WO2008072405A1

WO2008072405A1 - 無線装置

Info

Publication number: WO2008072405A1
Application number: PCT/JP2007/068724
Authority: WO
Inventors: Suguru Fujita; Hideki Aoyagi; Takenori Sakamoto
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2008-06-19

Abstract

　本発明は、パルスの形状が変動しても、正確な波形サンプルが可能な無線装置を提供することを目的とする。　入力信号とクロック信号を同期させる同期装置は、入力信号を、所定の間隔の第１と第２のサンプルタイミングでサンプルするサンプル手段１０２，１０３と、同期引き込み時に、第１と第２のサンプルタイミングをともにずらし、同期追従時に、第１と第２のサンプルタイミングの間隔を狭める遅延制御手段１１２とを備える。同期状態判定部１０５は位相誤差算出部１０４から出力された位相誤差量から同期しているか否かを判定し、遅延量制御部１０６に同期状態を出力する。遅延量制御部１０６は位相誤差算出部１０４から出力される位相誤差量と同期状態判定部１０５から出力される同期状態から、可変遅延器１０７および１０８に現在設定している遅延量の増減を制御する。

Description

明細書

無線装置

技術分野

[0001] 本発明は、主として入力された信号に対しデータサンプル手段から得た情報を基に、信号可変遅延手段を制御し、サンプルタイミング同期をするための同期装置等の無線装置に関するものである。

背景技術

[0002] UWB (Ultra Wide Band)に代表されるパルス通信方式を用いる高速無線通信技術は、直線性を必ずしも必要としないため CMOS (Complementary Metal O xide Semiconductor)化に適しており、小型化が実現できる。また、高精度のローカル信号源等の RF回路が不要であるため、低消費電力である。更に、広帯域の利用により高速な通信が可能である。

しかし、上記の利点を有している反面、 lnsec以下の短いパルス状信号のデータサンプルを行なうため、短い時間での同期引き込み、高精度のトラッキングが必要となることが実現課題の一つである。

[0003] 従来の入力された信号に対して、同期したサンプルタイミングを生成するためのものとして、 LPF(Low Pass Filter)や VCO(Voltage Controlled Oscillator)などのアナ口グ部品から構成されているクロックデータリカバリ回路がある（例えば、特許文献 1参昭）

また、入力された信号をオーバーサンプリングし、それらのサンプルデータからサンプルタイミング誤差を算出し、オシレータが発生するクロックの位相（タイミング)を調整することで、入力された信号に同期する同期装置がある (例えば、特許文献 2参照

)。

[0004] 図 8は、前記特許文献 1に記載された従来のクロックデータリカバリ回路の構成を示すものである。入力信号 DINを識別器 1204によってサンプルしたデータと、遅延回路 1201によって入力信号 DINが遅延された信号とを、位相比較器 1212によって比較し、位相誤差に応じたノ^レスを発生させる。そして、 LPF1206により平均化し、 GCA(Gain Controlled Amplifier :利得可変増幅器） 1207によって電圧を増幅し、その電圧に対応した周波数のクロック信号を VC O1203で発生させる。 VCO1203で発生されたクロックを基に、可変位相器 1211でタイミング調整を行ない、識別器 1204に供給することで、入力信号 DINに同期した抽出クロック信号を得ることが可能となるクロックデータリカバリ回路を構成する。

[0005] 図 9は、前記特許文献 2に記載された従来の同期装置の構成を示すものである。ィンターポレータ 1110により入力信号 xkをサンプリングし、 PR (パーシャル 'レスポンス )等ィ匕咅 11により PR等ィ匕処理を fiなレヽ、 ZPR(ZERO PHASE RESTART) 1115 により初期サンプリングタイミング (位相）を算出する。そして、算出した初期サンプリングタイミングの値、または、位相誤差検出器 1112で検出した PR等化部 1111の出力と ZPR1115の出力との位相誤差、を LPF1113で平均化した値を基に NCO(Numbe r Controlled Oscillator)l 114を動作させ、 NCOl 114で生成したクロックをインターポレータ 1110に供給することで、入力信号 xkに同期することを可能にした同期装置を構成する。

[0006] しかしながら LPFや VCOなどのアナログ部品を使う方法では時定数が長ぐ同期引き込みに時間がかかる。また、オーバーサンプリング処理を行なう方法では、インタ一ポレータ、 NCO(Number Controlled Oscillator)などから構成されており複雑な構成となってしまう。このため、ノレス通信に特化した同期方法として、基準時間と前後する遅延処理を施した各信号との相関により同期をトラッキングする方法が提案されて!/、る（例えば特許文献 3参照）。

