JP2009118070A - 通信装置、復調方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】それぞれが、受信した負荷変調信号について負荷変調に起因する信号変化を検出する複数の信号変化検出回路と、各信号変化検出回路に対応する復調系回路を備える構成で、復調系回路の出力(パケット)を選択する際に、伝送路符号が検出できたどうかという情報のほかに平均振幅レベルの大きさの情報を用いることにより、選択の正答率を向上させる。例えば伝送路符号が複数の復調系回路で検出された場合、平均振幅レベルが最も大きい復調系回路の出力を選択する。
【選択図】図1
Description
また、非接触ICカードと同等の通信機能を、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)などの機器に内蔵し、これらの機器がICカードと同様に使用できるようにしたものも開発されている。
図17においてICカードとしては、アンテナ回路と負荷変調回路のみを示し、復調系や制御系は省略している。
ICカードでは、コイルL10、コンデンサC10の並列共振回路によりアンテナ回路が形成されている。また、スイッチ素子Tr1と抵抗R10により負荷変調回路が形成される。
このアンテナ回路91に対して並列に、変調信号発生回路92が接続される。変調信号発生回路92については、信号源として簡略化して示しているが、このリーダ/ライタ装置が、ICカードに対して送信するASK(Amplitude Shift Keying)変調信号を発生させる回路部である。例えば周波数13.56MHzのキャリア信号を、送信するデータによりASK変調する回路である。
またアンテナ回路91に対して、ASK復調回路93が接続される。ASK復調回路93は、ダイオード検波回路94、低域フィルタ95、リミッタアンプ96、同期回路97、判定器98から成る。
リーダ/ライタ装置は、変調信号発生回路92で発生させた例えばキャリア周波数13.56MHzの変調信号を、アンテナ回路91から電波出力する。
ICカード側では、リーダ/ライタ装置から送出された電波をアンテナ回路で受信し、図示しない復調回路でASK変調信号をデジタル信号に復調し、図示しない制御系回路へ供給する。
ICカードから信号をリーダ/ライタ装置に送信する場合は、ICカードの制御系回路が送信信号TxDをスイッチ素子Tr1に与えてスイッチ素子Tr1をオン/オフさせる。スイッチ素子Tr1がオン/オフされることで、負荷抵抗値が変化するが、これが外部のリーダ/ライタ装置側でキャリア信号のASK変調信号、つまりICカード側からの送信情報として検出される。
リーダ/ライタ装置側では、このようなASK変調信号を、ASK復調回路93で復調することになる。
負荷変調時に、ICカードとリーダ/ライタ装置の間の距離が特定の距離となっている際に、位相方向の変化量は存在するが振幅方向の変化量がなくなる状態、いわゆるNull状態となることがあり、この場合、従来のASK復調回路93では、受信信号を復調できずに通信が不能となる。
選択復調回路100は、振幅変化検出回路101と位相変化検出回路102のうちの一方の系列を選択し、受信情報RxDを出力する。
図19(a)の構成の場合、振幅変化検出回路101の出力をA/D変換器111aでデジタル化し、伝送路符号検出部112aで伝送路符号の検出を行う。
ICカードとリーダ/ライタ装置の間の通信は、例えば図18(b)のようにプリアンブル、シンクコード、データ、CRC(Cyclic Redundancy Check)情報を含むパケット構造を用いて行われるが、伝送路符号検出部112aでは伝送路符号として例えばシンクコードの検出を確認する。
また、位相変化検出回路102の出力については、A/D変換器111bでデジタル化し、伝送路符号検出部112bで伝送路符号の検出を行う。
そして、選択器113は、伝送路符号検出部112a、112bの検出結果を確認し、伝送路符号検出部112a、112bの出力のうちで伝送路符号が正しく検出できた方を選択して同期検出部114に供給する。同期検出部では同期検出及びデータ再生が行われ、さらに誤り検出部115でCRC情報を用いた誤り検出が行われ、誤りが無ければ、正しく復調された受信情報RxDとして出力される。
そして選択器113は、誤り検出部115a、115bのCRC結果を確認し、エラーのない方を選択して受信情報RxDとして出力する。
通常、伝送路符号や同期を検出するのに必要な通信品質はそれほど高くない。このため例えば伝送路符号が検出できたとしても、そのパケットが必ずしも有効なものとは限らない。
特許文献1では、複数の処理系で伝送路符号が検出された場合、予め設定した優先度に従って選択する方法が提案されているが、有効パケットデータが振幅変化から得られるか位相変化から得られるかは、アンテナの共振周波数やアンテナ間の距離などさまざまな要因に依存するために、一意にどちらかの処理系の優先度を上げることは有効な手段ではなく、むしろ、特性を著しく劣化させてしまうこともある。
