JP6218964B2 - 受信装置及び受信方法、並びに、送受信システム - Google Patents

Description

パルス位置変調（ＰＰＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ。以下、ＰＰＭとのみ記載する場合がある）で伝送されるデータを受信し、広告を表示するサイネージシステム、特に、その受信装置及び受信方法に関する。

公共交通機関、例えば、電車又はバスの車両内に設けられた吊革の広告において、従来は紙媒体を用いて表示されていたものが、液晶パネルとかＥＬ（ＥＬＥＣＴＲＯ‐ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ）といった薄型のフラットパネルディスプレイに置き換わる場面が出てきている。このような吊革サイネージシステムでは、より柔軟な表示が求められており、例えば、車両毎に異なる広告を表示することが必要となる。

このように吊革に車両毎に異なる広告を表示する場合には、車両の位置情報（車両番号）を吊革に伝送することが必要となる。位置情報を伝送する方法としては、照明光に情報を重畳させて伝送する可視光通信がある。

照明光による可視光通信では、車両の天井に設置されている照明装置の光に情報を重畳させて、各照明装置が、各照明装置の設置されている車両の位置情報を送信する。吊革側では、天井に設置されている照明装置から位置情報を取得し、位置情報に対応した広告を表示する。

可視光通信の利点としては、可視光には指向性があるため、無線に比べ混信が生じにくいという点が挙げられる。そのため、車両間での混信が生じず、正確な位置情報取得が可能になる。

照明光を用いた可視光通信の規格としては、ＪＥＩＴＡのＣＰ−１２２３が存在する。ＣＰ−１２２３は、ＰＰＭと呼ばれる変調方式を用いて情報を伝送する。ＰＰＭは、情報を一定幅のパルスの位置に対応させて伝送する方式であり、Ｍ−ＰＰＭであれば、シンボルをＭ個のスロットに分け、伝送する情報に対応するスロットの位置にパルスを立たせる。Ｍ＝４の４ＰＰＭにおける一例を図１２に示す。ＰＰＭ信号が１の時、照明光をＯＦＦにし、０の時、照明光をＯＮにすることで、照明光を用いて情報を伝送することができる。

ＰＰＭは、０と１の割合が一定となるようにしているため、情報が重畳された照明光には、ちらつきが現れないという利点がある。

ＣＰ−１２２３は、主にＩＤや位置情報等の情報量が少ないデータ伝送に用いられる。そのため、常に情報を伝送するのでなく、送信信号は情報を持たない無効信号を含む。

送信信号は、情報を伝送するフレーム間に無効信号が不定時間存在する構成をとり（図１３を参照）、フレームは既知信号と、データ信号である７６個の４ＰＰＭシンボルで構成される。また、既知信号は、ＰＰＭシンボルや無効信号に現れない固有の系列である“１１１０００００００００”をとる。

ＰＰＭは、シンボルの先頭（シンボルヘッダ）からパルスの存在する位置までの距離（時間）に情報を載せる。例えば、４ＰＰＭにおいて“００”の情報伝送時、シンボルはシンボルヘッダ直後に位置するスロットにパルスを立たせる。また、“１１”の情報伝送時、シンボルはシンボルヘッダから一番遠い位置のスロットにパルスを立たせる。そのため、シンボルから‘０’‘１’情報を取り出す復調は、シンボルヘッダ位置を正確に再現する必要がある。

フレーム送信時、送信側は、初めに既知信号を照明光に重畳し、その後に７６個の４ＰＰＭシンボルを照明光に重畳する。この時、各４ＰＰＭシンボルを送信する時間間隔である、シンボル時間の測定はクロックを元に行われる。

次に受信側の処理を示す。受信側では、初めに、光検出部が照明光の発する光の強さを電圧に変換する。これにより照明光のＯＮ／ＯＦＦ情報が電気信号としてとらえられる。その後、Ａ／Ｄ変換部がサンプリングクロックを元に電圧を離散デジタルデータ（デジタルのサンプル値）へ変換する。

さらに、基準位置検出部がＡ／Ｄ変換部から送信されるサンプル値内に存在する既知信号を検出し、検出した既知信号位置を元に既知信号後に存在する７６個のシンボルヘッダ位置を算出する。

具体的には、既知信号位置から先頭のシンボルヘッダ位置が判明し、判明したシンボルヘッダ位置を元にシンボル時間毎に存在するシンボルヘッダ位置を求める。この時、シンボル時間当たりのサンプル数は（シンボル時間×サンプリングクロック周波数）個となるため、シンボルヘッダ位置に存在するサンプルの（シンボル時間×サンプリングクロック周波数）個先に位置するサンプル位置を次のシンボルヘッダ位置とする。そのため、シンボル時間はサンプリングクロックに依存する。

しかし、一般に、製造過程で生じる各部品の性能ばらつきの問題から、製品のクロックには誤差が含まれる。そのため、送信側のシンボル時間を測定する送信側シンボル時間測定クロックと、受信側のシンボル時間を測定するサンプリングクロックには、誤差が含まれる。したがって、送信側のシンボル時間と受信側のシンボル時間にずれが生じる。

送信側のクロック又は受信側のクロックの設計値からのずれであるクロック誤差について、送信側のクロックである送信側シンボル時間測定クロック、及び、受信側のクロックであるサンプリングクロックについて考える。

図１４は、従来技術におけるクロック誤差によるシンボルヘッダ位置のずれを示した模式図である。図からも明らかなように、送信側シンボル時間測定クロックから導出される送信側のシンボル時間と、サンプリングクロックから導出される受信側のシンボル時間は完全には一致しない。そのため、送信側から送信される４ＰＰＭシンボルのシンボルヘッダ位置と受信側で算出するシンボルヘッダ位置を正確に合わせることは困難であり、徐々にずれが生じる。

なお、ＣＰ−１２２３における送信データ速度公差は最大０．５％まで許容されており、送信側に最大±０．５％のクロック誤差が存在すると考えられる。そのため、ＣＰ−１２２３準拠の受信装置は±０．５％のクロック誤差を検出、補正できなければならない。

クロック誤差を検出、補正する方法としては、データ中にクロック誤差補正用のパイロット信号を挿入し、正確な同期をとる方法などが行われているが、挿入するパイロット信号が増加するほど伝送効率が低下するという問題がある。

上記のような問題を解決するために、従来の方法としては図１５で示すように、パイロット信号を挿入せずパルス間間隔がある特定の値となった時にシンボルヘッダを同期させる方法がある。Ｍ値ＰＰＭではパルス間間隔が２×（Ｍ−１）スロットの場合、必ず前のパルスはシンボルの先頭スロットに立ち、後ろのパルスはシンボルの最後尾スロットに立つ。また、パルスが２つ連続で存在する場合、必ず前のパルスはシンボルの最後尾スロットに立ち、後ろのパルスはシンボルの先頭スロットに立つ。シンボル内のパルス位置が明確になることでシンボルヘッダ位置が確定され、結果、クロック誤差の補正が行える（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−８４３３７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、２つのパルスが、特定のパルス間間隔とならなければクロック誤差の補正が行えず、クロック誤差の補正タイミングがまちまちであり、クロック誤差の補正に対する信頼性が十分とはいえない。

