(57)【要約】【課題】コンパレータの基準電圧を適応的に可変制御することができるパルス信号出力回路を得る。【解決手段】入力信号の電圧レベルを基準電圧と比較することで入力信号をパルス信号に変換して出力するコンパレータ２Ｂを備えたパルス信号出力回路において、コンパレータ２Ｂから出力されるパルス信号のパルス幅をカウントし、当該カウント数と所望のパルス幅のカウント数とを比較して、両者が一致するようにコンパレータ２Ｂの基準電圧を適応的に可変制御する制御手段（２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ）を備える。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の電圧レベルを基準電圧と比較することで入力信号をパルス信号に変換して出力するコンパレータを備えたパルス信号出力回路において、
前記コンパレータから出力されるパルス信号のパルス幅をカウントし、当該カウント数と所望のパルス幅のカウント数とを比較して、両者が一致するように前記コンパレータの基準電圧を適応的に可変制御する制御手段を備えた
ことを特徴とするパルス信号出力回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号の電圧レベルを基準電圧と比較することで入力信号をパルス信号に変換して出力するコンパレータを備えたパルス信号出力回路に関するもので、特に、ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割多重化）タイミング自動補正システムに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
離れた２地点で変復調を用いてパルスデータの送受信を行う場合に、変調前の送信データと復調後の受信データとのパルス幅が同等となるように自動制御することにより無線送受信の切替タイミング等に生じるズレを自動補正するＴＤＤタイミング自動補正システムがある。
【０００３】
【従来の技術】
離れた２地点で変復調を用いてパルスデータの送受信を行う場合に、ＯＤＵ（Out Door Unit：屋外装置）における送受切替のタイミングを、パルス信号でＩＤＵ（In Door Unit：屋内装置）からＯＤＵに送出する際、ＩＤＵから前記パルス信号の変調波を送出し、ＯＤＵにて受信した波形をＬＯＧＡＭＰにて検波し、コンパレータを用いてパルス波に復調することで、ＯＤＵは、送受切替のタイミングを得るためのタイミングパルスを受信することができる。この場合、コンパレータの閾値となる基準電圧を調整することで、ＬＯＧＡＭＰの出力からパルス幅を調整したパルス信号を得ることができる。
【０００４】
信号をパルス信号に整形する場合、コンパレータを用いて信号レベルと基準レベルとを比較する方法が用いられる。ここで、コンパレータの基準電圧を変更することにより、コンパレータより出力されるパルス幅を可変とする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−６３５２５号公報（第３頁〜第４頁、図１〜図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例では、コンパレータに入力された信号の状態に応じて出力パルス幅を調整することが開示されているものの、基準電圧を随時調整する技術については開示されてない。
【０００７】
コンパレータの閾値となる基準電圧を調整する方法としては、手動による減衰、外部入力による調整等が考えられるが、コンパレータの閾値となる基準電圧の調整は、ＩＤＵ、ＯＤＵの新設時に調整または設定を行うものであり、運用状態で、ＩＤＵまたはＯＤＵの設置場所の移動を行った場合や何らかの理由でＬＯＧＡＭＰの出力レベルが変動してしまった場合には、コンパレータの閾値となる基準電圧はフレキシブルではないため、コンパレータ出力のパルス幅は送信パルスのパルス幅と異なってしまうことになる。