特に、複数の上記復調系回路では、それぞれ対応する信号変化検出回路からのアナログ信号を1ビットA/D変換器でデジタル信号に変換し、上記1ビットA/D変換器から出力されるデジタル信号の移動平均値を求め、該移動平均値のピーク値を求め、該ピーク値を加算することで上記平均振幅レベルを検出する。
この場合、上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、検出された上記平均振幅レベルの値が大きい方の出力を、上記選択回路において選択させるように制御する。
又は、複数の上記復調系回路では、それぞれ対応する信号変化検出回路からのアナログ信号を1ビットA/D変換器でデジタル信号に変換し、上記1ビットA/D変換器から出力されるデジタル信号の移動平均値を求め、該移動平均値のゼロ点タイミングでの値を求め、該ゼロ点タイミングでの値から上記平均振幅レベルを検出する。
この場合、上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、検出された上記平均振幅レベルの値が小さい方の出力を、上記選択回路において選択させるように制御する。
また、複数の上記復調系回路では、それぞれ上記デジタル信号についてのディーティ検出を行い、検出されたディーティ情報を上記平均振幅レベルの検出の際の補正情報として用いる。
例えば複数の上記復調系回路では、それぞれ上記対応する信号変化検出回路からのアナログ信号を積分することで、上記平均振幅レベルの検出を行う。
上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、検出された上記平均振幅レベルの値が大きい方の出力を、上記選択回路において選択させるように制御する。
或いは、上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出され、かつ、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のそれぞれで所定値以上の上記平均振幅レベルが検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、予め優先設定した復調系回路の出力を上記選択回路において選択させるように制御する。
また複数の上記信号変化検出回路の1つは、受信した負荷変調信号について負荷変調に起因する位相変化を検出する。
具体的には、伝送路符号が複数の復調系回路で検出された場合、平均振幅レベルが最も大きいもしくは小さい復調系回路の出力を選択する。
または、平均振幅レベルに閾値を設けて、その閾値以上の平均振幅レベルが検出された復調系回路の中から出力を選択する。
また平均振幅レベルを検出する際には、受信波形のデューティも考慮する。
また誤り訂正結果を用いて選択を行うものではないため、受信情報の取込に大きな遅延を発生させることはない。
[1.基本構成]
[2.構成例A:アナログ系振幅レベル算出例]
[3.構成例B:アナログ系振幅レベル算出例]
[4.構成例C:デジタル系振幅レベル算出例]
[5.構成例D:デジタル系振幅レベル算出例]
[6.構成例E:デジタル系振幅レベル算出例]
[7.構成例F:デジタル系振幅レベル算出例]
図1,図2で、実施の形態のリーダ/ライタ装置1の基本構成を説明する。なお、図1は平均振幅レベルの算出回路をアナログドメインに実装する場合、図2は平均振幅レベルの算出回路をデジタルドメインに実装する場合の例である。
リーダ/ライタ装置1では、コイルL1、コンデンサC1の並列共振回路と、コンデンサC2によりアンテナ回路2が構成される。
このアンテナ回路2に対して並列に、変調信号発生回路3が接続される。変調信号発生回路3については信号源として簡略化して示しているが、このリーダ/ライタ装置が、外部のICカードに対して送信するASK変調信号を発生させる回路部である。例えば周波数13.56MHzのキャリア信号を、送信するデータによりASK変調する回路である。
例えば信号変化検出回路10は、アナログASK検波回路とされ、アンテナ回路2で得られた受信信号についての振幅変化を検出する。
また例えば信号変化検出回路20は、例えばアナログ位相検波回路とされ、アンテナ回路2で得られた受信信号についての位相変化を検出する。
選択復調回路4においては、信号変化検出回路10に対応する復調系回路として、A/D変換器31A、同期回路32A、伝送路符号検出回路33A、平均振幅レベル算出回路34Aが設けられる。なお、これらを説明上「第1の復調系回路」と呼ぶこととする。
また、信号変化検出回路20に対応する復調系回路として、A/D変換器31B、同期回路32B、伝送路符号検出回路33B、平均振幅レベル算出回路34Bが設けられる。これらを説明上「第2の復調系回路」と呼ぶ。
