(57)【要約】      （修正有）【課題】単純な構成で多値のデータの送受信を行うことが可能な通信装置及び通信システムを提供する。【解決手段】通信システムにおいて通信装置（送信装置）は、送信データを取得するデータ取得部と、単位周期内の所定の基準立上り位置で立上り、かつ、所定の基準立下り位置で立下る矩形波の基準信号を生成し、基準信号の基準立上り位置及び／又は基準立下り位置の各々に基づいて、送信データに応じた立上り及び／又は立下りエッジの位置の各々が決定されるデータ信号を生成するデータ信号生成部と、データ信号を送信する送信部と、を有する。【選択図】図１
2019080197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを取得するデータ取得部と、
前記送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、
前記データ信号を送信する送信部と、を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記データ信号生成部は、単位周期内の所定の基準立上り位置で立上りかつ所定の基準立下り位置で立下る矩形波の基準信号を生成し、前記基準信号の前記基準立上り位置及び／又は前記基準立下り位置の各々に基づいて前記送信データに応じた前記データ信号の前記立上り及び／又は立下りエッジの位置の各々を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記データ信号生成部は、単位周期内に前記基準信号を含むヘッダ部と、単位周期内に前記データ信号を含むデータ部と、を含む送信信号を生成し、
前記送信部は、前記送信信号を送信することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記送信部は、共鳴トンネルダイオードを含み、
前記送信部は、前記送信信号を含む０．１〜１０ＴＨｚの範囲内の周波数の無線信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
矩形波のデータ信号を受信する受信部と、
前記データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、
前記低周波信号をＡ／Ｄ変換して前記低周波信号の立上り及び／又は立下りエッジの位置に対応するデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号に基づいて前記データ信号内のデータを得る信号処理部と、を有することを特徴とする通信装置。
【請求項６】
前記フィルタにおける−３ｄＢの減衰を示すカットオフ周波数ｆｃは、前記基準信号の周波数をｆとした場合、０．８ｆ≦ｆｃ≦２．５ｆの関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記フィルタは、ベッセルフィルタであることを特徴とする請求項５又は６に記載の通信装置。
【請求項８】
送信データを取得するデータ取得部と、
前記送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、
前記データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、
前記低周波信号を送信する送信部と、を有することを特徴とする通信装置。
【請求項９】
送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、
前記データ信号を送信する送信部と、を有する第１の通信装置と、
前記データ信号を受信する受信部と、
前記データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、
前記低周波信号をＡ／Ｄ変換して前記低周波信号の立上り及び／又は立下りエッジの位置に対応するデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号に基づいて前記送信データを得る信号処理部と、を有する第２の通信装置と、を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、
