JP4497248B2 - Data transmission method and data transmission apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、データ伝送方法に関し、特に時間軸上で略矩形を成すパルス波形の列で表される伝送信号が伝送される伝送路を利用してデータを伝送するデータ伝送方法並びにデータ伝送装置に関するものである。 The present invention relates to a data transmission method, and more particularly, to a data transmission method and a data transmission apparatus for transmitting data using a transmission path through which a transmission signal represented by a train of pulse waveforms having a substantially rectangular shape on a time axis is transmitted. Is.

従来、時間軸上で略矩形を成すパルス波形の列で表される伝送信号によって遠隔から負荷の監視並びに制御を行う遠隔監視制御システムが提供されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a remote monitoring and control system for remotely monitoring and controlling a load using a transmission signal represented by a pulse waveform sequence that is substantially rectangular on a time axis.

かかる遠隔監視制御システムとして、例えば、図9に示すように伝送ユニット21に2線式の信号線Lsを介して入力端末器22と制御端末器23とを接続し、入力端末器22に付設したスイッチやセンサなどからの監視入力に応じて制御端末器23に付設した負荷Lを制御するようにしたものがある(特許文献1参照)。入力端末器22および制御端末器23にはそれぞれアドレスが設定され、入力端末器22に監視入力が入力されると伝送ユニット21に対して監視入力に対応した監視データが伝送され、伝送ユニット21では監視データを受け取ると、アドレスによって入力端末器22との対応関係が設定された制御端末器23に対して監視データに対応した制御データを伝送し、制御端末器23を介して負荷Lを制御するのである。入力端末器22に監視入力を与える手段としては、スイッチだけではなく、スイッチと等価に扱うことができるセンサであってもよいが、以下ではスイッチの操作によって入力端末器22に監視入力が与えられるものとして説明する。すなわち、監視入力がスイッチの操作に呼応して発生するから、監視入力を操作入力と呼ぶことにする。   As such a remote monitoring control system, for example, as shown in FIG. 9, an input terminal 22 and a control terminal 23 are connected to the transmission unit 21 via a two-wire signal line Ls and attached to the input terminal 22. There is one in which a load L attached to the control terminal 23 is controlled in accordance with a monitoring input from a switch or a sensor (see Patent Document 1). An address is set for each of the input terminal 22 and the control terminal 23. When a monitoring input is input to the input terminal 22, monitoring data corresponding to the monitoring input is transmitted to the transmission unit 21, and the transmission unit 21 When the monitoring data is received, the control data corresponding to the monitoring data is transmitted to the control terminal 23 whose correspondence with the input terminal 22 is set by the address, and the load L is controlled via the control terminal 23. It is. The means for giving the monitoring input to the input terminal 22 is not limited to the switch, but may be a sensor that can be handled equivalently to the switch, but in the following, the monitoring input is given to the input terminal 22 by the operation of the switch. It will be explained as a thing. That is, since the monitoring input is generated in response to the operation of the switch, the monitoring input is referred to as an operation input.

伝送ユニット21は、信号線Lsに対して、図10(a)(b)のような形式の伝送信号Vsを送出する。すなわち、伝送信号Vsは、信号送出開始を示すスタートパルスSY、伝送信号Vsのモードを示すモードデータMD、入力端末器22や制御端末器23を各別に呼び出すためのアドレスデータAD、負荷を制御するための制御データCD、伝送エラーを検出するためのチェックサムデータCS、入力端末器22や制御端末器23からの返送信号を受信するタイムスロットである信号返送期間WT等よりなる複極(±24V)の時分割多重信号であり、時間軸上で略矩形を成すパルス波形の列をパルス幅変調することによってデータが伝送されるようになっている。   The transmission unit 21 sends a transmission signal Vs having a format as shown in FIGS. 10A and 10B to the signal line Ls. That is, the transmission signal Vs controls the start pulse SY indicating the start of signal transmission, the mode data MD indicating the mode of the transmission signal Vs, the address data AD for individually calling the input terminal 22 and the control terminal 23, and the load. Control signal CD, checksum data CS for detecting a transmission error, a double pole (± 24V) including a signal return period WT which is a time slot for receiving a return signal from the input terminal 22 or the control terminal 23 ), And data is transmitted by performing pulse width modulation on a pulse waveform sequence that is substantially rectangular on the time axis.

各入力端末器22および各制御端末器23では、信号線Lsを介して受信した伝送信号Vsのアドレスデータがそれぞれに設定されているアドレスデータに一致すると、伝送信号Vsから制御データを取り込むとともに、伝送信号Vsの信号返送期間WTに同期して監視データを電流モードの信号(信号線Lsを適当な低インピーダンスを介して短絡することにより送出される信号)として返送する。   In each input terminal 22 and each control terminal 23, when the address data of the transmission signal Vs received via the signal line Ls matches the address data set in each, the control data is fetched from the transmission signal Vs, In synchronization with the signal return period WT of the transmission signal Vs, the monitoring data is returned as a current mode signal (a signal transmitted by short-circuiting the signal line Ls through an appropriate low impedance).

