JPH104439A - 同期確立方法及びこれを用いたデータ復調装置 - Google Patents
同期確立方法及びこれを用いたデータ復調装置Info
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- JPH104439A JPH104439A JP15658996A JP15658996A JPH104439A JP H104439 A JPH104439 A JP H104439A JP 15658996 A JP15658996 A JP 15658996A JP 15658996 A JP15658996 A JP 15658996A JP H104439 A JPH104439 A JP H104439A
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- frame
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
- H04L7/042—Detectors therefor, e.g. correlators, state machines
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
- H04L7/046—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a dotting sequence
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受信機における同期確立を高速化する。
【解決手段】 ＵＷ検出器３２によってクロック同期及
びフレーム同期を確立した後、メモリ３４上にラッチ・
保持したユニークワード（ＵＷ）からΔω検出器３６及
びΔφ検出器３８が周波数誤差Δω及び位相誤差Δφを
検出して、複素回転器４０による位相回転処理により周
波数同期及び位相同期を確立する。最初のフレームのＵ
Ｗのみにてクロック、フレーム、周波数及び位相の同期
を確立できる。遅延器４２にてΔω検出器３６及びΔφ
検出器３８の処理遅延を補償することによりデータ欠落
を防ぐ。
びフレーム同期を確立した後、メモリ３４上にラッチ・
保持したユニークワード（ＵＷ）からΔω検出器３６及
びΔφ検出器３８が周波数誤差Δω及び位相誤差Δφを
検出して、複素回転器４０による位相回転処理により周
波数同期及び位相同期を確立する。最初のフレームのＵ
Ｗのみにてクロック、フレーム、周波数及び位相の同期
を確立できる。遅延器４２にてΔω検出器３６及びΔφ
検出器３８の処理遅延を補償することによりデータ欠落
を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受信信号に対する
同期を確立する同期確立方法に関し、さらにはこれを利
用したデータ復調装置に関する。
同期を確立する同期確立方法に関し、さらにはこれを利
用したデータ復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】図９に、フレーム伝送の
手順の一例を示す。この図に示されるように、データ送
信を開始するに際しては、まず、無変調データ（ＣＷ）
部１００及び交番パターン（ＢＴＲ）部１０２が順に、
送信機から受信機へと送信される。ＣＷ部１００には一
定値が、ＢＴＲ部１０２には所定かつ既知の交番データ
（ＢＴＲ）が、送信機にてそれぞれ設定される。これら
は、フレーム本体に先行して送信される情報であるた
め、プリアンブルと呼ばれる。プリアンブルが送信され
た後は、フレーム、フレーム、…というように、任
意個数又は所定個数のフレームが順に送信される。フレ
ームの本体は、特定パターン（ユニークワード：ＵＷ）
部１０４及びデータ部１０６から構成される。データ部
１０６には、送信機から受信機へと伝送すべきデータ
が、送信機にて設定される。データ部１０６に先立って
送信されるＵＷ部１０４には、所定かつ既知のパターン
データ（ＵＷ）が、送信機により設定される。データ伝
送に直接使用されるデータ部１０６の他に、このように
ＣＷ部１００、ＢＴＲ部１０２及びＵＷ部１０４という
冗長なビット群（即ちそれ自身は意味のあるデータでは
ないもの）を用いているのは、受信機を送信機と同期さ
せるためである。
手順の一例を示す。この図に示されるように、データ送
信を開始するに際しては、まず、無変調データ（ＣＷ）
部１００及び交番パターン（ＢＴＲ）部１０２が順に、
送信機から受信機へと送信される。ＣＷ部１００には一
定値が、ＢＴＲ部１０２には所定かつ既知の交番データ
（ＢＴＲ）が、送信機にてそれぞれ設定される。これら
は、フレーム本体に先行して送信される情報であるた
め、プリアンブルと呼ばれる。プリアンブルが送信され
た後は、フレーム、フレーム、…というように、任
意個数又は所定個数のフレームが順に送信される。フレ
ームの本体は、特定パターン（ユニークワード：ＵＷ）
部１０４及びデータ部１０６から構成される。データ部
１０６には、送信機から受信機へと伝送すべきデータ
が、送信機にて設定される。データ部１０６に先立って
送信されるＵＷ部１０４には、所定かつ既知のパターン
データ（ＵＷ）が、送信機により設定される。データ伝
送に直接使用されるデータ部１０６の他に、このように
ＣＷ部１００、ＢＴＲ部１０２及びＵＷ部１０４という
冗長なビット群（即ちそれ自身は意味のあるデータでは
ないもの）を用いているのは、受信機を送信機と同期さ
せるためである。
【０００３】ここで、フレームを用いたデータ伝送にお
いては、受信機にて確立すべき同期として、周波数同
期、位相同期、クロック同期及びフレーム同期の４種類
がある。ここに、周波数同期の確立とは受信信号に含ま
れている周波数誤差Δωを補償することを、位相同期の
確立とは受信信号に含まれている位相誤差Δφを補償す
ることを、クロック同期の確立とは送信機にてフレーム
作成に使用したクロックに受信機のクロックを同期させ
ることを、フレーム同期の確立とはフレーム特にそのデ
ータ部１０６の位置を検出しデータ部１０６の復調を可
能にすることを、それぞれさしている。また、周波数誤
差Δωは、送信機や受信機に内蔵されている局部発振器
又は基準発振器の発振周波数の誤差や、伝送回線におけ
る周波数シフトによって生じる。位相誤差Δφは、伝送
回線における位相シフトによっても生じる他、送信機側
で使用している位相基準を受信機側で知ることができな
いとき（特に、使用している変調方式が、送信データに
応じた位相変化を送信機にて搬送波に付与する変調方式
であるとき）に、生じる。周波数誤差Δω、位相誤差Δ
φ、送信機側のクロックタイミング、フレーム送出タイ
ミング等の情報は、原理的に、受信機側が予め知ること
ができない又は予め知ることが非常に困難な情報であ
る。そのため、フレームを用いたデータ伝送に当たって
は、受信機側に、“上記４種類の同期に関し伝送開始初
期の受信信号に基づき同期を検出・確立し、伝送開始後
できるだけ早期にデータ部１０６からデータを復調でき
るようにする”（初期）同期確立機能が必要になる。
いては、受信機にて確立すべき同期として、周波数同
期、位相同期、クロック同期及びフレーム同期の４種類
がある。ここに、周波数同期の確立とは受信信号に含ま
れている周波数誤差Δωを補償することを、位相同期の
確立とは受信信号に含まれている位相誤差Δφを補償す
ることを、クロック同期の確立とは送信機にてフレーム
作成に使用したクロックに受信機のクロックを同期させ
ることを、フレーム同期の確立とはフレーム特にそのデ
ータ部１０６の位置を検出しデータ部１０６の復調を可
能にすることを、それぞれさしている。また、周波数誤
差Δωは、送信機や受信機に内蔵されている局部発振器
又は基準発振器の発振周波数の誤差や、伝送回線におけ
る周波数シフトによって生じる。位相誤差Δφは、伝送
回線における位相シフトによっても生じる他、送信機側
で使用している位相基準を受信機側で知ることができな
いとき（特に、使用している変調方式が、送信データに
応じた位相変化を送信機にて搬送波に付与する変調方式
であるとき）に、生じる。周波数誤差Δω、位相誤差Δ
φ、送信機側のクロックタイミング、フレーム送出タイ
ミング等の情報は、原理的に、受信機側が予め知ること
ができない又は予め知ることが非常に困難な情報であ
る。そのため、フレームを用いたデータ伝送に当たって
は、受信機側に、“上記４種類の同期に関し伝送開始初
期の受信信号に基づき同期を検出・確立し、伝送開始後
できるだけ早期にデータ部１０６からデータを復調でき
るようにする”（初期）同期確立機能が必要になる。
【０００４】図１０に示す回路は、ＣＷ部１００を利用
して周波数同期及び位相同期を、ＢＴＲ部１０２を利用
してクロック同期を、さらにＵＷ部１０４を利用してフ
レーム同期を、各々確立する機能を有している。図中、
“受信信号”は同期未確立の受信信号を、また“復調デ
ータ”はデータ部１０６から復調したデータを、表して
いる。
して周波数同期及び位相同期を、ＢＴＲ部１０２を利用
してクロック同期を、さらにＵＷ部１０４を利用してフ
レーム同期を、各々確立する機能を有している。図中、
“受信信号”は同期未確立の受信信号を、また“復調デ
ータ”はデータ部１０６から復調したデータを、表して
いる。
【０００５】Δω検出器１０は、同期未確立の受信信号
から周波数誤差Δωを検出し、その結果を示すデータを
複素回転器１２に供給する。ここに、周波数誤差Δωが