また、２つのパルスのみでクロック誤差を補正するため、雑音によるパルス波形の乱れが生じた場合には補正を行うことができず、雑音に対する耐性が十分とはいえない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、信頼性が高く、雑音に対する耐性が十分なクロック誤差の検出及び補正を行うことができる受信装置を提供することを目的とする。

この発明に係る受信装置は、ＰＰＭシンボルを複数有する信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した受信信号に対し、サンプリングのためのクロックを生成するクロック生成部と、前記サンプリングに基づき前記受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部のデータに基づき、前記ＰＰＭシンボルの先頭位置を検出する基準位置検出部と、クロック誤差を検出するクロック誤差検出部と、を備える受信装置であって、前記クロック誤差検出部は、前記基準位置検出部及び前記Ａ／Ｄ変換部の各データに基づき、ＰＰＭシンボル内に存在するパルス位置を検出するパルス位置検出部と、前記基準位置検出部及び前記Ａ／Ｄ変換部のデータ、並びに、前記基準位置検出部及び前記パルス位置検出部のデータに基づき、前記パルス位置のずれを算出するパルス位置誤差算出部と、前記パルス位置誤差算出部のデータに基づき、前記クロック誤差を算出するクロック誤差算出部と、を含み、前記クロック誤差算出部のデータに基づいて、前記クロック生成部で生成されるクロックの周波数を変動させるものである。

本発明によれば、信頼性が高く、雑音に対する耐性が十分なクロック誤差の検出及び補正を行うことができるＰＰＭ受信装置及び方法を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る受信装置のＡ／Ｄ変換を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る受信装置のクロック誤差検出部の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る受信装置のＡ／Ｄ変換部の出力と立下り位置の関係を示した模式図である。 この発明の実施の形態１に係るクロック誤差に応じたパルス位置誤差検出の関係を示した模式図である。 この発明の実施の形態１に係るパルス位置誤差検出値の関係を示した模式図である。 この発明の実施の形態２に係るクロック誤差検出を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るパターン判定を示す概念図である。 この発明の実施の形態３に係る受信装置を示す図である。 この発明の実施の形態４に係るソフトウェア部の処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４に係るソフトウェア部のクロック誤差検出の処理の流れを示すフローチャートである。 従来技術である４値ＰＰＭの変調方式を示す概念図である。 この発明の送信信号構成を示す図である。 クロック誤差によるシンボルヘッダ位置のずれを示す概念図である。 従来の受信装置におけるクロック誤差補正方法のパルス位置を示す概念図である。 この発明の実施の形態５に係る送信装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態６に係る送信装置の構成を示す図である。

実施の形態１．
次に、図面を用いて、この発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は、本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示す図である。図において、受信装置１は、光検出部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、基準位置検出部１３、クロック誤差検出部１４、クロック生成部１５、復調部１６、及び、画像表示制御部１７を備える。

光検出部１１は、照明光を受光し、照明光の強さに反比例する波形を持つ電圧値に変換し出力する。これにより照明光がＯＮの時に低い電圧値を持ち、照明光がＯＦＦの時に高い電圧値を持つ波形を出力する。

図２は、この発明の実施の形態１に係る受信装置のＡ／Ｄ変換を示す図である。図で示すように、Ａ／Ｄ変換部１２は、光検出部１１から送信された電圧値に対し、Ａ／Ｄ変換を行う。具体的には、スロット毎のサンプル数がＮとなるサンプリングクロックを用いて光検出出力電圧値２１に対しサンプリングを行い、Ａ／Ｄ出力２２である離散的な値に変換する。なお、サンプリングクロックはクロック生成部１５から送信される。

Ａ／Ｄ出力２２は、情報を含むフレーム２２２と情報を含まない無効信号２２１とから成る。また、フレーム２２２は、固有の系列を持つ既知信号２２２ａと７６個の４ＰＰＭシンボル２２２ｂとから構成される。

基準位置検出部１３は、Ａ／Ｄ出力２２に存在する既知信号２２２ａを検出し、検出した既知信号の次のサンプル位置を基準位置２３として出力する。既知信号２２２ａは他の送信信号には現れない固有の系列を持つ。そのため、基準位置検出部１３が、Ａ／Ｄ出力２２内に存在する固有系列を探索することで、既知信号２２２ａの検出が可能になる。また、基準位置２３は、フレーム内に存在する先頭ＰＰＭシンボルのシンボルヘッダ位置（シンボル内の先頭サンプル位置）となる。

クロック誤差検出部１４は、Ａ／Ｄ変換部１２から送信されるＡ／Ｄ出力２２と、基準位置検出部１３から送信される基準位置２３とをもとにクロック誤差算出値を検出する。

図３は、本発明の実施の形態１に係る受信装置におけるクロック誤差検出部の構成を示す図である。図において、クロック誤差検出部１４は、パルス位置検出部３１、パルス位置誤差算出部３２、及び、クロック誤差算出部３３を備える。

パルス位置検出部３１は、フレームにおける４ＰＰＭシンボル内の全パルス位置を検出する。

フレームは、７６個の４ＰＰＭシンボルを持つ。そのため、基準位置２３からフレーム２２２の終端までには３０４×Ｎ個（＝７６［４ＰＰＭシンボル／フレーム］×４［スロット／４ＰＰＭシンボル］×Ｎ［サンプル／スロット］）のサンプルが存在する。そこで、パルス位置検出部３１の一例として、基準位置２３からフレーム２２２の終端までの３０４×Ｎ個の全てのサンプルに対し立下り判定を行い、立下りが生じた位置をパルス位置として検出する。

パルスの立下り位置として判定する方法としては、隣接する前のサンプル値との差分が所定の値以上の場合に、そのサンプル位置を立下り位置として判定する。ここで、「所定の値」は、例えばサンプル値の平均値とすればよい。

パルス位置検出部３１のフレーム内におけるパルス立下り位置検出数をＩとおくと、Ｉは、以下の関係を満たす。
（フレーム内のＰＰＭシンボル数）／２≦Ｉ≦（フレーム内のＰＰＭシンボル数）
ＰＰＭは、１シンボル内に２つ以上のパルスを持たないため、Ｉ≦（フレーム内のＰＰＭシンボル数）となる。また、あるシンボルの最後尾のスロットにパルスが存在し、次シンボルの先頭のスロットにパルスが存在する場合、２つのパルスは繋がり、両パルス間では立下りが生じないため、
（フレーム内のＰＰＭシンボル数）／２≦Ｉ
となる。

パルス位置誤差算出部３２は、パルス位置検出部３１から出力されたパルス立下り位置に関する情報と、基準位置検出部１３から出力された基準位置に関する情報とを受信し、これらの情報に基づいてパルス位置の誤差を算出する。

図４は、この発明の実施の形態１に係る受信装置のＡ／Ｄ変換部の出力と立下り位置の関係を示した模式図である。パルス位置誤差算出部３２は、基準位置２３からパルスの立下り位置直前までのサンプル数（ｐ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ））を算出し、ｐ_ｉを１スロット当りのサンプル数Ｎで割った余りａ_ｉ＝ｐ_ｉ（ｍｏｄ Ｎ）（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ）をパルス位置の誤差を示す情報として出力する。