また選択復調回路4においては、選択回路36、誤り検出部37,制御回路35が設けられる。
A/D変換器31Aからのデジタルデータは同期回路32Aに供給され、同期回路32Aにおいて同期検出・データ再生処理が行われる。この同期回路32Aの処理で復調された信号SA(受信情報としてのパケットデータ)は選択回路36に供給される。
また伝送路符号検出回路33Aでは、復調されたパケットを構成する伝送路符号として、例えばシンクコード等の検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
平均振幅レベル算出回路34Aは、信号変化検出回路10の出力信号について振幅レベルを算出し、振幅レベルの情報を制御回路35に供給する。
A/D変換器31Bからのデジタルデータは同期回路32Bに供給され、同期回路32Bにおいて同期検出・データ再生処理が行われる。この同期回路32Bの処理で復調された信号SB(受信情報としてのパケットデータ)は選択回路36に供給される。
また伝送路符号検出回路33Bでは、復調されたパケットを構成する伝送路符号として、例えばシンクコード等の検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
平均振幅レベル算出回路34Bは、信号変化検出回路20の出力信号について振幅レベルを算出し、振幅レベルの情報を制御回路35に供給する。
制御回路35では、第1,第2の復調系回路における伝送路符号検出回路33A、33Bからのそれぞれの伝送路符号検出結果の情報と、平均振幅レベル算出回路34A、34Bからのそれぞれの平均振幅レベルの情報とを用いて、選択回路36の選択状態を制御する。
例えば第1,第2の復調系回路の一方で伝送路符号が検出された場合、伝送路符号が検出された方の復調系回路の出力(信号SA,SBの一方)が選択回路36で選択されるように制御する。
また第1,第2の復調系回路の両方で伝送路符号が検出された場合、平均振幅レベルが大きい方の復調系回路の出力(信号SA,SBの一方)が選択回路36で選択されるように制御する。
或いは平均振幅レベルに閾値を設けて、その閾値以上の平均振幅レベルが検出された復調系回路の中から1つの復調系回路を選択して、その出力が選択回路36で選択されるようにしてもよい。
この場合も、制御回路35は、第1,第2の復調系回路における伝送路符号検出回路33A、33Bからのそれぞれの伝送路符号検出結果の情報と、平均振幅レベル算出回路34A、34Bからのそれぞれの平均振幅レベルの情報とを用いて、選択回路36の選択状態を制御する。
信号変化検出回路10、20からの2つのパスは、異なるアナログ回路の出力系列であるため、データの遅延量も当然異なる。
このため、一方の復調系回路で伝送路符号が検出されたタイミングで、他方の復調系回路の検出状況を誤判定する可能性がある。
例えば図3の第1パス、第2パスは、それぞれ信号変化検出回路10、20に対する第1,第2の復調系回路における伝送路符号検出情報を示している。即ち第1パスの信号は、伝送路符号検出回路33Aの検出結果出力であり、第2パスの信号は伝送路符号検出回路33Bの検出結果出力である。
ここで、制御回路35は、或る時点t0で、伝送路符号検出回路33Aの検出出力により、第1の復調系回路において伝送路符号が検出されたことを認識したとする。
ところがこの時点t0では、まだ伝送路符号検出回路33Bの検出出力によっては、アナログ系の信号遅延の影響などで、伝送路符号が検出されたという結果が得られていなかったとする。
このため、一方の復調系回路で伝送路符号が検出されたタイミングで、他方の復調系回路の検出状況について判定すると、誤判定する可能性がある。そこで、どちらかのパスで伝送路符号が検出されたとき、そのタイミングをトリガーとしてある時間Tdほど時間が経過してから両パスの検出状況を読み取ることにより、誤判定を避ける。
例えば制御回路35は、時点t0より時間Tdだけ待機した時点t1において、伝送路符号検出回路33A、33Bのそれぞれの検出結果出力を読み取ることで、アナログ信号遅延による誤判定を避けることができる。
以下、より具体的な構成例を説明していく。なお以降、構成例A〜Fとして各種の構成例を説明するが、各構成例において、図1又は図2と同一部分には同一符号を付し、繰り返しの説明を避ける。
この場合、信号変化検出回路10に対応する第1の復調系回路の平均振幅レベル算出回路34Aの具体例として、積分回路41Aを備える。
また、信号変化検出回路20に対応する第2の復調系回路の平均振幅レベル算出回路34Bの具体例として、積分回路41Bを備える。
また、積分回路41A、41Bの出力を比較し、比較結果情報を出力する比較器42を備える。なお、図では比較器42の比較結果情報が制御回路35に供給される構成としているが、この比較器42は、制御回路35の内部構成と考えても良い。
