(57)【要約】シンボルタイミング再生ディテクター（２００）は、連続したサンプル時間においてサンプルされた連続したシンボル時間を有する入力信号を表すサンプルストリームを受信する。そのサンプルストリームは、周囲のシンボル表示サンプルの間の遷移を表すサンプルと交番する連続的シンボルを表すサンプルを含む。当該ディテクター（２００）は、遷移表示サンプルと周囲のシンボル表示サンプルから遷移値を決定する第１の回路を含む。第２の回路は、前記周囲のシンボル表示サンプル間の傾きを決定する。第３の回路は、前記傾きと遷移値から入力信号のサンプル時間とシンボル時間の間の位相エラーを表す信号を生成する。
2005522928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボルタイミング再生ディテクターであって、
連続するサンプル時間にサンプルされた連続するシンボル時間を有する入力信号を表す、周囲のシンボル表示サンプルの間の遷移を表すサンプルと交番する連続するシンボルを表すサンプルを有する、サンプルストリームを受信する入力と、
遷移表示サンプルと周囲のシンボル表示サンプルに応じて、遷移値を決定する回路と、
前記周囲のシンボル表示サンプルの間の傾きを決定する回路と、
前記傾きと前記遷移値とに応じて、前記サンプル時間と前記入力信号の前記シンボル時間の間の位相エラーを表す信号を生成する回路とを有するディテクター。
【請求項２】
請求項１に記載のディテクターであって、前記遷移値を決定する回路は、
前記周囲のシンボル表示サンプルの平均を表す値を生成する回路と、
前記遷移値を生成するために、前記平均を表示する値と前記遷移表示サンプルの値の間の差を構成する回路を有することを特徴とするディテクター。
【請求項３】
請求項２に記載のディテクターであって、前記差を構成する回路は、前記平均ジェネレータに結合された減数入力端子と、前記遷移表示サンプルに応じた被減数入力端子と、前記遷移値を生成する出力端子をもつ減算器を有することを特徴とするディテクター。
【請求項４】
請求項２に記載のディテクターであって、前記平均を生成する回路は、
シンボル時間遅延を表し、前記サンプルストリームに応じた前記周囲のシンボルサンプルのうち１つを生成する入力端子と、前記周囲のシンボルサンプルのうちの他の１つを生成する出力端子をもつ、遅延回路と、
前記遅延回路の前記入力端子に結合された第１の入力端子と、前記遅延回路の前記出力端子に結合された第２の入力端子と、前記平均を表示する値を生成する出力端子をもつアベレージャを有することを特徴とするディテクター。
【請求項５】
請求項２に記載のディテクターであって、
前記シンボルサンプルにより表された最も確からしいシンボルを推定し、前記最も確からしいシンボルの理想的サンプル値をもつ対応するシンボル値サンプルを生成するために、前記平均を生成する回路に結合されたシンボル値エスティメータをさらに有し、
前記平均生成回路は、前記推定された周囲のシンボル表示サンプルの前記平均値を生成することを特徴とするディテクター。
【請求項６】
請求項５に記載のディテクターであって、前記シンボル値エスティメータは、前記サンプルストリームソースと前記平均生成回路の間に結合され、
前記平均生成回路は、前記スライスされた周囲のシンボル表示サンプルの前記平均値を生成することを特徴とするディテクター。
【請求項７】
請求項１に記載のディテクターであって、前記傾き決定回路は、前記傾きを生成するために、前記周囲のシンボル表示サンプルのうち１つを前記周囲のシンボル表示サンプルのうちの他の１つから引く減算器を有することを特徴とするディテクター。
【請求項８】
請求項７に記載のディテクターであって、前記傾き決定回路は、１つのシンボル時間の遅れを表し、前記サンプルストリームに応じて前記周囲のシンボルサンプルのうちの前記1つを生成する入力端子と、前記周囲のシンボルサンプルの前記他の１つを生成する出力端子とをもつ遅延回路をさらに有することを特徴とするディテクター。
【請求項９】
請求項８に記載のディテクターであって、前記遅延回路は、前記遷移サンプルを生成する中間出力端子をさらに有し、前記入力端子と前記中間出力端子の間の１つのサンプル時間の遅れと前記中間出力端子と前記出力端子の間の１つのサンプル時間の遅れを表すことを特徴とするディテクター。
【請求項１０】
請求項１に記載のディテクターであって、前記エラー生成回路は、前記傾きに応じる第１の入力端子と、前記遷移値に応じる第２の入力端子と、前記位相エラー表示信号を生成する出力端子をもつ乗算器を有することを特徴とするディテクター。
