JP2003333113A - クロック再生装置、クロック再生方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多値のシンボルを表す変調信号を復調するた
めに用いるクロック信号を再生できるクロック再生装置
等を提供することである。 【解決手段】 ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調
信号を検波して得られる検波信号を遅延部Ｄ１が記憶
し、可変周波数発振部ＶＦＯが生成するシンボルクロッ
クの半サイクル分前及び半サイクル分後の時点で検波信
号が表すシンボルの値を遅延部Ｄ３及びＤ４が記憶す
る。遅延部Ｄ３及びＤ４が記憶する値の算術平均を基準
値とし、遅延部Ｄ１が記憶する値と基準値との差、及び
遅延部Ｄ３が記憶する値と基準値との差の積の正負によ
り、ＦＳＫ変調信号とシンボルクロックとの位相のずれ
の向きが特定される。可変周波数発振部ＶＦＯは、この
ずれが解消されるような向きにシンボルクロックの位相
を変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クロック再生装
置、クロック再生方法及びプログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル信号を伝送するための技術と
して、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調の手法が
広く用いられている。ＦＳＫ変調は、伝送する対象であ
るディジタル信号を所定数のビット毎に区切って得られ
るデータ（シンボル）の論理値に従って、搬送波の所定
の長さの区間（シンボル区間）の周波数を、搬送波の元
の周波数を基準として、シンボルの論理値を示す所定量
だけ変化させる変調の手法である。

【０００３】ＦＳＫ変調信号を復調するためには、シン
ボル区間相互の境界を正確に特定する必要がある。この
ため従来は、例えば図３に示すクロック再生装置を用い
て、シンボル区間の切り替わりに同期するクロック信号
（シンボルクロック）を再生していた。

【０００４】図３に示すクロック再生装置は、図示する
ように遅延部１０１〜１０４と、クロック遅延部１０５
と、乗算部１０６と、加算部１０７と、ゲート部１０８
と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０９と、ＶＣＯ（電
圧制御発振器）１１０とにより構成されている。

【０００５】図３のクロック再生装置において、ＦＳＫ
変調信号を検波して得られる検波信号は、遅延部１０１
及び１０３に供給される。遅延部１０３は、ＶＣＯ１１
０が生成するシンボルクロックが立ち上がるタイミング
で、この検波信号が示すシンボルの値をシンボルデータ
として記憶し、記憶したシンボルデータを遅延部１０４
及び加算部１０７に供給する。遅延部１０４は、遅延部
１０３が供給するシンボルデータを、シンボルクロック
が立ち上がるタイミングで記憶し、乗算部１０６及び加
算部１０７に供給する。

【０００６】一方、遅延部１０１は、シンボルクロック
がクロック遅延部１０５により２分の１周期分遅延され
たものである遅延クロックが立ち上がるタイミングで、
検波信号が示すシンボルの値をシンボルデータとして記
憶し、遅延部１０２に供給する。遅延部１０２は、遅延
部１０１が供給するシンボルデータを、シンボルクロッ
クが立ち上がるタイミングで記憶し、乗算部１０６に供
給する。

【０００７】乗算部１０６は、遅延部１０２及び１０４
から供給される２個のシンボルデータの論理値の積にあ
たるデータを生成してゲート部１０８に供給する。加算
部１０７は、遅延部１０３から供給されるシンボルデー
タの論理値と遅延部１０３から供給されるシンボルデー
タの論理値との差にあたるデータを生成してゲート部１
０８に供給する。

【０００８】ゲート部１０８は、加算部１０７から供給
されたデータの値が０である期間は乗算部１０６から供
給されたデータをＬＰＦ１０９に供給し、その他の期間
は、乗算部１０６から供給されたデータを遮断する。

【０００９】ＬＰＦ１０９は、例えば、初期値がＮ（た
だしＮは正の整数）、フルスケールの値が（２・Ｎ）で
あるアップダウンカウンタからなっており、ゲート部１
０８から供給された信号の値が正である間は、一定の周
期でカウント値をカウントアップし、この信号の値が負
である間は、当該周期でカウント値をカウントダウンす
る。そして、カウント値が（２・Ｎ）に達すると、ＶＣ
Ｏ１１０に、シンボルクロックの位相を進めるよう指示
し、カウント値を初期値に戻す。一方、カウント値が０
に達すると、ＶＣＯ１１０に、シンボルクロックの位相
を遅らせるよう指示する制御信号を供給して、カウント
値を初期値に戻す。

【００１０】ＶＣＯ１１０は、シンボルクロックを生成
して、遅延部１０２〜１０４及びクロック遅延部１０５
に供給する。ＶＣＯ１１０が生成するシンボルクロック
の周波数は、初期状態においては所定のフリーラン周波
数にほぼ等しいものとし、ＬＰＦ１０９からの指示に従
って、シンボルクロックの周波数を変化させる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】元のＦＳＫ変調信号が
多値のシンボル（３種類以上の値をとり得るシンボル）
を表すものである場合は、１つのシンボル区間から他の
シンボル区間へと遷移するとき、ＦＳＫ変調信号の周波
数偏移が０となる瞬間が必ずあるとは限らない。

