JPH09503893A

JPH09503893A - パルスコードビットセルの復調

Info

Publication number: JPH09503893A
Application number: JP7511808A
Authority: JP
Inventors: モンターギュ，レイモンド，ブルース
Original assignee: アップルコンピュータ，インコーポレイテッド
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1997-04-15
Also published as: US5400022A; AU7797394A; WO1995010885A1

Abstract

(57)【要約】第１又は第２のデータ値で予め変調された、パルス幅変調（PWM）信号を復調する方法及び装置であって、ビットセルの第１期間の実継続時間を検出し、そのビットセルの第１期間の実継続時間と相対的な実第１信号値を生成する。実第１信号値及び予想第１信号値を使って第１調整量が決定され、実第１信号値を調整するために使用される。そして、ビットセルの第２期間の実継続時間が検出される。調整済み実第１信号値は、第２調整量によって更に調整され、最終的な調整済み信号値が生成される。ここで、第２調整量は、ビットセルの第２期間の実継続時間に相対的である。最後に、標準値よりも大きいかそれ以下のどちらかである最終調整済み信号に従って、第１の値又は第２の値のどちらかを持つ信号が生成される。本発明の方法及び装置の別の実施例は、第１調整量の精密な決定方法及び近似決定方法を含む。

Description

【発明の詳細な説明】パルスコードビットセルの復調発明の背景本発明はパルスコードビットセルの復調に関するものであり、更に詳しくはハイ及びローの期間が歪んだパルスコードビットセルを正しく復調するための補償技術及び装置に関するものである。リモートコントロールユニットによって、ユーザーはある機器をそこから少し離れたところから操作することができる。ワイヤレスリモートコントロールユニットは、操作する機器と物理的にケーブルでつながれている必要性を無くしたため、ユーザーにとって便利さが更に増す。現在消費者は、オーディオやビデオ機器など、家庭にある多数の機器のリモートコントロールユニットを使用するのに慣れている。さらにまた、ワイヤレスリモートコントロールによってもたらされる利益は、パーソナルコンピューターなどの他の種類の機器にこの特徴を取り入れようとする動機を与え続けている。典型的なリモートコントロールユニットは、制御する機器又はその機器の側にある受信機へ向けて赤外線を送ることにより操作する。通常、ユーザーがリクエストしたある特定の機能を見分ける情報に、赤外線を符号化することが必要である。それには、それぞれの機能をそれぞれに対応する１つの「０」と「１」のストリングに変換し、そしてパルス幅変調(ＰＷＭ)の形式を利用してこれらの「０」及び「１」を送信された赤外線ビームに符号化することにより実行される。機器側では、変調された赤外線ビームを赤外線インターフェースが受信し、ビームを復調して「０」及び「１」に戻し、それから、実行すべきコマンドを識別する。パルス幅変調では、パルスキャリアは、符号化される値（この場合は「０」か「１」）が相対的な継続時間のパルスを発生するように変調される。図1A及び1 Ｃは、変調されたパルスを示す図である。図1Aは数値「０」に対応するように変調されたビットセルを示す。このビットセルはハイの期間１０１と、ローの期間１０３によって構成される。このハイの期間１０１の継続時間はＴ１であり、ローの期間の継続時間はＴ２であり、この場合Ｔ１と等しい。図１Ｃは数値「１」に対応するように変調されたビットセルを示す。このビットセルもまた、ハイの期間１０１’と、ローの期間１０３’とを持つ。このタイプの符号化では、ハイの期間１０１’の継続時間がＴ１であるように、数値「０」を符号化する場合と同様にハイの期間が固定されている。しかし、図1Aのビットセルと異なり、図１Ｃのビットセルはハイの期間１０１’の継続時間の２倍の長さであるローの期間１０３’を持つ。つまり、数値「１」を符号化するためには、Ｔ２’＝２×Ｔ１’＝２×Ｔ１である。結果として、与えられたビットセルの二値の値はどれも、ローの期間に対するハイの期間の割合を求めることにより決定することができる。もしローの期間がハイの期間と等しい継続時間を持つのであれば、符号化された数値は「０」である。そうでなければ、ローの期間の継続時間はハイの期間の継続時間の２倍であり、符号化された数値は「１」である。ビットセルの数値を評価するための公知の方法は、ビットセルのハイの期間中に第１の固定反復レートで、０からカウントアップする。そして、ビットセルのローの期間中に、Ｔ_upで表される前出のカウントアップをする際のそれぞれのインターバル（「カウントアップインターバル」）よりも５０％長い、Ｔ_DOWNで表されるインターバル（「カウントダウンインターバル」）となるように、第１の反復レートより遅い反復レートで、このカウント値は１秒につき１ずつ減らされる。ビットセルの最後で最終的に得られたカウント値の正負記号が、ビットセル中の符号化された値に対応する。つまり、最終的に得られたカウントが正の値であれば、そのビットセルは数値「０」を示していたことになる。もし、最終的に得られたカウント値が負の値であれば、そのビットセルは数値「１」を示していたことになる。このことを図１Ｂ及び図１Ｄに示す。図１Ｂ及び図１Ｄはそれぞれ、図1A及び１ｃに示すビットセルに対応するカウント動作を示す。図１Ｂにおいて、カウントは０から始まり、RATE_UP＝１／Ｔ_UPに等しいレートでハイの期間１０１の間、 COUNT_HIGH＝Ｔ１×RATE_UP＝Ｔ１／Ｔ_upになるまでカウントアップする。