比較器42は、例えば「1」「0」の2値の比較結果情報として、どちらの平均振幅レベルが大きいかの情報を制御回路35に供給する。
なお、図1で説明したように、制御回路35には、伝送路符号検出回路33A、33Bによる伝送路符号の検出結果情報も供給されている。
ステップF101として、伝送路符号検出回路33A、33Bのいずれかで伝送路符号が検出されたか否かを確認する。
伝送路符号検出回路33A、33Bの一方で伝送路符号が検出されたことの検出結果情報が得られたら、制御回路35はステップF102に進み、時間Td待機したうえで、再度、伝送路符号検出回路33A、33Bの検出結果情報を確認する。つまり、図3で説明したように誤判定を避けるため、最初に伝送路符号検出が認識されてから時間Tdを経た後、伝送路符号検出回路33A、33Bで、それぞれ伝送路符号が検出できたか否かを確認するものである。
伝送路符号検出回路33A、33Bの一方のみで伝送路符号が検出できた場合は、ステップF104に進み、伝送路符号が検出された方の復調系回路の出力を選択するように選択回路36を制御する。
例えば伝送路符号検出回路33Aのみで伝送路符号が検出できた場合は、選択回路36には第1の復調系回路の出力信号SAを選択させる。また伝送路符号検出回路33Bのみで伝送路符号が検出できた場合は、選択回路36には第2の復調系回路の出力信号SBを選択させる。
即ち比較器42からの比較結果情報を確認し、第1の復調系回路で得られた平均振幅レベル(積分回路41Aの出力)の方が大きいという結果が得られていれば、選択回路36には第1の復調系回路の出力信号SAを選択させる。また第2の復調系回路で得られた平均振幅レベル(積分回路41Bの出力)の方が大きいという結果が得られていれば、選択回路36には第2の復調系回路の出力信号SBを選択させる。
選択回路36で選択された信号(SA、SBのいずれか)は、誤り検出部37に供給されて誤り検出処理され、エラーが無ければ、適正な受信情報RxDとしてのパケットデータとして後段の制御系回路に供給される。
この構成の場合、選択回路36の選択動作に、誤り検出結果を用いるものでないため、選択復調回路4の受信情報RxDの出力として大きな遅延を発生させることはない。
図6も、図1のようなアナログ信号について平均振幅レベルの算出を行う場合の具体的な構成例である。
この場合も、信号変化検出回路10に対応する第1の復調系回路の平均振幅レベル算出回路34Aの具体例として、積分回路41Aを備え、また、信号変化検出回路20に対応する第2の復調系回路の平均振幅レベル算出回路34Bの具体例として、積分回路41Bを備える。
そして積分回路41Aの出力電圧は比較器43Aに供給され、所定の閾値電圧Vthと比較される。比較器43Aは、積分回路41Aの出力電圧が、閾値電圧Vth以上であるか否かの比較結果情報を制御回路35に供給する。
同様に積分回路41Bの出力電圧は比較器43Bに供給され、所定の閾値電圧Vthと比較される。比較器43Bは、積分回路41Bの出力電圧が、閾値電圧Vth以上であるか否かの比較結果情報を制御回路35に供給する。
なお、図では比較器43A、43Bの比較結果情報が制御回路35に供給される構成としているが、この比較器43A、43Bは、制御回路35の内部構成と考えても良い。
また制御回路35には、図1で説明したように、伝送路符号検出回路33A、33Bによる伝送路符号の検出結果情報も供給されている。
ステップF201として、伝送路符号検出回路33A、33Bのいずれかで伝送路符号が検出されたか否かを確認する。
伝送路符号検出回路33A、33Bの一方で伝送路符号が検出されたことの検出結果情報が得られたら、制御回路35はステップF202に進み、誤判定を避けるため、時間Td待機したうえで、再度、伝送路符号検出回路33A、33Bの検出結果情報を確認する。
例えば伝送路符号検出回路33Aのみで伝送路符号が検出できた場合、比較器43Aの比較結果情報を確認して、信号変化検出回路10の出力信号の平均振幅レベル(積分回路41A出力)として閾値Vth以上の積分値が検出されているか否かを確認する。
この場合、閾値Vth以上の平均振幅レベルが検出されていればステップF204に進み、閾値Vth以上の平均振幅レベルが検出されていなければステップF201に戻る。
また例えば伝送路符号検出回路33Bのみで伝送路符号が検出できた場合、比較器43Bの比較結果情報を確認して、信号変化検出回路20の出力信号の平均振幅レベル(積分回路41B出力)として閾値Vth以上の積分値が検出されているか否かを確認する。
この場合、閾値Vth以上の平均振幅レベルが検出されていればステップF204に進み、閾値Vth以上の平均振幅レベルが検出されていなければステップF201に戻る。
また伝送路符号検出回路33A、33Bの両方で伝送路符号が検出できた場合、比較器43A、43Bの比較結果情報を確認して、それぞれで所定レベル以上の積分値が検出されているか否かを確認する。
