(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信チャネルに対して順次モニタを行って、受信チャネルをスキャンする機能を備えた通信機に設けられ、受信されたデジタル変調信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部を備え、前記シンボルタイミング検出部によってシンボルタイミングが検出できたか否かに基づいてモニタすべき受信チャネルであるかを判断することにより受信チャネルのスキャン制御を行う受信チャネルスキャン制御装置であって、
前記シンボルタイミング検出部は、検波信号を、前記通信機が有する基準発振器のクロック周波数の３倍以上の周波数でオーバーサンプリングしてシンボルタイミングを取得し、順次得られる各シンボルタイミングが、１つ前のシンボルタイミングに対して遅れている場合と進んでいる場合についてそれぞれカウントを行い、遅れている場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを、前記基準発振器の１クロック分＋１シフトし、進んでいる場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを前記基準発振器の１クロック分−１シフトすることによりシンボルタイミングのずれを修正することを特徴とする受信チャネルスキャン制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の受信チャネルスキャン制御装置において、前記シンボルタイミング検出部によるシンボルタイミングの検出が成功した場合、または前記シンボルタイミング検出部によるシンボルタイミングの検出と同時にフレーム同期ワードの検出を行って、前記フレーム同期ワードが検出された場合、受信チャネルのスキャンを停止することを特徴とする受信チャネルスキャン制御装置。
【請求項３】
複数の受信チャネルに対して順次モニタを行って、受信チャネルをスキャンする機能を備えた通信機の受信チャネルスキャン制御方法であって、
受信されたデジタル変調信号からシンボルタイミングが検出できたか否かに基づいてモニタすべき受信チャネルであるかを判断することにより受信チャネルのスキャン制御を行う際に、検波信号を、前記通信機が有する基準発振器のクロック周波数の３倍以上の周波数でオーバーサンプリングしてシンボルタイミングを取得し、順次得られる各シンボルタイミングが、１つ前のシンボルタイミングに対して遅れている場合と進んでいる場合についてそれぞれカウントを行い、遅れている場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを、前記基準発振器の１クロック分＋１シフトし、進んでいる場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを前記基準発振器の１クロック分−１シフトすることによりシンボルタイミングのずれを修正することを特徴とする受信チャネルスキャン制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の受信チャネルスキャン制御方法において、前記シンボルタイミングの検出が成功した場合、または前記シンボルタイミングの検出と同時にフレーム同期ワードの検出を行って前記フレーム同期ワードが検出された場合、受信チャネルのスキャンを停止することを特徴とする受信チャネルスキャン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル変調方式の通信機の受信チャネルスキャン制御装置、受信チャネルスキャン制御方法、受信チャネルスキャン制御プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機の受信装置において、複数の受信チャネルを順次切り替えて、受信チャネルをモニタする機能を備えたものが知られている。この機能は一般にチャネルスキャン動作と呼ばれ、各受信チャネル毎に、復調してスピーカ等から出力すべき信号の着信が有るか否かを瞬時に判断し、着信があれば一定時間、若しくは着信が無くなるまで当該受信チャネルに留まり音声を出力しながらモニタし、着信がない場合は次の受信チャネルに移行し、以下同様の処理を順次継続して行うものである。
図１２は従来の受信チャネルスキャン制御例を示すフローチャートである。
同図１２において、チャネル変更処理（Ｓ１０１）がスタートすると、チャネルの信号判断に必要な予め設定した時間をカウントするタイマーの計数値を初期化し（Ｓ１０２）、ＲＳＳＩ検出処理を行う（Ｓ１０３）。ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）は、選択したチャネルの受信電界強度を監視するもので、例えば、受信機の中間周波増幅回路（ＩＦ）のリミッタレベル等を監視することによって、所望の信号を十分な電界強度にて受信しているか否かを検出する。ＲＳＳＩの監視に基づいて着信信号の有無を判断し、着信有りと判断すると（Ｓ１０４  ＹＥＳ）、次にノイズ検出を行う（Ｓ１０５）が、前記Ｓ１０４のＲＳＳＩ監視の結果、着信無しと判断された場合は（Ｓ１０４  ＮＯ）、前記タイマーの計数値が予め設定した値、例えば１５ｍｓ経過したか否かを判断し（Ｓ１０６）、経過していない場合は前記Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６のループ処理を繰返す（Ｓ１０６  ＮＯ）。