【００１２】従って、ゼロクロスを検知する上述の手法
は、多値のシンボルを表すＦＳＫ変調信号（あるいはそ
の他、多値のシンボルを表す変調信号であって、シンボ
ル区間内の搬送波の何らかの物理量をシンボルの値を示
す分変化させる変調形式をとるもの）の復調には用いる
ことができない。

【００１３】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、多値のシンボルを表す変調信号を復調するために用
いるクロック信号を再生できるクロック再生装置及びク
ロック再生方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかるクロック再生装置
は、クロック信号を生成する可変周波数発振手段と、搬
送波の所定の物理量が偏移することによりシンボルを表
している変調波を取得し、前記変調波内において１個の
シンボルを表す区間の中間点に相当する第１の時点及び
当該区間内の第２の時点を前記クロック信号の位相に基
づいて仮に特定し、仮に特定した当該第１及び第２の時
点における前記変調波の偏移量を各々特定して、前記第
１の時点における前記物理量の偏移量の基準値と特定し
た各偏移量との差に基づいて、前記変調波の位相からの
前記クロック信号の位相のずれの向きを特定し、当該ず
れを打ち消すような向きに前記クロック信号の位相が変
化するよう前記可変周波数発振手段を制御する判別手段
と、を備え、前記可変周波数発振手段は、自己が生成す
る前記クロック信号の位相を、前記判別手段の制御に従
って変化させる、ことを特徴とする。

【００１５】同一区間内において第１の時点は第２の時
点に時間的に先行していて、前記変調波が表すべき各々
のシンボルには、当該シンボルを表すために前記物理量
がとるべき偏移量の代表値が割り当てられているとした
場合、前記判別手段は、前記第２の時点における前記代
表値を、当該第２の時点における前記物理量の偏移量に
基づいて特定し、第１の区間内で仮に特定した前記第２
の時点における前記代表値と当該第１の区間に隣接する
区間である第２の区間内で仮に特定した前記第２の時点
における前記代表値との平均値を、当該第１の区間の中
間点における前記変調波の偏移量の基準値として扱うも
のであってもよい。

【００１６】前記判別手段は、各々の区間について、前
記第１の時点における前記物理量の偏移量と前記基準値
との差、及び、前記第２の時点における前記変調波の偏
移量と前記基準値との差の積の符号の正負を判別し、当
該判別の結果に基づいて、前記ずれの向きを特定するも
のであってもよい。

【００１７】前記判別手段は、前記特定した正負が正で
あった回数と負であった回数との差を、カウント期間内
において、正負の判別を行う毎に特定し、特定した差の
絶対値が一定値に達したとき、当該カウント期間内で特
定された回数が多かった方の符号に基づいて前記ずれの
向きを特定し、当該カウント期間を終了させて、次のカ
ウント期間を開始させるものであってもよい。

【００１８】前記判別手段は、第１の区間内で仮に特定
した前記第２の時点における前記変調波の偏移量と、当
該第１の区間の直前の区間である第２の区間内で仮に特
定した前記第２の時点における前記変調波の偏移量と
が、互いに同一のシンボルに相当するか否かを判別し、
同一のシンボルに相当すると判別したとき、当該第１の
区間についての前記正負の判別を中止するものであって
もよい。

【００１９】また、この発明の第２の観点にかかるクロ
ック再生方法は、クロック信号を生成し、搬送波の所定
の物理量が偏移することによりシンボルを表している変
調波を取得し、前記変調波内において１個のシンボルを
表す区間の中間点に相当する第１の時点及び当該区間内
の第２の時点を前記クロック信号の位相に基づいて仮に
特定し、仮に特定した当該第１及び第２の時点における
前記変調波の偏移量を各々特定して、前記第１の時点に
おける前記物理量の偏移量の基準値と特定した各偏移量
との差に基づいて、前記変調波の位相からの前記クロッ
ク信号の位相のずれの向きを特定し、当該ずれを打ち消
すような向きに前記クロック信号の位相を変化させる、
ことを特徴とする。

【００２０】また、この発明の第３の観点にかかるプロ
グラムは、コンピュータを、クロック信号を生成する可
変周波数発振手段と、搬送波の所定の物理量が偏移する
ことによりシンボルを表している変調波を取得し、前記
変調波内において１個のシンボルを表す区間の中間点に
相当する第１の時点及び当該区間内の第２の時点を前記
クロック信号の位相に基づいて仮に特定し、仮に特定し
た当該第１及び第２の時点における前記変調波の偏移量
を各々特定して、前記第１の時点における前記物理量の
偏移量の基準値と特定した各偏移量との差に基づいて、
前記変調波の位相からの前記クロック信号の位相のずれ
の向きを特定し、当該ずれを打ち消すような向きに前記
クロック信号の位相が変化するよう前記可変周波数発振
手段を制御する判別手段と、して機能させるためのプロ
グラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
であって、前記可変周波数発振手段は、自己が生成する
前記クロック信号の位相を、前記判別手段の制御に従っ
て変化させる、ことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態にか
かるクロック再生装置及びクロック再生方法を、４値Ｆ
ＳＫ(Frequency Shift Keying)復調器を例として説明す
る。

