JPH01293739A - タイミング同期方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ビデオテックス用モデム等に採用されるタイ
ミング同期技術に関する。

同　従来の技術 日本国のビデオテックスは、キャプテン（ＣＡＰＴＡＩ
Ｎ）が採用されている。キャプテンのデータは、電話回
線を介して伝送される。

そして、このキャプテンの下り信号の伝送規格は、ＩＴ
Ｕ（国際電気通信連合）の諮問機関であるＣＣＩ　ＴＴ
　（国際電信電話諮問委員会）のデータ通信に関する勧
告（Ｖシリーズ）のｒＶ、２７ｔｅｒＪを採用している
。このｒＶ、２７ｔｅｒＪは主に８相ＤＰＳＫ、ボーレ
ート１６００．ビットレット４８００の信号である。

一般的に、モデムには、受信時に直接信号を処理する部
分ではないが、システム特性を左右する部分がある。

ビット・クロックや符号タイミングを決めるためのクロ
ックは、水晶振動子などにより発生させたクロックを分
周して作られる。しかし、このクロック周波数はたとえ
高精度の発振回路を用いたとしても若干のばらつきは避
けられない。もし送信機、受信機間で１１００ｐｐの発
振周波数の違いがあるとすると、９６００ｂｐＳのビッ
ト・クロックでは１秒間に約１ビツトの割合でずれるこ
とになる。受信機の周波数が早ければ、受信データに１
ビツトの余剰ビット、遅ければビット抜けが起こる。こ
れを防ぐため、搬送波再生の場合と同じように、受信信
号を監視し、タイミング誤差を推定し、補正する必要が
ある。これをタイミング再生というつ 同期式のモデムでは、交信開始時にこのタイミング調整
を敏速に行うため、データ伝送に先立って調整用信号（
ｒＶ・２７ｔｅｒＪの場合、トレーニング信号）を送受
する。

ｒＶ、２７ｔｅｒＪ　　では送信開始直後に第９図に示
す信号点Ａ、Ｂを交互に繰り返して送信する。

これらの点はボー・レートで送信される（［Ｖ、２７ｔ
ｅｒＪでは１６００ｂａｕｄ、）ので、繰り返して送信
される信号の周波数はｂａｕｄ／２となる。つまり、ｒ
Ｖ−２７ｔｅｒＪでは８００Ｈｚである。

受信側ではこの周波数の信号を抽出し、それに追従すれ
ば送信側のタイミングを再生できる。

一方、データ伝送中、データは擬似ランダム化されてい
るので、このようなりａｕｄ／２の周波数は明確には現
れてこないが、周波数成分として含まれているはずであ
る。したがってデータ伝送中も同じ方法でタイミング再
生が可能である。

このタイミング再生は、周知の技術であり、ＱＣ出版社
、昭和６３年４月１日発行の雑誌「インターフェース、
１９８６．Ａｋ１７Ｊの２８０頁にｌて り図を示す。

ααは受信信号入力端子である。■はＡ／Ｄ変換器であ
る。圓はＱＡＭ変調器である。αＱは受信フィルタであ
る。αεは適応型等化器であり、この後段にはデータ復
調用の回路が接続されている。■は２乗加算器、（支）
はバンドパスフィルタ、（財）はタイミング誤差推定器
である。■は累算器である。

■は発振器、■は分周カウンタである。

第１１図はバンドパスフィルタ■の出力波形を示す図で
ある。

受信信号は復調され、ベースバンド信号ａ１゜ａ２が再
生される。これは等化量α印への入力であるが、タイミ
ング再生にも使用される。

まずａ’＋ａ２がとられる。ａｌ、ａ２を複素数ａ１＋
ｊ２ｚと考えるとこれは複素数の絶対値を求めることに
なる。この演算によりｂａｕｄ／２周波数成分はｂａｕ
ｄ周波数成分となり、バンドパス・フィルタ■にて、そ
の成分のみ抽出される（Ｖ・２７ｔｅｒでは１６００Ｈ
ｚ）。

タイミング誤差推定部（財）では、このＢＰＦ出力信号
を監視し、タイミングのずれを求める。たとえば第１１
図のようにサンプル点の値がＢＰＦ出力信号の位相より
遅れ気味であれば、ＡＤ変換器Ｕのサンプリング・クロ
ックの周波数を高めればよい。

