JPH0368231A

JPH0368231A - クロック再生方式

Info

Publication number: JPH0368231A
Application number: JP1202831A
Authority: JP
Inventors: Takeo Okane; 大鐘　武雄; Shuichi Sasaoka; 秀一笹岡
Original assignee: YUUSEISHIYOU TSUSHIN SOGO KENKYUSHO; Communications Research Laboratory
Current assignee: YUUSEISHIYOU TSUSHIN SOGO KENKYUSHO; National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1991-03-25
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH063897B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１）産業上の利用分野本発明は無線通信システム、特にディジタル陸上移動通
信システムに関する。

（２）従来の技隅ＧＭ　Ｓ　Ｋ　（Ｇａｕｓｓｉａｎ　ｆｉ　１ｔｅｒｅ
ｄ　Ｍｉｎｉｍｕｒｎ　Ｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ）変調
された信号を同量検波する場合、般に、コスタスループ
によって眼送波が再生される。このとき、クロック再生
は順送液部生後の信号によって行われ、また、順送波再
生時には再生クロックが使用されるというループを形成
する。

従来方式におけるクロック再生部の構成を第１図に示す
。クロック成分抽出部１は、囮送波が再生された後の■
・Ｑ各チャネルの信号Ｓ、・Ｓ、がら、両信号の２乗の
差信号ＣＩ（Ｓｌ’−９，２）９算出する。この信号４
はクロック成分を含んでおり、特に、送信信号がＭＳ’
にの場合はクロックと完全に一致する。

その後、位相誤差検出部３で■・Ｑ両信号の２乗の差信
号Ｃ１の位相とＶＣＯ２で発生させたクロックＣＬＫど
の位相誤差Ｅ、をループフィルタ４で平均化し、■Ｃ○
２の制御電圧Ｖｅを生成することによりクロックＣＬ　
）（を再生する。

従来方式では、クロックの位相再生の同期引き込み時間
はループフィルタ４の等価雑音帯域幅Ｂで決定され、Ｂ
が大きいほど引き込み時間は速くなる。しかし、Ｂを大
きくすると、雑音等の影響により再生されたクロックの
位相雑音も大きくなり、誤り率特性は劣化する。従って
、引き込み特性とクロックの位相雑音特性とのトレード
オフにより、最適なりの設定が行われる。

（３）発明が解決しようとする問題点従来方式では、クロックの位相雑音を小さくするために
は、等価雑音帯域幅を小さくして同期引き込み特性をあ
る程度犠牲にしなけれはならないという欠点があった。

しかし、ＴＤＭＡ　（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式のように位相再生の
同期引き込み時間が限られている場合には、収束が速く
、しかも、再生クロックの位相雑音が小さいことが望ま
しい。

この場合、従来方式では、初期引き込み時ではループフ
ィルタの等価雑音帯域幅を広げて引き込みを速くし、引
き込み後で等価雑音帯域幅を狭めて位相誤差を小さくす
る必要がある。従って、ハードウェア規模が増大し、等
価雑音帯域幅の制御等が煩雑になるという欠点があった
。

本発明の目的は、位相同期引き込みが速く、かつ、位相
雑音の小さいクロック再生を行うことにある。

（４）問題を解決するための手段本発明では、送信時のクロック周波数が受信側で既知で
あるとした場合において、同一周波数で、かつ、直交し
た２つの基準クロックを発生させ、受信信号から抽出し
たクロック成分と各基準クロックとの相関値をそれぞれ
算出し、両相関埴の比によってクロックの位相を逐次決
定し、クロックを再生する。

尚、受信側で発生させた基準クロックの周波数が送信時
のクロック周波数に対し微小の誤差がある場合には、逐
次算出されるクロックの位相の変化に追従することによ
りクロックが再生できる。