この場合、一方でも閾値Vth以上の平均振幅レベルが検出されていればステップF204に進み、両方とも閾値Vth以上の平均振幅レベルが検出されていなければステップF201に戻る。
一方であった場合は、制御回路35はステップF205で、条件を満足した方の復調系回路の出力を選択するように選択回路36を制御する。
例えば信号変化検出回路10の出力信号についての第1の復調系回路のみで平均振幅レベルが閾値Vth以上の状態で伝送路符号が検出できた場合は、選択回路36には、第1の復調系回路からの信号SAを選択させることになる。
次に構成例Cとしてデジタルデータ段階で平均振幅レベル検出を行う場合の構成例を図8で説明する。
また 選択復調回路4において信号変化検出回路20に対応する第2の復調系回路としては、1ビットA/D変換器51B、移動平均フィルタ52B、ピーク値検出回路53B、平均振幅レベル算出回路54B、同期回路32B、伝送路符号検出回路33Bを備える。
また選択復調回路4において制御回路35,選択回路36,誤り検出部37を備えることは、上述した各例と同様である。
移動平均フィルタ52Aは、1ビットA/D変換器51Aの出力について所定サンプル数の移動平均値を算出する。移動平均フィルタ52Aの出力は例えば図9(b)のようになる。
ピーク値検出回路53Aは、移動平均フィルタ52Aの出力値から図9(c)のようなピーク値となるサンプルを抽出して平均振幅レベル算出回路34Aに供給する。
平均振幅レベル算出回路34Aは、ピーク値としてのサンプル点の絶対値の加算(もしくは平均値演算)を行い、それを平均振幅レベルの値として制御回路35に供給する。
同期回路32Aは、移動平均フィルタ52Aの出力から、同期検出及び受信情報としてのパケットデータ再生を行い、これを復調した信号SAとして選択回路36に供給する。
伝送路符号検出回路33Aでは、復調されたパケットを構成する伝送路符号として、例えばシンクコード等の検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
同期回路32Bは、移動平均フィルタ52Bの出力から、同期検出及び受信情報としてのパケットデータ再生を行い、これを復調した信号SBとして選択回路36に供給する。
伝送路符号検出回路33Bでは、復調されたパケットを構成する伝送路符号として、例えばシンクコード等の検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
或いは、制御回路35は図7の処理で選択回路36を制御しても良い。即ち、一方又は両方の復調系回路で伝送路符号が検出された場合に、検出された復調系回路における平均振幅レベルが所定の閾値以上となっているか否かを判別する。そして伝送路符号が検出され、かつ平均振幅レベルが閾値以上となっている復調系回路の信号(SA又はSB)を選択させるように選択回路36を制御すればよい。
この構成の場合も、上述した構成例A,Bと同様の効果を得ることができる。
次に構成例Dとして図10の構成を説明するが、これも各復調系回路では、それぞれ対応する信号変化検出回路10,20からのアナログ信号を1ビットA/D変換器51A、51Bでデジタル信号に変換し、移動平均フィルタ52A、52Bで1ビットA/D変換器51A、51Bから出力されるデジタル信号の移動平均値を求める。そして移動平均値のピーク値を求め、ピーク値を加算することで平均振幅レベルを検出するものであるが、特に、同期回路32A、32Bとして、タイミング生成回路61A、61B、ダウンサンプラ62A,62B、判定器63A,63Bで構成される場合の例である。
図11(a)は1ビットA/D変換器51Aの出力、図11(b)は移動平均フィルタ52Aの出力を示しているが、タイミング生成回路61Aは、図11(c)のように、移動平均値のピークタイミングを示すタイミング信号を生成する。
タイミングの生成は、コスタスループ回路等の手法などにより比較的簡単に導出することができる。
ダウンサンプラ62Aは、このタイミングを用いて、移動平均フィルタ52Aの出力値を2Fbbに間引く。図11(d)にダウンサンプラ62Aの出力を示す。
判定器63Aでは、このダウンサンプラ62Aの出力値を2値化し、サンプリングレートをFbbに間引く。そして信号SAとして選択回路36に供給する。
平均振幅レベル算出回路54Aでは、ダウンサンプラ62Aの出力値を加算して平均振幅レベルを計算し、制御回路35に供給する。
伝送路符号検出回路33Aでは、信号SAについて伝送路符号検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
平均振幅レベル算出回路54Bでは、ダウンサンプラ62Bの出力値を加算して平均振幅レベルを計算し、制御回路35に供給する。
伝送路符号検出回路33Bでは、信号SBについて伝送路符号検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
