JPH11205224A - ディジタル光通信信号の変調方法、光通信方法、及び光送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケット送信パターンによって発生する電力
スペクトルの高周波成分密度を減少させる。 【解決手段】 ベースバンド成分の直流レベルが一定で
ある変調方式を用いて光パケット通信を行う際、前記パ
ケットの前部に、そのベースバンド成分が０からＶまで
緩やかに変動する冗長信号をもち、及び／又は、前記パ
ケットの後部に、そのベースバンド成分がＶから０まで
緩やかに変動する冗長信号を持つことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】赤外線通信機能を有する家電
機器、情報機器等に用いられるディジタル光通信用信号
の変調方法及びそれを用いた変復調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に光通信では、通信したいデータに
応じて副搬送波の振幅、位相、周波数のいずれかを変化
させ送出する方式が用いられることが多いが、このよう
な方式を、副搬送波を利用しない方式（ベースバンド変
調方式）と対比して、キャリアバンド変調方式と呼ぶ。
ここで副搬送波とは、ある周期で光をオンオフさせるこ
とにより疑似的に作られる搬送波を指す。副搬送波は単
純にオンオフする光の矩形波で代用される場合が多い。

【０００３】キャリアバンド変調方式中で最も単純であ
るのが振幅を変化させる方式で、これをＡＳＫ（振幅シ
フトキーイング）方式と呼ぶ。ＡＳＫの中でも最も簡単
な方式は、一定の振幅と振幅ゼロの２種類の振幅を用い
る場合であり、これを特にＯＯＫ（オンオフキーイン
グ）と呼ぶ。また、ＲＺ変調方式、ＰＰＭ変調方式、マ
ンチェスタ変調方式等のベースバンド変調方式の出力信
号に副搬送波を掛け合わせて送出する変調方式を考える
こともでき、これらも広い意味でＡＳＫ変調方式であ
る。これらの変調波形を図３３に示す。副搬送波の位相
あるいは周波数を変化させる変調方式をそれぞれＰＳＫ
（位相シフトキーイング）方式、ＦＳＫ（周波数シフト
キーイング）方式と呼ぶ（ＰＳＫ、ＦＳＫ変調波形を図
３４に示す。）。

【０００４】（従来のキャリアバンド変調方式のスペク
トル）キャリアバンド変調方式のスペクトルは、副搬送
波周波数を中心とする周波数帯域にメインローブを持
つ。ＦＳＫ方式のように複数の副搬送波周波数を用いる
方式は各々の副搬送波周波数を中心とする周波数帯域に
複数のメインローブを持つ。キャリアバンド変調方式の
メインローブの片側帯域幅は通常はその変調方式で使用
する最小の「副搬送波無変化時間」の逆数となる。

【０００５】（従来のキャリアバンド変調方式の、特に
ＡＳＫ変調方式のスペクトル）特にベースバンド変調方
式に副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式のスペクト
ルは、副搬送波を中心とする周波数帯域に元のベースバ
ンド変調方式のスペクトルをシフトしたものとなる。た
だしこの際に、ベースバンド変調方式のスペクトルが全
て高周波帯域にシフトする訳ではなく、ある程度のベー
スバンド変調方式のスペクトルは低周波帯域にそのまま
不要輻射として残ることになる。ＮＲＺ変調変調方式に
副搬送波を掛け合わせたＡＳＫ変調方式のスペクトルを
図３５に示す。

【０００６】（従来のキャリアバンド変調方式の、特に
ＰＳＫ／ＦＳＫ変調方式のスペクトル）一方、ＰＳＫ方
式やＦＳＫ方式ではＡＳＫ方式と異なり低周波帯域にス
ペクトルは出現しない。しかしこれらの方式はＡＳＫ方
式と比べると一般に消費電力が大きくなり、かつ受信回
路構成も複雑になるため、光通信界においてはＡＳＫ方
式かベースバンド方式が好んで用いられる。

【０００７】以上の説明から判る通り、ベースバンド通
信方式及びＡＳＫ通信方式においては一般に低周波領域
にビットレート以上の帯域幅のメインローブを持つスペ
クトルが出現することになる。したがって複数の通信方
式が混在する場合にはこれらの相互干渉が問題であっ
た。

【０００８】例えばテレビなどのリモコンは４０ＫＨｚ
付近の副搬送波を用いて１Ｋｂｐｓ程度のビットレート
のＡＳＫ通信方式を採用しており、そのスペクトルは４
０ＫＨｚ付近を中心に片側２ＫＨｚ程度のメインローブ
を持っている。ここで新しく別の方式で７５Ｋｂｐｓ程
度の通信を行いたい場合を考えると、ベースバンド変調
方式を採用してもＡＳＫ通信方式を採用しても、０Ｈｚ
〜７５ＫＨｚ程度までの全低周波帯域に信号スペクトル
が出現することになり、リモコンの光通信を妨害するこ
とになる。それゆえ、従来のベースバンド変調方式ある
いはＡＳＫ変調方式では、７５Ｋｂｐｓの通信を行いな
がら４０ＫＨｚにおけるリモコンとの干渉を取り除くこ
とは困難であった。

【０００９】（従来のＩｒＢＵＳ方式のスペクトル）こ
の問題を解決するために、例えば、従来のベースバンド
方式に変わる符号化方式として、現在米国赤外線通信標
準化団体ＩｒＤＡで標準化が進められているＩｒＢＵＳ
方式では、１６ＰＳＭ符号化方式を提案している。この
符号化方式は４ビットのデータを８個のスロットをもつ
１６個のシンボルに割り当てる。

【００１０】

【表１】

【００１１】ＩｒＢＵＳ方式では、この１６ＰＳＭベー
スバンド信号に１．５ＭＨｚ副搬送波を掛け合わせるこ
とにより、家電用リモコンが通常使用する副搬送波のピ
ーク電力スペクトル帯域である３６ＫＨｚ〜４０ＫＨｚ
の間に電力スペクトルの谷間をつくり、相互干渉を軽減
する方式である（図１９、２０、２１）。これにより、
従来のベースバンド方式やＡＳＫ方式を使う場合より
も、相互干渉を１／２程度に押さえることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】（課題１）ＩｒＢＵＳ
方式の光信号波形を構成する成分とそれら成分によって
発生する電力スペクトルについて考察する。

