同期回路、及び、データ受信方法
【課題】同期ワードが少ない場合であっても、データサンプリングの精度を向上させる必要があった。
【解決手段】フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信したベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて同期ワードと期待値との一致の有無を検出する同期ワード検出部２０と、同期ワード検出部２０が検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持し、保持する位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する位相情報保持部３０と、位相情報保持部３０の判定に基づいて、サンプリングクロックの位相を選択・決定する位相選択部と、前記位相選択部が選択した位相の前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するＦＩＦＯバッファ５０と、を備える。
【解決手段】フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信したベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて同期ワードと期待値との一致の有無を検出する同期ワード検出部２０と、同期ワード検出部２０が検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持し、保持する位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する位相情報保持部３０と、位相情報保持部３０の判定に基づいて、サンプリングクロックの位相を選択・決定する位相選択部と、前記位相選択部が選択した位相の前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するＦＩＦＯバッファ５０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩ間の高速同期通信におけるデータ受信の手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無線通信方式において、ベースバンド受信信号からデータをサンプリングするタイミングを最適化する技術が開発されている。例えば、特許文献１では、ベースバンド受信信号（シリアル信号）のシンボルを正しく復元するベースバンド受信信号の受信回路が開示されている。この技術では、一例としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格をベースとしており、同期ワードは６４ビットを想定している。すなわち、受信回路は、６４ビットの同期ワードを検出した結果に基づいて、最適な位相を判定している。
【０００３】
図８に、従来の同期回路の構成例を示すブロック概略図を示す。ベースバンド信号は、同期ワード検出回路７ｐにおいて伝送レートのｍ（ｍは２以上の整数）倍の周波数でサンプリングされる。ここでは、同期ワードは、ベースバンド信号の先頭に付加されている。すなわち、同期ワード検出回路７ｐは、ベースバンド信号に含まれる同期ワードをｍ位相（１シンボル）毎に期待値と比較し、ｍ位相の中で最も期待値と一致したビット数が多い位相を、最適な位相として周波数ドリフト補正回路５ｐへ伝える。ＦＩＦＯバッファ６ｐは、この最適な位相を用いて、安定した受信シンボルを内部回路へ出力する。このように、同期ワード検出回路７ｐは、同期ワードに含まれたシンボルがどれだけ期待値と一致したかに基づいて、最適な位相を検出する。
【０００４】
最適な位相の検出については、フレーム内でできるだけ広い範囲に対して位相比較を行うと精度を高めることができる。従って、特許文献１に開示された技術は、フレーム内の同期ワードの割合が高い場合や同期ワードがフレーム内に分散配置されている場合などでは有効な手段である。
【特許文献１】特開２００３−３３３０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同期ワードがベースバンド信号の先頭に付加されている場合、同期ワードのうちどれだけのシンボルが期待値と一致したかに基づいて判定された最適位相は、その後のペイロード等のデータ受信中に中心位相が変動することにより、誤ったデータを保持する可能性が出てくる。この傾向は、とりわけ、先頭部分の同期ワードのビット数が少なく、データ長が長いほど、より顕著に現れると考えられる。
【０００６】