ノイズ検出処理では、通常のノイズスケルチとして知られているように、検波復調した受信出力中のノイズ量を検出するもので、受信電界強度が小さいほど検波復調出力中のノイズレベルが大きくなることから、着信信号の有無を判断することができる。この処理でノイズがないか、あるいは予め定めたしきい値と比較して、それより小さい場合は着信信号ありと判断して（Ｓ１０７  ＮＯ）、受信復調した受信音声信号をスピーカ等から出力する（Ｓ１０８）。一方、前記Ｓ１０７のノイズレベル判断において、ノイズありと判断された場合は（Ｓ１０７  ＹＥＳ）、着信があるにも拘わらず、パルス的に混入するノイズであるかどうかを確認するために、タイマーにより３０ｍｓ間経過したか否かを判断する（Ｓ１０９）。この処理においてタイマー計数時間が３０ｍｓ以下であれば、前記Ｓ１０５のノイズ検出処理設定、Ｓ１０７のノイズの有無判断、Ｓ１０９のタイマー計数値確認のループ処理を繰返す。なお、前記Ｓ１０６と、Ｓ１０９のタイマー計数処理において、夫々設定した時間経過した場合は、当該受信チャネルでは着信信号が無いものと判断して、最初の処理Ｓ１０１に戻って、以上説明した処理を繰返す。このように、従来のノイズの有無によって受信チャネルスキャンを制御するものでは、例えば３０ｍｓ程度の時間にわたってノイズの連続性を確認する必要がある。特に、移動通信においては、移動に伴うフェ−ジングによって、着信電界強度が大幅に変動するので、単発性のノイズの混入が頻繁に発生するので、着信信号の判断には、比較的長時間ノイズが連続して発生していることを確認する手段が不可欠となる。また、特開特許文献１には、スケルチ開閉制御を行う際の、しきい値レベルにヒステリシスを持たせた発明が開示されているが、この例でも、電界強度レベルであるＲＳＳＩを用いている。
【特許文献１】特開２００２−２３２３０６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の受信チャネルスキャン制御装置、方法では、ＲＳＳＩやイズ検出を使用する関係上、弱電界強度におけるスキャン制御の安定性や確実性を維持するためには、ある程度長時間の処理を要するという問題があった。例えば上述した例では、ＲＳＳＩ監視のために最低でも１５ｍｓ程度、更にノイズ検出には３０ｍｓ程度必要であり、合計４５ｍｓを要することになる。また、受信チャネルの近傍にレベルの大きな妨害波がある場合は、受信チャネルには着信が無くても、ＲＳＳＩ検出が判定される場合があり、モニタの必要の無いチャネルについてもスキャン停止処理が行われることがある。更に、近年採用されるようになったデジタル変調信号と従来のアナログ変調信号が混在する複数の受信チャネルをスキャンする場合は、より一層スキャン処理の安定性や確実性が損なわれることがあった。
図１３はこれら従来のスキャン方法における処理時間を説明するためのタイムチャートである。同図１３（ａ）は、ＲＳＳＩ検出において着信無し（Ｓ１０４  ＮＯ）と判断され、タイマー計数において１５ｍｓ経過してもＲＳＳＩが検出されなかった場合（Ｓ１０６）に次の受信チャネルへのスキャンに移行する処理を示しており、この場合次のチャネルに移行するまでに要する時間は１５ｍｓとなる。
【０００４】
同図１３（ｂ）は、前記図１２のＳ１０３にてＲＳＳＩ検出において着信ありと判断され、Ｓ１０５、Ｓ１０７においてノイズあり（着信なし）と判断された場合のタイムチャートである。この場合はＲＳＳＩ検出に続き、ノイズの有無判断検出を３０ｍｓにわたって行うので、この場合は、既に説明したとおり合計で４５ｍｓ必要である。同図１３（ｃ）は、Ｓ１０３にてＲＳＳＩ検出において着信ありと判断され、Ｓ１０５においてノイズなし（着信あり）と判断された場合のタイムチャートである。デジタル変調信号を受信する場合は、ＲＳＳＩ検出、ノイズ検出に続けてフレーム同期ワード検出を行い、フレーム同期ワードが検出されて初めて音声が出力されることになるが、もし、受信チャネル信号がアナログ変調である場合は、この処理においてフレーム同期ワードが検出されないことになるので、別途、デジタル変調であるかアナログ変調であるかを判断する処理が必要となる。この例の場合、アナログ変調チャネルでは受信モニタを行わないときは、所定時間フレーム同期ワード検出を行った後、次のチャネルに移行することになるので、更にフレーム同期ワード検出に要する１８０ｍｓを加えた合計２２５ｍｓ必要となる。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、迅速且つ安定して複数の受信チャネルをスキャンすることができる通信機の受信チャネルスキャン制御装置、受信チャネルスキャン制御方法、受信チャネルスキャン制御プログラム及び記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、上記目的を達成するために、請求項１記載の受信チャネルスキャン制御装置では、複数の受信チャネルに対して順次モニタを行って、受信チャネルをスキャンする機能を備えた通信機に設けられ、受信されたデジタル変調信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部を備え、前記シンボルタイミング検出部によってシンボルタイミングが検出できたか否かに基づいてモニタすべき受信チャネルであるかを判断することにより受信チャネルのスキャン制御を行う受信チャネルスキャン制御装置であって、前記シンボルタイミング検出部は、検波信号を、前記通信機が有する基準発振器のクロック周波数の３倍以上の周波数でオーバーサンプリングしてシンボルタイミングを取得し、順次得られる各シンボルタイミングが、１つ前のシンボルタイミングに対して遅れている場合と進んでいる場合についてそれぞれカウントを行い、遅れている場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを、前記基準発振器の１クロック分＋１シフトし、進んでいる場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを前記基準発振器の１クロック分−１シフトすることによりシンボルタイミングのずれを修正することを特徴とする。
