JP2003511969A - Pcmクロックと擬似ランダム・クロックとの同期 - Google Patents
Pcmクロックと擬似ランダム・クロックとの同期Info
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Abstract
Description
DMA通信システム内の複数のリモート装置に対して同期クロック信号を供給す
ることに関する。
RNT:remote network terminal)との間で情報信号を送信する場合、情報信
号を正確に通信するためには、通信システムのRNTと基地局のクロック信号を
互いに同期しなければならない。例えば、各RNTが4.096MHzのPCM
クロックを有する、同期CDMA通信システム内では、PCMクロックを基地局
の極めて安定した擬似乱数(PN:pseudorandom number)クロックと同期させ
ることが有利である。
れるPN信号から、PNクロック信号を復元する。RNTは、復元したPNクロ
ック信号を基準信号として利用して、RNT内でPCMクロックの同期を行うこ
とができる。例えば、復元されたPNクロック信号は、システムの処理利得によ
って分周され、64kHzの基準信号を供給できる。この64kHz基準信号は
、RNTが自己の回路をクロックするために必要な同期4.096MHzのPC
Mクロックを供給するために、64倍できる。
したクロック信号に対して必要な演算を実行するために、RNT内でかなりの量
の余分な回路を必要とする。さらに、この手法は、所望の周波数を提供するため
に、周波数逓倍演算を必要とする。これらの周波数逓倍演算は、逓倍された信号
に含まれる雑音を信号の周波数と共に逓倍させるので、この手法によって供給さ
れるクロック信号はかなりの量のジッター(jitter)を含むことがある。さらに、
基準クロックの周波数ふらつき(frequency wandering)を補償するために、基準
クロックを絶えず位相調整する必要がある場合、更なるジッターが基準クロック
信号に発生する可能性がある。
T内で供給し、このように供給された同期クロック信号が低いジッターを有し、
かつ大幅な追加回路を必要としないようにすることが望ましい。
たジッターを有する同期システム・クロック信号を供給するための方法が開示さ
れ、この同期システム・クロック信号は受信PNクロック信号と同期される。本
方法は、安定した高周波数基準信号を供給し、この高周波数基準信号を分周して
、複数のシステム・クロック位相を有するシステム・クロック信号を供給するこ
とを含む。また、本方法は、同期システム・クロック信号を供給するために、受
信PN信号に基づいて複数のシステム・クロック位相からシステム・クロック位
相を調整可能に選択する。受信PNクロック信号は、受信PNクロック信号のP
N位相調整を行うことによって復元される。トラッキング制御信号はPN位相調
整に基づいて供給され、システム・クロック位相はこのトラッキング制御信号に
基づいて調整可能に選択される。高周波数基準信号は、分周する前に逓倍できる
。
同様な要素を表すものとする。
テム10は、移動CDMA通信システムの基地局またはRNT内で用いるための
クロック信号を供給する。クロック発生システム10内で、温度補償水晶発振器
24は、システム・クロック・ライン26上で安定した基準クロック信号を発生
する。温度補償水晶発振器24の基準クロックは、極めて安定した信号であるべ
きである。クロック発生システム10の一つの好適な実施例では、温度補償水晶
発振器(TCXO)24は、13.312MHzのクロック信号を供給する。
加される。位相同期ループ28によって行われる周波数合成は、システム・クロ
ック・ライン26の基準クロックの周波数の16倍の周波数を有する出力信号を
与える。これは、RNTを基地局に同期する際に、RNT内の復号を適正受信位
相に調整できるようにするための高分解能を与える。位相同期ループ28は、位
相比較器およびデジタル発振器を含んでもよい。さらに、位相同期ループ28は
、ループ・フィルタ38を有してもよい。ループ・フィルタ38は、位相比較器
からの誤差信号を除去する。この濾波された誤差信号により、発振器からより安
定した出力が得られる。
ライン14上で供給される。VCOクロック・ライン14のクロック信号は、位
相同期ループ28の出力周波数のプログラマブル調整を可能にするため、プログ
ラマブル・フィードバック・ブロック20を介して位相同期ループ28の第2入
力にフィードバックされる。プログラマブル・フィードバック・ブロック20で
は、VCOクロック・ライン14の信号はK分周されてから、位相同期ループ2