このことから、結果的に、送信と受信の切替タイミングがデータと同期が取れなくなる可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、コンパレータの基準電圧を適応的に可変制御することができるパルス信号出力回路を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るパルス信号出力回路は、入力信号の電圧レベルを基準電圧と比較することで入力信号をパルス信号に変換して出力するコンパレータを備えたパルス信号出力回路において、前記コンパレータから出力されるパルス信号のパルス幅をカウントし、当該カウント数と所望のパルス幅のカウント数とを比較して、両者が一致するように前記コンパレータの基準電圧を適応的に可変制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。この構成によれば、コンパレータの基準電圧を適応的に可変制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るパルス信号出力回路の説明の前提となるＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割多重化）タイミング自動補正システムの概賂構成を示すブロック図である。図１に示すシステムは、受信したＴＤＤタイミングパルス信号により、送信と受信を切り替える送受共用タイプのアンテナ（特に送受共用タイプである必要もないが、今回はＴＤＤタイミングによる切替を説明するための一例として送受共用タイプとした）１と、ＯＤＵ（Out Door Unit：屋外装置）２と、ＩＤＵ（In Door Unit：屋内装置）３とを備えている。
【００１１】
ここで、ＩＤＵ３は、送受信するためのデータSignal１，Signal２とＴＤＤタイミングパルス信号をＡＳＫ変調し、同軸ケーブル４を介してＯＤＵ２に送信する。また、ＡＳＫ変調波を受信するＯＤＵ２は、ＴＤＤタイミングを検波し復調することで、ＩＤＵ３から送信されたＴＤＤタイミングパルスを受信し、その切替タイミングに基づいて送信と受信の切替制御を行う。さらに、ＯＤＵ２は、ＴＤＤタイミングの復調検波の過程において、ＬＯＧＡＭＰ２ａにより復調されたＴＤＤタイミングパルス受信波形を、基準電圧を閾値電圧として、コンパレータ２ｂにより比較することで、ＴＤＤタイミングパルスを復元する。
【００１２】
図２は、前記ＯＤＵ２内でのＴＤＤタイミングパルスの復調とタイミングズレの発生を概略的に説明するタイミングチャートである。図２（ａ）に示す送信パルスは、ＩＤＵ３からＯＤＵ２の送受切替制御信号として送出されるＴＤＤタイミングパルスである。図１の説明から理解されるように、ＩＤＵ３からの送信パルスの変調波をＯＤＵ２にて受信復調し、ＬＯＧＡＭＰ２ａの出力として、図２（ｂ）に示す復調波形が得られる。そして、コンパレータ２ｂにより、ＬＯＧＡＭＰ２ａの出力（図２（ｂ）に示す復調波形）を、図２（ｂ）に示す基準電圧（閾値電圧）と比較することで、コンパレータ出力として図２（ｃ）に示すＴＤＤタイミングパルスを復元する。
【００１３】
上述したようにして、ＴＤＤタイミングパルス（図２（ｃ）に示すコンパレータ出力）のパルス幅ｂにより送信と受信の切替タイミングが決定されるため、ＩＤＵ３での送りＴＤＤタイミングパルス（図２（ａ）に示す送信パルス）のパルス幅ａと、復元されたＴＤＤタイミングパルスのパルス幅ｂは同等である必要がある。
【００１４】
装置の新規設置時は、前記コンパレータ出力のパルス幅ｂを送信パルスのパルス幅ａと同等にするという条件を満たすために、図２（ｂ）に示すコンパレータ２ｂの基準電圧を調整することで、コンパレータ出力のパルス幅ｂが送信パルスのパルス幅ａと同等（ａ＝ｂ）になるようにして、その基準電圧を固定する。
【００１５】
しかし、ＴＤＤタイミングパルスの送信側（ＩＤＵ３からの図２（ａ）に示す送信パルス）と受信側（図２（ｃ）に示すコンパレータ出力）のパルス幅が同等になるようにコンパレータ２ｂの図２（ｂ）に示す基準電圧を固定した後、例えばＩＤＵ３の設置場所を変更した等の設置後の事象により、ＩＤＵ３からＯＤＵ２間の同軸ケーブル４のケーブル長が変更された場合には、ＬＯＧＡＭＰ２ａの出力（復調波）のレベルが変動してしまう。
【００１６】
このため、例えば同軸ケーブル４のケーブル長が長くなる場合には、図２（ｄ）に示す如く、ＬＯＧＡＭＰ２ａ出力の振幅が減少し、コンパレータ２ｂの基準電圧が新規設置時の固定値のままであると、図２（ｅ）に示す如く、コンパレータ２ｂの出力である復元されたＴＤＤタイミングパルスのパルス幅はｃとなり、図２（ｃ）に示すパルス幅ｂとの間に違いが生じてしまう。従って、ＬＯＧＡＭＰ２ａの出力の振幅が減少した条件では、ａ＞ｃとなり、送受信の切替タイミングの不一致（ズレ）といった不具合が生じてしまう。