例えば、ｐ_１は基準位置２３に存在するサンプル４１から、パルス立下り位置直前のサンプル４２間に存在するサンプル数４３となる。この時、基準位置２３に存在するサンプル４１と、パルス立下り位置直前のサンプル４２も間に存在するサンプルに含まれる。

図５は、基準位置からパルスの立下り位置直前までのサンプル数をＮで割った余りとパルス位置の誤差との関係を示した模式図である。図６は、横軸をｉ、縦軸をａ_ｉとしてクロック誤差を示したグラフである。クロック誤差が存在しない場合には、ａ_ｉ＝０（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ）となる。これは、Ａ／Ｄ変換部１２がスロット毎のサンプル数がＮとなるサンプリングクロック周波数でサンプリングすることから、スロットの境目であるパルス立下り位置と基準位置２３間に存在するサンプル数は、必ずＮの倍数となるためである（図５（ａ）を参照）。

一方で、送信側または受信側にクロック誤差が存在する場合、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれがａ_ｉに現れる。

例として、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間よりも短くなるクロック誤差（以下、短シンボルクロック誤差と呼ぶ）が発生する場合を考える。
送信側のシンボル時間は送信側シンボル時間測定クロックに依存する。一方、受信側のシンボル時間はサンプリングクロックに依存する。そのため、送信側の送信側シンボル時間測定クロックの周波数が小さくなる、又は、受信側のサンプリングクロック周波数が大きくなるようなクロック誤差が発生する場合には、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間より短くなる。

基準位置２３から立下りまでの時間は、送信側シンボル時間測定クロックに依存する。一方で、基準位置から立下りまでに存在するサンプル数はサンプリングクロックに依存する。そのため、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれ量がｎサンプル間隔時間の時、ａ_ｉ＝ｎ（ｍｏｄ Ｎ）となる（図５（ｂ）を参照）。

短シンボルクロック誤差が発生する時はｉが増えるほどａ_ｉが増大するため、上がり階段状のグラフが現れる。クロック誤差が大きい程、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれが生じるまでに掛かる時間が短くなり、グラフの傾きは急峻になる。

また、クロック誤差が大きく、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれ量がＮサンプル間隔時間となる時、ａ_ｉは０に戻る。そのため、グラフは０からＮ−１までの上がり階段状のグラフが周期的に存在する波形を示す。これは（ｍｏｄ Ｎ）演算によるものであり、クロック誤差が大きく、グラフの傾きが急峻な場合に生じる（図６（ｂ）を参照）。

一方、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間より長くなるクロック誤差（以下、長シンボルクロック誤差と呼ぶ）が発生する時を考える。送信側の送信側シンボル時間測定クロックの周波数が誤差により大きくなる、又は、受信側のサンプリングクロック周波数が誤差により小さくなる時、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間より長くなる。

送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれ量がｎサンプル間隔時間の時、ａ_ｉ＝Ｎ−ｎ（ｍｏｄ Ｎ）となる（図５（ｃ）を参照）。

図６（ｃ）は、横軸をｉ、縦軸をａ_ｉとして長シンボルクロック誤差が発生する時の関係を示したグラフであり、下がり階段状のグラフが現れる。

クロック誤差算出部３３は、パルス位置誤差算出部３２で算出したパルス位置誤差ａ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ）に係る情報を元に、クロック誤差算出値を得る。

ａ_ｉに係る情報を元にクロック誤差算出値を得る一例として、以下の手法がある。

初めに、クロック誤差の種類が短シンボルクロック誤差か、長シンボルクロック誤差かを判定する。この手法としてａ_ｉのｉ（＝１，２，・・・，Ｉ）に対する微分結果（＝ａ_ｉ＋１−ａ_ｉ）の正負の個数を比較し、正の値が多ければ短シンボルクロック誤差、負の値が多ければ長シンボルクロック誤差、正負の値が等しければクロック誤差は存在しないと判断する。微分結果の正負の個数を比較することで、図６に示したグラフの傾きを検出し、クロック誤差の種類を判別している。

次に、以下の式を用いてクロック誤差算出値を算出する。

ここで、αは、クロック誤差算出値に付加される重みであり、詳細については、後述する。

短シンボルクロック誤差の時、クロック誤差算出値は正の値を取り、長シンボルクロック誤差の時、負の値を取る。また、クロック誤差の大きさが増大する程０の値から遠のき、クロック誤差が存在しない時は０の値を取る。

クロック誤差算出部３３で算出されたクロック誤差算出値に関する情報は、クロック生成部１５に送られる。

クロック生成部１５はサンプリングクロックを生成し、Ａ／Ｄ変換部１２へ出力する。また、クロック誤差検出部１４から受信したクロック誤差算出値に基づいて生成するサンプリングクロックを補正する。クロック誤差算出値が正の値の場合には、サンプリングクロック周波数を小さくし、負の値の場合には、サンプリングクロック周波数を大きくする。また、クロック誤差算出値の絶対値が大きい程サンプリングクロック周波数の変動量を増やす。

クロック誤差検出部１４で検出したクロック誤差算出値に関する情報をクロック生成部１５にフィードバックすることで、サンプリングクロック周波数を所定の値に近づけていき、クロック誤差を小さくしていく。この時、数式１で用いたクロック誤差算出式の重みであるαの値が大きいほどクロック誤差に対する補正速度が速くなる。一方、一度のクロック誤差算出値で多くの補正を行うため雑音に対する耐性が下がる。また、αの値が小さいほど補正速度が遅くなる。一方、雑音に対する耐性が上がる。また、αの値は、常に一定でなくてもよい。一例として、補正速度を上げるため初期はαの値を大きくし、クロック誤差検出を所定の回数行った後に、αの値を小さくしてもよい。

上記実施の形態では、例としてパルスの立下り位置からクロック誤差を検出する方法を示したが、パルスの立ち上り位置から検出してもよい。また、立下り・立ち上り両方を用いて検出してもよい。立下り・立ち上り両方を用いることでＩが増加し、クロック誤差算出値の精度が改善する。

復調部１６は、基準位置検出部１３から送信された基準位置に関する情報に基づき、フレーム内に存在するＰＰＭシンボルのシンボルヘッダ位置を算出した後、ＰＰＭシンボルの復調を行い、伝送されてきたデータを検出する。

画像表示制御部１７は、復調部１６から送信されたデータに基づき、表示画像を選択し、表示装置に表示する。

例えば、電車又はバスの車両内に設けられた吊革サイネージシステムにおいて、吊革が設置されている車両の位置情報（車両番号）を吊革に伝送するシステムを考える。吊革側は、受信した車両番号に応じた画像を吊革に設けられた表示装置に表示する。この場合、車両番号に応じた画像を車両番号から選択するテーブル及び表示する画像は、あらかじめ受信装置内で保持している。

また、吊革サイネージシステムにおいて、送信側は吊革に設けられた表示装置に表示する画像データを伝送しても良い。受信側の画像表示制御部１７は、復調部１６から送信された画像データをそのまま表示装置に出力する。

前記特許文献１では、特定のパルス間間隔となる信号を受信するまでは、クロック誤差の補正が行えず、クロック誤差の補正の信頼性が低いという問題があった。また、２つのパルスのみでクロック誤差の補正を行うため、雑音によるパルス波形の乱れに対する耐性が低かった。

