JP3270894B2 - 受信多値データ信号における高速データ検出およびクロック回復 - Google Patents
受信多値データ信号における高速データ検出およびクロック回復Info
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
- H04L27/14—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/156—Demodulator circuits; Receiver circuits with demodulation using temporal properties of the received signal, e.g. detecting pulse width
- H04L27/1566—Demodulator circuits; Receiver circuits with demodulation using temporal properties of the received signal, e.g. detecting pulse width using synchronous sampling
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- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
- H04L7/033—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
- H04L7/0334—Processing of samples having at least three levels, e.g. soft decisions
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- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一般に無線データ通信システムに関し、さ
らに詳しくは、そうした無線データ通信システムで処理
される多値データ信号の高速データ検出装置およびシン
ボル・タイミング（クロック）の回復に関する。
らに詳しくは、そうした無線データ通信システムで処理
される多値データ信号の高速データ検出装置およびシン
ボル・タイミング（クロック）の回復に関する。
背景技術 今日の無線データ通信システムは通常、中央に配置し
た基地局またはホスト・コンピュータに結合された中央
制御装置を含んでおり、この基地または中央制御装置
は、外向通信路を介して多数のシステム遠隔データ端末
装置へ通信する。反対に、システム遠隔データ端末装置
は、別個の内向通信路を介して中央局へ通信する。
た基地局またはホスト・コンピュータに結合された中央
制御装置を含んでおり、この基地または中央制御装置
は、外向通信路を介して多数のシステム遠隔データ端末
装置へ通信する。反対に、システム遠隔データ端末装置
は、別個の内向通信路を介して中央局へ通信する。
通常、こうした通信は、遠隔データ端末側から基本的
に疑似自動方式で実施される。つまり、ユーザ／無線オ
ペレータは単に、端末自体に設けられたボタンを押すこ
とによって、通信路にアクセスし、データを送信しよう
とするだけである。通信路が空いている場合は、通話押
しボタンを起動すると、端末装置は送信を開始する。通
信路が使用中と判定されると、発呼無線端末装置は、い
つか別のときに、通常は無作為に再度通信を試みる。大
抵の場合、二つ以上の無線データ端末が一つの通信路で
同時に送信しようとしたときに発生する破壊的衝突を回
避するための装備が設けられている。この回避は主に、
基本的にそのシステムの無線トラヒック規則を決定す
る、適切な動作プロトコルの確立および使用によって実
施される。
に疑似自動方式で実施される。つまり、ユーザ／無線オ
ペレータは単に、端末自体に設けられたボタンを押すこ
とによって、通信路にアクセスし、データを送信しよう
とするだけである。通信路が空いている場合は、通話押
しボタンを起動すると、端末装置は送信を開始する。通
信路が使用中と判定されると、発呼無線端末装置は、い
つか別のときに、通常は無作為に再度通信を試みる。大
抵の場合、二つ以上の無線データ端末が一つの通信路で
同時に送信しようとしたときに発生する破壊的衝突を回
避するための装備が設けられている。この回避は主に、
基本的にそのシステムの無線トラヒック規則を決定す
る、適切な動作プロトコルの確立および使用によって実
施される。
無線データ通信の初期の革新技術では、中央局または
中央制御装置が外向通信路のメッセージ・ストリームを
形成するトラヒックに「話中ビット」を挿入し、この方
法によって、「話中ビット」の単なる存在によって示さ
れる通り、内向通信路が実際使用中であることを、無線
端末装置に知らせる必要がある。
中央制御装置が外向通信路のメッセージ・ストリームを
