JP2002521918A

JP2002521918A - サンプリング位相を決定する方法及び位相検出方法を用いた同期ワード検出方法

Info

Publication number: JP2002521918A
Application number: JP2000561733A
Authority: JP
Inventors: ロセ，ファビアンヌ; シュヴレット，ジョエル
Original assignee: Thomson Multimedia SA
Current assignee: Technicolor SA
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2002-07-16
Also published as: WO2000005849A3; WO2000005850A1; WO2000005849A2; EP1101315A2; DE69924261D1; CN1310899A; DE69924261T2; ATE291307T1; EP1101315B1; US6847694B1; CN1278510C

Abstract

(57)【要約】本発明は、ディジタル変調によって変調された信号のサンプリング位相を検出する方法に関し、この方法では、Ｌ個の連続するシンボルの座標を係数ｍでオーバーサンプリングし、Ｌ個のシンボルのオーバーサンプリングされた座標を角度値へ変換し、角度値を変調信号点配置の１つの点へ折り畳み、上記点に関連して、また、最も少ない雑音のサンプリング位相を選択して、各オーバーサンプリング位相について角度値の雑音を推定する。本発明はまた同期ワードを検出する方法に関連する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、ｎ−ＰＳＫタイプのディジタル変調をされた信号に対するサンプリ
ング位相を検出する方法及び位相を決定する方法を実施する同期ワード検出方法
に関する。本発明は、特に戻りチャネル仕様を有するＤＶＢに従うディジタルデ
コーダに関連して適用される。

【０００２】２^ｎ−ＰＳＫタイプの変調を利用して（一定の包絡線で）変調された信号を復
調し、伝送されたシンボルを取り出すために、正しい位相のシンボル周波数で信
号をサンプリングする必要がある。Ｇａｒｄｎｅｒのアルゴリズムは、適当なサ
ンプリング時点を決定することを可能とする。しかしながら、このアルゴリズム
は、幾らかの収束時間を必要とし、この時間中に受信されるシンボルが失われる
という欠点がある。

【０００３】伝送される信号がバーストを含む場合、この収束時間は受信器の正しい動作に
対して不利となりうる。特に、短いバーストの持続時間は、同期を得るには不十
分でありうる。更に、バーストが異なる送信器によって送出される場合、１つの
バーストと他のバーストの間で同期を維持することはできない。

【０００４】従って、本発明は、迅速に収束するサンプリング時点を決定すると共に同期プ
レアンブルを検出する方法を提供することを目的とする。

【０００５】本発明は、ディジタル変調によって変調された信号のサンプリング位相を決定
する方法であって、Ｌ個の連続するシンボルの座標を係数ｍでオーバーサンプリングする段階と、Ｌ個のシンボルのオーバーサンプリングされた座標を角度値へ変換する段階と
、上記角度値を変調の信号点配置の点へ折り重ねる段階と、各オーバーサンプリング位相について、上記点に対して上記角度値中の雑音を
推定する段階と、最も低い雑音を与えるオーバーサンプリング位相を選択する段階とを含むこと
を特徴とする方法を提供する。

【０００６】本発明の特定の実施例によれば、上記雑音は、上記点の理論上の角度値に対し
て上記折り重ねる角度値の分散を計算することによって推定される。

【０００７】本発明の特定的な実施例によれば、上記シンボルは差分符号化され、上記分散
を計算する段階は角度差に基づいて実行される。

【０００８】本発明の特定的な実施例によれば、上記最適なオーバーサンプリング位相を選
択する段階は、Ｌ個のシンボル毎に行なわれる。

【０００９】本発明の他の実施例によれば、方法は、角度差の各値についてＬ個のシンボル
に亘って分散の値を決定するために角度差の値を記憶する段階（「移動分散」）
を更に含む。

【００１０】本発明は、最適な位相を検出する方法に付け加えられる同期ワード検出方法で
あって、所定の同期ワードに対応する角度差に対して角度差のストリングの偏差
を決定する段階を更に含み、略ゼロの偏差は上記同期ワードが存在することを示
すことを特徴とする方法を提供する。

【００１１】特定の実施例によれば、方法は、最適のサンプリング位相が決定されるまでオ
ーバーサンプリングされた角度の一組の差の値を格納する段階と、上記最適位相を決定する段階と、上記位相に対応する角度差の値についてのみ偏差を決定する段階とを更に含む
。

【００１２】本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面に示される特定の限定的でない典型
的な実施例の説明により明らかとなろう。

【００１３】最適なサンプリング時点を決定する手段については本願の第１部に記載し、同
期ワードの検出については特に第２部に記載する。

【００１４】［第１部］［１］一般的な考察以下説明する典型的な実施例は、２^ｎ−ＰＳＫタイプの信号のサンプルに対応
する角度の値を与え、これらの値は例えば本願と同一出願日に出願され、１９９
８年７月２４日に出願されたフランス国特許第９８０９４２８号に基づいて優先
権主張する本出願人による特許出願に記載されるように角度変換についての方法
及び装置によって決定される。角度変換は、受信された信号の各８ビットの２つ
のサンプルであり、夫々が（Ｉ，Ｑ）平面上の点の座標を表わすサンプルに基づ
いて、６ビットに符号化される角度値を決定する。追加的なビットは、特定の角
度値の有効性及び無効性を示す。更なる詳細な説明については上述の２つの特許
出願明細書を参照のこと。一般的に、角度変換器は、Ｎ＋ｎビットの角度値を与
え、但し２^ｎは信号点配置の点の数である。