【００１７】
このため、通常、装置移動等によりＩＤＵ３からＯＤＵ２間のケーブル長の変更等がなされる度に、ＴＤＤタイミングパルスの送受のパルス幅を同等にする様、コンパレータ２ｂの基準電圧の調整が必要となる。
【００１８】
本発明の実施の形態では、このようなＴＤＤタイミングパルスのずれを自動補正するものである。図３は、図２で説明したＩＤＵ３からＯＤＵ２間の同軸ケーブル４のケーブル長が変更された場合に生じるＴＤＤタイミングパルスのズレを自動で補正する原理を概賂的に示すものである。図３（ａ）に示すコンパレータ出力は、ＩＤＵ３から送信されたＴＤＤタイミングパルスと同等のパルス幅を持つよう、基準電圧を調整し、コンパレータから復元されたＴＤＤタイミングパルスである。
【００１９】
これに対し、図３（ｂ）に示すコンパレータ出力は、コンパレータの基準電圧が固定された状態で、ＩＤＵ３からＯＤＵ２間の同軸ケーブル４のケーブル長の変更等により生じるコンパレータから出力されるズレたＴＤＤタイミングパルスを示している。但し、図３（ｂ）に示すコンパレータ出力は、ケーブル長が長くなる等の理由で、ＬＯＧＡＭＰ２ａの出力の振幅が減少し、ＴＤＤタイミングパルスが所望のパルス幅よりも短くなったものを示している。
【００２０】
また、図３（ａ）と（ｂ）に示すＯＤＵの基準発振器によるパルスとは、ＯＤＵ２内の図４に後述する基準発振器による信号である。但し、この基準発振器はＴＤＤタイミングパルスのパルス幅より十分に小さいものとする。
【００２１】
ＴＤＤタイミングパルスのずれを自動補正するためには、まず、ＯＤＵ２の基準発振器によるパルス（図３（ａ）、（ｂ）参照）を用いて、復元後のコンパレータ出力（図３（ａ）、（ｂ）参照）とのＡＮＤをとり、そのＡＮＤ波形内のパルス数を計測することで、コンパレータ出力のパルス幅に含まれる基準発振器のパルス数ａを算出する。
【００２２】
次に、ＩＤＵ３から送出されるＯＤＵ制御信号を利用して、ＩＤＵ３からＯＤＵ２に送出したＴＤＤ比を知らせる（ａ：ｂという形でその比率を送出する）。前記ＴＤＤ比を受信したＯＤＵ２は、ＴＤＤ比と既知のＴＤＤタイミングのフレーム長を用い、送信されたＴＤＤタイミングパルス幅を算出し、該パルス幅に含まれる基準発振器のパルス数ｂを算出する。
【００２３】
さらに、前記パルス数ａとパルス数ｂとを比較し、その差分を補う様（理論値であるパルス数ｂに近づく様）、コンパレータの基準電圧を制御する。このようにすることで、ＩＤＵまたはＯＤＵの設置場所の移動を行った場合や何らかの理由でＬＯＧＡＭＰの出力レベルが変動してしまった場合でも、ＴＤＤタイミングパルスのずれを自動補正することができる。
【００２４】
図４は、上述したＴＤＤタイミングパルスのズレを自動補正する本発明の実施の形態に係る自動補正システムの構成を概略的に示した図である。図４に示すように、本実施の形態に係るＯＤＵ２は、検波回路としての役割を果たすＬＯＧＡＭＰ２Ａと、ＬＯＧＡＭＰ２Ａ出力のアナログ波形を、基準電圧（閾値電圧）を基準にしてパルス信号を出力するコンパレータ２Ｂと、ＯＤＵ２内の制御手段として用いられるマイコン（マイクロコンピュータ）２Ｃと、基準発振器２Ｄと、マイコン２Ｃからの制御により基準電圧（閾値電圧）のレベルを調整するための減衰器（ＡＴＴ）２Ｅと、データ処理部２Ｆとを備えており、マイコン２Ｃと基準発振器２Ｄ及び減衰器２Ｅにより、コンパレータ２Ｂから出力されるパルス信号のパルス幅をカウントし、当該カウント数と所望のパルス幅のカウント数とを比較して、両者が一致するように前記コンパレータ２Ｂの基準電圧を適応的に可変制御する制御手段を構成している。
【００２５】
次に、上記構成におけるＴＤＤタイミングパルスの自動補正動作の概要を説明する。ＩＤＵ３から送出されたＴＤＤタイミングパルスの変調波は、ＯＤＵ２内のＬＯＧＡＭＰ２Ａにより検波され、コンパレータ２ＢによりＴＤＤタイミングパルスとして復元される。コンパレータ２Ｂのパルス信号の復元動作については、図３において説明した様に、ＬＯＧＡＭＰ２Ａの出力の復調波を、基準電圧を閾値として、例えば、それ以上であればＶａ［Ｖ］、それ以下であればＶｂ［Ｖ］と言った様に出力することによって、パルス信号を出力するものである。
【００２６】