形成するトラヒックに「話中ビット」を挿入し、この方
法によって、「話中ビット」の単なる存在によって示さ
れる通り、内向通信路が実際使用中であることを、無線
端末装置に知らせる必要がある。
したがって、そのような無線データ通信システムで
は、明らかに、データの存在を速やかに識別すると共
に、最小限の時間内にシンボル・タイミング（クロッ
ク）の回復を実施することが目的となる。これらの要素
は、無線データ通信システムの「スループット」つまり
観察可能な効率に直接影響する。実際、内向通信路で単
純にデータの存在を検出するのに要する時間は、衝突ウ
ィンドウ（collisionwindow）の主要な関与要素であ
る。基地局のモデムがデータの存在を検出し、次いで、
最小量の時間で「話中ビット」を外向メッセージ・スク
リーンにセットすることができることが、控え目に言っ
ても重要であることは理解されよう。衝突ウィンドウの
こうした最適化が、通信路のスループットを基本的に指
数関数的に向上させることは明らかである。この衝突ウ
ィンドウを最適化するにあたり、少なくとも二つの主要
な考慮すべき点がある。つまり、１）特定のベースバン
ドの変調の存在を高速検出すること、および２）受信波
形のシンボル・タイミング中心を検出することである。
は、明らかに、データの存在を速やかに識別すると共
に、最小限の時間内にシンボル・タイミング（クロッ
ク）の回復を実施することが目的となる。これらの要素
は、無線データ通信システムの「スループット」つまり
観察可能な効率に直接影響する。実際、内向通信路で単
純にデータの存在を検出するのに要する時間は、衝突ウ
ィンドウ（collisionwindow）の主要な関与要素であ
る。基地局のモデムがデータの存在を検出し、次いで、
最小量の時間で「話中ビット」を外向メッセージ・スク
リーンにセットすることができることが、控え目に言っ
ても重要であることは理解されよう。衝突ウィンドウの
こうした最適化が、通信路のスループットを基本的に指
数関数的に向上させることは明らかである。この衝突ウ
ィンドウを最適化するにあたり、少なくとも二つの主要
な考慮すべき点がある。つまり、１）特定のベースバン
ドの変調の存在を高速検出すること、および２）受信波
形のシンボル・タイミング中心を検出することである。
発明の概要 確立されたプロトコルで動作し、多値データ信号情報
を処理する無線データ通信システムにおいて、そうした
多値データ信号の波形を受信し、受信波形のあらかじめ
選択された複数の位置で標本化して、それが前記あらか
じめ選択された位置の各位置で許容レベルであるか否か
を決定する装備を設ける。実際に、任意の数の連続許容
位置に相関があることが決定された場合には、それを利
用し、それに依存して、データの存在を示す。次に、デ
ータの存在を検出するために利用される、そうした相関
が周期的な率で発生しているか否かが決定され、発生し
ている場合には、そのことを利用し、それに依存して、
シンボル・タイミング（クロック）の回復を決定する。
を処理する無線データ通信システムにおいて、そうした
多値データ信号の波形を受信し、受信波形のあらかじめ
選択された複数の位置で標本化して、それが前記あらか
じめ選択された位置の各位置で許容レベルであるか否か
を決定する装備を設ける。実際に、任意の数の連続許容
位置に相関があることが決定された場合には、それを利
用し、それに依存して、データの存在を示す。次に、デ
ータの存在を検出するために利用される、そうした相関
が周期的な率で発生しているか否かが決定され、発生し
ている場合には、そのことを利用し、それに依存して、
シンボル・タイミング（クロック）の回復を決定する。
図面の簡単な説明 本発明に特有のものと考えられる新規の特徴を、請求
の範囲に具体的に記載する。しかし、本発明自体は、図
面にに照らして述べる以下の説明から最も良く理解され
るであろう。
の範囲に具体的に記載する。しかし、本発明自体は、図
面にに照らして述べる以下の説明から最も良く理解され
るであろう。
第１図は、本発明を利用した無線通信システムで使用
される種類の多値FSK信号で予想されるベースバンドの
アイパターンのグラフ表現である。
される種類の多値FSK信号で予想されるベースバンドの
アイパターンのグラフ表現である。
第２図は、本発明の原理を有利に利用することのでき
る高速データ検出装置のブロック図である。
る高速データ検出装置のブロック図である。
第３図は、本発明から期待することのできる、データ
検出装置の性能のグラフ表現である。
検出装置の性能のグラフ表現である。
第４図は、データの存在およびタイミングの回復を示
す、多値FSK変調の場合の図２の加算器の出力のグラフ
表現である。
す、多値FSK変調の場合の図２の加算器の出力のグラフ
表現である。
第５図は、シンボル・タイミング・クロック・エッジ
とベースバンド信号波形の関係を示すグラフ表現であ
る。
とベースバンド信号波形の関係を示すグラフ表現であ
