(57)【要約】【課題】ビット誤りとビットスリップとが同時に発生した場合にも、フレーム同期を実現する。【解決手段】  フレーム同期装置は、連続するフレームで構成されるデータの一部と、フレームのビット数よりも少ないビット数のユニークワードとが所定のビット数以上一致した場合に、ユニークワード検出パルスを出力するユニークワード検出手段と、ユニークワード検出パルスの出力間隔が直前のフレームにおける出力間隔から変化した後、フレーム長と同一の間隔のユニークワード検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、連続して出力されたユニークワード検出パルスの検出位置に基づいて検出位置の変化量を出力するビットスリップ判定手段と、変化量に基づいて、ユニークワード検出パルスのフレーム上の検出位置が変化前の検出位置と一致するようにデータのデータ長を調整して出力するシフト量選択手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2014165723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続するフレームで構成されるデータの一部と、前記フレームのビット数よりも少ないビット数のユニークワードとが所定のビット数以上一致した場合に、ユニークワード検出パルスを出力するユニークワード検出手段と、
前記ユニークワード検出パルスの出力間隔が直前のフレームにおける出力間隔から変化した後、前記フレーム長と同一の間隔で前記ユニークワード検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、前記連続して出力されたユニークワード検出パルスの検出位置に基づいて前記検出位置の変化量を出力するビットスリップ判定手段と、
前記変化量に基づいて、前記ユニークワード検出パルスの前記フレーム上の検出位置が前記変化前の検出位置と一致するように前記データのデータ長を調整して出力するシフト量選択手段と、
を備えることを特徴とするフレーム同期装置。
【請求項２】
前記データに対して所定のビット操作を行い、前記操作されたデータを前記ユニークワード検出手段に出力するビット操作手段と、
前記ユニークワード検出パルスを出力した前記ユニークワード検出手段が出力する前記データを選択して前記シフト量選択手段へ出力する選択手段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載されたフレーム同期装置。
【請求項３】
前記データは復調されたＰＳＫ（phase shift keying）信号であり、前記所定のビット操作は、前記データに対するビット単位の反転、及び、隣接するビットの入れ替えの少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項２に記載されたフレーム同期装置。
【請求項４】
前記所定の値と等しいフレーム数だけ、前記データを遅延させて前記シフト量選択部に出力する記憶手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載されたフレーム同期装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載されたフレーム同期装置と、
伝送路から受信した信号を復調して前記データを出力する復調手段と、
を備える受信装置。
【請求項６】
請求項３又は４に記載されたフレーム同期装置と、
伝送路から受信したＰＳＫ信号を復調して前記データを出力する復調手段と、
前記所定の値のフレーム数だけ、前記データを遅延させて前記シフト量選択部に出力する記憶手段と、
を備える受信装置。
【請求項７】
連続するフレームで構成されるデータの一部と、前記フレームのビット数よりも少ないビット数のユニークワードとが所定のビット数以上一致した場合に、ユニークワード検出パルスを出力し、
前記ユニークワード検出パルスの出力間隔が直前のフレームにおける出力間隔から変化した後、前記フレーム長と同一の間隔で前記ユニークワード検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、前記連続して出力されたユニークワード検出パルスの検出位置に基づいて前記検出位置の変化量を出力し、
前記変化量に基づいて、前記ユニークワード検出パルスの前記フレーム上の検出位置が前記変化前の検出位置と一致するように前記データのデータ長を調整して出力する、
