(57)【要約】【課題】内部環境や外部環境の影響でデジタル信号の波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く推定して、通信の信頼性及び高速性を確保することができる通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法を提供する。【解決手段】通信信号推定システム１０は、物理的な電気信号としてひずみを受けたサンプルデジタル信号ＳＤに現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルＩＭを記憶保持しておき、この推論マッピングモデルＩＭを参照して、実デジタル信号ＲＤに現れる１波形ごとに、この１波形の特徴的な波形状に応じた０または１を逐次特定する。【選択図】図５
2019057895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルが記憶保持された記憶部と、
前記記憶部に記憶保持された推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定部と、
を備えることを特徴とする通信信号推定システム。
【請求項２】
０、１の符号が既知であり且つひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状を抽出して、前記特徴的な波形状と、その波形が表す０または１の符号との対応関係を示す推論マッピングモデルを生成するモデル生成部をさらに備え、
前記モデル生成部によって生成された前記推論マッピングモデルが、前記記憶部に記憶保持される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信信号推定システム。
【請求項３】
ハウジングと、
前記ハウジングに保持された回路基板と、
を備え、
前記回路基板が、ひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルが記憶保持された記憶部と、前記記憶部に記憶保持された推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定部と、を有する
ことを特徴とするコネクタ。
【請求項４】
ひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルを記憶保持する記憶ステップと、
前記記憶ステップで記憶保持した推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定ステップと、
を有することを特徴とする通信信号推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理的な電気信号としてひずみを受けたデジタル信号から原信号を推定する通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットやスマートフォンの普及などに伴って有線や無線を問わず通信回線において大容量かつ高速な通信が求められるようになった。このような通信回線の伝送路にはデジタル信号が一般的に伝送される。このデジタル信号に関し物理的な電気信号としては、例えば非正弦波形の１種である矩形波信号が伝送されており、この場合には広帯域の周波数成分を含む。
【０００３】
また、伝送路での通信速度が高速になると、信号送受信機の周波数応答特性によってはその帯域不足から送信機側で送信する、デジタル信号に現れる波形の波形状がなまったり、または受信機側で受信したその波形の波形状がつぶれたりして、通信エラー（誤判定）が増加する可能性がある。通信エラーが許容範囲を超えると通信が不成立となる。
【０００４】
例えば、デジタル信号として矩形波信号を生成する場合には、理想的にはその波形において低値（０レベル）から高値（１レベル）への上昇、高値から低値への下降などを瞬間的に実現する必要がある。しかしながら、現実的には信号送受信機の帯域幅は有限であるため、実際は、この種のデジタル信号に現れる波形に様々な形状の波形が重畳することがある。この発生が頻発した場合には、通信エラーが起き、通信が不成立となる可能性がある。
【０００５】
また、高速な通信では、伝送路におけるデジタル信号においてその高周波成分の減衰（損失）も大きく、デジタル信号の強度が微弱になると環境ノイズの影響を受けやすくなる。この場合にも、通信エラーが増加して通信が不成立となる可能性がある。
【０００６】
このような、なまり、ノイズ、減衰などのデジタル信号のひずみを補正して原信号を推定するものとしては、光データ伝送システムに関し、光ファイバの両端に光トランシーバを備え、一方側の光トランシーバが光伝送路を介して他方側の光トランシーバに光信号を送信する際に、一方側の光トランシーバから光送信する多重化信号に含まれる主信号に対して、他方側の光トランシーバから受信した波形ひずみ情報で示される波形ひずみを打ち消すように、これから送信する多重化信号中の主信号の予等化を行うものが知られる（特許文献１参照）。
【０００７】