（５）作用本発明の実施例を第２図に示す。ここでは、この実施例
を用いて作用の説明を行う。

まず、クロック成分抽出部１において、制送波が再生さ
れた後のＩ−Ｑ各信号Ｓ、・Ｓ、から、両信号の２乗の
差信号Ｃ，（Ｓ、２−５．２）　　が算出される。

一方、基準クロック発生Ｈ１ｌでは、既知のクロック周
波数により、直交した２つの基準クロックＣ２・Ｃ３を
出力する。

このとき、基準クロックの位相をＰ、とすると、基準ク
ロックＣ２はｃｏｓ（Ｐｔ）、基準クロックＣ３は５ｉ
ｎ（Ｐ＋）で表される。

相関部１５はクロック成分Ｃ１と２つの基準クロックＣ
２・Ｃ３との相関値Ｃ４・Ｃ５を算出する。

このとき、Ｃ４＝＜Ｃ４，Ｃ０９（Ｐ　、））　　　　　　　　　
　　　　　　（１）Ｃ５＝＜Ｃ、，５ｉｎ（Ｐ　１　’
）＞　　　　　　　　　　　　　　　（２）と表される
。ここで、（・〉は相関操作を表す。

この相関値Ｃ４とＣ５の大きさの比は、クロック成分Ｃ
４中のクロック位相Ｐ３と基準クロックの位相Ｐ、との
差Ｐ２に関係した値であり、Ｐ　３”Ｐ　１”Ｐ　２　
　　　　　　　　　　　（３）とおくと、Ｐ２はＰ　２＝−ｊａｎ−’（Ｃ５／Ｃ、）　　　　　　　　
（４）で与えられる。

クロック位相差算出部１６では、式（４）の操作によっ
て位相差Ｐ２を算出する。次に、クロック出力部２０に
おいて、基準クロック位相Ｐ、と位相差Ｐ２との和Ｐ３
を求め、コサイン成分を取ることにより、受信信号のク
ロックＣＬＫが再生できる。

本方式によれば、式（ＩＯ２）の相関値を計算するデー
タの時間長で等価雑音帯域幅が決定し、時間長が長いほ
ど等価雑音帯域幅が狭く、位相誤差が減少する。

しかも、初朋引き込み時はデータ数が０であり、受信デ
ータがある毎にデータ数が増加していくことから、高靭
は等価雑音帯域幅が広くなるために同期生き込みが速く
、徐々に帯域幅が減少し位相誤差が小さくなっていくと
いう特長を有する。従って、本方式は、ＴＤＭＡ方式の
ように位相再生の引き込み時間が限られている場合に非
常に適したクロック再生方式である。

（６）実施例第３図に本発明の実施例として、コスタスループにおい
て本方式を用いた場合の構成を示す。

受信されたＩＦ帯の信号Ｓはコスタスループ２１におい
て順送波が再生され、Ｉ−ｃｈ、及び、Ｑ−ｃｈの両ベ
ースバンド信号Ｓ、・Ｓ９が出力される。

一方、クロック成分抽出部１では、この２つのベースバ
ンド信号Ｓ、・Ｓ、から、両信号の２乗差信号Ｃ７が出
力され、直交した２つの基準クロックＣ２・Ｃ３と相関
部１５において相関が求められる。

このとき、基準クロックのコサイン成分との相関部Ｃ１
、及び゛、サイン成分との相関１直Ｃ５は全データの平
均による方法やデータ数を限定した移動子１′−Ｊ等、
種々の方法で求めることができる。

本実施例では、忘却係数を適用した循環加算によって相
関ｆｉ　Ｃ４・Ｃ９を算出する。即ち、ある時５ＩＪｋ
Ｔ（Ｔはサンプルをｃ，（ｋ）、基準クロックの位相をｐ，（ｋ）とおく
と、各相関［直Ｃ４（ｋ）・Ｃ５（ｋ）は、Ｃ　４（ｋ
）＝Ｃ　４（ｋ−１）＋β ＋ｃｏｓ（Ｐ＋（ｋ））＊（、（ｋ）　　　（５）Ｃ　
ｓ（ｋ）＝Ｃ　ｓ（ｋ−１）＊β ＋ｓｉｎ（Ｐ＋（ｋ））ｔｃ，（ｋ）　　　（６）で求
められる。ただし、βは忘却係数で、０くβ＜１　、０
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（７）を満足する定数である。

この相関ｆｔｍ　Ｃ　４・Ｃ５から、クロック位相算出
部１Ｇにおいて、式（４）により位相差Ｐ２が求められ
、基準クロック位相Ｐ１との和を取ることにより受信信
号のクロック位相Ｐ，が再生される。

