JP4057122B2 - ディジタル光通信信号の変調方法、光通信方法、及び光送信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
赤外線通信機能を有する家電機器、情報機器等に用いられるディジタル光通信用信号の変調方法及びそれを用いた変復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光通信では、通信したいデータに応じて副搬送波の振幅、位相、周波数のいずれかを変化させ送出する方式が用いられることが多いが、このような方式を、副搬送波を利用しない方式（ベースバンド変調方式）と対比して、キャリアバンド変調方式と呼ぶ。ここで副搬送波とは、ある周期で光をオンオフさせることにより疑似的に作られる搬送波を指す。副搬送波は単純にオンオフする光の矩形波で代用される場合が多い。
【０００３】
キャリアバンド変調方式中で最も単純であるのが振幅を変化させる方式で、これをＡＳＫ（振幅シフトキーイング）方式と呼ぶ。ＡＳＫの中でも最も簡単な方式は、一定の振幅と振幅ゼロの２種類の振幅を用いる場合であり、これを特にＯＯＫ（オンオフキーイング）と呼ぶ。また、ＲＺ変調方式、ＰＰＭ変調方式、マンチェスタ変調方式等のベースバンド変調方式の出力信号に副搬送波を掛け合わせて送出する変調方式を考えることもでき、これらも広い意味でＡＳＫ変調方式である。これらの変調波形を図３３に示す。副搬送波の位相あるいは周波数を変化させる変調方式をそれぞれＰＳＫ（位相シフトキーイング）方式、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）方式と呼ぶ（ＰＳＫ、ＦＳＫ変調波形を図３４に示す。）。
【０００４】
（従来のキャリアバンド変調方式のスペクトル）
キャリアバンド変調方式のスペクトルは、副搬送波周波数を中心とする周波数帯域にメインローブを持つ。ＦＳＫ方式のように複数の副搬送波周波数を用いる方式は各々の副搬送波周波数を中心とする周波数帯域に複数のメインローブを持つ。キャリアバンド変調方式のメインローブの片側帯域幅は通常はその変調方式で使用する最小の「副搬送波無変化時間」の逆数となる。
【０００５】
（従来のキャリアバンド変調方式の、特にＡＳＫ変調方式のスペクトル）
特にベースバンド変調方式に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式のスペクトルは、副搬送波を中心とする周波数帯域に元のベースバンド変調方式のスペクトルをシフトしたものとなる。ただしこの際に、ベースバンド変調方式のスペクトルが全て高周波帯域にシフトする訳ではなく、ある程度のベースバンド変調方式のスペクトルは低周波帯域にそのまま不要輻射として残ることになる。ＮＲＺ変調変調方式に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式のスペクトルを図３５に示す。
【０００６】
（従来のキャリアバンド変調方式の、特にＰＳＫ／ＦＳＫ変調方式のスペクトル）
一方、ＰＳＫ方式やＦＳＫ方式ではＡＳＫ方式と異なり低周波帯域にスペクトルは出現しない。しかしこれらの方式はＡＳＫ方式と比べると一般に消費電力が大きくなり、かつ受信回路構成も複雑になるため、光通信界においてはＡＳＫ方式かベースバンド方式が好んで用いられる。
【０００７】
以上の説明から判る通り、ベースバンド通信方式及びＡＳＫ通信方式においては一般に低周波領域にビットレート以上の帯域幅のメインローブを持つスペクトルが出現することになる。したがって複数の通信方式が混在する場合にはこれらの相互干渉が問題であった。
【０００８】
例えばテレビなどのリモコンは４０ＫＨｚ付近の副搬送波を用いて１Ｋｂｐｓ程度のビットレートのＡＳＫ通信方式を採用しており、そのスペクトルは４０ＫＨｚ付近を中心に片側２ＫＨｚ程度のメインローブを持っている。ここで新しく別の方式で７５Ｋｂｐｓ程度の通信を行いたい場合を考えると、ベースバンド変調方式を採用してもＡＳＫ通信方式を採用しても、０Ｈｚ〜７５ＫＨｚ程度までの全低周波帯域に信号スペクトルが出現することになり、リモコンの光通信を妨害することになる。それゆえ、従来のベースバンド変調方式あるいはＡＳＫ変調方式では、７５Ｋｂｐｓの通信を行いながら４０ＫＨｚにおけるリモコンとの干渉を取り除くことは困難であった。
【０００９】
（従来のＩｒＢＵＳ方式のスペクトル）
この問題を解決するために、例えば、従来のベースバンド方式に変わる符号化方式として、現在米国赤外線通信標準化団体ＩｒＤＡで標準化が進められているＩｒＢＵＳ方式では、１６ＰＳＭ符号化方式を提案している。この符号化方式は４ビットのデータを８個のスロットをもつ１６個のシンボルに割り当てる。
【００１０】
【表１】
【００１１】
ＩｒＢＵＳ方式では、この１６ＰＳＭベースバンド信号に１．５ＭＨｚ副搬送波を掛け合わせることにより、家電用リモコンが通常使用する副搬送波のピーク電力スペクトル帯域である３６ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの間に電力スペクトルの谷間をつくり、相互干渉を軽減する方式である（図１９、２０、２１）。これにより、従来のベースバンド方式やＡＳＫ方式を使う場合よりも、相互干渉を１／２程度に押さえることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
（課題１）
ＩｒＢＵＳ方式の光信号波形を構成する成分とそれら成分によって発生する電力スペクトルについて考察する。
【００１３】
電波の搬送波は０を中心とし正負の方向に出力される交流成分である。しかし、光信号の場合は、電波の場合と異なり、光のオンオフで擬似的に搬送波を生成する（副搬送波）ために、正の方向にしか出力されない。
【００１４】
このような振幅Ａの副搬送波は、振幅Ａ／２の直流と、振幅Ａ／２の正弦波（もしくは矩形波）を合成したものと見ることができる。ここで前者を本副搬送波の直流成分、後者を副搬送波成分と定義する。
【００１５】
キャリアバンド変調された光信号は、その変調方式で定義されるシンボル単位で直流成分と副搬送波成分に分割することができる。ここで、光信号全体に含まれる各副搬送波シンボルの副搬送波成分を時系列順につなぎあわせた波形を、前記光信号の副搬送波成分と定義する。同様に、光信号全体に含まれる各副搬送波シンボルの直流成分を時系列順につなぎあわせた波形を、前記光信号のベースバンド成分と定義する。
【００１６】
特に、各副搬送波シンボルの直流成分のバイアスレベルがすべて等しいとき、光信号のベースバンド成分は直流レベルが一定あると表現する。
【００１７】
ＩｒＢＵＳ方式の波形を上記成分に解析すると、図１９に示すように、１．５ＭＨｚ副搬送波成分とベースバンド成分に分解される。
【００１８】
前記１．５ＭＨｚ副搬送波成分と前記ベースバンド成分によって発生する電力スペクトルを図２１に示す。
【００１９】
（ｃ）ベースバンド成分は副搬送波を掛け合わせる前の１６ＰＳＭ符号化方式のベースバンド信号であり、上述したように、この信号成分のスペクトルが低周波帯に残る不要輻射となる。
【００２０】
１６ＰＳＭ符号化方式の場合、リモコンで使用する中心周波数帯域に対する不要輻射を押さえられているが、リモコン受光機の感度は非常に高く、中心周波数から離れた周波数に対してもある程度の感度を有するため、１６ＰＳＭ方式を用いてもリモコンとの相互干渉の問題を完全に解決できない。
【００２１】
ＩｒＢＵＳ方式はＡＳＫ変調方式の一種であり、この問題は、従来のＡＳＫ変調信号を使用している限り発生する。
【００２２】
（課題２）
常に副搬送波を送出しつづけるＦＳＫ変調方式やＰＳＫ変調方式では、ベースバンド成分の直流レベルが一定であるため上記の問題は発生しない。 しかし、実際の光通信では、データをあらかじめ決められたデータ量に分割しパケット化して通信を行う。例えばＩｒＢＵＳ方式においては、１３．８ｍｓ周期内で複数個のパケット通信が行われる。
【００２３】
図２９は、１．５ＭＨｚ副搬送波と１ＭＨｚ副搬送波を用いたＦＳＫ変調方式のパケットを、ＩｒＢＵＳ方式と同様に１３．８ｍｓ周期で２つのパケットを送信するパケット通信を行なったときの波形である。パケット送信時の波形を解析すると、（ｃ）１．５ＭＨｚ／１ＭＨｚ副搬送波成分と（ｄ）ベースバンド成分、（ｅ）パケットが送信されるパターンに分解できる。ここでは、特に、（ｄ）ベースバンド成分に（ｅ）パケット送信パターンを掛け合わせた結果発生するベースバンド成分に注目し、これをパケット送信ベースバンド成分と呼ぶことにする。
【００２４】
パケット送信ベースバンド成分の電力スペクトルは、連続出力時のＦＳＫ信号のように、ＤＣ部のみに集中せず低周波領域にすそのをもち、このサブローブがリモコンのメインローブと相互干渉し、通信効率を大幅に悪化させる。このサブローブはパケット通信時の送信パターンに依存しているため、どのような変調方式を用いても、パケット通信を行う限り必ず発生する。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）に係るディジタル光通信信号の変調方法は、ＡＳＫ変調方式で変調を行うディジタル光通信信号の変調方法において、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅でＤＣバイアスをかけてなることによって上記課題を解決する。
【００３２】
本発明（請求項２）に係る光通信方法は、請求項１の方法で変調されたディジタル光通信信号を用いて、パケットを構成し、光通信を行う際、前記パケットの前部に、そのベースバンド成分が０からＶまで緩やかに変動する冗長信号をもち、及び／又は、前記パケットの後部に、そのベースバンド成分がＶから０まで緩やかに変動する冗長信号を持つことによって上記課題を解決する。
本発明（請求項３）に係る光通信方法は、請求項２に記載の光通信方法において、前記Ｖは、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅であることによって上記課題を解決する。
本発明（請求項４）に係る光通信方法は、請求項１の方法で変調されたディジタル光通信信号を用いて、パケットを構成し、光通信を行う際、前記パケットの前部に、立ち上がり時間が最小データビット時間以上の時間である直流光を付加発光させる冗長信号をもち、及び／又は、前記パケットの後部に、立ち下がり時間が最小データビット時間以上の時間である直流光を付加発光させる冗長信号を持つことによって上記課題を解決する。
本発明（請求項５）に係る光通信装置は、請求項２に記載の光通信方法を用いて光パケットを送信する光送信装置において、パケット前部、及び／又は、パケット後部に冗長信号を持つパケットを生成する通信制御回路部と、該通信制御回路部によって生成されたパケットを電気信号から光信号に変換する光素子駆動回路と、前記通信制御回路部によって制御され、光素子の光振幅レベルを操作するための光振幅レベル決定回路と、を備えたＥ／Ｏ変換回路と、を、少なくとも備えてなることによって上記課題を解決する。
本発明（請求項６）に係る光通信装置は、請求項５に記載の光送信装置において、前記パケット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信号は、ＤＣバイアス信号又はＦＳＫバイアス信号が用いられてなることによって上記課題を解決する。
