(57)【要約】【課題】通信システムは、チャネルに起因するシンボル間干渉についてパルス位置変調データを補償し、チャネルに起因するシンボル間干渉によって破損した受信信号からパルス位置符号化データを抽出する。【解決手段】送信機は、シンボルマッピング回路を有する変調装置を含み、シンボルマッピング回路は、送信するデータシンボルを受け取り、そのデータシンボルを伝送コードにマッピングする。受信機５０５は、復調装置を有し、復調装置は、受信機内の信号受信回路と通信して、受信回路によって取得される受信データシンボルを一定の周期でサンプリングするサンプリング回路５２５を有する。データサンプルのサンプルは、サンプリング回路と通信するサンプル保存回路５３０によって保存される。サンプル保存回路は、保存しているサンプルをシンボルマッピング回路５３５に転送する。シンボルマッピング回路は次いでデータシンボルを回復する。【選択図】図１１
2004229288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデータシンボルの伝送および回復を行う通信システムであって、前記データシンボルを含む信号を送信する送信機と、前記データシンボルを含む前記信号を取得し、前記データシンボルを回復し、前記データを抽出する受信機とを備え、
前記送信機は、データを受け取り、前記データをデータシンボルに変換するために接続された変調装置を含み、前記データシンボルは、チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するために符号化され、
前記変調装置は、送信するデータシンボルを受け取り、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
ｂ）前記隣接する２つのデータシンボルデジットが第１のデータレベルを有する場合は、前記データシンボルデジットを送信するステップと、
ｃ）前記データシンボルデジットが第１のデータレベルおよび第２のデータレベルを有する場合は、前記データシンボルを送信するステップと、
ｄ）前記データシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを送信し、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに変換し、前記２番目のデータシンボルデジットを送信するステップと
により、前記データシンボルを伝送コードにマッピングするシンボルマッピング回路を備え、
前記受信機は、チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下でデータシンボルを回復する受信システム中の復調装置を備え、
前記復調装置は、
前記受信システム中の受信回路と通信して、前記受信回路によって取得された受信データシンボルを一定の周期でサンプリングするサンプリング回路と、
サンプリング回路と通信して、データシンボルのサンプルを格納するサンプル保存回路と、
サンプル保存回路と通信して、前記データシンボルのサンプルを受け取り、前記データシンボルを回復する方法を実行するシンボルマッピング回路と
を備え、
前記データシンボルを回復する方法は、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットから、前記データシンボルデジット中に第１の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第１の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルにあることを示し、
ｂ）第１の状態遷移がある場合は、第１の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｃ）前記第１の状態遷移がない場合は、前記第１の状態遷移があるまでステップａ）を繰り返すステップと、
ｄ）前記第１の状態遷移が決定されると、前記データシンボルデジット中に第２の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第２の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルにあることを示し、
ｅ）第２の状態遷移がある場合、第２の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｆ）第１の状態遷移の時間と第２の状態遷移の時間との時間差を求めるステップと、
ｇ）時間差が境界時間よりも小さい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信されるデータシンボルデジットの少なくとも１つを第１のデータレベルに設定するステップと、
ｈ）時間差が境界時間より大きい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信される最初のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定し、２番目のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、を含む、
通信システム。
【請求項２】
前記データシンボルを回復する方法はさらに、
第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットに続いて２番目のデータシンボルデジットの後に且つデータシンボル境界よりも前に受信される、すべてのデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
前記データシンボル境界より後に到着するデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定し、前記データシンボル境界より後の１つのデータシンボルのすべての残りのシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと
を含む、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記データシンボルを回復する方法はさらに、
シンボルの最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
前記最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルである場合、後続のデータシンボルのすべてのシンボルデジットが第１のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
後続のデータシンボルのすべてのデータシンボルデジットが第１のデータレベルである場合、後続のデータシンボルの最初のシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと
を含む、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
送信システムからのデータシンボルのブロードキャスト中に前記データシンボルの破損を引き起こす、チャネルに起因するシンボル間干渉を補償する前記送信システム中の変調装置であって、
送信するデータシンボルを受け取り、前記データシンボルを伝送コードにマッピングするを備え、該シンボルマッピング回路は、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
ｂ）前記隣接する２つのデータシンボルデジットが第１のデータレベルを有する場合は、前記データシンボルデジットを送信するステップと、
ｃ）前記データシンボルデジットが第１のデータレベルおよび第２のデータレベルを有する場合は、前記データシンボルを送信するステップと、
ｄ）前記データシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを送信し、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに変換し、前記２番目のデータシンボルデジットを送信するステップと
により前記データシンボルを伝送コードにマッピングする、
変調装置。
【請求項５】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデータシンボルを回復する、受信システム内の復調装置であって、
前記受信システム内の受信回路と通信し、前記受信回路によって取得された受信データシンボルを一定の周期でサンプリングするサンプリング回路と、
サンプリング回路と通信し、データシンボルのサンプルを格納するサンプル保存回路と、
サンプル保存回路と通信し、前記データシンボルのサンプルを受け取り、前記データシンボルを回復する方法を実行するシンボルマッピング回路と
を備え、
前記データシンボルを回復する前記方法は、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットから、前記データシンボルに第１の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第１の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルにあることを示し、
ｂ）第１の状態遷移がある場合は、第１の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｃ）前記第１の状態遷移がない場合は、前記第１の状態遷移があるまでステップａ）を繰り返すステップと、
