JP2003124917A - 可変サンプリング・データ出力回路 - Google Patents
可変サンプリング・データ出力回路Info
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Abstract
プリング・データ出力回路を提供すること。 【解決手段】本発明によるサンプリング・データ出力回
路は、入力されるデータ信号(402)をオーバー・サ
ンプリング周波数でサンプリングし、複数の基本信号系
列(p1,p2,p3,p4)を並列に出力する変換部
と、複数の基本信号系列を入力し、基本サンプリング周
波数より高い(低い)周波数を有する複数の第1(第
2)周波数偏移信号系列を出力する第1(第2)循環シ
フタとを備える。第1および第2循環シフタは、位相ズ
レ積算カウンタからのカウント値および周波数偏移に関
する所定の規則に従って、入力された基本信号系列の中
から信号サンプルを選択することによって各々の信号系
列を作成する。
Description
技術分野で使用されるデータ・サンプリング回路に関
し、特に、周波数変動に柔軟に対処することが可能なサ
ンプリング・データ出力回路に関する。
データ通信システムでは、無線周波数で伝送されてきた
信号をベース・バンド周波数にダウンコンバートし、サ
ンプリング等の信号処理を経て所望の信号を得ている。
この種の無線システムには、一般に同期システムと非同
期システムとがある。プリアンブル同期信号を利用し
て、送信側および受信側の同期を確保して位相を合わせ
る同期システムでは、同期を確保するまでの期間(トレ
ーニング期間)が用途によっては非常に長くなってしま
い、コスト的にも不利であるという問題点が生じ得る。
これに対して、非同期システムではプリアンブル同期信
号を利用することなく、位相調整を行うことが可能であ
る。
れるサンプリング・データ出力回路(100)の概略ブ
ロック図を示す。この回路(100)は、入力信号(1
02)を受信し、サンプリング周波数の4倍であるオー
バー・サンプリング周波数(CLK4X)でサンプリン
グを行うオーバー・サンプリング部(104)より成り、
このオーバー・サンプリング部(104)は4つの遅延
素子(106)より成る。各遅延素子(106)の出力
は、それぞれ第1ないし第4位相出力部(112ないし
118)に接続され、さらにエラー検出部(図示せず)
に接続される。
を説明するためのタイミング・チャートを示す。入力信
号(102)は、まずオーバー・サンプリング部(10
4)でサンプリングされ、オーバー・サンプリング・クロ
ック(CLK4X)にあわせて遅延素子(106)に順
に格納される。これら遅延素子(106)からの出力は
第1ないし第4位相出力部(112ないし118)の入
力部(110)に供給され、サンプリング・クロック
(CLK)にあわせて各位相出力部から出力される。こ
れらの出力信号は互いに位相のずれた信号系列であり、
第2図中のp1,p2,p3,p4で示されるような位
相のタイミングで入力信号(102)をサンプリングし
たものに相当する。そして、エラー検出部(図示せず)
によるエラーチェックを経て所望の信号系列が選択され
る。このようなシステムは、サンプリング・クロック
(CLK)およびこれを逓倍して得られるオーバー・サ
ンプリング・クロック(CLK4X)が、送信側および
受信側で同一であることを前提としている。
波数に関する部分)の製造上のばらつき、経年変化、温
度変化その他の使用環境等の影響により、送信および受
信側の周波数は必ずしも同一ではない。クロックまたは
周波数がずれていると次に述べるような問題が生じる。
例えば、受信側の周波数が送信側の周波数よりも0.5
%高いとすると、データのサンプリング点が、100サ
ンプルごとに0.5サンプル(100*0.005=
0.5サンプル)、200サンプルで完全に1サンプル
ずれてしまう(図2)。したがって、伝送されるパケッ
トのデータ長が100サンプル程度であれば、サンプリ
ング点のズレは高々0.5サンプルなので、4種類の位
相候補のうちいずれかを選択することによってエラーの
ないデータを求めることが可能である。しかし、パケッ
ト長が200サンプル以上になると、サンプリング点が
完全に1サンプル以上ずれてしまうので、いずれの位相
候補を採用してもエラーになってしまう。パケット長を
短くすれば、この例では100サンプル長程度に制限す
れば、周波数ズレに関する問題に対処することは理論上
可能である。しかし、伝送すべきデータ長は非常に長い
のが一般的であり、パケット長が短いと元の長いデータ
を再構成するための処理が煩雑になってしまうという問
題点もある。
も1つを解決するためになされたものである。
つのサンプリング・タイミングを表すタイミング図を示