【００２２】図１は、この発明の実施の形態にかかる多
値シンボル復調器の構成の一例を示す。図示するよう
に、この多値シンボル復調器は、検波部ＲＥＣＴと、遅
延部Ｄ１〜Ｄ４と、４値判定部ＤＥＴと、クロック遅延
部ＣＤと、加算部Ａ１〜Ａ４と、乗算部Ｍと、減衰部Ａ
ＴＴと、ゲート部Ｇと、ローパスフィルタＬＰＦと、可
変周波数発振部ＶＦＯとより構成されている。

【００２３】検波部ＲＥＣＴは、例えば、周波数弁別器
より構成されており、具体的には、例えば比検波器やフ
ォスターシーレー回路等から構成されている。検波部Ｒ
ＥＣＴは、ＦＳＫ変調信号を検波することにより、ＦＳ
Ｋ変調信号の周波数偏移の瞬時値が振幅の瞬時値へと変
換された信号（検波信号）を生成して、この検波信号
を、遅延部Ｄ１及び４値判定部ＤＥＴに並行して供給す
る。検波信号の瞬時値は、ＦＳＫ変調信号の周波数偏移
に実質的に比例している。

【００２４】なお、このＦＳＫ変調信号は、４値のシン
ボルを表すものである。つまり、このＦＳＫ変調信号の
それぞれのシンボル区間は、４種類のシンボルのいずれ
かを、周波数偏移の量により表すものである。そして、
具体的な周波数偏移の量は、順に、１．８［ｋＨｚ］、
０．６［ｋＨｚ］、−０．６［ｋＨｚ］及び−１．８
［ｋＨｚ］の４つのうちいずれかである。

【００２５】ただし、これら４つの周波数偏移の値は代
表値である。シンボル区間があるシンボルを表すために
は、このシンボル区間の周波数偏移が、このシンボルを
表す代表値を中心とする所定の許容範囲内にあればよ
い。

【００２６】具体的には、 （ａ） シンボル区間が代表値１．８［ｋＨｚ］にあた
るシンボルを表すためには、このシンボル区間の周波数
偏移は１．２［ｋＨｚ］以上の範囲にあればよい。 （ｂ） シンボル区間が代表値０．６［ｋＨｚ］にあた
るシンボルを表すためには、このシンボル区間の周波数
偏移は０［ｋＨｚ］以上１．２［ｋＨｚ］未満の範囲に
あればよい。 （ｃ） シンボル区間が代表値−０．６［ｋＨｚ］にあ
たるシンボルを表すためには、このシンボル区間の周波
数偏移は−１．２［ｋＨｚ］以上０［ｋＨｚ］未満の範
囲にあればよい。 （ｄ） シンボル区間が代表値−１．８［ｋＨｚ］にあ
たるシンボルを表すためには、このシンボル区間の周波
数偏移は−１．２［ｋＨｚ］未満の範囲にあればよい。

【００２７】クロック遅延部ＣＤは、例えば、インバー
タ（反転回路）等より構成されている。クロック遅延部
ＣＤは、可変周波数発振部ＶＦＯが後述の通り生成する
シンボルクロックを取得し、このシンボルクロックの位
相をπラジアン（ただしπは円周率）遅らせたものにあ
たる遅延クロックを生成して、遅延部Ｄ１に供給する。

【００２８】４値判定部ＤＥＴは、例えば、アナログ信
号を２ビットのデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog
-to-Digital）コンバータと、このデジタル信号をアナ
ログ信号に変換するＤ／Ａ（Digital-to-Analog）コン
バータとから構成されている。４値判定部ＤＥＴは、検
波部ＲＥＣＴより供給された検波信号を取得して、この
検波信号の値が、上述の（ａ）〜（ｄ）の許容範囲のい
ずれに属するかを判別することにより、この検波信号が
示すシンボルを判別する。そして、判別されたシンボル
を示す４値信号を生成して遅延部Ｄ３に供給する。

【００２９】なお、４値信号がとる各値は、ＦＳＫ変調
信号が各シンボル区間でとる周波数偏移の量が上述の各
代表値をとるときの検波信号の値に一致するものとす
る。具体的には、例えば、周波数偏移がｘ［ｋＨｚ］
（ｘは任意の実数）であるＦＳＫ変調信号を検波して得
られた検波信号の値がｘであるものとして、４値信号
は、上述の４つの代表値（１．８［ｋＨｚ］、０．６
［ｋＨｚ］、−０．６［ｋＨｚ］及び−１．８［ｋＨ
ｚ］）を示す値として、順に、１．８、０．６、−０．
６及び−１．８の各値をとる。

