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技術 受信装置、自動周波数補正装置、及び通信装置

出願人 パナソニック株式会社
発明者 宇治田敬一四方英邦國枝賢徳山本裕理佐川守一
出願日 1998年7月28日 (22年4ヶ月経過) 出願番号 1998-212152
公開日 2000年2月18日 (20年10ヶ月経過) 公開番号 2000-049763
状態 特許登録済
技術分野 デジタル伝送方式における同期 移動無線通信システム
主要キーワード トリガパルス信号 タイミング参照信号 復調ベースバンド 位相情報信号 ディジタル制御発振器 位相変換器 自動周波数 重み付け量
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

ディジタル移動体通信システム通信装置に用いられる受信装置及び自動周波数補正装置において、オーバーサンプリングによる消費電力を低減し、送受信機間周波数誤差を改善し、良好な受信特性を得ることを目的とする。

解決手段

受信装置を、データ識別タイミング信号115を用いてプリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作切り替えさせる制御信号117を発生する回路動作制御信号生成手段116と、制御信号117に基づいてサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック121を生成するサンプリングクロック切替手段120とを有するように構成することで、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らして回路の消費電力を抑えることができる。更に、自動周波数補正装置118を配置して周波数誤差を補正したマスタクロック119を用いることで、良好な受信特性を得ることができる。

概要

背景

従来の技術では、プリアンブル信号によってのみクロック再生する場合、クロック再生後もプリアンブル信号以外の部分でオーバーサンプリングし続けるため、プリアンブル信号以外の信号をオーバーサンプリングする動作に必要な消費電力が余分にかかっていた。

また、プリアンブル部分でのみクロック再生を行う場合、一般的に送受信機間マスタクロック周波数ずれによって、推定したデータ識別タイミング信号が本来希望する受信データのタイミングに対して、1フレーム間で徐々にずれる為、誤り率劣化する要因となる。

従来の対策としては、マスタクロックの周波数ずれが問題にならない程度のフレーム長に設定するか、もしくは位相検出量子化数すなわちオーバーサンプリング数を増やすことが挙げられる。

しかし、フレーム長を短くすることは伝送効率の低下につながり、また、量子化数を増やすことはマスタクロックの周波数を大幅に高める必要があるため、半導体素子物理的特性や消費電力の問題から実用的ではなかった。

概要

ディジタル移動体通信システム通信装置に用いられる受信装置及び自動周波数補正装置において、オーバーサンプリングによる消費電力を低減し、送受信機間の周波数誤差を改善し、良好な受信特性を得ることを目的とする。

受信装置を、データ識別タイミング信号115を用いてプリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作切り替えさせる制御信号117を発生する回路動作制御信号生成手段116と、制御信号117に基づいてサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック121を生成するサンプリングクロック切替手段120とを有するように構成することで、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らして回路の消費電力を抑えることができる。更に、自動周波数補正装置118を配置して周波数誤差を補正したマスタクロック119を用いることで、良好な受信特性を得ることができる。

目的

本発明は、オーバーサンプリングする動作に必要な消費電力を低減し、また、伝送効率低下に影響する送受信装置間のマスタクロックの周波数誤差を改善し、良好な受信特性を得ることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有することを特徴とする受信装置

請求項2

データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段は、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオンオフを行うことを特徴とする請求項1記載の受信装置。

請求項3

制御信号は、2値ディジタル信号であり、サンプリングクロック切替手段に対しては、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号受信時とで値を切り替えることによりサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成させ、クロック再生手段に対しては、クロック再生動作のイネーブル信号として用いられることを特徴とする請求項2記載の受信装置。

請求項4

受信データを用いて生成されたフレーム同期信号を入力してそのエッジを検出し、前記エッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すエッジ信号を生成するエッジ生成手段と、前記エッジ信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作を切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有することを特徴とする受信装置。

請求項5

受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段は、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオン/オフを行うことを特徴とする請求項4記載の受信装置。

請求項6

制御信号は、2値ディジタル信号であり、サンプリングクロック切替手段に対しては、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号受信時とで値を切り替えることによりサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成させ、クロック再生手段に対しては、クロック再生動作のイネーブル信号として用いられることを特徴とする請求項5記載の受信装置。

