JP3660517B2 - データ受信装置、これに用いられるソースクロック再生方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）網を介して通信を行い、特に送信側に供給されるネットワーククロックとソースクロックが互いに非同期である場合、あるいは送信側と受信側に供給されるネットワーククロックが互いに非同期である場合に、送信側のソースクロック周波数を受信側において再生するデータ受信装置、これに用いられるソースクロック再生方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア時代の通信方式としてＡＴＭ方式があり、このＡＴＭ方式は、ＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode ：同期転送モード）方式が端末間において各メディア毎にＳＴＭ網の物理回線を占有するのに対して、各メディアに関係なく端末間の回線を論理的な仮想回線として設定することに特徴があり、効率的なマルチメディア通信方式を実現することができる。
【０００３】
まず、ＳＴＭ方式を採用した通信システムについて説明する。図１５は、ＳＴＭ網における電話サービスを実現する通信システム構成図であり、図１５において、送信側装置群４５は、音声データ（データ列）をＳＴＭ網４７に一定速度で送信する。受信側装置群４６は、ＳＴＭ網４７から一定速度で送られてくる音声データを受信する。ＳＴＭ網４７は、同期転送モードで通信を行い、ネットワーククロック４２を出力する。
【０００４】
電話機４０ａ，４０ｂは、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network ：統合サービスデジタル網）に対応した電話機であり、この電話機４０ａ，４０ｂは、それぞれＰＢＸ（Private Branch Exchange ：構内電話交換機）４１ａ，４１ｂに接続される。ＰＢＸ４１ａは、ソースクロック４３を有し、ＰＢＸ４１ｂは、ローカルクロック４４を有する。送信側装置群４５の電話機４０ａに入力された音声情報は、音声データとしてＰＢＸ４１ａを介してＳＴＭ網４７に一定速度で送信され、さらに受信側装置群４６内のＰＢＸ４１ｂを介して電話機１０ｂで受信される。
【０００５】
図１５に示すＳＴＭ方式の通信システムでは、基本的に、ＳＴＭ網４７に接続されている全ての装置が唯一のクロック周波数に同期して動作するようになっており、図１５においては、ＳＴＭ網４７内のネットワーククロック４２がマスタクロックとなって、ＰＢＸ１１ａ内のソースクロック４３やＰＢＸ１１ｂ内のローカルクロック４４が、このマスタークロックに従属同期している。
【０００６】
また、ＰＢＸ４１ａから出力される音声データ（データ列）は、ＰＢＸ４１ａ内のソースクロック４３を基準とした一定速度、たとえば１．５４４Ｍｂ／ｓでＳＴＭ網４７に送信される。ここで、この一定速度での送られるデータ種別をＣＢＲ（Constant Bit Rate ）データといい、音声データ等がこのＣＢＲデータに対応し、リアルタイム性が要求されるデータである。
【０００７】
受信側装置群４６内のＰＢＸ４１ｂは、ＳＴＭ網４７から一定速度で送られてくる音声データを、ローカルクロック４４を基準として受信する。なお、上述したように、ソースクロック４３およびローカルクロック４４は、共にネットワーククロック４２に従属同期しているため、この結果として、ソースクロック４３とローカルクロック４４とのクロック周波数は同一となっている。従って、ＰＢＸ４１ｂは、図示しない内部の受信バッファをオーバーフローあるいはアンダーフローさせることなく、送信側装置群４５内のＰＢＸ４１ａから送信されるＣＢＲデータを正常に受信することができる。
【０００８】
つぎに、ＡＴＭ方式を採用した通信システムについて説明する。図１６は、図１５に対応させ、ＡＴＭ網における電話サービスを実現する通信システム構成図である。まず、上述したＳＴＭ網４７、すなわち回線交換網や専用線で実現される電話等のサービスをＡＴＭ方式で実現するためには、送受信装置（端末）に対してＡＴＭ網があたかもＳＴＭ網であるかのように見せかけるサービス、いわゆる回線エミュレーションサービスが必要となる。
【０００９】
図１６において、このＡＴＭ通信システムでは、ＳＴＭ網４７に代わってＡＴＭ網５０がネットワークとして介在し、このＡＴＭ網５０と送信側装置群４５内のＰＢＸ４１ａとの間に送信ＣＬＡＤ（Cell Assembly and Disassembly ：セル組立／分解）５１が設けられ、ＡＴＭ５０と受信側装置群４６内のＰＢＸ４１ｂとの間に受信ＣＬＡＤ５２が設けられ、その他の構成は、図１５と同一であり、各部に相当する構成部分には同一符号を付している。この送信ＣＬＡＤ５１，受信ＣＬＡＤ５２を用いることにより、上述した回線エミュレーションサービスが行われる。
【００１０】
図１６において、ＡＴＭ網５０は、非同期転送モードで通信を行い、５３バイトの固定長パケットに分割されているＡＴＭセル単位で伝送する。送信側装置群４５は、音声データをセル形式（ＡＴＭセル）で、ＡＴＭ網５０に一定速度で送信する。受信側装置群４６は、ＡＴＭ網５０から一定速度で送られてくるＡＴＭセルを受信する。ＡＴＭ網５０は、ネットワーククロック４２ａ，４２ｂを有する。電話機４０ａ，４０ｂは、ＩＳＤＮ電話機である。ＰＢＸ４１ａ、４１ｂは、それぞれソースクロック４３、ローカルクロック４４を有する。送信ＣＬＡＤ５１は、一連のデータ列をＡＴＭセルに変換し、受信ＣＬＡＤ５２は、受信したＡＴＭセルを一連のデータ列に変換する。
【００１１】
送信側装置群４５内の電話機４０ａに入力された音声情報は、音声データ（データ列）としてＰＢＸ４１ａを介して送信ＣＬＡＤ５１に入力され、この送信ＣＬＡＤ５１においてＡＴＭセル化された後、ＡＴＭ網５０に一定速度で送信される。その後、受信側装置群４６内の受信ＣＬＡＤ５２でＡＴＭセルが受信され、この受信ＣＬＡＤ５２においてＡＴＭセルから元のデータ列に戻された後、ＰＢＸ４１ｂを介して電話機４０ｂで受信される。
【００１２】
このＡＴＭ通信システムでは、ＳＴＭ通信システムと異なり、ＡＴＭ網５０内の装置、たとえばＡＴＭ交換機を含む全ての装置群が唯一のクロック周波数に同期して動作しているとは限らない。すなわち、ＡＴＭ網５０に接続されている全ての装置群に対し、共通的に使用可能な唯一の周波数のクロックが必ずしも供給される訳ではない。この意味で、図１６に示すＡＴＭ網５０内には、２つのネットワーククロック４２ａ，４２ｂが存在し、この２つのネットワーククロック４２ａ，４２ｂは互いに周波数同期していない。
【００１３】
一方、２つのＰＢＸ４１ａ，４１ｂ間で正常に通信を行うためには、同一周波数のクロックを基準とした一定速度でデータを送受信する必要がある。このため、何らかの手段により、ＰＢＸ４１ａ内のソースクロック４３の周波数をＰＢＸ４１ｂに通知し、ＰＢＸ４１ｂ内のローカルクロック４４の周波数をソースクロック４３と一致させる必要がある。
【００１４】
ＩＴＵ−Ｔ（Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union ）では、ＩＴＵ−Ｔ勧告I.363.1 B-ISDN ATM Adaptation Layer specification: Type 1 AAL において、ローカルクロックの周波数をソースクロックと一致させる機能、すなわちＡＴＭ網を介して接続される送信ユーザと受信ユーザとの間において、送信ユーザ側のソースクロック周波数を受信ユーザ側で再生する機能を、ソースクロック周波数再生機能と定義している。
【００１５】
また、前記ソースクロック周波数再生法の一つとして、適応クロック法（Adaptive Clock Method ）を規定している。この適応クロック法は、データ転送速度が一定（ＣＢＲ）であることと、その転送速度の範囲が送受信側で既知であることを前提条件として用いられ、適応クロック法実現のためのメカニズムは、受信側にのみ実装される。つまり、送信側には何も実装する必要がなく、送受信間でやり取りされる特別な制御情報は全く存在しない。
【００１６】
ここで、データ転送速度の範囲が送受信側で既知であるというのは、たとえば、データ転送速度が１．５４４Ｍｂ／ｓ±１００ｐｐｍであることを、送受信側共に知っているということを意味している。そして、受信側では、送信側のデータ転送速度、すなわちソースクロック周波数が１．５４４Ｍｂ／ｓ±１００ｐｐｍの範囲内のどの値であるかを、適応クロック法を用いて算出する。
【００１７】
この適応クロック法の動作概念について、図１７を参照して説明する。図１７において、ソースクロック再生バッファ２３は、ＡＴＭレイヤ構造におけるＡＡＬ（ATM Adaptation Layer：ＡＴＭアダプテーションレイヤ）処理を行う後述するＡＡＬ処理部２０内に設けられる。
【００１８】
受信側では、まず受信セル６０ａ〜６０ｃをソースクロック再生バッファ２３に順次書き込み、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）である読出開始閾値ＴＨまでバッファリングした後、ローカルクロック４４を用いて、ソースクロック再生バッファ２３から受信セル６０ａ〜６０ｃを順次読み出す。適応クロック法では、ローカルクロック４４の周波数を制御するための制御情報を、ソースクロック再生バッファ２３内のバッファ残量から算出する。
【００１９】
たとえば、バッファ残量が増加傾向にある場合には、ソースクロック４３に比べてローカルクロック４４の方の周波数が低いと想定されるため、ローカルクロック４４の周波数を上げるように制御し、逆にバッファ残量が減少傾向にある場合には、ローカルクロック４４の周波数を下げるように制御する。なお、ＩＴＵ−Ｔ勧告には、適応クロック法について上述した動作概念だけが示されており、その実現方式の詳細仕様や制御情報の算出方法等については、ほとんど記述されていない。
【００２０】
つぎに、ソースクロック周波数再生機能を有する従来のデータ受信装置および適応クロック法に関して詳細に説明する。図１８は、ソースクロック周波数再生機能を有する受信ＣＬＡＤ５２の詳細構成を示すブロック図である。図１８において、物理レイヤ処理部１８は、ＡＴＭレイヤ構造における物理レイヤの処理を行う。ＡＴＭレイヤ処理部１９は、ＡＴＭレイヤ構造におけるＡＴＭレイヤ処理を行う。ＡＡＬ処理部２０は、ＡＴＭレイヤ構造におけるＡＡＬ処理を行う。ＳＴＭ処理部２１は、ＳＴＭにおけるＳＴＭインタフェース終端処理を行う。装置管理部２２は、受信ＣＬＡＤ５２全体の装置管理を行う。
【００２１】
図１９は、ＡＡＬ処理部２０の詳細構成を示すブロック図である。図１９において、ソースクロック再生バッファ２３は、受信セルを一旦保持する。ソースクロック再生部１０は、ソースクロックの再生を行う。バッファ制御部１１は、ソースクロック再生バッファ２３からの読出制御を行う。バッファ残量監視部１２は、ソースクロック再生バッファ２３への書込信号と読出信号とからバッファ残量Ｈを求め、このバッファ残量Ｈを監視する。制御電圧算出部１は、バッファ残量監視部１２から出力されるバッファ残量Ｈをもとに後述する電圧制御水晶発信器１３に対する制御電圧Ｖを算出する。電圧制御水晶発信器（ＶＣＸＯ）１３は、制御電圧算出部１からの制御電圧Ｖに従って発振周波数（ローカルクロック４４）を変更する。
【００２２】
図２０は、制御電圧算出部１の詳細構成を示すブロック図である。図２０において、演算部２は、バッファ残量監視部１２より出力されるバッファ残量Ｈから制御値Ｕを算出する。Ｄ／Ａコンバータ３は、演算部２より出力されるデジタル値である制御値Ｕをアナログ値である制御電圧Ｖに変換する。タイマ４は、演算部２に対して一定周期毎に演算の実行を指示する。
【００２３】
なお、図１８に示す装置管理部２２は、受信ＣＬＡＤ５２全体の装置管理を行っており、物理レイヤ処理部１８、ＡＴＭレイヤ処理部１９、ＡＡＬ処理部２０、およびＳＴＭ処理部２１の各部１８〜２１に対して各種パラメータの設定やステータスの収集を行う。この機能を実現するために、装置管理部２２と各部１８〜２１は、制御バスで接続されている。
【００２４】
また、この制御バスは、上述した各種パラメータ設定及びステータス収集のため、各部１８〜２１内の図示しないサブブロック、たとえばＡＡＬ処理部２０内の各サブブロックにも接続されている。さらに、ＡＴＭインタフェースとＳＴＭインタフェースにおけるデータバス幅は、シリアル（１ビット）であるが、各部１８〜２１内においては一般的に８ビット幅でデータの送受信が行われる。
【００２５】
たとえば、ＡＴＭインタフェース速度が１５５．５２ＭＨｚであり、ＳＴＭインタフェース速度、すなわちソースクロック周波数が１．５４４ＭＨｚであり、かつその変動幅が±１００ｐｐｍであるとすると、受信ＣＬＡＤ５２の内部では、上述したように８ビット幅でインタフェースされ、かつそのほとんどがＡＴＭインタフェース系のクロックで動作するため、内部の基本クロックは、１９．４４ＭＨｚ（＝１５５．５２ＭＨｚ／８ビット）になっている。
【００２６】
図１６において、送信側装置群４５内の電話機４０ａから出力された音声データは、ＰＢＸ４１ａを介して送信ＣＬＡＤ５１に入力され、ここでＡＴＭセル化された後、ＡＴＭ網５０に一定速度で送信される。その後、さらにＡＴＭ網５０から受信側装置群４６に一定速度で送信される。
【００２７】
ＡＴＭ網５０から受信側装置群４６に送信されたＡＴＭセルは、受信ＣＬＡＤ５２で受信される。すなわち、図１８に示すように、ＡＴＭインタフェースを介して物理レイヤ処理部１８に入力される。この物理レイヤ処理部１８では、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy ：同期デジタルハイアラーキ）／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network ：同期光ネットワーク）、セル同期等の物理レイヤ処理やシリアル／パラレル（８ビット）変換等が行われる。
【００２８】
物理レイヤ処理部１８によって処理されたデータは、ＡＴＭレイヤ処理部１９に送られ、ＡＴＭレイヤ処理部１９では、ＶＰＩ（Virtual Path Identifier ：仮想パス識別子）／ＶＣＩ（Virtual Channel Identif ier ：仮想チャンネル識別子）によるフィルタリング等のＡＴＭレイヤ処理が行われ、ＡＡＬ処理部２０に渡される。
【００２９】
一般に、音声データ等のＣＢＲデータは、ＡＡＬタイプ１を利用して伝送されるため、ＡＡＬ処理部２０ではＡＡＬタイプ１ヘッダ内のシーケンス番号によるセル廃棄／誤挿入のチェック処理、ゆらぎ吸収処理、ＡＴＭセルからデータ列への変換、およびソースクロック周波数再生処理等のＡＡＬタイプ１処理が行われる。このＡＡＬ処理において、ＳＴＭインタフェースクロックであるソースクロック４３の周波数が再生される。
【００３０】
ＡＡＬ処理部２０によってデータ列に変換された音声データは、さらにＳＴＭ処理部２１に送られ、このＳＴＭ処理部２１においてＳＴＭフレーム生成等のＳＴＭインタフェース終端処理やパラレル（８ビット）／シリアル変換が行われ、その後ＳＴＭインタフェースを介してＰＢＸ４１ｂに送信される。つぎに、ＡＡＬ処理部２０におけるソースクロック周波数再生動作の詳細を説明する。
【００３１】
まず、ＡＡＬ処理部２０内において、ＡＴＭレイヤ処理部１９から入力された受信セル６０ａ〜６０ｃは、書込信号によってソースクロック再生バッファ２３に書き込まれる。ここでは、実効速度１．５４４Ｍｂ／ｓの音声データが、１５５．５２Ｍｂ／ｓのデータ転送速度でブロック間転送されてくるため、この時の受信セル６０ａ〜６０ｃの転送状態は、図３（ａ）に示すように、セル単位のバースト状になる。バッファ残量監視部１２は、ＡＴＭレイヤ処理部１９からの書込信号を監視し、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）に設定された読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされることを監視する。
【００３２】
バッファ残量監視部１２は、読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされたことを検出すると、バッファ制御部１１に対してソースクロック再生バッファ２３からの読出開始の起動指示Ｓを行うと同時に、制御電圧算出部１に対しても演算開始を起動指示を行う。その後、制御電圧算出部１内の演算部２は、タイマ４から一定周期で送られてくる演算実行指示に従って、バッファ残量監視部１２から送られてくるバッファ残量Ｈをもとに制御値Ｕの演算を行う。バッファ残量監視部１２は、その後も引き続き書込信号と読出信号の動作からバッファ残量Ｈを求め、このバッファ残量Ｈを制御電圧算出部１に通知する。
【００３３】
ソースクロック再生バッファ２３からの読み出しは、音声データの実効速度である１．５４４Ｍｂ／ｓで行われるため、受信セル６０ａ〜６０ｃの転送状態は、図３（ｂ）に示すように、連続したデータ列となる。図３（ａ）と図３（ｂ）とに示す受信セル６０ａ〜６０ｃの長さが異なっているのは、それぞれのデータ転送速度が異なっているためであり、これらのデータサイズは全て同一である。
【００３４】
制御電圧算出部１は、バッファ残量Ｈが増加傾向にある場合には、ソースクロック４３よりローカルクロック４４の方が周波数が低いとみなし、ローカルクロック４４の周波数を上げるように電圧制御水晶発信器１３を制御し、逆にバッファ残量Ｈが減少傾向にある場合には、ローカルクロック４４の周波数を下げるように制御する。電圧制御水晶発信器１３は、制御電圧算出部１からの制御電圧Ｖに従ってローカルクロック４４の発振周波数を変動させる。バッファ制御部１１は、電圧制御水晶発信器１３から出力されるローカルクロック４４を基準として、ソースクロック再生バッファ２３に対する読出信号を出力する。
【００３５】
図２０において、制御電圧算出部１内では、タイマ４からの演算実行指示に従って、演算部２がバッファ残量Ｈから制御値Ｕを算出し、この制御値ＵをＤ／Ａコンバータ３に通知する。演算部２において制御値Ｕを求めるために使用される演算式は、たとえば、つぎの式（１）である。すなわち、
である。
【００３６】
ここで感度Ａとは、重み付き平均値Ｍを制御値Ｕに変換するための係数で、この値が大きいほどローカルクロック４４の発振周波数は、重み付き平均値Ｍの変化に対して敏感に反応するようになり、収束時間も短くなる。また、オフセット値Ｂとは、電圧制御水晶発信器１３に基準周波数を出力させる値であり、たとえば、周波数可変範囲が１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍの場合には、その中心周波数である１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍを出力させる値を指す。さらに中心値Ｃとは、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）のことであり、これは読出開始閾値ＴＨと同一の値である。
【００３７】
バッファ残量Ｈは、具体的なバイト数あるいはビット数で表示されたバッファ残量の場合だけでなく、４８バイト、６４バイト等の任意の単位で表示された値であってもよい。たとえば、６４バイトを最小単位としてもよい。
【００３８】
式（１）に示す演算式で算出されたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によりアナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに使用される。
【００３９】
上述したソースクロック周波数再生動作の概要を簡単に分かり易くまとめると、つぎのようになる。
（１）重み付き平均値Ｍが０の場合には、基準周波数（±０ｐｐｍ）を出力する。
（２）重み付き平均値Ｍが０より大きい（プラス）場合には、基準周波数に対して高い周波数を出力する。
（３）重み付き平均値Ｍが０より大きければ大きいほど、高い周波数を出力する。
（４）重み付き平均値Ｍが０より小さい（マイナス）場合には、基準周波数に対して低い周波数を出力する。
（５）重み付き平均値Ｍが０より小さければ小さいほど、低い周波数を出力する。
【００４０】
このソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、この読出信号によってソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【００４１】
なお、特開平１０−２７１１１５号公報には、適応クロック法の具体的実現に関し、ソースクロック再生バッファの前段に平滑化バッファを設けて、ソースクロック再生バッファのバッファ残量の急激な変動を抑え、再生クロック周波数の安定化を図るものが記載されている。
【００４２】
また、特開平９−２４７１５６号公報には、適応クロック法の具体的実現に関し、ソースクロック再生バッファのバッファ残量から再生クロック周波数を算出するものが記載されている。
【００４３】
また、特開平７−４６２５７号公報には、適応クロック法の具体的実現に関し、バッファ残量の偏差の変化量を監視し、この監視結果をもとにマイクロプロセッサのプログラムを用いて再生クロック周波数を算出し、再生クロック周波数を開ループ制御するものが記載されている。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のＡＴＭ通信システムにおける受信側のローカルクロック４４、すなわち再生クロックの収束時間と収束後の周波数安定度は反比例（トレードオフ）の関係にある。つまり、演算式（１）における感度Ａを大きくすればするほど、再生クロックの発振周波数は、重み付き平均値Ｍの変化に対して敏感に反応し、結果として収束時間が短くなるが、受信セルの到着ゆらぎや、ソースクロック再生バッファ２３への受信セルのバースト書き込みによるバッファ残量Ｈの変動というノイズ成分にも敏感に反応するようになるため、収束後の周波数安定度が悪化する。逆に、演算式（１）における感度Ａを小さくすればするほど、ノイズ成分に鈍感となり、収束後の周波数安定度が改善されるが、収束時間が長くなってしまう。
【００４５】
従って、従来のソースクロック再生方法では、収束時間の短縮か、あるいは収束後の周波数安定度のどちらか一方を犠牲にせざるを得ないという問題点があった。
【００４６】
具体的に、図２１は、ソースクロック周波数が１．５４４ＭＨｚ＋５０ｐｐｍで、再生クロック周波数の初期値が１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍとした場合における、クロック再生動作開始後の経過時間に対する再生クロック周波数の変化の様子をグラフ化したものである。図２１において、収束曲線７０ａ〜７０ｃは、演算式（１）における感度Ａを同一かつ一定とし、重み付き平均値Ｍの算出に使用されたバッファ残量Ｈの総数を示す平均母数Ｎ、およびバッファ残量Ｈの検出間隔Ｔの値をそれぞれ変化させた場合の代表的な収束曲線を示している。この収束曲線７０ａ〜７０ｃの中で、収束曲線７０ｂが最も理想的な収束曲線であり、収束時間も最短となっている。収束曲線７０ａは、平均母数Ｎまたは検出間隔Ｔが収束曲線７０ｂに対して大きな値である場合を示し、一方、収束曲線７０ｃは、平均母数Ｎまたは検出間隔Ｔが収束曲線７０ｂに対して小さな値である場合を示し、共に収束時間が遅い。
【００４７】
収束曲線７０ｂに示す理想的な収束曲線を得ることができる感度Ａ、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの値の組み合わせ、すなわち最適解は、一つのシステムにおいて複数組存在する。但し、このように複数組存在する最適解の中では、感度Ａ、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔはそれぞれ反比例の関係にあり、これら３つのうち２つの値を決めると、残りの１つの値も一意に決定される。このことを式で表すと以下の式（２）のようになる。すなわち、
感度Ａ×平均母数Ｎ×検出間隔Ｔ＝一定 ・・・（２）
である。なお、最適解の収束時間は基本的に感度Ａの値にのみ依存する。
【００４８】
また、重み付き平均演算にはローパスフィルタとしての働きがあり、高調波成分であるノイズ成分を除去し、再生クロック周波数のむやみな変動を抑える効果がある。さらに、平均母数Ｎを大きくするほど、換言すれば、最新のバッファ残量Ｈの重みを小さくするほど、ローパスフィルタのカットオフ周波数が小さくなり、収束後の周波数安定度が改善される。
【００４９】
この結果、再生クロック周波数の収束時間を短くし、さらに収束後の周波数安定度を改善するためには、感度Ａと平均母数Ｎを共にできるだけ大きな値とすればよいことが分かる。
【００５０】
しかし、平均母数Ｎを大きくすると、制御値Ｕの演算回路の規模（ソフトウェアで演算する場合には演算量）も大きくなってしまう。さらに、式（２）の制約（最適解となるための制約）が存在する以上、感度Ａと平均母数Ｎとを大きくすると検出間隔Ｔを小さくする必要があり、演算回路の動作速度（ソフトウェアで演算する場合には演算を行う頻度）も高くなってしまう。通常、実際に実現できる演算回路の規模や動作速度には上限があるため、その制限によって所望の収束時間や周波数安定度を共に満足する回路が得られない場合がある。
【００５１】
従って、この演算回路規模や演算回路の動作速度を加味すると、上述した従来のソースクロック再生法では、収束時間、収束後の周波数安定度、演算回路規模、あるいは演算回路の動作速度のいずれかを犠牲にせざるを得ないという問題点があった。
【００５２】
また、送信ＣＬＡＤ５１からＡＴＭ網５０に送信される送信セルの送信間隔は一定であるが、ＡＴＭ網５０内における転送遅延の変動によって、受信ＣＬＡＤ５２、ひいてはソースクロック再生バッファ２３で受信される受信セルの受信間隔は一定ではなく、揺らいでいる可能性が高い。受信ＣＬＡＤ５２において、ＡＴＭセルをデータ列に正常に変換するためには、この受信セルの遅延ゆらぎを何らかの手段で吸収する必要がある。その一つの実現方法として、ソースクロック再生バッファ２３にゆらぎ吸収バッファとしての機能も担わせる方法が考えられる。この場合、データ受信装置のゆらぎ耐性は、基本的にソースクロック再生バッファ２３の容量に依存する。
