(57)【要約】【課題】伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができるデータ伝送システムを実現する。【解決手段】データ送信装置１０００の多値マッピング部１２００が、２シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値とに基づいて、シンボル値に相当する信号レベルを決定し、データ受信装置３０００の逆マッピング部３３００が、現シンボル値と２シンボルタイミング前のシンボル値との差分に基づいて伝送情報のディジタルデータの値を再生する構成とした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換して出力する符号化手段と、該符号化手段が順次出力する信号レベルに所定のクロック成分量、及び該クロック成分量にマイナス１をかけた値を交互に足しこむクロック成分多重化手段と、を有するデータ送信装置において、
前記符号化手段は、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値とに基づいて、シンボル値に相当する信号レベルを決定する、
ことを特徴とするデータ送信装置。
【請求項２】
請求項１記載のデータ送信装置において、
前記符号化手段は、前記伝送情報を２ビットごとに１つのシンボル値に相当する信号レベルに変換する、
ことを特徴とするデータ送信装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のデータ送信装置において、
前記符号化手段は、伝送情報の変換後の信号レベルと２ｎシンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルとの差分が、該伝送情報のディジタルデータの値を一意に示すように、該伝送情報の変換後の信号レベルを決定する、
ことを特徴とするデータ送信装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデータ送信装置において、
前記クロック成分量を通信状態に応じて動的に変更するクロック成分量調整手段を備えた、
ことを特徴とするデータ送信装置。
【請求項５】
ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換した信号を含む伝送信号を受信するデータ受信装置において、
受信した伝送信号から、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて検出した信号レベルを記憶する信号レベル記憶手段と、
前記信号レベル記憶手段が記憶する信号レベルと前記信号レベル検出手段によって検出された信号レベルに基づき伝送情報を再生する伝送情報再生手段とを備えた、
ことを特徴とするデータ受信装置。
【請求項６】
ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換する符号化ステップと、該変換後の信号レベルに所定のクロック成分量、及び該クロック成分量にマイナス１をかけた値を交互に足しこむクロック成分多重化ステップと、を含むデータ符号化方法において、
前記符号化ステップにおいて、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値に応じて、シンボル値に相当する信号レベルを決定する、
ことを特徴とするデータ符号化方法。
【請求項７】
請求項６記載のデータ符号化方法において、
前記符号化ステップにおいて、前記伝送情報を２ビットごとに１つのシンボル値に相当する信号レベルに変換する、
ことを特徴とするデータ符号化方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のデータ符号化方法において、
前記符号化ステップにおいて、伝送情報の変換後の信号レベルと２ｎシンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルとの差分が、該伝送情報のディジタルデータの値を一意に示すように、該伝送情報の変換後の信号レベルを決定する、
ことを特徴とするデータ符号化方法。
【請求項９】
ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換した信号を復号化するデータ復号化方法において、
現シンボルタイミングで検出した信号レベルと、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて検出した信号レベルの差分値に基づいて、現シンボルタイミングで検出した信号レベルを対応する伝送信号に復号する、