【００１３】電波の搬送波は０を中心とし正負の方向に
出力される交流成分である。しかし、光信号の場合は、
電波の場合と異なり、光のオンオフで擬似的に搬送波を
生成する（副搬送波）ために、正の方向にしか出力され
ない。

【００１４】このような振幅Ａの副搬送波は、振幅Ａ／
２の直流と、振幅Ａ／２の正弦波（もしくは矩形波）を
合成したものと見ることができる。ここで前者を本副搬
送波の直流成分、後者を副搬送波成分と定義する。

【００１５】キャリアバンド変調された光信号は、その
変調方式で定義されるシンボル単位で直流成分と副搬送
波成分に分割することができる。ここで、光信号全体に
含まれる各副搬送波シンボルの副搬送波成分を時系列順
につなぎあわせた波形を、前記光信号の副搬送波成分と
定義する。同様に、光信号全体に含まれる各副搬送波シ
ンボルの直流成分を時系列順につなぎあわせた波形を、
前記光信号のベースバンド成分と定義する。

【００１６】特に、各副搬送波シンボルの直流成分のバ
イアスレベルがすべて等しいとき、光信号のベースバン
ド成分は直流レベルが一定あると表現する。

【００１７】ＩｒＢＵＳ方式の波形を上記成分に解析す
ると、図１９に示すように、１．５ＭＨｚ副搬送波成分
とベースバンド成分に分解される。

【００１８】前記１．５ＭＨｚ副搬送波成分と前記ベー
スバンド成分によって発生する電力スペクトルを図２１
に示す。

【００１９】（ｃ）ベースバンド成分は副搬送波を掛け
合わせる前の１６ＰＳＭ符号化方式のベースバンド信号
であり、上述したように、この信号成分のスペクトルが
低周波帯に残る不要輻射となる。

【００２０】１６ＰＳＭ符号化方式の場合、リモコンで
使用する中心周波数帯域に対する不要輻射を押さえられ
ているが、リモコン受光機の感度は非常に高く、中心周
波数から離れた周波数に対してもある程度の感度を有す
るため、１６ＰＳＭ方式を用いてもリモコンとの相互干
渉の問題を完全に解決できない。

【００２１】ＩｒＢＵＳ方式はＡＳＫ変調方式の一種で
あり、この問題は、従来のＡＳＫ変調信号を使用してい
る限り発生する。

【００２２】（課題２）常に副搬送波を送出しつづける
ＦＳＫ変調方式やＰＳＫ変調方式では、ベースバンド成
分の直流レベルが一定であるため上記の問題は発生しな
い。 しかし、実際の光通信では、データをあらかじめ
決められたデータ量に分割しパケット化して通信を行
う。例えばＩｒＢＵＳ方式においては、１３．８ｍｓ周
期内で複数個のパケット通信が行われる。

【００２３】図２９は、１．５ＭＨｚ副搬送波と１ＭＨ
ｚ副搬送波を用いたＦＳＫ変調方式のパケットを、Ｉｒ
ＢＵＳ方式と同様に１３．８ｍｓ周期で２つのパケット
を送信するパケット通信を行なったときの波形である。
パケット送信時の波形を解析すると、（ｃ）１．５ＭＨ
ｚ／１ＭＨｚ副搬送波成分と（ｄ）ベースバンド成分、
（ｅ）パケットが送信されるパターンに分解できる。こ
こでは、特に、（ｄ）ベースバンド成分に（ｅ）パケッ
ト送信パターンを掛け合わせた結果発生するベースバン
ド成分に注目し、これをパケット送信ベースバンド成分
と呼ぶことにする。

【００２４】パケット送信ベースバンド成分の電力スペ
クトルは、連続出力時のＦＳＫ信号のように、ＤＣ部の
みに集中せず低周波領域にすそのをもち、このサブロー
ブがリモコンのメインローブと相互干渉し、通信効率を
大幅に悪化させる。このサブローブはパケット通信時の
送信パターンに依存しているため、どのような変調方式
を用いても、パケット通信を行う限り必ず発生する。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）に係
るディジタル光通信信号の変調方法は、ＡＳＫ変調方式
で変調を行うディジタル光通信信号の変調方法におい
て、光信号を副搬送波成分とベースバンド成分に分解し
たとき、ベースバンド成分は、その直流レベルが一定で
あることによって上記課題を解決する。

【００２６】本発明（請求項２）に係るディジタル光通
信信号の変調方法は、請求項１のＡＳＫ変調方式で変調
を行うディジタル光通信信号の変調方法において、副搬
送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の主信
号の振幅の半分の振幅でＤＣバイアスをかけてなること
によって上記課題を解決する。

【００２７】本発明（請求項３）に係るディジタル光通
信信号の変調方法は、請求項１のＡＳＫ変調方式で変調
を行うディジタル光通信信号の変調方法において、副搬
送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の主信
号とは周波数が異なる副搬送波を送信することによって
上記問題を解決する。

【００２８】本発明（請求項４）に係る光通信方法は、
請求項１乃至３のいずれかの方法で変調されたディジタ
ル光通信信号を用いて、パケットを構成し、光通信を行
う際、前記パケットの前部に、そのベースバンド成分が
０からＶまで緩やかに変動する冗長信号を持ち、及び／
又は、前記パケットの後部に、そのベースバンド成分が
Ｖから０まで緩やかに変動する冗長信号を持つことによ
って上記課題を解決する。