伝送ユニット21は、常時は伝送信号Vsに含まれるアドレスデータをサイクリックに変化させて入力端末器22および制御端末器23を順次アクセスする常時ポーリングを行う。常時ポーリングの際には、伝送信号Vsに含まれるアドレスデータが一致した入力端末器22または制御端末器23では伝送信号Vsに制御データが含まれていれば制御データを取り込んで動作し、入力端末器22または制御端末器23の動作状態を監視データとして伝送ユニット21に返送する。   The transmission unit 21 constantly performs polling for sequentially accessing the input terminal 22 and the control terminal 23 by cyclically changing the address data included in the transmission signal Vs. In the case of constant polling, the input terminal 22 or the control terminal 23 in which the address data included in the transmission signal Vs is identical operates if the control data is included in the transmission signal Vs, and the input terminal 22 operates. The operating state of the device 22 or the control terminal device 23 is returned to the transmission unit 21 as monitoring data.

一方、伝送ユニット21は、いずれかの入力端末器22において、スイッチからの操作入力に対応して発生した図10(c)のような割込信号Viを受信したときに割込信号を発生した入力端末器22を検出した後、その入力端末器22にアクセスして操作入力に呼応した監視データを返送させる割込ポーリングも行う。   On the other hand, the transmission unit 21 generates an interrupt signal when any one of the input terminals 22 receives the interrupt signal Vi as shown in FIG. 10C corresponding to the operation input from the switch. After detecting the input terminal 22, interrupt polling is performed to access the input terminal 22 and return monitoring data corresponding to the operation input.

すなわち、伝送ユニット21では、常時は、アドレスデータをサイクリックに変更した伝送信号Vsを信号線Lsに送出する常時ポーリングを行い、入力端末器22から発生した割込信号Viを伝送信号VsのスタートパルスSYに同期して検出すると、モードデータMDを割込ポーリングモードとした伝送信号Vsを送出する。割込信号Viを発生した入力端末器22は、割込ポーリングモードの伝送信号Vsのアドレスデータの上位ビットが一致していると、その伝送信号Vsの信号返送期間WTに同期して入力端末器22に設定されているアドレスデータの下位ビットを返信データとして返送する。このようにして伝送ユニット21では割込信号Viを発生した入力端末器22のアドレスを獲得する。   In other words, the transmission unit 21 always performs polling to send the transmission signal Vs whose address data is cyclically changed to the signal line Ls, and starts the transmission signal Vs with the interrupt signal Vi generated from the input terminal 22. When detected in synchronization with the pulse SY, the transmission signal Vs in which the mode data MD is set to the interrupt polling mode is sent out. When the high-order bits of the address data of the transmission signal Vs in the interrupt polling mode match, the input terminal 22 that has generated the interrupt signal Vi is synchronized with the signal return period WT of the transmission signal Vs. The lower bits of the address data set in 22 are returned as reply data. In this way, the transmission unit 21 acquires the address of the input terminal 22 that has generated the interrupt signal Vi.

このようにして、割込信号Viを発生した入力端末器22のアドレスを伝送ユニット21が獲得すると、伝送ユニット21では入力端末器22に対して監視データの返送を要求する伝送信号Vsを送出し、入力端末器22は操作入力に対応した監視データを伝送ユニット21に返送する。伝送ユニット21は監視データを受け取ると、該当する入力端末器22の操作入力をクリアするように指示を与え、入力端末器22では操作入力のクリアを返送する。つまり、伝送ユニット21では、割込信号Viを検出する伝送信号Vsを含めて4個の伝送信号Vsにより操作入力を受け取ることになる。   In this way, when the transmission unit 21 acquires the address of the input terminal 22 that has generated the interrupt signal Vi, the transmission unit 21 sends the transmission signal Vs requesting the input terminal 22 to return the monitoring data. The input terminal 22 returns monitoring data corresponding to the operation input to the transmission unit 21. When receiving the monitoring data, the transmission unit 21 gives an instruction to clear the operation input of the corresponding input terminal device 22, and the input terminal device 22 returns the operation input clear. That is, the transmission unit 21 receives the operation input by the four transmission signals Vs including the transmission signal Vs for detecting the interrupt signal Vi.

監視データを受け取った伝送ユニット21は、アドレスの対応関係によって入力端末器22に予め対応付けられている制御端末器23に対する制御データを生成し、この制御データを含む伝送信号Vsを信号線Lsに送出して制御端末器23に付設した負荷Lを制御する。   The transmission unit 21 that has received the monitoring data generates control data for the control terminal 23 that is associated in advance with the input terminal 22 according to the address correspondence, and transmits the transmission signal Vs including this control data to the signal line Ls. The load L sent out and attached to the control terminal 23 is controlled.

ところで、上述のような遠隔監視制御システムでは、ポーリング・セレクティング方式により伝送ユニット21を介して入力端末器22と制御端末器23が通信を行っている。そのために通信速度が比較的に低速であり、例えば、電力量の計測値や通話用の音声のように監視データや制御データに比べて遙かに通信量が多くなるデータの伝送には不向きである。   By the way, in the remote monitoring control system as described above, the input terminal device 22 and the control terminal device 23 communicate with each other via the transmission unit 21 by a polling / selecting method. For this reason, the communication speed is relatively low. For example, it is not suitable for transmission of data whose communication volume is much larger than monitoring data and control data, such as a measured value of electric energy and voice for calls. is there.