【００５３】
但し、ゆらぎ耐性は、厳密には「バッファ残量」と「ソースクロック再生バッファ２３の全容量−バッファ残量」とのうちの小さい方の値となる。つまり、バッファ残量がソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）に等しい時にゆらぎ耐性が最高となり、中心値からずれるほど、ゆらぎ耐性が低く、言い替えればオーバーフローあるいはアンダーフローが発生し易くなる。しかし、演算式（１）で示すように、従来のソースクロック再生方法は、「バッファ残量の中心値からのずれ」の重み付き平均値Ｍを用いて再生クロックの発振周波数を制御しているため、ソースクロック周波数が基準周波数から離れているほど重み付き平均値Ｍが０から遠ざかり、言い替えればバッファ残量の変動の中心が中心値から遠ざかり、ゆらぎ耐性が低下するという問題点があった。
【００５４】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、演算回路規模あるいは演算回路の動作速度の制限下で、再生クロックの収束時間を短縮でき、かつ収束後の周波数安定度を高めることができ、さらには、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるデータ受信装置、これに用いられるソースクロック再生方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を得ることを目的とする。
【００５５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるデータ受信装置は、データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持するバッファ手段と、このバッファ手段に保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生手段とを有するデータ受信装置において、前記ソースクロック再生手段は、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する演算手段と、ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００５６】
この発明によれば、演算手段が、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する際、制御手段が、ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしてソースクロックの再生が行われる。
【００５７】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、一定時間を計時するタイマを有し、前記所定条件は、前記タイマによって計時された一定時間の経過であることを特徴とする。この発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００５８】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅を計測する計測手段を有し、前記所定条件は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることであることを特徴とする。この発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００５９】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、一定時間を計時するタイマと、前記再生クロックの周波数変動幅を計測する計測手段とを有し、前記所定条件は、前記タイマによって計時された一定時間の経過したこと、または前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることのいずれか一方を満足することであることを特徴とする。この発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００６０】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足する前は、収束時間が短くなるように感度係数が大きく設定され、所定条件を満足した後は、感度係数を小さく設定するとともに、オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算して、周波数安定度を高めたソースクロックの再生制御を行う。
【００６１】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足した後、重み付き平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する。
【００６２】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足した後、バッファ残量を検出する所定間隔を変更する。
【００６３】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足した後、重み付け平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしている。
【００６４】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であることを特徴とする。この発明によれば、補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値としている。
【００６５】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定することを特徴とする。この発明によれば、感度係数と平均母数と所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値になるように設定される。
【００６６】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理、および前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理のうちの複数の処理を組み合わせて行うことを特徴とする。
【００６７】
この発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理、および前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理のうちの複数の処理を組み合わせて行うようにしている。
【００６８】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行うことを特徴とする。
【００６９】
この発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行うようにしている。
【００７０】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、この初期設定状態から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックを高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定することを特徴とする。
【００７１】
この発明によれば、制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、この初期設定状態から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックを高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしている。
【００７２】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段が行う設定制御内容を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。この発明によれば、設定手段を用いて、制御手段が行う設定制御内容を設定することができる。
【００７３】
つぎの発明にかかるソースクロック再生法法は、データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持し、この保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生方法において、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行う第１工程と、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御する第２工程とを含むことを特徴とする。
【００７４】
この発明によれば、まず、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行い、つぎに、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御するようにしている。
【００７５】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件は、ソースクロック再生動作開始後の一定時間の経過であることを特徴とする。この発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００７６】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることであることを特徴とする。この発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００７７】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件は、ソースクロック再生動作開始後、一定時間が経過したこと、または前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることのいずれか一方を満足することであることを特徴とする。この発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００７８】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程における操作量の変更設定は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算するようにしている。
【００７９】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定するようにしている。
【００８０】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程における操作量の変更設定は、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更するようにしている。
【００８１】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしている。
【００８２】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であることを特徴とする。この発明によれば、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であるようにしている。
【００８３】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記操作量は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定することを特徴とする。この発明によれば、前記操作量は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定するようにしている。
【００８４】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理との中から２以上の組み合わせた処理を同時に行うことを特徴とする。
【００８５】
この発明によれば、前記第２工程は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理との中から２以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしている。
【００８６】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行う第３工程をさらに含むことを特徴とする。
【００８７】
この発明によれば、前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしている。
【００８８】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件を満足した後、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復する第４工程をさらに含み、その後、さらに前記第１工程、前記第２工程、または前記第３工程を順次行うことを特徴とする。この発明によれば、前記所定条件を満足した後、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、その後、さらに前記第１工程、前記第２工程、または前記第３工程を順次行うようにしている。
【００８９】
つぎの発明にかかる記録媒体は、上記の発明のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、上記発明の動作をコンピュータによって実現することができる。
【００９０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるデータ受信装置、これに用いられるソースクロック再生方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００９１】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、データ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図１に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【００９２】
図１において、制御電圧算出部１の演算部２は、バッファ残量監視部１２から出力されるバッファ残量Ｈをもとに制御値Ｕを算出する。Ｄ／Ａコンバータ３は、演算部２から出力されるデジタル値である制御値Ｕをアナログ値に変換する。タイマ４は、演算部２に対して一定周期毎に演算の実行を指示する。演算制御部５は、演算部２に対して平均母数Ｎを通知すると共に、感度Ａを含む演算式の変更を指示し、さらにタイマ４に対してバッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを通知する。
【００９３】
送信側装置群４５内の送信ＣＬＡＤ５１から一定速度で送信された音声データ、すなわちＡＴＭセルは、ＡＴＭ網５０を介して受信側装置群４６内の受信ＣＬＡＤ５２で受信される。その後、受信ＣＬＡＤ５２内の受信されたＡＴＭセルは、物理レイヤ処理部１８、ＡＴＭレイヤ処理部１９を介してＡＡＬ処理部２０に入力され、ＡＡＬタイプ１ヘッダ内のシーケンス番号によるセル廃棄／誤挿入のチェック処理、ゆらぎ吸収処理、ＡＴＭセルからデータ列への変換、およびソースクロック周波数再生処理等のＡＡＬタイプ１処理が行われる。ＡＡＬ処理部２０でデータ列に変換された音声データは、続いてＳＴＭ処理部２１へ送られる。
【００９４】
つぎに、ソースクロック周波数再生動作の詳細を説明する。まず、ＡＡＬ処理部２０内において、ＡＴＭレイヤ処理部１９から入力された受信セル６０ａ〜６０ｃは、書込信号によってソースクロック再生バッファ２３に書き込まれる。ここでは、実効速度１．５４４Ｍｂ／ｓの音声データが、１５５．５２Ｍｂ／ｓのデータ転送速度でブロック間転送されてくるため、この時の受信セル６０ａ〜６０ｃのデータ転送状態は、図３（ａ）に示すようなセル単位のバースト状となる。
【００９５】
バッファ残量監視部１２は、ＡＴＭレイヤ処理部１９からの書込信号を監視し、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）に設定された読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされることを監視する。バッファ残量監視部１２は、読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされたことを検出すると、バッファ制御部１１に対してソースクロック再生バッファ２３からの読出開始の起動指示を行うと同時に、制御電圧算出部１に対しても演算開始を起動指示を行う。その後、制御電圧算出部１内の演算部２は、タイマ４から一定周期で送られてくる演算実行指示に従って、バッファ残量監視部１２から送られてくるバッファ残量Ｈをもとに制御値Ｕの演算を行う。バッファ残量監視部１２は、その後も引き続き書込信号と読出信号の動作からバッファ残量Ｈを求め、このバッファ残量Ｈを制御電圧算出部１に通知する。
【００９６】
ソースクロック再生バッファ２３からの受信セルの読出は、音声データの実効速度である１．５４４Ｍｂ／ｓで行われるため、受信セル６０ａ〜６０ｃのデータ転送状態は、図３（ｂ）に示すように連続したデータ列となる。図３（ａ）と図３（ｂ）に示す受信セル６０〜６０ｃの長さが異なっているのは、それぞれのデータ転送速度が異なっているためであり、これらのデータサイズは全て同一である。
【００９７】
制御電圧算出部１は、バッファ残量Ｈが増加傾向にある場合には、ソースクロック４３に比べてローカルクロック４４の方が周波数が低いとみなし、ローカルクロック４４の周波数を上げるように電圧制御水晶発信器１３を制御し、逆にバッファ残量Ｈが減少傾向にある場合には、ローカルクロック４４の周波数を下げるように制御する。電圧制御水晶発信器１３は、制御電圧算出部１からの制御電圧Ｖに従って、ローカルクロック４４の発振周波数を変動させる。バッファ制御部１１は、電圧制御水晶発信器１３からのローカルクロック４４を基準として、ソースクロック再生バッファ２３に対する読出信号を出力する。
【００９８】
図１に示すように、制御電圧算出部１内では、タイマ４からの演算実行指示に従って、演算部２がバッファ残量Ｈから制御値Ｕを算出し、この制御値ＵをＤ／Ａコンバータ３に通知する。演算部２において制御値Ｕを求めるために使用される演算式は、
である。
【００９９】
ここで、感度Ａとは、重み付き平均値Ｍを制御値Ｕに変換するための係数で、これが大きいほどローカルクロック４４の発振周波数が重み付き平均値Ｍの変化に対して敏感に反応するようになり、収束時間も短くなる。また、オフセット値Ｂとは、電圧制御水晶発信器１３に基準周波数を出力させる値であり、たとえば、周波数可変範囲が１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍの場合には、その中心周波数である１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍを出力させる値を指す。さらに中心値Ｃとは、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）のことであり、これは読出開始閾値ＴＨと同一である。
【０１００】
バッファ残量Ｈは、具体的なバイト数あるいはビット数で表示されたバッファ残量の場合だけでなく、４８バイト、６４バイト等の任意の単位で表示された値であってもよい。たとえば、６４バイトを最小単位としてもよい。
【０１０１】
制御値Ｕの演算式として式（１）を採用するシステムでは、基本的に音声データの転送速度が遅いほどローカルクロック４４の収束時間が長くなる傾向がある。しかし、収束時間を短くするため、単に感度Ａを大きくすると、収束後の周波数安定度が悪化してしまう。そこで、感度Ａの初期値、すなわちクロック再生動作開始直後の感度Ａを大きな値としておき、一定時間Ｐが経過したら小さい値に変更するようにする。つまり、感度Ａを大きな値から小さい値に変化させることによって、収束時間の短縮と収束後の周波数安定度の改善を図る。なお、ここで言う一定時間Ｐとは、感度Ａの初期値（大きな値）において、ローカルクロック４４が十分収束する時間を意味する。
【０１０２】
ところが、式（１）において感度Ａを突然小さい値に変更すると、その瞬間に制御値Ｕも小さい値となってしまう。その結果として、ローカルクロック４４の周波数も急激に小さくなってしまい、それまでの動作で折角ソースクロック４３の周波数に近づいたのにもかかわらず、再びソースクロック４３の周波数から離れてしまう。
【０１０３】
このため、実施の形態１では、感度Ａを小さい値に変更すると同時に、制御値Ｕの演算式をつぎの式（３）に変更する。すなわち、感度Ａを小さい値に変更することによって失われた値を、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算することで補てんする。
【０１０４】
【０１０５】
ここで、感度Ａの初期値（大きな値）をＡ０、変更後の小さな値をＡ１、感度Ａ変更時の重み付き平均値ＭをＭ０とすると、たとえば、補正値Ｄは以下に示す式（４）で求められる。すなわち、
補正値Ｄ＝（Ａ０−Ａ１）×Ｍ０ ・・・（４）
である。
【０１０６】
また、ローカルクロック４４の収束曲線が収束曲線７０ｂに示すような理想形となる感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔの間には、上述した式（２）の関係が存在する。従って、感度Ａの変更後も収束曲線が理想形、すなわち最適解を維持するためには、平均母数Ｎあるいは検出間隔Ｔのどちから一方、あるいは両方を、感度Ａの変更と同時に変更させて式（２）を満足させる必要がある。たとえば、感度Ａを初期値の１／４倍に変更する場合、この変更と同時に、平均母数Ｎを４倍とする、あるいは検出間隔Ｔを４倍とするようにする、あるいは平均母数Ｎと検出間隔Ｔとを共に２倍にする、さらには平均母数Ｎを８倍かつ検出間隔Ｔを１／２倍とする等、種々の変更組合せが可能である。
【０１０７】
なお、この平均母数Ｎと検出間隔Ｔの変更後の値については、適用システムにおける演算回路の規模や動作速度の制限を勘案して、そのシステムに最適な値を選択する。
【０１０８】
なお、一定時間Ｐ経過後において収束曲線の理想形を維持する必要がないとシステム設計者が判断した場合には、平均母数Ｎと検出間隔Ｔを最適解とならない値に変更してもよいし、全く変更しなくてもよいのは言うまでもない。
【０１０９】
演算制御部５は、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆと平均母数Ｎとバッファ残量Ｈの検出間隔Ｔとの変更制御を同時に行う。これらの初期値と変更後の値は演算制御部５内に保持され、必要なタイミングで演算制御部５から演算部２及びタイマ４に通知される。なお、演算制御部５は、感度Ａを演算式変更指示Ｆと独立して変更指示するようにしてもよい。演算制御部５は、クロック再生動作の開始タイミングと、一定時間Ｐが経過したことの検出も行う。演算制御部５は、バッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓとタイマ４からの演算実行指示を監視することによって、これらのタイミングを検出するとともに、タイマ６によって起動後後の一定時間Ｐを計測する。なお、一定時間Ｐの長さは演算制御部５内のタイマ６によって計測されるが、その時間長さは内部に保持される。
【０１１０】
演算制御部５からの演算式変更指示Ｆを受信した演算部２は、その時点の重み付き平均値ＭをＭ０としてラッチし、補正値Ｄを算出すると共に、制御値Ｕの演算式を式（１）から式（３）に変更する。
【０１１１】
ここで、図２のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ１１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ１１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ１２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ１３）。その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ１４）。
【０１１２】
その後、演算制御部５は、タイマ６が計時している時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ１５）、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ１５，ＹＥＳ）には、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行い（ステップＳ１６）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ１５，ＮＯ）には、ステップＳ１４に移行して制御量Ｕの出力を継続する。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ１７）、この処理を繰り返す。