【００１５】例として、図１は、（Ｉ，Ｑ）平面上のＱＰＳＫ変調の信号点配置を示す図で
ある。

【００１６】［２］サンプリング位相の決定図２は、上述の方法で周波数補正を行なうことが可能なディジタルテレビジョ
ン受像機の復調及び誤り訂正部を示すブロック図である。この受像機１４０は、
パラボラアンテナ１４１（又はケーブルインタフェースといった伝送媒体との他
のインタフェース）にリンクされマイクロプロセッサ１４９によって制御される
周波数シンセサイザ１４４から発せられる信号を受信するチューナ１４２を含む
。チューナ１４２からの信号は、特にＩ及びＱのディジタル化を行なうアナログ
／ディジタル変換器を含むＱＰＳＫ復調器１４３によって復調され、回路１４３
はまたサンプル（Ｉ，Ｑ）の対から角度値を決定する。復調されたＱＰＳＫ信号
は第１の誤り訂正器１４５へ送られ、次にインタリーブ解除装置１４６、第２の
誤り訂正器１４７、及びデマルチプレクサ１４８へ送られる。

【００１７】回路１４３は、最初に、シンボル周波数を係数ｓで逓倍した周波数でチューナ
１４２から発せられる信号のサンプリングを行なう。ｓは、所定の信号対雑音比
に対して一定の誤り率が維持されるよう選択される。サンプリング誤りは、１／
（２ｓ）である。サンプルは、兄弟特許出願に示されるように角度値へ変換され
る。例として、ｓは６とされうる。以下の説明では、Ｌ個のシンボルを表わす一
組のサンプルに亘る同じランクの角度値の組は、「クラス」と称するものとする
。例えば、ｓが６とされる場合（これはＱＰＳＫ変調の場合に十分である）、１
番目から始まる６番目毎の値は第１のクラスに属し、２番目から始まる６番目毎
の値は第２のクラスに属し、以下同様である。

【００１８】サンプリング位相の決定のために、角度値の低い方からＮ個のビットの解析が
行なわれる。並行して、高い方からｎ個のビットを用いてシンボルの値が決定さ
れる。

【００１９】低い方からＮ個のビットを考えることにより、信号点配置の全ての点を重畳さ
せるよう、信号点配置は（Ｉ，Ｑ）平面の特定のセクタ上に折り重ねられる。図
３は、４−ＰＳＫ信号点配置（ＱＰＳＫとも称される）の場合を示す図であり、
４つの象限が単一の象限へ折り重ねられている。サンプリング中に受ける位相誤
りにより、復調された点は理想的な位置の周りに幾らか拡張されたクラスタを形
成する。最適な位相を決定するために、同一のクラスのＬ個の点のばらつきにつ
いて調べられる。Ｌが高く選択されると、位相決定の精度が高くなる。

【００２０】ばらつきは、Ｎビットで符号化される角度の分散を決定することによって評価
される。この分散Ｖａｒｉａｎｃｅは、

【００２１】

【数１】となり、但し、Ｌはシンボル中の観察長さであり、「Ａｎｇｌｅ」はＮビットに
対する角度値であり、ａｖｇはＬ個の角度値の平均である。

【００２２】分散が小さいほど、点は平均の付近に密集する。

【００２３】サンプリング位相に関しては、２つの場合について説明する必要がある。第１
の場合は、搬送波の復元が既に行われており、信号点配置が回転していない場合
であり、第２の場合は搬送波の復元がまだ行われておらず、信号点配置が回転し
ている場合である。

【００２４】［２．１］搬送波の復元が既に行われている場合この場合、式（１）中の変数「ａｖｇ」の値はゼロである。式（１）から開始
して、ばらつきによる雑音を評価するため、以下の式（２）、

【００２５】

【数２】を計算することを提案する。ここで、最適Ｏｐｔｉｍｕｍを、

【００２６】

【数３】とすると、Ｖａｒｉａｎｃｅ＝Ｏｐｔｉｍｕｍ／Ｌ（４）が得られる。

【００２７】更に、ｐ＝ｌｏｇ_２［Ｌ］ｍ＝ｓｋ＝ｌｏｇ_２［ｍ］とし、但し、実数の場合は、ｐ、ｍ、ｋは次の整数へ丸められる。

【００２８】アルゴリズムを実施する装置は、２Ｎ＋ｐ−２ビットのｍ個の累算器Ａｃｃｕ（ｉ）、但しｉは０乃至ｍ−１、ｐビットの１つのカウンタＡ（０からＬ−１まで計数する）、ｋビットの１つのカウンタＢ（０からｍ−１まで計数する）、ｋビットの１つの「ｐｈａｓｅ（位相）」レジスタ（０からｍ−１まで計数す
る）、２Ｎ＋ｐ−２ビットの１つの「ｏｐｔｉｍｕｍ（最適）」レジスタ、Ｎビット（ｌ（ｉ））のｍ個の累算器、但しｉは０乃至ｍ−１を含む。

