JP2009141744A - 通信装置及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム受信を行う通信装置において、フレームの受信特性を向上することができる技術を提供する。
【解決手段】従来、サンプリングポイントの決定をプリアンブルフィールドだけで決定していたものを、フレーム受信中継続して、最適なサンプリングポイントを探し続けるようにする。変化回数集計回路２０８は、サンプリングポイント毎に変化点集計カウンタを持ち、サンプリングポイント毎の変化回数を集計する。変化点を検出したら、変化ポイントの集計カウンタをインクリメントし、他のポイントの集計カウンタをディクリメントする。サンプリングポイント選択回路２０９は、変化回数集計回路２０８の変化点集計カウンタを参照し、最も変化回数が多いサンプリングポイントの逆相を選択し、データのサンプリング回路２０１に指示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信装置及び半導体装置に関し、特にその装置の受信回路部分の構成に適用して有効な技術に関する。

本発明者が検討した技術として、例えば、通信装置においては、以下の技術が考えられる。

図６は、本発明の前提として検討した通信装置に内蔵される受信回路の構成を示すブロック図である。

図６の受信回路を内蔵する通信装置を利用した通信システムは、通信装置間を二線で接続し、フレームを使って通信するシステムである。このシステムは、フレームの符号化コードとして、ＦＭ０を使用する。フレーム構成は、先頭からプリアンブルフィールド、ＳＯＦ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｆｒａｍｅ）フィールド、データフィールド、ＥＯＦ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｆｒａｍｅ）フィールドを持つ。フレーム受信は、受信回路の通信クロックの逓倍クロックでオーバーサンプリングする。受信回路は、フレームのプリアンブルフィールドの検出時、サンプリングポイントを検出し、フレーム受信完了までサンプリングポイントを固定する。

ところで、前記のような通信装置の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。

例えば、通信装置間の通信用クロックには周波数偏差がある。そして、受信フレームにはジッタが乗る。したがって、フレーム長が長く、通信装置間の通信用クロックの偏差が大きいと、サンプリングポイントがずれ、パケットを正しく受信できなくなる。

また、受信データにジッタが乗り、変化点検出ポイントがずれることにより、データのサンプリングポイントを誤り、パケットを正しく受信できない。

そこで、本発明の目的は、フレーム受信を行う通信装置において、フレームの受信特性を向上することができる技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明による通信装置及び半導体装置は、従来、サンプリングポイントの決定をプリアンブルフィールドだけで決定していたものを、フレーム受信中継続して、最適なサンプリングポイントを探し続けるようにしたものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

フレーム受信を行う通信装置において、フレームの受信特性が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の一実施の形態による通信装置の構成を示すブロック図である。

まず、図１により、本実施の形態による通信装置の構成の一例を説明する。本実施の形態による通信装置１０１ａ，１０１ｂは、例えば、二線を使ったデジタルドアホンシステムに利用される装置である。このデジタルドアホンシステムでは、通信装置間を二線で接続し、フレームを使ってデジタル音声データの通信が行われる。例えば、通信装置１０１ａは親機、通信装置１０１ｂは子機である。通信装置１０１ａ，１０１ｂのそれぞれは、受信回路１０２ａ，１０２ｂ、送信回路１０３ａ，１０３ｂなどを備えている。受信回路１０２ａ，１０２ｂ、送信回路１０３ａ，１０３ｂは、周知の半導体製造技術によって１個又は２個以上の半導体チップ上に形成された半導体装置である。

図２は本発明の一実施の形態による通信装置１０１ａ，１０１ｂに内蔵される受信回路１０２ａ，１０２ｂの構成を示すブロック図である。

図２に示すように、受信回路１０２ａ，１０２ｂは、例えば、サンプリング回路２０１、プリアンブル検出回路２０２、変化ポイント検出回路２０３、ＳＦＤ検出回路２０４、ＥＯＦ検出回路２０５、受信データ復号化回路２０６、受信サンプリング全体制御回路２０７、変化回数集計回路２０８、サンプリングポイント選択回路２０９などから構成される。

本実施の形態による通信装置の仕様の一例を以下に示す。

通信距離：２４０ｍ
伝送媒体上の伝送速度：最大１２．５Ｍｂｐｓ
伝送媒体上のクロック周波数：最大２５．０ＭＨｚ
符号化方式：ＦＭ０
データサンプリング周波数：１５０ＭＨｚ
転送方式：半二重通信、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）
図３は、本実施の形態の通信装置におけるフレーム構成を示す図である。

図３に示すように、本実施の形態の通信装置におけるフレーム構成は、先頭からプリアンブルフィールド、ＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）フィールド、データフィールド、ＥＯＦ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｆｒａｍｅ）フィールドを持つ。データフィールドには、デジタル音声データ等が含まれる。

図４は、本実施の形態の通信装置における符号化コードＦＭ０の波形を示す図である。

本実施の形態の通信装置は、フレームの符号化コードとして、ＦＭ０を使用する。図４に示すように、ＦＭ０は、極性（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗレベル）に関係なく、１クロック毎に値が変化するものが”０”、変化しないものが”１”である。

図５は、本実施の形態の通信装置におけるサンプリングポイントを示す図である。

本実施の形態の通信装置において、フレーム受信は、受信回路の通信クロックの逓倍クロックでオーバーサンプリングする。図５は、サンプリングクロックが通信クロックの６逓倍、すなわちサンプリングポイントが６相の場合を示している。

