JP2801171B2 - クロック信号同期回路 - Google Patents

クロック信号同期回路

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豪藏 鹿毛
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株式会社ワイ・アール・ピー移動通信基盤技術研究所
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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、スペクトラム拡
散通信(SSRA)等の疑似ランダム信号(PN信号)
を用いる通信方式の受信機に用いられるクロック信号同
期回路に関する。特に、上記通信方式の移動通信におけ
る電波伝搬特性を測定する測定器に適したクロック信号
同期回路に関する。
【0002】上記移動通信における電波伝搬特性の測定
は、疑似ランダム信号(以下、PN信号という)を連続
して繰り返し送信し、これの受信特性を測定することに
より行われる。該測定は、主として移動無線におけるフ
ェージングの影響を測定することを目的に行われる。こ
の発明は、該測定における、受信したPN信号のビット
誤り率測定や、遅延プロファイル測定等の基準として使
われるクロック信号を安定して再生させるために用いら
れる。
【0003】
【従来の技術】従来のクロック信号同期回路としては、
復調出力を整流し、クロック信号周波数成分を含む波形
を作り、Qの高いフィルタを通してクロック信号周波数
成分のみを取り出し、これをパルス化して用いるのが一
般的であった。この方法では、受信電界強度が下がって
復調出力のS/Nが劣化するのを防止し、再生クロック
信号の位相を安定させるためには、Qの高いフィルタを
使用する必要があった。
【0004】しかし、この従来方法では、急激なフェー
ジングにより復調出力に過大な雑音が生じる時や、長時
間受信電界強度が低下し、雑音が連続するような場合
は、前記フィルタでは十分な信号が得られず、再生した
クロック信号の位相がふらつくので、特に測定用として
用いることが困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来不可
能だった、変動の激しいフェージングの生じている環境
でも、安定して伝搬特性が測定できる測定器を提供する
ことを目的とし、そのために疑似ランダム信号(PN信
号)の受信品質を監視し、該受信品質が良好である時の
み上記受信信号を基にクロック信号再生手段の位相修正
を行い、受信品質が良好でないと判断される時は、ルビ
ジュウム発振器等の分周出力を上記位相修正を行なわず
に(前の状態を維持したまま)そのままクロック源とし
て用いるようにした受信機を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明のクロック信号
同期回路は、繰り返し連続して送信されている疑似ラン
ダム信号(PN信号)を受信する移動無線受信装置にお
いて、復調出力を2つに分け、該復調出力の一方より再
生クロック信号を得るクロック信号再生手段と、該復調
出力の他方をそのままデジタル信号に変換する変換手段
と、該デジタル信号について前記受信された疑似ランダ
ム信号(PN信号)が正しく受信されているか否かを監
視する受信状態監視手段からなり、前記受信状態監視手
段によって前記受信された疑似ランダム信号(PN信
号)が正しく受信されていると判断されるときのみ、前
記クロック信号再生手段における位相修正を行わせ, 前
記受信された疑似ランダム信号(PN信号)がフェージ
ング等により正しく受信されていないと判断されるとき
は、ルビジューム発振器等の出力を上記位相修正を行わ
ずにそのままクロック源として用いる構成からなってい
る。
【0007】また、前記受信状態監視手段は、前記受信
された疑似ランダム信号(PN信号)と所定の疑似ラン
ダム信号(PN信号)との一致を調べることにより、前
記疑似ランダム信号(PN信号)が正しく受信されてい
るか否かを検知するPN信号検知手段と、該PN信号検
知手段の一致出力が一定時間継続しているとき、前記受
信された疑似ランダム信号(PN信号)の品質が良好で
あると判断して前記クロック信号再生手段における位相
修正を行わせるためのコントロール信号を出力する判断
手段から構成されている。
【0008】さらに、前記クロック信号再生手段は、ル
ビジュウム等の高安定発振回路、該発振回路出力を分周
するカウンタ、及び前記受信された疑似ランダム信号
(PN信号)の品質が良好のときのみONとなり前記復
調出力を通過させるスイッチ、前記スイッチを通過した
復調出力を整流してクロック信号周波数成分を取り出す
フィルタ、該フィルタ出力の立ち上がりを検出して前記
カウンタにコントロール信号を出し、前記高安定発振回
路の分周出力の位相修正を行わせる立ち上がり検出回路
から構成されている。
【0009】
【発明の実施の形態】図1はこの発明のクロック信号同