本発明（請求項７）に係る光通信装置は、請求項５または６に記載の光送信装置において、前記パケット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信号は、データ復調処理の際、無視される信号パターンシンボルを用いてなることによって上記課題を解決する。
【００３３】
請求項６、７において、変調方式をＦＳＫ変調方式、又はＰＳＫ変調方式にすることが好ましい。また、更に変調方式をＤＣバイアスされたＡＳＫ変調方式、又はＦＳＫバイアスされたＡＳＫ変調方式とすることが更に好ましい。このように構成することによって、既存のＰＳＫ、ＦＳＫ変調方式パケット通信システムにおいて、受信機を従来のものを使用しながら、なおかつリモコンとの相互干渉を軽減できる。特に、変調方式をＦＳＫバイアスされたＡＳＫ変調方式とすることにより、最も簡単な回路構成で本発明を実現できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（ＤＣバイアスＡＳＫ変調方式の実施の形態）
ＡＳＫ変調方式で変調を行う光通信方法において、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅の直流成分を送出する方法をＤＣバイアスと呼ぶことにする。
【００３５】
ＤＣバイアスされたＡＳＫ信号は、図２５に示す光送信装置で生成できる。
【００３６】
ＤＣバイアスＡＳＫ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）は２つのＬＥＤ駆動回路で構成される。一つは従来のＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）を光変換するために使用され、もう一つはＤＣバイアス電気信号（５００）を光変換するために使用される。それぞれのＬＥＤ駆動回路で使用されるＬＥＤ、トランジスタは同じ電気的特性を持つものが使用されている。ＤＣバイアス電気信号（５００）が入力されるＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ電流制限抵抗（２０２）の値は、ＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）が入力されるＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ電流制限抵抗（２０３）の値に対し２倍になるよう調整されている。このため、ＬＥＤ（２０４）には、ＬＥＤ（２０５）に流れる電流の１／２の電流しか流れない。従って、図２６のように、ＩｒＢＵＳ光信号（５０３）は、ＤＣバイアス光信号（５０２）の振幅に対し、２倍の振幅で出力される。
【００３７】
図２５の装置によって生成される信号を図２６に示す。
【００３８】
また、図２７のような回路構成でもＤＣバイアスＡＳＫ信号を生成できる。
【００３９】
図２７ＢはＬＥＤ電流制限抵抗の値を操作することによってＤＣバイアスを掛けるためのＬＥＤ駆動回路である。トランジスタ（３０４）はＬＥＤ電流制限抵抗（３０２）への電源のオンオフを制御するのに使用される。トランジスタのコレクタ−エミッタ間の電圧降下は０．１Ｖ程度であるため、ここでは、同じ値のＬＥＤ電流制限抵抗（３０２、３０３）を使用している。
【００４０】
図２７の装置によって生成される信号を図２８に示す。
【００４１】
ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路からはＤＣバイアスが掛けられたＩｒＢＵＳ信号（６０１）と、この信号と同期しながら、副搬送波のときはＨ、ＤＣバイアス成分のときはＨとなるＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）を出力する。
【００４２】
ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）はトランジスタ（３０４）を駆動しており、ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ信号（６０１）が副搬送波のときのみ、ＬＥＤ電流制限抵抗（３０２）を有効にするため、副搬送波成分の時のＬＥＤ電流制限抵抗値は、ＤＣ成分の時のＬＥＤ電流制限抵抗値に対し、１／２の値になる。
【００４３】
このため、副搬送波成分のときにＬＥＤ（３０５）に流れる電流は、ＤＣ成分のときの２倍の電流が流れる。従って、副搬送波成分の光振幅はＤＣ成分の光振幅の２倍になり、図２８ｃで示す光信号を得られる。
【００４４】
（ＦＳＫバイアスＡＳＫ変調方式の実施の形態）
ＡＳＫ変調方式で変調を行う光通信方法において、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、主信号で使用している周波数とは異なる副搬送波を送出する方法を、ここではＦＳＫバイアスと呼ぶことにする。ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号は、図５のような論理回路で生成できる。ＡＳＫ信号（２１）は、ベースバンド信号（１７）と副搬送波Ａ（１８）との論理積で生成される。
【００４５】
ＦＳＫバイアス成分（２２）はベースバンド信号（１７）の反転出力、パケットイネーブル信号（１９）と副搬送波Ｂとの論理積をとることでを生成できる。ＡＳＫ信号（２１）とＦＳＫバイアス成分（２２）との論理和を取ることでＦＳＫバイアスＡＳＫ信号（２３）を生成できる。図５の回路によって生成される信号を図６に示す。
【００４６】
（パケット通信時の実施の形態）
ベースバンド成分が一定であるキャリアバンド変調方式で変調されたパケットの送信で発生するベースバンド成分の電力スペクトルが高周波成分を含むのは、パケットの開始時と終了時においてベースバンド成分が急峻に変動しているためである。本変調方法ではこのベースバンド成分の変動を緩やかにすることにより、パケット送信で発生する電力スペクトルの高周波成分の密度を減少させることを目的とする。
【００４７】
図３は本発明の変調方法を実現するための、光送信装置である。通信制御回路（２）は、従来のパケット生成／符号化部（６）、キャリアバンド変調部（７）の他にパケット前後に時間長Ｔの冗長信号ヘッダ、冗長信号テイラを付加し同時にスイッチ（５）を制御する信号を生成する冗長信号生成部（８）で構成される。Ｅ／Ｏ変換回路（１）は、Ｅ／Ｏ変換部（３）の他に、ローパスフィルタ（４）とスイッチ（５）で構成される。Ｅ／Ｏ変換部（３）は通信制御回路（２）によって生成されたパケットを光電気信号（１２）から光信号（１３）に変換する。この回路は従来のＥ／Ｏ変換部と同じ回路で実現できる。
【００４８】
スイッチ（５）はＥ／Ｏ変換部（３）への電源の供給または遮断を制御する。スイッチ（５）は通信制御回路（２）から出力される電源供給制御信号で制御される。スイッチとＥ／Ｏ変換部の間に挿入されているローパスフィルタ（４）は、立ち上がり／立ち下がり時間Ｔ’が冗長信号出力時間Ｔに比べて小さい値をとるように設定されている。
【００４９】
図４ａに本発明で使われるパケットの構成を示す。パケット（１５）は、従来のパケットに対し、パケットの前部と後部にそれぞれ冗長信号が付加されている。パケットの前部に付加された冗長信号を冗長信号ヘッダ、パケットの後部に付加された冗長信号を冗長信号テイラと呼ぶ。これらの冗長信号は、従来のパケット通信では認識されないかまたは意味を成さない信号である。
【００５０】
特にパケット通信で特別な意味をもつパターン、例えばパケットの開始を示すスタートフラグ、パケットの終了を示すストップフラグとは異なるパターンでなければならない。
【００５１】
光通信では、スタートフラグに先立って同期用、ＡＧＣ用、またはそれらを同時に行うためのシンボルが送出される場合がある。これらのシンボルが、上記の立ち上がり時間Ｔ’と比べて十分長い場合、これらを冗長信号ヘッダとして使用することができる。十分な長さがないときは、必要な時間分だけそのシンボルを繰り返せばよい。
【００５２】
ベースバンド成分の操作は、従来のパケットの開始部分もしくは終了部分において直接波形を変形させると正しいパケットとして認識されなくなる可能性があるため、冗長部ヘッダ、冗長部テイラで行う。
【００５３】
入力されたデータ（１０）は、パケット生成／符号化部（６）でパケット単位に分割され、シリアル信号に符号化される。シリアル信号はキャリアバンド変調部（７）で副搬送波に掛け合わされ、冗長信号生成部（８）でパケットの前後に前述した特徴をもつ冗長信号ヘッダ／テイラを付加され、光電気信号（１２）としてＥ／Ｏ変換部（３）に出力される。
【００５４】
図４は、上記で生成された光電気信号（１２）と電源供給制御信号（１１）、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）、光信号（１３）の関係を示す。電源供給制御信号（１１）は、冗長信号ヘッダが出力されると同時にＨになる。同時に電源スイッチ（５）がオンになり、Ｅ／Ｏ変換部に電源が供給されるが、ローパスフィルタ（４）を通過するため、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は電源電圧に向かって緩やかに増加する。
【００５５】
Ｅ／Ｏ変換回路の光の強さは、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）の増加に応じて、光信号の振幅も増加する。ローパスフィルタ（４）の立ち上がり時間に対して、冗長信号ヘッダの出力時間を十分大きくとれば、パケット本体の光電気信号が出力開始時にはＥ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は電源電圧と等しくなり、光信号の振幅も一定になる。
【００５６】
パケット本体の光電気信号の出力が終了すると、電源供給制御信号（１１）はＬになる。このためスイッチ（５）がオフになり、Ｅ／Ｏ変換部（３）への電源供給が遮断されるが、ローパスフィルタ（４）の影響で、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は０Ｖに向かって緩やかに減少する。このため、光信号（１３）の冗長信号テイラの振幅は、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）の減少に応じて、減少する。
【００５７】
ローパスフィルタ（４）の立ち下がり時間に対して、冗長信号テイラの出力時間を十分大きくとれば、冗長信号テイラの信号の出力が終了するまでには、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は０Ｖになる。
【００５８】
従って、光信号（１３）と光信号ベースバンド成分（１６）の波形は図４のようになる。光信号ベースバンド成分パターン（１６）は、方形波をローパスフィルタに通過させた波形と等価である。 パケット送信ベースバンド成分により発生する電力スペクトルのうちローパスフィルタの遮断周波数ｆ０以上の電力スペクトルの密度を減少させる（図２）。
【００５９】
（実施例１）
