(57)【要約】【課題】  同期確立を総合的に早めるための処理の簡略化と、メモリの使用量が軽減される同期検出方法とそれを用いた同期検出回路を提供する。【解決手段】  受信データ蓄積回路２のデータと、シンボル数設定回路６で設定された比較用同期信号パターンテーブル５の比較用同期信号パターンとを比較回路３で比較し、その比較されたデータを上位ビットと下位ビットに分けて、データの誤りビット数を、誤りビット数参照用テーブル４と比較回路３で算出し、誤りビット数の総計をエラーカウンタ８に蓄積し、エラーカウンタ８に蓄積された値と設定された閾値とを同期判定回路７で比較し、同期判定を下す同期検出方法およびその回路である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信データの同期検出回路において、
データの受信手段と同期検出手段とからなり、前記同期検出手段が、前記受信データを蓄えるリングバッファで構成される受信データ蓄積回路と、前記受信データと比較するための複数の比較用同期信号パターンを蓄積しておく比較用同期信号パターンテーブルと、前記比較用同期信号パターンテーブルの、どの比較用同期信号パターンと比較するかを指定するシンボル数設定回路と、前記受信データと前記比較用同期信号パターンとを比較する比較回路と、前記比較回路で比較されたデータの誤りビット数を蓄積しておく誤りビット数参照用テーブルと、誤りビット数の総計を蓄積するエラーカウンタと、エラーの数により同期確定を判定する同期判定回路とを具備することを特徴とする同期検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の同期検出回路において、
前記比較用同期信号パターンテーブルの複数の前記比較用同期信号パターンが、複数ビット単位でかつシンボル数に応じてシフトしたパターンにより構成されていることを特徴とする同期検出回路。
【請求項３】
請求項項１に記載の同期検出回路において、
前記リングバッファが、同期信号ビット長および前記比較用同期信号パターンの最小比較単位のビット長を蓄積できる機能を具備することを特徴とする同期検出回路。
【請求項４】
請求項１に記載の同期検出回路において、
前記比較回路が、前記比較されたデータを上位ビットと下位ビットに分けて、前記誤りビット数参照用テーブルを参照し、前記上位及び下位ビットの誤りビット数の和を前記エラーカウンタに蓄積し、前記同期判定回路が、設定された閾値と、前記エラーカウンタに蓄積された値とを比較し、同期判定を出力することを特徴とする同期検出回路。
【請求項５】
受信データの同期検出方法において、
取り込まれた受信データと比較用同期信号パターンデータとの排他的論理和を算出し、誤りビットパターンを参照することにより誤りビット数を算出し、前記算出された誤りビット数とあらかじめ設定されている閾値との比較において、あるシンボル数のすべてのパターンに対して前記閾値を越えていなければ同期確立の結果を出力し、何れかのパターンに対して前記閾値を越えていれば、さらにシンボル数を変えてエラー数の算出を継続し、すべてのシンボル数におて前記いずれかのパターンに対し誤りビット数が前記閾値を越えていれば、同期不確立の結果を出力することを特徴とする同期検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の同期検出方法において、
前記算出されたデータを上位ビットと下位ビットとに分けて、誤りビットパターンを参照し、前記上位ビットおよび下位ビットの誤りビット数の和を算出し、全体の誤りビット数を得ることを特徴とする同期検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データの転送における同期検出方法およびそれを用いた同期検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の同期検出方法は、受信されたデータを１ビットずつ比較していたため処理時間が多くなるという欠点があった。そこで、特許文献１に見られるように、バイト単位で処理を行う方法が提案されていた。
【特許文献１】特開２００１−２０３６７７号公報
【０００３】
しかし、この方法は、同期確立の許容誤りビット数を越えた後も、最後まで同期信号との比較を繰り返していた。また受信データをビットシフトさせながら比較するため、比較段階で毎回ビットシフトを行う必要があった。このため必要以上に処理が煩雑になっていた。