JP2850692B2 - フレーム同期装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタルデータの通信
を行う無線通信システムの受信器に利用されるフレーム
同期装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタルデータの通信を行う無
線通信システムの研究開発が盛んである。データを時分
割して通信する時分割多重システムにおいては、各フレ
ームの同期をとるフレーム同期信号が必要である。上記
フレーム同期信号を発生する手段の１つとして、デジタ
ル・フェーズ・ロック・ループを用いたフレーム同期装
置がある。

【０００３】以下に従来のフレーム同期装置について説
明する。図４は従来のフレーム同期装置のブロック構成
を示すものである。

【０００４】図４において、４０１は受信データであ
る。４０２はデータ復調部で、受信データを復調してデ
ィジタルデータ系列４０３を出力する。４０４はデータ
相関部で、復調されたディジタルデータ系列を用いて同
期信号４０５を発生する。４０６はフレーム同期部で、
同期信号を用いてフレーム同期信号４０７を発生する。

【０００５】以上のように構成されたフレーム同期装置
について、以下その動作について説明する。

【０００６】まず、データ復調部４０２で、受信データ
４０１からディジタルデータ系列４０３が復調される。
復調されたディジタルデータ系列４０３と既知の同期デ
ータの相関をデータ相関部４０４でとり、設定値を越え
る相関が得られたときに同期信号４０５が出力される。
出力された同期信号４０５は、フレーム同期部４０６に
送られ、後述するＤＰＬＬを用いたフレーム同期部４０
６によって、フレーム同期信号４０７が出力される。

【０００７】つぎに従来のＤＰＬＬを有したフレーム同
期部４０６について以下説明する。図５は従来のフレー
ム同期装置のフレーム同期部４０６のブロック構成を示
すものである。

【０００８】図５において、５０１はデータ相関部４０
４からの同期信号である。５０２は位相比較部で、同期
信号５０１と現在のフレーム信号５０８の位相を比較し
位相誤差５０３を出力する。５０４は誤差カウンタで、
位相誤差を累積する。５０５はその誤差カウンタの値で
ある。５０６は誤差判定部で、誤差カウンタ値５０５を
判定しリセット信号５０７と位相制御信号５１２を出力
する。５１１は位相制御部で、フレーム位相誤差５１２
に基づき位相制御信号５１０を出力してフレーム同期信
号の位相を制御する。５０９はフレーム信号発生部で、
位相制御信号５１０に基づき送信のフレーム周期とほぼ
同じ周期でフレーム同期信号５０８を出力する。

【０００９】以上のように構成されたフレーム同期装置
のフレーム同期部４０６について、以下その動作につい
て説明する。

【００１０】まず、位相比較部５０２で現在のフレーム
同期信号５０８と同期信号５０１との位相の比較を行
い、同期信号の位相が進んでいるときには＋１、同期信
号の位相が遅れているときには−１が位相誤差５０３と
して出力される。出力された位相誤差５０３は誤差カウ
ンタ５０４に累積される。累積された位相誤差５０５
は、絶対値が設定値を越えていないかどうかを誤差判定
部５０６で判定される。累積位相誤差の絶対値が設定値
を越えると、累積誤差の符号が正の場合にはフレーム位
相誤差として＋１を出力し、負の場合には−１を出力す
る。同時に誤差カウンタ５０４をリセットする。出力さ
れたフレーム位相誤差５１２は位相制御部５１１に入力
され、フレーム位相誤差が＋１のときにはフレーム同期
信号の位相を１単位進め、−１のときには１単位遅らせ
るように位相制御信号を使ってフレーム同期部を制御す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、同期信号と現在のフレーム同期信号の位
相の比較を行う度に誤差カウンタの値が必ず変化するた
め、同期信号とフレーム同期信号の位相誤差が、フレー
ム同期信号の位相の最小制御単位である位相比較部の動
作クロックの幅で変動し続け、フレーム同期信号の位相
を必要な精度に保つには位相比較部の動作クロックをあ
まり低くできないという課題を有していた。