【請求項１１】
連続するサンプル時間にサンプルされた連続するシンボル時間をもつ入力信号を表す、周囲のシンボル表示サンプルの間の遷移を表すサンプルと交番する連続するシンボルを表すサンプルを有する、サンプルストリームのシンボルタイミングを再生する方法であって、
遷移表示サンプルと周囲のシンボル表示サンプルに応じて、遷移値を決定するステップと、
前記周囲のシンボル表示サンプルの間の傾きを決定するステップと、
前記傾きと前記遷移値とに応じて、前記サンプル時間と前記入力信号の前記シンボル時間の間の位相エラーを表す信号を生成するステップとを有する方法。
【請求項１２】
請求項１２に記載の方法であって、前記遷移値を決定するステップは、
前記周囲のシンボル表示サンプルの平均を表す値を決定するステップと、
前記遷移値を生成するために、前記平均を表示する値と前記遷移表示サンプルの値の間の差を生成するステップを有することを特徴とするディテクター。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記遷移値を決定するステップは、各周囲のシンボル表示サンプルに対応した、前記周囲のシンボル表示サンプルの理想的サンプル値を表す推定されたサンプルを生成する最も確からしいシンボルを推定するステップをさらに有し、
前記平均決定ステップは、前記周囲のシンボル表示サンプルを表す前記推定されたサンプルの間の平均を表示する値を決定するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、前記傾きを決定するステップは、前記周囲のシンボル表示サンプルの間の前記差を生成するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法であって、前記位相エラー信号生成ステップは、前記傾きに前記遷移値をかけるステップを有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシンボルタイミング再生に関し、特に、多値シンボル送信システムに用いるデジタルシンボルタイミング再生に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルデータ通信システムは連続するシンボルを表す信号を介してデジタルデータを送信する。各シンボルは所定数のビットを表し、所定時間間隔だけ離れている。送信されたデジタルデータを適切に受信するため、シンボルのタイミングを再生しなければならない。初期のシンボルタイミング再生（STR）検出器は、アナログの連続時間法に基づいていた。デジタルデータシステムの発達に伴い、サンプルデータ／デジタルSTRディテクターが発達している。
【０００３】
ミューラーとミュラー（M&M）は、１データシンボル１サンプルと決定指向動作を要する上記サンプルデータSTRディテクターを開発した。しかし、キャリアタイプの送信システムにおいて、M&MのSTRディテクターが適切に動作するには、搬送波の位相を前もって取得しなければならない。M&MのSTRディテクターは、xVSBやxQAMシステムなどの多値シンボル送信システムでは動作することに成功した。しかし、M&Mのディテクターは決定指向なので、ベースバンドデータが歪んでいて正確な決定ができないとき、シンボルタイミング再生ループが信号にロックしない。イコライザーでこれらの条件を修正できるが、このイコライザーはシンボルタイミングが正確で安定していることを要し、STRディテクターの下流に置かれる。
【０００４】
ガードナーは後に、BPSKやQPSK等の二値変調システムのサンプルデータ／デジタルSTRディテクターを開発した。図１は既知のガードナーSTRディテクターのブロック図であり、図２はガードナーSTRディテクターの動作を理解するための波形図およびテーブルである。図１において、信号サンプラー（図示せず）からのサンプリングされた入力信号INは、第１の遅延回路１０２の入力端子と減算器１０６の第１の入力端子につながれている。第１の遅延回路１０２の出力端子は、第２の遅延回路１０４の入力端子と乗算器１０８の第１の入力端子につながれている。第２の遅延回路１０４の出力端子は、減算器１０６の第２の入力端子につながれている。減算器１０６の出力端子は、乗算器１０８の第２の入力端子につながっている。乗算器の出力端子には、位相エラーを表す信号ERRが生成される。エラー信号ERRは、タイミング信号ジェネレータ（図示せず）の制御入力端子につながれている。このタイミング信号ジェネレータは、逆に、信号サンプラーにより取得されSTRディテクターの入力端子INに供給されるサンプルのタイミングを制御する。タイミング信号ジェネレータからのサンプルクロック信号は、第１と第２の遅延回路１０２、１０４のクロック入力端子につながれている。
