JPH09130254A - パルス変調方法とパルス変調装置及びパルス復調装置 - Google Patents
パルス変調方法とパルス変調装置及びパルス復調装置Info
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- JPH09130254A JPH09130254A JP7303304A JP30330495A JPH09130254A JP H09130254 A JPH09130254 A JP H09130254A JP 7303304 A JP7303304 A JP 7303304A JP 30330495 A JP30330495 A JP 30330495A JP H09130254 A JPH09130254 A JP H09130254A
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Abstract
を復調することができ、しかも高速伝送が可能なパルス
変調方法と、このパルス変調方法に使用されるパルス変
調装置とパルス復調装置を提供する。 【解決手段】 パルス変調装置は、入力信号を、nビッ
トのワード単位に分割し、ワード単位でそのビットデー
タの状態を、奇数番目の反転位置間の時間幅iと偶数番
目の反転位置間の時間幅jとによって表したパルスユニ
ット信号に変換する。それぞれの時間幅i、jは、伝送
路などによる影響を受けず、パルス復調装置においても
変化しないので、復調エラーが生じない。また、奇数番
目の反転位置間の時間幅iと偶数番目の反転位置間の時
間幅jとでビットデータを表すので、符号化効率が高く
なり、高速伝送が可能となる。
Description
号を変調したパルス信号として出力するパルス変調方法
と、このパルス変調方法に使用されるパルス変調装置と
パルス復調装置に関する。
は、パルス波を搬送波として、ビットデータに従ってそ
のパルスの振幅を変化させるパルス振幅変調(PA
M)、パルスの幅を変化させるパルス幅変調(PW
M)、パルスの位置を変化させるパルス位相変調(PP
M)等の変調方法が知られている。
方式においては、光強度でビットデータを表すパルス振
幅変調(PAM)は、信頼性に問題があり、従って、パ
ルス幅変調(PWM)やパルス位相変調(PPM)を他
の変調方法と組み合わせて、用いている。
SK方式による信号波形を示すもので、複数のビットデ
ータからなるデジタルデータを、ビットデータが「0」
のときに「L」、「1」のときに「H」とするNRZ
(Non−Return−Zero)変調によってパル
ス信号(a)に変換し、このパルス信号(a)を変調波
として、バースト信号をASK変調(Amplitud
e−Shift−Keying)して被変調波(b)と
する。
入力信号からバースト信号の包絡線波形をとり、この包
絡線波形を波形整形してパルス信号(a)を得て、パル
ス信号のパルス波形が存在するマーク部分を「1」、存
在しないスペース部分を「0」として複数のビットデー
タを復調する。
ば、1ビットデータに対して、同じ時間幅のパルス波形
のパルス信号を用いるので、高容量のデータを伝送する
ことができ高速伝送に適している。
たパルス信号(a)のパルス幅は、発光素子、受光素
子、変復調回路の周波数特性、伝送路等による影響によ
って変化し、必ずしも復調する際のパルス信号のパルス
幅と一致しない。
信波形1のように、パルス波形の立ち下がり位置が遅れ
て、パルス幅が広くなったり、同図の受信波形2に示す
ように、パルス波形の立ち上がりと立ち下がりのいずれ
もが遅れ、パルス幅が狭くなることがある。すなわち、
送信波形におけるパルス幅C0は、受信波形1若しくは
受信波形2のパルス幅C1、C2と必ずしも一致しない。
から、ビットデータを復調しようとすると、パルス信号
のパルス位置がずれ、復調エラーが発生する原因となっ
ていた。
置間の時間幅A0は、復調する際のパルス信号の立ち上
がり位置間の時間幅A1、A2においても等しく保たれる
ことに着目し、パルス信号の立ち上がり位置間の時間幅
A0をビットデータにより変化させるPPM変調を用い
たPPM方式も知られている。すなわち、図13の
(c)に示すように、PPM変調によって、デジタルデ
ータの各ビットデータ毎にその先頭にパルス幅Tのパル
スを形成し、その後のパルス休止期間を、ビットデータ
が「0」のときに時間幅Tと、「1」のときに時間幅3
Tとするものであり、このようして変換したパルス信号
(c)を変調波として、バースト信号をASK変調する
ものである。
が減少する反面、1ビットのデータ毎にパルス休止間隔
でそのデータを表すため、複数のビットデータ全体を送
るためのフレーム送信期間が長くなり、伝送速度が遅く
なるという問題があった。
のように、パルス信号(d)の立ち上がり位置によって
複数のビットデータを表し、パルス幅の変化に影響され
ずしかも伝送速度を上げる変調方法が開発されている。
このSIR方式は、複数のビットデータを2ビットデー
タのワード単位に分割し、4種類の2ビットデータの状
態に応じて、2ビットデータの時間幅4T内で、パルス
幅がTのパルスの立ち上がり位置すなわち位相を変化さ
せるものである。
ても、パルスの立ち上がり位置のみで、ビットデータを
表すため冗長度が高く、伝送速度を上げるには限界があ
った。
になされたもので、図14において、パルス幅C0は変
化しても、パルスの立ち上がり位置間の時間幅A0と立
ち下がり位置間の時間幅B0はそれぞれともに受信波形
においてほぼ変化しないことに着目し、この2種類の時
間幅によってビットデータを表し、符号化効率を高め、
しかも伝送系による影響を受けずに復調することができ
るパルス変調方法とするものである。
ビットデータを復調することができ、しかも高速伝送が
可能なパルス変調方法と、このパルス変調方法に使用さ
れるパルス変調装置とパルス復調装置を提供することを
目的とする。
点を解決するため、請求項1のパルス変調方法は、複数
のビットデータからなる入力信号を変調したパルス信号
に変換するパルス変調方法において、入力信号を、nビ
ットデータ(nは2以上の正の整数)のワード単位に分
割し、時間幅im、jm(mは1から始まる正の整数)を