この発明の実施の形態１に係る受信装置によれば、フレーム内に必ず存在するパルスからクロック誤差を検出することにより、特定のパルス間間隔となる信号到来時以外でも、クロック誤差の検出及び補正が行え、クロック誤差の補正の信頼性が改善されるという効果がある。また、フレーム内に存在する複数のパルスからクロック誤差を検出することにより、雑音によるパルス波形の乱れに対する耐性が改善されるという効果がある。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係る受信装置について説明する。本実施の形態２では、上記実施の形態１に係る受信装置のクロック誤差検出部に対し、新たにパターン判定部を設けた構成となっている。

図７は、この発明の実施の形態２における受信装置のクロック誤差検出部の構成を示すブロック図である。なお、以下において、実施の形態１と同様の部分については、説明を省略又は簡略化し、実施の形態１と同一又は対応する要素については同一の符号を付すものとする。

図において、本実施の形態におけるクロック誤差検出部は、パルス位置検出部７１、パルス位置誤差算出部３２、クロック誤差算出部３３、及び、パターン判定部７２から構成され、パルス位置検出部７１、パターン判定部７２以外の構成及び動作は、上記実施の形態１と同じである。

パターン判定部７２は、パルス位置検出部７１から送信されたパルス位置に関する情報に基づき、パルスが存在しない領域を判定する。その後、パルス位置検出部７１が、パルスの存在しない領域においてパルスの有無の検出を行う時、パルス位置検出部７１に対し、ＯＦＦのＥＮＡＢＬＥ信号を出力する。なお、その他の場合には、ＯＮのＥＮＡＢＬＥ信号を出力する。

パルスの存在しない領域の判定には、ＰＰＭシンボル内にパルスは一つしか存在しない、というＰＰＭ特有の特性を用いる。

図８は、この発明の実施の形態２に係る受信装置における処理を示す概念図である。以下、図を用いて説明する。

パルス位置検出部７１から送信されたパルスの立下り位置と、ひとつ前にパルス位置検出部７１から送信されたパルスの立下り位置の差が２スロットとなるパターン８１を考える。

パターン８１の時、シンボルヘッダ位置の候補としては、図８のシンボルヘッダ位置候補Ａ８２ａ、８２ｂとシンボルヘッダ位置候補Ｂ８３ａ、８３ｂの２つが存在する。２つの候補以外の箇所にシンボルヘッダが存在すると、シンボル内に１つ未満、または２つ以上のパルスが立ってしまい、ＰＰＭの特性に違反する。

また、ＰＰＭの特性からシンボルヘッダ位置候補Ａ８２ａ、８２ｂにシンボルヘッダが存在する場合には、領域Ａ８２１の範囲に立下りは存在しない。同様に、シンボルヘッダ位置候補Ｂ８３ａ、８３ｂにシンボルヘッダが存在する場合には、領域Ｂ８３１の範囲に立下りは存在しない。

そのため、パターン８１では、領域Ａ８２１と領域Ｂ８３１の共通領域である領域Ｃ８４の範囲に、立下りは存在しない。

以上を考慮し、パターン判定部７２は、パルス位置検出部７１から送信されたパルス立下り位置がパターン８１と一致した時は、領域Ｃ８４を立下りが存在しない領域と判定する。また、パルス位置検出部７１が領域Ｃ８４の立下り検出を行う時、パターン判定部７２はパルス位置検出部７１に対しＯＦＦのＥＮＡＢＬＥ信号を出力する。

２つの立下り位置の差が３スロットとなるパターンにおいても、同様に立下りが存在しない領域を見つけることが出来る。

パルス位置検出部７１はパルス位置を検出する。この時、パターン判定部７２から送信されたＥＮＡＢＬＥ信号に基づき検出のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。具体的には、ＥＮＡＢＬＥ信号がＯＮの時のみ検出を行い、ＯＦＦの時は処理を行わない。

上記実施の形態１に係る受信装置では、パルス位置を検出するために、パルス位置検出部３１が、ＰＰＭシンボルの全範囲に渡ってパルスの検出を実行した。本実施の形態では、パターン判定部７２が送信されたパルスの位置からパルス検出未実施領域におけるパルス存在可能性を判断し、パルス位置検出部７１がパルスの存在しない領域における検出を行わないことで、パルス位置検出部７１の処理量が削減されるという効果がある。

これにより、ＰＰＭシンボルの全範囲に渡ってパルスの検出を実行した場合に比べ、パルス位置検出部７１の処理が平均約１０％削減され、消費電力を抑えることができるという効果がある。

本実施の形態では、検出したパルスの位置からパルス検出未実施領域におけるパルス存在可能性を判断し、パルスが存在しない領域の検出を行わないことでパルス位置検出における処理量削減が可能になるという効果がある。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に係る受信装置について説明する。本実施の形態３では、上記実施の形態１に係る受信装置に対し、新たにクロック誤差補正部を設け、クロック誤差補正部から受信データを復調部に送信する構成となっている。

図９は、この発明の実施の形態３における受信装置の構成を示すブロック図である。なお、以下において、実施の形態１と同様の部分については、説明を省略又は簡略化し、実施の形態１と同一又は対応する要素については同一の符号を付すものとする。

図において、受信装置９は、光検出部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、基準位置検出部１３、クロック誤差検出部１４、クロック生成部９３、復調部１６、画像表示制御部１７、クロック誤差累積部９１、及び、クロック誤差補正部９２を備える。

クロック生成部９３、クロック誤差累積部９１、及びクロック誤差補正部９２以外の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様である。

クロック生成部９３は、スロット毎のサンプル数がＮとなる周波数を有するサンプリングクロックを生成し、Ａ／Ｄ変換部１２に送信する。

クロック誤差累積部９１は、クロック誤差検出部１４から送信されたクロック誤差算出値に関する情報を元に、クロック誤差算出値の累積値を算出し、その結果に係る情報をクロック誤差補正部９２へ送信する。

クロック誤差補正部９２は、クロック誤差累積部９１より送信されたクロック誤差の累積値に係る情報に基づき、Ａ／Ｄ出力２２に対し、サンプルの間引き又は挿入によるクロック誤差補正を行い、補正結果を基準位置検出部１３、クロック誤差検出部１４、及び、復調部１６へ送信する。

クロック誤差の累積値が、正の値の場合には、所定の間隔毎にサンプルを１つ間引く。また、負の値の場合には、所定の間隔毎にサンプルを１つ挿入する。なお、挿入するサンプルが示す値は、挿入する位置を基準に、その位置の両隣りに存在するサンプルが示す値の平均値とする。

また、サンプルの間引き又は挿入を行う所定の間隔とは、クロック誤差の累積値の絶対値に比例し、クロック誤差の累積値の絶対値が大きい程間隔を狭め、小さい程間隔を広げる。

クロック誤差検出部１４とクロック誤差累積部９１とによるクロック誤差の累積値に関する情報をクロック誤差補正部９２にフィードバックすることで、クロック誤差補正部９２の出力に対するクロック誤差の影響を小さくしていく。