【０００５】
図２において、横軸は時間を表し、縦軸は入力信号とその信号を表すサンプルの値を表す。図２において、波形１１０は受信したアナログ信号を表す。サンプリングされた入力信号INのサンプルは、信号サンプラーにより作られ、波形１１０に沿った丸印を付けた点により表される。波形１１０はシンボルの間の直線として示されているが、当業者にはこれが実際のシステムでは必ずしも正しくないことが分かるであろう。
【０００６】
上で説明したように、サンプルの生成はサンプルクロックに同期しており、サンプルクロックはサンプルクロック生成回路（図示せず）により生成される。サンプルクロックの位相は、図１で示したSTRディテクターにより生成されるエラー信号ERRにより制御される。これらの方法はすべて既知である。サンプル時間は波形１１０の下の細い縦線により示されている。これらの縦線の横軸上での位置がサンプル時間を表す。既知のとおり、ガードナーSTR回路は１シンボルあたり２つのサンプルを要する。２つのうち１つのサンプルはシンボル値を表す。シンボルを表すサンプルは、波形１１０の上の細い縦線により表されている。シンボル時間サンプル（例えば、t1、t3、t5）は、遷移時間サンプル（例えば、t2、t4、t6）と交番する。
【０００７】
波形図の下のテーブル１１２において、各行は、図１に示したサンプルストリームのそれぞれのサンプル値を表す。各列は、波形１１０に沿って示されたサンプルの対応する時間における信号の状態を表す。すなわち、1番目の列は時刻t1におけるサンプル値を表し、2番目の列は時刻t2におけるサンプル値を表し、以下同様である。
【０００８】
動作において、第１と第２の遅延回路１０２と１０４は、サンプルクロック信号ジェネレータ（図示せず）からのサンプルクロックによりクロックされている。入力端子INにおけるサンプルVaは、サンプラー（図示せず）から第１の遅延回路１０２に供給され、直近のシンボル時間サンプルであると仮定する。テーブル１１２の最上行は、サンプルVaの値を示す。第１の遅延回路１０２の出力端子におけるサンプルVbは、サンプルVaから１サンプル期間だけ遅れており、最後の先行する遷移時間サンプルを表す。テーブル１１２の第２行はサンプルVbの値を示す。第２の遅延回路１０４の出力端子におけるサンプルVcは、サンプルVbから１サンプル期間、サンプルVaから２サンプル期間だけ遅れており、最後の先行するシンボル時間サンプルを表す。テーブル１１２の第３行はサンプルVcの値を示す。
【０００９】
一般に、遷移サンプルの値は位相エラーの程度を表す。すなわち、サンプルクロックの位相が受信信号のシンボルと適切に調整されているとき、遷移サンプルはゼロとなる。遷移サンプルがゼロでないとき、位相エラーがあることを示す。遷移サンプルがゼロから遠いほど（正負いずれであっても）サンプリングクロックの位相エラーは大きくなる。
【００１０】
前後のシンボル時間サンプルの間の信号の傾きは、サンプリングが早いか遅いかを示す。傾きが負であることは、高い値から低い値への遷移であることを示す。傾きが負であり、遷移サンプルが正であるとき、サンプリングが早いことを示す。結果として得られるエラー信号ERRは、サンプリングクロック信号の位相を遅らせるようサンプルクロック信号ジェネレータの条件を設定する。本実施形態において、エラー信号は正でありサンプリングが早いことを示している。傾きが負であり、遷移サンプルが負であるとき、サンプリングが遅いことを示す。結果として得られるエラー信号は、サンプリングクロック信号の位相を進めるようにサンプルクロック信号ジェネレータの条件を設定する。本実施形態において、エラー信号は負でありサンプリングが遅いことを示す。
【００１１】
逆に、傾きが正で低い値から高い値への遷移を示しているとき、サンプリングが遅いことを示す。結果として得られるエラー信号（負）ERRは、サンプリングクロック信号の位相を進めるようにサンプルクロック信号ジェネレータの条件を設定する。傾きが正で遷移サンプルが負のとき、サンプリングが早いことを示す。結果として得られるエラー信号（正）は、サンプルクロック信号の位相を遅らせるようにサンプルクロック信号ジェネレータの条件を設定する。
【００１２】