【００２９】本発明（請求項５）に係る光通信方法は、
請求項４に記載の光通信方法を用いて光パケットを送信
する光送信装置において、パケット前部、及び／又は、
パケット後部に冗長信号を持つパケットを生成する通信
制御回路部と、該通信制御回路部によって生成されたパ
ケットを電気信号から光信号に変換する光素子駆動回路
と、前記通信制御回路部によって制御され、光素子の光
振幅レベルを操作するための光振幅レベル決定回路と、
を備えたＥ／Ｏ変換回路部と、を、少なくとも備えてな
ることによって上記課題を解決する。

【００３０】本発明（請求項６）に係る光通信方法は、
請求項５に記載の光送信装置において、前記Ｅ／Ｏ変換
回路部の光振幅レベル決定回路は、少なくともローパス
フィルタとスイッチとで構成され、前記ローパスフィル
タは、その立ち上がり／立ち下がり時間が前記冗長信号
の時間長に比べて小さく、前記スイッチは、前記ローパ
スフィルタに対する電源の供給、遮断又は蓄電、放電を
操作するものであり、且つ、前記Ｅ／Ｏ変換回路部の光
素子駆動回路は、その光素子がＬＥＤであって、ＬＥＤ
電流制限抵抗と、ＬＥＤ駆動回路とを少なくとも備え、
前記Ｅ／Ｏ変換回路部に付加される電圧が前記ローパス
フィルタを通して前記ＬＥＤ駆動回路に与えられてな
り、前記通信制御回路部は、前記パケット前部に冗長信
号が有る場合に、前記冗長信号送出開始と同時にローパ
スフィルタに電源を供給し、前記パケット前部に冗長信
号が無い場合に、予めローパスフィルタを蓄電すると共
に、前記パケット後部に冗長信号が有る場合に、冗長信
号送出開始と同時にローパスフィルタの電源を遮断し、
前記パケット後部に冗長信号が無い場合に、パケット終
了と同時にローパスフィルタを放電するようローパスフ
ィルタのスイッチを操作してなることによって上記問題
を解決する。

【００３１】本発明（請求項７）に係る光通信方法は、
請求項５又は６に記載の光送信装置において、前記パケ
ット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信号は、Ｄ
Ｃバイアス信号又はＦＳＫバイアス信号が用いられてな
ることによって上記課題を解決しうる。

【００３２】本発明（請求項８）に係る光通信方法は、
前記パケット前部、及び／又は、パケット後部の冗長信
号は、データ復調処理の際、無視される信号パターンシ
ンボルを用いてなることによって上記問題を解決する。

【００３３】請求項７、８において、変調方式をＦＳＫ
変調方式、又はＰＳＫ変調方式にすることが好ましい。
また、更に変調方式をＤＣバイアスされたＡＳＫ変調方
式、又はＦＳＫバイアスされたＡＳＫ変調方式とするこ
とが更に好ましい。このように構成することによって、
既存のＰＳＫ、ＦＳＫ変調方式パケット通信システムに
おいて、受信機を従来のものを使用しながら、なおかつ
リモコンとの相互干渉を軽減できる。特に、変調方式を
ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ変調方式とすることによ
り、最も簡単な回路構成で本発明を実現できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】（ＤＣバイアスＡＳＫ変調方式の
実施の形態）ＡＳＫ変調方式で変調を行う光通信方法に
おいて、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副
搬送波の主信号の振幅の半分の振幅の直流成分を送出す
る方法をＤＣバイアスと呼ぶことにする。

【００３５】ＤＣバイアスされたＡＳＫ信号は、図２５
に示す光送信装置で生成できる。

【００３６】ＤＣバイアスＡＳＫ用ＬＥＤ駆動回路（２
０１）は２つのＬＥＤ駆動回路で構成される。一つは従
来のＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）を光変換するために
使用され、もう一つはＤＣバイアス電気信号（５００）
を光変換するために使用される。それぞれのＬＥＤ駆動
回路で使用されるＬＥＤ、トランジスタは同じ電気的特
性を持つものが使用されている。ＤＣバイアス電気信号
（５００）が入力されるＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ電流制
限抵抗（２０２）の値は、ＩｒＢＵＳ電気信号（５０
１）が入力されるＬＥＤ駆動回路のＬＥＤ電流制限抵抗
（２０３）の値に対し２倍になるよう調整されている。
このため、ＬＥＤ（２０４）には、ＬＥＤ（２０５）に
流れる電流の１／２の電流しか流れない。従って、図２
６のように、ＩｒＢＵＳ光信号（５０３）は、ＤＣバイ
アス光信号（５０２）の振幅に対し、２倍の振幅で出力
される。

【００３７】図２５の装置によって生成される信号を図
２６に示す。

【００３８】また、図２７のような回路構成でもＤＣバ
イアスＡＳＫ信号を生成できる。

【００３９】図２７ＢはＬＥＤ電流制限抵抗の値を操作
することによってＤＣバイアスを掛けるためのＬＥＤ駆
動回路である。トランジスタ（３０４）はＬＥＤ電流制
限抵抗（３０２）への電源のオンオフを制御するのに使
用される。トランジスタのコレクタ−エミッタ間の電圧
降下は０．１Ｖ程度であるため、ここでは、同じ値のＬ
ＥＤ電流制限抵抗（３０２、３０３）を使用している。

【００４０】図２７の装置によって生成される信号を図
２８に示す。

【００４１】ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路からはＤ
Ｃバイアスが掛けられたＩｒＢＵＳ信号（６０１）と、
この信号と同期しながら、副搬送波のときはＨ、ＤＣバ
イアス成分のときはＨとなるＬＥＤ電流制限抵抗制御信
号（６００）を出力する。

【００４２】ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）は
トランジスタ（３０４）を駆動しており、ＤＣバイアス
ＩｒＢＵＳ信号（６０１）が副搬送波のときのみ、ＬＥ
Ｄ電流制限抵抗（３０２）を有効にするため、副搬送波
成分の時のＬＥＤ電流制限抵抗値は、ＤＣ成分の時のＬ
ＥＤ電流制限抵抗値に対し、１／２の値になる。