そして、ローの期間１０３の間、最終カウントがCOUNT_L0W＝COUNT_HIGH−（Ｔ２×RATE_DOWN）＝COUNT_HIGH−Ｔ１／Ｔ_DOWNになるまで、RATE_DOWN＝１／Ｔ_DOWN に等しいレートでカウントダウンする。Ｔ_DOWN＝Ｔ_UP＋（Ｔ_up／２）でＴ２＝Ｔ１のため、この場合のカウント値は正の数であり、従ってこのビットセルは数値「０」として符号化されたことを示す。同様に、図１Ｄは図１Ｃに表すビットセルのカウント動作を示す。図１Ｄにおいて、やはりカウントは０から始まり、RATE_UP＝１／Ｔ_UPに等しいレートでハイの期間１０１’の間、COUNT_HIGH’＝Ｔ１’×RATE_UP=Ｔ１’／Ｔ_UPになるまでカウントアップする。そして、ローの期間１０３’の間、最終カウント値がCOUNT_L _OW ’＝COUNT_HIGH’−（Ｔ２’×RATE_DOWN）＝COUNT_HIGH’−２×Ｔ１’／Ｔ_DOWN になるまで、RATE_DOWN＝１／Ｔ_DOWNに等しいレートで１回に１ずつカウントダウンする。Ｔ_DOWN=Ｔ_UP＋（Ｔ_UP／２）でＴ１’＝Ｔ１のため、このカウント値は負の数になり、このビットセルは数値「１」として符号化されたことを示す。実際には、変調された赤外線ビームは通常、自動ゲインコントロール（AGC）バーストに続く二値データストリームとして送信される。AGCバーストの目的は、データストリームが正しく受信できるように赤外線受信機のゲインが適切に設定されるように、赤外線受信機にあるAGC回路にサンプル信号を提供することである。赤外線データフォーマットは典型的にはデータの繰り返しを必要とし、先に送信されたデータにマッチしないデータを廃棄することによってデータストリームの間違った評価を避けることができる。典型的には、３つの続くデータストリームが同一の評価結果となって始めて、そのデータが有効なものとして認められる。上記の従来例における技術の問題点は、データストリーム評価における誤りが、AGCハードウエアにおいて間違った初期ゲイン設定をさせる結果となってしまうかも知れないことである。この問題が起きると、受信されたビットセルのハイの部分の期間は短くなるのに対して、ローの部分の期間が長くなってしまう。セルのローの部分が長くなった期間はハイの部分が短くなった期間とおおよそ等しく、従って、ビットセル全体の継続時間は殆ど一定となる。また、AGC回路が反対方向にタイミングエラーを引き起こす可能性があり、その場合受信したビットセルのハイの部分が送信されたビットセルのそれよりも長くなってしまい、また、受信したビットセルのローの部分は短くなってしまう。このタイプのエラーが起きるとカウントアップ動作の継続時間が影響を受け、 COUNT_HIGHの値が間違う原因となる。このことが間違ったカウントダウンの継続時間と相まって、最終COUNT_LOWの値を間違ったものにしてしまう。このCOUNT_LOW の値が間違った正負記号を持った場合、ビットセルに間違った評価が為される。この問題は、データストリームがかなりの回数繰り返されてAGC回路が正しいゲイン量に落ち着くまで、繰り返し起こる。AGC回路を安定させるのに必要な反復回数は、信号の質によって異なる。上記の標準的な評価方法を使用すると、最初の２つのデータストリームは殆どの場合適切に評価されないことが観察されている。開示従って、本発明の目的は、受信されたハイ及びローのビットセル期間の継続時間に影響を与えるエラーが存在する場合に、ビットセルの符号化された値を正確に評価するための方法及び装置を提供することである。また本発明の他の目的は、整数算術のみを用いて、ビットセルの符号化された値を正確に評価するための方法及び装置を提供することである。本発明によれば、方法及び装置は、「０」と「１」のような、第１と第２の値からなるグループから選ばれた少なくとも１つのデータ値で以前に変調されたパルス幅変調信号を復調する。パルス幅変調信号は、少なくとも１つのデータ値に対応する少なくとも１つのビットセルからなる。上記ビットセルのそれぞれは、第１の期間と第２の期間からなり、第１の期間は第１の継続時間を持ち、第２の期間は第１の値か第２の値のどちらかに対応するデータ値に対応して、第２の継続時間か第３の継続時間のどちらかを持つ。本発明の一形態によると、方法は、それぞれのビットセルについて上記ビットセルの第１期間の実継続時間を検出し、そしてビットセルの第１期間の実継続時間と相対的な実第１信号値を生成する。そして、実第１信号値と予想第１信号値を用いて第１調整量が決定され、実第１信号値を調整するために使用される。次に方法は、上記ビットセルの第２期間の実継続時間を検出し、最終的な調整済み値を生成するために調整済みの第１信号値を更に第２調整量によって調整する。第２調整量は、上記ビットセルの第２期間の実継続時間に相対的である。最後に、標準値よりも大きい値または以下の値のどちらかを持つ最終的な調整済み信号に応じて、第１の値か第２の値かのどちらかを持つ信号が生成される。また、本発明の更なる特徴によると、第１調整量を決定する工程は、ビットセルの予想された第１期間の継続時間からビットセルの実第１期間の継続時間を差し引いた時間差を決定し、その時間差に予め決められた比率をかけ、第１調整量を生成する。その予め決められた比率は、更なる調整工程において調整済みの実第１信号値がある時間毎に調整される値の比であってもよい。また、本発明の別の例によると、上記の方法は、ビットセルそれぞれについて実カウント値を第１カウント値に初期化し、ビットセルの第１期間中に第１間隔でパルス幅変調信号を繰り返しサンプルリングする。第１間隔のそれぞれで、実カウント値は第１増加量によって調整される。また、この方法は第１期間の終わりを検出し、それに応じて、訂正済みカウント値を決定するために調整済み実カウント値と予想カウント値とを用いる。