JPH0654002A - 復調方法およびその復調方法を用いた復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２進法数値を２値信号によって表示するデ
ジタル信号のＡＳＫ変調波を検波再生する復調方法にお
いて，忠実に元送信信号列を再生することによって送信
信号を誤って受信することを防止するすることが出来る
復調方法およびその復調方法を用いた復調回路を提供す
る。 【構成】 各ビット０または１を示す符号関係に対応
し，該入力信号の２値反転に同期する所定時間長のタイ
ミング信号の所定区間における入力２値信号反転の有無
によって該入力信号がビット０かビット１かを判定する
ようにした。また，ビット０またはビット１がビット１
またはビット０の倍反転数である２値で表示する信号の
場合は，０および１両ビット信号が反転する同一タイミ
ング位置から所定時間継続するタイミング信号の所定区
間における入力２値信号に反転があれば該入力信号を前
記倍反転回数の信号であると判定するようにした。ま
た，復調回路では上記機能を発揮するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，２進法の０か１かを２
値信号による所定符号によって形成されるデジタル信号
ＡＳＫ変調波の復調方法とその回路に係り，特に，受信
波の崩れが大きい場合に対応できる復調機能を向上した
復調方法およびその復調方法を用いた復調回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】局部的な電磁誘導通信システムにおいて
一方の局に電源設備の搭載困難であって，しかも，小さ
な電力で信号処理が可能な場合等には，一方の送信エネ
ルギーを対向局が電源エネルギーとして使用する手段が
使用されている。このような手段は可搬型誘導無線応答
器として，例えば，定期券としてＩＣカードを用いる駅
務システムや，ＩＣを搭載したタグを用いて機密を要す
る箇所への入退場管理等に使用され，改札ゲートや部屋
の入口に設けた主局とＩＣカードやタグに設けた従局と
の間で高速通信する場合に使用されている。このような
ＩＣカードやタグ等は内部に電源をもたず，受信波のも
つエネルギーを整流して内部の信号処理回路や所定信号
の送信回路を駆動する電源にしている。また，ＩＣを搭
載し，電源を搭載しないカプセルを例えば計測を目的と
するところに埋込み，このカプセルから計測信号を得る
ために，カプセルに設けた通信装置に対応する外部の通
信装置からの送信エネルギーをカプセル内の回路用電源
に利用する手段がある。上述のような従局は電池を搭載
した場合も電池の消耗を少なくする手段が必要である。
このような通信に使用される信号は一般にハイとロウと
の２値を適切に組合わせたデジタル信号を使用し，所要
電力が少なくてすむＡＳＫ変調方式を採用する場合が多
い。また，上述の例以外の通信システムにおいても，２
進法による０か１かを２値信号によるデジタル信号ＡＳ
Ｋ変調波が採用される場合がある。送信されたＡＳＫ変
調波は受信されると増幅した後，包絡線検波され，整形
機能回路によって送信された２進符号列に再形成されて
所定の情報処理機能回路に伝送され利用される。上述の
ような２進法２値信号の受信信号が０か１かを判定する
には，例えば，図４に示すような手段が用いられてい
る。図４において，ａは時間軸を横軸として信号波形の
一部を示している。受信部で信号を受信し復調するに
は，受信し波形整形した信号が反転するエッジ部に同期
してこのビット時間長の所定分数に分割した時間間隔で
サンプリング信号をｂに示すように出力する。このサン
プリング信号によってａに示す受信波形をサンプリング
し，別に記録したテーブルを参照してこの信号がビット
０かビット１かを判定するようにしている。

