JP3582238B2 - 信号判定器およびこれを用いた無線装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号判定手段およびそれを用いた無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビット同期信号受信方式として「特開平８−１３０５３３号公報」に示されているような方式がある。以下、この方式について説明する。図１２において１はアンテナである。２は信号復調手段である。３はパルス測定手段である。４は入力パルス比較手段である。５はパルス記憶手段である。６はエラーカウンターである。７はパルス比較手段である。８はパルスカウンターである。９はカウントパルス比較手段である。１０は誤差切り捨て手段である。１１はサンプリングパルス発生手段である。１２は制御手段である。
【０００３】
アンテナ１で受信された信号は信号復調手段２によって１、０のディジタル信号に変換される。パルス測定手段３は、このビット同期信号のエッジ間の長さ（ビット長）を測定する。仮に受信信号が２４００ｂｐｓ（１２００Ｈｚ）とすると理想ビット長は４１６．６６６…μｓである。ここで、入力パルス比較手段４はパルス測定手段３で測定したビット長と理想ビット長の誤差がある一定の範囲内にあるかどうかを判定する。これは、２４００ｂｐｓの信号であっても伝送路でのノイズ等が考えられるのでこのような判定を行う。判定式は、
Ｒ−△ｒ１＜Ｘ＜Ｒ＋△ｒ１……（１）
Ｘ ：受信ビット長
Ｒ ：理想ビット長
△ｒ１：誤差
である。ここで、受信信号のビット長が上記条件を満たさない場合、エラーカウンター６が１つインクリメントされる。そして、エラーカウンターがある一定の回数カウントした場合はじめて「ビット同期信号受信エラー」と判定し受信動作を終了する。それまでは新たに１ビット取り込む動作を続ける。これは、ノイズ等の影響で（１）式を満たさない場合が生じても受信動作を続けることによりビット同期信号を受信しやすくするためである。
【０００４】
（１）式の条件を満たした場合、その受信ビット長はパルス記憶手段５に保存される。この時、パルス記憶手段５に保存されるビット長はパルス幅比較手段７により長さの順番に記憶されることとなる。
【０００５】
次に、（１）式の条件が満たされたビット長をパルスカウンター８がｎ（ｎ：整数）個カウントするまで受信を続ける。そして、ｎ個カウントした時点でカウントパルス比較手段９は次式の判定をおこなう。
【０００６】
Ｒ−△ｒ２＜Ｔ／Ｔ０＜Ｒ＋△ｒ２……（２）
Ｔ ：入力信号のビット長のｎ個の合計
Ｔ０ ：理想ビット長のｎ個の合計
△ｒ２：誤差
この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、（１）式でノイズ等の影響を考慮したが（２）式においてはｎを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。ここで、（２）式は次式の判定で代用することができる。
【０００７】
Ｒ−△ｒ２＜Ａｎ＜Ｒ＋△ｒ２……（３）
Ａｎ ：ｎ個目のビット長誤差
（３）式の説明において図１３を利用する。すなわち、理想ビット長ｎ個（図１３ではｎ＝３）の合計と入力信号のビット長ｎ個の合計の差は、ｎ個目の誤差Ａｎ（図１３ではＡ３）であらわされる。よって、（２）式は（３）式と等価になる。
【０００８】
この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、（１）式でノイズ等の影響を考慮したが（３）式においてはｎを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。
【０００９】
（３）式の判定でエラーとなった場合、カウントパルス比較手段９はその旨の信号を出力する。この信号には、（３）式の判定エラーが「最大値エラー」なのか「最小値エラー」なのかという情報が含まれている。この時、誤差切り捨て手段１０はカウントパルス比較手段９の出力信号によりパルス記憶手段５が保存しているｎ個のビット長のうち「最大のもの」もしくは「最小のもの」１つをメモリから破棄し、その旨の信号を出力する。そして、パルス測定手段３はその信号にもとづいて新たに１ビットのビット同期信号を取り込み、そのビット長を測定する。そして、先ほどと同様に入力パルス比較手段４は（１）式の判定を行い、（１）式をパスした場合はそのビット長をパルス記憶手段５が保存する。さらに、（３）式の判定を行う。以下、同様の操作を（３）式をパスするまで行う。
【００１０】
（３）式をパスした時点で、サンプリングパルス発生手段１１はｎビットの平均誤差を算出しサンプリングパルスを作成する。また、上記一連の動作は制御手段１２によって行われる。また、アンテナ１と信号復調手段２を除く上記一連の手段及びエラーカウンター６とパルスカウンター８はマイクロコンピュータのソフトウエアによって実現できる。
【００１１】
上記構成においては、パルス記憶手段５はパルス測定手段１５で測定したビット長を長さの順番に保存しなくてはならないが、このためにはビット長ｎ個分のメモリが必要となると同時に長さの順番に保存する過程で演算が複雑になる。よって、以下のような簡略化した方法で処理することもできる。すなわち、パルス記憶手段５は２個分のビット長保存用メモリを用意しておき、パルス比較手段７はパルス測定手段３で測定したビット長のうち「最大値」と「最小値」のみをパルス記憶手段５に保存しておきメモリの縮小や演算の簡略化を図る。その後、（３）式の判定でエラーとなった場合、誤差切り捨て手段１０はカウントパルス比較手段９の出力信号によりパルス記憶手段５に保存されているビット長の「最大値」または「最小値」をメモリから破棄する。この時、あらたな「最大値」もしくは「最小値」をセットすることはできないので、以後の処理、すなわち以後（３）式の判定処理では、次に取り込むあらたな１ビットのビット長によって左右されることとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方式では次のような問題点がある。まず、上記手法でサンプリングクロックを作成しデータ受信処理に移行するが、その後サンプリングクロックの見直し、つまりその後受信するデータがノイズ等の影響によりサンプリングクロック作成時と状況が異なりパルス幅が急激に変化した場合は受信できなくなる恐れがある。さらに、従来方式は受信信号が１、０、１、０、・・の繰り返しである「ビット同期信号」であるという前提のもとで成り立っている。また、「ビット同期信号」のような同期信号以外のデータを受信している場合はこの手法を使うことでサンプリングクロックを作成することはできない。このことは、１、０、１、０、…の「ビット同期信号」以外の信号、例えば１、０、０、０、１、１、０、…のような信号だと仮にその信号が自システムの２４００ｂｐｓの信号であっても受信エラーとなってしまう恐れがある。これは１ビット毎の判定式（１）やｎビットでの判定式（３）いずれにも当てはまることである。さらに、上記従来例ではエラーカウンターが予め定められた回数になった場合に「受信エラー」として受信動作を終了するわけだが、「受信エラー」と判定するまで受信電源を投入したままなので電流を消費してしまうという問題点があった。
【００１３】
なお、これらの問題点は、ビット同期信号を含むヘッダー信号を繰り返し付与したデータ要求信号を送信し、その信号に対する応答信号を受信してデータを収集する収集側無線機と、前記データ要求信号を受信すると検針値を応答する検針側無線機を考えた場合にも当てはまる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の信号判定手段は、受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合には前記パルス幅の自然数の数分の１を基準として同期タイミングを認識し、その同期タイミングで復調信号受信用サンプリングクロックを作成すると共にデータ受信動作を行う構成としてあり、これによりプロトコルの簡略化並びに冗長度がないデータ通信を実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明はパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、受信信号にサンプリングクロック作成用のヘッダー信号がなくてもデータを正確にサンプリングすることができプロトコルの簡略化並びに冗長度がないデータ通信を実現することができる。また、クロック再生とデータ受信が同時にでき受信時の動作時間を短縮することもできる。
【００１６】
また、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、作成したサンプリングクロックでデータを受信しながら最新のデータでサンプリングクロックを補正することにより正確なデータ受信を実現することができ、ノイズ等の影響が大きい通信においても信頼性の高い通信を実現することができる。
【００１７】
