JP6968291B2 - リピータ装置およびリピータ装置の中継方法 - Google Patents
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Description
本発明は、機器間で伝送される信号を中継するリピータ装置およびリピータ装置の中継方法に関するものである。
従来、複数の機器間で信号を伝送する際に、リピータ装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。このようなリピータ装置では、Return−to−Zero方式およびバイポーラ方式などのパルス幅が符号送出間隔よりも短いデータ伝送方式を用いてデータが伝送される。このデータ伝送方式を用いたリピータ装置では、受信パルスに対するノイズの混入を防止するための制御が行われている。
具体的には、このようなノイズの混入を防止する入力禁止制御を実現するために、リピータ装置は、受信パルスを検出した後、パルスの終了を常に監視する。そして、パルスの終了を検知すると、リピータ装置は、直ちに入力が不許可となる信号を一定時間の間だけ生成し、パルス入力を禁止する入力禁止制御が行われる。
また、受信パルスに対するノイズの混入を防止する他の方法として、例えば、抵抗とコンデンサとを用いたローパスフィルタを利用する方法も、一般的に広く採用されている。
しかしながら、従来の方法では、混入するノイズによって受信パルスが瞬間的に分割されるパルス割れが生じた場合に、パルス割れによってパルスが終了したと判断され、入力禁止制御が実行される。これにより、ノイズの混入以降のパルス成分が失われるため、リピート送出されるパルスが欠けてしまう。
また、抵抗とコンデンサとを用いたローパスフィルタを利用した場合、パルスの欠けが発生することはないものの、受信パルスがリピート送出されるまでに一定の時間遅延が発生する。そのため、遅延が許容できない通信システムには適用することができない。
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであって、受信から送信までの時間遅延が発生することなく、受信パルスを正確に送出することができるリピータ装置およびリピータ装置の中継方法を提供することを目的とする。
本発明のリピータ装置は、パルスの信号を受信する受信部と、前記信号のパルスの状態を検知し、前記パルスを検知した場合に前記信号の中継を許可するとともに、前記パルスの終了を検知した場合に前記信号の中継を不許可とする許可信号を生成する許可信号生成部と、前記許可信号により許可された許可期間の信号を送信する送信部とを備え、前記許可信号生成部は、前記パルスの終了を検知した場合に、前記パルスが再検知されるか否かを判断する再パルス監視期間を前記許可信号に設定し、前記再パルス監視期間中に前記パルスを検知した場合に、前記パルスが継続していると判断し、前記再パルス監視期間中に前記パルスを検知しない場合に、前記パルスが終了したと判断するものである。
また、本発明のリピータ装置の中継方法は、パルスの信号を受信する受信ステップと、前記信号のパルスの状態を検知し、前記パルスを検知した場合に前記信号の中継を許可するとともに、前記パルスの終了を検知した場合に前記信号の中継を不許可とする許可信号を生成する許可信号生成ステップと、前記許可信号により許可された許可期間の信号を送信する送信ステップとを有し、前記許可信号生成ステップにおいて、前記パルスの終了が検知された場合に、前記パルスが再検知されるか否かを判断する再パルス監視期間が前記許可信号に設定され、前記再パルス監視期間中に前記パルスが検知された場合に、前記パルスが継続していると判断され、前記再パルス監視期間中に前記パルスが検知されない場合に、前記パルスが終了したと判断されるものである。
以上のように、本発明によれば、許可信号に対して再パルス監視期間を設定し、信号のパルスの終了が検知された場合で、再パルス監視期間中にパルスが検知されたときに、パルスが継続していると判断する。これにより、ノイズによって発生するパルス割れによるパルス欠けを防ぐことができるため、受信から送信までの時間遅延が発生することなく、受信パルスを正確に送出することができる。
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1に係るリピータ装置について説明する。本実施の形態1に係るリピータ装置は、受信したベースバンド信号の波形を整形して送出するものである。
以下、本発明の実施の形態1に係るリピータ装置について説明する。本実施の形態1に係るリピータ装置は、受信したベースバンド信号の波形を整形して送出するものである。
[リピータ装置1の構成]
図1は、本実施の形態1に係るリピータ装置1の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、リピータ装置1は、受信部2、許可信号生成部10、入力ゲート3および送信部4を備えている。なお、この例において、リピータ装置1は、一方向から他方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統と、他方向から一方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統との2系統を有しているが、これはこの例に限られない。例えば、リピータ装置1は、上述した2系統のうちいずれか一つの系統のみを有するものでもよい。