なお、クロック誤差の補正は、クロック誤差補正部９２で実施されるため、クロック生成部９３は、クロック誤差検出部１４からクロック誤差算出値に係る情報を取得することが無く、クロック誤差算出値に応じたサンプリングクロックの補正は行わない。そのため、クロック生成部９３におけるサンプリングクロック周波数の変更が不可能な場合でも、クロック誤差の補正が可能になる。

また、実施の形態１と異なりＡ／Ｄ変換部１２から基準位置検出部１３、クロック誤差検出部１４、及び、復調部１６にＡ／Ｄ変換出力は送信されず、代わりに、クロック誤差補正部９２からクロック誤差補正の施された信号が送信される。

本実施の形態では、クロック生成部におけるサンプリングクロック周波数の変更が不可能な場合でも、クロック誤差の補正が可能であるという効果がある。

実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４に係る受信装置の受信方法について説明する。本実施の形態４では、上記実施の形態１に係る受信装置に対し、光検出部、Ａ／Ｄ変換部、及びクロック生成部を除く基準位置検出部、クロック誤差検出部、復調部、及び、画像表示制御部をソフトウェアで処理する構成となっている。

図１０は、この発明の実施の形態４における受信システムのソフトウェア部の処理の流れを示すフローチャートである。次に、図面を用いて、この発明の実施の形態を説明する。なお、以下において、実施の形態１と同様の部分については、説明を省略又は簡略化し、実施の形態１と同一又は対応する要素については同一の符号を付すものとする。

この発明の実施の形態４における受信システムの受信方法は、ＰＰＭシンボルを複数有する信号を受信する受信ステップ、受信ステップで受信した受信信号に対し、サンプリングのためのクロックを生成するクロック生成ステップ、及び、サンプリングに基づき受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップを有し、クロック誤差補正のために、基準位置検出ステップＳ１３、及び、クロック誤差検出ステップＳ１４を有する。更に、画像を表示するための復調ステップＳ１６、及び、画像表示制御ステップＳ１７を備える。

これらのステップを実行する光検出部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、及び、クロック生成部１５の構成及び動作は、上記実施の形態１と同様である。ただし、Ａ／Ｄ変換部１２の出力であるＡ／Ｄ出力２２のデータはメモリに格納され、クロック誤差検出ステップＳ１４では、クロック生成部１５にクロック誤差算出値を送信する。以下、クロック誤差補正のための各ステップについて説明する。

基準位置検出ステップＳ１３は、Ａ／Ｄ出力２２に係るデータが記憶されたメモリから、信号内に存在する既知信号２２２ａを検出し、検出した既知信号の次のサンプル位置を基準位置２３の情報として出力する（図２を参照）ステップである。既知信号２２２ａの示す系列（パターン。以下、系列とのみ記載する場合がある）は、他の送信部分である実質的なデータ部分には現れない固有の系列を持つ。そのため、基準位置検出ステップＳ１３が、Ａ／Ｄ出力２２のデータ内に存在する固有系列を探索することで、既知信号２２２ａの検出が可能になる。また、基準位置２３は、フレーム内に存在する先頭ＰＰＭシンボルのシンボルヘッダ位置（シンボル内の先頭サンプル位置）となる。なお、基準位置検出ステップＳ１３は、メモリに記憶されたＡ／Ｄ出力２２に係るデータの情報量が所定の量未満の時、動作を停止させ、所定の量以上の時、動作を行うものとする。これによりメモリにＡ／Ｄ出力２２に係るデータが溜まるのを待つ。ここで、「所定の値」は、例えば、２フレーム分のＡ／Ｄ出力２２に係るデータの情報量とすればよい。

クロック誤差検出ステップＳ１４は、基準位置検出ステップＳ１３において、基準位置２３に係る情報を出力した後に動作を開始し、メモリに記憶されたＡ／Ｄ出力２２に係るデータと、基準位置検出ステップＳ１３から送信される基準位置２３に係る情報とをもとにクロック誤差算出値を検出するステップである。

図１１は、本発明の実施の形態４に係る受信方法におけるクロック誤差検出ステップの構成を示す図である。図において、クロック誤差検出ステップＳ１４は、パルス位置検出ステップＳ３１、パルス位置誤差算出ステップＳ３２、及び、クロック誤差算出ステップＳ３３を備える。

パルス位置検出ステップＳ３１は、フレームにおける４ＰＰＭシンボル内の全パルス位置を検出するステップである。

フレームは、７６個の４ＰＰＭシンボルを持つ。そのため、基準位置２３からフレーム２２２の終端までには３０４×Ｎ（＝７６［４ＰＰＭシンボル／フレーム］×４［スロット／４ＰＰＭシンボル］×Ｎ［サンプル／スロット］）のサンプルが存在する。そこで、例えば、パルス位置検出ステップＳ３１では、基準位置２３からフレーム２２２の終端までの３０４×Ｎ個の全てのサンプルに対し立下り判定を行い、立下りが生じた位置をパルス位置として検出する。

例えば、パルスの立下り位置を判定する方法としては、隣接する前のサンプル値との差分が所定の値以下の場合に、そのサンプル位置を立下り位置として判定する。ここで、「所定の値」は、例えばサンプル値の平均値とすればよい。

パルス位置検出ステップＳ３１によるフレーム内におけるパルス立下り位置検出数をＩとおくと、Ｉは、以下の関係を満たす。
（フレーム内のＰＰＭシンボル数）／２≦Ｉ≦（フレーム内のＰＰＭシンボル数）
ＰＰＭは、シンボル内に２つ以上のパルスを持たないため、Ｉ≦（フレーム内のＰＰＭシンボル数）となる。また、あるシンボルの最後尾スロットにパルスが存在し、次シンボルの先頭スロットにパルスが存在する場合、２つのパルスは繋がり、立下りが一つ消える。そのため、（フレーム内のＰＰＭシンボル数）／２≦Ｉとなる。

パルス位置誤差算出ステップＳ３２では、パルス位置検出ステップＳ３１において送信されたパルス立下り位置に関する情報と、基準位置検出ステップＳ１３において送信された基準位置に関する情報とからパルス位置の誤差を算出する。

以下、上記実施の形態１で用いた図４乃至６を用いて説明する。図において、パルス位置誤差算出ステップＳ３２は、基準位置２３からパルスの立下り位置直前までのサンプル数（ｐ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ））を算出し、ｐ_ｉを１スロット当りのサンプル数Ｎで割った余りａ_ｉ＝ｐ_ｉ（ｍｏｄ Ｎ）（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ）をパルス位置の誤差を示す情報として出力する。

例えば、ｐ_１は基準位置２３に存在するサンプル４１から、パルス立下り位置直前のサンプル４２間に存在するサンプル数４３となる。この時、基準位置のサンプル４１とパルス立下り位置直前のサンプル４２も間に存在するサンプルに含まれる。

クロック誤差が存在しない場合には、ａ_ｉ＝０（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ）となる。これは、Ａ／Ｄ変換部１２がスロット毎のサンプル数がＮとなるサンプリングクロック周波数でサンプリングすることから、スロットの境目であるパルス立下り位置と基準位置２３間に存在するサンプル数は、必ずＮの倍数となるためである（図５（ａ）を参照）。