【００３０】また、４値判定部ＤＥＴは、検波信号が表
す周波数偏移の値がどのシンボルについての許容範囲内
にあるかを判別することにより、検波信号が示すシンボ
ルを判別する。すなわち、４値判定部ＤＥＴは、検波信
号の値が、上述した（ａ）〜（ｄ）の許容範囲に相当す
る４つの範囲、すなわち「１．２以上」「０以上１．２
未満」「−１．２以上０未満」及び「−１．２未満」の
いずれに属するかを判別することにより、シンボルを判
別する。

【００３１】遅延部Ｄ１〜Ｄ４は、例えば、入力された
信号の値をクロック信号に応答して記憶し出力するサン
プルホールド回路あるいはラッチ回路等から構成されて
いる。

【００３２】遅延部Ｄ１は、検波部ＲＥＣＴより供給さ
れた検波信号がとる値を、クロック遅延部ＣＤから供給
される遅延クロックに基づいて決まる所定のタイミング
で記憶し、記憶した値を表す信号を、遅延部Ｄ２に供給
する。具体的には、遅延部Ｄ１は、例えば遅延クロック
の立ち上がりを検知して、検知した時点での検波信号の
値を記憶するようにする。

【００３３】遅延部Ｄ２は、遅延部Ｄ１より供給された
信号がとる値を記憶し、記憶した値を表す信号を加算部
Ａ２に供給する。なお、遅延部Ｄ２は、遅延部Ｄ１より
供給された信号の値を記憶するタイミングを、可変周波
数発振部ＶＦＯから遅延部Ｄ２へと供給されるシンボル
クロックに基づいて決定する。ただし、遅延部Ｄ１より
供給された信号の値を遅延部Ｄ２が記憶するタイミング
は、遅延部Ｄ１が検波信号の値を記憶するタイミングよ
り、シンボルクロックの位相πラジアン分遅いものとす
る。

【００３４】従って、例えば、遅延部Ｄ１が、遅延クロ
ックの立ち上がりを検知したタイミングで検波信号の値
を記憶する場合、遅延部Ｄ２は、具体的には、例えばこ
のタイミングからシンボルクロック半周期後に起こるシ
ンボルクロックの立ち上がりを検知し、検知した時点に
遅延部Ｄ１より供給されている信号の値を記憶すればよ
い。

【００３５】遅延部Ｄ３は、４値判定部ＤＥＴより供給
された４値信号がとる値を記憶し、記憶した値を表す信
号を加算部Ａ１、Ａ３、Ａ４及び遅延部Ｄ４に供給す
る。また、遅延部Ｄ３は、記憶している値を表す信号
を、ＦＳＫ変調信号を復調して得られたシンボルを表す
シンボルデータとして、外部に出力する。遅延部Ｄ４
は、遅延部Ｄ３より供給された信号がとる値を記憶し、
記憶した値を表す信号を加算部Ａ１及びＡ４に供給す
る。

【００３６】なお、遅延部Ｄ３は、４値信号の値を記憶
するタイミングを、シンボルクロックに基づいて決定す
る。また、遅延部Ｄ４は、遅延部Ｄ３より供給された信
号の値を記憶するタイミングを、シンボルクロックに基
づいて決定する。ただし、４値信号がとる値を遅延部Ｄ
３が記憶するタイミングは、遅延部Ｄ１より供給された
信号の値を遅延部Ｄ２が記憶するタイミングよりシンボ
ルクロックπラジアン分早いタイミングであるものとす
る。また、遅延部Ｄ３より供給された信号がとる値を遅
延部Ｄ４が記憶するタイミングは、遅延部Ｄ１より供給
された信号がとる値を遅延部Ｄ２が記憶するタイミング
よりシンボルクロックπラジアン分遅いタイミングであ
るものとする。

【００３７】従って、例えば、遅延部Ｄ１が、遅延クロ
ックの立ち上がりを検知したタイミングで検波信号の値
を記憶する場合、遅延部Ｄ３は、具体的には、例えばこ
のタイミングよりシンボルクロック半周期前に起こるシ
ンボルクロックの立ち上がりを検知し、検知した時点で
の４値信号の値を記憶すればよい。また、遅延部Ｄ４
は、具体的には、遅延部Ｄ３が検知した立ち上がりから
シンボルクロック１周期後に起こるシンボルクロックの
立ち上がりを検知し、検知した時点に遅延部Ｄ３より供
給されている信号の値を記憶すればよい。