図1は、本実施の形態1に係るリピータ装置1の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、リピータ装置1は、受信部2、許可信号生成部10、入力ゲート3および送信部4を備えている。なお、この例において、リピータ装置1は、一方向から他方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統と、他方向から一方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統との2系統を有しているが、これはこの例に限られない。例えば、リピータ装置1は、上述した2系統のうちいずれか一つの系統のみを有するものでもよい。
受信部2は、パルスのベースバンド信号を入力信号として受信し、入力信号の波形を整形する。具体的には、受信部2は、入力信号をリピータ装置1内の回路で取り扱うのに適した振幅となるように、入力信号の増幅および極性の反転等を行う。
入力ゲート3は、受信部2で受信された入力信号と、許可信号生成部10で生成された許可信号とが入力される。入力ゲート3は、入力信号と許可信号との論理積演算を行い、演算結果を出力する。すなわち、入力ゲート3は、許可信号によって許可された許可期間の間だけ、入力信号を送信パルスとして出力する。
送信部4は、入力ゲート3から出力された送信パルスが入力され、当該信号の波形を整形する。具体的には、送信部4は、入力された信号をベースバンド信号として伝送するのに適した振幅となるように、信号の増幅および極性の反転等を行う。
許可信号生成部10は、入力されたベースバンド信号の受信パルスの状態を検知し、検知結果に基づき、入力信号の中継を許可または不許可とする許可信号を生成して出力する。具体的には、許可信号生成部10は、受信パルスを検知した場合にベースバンド信号の中継を許可し、受信パルスの終了を検知した場合にベースバンド信号の中継を不許可とする許可信号を生成する。
図2は、図1の許可信号生成部10の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、許可信号生成部10は、ラッチリセット制御部11、ラッチ回路12およびクロック発生器13を有している。
ラッチリセット制御部11は、ステートマシン111およびタイマ112を含んで構成されている。ラッチリセット制御部11は、入力された受信パルスと、タイマ112によるカウント値とに基づくステートマシン111の状態に応じたリセット信号を生成し、ラッチ回路12に出力する。
ステートマシン111は、受信パルスおよびタイマ112のカウント値に基づく状態に応じてリセット信号を生成する。ステートマシン111の状態は、受信パルスの開始および終了等の状態と、タイマ112によるカウント値とに基づいて遷移する。タイマ112は、ステートマシン111の状態遷移に必要な時間をカウントする。
図3は、図2のステートマシン111による状態遷移を示す状態遷移図である。図4は、ステートマシン111の各状態においてラッチリセット制御部11から出力されるリセット信号の値を示す概略図である。図3に示すように、ステートマシン111は、受信パルスの状態と、タイマ112によるカウント値とに応じて状態ST1〜状態ST4の状態を遷移する。そして、ステートマシン111は、図4に示すように、各状態に応じた値のリセット信号を出力する。
状態ST1は、初期状態であり、受信パルスが検知されるまでの間、この状態を維持するパルス検知待ち状態である。ステートマシン111の状態が状態ST1である場合、ラッチリセット制御部11は、値「1」のリセット信号を出力する。受信パルスが検知された場合、ステートマシン111の状態は、状態ST2に遷移する。
状態ST2は、受信パルスの終了が検知されるまでの間、この状態を維持するパルス終了待ち状態である。ステートマシン111の状態が状態ST2である場合、ラッチリセット制御部11は、値「0」のリセット信号を出力する。受信パルスの終了が検知された場合、ステートマシン111の状態は、状態ST3に遷移する。
状態ST3は、受信パルスが終了してから予め設定された再パルス監視期間が経過するまでの間、この状態を維持するパルス再検知待ち状態である。ステートマシン111の状態が状態ST3である場合、ラッチリセット制御部11は、値「0」のリセット信号を出力する。受信パルスが再度検知されることなく再パルス監視期間が経過した場合、ステートマシン111の状態は、状態ST4に遷移する。一方、再パルス監視期間中に受信パルスが再度検知された場合、ステートマシン111の状態は、状態ST2に遷移する。
再パルス監視期間は、ノイズの混入によって発生する受信パルスのパルス割れを考慮して設定される時間であり、タイマ112によってカウントされる。再パルス監視期間として、例えば0.1μ[s]〜10μ[s]程度の長さの時間が設定される。このような再パルス監視期間に設定される時間は、例えば、実際に発生するノイズの時間的な長さ、ならびに、発生するタイミング等を考慮して設定されると好ましい。
状態ST4は、再パルス監視期間が経過してから予め設定されたタイムアウト時間が経過するまでの間、この状態を維持するタイマ待ち状態である。ステートマシン111の状態が状態ST4である場合、ラッチリセット制御部11は、値「1」のリセット信号を出力する。タイムアウト時間が経過した場合、ステートマシン111の状態は、状態ST1に遷移する。