一方で、送信側または受信側にクロック誤差が存在する場合、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれがａ_ｉに現れる。

例として、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間よりも短くなるクロック誤差（以下、短シンボルクロック誤差と呼ぶ）が発生する場合を考える。
送信側のシンボル時間は、送信側シンボル時間測定クロックに依存する。一方、受信側のシンボル時間は、サンプリングクロックに依存する。そのため、送信側の送信側シンボル時間測定クロックの周波数が小さくなるか、又は、受信側のサンプリングクロック周波数が大きくなるようなクロック誤差が発生する場合には、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間より短くなる。

基準位置２３から立下りまでの時間は、送信側シンボル時間測定クロックに依存する。一方で、基準位置から立下りまでに存在するサンプル数は、サンプリングクロックに依存する。そのため、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれ量が、ｎサンプル間隔時間の場合には、ａ_ｉ＝ｎ（ｍｏｄ Ｎ）となる（図５（ｂ）を参照）。

短シンボルクロック誤差時は、ｉが増えるほどａ_ｉが増大するため、上がり階段状のグラフで示される。クロック誤差が大きい程、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれが生じるまでに掛かる時間が短くなり、階段状のグラフの傾きは急峻になる。

また、クロック誤差が大きく、送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれ量が、Ｎサンプル間隔時間となる場合には、ａ_ｉは０に戻る。そのため、グラフは、０からＮ−１までの上がり階段状のグラフが周期的に存在する波形を示す。これは（ｍｏｄ Ｎ）演算によるものであり、クロック誤差が大きく、階段状のグラフの傾きが急峻な場合に生じる（図６（ｂ）を参照）。

一方、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間より長くなるクロック誤差（以下、長シンボルクロック誤差と呼ぶ）が発生する時を考える。送信側シンボル時間測定クロックの周波数が誤差により大きくなるか、又は、受信側のサンプリングクロック周波数が誤差により小さくなる場合には、受信側のシンボル時間が送信側のシンボル時間より長くなる。

送信側と受信側のシンボルヘッダ位置のずれ量がｎサンプル間隔時間の場合、ａ_ｉ＝Ｎ−ｎ（ｍｏｄ Ｎ）となる（図５（ｃ）を参照）。

図６（ｃ）は、横軸をｉ、縦軸をａ_ｉとして長シンボルクロック誤差時の関係を示したグラフであり、下がり階段状のグラフが現れる。

クロック誤差算出ステップＳ３３は、パルス位置誤差算出ステップＳ３２で算出したパルス位置誤差ａ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ）に係る情報を元に、クロック誤差算出値を得る。

ａ_ｉに係る情報を元にクロック誤差算出値を得る一例として、以下の方法がある。

初めに、クロック誤差の種類が短シンボルクロック誤差か、又は、長シンボルクロック誤差かを判定する。ａ_ｉのｉ（＝１，２，・・・，Ｉ）に対する微分結果（＝ａ_ｉ＋１−ａ_ｉ）の正負の個数を比較し、正の値が多ければ短シンボルクロック誤差、負の値が多ければ長シンボルクロック誤差、又は、正負の値が等しければクロック誤差は存在しないと判断する。微分結果の正負の個数を比較することで、図６に示したグラフの傾きを検出し、クロック誤差の種類を判別している。

次に、以下の式を用いてクロック誤差算出値を算出する。

ここで、αは、クロック誤差算出値に付加される重みであり、詳細については、後述する。

短シンボルクロック誤差の場合には、クロック誤差算出値は、正の値を取り、長シンボルクロック誤差の場合には、負の値を取る。また、クロック誤差の大きさが増大する程０の値から遠のき、クロック誤差が存在しない時は０の値を取る。

クロック誤差算出ステップＳ３３で算出されたクロック誤差算出値に関する情報は、クロック生成部１５に送られる。

クロック生成部１５はサンプリングクロックを生成し、Ａ／Ｄ変換部１２へ出力する。また、クロック誤差検出ステップＳ１４から受信したクロック誤差算出値に基づいて生成するサンプリングクロックを補正する。クロック誤差算出値が正の値の場合には、サンプリングクロック周波数を小さくし、負の値の場合には、サンプリングクロック周波数を大きくする。また、クロック誤差算出値の絶対値が大きい程サンプリングクロック周波数の変動量を増やす。

クロック誤差検出ステップＳ１４で検出したクロック誤差算出値に関する情報をクロック生成部１５にフィードバックすることで、サンプリングクロック周波数を所定の値に近づけていき、クロック誤差を小さくしていく。この時、数式１で用いたクロック誤差算出式の重みであるαの値が大きいほどクロック誤差に対する補正速度が速くなる。一方、一度のクロック誤差算出値で多くの補正を行うため雑音に対する耐性が下がる。また、αの値が小さいほど補正速度が遅くなる。一方、雑音に対する耐性が上がる。また、αの値は、常に一定でなくてもよい。一例として、補正速度を上げるため初期はαの値を大きくし、クロック誤差検出を所定の回数行った後に、αの値を小さくしてもよい。

上記実施の形態では、例としてパルスの立下り位置からクロック誤差を検出する方法を示したが、パルスの立ち上り位置から検出してもよい。また、立下り及び立ち上りの両方を用いて検出してもよい。立下り及び立ち上りの両方を用いることでＩが増加し、クロック誤差算出値の精度が改善する。

復調ステップＳ１６は、基準位置検出ステップＳ１３から送信された基準位置に関する情報に基づき、フレーム内に存在するＰＰＭシンボルのシンボルヘッダ位置を算出した後、ＰＰＭシンボルの復調を行い、伝送されてきたデータを検出する。

画像表示制御ステップＳ１７は、復調ステップＳ１６から送信されたデータに基づき、表示画像を選択し、表示装置に表示する。

例えば、電車又はバスの車両内に設けられた吊革サイネージシステムにおいて、吊革が設置されている車両の位置情報（車両番号）を吊革に伝送するシステムを考える。吊革側は、受信した車両番号に応じた画像を吊革に設けられた表示装置に表示する。この場合、車両番号に応じた画像を車両番号から選択するテーブル及び表示する画像は、あらかじめ受信装置内で保持している。

また、吊革サイネージシステムにおいて、送信側は吊革に設けられた表示装置に表示する画像を伝送しても良い。受信側の画像表示制御ステップＳ１７は、復調ステップＳ１６から送信された画像をそのまま表示装置に出力する。

前記特許文献１では、特定のパルス間間隔となる信号を受信するまでは、クロック誤差の補正が行えず、クロック誤差の補正の信頼性が低いという問題があった。また、２つのパルスのみでクロック誤差の補正を行うため、雑音によるパルス波形の乱れに対する耐性が低かった。

この発明の実施の形態４に係る受信装置の受信方法によれば、フレーム内に必ず存在するパルスからクロック誤差を検出することにより、特定のパルス間間隔となる信号到来時以外でも、クロック誤差の検出及び補正が行え、クロック誤差の補正の信頼性が改善されるという効果がある。また、フレーム内に存在する複数のパルスからクロック誤差を検出することにより、雑音によるパルス波形の乱れに対する耐性が改善されるという効果がある。

