(57)【要約】  デジタル生成される出力クロックパルスの変動を防止する装置は、デジタルクロックパルス発生器（１９）とバッファ（２９）と充填レベル計測器（２８）と、コントローラ（２１）を備える。バッファ（２９）は、入力クロックパルスで受信したデジタル信号を保存し、それを出力クロックパルスで出力する。充填レベル計測器（２８）は、バッファ（２９）の充填レベルを測定する。コントローラ（２１）は、デジタル生成される出力クロックパルスの周波数を制御するためにバッファ（２９）の充填レベルを用いる。入力クロックパルスの、出力クロックパルスからのずれは、制御の干渉値である。この装置は、さらに補償装置（１６）を備え、補償装置（１６）は、制御の干渉値の追加の粗い推定を実行し、それを出力クロックパルスの予備補償に用いる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力クロックパルスでのデジタル信号がバッファ（２９）に受信、保存され、
前記デジタル信号が前記バッファ（２９）から読み出され、出力クロックパルスで出力され、
前記バッファ（２９）の充填レベルが、デジタル生成される前記出力クロックパルスの周波数の制御に用いられ、前記入力クロックパルスの、前記出力クロックパルスからのずれが制御の干渉値である、デジタル生成される出力クロックパルスの変動を防止する方法において、
制御の前記干渉値の追加の粗い推定を実行し、
前記出力クロックパルスの予備補償のために前記干渉値の追加の粗い推定を用いることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記デジタル信号はアナログ送信信号（７０）から得られ、
前記アナログ送信信号（７０）は復調・復号され、
前記アナログ送信信号（７０）の復調及び／又は復号から得られたパラメータ（７３）が、制御の前記干渉値の粗い推定値として用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記出力クロックパルスの変化値が、一制御ステップ内で、制御によって最大値に制限され、
当該最大値は調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記バッファ（２９）の前記充填レベルは、制御ステップ毎には測定されないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記入力クロックパルス及び前記出力クロックパルスの制御開始値が、通信モードを示す受信信号を通じて求められることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
デジタルクロックパルス発生器（１９）、バッファ（２９）、充填レベル計測器（２８）、コントローラ（２１）を有し、前記バッファ（２９）は、入力クロックパルスでのデジタル信号を受信・保存し、
前記バッファ（２９）は、前記デジタル信号を出力クロックパルスで出力し、
前記充填レベル計測器（２８）は、前記バッファ（２９）の充填レベルを計測し、
前記コントローラ（２１）は、デジタル生成される前記出力クロックパルスの周波数の制御のために前記バッファ（２９）の充填レベルを利用し、
前記入力クロックパルスの、前記出力クロックパルスからのずれが制御の干渉値である、デジタル生成される出力クロックパルスの変動を防止する装置において、
さらに補償装置（１６）を備え、
前記補償装置（１６）は、制御の前記干渉値の追加の粗い推定を実行し、
前記補償装置（１６）は、前記出力クロックパルスの予備補償のために前記干渉値の追加の粗い推定を利用することを特徴とする装置。
【請求項７】
前記デジタル信号はアナログ送信信号（７０）から得られ、
前記アナログ送信信号（７０）は前記デジタル信号を得るために復調・復号され、
前記補償装置（１６）は、前記アナログ送信信号（７０）の復調・復号から得られたパラメータ（７３）から制御の前記干渉値の粗い推定値を求めることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
リミッタ（２５）をさらに備え、
前記リミッタ（２５）は、一制御ステップ内で、前記出力クロックパルスの、制御による変化値を最大値に制限し、該最大値は調整可能であることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記充填レベル計測器（２８）は、制御ステップ毎には前記バッファ（２９）の充填レベルを計測しないことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
メモリ（１１）をさらに備え、
デジタル入力信号は複数の通信モードのうちの一つで送信され、