図９は、フレームのジッタ成分からサンプリングクロックを選択する従来技術を示す図である。図９においては、ベースバンド信号が伝送レートの８倍の周波数でサンプリングされているものとしている。すなわち、１シンボル当り８位相のサンプリングクロックを用いて、各位相を＃０から＃７をとして示している。また、図９では、ビット幅が少ない同期ワードがフレームヘッダ部分に付加され、且つデータ長（ペイロードデータ長）が長いフレーム規格を前提としている。ここで、同期ワードのシンボル境界のジッタ成分は位相＃６において生じるものとし、符号９１ａ、９１ｂで示している。データを含むフレーム全体のジッタ成分は同期ワード検出中のジッタ成分よりも広がりを持ち、位相＃６、＃７、＃０、＃１、＃２において生じるものとし、符号９２ａ、９２ｂで示している。ここで、ジッタ成分により同期ワードと期待値との一致が＃６の位相でのみ検出できなかった場合、＃６の位相から最も離れた位相、ここでは、４位相離れた＃２の位相（矢印９３）が、その後のデータ検出に適したサンプリングクロックとして判定される。一方、フレーム全体を考えるとジッタ成分は大きく広がりを持ち、位相＃６、＃７、＃０、＃１、＃２の５位相に跨りデータを誤って保持する可能性がある。この時、同期ワードによって判定された位相（位相＃２）では、フレーム全体として見た場合シンボルの境界になる可能性があり、誤ったデータを保持してしまう可能性がある。そのため、フレーム全体のジッタ成分の広がりも加味して位相を選択する必要があり、図９の場合では矢印９４で示した＃４の位相が真に求めるべき位相となる。
【０００７】
図９に一例として示すように、従来技術では、一部分のジッタ成分（符号９１ａ、９１ｂ）に基づいてサンプリングクロック（矢印９３で示す位相＃２）を判断していたため、フレーム全体のジッタ成分（符号９２ａ、９２ｂ）に基づいた最適位相（矢印９４で示す位相＃３）を選択することができなかった。このように、最適位相として誤った位相を選択してしまうという現象は、１フレームにおいて先頭部分の同期ワードのビット数が少なく且つデータ長が長い場合、即ちフレーム内の同期ワードの比率が低い場合、発生頻度が高まることが予想される。また近年の伝送レートの高速化に伴い、１シンボルあたりのジッタ成分比率が高まることによっても発生頻度が高まることが予想される。
【０００８】
このように、フレーム内における同期ワードの占める割合が少ない場合であっても、データサンプリングの精度を向上させる必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る同期回路の一態様は、フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信した前記ベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて前記同期ワードと期待値との一致の有無を検出する同期ワード検出部と、前記同期ワード検出部が検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持し、保持した前記位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する位相情報保持部と、前記位相情報保持部の判定に基づいて、サンプリングクロックの位相を選択・決定する位相選択部と、前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するＦＩＦＯバッファと、を備える。
【００１０】
また、本発明に係るデータ受信方法の一態様は、フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信したベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて同期ワードと期待値との一致の有無を検出し、検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を、記録領域に保持し、保持する位相情報に基づいて、サンプリングする位相を選択し、選択した位相の前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレーム内に同期ワードの占める割合が少ない場合であっても、データサンプリングの精度を向上させることが可能となる。これにより、ビットエラー率を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る同期回路の一例を示す図である。同期回路１は、ベースバンド受信信号を受信する。ベースバンド受信信号は、ＲＦ（Radio Frequency）部３がアンテナ２から受信した受信信号を処理した信号である。同期回路１とＲＦ部３とは、同期をとるために、同じ参照クロックを参照している。同期回路１とＲＦ部３とは、それぞれＰＬＬ（Phase Locked Loop）を有し、高周波のクロックに置き換えてデータの送受信を行っている。
【００１４】
