(57)【要約】【課題】伝送品質の劣化を招くことなく、本来伝送すべきオリジナルな通信データの振幅についてそのディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用し、本来伝送すべきオリジナルな通信データの他に、付加データの伝送を可能にするデータ伝送方法および装置を提供すること。【解決手段】ＩＥＣ９５８、ＵＡＲＴ、ＵＳＢなどのディジタル信号伝送系のフォーマット上、低周波成分が少なく、また、信号の振幅の許容範囲が±２０％と大きい場合、その低周波領域にキャリアを付加し、そのキャリアを付加データにより変調することにより、本来伝送すべきオリジナルな通信データの波高値を、前記フォーマット上で許容される前記振幅の許容範囲内で、前記付加データにより変調された前記キャリアで振幅変調し、前記通信データの他に付加データを伝送する。【選択図】      図１
2005142896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送すべきオリジナルな通信データとともに付加データを伝送するデータ伝送方法であって、
前記オリジナルな通信データを送受信するディジタル信号伝送系において前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用可能な信号をキャリア信号とし、前記通信データの振幅について前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記付加データにより変調した前記キャリア信号により前記通信データの波高値を変化させ送信し、受信側では、前記オリジナルな通信データから分離した前記キャリア信号から前記付加データを再生することを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】
前記通信データの信号成分の少ない低周波帯域を利用可能な低周波信号をキャリア信号とすることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。
【請求項３】
前記付加データにより変調した前記キャリア信号により前記通信データを振幅変調し、前記通信データの波高値を前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で変化させ送信することを特徴とする請求項１または２記載のデータ伝送方法。
【請求項４】
前記通信データの低周波成分をなくすため、前記通信データの符号の形式の最適化を行うことを特徴とする請求項２または３記載のデータ伝送方法。
【請求項５】
前記キャリア信号から再生した付加データに対しエラー訂正を行うことを特徴とする請求項１乃至４記載のデータ伝送方法。
【請求項６】
伝送すべきオリジナルな通信データとともに付加データを送信するデータ伝送装置であって、
前記オリジナルな通信データを送受信するディジタル信号伝送系において前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用可能なキャリア信号を前記付加データにより変調する変調手段と、
前記変調手段において前記付加データにより変調された前記キャリア信号により、前記通信データの振幅について前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの波高値を変化させる通信データ振幅制御手段と、
前記付加データにより変調された前記キャリア信号により波高値が変化した前記通信データを送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項７】
前記変調手段は、前記通信データの信号成分の少ない低周波帯域を利用可能な低周波信号を前記付加データにより変調することを特徴とする請求項６記載のデータ伝送装置。
【請求項８】
前記通信データ振幅制御手段は、前記付加データにより変調した前記キャリア信号により前記通信データを振幅変調し、前記通信データの波高値を前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で変化させることを特徴とする請求項６または７記載のデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される振幅誤差の範囲内で、付加データにより変調されたキャリア信号を本来伝送すべきオリジナルな通信データに重畳させ、前記本来伝送すべきオリジナルな通信データの他に付加データを伝送できるデータ伝送方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディジタル信号を扱う規格としては、例えばＩＥＣ９５８相当のディジタル  オーディオ  インタフェースがある（例えば、非特許文献１参照）。このようなＩＥＣ９５８などの規格は、極端に低域、ＤＣ成分が少なく、また、信号の振幅の許容範囲が±２０％などと大きいフォーマットとなっている。
【０００３】