ガードナーは、隣り合うシンボル時間VaとVc間の入力信号１１０の傾きの極性を、シンボルサンプルVaとVc間の差Vc-Vaによって表す。ガードナーは、エラー信号ERRの値を遷移サンプルと極性の積、すなわちERR=Vb(Vc-Va)とした。この値は、サンプル時間にのみ有効で、遷移時間には斜線を引いてテーブル１１２に示した。
【００１３】
図２において、サンプルタイミングは、受信信号１１０のシンボルタイミングと適切に一致していると仮定する。シンボル遷移があり、遷移時間サンプルがゼロであるとき、シンボルタイミングが正しく、上で説明したエラー値の積はゼロであることを示す。これは図２の時間t3、t5、t9等で示した。
【００１４】
上記は１つのシンボルから次のシンボルへ値が遷移するときにのみ成り立つ。このような遷移が起こると、遷移サンプルはゼロに近くなり、ガードナーSTRディテクターは適切に動作できる。シンボル遷移がないとき、すなわち同じシンボルが繰り返されたとき、遷移サンプルはゼロに近くはならない。ガードナーSTRディテクターの動作は、サンプルクロックが受信信号のシンボルタイミングに正確に調整されているか否かによる。
【００１５】
サンプルタイミングが受信信号のシンボルタイミングと正確に調整されていないと、シンボル時間サンプルVaとVc間の差は、入力信号１１０の傾きを正確に反映してゼロである。この状況において、上で説明したエラー値の積ERRはゼロのままである。図２の時間t7を参照して、直近のシンボル時間サンプルVaの値は+10であり、先行するシンボル時間サンプルVcの値も+10である。この場合、遷移時間サンプルVbも+10である。
【００１６】
直近と先行するシンボル時間サンプル間の差はゼロである。それゆえ、エラー値の積ERRはゼロである。これは図２で時間t15を表すテーブル１１２の列により示されている。
【００１７】
しかし、サンプルタイミングが受信信号のシンボルタイミングに正確に調整されていないと、ガードナーSTRディテクター自身がエラー信号ERRにノイズを発生する。このノイズは、以下において内部ノイズと呼ぶ。ゼロに近い遷移表示サンプルは２つのシンボル表示サンプル間には生じないため、この内部ノイズが発生する。これは早いサンプリングが起こる図３で示した。サンプルタイミングが早いので、エラー信号は正でなければならない。このようなエラー信号は、シンボル間でゼロに近い遷移が起こる場合、すなわち時間t3、t5、t9において正しく生じる。しかし、時間t7とt15は、遷移が起こらず遷移サンプルがゼロに近くはないシンボル時間を表す。これらの時間において、エラー信号ERRは誤って負になっており、太字のイタリック体の文字で強調されている。同様に、図４において、遅いサンプリングが起こっている。この場合、エラー信号は正のはずである。このようなエラー信号は、遷移があるところで、すなわち時間t3、t5、t9等において正しく生じている。しかし、時間t7とt15は、遷移が起こらず遷移サンプルがゼロに近くはないシンボル時間を表している。これらの時間において、エラー信号ERRは誤って正になっており、太字のイタリック体の文字で強調されている。
【００１８】
内部ノイズが生成される問題は、多値信号が処理されるときにもガードナーSTRディテクターで生じる。このような信号について、ゼロレベルに対して対称なシンボルを表す周囲のシンボル時間サンプル間のゼロレベルを通る遷移が起きたとき、エラー信号ERRが正確に生成される。しかし、ゼロレベルに対して対称でない周囲のシンボル時間サンプルの間でゼロレベルを通る遷移が起きたときには、２つの周囲のシンボル時間サンプルがゼロレベルから等距離ではないので、内部ノイズが発生する。最後に、多値信号を処理するとき、上で説明したように、周囲のシンボル時間サンプル間にゼロに近いレベルの遷移がないときにも、ガートナーSTRディテクターは内部ノイズを生じる。
【００１９】
図５は、図２から４に示した図と同様な波形図とデータテーブル１１６である。（図１の）ガートナーSTRディテクターによる多値信号１１４の処理を示しているところが異なる。図５において、サンプルタイミングは受信信号のシンボル時間と正確に調整されている。図５を参照して、時間t11とt21は周囲のシンボル時間サンプル（t9、t11＆t19、t21）間でゼロ値の遷移サンプル（t10、t20）が起こるシンボル時間を示している。これらのシンボル時間サンプルはゼロレベルに対して対称である。結果として、エラー信号ERRは正しくゼロと計算される。同様に、時間t13は連続したシンボル間で遷移が起こらないシンボル時間を示している。サンプルタイミングが受信信号のシンボルタイミングに正確に同期しているので、この時間のエラー信号ERRはゼロとして正しく計算される。
【００２０】
