またダウンコンバータ１００２
は、必要に応じてチューナ１００１のゲイン調整を行
う。
【０００７】しかしながら、スクランブル処理には、ス
クランブル処理やデスクランブル処理を施す際にデータ
のタイミング合わせをするためのデータフレームが必要
であり、データフレームを持たない形式のデータに対し
ては、スクランブル処理を施すことができない。その
上、スクランブル処理を施すことができた場合でも、ス
クランブルに用いた乱数列に、伝送するデータのパター
ンが一致した場合には、同じ信号レベルが続くことにな
る、という問題があった。
【０００８】さらに、従来のデータ伝送方法では、ゲイ
ン調整を行うためにすべての信号レベルを受信する必要
があるので、データにスクランブル処理を施して平均化
しなければならない。ところが、ある特定の信号レベル
しか現れないパターンの信号が連続する場合にはゲイン
調整が不可能となり、信号レベルの正確な判定ができな
いという問題があった。
【０００９】本発明は上記のような問題点を解決するた
めのものであり、多値化伝送において、送信データにス
クランブルを施すことなく、信号レベル、パターンによ
らない正確なデータ伝送を可能とすることのできる、判
定レベル設定方法およびデータ受信装置を提供すること
を目的とする。
【００１０】発明の開示 上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）にか
かる判定レベル設定方法は、１ビット以上のデータを１
データシンボルとして信号レベルに割り当てた信号を受
信するデータ受信装置における判定レベル設定方法であ
って、電源投入時またはリセット直後、データ送信装置
により送出される初期化パターン信号を受信し、上記初
期化パターン信号に基づいてクロック同期を確立し、信
号レベルを閾値判定するための判定レベルを設定し、上
記初期化パターン信号により設定した上記判定レベルに
基づいて各信号レベルの理想値を算出、保持し、受信す
る受信信号の信号レベルと上記信号レベルの理想値との
差分により、上記受信信号のゲイン調整を行い、上記受
信信号の変動を補正する、ことを特徴とする。
【００１１】また、本発明（請求項２）にかかる判定レ
ベル設定方法は、請求項１に記載の判定レベル設定方法
において、上記初期化パターン信号は、最大の信号レベ
ルと最小の信号レベルとが交互に現れる信号である、こ
とを特徴とする。
【００１２】また、本発明（請求項３）にかかる判定レ
ベル設定方法は、請求項１に記載の判定レベル設定方法
において、上記初期化パターン信号は、最大の信号レベ
ルと最小の信号レベルとが交互に現れる信号の後に、す
べての信号レベルが予め定められた配列で現れる信号で
ある、ことを特徴とする。
【００１３】また、本発明（請求項４）にかかるデータ
受信装置は、１ビット以上のデータを１データシンボル
として信号レベルに割り当てた信号を受信するデータ受
信装置であって、受信した上記信号レベルによりクロッ
ク再生を行い、同期の確立を検出する同期検出部と、上
記信号レベルを閾値判定するための判定レベルを算出
し、その判定レベルを保持する判定レベル保持部と、判
定した上記判定レベルに基づいて各信号レベルの理想値
を算出、保持し、受信する受信信号の信号レベルと上記
信号レベルの理想値との差分を算出するデータシンボル
値保持部と、上記受信信号の信号レベルと上記信号レベ
ルの理想値との差分の蓄積を行うループフィルタと、上
記ループフィルタの出力により上記受信信号のゲイン調
整を行い、上記受信信号の変動を補正する乗算器と、を
備えたことを特徴とする。
【００１４】また、本発明（請求項５）にかかるデータ
受信装置は、請求項４に記載のデータ受信装置におい
て、最大の信号レベルと最小の信号レベルとが交互に現
れる初期化パターン信号を受信して、上記同期検出部に
よりクロック同期を確立し、上記判定レベル保持部によ
り上記判定レベルを設定する、ことを特徴とする。
【００１５】また、本発明（請求項６）にかかるデータ
受信装置は、請求項４に記載のデータ受信装置におい
て、初期化パターン信号の前部に含まれる最大の信号レ
ベルと最小の信号レベルとが交互に現れる信号を受信し
て、上記同期検出部によりクロック同期を確立し、上記
初期化パターン信号の後部に含まれる、すべての信号レ
ベルが予め定められた配列で現れる信号を受信して、上
記判定レベル保持部により上記判定レベルを設定する、
ことを特徴とする。
【００１６】また、本発明（請求項７）にかかるデータ