現れているときには、受信信号値ｒin＋ｊｉinは複素位
相平面上で角速度Δωで回転していく。但し、複素位相
平面上での回転角速度がΔωに等しくなるのは、送信信
号値が一定の期間のみであり、この期間例えばＣＷ部１
００においては、受信信号値の複素位相平面上での回転
速度を監視することにより周波数誤差Δωを正確に知る
ことができる（図１１参照）。図１１中、ｒini ＋ｊｉ
ini は、時刻ｔi （ｉ＝１，２，３，…）における受信
信号値である。複素回転器１２は、Δω検出器１０がこ
のような原理に従い検出した周波数誤差Δωを利用し
て、同期未確立の受信信号をｅ-jΔωt だけ位相回転さ
せる（但しｊは虚数単位、ｔは時刻）。複素回転器１２
による上述の位相回転処理によって、同期未確立の受信
信号に現れている周波数誤差Δωの影響即ち複素位相平
面上での回転ｅjΔωtを、打ち消すことができる。即
ち、周波数同期を確立できる。
から周波数誤差Δωを検出し、その結果を示すデータを
複素回転器１２に供給する。ここに、周波数誤差Δωが
現れているときには、受信信号値ｒin＋ｊｉinは複素位
相平面上で角速度Δωで回転していく。但し、複素位相
平面上での回転角速度がΔωに等しくなるのは、送信信
号値が一定の期間のみであり、この期間例えばＣＷ部１
００においては、受信信号値の複素位相平面上での回転
速度を監視することにより周波数誤差Δωを正確に知る
ことができる（図１１参照）。図１１中、ｒini ＋ｊｉ
ini は、時刻ｔi （ｉ＝１，２，３，…）における受信
信号値である。複素回転器１２は、Δω検出器１０がこ
のような原理に従い検出した周波数誤差Δωを利用し
て、同期未確立の受信信号をｅ-jΔωt だけ位相回転さ
せる（但しｊは虚数単位、ｔは時刻）。複素回転器１２
による上述の位相回転処理によって、同期未確立の受信
信号に現れている周波数誤差Δωの影響即ち複素位相平
面上での回転ｅjΔωtを、打ち消すことができる。即
ち、周波数同期を確立できる。
【０００６】Δφ検出器１４は、複素回転器１２にて位
相回転が施された受信信号から位相誤差Δφを検出し、
その結果を示すデータを複素回転器１６に供給する。こ
こに、位相誤差Δφが現れているときには、受信信号値
ｒin＋ｊｉinは複素位相平面上で送信信号値に対しｅ
jΔφ だけシフトした位置にある。但し、このシフトｅ
jΔφ が単独で現れるのは、周波数誤差Δωが現れてい
ない期間のみであり、この期間においては、送信信号値
に対する受信信号値の位相差を検出することにより位相
誤差Δφを正確に知ることができる。そのためには送信
信号値が既知でなくてはならないため、送信信号値が既
知かつ一定であるＣＷ部１００を、位相誤差Δφの検出
に利用する（図１２参照）。図１２中、ｒref ＋ｊｉre
f は、ＣＷ部１００における送信信号値であり、一定か
つ受信機側にとって既知である。また、“周波数誤差Δ
ωが現れていない”という前提条件を満たすため、位相
誤差Δφの検出は周波数同期確立後の受信信号を利用し
て行う。複素回転器１６は、Δφ検出器１４がこのよう
な原理に従い検出した位相誤差Δφを利用して、周波数
同期確立後の受信信号をｅ-jΔφだけ位相シフトさせ
る。複素回転器１６による上述の位相シフト処理によっ
て、周波数同期確立後の受信信号に現れている位相誤差
Δφの影響即ち複素位相平面上でのシフトｅjΔφ を、
打ち消すことができる。即ち、位相同期を確立できる。
相回転が施された受信信号から位相誤差Δφを検出し、
その結果を示すデータを複素回転器１６に供給する。こ
こに、位相誤差Δφが現れているときには、受信信号値
ｒin＋ｊｉinは複素位相平面上で送信信号値に対しｅ
jΔφ だけシフトした位置にある。但し、このシフトｅ
jΔφ が単独で現れるのは、周波数誤差Δωが現れてい
ない期間のみであり、この期間においては、送信信号値
に対する受信信号値の位相差を検出することにより位相
誤差Δφを正確に知ることができる。そのためには送信
信号値が既知でなくてはならないため、送信信号値が既
知かつ一定であるＣＷ部１００を、位相誤差Δφの検出
に利用する（図１２参照）。図１２中、ｒref ＋ｊｉre
f は、ＣＷ部１００における送信信号値であり、一定か
つ受信機側にとって既知である。また、“周波数誤差Δ
ωが現れていない”という前提条件を満たすため、位相
誤差Δφの検出は周波数同期確立後の受信信号を利用し
て行う。複素回転器１６は、Δφ検出器１４がこのよう
な原理に従い検出した位相誤差Δφを利用して、周波数
同期確立後の受信信号をｅ-jΔφだけ位相シフトさせ
る。複素回転器１６による上述の位相シフト処理によっ
て、周波数同期確立後の受信信号に現れている位相誤差
Δφの影響即ち複素位相平面上でのシフトｅjΔφ を、
打ち消すことができる。即ち、位相同期を確立できる。
【０００７】上述のようにしてＣＷ部１００を利用し周
波数及び位相の同期が確立された後、ＢＴＲ部１０４に
係る信号が複素回転器１６から出力されているときに、
ＢＴＲ検出器１８は、複素回転器１６を経た受信信号と
既知のＢＴＲとの相関を求め、この相関が最大になるタ
イミングにてメモリ２０に受信信号を書き込むことによ
り、クロック同期を確立する。前述のように、送信機に
てＢＴＲ部１０２に設定されるＢＴＲはその値が交番的
に変化するデータ（図１３の例では−１＋ｊ１と−１−
ｊ１との間で変化するデータ）である。従って、周波数
及び位相同期確立後の受信信号値ｒin＋ｊｉinをオーバ
サンプリング即ちシンボル速度より十分高い速度でサン
プリングし、その結果得られる標本値と所定かつ既知の
ＢＴＲとの相関を求め、求めた相関が最大になるタイミ
ングを検出することにより、最も尤もらしいクロックタ
イミングを知ることができる。得られたクロックタイミ
ングにて受信信号をメモリ２０に格納することにより、
クロック同期を確立できる。
波数及び位相の同期が確立された後、ＢＴＲ部１０４に
係る信号が複素回転器１６から出力されているときに、
ＢＴＲ検出器１８は、複素回転器１６を経た受信信号と
既知のＢＴＲとの相関を求め、この相関が最大になるタ
イミングにてメモリ２０に受信信号を書き込むことによ
り、クロック同期を確立する。前述のように、送信機に
てＢＴＲ部１０２に設定されるＢＴＲはその値が交番的
に変化するデータ（図１３の例では−１＋ｊ１と−１−
ｊ１との間で変化するデータ）である。従って、周波数
及び位相同期確立後の受信信号値ｒin＋ｊｉinをオーバ
サンプリング即ちシンボル速度より十分高い速度でサン
プリングし、その結果得られる標本値と所定かつ既知の
ＢＴＲとの相関を求め、求めた相関が最大になるタイミ
ングを検出することにより、最も尤もらしいクロックタ
イミングを知ることができる。得られたクロックタイミ
ングにて受信信号をメモリ２０に格納することにより、
クロック同期を確立できる。
【０００８】ＵＷ検出器２２は、周波数、位相及びクロ
ック同期確立後、ＵＷ部１０４に係る信号がメモリ２０
上に格納されているときに、この受信信号と既知のＵＷ
との相関を求め、この相関が最大になるタイミングすな
わちフレーム位置を検出する。デフレーミング部２４
は、検出されたフレーム位置に基づき、メモリ２０上の
受信信号からデータ部１０６を取り出す。前述のよう
に、ＵＷは所定パターンに従いその値が変化するデータ
である。従って、ＢＴＲ検出器１８にて検出されたタイ
ミングにてメモリ２０上に書き込まれた受信と、既知の
ＵＷとの相関が最大になるタイミングを検出することに
より、フレーム位置（本願ではＵＷ部１０６の終了時点
又はデータ部１０６の開始時点のこと）を知ることがで
きる。このような原理に従いフレーム同期が確立された
後は、デフレーミング部２４からは好適な（即ち顕著な
誤りがない）復調データが得られる。一旦、周波数、位
相、クロック及びフレーム同期が確立された後は、従来
周知のＵＷ検出及びデフレーミング技術を利用してデー
タ復調を継続することができ（図１４参照）、また、Δ
ω検出器１０、Δφ検出器１４、ＢＴＲ検出器１８等の
機能を停止させることができる。
ック同期確立後、ＵＷ部１０４に係る信号がメモリ２０
上に格納されているときに、この受信信号と既知のＵＷ
との相関を求め、この相関が最大になるタイミングすな
わちフレーム位置を検出する。デフレーミング部２４
は、検出されたフレーム位置に基づき、メモリ２０上の
受信信号からデータ部１０６を取り出す。前述のよう
に、ＵＷは所定パターンに従いその値が変化するデータ
である。従って、ＢＴＲ検出器１８にて検出されたタイ
ミングにてメモリ２０上に書き込まれた受信と、既知の
ＵＷとの相関が最大になるタイミングを検出することに
より、フレーム位置（本願ではＵＷ部１０６の終了時点
又はデータ部１０６の開始時点のこと）を知ることがで
きる。このような原理に従いフレーム同期が確立された
後は、デフレーミング部２４からは好適な（即ち顕著な
誤りがない）復調データが得られる。一旦、周波数、位
相、クロック及びフレーム同期が確立された後は、従来
周知のＵＷ検出及びデフレーミング技術を利用してデー
タ復調を継続することができ（図１４参照）、また、Δ
ω検出器１０、Δφ検出器１４、ＢＴＲ検出器１８等の
機能を停止させることができる。
【０００９】図１０〜図１４に示した同期確立手順の問
題点は、ＣＷ部１００、ＢＴＲ部１０２及びＵＷ部１０
４が必要であるため、図１５に示されるようにプリアン
ブルが何等かの障害にて欠落してしまうと、同期を確立
することができないことにある。図１５中、添字、