【００３８】上述のタイミングを図２を参照して説明す
ると、シンボル区間１個分の検波信号が供給されたと
き、（１） まず、この検波信号の値を示す４値信号の
値（図２で「Ｓ１」として示す値）が、シンボルクロッ
クの立ち上がり（図２で「Ｔ１」として示すタイミン
グ）で遅延部Ｄ３により記憶され、（２） （１）の動
作が行われてからシンボルクロック半サイクル後（図２
で「Ｔ２」として示すタイミング）に、遅延クロックの
立ち上がりに応答した遅延部Ｄ１により、この検波信号
の値（図２で「Ｓ２」として示す値）が記憶され、
（３） （２）の動作があってから更にシンボルクロッ
ク半サイクル後（図２で「Ｔ３」として示すタイミン
グ）に、（１）の動作で記憶された４値信号の値Ｓ１
が、遅延部Ｄ４により記憶される。なお、タイミングＴ
３では、タイミングＴ１からシンボルクロック１周期後
の４値信号の値（図２で「Ｓ３」として示す値）が、遅
延部Ｄ３により記憶される。（なお、図２において、検
波信号及び４値信号の値は、ＦＳＫ変調信号の周波数偏
移の値に換算した値を用いて示してある。）

【００３９】加算部Ａ１は、例えば、加算回路等より構
成されている。加算部Ａ１は、遅延部Ｄ３及びＤ４から
それぞれ信号を供給されると、供給された各信号が示す
２個の値の和を表す信号を生成し、減衰部ＡＴＴに供給
する。

【００４０】減衰部ＡＴＴは、例えば、入力された２ビ
ットのデータを下位桁方向に１ビット分算術シフトした
ものに相当するデータを出力する論理回路より構成され
ている。減衰部ＡＴＴは、加算部Ａ１から信号を供給さ
れると、供給された信号の値の２分の１にあたる値を表
す信号を生成し、加算部Ａ２及びＡ３に供給する。減衰
部ＡＴＴが加算部Ａ２及びＡ３に供給する信号の値は、
遅延部Ｄ３及びＤ４が記憶する２個の値の算術平均に相
当する。そして、この算術平均は、後述する処理におい
て、ＦＳＫ変調信号が一つのシンボル区間から他のシン
ボル区間へと遷移する中間点でこのＦＳＫ変調信号がと
るべき周波数偏移の基準値として扱われる。

【００４１】加算部Ａ２は、例えば、反転増幅回路及び
加算回路等より構成されている。加算部Ａ２は、遅延部
Ｄ１及び減衰部ＡＴＴからそれぞれ信号を供給される
と、減衰部ＡＴＴから供給された信号の値と遅延部Ｄ１
から供給された信号の値との差を表す信号を生成し、乗
算部Ｍに供給する。減衰部ＡＴＴが加算部Ａ２に供給す
る信号の値は上述した基準値として扱われるから、加算
部Ａ２が乗算部Ｍに供給する信号の値は、遅延部Ｄ２が
記憶する値とこの基準値との差に相当する。

【００４２】加算部Ａ３は、例えば、反転増幅回路及び
加算回路等より構成されている。加算部Ａ３は、遅延部
Ｄ３及び減衰部ＡＴＴからそれぞれ信号を供給される
と、減衰部ＡＴＴから供給された信号の値と遅延部Ｄ３
から供給された信号の値との差を表す信号を生成し、乗
算部Ｍに供給する。加算部Ａ３が乗算部Ｍに供給する信
号の値は、遅延部Ｄ３が記憶する値と基準値との差に相
当する。

【００４３】加算部Ａ４は、例えば、反転増幅回路及び
加算回路等より構成されている。加算部Ａ４は、遅延部
Ｄ３及びＤ４からそれぞれ信号を供給されると、遅延部
Ｄ４から供給された信号の値と遅延部Ｄ３から供給され
た信号の値との差を表す信号を生成し、ゲート部Ｇに供
給する。加算部Ａ４がゲート部Ｇに供給する信号の値
は、遅延部Ｄ３及びＤ４が記憶する２個の値が互いに等
しいとき実質的に０となり、互いに等しくないときは、
実質的に０でない値となる。

【００４４】乗算部Ｍは、例えば乗算回路等から構成さ
れており、加算部Ａ２及びＡ３からそれぞれ信号を供給
されると、供給された各信号が示す２個の値の積を表す
信号を生成し、ゲート部Ｇに供給する。

【００４５】乗算部Ｍがゲート部Ｇに供給する信号の値
は、遅延部Ｄ３が記憶する値と基準値との差、及び、遅
延部Ｄ２が記憶する値と基準値との差の積に相当する。
そして、この積の正負は、ＦＳＫ変調信号と遅延クロッ
ク（及びシンボルクロック）との位相のずれの向きを表
している。

【００４６】すなわち、この積の符号が正である場合
は、遅延部Ｄ２及びＤ３が記憶する値が、いずれも基準
値より大きいか、又はいずれも基準値より小さい場合で
ある。これらの場合いずれも、遅延部Ｄ２及びＤ３が値
を記憶した両タイミング間でＦＳＫ変調信号の周波数偏
移が単調変化しているものとすれば、遅延クロックの立
ち上がりは、２個のシンボル区間の境界にあたるタイミ
ング（つまり、ＦＳＫ変調信号の周波数偏移が基準値を
とるタイミング）より遅れている。また、シンボルクロ
ックの立ち上がりは、シンボル区間の中央より遅れてい
る。