【非特許文献１】日本電子機械工業会規格、ＥＩＡＪ  ＣＰ−１２０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来のデータ伝送方法および装置においては、以下の短所が付随している。例えば、ＩＥＣ９５８相当のディジタル  オーディオ  インタフェースの規格に従ってディジタル信号を扱う場合、極端に低域、ＤＣ成分が少なく、また、信号の振幅の許容範囲が±２０％などと大きいフォーマットとなっている場合、本来伝送すべきオリジナルな通信データの他に、これら極端に低域、ＤＣ成分が少ない低周波数帯域を利用して付加情報を伝送することは十分可能である。しかしながら、これら低周波数帯域を利用し付加情報を伝送するデータ伝送方法や装置については考案されることがなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、伝送品質の劣化を招くことなく、本来伝送すべきオリジナルな通信データの振幅についてそのディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用し、本来伝送すべきオリジナルな通信データの他に、付加データの伝送を可能にしたデータ伝送方法および装置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】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明にかかるデータ伝送方法は、伝送すべきオリジナルな通信データを送受信するディジタル信号伝送系において、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用可能な信号をキャリア信号とし、前記キャリア信号を付加データにより変調し、前記通信データの振幅について前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記付加データにより変調された前記キャリア信号により前記通信データの波高値を変化させ送信し、受信側では、前記オリジナルな通信データから分離した前記キャリア信号から前記付加データを再生することを特徴とする。
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる装置は、伝送すべきオリジナルな通信データを送受信するディジタル信号伝送系において前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用可能なキャリア信号を付加データにより変調する変調手段と、前記変調手段において前記付加データにより変調された前記キャリア信号により、前記通信データの振幅について前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの波高値を変化させる通信データ振幅制御手段と、前記付加データにより変調された前記キャリア信号により波高値が変化した前記通信データを送信する送信手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかるデータ伝送方法および装置は、伝送品質の劣化を招くことなく、本来伝送すべきオリジナルな通信データの振幅についてそのディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用し、前記通信データの他に付加データの伝送が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
伝送品質の劣化を招くことなく、本来伝送すべきオリジナルな通信データの振幅についてそのディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用し、本来伝送すべきオリジナルな通信データの他に、付加データの伝送を可能にするという目的を、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用可能な信号をキャリア信号とし、前記通信データの振幅について前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記付加データにより変調した前記キャリア信号により前記通信データの波高値を変化させ送信し、受信側では、前記オリジナルな通信データから分離した前記キャリア信号から前記付加データを再生することで実現した。
【００１０】
また、伝送品質の劣化を招くことなく、本来伝送すべきオリジナルな通信データの振幅についてそのディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用し、本来伝送すべきオリジナルな通信データの他に、付加データの伝送を可能にするという目的を、前記通信データの信号成分の少ない周波数帯域を利用可能なキャリア信号を前記付加データにより変調する変調手段と、前記変調手段において前記付加データにより変調された前記キャリア信号により、前記通信データの振幅について前記ディジタル信号伝送系のフォーマット上で許容される範囲内で、前記通信データの波高値を変化させる通信データ振幅制御手段と、前記付加データにより変調された前記キャリア信号により波高値が変化した前記通信データを送信する送信手段とを備えたことで実現した。
【実施例１】
【００１１】
この実施例１のデータ伝送方法が適用される装置は、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ
Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ＩＥＣ９５８相当のディジタル  オーディオ  インタフェース等の規格において、そのフォーマット上、低周波成分が少なく、また、信号の振幅の許容範囲が大きい場合、その低周波領域にキャリアを付加し、そのキャリアを付加データにより変調することにより、本来伝送すべきオリジナルな通信データの波高値を、フォーマット上で許容される前記振幅の許容範囲内で、前記付加データにより変調された前記キャリアで振幅変調し、前記本来伝送すべきオリジナルな通信データの他に付加データを伝送するようにしたものである。
【００１２】
以下の説明では、ＩＥＣ９５８を例にして説明する。
伝送路の帯域は通常、低周波数帯域まで確保されている。このため、例えば付加データの“Ｈｉｇｈ”レベルの期間、キャリア信号を出力し、また“Ｌｏｗ”レベルの期間、キャリア信号の出力を停止させることで前記付加データによりキャリア信号を変調し、さらに、前記付加データにより変調されているキャリア信号により、直接、本来伝送すべきオリジナルな通信データを振幅変調し、前記オリジナルな通信データの他に付加データを伝送する。
【００１３】
図１は、この実施例１のデータ伝送方法が適用される送信側のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。
この送信側のデータ伝送装置は、オリジナル信号出力デバイス１と、キャリア正弦波発生・変調部（変調手段）２と、帯域フィルタ３と、振幅コントロール部（通信データ振幅制御手段）４と、最終出力部（送信手段）５を備えている。
オリジナル信号出力デバイス１は、本来伝送すべきオリジナルな通信データを出力する。キャリア正弦波発生・変調部２は、例えば１００ＫＨｚの正弦波であるキャリア信号を発生し、さらにこのキャリア信号を付加データにより変調する。帯域フィルタ３は、キャリア正弦波発生・変調部２において前記付加データにより変調されたキャリア信号に対し帯域制限処理を施し、不要な周波数成分を除去する。振幅コントロール部４は、前記帯域フィルタ３において不要な周波数成分が除去された前記キャリア信号をもとに、オリジナル信号出力デバイス１が出力する前記オリジナルな通信データの振幅制御を行うものである。最終出力部５は、振幅制御が行われた前記通信データを受信側へ出力するための波形整形、信号電流の増幅などを含む信号処理を行う。
【００１４】
図２は、受信側のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。この受信側のデータ伝送装置は、第１の帯域フィルタ１１と、整流・平滑部１２と、第２の帯域フィルタ１３と、デコード部１４と、オリジナル信号入力デバイス１５を備えている。
第１の帯域フィルタ１１は、送信側のデータ伝送装置から送られてきた振幅変調された前記オリジナルな通信データから前記キャリア信号を抽出するための帯域特性を有したフィルタであり、抽出した前記キャリア信号を増幅するためのアンプを備えている。整流・平滑部１２は、第１の帯域フィルタ１１で抽出された前記キャリア信号を整流し平滑するための整流回路と積分回路を備えている。第２の帯域フィルタ１３は、整流・平滑部１２において整流され平滑された前記キャリア信号に含まれる不要な周波数成分を遮断するとともに、前記キャリア信号のみを通過させ、さらに増幅するアンプを備えている。この第２の帯域フィルタ１３から出力される信号は、前記送信側のデータ伝送装置のキャリア正弦波発生・変調部２においてキャリア信号を変調した付加データを表している。デコード部１４は、第２の帯域フィルタ１３から出力された前記付加データをデコード処理する。オリジナル信号入力デバイス１５は、送信側のデータ伝送装置から送られてきた前記オリジナルな通信データを抽出する。
【００１５】
次に動作について説明する。
送信側のデータ伝送装置では、キャリア正弦波発生・変調部２において生成した１００ＫＨｚのキャリア信号が付加データにより変調され帯域フィルタ３へ出力される。このキャリア正弦波発生・変調部２においてキャリア信号が付加データにより変調される形態は、
例えば、付加データの“Ｈｉｇｈ”レベルの期間、キャリア信号が出力され、また“Ｌｏｗ”レベルの期間、キャリア信号の出力が停止することにより、キャリア信号が付加データにより変調される。帯域フィルタ３では、付加データにより変調された前記キャリア信号に対し帯域制限処理が施され、不要な周波数成分が排除され、振幅コントロール部４へ出力される。振幅コントロール部４では、オリジナル信号出力デバイス１から出力された前記オリジナルな通信データの振幅、波高値が、前記付加データにより変調された前記キャリア信号により制御される。すなわち、前記オリジナルな通信データに前記付加データにより変調されたキャリア信号が重畳される波形となって、最終出力部５から伝送路へ出力され、受信側のデータ伝送装置へ送られる。
【００１６】
受信側のデータ伝送装置では、第１の帯域フィルタ１１により、送信側のデータ伝送装置から送られてきた前記オリジナルな通信データに載っている、前記付加データにより変調された前記キャリア信号を抽出し、さらに整流・平滑部１２で検波した後、前記付加データを検出して、デコード部１４へ出力する。
【００１７】