[0007] 図 10は、特許文献 3に記載されている従来のパルス無線通信装置の構成を示すブロック図である。図 10において、従来のパルス無線通信装置 1000は、アンテナ 10 01で受信した RF信号を増幅する増幅器 1002と、不要な信号を取り除くフィルタ 100 3と、信号をアナログ化するアナログ符号化手段 1004と、信号を分岐するスプリッタ 1 005、 1015と、信号を遅延する複数の遅延器 1006、 1007、 1008と、信号を乗算する乗算器 1009、 1010,皿 1と、時間積分する積分器皿 2、 1013,皿 4と、相関に応じて同期判定と遅延制御する受信同期制御部 1017と、信号の位相を遅延する位相遅延手段 1018と、位相遅延信号を変調して、同一拡散コードで拡散するメイン受信ウェーブレット符号生成器 1016とで構成されている。

[0008] この構成で、受信した RF信号を増幅器 1002により復調に必要な振幅に増幅し、帯域外の不要周波数帯域をフィルタ 1003により除去して、アナログ符号化手段 100 4によりアナログ符号を生成する。この信号をスプリッタ 1005で分岐し、遅延器 1006 、 1007、 1008により、 3つの遅延した信号、すなわち、時間 L遅延した信号、時間し + Y遅延した信号、時間 L Y遅延した信号を出力する。

[0009] これら 3つの信号に、メイン受信ウェーブレット符号生成器 1016で生成した基準パノレス信号を、乗算器 1009、 1010、 1011により、それぞれ乗算する。そして、積分器 1012、 1013、 1014にて、それぞれシンボルに相当する時間積分する。受信同期制御部 1017により、各信号の相関に応じて同期を判定し、位相遅延手段 1018を制御してスライディング同期しながら、復号データ 1019を出力する。

[0010] このとき、時間 Lにおける受信パス信号を相関の基準とし、時間 Lの信号よりも時間 L + Yの信号のほうが高い相関となった場合には、位相遅延手段 1018によりトラツキング周期を遅らせる。また、逆に時間 L—Yの信号のほうが高い相関となった場合には、位相遅延手段 1018によりトラッキング周期を進めることにより、送信シンボルレー卜と同期するよう調整している。

[0011] 特許文献 1 :特開 2006-101268号公報

特許文献 2：特開 2006- 134501号公報

特許文献 3：特表 2003-535552号公報（148頁、図 37A)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] しかしながら、前記従来の同期方法では、通信距離や通信経路の変動といった要因により、ノルス振幅ゃノルス幅 (パルス形状）が変動した際に、適切な位置でパルス振幅をサンプルすることが困難であるとレ、う課題を有してレ、た。

[0013] 本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ノ^レスの形状が変動しても、正確な波形サンプルが可能な無線装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明に係る無線装置は、入力信号を複数の異なる間隔でサンプルするサンプル手段と、前記複数のサンプル間隔を変更する可変遅延器と、前記サンプル手段でサンプルされた複数のサンプル値の振幅差を用いて位相誤差を算出する位相誤差算出部と、前記位相誤差算出部で算出された位相誤差を用いて同期状態を判定する同期状態判定部と、前記位相誤差算出部で算出された位相誤差と、前記同期状態判定部で判定された同期状態に基づいて、前記可変遅延器の遅延量を変更する遅延量制御部と、を備える。

[0015] 上記構成によれば、擬似的にサンプル周波数を上げることができるため、正確な波形推定が可能となる。したがって、推定した波形を用いて、入力信号をクロック信号と同期させたり、最大振幅を推定して送受信制御を行うことができる。

[0016] また、本発明に係る無線装置は、前記サンプル手段が、前記入力信号を、所定の間隔の第 1と第 2のサンプルタイミングでサンプルするものであり、前記遅延量制御部 1S 同期引き込み時に、前記第 1と第 2のサンプルタイミングとの少なくとも一方をずらし、同期追従時に、前記第 1と第 2のサンプルタイミングの間隔を狭めるものである。

[0017] 上記構成によれば、パルス形状の変動により同期状態が変動した場合であっても、同期状態に応じてサンプルのタイミングと間隔を制御することができるため、適切な位置でノルス振幅をサンプルすることができる。すなわち、同期引き込み時に、サンプル間隔が広い状態で第 1と第 2のサンプルタイミングとの少なくとも一方をずらし、サンプル点力 Sパルスの一部にあたる確率を高めることができる。また、同期追従時に、サンプル間隔を狭めて S/N比のよい同期点付近でサンプルを行な!/、、雑音による振幅への影響が少ない情報を取得することができる。

[0018] また、本発明に係る無線装置は、前記サンプル手段は、前記入力信号を前記第 1 のサンプルタイミングでサンプルする第 1のサンプル手段と、前記入力信号を前記第 2のサンプルタイミングでサンプルする第 2のサンプル手段と、を含み、前記可変遅延器は、前記遅延量制御部からの信号に応じて、クロック信号を遅延して前記第 1のサンプルタイミングを生成する第 1の可変遅延器と、前記遅延量制御部からの信号に応じて、前記第 1のサンプルタイミングを遅延して前記第 2のサンプルタイミングを生成する第 2の可変遅延器と、を含むものである。