再生されたクロックＣＬＫはコスタスループ２１で使用
される。また、同量検波部では再生クロンクＣＬＫと、
順送液部生後の信号Ｓｌ’Ｓ．とからデータが復調され
る。

第４図及び第５図に、本実施例における同期検波回路の
静特性時の誤り子持性を示す。ここでは、タロツク再生
回路の同期引き込み特性を論じるため、計ｇ機シミュレ
ーショノにより３８４ビツトのデータにヘッダをつけた
バーストを１０００回送信しＪ呉り率を）利足した。

伝送速度は２５６ｋｂｐｓとし、１ビット当りのサンプ
ル数を１６としてシミュレーシこ］ンを行った。尚、皿
送液部生用ル・−ブフィルタの等価雑音帯域幅は１６ｋ
Ｈｚとした。また、従来方式のクロック再生回路のルー
プフィルタの等価雑音帯域幅は２に．４に，８ｋＨ：ｆ
！の：）通りとし、本発明方式のクロック再生回路の忘
却係数はバー０．９９９５と１ノた場合についてシ゛５
、二ノ・７レーシヨンを行−］たつ第４図はヘッダを１０６ピツトとした場合の誤り子持性
である。従来方式では等価雑音帯域幅を４ｋ］４２とし
た場合が品も特性がよい。即ち、等価雑音帯域幅を２ｋ
ｌｌｚとすると同期引き込みが遅く、８　ｋ　Ｈ　ｚと
すると雑音による劣化が生じるためである。これに対し
本発明方式は、従来方式で等価雑音帯域幅を４ｋｔ−１
ｚとした場合に比べても０．５ｄＢ程度特性がよい。

第５図はヘッダを歪に短くして６１ビ・ントとしに場合
の誤り率である。従来方式では３通りとも同期引き込み
が間に合わず、軽減困難な誤りが発生している。一方、
本発明方式はヘッダが１０６ビツトの場合に比べて約０
。５ｄＢの劣化があるものの，。

はぼ理論値通りの特性が得られ°Ｃおり、従来方式のよ
うな軽減困難な調りは見られない。

このように、本発明方式は従来方式に比べ同期引き込み
特性に優れ、しかも、雑音による影響にも強い再生方式
であることがｈかる。

（７）発明の効果本発明により、Ｇ　Ｍ　Ｓ　Ｋ同朋検波時ごこおいて、
クロック位相の同期引き込みを短時間で行え、かつ、引
、き込み後は位相雑音の小さいクロック再生が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式の構成図、第２図は本発明方式の構成
図、第３図は本発明の実施例、第４図及び第５図は本実
施例における静特性時の誤り子持性である。１、。２、。３、。４、。１１゜１２゜１３゜１４゜１５゜１６゜クロック成分抽出部ＣＯ位相誤差検出部ループフィルタ基準クロック発生部基準クロック位相発生部コサイン操作部サイン操作部相関部クロック位相差算出部１７、　、　、　　加算器１　Ｂ、　、　、　　コサイン操作部１９゜２０゜２１゜２２゜２３゜２４゜２５゜２６゜２７゜２８゜２９゜３０゜リミタクロック出力部コスタスループ π／２フェイズシフタ乗算器ＣＯＰＦループフィルタ同期検波部 π／２フェイズシフタ乗算器乗算器

Claims

【特許請求の範囲】ＧＭＳＫ変調された信号を受信し、コスタスループを用
いて同期検波する際のクロック再生時において、送信時
のクロック周波数が受信側において既知であり、クロッ
クの位相のみを追尾することによりクロックを再生する
場合に（１）Ｉ−ｃｈの信号の２乗とＱ−ｃｈの信号の２乗の
差信号を算出する手段と、（２）既知のクロック周波数で直交した２つの基準クロ
ックを出力する手段と、（３）（１）の差信号と（２）の２つの基準クロックと
の相関値を算出する手段と、（４）（３）の相関値の比から（１）の差信号と（２）
の基準クロックとの位相差を算出する手段と（５）（４）の位相差と（２）の基準クロック位相とか
ら受信信号のクロックを再生する手段とを備え、クロック位相再生の同期引き込み時間が速いことを特徴
とするクロック再生方式。