ここで、ＩＤＵ３とＯＤＵ２間のケーブル長の変更等により、ＬＯＧＡＭＰ２Ａの出力の振幅が減衰または増幅した場合の動作を説明する。ＯＤＵ２内のマイコン２Ｃは、ある一定周期でコンパレータ２Ｂの出力パルスと基準発振器２Ｄの出力パルスとを用いて、図３にて説明したように、コンパレータ出力パルスと基準発振器の出力パルスとのＡＮＤをとり、そのパルス数（基準発振器）を算出してパルス数ａを得ている。また、ＩＤＵ３からＯＤＵの制御信号系を通じてマイコン２Ｃに受信されるＴＤＤ比データから導く理想パルスに含まれる基準パルス数（パルス数ｂ）を得て、パルス数ａとパルス数ｂとを比較する。
【００２７】
前記パルス数ａとパルス数ｂとの比較により算出された誤差をＴＤＤタイミングのズレとし、パルス数ｂ（理論櫨）に近づく様にマイコン２Ｃから減衰器２Ｅの値を制御することで、コンパレータ２Ｂに入力される基準電圧（閾値電圧）を調整する。
【００２８】
すなわち、図５は、マイコン２Ｃによる上述した制御動作を説明するフローチャートである。図５に示すように、マイコン２Ｃは、まず、コンパレータ２Ｂの出力パルスと基準発振器２Ｄの出力パルスとのＡＮＤをとり、そのパルス数ａを得る（ステップＳ５１）。また、ＩＤＵ３からのＴＤＤ比データから導かれる理想ＴＤＤタイミングパルスと基準発振器２Ｄの出力パルスとのＡＮＤをとり、そのパルス数ｂを得る（ステップＳ５２）。パルス数ａとパルス数ｂとの比較を行う(ステップＳ５３)。ここで、等しければ現在の基準電圧を継続して使用し、等しくなければステップＳ５４に移行する。ステップＳ５４において、パルス数ａがパルス数ｂより大きいか否かを判定し、大きくなければ、基準電圧を規定値だけ下げるべく減衰器２Ｅを制御し（ステップＳ５５）、他方、大きければ、基準電圧を規定値だけ上げるべく減衰器２Ｅを制御する（ステップＳ５６）。このようにして、コンパレータ２Ｂに入力される基準電圧（閾値電圧）を調整する。
【００２９】
以上のように、ＯＤＵの無線送受信切替の手法につき、ＩＤＵから送出するＴＤＤタイミングパルスの検波パルス幅により切替を制御する次世代ＦＷＡ（Fixed Wireless Access：加入者無線アクセス）システムにおいては、ケーブル長の変更等により生じるＯＤＵで受信されるパルスのパルス幅ズレを、基準クロックを利用した基準パルスの個数を利用して、希望するパルス幅とのズレをコンパレータの閾値を自動で制御することにより補正することができる。
【００３０】
また、ＴＤＤタイミングパルスのズレの自動補正システムを利用することで、ＴＤＤタイミングパルスに限らず、装置間のパルス信号の伝送を目的としたシステムを構成する際、より正確なパルス信号の復元とその自動補正を可能とすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コンパレータの基準電圧を適応的に可変制御することができるパルス信号出力回路を得ることができ、ＴＤＤタイミングのズレ等の補正を自動的に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパルス信号出力回路の説明の前提となるＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割多重化）タイミング自動補正システムの概賂構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＯＤＵ２内でのＴＤＤタイミングパルスの復調とタイミングズレの発生を概略的に説明するタイミングチャートである。
【図３】図２で説明したＩＤＵ３からＯＤＵ２間の同軸ケーブル４のケーブル長が変更された場合に生じるＴＤＤタイミングパルスのズレを自動で補正する原理を概賂的に示すものである。
【図４】ＴＤＤタイミングパルスのズレを自動補正する本発明の実施の形態に係る自動補正システムの構成を概略的に示した図である。
【図５】図４のマイコン２Ｃによる上述した制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１    送受共用タイプのアンテナ
２    ＯＤＵ（屋外装置）
２Ａ  ＬＯＧＡＭＰ
２Ｂ  コンパレータ
２Ｃ  マイコン
２Ｄ  基準発振器
２Ｅ  減衰器
３    ＩＤＵ（屋内装置）
【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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