【０１１３】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１１４】
上述したこの発明の実施の形態１によれば、クロック再生動作開始直後は収束時間が短くなるように感度Ａを設定し、その後一定時間Ｐが経過したら周波数安定度が改善されるように感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを変更すると共に、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算するようにしたため、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用されるＡＴＭ通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１１５】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図４は、この発明の実施の形態２であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、このデータ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図４に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【０１１６】
実施の形態１では、演算制御部５内にタイマ６を有し、一定時間Ｐ経過した後に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしていたが、この実施の形態２では、演算制御部５内に周波数変動検出部７を設け、この周波数変動検出部７がローカルクロック４４の周波数変動幅を検出し、所定の閾値Ｇ以下になった場合に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしている。すなわち、実施の形態１では、収束時間を重視していたが、実施の形態２では、周波数安定度を重視するようにしている。
【０１１７】
図４に示すように、実施の形態２の構成は、図１に示す実施の形態１の構成における演算制御部５の構成が異なるのみで、その他の構成および動作は、実施の形態１と同じである。
【０１１８】
演算制御部５は、演算部２から出力される制御値Ｕを常に監視するとともに、周波数変動検出部７によってローカルクロック４４の周波数変動幅を検出する。この周波数変動幅は、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇは、演算制御部５が保持している。
【０１１９】
ここで、図５のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ２１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ２１，ＹＥＳ）には、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ２２）。その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ２３）。
【０１２０】
その後、演算制御部５は、周波数変動検出部７が検出する周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下であるか否かを判断し（ステップＳ２４）、所定の閾値Ｇ以下でない場合（ステップＳ２４，ＮＯ）には、ステップＳ２３に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。一方、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下である場合（ステップＳ２４，ＹＥＳ）には、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行う（ステップＳ２５）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ２６）、この処理を繰り返す。
【０１２１】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１２２】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１２３】
上述した実施の形態２によれば、クロック再生動作開始直後は収束時間が短くなるように感度Ａを設定し、その後ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｇ以下となったら周波数安定度が改善されるように感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを変更すると共に、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算するようにしたため、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度をシステム設計者がある程度自由に選択できるようになり、適用されるＡＴＭ通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１２４】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。図６は、この発明の実施の形態３であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、このデータ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図６に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【０１２５】
実施の形態１では、演算制御部５内にタイマ６を有し、一定時間Ｐ経過した後に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにし、また、実施の形態２では、演算制御部５内に周波数変動検出部７を設け、この周波数変動検出部７がローカルクロック４４の周波数変動幅を検出し、所定の閾値Ｇ以下になった場合に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしていたが、この実施の形態３では、演算制御部５内にタイマ６、周波数変動検出部７、および判断部８を設け、判断部８が、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過し、あるいは周波数変動検出７が検出した周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下である、いずれかの条件を満足する場合に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしている。
【０１２６】
図６に示すように、実施の形態３の構成は、図１に示す実施の形態１の構成または図４に示す実施の形態２の構成における演算制御部５の構成が異なるのみで、その他の構成および動作は、実施の形態１または実施の形態２と同じである。
【０１２７】
演算制御部５は、判断部８が、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、あるいは周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合に、感度Ａを含む演算式を式（１）から式（３）に変更指示するとともに、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示を行う。この周波数変動幅は、実施の形態２と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇおよび一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１２８】
ここで、図７のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ３１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ３１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ３２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ３３）。
【０１２９】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ３４）。その後、演算制御部５の判断部８は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ３５）、一定時間Ｐを経過している場合（ステップＳ３５，ＹＥＳ）には、ステップＳ３７に移行する。
【０１３０】
一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ３５，ＮＯ）には、さらに周波数変動検出部７が検出する周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下であるか否かを判断し（ステップＳ３６）、所定の閾値Ｇ以下でない場合（ステップＳ３６，ＮＯ）には、ステップＳ３４に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。一方、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下である場合（ステップＳ３６，ＹＥＳ）には、ステップＳ３７に移行し、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行う（ステップＳ３７）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ３８）、この処理を繰り返す。
【０１３１】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１３２】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１３３】
上述した実施の形態３によれば、クロック再生動作開始直後は収束時間が短くなるように感度Ａを設定し、その後ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｆ以下となるか、あるいは一定時間Ｐが経過したら周波数安定度が改善されるように感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを変更すると共に、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算するようにしたため、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度をシステム設計者がある程度自由に選択できるようになり、適用されるＡＴＭ通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１３４】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４は、実施の形態１から実施の形態３における構成と同様であり、第２および実施の形態３と同様に演算制御部５の構成および動作が第１から実施の形態３と異なる。
【０１３５】
第１から実施の形態３では、いずれも所定条件、すなわち一定時間Ｐが経過すること、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下であること、一定時間Ｐが経過するか、または周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になるかのいずれか一方を満足することを条件として、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしていたが、実施の形態４では、この所定条件前は、第１から実施の形態３と同様の処理を行い、所定条件を満足した後、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更せずに、式（１）からつぎに示す式（５）に変更するのみである。すなわち、
である。この演算式（５）は、所定条件を満足した後、バッファ残量Ｈに補正値Ｅを加算する点で、演算式（１）と異なる。
【０１３６】
この補正値Ｅは、周波数収束後のバッファ残量Ｈを可能な限り中心値Ｃに近づける役割を果たすパラメータで、たとえばクロック再生動作開始後一定時間Ｐが経過した時点など、収束後のある時点の重み付き平均値Ｍを補正値Ｅとして採用すること等が考えられる。式（５）に示すように、この補正値Ｅを加算することによって、ソースクロック４３の周波数にかかわらず、バッファ残量Ｈは周波数収束後も中心値Ｃをほぼ中心として前後にゆらぐようになる。
【０１３７】
演算制御部５は、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合、一定時間Ｐが経過した場合あるいは周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合に、演算式を式（１）から式（５）に変更指示し、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示は行わない。この周波数変動幅は、第２および実施の形態３と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇおよび一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１３８】
演算制御部５からの演算式変更指示を受信した演算部２は、たとえばその時点の重み付き平均値Ｍを補正値Ｅとしてラッチすると共に、制御値Ｕの演算式を式（１）から式（５）に変更する。
【０１３９】
ここで、図８のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。なお、ここでは、実施の形態１で示した一定時間Ｐが経過することを所定条件として処理しており、その他第２から実施の形態３で示した所定条件を採用するようにしてもよい。
【０１４０】
まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ４１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ４１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ４２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ４３）。
【０１４１】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ４４）。その後、演算制御部５は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ４５）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ４５，ＮＯ）には、ステップＳ４４に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。
【０１４２】
一方、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ４５，ＹＥＳ）には、式（１）から、バッファ残量Ｈに補正値Ｅを加算する式（５）の演算式に変更する指示を演算部２に送出し、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示は行わない（ステップＳ４６）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（５）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ４７）、この処理を繰り返す。
【０１４３】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１４４】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１４５】
図９は、具体的に、ソースクロック周波数が１．５４４ＭＨｚ＋５０ｐｐｍ、再生クロック周波数の初期値が１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍとした場合において実施の形態４を適用した場合での、クロック再生動作開始後の経過時間と再生クロック周波数の変化との関係を示す。図９に示すように、収束曲線７１は、演算式（１）から演算式（５）に変更した直後において、補正値Ｅを加算した影響で再生クロック周波数が一旦急激に上昇するが、最終的には再びソースクロック４３の周波数と同じ値に戻ってくる。
【０１４６】
なお、上述した補正値Ｅは、定数として説明したが、時間経過と共に段階的に増加し、ある時点で一定（最終値）になるような時間関数とする補正値であってもよい。
【０１４７】
たとえば、図１０は、補正値Ｅを時間関数とした場合の一例を示す。時間関数７２は、上に凸の形状をなす時間関数であり、時間関数７３は、時間の経過とともに直線的に増加する時間関数である。また、時間関数７５は、下に凸の形状をなる時間関数である。実際には、検出間隔Ｔに対応して演算を行うことになるので、時間関数７４のような段階的な形状をなす。いずれの時間関数７２〜７５も、時間ｔ０の時点で一定の最終値Ｅ０に達する。これにより、補正値Ｅの加算の影響による再生クロック周波数の急激な上昇を和らげることができる。
【０１４８】
上述した実施の形態４によれば、収束後はバッファ残量Ｈに補正値Ｅを加算するようにしたため、最終的にバッファ残量Ｈが中心値Ｃをほぼ中心として前後にゆらぐようになり、ソースクロック再生バッファ２３のオーバフロー及びアンダーフロー発生確率の悪化、すなわち受信セルの遅延ゆらぎに対するゆらぎ耐性の低下を最小限に抑えることができるという効果が得られる。
【０１４９】
実施の形態５．
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。この実施の形態５は、実施の形態１から実施の形態４における構成と同様であり、第２から実施の形態４と同様に演算制御部５の構成および動作が第１から実施の形態４と異なる。
【０１５０】
実施の形態５では、実施の形態４の処理を実施した後、すなわち制御値Ｕの演算式を所定条件を満足した後に式（１）から式（５）に変更し、この後、さらに所定条件を満足した場合に、さらに第１から実施の形態３における所定条件満足後の処理、すなわち周波数安定度重視の観点から、感度Ａを含む演算式の変更、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔの変更を実施するようにしている。
【０１５１】
たとえば、式（５）の演算式によって制御値Ｕを演算出力した状態で所定条件を満足した場合に、式（３）に対応して式（５）に補正値Ｄを加算する式（６）の演算式に変更する。すなわち、
である。
【０１５２】
ここで、式（６）の補正値Ｄは、式（３）における補正値Ｄと全く同じものであり、式（４）で求められる。この式（５）から式（６）に変更する際の処理は、式（１）から式（３）に変更する際の処理と同じである。
【０１５３】
演算制御部５は、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合、一定時間Ｐが経過した場合あるいは周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合（第１回目の変更指示）に、演算式を式（１）から式（５）に変更指示し、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示は行わない。その後、演算制御部５は、再びタイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合、一定時間Ｐが経過した場合あるいは周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合（第２回目の変更指示）に、演算式を式（５）から式（６）に変更指示し、併せて平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示を行う。
【０１５４】
この周波数変動幅は、第２および実施の形態３と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇおよび一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１５５】
演算制御部５からの１回目の変更指示を受信した演算部２は、たとえばその時点の重み付き平均値Ｍを補正値Ｅとしてラッチすると共に、制御値Ｕの演算式を式（１）から式（５）に変更する。さらに、２回目の変更指示を受信した演算部２は、たとえばその時点の重み付き平均値Ｍを式（４）におけるＭ０としてラッチすると共に、制御値Ｕの演算式を式（５）から式（６）に変更する。但し、２回目の変更指示受信時にラッチした値ではなく、１回目の受信時にラッチした重み付き平均値Ｍ、すなわち補正値ＥをＭ０として使用してもよい。
【０１５６】
ここで、図１１のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。なお、ここでは、実施の形態１で示した一定時間Ｐが経過することを所定条件として処理しており、その他第２から実施の形態４で示した所定条件を採用するようにしてもよい。
【０１５７】
まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ５１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ５１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ５２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ５３）。
【０１５８】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ５４）。その後、演算制御部５は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ５５）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ５５，ＮＯ）には、ステップＳ５４に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。
【０１５９】
一方、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ５５，ＹＥＳ）には、タイマ４をリセットした（ステップ４６）後、式（１）から、バッファ残量Ｈに補正値Ｅを加算する式（５）の演算式に変更する指示を演算部２に送出し、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示は行わない（ステップＳ５７）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（５）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ５８）。その後、さらに、演算制御部５は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ５９）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ５９，ＮＯ）には、ステップＳ５８に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。
【０１６０】
一方、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ５９，ＹＥＳ）には、式（５）から、補正値Ｄを加算する式（６）の演算式に変更する指示を演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示を行う（ステップＳ６０）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（６）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ６１）、この処理を繰り返す。
【０１６１】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１６２】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１６３】
この実施の形態５における経過時間に対する再生クロック周波数の変化は、図９に示す実施の形態４と同様である。なお、実施の形態４と同様に、補正値Ｅを定数に限らず、時間経過と共に段階的に増加し、ある時点で一定（最終値）になるような時間関数でもよい。
【０１６４】
上述した実施の形態５によれば、実施の形態４４の処理を実施した後に、続けて第１から実施の形態３のいずれかの処理を実施するようにしたため、最終的にバッファ残量Ｈが中心値Ｃをほぼ中心として前後にゆらぐようになり、ソースクロック再生バッファ２３のオーバフロー及びアンダーフロー発生確率の悪化、すなわち受信セルの遅延ゆらぎに対するゆらぎ耐性の低下を最小限に抑えることができる上、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度をシステム設計者がある程度自由に選択できるようになり、適用されるＡＴＭシステムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１６５】