実際にはサンプリング・タイミングの調整は、あまり頻
繁に行うと、これによる受信信号の誤差成分を増大させ
るため、サンプリング・クロックの調整は非常に緩やか
に行なわなければならない。

このため、第１０図に示す様に、タイミング誤差はいっ
たん累算器■で累算され、オーバフロー情報により、調
整を行う。

尚、上記の様に、ＰＳＫ方式、ＱＡＭ方式等の変調方式
を採るモデムに於いて、受信側ではサンプリングの周波
数及び位相をジッタを抑圧して、合わせるため、タイミ
ング誤差を示す信号を一旦累算（積分）することは、特
開昭６２−１０８６４３号（ＨＯ４Ｌ　２７／２２）に
も示される様に周知である。

ｌ／ウ　　発明が解決しようとする課題しかし、上記の
様な方法では、タイミング誤差（位相ずれ）を検出して
から、サンプリングクロックの位相を補正するまでに、
時間がかかる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、サン
プリング・クロックの位相補正を素早く行うと共に、ジ
ッタを抑圧したタイミング同期技術を提供するものであ
る。

に）課題を解決するための手段 本発明は、サンプリングクロックの位相を補正した後の
所定期間の間、この位相補正を停止することを特徴とす
る。

さらにこの様に、位相補正を行なった後は、位相ずれ出
力は減少するのが通常である。本発明は上記の構成に加
えて、位相補正を行なった後の所定期間の間でも位相ず
れ出力を監視して、異常が認められた場合は、前記所定
期間の間でも位相補正を行うことも特徴とする。

（ホ）作用 上記の如く、本発明に依れば、位相ずれ出力により、サ
ンプリング・クロックの位相補正を行うと共に、この位
相補正後の所定期間はこの位相補正を禁止（停止）する
ので緩やかなタイミング同期制御が行なえる。

（へ）実施例 第１図乃至第４図を参照しつつｒＶ−２７ｔｅｒＪモデ
ムに於ける本発明の一実施例を説明する。尚第１０図と
同一部分には同一符号を付した。

第１図に於いて、（２）は受信信号をサンプルするＡ／
Ｄコンバータ、α４）ｔｔＡ／Ｄ変換された受信信号を
復調し、ベースバンド信号（複素）を出力する復調部、
αｅはベースバンド信号から変調速度の半分の周波数を
抽出するバンドパスフィルタ、（２０ａ）ハｆ！バンド
パスフィルタの出力を２乗する乗算回路、（２０ｂ）は
直交及び同相成分に上述の処理を行なった後、双方の出
力を加算する加算器、■は該加算器の出力より変調速度
の周波数を抽出スルバンドパスフィルタである。

■は、マイクロコンピュータであり、バンドパスフィル
タ（支）の位相ずれ出力（タイミング信号成分）を入力
して、位相ずれを検出して分周カウンタωの分周比を変
えてサンプリングクロックの位相合わせを行う。

■は発振回路である。■はこの発振回路例の出力信号を
分周して、９６００Ｈｚの信号を出力する分周カウンタ
である。この分周カウンタ■の分周データは、マイクロ
コンピュータ−により制御されて切り換えられる。依っ
て、この分周カウンタωは９５９７Ｈ２，９６００Ｈ２
，９６０３Ｈ２のサンプリングクロックをＡ／Ｄ変換器
ａ２１マイクロコンピュータ囚に出力する。

第２図にバンドパスフィルタ■の出力を示す。

又、ＳＯ〜Ｓ５はサンプリングクロックのタイミングを
示している。

尚、この実施例は、タイミング（Ｓ！１１）時の位相ず
れ出力が０となるべく制御して、位相補正を行う例を示
している。

第３図にこのマイクロコンピュータ四の動作を示す。

Ｃ（７）マイクロコンピュータ（５）は、サンプリング
クロックを割り込み信号として、第２図ＳＯ〜Ｓ５時点
のバンドパスフィルタ■の出力を読み込むがタイミング
同期化間しては、８０時のみの信号を使用するので、第
３図では、仮ｌと、サンプリングクロックを一分周した
信号でバンドパスフィルタ■の出力を読み込むものとし
て説明する。