また、請求項２記載の受信チャネルスキャン制御装置では、前記シンボルタイミング検出部によるシンボルタイミングの検出が成功した場合、または前記シンボルタイミング検出部によるシンボルタイミングの検出と同時にフレーム同期ワードの検出を行って、前記フレーム同期ワードが検出された場合、受信チャネルのスキャンを停止することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項３記載の受信チャネルスキャン制御方法では、複数の受信チャネルに対して順次モニタを行って、受信チャネルをスキャンする機能を備えた通信機の受信チャネルスキャン制御方法であって、受信されたデジタル変調信号からシンボルタイミングが検出できたか否かに基づいてモニタすべき受信チャネルであるかを判断することにより受信チャネルのスキャン制御を行う際に、検波信号を、前記通信機が有する基準発振器のクロック周波数の３倍以上の周波数でオーバーサンプリングしてシンボルタイミングを取得し、順次得られる各シンボルタイミングが、１つ前のシンボルタイミングに対して遅れている場合と進んでいる場合についてそれぞれカウントを行い、遅れている場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを、前記基準発振器の１クロック分＋１シフトし、進んでいる場合のカウント値が所定の閾値を超えた場合は、前記通信機の検波部における検波タイミングを前記基準発振器の１クロック分−１シフトすることによりシンボルタイミングのずれを修正することを特徴とする。
また、請求項４記載の受信チャネルスキャン制御方法では、請求項３記載の受信チャネルスキャン制御方法において、前記シンボルタイミングの検出が成功した場合、または前記シンボルタイミングの検出と同時にフレーム同期ワードの検出を行って前記フレーム同期ワードが検出された場合、受信チャネルのスキャンを停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は以上のように構成し、または処理するので、夫々以下のような効果がある。
請求項１の受信チャネルスキャン制御装置では、受信信号においてデータに重畳されたクロック信号を検出し、前記クロック信号の検出結果に基づいて、受信チャネルのスキャン制御を行うように構成したので、従来のようにＲＳＳＩ検出やノイズ検出に代わり、もしくはそれらと併用して、受信チャネルスキャンの制御が可能となり、迅速性と、安定性及び確実性が向上する。
また、シンボルタイミング検出部が、検波信号をクロック周波数のｍ倍の周波数でオーバーサンプリングし、順次得られる各シンボル値が１つ前のシンボル値と同一か否かを判断することによって、フレーム同期ワード検出を行うことなくクロックを確実に検出するように構成したので、本発明の受信チャネルスキャン制御において必要不可欠なクロック信号検出が確実に実行できる。
請求項２の受信チャネルスキャン制御装置では、受信信号に重畳されたクロック信号と、フレーム同期ワードとを検出し、その検出結果に基づいて受信チャネルスキャンを制御するので、更に、迅速性が向上した受信チャネルスキャン制御が可能となる。
請求項３又は４の受信チャネルスキャン制御方法は、前記請求項１又は２の夫々の受信チャネルスキャン制御装置を実施するための方法を提供するので、ＣＰＵやＤＳＰを用いたソフトウエア処理として各請求項記載の発明を実施するためのプログラムを作成し、又は種々の機能ブロックを利用して本発明を実施する上で有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される技術用語、構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明は既に説明したように受信チャネルスキャンに際し、従来のＲＳＳＩ監視やノイズ検出に代わり、もしくはそれらと併用して、デジタル変調信号において、データに重畳されているクロックを再生し、あるいはフレーム同期ワードを検出して、その検出結果に基づいて受信チャネル制御を行うものである。また、後述するが、同様の手段として、受信信号のアイパターン検出や、シンボルクロック、シンボルタイミングを検出することでも希望信号の着信の有無を判断できるので、これらを利用することもできる。以下、具体的に本発明について説明するが、それに先だって、本発明を理解する上で必要な事項について簡単に説明する。
デジタル無線通信では、伝達すべきデータをフレーム単位で送受信するが、送信機側で各フレームの所定位置、例えば、フレーム先頭に特定の信号配列パターンを有する同期信号（フレーム同期ワード：Frame Sync Word）を配置して送信し、受信機側では、検波出力信号中の上記フレーム同期ワードを検出することにより、同期を確立した上で、情報ビットを復調する。
