JP4602461B1

JP4602461B1 - 受信装置

Info

Publication number: JP4602461B1
Application number: JP2009168223A
Authority: JP
Inventors: 充夫山崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: US7957464B2; JP2011024047A; US20110013689A1

Abstract

【課題】プリアンブルを用いた符号のサンプリングをより適切に行う技術を提供する。
【解決手段】符号を含む信号を受信しこの信号からエッジを検出する信号エッジ検出部と、検出された前記エッジの立上り時又は立下り時から前記信号のパルス幅検出の基準点を検出する基準点検出部と、前記エッジの立上り時又は立下り時と前記基準点からパルス幅を検出するパルス幅検出部と、前記パルス幅のヒストグラムを生成し、このヒストグラムの分析結果から前記符号のサンプリング点を判定するサンプリング点判定部と、を有しこの判定結果に基づいて前記符号のサンプリングを実施することを特徴とする受信装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、受信装置に係わり、特にＰＰＭ符号再生方法に関する。

ＴＶにおいて、赤外線方式のリモコンに替わり、無線方式のリモコンが登場しつつある。無線を用いたシステムとしては、自動改札機においてマンチェスター符号の乱れに対処する工夫が提案されている（特許文献１）。

（従来例）
本発明に関連の深い従来例を、ＰＰＭ（Pluse Position Modulation）符号の代表的な信号であるマンチェスター符号を用いて、説明する。
マンチェスター符号は、図４に示すように、データ“０”は、１，０で符号化し、データ“１”は、０，１で符号化する。そのためには、“１”または、“０”のパルス幅を定義する必要が有る。この定義のために、定義するパルス幅分の“１”、“０”の連続する区間を実際の信号を伝送する前に配置する（図５）。よって、この区間はｄｕｔｙ５０％の信号の繰り返し信号が伝送されることになる。このｄｕｔｙ５０％の信号の繰り返し信号が含まれる区間をプリアンブル区間とする。また、パルス幅を定義することによって、ＰＰＭ信号を再生するためのサンプリング点を決定することができる。

サンプリング点を決めるためのサンプリング周期は、プリアンブル区間でのＤｕｔｙ５０％のパルス幅の平均値によって、求める事ができる。よって、サンプリング周期は、下記の図のようなn個のパルスがプリアンブル区間に有る場合は、下記の式で求めることができる。

Ｓｆ＝（a+b+c+d+e+f+…）/n
そして、実際の信号を再生するためには、ある決まった基準点から、この平均値の周期の倍数で決定されるクロック数に、１または２クロック後をサンプリング点にして、データサンプリング処理を行うことが考えられる。
しかし、パルス伝送路の特性によっては、パルス幅発生のヒストグラムが、duty５０％ではなく、図１０のように、なおかつばらつきが大きいことが発生する。
これに対して、サンプル点を平均値の周期の倍数で決定されるクロック数に、２クロック後をサンプリング点とすると、図１１のように誤ったサンプリングをしてしまうことになる。

特開２００１−１１１６３３号公報

以上に鑑み本発明は、プリアンブルを用いた符号のサンプリングをより適切に行う技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の受信装置は、マンチェスター符号を含む信号を受信しこの信号からエッジを検出する信号エッジ検出部と、前記検出されたエッジの立上り時又は立下り時から前記信号のパルス幅検出の基準点を検出する基準点検出部と、前記エッジの立上り時又は立下り時と前記基準点からパルス幅を検出するパルス幅検出部と、前記パルス幅のヒストグラムを生成し、このヒストグラムの分析結果であるヒストグラムのピークが発生する前記パルス幅に基づいて前記マンチェスター符号のサンプリング点を判定するサンプリング点判定部と、を有しこの判定結果に基づいて前記符号のサンプリングを実施することを特徴とする。

本発明によれば、プリアンブルを用いた符号のサンプリングをより適切に行う技術が得られる。

実施例の装置（システム）を示す概略ブロック図。実施例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。実施例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。マンチェスター符号を示す図。他の実施例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。他の実施例の装置（システム）の動作を示すヒストグラム。他の実施例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。他の実施例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。従来例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。従来例の装置（システム）の動作を示すヒストグラム。従来例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。従来例の装置（システム）の動作を示すタイミングチャート。

以下、本発明の実施形態を説明する。
（実施形態１）
本発明による実施形態１を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態を示すブロック構成図を示している。
従来例では、誤サンプリングが発生して、ＰＰＭ信号が正しく再生されていない状態を図１１のタイミングチャートで示したが、この図１１で示したＰＰＭ信号を例にして実施例を説明する。