ことを特徴とするデータ復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルデータを符号化して送信するデータ送信装置、符号化された信号を受信し元のディジタルデータに復号するデータ受信装置、ディジタルデータを伝送する際のデータ符号化方法、及びデータ復号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルデータを符号化して伝送する従来のデータ伝送システムとして、たとえば、伝送するディジタルデータを、一定の単位周期であるシンボルタイミング毎に上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する電気信号や光信号の信号レベル（電圧値や強度など）に変換して伝送するものがある。電気信号の電圧値を信号レベルとしてデータ通信を行うようなデータ伝送システムの場合、データ受信装置側で、受信した伝送路信号よりシンボルタイミングを再生する必要があるが、このときデータ受信装置側におけるシンボルタイミングの再生を容易とするために、データ送信装置側でクロック成分を足しこんだ符号化を行うことが行われている。
【０００３】
図１８は、データ送信装置側でクロック成分を足しこんだ符号化を行う従来のデータ伝送システムの構成を示す図である。図において、５０００はデータ送信装置、７０００はデータ受信装置、６０００は伝送路である。また、５１００はシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、５２００は多値マッピング部５２１０，及びクロック成分多重部５２２０からなる符号化部、５３００はディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、５４００は伝送路信号送信部である。また、７１００は伝送路信号受信部、７２００アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、７３００は逆マッピング部、７４００はパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器である。
【０００４】
次に、この従来のデータ伝送システムの動作について説明する。Ｓ／Ｐ変換器５１００に入力されたシリアルデータは２ｂｉｔパラレルデータに変換され、符号化部５２００に出力される。多値マッピング部５２１０は一定の単位周期であるシンボルタイミング毎に２ｂｉｔデータに割り当てたシンボルに相当する信号レベルに変換して出力する。ここで、多値マッピング部５２１０は、１つ前のシンボルタイミングに出力した信号レベル値と送信するディジタルデータに基づいて、１つ前のシンボルタイミングとの差分が送信するディジタルデータを一意に示す値となるように、現シンボルタイミングで送信する信号レベルを決定する。クロック成分多重部５２２０は多値マッピング部５２１０が出力する信号に、所定のクロック成分量と、該所定のクロック成分量にマイナス１をかけた値とを交互に足しこみ、Ｄ／Ａ変換器５３００に送出する。Ｄ／Ａ変換器５３００は受け取った信号をアナログの電圧信号に変換し、伝送路信号送信部５４００に送出する。伝送路信号送信部５４００はＤ／Ａ変換器５３００より受け取った電圧信号を伝送路６０００に送出できるようなスペクトルを持つ電圧信号に波形整形を行い、伝送路６０００に送出する。
【０００５】
データ受信装置７０００の伝送路信号受信部７１００は伝送路６０００より受信した電圧信号から信号帯域以外のノイズを除去するような波形整形を行う。シンボルタイミング再生部７５００は、伝送路信号受信部７１００からの電圧信号より、極大値，極小値をシンボルタイミングとするタイミングを再生する。Ａ／Ｄ変換器７２００は、伝送路信号受信部７１００からの電圧信号を、シンボルタイミング再生部７５００が再生するシンボルタイミングでディジタル値にサンプリングして、逆マッピング部７３００に出力する。逆マッピング部７３００は１つ前のシンボルタイミングでサンプリングされたシンボル値と現シンボル値との差分を検出し、該差分によって一意に示される元のディジタルデータを、Ｐ／Ｓ変換器７４００に送出する。ここで、各シンボルタイミングでサンプリングされるディジタル値は、所定のクロック成分と該クロック成分にマイナス１をかけた値とが交互に足しこまれたものであるので、受信装置側で１つ前のシンボルタイミングでサンプリングされたシンボル値と現シンボル値との差分を求めるためには、データ送信装置で足しこまれる所定のクロック成分の量がデータ受信装置側でわかっている必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来のデータ伝送装置においては、受信機側で復号化する際に１つ前のシンボルタイミングの信号レベルと現シンボルタイミングの信号レベルとの差分値に応じてディジタルデータを復号化するため、データ送信装置で符号化時に足しこむクロック成分の量の情報をデータ受信装置が持っている必要があり、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができない、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易とできる、データ送信装置、データ受信装置、データ符号化方法、及びデータ復号化方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明（請求項１）は、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換して出力する符号化手段と、該符号化手段が順次出力する信号レベルに所定のクロック成分量、及び該クロック成分量にマイナス１をかけた値を交互に足しこむクロック成分多重化手段と、を有するデータ送信装置において、前記符号化手段が、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値とに基づいて、シンボル値に相当する信号レベルを決定する、ものである。