或いは、制御回路35は図7の処理で選択回路36を制御しても良い。即ち、一方又は両方の復調系回路で伝送路符号が検出された場合に、検出された復調系回路における平均振幅レベルが所定の閾値以上となっているか否かを判別する。そして伝送路符号が検出され、かつ平均振幅レベルが閾値以上となっている復調系回路の信号(SA又はSB)を選択させるように選択回路36を制御すればよい。
この構成の場合も、上述した構成例A,Bと同様の効果を得ることができる。
図12で構成例Eを説明する。これは各復調系回路において、1ビットA/D変換器51A、51Bから出力されるデジタル信号について、移動平均フィルタ52A、52Bで移動平均値を求め、同期回路32A、32Bで移動平均値のゼロ点タイミングでの値を求め、ゼロ点タイミングでの値から平均振幅レベルを検出する例である。
同期回路32A、32Bは、タイミング生成回路61A、61B、ダウンサンプラ62A,62B、判定器63A,63Bで構成される。
図13(a)は1ビットA/D変換器51Aの出力、図13(b)は移動平均フィルタ52Aの出力を示しているが、タイミング生成回路61Aは、図13(c)のタイミングTM1として移動平均値のピークタイミングを示すタイミング信号を生成し、また図13(e)のタイミングTM2としてゼロ点を示すタイミング信号を生成する。ゼロ点のタイミングTM2は、ピーク値間のタイミングの中心であるため、ピーク値のタイミングTM1から簡単に算出することができる。
ダウンサンプラ62Aは、タイミングTM1を用いて、移動平均フィルタ52Aの出力値を2Fbbに間引き、図13(d)に示す出力OTM1を判定器63Aに供給する。判定器63Aでは、このダウンサンプラ62Aの出力OTM1を2値化し、サンプリングレートをFbbに間引く。そして信号SAとして選択回路36に供給する。
またダウンサンプラ62Aは、タイミングTM2を用いて、移動平均フィルタ52Aの出力値を間引き、ゼロ点のタイミングの値として、図13(f)に示す出力OTM2を平均振幅レベル算出回路54Aに供給する。
平均振幅レベル算出回路54Aでは、ダウンサンプラ62Aの出力値を加算して平均振幅レベルを計算し、制御回路35に供給する。
伝送路符号検出回路33Aでは、信号SAについて伝送路符号検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
判定器63Bでは、ダウンサンプラ62Bの出力OTM1を2値化し、サンプリングレートをFbbに間引く。そして信号SBとして選択回路36に供給する。
平均振幅レベル算出回路54Bでは、ダウンサンプラ62Bの出力値を加算して平均振幅レベルを計算し、制御回路35に供給する。
伝送路符号検出回路33Bでは、信号SBについて伝送路符号検出の有無を判別し、その判別結果情報を制御回路35に与える。
このために、移動平均フィルタの出力は規則的にゼロクロスする点が現われることになるので、本例では、このゼロ点を利用するものである。つまり規則的にゼロ点が表れることで、適切な信号状態と考えることができる。
平均振幅レベル算出回路54A,54Bではゼロ点のタイミングTM2でのダウンサンプリング出力を加算するが、この場合は、加算値としての平均振幅レベルが小さいほど適切な信号となる。
即ち一方の復調系回路で伝送路符号が検出された場合は、その復調系回路の出力を選択させる。また両方の復調系回路で伝送路符号が検出された場合は、ステップF105に進むが、この場合、平均振幅レベルが小さい方の復調系回路の出力を選択させるようにすればよい。
或いは、制御回路35は図7のステップF203を変形した処理で選択回路36を制御しても良い。即ち、一方又は両方の復調系回路で伝送路符号が検出された場合に、ステップF203では、検出された復調系回路における平均振幅レベルが所定の閾値以下となっているか否かを判別する。
そして伝送路符号が検出され、かつ平均振幅レベルが閾値以下となっている復調系回路の信号(SA又はSB)を選択させるように選択回路36を制御すればよい。
この構成の場合も、上述した構成例A,Bと同様の効果を得ることができる。
上記構成例D,E,Fの場合、第1,第2の復調系回路において、それぞれ信号変化検出回路10、20という異なるアナログ復調回路の信号に対応するため、1ビットA/D変換器51A、51Bの出力値のデューティのズレが、それぞれ異なることが考えられる。
1ビットA/D変換器51A、51Bの出力波形のデューティがずれている場合、たとえ受信振幅レベルが大きくても、平均振幅レベル算出回路54A,54Bで計算される値が小さくなり、選択誤りを起こす可能性がある。
図14は、例えば上記構成例Eとしての図10の構成に加えて、デューティ検出回路56A、56Bを設けたものである。