前記データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、
前記低周波信号を送信する送信部と、を有する第１の通信装置と、
前記低周波信号を受信する受信部と、
前記低周波信号をＡ／Ｄ変換して前記低周波信号の立上り及び／又は立下りエッジの位置に対応するデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号に基づいて前記送信データを得る信号処理部と、を有する第２の通信装置と、を含むことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及び当該通信装置を含む通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、種々の周波数（波長）の電磁波をキャリア信号として用い、種々の情報を示すデータを当該キャリア信号に乗せて複数の通信装置間で通信する通信システム及び技術が知られている。例えば、非特許文献１には、キャリア信号の振幅を調節することで多値のデータを送受信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】IEEE802.3bv Task Force - September 2015, 1000BASE-RH PHY system simulations
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通信システムは、種々のデータを容易にかつ確実に通信するように構成されていることが好ましい。従って、例えば、当該通信システムを構成する通信装置には、単純な構成でデータ毎に判別可能な信号の生成及び送受信を行うこと、また、確実な信号処理を行うことが求められる。
【０００５】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、単純な構成で多値のデータの送受信を行うことが可能な通信装置及び通信システムを提供することを課題の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、送信データを取得するデータ取得部と、送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、データ信号を送信する送信部と、を有することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項５に記載の発明は、矩形波のデータ信号を受信する受信部と、データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、低周波信号をＡ／Ｄ変換して低周波信号の立上り及び／又は立下りエッジの位置に対応するデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、デジタル信号に基づいてデータ信号内のデータを得る信号処理部と、を有することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項８に記載の発明は、送信データを取得するデータ取得部と、送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、低周波信号を送信する送信部と、を有することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項９に記載の発明は、送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、データ信号を送信する送信部と、を有する第１の通信装置と、データ信号を受信する受信部と、データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、低周波信号をＡ／Ｄ変換して低周波信号の立上り及び／又は立下りエッジの位置に対応するデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、デジタル信号に基づいて送信データを得る信号処理部と、を有する第２の通信装置と