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JP6922795B2 - Receiver, receiving method, program - Google Patents
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Description

本発明は可視光およびその周辺帯域の電磁波を受信する受信装置、受信方法、プログラムに関する。 The present invention relates to a receiving device, a receiving method, and a program for receiving visible light and electromagnetic waves in the peripheral band thereof.

近年、可視光源は明かりを得るための照明用途のみならず通信用途にも用いられている。これには可視光源として発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)の普及が進んだことが寄与している。発光ダイオードは素子1つあたりの発光量は白熱電球や蛍光灯などの従来の可視光源には及ばないものの、その寿命や大きさおよび消費電力の面で従来の可視光源に対して優れている。発光ダイオードは上記の特徴に加え、応答速度が非常に速いという特性を持つ。また、発光ダイオードの発光を電気的に制御することは容易である。発光ダイオードには上記のような特性があるため、近年では明かりを得るための照明用途のみならず、可視光の点滅を利用した信号伝送に用いるための研究開発が行われている。 In recent years, visible light sources have been used not only for lighting to obtain light but also for communication. This is due to the widespread use of light emitting diodes (LEDs) as visible light sources. Although the amount of light emitted per element of the light emitting diode is not as high as that of the conventional visible light source such as an incandescent lamp or a fluorescent lamp, the light emitting diode is superior to the conventional visible light source in terms of its life, size and power consumption. In addition to the above characteristics, the light emitting diode has a characteristic that the response speed is very fast. Moreover, it is easy to electrically control the light emission of the light emitting diode. Since light emitting diodes have the above characteristics, in recent years, research and development have been carried out not only for lighting applications for obtaining light but also for signal transmission using blinking of visible light.

たとえば非特許文献1には発光ダイオードを用いた家庭用照明器具に信号を重畳させて通信を行うことが開示されている。 For example, Non-Patent Document 1 discloses that a signal is superimposed on a household lighting fixture using a light emitting diode to perform communication.

また、現在のところ可視光は電波法の規制の対象外であることから帯域や電力の制限がなく、これらを大きくとることができる。非特許文献2では、このことを利用して発光ダイオードを通信専用に用いることが開示されている。発光ダイオードなどの可視光源を用いて行う通信を可視光通信と呼ぶ。可視光通信では受信機としてフォトディテクタあるいはそのアレーであるイメージセンサを用いる。フォトディテクタでは通常、信号を連続的に得ることが出来る。一方で、イメージセンサは一度に大量のフォトディテクタからの信号を取得できるが、その性質上通常は周期Tsで標本化された信号のみ取得可能である。以下、主に受光デバイスとしてイメージセンサを用いることを想定する。 In addition, since visible light is not subject to the regulations of the Radio Law at present, there are no restrictions on the band or power, and these can be taken large. Non-Patent Document 2 discloses that a light emitting diode is used exclusively for communication by utilizing this fact. Communication performed using a visible light source such as a light emitting diode is called visible light communication. In visible light communication, a photodetector or an image sensor, which is an array thereof, is used as a receiver. Photodetectors can usually obtain signals continuously. On the other hand, an image sensor can acquire signals from a large number of photodetectors at one time, but due to its nature, it can usually acquire only signals sampled with a period Ts. Hereinafter, it is assumed that an image sensor is mainly used as a light receiving device.

図1に可視光通信で使用される信号の性質を示す。まず、ディジタル伝送信号S(i)(送信シンボルともいう)を位相の値に変換することにより表現し変調信号M(i)を得る。このような変調方式を位相シフト変調(位相偏移変調)という。例えばS(i)が2値で表される場合、0→0、1→πのように位相の値に変換する(2値位相偏移変調、BPSK)。ここで、iは時間を示すインデックスである。次に、変調信号M(i)に従い搬送波周波数1/Tcを持つ矩形波の位相を変更し、発光素子を駆動するための電気信号E(t)を得る。ただし、時間的に離散的な信号M(i)に対して信号E(t)は時間的に連続的な信号である。発光素子は信号E(t)に従って点灯・消灯を繰り返し光信号F(t)を出力する。時間インデックスiに相当するE(t)の出力時間はインデックスiで示される時刻からある一定の遅延を加えた時刻iTfを基準として時刻iTf-Tf/2から時刻iTf+Tf/2とする。図1に示すように、インデックスiによって示される時間は時間幅Tfを持つ。 FIG. 1 shows the properties of signals used in visible light communication. First, the digital transmission signal S (i) (also referred to as a transmission symbol) is expressed by converting it into a phase value to obtain a modulated signal M (i). Such a modulation method is called phase shift modulation (phase shift keying). For example, when S (i) is represented by two values, it is converted into a phase value such as 0 → 0, 1 → π (binary phase shift modulation, BPSK). Here, i is an index indicating time. Next, the phase of the square wave having the carrier frequency 1 / Tc is changed according to the modulation signal M (i), and the electric signal E (t) for driving the light emitting element is obtained. However, the signal E (t) is a temporally continuous signal with respect to the temporally discrete signal M (i). The light emitting element repeatedly turns on and off according to the signal E (t) and outputs the optical signal F (t). The output time of E (t) corresponding to the time index i is from time iTf-Tf / 2 to time iTf + Tf / 2 with reference to time iTf with a certain delay added from the time indicated by index i. As shown in FIG. 1, the time indicated by the index i has a time width Tf.

従来の技術(たとえば非特許文献1)では受光素子によって捉えられたF(t)にノイズが重畳した光信号F'(t)を、電気信号E'(t)に変換する。その後、E'(t)から位相信号M'(i)が推定される。理想的にはF(t)=F'(t)であるが、イメージセンサの性能や、伝搬遅延により変化する場合もあるのでここではF(t)とF'(t)を分けて記述する。おおよそF(t+TL)=F'(t)であることが想定される。TLは伝搬遅延を表す。 In the conventional technique (for example, Non-Patent Document 1), an optical signal F'(t) in which noise is superimposed on F (t) captured by a light receiving element is converted into an electric signal E'(t). After that, the phase signal M'(i) is estimated from E'(t). Ideally, F (t) = F'(t), but since it may change depending on the performance of the image sensor and propagation delay, F (t) and F'(t) are described separately here. .. It is assumed that approximately F (t + TL) = F'(t). TL represents the propagation delay.

図2を参照して、可視光通信における信号のやり取りの例について説明する。図2は発光素子の点滅をイメージセンサにより受光する様子を説明する図である。送信機(発光素子)の点滅がイメージセンサ上の領域Ωに結像するものとする。受信機は領域Ωのすべてのフォトディテクタの出力値の合計を送信機からの受信信号としてとらえる。 An example of signal exchange in visible light communication will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the blinking of the light emitting element is received by the image sensor. It is assumed that the blinking of the transmitter (light emitting element) is imaged in the region Ω on the image sensor. The receiver captures the sum of the output values of all the photodetectors in the region Ω as the received signal from the transmitter.

通信路において情報を伝送する際には元の情報をなんらかのかたちで符号化することが一般的である。符号化された情報を構成する最小単位の信号をシンボルと呼ぶ。ディジタル通信路ではシンボルのクロック(1つのシンボルを伝送する際に使用する時間幅)と位相を検出することが重要である。これを行うことを受信機と送信機の間でのシンボルタイミング同期という。シンボルタイミング同期は通信をしている間常に行われていることが望ましい。これは、一般に受信機と送信機の間で同じ発振器を共有する手段がないため、同期が常にずれてしまう可能性があるからである。 When transmitting information on a communication path, it is common to encode the original information in some way. The smallest unit of signal that constitutes encoded information is called a symbol. In a digital channel, it is important to detect the clock (time width used when transmitting one symbol) and the phase of the symbol. Doing this is called symbol timing synchronization between the receiver and the transmitter. It is desirable that symbol timing synchronization is always performed during communication. This is because there is generally no way to share the same oscillator between the receiver and the transmitter, which can lead to constant out-of-sync.

シンボルタイミング同期を行うためには、例えば非特許文献3のようにシンボルタイミング再生回路を用いる必要がある。これは入力された2つの信号の位相差を検出しフィードバック制御をかけることで位相を同期させるものである。2つの信号のうち片方が発振器からの入力であり、もう片方が同期させたい信号である。受信機としてフォトディテクタを用いる場合、信号を連続的に得ることが出来るのでシンボルタイミング再生回路を用いることは容易である。一方でイメージセンサを用いる場合は、受信処理に用いることができる信号は標本化されたものであるため、離散時間信号となる。この場合は、シンボルタイミング再生回路によるシンボルタイミング同期を行うためにはある程度の標本化周波数が必要である。 In order to perform symbol timing synchronization, it is necessary to use a symbol timing reproduction circuit as in Non-Patent Document 3, for example. This synchronizes the phase by detecting the phase difference between the two input signals and applying feedback control. One of the two signals is the input from the oscillator, and the other is the signal that you want to synchronize. When a photodetector is used as a receiver, it is easy to use a symbol timing reproduction circuit because signals can be continuously obtained. On the other hand, when an image sensor is used, the signal that can be used for reception processing is a sampled signal, so that it is a discrete-time signal. In this case, a certain sampling frequency is required to perform symbol timing synchronization by the symbol timing reproduction circuit.