【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、ディジタルデータの通信を行う無線通信システムに
おいて、安定したフレーム同期信号を発生することがで
きる手段を持つフレーム同期装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のフレーム同期装置は、フレーム同期手段に、
同期信号と現在のフレーム同期信号の位相比較におい
て、同期信号の位相が現在のフレーム同期信号の位相よ
りも進んでいるか遅れているかという２つの判定の他
に、位相比較部の動作クロック以下の位相誤差の場合に
は位相が一致しているとみなす３つの判定値を出力でき
る位相比較部を設け、位相が一致している場合には誤差
カウンタの絶対値を１減ずる動作をする構成を有してい
る。

【００１４】

【作用】この構成によって、同期信号とフレーム同期信
号の位相が一致した後、フレーム同期信号が変動するこ
となく安定したフレーム同期信号を得ることができる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第
１の実施例におけるフレーム同期装置のブロック結線図
である。

【００１６】図１において、１０１は図示していないデ
ータ相関部からの同期信号である。１０２は位相比較部
で、同期信号と現在のフレーム信号の位相を比較し位相
誤差１０３を出力する。１０４はカウンタ制御部で、位
相誤差１０３と現在の誤差カウンタの値からカウンタ制
御信号１０５を出力する。１０６は誤差カウンタで、位
相誤差を累積する。１０７はその誤差カウンタの値であ
る。１０８は誤差判定部で、累積誤差を判定しリセット
信号１０９とフレーム位相誤差信号１１４を出力する。
１１１はフレーム信号発生部で、送信のフレーム周期と
ほぼ同じ周期でフレーム同期信号１１０を出力する。１
１３はフレーム同期信号の位相を制御するフレーム位相
制御部で、フレーム信号発生部１１１を制御する位相制
御信号１１２を出力する。

【００１７】以上のように構成されたフレーム同期装置
のフレーム同期について、図１を用いてその動作につい
て説明する。

【００１８】まず、位相比較部１０２で現在のフレーム
同期信号１１０と同期信号１０１との位相の比較を行
い、同期信号１０１の位相が進んでいるときには＋１、
同期信号１０１の位相が遅れているときには−１、２つ
の信号の位相差が位相比較部１０２の動作クロックより
も小さく、一致しているとみなせるときには０が位相誤
差１０３として出力される。

【００１９】出力された位相誤差１０３は、カウンタ制
御部１０４に入力される。カウンタ制御部１０４では、
位相誤差１０３と誤差カウンタ値１０７を用いてカウン
タ制御信号１０５を出力する。位相誤差１０３が１また
は−１のときには、そのまま１または−１をカウンタ制
御信号１０５として出力する。位相誤差１０３が０のと
きには、誤差カウンタの値１０７を参照し、誤差カウン
タの値１０７が正のときには−１、負のときには１、０
のときには０をカウンタ制御信号１０５として出力す
る。出力されたカウンタ制御信号１０５は、誤差カウン
タ１０６に累積される。累積された誤差カウンタの値１
０７は、誤差判定部１０８で、絶対値が設定値を越えて
いないかどうかを判定される。誤差カウンタの値１０７
が設定値を越えた場合、誤差カウンタの値１０７が正の
ときには＋１、負のときには−１をフレーム位相誤差１
１４として出力する。同時に、リセット信号１０９を出
力して誤差カウンタ１０６をリセットする。

【００２０】フレーム位相制御部１１３では、フレーム
位相誤差１１４が正のときにはフレーム同期信号１１０
の位相を１単位進め、負のときには１単位遅らせるよう
に、フレーム信号発生部１１１にフレーム位相制御信号
１１２を出力する。フレーム信号発生部１１１では、フ
レーム位相制御部１１３からのフレーム位相制御信号１
１２に応じて、フレーム同期信号１１０の位相を制御す
る。

【００２１】以上本実施例によれば、同期信号と現在の
フレーム同期信号の位相比較において、同期信号の位相
が現在のフレーム同期信号の位相よりも進んでいるか遅
れているかという２つの判定の他に、位相比較部の動作
クロックよりも小さな位相誤差の場合には位相が一致し
ているとみなす３種類の判定ができる位相比較部１０２
を設け、位相が一致している場合には誤差カウンタの絶
対値を１減ずる動作をする構成にすることにより、同期
信号とフレーム同期信号の位相が一致した後、フレーム
同期信号が変動することなく安定したフレーム同期信号
を得ることができる。