【００２９】カウンタＡは、観察期間中に角度が参照されるシンボルの順序を示す。

【００３０】カウンタＢは、角度のクラスを示す。

【００３１】累算器ｌ（ｉ）は、（偶数のランクのシンボルについて）角度値、又は（奇数
のランクのシンボルについて）角度差を入れるために用いられ、これは各シンボ
ル中のｍのクラスについて行なわれる。

【００３２】累算器Ａｃｃｕ（ｉ）は、クラスｉについて角度差（ｌ（ｉ））の平方を累積
するよう作用する。

【００３３】最適レジスタは、最適位相に対応する分散に比例する値を含む。

【００３４】位相レジスタは、最適レジスタの内容に対応する角度のクラス、即ち最も有利
なサンプリング位相を示す。

【００３５】アルゴリズム「Ａ」は、以下のように実施される。

【００３６】（１）Ａ、Ｂ、及びＡｃｃｕ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【００３７】（２）If A even （即ち低次ビットがゼロ）then I(B)=Angle else I(B)=(I(B)-Angle)modulo2ⁿ If A=1 then Accu(B)=[I(B)]² Else Accu(B)= Accu(B)+[I(B)]² End If End If （３）If B=m-1 then B=0 If A=L-1 then A=0 Else A=A+1 End If Else B=B+1 End If （４）If A=0 and [B=0 or Optimum>Accu(B)] then Optimum=Accu(B) Phase=B End If （５）次の角度でステップ（２）を再び行う。

【００３８】探索されるサンプリング位相は、Ｌシンボル毎に、即ちｍ＊Ｌの角度毎に位相
レジスタ中に得られる。また、この位相に対応する最適値が得られ、これは信号
対雑音比（ＳＮＲ）を決定するために使用されえ、これは以下の式、

【００３９】

【数４】で表わされ、但し、Ｏｐｔｉｍｕｍは右の表現では平方ラジアンで表現される。

【００４０】Ｌ＝２^ｐである場合、信号対雑音は以下の近似式、 SNR=3(p+2N-log₂(Optimum))-10+6n (6) で表わすことができる。

【００４１】［２．２］搬送波の復元がまだ行われていない場合この場合、信号点配置は信号の搬送波の周波数とチューナの周波数の間の差に
対応する速度で原点回りを回転する。ここで、Δｆをこの差とする。平均「ａｖ
ｇ」がゼロとなる近似はもはや有効でない。

【００４２】同じクラスの２つの連続する角度の間では、角度的なシフトは、

【００４３】

【数５】となる。

【００４４】 Δｆの振幅により、以下の２つの場合が生ずる。

【００４５】［２．２．１］

【００４６】

【数６】が立証される場合。（即ちΔＡｎｇｌｅ＜２^N−２）。

【００４７】周波数の差は、位相を決定するためのアルゴリズムが適したものでなくてはな
らない。特に、上述において角度の平均（ｎビットに亘って符号化され、信号点
配置が単一の点へ折り重ねられている）はゼロであると想定されている。この近
似は本例ではもはや有効でない。この平均を推定することが提案される。

【００４８】アルゴリズム「Ａ」は以下のように変更される。

【００４９】・Ｏｐｔｉｍｕｍ（最適）レジスタを２Ｎ＋２ｐ−２ビットへ拡張する。

【００５０】・Ｎ−１＋ｐ−１ビットのｍ個のＡｖｅｒａｇｅ（平均）レジスタ（ｉ）が利
用可能であり、ｉは０からｍ−１まで変化する。これらのレジスタは、ｍ個のク
ラスの夫々についての角度の平均を含む。

【００５１】するとアルゴリズム「Ａ」は以下の通りとなる。（変更箇所に下線を付す）。

【００５２】（１）Ａ、Ｂ、及びＡｃｃｕ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【００５３】Ａｖｅｒａｇｅ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【００５４】（２）If A even （即ち低次ビットがゼロ）then I(B)=Angle else I(B)=(I(B)-Angle)modulo2ⁿ If A=1 then Accu(B)=[I(B)]² Average(B)=I(B) Else Accu(B)= Accu(B)+[I(B)]² Average(B)=Average(B)+I(B) End If End If （３）If B=m-1 then B=0 If A=L-1 then A=0 Else A=A+1 End If Else B=B+1 End If （４）If A=0 and [B=0 or Optimum>1/2Accu(B)-(Average(B))²]] then Optimum=1/2LAccu(B)-(Average(B))² Phase=B End If （５）次の角度でステップ（２）を再び行う。

【００５５】すると、信号対雑音比は、

【００５６】

【数７】となる。この式の近似は、ｄＢでは、

【００５７】

【数８】である。

【００５８】変形例によれば、Ｌ＝２^Ｐである場合、Optimumの内容を計算するときにビッ
トを適当にシフトすることにより、拡張された最適レジスタの使用を回避するこ
とが可能である。

【００５９】ここで、 Optimum=Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…,p-1]]² とする。これは、平均のＮ−１の高い次数のビットを取り、これらを平方し、全
体をｐ−１ビットだけシフトすることとなる。表記に関しては、レジスタから選
択されるビットは当該のレジスタに続き［］内に示される。