図3を参照して、従来の技術を用いた位相偏移変調を利用する可視光通信システムの構成を説明する。同図に示すように、従来の可視光通信システム9は、送信装置91と受信装置92を含み、送信装置91は、変調部911、発光部912を含み、発光部912は、発光信号制御部9121と発光素子9122を含む。受信装置92は、受光部921と、同期部922と、復調部923を含み、受光部921は、受光素子9211と、受信信号生成部9212を含み、同期部922は、クロック素子9221と、シンボルタイミング再生回路9222を含み、復調部923は、位相信号推定部9231と、伝送信号推定部9232を含む。以下、図4を参照して各部の入出力、動作について説明する。 With reference to FIG. 3, a configuration of a visible light communication system using phase shift keying using a conventional technique will be described. As shown in the figure, the conventional visible light communication system 9 includes a transmitting device 91 and a receiving device 92, the transmitting device 91 includes a modulation unit 911 and a light emitting unit 912, and the light emitting unit 912 is a light emitting signal control unit. Includes 9121 and light emitting element 9122. The receiving device 92 includes a light receiving unit 921, a synchronization unit 922, and a demodulation unit 923, the light receiving unit 921 includes a light receiving element 9211 and a received signal generation unit 9212, and the synchronization unit 922 includes a clock element 9221 and a symbol. The timing reproduction circuit 9222 is included, and the demodulation unit 923 includes a phase signal estimation unit 9231 and a transmission signal estimation unit 9232. Hereinafter, the input / output and operation of each part will be described with reference to FIG.

<変調部911>
入力:変調部911には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、1ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部911からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が出力される。変調信号M(i)は0またはπの値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部911は、入力されたディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…を変調して変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…を生成する(S911)。例えば、変調部911は、S(i)=0であればM(i)=0、S(i)=1であればM(i)=πとして、変調信号を生成する。
具体例:例えば、ディジタル伝送信号S(i)の系列がS(1)=0、S(2)=1、S(3)=1、S(4)=1、…であった場合、変調結果はM(1)=0、M(2)=π、M(3)=π、M(4)=π、…となる。
<Modulation unit 911>
Input: The series S (1), S (2), ... Of the digital transmission signal S (i) are input to the modulation unit 911. The digital transmission signal S (i) is 1-bit information, and i is an integer representing the number of the digital transmission signal.
Output: The modulation unit 911 outputs the series M (1), M (2), ... Of the modulation signal M (i). The modulated signal M (i) is phase information having a value of 0 or π. In addition, i is also used as an index representing time.
Operation: The modulation unit 911 modulates the series S (1), S (2), ... Of the input digital transmission signal S (i) to modulate the series M (1), M (2) of the modulated signal M (i). ), ... Are generated (S911). For example, the modulation unit 911 generates a modulation signal with M (i) = 0 if S (i) = 0 and M (i) = π if S (i) = 1.
Specific example: For example, when the sequence of the digital transmission signal S (i) is S (1) = 0, S (2) = 1, S (3) = 1, S (4) = 1, ..., Modulation The result is M (1) = 0, M (2) = π, M (3) = π, M (4) = π, ...

<発光部912>
上述したように、発光部912は、発光信号制御部9121と発光素子9122を含む。発光素子9122は例えばLEDである。
入力:発光部912には、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が入力される。
出力:発光部912からは光信号F(t)が出力される。
動作:発光部912の発光信号制御部9121は、入力された変調信号M(i)が0である場合は、時刻iTf-Tf/2から所定時間Tf経過した時刻iTf+Tf/2までの間、周波数1/Tc、位相0の矩形波(電気信号)を生成して、発光素子9122に与え、入力された変調信号M(i)がπである場合は、時刻iTf-Tf/2から所定時間Tf経過した時刻iTf+Tf/2までの間、周波数1/Tc、位相πの矩形波(電気信号)を発光素子9122に与える(S9121)。発光素子9122は発光信号制御部9121から与えられた電気信号により発光する(S9122)。これらにより、発光部912から光信号が出力される。ただし、発光信号制御部9121が生成する電気信号は発光素子の性能や特性を考慮し、発光素子の光信号F(t)が所望の値になるように制御されているものとする。
<Light emitting unit 912>
As described above, the light emitting unit 912 includes a light emitting signal control unit 9121 and a light emitting element 9122. The light emitting element 9122 is, for example, an LED.
Input: The series M (1), M (2), ... Of the modulation signal M (i) are input to the light emitting unit 912.
Output: An optical signal F (t) is output from the light emitting unit 912.
Operation: When the input modulation signal M (i) is 0, the light emission signal control unit 9121 of the light emitting unit 912 is between the time iTf-Tf / 2 and the time iTf + Tf / 2 when the predetermined time Tf has elapsed. , Frequency 1 / Tc, phase 0 square wave (electric signal) is generated and given to the light emitting element 9122, and if the input modulation signal M (i) is π, it is determined from time iTf-Tf / 2. A square wave (electric signal) having a frequency of 1 / Tc and a phase of π is applied to the light emitting element 9122 until the time iTf + Tf / 2 elapses (S9121). The light emitting element 9122 emits light by an electric signal given from the light emitting signal control unit 9121 (S9122). As a result, an optical signal is output from the light emitting unit 912. However, it is assumed that the electric signal generated by the light emitting signal control unit 9121 is controlled so that the light signal F (t) of the light emitting element becomes a desired value in consideration of the performance and characteristics of the light emitting element.

<受光部921>
上述したように受光部921は、受光素子9211と受信信号生成部9212を含む。受光素子9211は、たとえばフォトディテクタである。また、受光素子9211の前段に光学レンズを設けてもよい。受光素子9211はフォトディテクタを格子状に並べたイメージセンサでもよい。
入力:受光部921には、発光部912から出力された光信号F(t)が入力される。
出力:受光部921からは、時間的に連続な受信信号E''(t)が出力される。
動作:受光部921の受光素子9211は、入力された光信号F(t)に対応する電気信号E'(t)を受信信号生成部9212に対して出力する(S9211)。受光部921の受信信号生成部9212は入力された電気信号E'(t)に基づいて受信信号E''(t)を同期部922、復調部923に対して出力する(S9212)。
<Light receiving unit 921>
As described above, the light receiving unit 921 includes a light receiving element 9211 and a received signal generation unit 9212. The light receiving element 9211 is, for example, a photodetector. Further, an optical lens may be provided in front of the light receiving element 9211. The light receiving element 9211 may be an image sensor in which photo detectors are arranged in a grid pattern.
Input: The optical signal F (t) output from the light emitting unit 912 is input to the light receiving unit 921.
Output: A time-continuous reception signal E'' (t) is output from the light receiving unit 921.
Operation: The light receiving element 9211 of the light receiving unit 921 outputs an electric signal E'(t) corresponding to the input optical signal F (t) to the received signal generation unit 9212 (S9211). The reception signal generation unit 9212 of the light receiving unit 921 outputs the reception signal E''(t) to the synchronization unit 922 and the demodulation unit 923 based on the input electric signal E'(t) (S9212).

<同期部922>
上述したように同期部922は、クロック素子9221とシンボルタイミング再生回路9222を含む。
入力:同期部922には、受光部921から出力された受信信号E''(t)が入力される。
出力:同期部922からは、位相の情報、周波数の情報が出力される。
動作:同期部922のクロック素子9221はクロック情報を出力する(S9221)。同期部922のシンボルタイミング再生回路9222はクロック素子9221から入力されたクロック情報と、入力された受信信号E''(t)に基づいて、2つの信号の位相差を検出してフィードバック制御をかけて、位相を同期し、位相の情報、周波数の情報を出力する(S9222)。
<Synchronization unit 922>
As described above, the synchronization unit 922 includes a clock element 9221 and a symbol timing reproduction circuit 9222.
Input: The reception signal E''(t) output from the light receiving unit 921 is input to the synchronization unit 922.
Output: Phase information and frequency information are output from the synchronization unit 922.
Operation: The clock element 9221 of the synchronization unit 922 outputs clock information (S9221). The symbol timing reproduction circuit 9222 of the synchronization unit 922 detects the phase difference between the two signals based on the clock information input from the clock element 9221 and the input received signal E'' (t) and applies feedback control. Then, the phase is synchronized and the phase information and the frequency information are output (S9222).

<復調部923>
上述したように復調部923は、位相信号推定部9231と、伝送信号推定部9232を含む。位相信号推定部9231、伝送信号推定部9232はメモリ、演算装置などからなる。
入力:復調部923には、受光部921から出力された受信信号E''(t)と、同期部922から出力された位相の情報、周波数の情報が入力される。
出力:復調部923からは、推定結果S'(i)が出力される。
動作:復調部923の位相信号推定部9231は受信信号E''(t)と、位相の情報、周波数の情報を用いて、位相信号M'(i)を生成する(S9231)。復調部923の伝送信号推定部9232は、位相信号M'(i)に基づいてディジタル伝送信号を推定し推定結果S'(i)を出力する(S9232)。
<Demodulation unit 923>
As described above, the demodulation unit 923 includes a phase signal estimation unit 9231 and a transmission signal estimation unit 9232. The phase signal estimation unit 9231 and the transmission signal estimation unit 9232 include a memory, an arithmetic unit, and the like.
Input: The reception signal E''(t) output from the light receiving unit 921, the phase information output from the synchronization unit 922, and the frequency information are input to the demodulation unit 923.
Output: The demodulation unit 923 outputs the estimation result S'(i).
Operation: The phase signal estimation unit 9231 of the demodulation unit 923 generates a phase signal M'(i) using the received signal E'' (t), phase information, and frequency information (S9231). The transmission signal estimation unit 9232 of the demodulation unit 923 estimates the digital transmission signal based on the phase signal M'(i) and outputs the estimation result S'(i) (S9232).