期回路の実施例を示す図である。図1において、受信中
間周波信号は復調器1により復調されてベースバンド信
号X1 として出力される。ベースバンド信号X1 は一方
で比較器2によって、デジタル信号X2 に変換されて受
信状態監視回路3へ出力される。また、他方では、ベー
スバンド信号X1 は、クロック信号再生回路4に送ら
れ、再生クロックfCLK を得るため用いられる。
【0010】受信状態監視回路3は、PN信号検知回路
5と判断回路6から構成される。該PN信号検知回路に
おいて、受信された疑似ランダム信号(PN信号)は、
送信側と同じ生成規則にしたがって構成されたシフトレ
ジスタ7とゲート回路8が使われている。したがって、
伝送路の状態が良好であり、受信された疑似ランダム信
号に誤りがなければ、PN検知回路においてX2 とX8
は一致し、加算器(排他的論理和)9の出力はでPN信
号を受信しているときは常に「0」が出力される。この
状態であれば、カウンタ10、インバータ11及びAN
D回路12からなる判断回路6は、出力x3が立ち上が
るまでAND回路12が開いてカウントを続け、X3
立ち上がった時点でカウントを停止する。
【0011】次に、疑似ランダム信号に誤りが発生する
と、X5 が「1」になり、カウンタ10がリセットさ
れ、X3 は「0」になる。X3 が「0」となると、イン
バータ11を介してAND回路2が開き、クロック信号
CLK をカウンタ10へ入力させる。その後、所定時間
1 後カウンタ10が立ち上がると、インバータ11を
介してAND回路12を閉じ、クロック信号fCLK がカ
ウンタ10に入力するのを遮断する。すなわち、判断回
路6は、X5 が「1」状態になると、一定時間だけ出力
が「0」となる。これは、受信しているデジタル信号に
誤りがあったことを示している。
【0012】クロック信号再生回路4は、ベースバンド
信号X1 より電子スイッチ13を経て、整流回路14に
よりクロック信号周波数成分を求め、Qの高い狭帯域フ
ィルタ15によってクロック周波数成分を取り出す。こ
こで、電子スイッチ13は受信状態監視回路出力X3
「1」の時、すなわち、デジタル信号X2 が正常にPN
信号を受信しているときのみONとなり、ベースバンド
信号X1 を通過させ、クロック周波数成分を通してい
る。
【0013】フィルタ15の出力は、ヒステリシス特性
を有する比較回路16によって比較される。比較回路1
6は、X15の振幅が抵抗25と26で定まる一定値以上
になると、比較出力X16が変化する。比較回路出力X16
はデジタル的に「0」または「1」であり、この変化が
次の立ち上がり変化検出回路17によって検出される。
【0014】立ち上がり変化検出回路17は、受信状態
監視回路3の出力X3 によって制御される。X3
「0」であれば、その機能を停止して、出力X17
「0」となる。X3 が「0」→「1」と変化したとき、
該回路17は抵抗21とコンデンサ23で定まる時間T
2 の経過後動作を開始する。この時間T2 は、雑音によ
る誤動作を防ぐ意味があり、この時定数回路は電子スイ
ッチ13がONになって後、フィルタの出力が十分なレ
ベルになってから上記回路を動作させるため設けられて
いる。立ち上がり変化検出回路17は、動作状態におい
て(X3 が「1」状態になって、時間T2 経過後)、波
形X16が立ち上がった時点で細いパルスX17を出して、
カウンタ29をリセットする。上記回路17は、X16
立ち上がった瞬間はコンデンサ20が放電されるまでの
わずかな時間コンデンサ出力が「1」のため、AND回
路24の出力が「1」となる。
【0015】クロック信号再生回路4において、受信状
態監視回路出力X3 は電子スイッチ13及び立ち上がり
変化検出回路17を制御し、X3 =「0」状態の時は、
電子スイッチ13はOFFであり、立ち上がり変化検出
回路7の出力X17は「0」である。
【0016】すなわち、受信デジタル信号X2 のPN信
号に誤りが発生しているときは、X3 =「0」であり、
受信状態は不良である。このとき、フィルタ15にS/
Nの悪い受信波形が入力することを妨げる。同時に、X
17=「0」にして、カウンタ29より得られる再生クロ
ックfCLK のX17による位相修正を行わないようにす
る。
【0017】この間、再生クロックは位相修正がなされ
ないが、今、発振回路28をルビジウム発振器を用いる
とすると、周波数安定度α=10-11 程度の高安定のも
のを送信側、受信側の双方に使用すれば、デジタル信号
伝送速度fb=1Mbps=106 bps、再生クロッ
クとして1ビットの時間幅の10%程度の位相誤差が許
容できるとすると、0.1/(αfb)=104 〔se
c〕≒2.8時間は位相修正しなくても実用上の問題は
ない。
【0018】次に、PN信号が正常に受信されるように
なれば、所定時間後X3 が「1」となり、電子スイッチ
がONとなって、X1 をもとに得たフィルタ出力X15
さらにはこれに基づいた立ち上がり検出回路出力X17
より受信波形に基づく位相修正が行われる。このように