8の入力に印加される(ここで、Kはプログラマブルな整数値である)。
ntal phase modulator)34に印加される。増分位相変調器34は、VCOクロ
ック信号を2MP分周し、クロック発生システム10のメイン・クロック信号出
力36を与える。増分位相変調器34内では、VCOクロック・ライン14のク
ロック信号の分周をこのように行う際に、チップ・クロック信号の全部で2M個
の異なる位相がある。例えば、好適な実施例では、PMの値は12または16で
もよい。メイン・クロック信号(またはチップ・クロック信号)は、メイン・ク
ロック信号出力ライン36上に現れ、これはRNT内の回路のうちアナログ/デ
ジタル(A/D)コンバータ(図示せず)をクロックするために用いられる。
のように設けられる。DSPとは、逓倍器および加算器など高速な演算回路を一
般に内蔵する専用マイクロプロセッサのことである。これらの回路は、音声,音
楽またはモデム波形などのデジタル信号を処理するのに有用である。本発明によ
ると、DSPは、CDMA通信システム内で必要なPN符号トラッキングを含む
、多数の処理を実行する。PN符号トラッキング処理は、復元されたPNクロッ
クが所定の量だけ先行あるいは遅延する際に、その位相を調整することを含む。
これらのPN調整は、クロック発生システム10のクロック信号を同期させる際
に用いられる。例えば、DSPによって行われるPN位相調整に関する情報は、
メイン・クロック信号出力ライン36上でチップ・クロックの位相を選択するた
めに利用できる。これらの位相調整は、PNクロックの位相調整を表すトラッキ
ング制御信号をDSPから供給することによって行われる。このように供給され
たトラッキング制御信号は、増分位相変調器34内でPNの値を調整するために
利用できる。これにより、メイン・クロック信号出力ライン36のクロックを復
元PNクロックの位相調整に基づいて進めたり遅らせることができ、メイン・ク
ロック信号出力ライン36のクロック信号のジッターを大幅に低減する。
DSPクロック制御ライン32を介して増分位相変調器34に印加される。DS
Pクロック制御ライン32上の信号は、増分位相変調器34内の利用可能な位相
のうち+もしくは−位相の選択を指示できる。これらの位相調整は、当業者に理
解されるように、RNTの「ウェークアップ」期間中に行うことができる。
更なる基準クロック信号を供給するために、分周ブロック42に印加される。ク
ロック出力ライン46上のクロック信号は、メイン・クロック信号出力ライン3
6の信号をL分周することによって求められる。
.096MHzのPCMクロックを発生するためにも用いられる。PCM信号を
供給するために、VCOクロック・ライン14はクロック分周回路18に印加さ
れ、このクロック分周回路18はクロック出力ライン22上で4.096MHz
のPCMクロック信号を供給するために必要な分周を行う。例えば、VCOクロ
ック・ライン14のPCMクロック信号は、クロック分周回路18内で2F分周
でき、ここでFは24.375の値を有してもよい。次に、クロック出力ライン
22の信号はIOM−2バスによって用いられる。このIOM−2バスは、標準
化された電気通信バスであり、さまざまな企業の異なる装置が互いに動作するこ
とを可能にするための共通インタフェースを提供する。
ロック信号の発生は二段階の処理である。第1段階では、必要レートの2倍を有
する中間クロック信号が与えられる。第2段階では、この中間クロック信号は2
分の1に分周される。これは、約50%のデューティ・サイクルを達成するため
に行われる。クロック分周回路18によって行われる分周は、分周カウンタにお
いて2つの異なるエンド・カウントを利用して行われる非整数分周でもよい。さ
らに、この分周は、増分位相変調器34内で与えられる複数の位相について説明
したように、複数の位相を与えることができる。従って、4.096MHz信号
をPNクロックに同期させるためには、分周回路18もDSPクロック制御ライ
ン32を介してDSPによって与えられるトラッキング制御信号によって制御さ
れる。トラッキング制御信号は、クロック分周回路18内で利用可能な位相を調
整可能に選択する。
0によって出力できる。クロック分周回路12は、VCOクロック・ライン14
のクロック信号を受けて、これをN分周するが、ここでNは整数値または非整数
値でもよい。例えば、Nは、7.68MHzの周波数を有する信号をクロック出
力ライン上で供給するために、値26を有する。また、クロック分周回路12内
の分周は、二段階の処理として行うことができ、複数の選択可能な位相を与える
ことができる。従って、DSPは、DSPクロック制御ライン32を介してクロ