組み合わせて互いに異なる少なくとも2n以上の伝送符
号とし、nビットデータの全ての状態を、それぞれ伝送
符号と対応させ、入力信号を、ワード単位でそのビット
データの状態に対応する伝送符号に従って、(2m−
1)番目と(2m+1)番目の反転位置間の時間幅をi
mとし、2m番目と(2m+2)番目の反転位置間の時
間幅をjmとするパルスユニット信号に変換し、ワード
単位で変換されたパルスユニット信号を連続させて、変
調したパルス信号とすることを特徴とする。
号の反転位置間の時間幅im、jmは、それぞれ一方が、
パルスユニット信号の立ち上がりと立ち上がりの時間間
隔を、他方が立ち下がりと立ち下がりの時間間隔を表わ
している。このパルスユニット信号のパルス幅は、発光
素子、受光素子、変復調回路の周波数特性、伝送路等に
よる影響によって変化するが、パルスユニット信号の各
立ち上がり若しくは各立ち下がりは、同条件で影響を受
けるので、復調側でその時間間隔は変化しない。従っ
て、立ち上がりの時間間隔と立ち下がりの時間間隔で、
ビットデータの各状態を表したパルス信号は、周波数特
性などの影響を受けずに、復調することができる。
の時間間隔の両方で、nビットデータの状態を表すの
で、冗長度を省いて符号化効率が高くなり、高速伝送が
可能となる。
で変換されたパルスユニット信号の1番目の反転位置
は、直前のワード単位で変換されたパルスユニット信号
の最後の反転位置であることを特徴とする。
号の1番目の反転位置は、パルスの立ち下がりの位置で
あっても、立ち上がりの位置であってもよい。つまり、
直前のワード単位で変換されたパルスユニット信号の最
後の反転位置が、パルスの立ち上がり位置若しくは、立
ち下がり位置のいずれであっても、1番目の反転位置を
これに合わせて、連続させることができる。従って、ワ
ード単位で変換されたパルスユニット信号の接続部分の
反転位置を共用できるので、ビットデータ全体を伝送す
るフレーム送信期間を短縮させることができる。
を、2ビットデータのワード単位に分割し、時間幅
i1、j1を、単位時間幅をTとして2Tと3Tから選
び、時間幅i1、j1を組み合わせて互いに異なる4種類
の伝送符号とし、1番目と3番目の反転位置間の時間幅
をi1とし、2番目と4番目の時間幅をj1とするパルス
ユニット信号に変換することを特徴とする。
と3Tを組み合わせた4種類の伝送符号に対応させるこ
とができる。変換されるパルスユニット信号の1番目と
3番目の反転位置間の時間幅i1と、2番目と4番目の
時間幅j1は、それぞれ2T若しくは3Tのいずれかで
あり、パルス幅をTとすれば、ワード単位のパルスユニ
ット信号の時間幅は、3T若しくは4Tとなる。従っ
て、複数のビットデータ全体を伝送する送信期間が短縮
される。
を、4ビットデータのワード単位に分割し、時間幅
i1、j1を、単位時間幅をTとして2T、2.5T、3
Tと3.5Tから選び、時間幅i1、j1を組み合わせて
互いに異なる16種類の伝送符号とし、1番目と3番目
の反転位置間の時間幅i1とし、2番目と4番目の時間
幅をj1とするパルスユニット信号に変換することを特
徴とする。
T、2.5T、3Tと3.5Tを組み合わせた16種類
の伝送符号に対応させることができる。変換されるパル
スユニット信号の1番目と3番目の反転位置間の時間幅
i1と、2番目と4番目の時間幅j1は、それぞれ2T、
2.5T、3Tと3.5Tのいずれかであり、パルス幅
をTとすれば、ワード単位のパルスユニット信号の時間
幅は、3Tから4.5Tの間となる。従って、複数のビ
ットデータ全体を伝送する送信期間が短縮される。
Tが、1ビットデータのデータ幅であることを特徴とす
る。
で変換されるパルスユニット信号の1番目の反転位置と
最後の反転位置との時間幅Fが一定となるように、時間
幅im、jmを組み合わせて、互いに異なる少なくとも2
n以上の伝送符号としたことを特徴とする。
号の時間幅Fが一定であるので、複数のビットデータ全
体を伝送する送信期間が一定となり、変調の際のエラー
を容易に検出できる。
F毎に区切りワード単位でビットデータに復調できるの
で、復調が容易で、ノイズ等により反転信号が加わって
も、他のワードの復調に影響しない。
トMSBと最下位ビットLSBのビットデータが「1」
で、中間のビットデータが互いに異なる(n+2)ビッ
トデータによって、それぞれNRZ変調した2n種類の
NRZ信号を想定し、各NRZ信号の(2m−1)番目
と(2m+1)番目の反転位置間の時間幅と、2m番目
と(2m+2)番目の反転位置間の時間幅を、時間幅i
m、jmの組み合わせとし、時間幅Fを(n+2)ビット
データの時間幅としたことを特徴とする。
データの全ての異なる状態に対応したパルス信号であ
る。それぞれのNRZ信号は、両端の反転位置間の時間
幅が(n+2)ビットデータの時間幅であり、互いに、
中間のパルス波形が異なり、奇数番目の反転位置間の時
間幅と、偶数番目の反転位置間の時間幅の組み合わせが
異なる。従って、これらの時間幅の組み合わせを時間幅
im、jmの組み合わせとすれば、ワード単位で変換され
るパルスユニット信号の時間幅Fを一定とする2n種類
の伝送符号とすることができる。
トデータからなるシリアル入力信号をnビット(nは2
以上の正の整数)毎に区切り、nビットのパラレルデー
タとして出力する直列−並列変換回路と、時間幅im、
jm(mは1から始まる正の整数)を組み合わせて互い
に異なる少なくとも2n以上の伝送符号とし、この伝送
符号に従って、パルスユニット信号の(2m−1)番目
と(2m+1)番目の反転位置間の時間幅をimとし、
2m番目と(2m+2)番目の反転位置間の時間幅をj
mとするパルス符号を、nビットのパラレルデータの各
状態に対応づけて記憶する符号化テーブル記憶回路と、
nビットのパラレルデータに対応するパルス符号を符号
化テーブル記憶回路から呼び出し、出力する符号化回路
と、パルス符号によりパルスユニット信号を形成し、シ
リアル出力するパルス信号発生回路と、nビットのパラ
レルデータ毎に変換されたパルスユニット信号を連続さ
せて、パルス信号を出力するパルス出力回路とを備えた
ことを特徴とする。