す。図中、最上部のデータ系列は、サンプリング周波数
(fs)の4逓倍周波数であるオーバー・サンプリング
周波数を利用して、入力信号をサンプリングした場合に
得られるデータ系列(Sn)を示す。このデータ系列
(Sn)の内容は、図1の一連の遅延素子群(106)
に格納されているものに相当する。データ系列(Sn)
の次に示されているものは、サンプリング周波数(f
s)よりも高い周波数(fH)、サンプリング周波数
(fs)およびサンプリング周波数より低い周波数(f
L)における各サンプリング点を表す。この例では、基
本周波数(fs)のサンプリングのタイミングの間隔は
4オーバー・サンプル期間であり、高い周波数(fH)
では3オーバー・サンプル期間、低い周波数(fL)で
は5オーバー・サンプル期間となっている。すなわち、
高い周波数(fH)を利用してサンプリングを行うと、
{S1,S4,S7,S10,...}という信号系列
が得られ、基本周波数(fs)を利用してサンプリング
を行うと、{S1,S5,S9,S13,...}とい
う信号系列が得られ、低い周波数(fL)を利用してサ
ンプリングを行うと、{S1,S6,S11,...}
という信号系列が得られる。言い換えれば、オーバー・
サンプリングされたデータ系列{Sn}に対して、{S
1,S4,S7,S10,...}という信号系列を求
めることができれば、基本周波数(fs)よりも高い周
波数(fH)でサンプリングしたことと等価である。同
様に、{S1,S5,S9,S13,...}という信
号系列を求めることができれば、基本周波数(fs)よ
りも低い周波数(fL)でサンプリングしたことと等価
である。
データ出力回路(400)の概略ブロック図を示す。図
1と同様の要素には3桁目が4であることを除いて同様
の参照番号が付されている。更に、この回路(400)
は、第1ないし第4位相出力部(412ないし418)
に結合された高周波調整用の循環シフタ(420)と低
周波数調整用の循環シフタ(422)とを備える。
リング・クロック(CLK4X)にあわせてサンプリン
グされて遅延素子(406)に順に格納される。これら
遅延素子(406)からの出力は第1ないし第4位相出
力部(412ないし418)の入力部(410)に供給
され、サンプリング・クロック(CLK)にあわせて各
々の位相出力部から出力される。これらの出力信号は互
いに位相のずれた信号系列{p1},{p2},{p
3},{p4}であり、エラー検出部(図示せず)に供
給される。ここまでは従来と同様である。
418)からの出力信号は、高周波調整用の循環シフタ
(420)にも与えられる。この循環シフタ(420)
は、信号系列{p1},{p2},{p3},{p4}
に基づいて、基本周波数(fs)よりも高い周波数(f
H)でサンプリングを行った場合に得られる信号系列
{pH1},{pH2},{pH3},{pH4}を出
力する。図3の説明で使用した数値例を使用すると、
{p1}が{S1,S5,S9,S13,...}のよ
うな信号系列を与え、{pH1}が{S1,S4,S
7,S10,...}のような信号系列を与える。他の
信号系列{pH2}等についても同様である。さらに、
第1ないし第4位相出力部(412ないし418)から
の出力信号は、低周波調整用の循環シフタ(422)に
も与えられる。この循環シフタ(422)は、信号系列
{p1},{p2},{p3},{p4}に基づいて、
基本周波数(fs)よりも低い周波数(fL)でサンプ
リングを行った場合に得られる信号系列{pL1},
{pL2},{pL3},{pL4}を出力する。図3
の説明で使用した数値例を使用すると、{pL1}は
{S1,S6,S11,S16,...}のような信号
系列を与える。他の信号系列{pL2}等についても同
様である。3つの周波数(fs,fH,fL)の各々に
ついて4つの位相シフトを考慮することにより、合計1
2通りの信号系列が得られる。そして、エラー検出部
(図示せず)によるエラーチェックを経て所望の信号系
列が選択される。
出力回路(400)のうち、主に、第1ないし第4位相
出力部(412ないし418)と、高周波調整用の循環
シフタ(420)に関係する部分のブロック図である。
循環シフタは、各信号系列どうしの相対的な遅延量を調
整する部分と、必要とするデータを選択するセレクタの
部分に分けられる。低周波調整用の循環シフタ(42
2)も同様にして構成することが可能であるので、その
説明を省略する。
力部(412)は一連の遅延素子(502)より成り、
最右端の遅延素子(502)の出力が出力ノード(A)
を介して第1セレクタ(512)の第1入力に結合され
る。他の遅延素子(502)の出力も第1セレクタ(5
12)の第2,第3および第4入力にそれぞれ結合され