[0019] 上記構成によれば、遅延量制御部からの信号に応じて第 1と第 2のサンプルタイミングを生成する第 1と第 2の可変遅延器を備えるので、入力信号のパルス形状が変動しても、適切な位置でノルス振幅をサンプルすることが可能になる。

[0020] また、本発明に係る無線装置は、前記サンプル手段が、サンプル点を間引くことにより、所定の間隔の第 1と第 2のサンプルタイミングでサンプルするものである。

[0021] 上記構成によれば、間引くことで処理数を減らすことができるため、より早ぐ入力信号に対する処理を開始および終了することができる。

[0022] また、本発明に係る無線装置は、前記位相誤差算出部が、前記第 1のサンプル手段でサンプルされた第 1のサンプル値と、前記第 2のサンプル手段でサンプルされた第 2のサンプル値の振幅差を検出することにより位相誤差を算出し、前記遅延量制御部が、前記位相誤差算出部で算出された位相誤差と、前記同期状態判定部で判定された同期状態に基づいて、前記第 1および第 2の可変遅延器の遅延量を変更するものである。

[0023] 上記構成によれば、検出した位相誤差に応じてクロック信号の時間をずらして同期引き込みを行なうので、同期引き込みの短時間化を図ることができる。また、検出した同期状態に応じてサンプル間隔を変更するので、引き込み後の追従時における同期ジッタを低減し同期の安定化を図ることができる。

[0024] また、本発明に係る無線装置は、前記位相誤差算出部が、前記第 1のサンプルタイミングでサンプルされた第 1のサンプル値と、前記第 2のサンプルタイミングでサンプルされた第 2のサンプル値の振幅差を検出することにより位相誤差を算出し、前記遅延量制御部が、前記位相誤差算出部で算出された位相誤差と、前記同期状態判定部で判定された同期状態に基づレ、て、前記第 1および第 2のサンプルタイミングの少なくともいずれかを変更するものである。

[0025] 上記構成によれば、検出した位相誤差に応じてサンプルタイミングをずらすので、同期引き込みの短時間化を図ることができる。また、検出した同期状態に応じてサンプル間隔を変更するので、引き込み後の追従時における同期ジッタを低減し同期の安定化を図ることができる。

[0026] また、本発明に係る無線装置は、前記位相誤差算出部が、位相誤差を算出するために参照する第 1のテーブルを有する。 [0027] 上記構成によれば、第 1のテーブルを利用して、位相誤差を算出する処理を高速ィ匕すること力 Sでさる。

[0028] また、本発明に係る無線装置は、前記同期状態判定部が、同期状態を判定するために参照する第 2のテーブルを有する。

[0029] 上記構成によれば、第 2のテーブルを利用して、同期状態を判定する処理を高速ィ匕すること力 Sでさる。

[0030] また、本発明に係る無線装置は、前記遅延量制御部が、遅延量を決定するために参照する第 3のテーブルを有する。

[0031] 上記構成によれば、第 3のテーブルを利用して、遅延量を決定する処理を高速化すること力 Sでさる。

[0032] また、本発明に係る無線装置は、前記遅延量制御部が、前記入力信号の波形に対応する複数の波形テーブルを有し、前記入力信号の波形を推定して前記入力信号の波形に対応する所定の波形テーブルを選択し、選択した波形テーブルを参照して前記第 1と第 2のサンプルタイミングを制御するものである。

[0033] 上記構成によれば、入力信号の波形を推定して適切な波形テーブルを選択するので、入力信号の波形に応じた適切なサンプルタイミングを設定し同期精度を高めること力 Sできる。また、入力信号の既知の部分を使って波形の変形を推定し、これをもとに波形テーブルを変更してもよレ、。

[0034] また、本発明に係る無線装置は、前記遅延量制御部が、同期追従時に、選択した波形テーブルを参照して前記第 1と第 2のサンプルタイミングの間隔を狭めるものである。

[0035] 上記構成によれば、同期引き込み時にサンプル間隔を広くするので、パルスが存在するタイミングでサンプルする確率を高めることができる。また、同期追従時に、サンプル間隔を狭くするので、パルスの最大値付近でサンプルし雑音による誤判定を防ぐこと力 Sできる。

[0036] また、本発明に係る無線装置は、前記遅延量制御部が、前記第 1と第 2のサンプノレタイミングで取得した振幅情報を推定のパラメータとする波形推定部を有する。

[0037] 上記構成によれば、同期用に取得した複数の振幅情報をもとに波形を推定することで、同期精度を高めることができる。

[0038] また、本発明に係る無線装置は、前記波形推定部が、予め用意された波形情報を記憶する波形テーブル記憶部と、前記入力信号の振幅情報と時間情報をもとに推定用の波形を再生する波形再生部と、前記波形テーブル記憶部に記憶された波形情報と、前記波形再生部で再生した波形の相関をとる相関部と、前記相関部における相関結果をもとに波形を特定し、遅延量制御で参照するテーブルを指定するテープル指定情報を出力する波形特定部と、力構成される。