請求項7

トリガパルス信号を用いて生成されたタイミング信号を入力し、前記タイミング信号と過去のタイミング信号とを用いて位相誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差を用いて送信機側マスタクロック受信機側マスタクロックとの周波数ずれ推定し、前記受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数誤差推定手段と、前記周波数制御信号をディジタルアナログ変換するD/A変換手段と、前記D/A変換手段の出力から高周波成分を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成する電圧制御発振器とを有することを特徴とする自動周波数補正装置

請求項8

トリガパルス信号を用いて生成されたタイミング信号を入力し、前記タイミング信号と過去のタイミング信号とを用いて位相誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差を用いて送信機側マスタクロックと受信機側マスタクロックとの周波数ずれを推定し、前記受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数誤差推定手段と、前記周波数制御信号を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成するディジタル制御発振器とを有することを特徴とする自動周波数補正装置。

請求項9

位相誤差検出手段は、予め設定されたプリアンブル信号受信時のオーバーサンプリング数まで受信機側マスタクロックをカウントし、その後カウント値初期値に戻し、再び前記オーバーサンプリング数までカウントすることを繰り返すカウンタと、タイミング信号の全てまたは一部のタイミングで前記カウンタのカウント値を読み込むカウンタ値判定器と、前記カウント値とそれ以前のタイミングで読み込んだカウント値との差を位相誤差として算出する減算器とを有することを特徴とする請求項7または8に記載の自動周波数補正装置。

請求項10

周波数誤差推定手段は、位相誤差を基に周波数ずれを推定して重み付け量を設定する重み付け手段と、前記重み付け量を用いて受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数制御信号生成手段とを有することを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の自動周波数補正装置。

請求項11

タイミング信号は、受信信号から検出されるプリアンブル信号の検出タイミングに同期して発生するトリガパルス信号を用いて生成したデータ識別タイミング信号であることを特徴とする請求項7から10のいずれかに記載の自動周波数補正装置。

請求項12

タイミング信号は、受信データでフレーム間隔に同期して発生するトリガパルス信号であるフレーム同期信号からエッジを検出し、前記エッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すように生成されたエッジ信号であることを特徴とする請求項7から10のいずれかに記載の自動周波数補正装置。

請求項13

データ識別タイミング信号生成手段が生成したデータ識別タイミング信号をタイミング信号として入力する請求項11記載の自動周波数補正装置を有し、前記自動周波数補正装置が出力する受信機側マスタクロックをディジタル部のマスタクロックとして用いることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の受信装置。

請求項14

エッジ生成手段が生成したエッジ信号をタイミング信号として入力する請求項12記載の自動周波数補正装置を有し、前記自動周波数補正装置が出力する受信機側マスタクロックをディジタル部のマスタクロックとして用いることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の受信装置。

請求項15

請求項1から6,13,14のいずれかに記載の受信装置を有する通信装置

技術分野

0001

本発明は、ディジタル移動体通信システム等のクロック再生を必要とする通信装置に用いられ、ディジタル信号処理を行うための基準となるマスタクロック発振器の周波数補正する自動周波数補正装置及びそれを用いた受信装置に関するものである。

背景技術

0002

従来の技術では、プリアンブル信号によってのみクロック再生する場合、クロック再生後もプリアンブル信号以外の部分でオーバーサンプリングし続けるため、プリアンブル信号以外の信号をオーバーサンプリングする動作に必要な消費電力が余分にかかっていた。

0003

また、プリアンブル部分でのみクロック再生を行う場合、一般的に送受信機間のマスタクロックの周波数ずれによって、推定したデータ識別タイミング信号が本来希望する受信データのタイミングに対して、1フレーム間で徐々にずれる為、誤り率劣化する要因となる。

0004

従来の対策としては、マスタクロックの周波数ずれが問題にならない程度のフレーム長に設定するか、もしくは位相検出量子化数すなわちオーバーサンプリング数を増やすことが挙げられる。

0005

しかし、フレーム長を短くすることは伝送効率の低下につながり、また、量子化数を増やすことはマスタクロックの周波数を大幅に高める必要があるため、半導体素子物理的特性や消費電力の問題から実用的ではなかった。