また、上記特許文献１の光データ伝送システムは、伝送路を経由するデジタル信号の線形ひずみや非線形ひずみを測定し波形ひずみ情報に含まれる伝達関数を同定して、送信するデジタル信号に現れる波形を推定する。このため、伝達関数の同定及びデジタル信号の波形推定にはデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、以下ＤＳＰ）が用いられる。また、上記特許文献１の光データ伝送システムは、送信するデジタル信号に現れる波形を推定した後に、例えばデジタルコヒーレント通信技術に従ってデジタル信号の符号を判定してその判定結果を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−１１４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の光データ伝送システムは、複雑な処理プロセスでデジタル信号の波形のひずみを補正するものであり、デジタル信号の波形の線形ひずみや非線形ひずみの測定に時間を要する。また、温度や圧力などの伝送路の外部環境によってデジタル信号の波形のひずみ量が刻一刻と変化するため、これに追従する必要が生じる。上記特許文献１の光データ伝送システムで高速な通信を実現するためには、ＤＳＰの消費電力が大きく、また処理能力を高めるためその回路が大型化してしまい、部品コスト及びランニングコストが増加していた。
【００１０】
さらに、上記特許文献１の光データ伝送システムでは、低値と高値の中間値をしきい値として設定し、デジタル信号に現れる１波形がインターバルの半分時間でそのしきい値を超えるか否かで０または１かの符号を判定するので、条件から外れた場合には誤判定となる可能性があった。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部環境や外部環境の影響でデジタル信号の波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く推定して、通信の信頼性及び高速性を確保することができる通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明に係る通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法は、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）
ひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルが記憶保持された記憶部と、
前記記憶部に記憶保持された推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定部と、
を備えることを特徴とする通信信号推定システム。
（２）
０、１の符号が既知であり且つひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状を抽出して、前記特徴的な波形状と、その波形が表す０または１の符号との対応関係を示す推論マッピングモデルを生成するモデル生成部をさらに備え、
前記モデル生成部によって生成された前記推論マッピングモデルが、前記記憶部に記憶保持される
ことを特徴とする上記（１）に記載の通信信号推定システム。
（３）
ハウジングと、
前記ハウジングに保持された回路基板と、
を備え、
前記回路基板が、ひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルが記憶保持された記憶部と、前記記憶部に記憶保持された推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定部と、を有する
ことを特徴とするコネクタ。
（４）
ひずみを受けたサンプルデジタル信号に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルを記憶保持する記憶ステップと、
前記記憶ステップで記憶保持した推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定ステップと、
を有することを特徴とする通信信号推定方法。
【００１３】
上記（１）の通信信号推定システムの構成によれば、内部環境や外部環境の影響でデジタル信号の波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く且つ高速に推定することができる。これにより、ノイズ環境下または帯域制限下でも、あるいは外部環境が変化しても通信の信頼性を確保しつつ高速な通信を実現することができる。
上記（２）の通信信号推定システムの構成によれば、推論マッピングモデルを前もって生成しておき、この推論マッピングモデルを記憶して使用するため、実際に伝送路で伝送されるデジタル信号を処理する処理回路を簡素化、低廉化及び小型化することができ、また実稼働中の消費電力を低減することもできる。
上記（３）のコネクタの構成によれば、内部環境や外部環境の影響でデジタル信号の波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く且つ高速に推定することができる。これにより、ノイズ環境下または帯域制限下でも、あるいは外部環境が変化しても通信の信頼性を確保しつつ高速な通信を実現することができる。
上記（４）の通信信号推定方法の構成によれば、内部環境や外部環境の影響でデジタル信号の波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く且つ高速に推定することができる。これにより、ノイズ環境下または帯域制限下でも、あるいは外部環境が変化しても通信の信頼性を確保しつつ高速な通信を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法によれば、推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、この１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する。このため、内部環境や外部環境の影響でデジタル信号の波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く且つ高速に推定することができる。これにより、ノイズ環境下または帯域制限下でも、あるいは外部環境が変化しても通信の信頼性を確保しつつ高速な通信を実現することができる。