受信装置は、請求項６に記載のデータ受信装置におい
て、上記すべての信号レベルが予め定められた配列で現
れる信号の先頭を検出する判定レベル設定開始検出部を
備えた、ことを特徴とする。
【００１７】以上のように本発明（請求項１）の判定レ
ベル設定方法によれば、１ビット以上のデータを１デー
タシンボルとして信号レベルに割り当てた信号を受信す
るデータ受信装置における判定レベル設定方法であっ
て、電源投入時またはリセット直後、データ送信装置に
より送出される初期化パターン信号を受信し、上記初期
化パターン信号に基づいてクロック同期を確立し、信号
レベルを閾値判定するための判定レベルを設定し、上記
初期化パターン信号により設定した上記判定レベルに基
づいて各信号レベルの理想値を算出、保持し、受信する
受信信号の信号レベルと上記信号レベルの理想値との差
分により、上記受信信号のゲイン調整を行い、上記受信
信号の変動を補正するもの、としたので、初期化パター
ン信号の実際の値に基づいて、データシンボルの判定レ
ベルを設定することができ、伝送路に応じた判定レベル
を設定することができるとともに、データ送信装置の電
圧変動や、データ受信装置の基準電圧の変動等により、
受信するデータシンボルの信号レベルが変動した場合で
も、データシンボルの復号を行うことができる。
【００１８】また、本発明（請求項２）の判定レベル設
定方法によれば、請求項１記載の判定レベル設定方法に
おいて、上記初期化パターン信号は、最大の信号レベル
と最小の信号レベルとが交互に現れる信号である、とし
たので、クロック再生により同期を確立した後で、デー
タシンボルの判定レベルを設定することができる。
【００１９】また、本発明（請求項３）の判定レベル設
定方法によれば、請求項１記載の判定レベル設定方法に
おいて、上記初期化パターン信号は、最大の信号レベル
と最小の信号レベルとが交互に現れる信号の後に、すべ
ての信号レベルが予め定められた配列で現れる信号であ
る、としたので、クロック再生により同期を確立した後
で、データシンボルの判定レベルを設定することができ
る。また、初期化パターン信号にスクランブルを施さな
くても、すべての信号レベルを得ることができる。
【００２０】また、本発明（請求項４）のデータ受信装
置によれば、１ビット以上のデータを１データシンボル
として信号レベルに割り当てた信号を受信するデータ受
信装置であって、受信した上記信号レベルによりクロッ
ク再生を行い、同期の確立を検出する同期検出部と、上
記信号レベルを閾値判定するための判定レベルを算出
し、その判定レベルを保持する判定レベル保持部と、設
定した上記判定レベルに基づいて各信号レベルの理想値
を算出、保持し、受信する受信信号の信号レベルと上記
信号レベルの理想値との差分を算出するデータシンボル
値保持部と、上記受信信号の信号レベルと上記信号レベ
ルの理想値との差分の蓄積を行うループフィルタと、上
記ループフィルタの出力により上記受信信号のゲイン調
整を行い、上記受信信号の変動を補正する乗算器と、を
備えたもの、としたので、受信した初期化パターン信号
の実際の値に基づいて、データシンボルの判定レベルを
設定することができ、受信した信号レベルの値の影響を
受けることなく、正確なデータ受信を行うことができる
とともに、データ送信装置の電圧変動や、データ受信装
置の基準電圧の変動等により、受信するデータシンボル
の信号レベルが変動した場合でもデータシンボルの復号
を行うことができ、送信されたデータシンボルのパター
ンや、受信した信号レベルの値の影響を受けることな
く、正確なデータ受信を行うことができる。
【００２１】また、本発明（請求項５）のデータ受信装
置によれば、請求項４記載のデータ受信装置において、
最大の信号レベルと最小の信号レベルとが交互に現れる
初期化パターン信号を受信して、上記同期検出部により
クロック同期を確立し、上記判定レベル保持部により上
記判定レベルを設定するもの、としたので、上記初期化
パターン信号の実際の値に基づいて、データシンボルの
判定レベルを設定することができ、受信した信号レベル
の値の影響を受けることなく、正確なデータ受信を行う
ことができる。
【００２２】また、本発明（請求項６）のデータ受信装
置によれば、請求項４記載のデータ受信装置において、
初期化パターン信号の前部に含まれる最大の信号レベル
と最小の信号レベルとが交互に現れる信号を受信して、
上記同期検出部によりクロック同期を確立し、上記初期