小峯敏彦、田中裕一、中川正雄、「白色LED照明信号伝送と電力線信号伝送の融合システム」、電子情報通信学会技術研究報告、社団法人電子情報通信学会、2002年3月12日、Vol.101,No.726,pp.99-104Toshihiko Komine, Yuichi Tanaka, Masao Nakagawa, "Integrated System of White LED Illumination Signal Transmission and Power Line Signal Transmission", IEICE Technical Report, IEICE Technical Report, March 12, 2002, Vol.101, No.726, pp.99-104 石田正徳、春山真一郎、中川正雄、「並列可視光無線通信方式における通信速度限界の検討」、電子情報通信学会技術研究報告CS通信方式、社団法人電子情報通信学会、2007年1月4日、Vol.106,No.450,pp.37-41Masanori Ishida, Shinichiro Haruyama, Masao Nakagawa, "Examination of Communication Speed Limits in Parallel Visible Optical Wireless Communication System", IEICE Technical Report CS Communication System, IEICE Technical Report, January 4, 2007, Vol. .106, No.450, pp.37-41 Bertrand, C.; Sehier, P.; , "A novel approach for full digital modems implementing asynchronous sampling techniques," Global Telecommunications Conference, 1996. GLOBECOM '96. 'Communications: The Key to Global Prosperity , vol.2, no., pp.1320-1324 vol.2, 18-22 Nov 1996Bertrand, C .; Sehier, P .;, "A novel approach for full digital modems implementing asynchronous sampling techniques," Global Telecommunications Conference, 1996. GLOBECOM '96.'Communications: The Key to Global Prosperity, vol.2, no. , pp.1320-1324 vol.2, 18-22 Nov 1996

上述したシステムでは位相の復調に必要な標本化周波数は搬送波周波数の2倍以上大きな周波数となる。一方で、イメージセンサは一般的に一度の撮像で得られる画素数と時間当たりの撮像回数、すなわち標本化周波数、の積の上限が一定に制約されている。したがって、上記のようなシステムの受光部としてイメージセンサを用いて、復調のために大きな標本化周波数を採用した場合には、一度の標本化で得られる画素数を犠牲にせざるを得なくなる。 In the system described above, the sampling frequency required for phase demodulation is at least twice as large as the carrier frequency. On the other hand, in an image sensor, the upper limit of the product of the number of pixels obtained in one imaging and the number of imagings per hour, that is, the sampling frequency, is generally constrained to be constant. Therefore, when an image sensor is used as the light receiving unit of the system as described above and a large sampling frequency is adopted for demodulation, the number of pixels obtained by one sampling must be sacrificed.

そこで本発明は、一度の標本化で得られる画素数を犠牲にすることなく、位相偏移変調信号を受信できる受信装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a receiving device capable of receiving a phase shift keying signal without sacrificing the number of pixels obtained by one sampling.

本発明の受信装置は、受光部と、復調部を含む。受光部は、ディジタル伝送信号を位相偏移変調した変調信号に基づく光信号に、各々異なる露光タイミングで光信号の2分の1周期に渡り露光する複数の受光素子の標本化器に貯まる電荷に基づいて、受光素子のそれぞれに対応する複数の受信信号を生成する。復調部は、光信号と露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値とし、生成された複数の受信信号の値と正規化用受信信号値に基づいて変調信号の位相を推定する。 The receiving device of the present invention includes a light receiving unit and a demodulating unit. The light receiving unit converts the optical signal based on the modulation signal obtained by phase-shift keying the digital transmission signal into the charge stored in the samplers of a plurality of light receiving elements that are exposed at different exposure timings for half a cycle of the optical signal. Based on this, a plurality of received signals corresponding to each of the light receiving elements are generated. The demodulator uses the value of the received signal when the phase difference between the optical signal and the exposure timing is zero as the normalized received signal value, and is based on the generated multiple received signal values and the normalized received signal value. Estimate the phase of the modulated signal.

本発明の受信装置によれば、一度の標本化で得られる画素数を犠牲にすることなく、位相偏移変調信号を受信できる。 According to the receiving device of the present invention, the phase shift keying signal can be received without sacrificing the number of pixels obtained by one sampling.

ディジタル伝送信号を、変調信号、電気信号、光信号に順次変換した例を示す図。The figure which shows the example which sequentially converted the digital transmission signal into a modulation signal, an electric signal, and an optical signal. 発光素子の点滅をイメージセンサにより受光する様子を説明する図。The figure explaining the state of receiving the blinking of a light emitting element by an image sensor. 従来の可視光通信システム9の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the conventional visible light communication system 9. 従来の可視光通信システム9の動作を示すシーケンス図。The sequence diagram which shows the operation of the conventional visible light communication system 9. 実施例1の可視光通信システム1の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the visible light communication system 1 of Example 1. FIG. 実施例1の可視光通信システム1の動作を示すシーケンス図。The sequence diagram which shows the operation of the visible light communication system 1 of Example 1. FIG. 実施例2の可視光通信システム2の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the visible light communication system 2 of Example 2. FIG. 実施例2の可視光通信システム2の動作を示すシーケンス図。The sequence diagram which shows the operation of the visible light communication system 2 of Example 2. FIG. 実施例3の可視光通信システム3の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the visible light communication system 3 of Example 3. FIG. 実施例3の可視光通信システム3の動作を示すシーケンス図。The sequence diagram which shows the operation of the visible light communication system 3 of Example 3. FIG. 実施例4の可視光通信システム4の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the visible light communication system 4 of Example 4. FIG. 実施例4の可視光通信システム4の動作を示すシーケンス図。The sequence diagram which shows the operation of the visible light communication system 4 of Example 4. FIG. 第1受光素子と第2受光素子の露光タイミングの違いを示す図。The figure which shows the difference of the exposure timing of the 1st light receiving element and the 2nd light receiving element. 相対位相の変化に伴う第1受光素子により観測される画素値の変化の例を示す図。The figure which shows the example of the change of the pixel value observed by the 1st light receiving element with the change of a relative phase. 第1の受光素子による画素値を横軸、第2の受光素子による画素値を縦軸とした理論軌跡を示す図。The figure which shows the theoretical locus which the pixel value by the 1st light receiving element is a horizontal axis, and the pixel value by a 2nd light receiving element is a vertical axis.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The components having the same function are given the same number, and duplicate explanations will be omitted.

以下、図5を参照して実施例1の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は2値位相偏移変調、露光時間τはTc/2であるものとする。また、本実施例では、Tfはシンボルレートと一致している。例えば、1000bit/sの通信が必要であれば、Tf=1/1000である。また、Tsも1/1000に設定することで、送受信間で時間のインデックスiを共通にすることができる。搬送波の周期Tcは通常Tfの整数倍に設定する。また、本実施例では露光時間τはTcの半分とする。 Hereinafter, the configuration of the visible light communication system of the first embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the modulation method is binary phase shift keying and the exposure time τ is Tc / 2. Further, in this embodiment, Tf matches the symbol rate. For example, if 1000 bit / s communication is required, Tf = 1/1000. Also, by setting Ts to 1/1000, the time index i can be shared between transmission and reception. The carrier period Tc is usually set to an integral multiple of Tf. Further, in this embodiment, the exposure time τ is half of Tc.

同図に示すように、本実施例の可視光通信システム1は、送信装置91と受信装置12を含み、送信装置91は、従来の可視光通信システム9における送信装置91と同じである。受信装置12は、受光部121と、復調部123を含み、受光部121は、第1受光素子1211と、第2受光素子1212と、第1受信信号生成部1213と、第2受信信号生成部1214を含み、復調部123は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部1232を含む。 As shown in the figure, the visible light communication system 1 of this embodiment includes a transmission device 91 and a reception device 12, and the transmission device 91 is the same as the transmission device 91 in the conventional visible light communication system 9. The receiving device 12 includes a light receiving unit 121 and a demodulating unit 123, and the light receiving unit 121 includes a first light receiving element 1211, a second light receiving element 1212, a first received signal generation unit 1213, and a second received signal generation unit. 1214 is included, and the demodulation unit 123 includes a phase signal estimation unit 1231 and a transmission signal estimation unit 1232.

