JP2014220613A - 送信回路、送信方法、及び、伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＭＩの規定を満たそうとして送信電力を落とさなくても、搬送波成分の放射を抑えることが可能な送信回路、送信方法、及び、当該送信回路（送信方法）を用いる伝送システムを提供する。【解決手段】送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調方式（ＡＳＫ変調方式）を用いて送信データを送信する送信回路、あるいは、当該送信回路を用いる伝送システムにおいて、送信データに基づいて搬送波の位相を変化させることで、搬送波成分の放射を抑えるようにする。【選択図】 図２

Description

本開示は、送信回路、送信方法、及び、伝送システムに関する。

伝送システム、例えば、１つの機器内で信号の伝送を行うシステムでは、送信回路や受信回路の小型化や低消費電力化が求められる。この要求に応えるために、送信回路で信号を変調する変調方式として、小型で低消費電力なＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅遷移）変調方式が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−７７５６７号公報

一方で、ＡＳＫ変調は、搬送波（キャリア）成分の放射が大きく、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference：電磁妨害）の規定を満たすのが難しい。ＥＭＩの規定を満たそうとすると、送信電力を落とすことになる。そして、送信電力を落とすと、受信回路側での受信感度の低下を招く。また、妨害波にも弱くなる。

そこで、本開示は、ＥＭＩの規定を満たそうとして送信電力を落とさなくても、搬送波成分の放射を抑えることが可能な送信回路、送信方法、及び、当該送信回路（送信方法）を用いる伝送システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本開示の送信回路は、
送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調回路と、
送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路と、
を有する。

また、上記の目的を達成するための本開示の送信方法は、
送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調方式を用いて送信データを送信するに当たって、
送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる。

また、上記の目的を達成するための本開示の伝送システムは、
送信回路と、
送信回路が送信した信号を受信する受信回路と、
を備え、
送信回路は、
送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調回路と、
送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路と、
を有する。

上記の構成の送信回路、送信方法、あるいは、伝送システムにおいて、振幅遷移変調（ＡＳＫ変調）は、搬送波の振幅に送信データの情報を乗せる変調方式であり、搬送波の位相は送信データの情報に関与していない。この情報が関与していない（情報が乗っていない）搬送波の位相を、送信データに基づいて変化させることで、送信データの情報が乗っている搬送波の振幅に影響を与えることなく、位相変調の原理に基づいて搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを下げることができる。

本開示によれば、搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを下げることができるため、ＥＭＩの規定を満たそうとして送信電力を落とさなくても、搬送波成分の放射を抑えることができる。
尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、これに限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。

図１Ａは、本開示の技術が適用される伝送システムの構成の一例を示すブロック図であり、図１Ｂは、伝送システムにおける送信回路及び受信回路の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 図２Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図であり、図２Ｂは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させる場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図であり、図２Ｃは、変調度＜１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図であり、図２Ｄは、変調度＜１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させる場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図である。 図３Ａは、実施形態に係る送信回路の構成例を示すブロック図であり、図３Ｂは、実施形態に係る受信回路の構成例を示すブロック図である。 図４Ａは、実施形態に係る伝送システムの構成例１を示すブロック図であり、図４Ｂは、実施形態に係る伝送システムの構成例２を示すブロック図である。 図５Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号を示す図であり、図５Ｂは、送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法１を示す図であり、図５Ｃは、送信データの論理１に対して交互に位相を切り替える手法２を示す図であり、図５Ｄは、送信データの論理１のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法３を示す図であり、図５Ｅは、送信データの論理１のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法４を示す図であり、図５Ｆは、送信データの論理１のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法５を示す図である。 図６Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させない場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図６Ｂは、変調信号の周波数成分を示す図であり、図６Ｃは、検波出力のアイパターンを示す図である。 図７Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法１の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図７Ｂは、変調信号の周波数成分を示す図であり、図７Ｃは、検波出力のアイパターンを示す図である。 図８Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、送信データの論理１に対して交互に位相を切り替える手法２の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図８Ｂは、変調信号の周波数成分を示す図であり、図８Ｃは、検波出力のアイパターンを示す図である。 図９Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、送信データの論理１のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法３の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図９Ｂは、変調信号の周波数成分を示す図であり、図９Ｃは、検波出力のアイパターンを示す図である。 図１０Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、送信データの論理１のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図１０Ｂは、変調信号の周波数成分を示す図であり、図１０Ｃは、検波出力のアイパターンを示す図である。 図１１Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、送信データの論理１のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法５の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図１１Ｂは、変調信号の周波数成分を示す図であり、図１１Ｃは、検波出力のアイパターンを示す図である。 図１２Ａは、送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法１の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図１２Ｂは、自乗検波出力のアイパターンを示す図であり、図１２Ｃは、ＬＰＦ出力のアイパターンを示す図である。 図１３Ａは、送信データの論理１に対して交互に位相を切り替える手法２の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図１３Ｂは、自乗検波出力のアイパターンを示す図であり、図１３Ｃは、ＬＰＦ出力のアイパターンを示す図である。 図１４Ａは、送信データの論理１のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法３の場合の、変調信号の包絡線のアイパターンを示す図であり、図１４Ｂは、自乗検波出力のアイパターンを示す図であり、図１４Ｃは、ＬＰＦ出力のアイパターンを示す図である。 図１５Ａは、変調度＜１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号を示す図であり、図１５Ｂは、送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法６を示す図であり、図１５Ｃは、送信データの論理１／論理０に対して交互に位相を切り替える手法７を示す図であり、図１５Ｄは、送信データの論理１や論理０のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法８を示す図である。 図１６Ａは、変調度＜１のＡＳＫ変調において、送信データの論理１や論理０のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法９を示す図であり、図１６Ｂは、送信データの論理１や論理０のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法１０を示す図である。 図１７は、位相制御回路として用いられる符号化回路の構成の一例を示すブロック図である。 図１８は、図１７の符号化回路の動作説明に供する各回路部の入出力の論理値を示す図である。

