(57)【要約】  【課題】ジッタの小さいシンボルクロックを再生する技術を提供する。  【解決手段】位相差分部１０は、１シンボル周期当たりＮ回のサンプルレートで位相変調信号をサンプリングされた位相データ各々に対して、１シンボル前の位相データとの差分である位相差データを算出する。中点位相平均部１３は、各位相差データに対して、１シンボル前の位相差データから当該位相差データまでの期間に属する２つの位相差データの平均を中点位相データとして少なくとも２つ演算する。最小ズレ量検出部１５およびシンボルタイミング保持部１６は、これら中点位相データ各々の平均値からのズレ量をＮサンプル毎に相対比較してシンボルタイミングを検出する。シンボルクロック源生成部１８およびシンボルクロック選択部１９は、検出したタイミングに対応するシンボルクロックを出力する。【選択図】図２
2008219433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１シンボル周期当たりＮ回のサンプルレートで位相変調信号をサンプリングすることにより得られた位相データからデータを復調するために用いるシンボルクロックを再生するシンボルクロック再生装置であって、
外部から逐次入力される位相データに対して、当該位相データと当該位相データの１シンボル周期前の位相データとの差分を演算し、この差分を位相差データとして出力する位相差分出力手段と、
前記位相差分出力手段から逐次出力される位相差データに対して、１シンボル周期前の位相差データから当該位相差データまでの期間の中央を中心に、前後ｉ（但し、１≦ｉ≦Ｎ／２）サンプルの区間を第ｉ区間とし、当該第ｉ区間の両端に位置する位相差データの総和に比例した値を演算し、この値を第ｉ区間の中点位相データとして出力する処理を、少なくとも２つの区間に対して実行する中点位相出力手段と、
前記中点位相出力手段から逐次出力される少なくとも２つの区間の中点位相データに対して、当該少なくとも２つの区間の中点位相データ各々の、当該少なくとも２つの区間の中点位相データの平均値からのズレ量を演算し、このズレ量の総和を中点ズレ量積算データとして出力する中点ズレ量出力手段と、
前記中点ズレ量出力手段から逐次出力される中点ズレ量積算データに対して、連続するＮ個の中点ズレ量積算データ毎に、当該連続するＮ個の中点ズレ量積算データの中から最小の中点ズレ量積算データを検出する最小ズレ量検出手段と、
前記最小ズレ量検出手段により検出された最小の中点ズレ量積算データに対応する位相データのサンプルタイミングをシンボルタイミングとするシンボルクロックを生成するシンボルクロック生成手段と、を有する
ことを特徴とするシンボルクロック再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシンボルクロック再生装置であって、
前記中点位相出力手段は、
前記位相差分出力手段から逐次出力される位相差データに対して、ｊ（但し、Ｊ＝１〜Ｎ）サンプル遅延させたＮ個の位相データを生成し出力する位相差遅延手段と、
前記位相差分出力手段から逐次出力される位相差データに対して、当該位相差データ、および前記位相差遅延手段から出力される当該位相差データの１サンプル前の位相差データ〜Ｎサンプル前の位相差データを用いて、前記少なくとも２つの区間の中点位相データを演算する中点位相演算手段と、を有する
ことを特徴とするシンボルクロック再生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシンボルクロック再生装置であって、
前記中点ズレ量積算手段は、
前記中点位相出力手段から逐次出力される少なくとも２つの区間の中点位相データの平均値を算出し、この平均値を中点位相平均データとして出力する中点位相平均手段と、
前記中点位相出力手段から逐次出力される少なくとも２つの区間の中点位相データに対して、当該少なくとも２つの区間の中点位相データ各々の、前記中点位相平均手段で算出した中点位相平均データからのズレ量を演算し、このズレ量の総和を中点ズレ量積算データとして出力する中点ズレ量積算手段と、を有する
ことを特徴とするシンボルクロック再生装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシンボルクロック再生装置であって、
前記シンボルクロック生成手段は、
サンプルクロックに同期してカウントアップし、そのカウンタ値をサンプル番号として出力するＮ進サンプルカウンタと、
前記最小ズレ量検出手段により最小の中点ズレ量積算データが検出されたときに前記Ｎ進サンプルカウンタから出力されたサンプル番号をシンボルタイミングデータとして保持するシンボルタイミング保持手段と、
前記Ｎ進サンプルカウンタが採り得るサンプル番号毎に、当該サンプル番号に対応するサンプルクロックに同期したシンボルクロック源を生成するシンボルクロック源生成手段と、
前記シンボルクロック源生成手段により生成されたＮ個のシンボルクロック源の中から、前記シンボルタイミング保持手段により保持されているシンボルタイミングデータが示すサンプル番号に対応するシンボルクロック源を選択し、これをシンボルクロックとして出力するシンボルクロック選択手段と、を有する
ことを特徴とするシンボルクロック再生装置。
【請求項５】
１シンボル周期当たりＮ回のサンプルレートで位相変調信号をサンプリングして位相データを生成し出力する位相検波装置と、
位相検波装置から出力される位相データを用いてシンボルクロックを再生する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシンボルクロック再生装置と、