発明が解決しようとする課題

0006

このように移動体通信等に用いられる通信装置では、伝送効率を低下させず、かつマスタクロックの周波数を大幅に高めることなく良好な受信特性を得ることが要求されている。

0007

本発明は、オーバーサンプリングする動作に必要な消費電力を低減し、また、伝送効率低下に影響する送受信装置間のマスタクロックの周波数誤差を改善し、良好な受信特性を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

この課題を解決するために本発明は、受信装置を、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有するように構成したもので、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とでサンプリング数を切り替えることができるため、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らして回路の消費電力を抑えることができる。

0009

これにより、低消費電力化された受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0010

また、本発明の受信装置は、更に、データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段が、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオンオフを行うように構成したもので、プリアンブル信号受信時以外では、クロック再生動作をオフにすることで更に回路の消費電力を抑えることができる。

0011

これにより、低消費電力化された受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0012

また、本発明は、受信装置を、受信データを用いて生成されたフレーム同期信号を入力してそのエッジを検出し、前記エッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すエッジ信号を生成するエッジ生成手段と、前記エッジ信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作を切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有するように構成したもので、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とでサンプリング数を切り替えることができるため、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らして回路の消費電力を抑えることができる。

0013

これにより、低消費電力化された受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0014

また、本発明の受信装置は、更に、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段は、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオン/オフを行うように構成したもので、プリアンブル信号受信時以外では、クロック再生動作をオフにすることで更に回路の消費電力を抑えることができる。

0015

これにより、低消費電力化された受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0016

あるいは、本発明は、自動周波数補正装置を、データ識別タイミング信号やエッジ信号であるタイミング信号を入力し、前記タイミング信号と過去のタイミング信号とを用いて位相誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差を用いて送信機側マスタクロックと受信機側マスタクロックとの周波数ずれを推定し、前記受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数誤差推定手段と、前記周波数制御信号をディジタル/アナログ変換するD/A変換手段と、前記D/A変換手段の出力から高周波成分を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成する電圧制御発振器とを有するように構成するか、あるいは、D/A変換手段とフィルタ手段と電圧制御発振器の代わりに、前記周波数制御信号を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成するディジタル制御発振器とを有するように構成したもので、送受信機間の周波数ずれを自動的に補正することができる。

0017

これにより、伝送効率を低下させずに、誤り率の劣化を抑えることを可能にする受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

発明を実施するための最良の形態

0018

本発明の請求項1に記載の発明は、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作を切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有することを特徴とする受信装置であり、制御信号により必要に応じてオーバーサンプリング数を切り替えることができるため、不要な電力消費が抑えられるという作用を有する。

0019

請求項2に記載の発明は、データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段は、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオン/オフを行うことを特徴とする請求項1記載の受信装置であり、制御信号により必要に応じてクロック再生動作のオン/オフを切り替えることができるため、不要な電力の消費が抑えられるという作用を有する。

0020

そして請求項3に記載の発明のように、制御信号が、2値ディジタル信号であり、サンプリングクロック切替手段に対しては、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号受信時とで値を切り替えることによりサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成させ、クロック再生手段に対しては、クロック再生動作のイネーブル信号として用いられることを特徴とする請求項2記載の受信装置とするのが、好適である。

0021

請求項4に記載の発明は、受信データを用いて生成されたフレーム同期信号を入力してそのエッジを検出し、前記エッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すエッジ信号を生成するエッジ生成手段と、前記エッジ信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作を切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有することを特徴とする受信装置であり、制御信号により必要に応じてオーバーサンプリング数を切り替えることができるため、不要な電力の消費が抑えられるという作用を有する。

0022

請求項5に記載の発明は、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段は、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオン/オフを行うことを特徴とする請求項4記載の受信装置であり、制御信号により必要に応じてクロック再生動作のオン/オフを切り替えることができるため、不要な電力の消費が抑えられるという作用を有する。

0023

そして請求項6に記載の発明のように、制御信号が、2値ディジタル信号であり、サンプリングクロック切替手段に対しては、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号受信時とで値を切り替えることによりサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成させ、クロック再生手段に対しては、クロック再生回路のイネーブル信号として用いられることを特徴とする請求項5記載の受信装置とするのが、好適である。