第1の復調系回路において、1ビットA/D変換器51Aの出力は移動平均フィルタ52Aに供給されると共にデューティ検出回路56Aにも供給される。またデューティ検出回路56Aにはタイミング生成回路61Aからのタイミング信号(図11(c))も供給される。デューティ検出回路56Aは、1ビットA/D変換器51Aの出力についてのデューティ検出を行い、検出結果を平均振幅レベル算出回路54Aに供給する。
また第2の復調系回路において、1ビットA/D変換器51Bの出力は移動平均フィルタ52Bに供給されると共にデューティ検出回路56Bにも供給される。またデューティ検出回路56Bにはタイミング生成回路61Bからのタイミング信号も供給される。デューティ検出回路56Bは、1ビットA/D変換器51Bの出力についてのデューティ検出を行い、検出結果を平均振幅レベル算出回路54Bに供給する。
図15(a)(b)に、理想状態とデューティがずれた場合の例を示す。ここでは1ビットA/D変換器51A、51Bは16倍オーバーサンプリングを行うとし、この16倍オーバーサンプリング出力を●で示している。また移動平均フィルタ52A、52Bは8サンプルの移動平均をとるものとし、出力される移動平均値を△で示している。
縦軸に値を示しているが、この場合、移動平均値としてのピーク値は「1」「−1」となる。
一方、図15(b)は1ビットA/D変換器51A(51B)の出力のデューティがずれた状態であるが、移動平均値としてのピーク値は「1」「−0.5」となっている。
この図15(b)のような場合、ピーク値を抽出して加算して平均振幅レベルを算出しても、その平均振幅レベルの値は不利な値となってしまう。
ここで、デューティずれがなければ、16サンプルの整数倍の数で移動平均をとれば、その移動平均値は「0」になる。図15(a)に16サンプルの移動平均値を○で示しているが、図示のように移動平均値は「0」となっている。
しかし、図15(b)のように「−1」が6サンプル、「1」が10サンプルというようにデューティがずれている場合、16サンプルの整数倍の数で移動平均をとると「+0.25」となる。
この場合、8サンプルの移動平均のピーク値は、「−0.5」「1」となるので、マイナスピーク値だけ、16サンプルの整数倍の数で移動平均値の2倍、即ち
+0.25×2=0.5
だけ補正すればよい。
デューティ検出回路56A、56Bは、移動平均フィルタ71とダウンサンプラ72から構成される。移動平均フィルタ71では、データの伝送速度Fbbと1ビットA/D変換器51A、51Bのサンプリングレートの比に等しい、サンプル数の整数倍のサンプル数を用いて、移動平均値を求める。例えば上記のように1ビットA/D変換器51A、51BのサンプリングレートがFbb×16として16倍のオーバーサンプリングを行う場合、移動平均フィルタ71では16の整数倍のサンプル数の移動平均値を求めればよい。
また、ダウンサンプラ72では、タイミング生成回路の出力タイミングを用いて、移動平均フィルタの出力を間引く。
制御回路35は、補正された平均振幅レベルを用いて図5又は図7の処理で選択回路36を制御すれことで、より正確な選択動作が可能となる。
例えば制御回路35での選択制御に用いるようにしても良い。
例えば複数の復調系回路において、伝送路符号が検出され、平均振幅レベルが同一の場合、デューティが50%の理想状態に近いものを選択するということが考えられる。
また、デューティをある閾値と比較し、劣化していると判断された復調系回路の出力は選択しないようにすることもできる。
Claims (15)
- それぞれが、受信した負荷変調信号について負荷変調に起因する信号変化を検出する複数の信号変化検出回路と、
複数の上記信号変化検出回路にそれぞれ対応して設けられ、それぞれが対応する信号変化検出回路からの信号に基づいてデータ復調のための処理を行うとともに、対応する信号変化検出回路からの信号についての伝送路符号の検出と平均振幅レベルの検出を行う、複数の復調系回路と、
複数の上記復調系回路の出力のうちの一つを選択して、受信情報として出力する選択回路と、
複数の上記復調系回路のそれぞれの上記伝送路符号及び平均振幅レベルの検出結果を用いて、上記選択回路の選択状態を制御する選択制御回路と、
を備えたことを特徴とする通信装置。 - 上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路の一つで、上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された復調系回路の出力を、上記選択回路において選択させるとともに、
複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路での各平均振幅レベルの検出結果を用いて、上記選択回路の選択状態を制御することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 複数の上記復調系回路は、それぞれ対応する信号変化検出回路からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号について上記平均振幅レベルの検出を行うことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