実施の形態６．
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。この実施の形態６は、第１から実施の形態５のいずれかの処理を実施した後（収束した後）、ローカルクロック１４の周波数変動幅が閾値Ｇ２を超えたことを検出したら、制御値Ｕの演算式や使用する各種パラメータ値をクロック再生動作開始直後の初期状態に戻し、再び第１から実施の形態５のいずれかの処理を実施するという動作を繰り返すことを特徴とする。
【０１６６】
図１２は、この発明の実施の形態６であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、このデータ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図１２に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【０１６７】
演算制御部５は、クロック再生動作開始後、上述した所定条件を満足することによってローカルクロック１４が収束したと判断した時点で感度Ａを含む演算式の変更（補正値Ｄ、補正値Ｅの変更も含む）、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔを変更する点は第１から実施の形態５と同じである。演算制御部５は、再設定部９を有し、再設定部９は、さらにその後、ソースクロック１４の周波数変動幅が閾値Ｇ２以上となったことを検出した場合には、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔを再びクロック再生動作開始直後の初期値に戻し、補正値Ｄ、補正値Ｅの加算も削除する。すなわち、制御値Ｕの演算式を最初の式（１）に戻す。そして再び、第１から実施の形態５のいずれかの処理を実行する動作を繰り返す。
【０１６８】
この周波数変動幅は、実施の形態２と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇ、閾値Ｇ２および一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１６９】
なお、第１から実施の形態５で用いるローカルクロック４４の周波数変動幅の閾値Ｇと実施の形態６で用いる閾値Ｇ２は、同じ値であっても、異なる値であってもよい。
【０１７０】
ここで、図１３のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ７１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ７１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ７２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ７３）。
【０１７１】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ７４）。その後、演算制御部５は、タイマ６が計時している時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ７５）、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ７５，ＹＥＳ）には、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行い（ステップＳ７６）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ７５，ＮＯ）には、ステップＳ７４に移行して制御量Ｕの出力を継続する。
【０１７２】
その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ７７）。その後、再設定部９は、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ２を超えたか否かを判断し（ステップＳ７８）、所定の閾値Ｇ２を超えていない場合（ステップＳ７８のＮＯ）には、ステップＳ７７に移行してステップ７７の処理を繰り返し、所定の閾値Ｇ２を超えている場合には、ステップＳ７１に移行して、クロック再生開始初期状態に復する。
【０１７３】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１７４】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１７５】
上述した実施の形態６によれば、収束後、ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｇ２を超えた場合に感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを初期値に戻し、再び第１から実施の形態５のいずれかの処理を実施するようにしたため、第１から実施の形態５と同様の効果が得られる上、ソースクロック４３の周波数が大きく変動した場合でも、ローカルクロック４４の周波数が速やかに追従できるという効果が得られる。
【０１７６】
また、ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｇ２を超えた場合、補正値Ｅの加算を取り止めるようにしたため、再収束後の新補正値Ｅを簡単に正確に求められるという効果も得られる。
【０１７７】
実施の形態７．
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。第１から実施の形態６では、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔ、一定時間Ｐ、周波数変動幅の閾値Ｇおよび閾値Ｇ２は、演算制御部５内に保持されているが、実施の形態７では、設定部１５を設け、この設定部１５によって柔軟に設定できるようにしている。
【０１７８】
設定部１５は、これらの設定値をディップスイッチ設定としてもよいし、装置管理部２２内から図示しない制御バスを経由させて設定するようにしてもよいし、さらには、独自の設定パネルを設けるようにしてもよい。また、この設定部１５によって上述した第１から実施の形態６の選択設定が可能であるとともに、第１から実施の形態６の組合せ設定も可能となる。
【０１７９】
この実施の形態７によれば、ローカルクロック４４の再生に関して所望の設定を柔軟に行うことができる効果が得られる。なお、上述した第１から実施の形態７では、各機能ブロック間のデータインタフェース幅を８ビットとし、バイト単位にデータ転送したが、異なるデータインタフェース幅や転送単位でも同様の効果が得られる。
【０１８０】
また、上述した第１から実施の形態７では、ＳＴＭインタフェース速度、すなわちソースクロック４３の周波数を１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍ、ＡＴＭインタフェース速度、すなわちＡＴＭ網５０のネットワーククロック４２ａ，４２ｂの周波数を１５５．５２ＭＨｚとしたが、異なる周波数あるいは異なる変動幅としてもよい。さらに、上述した第１から実施の形態７では、ＡＴＭセルを音声データの基本的な転送単位としたが、基本的にはバッファ残量Ｈをもとにクロック再生を行うので、ＡＴＭセル以外の異なる種類・長さのパケットを転送単位としても同様の効果が得られる。
【０１８１】
また、上述した第１から実施の形態７では、具体例としてＡＴＭ網５０を介して電話４０ａ，４０ｂ及びＰＢＸ４１ａ，４１ｂを接続するＡＴＭ通信システムを前提としたが、適応クロック法によりソースクロック周波数を再生する必要のあるシステムであれば、その他の構成のシステムでも同様の効果が得られる。さらに、上述した第１から実施の形態６では、取り扱うデータの種類を音声データとしたが、音声データに限定されず、異なる種類のデータを取り扱ってもよい。また、上述した第１から実施の形態７において、重み付き平均値Ｍの計算は、算術平均に限定されず、幾何平均、調和平均、指数平均、メディアン、モード、ミッドレンジ等としてもよい。
【０１８２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、演算手段が、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する際、制御手段が、ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしてソースクロックの再生を行っているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８３】
つぎの発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８４】
つぎの発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８５】
つぎの発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８６】
つぎの発明によれば、所定条件を満足する前は、収束時間が短くなるように感度係数が大きく設定され、所定条件を満足した後は、感度係数を小さく設定するとともに、オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算して、周波数安定度を高めたソースクロックの再生制御を行うようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１８７】
つぎの発明によれば、所定条件を満足した後、重み付き平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかもバッファ残量の重みを小さく設定できるようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１８８】
つぎの発明によれば、所定条件を満足した後、バッファ残量を検出する所定間隔を変更するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８９】
つぎの発明によれば、所定条件を満足した後、重み付け平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしているので、これにより、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０１９０】
つぎの発明によれば、補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値としているので、これにより、ゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑える際に、急激な周波数の上昇を和らげることができるという効果を有する。
【０１９１】
つぎの発明によれば、感度係数と平均母数と所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値になるように設定されるので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるという効果を有する。
【０１９２】
つぎの発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理、および前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理のうちの複数の処理を組み合わせて行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られるとともに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０１９３】
つぎの発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られ、さらに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０１９４】
つぎの発明によれば、制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、この初期設定状態から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックを高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいとともに、所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるとともに、特に、ソースクロックが大きく変動した場合でも、ローカルクロックの周波数を速やかに追従させることができるという効果を有する。
【０１９５】
つぎの発明によれば、設定手段を用いて、制御手段が行う設定制御内容を設定するようにしているので、これにより、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１９６】
つぎの発明によれば、まず、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行い、つぎに、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御するようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１９７】
つぎの発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１９８】
つぎの発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１９９】
つぎの発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０２００】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０２０１】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいとともに、バッファ残量の重みを小さく設定できるようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０２０２】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０２０３】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしているので、これにより、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０２０４】
つぎの発明によれば、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であるようにしているので、これにより、ゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑える際に、急激な周波数の上昇を和らげることができるという効果を有する。
【０２０５】
つぎの発明によれば、前記操作量は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるという効果を有する。
【０２０６】
つぎの発明によれば、前記第２工程は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理との中から２以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られ、さらに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０２０７】
つぎの発明によれば、前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られ、さらに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０２０８】
つぎの発明によれば、前記所定条件を満足した後、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、その後、さらに前記第１工程、前記第２工程、または前記第３工程を順次行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるとともに、特に、ソースクロックが大きく変動した場合でも、ローカルクロックの周波数を速やかに追従させることができるという効果を有する。
【０２０９】
つぎの発明にかかる記録媒体は、上記の発明のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、上記発明の動作をコンピュータによって実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 ＡＡＬ処理部に入力される受信セルの転送状態とＡＡＬ処理部から出力される受信セルの転送状態とを示す説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態２であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態３であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態４における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態４を適用した場合における再生クロック周波数の波形図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４における補正値Ｅを時間関数とした場合の具体例を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態６であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態７であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図１５】 ＳＴＭ網において電話サービスを実現する通信システム構成図である。
【図１６】 ＡＴＭ網において電話サービスを実現する通信システム構成図である。
【図１７】 適応クロック法の動作概念を説明する説明図である。
【図１８】 ソースクロック周波数再生機能を有する受信ＣＬＡＤの詳細構成を示すブロック図である。
【図１９】 ＡＡＬ処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図２０】 制御電圧算出部の詳細構成を示すブロック図である。
【図２１】 設定値を変化させた場合における経過時間に対する再生クロック周波数の波形図である。
【符号の説明】
１ 制御電圧算出部、２ 演算部、３ Ｄ／Ａコンバータ、４，６ タイマ、５ 演算制御部、７ 周波数変動検出部、８ 判断部、９ 再設定部、１０ ソースクロック再生部、１１ バッファ制御部、１２ バッファ残量監視部、１３電圧制御水晶発信器、１８ 物理レイヤ処理部、１９ ＡＴＭレイヤ処理部、２０ ＡＡＬ処理部、２１ ＳＴＭ処理部、２２ 装置管理部、２３ ソースクロック再生バッファ、４０ａ，４０ｂ 電話機、４１ａ，４１ｂ ＰＢＸ、４２ａ，４２ｂ ネットワーククロック、４３ ソースクロック、４４ ローカルクロック、４５ 送信側装置群、４６ 受信側装置群、５０ ＡＴＭ網、５１ 送信ＣＬＡＤ、５２ 受信ＣＬＡＤ、６０ａ〜６０ｃ 受信セル、Ａ 感度、Ｂ オフセット値、Ｃ 中心値、Ｄ，Ｅ 補正値、Ｆ 演算式変更指示、Ｇ，Ｇ２ 閾値、Ｈ バッファ残量、Ｍ 重み付き平均値、Ｎ 平均母数、Ｓ 起動指示、Ｔ 検出間隔、Ｕ 制御値、Ｖ 制御電圧。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）網を介して通信を行い、特に送信側に供給されるネットワーククロックとソースクロックが互いに非同期である場合、あるいは送信側と受信側に供給されるネットワーククロックが互いに非同期である場合に、送信側のソースクロック周波数を受信側において再生するデータ受信装置、これに用いられるソースクロック再生方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア時代の通信方式としてＡＴＭ方式があり、このＡＴＭ方式は、ＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode ：同期転送モード）方式が端末間において各メディア毎にＳＴＭ網の物理回線を占有するのに対して、各メディアに関係なく端末間の回線を論理的な仮想回線として設定することに特徴があり、効率的なマルチメディア通信方式を実現することができる。
【０００３】
まず、ＳＴＭ方式を採用した通信システムについて説明する。図１５は、ＳＴＭ網における電話サービスを実現する通信システム構成図であり、図１５において、送信側装置群４５は、音声データ（データ列）をＳＴＭ網４７に一定速度で送信する。受信側装置群４６は、ＳＴＭ網４７から一定速度で送られてくる音声データを受信する。ＳＴＭ網４７は、同期転送モードで通信を行い、ネットワーククロック４２を出力する。
【０００４】
電話機４０ａ，４０ｂは、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network ：統合サービスデジタル網）に対応した電話機であり、この電話機４０ａ，４０ｂは、それぞれＰＢＸ（Private Branch Exchange ：構内電話交換機）４１ａ，４１ｂに接続される。ＰＢＸ４１ａは、ソースクロック４３を有し、ＰＢＸ４１ｂは、ローカルクロック４４を有する。送信側装置群４５の電話機４０ａに入力された音声情報は、音声データとしてＰＢＸ４１ａを介してＳＴＭ網４７に一定速度で送信され、さらに受信側装置群４６内のＰＢＸ４１ｂを介して電話機１０ｂで受信される。
【０００５】
図１５に示すＳＴＭ方式の通信システムでは、基本的に、ＳＴＭ網４７に接続されている全ての装置が唯一のクロック周波数に同期して動作するようになっており、図１５においては、ＳＴＭ網４７内のネットワーククロック４２がマスタクロックとなって、ＰＢＸ１１ａ内のソースクロック４３やＰＢＸ１１ｂ内のローカルクロック４４が、このマスタークロックに従属同期している。
【０００６】
また、ＰＢＸ４１ａから出力される音声データ（データ列）は、ＰＢＸ４１ａ内のソースクロック４３を基準とした一定速度、たとえば１．５４４Ｍｂ／ｓでＳＴＭ網４７に送信される。ここで、この一定速度での送られるデータ種別をＣＢＲ（Constant Bit Rate ）データといい、音声データ等がこのＣＢＲデータに対応し、リアルタイム性が要求されるデータである。
【０００７】
受信側装置群４６内のＰＢＸ４１ｂは、ＳＴＭ網４７から一定速度で送られてくる音声データを、ローカルクロック４４を基準として受信する。なお、上述したように、ソースクロック４３およびローカルクロック４４は、共にネットワーククロック４２に従属同期しているため、この結果として、ソースクロック４３とローカルクロック４４とのクロック周波数は同一となっている。従って、ＰＢＸ４１ｂは、図示しない内部の受信バッファをオーバーフローあるいはアンダーフローさせることなく、送信側装置群４５内のＰＢＸ４１ａから送信されるＣＢＲデータを正常に受信することができる。
【０００８】
つぎに、ＡＴＭ方式を採用した通信システムについて説明する。図１６は、図１５に対応させ、ＡＴＭ網における電話サービスを実現する通信システム構成図である。まず、上述したＳＴＭ網４７、すなわち回線交換網や専用線で実現される電話等のサービスをＡＴＭ方式で実現するためには、送受信装置（端末）に対してＡＴＭ網があたかもＳＴＭ網であるかのように見せかけるサービス、いわゆる回線エミュレーションサービスが必要となる。
【０００９】
図１６において、このＡＴＭ通信システムでは、ＳＴＭ網４７に代わってＡＴＭ網５０がネットワークとして介在し、このＡＴＭ網５０と送信側装置群４５内のＰＢＸ４１ａとの間に送信ＣＬＡＤ（Cell Assembly and Disassembly ：セル組立／分解）５１が設けられ、ＡＴＭ５０と受信側装置群４６内のＰＢＸ４１ｂとの間に受信ＣＬＡＤ５２が設けられ、その他の構成は、図１５と同一であり、各部に相当する構成部分には同一符号を付している。この送信ＣＬＡＤ５１，受信ＣＬＡＤ５２を用いることにより、上述した回線エミュレーションサービスが行われる。
【００１０】
図１６において、ＡＴＭ網５０は、非同期転送モードで通信を行い、５３バイトの固定長パケットに分割されているＡＴＭセル単位で伝送する。送信側装置群４５は、音声データをセル形式（ＡＴＭセル）で、ＡＴＭ網５０に一定速度で送信する。受信側装置群４６は、ＡＴＭ網５０から一定速度で送られてくるＡＴＭセルを受信する。ＡＴＭ網５０は、ネットワーククロック４２ａ，４２ｂを有する。電話機４０ａ，４０ｂは、ＩＳＤＮ電話機である。ＰＢＸ４１ａ、４１ｂは、それぞれソースクロック４３、ローカルクロック４４を有する。送信ＣＬＡＤ５１は、一連のデータ列をＡＴＭセルに変換し、受信ＣＬＡＤ５２は、受信したＡＴＭセルを一連のデータ列に変換する。
【００１１】
送信側装置群４５内の電話機４０ａに入力された音声情報は、音声データ（データ列）としてＰＢＸ４１ａを介して送信ＣＬＡＤ５１に入力され、この送信ＣＬＡＤ５１においてＡＴＭセル化された後、ＡＴＭ網５０に一定速度で送信される。その後、受信側装置群４６内の受信ＣＬＡＤ５２でＡＴＭセルが受信され、この受信ＣＬＡＤ５２においてＡＴＭセルから元のデータ列に戻された後、ＰＢＸ４１ｂを介して電話機４０ｂで受信される。