そこで、伝送信号Vsに音声信号を変調して重畳することにより、遠隔監視制御システムと信号線Lsを共用しながら高速通信を行うデータ伝送方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。なお、特許文献2に記載されている従来例では、伝送信号Vsの立ち上がり及び立ち下がり時に発生するノイズ(高調波ノイズ)の影響を避けるために伝送信号Vsのパルス波形がハイレベル並びにローレベルに安定している期間にのみ音声信号を重畳するようにしている。   Thus, a data transmission method has been proposed in which high-speed communication is performed while sharing the signal line Ls with the remote monitoring control system by modulating and superimposing the audio signal on the transmission signal Vs (see, for example, Patent Document 2). In the conventional example described in Patent Document 2, the pulse waveform of the transmission signal Vs is set to the high level and the low level in order to avoid the influence of noise (harmonic noise) generated at the rising and falling of the transmission signal Vs. The audio signal is superimposed only during a stable period.

特開2005−73075号公報JP 2005-73075 A 特開平8−274742号公報JP-A-8-274742

しかしながら、上記従来例では伝送可能なフレームの長さ(フレーム長)が伝送信号Vsのパルス幅の最小値で規定されてしまうためにフレーム長をあまり大きくすることができず、伝送効率がよくないという問題があった。   However, in the above conventional example, the length of the transmittable frame (frame length) is defined by the minimum value of the pulse width of the transmission signal Vs, so the frame length cannot be increased so much and the transmission efficiency is not good. There was a problem.

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、他のデータ伝送方法と信号線を共用しつつデータ伝送の伝送効率の向上が図れるデータ伝送方法並びにデータ伝送装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a data transmission method and a data transmission device capable of improving the transmission efficiency of data transmission while sharing a signal line with other data transmission methods. There is.

請求項1の発明は、上記目的を達成するために、時間軸上で略矩形を成すパルス波形の列で表される伝送信号が伝送される伝送路を利用してデータを伝送するデータ伝送方法であって、前記データを含むフレームを前記パルス波形に重畳して伝送し、前記パルス波形の立ち上がり及び立ち下がりの最短時間間隔と同一の時間間隔で且つ前記パルス波形の立ち上がり及び立ち下がりに同期した期間に、前記フレームに無効なデータを挿入して伝送することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a data transmission method for transmitting data using a transmission path through which a transmission signal represented by a train of pulse waveforms having a substantially rectangular shape on a time axis is transmitted. The frame including the data is transmitted by being superimposed on the pulse waveform, and is synchronized with the rise and fall of the pulse waveform at the same time interval as the shortest time interval of the rise and fall of the pulse waveform. In the period, invalid data is inserted into the frame and transmitted.

請求項1の発明によれば、前記パルス波形の立ち上がり及び立ち下がりの最短時間間隔と同一の時間間隔で前記フレームに無効なデータを挿入して伝送するので、パルス波形の立ち上がり及び立ち下がりの区間を跨いでフレームを送信することができ、従来例のように高調波ノイズの含まれない区間のみにフレームを重畳する場合と比較して伝送可能なフレーム長を長くすることができる。その結果、他のデータ伝送方法と伝送路を共用しつつデータ伝送の伝送効率の向上を図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, since invalid data is inserted and transmitted in the frame at the same time interval as the shortest time interval of the rise and fall of the pulse waveform, the rise and fall intervals of the pulse waveform The frame length can be transmitted compared to the case where the frame is superimposed only on the section not including the harmonic noise as in the conventional example. As a result, the transmission efficiency of data transmission can be improved while sharing the transmission path with other data transmission methods.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記フレームの同期シンボルをプリアンブルとフレーム開始部で構成したことを特徴とする。   The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the synchronization symbol of the frame is composed of a preamble and a frame start section.

請求項2の発明によれば、フレームの同期シンボルをプリアンブルとフレーム開始部で構成しているから、パルス波形の立ち上がり又は立ち下がり時に発生する高調波ノイズによってプリアンブルの一部に伝送エラーが生じても同期を確立することができる。   According to the invention of claim 2, since the synchronization symbol of the frame is constituted by the preamble and the frame start portion, a transmission error occurs in a part of the preamble due to the harmonic noise generated at the rise or fall of the pulse waveform. Can also establish synchronization.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、複数の前記同期シンボルを連続して伝送することを特徴とする。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 2, a plurality of the synchronization symbols are continuously transmitted.

請求項3の発明によれば、複数の前記同期シンボルを連続して伝送するから、パルス波形の立ち上がり又は立ち下がり時に発生する高調波ノイズによって同期が取れなくなる確率がさらに低くなる。   According to the invention of claim 3, since a plurality of the synchronization symbols are continuously transmitted, the probability that the synchronization cannot be achieved due to the harmonic noise generated at the rise or fall of the pulse waveform is further reduced.

請求項4の発明は、請求項3の発明において、連続して伝送する各同期シンボルにおいてはそれぞれのフレーム開始部に残りの同期シンボルのビット数の情報を含めることを特徴とする。   The invention of claim 4 is characterized in that, in the invention of claim 3, in each synchronization symbol transmitted continuously, information on the number of bits of the remaining synchronization symbols is included in each frame start portion.