【００１５】
特に、本発明の通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法によれば、推論マッピングモデルを参照して、実デジタル信号に現れる１波形ごとに、この１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を直接的に逐次特定する。このため、波形を補正してから符号化する従来のものに比べ、処理プロセスを簡素化することができる。これにより、例えば外部環境ノイズ（温度、圧力など）が連続的に変化してひずみの程度やその種類が連続的に変化しても、その変化に遅れなく追従して高速な通信を維持し続けることができる。また、例えばデジタル信号が伝送される伝送路の配索を変更して配索曲げ半径の変化や振動などの外的要因が発生しても高速な通信を実現させることができる。
【００１６】
以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細はさらに明確化されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る実施形態の通信信号推定システム及びコネクタを説明する模式図である。
【図２】図２は、図１に示すモデル生成装置及び信号推定回路の構成を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図３】図３は、ひずみを受けたデジタル信号に現れる１波形分においてその特徴的な波形状を模式的に説明する波形模式図である。
【図４】図４は、図１に示すモデル生成装置のモデル生成フローを説明するフローチャートである。
【図５】図５は、図１に示す信号推定回路の信号推定フローを説明するフローチャートである。
【図６】図６は、本発明に係る実施形態の変形例を説明する模式図である。
【図７】図７は、図６に示すコネクタのモデル生成回路及び信号推定回路を説明する機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００１９】
なお、本実施形態で言う「部」とは単にハードウェアによって実現される物理的構成に限定されず、その構成が有する機能をプログラムなどのソフトウェアによって実現されるものも含む。また、１つの構成が有する機能が２つ以上の物理的構成によって実現されても、または２つ以上の構成の機能が例えば１つの物理的構成によって実現されていても構わない。
【００２０】
＜＜通信信号推定システムの構成＞＞
まず図１を参照して、本実施形態の通信信号推定システムの構成について説明する。図１は、本発明に係る実施形態の通信信号推定システム１０、及びコネクタ４０を説明する模式図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の通信信号推定システム１０は、モデル生成装置（モデル生成部）２０と、信号推定回路（信号推定部）３０と、を備える。
なお、後述するように、本実施形態では通信信号推定システム１０の一部分がコネクタ４０に搭載される。その一部分がコネクタ４０の一機能として機能させることができる。この種のコネクタは、基板内蔵型コネクタ、制御機能付コネクタ、等と称されることがある。
【００２２】
モデル生成装置２０は、ハードウェアとして中央演算回路、記憶回路、バス回路及びインタフェース回路などを有するコンピュータシステム（例えばパーソナルコンピュータ）で構成される。モデル生成装置２０は、本実施形態では後述する推論マッピングモデルＩＭのモデル生成部として機能する。また、モデル生成装置２０は、ＵＳＢ回路を有し、ＵＳＢケーブルなどの通信ケーブル２４が接続される。
【００２３】
信号推定回路３０は、演算回路、記憶回路及び通信回路などを有するミニコンピュータシステム（例えばマイコンやチップセット）で構成される。信号推定回路３０は、は、後述する電線（伝送路）ＥＷ内で伝送されコネクタ４０を通過する実デジタル信号ＲＤに対し０または１の符号を推定する信号推定部として機能する。また、信号推定回路３０は、コネクタ４０に収容された回路基板（後述）４３上に搭載され、モデル生成装置２０と分離された（通信ケーブル２４が外された）状態ではコネクタ４０を構成する一部分として機能する。
【００２４】
＜コネクタの構成＞
コネクタ４０は、電線ＥＷの端部に設けられる回路体であり、ハウジング４１と、複数の端子４２と、回路基板４３と、を備え、相手側コネクタが接合される３つの接合部４５を有する。
【００２５】
ハウジング４１は、略箱状に合成樹脂から射出成形される。複数の端子４２は、銅または銅合金等の導電性金属材料からなり、断面略矩形の棒状に形成される。また、複数の端子４２は、その基端部（不図示）で回路基板４３に電気的に接続される。
【００２６】