さらに、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段と信号の出力先を切り替える切替手段を有するものである。そして、測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することでクロックの作成とデータの受信の２つの処理を分けることで簡素化を図った装置の設計が実現できる。
【００１８】
さらに、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外の場合に受信動作を停止することでノイズ等の影響による位相同期エラーの場合にすばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図ることができる。
【００１９】
さらに、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、測定したパルス幅を予め定められた個数積算した値が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外となった場合に受信動作を停止することで他システムの信号（伝送速度が異なる信号）受信時に周波数同期のエラーですばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図ることができる。
【００２０】
さらに、収集側無線機と検針側無線機とから構成され、その少なくとも１つはパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有する信号判定手段を持つものである。そして、ヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、データ要求信号もしくは検針値データの繰り返し送信回数やヘッダー信号の長さを削減することができ、装置の消費電流を極力抑えることができる。
【００２１】
さらに、収集側無線機と検針側無線機とから構成され、その少なくとも１つはパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段と信号の出力を切り替える切替手段を有する信号判定手段を持つものである。そして、ヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することで、ヘッダーと実データが分けられている信号受信時に作業の分担が図れ装置の簡略化を図ることができる。
【００２２】
さらに、収集側無線機と検針側無線機とから構成され、その少なくとも１つはパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有する信号判定手段を持つものである。そして、ヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合に受信動作を停止することで受信エラー時に電源がＯＮになっている時間を極力小さくすることができ装置の消費電流を抑えることができる。
【００２３】
以下、本発明の信号判定手段およびそれを用いた検針用無線装置の実施例を図面を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１）
本発明の請求項１に係わる実施例を図１〜図３に基づいて説明する。１４は受信強度測定手段、１５はパルス測定手段である。また１６は理想パルス記憶手段、１７は比較手段、１８はサンプリングクロック作成手段、１９はデータ受信手段、２０は計時手段である。２１は１３〜２０を内部に持つ信号判定器である。
【００２５】
図１において、信号判定器２１は無線で送られてくる信号を受信する装置である。まず受信強度測定手段１４は無線信号が送られてきているかどうかを判断する。その判断は電波の強度が予め定められたレベル（キャリアセンスレベル）以上であるかどうかで判断する。電波の強度がキャリアセンスレベル以上の場合は、受信強度測定手段１４は信号復調手段１３を動作させて無線信号を取り込むと同時に計時手段２０を起動させる。計時手段２０は予め定められた時間を計測し、計測が終了すると信号復調手段１３を停止させ受信を終了する。信号復調手段１３は無線信号を復調し、１と０のデジタル信号に変換し出力する。信号復調手段１３が出力した信号はパルス測定手段１５並びにデータ受信手段１９に送られる。パルス測定手段１５はその信号のパルス幅を測定する。具体的には、信号が０から１もしくは１から０の変換点（立ち上がりもしくは立ち下がりエッジ）から１から０もしくは０から１の変換点（立ち下がりもしくは立ち上がりエッジ）までの長さを測定する。そして、パルス測定手段１５はその測定結果を比較手段１７に出力する。
【００２６】
一方、理想パルス記憶手段１６には送信側から送られてくる信号の伝送速度から算出した１ビット長（１ビットにおけるエッジからエッジまでの長さ）が記憶されている。例えば、２４００ｂｐｓの伝送速度の場合の１ビット長は１／２４００≒４１７μｓとなる。理想パルス記憶手段１６に記憶している１ビット長を比較手段１７に出力する。比較手段１７はパルス測定手段１５から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段１６から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較の方法はパルス幅が１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にあるかどうかである。このことを示したのが図２、図３である。
【００２７】
図３においてＡはパルス測定手段１５が測定したパルス幅であり、Ｂは理想パルス記憶手段１６が記憶している１ビット長である。つまり、パルス測定手段１５が出力した信号がが１、０、１、０、…の繰り返しならば理想パルス記憶手段１６に記憶してある１ビット長とほぼ等しいのであるが、図３のように１または０が複数続いた場合には理想パルス記憶手段１６に記憶してある１ビット長のほぼ自然数の数倍の値となる。
【００２８】
ここで、図２で各自然数の数倍の値のところにある範囲を設けているのは、無線信号の場合伝送路上でノイズ等の影響を受けやすく、その影響で１と０のデューティが変化し正確に自然数の数倍とならない場合があるためである。その場合でも全くの他システムの信号（伝送速度が異なる信号）と区別するためにある一定の範囲を設け範囲内ならば自システムの信号（伝送速度が同じでノイズ等の影響によりデューティが変化したもの）と判断するためである。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段１６に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段１８に出力すると共に計時手段２０を停止させる。サンプリングクロック作成手段１８は比較手段１７の出力を受けてデータを受信するためのサンプリングクロックを作成する。作成方法としては比較手段１７で比較した結果のパルス幅を自然数の数分の１をした信号、つまり受信信号の１ビット長を基準として作成する。サンプリングクロック作成手段１８は作成したサンプリングクロックをデータ受信手段１９に出力する。データ受信手段１９はそのサンプリングクロックにもとづいて信号復調手段１３が復調した信号を受信する。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段１６に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、再びパルス測定手段１５がパルス幅を測定するのを待つ。
【００２９】
（実施例２）
本発明の請求項２に係わる実施例を図４に基づいて説明する。図４において、１５はパルス測定手段、１９はデータ受信手段である。その他の手段は実施例１の場合と同様である。
【００３０】
以下、実施例１と異なる部分について説明する。データ受信手段１９はサンプリングクロック作成手段１８が作成したサンプリングクロックで信号を受信しつつ定期的にパルス測定手段１５に信号を出力する。パルス測定手段１５はデータ受信手段１９かの信号を受けるたびに実施例１の場合と同様にパルス幅を測定する。比較手段１７、理想パルス記憶手段１６、サンプリングクロック作成手段１８もそれぞれ実施例１の場合と同様の動作をする。これにより、定期的に最新の受信信号からサンプリングクロックが作成されることとなりクロックずれ等による受信エラーを防ぐことができる。
【００３１】
（実施例３）
本発明の請求項３に係わる実施例を図５に基づいて説明する。図５において、１３は信号復調手段、１５はパルス測定手段、１７は比較手段、１９はデータ受信手段、２２はデータ切替手段である。その他の手段は実施例１の場合と同様である。
【００３２】