タイムアウト時間は、受信パルスが終了してから次のビットの受信パルスが開始されるまでの時間に基づいて得られる時間であり、タイマ112によってカウントされる。具体的には、本実施の形態1においては、受信パルスが終了してから再パルス監視期間が設定されているため、タイムアウト時間は、受信パルス終了後から次の受信パルス開始までの時間から、再パルス監視期間を減算した時間となる。
図2のクロック発生器13は、ラッチリセット制御部11におけるステートマシン111およびタイマ112を動作させるために必要なクロック信号を発生させ、ラッチリセット制御部11に出力する。クロック発生器13によって発生するクロック信号は、例えばリピータ装置1のシステムクロック等に基づき生成される。
ラッチ回路12は、リセット優先型のR−Sラッチであり、入力端子であるR端子にラッチリセット制御部11からのリセット信号が入力され、S端子に受信パルスが入力される。ラッチ回路12は、R端子およびS端子のそれぞれに入力された信号に基づき許可信号を演算し、出力端子であるQ端子から出力する。
図5は、図2のラッチ回路12の真理値表である。図5に示すように、R端子およびS端子のそれぞれに値「0」が入力された場合、ラッチ回路12は、前回の値から値を変化させずにそのまま出力する。R端子に値「1」が入力され、S端子に値「0」が入力された場合、ラッチ回路12は、値「0」を出力する。R端子に値「0」が入力され、S端子に値「1」が入力された場合、ラッチ回路12は、値「1」を出力する。R端子およびS端子のそれぞれに値「1」が入力された場合、ラッチ回路12は、値「0」を出力する。このように、ラッチ回路12は、リセット優先型であるため、R端子に値「1」が入力されると、必ず値「0」を出力するようになっている。
なお、上述したリピータ装置1は、各種機能を実現するハードウェアによって構成されたものとして説明したが、これはこの例に限られない。例えば、リピータ装置1は、CPU(Central Processing Unit)を含むマイクロコンピュータであり、図示しないROM(Read Only Memory)等の記憶装置に記憶されたソフトウェアを実行することにより、各種機能を実現するものであってもよい。
(ベースバンド信号の符号化方式)
リピータ装置1に入力されるベースバンド信号について説明する。図6は、本実施の形態1に適用されるベースバンド信号の一例を示す概略図である。本実施の形態1では、リピータ装置1によって中継されるベースバンド信号の符号化方式として、パルス幅を1ビット幅よりも狭くして、各ビット間が電位0となるようにするとともに、パルスの極性が単極性である方式が用いられる。このような符号化方式として、例えば図6に示すように、単流Return−to−Zero方式が用いられる。この例では、ビット列「00101101」のベースバンド信号が入力された場合の受信パルスの状態を示す。単流Return−to−Zero方式では、ビット「0」は電位「0」、ビット「1」は電位「−E」で表される。
リピータ装置1に入力されるベースバンド信号について説明する。図6は、本実施の形態1に適用されるベースバンド信号の一例を示す概略図である。本実施の形態1では、リピータ装置1によって中継されるベースバンド信号の符号化方式として、パルス幅を1ビット幅よりも狭くして、各ビット間が電位0となるようにするとともに、パルスの極性が単極性である方式が用いられる。このような符号化方式として、例えば図6に示すように、単流Return−to−Zero方式が用いられる。この例では、ビット列「00101101」のベースバンド信号が入力された場合の受信パルスの状態を示す。単流Return−to−Zero方式では、ビット「0」は電位「0」、ビット「1」は電位「−E」で表される。
[リピータ装置1の動作]
(パルス中継制御)
図6で説明した単流Return−to−Zero方式の受信パルスが入力された場合のリピータ装置1によるパルス中継制御について説明する。まず、本実施の形態1によるパルス中継制御について説明する前に、従来のパルス中継制御について説明する。
(パルス中継制御)
図6で説明した単流Return−to−Zero方式の受信パルスが入力された場合のリピータ装置1によるパルス中継制御について説明する。まず、本実施の形態1によるパルス中継制御について説明する前に、従来のパルス中継制御について説明する。
従来のリピータ装置では、受信パルスを中継する場合に、受信パルスの状態に応じて信号の中継の許可または不許可を決定する許可信号が用いられている。そして、リピータ装置は、許可信号が中継許可を示しているときの信号を中継する。
許可信号には、状態が許可から不許可に遷移した直後から一定期間だけ、信号の中継を禁止する受信入力禁止期間が設定されている。受信入力禁止期間中には、信号が入力された場合でも、当該信号の中継が禁止される。これにより、信号に混入したノイズが中継されることを防止することができる。
図7は、従来のパルス中継制御によって中継される信号の状態の第1の例を示す概略図である。図7は、従来のリピータ装置における受信部にパルスが入力された場合の、受信部から出力される受信パルス、許可信号および従来のリピータ装置における送信部に入力される送信パルスを示す。なお、この場合の受信部および送信部は、極性が反転するように入力されるパルスを変換するものとし、後述する図8および図9においても同様とする。
第1の例は、パルスが入力された後にノイズが混入した場合を示す。また、第1の例における許可信号は、受信パルスが検知された場合にONとなり、信号の中継が許可される。一方、許可信号は、受信パルスの終了が検知された場合にOFFとなり、信号の中継が不許可とされる。