【００６０】従って、Ｏｐｔｉｍｕｍに対するテストは以下のようになる。

【００６１】 Optimum>Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+o-3,…,p-1]]² ［２．２．２］

【００６２】

【数９】が立証されない場合。

【００６３】それでも、

【００６４】

【数１０】であることは推定され、即ち、Δθ＜２^Ｎ−１であり、但し、ΔθはＮ＋ｎビッ
トに亘って表わされる角度の差である。特に、Δθは、信号点配置の２つの点の
間の角度の半分であることが望ましい。セクション［２．２．１］と比較して、
更に、・Ａ個の１ビット「Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ（反転）」レジスタ、・Ｎ−１＋ｐ−１ビットのAverage'(i)のｍ個のレジスタ、但し、ｉは０から
ｍ−１まで変化する、・２Ｎ＋ｐ−２ビットのAccu'(i)のｍ個のレジスタ、但し、ｉは０からｍ−１
まで変化する、ことが与えられる。

【００６５】信号点配置が回転されると、（折り重ねられた）角度値は、あまりよく配置さ
れないことがある。特に、ここまでは、平均は０に近いとされてきた。これは、
図７に示されるように分布された信号点配置の点を与える。これは、平均が+/-
Δθ＜２^Ｎ−２の間にあり、信号点配置の回転を上記の段落からわかるようなも
のに制限する。回転が大きければ、図８に示されるような角度差の分布が与えら
れる。従って、平均は間違っている可能性がある（図８の場合は、２^Ｎ−１では
なく０となっている）。符号ビット（高次のビット）を反転させることにより、
２^Ｎ−１のモジュロ２^Ｎを加算することになり、これにより図８から図７となり
、信号点配置の回転を許すときに（周波数デルタの評価のために）これを記憶す
ることとなる。

【００６６】角度差の平均（Average(i)又はAverage'(i)）及び角度差の平方（Accu(i)又は
Accu'(i)）は、並列して累積され、Average'(i)及びAccu'(i)を累積したものに
ついてはＩ（Ｂ）の符号ビットが反転される。いずれの場合にも、Ｏｐｔｉｍｕ
ｍの値は、分散と比較され、小さい方の分散が保持される。

【００６７】セクション［２．２．１］のアルゴリズムについては、以下の変更がなされる
。（ここではＬ＝２^ｐによる変形が実施されると想定する）。

【００６８】（１）Ａ、Ｂ、及びＡｃｃｕ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【００６９】Ａｖｅｒａｇｅ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【００７０】Ａｃｃｕ’（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【００７１】Ａｖｅｒａｇｅ’（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【００７２】（２）

【００７３】

【数１１】（３）If B=m-1 then B=0 If A=L-1 then A=0 Else A=A+1 End If Else B=B+1 End If （４）If A=0 and [B=0 or Optimum>Accu(B)-2^p-1(Average(B)[N+p-3,…p-1]]²] then Optimum=Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…p-1]]²] Phase=B Inversion=0 End If （４’）If A=0 and Optimum>Accu'(B)-2^p-1[Average'(B)[N+p-3,…p-1]]² then Optimum=Accu'(B)-2^p-1[Average'(B)[N+p-3,…p-1]]² Phase=B Inversion=1 End If （５）次の角度でステップ（２）を再び行う。

【００７４】Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ（反転）レジスタの値は、見つけられた最適位相が、Δθ
＜２^N-2（Inversion=0）の場合に対応するか又は

【００７５】

【数１２】の場合に対応するか判定することを可能とする。

【００７６】また、Ｌ＝２^Ｐによる簡単化が適用されない場合に上述のアルゴリズムを変更
することも可能である。

【００７７】［３］シンボルの復号化［３．１］搬送波が復元された場合のシンボルの復号化（差分復号化）シンボルの決定は、最適位相に対応する角度のｎ＋２の高次ビットに基づいて
実行される。シンボルが差分復号化されるとき、アルゴリズム「Ａ」と並行して
、以下のアルゴリズム「Ｂ」が適用される。即ち、カウンタＡ及びＢと位相レジ
スタの値を用いてこれを一回だけトリガすることにより、プレアンブル（第２部
参照）の位相と始まりが見つけられる。

【００７８】アルゴリズムは、以下のレジスタ、・第１部の一般的な考察の段落において決定された角度のｎ＋１の高次ビット
を含むAngle[n-1…-1]で示される入来する角度、・ｎ＋１ビットのデルタ（０）レジスタ、・ｎ＋１ビットのデルタ（１）レジスタ、・ｎビットの「symbol_transmitted」レジスタ、を含む。

【００７９】表記に関しては、上述のデルタレジスタのうちの１つのビット［ｎ−１．．．
０］は、このレジスタのｎの最も高次のビット示し、ビット［−１］はｎの最も
高いビットに直ぐ後続する最も低次のビットを示す。