前記メモリ（１１）は、あらゆる可能な通信モードについての前記入力クロックパルス及び前記出力クロックパルスの制御開始値を提供し、
所与の通信モードを示す信号を受け取ると、前記メモリ（１１）は、保存された前記入力クロックパルスを前記補償装置（１６）に、保存された前記出力クロックパルスの制御開始値を前記デジタルクロックパルス発生器（１９）に、送信することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル生成される出力クロックパルスの変動を防止する方法および装置に関し、特に、デジタル通信機器における受信信号の周波数の変動を防止する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信システムにおいて出力クロックパルスを整合させるのには、各プロトコルレベルからの情報が用いられている。したがって、バッファの充填レベルおよび信号の位相差も従来では、パラメータであって、それに基づいて出力クロックパルスの周波数が制御されるパラメータとして用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、整合したクロックパルスを回収する装置および方法が開示されている。同文献では、２つのバッファの充填レベルが、出力クロックパルスを制御するためのパラメータとして用いられている。他のプロトコルレベルに由来するパラメータは用いられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６、２５２、８５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これまで用いられた装置および方法は、整定時間、制御の安定性、およびクロックパルスの変動について次善の値を達成するだけであるので、不利であった。当該達成される値は、所与の通信処理では不適である場合がある。
【０００６】
したがって、本発明は、出力クロックパルスの安定度を向上させ、それと同時に装置構成及び処理にかかるコストを抑えることができる装置および方法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】
【０００７】
本発明の目的は、独立請求項１の特徴を有する方法および独立請求項６の特徴を有する機器により達成される。本発明の有利な発展態様が、これらの請求項に対する従属請求項の主題である。
【０００８】
デジタル生成される出力クロックパルスの変動を防止する装置は、デジタルクロックパルス発生器、バッファ、充填レベル計測器、コントローラを有している。バッファは、入力クロックパルスで受信したデジタル信号を保存し、このデジタル信号を出力クロックパルスで出力する。充填レベル計測器は、バッファの充填レベルを計測する。コントローラは、デジタル生成される出力クロックパルスの周波数の制御のためにバッファの充填レベルを利用する。入力クロックパルスの、出力クロックパルスからのずれは制御の干渉値である。この装置は、さらに補償装置を備え、この補償装置は、制御の干渉値の追加の粗い推定を実行し、出力クロックパルスの予備補償のためにこの干渉値の追加の粗い推定を利用する。その結果、出力クロックパルスの変動の著しい減少が保証される。同時に、コントローラの整定時間が著しく減少する。制御可能範囲も広くなる。
【０００９】
デジタル信号はアナログ送信信号から得られるのが好ましい。デジタル信号を回収するためのアナログ送信信号は、有利に復調・復号される。補償装置は、アナログ送信信号の復号及び／又は復調から得られるパラメータから、制御の干渉値のための粗い推定値を求めるのが好ましい。これらの推定値により、干渉値の正確な推定が可能となり、それによって、コントローラの整定時間を短くし、出力クロックパルスの変動を最小限にとどめることができる。したがって、推定値の回収を低コストで達成できる。
【００１０】
本発明の装置は、リミッタをさらに備えるのが有利である。リミッタは、一制御ステップ内で、コントローラによる出力クロックパルスの変化値を最大値に制限するのが好ましく、この最大値は調整可能であるのが好ましい。これによって、出力クロックパルスの変動がさらに減少する。しかし、同時にコントローラの整定時間は増加する。
【００１１】
充填レベル計測器は、バッファの充填レベルを各制御ステップでは計測しないのが有利である。これは、一方で計測コストを削減することになる。他方で、計測結果の情報は所与の回数だけ提供される。というのは、着信するデジタル信号は、制御サイクルに同期することなく複数の信号バーストとして着信するからである。したがって、充填レベルの計測結果の情報は、バーストの周期持続時間及び制御の周期持続時間の増大により与えられる回数だけ得られる。
【００１２】