以下、図6を参照して従来と異なる各部の入出力、動作について説明する。
<受光部121>
上述したように本実施例では、受光部121は、受光素子と受信信号生成部の組を2組含む構成であるが、受光素子と受信信号生成部の組は2組に限定されない。受光部121の動作を一般的に表現すると以下のように表現できる。受光部121は、ディジタル伝送信号S(i)を位相偏移変調した変調信号M(i)に基づく光信号F1(t),F2(t),...に、各々異なる露光タイミングで光信号F1(t),F2(t),...の2分の1周期に渡り露光する複数の受光素子の標本化器に貯まる電荷に基づいて、受光素子のそれぞれに対応する複数の受信信号B1'(t),B2'(t),...を生成する(S121)。
Hereinafter, input / output and operation of each part different from the conventional ones will be described with reference to FIG.
<Light receiving unit 121>
As described above, in the present embodiment, the light receiving unit 121 includes two sets of the light receiving element and the received signal generating unit, but the set of the light receiving element and the received signal generating unit is not limited to two sets. The operation of the light receiving unit 121 can be generally expressed as follows. The light receiving unit 121 converts the digital transmission signal S (i) into optical signals F1 (t), F2 (t), ... Based on the modulation signal M (i) phase-shift-modulated at different exposure timings. Multiple received signals B1 corresponding to each of the light receiving elements based on the charge stored in the samplers of the plurality of light receiving elements exposed over a half cycle of F1 (t), F2 (t), ... Generate'(t), B2'(t), ... (S121).

以下、図6を参照し、受光素子と受信信号生成部の組を2組含む前提として、受光部121の動作を詳細に説明する。従来技術と同様に、第1、第2受光素子1211、1212は、たとえばフォトディテクタである。また、第1、第2受光素子1211、1212の前段に光学レンズを設けてもよい。さらに、第1、第2受光素子1211、1212はフォトディテクタを格子状に並べたイメージセンサでもよい。第1、第2受信信号生成部1213、1214は標本化素子及びメモリ、演算装置などからなる。
入力:受光部121には、発光部912から出力された第1光信号F1'(t)、第2光信号F2'(t)が入力される。
出力:受光部121からは、第1受信信号B1'(i)の系列B1'(1),B1'(2),…および第2受信信号B2'(i)の系列B2'(1),B2'(2),…が出力される。
動作:受光部121の第1受光素子1211は、入力された第1光信号F1'(t)に対応する第1電気信号E1'(t)を第1受信信号生成部1213に対して出力する(S1211)。第1受光素子1211がイメージセンサの場合、具体的には図13のように、各フォトディテクタは時刻TI+iTs-Ts/2からTI+iTs-Ts/2+τまでに標本化器にたまった電荷を測定する。ただし、TIは相対位相(オフセット)、iTsは、i番目のシンボルの中心にあたる時刻、iTs-Ts/2はi番目のシンボルの先頭にあたる時刻、τは露光時間である。
Hereinafter, the operation of the light receiving unit 121 will be described in detail with reference to FIG. 6, assuming that two sets of the light receiving element and the received signal generating unit are included. Similar to the prior art, the first and second light receiving elements 1211, 1212 are, for example, photodetectors. Further, an optical lens may be provided in front of the first and second light receiving elements 1211, 1212. Further, the first and second light receiving elements 1211, 1212 may be an image sensor in which photodetectors are arranged in a grid pattern. The first and second received signal generation units 1213 and 1214 include a sampling element, a memory, an arithmetic unit, and the like.
Input: The first optical signal F1'(t) and the second optical signal F2'(t) output from the light emitting unit 912 are input to the light receiving unit 121.
Output: From the light receiving unit 121, the sequence B1'(1), B1'(2), ... Of the first received signal B1'(i) and the sequence B2'(1), of the second received signal B2'(i), B2'(2), ... is output.
Operation: The first light receiving element 1211 of the light receiving unit 121 outputs the first electric signal E1'(t) corresponding to the input first optical signal F1'(t) to the first received signal generation unit 1213. (S1211). When the first light receiving element 1211 is an image sensor, specifically, as shown in FIG. 13, each photodetector has accumulated in the sampler from the time TI + iTs-Ts / 2 to TI + iTs-Ts / 2 + τ. Measure the charge. However, TI is the relative phase (offset), iTs is the time corresponding to the center of the i-th symbol, iTs-Ts / 2 is the time corresponding to the beginning of the i-th symbol, and τ is the exposure time.

同様に、受光部121の第2受光素子1212は、入力された第2光信号F2'(t)に対応する第2電気信号E2'(t)を第2受信信号生成部1214に対して出力する(S1212)。第2受光素子1212がイメージセンサの場合、具体的には図13のように、各フォトディテクタは時刻TI+iTs-Ts/2+Tc/4からTI+iTs-Ts/2+τ+Tc/4までに標本化器にたまった電荷を測定する。Tc/4は、第1受光素子1211と、第2受光素子1212の露光タイミングのずれを表し、搬送波の周期Tcの4分の1である。 Similarly, the second light receiving element 1212 of the light receiving unit 121 outputs the second electric signal E2'(t) corresponding to the input second optical signal F2'(t) to the second received signal generation unit 1214. (S1212). When the second light receiving element 1212 is an image sensor, specifically, as shown in FIG. 13, each photodetector has a time of TI + iTs-Ts / 2 + Tc / 4 to TI + iTs-Ts / 2 + τ + Tc / 4. Measure the charge accumulated in the sampler by. Tc / 4 represents the difference in exposure timing between the first light receiving element 1211 and the second light receiving element 1212, and is one-fourth of the period Tc of the carrier wave.

第1受信信号生成部1213は、入力された第1電気信号E1'(t)の強度を時間間隔Ts毎に計測し、第1受信信号B1'(i)として出力する(S1213)。第1受光素子1211がイメージセンサの場合、第1受信信号生成部1213は、予め定められた範囲Ωにわたって電荷の測定結果の和をとり、測定結果の和を第1受信信号B1'(i)として出力する(S1213)。同様に、第2受信信号生成部1214は、入力された第2電気信号E2'(t)の強度を時間間隔Ts毎に計測し、第2受信信号B2'(i)として出力する(S1214)。第2受光素子1212がイメージセンサの場合、第2受信信号生成部1214は予め定められた範囲Ωにわたって電荷の測定結果の和をとり、測定結果の和を第2受信信号B2'(i)として出力する(S1214)。 The first received signal generation unit 1213 measures the intensity of the input first electric signal E1'(t) at each time interval Ts and outputs it as the first received signal B1'(i) (S1213). When the first light receiving element 1211 is an image sensor, the first received signal generation unit 1213 sums the charge measurement results over a predetermined range Ω, and the sum of the measurement results is the first received signal B1'(i). Is output as (S1213). Similarly, the second received signal generation unit 1214 measures the intensity of the input second electric signal E2'(t) at each time interval Ts and outputs it as the second received signal B2'(i) (S1214). .. When the second light receiving element 1212 is an image sensor, the second reception signal generation unit 1214 takes the sum of the charge measurement results over a predetermined range Ω, and the sum of the measurement results is taken as the second reception signal B2'(i). Output (S1214).

<復調部123>
上述したように復調部123は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部1232を含む。位相信号推定部1231はメモリ、演算装置などからなる。また、復調部123のメモリには、内部状態として参照位相情報MI'が記憶される(後述)。
<Demodulation unit 123>
As described above, the demodulation unit 123 includes a phase signal estimation unit 1231 and a transmission signal estimation unit 1232. The phase signal estimation unit 1231 includes a memory, an arithmetic unit, and the like. Further, the reference phase information MI'is stored as an internal state in the memory of the demodulation unit 123 (described later).

復調部123の動作を一般的に表現すると以下のように表現できる。復調部123は、光信号F1(t),F2(t),...と露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値R1,R2,...とし、生成された複数の受信信号の値と正規化用受信信号値R1,R2,...に基づいて変調信号の位相を推定する(S123)。以下、図6を参照し、受光素子と受信信号生成部の組を2組含む前提として、復調部123の動作を詳細に説明する。
入力:復調部123には、受光部121から第1受信信号B1'(i)の系列、および第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部123からは、推定結果S'(i)が出力される。
動作:復調部123の位相信号推定部1231は、第1受信信号B1'(i)の系列、および第2受信信号B2'(i)の系列に基づいて、相対的な位相の推定結果M'(i)を生成し、出力する(S1231)。
The operation of the demodulation unit 123 can be generally expressed as follows. The demodulation unit 123 normalizes the values of the received signals when the phase difference between the optical signals F1 (t), F2 (t), ... And the exposure timing is zero, and the received signal values R1, R2, ... Then, the phase of the modulated signal is estimated based on the generated values of the plurality of received signals and the normalized received signal values R1, R2, ... (S123). Hereinafter, the operation of the demodulation unit 123 will be described in detail with reference to FIG. 6, assuming that two sets of the light receiving element and the reception signal generation unit are included.
Input: A sequence of the first received signal B1'(i) and a sequence of the second received signal B2'(i) are input to the demodulation unit 123 from the light receiving unit 121.
Output: The demodulation unit 123 outputs the estimation result S'(i).
Operation: The phase signal estimation unit 1231 of the demodulation unit 123 has a relative phase estimation result M'based on the sequence of the first received signal B1'(i) and the sequence of the second received signal B2'(i). (i) is generated and output (S1231).