【００８０】アルゴリズム「Ｂ」は以下の通りである。

【００８１】（１）デルタ（０）及びデルタ（１）をゼロに初期化する。

【００８２】（２）If B=Phase, then If Aは偶数 then symbol_transmitted=conversion[delta(0)[n-1..0]+delta(0)[-1]] Else symbol_transmitted=conversion[delta(1)[n-1..0]+delta(1)[-1]] End If End If （３）If B=Phase, then If Aは偶数 then delta(0)=Angle delta(1)=delta(0)-Angle Else delta(0)=delta(0)-Angle delta(1)=Angle End If End If （４）ステップ２へ戻る。

【００８３】変換関数conversionの引数は、（ｎ＋２ビットの）デルタ値をｎビットへ丸め
、それにより探索されているｎビットの符号を与える。差分符号化を伴うＱＰＳ
Ｋ変調では、変換関数conversionは、以下の対応付けテーブルに従って定義され
る。

【００８４】

【表１】本発明の典型的な実施例によれば、シンボルは最適な位相（ステップ２及び３
では「B=Phase」テスト）でサンプリングされているときにのみ復号化される。

【００８５】［３．２］搬送波が復元されていない場合のシンボルの復号化（差分復号化）［３．２．１］

【００８６】

【数１３】が立証される場合。

【００８７】周波数の差は十分小さく、［３．１］に示されるアルゴリズム「Ｂ」によって
シンボル復号化を行なうことが可能である。

【００８８】［３．２．２］

【００８９】

【数１４】が立証されない場合。

【００９０】「反転」レジスタに関するテストが変換関数に追加される。Inversion=0であ
れば、アルゴリズムＢ」は変化しない。Inversion=1であれば、変換関数の引数
を丸めるため、角度の符号が考慮される。

【００９１】すると、アルゴリズム「Ｂ」は以下のようになる（変更箇所に下線を付す）。

【００９２】（１）デルタ（０）及びデルタ（１）をゼロに初期化する。

【００９３】（２）

【００９４】

【数１５】（３）If B=Phase, then If A is even then delta(0)=Angle delta(1)=delta(0)-Angle Else delta(0)=delta(0)-Angle delta(1)=Angle End If End If （４）ステップ２へ戻る。

【００９５】上記のアルゴリズムでは、

【００９６】

【外１】は、Ｘの最上位ビット（のみ）の反転を示す。

【００９７】更に、信号点配置の回転を評価することが可能である。これは、周波数の差Δ
ｆが受信側チューナのレベルにおいて補償されるよう計算することとなる。

【００９８】 Inversion=1の場合、

【００９９】

【数１６】となり、式中、x=Average'(Phase)[N+p-3]であり、これはAverage'[Phase]の最
上位ビット、即ち符号ビットに対応する。

【０１００】 Inversion=0の場合、

【０１０１】

【数１７】となる。

【０１０２】チューナによって発生する周波数は、−Δｆで補正されねばならない。

【０１０３】 Δｆの計算は、Ａ＝０の場合に実行されねばならない。そうでなければ、結果
は間違ったものとなる。

【０１０４】［４］セクション［２．２．２］の変形例角度の差Ｉ（Ｂ）は、［−２^Ｎ−１,…,２^Ｎ−１−１］の間隔で存在する２進
数である。Ｉ（Ｂ）の様々な値は、値０（０度に対応する）の回りにこの間隔の
中央の回りに（第１の場合−図７）集中されるか、又は、信号点配置の位置に依
存して２つの端（これは＋１８０度又は−１８０度に対応する）に（第２の場合
−図８）に集中されうる。第２の場合、間隔の２つの端が実際には同じ値を表わ
すこと（＋１８０°＝−１８０°）が考慮されていないため、平均の計算は間違
っている。これが成り立つ場合、Ｉ（Ｂ）の値を参照フレームの中央に動かし、
Ｉ（Ｂ）の値にΠモジュロ２Πを加えてＩ（Ｂ）の符号ビットを反転させること
により参照フレームが変更される。

【０１０５】まず、第１の場合又は第２の場合のいずれが立証されるかを判定することが必
要である。これを行なうためには、間隔の端に配置されるＩ（Ｂ）の値を計数す
る。これは、２つの高い次数のビットＩ（Ｂ）［Ｎ−１］及びＩ（Ｂ）［Ｎ−２
］が１０又は０１である値の数を計数することによって達成される。このために
、Ｉ（Ｂ）の各値についてのこれらの２つのビットの間で排他的ＯＲ（「ｘｏｒ
」）が実行される。

【０１０６】第２の場合は、端におけるＩ（Ｂ）の値の数がＬ／２よりも大きい場合に立証
されると考えられる。

【０１０７】アルゴリズムは、「Optimum」と同じタイプの「中間（Intermediate）」レジスタ、２（Ｎ−１）＋ｐ−２ビットのｍ個のレジスタ「Ａｃｃｕ（ｉ）」、但しｉは
０乃至ｍ−１、Ｎ−１＋ｐ−２ビットのｍ個のレジスタ「σｐｏｓ（ｉ）」、但しｉは０乃至
ｍ−１、Ｎ−１＋ｐ−２ビットのｍ個のレジスタ「σｎｅｇ（ｉ）」、但しｉは０乃至
ｍ−１、ｌｏｇ_２（Ｌ＋１）ビットのカウンタ「ｎｂｘｏｒ」、ｌｏｇ_２（Ｌ＋１）ビットのカウンタ「ｎｂｎｅｇ」を含む。