【００４３】このため、副搬送波成分のときにＬＥＤ
（３０５）に流れる電流は、ＤＣ成分のときの２倍の電
流が流れる。従って、副搬送波成分の光振幅はＤＣ成分
の光振幅の２倍になり、図２８ｃで示す光信号を得られ
る。

【００４４】（ＦＳＫバイアスＡＳＫ変調方式の実施の
形態）ＡＳＫ変調方式で変調を行う光通信方法におい
て、副搬送波光信号が出力されていない箇所に、主信号
で使用している周波数とは異なる副搬送波を送出する方
法を、ここではＦＳＫバイアスと呼ぶことにする。ＦＳ
ＫバイアスされたＡＳＫ信号は、図５のような論理回路
で生成できる。ＡＳＫ信号（２１）は、ベースバンド信
号（１７）と副搬送波Ａ（１８）との論理積で生成され
る。

【００４５】ＦＳＫバイアス成分（２２）はベースバン
ド信号（１７）の反転出力、パケットイネーブル信号
（１９）と副搬送波Ｂとの論理積をとることでを生成で
きる。ＡＳＫ信号（２１）とＦＳＫバイアス成分（２
２）との論理和を取ることでＦＳＫバイアスＡＳＫ信号
（２３）を生成できる。図５の回路によって生成される
信号を図６に示す。

【００４６】（パケット通信時の実施の形態）ベースバ
ンド成分が一定であるキャリアバンド変調方式で変調さ
れたパケットの送信で発生するベースバンド成分の電力
スペクトルが高周波成分を含むのは、パケットの開始時
と終了時においてベースバンド成分が急峻に変動してい
るためである。本変調方法ではこのベースバンド成分の
変動を緩やかにすることにより、パケット送信で発生す
る電力スペクトルの高周波成分の密度を減少させること
を目的とする。

【００４７】図３は本発明の変調方法を実現するため
の、光送信装置である。通信制御回路（２）は、従来の
パケット生成／符号化部（６）、キャリアバンド変調部
（７）の他にパケット前後に時間長Ｔの冗長信号ヘッ
ダ、冗長信号テイラを付加し同時にスイッチ（５）を制
御する信号を生成する冗長信号生成部（８）で構成され
る。Ｅ／Ｏ変換回路（１）は、Ｅ／Ｏ変換部（３）の他
に、ローパスフィルタ（４）とスイッチ（５）で構成さ
れる。Ｅ／Ｏ変換部（３）は通信制御回路（２）によっ
て生成されたパケットを光電気信号（１２）から光信号
（１３）に変換する。この回路は従来のＥ／Ｏ変換部と
同じ回路で実現できる。

【００４８】スイッチ（５）はＥ／Ｏ変換部（３）への
電源の供給または遮断を制御する。スイッチ（５）は通
信制御回路（２）から出力される電源供給制御信号で制
御される。スイッチとＥ／Ｏ変換部の間に挿入されてい
るローパスフィルタ（４）は、立ち上がり／立ち下がり
時間Ｔ’が冗長信号出力時間Ｔに比べて小さい値をとる
ように設定されている。

【００４９】図４ａに本発明で使われるパケットの構成
を示す。パケット（１５）は、従来のパケットに対し、
パケットの前部と後部にそれぞれ冗長信号が付加されて
いる。パケットの前部に付加された冗長信号を冗長信号
ヘッダ、パケットの後部に付加された冗長信号を冗長信
号テイラと呼ぶ。これらの冗長信号は、従来のパケット
通信では認識されないかまたは意味を成さない信号であ
る。

【００５０】特にパケット通信で特別な意味をもつパタ
ーン、例えばパケットの開始を示すスタートフラグ、パ
ケットの終了を示すストップフラグとは異なるパターン
でなければならない。

【００５１】光通信では、スタートフラグに先立って同
期用、ＡＧＣ用、またはそれらを同時に行うためのシン
ボルが送出される場合がある。これらのシンボルが、上
記の立ち上がり時間Ｔ’と比べて十分長い場合、これら
を冗長信号ヘッダとして使用することができる。十分な
長さがないときは、必要な時間分だけそのシンボルを繰
り返せばよい。

【００５２】ベースバンド成分の操作は、従来のパケッ
トの開始部分もしくは終了部分において直接波形を変形
させると正しいパケットとして認識されなくなる可能性
があるため、冗長部ヘッダ、冗長部テイラで行う。

【００５３】入力されたデータ（１０）は、パケット生
成／符号化部（６）でパケット単位に分割され、シリア
ル信号に符号化される。シリアル信号はキャリアバンド
変調部（７）で副搬送波に掛け合わされ、冗長信号生成
部（８）でパケットの前後に前述した特徴をもつ冗長信
号ヘッダ／テイラを付加され、光電気信号（１２）とし
てＥ／Ｏ変換部（３）に出力される。

【００５４】図４は、上記で生成された光電気信号（１
２）と電源供給制御信号（１１）、Ｅ／Ｏ変換回路電源
電圧（１４）、光信号（１３）の関係を示す。電源供給
制御信号（１１）は、冗長信号ヘッダが出力されると同
時にＨになる。同時に電源スイッチ（５）がオンにな
り、Ｅ／Ｏ変換部に電源が供給されるが、ローパスフィ
ルタ（４）を通過するため、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧
（１４）は電源電圧に向かって緩やかに増加する。

【００５５】Ｅ／Ｏ変換回路の光の強さは、Ｅ／Ｏ変換
回路電源電圧（１４）の増加に応じて、光信号の振幅も
増加する。ローパスフィルタ（４）の立ち上がり時間に
対して、冗長信号ヘッダの出力時間を十分大きくとれ
ば、パケット本体の光電気信号が出力開始時にはＥ／Ｏ
変換回路電源電圧（１４）は電源電圧と等しくなり、光
信号の振幅も一定になる。

