(57)【要約】第１の初期化パターン信号を、最大の信号レベルと最小の信号レベルとが交互に現れる信号とし、第２の初期化パターン信号を、すべての信号レベルが予め定められた配列で現れる信号とした。そして、複数台のデータ伝送装置（１００）を備えたリング型ネットワークにおいて、データ伝送装置の送信部（１１０）は、電源投入時またはリセット後、第１の初期化パターン信号を順次、次段のデータ伝送装置に送出し、受信部（１２０）は、受信した第１の初期化パターン信号に基づいてクロック同期の確立を行ない、すべてのデータ伝送装置の同期を確立すると、送信部（１１０）より第２の初期化パターン信号を順次、次段のデータ伝送装置に送出し、受信部（１２０）は、受信した第２の初期化パターン信号に基づいて各信号レベルに対する判定レベルを設定し、すべてのデータ伝送装置において判定レベルを設定すると、データの送受信を開始する。
2002030078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ビット以上のデータを１データシンボルとして信号レベルに割り当ててデータ伝送を行う複数台のデータ伝送装置を、リング型に接続したネットワークにおける初期化方法であって、
上記データ伝送装置のうちの１台はマスタデータ伝送装置であり、それ以外の上記データ伝送装置はスレーブデータ伝送装置であり、
電源投入時またはリセット直後、上記マスタデータ伝送装置より第１の初期化パターン信号を次段のスレーブデータ伝送装置に送出し、
上記次段のスレーブデータ伝送装置は、上記第１の初期化パターン信号を受信してクロック同期の確立を行い、
クロック同期を確立すると、上記第１の初期化パターン信号を、さらに次段のデータ伝送装置に送出し、
ネットワークに接続されているすべての上記スレーブデータ伝送装置および上記マスタデータ伝送装置において同期を確立すると、上記マスタデータ伝送装置より上記第２の初期化パターン信号を上記次段のスレーブデータ伝送装置に送出し、
上記次段のスレーブデータ伝送装置は、上記第２の初期化パターン信号を受信して各信号レベルに対する判定レベルを設定するとともに、上記第２の初期化パターン信号をさらに次段のデータ伝送装置に送出し、
ネットワークに接続されているすべての上記スレーブデータ伝送装置および上記マスタデータ伝送装置においてデータの判定レベルを設定した後に、データの送受信を開始する、
ことを特徴とする初期化方法。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の初期化方法において、
上記第１の初期化パターン信号は、最大の信号レベルと最小の信号レベルとが交互に現れる信号であり、
上記第２の初期化パターン信号は、すべての信号レベルが予め定められた配列で現れる信号である、
ことを特徴とする初期化方法。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載の初期化方法において、
上記第１の初期化パターン信号は、最後部に、上記第１の初期化パターン信号と上記第２の初期化パターン信号とを区別する信号が現れる信号である、
ことを特徴とする初期化方法。
【請求項４】
請求の範囲第２項に記載の初期化方法において、
上記第２の初期化パターン信号は、先頭部に、上記第１の初期化パターン信号と上記第２の初期化パターン信号とを区別する信号が現れる信号である、
ことを特徴とする初期化方法。
【請求項５】
リング型ネットワークに接続され、１ビット以上のデータを１データシンボルとして信号レベルに割り当ててデータ伝送を行うデータ伝送装置であって、
クロック同期を確立するための第１の初期化パターン信号を、次段に接続されている上記データ伝送装置に送出する第１の初期化パターン送出部と、
上記信号レベルを閾値判定する判定レベルを設定するための第２の初期化パターン信号を、次段に接続されている上記データ伝送装置に送出する第２の初期化パターン送出部と、
前段に接続されている上記データ伝送装置より伝送される上記第１の初期化パターン信号を受信してクロック再生を行い、同期を確立する同期確立部と、を備え、
上記第１の初期化パターン信号を受信して同期を確立し、上記第２の初期化パターン信号を受信してデータの判定レベルを設定した後、データの送受信を開始する、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載のデータ伝送装置であって、
電源投入時またはリセット直後、上記第１の初期化パターン送出部より上記第１の初期化パターン信号を送出し、すべての上記データ伝送装置において同期を確立すると、上記第２の初期化パターン送出部より上記第２の初期化パターン信号を送出するマスタデータ伝送装置である、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項７】
請求の範囲第５項に記載のデータ伝送装置であって、
同期を確立すると、上記第１の初期化パターン送出部より上記第１の初期化パターン信号を送出し、上記第２の初期化パターン信号の先頭を受信すると、上記第２の初期化パターン送出部より上記第２の初期化パターン信号を送出するスレーブデータ伝送装置である、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、リング型ネットワークにおける初期化方法、およびデータ伝送装置に関し、特に、同期を確立するための初期化パターン信号、および判定レベルを設定するための初期化パターン信号を生成し、この初期化パターン信号により同期の確立および判定レベルの設定を行う初期化方法、およびデータ伝送装置に関する。
背景技術
従来のデータ伝送方法に、データシンボルを電気信号や光信号などの信号レベルに変換して伝送を行うものがある。その際、送信する信号が一定の信号レベルをとり続けた場合や、特定のパターンの信号レベルを繰り返しとり続けた場合に、データ受信装置においては、本来の信号レベルの大きさを検出することができず、正しいデータ受信が行えないことがある。これを避けるための一つの方法がスクランブル方式であり、送信するデジタルデータに乱数を加算することにより、送信するデータシンボルを、全ての信号レベルに平均的に割り当てるようにする方法である。