ｄ）前記第１の状態遷移が決定されると、前記データシンボルに第２の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第２の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルにあることを示し、
ｅ）第２の状態遷移がある場合、第２の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｆ）第１の状態遷移の時間と第２の状態遷移の時間との時間差を求めるステップと、
ｇ）時間差が境界時間よりも小さい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信されるデータシンボルデジットの少なくとも１つを第１のデータレベルに設定するステップと、
ｈ）時間差が境界時間より大きい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信される最初のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定し、２番目のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、
を含む復調装置。
【請求項６】
前記データシンボルを回復する方法はさらに、
第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後の２番目のデータシンボルデジットの後に且つデータシンボル境界よりも前に受信される、すべてのデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
前記データシンボル境界より後に到着するデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定し、前記データシンボル境界より後の１つのデータシンボルのすべての残りのシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと
を含む、請求項５に記載の復調装置。
【請求項７】
前記データシンボルを回復する方法はさらに、
シンボルの最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
前記最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルである場合、後続のデータシンボルのすべてのシンボルデジットが第１のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
後続のデータシンボルのすべてのデータシンボルデジットが第１のデータレベルである場合、後続のデータシンボルの最初のシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと
を含む、請求項５に記載の復調装置。
【請求項８】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデジタルデータを通信する方法であって、
前記デジタルデータをデータシンボルに区分するステップと、
前記データシンボルをパルス位置コーディングに符号化し、シンボル時間内のパルスの位置により各シンボル値のコードが決定され、
チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するステップと、
前記補償するステップは、
前記パルス位置コーディングの隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
前記隣接するデータシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに保ち、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のシンボルデジットを第１のデータレベルに変換するステップと、
により前記パルス位置コーディングを伝送コードにマッピングするステップを含み、
前記伝送コードで伝送信号を変調するステップと、
前記伝送信号を送信するステップと、
前記伝送信号を受信するステップと、
前記伝送信号を復調して破損した伝送コードを抽出するステップと、前記破損した伝送コードは、チャネルに起因するシンボル間干渉によって劣化した伝送コードであり、
破損した伝送コードを一定の周期でサンプリングするステップと、
破損した伝送コードのサンプルを保存するステップと、
前記パルス位置コーディングを回復するステップと、
前記パルス位置コーディングを回復するステップは、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットから、前記データシンボルデジット内に第１の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第１の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルにあることを示し、
ｂ）第１の状態遷移がある場合は、第１の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｃ）前記第１の状態遷移がない場合は、前記第１の状態遷移があるまでステップａ）を繰り返すステップと、
ｄ）前記第１の状態遷移が決定されると、前記破損した伝送コーディングに第２の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第２の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであることを示し、
ｅ）第２の状態遷移がある場合、第２の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｆ）第１の状態遷移の時間と第２の状態遷移の時間との時間差を求めるステップと、
ｇ）時間差が境界時間よりも小さい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信されるデータシンボルデジットの少なくとも１つを第１のデータレベルに設定するステップと、
ｈ）時間差が境界時間より大きい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信される最初のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定し、２番目のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、を含み、
を含むチャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデジタルデータを通信する方法。
【請求項９】
前記パルス位置コーディングを回復するステップはさらに、
第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後の２番目のデータシンボルデジットの後に且つデータシンボル境界よりも前に受信される、すべてのデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
前記データシンボル境界より後に到着するデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定し、前記データシンボル境界の後の１つのデータシンボルのすべての残りのシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
を含む、請求項８に記載の通信方法。
【請求項１０】
前記データシンボルを回復する方法はさらに、
シンボルの最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
前記最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルである場合、後続のデータシンボルのすべてのシンボルデジットが第１のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
後続のデータシンボルのすべてのデータシンボルデジットが第１のデータレベルである場合、後続のデータシンボルの最初のシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、
を含む、請求項８に記載の通信方法。
【請求項１１】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデジタルデータを送信する方法であって、
前記デジタルデータをデータシンボルに区分するステップと、
前記データシンボルをパルス位置コーディングに符号化し、シンボル時間中のパルスの位置により各シンボル値のコードが決定されるステップと、
チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するステップと、
前記補償するステップは、
前記パルス位置コーディングの隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
前記データシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに保ち、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のシンボルデジットを第１のデータレベルに変換するステップと
により前記パルス位置コーディングを伝送コードにマッピングするステップを含み、