る。
第６図は、本発明の原理を利用したデュアルモード・
シンボル・タイミング（クロック）回復装置を示す、本
発明の別の実施例である。
シンボル・タイミング（クロック）回復装置を示す、本
発明の別の実施例である。
第７図は、シンボル・タイミング（クロック）回復ア
ルゴリズムの理解説明に有用なタイミング指標図であ
る。
ルゴリズムの理解説明に有用なタイミング指標図であ
る。
発明を実施するための最良の形態 ここで考慮する無線データ通信システムで使用するよ
うに工夫された種類の多値FSK変調信号情報において、
特定のパターン特性は明白である。たとえば、波形の所
定位置で特定の最小レベルの交差を示すベースバンド・
アイパターンを、第１図にグラフで表わす。ベースバン
ド・データは、ピーク偏移が±1.0となるように、任意
に縮尺されている。したがって、これらの最小レベルの
交差は、＋1.0,＋0.333,−0.333および−1.0であると予
想することができる。そういうことから、これらは「有
効」レベルで発生すると考えることができ、実際にはシ
ンボルの中心を表わす。ここでは４値FSK変調について
説明するが、本発明は、結果的にシンボルの中心が固定
時間位置で発生するどの変調技術にでも、同様に適用す
ることができることを理解すべきである。
うに工夫された種類の多値FSK変調信号情報において、
特定のパターン特性は明白である。たとえば、波形の所
定位置で特定の最小レベルの交差を示すベースバンド・
アイパターンを、第１図にグラフで表わす。ベースバン
ド・データは、ピーク偏移が±1.0となるように、任意
に縮尺されている。したがって、これらの最小レベルの
交差は、＋1.0,＋0.333,−0.333および−1.0であると予
想することができる。そういうことから、これらは「有
効」レベルで発生すると考えることができ、実際にはシ
ンボルの中心を表わす。ここでは４値FSK変調について
説明するが、本発明は、結果的にシンボルの中心が固定
時間位置で発生するどの変調技術にでも、同様に適用す
ることができることを理解すべきである。
第１図に示す例に戻ると、受信したベースバンド波形
が水平軸に沿って基本的に８単位時間ごとに、基本的に
４つのレベルの交差位置に、シンボルの中心（最小交差
点）を持つ状態が示されている。そこで、このような波
形の標本化を、シンボル・レートの８倍の標本化レート
で行うことができる。したがって、ｎ個のシンボルのウ
ィンドウ長にわたって、9,17,25等の標本位置で八つの
標本ごとに検査する検出アルゴリズムを利用することが
できる。次に、これらのシンボルが、ある許容誤差範囲
γ内で、先に決定した有効レベルと比較される。こうし
た比較により、標本値のレベルが有効許容レベルに対し
て許容範囲内であることが示された場合には、その標本
に1.0のスコアが割り当てられ、それ以外の場合には、
ゼロ（０）のスコアが適用される。この比較プロセスが
ｎ個のシンボルのウィンドウ長全体にわたって実施さ
れ、連続シンボル位置の各位置におけるそれぞれのスコ
アが累積加算される。その結果得られたスコアが、次
に、最小限受入れ可能なしきいレベルを表わすために任
意に割り当てられた設定数と比較される。
が水平軸に沿って基本的に８単位時間ごとに、基本的に
４つのレベルの交差位置に、シンボルの中心（最小交差
点）を持つ状態が示されている。そこで、このような波
形の標本化を、シンボル・レートの８倍の標本化レート
で行うことができる。したがって、ｎ個のシンボルのウ
ィンドウ長にわたって、9,17,25等の標本位置で八つの
標本ごとに検査する検出アルゴリズムを利用することが
できる。次に、これらのシンボルが、ある許容誤差範囲
γ内で、先に決定した有効レベルと比較される。こうし
た比較により、標本値のレベルが有効許容レベルに対し
て許容範囲内であることが示された場合には、その標本
に1.0のスコアが割り当てられ、それ以外の場合には、
ゼロ（０）のスコアが適用される。この比較プロセスが
ｎ個のシンボルのウィンドウ長全体にわたって実施さ
れ、連続シンボル位置の各位置におけるそれぞれのスコ
アが累積加算される。その結果得られたスコアが、次
に、最小限受入れ可能なしきいレベルを表わすために任
意に割り当てられた設定数と比較される。
以上の原理は、第２図に示す本発明の一般化実現に有
利に利用することができ、多くの様々な変調技術に対す
る高速データ検出を実施するのに適しているが、第１図
に示す４値FSKに確実に適用することができる。次に、
標本ｎ個の標本化レート（ここで考慮中の例では８個）
で生アナログ・データが標本化される。次に、標本値と
データが、一般に符号20で示すタップ付き遅延線に入力
される。タップ付き遅延線は、説明のために、16群の標
本値つまり16×８個の標本値を有するように図示されて
いる。さらに図に示すように、データ線は選択された位
置，つまりこの場合は８番目の標本位置ごとにタップが