具体的には、位相信号推定部1231は、第1受信信号B1'(i)および第2受信信号B2'(i)のそれぞれについて、露光タイミングと搬送波の位相差が0であるときの受信信号の値を正規化用受信信号値R1、R2として予め保持している(図14参照、同図におけるTI=0のときの輝度値(画素値)をR1とする)。これらの正規化用受信信号値は何らかのかたちで外部から与えるか、予め推定しておくものとする。位相信号推定部1231は第1受信信号B1'(i)および第2受信信号B2'(i)に基づいて、図13のように受信信号の相対的な位相を推定し、相対的な位相の推定結果M'(i)として出力する。 Specifically, the phase signal estimation unit 1231 receives signals when the exposure timing and the phase difference of the carrier wave are 0 for each of the first received signal B1'(i) and the second received signal B2'(i). The values of are held in advance as the normalization received signal values R1 and R2 (see FIG. 14, and the luminance value (pixel value) when TI = 0 in the figure is R1). These normalized received signal values shall be given from the outside in some way or estimated in advance. The phase signal estimation unit 1231 estimates the relative phase of the received signal based on the first received signal B1'(i) and the second received signal B2'(i) as shown in FIG. 13, and determines the relative phase of the relative phase. Output as estimation result M'(i).

通常、位相信号推定部1231は、ある程度の数(=LLとする)のB1'(i)とB2'(i)の組を使って位相の推定を行う。この時出力される相対的な位相の推定結果M'(i)の数はやはりLLである。上記の相対的な位相の推定は具体的には下記の数式(式1)によって実行することができる。 Normally, the phase signal estimation unit 1231 estimates the phase using a certain number of pairs of B1'(i) and B2'(i) (assuming = LL). The number of relative phase estimation results M'(i) output at this time is also LL. Specifically, the above relative phase estimation can be performed by the following mathematical formula (Equation 1).

Figure 0006922795
Figure 0006922795

ただし、B1''(i)は、B1'(i)をR1で、B2''(i)は、B2'(i)をR2で割ることによって正規化した値である。 However, B1'' (i) is a value obtained by dividing B1'(i) by R1, and B2'' (i) is a value normalized by dividing B2'(i) by R2.

復調部123の伝送信号推定部1232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0または1のシンボルの系列S'(i)を推定する(S1232)。具体的には以下の数式(式2)に基づく操作を行う。 The transmission signal estimation unit 1232 of the demodulation unit 123 estimates the series S'(i) of symbols 0 or 1 from the series of relative phase estimation results M'(i) using the least squares method as shown below. (S1232). Specifically, the operation is performed based on the following mathematical formula (Equation 2).

Figure 0006922795
Figure 0006922795

ただし、演算子gmod(θ,π)は However, the operator gmod (θ, π)

Figure 0006922795
Figure 0006922795

を意味する。上記のようにM'(i)は相対的な位相の情報のみを持つため、伝送信号推定部1232は別途参照位相情報MI'(送受信間の位相のずれを表す情報)を内部的に保持する必要がある。MI'は符号S(i)が0である場合に観測される位相を保持する。たとえば、MI'が0である場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π…であれば、伝送信号推定部1232は系列S'(1)=0、S'(2)=1、S'(3)=1、S'(4)=1…を出力する。MI'がπである場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π…であれば、伝送信号推定部1232は系列S'(1)=1、S'(2)=0、S'(3)=0、S'(4)=0…を出力する。 Means. Since M'(i) has only relative phase information as described above, the transmission signal estimation unit 1232 internally holds the reference phase information MI'(information indicating the phase shift between transmission and reception). There is a need. MI'holds the phase observed when the sign S (i) is 0. For example, if MI'is 0 and M'(1) = 0, M'(2) = π, M'(3) = π, M'(4) = π ... 1232 outputs the series S'(1) = 0, S'(2) = 1, S'(3) = 1, S'(4) = 1 ... If MI'is π, then M'(1) = 0, M'(2) = π, M'(3) = π, M'(4) = π ..., then the transmission signal estimation unit 1232 The series S'(1) = 1, S'(2) = 0, S'(3) = 0, S'(4) = 0 ... Is output.

以下、図7を参照して実施例2の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は差動2値位相偏移変調(DBPSK)、露光時間τ=Tc/2であるものとする。同図に示すように、本実施例の可視光通信システム2は、送信装置21と受信装置22を含み、送信装置21は、変調部211と、発光部912を含み、発光部912は従来の送信装置91における発光部912と同じである。受信装置22は、受光部121と、復調部223を含み、受光部121は、実施例1の受信装置12における受光部121と同じである。復調部223は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部2232を含み、位相信号推定部1231は、実施例1の受信装置12における位相信号推定部1231と同じである。以下、図8を参照して従来および実施例1と異なる各部の入出力、動作について説明する。 Hereinafter, the configuration of the visible light communication system of the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. In this embodiment, it is assumed that the modulation method is differential binary phase shift keying (DBPSK) and the exposure time τ = Tc / 2. As shown in the figure, the visible light communication system 2 of the present embodiment includes a transmitting device 21 and a receiving device 22, the transmitting device 21 includes a modulation unit 211 and a light emitting unit 912, and the light emitting unit 912 is a conventional unit. It is the same as the light emitting unit 912 in the transmission device 91. The receiving device 22 includes a light receiving unit 121 and a demodulating unit 223, and the light receiving unit 121 is the same as the light receiving unit 121 in the receiving device 12 of the first embodiment. The demodulation unit 223 includes a phase signal estimation unit 1231 and a transmission signal estimation unit 2232, and the phase signal estimation unit 1231 is the same as the phase signal estimation unit 1231 in the receiving device 12 of the first embodiment. Hereinafter, input / output and operation of each part different from the conventional one and the first embodiment will be described with reference to FIG.

<変調部211>
変調部211はメモリ、演算装置などからなる。変調部211のメモリには、内部状態MI(i)が記憶される。MI(i)は0度またはπ度の位相の情報である。
入力:変調部211には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、1ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部211からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),...が出力される。変調信号M(i)は0度またはπ度の値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が0であり内部状態MI(i-1)が0であればM(i)を0として変調信号を生成し、内部状態MI(i)を0とする。また、変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が1であり内部状態MI(i-1)が0であればM(i)をπとして変調信号を生成し、内部状態MI(i)をπとする。また、変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が0であり、内部状態MI(i-1)がπであればM(i)をπとして変調信号を生成し、内部状態MI(i)をπとする。また、変調部211は、ディジタル伝送信号S(i)が1であり内部状態MI(i-1)がπであればM(i)を0として変調信号を生成し、内部状態MI(i)を0とする(S211)。
<Modulation unit 211>
The modulation unit 211 includes a memory, an arithmetic unit, and the like. The internal state MI (i) is stored in the memory of the modulation unit 211. MI (i) is 0 degree or π degree phase information.
Input: The series S (1), S (2), ... Of the digital transmission signal S (i) are input to the modulation unit 211. The digital transmission signal S (i) is 1-bit information, and i is an integer representing the number of the digital transmission signal.
Output: The modulation unit 211 outputs the series M (1), M (2), ... Of the modulation signal M (i). The modulated signal M (i) is phase information having a value of 0 degree or π degree. In addition, i is also used as an index representing time.
Operation: If the digital transmission signal S (i) is 0 and the internal state MI (i-1) is 0, the modulation unit 211 generates a modulated signal with M (i) set to 0, and the internal state MI (i). Is set to 0. Further, if the digital transmission signal S (i) is 1 and the internal state MI (i-1) is 0, the modulation unit 211 generates a modulation signal with M (i) as π, and the internal state MI (i). Let be π. Further, if the digital transmission signal S (i) is 0 and the internal state MI (i-1) is π, the modulation unit 211 generates a modulated signal with M (i) as π, and the internal state MI (i) ) Is π. Further, if the digital transmission signal S (i) is 1 and the internal state MI (i-1) is π, the modulation unit 211 generates a modulated signal with M (i) set to 0, and the internal state MI (i). Is 0 (S211).

例えば変調部211は、ディジタル伝送信号の系列がS(1)=0、S(2)=1、S(3)=1、S(4)=1、…であり、初期の内部状態MI(0)が0であった場合、M(1)=0、M(2)=π、M(3)=0、M(4)=π、…として変調信号を生成し、各インデックスの内部状態をMI(1)=0、MI(2)=π、MI(3)=0、M(4)=π、…とする。 For example, in the modulation unit 211, the sequence of digital transmission signals is S (1) = 0, S (2) = 1, S (3) = 1, S (4) = 1, ..., And the initial internal state MI ( When 0) is 0, a modulated signal is generated as M (1) = 0, M (2) = π, M (3) = 0, M (4) = π, ..., and the internal state of each index is generated. Let MI (1) = 0, MI (2) = π, MI (3) = 0, M (4) = π, ...

<復調部223>
復調部223はメモリ、演算装置などからなる。復調部223のメモリには、内部状態MI'(i)が記憶される。MI'(i)は、ひとつ前のインデックス(i-1)において推定された位相の情報を表す(後述)。
入力:復調部223には、第1受信信号B1'(i)の系列、第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部223からは、シンボルの系列S'(i)(推定結果)が出力される。
動作:復調部223の伝送信号推定部2232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列を受け取り、シンボルの系列S'(i)を出力する(S2232)。また、伝送信号推定部2232は内部状態MI'(i)を持つ。具体的には、伝送信号推定部2232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0または1のシンボルの系列S'(i)を推定する。具体的には以下の数式(式3)に基づく操作を行う。
<Demodulation unit 223>
The demodulation unit 223 includes a memory, an arithmetic unit, and the like. The internal state MI'(i) is stored in the memory of the demodulation unit 223. MI'(i) represents the phase information estimated at the previous index (i-1) (described later).
Input: A sequence of the first received signal B1'(i) and a sequence of the second received signal B2'(i) are input to the demodulation unit 223.
Output: From the demodulation unit 223, the symbol sequence S'(i) (estimation result) is output.
Operation: The transmission signal estimation unit 2232 of the demodulation unit 223 receives the sequence of the relative phase estimation result M'(i) and outputs the symbol sequence S'(i) (S2232). Further, the transmission signal estimation unit 2232 has an internal state MI'(i). Specifically, the transmission signal estimation unit 2232 selects a series S'(i) of symbols 0 or 1 from the series of relative phase estimation results M'(i) using the least squares method as shown below. presume. Specifically, the operation is performed based on the following mathematical formula (Equation 3).

