(57)【要約】最短経路を識別し、同一信号の遅延送信または遅延画像に優先して最短経路を取った信号を用いることにより、送信元（１０２）装置と目的（１０４）装置との間の最短経路の存在を利用する装置および方法を提供し、それにより、信号の分散を向上させる。本発明は、最短経路を取った信号からのＰＬＬを主に選択駆動する位相同期ループの位相検波器（３０２）と低域フィルタ（３０４）との間の処理装置を提供する。一実施形態において、処理装置は、小さな遅延（短経路）を伴う信号の分散を向上させるための非対称誤差重み付けを提供する指数スケーラ等のスケーラを含む。
2006511107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信元装置と宛先装置との間で、信号が同時に複数の経路を取ることのできるシステムにおいて最短経路を利用する回路であって、
送信元装置から信号を受信するデータ入力と、
制御入力と、
出力と、
を有する検波器と、
検波器の出力を受信するために接続された入力と、
出力と、
を有する処理装置と、
処理装置の出力を受信するために接続された入力を有するローパスフィルタと、
ローパスフィルタの出力を受信するために接続された入力と、
検出波器の制御入力に接続された信号出力と、
を有する発振器と、
を含むことを特徴とする回路。
【請求項２】
処理装置は、指数スケーラを含むことを特徴とする、請求項１記載の回路。
【請求項３】
処理装置は、
制御可能なスイッチング端子と、
検波器の出力に接続された第１切り替え端子と、
第２切り替え端子と、
を有するスイッチ手段と、
ローパスフィルタの入力に接続された入力と、
スイッチ手段の第２切り替え端子に接続された出力と、
を有する遅延手段と、
検波器の出力のレベルと閾値レベルとを比較する比較手段であって、
検波器の出力に接続された第１入力と、
閾値レベルを受信するために接続された第２入力と、
スイッチ手段を制御するために接続された出力と、
を含む比較手段とを含み、
それにより、
検波器の出力が閾値レベル未満であるレベルを有する場合、検波器の出力は、
スイッチ手段を介してローパスフィルタの入力に接続され、
検波器の出力が閾値レベルを超えるレベルを有する場合、遅延手段の出力は  スイッチ手段を介してローパスフィルタの入力に接続されることを特徴とする、請求項１記載の回路。
【請求項４】
処理装置は、スイッチ手段のスイッチング端子とローパスフィルタの入力との間に接続されたスケーラをさらに含むことを特徴とする、請求項３記載の回路。
【請求項５】
処理装置は、検波器の出力と第１切り替え端子との間とに接続されたスケーラをさらに含むことを特徴とする、請求項３記載の回路
【請求項６】
処理装置は、
第２遅延手段の出力に接続された入力と、
比較手段の第２入力へ閾値を伝送するために接続された入力と、
を有する第２ローパスフィルタをさらに含むことを特徴とする、請求項３記載の回路。
【請求項７】
送信元装置により宛先装置へ送信された信号を受信する場合において、遅延の変動の影響を減少させる方法であって、
目的装置内で送信元装置からデータを受信するステップであって、データは複数の同時信号経路を取り、第１信号経路は最小伝送時間である対応する伝送時間を有し、他の各信号経路は最小伝送時間に対して遅延する関連伝送時間を有し、他の各信号経路に関する伝送時間に遅延のばらつきが存在するステップと、
閾値遅延以下の遅延を有する信号経路からデータ使用のための選択を行うステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
データ使用のための選択を行うステップは、
受信データの時間を局部クロックと比較することと、
受信データの時間と局部クロックによる時間との差に比例する誤差信号を生成することと、
指数的に誤差信号をスケーリングすることと、
連続した複数の誤差信号の平均を取ることと、
連続した複数の誤差信号の平均に応答して制御信号を生成することと、
制御信号に応答して局部クロックを調整することにより、位相誤差信号を減少させることと、
を含むことを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
データ使用のために選択を行うステップは、遅延が少ないデータを重み付けすることを含むことを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
データ使用のために選択を行うステップは、適応した形態で閾値遅延を変動させることを含むことを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
装置間で信号を伝送するためのネットワークであって、
送信元装置と、
複数の信号経路を介して送信元装置に相互接続された少なくとも１個の宛先装置であって、各宛先装置は、
送信元装置から信号を受信するためのデータ入力と、
制御入力と、
出力と、
を有する検波器と、
検波器の出力を受信するために接続された入力と、
出力と、
を有する処理装置と、
処理装置の出力を受信するために接続された入力を有するローパスフィルタ  と、
ローパスフィルタの出力を受信するために接続された入力と、