【００１２】
このＡＴＭ通信システムでは、ＳＴＭ通信システムと異なり、ＡＴＭ網５０内の装置、たとえばＡＴＭ交換機を含む全ての装置群が唯一のクロック周波数に同期して動作しているとは限らない。すなわち、ＡＴＭ網５０に接続されている全ての装置群に対し、共通的に使用可能な唯一の周波数のクロックが必ずしも供給される訳ではない。この意味で、図１６に示すＡＴＭ網５０内には、２つのネットワーククロック４２ａ，４２ｂが存在し、この２つのネットワーククロック４２ａ，４２ｂは互いに周波数同期していない。
【００１３】
一方、２つのＰＢＸ４１ａ，４１ｂ間で正常に通信を行うためには、同一周波数のクロックを基準とした一定速度でデータを送受信する必要がある。このため、何らかの手段により、ＰＢＸ４１ａ内のソースクロック４３の周波数をＰＢＸ４１ｂに通知し、ＰＢＸ４１ｂ内のローカルクロック４４の周波数をソースクロック４３と一致させる必要がある。
【００１４】
ＩＴＵ−Ｔ（Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union ）では、ＩＴＵ−Ｔ勧告I.363.1 B-ISDN ATM Adaptation Layer specification: Type 1 AAL において、ローカルクロックの周波数をソースクロックと一致させる機能、すなわちＡＴＭ網を介して接続される送信ユーザと受信ユーザとの間において、送信ユーザ側のソースクロック周波数を受信ユーザ側で再生する機能を、ソースクロック周波数再生機能と定義している。
【００１５】
また、前記ソースクロック周波数再生法の一つとして、適応クロック法（Adaptive Clock Method ）を規定している。この適応クロック法は、データ転送速度が一定（ＣＢＲ）であることと、その転送速度の範囲が送受信側で既知であることを前提条件として用いられ、適応クロック法実現のためのメカニズムは、受信側にのみ実装される。つまり、送信側には何も実装する必要がなく、送受信間でやり取りされる特別な制御情報は全く存在しない。
【００１６】
ここで、データ転送速度の範囲が送受信側で既知であるというのは、たとえば、データ転送速度が１．５４４Ｍｂ／ｓ±１００ｐｐｍであることを、送受信側共に知っているということを意味している。そして、受信側では、送信側のデータ転送速度、すなわちソースクロック周波数が１．５４４Ｍｂ／ｓ±１００ｐｐｍの範囲内のどの値であるかを、適応クロック法を用いて算出する。
【００１７】
この適応クロック法の動作概念について、図１７を参照して説明する。図１７において、ソースクロック再生バッファ２３は、ＡＴＭレイヤ構造におけるＡＡＬ（ATM Adaptation Layer：ＡＴＭアダプテーションレイヤ）処理を行う後述するＡＡＬ処理部２０内に設けられる。
【００１８】
受信側では、まず受信セル６０ａ〜６０ｃをソースクロック再生バッファ２３に順次書き込み、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）である読出開始閾値ＴＨまでバッファリングした後、ローカルクロック４４を用いて、ソースクロック再生バッファ２３から受信セル６０ａ〜６０ｃを順次読み出す。適応クロック法では、ローカルクロック４４の周波数を制御するための制御情報を、ソースクロック再生バッファ２３内のバッファ残量から算出する。
【００１９】
たとえば、バッファ残量が増加傾向にある場合には、ソースクロック４３に比べてローカルクロック４４の方の周波数が低いと想定されるため、ローカルクロック４４の周波数を上げるように制御し、逆にバッファ残量が減少傾向にある場合には、ローカルクロック４４の周波数を下げるように制御する。なお、ＩＴＵ−Ｔ勧告には、適応クロック法について上述した動作概念だけが示されており、その実現方式の詳細仕様や制御情報の算出方法等については、ほとんど記述されていない。
【００２０】
つぎに、ソースクロック周波数再生機能を有する従来のデータ受信装置および適応クロック法に関して詳細に説明する。図１８は、ソースクロック周波数再生機能を有する受信ＣＬＡＤ５２の詳細構成を示すブロック図である。図１８において、物理レイヤ処理部１８は、ＡＴＭレイヤ構造における物理レイヤの処理を行う。ＡＴＭレイヤ処理部１９は、ＡＴＭレイヤ構造におけるＡＴＭレイヤ処理を行う。ＡＡＬ処理部２０は、ＡＴＭレイヤ構造におけるＡＡＬ処理を行う。ＳＴＭ処理部２１は、ＳＴＭにおけるＳＴＭインタフェース終端処理を行う。装置管理部２２は、受信ＣＬＡＤ５２全体の装置管理を行う。
【００２１】
図１９は、ＡＡＬ処理部２０の詳細構成を示すブロック図である。図１９において、ソースクロック再生バッファ２３は、受信セルを一旦保持する。ソースクロック再生部１０は、ソースクロックの再生を行う。バッファ制御部１１は、ソースクロック再生バッファ２３からの読出制御を行う。バッファ残量監視部１２は、ソースクロック再生バッファ２３への書込信号と読出信号とからバッファ残量Ｈを求め、このバッファ残量Ｈを監視する。制御電圧算出部１は、バッファ残量監視部１２から出力されるバッファ残量Ｈをもとに後述する電圧制御水晶発信器１３に対する制御電圧Ｖを算出する。電圧制御水晶発信器（ＶＣＸＯ）１３は、制御電圧算出部１からの制御電圧Ｖに従って発振周波数（ローカルクロック４４）を変更する。
【００２２】
図２０は、制御電圧算出部１の詳細構成を示すブロック図である。図２０において、演算部２は、バッファ残量監視部１２より出力されるバッファ残量Ｈから制御値Ｕを算出する。Ｄ／Ａコンバータ３は、演算部２より出力されるデジタル値である制御値Ｕをアナログ値である制御電圧Ｖに変換する。タイマ４は、演算部２に対して一定周期毎に演算の実行を指示する。
【００２３】
なお、図１８に示す装置管理部２２は、受信ＣＬＡＤ５２全体の装置管理を行っており、物理レイヤ処理部１８、ＡＴＭレイヤ処理部１９、ＡＡＬ処理部２０、およびＳＴＭ処理部２１の各部１８〜２１に対して各種パラメータの設定やステータスの収集を行う。この機能を実現するために、装置管理部２２と各部１８〜２１は、制御バスで接続されている。
【００２４】
また、この制御バスは、上述した各種パラメータ設定及びステータス収集のため、各部１８〜２１内の図示しないサブブロック、たとえばＡＡＬ処理部２０内の各サブブロックにも接続されている。さらに、ＡＴＭインタフェースとＳＴＭインタフェースにおけるデータバス幅は、シリアル（１ビット）であるが、各部１８〜２１内においては一般的に８ビット幅でデータの送受信が行われる。
【００２５】
たとえば、ＡＴＭインタフェース速度が１５５．５２ＭＨｚであり、ＳＴＭインタフェース速度、すなわちソースクロック周波数が１．５４４ＭＨｚであり、かつその変動幅が±１００ｐｐｍであるとすると、受信ＣＬＡＤ５２の内部では、上述したように８ビット幅でインタフェースされ、かつそのほとんどがＡＴＭインタフェース系のクロックで動作するため、内部の基本クロックは、１９．４４ＭＨｚ（＝１５５．５２ＭＨｚ／８ビット）になっている。
【００２６】
図１６において、送信側装置群４５内の電話機４０ａから出力された音声データは、ＰＢＸ４１ａを介して送信ＣＬＡＤ５１に入力され、ここでＡＴＭセル化された後、ＡＴＭ網５０に一定速度で送信される。その後、さらにＡＴＭ網５０から受信側装置群４６に一定速度で送信される。
【００２７】
ＡＴＭ網５０から受信側装置群４６に送信されたＡＴＭセルは、受信ＣＬＡＤ５２で受信される。すなわち、図１８に示すように、ＡＴＭインタフェースを介して物理レイヤ処理部１８に入力される。この物理レイヤ処理部１８では、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy ：同期デジタルハイアラーキ）／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network ：同期光ネットワーク）、セル同期等の物理レイヤ処理やシリアル／パラレル（８ビット）変換等が行われる。
【００２８】
物理レイヤ処理部１８によって処理されたデータは、ＡＴＭレイヤ処理部１９に送られ、ＡＴＭレイヤ処理部１９では、ＶＰＩ（Virtual Path Identifier ：仮想パス識別子）／ＶＣＩ（Virtual Channel Identif ier ：仮想チャンネル識別子）によるフィルタリング等のＡＴＭレイヤ処理が行われ、ＡＡＬ処理部２０に渡される。
【００２９】
一般に、音声データ等のＣＢＲデータは、ＡＡＬタイプ１を利用して伝送されるため、ＡＡＬ処理部２０ではＡＡＬタイプ１ヘッダ内のシーケンス番号によるセル廃棄／誤挿入のチェック処理、ゆらぎ吸収処理、ＡＴＭセルからデータ列への変換、およびソースクロック周波数再生処理等のＡＡＬタイプ１処理が行われる。このＡＡＬ処理において、ＳＴＭインタフェースクロックであるソースクロック４３の周波数が再生される。
【００３０】
ＡＡＬ処理部２０によってデータ列に変換された音声データは、さらにＳＴＭ処理部２１に送られ、このＳＴＭ処理部２１においてＳＴＭフレーム生成等のＳＴＭインタフェース終端処理やパラレル（８ビット）／シリアル変換が行われ、その後ＳＴＭインタフェースを介してＰＢＸ４１ｂに送信される。つぎに、ＡＡＬ処理部２０におけるソースクロック周波数再生動作の詳細を説明する。
【００３１】
まず、ＡＡＬ処理部２０内において、ＡＴＭレイヤ処理部１９から入力された受信セル６０ａ〜６０ｃは、書込信号によってソースクロック再生バッファ２３に書き込まれる。ここでは、実効速度１．５４４Ｍｂ／ｓの音声データが、１５５．５２Ｍｂ／ｓのデータ転送速度でブロック間転送されてくるため、この時の受信セル６０ａ〜６０ｃの転送状態は、図３（ａ）に示すように、セル単位のバースト状になる。バッファ残量監視部１２は、ＡＴＭレイヤ処理部１９からの書込信号を監視し、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）に設定された読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされることを監視する。
【００３２】
バッファ残量監視部１２は、読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされたことを検出すると、バッファ制御部１１に対してソースクロック再生バッファ２３からの読出開始の起動指示Ｓを行うと同時に、制御電圧算出部１に対しても演算開始を起動指示を行う。その後、制御電圧算出部１内の演算部２は、タイマ４から一定周期で送られてくる演算実行指示に従って、バッファ残量監視部１２から送られてくるバッファ残量Ｈをもとに制御値Ｕの演算を行う。バッファ残量監視部１２は、その後も引き続き書込信号と読出信号の動作からバッファ残量Ｈを求め、このバッファ残量Ｈを制御電圧算出部１に通知する。
【００３３】
ソースクロック再生バッファ２３からの読み出しは、音声データの実効速度である１．５４４Ｍｂ／ｓで行われるため、受信セル６０ａ〜６０ｃの転送状態は、図３（ｂ）に示すように、連続したデータ列となる。図３（ａ）と図３（ｂ）とに示す受信セル６０ａ〜６０ｃの長さが異なっているのは、それぞれのデータ転送速度が異なっているためであり、これらのデータサイズは全て同一である。
【００３４】
制御電圧算出部１は、バッファ残量Ｈが増加傾向にある場合には、ソースクロック４３よりローカルクロック４４の方が周波数が低いとみなし、ローカルクロック４４の周波数を上げるように電圧制御水晶発信器１３を制御し、逆にバッファ残量Ｈが減少傾向にある場合には、ローカルクロック４４の周波数を下げるように制御する。電圧制御水晶発信器１３は、制御電圧算出部１からの制御電圧Ｖに従ってローカルクロック４４の発振周波数を変動させる。バッファ制御部１１は、電圧制御水晶発信器１３から出力されるローカルクロック４４を基準として、ソースクロック再生バッファ２３に対する読出信号を出力する。
【００３５】
図２０において、制御電圧算出部１内では、タイマ４からの演算実行指示に従って、演算部２がバッファ残量Ｈから制御値Ｕを算出し、この制御値ＵをＤ／Ａコンバータ３に通知する。演算部２において制御値Ｕを求めるために使用される演算式は、たとえば、つぎの式（１）である。すなわち、
【００３６】
ここで感度Ａとは、重み付き平均値Ｍを制御値Ｕに変換するための係数で、この値が大きいほどローカルクロック４４の発振周波数は、重み付き平均値Ｍの変化に対して敏感に反応するようになり、収束時間も短くなる。また、オフセット値Ｂとは、電圧制御水晶発信器１３に基準周波数を出力させる値であり、たとえば、周波数可変範囲が１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍの場合には、その中心周波数である１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍを出力させる値を指す。さらに中心値Ｃとは、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）のことであり、これは読出開始閾値ＴＨと同一の値である。
【００３７】
バッファ残量Ｈは、具体的なバイト数あるいはビット数で表示されたバッファ残量の場合だけでなく、４８バイト、６４バイト等の任意の単位で表示された値であってもよい。たとえば、６４バイトを最小単位としてもよい。
【００３８】
式（１）に示す演算式で算出されたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によりアナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに使用される。
【００３９】
上述したソースクロック周波数再生動作の概要を簡単に分かり易くまとめると、つぎのようになる。
（１）重み付き平均値Ｍが０の場合には、基準周波数（±０ｐｐｍ）を出力する。
（２）重み付き平均値Ｍが０より大きい（プラス）場合には、基準周波数に対して高い周波数を出力する。
（３）重み付き平均値Ｍが０より大きければ大きいほど、高い周波数を出力する。
（４）重み付き平均値Ｍが０より小さい（マイナス）場合には、基準周波数に対して低い周波数を出力する。
（５）重み付き平均値Ｍが０より小さければ小さいほど、低い周波数を出力する。
【００４０】
このソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、この読出信号によってソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【００４１】
なお、特開平１０−２７１１１５号公報には、適応クロック法の具体的実現に関し、ソースクロック再生バッファの前段に平滑化バッファを設けて、ソースクロック再生バッファのバッファ残量の急激な変動を抑え、再生クロック周波数の安定化を図るものが記載されている。
【００４２】
また、特開平９−２４７１５６号公報には、適応クロック法の具体的実現に関し、ソースクロック再生バッファのバッファ残量から再生クロック周波数を算出するものが記載されている。
【００４３】
また、特開平７−４６２５７号公報には、適応クロック法の具体的実現に関し、バッファ残量の偏差の変化量を監視し、この監視結果をもとにマイクロプロセッサのプログラムを用いて再生クロック周波数を算出し、再生クロック周波数を開ループ制御するものが記載されている。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のＡＴＭ通信システムにおける受信側のローカルクロック４４、すなわち再生クロックの収束時間と収束後の周波数安定度は反比例（トレードオフ）の関係にある。つまり、演算式（１）における感度Ａを大きくすればするほど、再生クロックの発振周波数は、重み付き平均値Ｍの変化に対して敏感に反応し、結果として収束時間が短くなるが、受信セルの到着ゆらぎや、ソースクロック再生バッファ２３への受信セルのバースト書き込みによるバッファ残量Ｈの変動というノイズ成分にも敏感に反応するようになるため、収束後の周波数安定度が悪化する。逆に、演算式（１）における感度Ａを小さくすればするほど、ノイズ成分に鈍感となり、収束後の周波数安定度が改善されるが、収束時間が長くなってしまう。
【００４５】
従って、従来のソースクロック再生方法では、収束時間の短縮か、あるいは収束後の周波数安定度のどちらか一方を犠牲にせざるを得ないという問題点があった。
【００４６】
具体的に、図２１は、ソースクロック周波数が１．５４４ＭＨｚ＋５０ｐｐｍで、再生クロック周波数の初期値が１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍとした場合における、クロック再生動作開始後の経過時間に対する再生クロック周波数の変化の様子をグラフ化したものである。図２１において、収束曲線７０ａ〜７０ｃは、演算式（１）における感度Ａを同一かつ一定とし、重み付き平均値Ｍの算出に使用されたバッファ残量Ｈの総数を示す平均母数Ｎ、およびバッファ残量Ｈの検出間隔Ｔの値をそれぞれ変化させた場合の代表的な収束曲線を示している。この収束曲線７０ａ〜７０ｃの中で、収束曲線７０ｂが最も理想的な収束曲線であり、収束時間も最短となっている。収束曲線７０ａは、平均母数Ｎまたは検出間隔Ｔが収束曲線７０ｂに対して大きな値である場合を示し、一方、収束曲線７０ｃは、平均母数Ｎまたは検出間隔Ｔが収束曲線７０ｂに対して小さな値である場合を示し、共に収束時間が遅い。
【００４７】
収束曲線７０ｂに示す理想的な収束曲線を得ることができる感度Ａ、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの値の組み合わせ、すなわち最適解は、一つのシステムにおいて複数組存在する。但し、このように複数組存在する最適解の中では、感度Ａ、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔはそれぞれ反比例の関係にあり、これら３つのうち２つの値を決めると、残りの１つの値も一意に決定される。このことを式で表すと以下の式（２）のようになる。すなわち、
感度Ａ×平均母数Ｎ×検出間隔Ｔ＝一定 ・・・（２）
である。なお、最適解の収束時間は基本的に感度Ａの値にのみ依存する。
【００４８】
また、重み付き平均演算にはローパスフィルタとしての働きがあり、高調波成分であるノイズ成分を除去し、再生クロック周波数のむやみな変動を抑える効果がある。さらに、平均母数Ｎを大きくするほど、換言すれば、最新のバッファ残量Ｈの重みを小さくするほど、ローパスフィルタのカットオフ周波数が小さくなり、収束後の周波数安定度が改善される。
【００４９】
この結果、再生クロック周波数の収束時間を短くし、さらに収束後の周波数安定度を改善するためには、感度Ａと平均母数Ｎを共にできるだけ大きな値とすればよいことが分かる。
【００５０】
しかし、平均母数Ｎを大きくすると、制御値Ｕの演算回路の規模（ソフトウェアで演算する場合には演算量）も大きくなってしまう。さらに、式（２）の制約（最適解となるための制約）が存在する以上、感度Ａと平均母数Ｎとを大きくすると検出間隔Ｔを小さくする必要があり、演算回路の動作速度（ソフトウェアで演算する場合には演算を行う頻度）も高くなってしまう。通常、実際に実現できる演算回路の規模や動作速度には上限があるため、その制限によって所望の収束時間や周波数安定度を共に満足する回路が得られない場合がある。
【００５１】
従って、この演算回路規模や演算回路の動作速度を加味すると、上述した従来のソースクロック再生法では、収束時間、収束後の周波数安定度、演算回路規模、あるいは演算回路の動作速度のいずれかを犠牲にせざるを得ないという問題点があった。
【００５２】
また、送信ＣＬＡＤ５１からＡＴＭ網５０に送信される送信セルの送信間隔は一定であるが、ＡＴＭ網５０内における転送遅延の変動によって、受信ＣＬＡＤ５２、ひいてはソースクロック再生バッファ２３で受信される受信セルの受信間隔は一定ではなく、揺らいでいる可能性が高い。受信ＣＬＡＤ５２において、ＡＴＭセルをデータ列に正常に変換するためには、この受信セルの遅延ゆらぎを何らかの手段で吸収する必要がある。その一つの実現方法として、ソースクロック再生バッファ２３にゆらぎ吸収バッファとしての機能も担わせる方法が考えられる。この場合、データ受信装置のゆらぎ耐性は、基本的にソースクロック再生バッファ２３の容量に依存する。
【００５３】
但し、ゆらぎ耐性は、厳密には「バッファ残量」と「ソースクロック再生バッファ２３の全容量−バッファ残量」とのうちの小さい方の値となる。つまり、バッファ残量がソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）に等しい時にゆらぎ耐性が最高となり、中心値からずれるほど、ゆらぎ耐性が低く、言い替えればオーバーフローあるいはアンダーフローが発生し易くなる。しかし、演算式（１）で示すように、従来のソースクロック再生方法は、「バッファ残量の中心値からのずれ」の重み付き平均値Ｍを用いて再生クロックの発振周波数を制御しているため、ソースクロック周波数が基準周波数から離れているほど重み付き平均値Ｍが０から遠ざかり、言い替えればバッファ残量の変動の中心が中心値から遠ざかり、ゆらぎ耐性が低下するという問題点があった。
【００５４】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、演算回路規模あるいは演算回路の動作速度の制限下で、再生クロックの収束時間を短縮でき、かつ収束後の周波数安定度を高めることができ、さらには、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるデータ受信装置、これに用いられるソースクロック再生方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を得ることを目的とする。
【００５５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるデータ受信装置は、データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持するバッファ手段と、このバッファ手段に保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生手段とを有するデータ受信装置において、前記ソースクロック再生手段は、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する演算手段と、ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００５６】
この発明によれば、演算手段が、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する際、制御手段が、ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしてソースクロックの再生が行われる。
【００５７】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、一定時間を計時するタイマを有し、前記所定条件は、前記タイマによって計時された一定時間の経過であることを特徴とする。この発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００５８】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅を計測する計測手段を有し、前記所定条件は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることであることを特徴とする。この発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００５９】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、一定時間を計時するタイマと、前記再生クロックの周波数変動幅を計測する計測手段とを有し、前記所定条件は、前記タイマによって計時された一定時間の経過したこと、または前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることのいずれか一方を満足することであることを特徴とする。この発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００６０】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足する前は、収束時間が短くなるように感度係数が大きく設定され、所定条件を満足した後は、感度係数を小さく設定するとともに、オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算して、周波数安定度を高めたソースクロックの再生制御を行う。
【００６１】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足した後、重み付き平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する。
【００６２】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足した後、バッファ残量を検出する所定間隔を変更する。
【００６３】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、所定条件を満足した後、重み付け平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしている。
【００６４】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であることを特徴とする。この発明によれば、補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値としている。