実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５に係る送受信システムについて説明する。本実施の形態に係る送受信システムは、本実施の形態で説明する送信装置と、上記実施の形態で説明した受信装置とを備え構成される。以下、本実施の形態で用いられる送信装置について説明する。なお、受信装置の構成については、すでに説明したので、ここでは説明を省略する。

図１６は、本発明の実施の形態５に係る送受信システムで用いられる送信装置の構成を示す図である。図において、送信装置５は、変調部５１、フレーム生成部５２、選択部５３、照明部５４、データ用内部メモリ部５５、既知信号用内部メモリ部５６、及び、無効信号用内部メモリ部５７を備える。なお、本実施の形態では、わかりやすくするためにデータ用、既知信号用、及び、無効信号用とでメモリ部を分けた構成として説明するが、メモリ部を共用し、共通の一つもしくは二つのメモリ部で、それぞれのデータを記憶しても良い。

送信装置５は、情報の重畳された照明光を出力する。受信装置は照明光を受光し、上記実施の形態で示した処理を行う。

伝送を行うため、送信装置５は、出力である照明光が受信装置に到達する場所に設置される必要がある。

変調部５１は、送信装置５のデータ用内部メモリ部５５に格納されたデータを一定量データ用内部メモリ部５５から読み出し、データを４値ＰＰＭ方式で変調し、変調結果をフレーム生成部５２に送信する。

データ用内部メモリ部５５は、送信装置５から受信装置へ伝送する情報を保持する役割を持ち、要求に応じてデータを送信する。データはデータ用内部メモリ部５５にあらかじめ格納されているものとする。画像を伝送する時、データ用内部メモリ部５５に格納されたデータは画像データとなる。

変調部５１は、データ用内部メモリ部５５に格納されたデータの読み出し、変調、出力の動作を繰り返す。例えば、変調部５１が一度に読み出すデータ量として、６４ｂｉｔがある。可視光通信規格ＪＥＩＴＡ ＣＰ−１２２３は、６４ｂｉｔのデータ毎にフレームを生成し、伝送を行う。６４ｂｉｔ毎にデータをメモリから読み出すことで、ＪＥＩＴＡ ＣＰ−１２２３準拠の信号を生成可能になる。フレームに関しては次のフレーム生成部５２で述べる。

変調結果は、図１２に示した４値ＰＰＭ信号で表わされ、‘０’と‘１’の系列から成る。

既知信号用内部メモリ部５６は、フレーム生成部５２で用いられる既知信号を保持する役割を持ち、要求に応じて既知信号を送信する。既知信号は既知信号用内部メモリ部５６にあらかじめ格納されているものとする。

フレーム生成部５２は、変調部５１から送信された変調結果を受信し、受信した変調結果と、送信装置５の既知信号用内部メモリ部５６に格納された既知信号をもとに、フレームを生成し、選択部５３に出力する。

フレームは、固有の系列を持つ既知信号と、変調部５１から一度に受信した変調結果と、から構成される。フレームは、既知信号の後に変調結果が存在する構成をとる。

既知信号は、‘０’と‘１’から構成され、変調結果には現れない固有系列をとる。固有系列を持つことにより、受信装置でのフレーム検出が可能になる。

選択部５３は、フレーム生成部５２から送信されたフレームを受信し、受信したフレームと、送信装置５の無効信号用内部メモリ部５７に格納された無効信号をもとに、照明部５４に照明のＯＮ／ＯＦＦ情報を送信する。

選択部５３は、フレーム生成部５２から受信したフレームを、選択部５３の内部に存在するバッファに格納する。フレームは‘０’と‘１’の系列から構成される。選択部５３は、バッファ内のフレームの先頭から１ｂｉｔずつ値を判定し、値が‘０’であれば照明ＯＦＦの情報を照明部５４に、値が‘１’であれば照明ＯＮの情報を照明部５４に送信する。１ｂｉｔを判定し、照明ＯＮ／ＯＦＦ情報を送信する時間間隔は常に一定とする。

伝送の速度は、選択部５３が照明ＯＮ／ＯＦＦ情報を送信する時間間隔に依存する。

選択部５３は、フレームの終端までの値の判定を終えたら、バッファ内のフレームを破棄すると同時に、無効信号用内部メモリ部５７に格納された無効信号を先頭から１ｂｉｔずつ読み出し、値が‘０’であれば照明ＯＦＦの情報を照明部５４に、値が‘１’であれば照明ＯＮの情報を照明部５４に送信する。

無効信号の読み出しは、選択部５３が、フレーム生成部５２から次のフレームを受信するまで続ける。

無効信号用内部メモリ部５７は、無効信号を保持する役割を持ち、要求に応じて無効信号を送信する。無効信号は無効信号用内部メモリ部５７にあらかじめ格納されているものとする。

無効信号は、'０'と'１'から構成され、変調結果に現れる系列を取る。既知信号のような固有系列を持たないことで、受信装置でのフレーム誤検出を回避する。

照明部５４は、照明光を出力する機能を持ち、選択部５３から送信された照明のＯＮ／ＯＦＦ情報に基づき、照明光の出力を変化させる。

照明部５４は、選択部５３から照明ＯＮの信号を受信した時、照明光を出力し、照明ＯＦＦの信号を受信した時、照明光を出力しない。

本実施の形態に係る送受信システムでは、フレーム内に必ず存在するパルスからクロック誤差を検出することにより、特定のパルス間間隔となる信号到来時以外でも、クロック誤差の検出及び補正が行え、クロック誤差の補正の信頼性が改善されるという効果がある。また、フレーム内に存在する複数のパルスからクロック誤差を検出することにより、雑音によるパルス波形の乱れに対する耐性が改善されるという効果がある。

実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６に係る送受信システムについて説明する。本実施の形態に係る送受信システムは、本実施の形態で説明する送信装置と、上記実施の形態で説明した受信装置とを備え構成される。

図１７は、本実施の形態における送信装置の構成を示すブロック図である。新たに設ける記憶部５８、及び、クロック部５９以外の構成は、上記実施の形態５と同じである。

ここで、照明部５４、記憶部５８、及び、クロック部５９は、ハードウェアで処理を行い、その他はソフトウェアで処理を行う。

以下、本実施の形態で用いられる記憶部５８、及び、クロック部５９について説明する。なお、記憶部５８、及び、クロック部５９以外の構成については、すでに説明したので、ここでは説明を省略する。

クロック部５９は、クロックを記憶部５８に送信する。クロックの周波数は、選択部５３が照明ＯＮ／ＯＦＦ情報を出力する周期と同じ周期を持つ周波数とする。

記憶部５８は、選択部５３から受信した照明ＯＮ／ＯＦＦ情報を、クロック部５９から受信したクロックに同期して、照明部５４に出力する。

選択部５３は、ソフトウェアで処理を行っており、記憶部５８、クロック部５９、及び、照明部５４はハードウェアで処理を行っている。ソフトウェアで処理を行う選択部５３は、他の割り込み処理の影響により、クロック部５９が送信するクロック程、正確な時間間隔で照明ＯＮ／ＯＦＦ情報の送信を行うことができない。そのため、選択部５３の出力する照明ＯＮ／ＯＦＦ情報の出力タイミングには揺らぎが生じる。