第８図はＣＡＴＶ（ＣＡＢＬＥ　ＴＥＬＥＶＩＳＩＯＮ）のデータ受信機の構成を示す図である。第８図に示すようにＣＡＴＶのデータ受信機は、チューナ８０１と、ダウンコンバータ８０２と、Ａ／Ｄコンバータ８０３と、検波部８０４と、デジタルフィルタ８０５と、判定処理部８０６と、デスクランブラ８０７と、クロック再生部８０８と、ゲイン検出部８０９と、を備えている。
ＣＡＴＶのデータにはスクランブル処理が施されており、受信されるデータシンボルは全ての信号レベルがほぼ平均的に含まれるものである。ＣＡＴＶの伝送方式としては、１６ＱＡＭ（ＱＵＡＤＲＡＴＵＲＥ　ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ　ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ）や６４ＱＡＭ等の直交振幅変調が用いられ、伝送路には通常同軸ケーブルが使用される。
次に、このように構成されるＣＡＴＶのデータ受信機の動作を説明する。
同軸ケーブルを介して受信されるＱＡＭ変調信号は、チューナ８０１とダウンコンバータ８０２を介して周波数変換され、１チャンネル分のＱＡＭ変調信号がＡ／Ｄコンバータ８０３に入力される。この１チャンネル分のＱＡＭ変調信号はＡ／Ｄコンバータ８０３でデジタル信号に変換され、検波部８０４でＩ軸信号とＱ軸信号が分離復調される。そして、デジタルフィルタ８０５でノイズ除去された後、判定処理部８０６でデータシンボルが復号され、デスクランブラ８０７でデスクランブル処理が行われ、データが得られる。またクロック再生部８０８は、送信部のクロックずれをＩ軸信号とＱ軸信号から検出することによって同期の確立を行う。
データにはスクランブル処理が施されており、受信信号は全ての信号レベルがほぼ平均的に含まれるものである。ゲイン検出部８０９は受信した信号レベルを検出し、判定処理部８０６で正しく復号できるようにゲイン調整を行う。つまり、受信した信号レベルを保持している閾値に対応させるように、ダウンコンバータ８０２にフィードバックをかけてゲイン調整を行う。またダウンコンバータ８０２は、必要に応じてチューナ８０１のゲイン調整を行う。
しかしながら、スクランブル処理やデスクランブル処理を施す際にデータのタイミング合わせをするためのデータフレームが必要であり、データフレームを持たない形式のデータに対しては、スクランブル処理を施すことができない。その上、スクランブル処理を施すことができた場合でも、スクランブルに用いた乱数列に、伝送するデータのパターンが一致した場合には、同じ信号レベルが続くことになる、という問題があった。
さらに、従来のデータ伝送方法では、ゲイン調整を行うためにすべての信号レベルを受信する必要があるので、データにスクランブル処理を施して平均化しなければならない。ところが、ある特定の信号レベルしか現れないパターンの信号が連続する場合には、ゲイン調整が不可能となり、信号レベルの正確な判定ができないという問題があった。
また、データを送信する送信部と、データを受信する受信部とを有するデータ送受信装置を複数台備え、各データ送受信装置をリング状に接続して構築したネットワークにおいても、それぞれのデータ送受信装置の受信部において、上記のようなデータ受信機と同様の問題があった。
本発明は上記のような問題点を解決するためのものであり、多値化伝送において、送信データにスクランブルを施すことなく、信号レベル、パターンによらない正確なデータ伝送を可能とすることのできる初期化方法、およびデータ伝送装置を提供することを目的とする。
発明の開示
上記の課題を解決するために、本発明（請求の範囲第１項）にかかる初期化方法は、１ビット以上のデータを１データシンボルとして信号レベルに割り当ててデータ伝送を行う複数台のデータ伝送装置を、リング型に接続したネットワークにおける初期化方法であって、上記データ伝送装置のうちの１台はマスタデータ伝送装置であり、それ以外の上記データ伝送装置はスレーブデータ伝送装置であり、電源投入時またはリセット直後、上記マスタデータ伝送装置より第１の初期化パターン信号を次段のスレーブデータ伝送装置に送出し、上記次段のスレーブデータ伝送装置は、上記第１の初期化パターン信号を受信してクロック同期の確立を行い、クロック同期を確立すると、上記第１の初期化パターン信号を、さらに次段のデータ伝送装置に送出し、ネットワークに接続されているすべての上記スレーブデータ伝送装置および上記マスタデータ伝送装置において同期を確立すると、上記マスタデータ伝送装置より上記第２の初期化パターン信号を上記次段のスレーブデータ伝送装置に送出し、上記次段のスレーブデータ伝送装置は、上記第２の初期化パターン信号を受信して各信号レベルに対する判定レベルを設定するとともに、上記第２の初期化パターン信号をさらに次段のデータ伝送装置に送出し、ネットワークに接続されているすべての上記スレーブデータ伝送装置および上記マスタデータ伝送装置においてデータの判定レベルを設定した後に、データの送受信を開始する、ことを特徴とする。
また、本発明（請求の範囲第２項）にかかる初期化方法は、請求の範囲第１項に記載の初期化方法において、上記第１の初期化パターン信号は、最大の信号レベルと最小の信号レベルとが交互に現れる信号であり、上記第２の初期化パターン信号は、すべての信号レベルが予め定められた配列で現れる信号である、ことを特徴とする。
また、本発明（請求の範囲第３項）にかかる初期化方法は、請求の範囲第２項に記載の初期化方法において、上記第１の初期化パターン信号は、最後部に、上記第１の初期化パターン信号と上記第２の初期化パターン信号とを区別する信号が現れる信号である、ことを特徴とする。
また、本発明（請求の範囲第４項）にかかる初期化方法は、請求の範囲第２項に記載の初期化方法において、上記第２の初期化パターン信号は、先頭部に、上記第１の初期化パターン信号と上記第２の初期化パターン信号とを区別する信号が現れる信号である、ことを特徴とする。