以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示の送信回路、送信方法、及び、伝送システム、全般に関する説明
２．本開示の技術が適用される伝送システム
３．実施形態に係る伝送システム

＜本開示の送信回路、送信方法、及び、伝送システム、全般に関する説明＞
電磁波、特に、マイクロ波、ミリ波、テラヘルツ波などの高周波の信号を、導波管を媒体として伝送する伝送システムは、電子機器、情報処理装置、半導体装置などの各種の装置相互間の信号の伝送や、１つの装置（機器）における回路基板相互間の信号の伝送などに用いて好適なものである。この伝送システムにおいて、高周波の信号を伝送する導波管は、装置相互間や回路基板相互間を接続するケーブルとしての機能を持つことから、導波管ケーブルと呼称される。

高周波のうち、例えばミリ波は、周波数が３０［ＧＨｚ］〜３００［ＧＨｚ］（波長が１［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］）の電波である。ミリ波帯で信号伝送を行うことで、Ｇｂｐｓオーダー（例えば、５［Ｇｂｐｓ］以上）の高速な信号伝送を実現することができるようになる。Ｇｂｐｓオーダーの高速な信号伝送が求められる信号としては、例えば、映画映像やコンピュータ画像などのデータ信号を例示することができる。また、ミリ波帯での信号伝送は、耐干渉性に優れており、装置相互間のケーブル接続における他の電気配線に対して妨害を与えずに済むという利点もある。

高周波の信号、例えばミリ波帯の信号を伝送する伝送システムにおいて、導波管ケーブルとしては、中空導波管から成る構成であってもよいし、誘電体導波路から成る構成であってもよいし、管内に誘電体を充填した導波管（以下、「誘電体導波管」と記述する）から成る構成であってもよい。但し、中空導波管よりも屈曲性に優れている誘電体導波管を用いるのが好ましい。誘電体導波管において、電磁波は、波長（周波数）等に応じた電磁界を形成しながら誘電体の中を伝播する。

本開示の送信回路にあっては、位相制御回路について、搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを下げるように搬送波の位相を変化させる構成とすることができる。

上述した好ましい構成、形態を含む本開示の送信回路にあっては、位相制御回路について、送信データのビット毎に搬送波の位相を変化させる構成とすることができる。このとき、送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える構成とすることができる。または、送信データの論理１に対して交互に、あるいは、論理０に対して交互に位相を切り替える構成とすることができる。

あるいは又、上述した好ましい構成、形態を含む本開示の送信回路にあっては、位相制御回路について、送信データの論理１や論理０のまとまり毎に搬送波の位相を変化させる構成とすることができる。このとき、送信データの論理１や論理０のまとまりに対してランダムに位相を切り替える構成とすることができる。または、送信データの論理１のまとまりに対して交互に、あるいは、論理０のまとまりに対して交互に位相を切り替える構成とすることができる。あるいは又、送信データの論理１や論理０のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える構成とすることができる。ここで、＋と−は位相０度と１８０度を表しているが、差分が１８０度となる位相関係であれば、自由に設定することが出来る。