[0039] 上記構成によれば、同期用に取得した複数の振幅情報をもとに波形を推定することで、同期精度を高めることができる。

[0040] また、本発明に係る無線装置は、前記遅延量制御部が、前記入力信号の波形に対応する複数の波形テーブルを有し、前記入力信号の波形を推定して前記入力信号の波形に対応する所定の波形テーブルを選択し、選択した波形テーブルを参照して前記第 1と第 2のサンプルタイミングを制御するものであり、さらに前記遅延量制御部 1S 前記第 1と第 2のサンプルタイミングで取得した振幅情報を推定のパラメータとする波形推定部を有し、前記波形推定部が、予め用意された波形情報を記憶する波形テーブル記憶部と、前記入力信号の振幅情報と時間情報をもとに推定用の波形を再生する波形再生部と、前記波形テーブル記憶部に記憶された波形情報と、前記波形再生部で再生した波形の相関をとる相関部と、前記相関部における相関結果をもとに波形を特定し、遅延量制御で参照するテーブルを指定するテーブル指定情報を出力する波形特定部と、から構成されるものであり、前記入力信号の時間情報が、前記クロック信号を前記第 1および第 2の可変遅延器で遅延させる際の遅延量であるものである。

[0041] 上記構成によれば、絶対時間は不用となり、相対的な時間をもとに波形推定が可能となる。

[0042] また、本発明に係る無線装置は、前記波形特定部が、前記入力信号のシーケンスに応じて、選択するテーブルを変更するものである。

[0043] 上記構成によれば、入力信号が、予め位相がどのようにずれるかがわかっている特定のシーケンス（データ列）の場合には、ずれを補正することができる。 [0044] また、本発明に係る無線装置は、前記位相誤差算出部の出力結果に基づいて受信電力を算出する受信電力算出手段を備える。

[0045] 上記構成によれば、位相誤差の算出結果より、入力信号の大きさを算出することが可能であり、例えば、 AGC (Automatic Gain Control)制御等の情報として利用できる

[0046] また、本発明に係る無線装置は、前記位相誤差算出部が、所定回数サンプルされた前記第 1と第 2のサンプル値から位相誤差を算出するものであり、前記同期状態判定部が、前記位相誤差算出部が位相誤差を算出する毎に、同期状態を判定するものである。

[0047] 上記構成によれば、サンプル値を複数回測定した後まとめて同期状態を判定するので、サンプル値を測定する都度位相誤差を算出し同期状態を判定する場合と比べて、判定回数を減らすことができる。

発明の効果

[0048] 本発明によれば、ノルス形状の変動により同期状態が変動した場合であっても、同期状態に応じてサンプルのタイミングと間隔を制御することができるため、適切な位置でパルス振幅をサンプルすることができる。

図面の簡単な説明

[0049] [図 1]本発明の実施の形態 1にかかる同期装置の構成を示すブロック図

[図 2]本発明の実施の形態 1にかかる同期装置の動作例説明図

[図 3]本発明の実施の形態 1にかかる同期装置の動作例説明図

[図 4]本発明の実施の形態 2にかかる同期装置の構成を示すブロック図

[図 5]本発明の実施の形態 2にかかる同期装置が備えた参照用テーブルの一例を示す図

[図 6]本発明の実施の形態 2にかかる同期装置の動作例説明図

[図 7]本発明の実施の形態 2にかかる同期装置の波形推定動作例説明図

[図 8]従来のクロックデータリカバリ回路の構成を示すブロック図

[図 9]従来の同期装置の構成を示すブロック図

[図 10]従来のノルス信号用同期装置の構成を示すブロック図 [図 11]本発明の実施の形態 1にかかる同期装置の動作例説明図

[図 12]本発明の実施の形態 2にかかる波形推定部（波形テーブル）の構成を示すブロック図

[図 13]本発明の他の実施の形態にかかる同期装置の動作例説明図

符号の説明

101 入力信号

102, 103 サンプル手段

104, 204 位相誤差算出部

105, 205 同期状態判定部

106， 206 遅延量制御部

107, 108， 207, 208 可変遅延器

109 クロック信号

110, 111 遅延量制御

112, 222 遅延制御手段

201 パルス入力

202, 203 AD変換器

209 1GHzクロック

210, 211 遅延量変更指示

212 第 1のサンプル情報

213 第 2のサンプル情報

214 加算器

215 位相誤差情報

216 波形テーブル

217 受信波形情報

218 テープノレセレクタ

219 テーブル選定情報

220 遅延量制御テーブル

221 同期状態情報 223 遅延量制御情報

301 波形推定部（波形テーブル）

302 波形テーブル記憶部

303 相関部

304 波形特定部

305 波形再生部

306 テーブル指定情報

発明を実施するための最良の形態

[0051] 以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

[0052] (実施の形態 1)