ことを特徴とするフレーム同期方法。
【請求項８】
フレーム同期装置のコンピュータに、
連続するフレームで構成されるデータの一部と、前記フレームのビット数よりも少ないビット数のユニークワードとが所定のビット数以上一致した場合に、ユニークワード検出パルスを出力する手順、
前記ユニークワード検出パルスの出力間隔が直前のフレームにおける出力間隔から変化した後、前記フレーム長と同一の間隔で前記ユニークワード検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、前記連続して出力されたユニークワード検出パルスの検出位置に基づいて前記検出位置の変化量を出力する手順、
前記変化量に基づいて、前記ユニークワード検出パルスの前記フレーム上の検出位置が前記変化前の検出位置と一致するように前記データのデータ長を調整して出力する手順、
を実行させるためのフレーム同期装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム同期の性能を向上させることが可能なフレーム同期装置、フレーム同期方法及びフレーム同期装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フレーム同期は、データ通信時に送信器と受信器との間でデータを同期させる手順の一つである。一般に、受信器は、フレームの先頭に配置された特定のビットパターン（unique word、UW）を検出することで、有意なデータの開始位置を認識する。受信器は、受信されたビットパターンと設定されたＵＷとの排他的論理和演算を行う。排他的論理和演算の結果の全ビットが「０」である場合には、受信したビットパターンは設定されたＵＷと完全に一致しているため、受信器はＵＷが検出されたと判断する。その後、同期保護回路で所定の回数以上連続して同じタイミングでＵＷが検出された場合に、受信器は、フレーム同期が確立されたと判断する。
【０００３】
一方、通信回線の品質が悪い場合には、受信される信号にビット反転などが発生することにより、受信されたビットパターンとＵＷとの排他的論理和演算の結果が「０」にならず、その結果、ＵＷが検出されない場合がある。そのため、通常は、ＵＷにビット誤りを許容することにより、受信されたＵＷに数ビットの誤りが発生した場合でもＵＷが検出されたと判断される。また、同様に、回線品質が悪い状態には、ビットスリップ、すなわちクロックの変動に起因するビットの欠損の発生によってＵＷが検出される位置がずれ、フレーム同期が確立されない場合がある。そのため、ビットスリップを検出した場合には、受信されたデータをシフトすることで、ビットスリップの影響を除去するような回路も知られている。
【０００４】
本願に関連して、特許文献１及び特許文献２は、ＵＷ検出情報に基づいて同期の確立が判断される同期回路の構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１３９７３４号公報
【特許文献２】特開平１０−２２４２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたフレーム同期回路では、ＵＷが検出された場合に、１フレーム前のデータを示すアドレスでＵＷ検出が行われていたかどうかが確認される。そして、ＵＷが検出されていない場合には、同期が確立されない。このため、特許文献１に記載されたフレーム同期回路には、ビットスリップによりＵＷの検出位置が変化すると、フレーム同期が外れてしまうという課題がある。また、入力されたデータにビット誤りがある場合にも、ＵＷが検出されないため、フレーム同期が確立されないという課題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載された多数決回路は、ＵＷ検出時にビットエラーを許容する構成を備えている。しかしながら、特許文献２に記載された多数決回路は、ビットエラーとビットスリップとが同時に発生することによって複数の位置でＵＷが検出された場合に、正しいＵＷを検出することができず、同期の確立の判断が困難となる場合があるという課題がある。
【０００８】
［発明の目的］