ック分周回路12の出力位相を調整可能に出力できる。クロック出力ライン16
上の信号出力は、RNT内のISDNチップに印加できる。そのため、ISDN
チップが同期した7.68MHzのクロック信号を必要とする場合、この出力が
該信号を与える。これにより、RNTはエンド・ユーザがRNTに接続できるI
SDN機器をサポートできる。
、TCXO24およびループ・フィルタ38を除いて、ASIC上に形成される
。本発明の本実施例では、RNTが必要とする上記の各クロック信号は、システ
ム・クロック・ライン26の基準クロックに基づいてASIC内で生成される。
このように生成された各クロック信号は、RNTの回路によって用いるために、
ASICによって供給される。
選択された帯域幅について規定される。表I内で15MHz帯域幅について規定
された値は、基準値として与えられる。
0の本代替実施例は、移動通信システムの基地局またはRNT内で利用するのに
適している。本好適な実施例では、クロック発生システム80の全ての要素は、
TCXO94,ループ・フィルタ110,位相同期ループ118および位相同期
ループ118のフィードバック・ループ122を除いて、ASIC上に形成され
る。クロック発生システム80の構成要素94,110,118,122は、A
SICに対して外部の離散的素子として設けることができる。
から64kHz基準信号を受ける。ASICの内部素子によってこのように供給
された64kHz基準信号は、従来のように必要な4.096MHzクロック信
号を生成するために外部素子118,122によって用いられる。
ープ98に印加するTXCO94を含む。好ましくは、TXCO94からの基準
クロック信号は24.96MHzのシステム・クロック信号である。位相同期ル
ープ98は、ループ・フィルタ110を有するデジタル位相同期ループでもよい
。周波数合成は、当業者に周知なように、位相同期ループ98内で行われ、19
9.68MHzなど、TXCO94の基準信号の倍数となる周波数を有する信号
を供給する。
られるクロック信号である。このVCOクロック信号86は、位相同期ループ9
8の出力周波数を制御するため、プログラマブル・フィードバック・ブロック9
0を介して位相同期ループ98の入力にフィードバックされる。フィードバック
・ブロック90内では、VCOクロック・ライン86の信号はPM分周されてか
ら、位相同期ループ98の入力に印加される。
にも印加され、この増分位相変調器106はクロック信号を2PM分周して、チ
ップ・レート・クロック信号の複数の位相を与える。チップ・レート・クロック
信号の複数の位相のうち選択された位相は、クロック・ライン108上で利用可
能になる。クロック・ライン108のチップ・レート・クロック信号の周波数は
、TXCO94によって与えられる基準クロック信号の周波数の2分の1である
。
ロック制御ライン102を介してDSPの制御下で行われる。これにより、増分
位相変調器内で利用可能な複数の位相のうちの一つを調整可能に選択できる。増
分位相変調器106は、クロック出力ライン108を介して、A/Dコンバータ
(図示せず)などRNTの他の素子に、この選択されたチップ・レート・クロッ
クを印加する。
上で4.096MHz信号を生成するために用いられる。4.096MHz信号
を生成するために、クロック出力ライン108は、分周ブロック114などの分
周ブロックに印加され、それによりクロック信号はL分周される(ここで、Lは
処理利得である)。このように求められた分周ブロック114の分周クロック信
号は、位相同期ループ98の基準を与えるために、位相同期ループ98の入力に
印加される。
て位相同期ループ118の残りの入力にフィードバックされる。フィードバック
・ブロック122では、出力クロック・ライン126の信号は64分周される。
クロック出力ライン126の4.096MHz信号は、IOM−2バスに印加し
てもよい。
80によって出力される。クロック分周回路84はクロック・ライン86から信
号を受けて、クロック出力ライン92上で7.68MHzクロック信号を与える
。このクロック出力ライン92の信号は、DSPクロック制御ライン102を介
してDSPの制御下で、クロック・ライン86のクロック信号の周波数をN分周
することによって形成される。このN分周は、前述のように二段階の処理として
行うことができる。そして、クロック出力ライン92の信号は、RNT内のIS
DNチップに印加される。
、ASIC内の内部で、あるいはASICによって供給される64kHzクロッ
ク信号をASIC外部の位相同期ループ118に印加することのいずれかにより