【００２２】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図面を参照しながら説明する。図２は本発明の
第２の実施例におけるフレーム同期装置のブロック結線
図である。

【００２３】図２において、２０１はデータ相関部から
の同期信号、２０２は位相比較部、２０３は位相誤差、
２０４はカウンタ制御部、２０５はカウンタ制御信号、
２０６は誤差カウンタ、２０７は誤差カウンタの値、２
０８は誤差判定部、２０９は誤差カウンタのリセット信
号、２１０はフレーム同期信号、２１１はフレーム信号
発生部、２１２は位相制御信号、２１３はフレーム位相
制御部、２１４はフレーム位相誤差で、以上は図１の構
成と同様なものである。図１の構成と異なるのは同期信
号２０１を位相制御部２１３にも入力するようにした点
である。

【００２４】以上のように構成されたフレーム同期装置
のフレーム同期について、図２を用いてその動作につい
て説明する。

【００２５】本実施例は、第１の実施例と比較して、位
相制御部２１３において、初期状態で、フレーム同期信
号２１０の位相が未定のときには、同期信号２０１の立
ち上がりを用いてフレーム信号発生部２１１の内部の分
周カウンタをリセットすることによって、同期信号２０
１の位相とフレーム同期信号２１０の位相を瞬時にあわ
せるように、フレーム信号発生部２１１を位相制御信号
２１２を用いて制御する点が異なっており、他の動作は
第１の実施例と同様である。

【００２６】以上のように、フレーム同期信号の位相の
初期引き込みのときに、同期信号の位相にただちにフレ
ーム同期信号の位相をあわせることにより、フレーム同
期信号の位相引き込みを高速に行うことができる。

【００２７】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について図面を参照しながら説明する。図３は本発明の
第３の実施例におけるフレーム同期装置のブロック結線
図である。

【００２８】図３において、３０１はデータ相関部から
の同期信号、３０２は位相比較部、３０４はカウンタ制
御部、３０５はカウンタ制御信号、３０６は誤差カウン
タ、３０７は誤差カウンタの値、３０８は誤差判定部、
３０９は誤差カウンタのリセット信号、３１３はフレー
ム同期信号、３１４はフレーム信号発生部、３１５は位
相制御信号、３１６はフレーム位相制御部、３１７はフ
レーム位相誤差で、以上は図２の構成と同様なものであ
る。

【００２９】図２の構成と異なるのは位相誤差判定部３
１０を新たに設け、位相比較部３０２からの絶対位相誤
差３０３を位相誤差判定部３１０に入力し、位相誤差判
定部３１０から位相誤差３１１をカウンタ制御部３０４
に出力するようにした点と、位相誤差判定部３１０から
初期引き込み制御信号３１２を位相制御部３１６に出力
するようにした点である。

【００３０】以上のように構成されたフレーム同期装置
のフレーム同期部について、図３を用いてその動作につ
いて説明する。

【００３１】本実施例は、第２の実施例と比較して、フ
レーム位相誤差判定部３１０において、絶対位相誤差３
０３を監視し、絶対位相誤差３０３の絶対値が設定値を
越える状態が設定回数続く場合には、同期信号３０１の
位相にただちにフレーム同期信号３１３の位相をあわせ
るように、フレーム信号発生部３１４を位相制御信号３
１５を用いて制御するように位相制御部３１６を初期引
き込み制御信号３１２を用いて初期引き込み状態にする
点が異なっており、他の動作は第２の実施例と同様であ
る。

【００３２】以上のように、同期信号とフレーム同期信
号の位相のずれが大きい状態が続くときに、同期信号の
位相にただちにフレーム同期信号の位相をあわせること
により、同期信号の位相が大きく変化したときや初期引
き込みが正しく行われなかったときでも、フレーム同期
信号の位相再引き込みを高速に行うことができる。