図１に示す同期回路１は、同期ワード検出部２０、位相情報保持部３０、位相選択部４０、及びＦＩＦＯ（First-in First-out）バッファ５０を備える。同期回路１は、次の機能を備えている。（１）ベースバンド受信信号を受信し、Ｎ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて複数フレームにおける同期ワード検出結果を保持する。（２）保持した同期ワード検出結果に基づいて、サンプリングする位相を判定する。（３）判定した結果に基づいてデータを出力する。
【００１５】
ここで、ベースバンド受信信号は、複数フレームからなり、１フレームには、同期ワード領域とデータ領域とが含まれる。同期ワード領域には、予め決められたデータが設定される。データ領域は、伝送するデータが設定される。また、本明細書では、１シンボルは、１ビットと対応するものとする。
【００１６】
サンプリングクロックは、ベースバンド受信信号をシンボル速度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の周期でサンプリングするクロックを用いる。換言すれば、サンプリングクロックは、１シンボルの１／Ｎずつ間隔を空けたＮ相のクロックを用いる。以降の説明では、Ｎ相のサンプリングクロックにおける各位相を、＃０から＃（Ｎ−１）として示す。
【００１７】
同期ワード検出部２０は、フレーム内に含まれる同期ワードとの一致の度合いを検出し、検出結果を位相情報保持部３０と位相選択部４０とへ出力する。具体的には、同期ワード検出部２０は、ベースバンド受信信号からＮ相のサンプリングクロックを用いて同期ワードとの一致の度合いを検出する。Ｎの値は、任意に決定される。
【００１８】
位相情報保持部３０は、同期ワード検出部２０が検出した結果を複数フレーム分蓄積する。この複数フレーム分蓄積した検出結果を以降では位相情報と呼ぶ。位相情報保持部３０は、位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定し、判定した位相を位相選択部４０へ出力する。サンプリングする位相の判定手法については後述する。また、位相情報保持部３０は、位相情報を保持するカウンタを有する。
【００１９】
位相選択部４０は、位相情報保持部３０が出力した位相に基づいてサンプリングする位相を選択する。また、位相選択部４０は、同期ワード検出部２０が出力する検出結果に基づいてサンプリングする位相を選択することもある。位相選択部４０は、選択した位相をＦＩＦＯバッファ５０へ出力する。
【００２０】
ＦＩＦＯバッファ５０は、位相選択部４０が選択した位相のベースバンド受信信号に含まれるデータ領域からデータをサンプリングし、出力する。出力されたデータは、データを処理する内部回路（データ処理部）などで用いられる。
【００２１】
次に、位相情報保持部３０の詳細を説明する。ここでは、図２を用いて、同期回路１をＮ＝８のサンプリングクロックを用いる場合に適用する構成例を説明する。図２は、図１に示す同期回路１を、１シンボル８サンプリングクロックでサンプリングする場合に適用した構成例を示すブロック図である。
【００２２】
同期回路１１は、カウンタ３１０と判定部３２０とを備える。ＳＣＬＫは、８位相のサンプリングクロックであり、ＭＣＬＫは、ペイロード用マスタクロックである。
カウンタ３１０は、Ｎ個（サンプリングする位相の数）の値をカウントする記録領域が備えられる。カウンタ３１０は、同期ワード検出部２０が同期ワードと期待値との一致を検出した回数、あるいは一致を検出しなかった回数のいずれかを、位相毎にカウントする。カウンタ３１０は、同期ワード検出部２０が検出する検出結果を、複数フレーム分カウントする。
【００２３】
このように、カウンタ３１０は、検出結果をカウント（加算）することによって、複数フレームの検出結果を蓄積した位相情報を保持する。また、カウンタ３１０は、オーバーフローする以前に全位相のカウンタ値に一定の除算（ビットシフト）を行う機能を有する。これにより、カウンタのオーバーフローを防止しつつ、各位相のカウント値を完全にリセットすることなく最大カウント数の計測を継続する。なお、除算の実行周期やシフト量はジッタの変動に応じて決定されるものとする。このように、カウンタ３１０は、複数フレームの検出結果をカウントするものであり、複数フレームにおける伝搬路状況を把握することができる。また、カウンタ３１０は、位相情報を記録する記録領域であるともいえる。
【００２４】
判定部３２０は、カウンタ３１０がカウントアップした値に基づいて、サンプリングする位相を判定する。具体的には、判定部３２０は、複数フレームおいて同期ワードと期待値の一致が最も検出された正常位相をサンプリングする位相と判定する。さらに、複数の位相において、正常位相が検出されるように設計することにより、判定部３２０は、検出された複数の正常位相を用いて次のような手法で位相を判定することができる。
【００２５】
第１の手法として、判定部３２０は、複数の前記正常位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定する。