＜本開示の技術が適用される伝送システム＞
本開示の技術が適用される伝送システムの構成の一例について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、本開示の技術が適用される伝送システムの構成の一例を示すブロック図であり、図１Ｂは、伝送システムにおける送信回路及び受信回路の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、本適用例に係る伝送システム１は、高周波の信号を送信する送信回路（送信部）１０と、高周波の信号を受信する受信回路（受信部）２０と、送信回路１０と受信回路２０との間で高周波の信号を伝送する導波管ケーブル（導波管）３０と、を備える構成となっている。

ここでは、高周波の信号として例えばミリ波帯の信号を、導波管ケーブルを用いて伝送する伝送システムを例に挙げて説明する。導波管ケーブルとしては、中空導波管から成る構成であってもよいし、誘電体導波管から成る構成であってもよい。
因みに、高周波の信号がミリ波帯の信号（ミリ波通信）であることで、次のような利点がある。

ａ）ミリ波通信は通信帯域を広く取れるため、データレートを大きくとることが簡単にできる。
ｂ）伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数から離すことができ、ミリ波とベースバンド信号の周波数の干渉が起こり難い。
ｃ）ミリ波帯は波長が短いため、波長に応じて決まる導波構造を小さくできる。加えて、距離減衰が大きく回折も少ないため電磁シールドが行ない易い。
ｄ）通常の無線通信では、搬送波の安定度については、干渉などを防ぐために厳しい規制がある。そのような安定度の高い搬送波を実現するためには、高い安定度の外部周波数基準部品と逓倍回路やＰＬＬ（位相同期ループ回路）などが用いられ、回路規模が大きくなる。これに対して、ミリ波通信では、容易に外部に漏れないようにできるとともに、安定度の低い搬送波を伝送に使用することができ、回路規模の増大を抑えることができる。

ミリ波帯の信号を伝送する、本適用例に係る伝送システム１において、送信回路１０は、伝送対象の信号をミリ波の信号に変換し、導波管ケーブル３０へ出力する処理を行う。受信回路２０は、導波管ケーブル３０を通して伝送されるミリ波の信号を受信し、元の伝送対象の信号に戻す（復元する）処理を行う。

本適用例にあっては、送信回路１０は第１の通信装置１００内に設けられ、受信回路２０は第２の通信装置２００内に設けられる。この場合、導波管ケーブル３０は、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間で高周波の信号を伝送するということにもなる。導波管ケーブル３０を通して信号の送受信を行う各通信装置１００，２００においては、送信回路１０と受信回路２０とが対となって組み合させて配置される。第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間の信号の伝送方式については、片方向（一方向）の伝送方式であってもよいし、双方向の伝送方式であってもよい。

送信回路１０（第１の通信装置１００）と受信回路２０（第２の通信装置２００）とは、予め定められた範囲内に配置される。ここで、「予め定められた範囲」とは、高周波の信号がミリ波の信号であるから、ミリ波の伝送範囲を制限できる限りにおいてであればよい。典型的には、放送や一般的な無線通信で使用される通信装置相互間の距離に比べて距離が短い範囲が「予め定められた範囲」に該当する。

送信回路１０と受信回路２０とが予め定められた範囲内に配置される形態としては、図１Ａに示すように、別々の通信装置（電子機器）、即ち、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００とに配置される形態の他、次のような形態を例示することができる。例えば、１つの電子機器内において別々の回路基板に送信回路１０と受信回路２０とが配置される形態で考えられる。この形態の場合、一方の回路基板が第１の通信装置１００に相当し、他方の回路基板が第２の通信装置２００に相当することになる。

その他に、１つの電子機器内において別々の半導体チップに送信回路１０と受信回路２０とが配置される形態が考えられる。この形態の場合、一方の半導体チップが第１の通信装置１００に相当し、他方の半導体チップが第２の通信装置２００に相当することになる。更に、同一の回路基板上における別々の回路部に送信回路１０と受信回路２０とが配置される形態が考えられる。この形態の場合、一方の回路部が第１の通信装置１００に相当し、他方の回路部が第２の通信装置２００に相当することになる。但し、これらの形態に限られるものではない。

一方、第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との組み合わせとしては、一例として、次のような組み合わせが考えられる。但し、以下に例示する組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。

第２の通信装置２００が携帯電話機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ゲーム機、リモートコントローラなどのバッテリ駆動機器である場合には、第１の通信装置１００は、そのバッテリ充電器や画像処理などを行う、所謂ベースステーションと称される装置となる組み合わせが考えられる。また、第２の通信装置２００が比較的薄いＩＣカードのような外観を有する装置である場合には、第１の通信装置１００は、そのカード読取／書込装置となる組み合わせが考えられる。カード読取／書込装置は更に、例えば、デジタル記録／再生装置、地上波テレビジョン受像機、携帯電話機、ゲーム機、コンピュータなどの電子機器本体と組み合わせて使用される。また、撮像装置への適用であれば、例えば、第１の通信装置１００がメイン基板側で第２の通信装置２００が撮像基板側になり、１つの装置（機器）内での信号伝送を行うことになる。