なお、以上の説明では、ディジタル信号伝送系としてＩＥＣ９５８を例に説明したが、ＵＡＲＴ、ＵＳＢともに非クロック同期式であることから、ある時間内に同期を確立するために、必ず“Ｈｉｇｈ”レベルと“Ｌｏｗ”レベルの変化がある信号形式となっている。このため、低周波数成分は少ないがＩＥＣ９５８よりは多く、基本クロック信号の周波数よりもかなり低い周波数帯域まで信号の周波数成分は存在している。このため、ＵＡＲＴ、ＵＳＢなどのディジタル信号伝送系である場合には、低周波数成分、ＤＣ成分を極力少なくするために、元の送信データの“Ｈｉｇｈ”レベルと“Ｌｏｗ”レベルの並び、すなわち、低周波数成分、ＤＣ成分を極力少なくするための前記送信データの符号の形式の最適化を行う手法を適用することが、付加データの転送レートの高速化に有効である。
【００１８】
また、キャリア信号の周波数が高いほど元の信号の低周波数成分とのレベル差が少なくなり、Ｃ／Ｎ（キャリア信号対雑音比）がとれなくなるため、このような場合にはエラー訂正回路を備えるように構成するのが有効である。
【００１９】
以上のように、この実施例１によれば、ＩＥＣ９５８、ＵＡＲＴ、ＵＳＢなどのディジタル信号伝送系において、伝送品質の劣化を招くことなく、フォーマット上で許容される振幅誤差の範囲内で、本来のオリジナルな通信データの他に付加データの伝送を可能にするデータ伝送方法および装置を提供できる効果がある。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２について説明する。
図３は、この実施例２の送信側のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。この送信側のデータ伝送装置は、ＩＥＣ９５８出力部２１と、正弦波発生部２２と、キャリアＯＮ／ＯＦＦ制御部（変調手段）２３と、帯域フィルタ２４と、振幅コントロール部（通信データ振幅制御手段）２５と、最終出力部（送信手段）２６を備えている。
【００２１】
ＩＥＣ９５８出力部２１は、ＩＥＣ９５８ディジタル伝送系で規定される２ＭＨｚのディジタル信号Ａを出力する。このディジタル信号Ａは波高値Ｐ−Ｐの大きさが３．３Ｖのバイフェーズ信号である。正弦波発生部２２は、５０ＫＨｚの正弦波の信号Ｂをキャリア信号として出力するものである。この正弦波の信号Ｂは、波高値Ｐ−Ｐの大きさが約２Ｖの信号である。キャリアＯＮ／ＯＦＦ制御部２３は、例えばマイクロコンピュータなどの制御手段より出力された付加データである信号Ｃにより、前記５０ＫＨｚの正弦波の信号Ｂをオン／オフ制御し、前記キャリア信号が前記付加データにより変調された形態の信号Ｄを出力する。この変調の形態は、例えば、付加データの“Ｈｉｇｈ”レベルの期間、前記キャリア信号が出力され、また“Ｌｏｗ”レベルの期間、前記キャリア信号の出力が停止することにより、キャリア信号が付加データにより変調される。
【００２２】
帯域フィルタ２４は、前記５０ＫＨｚのキャリア信号を通過させる通過帯域を有しており、前記キャリア信号に含まれる不要な周波数成分を除去する。振幅コントロール部２５は、帯域フィルタ２４の出力である信号Ｅにより、前記ＩＥＣ９５８ディジタル伝送系で規定される２ＭＨｚのディジタル信号Ａを振幅変調し、振幅変調された波形の波高値Ｐ−Ｐの大きさが３．９Ｖの信号Ｆを出力する。最終出力部２６は、信号Ｆに対し受信側へ伝送するための波形整形、信号電流の増幅などを含む信号処理を行い、信号Ｇとして受信側へ出力する。
【００２３】
図４は、受信側のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。この受信側のデータ伝送装置は、帯域フィルタ２７と、整流・平滑部２８と、付加データ処理部２９と、オリジナル信号入力デバイス３０を備えている。
【００２４】
送信側のデータ伝送装置の最終出力部２６から出力された信号Ｇは、信号Ｈとして受信側のデータ伝送装置で受信される。受信された信号Ｈは、帯域フィルタ２７とオリジナル信号入力デバイス３０へ入力される。この信号Ｈは、付加データによりオン／オフ制御されているキャリア信号により本来のオリジナルな通信データを振幅変調した信号である。帯域フィルタ２７は、信号Ｈから付加データにより変調されているキャリア信号を抽出するための帯域、つまり５０ＫＨｚのキャリア信号成分を抽出するための通過帯域を有しているフィルタであり、抽出した前記キャリア信号を増幅し、信号Ｉとして出力するためのアンプを備えている。整流・平滑部２８は、前記キャリア信号を整流し平滑し、信号Ｊとして出力するための整流回路と積分回路を備えている。前記キャリア信号を整流し平滑することで整流・平滑部２８から出力された信号Ｊは、前記送信側のデータ伝送装置のキャリアＯＮ／ＯＦＦ制御部２３においてキャリア信号をオン／オフ制御し変調した付加データを表している。付加データ処理部２９は、付加データのデコード処理などを行う。
オリジナル信号入力デバイス３０は、入力された信号Ｈから本来のオリジナルな通信データを抽出する。
【００２５】
図５は、この実施例２の送信側および受信側のデータ伝送装置の各部の信号波形を示す波形図である。以下、図５に示す波形図を参照しながら動作について説明する。