検波器の制御入力に接続された信号出力と、
を有する発振器と、
を含むことを特徴とするネットワーク。
【請求項１２】
処理装置は、指数スケーラを含むことを特徴とする、請求項１１記載のネットワーク。
【請求項１３】
処理装置は、
制御可能なスイッチング端子と、
検波器の出力に接続されたスイッチされた第１端子と、
スイッチされた第２端子と、
を有するスイッチ手段と、
ローパスフィルタの入力に接続された入力と
スイッチ手段のスイッチされた第２端子に接続された出力と、
を有するメモリ手段と、
検波器の出力のレベルと閾値レベルとを比較する比較手段であって、
検波器の出力に接続された第１入力と、
閾値レベルを受信するために接続された第２入力と、
スイッチ手段を制御するために接続された出力と、
を含む比較手段とを含み、
それにより、
検波器の出力が閾値レベル未満であるレベルを有する場合、検波器の出力は、
スイッチ手段を介してローパスフィルタの入力に接続され、
検波器の出力が閾値レベルを超えるレベルを有する場合、遅延手段の出力は  スイッチ手段を介してローパスフィルタの入力に接続されることを特徴とする、請求項１１記載のネットワーク。
【請求項１４】
処理装置は、スイッチ手段のスイッチイング端子とローパスフィルタの出力との間に接続されたスケーラをさらに含むことを特徴とする、請求項１３記載のネットワーク。
【請求項１５】
処理装置は、
比較手段の出力に接続された入力と、
閾値を比較手段の第２入力に送信するために接続された出力と、
を有する第２ローパルフィルタをさらに含むことを特徴とする、請求項１３記載のネットワーク。
【請求項１６】
ネットワークに相互接続される宛先装置であって、ネットワークは送信元装置を含み、宛先装置は、
送信元装置から信号を受信するデータ入力と、
制御入力と、
出力と、
を有する検波器と、
検波器の出力を受信するために接続された入力と、
出力と、
を有する処理装置と、
処理装置の出力を受信するために接続された入力を有するローパスフィルタと、
ローパスフィルタの出力を受信するために接続された入力と、
検出波器の制御入力に接続された信号出力と、
を有する発振器と、
を含むことを特徴とする宛先装置。
【請求項１７】
処理装置は、指数スケーラを含むことを特徴とする、請求項１６記載の回路。
【請求項１８】
処理装置は、
制御可能なスイッチング端子と、
検波器の出力に接続されたスイッチされた第１端子と、
スイッチされた第２端子と、
を有するスイッチ手段と、
ローパスフィルタの入力に接続された入力と
スイッチ手段のスイッチされた第２端子に接続された出力と、
を有するメモリ手段と、
検波器の出力のレベルと閾値レベルとを比較する比較手段であって、
検波器の出力に接続された第１入力と、
閾値レベルを受信するために接続された第２入力と、
スイッチ手段を制御するために接続された出力と、
を含む比較手段とを含み、
それにより、
検波器の出力が閾値レベル未満であるレベルを有する場合、検波器の出力は、
スイッチ手段を介してローパスフィルタの入力に接続され、
検波器の出力が閾値レベルを超えるレベルを有する場合、遅延手段の出力は  スイッチ手段を介してローパスフィルタの入力に接続されることを特徴とする、請求項１６記載の回路。
【請求項１９】
処理装置は、スイッチ手段のスイッチング端子とローパスフィルタの入力との間に接続されたスケーラをさらに含むことを特徴とする、請求項１７記載の回路。
【請求項２０】
処理装置は、
第２遅延手段の出力に接続された入力と、
閾値を比較手段の第２入力に送信するために接続された出力と、
を有する第２ローパルフィルタをさらに含むことを特徴とする、請求項１７記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、信号分散の分野に関し、詳細には、信号が目的装置まで、いくつかの経路を取ることができ、それぞれの経路が関連する遅延を有するネットワークまたは他の演算環境における信号受信の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの演算環境または通信環境においては、いくつかのまたは多数の装置間で資源を共有する。数多くの装置を相互接続することができ、装置間で種々の信号が送信される。送信元装置からの信号は、選択された目的装置まで誘導することができる。しかしながら、多重経路の遅延または輻輳のため、ある経路により取られた信号は、他の経路により取られた信号、または異なる輻輳シナリオ（つまり、優先度のより高い他の信号による遅延）を経なければならない他の信号に対して微妙に異なる時間に、目的装置へ到着する。いずれの状態においても、信号間に遅延のばらつきが存在する。図１に図示したように、多重経路遅延とは、ネットワーク１００等のシステムの構造により、情報の信号またはパケットが、目的装置に到達する前に、各経路に導入された遅延とともに多重経路を取り得るときに発生する遅延のことをいう。これにより、第１装置１０２から第２装置１０４へ伝送されるパケットは、第１経路１１０、１１２、１１４、１１６、１１８および第２経路１１０、１２０、１１８（このとき、経路の脚部はルータ、スイッチまたは他の装置１３０により接続される）等のいくつかの経路を（同時または交互に）を経由することができる。輻輳とは、パケットが受け付けられる前に、他のパケットの伝送が完了し、ネットワークから除去されるのを待機している、送信元装置から目的装置へのパケットの送信のことをいう。いずれの場合においても、信号が異なる伝播時間で目的装置に到達する遅延変動が起こり得る。
