JP4652211B2 - Optical communication apparatus, optical communication system, and optical communication method - Google Patents

Optical communication apparatus, optical communication system, and optical communication method Download PDF

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Description

本発明は、光通信装置、光通信システム及び光通信方法に関し、特に、照明光を用いて光通信を行う技術に関する。   The present invention relates to an optical communication device, an optical communication system, and an optical communication method, and more particularly to a technique for performing optical communication using illumination light.

近年、照明光に信号を重量して通信を行う可視光通信が検討されている。また、大光量の光源デバイスとしてLEDが開発され、照明用途にも使用されるようになっている。一方、赤外光を使用する通信が実用化されており、その通信用デバイスはディジタル家電機器の制御や単純な伝送用途に普及している。   In recent years, visible light communication for performing communication by weighting a signal to illumination light has been studied. In addition, LEDs have been developed as a light source device with a large amount of light and are used for illumination purposes. On the other hand, communication using infrared light has been put into practical use, and its communication devices are widely used for digital home appliance control and simple transmission applications.

ところで、照明用のLEDは、上述したように通信にも使用可能ではあるが、元来は照明用途のデバイスであるため、通信には必ずしも適しているわけではない。例えば、キャリアとしての安定度、広帯域に広がったスペクトラム等の通信品質を悪化させ変復調を困難にする要素や、駆動には大電流が必要であり、直接変調のスイッチングは高速化が困難である等の解決すべき問題がある。   By the way, although the LED for illumination can be used for communication as described above, it is originally not a device suitable for communication because it is originally a device for illumination. For example, factors that make communication quality such as stability as a carrier, a spectrum spread over a wide band, etc. worse, and modulation / demodulation are difficult, driving requires a large current, and switching of direct modulation is difficult to speed up, etc. There is a problem to be solved.

また、赤外光通信用デバイスは、上述したようにディジタル家電機器の制御や単純な伝送用途に普及しているが、これらの用途のみに限られており、高度な通信機能や多チャンネル通信には適していない。   In addition, as described above, infrared light communication devices are widely used for control of digital home appliances and simple transmission applications, but are limited to these applications, and have advanced communication functions and multi-channel communication. Is not suitable.

一方、ディジタル家電機器の普及に伴い、ディジタル通信技術やディジタル信号処理技術が一般的になっており、汎用品のディジタル通信用デバイスを安価に利用できるようになっている。例えば、照明用LED等の通常光を用いて通信を安定に行う技術が特許文献1に記載されている。
特開2004−221747号公報
On the other hand, with the popularization of digital home appliances, digital communication technology and digital signal processing technology have become common, and general-purpose digital communication devices can be used at low cost. For example, Patent Document 1 discloses a technique for performing stable communication using normal light such as an illumination LED.
JP 2004-221747 A

しかしながら、特許文献1に開示された技術をもってしても、通信装置としての具体的なスペック、例えば、変調方式、信号処理方式に関する具体的な技術が記載されていないため、実際に製造する場合、照明用のLEDを使った安定した可視光通信を行うのは困難であった。   However, even with the technique disclosed in Patent Document 1, specific specifications as a communication device, for example, a specific technique regarding a modulation method and a signal processing method is not described. It has been difficult to perform stable visible light communication using LEDs for illumination.

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、安定に且つ簡易な方式で照明光を用いた通信を行うことが可能な光通信装置、光通信システム及び光通信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to provide an optical communication device, an optical communication system, and an optical communication method capable of performing communication using illumination light in a stable and simple manner. And

前記問題点に対して、本発明は、情報に対応する光信号を送信する光通信装置であって、前記情報のベースバンド信号に対して1次変調を行って得られる1次変調信号を入力し、擬似ランダム信号による2次変調を行う2次変調手段と、前記2次変調がなされた信号に対応する光信号を発する発光手段とを有する。 The relative problems, the present invention provides an optical communication apparatus for transmitting an optical signal corresponding to the information, the primary modulation signal obtained by performing primary modulation by pairs to the base band signal of the information There are input secondary modulation means for performing secondary modulation with a pseudo-random signal and light emission means for emitting an optical signal corresponding to the signal subjected to the secondary modulation.

この構成により、照明光を通信として使用する場合に、情報のベースバンド信号に対して1次変調のみならず擬似ランダム符号による2次変調を行うため、安定度が増すとともに、簡易な構成での通信が可能となる。   With this configuration, when illumination light is used as communication, not only the primary modulation but also the secondary modulation using a pseudo-random code is performed on the information baseband signal. Communication is possible.

また、本発明の光通信装置は、前記発光手段が前記2次変調がなされた信号と前記発光手段の照明のための駆動信号とを重畳した信号に応じた光信号を発するように制御する発光制御手段を有してもよい。   In the optical communication apparatus of the present invention, the light emitting means controls to emit an optical signal corresponding to a signal obtained by superimposing the signal subjected to the secondary modulation and a driving signal for illuminating the light emitting means. You may have a control means.

また、本発明の光通信装置は、前記2次変調手段が、前記1次変調信号と前記擬似ランダム信号との演算を行う演算手段を有してもよい。   In the optical communication apparatus of the present invention, the secondary modulation unit may include a calculation unit that calculates the primary modulation signal and the pseudo-random signal.

また、本発明は、情報に対応する光信号を受信する光通信装置であって、前記光信号を受光する受光手段と、前記受光手段により受光された光信号を入力し、擬似ランダム信号により前記情報のベースバンド信号に対して1次変調を行って得られる1次変調信号を復調する復調手段とを有する。   Further, the present invention is an optical communication device that receives an optical signal corresponding to information, wherein the optical signal received by the optical signal and the optical signal received by the optical receiver are input, and the pseudo-random signal is used to input the optical signal. Demodulating means for demodulating a primary modulation signal obtained by performing primary modulation on a baseband signal of information.

この構成により、2次変調がなされた信号に対応する光信号を受光して元の1次変調信号を得ることができる。   With this configuration, it is possible to receive an optical signal corresponding to a signal subjected to secondary modulation and obtain an original primary modulation signal.

また、本発明の光通信装置は、前記復調手段が、前記擬似ランダム信号をスライディングさせて出力するスライディング手段と、前記受光手段により受光された光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、前記スライディング手段により出力された擬似ランダム信号と、前記電気信号に含まれる2次変調がなされた信号との演算を行う演算手段と、前記演算により得られる1次変調信号を検波する検波手段とを有してもよい。   Further, in the optical communication device of the present invention, the demodulating means slides the pseudo-random signal and outputs it, a photoelectric converting means for converting the optical signal received by the light receiving means into an electrical signal, Computation means for computing the pseudo-random signal output by the sliding means and a signal subjected to secondary modulation included in the electrical signal, and detection means for detecting the primary modulation signal obtained by the computation. May be.