図 11は本発明の実施の形態 1における同期装置の動作を示す図、図 1は同期装置のブロック図である。図 11において、サンプル点 1、 2は同期装置における振幅のサンプル位置である。図中にパルス 1、 2及びサンプル位置が記載してあるが、パノレス 1は同期引き込み中のサンプル位置、ノルス 2は同期弓 Iき込み後の同期保持状態でのサンプル位置の一例を示したものである。

[0053] この例のように、同期引き込み時にサンプル点 1、 2の間隔（Atl)を広くすることで、サンプル点がパルスの存在しないタイミング (パルスとパルスの間）ではなぐパルスが存在するタイミングでサンプルする確率を高めることができる。また、同期保持では間隔（At2)を狭くして、大きな振幅でサンプルを行なうように変更し、雑音による誤判定を防ぐように制御することで、短い時間での同期と精度の高い同期の両立が可能となる。

[0054] 図 1を用いて、この制御を行なう同期装置の構成例を説明する。入力信号 101はサンプル手段 102および 103でそれぞれのタイミングでサンプルされ、位相誤差算出部 104にそれぞれのサンプル値が入力される。

[0055] 位相誤差算出部 104では、サンプル手段 102によるサンプル値とサンプル手段 10 3によるサンプル値とから位相誤差を算出し、位相誤差量を同期状態判定部 105と遅延量制御部 106に出力する。同期状態判定部 105は、位相誤差算出部 104から出力された位相誤差量から、同期しているか否かを判定し、遅延量制御部 106に同期状態を出力する。

[0056] 遅延量制御部 106は、位相誤差算出部 104から出力される位相誤差量と同期状態判定部 105とから出力される同期状態とから、可変遅延器 107および 108に現在設定して!/、る遅延量の増減を制御する。

[0057] 可変遅延器 107および 108は、遅延制御部 106から設定される遅延量に従って、クロック信号 109を遅延させる。可変遅延器 107および 108によってタイミングを調整されたクロックによって、サンプル手段 102および 103は入力信号 101をサンプルす

[0058] 図 2は本発明の実施の形態 1における動作例の説明図である。入力信号 101をサンプル手段 102でサンプルしたサンプル値（ 1 )とサンプル手段 103でサンプルしたサンプル ^1(2)との大小関係により、現在のクロック信号によるサンプルタイミングが進んでいるのか一致しているのか遅れているのかを位相誤差算出部 104で判定する

[0059] なお、サンプル値（1)とサンプル値（2)との差がほとんどない場合には、サンプルタイミングは一致している。また、サンプル値（1)よりサンプル値（2)が小さければサンプルタイミングは遅れている。更に、サンプル値（1)よりサンプル値（2)が大きければサンプルタイミングは進んで!/、る。

[0060] 図 3は可変遅延器 108によるクロック信号の遅延量によって、入力信号 101をサンプル手段 102でサンプルしたサンプル値（1)と、サンプル手段 103でサンプルしたサンプル値（2)との差の大きさが変化する様子を説明したものである。

[0061] 入力信号 101とサンプルタイミングが同期している場合、図 3の（a)は、可変遅延器

108による遅延量（Atl, At2)に関係なぐサンプル値（1)とサンプル値（2)とは、ほぼ同じ値になる。

[0062] 入力信号 101よりサンプルタイミングが遅れている場合、図 3の（b)と図 3の（c)は、可変遅延器 108による遅延量が大きい方（Atl〉At2)が、サンプル値（1)とサンプノレ値（2)との差分が大きくなる。サンプルタイミングの誤差に対して、サンプル値の差分が大きくなるため、サンプルタイミングの誤差が少ない場合にも、サンプルタイミング誤差の算出および同期状態判定が容易になる。すなわち、サンプルタイミングの誤差が少な!/、場合、サンプルタイミング自体の差分は小さ!/、ため大小関係を誤って判定する可能性があるのに対し、サンプル値（1)とサンプル値（2)の差分は大きいため、差分の大きいサンプル値を用いれば、大小関係の誤判定を生じにくぐ同期位置に対する進み ·遅れの状態判定が容易になる。

[0063] また、サンプル値の差分が大きいため、ノイズ等による入力信号 101の波形乱れに対しても、入力信号 101に対してサンプルタイミングの誤差算出、同期状態の判定を誤る可能性を低くできる。このため、サンプルタイミングの誤差算出を誤るとサンプノレタイミング誤差を大きくする制御を行なってしまうことが、回避できる。

[0064] サンプルタイミングの誤差算出、同期状態の判定を誤る可能性を低くできることで、初期同期時（同期引き込み時）にサンプルタイミング誤差を小さくする制御を行なえる可能性が高くなるため、短い時間で同期を確立することが可能となる。