本発明の装置は、メモリをさらに備えるのが好ましい。デジタル入力信号は複数の通信モードのうちの一つで送信される。メモリは、可能なあらゆる通信モードでの入力クロックパルス及び出力クロックパルスの制御開始値を保存するのが好ましい。所与の通信モードを示す信号を受け取ると、メモリは、保存された入力クロックパルスを補償装置に、保存された出力クロックパルスの制御開始値をクロックパルス発生器に、送信するのが好ましい。これによって、広範囲の送信モードでの使用が可能となる。さらに、整定値に近い値が開始値として用いられるために、制御がすばやく整定する。
【００１３】
本発明を図面に基づいて例を挙げて以下に説明する。図面には有利な実施形態が示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる装置の実施形態の第１の回路ブロック図である。
【図２】本発明にかかる装置の実施形態の第２の回路ブロック図である。
【図３】出力クロックパルスの予備補償を行わない場合の充填レベルのずれの特性を示した図である。
【図４】出力クロックパルスの予備補償を行った場合の充填レベルのずれの特性を示した図である。
【図５】推定誤差が大きい場合の出力クロックパルスの変動を例示した図である。
【図６】推定誤差が中程度の場合の出力クロックパルスの変動を例示した図である。
【図７】推定誤差が小さい場合の出力クロックパルスの変動を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、本発明にかかる装置及び方法の構造と機能について、図１〜２に基づいて説明する。さらに、機能を測定結果に基づき、図３〜７によって説明する。類似する複数の図において同一の要素の記載及び説明は、繰り返さない場合がある。
【００１６】
図１は、本発明にかかる装置の実施形態を示す第１の回路ブロック図である。内部レシーバ７１は、エラー保護装置７２に接続されている。エラー保護装置７２は、制御クロックパルス発生装置７４に接続されている。さらに、内部レシーバ７１は制御クロックパルス発生装置７４に接続されている。入力クロックパルスでの受信信号７０は内部レシーバ７１によって復調される。これに関連して、入力クロックパルスの推定を可能とするパラメータ７３が、制御クロックパルス発生装置７４に別に送られる。復調された信号はエラー保護装置７２に別に送られる。これによって復調信号が復号される。これは例えば、リード・ソロモン複合器によって実行される。
【００１７】
制御クロックパルス発生装置７３は、未知の入力クロックパルスでの信号を受信する。この未知の入力クロックパルスは主として、受信信号７０の入力クロックパルスに対応している。制御クロックパルス発生装置７４は、できるだけ正確に入力クロックパルスに対応した出力クロックパルスを発生するが、この際、出力クロックパルスでは、入力クロックパルスの変動をバッファリングを通じてできる限り減少させる。このような目的で、内部レシーバ７１のパラメータ７３が用いられる。図２を参照して、この処理をより詳細に説明する。
【００１８】
図２は、本発明にかかる装置の実施形態を示す第２の回路ブロック図である。図１に示した制御クロックパルス発生装置７４の機能について、ここでさらに詳細に説明する。データ入力部２６はバッファ２９に接続されている。バッファ２９は「先入れ先出し（ＦＩＦＯ）」の原則にしたがって動作する。すなわち、最初に入力したデータが最初に出力される。バッファ２９はデータ出力部３０に接続されている。
【００１９】
バッファ２９は、さらに、充填レベル計測器２８に接続されている。充填レベル計測器２８は加算器２７に接続され、それを介してコントローラ２１に接続されている。さらに、追加入力部２０が、メモリ１１に接続され、それを介して乗算器２４に接続されている。コントローラ２１も乗算器２４に接続されている。乗算器２４は、リミッタ２５に接続され、リミッタ２５は加算器１８に接続されている。追加入力部１０が、補償装置１６に接続され、スイッチ１７を介して加算器１８に接続されている。メモリ１１も、スイッチ１７を介して加算器１８に接続され、加算器１８はデジタルクロックパルス発生器１９に接続されている。
【００２０】
復調・復号されたデータは、データ入力部２６を介して入力クロックパルスで入力される。バッファ２９は、データを到着した順に保存する。データは、データ出力部３０を介して出力クロックパルスで出力される。出力クロックパルスは、デジタルクロックパルス発生器１９によって生成される。バッファ２９の充填レベルは、充填レベル計測器２８によって判定される。充填レベル設定値Ｐｓｅｔが、加算器２７によって減算される。得られた値の符号が反転させられる。その結果はコントローラ２１に入力される。すると、コントローラ２１は調整値ｒ（ｋ）２２を出力する。この調整値は単なる尺度値である。これに比例因子ΔＮａ，０１２が、乗算器２４で乗算される。