【０００３】次にＡＳＫ変調方式による通信システムに
おける送信信号波形と受信信号波形との関係例を図５に
よって説明する。図５の最上段に示す信号Ｓｉは，送信
前の２値信号列の例を示したものであって，次の段の信
号ａは上記信号Ｓｉに示す信号列の送信ＡＳＫ変調波を
示している。受信信号レベルは，送信アンテナと受信ア
ンテナとの距離関係，その他環境条件等の影響によって
変動する。図５の上から３段目に示す信号ｂは上記信号
ａを包絡線検波をした後の信号例を示していて，図に示
す横線Ｋは受信信号整形回路にコンパレータを使用した
場合の比較用基準レベルを示している。図５の最下段に
示す信号Ｓｏは受信信号整形回路出力信号波形を示して
いる。即ち，信号ｂの基準レベルＫより上部をハイとす
る２値信号に形成して送信信号と同じ信号列を得てい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで，一般に通信
システムにおいては，上述したように送信アンテナと受
信アンテナとの位置関係や環境条件によって，例えば，
図６に示すように受信レベルが変動する場合が多い。図
６は図５に示した信号ｂと対応する信号Ｓｏを書き直し
たものである。即ち，図６に示す信号ｂ₁ と信号ｂ₂ は
異なった受信レベルを検波した例を示していて，受信レ
ベルが高い場合の受信信号ｂ₁ に対して受信レベルが落
ちると信号ｂ₂ に示すように基準レベルＫによって切ら
れる上部幅が狭くなり，信号Ｓｏ₁ に対する信号Ｓｏ₂
のように信号幅の狭くなった２値信号を得ることにな
る。また，通信回路が元の信号波形を伝送するに必要な
帯域を確保できない場合や変調周波数と搬送周波数が接
近している場合等にはＡＳＫ変調波の波形は図５のａに
示すような正しい波形にならず包絡線がなまってしまう
場合がある。上述のように元の送信波形と異なった波形
になると忠実に再生することができない場合が発生す
る。また，受信装置側のクロック信号は送信側のクロッ
クと同期がとれないため，長い受信信号においては，ク
ロックのタイミングがずれるために上記と同様元の送信
波形を忠実に再生することができない場合が発生する。
そのために，状況によっては異なったコード信号を受信
してしまうという問題があった。例えば，図４によって
示したような手段によると，サンプリングした信号のハ
イ，ロウの関係とテーブル記載の内容との関係が反転し
て誤って判定してしまう恐れがあった。本発明は上記問
題を対策して，２進法の数値表示信号であって該２進法
における０及び１をそれぞれ異なった２値信号によって
表示するデジタル信号のＡＳＫ変調波を包絡線検波し，
該検波出力を整形手段で２値信号に再生する復調方法に
おいて，忠実に元送信信号列を再生することによって送
信信号を誤って受信することを防止することが出来る復
調方法およびその復調方法を用いた復調回路を提供する
ことを目的（課題）としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に基づく復調方法においては，シリアルに伝送
される２進法により形成され２値で表示する信号のＡＳ
Ｋ変調波を包絡線検波し，この検波出力を整形手段で２
値信号に再生する復調方法において，各ビット０または
１を示す符号関係に対応し，入力信号の２値反転に同期
する所定時間長のタイミング信号の所定区間における入
力２値信号反転の有無によって入力信号がビット０かビ
ット１かを判定するようにした。また，シリアルに伝送
される２進法により形成されビット０またはビット１が
ビット１またはビット０の倍反転数である２値で表示す
る信号の場合は，上記０および１両ビット信号が反転す
る同一タイミング位置から所定時間継続するタイミング
信号の所定区間の入力２値信号の反転の有無によって，
ビット０かビット１かを判定するようにするのが望まし
い。

【０００６】本発明に基づく復調回路においては，各ビ
ット０または１を示す符号関係に対応し，入力信号の２
値反転時またはそのカウントアップによってリセットさ
れ連続的に所定周波数のクロック信号を所定桁カウント
するカウンタと，このカウンタのカウント値の予め設定
した所定桁区間検波整形された２値信号の反転入力のカ
ウンタ入力を禁止するインヒビット機能回路と，このイ
ンヒビット機能時間中に前記検波整形された２値信号に
反転があれば，反転以降所定時間長の信号波形に成型す
るコード再生機能回路を備えるようにした。

【０００７】

【作用】本発明の基づく復調方法は，上述のように，各
ビット０または１を示す符号関係に対応し，入力信号の
２値反転に同期する所定時間長のタイミング信号の所定
区間中に入力２値信号反転の有無によってこの入力信号
が判定でき，ビット０またはビット１がビット１または
ビット０の倍反転数である２値で表示する信号の場合
は，０および１両ビット信号が反転する同一タイミング
位置の区間に同期をとる信号の所定区間中における入力
２値信号反転の有無によってこの入力信号がビット０か
ビット１かが判定できるので，２値の反転タイミングが
変動しても元の送信信号列を忠実に復元できる。また，
本発明の基づく復調回路は上述のように構成したので，
２値の反転タイミングが変動しても元の送信波形を忠実
に復元して，上記復調方法に示す作用を実現できる。