さらに、誤りビット数を確定するテーブルのサイズが大きいなどの欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は、同期確立を総合的に早めるための処理の簡略化およびメモリの使用量軽減のための同期検出方法と、それを用いた同期検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の同期検出回路は、データの受信手段と同期検出手段とからなり、前記同期検出手段が、前記受信データを蓄えるリングバッファで構成される受信データ蓄積回路と、前記受信データと比較するための複数の比較用同期信号パターンを蓄積しておく比較用同期信号パターンテーブルと、前記比較用同期信号パターンテーブルの、どの比較用同期信号パターンと比較するかを指定するシンボル数設定回路と、前記受信データと前記比較用同期信号パターンとを比較する比較回路と、前記比較回路で比較されたデータの誤りビット数を蓄積しておく誤りビット数参照用テーブルと、誤りビット数の総計を蓄積するエラーカウンタと、エラーの数により同期確定を判定する同期判定回路とを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明の同期検出回路は、前記比較用同期信号パターンテーブルの前記比較用同期信号パターンが、複数ビット単位でかつシンボル数に応じてシフトしたパターンにより構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の同期検出回路は、前記リングバッファが、同期信号ビット長および前記比較用同期信号パターンの最小比較単位のビット長を蓄積できる機能を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の同期検出回路は、前記比較回路が、前記比較されたデータを上位ビットと下位ビットに分けて、前記誤りビット数参照用テーブルを参照し、前記上位及び下位ビットの誤りビット数の和を前記エラーカウンタに蓄積し、前記同期判定回路が、設定された閾値と、前記エラーカウンタに蓄積された値とを比較し、同期判定を出力することを特徴とする。
【０００９】
本発明の同期検出方法は、取り込まれた受信データと比較用同期信号パターンデータとの排他的論理和を算出し、誤りビットパターンを参照することにより誤りビット数を算出し、前記算出された誤りビット数とあらかじめ設定されている閾値との比較において、あるシンボル数のすべてのパターンに対して前記閾値を越えていなければ同期確立の結果を出力し、何れかのパターンに対して前記閾値を越えていれば、さらにシンボル数を変えてエラー数の算出を継続し、すべてのシンボル数におて前記いずれかのパターンに対し誤りビット数が前記閾値を越えていれば、同期不確立の結果を出力することを特徴とする。
【００１０】
本発明の同期検出方法は、前記算出されたデータを上位ビットと下位ビットとに分けて、誤りビットパターンを参照し、前記上位ビットおよび下位ビットの誤りビット数の和を算出し、全体の誤りビット数を得るステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の同期検出方法によれば、同期確立の許容誤りビット数を越えた後は、最後まで同期信号パターンとの比較を繰り返す必要がない。また受信データをビットシフトさせながら比較する必要もない。さらに誤りビット数を確定するテーブルのサイズを小さくできるため、テーブル用のメモリの使用量が軽減される。従って、同期確立を総合的に早めるための処理の簡略化と、メモリの使用量の軽減とを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による同期検出方法の実施の形態について図１を用いて説明する。図１は、本発明の同期検出方法が適用される同期検出回路の構成を示すブロック図である。図１に示すように、同期検出回路は、データを受信する受信手段１と、そのデータとテーブルに蓄えられた比較用パターンデータとから同期を検出する同期検出手段１０とから構成されている。同期検出手段１０は、受信データをバイト単位で蓄える受信データ蓄積回路２と、そのデータとテーブルの比較用同期信号パターンデータを比較する比較回路３と、誤りビット数を蓄えている誤りビット数参照用テーブル４と、比較用の同期信号パターンデータを蓄えている比較用同期信号パターンテーブル５と、シンボルのずれ数を設定するシンボル数設定回路６と、同期が確立しているか否かを判定する同期判定回路７と、誤りビット数を蓄えるエラーカウンタ８とから構成されている。
【００１３】
図１において、受信手段１で取り込まれた受信データは、バイト単位で受信データ蓄積回路２に出力され、蓄えられる。このとき同時に、同期信号の検出処理が実行される。次にずれの比較を開始する。最初はずれのない場合の同期信号パターンからはじめるため、シンボル数設定回路６のずれシンボル数ｎに０を設定し、エラーカウンタ８のエラーカウント数も０に初期化する。
【００１４】
受信データ蓄積回路２から受信データを取り出し、さらに比較同期信号パターンテーブル５のテーブルからずれシンボル数がゼロ（ｎ＝０）のときの比較用同期信号パターンデータを取り出し、比較回路３へ送る。比較回路３は誤りビットを取り出すため、これら２つのデータの排他的論理和を算出する。算出されたデータの上位ビットを取り出し、誤りビット数参照用テーブル４の誤りビット数テーブルに当てはめることで、上位ビットに含まれる誤りビット数を取得する。下位ビットに対しても同様にして誤りビット数を取得し、両者を加算することによって全体の誤りビット数を算出する。
【００１５】
この算出された誤りビット数は、同期判定回路７を介してエラーカウンタ８に加算される。同期判定回路７は、この加算された誤りビット数があらかじめ設定されている閾値との比較において、あるシンボル数のすべてのパターンに対して閾値を超えていなければ、同期が確立されていると判定し、同期確立の結果を出す。あらかじめ設定されている閾値を越えていれば、さらにシンボル数を変えて比較回路3はパターンの比較を行い、エラー数の算出を継続する。各シンボル数の何れかのパターンに対してエラーカウンタ８の誤りビット数が閾値を越えており、かつすべてのシンボル数において同様の結果であれば、同期不確立と判定し同期不確立の結果を出す。