この場合、受信パルスが検知されることによって許可信号がONとなり、受信パルスの中継が開始される。また、受信パルスの終了が検知されることによって許可信号がOFFとなり、受信パルスの中継が終了される。
一方、受信パルス後のノイズは、許可信号がOFFとなった後の受信入力禁止期間中に混入しているため、中継が禁止される。これにより、受信パルス後に混入したノイズは、パルスとして誤検知されないため、送信パルスは、受信パルスからノイズが除去された状態で正しく中継される。
図8は、従来のパルス中継制御によって中継される信号の状態の第2の例を示す概略図である。図8は、図7と同様に、従来の受信部にパルスが入力された場合の、受信部から出力される受信パルス、許可信号および従来の送信部に入力される送信パルスを示す。第2の例は、図7の第1の例と同様に、パルスが入力された後にノイズが混入した場合を示す。また、第2の例における許可信号は、通常ONとされており、信号の中継が許可される状態となっている。一方、許可信号は、受信パルスの終了が検知された場合にOFFとなり、信号の中継が不許可とされる。
この場合も、第1の例と同様に、受信パルス後のノイズは、許可信号がOFFとなった後の受信入力禁止期間中に混入しているため、中継が禁止される。これにより、受信パルス後に混入したノイズは、受信入力禁止期間中のために中継が禁止されるため、送信パルスは、受信パルスからノイズが除去された状態で正しく中継される。
図9は、従来のパルス中継制御によって中継される信号の状態の第3の例を示す概略図である。図9は、図7および図8と同様に、従来の受信部にパルスが入力された場合の、受信部から出力される受信パルス、許可信号および従来の送信部に入力される送信パルスを示す。第3の例は、パルス中にノイズが混入し、パルスが分割されるパルス割れが発生した場合を示す。また、第3の例における許可信号は、第1の例と同様に、受信パルスが検知された場合にONとなり、受信パルスの終了が検知された場合にOFFとなる。
この場合、第1の例と同様に、受信パルスが検知されることによって許可信号がONとなり、受信パルスの中継が開始される。ここで、この例では、ノイズの混入により受信パルスにパルス割れが発生している。そのため、パルス割れが発生した時点で受信パルスが終了したと判断されることによって許可信号がOFFとなり、受信パルスの中継が終了される。
これにより、パルス割れ発生時点以降の受信パルスは、受信入力禁止期間中のために中継が禁止され、パルス欠けが発生する。すなわち、送信パルスは、受信パルスと異なる波形となり、受信パルスを正しく中継することができない。
このように、従来は、受信パルスの終了が検知された場合に、直ちに入力禁止期間となって信号の中継が禁止される。そのため、ノイズの混入によって信号にパルス割れが発生した場合、受信パルスの終了が誤って検知され、パルス欠け等の発生によって信号が正しく中継されないことがある。
そこで、本実施の形態1では、受信パルスにパルス割れが発生した場合でも、受信パルスを再検知してパルス欠けが生じないようにする。図10は、本実施の形態1によるパルス中継制御によって中継される信号の状態の一例を示す概略図である。図10は、リピータ装置1における受信部2にパルスが入力された場合の、受信部2から出力される受信パルス、許可信号および送信部4に入力される送信パルスを示す。なお、この場合の受信部2および送信部4は、極性が反転するように入力されるパルスを変換するものする。図10に示す例は、パルス中にノイズが混入し、パルスが分割されるパルス割れが発生した場合を示す。
本実施の形態1に係るリピータ装置1においても、従来のリピータ装置と同様に、許可信号を用いて受信パルスの中継が行われる。ここで、本実施の形態1による許可信号には、受信パルスの終了が検知された後に、受信パルスを再度検知するための再パルス監視期間が設定されている。
再パルス監視期間中に受信パルスが検知された場合には、受信パルスが継続していると判断され、信号の中継を許可とするように許可信号がON状態に維持される。一方、再パルス監視期間中に受信パルスが検知されずに再パルス監視期間が経過した場合には、信号の中継を不許可とするように許可信号がOFF状態とされる。また、許可信号において、再パルス監視期間が経過してOFF状態とされた直後から一定期間だけタイムアウト時間が設定されている。
図10を参照して、本実施の形態1によるパルス中継制御を具体的に説明する。まず、ラッチリセット制御部11のステートマシン111が状態ST1とされており(図3参照)、許可信号は、信号の中継が不許可とされている。時点Aにおいて受信パルスが検知された場合、ステートマシン111が状態ST2に遷移する。これにより、許可信号がONとなり、信号の中継が許可される。
時点Bにおいて、信号に混入したノイズの影響により、受信パルスにパルス割れが発生し、受信パルスの終了が検知された場合、ステートマシン111が状態ST3に遷移する。このとき、タイマ112は、再パルス監視期間のカウントを開始する。また、許可信号はON状態を維持し、信号の中継の許可が継続される。
再パルス監視期間が経過する前の時点Cにおいて受信パルスが再度検知された場合、受信パルスが継続していると判断され、ステートマシン111が状態ST2に遷移する。これにより、許可信号はON状態を維持し、信号の中継の許可が継続される。また、タイマ112は、再パルス監視期間のカウントを停止してリセットする。時点Dにおいて、受信パルスの終了が検知された場合、ステートマシン111が状態ST3に遷移する。このとき、タイマ112は、再パルス監視期間のカウントを開始する。また、許可信号はON状態を維持し、信号の中継の許可が継続される。