また、本発明の光通信装置は、前記スライディング手段が、前記擬似ランダム信号を所定時間間隔で所定ビットずつずらしながら出力し、前記検波手段により検波される1次変調信号のレベルが所定値以上または超えた場合に、前記擬似ランダム信号のスライディングを停止し、更に、前記検波手段によって検波される1次変調信号のレベルが最大となるように前記擬似ランダム信号の出力タイミングを調整してもよい。   In the optical communication apparatus of the present invention, the sliding means outputs the pseudo random signal while shifting the pseudo random signal by predetermined bits at predetermined time intervals, and the level of the primary modulation signal detected by the detecting means is not less than a predetermined value or When exceeding, sliding of the pseudo-random signal may be stopped, and further, the output timing of the pseudo-random signal may be adjusted so that the level of the primary modulation signal detected by the detection means becomes maximum.

また、本発明は、上述した情報に対応する光信号を送信する光通信装置と、情報に対応する光信号を受信する光通信装置とを有する光通信システムである。   In addition, the present invention is an optical communication system having an optical communication device that transmits an optical signal corresponding to the above-described information and an optical communication device that receives an optical signal corresponding to the information.

また、本発明は、情報に対応する光信号を送信する光通信方法であって、前記情報のベースバンド信号に対して1次変調信号を入力し、擬似ランダム信号による2次変調を行う2次変調ステップと、前記2次変調がなされた信号に対応する光信号を発する発光ステップとを有する。   The present invention is also an optical communication method for transmitting an optical signal corresponding to information, wherein a secondary modulation signal is input to a baseband signal of the information and subjected to secondary modulation using a pseudo-random signal. A modulation step and a light emission step of emitting an optical signal corresponding to the signal subjected to the secondary modulation.

また、本発明の光通信方法は、前記発光ステップが、前記2次変調がなされた信号と前記発光手段の照明のための駆動信号とを重畳した信号に応じた光信号を発してもよい。   In the optical communication method of the present invention, the light emitting step may emit an optical signal corresponding to a signal obtained by superimposing the signal subjected to the secondary modulation and a driving signal for illuminating the light emitting means.

また、本発明の光通信方法は、前記2次変調ステップが、前記1次変調信号と前記擬似ランダム信号との演算を行ってもよい。   Further, in the optical communication method of the present invention, the secondary modulation step may perform calculation of the primary modulation signal and the pseudo random signal.

また、本発明は、情報に対応する光信号を受信する光通信方法であって、前記光信号を受光する受光ステップと、擬似ランダム信号により前記受光ステップにより受光された光信号から前記情報のベースバンド信号に対して1次変調信号を復調する復調ステップとを有する。   The present invention is also an optical communication method for receiving an optical signal corresponding to information, wherein the information base is based on a light receiving step for receiving the optical signal and an optical signal received by the light receiving step by a pseudo-random signal. A demodulation step for demodulating the primary modulation signal with respect to the band signal.

また、本発明の光通信方法は、前記復調ステップが、前記擬似ランダム信号をスライディングさせて出力するスライディングステップと、前記受光手段により受光された光信号を電気信号に変換する光電変換ステップと、前記スライディングステップにより出力されたスライディングされた擬似ランダム信号と、前記電気信号に含まれる2次変調がなされた信号との演算を行う演算ステップと、前記演算により得られる1次変調信号を検波する検波ステップとを有してもよい。   Further, in the optical communication method of the present invention, the demodulation step includes a sliding step for sliding and outputting the pseudo-random signal, a photoelectric conversion step for converting the optical signal received by the light receiving means into an electrical signal, A calculation step of calculating the sliding pseudo-random signal output by the sliding step and a signal subjected to secondary modulation included in the electrical signal, and a detection step of detecting the primary modulation signal obtained by the calculation You may have.

また、本発明の光通信方法は、前記スライディングステップが、前記擬似ランダム信号を所定時間間隔で所定ビットずつずらしながら出力し、前記検波ステップにより検波される1次変調信号のレベルが所定値以上または超えた場合に、前記擬似ランダム信号のスライディングを停止し、更に、前記検波手段によって検波される1次変調信号のレベルが最大となるように前記擬似ランダム信号の出力タイミングを調整してもよい。   Further, in the optical communication method of the present invention, the sliding step outputs the pseudo random signal while shifting the pseudo random signal by predetermined bits at predetermined time intervals, and the level of the primary modulation signal detected by the detection step is equal to or higher than a predetermined value or When exceeding, sliding of the pseudo-random signal may be stopped, and further, the output timing of the pseudo-random signal may be adjusted so that the level of the primary modulation signal detected by the detection means becomes maximum.

本発明によれば、照明用LED等の照明用光源に汎用デバイスで実現可能な小規模の回路を付加するだけで、簡易に安定した光通信が可能となる。 According to the present invention, simply adding a small-scale circuit that can be realized by a general-purpose device to an illumination light source such as an illumination LED enables simple and stable optical communication.

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく以下、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更及び改良を施すことは何ら差し支えない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following examples, and modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

図1は、本発明に係る光通信システムの構成を示す図である。図1に示す光通信システムは、光通信装置としての送信器1及び受信器2を具備している。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical communication system according to the present invention. The optical communication system shown in FIG. 1 includes a transmitter 1 and a receiver 2 as optical communication devices.

送信器1は、端子3を介して入力される1次変調がなされたベースバンド信号に対して、擬似ランダム信号の拡散符号による2次変調を行う変調部4と、LED等の照明用光源を内蔵して照明用の光を発する発光部6と、変調部4により2次変調がなされた信号に基づいて発光部6を駆動する駆動部5と、発光部6により発光された光を射出する射出部7とを具備する。   The transmitter 1 includes a modulation unit 4 that performs secondary modulation based on a spreading code of a pseudo-random signal on a baseband signal that has been subjected to primary modulation input via a terminal 3, and an illumination light source such as an LED. A light emitting unit 6 that emits light for illumination, a drive unit 5 that drives the light emitting unit 6 based on a signal that has been subjected to secondary modulation by the modulation unit 4, and light emitted by the light emitting unit 6 is emitted. And an injection unit 7.

一方、受信器2は、送信器1からの光を受光する受光部8と、当該受光部8によって受光された光を電気信号に変換する光電気変換部9と、当該光電気変換部9による変換後の電気信号から1次変調したベースバンド信号を復調する復調部10とを具備する。   On the other hand, the receiver 2 includes a light receiving unit 8 that receives light from the transmitter 1, a photoelectric conversion unit 9 that converts light received by the light receiving unit 8 into an electrical signal, and the photoelectric conversion unit 9. And a demodulator 10 that demodulates a baseband signal that is first-order modulated from the converted electrical signal.