【０１０８】各角度差（Ａは奇数）は、負であるか正であるかについて立証される。各クラ
スｉについて、負の角度差の数がｎｂｎｅｇ中に計数される。差の絶対値は、各
差の符号に依存して、σｐｏｓ（ｉ）又はσｎｅｇ（ｉ）の中に累積される。ｎ
ｂｘｏｒは、間隔の端に配置される角度差の数を示す。

【０１０９】セクション［２．１］のアルゴリズム「Ａ」から導出されるアルゴリズムは以
下の通りである。

【０１１０】（１）Ａ、Ｂ、及びＡｃｃｕ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【０１１１】 σｐｏｓ（０乃至ｍ−１）、σｎｅｇ（０乃至ｍ−１）、ｎｂｘｏｒ、ｎｂｎ
ｅｇをゼロに初期化する。

【０１１２】（２）If Aは偶数（即ち低次ビットがゼロ） then I(B)=Angle Else I(B)=(I(B)-Angle)modulo2ⁿ If A=1 then Accu(B)=[I(B)[N-2,…,0]]² nbxor=I(B)[N-1]xorI(B)[N-2] Else Accu(B)=Accu(B) + [I(B)[N-2,…,0]]² nbxor=nbxor + I(B)[N-1]xorI(B)[N-2] End If End If If I(B)[N-1]=1 then If A=1 then nbneg(B)=1 σneg(B)=1(B)[N-2,…,0] σpos(B)=0 Else nbneg(B)= nbneg(B)+1 σneg(B)=σneg(B)+1(B)[N-2,…,0] End If Else If A=1 then nbneg(B)=0 σneg(B)=0 σpos(B)= 1(B)[N-2,…,0] Else σpos(B)=σpos(B)+1(B)[N-2,…,0] End If End If （３）If B=m-1 then B=0 If A=L-1 then A=0 Else A=A+1 End If Else B=B+1 End If （４）If nbxor[p,p-1]≠"00" then Intermediate=Accu(B)+2^N*σneg(B)+2^2N-2* nbneg(B)-[σpos(B)+σneg(B)-2^N-1*nbneg(B)]^2*2^p-1 Inversion=0 Else Intermediate=Accu(B)+2^N*σpos(B)+2^2N-2*(L-nbneg(B))-[σpos(B
)+σneg(B)-2^N-1*(L-nbneg(B))^2*2^p-1 Inversion=1 End If If A=0 and [B=0 or if Optimum> Intermediate] then Optimum=Intermediate Phase=B End If （５）次の角度でステップ（２）を再び行う。

【０１１３】Ｉ（Ｂ）の低い方からＮ−１個のビット（即ちI(B)[N-2,…0]））を考慮する
と、Ｉ（Ｂ）に符号が付されていないことになる。

【０１１４】上述の変形例は、必要とされる計算は少ないが、セクション［２．２．２］の
変形例よりも多くのレジスタを必要とする。

【０１１５】［第２部］［１］一般的な考察長さＷであり予め知られている同期ワード（バーストプレアンブル）を検出す
るものとする。このプレアンブルの後にはメッセージが続き、２つは本例によれ
ば（強制的ではないが）差分符号化される。先験的に、位相は１つのバーストと
次のバーストの間で変化しうると考えられる。

【０１１６】［２］サンプリング位相を決定するプロセスの変更第１部において明示的に示された様々な方法は、Ｌ個の連続するシンボルを考
慮した場合の最善のサンプリング位相を決定することを可能とする。信号が顕著
なバーストを含む場合、サンプリング位相がこの位相について正しく決定される
ためには、Ｌ個のシンボルはバーストの中に完全に配置されねばならない。

【０１１７】このために、第１部の場合のようにＬ個のシンボル毎のみではなく、各シンボ
ルについて最善の位相を評価しようとする（従って各シンボルはＬ個のシンボル
のストリングの最後のシンボルであると見なされる）。上述のサンプリング位相
を決定する方法は、次に記憶パイプラインを正しく設置することによって変更さ
れる。

【０１１８】各時点において、現在の位相の信号対雑音比の評価が可能であり、即ちＡが奇
数である場合は受信された最後の角度は累積されるＬ番目のシンボルとされ、Ａ
が偶数である場合はＬ＋１番目のシンボルとされる。

【０１１９】セクション［２．２．２］の位相を決定する方法は、以下のように変更される
。

【０１２０】Ｉ（Ｂ）の連続する値を記憶するパイプラインが与えられる。

【０１２１】パイプラインは、幅ｎの１／２Ｌ＊ｍのセルを含み、先入れ先出し型の遅延線
の構造を有する。Ｍのクラスの夫々についてＩ（Ｂ）の値を記憶するためには、
ｍでの逓倍が必要である。パイプラインは、以前のＩ（Ｂ）からのＬ／２の値を
利用可能とする。ここで、Ｊ（Ｂ）は、Ｉ（Ｂ）をＬ／２のシンボル、即ちｍ＊
Ｌ／２のクロックパルスで遅延したものであると定義する。パイプラインの入力
にＩ（Ｂ）の対応する値が与えられると、Ｊ（Ｂ）はパイプラインの出力に得ら
れる。図４は、各角度差（即ちＡが奇数であり、Ｉ（Ｂ）が角度差を含み、Ａｃ
ｃｕ（Ｂ）が角度差の平方を含む）がロードされたパイプラインを示す図である
。