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項１０に記載の発明は、送信データに基づいて基準波の立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するデータ信号生成部と、データ信号の高周波域を遮断して低周波信号を生成するフィルタと、低周波信号を送信する送信部と、を有する第１の通信装置と、低周波信号を受信する受信部と、低周波信号をＡ／Ｄ変換して低周波信号の立上り及び／又は立下りエッジの位置に対応するデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、デジタル信号に基づいて送信データを得る信号処理部と、を有する第２の通信装置と、を含むことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る通信システムのブロック図である。
【図２Ａ】実施例１に係る通信システムの送信装置が生成する送信信号の波形を示す図である。
【図２Ｂ】実施例１に係る通信システムの送信装置が生成する送信信号のデータ毎の構成を示す図である。
【図３Ａ】実施例１に係る通信システムの受信装置によって処理されたデータ信号の波形を示す図である。
【図３Ｂ】実施例１に係る通信システムの受信装置おける信号処理テーブルの例を示す図である。
【図４Ａ】実施例１に係る通信システムの受信装置が受信したデータ信号及びフィルタによって生成された低周波信号を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】実施例１に係る通信システムの受信装置のフィルタの特性を示す図である。
【図５】実施例１の変形例に係る通信システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１に係る通信システム１０のブロック図である。本実施例においては、通信システム１０が２つの通信装置２０及び３０を含む場合について説明する。本実施例においては、通信装置（第１の通信装置）２０が送信装置として機能し、通信装置（第２の通信装置）３０が受信装置として機能する場合について説明する。以下においては、通信装置２０を送信装置２０と称し、通信装置３０を受信装置３０と称する。
【００１４】
送信装置２０は、受信装置３０との間で通信を行う情報を示すデータ（以下、送信データと称する）を外部から取得するデータ取得部２１を有する。例えば、データ取得部２１は、送信装置２０が搭載又は接続された情報端末から、受信装置３０に送信されるべき情報を示すデータを取得する。
【００１５】
送信装置２０は、送信データを含んだデジタル信号（以下、データ信号と称する）を生成するデータ信号生成部２２を有する。本実施例においては、データ信号生成部２２は、所定の単位周期内の所定の位置（基準立上り位置）で立上りかつ所定の位置（基準立下り位置）で立下る矩形波の基準信号を生成する基準信号生成部２２Ａと、当該基準信号に基づいて立上り及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号を生成するエッジ調整部２２Ｂと、を有する。
【００１６】
本実施例においては、データ信号生成部２２のエッジ調整部２２Ｂは、当該基準信号の立上り位置及び／又は立下り位置の各々を基準とし、この基準に基づいて送信データに応じたデータ信号の立上り及び／又は立下りエッジの位置を決定する。
【００１７】
送信装置２０は、データ信号生成部２２が生成したデータ信号を送信する送信部２３を有する。例えば、本実施例においては、送信部２３は、共鳴トンネルダイオード（Resonant Tunneling Diode：ＲＴＤ）を含み、電波と赤外光との間の周波数帯（例えば０．１〜１０ＴＨｚ、テラヘルツ帯）の周波数を有する信号を生成し、これを無線によって外部に送信する。
【００１８】
なお、本実施例においては、データ信号生成部２２は、単位周期内に基準信号を含むヘッダ部と、単位周期内にデータ信号を含むデータ部とを含む信号を送信信号として生成する。送信部２３は、この送信信号を含む無線信号を生成し、これを送信する。
【００１９】