前記背景技術で説明したように、今までの受信回路は、フレームのプリアンブルフィールドの検出時、サンプリングポイントを検出し、フレーム受信完了までサンプリングポイントを固定していた。一方、本実施の形態による受信回路１０２ａ，１０２ｂは、サンプリングポイントの決定をプリアンブルフィールドだけで決定していたものを、フレーム受信中、継続して、最適なサンプリングポイントを探し続けるものである。

具体的には、変化回数集計回路２０８は、サンプリングポイント毎に変化点集計カウンタを持ち、サンプリングポイント毎の変化回数を集計する。変化点を検出したら、変化ポイントの集計カウンタをインクリメントし、他のポイントの集計カウンタをディクリメントする。カウンタは、周波数偏差が大きい時の追従性を考慮して、上限値／下限値を持つ。

サンプリングポイント選択回路２０９は、最適なサンプリングポイントを選択する。すなわち、変化回数集計回路２０８の変化点集計カウンタを参照し、最も変化回数が多いサンプリングポイントの逆相（最も変化が少ないサンプリングポイント）を選択し、データのサンプリング回路２０１に指示する。例えば、図５の例で、サンプリングポイント３の変化点集計カウンタが最も大きい値を示した場合、その逆相であるサンプリングポイント０を選択し、サンプリング回路２０１に指示する。なお、サンプリングポイントが６相の場合、１の逆相は４、２の逆相は５、３の逆相は０、４の逆相は１、５の逆相は２、０の逆相は３である。

受信サンプリング全体制御回路２０７は、変化回数集計回路２０８に対する集計開始、集計カウンタのクリア等の集計制御、サンプリングポイント選択回路２０９に対するパケット受信中か否かの通知等の制御を行う。

以上のように、本実施の形態による通信装置に内蔵される受信回路は、プリアンブルフィールド検出時のみでなく、フレーム受信中、すべての通信データに基づいて最適なサンプリングポイントを選択して補正を行うので、フレームの受信特性が向上する。

したがって、本実施の形態の通信装置によれば、データの通信速度を上げることができる。また、通信装置間の通信用クロック偏差精度を緩和することができる。また、ジッタの許容量が大きくなり、通信距離を延ばすことができる。また、通信用クロック発振器の周波数偏差の許容範囲が広がるため、安価な発振器を使用することができる。また、通信装置間の通信距離が延び、システムとしての最大延長距離が延びる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、過去のデータ変化点の履歴を持ち、データの変化ポイントを統計的に導き、最適なサンプリングポイントを探すようにしてもよい。

また、前記実施の形態においては、デジタル音声データの通信装置について説明したが、これに限定されるものではなく、音声データ以外の通信装置についても適用可能である。

本発明は、デジタルドアホンシステム等のデジタル音声データ通信システムに利用することができる。

本発明の一実施の形態による通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態による通信装置に内蔵される受信回路の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態の通信装置におけるフレーム構成を示す図である。 本発明の一実施の形態の通信装置における符号化コードＦＭ０の波形を示す図である。 本発明の一実施の形態の通信装置におけるサンプリングポイントを示す図である。 本発明の前提として検討した通信装置に内蔵される受信回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０１ａ，１０１ｂ 通信装置
１０２ａ，１０２ｂ 受信回路
１０３ａ，１０３ｂ 送信回路
２０１ サンプリング回路
２０２ プリアンブル検出回路
２０３ 変化ポイント検出回路
２０４ ＳＦＤ検出回路
２０５ ＥＯＦ検出回路
２０６ 受信データ復号化回路
２０７ 受信サンプリング全体制御回路
２０８ 変化回数集計回路
２０９ サンプリングポイント選択回路

Claims (6)

1. デジタル音声データを含むフレームを受信する受信回路を有する通信装置であって、
   前記受信回路は、
   フレーム受信中継続して、各サンプリングポイントにおける受信データの変化回数を集計する集計回路と、
   前記集計回路で集計された情報に基づき、最適なサンプリングポイントを選択する選択回路とを有することを特徴とする通信装置。
2. 請求項１記載の通信装置において、
   前記選択回路は、最適なサンプリングポイントとして、最も変化回数が多いサンプリングポイントの逆相を選択することを特徴とする通信装置。
3. 請求項１記載の通信装置において、
   前記受信回路は、プリアンブル検出時のみでなく、フレーム受信中全期間において、前記集計回路及び前記選択回路により最適なサンプリングポイントを選択し、サンプリングポイントを補正することを特徴とする通信装置。
4. デジタル音声データを含むフレームを受信する受信回路を有する半導体装置であって、
   前記受信回路は、
   フレーム受信中継続して、各サンプリングポイントにおける受信データの変化回数を集計する集計回路と、
   前記集計回路で集計された情報に基づき、最適なサンプリングポイントを選択する選択回路とを有することを特徴とする半導体装置。
5. 請求項４記載の半導体装置において、
   前記選択回路は、最適なサンプリングポイントとして、最も変化回数が多いサンプリングポイントの逆相を選択することを特徴とする半導体装置。
6. 請求項４記載の半導体装置において、
   前記受信回路は、プリアンブル検出時のみでなく、フレーム受信中全期間において、前記集計回路及び前記選択回路により最適なサンプリングポイントを選択し、サンプリングポイントを補正することを特徴とする半導体装置。

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