時点Eにおいて、タイマ112のカウント値に基づき再パルス監視期間が経過した場合、受信パルスが終了したと判断され、ステートマシン111が状態ST4に遷移する。これにより、許可信号はOFF状態となり、タイマ112によってカウントされるタイムアウト時間の間、信号の中継が不許可とされる。そして、時点Fにおいて、タイマ112のカウント値に基づきタイムアウト時間が経過した場合、ステートマシン111が状態ST1に遷移する。これにより、許可信号はOFF状態を維持し、受信パルスが検知されるまで信号の中継の不許可が継続される。
(パルス中継処理)
図11は、本実施の形態1に係るリピータ装置1によるパルス中継処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップS1において、許可信号生成部10は、初期状態として受信パルスの中継を不許可とする許可信号を出力する。
図11は、本実施の形態1に係るリピータ装置1によるパルス中継処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップS1において、許可信号生成部10は、初期状態として受信パルスの中継を不許可とする許可信号を出力する。
ステップS2において、ラッチリセット制御部11は、受信パルスを検知したか否かを判断する。受信パルスが検知された場合(ステップS2;Yes)、許可信号生成部10は、ステップS3において、受信パルスの中継を許可する許可信号を出力する。受信パルスが検知されない場合(ステップS2;No)には、受信パルスが検知されるまでステップS2の処理が繰り返される。
ステップS4において、ラッチリセット制御部11は、受信パルスが終了したか否かを判断する。受信パルスが終了した場合(ステップS4;Yes)には、処理がステップS5に移行する。受信パルスが終了していない場合(ステップS4;No)には、受信パルスが終了するまでステップS4の処理が繰り返される。
ステップS5において、ラッチリセット制御部11は、再パルス監視期間が経過したか否かを判断する。再パルス監視期間が経過した場合(ステップS5;Yes)、受信パルスが終了したと判断され、許可信号生成部10は、ステップS6において、受信パルスの中継を不許可とする許可信号を生成する。
ステップS7において、ラッチリセット制御部11は、タイマ112によりカウントされたタイムアウト時間が経過したか否かを判断する。タイムアウト時間が経過した場合(ステップS7;Yes)には、処理がステップS2に戻り、一連の処理が繰り返される。タイムアウト時間が経過していない場合(ステップS7;No)には、タイムアウト時間が経過するまでステップS7の処理が繰り返される。
一方、ステップS5において、再パルス監視期間が経過していない場合(ステップS5;No)、ラッチリセット制御部11は、再パルス監視期間中に受信パルスが再度検知されたか否かを判断する。受信パルスが再度検知された場合(ステップS8;Yes)には、受信パルスが継続していると判断され、処理がステップS4に移行する。受信パルスが再度検知されていない場合(ステップS8;No)には、処理がステップS5に移行する。
以上のように、本実施の形態1に係るリピータ装置1では、許可信号に対して再パルス監視期間が設定され、信号のパルスの終了が検知された場合で、再パルス監視期間中にパルスが検知されたときに、パルスが継続していると判断される。これにより、ノイズによって発生するパルス割れによるパルス欠けを防ぐことができるため、受信パルスを正確に送出することができる。また、上記の処理を行う際に、ローパスフィルタ等の時間遅延が生じる回路等を使用していないため、受信から送信までの時間遅延の発生を抑制することができる。
また、リピータ装置1は、信号と、許可信号生成部10で生成された許可信号との論理積を演算する入力ゲート3をさらに備える。これにより、中継が許可された期間の信号のみを中継することができ、パルスが終了した後の期間に混入するノイズの中継を防ぐことができる。
再パルス監視期間は、0.1μs〜10μsの長さに設定される。通常、信号に混入するノイズの時間幅は非常に短いため、受信パルスにパルス割れが生じたとしても、パルス割れの間隔は非常に短い。そのため、再パルス監視期間が上記のような長さに設定されることにより、監視期間を不要に長くすることなく、受信パルスに対するパルス割れによるパルス欠けを確実に防ぐことができる。
許可信号生成部10は、再パルス監視期間の後に、中継を不許可とするタイムアウト時間を許可信号に設定する。これにより、受信パルスが終了した後の信号に混入するノイズの中継を防ぐことができる。
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2では、正方向および負方向の両方の極性を有する複極性のパルスがリピータ装置に入力された場合にも適用可能とする点で、実施の形態1と相違する。なお、以下の説明において、実施の形態1と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2では、正方向および負方向の両方の極性を有する複極性のパルスがリピータ装置に入力された場合にも適用可能とする点で、実施の形態1と相違する。なお、以下の説明において、実施の形態1と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