付いている。これらのタップの付いた標本位置は、D0,D
1〜D16で識別されている。これらのタップのそれぞれの
ディジタル・データが、次に「ｍ」個の基準値と比較さ
れる。この例では、「ｍ」は、先に第１図に関連して述
べたように、４である。
利に利用することができ、多くの様々な変調技術に対す
る高速データ検出を実施するのに適しているが、第１図
に示す４値FSKに確実に適用することができる。次に、
標本ｎ個の標本化レート（ここで考慮中の例では８個）
で生アナログ・データが標本化される。次に、標本値と
データが、一般に符号20で示すタップ付き遅延線に入力
される。タップ付き遅延線は、説明のために、16群の標
本値つまり16×８個の標本値を有するように図示されて
いる。さらに図に示すように、データ線は選択された位
置，つまりこの場合は８番目の標本位置ごとにタップが
付いている。これらのタップの付いた標本位置は、D0,D
1〜D16で識別されている。これらのタップのそれぞれの
ディジタル・データが、次に「ｍ」個の基準値と比較さ
れる。この例では、「ｍ」は、先に第１図に関連して述
べたように、４である。
基準との比較には、第２図に一般に符号22,24,26で示
すように、ｍレベル・ヒステリシス比較器を使用する。
実行中の比較プロセスで、導出されたデータ標本値が特
定の範囲内、つまり許容誤差範囲内である場合、比較器
の出力は「１」に設定される。それ以外の場合、ゼロ
（０）になる。それぞれの比較器22,24〜26の出力が加
算器28で合計され、これらの出力の合計が、もう１つの
比較器30内に設定された所定のしきい値と比較される。
合計が設定しきい値より大きい場合には、比較器の出力
は再び「１」となり、それ以外の場合はゼロ（０）とな
る。次に、比較器30の出力はシンボルの中心（この例の
場合、８番目ごとの標本）でラッチされ、ラッチ32のラ
ッチされた出力は、通信路で有効なデータが本当に検出
されたか否かを示す標本とみなすことができる。
すように、ｍレベル・ヒステリシス比較器を使用する。
実行中の比較プロセスで、導出されたデータ標本値が特
定の範囲内、つまり許容誤差範囲内である場合、比較器
の出力は「１」に設定される。それ以外の場合、ゼロ
（０）になる。それぞれの比較器22,24〜26の出力が加
算器28で合計され、これらの出力の合計が、もう１つの
比較器30内に設定された所定のしきい値と比較される。
合計が設定しきい値より大きい場合には、比較器の出力
は再び「１」となり、それ以外の場合はゼロ（０）とな
る。次に、比較器30の出力はシンボルの中心（この例の
場合、８番目ごとの標本）でラッチされ、ラッチ32のラ
ッチされた出力は、通信路で有効なデータが本当に検出
されたか否かを示す標本とみなすことができる。
このようなデータ検出が、128ビット（考慮中の例で
は16タップ×８ビット）のウィンドウ内で実施される。
これは、現在周知の従来の技術に要する時間の少なくと
も10分の１であり、少なくとも１桁の改善を表わす。さ
らに、データ検出時間要素は、説明したシンボル数16個
の長さからもっと短縮することができ、実際、性能を目
に見えるほど劣化させることなく、シンボル数10個まで
減らすことができる。
は16タップ×８ビット）のウィンドウ内で実施される。
これは、現在周知の従来の技術に要する時間の少なくと
も10分の１であり、少なくとも１桁の改善を表わす。さ
らに、データ検出時間要素は、説明したシンボル数16個
の長さからもっと短縮することができ、実際、性能を目
に見えるほど劣化させることなく、シンボル数10個まで
減らすことができる。
説明のために、第３図に、ランダム雑音の後に続く選
択４値FM変調の場合について、第２図に示したデータ検
出装置の出力を示す。アナログ・データは、１シンボル
当たり基準８標本で標本化し、フィルタの拘束長は16シ
ンボル・ウィンドウ、あるいは128標本であった。先に
示した通り、４値ヒステリシス比較器は、＋または−0.
15ボルトの許容誤差範囲内で、＋1.0,＋0.333,−0.333,
−1.0ボルトのレベルを探す。加算器28の出力側のしき
い値比較器30は、入力値が最大値の75パーセントのと
き、つまり、この例の場合は16のシンボル中心のうち12
のときに、高レベルになる。また、この例では、変調デ
ータはその前に224個の雑音標本が先行し、また256個の
プレアンブルの標本（32個のシンボル）および1480個の
パケット・データの標本（196個のシンボル）を含む。
データ検出器は「先見」（lookahead）方式で実現した
ので、約200個の標本の後に論理「１」レベルとなるこ
とが予想されたが、実際にそうなった。
択４値FM変調の場合について、第２図に示したデータ検
出装置の出力を示す。アナログ・データは、１シンボル
当たり基準８標本で標本化し、フィルタの拘束長は16シ
ンボル・ウィンドウ、あるいは128標本であった。先に
示した通り、４値ヒステリシス比較器は、＋または−0.