記憶部５８は、クロック部５９から受信したクロックに同期し、照明部５４に出力を送信する。これにより、選択部５３の出力に含まれる揺らぎの影響を削減し、結果、照明部５４が出力する照明光のＯＮ／ＯＦＦ切換えタイミングの揺らぎを減らすことが可能になる。

本実施の形態に係る送受信システムでは、ソフトウェアから送信された照明のＯＮ／ＯＦＦ情報を、クロックに同期して、照明に送信することにより、ソフトウェアからの出力タイミングに含まれる揺らぎの影響を削減し、より揺らぎの少ない高精度なＯＮ／ＯＦＦ切換えを行う照明光を送信できるという効果がある。

１ 受信装置
１１ 光検出部
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ 基準位置検出部
１４ クロック誤差検出部
１５ クロック生成部
１６ 復調部
１７ 画像表示制御部
２１ 光検出出力電圧値
２２ Ａ／Ｄ出力
２２１ 無効信号
２２２ フレーム
２２２ａ 既知信号
２２２ｂ ４ＰＰＭシンボル
２３ 基準位置
３１ パルス位置検出部
３２ パルス位置誤差算出部
３３ クロック誤差算出部
４１ 基準位置のサンプル
４２ パルス立下り位置直前のサンプル
４３ サンプル数
７１ パルス位置検出部
７２ パターン判定部
８１ パターン
８２ａ、８２ｂ シンボルヘッダ位置候補Ａ
８２１ 領域Ａ
８３ａ、８３ｂ シンボルヘッダ位置候補Ｂ
８３１ 領域Ｂ
８４ 領域Ｃ
９ 受信装置
９１ クロック誤差累積部
９２ クロック誤差補正部
９３ クロック生成部
Ｓ１３ 基準位置検出ステップ
Ｓ１４ クロック誤差検出ステップ
Ｓ１６ 復調ステップ
Ｓ１７ 画像表示制御ステップ
Ｓ３１ パルス位置検出ステップ
Ｓ３２ パルス位置誤差算出ステップ
Ｓ３３ クロック誤差算出ステップ
５ 送信装置
５１ 変調部
５２ フレーム生成部
５３ 選択部
５４ 照明部
５５ データ用内部メモリ部
５６ 既知信号用内部メモリ部
５７ 無効信号用内部メモリ部
５８ 記憶部
５９ クロック部

Claims (6)

1. ＰＰＭシンボルを複数有する信号を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した受信信号に対し、サンプリングのためのクロックを生成するクロック生成部と、
   前記サンプリングに基づき前記受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
   前記Ａ／Ｄ変換部のデータに基づき、前記ＰＰＭシンボルの先頭位置を検出する基準位置検出部と、
   クロック誤差を検出するクロック誤差検出部と、
   を備える受信装置であって、
   前記クロック誤差検出部は、
   前記基準位置検出部及び前記Ａ／Ｄ変換部の各データに基づき、ＰＰＭシンボル内に存在するパルス位置を検出するパルス位置検出部と、
   前記基準位置検出部、前記Ａ／Ｄ変換部、及び前記パルス位置検出部のデータに基づき、前記パルス位置のずれを算出するパルス位置誤差算出部と、
   前記パルス位置誤差算出部のデータに基づき、前記クロック誤差を算出するクロック誤差算出部と、
   を含み、
   前記クロック誤差算出部のデータに基づいて、前記クロック生成部で生成されるクロックの周波数を変動させることを特徴とする受信装置。
2. 前記クロック誤差検出部が、
   前記パルス位置検出部のデータに基づき、パルスが存在しない領域を検出するパターン判定部と、
   をさらに含み、
   前記パルス位置検出部が、前記パターン判定部のデータに基づき、パルスが存在しない領域に係る所定の領域のパルス探索を行わないことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記基準位置検出部のデータに基づき、前記ＰＰＭシンボルの先頭位置の検出後、ＰＰＭシンボルを復調する復調部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の受信装置。
4. 前記クロック誤差検出部のデータに基づき、クロック誤差の累積値を求めるクロック誤差累積部と、
   前記クロック誤差累積部のデータに基づき、前記Ａ／Ｄ変換部の出力に対し、サンプルの挿入又は間引きを行うクロック誤差補正部と、
   をさらに備え、
   前記クロック生成部が、サンプリングのためのクロック周波数を変動させず、
   前記基準位置検出部、前記クロック誤差検出部、及び、前記復調部が、前記Ａ／Ｄ変換部のデータを用いず、前記クロック誤差補正部のデータに基づき処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
5. ＰＰＭシンボルを複数有する信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップで受信した受信信号に対し、サンプリングのためのクロックを生成するクロック生成ステップと、
   前記サンプリングに基づき前記受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップと、
   前記Ａ／Ｄ変換ステップで得られたデータに基づき、前記ＰＰＭシンボルの先頭位置を検出する基準位置検出ステップと、
   クロック誤差を検出するクロック誤差検出ステップと、
   を有する受信方法であって、
   前記クロック誤差検出ステップは、
   前記基準位置検出ステップ及び前記Ａ／Ｄ変換ステップで得られたデータに基づき、ＰＰＭシンボル内に存在するパルス位置を検出するパルス位置検出ステップと、
   前記基準位置検出ステップ、前記Ａ／Ｄ変換ステップ、及び前記パルス位置検出ステップで得られたデータに基づき、前記パルス位置のずれを算出するパルス位置誤差算出ステップと、
   前記パルス位置誤差算出ステップで得られたデータに基づき、前記クロック誤差を算出するクロック誤差算出ステップと、
   を含み、
   前記クロック誤差算出ステップで得られたデータに基づいて、前記クロック生成ステップで生成されるクロックの周波数を変動させることを特徴とする受信方法。
6. ＰＰＭシンボルを複数有する信号を送信する送信部と、
   前記送信部から送信された信号を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した受信信号に対し、サンプリングのためのクロックを生成するクロック生成部と、
   前記サンプリングに基づき前記受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
   前記Ａ／Ｄ変換部のデータに基づき、前記ＰＰＭシンボルの先頭位置を検出する基準位置検出部と、
   クロック誤差を検出するクロック誤差検出部と、
   前記基準位置検出部のデータに基づき、前記ＰＰＭシンボルの先頭位置の検出後、ＰＰＭシンボルを復調する復調部と、
   前記復調部のデータに基づき、表示画像を制御する画像表示制御部と、
   前記表示画像を表示する表示部と、
   を備えるサイネージシステムであって、
   前記クロック誤差検出部は、
   前記基準位置検出部及び前記Ａ／Ｄ変換部の各データに基づき、ＰＰＭシンボル内に存在するパルス位置を検出するパルス位置検出部と、
   前記基準位置検出部、前記Ａ／Ｄ変換部、及び前記パルス位置検出部のデータに基づき、前記パルス位置のずれを算出するパルス位置誤差算出部と、
   前記パルス位置誤差算出部のデータに基づき、前記クロック誤差を算出するクロック誤差算出部と、
   を含み、
   前記クロック誤差算出部のデータに基づいて、前記クロック生成部で生成されるクロックの周波数を変動させることを特徴とする送受信システム。

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