また、本発明（請求の範囲第５項）にかかるデータ伝送装置は、リング型ネットワークに接続され、１ビット以上のデータを１データシンボルとして信号レベルに割り当ててデータ伝送を行うデータ伝送装置であって、クロック同期を確立するための第１の初期化パターン信号を、次段に接続されている上記データ伝送装置に送出する第１の初期化パターン送出部と、上記信号レベルを閾値判定する判定レベルを設定するための第２の初期化パターン信号を、次段に接続されている上記データ伝送装置に送出する第２の初期化パターン送出部と、前段に接続されている上記データ伝送装置より伝送される上記第１の初期化パターン信号を受信してクロック再生を行い、同期を確立する同期確立部と、を備え、上記第１の初期化パターン信号を受信して同期を確立し、上記第２の初期化パターン信号を受信してデータの判定レベルを設定した後、データの送受信を開始する、ことを特徴とする。
また、本発明（請求の範囲第６項）にかかるデータ伝送装置は、請求の範囲第５項に記載のデータ伝送装置であって、電源投入時またはリセット直後、上記第１の初期化パターン送出部より上記第１の初期化パターン信号を送出し、すべての上記データ伝送装置において同期を確立すると、上記第２の初期化パターン送出部より上記第２の初期化パターン信号を送出するマスタデータ伝送装置である、ことを特徴とする。
また、本発明（請求の範囲第７項）にかかるデータ伝送装置は、請求の範囲第５項に記載のデータ伝送装置であって、同期を確立すると、上記第１の初期化パターン送出部より上記第１の初期化パターン信号を送出し、上記第２の初期化パターン信号の先頭を受信すると、上記第２の初期化パターン送出部より上記第２の初期化パターン信号を送出するスレーブデータ伝送装置である、ことを特徴とする。
以上のように本発明（請求の範囲第１項）の初期化方法によれば、１ビット以上のデータを１データシンボルとして信号レベルに割り当ててデータ伝送を行う複数台のデータ伝送装置を、リング型に接続したネットワークにおける初期化方法であって、上記データ伝送装置のうちの１台はマスタデータ伝送装置であり、それ以外の上記データ伝送装置はスレーブデータ伝送装置であり、電源投入時またはリセット直後、上記マスタデータ伝送装置より第１の初期化パターン信号を次段のスレーブデータ伝送装置に送出し、上記次段のスレーブデータ伝送装置は、上記第１の初期化パターン信号を受信してクロック同期の確立を行い、クロック同期を確立すると、上記第１の初期化パターン信号を、さらに次段のデータ伝送装置に送出し、ネットワークに接続されているすべての上記スレーブデータ伝送装置および上記マスタデータ伝送装置において同期を確立すると、上記マスタデータ伝送装置より上記第２の初期化パターン信号を上記次段のスレーブデータ伝送装置に送出し、上記次段のスレーブデータ伝送装置は、上記第２の初期化パターン信号を受信して各信号レベルに対する判定レベルを設定するとともに、上記第２の初期化パターン信号をさらに次段のデータ伝送装置に送出し、ネットワークに接続されているすべての上記スレーブデータ伝送装置および上記マスタデータ伝送装置においてデータの判定レベルを設定した後に、データの送受信を開始するもの、としたので、上記各データ伝送装置の同期を確立し、データシンボルの判定レベルを設定することができる。さらに、上記第２の初期化パターン信号に含まれる各信号レベルの電圧値により判定レベルを設定するので、伝送路に応じた判定レベルを設定することができ、送信されるデータシンボルのパターンや、受信した信号レベルの値の影響を受けることなく、正確なデータ受信を行うことができる。そのうえ、上記第２の初期化パターン信号の先頭を受信したら、次段のデータ伝送装置に送信することができるので、より高速に、判定レベルの設定、およびリング型ネットワークの初期化を行うことができる。
また、本発明（請求の範囲第２項）の初期化方法によれば、請求の範囲第１項に記載の初期化方法において、上記第１の初期化パターン信号は、最大の信号レベルと最小の信号レベルとが交互に現れる信号であり、上記第２の初期化パターン信号は、すべての信号レベルが予め定められた配列で現れる信号である、としたので、クロック再生により同期を確立した後で、データシンボルの判定レベルを設定することができる。また、上記第２の初期化パターン信号にスクランブルを施すことなく、すべての信号レベルを得ることができる。
また、本発明（請求の範囲第３項）の初期化方法によれば、上記第１の初期化パターン信号は、最後部に、上記第１の初期化パターン信号と上記第２の初期化パターン信号とを区別する信号が現れる信号である、としたので、上記第２の初期化パターン信号の先頭を検出することができ、上記第２の初期化パターン信号のすべてを受信するのを待つことなく、上記第２の初期化パターン信号を次段のデータ伝送装置に送信することができる。
また、本発明（請求の範囲第４項）の初期化方法によれば、請求の範囲第２項に記載の初期化方法において、上記第２の初期化パターン信号は、先頭部に、上記第１の初期化パターン信号と上記第２の初期化パターン信号とを区別する信号が現れる信号である、としたので、上記第２の初期化パターン信号の先頭を検出することができ、上記第２の初期化パターン信号のすべてを受信するのを待つことなく、上記第２の初期化パターン信号を次段のデータ伝送装置に送信することができる。
また、本発明（請求の範囲第５項）のデータ伝送装置によれば、リング型ネットワークに接続され、１ビット以上のデータを１データシンボルとして信号レベルに割り当ててデータ伝送を行うデータ伝送装置であって、クロック同期を確立するための第１の初期化パターン信号を、次段に接続されている上記データ伝送装置に送出する第１の初期化パターン送出部と、上記信号レベルを閾値判定する判定レベルを設定するための第２の初期化パターン信号を、次段に接続されている上記データ伝送装置に送出する第２の初期化パターン送出部と、前段に接続されている上記データ伝送装置より伝送される上記第１の初期化パターン信号を受信してクロック再生を行い、同期を確立する同期確立部と、を備え、上記第１の初期化パターン信号を受信して同期を確立し、上記第２の初期化パターン信号を受信してデータの判定レベルを設定した後、データの送受信を開始するもの、としたので、上記各データ伝送装置の同期を確立し、データシンボルの判定レベルを設定することができる。さらに、上記第２の初期化パターン信号に含まれる各信号レベルの電圧値により判定レベルを設定するので、伝送路に応じた判定レベルを設定することができ、送信されるデータシンボルのパターンや、受信した信号レベルの値の影響を受けることなく、正確なデータ受信を行うことができる。