また、本実施形態では、電線ＥＷにはデジタル信号が伝送される。このデジタル信号は物理的な電気信号としては矩形波信号とされる。また、本実施形態では、デジタル信号として実デジタル信号ＲＤ、及びサンプルデジタル信号ＳＤを取り扱う。実デジタル信号ＲＤは、実際に電線ＥＷに伝送されるデジタル信号を意味する。また、実デジタル信号ＲＤは、電線ＥＷの外部環境または内部環境の影響でひずみを受ける可能性があり、本実施形態ではひずみ補正の対象信号である。本実施形態の通信信号推定システム１０及びコネクタ４０は、この実デジタル信号ＲＤがひずみを受けた場合でも、このひずみを結果的に補正して通信の成立性を高めるものである。また、サンプルデジタル信号ＳＤは、推論マッピングモデルＩＭを生成するために用いられる、（仮想上の人工的に作られた）参照用のデジタル信号を意味する。
なお、電線ＥＷ内に伝送される実デジタル信号ＲＤは変調処理されても良い。例えばその変調方式はＮＲＺ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）だけではなく、ＲＺや位相変調などを採用しても良い。
【００２７】
回路基板４３は、略平板状に形成され、ハウジング４１の内部で固定保持される。また、回路基板４３には回路パターンが形成され、信号推定回路（前述）３０及び通信回路４４が載置される。また、回路基板４３は、複数の端子４２及び電線ＥＷに電気的に接続されており、伝送路（電気的経路）としては複数の端子４２及び電線ＥＷの間に配置される。
【００２８】
回路基板４３の通信回路４４は、例えばＵＳＢ回路でありモデル生成装置２０の通信ケーブル２４が着脱可能に接続される。この接続により、回路基板４３の信号推定回路３０は、回路基板４３の通信回路４４を介してモデル生成装置２０と通信可能となる。
【００２９】
＜モデル生成装置及び信号推定回路の構成＞
次に図２及び図３を参照して、モデル生成装置２０及び信号推定回路３０の機能について説明する。図２は、モデル生成装置２０及び信号推定回路３０の構成を機能的に説明する機能ブロック図である。図３は、ひずみを受けたデジタル信号に現れる１波形分においてその特徴的な波形状を模式的に説明する波形模式図である。
【００３０】
モデル生成装置２０は、図２に示すように、記憶部２１と、特徴抽出部２２と、モデル生成部２３と、を有する。
【００３１】
モデル生成装置２０の記憶部２１には、例えばＵＳＢメモリなどの外部記憶媒体を介してサンプルデジタル信号ＳＤが入力される。モデル生成装置２０の記憶部２１は、このサンプルデジタル信号ＳＤを記憶保持する。
【００３２】
また、サンプルデジタル信号ＳＤは、人工的なひずみを受けた状態となるように前もって処理されている。また、このサンプルデジタル信号ＳＤに関しその信号に現れる１波形ごとの０、１の符号は既知とされる。この符号に関する情報は、サンプルデジタル信号ＳＤに対応する符号列情報ＣＩとして、同様にモデル生成装置２０の記憶部２１に入力され記憶保持される。
なお、人工的なひずみは、コネクタ４０や電線ＥＷの内部環境や外部環境のノイズ、あるいは電線ＥＷが接続される信号送受信機の周波数応答特性に基づいて適宜設定される。
【００３３】
モデル生成装置２０の特徴抽出部２２は、モデル生成装置２０の記憶部２１に記憶保持されるサンプルデジタル信号ＳＤを読み込み、サンプルデジタル信号ＳＤに現れる１波形分の特徴的な波形状をそれぞれ抽出する。
【００３４】
ここで、図３及び表１を合わせて参照して、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２の抽出結果について具体的に説明する。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
図３（ａ）に示すように、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２は、サンプルデジタル信号ＳＤに現れる波形がその両角部に丸みを帯びたものであれば、「ショルダー」として特徴的な波形状を抽出する。また、図３（ｂ）に示すように、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２は、その波形が立ち上がりの部分でオーバーシュートしたものであれば、「リンギング」として特徴的な波形状を抽出する。また、図３（ｃ）に示すように、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２は、その波形がその全体でなまったものであれば「なまり形状」として特徴的な波形状を抽出する。また、図３（ｄ）に示すように、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２は、その波形が、全体的にノイズが重畳したものであれば「ノイズ」として特徴的な波形状を抽出する。モデル生成装置２０の特徴抽出部２２は、このように抽出した結果をモデル生成装置２０のモデル生成部２３に出力する。
なお、図３及び表１に示す特徴的な波形状やその内容は例示列挙されたものである。モデル生成装置２０の特徴抽出部２２はその他の特徴的な波形状も抽出可能である。
【００３７】
図２に示すように、モデル生成装置２０のモデル生成部２３は、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２の抽出結果、及びモデル生成装置２０の記憶部２１に記憶保持された符号列情報ＣＩの両方を読み込み、サンプルデジタル信号ＳＤに現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を統計的に推論（学習）する。このモデル生成装置２０のモデル生成部２３の学習は、ディープランニングまたはニューラルネットワークのアルゴリズムに基づいて行われる。この学習の結果、モデル生成装置２０のモデル生成部２３は、デジタル信号ＳＤ，ＲＤに現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０、１の符号と、の対応関係を示すモデルとして推論マッピングモデルＩＭを生成する。