次に、受信装置３０は、データ信号を受信する受信部３１を有する。例えば、受信部３１は、共鳴トンネルダイオード（Resonant Tunneling Diode：ＲＴＤ）を含み、無線によってデータ信号を受信する。
【００２０】
受信装置３０は、受信部３１によって受信されたデータ信号の高周波域を遮断し、低周波信号を生成するローパスフィルタ（以下、単にフィルタと称する）３２を有する。本実施例においては、フィルタ３２は、アナログのローパスフィルタである。すなわち、フィルタ３２は、デジタル信号として入力されたデータ信号を、低周波信号としてのアナログ信号に変換する。
【００２１】
受信装置３０は、フィルタ３２によって生成された低周波信号に対してＡ／Ｄ変換を行い、デジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部３３を有する。また、受信装置３０は、Ａ／Ｄ変換部３３によって生成されたデジタル信号に対して信号処理を行い、送信装置２０から送信されたデータを得る信号処理部３４を有する。
【００２２】
図２Ａは、送信装置２０のデータ信号生成部２２が生成するデータ信号を示すタイミングチャートである。図２Ａには、データ信号生成部２２が生成する基準信号Ｓ０と、データ信号ＳＤを含む送信信号Ｓ１と、の一部を示している。
【００２３】
図２Ａに示すように、まず、基準信号生成部２２Ａは、基準信号Ｓ０として、２つの論理レベル（Ｌレベル及びＨレベル）を有する矩形波のパルス信号を生成する。具体的には、基準信号Ｓ０は、単位周期（基準パルス周期）Ｔ毎に所定のタイミング（以下、基準立上り位置と称する）ＴＲ１で立上る。また、基準信号Ｓ０は、単位周期Ｔ内において基準立上り位置ＴＲ１から所定の期間Ｔｗ経過したタイミング（以下、基準立下り位置）ＴＲ２で立下る。
【００２４】
換言すれば、基準信号生成部２２Ａは、単位周期Ｔ内の所定の基準立上り位置ＴＲ１で立上りかつ所定の基準立下り位置ＴＲ２で立下る矩形波の基準信号Ｓ０を生成する。なお、本明細書では、単位周期Ｔとは、図２Ａに示すように、１つの基準立上り位置ＴＲ１からその直後の基準立上り位置ＴＲ１までの期間をいうものとする。
【００２５】
次に、エッジ調整部２２Ｂは、基準信号Ｓ０の基準立上り位置ＴＲ１及び基準立下り位置ＴＲ２の各々に対して、立上りエッジの位置Ｅ１及び立下りエッジの位置Ｅ２を調整した信号をデータ信号ＳＤとして生成する。
【００２６】
具体的には、本実施例においては、エッジ調整部２２Ｂは、データ信号ＳＤとして、基準信号Ｓ０の基準立上り位置ＴＲ１から時間Ｄ１だけ遅れた位置Ｅ１で立上り、基準立下り位置ＴＲ２から時間Ｄ２だけ遅れた位置Ｅ２で立下るように、エッジ位置が調整された１つの矩形パルスを生成する。
【００２７】
なお、図２Ａに示すように、データ信号生成部２２は、送信部２３が送信する送信信号Ｓ１として、単位周期Ｔ内に基準信号Ｓ０を含むヘッダ部ＰＨと、単位周期Ｔ内にデータ信号ＳＤを含むデータ部ＰＤとを含む信号を生成する。
【００２８】
ヘッダ部ＰＨは、基準立上り位置ＴＲ１及び基準立下り位置ＴＲ２を受信装置３０に伝達するために設けられた部分である。本実施例においては、ヘッダ部ＰＨは、基準信号Ｓ０を含む２つの単位周期Ｔからなる。従って、本実施例においては、データ信号ＳＤは、基準信号Ｓ０が一定周期分だけ送信された後に送信される。
【００２９】
図２Ｂは、送信データＤＴと、当該送信データＤＴに応じてデータ信号生成部２２が生成するデータ信号ＳＤ内のエッジ位置の調整テーブルの一例を示す図である。例えば、エッジ調整部２２Ｂは、単位周期Ｔ内におけるデータ信号ＳＤの立上りエッジの位置Ｅ１の基準立上り位置ＴＲ１からの遅れ時間Ｄ１を、単位調整時間ＴＤ１毎に８段階で調整する。同様に、エッジ調整部２２Ｂは、単位周期Ｔ内におけるデータ信号ＳＤの立下りエッジの位置Ｅ２の基準立下り位置ＴＲ２からの遅れ時間Ｄ２を、単位調整時間ＴＤ２毎に８段階で調整する。
【００３０】
従って、例えば、単位周期Ｔ内におけるデータ信号ＳＤの立上りエッジの位置Ｅ１によって３ビットのデータが表現され、立下りエッジの位置Ｅ２によって３ビットのデータが表現される。従って、図２Ｂに示すように、データ信号生成部２２は、６ビットの送信データＤＴを１つのデータ信号ＳＤ（パルス）で表現するような矩形波の信号を生成する。
【００３１】