以下、光通信システムの動作について説明する。送信器1内の変調部4には、端子3を介して、情報のベースバンド信号に対して1次変調を行うことによって得られる信号(1次変調がなされたベースバンド信号)が入力される。変調部4は、この1次変調がなされたベースバンド信号に対して、拡散符号である擬似ランダム信号による2次変調を行う。2次変調がなされた信号は、駆動部5に入力される。駆動部5は、この2次変調がなされた信号に照明用光源の駆動電流の信号を加算し、この加算後の信号を駆動信号として発光部6を駆動する。これにより発光部6は、駆動して光を発する。駆動信号は2次変調がなされた信号に照明用光源の駆動電流の信号を加算したものであるため、発光部6が発する光は、2次変調がなされた信号に対応する光の成分と、通常の照明光の成分とを含むことになる。出射部7は、発光部6が発した光を外部に射出する。   Hereinafter, the operation of the optical communication system will be described. The modulation unit 4 in the transmitter 1 receives a signal (baseband signal subjected to primary modulation) obtained by performing primary modulation on the information baseband signal via the terminal 3. . The modulation unit 4 performs secondary modulation with a pseudo-random signal that is a spreading code on the baseband signal subjected to the primary modulation. The signal subjected to the secondary modulation is input to the drive unit 5. The drive unit 5 adds the signal of the drive current of the illumination light source to the signal subjected to the secondary modulation, and drives the light emitting unit 6 using the added signal as a drive signal. Thereby, the light emission part 6 drives and emits light. Since the drive signal is obtained by adding the signal of the drive current of the light source for illumination to the signal subjected to the secondary modulation, the light emitted from the light emitting unit 6 includes the light component corresponding to the signal subjected to the secondary modulation, And a normal illumination light component. The emitting unit 7 emits the light emitted from the light emitting unit 6 to the outside.

受信器2内の受光部8は、送信器1内の射出部7が射出した光の一部を受光し、光電気変換器9へ出力する。光電気変換器9は、入力した光を電気信号に変換して復調部10へ出力する。復調部10は、入力した電気信号を復調して1次変調がなされたベースバンド信号に変換し、端子11を介して出力する。   The light receiving unit 8 in the receiver 2 receives a part of the light emitted from the emitting unit 7 in the transmitter 1 and outputs it to the photoelectric converter 9. The photoelectric converter 9 converts the input light into an electrical signal and outputs it to the demodulator 10. The demodulator 10 demodulates the input electrical signal, converts it to a baseband signal subjected to primary modulation, and outputs it via the terminal 11.

図2は、送信器1内の変調部4の詳細な構成を示す図である。図2に示す変調部4は、擬似ランダム信号発生器13、演算器14、及び、端子15を有する。擬似ランダム信号発生器13は、ベースバンド信号に割り当てられた擬似ランダム信号を発生する。演算器14には、この擬似ランダム信号と、端子3を介して入力される1次変調がなされたベースバンド信号とが入力される。演算器14は、これら入力信号の論理演算を行い、1次変調がなされたベースバンド信号に対して、擬似ランダム信号によって2次変調を行い、2次変調がなされたベースバンド信号を、端子15を介して駆動部5へ出力する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the modulation unit 4 in the transmitter 1. The modulation unit 4 illustrated in FIG. 2 includes a pseudo random signal generator 13, a calculator 14, and a terminal 15. The pseudo random signal generator 13 generates a pseudo random signal assigned to the baseband signal. The pseudo-random signal and the baseband signal subjected to the primary modulation input via the terminal 3 are input to the computing unit 14. The computing unit 14 performs a logical operation on these input signals, performs secondary modulation with a pseudo-random signal on the baseband signal subjected to the primary modulation, and outputs the baseband signal subjected to the secondary modulation to the terminal 15. Is output to the drive unit 5 via.

図3は、受信器2内の復調部10の詳細な構成を示す図である。図3に示す復調部10は、端子16、2次フィルタ17、分岐部18、クロック抽出回路19、擬似ランダム信号発生器20、スライディング回路部21、演算器22a、22b、22c(以下、演算器22a、22b、22cをまとめて適宜「演算器22」と称する)、1次フィルタ23a、23b、23c(以下、1次フィルタ23a、23b、23cをまとめて適宜「1次フィルタ23」と称する)、分岐部25、検波器26a、26b、26c(以下、検波器26a、26b、26cをまとめて適宜「検波器26」と称する)、制御部27、及び、分岐部38を有する。   FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the demodulator 10 in the receiver 2. 3 includes a terminal 16, a secondary filter 17, a branching unit 18, a clock extraction circuit 19, a pseudo random signal generator 20, a sliding circuit unit 21, arithmetic units 22a, 22b, and 22c (hereinafter, arithmetic units). 22a, 22b, and 22c are collectively referred to as “calculator 22”) and primary filters 23a, 23b, and 23c (hereinafter, the primary filters 23a, 23b, and 23c are collectively referred to as “primary filter 23” as appropriate). , Branching unit 25, detectors 26a, 26b, and 26c (hereinafter, detectors 26a, 26b, and 26c are collectively referred to as “detector 26” as appropriate), control unit 27, and branching unit 38.

光電気変換部9による光電気変換によって得られる電気信号は、入力端子16を介して2次フィルタ17に入力される。2次フィルタ17は、入力信号から変調部4において生成された2次変調がなされた信号の成分のみを抽出する。2次変調がなされた信号は、分岐部18において分岐され、1つがクロック抽出回路19に入力される。クロック抽出回路19は、入力した2次変調がなされた信号から変調部4における2次変調に用いられた擬似ランダム信号のクロックを抽出する。抽出されたクロックは、分岐部38において分岐され、擬似ランダム信号発生器20、スライディング回路部21及び制御部27に供給される。   An electrical signal obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion unit 9 is input to the secondary filter 17 via the input terminal 16. The secondary filter 17 extracts only the component of the signal subjected to the secondary modulation generated in the modulation unit 4 from the input signal. The signal subjected to the secondary modulation is branched by the branching unit 18, and one is input to the clock extraction circuit 19. The clock extraction circuit 19 extracts the clock of the pseudo random signal used for the secondary modulation in the modulation unit 4 from the input signal subjected to the secondary modulation. The extracted clock is branched by the branching unit 38 and supplied to the pseudo random signal generator 20, the sliding circuit unit 21 and the control unit 27.