路でnビットのパラレルデータ毎に区切られる。符号化
回路は、nビットのパラレルデータのデータ状態に対応
するパルス符号をパルス信号発生回路に出力する。パル
ス信号発生回路は、パルス符号によって、奇数番目の反
転位置間の時間幅がimで、偶数番目の反転位置間の時
間幅がjmのパルスユニット信号をシリアル出力し、パ
ルス出力回路は、このパルスユニット信号を連続させた
パルス信号を出力する。
トデータは、パルスユニット信号の立ち下がり位置間の
時間幅と立ち上がり位置間の時間幅によって表され、パ
ルス幅が伝送状態の影響を受けて変化しても、復調エラ
ーを生じないパルス信号を出力することができる。
信号を一定の反転回数Kで区切り、このK回の反転回数
で区切られたパルスユニット信号毎に、(2m−1)番
目(mは1から始まる正の整数)と(2m+1)番目の
反転位置間の時間幅imと、2m番目と(2m+2)番
目の反転位置間の時間幅jmを繰り返し検出する反転位
置検出回路と、2n以上(nは2以上の正の整数)の互
いに異なる時間幅im、jm(mは1からKまでの正の整
数)の組み合わせを、nビットデータの各状態に対応づ
けて記憶する復号化テーブル記憶回路と、反転位置検出
回路で検出した時間幅im、jmの組み合わせに対応する
nビットデータを復号化テーブル記憶回路から呼び出
し、nビットのパラレルデータとして出力する復号化回
路と、パルスユニット信号毎に復調された各nビットの
パラレルデータをシリアル信号に変換して連続させ、複
数のビットデータからなる出力信号として出力する並列
−直列変換回路とを備えたことを特徴とする。
Kで区切られる。この反転回数Kをnビットデータを変
換したパルスユニット信号の反転回数と等しくすること
によって、パルス信号をパルスユニット信号単位で区切
る。反転位置検出回路は、パルスユニット信号毎に奇数
番目の反転位置間の時間幅imと偶数番目の反転位置間
の時間幅jmを検出する。復号化回路は、この時間幅
im、jmの組み合わせに対応するnビットデータを復号
化テーブル記憶回路から呼び出し、nビットのパラレル
データとして出力する。nビットのパラレルデータは、
並列−直列変換回路によってnビットデータのシリアル
信号に変換され、直前のパルスユニット信号を同様の方
法で復調したnビットデータのシリアル信号に接続され
て、複数のビットデータからなる出力信号となる。
上がり位置間の時間幅によって複数のビットデータを表
したパルス信号からビットデータを復調することがで
き、パルス幅が伝送状態の影響を受けて変化しても、復
調エラーを生じることがない。
ット信号の時間幅が異なっていても、反転回数Kを調整
して、入力されたパルス信号をパルスユニット信号単位
で区切り、パルスユニット信号毎に復調することができ
る。
ス信号を一定の時間幅Fで区切り、この時間幅Fで区切
られたパルスユニット信号毎に、(2m−1)番目(m
は1から始まる正の整数)と(2m+1)番目の反転位
置間の時間幅imと、2m番目と(2m+2)番目の反
転位置間の時間幅jmを検出する反転位置検出回路と、
2n以上(nは2以上の正の整数)の互いに異なる時間
幅im、jm(mは1からKまでの正の整数)の組み合わ
せを、nビットデータの各状態に対応づけて記憶する復
号化テーブル記憶回路と、反転位置検出回路で検出した
時間幅im、jmの組み合わせに対応するnビットデータ
を復号化テーブル記憶回路から呼び出し、nビットのパ
ラレルデータとして出力する復号化回路と、パルスユニ
ット信号毎に復調された各nビットのパラレルデータを
シリアル信号に変換して連続させ、複数のビットデータ
からなる出力信号として出力する並列−直列変換回路と
を備えたことを特徴とする。
で区切られる。この時間幅Fをnビットデータを変換し
たパルスユニット信号の時間幅と等しくすることによっ
て、パルス信号をパルスユニット信号単位で区切る。反
転位置検出回路は、パルスユニット信号毎に奇数番目の
反転位置間の時間幅imと偶数番目の反転位置間の時間
幅jmを検出する。復号化回路は、この時間幅im、jm
の組み合わせに対応するnビットデータを復号化テーブ
ル記憶回路から呼び出し、nビットのパラレルデータと
して出力する。nビットのパラレルデータは、並列−直
列変換回路によってnビットデータのシリアル信号に変
換され、直前のパルスユニット信号を同様の方法で復調
したnビットデータのシリアル信号に接続されて、複数
のビットデータからなる出力信号となる。
上がり位置間の時間幅によって複数のビットデータを表
したパルス信号からビットデータを復調することがで
き、パルス幅が伝送状態の影響を受けて変化しても、復
調エラーを生じることがない。
に係るパルス変調方法を図1乃至図6で説明する。
と、この4種類の状態に対応する伝送符号及びパルス符
号との関係を示すものである。
ータからなる入力信号を2ビットデータのワード単位で
分割し、分割した2ビットデータ毎に、パルス変調を行
いパルスユニット信号とする。
態は、4通りであり、この各状態に対応させて、2Tと
3Tのいずれかから選んだ4種類の組み合わせの伝送符
号(i1、j1)を割り当てている。
ニット信号の1番目と3番目の反転位置間の時間幅を表
し、j1は、2番目と4番目の反転位置間の時間幅を表
すものである。又、Tは、単位時間幅で、パルスユニッ
ト信号の最小パルス幅及び最小パルス休止間隔に等し
い。
2ビットデータが「1、0」である場合にパルスユニッ
ト信号は、図のように1番目と3番目の反転位置r1、
r3間の時間幅が3Tで、2番目と4番目の反転位置
r2、r4間の時間幅が2Tで、最小パルス幅と最小パル
ス休止間隔がTとなり、このパルスユニット信号を形成
するためのパルス符号は、「1101」となる。
を形成する手順を、図2で説明する。
反転位置r3との間隔を、伝送符号i1に従って決定する
(a)。
1≧i1である場合には、1番目の反転位置r1から単位
時間幅T遅れた位置を2番目の反転位置r2とする(b
1)。
送符号j1遅れた位置を最後の4番目の反転位置r4とし
て、これらの反転位置で反転するパルスユニット信号と
する(c1)。
1<i1である場合には、3番目の反転位置r3から単位