前記伝送コードで伝送信号を変調するステップと、
前記伝送信号を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下でデジタルデータを受信する方法であって、
破損した伝送コードを有する送信信号を受信するステップと、前記破損した伝送コードは、前記チャネルに起因するシンボル間干渉によって劣化したパルス位置変調伝送コードを含み、
前記送信信号を復調して破損した伝送コードを抽出するステップと、
破損した伝送コードを一定の周期でサンプリングするステップと、
破損した伝送コードのサンプルを保存するステップと、
前記パルス位置コーディングを回復するステップと、を含み、
回復するステップは、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットから、前記データシンボルデジットに第１の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第１の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであることを示し、
ｂ）第１の状態遷移がある場合は、第１の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｃ）前記第１の状態遷移がない場合は、前記第１の状態遷移があるまでステップａ）を繰り返すステップと、
ｄ）前記第１の状態遷移が決定されると、前記破損した送信符号化中に第２の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第２の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第１のデータレベルに設定されていることを示し、
ｅ）第２の状態遷移がある場合、第２の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｆ）第１の状態遷移の時間と第２の状態遷移の時間との時間差を求めるステップと、
ｇ）時間差が境界時間よりも小さい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信されるデータシンボルデジットの少なくとも１つを第１のデータレベルに設定するステップと、
ｈ）時間差が境界時間より大きい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信される最初のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定し、２番目のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、を含む、
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下でデジタルデータを受信する方法。
【請求項１３】
前記パルス位置コーディングを回復する前記ステップはさらに、
第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後の２番目のデータシンボルデジットの後に且つデータシンボル境界よりも前に受信される、すべてのデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
前記データシンボル境界より後に到着するデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定し、前記データシンボル境界の後の１つのデータシンボルのすべての残りのシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
を含む、請求項１２に記載の受信方法。
【請求項１４】
前記データシンボルを回復する前記ステップはさらに、
シンボルの最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
前記最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルである場合、後続のデータシンボルのすべてのシンボルデジットが第１のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
後続のデータシンボルのすべてのデータシンボルデジットが第１のデータレベルである場合、後続のデータシンボルの最初のシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、
を含む、請求項１２に記載の受信方法。
【請求項１５】
パルス位置変調伝送コードは、
前記デジタルデータをデータシンボルに区分するステップと、
前記データシンボルをパルス位置コーディングに符号化し、シンボル時間中のパルスの位置により各シンボル値のコードが決定されるステップと、
チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するステップとにより作成され、
前記補償するステップは、
前記パルス位置コーディングの隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
前記データシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに保ち、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のシンボルデジットを第１のデータレベルに変換するステップと、により前記パルス位置コーディングを伝送コードにマッピングするステップを含む、
請求項１２に記載の受信方法。
【請求項１６】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデジタルデータ通信信号を送信および受信するための少なくとも１つのコンピューティングデバイスで実行可能なプログラム命令コードを含むプログラム保存デバイスであって、前記プログラム命令コードは、
前記デジタルデータをデータシンボルに区分するステップと、
前記データシンボルをパルス位置コーディングに符号化し、シンボル時間中のパルスの位置により各シンボル値のコードが決定されるステップと、
チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するステップと、
前記補償するステップは、
前記パルス位置コーディングの隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
前記隣接するデータシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに保ち、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のシンボルデジットを第１のデータレベルに変換するステップと、
により前記パルス位置コーディングを伝送コードにマッピングするステップを含み、
前記伝送コードで伝送信号を変調するステップと、
前記伝送信号を送信するステップと、
前記伝送信号を受信するステップと、
前記伝送信号を復調して破損した伝送コードを抽出するステップと、前記破損した伝送コードは、チャネルに起因するシンボル間干渉によって劣化した伝送コードであるステップと、
破損した伝送コードを一定の周期でサンプリングするステップと、
破損した伝送コードのサンプルを保存するステップと、
前記パルス位置コーディングを回復するステップと、
前記回復するステップは、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットから、前記データシンボルデジットに第１の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第１の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであることを示し、
ｂ）第１の状態遷移がある場合は、第１の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｃ）前記第１の状態遷移がない場合は、前記第１の状態遷移があるまでステップａ）を繰り返すステップと、
ｄ）前記第１の状態遷移が決定されると、前記破損した送信コーディングに第２の状態遷移があるか否かを決定するステップであって、前記第２の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであることを示し、
ｅ）第２の状態遷移がある場合、第２の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｆ）第１の状態遷移の時間と第２の状態遷移の時間との時間差を求めるステップと、
ｇ）時間差が境界時間よりも小さい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後に受信されるデータシンボルデジットの少なくとも１つを第１のデータレベルに設定するステップと、
ｈ）時間差が境界時間より大きい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後に受信される最初のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定し、２番目のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、を含む、
プログラム保存デバイス。
【請求項１７】
前記パルス位置コーディングを回復する前記ステップはさらに、