そして、パルス幅変調信号はビットセルの第２期間中、第２の間隔で繰り返しサンプルリングされ、訂正済みカウント値は第２の間隔それぞれで第２増加量によって調整される。更に方法は、第２期間の最後を検出し、それに応じて、標準値より大きい値かそれ以下の値のどちらかである調整された訂正済みカウント値に応じて、第１の値又は第２の値のどちらかを持つ信号を生成する。本発明の別の例によれば、それぞれのビットセルにおいて、第１期間は第２期間より先にあってもよい。また、別の例によれば、第１期間はハイの期間であり、第２の期間はローの期間である。また、別の例によれば、第２増加量は、第１増加量の正負記号と正反対の正負記号を持つ。また、別の例によれば、基準値は０である。また、別の例によれば、パルス幅変調信号はパルス幅変調赤外線ビームである。また、本発明の更なる特徴によると、訂正済みカウント値は、予想カウント値に、ビットセルの予想第１期間の継続時間とビットセルの実第１期間の継続時間との時間差を第２の間隔の周波数にかけて得られた値とおおよそ等しい量を加えることによって決定される。また、本発明の更なる例では、訂正済みカウント値を決定する工程は、整数算術のみを使って行われる。本発明の更なる例によれば、訂正済みカウント値を決定する工程は、予想カウント値から調整済み実カウント値を差し引いて異なる値を生成し、その差分値を２等分し、この２等分された差分値に予想カウント値を加えて、訂正済みカウント値を生成する工程を含む。また、本発明の別の例によれば、減算、乗算、加算のそれぞれの工程は、調整済み実カウント値が上記予想カウント値よりも小さい時にのみ行われ、また、訂正済みカウント値を決定する工程は、調整済みカウント値が予想カウント値以上の場合、調整済み実カウント値を訂正済みカウント値として使用する工程を更に含む。更に、本発明の別の例によれば、パルス幅変調信号を復調する装置は、ビットセルの第１期間の実継続時間を検出するための第１検出手段を持つ。第１カウント手段は第１検出手段と連動し、上記ビットセルの第１期間の実継続時間と相対的な実カウント値を生成する。カウント訂正手段は第１カウント手段に連動し、訂正済みカウント値を決定するために実カウント値と予想カウント値とを使用する。上記装置は更に、上記ビットセルの第２期間の実継続時間を検出するための第２検出手段と、上記カウント訂正手段と上記第２検出手段とに連動し、最終的な調整済みカウント値を生成するために、調整量で訂正済みカウント値を調整するための第２カウント手段とを備える。調整量は、ビットセルの第２期間の実継続時間と相対的である。また、上記装置は、基準値より大きい値又はそれ以下の値のどちらかを持つ最終的な調整済み値に基づいて、第１の値又は第２の値のどちらかを持つ信号を生成するための、第２カウント手段に連動する信号生成手段を更に備える。また、本発明によれば、パルス幅調整済み信号はパルス幅調整済み赤外線ビームであり、上記装置は、パルス幅調整済み赤外線ビームを検出して検出した結果から上記第１検出手段に提供されるパルス幅調整済み電気信号を生成する、上記第１検出手段と連動する赤外線インターフェースを更に備える。上記方法及び装置は、ビットセルの第１期間の継続時間を検出し、それによってカウントを調整することにより、ビットセルのハイ及びローの期間の継続時間を変形するようなエラーがあっても、パルス幅調整済み信号を正しく復調することができる。図面の簡単な説明本発明の目的及び利点は、以下の図面を用いた詳しい説明を読むことによって理解されるであろう。図1Aから図１Ｄは、値「０」及び値「１」を持つように符号化された変調済みパルス及び、復調処理に含まれる従来技術のカウント操作を示す。図２Ａから図２Ｄは、短かすぎるハイの期間と長すぎるローの期間とを持つ実パルスを予想パルスと比較する図である。図２Ｅは、本発明における図２Ａから図２Ｄに示すパルスを復調するために使用されるカウント値のグラフを示す図である。図３は、本発明を更に詳しく説明するために加えられた追加的な特徴を持つ、図２Ｅを拡張した図である。図４ａから図４ｄは、長すぎるハイの期間と短かすぎるローの期間とを持つ実パルスを予想パルスと比較する図である。図４ｅは、本発明における図４ａから図４ｄに示すパルスを復調するために使用されるカウント値のグラフを示す図である。図５は、本発明の実施例における、パルスコードを変調された赤外線ビームを受信し復調するブロック図である。図６は、本発明における方法を示すフローチャートである。実施例本発明は、ビットセルが「０」または「１」のどちらとして符号化されたものであっても、ハイの期間などのようなビットセルの一つの期間というものは既知の値の定数であろうと予想されるという観察に基づく。従って、受信されたビットセルの測定されたハイの期間で検出されたエラーは、そのビットセルのローの期間に行われた測定を訂正するために使用される。これは、本発明の一実施例において、訂正ファクターをビットセルのハイの期間に蓄積されたカウント値に加算することによって達成される。そして、この訂正されたカウント値は、カウントダウン操作の最後に得られる最終的なカウント値が、符号化された値が「０」かまたは「１」だったかを正確に示す正負記号を持つであろうことを保証する。上記の方法の適例を、図２Ａから図２ｆを参照にして以下に詳しく説明する。以下の記述で、「予想（expected）」という言葉は、外乱によるエラーがない場合において受信又は計算されるであろう波形または他の値を示すために使用される。これらの波形及び計算値は、このシステムの設計に一致するものである。対照的に、「実（actual）」という言葉は、実際に受信又は計算されたそのままの波形又は他の値がおそらくはエラーを引き起こすような信号の処理を受ける対象となるために、これらを示すために使用される。実際には、時によりエラーの量が異なるため、「実」波形及び計算値は予め分からない。