(57)【要約】【課題】    高周波化と長距離伝送ができるようにする。【解決手段】送信回路１０１では、ｍビットの元データのビットデータ“１”を＋１、ビットデータ“０”を−１としたときの積分値を表すＤＳＶの値によってグループ分けする。グループ毎に決められたｎビットのデータを元データに追加してＤＳＶ＝０とするか、ＤＳＶ＝０のデータに置き換えて送信する。受信回路１０７では、送信回路１０１の変調規則と逆の変調規則で変調して受信したデータをｍビットの元データに復調する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信回路と、その送信回路のデータをシリアル伝送する伝送路と、その伝送路のデータを受信する受信回路とを備えたシリアル伝送システムのデータ変調・復調方法において、
前記送信回路では、
ｍビット（ｍは偶数）の元データのビットデータ“１”を＋１、ビットデータ“０”を−１としたときの積分値を表すＤＳＶ（Digital Sum Variation）の値によって前記元データをグループ分けし、
まず次の２通りの規則のいずれかに従ってｎビット（ｎは偶数）を付加して変調し、
（ａ）ＤＳＶ＝ｋ（｜ｋ｜は｜ｎ｜以下の０でない偶数）のグループではＤＳＶが−ｋであるｎビットを前記元データに追加して変調後のＤＳＶを０にする。
（ｂ）ＤＳＶ＝０のグループではＤＳＶ＝０であるｎビットを前記元データに追加する。
その後、前記（ａ）（ｂ）のグループ以外の元データに対しては次の規則に従って変調し、
（ｃ）ＤＳＶ＜−ｋとＤＳＶ＞＋ｋのグループでは、前記元データを前記（ｂ）のＤＳＶ＝０のグループで使用しなかったコードにしてＤＳＶを０にする。
前記受信回路では、
前記送信回路の変調規則と逆の変調規則で変調して受信したデータをｍビットの元データに復調する、
という手順で処理することを特徴とするシリアル伝送装置のデータ変調・復調方法。
【請求項２】
ｍとｎは次式を満たす範囲の数であることを特徴とする請求項１に記載のシリアル伝送装置のデータ変調・復調方法。
（ｍ＋ｎ）Ｃ（（ｍ＋ｎ）／２）≧２ｍ                        （１）
ｍ＞ｎ                                         （２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｍビットのデータを伝送するシリアル伝送装置のデータ変調・復調方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来、ｍビットのデータをシリアル伝送するときに直流分を零にする変調方法として、マンチェスタ符号が使われたり（例えば、非特許文献１参照）、直流分を含む変形ミラー符号が使われたりする（例えば、特許文献１参照）。
シリアル伝送するときに伝送路上のデータの直流分を零にすることは、伝送路をトランスなどで交流結合する際には必須であり、ノイズ除去のためにハイパスフィルタを使用できるという利点もある。シリアル伝送するデータの直流分を判定する際には、データ中の “１”というビットデータを＋１とし、“０” というビットデータを−１としたときの積分値が用いられる。この積分値をＤＳＶ（Digital Sum Variation）と呼び、ＤＳＶが０であれば直流分が零ということになる。
直流分を零にする変調方法のうち、マンチェスタ符号を用いた場合の信号の波形は図３のＡのようになっている。この変調方法では、元データのビットデータが“０”であればそのビットセルの中点で“０”から“１”に変化し、元データのビットデータが“１”であればそのビットセルの中点で“１”から“０”に変化するという規則に従って変調するため、変調前の元データの１ビット内では変調後のデータの直流分が零になる。ここで、変調前の元データの１ビットセルの長さをＴとすると、マンチェスタ符号を用いた場合の変調後のデータは変化点の発生周期が０．５ＴとＴの２種類になる。
【０００３】
一方、ミラー符号を変形して直流分を零にする変形ミラー符号を用いた場合の信号の波形は図３のＢのようになっている。この変調方法では、元データのビットデータが“１”であればそのビットセルの中点で反転し、連続する２つのビットデータが“００”であれば１ビット目と２ビット目のビットセルの境界で反転し、ビットデータ“０”ではさまれた偶数個のビットデータ“１”のうち、最後の２つのビットデータ“１１”がビットセルの中点で反転せずにその２ビットのビットセルの境界で反転し、ビットデータ“０”に続く偶数個のビットデータ“１”の次に“０１１０”のパターンがある場合には、この４ビットの最初の“０”のビットセルの中点で反転する、という規則に従って変調する。この場合、変調後のデータの変化点の発生周期はＴと、１．５Ｔ、２Ｔ、２．５Ｔの４種類になる。