[リピータ装置1Aの構成]
図12は、本実施の形態2に係るリピータ装置1Aの構成の一例を示すブロック図である。図12に示すように、リピータ装置1Aは、受信分離部2A、許可信号生成部10aおよび10b、入力ゲート3aおよび3b、ならびに合成送信部4Aを備えている。なお、この例において、リピータ装置1Aは、一方向から他方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統と、他方向から一方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統との2系統を有しているが、これはこの例に限られない。例えば、リピータ装置1Aは、上述した2系統のうちいずれか一つの系統のみを有するものでもよい。
図12は、本実施の形態2に係るリピータ装置1Aの構成の一例を示すブロック図である。図12に示すように、リピータ装置1Aは、受信分離部2A、許可信号生成部10aおよび10b、入力ゲート3aおよび3b、ならびに合成送信部4Aを備えている。なお、この例において、リピータ装置1Aは、一方向から他方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統と、他方向から一方向に伝送されるベースバンド信号を中継する系統との2系統を有しているが、これはこの例に限られない。例えば、リピータ装置1Aは、上述した2系統のうちいずれか一つの系統のみを有するものでもよい。
受信分離部2Aは、パルスのベースバンド信号を入力信号として受信し、正極性の上方受信パルスと負極性の下方受信パルスとに分離する。また、受信分離部2Aは、リピータ装置1A内の回路で取り扱うのに適した振幅となるように、分離された上方受信パルスおよび下方受信パルスのそれぞれに対して増幅等を行う。具体的には、受信分離部2Aは、上方受信パルスおよび下方受信パルスのいずれか一方の受信パルスの極性が他方の受信パルスの極性と同じになるように、極性の反転を行う。例えば、受信分離部2Aは、負極性の受信パルスが正極性の受信パルスとなるように、下方受信パルスの極性を反転させる。
入力ゲート3aは、受信分離部2Aから出力された上方受信パルスと、許可信号生成部10aで生成された許可信号とが入力される。入力ゲート3aは、上方受信パルスと許可信号との論理積演算を行い、演算結果を出力する。すなわち、入力ゲート3aは、許可信号によって許可された許可期間の間だけ、上方受信パルスを上方送信パルスとして出力する。
入力ゲート3bは、受信分離部2Aから出力された下方受信パルスと、許可信号生成部10bで生成された許可信号とが入力される。入力ゲート3bは、下方受信パルスと許可信号との論理積演算を行い、演算結果を出力する。すなわち、入力ゲート3bは、許可信号によって許可された許可期間の間だけ、下方受信パルスを下方送信パルスとして出力する。
合成送信部4Aは、入力ゲート3aおよび3bのそれぞれから出力された上方送信パルスおよび下方送信パルスが入力され、当該送信パルスを合成するとともに、合成された送信信号の波形を整形する。具体的には、合成送信部4Aは、入力された上方送信パルスおよび下方送信パルスのうち、受信分離部2Aで極性が反転された方の送信パルスの極性を反転させ、上方送信パルスおよび下方送信パルスを合成して送信信号を生成する。また、合成送信部4Aは、合成された送信信号をベースバンド信号として伝送するのに適した振幅となるように、信号の増幅等を行う。
許可信号生成部10aは、入力された上方受信パルスの状態を検知し、検知結果に基づき、上方受信パルスの中継を許可または不許可とする許可信号を生成して出力する。具体的には、許可信号生成部10aは、上方受信パルスを検知した場合にベースバンド信号の中継を許可し、上方受信パルスの終了を検知した場合にベースバンド信号の中継を不許可とする許可信号を生成する。
許可信号生成部10bは、入力された下方受信パルスの状態を検知し、検知結果に基づき、下方受信パルスの中継を許可または不許可とする許可信号を生成して出力する。具体的には、許可信号生成部10bは、下方受信パルスを検知した場合にベースバンド信号の中継を許可し、下方受信パルスの終了を検知した場合にベースバンド信号の中継を不許可とする許可信号を生成する。
なお、許可信号生成部10aおよび10bの詳細な構成については、図2および図3に示す許可信号生成部10と同様であるため、説明を省略する。また、この例では、許可信号生成部10aおよび10bは、それぞれが別体で構成されるように説明したが、これに限られず、許可信号生成部10aおよび10bが一体的に構成されてもよい。
(ベースバンド信号の符号化方式)
本実施の形態2において適用可能なベースバンド信号について説明する。図13は、本実施の形態2に適用されるベースバンド信号の一例を示す概略図である。本実施の形態2では、リピータ装置1Aによって中継されるベースバンド信号の符号化方式として、パルス幅を1ビット幅よりも狭くして、各ビット間が電位0となるようにするとともに、パルスの極性が複極性である方式が用いられる。このような符号化方式として、例えば図13に示すように、複流Return−to−Zero方式、バイポーラ方式およびダイパルス方式が用いられる。この例では、ビット列「00101101」のベースバンド信号が入力された場合の受信パルスの状態を示す。