次に、図１Ｂを用いて、送信回路１０及び受信回路２０の具体的な構成の一例について説明する。

送信回路１０は、例えば、伝送対象の信号を処理してミリ波の信号を生成する信号生成部１１を有している。信号生成部１１は、伝送対象の信号をミリ波の信号に変換する信号変換部であり、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移）変調回路から成る構成となっている。

具体的には、信号生成部１１は、発振器１１１から与えられるミリ波の信号と、バッファ１１２を通して与えられる伝送対象の信号とを乗算器１１３で乗算することによってミリ波のＡＳＫ変調波を生成し、バッファ１１４を介して出力する構成を採っている。尚、本例では、シングル入力としたが、バッファ１１２に代えて差動アンプを設けることで、差動入力とする構成を採ることもできる。送信回路１０と導波管ケーブル３０との間には、コネクタ装置４０が介在している。

一方、受信回路２０は、例えば、導波管ケーブル３０を通して与えられるミリ波の信号を処理して元の伝送対象の信号を復元する信号復元部２１を有している。信号復元部２１は、受信したミリ波の信号を、元の伝送対象の信号に変換する信号変換部であり、例えば、自乗（二乗）検波回路から成る構成となっている。具体的には、信号復元部２１は、バッファ２１１を通して与えられるミリ波の信号（ＡＳＫ変調波）を乗算器２１２で自乗することによって伝送対象の信号に変換し、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２１３を通して出力する構成を採っている。

ここでは、信号復元部２１として、自乗検波回路を例示したが、自乗検波回路に限られるものではなく、包絡線検波回路であってもよい。自乗検波や包絡線検波に対応できる変調は、ＯＯＫ（On Off Keying）変調を含むＡＳＫ変調だけである。因みに、ＡＳＫ変調の変調度＝１の場合がＯＯＫ変調である。

導波管ケーブル３０と受信回路２０との間には、コネクタ装置５０が介在している。導波管ケーブル３０は、ミリ波を導波管内に閉じ込めつつ伝送する導波構造で構成し、ミリ波帯域の電磁波を効率よく伝送させる特性を有するものとする。導波管ケーブル３０が誘電体導波管から成る場合には、例えば、一定範囲の比誘電率と一定範囲の誘電正接を持つ誘電体素材を含んで構成された誘電体導波管にするとよい。

ここで、「一定範囲」については、誘電体素材の比誘電率や誘電正接が、所望の効果が得られる程度の範囲であればよく、その限りにおいて予め定めた値のものとすればよい。但し、誘電体導波管の特性については、誘電体素材そのものだけで決められるものではなく、伝送路長やミリ波の周波数（波長）も特性を決めるのに関係してくる。従って、必ずしも、誘電体素材の比誘電率や誘電正接について明確に定められるものではないが、一例としては、次のように設定することができる。

誘電体導波管内にミリ波の信号を高速に伝送させるためには、誘電体素材の比誘電率は、２〜１０（好ましくは、３〜６）程度とし、その誘電正接は０．００００１〜０．０１（好ましくは、０．００００１〜０．００１）程度とするのが望ましい。このような条件を満たす誘電体素材としては、例えば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン系、ポリイミド系、シアノアクリレート樹脂系から成るものを例示することができる。

＜本開示の実施形態に係る伝送システム＞
本実施形態に係る伝送システムは、高速シリアル・インタフェースに用いられる、８Ｂ１０Ｂ等のＤＣ成分や低周波数成分を抑圧する符号化方式を用いたシリアル伝送に適用されるのが望ましい。但し、当該シリアル伝送への適用に制約されるものではない。ここで、８Ｂ１０Ｂは、８ビットのデータを１０ビットのシンボルに変換して伝送する符号化方式である。本実施形態に係る伝送システムにあっては、導波管ケーブルを用いて、高周波の信号、例えば、ミリ波帯の信号を導波管内に閉じ込めつつ伝送する。そして、本実施形態に係る伝送システムにあっては、ＡＳＫ変調回路を用いる送信回路において、送信データに基づいて搬送波の位相を変化させることを特徴としている。

ここで、搬送波の位相を変化させない場合と、変化させる場合の変調信号について具体的に説明する。

先ず、変調度＝１のＡＳＫ変調（即ち、ＯＯＫ変調）について、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図であり、図２Ｂは、変調度＝１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させる場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図である。