第２の手法として、判定部３２０は、同期ワードと期待値との一致が検出されなかったフレーム数が最も多い不具合位相（誤り位相）から離れた位相をサンプリングする位相として判定する。
第１の手法において、複数（例えば、二つ）の位相がサンプリングする位相の候補となった場合、さらに、第２の手法を併用して、サンプリングする位相を判定してもよい。また、第２の手法において、不具合位相から最も離れた位相をサンプリングする位相として判定してもよい。
【００２６】
図３を用いて、本実施形態のフレームとジッタ成分との関係を説明する。図３は、１シンボルあたり８位相のサンプリングクロックを用いた場合のフレームとジッタ成分との関係を示す図である。図９と同様に、図３では、１シンボル当り８位相のサンプリングクロックを用いた場合を考える。また、各位相を＃０から＃７を用いて示す。図３に示すように、ジッタ成分８１ａ、８１ｂは、フレーム毎の同期ワードのジッタ成分を示しており、それらのジッタ成分を加算したものを８２ａ、８２ｂとして示している。データ領域のジッタ成分を検出することはできないため、複数フレームについて同期ワードのジッタ成分を加算することにより、フレーム全体のジッタ成分を推定し、サンプリングに最適な位相を判定することが可能となる。
【００２７】
これを実現するために、同期回路１１では、カウンタ３１０において同期ワード検出結果を加算し、この加算結果に基づき、判定部３２０において複数フレームのシンボル境界のジッタ成分を把握しサンプリングに最適な位相を判定している。最適な位相とは、ジッタ成分が少ない位相、即ちシンボル境界から遠く、同期ワードが毎回検出され得ると期待される位相であり、例えば図３では矢印８３で示す位相＃４に相当する。
【００２８】
次に、図２に示す同期回路１１の動作例を、タイミングチャートを用いて具体的に説明する。ここでは、同期回路１１は、期待値との一致が検出されなかった回数を蓄積（集計）する場合を用いて説明する。カウンタ３１０は、同期ワード検出部２０から出力される信号を用い、その反転論理から期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップしていく。
【００２９】
図４〜７は、期待値との一致を検出しなかった位相のカウントカウントアップする場合の同期回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。図４は、同期ワード検出部２０、図５は、位相情報保持部３０、図６は、位相選択部４０、図７は、ＦＩＦＯバッファ５０の動作を示す。ベースバンド受信信号ＤＩは、同期ワードとデータとを含む。サンプリングクロック（ＳＣＬＫ０〜ＳＣＬＫ７）は、１シンボル当り、＃０〜＃７の８位相とする。図中、サンプリングクロックの順番を、一番上の０〜７の数値の繰り返しで示している。また、図４〜７中、符号Ａ〜Ｃは、複数の図面間において信号を関連づける矢印を示す。従って、矢印Ａ〜Ｃは、構成要素間の信号の関連を示す。
【００３０】
まず、図４に示すように、同期ワード検出部２０は、ベースバンド受信信号ＤＩから、各位相のサンプリングのタイミングで同期ワードとデータとを初段レジスタ出力へ取り込む。同期ワード検出部２０は、期待値に基づいて、同期ワードと期待値との一致を検出し、同期ワード検出信号ＳＹＮＦＬＧ０〜ＳＹＮＦＬＧ７を出力する。図４では、＃３と＃４の位相において期待値との一致が検出されないため、信号の立ち上がりが見られない。すなわち、シンボル境界がＳＣＬＫ３とＳＣＬＫ４との近傍にあるため、期待値との一致が検出されなかったものと推定できる。
【００３１】
次に、位相情報保持部３０について図５を用いて説明する。カウンタ３１０は、期待値との一致が検出されなかった＃３、＃４の位相のカウンタをカウントアップする。図５では、矢印Ａ、Ｂで示すタイミングで、＃３、＃４の位相のカウンタＮＳＹＮＣＮＴ３、ＮＳＹＮＣＮＴ４をカウントアップしている。このように、同期ワード検出信号ＳＹＮＦＬＧｘ（ｘ＝０〜７、以下、ｘの値は同様）＝Ｌｏｗの場合、期待値との一致が検出されなかったとしてカウントアップする。続いて、判定部３２０は、カウンタ３１０の値に基づいて、サンプリングする位相を判定する。判定の手法は上述した通りである。ここでは、期待値との一致が検出されなかった場合の第１の手法、第２の手法の動作を説明する。
【００３２】
判定部３２０は、まず、カウンタ３１０の値がゼロの位相を抽出する。通常、カウンタがゼロの位相は複数存在することから、判定部３２０は、上述した第１の手法と第２の手法との少なくともいずれかを用いて、位相を判定する。判定部３２０は、カウンタの値がゼロである複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定する（第１の手法）。また、中央の位相が複数存在する場合には、カウンタ３１０の最大値、すなわち、期待値との一致が検出されなかった回数が多い位相から離れた位相を選択する（第２の手法）。あるいは、判定部３２０は、カウンタ３１０の値がゼロの位相のうち、カウンタ３１０の最大値の位相から離れた位相（特に、最も離れた位相）を選択する（第２の手法）。