本発明は、受信データにおいてビット誤りとビットスリップとが同時に発生した場合にも、フレーム同期を可能することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のフレーム同期装置は、連続するフレームで構成されるデータの一部と、前記フレームよりも短いビット数のユニークワードとが所定のビット数以上一致した場合に、ユニークワード検出パルスを出力するユニークワード検出手段と、前記ユニークワード検出パルスの出力間隔が直前よりも変化した後、前記フレーム長と同一の間隔の前記ユニークワード検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、前記連続して出力されたユニークワード検出パルスの検出位置に基づいて前記検出位置の変化量を出力するビットスリップ判定手段と、前記検出位置の変化量に基づいて、前記ユニークワード検出パルスの前記フレーム上の検出位置が前記変化前の検出位置と一致するように前記データのデータ長を調整して出力するシフト量選択手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のフレーム同期方法は、連続するフレームで構成されるデータの一部と、前記フレームよりも短いビット数のユニークワードとが所定のビット数以上一致した場合に、ユニークワード検出パルスを出力し、前記ユニークワード検出パルスの出力間隔が直前よりも変化した後、前記フレーム長と同一の間隔の前記ユニークワード検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、前記連続して出力されたユニークワード検出パルスの検出位置に基づいて前記検出位置の変化量を出力し、前記検出位置の変化量に基づいて、前記ユニークワード検出パルスの前記フレーム上の検出位置が前記変化前の検出位置と一致するように前記データのデータ長を調整して出力する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明のフレーム同期装置の制御プログラムは、フレーム同期装置のコンピュータに、連続するフレームで構成されるデータの一部と、前記フレームよりも短いビット数のユニークワードとが所定のビット数以上一致した場合に、ユニークワード検出パルスを出力する手順、前記ユニークワード検出パルスの出力間隔が直前よりも変化した後、前記フレーム長と同一の間隔の前記ユニークワード検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、前記連続して出力されたユニークワード検出パルスの検出位置に基づいて前記検出位置の変化量を出力する手順、前記検出位置の変化量に基づいて、前記ユニークワード検出パルスの前記フレーム上の検出位置が前記変化前の検出位置と一致するように前記データのデータ長を調整して出力する手順、を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフレーム同期装置、フレーム同期方法及びフレーム同期装置の制御プログラム
は、受信データにおいてビット誤りとビットスリップとが同時に発生した場合にも、フレーム同期を行うことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同期判定部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の受信装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】第１の実施形態の受信装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態の受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態のフレーム同期装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 
［構成の説明］
図１は、本発明の第１の実施形態の受信装置１０の構成を示すブロック図である。受信装置１０は、復調部１１と、フレーム同期部１００とを備える。
【００１５】
復調部１１は、受信装置１０が受信した信号のキャリア同期及びビット同期を行うとともに、データの復調及びクロック再生を行い、復調データ２１を出力する。なお、以下の説明において、データとともに、データと同期したクロックが各構成部の間で入出力されるものとする。
【００１６】
フレーム同期部１００は、ＵＷ設定部１２、同期判定部１３、誤り許容数設定部１４、記憶部１５、シフト量選択部１６を備える。
【００１７】
同期判定部１３は、入力された復調データ２１、ＵＷ設定値１２Ａ及び誤り許容数設定値１４Ａに基づいて、データ２２、ビットスリップ検出パルス２３及びビットスリップ量２３Ａを出力する。同期判定部１３の動作の詳細は後述する。ＵＷ設定値１２Ａは、復調データ２１から検出されるべきＵＷである。