【０００８】

【実施例】次に，本発明に基づく実施例を図１，図２，
図３を参照して説明する。図１には本発明の基づく復調
方法を実現する回路構成の実施例を示している。図１に
おいて，図示しない送信装置から送出されたＡＳＫ変調
波を受信する受信アンテナ１は検波回路２に接続し，検
波回路２は受信信号整形回路３に接続している。受信信
号整形回路３の出力回路はインヒビット機能回路４とコ
−ド再生機能回路７に接続されている。インヒビット機
能回路４の出力回路はカウンタ５に入力していて，カウ
ンタ５のカウンタ内容値はコンパレータ６に入力され
る。コンパレータ６の出力回路は前述したインヒビット
機能回路４とコード再生機能回路７に接続されている。
コード再生機能回路７の出力回路は受信信号復調出力回
路８として図示しないこの復調回路の上位情報処理機能
回路に出力している。また，前述したカウンタ５のカウ
ント用のクロック作成回路１０出力がカウンタ５とコー
ド再生機能回路７に入力している。

【０００９】次に上述した図１の働きを図２，図３をも
参照して詳細に説明する。図２には図１に示した回路に
おける各要素機能回路の出力信号波形を示している。即
ち，横軸に時間の流れを示していて，縦軸には上記各出
力波形の振幅変化例を示し，各信号のうち２値信号を示
すｃ，ｅ，ｆは各上がハイ（Ｈ）下がロウ（Ｌ）を示し
ている。図３はカウンタ５の作動状況の説明図であっ
て，（Ａ），（Ｂ）２図によって構成され，各図は横軸
に時間，縦軸にカウンタ内容値ｄの大きさと，このカウ
ンタ内容値に対応する受信信号整形回路３の出力ｃの波
形を示し，カウンタｄの内容値は下がゼロ（０），受信
信号整形回路３の出力ｃの波形は上がハイ（Ｈ）下がロ
ウ（Ｌ）を示している。

【００１０】図１において，受信アンテナ１の出力回路
ａには図２のａに示すようにＡＳＫ変調波が出力され
る。図２に示す信号は２進法によるビット列０，１，
１，０，・，・，が連続している状況を例示していて，
ビット０とビット１はそれぞれ同一時間長のハイとロウ
の２値によって構成され，ビット１はハイとロウの２値
が各ビット０の１／２の各同一時間長によって構成され
ている。即ち，ビット１はビット０の倍反転数の信号を
形成している。受信アンテナ１で受信された信号ａは検
波回路２によって図２の信号ｂに示すように包絡線検波
されて出力される。検波出力ｂは従来技術で説明したよ
うな機能を備えた受信信号整形回路３の働きによって図
２のｃに示すような方形波が作成される。図２に示す受
信信号ａは従来の技術の問題点によって説明したように
振幅や包絡線が変動し，従って，検波出力ｂの振幅と波
形の変化状態と，受信信号整形回路３の出力信号ｃの波
形の反転間隔が変動する。受信信号整形回路３の出力信
号は動作の詳細を後述するインヒビット機能回路４を経
由してカウンタ５に入力する。インヒビット機能回路４
は図２のｄに示すようにビット１を示すビット０の時間
長の中間の時間長における２値反転のエッジ出力を抑止
する。カウンタ５は，クロック作成回路１０によって作
成された所定周波数のクロック信号をカウントするカウ
ンタであって，最高桁数が例えば２５６に構成されてい
る。クロック作成回路１０で作成されるクロック信号の
周波数とカウンタ５の最高桁数は受信されるデジタル信
号の各ビットの時間長に対応し，後述する動作が適切に
実行されるように設定されている。

【００１１】従って，図３の（Ａ）図に示すように，受
信信号整形回路３の出力信号（ｃ）が反転するエッジ部
におけるタイミングｔ₀ でカウンタ５はリセットされ
る。従って，カウンタ５の内容値は０になり，直ちにク
ロック作成回路１０から入力されるクロック信号によっ
て（ｄ）に示すようにカウントを開始して直線的に増大
する。カウンタ５は受信信号整形回路３の出力信号が再
び反転するエッジ部におけるタイミングｔ₁ でリセット
され，上述の動作が繰返される。しかしながら，カウン
タ５は前述したようにカウント数に上限があるので，図
３の（Ｂ）図に示すように，タイミングｔ₀ にリセット
されてカウントを開始した後，入力信号ｃが反転する前
にカウンタ５がカウントアップすると，タイミングｔ₂
においてカウンタ５は０にもどってカウントを再開す
る。カウンタ５がタイミングｔ₂ にカウントを再開した
後受信信号整形回路３の出力信号ｃが反転するエッジ部
がくるのでタイミングｔ₁ でリセットされ，上述の動作
が繰返される。即ち，この復調回路を適用する上位シス
テムの条件等で設定される通信信号の所定の２進法符号
の２値が反転する時間長ｔ₀ ないしｔ₁ とカウンタ５が
タイムアップする時間長ｔ₀ ないしｔ₂ とは理論的に等
しくなるように設計され，また，後述するカウンタ５の
内容値による働きのための精度を維持するに適切なカウ
ンタ用のクロック周波数とカウンタの最高カウント桁数
が設定されている。