その結果、「実」値はビットセルが受信されたときに計測されなければならない。図２Ａは値「０」を示す第１「予想」（つまり、変形していない）ビットセルを示し、図２Ｂは値「１」を示す第２予想ビットセルを示す。どちらのビットセルにおいても、「T_{EXPECTED_HIGH}」で表現されているハイの期間の継続時間は、６００μＳとして示されている。図２Ａの第１予想ビットセルにおいて、「T_EXPECT _{ED_LOW0}」で表現されているローの期間の継続時間もまた６００μＳとして示されており、このビットセルは「０」を表すものであることを示している。図２Ｂの、「T_{EXPECTED_LOW1}」で表現されている第２予想ビットセルのローの期間の継続時間は１２００ｐＳであり、第２予想ビットセルは「１」を表すものであることを示している。図２Ｃは値「０」を示すと仮定される、第１実ビットセルの例を示す。図２Ｄは値「１」を示すと仮定される、第２実ビットセルの例を示す。しかし、不正確なゲイン設定のためにAGCハードウエアによって生成される上述のタイプのエラーなどの外乱によるエラーのために、第１及び第２実ビットセルは、継続時間が変形されたハイ及びローの期間を持つ。この例では、「T_{ACTUAL_HIGH}」で表現される第１及び第２実ビットセルは両方共４００μＳである。このように、外乱によるエラーは、ハイの期間を６００μＳ−４００μＳ＝２００μＳに相当する時間だけ短くしてしまう。図２Ｃの第１実ビットセルでは、「T_{ACTUAL_LOW0}」で表現されるローの期間の継続時間は８００μＳで示されている。値「０」を示すためには、この値は６００μＳでなければならないことから、ローの期間の継続時間は２００μＳ延長されていることになる。図２Ｄの「T_{ACTUAL_LOW1}」で表現される、第２実ビットセルのローの期間の継続時間は、１４００μＳである。値「１」を示すためには、この値は１２００μＳでなければならないため、この時点でのローの期間の継続時間はやはり２００μＳ延長されていることになる。どちらの場合についても、ローの期間が延長された分とおおよそ等しい時間が対応するハイの期間で短縮されているので、ビットセル全体の継続時間は、対応する予想ビットセル全体の継続時間と殆ど同じである。もちろん、ここで使われた様々な値は説明のためだけに他ならず、このような値の選択については設計選択の問題であり、本発明の実施に影響しないことは、当業者は気付くだろう。図２Ｅは、図２Ａから図２Ｄに示すビットセルのカウント値を時間の関数として表したグラフである。まず予想カウントについて見てみると、０で示された点では初期のカウンター値は０であることが分かる。この例では、カウントアップ間隔T_UPは１０μＳであるため、カウント値は第１及び第２予想ビットセルのハイの期間中、図２ＥのグラフのＯ地点から、COUN_{TEXPECTED_HIGH}=６００μＳ× １カウント／１０μＳ＝６０の値へと上昇する。この値を、点Ｂ’として図２Ｅのグラフに示す。この例では、カウントダウン間隔はT_DOWN＝T_UP＋（１／２×T_UP）＝１５μＳである。従って、第１予想ビットセルでは、カウント値は６０からCOUNT_EXPECTE _{D_LOW0} ＝６０−６００μＳ×１カウント／１５μＳ＝２０の値へと減少する。この値を、点Ｄとして図２Ｅのグラフに示す。この結果のプラス記号は、第１ビットセルが値「０」を表すことを正しく示している。比較として、第２予想ビットセルでは、カウント値は点Ｂ’のCOUNT_{EXPECTED_} _HIGH ＝６０からCOUNT_{EXPECTED_LOW1}＝６０−１２００μＳ×１カウント／１５μ Ｓ＝−２０の値へと減少する。この値を、点Ｆとして図２Ｅのグラフに示す。この結果のマイナス記号は、第２ビットセルが値「１」を表すことを正しく示している。第１及び第２実ビットセルについては、非常に異なる結果が得られる。第１及び第２実ビットセルの両方について、カウント値は図２Ｅのグラフの点Ｏの値０からそれぞれのハイの期間にCOUNT_{EXPECTED_HIGH}＝４００μＳ×１カウント／１０μＳ＝４０へと上昇する。この値を、点Ｇとして図２Ｅのグラフに示す。そして、第１実ビットセルについては、カウント値はグラフの点Ｇの４０から、COUNT_{ACTUAL_LOW0}＝４０−８００μＳ×１カウント／１５μＳ＝−１３．３３３の値へと減少する。この値を、点Ｈとして図２Ｅのグラフに示す。ここでは、この結果のマイナス記号は、実際には第１ビットセルが値「０」を表すべきところを、誤って値「１」を表すことを示すことから、エラーの影響は明らかである。第２実ビットセルについては、カウントは点ＧのCOUNT_{ACTUAL_HIGH}＝４０から COUNT_{ACTUAL_LOW1}＝４０−１４００ＰＳ×１カウント／１５μＳ＝−５３．３３３の値へと減少する。この値を、点Ｉとして図２Ｅのグラフに示す。この結果のマイナス記号は、第２ビットセルが値「１」を表すことを正しく示している。しかし、これが正しい値であったとしても、全てのデータが値「１」として復号されることを考えると、この結果は些細な慰めでしかない。次に図３を参照して、本発明の技術を更に詳しく説明するために加えられた追加の特徴と共に、図２Ｅを拡張した図である。図２Ｅと図３のグラフで同じ点は同じ参照記号で示されている。図２Ａから図２Ｄに関して上記で説明した同じ例を用いると、図３は、点Ｇにおいて、第１及び第２実ビットセルが４０に等しいCOUNT_{ACTUAL_HIGH}の値を生成したことを示す。本発明によると、図中の点Ｂで示される値を生成するために、訂正値がこのカウントに加算される。従って、点Ｂでの値はCOUNT_CORRECTED＝CO UNT_{ACTUAL_HIGH}＋CORRECTIONの式で表される。