以下、１ＭＨｚ副搬送波でＦＳＫバイアスされたＩｒＢＵＳ方式パケット送信装置に本発明を実施する例を述べる。本実施例の光送信装置の構成を図７に示す。ＦＳＫバイアス変調回路（１１１）は図５で示した論理回路によりＦＳＫバイアスされたＩｒＢＵＳ信号であるＩｒＴｘ信号（１２１）を生成する。
【００６０】
図８にＩｒＴｘ信号（１２１）の信号波形と副搬送波成分、ベースバンド成分を示す。ＦＳＫバイアスにより、（ｃ）ベースバンド成分の直流レベルは一定になるため、ＩｒＴｘ信号（１２１）を連続出力したときの（ｃ）ベースバンド成分による電力スペクトルサブローブは、図１０に示すように０Ｈｚのみに発生する。
【００６１】
図１１は、Ｅ／Ｏ変換回路（１００）の構成を示す。
【００６２】
ＬＥＤ駆動回路（１０１）は、一般的なＬＥＤ駆動回路である。
【００６３】
ＣＲローパスフィルタ（１０２）は、遮断周波数ｆ0が、
である１次のローパスフィルタである。
【００６４】
ＣＭＯＳスイッチ（１０３）はＣＲローパスフィルタ（１０２）への電源供給・遮断を制御するためのスイッチであり、ＣＭＯＳトランジスタとダンピング抵抗で構成されている。
【００６５】
図１２に、従来のＩｒＢＵＳ方式のパケット構成と本実施例でのパケット構成、制御信号、光信号を示す。従来のＩｒＢＵＳ方式では、パケットの開始時に、ＡＧＣ調整用として１．５ＭＨｚ副搬送波シンボルを送出する。本実施例では、このＡＧＣシンボルを３８μｓ（１．５ＭＨｚパルス５７個）延長し、これを冗長信号ヘッダとする。
【００６６】
また、従来のＩｒＢＵＳ方式では、パケット終了時にストップフラグ（ＳＴＯ）を送出するが、本実施例では、ＳＴＯのあとに１ＭＨｚ副搬送波を３７μｓ（１ＭＨｚパルス３７個）追加し、これを冗長信号テイラとする（図１２ｂ）。
【００６７】
冗長信号ヘッダの出力開始と同時にＣＭＯＳスイッチ（１０３）を制御するＰｏｗｅｒＣＮＴ信号（１２３）（ｃ）がＬになる。このため、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）がオンになり、ＬＥＤ駆動回路（１０１）に電源が供給されるが、ＣＲローパスフィルタ（１０２）を通るため、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）（ｄ）は指数関数的に増幅する（図１２ｄ）。
【００６８】
冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の送信開始時の振幅は、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）に応じて増幅する。ＡＧＣシンボルは、従来のパケットのＡＧＣシンボルに比べ３８μｓ延長されているが、ＣＲローパスフィルタ（１０２）の立ち上がり時間Ｔが３６．３μｓであるため、ＡＧＣシンボルの延長部が終了するころには、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は電源電圧とほぼ等しくなっており、冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の振幅も１００％の出力になる（図１２ｇ）。このため、本来のＡＧＣ機能に影響を及ぼさない。
【００６９】
また、ＳＴＯの出力が終了すると同時にＰｏｗｅｒＣＮＴ信号（１２３）はＨになる。これにより、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）はオフになり、ＬＥＤ駆動回路（１０１）への電源供給が遮断されるが、ＣＲローパスフィルタ（１０２）の影響でＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は指数間数的に減少する（図１２ｄ）。このため、冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の振幅は、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）に応じて、減少する。冗長信号テイラは３７μｓの長さをもっているため、この間にＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は０になり、冗長部付ＩｒＴｘ信号（１２４）の振幅も０になる（図１２ｇ）。この結果出力される冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の波形とベースバンド成分は図１２ｈ、ｉに示す。
【００７０】
（実施例２）
以下、図２５で示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置でパケット送信時における本発明を実施した例を述べる。
【００７１】
図１３に、本発明を実施したＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置の構成を示す。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（２１１）及びＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）は既存の回路を使用している。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（２１１）は、入力された４ビット・データから既存のＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）とＤＣバイアス電気信号（５００）を生成する。
【００７２】
図１５ｂは、本実施例のパケット構成である。冗長信号ヘッダは、実施例１と同様に、ＡＧＣ信号とする。冗長信号ラスタは、３７μｓの長さの１／２振幅ＤＣバイアスとする。冗長信号生成部（２１２）は、ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式のＤＣバイアス電気信号（５００）、ＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）のそれぞれに対し、冗長信号を付加すると同時にＰｏｗｅｒＣｎｔ信号（１２３）を生成する（図１５ｃ、ｅ、ｆ）。
【００７３】
図１４に、本実施例のＥ／Ｏ変換回路の構成を示す。図２５Ｂで示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）と実施例１で説明したＣＲローパスフィルタ（１０２）、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）で構成されている。
【００７４】
この光送信装置で出力される冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号（２２７）、冗長部付ＤＣバイアス光信号は（２２６）はそれぞれ図１５ｇ、ｈで示される波形になる。また、冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号（２２７）と冗長部付ＤＣバイアス光信号（２２６）のベースバンド成分の和は図１５ｉに示される波形になる。
【００７５】
（実施例３）
以下、図２７で示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置でパケット送信時における本発明を実施した例を述べる。
【００７６】
図１６に、本発明を実施したＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置の構成を示す。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（３１１）及びＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（３０１）は既存の回路を使用している。図１８ｂは本実施例のパケット構成を示す。これは実施例２と同じ構成である。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（３１１）は、入力された４ビット・データからＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号（６０１）とＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）を生成する。冗長信号生成部（３１２）は、ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号（６０１）、ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）のそれぞれに対し冗長信号を付加し、同時にＰｏｗｅｒＣｎｔ信号（１２３）を生成する（図１８ｃ、ｅ、ｆ）。
【００７７】
図１７に、本実施例のＥ／Ｏ変換回路の構成を示す。図２７Ｂで示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（３０１）と実施例１で説明したＣＲローパスフィルタ（１０２）、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）で構成されている。この光送信装置で出力される冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号（３２６）は図１８ｇで示される波形になる。また、情緒部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号（３２６）のベースバンド成分は図１５ｈに示される波形になる。
【００７８】
図３７に従来のＩｒＢＵＳ方式と、実施例１のＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ方式信号、実施例２、３のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式と連続出力時に、リモコンを同時に使用したときのリモコンの通信距離と通信成功率の関係を示す。このグラフは、リモコン受信機から距離１ｍの場所に上記光送信機を設置しリモコン受信機に向けて上記方式信号を送信した際の、リモコン送信機とリモコン受信機の間の距離と通信成功率を示す。これから、ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ方式信号とＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式信号は、従来のＩｒＢＵＳ方式信号に比べリモコンとの干渉が軽減されていることがわかる。
【００７９】
従来のパケット通信または実施例１のパケット通信時において、リモコンを同時に使用したときの、リモコンの通信距離と通信成功率の関係を図３２のグラフに示す。このグラフは、リモコン受信機から距離１ｍの場所に上記光送信機を設置しリモコン受信機に向けてパケットを送信した際の、リモコン送信機とリモコン受信機の間の距離と通信成功率を示す。本実施例のパケット通信のときは、従来のパケット通信時に比べ、リモコンの通信距離、通信成功率がともに大幅に向上していることがわかる。
【００８０】
本実施例の回路で、ＣＭＯＳスイッチとローパスフィルタの代わりにＤ／Ａコンバータを用いても同様の結果を得ることができる。
【００８１】
（実施例４）