【００３３】
具体的に、図５において、第１の手法と第２の手法とを組み合わせる場合、判定部３２０は、次のように判定する。ここで、位相＃３、＃４以外の位相においてカウンタ３１０の値がゼロ、位相＃３においてカウンタ３１０の値が最大値であるとすると、判定部３２０は、位相＃３＃４以外の位相の中から、サンプリングする位相のうち、中央にある位相＃０、＃７を抽出する（第１の手法）。続いて、判定部３２０は、位相＃０、＃７のうち、カウンタの値が最大である、ＮＳＹＮＣＮＴ３から最も離れた位相＃７をサンプリングする位相として判定する（第２の手法）。
【００３４】
最もカウント数の多い位相というのは、シンボル境界に最もヒットする可能性が高く、そのため最もデータを誤って保持する危険性が高い位相と考えられる。このため、カウンタ３１０の最大値から離れた位相をサンプリングする位相として判定することが好ましい。
このようにして、判定部３２０は、判定結果に基づいて、位相判定信号ＳＹＮＰＫ０〜ＳＹＮＰＫ７のうち、判定した位相＃７をＳＹＮＰＫ７＝Ｈｉｇｈにして、位相選択部４０へ出力する。
【００３５】
次に、位相選択部４０について図６を用いて説明する。位相選択部４０は、同期ワード検出部２０から同期ワード検出信号ＳＹＮＦＬＧ０〜ＳＹＮＦＬＧ７を入力し、判定部３２０から位相判定信号ＳＹＮＰＫ０〜ＳＹＮＰＫ７を入力する。位相判定信号ＳＹＮＰＫ０〜ＳＹＮＰＫ７のうち、判定部３２０で判定された位相がある場合、位相選択部４０は、判定された位相をサンプリングする位相として選択する。ここでは、図５において、判定部３２０は、ＳＹＮＰＫ７をＨｉｇｈにしている。よって、位相選択部４０は、＃７の位相をサンプリングする位相として選択する。位相選択部４０は、図６に示すように、選択したサンプリングする位相のＣＬＫＳＥＬ７をＨｉｇｈにして、ＣＬＫＳＥＬ０〜ＣＬＫＳＥＬ７をＦＩＦＯバッファへ出力する。
【００３６】
一方、判定部３２０が判定した位相がない場合、すなわち、すべての位相判定信号ＳＹＮＰＫｘがＬｏｗの場合、位相選択部４０は、ＳＹＮＦＬＧｘに基づいて、サンプリングする位相を選択する。この場合は、従来と同様の手法を用いる。例えば、複数フレームの検出結果がカウントされていないため、位相情報が十分でなく（あるいは位相情報がない）、判定部３２０が判定できないなどの場合、従来の手法でサンプリングする位相を選択する。
【００３７】
また、位相選択部４０は、同期ワード検出部２０からの同期ワード検出信号だけでは真に適切な位相が判定できない場合、位相判定信号から得た情報を元に、安全な位相（ジッタ成分の少ない位相）を算出する手法をとってもよい。
【００３８】
次に、ＦＩＦＯバッファ５０について図７を用いて説明する。ＦＩＦＯバッファ５０は、ベースバンド受信信号ＤＩから、各位相のサンプリングのタイミングで同期ワードとデータとをＦＩＦＯ初段レジスタ出力ＤＩ０Ｆ〜ＤＩ７Ｆへ取り込む。続いて、ＦＩＦＯバッファ５０は、ＦＩＦＯ初段レジスタ出力ＤＩ０Ｆ〜ＤＩ７Ｆへ保持したデータを遅延させて遅延信号ＤＩ０Ｄ〜ＤＩ７Ｄへ取り込む。これはクロック選択論理演算待ち、すなわち、位相選択部４０がサンプリングする位相を選択するまでの時間遅延させるため、ＦＩＦＯバッファ５０は、複数クロックの遅延を挿入している。続いて、ＦＩＦＯバッファ５０は、クロック選択信号ＣＬＫＳＥＬ０〜ＣＬＫＳＥＬ７に従って、位相＃７のデータをマスタクロック（ＭＣＬＫ）に乗せる。
【００３９】
このようにして、本実施形態では、複数フレームに跨る長いスパンにおける同期ワードの期待値との一致の検出結果に基づいて、同期ワードの部分に限らずフレーム全体にわたって適切な位相を選択する。従って、一つのフレームのヘッダに付加された同期ワードだけでは、フレーム全体における適切な位相を検出することができない場合でも、複数フレームの同期ワード検出結果を蓄積していくことによって、フレーム全体に適切な位相を求めることが期待できる。
【００４０】
（その他の実施形態）
実施形態１では、具体例として、同期ワードが期待値と一致しなかった回数をカウントする一態様を説明した。しかしながら、カウンタは、期待値と一致した回数をカウントするものであってもよい。以下に、カウンタ３１０が同期ワードと期待値との一致を検出した回数をカウントする一態様を説明する。図２と同様の同期回路１１を用いることができる。実施形態１とは、位相情報保持部３０の機能が異なる。カウンタ３１０は、同期ワードと期待値との一致を検出した場合をカウントする。従って、同期ワード検出信号がＨｉｇｈの場合にカウンタ３１０をカウントアップすることになる。
【００４１】