【０００９】
また、本発明（請求項２）は、請求項１記載のデータ送信装置において、前記符号化手段が、前記伝送情報を２ビットごとに１つのシンボル値に相当する信号レベルに変換する、ものである。
【００１０】
また、本発明（請求項３）は、請求項１または請求項２に記載のデータ送信装置において、前記符号化手段が、伝送情報の変換後の信号レベルと２ｎシンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルとの差分が、該伝送情報のディジタルデータの値を一意に示すように、該伝送情報の変換後の信号レベルを決定する、ものである。
【００１１】
また、本発明（請求項４）は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデータ送信装置において、前記クロック成分量を通信状態に応じて動的に変更するクロック成分量調整手段を備えた、ものである。
【００１２】
また、本発明（請求項５）は、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換した信号を含む伝送信号を受信するデータ受信装置において、受信した伝送信号から、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて検出した信号レベルを記憶する信号レベル記憶手段と、前記信号レベル記憶手段が記憶する信号レベルと前記信号レベル検出手段によって検出された信号レベルに基づき伝送情報を再生する伝送情報再生手段とを備えた、ものである。
【００１３】
また、本発明（請求項６）は、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換する符号化ステップと、該変換後の信号レベルに所定のクロック成分量、及び該クロック成分量にマイナス１をかけた値を交互に足しこむクロック成分多重化ステップと、を含むデータ符号化方法において、前記符号化ステップにおいて、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値に応じて、シンボル値に相当する信号レベルを決定する、ものである。
【００１４】
また、本発明（請求項７）は、請求項６記載のデータ符号化方法において、前記符号化ステップにおいて、前記伝送情報を２ビットごとに１つのシンボル値に相当する信号レベルに変換する、ものである。
【００１５】
また、本発明（請求項８）は、請求項６または請求項７に記載のデータ符号化方法において、前記符号化ステップにおいて、伝送情報の変換後の信号レベルと２ｎシンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルとの差分が、該伝送情報のディジタルデータの値を一意に示すように、該伝送情報の変換後の信号レベルを決定する、ものである。
【００１６】
また、本発明（請求項９）は、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換した信号を復号化するデータ復号化方法において、現シンボルタイミングで検出した信号レベルと、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて検出した信号レベルの差分値に基づいて、現シンボルタイミングで検出した信号レベルを対応する伝送信号に復号する、ものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態１によるデータ送信装置およびデータ受信装置を用いて構成されたデータ伝送システムを示す図であり、図において１０００はデータ送信装置、３０００はデータ受信装置、２０００，２１００は伝送路である。また、１１００はシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、１２００は多値マッピング部、１３００はクロック成分多重部、１４００はクロック成分量調整手段、１５００はディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、１６００は伝送路信号送信部、１７００はトレーニングパターン発生部である。また、３１００は伝送路信号受信部、３２００アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、３３００は逆マッピング部、３４００はパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器、３５００はシンボルタイミング再生部である。
【００１８】