化パターン信号の後部に含まれる、すべての信号レベル
が予め定められた配列で現れる信号を受信して、上記判
定レベル保持部により上記判定レベルを設定するもの、
としたので、上記初期化パターン信号の実際の値に基づ
いて、データシンボルの判定レベルを設定することがで
き、受信した信号レベルの値の影響を受けることなく、
正確なデータ受信を行うことができる。
【００２３】また、本発明（請求項７）のデータ受信装
置によれば、請求項６記載のデータ受信装置において、
上記すべての信号レベルが予め定められた配列で現れる
信号の先頭を検出する判定レベル設定開始検出部を備え
たもの、としたので、クロック再生により同期を確立し
た後に、判定レベルを設定することができる。
【００２４】発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しなが
ら説明する。なお、ここで示す実施形態はあくまでも一
例であって、必ずしもこの実施の形態に限定されるもの
ではない。
【００２５】（実施の形態１） まず、本発明の請求項１又は請求項２に記載の判定レベ
ル設定方法、および請求項４又は請求項５に記載のデー
タ受信装置を実施の形態１として、図面を参照しながら
説明する。
【００２６】図１は本実施の形態１に係るデータ受信装
置の構成を示すブロック図、図２はデータ送信装置の構
成を示すブロック図である。図１に示すように本実施の
形態１によるデータ受信装置は、信号が伝送される伝送
路１００と、信号を受信するレシーバ１０１と、信号帯
域以外の雑音を除去するローパスフィルタ１０２と、信
号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ１０３
と、シンボルレートの２分の１の周波数成分を帯域通過
させるデジタルフィルタ１０４と、同期を検出する同期
検出部１０６と、信号レベルを閾値判定するための判定
レベルを設定して保持する判定レベル保持部１０７と、
判定レベル保持部１０７に保持されている信号レベルの
判定値に基づいて閾値判定し、データシンボルを復号す
る判定処理部１０５と、信号レベルの判定値に基づい
て、理想的な受信がなされた場合に取ると想定される信
号レベルである信号レベルの理想値を算出して、保持す
るデータシンボル値保持部１０８と、実際の信号レベル
と信号レベルの理想値との差分を蓄積（積分）するルー
プフィルタ１０９と、Ａ／Ｄコンバータ１０３のゲイン
調整を行う乗算器１１０と、により構成されている。
【００２７】一方、図２に示すように本発明の実施の形
態１によるデータ送信装置は、信号が伝送される伝送路
２００と、伝送するデジタル信号をシンボルタイミング
毎に８個の信号レベルにマッピングするマッピング部２
０１と、シンボルレートの２分の１の周波数成分を帯域
通過させるデジタルフィルタ２０２と、デジタルデータ
をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ２０３と、
伝送信号の信号帯域外のノイズを除去するローパスフィ
ルタ２０４と、信号強度を増幅して伝送路２００に送出
するドライバ２０５と、により構成されている。また、
伝送路２００には、同軸ケーブルやツイストペア線を用
いる。伝送路２００をツイストペア線とした場合、ドラ
イバ２０５は差動出力のドライバを用いる必要がある。
【００２８】ここで、マッピング部２０１は、図３に示
すように３ビット８種類のデータシンボルを８個の信号
レベルにマッピングする。図３は、データシンボルから
信号レベル（マッピング値）への変換を示す変換テーブ
ルであり、３ビットのデータシンボルを「−７」、「−
５」、「−３」、「−１」、「＋１」、「＋３」、「＋
５」、「＋７」の８個の信号レベルのいずれかにマッピ
ングするように定めたものである。以下、８値伝送を行
うものとして説明を行う。
【００２９】次に、このように構成されるデータ送信装
置の動作について説明する。まず、通常のデータ伝送に
関して説明する。データ送信装置により伝送するデジタ
ルデータは、マッピング部２０１において、シンボルタ
イミング毎に、図３に示した変換テーブルに従って、３
ビット毎に８個の信号レベルの１つにマッピングされ
る。マッピングされたデータはデジタルフィルタ２０２
に入力される。デジタルフィルタ２０２はシンボルレー
トの２分の１の周波数成分を帯域通過させるローパスフ
ィルタであり、実際にはデータ受信装置のデジタルフィ