【００２１】
それぞれの通信モードを示す信号が、追加入力部２０を介して伝えられる。これはとりわけ、送信データの転送速度を含んでいる。乗算器２４に送信される比例因子ΔＮａ，０１２は、可能なあらゆる通信モードについてメモリ１１に保存されている。したがって、乗算器は比例因子ΔＮａ，０１２及び調整値ｒ（ｋ）２２に比例した値を出力する。この値は、リミッタ２５により最大値＋ΔＮｍａｘ及び最小値＋ΔＮｍｉｎに制限される。結果として得られた値ΔＮａ（ｋ）１４は加算器１８に導かれる。
【００２２】
もしスイッチ１７がＳ０の位置に配置されたら、本発明にかかる制御はオフに切り替わる。これは、位置Ｓ０の状態で、本発明にかかる制御が開始されるということである。制御に切り替わったときには、バッファ２９には、充填レベルについて自由に使える情報がまだないので、リミッタ２５の出力１４は、そのような充填レベルについての情報が到達するまで差し止められ、メモリ１１から読み出された出力クロックパルス周波数設定値Ｎａ，ｓｅｔに加算器１８で加算されることはない。バッファ２９が十分なデータで満たされるとすぐに、バッファ２５の出力部１４はもはや差し止められなくなり、制御が開始される。入力クロックパルスの周波数を推定するために用いられるパラメータ７３は、追加入力部１０を介して読み込まれ、補償装置１６に送信される。これらのパラメータおよび出力クロックパルス周波数設定値Ｎａ，ｓｅｔから補償装置１６によって出力クロックパルスの予備補償値が計算され、加算器１８に導かれる。値ΔＮａ（ｋ）と、値Ｎａ，ｓｅｔまたは予備補償値の合計が、デジタルクロックパルス発生器１９を制御する値Ｎａ（ｋ）となる。
【００２３】
図３は、出力クロックパルスの予備補償を行わない場合の、充填レベルのずれの特性を示した図である。これは、図２に示したスイッチ１７のＳ０の場合に対応している。明確に分かるように、出力クロックパルスの変化の制限がΔＮｍａｘ＝１０−２と非常に弱い場合にのみ、安定制御に導かれている。すなわち、整定段階の後に、曲線４０は、バッファ２９の充填レベルの、設定値からのずれがゼロの線に沿って伸びている。曲線４１で示すように、制限をΔＮｍａｘ＝１０−３に狭めただけでも、不安定な制御となってしまう。曲線４１は、時間の経過とともに、ゼロの線から徐々に外れていっている。制限をΔＮｍａｘ＝１０−４とより強くすると、曲線４２で示すように、ゼロの線からより大きく外れている。
【００２４】
図４は、出力クロックパルスの予備補償を行った場合の、充填レベルのずれの特性を示した図である。これは、図２に示したスイッチ１７のＳ１の位置に対応する。ここで、ΔＮｍａｘ＝１０−２の弱い制限では、バッファ２９の充填レベルの安定的制御が導かれている。この弱い制限でも、制御の整定時間は劇的に減少しているのが、曲線５０に基づいて、はっきり認識できる。ΔＮｍａｘ＝１０−３の制限でもまた安定制御が導かれている。曲線５１に基づいて示されているように、整定時間も、図３に示された安定制御の整定時間に比べて著しく短い。しかしながら、制御サイクル当たりの出力クロックパルスの変化についての制限が相対的に弱い場合に比べて整定時間が顕著に長くなっていることも認識できる。整定時間が非常に長くなるけれども、ΔＮｍａｘ＝１０−４に制限してもなお安定制御が達成されている。これは、曲線５２から明らかである。
【００２５】
図５は、推定誤差が大きい場合の出力クロックパルスの変動を例示した図である。この図に関して、ｙ軸方向には、出力クロックパルスの時間的位置の、理想出力クロックパルスからのずれが、ｘ軸方向には、計測値の時間特性が示されている。一定の制限ΔＮｍａｘ＝１０−４で、推定値の、補正値からの平均標準偏差がσε＝１０−４であり、すなわち推定誤差が大きい場合、出力クロックパルスの変動としては大きな変動が得られる。
【００２６】
図６は、推定誤差が中程度の場合の出力クロックパルスの変動を例示した図である。推定値の、補正値からの平均標準偏差がσε＝１０−５であり、すなわち、推定誤差が中程度であっても、出力クロックパルスの変動としては比較的小さな変動が得られる。
【００２７】
図７は、推定誤差が小さい場合の出力クロックパルスの変動を例示した図である。推定値の、補正値からの標準偏差がσε＝１０−６と小さく、すなわち推定誤差が小さい場合、出力クロックパルスの変動としては非常に小さい変動が得られる。出力クロックパルスの変動は、主に、粗い推定の推定誤差に左右されるということが明らかである。
【００２８】