点Ｂは、実際のビットセルのハイの期間の終わりに対応する、時間＝T_{ACTUAL_} _HIGH で評価された線分B'DEF上の点を表す。カウントダウン動作が始まる前にこの調整を行っておくことにより、次第に減少するカウントは、線分BB'DEFに添って進み、第１実ビットセルの結果のカウントはCOUNT_{EXPECTED_LOW0}と等しくなり、また第２実ビットセルの結果のカウントは、COUNT_{EXPECTED_LOW1}と等しくなることを確認することができる。これでCOUNT_CORRECTEDの値を得る方法を導きだすことができる。ａを線分BCの長さ、ｙを線分CGの長さとすると、図から分かるようにCORRECTION＝a＋yである。従って、 COUNT_CORRECTED＝COUNT_{ACTUAL_HIGH}＋CORRECTION ＝COUNT_{ACTUAL_HIGH}＋a＋y ＝(COUNT_{ACTUAL_HIGH}＋y)＋a ＝COUNT_{EXPECTED_HIGH}＋a ＝T_{EXPECTED_HIGH}×RATE_UP＋a である。「a」の値は式a＝b×tanＡから見つけることができる。ここで、bは線CB’の長さであり、ＡはBB'Cがなす鋭角である。また、tanＡの値はビットセルのローの期間中のカウンター値を表す線分の傾きと対応することが分かる。ｂの値は、T_{EXPECTED_HIGH}がシステムの構成によって分かる値、またT_{ACTUAL_} _HIGH が計測された値とすると、式b＝T_{EXPECTED_HIGH}−T_{ACTUAL_HIGH}から容易に計算することができる。Ａ’をB'EC’がなす角とすると、幾何学の原理からＡ＝Ａ’を確認することができ、従って、a’を線分B'C'の長さ、b’を線分C'Eの長さとすると、tanＡ＝ta nＡ’＝a’／b’である。a’の値はCOUNT_{EXPECTED_HIGH}＝T_{EXPECTED_HIGH}×RATE_UP と等しいので、その値は既に分かっている。また、b’の値は、b’＝(T_EXPECT _{ED_LOW0} ＋T_{EXPECTED_L0W1})／２であることに注目すると簡単に決定することができる。値a’／b’は、ビットセルのローの期間中にカウントが減少するレートと等しいことが分かる。この値RATE_DOWNは、システムが設計された時点で分かる定数である。従って、実際には、カウントが訂正されるときにこの値を決定する計算を行う必要はない。ここで下記の式により訂正済みカウント値を決定することができる。 COUNT_CORRECTED＝T_EXPECTED__HIGH×RATE_UP＋a ＝T_EXPECTED__HIGH×RATE_UP ＋（（a’／b’）×（T_EXPECTED__HIGH−T_ACTUAL__HIGH））ここで、a’及びb’は、分かっている値から上記のとおりに計算された値である。従って、本発明にかかる生成された最終的なカウント値は、 COUNT_FINAL＝COUNT_CORRECTED−T_ACTUAL__LOWX×RATE_DOWN である。ここで、T_ACTUAL__LOWXは、どのビットセルが受信されたかに応じてT_ACT _UAL __LOW0もしくはT_{ACTUAL_LOW1}であり、この最終カウントは、受信されたハイ及びローの期間にエラーが外乱によらない場合に生成されるであろうものと同じ値を持つ。上記の式は、エラーが実ビットセルのハイの期間を短くしてしまい、実ビットセルのローの期間を長くしてしまう例に関して導き出されたものである。しかし、これらの式は、上記の反対の問題、つまり、実ビットセルのハイの期間が延長されてしまい、また実ビットセルのローの期間が短縮されてしまう場合にも同様に適用することができる。この状態を図４ａから図４ｅに示す。図４ａから図４ｅは、それぞれの予想ビットセルが「０」及び「１」の値を表す場合を示す。図４ｃは、間違ったゲイン設定等の、AGCハードウエアが生成したハードウエアエラーのために、ハイの期間が２００μＳ延長され、ローの期間が２００μＳ短縮された「０」の値を表す実ビットセルを示す。同様に、図４ｄは、ハイの期間が２００μＳ延長され、ローの期間が２００μＳ短縮された「１」の値を表す実ビットセルを示す。図４ｅは、図４ａから図４ｄに示すビットセルのカウント値を、時間の関数として表したグラフである。この状態で分かるように、カウントアップ操作が長く続き過ぎるため、点Ｇ’で表されるCOUNT_ACTUAL__HIGHの値は高すぎる。また、カウントダウン操作時間が短続き過ぎるため、どのように実ビットセルが符号化されたかに関わらず、最終カウント値（点Ｈ’＝５３及びＩ'＝１３）はプラスである。本発明によれば、この状態は、上記と全く同じように計算されて得られたCOUN T_CORRECTEDの値をCOUNT_ACTUAL__HIGHの値に代入することで訂正することができる。ハイの期間が誤って延長され、ローの期間が誤って短縮された状況においても上記と同じ公式を応用できるということは、減算が行われる順番のためｂの値がマイナスになるという事実から知ることができる。a’／b’の値(＝tanＡ)はプラスのままであるが、そのために「a」のマイナスの値を計算し、COUNT_CORRECTE _D の値がCOUNT_{EXPECTED_HIGH}の値よりも小さくなる。本発明の好適な実施例における、パルス幅変調赤外線ビームの受信及び復調を、図５を参照して説明する。赤外線は赤外線インターフェース５０１によって検出され、赤外線インターフェース５０１は受信した赤外線を、それぞれのビットを符号化するためのパルス幅変調を用いたパルスコード変調されたシリアル電気信号の形態の、対応するデータストリームに変換する。この赤外線インターフェース５０１はパルスコード変調された４０kHzのキャリアをパルスコード変調されたシリアルデータストリームに変換する、ソニー（登録商標）SBX1610-51赤外線リモートコントロールレシーバーであることが好ましい。