Figure 0006922795
Figure 0006922795

MI'(i)はひとつ前のインデックス(i-1)において推定された位相の情報M'(i-1)の位相情報を記録する。M'(i)とMI'(i)との差の絶対値がπ未満であれば0、π以上であれば1を出力とする。たとえば、MI'(0)が0である場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π、…であれば、伝送信号推定部2232は系列S'(1)=0、S'(2)=1、S'(3)=0、S'(4)=1、…を出力する。MI'(0)がπである場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=π、M'(4)=π、…であれば、伝送信号推定部2232は系列S'(1)=1、S'(2)=1、S'(3)=0、S'(4)=0、…を出力する。 MI'(i) records the phase information of the phase information M'(i-1) estimated at the previous index (i-1). If the absolute value of the difference between M'(i) and MI'(i) is less than π, 0 is output, and if it is π or more, 1 is output. For example, if MI'(0) is 0, then M'(1) = 0, M'(2) = π, M'(3) = π, M'(4) = π, ... The transmission signal estimation unit 2232 outputs the series S'(1) = 0, S'(2) = 1, S'(3) = 0, S'(4) = 1, ... If MI'(0) is π, then M'(1) = 0, M'(2) = π, M'(3) = π, M'(4) = π, ... The estimation unit 2232 outputs the series S'(1) = 1, S'(2) = 1, S'(3) = 0, S'(4) = 0, ...

以下、図9を参照して実施例3の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は多値位相偏移変調(M-PSK)、露光時間τ=Tc/2であるものとする。同図に示すように、本実施例の可視光通信システム3は、送信装置31と受信装置32を含み、送信装置31は、変調部311と、発光部912を含み、発光部912は従来の送信装置91における発光部912と同じである。受信装置32は、受光部121と、復調部323を含み、受光部121は、実施例1の受信装置12における受光部121と同じである。復調部323は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部3232を含み、位相信号推定部1231は、実施例1の受信装置12における位相信号推定部1231と同じである。以下、図10を参照して従来および実施例1と異なる各部の入出力、動作について説明する。 Hereinafter, the configuration of the visible light communication system of the third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the modulation method is multi-value phase shift keying (M-PSK) and the exposure time τ = Tc / 2. As shown in the figure, the visible light communication system 3 of this embodiment includes a transmitting device 31 and a receiving device 32, the transmitting device 31 includes a modulation unit 311 and a light emitting unit 912, and the light emitting unit 912 is a conventional unit. It is the same as the light emitting unit 912 in the transmission device 91. The receiving device 32 includes a light receiving unit 121 and a demodulating unit 323, and the light receiving unit 121 is the same as the light receiving unit 121 in the receiving device 12 of the first embodiment. The demodulation unit 323 includes a phase signal estimation unit 1231 and a transmission signal estimation unit 3232, and the phase signal estimation unit 1231 is the same as the phase signal estimation unit 1231 in the receiving device 12 of the first embodiment. Hereinafter, input / output and operation of each part different from the conventional one and the first embodiment will be described with reference to FIG.

<変調部311>
変調部311はメモリ、演算装置などからなる。変調部311のメモリには、階調情報Gが記憶される。
入力:変調部311には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、log2(G)ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部311からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が出力される。変調信号M(i)は0度、2*π/G*1、2*π/G*2、…2*π/G*(G-1)の値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部311は、入力されたディジタル伝送信号S(i)の系列の変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…の変調信号の系列を生成する。S(i)がLであれば変調部311は、M(i)を2*π/G*Lとして変調信号を生成する(S311)。
<Modulation unit 311>
The modulation unit 311 includes a memory, an arithmetic unit, and the like. The gradation information G is stored in the memory of the modulation unit 311.
Input: The series S (1), S (2), ... Of the digital transmission signal S (i) are input to the modulation unit 311. The digital transmission signal S (i) is log2 (G) bit information, and i is an integer representing the number of the digital transmission signal.
Output: The modulation unit 311 outputs the series M (1), M (2), ... Of the modulation signal M (i). The modulated signal M (i) is phase information having values of 0 degrees, 2 * π / G * 1, 2 * π / G * 2, ... 2 * π / G * (G-1). In addition, i is also used as an index representing time.
Operation: The modulation unit 311 generates a sequence of modulation signals of the sequence M (1), M (2), ... Of the sequence of the modulation signal M (i) of the input digital transmission signal S (i). If S (i) is L, the modulation unit 311 generates a modulation signal with M (i) as 2 * π / G * L (S311).

例えば変調部311は、G=4であるとき、ディジタル伝送信号の系列がS(1)=0、S(2)=3、S(3)=2、S(4)=1、…であった場合、M(1)=0、M(2)=3*π/2、M(3)=π、M(4)=π/2、…として変調信号を生成する。 For example, in the modulation unit 311, when G = 4, the sequence of digital transmission signals is S (1) = 0, S (2) = 3, S (3) = 2, S (4) = 1, ... In this case, a modulated signal is generated with M (1) = 0, M (2) = 3 * π / 2, M (3) = π, M (4) = π / 2, and so on.

<復調部323>
復調部323はメモリ、演算装置などからなる。復調部323のメモリには、内部状態として参照位相情報MI'が記憶される。
入力:復調部323には、第1受信信号B1'(i)の系列、第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部323からは、シンボルの系列S'(i)(推定結果)が出力される。
動作:復調部323の伝送信号推定部3232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列を受け取り、シンボルの系列S'(i)を出力する(S3232)。また、伝送信号推定部3232は内部状態として参照位相情報MI'を持つ。具体的には、伝送信号推定部3232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0〜G-1のシンボルの系列S'(i)を推定する。具体的には以下の数式(式4)に基づく操作を行う。
<Demodulation unit 323>
The demodulation unit 323 includes a memory, an arithmetic unit, and the like. The reference phase information MI'is stored as an internal state in the memory of the demodulation unit 323.
Input: A sequence of the first received signal B1'(i) and a sequence of the second received signal B2'(i) are input to the demodulation unit 323.
Output: From the demodulation unit 323, the symbol sequence S'(i) (estimation result) is output.
Operation: The transmission signal estimation unit 3232 of the demodulation unit 323 receives the sequence of the relative phase estimation result M'(i) and outputs the symbol sequence S'(i) (S3232). Further, the transmission signal estimation unit 3232 has the reference phase information MI'as an internal state. Specifically, the transmission signal estimation unit 3232 uses the least squares method or the like as shown below from the sequence of the relative phase estimation result M'(i) to sequence S'(i) of symbols from 0 to G-1. ) Is estimated. Specifically, the operation is performed based on the following mathematical formula (Equation 4).

Figure 0006922795
Figure 0006922795

ただし、演算子gmod(θ,2π/G)は However, the operator gmod (θ, 2π / G)

Figure 0006922795
Figure 0006922795

を意味する。上記のようにM'(i)は相対的な位相の情報のみを持つため、伝送信号推定部3232は別途参照位相情報MI'を内部的に保持する必要がある。MI'は符号S(i)が0である場合に観測される位相を保持する。たとえば、MI'が0である場合、M'(1)=0、M'(2)=3*π/2、M'(3)=π、M'(4)=π/2、…であれば、伝送信号推定部3232は系列S'(1)=0、S'(2)=3、S'(3)=2、S'(4)=1、…を出力する。MI'がπである場合、M'(1)=0、M'(2)=3*π/2、M'(3)=π、M'(4)=π/2、…であれば、伝送信号推定部3232は系列S'(1)=2、S'(2)=1、S'(3)=0、S'(4)=3、…を出力する。 Means. Since M'(i) has only relative phase information as described above, the transmission signal estimation unit 3232 needs to separately hold the reference phase information MI'internally. MI'holds the phase observed when the sign S (i) is 0. For example, if MI'is 0, then M'(1) = 0, M'(2) = 3 * π / 2, M'(3) = π, M'(4) = π / 2, ... If so, the transmission signal estimation unit 3232 outputs the series S'(1) = 0, S'(2) = 3, S'(3) = 2, S'(4) = 1, ... If MI'is π, then M'(1) = 0, M'(2) = 3 * π / 2, M'(3) = π, M'(4) = π / 2, ... , Transmission signal estimation unit 3232 outputs series S'(1) = 2, S'(2) = 1, S'(3) = 0, S'(4) = 3, ...