15ボルトの許容誤差範囲内で、＋1.0,＋0.333,−0.333,
−1.0ボルトのレベルを探す。加算器28の出力側のしき
い値比較器30は、入力値が最大値の75パーセントのと
き、つまり、この例の場合は16のシンボル中心のうち12
のときに、高レベルになる。また、この例では、変調デ
ータはその前に224個の雑音標本が先行し、また256個の
プレアンブルの標本（32個のシンボル）および1480個の
パケット・データの標本（196個のシンボル）を含む。
データ検出器は「先見」（lookahead）方式で実現した
ので、約200個の標本の後に論理「１」レベルとなるこ
とが予想されたが、実際にそうなった。
タイミング（クロック）の回復については、しきい値
比較器30の出力をシンボル・タイミング（クロック）の
標識とみることができ、これは、別のラッチ34にシンボ
ル・クロックを入力するために使用される。第４図は、
４値FSK変調の場合の第２図の加算器28の出力を示す。
したがって、ピークはシンボルの中心に対応しており、
第２図の比較器30の出力におけるシンボル・タイミング
・クロックを構成する。この例で使用されるデータは、
約25dBのベースバンドSNRを持つ。
比較器30の出力をシンボル・タイミング（クロック）の
標識とみることができ、これは、別のラッチ34にシンボ
ル・クロックを入力するために使用される。第４図は、
４値FSK変調の場合の第２図の加算器28の出力を示す。
したがって、ピークはシンボルの中心に対応しており、
第２図の比較器30の出力におけるシンボル・タイミング
・クロックを構成する。この例で使用されるデータは、
約25dBのベースバンドSNRを持つ。
シンボル・タイミング・クロックとベースバンド信号
波形との間の関係を、第５図に示す。この図で分かるよ
うに、シンボル・タイミング・クロックの立上りは、シ
ンボルの中心位置に事実上、対応する。したがって、シ
ンボル・タイミング回復の手段およ方法論は超高速攻撃
（attack）および超高速減衰を示すので、望まれる捕捉
能力に最適であることは理解されるであろう。
波形との間の関係を、第５図に示す。この図で分かるよ
うに、シンボル・タイミング・クロックの立上りは、シ
ンボルの中心位置に事実上、対応する。したがって、シ
ンボル・タイミング回復の手段およ方法論は超高速攻撃
（attack）および超高速減衰を示すので、望まれる捕捉
能力に最適であることは理解されるであろう。
しかし、上記の方法では、移動通信や携帯通信環境で
は、受信信号はよく受信することができても、レイリー
・フェージングのような雑音を伴うことがあり、その結
果、ベースバンド信号がそうした雑音によって損われた
場合、上述のようなタイミング回復方法では、長期間に
わたり一定したシンボル・タイミング・クロックをよく
維持することができなくなる。
は、受信信号はよく受信することができても、レイリー
・フェージングのような雑音を伴うことがあり、その結
果、ベースバンド信号がそうした雑音によって損われた
場合、上述のようなタイミング回復方法では、長期間に
わたり一定したシンボル・タイミング・クロックをよく
維持することができなくなる。
この有害な影響を未然に防ぐために、デュアル回復能
力を設けた、本発明の別の実施例を第６図に示す。この
実施例では、高速シンボル・タイミング・クロック回復
装置を、一般に符号42で示す。この装置は、第２図，第
４図および第５図に関連してすでに説明したものと考え
ることができ、その範囲において、総合的デュアル・タ
イミング回復装置40の高速タイミング回復段階を構成す
る。もう１つの段階、つまり比較的長い時定数を持つ低
速シンボル・タイミング回復段階は、一般に符号44で示
す。長い時定数は、長い雑音バーストの間中、シンボル
・タイミング・クロックの位相を維持するのに効果があ
る。シンボルの同期化が上述の高速タイミング回復装置
42によって実施された後、論理素子を利用して、長時定
数回復44に切り替えることができる。
力を設けた、本発明の別の実施例を第６図に示す。この
実施例では、高速シンボル・タイミング・クロック回復
装置を、一般に符号42で示す。この装置は、第２図，第
４図および第５図に関連してすでに説明したものと考え
ることができ、その範囲において、総合的デュアル・タ
イミング回復装置40の高速タイミング回復段階を構成す
る。もう１つの段階、つまり比較的長い時定数を持つ低
速シンボル・タイミング回復段階は、一般に符号44で示
す。長い時定数は、長い雑音バーストの間中、シンボル
・タイミング・クロックの位相を維持するのに効果があ
る。シンボルの同期化が上述の高速タイミング回復装置
42によって実施された後、論理素子を利用して、長時定
数回復44に切り替えることができる。
低速タイミング回復は、従来の狭帯域フィルタ（図示
せず）を特定の追加要素と共に用いて、簡便に実現する
ことができる。第一に、低速シンボル・タイミング回復
は、図に示すように線接続46を介してゲート制御を適用
することができる。ゲートが低レベルのときは、低速タ
イミング回復44は使用不能状態を維持する。立上りが論
理「０」から論理「１」へ遷移すると、低速回復動作が
起動され、ゲートが高レベルを維持する限り、動作状態
を維持する。
せず）を特定の追加要素と共に用いて、簡便に実現する
ことができる。第一に、低速シンボル・タイミング回復
は、図に示すように線接続46を介してゲート制御を適用
することができる。ゲートが低レベルのときは、低速タ
イミング回復44は使用不能状態を維持する。立上りが論
理「０」から論理「１」へ遷移すると、低速回復動作が
起動され、ゲートが高レベルを維持する限り、動作状態
を維持する。
この低速タイミング回復により、フィルタ要素（図示
せず）は、ベースバンド信号を表わすデータにより、シ
ンボル・タイミング・クロックと同相で作動する。論理
素子51,53および54は、高速タイミング回復装置42から
のデータ検出出力に基づくディジタル・スイッチ50を形
成し、データ検出が「０」の場合には、高速タイミング
回復クロック信号を選択し、遅延データ検出が「１」の
場合には、低速タイミング回復クロック信号を選択す
る。遅延データ検出信号は、二つのタイミング・クロッ
ク源の間の切替えを行い、低速タイミング回復動作を起
動するために使用される。遅延データ検出信号を用いる
のは、適切なシンボル・タイミング回復の同期化を達成
する時間がくるまで、低速タイミング回復動作に切り替
えるのは望ましくないからである。必要な遅延時間の量
は主として、特定の低速タイミング回復の実現によって
異なる。このためのタイミング図を第７図に示す。この