- 複数の上記復調系回路では、それぞれ対応する信号変化検出回路からのアナログ信号を1ビットA/D変換器でデジタル信号に変換し、上記1ビットA/D変換器から出力されるデジタル信号の移動平均値を求め、該移動平均値のピーク値を求め、該ピーク値を加算することで上記平均振幅レベルを検出することを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、検出された上記平均振幅レベルの値が大きい方の出力を、上記選択回路において選択させるように制御することを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
- 複数の上記復調系回路では、それぞれ対応する信号変化検出回路からのアナログ信号を1ビットA/D変換器でデジタル信号に変換し、上記1ビットA/D変換器から出力されるデジタル信号の移動平均値を求め、該移動平均値のゼロ点タイミングでの値を求め、該ゼロ点タイミングでの値から上記平均振幅レベルを検出することを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、検出された上記平均振幅レベルの値が小さい方の出力を、上記選択回路において選択させるように制御することを特徴とする請求項6に記載の通信装置。
- 複数の上記復調系回路では、それぞれ上記デジタル信号についてのディーティ検出を行い、検出されたディーティ情報を上記平均振幅レベルの検出の際の補正情報として用いることを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 複数の上記復調系回路は、それぞれ対応する信号変化検出回路からのアナログ信号について上記平均振幅レベルの検出を行うことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
- 複数の上記復調系回路では、それぞれ上記対応する信号変化検出回路からのアナログ信号を積分することで、上記平均振幅レベルの検出を行うことを特徴とする請求項9に記載の通信装置。
- 上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、検出された上記平均振幅レベルの値が大きい方の出力を、上記選択回路において選択させるように制御することを特徴とする請求項9に記載の通信装置。
- 上記選択制御回路は、複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出され、かつ、上記伝送路符号が検出された各復調系回路のそれぞれで所定値以上の上記平均振幅レベルが検出された場合は、
上記伝送路符号が検出された各復調系回路のうちで、予め優先設定した復調系回路の出力を上記選択回路において選択させるように制御することを特徴とする請求項9に記載の通信装置。 - 複数の上記信号変化検出回路の1つは、受信した負荷変調信号について負荷変調に起因する振幅変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 複数の上記信号変化検出回路の1つは、受信した負荷変調信号について負荷変調に起因する位相変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- それぞれが、受信した負荷変調信号について負荷変調に起因する信号変化を検出する複数の信号変化検出回路と、
複数の上記信号変化検出回路にそれぞれ対応して設けられ、それぞれが対応する信号変化検出回路からの信号に基づいてデータ復調のための処理を行うとともに、対応する信号変化検出回路からの信号についての伝送路符号の検出と平均振幅レベルの検出を行う、複数の復調系回路と、
複数の上記復調系回路の出力のうちの一つを選択して、受信情報として出力する選択回路と、
を備えた通信装置の復調方法として、
複数の上記復調系回路のそれぞれの上記伝送路符号の検出結果を確認する伝送路符号検出確認ステップと、
複数の上記復調系回路の1つで上記伝送路符号が検出された場合には、上記伝送路符号が検出された復調系回路の出力を、上記選択回路において選択させる第1の選択制御ステップと、
複数の上記復調系回路のうちで2つ以上の復調系回路で上記伝送路符号が検出された場合は、上記伝送路符号が検出された各復調系回路での各平均振幅レベルの検出結果を用いて、上記選択回路の選択状態を制御する第2の選択制御ステップと、
を備えたことを特徴とする復調方法。
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