、生成できる。いずれにせよ、生成される4.096MHzクロックは、トラッ
キング制御信号を利用してPNクロックに同期され、低ジッターで供給される。
クロック発生システム10で説明したように、ASIC内部で4.096MHz
クロックを生成するほうが一般に好ましいと考えられるが、クロック発生システ
ム80の外部位相同期ループ方法によって提供される結果は許容可能である。
するためにPNトラッキング制御符号を利用することによって生じるジッターは
、表IIにおいて選択された帯域幅について規定される。
例を示す。本実施例では、クロック発生システム150は、VCO156を介し
て入力クロック・ライン154から入力PCMクロック信号を受ける。また、P
CMクロック信号は、入力クロック・ライン154を介してPCMハイウェイに
供給される。VCO156は入力PCMクロック信号を逓倍し、それによって得
られるシステム基準クロック信号をシステム・クロック・ライン174を介して
位相同期ループ170に印加する。好ましくは、入力PCMクロック信号は、2
.048MHzの周波数を有し、VCO156は入力PCMクロック信号の周波
数を24.96MHzに逓倍する。このVCO156の出力における24.96
MHz信号は、RNTのPNレートの2倍である。望ましければ、位相同期ルー
プ170にループ・フィルタ178を設けてもよい。
に周波数合成を行う。位相同期ループ170の出力信号は、VCOクロック・ラ
イン166およびフィードバック・ブロック158を介して位相同期ループ17
0の第2入力にフィードバックされる。このフィードバック・ブロック158で
は、位相同期ループ170の出力信号はPM分周される。フィードバック・ブロ
ック158の出力は、フィードバック・ライン160を介して位相同期ループ1
70の入力に印加される。本発明の一実施例では、Pは値1を有し、Mは値8を
有する。
増分位相変調器186は、上記の実施例の増分位相変調器34,106について
説明したように、位相同期ループ170から受けた信号を2PM分周し、分周信
号の複数の選択可能な位相を与える。従って、増分位相変調器186の出力位相
も、上述のように、DSPクロック制御ライン184を介してDSPの制御下で
調整可能である。増分位相変調器186の分周出力信号は、A/Dコンバータ(
図示せず)などRNT内の他の素子をクロックするために、出力ライン190を
介して印加される。
ック分周回路182はシステム・クロック・ライン174の信号を受けて、クロ
ック出力ライン188上でPNクロック信号を与える。このクロック出力ライン
188のクロック信号は、クロック・ライン174のクロック信号の周波数をあ
る分周率、すなわち本発明の好適な実施例では分周率2、で分周することによっ
て形成される。なお、クロック出力ライン188のクロック信号の位相は本発明
の本実施例では調整可能に選択されない。
156およびループ・フィルタ178を除いて、ASIC上に形成される。これ
らの要素156,178は、ASICに対して外部の離散的素子として設けるこ
とができる。
.096MHzクロックに影響を及ぼすことが理解されよう。一つのジッター源
は、クロック分周ブロック18の非整数分周である。このジッターTVCOは、
ほとんどの周波数について非整数分周のために必要な2つの異なるエンド・カウ
ントを有するカウンタを利用することによって生じる。例えば、F=24.37
5という値を得るためには、24および25のエンド・カウントを利用しなけれ
ばならない。このジッター源の結果、公称ジッターは、約5ナノ秒であるカウン
タ・クロックの周期に等しくなる。
2のトラッキング制御信号に基づくPN位相のトラッキングである。このジッタ
ーは、クロック分周ブロック18の非整数分周によるジッターと相加的である。
上述のように、クロック分周回路12とクロック分周回路18はともに、増分的
に位相変調される場合に、PNクロックに同期したクロック信号を生成する。さ
らに、クロック分周回路12,18両方の二段階の分周処理において、入力の高
周波数クロック信号は、表IIに示すように、公称非整数値によって分周される
。そして、50%デューティ・サイクル・クロックを生成するために、2分周回
路が用いられる。クロック制御ライン32のトラッキング制御信号は、同期を維
持するために公称分周値を修正すべきかどうかを判定するために用いられる。ジ
ッターおよびグリッチを最小限に抑えるために、分周値の修正は同期的に行われ
る。
整によって生じる拡張(extension)または切捨て(truncation)に起因するクロッ
ク・パルスの変化を計算することによって求めることができる。PNクロックの
利用可能な位相の数は2Mであり、クロックは増分位相変調器34において1/