る。第1セレクタ(512)の出力は、第1遅延素子
(522)および第2遅延素子(532)を介して第2
セレクタ(542)の一方の入力(a)に結合される。
第1遅延素子(522)の出力は第2セレクタ(54
2)の他方の入力(b)に結合される。第2セレクタ
(542)の出力は第3セレクタ(552)の一方の入
力(a)に結合される。さらに、第3セレクタ(55
2)の出力は第4セレクタ(562)の一方の入力
(a)に結合される。第4セレクタ(562)の出力
は、基本周波数(fs)よりも高い周波数(fH)でサ
ンプリングを行った場合に得られる信号系列{pH1}
を出力する。
右端の遅延素子(504)の出力が出力ノード(B)を
介して第1セレクタ(514)の第1入力に結合され
る。他の遅延素子(504)の出力も第1セレクタ(5
14)の第2,第3および第4入力にそれぞれ結合され
る。第1セレクタ(514)の出力は、第1遅延素子
(524)および第2遅延素子(534)を介して第2
セレクタ(544)の一方の入力(a)に結合される。
第1遅延素子(524)の出力は第2セレクタ(54
4)の他方の入力(b)に結合される。第3セレクタ
(554)の一方の入力(a)は第2セレクタ(54
4)からの出力に、他方の入力(b)は第1位相に関す
る第2セレクタ(542)の出力に結合される。第3セ
レクタ(554)の出力は第4セレクタ(564)の一
方の入力(a)に結合される。第4セレクタ(564)
の出力は、基本周波数(fs)よりも高い周波数(f
H)でサンプリングを行った場合に得られる信号系列で
あって、信号系列{pH1}とは位相のずれた関係にあ
る信号系列{pH2}を出力する。
右端の遅延素子(506)の出力が出力ノード(C)を
介して第1セレクタ(516)の第1入力に結合され
る。他の遅延素子(506)の出力も第1セレクタ(5
16)の第2,第3および第4入力にそれぞれ結合され
る。第1セレクタ(516)の出力は、第1遅延素子
(526)および第2遅延素子(536)を介して第2
セレクタ(546)の一方の入力(a)に結合される。
第1遅延素子(526)の出力は第2セレクタ(54
6)の他方の入力(b)に結合される。第3セレクタ
(556)の一方の入力(a)は第2セレクタ(54
6)からの出力に、他方の入力(b)は第2位相に関す
る第2セレクタ(544)の出力に結合される。第4セ
レクタ(566)の一方の入力(a)は第3セレクタ
(556)からの出力に結合され、他方の入力(b)は
第1位相に関する第3セレクタ(552)からの出力に
結合される。第4セレクタ(566)の出力は、基本周
波数(fs)よりも高い周波数(fH)でサンプリング
を行った場合に得られる信号系列であって、信号系列
{pH1}および{pH2}とは位相のずれた関係にあ
る信号系列{pH3}を出力する。
右端の遅延素子(508)の出力が出力ノード(D)を
介して第1セレクタ(518)の第1入力に結合され
る。他の遅延素子(508)の出力も第1セレクタ(5
18)の第2,第3および第4入力に結合される。第1
セレクタ(518)の出力は、第1遅延素子(528)
および第2遅延素子(538)を介して第2セレクタ
(548)の一方の入力(a)に結合される。第1遅延
素子(528)の出力は第2セレクタ(548)の他方
の入力(b)に結合される。第3セレクタ(558)の
一方の入力(a)は第2セレクタ(548)からの出力
に結合され、他方の入力(b)は第3位相に関する第2
セレクタ(546)からの出力に結合される。第2セレ
クタ(548)の出力は、第1位相の第3セレクタ(5
52)の他方の入力(b)にも結合される。第4セレク
タ(568)の一方の入力(a)は第3セレクタ(55
8)からの出力に結合され、他方の入力(b)は第2位
相に関する第3セレクタ(554)からの出力に結合さ
れる。第4セレクタ(568)の出力は、基本周波数
(fs)よりも高い周波数(fH)でサンプリングを行
った場合に得られる信号系列であって、信号系列{pH
1},{pH2}および{pH3}とは位相のずれた関
係にある信号系列{pH4}を出力する。
相に関する第1セレクタ(512,514,516,5
18),第2セレクタ(542,544,546,54
8),第3セレクタ(552,554,556,55
8)および第4セレクタ(562,564,566,5
68)に結合されている。
ックに応じてオーバー・サンプリングされたデータ(S
n)が順次格納されて行く。例えば、出力ノード(A)
からは第1位相の信号系列{p1}が得られ、これは具
体的には古い順に、S1,S5,S9,S13である。
このようにして入力されてくるサンプル・データに対し
て、積算カウンタ(520)のカウント値および周波数