中に示すように（第８図）、送信搬送波は、データを運
ぶ搬送波が時間t1から無線通信路に存在することを示
す。その後、時間t2で、高速タイミング回復装置42がシ
ンボル・タイミング・クロックを回復する。次に時間t3
で、低速タイミング回復装置44が正しい位相でシンボル
・タイミング・クロック・パネルを生成し始める。その
後、時間t4で、遅延RAD信号が高レベルになり、符号51
〜54で示されるディジタル・スイッチが高速シンボル・
タイミング回復クロックから低速シンボル・タイミング
回復クロック・データへ切り替わる。
せず）は、ベースバンド信号を表わすデータにより、シ
ンボル・タイミング・クロックと同相で作動する。論理
素子51,53および54は、高速タイミング回復装置42から
のデータ検出出力に基づくディジタル・スイッチ50を形
成し、データ検出が「０」の場合には、高速タイミング
回復クロック信号を選択し、遅延データ検出が「１」の
場合には、低速タイミング回復クロック信号を選択す
る。遅延データ検出信号は、二つのタイミング・クロッ
ク源の間の切替えを行い、低速タイミング回復動作を起
動するために使用される。遅延データ検出信号を用いる
のは、適切なシンボル・タイミング回復の同期化を達成
する時間がくるまで、低速タイミング回復動作に切り替
えるのは望ましくないからである。必要な遅延時間の量
は主として、特定の低速タイミング回復の実現によって
異なる。このためのタイミング図を第７図に示す。この
中に示すように（第８図）、送信搬送波は、データを運
ぶ搬送波が時間t1から無線通信路に存在することを示
す。その後、時間t2で、高速タイミング回復装置42がシ
ンボル・タイミング・クロックを回復する。次に時間t3
で、低速タイミング回復装置44が正しい位相でシンボル
・タイミング・クロック・パネルを生成し始める。その
後、時間t4で、遅延RAD信号が高レベルになり、符号51
〜54で示されるディジタル・スイッチが高速シンボル・
タイミング回復クロックから低速シンボル・タイミング
回復クロック・データへ切り替わる。
データを運ぶ搬送波が無くなった後、短時間、高速遅
延RAD信号が「１」状態に維持される。この時間の直前
に、有効なデータが無くなったために、高速シンボル・
タイミング回復クロック・パルスの発生が停止する。低
速タイミング回復要素は、遅延時間が長いので、まだク
ロック・パルスを生成し続ける。遅延RAD信号が「０」
状態になると、ディジタル・スイッチ50は、高速シンボ
ル・タイミング回復パルス・ストリームを選択するが、
データは存在しない。したがって、シンボル・クロック
・パルスは停止する。
延RAD信号が「１」状態に維持される。この時間の直前
に、有効なデータが無くなったために、高速シンボル・
タイミング回復クロック・パルスの発生が停止する。低
速タイミング回復要素は、遅延時間が長いので、まだク
ロック・パルスを生成し続ける。遅延RAD信号が「０」
状態になると、ディジタル・スイッチ50は、高速シンボ
ル・タイミング回復パルス・ストリームを選択するが、
データは存在しない。したがって、シンボル・クロック
・パルスは停止する。
本発明の重要な特徴は、数個の変調信号波形を同時に
探す能力であることが理解されよう。この例として、２
種類のまたは３種類の変調技術を使用することのできる
無線通信路があり、任意の時にどの変調技術が使用され
ていようと、基地局はそれを復調する必要がある。第２
図に示す回路は、複数の変調波形を探すのに容易に使用
される。
探す能力であることが理解されよう。この例として、２
種類のまたは３種類の変調技術を使用することのできる
無線通信路があり、任意の時にどの変調技術が使用され
ていようと、基地局はそれを復調する必要がある。第２
図に示す回路は、複数の変調波形を探すのに容易に使用
される。
さらに、本発明の実現は多数の媒体で実施することが
できる。つまり、マイクロプロセッサまたはディジタル
信号プロセッサのいずれかで実行されるソフトウェアと
して、あるいはファームウェアとして、また特注回路設
計としてのハードウェアでも実現できる。いずれにせ
よ、実現方法の如何に関わらず、ここに開示したデータ
検出およびシンボル・タイミング回復が、現在知られて
いる従来の手段に比べて、その10倍も速い性能を持つ装
置および方法の両方を提供するものであることが理解さ
れるであろう。データ検出の速度向上は、無線データ通
信路のチャンネル・コンテンション制御効率を向上す
る。シンボル・タイミング回復の速度向上は、無線通信
路で各バケットに先行するシンボル・タイミング回復シ
ーケンスの所要時間の長さを短縮し、したがって無線通
信路のプロトコル効率が目に見えて向上する。
できる。つまり、マイクロプロセッサまたはディジタル
信号プロセッサのいずれかで実行されるソフトウェアと
して、あるいはファームウェアとして、また特注回路設
計としてのハードウェアでも実現できる。いずれにせ
よ、実現方法の如何に関わらず、ここに開示したデータ
検出およびシンボル・タイミング回復が、現在知られて
いる従来の手段に比べて、その10倍も速い性能を持つ装
置および方法の両方を提供するものであることが理解さ
れるであろう。データ検出の速度向上は、無線データ通
信路のチャンネル・コンテンション制御効率を向上す
る。シンボル・タイミング回復の速度向上は、無線通信
路で各バケットに先行するシンボル・タイミング回復シ
ーケンスの所要時間の長さを短縮し、したがって無線通
信路のプロトコル効率が目に見えて向上する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−171338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−89362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−241450（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 7/02 H04L 25/49 H04L 27/14
Claims (10)
- 【請求項１】受信される多値データ信号に関する高速デ
ータ検出およびクロック回復を行う装置であって： 多値データ信号を受信する手段； 受信信号波形に対する複数の予め選択された位置におい
て同時に標本化し、標本値が前記予め選択された各位置
において予定されたレベルの許容範囲内にあるか否かを
決定する手段； 任意の数の連続した前記予め選択された位置において、
前記標本値と前記予定されたレベルとの間に予め設定可