また、判定部３２０は、カウンタ３１０の値を用いて、次のように判定する。判定部３２０は、まず、カウンタの値が最大である位相からサンプリングする位相を抽出する。カウンタの値が最大であるということは、同期ワードと期待値との比較において、最も一致が検出された位相ということになる。通常、このような位相は複数あることから、判定部３２０は、実施形態１で説明した第１の手法と第２の手法の少なくとも一方を用いてサンプリングする位相を判定する。
【００４２】
判定部３２０は、カウンタ３１０の値が最大である複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定する（第１の手法）。また、中央の位相が複数存在する場合には、カウンタ３１０の最小値、すなわち、期待値との一致が検出されなかった回数が多い位相から離れた位相を選択する（第２の手法）。あるいは、判定部３２０は、カウンタ３１０の値が最大値の位相のうち、カウンタ３１０の最小値の位相から離れた位相（特に、最も離れた位相）を選択する（第２の手法）。このようにして、判定部３２０は、サンプリングする位相を判定する。
【００４３】
このように、上記実施形態１と異なり、同期ワードを検出した結果を蓄積した位相情報であっても、複数フレームに跨る長いスパンにおける同期ワードと期待値との一致を検出した結果に基づいて、フレーム全体に適切な位相を選択することができる。
【００４４】
なお、上記各実施形態では、位相選択部４０は、位相情報保持部３０が出力する判定結果に基づいて、サンプリングする位相を選択している。しかし、判定部３２０の機能を位相選択部４０が実行するようにしてもよい。具体的には、位相情報保持部３０は、保持している位相情報を位相選択部４０へ出力し、位相選択部４０は、位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する。また、上記各実施形態では、同期ワードが複数フレームにおける期待値との比較において、最も一致していることが検出された位相を正常位相としたが、同期ワードが所定の数のフレームにおいて検出した位相を正常位相としてサンプリングする位相を判定してもよい。
【００４５】
本発明は、同一クロックを参照し、同期をとりながらデータを送受信するＬＳＩ間通信を採用するマイクロコンピュータへ採用することができる。具体的には、フレーム先頭に同期ワードが固めて配置されているような通信規格をターゲットとし、これらの通信機器に導入されることが好ましい。例えば、携帯電話向けのＤｉｇＲＦなどの規格に準拠した通信機器に導入することが期待される。
【００４６】
以上のように、本発明に係る好適な実施形態によれば、位相情報保持部は、同期ワードを検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持する。このため、位相情報保持部は、長い時間のサンプリング結果に基づいて判定した位相、あるいは、長い時間のサンプリング結果を位相選択部へ出力する。これにより、位相選択部は、長い時間のサンプリング結果に基づいてサンプリングする位相を選択する。このようにして、同期回路は、サンプリング位相の精度を向上させることができる。これは、受信したフレーム毎に同期動作を行う場合に比べ、伝搬路状況が変化している場合にもより適切なサンプリングする位相を選択することにつながる。従って、ビットエラー率が低減することが期待される。特に、フレーム内に含まれる同期ワードがデータに比べて少なく、かつ、同期ワードがフレームの一箇所に配置されている場合に、本発明の効果が大きいと考えられる。
【００４７】
なお、本発明は上記に示す実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る同期回路の一例を示す図である。
【図２】図１に示す同期回路を、１シンボル８サンプリングクロックでサンプリングする場合に適用した構成例を示すブロック図である。
【図３】実施形態１のフレームとジッタ成分との関係を示す図である。
【図４】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路の同期ワード検出部の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路の位相情報保持部の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図６】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路の位相選択部の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路のＦＩＦＯバッファの動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】従来の同期回路の構成例を示すブロック概略図である。
【図９】従来技術におけるフレームとジッタ成分との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 同期回路