図２は多値マッピング部１２００の構成を示す図である。図において、１２１０はマッピングテーブル、１２２０は多値マッピング処理部、１２３０は２シンボルタイミング前のシンボル値を保持する２シンボル前シンボル値保持部である。
【００１９】
図５はクロック成分多重部１３００の構成を示す図である。図において、１３２０はクロック成分量調整手段１４００が出力するクロック成分に−１を乗算する負乗算器、１３３０はクロック成分量調整手段１４００が出力するクロック成分に１を乗算する正乗算器、１３４０は負乗算器１３２０の出力と正乗算器１３３０の出力をシンボルタイミング毎に交互に切り替えて出力するスイッチ、１３１０は多値マッピング部１２００から入力されるシンボル値と、スイッチ１３４０が選択した乗算器の出力とを加算する加算器である。
【００２０】
また、図６は、データ受信装置３０００の逆マッピング部３３００の構成を示す図である。図において、３３３０は逆マッピングテーブル、３３２０は逆マッピング処理部、３３１０は２シンボルタイミング前に入力されたシンボル値を保持する２シンボル前シンボル値保持部、３３４０は現シンボルタイミングのシンボル値と２シンボルタイミング前に入力されたシンボル値との差分値を求める減算器である。
【００２１】
以上のように構成されたデータ伝送システムについて以下、その動作を述べる。
本実施の形態によるデータ伝送システムでは、まずデータの伝送に先立って、データ受信装置３０００の逆マッピング部３３００内にある逆マッピングテーブル３３３０の閾値Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔ６を、トレーニングモードによって設定する初期化動作を行なう。
【００２２】
以下トレーニングモード動作について説明する。
トレーニングモードでは、トレーニングパターン発生部１７００は＋３００にクロック成分量調整手段１４００が出力する値αを足した＋３００＋αと、−３００にクロック成分量調整手段１４００が出力する値αを引いた−３００−αを交互にＤ／Ａ変換器１５００に送出する。この＋３００＋α、−３００−αを繰り返す信号を正弦波信号と呼ぶ。図８はこのときのトレーニングパターン発生部１７００の出力を示す図である。図８では、クロック成分量調整手段１４００が出力するクロック成分量αが４００であるときの例を示している。Ｄ／Ａ変換器１５００は受け取った正弦波信号をアナログの電圧信号に変換し、伝送路信号送信部１６００に送出する。図９はこのときのＤ／Ａ変換器１５００の出力を示す図である。伝送路信号送信部１６００はＤ／Ａ変換器１５００より受け取った電圧信号を伝送路２０００に送出できるようなスペクトルを持つ電圧信号に波形整形を行い、伝送路２０００に送出する。図１０はこのときの伝送路信号送信部１６００の出力を示す図である。データ受信装置３０００の伝送路信号受信部３１００は伝送路２０００より受信した電圧信号から信号帯域以外のノイズを除去するような波形整形を行う。シンボルタイミング再生部３５００は、伝送路信号受信部３１００からの電圧信号より、極大値，極小値をシンボルタイミングとするタイミングを再生する。
【００２３】
トレーニングパターン発生部１７００は、データ受信装置３０００の伝送路信号送信部３６００，伝送路２１００，データ送信装置１０００の伝送路信号受信部１８００を介して、シンボルタイミング再生部３５００によるシンボルタイミングの再生を認知すると、所定の正弦波信号終了パターンを送出した後、−１００＋α、−３００−α、−３００＋α、＋１００−α、＋３００＋α、＋３００−α、−１００＋α、−３００−αの８個の値がこの順序で並んだトレーニング信号を、例えば１００００回繰り返しＤ／Ａ変換器１５００に送出する。この信号をトレーニング信号と呼ぶ。図１１はこのときのトレーニングパターン発生部１７００の出力を示す図、図１２はこのときのＤ／Ａ変換器１５００の出力を示す図、図１３はこのときの伝送路信号送信部１６００の出力を示す図である。その後、トレーニングパターン発生部１７００は所定のトレーニング信号終了パターンをＤ／Ａ変換器１５００に送出し、トレーニングモードを終える。トレーニング信号は上述の正弦波信号と同様、伝送路２０００を介してデータ受信装置３０００に伝送される。データ受信装置３０００の伝送路信号受信部３１００は受信したトレーニング信号を、Ａ／Ｄ変換器３２００に対し電圧信号として与える。Ａ／Ｄ変換器３２００は、伝送路信号受信部３１００からの電圧信号を、シンボルタイミング再生部３５００が再生するシンボルタイミングでディジタル値にサンプリングして、逆マッピング部３３００に出力する。
【００２４】
図６において、逆マッピング部３３００の２シンボル前シンボル値保持部３３１０には２シンボルタイミング前のシンボル値が保持される。逆マッピング処理部３３２０は、データ送信装置１０００のＤ／Ａ変換器１５００より送出されたディジタル値の２シンボルタイミング間の差分±６００、±４００、±２００、±０に対するＡ／Ｄ変換器３２００からのディジタル値の差分をトレーニング信号から計算し、図７に示す逆マッピングテーブルの閾値Ｔ１からＴ６の値を初期化し、その後、トレーニングモード終了パターンを受けることで、トレーニングモードを終了する。なお、トレーニング信号のパターンは上記に示すものに限られるものではなく、２シンボルタイミング間の差分±６００、±４００、±２００、±０に対するディジタル値の差分を伝えることができるものであれば、いかなるパターンの信号であってもよい。