【０１２２】すると、方法は以下の通りとなる（変更箇所に下線を付す）。

【０１２３】（１）Ａ、Ｂ、及びＡｃｃｕ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【０１２４】Ａｖｅｒａｇｅ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【０１２５】Ａｃｃｕ’（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【０１２６】Ａｖｅｒａｇｅ’（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【０１２７】Ｉ（Ｂ）のｐｉｐｅｌｉｎｅ（０乃至ｍ−１）をゼロに初期化する。

【０１２８】（２）

【０１２９】

【数１８】（３）If B=m-1 then B=0 If A=L-1 then A=0 Else A=A+1 End If Else B=B+1 End If （４）If A=0 and [B=0 or Optimum>Accu(B)-2^p-1(Average(B)[N+p-3,…p-1]]²] then Optimum=Accu(B)-2^p-1(Average(B)[N+p-3,…p-1])²) Phase=B Inversion=0 End If （４’）If A=0 and Optimum>Accu'(B)-2^p-1(Average'(B)[N+p-3,…p-1]]² then Optimum=Accu'(B)-2^p-1(Average'(B)[N+p-3,…p-1])² Phase=B Inversion=1 End If （５）次の角度でステップ（２）を再び行う。

【０１３０】第２のステップでは、計算は、Accu, Accu', Average 及びAverage'が、最後
のＬ個のシンボルについて最新の値を常に含むよう実行される。これは、Averag
e(B)及びAverage'(B)からJ(B)を適当に演繹し、それと並行してＩ（Ｂ）の加算
を行ない、Accu(B)及びAccu'(B)からＪ（Ｂ）^２を演繹し、それと並行してＩ（
Ｂ）^２の加算を行なうことによって達成される。

【０１３１】このようにして、最善の位相と信号対雑音比の評価を行なう。

【０１３２】［３］プレアンブルの同定しかしながら、なお、プレアンブルを同定する必要がある。このとき、以下の
２つの場合が生じうる。

【０１３３】（ａ）の場合：探索されるプレアンブルの類似性が連続的に計算される。シン
ボル一つ当たり、「正しい位相」のただ１つの値が保持される。これは、図５に
示される。

【０１３４】（ｂ）の場合：第１部に記載されるプロセスに従って正しい位相を確かめ、プ
レアンブルの認識を与える。これは、Ｎの低位ビットを使用することによって正
しい位相の評価を許す角度のｎの高いオーダのビットを記憶することを必要とす
る。

【０１３５】使用される方法は、（正しい位相を決定するために必要とされるもののほかに
）以下の、・幅ｎで長さｍ＊（Ｌ＋１）のパイプライン、・長さｎ＋２の２つのレジスタデルタ（０）及びデルタ（１）（第１部のアル
ゴリズムで使用されるデルタレジスタとは異なる）、・「正しい位相」の決定から得られる１ビットの「Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ（反転
）」レジスタ、・ｎ＋２ビットの「ｓｙｍｂｏｌ（シンボル）」レジスタ、を必要とする。

【０１３６】（１）デルタ（０）及びデルタ（１）をゼロに初期化する。

【０１３７】パイプライン及びその位置ポインタをゼロに初期化する。

【０１３８】（２）Ｎ＋ｎビット上の角度値について待機する。

【０１３９】 Symbol=角度のｎ＋２の高いオーダのビット。

【０１４０】（３）If A is even then delta(0)=symbol delta(1)= delta(1)-symbol Else delta(1)=symbol delta(0)= delta(0)-symbol （４）Ａが偶数であれば、パイプラインには、 Delta(1)[n-1,…,0]+delta(1)[-1]xor Inversion が供給され、そうでなければ、パイプラインには、 Delta(0)[n-1,…,0]+delta(0)[-1]xor Inversion が供給される。

【０１４１】（５ａ）Ｂの各値について偏差Deviationを計算する。

【０１４２】最適な位相の決定について待機する間、偏差の各値が記憶される。

【０１４３】

【数１９】但し、Ｃ（ｉ）は予想される角度差（以下参照）である。

【０１４４】（５ｂ）最適な位相（"B=Phase"）についてのみ偏差を計算する。

【０１４５】

【数２０】注：解法（５ａ）又は（５ｂ）のいずれかが選択される。

【０１４６】解法（５ａ）は、必要とするメモリが少ないが、解法（５ｂ）のいずれがより
も多くの処理を必要とする。即ち、値Deviationは各クラス（即ち各可能な位相
）のために記憶されねばならず、最適位相が決定されるまで各シンボルについて
連続的に行なわれる。図５は、この最適位相がＬ−Ｗだけ後まで得られることを
示す。この解法は、ｍ＊（Ｌ＋１）の全ての位相の間に全ての角度差をｎビット
上に記憶する必要性をなくし、パイプラインメモリのサイズは減少されうる。