、、…は、所属先のフレームの番号を表している。
このような問題のない手順即ちプリアンブルなしで各種
同期を確立できる手順の一例を、図１６〜図２０に示
す。この例では、まず周波数同期確立処理が実行され、
その後フレーム同期及びクロック同期の確立処理が実行
され、最後に位相同期確立処理が実行される。また、前
述の従来技術と同様の機能を有する部材には同一の符号
を付している。
題点は、ＣＷ部１００、ＢＴＲ部１０２及びＵＷ部１０
４が必要であるため、図１５に示されるようにプリアン
ブルが何等かの障害にて欠落してしまうと、同期を確立
することができないことにある。図１５中、添字、
、、…は、所属先のフレームの番号を表している。
このような問題のない手順即ちプリアンブルなしで各種
同期を確立できる手順の一例を、図１６〜図２０に示
す。この例では、まず周波数同期確立処理が実行され、
その後フレーム同期及びクロック同期の確立処理が実行
され、最後に位相同期確立処理が実行される。また、前
述の従来技術と同様の機能を有する部材には同一の符号
を付している。
【００１０】図１０の手順ではＣＷ部１００を利用して
周波数同期を確立していたが、プリアンブルが欠落して
いるときにはＣＷ部１００を利用できない。そのため、
図１６に示されているΔω検出器２６は、フレーム本体
に係る受信信号をｎ逓倍し、ｎ逓倍後の受信信号に基づ
き図１０のΔω検出部１０と同様の処理を実行し、その
結果得られた周波数誤差（＝ｎ・Δω）を１／ｎ倍す
る。時刻ｔi （i ＝１，２，３，…）における受信信号
値ｒini ＋ｊｉini がいずれも一定値ｒinM ＋ｊｉinM
になるよう（図１７参照）、逓倍率ｎを設定することに
より、ｎ逓倍後の受信信号として無変調受信信号即ちＣ
Ｗ部１００のそれと等価な信号を得ることができる。ま
た、ｎ逓倍の結果本来の値のｎ倍になってしまっている
周波数誤差検出値を、１／ｎ倍処理によって、本来の値
Δωに変換できる。
周波数同期を確立していたが、プリアンブルが欠落して
いるときにはＣＷ部１００を利用できない。そのため、
図１６に示されているΔω検出器２６は、フレーム本体
に係る受信信号をｎ逓倍し、ｎ逓倍後の受信信号に基づ
き図１０のΔω検出部１０と同様の処理を実行し、その
結果得られた周波数誤差（＝ｎ・Δω）を１／ｎ倍す
る。時刻ｔi （i ＝１，２，３，…）における受信信号
値ｒini ＋ｊｉini がいずれも一定値ｒinM ＋ｊｉinM
になるよう（図１７参照）、逓倍率ｎを設定することに
より、ｎ逓倍後の受信信号として無変調受信信号即ちＣ
Ｗ部１００のそれと等価な信号を得ることができる。ま
た、ｎ逓倍の結果本来の値のｎ倍になってしまっている
周波数誤差検出値を、１／ｎ倍処理によって、本来の値
Δωに変換できる。
【００１１】また、図１６に示されているＵＷ検出器２
８は、ＵＷ部１０４を受信しているときに、複素回転器
１２をへた受信信号をオーバサンプリングし、さらにこ
れとＵＷとの相関が最大になるタイミングを検出し、検
出したタイミングにて受信信号をメモリ２０に書き込む
ことにより、クロック同期及びフレーム同期双方を同時
に確立する（図１８参照）。なお、ＵＷ検出器２８にお
ける相関検出は、位相誤差Δφの影響が現れない又はこ
れを打ち消すことができる手法で行う必要がある。
８は、ＵＷ部１０４を受信しているときに、複素回転器
１２をへた受信信号をオーバサンプリングし、さらにこ
れとＵＷとの相関が最大になるタイミングを検出し、検
出したタイミングにて受信信号をメモリ２０に書き込む
ことにより、クロック同期及びフレーム同期双方を同時
に確立する（図１８参照）。なお、ＵＷ検出器２８にお
ける相関検出は、位相誤差Δφの影響が現れない又はこ
れを打ち消すことができる手法で行う必要がある。
【００１２】更に、図１６に示されているΔφ検出器３
０は、メモリ２０上の受信信号から位相誤差Δφを検出
する。即ち、変調時の信号パターンは複素位相平面上で
変調方式に応じたパターンを描き、また位相誤差Δφが
発生しているときにはこのパターンは位相誤差Δφだけ
傾く（図１９参照）。従って、無変調受信信号ではなく
変調されているメモリ２０上の受信信号を用いているに
もかかわらず、フレーム同期確立後に到来するＵＷ部１
０４を利用することにより、位相誤差Δφを検出でき
る。
０は、メモリ２０上の受信信号から位相誤差Δφを検出
する。即ち、変調時の信号パターンは複素位相平面上で
変調方式に応じたパターンを描き、また位相誤差Δφが
発生しているときにはこのパターンは位相誤差Δφだけ
傾く（図１９参照）。従って、無変調受信信号ではなく
変調されているメモリ２０上の受信信号を用いているに
もかかわらず、フレーム同期確立後に到来するＵＷ部１
０４を利用することにより、位相誤差Δφを検出でき
る。
【００１３】しかしながら、図１６〜図２０に示されて
いる同期確立方法には、同期確立のために複数のフレー
ムが費やされてしまい、従ってデータ伝送開始から同期
確立までの複数フレーム分の時間は実質上のデータ伝送
が不可能になるという問題がある。その原因としては、
次のようなものを掲げることができる。
いる同期確立方法には、同期確立のために複数のフレー
ムが費やされてしまい、従ってデータ伝送開始から同期
確立までの複数フレーム分の時間は実質上のデータ伝送
が不可能になるという問題がある。その原因としては、
次のようなものを掲げることができる。
【００１４】第１に、システムにより異なるものの、周
波数誤差検出に通常は１〜２フレーム程度の時間が必要
である。例えば、図１５に示されるフレームから同期
確立処理を開始したとする。図１６〜図２０に示される
同期確立方法では、周波数誤差検出用の無変調信号を作
成するためまず受信信号をｎ逓倍する処理が実行され、
その結果得られる信号から周波数誤差Δωが検出され
る。しかしながら、通常、受信信号には雑音成分が含ま
れており、従って、ｎ逓倍に起因してこの雑音成分が周
波数誤差検出精度を劣化させる。この劣化を抑制し周波
数誤差検出精度を少なくとも図１０〜図１４の従来技術
と同程度に維持するには、雑音成分の影響を補償できる
よう、周波数誤差検出のための時間を長くし情報量を確
保する必要がある。そのため、通常は、少なくともフレ
ーム全体すなわちＵＷ部１０４及びデータ部１０６
に相当するデータ長が必要になる。
波数誤差検出に通常は１〜２フレーム程度の時間が必要
である。例えば、図１５に示されるフレームから同期
確立処理を開始したとする。図１６〜図２０に示される
同期確立方法では、周波数誤差検出用の無変調信号を作
成するためまず受信信号をｎ逓倍する処理が実行され、
その結果得られる信号から周波数誤差Δωが検出され
る。しかしながら、通常、受信信号には雑音成分が含ま
れており、従って、ｎ逓倍に起因してこの雑音成分が周
波数誤差検出精度を劣化させる。この劣化を抑制し周波
数誤差検出精度を少なくとも図１０〜図１４の従来技術
と同程度に維持するには、雑音成分の影響を補償できる
よう、周波数誤差検出のための時間を長くし情報量を確
保する必要がある。そのため、通常は、少なくともフレ
ーム全体すなわちＵＷ部１０４及びデータ部１０６
に相当するデータ長が必要になる。
【００１５】第２に、位相誤差Δφを安定的に検出する
には位相誤差検出をＵＷ部１０４受信時に行うのが好ま
しく、その結果同期確立が遅れる。すなわち、クロック
同期及びフレーム同期を確立するためにフレームのＵ
Ｗ部１０４を使用した後、次のフレームのＵＷ部１
０４にて位相同期を確立しているから、少なくとも、
フレームのデータ部１０６より前のデータは欠落す
る。
には位相誤差検出をＵＷ部１０４受信時に行うのが好ま
しく、その結果同期確立が遅れる。すなわち、クロック
同期及びフレーム同期を確立するためにフレームのＵ
Ｗ部１０４を使用した後、次のフレームのＵＷ部１
０４にて位相同期を確立しているから、少なくとも、
フレームのデータ部１０６より前のデータは欠落す
る。
【００１６】
【発明の概要】本発明の第１の目的は、何等かの障害で
受信フレームのプリアンブルが欠落した場合又はシステ
ム仕様上プリアンブルがもともと設けられていない場合
であっても、短時間ですなわち最初の受信フレームのＵ
Ｗ部のみで各種の同期を確立可能にし、データの欠落を
防止することにある。本発明の第２の目的は、ＵＷ部及
びデータ部のみのフレームにてデータ伝送を実行可能な
高速同期型データ復調装置を実現可能にすることにあ
る。これらの目的は、次のような構成を有する同期確立
方法又はこれを利用したデータ復調装置にて、達成でき
る。
受信フレームのプリアンブルが欠落した場合又はシステ
ム仕様上プリアンブルがもともと設けられていない場合
であっても、短時間ですなわち最初の受信フレームのＵ
Ｗ部のみで各種の同期を確立可能にし、データの欠落を
防止することにある。本発明の第２の目的は、ＵＷ部及
びデータ部のみのフレームにてデータ伝送を実行可能な
高速同期型データ復調装置を実現可能にすることにあ
る。これらの目的は、次のような構成を有する同期確立
方法又はこれを利用したデータ復調装置にて、達成でき
る。
【００１７】本発明においては、フレームを利用したデ
ータ受信の際に、まず、同期未確立の受信信号に関し、
第１のステップが実行される。第１のステップでは、送
信側でフレーム作成に使用したクロックのタイミング
や、当該フレームに含まれるデータの位置が、同期未確
立の受信信号から検出される。第１のステップでは、更
に、検出したタイミング及び位置に従い当該同期未確立
の受信信号が標本化及び記憶され、これにより、当該ク