一方、分岐部18において分岐された2次変調がなされた信号と、スライディング回路部21の出力信号は、それぞれ演算器22a、22b、22cに入力される。これら演算器22a、22b、22cは、入力信号の逆拡散を行う。演算器22aの出力信号は1次フィルタ23aに、演算器22bの出力信号は1次フィルタ23bに、演算器22cの出力信号は1次フィルタ23cに、それぞれ入力される。ここで、擬似ランダム信号と2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号とが一致した状態のときのみ、演算器22における逆拡散により相関がとられ、1次フィルタ23から1次変調がなされたベースバンド信号が出力される。一方、擬似ランダム信号と2次変調がなされた信号とがほぼ直交している状態では、演算器22における逆拡散により1次変調がなされたベースバンド信号は更に拡散され、1次フィルタ23からの出力信号はない。   On the other hand, the signal subjected to the secondary modulation branched by the branching unit 18 and the output signal of the sliding circuit unit 21 are input to the calculators 22a, 22b, and 22c, respectively. These computing units 22a, 22b, and 22c perform despreading of the input signal. The output signal of the calculator 22a is input to the primary filter 23a, the output signal of the calculator 22b is input to the primary filter 23b, and the output signal of the calculator 22c is input to the primary filter 23c. Here, only when the pseudo-random signal and the pseudo-random signal included in the signal subjected to the secondary modulation coincide with each other, a correlation is obtained by despreading in the computing unit 22 and the primary modulation is performed from the primary filter 23. The baseband signal made is output. On the other hand, in a state where the pseudo-random signal and the signal subjected to the secondary modulation are almost orthogonal, the baseband signal subjected to the primary modulation by the despreading in the computing unit 22 is further spread, and the signal from the primary filter 23 is further spread. There is no output signal.

1次フィルタ23aの出力信号は検波器26aに、1次フィルタ23bの出力信号は検波器26bに、1次フィルタ23cの出力信号は検波器26cにそれぞれ入力される。検波器26a、26b、26cは、それぞれ入力信号の検波を行い、検波信号を制御部27へ出力する。制御部27は、検波信号のレベルに応じてスライディング回路部21を制御することにより、2次変調がなされた信号の捕捉と同期保持とを行う。捕捉と同期保持が成立すると、最良の通信状態となる。このとき、1次変調がなされたベースバンド信号が1次フィルタ23cから出力され、更に分岐点25で分岐されて端子11から出力される。   The output signal of the primary filter 23a is input to the detector 26a, the output signal of the primary filter 23b is input to the detector 26b, and the output signal of the primary filter 23c is input to the detector 26c. The detectors 26 a, 26 b, and 26 c each detect an input signal and output the detection signal to the control unit 27. The control unit 27 controls the sliding circuit unit 21 according to the level of the detection signal, thereby capturing and maintaining synchronization of the signal subjected to the secondary modulation. When acquisition and synchronization hold are established, the best communication state is obtained. At this time, the baseband signal subjected to the primary modulation is output from the primary filter 23 c, further branched at the branch point 25, and output from the terminal 11.

図4は、捕捉と同期保持に関わるスライディング回路部21の詳細な構成を示す図であり、図5は、捕捉と同期保持に関わる制御部27の詳細な構成を示す図である。以下においては、擬似ランダム信号の1ビット長をTsとする。   FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the sliding circuit unit 21 related to acquisition and synchronization holding, and FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of the control unit 27 related to acquisition and synchronization holding. In the following, it is assumed that one bit length of the pseudo random signal is Ts.

受信器2内の擬似ランダム信号発生器20から出力される擬似ランダム信号は、図5におけるスライディング回路部21内の所定ビットシフト回路28に入力される。所定ビットシフト回路28は、3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33cを、それぞれTsすなわち1ビットずつ遅れシフトさせて出力する。この際、所定ビットシフト回路28は、3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33cを、それぞれ一定時間T1だけ出力し、3Ts経過後、再びそれぞれ一定時間T1だけ出力するといった動作を繰り返す。この時点では、まだ捕捉が成立していないため、微小時間調整回路29は動作しておらず、その入力信号である擬似ランダム信号33a、33b、33cと、演算器22への出力信号である擬似ランダム信号35a、35b、35cとは等しい。   The pseudo random signal output from the pseudo random signal generator 20 in the receiver 2 is input to a predetermined bit shift circuit 28 in the sliding circuit unit 21 in FIG. The predetermined bit shift circuit 28 outputs the three series of pseudo-random signals 33a, 33b, and 33c with a delay shift of Ts, that is, one bit respectively. At this time, the predetermined bit shift circuit 28 repeats the operation of outputting the three series of pseudo-random signals 33a, 33b, and 33c for a certain time T1, respectively, and again outputting them for a certain time T1 after the elapse of 3Ts. At this time, since the capture is not yet established, the minute time adjustment circuit 29 is not operating, and the pseudo-random signals 33a, 33b, and 33c that are the input signals and the pseudo-signal that is the output signal to the computing unit 22 The random signals 35a, 35b, and 35c are equal.

捕捉が成立していない状態では、演算器22に入力される2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号と、擬似ランダム信号発生器20からスライディング回路部21へ出力される擬似ランダム信号、換言すれば、スライディング回路部21から演算器22へ出力される擬似ランダム信号とはほぼ直交している。このため、演算器22の出力信号は、擬似ランダム信号同士の乗算の結果、換言すれば、逆拡散された信号の成分となり、1次変調がなされたベースバンド信号の成分は現れない。従って、1次フィルタ23の出力信号はない。   In a state where acquisition is not established, a pseudo random signal included in the signal subjected to the secondary modulation input to the calculator 22 and a pseudo random signal output from the pseudo random signal generator 20 to the sliding circuit unit 21; In other words, the pseudo-random signal output from the sliding circuit unit 21 to the computing unit 22 is almost orthogonal. For this reason, the output signal of the arithmetic unit 22 becomes a component of the despread signal as a result of multiplication of the pseudo-random signals, in other words, the component of the baseband signal subjected to the primary modulation does not appear. Therefore, there is no output signal from the primary filter 23.

スライディングが進行し、スライディング回路部21から演算器22へ出力される3系列の擬似ランダム信号のいずれかと、2次フィルタ17を通過した2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号とのタイムベースのずれが1ビット以内になると、対応する演算器22から1次変調がなされたベースバンド信号の成分の一部が出力される。検波器26は、この1次変調がなされたベースバンド信号を入力して検波し、検波信号を制御部27へ出力する。   The time between any of the three sequences of pseudo-random signals output from the sliding circuit unit 21 to the computing unit 22 and the pseudo-random signals included in the second-order modulated signal that has passed through the second-order filter 17 as sliding proceeds. When the base shift is within 1 bit, a part of the component of the baseband signal subjected to the primary modulation is output from the corresponding computing unit 22. The detector 26 receives and detects the baseband signal subjected to the primary modulation, and outputs the detection signal to the control unit 27.

図5における制御部27内の判定部32は、3系列の検波信号24a、24b、24cを入力し、いずれかの検波信号のレベルが所定値以上であるか否かを判定する。検波信号のレベルが所定値以上である場合には、判定部32は、スライディングを停止させる信号を発生させてスライディング回路部21へ出力する。これによりスライディング回路部21内の所定ビットシフト回路28の状態が固定される。   The determination unit 32 in the control unit 27 in FIG. 5 inputs the three series of detection signals 24a, 24b, and 24c, and determines whether the level of any detection signal is equal to or higher than a predetermined value. When the level of the detection signal is equal to or higher than a predetermined value, the determination unit 32 generates a signal for stopping sliding and outputs the signal to the sliding circuit unit 21. As a result, the state of the predetermined bit shift circuit 28 in the sliding circuit unit 21 is fixed.