本実施の形態2において適用可能なベースバンド信号について説明する。図13は、本実施の形態2に適用されるベースバンド信号の一例を示す概略図である。本実施の形態2では、リピータ装置1Aによって中継されるベースバンド信号の符号化方式として、パルス幅を1ビット幅よりも狭くして、各ビット間が電位0となるようにするとともに、パルスの極性が複極性である方式が用いられる。このような符号化方式として、例えば図13に示すように、複流Return−to−Zero方式、バイポーラ方式およびダイパルス方式が用いられる。この例では、ビット列「00101101」のベースバンド信号が入力された場合の受信パルスの状態を示す。
複流Return−to−Zero方式では、ビット「0」は電位「+E」、ビット「1」は電位「−E」で表される。バイポーラ方式では、ビット「0」は電位「0」で表され、ビット「1」は電位「+E」と電位「−E」とが交互に入れ替えられて表される。ダイパルス方式では、2つのビット「0」とビット「1」との位相を互いに反転させて、それぞれのビットが表される。
[リピータ装置1Aの動作]
(パルス中継制御)
本実施の形態2に係るリピータ装置1Aによるパルス中継制御は、上方受信パルスおよび下方受信パルスのそれぞれに対して、実施の形態1と同様に、図10を用いた説明のように行われる。
(パルス中継制御)
本実施の形態2に係るリピータ装置1Aによるパルス中継制御は、上方受信パルスおよび下方受信パルスのそれぞれに対して、実施の形態1と同様に、図10を用いた説明のように行われる。
このように、本実施の形態2に係るリピータ装置1Aでは、複極性の受信パルスが極性毎の受信パルスに分離され、分離によって得られる上方受信パルスおよび下方受信パルスのそれぞれに対して、パルス中継制御が行われる。そして、パルス中継制御によって得られる上方送信パルスおよび下方送信パルスが合成されて送信パルスが出力される。そのため、リピータ装置1Aに入力される信号が複極性の場合であっても、実施の形態1と同様に、ノイズによって発生するパルス割れによるパルス欠けを防ぐことができ、受信パルスを正確に送出することができる。
なお、本実施の形態2に係るリピータ装置は、図12に示すリピータ装置1Aに限られない。図14は、本実施の形態2に係るリピータ装置1Bの構成の一例を示すブロック図である。例えば、図14に示すように、リピータ装置1Aの受信分離部2Aに代えて分離部5ならびに受信部2aおよび2bが設けられ、合成送信部4Aに代えて送信部4aおよび4bならびに合成部6が設けられてもよい。このような構成を有するリピータ装置1Bは、リピータ装置1Aと同様に動作することができる。
この場合、分離部5は、複極性の受信パルスを上方受信パルスおよび下方受信パルスに分離する。また、受信部2aおよび2bは、上方受信パルスおよび下方受信パルスのそれぞれに対して、実施の形態1の受信部2と同様に動作する。送信部4aおよび4bは、上方送信パルスおよび下方送信パルスのそれぞれに対して、実施の形態1の送信部4と同様に動作する。さらに、合成部6は、上方送信パルスおよび下方送信パルスを合成し、送信パルスを生成する。
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3では、上述したリピータ装置1を空気調和システムに適用した場合について説明する。本実施の形態3に係る空気調和システムは、複数の空気調和装置間で信号の送受信を行うものである。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3では、上述したリピータ装置1を空気調和システムに適用した場合について説明する。本実施の形態3に係る空気調和システムは、複数の空気調和装置間で信号の送受信を行うものである。
[空気調和システム100の構成]
図15は、本実施の形態3に係る空気調和システム100の構成の一例を示すブロック図である。図15に示すように、空気調和システム100は、空気調和装置200および集中管理装置300とで構成され、伝送線400で接続されている。なお、図15に示す例において、空気調和システム100には、この例に限られず、複数台の空気調和装置200が設けられてもよい。
図15は、本実施の形態3に係る空気調和システム100の構成の一例を示すブロック図である。図15に示すように、空気調和システム100は、空気調和装置200および集中管理装置300とで構成され、伝送線400で接続されている。なお、図15に示す例において、空気調和システム100には、この例に限られず、複数台の空気調和装置200が設けられてもよい。
集中管理装置300は、伝送線400を介して空気調和装置200と各種のデータを送受信することにより、空気調和装置200の管理および制御を行う。例えば、集中管理装置300は、空気調和装置200の状態を示す情報を受信するとともに、伝送線400を介して空気調和装置200を制御するための制御信号を送信する。
空気調和装置200は、集中管理装置300から送信された制御指令等を含む制御信号を、伝送線400を介して受信し、受信した制御信号に基づき、空調運転を行う。また、空気調和装置200は、運転の際に、集中管理装置300が制御を行うために必要となるデータを含む信号を、集中管理装置300に送信する。
空気調和装置200は、室外ユニット210、室内ユニット220およびリモートコントローラ230を備えている。室外ユニット210と室内ユニット220とは、冷媒配管500で接続され、これによって冷媒回路が形成される。なお、図15に示す例において、空気調和装置200は、1台の室外ユニット210と、2台の室内ユニット220と、1台のリモートコントローラ230とを備えているが、この例に限られず、これらは任意の台数であってもよい。