例えば、送信データＤＴが「００００００」の場合、立上り位置Ｅ１が基準立上り位置ＴＲ１と同一の位置ｔ１１であり、立下り位置Ｅ２が基準立下り位置ＴＲ２と同一の位置ｔ２１であるデータ信号ＳＤが生成される。また、例えば、送信データＤＴが「００１０００」の場合、立上り位置Ｅ１が基準立上りタイミングＴＲ１から時間ＴＤ１だけ遅れた位置ｔ１２であり、立下り位置Ｅ２が基準立下り位置ＴＲ２と同一の位置ｔ２１であるデータ信号ＳＤが生成される。
【００３２】
なお、図２Ｂは、送信データＤＴの構成及び送信データＤＴ毎のデータ信号ＳＤのエッジ位置の構成を例示したに過ぎない。例えば、エッジの位置は単位調整時間ＴＤ１又はＴＤ２毎に設定される場合に限定されず、例えば個々に微調整されてもよい。
【００３３】
また、本実施例においては、基準信号Ｓ０が矩形波のパルス信号である場合について説明するが、基準信号Ｓ０は矩形波からなる場合に限定されない。基準信号Ｓ０は、立上り又は立下り時に単調な電位変化を起こす信号であればよく、例えば、台形波、三角波、正弦波やのこぎり波のパルス信号であってもよい。例えば、基準信号Ｓ０として台形波を用いる場合、データ信号ＳＤの立上りエッジ又は立下りエッジのいずれかによって３ビットのデータが表現される。換言すれば、基準信号Ｓ０は、例えば矩形波や台形波、三角波、のこぎり波を基準波とし、単位周期Ｔ内に当該基準波を有する信号である。
【００３４】
図３Ａは、受信装置３０のフィルタ３２によって生成された低周波信号Ｓ２の波形を示す図である。図３Ａには、送信データＤＴが「００００００」を示すデータ信号ＳＤに基づいた低周波信号Ｓ２（００００００）の波形を実線で示し、他の送信データＤＴを示すデータ信号ＳＤに基づいた３つの低周波信号Ｓ２（他データ）の波形を破線で例示している。
【００３５】
本実施例においては、フィルタ３２によって、データ信号ＳＤ（送信信号Ｓ１）の高周波域が遮断される。すなわち、データ信号ＳＤの立上りエッジ及び立下りエッジにおける急峻な電位変化成分がフィルタ３２を通過しない。従って、図３Ａに示すように、低周波信号Ｓ２は、データ信号ＳＤにおける立上り及び立下りエッジの位置Ｅ１及びＥ２から緩やかに電位が変化するようなアナログ信号となる。
【００３６】
また、データ信号ＳＤの立上りエッジの位置Ｅ１及び立下りエッジの位置Ｅ２は、送信データＤＴに応じて異なる。従って、図３Ａに実線及び破線で示すように、低周波信号Ｓ２は、送信データＤＴに応じた位置Ｅ１から緩やかに電位が上昇し、送信データＤＴに応じた位置Ｅ２から緩やかに電位が下降するアナログ信号となる。
【００３７】
次に、図３Ａを用いて、Ａ／Ｄ変換部３３の動作について説明する。Ａ／Ｄ変換部３３は、アナログ信号となった低周波信号Ｓ２における所定のタイミングでの電位レベルを測定し、これに基づいてデジタル信号を生成し、データ信号Ｓ１を復元する。
【００３８】
本実施例においては、まず、Ａ／Ｄ変換部３３は、例えば、各単位周期Ｔ内の低周波信号Ｓ２における基準立上り位置ＴＲ１から所定時間経過後のタイミングを第１のサンプリングポイントＳＰ１とし、基準立下り位置ＴＲ２から所定時間経過後のタイミングを第２のサンプリングポイントＳＰ２として設定する。
【００３９】
そして、Ａ／Ｄ変換部３３は、これらサンプリングポイントＳＰ１及びＳＰ２での低周波信号Ｓ２の電位レベル（振幅値）ＳＬ１及びＳＬ２を測定する。そして、Ａ／Ｄ変換部３３は、当該測定した電位レベルＳＬ１及びＳＬ２に基づいて、単位周期Ｔ内における低周波信号Ｓ２の立上りエッジの位置Ｅ１及び立下りエッジの位置Ｅ２を検出（判定）する。
【００４０】
なお、サンプリングポイントＳＰ１及びＳＰ２は、例えば、基準立上り位置ＴＲ１及び基準立下り位置ＴＲ２と、エッジ調整部２２Ｂによるデータ信号ＳＤの立上り位置Ｅ１及び立下り位置Ｅ２の各々の調整可能範囲と、フィルタ３２の特性と、に基づいて定められれば良い。
【００４１】
例えば、図３Ａに示すように、低周波信号Ｓ２は、フィルタ３２によって緩やかな立上り及び立下りを持った信号であり、また、その立上り及び立下り開始タイミングは送信データＤＴ毎に異なる。従って、低周波信号Ｓ２の立上り途中においては、送信データＤＴ毎に大きな電位レベルの差が生ずるタイミングが存在する。サンプリングポイントＳＰ１は、この低周波信号Ｓ２の立上り途中における電位レベルの差が最も大きなタイミングに設けられることができる。