本実施形態では、図１１で示したＰＰＭ信号と同じＰＰＭ信号である、図２に示すようなプリアンブル信号に対して、図３に示すようなエッジ検出信号、基準点検出信号、より、パルス幅検出回路で“Ｈ”のパルス幅と、“Ｌ”のパルス幅を検出する。

ＰＰＭ信号エッジ検出１１は、図示せぬクロック発生回路からのクロックＣの立ち上がりによってＰＰＭ信号のａの区間の立ち上がり、ｂの区間の立ち下がり、以下をエッジ検出信号Ｅとして検出していく。基準点検出回路１２は、エッジ検出信号Ｅのうち“Ｈ”のパルス区間にあるものを基準点検出信号Ｋとして検出していく。パルス幅検出回路１３は、クロックＣのカウントを行いエッジ検出信号Ｅのタイミングで“Ｈ”パルス幅値ａ、“Ｈ”パルス幅値ｂなどを図３に示すように順に出力していく。

この検出したパルス幅の値より、ヒストグラム生成回路１４は図１０に相当するようなヒストグラムを作成する。ここでduty５０％信号区間の開始から一定区間、終了前の一定区間は、計測を行わないことも好適である。その区間は、前後にduty５０％信号区間パルス幅とは違うパルス幅の長いパルスが存在してその影響が有る可能性があるためであり、この処理を加えることにより例えばヒストグラムのＱ値は増大することがある。ともあれこのヒストグラムより、ヒストグラム分析回路１５で平均値は“８”と計算できる。よって、サンプリング周波数は、８クロックとなる。これは、従来例と同様である。また、パルス幅のピーク値は、“Ｈ”区間は、平均値の８より大きい値の１０、“Ｌ”区間は、平均値より小さい６となり、パルス幅が、duty５０％ではなく、なおかつ、ばらつきが大きいと考えられる。

“Ｈ”区間のサンプリング点は、基準となる位置（例えば、実際の信号の開始点）から、パルス幅平均値８の２＊ｎ（n=0,1,2…）倍のクロック数に、図１０の“Ｈ”のヒストグラムでのピーク値以下のパルス幅で、パルス幅の検出数が極端に少なくなっている（例えばＱ値に対して評価）６クロック分を加算した位置とすると、基準となる位置からのサンプリングクロックＳｈ１は、下記の式でサンプリング点判定回路１６にて決定することができる。

Ｓｈ１＝２＊８＊ｎ＋６（n=0,1,2…）
“Ｌ”区間のサンプリング点は、基準となる位置（例えば、実際の信号の開始点）から、パルス幅平均値８の２＊ｎ（n=0,1,2…）倍のクロック数に、“Ｈ”区間のピーク値を加算したのち、図１０の“Ｌ”のヒストグラムでのピーク値以下のパルス幅で、パルス幅の検出数が極端に少なくなっている４クロック分を加算した位置とすると、基準となる位置からのサンプリングクロックＳｌ１は、下記の式で決定することができる。

Ｓｌ１＝２＊８＊ｎ＋１０＋４（n=0,1,2…）
このＳｈ１、Ｓｌ１をサンプリング点生成回路１７でサンプリング点にしたタイミングチャートを図２に示す。
上記に示すサンプリング点で、サンプリング回路１８でサンプリングをすると、従来例に比べて、パルス幅のduty比変動、パルス幅のばらつきの影響を軽減させることができ、確実にサンプリングできる事によって、ＰＰＭ信号を正確に再生できる。

（実施形態２）
本発明による実施形態２を図１および図３乃至図５を参照して説明する。実施形態１と共通する部分は説明を省略する。
実施形態１と比べ、より安全なサンプリング点を決めるとすると、“Ｈ”区間サンプリング点は、基準となる位置（例えば、実際の信号の開始点）から、パルス幅平均値８の２＊ｎ（n=0,1,2…）倍のクロック数に、ヒストグラムでパルス幅の検出数が０である５クロック分を加算した位置とすると、基準となる位置からのサンプリングクロックＳｈ２は、下記の式で決定数することができる。

Ｓｈ２＝２＊８＊ｎ＋５（n=0,1,2…）
“Ｌ”区間サンプリング点は、基準となる位置（例えば、実際の信号の開始点）から、パルス幅平均値８の２＊ｎ（n=0,1,2…）倍のクロック数に、“Ｈ”区間のピーク値を加算したのち、“Ｌ”区間のピーク値以下のパルス幅で、ヒストグラムでのパルス幅の検出数が０である３クロック分を加算した位置とすると、基準となる位置からのサンプリングクロックＳｈ２は、下記の式で決定数することができる。