請求項4の発明によれば、連続して伝送する各同期シンボルにおいてはそれぞれのフレーム開始部に残りの同期シンボルのビット数の情報を含めるので、同期が確立した後の同期シンボルについては無視すればよいから受信したデータの処理が簡素化できる。   According to the fourth aspect of the present invention, since information on the number of bits of the remaining synchronization symbols is included in each frame start portion in each synchronization symbol transmitted continuously, the synchronization symbols after synchronization is established are ignored. Therefore, processing of received data can be simplified.

請求項5の発明は、請求項1の発明において、前記フレームの同期シンボルをプリアンブルと複数のフレーム開始部で構成したことを特徴とする。   The invention of claim 5 is characterized in that, in the invention of claim 1, the synchronization symbol of the frame is composed of a preamble and a plurality of frame start sections.

請求項5の発明によれば、前記フレームの同期シンボルをプリアンブルと複数のフレーム開始部で構成したので、パルス波形の立ち上がり又は立ち下がり時に発生する高調波ノイズによってプリアンブルの一部に伝送エラーが生じても同期を確立することができるとともに伝送効率が向上できる。   According to the invention of claim 5, since the synchronization symbol of the frame is composed of a preamble and a plurality of frame start parts, a transmission error occurs in a part of the preamble due to harmonic noise generated at the rise or fall of the pulse waveform. However, synchronization can be established and transmission efficiency can be improved.

請求項6の発明は、請求項3〜5の何れか1項の発明において、連続して伝送する複数の同期シンボルを構成しているプリアンブル並びにフレーム開始部は、各同期シンボル毎に互いに符号間距離の長い異なる符号からなることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention of any one of the third to fifth aspects, the preamble and the frame start part constituting a plurality of synchronization symbols to be transmitted continuously are intersymbol-coded for each synchronization symbol. It consists of different codes with long distances.

請求項6の発明によれば、連続して伝送する複数の同期シンボルを構成しているプリアンブル並びにフレーム開始部は、各同期シンボル毎に互いに符号間距離の長い異なる符号からなるので、同期シンボルを読み間違う確率が下がる。
請求項7の発明は、時間軸上で略矩形を成すパルス波形の列で表される伝送信号が伝送される伝送路を利用してデータを伝送するデータ伝送装置であって、請求項1〜6の何れか1項の発明に係るデータ伝送方法によってデータを伝送することを特徴とする。
According to the invention of claim 6, since the preamble and the frame start part constituting a plurality of synchronization symbols to be continuously transmitted are composed of different codes having a long inter-code distance for each synchronization symbol, The probability of misreading decreases.
The invention of claim 7 is a data transmission device for transmitting data using a transmission path through which a transmission signal represented by a train of pulse waveforms having a substantially rectangular shape on the time axis is transmitted. 6. Data is transmitted by the data transmission method according to any one of the sixth aspect.

本発明によれば、他のデータ伝送方法と伝送路を共用しつつデータ伝送の伝送効率の向上を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the transmission efficiency of data transmission while sharing the transmission path with other data transmission methods.

(a)は本発明に係るデータ伝送方法を実施するためのデータ伝送システムのシステム構成図、(b)は同上におけるデータ伝送装置のブロック図である。(A) is a system configuration | structure figure of the data transmission system for implementing the data transmission method based on this invention, (b) is a block diagram of the data transmission apparatus same as the above. (a),(b)は本発明の実施形態1におけるフレームと同期シンボルのデータ構造図である。(A), (b) is a data structure diagram of a frame and a synchronization symbol in Embodiment 1 of the present invention. (a)はデータ伝送装置の受信部の要部回路構成図、(b)は受信部が具備するダイオードブリッジを通過した信号の波形図である。(A) is a principal part circuit block diagram of the receiving part of a data transmission apparatus, (b) is a wave form diagram of the signal which passed through the diode bridge which a receiving part comprises. 本発明の実施形態2におけるフレームと同期シンボルの一部省略したデータ構造図である。FIG. 10 is a data structure diagram in which a part of a frame and a synchronization symbol are omitted in Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態3におけるフレームと同期シンボルの一部省略したデータ構造図である。It is a data structure figure which a part of a frame and a synchronization symbol were omitted in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施形態4におけるフレームと同期シンボルの一部省略したデータ構造図である。FIG. 10 is a data structure diagram in which a part of a frame and a synchronization symbol is omitted in Embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施形態5におけるフレームと同期シンボルの一部省略したデータ構造図である。It is a data structure figure which a part of a frame and a synchronization symbol were omitted in Embodiment 5 of the present invention. 本発明の実施形態6におけるフレームと同期シンボルの説明図である。It is explanatory drawing of the flame | frame and synchronous symbol in Embodiment 6 of this invention. 従来の遠隔監視制御システムのシステム構成図である。It is a system block diagram of the conventional remote monitoring control system. 同上における伝送信号の信号フォーマットである。It is a signal format of the transmission signal in the same as the above.