所定ビットシフト回路28が固定された状態で、次に、判定部32は、3系列の検波信号24a、24b、24cを比較し、所定ビットシフト回路28から出力されている3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33cと2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号のタイムベースの関係を割り出す。更に、判定部32は、割り出した結果に基づいて、再び所定ビットシフト回路28を動作させ、所定ビットシフト回路28から出力される3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33cのタイムベースの関係が、ディレイロックループの初期値としてそれぞれ+Ts、−Ts、0の関係となるように時間シフトさせ、且つ、3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33cの中で擬似ランダム信号33cが2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号のタイムベースに最も近くなるようにする。   In a state in which the predetermined bit shift circuit 28 is fixed, the determination unit 32 then compares the three series of detection signals 24a, 24b, and 24c, and the three series pseudo random signals output from the predetermined bit shift circuit 28. 33a, 33b, 33c and the time base relationship of the pseudo-random signal included in the second-order modulated signal are determined. Further, the determination unit 32 operates the predetermined bit shift circuit 28 again based on the determined result, and the time base relationship of the three series of pseudo random signals 33a, 33b, and 33c output from the predetermined bit shift circuit 28 is determined. The delay lock loop is shifted in time so that the initial values of the delay lock loop are + Ts, -Ts, and 0, respectively, and among the three series of pseudorandom signals 33a, 33b, and 33c, the pseudorandom signal 33c is subjected to secondary modulation. The time base of the pseudo-random signal included in the generated signal is made closest.

この状態で、分岐部31a及び31bで分岐された検波信号24a、24bは差分器30に入力される。差分器30は、これら検波信号24a、24bの差分の信号を、調整信号発生器34を介して微小時間調整回路29へ出力する。微小時間調整回路29は、差分信号により制御される。   In this state, the detection signals 24 a and 24 b branched by the branching units 31 a and 31 b are input to the differencer 30. The difference unit 30 outputs a difference signal between the detection signals 24 a and 24 b to the minute time adjustment circuit 29 via the adjustment signal generator 34. The minute time adjustment circuit 29 is controlled by the difference signal.

2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号と微小時間調整回路29の出力信号である擬似ランダム信号35cとが一致した状態では、差分器30の出力である差分信号が0となる。このため、調整信号発生器34は、差分器30の出力が0となるように、微小時間調整回路29の遅延時間を、プラスマイナス1ビット以内の微小時間で調整制御する。そして、差分器30の出力である差分信号が0となった状態で、調整信号発生器34は、微小時間調整回路29の遅延時間を固定し、捕捉動作を完了する。   In a state where the pseudo random signal included in the signal subjected to the secondary modulation matches the pseudo random signal 35c that is the output signal of the minute time adjustment circuit 29, the difference signal that is the output of the differentiator 30 becomes zero. Therefore, the adjustment signal generator 34 adjusts and controls the delay time of the minute time adjustment circuit 29 within a minute time within plus or minus 1 bit so that the output of the differencer 30 becomes zero. The adjustment signal generator 34 fixes the delay time of the minute time adjustment circuit 29 in a state where the difference signal that is the output of the differencer 30 becomes 0, and completes the capturing operation.

捕捉動作が完了すると、制御部27は、3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33c、あるいは、擬似ランダム信号35a、35b、35cのタイムベースが+Ts、−Ts、0の関係を保ったまま、ディレイロックループが形成されて差分器30の出力である差分信号が0となる状態が保持されるよう、所定ビットシフト回路28を動作させる。更に、制御部27は、クロック抽出回路19のPLLの制御信号を発生させて当該クロック抽出回路19のPLLを送信器1の擬似ランダム信号のクロックにロックする。これにより同期が保持される。   When the capturing operation is completed, the control unit 27 maintains the relationship of + Ts, −Ts, 0 in the time base of the three series of pseudo random signals 33a, 33b, 33c, or the pseudo random signals 35a, 35b, 35c, The predetermined bit shift circuit 28 is operated so that a delay lock loop is formed and the state where the difference signal, which is the output of the differencer 30, becomes zero is maintained. Further, the control unit 27 generates a PLL control signal of the clock extraction circuit 19 to lock the PLL of the clock extraction circuit 19 to the pseudo random signal clock of the transmitter 1. As a result, synchronization is maintained.

この状態で、演算器22cからの出力信号におけるベースバンド信号成分は最大になる。更に、ベースバンド信号以外の信号は、擬似ランダム信号と直交しているために、逆拡散後の信号の成分はほぼ0になる。復調された1次変調がなされたベースバンド信号は、端子11より出力される。   In this state, the baseband signal component in the output signal from the calculator 22c is maximized. Furthermore, since signals other than the baseband signal are orthogonal to the pseudo-random signal, the component of the signal after despreading is almost zero. The demodulated primary band baseband signal is output from the terminal 11.

図6は、これら一連の動作における時間領域での信号波形を示す図である。図6(a)及び図6(b)は、所定時間T1における検波器26の出力24を縦軸、2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号とスライディング回路部21から出力される擬似ランダム信号とのタイムベースの時間差τを横軸に示した図である。スライディング回路部21からの3系列の擬似ランダム信号35a、35b、35cの中から1つの擬似ランダム信号35cを例にとると、横軸の時間差τに対し、縦軸の検波器26cの出力である検波信号24cは、擬似ランダム信号の自己相関関数の形となり、通常は0、相関がとれた場合には持続長2Tsの三角形となる。時間差τはディジタル回路であるために連続的な値にすることができず、Tsの倍数の離散的な値となる。   FIG. 6 is a diagram showing signal waveforms in the time domain in these series of operations. 6 (a) and 6 (b), the output 24 of the detector 26 at the predetermined time T1 is the pseudo random signal included in the signal on which the vertical modulation and quadratic modulation are performed, and the pseudo output output from the sliding circuit unit 21. It is the figure which showed time difference (tau) of the time base with a random signal on the horizontal axis. Taking one pseudo-random signal 35c from the three series of pseudo-random signals 35a, 35b, 35c from the sliding circuit unit 21 as an example, it is the output of the detector 26c on the vertical axis with respect to the time difference τ on the horizontal axis. The detection signal 24c is in the form of an autocorrelation function of a pseudo-random signal, and is usually a triangle having a duration of 2Ts when correlation is obtained. Since the time difference τ is a digital circuit, it cannot be a continuous value, and becomes a discrete value that is a multiple of Ts.