0024

請求項7に記載の発明は、トリガパルス信号を用いて生成されたタイミング信号を入力し、前記タイミング信号と過去のタイミング信号とを用いて位相誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差を用いて送信機側マスタクロックと受信機側マスタクロックとの周波数ずれを推定し、前記受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数誤差推定手段と、前記周波数制御信号をディジタル/アナログ変換するD/A変換手段と、前記D/A変換手段の出力から高周波成分を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成する電圧制御発振器とを有することを特徴とする自動周波数補正装置であり、オーバーサンプリング数を増やして誤り率を改善するためのマスタクロックの周波数の大幅な引き上げが不要で、簡単な回路で送受信機間の周波数ずれを自動的に補正できるという作用を有する。

0025

請求項8に記載の発明は、トリガパルス信号を用いて生成されたタイミング信号を入力し、前記タイミング信号と過去のタイミング信号とを用いて位相誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差を用いて送信機側マスタクロックと受信機側マスタクロックとの周波数ずれを推定し、前記受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数誤差推定手段と、前記周波数制御信号を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成するディジタル制御発振器とを有することを特徴とする自動周波数補正装置であり、オーバーサンプリング数を増やして誤り率を改善するためのマスタクロックの大幅な周波数引き上げが不要で、簡単な回路で送受信機間の周波数ずれを自動的に補正できるという作用を有する。

0026

そして請求項9に記載の発明のように、位相誤差検出手段は、予め設定されたプリアンブル信号受信時のオーバーサンプリング数まで受信機側マスタクロックをカウントし、その後カウント値初期値に戻し、再び前記オーバーサンプリング数までカウントすることを繰り返すカウンタと、タイミング信号の全てまたは一部のタイミングで前記カウンタのカウント値を読み込むカウンタ値判定器と、前記カウント値とそれ以前のタイミングで読み込んだカウント値との差を位相誤差として算出する減算器とを有することを特徴とする請求項7または8に記載の自動周波数補正装置とするのが、好適である。

0027

更に請求項10に記載の発明のように、周波数誤差推定手段は、位相誤差を基に周波数ずれを推定して重み付け量を設定する重み付け手段と、前記重み付け量を用いて受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数制御信号生成手段とを有することを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の自動周波数補正装置とするのが、好適である。

0028

また、請求項11に記載の発明のように、タイミング信号が、受信信号から検出されるプリアンブル信号の検出タイミングに同期して発生するトリガパルス信号を用いて生成したデータ識別タイミング信号であることを特徴とする請求項7から10のいずれかに記載の自動周波数補正装置としても、同様の作用を呈する。

0029

また、請求項12に記載の発明のように、タイミング信号が、受信データでフレーム間隔に同期して発生するトリガパルス信号であるフレーム同期信号からエッジを検出し、前記エッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すように生成されたエッジ信号であることを特徴とする請求項7から10のいずれかに記載の自動周波数補正装置としても、同様の作用を呈する。

0030

請求項13に記載の発明は、データ識別タイミング信号生成手段が生成したデータ識別タイミング信号をタイミング信号として入力する請求項11記載の自動周波数補正装置を有し、前記自動周波数補正装置が出力する受信機側マスタクロックをディジタル部のマスタクロックとして用いることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の受信装置であり、消費電力が抑えられるとともに、送受信機間の周波数ずれが自動補正された安定したマスタクロックを有する受信装置が得られるという作用を有する。

0031

請求項14に記載の発明は、エッジ生成手段が生成したエッジ信号をタイミング信号として入力する請求項12記載の自動周波数補正装置を有し、前記自動周波数補正装置が出力する受信機側マスタクロックをディジタル部のマスタクロックとして用いることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の受信装置であり、消費電力が抑えられるとともに、送受信機間の周波数ずれが自動補正された安定したマスタクロックを有する受信装置が得られるという作用を有する。

0032

請求項15に記載の発明は、請求項1から6,13,14のいずれかに記載の受信装置を有する通信装置であり、消費電力が抑えられるとともに、送受信機間の周波数ずれが自動補正された安定したマスタクロックを有する受信装置を用いた通信装置が得られるという作用を有する。