【００１８】
同期判定部１３から出力されたデータ２２は、記憶部１５に格納される。記憶部１５は、少なくともデータ２２のフレーム長のｎ（ｎは自然数）倍の記憶容量を備えるメモリである。記憶部１５は、入力されたデータをｎフレーム遅延させてシフト量選択部１６へデータ２４として出力する。
【００１９】
シフト量選択部１６には、データ２４、ビットスリップ検出パルス２３及びビットスリップ量２３Ａが入力される。シフト量選択部１６は、シフトレジスタを備え、データ２４を、所定の量だけシフトさせて出力する。シフト量選択部１６は、ビットスリップ検出パルス２３とビットスリップ量２３Ａとに基づいて、出力されるデータに含まれるＵＷの出力タイミングが一定になるように、シフトレジスタのシフト量を調整する。
【００２０】
続いて、同期判定部１３の動作について説明する。図２は、同期判定部１３の構成を示すブロック図である。
【００２１】
同期判定部１３は、ＵＷ検出部１３１とビットスリップ判定部１３２を備える。ＵＷ検出部１３１は、排他的論理和演算部１３１１、シフトレジスタ１３１２及びＵＷ検出パルス出力部１３１３を備える。排他的論理和演算部１３１１は、入力された復調データ２１とＵＷ設定値１２Ａとの排他的論理和演算を、シフトレジスタ１３１２を用いて復調データ２１を１ビットずつシフトさせながら行う。シフトレジスタ１３１２は、シフトされた復調データを、データ２２として出力する。
【００２２】
ＵＷ検出パルス出力部１３１３は、排他的論理和演算部１３１１において検出されたＵＷの誤り数を、復調データ２１を１ビットずつシフトさせながら計算する。すなわち、ＵＷ検出パルス出力部１３１３は、排他的論理和演算部１３１１における排他的論理和演算結果の各ビットの合計値を計算する。排他的論理和演算の結果は、ビット毎に、ＵＷと一致していれば０、一致していなければ１となる。従って、排他的論理和演算結果の各ビットの値の合計は、復調データのビットパターンとＵＷとの不一致数となる。
【００２３】
そして、ＵＷ検出パルス出力部１３１３は、その合計値が、誤り許容数設定部１４に記憶された誤り許容ビット数１４Ａ以下になった場合には、ＵＷ検出パルス１３３を出力する。なお、図２では、ＵＷ検出パルス１３３は、ビットスリップ判定部１３２に出力されている。さらに、ＵＷが検出されたことを外部に通知するために、ＵＷ検出パルス１３３は同期判定部１３の外部にも出力されてもよい。
【００２４】
ビットスリップ判定部１３２は、フレーム同期判定部１３７、フレーム間隔カウンタ１３８及びビットスリップ検出部１３９を備える。
【００２５】
フレーム間隔カウンタ１３８は、フレーム間隔をカウントし、カウント値が所定のフレーム間隔に達するとフレーム間隔パルス１３４を出力する。フレーム同期が確立されていない状態（非同期状態）では、ＵＷ検出パルス１３３によって、フレーム間隔カウンタ１３３がリセットされる。また、フレーム同期確立フラグ１３６がセットされた状態（同期状態）では、ＵＷ検出パルス１３３とフレーム間隔パルス１３４とのタイミングが一致した場合に、フレーム間隔カウンタ１３３がリセットされる。
【００２６】
また、フレーム間隔カウンタ１３８は、ビットスリップの発生時にビットスリップの発生量に応じてカウンタ値を増減させる。例えば、フレーム間隔カウンタ１３８は、「−１ビット」のビットスリップが発生した場合には、フレーム間隔カウンタ１３８のカウント量を１増やし、「＋２ビット」のビットスリップが発生した場合には、フレーム間隔カウンタ１３８のカウント量を２減らす。これによって、フレーム間隔カウンタ１３８は、フレーム間隔パルス１３４の発生タイミングを変化させる。
【００２７】
フレーム同期判定部１３７は、ＵＷ検出パルス１３３とフレーム間隔パルス１３４とが同じタイミングで、設定されたフレーム数以上にわたって連続して入力された場合には、フレーム同期が確立されたと判断する。フレーム同期が確立されたと判断されると、フレーム同期判定部１３７は、フレーム同期確立フラグ（同期フラグ）１３６をセットする。また、フレーム同期判定部１３７は、同期状態において、設定されたフレーム数以上、連続でＵＷ検出パルス１３３とフレーム間隔パルス１３４とのタイミングが一致しない場合には、フレーム同期が外れたと判断し、同期フラグ１３６をリセットする。
【００２８】