室外ユニット210は、実施の形態1で説明したリピータ装置1を備えている。リピータ装置1は、伝送線400で接続された集中管理装置300、空気調和装置200の間で行われる通信、ならびに、空気調和装置200内の各設備機器間で行われる通信を中継する。
以上のように、本実施の形態3では、リピータ装置1が空気調和システム100に適用されることにより、空気調和装置200と集中管理装置300との間で行われる通信を中継することができる。また、空気調和装置200内の各機器間で行われる通信を中継することもできる。なお、この例では、リピータ装置1を空気調和システム100に適用する場合について説明したが、これに限られず、例えば実施の形態2で説明したリピータ装置1Aおよび1Bを空気調和システム100に適用することもできる。
以上、本発明の実施の形態1〜3について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態1〜3に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、リピータ装置1の構成は、図1に示す構成に限られない。図16は、リピータ装置1の構成の他の例を示すブロック図である。図16に示すように、許可信号生成部10には、入力ゲート3の出力が入力されてもよい。このような回路構成であっても、リピータ装置1は、実施の形態1と同様に動作することができる。
また、実施の形態3において、リピータ装置1が空気調和システム100に適用される例について説明したが、リピータ装置1は、空気調和システム100に限られず、通信を中継する機器であれば、いずれの機器にも適用することができる。
1、1A、1B リピータ装置、2、2a、2b 受信部、2A 受信分離部、3、3a、3b 入力ゲート、4、4a、4b 送信部、4A 合成送信部、5 分離部、6 合成部、10、10a、10b 許可信号生成部、11 ラッチリセット制御部、12 ラッチ回路、13 クロック発生器、100 空気調和システム、111 ステートマシン、112 タイマ、200 空気調和装置、210 室外ユニット、220 室内ユニット、230 リモートコントローラ、300 集中管理装置、400 伝送線、500 冷媒配管。
Claims (9)
- パルスの信号を受信する受信部と、
前記信号のパルスの状態を検知し、前記パルスを検知した場合に前記信号の中継を許可するとともに、前記パルスの終了を検知した場合に前記信号の中継を不許可とする許可信号を生成する許可信号生成部と、
前記許可信号により許可された許可期間の信号を送信する送信部と
を備え、
前記許可信号生成部は、
前記パルスの終了を検知した場合に、前記パルスが再検知されるか否かを判断する再パルス監視期間を前記許可信号に設定し、
前記再パルス監視期間中に前記パルスを検知した場合に、前記パルスが継続していると判断し、前記再パルス監視期間中に前記パルスを検知しない場合に、前記パルスが終了したと判断するリピータ装置。 - 前記受信部は、
受信した前記信号が複極性である場合に前記信号を極性毎に分離し、
前記許可信号生成部は、
分離されたそれぞれの信号に対する前記許可信号を生成し、
前記送信部は、
それぞれの前記許可信号により許可された前記許可期間の信号を合成して送信する請求項1に記載のリピータ装置。 - 前記許可信号生成部は、
前記パルスの状態を判断した結果に応じてリセット信号を生成するラッチリセット制御部と、
前記パルスおよび前記リセット信号に基づき、前記許可信号を生成して出力するラッチ回路と
を有する請求項1または2に記載のリピータ装置。 - 前記ラッチリセット制御部は、
前記パルスの状態を判断するステートマシンと、
前記再パルス監視期間をカウントするタイマと
を有する請求項3に記載のリピータ装置。 - 前記受信部から出力される前記信号と、前記許可信号生成部で生成された前記許可信号との論理積を演算するゲート回路をさらに備える請求項1〜4のいずれか一項に記載のリピータ装置。
- 前記許可信号生成部は、
前記ゲート回路の出力に基づき生成される請求項5に記載のリピータ装置。 - 前記再パルス監視期間は、
0.1μs〜10μsの長さに設定される請求項1〜6のいずれか一項に記載のリピータ装置。 - 前記許可信号生成部は、
前記再パルス監視期間の後に、前記中継を不許可とするタイムアウト時間を前記許可信号に設定する請求項1〜7のいずれか一項に記載のリピータ装置。 - パルスの信号を受信する受信ステップと、
前記信号のパルスの状態を検知し、前記パルスを検知した場合に前記信号の中継を許可するとともに、前記パルスの終了を検知した場合に前記信号の中継を不許可とする許可信号を生成する許可信号生成ステップと、
前記許可信号により許可された許可期間の信号を送信する送信ステップと
を有し、
前記許可信号生成ステップにおいて、
前記パルスの終了が検知された場合に、前記パルスが再検知されるか否かを判断する再パルス監視期間が前記許可信号に設定され、
前記再パルス監視期間中に前記パルスが検知された場合に、前記パルスが継続していると判断され、前記再パルス監視期間中に前記パルスが検知されない場合に、前記パルスが終了したと判断されるリピータ装置の中継方法。
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