第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後の２番目のデータシンボルデジットの後に且つデータシンボル境界よりも前に受信される、すべてのデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
前記データシンボル境界より後に到着するデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定し、前記データシンボル境界の後の１つのデータシンボルのすべての残りのシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
を含む、請求項１６に記載のプログラム保存デバイス。
【請求項１８】
前記データシンボルを回復する方法はさらに、
シンボルの最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
前記最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルである場合、後続のデータシンボルのすべてのシンボルデジットが第１のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
後続のデータシンボルのすべてのデータシンボルデジットが第１のデータレベルである場合、後続のデータシンボルの最初のシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、
を含む、請求項１６に記載のプログラム保存デバイス。
【請求項１９】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデジタルデータ通信信号を送信するための少なくとも１つのコンピューティングデバイスで実行可能なプログラム命令コードを含むプログラム保存デバイスであって、前記プログラム命令コードは、
前記デジタルデータをデータシンボルに区分するステップと、
前記データシンボルをパルス位置コーディングに符号化し、シンボル時間中のパルスの位置により各シンボル値のコードが決定されるステップと、
チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するステップと、
前記補償するステップは、
前記パルス位置コーディングの隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
前記データシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに保ち、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のシンボルデジットを第１のデータレベルに変換するステップと、により前記パルス位置コーディングを伝送コードにマッピングするステップを含み、
前記伝送コードで送信信号を変調するステップと、
前記送信信号を送信するステップと、
を含むプログラム保存デバイス。
【請求項２０】
チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下においてデジタルデータ通信信号を受信するための少なくとも１つのコンピューティングデバイスで実行可能なプログラム命令コードを含むプログラム保存デバイスであって、前記プログラム命令コードは、
破損した伝送コードを有する送信信号を受信するステップと、前記破損した伝送コードは、前記チャネルに起因するシンボル間干渉によって劣化したパルス位置変調伝送コードを含み、
前記送信信号を復調して破損した伝送コードを抽出するステップと、
破損した伝送コードを一定の周期でサンプリングするステップと、
破損した伝送コードのサンプルを保存するステップと、
前記パルス位置コーディングを回復するステップと、
前記回復するステップは、
ａ）隣接する２つのデータシンボルデジットから、前記データシンボルデジットに第１の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第１の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであることを示し、
ｂ）第１の状態遷移がある場合は、第１の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｃ）前記第１の状態遷移がない場合は、前記第１の状態遷移があるまでステップａ）を繰り返すステップと、
ｄ）前記第１の状態遷移が決定されると、前記破損した送信コーディング中に第２の状態遷移があるか否かを決定するステップと、前記第２の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第１のデータレベルに設定されていることを示し、
ｅ）第２の状態遷移がある場合、第２の状態遷移の時間を記録するステップと、
ｆ）第１の状態遷移の時間と第２の状態遷移の時間との時間差を求めるステップと、
ｇ）時間差が境界時間よりも小さい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後に受信されるデータシンボルデジットの少なくとも１つを第１のデータレベルに設定するステップと、
ｈ）時間差が境界時間より大きい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットより後に受信される最初のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定し、２番目のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、を含み、
を備えるプログラム保存デバイス。
【請求項２１】
前記パルス位置コーディングを回復する前記ステップはさらに、
第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後の２番目のデータシンボルデジットの後に且つデータシンボル境界よりも前に受信される、すべてのデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと、
前記データシンボル境界より後に到着するデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定し、前記データシンボル境界の後の１つのデータシンボルのすべての残りのシンボルデジットを第１のデータレベルに設定するステップと
を含む、請求項２０に記載のプログラム保存デバイス。
【請求項２２】
前記データシンボルを回復する前記ステップはさらに、
シンボルの最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
前記最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルである場合、後続のデータシンボルのすべてのシンボルデジットが第１のデータレベルであるか否かを決定するステップと、
後続のデータシンボルのすべてのデータシンボルデジットが第１のデータレベルである場合、後続のデータシンボルの最初のシンボルデジットを第２のデータレベルに設定するステップと、
を含む、請求項２０に記載のプログラム保存デバイス。
【請求項２３】
パルス位置変調伝送コードは、
前記デジタルデータをデータシンボルに区分するステップと、
前記データシンボルをパルス位置コーディングに符号化し、シンボル時間中のパルスの位置により各シンボル値のコードが決定されるステップと、
チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するステップと、により作成され、
前記補償するステップは、
前記パルス位置コーディングの隣接する２つのデータシンボルデジットを比較するステップと、
前記データシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに保ち、前記隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のシンボルデジットを第１のデータレベルに変換するステップと
により前記パルス位置コーディングを伝送コードにマッピングするステップを含む、
請求項２０に記載のプログラム保存デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号の送信および受信に関する。より詳細には、本発明は、デジタルデータを含む送信信号の符号化および変調と、チャネルに起因するシンボル間干渉によって破損した受信信号の復調および復号に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルデータの送受信において、チャネルに起因するシンボル間干渉とは、送信信号の複数のコピーが到着し、１つの情報セグメントからの情報によって後続の情報セグメントが破損することを言う。送信信号の複数のコピーは、一般に、環境内の送信信号の反射によって生じる。
【０００３】
反射のレベルにより、信号の受信の際にエラーを生じさせる受信信号の劣化の度合いとシンボル間干渉の確率が決まる。また、反射が送信機から反射点に移動し、そこから受信機に移動するのに必要な時間量により、さらにシンボル間干渉の量が決まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここでワイヤレスの無線周波（ＲＦ）伝送におけるチャネルに起因するシンボル間干渉の説明のために図１を参照する。この例では、送信機５がアンテナ１０に接続され、アンテナ１０がＲＦ信号を拡散する。ＲＦ信号はアンテナ１０から連続した波面として発されるが、図では３つの別個の波面３５、４０、および５０として示している。波面３５は、大気中を直接の経路で伝播する。波面４０は、大気中を伝播し、山や丘などの陸塊３０に反射する。反射した波面４５はその後アンテナ１５に到達する。波面５０は大気中を伝播し、都市部の建物２５に反射する。反射された波面５５も同様にその後アンテナ１５に到達する。