時間幅T遅れた位置を4番目の反転位置r4とする(b
2)。
伝送符号j1進んだ位置を2番目の反転位置r2として、
これらの4カ所の反転位置で反転するパルスユニット信
号とする(c2)。
ータは、3ビット若しくは4ビットの4種類のパルスユ
ニット信号に変換される(以下、本実施の形態に係るパ
ルス変調方法を2ビット可変長方式という)。
ニット信号は、相互に接続されて連続したパルス信号と
なる。この接続は、直前のワード単位で変換されたパル
スユニット信号の最後の反転位置(本実施の形態では4
番目の反転位置r4)を、1番目の反転位置r1として、
両者を接続している。従って、奇数番目のワードのパル
スユニット信号は、1番目の反転位置が、図1、図2に
示すように、パルスの立ち上がり位置となるが、続いて
接続される偶数番目のワードのパルスユニット信号は、
1番目の反転位置r1がパルスの立ち下がり位置とな
り、図1、図2と逆相のパルス波形で、パルス符号も逆
転するものとなる。
係る2ビット可変長方式により変換されたパルス信号の
波形を示すもので、図5は、単位時間幅T(パルス信号
の最小パルス幅)を入力信号のデータ幅の1/2とした
場合の、図6は、単位時間幅Tを入力信号のデータ幅に
等しくした場合の波形を示している。
ビットのデータであるとすると、2ビット可変長方式に
より変換されたパルス信号は、30ビットのパルス信号
であり、その送信期間は、図5で比較して明らかなよう
に、(a)のNRZ変調と比較すればほぼ2倍である
が、(b)のPPM変調の約1/2、(c)のSIR方
式よりやや短縮されたものとなっている。
構成を示すブロック図であり、これらの構成を、上述し
た2ビット可変長方式によってパルス信号に変換する例
で説明する。
シリアル入力信号は、バッファ2を介して直並列変換回
路3に入力される。バッファ2は、シリアル入力信号を
一次記憶し、直並列変換回路3での直並列変換処理に合
わせて、シリアル入力信号を出力するものである。直並
列変換回路3は、バッファ2から出力されたシリアル入
力信号を、2ビットデータのワード単位で区切り、パラ
レルデータに変換し、符号化回路4へ出力する。
ットデータの各状態とパルス符号を対応づけて記憶する
符号化テーブル記憶回路4aが備えられている。このパ
ルス符号は、前述したように、2ビットデータに対応す
る伝送符号i1、j1に従って、奇数番目の反転位置間の
時間幅をi1、偶数番目の反転位置間の時間幅をj1とす
るパルスユニット信号を形成するものである。
ラレルデータに対応するパルス符号を符号化テーブル記
憶回路4aから呼び出し、パルス信号発生回路となる並
列−直列変換回路5へ出力する。例えば、2ビットのパ
ラレルデータが、「0、1」であるとすると、「101
1」の4ビットのパルス符号が出力される。
下位ビットLSBが「1」である場合には、符号を逆転
させて「0100」のパルス符号を出力する。これは、
奇数番目のワードで呼び出したパルス符号の最下位ビッ
トLSBが「1」であり、そのパルスユニット信号の最
後の反転位置r4が立ち下がりの位置となることから、
これに続く偶数番目のワードで呼び出したパルス符号を
逆転させ、この立ち下がりの位置を1番目の反転位置r
1として連続させるためである。
回路3の入力との間に接続されたタイミングジェネレー
タであり、符号化回路4のパルス符号の出力状態に合わ
せて、直並列変換回路3の出力を調整する。すなわち、
符号化回路4から出力されるパルス符号は、3ビットと
4ビットの異なる長さの符号であり、4ビットのパルス
符号が出力される場合に、直並列変換回路3の出力タイ
ミングを1ビット出力分遅らせるものである。
とにパルスユニット信号を形成し、送信回路6へシリア
ル出力する。この送信回路6は、パルス出力回路を備
え、ワード単位で出力されたパルスユニット信号を相互
に接続し連続させ、変換したパルス信号とする。更に、
この並列−直列変換回路5は、パルス信号に従って赤外
線を発光する赤外発光回路を備え、パルス信号を含む赤
外線がパルス復調装置7に向けて送信される。
信して、複数のビットデータに復徴するパルス復調装置
7のブロック図である。
信すると、赤外線は光電変換された後、パルス信号に波
形整形される。受信回路8の出力側には、立ち上がり検
出回路9と立ち下がり検出回路10が接続され、それぞ
れ受信回路8から出力されたパルス信号の立ち上がりと
立ち下がりを検出する。
上がりを検出すると、立ち上がり検出信号をその出力側
に接続された第1カウンタ11へ出力する。
タ12から常時出力されているクロック信号をカウント
しながら、立ち上がり検出信号を受けると、そのときの
カウント値を第1カウント値UCとして復号化回路13
へ出力するとともに、カウント値をリセットし、再びク
ロック信号のカウントを開始する。つまり、第1カウン
タ11から出力される第1カウント値UCは、パルス信
号の立ち上がり位置と立ち上がり位置間の時間幅を示し
ている。
号の立ち下がりを検出すると、立ち下がり検出信号をそ
の出力側に接続された第2カウンタ14へ出力する。
同様に、クロックジェネレータ12から常時出力されて
いるクロック信号をカウントしながら、立ち下がり検出
信号を受けると、そのときのカウント値を第2カウント
値DCとして復号化回路13へ出力するとともに、カウ
ント値をリセットし、再びクロック信号のカウントを開
始する。この第2カウンタ14から出力される第2カウ
ント値DCは、パルス信号の立ち下がり位置と立ち下が
り位置間の時間幅を示している。
転位置r1、r3間の時間幅i1と、2番目と4番目の反
転位置r2、r4間の時間幅j1からなる伝送符号の組み
合わせを2ビットデータの各状態に対応づけて記憶する
復号化テーブル記憶回路13aが備えられている。復号
化テーブル記憶回路13aにおける伝送符号i1、j1の
組み合わせと2ビットデータとの対応関係は、パルス変
調装置1の符号化テーブル記憶回路4aにおける伝送符
号i1、j1と2ビットデータとの対応関係(図1参照)
に合わせている。
Cと第2カウント値DCから伝送符号i1、j1の組み合
わせを検出し、この組み合わせに対応する2ビットデー
タを復号化テーブル記憶回路13aから呼び出す。
で説明する。