他のシンボル時間エラー信号ERR値はすべて、受信信号のシンボル時間への同期とは関係ない内部ノイズである。より具体的に、多値信号１１４は時間t5-t7、t7-t9、t13-t15、t17-t19、t19-t21、t21-t23において、シンボル時間サンプル間でゼロを通過するが、これらの遷移の周囲のシンボル時間サンプルはゼロレベルに対して対称ではない。結果として、対応する時間t7、t9、t15、t19、t21、t23におけるエラー信号ERRは不正確だがゼロではない。ガードナーSTRディテクターが多値信号を処理するとき、このように非対称にゼロを通過することが内部ノイズの他の源である。そのようなシンボル間の遷移はゼロに近い値ではなく、結果としてエラー信号ERR値はゼロに近い値（正負両方を含む）として不正確に計算される。これは太字とイタリック体で強調した。
【００２１】
図６は図５と同様の波形図であるが、早いサンプリングを示す。図７は図５・６と同様の波形図であるが、遅いサンプリングを示す。図３を参照して上で説明したように、早いサンプルは正のエラー信号ERRを生じるはずであり、遅いサンプルは負のエラー信号ERRを生じるはずである。しかし、当業者は図６と７を見て、ガートナーSTRディテクターの適切な動作のためには、ゼロレベルに対して対称な周囲のシンボル時間サンプル間でゼロに近い遷移サンプルの必要な条件が、多値信号では必ずしも満たされないことが分かるであろう。これらの条件が満たされたとき、例えば時間t11、t21において、ガートナーSTRディテクターは多値信号１１４に対して適切に動作する。その他の時間はすべて、ガートナーSTRディテクターは、受信信号のシンボル時間へのサンプルの同期とは関係なく、内部ノイズ値を生じる。
【００２２】
上の説明において、伝統的なガートナーシンボルタイミングディテクターは決定指向ではないことに当業者は気づくであろう。しかし、ガードナーはシンボルサンプルの値ではなく、シンボル時間サンプルの符号を用いることができ、それにより決定指向のSTRディテクターを作ることができることをさらに開示している。ガードナーSTRディテクターにおいて、データシンボルタイミングの取得は搬送波の位相とは独立であり、シンボルタイミングロックは前の搬送波位相ロックを要さずに達成できる。また、ガードナーSTRディテクターは、約40％から100％の過剰バンド幅を有するシステムで動くように設計されている。
【００２３】
要約すると、上で説明したように、ガードナーディテクターはバイポーラ信号で動くように設計され、チャンネル関係の信号劣化がある中で適切に動作可能である。しかし、ガードナーSTRディテクターの性能は、上で詳しく説明した理由により、xVSBやxQAM等の多値シンボル送信システムにおいて劣化する。上記の信号も、一般に40％より少ない過剰なバンド幅を示す。これらの条件の下（多値データ信号および／または40%未満の過剰バンド幅）、伝統的ガードナーディテクターは、性能を著しく低下させる内部ノイズを生じる。M&MのSTRディテクターはxVSBやxQAMの多値信号で動くが、上で説明したように、M&MのSTRディテクターは、劣化した信号に対して著しく低下した性能を示す。多値シンボル信号に対してより高い性能を示すSTRディテクターが望まれている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２４】
多値シンボル信号がガートナーSTRディテクターにより処理されるとき生じる内部ノイズへのかなりの寄与はゼロに近くはないシンボル遷移サンプル、および／またはゼロレベルに対して対称でない周囲のシンボル時間の間に起こる遷移サンプルの結果であることに、本願発明者は想到した。このため、シンボルタイミングが正しくても不正確なエラー信号値が生成される。本願発明者は、遷移時間サンプルの値を上または下に適当な量だけシフトすることにより、内部ノイズを減少させることができることに、さらに想到した。
【００２５】