【００５６】パケット本体の光電気信号の出力が終了す
ると、電源供給制御信号（１１）はＬになる。このため
スイッチ（５）がオフになり、Ｅ／Ｏ変換部（３）への
電源供給が遮断されるが、ローパスフィルタ（４）の影
響で、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は０Ｖに向かっ
て緩やかに減少する。このため、光信号（１３）の冗長
信号テイラの振幅は、Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）
の減少に応じて、減少する。

【００５７】ローパスフィルタ（４）の立ち下がり時間
に対して、冗長信号テイラの出力時間を十分大きくとれ
ば、冗長信号テイラの信号の出力が終了するまでには、
Ｅ／Ｏ変換回路電源電圧（１４）は０Ｖになる。

【００５８】従って、光信号（１３）と光信号ベースバ
ンド成分（１６）の波形は図４のようになる。光信号ベ
ースバンド成分パターン（１６）は、方形波をローパス
フィルタに通過させた波形と等価である。 パケット
送信ベースバンド成分により発生する電力スペクトルの
うちローパスフィルタの遮断周波数ｆ０以上の電力スペ
クトルの密度を減少させる（図２）。

【００５９】（実施例１）以下、１ＭＨｚ副搬送波でＦ
ＳＫバイアスされたＩｒＢＵＳ方式パケット送信装置に
本発明を実施する例を述べる。本実施例の光送信装置の
構成を図７に示す。ＦＳＫバイアス変調回路（１１１）
は図５で示した論理回路によりＦＳＫバイアスされたＩ
ｒＢＵＳ信号であるＩｒＴｘ信号（１２１）を生成す
る。

【００６０】図８にＩｒＴｘ信号（１２１）の信号波形
と副搬送波成分、ベースバンド成分を示す。ＦＳＫバイ
アスにより、（ｃ）ベースバンド成分の直流レベルは一
定になるため、ＩｒＴｘ信号（１２１）を連続出力した
ときの（ｃ）ベースバンド成分による電力スペクトルサ
ブローブは、図１０に示すように０Ｈｚのみに発生す
る。

【００６１】図１１は、Ｅ／Ｏ変換回路（１００）の構
成を示す。

【００６２】ＬＥＤ駆動回路（１０１）は、一般的なＬ
ＥＤ駆動回路である。

【００６３】ＣＲローパスフィルタ（１０２）は、遮断
周波数ｆ₀が、 ｆ₀ ＝ ω₀／２π ＝ （１／ＣＲ）／２π ＝ （１／（３．３μＦｘ５Ω））／２π ≒ ９６５０ Ｈｚ 立ち上がり時間Ｔが、Ｔ ＝ ２．２ＣＲ ＝ ２．２ｘ３．３μＦ×５Ω ＝ ３６．３μｓ である１次のローパスフィルタである。

【００６４】ＣＭＯＳスイッチ（１０３）はＣＲローパ
スフィルタ（１０２）への電源供給・遮断を制御するた
めのスイッチであり、ＣＭＯＳトランジスタとダンピン
グ抵抗で構成されている。

【００６５】図１２に、従来のＩｒＢＵＳ方式のパケッ
ト構成と本実施例でのパケット構成、制御信号、光信号
を示す。従来のＩｒＢＵＳ方式では、パケットの開始時
に、ＡＧＣ調整用として１．５ＭＨｚ副搬送波シンボル
を送出する。本実施例では、このＡＧＣシンボルを３８
μｓ（１．５ＭＨｚパルス５７個）延長し、これを冗長
信号ヘッダとする。

【００６６】また、従来のＩｒＢＵＳ方式では、パケッ
ト終了時にストップフラグ（ＳＴＯ）を送出するが、本
実施例では、ＳＴＯのあとに１ＭＨｚ副搬送波を３７μ
ｓ（１ＭＨｚパルス３７個）追加し、これを冗長信号テ
イラとする（図１２ｂ）。

【００６７】冗長信号ヘッダの出力開始と同時にＣＭＯ
Ｓスイッチ（１０３）を制御するＰｏｗｅｒＣＮＴ信号
（１２３）（ｃ）がＬになる。このため、ＣＭＯＳスイ
ッチ（１０３）がオンになり、ＬＥＤ駆動回路（１０
１）に電源が供給されるが、ＣＲローパスフィルタ（１
０２）を通るため、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）
（ｄ）は指数関数的に増幅する（図１２ｄ）。

【００６８】冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の送信
開始時の振幅は、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）に
応じて増幅する。ＡＧＣシンボルは、従来のパケットの
ＡＧＣシンボルに比べ３８μｓ延長されているが、ＣＲ
ローパスフィルタ（１０２）の立ち上がり時間Ｔが３
６．３μｓであるため、ＡＧＣシンボルの延長部が終了
するころには、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は電
源電圧とほぼ等しくなっており、冗長部付ＩｒＴｘ光信
号（１２４）の振幅も１００％の出力になる（図１２
ｇ）。このため、本来のＡＧＣ機能に影響を及ぼさな
い。

【００６９】また、ＳＴＯの出力が終了すると同時にＰ
ｏｗｅｒＣＮＴ信号（１２３）はＨになる。これによ
り、ＣＭＯＳスイッチ（１０３）はオフになり、ＬＥＤ
駆動回路（１０１）への電源供給が遮断されるが、ＣＲ
ローパスフィルタ（１０２）の影響でＬＥＤ駆動回路電
源電圧（１２５）は指数間数的に減少する（図１２
ｄ）。このため、冗長部付ＩｒＴｘ光信号（１２４）の
振幅は、ＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）に応じて、
減少する。冗長信号テイラは３７μｓの長さをもってい
るため、この間にＬＥＤ駆動回路電源電圧（１２５）は
０になり、冗長部付ＩｒＴｘ信号（１２４）の振幅も０
になる（図１２ｇ）。この結果出力される冗長部付Ｉｒ
Ｔｘ光信号（１２４）の波形とベースバンド成分は図１
２ｈ、ｉに示す。

【００７０】（実施例２）以下、図２５で示した従来の
ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置でパケット送信
時における本発明を実施した例を述べる。