本発明は上記した実施形態に限定されることはない。上述したように、異なる通信方法及び通信モードにおける信号であっても扱うことができる。同様に、干渉値を推定するために、複数のパラメータを用いることもできる。上述した全ての特徴及び図面によって示された特徴は、本発明の枠内で、必要に応じて組み合わせることもできる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月31日(2009.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力クロックパルスでのデジタル信号がバッファ（２９）に受信、保存され、
前記デジタル信号が前記バッファ（２９）から読み出され、出力クロックパルスで出力され、
前記バッファ（２９）の充填レベルが、デジタル生成される前記出力クロックパルスの周波数の制御に用いられ、前記入力クロックパルスの、前記出力クロックパルスからのずれが制御の干渉値であり、
制御の前記干渉値の追加の粗い推定を実行し、
前記出力クロックパルスの予備補償のために前記干渉値の追加の粗い推定を用いる、デジタル生成される出力クロックパルスの変動を防止する方法において、
前記デジタル信号はアナログ送信信号（７０）から得られ、
前記アナログ送信信号（７０）は復調・復号され、
前記アナログ送信信号（７０）の復調及び／又は復号から得られたパラメータ（７３）が、制御の前記干渉値の粗い推定値として用いられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記出力クロックパルスの変化値が、一制御ステップ内で、制御によって最大値に制限され、
当該最大値は調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バッファ（２９）の前記充填レベルは、制御ステップ毎には測定されないことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記入力クロックパルス及び前記出力クロックパルスの制御開始値が、通信モードを示す受信信号を通じて求められることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
デジタルクロックパルス発生器（１９）、バッファ（２９）、充填レベル計測器（２８）、コントローラ（２１）を有し、前記バッファ（２９）は、入力クロックパルスでのデジタル信号を受信・保存し、
前記バッファ（２９）は、前記デジタル信号を出力クロックパルスで出力し、
前記充填レベル計測器（２８）は、前記バッファ（２９）の充填レベルを計測し、
前記コントローラ（２１）は、デジタル生成される前記出力クロックパルスの周波数の制御のために前記バッファ（２９）の充填レベルを利用し、
前記入力クロックパルスの、前記出力クロックパルスからのずれが制御の干渉値であり、
さらに補償装置（１６）を備え、
前記補償装置（１６）は、制御の前記干渉値の追加の粗い推定を実行し、
前記補償装置（１６）は、前記出力クロックパルスの予備補償のために前記干渉値の追加の粗い推定を利用する、デジタル生成される出力クロックパルスの変動を防止する装置において、
前記デジタル信号はアナログ送信信号（７０）から得られ、
前記アナログ送信信号（７０）は前記デジタル信号を得るために復調・復号され、
前記補償装置（１６）は、前記アナログ送信信号（７０）の復調・復号から得られたパラメータ（７３）から制御の前記干渉値の粗い推定値を求めることを特徴とする装置。
【請求項６】
リミッタ（２５）をさらに備え、
前記リミッタ（２５）は、一制御ステップ内で、前記出力クロックパルスの、制御による変化値を最大値に制限し、該最大値は調整可能であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記充填レベル計測器（２８）は、制御ステップ毎には前記バッファ（２９）の充填レベルを計測しないことを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
メモリ（１１）をさらに備え、
デジタル入力信号は複数の通信モードのうちの一つで送信され、
前記メモリ（１１）は、あらゆる可能な通信モードについての前記入力クロックパルス及び前記出力クロックパルスの制御開始値を提供し、
所与の通信モードを示す信号を受け取ると、前記メモリ（１１）は、保存された前記入力クロックパルスを前記補償装置（１６）に、保存された前記出力クロックパルスの制御開始値を前記デジタルクロックパルス発生器（１９）に、送信することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
2011504031.tif 000010
2011504031.tif 000011
2011504031.tif 000012
2011504031.tif 000013
2011504031.tif 000014
2011504031.tif 000015