前記シンボルクロック再生装置から出力されるシンボルクロックに従い、前記位相検波装置から出力される位相データからデータを復調するデータ復調部と、を有する
ことを特徴とする復調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復調器に関し、特に、位相変調信号のシンボルクロックを再生するシンボルクロック再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等において、π／４シフトＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）が採用されている。π／４シフトＤＱＰＳＫの復調方式は、データ伝送単位であるシンボル期間に２ビットデータ、すなわち４値のデータに対応した４種類の位相を遷移させた変調信号から、遷移した位相変化量を検出してデータを復調する。ここで、データの復調には、受信した変調信号のシンボルタイミングにおける１シンボル間に遷移した位相変化量を検出する必要がある。特許文献１には、このシンボルタイミングを検出し、データ復調のためのシンボルクロックを再生するシンボルクロック再生回路が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のシンボルクロック再生回路は、位相差に対して、ゼロレベル、およびゼロレベル以外の２つの閾値レベルを設定し、位相差がこれら３つのレベルを横切るタイミングを検出して、この検出タイミングからシンボルクロックを再生する。
【０００４】
図９は、π／４シフトＤＱＰＳＫの復調シンボルパターンの位相差遷移を説明するための図である。ここで、縦軸は位相差、横軸は時間、黒丸（符号１００）はシンボル点である。
【０００５】
図９において、隣接する２つのシンボル点間の位相差遷移に注目すると、０、＋π／２、−π／２を横切るポイントは、シンボル点間の中心付近となっている。この横切るポイントは、遷移前後の位相差により、シンボル点間の中心から前後する場合もある。そこで、位相差がこれらの３点（０、＋π／２、−π／２）を横切るポイント（タイミング検出点１０１）を検出し、このタイミング検出点での位相差遷移から、シンボルクロックの位相を制御してシンボルクロックを再生する。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６３１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９において、位相差が０、＋π／２、−π／２を横切るポイント（タイミング検出点１０１）は、理想的な状態においても、位相差遷移によって２シンボル点間の中心からバラツキがある。このため、実際の使用環境では、復調シンボルパターンによっては、再生したシンボルクロックのジッタが大きくなる場合がある。また、周波数誤差によって生じる位相オフセットが復調シンボルパターンに含まれている場合には、ジッタが大きくなり易い。したがって、特許文献１に記載のシンボルクロック再生回路では、安定したシンボルクロックを再生することが難しい。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ジッタの小さいシンボルクロックを再生する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、１シンボル周期当たりＮ回のサンプルレートで位相変調信号をサンプリングすることにより得られた位相データ各々に対して、１シンボル前の位相データとの差分である位相差データを算出する。また、各位相差データに対して、１シンボル前の位相差データから当該位相差データまでの期間に属する２つの位相差データの総和に比例した値（例えば平均）を中点位相データとして少なくとも２つ演算する。そして、これら中点位相データ各々のこれらの中点位相データの平均値からズレ量をＮサンプル毎に相対比較してシンボルタイミングを検出し、シンボルクロックを再生する。
【００１０】
例えば、本発明は、１シンボル周期当たりＮ回のサンプルレートで位相変調信号をサンプリングすることにより得られた位相データからデータを復調するために用いるシンボルクロックを再生するシンボルクロック再生装置であって、
外部から逐次入力される位相データに対して、当該位相データと当該位相データの１シンボル周期前の位相データとの差分を演算し、この差分を位相差データとして出力する位相差分出力手段と、
前記位相差分出力手段から逐次出力される位相差データに対して、１シンボル周期前の位相差データから当該位相差データまでの期間の中央を中心に、前後ｉ（但し、１≦ｉ≦Ｎ／２）サンプルの区間を第ｉ区間とし、当該第ｉ区間の両端に位置する位相差データの総和に比例した値を演算し、この値を第ｉ区間の中点位相データとして出力する処理を、少なくとも２つの区間に対して実行する中点位相出力手段と、
前記中点位相出力手段から逐次出力される少なくとも２つの区間の中点位相データに対して、当該少なくとも２つの区間の中点位相データ各々の、当該少なくとも２つの区間の中点位相データの平均値からのズレ量を演算し、このズレ量の総和を中点ズレ量積算データとして出力する中点ズレ量出力手段と、
前記中点ズレ量出力手段から逐次出力される中点ズレ量積算データに対して、連続するＮ個の中点ズレ量積算データ毎に、当該連続するＮ個の中点ズレ量積算データの中から最小の中点ズレ量積算データを検出する最小ズレ量検出手段と、