また、本発明（請求の範囲第６項）のデータ伝送装置によれば、請求の範囲第５項に記載のデータ伝送装置であって、電源投入時またはリセット直後、上記第１の初期化パターン送出部より上記第１の初期化パターン信号を送出し、すべての上記データ伝送装置において同期を確立すると、上記第２の初期化パターン送出部より上記第２の初期化パターン信号を送出するマスタデータ伝送装置であるとしたので、リング型ネットワークを初期化することができる。
また、本発明（請求の範囲第７項）のデータ伝送装置によれば、請求の範囲第５項に記載のデータ伝送装置であって、同期を確立すると、上記第１の初期化パターン送出部より上記第１の初期化パターン信号を送出し、上記第２の初期化パターン信号の先頭を受信すると、上記第２の初期化パターン送出部より上記第２の初期化パターン信号を送出するスレーブデータ伝送装置である、としたので、リング型ネットワークを初期化することができる。さらに、上記第２の初期化パターン信号の先頭を受信したら、次段のデータ伝送装置に送信することができるので、より高速に、判定レベルの設定、およびリング型ネットワークの初期化を行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必ずしもこの実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
本発明の請求の範囲第１項ないし請求の範囲第４項に記載の初期化方法、および請求の範囲第５項ないし請求の範囲第７項に記載のデータ伝送装置を実施の形態１として、図面を参照しながら説明する。
第１図は本実施の形態１に係るデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。
第１図に示すように本実施の形態１によるデータ伝送装置１００は、データを伝送する送信部１１０と、送信部１１０より伝送されたデータを受信する受信部１２０と、送信部１１０より送出されたデータを伝送する伝送路１３０と、を有するものである。
送信部１１０は、伝送するデジタル信号をシンボルタイミング毎に８個の信号レベルにマッピングするデータマッピング部１１１と、第１の初期化パターン信号を生成する第１の初期化パターン発生部１１２と、第２の初期化パターン信号を生成する第２の初期化パターン発生部１１３と、デジタル信号をマッピングした信号レベルと、第１の初期化パターン信号と、第２の初期化パターン信号との中から、送信する信号を選択するセレクタ１１４と、シンボルレートの２分の１の周波数成分を帯域通過させるデジタルフィルタ１１５と、デジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１１６と、伝送信号の信号帯域外のノイズを除去するローパスフィルタ１１７と、信号強度を増幅して伝送路１３０に送出するドライバ１１８と、を有する。
一方、受信部１２０は、信号を受信するレシーバ１２１と、信号帯域以外の雑音を除去するローパスフィルタ１２２と、信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ１２３と、シンボルレートの２分の１の周波数成分を帯域通過させるデジタルフィルタ１２４と、同期を確立するクロック再生部１２６と、各信号レベルに対する判定レベルを設定して保持する判定レベル保持部１２７と、判定レベル保持部１２７に保持されている信号レベルの判定値に基づいて閾値判定し、データシンボルを復号する判定処理部１２５と、同期の確立および第２の初期化パターン信号の先頭を検出する同期／初期化パターン検出部１２８と、データマッピング部１１１からの信号、または第１の初期化パターン信号、または第２の初期化パターン信号のいずれかの信号の伝送を指示する送信データ制御信号を出力する送信データ制御部１２９と、を有する。
また、伝送路１３０には、同軸ケーブルやツイストペア線を用いる。伝送路１３０をツイストペア線とした場合、ドライバ１１８は差動出力のドライバを用いる必要がある。
第２図は本実施の形態１に係るリング型ネットワークの構成を示すブロック図である。
第２図に示すように、本実施の形態１によるリング型ネットワークは、データ伝送装置１００をｎ段備え、前段のデータ伝送装置１００の送信部１１０より送出された信号を次段のデータ伝送装置１００の受信部１２０が受信し、最終段のデータ伝送装置１００の送信部１１０より送出された信号を初段のデータ伝送装置１００の受信部１２０が受信するように、リング型に接続したものである。
ここで、すべてのデータ伝送装置はデータ伝送装置１００と同一の構成とされている。つまり、第１のデータ伝送装置１００ａは、送信部１１０ａと、受信部１２０ａと、伝送路１３０ａとを有するものであり、送信部１１０ａは、データマッピング部１１１ａと、第１の初期化パターン発生部１１２ａと、第２の初期化パターン発生部１１３ａと、セレクタ１１４ａと、デジタルフィルタ１１５ａと、Ｄ／Ａコンバータ１１６ａと、ローパスフィルタ１１７ａと、ドライバ１１８ａと、を有し、受信部１２０ａは、レシーバ１２１ａと、ローパスフィルタ１２２ａと、Ａ／Ｄコンバータ１２３ａと、デジタルフィルタ１２４ａと、判定処理部１２５ａと、クロック再生部１２６ａと、判定レベル保持部１２７ａと、同期／初期化パターン検出部１２８ａと、送信データ制御部１２９ａと、を有する。
同様に、第２のデータ伝送装置１００ｂは、送信部１１０ｂと、受信部１２０ｂと、伝送路１３０ｂと、を有するものであり、送信部１１０ｂは、データマッピング部１１１ｂと、第１の初期化パターン発生部１１２ｂと、第２の初期化パターン発生部１１３ｂと、セレクタ１１４ｂと、デジタルフィルタ１１５ｂと、Ｄ／Ａコンバータ１１６ｂと、ローパスフィルタ１１７ｂと、ドライバ１１８ｂと、を有し、受信部１２０ｂは、レシーバ１２１ｂと、ローパスフィルタ１２２ｂと、Ａ／Ｄコンバータ１２３ｂと、デジタルフィルタ１２４ｂと、判定処理部１２５ｂと、クロック再生部１２６ｂと、判定レベル保持部１２７ｂと、同期／初期化パターン検出部１２８ｂと、送信データ制御部１２９ｂと、を有する。