【００６５】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定することを特徴とする。この発明によれば、感度係数と平均母数と所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値になるように設定される。
【００６６】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理、および前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理のうちの複数の処理を組み合わせて行うことを特徴とする。
【００６７】
この発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理、および前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理のうちの複数の処理を組み合わせて行うようにしている。
【００６８】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行うことを特徴とする。
【００６９】
この発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行うようにしている。
【００７０】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、この初期設定状態から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックを高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定することを特徴とする。
【００７１】
この発明によれば、制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、この初期設定状態から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックを高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしている。
【００７２】
つぎの発明にかかるデータ受信装置は、上記の発明において、前記制御手段が行う設定制御内容を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする。この発明によれば、設定手段を用いて、制御手段が行う設定制御内容を設定することができる。
【００７３】
つぎの発明にかかるソースクロック再生法法は、データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持し、この保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生方法において、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行う第１工程と、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御する第２工程とを含むことを特徴とする。
【００７４】
この発明によれば、まず、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行い、つぎに、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御するようにしている。
【００７５】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件は、ソースクロック再生動作開始後の一定時間の経過であることを特徴とする。この発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００７６】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることであることを特徴とする。この発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００７７】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件は、ソースクロック再生動作開始後、一定時間が経過したこと、または前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることのいずれか一方を満足することであることを特徴とする。この発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行う。
【００７８】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程における操作量の変更設定は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算するようにしている。
【００７９】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定するようにしている。
【００８０】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程における操作量の変更設定は、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更するようにしている。
【００８１】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算することを特徴とする。この発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしている。
【００８２】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であることを特徴とする。この発明によれば、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であるようにしている。
【００８３】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記操作量は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定することを特徴とする。この発明によれば、前記操作量は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定するようにしている。
【００８４】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理との中から２以上の組み合わせた処理を同時に行うことを特徴とする。
【００８５】
この発明によれば、前記第２工程は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理との中から２以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしている。
【００８６】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行う第３工程をさらに含むことを特徴とする。
【００８７】
この発明によれば、前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしている。
【００８８】
つぎの発明にかかるソースクロック再生方法は、上記の発明において、前記所定条件を満足した後、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復する第４工程をさらに含み、その後、さらに前記第１工程、前記第２工程、または前記第３工程を順次行うことを特徴とする。この発明によれば、前記所定条件を満足した後、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、その後、さらに前記第１工程、前記第２工程、または前記第３工程を順次行うようにしている。
【００８９】
つぎの発明にかかる記録媒体は、上記の発明のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、上記発明の動作をコンピュータによって実現することができる。
【００９０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるデータ受信装置、これに用いられるソースクロック再生方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００９１】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、データ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図１に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【００９２】
図１において、制御電圧算出部１の演算部２は、バッファ残量監視部１２から出力されるバッファ残量Ｈをもとに制御値Ｕを算出する。Ｄ／Ａコンバータ３は、演算部２から出力されるデジタル値である制御値Ｕをアナログ値に変換する。タイマ４は、演算部２に対して一定周期毎に演算の実行を指示する。演算制御部５は、演算部２に対して平均母数Ｎを通知すると共に、感度Ａを含む演算式の変更を指示し、さらにタイマ４に対してバッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを通知する。
【００９３】
送信側装置群４５内の送信ＣＬＡＤ５１から一定速度で送信された音声データ、すなわちＡＴＭセルは、ＡＴＭ網５０を介して受信側装置群４６内の受信ＣＬＡＤ５２で受信される。その後、受信ＣＬＡＤ５２内の受信されたＡＴＭセルは、物理レイヤ処理部１８、ＡＴＭレイヤ処理部１９を介してＡＡＬ処理部２０に入力され、ＡＡＬタイプ１ヘッダ内のシーケンス番号によるセル廃棄／誤挿入のチェック処理、ゆらぎ吸収処理、ＡＴＭセルからデータ列への変換、およびソースクロック周波数再生処理等のＡＡＬタイプ１処理が行われる。ＡＡＬ処理部２０でデータ列に変換された音声データは、続いてＳＴＭ処理部２１へ送られる。
【００９４】
つぎに、ソースクロック周波数再生動作の詳細を説明する。まず、ＡＡＬ処理部２０内において、ＡＴＭレイヤ処理部１９から入力された受信セル６０ａ〜６０ｃは、書込信号によってソースクロック再生バッファ２３に書き込まれる。ここでは、実効速度１．５４４Ｍｂ／ｓの音声データが、１５５．５２Ｍｂ／ｓのデータ転送速度でブロック間転送されてくるため、この時の受信セル６０ａ〜６０ｃのデータ転送状態は、図３（ａ）に示すようなセル単位のバースト状となる。
【００９５】
バッファ残量監視部１２は、ＡＴＭレイヤ処理部１９からの書込信号を監視し、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）に設定された読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされることを監視する。バッファ残量監視部１２は、読出開始閾値ＴＨまで音声データがバッファリングされたことを検出すると、バッファ制御部１１に対してソースクロック再生バッファ２３からの読出開始の起動指示を行うと同時に、制御電圧算出部１に対しても演算開始を起動指示を行う。その後、制御電圧算出部１内の演算部２は、タイマ４から一定周期で送られてくる演算実行指示に従って、バッファ残量監視部１２から送られてくるバッファ残量Ｈをもとに制御値Ｕの演算を行う。バッファ残量監視部１２は、その後も引き続き書込信号と読出信号の動作からバッファ残量Ｈを求め、このバッファ残量Ｈを制御電圧算出部１に通知する。
【００９６】
ソースクロック再生バッファ２３からの受信セルの読出は、音声データの実効速度である１．５４４Ｍｂ／ｓで行われるため、受信セル６０ａ〜６０ｃのデータ転送状態は、図３（ｂ）に示すように連続したデータ列となる。図３（ａ）と図３（ｂ）に示す受信セル６０〜６０ｃの長さが異なっているのは、それぞれのデータ転送速度が異なっているためであり、これらのデータサイズは全て同一である。
【００９７】
制御電圧算出部１は、バッファ残量Ｈが増加傾向にある場合には、ソースクロック４３に比べてローカルクロック４４の方が周波数が低いとみなし、ローカルクロック４４の周波数を上げるように電圧制御水晶発信器１３を制御し、逆にバッファ残量Ｈが減少傾向にある場合には、ローカルクロック４４の周波数を下げるように制御する。電圧制御水晶発信器１３は、制御電圧算出部１からの制御電圧Ｖに従って、ローカルクロック４４の発振周波数を変動させる。バッファ制御部１１は、電圧制御水晶発信器１３からのローカルクロック４４を基準として、ソースクロック再生バッファ２３に対する読出信号を出力する。
【００９８】
図１に示すように、制御電圧算出部１内では、タイマ４からの演算実行指示に従って、演算部２がバッファ残量Ｈから制御値Ｕを算出し、この制御値ＵをＤ／Ａコンバータ３に通知する。演算部２において制御値Ｕを求めるために使用される演算式は、
【００９９】
ここで、感度Ａとは、重み付き平均値Ｍを制御値Ｕに変換するための係数で、これが大きいほどローカルクロック４４の発振周波数が重み付き平均値Ｍの変化に対して敏感に反応するようになり、収束時間も短くなる。また、オフセット値Ｂとは、電圧制御水晶発信器１３に基準周波数を出力させる値であり、たとえば、周波数可変範囲が１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍの場合には、その中心周波数である１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍを出力させる値を指す。さらに中心値Ｃとは、ソースクロック再生バッファ２３の全容量の中心値（１／２）のことであり、これは読出開始閾値ＴＨと同一である。
【０１００】
バッファ残量Ｈは、具体的なバイト数あるいはビット数で表示されたバッファ残量の場合だけでなく、４８バイト、６４バイト等の任意の単位で表示された値であってもよい。たとえば、６４バイトを最小単位としてもよい。
【０１０１】
制御値Ｕの演算式として式（１）を採用するシステムでは、基本的に音声データの転送速度が遅いほどローカルクロック４４の収束時間が長くなる傾向がある。しかし、収束時間を短くするため、単に感度Ａを大きくすると、収束後の周波数安定度が悪化してしまう。そこで、感度Ａの初期値、すなわちクロック再生動作開始直後の感度Ａを大きな値としておき、一定時間Ｐが経過したら小さい値に変更するようにする。つまり、感度Ａを大きな値から小さい値に変化させることによって、収束時間の短縮と収束後の周波数安定度の改善を図る。なお、ここで言う一定時間Ｐとは、感度Ａの初期値（大きな値）において、ローカルクロック４４が十分収束する時間を意味する。
【０１０２】
ところが、式（１）において感度Ａを突然小さい値に変更すると、その瞬間に制御値Ｕも小さい値となってしまう。その結果として、ローカルクロック４４の周波数も急激に小さくなってしまい、それまでの動作で折角ソースクロック４３の周波数に近づいたのにもかかわらず、再びソースクロック４３の周波数から離れてしまう。
【０１０３】
このため、実施の形態１では、感度Ａを小さい値に変更すると同時に、制御値Ｕの演算式をつぎの式（３）に変更する。すなわち、感度Ａを小さい値に変更することによって失われた値を、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算することで補てんする。
【０１０４】
ここで、感度Ａの初期値（大きな値）をＡ０、変更後の小さな値をＡ１、感度Ａ変更時の重み付き平均値ＭをＭ０とすると、たとえば、補正値Ｄは以下に示す式（４）で求められる。すなわち、
補正値Ｄ＝（Ａ０−Ａ１）×Ｍ０ ・・・（４）
である。
【０１０６】
また、ローカルクロック４４の収束曲線が収束曲線７０ｂに示すような理想形となる感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔの間には、上述した式（２）の関係が存在する。従って、感度Ａの変更後も収束曲線が理想形、すなわち最適解を維持するためには、平均母数Ｎあるいは検出間隔Ｔのどちから一方、あるいは両方を、感度Ａの変更と同時に変更させて式（２）を満足させる必要がある。たとえば、感度Ａを初期値の１／４倍に変更する場合、この変更と同時に、平均母数Ｎを４倍とする、あるいは検出間隔Ｔを４倍とするようにする、あるいは平均母数Ｎと検出間隔Ｔとを共に２倍にする、さらには平均母数Ｎを８倍かつ検出間隔Ｔを１／２倍とする等、種々の変更組合せが可能である。
【０１０７】
なお、この平均母数Ｎと検出間隔Ｔの変更後の値については、適用システムにおける演算回路の規模や動作速度の制限を勘案して、そのシステムに最適な値を選択する。
【０１０８】
なお、一定時間Ｐ経過後において収束曲線の理想形を維持する必要がないとシステム設計者が判断した場合には、平均母数Ｎと検出間隔Ｔを最適解とならない値に変更してもよいし、全く変更しなくてもよいのは言うまでもない。
【０１０９】
演算制御部５は、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆと平均母数Ｎとバッファ残量Ｈの検出間隔Ｔとの変更制御を同時に行う。これらの初期値と変更後の値は演算制御部５内に保持され、必要なタイミングで演算制御部５から演算部２及びタイマ４に通知される。なお、演算制御部５は、感度Ａを演算式変更指示Ｆと独立して変更指示するようにしてもよい。演算制御部５は、クロック再生動作の開始タイミングと、一定時間Ｐが経過したことの検出も行う。演算制御部５は、バッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓとタイマ４からの演算実行指示を監視することによって、これらのタイミングを検出するとともに、タイマ６によって起動後後の一定時間Ｐを計測する。なお、一定時間Ｐの長さは演算制御部５内のタイマ６によって計測されるが、その時間長さは内部に保持される。
【０１１０】
演算制御部５からの演算式変更指示Ｆを受信した演算部２は、その時点の重み付き平均値ＭをＭ０としてラッチし、補正値Ｄを算出すると共に、制御値Ｕの演算式を式（１）から式（３）に変更する。
【０１１１】
ここで、図２のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ１１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ１１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ１２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ１３）。その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ１４）。
【０１１２】
その後、演算制御部５は、タイマ６が計時している時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ１５）、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ１５，ＹＥＳ）には、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行い（ステップＳ１６）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ１５，ＮＯ）には、ステップＳ１４に移行して制御量Ｕの出力を継続する。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ１７）、この処理を繰り返す。
【０１１３】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１１４】
上述したこの発明の実施の形態１によれば、クロック再生動作開始直後は収束時間が短くなるように感度Ａを設定し、その後一定時間Ｐが経過したら周波数安定度が改善されるように感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを変更すると共に、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算するようにしたため、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用されるＡＴＭ通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１１５】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図４は、この発明の実施の形態２であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、このデータ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図４に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【０１１６】
実施の形態１では、演算制御部５内にタイマ６を有し、一定時間Ｐ経過した後に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしていたが、この実施の形態２では、演算制御部５内に周波数変動検出部７を設け、この周波数変動検出部７がローカルクロック４４の周波数変動幅を検出し、所定の閾値Ｇ以下になった場合に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしている。すなわち、実施の形態１では、収束時間を重視していたが、実施の形態２では、周波数安定度を重視するようにしている。
【０１１７】
図４に示すように、実施の形態２の構成は、図１に示す実施の形態１の構成における演算制御部５の構成が異なるのみで、その他の構成および動作は、実施の形態１と同じである。
【０１１８】
演算制御部５は、演算部２から出力される制御値Ｕを常に監視するとともに、周波数変動検出部７によってローカルクロック４４の周波数変動幅を検出する。この周波数変動幅は、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇは、演算制御部５が保持している。
【０１１９】
ここで、図５のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ２１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ２１，ＹＥＳ）には、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ２２）。その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ２３）。
【０１２０】
その後、演算制御部５は、周波数変動検出部７が検出する周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下であるか否かを判断し（ステップＳ２４）、所定の閾値Ｇ以下でない場合（ステップＳ２４，ＮＯ）には、ステップＳ２３に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。一方、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下である場合（ステップＳ２４，ＹＥＳ）には、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行う（ステップＳ２５）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ２６）、この処理を繰り返す。
【０１２１】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１２２】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１２３】
上述した実施の形態２によれば、クロック再生動作開始直後は収束時間が短くなるように感度Ａを設定し、その後ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｇ以下となったら周波数安定度が改善されるように感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを変更すると共に、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算するようにしたため、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度をシステム設計者がある程度自由に選択できるようになり、適用されるＡＴＭ通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１２４】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。図６は、この発明の実施の形態３であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、このデータ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図６に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【０１２５】