【００４２】
同様に、サンプリングポイントＳＰ２は、低周波信号Ｓ２の立下り途中における電位レベルの差が最も大きなタイミングに設けられることができる。Ａ／Ｄ変換部３３は、サンプリングポイントＳＰ１での低周波信号Ｓ２の電位レベルＳＬ１と、サンプリングポイントＳＰ２での低周波信号Ｓ２の電位レベルＳＬ２とに応じて低周波信号Ｓ２の立上り及び立下りエッジの位置を判定し、デジタル信号を生成する。すなわち、Ａ／Ｄ変換部３３は、低周波信号Ｓ２からデータ信号ＳＤを復号する。
【００４３】
また、信号処理部３４は、Ａ／Ｄ変換部３３によって変換されたデジタル信号に基づいて、当該デジタル信号に対応するデータである送信データＤＴを復号する。図３Ｂは、Ａ／Ｄ変換部３３による低周波信号Ｓ２のエッジ位置の検出テーブルと、信号処理部３４による受信データの判定テーブルの例を示す図である。
【００４４】
図３Ｂに示すように、Ａ／Ｄ変換部３３は、サンプリングポイントＳＰ１及びＳＰ２での電位レベル（レベル範囲）に応じて低周波信号Ｓ２の立上りエッジ及び立下りエッジの位置Ｅ１及びＥ２を検出するテーブルを有する。また、信号処理部３４は、Ａ／Ｄ変換部３３によって生成されたデジタル信号に応じて、低周波信号Ｓ２に含まれる受信データ、すなわち送信装置２０から送信された送信データＤＴを復号するテーブルを有する。本実施例においては、信号処理部３４は、送信装置２０のデータ信号生成部２２が有するエッジ調整テーブルと同様のデータ復号テーブルを有する。
【００４５】
なお、本実施例においては低周波信号Ｓ２の１つのパルス中に２つのサンプリングポイントＳＰ１及びＳＰ２を設定する場合について説明したが、これは一例に過ぎない。例えば、送信データＤＴの内容によっては、サンプリングポイントＳＰ１及びＳＰ２の他に１つ以上のサンプリングポイントが設けられていてもよいし、サンプリングポイントが１つのみであってもよい。サンプリングポイントは、Ａ／Ｄ変換部３３が低周波信号Ｓ２のエッジ位置Ｅ１及びＥ２を検出する（区別する）のに十分な電位レベルの差が生ずる任意のタイミングに設定されればよい。
【００４６】
図４Ａは、低周波信号Ｓ２の模式的なタイミングチャートである。なお、図４Ａには、基準信号Ｓ０の波形を破線で示している。また、図４Ｂは、フィルタ３３の周波数特性を示す図である。図４Ａ及び４Ｂを用いて、フィルタ３３の特性について説明する。
【００４７】
まず、Ａ／Ｄ変換部３３が安定してＡ／Ｄ変換（エッジ検出）を行うことを考慮すると、送信データＤＴ毎の低周波信号Ｓ２間で電位レベルが大きく異なる（波形が大きく離れる）タイミングが存在することが好ましい。従って、フィルタ３３は、データ信号ＳＤにおける急峻な電位変化を鈍らせ、例えば図４Ａに示すような台形波の低周波信号Ｓ２を生成することが好ましい。
【００４８】
これに対し、基準信号Ｓ０及びこれに基づいた好ましい低周波信号Ｓ２について説明する。まず、図２Ａと同様に、基準信号Ｓ０は単位周期Ｔの矩形波の信号であり、期間Ｔｗが基準立上り位置ＴＲ１から基準立下り位置ＴＲ２までの区間（Ｈレベルの区間）である。この場合、基準信号Ｓ０の振幅を振幅Ａとし、角周波数をωとすると、基準信号Ｓ０の周波数特性｜Ｘ（ω）｜は、以下の式（１）で表すことができる。
【００４９】
【数１】
2019080197.tif 000003
【００５０】
（１）
次に、好ましい低周波信号Ｓ２を、基準立上り位置ＴＲ１から期間Ｔｒかけて立上り、基準立下り位置ＴＲ２から期間Ｔｒかけて立下るような台形波の信号であると仮定する。この場合、当該好ましい低周波信号Ｓ２の周波数特性｜Ｘ（ω）｜は、以下の式（２）で表すことができる。
【００５１】
【数２】
2019080197.tif 000004
【００５２】
（２）
従って、フィルタ３２に求められる周波数特性（利得Ｈ（ω））は、上記式（１）及び（２）の差分であり、以下の式（３）で表すことができる。
【００５３】
【数３】
2019080197.tif 000005
【００５４】
（３）