【００３８】
すなわち、表１に示すように、推論マッピングモデルＩＭでは、特徴抽出「ショルダー」を符号「１」に、特徴抽出「リンギング」を符号「１」に、特徴抽出「なまり形状」を符号「１」に、特徴抽出「ノイズ」を符号「０」に対応付けてマッピングされる。このマッピングの結果は、ひずみを受ける前の原信号（ひずみ無しの状態の信号）通りとなっている。これに対し、従来の推定結果（例えば、上記特許文献１参照）では、デジタル信号の波形をひずみ補正してから低値（０レベル）と高値（１レベル）の中間値をしきい値として設定し、デジタル信号に現れる１波形がインターバルの半分時間でそのしきい値を超えるか否かで０または１かを符号化して推定するので、例えば表１に示すように、波形（ｂ）、波形（ｃ）及び波形（ｄ）で誤推定する可能性がある。
【００３９】
このように生成された推論マッピングモデルＩＭは、モデル生成装置２０の記憶部２１に一時的に記憶保持される。そして、モデル生成装置２０の通信ケーブル２４がコネクタ４０の通信回路４４に接続され、モデル生成装置２０とコネクタ４０の信号推定回路３０とが通信可能状態となる（図１参照）。この状態で相互に通信が行われ、モデル生成装置２０の記憶部２１に一時的に記憶保持された推論マッピングモデルＩＭは、回路基板４３の通信回路４４を介して、後述する信号推定回路３０の記憶部３１内に記憶保持される。
【００４０】
コネクタ４０内部に搭載される信号推定回路３０は、図２に示すように、記憶部３１と、特徴抽出部３２と、モデル参照・符号特定部３３と、波形生成部３４と、信号入力部３５と、信号出力部３６と、を有する。
なお、信号推定回路３０の信号入力部３５は、電線ＥＷ内で伝送される実デジタル信号ＲＤを、回路基板４３を介して逐次受信する。信号推定回路３０の信号出力部３６は、結果的にひずみ補正された実デジタル信号ＲＤを、回路基板４３を介して電線ＥＷに逐次送信する。
【００４１】
信号推定回路３０の記憶部３１は、モデル生成装置２０のモデル生成部２３が生成した推論マッピングモデルＩＭを記憶保持する。
なお、信号推定回路３０の記憶部３１は、少なくとも推論マッピングモデルＩＭのみを記憶保持可能であれば良い。従って、その容量はモデル生成装置２０の記憶部２１よりも小さく設けられる。このため、コネクタ４０の回路基板を小型化、低廉化可能となる。
【００４２】
信号推定回路３０の特徴抽出部３２は、信号入力部３５から出力された実デジタル信号ＲＤを逐次取り込み、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２と同様に、実デジタル信号ＲＤに現れる１波形分の特徴的な波形状をそれぞれ抽出する（図３及び表１参照）。信号推定回路３０の特徴抽出部３２は、その抽出した結果を信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３に出力する。
【００４３】
信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３は、信号推定回路３０の特徴抽出部３２の抽出結果を読み込むとともに、信号推定回路３０の記憶部３１に記憶保持された推論マッピングモデルＩＭを参照する。信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３は、その参照の結果、信号推定回路３０の特徴抽出部３２の抽出結果に応じた０または１の符号を逐次特定する。すなわち、信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３は、電線ＥＷから逐次入力される実デジタル信号ＲＤに対し、その信号に現れる１波形ごとに、０または１の符号を直接的に逐次特定可能となる。信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３は、その特定結果を信号推定回路３０の波形生成部３４に出力する。
【００４４】
信号推定回路３０の波形生成部３４は、信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３の特定結果を読み込み、その特定結果に応じて、特定された０または１の符号にそれぞれ対応する波形（本実施形態では、矩形波）を逐次生成し、信号推定回路３０の信号出力部３６に出力する。すなわち、信号推定回路３０の信号出力部３６は、ひずみを受けた実デジタル信号ＲＤに現れる波形に対し、結果的にひずみ補正して出力することになる（図３及び表１参照）。
【００４５】
＜通信信号推定システム及びコネクタの処理の手順、通信信号推定方法＞
次に図４、図５を参照して、本実施形態の通信信号推定システム１０及びコネクタ４０の動作、ならびに通信信号推定方法について説明する。図４は、モデル生成装置２０のモデル生成フローを説明するフローチャートである。図５は、信号推定回路３０の信号推定フローを説明するフローチャートである。
【００４６】
まず図４を参照して、モデル生成装置２０のモデル生成フローについて説明する。
【００４７】
図４に示すように、ステップＳ１１では、モデル生成装置２０の記憶部２１は、外部記憶媒体を介してサンプルデジタル信号ＳＤ及びその符号列情報ＣＩが入力され、このサンプルデジタル信号ＳＤ及び符号列情報ＣＩを記憶保持する。
【００４８】