以下、実施例１と異なる部分について説明する。信号復調手段１３が出力した信号はまずデータ切替手段２２に送られる。データ切替手段２２はその信号をパルス測定手段１５に送る。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段１８、データ切替手段２２及び計時手段２０に出力する。データ切替手段２２は比較手段１７から比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある旨の信号を受け取ると、信号復調手段１３から送られてくる信号を今までパルス測定手段１５に出力していたのをデータ受信手段１９に出力するように切り替える。データ受信手段１９はそのサンプリングクロックにもとづいて信号復調手段１３が復調した信号をデータ切替手段２２を通じて受信する。これにより、サンプリングクロックを作りながらデータを受信するという２つの作業の同時処理を避けることができ、特に自システムの信号がデータの前に同期用のヘッダー信号が付与している場合等は信号に合わせた効率よい処理を行うことができる。
【００３３】
（実施例４）
本発明の請求項４、５に係わる実施例を図６に基づいて説明する。図６において、１３は信号復調手段、１７は比較手段である。その他の手段は実施例１の場合と同様である。
【００３４】
以下、実施例１と異なる部分について説明する。比較手段１７はパルス測定手段１５から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段１６から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較方法としてはパルス幅が１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定もしくはパルス幅を予め定められた個数（ｋ個）積算した値が１ビット長のｋ倍のさらに自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定である。ここで、２つの判定を行うのは従来例と同様に以下の理由による。まず、１つめの判定は２４００ｂｐｓの信号であっても伝送路でのノイズ等が考えられるのでこのような判定を行う。この判定の条件を満たした場合、２つめの判定を行う。この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、１つめの判定でノイズ等の影響を考慮したが２つめの判定においてはｋを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段１８に出力すると共に計時手段２０を停止させる。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、信号復調手段１３を停止させ受信動作を終了する。これにより、計時手段２０が予め定められた時間計時する前に受信動作を停止させることができる。これは、受信信号が自システムの信号か否かをいち早く判定することとなる。
【００３５】
（実施例５）
本発明の請求項６に係わる実施例を図７〜図９に基づいて説明する。
【００３６】
図において、２３は収集側無線機、２４は検針側無線機、２５は受信手段、２６はキャリアセンス手段、２７は信号判定手段、２８は信号応答手段、２９は駆動手段である。また３０はパルス測定手段、３１は理想パルス記憶手段、３２は比較手段、３３はサンプリングクロック作成手段、３４はデータ受信手段である。
【００３７】
図７において、検針側無線機２４は水道、ガス、電気等のデータの収集を行う。具体的には、収集側無線機２３からデータの収集を要求を受けるとデータ収集手段１１を起動させデータの収集を行い収集したデータを収集側無線機２３に送る。ここで収集側無線機２３と検針側無線機２４は無線により通信を行うものとする。まず、収集側無線機２３は検針側無線機２４に対してデータ要求信号を送信する。このデータ要求信号の送信パケットフォーマットの一例を図９に示す。このように、実際のデータの前にビット同期信号を付加した信号を繰り返し送信する（図９では３回の繰り返し送信）。繰り返し送信するのは受信側、すなわち検針側無線機２４側で信号の取り損ねを少なくするためである。
【００３８】
一方、ビット同期信号は１、０の繰り返しの信号で受信側、すなわち検針側無線機２４側でのサンプリングクロックの作成を容易にするためのものである。このようなデータ要求信号を収集側無線機２３は検針側無線機２４に送信する。一方、検針側無線機２４は予め定められた時間毎に電波の有無を調べる「キャリアセンス」動作を行う。これは駆動手段２９が定期的に受信手段２５並びにキャリアセンス手段２６を起動させることによって行う。「キャリアセンス」の結果電波がないと判断した場合には受信手段２５並びにキャリアセンス手段２６の電源はＯＦＦされ、次回の予め定められた時間での駆動手段２９の起動信号を待つ。「キャリアセンス」の結果電波があると判断した場合には、受信手段２５は信号受信動作に移行し受信した信号を復調して信号判定手段２７に送る。信号判定手段２７はその信号の内容を判定し、信号が収集側無線機から送られてきたデータ要求信号であると判断した場合、その旨をデータ収集手段１１に出力する。データ収集手段１１はその信号に基づいてデータを収集する。収集したデータは信号応答手段２８に送られる。信号応答手段２８はその信号を無線で収集側無線機２３に送る。
【００３９】
次に、信号判定手段２７の動作をより詳しく図８のブロック図を用いて説明する。図７の受信手段２５で受信した信号は図８のパルス測定手段３０並びにデータ受信手段３４に入力される。パルス測定手段３０はその信号のパルス幅を測定する。具体的には、信号が０から１もしくは１から０の変換点（立ち上がりもしくは立ち下がりエッジ）から１から０もしくは０から１の変換点（立ち下がりもしくは立ち上がりエッジ）までの長さを測定する。そして、パルス測定手段３０はその測定結果を比較手段３２に出力する。
【００４０】
一方、理想パルス記憶手段３１には送信側から送られてくる信号の伝送速度から算出した１ビット長（１ビットにおけるエッジからエッジまでの長さ）が記憶されている。例えば、２４００ｂｐｓの伝送速度の場合の１ビット長は１／２４００≒４１７μｓとなる。理想パルス記憶手段３１記憶している１ビット長を比較手段３２に出力する。比較手段３２はパルス測定手段３０から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段３１から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較方法としてはパルス幅が１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にあるかどうかである。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段３３に出力する。サンプリングクロック作成手段３３は比較手段３２の出力を受けてデータを受信するためのサンプリングクロックを作成する。作成方法としては比較手段３２で比較した結果のパルス幅を自然数の数分の１をした信号、つまり受信信号の１ビット長を基準として作成する。サンプリングクロック作成手段３３は作成したサンプリングクロックをデータ受信手段３４に出力する。データ受信手段３４はそのサンプリングクロックにもとづいて信号を受信する。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、再びパルス測定手段３０がパルス幅を測定するのを待つ。このような動作過程によって図９のフォーマットの信号を受信すると、パルス測定手段３０で測定する信号が１、０、１、０、…のビット同期信号部であってもランダムなデータ部であっても正確なサンプリングクロックを作成できることとなる。
【００４１】
また、この手法はデータ受信手段３４が１度サンプリングクロック作成手段３３が作成したサンプリングクロックでデータを受信しながらサンプリングクロック作成手段３３が最新のサンプリングクロックを作成できるようにパルス測定手段３０がパルス測定を続ける方式にも応用することができる。また、この例では検針側無線機２４の信号判定手段２７について説明したが、収集側無線機２３が信号を受信する場合においても同様の構成を考えることができる。
【００４２】
（実施例６）
本発明の請求項７に係わる実施例を図７、９、１０に基づいて説明する。
【００４３】
図において、３０はパルス測定手段、３２は比較手段、３４はデータ受信手段、３５はデータ切替手段である。その他の手段は実施例５の場合と同様である。
【００４４】
以下、実施例５と異なる部分について図１０を用いて説明する。図７の受信手段２５で受信した信号はまずデータ切替手段３５に送られる。データ切替手段３５はその信号をパルス測定手段３０に送る。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段３３並びにデータ切替手段３５に出力する。一方、データ切替手段３５は比較手段３２から比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にある旨の信号を受け取ると、図７の受信手段２５から送られてくる信号を今までパルス測定手段３０に出力していたのをデータ受信手段３４に出力するように切り替える。データ受信手段３４はそのサンプリングクロックにもとづいて図７の受信手段２５が復調した信号をデータ切替手段３５を通じて受信する。これにより、サンプリングクロックを作りながらデータを受信するという２つの作業の同時処理を避けることができ、特に図９のフォーマットのように自システムの信号がデータの前に同期用のヘッダー信号（ビット同期信号）が付与している場合等は信号に合わせた効率よい処理を行うことができる。