【００１２】上述したカウンタ５のカウント内容値は図
２のｄに示すように変化し出力される。即ち，カウンタ
５の内容値は入力信号が反転するエッジに同期をとった
タイミング信号を形成している。図２において上述した
ＡＳＫ変調波ａの波形図に対する検波回路ｂの出力，受
信信号整形回路３の出力ｃ，カウンタ４の出力ｄの時間
関係は，本発明の動作概要を示しもので，上述したよう
な受信レベル変動によるタイミング変化を示すための時
間関係の精度は有していない。カウンタ５の内容値がコ
ンパレータ６に予め設定された値，例えば，カウンタ５
の最高桁数の１／４になると，コンパレータ６からはイ
ンヒビット機能回路４とコード再生機能回路７に，カウ
ンタ５の最高桁数の３／４になるまで図２のｅに示す所
定時間幅を有するゲート信号を出力する。インヒビット
機能回路４は，例えばゲート信号入力反転のアンド回路
によって形成されていて，コンパレータ６から上述した
信号が出力されている間は受信信号整形回路３から入力
される信号出力を抑止するので，前述し，図２に示すよ
うに２進法のビット１を示す，ビット０の時間長の中間
の時間長における２値反転のエッジ出力を抑止する。コ
ード再生機能回路７はこの時間に入力するビット１の反
転エッジ信号を検出し，内部に備えたカウンタ機能を起
動して入力するクロック信号をカウントし，クロック周
波数で定まる各ビット長として設定された時間より所定
長長い時間を示すカウント値になるとカウンタ機能をリ
セットする。コード再生機能回路７は，従って，クロッ
ク機能作動中継続する方形波を元の信号に対応する２進
法１を示すビット信号として受信信号復調出力回路８に
出力する。従って，コード再生機能回路７は２進法０を
示すビット信号は出力せず，２進法１を示すビット信号
は設定されている時間長さよりも若干長い時間長さ方形
波信号として出力されるので，反転エッジ位置がずれた
場合でも図２のｆに示されるように，２進法０，１，
１，０・，・，の信号が出力される。即ち，前述した回
路動作によって，入力信号の２値反転に同期する所定時
間長のタイミング信号の所定区間における入力２値信号
反転の有無によって，また，０および１両ビット信号が
反転する同一タイミング位置の反転信号に同期をとるタ
イミング信号の所定区間における入力２値信号に反転が
有ることによって該入力信号が倍反転数の信号である１
であると判定している。従って，反転がないと０と判定
する。上述の説明では，ゲート信号ｅをカウンタ内容値
の１／４ないし３／４の間出力するように説明したが，
このゲート信号出力のタイミングはその他適切な値にし
てもよいが，本実施例の場合は２値反転のずれに対して
最も裕度が高いので，受信信号の波形が変動した場合に
も有効に機能する。