図２Ａに示す搬送波の位相を変化させない場合には、変調信号は、送信データ０のとき０となり、送信データ１のときｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となる。このとき、Ｉ-Ｑ平面上のベクトル図に×印で示すように、変調信号の時間平均が０よりも大きく、平均搬送波成分も０よりも大きくなる。

図２Ｂに示す搬送波の位相を変化させる（例えば、時間的に等確率で切り替える）場合には、変調信号は、送信データ０のとき０となり、送信データ１のときｃｏｓ（２πｆ_cｔ）又は−ｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となる。このとき、Ｉ-Ｑ平面上のベクトル図に×印で示すように、変調信号の時間平均が略０となり、平均搬送波成分も略０となる。

次に、変調度＜１のＡＳＫ変調について、図２Ｃ及び図２Ｄを用いて説明する。図２Ｃは、変調度＜１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図であり、図２Ｄは、変調度＜１のＡＳＫ変調において、搬送波の位相を変化させる場合の変調信号及びＩ-Ｑ平面上のベクトルを示す図である。

図２Ｃに示す搬送波の位相を変化させない場合には、変調信号は、送信データ０のときＡｃｏｓ（２πｆ_cｔ）（但し、０＜Ａ＜１）となり、送信データ１のときｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となる。このとき、Ｉ-Ｑ平面上のベクトル図に×印で示すように、変調信号の時間平均が０よりも大きく、平均搬送波成分も０よりも大きくなる。

図２Ｄに示す搬送波の位相を変化させる（例えば、時間的に等確率で切り替える）場合には、変調信号は、送信データ０のときＡｃｏｓ（２πｆ_cｔ）又は−Ａｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となり、送信データ１のときｃｏｓ（２πｆ_cｔ）又は−ｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となる。このとき、Ｉ-Ｑ平面上のベクトル図に×印で示すように、変調信号の時間平均が略０となり、平均搬送波成分も略０となる。

本実施形態にあっては、図３Ａに示すように、ＡＳＫ変調回路から成る信号生成部１１を含む送信回路１０に位相制御回路６０を設ける。そして、位相制御回路６０の作用によって、ベクトル和が時間平均で略０となるように、即ち、キャリアのピークレベルを打ち消すように搬送波の位相を変化させる。尚、上記の例では、搬送波の位相を０度（＋）と１８０度（−）で変化させる場合を例示したが、これに限られるものではない。要は、ベクトル和が時間平均で０に近づくような位相関係であればよい。

ＡＳＫ変調を用いる送信回路１０において、情報が乗っていない搬送波の位相を、送信データに基づいて変化させることで、送信データの情報が乗っている搬送波の振幅に影響を与えることなく、位相変調の原理に基づいて搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを下げることができる。搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを低減できることで、ＥＭＩの規定を満たそうとして送信電力を落とさなくても、搬送波成分の放射を抑えることができる。また、搬送波の位相を変化させても、基本的には、ＯＯＫ変調を含むＡＳＫ変調なので、図３Ｂに示すように、受信回路２０において、信号復元部２１、即ち、自乗検波回路（あるいは、包絡線検波回路）をそのまま使用することができる。

次に、本実施形態に係る伝送システムの具体的な構成例について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。

［構成例１］
図４Ａは、本実施形態に係る伝送システムの構成例１を示すブロック図である。構成例１に係る伝送システムにおいて、送信回路１０は、ＡＳＫ変調回路から成る信号生成部１１に加えて、８Ｂ１０Ｂ回路１２、シリアライザ回路１３、及び、位相制御回路６０を備えている。８Ｂ１０Ｂ回路１２は、８ビットのデータを１０ビットのデータに変換する処理を行う。シリアライザ回路１３は、パラレルデータをシリアルデータに変換する処理を行う。位相制御回路６０は、本実施形態の特徴である、送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる回路部分であり、送信データに対して搬送波成分を抑えるための符号化処理を行う符号化回路から成る。構成例１では、位相制御回路６０をシリアライザ回路１３と信号生成部１１との間に配置する構成を採っている。

一方、受信回路２０は、自乗検波回路（あるいは、包絡線検波回路）から成る信号復元部２１に加えて、ＣＤＲ（Clock Data Recovery）回路２２、デシリアライザ回路２３、及び、１０Ｂ８Ｂ回路２４を備えている。ＣＤＲ回路２２は、受信したデータと当該データに重畳されているクロックとを分離する処理を行う。デシリアライザ回路２３は、シリアルデータをパラレルデータに変換する処理を行う。１０Ｂ８Ｂ回路２４は、１０ビットのデータを８ビットのデータに変換する処理を行う。