ルタ１０４との２つで適当なロールオフ特性を持つよう
に構成されている。このデジタルフィルタ２０２を通過
した信号を、Ｄ／Ａコンバータ２０３によりアナログ信
号に変換し、ローパスフィルタ２０４を通すと、シンボ
ルレートの２分の１よりわずかに大きい帯域内の信号に
なり、かつ読み取りタイミングにおいては、隣接符号間
の干渉のない信号となる。これにより、有限の帯域での
データ伝送を行うとことができる。そして、ドライバ２
０５により、この信号の信号強度を増幅し伝送路２００
に送出する。
【００３０】伝送路上の波形の例を図４に示す。図４の
例では、シンボルタイミング毎に「＋７」、「＋１」、
「−１」、「＋１」、「−７」の順で信号レベルが伝送
されており、「１１１（＋７）」、「１００（＋
１）」、「０１１（−１）」、「１００（＋１）」、
「０００（−７）」のデータシンボルが送出されたこと
を示している。
【００３１】このようにして伝送した信号は、データ受
信装置により受信される。データ受信装置ではレシーバ
１０１により信号を受信し、ローパスフィルタ１０２で
信号帯域以外の雑音を除去する。次にＡ／Ｄコンバータ
１０３でデジタルデータに変換し、デジタルフィルタ１
０４を通す。デジタルフィルタ１０４は、デジタルフィ
ルタ２０２との組み合わせでロールオフ特性をもったも
のであり、適切なタイミングにおいて、隣接する符号間
の干渉を受けずに受信できる信号に変換する。その後、
判定処理部１０５は、判定レベル保持部１０７に格納さ
れている信号レベルの判定値に基づいて、データシンボ
ルを復号する。同期検出部１０６は、受信データからク
ロックを再生し、データシンボルを復号する際に同期の
確立を行う。以上のようにして通常のデータの伝送を行
う。ここでは、乗算器１１０には、「１」が設定されて
おり、Ａ／Ｄコンバータ１０３の出力は、そのままデジ
タルフィルタ１０４に入力されるものとする。
【００３２】次に、このような動作を行うデータ受信装
置による判定レベル設定について説明する。図５は、初
期化パターン信号を示した図である。また図６は、デー
タ受信装置の判定レベル設定を示す図である。
【００３３】初期化パターン信号は、図５に示したよう
に最大の振幅レベルと最小の振幅レベルが交互に現れる
信号であり、シンボルレートの２分の１の周波数成分が
含まれるものである。データ送信装置は、電源投入時ま
たはリセット直後、この初期化パターン信号を出力す
る。
【００３４】データ受信装置は、初期化パターン信号を
受信すると、まず、同期検出部１０６でクロック再生を
行い、同期が確立されたことを検出する。同期が確立さ
れると、判定処理部１０５は受信した信号の振幅レベル
を判定レベル保持部１０７に送信する。初期化パターン
信号は、最大の振幅レベルと最小の振幅レベルが交互に
現れるので、判定レベル保持部１０７は、図６に示した
信号レベル「＋７」および「−７」を受信することにな
る。そして、ある期間に受信した信号レベル「＋７」お
よび「−７」の実際の電圧値をそれぞれ平均化し、信号
レベル「＋７」および「−７」のそれぞれの平均「Ｐ
７」、「Ｍ７」を得る。
【００３５】判定レベル保持部１０７は、得られた信号
レベル「＋７」および「−７」のそれぞれの平均「Ｐ
７」、「Ｍ７」に基づいて、各判定レベル（閾値）の算
出を行う。つまり、信号レベル「＋１」と「−１」との
判定レベル「ＰＭ１」は、「Ｐ７」と「Ｍ７」の中間値
であり、（Ｐ７＋Ｍ７）／２となる。同様に、信号レベ
ル「＋７」と「＋５」との判定レベル「Ｐ５７」は、
（Ｐ７−ＰＭ１）×６／７、信号レベル「＋５」と「＋
３」との判定レベル「Ｐ３５」は、（Ｐ７−ＰＭ１）×
４／７、信号レベル「＋３」と「＋１」との判定レベル
「Ｐ１３」は、（Ｐ７−ＰＭ１）×２／７となる。ま
た、信号レベル「−７」と「−５」との判定レベル「Ｍ
５７」は、（Ｍ７−ＰＭ１）×６／７、信号レベル「−
５」と「−３」との判定レベル「Ｍ３５」は、（Ｍ７−
ＰＭ１）×４／７、信号レベル「−３」と「−１」との
判定レベル「Ｍ１３」は、（Ｍ７−ＰＭ１）×２／７と
なる。判定レベル保持部１０７は、算出したこれらの値
を、判定レベルとして保持する。
【００３６】このようにして判定レベル保持部１０７に
より判定レベルを算出して保持した後、通常のデータ受
信を開始し、判定処理部１０５は、判定レベル保持部１
０７が保持する判定レベルを参照することにより受信デ
ータを判定し、データシンボルを復号する。
【００３７】また、データシンボル値保持部１０８は、