以下、従来例で説明した遠隔監視制御システムのデータ伝送方法と信号線Lsを共用するデータ伝送方法に本発明の技術思想を適用した実施形態について説明する。但し、本発明に係るデータ伝送方法が信号線を共用可能である他のデータ伝送方法は実施形態のもの(パルス幅変調による時分割多重伝送)に限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment in which the technical idea of the present invention is applied to the data transmission method of the remote monitoring control system described in the conventional example and the data transmission method sharing the signal line Ls will be described. However, other data transmission methods in which the data transmission method according to the present invention can share a signal line are not limited to those of the embodiment (time division multiplex transmission by pulse width modulation).

まず、本発明に係るデータ伝送方法を実施するデータ伝送システムについて、図1を参照して説明する。   First, a data transmission system that implements a data transmission method according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態のデータ伝送システムは、従来技術で説明した遠隔監視制御システムと信号線Lsを共用するものである。遠隔監視制御システムでは、伝送ユニット21に対して入力端末器22並びに制御端末器23が2線式の信号線Lsによって並列接続されてなり、従来技術で説明したようにパルス列をパルス幅変調してなる伝送信号Vsを伝送ユニット21と入力端末器22並びに制御端末器23の間で時分割多重伝送している。   The data transmission system of this embodiment shares the signal line Ls with the remote monitoring and control system described in the prior art. In the remote monitoring control system, an input terminal 22 and a control terminal 23 are connected in parallel to the transmission unit 21 by a two-wire signal line Ls, and the pulse train is subjected to pulse width modulation as described in the prior art. The transmission signal Vs is time-division multiplexed and transmitted between the transmission unit 21, the input terminal 22, and the control terminal 23.

本実施形態のデータ伝送システムは、図1(a)に示すように互いに信号線Lsに並列接続された複数(図示例では2つ)のデータ伝送装置1,1で構成される。データ伝送装置1は、図1(b)に示すように信号線Lsを介して伝送ユニット21と各端末器22,23の間で伝送される伝送信号Vsを監視する伝送信号監視部10と、他のデータ伝送装置1に伝送すべきデータを含んだフレームを変調するとともに伝送信号Vsに重畳して信号線Lsに送出する送信部11と、信号線Lsを介して伝送されるフレームを伝送信号Vsから分離して受信するとともに復調する受信部12と、内部で発生したデータ若しくは外部から入力されるデータをフレームに格納して送信部11から送信させる送信処理、並びに受信部12で受信し且つ復調されたフレームを取り込んで当該フレームに格納されたデータを取り出す受信処理を実行する伝送制御部13とを備えている。   As shown in FIG. 1A, the data transmission system according to the present embodiment includes a plurality (two in the illustrated example) of data transmission apparatuses 1 and 1 connected in parallel to the signal line Ls. As shown in FIG. 1B, the data transmission device 1 includes a transmission signal monitoring unit 10 that monitors a transmission signal Vs transmitted between the transmission unit 21 and the terminals 22 and 23 via the signal line Ls, A transmission unit 11 that modulates a frame including data to be transmitted to another data transmission apparatus 1 and transmits it to the signal line Ls while being superimposed on the transmission signal Vs, and a frame transmitted via the signal line Ls as a transmission signal A receiving unit 12 that receives and demodulates the signal separately from Vs; a transmission process in which internally generated data or externally input data is stored in a frame and transmitted from the transmitting unit 11; And a transmission control unit 13 that executes a reception process of taking in the demodulated frame and taking out data stored in the frame.

受信部12は、図3(a)に示すようにダイオードブリッジDBによって平衡/不平衡変換を行うことで相対的に低周波数である伝送信号Vsからフレームを分離している。ここで、図3(b)に示すように、ダイオードブリッジDBを通過した信号電圧には伝送信号Vsの立ち上がり並びに立ち下がり時に発生する高調波ノイズNが重畳しているために立ち上がり及び立ち下がり時に過大な瞬時電圧がダイオードブリッジDBの出力端間に印加されて後段のアンプA等が破壊されてしまう虞がある。そこで本実施形態では、ダイオードブリッジDBの高電位側の出力とアンプAの入力端との接続点に、直列接続された一対のダイオードD1,D2からなるクランプ回路を設け、上記過大な瞬時電圧がアンプAに印加されるのを防いでいる。但し、クランプ回路によって信号線Lsの線間電圧が制限されないようにダイオードブリッジDBとクランプ回路の間には直流カット用のコンデンサCcが挿入してある。さらに本実施形態では、ダイオードブリッジDBの出力電圧を定電圧回路REGで定電圧化することでデータ伝送装置1の動作用電源を作成している。   The receiver 12 separates the frame from the transmission signal Vs having a relatively low frequency by performing balanced / unbalanced conversion by the diode bridge DB as shown in FIG. Here, as shown in FIG. 3B, since the harmonic noise N generated at the rise and fall of the transmission signal Vs is superimposed on the signal voltage that has passed through the diode bridge DB, at the rise and fall. There is a possibility that an excessive instantaneous voltage is applied between the output terminals of the diode bridge DB and the subsequent amplifier A or the like is destroyed. Therefore, in the present embodiment, a clamp circuit including a pair of diodes D1 and D2 connected in series is provided at a connection point between the output on the high potential side of the diode bridge DB and the input end of the amplifier A, and the excessive instantaneous voltage is increased. It is prevented from being applied to the amplifier A. However, a DC cut capacitor Cc is inserted between the diode bridge DB and the clamp circuit so that the line voltage of the signal line Ls is not limited by the clamp circuit. Furthermore, in this embodiment, the power supply for operation of the data transmission device 1 is created by making the output voltage of the diode bridge DB constant by the constant voltage circuit REG.