ＦＳＫ変調方式の場合でも、実施例１と同様の回路構成で、本発明を実施できる。冗長信号ヘッダ、テイラは、スタートフラグ、ストップフラグと異なるパターンの信号にするか、またはＤＣバイアスにより実現できる。
【００８２】
（実施例５）
ＰＳＫ変調方式の場合でも、実施例１と同様の回路構成で、本発明を実施できる。冗長信号ヘッダ、テイラは、スタートフラグ、ストップフラグと異なるパターンの信号にするか、またはＤＣバイアスにより実現できる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明（請求項１）に係るディジタル光通信信号の変調方法によれば、ＡＳＫ通信で発生していた既存の光通信装置との干渉を軽減できる。またＤＣバイアスは、従来のＡＳＫ受信機では無視されるため、光受信システムを改造や変更することなくそのまま使用できる。
【００８６】
本発明（請求項２、３）に係る光通信方法によれば、変調した信号のベースバンド成分の直流成分が一定となる変調方式で変調を行う光パケット通信においてパケットの送信によって発生する電力スペクトルの高周波成分を減少できる。これにより、電力スペクトルメーンローブが、本発明で用いられる変調方式のメーンローブよりも低周波領域に存在する既存システム（リモコン等）を含む複数の異なる赤外線通信システム間の干渉を軽減することが可能になる。また、冗長部は、パケット通信では無視される信号パターンを選択しているため、光受信回路は既存のものをそのまま使用出来る。
【００８７】
本発明（請求項４）に係る光通信方法によれば、冗長信号をデータビットと確実に分離することができる。
本発明（請求項５）に係る光通信方法によれば、本発明（請求項２）を実現できる。
【００８９】
本発明（請求項６）に係る光通信方法によれば、パケット本体の変調方式及び構成に応じて適切な冗長信号の方式を選択することができる。
【００９０】
本発明（請求項７）に係る光通信方法によれば、パケット本体の変調方式及び構成に応じて適切な冗長信号の方式を選択することができると共に、既存のシンボルパターンを使用するため、新たにパターン発生回路を組み込む必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の変調方法によるパケット送信波形である。
【図２】従来のパケット送信で発生すると電力スペクトルと本発明のパケット送信で発生する電力スペクトルの比較を示す図である。
【図３】本発明の光送信装置構成図である。
【図４】本発明の送信回路の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図５】ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号を生成するための論理回路を示す図である。
【図６】ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号を示す図である。
【図７】実施例１の光送信装置構成図である。
【図８】ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（１１１）の信号と成分を示す図である。
【図９】ＩｒＴｘ信号（１２１）の電力スペクトルである。
【図１０】ＩｒＴｘ信号（１２１）の電力スペクトルの解析した図である。
【図１１】実施例１のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。
【図１２】実施例１の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図１３】実施例２の光送信装置構成図を示す図である。
【図１４】実施例２のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。
【図１５】実施例２の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図１６】実施例３の光送信装置構成図である。
【図１７】実施例３のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。
【図１８】実施例３の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図１９】ＩｒＢＵＳ（１６ＰＳＭ符号化＋１．５ＭＨｚ副搬送波）方式の各信号成分を示す図である。
【図２０】ＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルである。
【図２１】ＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルの解析した図である。
【図２２】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式信号と各信号成分を示す図である。
【図２３】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルである。
【図２４】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルの解析した図である。
【図２５】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置の構成及びＬＥＤ駆動回路（例１）を示す図である。
【図２６】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置（例１）の制御信号、光信号、光信号直流成分を示す図である。
【図２７】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置の構成及びＬＥＤ駆動回路（例２）を示す図である。
【図２８】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置（例２）の制御信号、光信号、光信号直流成分を示す図である。
【図２９】ＦＳＫ変調方式方式パケット信号と各信号成分（２Ｐａｃｋｅｔｓ／１３．８ｍｓ）を示す図である。
【図３０】ＦＳＫ変調方式パケット通信時の電力スペクトルを示す図である。
【図３１】ＦＳＫ変調方式パケット通信時の電力スペクトルの解析を示す図である。
【図３２】パケット通信時のリモコン通信の成功率を示す図である。
【図３３】従来のベースバンド変調波形に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式を示す図である。
【図３４】従来のＦＳＫ、ＰＳＫ変調波形を示す図である。
【図３５】従来のＮＲＺ変調波形に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式の信号スペクトルを示す図である。
【図３６】従来のＬＥＤ駆動回路構成図を示す図である。
【図３７】リモコン通信の成功率（連続出力）を示す図である。
【符号の説明】
１ Ｅ／Ｏ変換回路
２ 通信制御回路
３ Ｅ／Ｏ 変換部
４ ローパスフィルタ
５ スイッチ
６ パケット生成符号化部
７ キャリアバンド変調部
８ 冗長信号生成部
９ 電源
１０ データ
１１ 電源供給制御信号
１２ 光電気信号
１３ 光信号
１４ Ｅ／Ｏ変換部電源電圧
１５ 本発明のパケット構成
１６ 光信号ベースバンド成分
１７ ベースバンド信号
１８ 副搬送波Ａ
１９ パケットイネーブル信号
２０ 副搬送波Ｂ
２１ ＡＳＫ信号
２２ ＦＳＫバイアス成分
２３ ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号
１００ Ｅ／Ｏ変換回路
１０１ ＬＥＤ駆動回路
１０２ ＣＲローパスフィルタ
１０３ ＣＭＯＳ スイッチ
１０４ Ｖｃｃ
１０５ ＬＥＤ電流制限抵抗
１１０ 通信制御回路
１１１ ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ変調回路
１１２ 冗長信号生成部
１２０ データ
１２１ ＩｒＴｘ電気信号
１２２ 冗長部付ＩｒＴｘ電気信号
１２３ ＰｏｗｅｒＣＮＴ信号
１２４ 冗長部付ＩｒＴｘ光信号
１２５ ＬＥＤ駆動回路電源電圧
２００ Ｅ／Ｏ変換回路
２０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路
２０２ ＬＥＤ電流制限抵抗
２０３ ＬＥＤ電流制限抵抗
２０４ ＬＥＤ
２０５ ＬＥＤ
２１０ 通信制御回路
２１１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路
２１２ 冗長信号生成部
２２３ 冗長部付ＤＣバイアス電気信号
２２４ 冗長部付ＩｒＢＵＳ電気信号
２２６ 冗長部付ＤＣバイアス光信号
２２７ 冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号
３００ Ｅ／Ｏ変換回路
３０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路
３０２ ＬＥＤ電流制限抵抗
３０３ ＬＥＤ電流制限抵抗
３０４ トランジスタ
３０５ ＬＥＤ
３１０ 通信制御回路
３１１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路
３１２ 冗長信号生成部
３２３ 冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号
３２４ 冗長部付ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号
３２６ 冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号
５００ ＤＣバイアス電気信号
５０１ ＩｒＢＵＳ電気信号
５０２ ＤＣバイアス光信号
５０３ ＩｒＢＵＳ光信号
６００ ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号
６０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号
６０２ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号
７００ ＬＥＤ駆動回路
７０１ ＬＥＤ駆動回路
８００ ＩｒＴｘ電気信号
８０１ ＩｒＴｘ光信号
【発明の属する技術分野】
赤外線通信機能を有する家電機器、情報機器等に用いられるディジタル光通信用信号の変調方法及びそれを用いた変復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光通信では、通信したいデータに応じて副搬送波の振幅、位相、周波数のいずれかを変化させ送出する方式が用いられることが多いが、このような方式を、副搬送波を利用しない方式（ベースバンド変調方式）と対比して、キャリアバンド変調方式と呼ぶ。ここで副搬送波とは、ある周期で光をオンオフさせることにより疑似的に作られる搬送波を指す。副搬送波は単純にオンオフする光の矩形波で代用される場合が多い。
【０００３】