判定レベル保持部１０７に保持された判定レベルを参照
し、各信号レベルの理想値の算出、保持を行う。ここ
で、信号レベルの理想値とは、理想的な受信がなされた
場合に取ると想定される信号レベルである。信号レベル
「＋５」の理想値Ｐ５は、「Ｐ５７」と「Ｐ３５」との
中間値となるので、（Ｐ５７−Ｐ３５）／２であり、信
号レベル「＋３」の理想値Ｐ３は（Ｐ３５−Ｐ１３）／
２、信号レベル「＋１」の理想値Ｐ１は（Ｐ１３−ＰＭ
１）／２となる。同様に、信号レベル「−５」の理想値
Ｍ５は（Ｍ５７−Ｍ３５）／２、信号レベル「−３」の
理想値Ｍ３は（Ｍ３５−Ｍ１３）／２、信号レベル「−
１」の理想値Ｍ１は（Ｍ１３−ＰＭ１）／２となる。
【００３８】そして、データシンボル値保持部１０８
は、判定処理部１０５で検出された信号レベルと、各信
号レベルの理想値とを比較し、その差分をループフィル
タ１０９に出力する。すると、ループフィルタ１０９
は、実際の信号レベルと、信号レベルの理想値との差分
を蓄積（積分）し、その結果を乗算器１１０に出力す
る。乗算器１１０はループフィルタ１０９の出力に応じ
て、判定処理部１０５で正しく判定処理ができるよう
に、Ａ／Ｄコンバータ１０３の出力ゲイン調整を行う。
【００３９】このように、本実施の形態１によるデータ
受信装置においては、電源投入時やリセット時に、デー
タ送信装置により初期化パターン信号を送出し、受信し
た初期化パターン信号に基づいて、同期検出部１０６は
クロック同期の確立を検出し、判定レベル保持部１０７
は信号レベルを判定するための判定レベルを設定し、こ
の判定レベルに基づいて受信したデータシンボルの復号
を行うので、伝送路に応じた判定レベルを判定すること
ができ、信号レベルの実際の値が変動しても、その影響
を受けることなく、正確なデータ受信を行うことができ
る。
【００４０】また、初期化パターン信号を、最大の振幅
レベルと最小の振幅レベルが交互に現れる信号としたの
で、クロック再生により同期を確立した後で、さらに、
データシンボルの判定レベルを設定することができ、受
信した初期化パターン信号の値により、データシンボル
の判定レベルを設定することができる。
【００４１】また、データシンボル値保持部１０８によ
り各信号レベルの理想値を算出して保持し、ループフィ
ルタ１０９により、蓄積した実際の信号レベルと理想の
信号レベルとの差分に基づき入力信号のゲインを調整す
ることにより、データ送信装置の電圧変動や、Ａ／Ｄコ
ンバータ１０３の基準電圧の変動等により、受信した信
号レベルの実際の値が変動した場合にもデータシンボル
の復号を行うことができ、送信されるデータシンボルの
パターンや、受信した信号レベルの実際の値の影響を受
けることなく、正確なデータ受信を行うことができる。
【００４２】なお、上記の説明では、信号レベル「＋
７」および「−７」のそれぞれの平均「Ｐ７」、「Ｍ
７」は、ある期間に受信した信号レベル「＋７」および
「−７」の実際の電圧値をそれぞれ平均化したものとし
たが、ある期間に受信した信号レベル「＋７」および
「−７」の実際の電圧値の最大値と最小値との平均をと
るものとしても同様の効果が得られる。
【００４３】（実施の形態２） 次に、本発明の請求項３に記載の判定レベル設定方法、
および請求項６又は請求項７に記載のデータ受信装置を
実施の形態２として、図面を参照しながら説明する。
【００４４】図７は本実施の形態２に係るデータ受信装
置の構成を示すブロック図である。図７に示すように本
実施の形態２によるデータ受信装置は、実施の形態１の
データ受信装置において、判定レベル設定開始パターン
信号を検出する判定レベル設定開始検出部７０１を備え
たものである。
【００４５】以下、本実施の形態２におけるデータ受信
装置の判定レベル設定について説明する。図８は初期化
パターン信号を示した図である。また図９は、データ受
信装置の判定レベル設定を示す図である。
【００４６】初期化パターン信号は、最大の振幅レベル
と最小の振幅レベルが交互に現れ、データシンボルの速
度２分の１の周波数成分が含まれる同期パターン信号
（図８に示す部分Ａ）と、最大の振幅レベルである判定
レベル設定開始パターン信号（図８に示す部分Ｂ）と、
データ送信装置とデータ受信装置とで予め定められたデ
ータパターンの判定レベル設定パターン信号（図８に示
す部分Ｃ）と、を含む信号である。判定レベル設定開始
パターン信号は、同期パターン信号の終了、および判定