【００４７】一方、この積の符号が負である場合は、遅
延部Ｄ２及びＤ３が記憶する値のうち一方が基準値より
大きく、他方が基準値より小さい場合である。この場
合、遅延部Ｄ２及びＤ３が値を記憶した両タイミング間
でＦＳＫ変調信号の周波数偏移が単調変化しているもの
とすれば、遅延クロックの立ち上がりは、シンボル区間
の先頭より進んでいる。また、シンボルクロックの立ち
上がりは、シンボル区間の中央より進んでいる。

【００４８】ゲート部Ｇは、例えばアナログスイッチ等
から構成されている。ゲート部Ｇは、加算部Ａ４から供
給されている信号の値が実質的に０でないとき、乗算部
Ｍから供給された信号をローパスフィルタＬＰＦへと供
給する。一方、加算部Ａ４から供給されている信号の値
が実質的に０であるとき、乗算部Ｍが供給する信号のロ
ーパスフィルタＬＰＦへの供給を停止する。

【００４９】従って、遅延部Ｄ３及びＤ４が記憶してい
る値が互いに異なるとき、乗算部Ｍが供給した信号はゲ
ート部Ｇを経てローパスフィルタＬＰＦへと供給され、
遅延部Ｄ３及びＤ４が記憶している値が互いに等しいと
き、乗算部ＭからローパスフィルタＬＰＦへの信号の供
給は遮断される。

【００５０】ローパスフィルタＬＰＦは、値（２・Ｍ）
をフルスケールとするカウンタや、カウンタ用のクロッ
クを発生する発振回路などからなっており（ただしＭは
正の整数）、カウント値を記憶する。カウント値の初期
値（例えばこの多値シンボル復調器の動作開始直後にお
ける値）はＭであり、ゲート部Ｇから供給された信号の
値が正である間は、一定の周期でカウント値をカウント
アップし、この信号の値が負である間は、当該周期でカ
ウント値をカウントダウンする。そして、カウント値が
（２・Ｍ）に達すると、可変周波数発振部ＶＦＯに、シ
ンボルクロックの位相を進めるよう指示する制御信号を
供給して、カウント値をリセットする（すなわち、カウ
ント値をＭに戻す）。一方、カウント値が０に達する
と、可変周波数発振部ＶＦＯに、シンボルクロックの位
相を遅らせるよう指示する制御信号を供給して、カウン
ト値をリセットする。

【００５１】従って、ローパスフィルタＬＰＦは、カウ
ント値がリセットされて以降（又は、初期状態以降）ゲ
ート部Ｇから供給される信号の値が正である期間の累計
と負である期間の累計との差が一定量に達すると、可変
周波数発振部ＶＦＯに指示して、この差が０になるよう
な向きに（つまり、シンボルクロックとＦＳＫ変調信号
との位相のずれが解消されるような向きに）、シンボル
クロックの位相を変化させる。

【００５２】可変周波数発振部ＶＦＯは、例えば電圧制
御発振器（ＶＣＯ）より構成されており、シンボルクロ
ックを生成して、遅延部Ｄ２〜Ｄ４及びクロック遅延部
ＣＤに供給し、また、外部に出力する。可変周波数発振
部ＶＦＯが生成するシンボルクロックの周波数は、初期
状態（例えばこの多値シンボル復調器の動作開始直後）
では所定のフリーラン周波数にほぼ等しいものとする。
そして、可変周波数発振部ＶＦＯは、ローパスフィルタ
ＬＰＦから制御信号を供給されるたびに、この制御信号
に従って、シンボルクロックの周波数を変化させる。す
なわち、シンボルクロックの位相を遅らせるよう指示す
る制御信号がローパスフィルタＬＰＦから供給されると
シンボルクロックの位相を遅らせ、シンボルクロックの
位相を進めるよう指示する制御信号がローパスフィルタ
ＬＰＦから供給されるとシンボルクロックの位相を進め
る。

【００５３】この多値シンボル復調器が上述した動作を
行う結果、シンボルクロックは、検波信号に同期するよ
うにロックされる。具体的には、遅延クロックの立ち上
がりがシンボル区間の先頭及び末尾を正しく示すものと
なり、従ってシンボルクロックの立ち上がりはシンボル
区間の中央を正しく示すものとなる。このため、ＦＳＫ
変調信号から多値のシンボルが正しく復元される。

【００５４】なお、この多値シンボル復調器の構成は、
上述のものに限られない。例えば、遅延部Ｄ１〜Ｄ４、
４値判定部ＤＥＴ、クロック遅延部ＣＤ、加算部Ａ１〜
Ａ４、乗算部Ｍ、減衰部ＡＴＴ、ゲート部Ｇ、ローパス
フィルタＬＰＦ及び可変周波数発振部ＶＦＯの機能の一
部又は全部は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）や
ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサに
より行われていてもよい。また、この多値シンボル復調
器は遅延クロックを出力してもよいし、シンボルデータ
として出力する信号は遅延部Ｄ４が記憶する信号であっ
てもよい。