【００７１】図１３に、本発明を実施したＤＣバイアス
ＩｒＢＵＳ方式光送信装置の構成を示す。ＤＣバイアス
ＩｒＢＵＳ変調回路（２１１）及びＤＣバイアスＩｒＢ
ＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）は既存の回路を使用し
ている。ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（２１１）
は、入力された４ビット・データから既存のＩｒＢＵＳ
電気信号（５０１）とＤＣバイアス電気信号（５００）
を生成する。

【００７２】図１５ｂは、本実施例のパケット構成であ
る。冗長信号ヘッダは、実施例１と同様に、ＡＧＣ信号
とする。冗長信号ラスタは、３７μｓの長さの１／２振
幅ＤＣバイアスとする。冗長信号生成部（２１２）は、
ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式のＤＣバイアス電気信号
（５００）、ＩｒＢＵＳ電気信号（５０１）のそれぞれ
に対し、冗長信号を付加すると同時にＰｏｗｅｒＣｎｔ
信号（１２３）を生成する（図１５ｃ、ｅ、ｆ）。

【００７３】図１４に、本実施例のＥ／Ｏ変換回路の構
成を示す。図２５Ｂで示した従来のＤＣバイアスＩｒＢ
ＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（２０１）と実施例１で説明した
ＣＲローパスフィルタ（１０２）、ＣＭＯＳスイッチ
（１０３）で構成されている。

【００７４】この光送信装置で出力される冗長部付Ｉｒ
ＢＵＳ光信号（２２７）、冗長部付ＤＣバイアス光信号
は（２２６）はそれぞれ図１５ｇ、ｈで示される波形に
なる。また、冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号（２２７）と冗
長部付ＤＣバイアス光信号（２２６）のベースバンド成
分の和は図１５ｉに示される波形になる。

【００７５】（実施例３）以下、図２７で示した従来の
ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式光送信装置でパケット送信
時における本発明を実施した例を述べる。

【００７６】図１６に、本発明を実施したＤＣバイアス
ＩｒＢＵＳ方式光送信装置の構成を示す。ＤＣバイアス
ＩｒＢＵＳ変調回路（３１１）及びＤＣバイアスＩｒＢ
ＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（３０１）は既存の回路を使用し
ている。図１８ｂは本実施例のパケット構成を示す。こ
れは実施例２と同じ構成である。ＤＣバイアスＩｒＢＵ
Ｓ変調回路（３１１）は、入力された４ビット・データ
からＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号（６０１）とＬＥ
Ｄ電流制限抵抗制御信号（６００）を生成する。冗長信
号生成部（３１２）は、ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信
号（６０１）、ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号（６００）
のそれぞれに対し冗長信号を付加し、同時にＰｏｗｅｒ
Ｃｎｔ信号（１２３）を生成する（図１８ｃ、ｅ、
ｆ）。

【００７７】図１７に、本実施例のＥ／Ｏ変換回路の構
成を示す。図２７Ｂで示した従来のＤＣバイアスＩｒＢ
ＵＳ用ＬＥＤ駆動回路（３０１）と実施例１で説明した
ＣＲローパスフィルタ（１０２）、ＣＭＯＳスイッチ
（１０３）で構成されている。この光送信装置で出力さ
れる冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号（３２６）
は図１８ｇで示される波形になる。また、情緒部付ＤＣ
バイアスＩｒＢＵＳ光信号（３２６）のベースバンド成
分は図１５ｈに示される波形になる。

【００７８】図３７に従来のＩｒＢＵＳ方式と、実施例
１のＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ方式信号、実施例２、３
のＤＣバイアスＩｒＢＵＳ方式と連続出力時に、リモコ
ンを同時に使用したときのリモコンの通信距離と通信成
功率の関係を示す。このグラフは、リモコン受信機から
距離１ｍの場所に上記光送信機を設置しリモコン受信機
に向けて上記方式信号を送信した際の、リモコン送信機
とリモコン受信機の間の距離と通信成功率を示す。これ
から、ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ方式信号とＤＣバイア
スＩｒＢＵＳ方式信号は、従来のＩｒＢＵＳ方式信号に
比べリモコンとの干渉が軽減されていることがわかる。

【００７９】従来のパケット通信または実施例１のパケ
ット通信時において、リモコンを同時に使用したとき
の、リモコンの通信距離と通信成功率の関係を図３２の
グラフに示す。このグラフは、リモコン受信機から距離
１ｍの場所に上記光送信機を設置しリモコン受信機に向
けてパケットを送信した際の、リモコン送信機とリモコ
ン受信機の間の距離と通信成功率を示す。本実施例のパ
ケット通信のときは、従来のパケット通信時に比べ、リ
モコンの通信距離、通信成功率がともに大幅に向上して
いることがわかる。

【００８０】本実施例の回路で、ＣＭＯＳスイッチとロ
ーパスフィルタの代わりにＤ／Ａコンバータを用いても
同様の結果を得ることができる。

【００８１】（実施例４）ＦＳＫ変調方式の場合でも、
実施例１と同様の回路構成で、本発明を実施できる。冗
長信号ヘッダ、テイラは、スタートフラグ、ストップフ
ラグと異なるパターンの信号にするか、またはＤＣバイ
アスにより実現できる。

【００８２】（実施例５）ＰＳＫ変調方式の場合でも、
実施例１と同様の回路構成で、本発明を実施できる。冗
長信号ヘッダ、テイラは、スタートフラグ、ストップフ
ラグと異なるパターンの信号にするか、またはＤＣバイ
アスにより実現できる。

【００８３】

【発明の効果】本発明（請求項１）に係るディジタル光
通信信号の変調方法によれば、ＡＳＫ通信で発生してい
た既存の光通信装置との干渉を軽減できる。

【００８４】本発明（請求項２）に係るディジタル光通
信信号の変調方法によれば、ＡＳＫ通信で発生していた
既存の光通信装置との干渉を軽減できる。またＤＣバイ
アスは、従来のＡＳＫ受信機では無視されるため、光受
信システムを改造や変更することなくそのまま使用でき
る。