【００２５】
次に、通常動作について説明する。
データ送信装置１０００はシリアルデータを電圧信号に変換して伝送路２０００に送信する。
Ｓ／Ｐ変換器１１００は送信すべきシリアルデータを２ｂｉｔのパラレルデータに変換し、多値マッピング部１２００にデータを送る。多値マッピング部１２００はＳ／Ｐ変換器１１００より２ｂｉｔのパラレルデータを受け取り、受け取ったデータに対応するシンボルを−３００，−１００，＋１００，＋３００の４種類のシンボルより選択し、クロック成分多重部１３００に送る。
【００２６】
ここで、多値マッピング部１２００がどのように受け取ったデータに対応するシンボルを選択するかを説明する。多値マッピング部１２００は、図２に示すように、マッピングテーブル１２１０、多値マッピング処理部１２２０、２シンボル前シンボル値保持部１２３０から構成される。多値マッピング処理部１２００はＳ／Ｐ変換器１１００から２ｂｉｔパラレルデータを受け取り、２シンボル前シンボル値保持部１２３０より２シンボルタイミング前に出力したシンボル値を受け取り、マッピングテーブル１２１０を参照して、２ｂｉｔパラレルデータと２シンボルタイミング前に出力したシンボル値の両データに対応するシンボル値を選択してクロック成分多重部１３００に送出する。
【００２７】
図３にマッピングテーブルの例を示す。
例えばＳ／Ｐ変換部１１００より２ｂｉｔパラレルデータ“０１”が届いた場合、２シンボル前シンボル値保持部１２３０に保持された値が＋３００であれば、多値マッピング処理部１２２０は−３００をクロック成分多重部１３００に送出する。同様に２シンボル前シンボル値保持部１２３０に＋１００が保持されている場合は＋３００を、−１００が保持されている場合は＋１００を、−３００が保持されている場合は−１００を送出する。Ｓ／Ｐ変換器１１００より２ｂｉｔパラレルデータ“００”，　“１０”，　“１１”が届いた場合も同様に、マッピングテーブル１２１０を参照して送出するシンボル値を決定し、クロック成分多重部１３００に送出する。
【００２８】
図１４は通常動作時における多値マッピング部の出力の例を示す図である。図１４では、シンボルタイミングｔ３に届いた２ｂｉｔパラレルデータ“１０”に対し、このシンボルタイミングよりも２シンボルタイミング前のシンボルタイミングｔ１に出力したシンボル値が＋３００であるので＋１００を送出し、シンボルタイミングｔ４に届いた２ｂｉｔパラレルデータ“１１”に対し、このシンボルタイミングよりも２シンボルタイミング前のシンボルタイミングｔ２に出力したシンボル値が＋１００であるので−３００を送出し、シンボルタイミングｔ５に届いた２ｂｉｔパラレルデータ“１０”に対し、このシンボルタイミングよりも２シンボルタイミング前のシンボルタイミングｔ３に出力したシンボル値が＋１００であるので−１００を送出し、シンボルタイミングｔ６に届いた２ｂｉｔパラレルデータ“００”に対し、このシンボルタイミングよりも２シンボルタイミング前のシンボルタイミングｔ４に出力したシンボル値が−３００であるので−３００を送出している。
【００２９】
図３に示したマッピングテーブル１２１０にしたがって２ｂｉｔパラレルデータのシンボル値へのマッピングを行うと、２ｂｉｔパラレルデータは図４に示すように２シンボルタイミング前にマッピングしたシンボル値との差分にマッピングされることになる。すなわち、２ｂｉｔパラレルデータ“００”は２シンボルタイミング前にマッピングしたシンボル値と必ず同じ値を取るようにマッピングされ、２ｂｉｔパラレルデータ“０１”は２シンボルタイミング前にマッピングされたシンボル値との差分が＋２００か−６００かどちらかの値になるようなシンボル値にマッピングされる。また、２ｂｉｔパラレルデータ“１０”は２シンボルタイミング前にマッピングされたシンボル値との差分が＋６００か−２００かどちらかの値になるようなシンボル値にマッピングされ、２ｂｉｔパラレルデータ“１１”は２シンボルタイミング前にマッピングされたシンボル値との差分が＋４００か−４００かどちらかの値になるようなシンボル値にマッピングされる。ここで“００”，“０１”，“１０”，“１１”のどの２ｂｉｔパラレルデータにおいても、取り得るシンボル値が２つ以上あることがないようにマッピングされる。
【００３０】
次にクロック成分多重部１３００の動作について図５を用いて説明する。
クロック成分多重部１３００は、スイッチ１３４０をシンボルタイミング毎に切り替えることにより、多値マッピング部１２００から受け取ったシンボル値にクロック成分量調整手段１４００から受け取った調整量αを乗算器１３３０を介してそのまま足してＤ／Ａ変換器１５００に出力するシンボルタイミングと、多値マッピング部１２００から受け取ったシンボル値にクロック成分量調整手段１４００から受け取った調整量αを乗算器１３２０により−１倍した値を加えてＤ／Ａ変換器１５００に出力するシンボルタイミングとを交互に取る。その結果、クロック成分多重部１３００は＋３００＋α、＋１００＋α、−１００＋α、−３００＋αのシンボル値を出力するシンボルタイミングと、＋３００−α、＋１００−α、−１００−α、−３００−αのシンボル値を出力するシンボルタイミングとを交互に取ることになる。