7の波形のパルス信号であったとすると、複合化回路1
3では、これを2ビットデータから変換したパルスユニ
ット信号毎に区切り、パルスユニット信号毎に伝送符号
i1、j1の組み合わせを検出する。2ビット可変長方式
によるパルス変調とすれば、パルスユニット信号は、4
箇所の反転位置を含んでいて、そのうち1番目と4番目
の反転位置は、前後のパルスユニット信号と共通してい
る。従って、パルス信号が3回反転する毎に区切れば、
パルスユニット信号単位でパルス信号を区切ることがで
きる。
パルス信号の立ち上がりと立ち下がりを検出する毎に、
第1カウント値UCと第2カウント値DCが交互に入力
される。従って、第1カウント値UCと第2カウント値
DCが、合計3回入力される毎に、これをパルスユニッ
ト信号間の接続部とみなして、この間に入力された第1
カウント値UCと第2カウント値DCから該区間のパル
スユニット信号の伝送符号i1、j1を得る。
で2番目に入力されたカウント値が、パルスユニット信
号の1番目と3番目の反転位置間の時間幅、すなわち伝
送符号i1を表し、区間内で3番目に入力されたカウン
ト値が、パルスユニット信号の2番目と4番目の反転位
置間の時間幅、すなわち伝送符号j1を表している。従
って、これらのカウント値より、それぞれの伝送符号i
1、j1を得る。
と、第1カウント値UC1から伝送符号i1を、第2カウ
ント値DC2から伝送符号j1を得ることができる。クロ
ックジェネレータ12から出力されるクロックの周期を
パルス信号の単位時間幅Tの1/16とすると、単位時
間幅TのN倍の時間幅は、カウント値が16Nとなるの
で、第1カウント値UC1が48±3内であれば、伝送
符号i1は3Tとなる。同様に、第2カウント値DC2が
32±3内であれば、伝送符号j1は2Tとなる。
み合わせに対応する2ビットデータは、図1から「1、
0」であるから、この2ビットデータが、2ビットのパ
ラレルデータとして、並列−直列変換回路15へ出力さ
れる。
の伝送符号i1、j1は、それぞれ第2カウント値DC3
と第1カウント値UC3より得られる。第2カウント値
DC3と第1カウント値UC3は、いずれも48±3内に
あるので、伝送符号i1、j1は、(3T、3T)であ
り、対応する2ビットデータ「1、1」が呼び出され、
「1、1」の2ビットのパラレルデータが並列−直列変
換回路15へ出力される。
て、2ビット単位で復号化回路13より出力されたパラ
レルデータをシリアル信号として、バッファ16へ出力
し、バッファ16は、これらのシリアル信号を連続さ
せ、復調した複数のビットからなる出力信号とする。
は、パルス信号の立ち上がり位置間の時間幅と立ち下が
り位置間の時間幅を検出して、ビットデータに復調する
ので、伝送路による影響若しくは変復調装置内の周波数
特性による影響によって、パルス幅が変化しても、これ
らの時間幅は変化することなく、正確に復調することが
できる。
パルス変調方法を示し、4ビットデータの16種類の状
態と、この16種類の状態に対応する伝送符号i1、j1
及びパルス符号との関係を示すものである。
ータからなる入力信号を4ビットデータのワード単位で
分割し、分割した4ビットデータのデータ状態によっ
て、3ビット乃至5ビットのパルスユニット信号に変換
するものである(以下、本実施の形態に係るパルス変調
方法を4ビット可変長方式という)。
態は、16通りであり、この各状態に対応させて、2
T、2.5T、3T、3.5Tのいずれかから選んだ1
6種類の組み合わせを伝送符号i1、j1に割り当ててい
る。このように、単位時間幅Tをパルスユニット信号の
最小パルス幅及び最小パルス休止間隔としたときに、伝
送符号i1、j1は、必ずしも単位時間幅Tの整数倍とし
なくてもよい。
データが「1、0、0、1」である場合に、対応する伝
送符号i1、j1は、2.5T、3Tであり、この伝送符
号に従って形成されるパルスユニット信号は、1番目と
3番目の反転位置r1、r3間の時間幅が2.5Tで、2
番目と4番目の反転位置r2、r4間の時間幅が2Tとな
り、このパルスユニット信号を形成するためのパルス符
号は、「11000111」となる。伝送符号に従った
パルスユニット信号の形成方法は、図2に示す方法と同
一であるので、その説明を省略する。尚、このパルス符
号は、パルスユニット信号がビット単位の矩形波ではな
いので、便宜上1ビットのパルスユニット信号を2ビッ
トのパルス符号で表している。
ト信号も、前述の2ビット変調方式と同様に、直前のワ
ード単位で変換されたパルスユニット信号の4番目の反
転位置r4を、1番目の反転位置r1として、両者を接続
している。従って、偶数番目のワードのパルスユニット
信号は、1番目の反転位置r1が、パルスの立ち下がり
位置となり、図8と逆相のパルス波形で、パルス符号も
逆転するものとなる。
スユニット信号の接続部分の反転位置を共用すると、ビ
ットデータ全体を伝送するフレーム送信期間を短縮させ
ることができる。
ット可変長方式により、変換したパルス信号の波形を示
している。
ットデータを送信する為のフレーム送信期間は、2ビッ
ト可変長方式に比べて、更にその1/2となり、NRZ
変調方式とほぼ等しく、PPM変調方式やSIR方式と
比較すると、極めて短縮されたものとなる。このように
入力信号を、より多くのビットデータ毎に分割して、パ
ルス変調を行えば、より全体の送信期間は、短縮化され
る。
ス変調装置は、図3のパルス変調装置1において、直並
列変換回路3で4ビットデータのワード単位で区切り、
4ビットのパラレルデータを出力させ、符号化テーブル
記憶回路4aに図8に示すビットデータとパルス符号と
の関係を記憶させるようにすれば、パルス変調装置1を
利用できる。
装置7の復号化テーブル記憶回路13aに図8に示すビ
ットデータとパルス符号との関係を記憶させて利用する
ことができる。
係るパルス変調方法を示し、4ビットデータの16種類
の状態と、この16種類の状態に対応する伝送符号
i1、i2、j1、j2及びパルス符号との関係を示すもの
である。
ットデータからなる入力信号を4ビットデータのワード
単位で分割し、分割した4ビットデータのデータ状態に
よって、固定した6ビットのパルスユニット信号に変換