例として、擬似ランダム信号35cを1ビットずつシフトさせると、図6(a)の×の時刻となる。持続長が2Tsの三角形の中に×は2ヶ所に存在する。実際には、スライディング回路部21の出力は3系統であり、また、それぞれの系のタイムベースはTsずつずれているため、ある所定時間T1での検波信号24a、24b、24cは、図6(a)における○、□、△に示される出力となる。この例では、検波信号24a及び24bが三角形の中に存在する。その際、判定部32は、□で示される検波信号24bと△で示される検波信号24aの値に基づいて、更に2次変調がなされた信号に含まれる細かい擬似ランダム信号とスライディング回路部21から出力される擬似ランダム信号とのタイムベースの時間差τを割り出すことができる。そして、判定部32は、割り出した結果に基づいて、再び所定ビットシフト回路28を動作させ、所定ビットシフト回路28から出力されている3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33cのタイムベースの関係が、ディレイロックループの初期値としてそれぞれ+Ts、−Ts、0の関係となるように時間シフトさせ、且つ、3系列の擬似ランダム信号33a、33b、33cの中で擬似ランダム信号33cが2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号のタイムベースに最も近くなるようにする。   As an example, when the pseudo-random signal 35c is shifted bit by bit, the time of x in FIG. There are two crosses in a triangle having a sustained length of 2Ts. Actually, the outputs of the sliding circuit unit 21 are three systems, and the time bases of the respective systems are shifted by Ts, so that the detection signals 24a, 24b, 24c at a predetermined time T1 are shown in FIG. Outputs indicated by ○, □, and Δ in a). In this example, the detection signals 24a and 24b exist in a triangle. At that time, the determination unit 32 determines whether the fine pseudo-random signal included in the signal further subjected to the secondary modulation and the sliding circuit unit 21 based on the values of the detection signal 24b indicated by □ and the detection signal 24a indicated by Δ. The time base time difference τ with respect to the output pseudo-random signal can be determined. Then, the determination unit 32 operates the predetermined bit shift circuit 28 again based on the determined result, and the time base relationship of the three series of pseudo random signals 33a, 33b, and 33c output from the predetermined bit shift circuit 28. Are shifted in time so that the initial values of the delay lock loop are + Ts, -Ts, and 0, respectively, and the pseudo-random signal 33c is second-order modulated among the three series of pseudo-random signals 33a, 33b, and 33c. Is made closest to the time base of the pseudo-random signal included in the signal.

この例では、所定ビットシフト回路28のスライディング時間の刻みを3ビット長である3Tsとしているため、この前後を含むこれ以外のすべての所定時間T1においては、3系列の検波信号24a、24b、24cのいずれも0となる。   In this example, since the increment of the sliding time of the predetermined bit shift circuit 28 is 3Ts having a 3-bit length, the detection signals 24a, 24b, and 24c of the three series are detected at all other predetermined times T1 including before and after this. Both of these become zero.

ここで、所定ビットシフト回路28が動作を停止し、次いで微小時間調整回路29が動作を開始することによって、差分器30の出力である差分信号が0となるように±Ts以内の微小遅延時間が調整されると、図6(b)に示すように、検波信号24cは○で示す最大点となり、ここで遅延時間が固定され、捕捉が完了する。   Here, when the predetermined bit shift circuit 28 stops its operation and then the minute time adjustment circuit 29 starts its operation, the minute delay time within ± Ts so that the difference signal that is the output of the differencer 30 becomes zero. As shown in FIG. 6B, the detected signal 24c becomes the maximum point indicated by ◯, where the delay time is fixed and the acquisition is completed.

図6(c)及び図6(d)は、差分器30の出力を縦軸、2次変調がなされた信号に含まれる擬似ランダム信号とスライディング回路部21から出力される擬似ランダム信号とのタイムベースの時間差τを横軸に示した図である。差分器30には検波信号24aと、その反転である検波信号24bが入力されると、差分器30の出力は図6(c)又は図6(d)に示すものとなる。図6(d)に示すS字カーブの場合、単純な勾配の中間がゼロクロスとなるため、差分器30の出力が0となるように微小時間調整回路29を安定に動作させることができる。   6 (c) and 6 (d) show the time between the pseudo-random signal included in the signal on which the output of the differencer 30 is plotted on the vertical axis and quadratic modulation, and the pseudo-random signal output from the sliding circuit unit 21. It is the figure which showed the time difference (tau) of the base on the horizontal axis. When the detection signal 24a and the detection signal 24b that is the inverse of the detection signal 24a are input to the differencer 30, the output of the differencer 30 is as shown in FIG. 6C or 6D. In the case of the S-shaped curve shown in FIG. 6D, since the middle of the simple gradient is zero cross, the minute time adjustment circuit 29 can be stably operated so that the output of the differencer 30 becomes zero.

その後、差分器30の出力が0となり、その結果、検波器26cの出力である検波信号24cが最大点に保持されるように、微小時間調整回路29が±ΔTの調整を続けることによって、ディレイロックループが形成され、同期が保持されてトラッキングが行われる。   Thereafter, the output of the differencer 30 becomes 0, and as a result, the minute time adjustment circuit 29 continues to adjust ± ΔT so that the detection signal 24c, which is the output of the detector 26c, is held at the maximum point. A lock loop is formed, synchronization is maintained, and tracking is performed.

トラッキングが行われると、図3の端子11から1次変調がなされたベースバンド信号が出力されるため、後段において復調が行われることにより、目的のベースバンド信号を得ることができる。   When tracking is performed, a baseband signal subjected to primary modulation is output from the terminal 11 in FIG. 3, and thus a target baseband signal can be obtained by performing demodulation in a subsequent stage.

これらの一連の動作は、CDMAやGPSで採用されている直接拡散方式のスペクトラム拡散と類似している。しかし、本実施形態では、キャリアが通常の直接拡散方式のスペクトラム拡散方式のようなコヒーレントな波ではなく、照明光である点が異なる。照明光は、スペクトラムが広いため、CDMAで使用が可能なコスタスループのPLLにより、変調がなされたキャリアに直接ロックすることができず、2次変調がなされたベースバンド信号を同期検波で抽出することができない。しかし、本実施形態では、ディレイロックループを使用することにより、照明光を2次変調がなされた信号の擬似ランダム信号にロックさせることが可能である。   A series of these operations are similar to the spread spectrum of the direct spread method adopted in CDMA and GPS. However, the present embodiment is different in that the carrier is not a coherent wave like the normal spread spectrum spread spectrum method but an illumination light. Since illumination light has a wide spectrum, it cannot be directly locked to a carrier modulated by a Costas loop PLL that can be used in CDMA, and a baseband signal subjected to secondary modulation is extracted by synchronous detection. I can't. However, in this embodiment, it is possible to lock the illumination light to a pseudo-random signal of a signal subjected to secondary modulation by using a delay lock loop.