キャリアバンド変調方式中で最も単純であるのが振幅を変化させる方式で、これをＡＳＫ（振幅シフトキーイング）方式と呼ぶ。ＡＳＫの中でも最も簡単な方式は、一定の振幅と振幅ゼロの２種類の振幅を用いる場合であり、これを特にＯＯＫ（オンオフキーイング）と呼ぶ。また、ＲＺ変調方式、ＰＰＭ変調方式、マンチェスタ変調方式等のベースバンド変調方式の出力信号に副搬送波を掛け合わせて送出する変調方式を考えることもでき、これらも広い意味でＡＳＫ変調方式である。これらの変調波形を図３３に示す。副搬送波の位相あるいは周波数を変化させる変調方式をそれぞれＰＳＫ（位相シフトキーイング）方式、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）方式と呼ぶ（ＰＳＫ、ＦＳＫ変調波形を図３４に示す。）。
【０００４】
（従来のキャリアバンド変調方式のスペクトル）
キャリアバンド変調方式のスペクトルは、副搬送波周波数を中心とする周波数帯域にメインローブを持つ。ＦＳＫ方式のように複数の副搬送波周波数を用いる方式は各々の副搬送波周波数を中心とする周波数帯域に複数のメインローブを持つ。キャリアバンド変調方式のメインローブの片側帯域幅は通常はその変調方式で使用する最小の「副搬送波無変化時間」の逆数となる。
【０００５】
（従来のキャリアバンド変調方式の、特にＡＳＫ変調方式のスペクトル）
特にベースバンド変調方式に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式のスペクトルは、副搬送波を中心とする周波数帯域に元のベースバンド変調方式のスペクトルをシフトしたものとなる。ただしこの際に、ベースバンド変調方式のスペクトルが全て高周波帯域にシフトする訳ではなく、ある程度のベースバンド変調方式のスペクトルは低周波帯域にそのまま不要輻射として残ることになる。ＮＲＺ変調変調方式に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式のスペクトルを図３５に示す。
【０００６】
（従来のキャリアバンド変調方式の、特にＰＳＫ／ＦＳＫ変調方式のスペクトル）
一方、ＰＳＫ方式やＦＳＫ方式ではＡＳＫ方式と異なり低周波帯域にスペクトルは出現しない。しかしこれらの方式はＡＳＫ方式と比べると一般に消費電力が大きくなり、かつ受信回路構成も複雑になるため、光通信界においてはＡＳＫ方式かベースバンド方式が好んで用いられる。
【０００７】
以上の説明から判る通り、ベースバンド通信方式及びＡＳＫ通信方式においては一般に低周波領域にビットレート以上の帯域幅のメインローブを持つスペクトルが出現することになる。したがって複数の通信方式が混在する場合にはこれらの相互干渉が問題であった。
【０００８】
例えばテレビなどのリモコンは４０ＫＨｚ付近の副搬送波を用いて１Ｋｂｐｓ程度のビットレートのＡＳＫ通信方式を採用しており、そのスペクトルは４０ＫＨｚ付近を中心に片側２ＫＨｚ程度のメインローブを持っている。ここで新しく別の方式で７５Ｋｂｐｓ程度の通信を行いたい場合を考えると、ベースバンド変調方式を採用してもＡＳＫ通信方式を採用しても、０Ｈｚ〜７５ＫＨｚ程度までの全低周波帯域に信号スペクトルが出現することになり、リモコンの光通信を妨害することになる。それゆえ、従来のベースバンド変調方式あるいはＡＳＫ変調方式では、７５Ｋｂｐｓの通信を行いながら４０ＫＨｚにおけるリモコンとの干渉を取り除くことは困難であった。
【０００９】
（従来のＩｒＢＵＳ方式のスペクトル）
この問題を解決するために、例えば、従来のベースバンド方式に変わる符号化方式として、現在米国赤外線通信標準化団体ＩｒＤＡで標準化が進められているＩｒＢＵＳ方式では、１６ＰＳＭ符号化方式を提案している。この符号化方式は４ビットのデータを８個のスロットをもつ１６個のシンボルに割り当てる。
【００１０】
【表１】
ＩｒＢＵＳ方式では、この１６ＰＳＭベースバンド信号に１．５ＭＨｚ副搬送波を掛け合わせることにより、家電用リモコンが通常使用する副搬送波のピーク電力スペクトル帯域である３６ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの間に電力スペクトルの谷間をつくり、相互干渉を軽減する方式である（図１９、２０、２１）。これにより、従来のベースバンド方式やＡＳＫ方式を使う場合よりも、相互干渉を１／２程度に押さえることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
（課題１）
ＩｒＢＵＳ方式の光信号波形を構成する成分とそれら成分によって発生する電力スペクトルについて考察する。
【００１３】
電波の搬送波は０を中心とし正負の方向に出力される交流成分である。しかし、光信号の場合は、電波の場合と異なり、光のオンオフで擬似的に搬送波を生成する（副搬送波）ために、正の方向にしか出力されない。
【００１４】
このような振幅Ａの副搬送波は、振幅Ａ／２の直流と、振幅Ａ／２の正弦波（もしくは矩形波）を合成したものと見ることができる。ここで前者を本副搬送波の直流成分、後者を副搬送波成分と定義する。
【００１５】
キャリアバンド変調された光信号は、その変調方式で定義されるシンボル単位で直流成分と副搬送波成分に分割することができる。ここで、光信号全体に含まれる各副搬送波シンボルの副搬送波成分を時系列順につなぎあわせた波形を、前記光信号の副搬送波成分と定義する。同様に、光信号全体に含まれる各副搬送波シンボルの直流成分を時系列順につなぎあわせた波形を、前記光信号のベースバンド成分と定義する。
【００１６】
特に、各副搬送波シンボルの直流成分のバイアスレベルがすべて等しいとき、光信号のベースバンド成分は直流レベルが一定あると表現する。
【００１７】
ＩｒＢＵＳ方式の波形を上記成分に解析すると、図１９に示すように、１．５ＭＨｚ副搬送波成分とベースバンド成分に分解される。
【００１８】
前記１．５ＭＨｚ副搬送波成分と前記ベースバンド成分によって発生する電力スペクトルを図２１に示す。
【００１９】
（ｃ）ベースバンド成分は副搬送波を掛け合わせる前の１６ＰＳＭ符号化方式のベースバンド信号であり、上述したように、この信号成分のスペクトルが低周波帯に残る不要輻射となる。
【００２０】
１６ＰＳＭ符号化方式の場合、リモコンで使用する中心周波数帯域に対する不要輻射を押さえられているが、リモコン受光機の感度は非常に高く、中心周波数から離れた周波数に対してもある程度の感度を有するため、１６ＰＳＭ方式を用いてもリモコンとの相互干渉の問題を完全に解決できない。
【００２１】
ＩｒＢＵＳ方式はＡＳＫ変調方式の一種であり、この問題は、従来のＡＳＫ変調信号を使用している限り発生する。
【００２２】
（課題２）
常に副搬送波を送出しつづけるＦＳＫ変調方式やＰＳＫ変調方式では、ベースバンド成分の直流レベルが一定であるため上記の問題は発生しない。 しかし、実際の光通信では、データをあらかじめ決められたデータ量に分割しパケット化して通信を行う。例えばＩｒＢＵＳ方式においては、１３．８ｍｓ周期内で複数個のパケット通信が行われる。
【００２３】
図２９は、１．５ＭＨｚ副搬送波と１ＭＨｚ副搬送波を用いたＦＳＫ変調方式のパケットを、ＩｒＢＵＳ方式と同様に１３．８ｍｓ周期で２つのパケットを送信するパケット通信を行なったときの波形である。パケット送信時の波形を解析すると、（ｃ）１．５ＭＨｚ／１ＭＨｚ副搬送波成分と（ｄ）ベースバンド成分、（ｅ）パケットが送信されるパターンに分解できる。ここでは、特に、（ｄ）ベースバンド成分に（ｅ）パケット送信パターンを掛け合わせた結果発生するベースバンド成分に注目し、これをパケット送信ベースバンド成分と呼ぶことにする。
【００２４】
パケット送信ベースバンド成分の電力スペクトルは、連続出力時のＦＳＫ信号のように、ＤＣ部のみに集中せず低周波領域にすそのをもち、このサブローブがリモコンのメインローブと相互干渉し、通信効率を大幅に悪化させる。このサブローブはパケット通信時の送信パターンに依存しているため、どのような変調方式を用いても、パケット通信を行う限り必ず発生する。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）に係るディジタル光通信信号の変調方法は、ＡＳＫ変調方式で変調を行うディジタル光通信信号の変調方法において、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅でＤＣバイアスをかけてなることによって上記課題を解決する。
【００３２】
本発明（請求項２）に係る光通信方法は、請求項１の方法で変調されたディジタル光通信信号を用いて、パケットを構成し、光通信を行う際、前記パケットの前部に、そのベースバンド成分が０からＶまで緩やかに変動する冗長信号をもち、及び／又は、前記パケットの後部に、そのベースバンド成分がＶから０まで緩やかに変動する冗長信号を持つことによって上記課題を解決する。
本発明（請求項３）に係る光通信方法は、請求項２に記載の光通信方法において、前記Ｖは、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅であることによって上記課題を解決する。
本発明（請求項４）に係る光通信方法は、請求項１の方法で変調されたディジタル光通信信号を用いて、パケットを構成し、光通信を行う際、前記パケットの前部に、立ち上がり時間が最小データビット時間以上の時間である直流光を付加発光させる冗長信号をもち、及び／又は、前記パケットの後部に、立ち下がり時間が最小データビット時間以上の時間である直流光を付加発光させる冗長信号を持つことによって上記課題を解決する。
本発明（請求項５）に係る光通信装置は、請求項２に記載の光通信方法を用いて光パケットを送信する光送信装置において、パケット前部、及び／又は、パケット後部に冗長信号を持つパケットを生成する通信制御回路部と、該通信制御回路部によって生成されたパケットを電気信号から光信号に変換する光素子駆動回路と、前記通信制御回路部によって制御され、光素子の光振幅レベルを操作するための光振幅レベル決定回路と、を備えたＥ／Ｏ変換回路と、を、少なくとも備えてなることによって上記課題を解決する。
本発明（請求項６）に係る光通信装置は、請求項５に記載の光送信装置において、前記パケット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信号は、ＤＣバイアス信号又はＦＳＫバイアス信号が用いられてなることによって上記課題を解決する。
本発明（請求項７）に係る光通信装置は、請求項５または６に記載の光送信装置において、前記パケット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信号は、データ復調処理の際、無視される信号パターンシンボルを用いてなることによって上記課題を解決する。
【００３３】
請求項６、７において、変調方式をＦＳＫ変調方式、又はＰＳＫ変調方式にすることが好ましい。また、更に変調方式をＤＣバイアスされたＡＳＫ変調方式、又はＦＳＫバイアスされたＡＳＫ変調方式とすることが更に好ましい。このように構成することによって、既存のＰＳＫ、ＦＳＫ変調方式パケット通信システムにおいて、受信機を従来のものを使用しながら、なおかつリモコンとの相互干渉を軽減できる。特に、変調方式をＦＳＫバイアスされたＡＳＫ変調方式とすることにより、最も簡単な回路構成で本発明を実現できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（ＤＣバイアスＡＳＫ変調方式の実施の形態）
ＡＳＫ変調方式で変調を行う光通信方法において、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅の直流成分を送出する方法をＤＣバイアスと呼ぶことにする。