本発明の原理によると、シンボルタイミング再生ディテクターは、連続するサンプル時間においてサンプルされた連続するシンボル時間を有する入力信号を表すサンプルストリームを受信する。前記サンプルストリームは、周囲のシンボル表示サンプル間の遷移を表すサンプルと交番する連続するシンボルを表すサンプルを含む。前記ディテクターは、遷移表示サンプルと周囲のシンボル表示サンプルからの遷移値を決定する第１の回路を含む。第２の回路は、前記周囲のシンボル表示サンプル間の傾きを決定する。第３の回路は、前記傾きと遷移値から入力信号のサンプル時間とシンボル時間の間の位相エラーを表す信号を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図８は本発明の原理によるSTRディテクターのブロック図である。図１に示した要素と同様な要素は、同じ参照番号で指示され、以下では詳しく説明しない。図８において、入力端子INはスライサー２０２の入力端子にさらにつながれている。スライサー２０２の出力端子は、第３の遅延回路２０４の入力端子とアベレージャ２０８の第１の入力端子につながれている。第３の遅延回路２０４の出力端子は、第４の遅延回路２０６の入力端子につながれている。第４の遅延回路２０６の出力端子は、アベレージャ２０８の第２の入力端子につながれている。アベレージャ２０８の出力端子は、減算器２１０の減数入力端子につながれている。第１の遅延回路１０２の出力端子は、減算器２１０の被減数入力端子につながれている。減算器２１０の出力端子は乗算器１０８の第１の入力端子につながれている。スライサー２０２、第３の遅延回路２０４、第４の遅延回路２０６、アベレージャ２０８、および減算器２１０の組み合わせは、遷移値を決定する回路２００を形成する。
【００２７】
図９は、図８に示したSTRディテクターの動作を理解するために便利な単一シンボル時間期間のより詳細な波形図である。上で説明したように、ガートナータイプSTRディテクターの正確な動作のための条件は、ゼロに近い値の遷移表示サンプルが、ゼロレベルに対して２つの対称な周囲のシンボル表示サンプル間で発生することである。これは、２つだけのシンボルレベルがゼロレベルに関して対称に定義されているから、二値信号においては遷移が発生するとき自然に起こる。しかし、多値信号においてはこれは必ずしも起こらない。図８に示したSTRディテクターは、遷移表示サンプルの値をゼロに近い値になるよう修正する。これは遷移表示サンプルの周りのシンボル表示サンプルの値を平均化し、遷移サンプルの値から引くことにより行われる。
【００２８】
図９において、受信した多値信号１１４の部分は、点線で表されている。受信した信号のシンボル時間は受信した信号１１４上の小さな黒丸で示されており、時間ts1とts2で発生する。受信信号１１４のサンプルは、時間t1、t2、t3でとられ、図９でバツ印を入れた丸印で表されている。サンプルVaは時間t3でとられ、サンプルVbは時間t2でとられ、サンプルVcは時間t1でとられる。図８に示したように、これらのサンプルは、第１の遅延回路１０２への入力、第２の遅延回路１０４への入力、第２の遅延回路１０４の出力にそれぞれ対応する。当業者は、図９においてサンプルタイミングは受信信号のシンボルタイミングに対して早いことが分かるであろう。
【００２９】
スライサー２０２は、実際のシンボル時間サンプルにより表されるであろうシンボルを推定し、推定したシンボルを表す理想的サンプルの値を有するスライスされたサンプルを生成する。図９において、多値信号は、+30、+10、-10、-30いずれかの信号値により表されたシンボルを有している。よって、図９に示した実施形態において、知られているように、+20と+40の間の値を有するシンボル時間サンプルはすべて、実際のシンボルサンプルが+30を表すと仮定する。0と+20の間のシンボル時間サンプルは+10、0と-20の間のシンボル時間サンプルは-10、-20と-40の間のシンボル時間サンプルは-30であると仮定する。これらのスライスされたサンプルは、図９において中にバツ印をつけた四角形により表されている。
【００３０】
より具体的に、図９を参照して、サンプルVcは約+27の値である。このサンプルはシンボルサンプル値+30に近いので、スライサー２０２は値が+30である対応するスライスされたサンプルVfを生成する。同様に、サンプルVaの値は約12であり、スライサー２０２は値が+10の対応するスライスされたサンプルVeを生成する。当業者はこのようなスライサー２０２をどのように設計および製造するか分かるであろう。
【００３１】
第３と第４の遅延回路２０４、２０６は、スライスされたシンボル時間サンプルを２サンプル期間、または１シンボル期間だけ遅延させるよう動作する。図９のスライスされたサンプルVe、Vfはそれぞれ、第３の遅延回路２０４の入力端子と、第４の遅延回路２０６の出力端子における信号を表す。よって、時間t3において、２つの隣接するスライスされたシンボル時間サンプルVe、Vfは、アベレージャ２０８の入力端子に供給される。アベレージャ２０８は、これら２つのスライスされたサンプルの平均を表す値Vgを生成する。この値は、減算器２１０により遷移サンプルVbから引かれる。結果として得られる値Vhは、計算された遷移値である。この処理は、平均値Vgにより遷移サンプルVbを引き下げる効果を有する。これは図９において、遷移サンプルVbからゼロ軸に向かう長さVgの矢印により示されている。変換された遷移サンプルVb´は中にバツ印が入った四角形により表され、横軸の上方Vhの距離に示されている。