ビットスリップ検出部１３９は、同期フラグ１３６がセットされている場合に動作する。ビットスリップ検出部１３９は、ビットスリップと判断するＵＷ検出パルスの最大ビットずれ量α（αは正の整数）を記憶している。ビットスリップ検出部１３９は、フレーム間隔検出パルス１３４に対して、ＵＷ検出パルス１３３に±１〜±αビットの位置ずれがあった場合にビットスリップの可能性があると認識し、ＵＷ検出パルスが何ビットスリップしたかの情報（ビットスリップ量）２３Ａを保持する。
【００２９】
また、ビットスリップ検出部１３９は、ｎフレーム連続で同じ量のビットスリップが発生した場合には、ビットスリップ検出パルス２３とビットスリップ量２３Ａとをフレーム間隔カウンタ１３８及び外部に出力する。例えば、ｎ＝２の場合には、２フレーム連続で同じ量のビットスリップが発生した場合には、ビットスリップ検出部１３９は、ビットスリップ検出パルス２３とビットスリップ量２３Ａを出力する。
【００３０】
なお、ＵＷ検出パルス１３３の位置ずれ量が大きくなるほど、位置ずれの原因がビットスリップに起因する可能性は低下する。このため、ＵＷ検出パルス１３３の位置ずれが±（α＋１）ビット以上である場合には、ビットスリップ検出部１３９は、ビットスリップ以外の何らかのエラーが発生したものと見なし、ビットスリップ検出パルス２３を出力しなくてもよい。
【００３１】
なお、フレーム同期部１００は、ＣＰＵ（central processing unit、中央処理装置）及びプログラムの記憶部をさらに備え、ＵＷ設定部１２、同期判定部１３、誤り許容数設定部１４、記憶部１５及びシフト量選択部１６の機能を、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現させてもよい。
【００３２】
［具体的な動作の説明］ 
次に、第１の実施形態の受信装置１０の具体的な動作形態について図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、いずれも、第１の実施形態の受信装置１０の動作を説明するためのタイミングチャートである。ここでは、復調データ２１のフレーム長を１０００ビットとし、フレームの先頭にＵＷを含む７フレームの復調データ２１が復調部１１から出力された場合について説明する。図３及び図４において、各フレームの先頭のＵＷは、ＵＷ（１）〜ＵＷ（７）と記載されている。
【００３３】
図３及び図４のタイミングチャートは、データ受信時の回線品質が悪く、データのビット誤りが一部で発生している場合を示す。例えば、図３において、ＵＷ（３）が含まれるフレームのデータは、ビットスリップにより９９９ビットになっている。このように回線品質が悪い場合でも、ＵＷ検出時の誤り許容数が比較的多く設定されていることにより、フレーム同期の確立が維持されている。なお、ＵＷの検出はＵＷの最終ビットで行われることもある。しかし、図３及び図４では、説明を分かりやすくするため、ＵＷの同期の検出は、ＵＷの先頭に記載されている。
【００３４】
なお、図３及び図４において、誤検出されたＵＷ検出パルスの位置及び個数は一例であり、図の記載に限定されない。
【００３５】
同期判定部１３にＵＷ（４）のデータが入力された場合、ＵＷ（３）を含むフレームでビットスリップが発生していることから、本来のフレーム間隔パルスと１ビットずれた位置でＵＷ（４）のＵＷ検出パルス１３３が出力される（図３の「ビットスリップしたＵＷ」）。
【００３６】
一方、ＵＷ（４）においては、データにビット誤りが発生しており、かつ、ＵＷ検出時の誤り許容ビット数が多いため、ビットスリップ許容範囲内の異なるタイミングでもＵＷが誤って検出されている（図３の「誤検出ＵＷ」）。
【００３７】
このため、ＵＷ（４）のデータが入力された時点では、ビットスリップしたＵＷにより発生したＵＷ検出パルスと、ＵＷの誤検出により発生したＵＷ検出パルスとの、いずれが正しいかを判断することができない。
【００３８】
続いて、ＵＷ（５）のフレームが入力された際には、ＵＷ（４）のビットスリップの影響により、再び１ビットずれた位置でＵＷが検出される。ここで、ｎ＝２と設定されている場合には、ビットスリップ検出部１３９は、２フレーム連続で同じずれ量のＵＷ検出パルスが発生した場合にビットスリップが発生したと判断して、ビットスリップ検出パルス２３を出力する。この場合、図３において、ビットスリップ量は「−１ビット」である。また、ビットスリップ検出パルス２３の出力の際には、ＵＷの誤検出により発生したＵＷ検出パルス１３３は無視される。
【００３９】
−１ビットのビットスリップの検出により、フレーム間隔カウンタ１３８のカウンタ値が１だけ増加される。その結果、フレーム間隔が１ビット短くなり、ＵＷ（６）からは、ＵＷの先頭からフレーム同期が維持される。