そして、読み込んだデータを（ＳＯ）としてメモリ（Ｓ
ｏ）に記憶する。そして、次に一分周したすンプリング
クロックが入力されると、このメモリ（Ｓｏ）のデータ
をメモリ（ＳＯ）に転送すると共にメモＩＪ（Ｓｏ’）
にバンドパスフィルタ■の出力を記憶する。

尚、このデータ（ＳＯ）又は（ＳＯ）のデータの正負極
性を検出することにより、サンプリングクロックの位相
が進んでいるのか、遅れているかが分る。

つまり、第３図に示す様に、（ＳＯＸＳＯ）の値が共に
負の場合、位相が進んでいるので、マイクロコンピュー
タは、分周カウンタ■の出力を９５９７Ｈｚとするべく
、この分周カウンタ■を制御する。又、（Ｓｏ）（Ｓｏ
）の値が共ｔζ正の場合、分周カウンタ■の出力を９６
０３Ｈｚとするうそして、間引き数をセット嵐してプロ
グラムを終了する。

次に一分周したサンプリングクロックが入力されると、
再びプログラムを動作させる。

そして、前回の位相ずれ方向（データＳＯの正負）と今
回の位相ずれ方向（データＳＯの正負）が、同じ方向で
あった場合は次の如く動作させる。

間引き数を参照して０でなければ間引き数を１減らし、
カウンタαＪの制御は、受信側の位相が進みも遅れもし
ないようにする。また、参照した間引き数が０であれば
、偏位方向に応じてカウンタαＪを位相が進むか、遅ら
せるか制御して、再び間引き数をセットする。

又、前回の位相ずれ方向（データＳＯの正負）と今回の
位相ずれ方向（データＳＯの正負）とが、異なっていれ
ばすぐにカウンタ■を制御して、送信側の位相に合わせ
込むようにする。つまり、前回が進みで今回が遅れて１
あればカウンタ（２）を制御して受信側の位相を進ませ
る。逆に、前回が遅れで今回が進みであれば受信側の位
相を遅らせる様にカウンタ叫を制御する。

以上がマイクロコンピュータ（５）が行なうン７トウエ
ア制御の内容である。このマイクロコンピュータ囚とし
ては、具体的には一定期間内に上記処理を完了できるも
のならどのようなタイプのものでもよいし、ワンチップ
マイコンでも可能である。

第４図にタイミングを示す。つまり、間引き回数をｒ２
Ｊとすると、ＳＳＯのタイミングで位相補正を行うと、
次のＳＯ人力時まで分周カウンタの値を９６０３Ｈｚ又
は９５９７Ｈｚに設定し、後２回のＳＯ人力時まで、９
６００Ｈｚにする。

第５図第６図に第２実施例を示す。この第２実施例は、
位相補正後の所定期間、この位相補正を単に停止するも
のである。

第５図にマイクロコンビ１−タムの動作を示す。

第６図にハードウェアで等価的に示す。

第６図に於いて（至）はサンプリングクロックを７分周
してタイミングがＳＯの信号を出力するτ分周器、（至
）はバンドパスフィルタの出力データをサンプルして（
Ｓｏ’）のデータを保持するサンプルホールド回路、（
至）は極性を判定する比較器である。

（ＳＷｌ）はデータ３ｏ’の極性番ζ基づき、端子（２
５ａ）又は（２５ｃ）に電源電圧（十Ｂ）を供給するた
めのスイッチである。（イ）は端子（２５８Ｘ２５Ｃ）
より信号が出力されたことをカウンタ（＠に知らせるオ
ア回路である。カウンタ（４１はオア回路（イ）より信
号が入力され取た後に一分周器（至）の信号が入力され
ると常閉スイッチ（ＳＷ２）をオープンとじ常開スイッ
チ（ＳＷｓ）をクローズする。そして、カウンタ（転）
は−分周器出力を所定数（間引き数に対応）カウント完
了するまでスイッチ（ＳＷ２　）　（ＳＷ３　）をこの
状態に保つ。

つまり、端子（２５ａ）又は（２５ｃ）より信号が出力
されると、次の７分周器の出力タイミングで端子（２５
ｂ）より信号が出力される７そして、この端子（２５ｂ
）からの出力期間は、所定期間（所定数Ｘサンプリング
クロック周期、（６）の間持続される。