このように、シリアル伝送するときの従来の変調方法では、マンチェスタ符号に変調したり、直流分を含むミラー符号を変形して直流分を零にする変調をする、という方法がとられていた。
【非特許文献１】福永邦雄著「コンピュータ通信とネットワーク」共立出版、１９８７年５月１日、p.132-133
【特許文献１】特開平０５−０７５４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の変調方法のうち、マンチェスタ符号が使われるときは、変化点の発生周期が０．５Ｔになることがあるため、高周波の信号を伝送できる伝送路が必要とされる上、長距離伝送の妨げになるという問題があった。また、マンチェスタ符号が使われるときの信号変化点の周期である０．５ＴとＴおよび、変形ミラー符号が使われるときの信号変化点の発生周期のうち、隣接するＴと１．５Ｔ、１．５Ｔと２Ｔ、２Ｔと２．５Ｔは、波形ひずみを０．２５Ｔに抑えなければ復調回路で信号変化点を区別できなくなるため、波形ひずみが増加する高周波化や長距離伝送が困難であるという問題も抱えていた。
本発明はこのような様々な問題点に鑑みてなされたものであり、高周波化と長距離伝送ができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、送信回路と、その送信回路のデータをシリアル伝送する伝送路と、その伝送路のデータを受信する受信回路とを備えたシリアル伝送システムのデータ変調・復調方法において、前記送信回路では、ｍビット（ｍは偶数）の元データのビットデータ“１”を＋１、ビットデータ“０”を−１としたときの積分値を表すＤＳＶ（Digital Sum Variation）の値によって前記元データをグループ分けし、まず次の２通りの規則のいずれかに従ってｎビット（ｎは偶数）を付加して変調し、
（ａ）ＤＳＶ＝ｋ（｜ｋ｜は｜ｎ｜以下の０でない偶数）のグループではＤＳＶが−ｋであるｎビットを前記元データに追加して変調後のＤＳＶを０にする。（ｂ）ＤＳＶ＝０のグループではＤＳＶ＝０であるｎビットを前記元データに追加する。その後、（ａ）（ｂ）のグループ以外の元データに対しては次の規則に従って変調し、（ｃ）ＤＳＶ＜−ｋとＤＳＶ＞＋ｋのグループでは、前記元データを前記（ｂ）のＤＳＶ＝０のグループで使用しなかったコードにしてＤＳＶを０にする。前記受信回路では、前記送信回路の変調規則と逆の変調規則で変調して受信したデータをｍビットの元データに復調する、という手順で処理することを特徴とするものである。
このようになっているため、直流分を零にするとともに信号変化点をＴの整数倍だけで発生するように変調することができ、高周波化と長距離伝送を行うことができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の方法によれば、送信回路ではＤＳＶを“０”にするような変調規則で元データを変調し、受信回路では送信回路と逆の変調規則で復調するという手順をとっているので、伝送路上では直流分が零になるとともに、信号変化点の発生周期がＴの整数倍だけとなり、高周波化と長距離伝送が可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明の方法を実施するシリアル伝送システムの構成を示す図である。図において１０１は送信回路、１０６は送信回路１０１から出力されたデータをシリアル伝送する伝送路、１０７は伝送路１０６のデータを受信する受信回路である。
送信回路１０１では、送信データ生成回路１０２で生成された送信元データ１０４が符号変調回路１０３によって本発明の変調処理が行われ、送信元データ１０４にビットデータが付加される。
その際、（ａ）ＤＳＶ＝ｋ（｜ｋ｜は｜ｎ｜以下の０でない偶数）のグループではＤＳＶが−ｋであるｎビットを元データに追加して変調後のＤＳＶを０にし、（ｂ）ＤＳＶ＝０のグループではＤＳＶ＝０であるｎビットを前記元データに追加する。その後、（ｃ）その他の元データのうち、ＤＳＶ＜−ｋとＤＳＶ＞＋ｋのグループでは、元データをＤＳＶ＝０のグループで使用しなかったコードにしてＤＳＶを０にする、という規則に従って変調される。
このため、符合変調回路１０３が送信元データ１０４にビットデータを付加している時は送信元データ停止信号１０５を送信データ生成回路１０２に出力して送信元データ１０４の送出を停止させている。従って、伝送路１０６に出力されるデータは送信元データ１０４よりもビット数が増えている。