するものである(以下、本実施の形態に係るパルス変調
方法を4ビット固定長方式という)。
番目と5番目の反転位置間の時間幅であり、j2は、4
番目と6番目の反転位置間の時間幅である。図のよう
に、16種類のパルスユニット信号は、全て6ビットの
等しい長さであるが、上述の可変長方式に比べると、伝
送符号にi2、j2を含めて4ビットデータを表す場合に
は、反転位置が6カ所となる。
の6ビットとし、しかも互いに異なる16種類の伝送符
号の組み合わせは、6ビットデータによってNRZ変調
したNRZ信号を想定して、このNRZ信号の立ち上が
り位置間の時間間隔と、立ち下がり位置間の時間間隔よ
り得ることができる。
下位ビットLSBのビットデータが「1」で、中間の4
ビットのビットデータが異なる16種類の6ビットデー
タによって、それぞれNRZ変調した16種類のNRZ
信号を想定する。このNRZ信号は、いずれも両端が
「1」のビットデータをNRZ変調したものであるか
ら、6ビットの両端に立ち上がりと立ち下がりの反転位
置があり、しかもその中間の波形は、それぞれ16種類
の異なった波形となる。
置間の時間幅と、偶数番目の反転位置間の時間幅から、
伝送符号i1、i2、j1、j2をとれば、この伝送符号
は、異なる16種類の組み合わせで、しかも伝送符号か
ら形成されるパルスユニット信号は、6ビットの固定長
となる。
番目のワードから変換したパルスユニット信号は、その
波形を逆転させ、接続部分の反転位置を共用して前後の
パルスユニット信号と接続している。
ット固定長方式により、変換したパルス信号の波形を示
している。
方式によれば、PPM変調方式やSIR方式と比べて、
高速伝送が可能で、しかもパルスユニット信号単位の長
さが6ビットで固定しているため、本発明に係る2ビッ
ト可変長方式や4ビット可変長方式に比べて、復調が容
易である。又、分割した1ワードに変復調の際エラーが
生じても、他のワードのパルスユニット信号に影響しな
いので、全体の復調エラーとならない。
固定長方式に使用されるパルス変調装置17とパルス復
調装置18の構成を示すブロック図である。
パルス変調装置1とパルス復調装置7とほぼ同一であ
り、同一の構成については、同一の符号を用いてその説
明を省略する。
は、バッファ2から出力されたシリアル入力信号を4ビ
ットデータのワード単位で区切り、4ビットのパラレル
データを符号化回路20へ出力する。
4ビットデータとパルス符号が記憶されている符号化テ
ーブル記憶回路20aから、4ビットのパラレルデータ
に対応するパルス符号を呼び出し、並列−直列変換回路
5へ出力する。
に対応する伝送符号i1、i2、j1、j2に従った図9に
示す波形のパルスユニット信号を形成するものである
が、パルスユニット信号は、6ビットの固定長であるた
め、出力されるパルス符号も全て6ビットと固定であ
る。従って、可変長方式のパルス変調装置1に備えられ
ているタイミングジェネレータ30は、不要となる。
回路9と立ち下がり検出回路10からそれぞれ出力され
る立ち上がり検出信号と立ち下がり検出信号を入力する
第3カウンタ21が備えられている。第3カウンタ21
は、復号化回路22において、入力されたパルス信号を
一定の時間幅F(4ビット固定長方式の場合には、6ビ
ットデータ分の時間幅)で区切り、パルスユニット信号
毎に復調ができるように、パルスユニット信号の開始位
置からクロックをカウントを開始し、立ち上がり検出信
号又は立ち下がり検出信号を受ける毎に、そのときのカ
ウント値を第3カウント値BCとして復号化回路22へ
出力し、パルスユニット信号の終了位置を知らせるもの
である。
ット信号の開始位置(直前のパルスユニット信号の終了
位置を兼ねている)でリセット信号を第3カウンタ21
へ出力し、クロックのカウントを開始させ、パルス信号
の反転位置で、第3カウント値BCが入力される都度、
第3カウント値BCを一定の時間幅F(6ビット分の時
間幅)と比較し、第3カウント値BCが6ビット分の時
間幅に達したときに、その反転位置をパルスユニット信
号の終了位置とみなすものである。また、このパルスユ
ニット信号の終了位置は、続くパルスユニット信号の開
始位置でもあるので、再びリセット信号を第3カウンタ
21へ出力し、第3カウンタ21でクロックのカウント
を開始させるものである。
送符号i1、j1、i2、j2と4ビットデータの各状態が
対応づけられて記憶されている復号化テーブル記憶回路
22aが備えられ、上述の方法で区切られたパルスユニ
ット信号から伝送符号を検出し、伝送符号に対応する4
ビットデータを復号化テーブル記憶回路22aから呼び
出す。そして、この4ビットデータをパラレルデータと
して並列−直列変換回路15へ出力する。
図12で説明する。
12の波形のパルス信号であったとすると、複合化回路
22では、パルス信号が反転する毎に第3カウンタ21
から出力される第3カウント値BCを、6ビット分の時
間幅と比較する。クロックジェネレータ12から出力さ
れるクロックの周期をパルス信号の単位時間幅Tの1/
16とすると、単位時間幅Tを1ビットの時間幅とする
パルスユニット信号は、カウント値が6*16の96で
終了位置に達っしたことを示すことになる。一方、第3
カウント値BCは、パルスユニット信号の開始位置か
ら、該第3カウント値BCを出力したときの反転位置ま
で時間幅を示し、また、パルスユニット信号の終了位置
では、パルスユニット信号が反転するので、第3カウン
ト値BCが、96±3内にあるときに、そのときの反転
位置をパルスユニットの終了位置とみなすことができ
る。
力している際には、パルス信号が反転する毎に、第3カ
ウント値BC11、BC12、BC13が入力されるが、この
内第3カウント値BC13で、96±3内となるので、こ
のときの反転位置r4が1番目のパルスユニット信号の
終了位置となる。同様に、3番目のパルスユニット信号
を入力している際には、第3カウント値BC31、・・B
C34、BC35が入力されるが、この内第3カウント値B
C35で、96±3内となるので、このときの反転位置r
6を3番目のパルスユニット信号の終了位置とする。
れた各パルスユニット信号の区間内で、第1カウンタ1