[0065] 以上の説明では図 1に示すように複数のサンプル手段 102、 103を用いた例を示した力一つのサンプル手段のみを用いてもよい。図 13に示すように、一つのパルスに対して複数のサンプル点でサンプルするとともに飛ばすサンプルタイミング (サンプルしな!/、又はサンプルデータを判定に用いな!/、）を用意し、サンプル点間隔の広!/、 ( Δ tl)部分と狭レ、（ Δ t2)部分を設けるようにしても同様に実施可能である。

[0066] また、図 13では一つのノルスに対して複数のサンプル点がある場合について説明した力同期引き込みや追従動作のように、全てのノルスのサンプノレを必要としない場合には、複数のパルスにまたがってサンプルを行なう、アンダーサンプルを行なっても同様に実施可能である。

[0067] また、以上では図 2に示すように、測定の都度、位相の進み、遅れを判定してサンプルタイミングを変更する場合につ!/、てのみ記載したが、所定回数測定した後に判定を行ってもよい。すなわち、例えば図 13に示す、サンプル点 1〜6のように多くのサンプル点の測定をまず行い、まとめて判定処理を行なうようにしてもよい。図 13では、サンプル点 3と 6が他のサンプル点のサンプル値よりも大き!/、と判定される。そしてサンプル点 3、 6とパルス繰り返し周期を見比べることで、サンプル点 3と 6が、ノルスに対して同一位相に対するサンプルであることが分力、るため、ここを同期タイミングと判定することになる。 [0068] (実施の形態 2)

実施の形態 1においては、 2つのサンプル手段 102, 103がサンプルを行なう間隔（ A tl , A t2)を、同期状態に応じて変更する処理を行った。これに対して、実施の形態 2においては、サンプル結果に基づく同期制御をテーブル化して高速な処理を行なう。

[0069] 図 4に同期装置のブロック図を示す。入力されたノルス信号 201はタイミングの異なる 2つの AD変換器（サンプル手段） 202, 203でサンプルされ、これらのサンプル点振幅の大小関係をもとにクロック信号 209の遅延量が決定され、可変遅延器 207, 2 08が制御される。この制御としては、サンプル点振幅の差分値をもとに該当するテーブルを参照し、遅延制御量を決定する。

[0070] 図 5に遅延量制御テーブルの例を示す。例えば、同図の左に示す引き込み時（高速)テーブルでは、入力値 (サンプル点 1とサンプル点 2の振幅差）が大きい場合に、出力値 (遅延制御量)が大きく設定されており、クロック信号を大きくずらすことにより、入力信号を高速に同期状態に引き込むことができる。一方、同図の右に示す引き込み後（低速)テーブルでは、入力値が大きい場合でも出力値が小さく設定されており、ノイズやジッタが大きい場合でも同期状態を維持することができる。

[0071] このように、同期状態に応じて異なるテーブルを使うことができ、図 4に示す遅延量制御テーブル 220として、例えば、引き込み判定テーブル、引き込み時テーブル、引き込み後テーブルなどの複数種類のテーブルを用いてもよ!/、。遅延量制御テーブル 220の切り替えはテーブルセレクタ 218にて行なう。また、図中の波形テーブル 216 の判定結果 (テーブル選定情報 219)を遅延量制御用のテーブル選択のパラメータとしてあよい。

[0072] また、位相誤差算出部 204は、位相誤差を算出するための参照テーブルを有すること力 Sでさる。また、同期状態判定部 205は、同期状態を判定するための参照テープルを有することができる。このように、位相誤差の算出、および同期状態の判定にテ一ブルを参照することにより、それぞれの処理を高速化することができる。

[0073] 図 6を参照して、波形テーブル 216を用いることについて説明する。これまでの説明では、同期状態と 2つのサンプル点（サンプル点 1、 2)の振幅値の差を元に、サンプル点間隔が設定されてきた。しかし、図 6 (a)に示すように、サンプル点 1とサンプル点 2の振幅差が同一であっても、波形の最大振幅に対してどの部分をサンプルして V、るかは考慮されて!/、なかった。

[0074] 例えば、点線の波形 2に対し、黒丸のサンプル点であれば最大振幅の中間付近である。しかし、受信した波形が実線の波形 1であれば、白丸のサンプル点となる。すなわち、最大振幅に対して、高めの振幅の場所を取り込んでいることになり、同様の振幅中間付近でのサンプルとするには間隔を広げ、斜線のサンプル点とする必要があ

[0075] つまり、波形によって設定する遅延量は異なるため、異なるテーブルを参照する必要がある。そこで、 AD変換器 202, 203の第 1のサンプル情報 212および第 2のサンプル情報 213と、遅延量制御テーブル 220の遅延量制御情報 223とを波形テープノレ 216に入力し、波形を推定することでテーブル選定に用いることとする。

[0076] 図 7に波形推定の一つの例を示す。同期回路では引き込み動作の際に、サンプノレ位置を調整していく。この際に、波形の複数の箇所の振幅をサンプルしている。振幅のサンプルと調整した遅延量とをともに用いることで、波形の推定を行なう。なお、各点の振幅をもとに波形の推定を行なう際には、予め準備した波形のテーブルとの相関をとり、最も近い波形を推定して、波形のテーブルを用いても良い。