【００１６】
次に同期信号３２ビット、シンボル数１において、同期信号を１バイトずつ比較する場合についての受信データ蓄積回路２の構成と、比較用同期信号パターンテーブル５における同期信号パターンテーブルについて説明する。
【００１７】
図２は受信データ蓄積回路２をリングバッファで実現し、［５］番目の１バイトを受信したことによって同期が確立する場合の図である。伝搬してきた信号は、受信手段１により受信データとして受信され、１バイト毎にリングバッファに出力され蓄積される。リングバッファは少なくとも同期信号の長さ＋１バイトの容量が必要である。
【００１８】
図３は、比較用同期信号パターンテーブル５における、同期信号のパターンをビットシフトさせた同期信号パターンテーブルの説明図である。ｎ＝０は、受信手段１によって取り込まれた１バイトと同期信号パターンの１バイトとの間に、ずれが全くない場合の比較パターンである。ｎ＝１は、受信手段１による取り込みが、同期信号パターンに対して１シンボル進んでいた場合の比較パターンである。同期信号の先頭バイトのうち、ビットシフトによりはみ出した部分は、反対側の（４）のパターンの後ろに入れる。以下同様にｎ＝７までを作成しておく。マスクデータは、ずれたデータを図２の［１］番目および［５］番目のデータから再生するためのデータである。これらのパターンは、同期信号が決まればそれに従って自動的に決まるため、設計時に作成することができ、比較時に毎回作成する必要はなく、シンボルが遅れた場合も同様となる。また、簡単なマクロを作成しておくことにより、同期信号のパターンが変更されたときでも自動的に計算することが可能である。
【００１９】
次に本発明の同期検出手段１０における処理の流れについて説明する。図４は、本発明の同期検出手段１０における同期検出処理の流れを示すフローチャートである。図４（Ａ）を説明するに当たり、図２において、［５］番目の１バイトを受信したことによって同期が確立するとすれば、［１］番目の終わり、［２］、「３」、「４」および［５］番目の先頭に同期信号が含まれていることになる。従って、まず［２］番目から比較を開始する。伝搬してきた信号は、受信手段１によって受信され（ステップ１００）、１バイト毎にリングバッファ２に出力され、蓄えられて（ステップ１０１）、図２の状態となる。シンボル数設定回路６のシンボル数ｎに０を設定する（ステップ１０２）。エラーカウンタ８のエラーカウント数を０に初期化する（ステップ１０３）。ｎ＝０なので、図３のｎ＝０の先頭（１）の同期パターンと図２の３回前に受信したデータ［２］とを比較し、誤りビットを算出しエラーカウンタ８に加算する（ステップ１０４）。
【００２０】
このステップ１０４の誤りビット算出のフローについて図３（Ｂ）を用いて詳細に説明する。リングバッファ２のデータ［２］を比較回路３へ読み込む（ステップ２００）。比較用同期信号パターンテーブル５の同期信号パターンｎ＝０の先頭（１）の同期パターンを、比較回路３へ読み込む（ステップ２０１）。この２つのデータの排他的論理和を算出する（ステップ２０２）。排他的論理和の上位４ビットを取り出して、誤りビット数参照用テーブル４のテーブルに当てはめることで、上位４ビットに含まれる誤りビット数を取得する（ステップ２０３）。下位４ビットに対しても同様にして誤りビット数を取得する（ステップ２０４）。上位４ビットの誤りビット数と下位４ビットの誤りビット数を加算する（ステップ２０５）。この加算合計をエラーカウンタ８に加算する（ステップ２０６）。
【００２１】
次に誤りビット数の総計と設定されている閾値を同期判定回路７において比較し（ステップ１０５）、閾値以下であれば、リングバッファ２の２バイト前のデータ［３］とｎ＝０の同期パターン（２）に関し、ステップ１０４およびステップ１０５と同様の操作をする（ステップ１０６）、（ステップ１０７）。さらにステップ１０７で誤りビット数の総計が閾値以下であれば、リングバッファの１バイト前のデータ［４］とｎ＝０の同期パターン（３）に関し、ステップ１０４およびステップ１０５と同様の操作をする（ステップ１０８）、（ステップ１０９）。
【００２２】
このときステップ１０９で誤りビット数の総計が閾値以下であれば、最後に受信したデータ［５］と４バイト前のデータ［１］とから、同期パターンの含まれる部分を抽出・合成する（ステップ１１０）。このステップ１１０の抽出・合成のフローについて図３（Ｃ）を用いて詳細に説明する。リングバッファ２のデータ［５］を比較回路３へ読み込む（ステップ３００）。ｎ＝０に対応するマスクパターンデータを比較回路３へ読み込む（ステップ３０１）。この２つのデータの論理積を算出する（ステップ３０２）。リングバッファ２の４バイト前のデータ［１］を比較回路３へ読み込む（ステップ３０３）。比較回路３に読み込まれていたマスクパターンデータを反転する（ステップ３０４）。この２つのデータの論理積を算出する（ステップ３０５）。ステップ３０２とステップ３０５で演算された論理積のデータの論理和を取り、受信データの同期パターンを生成する（ステップ３０６）。