【００４０】
また、ｎ＝２であるので、記憶部１５は、２フレーム遅延させたデータを出力し、シフト量選択部１６は出力されたデータに１ビットのダミーデータを付加する。その結果、シフト量選択部１６から後段の回路へは常に一定のフレーム間隔で同期状態のデータが出力される。
【００４１】
続いて、図４を用いて、同期状態、ピットスリップ発生状態及び誤検出発生状態についてさらに説明する。
【００４２】
図４の（１）は、ビットスリップやＵＷの誤検出が発生することなく同期状態にある場合のタイミングチャートである。同期状態においては、ビットスリップは発生せず、ＵＷ検出パルスのタイミングはフレーム間隔パルスと一致している。同期状態では、復調部から出力されたデータは、ｎフレーム（図４ではｎ＝２）遅延するのみでそのまま後段に出力される。
【００４３】
図４の（２）は、「−１ビット」のビットスリップ発生時のタイミングチャートである。
ビットスリップが発生した場合には、ｎフレーム分（すなわちｎ＝２の場合には２フレーム分）のＵＷ検出パルスが検査される。図４の（２）では、ＵＷ（４）及びＵＷ（５）の２フレーム連続で、１ビット早いタイミングでＵＷ検出パルスが検出される。このため、−１ビットのビットスリップが発生したと判断される。この場合、シフト量選択部１６は、１ビットのダミーデータを、ＵＷ（３）のフレームのデータに付加して出力する。
【００４４】
図４の（３）は、「＋２ビット」のビットスリップ発生時のタイミングチャートである。
この場合には、図４の（２）と同様に、２フレーム分のＵＷ検出パルスが検査される。そして、図４の（３）では、ＵＷ（４）及びＵＷ（５）の２フレーム連続で２ビット遅いタイミングでＵＷ検出パルスが検出される。このため、＋２ビットのビットスリップが発生したと判断される。この場合、シフト量選択部１６は、ＵＷ（３）のフレームのデータの最終ビットを２ビット削除し、次のフレーム（ＵＷ（４））のＵＷがそれ以前のフレームのＵＷと同期するようにシフト量を調整して、データを出力する。
【００４５】
図４の（４）は、ＵＷの誤検出発生時のタイミングチャートである。同一のフレームで複数のＵＷ検出パルスが発生した場合には、ｎ＝２の場合には２フレーム分のＵＷ検出パルスの位置が検査される。そして、複数のフレームで同じ位置にあるＵＷ検出パルスが、正しいＵＷ検出パルスとして認識される。この際、複数フレームで連続して同じ位置に出力されないＵＷ検出パルスは、データ誤りによって誤検出されたＵＷによるＵＷ検出パルスであると判断され、無視される。
【００４６】
図４では、ｎ＝２として、ＵＷ検出パルスの位置を２フレームに渡って検査する構成について説明した。しかし、ｎ回連続してフレーム上の同一位置にデータ誤りによりＵＷ検出パルスが誤って生じる確率は、ｎと共に小さくなると考えられる。一方、ビットスリップにより位置がずれたＵＷ検出パルスの間隔は、新たなビットスリップが生じない限りビットスリップ後も等間隔（フレーム間隔）で出力される。従って、ｎの値をより大きくすることで、ビットスリップによるＵＷ検出パルスをより正確に検出できるようになる。
【００４７】
以上説明したように、第１の実施形態の受信装置１０は、ビット誤りとビットスリップとが同時に発生した場合にも、フレーム同期が可能となる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の受信装置３００の構成を示すブロック図である。受信装置２５０は、ＱＰＳＫ（quaternary phase shift keying）復調部２０１と、フレーム同期部２００とを備える。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。なお、ＱＰＳＫは、４位相変移変調を意味する。
【００４９】
ＱＰＳＫ復調部２０１は、シンボル（２ビット）単位で受信データを復調し、復調データ３２１としてフレーム同期部２００に出力する。フレーム同期部２００は、ビット操作部２０２−１〜２０２−４、ＵＷ設定部１２、同期判定部１３−１〜１３−４、誤り許容数設定部１４、セレクタ２０３、記憶部１５、シフト量選択部１６、を備える。同期判定部１３−１〜１３−４の構成は、いずれも図１で説明した同期判定部１３と同様である。
【００５０】