[0077] 図 12に波形推定部 301 (図 4に示す波形テーブル 216に相当）のブロック構成例を示す。波形推定部 301は、波形推定を行なう機能を有しており、サンプル点 1、 2の振幅情報 (第 1のサンプル情報 212、第 2のサンプル情報 213)と、遅延量制御情報 223とをもとに波形を推定し、推定される波形を波形再生部 305にて再生する。

[0078] この波形テーブル記憶部 302にある波形情報との相関を相関器 303で取ることで、波形テーブル記憶部 302内の最も相関の高い波形を抽出し、受信しているパルスの波形を推定する。波形の特定は、波形特定部 304にて相関の比較をすることで行なわれる。ここで得た波形情報を遅延量制御のテーブル選定に用いる。以上の構成とすることで、簡易な構成で短い時間での同期が可能な同期装置を実現できる。

[0079] 特に、同期状態判定後に、同期引き込み時に取得したサンプル点 1、 2の振幅情報と、遅延量制御情報から同期状態の波形を推定し、図 6 (b)に示すように、可変遅延器 107、 108への遅延量制御によりサンプル間隔を A tlから A t2へ狭め、同期ジッタを小さく抑えることが可能となる。

[0080] なお、以上の説明では波形推定に用いるサンプル数について記載していないが、全て、または、 3点以上のサンプル数を用いても、 2点を用いて波形の傾きから推定してもよい。

[0081] また、推定した波形情報から現状のサンプル位置と同期点でのサンプル位置の差を検出し、基準信号クロックの遅延量を制御する可変遅延器の遅延量調整量を変更しても良い。変更方法としては、同期点とのずれが大きければ調整量を大きぐずれ力 S小さければ調整量を小さくするようにしてもよい。これにより、ずれが大きい際には大まかにずれを制御して最適な同期点に早く近づき、ずれが小さくなつてからは小さく制御することで同期ジッタを小さく抑えることが可能となる。

[0082] また、遅延量調整量と同様に、推定した波形情報から現状のサンプル位置と同期点でのサンプル位置との差を検出し、可変遅延器及び可変遅延を制御するためのノルスの数、つまりは平均化数を変更しても良い。

[0083] 変更方法としては、同期点とのずれが大きければ平均化数を小さぐずれが小さければ平均化数を大きくするようにしてもよい。これにより、ずれが大きい際には大まかにずれを制御して最適な同期点に早く近づき、ずれが小さくなつてからは小さく制御することで同期ジッタを小さく抑えることが可能となる。

[0084] また、以上の説明ではサンプルした振幅値を用いて同期タイミングを合わせることのみ記載している力 S、複数のサンプル値より上記手法で波形を推定することによって、受信信号の最大振幅を推定し、これを送受信制御に用いても良い。送受信制御としては、受信増幅器の利得制御 (AGC制御）や、送信信号電力制御などがある。

[0085] また、以上の説明では参照テーブルの設定を!/、つ行なうかにつ!/、ては記載して!/ヽないが、例えば工場出荷の段階で設定してあったり、受信するシーケンスに応じて変更したりしてもよい。また、受信信号の既知の部分を使って波形変形を推定し、これをもとにテーブルを変更したりしても良い。

[0086] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら力、である。

本出願は、 2006年 12月 13日出願の日本特許出願（特願 2006— 335737)、 2007年 9 月 21日出願の日本特許出願（特願 2007-245829)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

本発明は、ノルス形状の変動により同期状態が変動した場合であっても、同期状態に応じてサンプルのタイミングと間隔を制御することができるため、適切な位置でパノレス振幅をサンプルすることができる効果を有し、入力された信号に対しデータサンプル手段から得た情報を基に信号可変遅延手段を制御しサンプルタイミング同期をするための同期装置等の無線装置として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 入力信号を複数の異なる間隔でサンプルするサンプル手段と、

前記複数のサンプル間隔を変更する可変遅延器と、

前記サンプル手段でサンプルされた複数のサンプル値の振幅差を用いて位相誤差を算出する位相誤差算出部と、

前記位相誤差算出部で算出された位相誤差を用いて同期状態を判定する同期状態判定部と、

前記位相誤差算出部で算出された位相誤差と、前記同期状態判定部で判定された同期状態に基づいて、前記可変遅延器の遅延量を変更する遅延量制御部と、を備える無線装置。

[2] 請求項 1記載の無線装置であって、

前記サンプル手段は、前記入力信号を、所定の間隔の第 1と第 2のサンプルタイミングでサンプルするものであり、

前記遅延量制御部は、

同期引き込み時に、前記第 1と第 2のサンプルタイミングとの少なくとも一方をずらし同期追従時に、前記第 1と第 2のサンプルタイミングの間隔を狭める

無線装置。

[3] 請求項 1記載の無線装置であって、

前記サンプル手段は、

前記入力信号を前記第 1のサンプルタイミングでサンプルする第 1のサンプル手段と、

前記入力信号を前記第 2のサンプルタイミングでサンプルする第 2のサンプル手段と、

を含み、

前記可変遅延器は、

前記遅延量制御部からの信号に応じて、クロック信号を遅延して前記第 1のサンプルタイミングを生成する第 1の可変遅延器と、前記遅延量制御部からの信号に応じて、前記第 1のサンプルタイミングを遅延して前記第 2のサンプルタイミングを生成する第 2の可変遅延器と、