【００３５】
ＤＣバイアスされたＡＳＫ信号は、図２５に示す光送信装置で生成できる。
【００３６】
ＤＣバイアスＡＳＫ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）は２つのＬＥＤ駆動回路で構成される。一つは従来のＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）を光変換するために使用され、もう一つはＤＣバイアス電気信号（５００）を光変換するために使用される。それぞれのＬＥＤ駆動回路で使用されるＬＥＤ、トランジスタは同じ電気的特性を持つものが使用されている。ＤＣバイアス電気信号（５００）が入力されるＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ電流制限抵抗（２０２）の値は、ＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）が入力されるＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ電流制限抵抗（２０３）の値に対し２倍になるよう調整されている。このため、ＬＥＤ（２０４）には、ＬＥＤ（２０５）に流れる電流の１／２の電流しか流れない。従って、図２６のように、ＩｒＢＵＳ光信号（５０３）は、ＤＣバイアス光信号（５０２）の振幅に対し、２倍の振幅で出力される。
【００３７】
図２５の装置によって生成される信号を図２６に示す。
【００３８】
また、図２７のような回路構成でもＤＣバイアスＡＳＫ信号を生成できる。
【００３９】
図２７ＢはＬＥＤ電流制限抵抗の値を操作することによってＤＣバイアスを掛けるためのＬＥＤ駆動回路である。トランジスタ（３０４）はＬＥＤ電流制限抵抗（３０２）への電源のオンオフを制御するのに使用される。トランジスタのコレクタ−エミッタ間の電圧降下は０．１Ｖ程度であるため、ここでは、同じ値のＬＥＤ電流制限抵抗（３０２、３０３）を使用している。
【００４０】
図２７の装置によって生成される信号を図２８に示す。
【００４１】
ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路からはＤＣバイアスが掛けられたＩｒＢＵＳ信号（６０１）と、この信号と同期しながら、副搬送波のときはＨ、ＤＣバイアス成分のときはＨとなるＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）を出力する。
【００４２】
ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）はトランジスタ（３０４）を駆動しており、ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ信号（６０１）が副搬送波のときのみ、ＬＥＤ電流制限抵抗（３０２）を有効にするため、副搬送波成分の時のＬＥＤ電流制限抵抗値は、ＤＣ成分の時のＬＥＤ電流制限抵抗値に対し、１／２の値になる。
【００４３】
このため、副搬送波成分のときにＬＥＤ（３０５）に流れる電流は、ＤＣ成分のときの２倍の電流が流れる。従って、副搬送波成分の光振幅はＤＣ成分の光振幅の２倍になり、図２８ｃで示す光信号を得られる。
【００４４】
（ＦＳＫバイアスＡＳＫ変調方式の実施の形態）
ＡＳＫ変調方式で変調を行う光通信方法において、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、主信号で使用している周波数とは異なる副搬送波を送出する方法を、ここではＦＳＫバイアスと呼ぶことにする。ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号は、図５のような論理回路で生成できる。ＡＳＫ信号（２１）は、ベースバンド信号（１７）と副搬送波Ａ（１８）との論理積で生成される。
【００４５】
ＦＳＫバイアス成分（２２）はベースバンド信号（１７）の反転出力、パケットイネーブル信号（１９）と副搬送波Ｂとの論理積をとることでを生成できる。ＡＳＫ信号（２１）とＦＳＫバイアス成分（２２）との論理和を取ることでＦＳＫバイアスＡＳＫ信号（２３）を生成できる。図５の回路によって生成される信号を図６に示す。
【００４６】
（パケット通信時の実施の形態）
ベースバンド成分が一定であるキャリアバンド変調方式で変調されたパケットの送信で発生するベースバンド成分の電力スペクトルが高周波成分を含むのは、パケットの開始時と終了時においてベースバンド成分が急峻に変動しているためである。本変調方法ではこのベースバンド成分の変動を緩やかにすることにより、パケット送信で発生する電力スペクトルの高周波成分の密度を減少させることを目的とする。
【００４７】
図３は本発明の変調方法を実現するための、光送信装置である。通信制御回路（２）は、従来のパケット生成／符号化部（６）、キャリアバンド変調部（７）の他にパケット前後に時間長Ｔの冗長信号ヘッダ、冗長信号テイラを付加し同時にスイッチ（５）を制御する信号を生成する冗長信号生成部（８）で構成される。Ｅ／Ｏ変換回路（１）は、Ｅ／Ｏ変換部（３）の他に、ローパスフィルタ（４）とスイッチ（５）で構成される。Ｅ／Ｏ変換部（３）は通信制御回路（２）によって生成されたパケットを光電気信号（１２）から光信号（１３）に変換する。この回路は従来のＥ／Ｏ変換部と同じ回路で実現できる。
【００４８】
スイッチ（５）はＥ／Ｏ変換部（３）への電源の供給または遮断を制御する。スイッチ（５）は通信制御回路（２）から出力される電源供給制御信号で制御される。スイッチとＥ／Ｏ変換部の間に挿入されているローパスフィルタ（４）は、立ち上がり／立ち下がり時間Ｔ’が冗長信号出力時間Ｔに比べて小さい値をとるように設定されている。
【００４９】
図４ａに本発明で使われるパケットの構成を示す。パケット（１５）は、従来のパケットに対し、パケットの前部と後部にそれぞれ冗長信号が付加されている。パケットの前部に付加された冗長信号を冗長信号ヘッダ、パケットの後部に付加された冗長信号を冗長信号テイラと呼ぶ。これらの冗長信号は、従来のパケット通信では認識されないかまたは意味を成さない信号である。
【００５０】
特にパケット通信で特別な意味をもつパターン、例えばパケットの開始を示すスタートフラグ、パケットの終了を示すストップフラグとは異なるパターンでなければならない。
【００５１】
光通信では、スタートフラグに先立って同期用、ＡＧＣ用、またはそれらを同時に行うためのシンボルが送出される場合がある。これらのシンボルが、上記の立ち上がり時間Ｔ’と比べて十分長い場合、これらを冗長信号ヘッダとして使用することができる。十分な長さがないときは、必要な時間分だけそのシンボルを繰り返せばよい。
【００５２】
ベースバンド成分の操作は、従来のパケットの開始部分もしくは終了部分において直接波形を変形させると正しいパケットとして認識されなくなる可能性があるため、冗長部ヘッダ、冗長部テイラで行う。
【００５３】
入力されたデータ（１０）は、パケット生成／符号化部（６）でパケット単位に分割され、シリアル信号に符号化される。シリアル信号はキャリアバンド変調部（７）で副搬送波に掛け合わされ、冗長信号生成部（８）でパケットの前後に前述した特徴をもつ冗長信号ヘッダ／テイラを付加され、光電気信号（１２）としてＥ／Ｏ変換部（３）に出力される。
【００５４】
図４は、上記で生成された光電気信号（１２）と電源供給制御信号（１１）、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）、光信号（１３）の関係を示す。電源供給制御信号（１１）は、冗長信号ヘッダが出力されると同時にＨになる。同時に電源スイッチ（５）がオンになり、Ｅ／Ｏ変換部に電源が供給されるが、ローパスフィルタ（４）を通過するため、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は電源電圧に向かって緩やかに増加する。
【００５５】
Ｅ／Ｏ変換回路の光の強さは、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）の増加に応じて、光信号の振幅も増加する。ローパスフィルタ（４）の立ち上がり時間に対して、冗長信号ヘッダの出力時間を十分大きくとれば、パケット本体の光電気信号が出力開始時にはＥ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は電源電圧と等しくなり、光信号の振幅も一定になる。
【００５６】
パケット本体の光電気信号の出力が終了すると、電源供給制御信号（１１）はＬになる。このためスイッチ（５）がオフになり、Ｅ／Ｏ変換部（３）への電源供給が遮断されるが、ローパスフィルタ（４）の影響で、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は０Ｖに向かって緩やかに減少する。このため、光信号（１３）の冗長信号テイラの振幅は、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）の減少に応じて、減少する。
【００５７】
ローパスフィルタ（４）の立ち下がり時間に対して、冗長信号テイラの出力時間を十分大きくとれば、冗長信号テイラの信号の出力が終了するまでには、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は０Ｖになる。
【００５８】
従って、光信号（１３）と光信号ベースバンド成分（１６）の波形は図４のようになる。光信号ベースバンド成分パターン（１６）は、方形波をローパスフィルタに通過させた波形と等価である。 パケット送信ベースバンド成分により発生する電力スペクトルのうちローパスフィルタの遮断周波数ｆ０以上の電力スペクトルの密度を減少させる（図２）。
【００５９】
（実施例１）
以下、１ＭＨｚ副搬送波でＦＳＫバイアスされたＩｒＢＵＳ方式パケット送信装置に本発明を実施する例を述べる。本実施例の光送信装置の構成を図７に示す。ＦＳＫバイアス変調回路（１１１）は図５で示した論理回路によりＦＳＫバイアスされたＩｒＢＵＳ信号であるＩｒＴｘ信号（１２１）を生成する。
【００６０】
図８にＩｒＴｘ信号（１２１）の信号波形と副搬送波成分、ベースバンド成分を示す。ＦＳＫバイアスにより、（ｃ）ベースバンド成分の直流レベルは一定になるため、ＩｒＴｘ信号（１２１）を連続出力したときの（ｃ）ベースバンド成分による電力スペクトルサブローブは、図１０に示すように０Ｈｚのみに発生する。
【００６１】
図１１は、Ｅ／Ｏ変換回路（１００）の構成を示す。
【００６２】
ＬＥＤ駆動回路（１０１）は、一般的なＬＥＤ駆動回路である。
【００６３】
ＣＲローパスフィルタ（１０２）は、遮断周波数ｆ0が、
【００６４】
ＣＭＯＳスイッチ（１０３）はＣＲローパスフィルタ（１０２）への電源供給・遮断を制御するためのスイッチであり、ＣＭＯＳトランジスタとダンピング抵抗で構成されている。
【００６５】
図１２に、従来のＩｒＢＵＳ方式のパケット構成と本実施例でのパケット構成、制御信号、光信号を示す。従来のＩｒＢＵＳ方式では、パケットの開始時に、ＡＧＣ調整用として１．５ＭＨｚ副搬送波シンボルを送出する。本実施例では、このＡＧＣシンボルを３８μｓ（１．５ＭＨｚパルス５７個）延長し、これを冗長信号ヘッダとする。