【００４５】
（実施例７）
本発明の請求項８に係わる実施例を図７、９、１１に基づいて説明する。
【００４６】
ずにおいて、３２は比較手段である。その他の手段は実施例５の場合と同様である。
【００４７】
以下、実施例５と異なる部分について図１１を用いて説明する。比較手段３２はパルス測定手段３０から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段３１から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較方法としてはパルス幅が１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定もしくはパルス幅を予め定められた個数（ｋ個）積算した値が１ビット長のｋ倍のさらに自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定である。ここで、２つの判定を行うのは従来例と同様に以下の理由による。まず、１つめのの判定は２４００ｂｐｓの信号であっても伝送路でのノイズ等が考えられるのでこのような判定を行う。この判定の条件を満たした場合、２つめの判定を行う。この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、１つめの判定ででノイズ等の影響を考慮したが２つめの判定においてはｋを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段３３に出力する。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、図７の受信手段２５を停止させ受信動作を終了する。これにより、受信信号が自システムの信号か否かをいち早く判定することとなる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば以下のような効果がある。
【００４９】
測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、受信信号にサンプリングクロック作成用のヘッダー信号がなくてもデータを正確にサンプリングすることができ、プロトコルの簡略化並びに冗長度がないデータ通信を実現することができる。また、クロック再生とデータ受信が同時にでき受信時の動作時間を短縮することもできる。
【００５０】
また作成したサンプリングクロックでデータを受信しながら最新のデータでサンプリングクロックを補正することにより正確なデータ受信を実現することができ、ノイズ等の影響が大きい通信においても信頼性の高い通信を実現することができる。
【００５１】
また測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することでクロックの作成とデータの受信の２つの処理を分けることで簡素化を図った装置の設計が実現できる。
【００５２】
また測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外の場合に受信動作を停止することでノイズ等の影響による位相同期エラーの場合にすばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図る。
【００５３】
また測定したパルス幅を予め定められた個数積算した値が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外となった場合に受信動作を停止することで他システムの信号（伝送速度が異なる信号）受信時に周波数同期のエラーですばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図ることができる。
【００５４】
またヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、データ要求信号もしくは検針値データの繰り返し送信回数やヘッダー信号の長さを削減することができ、装置の消費電流を極力抑えることができる。
【００５５】
またヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することで、ヘッダーと実データが分けられている信号受信時に作業の分担が図れ装置の簡略化を図ることができる。
【００５６】
さらにまたヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外の場合に受信動作を停止することで受信エラー時に電源がオンになっている時間を極力小さくすることができ装置の消費電流を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の信号判定器のブロック図
【図２】同判定器におけるビット長について説明する図
【図３】同判定器の動作過程でのパルス幅について説明する図
【図４】本発明の実施例２の信号判定器のブロック図
【図５】本発明の実施例３の信号判定器のブロック図
【図６】本発明の実施例４の信号判定器のブロック図
【図７】本発明の実施例５、６、７の検針用無線装置のブロック図
【図８】本発明の実施例５の信号判定手段のブロック図
【図９】本発明の実施例５、６、７のデータ要求信号のパケットフォーマット図
【図１０】本発明の実施例６の信号判定器のブロック図
【図１１】本発明の実施例７の信号判定器のブロック図
【図１２】従来の受信装置のブロック図
【図１３】同装置の合計パルス幅を判定する図
【符号の説明】
１３ 信号復調手段
１４ 受信強度測定手段
１５ パルス測定手段
１６ 理想パルス記憶手段
１７ 比較手段
１８ サンプリングクロック作成手段
１９ データ受信手段
２０ 計時手段
２１ 信号判定器
２２ データ切替手段
２３ 収集側無線機
２４ 検針側無線機
２５ 受信手段
２６ キャリアセンス手段
２７ 信号判定手段
２８ 信号応答手段
２９ 駆動手段
３０ パルス測定手段
３１ 理想パルス記憶手段
３２ 比較手段
３３ サンプリングクロック作成手段
３４ データ受信手段
３５ データ切替手段
【発明の属する技術分野】
本発明は信号判定手段およびそれを用いた無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビット同期信号受信方式として「特開平８−１３０５３３号公報」に示されているような方式がある。以下、この方式について説明する。図１２において１はアンテナである。２は信号復調手段である。３はパルス測定手段である。４は入力パルス比較手段である。５はパルス記憶手段である。６はエラーカウンターである。７はパルス比較手段である。８はパルスカウンターである。９はカウントパルス比較手段である。１０は誤差切り捨て手段である。１１はサンプリングパルス発生手段である。１２は制御手段である。
【０００３】
アンテナ１で受信された信号は信号復調手段２によって１、０のディジタル信号に変換される。パルス測定手段３は、このビット同期信号のエッジ間の長さ（ビット長）を測定する。仮に受信信号が２４００ｂｐｓ（１２００Ｈｚ）とすると理想ビット長は４１６．６６６…μｓである。ここで、入力パルス比較手段４はパルス測定手段３で測定したビット長と理想ビット長の誤差がある一定の範囲内にあるかどうかを判定する。これは、２４００ｂｐｓの信号であっても伝送路でのノイズ等が考えられるのでこのような判定を行う。判定式は、
Ｒ−△ｒ１＜Ｘ＜Ｒ＋△ｒ１……（１）
Ｘ ：受信ビット長
Ｒ ：理想ビット長
△ｒ１：誤差
である。ここで、受信信号のビット長が上記条件を満たさない場合、エラーカウンター６が１つインクリメントされる。そして、エラーカウンターがある一定の回数カウントした場合はじめて「ビット同期信号受信エラー」と判定し受信動作を終了する。それまでは新たに１ビット取り込む動作を続ける。これは、ノイズ等の影響で（１）式を満たさない場合が生じても受信動作を続けることによりビット同期信号を受信しやすくするためである。
【０００４】
（１）式の条件を満たした場合、その受信ビット長はパルス記憶手段５に保存される。この時、パルス記憶手段５に保存されるビット長はパルス幅比較手段７により長さの順番に記憶されることとなる。
【０００５】
次に、（１）式の条件が満たされたビット長をパルスカウンター８がｎ（ｎ：整数）個カウントするまで受信を続ける。そして、ｎ個カウントした時点でカウントパルス比較手段９は次式の判定をおこなう。
【０００６】
Ｒ−△ｒ２＜Ｔ／Ｔ０＜Ｒ＋△ｒ２……（２）
Ｔ ：入力信号のビット長のｎ個の合計
Ｔ０ ：理想ビット長のｎ個の合計
△ｒ２：誤差
この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、（１）式でノイズ等の影響を考慮したが（２）式においてはｎを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。ここで、（２）式は次式の判定で代用することができる。