【０００９】
また陸上移動無線システムでは、移動に伴う受信電界強度の変動が極めて大きくなるので、受信電界強度の変動に対する復調音声出力レベル変動が少ない周波数変調方式（ＦＭ：Frequency Modulation）が使用される。更に、ＦＭ通信では、無信号（着信信号がない）時に極めて大きな雑音がスピーカから出力されることになる不都合を回避するため、従来から、一定レベル以上の雑音が発生する場合は音声出力を遮断するスケルチ（Ｓｑｕｅｌｃｈ）機能を備えるのが一般的である。
また一般に、受信機において、検波して得たベースバンド信号からシンボルクロックを再生し、これに基づいてデジタル信号を再生する処理を行う際、送信機と受信機の基準発振周波数のずれやフェージングの影響によって、ナイキスト点とシンボルタイミング（シンボル取得タイミング）とのずれが生じ、このずれが大きくなると、ビット誤り率が悪化し、データの再生が不可能になることがある。このため、従来から、受信機のクロック信号を生成する基準発振器の発振周波数を、受信検波した信号から検出したシンボルタイミングに同期させるようにしていることもよく知られている。
デジタル変調方式には種々のものがあるが、陸上移動通信システムに使用される変調方式として、米国規格ＡＰＣＯ  Ｐｒｏｊｅｃｔ２５（以下ＡＰＣＯ  Ｐ２５）と称する規格が知られている。
【００１０】
図１はＡＰＣＯ  Ｐ２５の方式を採用した無線受信機における周波数偏移値と閾値の関係を示したアイパターンである。アイパターンは、デジタル信号の波形をある期間重ね合わせてオシロスコープで観測したもので、丸みを帯びて目の形をしていることからアイパターンと呼ばれる。通信回線の状態が良好で、電界強度が十分に得られＳＮ（信号対雑音比）が良好な程、同図１のように単一な曲線の集合体になる。
ＡＰＣＯ  Ｐ２５では４値ＦＳＫ変調方式が採用されており、各シンボル値はデジタル変調信号における周波数偏移に対応し、周波数偏移が６００［Ｈｚ］、１８００［Ｈｚ］、−６００［Ｈｚ］、及び−１８００［Ｈｚ］いずれかの周波数偏移を受けており、夫々１シンボルで２ビットの組み合わせ、“００”、“０１”、“１０”、“１１”のいずれかを表すようになっている。サンプリングされた周波数偏移量がいずれの値に対応するかを判定するに際し、閾値として、０［Ｈｚ］、１２００［Ｈｚ］、−１２００［Ｈｚ］が用いられる。
本発明では、受信チャネルスキャンに際し、従来のようにＲＳＳＩ監視やノイズ検出に代わり、デジタル変調信号において、データに重畳されているクロックを再生し、あるいはフレーム同期ワードを検出して、その検出結果に基づいて受信チャネル制御を行うものである。従って、ＡＰＣＯ  Ｐ２５のシンボルレートが４８００ｂｐｓにおいて本発明を適用すると、検出を行うシンボル数を６０に設定すれば、検出に要する時間は（６０シンボルを４８００ｂｐｓで割り算して）１２．５ｍｓで済むことが分かる。この期間内にシンボルが検出できれば、即ち、アイパターンが検出できれば、着信信号が存在するものと判断して、チャネルスキャンを停止しフレーム同期ワードの検出を行い、フレーム同期ワードが検出できれば受信モニタ処理を行い、アイパターンが検出できないときはデジタル変調信号を受信していないものと判断して次のチャネルに移行する。
【００１１】
図２は、本発明の一実施例に係る受信チャネルスキャン処理のフローチャートである。この例に示す処理は、受信チャネル変更処理（Ｓ１）に移行すると、検出時間を計数するタイマーを初期化するとともに（Ｓ２）、シンボル検出処理（Ｓ３）を開始し、所定の変調方式に基づいたシンボルが検出できるか否かを判断する。このシンボル検出処理において、シンボルが検出できたときは受信すべき信号が着信したものと判断してスキャンを停止し、フレーム同期ワードを検出して一連のデジタル信号復調処置を行い、当該チャネルの受信モニタを実行する（Ｓ５）。一方、前記シンボル検出処理Ｓ４においてシンボルが検出できなかったときは（Ｓ４  ＮＯ）、前記タイマーによる時間計数が１２．５ｍｓ経過したか否かを判断し、経過していない場合は（Ｓ６  ＮＯ）、前記シンボル検出処理Ｓ３に戻り、シンボル検出判断処理Ｓ４、タイマー計数処理Ｓ６からなるループ処理を行う。このループ処理において１２．５ｍｓ以内にシンボル検出ができなかった場合は（Ｓ６  ＹＥＳ）、当該受信チャネルには受信すべき着信がないものと判断して、次の受信チャネルのスキャン処理を開始すべく、チャネル変更処理開始処理Ｓ１に戻り、以上説明したフローを繰返す。なお、この処理においては所定時間、この例では６０シンボル分の１２．５ｍｓにわたってシンボルを検出することによって、アイパターン検出を行ったもので、本発明を実施する意味でのクロック再生と同じ手段と考えることが出来る。即ち、その通信システムにおけるＦＳＫの周波数偏移値が分かっているから、ある期間にわたってシンボル検出を行えば、クロックを再生することと同じように、希望信号の着信を確認することができる。以下の説明においても同様であり、クロック再生、シンボルタイミング検出、アイパターン検出等の用語は、本発明が目的とする受信チャネルスキャン制御に使用する手段としての、希望信号着信の有無を判断する上では、ほぼ同様の意味を持つものである。
【００１２】