［構成例２］
図４Ｂは、本実施形態に係る伝送システムの構成例２を示すブロック図である。構成例１では、位相制御回路６０をシリアライザ回路１３と信号生成部１１との間に配置する構成を採っているのに対して、構成例１では、位相制御回路６０を８Ｂ１０Ｂ回路１２とシリアライザ回路１３との間に配置する構成を採っている。それ以外の、送信回路１０及び受信回路２０の構成について、構成例１の場合と同様である。

上述したように、ＡＳＫ変調回路を用いる送信回路１０に、送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路６０を設けるに当たって、自乗検波回路（あるいは、包絡線検波回路）から成る信号復元部２１を、回路的な変更を加えることなくそのまま使うことができる。従って、信号復元部２１の後段のＣＤＲ回路２２等についても回路的な変更を加えることなく、そのまま使用することができる。

位相制御回路６０において、搬送波の位相を変化させる態様としては、送信データのビット毎に搬送波の位相を変化させる態様と、送信データの論理１や論理０のまとまり毎に搬送波の位相を変化させる態様とが考えられる。ここで言う「まとまり」とは、同じ論理が連続するビットの集合のことである。同じ論理が連続しない場合は、論理１あるいは論理０の１つのビットが「まとまり」となる。

以下に、これらの態様について、変調度＝１のＡＳＫ変調（ＯＯＫ変調）の場合と、変調度＜１のＡＳＫ変調の場合とに場合別けして説明する。

［変調度＝１のＡＳＫ変調］
図５Ａは、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号を示す図である。これは図２Ａに相当し、変調信号は、送信データ０のとき０となり、送信データ１のときｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となる。

送信データのビット毎に搬送波の位相を変化させる態様としては、図５Ｂに示す送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法（手法１）や、図５Ｃに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）に対して交互に位相を切り替える手法（手法２）などが考えられる。

搬送波の位相を変化させない場合の、変調信号の包絡線のアイパターン、変調信号の周波数成分及び検波出力のアイパターンを図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃにそれぞれ示す。送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法１の場合の、変調信号の包絡線のアイパターン、変調信号の周波数成分及び検波出力のアイパターンを図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃにそれぞれ示す。送信データの論理１に対して交互に位相を切り替える手法２の場合の、変調信号の包絡線のアイパターン、変調信号の周波数成分及び検波出力のアイパターンを図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃにそれぞれ示す。

送信データの論理１や論理０のまとまり毎に搬送波の位相を変化させる態様としては、図５Ｄに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法（手法３）が考えられる。更に、図５Ｅに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法（手法４）や、図５Ｆに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法（手法５）が考えられる。ここで、「＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように」とは、「＋（０度）と−（１８０度）の累積が０になるように」ということである。

送信データの論理１のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法３の場合の、変調信号の包絡線、変調信号の周波数成分及び検波出力を図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃにそれぞれ示す。送信データの論理１のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法４の場合の、変調信号の包絡線、変調信号の周波数成分及び検波出力を図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃにそれぞれ示す。送信データの論理１のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法５の場合の、変調信号の包絡線、変調信号の周波数成分及び検波出力を図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃにそれぞれ示す。

搬送波の位相を変化させない場合には図６Ｂに○で示すようにピークが出ていたのに対して、上記の５通りの手法１〜５のいずれの場合も、ピークを落とすことができる。すなわち、いずれの場合も、搬送波の位相を送信データに基づいて変化させることで、搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを下げることができる。また、送信データの論理１や論理０のまとまり毎に搬送波の位相を変化させる態様（後者の３つの手法３〜５）の方が、送信データのビット毎に（即ち、まとまりの途中で）搬送波の位相を変化させる態様（前者の２つの手法１，２）よりも、包絡線を抜き出したアイパターンがきれいであり、実用上好ましい。

また、送信データのビット毎に搬送波の位相を変化させる態様（前者の２つの手法１，２）については、論理１−論理０間の遷移に起因する急な変化分を、受信回路２０の信号復元部２１中のＬＰＦ２１３で削除する必要がある。そのためには、ＬＰＦ２１３として、急峻な特性のフィルタを用いる必要がある。

送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法１の場合の、変調信号の包絡線のアイパターン、自乗検波出力（低域側成分のみ）のアイパターン及びＬＰＦ出力のアイパターンを図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃにそれぞれ示す。送信データの論理１に対して交互に位相を切り替える手法２の場合の、変調信号の包絡線のアイパターン、自乗検波出力（低域側成分のみ）のアイパターン及びＬＰＦ出力のアイパターンを図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１３Ｃにそれぞれ示す。参考として、送信データの論理１のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法３の場合の、変調信号の包絡線のアイパターン、自乗検波出力（低域側成分のみ）のアイパターン及びＬＰＦ出力のアイパターンを図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃにそれぞれ示す。