【０００７】
Ｒ−△ｒ２＜Ａｎ＜Ｒ＋△ｒ２……（３）
Ａｎ ：ｎ個目のビット長誤差
（３）式の説明において図１３を利用する。すなわち、理想ビット長ｎ個（図１３ではｎ＝３）の合計と入力信号のビット長ｎ個の合計の差は、ｎ個目の誤差Ａｎ（図１３ではＡ３）であらわされる。よって、（２）式は（３）式と等価になる。
【０００８】
この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、（１）式でノイズ等の影響を考慮したが（３）式においてはｎを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。
【０００９】
（３）式の判定でエラーとなった場合、カウントパルス比較手段９はその旨の信号を出力する。この信号には、（３）式の判定エラーが「最大値エラー」なのか「最小値エラー」なのかという情報が含まれている。この時、誤差切り捨て手段１０はカウントパルス比較手段９の出力信号によりパルス記憶手段５が保存しているｎ個のビット長のうち「最大のもの」もしくは「最小のもの」１つをメモリから破棄し、その旨の信号を出力する。そして、パルス測定手段３はその信号にもとづいて新たに１ビットのビット同期信号を取り込み、そのビット長を測定する。そして、先ほどと同様に入力パルス比較手段４は（１）式の判定を行い、（１）式をパスした場合はそのビット長をパルス記憶手段５が保存する。さらに、（３）式の判定を行う。以下、同様の操作を（３）式をパスするまで行う。
【００１０】
（３）式をパスした時点で、サンプリングパルス発生手段１１はｎビットの平均誤差を算出しサンプリングパルスを作成する。また、上記一連の動作は制御手段１２によって行われる。また、アンテナ１と信号復調手段２を除く上記一連の手段及びエラーカウンター６とパルスカウンター８はマイクロコンピュータのソフトウエアによって実現できる。
【００１１】
上記構成においては、パルス記憶手段５はパルス測定手段１５で測定したビット長を長さの順番に保存しなくてはならないが、このためにはビット長ｎ個分のメモリが必要となると同時に長さの順番に保存する過程で演算が複雑になる。よって、以下のような簡略化した方法で処理することもできる。すなわち、パルス記憶手段５は２個分のビット長保存用メモリを用意しておき、パルス比較手段７はパルス測定手段３で測定したビット長のうち「最大値」と「最小値」のみをパルス記憶手段５に保存しておきメモリの縮小や演算の簡略化を図る。その後、（３）式の判定でエラーとなった場合、誤差切り捨て手段１０はカウントパルス比較手段９の出力信号によりパルス記憶手段５に保存されているビット長の「最大値」または「最小値」をメモリから破棄する。この時、あらたな「最大値」もしくは「最小値」をセットすることはできないので、以後の処理、すなわち以後（３）式の判定処理では、次に取り込むあらたな１ビットのビット長によって左右されることとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方式では次のような問題点がある。まず、上記手法でサンプリングクロックを作成しデータ受信処理に移行するが、その後サンプリングクロックの見直し、つまりその後受信するデータがノイズ等の影響によりサンプリングクロック作成時と状況が異なりパルス幅が急激に変化した場合は受信できなくなる恐れがある。さらに、従来方式は受信信号が１、０、１、０、・・の繰り返しである「ビット同期信号」であるという前提のもとで成り立っている。また、「ビット同期信号」のような同期信号以外のデータを受信している場合はこの手法を使うことでサンプリングクロックを作成することはできない。このことは、１、０、１、０、…の「ビット同期信号」以外の信号、例えば１、０、０、０、１、１、０、…のような信号だと仮にその信号が自システムの２４００ｂｐｓの信号であっても受信エラーとなってしまう恐れがある。これは１ビット毎の判定式（１）やｎビットでの判定式（３）いずれにも当てはまることである。さらに、上記従来例ではエラーカウンターが予め定められた回数になった場合に「受信エラー」として受信動作を終了するわけだが、「受信エラー」と判定するまで受信電源を投入したままなので電流を消費してしまうという問題点があった。
【００１３】
なお、これらの問題点は、ビット同期信号を含むヘッダー信号を繰り返し付与したデータ要求信号を送信し、その信号に対する応答信号を受信してデータを収集する収集側無線機と、前記データ要求信号を受信すると検針値を応答する検針側無線機を考えた場合にも当てはまる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の信号判定手段は、受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合には前記パルス幅の自然数の数分の１を基準として同期タイミングを認識し、その同期タイミングで復調信号受信用サンプリングクロックを作成すると共にデータ受信動作を行う構成としてあり、これによりプロトコルの簡略化並びに冗長度がないデータ通信を実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明はパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、受信信号にサンプリングクロック作成用のヘッダー信号がなくてもデータを正確にサンプリングすることができプロトコルの簡略化並びに冗長度がないデータ通信を実現することができる。また、クロック再生とデータ受信が同時にでき受信時の動作時間を短縮することもできる。
【００１６】
また、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、作成したサンプリングクロックでデータを受信しながら最新のデータでサンプリングクロックを補正することにより正確なデータ受信を実現することができ、ノイズ等の影響が大きい通信においても信頼性の高い通信を実現することができる。
【００１７】
さらに、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段と信号の出力先を切り替える切替手段を有するものである。そして、測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することでクロックの作成とデータの受信の２つの処理を分けることで簡素化を図った装置の設計が実現できる。
【００１８】
さらに、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外の場合に受信動作を停止することでノイズ等の影響による位相同期エラーの場合にすばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図ることができる。
【００１９】
さらに、パルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有するものである。そして、測定したパルス幅を予め定められた個数積算した値が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外となった場合に受信動作を停止することで他システムの信号（伝送速度が異なる信号）受信時に周波数同期のエラーですばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図ることができる。
【００２０】
さらに、収集側無線機と検針側無線機とから構成され、その少なくとも１つはパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有する信号判定手段を持つものである。そして、ヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、データ要求信号もしくは検針値データの繰り返し送信回数やヘッダー信号の長さを削減することができ、装置の消費電流を極力抑えることができる。
【００２１】
さらに、収集側無線機と検針側無線機とから構成され、その少なくとも１つはパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段と信号の出力を切り替える切替手段を有する信号判定手段を持つものである。そして、ヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することで、ヘッダーと実データが分けられている信号受信時に作業の分担が図れ装置の簡略化を図ることができる。
【００２２】
さらに、収集側無線機と検針側無線機とから構成され、その少なくとも１つはパルス幅を測定するパルス測定手段とそのパルス幅を理想パルス幅と比較する比較手段とその結果に基づいてサンプリングクロックを作成するサンプリングクロック作成手段を有する信号判定手段を持つものである。そして、ヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合に受信動作を停止することで受信エラー時に電源がＯＮになっている時間を極力小さくすることができ装置の消費電流を抑えることができる。