しかし、自動ゲイン制御回路が備えられている赤外線受信機であれば、この特定の機器の代わりに使用することができる。赤外線受信機の構成及び使用については当業者に良く知られているので、ここでは詳しい説明はしない。赤外線インターフェース５０１の出力端子は、トラフィックのために赤外線バスを監視して赤外線プロトコルを受信したときに復号する機能を持つ、マイクロコントローラー５０３の入力端子に接続されている。マイクロコントローラー５０３は、I/Oポート５０５と、マイクロプロセッサー５０７と、プログラム命令を記憶するプログラムROM ５０９と、RAM ５１１とを備える、モトローラMC68HC 05E1/MC68HC705E1マイクロコントローラーであることが好ましい。 ROM５０９は、入力するパルスコード変調信号をこの説明の内容に従ってマイクロプロセッサー５０７に復号させるプログラムを含む。この復号方法の実施例で使用されるカウンター５１３は、RAM５１１のメモリーロケーションに保持されており、ソフトウエアのルーチンによって維持される。カウントダウン及びカウントアップインターバル（つまり、ビットセルのサンプリングを行う時間の間隔）はソフトウエアルーチンの実施時間によって制御され、そして、そのソフトウエアルーチンの実施時間は、ソフトウエアルーチン中の指示数と、マイクロプロセッサー指示のそれぞれを実行するために必要とされるクロック数と、マイクロコントローラー５０３に適用されるクロック信号のスピードによって決定される。マイクロコントローラー５０３は、ビットセルをサンプリングし、そのビットセルがハイの期間である間はカウントアップし、上記の式を用いて訂正済みカウント値を決定し、そしてビットセルをサンプリングしてビットセルがローの期間である間、カウントダウンする工程を含む、上記に詳しく記した復号技術を実行するようにプログラムされてもよい。最終的なカウント値の正負の記号は、ビットセルが「０」又は「１」のどちらに復号されたかに対応する。しかし、他の変形例が可能であり、その場合、その変形例は単独又は組み合わせで使用されてもよい。これらの変形例の内、第１の変形例は、分数のカウント値が存在しないように、全ての計算に整数計算を用いることである。整数計算の使用が許容できないエラーを招くことはなく、また、好ましいマイクロコントローラー５０３の指示のセットが整数計算の演算を補助するだけであるので有利である。しかしながら、分数のカウント値を追いたい場合は、浮動小数点算出のための公知のアルゴリズム等の追加的なソフトウエアアルゴリズムをマイクロコントローラー５０３に記憶させなければならない。実際には、マイクロコントローラー５０３で実行されるプログラムは、ビットセルの予め決められたサンプル間隔を維持するために、強制的に有限時間内で実行される。また、カウント訂正操作をビットセルのハイの部分とビットセルのローの部分との境界で行う必要がある。しかし、上記の式を用いた正確な計算の実行に関する実行時間は、サンプル間隔を越える。このことは、ビットセル評価の最後に、最終カウント値にエラーを招く原因となる。この問題に関しては、２つの解決法がある。その１つは、補償ファクターを計算するために必要な時間を補償するために、ビットセル評価の最後に更に訂正値を用いることである。しかし、この解決法では浮動小数点演算が必要であり、必要なソフトウエアを複雑にしてしまう。しかも、浮動小数点演算の実行時間は通常一定ではなく、演算に用いられるパラメーターの関数である。そのため、追加訂正量を決定することは難しい。もう一方の解決法は、訂正カウントを計算するために必要な時間がサンプル間隔よりも短くなるように、計算時間を減らすことである。この解決法は、復号化処理に大きなエラーを招くことが無いためにより好ましく、追加訂正ファクター計算を必要としない。この第２の解決法を具体的にする本発明の第２実施例を以下に詳細に説明する。このもう一つの実施例の記述のために、予想ビットセル期間を次のように取る。 T_EXPECTED__HIGH＝６００μＳ T_EXPECTED__LOW0＝６００μＳ T_EXPECTED__LOW1＝１２００μＳまた、サンプル間隔は、 T_UP＝１０μＳ T_DOWN＝１５μＳ上記の値から、COUNT_EXPECTED__HIGH＝T_EXPECTED__HIGH／T_UP＝６００μＳ／１０μＳ＝６０を決定することができる。実ビットセルがT_ACTUAL__HIGH＝３９６μ Ｓ及びT_ACTUAL__LOW1＝１３９８μＳの期間を持つようにエラーが起こったとすると、ハイ期間の最後での無訂正のカウントは３９に等しくなる（整数算術が使用されたと仮定する）。もし、訂正値が上記の方法で決定されるとすると、１３の値がCOUNT_{EXPECTED_HIGH}の値６０に加算され、ビットセルのローの期間が評価される前にCOUNT_CORRECTED＝７３の値が生成される。しかし、この変形例によれば、エラーの値として予想カウントと実カウントの差分の半分を取ることにより、単純に近似値を得ることができる。つまり、CORRECTION_APPROX＝（COUNT_EXPECTE _D __HIGH−COUNT_ACTUAL__HIGH）／２である。そして、COUNT_CORRECTED＝COUNT_EXPEC _TED __HIGH＋CORRECTION_APPROXである。上記の例から、CORRECTION_APPROX＝（６０ −３９）／２＝２１／２＝１０（整数）及びCOUNT_CORRECTED＝６０＋１０＝７０であることが分かる。この近似訂正カウントを初期値として使用し、ビットセルのローの期間の継続時間（＝T_ACTUAL__LOW1＝１３９８μＳ）中、１５μＳに一回のレートでカウントダウンを行うことにより、最終カウント値は、近似値が用いられない場合に生成されたより厳密な値−２０と比べて、−２３となることが分かる。