【００３２】
代替的に、この操作は、横軸（ゼロ軸）を上に距離Vgだけ動かしたと考えてもよい。これは、図９において、横軸から断続線302に向かう矢印により示されている。この断続線は変換された横軸（ゼロ軸）を表す。この変換されたゼロ軸は、スライスレベル+10と+30の間の中ほどにある。これは、ゼロ軸を通過して遷移する二値信号をシミュレートする。遷移サンプルVbは、この距離Vhだけ変換されたゼロ軸上にある。入力信号シンボル値はこの変換されたゼロ軸について対称であり、遷移サンプルVbは変換されたゼロ軸の近くにある。したがってガードナータイプのSTRディテクターが正確に動作する基準を満たす。上記の基準が満たされるので、遷移サンプルの値Vbではなく遷移値Vhが用いられたとき、STRディテクターの残りはサンプル時間と入力信号のシンボル時間との間の位相エラーを表すエラー信号ERRを正確に生成するように動作する。上で説明したように、図９に示した信号部分１１４について、２つのシンボルサンプルVaとVcの間の傾きは負であり、遷移サンプルVbは変換されたゼロ軸３０２の上にある。これは早いサンプリングを示す。
【００３３】
図１０は、図５に示した波形図に対応する波形図と、それに対応するデータテーブル118である。図１０において、シンボル時間と調整された時間にサンプルされた同じ多値入力信号１１４が示されている。データテーブル１１８は、サンプルVaの最良の推定を表すスライスされたサンプルVe=｛Va｝（図１０において、オペレータ｛x｝はサンプルxのスライスされた推定を示すよう意図されている）、サンプルVcの最良の推定を示すスライスされたサンプルVf=｛Vc｝、スライスされたサンプルVeとVfの平均値Vg、計算された遷移値Vh=Vb-Vg、図８に示されたSTRディテクターを用いて導かれたエラー信号ERR=Vd-Vhを示す行をさらに含む。図１０のテーブル１１８の最下行はエラー信号ERR値を表示し、図８に示したSTRディテクターがシンボル時間t3、t5、t7、t9等においてすべて正確にゼロ値となっていることを示す。
【００３４】
図１１は、波形図とそれに対応するデータテーブル１１８を示し、この波形図は図６に示した波形図と同様である。図１１において、同じ多値入力信号１１４が示されているが、入力信号１１４のシンボル時間に対して早くサンプルされている。上で説明したように、入力信号が早くサンプルされると、エラー信号ERRは正となるはずであり、サンプルクロック信号の位相を遅らせるようにサンプルクロック信号ジェネレータの条件が設定される。図１１のテーブル１１８の最下行は、エラー信号ERRを表示し、時間t13のゼロ値を除いて、図８に示したSTRディテクターが正確に正の値のエラー信号を出力している。
【００３５】
図１２は、波形図とそれに対応するデータテーブル１１８であり、これは図７に示した波形図に対応する。図１０、１１に示した波形図と同様である。図１２において、同じ多値入力信号１１４が示されているが、入力信号１１４のシンボル時間に対して遅くサンプルされている。上で説明したように、入力信号が遅くサンプルされると、エラー信号ERRは負となるはずであり、サンプルクロック信号の位相を早めるようにサンプルクロック信号ジェネレータが条件設定される。図１２のテーブル１１８の最下行は、エラー信号ERRの値を表示し、時間t13においてゼロ値が１つあることを除いて、負値のエラー信号を図８に示したSTRディテクターが正確に出力していることを示す。
【００３６】
図１３は図３に示した波形図に対応する波形図と対応するデータテーブル１２０である。図１３において、図３と同じ二値入力信号１１０が示されており、入力信号１１０のシンボル時間に対して早くサンプルされている。上で説明したように、入力信号が早くサンプルされると、エラー信号ERRは正となり、サンプルクロック信号の位相を遅らせるようにサンプルクロック信号ジェネレータを条件設定する。これは、図３のように、シンボル時間からシンボル時間へゼロレベルに対し対称なシンボル間で遷移が発生するとき、正しく行われる。さらにまた、図１３と図３を比較して、時間t7とt15において、遷移が発生しないとき、図３のようにエラー信号ERRが負値の内部ノイズを含むのではなく、エラー信号の値がゼロとなる。それゆえ、内部ノイズが低くなる。