して、再生クロックfCLK が受信信号と同期する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は受信状
態が良好で、受信しているデジタル信号に誤りが発生し
ていない時だけ、再生クロック信号の位相を受信電波の
復調器出力に同期させるものであり、受信状態が良好で
ないときは、クロック信号再生回路自身が持っている高
安定の発振回路の分周出力をそれ以前の状態を維持した
まま使うので、急激なフェージングによる位相の乱れを
生じないばかりでなく、長時間連続して続く雑音にも強
い、安定したクロック信号を得ることができる。
【0020】したがって、移動無線通信において重要
な、激しいフェージングの生じているような電波伝搬環
境の悪い状態でも、クロック信号が安定して確保できる
ので、該クロック信号を基準にして従来不可能だったビ
ット誤り率や遅延特性等の測定を続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 復調器 2 比較器 3 受信状態監視回路 4 クロック信号再生回路 5 PN信号検知回路 6 判断回路 7 シフトレジスタ 8 PN信号を生成するためのゲート回路 9 加算器(排他的論理和回路) 10 カウンタ 11 インバータ 12 AND回路 13 電子スイッチ 14 整流器 15 狭帯域フィルタ 16 ヒステリシスをもった比較回路 17 立ち上がり変化検出回路 18 インバータ 24 AND回路 28 発振回路 29 カウンタ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 1/707 H04L 7/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繰り返し連続して送信されている疑似ラ
    ンダム信号(PN信号)を受信する移動無線受信装置に
    おいて、復調出力を2つに分け、該 復調出力の一方より再生クロ
    ック信号を得るクロック信号再生手段と、該復調出力
    他方をそのままデジタル信号に変換する変換手段と、該
    デジタル信号について前記受信された疑似ランダム信号
    (PN信号)が正しく受信されているか否かを監視する
    受信状態監視手段からなり、前記受信状態監視手段によ
    って前記受信された疑似ランダム信号(PN信号)が
    しく受信されていると判断されるときのみ、前記クロッ
    ク信号再生手段における位相修正を行わせ, 前記受信さ
    れた疑似ランダム信号(PN信号)がフェージング等に
    より正しく受信されていないと判断されるときは、ルビ
    ジューム発振器等の出力を上記位相修正を行わずにその
    ままクロック源として用いることを特徴とするクロック
    信号同期回路。
  2. 【請求項2】 前記受信状態監視手段は、前記受信され
    た疑似ランダム信号(PN信号)と所定の疑似ランダム
    信号(PN信号)との一致を調べることにより、前記疑
    似ランダム信号(PN信号)が正しく受信されているか
    否かを検知するPN信号検知手段と、該PN信号検知手
    段の一致出力が一定時間継続しているとき、前記受信さ
    れた疑似ランダム信号(PN信号)が正しく受信されて
    いると判断して前記クロック信号再生手段における位相
    修正を行わせるためのコントロール信号を出力する判断
    手段からなることを特徴とする前記請求項1記載のクロ
    ック信号同期回路。
  3. 【請求項3】 前記クロック信号再生手段は、ルビジュ
    ウム等の高安定発振回路と、該発振回路出力を分周する
    カウンタ、及び前記受信された疑似ランダム信号(PN
    信号)が正しく受信されているときのみONとなり前記
    復調出力を通過させるスイッチ、前記スイッチを通過し
    た復調出力を整流してクロック信号周波数成分を取り出
    すフィルタ、該フィルタ出力の立ち上がりを検出して、
    前記カウンタにコントロール信号を出し、前記高安定発
    振回路の分周出力の位相修正を行わせる立ち上がり検出
    回路からなることを特徴とする前記請求項1記載のクロ
    ック信号同期回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0795702B2 (ja) * 1989-04-28 1995-10-11 株式会社ケンウッド スペクトラム拡散通信の同期コントロール装置
JPH05219016A (ja) * 1991-12-09 1993-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送受信回路
JPH07135474A (ja) * 1993-11-09 1995-05-23 Nec Corp スペクトル拡散受信装置

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