さらに、最終段のデータ伝送装置１００ｎは、送信部１１０ｎと、受信部１２０ｎと、伝送路１３０ｎと、を有するものであり、送信部１１０ｎは、データマッピング部１１１ｎと、第１の初期化パターン発生部１１２ｎと、第２の初期化パターン発生部１１３ｎと、セレクタ１１４ｎと、デジタルフィルタ１１５ｎと、Ｄ／Ａコンバータ１１６ｎと、ローパスフィルタ１１７ｎと、ドライバ１１８ｎと、を有し、受信部１２０ｎは、レシーバ１２１ｎと、ローパスフィルタ１２２ｎと、Ａ／Ｄコンバータ１２３ｎと、デジタルフィルタ１２４ｎと、判定処理部１２５ｎと、クロック再生部１２６ｎと、判定レベル保持部１２７ｎと、同期／初期化パターン検出部１２８ｎと、送信データ制御部１２９ｎと、を有する。
そして、第１のデータ伝送装置１００ａの送信部１１０ａと、第２のデータ伝送装置１００ｂの受信部１２０ｂとを、伝送路１３０ａにより接続し、第２のデータ伝送装置１００ｂの送信部１１０ｂと、第３のデータ伝送装置１００ｃの受信部１２０ｃとを伝送路１３０ｂにより接続し、最終段のデータ伝送装置１００ｎの送信部１１０ｎと、第１のデータ伝送装置１００ａの受信部１２０ａとを、伝送路１３０ｎにより接続し、リング型ネットワークを構築している。
ここで、第１のデータ伝送装置１００ａは、電源投入時やリセット直後にデータを送出するマスタであり、第２のデータ伝送装置１００ｂから第ｎのデータ伝送装置１００ｎは、マスタが送出したデータにより動作するスレーブである。
そして、マスタである第１のデータ伝送装置１００ａの送信データ制御部１２９ａには、マスタであることを示す信号が入力され、スレーブである第２のデータ伝送装置１００ｂの送信データ制御部１２９ｂから第ｎのデータ伝送装置１００ｎの送信データ制御部１２９ｎには、スレーブであることを示す信号が入力されている。
この、マスタであることを示す信号に基づいて、送信データ制御部１２９ａは、受信部１２０ａの同期が確立すると、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を出力する。また、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号の先頭を受信すると、データマッピング部１１１ａにおいてマッピングされた信号の伝送を指示する送信データ制御信号を出力する。
一方、スレーブであることを示す信号に基づいて、送信データ制御部１２９ｂ〜１２９ｎは、受信部１２０ｂ〜１２０ｎの同期が確立すると、第１の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を出力する。また、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号の先頭を受信すると、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を出力する。
次に、データ伝送装置１００を例にとって、その動作を説明する。
データマッピング部１１１は、第３図に示すように３ビット８種類のデータシンボルを８個の信号レベルにマッピングする。第３図は、データシンボルから信号レベル（マッピング値）への変換を示す変換テーブルであり、３ビットのデータシンボルを「−７」、「−５」、「−３」、「−１」、「＋１」、「＋３」、「＋５」、「＋７」の８個の信号レベルのいずれかにマッピングするように定めたものである。
以下、このような８値伝送を行うものとして説明を行う。
次に、このように構成されるデータ伝送装置１００の動作について説明する。
まず、通常のデータ伝送に関して説明する。通常のデータ伝送時、送信部１１０より伝送するデジタルデータは、データマッピング部１１１において、シンボルタイミング毎に、第３図に示した変換テーブルに従って３ビット毎に８個の信号レベルの１つにマッピングされる。ここで、セレクタ１１４には、データマッピング部１１１からの信号の伝送を指示する送信データ制御信号が入力されているので、セレクタ１１４はデータマッピング部１１１においてマッピングされた信号を選択し、この信号をデジタルフィルタ１１５に入力する。デジタルフィルタ１１５はシンボルレートの２分の１の周波数成分を帯域通過させるローパスフィルタであり、実際には受信部１２０のデジタルフィルタ１２４との２つで適当なロールオフ特性を持つように構成されている。このデジタルフィルタ１１５を通過した信号を、Ｄ／Ａコンバータ１１６によりアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ１１７を通すと、シンボルレートの２分の１よりわずかに大きい帯域内の信号になり、かつ読み取りタイミングにおいては、隣接符号間の干渉のない信号となる。これにより、有限の帯域でのデータ伝送を行うことができる。そして、ドライバ１１８により、この信号の信号強度を増幅し伝送路１３０に送出する。
伝送路上の波形の例を第４図に示す。第４図の例では、「＋７」、「＋１」、「−１」、「＋１」、「−７」の順で信号レベルが伝送されており、「１１１（＋７）」、「１００（＋１）」、「０１１（−１）」、「１００（＋１）」、「０００（−７）」のデータシンボルが送出されたことを示している。
このようにして伝送した信号は、受信部１２０により受信される。
受信部１２０ではレシーバ１２１により信号を受信し、ローパスフィルタ１２２で信号帯域以外の雑音を除去する。次にＡ／Ｄコンバータ１２３でデジタルデータに変換し、デジタルフィルタ１２４を通す。デジタルフィルタ１２４は、送信部１１０のデジタルフィルタ１１５との組み合わせでロールオフ特性をもったものであり、適切なタイミングにおいて、隣接する符号間の干渉を受けずに受信できる信号に変換する。その後、判定処理部１２５は、判定レベル保持部１２７に格納されている信号レベルの判定値に基づいて、データシンボルを復号する。クロック再生部１２６は、受信データからクロックを再生し、データシンボルを復号する際に同期の確立を行う。以上のようにして通常のデータの伝送を行う。
次に、このような動作を行うデータ伝送装置１００による初期化の方法について説明する。
第５図は、第１の初期化パターン信号を示した図である。また第６図は、初期化時に使用する信号の一例を示した図である。
初期化時に使用する信号は、最大の振幅レベルと最小の振幅レベルが交互に現れ、シンボルレートの２分の１の周波数成分が含まれる第１の初期化パターン信号（第５図、第６図に示した部分Ａ）と、最大の振幅レベルであり、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号（第６図に示した部分Ｂ）と、すべての信号レベルが、送信部１１０と受信部１２０とで予め定められた配列で現れる第２の初期化パターン信号（第６図に示した部分Ｃ）と、を含む信号である。