【００２３】
次にステップ３０６で生成されたデータとｎ＝０の同期パターン（４）に関し、ステップ１０４およびステップ１０５と同様の操作をする（ステップ１１１）、（ステップ１１２）。このときステップ１１１で誤りビット数の総計が閾値以下であれば、同期確定の判定を結果として出力する（ステップ１１３）。
【００２４】
ステップ１０５、ステップ１０７、ステップ１０９およびステップ１１２において誤りビットの総計が閾値を越えていたら、シンボル数設定回路６のシンボル数ｎに１を加算する（ステップ１１４）。この加算されたｎの数値が７以下であればステップ１０３に戻り、ｎが７になるまでループを繰り返す。ｎが７になると同期不確立と判定して結果を出力する。
【００２５】
図５は、比較用同期信号パターン長と誤りビット数参照用テーブルの参照回数に対する照合パターン数を示す説明図である。８ビット、１６ビット、あるいは３２ビットの排他的論理和をとった後、誤りビット数を算出するため、１回、２回、４回、あるいは８回で参照を行う場合の、それぞれのパターン数を示している。本実施例では、８ビットの排他的論理和をとった後、上位４ビットと下位４ビットとに分けて、２回のテーブル参照と加算により算出を行っているが、処理速度とメモリ使用量のバランスに応じて、最適な手段を選択することが可能である。また図６は、１シンボル＝２ビットの場合の比較用同期信号テーブルとマスクデータとを、図７は１シンボル＝４ビットの場合の比較用同期信号テーブルとマスクデータとを示している。これらの図は、多値の変調を行う場合には、比較用同期信号テーブルとマスクデータの要素数を減らすことができることを示している。マスクデータはテーブルとしてあらかじめ用意する場合を説明したが、比較時に、ｎの値から容易に計算することもできる。
【００２６】
以上説明したように、この同期検出方法によれば、同期信号を受信していない場合は、大概の場合、比較の初期段階である３バイト目までの処理によって同期不確定と判断されるため、最後まで処理を行うことなく、不一致の判定が可能である。また誤りビット数を算出する際、上位４ビットと下位４ビットの２回に分けてカウントしその和をとるため、１回で行う誤りビット数参照用テーブルに比べて１/１６のテーブルに縮小できる。またこれまでに説明した機能実現手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような回路または装置であってもよく、また機能の一部又は全部をソフトウエアで実現することも可能である。さらに機能実現手段を、複数の回路によって実現してもよく、複数の機能を単一の回路で実現してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は信号の同期検出を目的とする無線通信などの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による、同期検出回路の一構成例を示す各ブロック図である。
【図２】本発明における、受信データ蓄積回路２をリングバッファで実現し、同期が確立する場合を示した図である。
【図３】本発明の比較用同期信号パターンテーブル５における、比較用同期信号パターンの説明図である。
【図４（Ａ）】本発明の同期検出手段１０における同期検出処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４（Ｂ）】本発明の同期検出手段１０における同期検出処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４（Ｃ）】本発明の同期検出手段１０における同期検出処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】比較用同期信号パターン長と誤りビット数参照用テーブルの参照回数に対する照合パターン数を示す説明図である。
【図６】１シンボル＝２ビットの場合の同期信号テーブルとマスクデータを示す説明図である。
【図７】１シンボル＝４ビットの場合の同期信号テーブルとマスクデータを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    受信手段
２    受信データ蓄積回路
３    比較回路
４    誤りビット数参照用テーブル
５    比較用同期信号パターンテーブル
６    シンボル数設定回路
７    同期判定回路
８    エラーカウンタ
１０    同期検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（Ａ）】
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【図４（Ｂ）】
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【図４（Ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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