以下、図11を参照して実施例4の可視光通信システムの構成を説明する。なお本実施例では、変調方式は差動多値位相偏移変調(DM-PSK)、露光時間τ=Tc/2であるものとする。同図に示すように、本実施例の可視光通信システム4は、送信装置41と受信装置42を含み、送信装置41は、変調部411と、発光部912を含み、発光部912は従来の送信装置91における発光部912と同じである。受信装置42は、受光部121と、復調部423を含み、受光部121は、実施例1の受信装置12における受光部121と同じである。復調部423は、位相信号推定部1231と、伝送信号推定部4232を含み、位相信号推定部1231は、実施例1の受信装置12における位相信号推定部1231と同じである。以下、図12を参照して従来および実施例1と異なる各部の入出力、動作について説明する。 Hereinafter, the configuration of the visible light communication system of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the modulation method is differential multi-value phase shift keying (DM-PSK) and the exposure time τ = Tc / 2. As shown in the figure, the visible light communication system 4 of this embodiment includes a transmitting device 41 and a receiving device 42, the transmitting device 41 includes a modulation unit 411 and a light emitting unit 912, and the light emitting unit 912 is a conventional unit. It is the same as the light emitting unit 912 in the transmission device 91. The receiving device 42 includes a light receiving unit 121 and a demodulating unit 423, and the light receiving unit 121 is the same as the light receiving unit 121 in the receiving device 12 of the first embodiment. The demodulation unit 423 includes a phase signal estimation unit 1231 and a transmission signal estimation unit 4232, and the phase signal estimation unit 1231 is the same as the phase signal estimation unit 1231 in the receiving device 12 of the first embodiment. Hereinafter, input / output and operation of each part different from the conventional one and the first embodiment will be described with reference to FIG.

<変調部411>
変調部411はメモリ、演算装置などからなる。変調部411のメモリには、階調情報Gが記憶される。また、変調部411のメモリには、内部状態MI(i)が記憶される。MI(i)は0度、2*π/G*1、2*π/G*2、…2*π/G*(G-1)のいずれかの位相の情報である。
入力:変調部411には、ディジタル伝送信号S(i)の系列S(1),S(2),…が入力される。ディジタル伝送信号S(i)は、log2(G)ビットの情報であり、iはディジタル伝送信号の番号を表す整数とする。
出力:変調部411からは、変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…が出力される。変調信号M(i)は0度、2*π/G*1、2*π/G*2、…2*π/G*(G-1)の値を持つ位相の情報である。また、iは時間を表すインデックスとしても用いる。
動作:変調部411は、入力されたディジタル伝送信号S(i)の系列の変調信号M(i)の系列M(1),M(2),…の変調信号の系列を生成する。S(i)がLで、MI(i)がL'であれば、2*π/G*L'+2*π/G*Lとして変調信号M(i)を生成する。ただし、2*π/G*L'+2*π/G*Lが2*πより大きい場合は2*π/G*L'+2*π/G*L-2*πとして変調信号M(i)を生成する(S411)。
<Modulation unit 411>
The modulation unit 411 includes a memory, an arithmetic unit, and the like. The gradation information G is stored in the memory of the modulation unit 411. Further, the internal state MI (i) is stored in the memory of the modulation unit 411. MI (i) is the phase information of 0 degree, 2 * π / G * 1, 2 * π / G * 2, ... 2 * π / G * (G-1).
Input: The series S (1), S (2), ... Of the digital transmission signal S (i) are input to the modulation unit 411. The digital transmission signal S (i) is log2 (G) bit information, and i is an integer representing the number of the digital transmission signal.
Output: The modulation unit 411 outputs the series M (1), M (2), ... Of the modulation signal M (i). The modulated signal M (i) is phase information having values of 0 degrees, 2 * π / G * 1, 2 * π / G * 2, ... 2 * π / G * (G-1). In addition, i is also used as an index representing time.
Operation: The modulation unit 411 generates a sequence of modulation signals of the sequence M (1), M (2), ... Of the sequence of the modulation signal M (i) of the input digital transmission signal S (i). If S (i) is L and MI (i) is L', the modulation signal M (i) is generated as 2 * π / G * L'+ 2 * π / G * L. However, if 2 * π / G * L'+ 2 * π / G * L is larger than 2 * π, the modulation signal M is set as 2 * π / G * L'+ 2 * π / G * L-2 * π. (i) is generated (S411).

例えば変調部411は、G=4かつMI(0)=π/2であるとき、ディジタル伝送信号の系列がS(1)=0、S(2)=3、S(3)=2、S(4)=1、…であった場合、M(1)=π/2、M(2)=0、M(3)=π、M(4)=3*π/2、…として変調信号を生成する。 For example, in the modulation unit 411, when G = 4 and MI (0) = π / 2, the sequence of digital transmission signals is S (1) = 0, S (2) = 3, S (3) = 2, S. If (4) = 1, ..., M (1) = π / 2, M (2) = 0, M (3) = π, M (4) = 3 * π / 2, ... To generate.

<復調部423>
復調部423はメモリ、演算装置などからなる。復調部423のメモリには、内部状態として位相情報MI'(i)が記憶される。
入力:復調部423には、第1受信信号B1'(i)の系列、第2受信信号B2'(i)の系列が入力される。
出力:復調部423からは、シンボルの系列S'(i)(推定結果)が出力される。
動作:復調部423の伝送信号推定部4232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列を受け取り、シンボルの系列S'(i)を出力する(S4232)。また、伝送信号推定部4232は内部状態として位相情報MI'(i)を持つ。具体的には、伝送信号推定部4232は相対的な位相の推定結果M'(i)の系列から下記のように最小二乗法などを用いて0〜G-1のシンボルの系列S'(i)を推定する。具体的には以下の数式(式5)に基づく操作を行う。
<Demodulation unit 423>
The demodulation unit 423 includes a memory, an arithmetic unit, and the like. The phase information MI'(i) is stored as an internal state in the memory of the demodulation unit 423.
Input: A sequence of the first received signal B1'(i) and a sequence of the second received signal B2'(i) are input to the demodulation unit 423.
Output: From the demodulation unit 423, the symbol sequence S'(i) (estimation result) is output.
Operation: The transmission signal estimation unit 4232 of the demodulation unit 423 receives the sequence of the relative phase estimation result M'(i) and outputs the symbol sequence S'(i) (S4322). Further, the transmission signal estimation unit 4232 has the phase information MI'(i) as an internal state. Specifically, the transmission signal estimation unit 4232 uses the least squares method or the like as shown below from the sequence of the relative phase estimation result M'(i) to sequence S'(i) of symbols from 0 to G-1. ) Is estimated. Specifically, the operation is performed based on the following mathematical formula (Equation 5).

Figure 0006922795
Figure 0006922795

MI'(i)はM'(i-1)の位相情報を記録する。たとえば、MI'(0)がπ/2である場合、M'(1)=0、M'(2)=π、M'(3)=3*π/2、M'(4)=π/2、…であれば、伝送信号推定部4232は系列S'(1)=3、S'(2)=2、S'(3)=1、S'(4)=2、…を出力する。 MI'(i) records the phase information of M'(i-1). For example, if MI'(0) is π / 2, M'(1) = 0, M'(2) = π, M'(3) = 3 * π / 2, M'(4) = π If / 2, ..., the transmission signal estimation unit 4232 outputs the series S'(1) = 3, S'(2) = 2, S'(3) = 1, S'(4) = 2, ... do.

[変形例1]
実施例1〜4では受光素子と受信信号生成部の数はそれぞれ2つであったが、これを3つ以上にしてもよい。この場合も露光タイミングが近接する2つの受光素子において露光タイミングを搬送波周期Tcの4分の1ずらすことで、実施例1〜4と同様に位相の推定を第1受光素子および第2受光素子の間、第2受光素子および第3受光素子の間、第3受光素子および第4受光素子の間…でそれぞれ行うことにより、ノイズ耐性を増すことができる。
[Modification 1]
In Examples 1 to 4, the number of light receiving elements and the number of received signal generation units are two, but the number may be three or more. In this case as well, by shifting the exposure timing by a quarter of the carrier period Tc in the two light receiving elements whose exposure timings are close to each other, the phase estimation of the first light receiving element and the second light receiving element is performed in the same manner as in Examples 1 to 4. The noise immunity can be increased by performing the process between the second light receiving element and the third light receiving element, between the third light receiving element and the fourth light receiving element, respectively.

[変形例2]
実施例1〜4において位相信号推定部1231は位相を式1を用いて推定したが、この前段の処理として、図15に示すように、予め期待される受信信号の値に最小二乗法等によって写像したのちにこれを行ってもよい。
[Modification 2]
In Examples 1 to 4, the phase signal estimation unit 1231 estimated the phase using Equation 1, but as the processing in the previous stage, as shown in FIG. 15, the value of the received signal expected in advance is subjected to the least squares method or the like. You may do this after mapping.

[変形例3]
送信装置が複数(H個)ある場合でも、実施例1〜4に記載したシステムを適用することが出来る。この場合は、実施例1〜4の受信信号生成部、復調部を複数用意すればよい。この場合は復調信号の推定はそれぞれの送信装置に対応して実行される。
[Modification 3]
Even when there are a plurality of transmission devices (H), the system described in Examples 1 to 4 can be applied. In this case, a plurality of received signal generation units and demodulation units of Examples 1 to 4 may be prepared. In this case, the estimation of the demodulated signal is performed corresponding to each transmitting device.