【００５５】また、検波部ＲＥＣＴは、復調する対象の
ＦＳＫ変調信号をデジタル形式の信号に変換するための
Ａ／Ｄコンバータと、ＤＳＰやＣＰＵなどのプロセッサ
とにより構成されていてもよい。もっとも、復調する対
象のＦＳＫ変調信号はデジタル信号として外部から供給
されてもよく、この場合は検波部ＲＥＣＴがＡ／Ｄコン
バータを備えている必要はない。

【００５６】また、この多値シンボル復調器が復調する
シンボルは４値に限られず、１６値、６４値など任意の
情報量を有するシンボルであってよい。また、偏移の代
表値や許容範囲は上述のものに限られない。

【００５７】また、検波部ＲＥＣＴが検波する信号はＦ
ＳＫ変調信号でなくてもよく、例えば、ＰＳＫ（Phase
Shift Keying）変調信号でもよいし、又はその他、搬送
波の何らかの物理量の偏移でシンボルを表すものであれ
ばよい。

【００５８】また、この多値シンボル復調器は、加算部
Ａ１〜Ａ４及び減衰部ＡＴＴに代えて、遅延部Ｄ３及び
Ｄ４が記憶する値の算術平均を示す信号が加算部Ａ２に
供給され、遅延部Ｄ３が記憶する値と遅延部Ｄ４が記憶
する値との差に比例する値を示す信号が乗算部Ｍに供給
され、遅延部Ｄ３及びＤ４が記憶する値が互いに等しい
か否かを示す信号がゲート部Ｇに供給されるような任意
の回路を備えていてもよい。

【００５９】また、ローパスフィルタＬＰＦは、カウン
タに代えて、乗算部Ｍから供給された信号の値を積分し
た結果を示す信号を出力する積分回路を備えていてもよ
い。この場合、ローパスフィルタＬＰＦは、積分回路に
よる積分の結果が所定の上限に達したとき、可変周波数
発振部ＶＦＯに、シンボルクロックの位相を進めるよう
指示する制御信号を供給し、この積分の結果が所定の下
限に達したとき、可変周波数発振部ＶＦＯに、シンボル
クロックの位相を遅らせるよう指示する制御信号を供給
し、これらの制御信号を供給するとほぼ同時に積分回路
をリセットして、積分回路が出力する信号が、上述の上
限と下限との算術平均を示すようにするものであればよ
い。

【００６０】また、検波部ＲＥＣＴは、フレーム同期を
とるために、フレームの先頭及び末尾を示す所定のフレ
ーム同期パターンを検出するようにしてもよい。そし
て、フレームの先頭を示すフレーム同期パターンとフレ
ームの末尾を示すフレーム同期パターンとに挟まれた部
分以外を示す検波信号を遅延部Ｄ１や４値判定部ＤＥＴ
に供給しないようにしてもよい。

【００６１】また、４値判定部ＤＥＴにより判別された
シンボルの集合が、音声をボコーダによって符号化した
結果を表している場合、この多値シンボル復調器は、４
値信号をデコードして音声を表す信号を復元するデコー
ダを備えていてもよい。

【００６２】以上、この発明にかかるクロック再生装置
及びクロック再生方法を説明したが、この発明のクロッ
ク再生装置は、専用のシステムによらず、通常のコンピ
ュータシステムを用いて実現可能である。例えば、パー
ソナルコンピュータに、上述の動作を実行するためのプ
ログラムを格納した媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ
−ＲＯＭ等）から該プログラムをインストールすること
により、上記処理を実行する多値シンボル復調器を構成
することができる。

【００６３】また、例えば、通信ネットワークの掲示板
（ＢＢＳ）に該プログラムをアップロードし、これをネ
ットワークを介して配信してもよい。ネットワークを介
した配信は、該プログラムにより搬送波を変調して得ら
れる変調波を伝送することにより行ってもよい。そし
て、このプログラムを起動し、ＯＳの制御下に、他のア
プリケーションプログラムと同様に実行することによ
り、上述の処理を実行することができる。

【００６４】なお、ＯＳが処理の一部を分担する場合、
あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構
成するような場合には、記録媒体には、その部分を除い
たプログラムを格納してもよい。この場合も、この発明
では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各機
能又はステップを実行するためのプログラムが格納され
ているものとする。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、多値のシンボルを表す変調信号を復調するために用
いるクロック信号を再生できるクロック再生装置及びク
ロック再生方法が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかる多値シンボル復
調器の基本構成を示すブロック図である。