前記最小ズレ量検出手段により検出された最小の中点ズレ量積算データに対応する位相データのサンプルタイミングをシンボルタイミングとするシンボルクロックを生成するシンボルクロック生成手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ジッタの小さいシンボルクロックを再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係るシンボルクロック再生技術が採用された移動体通信システム１の概略図である。
【００１４】
図示するように、移動体通信システム１は、アンテナ２と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部３と、復調部４と、変調部８と、を有する。
【００１５】
アンテナ２は、無線信号を送受信する。
【００１６】
ＲＦ部３は、アンテナ２で受信した無線信号を検波および復調するために高周波数から中間周波数に周波数変換し、位相変調信号として復調部４に出力する。また、変調部８で変調された位相変調信号を無線信号として送信するために、中間周波数から高周波数に変換しアンテナ２に出力する。
【００１７】
変調部８は、π／４シフトＤＱＰＳＫに従い送信データを変調し位相変調信号としてＲＦ部３に出力する。
【００１８】
そして、復調部４は、π／４シフトＤＱＰＳＫに従い、ＲＦ部３より出力された位相変調信号を受信データに復調して出力する。図示するように、復調部４は、位相検波部５と、本実施の形態に係るシンボルクロック再生部６と、データ復調部７と、を有する。位相検波部５は、ＲＦ部３から出力された位相変調信号を１シンボル周期あたりＮ回の等間隔にサンプリングすることで検波し、位相データを出力する。シンボルクロック再生部６は、位相検波部５が出力した位相データからシンボルタイミングを検出してシンボルクロックを出力する。そして、データ復調部７は、シンボルクロック再生部６が出力したシンボルクロックを用いて、位相検波部５が出力した位相データから受信データに復調する。
【００１９】
図２は、本実施の形態に係るシンボルクロック再生部６の概略図である。
【００２０】
図示するように、シンボルクロック再生部６は、位相差分部１０と、位相差遅延部１１と、中点位相演算部１２と、中点位相平均部１３と、中点ズレ量積算部１４と、最小ズレ量検出部１５と、シンボルタイミング保持部１６と、Ｎ進サンプルカウンタ１７と、シンボルクロック源生成部１８と、シンボルクロック選択部１９と、を有する。
【００２１】
位相差分部１０は、位相検波部５にて位相変調信号を１シンボル周期あたりＮ回の等間隔にサンプリングすることで得られた位相データからＮサンプル間の位相差データを求める。
【００２２】
位相差遅延部１１は、位相差分部１０から出力された位相差データをＮサンプル分（Ｎ回前のサンプルから最新のサンプルまで）保持する。
【００２３】
中点位相演算部１２は、位相差分部１０から出力された位相差データのＮ回前のサンプリング点から最新のサンプリング点までの期間において、この期間の中心の前後ｉサンプル（但し、１≦ｉ≦Ｎ／２）の期間を第ｉ区間とし、位相差遅延部１１にて保持されたＮサンプル分の位相差データから各区間（第１区間〜第Ｎ／２区間）の両端２サンプルの平均値である中点位相データを算出する。
【００２４】
中点位相平均部１３は、中点位相演算部１２が出力する各区間（第１区間〜第Ｎ／２区間）の中点位相データを平均して中点位相平均データを求める。
【００２５】
中点ズレ量積算部１４は、中点位相平均部１３が出力する中点位相平均データと、中点位相演算部１２が出力する各区間（第１区間〜第Ｎ／２区間）の中点位相データとのズレ量の絶対値を積算して中点ズレ量積算データを生成し出力する。
【００２６】
最小ズレ量検出部１５は、中点ズレ量積算部１４が出力した中点ズレ量積算データを１シンボル周期にあたるＮサンプル分毎に大小比較し、最小値および最小値の検出タイミングを識別する信号として最小ズレ量検出信号を生成し出力する。
【００２７】
Ｎ進サンプルカウンタ１７は、サンプリング点の時間的基準を示すサンプル番号（１〜Ｎ）を出力する。
【００２８】
シンボルタイミング保持部１６は、最小ズレ量検出部１５が出力した最小ズレ量検出信号により特定される最小値の検出タイミングで、Ｎ進サンプルカウンタ１７が示すサンプル番号をシンボルタイミングデータとして保持する。
【００２９】
シンボルクロック源生成部１８は、周期がＮサンプルつまりシンボル周期でＮ相のシンボルクロック源を生成する。
【００３０】
そして、シンボルクロック選択部１９は、シンボルクロック源生成部１８が生成したＮ相のシンボルクロック源から、シンボルタイミング保持部１６が出力したシンボルタイミングデータが示すサンプル番号に対応した位相を持つシンボルクロック源を選択し、これをシンボルクロックとして出力する。
【００３１】
図３は、図２に示すシンボルクロック再生部６のハードウエア構成例を示す図である。この例では、１シンボル周期当たりのサンプル数Ｎを８に設定している。
【００３２】
図３において、位相差分部１０は、位相データをサンプリングレートでシフトする８段のシフトレジスタ２０と、位相データからシフトレジスタ２０の出力データ（８段シフトされた位相データ）を減算する減算器２１と、を有する。位相差分部１０に入力される位相データは、位相変調信号を１シンボル周期あたり等間隔に８回サンプリングされたものである。したがって、８サンプル分は１シンボル周期となるため、シフトレジスタ２０の出力データは１シンボル遅延した位相データとなる。このため、減算器２１から出力されるデータは、位相データと、この位相データの１シンボル前の位相データとの差分、つまり１シンボル周期間（８サンプル分）の位相差データとなる。
【００３３】