を含む無線装置。

[4] 請求項 1記載の無線装置であって、

前記サンプル手段は、サンプル点を間引くことにより、所定の間隔の第 1と第 2のサンプルタイミングでサンプルするものである無線装置。

[5] 請求項 3記載の無線装置であって、

前記位相誤差算出部は、

前記第 1のサンプル手段でサンプルされた第 1のサンプル値と、前記第 2のサンプル手段でサンプルされた第 2のサンプル値の振幅差を検出することにより位相誤差を算出し、前記遅延量制御部は、

前記位相誤差算出部で算出された位相誤差と、前記同期状態判定部で判定された同期状態に基づいて、前記第 1および第 2の可変遅延器の遅延量を変更する、無線装置。

[6] 請求項 4記載の無線装置であって、

前記位相誤差算出部は、

前記第 1のサンプルタイミングでサンプルされた第 1のサンプル値と、前記第 2のサンプルタイミングでサンプルされた第 2のサンプル値の振幅差を検出することにより位相誤差を算出し、

前記遅延量制御部は、

前記位相誤差算出部で算出された位相誤差と、前記同期状態判定部で判定された同期状態に基づいて、前記第 1および第 2のサンプルタイミングの少なくともいずれかを変更する、

無線装置。

[7] 請求項 5または 6記載の無線装置であって、

前記位相誤差算出部が、位相誤差を算出するために参照する第 1のテーブルを有する無線装置。

[8] 請求項 5または 6記載の無線装置であって、前記同期状態判定部が、同期状態を判定するために参照する第 2のテーブルを有する無線装置。

[9] 請求項 5または 6記載の無線装置であって、

前記遅延量制御部が、遅延量を決定するために参照する第 3のテーブルを有する無線装置。

[10] 請求項 5または 6記載の無線装置であって、

前記遅延量制御部は、前記入力信号の波形に対応する複数の波形テーブルを有し、前記入力信号の波形を推定して前記入力信号の波形に対応する所定の波形テ一ブルを選択し、選択した波形テーブルを参照して前記第 1と第 2のサンプルタイミングを制御する無線装置。

[11] 請求項 10記載の無線装置であって、

前記遅延量制御部は、同期追従時に、選択した波形テーブルを参照して前記第 1 と第 2のサンプルタイミングの間隔を狭める無線装置。

[12] 請求項 10記載の無線装置であって、

前記遅延量制御部は、前記第 1と第 2のサンプルタイミングで取得した振幅情報を推定のパラメータとする波形推定部を有する無線装置。

[13] 請求項 12記載の無線装置であって、

前記波形推定部は、

予め用意された波形情報を記憶する波形テーブル記憶部と、

前記入力信号の振幅情報と時間情報をもとに推定用の波形を再生する波形再生部と、

前記波形テーブル記憶部に記憶された波形情報と、前記波形再生部で再生した波形の相関をとる相関部と、

前記相関部における相関結果をもとに波形を特定し、遅延量制御で参照するテーブルを指定するテーブル指定情報を出力する波形特定部と、

から構成される無線装置。

[14] 請求項 5記載の無線装置であって、

前記遅延量制御部は、前記入力信号の波形に対応する複数の波形テーブルを有し、前記入力信号の波形を推定して前記入力信号の波形に対応する所定の波形テ一ブルを選択し、選択した波形テーブルを参照して前記第 1と第 2のサンプルタイミングを制御するものであり、

さらに前記遅延量制御部は、前記第 1と第 2のサンプルタイミングで取得した振幅情報を推定のパラメータとする波形推定部を有し、

前記波形推定部は、

から構成されるものであり、

前記入力信号の時間情報は、前記クロック信号を前記第 1および第 2の可変遅延器で遅延させる際の遅延量である無線装置。

[15] 請求項 10記載の無線装置であって、

前記波形特定部は、前記入力信号のシーケンスに応じて、選択するテーブルを変更する無線装置。

[16] 請求項 5または 6記載の無線装置であって、

前記位相誤差算出部の出力結果に基づいて受信電力を算出する受信電力算出手段を備える無線装置。

[17] 請求項 5または 6記載の無線装置であって、

前記位相誤差算出部は、所定回数サンプルされた前記第 1と第 2のサンプル値から位相誤差を算出するものであり、

前記同期状態判定部は、前記位相誤差算出部が位相誤差を算出する毎に、同期状態を判定するものである無線装置。