0033

以下に、本発明の実施の形態について、図1から図6を用いて説明する。
(実施の形態1)本実施の形態では、π/4DQPSK変調を用いた通信を例として説明する。

0034

図1は本実施の形態における受信装置の構成を示すブロック図であり、主に復調べースバンド部を示す。100、101はそれぞれ、直交検波後にナイキストフィルタを通過した受信信号の同相成分と直交成分である。それぞれ、102、103のA/D変換器においてディジタル信号104、105に変換された後、位相変換器106により、位相情報信号107に変換される。位相情報信号107は加算器110に入力され、遅延器108により1シンボル分遅延した信号109との差をとることで、ベースバンド遅延検波を行う。ベースバンド遅延検波後の受信信号111をもとに、データ識別タイミング参照信号発生回路112は、受信装置がプリアンブル信号を受信したときに特定のパターンを発生するデータ識別タイミング参照信号113を生成する。データ識別タイミング信号発生回路114は、データ識別タイミング参照信号113を基にプリアンブル信号を検出し、検出タイミングにあわせてデータ識別タイミング信号115を発生する。

0035

すなわちデータ識別タイミング信号生成手段は、データ識別タイミング参照信号発生回路112とデータ識別タイミング信号発生回路114とを有するもので、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号115を発生する。

0036

回路動作制御信号生成器116は、データ識別タイミング信号115をもとに、プリアンブル信号受信時と、それ以外の信号受信時とのタイミングを推定し、例えば、プリアンブル信号受信時に1、それ以外の信号受信時に0の2値ディジタル信号である回路動作制御信号117を生成する。

0037

サンプリングクロック切替器120は、回路動作制御信号117の状態によって、例えばマスタクロック119の分周数を切り替えたサンプリングクロック121を生成する。そして、このサンプリングクロック121を用いて、A/D変換器102、103のサンプリング周期を切り替える。これにより、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らすことができるため、低消費電力化を行うことができる。

0038

クロック再生回路122は、データ識別タイミング信号115の発生タイミングをもとに、シンボルクロック123とビットクロック124を再生する。このシンボルクロック123とビットクロック124とを用いて、判定器125は受信信号111を判定し、受信データ126を出力する。

0039

ここでクロック再生回路122は、回路動作制御信号117をイネーブル信号として利用し、プリアンブル信号受信時のみ上記のクロック再生動作を行い、それ以外の信号受信時は、過去に再生したクロック位相を保持し続けることにより、クロック再生動作を停止することができる。このようにすることで、プリアンブル信号受信時以外では、クロック再生動作をオフにすることができるため、更に回路の消費電力を抑えることができる。

0040

また、自動周波数補正装置118は、データ識別タイミング信号115をもとに、送信機と受信機のマスタクロックの周波数ずれを検出し、受信機のディジタル部のマスタクロックの周波数を制御することにより、送受信機間のマスタクロックの周波数ずれを補正したマスタクロック119を回路各部に出力するもので、これを用いることで送受信機間の周波数ずれを自動的に補正した安定したマスタクロックを各部に供給することができ、伝送効率を低下させずに、誤り率の劣化を抑えることができる。

0041

以上のように本実施の形態によれば、受信装置を、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作を切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有するように構成することにより、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とでサンプリング数を切り替えることができるため、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らして回路の消費電力を抑えることができる。

0042

更に、データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段が、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオン/オフを行うように構成することにより、プリアンブル信号受信時以外ではクロック再生動作をオフにすることで、更に回路の消費電力を抑えることができる。

0043

そしてこのような構成により、低消費電力化された受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0044

また、データ識別タイミング信号をもとに送受信機間のマスタクロックの周波数ずれを補正したマスタクロックを回路各部に出力する自動周波数補正装置を有するように構成することにより、送受信機間の周波数ずれを自動的に補正した安定したマスタクロックを各部に供給することができる。

0045

そしてこのような構成により、伝送効率を低下させずに、誤り率の劣化を抑えることを可能にする受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0046