<補記>
本発明の装置は、例えば単一のハードウェアエンティティとして、キーボードなどが接続可能な入力部、液晶ディスプレイなどが接続可能な出力部、ハードウェアエンティティの外部に通信可能な通信装置(例えば通信ケーブル)が接続可能な通信部、CPU(Central Processing Unit、キャッシュメモリやレジスタなどを備えていてもよい)、メモリであるRAMやROM、ハードディスクである外部記憶装置並びにこれらの入力部、出力部、通信部、CPU、RAM、ROM、外部記憶装置の間のデータのやり取りが可能なように接続するバスを有している。また必要に応じて、ハードウェアエンティティに、CD−ROMなどの記録媒体を読み書きできる装置(ドライブ)などを設けることとしてもよい。このようなハードウェア資源を備えた物理的実体としては、汎用コンピュータなどがある。
<Supplement>
The device of the present invention is, for example, as a single hardware entity, an input unit to which a keyboard or the like can be connected, an output unit to which a liquid crystal display or the like can be connected, and a communication device (for example, a communication cable) capable of communicating outside the hardware entity. Communication unit to which can be connected, CPU (Central Processing Unit, cache memory, registers, etc.), RAM and ROM as memory, external storage device as hard hardware, and input, output, and communication units of these , CPU, RAM, ROM, and has a connecting bus so that data can be exchanged between external storage devices. Further, if necessary, a device (drive) or the like capable of reading and writing a recording medium such as a CD-ROM may be provided in the hardware entity. A physical entity equipped with such hardware resources includes a general-purpose computer and the like.

ハードウェアエンティティの外部記憶装置には、上述の機能を実現するために必要となるプログラムおよびこのプログラムの処理において必要となるデータなどが記憶されている(外部記憶装置に限らず、例えばプログラムを読み出し専用記憶装置であるROMに記憶させておくこととしてもよい)。また、これらのプログラムの処理によって得られるデータなどは、RAMや外部記憶装置などに適宜に記憶される。 The external storage device of the hardware entity stores the program required to realize the above-mentioned functions and the data required for processing this program (not limited to the external storage device, for example, reading a program). It may be stored in a ROM, which is a dedicated storage device). Further, the data obtained by the processing of these programs is appropriately stored in a RAM, an external storage device, or the like.

ハードウェアエンティティでは、外部記憶装置(あるいはROMなど)に記憶された各プログラムとこの各プログラムの処理に必要なデータが必要に応じてメモリに読み込まれて、適宜にCPUで解釈実行・処理される。その結果、CPUが所定の機能(上記、…部、…手段などと表した各構成要件)を実現する。 In the hardware entity, each program stored in the external storage device (or ROM, etc.) and the data necessary for processing each program are read into the memory as needed, and are appropriately interpreted, executed, and processed by the CPU. .. As a result, the CPU realizes a predetermined function (each configuration requirement represented by the above, ... Department, ... means, etc.).

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。また、上記実施形態において説明した処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されるとしてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. Further, the processes described in the above-described embodiment are not only executed in chronological order according to the order described, but may also be executed in parallel or individually depending on the processing capacity of the device that executes the processes or if necessary. ..

既述のように、上記実施形態において説明したハードウェアエンティティ(本発明の装置)における処理機能をコンピュータによって実現する場合、ハードウェアエンティティが有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記ハードウェアエンティティにおける処理機能がコンピュータ上で実現される。 As described above, when the processing function in the hardware entity (device of the present invention) described in the above embodiment is realized by a computer, the processing content of the function that the hardware entity should have is described by a program. Then, by executing this program on the computer, the processing function in the above hardware entity is realized on the computer.

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM(Random Access Memory)、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等を、光磁気記録媒体として、MO(Magneto-Optical disc)等を、半導体メモリとしてEEP−ROM(Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory)等を用いることができる。 The program describing the processing content can be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be, for example, a magnetic recording device, an optical disk, a photomagnetic recording medium, a semiconductor memory, or the like. Specifically, for example, a hard disk device, a flexible disk, a magnetic tape, or the like as a magnetic recording device is used as an optical disk, and a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM (Random Access Memory), or a CD-ROM (Compact Disc Read Only) is used as an optical disk. Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), etc., MO (Magneto-Optical disc), etc. as a magneto-optical recording medium, EEP-ROM (Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory), etc. as a semiconductor memory Can be used.

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。 Further, the distribution of this program is performed, for example, by selling, transferring, renting, or the like a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM in which the program is recorded. Further, the program may be stored in the storage device of the server computer, and the program may be distributed by transferring the program from the server computer to another computer via a network.

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。 A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. Then, when the process is executed, the computer reads the program stored in its own recording medium and executes the process according to the read program. Further, as another execution form of this program, a computer may read the program directly from a portable recording medium and execute processing according to the program, and further, the program is transferred from the server computer to this computer. Each time, the processing according to the received program may be executed sequentially. In addition, the above processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by the execution instruction and result acquisition without transferring the program from the server computer to this computer. May be. The program in this embodiment includes information to be used for processing by a computer and equivalent to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property of defining the processing of the computer, etc.).

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、ハードウェアエンティティを構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。 Further, in this form, the hardware entity is configured by executing a predetermined program on the computer, but at least a part of these processing contents may be realized in terms of hardware.

Claims (8)

ディジタル伝送信号を位相偏移変調した変調信号に基づく光信号に、各々異なる露光タイミングで前記光信号の2分の1周期に渡り露光する複数の受光素子の標本化器に貯まる電荷に基づいて、前記受光素子のそれぞれに対応する複数の受信信号を生成する受光部と、
前記光信号と前記露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値とし、生成された複数の前記受信信号の値と前記正規化用受信信号値に基づいて前記変調信号の位相を推定する復調部を含む
受信装置。
Based on the charge stored in the sampler of a plurality of light receiving elements that expose the digital transmission signal to the optical signal based on the modulation signal phase-shift-modulated at different exposure timings for half the cycle of the optical signal. A light receiving unit that generates a plurality of received signals corresponding to each of the light receiving elements,
The value of the received signal when the phase difference between the optical signal and the exposure timing is zero is used as the normalized received signal value, and is based on the generated plurality of received signal values and the normalized received signal value. A receiver including a demodulator that estimates the phase of the modulated signal.
請求項1に記載の受信装置であって、
前記復調部は、
推定された前記位相と、送受信間の位相のずれを表す参照位相情報に基づいて、前記ディジタル伝送信号を推定する
受信装置。
The receiving device according to claim 1.
The demodulation unit
A receiving device that estimates the digital transmission signal based on the estimated phase and reference phase information representing a phase shift between transmission and reception.
請求項1に記載の受信装置であって、
前記位相偏移変調が差動2値位相偏移変調であって、
前記復調部は、
推定された前記位相と、ひとつ前のインデックスにおいて推定された前記位相の情報に基づいて、前記ディジタル伝送信号を推定する
受信装置。
The receiving device according to claim 1.
The phase shift keying is a differential binary phase shift keying.
The demodulation unit
A receiving device that estimates the digital transmission signal based on the estimated phase and the information of the phase estimated at the previous index.
請求項2に記載の受信装置であって、
前記位相偏移変調が多値位相偏移変調である
受信装置。
The receiving device according to claim 2.
A receiving device in which the phase shift keying is multi-valued phase shift keying.
請求項1に記載の受信装置であって、
前記位相偏移変調が差動多値位相偏移変調であって、
前記復調部は、
推定された前記位相と、ひとつ前のインデックスにおいて推定された前記位相の情報に基づいて、前記ディジタル伝送信号を推定する
受信装置。
The receiving device according to claim 1.
The phase shift keying is a differential multi-value phase shift keying.
The demodulation unit
A receiving device that estimates the digital transmission signal based on the estimated phase and the information of the phase estimated at the previous index.
請求項1から5の何れかに記載の受信装置であって、
複数の前記受光素子のうち、前記露光タイミングが近接する二つの前記受光素子において、前記露光タイミングが、前記光信号の周期の4分の1ずれている
受信装置。
The receiving device according to any one of claims 1 to 5.
A receiving device in which the exposure timings of two light receiving elements whose exposure timings are close to each other are shifted by a quarter of the period of the optical signal among the plurality of light receiving elements.
受信装置が実行する受信方法であって、
ディジタル伝送信号を位相偏移変調した変調信号に基づく光信号に、各々異なる露光タイミングで前記光信号の2分の1周期に渡り露光する複数の受光素子の標本化器に貯まる電荷に基づいて、前記受光素子のそれぞれに対応する複数の受信信号を生成するステップと、
前記光信号と前記露光タイミングの位相差がゼロである場合の受信信号の値を正規化用受信信号値とし、生成された複数の前記受信信号の値と前記正規化用受信信号値に基づいて前記変調信号の位相を推定するステップを含む
受信方法。
It is a receiving method executed by the receiving device.
Based on the charge stored in the sampler of a plurality of light receiving elements that expose the digital transmission signal to the optical signal based on the modulation signal phase-shift-modulated at different exposure timings for half the cycle of the optical signal. A step of generating a plurality of received signals corresponding to each of the light receiving elements, and
The value of the received signal when the phase difference between the optical signal and the exposure timing is zero is used as the normalized received signal value, and is based on the generated plurality of received signal values and the normalized received signal value. A receiving method comprising the step of estimating the phase of the modulated signal.
コンピュータを、請求項1から6の何れかに記載の受信装置として機能させるプログラム。 A program that causes a computer to function as the receiving device according to any one of claims 1 to 6.
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