1若しくは第2カウンタ14から、2番目に入力された
カウント値が、パルスユニット信号の1番目と3番目の
反転位置間の時間幅、すなわち伝送符号i1を表し、同
様に、3番目に入力されたカウント値が伝送符号j
1を、4番目に入力されたカウント値が伝送符号i2を、
5番目に入力されたカウント値が伝送符号j2をそれぞ
れ表している。
ら各パルスユニット信号に含まれる伝送符号i1、j1、
i2、j2を検出する。
いて、伝送符号i1は第2カウント値DC3により、伝送
符号j1は第1カウント値UC3によりそれぞれ表され、
第2カウント値DC3は64±3内、第1カウント値U
C3は、80±3内であるので、2番目のパルスユニッ
ト信号の伝送符号i1、j1は、(4T、5T)である。
同様に、3番目のパルスユニット信号の伝送符号i1、
j1、i2、j2は、伝送符号i1が第1カウント値UC4
で、伝送符号j1が第2カウント値DC5で、伝送符号i
2が第1カウント値UC5で、伝送符号j2が第2カウン
ト値DC6でそれぞれ表されるので、(3T、3T、2
T、2T)である。
み合わせに対応する4ビットデータは、図9から「0、
0、0、1」であり、この4ビットデータが復号化テー
ブル記憶回路22aから呼び出され、4ビットのパラレ
ルデータとして、並列−直列変換回路15へ出力され
る。また、伝送符号i1、j1、i2、j2が、(3T、3
T、2T、2T)の組み合わせに対応する4ビットデー
タは、図9から「0、0、1、0」であり、この4ビッ
トデータが復号化テーブル記憶回路22aから呼び出さ
れ、同様に、4ビットのパラレルデータとして並列−直
列変換回路15へ出力される。
は、変換したパルスユニット信号の最後の反転位置を、
これに続くパルスユニット信号の最初の反転位置と兼ね
て、連続したパスル信号としたが、必ずしもパルスユニ
ット信号間の接続位置で、それぞれの反転位置を共用さ
せる必要はない。接続部分で反転位置を共用しない場合
には、例えば、常に奇数番目の反転位置をパルス信号の
立ち上がり位置と、偶数番目の反転位置を立ち下がり位
置とすることができ、パルスユニット信号の立ち上がり
間隔と立ち下がり間隔との組み合わせによって、伝送符
号i、jを表すことができる。
パルスユニット信号の最小パルス幅及び最小パルス休止
間隔としているが、これに限るものではない。単位時間
幅Tを変えることによって、変換したパルス信号のフレ
ーム送信時間を任意に変えることができる。
と伝送符号との対応関係は、図に示す対応関係に限ら
ず、1対1の関係で対応するならば他の対応関係であっ
てもよい。特に、第3実施の形態においては、図9に示
すように、伝送符号の組み合わせを得るために想定した
6ビットデータの中間の4ビットデータと、ワード単位
で分割した4ビットデータとが一致するように対応させ
ているが、必ずしも両者を一致させる必要はない。
パルスユニット信号の立ち上がりの時間間隔と立ち下が
りの時間間隔で、ビットデータの各状態を表すので、周
波数特性などの影響を受けずに、復調することができ
る。
の時間間隔の両方で、nビットデータの状態を表すの
で、冗長度を省いて符号化効率が高くなり、高速伝送が
可能となる。
で変換されたパルス信号の接続部分の反転位置を共用で
きるので、ビットデータ全体を伝送するフレーム送信期
間を短縮させることができる。
で変換されるパルス信号の時間幅Fが一定であるので、
複数のビットデータ全体を伝送する送信期間が一定とな
り、変調の際のエラーを容易に検出できる。
F毎に区切りワード単位でビットデータに復調できるの
で、復調が容易で、ノイズ等により反転信号が加わって
も、他のワードの復調に影響しない。
種類のNRZ信号の奇数番目の反転位置間の時間幅と、
偶数番目の反転位置間の時間幅の組み合わせが2n通り
で、両端の反転位置間の時間幅が(n+2)ビットデー
タの時間幅と一定であるので、本発明に係るnビット固
定長方式の伝送符号の組み合わせを容易に得ることがで
きる。
パラレルデータのビットデータが、立ち下がり位置間の
時間幅と立ち上がり位置間の時間幅によって表されたパ
ルスユニット信号連続して出力するので、パルス幅が伝
送状態の影響を受けて変化しても、復調エラーを生じな
いパルス信号を出力することができる。
ば、立ち下がり位置間の時間幅と立ち上がり位置間の時
間幅によって複数のビットデータを表したパルス信号か
らビットデータを復調することができるので、パルス幅
が伝送状態の影響を受けて変化しても、復調エラーを生
じることがない。
データを変換したパルスユニット信号の時間幅が異なっ
ていても、反転回数Kを調整して、入力されたパルス信
号をパルスユニット信号単位で区切り、パルスユニット
信号毎に復調することができる。
変長方式において、2ビットデータの4種類の状態と、
この4種類の状態に対応する伝送符号及びパルス符号と
の関係を示す説明図である。
する手順を示した説明図である。
るパルス変調装置1の構成を示すブロック図である。
されたパルス信号から複数のビットデータを復徴するパ
ルス復調装置7のブロック図である。
ス信号と本発明に係るパルス変調方法により変換された
パルス信号とを、パルス信号の最小幅Tを入力信号のデ
ータ幅の1/2として、比較して示す波形図である。
ス信号と本発明に係るパルス変調方法により変換された
パルス信号とを、パルス信号の最小幅Tを入力信号のデ
ータ幅に等しい時間幅として、比較して示す波形図であ
る。
ある。
変長方式において、4ビットデータの16種類の状態
と、この16種類の状態に対応する伝送符号及びパルス
符号との関係を示す説明図である。
定長方式において、4ビットデータの16種類の状態
と、この16種類の状態に対応する伝送符号及びパルス
符号との関係を示す説明図である。
れるパルス変調装置17の構成を示すブロック図であ
る。
れるパルス復調装置18の構成を示すブロック図であ
る。
である。
る。
ある。
置間の時間幅 jm 2m番目と(2m+2)番目の反転位置間の時
間幅 T 単位時間幅 F パルスユニット信号の1番目の反転位置と最後
の反転位置との時間幅 K 入力されたパルス信号を区切る反転回数
Claims (10)