【００６６】
また、従来のＩｒＢＵＳ方式では、パケット終了時にストップフラグ（ＳＴＯ）を送出するが、本実施例では、ＳＴＯのあとに１ＭＨｚ副搬送波を３７μｓ（１ＭＨｚパルス３７個）追加し、これを冗長信号テイラとする（図１２ｂ）。
【００６７】
冗長信号ヘッダの出力開始と同時にＣＭＯＳスイッチ（１０３）を制御するＰｏｗｅｒＣＮＴ信号（１２３）（ｃ）がＬになる。このため、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）がオンになり、ＬＥＤ駆動回路（１０１）に電源が供給されるが、ＣＲローパスフィルタ（１０２）を通るため、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）（ｄ）は指数関数的に増幅する（図１２ｄ）。
【００６８】
冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の送信開始時の振幅は、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）に応じて増幅する。ＡＧＣシンボルは、従来のパケットのＡＧＣシンボルに比べ３８μｓ延長されているが、ＣＲローパスフィルタ（１０２）の立ち上がり時間Ｔが３６．３μｓであるため、ＡＧＣシンボルの延長部が終了するころには、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は電源電圧とほぼ等しくなっており、冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の振幅も１００％の出力になる（図１２ｇ）。このため、本来のＡＧＣ機能に影響を及ぼさない。
【００６９】
また、ＳＴＯの出力が終了すると同時にＰｏｗｅｒＣＮＴ信号（１２３）はＨになる。これにより、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）はオフになり、ＬＥＤ駆動回路（１０１）への電源供給が遮断されるが、ＣＲローパスフィルタ（１０２）の影響でＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は指数間数的に減少する（図１２ｄ）。このため、冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の振幅は、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）に応じて、減少する。冗長信号テイラは３７μｓの長さをもっているため、この間にＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は０になり、冗長部付ＩｒＴｘ信号（１２４）の振幅も０になる（図１２ｇ）。この結果出力される冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の波形とベースバンド成分は図１２ｈ、ｉに示す。
【００７０】
（実施例２）
以下、図２５で示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置でパケット送信時における本発明を実施した例を述べる。
【００７１】
図１３に、本発明を実施したＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置の構成を示す。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（２１１）及びＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）は既存の回路を使用している。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（２１１）は、入力された４ビット・データから既存のＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）とＤＣバイアス電気信号（５００）を生成する。
【００７２】
図１５ｂは、本実施例のパケット構成である。冗長信号ヘッダは、実施例１と同様に、ＡＧＣ信号とする。冗長信号ラスタは、３７μｓの長さの１／２振幅ＤＣバイアスとする。冗長信号生成部（２１２）は、ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式のＤＣバイアス電気信号（５００）、ＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）のそれぞれに対し、冗長信号を付加すると同時にＰｏｗｅｒＣｎｔ信号（１２３）を生成する（図１５ｃ、ｅ、ｆ）。
【００７３】
図１４に、本実施例のＥ／Ｏ変換回路の構成を示す。図２５Ｂで示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）と実施例１で説明したＣＲローパスフィルタ（１０２）、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）で構成されている。
【００７４】
この光送信装置で出力される冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号（２２７）、冗長部付ＤＣバイアス光信号は（２２６）はそれぞれ図１５ｇ、ｈで示される波形になる。また、冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号（２２７）と冗長部付ＤＣバイアス光信号（２２６）のベースバンド成分の和は図１５ｉに示される波形になる。
【００７５】
（実施例３）
以下、図２７で示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置でパケット送信時における本発明を実施した例を述べる。
【００７６】
図１６に、本発明を実施したＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置の構成を示す。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（３１１）及びＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（３０１）は既存の回路を使用している。図１８ｂは本実施例のパケット構成を示す。これは実施例２と同じ構成である。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（３１１）は、入力された４ビット・データからＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号（６０１）とＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）を生成する。冗長信号生成部（３１２）は、ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号（６０１）、ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）のそれぞれに対し冗長信号を付加し、同時にＰｏｗｅｒＣｎｔ信号（１２３）を生成する（図１８ｃ、ｅ、ｆ）。
【００７７】
図１７に、本実施例のＥ／Ｏ変換回路の構成を示す。図２７Ｂで示した従来のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（３０１）と実施例１で説明したＣＲローパスフィルタ（１０２）、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）で構成されている。この光送信装置で出力される冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号（３２６）は図１８ｇで示される波形になる。また、情緒部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号（３２６）のベースバンド成分は図１５ｈに示される波形になる。
【００７８】
図３７に従来のＩｒＢＵＳ方式と、実施例１のＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ方式信号、実施例２、３のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式と連続出力時に、リモコンを同時に使用したときのリモコンの通信距離と通信成功率の関係を示す。このグラフは、リモコン受信機から距離１ｍの場所に上記光送信機を設置しリモコン受信機に向けて上記方式信号を送信した際の、リモコン送信機とリモコン受信機の間の距離と通信成功率を示す。これから、ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ方式信号とＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式信号は、従来のＩｒＢＵＳ方式信号に比べリモコンとの干渉が軽減されていることがわかる。
【００７９】
従来のパケット通信または実施例１のパケット通信時において、リモコンを同時に使用したときの、リモコンの通信距離と通信成功率の関係を図３２のグラフに示す。このグラフは、リモコン受信機から距離１ｍの場所に上記光送信機を設置しリモコン受信機に向けてパケットを送信した際の、リモコン送信機とリモコン受信機の間の距離と通信成功率を示す。本実施例のパケット通信のときは、従来のパケット通信時に比べ、リモコンの通信距離、通信成功率がともに大幅に向上していることがわかる。
【００８０】
本実施例の回路で、ＣＭＯＳスイッチとローパスフィルタの代わりにＤ／Ａコンバータを用いても同様の結果を得ることができる。
【００８１】
（実施例４）
ＦＳＫ変調方式の場合でも、実施例１と同様の回路構成で、本発明を実施できる。冗長信号ヘッダ、テイラは、スタートフラグ、ストップフラグと異なるパターンの信号にするか、またはＤＣバイアスにより実現できる。
【００８２】
（実施例５）
ＰＳＫ変調方式の場合でも、実施例１と同様の回路構成で、本発明を実施できる。冗長信号ヘッダ、テイラは、スタートフラグ、ストップフラグと異なるパターンの信号にするか、またはＤＣバイアスにより実現できる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明（請求項１）に係るディジタル光通信信号の変調方法によれば、ＡＳＫ通信で発生していた既存の光通信装置との干渉を軽減できる。またＤＣバイアスは、従来のＡＳＫ受信機では無視されるため、光受信システムを改造や変更することなくそのまま使用できる。
【００８６】
本発明（請求項２、３）に係る光通信方法によれば、変調した信号のベースバンド成分の直流成分が一定となる変調方式で変調を行う光パケット通信においてパケットの送信によって発生する電力スペクトルの高周波成分を減少できる。これにより、電力スペクトルメーンローブが、本発明で用いられる変調方式のメーンローブよりも低周波領域に存在する既存システム（リモコン等）を含む複数の異なる赤外線通信システム間の干渉を軽減することが可能になる。また、冗長部は、パケット通信では無視される信号パターンを選択しているため、光受信回路は既存のものをそのまま使用出来る。