【００３１】
図１５は、クロック成分量αが４００であるときに、多値マッピング部１２００から、図１４に示す出力を受け取ったときのクロック成分多重部１３００の出力を示す図である。
このようにしてクロック成分多重部１３００は多値マッピング部１２００から受け取ったシンボル値にクロック成分を多重化して、Ｄ／Ａ変換器１５００に送出する。
Ｄ／Ａ変換器１５００はクロック成分多重部１３００より受け取ったクロック成分が多重化されたシンボル値を電圧値に変換して伝送路信号送信部１６００に送出する。
【００３２】
図１６は、クロック成分多重部１３００から、図１５に示す出力を受け取ったときのＤ／Ａ変換器１５００の出力を示す図である。
伝送路信号送信部１６００はＤ／Ａ変換器１５００より受け取った電圧信号の時間変化を伝送路２０００に送出できるスペクトルに波形整形を行い、伝送路２０００に送出する。
【００３３】
図１７は、Ｄ／Ａ変換器１５００から、図１６に示す出力を受け取ったときの伝送路信号送信部１６００の出力を示す図である。
以上のようにしてデータ送信装置１０００は送信するシリアルデータを意味する電圧信号を伝送路２０００に送出する。
【００３４】
次にデータ受信装置３０００の動作について説明する。データ受信装置３０００は伝送路２０００を通じて受信した電圧信号からデータ送信装置１０００によって変換されたシリアルデータを取り出す。
図１に示すように、データ受信装置３０００は、伝送路信号受信部３１００、Ａ／Ｄ変換器３２００、逆マッピング部３３００、Ｐ／Ｓ変換器３４００、及びシンボルタイミング再生部３５００を備えている。
【００３５】
伝送路信号受信部３１００は、伝送路２０００を通じて電圧信号を受信し、ノイズを除去するなどの波形整形を行ってＡ／Ｄ変換器３２００に送出する。Ａ／Ｄ変換器３２００は伝送路信号受信部３１００より受け取った電圧信号をシンボルタイミング再生部３５００が出力するタイミング信号が示すシンボルタイミング時にサンプリングすることで、シンボル値を取り出して逆マッピング部３３００に送出する。
【００３６】
逆マッピング部３３００はＡ／Ｄ変換器３２００より受け取ったシンボル値を２ｂｉｔパラレルデータに復号し、Ｐ／Ｓ変換器３４００に送出する。
【００３７】
図６を用いて逆マッピング部３３００の動作を説明する。
図６に示すように、逆マッピング部３３００は２シンボル前シンボル値保持部３３１０と、２シンボル前シンボル値保持部３３１０が保持する値と現シンボル値との差分を検出する減算回路と、逆マッピングテーブル３３３０と、逆マッピング処理部３３２０とを備えている。２シンボル前シンボル値保持部３３１０では２シンボルタイミング前のシンボル値が保持される。逆マッピング処理部３３２０は、現シンボル値と２シンボル前シンボル値保持部３３１０に保持されている２シンボルタイミング前のシンボル値との差分から、逆マッピングテーブル３３３０を参照して、Ｐ／Ｓ変換器３４００に送出する２ｂｉｔパラレルデータを決定する。
【００３８】
逆マッピングテーブルの例を図７に示す。現シンボル値と２シンボルタイミング前のシンボル値との差分によって、一意に２ｂｉｔのパラレルデータが選択されるようなテーブルになっている。
Ｐ／Ｓ変換器３４００は逆マッピング部３３００より届いた２ｂｉｔパラレルデータをシリアルデータに変換する。
以上のようにして、データ送信装置１０００とデータ受信装置３０００間でディジタルのシリアルデータを通信することができる。
【００３９】
ここで、上述したように、データ送信装置１０００のクロック成分多重部１３００は、＋３００＋α、＋１００＋α、−１００＋α、−３００＋αのシンボル値を出力するシンボルタイミングと、＋３００−α、＋１００−α、−１００−α、−３００−αのシンボル値を出力するシンボルタイミングとを交互に取るので、逆マッピング処理部３３２０で、現シンボル値と２シンボル前シンボル値保持部３３１０に保持されている２シンボルタイミング前のシンボル値との差分を求めるときに、差分値がクロック成分量αの項を含まない値となる。即ち、データ受信装置３０００は、データ送信装置１０００で符号化時に足しこむクロック成分の量の情報を持っていなくても、データ送信装置１０００からの伝送情報を再生することができる。従って、データ送信装置１０００は、データ受信装置３０００に通知することなく、符号化時に足しこむクロック成分の量を変化させることができ、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができる。
【００４０】