ＱＰＳＫ復調部２０１は、シンボル（２ビット）単位でデータを復調する。この際、ＱＰＳＫ復調部２０１から出力されるデータの極性、すなわちシンボルとデータとの関係が一意に定まっていない場合がある。例えば、ＱＰＳＫ復調部２０１において、シンボル間の相対的な位相差（０、＋π／２、＋π、＋３π／２）のみに基づいて受信信号からデータが復調された場合には、それぞれの位相差とデータ（例えば順に００、０１、１１、００）とが正しく対応していない場合がある。
【００５１】
すなわち、ＱＰＳＫ復調回路から出力されるデータ３２１を（Ｉ、Ｑ）と表すと、データの極性が定まっていない場合には、信号の極性が（Ｉ、Ｑ）ではなく（Ｉ~、Ｑ~）、（Ｑ、Ｉ~）、（Ｑ~、Ｉ）のいずれかとなっている可能性がある。ここで、Ｉはｉｎｐｈａｓｅ信号を表し、Ｑはｑｕａｄｒａｔｕｒｅ信号を表す。また、「Ｉ~」及び「Ｑ~」は、それぞれＩデータ及びＱデータの論理の反転を表す。
【００５２】
復調データ３２１の極性が、本来の極性（Ｉ、Ｑ）とは異なり（Ｉ~、Ｑ~）、（Ｑ、Ｉ~）、又は（Ｑ~、Ｉ）となっている場合には、受信データのフレーム内のＵＷのビットパターンがＵＷ設定部１２に記憶されている値と異なるものとなるため、同期判定回路１３−１〜１３−４はＵＷを検出することができない。
【００５３】
このため、フレーム同期部２００は、復調データ３２１のビットの入れ替え及び反転を行うビット操作部２０２−１〜２０２−４及びセレクタ２０３を備え、復調データ３２１にビット操作を行った複数のデータを生成してそれぞれに対してＵＷの検出手順を実行する。
【００５４】
ビット操作部２０２−１〜２０２−４は、復調回路２０１から出力された復調データ３２１を４分岐してビット単位の操作を行い、それぞれを同期判定部１３−１〜１３−４に入力する。
【００５５】
４分岐された復調データ３２１のうち、第１のデータは、ビット操作部２０２−１ではビット操作を受けることなく、そのまま同期判定部１３−１に入力される。
【００５６】
４分岐された復調データ３２１のうち、第２のデータは、ビット操作部２０２−２でデータ（Ｉ、Ｑ）をデータ（Ｉ~、Ｑ~）とする処理、すなわち両ビットが反転される処理を受け、同期判定部１３−２に入力される。これにより、入力されたデータ（Ｉ~、Ｑ~）がデータ（Ｉ、Ｑ）に変換される。
【００５７】
４分岐された復調データ３２１のうち、第３のデータは、ビット操作部２０２−３でデータ（Ｉ、Ｑ）をデータ（Ｑ~、Ｉ）とする処理、すなわちＱデータを反転させた上でＩ、Ｑを入れ替える処理を受け、同期判定部１３−３に入力される。これにより、入力された（Ｑ、Ｉ~）が（Ｉ、Ｑ）に変換される。
【００５８】
４分岐された復調データ３２１のうち、第４のデータは、ビット操作部２０２−４で（Ｉ、Ｑ）を（Ｑ、Ｉ~）とする処理、すなわちＩデータを反転させた上でＩ、Ｑを入れ替える処理を受け、同期判定部１３−４に入力される。これにより、入力された（Ｑ~、Ｉ）が（Ｉ、Ｑ）に変換される。
【００５９】
同期判定部１３−１〜１３−４は、第１の実施形態の同期判定部１３と同様の手順で、データ２２、ビットスリップ検出パルス２３、ビットスリップ量２３Ａ及びＵＷ検出パルス１３３をセレクタ２０３に出力する。ビット処理部２０２の処理によって正常にＵＷが復元された信号が入力された同期判定部（すなわち同期判定部１３−１〜１３−４のいずれか）のみが、ＵＷとデータとの一致を検出して、ＵＷ検出パルス１３３をセレクタ２０３に出力する。
【００６０】
そして、セレクタ２０３は、ＵＷ検出パルス１３３を出力した同期判定部から出力されるデータ２２を選択して、そのデータを記憶部１５に転送する。さらに、セレクタ２０３は、ＵＷ検出パルス１３３を出力した同期判定部から出力されたビットスリップ検出パルス２３及びビットスリップ量２３Ａを、シフト量選択部１６に出力する。記憶部１５及びシフト量選択部１６の構成及び動作は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
このような構成を備えることにより、第２の実施形態のフレーム同期装置２００は、第１の実施形態の効果に加えて、位相の極性が定まっていないＱＰＳＫ信号のＵＷを検出することも可能であるという効果を奏する。
【００６２】
なお、第２の実施形態では、ＱＰＳＫ信号のＵＷを検出するための構成について説明した。しかし、ＢＰＳＫ（binary PSK）、８ＰＳＫあるいは１６ＰＳＫ等の、多値数の異なるＰＳＫ信号の復調データに対しても、考えられる位相差の組み合わせに対応するビット操作部及び同期判定部を用意することで、極性が定まらない復調データからＵＷを検出できる。