【００８７】
本発明（請求項４）に係る光通信方法によれば、冗長信号をデータビットと確実に分離することができる。
本発明（請求項５）に係る光通信方法によれば、本発明（請求項２）を実現できる。
【００８９】
本発明（請求項６）に係る光通信方法によれば、パケット本体の変調方式及び構成に応じて適切な冗長信号の方式を選択することができる。
【００９０】
本発明（請求項７）に係る光通信方法によれば、パケット本体の変調方式及び構成に応じて適切な冗長信号の方式を選択することができると共に、既存のシンボルパターンを使用するため、新たにパターン発生回路を組み込む必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の変調方法によるパケット送信波形である。
【図２】従来のパケット送信で発生すると電力スペクトルと本発明のパケット送信で発生する電力スペクトルの比較を示す図である。
【図３】本発明の光送信装置構成図である。
【図４】本発明の送信回路の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図５】ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号を生成するための論理回路を示す図である。
【図６】ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号を示す図である。
【図７】実施例１の光送信装置構成図である。
【図８】ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（１１１）の信号と成分を示す図である。
【図９】ＩｒＴｘ信号（１２１）の電力スペクトルである。
【図１０】ＩｒＴｘ信号（１２１）の電力スペクトルの解析した図である。
【図１１】実施例１のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。
【図１２】実施例１の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図１３】実施例２の光送信装置構成図を示す図である。
【図１４】実施例２のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。
【図１５】実施例２の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図１６】実施例３の光送信装置構成図である。
【図１７】実施例３のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。
【図１８】実施例３の制御信号、光信号、光信号ベースバンド成分を示す図である。
【図１９】ＩｒＢＵＳ（１６ＰＳＭ符号化＋１．５ＭＨｚ副搬送波）方式の各信号成分を示す図である。
【図２０】ＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルである。
【図２１】ＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルの解析した図である。
【図２２】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式信号と各信号成分を示す図である。
【図２３】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルである。
【図２４】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルの解析した図である。
【図２５】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置の構成及びＬＥＤ駆動回路（例１）を示す図である。
【図２６】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置（例１）の制御信号、光信号、光信号直流成分を示す図である。
【図２７】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置の構成及びＬＥＤ駆動回路（例２）を示す図である。
【図２８】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置（例２）の制御信号、光信号、光信号直流成分を示す図である。
【図２９】ＦＳＫ変調方式方式パケット信号と各信号成分（２Ｐａｃｋｅｔｓ／１３．８ｍｓ）を示す図である。
【図３０】ＦＳＫ変調方式パケット通信時の電力スペクトルを示す図である。
【図３１】ＦＳＫ変調方式パケット通信時の電力スペクトルの解析を示す図である。
【図３２】パケット通信時のリモコン通信の成功率を示す図である。
【図３３】従来のベースバンド変調波形に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式を示す図である。
【図３４】従来のＦＳＫ、ＰＳＫ変調波形を示す図である。
【図３５】従来のＮＲＺ変調波形に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式の信号スペクトルを示す図である。
【図３６】従来のＬＥＤ駆動回路構成図を示す図である。
【図３７】リモコン通信の成功率（連続出力）を示す図である。
【符号の説明】
１ Ｅ／Ｏ変換回路
２ 通信制御回路
３ Ｅ／Ｏ 変換部
４ ローパスフィルタ
５ スイッチ
６ パケット生成符号化部
７ キャリアバンド変調部
８ 冗長信号生成部
９ 電源
１０ データ
１１ 電源供給制御信号
１２ 光電気信号
１３ 光信号
１４ Ｅ／Ｏ変換部電源電圧
１５ 本発明のパケット構成
１６ 光信号ベースバンド成分
１７ ベースバンド信号
１８ 副搬送波Ａ
１９ パケットイネーブル信号
２０ 副搬送波Ｂ
２１ ＡＳＫ信号
２２ ＦＳＫバイアス成分
２３ ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号
１００ Ｅ／Ｏ変換回路
１０１ ＬＥＤ駆動回路
１０２ ＣＲローパスフィルタ
１０３ ＣＭＯＳ スイッチ
１０４ Ｖｃｃ
１０５ ＬＥＤ電流制限抵抗
１１０ 通信制御回路
１１１ ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ変調回路
１１２ 冗長信号生成部
１２０ データ
１２１ ＩｒＴｘ電気信号
１２２ 冗長部付ＩｒＴｘ電気信号
１２３ ＰｏｗｅｒＣＮＴ信号
１２４ 冗長部付ＩｒＴｘ光信号
１２５ ＬＥＤ駆動回路電源電圧
２００ Ｅ／Ｏ変換回路
２０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路
２０２ ＬＥＤ電流制限抵抗
２０３ ＬＥＤ電流制限抵抗
２０４ ＬＥＤ
２０５ ＬＥＤ
２１０ 通信制御回路
２１１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路
２１２ 冗長信号生成部
２２３ 冗長部付ＤＣバイアス電気信号
２２４ 冗長部付ＩｒＢＵＳ電気信号
２２６ 冗長部付ＤＣバイアス光信号
２２７ 冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号
３００ Ｅ／Ｏ変換回路
３０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路
３０２ ＬＥＤ電流制限抵抗
３０３ ＬＥＤ電流制限抵抗
３０４ トランジスタ
３０５ ＬＥＤ
３１０ 通信制御回路
３１１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路
３１２ 冗長信号生成部
３２３ 冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号
３２４ 冗長部付ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号
３２６ 冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号
５００ ＤＣバイアス電気信号
５０１ ＩｒＢＵＳ電気信号
５０２ ＤＣバイアス光信号
５０３ ＩｒＢＵＳ光信号
６００ ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号
６０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号
６０２ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号
７００ ＬＥＤ駆動回路
７０１ ＬＥＤ駆動回路
８００ ＩｒＴｘ電気信号
８０１ ＩｒＴｘ光信号
Claims (7)
- ＡＳＫ変調方式で変調を行うディジタル光通信信号の変調方法において、
副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅でＤＣバイアスをかけてなることを特徴とするディジタル光通信信号の変調方法。 - 請求項１の方法で変調されたディジタル光通信信号を用いて、パケットを構成し、光通信を行う際、前記パケットの前部に、そのベースバンド成分が０からＶまで緩やかに変動する冗長信号をもち、及び／又は、前記パケットの後部に、そのベースバンド成分がＶから０まで緩やかに変動する冗長信号を持つことを特徴とする光通信方法。
- 前記Ｖは、副搬送波の主信号の振幅の半分の振幅であることを特徴とする請求項２に記載の光通信方法。
- 請求項１の方法で変調されたディジタル光通信信号を用いて、パケットを構成し、光通信を行う際、前記パケットの前部に、立ち上がり時間が最小データビット時間以上の時間である直流光を付加発光させる冗長信号をもち、及び／又は、前記パケットの後部に、立ち下がり時間が最小データビット時間以上の時間である直流光を付加発光させる冗長信号を持つことを特徴とする光通信方法。
- 請求項２に記載の光通信方法を用いて光パケットを送信する光送信装置において、
パケット前部、及び／又は、パケット後部に冗長信号を持つパケットを生成する通信制御回路部と、該通信制御回路部によって生成されたパケットを電気信号から光信号に変換する光素子駆動回路と、前記通信制御回路部によって制御され、光素子の光振幅レベルを操作するための光振幅レベル決定回路と、を備えたＥ／Ｏ変換回路部と、を、少なくとも備えてなることを特徴とする光送信装置。 - 前記パケット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信号は、ＤＣバイアス信号又はＦＳＫバイアス信号が用いられてなることを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
- 前記パケット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信号は、データ復調処理の際、無視される信号パターンシンボルを用いてなることを特徴とする請求項５または６に記載の光送信装置。
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