(実施の形態2)本実施の形態では、π/4DQPSK変調を用いた通信を例として説明する。

0047

図2は本実施の形態における受信装置の構成を示すブロック図であり、主に復調ベースバンド部を示す。100、101はそれぞれ、直交検波後にナイキストフィルタを通過した受信信号の同相成分と直交成分である。それぞれ、102、103のA/D変換器においてディジタル信号104、105に変換された後、位相変換器106により、位相情報信号107に変換される。位相情報信号107は加算器110に入力され、遅延器108により1シンボル分遅延した信号109との差をとることで、ベースバンド遅延検波を行う。ベースバンド遅延検波後の受信信号111をもとに、データ識別タイミング参照信号発生回路112は、受信装置がプリアンブル信号を受信したときに特定のパターンを発生するデータ識別タイミング参照信号113を発生する。データ識別タイミング信号発生回路114は、データ識別タイミング参照信号113を基にプリアンブル信号を検出し、検出タイミングにあわせてデータ識別タイミング信号115を発生する。

0048

すなわちデータ識別タイミング信号生成手段は、データ識別タイミング参照信号発生回路112とデータ識別タイミング信号発生回路114とを有するもので、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号115を発生する。

0049

チャネルデコーダ200は、受信データ126を入力信号として、ユニークワードを検出してフレーム同期を行い、フレーム同期信号201を発生する。エッジ生成回路202では、フレーム同期信号201のエッジを検出し、このエッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すように調整された、プリアンブル信号の検出を示すエッジ信号203を生成する。

0050

回路動作制御信号生成器116は、エッジ信号203をもとに、プリアンブル信号受信時と、それ以外の信号受信時とのタイミングを推定し、例えば、プリアンブル信号受信時に1、それ以外の信号受信時に0の2値ディジタル信号である回路動作制御信号117を生成する。

0051

サンプリングクロック切替器120は、回路動作制御信号117の状態によって、例えばマスタクロック119の分周数を切り替えたサンプリングクロック121を生成する。そして、このサンプリングクロック121を用いて、A/D変換器102、103のサンプリング周期を切り替える。これにより、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らすことができるため、低消費電力化を行うことができる。

0052

クロック再生回路122は、データ識別タイミング信号115の発生タイミングをもとに、シンボルクロック123とビットクロック124を再生する。このシンボルクロック123とビットクロック124とを用いて、判定器125では受信信号111を判定して受信データ126を出力するとともに、チャネルデコーダ200では前述のように受信データ126を入力してフレーム同期信号201を発生する。

0053

ここでクロック再生回路122は、回路動作制御信号117をイネーブル信号として利用し、プリアンブル信号受信時のみ上記のクロック再生動作を行い、それ以外の信号受信時は、過去に再生したクロックの位相を保持し続けることにより、クロック再生動作を停止することができる。このようにすることで、プリアンブル信号受信時以外では、クロック再生動作をオフにすることができるため、更に回路の消費電力を抑えることができる。

0054

また、自動周波数補正装置118は、エッジ信号203をもとに、送信機と受信機のマスタクロックの周波数ずれを検出し、受信機のディジタル部のマスタクロックの周波数を制御することにより、送受信機間のマスタクロックの周波数ずれを補正したマスタクロック119を回路各部に出力するもので、これを用いることで送受信機間の周波数ずれを自動的に補正した安定したマスタクロックを各部に供給することができ、伝送効率を低下させずに、誤り率の劣化を抑えることができる。

0055

以上のように本実施の形態によれば、受信装置を、受信データを用いて生成されたフレーム同期信号を入力してそのエッジを検出し、前記エッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すエッジ信号を生成するエッジ生成手段と、前記エッジ信号を用いて、前記プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とで回路動作を切り替えさせる制御信号を発生する回路動作制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記受信信号のサンプリング数を切り替えたサンプリングクロック信号を生成するサンプリングクロック切替手段とを有するように構成することにより、プリアンブル信号受信時とそれ以外の信号の受信時とでサンプリング数を切り替えることができるため、プリアンブル信号受信時以外はサンプリング数を減らして回路の消費電力を抑えることができる。