図４は、位相差分部１０内の信号波形の一例を模式的に表した図である。ここで、横軸は時間ｔ、縦軸は角度θを表している。また、図４において、符号１０２は信号差分部１０に入力される位相データ、符号１０３は１シンボル周期遅延位相データ、符号１０４は位相差データを示している。また、黒丸１０５はサンプル点、サンプル点を囲む白丸１０６はシンボル点を表している。
【００３４】
図示するように、位相差分部１０に入力された位相データ１０２は、１シンボル周期当たり８回でサンプリングされ、シンボル毎に位相が−π／４、＋π３／４、・・・と順に遷移する。この位相データ１０２を８段のシフトレジスタ２０で８サンプル分、すなわち１シンボル周期分遅延させたものが１シンボル周期遅延位相差データ１０３である。また、位相データ１０２から１シンボル周期遅延位相データ１０３を減算器２１で減算した結果が、位相差データ１０４となる。
【００３５】
図３に戻って説明を続ける。位相差遅延部１１は、位相差分部１０から出力された位相差データをサンプリングレートでシフトする８段のシフトレジスタ２２を有する。このシフトレジスタ２２は、１段シフト（１サンプル分遅延）位相差データ〜８段シフト（８サンプル分遅延）位相差データの、合計８つの位相差データを出力する。
【００３６】
図５は、位相差分部１０、位相差遅延部１１、中点位相演算部１２（図３における、第１区間中点位相演算部２３、第２区間中点位相演算部２４、第３区間中点位相演算部２５、第４区間中点位相演算部２６）、中点位相平均部１３、および中点ズレ量積算部１４の状態を説明するための図である。ここで、縦軸は角度θを表している。しかし、縦軸方向に並ぶ波形間において角度は連続していないものとする。また、横軸は時間ｔを表している。しかし、横軸方向に並ぶ波形間において時間は連続していないものとする。また、黒丸１０５はサンプル点を表している。また、サンプル点ａ〜ｈは、図４に示したものと同じである。
【００３７】
図５において、符号１０４は位相差分部１０が出力する位相差データの一例である。また、符号１０７ｎ（ｎ＝ａ〜ｈ）は、位相差データ１０４のサンプル点ｎの時点における、合計９サンプル分（位相差分部１０から出力される位相差データ、および位相差遅延部１１の８段シフトレジスタ２２に保持されている８サンプル分の位相差データの合計９サンプル分）の位相差データである。
【００３８】
図３に戻って説明を続ける。中点位相演算部１２は、第ｉ区間中点位相演算部（ただしｉ＝１〜Ｎ／２）を有する。ここで、第ｉ区間とは、１シンボル周期の中心から前後にｉサンプル番目のサンプル点を両端とする区間を指す。この例では、１シンボル周期当たりのサンプリング数Ｎが８である。このため、中点位相演算部１２は、第１区間中点位相演算部２３、第２区間中点位相演算部２４、第３区間中点位相演算部２５、および第４区間中点位相演算部２６を有する。
【００３９】
第１区間中点位相演算部２３は、位相差遅延部１１のシフトレジスタ２２から出力される３段シフト位相差データおよび５段シフト位相差データを加算する加算器２７と、加算器２７の出力データを２で除算する除算器２８と、を有する。第２区間中点位相演算部２４は、位相差遅延部１１のシフトレジスタ２２から出力される２段シフト位相差データおよび６段シフト位相差データを加算する加算器２９と、加算器２９の出力データを２で除算する除算器３０と、を有する。第３区間中点位相演算部２５は、位相差遅延部１１のシフトレジスタ２２から出力される１段シフト位相差データおよび７段シフト位相差データを加算する加算器３１と、加算器３１の出力データを２で除算する除算器３２と、を有する。第４区間中点位相演算部２６は、位相差分部１０から出力される位相差データおよび位相差遅延部１１のシフトレジスタ２２から出力される８段シフト位相差データを加算する加算器３３と、加算器３３の出力データを２で除算する除算器３４と、を有する。
【００４０】
第１区間中点位相演算部２３は、３サンプル遅延した位相差データと５サンプル遅延した位相差データとを加算し、その結果を２で割っている。したがって、第１区間中点位相演算部２３の出力データは、第１区間の両端２サンプルである３サンプル前の位相差データと５サンプル前の位相差データとの中点位相データ（第１区間中点位相データ）となる。
【００４１】
第２区間中点位相演算部２４は、２サンプル遅延した位相差データと６サンプル遅延した位相差データとを加算し、その結果を２で割っている。したがって、第２区間中点位相演算部２４の出力データは、第２区間の両端２サンプルである２サンプル前の位相差データと６サンプル前の位相差データとの中点位相データ（第２区間中点位相データ）となる。
【００４２】
第３区間中点位相演算部２５は、１サンプル遅延した位相差データと７サンプル遅延した位相差データとを加算し、その結果を２で割っている。したがって、第３区間中点位相演算部２５の出力データは、第３区間の両端２サンプルである１サンプル前の位相差データと７サンプル前の位相差データとの中点位相データとなる（第３区間中点位相データ）。
【００４３】
そして、第４区間中点位相演算部２６は、遅延なし（最新）の位相差データと８サンプル遅延した位相差データとを加算し、その結果を２で割っている。したがって、第４区間中点位相演算部２６の出力データは、第４区間の両端２サンプルである遅延なしの位相差データと８サンプル前の位相差データとの中点位相データとなる（第４区間中点位相データ）。
【００４４】
図５において、黒三角１０８は中点位相を表している。また、符号１０９ｎｍ（ｎ＝ａ〜ｈ、ｍ＝１〜４）は、位相差データ１０４のサンプル点ｎの時点において、第ｍ区間中点位相演算部２２＋ｍから出力される中点位相データ１０８、第ｍ区間の位相差データの軌跡、および第ｍ区間の両端２サンプルの位相差データを結んだ直線を表している。
【００４５】