【００８５】本発明（請求項３）に係るディジタル光通
信信号の変調方法によれば、ＡＳＫ通信で発生していた
既存の光通信装置との干渉を軽減できる。またＦＳＫバ
イアスは、従来のＡＳＫ受信機では無視されるため、光
受信システムを改造や変更することなくそのまま使用で
きる。さらに、ＤＣバイアス光送信機に比べ、光送信機
の実現は容易である。

【００８６】本発明（請求項４）に係る光通信方法によ
れば、変調した信号のベースバンド成分の直流成分が一
定となる変調方式で変調を行う光パケット通信において
パケットの送信によって発生する電力スペクトルの高周
波成分を減少できる。これにより、電力スペクトルメー
ンローブが、本発明で用いられる変調方式のメーンロー
ブよりも低周波領域に存在する既存システム（リモコン
等）を含む複数の異なる赤外線通信システム間の干渉を
軽減することが可能になる。また、冗長部は、パケット
通信では無視される信号パターンを選択しているため、
光受信回路は既存のものをそのまま使用できる。

【００８７】本発明（請求項５）に係る光通信方法によ
れば、本発明（請求項４）を実施できる。

【００８８】本発明（請求項６）に係る光通信方法によ
れば、本発明（請求項４）を実施できると共に、回路構
成を簡単にすることができる。

【００８９】本発明（請求項７）に係る光通信方法によ
れば、パケット本体の変調方式及び構成に応じて適切な
冗長信号の方式を選択することができる。

【００９０】本発明（請求項８）に係る光通信方法によ
れば、パケット本体の変調方式及び構成に応じて適切な
冗長信号の方式を選択することができると共に、既存の
シンボルパターンを使用するため、新たにパターン発生
回路を組み込む必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の変調方法によるパケット送信波形であ
る。

【図２】従来のパケット送信で発生すると電力スペクト
ルと本発明のパケット送信で発生する電力スペクトルの
比較を示す図である。

【図３】本発明の光送信装置構成図である。

【図４】本発明の送信回路の制御信号、光信号、光信号
ベースバンド成分を示す図である。

【図５】ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号を生成するた
めの論理回路を示す図である。

【図６】ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号を示す図であ
る。

【図７】実施例１の光送信装置構成図である。

【図８】ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ変調回路（１１１）
の信号と成分を示す図である。

【図９】ＩｒＴｘ信号（１２１）の電力スペクトルであ
る。

【図１０】ＩｒＴｘ信号（１２１）の電力スペクトルの
解析した図である。

【図１１】実施例１のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。

【図１２】実施例１の制御信号、光信号、光信号ベース
バンド成分を示す図である。

【図１３】実施例２の光送信装置構成図を示す図であ
る。

【図１４】実施例２のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。

【図１５】実施例２の制御信号、光信号、光信号ベース
バンド成分を示す図である。

【図１６】実施例３の光送信装置構成図である。

【図１７】実施例３のＥ／Ｏ変換回路を示す図である。

【図１８】実施例３の制御信号、光信号、光信号ベース
バンド成分を示す図である。

【図１９】ＩｒＢＵＳ（１６ＰＳＭ符号化＋１．５ＭＨ
ｚ副搬送波）方式の各信号成分を示す図である。

【図２０】ＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルである。

【図２１】ＩｒＢＵＳ方式の電力スペクトルの解析した
図である。

【図２２】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式信号と各
信号成分を示す図である。

【図２３】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式の電力ス
ペクトルである。

【図２４】ＤＣバイアスされたＩｒＢＵＳ方式の電力ス
ペクトルの解析した図である。

【図２５】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置の構成及
びＬＥＤ駆動回路（例１）を示す図である。

【図２６】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置（例１）
の制御信号、光信号、光信号直流成分を示す図である。

【図２７】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置の構成及
びＬＥＤ駆動回路（例２）を示す図である。