この第１の初期化パターン信号は、第１の初期化パターン発生部１１２により生成する。一方、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号と、第２の初期化パターン信号とは、第２の初期化パターン発生部１１３により生成する。第６図では、第２の初期化パターン信号の、予め定めらている信号レベルの配列の一部が、「＋５」、「＋１」、「−５」、「−１」、「＋３」、「−３」、「＋５」、「−７」である例を示している。この判定レベル設定パターン信号は、すべての信号レベルが平均的に含まれ、様々なパターンが現れるＰＮパターン等の信号であることが望ましい。
また、送信データ制御部１２９は、同期／初期化パターン検出部１２８の出力に基づいて、データマッピング部１１１からの信号、または第１の初期化パターン信号、または第２の初期化パターン信号のいずれかの信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、セレクタ１１４に出力する。そして、セレクタは、この送信データ制御信号に基づいて、送信する信号を選択する。
次に、このように構成されるリング型ネットワークの動作について、第７図を参照しながら説明する。
第７図はリング型ネットワークの動作を説明するフローチャートである。ここでは、３段のデータ伝送装置１００ａ〜１００ｃにより構成されているリング型ネットワークを例にとって説明する。
電源投入時またはリセット直後、第１のデータ伝送装置１００ａの送信部１１０ａは、第１の初期化パターン信号を送信する。つまり、セレクタ１１４ａは、第１の初期化パターン発生部１１２ａにより生成した第１の初期化パターン信号を選択し、これをデジタルフィルタ１１５ａに入力する。そして、この第１の初期化パターン信号は、通常のデータ伝送と同様に伝送路１３０ａに送出される（ステップＳ２０１）。
このようにして伝送した第１の初期化パターン信号は、第２のデータ伝送装置１００ｂの受信部１２０ｂにより受信される。受信部１２０ｂは、第１の初期化パターン信号を受信すると、まず、クロック再生部１２６ｂでクロック再生を行う。そして、同期／初期化パターン検出部１２８ｂにより同期が確立されたことを検出すると、同期検出信号を送信データ制御部１２９ｂに出力する。すると、送信データ制御部１２９ｂは、第１の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ｂのセレクタ１１４ｂに出力する（ステップＳ２０２）。
送信部１１０ｂは、セレクタ１１４ｂに、第１の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号が入力されると、第１の初期化パターン信号を送信する。つまり、セレクタ１１４ｂは、第１の初期化パターン発生部１１２ｂにより生成した第１の初期化パターン信号を選択し、これをデジタルフィルタ１１５ｂに入力する。そして、この第１の初期化パターン信号は、通常のデータ伝送と同様に伝送路１３０ｂに送出される（ステップＳ２０３）。
このようにして伝送した第１の初期化パターン信号は、第３のデータ伝送装置１００ｃの受信部１２０ｃにより受信される。受信部１２０ｃは、第１の初期化パターン信号を受信すると、まず、クロック再生部１２６ｃでクロック再生を行い、同期／初期化パターン検出部１２８ｃ同期が確立されたことを検出する。同期を確立すると、送信データ制御部１２９ｃより、第１の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ｃのセレクタ１１４ｃに出力する（ステップＳ２０４）。
送信部１１０ｃは、セレクタ１１４ｃに、第１の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号が入力されると、第１の初期化パターン信号を送信する。つまり、セレクタ１１４ｃは、第１の初期化パターン発生部１１２ｃにより生成した第１の初期化パターン信号を選択し、これをデジタルフィルタ１１５ｃに入力する。そして、この第１の初期化パターン信号は、通常のデータ伝送と同様に伝送路１３０ｃに送出される（ステップＳ２０５）。
このようにして伝送した第１の初期化パターン信号は、第１のデータ伝送装置１００ａの受信部１２０ａにより受信される。受信部１２０ａは、第１の初期化パターン信号を受信すると、まず、クロック再生部１２６ａでクロック再生を行い、同期／初期化パターン検出部１２８ａにより同期が確立されたことを検出する。同期を確立すると、送信データ制御部１２９ａより、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ａのセレクタ１１４ａに出力する（ステップＳ２０６）。
第１のデータ伝送装置１００ａのセレクタ１１４ａに、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号が入力されると、セレクタ１１４ａは伝送信号として第２の初期化パターン発生部１１３ａにより生成した第２の初期化パターン信号を選択し、これをデジタルフィルタ１１５ａに入力する。そして、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号と、第２の初期化パターン信号とを、第１の初期化パターン信号と同様に伝送路１３０ａに送出する（ステップＳ２０７）。
そして、第２の初期化パターン信号のすべての信号を伝送路１３０ａに送出するまで、データの出力を続ける（ステップＳ２０８）。
このようにして伝送した第２の初期化パターン信号は、第２のデータ伝送装置１００ｂの受信部１２０ｂにより受信される。そして、同期／初期化パターン検出部１２８ｂにより第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号の先頭を検出すると、送信データ制御部１２９ｂは、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ｂのセレクタ１１４ｂに出力する。（ステップＳ２０９）。