【０００３】
図２Ａは、送信元装置（「導体」としても知られる）が送信する例示的クロック基準信号を表す。理想的には、図２Ｂに示すように、基準信号は、目的装置または宛先装置（「動作装置」として知られる）において、ほぼ同時に正確に再生されるべきである。しかしながら、図２Ｃに現れるように、上記の要因およびその他の要因により、実際の信号には遅延が発生する。また、信号が送信元から宛先へ種々の経路を取る場合、図２Ｄに示すように、信号は種々の時刻に種々の目的装置で受信される。
【０００４】
シーラス  ロジック社（Ｃｉｒｒｕｓ  Ｌｏｇｉｃ，Ｉｎｃ．）のピークオーディオ部門により開発されたひとつのネットワークに、ＣｏｂｒａＮｅｔ（商標）という名称で市場で売られている音響ネットワークがある。ＣｏｂｒａＮｅｔの技術により、非圧縮、リアルタイム、単一チャネルまたはマルチチャネルディジタルオーディオ、クロッキングおよび制御データが、イーサネット（登録商標）ワーク上を伝送することができる。オーディオ送信元、信号処理、増幅および音声投射は、イーサネット（登録商標）ＣＡＴ−５または光ケーブリングによりすべてが相互接続された施設を介して配信することができる。これにより、個別に処理増幅可能な各入力および各出力により、どのような（単一または多重の）オーディオ信号はどのような（単一または多重の）オーディオ出力への経路も取ることができる。ＣｏｂｒａＮｅｔで使用可能なネットワーク（または同様の環境）上で伝送可能な信号の正確なクロッキングは、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）およびアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）の性能を劣化させるジッタにより生じた障害を減少させるために、ステレオ撮像問題を生成するために重要であることを理解されたい。
【０００５】
宛先装置において信号を検出し、処理するための既存の方法として、位相同期ループ（ＰＬＬ）を使用することがある。図３は、例示的ＰＬＬ３００を示すブロック図である。位相感知検波器３０２の第１入力で信号を受信し、そこで第１入力の参照信号の位相と第２入力で受信された信号の位相とを比較する。検波器３０２は、位相差に比例し、ローパスフィルタ３０４に送信される電圧信号を出力する。その後、フィルタ処理された信号は、局部クロックまたは電圧制御発振器（ＶＣＯ）３０６に送信される。ＶＣＯ３０６の出力は、検波器３０２の第２入力へ帰還する。このように、ＶＣＯ３０２の出力は、検波器３０２の信号入力の主要周波数にロックされた正弦波である。周知のように、ローパスフィルタ３０４は、ＶＣＯ３０６による信号出力の周波数が、送信元から受信された多重信号の遅延の平均値を表すように、平均する機能を提供する。遅延および変動は双方とも一定でないため、当然”平均値”も変動する。普通に分散されたノイズ信号により、このようなノイズの多い環境をモデル化することができるが（図４Ａ参照）、図４Ｂに示すように、実際の通信のシステムの確率曲線は非対称であり、物理的伝播制限および固定処理オーバーヘッドにより、いくらか最小量に制限される。また、このような確率曲線は、ネットワーク構成が制御可能である小型の局部ネットワークに対しては十分なものであるといえるが、図４Ｃに示すように、遅延変動の範囲が広い広域ネットワークおよび無線ネットワークを含む大規模ネットワークにおいては十分ではない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の概要）
本発明は、最短経路を識別すること、および同一信号の遅延送信または遅延画像に優先して最短経路を取った信号を使用することにより、送信元装置と宛先装置間の最短経路の存在を利用する手段および方法を提供し、それによりＰＬＬから見た信号対雑音比を向上させる。本発明は、位相検波器と位相同期ループのローパスフィルタとの間の処理装置を提供する。一実施形態において、処理装置は、小さな遅延（短経路）を伴う信号の分散を向上させるための非対称誤差重み付けを提供する指数スケーラ等のスケーラを含む。
【０００７】
第２実施形態において、処理装置は、時間の延長部分について”覆われた”状態においてＰＬＬが自由に作動するのを防ぐための自己調節閾値を含む。ＰＬＬが正常に作動する場合、レベル閾値は徐々に減少し、それにより、多くの誤差が無視され、検出波器からの最低限の所定の割合の遅延信号だけローパスフィルタへ渡されてＰＬＬをリゲインロック可能にするまで、マスクの幅を減少させる。
【０００８】
さらなる実施形態において、最短経路の存在を利用するための信号処理方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（好適な実施形態の詳細な説明）