上記式（３）はsinc関数であり、このsinc関数に従った特性を有するフィルタ３２にデータ信号ＳＤを入力することで、好ましい低周波信号Ｓ２が生成されることができる。この特性に類似する特性を持つフィルタ３２としては、例えばベッセルフィルタ（Besselフィルタ）が挙げられる。
【００５５】
図４Ｂは、ベッセルフィルタをフィルタ３２に用いた場合のフィルタ３２の特性を示す図である。例えば、図４Ｂには、比較として上記式（３）の期間Ｔｒが０．４５ｎｓの場合のグラフと、カットオフ周波数が１．０ＧＨｚのベッセルフィルタの特性とを重ねて示している。図４Ｂに示すように、ベッセルフィルタは、ほぼ上記式（３）の特性を満たす。
【００５６】
従って、フィルタ３２がベッセルフィルタである場合、低周波信号Ｓ２が図４Ａに示すような台形波に近い波形を示す。すなわち、フィルタ３２がベッセルフィルタである場合、確実なＡ／Ｄ変換を行うのに好ましい低周波信号Ｓ２を生成することができる。
【００５７】
また、フィルタ３２の好ましい他の特性としては、−３ｄＢの減衰を示すフィルタ３２のカットオフ周波数をｆｃとし、基準信号Ｓ０の周波数をｆとした場合、０．８ｆ≦ｆｃ≦２．５ｆの関係を満たすことが好ましい。これによって、好ましい振幅変化（振幅傾斜）を示す低周波信号Ｓ２を生成することができる。
【００５８】
なお、本実施例においては、送信部２３又は２３Ａが送信信号としてテラヘルツ波の無線信号を生成し、当該テラヘルツ波が通信される場合について説明した。しかし、当該送信信号の構成はこれに限定されない。例えば、当該送信信号は、テラヘルツ帯以外の帯域の周波数を有する信号、例えば可視光や電波などによる信号であってもよい。また、送信部２３及び受信部３１の構成は一例に過ぎない。
【００５９】
また、本実施例においては、基準信号Ｓ０及びデータ信号ＳＤを含む送信信号が送信装置２０及び受信装置３０間で通信される場合について説明した。しかし、装置間で通信される信号はこれに限定されず、少なくともデータ信号ＳＤが通信されればよい。
【００６０】
また、送信装置２０及び受信装置３０間は、有線接続及び無線接続など、データ信号ＳＤを伝送可能な種々の接続態様で接続されていればよい。例えば、送信装置２０及び受信装置３０間は、光ファイバによって接続されていてもよい。
【００６１】
また、本実施例においては、データ信号生成部２２が基準信号生成部２２Ａを有する場合について説明したが、データ信号生成部２２の構成はこれに限定されない。データ信号生成部２２は、基準信号生成部２２Ａを有していなくてもよい。
【００６２】
例えば、データ信号生成部２２は、外部から矩形波の基準信号Ｓ０を受信して、この基準信号Ｓ０に基づいたエッジ調整を行うことでデータ信号ＳＤを生成してもよい。すなわち、データ信号生成部２２は、送信データＤＴに応じて矩形波又はのこぎり波などの基準となる波形の立上りエッジ及び／又は立下りエッジの位置を調整してデータ信号ＳＤを生成するように構成されていればよい。
【００６３】
このように、本実施例においては、通信システム１０は、送信装置２０が送信データＤＴに応じて基準波の立上り及び／又は立下りエッジを調節したデータ信号ＳＤを生成するデータ信号生成部２２を有し、受信装置３０がこの矩形波のデータ信号ＳＤの波形を鈍らせるアナログのフィルタ３２を有する。従って、フィルタ３２によって波形が鈍った信号に対してＡ／Ｄ変換を行うことで、容易に多値のデータを通信することができる。
【００６４】
また、通信システム１０においては、受信装置３０がＡ／Ｄ変換部３３を有していればよく、例えば、送信装置２０にデータ信号ＳＤをアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器が設けられる必要が無い。また、通信システム１０が通信に用いる信号は、立上りエッジ及び／又は立下りエッジの位置が異なる信号である。従って、例えば多値のデータを通信するための振幅変調回路を設ける必要が無い。従って、単純な構成で多値のデータの送受信を行うことが可能な通信システム１０を提供することができる。
【００６５】
なお、送信装置２０及び受信装置３０は、それぞれ単独で動作してもよい。例えば、送信装置２０は、受信装置３０のみならず、データに応じた立上り及び／又は立下り位置の矩形波又はのこぎり波などを受信及び処理するように構成された種々の通信装置に接続されていてもよい。
【００６６】