例えば、シンボルタイミング再生部３５００によって再生されたシンボルタイミングの精度が十分に得られない場合には、クロック成分多重量調整手段１４００を用いてαの値を大きくすることにより、シンボルタイミング再生の精度を向上させることができ、また、シンボルタイミング再生の精度は十分であるが、Ａ／Ｄ変換器３２００の精度があまり高くないような場合には、クロック成分多重量調整手段１４００を用いてαの値を小さくすることにより、Ａ／Ｄ変換器の精度を実質的に向上させることができる。また、クロック成分多重量調整手段１４００からの出力αを、信号の通信状態、伝送路の状態に応じて最適な値になるようにデータ受信装置３０００から受信状態に関する情報をフィードバックして動的に変化させるようにしてもよい。
【００４１】
このように本実施の形態では、データ送信装置の多値マッピング部が、２シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値とに基づいて、シンボル値に相当する信号レベルを決定し、データ受信装置の逆マッピング部が、現シンボル値と２シンボルタイミング前のシンボル値との差分に基づいて伝送情報のディジタルデータの値を再生する構成としたから、データ受信装置が、データ送信装置で符号化時に足しこむクロック成分の量の情報を持っていなくても、データ送信装置からの伝送情報を再生することができ、データ送信装置１０００が、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができるデータ伝送システムを実現できる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、逆マッピングテーブル３３３０内の閾値Ｔ１〜Ｔ６をトレーニングモード動作で初期化しているが、初期化した値をデータ伝送システムの非動作時においても保持できる記憶手段に記憶しておくようにすれば、システムの起動時ごとにトレーニングモード動作を行なう必要がなく、システムの起動を高速に行なうことが可能である。
【００４３】
また、逆マッピングテーブル３３３０内の閾値はトレーニングモード動作終了後においても受信するデータと閾値とのずれに基づいて動的に更新するような構成としてもよく、このような構成とすることにより、より信頼性の高いデータ伝送を実現できる。
【００４４】
また、上記実施の形態では、データ送信装置の多値マッピング部が、２シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値とに基づいて、シンボル値に相当する信号レベルを決定し、データ受信装置の逆マッピング部が、現シンボル値と２シンボルタイミング前のシンボル値との差分に基づいて伝送情報のディジタルデータの値を再生する構成としたが、データ送信装置の多値マッピング部が、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値とに基づいて、シンボル値に相当する信号レベルを決定し、データ受信装置の逆マッピング部が、現シンボル値と２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボル値との差分に基づいて伝送情報のディジタルデータの値を再生するようにすれば、データ受信装置の逆マッピング部で求める差分値がクロック成分量の項を含まない値となるので、上記実施の形態と同様の効果を奏するものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明（請求項１）によれば、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換して出力する符号化手段と、該符号化手段が順次出力する信号レベルに所定のクロック成分量、及び該クロック成分量にマイナス１をかけた値を交互に足しこむクロック成分多重化手段と、を有するデータ送信装置において、前記符号化手段が、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値とに基づいて、シンボル値に相当する信号レベルを決定する、ものとしたから、データ送信装置で符号化時に足しこむクロック成分の量の情報をデータ受信装置が持っていなくても、データ受信装置側において上記伝送情報を再生することのできるデータ伝送システムを実現でき、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができるデータ伝送システムを実現できる効果がある。
【００４６】
また、本発明（請求項５）は、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換した信号を含む伝送信号を受信するデータ受信装置において、受信した伝送信号から、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて検出した信号レベルを記憶する信号レベル記憶手段と、前記信号レベル記憶手段が記憶する信号レベルと前記信号レベル検出手段によって検出された信号レベルに基づき伝送情報を再生する伝送情報再生手段とを備えた、ものとしたから、データ送信装置で符号化時に足しこむクロック成分の量の情報をデータ受信装置が持っていなくても、データ受信装置側において上記伝送情報を再生することのできるデータ伝送システムを実現でき、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができるデータ伝送システムを実現できる効果がある。