図３は、以上説明した本発明に基づく受信チャネルスキャン処理を行った場合のタイムチャートである。（ａ）は、アイパターン検出の結果、アイパターンが検出できず次の受信チャネルにスキャンした場合に要する時間を示しており、ＡＰＣＯ  Ｐ２５において６０シンボルからアイパターンの検出を行う例では、僅か１２．５ｍｓで済む。また、（ｂ）は、アイパターン検出に成功し、次にフレーム同期ワードを検出する場合のタイムチャートであり、アイパターン検出（クロック信号検出又はシンボル検出）に成功すれば受信チャネルスキャンを停止し、当該受信チャネルでの受信モニタを実施するために、フレーム同期ワードを検出して同期を確立する。この場合、アイパターン検出によって復調すべき信号が着信していることが確認されているので、その後のフレーム同期ワード処理が無駄になることはない。即ち、アナログ変調された着信信号に対しては、アイパターン検出も、クロック信号検出もできないので、当該チャネルには希望信号の着信がないことが分かり、直ちに次のチャネルにスキャン移行できることから、無駄なフレーム同期ワード検出処理を行うことがない。
このように、本発明によれば、クロック再生（シンボル検出、アイパターン検出）によって着信信号の確認を行うので、前記図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明した従来の受信チャネルスキャン処理に比べて大幅に時間短縮効果が得られることが明らかである。
なお、ＡＰＣＯ  Ｐ２５は４値ＦＳＫではあるが、このフレーム同期ワードは±１８００Ｈｚの２値のみが含まれることから、他の情報フレームの検出より比較的容易である。そこで、このフレーム同期ワードの検出を同時に実施して、そのフレーム同期ワード検出か、クロック信号検出かいずれか早い方の検出結果によって受信チャネルスキャン制御を行ってもよい。また、フレーム同期ワード検出は、受信機においては必須の処理であるので、本発明に係る受信チャネルスキャン制御装置以外のブロックにて実施されている場合は、その処理結果を流用することも全体構成を簡略化する上から有用であろう。
【００１３】
図４は本発明の他の実施態様例を示すフローチャートである。この例では、受信チャネルスキャンを開始すると（Ｓ１１）、チャネル変更処理をスタートし（Ｓ１２）、タイマーをリセット（初期化）した上で（Ｓ１３）、シンボル検出とフレーム同期ワード検出を実行する（Ｓ１４）。この処理では、先ずシンボルが検出できるか否か、即ち、クロックが再生できるか否かを判断する（Ｓ１５）。先に説明した実施態様例では６０個のシンボル検出を行うことによってクロック再生（アイパターン検出）を行ったが、この例では、６０個のシンボル検出を行うことに限定せず、ある程度の個数のシンボルが検出できたときに（Ｓ１５  ＹＥＳ）次のフレーム同期ワード検出処理に移行する。
【００１４】
ＡＰＣＯ  Ｐ２５は４値ＦＳＫではあるが、このフレーム同期ワードは±１８００Ｈｚの２値のみが含まれ、僅か５ｍｓである。そこで、例えば前記（ステップＳ１５）では５ｍｓ分かそれ以上のシンボルが検出できた時点で、次のフレーム同期ワード検出に移行し、検出できたシンボルがフレーム同期ワードであるか否かを確認し、確認できたときは希望信号の着信ありと判断して受信チャネルスキャンを停止する（Ｓ１６）。従って、最初に検出したシンボルがフレーム同期ワードである場合は、最短時間の５ｍｓで、希望信号着信を判断し、受信チャネルスキャンの制御を行うことが可能である。一方、前記ステップＳ１５のシンボル検出判断において、シンボル無しと判断された場合は（Ｓ１５  ＮＯ）、ステップＳ１６においてタイマー計数値が１２．５ｍｓ経過するまでは、ステップＳ１８のフレーム同期ワード検出判断を行い、フレーム同期ワードが確認できれば（Ｓ１８  ＹＥＳ）希望信号着信ありと判断してスキャンを停止するが、この処理においてフレーム同期ワードが検出できないときは、前記ステップＳ１４、１５及び１７、１８のループ処理を実施する（Ｓ１８  ＮＯ）。このループ処理中に、ステップＳ１５でシンボル検出が確認されたときは、ステップＳ１６に移行し、検出したシンボルがフレーム同期ワードであれば、直ちにスキャン制御を完了することになる。またこのループ処理中のステップＳ１７において１２．５ｍｓが経過すれば、当該受信チャネルでは希望信号の着信無しと判断して、次のチャネルに移行して、同様の処理を繰返す（Ｓ１７  ＹＥＳ）。この方法によれば、最短時間では５ｍｓ、最大でも１２．５ｍｓの処理で、１チャネル毎のスキャン制御が可能となるから、従来の方法に比べて大幅に迅速な受信チャネルスキャン制御が可能となる。
なお、本発明において行うアイパターン検出手段、シンボル検出手段あるいはクロック再生手段は、従来から知られているいくつかの方法を適用すればよい。例えば、同一出願人が既に出願済の特開２００３−３３３１１３「クロック再生装置、クロック再生方法及びプログラム」に記載された発明を適用することができる。
また、未公開であるが同一出願人は、「クロック再生装置、クロック再生方法、クロック再生プログラム及び記録媒体」を出願済であり、この手段を本発明に使用すれば、更に、効果的であるので、この発明について説明する。
【００１５】
図５は、上述した特開２００３−３３３１１３公報「クロック再生装置、クロック再生方法及びプログラム」に図１として記載されたものである。この詳細は、前記公報に詳細に記されているので、簡単に説明するが、この装置は、検波信号に含まれる同期ワードに基づいてシンボルタイミングを取得し、これに同期するように電圧制御発振回路（ＶＣＯ）９１を制御して、シンボルクロックを生成するものである。なお、この例では「シンボルクロック検出」、「シンボルタイミング検出（取得）」なる用語を使用しているが、上述したように本発明の目的達成の上からは、シンボル検出、クロック再生とほぼ同じ意味で使用している。