ロック及びフレームに関し送信側に対する受信側の同期
が確立される。このように、クロックのタイミング及び
フレーム中のデータ部の位置を最初に検出し、その結果
に応じて受信信号を記憶してしまえば、記憶した受信信
号を利用して周波数同期確立と位相同期確立とを同時的
に（即ち次のフレームを待たないで）実行できるため、
全ての同期が確立するまでに必要な時間を短縮できる。
ータ受信の際に、まず、同期未確立の受信信号に関し、
第１のステップが実行される。第１のステップでは、送
信側でフレーム作成に使用したクロックのタイミング
や、当該フレームに含まれるデータの位置が、同期未確
立の受信信号から検出される。第１のステップでは、更
に、検出したタイミング及び位置に従い当該同期未確立
の受信信号が標本化及び記憶され、これにより、当該ク
ロック及びフレームに関し送信側に対する受信側の同期
が確立される。このように、クロックのタイミング及び
フレーム中のデータ部の位置を最初に検出し、その結果
に応じて受信信号を記憶してしまえば、記憶した受信信
号を利用して周波数同期確立と位相同期確立とを同時的
に（即ち次のフレームを待たないで）実行できるため、
全ての同期が確立するまでに必要な時間を短縮できる。
【００１８】続く第２のステップでは、第１のステップ
にて記憶された受信信号から周波数の誤差Δωが検出さ
れる。Δωの発生原因としては、伝送回線における周波
数シフトや、送信機及び／又は受信機における発振周波
数の誤差を、例示できる。次に、第３のステップにおい
ては、第１のステップにて記憶された受信信号に現れて
いるΔωが、第２のステップにて検出したΔωに基づき
補償され、当該補償後の受信信号から、伝送回線におけ
る位相シフト等にて生じた位相の誤差Δφが、検出され
る。
にて記憶された受信信号から周波数の誤差Δωが検出さ
れる。Δωの発生原因としては、伝送回線における周波
数シフトや、送信機及び／又は受信機における発振周波
数の誤差を、例示できる。次に、第３のステップにおい
ては、第１のステップにて記憶された受信信号に現れて
いるΔωが、第２のステップにて検出したΔωに基づき
補償され、当該補償後の受信信号から、伝送回線におけ
る位相シフト等にて生じた位相の誤差Δφが、検出され
る。
【００１９】第４のステップでは、第２及び第３のステ
ップに要する時間に応じ上記同期未確立の受信信号を遅
延させることにより、処理遅延補償受信信号が生成され
る。第５のステップでは、第２及び第３のステップにて
それぞれ検出したΔω及びΔφに基づき、上記処理遅延
補償受信信号に現れているΔω及びΔφが補償される。
これにより、周波数及び位相に関し送信側に対する受信
側の同期が確立される。ここに、第２及び第３のステッ
プを実行するにはある程度の時間（処理遅延）が必要で
あるから、仮に、第４のステップを実行せず同期未確立
の受信信号をそのまま第５のステップに供することとす
ると、処理遅延の期間はΔω及びΔφを正確に補償でき
ず、復調データが欠落することになる。第４のステップ
を実行することにより、かかる欠落を防止できる。従っ
て、プリアンブルなしのフレームでも品質が高くリアル
タイム性の良い伝送を実現できる。
ップに要する時間に応じ上記同期未確立の受信信号を遅
延させることにより、処理遅延補償受信信号が生成され
る。第５のステップでは、第２及び第３のステップにて
それぞれ検出したΔω及びΔφに基づき、上記処理遅延
補償受信信号に現れているΔω及びΔφが補償される。
これにより、周波数及び位相に関し送信側に対する受信
側の同期が確立される。ここに、第２及び第３のステッ
プを実行するにはある程度の時間（処理遅延）が必要で
あるから、仮に、第４のステップを実行せず同期未確立
の受信信号をそのまま第５のステップに供することとす
ると、処理遅延の期間はΔω及びΔφを正確に補償でき
ず、復調データが欠落することになる。第４のステップ
を実行することにより、かかる欠落を防止できる。従っ
て、プリアンブルなしのフレームでも品質が高くリアル
タイム性の良い伝送を実現できる。
【００２０】本発明を実施するに際しては、第１〜第３
のステップを実行するのに先立ち、上記フレームに含ま
れるべきＵＷと同一長でかつそれぞれ同一及び複素共役
の第１及び第２参照データを準備しておくのが好まし
い。そのようにしておけば、（ａ）同期未確立の受信信
号と第１参照データとの最大相関タイミングの検出によ
って、第１のステップにおけるタイミングの検出を、
（ｂ）第１のステップにて記憶した受信信号と第２参照
データとの乗算結果からの位相回転速度の検出によっ
て、第２のステップにおけるΔωの検出を、（ｃ）Δω
を補償した後の受信信号と第１参照データとの位相比較
によって、第３のステップにおけるΔφの検出を、各々
実現できる。すなわち、既にフレーム同期及びクロック
同期が確立されている受信信号を用いれば、例えば参照
データとの相関検出、乗算あるいは位相比較といった高
速化可能な処理にて周波数同期及び位相同期を確立でき
るから、この面でも、全ての同期が確立するまでに必要
な時間を短縮できる。また、フレーム同期及びクロック
同期の確立と位相同期の確立とにいずれも第１参照デー
タを利用しているため、必要な参照データ及びそれを記
憶する手段が少なくて済む。
のステップを実行するのに先立ち、上記フレームに含ま
れるべきＵＷと同一長でかつそれぞれ同一及び複素共役
の第１及び第２参照データを準備しておくのが好まし
い。そのようにしておけば、（ａ）同期未確立の受信信
号と第１参照データとの最大相関タイミングの検出によ
って、第１のステップにおけるタイミングの検出を、
（ｂ）第１のステップにて記憶した受信信号と第２参照
データとの乗算結果からの位相回転速度の検出によっ
て、第２のステップにおけるΔωの検出を、（ｃ）Δω
を補償した後の受信信号と第１参照データとの位相比較
によって、第３のステップにおけるΔφの検出を、各々
実現できる。すなわち、既にフレーム同期及びクロック
同期が確立されている受信信号を用いれば、例えば参照
データとの相関検出、乗算あるいは位相比較といった高
速化可能な処理にて周波数同期及び位相同期を確立でき
るから、この面でも、全ての同期が確立するまでに必要
な時間を短縮できる。また、フレーム同期及びクロック
同期の確立と位相同期の確立とにいずれも第１参照デー
タを利用しているため、必要な参照データ及びそれを記
憶する手段が少なくて済む。
【００２１】本発明を実施する際には、更に、第１のス
テップを実行するのに先立ち同期未確立の受信信号を遅
延検波するのが好ましい。即ち、受信信号における周波
数シフトを遅延検波によりキャンセルできるため、例え
ば周波数シフトが大きくなる伝送回線を介し信号を伝送
しているときでも、当該受信信号からクロックタイミン
グ及びフレーム中のデータ部の位置を正確かつ安定的に
検出できる。
テップを実行するのに先立ち同期未確立の受信信号を遅
延検波するのが好ましい。即ち、受信信号における周波
数シフトを遅延検波によりキャンセルできるため、例え
ば周波数シフトが大きくなる伝送回線を介し信号を伝送
しているときでも、当該受信信号からクロックタイミン
グ及びフレーム中のデータ部の位置を正確かつ安定的に
検出できる。
【００２２】本発明は、また、プリアンブルの欠落とい
う障害に対処できるのみならず、その伝送フォーマット
がそもそもプリアンブルなしに設計されているシステム
にも適用できる、という利点を有している。
う障害に対処できるのみならず、その伝送フォーマット
がそもそもプリアンブルなしに設計されているシステム
にも適用できる、という利点を有している。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、以下の説明において
は、従来技術の説明に使用した部材と同名の部材につい
て、同一の符号を使用することがある。これは、両者の
内部構成が同じでも構わないことを示すものであり、両
部材の使途又は機能が同一でなければならないことを示
唆するものではない。また、説明に当たって主にブロッ
ク図を利用するが、これは本発明がハードウエア的にの
み実施可能であることを示すものではなく、本発明はソ
フトウエア的にも実施可能である。
関し図面に基づき説明する。なお、以下の説明において
は、従来技術の説明に使用した部材と同名の部材につい
て、同一の符号を使用することがある。これは、両者の
内部構成が同じでも構わないことを示すものであり、両
部材の使途又は機能が同一でなければならないことを示
唆するものではない。また、説明に当たって主にブロッ
ク図を利用するが、これは本発明がハードウエア的にの
み実施可能であることを示すものではなく、本発明はソ
フトウエア的にも実施可能である。
【００２４】図１に、本発明の一実施形態に係るデータ
復調装置の構成を示す。図中、ＵＷ検出器３２は、ＵＷ
部１０４の終了タイミングすなわちフレーム位置を、同
期未確立の受信信号から検出する。ＵＷ検出器３２は、
これと同時に、受信信号の時刻基準であるクロックのタ
イミングを検出する。メモリ３４は、ＵＷと同一長のシ
フトレジスタにより実現されるメモリであり、オーバサ
ンプリングクロックに同期して受信信号をラッチ・記憶
すると共に、ＵＷ検出器３２にて検出されたタイミング
に同期してラッチを停止する。これにより、クロック同
期及びフレーム同期が確立される。Δω検出器３６及び
Δφ検出器３８は、メモリ３４上に格納されている受信
信号すなわちＵＷを利用して周波数誤差Δω及び位相誤