２ アンテナ
３ ＲＦ部
２０ 同期ワード検出部
３０ 位相情報保持部
４０ 位相選択部
５０ ＦＩＦＯバッファ
８０ フレーム
８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ ジッタ成分
３１０ カウンタ
３２０ 判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩ間の高速同期通信におけるデータ受信の手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無線通信方式において、ベースバンド受信信号からデータをサンプリングするタイミングを最適化する技術が開発されている。例えば、特許文献１では、ベースバンド受信信号（シリアル信号）のシンボルを正しく復元するベースバンド受信信号の受信回路が開示されている。この技術では、一例としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格をベースとしており、同期ワードは６４ビットを想定している。すなわち、受信回路は、６４ビットの同期ワードを検出した結果に基づいて、最適な位相を判定している。
【０００３】
図８に、従来の同期回路の構成例を示すブロック概略図を示す。ベースバンド信号は、同期ワード検出回路７ｐにおいて伝送レートのｍ（ｍは２以上の整数）倍の周波数でサンプリングされる。ここでは、同期ワードは、ベースバンド信号の先頭に付加されている。すなわち、同期ワード検出回路７ｐは、ベースバンド信号に含まれる同期ワードをｍ位相（１シンボル）毎に期待値と比較し、ｍ位相の中で最も期待値と一致したビット数が多い位相を、最適な位相として周波数ドリフト補正回路５ｐへ伝える。ＦＩＦＯバッファ６ｐは、この最適な位相を用いて、安定した受信シンボルを内部回路へ出力する。このように、同期ワード検出回路７ｐは、同期ワードに含まれたシンボルがどれだけ期待値と一致したかに基づいて、最適な位相を検出する。
【０００４】
最適な位相の検出については、フレーム内でできるだけ広い範囲に対して位相比較を行うと精度を高めることができる。従って、特許文献１に開示された技術は、フレーム内の同期ワードの割合が高い場合や同期ワードがフレーム内に分散配置されている場合などでは有効な手段である。
【特許文献１】特開２００３−３３３０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同期ワードがベースバンド信号の先頭に付加されている場合、同期ワードのうちどれだけのシンボルが期待値と一致したかに基づいて判定された最適位相は、その後のペイロード等のデータ受信中に中心位相が変動することにより、誤ったデータを保持する可能性が出てくる。この傾向は、とりわけ、先頭部分の同期ワードのビット数が少なく、データ長が長いほど、より顕著に現れると考えられる。
【０００６】
図９は、フレームのジッタ成分からサンプリングクロックを選択する従来技術を示す図である。図９においては、ベースバンド信号が伝送レートの８倍の周波数でサンプリングされているものとしている。すなわち、１シンボル当り８位相のサンプリングクロックを用いて、各位相を＃０から＃７をとして示している。また、図９では、ビット幅が少ない同期ワードがフレームヘッダ部分に付加され、且つデータ長（ペイロードデータ長）が長いフレーム規格を前提としている。ここで、同期ワードのシンボル境界のジッタ成分は位相＃６において生じるものとし、符号９１ａ、９１ｂで示している。データを含むフレーム全体のジッタ成分は同期ワード検出中のジッタ成分よりも広がりを持ち、位相＃６、＃７、＃０、＃１、＃２において生じるものとし、符号９２ａ、９２ｂで示している。ここで、ジッタ成分により同期ワードと期待値との一致が＃６の位相でのみ検出できなかった場合、＃６の位相から最も離れた位相、ここでは、４位相離れた＃２の位相（矢印９３）が、その後のデータ検出に適したサンプリングクロックとして判定される。一方、フレーム全体を考えるとジッタ成分は大きく広がりを持ち、位相＃６、＃７、＃０、＃１、＃２の５位相に跨りデータを誤って保持する可能性がある。この時、同期ワードによって判定された位相（位相＃２）では、フレーム全体として見た場合シンボルの境界になる可能性があり、誤ったデータを保持してしまう可能性がある。そのため、フレーム全体のジッタ成分の広がりも加味して位相を選択する必要があり、図９の場合では矢印９４で示した＃４の位相が真に求めるべき位相となる。
【０００７】
図９に一例として示すように、従来技術では、一部分のジッタ成分（符号９１ａ、９１ｂ）に基づいてサンプリングクロック（矢印９３で示す位相＃２）を判断していたため、フレーム全体のジッタ成分（符号９２ａ、９２ｂ）に基づいた最適位相（矢印９４で示す位相＃３）を選択することができなかった。このように、最適位相として誤った位相を選択してしまうという現象は、１フレームにおいて先頭部分の同期ワードのビット数が少なく且つデータ長が長い場合、即ちフレーム内の同期ワードの比率が低い場合、発生頻度が高まることが予想される。また近年の伝送レートの高速化に伴い、１シンボルあたりのジッタ成分比率が高まることによっても発生頻度が高まることが予想される。