【００６３】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態のフレーム同期装置３００の構成を示すブロック図である。フレーム同期装置３００は、ＵＷ検出部３０１と、ビットスリップ判定部３０２と、シフト量選択部３０３と、を備える。
【００６４】
ＵＷ検出部３０１は、連続するフレームで構成されるデータに含まれるデータの一部が、ＵＷと所定のビット数以上一致した場合に、ＵＷ検出パルスを出力する。また、ＵＷ検出部３０１は、入力されたデータをシフト量選択部３０３に出力する。
【００６５】
ビットスリップ判定部３０２は、フレーム上のＵＷの検出パルスの出力間隔が直前のフレームにおける出力間隔から変化した後、フレーム長と同一の間隔でＵＷ検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、連続して出力されたＵＷ検出パルスの検出位置に基づいて検出位置の変化量を出力する。
【００６６】
シフト量選択部３０３は、検出位置の変化量に基づいて、ＵＷのフレーム上の検出位置が変化前の検出位置と一致するように、データのデータ長を調整して出力する。
【００６７】
このような構成を備えるフレーム同期装置３００において、ビットスリップ判定部３０２は、ビットスリップによりフレーム上のＵＷの検出パルスの検出位置が直前よりも変化した場合に、変化後の検出位置で連続してＵＷ検出パルスが出力されるかどうかを確認する。
【００６８】
そして、ビットスリップ判定部３０２は、変化後の検出位置で所定の回数連続してＵＷ検出パルスが出力された場合に、検出位置の変化量、すなわちビットスリップ量を出力する
さらに、シフト量選択部３０３は、ビットスリップ量に基づいて、ＵＷのフレーム上の検出位置が変化前の検出位置と一致するようにデータのデータ長を調整して出力する。
【００６９】
その結果、フレーム同期装置３００は、ビットスリップとＵＷの誤検出とが同時に発生しても、ＵＷの誤検出の影響を受けることなく、ビットリップにより検出位置が変化したＵＷ検出パルスに基づいてフレーム同期を確立できる。
【００７０】
すなわち、第３の実施形態のフレーム同期装置３００は、ビット誤りとビットスリップとが同時に発生した場合にも、フレーム同期が可能である。
【００７１】
なお、フレーム同期装置３００は、ＣＰＵ（central processing unit、中央処理装置）及びプログラムの記憶部をさらに備え、上述したＵＷ設定部３０１、ビットスリップ判定部３０２、及びシフト量選択部３０３の機能を、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現させてもよい。
【００７２】
すなわち、フレーム同期装置３００の制御プログラムは、ＣＰＵに、連続するフレームで構成されるデータの一部と、当該フレームよりも短いビット数のＵＷとが所定のビット数以上一致した場合に、ＵＷ検出パルスを出力する手順、ＵＷ検出パルスの出力間隔が直前よりも変化した後、フレーム長と同一の間隔のＵＷ検出パルスが所定の値の回数以上連続して出力された場合に、連続して出力されＵＷ検出パルスの検出位置に基づいて検出位置の変化量を出力し、ＵＷ検出パルスの前記フレーム上の検出位置が、変化前の検出位置と一致するようにデータのデータ長を調整して出力する手順、を実行させてもよい。
【００７３】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０、２５０  受信装置
１００、２００  フレーム同期部
１１  復調部
１２  ＵＷ設定部
１２Ａ  ＵＷ設定値
１３、１３−１〜１３−４  同期判定部
１３１、３０１  ＵＷ検出部
１３１１  排他的論理和演算部
１３１２  シフトレジスタ
１３１３  ＵＷ検出パルス出力部
１３２、３０２  ビットスリップ判定部
１３３  ＵＷ検出パルス
１３４  フレーム間隔パルス
１３６  フレーム同期パルス
１３７  フレーム同期判定部
１３８  フレーム間隔カウンタ
１３９  ビットスリップ検出部
１４  誤り許容数設定部
１４Ａ  誤り許容数
１５  記憶部
１６、３０３  シフト量選択部
２１、３２１  復調データ
２２、２４  データ
２３  ビットスリップ検出パルス
２３Ａ  ビットスリップ量
２０１  ＱＰＳＫ復調部
２０２−１〜２０２−４  ビット操作部
２０３  セレクタ
３００  フレーム同期装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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