【００２３】
以下、本発明の信号判定手段およびそれを用いた検針用無線装置の実施例を図面を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１）
本発明の請求項１に係わる実施例を図１〜図３に基づいて説明する。１４は受信強度測定手段、１５はパルス測定手段である。また１６は理想パルス記憶手段、１７は比較手段、１８はサンプリングクロック作成手段、１９はデータ受信手段、２０は計時手段である。２１は１３〜２０を内部に持つ信号判定器である。
【００２５】
図１において、信号判定器２１は無線で送られてくる信号を受信する装置である。まず受信強度測定手段１４は無線信号が送られてきているかどうかを判断する。その判断は電波の強度が予め定められたレベル（キャリアセンスレベル）以上であるかどうかで判断する。電波の強度がキャリアセンスレベル以上の場合は、受信強度測定手段１４は信号復調手段１３を動作させて無線信号を取り込むと同時に計時手段２０を起動させる。計時手段２０は予め定められた時間を計測し、計測が終了すると信号復調手段１３を停止させ受信を終了する。信号復調手段１３は無線信号を復調し、１と０のデジタル信号に変換し出力する。信号復調手段１３が出力した信号はパルス測定手段１５並びにデータ受信手段１９に送られる。パルス測定手段１５はその信号のパルス幅を測定する。具体的には、信号が０から１もしくは１から０の変換点（立ち上がりもしくは立ち下がりエッジ）から１から０もしくは０から１の変換点（立ち下がりもしくは立ち上がりエッジ）までの長さを測定する。そして、パルス測定手段１５はその測定結果を比較手段１７に出力する。
【００２６】
一方、理想パルス記憶手段１６には送信側から送られてくる信号の伝送速度から算出した１ビット長（１ビットにおけるエッジからエッジまでの長さ）が記憶されている。例えば、２４００ｂｐｓの伝送速度の場合の１ビット長は１／２４００≒４１７μｓとなる。理想パルス記憶手段１６に記憶している１ビット長を比較手段１７に出力する。比較手段１７はパルス測定手段１５から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段１６から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較の方法はパルス幅が１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にあるかどうかである。このことを示したのが図２、図３である。
【００２７】
図３においてＡはパルス測定手段１５が測定したパルス幅であり、Ｂは理想パルス記憶手段１６が記憶している１ビット長である。つまり、パルス測定手段１５が出力した信号がが１、０、１、０、…の繰り返しならば理想パルス記憶手段１６に記憶してある１ビット長とほぼ等しいのであるが、図３のように１または０が複数続いた場合には理想パルス記憶手段１６に記憶してある１ビット長のほぼ自然数の数倍の値となる。
【００２８】
ここで、図２で各自然数の数倍の値のところにある範囲を設けているのは、無線信号の場合伝送路上でノイズ等の影響を受けやすく、その影響で１と０のデューティが変化し正確に自然数の数倍とならない場合があるためである。その場合でも全くの他システムの信号（伝送速度が異なる信号）と区別するためにある一定の範囲を設け範囲内ならば自システムの信号（伝送速度が同じでノイズ等の影響によりデューティが変化したもの）と判断するためである。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段１６に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段１８に出力すると共に計時手段２０を停止させる。サンプリングクロック作成手段１８は比較手段１７の出力を受けてデータを受信するためのサンプリングクロックを作成する。作成方法としては比較手段１７で比較した結果のパルス幅を自然数の数分の１をした信号、つまり受信信号の１ビット長を基準として作成する。サンプリングクロック作成手段１８は作成したサンプリングクロックをデータ受信手段１９に出力する。データ受信手段１９はそのサンプリングクロックにもとづいて信号復調手段１３が復調した信号を受信する。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段１６に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、再びパルス測定手段１５がパルス幅を測定するのを待つ。
【００２９】
（実施例２）
本発明の請求項２に係わる実施例を図４に基づいて説明する。図４において、１５はパルス測定手段、１９はデータ受信手段である。その他の手段は実施例１の場合と同様である。
【００３０】
以下、実施例１と異なる部分について説明する。データ受信手段１９はサンプリングクロック作成手段１８が作成したサンプリングクロックで信号を受信しつつ定期的にパルス測定手段１５に信号を出力する。パルス測定手段１５はデータ受信手段１９かの信号を受けるたびに実施例１の場合と同様にパルス幅を測定する。比較手段１７、理想パルス記憶手段１６、サンプリングクロック作成手段１８もそれぞれ実施例１の場合と同様の動作をする。これにより、定期的に最新の受信信号からサンプリングクロックが作成されることとなりクロックずれ等による受信エラーを防ぐことができる。
【００３１】
（実施例３）
本発明の請求項３に係わる実施例を図５に基づいて説明する。図５において、１３は信号復調手段、１５はパルス測定手段、１７は比較手段、１９はデータ受信手段、２２はデータ切替手段である。その他の手段は実施例１の場合と同様である。
【００３２】
以下、実施例１と異なる部分について説明する。信号復調手段１３が出力した信号はまずデータ切替手段２２に送られる。データ切替手段２２はその信号をパルス測定手段１５に送る。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段１８、データ切替手段２２及び計時手段２０に出力する。データ切替手段２２は比較手段１７から比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある旨の信号を受け取ると、信号復調手段１３から送られてくる信号を今までパルス測定手段１５に出力していたのをデータ受信手段１９に出力するように切り替える。データ受信手段１９はそのサンプリングクロックにもとづいて信号復調手段１３が復調した信号をデータ切替手段２２を通じて受信する。これにより、サンプリングクロックを作りながらデータを受信するという２つの作業の同時処理を避けることができ、特に自システムの信号がデータの前に同期用のヘッダー信号が付与している場合等は信号に合わせた効率よい処理を行うことができる。
【００３３】
（実施例４）
本発明の請求項４、５に係わる実施例を図６に基づいて説明する。図６において、１３は信号復調手段、１７は比較手段である。その他の手段は実施例１の場合と同様である。
【００３４】
以下、実施例１と異なる部分について説明する。比較手段１７はパルス測定手段１５から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段１６から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較方法としてはパルス幅が１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定もしくはパルス幅を予め定められた個数（ｋ個）積算した値が１ビット長のｋ倍のさらに自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定である。ここで、２つの判定を行うのは従来例と同様に以下の理由による。まず、１つめの判定は２４００ｂｐｓの信号であっても伝送路でのノイズ等が考えられるのでこのような判定を行う。この判定の条件を満たした場合、２つめの判定を行う。この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、１つめの判定でノイズ等の影響を考慮したが２つめの判定においてはｋを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段１８に出力すると共に計時手段２０を停止させる。比較手段１７は比較の結果パルス測定手段１５が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、信号復調手段１３を停止させ受信動作を終了する。これにより、計時手段２０が予め定められた時間計時する前に受信動作を停止させることができる。これは、受信信号が自システムの信号か否かをいち早く判定することとなる。
【００３５】
（実施例５）
本発明の請求項６に係わる実施例を図７〜図９に基づいて説明する。
【００３６】