図示するように、サンプル点ａの時点では、第１区間〜第４区間の中点位相データ１０８にバラツキがあり、このバラツキはサンプル点ｂ、ｃへと遷移するにつれて小さくなる。そして、サンプル点ｅのときに第１区間〜第４区間の中点位相データ１０８のバラツキが最も小さくなり、その後、サンプル点ｆ、ｇへと遷移するにつれてまた増加していく。
【００４６】
図６は、位相差分部１０、第１区間中点位相演算部２３、第２区間中点位相演算部２４、第３区間中点位相演算部２５、および第４区間中点位相演算部２６の出力データ（波形）を模式的に表した図である。ここで、横軸は時間ｔを、縦軸は角度θを表している。また、黒丸１０５はサンプル点を表している。また、サンプル点ａ〜ｈは、図４に示したものと同じである。
【００４７】
図６において、符号１０４は位相差分部１０が出力した位相差データを、符号１１２は第１区間中点位相演算部２３が出力した第１区間中点位相データを、符号１１３は第２区間中点位相演算部２４が出力した第２区間中点位相データを、符号１１４は第３区間中点位相演算部２５が出力した第３区間中点位相データを、そして符号１１５は第４区間中点位相演算部２６が出力した第４区間中点位相データを示している。なお、位相差データ１０４と、第１区間〜第４区間の中点位相データ１１２〜１１５との間において、縦軸が示す角度は連続していない。図６に示すように、第１区間〜第４区間の中点位相データ１０８のバラツキが最も小さくなるサンプル点ｅを境に、位相差データ１０４が増加から減少に変化する。
【００４８】
図３に戻って説明を続ける。中点位相平均部１３は、第１区間中点位相データ、第２区間中点位相データ、第３区間中点位相データ、および第４区間中点位相データを加算する加算器３５と、加算器３５の出力データを、１シンボル周期当たりのサンプル数Ｎの半分つまり４で除算する除算器３６と、を有する。この構成により、中点位相平均部１３は、全区間中点位相データ（第１区間中点位相データ〜第４区間中点位相データ）の平均値（中点位相平均データ）を出力する。
【００４９】
図５において、符号１１０ｎ（ｎ＝ａ〜ｈ）は、位相差データ１０４のサンプル点ｎの時点において、中点位相平均部１３から出力される第１〜第４区間の中点位相平均データを表している。
【００５０】
図３に戻って説明を続ける。中点ズレ量積算部１４は、中点位相平均データから第１区間中点位相データを減算する減算器３７と、減算器３７の出力データが示す値から符号を削除してその絶対値を出力するＡＢＳ回路３８と、中点位相平均データから第２区間中点位相データを減算する減算器３９と、減算器３９の出力データが示す値から符号を削除してその絶対値を出力するＡＢＳ回路４０と、中点位相平均データから第３区間中点位相データを減算する減算器４１と、減算器４１の出力データが示す値から符号を削除してその絶対値を出力するＡＢＳ回路４２と、中点位相平均データから第４区間中点位相データを減算する減算器４３と、減算器４３の出力データが示す値から符号を削除してその絶対値を出力するＡＢＳ回路４４と、ＡＢＳ回路３８の出力、ＡＢＳ回路４０の出力、ＡＢＳ回路４２の出力、およびＡＢＳ回路４４の出力を加算する加算器４５と、を有する。
【００５１】
この構成により、中点ズレ量積算部１４は、第１区間中点位相データ〜第４区間中点位相データ毎に、該当区間中点位相データの中点位相平均データからのズレ量を絶対値で算出する。そして、第１区間中点位相データ〜第４区間中点位相データ毎に算出したズレ量の絶対値の総和を算出し、その算出結果を中点ズレ量積算データとして出力する。
【００５２】
図５において、符号１１１ｎ（ｎ＝ａ〜ｈ）は、位相差データ１０４のサンプル点ｎの時点において、中点ズレ量積算部１４から出力される中点ズレ量積算データであり、その大きさを直線の長さで表している。図示するように、サンプル点ａの時点では、第１区間〜第４区間の中点位相データにバラツキがあり、このため、中点ズレ量積算データ１１１ａも大きい。このバラツキはサンプル点ｂ、ｃへと遷移するにつれて小さくなり、これに伴い、中点ズレ量積算データも小さくなる。そして、サンプル点ｅにおいて各区間の中点位相データが一点に収束し、これにより中点ズレ量積算データ１１１ｅもゼロもしくは略ゼロとなる。その後、第１区間〜第４区間の中点位相データが発散し、サンプル点ｆ、ｇへと遷移するにつれてバラツキが大きくなり、これに伴い、中点ズレ量積算データ１１１ｆ、１１１ｇも大きくなる。
【００５３】
図７は、位相差分部１０、および中点ズレ量積算部１４の出力データ（波形）を模式的に表した図である。ここで、横軸は時間ｔを、縦軸は角度θを表している。また、黒丸１０５はサンプル点を表している。また、サンプル点ａ〜ｈは、図４に示したものと同じである。
【００５４】
図７において、符号１０４は、位相差分部１０が出力した位相差データを、そして符号１１６は、中点ズレ量積算部１４が出力した中点ズレ量積算データを示している。なお、位相差データ１０４と、中点ズレ量積算データ１１６との間において、縦軸が示す角度は連続していない。図７に示すように、サンプル点ｅにおいて中点ズレ量積算データ１１６の値がゼロ、もしくはゼロに近い値となる。
【００５５】
シンボルタイミングの１シンボル周期前すなわちＮサンプル前から現時点（シンボルタイミング）までの各サンプル点において、位相差データ（１シンボル間の位相差データ）の変化量（傾き）は一定もしくはほぼ一定である。このため、各区間の中点位相データも、同じもしくはほぼ同じとなる。したがって、シンボルタイミングにおける中点ズレ量積算データはゼロ、もしくはゼロに近い値となる。
【００５６】