Ｓｈ２＝２＊８＊ｎ＋１０＋３（n=0,1,2…）
このＳｈ２、Ｓｌ２をサンプリング点にしたタイミングチャートは、図５に示す。
上記に示すサンプリング点で、サンプリングをすると従来例に比べて、パルス幅のばらつきの影響を軽減させることができ、確実にサンプリングできる事によって、ＰＰＭ信号を正確に再生できる。

なお、もしパルス幅の検出数が０となる場合がなければ実施形態１のアプローチを援用するなどすればよい。
（実施形態３）
本発明による実施形態３を図１乃至図８を参照して説明する。実施形態１、２と共通する部分は説明を省略する。
また、ＰＰＭ信号の実際の信号区間でもパルスの立ち上がりエッジ（または、立ち下がりエッジ）を基準点として、“Ｈ”、“L”のパルス幅を検出する。その場合、ヒストグラムは、ＰＰＭ信号の種類によって、ピークが複数個発生するが、その複数のピークのパルス幅の値より、最適なサンプリング点を決める方法を図６以下で説明する。

実際の信号期間のパルス幅のヒストグラムが、図６となったとする。図１２に示すようなマンチェスター符号のＰＰＭ符号化の場合、パルスは、“ＨＨ”、“ＬＬ”というように同じレベルが連続したパターンも有得るので、その場合、ヒストグラムには、２個のピークが存在する。

図１２は、従来例での再生を示した図である。“ＬＬ”、“ＨＨ”の部分が、正しく再生できず、“ＬＬ”の部分は、“Ｌ”が１個しか検出できず、逆に、“ＨＨ”の部分は、“Ｈ”が３個検出され、正しく再生できない。

図７は、本実施形態での動作を示す図である。例えば、図７の“ＬＬ”部分は、エッジ検出信号より、“Ｌ”期間が連続していることを推定することができるので、よって、図の左から数えて３番目の“Ｌ”のサンプリングクロックは、下記の式で示せる。

２＊８＊ｎ＋４（n=0,1,2…）
また、その次の“ＨＨ”の場合は、“Ｌ”区間のピークが６で有ることを考慮すると、図の左から数えて４番目の“Ｈ”のサンプリングクロック数は、“Ｈ”のヒストグラムでのピーク値以下のパルス幅で、パルス幅の検出数が極端に少なくなっている６クロック分を加算した位置とすると、下記の式で示せる。

２＊８＊ｎ＋６＋６（n=0,1,2…）
そして、図の左から数えて５番目の“Ｈ”のサンプリングクロックは、エッジ検出信号より、“Ｈ”期間が終了していないことを推測することができるので、図の左から数えて５番目の“Ｈ”のサンプリングクロック数は、下記の式で示せる。

２＊８＊（ｎ＋１）＋６（n=0,1,2…）
上記に示すサンプリング点で、サンプリングをすると従来例に比べて、パルス幅のばらつきの影響を軽減させることができ、確実にサンプリングできる事によって、ＰＰＭ信号を正確に再生できる。

上記のように正確にＰＰＭ信号をサンプリングすることにより、ＰＰＭ信号を正確に再生することができる。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。特に実施形態３など推定結果によって、サンプリング点を信号再生中に変更したり、更にサンプリング点を信号再生中に一定時間間隔で変更してもよい。

また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１１…ＰＰＭ信号エッジ検出、１２…基準点検出回路、１３…パルス幅検出回路、１４…ヒストグラム生成回路、１５…ヒストグラム分析回路（ピーク、平均値等）、１６…サンプリング点判定回路、１７…サンプリング点生成回路、１８…サンプリング回路。

Claims

マンチェスター符号を含む信号を受信しこの信号からエッジを検出する信号エッジ検出部と、
前記検出されたエッジの立上り時又は立下り時から前記信号のパルス幅検出の基準点を検出する基準点検出部と、
前記エッジの立上り時又は立下り時と前記基準点からパルス幅を検出するパルス幅検出部と、
前記パルス幅のヒストグラムを生成し、このヒストグラムの分析結果であるヒストグラムのピークが発生する前記パルス幅に基づいて前記マンチェスター符号のサンプリング点を判定するサンプリング点判定部と、
を有しこの判定結果に基づいて前記符号のサンプリングを実施することを特徴とする受信装置。
前記マンチェスター符号のサンプリング点は、前記パルス幅の平均値に、前記ヒストグラムのピークが発生する最小の前記パルス幅より小さい値を加えた点とすることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記マンチェスター符号のサンプリング点は、前記パルス幅の平均値に、前記ヒストグラムのピークが発生する最小の前記パルス幅より小さい値でかつ、発生回数が“０”であるパルス幅を加えた点とすることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記サンプリング点判定部は、前記ヒストグラムのピークが複数個発生すると推定される場合は、この複数のピークのパルス幅の値から、前記マンチェスター符号のサンプリング点を判定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。