図において、２３は収集側無線機、２４は検針側無線機、２５は受信手段、２６はキャリアセンス手段、２７は信号判定手段、２８は信号応答手段、２９は駆動手段である。また３０はパルス測定手段、３１は理想パルス記憶手段、３２は比較手段、３３はサンプリングクロック作成手段、３４はデータ受信手段である。
【００３７】
図７において、検針側無線機２４は水道、ガス、電気等のデータの収集を行う。具体的には、収集側無線機２３からデータの収集を要求を受けるとデータ収集手段１１を起動させデータの収集を行い収集したデータを収集側無線機２３に送る。ここで収集側無線機２３と検針側無線機２４は無線により通信を行うものとする。まず、収集側無線機２３は検針側無線機２４に対してデータ要求信号を送信する。このデータ要求信号の送信パケットフォーマットの一例を図９に示す。このように、実際のデータの前にビット同期信号を付加した信号を繰り返し送信する（図９では３回の繰り返し送信）。繰り返し送信するのは受信側、すなわち検針側無線機２４側で信号の取り損ねを少なくするためである。
【００３８】
一方、ビット同期信号は１、０の繰り返しの信号で受信側、すなわち検針側無線機２４側でのサンプリングクロックの作成を容易にするためのものである。このようなデータ要求信号を収集側無線機２３は検針側無線機２４に送信する。一方、検針側無線機２４は予め定められた時間毎に電波の有無を調べる「キャリアセンス」動作を行う。これは駆動手段２９が定期的に受信手段２５並びにキャリアセンス手段２６を起動させることによって行う。「キャリアセンス」の結果電波がないと判断した場合には受信手段２５並びにキャリアセンス手段２６の電源はＯＦＦされ、次回の予め定められた時間での駆動手段２９の起動信号を待つ。「キャリアセンス」の結果電波があると判断した場合には、受信手段２５は信号受信動作に移行し受信した信号を復調して信号判定手段２７に送る。信号判定手段２７はその信号の内容を判定し、信号が収集側無線機から送られてきたデータ要求信号であると判断した場合、その旨をデータ収集手段１１に出力する。データ収集手段１１はその信号に基づいてデータを収集する。収集したデータは信号応答手段２８に送られる。信号応答手段２８はその信号を無線で収集側無線機２３に送る。
【００３９】
次に、信号判定手段２７の動作をより詳しく図８のブロック図を用いて説明する。図７の受信手段２５で受信した信号は図８のパルス測定手段３０並びにデータ受信手段３４に入力される。パルス測定手段３０はその信号のパルス幅を測定する。具体的には、信号が０から１もしくは１から０の変換点（立ち上がりもしくは立ち下がりエッジ）から１から０もしくは０から１の変換点（立ち下がりもしくは立ち上がりエッジ）までの長さを測定する。そして、パルス測定手段３０はその測定結果を比較手段３２に出力する。
【００４０】
一方、理想パルス記憶手段３１には送信側から送られてくる信号の伝送速度から算出した１ビット長（１ビットにおけるエッジからエッジまでの長さ）が記憶されている。例えば、２４００ｂｐｓの伝送速度の場合の１ビット長は１／２４００≒４１７μｓとなる。理想パルス記憶手段３１記憶している１ビット長を比較手段３２に出力する。比較手段３２はパルス測定手段３０から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段３１から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較方法としてはパルス幅が１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にあるかどうかである。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段３３に出力する。サンプリングクロック作成手段３３は比較手段３２の出力を受けてデータを受信するためのサンプリングクロックを作成する。作成方法としては比較手段３２で比較した結果のパルス幅を自然数の数分の１をした信号、つまり受信信号の１ビット長を基準として作成する。サンプリングクロック作成手段３３は作成したサンプリングクロックをデータ受信手段３４に出力する。データ受信手段３４はそのサンプリングクロックにもとづいて信号を受信する。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、再びパルス測定手段３０がパルス幅を測定するのを待つ。このような動作過程によって図９のフォーマットの信号を受信すると、パルス測定手段３０で測定する信号が１、０、１、０、…のビット同期信号部であってもランダムなデータ部であっても正確なサンプリングクロックを作成できることとなる。
【００４１】
また、この手法はデータ受信手段３４が１度サンプリングクロック作成手段３３が作成したサンプリングクロックでデータを受信しながらサンプリングクロック作成手段３３が最新のサンプリングクロックを作成できるようにパルス測定手段３０がパルス測定を続ける方式にも応用することができる。また、この例では検針側無線機２４の信号判定手段２７について説明したが、収集側無線機２３が信号を受信する場合においても同様の構成を考えることができる。
【００４２】
（実施例６）
本発明の請求項７に係わる実施例を図７、９、１０に基づいて説明する。
【００４３】
図において、３０はパルス測定手段、３２は比較手段、３４はデータ受信手段、３５はデータ切替手段である。その他の手段は実施例５の場合と同様である。
【００４４】
以下、実施例５と異なる部分について図１０を用いて説明する。図７の受信手段２５で受信した信号はまずデータ切替手段３５に送られる。データ切替手段３５はその信号をパルス測定手段３０に送る。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍の値から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段３３並びにデータ切替手段３５に出力する。一方、データ切替手段３５は比較手段３２から比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にある旨の信号を受け取ると、図７の受信手段２５から送られてくる信号を今までパルス測定手段３０に出力していたのをデータ受信手段３４に出力するように切り替える。データ受信手段３４はそのサンプリングクロックにもとづいて図７の受信手段２５が復調した信号をデータ切替手段３５を通じて受信する。これにより、サンプリングクロックを作りながらデータを受信するという２つの作業の同時処理を避けることができ、特に図９のフォーマットのように自システムの信号がデータの前に同期用のヘッダー信号（ビット同期信号）が付与している場合等は信号に合わせた効率よい処理を行うことができる。
【００４５】
（実施例７）
本発明の請求項８に係わる実施例を図７、９、１１に基づいて説明する。
【００４６】
ずにおいて、３２は比較手段である。その他の手段は実施例５の場合と同様である。
【００４７】
以下、実施例５と異なる部分について図１１を用いて説明する。比較手段３２はパルス測定手段３０から送られてきたパルス幅と理想パルス記憶手段３１から送られてきた１ビット長の長さを比較する。比較方法としてはパルス幅が１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定もしくはパルス幅を予め定められた個数（ｋ個）積算した値が１ビット長のｋ倍のさらに自然数の数倍から予め定められた範囲内にあるかどうかの判定である。ここで、２つの判定を行うのは従来例と同様に以下の理由による。まず、１つめのの判定は２４００ｂｐｓの信号であっても伝送路でのノイズ等が考えられるのでこのような判定を行う。この判定の条件を満たした場合、２つめの判定を行う。この判定の目的は、２４００ｂｐｓの信号かどうかを正確に判断するためのものである。すなわち、１つめの判定ででノイズ等の影響を考慮したが２つめの判定においてはｋを大きくすればするほどわずかなビット長の誤差の影響は小さくなり、より正確な信号であると判定できるからである。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にある場合にはその旨をサンプリングクロック作成手段３３に出力する。比較手段３２は比較の結果パルス測定手段３０が出力した信号が理想パルス記憶手段３１に記憶されている１ビット長の自然数の数倍から予め定められた範囲内にない場合には、図７の受信手段２５を停止させ受信動作を終了する。これにより、受信信号が自システムの信号か否かをいち早く判定することとなる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば以下のような効果がある。
【００４９】
測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、受信信号にサンプリングクロック作成用のヘッダー信号がなくてもデータを正確にサンプリングすることができ、プロトコルの簡略化並びに冗長度がないデータ通信を実現することができる。また、クロック再生とデータ受信が同時にでき受信時の動作時間を短縮することもできる。
【００５０】