［変調度＜１のＡＳＫ変調］
図１５Ａは、搬送波の位相を変化させない場合の変調信号を示す図である。これは図２Ｃに相当し、変調信号は、送信データ０のときＡｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となり、送信データ１のときｃｏｓ（２πｆ_cｔ）となる。但し、係数Ａは０＜Ａ＜１である。

送信データのビット毎に搬送波の位相を変化させる態様としては、変調度＝１のＡＳＫ変調と同様に、２つの手法が考えられる。その１つは、図１５Ｂに示す送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える手法（手法６）である。他の１つは、図１５Ｃに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）に対して交互に位相を切り替える手法（手法７）である。

送信データの論理１や論理０のまとまり毎に搬送波の位相を変化させる態様としては、変調度＝１のＡＳＫ変調と同様に、３つの手法が考えられる。その１つは、図１５Ｄに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法（手法８）である。この場合、論理１／論理０の個々のまとまりに対して、論理［１，０］のまとまりに対して、あるいは、論理［０，１］のまとまりに対してランダムに位相を切り替える手法が考えられ。

他の１つは、図１６Ａに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法（手法９）である。この場合、論理１のまとまりと論理０のまとまりで別々に、論理［１，０］のまとまりに対して、あるいは、論理［０，１］のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法が考えられる。残りの１つは、図１６Ｂに示す送信データの論理１（あるいは、論理０）のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法（手法１０）である。この場合、論理１のまとまりと論理０のまとまりで別々に、論理［１，０］のまとまりに対して、あるいは、論理［０，１］のまとまりに対して交互に位相を切り替える手法が考えられる。

［位相制御回路］
ここで、送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路６０、例えば、送信データに対して搬送波成分を抑えるための符号化処理を行う符号化回路の構成の一例について説明する。ここでは、一例として、図５Ｆに示す送信データの論理１のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法（手法５）に対応した回路構成を例示する。

図１７は、位相制御回路６０として用いられる符号化回路の構成の一例を示すブロック図である。本例では、送信回路１０の信号生成部１１の入力段が差動入力の場合に対応する回路構成を例示する。

図１７に示すように、本例に係る符号化回路は、Ｄ−ＦＦ（フリップフロップ）から成る３つのラッチ回路６１〜６３、３つのＡＮＤ回路６４〜６６、加算器６７、判定回路６８、及び、セレクタ６９を有する構成となっている。

図４Ａのシリアライザ１３から与えられる送信データａ₁は、ラッチ回路６１に入力されるとともに、ＡＮＤ回路６４の正論理入力となる。ラッチ回路６１の出力ａ₂は、ＡＮＤ回路６４の負論理入力となるとともに、ＡＮＤ回路６５の正論理入力及びＡＮＤ回路６６の一方の正論理入力となる。ＡＮＤ回路６４の出力ｂ₁は、セレクタ６９の選択信号となる。ＡＮＤ回路６５，６６の出力ｃ₁，ｃ₂は、本符号化回路の差動出力となり、信号生成部１１にその差動入力として供給される。

また、ＡＮＤ回路６５の出力ｃ₁は、加算器６７の一方の加算入力となり、ＡＮＤ回路６６の出力ｃ₂は、加算器６７の減算入力となる。加算器６７の出力ｓ₁は、判定回路６８及びラッチ回路６２の各入力となる。ラッチ回路６２の出力ｓ₂は、加算器６７の他方の加算入力となる。判定回路６８の出力ｆ₁は、セレクタ６９の一方の入力となる。セレクタ６９の出力ｆ₂は、ラッチ回路６３の入力となる。ラッチ回路６３の出力は、セレクタ６９の他方の入力となるとともに、ＡＮＤ回路６５の負論理入力及びＡＮＤ回路６６の他方の正論理入力となる。判定回路６８は、Ｓ₁＞０のときに１、その他は０を出力する。

上記の回路構成の符号化回路、即ち、位相制御回路６０によれば、送信データの論理１のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える動作を実現できる。これにより、送信データに対して搬送波成分を抑えるための符号化処理を行うことができる。図１８に、図１７に示す符号化回路における各回路部の入出力の論理値を示す。

尚、ここで例示した位相制御回路６０の回路構成は一例に過ぎず、位相制御回路６０としては、当該回路構成に限定されるものではない。また、ここでは、送信データの論理１のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える手法５に対応した回路構成を例示したが、他の手法に対しても、同様の考え方で回路を構築することができる。