実施の形態１では、演算制御部５内にタイマ６を有し、一定時間Ｐ経過した後に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにし、また、実施の形態２では、演算制御部５内に周波数変動検出部７を設け、この周波数変動検出部７がローカルクロック４４の周波数変動幅を検出し、所定の閾値Ｇ以下になった場合に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしていたが、この実施の形態３では、演算制御部５内にタイマ６、周波数変動検出部７、および判断部８を設け、判断部８が、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過し、あるいは周波数変動検出７が検出した周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下である、いずれかの条件を満足する場合に、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしている。
【０１２６】
図６に示すように、実施の形態３の構成は、図１に示す実施の形態１の構成または図４に示す実施の形態２の構成における演算制御部５の構成が異なるのみで、その他の構成および動作は、実施の形態１または実施の形態２と同じである。
【０１２７】
演算制御部５は、判断部８が、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、あるいは周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合に、感度Ａを含む演算式を式（１）から式（３）に変更指示するとともに、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示を行う。この周波数変動幅は、実施の形態２と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇおよび一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１２８】
ここで、図７のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ３１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ３１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ３２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ３３）。
【０１２９】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ３４）。その後、演算制御部５の判断部８は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ３５）、一定時間Ｐを経過している場合（ステップＳ３５，ＹＥＳ）には、ステップＳ３７に移行する。
【０１３０】
一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ３５，ＮＯ）には、さらに周波数変動検出部７が検出する周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下であるか否かを判断し（ステップＳ３６）、所定の閾値Ｇ以下でない場合（ステップＳ３６，ＮＯ）には、ステップＳ３４に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。一方、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下である場合（ステップＳ３６，ＹＥＳ）には、ステップＳ３７に移行し、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行う（ステップＳ３７）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ３８）、この処理を繰り返す。
【０１３１】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１３２】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１３３】
上述した実施の形態３によれば、クロック再生動作開始直後は収束時間が短くなるように感度Ａを設定し、その後ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｆ以下となるか、あるいは一定時間Ｐが経過したら周波数安定度が改善されるように感度Ａ、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを変更すると共に、オフセット値Ｂに対して補正値Ｄを加算するようにしたため、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度をシステム設計者がある程度自由に選択できるようになり、適用されるＡＴＭ通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１３４】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４は、実施の形態１から実施の形態３における構成と同様であり、第２および実施の形態３と同様に演算制御部５の構成および動作が第１から実施の形態３と異なる。
【０１３５】
第１から実施の形態３では、いずれも所定条件、すなわち一定時間Ｐが経過すること、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下であること、一定時間Ｐが経過するか、または周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になるかのいずれか一方を満足することを条件として、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更するようにしていたが、実施の形態４では、この所定条件前は、第１から実施の形態３と同様の処理を行い、所定条件を満足した後、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔを変更せずに、式（１）からつぎに示す式（５）に変更するのみである。すなわち、
【０１３６】
この補正値Ｅは、周波数収束後のバッファ残量Ｈを可能な限り中心値Ｃに近づける役割を果たすパラメータで、たとえばクロック再生動作開始後一定時間Ｐが経過した時点など、収束後のある時点の重み付き平均値Ｍを補正値Ｅとして採用すること等が考えられる。式（５）に示すように、この補正値Ｅを加算することによって、ソースクロック４３の周波数にかかわらず、バッファ残量Ｈは周波数収束後も中心値Ｃをほぼ中心として前後にゆらぐようになる。
【０１３７】
演算制御部５は、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合、一定時間Ｐが経過した場合あるいは周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合に、演算式を式（１）から式（５）に変更指示し、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示は行わない。この周波数変動幅は、第２および実施の形態３と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇおよび一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１３８】
演算制御部５からの演算式変更指示を受信した演算部２は、たとえばその時点の重み付き平均値Ｍを補正値Ｅとしてラッチすると共に、制御値Ｕの演算式を式（１）から式（５）に変更する。
【０１３９】
ここで、図８のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。なお、ここでは、実施の形態１で示した一定時間Ｐが経過することを所定条件として処理しており、その他第２から実施の形態３で示した所定条件を採用するようにしてもよい。
【０１４０】
まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ４１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ４１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ４２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ４３）。
【０１４１】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ４４）。その後、演算制御部５は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ４５）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ４５，ＮＯ）には、ステップＳ４４に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。
【０１４２】
一方、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ４５，ＹＥＳ）には、式（１）から、バッファ残量Ｈに補正値Ｅを加算する式（５）の演算式に変更する指示を演算部２に送出し、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示は行わない（ステップＳ４６）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（５）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ４７）、この処理を繰り返す。
【０１４３】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１４４】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１４５】
図９は、具体的に、ソースクロック周波数が１．５４４ＭＨｚ＋５０ｐｐｍ、再生クロック周波数の初期値が１．５４４ＭＨｚ±０ｐｐｍとした場合において実施の形態４を適用した場合での、クロック再生動作開始後の経過時間と再生クロック周波数の変化との関係を示す。図９に示すように、収束曲線７１は、演算式（１）から演算式（５）に変更した直後において、補正値Ｅを加算した影響で再生クロック周波数が一旦急激に上昇するが、最終的には再びソースクロック４３の周波数と同じ値に戻ってくる。
【０１４６】
なお、上述した補正値Ｅは、定数として説明したが、時間経過と共に段階的に増加し、ある時点で一定（最終値）になるような時間関数とする補正値であってもよい。
【０１４７】
たとえば、図１０は、補正値Ｅを時間関数とした場合の一例を示す。時間関数７２は、上に凸の形状をなす時間関数であり、時間関数７３は、時間の経過とともに直線的に増加する時間関数である。また、時間関数７５は、下に凸の形状をなる時間関数である。実際には、検出間隔Ｔに対応して演算を行うことになるので、時間関数７４のような段階的な形状をなす。いずれの時間関数７２〜７５も、時間ｔ０の時点で一定の最終値Ｅ０に達する。これにより、補正値Ｅの加算の影響による再生クロック周波数の急激な上昇を和らげることができる。
【０１４８】
上述した実施の形態４によれば、収束後はバッファ残量Ｈに補正値Ｅを加算するようにしたため、最終的にバッファ残量Ｈが中心値Ｃをほぼ中心として前後にゆらぐようになり、ソースクロック再生バッファ２３のオーバフロー及びアンダーフロー発生確率の悪化、すなわち受信セルの遅延ゆらぎに対するゆらぎ耐性の低下を最小限に抑えることができるという効果が得られる。
【０１４９】
実施の形態５．
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。この実施の形態５は、実施の形態１から実施の形態４における構成と同様であり、第２から実施の形態４と同様に演算制御部５の構成および動作が第１から実施の形態４と異なる。
【０１５０】
実施の形態５では、実施の形態４の処理を実施した後、すなわち制御値Ｕの演算式を所定条件を満足した後に式（１）から式（５）に変更し、この後、さらに所定条件を満足した場合に、さらに第１から実施の形態３における所定条件満足後の処理、すなわち周波数安定度重視の観点から、感度Ａを含む演算式の変更、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔの変更を実施するようにしている。
【０１５１】
たとえば、式（５）の演算式によって制御値Ｕを演算出力した状態で所定条件を満足した場合に、式（３）に対応して式（５）に補正値Ｄを加算する式（６）の演算式に変更する。すなわち、
【０１５２】
ここで、式（６）の補正値Ｄは、式（３）における補正値Ｄと全く同じものであり、式（４）で求められる。この式（５）から式（６）に変更する際の処理は、式（１）から式（３）に変更する際の処理と同じである。
【０１５３】
演算制御部５は、タイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合、一定時間Ｐが経過した場合あるいは周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合（第１回目の変更指示）に、演算式を式（１）から式（５）に変更指示し、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示は行わない。その後、演算制御部５は、再びタイマ６によって計測される一定時間Ｐが経過した場合、周波数変動検出部５によって検出されるローカルクロック４４の周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合、一定時間Ｐが経過した場合あるいは周波数変動幅が所定の閾値Ｇ以下になった場合のいずれか一方を満足する場合（第２回目の変更指示）に、演算式を式（５）から式（６）に変更指示し、併せて平均母数Ｎ、検出間隔Ｔの変更指示を行う。
【０１５４】
この周波数変動幅は、第２および実施の形態３と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇおよび一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１５５】
演算制御部５からの１回目の変更指示を受信した演算部２は、たとえばその時点の重み付き平均値Ｍを補正値Ｅとしてラッチすると共に、制御値Ｕの演算式を式（１）から式（５）に変更する。さらに、２回目の変更指示を受信した演算部２は、たとえばその時点の重み付き平均値Ｍを式（４）におけるＭ０としてラッチすると共に、制御値Ｕの演算式を式（５）から式（６）に変更する。但し、２回目の変更指示受信時にラッチした値ではなく、１回目の受信時にラッチした重み付き平均値Ｍ、すなわち補正値ＥをＭ０として使用してもよい。
【０１５６】
ここで、図１１のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。なお、ここでは、実施の形態１で示した一定時間Ｐが経過することを所定条件として処理しており、その他第２から実施の形態４で示した所定条件を採用するようにしてもよい。
【０１５７】
まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ５１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ５１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ５２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ５３）。
【０１５８】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ５４）。その後、演算制御部５は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ５５）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ５５，ＮＯ）には、ステップＳ５４に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。
【０１５９】
一方、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ５５，ＹＥＳ）には、タイマ４をリセットした（ステップ４６）後、式（１）から、バッファ残量Ｈに補正値Ｅを加算する式（５）の演算式に変更する指示を演算部２に送出し、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示は行わない（ステップＳ５７）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（５）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ５８）。その後、さらに、演算制御部５は、タイマ６によって計測された時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ５９）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ５９，ＮＯ）には、ステップＳ５８に移行して制御量Ｕの出力処理を繰り返す。
【０１６０】
一方、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ５９，ＹＥＳ）には、式（５）から、補正値Ｄを加算する式（６）の演算式に変更する指示を演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示を行う（ステップＳ６０）。その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（６）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力し（ステップＳ６１）、この処理を繰り返す。
【０１６１】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１６２】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１６３】
この実施の形態５における経過時間に対する再生クロック周波数の変化は、図９に示す実施の形態４と同様である。なお、実施の形態４と同様に、補正値Ｅを定数に限らず、時間経過と共に段階的に増加し、ある時点で一定（最終値）になるような時間関数でもよい。
【０１６４】
上述した実施の形態５によれば、実施の形態４４の処理を実施した後に、続けて第１から実施の形態３のいずれかの処理を実施するようにしたため、最終的にバッファ残量Ｈが中心値Ｃをほぼ中心として前後にゆらぐようになり、ソースクロック再生バッファ２３のオーバフロー及びアンダーフロー発生確率の悪化、すなわち受信セルの遅延ゆらぎに対するゆらぎ耐性の低下を最小限に抑えることができる上、ローカルクロック４４の収束時間と収束後の周波数安定度をシステム設計者がある程度自由に選択できるようになり、適用されるＡＴＭシステムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１６５】
実施の形態６．
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。この実施の形態６は、第１から実施の形態５のいずれかの処理を実施した後（収束した後）、ローカルクロック１４の周波数変動幅が閾値Ｇ２を超えたことを検出したら、制御値Ｕの演算式や使用する各種パラメータ値をクロック再生動作開始直後の初期状態に戻し、再び第１から実施の形態５のいずれかの処理を実施するという動作を繰り返すことを特徴とする。
【０１６６】
図１２は、この発明の実施の形態６であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。ここで、このデータ受信装置は、受信ＣＬＡＤ５２に相当し、図１２に示すＡＴＭ通信システムでは、図１６〜図１９に示した従来のＡＴＭ通信システムと同様な構成であるが、制御電圧算出部１の内部構成が従来のＡＴＭ通信システムとは異なる。なお、従来のＡＴＭ通信システムと同一の構成部分には同一符号を付している。
【０１６７】
演算制御部５は、クロック再生動作開始後、上述した所定条件を満足することによってローカルクロック１４が収束したと判断した時点で感度Ａを含む演算式の変更（補正値Ｄ、補正値Ｅの変更も含む）、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔを変更する点は第１から実施の形態５と同じである。演算制御部５は、再設定部９を有し、再設定部９は、さらにその後、ソースクロック１４の周波数変動幅が閾値Ｇ２以上となったことを検出した場合には、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、検出間隔Ｔを再びクロック再生動作開始直後の初期値に戻し、補正値Ｄ、補正値Ｅの加算も削除する。すなわち、制御値Ｕの演算式を最初の式（１）に戻す。そして再び、第１から実施の形態５のいずれかの処理を実行する動作を繰り返す。
【０１６８】
この周波数変動幅は、実施の形態２と同様に、たとえばタイマ４からの演算実行指示の発生間隔等、ある一定間隔で繰り返される観測時間内のローカルクロック４４の周波数の最大値と最小値の差と定義してもよく、単に観測時間の開始時点の周波数と終了時点あるいはつぎの開始時点の周波数との差と定義してもよい。この周波数変動幅の定義は、システム設計者が適用システムに合わせて適宜決定する。なお、ソースクロック１４の周波数変動幅の閾値Ｇ、閾値Ｇ２および一定時間Ｐは、演算制御部５が保持している。
【０１６９】
なお、第１から実施の形態５で用いるローカルクロック４４の周波数変動幅の閾値Ｇと実施の形態６で用いる閾値Ｇ２は、同じ値であっても、異なる値であってもよい。
【０１７０】
ここで、図１３のフローチャートを参照して、制御電圧算出部１の一連の制御処理手順について説明する。まず、演算制御部５はバッファ残量監視部１２からの起動指示Ｓを受けたか否かを判断し（ステップＳ７１）、起動指示Ｓを受けた場合（ステップＳ７１，ＹＥＳ）には、タイマ６をリセットし（ステップＳ７２）、一定時間Ｐの計測を開始する。その後、演算制御部５は、初期設定されている検出間隔Ｔをタイマ４に指示するとともに、平均母数Ｎ、および感度Ａを含む演算式（１）を演算部２に指示する（ステップＳ７３）。
【０１７１】
その後、演算部２は、タイマ４から入力される検出間隔Ｔ毎の演算実行指示時に、指示されている値をもとに演算式（１）を演算し、制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ７４）。その後、演算制御部５は、タイマ６が計時している時間が一定時間Ｐを経過したか否かを判断し（ステップＳ７５）、一定時間Ｐを経過した場合（ステップＳ７５，ＹＥＳ）には、周波数安定度を得るべく、感度Ａを含む演算式変更指示Ｆ、すなわち感度Ａを小さくする指示と演算式を式（１）から式（３）に変更する指示とを演算部２に送出するとともに、検出間隔Ｔおよび平均母数Ｎの変更指示をそれぞれタイマ４および演算部２に対して行い（ステップＳ７６）、一定時間Ｐを経過していない場合（ステップＳ７５，ＮＯ）には、ステップＳ７４に移行して制御量Ｕの出力を継続する。
【０１７２】
その後、演算部２は、変更指示された値をもとに演算式（３）を演算し、演算結果である制御量ＵをＤ／Ａコンバータ３に出力する（ステップＳ７７）。その後、再設定部９は、周波数変動幅が所定の閾値Ｇ２を超えたか否かを判断し（ステップＳ７８）、所定の閾値Ｇ２を超えていない場合（ステップＳ７８のＮＯ）には、ステップＳ７７に移行してステップ７７の処理を繰り返し、所定の閾値Ｇ２を超えている場合には、ステップＳ７１に移行して、クロック再生開始初期状態に復する。
【０１７３】
このようにして求められたデジタル値である制御値Ｕは、Ｄ／Ａコンバータ３によって、アナログ値である制御電圧Ｖに変換され、電圧制御水晶発信器１３の出力であるローカルクロック４４の周波数を上下させるのに用いられる。
【０１７４】
上述したソースクロック再生部１０によるソースクロック周波数再生動作によって、ソースクロック４３に周波数同期したローカルクロック４４が、電圧制御水晶発信器１３から出力される。このローカルクロック４４を基準として、バッファ制御部１１がソースクロック再生バッファ２３に対して読出信号を出力し、これにより、ソースクロック再生バッファ２３からＡＴＭセルが読み出される。
【０１７５】
上述した実施の形態６によれば、収束後、ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｇ２を超えた場合に感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量の検出間隔Ｔを初期値に戻し、再び第１から実施の形態５のいずれかの処理を実施するようにしたため、第１から実施の形態５と同様の効果が得られる上、ソースクロック４３の周波数が大きく変動した場合でも、ローカルクロック４４の周波数が速やかに追従できるという効果が得られる。
【０１７６】
また、ローカルクロック４４の周波数変動幅が閾値Ｇ２を超えた場合、補正値Ｅの加算を取り止めるようにしたため、再収束後の新補正値Ｅを簡単に正確に求められるという効果も得られる。