データ伝送装置1では、伝送信号監視部10において信号線Lsを介して伝送信号Vsのパルス波形を監視し、パルス波形の立ち上がり及び立ち下がりに同期した監視信号を伝送制御部13に出力している。そして、伝送制御部13では伝送信号受信部10から出力される監視信号に基づき、パルス波形の立ち上がり又は立ち下がり後に送信部11からフレームを送出して伝送信号Vsに重畳させるタイミングを調整している。   In the data transmission apparatus 1, the transmission signal monitoring unit 10 monitors the pulse waveform of the transmission signal Vs via the signal line Ls, and outputs a monitoring signal synchronized with the rising and falling of the pulse waveform to the transmission control unit 13. . Then, the transmission control unit 13 adjusts the timing of sending a frame from the transmission unit 11 and superimposing it on the transmission signal Vs after the pulse waveform rises or falls based on the monitoring signal output from the transmission signal reception unit 10. .

(実施形態1)
本実施形態のデータ伝送方法におけるフレームと同期シンボルのデータ構造を図2に示す。一般的なデータ伝送ではフレームに先行して同期確立のために同期シンボルを送信しており、本実施形態ではプリアンブルを同期シンボルとしている。同期シンボルに続いて送信されるフレームは、通常、制御ビット、宛先アドレス、送信元アドレス、データ、フレーム検査シーケンス(FCS)で構成される(図2(a)参照)。
(Embodiment 1)
FIG. 2 shows a data structure of frames and synchronization symbols in the data transmission method of this embodiment. In general data transmission, a synchronization symbol is transmitted prior to a frame to establish synchronization. In this embodiment, a preamble is used as a synchronization symbol. A frame transmitted following the synchronization symbol is usually composed of a control bit, a destination address, a source address, data, and a frame check sequence (FCS) (see FIG. 2A).

本実施形態は、図2(b)に示すように伝送信号Vsの立ち上がり及び立ち下がりの最短時間間隔と同一の時間間隔でフレームに無効なデータ(ダミービット)Dmbを挿入している点に特徴がある。   The present embodiment is characterized in that invalid data (dummy bits) Dmb is inserted into a frame at the same time interval as the shortest time interval of the rising and falling edges of the transmission signal Vs as shown in FIG. There is.

上述のように受信部12のダイオードブリッジDBを通過した信号電圧には伝送信号Vsの立ち上がり並びに立ち下がり時に発生する高調波ノイズNが重畳しているため、この部分でフレームが部分的に潰されて伝送誤りが生じてしまう可能性が高い。そこで本実施形態では、伝送信号Vsの立ち上がり及び立ち下がりに同期した期間にダミービットDmbを送信することにより、一つのフレームで一括して送信できるデータ(有効なデータ)の量を増やすことができる。しかも、データを分割して多数のフレームで送信する場合と比較して、データ伝送に要するフレームの数を減らして伝送効率を向上することができる。つまり、フレームに含まれるデータ以外の部分(制御ビット、宛先アドレス、送信元アドレス、FCS)によって伝送効率が低下するから、フレーム数を減らすことで前記データ以外の分だけ伝送効率が向上するのである。   As described above, since the harmonic noise N generated when the transmission signal Vs rises and falls is superimposed on the signal voltage that has passed through the diode bridge DB of the receiving unit 12, the frame is partially crushed at this portion. Transmission errors are likely to occur. Therefore, in this embodiment, the amount of data (valid data) that can be transmitted in a single frame can be increased by transmitting the dummy bit Dmb in a period synchronized with the rising and falling edges of the transmission signal Vs. . In addition, the transmission efficiency can be improved by reducing the number of frames required for data transmission as compared with the case where data is divided and transmitted in a large number of frames. In other words, since the transmission efficiency is reduced by the parts (control bits, destination address, source address, FCS) other than the data included in the frame, the transmission efficiency is improved by the amount other than the data by reducing the number of frames. .

(実施形態2)
本実施形態のデータ伝送方法におけるフレームと同期シンボルのデータ構造を図4に示す。本実施形態では、フレームに先行して送信される同期シンボルをプリアンブルとフレーム開始部(フレーム開始デリミタ)SFDとで構成した点に特徴がある。但し、フレームの構造については実施形態1と共通であるから説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows the data structure of frames and synchronization symbols in the data transmission method of this embodiment. The present embodiment is characterized in that a synchronization symbol transmitted prior to a frame is composed of a preamble and a frame start unit (frame start delimiter) SFD. However, since the structure of the frame is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

而して、プリアンブルとフレーム開始部SFDとで構成された同期シンボルをフレームに先行して送信すれば、高調波ノイズによってプリアンブルの一部に伝送エラーが生じても同期を確立することができ、同期確立の確度をさらに高めることができる。   Thus, if the synchronization symbol composed of the preamble and the frame start unit SFD is transmitted prior to the frame, synchronization can be established even if a transmission error occurs in a part of the preamble due to harmonic noise, The accuracy of establishment of synchronization can be further increased.