【００３３】なお、第２の実施例では第１の実施例につ
け加える構成で説明したが、従来のデジタル・フェーズ
・ロック・ループ（ＤＰＬＬ）につけ加える構成でもよ
い。また、第３の実施例では第２の実施例に修正を加え
る構成で説明したが、従来のデジタル・フェーズ・ロッ
ク・ループ（ＤＰＬＬ）を修正する構成でもよいことは
言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、受信データを復
調してディジタルデータ系列を得るデータ復調手段と、
復調されたデータと既知の同期データとの相関をとり同
期信号を発生するデータ相関手段と、同期信号を用いて
デジタル・フェーズ・ロック・ループによりフレーム同
期信号を発生するフレーム同期手段を有するフレーム同
期装置に、現在のフレーム同期信号の位相とデータ相関
部からの同期信号の位相を比較するときに、位相がどち
らにずれているかという２つの状態の他に、位相が一致
しているという状態をフレーム同期部内の位相比較部に
よって検知し、位相が一致している場合には誤差カウン
タ内の累積誤差の値の絶対値を１減ずる動作をするフレ
ーム同期部を設けることにより、同期信号とフレーム同
期信号の位相が一致した後、フレーム同期信号が変動す
ることなく、位相比較部の動作クロックが低くても安定
したフレーム同期信号を得ることができる優れたフレー
ム同期装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるフレーム同期装
置の要部ブロック結線図

【図２】本発明の第２の実施例におけるフレーム同期装
置の要部ブロック結線図

【図３】本発明の第３の実施例におけるフレーム同期装
置の要部ブロック結線図

【図４】従来のフレーム同期装置のブロック結線図

【図５】従来のフレーム同期装置のフレーム同期部のブ
ロック結線図

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１、４０５、５０１ 同期信号 １０２、２０２、３０２、５０２ 位相比較部 １０３、２０３、３１１、５０３ 位相誤差 １０４、２０４、３０４ カウンタ制御部 １０５、２０５、３０５ カウンタ制御信号 １０６、２０６、３０６、５０４ 誤差カウンタ １０７、２０７、３０７、５０５ 誤差カウンタ値 １０８、２０８、３０８、５０６ 誤差判定部 １０９、２０９、３０９、５０７ リセット信号 １１０、２１０、３１３、４０７、５０８ フレーム同
期信号 １１１、２１１、３１４、５０９ フレーム信号発生部 １１２、２１２、３１５、５１０ 位相制御信号 １１３、２１３、３１６、５１１ フレーム位相制御部 １１４、２１４、３１７、５１２ フレーム位相誤差 ３０３ 絶対位相誤差 ３１０ 位相誤差判定部 ３１２ 初期引き込み制御信号 ４０１ 受信データ ４０２ データ復調部 ４０３ ディジタルデータ系列 ４０４ データ相関部 ４０６ フレーム同期部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信データを復調してディジタルデータ
   系列を得るデータ復調手段と、その復調されたデータと
   既知の同期データとの相関をとり同期信号を発生するデ
   ータ相関手段と、その同期信号を用いてディジタルフェ
   イズロックループによりフレーム同期信号を発生するフ
   レーム同期手段とを具備し、前記フレーム同期手段は、
   フレーム信号発生部が生成する現在のフレーム同期信号
   の位相と前記データ相関手段からの同期信号との位相が
   どちらにずれているかという２つの状態（「＋１、−
   １」値）の他に、位相が一致しているという状態
   （「０」値）を検出する位相比較部と、前記位相比較部
   の検出した各状態（「＋１、０、−１」値）を加えて累
   積値を保存するとともに、前記位相比較部で位相が一致
   している場合（「０」値）には、累積値が「０」値以外
   のときはその累積値の絶対値を１減じ、累積値が「０」
   値のときはその累積値を維持する誤差カウンタと、前記
   誤差カウンタの累積値が一定値を越えると、前記フレー
   ム信号発生部の生成するフレーム同期信号の位相を制御
   する位相制御部とを有するフレーム同期装置。
2. 【請求項２】 初期状態で、フレーム同期信号の位相が
   未定のときには、データ相関部からの最初の同期信号の
   位相に、ただちにフレーム同期信号の位相をあわせるこ
   とを特徴とする請求項１記載のフレーム同期装置。
3. 【請求項３】 フレーム同期信号の位相とデータ相関部
   からの同期信号の位相のずれが設定値よりも大きい状態
   が設定回数以上続くときには、フレーム同期信号の位相
   を同期信号の位相にあわせることを特徴とする請求項１
   記載のフレーム同期装置。