【図２８】ＤＣバイアスＡＳＫ方式光送信装置（例２）
の制御信号、光信号、光信号直流成分を示す図である。

【図２９】ＦＳＫ変調方式方式パケット信号と各信号成
分（２Ｐａｃｋｅｔｓ／１３．８ｍｓ）を示す図であ
る。

【図３０】ＦＳＫ変調方式パケット通信時の電力スペク
トルを示す図である。

【図３１】ＦＳＫ変調方式パケット通信時の電力スペク
トルの解析を示す図である。

【図３２】パケット通信時のリモコン通信の成功率を示
す図である。

【図３３】従来のベースバンド変調波形に副搬送波を掛
け合わせたＡＳＫ変調方式を示す図である。

【図３４】従来のＦＳＫ、ＰＳＫ変調波形を示す図であ
る。

【図３５】従来のＮＲＺ変調波形に副搬送波を掛け合わ
せたＡＳＫ変調方式の信号スペクトルを示す図である。

【図３６】従来のＬＥＤ駆動回路構成図を示す図であ
る。

【図３７】リモコン通信の成功率（連続出力）を示す図
である。

【符号の説明】

１ Ｅ／Ｏ変換回路 ２ 通信制御回路 ３ Ｅ／Ｏ 変換部 ４ ローパスフィルタ ５ スイッチ ６ パケット生成符号化部 ７ キャリアバンド変調部 ８ 冗長信号生成部 ９ 電源 １０ データ １１ 電源供給制御信号 １２ 光電気信号 １３ 光信号 １４ Ｅ／Ｏ変換部電源電圧 １５ 本発明のパケット構成 １６ 光信号ベースバンド成分 １７ ベースバンド信号 １８ 副搬送波Ａ １９ パケットイネーブル信号 ２０ 副搬送波Ｂ ２１ ＡＳＫ信号 ２２ ＦＳＫバイアス成分 ２３ ＦＳＫバイアスされたＡＳＫ信号 １００ Ｅ／Ｏ変換回路 １０１ ＬＥＤ駆動回路 １０２ ＣＲローパスフィルタ １０３ ＣＭＯＳ スイッチ １０４ Ｖｃｃ １０５ ＬＥＤ電流制限抵抗 １１０ 通信制御回路 １１１ ＦＳＫバイアスＩｒＢＵＳ変調回路 １１２ 冗長信号生成部 １２０ データ １２１ ＩｒＴｘ電気信号 １２２ 冗長部付ＩｒＴｘ電気信号 １２３ ＰｏｗｅｒＣＮＴ信号 １２４ 冗長部付ＩｒＴｘ光信号 １２５ ＬＥＤ駆動回路電源電圧 ２００ Ｅ／Ｏ変換回路 ２０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路 ２０２ ＬＥＤ電流制限抵抗 ２０３ ＬＥＤ電流制限抵抗 ２０４ ＬＥＤ ２０５ ＬＥＤ ２１０ 通信制御回路 ２１１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路 ２１２ 冗長信号生成部 ２２３ 冗長部付ＤＣバイアス電気信号 ２２４ 冗長部付ＩｒＢＵＳ電気信号 ２２６ 冗長部付ＤＣバイアス光信号 ２２７ 冗長部付ＩｒＢＵＳ光信号 ３００ Ｅ／Ｏ変換回路 ３０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ用ＬＥＤ駆動回路 ３０２ ＬＥＤ電流制限抵抗 ３０３ ＬＥＤ電流制限抵抗 ３０４ トランジスタ ３０５ ＬＥＤ ３１０ 通信制御回路 ３１１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ変調回路 ３１２ 冗長信号生成部 ３２３ 冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号 ３２４ 冗長部付ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号 ３２６ 冗長部付ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号 ５００ ＤＣバイアス電気信号 ５０１ ＩｒＢＵＳ電気信号 ５０２ ＤＣバイアス光信号 ５０３ ＩｒＢＵＳ光信号 ６００ ＬＥＤ電流制限抵抗制御信号 ６０１ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ電気信号 ６０２ ＤＣバイアスＩｒＢＵＳ光信号 ７００ ＬＥＤ駆動回路 ７０１ ＬＥＤ駆動回路 ８００ ＩｒＴｘ電気信号 ８０１ ＩｒＴｘ光信号

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 27/04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＳＫ変調方式で変調を行うディジタル
   光通信信号の変調方法において、 光信号を副搬送波成分とベースバンド成分に分解したと
   き、ベースバンド成分は、その直流レベルが一定である
   ことを特徴とするディジタル光通信信号の変調方法。
2. 【請求項２】 ＡＳＫ変調方式で変調を行うディジタル
   光通信信号の変調方法において、 副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の
   主信号の振幅の半分の振幅でＤＣバイアスをかけてなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル光通信信
   号の変調方法。
3. 【請求項３】 ＡＳＫ変調方式で変調を行うディジタル
   光通信信号の変調方法において、 副搬送波光信号が出力されていない箇所に、副搬送波の
   主信号の周波数と異なる周波数を送波することを特徴と
   する請求項１に記載のディジタル光通信信号の変調方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかの方法で変調
   されたディジタル光通信信号を用いて、パケットを構成
   し、光通信を行う際、 前記パケットの前部に、そのベースバンド成分が０から
   Ｖまで緩やかに変動する冗長信号をもち、及び／又は、
   前記パケットの後部に、そのベースバンド成分がＶから
   ０まで緩やかに変動する冗長信号を持つことを特徴とす
   る光通信方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光通信方法を用いて光
   パケットを送信する光送信装置において、 パケット前部、及び／又は、パケット後部に冗長信号を
   持つパケットを生成する通信制御回路部と、該通信制御
   回路部によって生成されたパケットを電気信号から光信
   号に変換する光素子駆動回路と、前記通信制御回路部に
   よって制御され、光素子の光振幅レベルを操作するため
   の光振幅レベル決定回路と、を備えたＥ／Ｏ変換回路部
   と、を、少なくとも備えてなることを特徴とする光送信
   装置。
6. 【請求項６】 前記Ｅ／Ｏ変換回路部の光振幅レベル決
   定回路は、少なくともローパスフィルタとスイッチとで
   構成され、 前記ローパスフィルタは、その立ち上がり／立ち下がり
   時間が前記冗長信号の時間長に比べて小さく、 前記スイッチは、前記ローパスフィルタに対する電源の
   供給、遮断又は蓄電、放電を操作するものであり、 且つ、前記Ｅ／Ｏ変換回路部の光素子駆動回路は、その
   光素子がＬＥＤであって、ＬＥＤ電流制限抵抗と、ＬＥ
   Ｄ駆動回路とを備え、 前記Ｅ／Ｏ変換回路に付加される電圧が前記ローパスフ
   ィルタを通して前記ＬＥＤ駆動回路に与えられてなり、 前記通信制御回路部は、 前記パケット前部に冗長信号が有る場合に、前記冗長信
   号送出開始と同時にローパスフィルタに電源を供給し、
   前記パケット前部に冗長信号が無い場合に、予めローパ
   スフィルタを蓄電すると共に前記パケット後部に冗長信
   号が有る場合に、冗長信号送出開始と同時にローパスフ
   ィルタの電源を遮断し、前記パケット後部に冗長信号が
   無い場合に、パケット終了と同時にローパスフィルタを
   放電するようローパスフィルタのスイッチを操作してな
   ることを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
7. 【請求項７】 前記パケット前部、及び／又は、パケッ
   ト後部の冗長信号は、ＤＣバイアス信号又はＦＳＫバイ
   アス信号が用いられてなることを特徴とする請求項５、
   又は６に記載の光送信装置。
8. 【請求項８】 前記パケット前部、及び／又は、パケッ
   ト後部の冗長信号は、データ復調処理の際、無視される
   信号パターンシンボルを用いてなることを特徴とする請
   求項５乃至７のいずれかに記載の光送信装置。