(実施形態3)
本実施形態のデータ伝送方法におけるフレームと同期シンボルのデータ構造を図5に示す。本実施形態では、プリアンブルとフレーム開始部SFDとで構成された複数(図示例では3つ)の同期シンボルをフレームに先行して送信する点に特徴がある。但し、各同期シンボル並びにフレームの構造については実施形態2と共通であるから説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a data structure of frames and synchronization symbols in the data transmission method of the present embodiment. The present embodiment is characterized in that a plurality (three in the illustrated example) of synchronization symbols configured by a preamble and a frame start unit SFD are transmitted prior to the frame. However, since the structure of each synchronization symbol and frame is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

上述のようにプリアンブルとフレーム開始部SFDとで構成された複数の同期シンボルをフレームに先行して送信すれば、高調波ノイズによって何れかの同期シンボルで同期が確立できなくても他の何れかの同期シンボルによって同期を確立することができて同期が取れなくなる確率が低くなる。   As described above, if a plurality of synchronization symbols composed of the preamble and the frame start unit SFD are transmitted prior to the frame, even if synchronization cannot be established with any synchronization symbol due to harmonic noise, The probability that synchronization cannot be established because synchronization can be established with this synchronization symbol becomes low.

(実施形態4)
本実施形態のデータ伝送方法におけるフレームと同期シンボルのデータ構造を図6に示す。本実施形態では、実施形態3と同様にプリアンブルとフレーム開始部SFDとで構成された複数(図示例では3つ)の同期シンボルをフレームに先行して送信するとともに、後続の同期シンボルのビット数を合計した値(総ビット数)をフレーム開始部SFDに含める点に特徴がある。但し、各同期シンボル並びにフレームの構造については実施形態2と共通であるから説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows the data structure of frames and synchronization symbols in the data transmission method of this embodiment. In the present embodiment, as in the third embodiment, a plurality of (three in the illustrated example) synchronization symbols configured by the preamble and the frame start unit SFD are transmitted prior to the frame, and the number of bits of the subsequent synchronization symbols A characteristic is that a value (total number of bits) obtained by summing is included in the frame start part SFD. However, since the structure of each synchronization symbol and frame is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

実施形態3では、例えば先頭の同期シンボルで同期が確立できたとしても当該同期シンボルが何番目の同期シンボルであるか、言い換えると、どこからフレームが始まるのかが判らないために受信したデータの処理が煩雑になってしまう。   In the third embodiment, for example, even if synchronization can be established with the first synchronization symbol, it is not possible to know the synchronization symbol that is the synchronization symbol, in other words, where the frame starts. It becomes complicated.

これに対して本実施形態では、先頭の同期シンボルのフレーム開始部SFDに2番目と3番目の同期シンボルのビット数を足し合わせた総ビット数を含め、また、2番目の同期シンボルのフレーム開始部SFDに3番目の同期シンボルのビット数を含めているので、受信側のデータ伝送装置1における伝送制御部13では、何れかの同期シンボルで同期が確立した後は当該同期シンボルのフレーム開始部SFDに含まれる総ビット数分の受信データについては無視すればよいから受信したデータの処理が簡素化できる。   In contrast, in the present embodiment, the frame start portion SFD of the first synchronization symbol includes the total number of bits obtained by adding the number of bits of the second and third synchronization symbols, and the frame start of the second synchronization symbol. Since the number of bits of the third synchronization symbol is included in the unit SFD, the transmission control unit 13 in the data transmission apparatus 1 on the receiving side has a frame start unit of the synchronization symbol after synchronization is established with any synchronization symbol. Since the received data for the total number of bits included in the SFD may be ignored, the processing of the received data can be simplified.

(実施形態5)
本実施形態のデータ伝送方法におけるフレームと同期シンボルのデータ構造を図7に示す。本実施形態では、フレームに先行して送信される同期シンボルをプリアンブルと複数(図示例では3つ)のフレーム開始部SFDとで構成した点に特徴がある。但し、フレームの構造については実施形態1と共通であるから説明を省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 7 shows the data structure of frames and synchronization symbols in the data transmission method of this embodiment. The present embodiment is characterized in that a synchronization symbol transmitted prior to a frame is composed of a preamble and a plurality (three in the illustrated example) of frame start units SFD. However, since the structure of the frame is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

上述のようにプリアンブルと複数のフレーム開始部SFDとで構成された同期シンボルをフレームに先行して送信すれば、高調波ノイズによってプリアンブルと何れかのフレーム開始部SFDで同期が確立できなくても他の何れかのフレーム開始部SFDによって同期を確立することができて同期が取れなくなる確率が低くなる。   As described above, if a synchronization symbol composed of a preamble and a plurality of frame start sections SFD is transmitted prior to the frame, even if synchronization cannot be established between the preamble and any of the frame start sections SFD due to harmonic noise. The probability that synchronization can be established by any other frame start unit SFD is reduced, and the probability that synchronization cannot be achieved is reduced.