差Δφをそれぞれ検出し、複素回転器４０に供給する。
なお、位相誤差Δφの検出に際し、Δφ検出器３８はΔ
ω検出器３６にて得られた周波数誤差Δωを利用する。
複素回転器４０は、周波数誤差Δω及び位相誤差Δφに
応じた位相回転成分ｅ-j( Δωt+Δφ)を受信信号に乗ず
ることにより、当該受信データからデータを復調する。
従って、Δω検出器３６、Δφ検出器３８及び複素回転
器４０によって、周波数及び位相の同期も確立する。遅
延器４２は、図２に示すように、Δω検出器３６及びΔ
φ検出器３８の処理遅延に相当する時間だけ、複素回転
器４０への供給に先立ち受信信号を遅延させる。
復調装置の構成を示す。図中、ＵＷ検出器３２は、ＵＷ
部１０４の終了タイミングすなわちフレーム位置を、同
期未確立の受信信号から検出する。ＵＷ検出器３２は、
これと同時に、受信信号の時刻基準であるクロックのタ
イミングを検出する。メモリ３４は、ＵＷと同一長のシ
フトレジスタにより実現されるメモリであり、オーバサ
ンプリングクロックに同期して受信信号をラッチ・記憶
すると共に、ＵＷ検出器３２にて検出されたタイミング
に同期してラッチを停止する。これにより、クロック同
期及びフレーム同期が確立される。Δω検出器３６及び
Δφ検出器３８は、メモリ３４上に格納されている受信
信号すなわちＵＷを利用して周波数誤差Δω及び位相誤
差Δφをそれぞれ検出し、複素回転器４０に供給する。
なお、位相誤差Δφの検出に際し、Δφ検出器３８はΔ
ω検出器３６にて得られた周波数誤差Δωを利用する。
複素回転器４０は、周波数誤差Δω及び位相誤差Δφに
応じた位相回転成分ｅ-j( Δωt+Δφ)を受信信号に乗ず
ることにより、当該受信データからデータを復調する。
従って、Δω検出器３６、Δφ検出器３８及び複素回転
器４０によって、周波数及び位相の同期も確立する。遅
延器４２は、図２に示すように、Δω検出器３６及びΔ
φ検出器３８の処理遅延に相当する時間だけ、複素回転
器４０への供給に先立ち受信信号を遅延させる。
【００２５】本実施形態の第１の特徴は、周波数同期や
位相同期の確立に先立ってまずクロック同期及び位相同
期を確立していること、具体的には、オーバサンプリン
グクロックに同期してメモリ３４上に逐次受信信号をラ
ッチしフレーム位置到来に応じこれを停止していること
にある。この停止により、クロックタイミング及びフレ
ーム位置に関する情報が得られる。この処理にはＵＷや
ＢＴＲは必要でないから、プリアンブルが欠落していて
も（図１５参照）、最初のフレームのＵＷ部１０４
にて、クロック同期及びフレーム同期を同時に確立でき
る。また、受信信号中のＵＷ部１０４にて伝送されたＵ
Ｗがメモリ３４上にラッチ・保持されるから、メモリ３
４上にラッチ・保持されたＵＷと参照データ（後述）と
の複素共役乗算や位相比較等の手法によって高速に、周
波数同期及び位相同期を確立できる。
位相同期の確立に先立ってまずクロック同期及び位相同
期を確立していること、具体的には、オーバサンプリン
グクロックに同期してメモリ３４上に逐次受信信号をラ
ッチしフレーム位置到来に応じこれを停止していること
にある。この停止により、クロックタイミング及びフレ
ーム位置に関する情報が得られる。この処理にはＵＷや
ＢＴＲは必要でないから、プリアンブルが欠落していて
も（図１５参照）、最初のフレームのＵＷ部１０４
にて、クロック同期及びフレーム同期を同時に確立でき
る。また、受信信号中のＵＷ部１０４にて伝送されたＵ
Ｗがメモリ３４上にラッチ・保持されるから、メモリ３
４上にラッチ・保持されたＵＷと参照データ（後述）と
の複素共役乗算や位相比較等の手法によって高速に、周
波数同期及び位相同期を確立できる。
【００２６】本実施形態の第２の特徴は、メモリ３４上
のＵＷを短時間の間に繰返し使用することにより、周波
数同期確立処理及び位相同期確立処理を実質的に同時に
（即ち次のＵＷ部１０４を待つことなく）実行している
ことにある。すなわち、メモリ３４上にＵＷが保持され
ているから、これを利用した処理を同時並行的に実行で
き、その結果同期確立に要する時間は更に短くなる。さ
らに、メモリ３４上に保持されているＵＷを利用できる
から、周波数同期確立処理及び位相同期確立処理は複素
共役乗算や位相比較といった複数シンボル同時演算によ
って実現でき、その面でも処理が高速化する。加えて、
複素共役乗算や位相比較の際に使用する参照データの一
部はＵＷ検出器３２にて相関検出に使用する参照データ
と同一であるから、参照データの共用が可能である。
のＵＷを短時間の間に繰返し使用することにより、周波
数同期確立処理及び位相同期確立処理を実質的に同時に
（即ち次のＵＷ部１０４を待つことなく）実行している
ことにある。すなわち、メモリ３４上にＵＷが保持され
ているから、これを利用した処理を同時並行的に実行で
き、その結果同期確立に要する時間は更に短くなる。さ
らに、メモリ３４上に保持されているＵＷを利用できる
から、周波数同期確立処理及び位相同期確立処理は複素
共役乗算や位相比較といった複数シンボル同時演算によ
って実現でき、その面でも処理が高速化する。加えて、
複素共役乗算や位相比較の際に使用する参照データの一
部はＵＷ検出器３２にて相関検出に使用する参照データ
と同一であるから、参照データの共用が可能である。
【００２７】本実施形態の第３の特徴は、遅延器４２を
設けているため、Δω検出器３６やΔφ検出器３８にお
ける処理遅延の存在にもかかわらず、欠落なしにデータ
を復調できることにある。すなわち、図１５に示される
最初のフレームのデータ部１０６の最初から、欠落
なしにデータを復調できるため、従来に比べ高品質の復
調データを利用者に提供できる。これは、ＦＡＸ等のよ
うにデータの欠落が伝送品質に大きく響く信号伝送にお
いて特に有用である。また、上述のように周波数同期確
立処理及び位相同期確立処理の並列実行、両処理におけ
る複数シンボル同時演算等により、Δω検出器３６やΔ
φ検出器３８における処理遅延は抑制・低減されている
から、遅延器４２による遅延時間ひいては図１に示され
る装置による遅延時間が短くてすむ。これは、リアルタ
イム性の向上につながるため、特に音声フレーム伝送の
ようにリアルタイム性が要求される用途での有用性を表
している。
設けているため、Δω検出器３６やΔφ検出器３８にお
ける処理遅延の存在にもかかわらず、欠落なしにデータ
を復調できることにある。すなわち、図１５に示される
最初のフレームのデータ部１０６の最初から、欠落
なしにデータを復調できるため、従来に比べ高品質の復
調データを利用者に提供できる。これは、ＦＡＸ等のよ
うにデータの欠落が伝送品質に大きく響く信号伝送にお
いて特に有用である。また、上述のように周波数同期確
立処理及び位相同期確立処理の並列実行、両処理におけ
る複数シンボル同時演算等により、Δω検出器３６やΔ
φ検出器３８における処理遅延は抑制・低減されている
から、遅延器４２による遅延時間ひいては図１に示され
る装置による遅延時間が短くてすむ。これは、リアルタ
イム性の向上につながるため、特に音声フレーム伝送の
ようにリアルタイム性が要求される用途での有用性を表
している。
【００２８】本実施形態の第４の特徴は、設計・実施当
初からプリアンブルが設けられていないフレームでのデ
ータ伝送に適していることである。すなわち、図１６〜
図２０に示される従来技術の基本的な性格が障害による
プリアンブルの欠落といった事態への対処であったのに
対し、本実施形態はプリアンブルのないフレームを前提
としており従って送信機におけるフレーム作成手順の簡
素化を実現している。無論、本実施形態を、プリアンブ
ルの欠落といった事態への対処のために利用することも
できる。
初からプリアンブルが設けられていないフレームでのデ
ータ伝送に適していることである。すなわち、図１６〜
図２０に示される従来技術の基本的な性格が障害による
プリアンブルの欠落といった事態への対処であったのに
対し、本実施形態はプリアンブルのないフレームを前提
としており従って送信機におけるフレーム作成手順の簡
素化を実現している。無論、本実施形態を、プリアンブ
ルの欠落といった事態への対処のために利用することも
できる。
【００２９】本実施形態の第５の特徴は、後述のように
ＵＷ検出器３２にて受信信号を遅延検波していることに
ある。これにより、フレーム位置及びクロックタイミン
グを正確かつ安定的に検出可能になる。
ＵＷ検出器３２にて受信信号を遅延検波していることに
ある。これにより、フレーム位置及びクロックタイミン
グを正確かつ安定的に検出可能になる。
【００３０】次に、図１中に示されている各部材の詳細
に関し説明する。まず、ＵＷ検出器３２は、図３に示さ
れるように、遅延器４４及び乗算器４６から構成される
遅延検波回路を有している。乗算器４６は、遅延器４４
によって所定シンボル分だけ遅延された受信信号を、遅
延されていない受信信号に乗ずることにより、当該受信
信号を検波する。遅延検波回路の後段に設けられている
フレーム／クロック同期用シフトレジスタ４７は、所定
かつ既知のシンボルレート（受信信号中の１シンボル長
の逆数）のｎ倍（ｎ：２以上の自然数）の速度を有する
クロックにてオーバサンプリングされた受信信号を、遅
延検波回路から逐次ラッチし、当該クロックに同期して
順次シフトする。
に関し説明する。まず、ＵＷ検出器３２は、図３に示さ
れるように、遅延器４４及び乗算器４６から構成される
遅延検波回路を有している。乗算器４６は、遅延器４４
によって所定シンボル分だけ遅延された受信信号を、遅