受信部１２０ｂは、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号を受信し、さらに、第２の初期化パターン信号を受信すると、判定レベル保持部１２７ｂにより信号レベルを閾値判定してデータシンボルに復号する際に利用する判定レベルを設定する。判定レベル保持部１２７ｂは、第２の初期化パターン信号に含まれるそれぞれの信号レベルの電圧値を検出する。つまり、各信号レベル「＋７」、「＋５」、「＋３」、「＋１」、「−７」、「−５」、「−３」、「−１」のそれぞれの電圧値が得られる。そして、判定レベル保持部１２７ｂは、得られた信号レベルの電圧値に基づいて、各信号レベルに対する判定レベルを設定し、これらの判定レベルを保持する。（ステップＳ２１０）。
送信部１１０ｂは、セレクタ１１４ｂに、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号が入力されると、第２の初期化パターン信号を送信する。つまり、セレクタ１１４ｂは、第２の初期化パターン発生部１１３ｂにより生成した第２の初期化パターン信号を選択し、これをデジタルフィルタ１１５ｂに入力する。そして、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号と、第２の初期化パターン信号とを、第１の初期化パターン信号と同様に伝送路１３０ｂに送出する（ステップＳ２１１）。
そして、受信部１２０ｂにより第２の初期化パターン信号のすべての信号を受信し、判定レベルの設定が完了すると、送信データ制御部１２９ｂは、データマッピング部１１１ｂにおいてマッピングした信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ｂのセレクタ１１４ｂに出力する（ステップＳ２１２）。
また、送信部１１０ｂは第２の初期化パターン信号のすべての信号を伝送路１３０ｂに送出するまで、データの出力を続ける（ステップＳ２１３）。
ここで、第２の初期化パターン信号の受信、および判定レベルの設定（ステップＳ２１２）と、第２の初期化パターン信号の送信（ステップＳ２１３）とが完了すると、第２のデータ伝送装置１００ｂは、データの送受信を行うことができる状態となる（ステップＳ２１４）。
第２のデータ伝送装置１００ｂより伝送した第２の初期化パターン信号は、第３のデータ伝送装置１００ｃの受信部１２０ｃにより受信される。そして、同期／初期化パターン検出部１２８ｃにより第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号の先頭を検出すると、送信データ制御部１２９ｃは、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ｃのセレクタ１１４ｃに出力する。（ステップＳ２１５）。
受信部１２０ｃは、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号を受信し、さらに、第２の初期化パターン信号を受信すると、判定レベル保持部１２７ｃにより判定レベルを設定し、これを保持する（ステップＳ２１６）。
送信部１１０ｃは、セレクタ１１４ｃに、第２の初期化パターン信号の伝送を指示する送信データ制御信号が入力されると、第２の初期化パターン信号を送信する。つまり、セレクタ１１４ｃは、第２の初期化パターン発生部１１３ｃにより生成した第２の初期化パターン信号を選択し、これをデジタルフィルタ１１５ｃに入力する。そして、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号と、第２の初期化パターン信号とを、第１の初期化パターン信号と同様に伝送路１３０ｃに送出する（ステップＳ２１７）。
そして、受信部１２０ｃにより第２の初期化パターン信号のすべての信号を受信し、判定レベルの設定が完了すると、送信データ制御部１２９ｃは、データマッピング部１１１ｃにおいてマッピングした信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ｃのセレクタ１１４ｃに出力する（ステップＳ２１８）。
また、送信部１１０ｃは、第２の初期化パターン信号のすべての信号を伝送路１３０ｃに送出するまで、データの出力を続ける（ステップＳ２１９）。
ここで、第２の初期化パターン信号の受信、および判定レベルの設定（ステップＳ２１８）と、第２の初期化パターン信号の送信（ステップＳ２１９）とが完了すると、第３のデータ伝送装置１００ｃは、データの送受信を行うことができる状態になる（ステップＳ２２０）。
第３のデータ伝送装置１００ｃより伝送した第２の初期化パターン信号は、第１のデータ伝送装置１００ａの受信部１２０ａにより受信される。（ステップＳ２２１）。
受信部１２０ａは、第２の初期化パターン信号の開始を識別するための信号を受信し、さらに、第２の初期化パターン信号を受信すると、判定レベル保持部１２７ａにより判定レベルを設定し、これを保持する（ステップＳ２２２）。
そして、第２の初期化パターン信号のすべての信号を受信し、判定レベルの設定が完了すると、送信データ制御部１２９ａは、データマッピング部１１１ａにおいてマッピングした信号の伝送を指示する送信データ制御信号を、送信部１１０ａのセレクタ１１４ａに出力する（ステップＳ２２３）。
ここで、第２の初期化パターン信号の送信（ステップＳ２０８）と、第２の初期化パターン信号の受信、および判定レベルの設定（ステップＳ２２３）とが完了すると、第１のデータ伝送装置１００ａは、データの送受信を行うことができる状態になる（ステップＳ２２４）。
このようにして、リング型ネットワークに接続されているすべてのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｃのクロック同期を確立し、判定レベルを設定して保持した後、送信部１１０ａ〜１１０ｃのセレクタ１１４ａ〜１１４ｃに、データマッピング部１１１ａ〜１１１ｃにおいてマッピングした信号の伝送を指示する送信データ制御信号が入力されると、セレクタ１１４ａ〜１１４ｃは伝送信号としてデータマッピング部１１１ａ〜１１１ｃからの信号を選択する。つまり、データの送受信を開始し、判定処理部１２５ａ〜１２５ｃは、判定レベル保持部１２７ａ〜１２７ｃが保持する判定レベルを参照することにより、受信データを判定しデータシンボルを復号する。