レベル設定パターン信号の開始を識別するための信号で
ある。また、図８では、判定レベル設定パターン信号
の、予め定められている配列が、「＋５」、「＋１」、
「−５」、「−１」、「＋３」、「−３」、「＋５」、
「−７」である例を示している。また、判定レベル設定
パターン信号は、すべての信号レベルが含まれ、様々な
パターンが現れるＰＮパターン等の信号であることが望
ましい。
【００４７】データ送信装置は、電源投入時またはリセ
ット直後、この初期化パターン信号を出力する。データ
受信装置は、同期パターン信号を受信すると、まず、同
期検出部１０６でクロック再生を行い、同期が確立され
たことを検出する。その後に受信する判定レベル設定開
始パターン信号を、判定レベル設定開始検出部７０１に
より検出し、判定レベル設定パターン信号を受信する
と、判定レベルの設定を行う。
【００４８】判定レベル保持部１０７では、判定レベル
設定パターン信号を受信し、その信号レベルを保持す
る。つまり、図９のように、各信号レベル「＋７」、
「＋５」、「＋３」、「＋１」、「−７」、「−５」、
「−３」、「−１」の値がそれぞれ「Ｐ７」、「Ｐ
５」、「Ｐ３」、「Ｐ１」、「Ｍ７」、「Ｍ５」、「Ｍ
３」、「Ｍ１」として得られる。
【００４９】次に、判定レベル保持部１０７は、得られ
た信号レベルの値により、信号レベルを閾値判定するた
めの判定レベルを算出する。つまり、信号レベル「＋
７」の最小値と「＋５」の最大値とのそれぞれの平均に
より、信号レベル「＋７」と「＋５」との判定値「Ｐ５
７」を算出する。同様に、信号レベル「＋５」と「＋
３」との判定値「Ｐ３５」は信号レベル「＋５」の最小
値と「＋３」の最大値とのそれぞれの平均、信号レベル
「＋３」と「＋１」との判定値「Ｐ１３」は信号レベル
「＋３」の最小値と「＋１」の最大値とのそれぞれの平
均、信号レベル「−７」と「−５」との判定値「Ｍ５
７」は信号レベル「−７」の最大値と「−５」の最小値
とのそれぞれの平均、信号レベル「−５」と「−３」と
の判定値「Ｍ３５」は信号レベル「−５」の最大値と
「−３」の最小値とのそれぞれの平均、信号レベル「−
３」と「−１」との判定値「Ｍ１３」は信号レベル「−
３」の最大値と「−１」の最小値とのそれぞれの平均、
信号レベル「＋１」と「−１」との判定値「ＰＭ１」は
信号レベル「＋１」の最小値と「−１」の最大値とのそ
れぞれの平均となる。そして、判定レベル保持部１０７
は、算出したこれらの値を、判定レベルとして保持す
る。
【００５０】なお、上記の説明では、判定レベルは隣接
するレベルの最大値と最小値の平均をとるものとした
が、それぞれの検出された信号レベルの平均値の中間値
をとるものとしても同様の効果が得られる。
【００５１】このようにして判定レベル保持部１０７に
より判定レベルを算出して保持した後、通常のデータ受
信を開始し、判定処理部１０５は、判定レベル保持部１
０７が保持する判定レベルを参照することにより、受信
データの判定を行いデータシンボルを復号する。
【００５２】また、データシンボル値保持部１０８は、
判定レベル保持部１０７に保持された判定レベルを参照
し、各信号レベルの理想値の算出、保持を行う。信号レ
ベル「＋５」の理想値Ｐ５は、「Ｐ５７」と「Ｐ３５」
との中間値となるので、（Ｐ５７−Ｐ３５）／２であ
り、信号レベル「＋３」の理想値Ｐ３は（Ｐ３５−Ｐ１
３）／２、信号レベル「＋１」の理想値Ｐ１は（Ｐ１３
−ＰＭ１）／２となる。また、信号レル「−５」の理想
値Ｍ５は（Ｍ５７−Ｍ３５）／２、信号レベル「−３」
の理想値Ｍ３は（Ｍ３５−Ｍ１３）／２、信号レベル
「−１」の理想値Ｍ１は（Ｍ１３−ＰＭ１）／２とな
る。
【００５３】そして、データシンボル値保持部１０８
は、判定処理部１０５で検出された受信信号の信号レベ
ルと、各信号レベルの理想値とを比較し、その差分をル
ープフィルタ１０９に出力する。ループフィルタ１０９
は、実際の信号レベルと、信号レベルの理想値との差分
を蓄積（積分）し、その結果を乗算器１１０に出力す
る。乗算器１１０はループフィルタ１０９の出力に応じ
て、判定処理部１０５で正しく判定処理ができるよう
に、Ａ／Ｄコンバータ１０３の出力ゲイン調整を行う。
【００５４】なお、上記の説明では、信号レベルの理想
値を判定レベルの中間値としたが、それぞれの検出され
た信号レベルの平均値をとるものとしても同様の効果が
得られる。
【００５５】このように、本実施の形態２によるデータ
受信装置においては、電源投入時やリセット時に、デー