2PM分周器によって生成されるので、PNクロックの位相の調整は+/−P*
TVCOである。従って、これが必要なときには、分周ブロック18のカウンタ
は公称エンド・カウントで停止しない。むしろ、カウンタは公称エンド・カウン
トのプラスあるいはマイナスPで停止する。分周ブロック18の2分周カウンタ
の出力にて、ジッターは、たとえ調整が非整数分周に起因するジッターを補償し
ても、VCOクロックの2P周期となることがある。この結果、最大ジッターは
2*P*TVCOとなる。従って、トラッキングに起因して追加されるジッター
は、せいぜい(2P−1)TVCOである。
ーは、表IIIにおいて選択された帯域幅について規定される。さらに、各帯域
幅に対する最大ジッターも、表IIIにて規定する。
明の精神および範囲から逸脱せずに当業者により可能である。上記の内容は、説
明のためのものであり、特定の形式を制限するものではない。
RNT内で基準クロック信号を供給するためのクロック発生システムを示す。
RNT内で基準クロック信号を供給するための図1のクロック発生システムの代
替実施例を示す。
RNT内で基準クロック信号を供給するための図1のクロック発生システムの第
2代替実施例を示す。
したクロック信号に対して必要な演算を実行するために、RNT内でかなりの量
の余分な回路を必要とする。さらに、この手法は、所望の周波数を提供するため
に、周波数逓倍演算を必要とする。これらの周波数逓倍演算は、逓倍された信号
に含まれる雑音を信号の周波数と共に逓倍させるので、この手法によって供給さ
れるクロック信号はかなりの量のジッター(jitter)を含むことがある。さらに、
基準クロックの周波数ふらつき(frequency wandering)を補償するために、基準
クロックを絶えず位相調整する必要がある場合、更なるジッターが基準クロック
信号に発生する可能性がある。 米国特許第5,917,850号および同第4,942,590号に記載されている受信システム
は複数の位相偏移した基準信号を発生し、これら発生ずみの位相偏移した基準信
号から受信信号に同期した信号として選択する。
Claims (8)
- 【請求項1】 受信したPNクロック信号を有するシステムにおいて、低減
されたジッターを有する同期システム・クロック信号、すなわち前記受信したP
Nクロック信号に同期した前記同期システム・クロックを供給する方法であって
、 安定した高周波数基準信号を供給する過程と、 前記高周波数基準信号を分周して、複数のシステム・クロック位相を有するシ
ステム・クロック信号を供給する過程と、 前記同期システム・クロック信号を供給するために、受信PN信号に従って前
記複数のシステム・クロック位相からシステム・クロック位相を調整可能な形で
選択する過程と を含む同期システム・クロック信号供給方法。 - 【請求項2】 前記受信したPNクロック信号のPN位相調整を行うことに
より、前記受信PNクロック信号を復元する過程を含む請求項1記載の同期シス
テム・クロック信号供給方法。 - 【請求項3】 前記PN位相調整に従ってトラッキング制御信号を生ずる過
程を含む請求項1記載の同期システム・クロック信号供給方法。 - 【請求項4】 前記トラッキング制御信号に従って前記システム・クロック
位相を調整可能な形で選択する過程を含む請求項3記載の同期システム・クロッ
ク信号供給方法。 - 【請求項5】 前記分周の前に、前記高周波基準信号を逓倍する過程を含む
請求項1記載の同期システム・クロック信号供給方法。 - 【請求項6】 周波数シンセサイザを利用して前記高周波数基準信号を逓倍
する過程を含む請求項5記載の同期システム・クロック信号供給方法。 - 【請求項7】 温度補償水晶発振器を利用して前記高周波数基準信号を生ず
る過程を含む請求項1記載の同期システム・クロック信号を供給する方法。 - 【請求項8】 受信したPNクロック信号を有するシステムにおいて、低減
されたジッターを有する同期システム・クロック信号、すなわち前記受信したP
Nクロック信号に同期した前記同期システム・クロックを供給するシステムであ
って、 安定した高周波数基準信号を供給する手段と、 前記高周波数基準信号を分周して、複数のシステム・クロック位相を有するシ
ステム・クロック信号を供給する手段と、 前記同期システム・クロック信号を供給するために、受信PN信号に従って前
記複数のシステム・クロック位相からシステム・クロック位相を調整可能な形で
選択する手段と を含む同期システム・クロック信号供給システム。
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