このように、本実施の形態１によるデータ伝送装置１００においては、リング型ネットワークに接続されたデータ伝送装置１００であって、第１の初期化パターン信号を次段のデータ伝送装置に送出する第１の初期化パターン送出部１１２と、第２の初期化パターン信号を次段のデータ伝送装置に送出する第２の初期化パターン発生部１１３と、前段のデータ伝送装置より伝送される第１の初期化パターン信号を受信してクロック再生を行い、同期を確立する同期確立部１２６と、を備え、第１の初期化パターン信号により同期を確立し、第２の初期化パターン信号により判定レベルを設定した後、データの送受信を開始するので、データ伝送装置１００の同期を確立した後で、判定レベルを設定することができる。さらに、第２の初期化パターン信号に含まれる各信号レベルの電圧値により判定レベルを設定するので、伝送路に応じた判定レベルを設定することができ、送信されるデータシンボルのパターンや、受信した信号レベルの値の影響を受けることなく、正確なデータ受信を行うことができる。
また、リング型ネットワークに接続されているデータ伝送装置１００のうちの１台を電源投入時やリセット直後に第１の初期化パターン信号を送出し、すべてのデータ伝送装置において同期を確立すると、第２の初期化パターン発生部より第２の初期化パターン信号を送出するマスタとし、それ以外のデータ伝送装置１００を、同期を確立すると第１の初期化パターン発生部より第１の初期化パターン信号を送出し、第２の初期化パターン信号の先頭を受信すると、第２の初期化パターン発生部より第２の初期化パターン信号を送出するスレーブとしたので、リング型ネットワークを初期化することができる。さらに、第２の初期化パターン信号の先頭を受信したら、次段のデータ伝送装置に送信することができるので、より高速に、判定レベルの設定、およびリング型ネットワークの初期化を行うことができる。
また、マスタである第１のデータ伝送装置１００ａより送出される第１の初期化パターン信号を、スレーブである第２のデータ伝送装置１００ｂにより受信して同期を確立し、同期を確立すると、さらに次段の第ｎのデータ伝送装置１００ｎに第１の初期化パターン信号を送出し、すべてのデータ伝送装置の同期を確立すると、第１のデータ伝送装置１００ａは第２の初期化パターン信号を第２のデータ伝送装置１００ｂに送出し、第２のデータ伝送装置１００ｂは第２の初期化パターン信号を受信して判定レベルを設定するとともに、さらに次段の第ｎのデータ伝送装置１００ｎに送出し、すべてのデータ伝送装置で判定レベルを設定すると、データの送受信を開始するので、各データ伝送装置の同期を確立し、判定レベルを設定することができる。また、第２の初期化パターン信号に含まれる各信号レベルの電圧値により判定レベルを設定するので、伝送路に応じた判定レベルを設定することができ、送信されるデータシンボルのパターンや、受信した信号レベルの値の影響を受けることなく、正確なデータ受信を行うことができる。
また、第１の初期化パターン信号を、最大の振幅レベルと最小の振幅レベルが交互に現れる信号としたので、受信した第１の初期化パターン信号の振幅を利用して、クロックの同期を確立することができる。
また、第２の初期化パターン信号を、すべての信号レベルが、送信部１１０と受信部１２０とで予め定められた配列で現れる信号、としたので、第２の初期化パターン信号にスクランブルを施すことなく、すべての信号レベルを得ることができる。
なお、上記の説明では、第３図に示したように３ビットのデータが、データ伝送装置１００のデータマッピング部１１１において、それぞれの組み合わせにより「−７」、「−５」、「−３」、「−１」、「＋１」、「＋３」、「＋５」、「＋７」の８個の信号レベルのいずれかにマッピングされ伝送されるとしたが、８値伝送のみに限定するものではなく、任意の多値伝送とすることができる。
また、前回マッピングされた信号レベルに応じて、伝送するデータのマッピングを行う差分マッピングを用い、受信部１２０により受信した信号レベルと前回に受信した信号レベルとの差分に基づき信号レベルの判定を行い、復号するようにした場合においても、判定レベル保持部が信号レベルの差分による判定レベルを保持することにより、同様の効果が得られる。
産業上の利用可能性
本発明のデータ伝送装置は、電源投入時またはリセット直後に初期化パターン信号を送信し、初期化パターン信号を受信して同期の確立および判定レベルの設定を行うので、伝送路に応じた判定レベルを設定することができ、複数のデータ伝送装置によって構築したリング型ネットワークにおいても、同期の確立および判定レベルの設定を行うことができるので有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施の形態１におけるデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。
第２図は、本発明の実施の形態１におけるデータ伝送装置の接続されたリング型ネットワークの構成を示すブロック図である。
第３図は、本発明の実施の形態１におけるデータシンボルから信号レベルへの変換方法を説明する図である。
第４図は、本発明の実施の形態１における伝送路上の波形の一例を示す図である。
第５図は、本発明の実施の形態１における第１の初期化パターン信号を示す図である。
第６図は、本発明の実施の形態１において初期化時に使用する信号の一例を示す図である。
第７図は、本発明の実施の形態１におけるリング型ネットワークの動作を説明するフローチャートである。
第８図は、従来の伝送装置であるＣＡＴＶの受信機の構成を示すブロック図である。
【図１】
2002030078.tif 000003
【図２】
2002030078.tif 000004
【図３】
2002030078.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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2002030078.tif 000012
2002030078.tif 000013
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