ステップＳ１２では、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２は、モデル生成装置２０の記憶部２１に記憶保持されるサンプルデジタル信号ＳＤを読み込み、サンプルデジタル信号ＳＤに現れる１波形分の特徴的な波形状をそれぞれ抽出する。
【００４９】
ステップＳ１３では、モデル生成装置２０のモデル生成部２３は、モデル生成装置２０の特徴抽出部２２の抽出結果、及びモデル生成装置２０の記憶部２１に記憶保持された符号列情報ＣＩの両方を読み込み、サンプルデジタル信号ＳＤに現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を統計的に推論する。
【００５０】
ステップＳ１４では、モデル生成装置２０のモデル生成部２３は、その推論の結果（すなわちステップＳ１３の結果）、デジタル信号ＳＤ，ＲＤに現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す符号０、１の符号と、の対応関係を示すモデルとして推論マッピングモデルＩＭを生成する。
【００５１】
ステップＳ１５では、モデル生成装置２０の通信ケーブル２４をコネクタ４０の回路基板４３の通信回路４４に接続して、モデル生成装置２０と、コネクタ４０の信号推定回路３０と、を通信可能状態とする。この状態で、推論マッピングモデルＩＭを信号推定回路３０の記憶部３１に移植（搭載）する。
以上のステップＳ１１〜Ｓ１５を経てモデル生成フローを終了する。
【００５２】
次に図５を参照して、信号推定回路３０の信号推定フローについて説明する。
【００５３】
ステップＳ２１では、信号入力部３５は、電線ＥＷ内で伝送される実デジタル信号ＲＤを、回路基板４３を介して逐次受信する。
なお、このとき、実デジタル信号ＲＤはひずみを受けており、そのため正しい符号が未知（不確定）とされる。
【００５４】
ステップＳ２２では、信号推定回路３０の特徴抽出部３２は、信号入力部３５から出力された実デジタル信号ＲＤを逐次取り込み、実デジタル信号ＲＤに現れる１波形分の特徴的な波形状をそれぞれ抽出する。
【００５５】
ステップＳ２３では、信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３は、信号推定回路３０の特徴抽出部３２の抽出結果を読み込むとともに、信号推定回路３０の記憶部３１に記憶保持された推論マッピングモデルＩＭを参照する。
【００５６】
ステップＳ２４では、信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３は、推論マッピングモデルＩＭを参照しながら、信号推定回路３０の特徴抽出部３２の抽出結果に応じた０または１の符号を逐次特定する。
【００５７】
ステップＳ２５では、信号推定回路３０の波形生成部３４は、信号推定回路３０のモデル参照・符号特定部３３の特定結果を読み込み、その特定結果に応じて、特定された０または１の符号にそれぞれ対応する波形を逐次生成する。信号推定回路３０の波形生成部３４は、その波形をひずみ補正されたデジタル信号として信号推定回路３０の信号出力部３６に出力する。
以上のステップＳ２１〜Ｓ２５を経て信号推定フローを終了する。
【００５８】
このようにモデル生成フロー（Ｓ１１〜１５）及び信号推定フロー（Ｓ２１〜２５）を実施することにより、内部環境や外部環境の影響でデジタル信号の波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く推定して、通信の信頼性及び高速性を確保することが可能となる。
【００５９】
＜通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法の利点＞
以上説明したように本実施形態の通信信号推定システム１０、コネクタ４０及び通信信号推定方法によれば、物理的な電気信号としてひずみを受けたサンプルデジタル信号ＳＤに現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデルＩＭを記憶保持しておき、この推論マッピングモデルＩＭを参照して、実デジタル信号ＲＤに現れる１波形ごとに、この１波形の特徴的な波形状に応じた０または１を逐次特定する。このため、内部環境や外部環境の影響で実デジタル信号ＲＤの波形がひずみを受けても、簡便な構成でありながら原信号を精度良く且つ高速に推定することができる。これにより、ノイズ環境下または帯域制限下でも、あるいは外部環境が変化しても通信の信頼性を確保しつつ高速な通信を実現することができる。
【００６０】
特に本実施形態の通信信号推定システム１０、コネクタ４０及び通信信号推定方法によれば、推論マッピングモデルＩＭを参照して、実デジタル信号ＲＤに現れる１波形ごとに、この１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を直接的に逐次特定する。このため、波形を補正してから符号化する従来のものに比べ、処理プロセスを簡素化することができる。これにより、例えば外部環境ノイズ（温度、圧力など）が連続的に変化してひずみの程度やその種類が連続的に変化しても、その変化に遅れなく高速な通信を維持し続けることができる。また、例えば実デジタル信号ＲＤが伝送される伝送路の配索を変更して配索曲げ半径の変化や振動などの外的要因が発生しても高速な通信を実現させることができる。
【００６１】