能な所与の大きさの相関のあることが決定された場合
に、データの存在を示すデータ検出表示手段；および 前記相関が周期的な割合で発生することが決定された場
合に、クロックの回復を示す手段； から構成されることを特徴とする装置。 - 【請求項２】前記標本値が予定されたレベルの許容範囲
内にあるか否かを決定する前記手段が、信号標本値のレ
ベルと前記予定されたレベルに対応する一組のプログラ
ム可能な値とを比較するために、前記予め選択された位
置のそれぞれにｍレベル比較器を設けたことを特徴とす
る請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記ｍレベル比較器が加算手段に結合さ
れ、前記加算手段がしきい値比較器に結合され、前記加
算手段から出力される累積スコアが、受入れ可能な最少
のしきい値レベルを表わす任意の設定値以内であるなら
ば、データの存在が決定されることを特徴とする請求項
２記載の装置。 - 【請求項４】複数の予め選択された位置において同時に
標本化する前記手段は、所望の標本化位置にタップ点を
有するタップ付き遅延線に受信信号波形を入力すること
を特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】多値データ信号が４値FSK変調波形であ
り、標本化レートがシンボル・レートの８倍であり、ピ
ーク偏移を1.0レベルに設定したとき、それぞれの予め
選択された位置における予定されたレベルが＋1.0,＋0.
333,−0.333および−1.0であることを特徴とする請求項
１記載の装置。 - 【請求項６】受信される多値データ信号に関する高速デ
ータ検出およびクロック回復を行う方法であって： 多値データ信号を受信する段階； 受信信号波形に関する複数の予め選択された位置におい
て同時に標本化し、標本値が前記選択された各位置にお
いて予定されたレベルの許容範囲内にあるか否かを決定
する段階； 所定の数の前記予め選択された位置において、前記標本
値と前記予定されたレベルとの間に予め設定可能な所与
の大きさの相関がある場合に、データの存在を示す手段
を起動する段階；および 前記相関が周期的な割合で発生することが決定された場
合に、クロックの回復を示す手段を起動する段階； より成ることを特徴とする方法。 - 【請求項７】前記標本値が予定されたレベルの許容範囲
内にあるか否かを決定する前記段階は、前記予め選択さ
れた各位置における標本値を前記予定したレベルに対応
する一組のプログラム可能な値に対して比較を行なう段
階より成ることを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】複数の予め選択された位置において同時に
標本化する前記段階が、所望の標本化位置にタップ点を
有するタップ付き遅延線に受信信号波形を入力する段階
より成ることを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項９】多値データを運ぶ搬送波を受信する手段； シンボル・タイミングの回復を表示するための高速シン
ボル・タイミング回復手段であって、受信信号波形に関
する複数の予め選択された位置で同時に標本化し、標本
値が任意の数の連続した前記予め選択された位置におい
て予定されたレベルの許容範囲内にあるか否かを決定
し、許容範囲内にある場合に相関が周期的な割合で発生
するか否かを決定する手段を含む高速シンボル・タイミ
ング回復手段； 長時間の雑音バーストの間中シンボル・タイミング・ク
ロックの位相を維持するために充分長い時定数を有する
低速シンボル・タイミング回復手段；および 前記高速シンボル・タイミング回復手段を起動させて、
シンボル・タイミング回復の同期を獲得し、次に、前記
低速シンボル・タイミング回復手段に切り替えて、多値
データを運ぶ搬送波が受信される限り連続動作を行わせ
る論理手段； から構成されることを特徴とする、多値信号情報を含む
受信データ搬送波のための、二重回復能力を有するシン
ボル・タイミング回復装置。 - 【請求項１０】前記低速シンボル・タイミング回復手段
が、前記論理手段のゲートが低レベル信号を受信し続け
る限り不作動であり、前記ゲートが高レベル信号を受信
し続ける限り作動することを特徴とする、請求項９記載
のシンボル・タイミング回復装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US648,065 | 1991-01-31 | ||
| US07/648,065 US5204879A (en) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | High speed data detection and clock recovery in a received multi-level data signal |
| PCT/US1992/000538 WO1992014324A1 (en) | 1991-01-31 | 1992-01-22 | High speed data detection and clock recovery in a received multi-level data signal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06505379A JPH06505379A (ja) | 1994-06-16 |
| JP3270894B2 true JP3270894B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=24599288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50622992A Expired - Lifetime JP3270894B2 (ja) | 1991-01-31 | 1992-01-22 | 受信多値データ信号における高速データ検出およびクロック回復 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5204879A (ja) |
| EP (1) | EP0569523B1 (ja) |
| JP (1) | JP3270894B2 (ja) |
| CA (1) | CA2100341C (ja) |
| DE (1) | DE69231764D1 (ja) |