【００１３】上述した回路構成は本発明に基づく復調方
法を実現するための１例を示したものであって，各要素
機能回路は，各必要な機能を実現すれば任意の回路構成
が採用でき，例えばＩＣによって構成しても良い。ま
た，本発明の技術思想に従ってその他の要素機能回路の
組合わせによって構成しても良い。例えば，コード再生
機能回路７のカウンタ機能は出力信号の時間長に関する
精度に必要なければワンショットマルチバイブレータや
オフ遅延機能回路を使用しても良く，また，アナログ回
路以外はマイクロコンピュータのソフト処理によって実
行させるようにしても良い。本発明に基づく復調方法
は，例えば，図２に示したようなビット信号の場合，即
ち，２進法における０および１をそれぞれが相等しい時
間長の２値で表示し，この０または１の２値反転の回数
が１または０の倍数有するごとく形成した倍反転数の信
号の場合は図１によって上述した説明によって，２値信
号のハイまたはロウの検知位置や時間長が受信状態によ
って変動しても正しく復調される。上述した説明は２進
法０を２値信号のハイ，ロウによって，１をハイ，ロ
ウ，ハイ，ロウのビットである場合を説明したが，逆
に，１を２値信号のハイ，ロウによって，０をハイ，ロ
ウ，ハイ，ロウのビットにした場合も同様に適用できる
のは当然である。また，その他のビット信号を構成する
２値の反転条件に対応しても，カウンタ３の桁数とクロ
ック作成回路１０で作成されるクロック周波数，コンパ
レータ６で実行される出力信号作成のための判定カウン
タ内容値等を適切に対応し設定することによって対応す
ることができる。本発明によると復調信号は送信信号よ
りも若干の遅れを生じるが通信機能上影響しない微弱な
値のものである。

【００１４】

【発明の効果】本発明は上述したように構成したので，
以下に記すような優れた効果が得られた。 ＡＳＫ変調において，通信装置が必要な広帯域を確保
できない場合，変調周波数が搬送周波数に接近している
場合，受信信号レベルが変動する場合等，受信信号の波
形精度が確保できないような場合においても。伝送され
る信号の復調を容易高精度に行うことができる。 伝送信号が一般に実用される２進法で各ビットを形成
する各２値それぞれの長さがビット０またはビット１が
ビット０またはビット１の倍の長さを有する，即ち，ビ
ット１またはビット０がビット０またはビット１の倍反
転数の２値信号によって形成されるような場合は容易に
復調が実現できる。 信号長が長い場合にも，受信側で各ビットごとに同期
がとれるので，確実に送信信号が復調できる。 本発明に基づく復調方法は簡単な回路構成によって容
易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく復調方法を実現する回路の実施
例を示す構成概要ブロック図である。

【図２】図１に示す実施例における回路各部の波形例図
である。

【図３】図１に示すカウンタの動作状態を説明する波形
例図である。

【図４】ＡＳＫ変調波の従来の復調方法の１例を説明す
る波形例図である。

【図５】ＡＳＫ変調波の従来の復調特性を説明する波形
例図である。

【図６】ＡＳＫ変調波の従来の復調手段による問題点を
説明する波形例図である。

【符号の説明】

１：受信アンテナ ２：検波回路 ３：受信信号整形回路 ４：インヒビット機能回路（アンドゲ−ト） ５：カウンタ ６：コンパレータ ７：コード再生機能回路 ８：受信信号復調出力回路 １０：クロック作成回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリアルに伝送される２進法により形成
   され２値で表示する信号のＡＳＫ変調波を包絡線検波
   し，該検波出力を整形手段で２値信号に再生する復調方
   法において，各ビット０または１を示す符号関係に対応
   し，該入力信号の２値反転に同期する所定時間長のタイ
   ミング信号の所定区間における入力２値信号反転の有無
   によって該入力信号がビット０かビット１かを判定する
   ようにしたことを特徴とする復調方法。
2. 【請求項２】 シリアルに伝送される２進法により形成
   されビット０またはビット１がビット１またはビット０
   の倍反転数である２値で表示する信号のＡＳＫ変調波を
   包絡線検波し，該検波出力を整形手段で２値信号に再生
   する復調方法において，上記０および１両ビット信号が
   反転する同一タイミング位置から所定時間継続するタイ
   ミング信号の所定区間における入力２値信号の反転の有
   無によってビット０かビット１かを判定するようにした
   ことを特徴とする復調方法。
3. 【請求項３】 シリアルに伝送される２進法により形成
   され２値で表示する信号のＡＳＫ変調波を包絡線検波
   し，該検波出力を整形手段で２値信号に再生する復調方
   法において，該０および１両ビット信号が反転する同一
   タイミング位置の２値信号反転入力または当該カウンタ
   のカウントアップによってリセットされ連続的に所定周
   波数のクロック信号を所定桁カウントするカウンタと，
   該カウンタのカウント値の予め設定した所定桁区間検波
   整形された２値信号の反転入力の該カウンタ入力を禁止
   するインヒビット機能回路と，該インヒビット機能時間
   中に前記検波整形された２値信号に反転があれば，該反
   転以降所定時間長の信号波形に成型するコード再生機能
   回路を備えたことを特徴とする復調回路。