【００４７】
また、本発明（請求項６）は、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換する符号化ステップと、該変換後の信号レベルに所定のクロック成分量、及び該クロック成分量にマイナス１をかけた値を交互に足しこむクロック成分多重化ステップと、を含むデータ符号化方法において、前記符号化ステップにおいて、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて出力した信号レベルと、信号レベルに変換する伝送情報のディジタルデータの値に応じて、シンボル値に相当する信号レベルを決定する、ものとしたから、データ送信装置で符号化時に足しこむクロック成分の量の情報をデータ受信装置が持っていなくても、データ受信装置側において上記伝送情報を再生することのできるデータ伝送システムを実現でき、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができるデータ伝送システムを実現できる効果がある。
【００４８】
また、本発明（請求項９）は、ディジタルデータである伝送情報を、一定の単位周期であるシンボルタイミングごとに上記ディジタルデータに割り当てたシンボル値に相当する信号レベルに変換した信号を復号化するデータ復号化方法において、現シンボルタイミングで検出した信号レベルと、２ｎ（ｎは１以上の整数）シンボルタイミング前のシンボルタイミングにおいて検出した信号レベルの差分値に基づいて、現シンボルタイミングで検出した信号レベルを対応する伝送信号に復号する、ものとしたから、データ送信装置で符号化時に足しこむクロック成分の量の情報をデータ受信装置が持っていなくても、データ受信装置側において上記伝送情報を再生することのできるデータ伝送システムを実現でき、伝送路の状態に応じて変化する通信状態に応じて符号化時に足しこむクロック成分の量を動的に変化させることを容易に行うことができるデータ伝送システムを実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるデータ送信装置、及びデータ受信装置からなるデータ伝送システムを示す図。
【図２】本発明の実施の形態によるデータ送信装置の多値マッピング部の構成を示す図。
【図３】本発明の実施の形態によるデータ送信装置の多値マッピング部が備えるマッピングテーブルの一例を示す図。
【図４】本発明の実施の形態によるデータ送信装置の多値マッピング部による多値マッピングを説明するための図。
【図５】本発明の実施の形態によるデータ送信装置のクロック成分多重部の構成を示す図。
【図６】本発明の実施の形態によるデータ受信装置の逆マッピング部の構成を示す図。
【図７】本発明の実施の形態によるデータ受信装置の逆マッピング部が備える逆マッピングテーブルの一例を示す図。
【図８】トレーニングモードの初期動作におけるトレーニングパターン発生部からの出力を示す図。
【図９】トレーニングモードの初期動作におけるＤ／Ａ変換器からの出力を示す図。
【図１０】トレーニングモードの初期動作における伝送路信号送信部からの出力を示す図。
【図１１】トレーニング信号送出時におけるトレーニングパターン発生部からの出力を示す図。
【図１２】トレーニング信号送出時におけるＤ／Ａ変換器からの出力を示す図。
【図１３】トレーニング信号送出時における伝送路信号送信部からの出力を示す図。
【図１４】通常のデータ伝送動作時の多値マッピング部からの出力を示す図。
【図１５】通常のデータ伝送動作時のクロック成分多重部からの出力を示す図。
【図１６】通常のデータ伝送動作時のＤ／Ａ変換器からの出力を示す図。
【図１７】通常のデータ伝送動作時の伝送路信号送信部からの出力を示す図。
【図１８】従来のデータ伝送システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０００　データ送信装置
１１００　ＳＰ変換器
１２００　多値マッピング部
１２１０　マッピングテーブル
１２２０　多値マッピング処理部
１２３０　２シンボル前シンボル値保持部
１３００　クロック成分多重部
１３１０　加算器
１３２０，１３３０　乗算器
１３４０　スイッチ
１４００　クロック成分量調整手段
１５００　ＤＡ変換器
１６００　伝送路信号送信部
１７００　トレーニングパターン発生部
２０００，２１００　伝送路
３０００　データ受信装置
３１００　伝送路信号受信部
３２００　ＡＤ変換器
３３００　逆マッピング部
３３１０　２シンボル前シンボル値保持部
３３２０　逆マッピング処理部
３３３０　逆マッピングテーブル
３３４０　減算器
３４００　ＰＳ変換器
３５００　シンボルタイミング再生部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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