【０００５】
アンテナ１５は受信機２０に接続される。受信機は、送信信号を取得し、ＲＦ信号中に変調された情報を回復する。波面３５が送信アンテナ１０から受信アンテナ１５まで最も直接的な経路をたどることは明白である。一方、反射した波面４５および５５は、波面３５よりもいくらか遅れてアンテナ１５に到達する。反射された波面の振幅が環境雑音よりも大きい場合、受信機は反射された波面４５および５５を取得し、波面４５および５５は到達の時間が遅れる点を除いては波面３５との区別がつかない。
【０００６】
次いで、ワイヤレスＲＦデータ通信システムにおけるチャネルに起因するシンボル間干渉の説明のために図２を参照する。デジタルデータ１０５およびその同期クロック１００が、図１の送信機５への入力信号である。デジタルデータ１０５を用いてＲＦ信号を変調する一般的な方法は、周波数偏移キーイング（ＦＳＫ）である。周波数偏移キーイングでは、バイナリ０のデジットを表すデジタルデータの電圧レベルによってＲＦ信号に第１の周波数ｆ０１３５を与え、バイナリ１のデジットを表すデジタルデータの電圧レベルによってＲＦ信号に第２の周波数ｆ１１４０を与える。
【０００７】
送信機５は、上述のようにアンテナ１０からＲＦ信号１１０を送信する。ＲＦ信号は、上述のように複数の経路を通過し、それぞれの信号は時間が遅れる。直接のＲＦ信号λ１１１５は、遅延δ１１４５の後にアンテナに到達する。反射したＲＦ信号λ２１２０は、遅延δ２１５０の後にアンテナに到達する。反射したＲＦ信号λ３１２５は、遅延δ３１５５の後にアンテナに到達する。
【０００８】
直接のＲＦ信号λ１１１５および反射したＲＦ信号λ２１２０およびλ３１２５は、アンテナで相互に重畳され、受信機２０に転送される。受信機２０は、スーパーヘテロダイン技術を用いて、デジタルデータを定義する周波数の差分からデジタルデータを抽出する。データメッセージ１３０は、時間１７０にバイナリ０からバイナリ１に変化すべきである。しかし、遅れた反射信号λ２１２０およびλ３１２５が直接受信された信号１１５に干渉し、デジタルデータの不確定性１６０を生じさせる。デジタルデータはバイナリ０のままである可能性があり、時間１７５まで明確に変化しない。遅れた反射信号λ２１２０およびλ３１２５の大きさにより、このシンボル間干渉の影響の大きさが決まる。同様に、データメッセージ１３０は、時間１０にバイナリ１からバイナリ０に変化しなければならないが、遅れた反射信号λ２１２０およびλ３１２５からの干渉により、データメッセージ１３０が時間１８５までバイナリ１のままである可能性がある。この不確定時間１６５により、デジタルデータの誤解釈が生じる可能性がある。
【０００９】
同様のチャネルに起因するシンボル間干渉は、図３に示す無線赤外線光送信でも発生する可能性がある。この場合、送信機２０５および受信機２２０は一般に室内２００に収容されている。送信機２０５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を励起して赤外光を発する。典型的なタイプの送信は、バイナリ１を有するデータについてはＬＥＤを励起し、バイナリ０のデータについてはオフにするオンオフキーイング（ＯＯＫ）である。光はフォトダイオード２１５に伝送される。フォトダイオード２１５は受信機２２０に接続され、受信機２２０は、受信した光信号を回復し、受信信号を復調して送信された情報を抽出する。
【００１０】
ＬＥＤ２１０から送信される光信号は連続した波面であるが、説明のために図には別個の３つの波面２３５、２４０、および２５０として示している。波面２３５は、フォトダイオード２１５に直接伝播する光信号の部分を表す。波面２４０および２５０は、部屋２００の側壁に向けて送信され、波面２４６および２５５は側壁で反射してフォトダイオード２１５に送信される。反射された波面２４６および２５５は部屋２００の中をより長い距離を移動してフォトダイオード２１５に到達し、したがって、よりそれよりも早く到達する波面２３５に干渉する。
【００１１】
図３の送信機２０５から送信される光信号の変調を説明するために図４を参照する。データクロック３００は、送信機２１０中でデジタルデータメッセージをゲートする周波数レートを有する。送信信号３１０の４パルス位置変調信号を生成するために使用する変調クロック（ＰＰＭ  ＣＬＫ３０５）。各時間スロットｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、４つのサブインクリメントｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４に分割される。１つのサブインクリメントｓ１、ｓ２、ｓ３、またはｓ４をこの説明ではバイナリ１に設定して２桁の２進数を表す。任意の１つの時間スロットｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４につき１つのみのサブセグメントしか占めることができないので、符号化は、２桁の２進数の４つの可能な組み合わせしか表すことができない。データメッセージの４パルス位置変調信号は、２ビットデータの４つの可能な２進デジットの組み合わせの変調を例証し、次のように説明される。
【００１２】
【表１】
2004229288.tif 000003
【００１３】
パルス位置変調した信号３１０は、ＬＥＤ２１０の励起によって送信される。直接の光信号λ１３２０は、遅延δ１３４０の後にフォトダイオード２１５に到達する。反射した光信号λ２３２５は、遅延δ２３４５の後にフォトダイオード２１５に到達する。反射した光信号λ３３３０は、遅延δ３３５０の後にフォトダイオード２１５に到達する。
【００１４】
直接の光信号λ１３２０および反射光信号λ２３２５およびλ３３３０は、フォトダイオード２１５で相互に重畳され、受信機２２０に転送される。受信機２２０は、パルス位置データメッセージ３３５を回復する。パルス位置データ３３５は、遅延δ１３４０の後にバイナリ０の電圧レベルからバイナリ１の電圧レベルに変化する。しかし、反射信号λ２３２５およびλ３３３０の遅延δ２３４５およびδ３３５０により、時間スロットｔ１、ｔ２、ｔ３、またはｔ４のサブインクリメントｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４の長さよりも長い時間にわたりフォトダイオードがバイナリ１を検出する。反射の大きさは、この不確定性の時間３５５を常に決定するには不十分である可能性がある。さらに、１１の後に００が続くなど２つのシンボルが送信される場合は、時間スロットｔ１、ｔ２、ｔ３、またはｔ４のサブインクリメントｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４を超えて継続するバイナリ１の検出が、後続のシンボルに干渉する。チャネルによって生じるシンボル間干渉の重大さにより、受信データメッセージを確実に検出し、回復する通信の能力を超えて通信システムの帯域幅を拡張することが妨げられる。
【００１５】
米国特許第６，１６９，７６５号（Ｈｏｌｃｏｍｂｅ）は、データ信号のデューティサイクルを監視し、そのデューティサイクルと事前に規定されたデューティサイクルに対応するデューティサイクルの基準電圧とを比較し、そのプロトコルの規定されたデューティサイクルに合致するようにデータ信号のパルス幅を調整することにより、規定されたデューティサイクルを有する通信プロトコルに準拠するデータ信号中のエラーを補正する出力信号パルス幅誤差の補正回路と方法とを記載する。
【００１６】
米国特許第５，３９４，４１０号（Ｃｈｅｎ）は、シリアル送信のためにデータを符号化する技術と、送信されたデータを復号するための相関技術を説明する。
米国特許第５，８９２，７９６号（Ｒｙｐｉｎｓｋｉ）は、複数経路の無線伝播による減衰とシンボル間干渉を防止するための総合サービス無線ローカルエリアネットワーク内における適応等化のフレームフォーマットと方法を例証する。
【００１７】
米国特許第６，１１８，５６７号（Ａｌａｍｅｈ他）は、隣接するパルス遷移間の時間を最小にし、低電力の無線赤外線リンクを通じた送信のためのパルスピーク振幅を最大にする、バイナリソース信号から電力効率がよいバイナリ強度変調光データ信号を生成／受信するための波形符号化方法および装置を教示する。
【００１８】
“シーケンスの有効な再構築（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ），”Ｌｅｖｅｎｓｈｔｅｉｎ，ｅｔ  ａｌ．，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，Ｊａｎ．，２００１，Ｖｏｌｕｍｅ：４７，Ｉｓｓｕｅ：１，ｐｐ．２−２２は、ある種のエラーによって歪みの生じたバージョンから未知のシーケンスを効率的に再構築する問題の解決法を紹介し、提供する。
【００１９】