一方、シンボルタイミングで位相差データの変化量（傾き）の符号が変化するため、シンボルタイミング以外のタイミングでは各区間の中点位相データが同じにならない。このため、シンボルタイミング以外のタイミングでの中点ズレ量積算データは、シンボルタイミングでの中点ズレ量積算データに比べて大きくなる。そこで、本実施の形態では、この中点ズレ量積算部１４の出力である中点ズレ量積算データが、１シンボル周期の期間中で最小となるサンプルタイミングを検出し、そのタイミングをシンボルタイミングに設定している。
【００５７】
なお、図３に示す例では、１シンボル周期を８回でサンプリングし、第１区間中点位相データ〜第４区間中点位相データの全ての区間の中点位相データを用いて、中点ズレ量積算データを演算している。しかし、本発明は、全区間の中点位相データを用いずに、中点ズレ量積算データを演算してもよい。例えば、第１区間〜第４区間の合計４区間のうちの、第１区間中点位相データおよび第４区間中点位相データのみを用いてシンボルタイミングを検出してもよい。このようにすることにより、１シンボル周期のサンプリング数が多い場合でも、小規模な回路構成にてシンボルタイミングの検出を実現できる。
【００５８】
また、図３に示す例においては、各区間の中点位相演算部２３〜２６は、自区間の中点位相データを出力している。ここで、各区間の中点位相演算部２３〜２６の除算器２８、３０、３２、３４を省略してもよい。この構成としても、結果的に中点位相平均データおよび中点ズレ量積算データが２倍の値になるだけであるため、問題なく動作させることができる。
【００５９】
図３に戻って説明を続ける。Ｎ進サンプルカウンタ１７は、カウンタ５０と、比較器５１と、を有する。カウンタ５０は、サンプリングレートで常時カウントアップしており、そのカウント値をサンプル番号として出力する。比較器５１は、カウンタ５０の出力値（サンプル番号）がＮ−１になると、カウンタ５０のカウント値を０にリセットする。このため、カウンタ５０は、０〜Ｎ−１のサンプル番号を順番に繰り返し出力する。図３に示す例では、１シンボル周期当たりのサンプル数Ｎが８であるため、カウンタ５０は０〜７のサンプル番号を順番に繰り返し出力する。
【００６０】
図８は、Ｎ進サンプルカウンタ１７、最小ズレ量検出部１５、シンボルタイミング保持部１６、シンボルクロック源生成部１８、およびシンボルクロック選択部１９の動作タイミングを説明するための図である。ここで、符号１２０は、サンプリングレートで動作するカウンタ、レジスタ等のサンプリングクロック、符号１２１は、Ｎ進サンプルカウンタ１７から出力されるサンプル番号を表している。１シンボル周期当たりのサンプル数Ｎが８である場合、図示するように、Ｎ進サンプルカウンタ１７は、サンプリングクロックに同期してカウントアップする０〜７のサンプル番号を繰り返し出力する。
【００６１】
図３に戻って説明を続ける。最小ズレ量検出部１５は、レジスタ５２と、比較器５３と、比較器５４と、ＯＲ回路５５と、を有する。レジスタ５２は、ＯＲ回路５５から最小ズレ量検出信号が出力されると、そのときに中点ズレ量積算部１４から出力された中点ズレ量積算データを最小中点ズレ量積算データとして保持する。比較器５３は、中点ズレ量積算部１４から出力された最新の中点ズレ量積算データを、レジスタ５２に保持されている最小中点ズレ量積算データと比較する。そして、中点ズレ量積算部１４から出力された最新の中点ズレ量積算データが、最小中点ズレ量積算データよりも小さい場合に出力をオンにする。比較器５４は、Ｎ進サンプルカウンタ１７から出力されるサンプル番号が０のときに出力をオンにする。そして、ＯＲ回路５５は、比較器５３および比較器５４の少なくとも一方の出力がオンのときに、出力をオンにして最小ズレ量検出信号を出力する。
【００６２】
この構成により、最小ズレ量検出部１５は、Ｎ進サンプルカウンタ１７のサンプル番号０〜７の８サンプル期間毎に、この期間内で最小の中点ズレ量積算データを保持すると共に、最小値検出タイミングを最小ズレ量検出信号として出力する。
【００６３】
すなわち、まず、Ｎ進サンプルカウンタ１７からサンプル番号０が出力されると、比較器５４の出力がオンになり、これによりＯＲ回路５５の出力がオンになって最小ズレ量検出信号が出力される。そして、ＯＲ回路５５が最小ズレ量検出信号を出力したタイミングで、レジスタ５２が、中点ズレ量積算部１４から出力された中点ズレ量積算データを最小中点ズレ量積算データとして保持する。次に、Ｎ進サンプルカウンタ１７からサンプル番号１が出力されたタイミングで、比較器５３が、中点ズレ量積算部１４から出力された中点ズレ量積算データと、レジスタ５２に保持されている最小中点ズレ量積算データとを比較する。中点ズレ量積算部１４から出力された中点ズレ量積算データの値が、レジスタ５２に保持されている最小中点ズレ量積算データの値よりも小さい場合、比較器５３の出力がオンになり、これによりＯＲ回路５５の出力がオンになって最小ズレ量検出信号が出力される。そして、ＯＲ回路５５が最小ズレ量検出信号を出力したタイミングで、レジスタ５２が、中点ズレ量積算部１４から出力された中点ズレ量積算データを新たな最小中点ズレ量積算データとして保持データを更新する。一方、中点ズレ量積算部１４から出力された中点ズレ量積算データの値が、レジスタ５２に保持されている最小中点ズレ量積算データの値以上である場合、比較器５３の出力はオフのままであり、ＯＲ回路５５の出力もオフのままである。このため、レジスタ５２の保持データは更新されない。Ｎ進サンプルカウンタ１７からサンプル番号２〜７が出力されたタイミングでもサンプル番号１の場合と同様の処理を繰り返す。これにより、サンプル番号０〜７の期間中において、この期間で最小の中点ズレ量積算データが保持される。また、この期間でＯＲ回路５５から最小ズレ量検出信号が最後に出力されたタイミングでのサンプル番号が、この期間で最小の中点ズレ量積算データを検出したときのサンプル番号となる。