第７図第８図に第３実施例を示す。

第７図にマイクロコンピュータ■の動作を示す。

この動作は第３図の動作と略同様である。

第８図にハードウェアで等価的に示す。

第８図に於いて、第６図と同一部分には同一符号を付し
た。（ＳＷ４）（ＳＷ５）は常閉スイッチである。この
回路では、カウンタ（４２ａＸ４２ｂ）を２個設けて信
号が出力された端子（２５ａ）又は（２５ｃ）側のスイ
ッチ（ＳＷ４　Ｘ５Ｗ５　）をオープンとし、スイッチ
（ＳＷ３）をクローズすると共に、このカウンタ（４２
ａ）（４２ｂ）が開いている端子（２５ａＸ２５Ｃ）の
反対側の端子（２５ａ　）　（２５Ｃ）に信号が出力さ
れると、このカウンタ（４２ａ）又は（４２ｂ）をリセ
ットするようにしている。

又、本実施例では、回路αＱ■■をシグナルプロセッサ
を用いて、ソフトウェアで処理したが、これはアナログ
回路で実現しても良い、尚、この場合ハ、マイクロコン
ピュータ（至）に入力するためのＡ／Ｄ変換器が必要と
なる。

又、本実施例では、位相ずれをデータ（ＳＯ）の正負（
極性）のみで検出したが、これは、データ（ＳＯ）その
もので位相ずれをもつと精密に検出しても良い。

又、本実施例では、タイミングＳＯのデータで位相ずれ
を検出したが、これは、タイミングＳ１〜Ｓ５のデータ
も使用して位相ずれを検出しても良い。

又、このモデムの動作開始時からの一定期間（トレーニ
ング信号期間に相当）は、特願昭６２−１８０６７６号
、特願昭６２−２０７２７５号、特願昭６２−２０７２
７６号に示される様な、第２のタイミング同期方式によ
り、タイミング同期を行なう・。この一定期間後に、本
願のタイミング同期方式に切り換えてタイミング同期を
行なっても良い。

（ト）　　発明の効果 上記の如く本発明に依れば、タイミング同期ｔ；素早く
且つジッタを抑圧して行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の第１実施例に関し、第１
図は回路ブロック図、第２図は位相ずれとデータＳＯ〜
Ｓ５を説明するための図、第３図はマイクロコンビエー
タの動作を説明するための図、第４図は分周カウンタの
出力であるペサンプするための図である。 第７図及び第８図は本発明の第３実施例を説明するため
の図である。 第９図乃至第１１図は従来例を示す図であり、第９図は
トレーニング信号期間の位相を示す図、第１０図はタイ
ミング同期に関連する回路を示す図、第１１図はバンド
パスフィルタの出力を示す図である。 ■・・・発振器、■・・・分周カウンタ（分周器）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）発振器からの信号を分周器で分周してサンプリン
   グクロックを作成し、このサンプリングクロックでアナ
   ログの受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換
   し、このデジタル信号よりタイミング信号成分を抽出し
   、このタイミング信号成分により前記サンプリングクロ
   ックの位相ずれを検出し、この検出した位相ずれに基づ
   き前記分周器の分周値を変更して前記サンプリングクロ
   ックの位相補正を行うモデムのタイミング同期方法に於
   いて、 前記位相ずれに基づく位相補正を行なつた後の所定期間
   、前記位相補正を行なわないことを特徴とするタイミン
   グ同期方法。
2. （２）発振器からの信号を分周器で分周してサンプリン
   グクロックを作成し、このサンプリングクロックでアナ
   ログの受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換
   し、このデジタル信号よりタイミング信号成分を抽出し
   、このタイミング信号成分より前記サンプリングクロッ
   クの位相ずれを、前記サンプリングクロックに関連した
   タイミングで検出し、この検出した位相ずれに基づき前
   記分周器の分周値を変更して、前記サンプリングクロッ
   クの位相補正を行うモデムのタイミング同期方法に於い
   て、 前記位相ずれに基づく位相補正を行なつた後の前記サン
   プリングクロックが所定個数発生する所定期間、前記位
   相補正を行なわないことを特徴とするタイミング同期方
   法。
3. （３）前記所定期間の間も前記位相ずれの検出を行ない
   、この検出した位相ずれの値により、異常を検出し、異
   常時には、前記所定期間中であつても、前記位相補正を
   行うことを特徴とする請求項１又は２記載のタイミング
   同期方法。