- 【請求項1】 複数のビットデータからなる入力信号を
変調したパルス信号に変換するパルス変調方法におい
て、 入力信号を、nビットデータ(nは2以上の正の整数)
のワード単位に分割し、 時間幅im、jm(mは1から始まる正の整数)を組み合
わせて互いに異なる少なくとも2n以上の伝送符号と
し、 nビットデータの全ての状態を、それぞれ伝送符号と対
応させ、 入力信号を、ワード単位でそのビットデータの状態に対
応する伝送符号に従って、(2m−1)番目と(2m+
1)番目の反転位置間の時間幅をimとし、2m番目と
(2m+2)番目の反転位置間の時間幅をjmとするパ
ルスユニット信号に変換し、 ワード単位で変換されたパルスユニット信号を連続させ
て、変調したパルス信号とすることを特徴とするパルス
変調方法。 - 【請求項2】 ワード単位で変換されたパルスユニット
信号の1番目の反転位置は、直前のワード単位で変換さ
れたパルスユニット信号の最後の反転位置であることを
特徴とする請求項1記載のパルス変調方法。 - 【請求項3】 入力信号を、2ビットデータのワード単
位に分割し、 時間幅i1、j1を、単位時間幅をTとして2Tと3Tか
ら選び、 時間幅i1、j1を組み合わせて互いに異なる4種類の伝
送符号とし、 1番目と3番目の反転位置間の時間幅をi1とし、2番
目と4番目の時間幅をj1とするパルスユニット信号に
変換することを特徴とする請求項1又は、2記載のパル
ス変調方法。 - 【請求項4】 入力信号を、4ビットデータのワード単
位に分割し、 時間幅i1、j1を、単位時間幅をTとして2T、2.5
T、3Tと3.5Tから選び、 時間幅i1、j1を組み合わせて互いに異なる16種類の
伝送符号とし、 1番目と3番目の反転位置間の時間幅をi1とし、2番
目と4番目の時間幅をj1とするパルスユニット信号に
変換することを特徴とする請求項1又は、2記載のパル
ス変調方法。 - 【請求項5】 単位時間幅Tは、1ビットデータのデー
タ幅であることを特徴とする請求項3又は、4記載のパ
ルス変調方法。 - 【請求項6】 ワード単位で変換されるパルスユニット
信号の1番目の反転位置と最後の反転位置との時間幅F
が一定となるように、時間幅im、jmを組み合わせて、
互いに異なる少なくとも2n以上の伝送符号としたこと
を特徴とする請求項1又は、2記載のパルス変調方法。 - 【請求項7】 最上位ビットMSBと最下位ビットLS
Bのビットデータが「1」で、中間のビットデータが互
いに異なる(n+2)ビットデータによって、それぞれ
NRZ変調した2n種類のNRZ信号を想定し、 各NRZ信号の(2m−1)番目と(2m+1)番目の
反転位置間の時間幅と、2m番目と(2m+2)番目の
反転位置間の時間幅を、時間幅im、jmの組み合わせと
し、 時間幅Fを(n+2)ビットデータの時間幅としたこと
を特徴とする請求項6記載のパルス変調方法。 - 【請求項8】 複数のビットデータからなるシリアル入
力信号をnビット(nは2以上の正の整数)毎に区切
り、nビットのパラレルデータとして出力する直列−並
列変換回路(3)(19)と、 時間幅im、jm(mは1から始まる正の整数)を組み合
わせて互いに異なる少なくとも2n以上の伝送符号と
し、この伝送符号に従って、パルスユニット信号の(2
m−1)番目と(2m+1)番目の反転位置間の時間幅
をimとし、2m番目と(2m+2)番目の反転位置間
の時間幅をjmとするパルス符号を、nビットのパラレ
ルデータの各状態に対応づけて記憶する符号化テーブル
記憶回路(4a)(20a)と、 nビットのパラレルデータに対応するパルス符号を符号
化テーブル記憶回路から呼び出し、出力する符号化回路
(4)(20)と、 パルス符号によりパルスユニット信号を形成し、シリア
ル出力するパルス信号発生回路(5)と、 nビットのパラレルデータ毎に変換されたパルスユニッ
ト信号を連続させて、パルス信号を出力するパルス出力
回路(6)とを備えたことを特徴とするパルス変調装
置。 - 【請求項9】 入力されたパルス信号を一定の反転回数
Kで区切り、このK回の反転回数で区切られたパルスユ
ニット信号毎に、(2m−1)番目(mは1から始まる
正の整数)と(2m+1)番目の反転位置間の時間幅i
mと、2m番目と(2m+2)番目の反転位置間の時間
幅jmを繰り返し検出する反転位置検出回路(13)
と、 2n以上(nは2以上の正の整数)の互いに異なる時間
幅im、jm(mは1からKまでの正の整数)の組み合わ
せを、nビットデータの各状態に対応づけて記憶する復
号化テーブル記憶回路(13a)と、 反転位置検出回路で検出した時間幅im、jmの組み合わ
せに対応するnビットデータを復号化テーブル記憶回路
から呼び出し、nビットのパラレルデータとして出力す
る復号化回路(13)と、 パルスユニット信号毎に復調された各nビットのパラレ
ルデータをシリアル信号に変換して連続させ、複数のビ
ットデータからなる出力信号として出力する並列−直列
変換回路(15)とを備えたことを特徴とするパルス復
調装置。 - 【請求項10】 入力されたパルス信号を一定の時間幅
Fで区切り、この時間幅Fで区切られたパルスユニット
信号毎に、(2m−1)番目(mは1から始まる正の整
数)と(2m+1)番目の反転位置間の時間幅imと、
2m番目と(2m+2)番目の反転位置間の時間幅jm
を検出する反転位置検出回路(22)と、 2n以上(nは2以上の正の整数)の互いに異なる時間
幅im、jmの組み合わせを、nビットデータの各状態に
対応づけて記憶する復号化テーブル記憶回路(22a)
と、 反転位置検出回路で検出した時間幅im、jmの組み合わ
せに対応するnビットデータを復号化テーブル記憶回路
から呼び出し、nビットのパラレルデータとして出力す
る復号化回路(22)と、 パルスユニット信号毎に復調された各nビットのパラレ
ルデータをシリアル信号に変換して連続させ、複数のビ
ットデータからなる出力信号として出力する並列−直列
変換回路(15)とを備えたことを特徴とするパルス復
調装置。
Priority Applications (6)
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