【００６４】
図８において、符号１２２は、中点ズレ量積算部１４から出力される中点ズレ量積算データを、符号１２３は、最小ズレ量検出部１５内のレジスタ５２が保持する最小中点ズレ量積算データを、そして、符号１２４は、最小ズレ量検出部１５内のＯＲ回路５５から出力される最小ズレ量検出信号を表している。この例では、期間ａ〜ｈにあたるサンプル番号０〜７の期間中において、期間ｅの中点ズレ量積算データが最小である。このため、期間ｅの中点ズレ量積算データが最小中点ズレ量積算データとして最終的にレジスタ５２に保持される。また、期間ｅのときに、最小ズレ量検出信号が出力される。
【００６５】
図３に戻って説明を続ける。シンボルタイミング保持部１６は、レジスタ５６と、レジスタ５７と、比較器５８と、レジスタ５９と、を有する。レジスタ５６は、最小ズレ量検出信号が出力されたタイミングでＮ進サンプルカウンタ１７から出力されているサンプル番号を保持する。比較器５８は、Ｎ進サンプルカウンタ１７から出力されるサンプル番号がＮ−１（Ｎは１シンボル周期当たりのサンプル数すなわち８）のときに出力をオンにする。レジスタ５９は、比較器５８の出力を１サンプル分遅延させる。そして、レジスタ５７は、レジスタ５９の出力がオンのときにレジスタ５６が保持しているサンプル番号を取り込み保持すると共に、保持しているサンプル番号をシンボルタイミングデータとして出力する。ここで、比較器５８は、Ｎ進サンプルカウンタ１７の比較器５１と機能的に同じものであるため、比較器５８を省略して比較器５１の出力を使用してもよい。
【００６６】
この構成により、シンボルタイミング保持部１６は、最小ズレ量検出部１５から最小ズレ量検出信号が出力されたタイミングで、Ｎ進サンプルカウンタ１７から出力されているサンプル番号を最小サンプル番号として取り込む。最小ズレ量検出部１５において、サンプル番号０〜７の期間中で、最小ズレ量検出信号が最後に出力されたタイミングが、最小中点ズレ量積算データの検出タイミングとなる。このため、レジスタ５６には最小中点ズレ量積算データが検出されたときのサンプル番号が最小サンプル番号として最終的に保持される。この最小サンプル番号が確定するのは、サンプル番号７の次サンプルタイミング、つまりサンプル番号０のときである。このため、Ｎ進サンプルカウンタ１７からサンプル番号７が出力されるタイミングを比較器５８で検出し、レジスタ５９によりこの検出タイミングから１サンプル分遅延させたタイミング、つまりサンプル番号０のタイミングを生成し、このサンプル番号０のタイミングにて、レジスタ５６が保持している最小サンプル番号を、シンボルタイミングデータとしてレジスタ５７に取り込み保持する。
【００６７】
このシンボルタイミングデータは、１シンボル周期の期間であるサンプル番号０〜７の８個のサンプリングタイミングにおいて、中点ズレ量積算データが最も小さいタイミングである。各区間の中点位相のズレ量が最も少ないタイミングとは、位相差の変化量（＝傾き）がゼロもしくはほぼゼロとなるシンボル変化点であり、このタイミングを境に位相差変化量が変動する。すなわち、シンボルタイミングデータが示すサンプル番号は、最適なシンボルタイミングを指すことになる。
【００６８】
図８において、符号１２５は、シンボルタイミング保持部１６内のレジスタ５６が保持する最小サンプル番号を、そして、符号１２６は、シンボルタイミング保持部１６内の比較器５７から出力されるシンボルタイミングデータを表している。この例では、期間ａ〜ｈにあたるサンプル番号０〜７の期間中において、期間ｅの中点ズレ量積算データが最小である。このため、期間ｅのときのサンプル番号「４」が最小サンプル番号として最終的にレジスタ５６に保持される。そして、シンボル期間が終了したときにレジスタ５６に保持されている最小サンプル番号「４」が、シンボルタイミングデータとして、次のサンプル期間である期間ａ’１３６で比較器５７から出力される。
【００６９】
図３に戻って説明を続ける。シンボルクロック源生成部１８は、ＲＳフリップフロップ６０と、Ｎ−１段シフトレジスタ６１と、比較器６２と、比較６３と、を有する。比較器６２は、Ｎ進サンプルカウンタ１７からサンプル番号「０」が出力されているタイミングで出力をオンにする。比較器６３は、Ｎ進サンプルカウンタ１７からサンプル番号Ｎ／２が出力されているタイミングで出力をオンにする。この例では、１シンボル当たりのサンプル数Ｎが８なので、比較器６３は、サンプル番号「４」のときに出力をオンにする。ＲＳフリップフロック６０は、Ｎ進サンプルカウンタ１７に同期して０相シンボルクロック源を生成する。ここで、ＲＳフリップフロップ６０は、比較器６２の出力つまりサンプル番号「０」のタイミングでセット入力が行われ、また、比較器６３の出力つまりサンプル番号「４」のタイミングでリセット入力が行われ、出力をシンボル周期で変化させる。Ｎ−１段シフトレジスタ６１は、サンプルレートで動作し、ＲＳフリップフロップ６０から出力される０相シンボルクロック源から１〜Ｎ−１相のシンボルクロック源を生成する。この０〜Ｎ−１相のシンボルクロック源は、各々サンプル番号０〜Ｎ−１に対応したシンボルクロック源となっている。
【００７０】
図８において、符号１２７〜１３４は、シンボルクロック源生成部１８から出力される０相〜７相シンボルクロック源を表している。
【００７１】
シンボルクロック選択部１９は、選択器６４を有する。選択器６４は、シンボルクロック源生成部１８の出力である０〜Ｎ−１相のシンボルクロック源から、シンボルタイミング保持部１６が出力したシンボルタイミングデータが示す最小サンプル番号に対応するシンボルクロック源を選択し、これをシンボルクロックとして出力する。