偏移に関する一定の規則に従って各セレクタを適切に切
り替えて所望の信号系列{pH1},...,{pH
4}を求める。例えば、出力信号系列{pH1}は、S
1,S4,S7,S10,...であるが、基本周波数
の信号系列{p1}=S1,S5,S9,S1
3,...と比べると、4オーバー・サンプル毎に1サ
ンプルの割合で偏移している。しかも、S4,S7,S
10のようなデータは、信号系列{p1}内には含まれ
ていないが、他の信号系列{p2},{p3}または
{p4}には含まれている。このような関係を利用する
ことによって、周波数の異なる所望の信号系列を既存の
信号系列{p1}ないし{p4}に基づいて構築するこ
とが可能である。4つの位相のうち、どの位相のデータ
を選択すべきかについては、周波数偏移に関する規則性
に従って第3(552,554,556,558)およ
び第4セレクタ(562,564,566,568)を
適宜選択することによって決定される。さらに、各位相
に関する信号系列どうしの相対的な遅延量を調整するの
は、第1セレクタ(512,514,516,51
8)、第1遅延素子(522,524,526,52
8)、第2遅延素子(532,534,536,53
8)および第2セレクタ(542,544,546,5
48)の部分である。
ロックにおいて、第1セレクタ(512,514,51
6,518)が総て第1入力を選択し、他の2入力セレ
クタの総てが一方の入力(a)を選択しているとする
と、この期間に{pH1}のデータとして出力されるの
はS1である。同様に、{pH2}にはS2が、{pH
3}にはS3が、{pH4}にはS4が出力される。第
2クロックにおいて、第2セレクタ(542,544,
546,548)が他方の入力(b)を選択し、第3セ
レクタ(552,554,556,558)も他方の入
力(b)を選択し、第4セレクタ(562,564,5
66,568)が一方の入力(a)を選択すると、{p
H1}にはS4が、{pH2}にはS5が、{pH3}
にはS6が、{pH4}にはS7が出力される。第3ク
ロックにおいて、第1セレクタ(512,514)が第
2入力を選択すると、第1位相の第2遅延素子(53
2)にS5が、第1遅延素子にS9が、第2位相の第2
遅延素子(534)にS6が、第1遅延素子(524)
にS10がそれぞれ格納される。こうして、第1および
第2位相の信号系列をシフトさせることによって、各信
号系列どうしの遅延量を調整する。さらに、第2セレク
タ(542,544,546,548)が他方の入力
(b)を選択し、第3セレクタ(552,554,55
6,558)が一方の入力(a)を選択し、第4セレク
タ(562,564,566,568)が他方の入力
(b)を選択すると、{pH1}にはS7が、{pH
2}にはS8が、{pH3}にはS9が、{pH4}に
はS10が出力される。第4クロックにおいて、第1位
相の第1セレクタ(512)が第3入力を選択し、第3
および第4位相の第1セレクタ(516,518)が第
2入力を選択すると、第2遅延素子(532)にはS9
が、第1遅延素子(522)にはS13が、第2遅延素
子(536)にはS7が、第1遅延素子(526)には
S11が、第2遅延素子(538)にはS8が、第1遅
延素子(528)にはS12が、それぞれ格納される。
こうして、各信号系列どうしの遅延量がさらに調整され
る。さらに、他の2入力セレクタの総てが他方の入力
(b)を選択すると、{pH1}にはS10が、{pH
2}にはS11が、{pH3}にはS12が、{pH
4}にはS13が出力される。このようにして、クロッ
クにあわせてデータ・サンプルを適宜シフトさせながら、
各セレクタを適宜選択すると、所望の信号系列が得られ
る。
号に関する位相のズレだけでなく、送信側および受信側
の周波数偏移にも対応することが可能である。このた
め、適切に伝送することの可能なパケット長は従来より
も長くすることができる。基本周波数(fs)に関する
信号系列{p1}等とは異なる信号系列を得る観点から
は、循環シフタ(420)または(422)の一方のみ
を設けることで足りる。ただし、双方向の通信を良好に
行えるようにするには、双方の無線端末が高周波用と低
周波用の周波数ズレに対処できなければならない。この
点、本願実施例の装置は極めて有利である。
に1サンプルずれるような極端な状況を想定したが、こ
のことは本願の動作原理を制限するものではない。使用
する通信環境に応じて具体的な数値その他のパラメータ
を適宜選択することが可能である。また、設定する周波
数ズレは固定値でも可変値(プログラマブル)でもよ
い。採用する周波数の種類および位相の種類の数も使用
環境に応じて適宜選択することができる。
ータ出力回路(100)の概略ブロック図を示す。