また、本実施形態の通信信号推定システム１０、コネクタ４０及び通信信号推定方法によれば、０、１の符号が既知であり且つ物理的な電気信号としてひずみを受けたサンプルデジタル信号ＳＤに現れる１波形分の特徴的な波形状を抽出して、特徴的な波形状と、その波形が表す０または１の符号との対応関係を示す推論マッピングモデルＩＭを生成しておく。そして、生成された推論マッピングモデルＩＭを記憶保持して推論マッピングモデルＩＭを使用する。このため、推論マッピングモデルＩＭを前もって生成しておき、この推論マッピングモデルＩＭを記憶保持して使用するので、実際に電線（伝送路）ＥＷで伝送される実デジタル信号ＲＤを処理する回路基板（処理回路）４３を簡素化、低廉化及び小型化することができ、また実稼働中の消費電力を低減することもできる。
【００６２】
（変形例）
次に、図６及び図７を参照して、上記実施形態の変形例について説明する。図６は、変形例を説明する模式図である。図７は、コネクタ７０のモデル生成回路５０及び信号推定回路６０を説明する機能ブロック図である。
なお、上記実施形態と同一または同等部分については、図面に同一あるいは同等符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
【００６３】
図６に示すように、本変形例のコネクタ７０の回路基板７３には、信号推定回路６０のほか、モデル生成回路（モデル生成部）５０が搭載される。すなわち、本変形例は、上記実施形態のモデル生成装置２０の外部装置を不要にして、コネクタ７０の回路基板７３にモデル生成部及び信号推定部の両方の機能を一体的に設ける構成である。
また、コネクタ７０の回路基板７３は、ハウジング７１の表面上に露出した状態で固定される。また、コネクタ７０の回路基板７３は、回路基板７３の通信回路７４を通じてＵＳＢメモリなどの外部記憶媒体とのデータのやり取りが可能である。尚、本変形例は、図１に示すように、回路基板４３がハウジング４１の内部で固定保持される形態を適用することもできる。
【００６４】
図７に示すように、回路基板７３の信号推定回路６０には、上記実施形態の信号推定回路３０と比べて記憶部３１及び特徴抽出部３２が設けられない。その代わりに、回路基板７３の信号推定回路６０は、モデル生成回路５０の記憶部５１及び特徴抽出部５２を共通に用いて処理を行う。
【００６５】
すなわち、信号推定回路６０の信号入力部６５は、電線ＥＷ内で伝送される実デジタル信号ＲＤを、回路基板４３を介して逐次受信するとともに、その受信した実デジタル信号ＲＤをモデル生成回路５０の特徴抽出部５２に出力する。モデル生成回路５０の特徴抽出部５２は、信号推定回路６０の信号入力部６５から出力された実デジタル信号ＲＤを逐次取り込み、実デジタル信号ＲＤに現れる１波形分の特徴的な波形状をそれぞれ抽出する。モデル生成回路５０の特徴抽出部５２は、その抽出した結果を信号推定回路６０のモデル参照・符号特定部６３に出力する。
【００６６】
また、回路基板７３のモデル生成回路５０は、そのモデル生成部５３で生成した推論マッピングモデルＩＭをその記憶部５１で記憶保持する。そして、信号推定回路６０のモデル参照・符号特定部６３は、モデル生成回路５０の記憶部５１に記憶保持された推論マッピングモデルＩＭを参照して、モデル生成回路５０の特徴抽出部５２の抽出結果に応じた０または１の符号を逐次特定する。
【００６７】
本変形例によれば、コネクタ７０の回路基板７３には、モデル生成回路（モデル生成部）５０及び信号推定回路（信号推定部）６０が搭載され、コネクタ７０の回路基板７３にモデル生成部及び信号推定部の両方の機能を一体的に設けるため、外部の装置を不要にし、そのままコネクタ７０を用意すれば現場で煩雑なくモデル生成及び信号推定を行うことができる。また、回路基板７３の信号推定回路６０に記憶部（３１）及び特徴抽出部（３２）を設ける必要がないので、コネクタ７０を含めたシステムを小型化、低廉化することができる。
【００６８】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良などが可能である。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、伝送路として電線ＥＷを採用したが、これに限定されない。例えば、光ファイバや回路パターン（金属配線）などを採用しても良い。また、電線ＥＷや光ファイバなどの有線に限定されず、無線の伝送路などを採用しても良い。無線の場合には、光や電波に限定されずエネルギーを伝搬できれば良い。
【００７０】
また、上記実施形態では、通信信号推定システム１０をコネクタ４０，７０に内蔵したが、これに限定されない。例えば、車両のＥＣＵ、ジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）、警報器（ガス・煙検知器など）、ガスメータなどのデジタル信号を取り扱う機器にその一部又は全部を内蔵しても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、伝送路で伝送される実デジタル信号ＲＤをひずみ補正して逐次出力する構成としたが、これに限定されない。例えば、電線ＥＷや光ファイバなどの伝送路、その伝送路に接続されるコネクタ４０，７０または送受信機を構成する部品の劣化診断に通信信号推定システム１０の推定結果を用いるように構成しても良い。すなわち、これら部品が劣化または故障したときの波形の特徴的な波形状を学習させることで故障検出として機能させることも可能である。また、劣化進展に伴う、特徴的な波形状の経時的な変化や傾向を記憶させることで故障前に故障の予知・予測が可能となる。
【００７２】
また、上記実施形態では、コネクタ４０，７０に接合部４５，７５が３つ設けられるが、これに限定されない。例えば、単一または一対の接合部でも、または４つ以上の接合部であっても良い。
【００７３】