タ送信装置により初期化パターン信号を送出し、受信し
た初期化パターン信号に基づいて、同期検出部１０６に
よりクロック同期の確立を検出し、判定レベル保持部１
０７により信号レベルを判定するための判定レベルを設
定し、この判定レベルに基づき受信したデータシンボル
の復号を行うので、伝送路に応じた判定レベルを設定す
ることができ、信号レベルの実際の値が変動しても、そ
の影響を受けることなく、正確なデータ受信を行うこと
ができる。
【００５６】また、初期化パターン信号を、最大の振幅
レベルと最小の振幅レベルが交互に現れる信号の後に、
データ送信装置とデータ受信装置とで予め定められた配
列で、すべての信号レベルが現れる信号、としたので、
クロック再生により同期を確立した後で、信号レベルの
実際の値に基づいて判定レベルを設定することができ
る。さらに、送信データにスクランブルを施すことな
く、初期化パターン信号によりすべての信号レベルを得
ることができる。
【００５７】また、データシンボル値保持部で各信号レ
ベルの理想値を算出、保持し、実際の信号レベルと信号
レベルの理想値の差分を積分し、入力される信号のゲイ
ンを調整することにより、データ送信装置の電圧変動
や、Ａ／Ｄコンバータ１０３の基準電圧の変動等によ
り、受信する信号レベルの実際の値が変動しても、その
影響を受けることなく正確なデータ受信を行うことがで
きる。
【００５８】なお、上記の説明では、図３に示したよう
に３ビットのデータが、データ送信装置のマッピング部
２０１において、それぞれの組み合わせにより「−
７」、「−５」、「−３」、「−１」、「＋１」、「＋
３」、「＋５」、「＋７」の８個の信号レベルのいずれ
かにマッピングされ伝送されるとしたが、８値伝送のみ
に限定されるものではなく、任意の多値伝送とすること
ができる。
【００５９】また、前回マッピングされた信号レベルに
応じて、伝送するデータのマッピングを行う差分マッピ
ングを用い、データ受信装置により受信した信号レベル
と前回に受信した信号レベルとの差分に基づき信号レベ
ルの判定を行い、復号するようにした場合においても、
判定レベル保持部が信号レベルの差分による判定レベル
を保持することにより、同様の効果が得られる。
【０００６０】産業上の利用可能性 電源投入時またはリセット直後に初期化パターンを受信
し、同期を確立した後、初期化パターン信号に含まれる
信号レベルの電圧値に基づいて、信号レベルを閾値判定
するための判定レベルを設定する判定レベル設定方法、
およびデータ受信装置を提供することができる。 ［図面の簡単な説明］
【図１】本発明の実施の形態１におけるデータ受信装置
の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるデータ送信装置
の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるデータシンボル
から信号レベルへの変換方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１における伝送路上の波形
の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における初期化パターン
信号を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるデータ受信装置
の判定レベル設定方法を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるデータ受信装置
の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２における初期化パターン
信号を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるデータ受信装置
の判定レベル設定方法を説明する図である。
【図１０】従来の伝送装置であるＣＡＴＶのデータ受信