図５において、９２は検波信号から、その周波数偏移に応じて４値信号を生成する４値判定部、９３、９４、９５、９６、９７はシンボルクロックに従って、入力した信号を遅延させるクロック遅延部、９８、１００、１０１、１０２は加算部で、夫々入力端に−符号がある場合は減算器として機能する。９９は加算部９８の出力値をその１／２の値に変換する減衰部、１０３は加算部１００と加算部１０１の出力とを乗算する乗算部、１０４は乗算部１０３の出力を、加算部１０２の出力値がゼロでないときに通過させ、ゼロのときに遮断するゲート部、１０５はゲート部１０４の出力に基づき、ＶＣＯ９１を制御するローパスフィルタである。
ここで、ローパスフィルタ１０５の機能は重要で、初期値をＭとし、ゲート部１０４の出力が正である間は所定周期でカウントアップし、負である間は前記周期でカウントダウンする。これにより、カウント値が２Ｍに達すると、ＶＣＯ９１に対しシンボルクロックの位相を所定値（１サンプリング分）だけ進めるように指令してカウント値をリセットする。逆に、カウント値が０に達すると、ＶＣＯ９１に対しシンボルクロックの位相を所定値（１サンプリング分）だけ遅らせるように指令してカウント値をリセットするように構成されている。
【００１６】
このように構成されたクロック再生装置の基本的な動作を説明すれば、４値判定部９２にて生成された４値信号は、例えば、ＡＰＣＯ  Ｐ２５システムにおいては、周波数偏移、±１．８ｋＨｚ、±０．６ｋＨｚに対応して±１．８、±０．６の４値とする。この信号は遅延回路９６、９７、加算部９８、減衰部９９等を経て、加算部１００に至るルートでは、４値信号の基準値として取り扱う信号を生成する。即ち、減衰部９９の出力信号は４値信号の基準値として取り扱われる。
また、加算部１０２の出力は、現４値信号と１サンプリング前の値とが等しいときゼロ（０）となり、等しくないとき、ある値を持ったものとなる。ゲート部１０４は、この加算部１０２の出力によってゲート制御され、その出力がセロ（０）のとき、即ち、一つ前のサンプリング値と現サンプリング値が等しいときは乗算部１０３から供給される信号を、ＬＰＦに出力せず、逆に、加算部１０２の出力値がゼロでないとき乗算部１０３の出力をＬＰＦ１０５に供給する。この動作の意味するところは、一つ前のサンプリング値（４値信号と置き換えてもよい）と現サンプリング値が同一のときは、二つのサンプリングについて、サンプリングタイミング（サンプリング値取得タイミング）とナイキスト点とのずれがないことになるから、クロック周波数はそのまま維持するが、両者の値が異なるとき、はサンプリングタイミングが、ずれたことになるので、ＬＰＦに供給する周波数制御信号を補正するように動作する。
なお、上述の従来技術によれば、フレーム同期ワードを用いてシンボルタイミングを検出するので、同期ワードが検出できるまで、シンボルクロックのずれの有無を判定することができない場合がある。また、同期ワードの検出処理において正確なクロックタイミングが得られない場合、正しいシンボルタイミングを得ることができないので、シンボルクロックの再生処理を行っても、シンボルクロックの補正を行うことができないこともあった。
【００１７】
図６は上述した従来の装置を改良したクロック再生装置のブロック図である。
同図において、１は検波部で、受信したデジタル変調信号（必要に応じ中間周波数ＩＦ信号に変換）から、各サンプリングタイミングにおける周波数偏移量の瞬時値を信号レベルに変換して出力する。サンプル数は、１シンボルにつき５サンプルとし、シンボルクロックの５倍の周波数でオーバーサンプリングを行っている。
図６中の２は、４値判定部で、上述したようにＡＰＣＯ  ２５システムにおいては、周波数偏移、±１．８ｋＨｚ、±０．６ｋＨｚに対応して例えば±１．８、±０．６の４値のいずれかとする。
図６の３は、４値判定部１２２の、現在の出力と１つ前の出力とを演算するために、１つ前の出力を保持する遅延器、４は４値判定部２の現在の出力と１つ前の出力との排他的論理和を演算するＸＯＲ演算回路、５はＸＯＲ演算回路４の演算結果をバッファ行列に蓄積し、バッファ列毎の積算値を得る積算部、６はバッファ行列が満たされる毎に積算部５における積算値を出力するゲート部、７はゲート部６からの積算値に基づき、検波部１におけるシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部である。
【００１８】
図７はデジタル変調信号に基づくアイパターンを示す。図８はデジタル変調信号に基づく検波信号を時間軸上で表した図である。これらの図において各番号や符号、記号は、夫々次の意味をもつ。
４１：検波部１におけるサンプリングタイミングを示す破線
４２：各サンプリング値が４値のいずれのシンボル値に対応するかを判定するための閾値を示す破線
４３：４値判定部２が出力する４値信号を示す２ビットの値
４４：４値信号に基づくＸＯＲ演算回路４の出力値
４５：この各出力値が格納されるバッファの列番号
黒丸：理想的なシンボル点
白丸：他のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値