0056

更に、受信信号からプリアンブル信号を検出し、その検出タイミングを示すデータ識別タイミング信号を発生するデータ識別タイミング信号生成手段と、前記データ識別タイミング信号を用いて受信データ判定用のクロック再生を行うクロック再生手段を有し、前記クロック再生手段が、制御信号に基づいて前記クロック再生動作のオン/オフを行うように構成することにより、プリアンブル信号受信時以外ではクロック再生動作をオフにすることで、更に回路の消費電力を抑えることができる。

0057

そしてこのような構成により、低消費電力化された受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0058

また、エッジ信号をもとに送受信機間のマスタクロックの周波数ずれを補正したマスタクロックを回路各部に出力する自動周波数補正装置を有するように構成することにより、送受信機間の周波数ずれを自動的に補正した安定したマスタクロックを各部に供給することができる。

0059

そしてこのような構成により、伝送効率を低下させずに、誤り率の劣化を抑える受信装置及びそれを用いた通信装置が得られる。

0060

(実施の形態3)図3は本実施の形態における自動周波数補正装置の構成を示すブロック図である。図3において、位相誤差検出回路300は、トリガパルス信号を用いて生成されたタイミング信号を入力し、過去のタイミング信号との位相誤差を検出して位相誤差信号301を発生する。図3では、タイミング信号として、受信信号から検出されるプリアンブル信号の検出タイミングに同期して発生するデータ識別タイミング信号115を用いた場合を示し、位相誤差検出回路300で、例えば1フレーム間におけるデータ識別タイミング信号115の発生タイミングをもとに、過去のデータ識別タイミング信号との位相誤差を検出して位相誤差信号301を発生する。

0061

周波数誤差推定回路302は、位相誤差信号301をもとに送受信機間のマスタクロックの周波数誤差を推定し、周波数制御信号303を生成する。

0062

周波数制御信号303は、ディジタル/アナログ変換を行うD/A変換器304でアナログ信号305に変換され、ローパスフィルタLPF)306で高周波成分を取り除かれた後、コントロール電圧信号307として電圧制御発振器(VCO)308に入力される。

0063

VCO308では、コントロール電圧信号307を用いて発振周波数を制御し、補正されたマスタクロック119を生成して回路各部に出力する。

0064

このようにしてマスタクロック119の発振周波数を補正することで、オーバーサンプリング数を増やすための大幅なマスタクロックの周波数引き上げを行うことなく、簡単な回路で送受信機間の周波数ずれを自動的に補正することができる。

0065

また、本実施の形態における自動周波数補正装置は、図4の構成としても良い。図4は本実施の形態における自動周波数補正装置の構成を示すブロック図である。図4において、位相誤差検出回路300と周波数誤差推定回路302は、図3と同様の構成で、同様の動作を行う。

0066

図4では、周波数制御信号303はディジタル制御発振器400に入力され、ディジタル制御発振器400は、周波数制御信号303を用いて発振周波数を制御し、補正されたマスタクロック119を生成して回路各部に出力する。

0067

このようにしてマスタクロック119の発振周波数を補正することで、オーバーサンプリング数を増やすための大幅なマスタクロックの周波数引き上げを行うことなく、簡単な回路で送受信機間の周波数ずれを自動的に補正することができる。

0068

更に、図3図4に示す位相誤差検出回路300は、図5に示す構成をとることができる。図5は本実施の形態の自動周波数補正装置における位相誤差検出回路300の構成を示すブロック図である。

0069

図5において、例えば、プリアンブル受信時に、シンボルレートの16倍のオーバーサンプリングを行う場合、カウンタ500はマスタクロック119のタイミングで0から15までカウントアップし、15まで数えた後、再び0から15までカウントアップすることを繰り返す。

0070

カウンタ値判定器502は、データ識別タイミング信号115が入力された時点にカウンタ500から出力されているカウンタ値501を判定し、次のデータ識別タイミング信号115が入力されるまでカウンタ判定値503として出力し続ける。

0071

遅延器504は、データ識別タイミング信号115が入力された時点にカウンタ値判定器502から出力されているカウンタ判定値503を判定し、次のデータ識別タイミング信号115が入力されるまで出力し続ける。