【図２】検波信号、４値信号、遅延部により記憶される
値、シンボルクロック及び遅延クロックを示すグラフで
ある。

【図３】従来のクロック再生装置の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

ＲＥＣＴ 検波部 ＤＥＴ ４値判定部 Ａ１〜Ａ４、１０７ 加算部 Ｍ、１０６ 乗算部 Ｄ１〜Ｄ４、１０１〜１０４ 遅延部 ＡＴＴ 減衰部ＡＴＴ Ｇ、１０８ ゲート部 ＬＰＦ、１０９ ローパスフィルタ ＣＤ、１０５ クロック遅延部 ＶＦＯ 可変周波数発振部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クロック信号を生成する可変周波数発振手
   段と、 搬送波の所定の物理量が偏移することによりシンボルを
   表している変調波を取得し、前記変調波内において１個
   のシンボルを表す区間の中間点に相当する第１の時点及
   び当該区間内の第２の時点を前記クロック信号の位相に
   基づいて仮に特定し、仮に特定した当該第１及び第２の
   時点における前記変調波の偏移量を各々特定して、前記
   第１の時点における前記物理量の偏移量の基準値と特定
   した各偏移量との差に基づいて、前記変調波の位相から
   の前記クロック信号の位相のずれの向きを特定し、当該
   ずれを打ち消すような向きに前記クロック信号の位相が
   変化するよう前記可変周波数発振手段を制御する判別手
   段と、を備え、 前記可変周波数発振手段は、自己が生成する前記クロッ
   ク信号の位相を、前記判別手段の制御に従って変化させ
   る、 ことを特徴とするクロック再生装置。
2. 【請求項２】同一区間内において第１の時点は第２の時
   点に時間的に先行しており、 前記変調波が表すべき各々のシンボルには、当該シンボ
   ルを表すために前記物理量がとるべき偏移量の代表値が
   割り当てられていて、 前記判別手段は、前記第２の時点における前記代表値
   を、当該第２の時点における前記物理量の偏移量に基づ
   いて特定し、第１の区間内で仮に特定した前記第２の時
   点における前記代表値と当該第１の区間に隣接する区間
   である第２の区間内で仮に特定した前記第２の時点にお
   ける前記代表値との平均値を、当該第１の区間の中間点
   における前記変調波の偏移量の基準値として扱う、 ことを特徴とする請求項１に記載のクロック再生装置。
3. 【請求項３】前記判別手段は、各々の区間について、前
   記第１の時点における前記物理量の偏移量と前記基準値
   との差、及び、前記第２の時点における前記変調波の偏
   移量と前記基準値との差の積の符号の正負を判別し、当
   該判別の結果に基づいて、前記ずれの向きを特定する、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載のクロック再生
   装置。
4. 【請求項４】前記判別手段は、前記特定した正負が正で
   あった回数と負であった回数との差を、カウント期間内
   において、正負の判別を行う毎に特定し、特定した差の
   絶対値が一定値に達したとき、当該カウント期間内で特
   定された回数が多かった方の符号に基づいて前記ずれの
   向きを特定し、当該カウント期間を終了させて、次のカ
   ウント期間を開始させる、 ことを特徴とする請求項３に記載のクロック再生装置。
5. 【請求項５】前記判別手段は、第１の区間内で仮に特定
   した前記第２の時点における前記変調波の偏移量と、当
   該第１の区間の直前の区間である第２の区間内で仮に特
   定した前記第２の時点における前記変調波の偏移量と
   が、互いに同一のシンボルに相当するか否かを判別し、
   同一のシンボルに相当すると判別したとき、当該第１の
   区間についての前記正負の判別を中止する、 ことを特徴とする請求項３又は４に記載のクロック再生
   装置。
6. 【請求項６】クロック信号を生成し、搬送波の所定の物
   理量が偏移することによりシンボルを表している変調波
   を取得し、前記変調波内において１個のシンボルを表す
   区間の中間点に相当する第１の時点及び当該区間内の第
   ２の時点を前記クロック信号の位相に基づいて仮に特定
   し、仮に特定した当該第１及び第２の時点における前記
   変調波の偏移量を各々特定して、前記第１の時点におけ
   る前記物理量の偏移量の基準値と特定した各偏移量との
   差に基づいて、前記変調波の位相からの前記クロック信
   号の位相のずれの向きを特定し、当該ずれを打ち消すよ
   うな向きに前記クロック信号の位相を変化させる、 ことを特徴とするクロック再生方法。
7. 【請求項７】コンピュータを、 クロック信号を生成する可変周波数発振手段と、 搬送波の所定の物理量が偏移することによりシンボルを
   表している変調波を取得し、前記変調波内において１個
   のシンボルを表す区間の中間点に相当する第１の時点及
   び当該区間内の第２の時点を前記クロック信号の位相に
   基づいて仮に特定し、仮に特定した当該第１及び第２の
   時点における前記変調波の偏移量を各々特定して、前記
   第１の時点における前記物理量の偏移量の基準値と特定
   した各偏移量との差に基づいて、前記変調波の位相から
   の前記クロック信号の位相のずれの向きを特定し、当該
   ずれを打ち消すような向きに前記クロック信号の位相が
   変化するよう前記可変周波数発振手段を制御する判別手
   段と、して機能させるためのプログラムであって、 前記可変周波数発振手段は、自己が生成する前記クロッ
   ク信号の位相を、前記判別手段の制御に従って変化させ
   る、 ことを特徴とするプログラム。