延されていない受信信号に乗ずることにより、当該受信
信号を検波する。遅延検波回路の後段に設けられている
フレーム／クロック同期用シフトレジスタ４７は、所定
かつ既知のシンボルレート（受信信号中の１シンボル長
の逆数）のｎ倍（ｎ：２以上の自然数）の速度を有する
クロックにてオーバサンプリングされた受信信号を、遅
延検波回路から逐次ラッチし、当該クロックに同期して
順次シフトする。
【００３１】他方、第１参照データ発生器４８は、ＵＷ
（厳密にはＵＷの遅延検波値）と同一長同一値のシンボ
ル列すなわち第１参照データを出力する。乗算器５０
は、シフトレジスタ４７上のデータと第１参照データと
を対応するデータ同士乗じあう。加算器５２は乗算器５
０による乗算の結果を加算し、ピーク検出器５４は加算
結果に現れるピークを検出してそのタイミングを示す信
号を出力する。加算器５２にて得られる加算結果は、シ
フトレジスタ４７から出力されるシンボル列と第１参照
データとの相関の度合いを表しており、シフトレジスタ
４７から出力されるシンボル列がＵＷ（厳密にはＵＷの
遅延検波値）と同一であるときにピークを迎える（図４
及び図５参照）。従って、ピーク検出器５４にてこのピ
ークを検出することにより、ＵＷ部１０４の終了タイミ
ングすなわちフレーム位置を検出できる。また、検出さ
れたフレーム位置は同時に送信側のクロックに同期して
いる。従って、フレーム位置の検出に応じてメモリ３４
への受信信号格納を停止することにより、メモリ３４上
にＵＷをラッチ・保持でき、フレーム同期と同時にクロ
ック同期を確立できる。
（厳密にはＵＷの遅延検波値）と同一長同一値のシンボ
ル列すなわち第１参照データを出力する。乗算器５０
は、シフトレジスタ４７上のデータと第１参照データと
を対応するデータ同士乗じあう。加算器５２は乗算器５
０による乗算の結果を加算し、ピーク検出器５４は加算
結果に現れるピークを検出してそのタイミングを示す信
号を出力する。加算器５２にて得られる加算結果は、シ
フトレジスタ４７から出力されるシンボル列と第１参照
データとの相関の度合いを表しており、シフトレジスタ
４７から出力されるシンボル列がＵＷ（厳密にはＵＷの
遅延検波値）と同一であるときにピークを迎える（図４
及び図５参照）。従って、ピーク検出器５４にてこのピ
ークを検出することにより、ＵＷ部１０４の終了タイミ
ングすなわちフレーム位置を検出できる。また、検出さ
れたフレーム位置は同時に送信側のクロックに同期して
いる。従って、フレーム位置の検出に応じてメモリ３４
への受信信号格納を停止することにより、メモリ３４上
にＵＷをラッチ・保持でき、フレーム同期と同時にクロ
ック同期を確立できる。
【００３２】図６に、Δω検出器３６の構成を示す。こ
の図に示されるように、Δω検出器３６は、ＵＷと同一
長でかつ複素共役の第２参照データを発生させる第２参
照データ発生器５６を有している。乗算器５８は、第２
参照データを構成する各シンボルを、メモリ３４上の対
応するシンボルと乗ずる。ここに、ＵＷの各シンボルを
ｒ＋ｊｉと表すこととすると、第２参照データの対応す
るシンボルはｒ−ｊｉであるから、両者の積はｒ2 −ｉ
2 となる。一般に、メモリ３４上にラッチされているＵ
Ｗは周波数誤差Δω及び位相誤差Δφを伴っているか
ら、乗算器５８から得られるのはｅj(Δωt+Δφ) （ｒ
2 −ｉ2 ）である。振幅変調成分を伴わない変調方式の
場合、ｒ2 −ｉ2 は原点を中心としてシンボル値が移動
する円の半径を表しているから、乗算器５８から出力さ
れる信号は無変調信号になる。このようにして得られた
無変調信号は、無変調データメモリ６０に格納され、周
波数計算器６２に供給される。周波数計算器６２は、ｍ
シンボル分の無変調信号に現れている位相回転の速度を
検出することにより、周波数誤差Δωを検出する。
の図に示されるように、Δω検出器３６は、ＵＷと同一
長でかつ複素共役の第２参照データを発生させる第２参
照データ発生器５６を有している。乗算器５８は、第２
参照データを構成する各シンボルを、メモリ３４上の対
応するシンボルと乗ずる。ここに、ＵＷの各シンボルを
ｒ＋ｊｉと表すこととすると、第２参照データの対応す
るシンボルはｒ−ｊｉであるから、両者の積はｒ2 −ｉ
2 となる。一般に、メモリ３４上にラッチされているＵ
Ｗは周波数誤差Δω及び位相誤差Δφを伴っているか
ら、乗算器５８から得られるのはｅj(Δωt+Δφ) （ｒ
2 −ｉ2 ）である。振幅変調成分を伴わない変調方式の
場合、ｒ2 −ｉ2 は原点を中心としてシンボル値が移動
する円の半径を表しているから、乗算器５８から出力さ
れる信号は無変調信号になる。このようにして得られた
無変調信号は、無変調データメモリ６０に格納され、周
波数計算器６２に供給される。周波数計算器６２は、ｍ
シンボル分の無変調信号に現れている位相回転の速度を
検出することにより、周波数誤差Δωを検出する。
【００３３】図７に、Δφ検出器３８の構成を示す。図
中、複素回転器７０は、Δω検出器３６により検出され
た周波数誤差Δωに応じた位相回転成分ｅ-jΔωt を、
メモリ３４上に保持されているＵＷに乗ずることによ
り、周波数誤差Δωを補償する。周波数補正後データメ
モリ６４はＵＷと同一長のシフトレジスタであり、その
上に格納されているデータは位相比較器（ＰＤ）６６に
て第１参照データと位相比較される。周波数補正後デー
タメモリ６４上のデータはＵＷに対応するものであるか
ら、この位相比較によって得られる位相差は、位相誤差
Δφと等しい。平均化器６８は、雑音による検出ばらつ
きを抑制するため、（通常は）全てのＰＤ６６から得ら
れる位相誤差Δφの平均値を求め、これを位相誤差Δφ
の検出値として出力する。このようにして検出された位
相誤差ΔφはΔω検出器３６にて検出された周波数誤差
Δωと共に複素回転器４０により使用され、これにより
周波数同期及び位相同期が同時に確立される。加えて、
遅延器４２によって、Δω検出器３６及びΔφ検出器３
８の処理遅延も補償されるから、データは欠落しない。
このようにして、プリアンブルなしの受信信号から、初
期のフレームの欠落なしに、データを復調することが可
能になる（図８参照）。
中、複素回転器７０は、Δω検出器３６により検出され
た周波数誤差Δωに応じた位相回転成分ｅ-jΔωt を、
メモリ３４上に保持されているＵＷに乗ずることによ
り、周波数誤差Δωを補償する。周波数補正後データメ
モリ６４はＵＷと同一長のシフトレジスタであり、その
上に格納されているデータは位相比較器（ＰＤ）６６に
て第１参照データと位相比較される。周波数補正後デー
タメモリ６４上のデータはＵＷに対応するものであるか
ら、この位相比較によって得られる位相差は、位相誤差
Δφと等しい。平均化器６８は、雑音による検出ばらつ
きを抑制するため、（通常は）全てのＰＤ６６から得ら
れる位相誤差Δφの平均値を求め、これを位相誤差Δφ
の検出値として出力する。このようにして検出された位
相誤差ΔφはΔω検出器３６にて検出された周波数誤差
Δωと共に複素回転器４０により使用され、これにより
周波数同期及び位相同期が同時に確立される。加えて、
遅延器４２によって、Δω検出器３６及びΔφ検出器３
８の処理遅延も補償されるから、データは欠落しない。
このようにして、プリアンブルなしの受信信号から、初
期のフレームの欠落なしに、データを復調することが可
能になる（図８参照）。
【００３４】
【補遺】図２に遅延検波回路を示したが、これは、本発
明が遅延検波ひいては一般に遅延検波に適するとされる
ＰＳＫ等に限定されることを意図するものではない。遅
延検波の原理及びその変形に関しては各種先行技術文献
を参照されたい。また、ＵＷ検出器３２において遅延検
波を用いるのは、遅延検波を実行することにより、受信
したＵＷ中の周波数誤差を相殺できるためである。従っ
て、大きな周波数シフトを発生させる伝送回線等に本発
明を適用する際には、ＵＷ検出器３２にて遅延検波を用
いた方がよい。
明が遅延検波ひいては一般に遅延検波に適するとされる
ＰＳＫ等に限定されることを意図するものではない。遅
延検波の原理及びその変形に関しては各種先行技術文献
を参照されたい。また、ＵＷ検出器３２において遅延検
波を用いるのは、遅延検波を実行することにより、受信
したＵＷ中の周波数誤差を相殺できるためである。従っ
て、大きな周波数シフトを発生させる伝送回線等に本発
明を適用する際には、ＵＷ検出器３２にて遅延検波を用
いた方がよい。
【００３５】更に、ピーク検出器５４に代え、加算結果
のボトムのタイミングを検出するボトム検出器を用いて
もよい。平均化器６８は、検出ばらつきが十分小さいと
みなせるときには省略できる。更に、Δω検出器３６及
びΔφ検出器３８の処理遅延に関しては、Δω検出器３
６及びΔφ検出器３８の設計情報や経験的情報から知る
ことができる。オーバサンプリングクロック等の発生手
段については図示していないが、その構成、実現手法
は、当業者にとり周知である。
のボトムのタイミングを検出するボトム検出器を用いて
もよい。平均化器６８は、検出ばらつきが十分小さいと
みなせるときには省略できる。更に、Δω検出器３６及
びΔφ検出器３８の処理遅延に関しては、Δω検出器３
６及びΔφ検出器３８の設計情報や経験的情報から知る
ことができる。オーバサンプリングクロック等の発生手
段については図示していないが、その構成、実現手法
は、当業者にとり周知である。
【図１】 本発明の一実施形態に係るデータ復調装置の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】 この実施形態における同期確立ポイント及び