ここで、例えば上述のように3つのフレーム開始部SFDを連続して送信する場合に、フレーム開始部SFDを「0000_1010_0111」のビットパターンとしたとき、かかるビットパターンと8ビット連続で一致したらフレーム開始部SFDを検出したものとするようにしてもよい。つまり、高調波ノイズによるバースト誤りによって何れかのフレーム開始部SFDの連続した4ビットに伝送誤りが発生してもその前若しくは後のフレーム開始部SFDとの間で検出することが可能である。   Here, for example, when three frame start parts SFD are transmitted continuously as described above, when the frame start part SFD is a bit pattern of “0000_1010_0111”, the frame start is started when the bit pattern coincides with 8 bits continuously. The part SFD may be detected. That is, even if a transmission error occurs in consecutive 4 bits of any frame start part SFD due to a burst error due to harmonic noise, it can be detected between the frame start part SFD before or after that.

(実施形態6)
本実施形態は、実施形態3〜5のように連続して送信する複数のプリアンブル並びにフレーム開始部SFDを、各同期シンボル毎あるいはフレーム開始部SFD毎に互いに符号間距離の長い異なる符号で構成している点に特徴がある。
(Embodiment 6)
In the present embodiment, as in the third to fifth embodiments, a plurality of preambles and a frame start unit SFD that are continuously transmitted are configured with different codes having a long inter-code distance for each synchronization symbol or each frame start unit SFD. There is a feature in that.

例えば、図8に示すように3ビットであれば(001)、(010)、(100)で各プリアンブルやフレーム開始部SFDを構成すれば、伝送制御部13において同期シンボルを読み間違う確率を下げることができる。   For example, as shown in FIG. 8, if each preamble and frame start unit SFD are configured with (001), (010), and (100) if they are 3 bits, the transmission control unit 13 reduces the probability of misreading a synchronization symbol. be able to.

1 データ伝送装置
10 伝送信号監視部
11 送信部
12 受信部
13 伝送制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data transmission apparatus 10 Transmission signal monitoring part 11 Transmission part 12 Reception part 13 Transmission control part

Claims (7)

時間軸上で略矩形を成すパルス波形の列で表される伝送信号が伝送される伝送路を利用してデータを伝送するデータ伝送方法であって、
前記データを含むフレームを前記パルス波形に重畳して伝送し、前記パルス波形の立ち上がり及び立ち下がりの最短時間間隔と同一の時間間隔で且つ前記パルス波形の立ち上がり及び立ち下がりに同期した期間に、前記フレームに無効なデータを挿入して伝送することを特徴とするデータ伝送方法。
A data transmission method for transmitting data using a transmission path through which a transmission signal represented by a train of pulse waveforms having a substantially rectangular shape on a time axis is transmitted,
A frame including the data is transmitted by being superimposed on the pulse waveform, and in a period synchronized with the rise and fall of the pulse waveform at the same time interval as the shortest time interval of the rise and fall of the pulse waveform. A data transmission method characterized by inserting invalid data into a frame for transmission.
前記フレームの同期シンボルをプリアンブルとフレーム開始部で構成したことを特徴とする請求項1記載のデータ伝送方法。   2. The data transmission method according to claim 1, wherein the synchronization symbol of the frame is composed of a preamble and a frame start unit. 複数の前記同期シンボルを連続して伝送することを特徴とする請求項2記載のデータ伝送方法。   3. The data transmission method according to claim 2, wherein a plurality of the synchronization symbols are continuously transmitted. 連続して伝送する各同期シンボルにおいてはそれぞれのフレーム開始部に残りの同期シンボルのビット数の情報を含めることを特徴とする請求項3記載のデータ伝送方法。   4. The data transmission method according to claim 3, wherein in each synchronization symbol transmitted continuously, information on the number of bits of the remaining synchronization symbols is included in each frame start portion. 前記フレームの同期シンボルをプリアンブルと複数のフレーム開始部で構成したことを特徴とする請求項1記載のデータ伝送方法。   2. The data transmission method according to claim 1, wherein the synchronization symbol of the frame is composed of a preamble and a plurality of frame start sections. 連続して伝送する複数の同期シンボルを構成しているプリアンブル並びにフレーム開始部は、各同期シンボル毎に互いに符号間距離の長い異なる符号からなることを特徴とする請求項3〜5の何れか1項に記載のデータ伝送方法。   6. The preamble and the frame start part constituting a plurality of synchronization symbols to be continuously transmitted are composed of different codes having a long inter-code distance for each synchronization symbol. The data transmission method according to item. 時間軸上で略矩形を成すパルス波形の列で表される伝送信号が伝送される伝送路を利用してデータを伝送するデータ伝送装置であって、請求項1〜6の何れか1項の発明に係るデータ伝送方法によってデータを伝送することを特徴とするデータ伝送装置。A data transmission device for transmitting data using a transmission path through which a transmission signal represented by a train of pulse waveforms having a substantially rectangular shape on a time axis is transmitted. A data transmission apparatus for transmitting data by the data transmission method according to the invention.
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