図５は、本発明の回路５００の一実施形態のブロック図である。検波器５００は、二重入力位相検波器５０２、ローパスフィルタ５０４および電圧制御発振器５０６を含み、これらの素子は図３のＰＬＬに共通である。さらに、装置５００は、検波器５０２とローパスフィルタ５０４との間に接続された指数スケーラ５０８等の処理装置５２０を含む。スケーラ５０８は、（小さな遅延を意味し、図４Ｂの理想に近い）小さな誤差の影響を強調し、（大きな誤差を意味し、理想から遠い）大きな誤差の影響を減少させる。これにより、装置が平均値を生成する一方、生成された平均値は理想に近くなる。
【００１０】
図６は、本発明の装置６００の第２実施形態のブロック図である。装置６００は、二重入力位相検波器６０２、ローパスフィルタ６０４、電圧制御発振器６０６を含み、メモリ素子６０８、比較器６１０、スイッチング素子６１２を含むプロセッサ６２０を含む。さらに、処理装置６２０は第２ローパスフィルタ６１８を含む。第２ローパスフィルタ６１８への入力は、比較器６１０の出力を受信するために接続されており、第２ローパスフィルタ６１８の出力は、比較器６１０の第２入力に接続されている。この構成により、第２ローパスフィルタ６１８は、比較器６１０の出力が変化するにつれて変動する閾値Ｔｈを生成する。誤差信号ｅが閾値Ｔｈより大きい場合、実際の入力（検波器６０２からの出力）は無視され、前の入力レベル（メモリ素子６０８に記憶された）が第１ローパスフィルタ６０４に入力される。実際の入力が最終的に閾値Ｔｈより低くなり、比較器６１０がスイッチング素子６１２を通常の位置に切替え、そこにロックが維持されるように、第２ローパスフィルタ６１８が閾値Ｔｈのレベルを徐々に増加させる。装置６００の動作をさらに向上させるために、任意の指数スケーラ６１４を、スイッチング素子６１２のスイッチされる端子とローパスフィルタ６０４の入力との間、または検波器６０２と第１切り替え端子との間に接続させることができる。
【００１１】
本明細書で開示した実施形態により、本発明の目的を完全に実現することができた。当業者であれば、本発明の要素機能から逸脱しない限り、異なる実施形態を介して本発明の種々の態様を実現することができることがわかるであろう。さらに、本発明は、本明細書に記載したネットワーク以外の環境に援用することができる。例えば、本発明は、タイムスタンプ、ソフトウェアクロッキングおよびＩＲＱに関するマイクロプロセッシング環境、同期−等時−同期変換の正確さを向上させる一般通信システム、および多重、反射の問題を緩和する無線送信システムに援用することができる。特定の実施形態を図示しているが、以下の請求項に規定された本発明の範囲を制限することを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明を組み込むことのできることのできる例示的ネットワークのブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、送信元装置から送信されるマスタークロック信号を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、宛先装置により理想的に受信されたクロック信号を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、宛先装置により受信されたクロック信号を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、多重経路上を伝送され宛先装置により受信されたクロック信号を示す。
【図３】図３は、送信元装置により送信された信号を検出処理するために、宛先装置により使用される従来技術の位相同期ループのブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、正常に分散されたノイズ信号を示す確率曲線である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、小規模なネットワークまたは輻輳が少ないネットワークにおいて送信元装置からの信号を宛先装置が受信する際の遅延変動の影響を示す確率曲線である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、大規模なネットワークまたは輻輳が多いネットワークにおいて送信元装置からの信号を宛先装置が受信する際の遅延変動の影響を示す確率曲線である。
【図５】図５は、本発明の装置の第１実施形態のブロック図である。
【図６】図６は、本発明の装置の第２実施形態のブロック図である。
【図１】
2006511107.tif 000003
2006511107.tif 000004
【図３】
2006511107.tif 000005
【図４Ａ】
2006511107.tif 000006
【図４Ｂ】
2006511107.tif 000007
【図４Ｃ】
2006511107.tif 000008
【図５】
2006511107.tif 000009
【図６】
2006511107.tif 000010
【国際調査報告】
2006511107.tif 000011