遅延器の遅延時間を示すタイミングチャートである。
遅延器の遅延時間を示すタイミングチャートである。
【図３】 この実施形態におけるＵＷ検出器の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】 この実施形態におけるＵＷ検出器の動作を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図５】 図４中の破線部分を拡大図示したタイミング
チャートである。
チャートである。
【図６】 この実施形態におけるΔω検出器の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図７】 この実施形態におけるΔφ検出器の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】 この実施形態における同期確立及びデータ復
調タイミングを示すタイミングチャートである。
調タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】 一般的なフレーム構成の一例を示す図であ
る。
る。
【図１０】 第１の従来技術に係るデータ復調装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図１１】 図１０に示した従来技術における周波数同
期確立の原理を示す位相平面図である。
期確立の原理を示す位相平面図である。
【図１２】 図１０に示した従来技術における位相同期
確立の原理を示す位相平面図である。
確立の原理を示す位相平面図である。
【図１３】 図１０に示した従来技術におけるクロック
及びフレーム同期確立の原理を示すタイミングチャート
である。
及びフレーム同期確立の原理を示すタイミングチャート
である。
【図１４】 図１０に示した従来技術における同期確立
及びデータ復調タイミングを示すタイミングチャートで
ある。
及びデータ復調タイミングを示すタイミングチャートで
ある。
【図１５】 プリアンブルのないフレーム構成を示す図
である。
である。
【図１６】 第２の従来技術に係るデータ復調装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図１７】 図１６に示した従来技術における無変調化
の原理を示す位相平面図である。
の原理を示す位相平面図である。
【図１８】 図１６に示した従来技術におけるクロック
及びフレーム同期確立の原理を示すタイミングチャート
である。
及びフレーム同期確立の原理を示すタイミングチャート
である。
【図１９】 図１６に示した従来技術における位相同期
確立の原理を示す位相平面図である。
確立の原理を示す位相平面図である。
【図２０】 図１６に示した従来技術における同期確立
及びデータ復調タイミングを示すタイミングチャートで
ある。
及びデータ復調タイミングを示すタイミングチャートで
ある。
３２ ＵＷ検出器、２０，３４，６０，６４ メモリ、
３６ Δω検出器、３８ Δφ検出器、４０ 複素回転
器、４２，４４ 遅延器、４６，５０，５８乗算器、４
７ シフトレジスタ、４８，５６ 参照データ発生器、
５２ 加算器、５４ ピーク検出器、６２ 周波数計算
器、６６ ＰＤ、６８ 平均化器、Δω 周波数誤差、
Δφ 位相誤差、１０４，１０４，… ＵＷ部、１０
６，１０６，… データ部。
３６ Δω検出器、３８ Δφ検出器、４０ 複素回転
器、４２，４４ 遅延器、４６，５０，５８乗算器、４
７ シフトレジスタ、４８，５６ 参照データ発生器、
５２ 加算器、５４ ピーク検出器、６２ 周波数計算
器、６６ ＰＤ、６８ 平均化器、Δω 周波数誤差、
Δφ 位相誤差、１０４，１０４，… ＵＷ部、１０
６，１０６，… データ部。
Claims (4)
- 【請求項１】 フレームを利用したデータ受信の際に、
送信側でフレーム作成に使用したクロックのタイミング
及び当該フレームに含まれるデータの位置を、同期未確
立の受信信号から検出し、検出したタイミング及び位置
に従い当該同期未確立の受信信号を標本化及び記憶する
ことにより、当該クロック及びフレームに関し送信側に
対する受信側の同期を確立する第１のステップと、 第１のステップにて記憶された受信信号から周波数の誤
差を検出する第２のステップと、 第１のステップにて記憶された受信信号に現れている周
波数の誤差を、第２のステップにて検出した周波数の誤
差に基づき補償した上で、当該補償後の受信信号から位
相の誤差を検出する第３のステップと、 第２及び第３のステップに要する時間に応じ上記同期未
確立の受信信号を遅延させることにより、処理遅延補償
受信信号を生成する第４のステップと、 第２及び第３のステップにてそれぞれ検出した周波数及
び位相の誤差に基づき、上記処理遅延補償受信信号に現
れている周波数及び位相の誤差を補償することにより、
周波数及び位相に関し送信側に対する受信側の同期を確
立する第５のステップと、 を有することを特徴とする同期確立方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の同期確立方法において、 第１乃至第３のステップを実行するのに先立ち、上記フ
レームに含まれるべきユニークワードと同一長でかつそ
れぞれ同一及び複素共役の第１及び第２参照データを準
備しておき、 第１のステップにおけるタイミングの検出、第２のステ
ップにおける周波数の誤差の検出及び第３のステップに
おける位相の誤差の検出を、それぞれ、上記同期未確立
の受信信号と上記第１参照データとの最大相関タイミン
グの検出、第１のステップにて記憶した受信信号と上記
第２参照データとの乗算結果からの位相回転速度の検
出、及び周波数の誤差を補償した後の受信信号と上記第
１参照データとの位相比較として、実行することを特徴
とする同期確立方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の同期確立方法において、 第１のステップを実行するのに先立ち同期未確立の受信
信号を遅延検波することを特徴とする同期確立方法。 - 【請求項４】 フレームを利用したデータ受信の際に、
同期未確立の受信信号に関し、請求項１記載の同期確立
方法を実行する手段を備えることを特徴とするデータ復
調装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15658996A JP3086173B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 同期確立方法及びこれを用いたデータ復調装置 |
| US08/871,762 US5995569A (en) | 1996-06-18 | 1997-06-09 | Method for establishing synchronization and demodulator using the same |
| NO19972773A NO323113B1 (no) | 1996-06-18 | 1997-06-16 | Fremgangsmate og demodulator for a etablere gruppe-, klokke-, frekvens- og fasesynkronisering |
| EP97304241A EP0814586B1 (en) | 1996-06-18 | 1997-06-17 | Frame, clock, frequency and phase synchronisation, using a unique word |
| DE69737518T DE69737518T2 (de) | 1996-06-18 | 1997-06-17 | Synchronisierung von Rahmen, Takt, Frequenz und Phase, mittels eines Einzelwortes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15658996A JP3086173B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 同期確立方法及びこれを用いたデータ復調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104439A true JPH104439A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3086173B2 JP3086173B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=15631072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15658996A Expired - Fee Related JP3086173B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 同期確立方法及びこれを用いたデータ復調装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5995569A (ja) |
| EP (1) | EP0814586B1 (ja) |
| JP (1) | JP3086173B2 (ja) |
| DE (1) | DE69737518T2 (ja) |