本発明によれば、照明用LED等の証明用光源に汎用デバイスで実現可能な小規模の回路を付加するだけで、簡易に光通信が可能となる。また、情報のベースバンド信号に対して1次変調のみならず2次変調が行われるため、不安定な要素を時間軸上で拡散して安定化を図ることができる。この2次変調による時間軸上の拡散により、スイッチングによる直接変調に必要な大電流の負担を時間軸上で拡散軽減し、小電流での変調が可能となる。また、2次変調がなされた信号に対する相関検波による処理利得により、照明光のキャリアの安定度が増し、安定した通信が可能となる。更には、2次変調がなされた信号に対する相関検波により、信号の多重化が可能となり、チャネル数を増すことができるとともに、各チャネルのプライバシーの確保も可能となる。また、拡散による処理利得を得る代償に、ベースバンド信号の速度が制限されることになる。しかし、2次変調の周波数を数GHzとすると、ベースバンド信号の速度は、その数十分の1程度まで上げることができる。この程度の捕捉、同期処理の回路は、汎用のデバイスで実現されており、特段の技術やデバイスを必要としない。この結果、可視光通信のシステムを簡易な構成で実現できる。   According to the present invention, optical communication can be easily performed only by adding a small-scale circuit that can be realized by a general-purpose device to a proof light source such as an illumination LED. Further, since not only primary modulation but also secondary modulation is performed on the information baseband signal, unstable elements can be diffused on the time axis and stabilized. Due to the diffusion on the time axis by the secondary modulation, the burden of a large current necessary for the direct modulation by switching is reduced on the time axis, and the modulation with a small current becomes possible. Further, the processing gain by correlation detection for the signal subjected to the secondary modulation increases the stability of the carrier of the illumination light and enables stable communication. Furthermore, signal correlation can be performed by correlation detection on a signal subjected to secondary modulation, the number of channels can be increased, and privacy of each channel can be ensured. Also, the speed of the baseband signal is limited at the cost of obtaining processing gain by spreading. However, if the frequency of the secondary modulation is set to several GHz, the speed of the baseband signal can be increased to about several tenths. This level of acquisition and synchronization processing circuit is realized by a general-purpose device and does not require any special technique or device. As a result, a visible light communication system can be realized with a simple configuration.

以上、説明したように、本発明に係る光通信装置及び光通信方法は、LED等の照明用光源を用いた通信において、簡易な回路で変調、復調を可能とする。更には、スペクトラム拡散通信方式で用いられている擬似ランダム信号の2次変調が行われることによって、通信用途としては不安定な照明用光源を用いた通信の安定化を図ることができる。また、通常のスペクトラム拡散方式で必要となるコスタスループにおいて、キャリア再生の代わりに、ディレイロックループを用いて2次変調の擬似ランダム信号を捕捉、同期保持を可能としている。この結果、簡易な回路でスペクトラム拡散方式と同じ効果が得られ、キャリアとしては精度が良くない照明光を処理利得により安定な通信に用いることができる。更には、相関検波となるため、多重や秘話の機能も実現可能となる。このため、人が集まる場所の等の多重や秘話が必要な場所での通信に利用することができる。   As described above, the optical communication device and the optical communication method according to the present invention enable modulation and demodulation with a simple circuit in communication using an illumination light source such as an LED. Furthermore, by performing secondary modulation of the pseudo-random signal used in the spread spectrum communication method, it is possible to stabilize communication using an illumination light source that is unstable as a communication application. Further, in a Costas loop that is necessary in a normal spread spectrum system, a pseudo-random signal of secondary modulation is captured and held in synchronization using a delay lock loop instead of carrier reproduction. As a result, the same effect as the spread spectrum method can be obtained with a simple circuit, and illumination light that is not accurate as a carrier can be used for stable communication by processing gain. Furthermore, since correlation detection is performed, multiplexing and secret functions can be realized. For this reason, it can be used for communication in a place where multiplexing or a secret story is required such as a place where people gather.

光通信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an optical communication system. 送信器内の変調部の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the modulation | alteration part in a transmitter. 受信器内の復調部の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the demodulation part in a receiver. スライディング回路部の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a sliding circuit part. 制御部の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a control part. 時間領域での信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform in a time domain.

符号の説明Explanation of symbols

1 送信器、2 受信器、3,11,15,16 端子、4 変調部、5 駆動部、6 発光部、7 射出部、8 受光部、9 光電気変換部、10 復調部、13,20 擬似ランダム信号発生器、14,22a,22b,22c 演算器、17 2次フィルタ、18,25,31a,31b,38 分岐部、19 クロック抽出回路、21 スライディング回路部、23a,23b、23c 1次フィルタ、26a,26b,26c 検波器、27 制御部、28 所定ビットシフト回路、29 微小時間調整回路、30 差分器、32 判定部、34 調整信号発生器。   1 Transmitter, 2 Receiver, 3, 11, 15, 16 Terminal, 4 Modulator, 5 Drive, 6 Light Emitter, 7 Ejector, 8 Light Receiver, 9 Photoelectric Converter, 10 Demodulator, 13, 20 Pseudorandom signal generator, 14, 22a, 22b, 22c arithmetic unit, 17 secondary filter, 18, 25, 31a, 31b, 38 branching unit, 19 clock extraction circuit, 21 sliding circuit unit, 23a, 23b, 23c primary Filter, 26a, 26b, 26c detector, 27 control unit, 28 predetermined bit shift circuit, 29 minute time adjustment circuit, 30 subtractor, 32 determination unit, 34 adjustment signal generator.

Claims (5)