0072

すなわち、遅延器504は、カウンタ値判定器502から出力される一つ前のカウンタ判定値505を出力し続ける。

0073

そして、カウンタ判定値503と一つ前のカウンタ判定値505は減算器506へ入力され、その差をとることで、位相誤差信号301が生成される。

0074

また、図3図4に示す周波数誤差推定回路302は、図6に示す構成をとることができる。図6は本実施の形態の自動周波数補正装置における周波数誤差推定回路302の構成を示すブロック図である。

0075

図6において、重み付け回路600は位相誤差信号301を用いて周波数制御のための重み付けを行い、その重み付け信号601をもとに、周波数制御信号生成器602において周波数制御信号303を生成し、出力する。

0076

なお、上記においてはタイミング信号としてデータ識別タイミング信号を用いたが、受信データでフレーム間隔に同期して発生するフレーム同期信号からエッジを検出し、このエッジを用いて、受信信号に含まれるプリアンブル信号の受信タイミングを示すように生成されたエッジ信号をタイミング信号として用いても、同様の作用、効果を示す。

0077

以上のように本実施の形態によれば、自動周波数補正装置を、データ識別タイミング信号やエッジ信号であるタイミング信号を入力し、前記タイミング信号と過去のタイミング信号とを用いて位相誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差を用いて送信機側マスタクロックと受信機側マスタクロックとの周波数ずれを推定し、前記受信機側マスタクロックの発振周波数を制御する周波数制御信号を生成する周波数誤差推定手段と、前記周波数制御信号をディジタル/アナログ変換するD/A変換手段と、前記D/A変換手段の出力から高周波成分を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成する電圧制御発振器とを有するように構成するか、あるいは、D/A変換手段とフィルタ手段と電圧制御発振器の代わりに、前記周波数制御信号を用いて発振周波数を補正した前記受信機側マスタクロックを生成するディジタル制御発振器とを有するように構成することにより、オーバーサンプリング数を増やして誤り率を改善するためのマスタクロックの大幅な周波数引き上げを行うことなく、簡単な回路で送受信機間の周波数ずれを自動的に補正することができ、安定したマスタクロックを得ることができる。

0078

そしてこのような構成の自動周波数補正装置を受信装置に用い、更にそれを通信装置に用いることにより、伝送効率を低下させずに、誤り率の劣化を抑えることを可能にする受信装置及び通信装置が得られる。

0079

また、このような構成を(実施の形態1)の図1や(実施の形態2)の図2に示した受信装置に用いることにより、上記効果に加えて、消費電力が抑えられた受信装置及び通信装置を得ることができる。

発明の効果

0080

以上のように本発明によれば、サンプリング数の切り替えやクロック再生動作のオン/オフにより、受信装置やそれを用いた通信装置を低消費電力化することが可能であり、また簡単な回路で送受信装置間の周波数ずれを自動的に補正することにより、伝送効率を低下させずに、かつマスタクロックの周波数を大幅に高めることなく誤り率の劣化を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0081

図1本発明の一実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図
図2本発明の一実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図
図3本発明の一実施の形態による自動周波数補正装置の構成を示すブロック図
図4本発明の一実施の形態による自動周波数補正装置の構成を示すブロック図
図5本発明の一実施の形態による位相誤差検出回路の構成を示すブロック図
図6本発明の一実施の形態による周波数誤差推定回路の構成を示すブロック図
符号の発明
102、103 A/D変換器106位相変換器108遅延器110加算器111ベースバンド遅延検波後の受信信号112データ識別タイミング参照信号発生回路113 データ識別タイミング参照信号114 データ識別タイミング信号発生回路115 データ識別タイミング信号116回路動作制御信号生成器117 回路動作制御信号118 自動周波数補正装置119マスタクロック120サンプリングクロック切替器121 サンプリングクロック122クロック再生回路123シンボルクロック124ビットクロック125判定器126 受信データ200チャネルデコーダ201フレーム同期信号202エッジ生成回路203エッジ信号300 位相誤差検出回路301位相誤差信号302 周波数誤差推定回路303周波数制御信号304 D/A変換器305アナログ信号306LPF307コントロール電圧信号308VCO400ディジタル制御発振器500カウンタ501カウンタ値502 カウンタ値判定器503 カウンタ判定値504 遅延器505 1つ前のカウンタ判定値506減算器600重み付け回路601重み付け信号602 周波数制御信号生成器

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