この評価の目的が「１」か「０」のどちらが送信されたかを決定することであり、最終カウント値の正負の記号のみがビットセルの値を示すものであるので、この値の大きさは充分に許容できる結果である。つまり、カウンターでの値の大きさは無関係である。上記の近似法は、割合a／yと近似定数１／２との差が大きすぎないときに、許容可能な結果を達成する。当業者は、割合a／yが大きく１／２と異なるときは、別の分数を近似定数として使用できることに気づくであろう。マイクロコントローラー５０３の操作を図６のフローチャートを参照にして説明する。実施例では、マイクロコントローラー５０３は、訂正されたカウント値を正確に計算するよりのではなく、上記の近似を行うためにプログラムされている。ビットセルのハイの期間の最初でビットセルの復号処理がスタートし、ブロック６０１でカウンター５１３は値０に初期化される。次にブロック６０３でビットセルがハイの期間にあるのかローの期間にあるのかを決定するためにサンプリングされる。もし、ビットセルがハイの期間であるならば、処理はブロック６０５に進み、カウンター５１３の値が１増加される。次にブロック６０７で、マイクロプロセッサー５０７は１０μＳの期間で終わるようにプログラムを実行させ、その後、ブロック６０３で処理が再度実行される。ビットセルがハイの期間にある間、ブロック６０３、６０５、６０７の処理で構成されるループが繰り返され、その間中カウンター５１３の値は１０μＳ毎に上昇する。ブロック６０３のテストでビットセルがハイの期間に無いことを示す場合、マイクロプロセッサー５０７は訂正済みカウント値を決定するためにブロック６０９で始まる処理を続ける。ブロック６０９では訂正値は、６０とカウンター５１３に記憶された実値との差分の半分の値を取ることによって決定される。次にブロック６１１でこの訂正値が６０に加算され、その結果がカウンター５１３に記憶される。そして処理はブロック６１３へ続く。ブロック６１３、６１５、６１７はループを構成し、そのループ中で、ビットセルがローの期間にある間、カウンター５１３中の値は１５μＳ毎に減らされる。ブロック６１３でビットセルがローの期間に無いと判断されると、処理はブロック６１９へ進み、カウンター５１３の最終値の正負記号を調べることによりビットセルの値が決定される。最終カウント値の正負記号がプラスならば、ビットセルの値は「０」であり、最終カウント値の正負記号がマイナスならば、ビットセルの値は「１」である。本発明を特定の実施例に従って説明してきた。しかし、当業者にとって、上記の好適な実施例と別の形態に本発明を応用できることは明らかである。これは、発明の精神から離れない範囲で行なうことができる。例えば、赤外線ビームで符号化されたビットセルに関連して、様々な実施例を表現することができる。しかし、これは本発明に課される必要事項では決してなく、パルス幅変調を利用するどのタイプの通信メディアにも応用可能である。また、外乱によるエラーの元は、AGCハードウエアによって作られた間違ったゲイン設定として説明したが、当業者にとっては、この発明に関係あることがエラーの物理的な発生事由ではなく、エラーが現われることであることは明らかであろう。また、カウントが異なる増加及び減少レートで増加又は減少する技術を上記様々な実施例で用いたが、別の実施例として、１以外の値で増加したり、増加値とは異なる値で減少してもよい。また、結果として得られるカウントが上記のものと等しくなるのであれば、増加及び減少レートは上記と異なるものでも、お互いに同じものであってもよい。更に、実カウント操作を行うことは必須ではなく、例えば、信号積分技術を使用することにより、同様の結果を導きだすことができる。結局、好適な実施の形態は単に説明のためのものであり、制限を加えるものと考えられるべきではない。本発明の範囲は、上記の説明ではなく以下に示す請求項によってのみ与えられるものであり、請求項にあてはまる全ての変形例及び同等のものは、請求項に含まれることを意味する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．第１の値と第２の値で構成されるグループから選択された少なくとも１つのデータで、先に変調されたパルス幅変調信号を復調する方法であって、前記パルス幅変調信号は少なくとも１つのデータ値に対応する少なくとも１つのビットセルを有し、前記ビットセルのそれぞれは第１期間と第２期間とを有し、前記第１期間は第１継続時間を持ち、第２期間は前記対応するデータ値が前記第１の値か第２の値の何れを持つかによって第２継続時間または第３継続時間の何れかを持ち、前記ビットセルそれぞれについて、前記ビットセルの前記第１期間の実継続時間を検出する工程と、前記ビットセルの前記第１期間の前記実継続時間と相対的な実第１信号値を生成する工程と、第１調整量を決定するために、前記実第１信号値と予測第１信号値を用い、前記第１調整量で前記実第１信号値を調整する工程と、前記ビットセルの前記第２期間の実継続時間を検出する工程と、最終調整済み信号値を生成するために、前記調整済み第１信号値を前記ビットセルの前記第２期間の実継続時間と相対的な第２調整量で更に調整する工程と、標準値よりも大きいかそれ以下のどちらかである最終調整済み信号値に従って、第１の値又は第２の値のどちらかを持つ信号を生成する工程とを有することを特徴とする方法。２．前記それぞれのビットセルにおいて、前記第１期間は前記第２期間に先立つことを特徴とする請求項１に記載する方法。３．前記第１期間はハイの期間で、前記第２期間はローの期間であることを特徴とする請求項１に記載する方法。４．前記第２調整量は、前記第１調整量と正反対の正負記号を持つことを特徴とする請求項１に記載する方法。５．前記標準値は０であることを特徴とする請求項１に記載する方法。