ためのタイミング・チャートを示す。
タイミングを表すタイミング図を示す。
回路(400)の概略ブロック図を示す。
(400)の主要部分に関する部分ブロック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力されるデータ信号(402)をオー
バー・サンプリング周波数を利用してサンプリングし、
複数の基本信号系列(p1,p2,p3,p4)を並列
に出力する変換部であって、前記複数の基本信号系列の
各々は同一の基本サンプリング周波数(fs)を有する
が互いの位相は異なるところの変換部と、 前記複数の基本信号系列を入力し、複数の周波数偏移信
号系列(pH1,pH2,pH3,pH4)を出力する
循環シフタであって、前記複数の周波数偏移信号系列の
各々に共通する周波数は基本サンプリング周波数とは異
なり、前記複数の周波数偏移信号系列の各々は互いに位
相が異なるところの循環シフタとを備え、前記循環シフ
タは、位相ズレ積算カウンタからのカウント値および周
波数偏移に関する所定の規則に従って、入力された基本
信号系列の中から所望の信号サンプルを選択することに
よって周波数偏移信号系列を作成し、 少なくとも1つの基本信号系列および少なくとも1つの
周波数偏移信号系列に関し、誤り検出器において誤りの
有無を調べることによって所望の信号系列が得られるこ
とを特徴とする可変サンプリング・データ出力回路。 - 【請求項2】 入力されるデータ信号(402)をオー
バー・サンプリング周波数を利用してサンプリングし、
複数の基本信号系列(p1,p2,p3,p4)を並列
に出力する変換部であって、前記複数の基本信号系列の
各々は同一の基本サンプリング周波数(fs)を有する
が互いの位相は異なるところの変換部と、 前記複数の基本信号系列を入力し、複数の第1周波数偏
移信号系列(pH1,pH2,pH3,pH4)を出力
する第1循環シフタであって、前記複数の周波数偏移信
号系列の各々に共通する周波数は基本サンプリング周波
数よりも高く、前記複数の第1周波数偏移信号系列の各
々は互いに位相の異なるところの第1循環シフタと、 前記複数の基本信号系列を入力し、複数の第2周波数偏
移信号系列(pL1,pL2,pL3,pL4)を出力
する第2循環シフタであって、前記複数の周波数偏移信
号系列の各々に共通する周波数は基本サンプリング周波
数よりも低く、前記複数の第2周波数偏移信号系列の各
々は互いに位相の異なるところの第2循環シフタとを備
え、前記第1および第2循環シフタは、位相ズレ積算カ
ウンタからのカウント値および周波数偏移に関する所定
の規則に従って、入力された基本信号系列の中から所望
の信号サンプルを選択することによって各々の周波数偏
移信号系列を作成し、 少なくとも1つの基本信号系列、少なくとも1つの第1
周波数偏移信号系列および少なくとも1つの第2周波数
偏移信号系列に関し、誤り検出器において誤りの有無を
調べることによって所望の信号系列が得られることを特
徴とする可変サンプリング・データ出力回路。 - 【請求項3】 入力されるデータ信号(402)をオー
バー・サンプリング周波数を利用してサンプリングし、
複数の基本信号系列(p1,p2,p3,p4)を並列
に出力する変換部であって、前記複数の基本信号系列の
各々は同一の基本サンプリング周波数(fs)を有する
が互いの位相は異なるところの変換部と、 出力された複数の基本信号系列(p1,p2,p3,p
4)どうしの相対的な遅延量を調整した複数の調整信号
系列を出力する遅延調整部と、 複数の調整信号系列を入力し、複数の周波数偏移信号系
列(pH1,pH2,pH3,pH4)を出力する循環
シフタであって、前記複数の周波数偏移信号系列のおの
おのに共通する周波数は基本サンプリング周波数と異な
り、互いの位相も異なるところの循環シフタを備え、前
記循環シフタは、位相ズレ積算カウンタからのカウント
値および周波数偏移に関する所定の規則に従って、入力
された調整信号系列の中から所望の信号サンプルを選択
することによって前記複数の周波数偏移信号系列を作成
し、 少なくとも1つの基本信号系列および少なくとも1つの
周波数偏移信号系列に関し、誤り検出器において誤りの
有無を調べることによって所望の信号系列が得られるこ
とを特徴とする可変サンプリング・データ出力回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001300556A JP4969746B2 (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 可変サンプリング・データ出力回路 |
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