“減衰チャンネルにわたる通信用拡散応答プレコーディング（Ｓｐｒｅａｄ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｆａｄｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ），”Ｗｏｒｎｅｌｌ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，Ｍａｒｃｈ  １９９６，Ｖｏｌｕｍｅ：４２，Ｉｓｓｕｅ：：２，ｐｐ．４８８−５０１は、任意のＲａｙｌｅｉｇｈ減衰チャネルを、減衰のない、単純なわずかに白色ガウス雑音チャネルに効果的に変形するための「拡散応答プレコーディング」（ｓｐｒｅａｄ−ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）を提示する。
【００２０】
“Ｌｉｎｅａｒ  Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ  Ｏｆ  Ａ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｏｂｔａｉｎｅｄ  Ｆｒｏｍ  Ａ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｂｙ  Ｅｉｔｈｅｒ  Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｎｇ，Ｉｎｓｅｒｔｉｎｇ，Ｏｒ  Ｄｅｌｅｔｉｎｇ  Ｋ  Ｓｙｍｂｏｌｓ  Ｗｉｔｈｉｎ  Ｏｎｅ  Ｐｅｒｉｏｄ，”Ｊｉａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，Ｍａｙ  ２０００，Ｖｏｌｕｍｅ：４６，Ｉｓｓｕｅ：３，ｐｐ．１１７４−１１７７は、１期間中にｋ個のシンボルを置換、挿入、または削除することにより、ＧＦ（ｑ）にわたる周期的シーケンスから得たシーケンスの線形複度の範囲の均一な導出を提供する。
【００２１】
“Ｏｎ  Ｔｈｅ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｂｉｌｉｔｙ  Ａｎｄ  Ｄｅｔｅｃｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｏｆ  Ｒａｎｄｏｍ  ＰＰＭ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ，”Ｇｅｏｒｇｈｉａｄｅｓ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，Ｊａｎ．１９８９，Ｖｏｌｕｍｅ：３５，Ｉｓｓｕｅ：１，ｐｐ．１４６−１５６は、完全なスロット同期を前提としたランダムパルス位置変調（ＰＰＭ）シーケンスの同期および検出の問題を精査する。重大な性能上の下限を示すシンボルエラーの確率と偽の同期の確率の範囲を得る。ランダムデータストリームに「特殊な」ＰＰＭシンボルを挿入することにより、パフォーマンスの下限を除去する方法が提案される。
【００２２】
本発明の目的は、パルス位置変調データのチャネルに起因するシンボル間干渉を補償する通信システムを提供することである。
本発明の目的は、チャネルに起因するシンボル間干渉によって破損した受信信号からパルス位置符号化データを抽出することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
これらおよびその他の目的の少なくとも１つを達成するために、通信システムは、送信機および受信機を有する。送信機は、パルス位置変調され、補償されたデータシンボルを含む信号を送信する。受信機は、パルス位置変調データシンボルを含む信号を取得し、データシンボルを回復し、データを抽出する。
【００２４】
送信機は、データを受信し、データをパルス位置変調データシンボルに変換するために接続された変調装置を含み、パルス位置変調データシンボルは、チャネルに起因するシンボル間干渉を補償するために符号化される。変調装置はシンボルマッピング回路を有し、これは、送信するデータシンボルを受け取り、データシンボルを伝送コードにマッピングする。変調装置は、隣接する２つのデータシンボルデジットを比較し、隣接する２つのデータシンボルデジットが第１のデータレベルを有する場合は、そのデータシンボルデジットを送信する。データシンボルデジットの最初のデジットが第１のデータレベルを有し、データシンボルデジットの２番目のデジットが第２のデータレベルを有する場合は、それらのデータシンボルも送信する。ただし、最初および２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルを有する場合は、隣接する２つのデータシンボルデジットのうち最初のデータシンボルデジットの送信を送信し、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに変換してから、２番目のデータシンボルデジットを送信する。
【００２５】
受信機は、チャネルに起因するシンボル間干渉の存在下でデータシンボルを回復する変調装置を有する。変調装置は、受信機中の信号受信回路と通信して、受信回路によって取得された受信データシンボルを一定の周期でサンプリングするサンプリング回路を有する。データサンプルのサンプルは、サンプリング回路と通信するサンプル保存回路によって保存される。サンプル保存回路は、保存しているサンプルをシンボルマッピング回路に転送する。シンボルマッピング回路は次いでデータシンボルを回復する。
【００２６】
シンボルマッピング回路は、初めにデータシンボルデジットに第１の状態遷移があるか否かを隣接する２つのデータシンボルデジットから決定することによりデータシンボルを回復する方法を実行する。第１の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第１のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットが第２のデータレベルにあることを示す。第１の状態遷移がある場合は、第１の状態遷移の時間を記録する。第１の状態遷移がない場合は、第１の状態遷移があるまで第１の状態遷移を決定する探索が継続する。
【００２７】
第１の状態遷移が決定されると、データシンボルデジット中に第２の状態遷移があると決定される。第２の状態遷移は、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであり、隣接する２つのデータシンボルデジットの最初のデータシンボルデジットが第２のデータレベルにあることを示す。第２の状態遷移がある時には、第２の状態遷移の時間を記録する。次いで第１の状態遷移の時間と第２の状態遷移の時間との時間差を計算する。時間差が境界時間より小さい場合、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後に受信されるデータシンボルデジットの少なくとも１つを第１のデータレベルに設定する。時間差が境界時間より大きい場合は、第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後に受信される最初のデータシンボルデジットを第１のデータレベルに設定し、２番目のデータシンボルデジットを第２のデータレベルに設定する。
【００２８】
第１の状態遷移を有する隣接する２つのシンボルデジットの２番目のデータシンボルデジットの後に、かつデータシンボル境界よりも前に受信されるデータシンボルデジットはすべて第１のデータレベルに設定する。データシンボル境界より後に到着するデータシンボルデジットは第２のデータレベルに設定し、データシンボル境界より後の１つのデータシンボルの残りのすべてのシンボルデジットは第１のデータレベルに設定する。
【００２９】
データシンボルを回復する方法は、あるシンボルの最後のデータシンボルデジットが第２のデータレベルであるか否かを決定することにより継続する。最後のシンボルデジットが第２のデータレベルである場合は、続くデータシンボルのすべてのシンボルデジットが第１のデータレベルであるか否かを決定する。続くデータシンボルのすべてのデータシンボルが第１のデータレベルである場合は、当該続くデータシンボルの最初のシンボルデジットを第２のデータレベルに設定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
上述のようなシンボル間干渉により、デジタルデータの転送に使用することが可能な周波数スペクトルが制限される。０と１の長いストリングの転送あるいは０と１の激しい切り替えにより、上述のシンボル間干渉を誘発する複数経路効果によるデジタルデータの破損が生じる。パルス位置変調を使用すると、比較的低い切り替えレートが得られる。受信システムを受信する信号に同期させると、生じるエラーは位置に依存せず、伝播しないのでデータの回復がより確実になる。しかし、特定のシンボル配置は、シンボル間干渉を生じさせうる複数経路効果による周波数の制限を生じさせる。４パルス位置変調符号化データの（１１）の次に（００）が続くシンボルの組み合わせと（１０）の次に（００）が続くシンボルの組み合わせでは、シンボル間干渉は、受信データを破損させる可能性があり、送信データを回復不可能にするのに十分なものになる。本発明の方法およびシステムは、パルス位置変調の再符号化を用いて（１１）の後に（００）が続くシンボルの組み合わせを補償する。（１０）の後が（００）のシンボルの組み合わせは、検出されたパターンの結果として求められる。
【００３１】
次いで送信信号（無線周波または光信号）を変調する信号を生成するパルス位置変調の再符号化のより詳細な説明のために図５を参照する。図のＰＰＭ信号は、デジタルデータ（０１１０００１１０００１００１１）を示し、区切られて形成されてシンボルＳＹＭ１、．．．ＳＹＭ８を形成している。シンボルＳＹＭ２およびＳＹＭ３は、生じる可能性のあるシンボル間干渉の第１の候補であるシンボル１０および００を含む。シンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５は、生じる可能性のあるシンボル間干渉の第２の候補であるシンボル１１および００を含む。