６．前記パルス幅変調信号は、パルス幅を変調された赤外線ビームであることを特徴とする請求項１に記載する方法。７．前記第１調整量を決定する工程は、前記ビットセルの予想第１期間の継続時間から前記ビットセルの実第１期間の継続時間を差し引くことによって時間差を決定する工程と、前記第１調整量を生成するために前記時間差を予め決められた割合で乗する工程とを含み、前記予め決められた割合は、前記調整済み実第１信号値が前記更なる調整工程中に時間単位毎に調整される比率を示すことを特徴とする請求項１に記載する方法。８．第１の値と第２の値で構成されるグループから選択された少なくとも１つのデータで、先に変調されたパルス幅変調信号を復調する方法であって、前記パルス幅変調信号は少なくとも１つのデータ値に対応する少なくとも１つのビットセルを有し、前記ビットセルのそれぞれは第１期間と第２期間とを有し、前記第１期間は第１継続時間を持ち、第２期間は前記対応するデータ値が前記第１の値か第２の値の何れを持つかによって第２継続時間または第３継続時間の何れかを持ち、前記ビットセルのそれぞれについて、実カウント値を第１カウント値に初期化する工程と、前記ビットセルの前記第１期間中に第１の間隔で前記パルス幅変調信号を繰り返しサンプリングする工程と、前記第１の間隔毎に第１増加分で前記実カウント値を調整する工程と、前記第１の期間の終わり検出し、それに応じて、訂正済みカウント値を決定するために前記調整済み実カウント値と予想カウント値とを使用する工程と、前記ビットセルの前記第２期間中に第２の間隔で前記パルス幅変調信号を繰り返しサンプリングする工程と、前記第２の間隔毎に、第２の増加分で前記訂正済みカウント値を調整する工程と、前記第２の期間の終わりを検出し、それに応じて、標準値よりも大きいかそれ以下のどちらかである前記調整された訂正済みカウントに従って、第１の値又は第２の値のどちらかを持つ信号を生成する工程とを有することを特徴とする。９．前記それぞれのビットセルにおいて、前記第１期間は前記第２期間に先立つことを特徴とする請求項８に記載する方法。１０．前記第１期間はハイの期間で、前記第２期間はローの期間であることを特徴とする請求項８に記載する方法。１１．前記第２増加分は、前記第１増加分と正反対の正負記号を持つことを特徴とする請求項８に記載する方法。１２．前記標準値は０であることを特徴とする請求項８に記載する方法。１３．前記パルス幅変調信号は、パルス幅を変調された赤外線ビームであることを特徴とする請求項８に記載する方法。１４．前記訂正済みカウント値は、前記予想カウント値に、前記第２の間隔の頻度に前記ビットセルの予想第１期間の継続時間と前記ビットセルの実第１期間の継続時間との時間差を乗じて得られた値とおおよそ等しい値を加算することによって決定することを特徴とする請求項８に記載する方法。１５．前記訂正済みカウント値を決定する更なる工程は、整数算術のみを使って行われることを特徴とする請求項１４に記載する方法。１６．前記訂正済みカウント値を決定する工程は、差分値を生成するために、前記予想カウント値から前記調整済み実カウント値を差し引く工程と、前記差分値に１／２を乗じる工程と、前記訂正済みカウント値を生成するために、前記差分値の半分の値を、前記予想カウント値に加算する工程とを含むことを特徴とする請求項８に記載する方法。１７．前記差し引く工程、乗じる工程、及び加算する工程は、前記調整済み実カウント値が前記予想カウント値よりも小さいときにのみ行われ、また、前記訂正済みカウント値を決定する工程は、前記調整済み実カウント値が前記予想カウント値以上の時に、前記調整済み実カウント値を前記訂正済みカウント値として使用する工程を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載する方法。１８．第１の値と第２の値で構成されるグループから選択された少なくとも１つのデータで、先に変調されたパルス幅変調信号を復調する装置であって、前記パルス幅変調信号は少なくとも１つのデータ値に対応する少なくとも１つのビットセルを有し、前記ビットセルのそれぞれは第１期間と第２期間とを有し、前記第１期間は第１継続時間を持ち、第２期間は前記対応するデータ値が前記第１の値か第２の値の何れを持つかによって第２継続時間または第３継続時間の何れかを持ち、前記ビットセルの前記第１期間の実継続時間を検出するための第１検出手段と、前記第１検出手段と連動し、前記ビットセルの前記第１期間の前記実継続時間と相対的な実カウント値を生成するための第１カウント手段と、前記第１カウント手段と連動し、訂正済みカウント値を決定するために前記実カウント値と予想カウント値とを使うカウント訂正手段と、前記ビットセルの前記第２期間の実継続時間を検出するための第２検出手段と、前記カウント訂正手段と前記第２検出手段とに連動し、最終調整済みカウントを生成するために前記訂正済みカウント値を前記ビットセルの前記第２期間の前記実継続時間と相対的な調整量で調整するための、第２カウント手段と、前記第２カウント手段と連動し、標準値よりも大きいかそれ以下のどちらかである前記最終調整済みカウントに従って、第１の値又は第２の値のどちらかを持つ信号を生成する信号生成手段とを有することを特徴とする装置。１９．前記それぞれのビットセルにおいて、前記第１期間は前記第２期間に先立つことを特徴とする請求項１８に記載する装置。２０．前記第１期間はハイの期間で、前記第２期間はローの期間であることを特徴とする請求項１８に記載する装置。２１．前記パルス幅変調信号はパルス幅を変調された赤外線ビームであり、前記第１検出手段と連動し、前記パルス幅を変調された赤外線ビームを検出して、前記第１検出手段に提供されるパルス幅変調電気信号を検出された赤外線ビームから生成する赤外線インターフェースを更に有することを特徴とする請求項１８に記載する装置。