【０１４７】解法（５ｂ）は、ｍ＊（Ｌ＋１）の全ての位相についてｎビット上に差を格納
する必要があるためより多くの記憶を必要とし、Deviationの計算は最適位相が
選択されたときにのみこの位相に対応する一連の角度差に基づいて実行され、そ
れにより係数ｍによって実行される計算の回数を減少させる。

【０１４８】最適位相についてDeviationがゼロである（又は所与の閾値を下回る）ときに
プレアンブルが検出されたと想定される。

【０１４９】ステップ２乃至４は、パイプラインを連続的な角度差で満たすよう作用する。
セクション［３．１］及び［３．２］において使用されるＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
（変換）関数はここでは必要ない。記憶された角度差を期待されるプレアンブル
に対応するものと直接比較するため、シンボルを決定する必要はない。

【０１５０】ステップ（５ａ）及び（５ｂ）において定義される偏差を決定する段階を含む
比較計算は、パイプラインに格納された値に基づいて実行される。

【０１５１】このアルゴリズムの典型的な適用は、ＤＶＢ−ＲＣ（戻り伝送路）又はＤＡＶ
ＩＣ１．１(Digital Audio Video Council)といった或る適用に使用されるプレ
アンブルであるプレアンブルＣＣＣＣＣＣ０Ｄ（１６進法）で与えられうる。Ｑ
ＰＳＫでは、このプレアンブルの長さは、Ｗ＝２ビット（即ちｎ＝１）のシンボ
ルが１６個である。

【０１５２】以下の表２の最初の行Δは、プレアンブルの差分角度符号化を示す。第２の列
は、角度差を含むパイプラインのポインタｉを含む。第３の列Ｃ（ｉ）は、パイ
プラインがプレアンブルを含む場合にプレアンブルの中に期待される角度差を示
す。最後の列（Ｍｄ：変更）は、プレアンブルの（ｉ＋１）番目のシンボルとｉ
番目のシンボルの間に期待される差を示す。

【０１５３】

【表２】変形例によれば、Deviationの決定における差の計算は、同一のクラスに対応
する２つの連続するレジスタの間に２つの入力を有し、更にＭｄの適当な値を受
信する加算器を挿入することによって、パイプラインのレベルに導入されうる。
この場合、Deviationの決定は、

【０１５４】

【数２１】と表わせる。

【０１５５】図６はこれについて示す図である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＱＰＳＫ変調の信号点配置を示す図である。

【図２】本発明によるプロセスを実施する受信器を示すブロック図である。

【図３】図１の信号点配置を、信号点配置の点を単一の点に折り重ねて示す図である。

【図４】本願の第２部においてサンプリング位相を決定するために使用される先入れ先
出し型のメモリのレイアウトを示す図である。

【図５】受信される信号中のシンボルに対して、サンプリング位相の決定の時点と検出
されるべき同期ワードの評価とを示すタイムチャートである。

【図６】同期ワードの検出において使用される先入れ先出し型のメモリのセグメントの
レイアウトを示す図である。

【図７】小さい周波数シフトの場合に、図１の信号点配置を、信号点配置の点を単一の
点に折り重ねて示す図である。

【図８】大きい周波数シフトの場合に、図１の信号点配置を、信号点配置の点を単一の
点に折り重ねて示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル変調によって変調された信号のサンプリング位相
を決定する方法であって、Ｌ個の連続するシンボルの座標を係数ｍでオーバーサンプリングする段階と、Ｌ個のシンボルのオーバーサンプリングされた座標を角度値へ変換する段階と
、上記角度値を変調の信号点配置の点へ折り重ねる段階と、各オーバーサンプリング位相について、上記点に対して上記角度値中の雑音を
推定する段階と、最も低い雑音を与えるオーバーサンプリング位相を選択する段階とを含むこと
を特徴とする方法。
【請求項２】上記雑音は、上記点の理論上の角度値に対して上記折り重ね
る角度値の分散を計算することによって推定されることを特徴とする、請求項１
記載の方法。
【請求項３】上記シンボルは差分符号化され、上記分散を計算する段階は
角度差に基づいて実行されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】上記最適なオーバーサンプリング位相を選択する段階は、Ｌ
個のシンボル毎に行なわれることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか
一項記載の方法。
【請求項５】角度差の各値についてＬ個のシンボルに亘って分散の値を決
定するために角度差の値を記憶する段階（「移動分散」）を更に含むことを特徴
とする、請求項２記載の方法。
【請求項６】請求項５記載の段階を含む同期ワード検出方法であって、所定の同期ワードに対応する角度差に対して角度差のストリングの偏差を決定
する段階を更に含み、略ゼロの偏差は上記同期ワードが存在することを示すこと
を特徴とする方法。
【請求項７】最適のサンプリング位相が決定されるまでオーバーサンプリ
ングされた角度の一組の差の値を格納する段階と、上記最適位相を決定する段階と、上記位相に対応する角度差の値についてのみ偏差を決定する段階とを更に含む
ことを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】連続的に、また、角度差の値が到来するときに、各別個のサ
ンプリング位相について部分的な偏差を累積する段階と、最適位相を決定する段階と、同期ワードを検出するために、最適位相についての累積された偏差を解析する
段階とを更に含むことを特徴とする、請求項６記載の方法。