【００３２】
図４に示した４パルス位置変調の場合、各シンボルは、４つの異なる時間スロットｓ１、ｓ２、ｓ３、およびｓ４に分割される。各時間スロットはそのシンボルのデジットを表し、４つの異なる時間スロットｓ１、ｓ２、ｓ３およびｓ４の１つのみが、バイナリ１を表す電圧レベルを含むことができる。シンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５のシンボル間干渉は、ＳＹＭ５のバイナリ１から送信信号のバイナリ０にシンボルデジットｓ１を配置することによって補償する。これは、このデジタルデータの不正文字であり、下記のように受信機で補正することができる。したがって、図のようにシンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５のデータパターンを有するすべてのシンボルは、再符号化するか、または送信信号（ＸＭＩＴ  ＳＩＧＮＡＬ）のフォーマットにマッピングし、シンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５は（０００１）、（００００）と符号化される。
【００３３】
図６を参照すると、送信信号（ＸＭＩＴ  ＳＩＧＮＡＬ）は、図２に示すように無線ＲＦ信号か、または図４に示すように光信号をブロードキャストのために変調する。この無線ＲＦ信号または光信号は、受信機で取得される。受信機は、無線ＲＦ信号または光信号を増幅し、受信信号を回復する。受信信号は、図１および３に示すように、送信された信号から遅延δだけ遅れる。ただし、図１および３の遅れた反射信号λ２およびλ３は、直接信号λ１に重ね合わせられる。
【００３４】
パルス位置変調されたデータの各シンボルデジットのパルス幅は、少なくとも２番目のシンボルデジットの時間スロットｓ１、ｓ２、ｓ３、またはｓ４にわたり拡張される。したがって、シンボル１０および００を含むシンボルＳＹＭ２およびＳＹＭ３は、ここでシンボルデータ（００１１）（１１００）を含むように併合される。図１および３の反射信号λ２およびλ３がさらに長く遅れる場合は、シンボルデータは実際には（００１１）（１１１０）になる可能性がある。シンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５も同様に破損して（０００１）（１０００）になる。したがって、ＳＹＭ５の再符号化データは、１つ前のシンボルＳＹＭ４から干渉される。
【００３５】
受信したパルス位置変調信号の回復を図７に示す。受信信号の立ち上がり遷移および立ち下がり遷移を記録し、立ち上がり遷移と立ち下がり遷移の時間差τを求める。時間差τが事前に設定されたパラメータ、例えば３シンボルデジット分の時間より小さい場合は、バイナリ１のシーケンスの最初のシンボルデジットをバイナリ１の電圧レベルに保存し、残りのシンボルデジットをバイナリ０の電圧レベルに設定する。シンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５がこの例を示している。シンボルＳＹＭ４の最後のシンボルデジットおよびシンボルＳＹＭ５の最初のシンボルデジットは、バイナリ１の電圧レベルを有する。シンボルＳＹＭ４の最後のシンボルデジットは、バイナリ１の電圧レベルに保存し、シンボルＳＹＭ５の最初のシンボルデジットはバイナリ０の電圧レベルに設定する。これにより上述の再符号化が保存される。
【００３６】
あるいは、時間差τが事前に設定されたパラメータより大きい場合は、最初の３つのシンボルデジットをバイナリ１、バイナリ０、そしてバイナリ１（１０１）の電圧レベルに設定し、シンボルの残りのシンボルデジットをバイナリ０の電圧レベルに設定する。シンボルＳＹＭ２およびＳＹＭ３は、この回復を表している。シンボルＳＹＭ２の最後の２つのシンボルデジットｓ３およびｓ４と、シンボルＳＹＭ５の最初の２つのシンボルデジットｓ１およびｓ２は、バイナリ０の電圧レベルを有する。シンボルＳＹＭ２の第２のシンボルデジットと第３のシンボルデジット間の立ち上がり遷移から、シンボルＳＹＭ３の３番目と４番目のシンボルデジット間の立ち下がり遷移までの時間は、事前に設定したパラメータ（３シンボルデジット分の時間）よりも長い。シンボルＳＹＭ２の３番目のシンボルデジットｓ３およびシンボルＳＹＭ３の最初のシンボルデジットｓ１は、バイナリ１の電圧レベルに保存され、シンボルＳＹＭ２の最後のシンボルデジットｓ４はバイナリ０の電圧レベルに設定する。シンボルＳＹＭ３の残りのシンボルデジット（ｓ３およびｓ４）は、バイナリ０の電圧レベルに設定する。
【００３７】
回復された信号は、図５、６の送信信号を反映する。図８は、元のパルス位置変調データの受信バージョンを回復するための最終的な復号を表す。回復したデータは、４番目のシンボルデジットｓ４でバイナリ１の電圧レベルを有するシンボルコードが存在するかどうか調べ、続くシンボルデジットのすべてのシンボルデジットｓ１、ｓ２、ｓ３、およびｓ４は、バイナリ０の電圧レベルを有する。続くシンボルデジットの最初のシンボルデジットｓ１は、バイナリ１の電圧レベルに設定する。シンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５を調べると、シンボルＳＹＭ４の最後のシンボルデジットｓ４は、バイナリ１の電圧レベルであり、シンボルＳＹＭ５のシンボルデジットｓ１、ｓ２、ｓ３、およびｓ４は、バイナリ０の電圧レベルになっている。シンボルＳＹＭ５の最初のシンボルデジットｓ１をバイナリ１の電圧レベルに設定し、シンボルＳＹＭ４およびＳＹＭ５のシンボルコードを（１１）（００）と回復する。
【００３８】
次いで、本発明の通信システムの送信サブシステムの構造および動作の説明のために図９および１０を参照されたい。データ入力レジスタ４０５によってデジタルデータＤ０、．．．、Ｄｎ４００を取得する（ボックス４４０）。この例では、このデジタルデータは、元は、コンピューティングシステムで作成され、変形され、格納されるようなパラレルデータである。同期クロック回路４１０は、入力デジタルデータＤ０、．．．、Ｄｎ４００を図４に示すデータレートでデータ入力レジスタ４０５にゲートするデータクロック４１２を提供する。データ入力レジスタ４０５によって保存されるデータ４０７は、パルス位置変調器４１５に転送される。パルス位置変調器４１５は、データ４０７をグループ化して図４に示す複数ビットまたは２進デジットのシンボルを形成する（ボックス４４５）。４パルス位置変調の場合、データ４０７は２ビットまたはバイナリのデジタルシンボルにグループ化される。同期クロック回路４１０は、パルス位置変調器４１５にパルス位置クロック４１３を提供して、形成した各シンボルのパルス位置変調符号化を決定する（ボックス４５０）。パルス位置クロック４１３は、図４のパルス位置変調クロック３０５に相当する。パルス位置変調で符号化されたシンボルは次いで、パルス位置変調データ４１７としてシリアルにパルス位置変調マッピング回路４２０に送信される（ボックス４５５）。パルス位置変調マッピング回路４２０は、パルス位置変調データ４１７の隣接するシンボルデジット同士を比較して、パルス位置変調データ４１７をマッピングして（ボックス４６０）チャネルに起因するシンボル間干渉の存在に対する補償を提供する。隣接する２つのシンボルデジットを比較し（ボックス４６５）、両方ともバイナリ１の電圧レベルである場合、パルス位置変調マッピング回路は、その対すなわちシンボルデジットの２番目のシンボルデジットをバイナリ０の電圧レベルに設定する（ボックス４７０）。パルス位置変調データ４１７のマッピングは、データシンボル（１１）がデータシンボル（００）に隣接する図５に示す方法に相当する。パルス位置変調マッピング回路４２０で送信信号４２２が形成されており、信号４２２は送信信号変調回路４２５に転送される。送信信号変調回路４２５は、ＲＦ信号を周波数偏移キーイングするか、または光信号をゲートすることにより、送信する信号４２７を変調する（ボックス４７５）。変調した信号４２７は、図１の送信アンテナ１５または図３のＬＥＤ２１０などの変換器を励起する送信ドライバへの入力信号となる。変調信号４３５は、次いで送信媒体を通じてブロードキャストされる（ボックス４８０）。
【００３９】
本発明の通信システムの受信サブシステムの構造および動作の図示を図１１および１２ａ〜１２ｃに示す。図１のアンテナ２０または図２のＬＥＤ２１０を通じて、受信機５０５により変調信号５００を取得する（ボックス５５５）。増幅およびコンディショニング回路５１０は、受信した信号５００を増幅し、復調し、コンディショニングして（ボックス５６０）、受信したパルス位置変調データ５１２を生成する。一般に、図９の送信機は、送信信号中に同期信号と開始信号および／または停止信号を埋め込む。同期信号はクロック同期回路５１５によって検出され、クロック同期回路５１５は、埋め込まれた同期信号に整合させる受信機システムクロックを生成する（ボックス５６５）。開始信号は、開始信号が完了するとすぐ後に続く送信データの開始を示す。停止信号は、データメッセージの完了を示し、その後検出されるデータ信号は送信メッセージの一部ではないことになる。開始／停止回復回路は、受信したパルス位置変調信号中の開始信号および／または停止信号の存在を検出する。
【００４０】