受信回路１０７では、符合復調回路１０８と受信データ生成回路１０９がシリアル伝送されたデータを変調前のデータに復調して受信データ生成回路１０９に受信復調データ１１０を出力する。その際、符合復調回路１０８では上記（ｃ）の逆変換のみを行い、（ａ）（ｂ）に対応するデータはそのまま受信データ生成回路１０９に出力される。
符合復調回路１０８は、シリアル伝送されたデータのうち変調のために付加されたビットデータに対応する期間は受信データ停止信号１１１を受信データ生成回路１０９に出力してクロックを止め、受信復調データ１１０の受け取りを停止させている。これにより、変調規則（ａ）と（ｂ）による変調データを受信した場合は、変調のために付加されたビットデータが削除される。変調規則（ｃ）による変調データを受信した場合は、上記のように符号復調回路１０８で元データへの置きかえをおこなう。従って、シリアル伝送されたデータに比べて受信データ生成回路１０９が受信する受信復調データ１１０のビット数は変調のために付加されたビットデータの分少なくなり、送信元データ１０４と同じビット数となる。
なお、ここで説明したのは１方向のみに伝送するシリアル伝送システムの例であるが、本発明の趣旨に従えば、伝送路の両側に送信回路１０１と受信回路１０７を備え、1本の伝送路を切り替えて送受信する半二重通信や、送信用と受信用の２つの伝送路を使いる全二重通信のシリアル伝送システムに適用することも可能である。
【０００９】
図２は、送信回路で変調し、受信回路で復調する処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて、本発明の方法を順を追って説明する。ここでは、４ビットの元データに２ビットを追加して６ビットのデータに変調する場合について説明する。
はじめにステップ1では、４ビットの元データのビットデータ“１”を＋１、“０”を−１としたときの積分を示すＤＳＶを計算すると、４ビットの元データのＤＳＶは−４、−２、０、＋２、＋４のいずれかになる。ＤＳＶが０であれば直流成分が零であることを意味している。
ステップ２では、４ビットの元データをＤＳＶの値でグループ分けする。この場合、−４、−２、０、＋２、＋４の５つのグループができる。
ステップ３では、ＤＳＶを０にするようなビットデータを追加して変調し、変調コードを生成する。ここでは以下の規則に従って変調する。
（ａ）ＤＳＶ＝−２のグループでは“１１”の２ビットを追加し、ＤＳＶ＝＋２のグループでは“００”の２ビットを追加してＤＳＶを０にした６ビットを変調コードとする。
（ｂ）ＤＳＶ＝０のグループでは“１０”、もしくは“０１”を追加し、ＤＳＶを０にした６ビットを変調コードとする。
（ｃ）ＤＳＶ＝−４とＤＳＶ＝＋４のグループでは、ＤＳＶ＝０のグループで使用しなかったコードを変調コードとする。
【００１０】
なお、図２では規則（ｃ）適用の際に、元データが“００００”であれば、ＤＶＳ＝０のグループの元データ“００１１”に“１０”を付加した“００１１１０”を変調コードとし、ＤＶＳ＝０のグループの元データ“１１１１”に“１０”を付加した“０１０１１０”を変調コードとしているが、ＤＳＶ＝０のグループで使用しなかった他のコードを適用することも当然可能である。
また、規則（ｂ）適用の際には付加ビットを“０１”にした場合を示しているが、これに代えて“１０”にすることも可能である。送信回路では以上のステップで元データを変調し、４ビットのデータを６ビットのデータにして送信する。
ステップ４は受信回路の復調処理であり、送信回路の変調規則と逆の変調規則で変調し、６ビットのデータを４ビットのデータに復調する。
このように、送信回路ではＤＳＶを０にする変調規則によって元データを変調し、受信回路では送信回路の変調規則と逆の変調規則で復調するので、伝送路上では直流分が零になるとともに信号変化点の発生周期がＴの整数倍だけとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の方法を適用するシリアル伝送装置の構成を示す図
【図２】本発明の方法の処理手順を示すフローチャート
【図３】従来の方法のタイムチャート
【符号の説明】
【００１２】
１０１  送信回路、          １０２  送信データ生成回路、
１０３  符号変調回路、             １０４  送信元データ、
１０５  送信元データ停止信号、     １０６  伝送路、
１０７  受信回路、          １０８  符号復調回路、
１０９  受信データ生成回路、       １１０  受信復調データ、
１１１  受信データ停止信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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