| WO (1) | WO1992014324A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI89437C (fi) * | 1991-11-01 | 1993-09-27 | Nokia Mobile Phones Ltd | Digitaldetektor foer ett soekaranlaeggningsystem |
| US5295155A (en) * | 1992-10-30 | 1994-03-15 | International Business Machines Corporation | Multi-level digital data regeneration system |
| US5533055A (en) * | 1993-01-22 | 1996-07-02 | Motorola, Inc. | Carrier to interference ratio measurement |
| FR2723276B1 (fr) * | 1994-08-01 | 1996-10-04 | Lewiner Jacques | Procede et dispositif de decodage d'un signal electrique multivalent et ensemble de reception comportant un tel disposiif de decodage |
| US5654989A (en) * | 1995-11-03 | 1997-08-05 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for symbol timing tracking |
| GB2310116B (en) * | 1996-02-08 | 2000-06-07 | Nokia Mobile Phones Ltd | Method and apparatus for clock recovery |
| WO1998036545A1 (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-20 | Motorola Inc. | Method and apparatus for processing a multi-level fsk signal |
| US6016327A (en) * | 1997-10-03 | 2000-01-18 | At&T Corporation | Electronic memory system and method for use in system for reducing quantization noise |
| US6069921A (en) * | 1997-10-03 | 2000-05-30 | At&T Corporation | System and method for reducing quantization noise |
| KR100414208B1 (ko) * | 2001-03-05 | 2004-01-07 | 삼성전자주식회사 | 데이터 복구장치 |
| US7881461B2 (en) * | 2003-10-31 | 2011-02-01 | Conexant Systems, Inc. | Method and apparatus for conveying bidirectional data, power and timing signals using a single transformer |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4369515A (en) * | 1980-10-06 | 1983-01-18 | Gte Automatic Electric Labs Inc. | Clock synchronization circuit |
| FR2493646A1 (fr) * | 1980-10-31 | 1982-05-07 | Thomson Csf | Dispositif de synchronisation de donnees numeriques |
| CH669489A5 (ja) * | 1986-01-17 | 1989-03-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| US4984249A (en) * | 1989-05-26 | 1991-01-08 | First Pacific Networks | Method and apparatus for synchronizing digital data symbols |
-
1991
- 1991-01-31 US US07/648,065 patent/US5204879A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-01-22 WO PCT/US1992/000538 patent/WO1992014324A1/en active IP Right Grant
- 1992-01-22 DE DE69231764T patent/DE69231764D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-22 CA CA002100341A patent/CA2100341C/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-22 JP JP50622992A patent/JP3270894B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-22 EP EP92905975A patent/EP0569523B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2100341A1 (en) | 1992-08-01 |
| DE69231764D1 (de) | 2001-05-10 |
| JPH06505379A (ja) | 1994-06-16 |
| EP0569523B1 (en) | 2001-04-04 |
| US5204879A (en) | 1993-04-20 |
| WO1992014324A1 (en) | 1992-08-20 |
| EP0569523A1 (en) | 1993-11-18 |
| CA2100341C (en) | 1998-09-01 |
| EP0569523A4 (en) | 1994-12-07 |
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