送信側のデータ伝送装置では、正弦波発生部２２において生成した図５（ロ）に信号Bとして示す５０ＫＨｚのキャリア信号が、図５（ハ）に示す付加データである信号CによりキャリアＯＮ／ＯＦＦ制御部２３において変調され、同図（ニ）に示す信号Dとして帯域フィルタ２４へ出力される。このキャリアＯＮ／ＯＦＦ制御部２３においてキャリア信号が付加データにより変調される形態は、リモコン送信器とリモコン受信器との間のデータの送受信に採用されている、例えば、付加データの“Ｈｉｇｈ”レベルの期間、キャリア信号が出力され、また“Ｌｏｗ”レベルの期間、キャリア信号の出力が停止することにより、キャリア信号を付加データにより変調する方式が用いられる。
【００２６】
帯域フィルタ２４では、付加データにより変調されている前記キャリア信号に対し帯域制限処理が施され、不要な周波数成分が排除され、図５（ホ）に示す信号Eとして振幅コントロール部２５へ出力される。振幅コントロール部２５では、ＩＥＣ９５８出力部２１から出力されたＩＥＣ９５８ディジタル伝送系で規定される２ＭＨｚ近辺のディジタル信号Ａを前記信号Eにより振幅変調し、振幅変調された波高値Ｐ−Ｐの大きさが３．９Ｖの同図（ヘ）に示す信号Ｆを最終出力部２６へ出力する。最終出力部２６では、前記信号Ｆに対し受信側へ伝送するための波形整形、信号電流の増幅などを含む信号処理を行い、同図（ト）に示す信号Ｇとして受信側へ出力する。
【００２７】
このように、送信側のデータ伝送装置では、前記オリジナルな通信データの振幅、波高値が、前記付加データにより変調された前記キャリア信号により制御される。すなわち、前記付加データにより変調されたキャリア信号が前記オリジナルな通信データに重畳される波形となって、最終出力部２６から例えば光ファイバや同軸ケーブルなどの伝送路へ出力され、受信側のデータ伝送装置へ送られる。なお、伝送路が光ファイバである場合には、電気信号を光信号へ、また光信号を電気信号へ変換するためのインタフェースが必要である。
【００２８】
受信側のデータ伝送装置では、送信側のデータ伝送装置から送られてきた図５（チ）に示す、前記オリジナルな通信データに載っている前記付加データにより変調された前記キャリア信号を、帯域フィルタ２７により抽出する。この帯域フィルタ２７により抽出した信号Iを図５（リ）に示す。この信号Iは、さらに整流・平滑部２８で検波され、図５（ヌ）に信号Jとして示す付加データとして検出され、付加データ処理部２９へ出力される。
【００２９】
なお、この実施例２のデータ伝送装置においても、ディジタル信号伝送系としてＩＥＣ９５８を例に説明したが、ＵＡＲＴ、ＵＳＢともに非クロック同期式であることから、ある時間内に同期を確立するために、必ず“Ｈｉｇｈ”レベルと“Ｌｏｗ”レベルの変化がある信号形式となっている。このため、低周波数成分は少ないがＩＥＣ９５８よりは多く、基本クロック信号の周波数よりもかなり低い周波数帯域まで信号の周波数成分は存在している。このため、ＵＡＲＴ、ＵＳＢなどのディジタル信号伝送系である場合、低周波数成分、ＤＣ成分を極力少なくするために、元の送信データの“Ｈｉｇｈ”レベルと“Ｌｏｗ”レベルの並びを最適なものにする手法を適用することが、付加データの転送レートの高速化に有効である。
【００３０】
また、キャリア信号の周波数が高いほど元の信号の低周波数成分とのレベル差が少なくなり、Ｃ／Ｎ（キャリア信号対雑音比）がとれなくなるため、このような場合にはエラー訂正回路を備えるように構成するのが有効である。
【００３１】
以上のように、この実施例２によれば、ＩＥＣ９５８、ＵＡＲＴ、ＵＳＢなどのディジタル信号伝送系において、伝送品質の劣化を招くことなく、フォーマット上で許容される振幅誤差の範囲内で、本来のオリジナルな通信データの他に付加データの伝送を可能にするデータ伝送方法および装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１のデータ伝送方法が適用される送信側のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１のデータ伝送方法が適用される受信側のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例２の送信側のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例２の受信側の付加データ伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例２の送信側および受信側のデータ伝送装置の各部の信号波形を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３３】
２……キャリア正弦波発生・変調部（変調手段）、４……振幅コントロール部（通信データ振幅制御手段）、５……最終出力部（送信手段）、２３……キャリアＯＮ／ＯＦＦ制御部（変調手段）、２５……振幅コントロール部（通信データ振幅制御手段）、２６……最終出力部（送信手段）、２７……帯域フィルタ。
【図１】
2005142896.tif 000003
【図２】
2005142896.tif 000004
【図３】
2005142896.tif 000005
【図４】
2005142896.tif 000006
【図５】
2005142896.tif 000007