【０１７７】
実施の形態７．
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。第１から実施の形態６では、感度Ａを含む演算式、平均母数Ｎ、バッファ残量Ｈの検出間隔Ｔ、一定時間Ｐ、周波数変動幅の閾値Ｇおよび閾値Ｇ２は、演算制御部５内に保持されているが、実施の形態７では、設定部１５を設け、この設定部１５によって柔軟に設定できるようにしている。
【０１７８】
設定部１５は、これらの設定値をディップスイッチ設定としてもよいし、装置管理部２２内から図示しない制御バスを経由させて設定するようにしてもよいし、さらには、独自の設定パネルを設けるようにしてもよい。また、この設定部１５によって上述した第１から実施の形態６の選択設定が可能であるとともに、第１から実施の形態６の組合せ設定も可能となる。
【０１７９】
この実施の形態７によれば、ローカルクロック４４の再生に関して所望の設定を柔軟に行うことができる効果が得られる。なお、上述した第１から実施の形態７では、各機能ブロック間のデータインタフェース幅を８ビットとし、バイト単位にデータ転送したが、異なるデータインタフェース幅や転送単位でも同様の効果が得られる。
【０１８０】
また、上述した第１から実施の形態７では、ＳＴＭインタフェース速度、すなわちソースクロック４３の周波数を１．５４４ＭＨｚ±１００ｐｐｍ、ＡＴＭインタフェース速度、すなわちＡＴＭ網５０のネットワーククロック４２ａ，４２ｂの周波数を１５５．５２ＭＨｚとしたが、異なる周波数あるいは異なる変動幅としてもよい。さらに、上述した第１から実施の形態７では、ＡＴＭセルを音声データの基本的な転送単位としたが、基本的にはバッファ残量Ｈをもとにクロック再生を行うので、ＡＴＭセル以外の異なる種類・長さのパケットを転送単位としても同様の効果が得られる。
【０１８１】
また、上述した第１から実施の形態７では、具体例としてＡＴＭ網５０を介して電話４０ａ，４０ｂ及びＰＢＸ４１ａ，４１ｂを接続するＡＴＭ通信システムを前提としたが、適応クロック法によりソースクロック周波数を再生する必要のあるシステムであれば、その他の構成のシステムでも同様の効果が得られる。さらに、上述した第１から実施の形態６では、取り扱うデータの種類を音声データとしたが、音声データに限定されず、異なる種類のデータを取り扱ってもよい。また、上述した第１から実施の形態７において、重み付き平均値Ｍの計算は、算術平均に限定されず、幾何平均、調和平均、指数平均、メディアン、モード、ミッドレンジ等としてもよい。
【０１８２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、演算手段が、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する際、制御手段が、ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしてソースクロックの再生を行っているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８３】
つぎの発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８４】
つぎの発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８５】
つぎの発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８６】
つぎの発明によれば、所定条件を満足する前は、収束時間が短くなるように感度係数が大きく設定され、所定条件を満足した後は、感度係数を小さく設定するとともに、オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算して、周波数安定度を高めたソースクロックの再生制御を行うようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１８７】
つぎの発明によれば、所定条件を満足した後、重み付き平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかもバッファ残量の重みを小さく設定できるようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１８８】
つぎの発明によれば、所定条件を満足した後、バッファ残量を検出する所定間隔を変更するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１８９】
つぎの発明によれば、所定条件を満足した後、重み付け平均値の演算に用いられる１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしているので、これにより、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０１９０】
つぎの発明によれば、補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値としているので、これにより、ゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑える際に、急激な周波数の上昇を和らげることができるという効果を有する。
【０１９１】
つぎの発明によれば、感度係数と平均母数と所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値になるように設定されるので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるという効果を有する。
【０１９２】
つぎの発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理、および前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理のうちの複数の処理を組み合わせて行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られるとともに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０１９３】
つぎの発明によれば、制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られ、さらに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０１９４】
つぎの発明によれば、制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、この初期設定状態から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックを高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいとともに、所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるとともに、特に、ソースクロックが大きく変動した場合でも、ローカルクロックの周波数を速やかに追従させることができるという効果を有する。
【０１９５】
つぎの発明によれば、設定手段を用いて、制御手段が行う設定制御内容を設定するようにしているので、これにより、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０１９６】
つぎの発明によれば、まず、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行い、つぎに、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御するようにしているので、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１９７】
つぎの発明によれば、タイマによって計時された一定時間が経過するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、一定時間の経過によって周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１９８】
つぎの発明によれば、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になると、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０１９９】
つぎの発明によれば、一定時間が経過するか、あるいは再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になるかのいずれか一方の条件を満足するまで、ソースクロック周波数に高速に収束させ、この一方の条件の満足後、周波数安定度の高いクロック再生制御を行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０２００】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０２０１】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいとともに、バッファ残量の重みを小さく設定できるようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られる。
【０２０２】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよいという効果を有する。
【０２０３】
つぎの発明によれば、第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算するようにしているので、これにより、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０２０４】
つぎの発明によれば、前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であるようにしているので、これにより、ゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑える際に、急激な周波数の上昇を和らげることができるという効果を有する。
【０２０５】
つぎの発明によれば、前記操作量は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定するようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるという効果を有する。
【０２０６】
つぎの発明によれば、前記第２工程は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理との中から２以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られ、さらに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０２０７】
つぎの発明によれば、前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるという効果が得られ、さらに、ソースクロック周波数がゆらぎ耐性に与える影響を最小限に抑えることができるという効果を有する。
【０２０８】
つぎの発明によれば、前記所定条件を満足した後、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、その後、さらに前記第１工程、前記第２工程、または前記第３工程を順次行うようにしているので、これにより、所望の収束時間と周波数安定度とを共に満足させることができるとともに、平均母数や検出間隔を大きくする必要がないので、演算回路規模、演算回路の動作速度を極端に大きくしなくてもよく、しかも所定の補正値を加算するようにしたため、ローカルクロックの収束時間と収束後の周波数安定度とをシステム設計者がある程度自由に選択できることになり、適用される通信システムに最適な値とすることができるとともに、特に、ソースクロックが大きく変動した場合でも、ローカルクロックの周波数を速やかに追従させることができるという効果を有する。
【０２０９】
つぎの発明にかかる記録媒体は、上記の発明のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、上記発明の動作をコンピュータによって実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 ＡＡＬ処理部に入力される受信セルの転送状態とＡＡＬ処理部から出力される受信セルの転送状態とを示す説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態２であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態３であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態４における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態４を適用した場合における再生クロック周波数の波形図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４における補正値Ｅを時間関数とした場合の具体例を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態６であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６における制御電圧算出部の一連の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態７であるデータ受信装置を含むＡＴＭ通信システムの機能構成ブロック図である。
【図１５】 ＳＴＭ網において電話サービスを実現する通信システム構成図である。
【図１６】 ＡＴＭ網において電話サービスを実現する通信システム構成図である。
【図１７】 適応クロック法の動作概念を説明する説明図である。
【図１８】 ソースクロック周波数再生機能を有する受信ＣＬＡＤの詳細構成を示すブロック図である。
【図１９】 ＡＡＬ処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図２０】 制御電圧算出部の詳細構成を示すブロック図である。
【図２１】 設定値を変化させた場合における経過時間に対する再生クロック周波数の波形図である。
【符号の説明】
１ 制御電圧算出部、２ 演算部、３ Ｄ／Ａコンバータ、４，６ タイマ、５ 演算制御部、７ 周波数変動検出部、８ 判断部、９ 再設定部、１０ ソースクロック再生部、１１ バッファ制御部、１２ バッファ残量監視部、１３電圧制御水晶発信器、１８ 物理レイヤ処理部、１９ ＡＴＭレイヤ処理部、２０ ＡＡＬ処理部、２１ ＳＴＭ処理部、２２ 装置管理部、２３ ソースクロック再生バッファ、４０ａ，４０ｂ 電話機、４１ａ，４１ｂ ＰＢＸ、４２ａ，４２ｂ ネットワーククロック、４３ ソースクロック、４４ ローカルクロック、４５ 送信側装置群、４６ 受信側装置群、５０ ＡＴＭ網、５１ 送信ＣＬＡＤ、５２ 受信ＣＬＡＤ、６０ａ〜６０ｃ 受信セル、Ａ 感度、Ｂ オフセット値、Ｃ 中心値、Ｄ，Ｅ 補正値、Ｆ 演算式変更指示、Ｇ，Ｇ２ 閾値、Ｈ バッファ残量、Ｍ 重み付き平均値、Ｎ 平均母数、Ｓ 起動指示、Ｔ 検出間隔、Ｕ 制御値、Ｖ 制御電圧。
Claims (28)
- データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持するバッファ手段と、このバッファ手段に保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生手段と、を有するデータ受信装置において、
前記ソースクロック再生手段は、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する演算手段と、
ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、
この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算することを特徴とするデータ受信装置。 - 前記制御手段は、一定時間を計時するタイマを有し、前記所定条件は、前記タイマによって計時された一定時間の経過であることを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅を計測する計測手段を有し、前記所定条件は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることであることを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、一定時間を計時するタイマと、前記再生クロックの周波数変動幅を計測する計測手段と、を有し、前記所定条件は、前記タイマによって計時された一定時間の経過したこと、または前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることのいずれか一方を満足することであることを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のデータ受信装置。
- 前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であることを特徴とする請求項７に記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理、および前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理のうちの複数の処理を組み合わせて行うことを特徴とする請求項７または８に記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行うことを特徴とする請求項１０に記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復し、この初期設定状態から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックを高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のデータ受信装置。
- 前記制御手段が行う設定制御内容を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のデータ受信装置。
- データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持するバッファ手段と、このバッファ手段に保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生手段と、を有するデータ受信装置において、
前記ソースクロック再生手段は、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均値をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られる前記ソースクロック再生用の制御値を演算する演算手段と、
ソースクロック再生動作開始後から再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間はソースクロックに高速に収束できる前記制御値の演算に用いられる操作量に設定し、
この所定条件の満足後はソースクロックを安定に再生できる前記操作量に設定する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記所定条件を満足した後、
前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、さらに前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定する処理、および前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理のうちの１以上の処理を組み合わせて行う
ことを特徴とするデータ受信装置。 - データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持し、この保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生方法において、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行う第１工程と、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御する第２工程とを含み、前記第２工程における操作量の変更設定は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算することを特徴とするソースクロック再生方法。
- 前記所定条件は、ソースクロック再生動作開始後の一定時間の経過であることを特徴とする請求項１５に記載のソースクロック再生方法。
- 前記所定条件は、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることであることを特徴とする請求項１５に記載のソースクロック再生方法。
- 前記所定条件は、ソースクロック再生動作開始後、一定時間が経過したこと、または前記再生クロックの周波数変動幅が所定値以下になることのいずれか一方を満足することであることを特徴とする請求項１５に記載のソースクロック再生方法。
- 前記第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さく設定することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか一つに記載のソースクロック再生方法。
- 前記第２工程における操作量の変更設定は、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか一つに記載のソースクロック再生方法。
- 前記第２工程における操作量の変更設定は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算することを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか一つに記載のソースクロック再生方法。
- 前記補正値は、最終値が決定され、最終値に向けて時間の経過とともに変化する時間関数値であることを特徴とする請求項２１に記載のソースクロック再生方法。
- 前記操作量は、前記感度係数と前記１以上のバッファ残量の重み付き平均演算を規定する平均母数と前記所定間隔との乗算値が最適値に対応した一定値となるように設定することを特徴とする請求項１５〜２２のうちのいずれか一つに記載のソースクロック再生方法。
- 前記第２工程は、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算する処理との中から２以上の組み合わせた処理を同時に行うことを特徴とする請求項２１または２２に記載のソースクロック再生方法。
- 前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行う第３工程を、さらに含むことを特徴とする請求項２４に記載のソースクロック再生方法。
- 前記所定条件を満足した後、前記再生クロックの周波数変動幅が所定値を超えた場合、ソースクロック再生動作開始前の初期設定状態に復する第４工程をさらに含み、その後、さらに前記第１工程、前記第２工程、または前記第３工程を順次行うことを特徴とする請求項１５〜２５のいずれか一つに記載のソースクロック再生方法。
- データ送信装置がソースクロックを基準として伝送網に一定速度で送出したデータであって、前記伝送網から一定速度で受信されるデータを保持し、この保持されたデータ量であるバッファ残量を所定間隔で検出し、このバッファ残量に応じて前記ソースクロックを再生するソースクロック再生方法において、ソースクロック再生動作開始後、再生クロックが前記ソースクロックの周波数に近づく所定条件を満足するまでの 間、順次検出された１以上のバッファ残量の重み付き平均をとり、この重み付き平均値に所定の感度係数を乗算し、さらに所定のオフセット値を加算して得られるソースクロック再生用の制御値を演算出力して前記再生クロックの周波数をソースクロックに高速に収束させる制御を行う第１工程と、前記所定条件の満足後、前記制御値の演算に用いられる操作量を変更設定し、前記再生クロックの周波数を安定に再生制御する第２工程とを含み、前記第２工程は、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量にさらに所定の補正値を加算し、再度前記所定条件を満足した後、前記感度係数を小さく設定するとともに前記オフセット値に対してさらに所定の補正値を加算する処理と、前記重み付き平均値の演算に用いられる前記１以上のバッファ残量のうちの最新側のバッファ残量の重みを小さくする処理と、前記バッファ残量を検出する所定間隔を変更する処理との中から１以上の組み合わせた処理を同時に行う第３工程を、さらに含むことを特徴とするソースクロック再生方法。
- 前記請求項１５〜２７のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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