また作成したサンプリングクロックでデータを受信しながら最新のデータでサンプリングクロックを補正することにより正確なデータ受信を実現することができ、ノイズ等の影響が大きい通信においても信頼性の高い通信を実現することができる。
【００５１】
また測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することでクロックの作成とデータの受信の２つの処理を分けることで簡素化を図った装置の設計が実現できる。
【００５２】
また測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外の場合に受信動作を停止することでノイズ等の影響による位相同期エラーの場合にすばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図る。
【００５３】
また測定したパルス幅を予め定められた個数積算した値が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外となった場合に受信動作を停止することで他システムの信号（伝送速度が異なる信号）受信時に周波数同期のエラーですばやく電源の切断を行うことができ装置の電流の削減を図ることができる。
【００５４】
またヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成すると共にデータを受信することで、データ要求信号もしくは検針値データの繰り返し送信回数やヘッダー信号の長さを削減することができ、装置の消費電流を極力抑えることができる。
【００５５】
またヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合にサンプリングクロックを作成しそれに基づいてデータを受信することで、ヘッダーと実データが分けられている信号受信時に作業の分担が図れ装置の簡略化を図ることができる。
【００５６】
さらにまたヘッダー信号を付加したデータ要求信号もしくは検針値データを繰り返し送信する検針用無線装置において受信側の装置が測定したパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲外の場合に受信動作を停止することで受信エラー時に電源がオンになっている時間を極力小さくすることができ装置の消費電流を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の信号判定器のブロック図
【図２】同判定器におけるビット長について説明する図
【図３】同判定器の動作過程でのパルス幅について説明する図
【図４】本発明の実施例２の信号判定器のブロック図
【図５】本発明の実施例３の信号判定器のブロック図
【図６】本発明の実施例４の信号判定器のブロック図
【図７】本発明の実施例５、６、７の検針用無線装置のブロック図
【図８】本発明の実施例５の信号判定手段のブロック図
【図９】本発明の実施例５、６、７のデータ要求信号のパケットフォーマット図
【図１０】本発明の実施例６の信号判定器のブロック図
【図１１】本発明の実施例７の信号判定器のブロック図
【図１２】従来の受信装置のブロック図
【図１３】同装置の合計パルス幅を判定する図
【符号の説明】
１３ 信号復調手段
１４ 受信強度測定手段
１５ パルス測定手段
１６ 理想パルス記憶手段
１７ 比較手段
１８ サンプリングクロック作成手段
１９ データ受信手段
２０ 計時手段
２１ 信号判定器
２２ データ切替手段
２３ 収集側無線機
２４ 検針側無線機
２５ 受信手段
２６ キャリアセンス手段
２７ 信号判定手段
２８ 信号応答手段
２９ 駆動手段
３０ パルス測定手段
３１ 理想パルス記憶手段
３２ 比較手段
３３ サンプリングクロック作成手段
３４ データ受信手段
３５ データ切替手段
Claims (8)
- 受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合には前記パルス幅の自然数の数分の１を基準として同期タイミングを認識し、その同期タイミングで復調信号受信用サンプリングクロックを作成すると共にデータ受信動作を行う信号判定の方法。
- 受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合には前記パルス幅の自然数の数分の１を基準として同期タイミングを認識し、その同期タイミングで復調信号受信用サンプリングクロックを作成し以降のデータ受信動作に移行し、データ受信動作においても復調受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ倍から予め定められた範囲内の場合には前記パルス幅の自然数分の１を基準として同期タイミングを再認識し、前回作成した復調信号受信用サンプリングクロックを今回認識した同期タイミングに補正しながらデータ受信動作を行う信号判定の方法。
- 受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合には前記パルス幅の自然数の数分の１を基準として同期タイミングを認識し、その復調受信信号受信用サンプリングクロックを作成し以降のデータ受信動作に移行する信号判定の方法。
- 無線信号の受信強度が判定値以上となったことにより復調信号の検出を開始し、復調した同期信号のパルス幅が伝送速度から算出した１ビット長の数倍の値からあらかじめ定められた範囲外となった場合受信動作を中止する信号判定の方法。
- 無線信号の受信強度が判定値以上となったことにより復調信号の検出を開始し、復調した同期信号のパルス幅を予め定められた個数積算した値が伝送速度から算出した１ビット長の数倍からあらかじめ定められた範囲外となった場合に受信動作を中止する信号判定の方法。
- ビット同期信号を含むヘッダー信号を繰り返し付与したデータ要求信号を送信し、その信号に対する応答信号を受信してデータを収集する収集側無線機と、前記データ要求信号を受信すると検針値を応答する検針側無線機とから構成され、前記検針側無線機もしくは前記収集側無線機は無線信号を受信する受信手段と、前記受信される信号の強度を所定のレベルと比較するキャリアセンス手段と、前記受信手段並びに前記キャリアセンス手段を定期的に駆動する駆動手段と、前記受信される信号を処理する信号判定手段と、前記信号判定手段によりデータ要求信号もしくはデータ自体を受信した場合に検針値もしくはデータ自体に対する応答を無線信号で応答する信号応答手段から構成され、前記信号判定手段は前記受信手段が駆動手段により駆動され、無線信号の受信強度が判定値以上となったことにより復調信号の検出を開始し、復調受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合には前記パルス幅の自然数分の１を基準として同期タイミングを認識し、その同期タイミングで復調信号受信用サンプリングクロックを作成すると共にデータ受信動作を行う無線装置。
- ビット同期信号を含むヘッダー信号を繰り返し付与したデータ要求信号を送信し、その信号に対する応答信号を受信してデータを収集する収集側無線機と、前記データ要求信号を受信すると検針値を応答する検針側無線機とから構成され、前記検針側無線機もしくは前記収集側無線機は無線信号を受信する受信手段と、前記受信される信号の強度を所定のレベルと比較するキャリアセンス手段と、前記受信手段並びに前記キャリアセンス手段を定期的に駆動する駆動手段と、前記受信される信号を処理する信号判定手段と、前記信号判定手段によりデータ要求信号もしくはデータ自体を受信した場合に検針値もしくは応答を無線信号で応答する信号応答手段から構成され、無線信号の受信強度が判定値以上となったことにより復調信号の検出を開始し、復調受信信号のパルス幅が伝送速度から算出したビット長のｎ（ｎ：自然数）倍の値から予め定められた範囲にある場合には前記パルス幅の自然数分の１を基準として同期タイミングを認識し、その同期タイミングで復調信号受信用サンプリングクロックを作成し以降のデータ受信動作に移行する検針用無線通信装置。
- ビット同期信号を含むヘッダー信号を繰り返し付与したデータ要求信号を送信し、その信号に対する応答信号を受信してデータを収集する収集側無線機と、前記データ要求信号を受信すると検針値を応答する検針側無線機とから構成され、前記検針側無線機もしくは前記収集側無線機は無線信号を受信する受信手段と、前記受信される信号の強度を所定のレベルと比較するキャリアセンス手段と、前記受信手段並びに前記キャリアセンス手段を定期的に駆動する駆動手段と、前記受信される信号を処理する信号判定手段と、前記信号判定手段によりデータ要求信号もしくはデータ自体を受信した場合に検針値もしくは応答を無線信号で応答する信号応答手段から構成され、前記信号判定手段は前記受信手段が駆動手段により駆動され、無線信号の受信強度が判定値以上となったことにより復調信号の検出を開始し、復調した同期信号のパルス幅が伝送速度から算出した１ビット長の数倍からあらかじめ定められた範囲外となった場合にビット同期検出を中止する無線装置。
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