機の構成を示すブロック図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−205466（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−186726（ＪＰ，Ａ) 特開2000−349605（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−237239（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−16337（ＪＰ，Ａ) 特開2000−165457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−194918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−125042（ＪＰ，Ａ) 特表 平11−509376（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 25/49 H04L 7/00 H04L 25/03

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１ビット以上のデータを１データシンボル
    として信号レベルに割り当てた信号を受信するデータ受
    信装置における判定レベル設定方法であって、 電源投入時またはリセット直後、データ送信装置により
    送出される初期化パターン信号を受信し、 上記初期化パターン信号に基づいてクロック同期を確立
    し、信号レベルを閾値判定するための判定レベルを設定
    し、 上記初期化パターン信号により設定した上記判定レベル
    に基づいて各信号レベルの理想値を算出、保持し、 受信する受信信号の信号レベルと上記信号レベルの理想
    値との差分により、上記受信信号のゲイン調整を行い、
    上記受信信号の変動を補正する、 ことを特徴とする判定レベル設定方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の判定レベル設定方法にお
    いて、 上記初期化パターン信号は、最大の信号レベルと最小の
    信号レベルとが交互に現れる信号である、 ことを特徴とする判定レベル設定方法。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の判定レベル設定方法にお
    いて、 上記初期化パターン信号は、最大の信号レベルと最小の
    信号レベルとが交互に現れる信号の後に、すべての信号
    レベルが予め定められた配列で現れる信号である、 ことを特徴とする判定レベル設定方法。
  4. 【請求項４】１ビット以上のデータを１データシンボル
    として信号レベルに割り当てた信号を受信するデータ受
    信装置であって、 受信した上記信号レベルによりクロック再生を行い、同
    期の確立を 検出する同期検出部と、 上記信号レベルを閾値判定するための判定レベルを算出
    し、その判定レベルを保持する判定レベル保持部と、 設定した上記判定レベルに基づいて各信号レベルの理想
    値を算出、保持し、受信する受信信号の信号レベルと上
    記信号レベルの理想値との差分を算出するデータシンボ
    ル値保持部と、 上記受信信号の信号レベルと上記信号レベルの理想値と
    の差分の蓄積を行うループフィルタと、 上記ループフィルタの出力により上記受信信号のゲイン
    調整を行い、上記受信信号の変動を補正する乗算器と、 を備えたことを特徴とするデータ受信装置。
  5. 【請求項５】請求項４に記載のデータ受信装置におい
    て、 最大の信号レベルと最小の信号レベルとが交互に現れる
    初期化パターン信号を受信して、上記同期検出部により
    クロック同期を確立し、上記判定レベル保持部により上
    記判定レベルを設定する、 ことを特徴とするデータ受信装置。
  6. 【請求項６】請求項４に記載のデータ受信装置におい
    て、 初期化パターン信号の前部に含まれる最大の信号レベル
    と最小の信号レベルとが交互に現れる信号を受信して、
    上記同期検出部によりクロック同期を確立し、上記初期
    化パターン信号の後部に含まれる、すべての信号レベル
    が予め定められた配列で現れる信号を受信して、上記判
    定レベル保持部により上記判定レベルを設定する、 ことを特徴とするデータ受信装置。
  7. 【請求項７】請求項６に記載のデータ受信装置におい
    て、 上記すべての信号レベルが予め定められた配列で現れる
    信号の先頭を検出する判定レベル設定開始検出部を備え
    た、 ことを特徴とするデータ受信装置。
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