開始信号が検出されると（ボックス５７０）、受信したパルス位置変調データをデータサンプリング回路５２５によってサンプリングする（ボックス５７５）。クロック同期回路５１５は、シンボルデジットｓ１、ｓ２、ｓ３、およびｓ４の時間中に少なくとも１つのサンプルを提供するサンプリングクロックを提供して、サンプリング対象の２進デジットの電圧レベルを決定する。サンプリングしたパルス位置変調データ５２７はサンプルレジスタ５３０に転送され、そこで、シンボル間干渉によって破損した送信パルス位置変調データを抽出するために保存される（ボックス５８０）。保存されたサンプルはサンプルマッピング回路５４０に転送され、サンプルマッピング回路５４０は、送信されたパルス位置変調データの抽出を行う。
【００４１】
シンボルデジットの現在のサンプルをサンプルデジットの前のサンプルと比較する（ボックス５８５）。前のシンボルデジットがバイナリ０を表す第１の電圧レベルであり、現在のシンボルデジットがバイナリ１を表す第２の電圧レベルである場合は、立ち上がりエッジが発生している（ボックス５９０）。立ち上がりエッジが発生していないが、比較の結果、前のシンボルデジットがバイナリ１を表す第２の電圧レベルを有し、現在のシンボルデジットがバイナリ０を表す第１の電圧レベルを有する場合は、立ち下がりエッジが発生している（ボックス６２０）。ただし、前のシンボルデジットと現在のシンボルデジットが等しい（バイナリ０を示す第１のレベルであるか、またはバイナリ１を示す第２のレベルである）場合は、遷移は発生しておらず、次のサンプルを取り出し（ボックス５７５）、保存して（５８０）、１つ前のサンプルと比較する（ボックス５８５）。
【００４２】
立ち上がりエッジが発生している場合（ボックス５９０）は、立ち上がりエッジが発生するサンプル時間を記録する（ボックス５９５）。記録された立ち上がりエッジの時間と、前の立ち下がりエッジとの間の時間差Δ１を求める（ボックス６００）。事前に設定された時間Ｐ０、例えば３ｘτｓ（τｓは１シンボルデジットの継続時間）と比較して（ボックス６０５）、時間差Δ１が事前に設定された時間Ｐ０より大きくない場合は、次のサンプルを取り出し（ボックス５７５）、保存して（ボックス５８０）、１つ前のサンプルと比較する（ボックス５８５）。
【００４３】
立ち下がりエッジが発生している場合（ボックス６２０）は、立ち下がりエッジが発生するサンプル時間を記録する（ボックス６２５）。記録された立ち上がりエッジの時間と記録された立ち下がりエッジの時間との時間差Δ２を計算する（ボックス６３０）。時間差Δ２と事前に設定された時間Ｐ１（例えば３ｘτｓ）を比較する（ボックス６３５）。時間差Δ２が事前設定された時間Ｐ１より小さい場合、バイナリ１の電圧レベルを有する立ち上がりエッジ時のシンボルデジットをバイナリ１に保存し（ボックス６４０）、立ち下がりエッジまでのシンボル中の残りのすべてのシンボルデジットをバイナリ０の電圧レベルに設定する（ボックス６４５）。これにより、先に図７のＳＹＭ４およびＳＹＭ５について述べたシンボルデジットの回復が得られる。
【００４４】
時間差Δ２が事前に設定された時間Ｐ１より大きい場合は、バイナリ１の電圧レベルを有する立ち上がりエッジ時のシンボルデジット（スロット１）をバイナリ１に保存する（ボックス６５５）。隣接するシンボルデジット（スロット２）をバイナリ０の電圧レベルに設定し（ボックス６６０）、次に隣接するシンボルデジット（スロット３）をバイナリ１の電圧レベルに保存する（ボックス６６５）。これにより、図７に示すＳＹＭ２およびＳＹＭ３について上述したようにシンボルデジットの回復が得られる。
【００４５】
次いで時間差Δ２をさらに長い事前に設定された時間Ｐ２（例えば５ｘτｓ）と比較する（ボックス６７０）。時間差Δ２がより長い事前設定時間Ｐ２より大きい場合は、シンボル境界に隣接する最後のスロットをバイナリ０の電圧レベルに設定する（ボックス６７５）。次のシンボルの最初のシンボルデジット（スロット１）をバイナリ１の電圧レベルに保存し（ボックス６８０）、そのシンボルの残りのすべてのスロットはバイナリ０に設定すべきである（ボックス６８５）。サンプリングを次のシンボル境界に進める（ボックス６９０）。より長い事前設定時間Ｐ２は、破損した受信パルス位置変調データ（１１１１１１１１）から（１０１００１）のコーディングを有するシンボルデジットのセットを回復することを可能にする。これが発生する最悪の場合には、受信パルス位置変調データ（０００１）（１１１１）（１１１０）の受信と、次いで、送信された（０００１）（０１００）（１０００）の回復を可能にする。
【００４６】
送信されたパルス位置変調データの回復が完了すると、次のサンプルを取り出し（ボックス５７５）、保存して（ボックス５８０）、１つ前のサンプルと比較する（ボックス５８５）。立ち上がりエッジの発生が決定された場合（ボックス５９０）は、立ち上がりエッジの時間を記録する（ボックス５９５）。１つ前の立ち下がりエッジと現在の立ち上がりエッジとの時間差Δ１を求める（ボックス６００）。時間差Δ１を事前に設定された時間３ｘτｓと比較し（ボックス６０５）、時間差Δ１が事前設定した時間３ｘτｓより大きい場合は、立ち下がりエッジの後のシンボルの最初のシンボルデジット（スロット１）をバイナリ１の電圧レベルに設定する（ボックス６１０）。残りのシンボルデジットはバイナリ０の電圧レベルに保存し、サンプリングを次のシンボル境界に進める（ボックス６１５）。そしてこのサンプリングおよび回復のプロセスは、停止信号または同期信号の受信によってメッセージが完了するまで継続する。
【００４７】
図１１に戻り、シンボルマッピング回路５３５によって回復されたパルス位置変調データ５４０をデータ抽出回路５４５に転送する。データ抽出回路５４５は、パルス位置変調データを復号してデータシンボルを抽出し、そのデータシンボルを元の符号化データにアセンブルする。
【００４８】
好ましい実施形態では、シンボルマッピング回路５３５およびデータ抽出回路５４５は、極めて高速なデータシンボルの回復およびデータの抽出が可能な論理状態機械である。ただし、当技術分野では、上述の構造および方法は、機能およびプロセスが、プロセスによる実行のためにデータ記憶媒体に記憶されたプログラムであるデジタル信号プロセッサまたは同様のコンピューティングシステム中で実現してもよいことが知られている。
【００４９】
さらに、好ましい実施形態では、４パルス位置変調データ信号を例示した。任意数のパルス位置変調シンボルデジットを使用してデジタルデータを符号化してよいことは、本発明の意図に沿う。本発明の通信システムの構造および方法は、より高次のパルス位置変調符号化でも機能する。
【００５０】
図１および３に示す通信システムは、ブロードキャスト変調信号の無線送信を表す。変調信号は、銅線による電気信号か、または光ファイバーケーブルによる光信号としてケーブルで送信することは本発明の意図に沿う。
【００５１】
本発明について、その好ましい実施形態を参照して詳細に図示し、説明したが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく各種の形態および詳細の変更を加えてよいことを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来技術のチャネルに起因する干渉を説明するワイヤレス無線送信機および受信機の動作の図である。
【図２】従来技術のワイヤレス無線周波チャネルにおける受信デジタルデータへのチャネルに起因するシンボル間干渉の影響を示すタイミング図である。
【図３】従来技術のチャネルに起因する干渉を説明するワイヤレスの赤外線送信機および受信機の動作の図である。
【図４】従来技術のワイヤレス赤外線チャネルにおける受信デジタルデータへのチャネルに起因するシンボル間干渉の影響を示すタイミング図である。
【図５】本発明のシンボル間干渉を補償するためにマッピングされるパルス位置変調シンボルのストリームの図である。
【図６】本発明のシンボル間干渉を示す、送信および受信されたパルス位置変調シンボルのストリームの図である。
【図７】本発明の受信したパルス位置変調シンボルのストリームの状態遷移の検出と、受信したパルス位置変調シンボルの状態遷移から、シンボル間干渉の存在下で送信されたパルス位置変調シンボルを回復する図である。
【図８】本発明の受信し、補償されたシンボルストリームからのパルス位置変調シンボルの再構築を説明する図である。
【図９】本発明の通信システムの送信機のブロック図である。
【図１０】図９の送信機のパルス位置変調信号の補償方法のプロセス流れ図である。
【図１１】本発明の通信システムの受信機のブロック図である。
【図１２ａ】図１１の受信機のパルス位置変調信号の回復方法のプロセス流れ図である。
【図１２ｂ】図１１の受信機のパルス位置変調信号の回復方法のプロセス流れ図である。
【図１２ｃ】図１１の受信機のパルス位置変調信号の回復方法のプロセス流れ図である。
【図１】
2004229288.tif 000004
【図２】
2004229288.tif 000005
【図３】
2004229288.tif 000006
【図４】
2004229288.tif 000007
【図５】
2004229288.tif 000008
【図６】
2004229288.tif 000009
【図７】
2004229288.tif 000010
【図８】
2004229288.tif 000011
【図９】
2004229288.tif 000012
【図１０】
2004229288.tif 000013
【図１１】
2004229288.tif 000014
【図１２ａ】
2004229288.tif 000015
【図１２ｂ】
2004229288.tif 000016
【図１２ｃ】
2004229288.tif 000017