情報に対応する光信号を受信する光通信装置であって、
前記光信号を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された光信号を入力し、擬似ランダム信号により前記情報のベースバンド信号に対して1次変調を行って得られる1次変調信号を復調する復調手段と、
を有し、
前記復調手段は、
前記疑似ランダム信号を発生する疑似ランダム信号発生手段と、
前記疑似ランダム信号発生手段が発生した擬似ランダム信号をスライディングさせて出力するスライディング手段と、
前記受光手段により受光された光信号を電気信号に変換する光電変換手段と
前記スライディング手段により出力された擬似ランダム信号と、前記電気信号に含まれる2次変調がなされた信号との演算を行う演算手段と、
前記演算により得られる1次変調信号を検波する検波手段とを有し、
前記スライディング手段は、前記擬似ランダム信号を所定時間間隔で所定ビットずつずらしながら出力し、前記検波手段により検波される1次変調信号のレベルが所定値以上または超えた場合に、前記擬似ランダム信号のスライディングを停止し、更に、前記検波手段によって検波される1次変調信号のレベルが最大となるように前記擬似ランダム信号の出力の遅延時間を、プラスマイナス1ビット以内に対応する微小時間で調整する、
ことを特徴とする光通信装置。
An optical communication device that receives an optical signal corresponding to information,
A light receiving means for receiving the optical signal;
Demodulating means for demodulating a primary modulation signal obtained by inputting an optical signal received by the light receiving means and performing primary modulation on the baseband signal of the information by a pseudo-random signal;
Have
The demodulating means includes
Pseudo-random signal generating means for generating the pseudo-random signal;
Sliding means for sliding and outputting the pseudo-random signal generated by the pseudo -random signal generating means ;
An arithmetic operation that performs an operation of a photoelectric conversion unit that converts an optical signal received by the light receiving unit into an electrical signal, a pseudo-random signal output by the sliding unit, and a signal subjected to secondary modulation included in the electrical signal. Means,
Detecting means for detecting a primary modulation signal obtained by the calculation,
The sliding means outputs the pseudo random signal while shifting it by predetermined bits at predetermined time intervals, and when the level of the primary modulation signal detected by the detection means exceeds or exceeds a predetermined value, the pseudo random signal The sliding is stopped, and further, the delay time of the output of the pseudo-random signal is adjusted by a minute time corresponding to within plus or minus 1 bit so that the level of the primary modulation signal detected by the detection means becomes maximum. ,
An optical communication device.
前記復調手段は
前記電気信号に基づいて前記2次変調がなされた信号を抽出する2次フィルタ手段と、
前記2次フィルタ手段が抽出した2次変調がなされた信号から前記疑似ランダム信号のクロックを抽出するクロック抽出手段と、をさらに含
前記疑似ランダム信号発生手段は前記クロックと同期をとって前記疑似ランダム信号を発生し、
前記スライディング手段は前記疑似ランダム信号発生手段が発生した疑似ランダム信号を前記クロックに応じた時間であって前記所定ビットに対応する時間ずつスライディングさせて出力し、
前記演算手段は前記スライディング手段により出力された擬似ランダム信号と、前記2次フィルタ手段が抽出した2次変調がなされた信号との演算を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
It said demodulation means,
Secondary filter means for extracting the second-order modulated signal based on the electrical signal;
Further seen including a clock extracting means for extracting a clock of the pseudo random signal from the signal the secondary filter means 2 primary modulation extracted by the is made,
The pseudo random signal generating means generates the pseudo random signal in synchronization with the clock,
The sliding means slides the pseudo random signal generated by the pseudo random signal generating means for a time corresponding to the clock and corresponding to the predetermined bit, and outputs the result.
The computing means computes the pseudo-random signal output by the sliding means and the signal subjected to the secondary modulation extracted by the secondary filter means.
The optical communication apparatus according to claim 1.
情報に対応する光信号を送信する光通信装置であって、
前記情報のベースバンド信号に対して1次変調を行って得られる1次変調信号を入力し、擬似ランダム信号による2次変調を行う2次変調手段と、
前記2次変調がなされた信号に対応する光信号を発する発光手段とを有する光通信装置と、
請求項1または2に記載の光通信装置と、
を有することを特徴とする光通信システム。
An optical communication device that transmits an optical signal corresponding to information,
Secondary modulation means for inputting a primary modulation signal obtained by performing primary modulation on the baseband signal of the information and performing secondary modulation with a pseudo-random signal;
An optical communication device having light emitting means for emitting an optical signal corresponding to the signal subjected to the secondary modulation;
An optical communication device according to claim 1 or 2,
An optical communication system comprising:
情報に対応する光信号を受信する光通信方法であって、
前記光信号を受光する受光ステップと、
擬似ランダム信号により前記受光ステップにより受光された光信号から前記情報のベースバンド信号に対して1次変調信号を復調する復調ステップとを有し、
前記復調ステップは、
前記疑似ランダム信号を発生する疑似ランダム信号発生ステップと、
前記疑似ランダム信号発生ステップで発生した擬似ランダム信号をスライディングさせて出力するスライディングステップと、
前記受光ステップにより受光された光信号を電気信号に変換する光電変換ステップと、
前記スライディングステップにより出力されたスライディングされた擬似ランダム信号と、前記電気信号に含まれる2次変調がなされた信号との演算を行う演算ステップと、
前記演算により得られる1次変調信号を検波する検波ステップとを有し、
前記スライディングステップは、前記擬似ランダム信号を所定時間間隔で所定ビットずつずらしながら出力し、前記検波ステップにより検波される1次変調信号のレベルが所定値以上または超えた場合に、前記擬似ランダム信号のスライディングを停止し、更に、前記検波ステップによって検波される1次変調信号のレベルが最大となるように前記擬似ランダム信号の出力の遅延時間を、プラスマイナス1ビット以内に対応する微小時間で調整する、
ことを特徴とする光通信方法。
An optical communication method for receiving an optical signal corresponding to information,
A light receiving step for receiving the optical signal;
A demodulation step of demodulating a primary modulation signal with respect to the baseband signal of the information from the optical signal received by the light reception step by a pseudo-random signal;
The demodulation step includes
A pseudo-random signal generating step for generating the pseudo-random signal;
A sliding step of sliding and outputting the pseudo-random signal generated in the pseudo -random signal generation step ;
A photoelectric conversion step for converting the optical signal received by the light receiving step into an electrical signal;
A calculation step of calculating a sliding pseudo-random signal output by the sliding step and a signal subjected to secondary modulation included in the electrical signal;
A detection step of detecting a primary modulation signal obtained by the calculation,
The sliding step outputs the pseudo random signal while shifting the pseudo random signal by predetermined bits at predetermined time intervals, and when the level of the primary modulation signal detected by the detection step exceeds or exceeds a predetermined value, The sliding is stopped, and further, the delay time of the output of the pseudo random signal is adjusted by a minute time corresponding to within plus or minus 1 bit so that the level of the primary modulation signal detected by the detection step becomes maximum. ,
An optical communication method characterized by the above.
前記復調ステップは
前記電気信号から前記2次変調がなされた信号を抽出する2次フィルタリングステップと、
前記2次フィルタリングステップにより抽出された2次変調がなされた信号から前記疑似ランダム信号のクロックを抽出するクロック抽出ステップと、をさらに含み、
前記疑似ランダム信号発生ステップは前記クロックと同期をとって前記疑似ランダム信号を発生し、
前記スライディングステップは前記疑似ランダム信号発生ステップで発生した疑似ランダム信号を前記クロックに応じた時間であって前記所定ビットに対応する時間ずつスライディングさせて出力し、
前記演算ステップは前記スライディングステップで出力された擬似ランダム信号と、前記2次フィルタリングステップで抽出された2次変調がなされた信号との演算を行う、
ことを特徴とする請求項4に記載の光通信方法。
The demodulation step,
A secondary filtering step of extracting the signal subjected to the secondary modulation from the electrical signal;
Further comprising a clock extracting a clock of the pseudo random signal from the extracted secondary modulation is made signals by the secondary filtering step,
The pseudo random signal generation step generates the pseudo random signal in synchronization with the clock,
In the sliding step, the pseudo-random signal generated in the pseudo-random signal generation step is output according to a time corresponding to the clock and corresponding to the predetermined bit.
The calculation step calculates the pseudo-random signal output in the sliding step and the signal subjected to the secondary modulation extracted in the secondary filtering step.
The optical communication method according to claim 4.
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