図示を省略するが、前記積算部５において使用するバッファ行列ｎ行×ｍ列のバッファで構成され、ｍは１シンボル区間におけるサンプル点の数に対応しており（ｍは３以上の整数）、ｎ（ｎ１又は２以上の整数）は積算部５においてバッファ行列に対しＸＯＲ演算回路４による演算結果を保存すべきシンボル区間数に対応している。この例ではｍを５を、各バッファ列の番号を０〜４としている。
４値判定部２は、検波信号が示すサンプル値が、閾値で区分されるどの範囲に属するかを判定する硬判定を行い、サンプル値に対応するシンボル値を求める。このようにして各サンプル値をｎ行×ｍ列のバッファメモリに記憶して隣接するサンプル値の中央位置とのずれを検出して、それを補正するように電圧制御発振器を制御することによって、ナイキスト点とサンプリングにおけるシンボル取得タイミング点とが一致するようにフードバック制御するものである。
この方法について詳細に検討した結果、ナイキスト点がシンボル取得タイミングより遅れた場合と進んだ場合とでは、フィードバック制御により両者が一致するように追従制御できる範囲が異なり、アンバランスになる場合があることが判明した。そこで、これを改良するために、以下の手段を発明し、出願している。
【００１９】
図９は改良発明に係るクロック再生装置の概要ブロック図である。なお、この例に示すブロック図は機能的に表したものであり、必ずしもこの例のとおりに限定するものではなく、以下に説明するとおりに機能するものであれば、どのような構成でもよい。
この例に示すクロック再生装置２０は、受信した信号を検波して、送信側で搬送信号に重畳された元の信号を検出する検波部２１と、検波信号から周波数の偏移量に応じた４つの信号を出力する４値判定部２２と、該４値判定部の出力信号を一定時間遅延する遅延部２３と、前記４値判定部２２の出力及びそれを一定時間遅延させた遅延部２３の出力の排他的論理積を演算するＸＯＲ演算回路２４と、ＸＯＲ演算回路２４の演算結果をバッファ行列に蓄積し、バッファ列毎の積算値を得る積算部２５と、バッファ行列が満たされる毎に積算部２５における積算値を出力するゲート部２６と、ゲート部２６からの積算値信号を３つに切り分ける端子ａ、ｂ、ｃを備えたスイッチ部２７とを備えている。また、前記スイッチ部２７の端子ａには、カウンタアップ部２８と、第２ゲート部２９と、この第２ゲート部２９に閾値を供給する閾値部３０とを含むタイミング進み処理ルートが接続されており、このルートを経て、シンボルタイミング検出部３１に接続されている。また、前記スイッチ部２７の端子ｂは、直接前記シンボルタイミング検出部３１に接続されている。更に、スイッチ部２７の残りの端子ｃには、カウンタダウン部３２と、第３ゲート部３３と、この第３ゲート部３３に閾値を供給する閾値部３４とを含むタイミング遅れ処理ルートが接続されており、このルートを経て、シンボルタイミング検出部３１に接続されている。そして、前記シンボルタイミング検出部３１の出力が前記検波部２１に供給されており、検波のタイミングを補正することによって、タイミングのずれを修正する。
【００２０】
図１０は前記図９に示した本発明の実施態様例の制御手順を示したフローチャートである。この図を参照しつつ本改良発明のクロック再生装置について説明する。
図１０において、処理を開始すると、先ずクロック再生を行い（Ｓ２０１）、そのときの処理が、シンボルクロックタイミングの変更であるか否かを判定し、シンボルクロックタイミング変更である場合は（Ｓ２０２  ＹＥＳ）、シンボルタイミングの状態を検出する（Ｓ２０３）。シンボルタイミングの状態検出は、例えば、前記積算部２５、第１ゲート部２６、シンボルタイミング検出部３１等において、メモリ蓄積したサンプリングデータの、隣接するサンプリング値の比較によって検出される。なお、前記スイッチ２７は、処理スタート時点では端子ｂが選択されて、直接第１ゲート部２５の出力が直接シンボルタイミング検出部３１に供給されている。この検出の結果、シンボルクロックタイミングにずれがあるときは、それが遅れである場合と、進みである場合とによって異なる処理を行う。先ず、ステップＳ２０３において、シンボルクロックに遅れがある場合は（Ｓ２０３、Ｓ２０４）、前記スイッチ２７をｃに切り替えて、タイミング遅れ処理ルートを選択する。シンボル取得タイミングに遅れがある場合は、カウンタダウン部３２のカウンと値を一つデクリメントする（Ｓ２０５）。また、そのときのカウント値を第三のゲート部３３において、閾値（しきい値）３４と比較し、閾値と同じ又は越えていれば（Ｓ２０６  ＹＥＳ）、サンプリングタイミングを１クロック分＋１シフトする（Ｓ２０７）とともに、カウンタ値をリセットして一連の処理を終了する（Ｓ２０８）。なお、前記ステップＳ２０６において、カウント値がしきい値でない無い場合も、同様に終了する。
一方、前記ステップＳ２０３のシンボルタイミングの状態を検出するステップＳ２０３において、シンボルクロックが進んでいる場合は（Ｓ２０３、Ｓ２０９）、前記スイッチ２７をａに切り替えて、タイミング進み処理ルートを選択する。シンボル取得タイミングに進みがある場合は、カウンタアップ部２８のカウンと値を一つインクリメント（加算）する（Ｓ２１０）。また、そのときのカウント値を第二のゲート部２９において、閾値（しきい値）３０と比較し、閾値と同じ又は越えていれば（Ｓ２１１  ＹＥＳ）、サンプリングタイミングを１クロック分−１シフトする（Ｓ２１２）とともに、カウンタ値をリセットして一連の処理を終了する（Ｓ２０８）。なお、前記ステップＳ２１１において、カウント値がしきい値でない無い場合も、同様に終了する。
【００２１】