【００７２】
図８において、符号１３５は、シンボルクロック選択部１９から出力されるシンボルクロックを表している。この例では、期間ａ’１３６で、シンボルタイミングデータが「５」から「４」に変化している。このため、シンボルクロックも同じタイミングで５相シンボルクロック源から４相シンボルクロック源に切り替わっている。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００７４】
本実施の形態では、２サンプル間の位相差の中点位相を複数のポイントで算出し、そのズレ量をＮサンプル毎に相対的に比較してシンボルタイミングを検出している。このため、送信器と受信機の周波数誤差による位相オフセットの影響を抑えつつ、且つ復調シンボルパターンへの依存を少なくしてシンボルタイミングを検出できる。したがって、移動体通信システム基地局の復調器におけるシンボルクロック再生回路として、本実施の形態のシンボルクロック再生部６は好適である。
【００７５】
移動体通信システムの復調器におけるシンボルクロック再生回路として、例えば特許文献１に記載の技術を用いた場合、実際の使用環境によっては、復調シンボルパターンにより再生したシンボルクロックのジッタが大きくなる場合がある。また、周波数誤差によって生じる位相オフセットが位相差にある場合には、ジッタが大きくなり易くなる。このため、好適なシンボルクロックを再生できないことがあり、発着呼できなかったり、通話品質が低下したりすることがある。これに対し、本実施の形態のシンボルクロック再生部６では、シンボルクロックのジッタが小さくすることができ、これにより発着呼率低下および通話品質低下を防止することができる。
【００７６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式を採用した移動体通信システム基地局の復調器におけるシンボルクロック再生部６を例にとり説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明は、他の位相変調方式の復調器におけるシンボルクロック再生回路にも適用できる。
【００７７】
また、シンボルクロック再生部６の構成は、図３に示すものに限定されない。ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの集積ロジックＩＣによりハード的に実行されるものでもよいし、あるいはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの計算機によりソフトウエア的に実行されるものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るシンボルクロック再生技術が採用された移動体無線通信システム基地局の概略構成図である。
【図２】図２は、シンボルクロック再生部６の概略構成図である。
【図３】図３は、シンボルクロック再生部６のハードウエア構成例を示す図である。
【図４】図４は、位相差分部１０内の信号波形の一例を模式的に表した図である。
【図５】図５は、位相差分部１０、位相差遅延部１１、第１区間中点位相演算部２３、第２区間中点位相演算部２４、第３区間中点位相演算部２５、第４区間中点位相演算部２６、中点位相平均部１３、および中点ズレ量積算部１４の状態を説明するための図である。
【図６】図６は、位相差分部１０、第１区間中点位相演算部２３、第２区間中点位相演算部２４、第３区間中点位相演算部２５、および第４区間中点位相演算部２６の出力データ（波形）を模式的に表した図である。
【図７】図７は、位相差分部１０、および中点ズレ量積算部１４の出力データ（波形）を模式的に表した図である。
【図８】図８は、Ｎ進サンプルカウンタ１７、最小ズレ量検出部１５、シンボルタイミング保持部１６、シンボルクロック源生成部１８、およびシンボルクロック選択部１９の動作タイミングを説明するための図である。
【図９】図９は、π／４シフトＤＱＰＳＫの復調シンボルパターンの位相差遷移を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７９】
１：移動体通信システム基地局、２：アンテナ、３：ＲＦ部、４：復調器、５：位相検波部、６：シンボルクロック再生部、７：データ復調部、８：変調器、１０：位相差分部、１１：位相遅延部、１２：中点位相演算部、１３：中点位相平均部、１４：中点ズレ量積算部、１５：最小ズレ量検出部、１６：シンボルタイミング保持部、１７：Ｎ進サンプルカウンタ、１８：シンボルクロック源生成部、１９：シンボルクロック選択部、２０：シフトレジスタ、２１：減算器、２２：シフトレジスタ、２３：第１区間中点位相演算部、２４：第２区間中点位相演算部、２５：第３区間中点位相演算部、２６：第４区間中点位相演算部、２７：加算器、２８：除算器、２９：加算器、３０：除算器、３１：加算器、３２：除算器、３３：加算器、３４：除算器、３５：加算器、３６：除算器、３７：減算器、３８：ＡＢＳ回路、３９：減算器、４０：ＡＢＳ回路、４１：減算器、４２：ＡＢＳ回路、４３：減算器、４４：ＡＢＳ回路、４５：加算器、５０：カウンタ、５１：比較器、５２：レジスタ、５３：比較器、５４：比較器、５５：ＯＲ回路、５６：レジスタ、５７：レジスタ、５８：比較器、５９：レジスタ、６０：ＲＳフリップフロップ、６１：シフトレジスタ、６２：比較器、６３：比較器、６４：選択器
【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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