| NO (1) | NO323113B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001026315A1 (fr) * | 1999-10-05 | 2001-04-12 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Procede et circuit d'acquisition |
| JP2002101139A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 復調方法 |
| JP2007124618A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-05-17 | Ntt Electornics Corp | クロックデータ再生回路及び電子装置 |
| US10686121B2 (en) | 2015-01-29 | 2020-06-16 | Epcos Ag | Method for producing piezoelectric multi-layered components |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6324234B1 (en) * | 1997-12-12 | 2001-11-27 | Texas Instruments Incorporated | Synchronization and clock recovery |
| US6549587B1 (en) * | 1999-09-20 | 2003-04-15 | Broadcom Corporation | Voice and data exchange over a packet based network with timing recovery |
| GB2377345B (en) * | 2001-07-02 | 2004-06-16 | Motorola Inc | Time synchronisation system and method |
| FR2845546B1 (fr) * | 2003-10-06 | 2006-02-24 | Kwangju Inst Sci & Tech | Procede et dispositif destines a un estimateur de decalages de phase et de frequence combine pour une transmission par modulation par deplacement de phase multiple |
| US8576898B2 (en) * | 2009-06-17 | 2013-11-05 | Techwell, Inc. | SLOC spot monitoring |
| DE102012103194B4 (de) * | 2012-04-13 | 2014-09-11 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Übertragen von Prozessdaten in einer automatisiert gesteuerten Anlage |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4466108A (en) * | 1981-10-06 | 1984-08-14 | Communications Satellite Corporation | TDMA/PSK Carrier synchronization without preamble |
| US4599732A (en) * | 1984-04-17 | 1986-07-08 | Harris Corporation | Technique for acquiring timing and frequency synchronization for modem utilizing known (non-data) symbols as part of their normal transmitted data format |
| FR2633471B1 (fr) * | 1988-06-28 | 1990-10-05 | Trt Telecom Radio Electr | Procede de demodulation coherente d'un signal module numeriquement en phase continue et a enveloppe constante |
| JPH03175833A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｍｕｓｅ信号の同期再生装置 |
| JP3100447B2 (ja) * | 1992-01-10 | 2000-10-16 | 三菱電機株式会社 | 適応等化器および受信機 |
| US5463627A (en) * | 1993-02-23 | 1995-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Frame synchronizing apparatus for quadrature modulation data communication radio receiver |
| US5425058A (en) * | 1993-07-28 | 1995-06-13 | Martin Marietta Corporation | MSK phase acquisition and tracking method |
| EP0715440B1 (en) | 1994-06-22 | 2004-06-16 | NTT DoCoMo, Inc. | Synchronous detector and synchronizing method for digital communication receiver |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP15658996A patent/JP3086173B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-09 US US08/871,762 patent/US5995569A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-16 NO NO19972773A patent/NO323113B1/no not_active IP Right Cessation
- 1997-06-17 EP EP97304241A patent/EP0814586B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-17 DE DE69737518T patent/DE69737518T2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2001026315A1 (fr) * | 1999-10-05 | 2001-04-12 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Procede et circuit d'acquisition |
| US7079597B1 (en) | 1999-10-05 | 2006-07-18 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Method and circuit for acquisition |
| JP2002101139A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 復調方法 |
| JP2007124618A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-05-17 | Ntt Electornics Corp | クロックデータ再生回路及び電子装置 |
| US10686121B2 (en) | 2015-01-29 | 2020-06-16 | Epcos Ag | Method for producing piezoelectric multi-layered components |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0814586A3 (en) | 2000-12-27 |
| EP0814586B1 (en) | 2007-03-28 |
| NO972773L (no) | 1997-12-19 |
| NO972773D0 (no) | 1997-06-16 |
| EP0814586A2 (en) | 1997-12-29 |
| DE69737518D1 (de) | 2007-05-10 |
| DE69737518T2 (de) | 2008-01-10 |
| NO323113B1 (no) | 2007-01-02 |
| JP3086173B2 (ja) | 2000-09-11 |
| US5995569A (en) | 1999-11-30 |
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