尚、本開示は以下のような構成を取ることもできる。
［１］送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調回路と、
送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路と、
を有する送信回路。
［２］位相制御回路は、搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを下げるように搬送波の位相を変化させる上記［１］に記載の送信回路。
［３］位相制御回路は、送信データのビット毎に搬送波の位相を変化させる上記［２］に記載の送信回路。
［４］位相制御回路は、送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える上記［３］に記載の送信回路。
［５］位相制御回路は、送信データの論理１に対して交互に、あるいは、論理０に対して交互に位相を切り替える上記［３］に記載の送信回路。
［６］位相制御回路は、送信データの論理１や論理０のまとまり毎に搬送波の位相を変化させる上記［２］に記載の送信回路。
［７］位相制御回路は、送信データの論理１や論理０のまとまりに対してランダムに位相を切り替える上記［６］に記載の送信回路。
［８］位相制御回路は、送信データの論理１のまとまりに対して交互に、あるいは、論理０のまとまりに対して交互に位相を切り替える上記［６］に記載の送信回路。
［９］位相制御回路は、送信データの論理１や論理０のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える上記［６］に記載の送信回路。
［１０］搬送波は、高周波の信号である上記［１］〜上記［９］のいずれかに記載の送信方法。
［１１］高周波の信号は、ミリ波帯の信号である上記［１０］に記載の送信方法。
［１２］送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調方式を用いて送信データを送信するに当たって、
送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる送信方法。
［１３］搬送波は、高周波の信号である上記［１２］に記載の送信方法。
［１４］高周波の信号は、ミリ波帯の信号である上記［１３］に記載の送信方法。
［１５］送信回路と、
送信回路が送信した信号を受信する受信回路と、
を備え、
送信回路は、
送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調回路と、
送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路と、
を有する伝送システム。
［１６］搬送波は、高周波の信号である上記［１５］に記載の伝送システム。
［１７］高周波の信号は、ミリ波帯の信号である上記［１６］に記載の伝送システム。

１・・・伝送システム、１０・・・送信回路、１１・・・信号生成部、１２・・・８Ｂ１０Ｂ回路、１３・・・シリアライザ回路、２０・・・受信回路、２１・・・信号復元部、３０・・・導波管ケーブル、４０，５０・・・コネクタ装置、６０・・・位相制御回路、６１〜６３・・・ラッチ回路、６４〜６６・・・ＡＮＤ回路、６７・・・加算器、６８・・・判定回路、６９・・・セレクタ、１００・・・第１の通信装置、１１１・・・発振器、１１３，２１２・・・乗算器、１１２，１１４，２１１・・・バッファ、２００・・・第２の通信装置、２１３・・・ＬＰＦ（ローパスフィルタ）

Claims (17)

1. 送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調回路と、
   送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路と、
   を有する送信回路。
2. 位相制御回路は、搬送波成分の周波数軸上のピークレベルを下げるように搬送波の位相を変化させる請求項１に記載の送信回路。
3. 位相制御回路は、送信データのビット毎に搬送波の位相を変化させる請求項２に記載の送信回路。
4. 位相制御回路は、送信データのビットに対してランダムに位相を切り替える請求項３に記載の送信回路。
5. 位相制御回路は、送信データの論理１に対して交互に、あるいは、論理０に対して交互に位相を切り替える請求項３に記載の送信回路。
6. 位相制御回路は、送信データの論理１や論理０のまとまり毎に搬送波の位相を変化させる請求項２に記載の送信回路。
7. 位相制御回路は、送信データの論理１や論理０のまとまりに対してランダムに位相を切り替える請求項６に記載の送信回路。
8. 位相制御回路は、送信データの論理１のまとまりに対して交互に、あるいは、論理０のまとまりに対して交互に位相を切り替える請求項６に記載の送信回路。
9. 位相制御回路は、送信データの論理１や論理０のまとまりに対して＋（０度）と−（１８０度）の発生数が等しくなるように位相を切り替える請求項６に記載の送信回路。
10. 搬送波は、高周波の信号である請求項１に記載の送信方法。
11. 高周波の信号は、ミリ波帯の信号である請求項１０に記載の送信方法。
12. 送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調方式を用いて送信データを送信するに当たって、
    送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる送信方法。
13. 搬送波は、高周波の信号である請求項１２に記載の送信方法。
14. 高周波の信号は、ミリ波帯の信号である請求項１３に記載の送信方法。
15. 送信回路と、
    送信回路が送信した信号を受信する受信回路と、
    を備え、
    送信回路は、
    送信データに基づいて搬送波の振幅を変化させる振幅遷移変調回路と、
    送信データに基づいて搬送波の位相を変化させる位相制御回路と、
    を有する伝送システム。
16. 搬送波は、高周波の信号である請求項１５に記載の伝送システム。
17. 高周波の信号は、ミリ波帯の信号である請求項１６に記載の伝送システム。

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