ここで、上述した本発明に係る通信信号推定システム、コネクタ及び通信信号推定方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［６］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
ひずみを受けたサンプルデジタル信号（ＳＤ）に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデル（ＩＭ）が記憶保持された記憶部（３１，５１）と、
前記記憶部（３１，５１）に記憶保持された推論マッピングモデル（ＩＭ）を参照して、実デジタル信号（ＲＤ）に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定部（信号推定回路、３０，６０）と、
を備えることを特徴とする通信信号推定システム（１０）。
［２］
０、１の符号が既知であり且つひずみを受けたサンプルデジタル信号（ＳＤ）に現れる１波形分の特徴的な波形状を抽出して、前記特徴的な波形状と、その波形が表す０または１の符号との対応関係を示す推論マッピングモデル（ＩＭ）を生成するモデル生成部（モデル生成装置、モデル生成回路、２０，５０）をさらに備え、
前記モデル生成部（モデル生成装置、モデル生成回路、２０，５０）によって生成された前記推論マッピングモデル（ＩＭ）が、前記記憶部（３１，５１）に記憶保持される
ことを特徴とする上記［１］に記載の通信信号推定システム（１０）。
［３］
ハウジング（４１）と、
前記ハウジングに保持された回路基板（４３，７３）と、
を備え、
前記回路基板（４３，７３）が、ひずみを受けたサンプルデジタル信号（ＳＤ）に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデル（ＩＭ）が記憶保持された記憶部（３１，５１）と、前記記憶部（３１，５１）に記憶保持された推論マッピングモデル（ＩＭ）を参照して、実デジタル信号（ＲＤ）に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定部（信号推定回路、３０，６０）と、を有する
ことを特徴とするコネクタ（４０，７０）。
［４］
前記回路基板（７３）は、０、１の符号が既知であり且つひずみを受けたサンプルデジタル信号（ＳＤ）に現れる１波形分の特徴的な波形状を抽出して、前記特徴的な波形状と、その波形が表す０または１の符号との対応関係を示す推論マッピングモデル（ＩＭ）を生成するモデル生成部（モデル生成回路、５０）をさらに有し、
前記モデル生成部（モデル生成回路、５０）によって生成された前記推論マッピングモデル（ＩＭ）が、前記記憶部（５１）に記憶保持される
ことを特徴とする上記［３］に記載のコネクタ。
［５］
ひずみを受けたサンプルデジタル信号（ＳＤ）に現れる１波形分の特徴的な波形状と、その１波形が表す０または１の符号と、の対応関係を示す推論マッピングモデル（ＩＭ）を記憶保持する記憶ステップ（Ｓ１５）と、
前記記憶ステップ（Ｓ１５）で記憶保持した推論マッピングモデル（ＩＭ）を参照して、実デジタル信号（ＲＤ）に現れる１波形ごとに、該１波形の特徴的な波形状に応じた０または１の符号を逐次特定する信号推定ステップ（Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）と、
を有することを特徴とする通信信号推定方法。
［６］
０、１の符号が既知であり且つひずみを受けたサンプルデジタル信号（ＳＤ）に現れる１波形分の特徴的な波形状を抽出して、前記特徴的な波形状と、その波形が表す０または１の符号との対応関係を示す推論マッピングモデル（ＩＭ）を生成するモデル生成ステップ（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）をさらに有し、
前記記憶ステップ（Ｓ１５）では、前記モデル生成ステップ（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）で生成された前記推論マッピングモデル（ＩＭ）を記憶保持する
ことを特徴とする上記［５］に記載の通信信号推定方法。
【符号の説明】
【００７４】
１０    通信信号推定システム
２０    モデル生成装置（モデル生成部）
２１    記憶部
２２    特徴抽出部
２３    モデル生成部
２４    通信ケーブル
３０    信号推定回路（信号推定部）
３１    記憶部
３２    特徴抽出部
３３    モデル参照・符号特定部
３４    波形生成部
３５    信号入力部
３６    信号出力部
４０    コネクタ
４１    ハウジング
４２    複数の端子
４３    回路基板
４４    通信回路
４５    接合部
５０    モデル生成回路（モデル生成部）
５１    記憶部
５２    特徴抽出部
５３    モデル生成部
６０    信号推定回路（信号推定部）
６３    モデル参照・符号特定部
６４    波形生成部
６５    信号入力部
６６    信号出力部
７０    コネクタ
７１    ハウジング
７２    複数の端子
７３    回路基板
７４    通信回路
７５    接合部
ＥＷ    電線
ＲＤ    実デジタル信号
ＳＤ    サンプルデジタル信号
ＩＭ    推論マッピングモデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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