図１１は以上の処理における、カウンタ動作の様子を示したもので、ステップＳ２０４、Ｓ２０９において、夫々の判定結果に基づいてカウンタ値を減少・増加させ、カウンタ値がしきい値に達した時点で、１サンプリング分クロック周波数の位相を補正する。即ち、図１１に示すように、理想的なシンボルタイミングである０レベル線を境にして、上下のしきい値の間に位置する限りは、正確なシンボルデータを検知可能であるからクロック周波数の補正は必要でないので、カウンタ値の増減を行うのみであるが、カウント値がしきい値を越えると、もはや同一のシンボル取得タイミングでは正確なシンボル値を取得できなくなるので、１クロック分シフトする。この結果、シンボルレートが遅れた場合も進んだ場合も、ナイキスト点とシンボル取得タイミングとの間の幅が同じように広く確保できるので、両者ともバランスがとれ、結果的に追従範囲が拡大されたものとなる。
以上のように、検波信号を３倍以上の周波数でオーバーサンプリングし、夫々のサンプリングタイミングにおけるシンボル取得タイミングの遅れ／進み状態を検出するとともに、その状況に応じてクロック再生用の発振手段の発振周波数を補正したので、同期ワードの検出ができない場合であっても、クロック再生が可能である。また、タイミングの進み側に対しても同じようにシンボル取得タイミング点とナイキスト点との間隔が広がり、両者バランスがとれたものとなるので、安定したクロック再生装置が得られる。
また、通常のシンボルクロック再生方法では追従できない程度のシンボルレートの偏差に対しても、本手法ではシンボル取得タイミングを可変できることから、十分に追従して正確なクロック信号を再生することが可能となる。
【００２２】
なお、このクロック再生手段の実現は上述の実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、中央のバッファ列に対応したサンプリングタイミングをシンボルタイミングとしてシンボルクロックを取得するとともに、中央のバッファ列の積算値が最小となるように調整してシンボルクロックを補正するようにしている。すなわち中央のバッファ列を基準としているが、この代わりに、中央以外の所定のバッファ列を基準として、同様にシンボルクロックの取得及び補正を行うようにしてもよい。
従って、このようなクロック再生手段を適用すれば、本発明による受信チャネルスキャン装置及び方法の実現が容易になり、しかも、確実性が向上する。また、本発明の実施に際しては、従来のＲＳＳＩ監視手段やノイズ検出手段を、その弊害が伴わない範囲で併用することも可能である。
更に、上記説明では、デジタル変調信号として４値ＦＳＫ変調信号を用いているが、本発明は、これに限定されことなく、他のいかなる方式によるデジタル変調信号に対しても、適用することができるし、変調方式においても、ＦＳＫに限らず、ＰＳＫ等他の変調方式であっても、受信信号中にクロック信号が含まれるものに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ＡＰＣＯ  Ｐ２５におけるアイパターン模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る受信チャネルスキャン制御のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における、受信チャネルスキャンに要する時間を示す図であり、（ａ）はアイパターン検出ができない場合のタイムチャート、（ｂ）はアイパターン検出ができてスキャンを停止する場合のタイムチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態例を示すフローチャートである。
【図５】本発明において利用可能なクロック検出装置の一実施形態例を示すブロック構成図である。
【図６】本発明に利用可能なクロック再生装置の一実施形態例を示すブロック構成図である。
【図７】ＡＰＣＯ  Ｐ２５におけるアイパターンの例を示す図である。
【図８】クロック再生装置のシンボル値変遷図である。
【図９】本発明において利用可能なクロック再生装置のブロック構成図である。
【図１０】本発明に利用可能なクロック再生装置の制御例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態におけるカウンタの動作の様子を示す図である。
【図１２】従来の受信チャネルスキャン制御の例を示すフローチャートである。
【図１３】従来の受信チャネルスキャン制御におけるタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１、２１：検波部、２、２２、９２：４値判定部、３、２３、９３、９４、９５、９６、９７、：遅延部、４、２４：ＸＯＲ演算回路、５、２５：積算部、６、２６、２９、３３：ゲート部、７、３１：シンボルタイミング検出部、２７：スイッチ、２８：カウンタアップ部、３０、３２：カウンタダウン部３４：しきい値部、４１：サンプリングタイミングを示す破線、４２：閾値を示す破線、４３：シンボル値、４４：ＸＯＲ演算回路の出力値、４５：バッファ列番号、９１：電圧制御発振回路、９３：クロック遅延部、９４〜９７：遅延部、９８：加算部、９９：減衰部、１００〜１０２：加算部、１０３：乗算部、１０４：ゲート部、１０５：ローパスフィルタ。
【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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