例えば、送信装置２０は、送信データＤＴを取得するデータ取得部２１と、矩形波の信号の立上り又は立下りエッジを送信データＤＴに応じて調節したデータ信号ＳＤを生成するデータ信号生成部２２とを有することで、単純な構成で多値のデータを送信可能な通信装置となる。
【００６７】
また、例えば、受信装置３０は、データを含むデータ信号ＳＤであれば、送信装置２０以外の通信装置から受信してもよい。換言すれば、受信装置３０は、矩形波のデータ信号ＳＤを受信する受信部３１と、データ信号ＳＤの高周波域を遮断して低周波信号Ｓ２を生成するフィルタ３２と、低周波信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換して低周波信号Ｓ２の立上り及び／又は立下りエッジの位置に対応するデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換部３３と、デジタル信号に基づいてデータ信号ＳＤ内のデータを得る信号処理部３４と、を有することで、単純な構成で多値のデータを取得可能な通信装置となる。
【００６８】
また、本実施例においては、受信装置３０がフィルタ３２を有し、受信装置３０内で低周波信号Ｓ２が生成される場合について説明した。しかし、低周波信号Ｓ２は、Ａ／Ｄ変換を行う前に通信システム１０内で生成されていればよい。
【００６９】
図５は、本実施例の変形例に係る通信システム１０Ａのブロック図である。本変形例においては、通信システム１０Ａは、データ信号生成部２２及びフィルタ３２を有する送信装置２０Ａと、Ａ／Ｄ変換部３３を有する受信装置３０Ａとからなる。本変形例は、送信装置２０Ａ側にフィルタ３２が設けられる場合のシステム構成例である。
【００７０】
本変形例においては、送信装置２０Ａは、例えば、データ信号ＳＤを含む送信信号Ｓ１（図２Ａ参照）を低周波信号Ｓ２に変換するフィルタ３２を有する。また、送信装置２０Ａは、フィルタ３２によって生成された低周波信号Ｓ２を送信信号として送信する送信部２３Ａを有する。また、受信装置３０Ａは、当該低周波信号Ｓ２を受信する受信部３１Ａを有する。すなわち、通信システム１０Ａにおいては、低周波信号Ｓ２が送信装置２０Ａ及び受信装置３０Ａ間で通信される。
【００７１】
本変形例においても、例えば、送信部２３Ａ及び受信部３１Ａは共鳴トンネルダイオードである必要はなく、他の通信機器であってもよい。また、通信装置間で送受信される信号は、テラヘルツ波である必要はなく、他の周波数の電磁波であってもよい。また、送信装置２０Ａ及び３０Ａ間は、無線のみならず、例えば光ファイバなど、有線によって接続されていてもよい。
【００７２】
通信システム１０Ａのように、送信装置２０Ａがフィルタ３２を有していてもよい。この場合でも、Ｄ／Ａ変換器や振幅変調回路を用いることなく、単純な構成で多値のデータの送受信を行うことが可能な通信システム１０Ａを提供することができる。
【００７３】
また、本変形例においても、例えば、低周波信号Ｓ２を受信してＡ／Ｄ変換を行い、送信データＤＴを得ることが可能な通信装置であれば、送信装置２０Ａは受信装置３０Ａに接続されていなくてもよい。すなわち、送信装置２０Ａは、データ取得部２１、データ信号生成部２２及びフィルタ３２を有することで、単純な構成で多値のデータを示す低周波信号Ｓ２を生成及び送信することが可能な通信装置となる。
【００７４】
また、上記においては、通信システム１０及び１０Ａが２つの通信装置からなる場合について説明したが、通信システム１０又は１０Ａは３つ以上の通信装置を含んでいてもよい。例えば、１つの送信装置２０及び２つの受信装置３０によって通信システム１０が構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０、１０Ａ  通信装置
２０、２０Ａ  送信装置（第１の通信装置）
２２  データ信号生成部
２２Ｂ  エッジ調整部
３０、３０Ａ  受信装置（第２の通信装置）
３２  フィルタ
３３  Ａ／Ｄ変換部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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