【００３７】
図１４は、図４に示した波形図に対応する波形図と、それに対応するデータテーブル１２０であり、図１３に示した波形図と同様である。図１４において、図４と同じ二値入力信号１１０が示され、入力信号１１０のサンプル時間に対して遅くサンプルされている。上で説明したように、入力信号が遅くサンプルされると、エラー信号ERRは負となり、サンプルクロック信号の位相を進めるようにサンプルクロック信号ジェネレータが条件設定される。図４のように、これは、シンボル時間からシンボル時間へゼロレベルに対し対称なシンボルの間で遷移が発生するとき、正しく行われる。さらにまた、図１４を図４と比較して、時間t7とt15において、遷移が発生しないとき、図４のようにエラー信号ERRが正値の内部ノイズを含むのではなく、エラー信号の値がゼロとなる。よって、内部ノイズが低くなる。
【００３８】
図８に示し上で詳しく説明したSTRディテクターは、対称なデータ遷移期間の間にエラーに強い動作をするガードナーSTRディテクターの長所を提供できる。また、図８に示したSTRディテクターは、内部ノイズを低くし、それにより二値信号に対しより高い性能を示し、さらに多値信号にもより正確に動作する。
【００３９】
図８を再度参照して、スライサー２０２は、受信信号（IN）に応じて、スライスされたシンボル値サンプルを提供するように示されている。これらのシンボル値サンプルは、上で詳しく説明したように、遷移サンプルの変換された値を提供するよう平均化されている。しかし、当業者にはシンボル値サンプルがいかなるソースによって提供されてもよいことが分かるであろう。これは、図８においてファントムでシンボル値エスティメータ３０２として示した。シンボル値エスティメータ３０２は、他の実施形態においてスライサー２０２を代替する。シンボル値エスティメータ３０２は、各シンボル時間の最も確からしいシンボルを推定し、推定したシンボルに対応する理想的な値を有するシンボル時間サンプルを提供する。これは示されたスライサー２０２に直接対応するが、より洗練された予測シンボルデコーダであってもよく、信号処理チェインにさらにつながる回路（図示せず）に応じた入力端子を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ガートナーSTRディテクターを示すブロック図である。
【図２】図１に示したガートナーSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図３】図１に示したガートナーSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図４】図１に示したガートナーSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図５】図１に示したガートナーSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図６】図１に示したガートナーSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図７】図１に示したガートナーSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図８】本発明の原理によるSTRディテクターのブロック図である。
【図９】図８に示したSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図である。
【図１０】本発明の原理によるSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図１１】本発明の原理によるSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図１２】本発明の原理によるSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図１３】本発明の原理によるSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【図１４】本発明の原理によるSTRディテクターの動作を理解するために便利な波形図と対応するデータテーブルである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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