【０００８】
このように、フレーム内における同期ワードの占める割合が少ない場合であっても、データサンプリングの精度を向上させる必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る同期回路の一態様は、フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信した前記ベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて前記同期ワードと期待値との一致の有無を検出する同期ワード検出部と、前記同期ワード検出部が検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持し、保持した前記位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する位相情報保持部と、前記位相情報保持部の判定に基づいて、サンプリングクロックの位相を選択・決定する位相選択部と、前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するＦＩＦＯバッファと、を備える。
【００１０】
また、本発明に係るデータ受信方法の一態様は、フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信したベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて同期ワードと期待値との一致の有無を検出し、検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を、記録領域に保持し、保持する位相情報に基づいて、サンプリングする位相を選択し、選択した位相の前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレーム内に同期ワードの占める割合が少ない場合であっても、データサンプリングの精度を向上させることが可能となる。これにより、ビットエラー率を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る同期回路の一例を示す図である。同期回路１は、ベースバンド受信信号を受信する。ベースバンド受信信号は、ＲＦ（Radio Frequency）部３がアンテナ２から受信した受信信号を処理した信号である。同期回路１とＲＦ部３とは、同期をとるために、同じ参照クロックを参照している。同期回路１とＲＦ部３とは、それぞれＰＬＬ（Phase Locked Loop）を有し、高周波のクロックに置き換えてデータの送受信を行っている。
【００１４】
図１に示す同期回路１は、同期ワード検出部２０、位相情報保持部３０、位相選択部４０、及びＦＩＦＯ（First-in First-out）バッファ５０を備える。同期回路１は、次の機能を備えている。（１）ベースバンド受信信号を受信し、Ｎ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて複数フレームにおける同期ワード検出結果を保持する。（２）保持した同期ワード検出結果に基づいて、サンプリングする位相を判定する。（３）判定した結果に基づいてデータを出力する。
【００１５】
ここで、ベースバンド受信信号は、複数フレームからなり、１フレームには、同期ワード領域とデータ領域とが含まれる。同期ワード領域には、予め決められたデータが設定される。データ領域は、伝送するデータが設定される。また、本明細書では、１シンボルは、１ビットと対応するものとする。
【００１６】
サンプリングクロックは、ベースバンド受信信号をシンボル速度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の周期でサンプリングするクロックを用いる。換言すれば、サンプリングクロックは、１シンボルの１／Ｎずつ間隔を空けたＮ相のクロックを用いる。以降の説明では、Ｎ相のサンプリングクロックにおける各位相を、＃０から＃（Ｎ−１）として示す。
【００１７】
同期ワード検出部２０は、フレーム内に含まれる同期ワードとの一致の度合いを検出し、検出結果を位相情報保持部３０と位相選択部４０とへ出力する。具体的には、同期ワード検出部２０は、ベースバンド受信信号からＮ相のサンプリングクロックを用いて同期ワードとの一致の度合いを検出する。Ｎの値は、任意に決定される。
【００１８】
位相情報保持部３０は、同期ワード検出部２０が検出した結果を複数フレーム分蓄積する。この複数フレーム分蓄積した検出結果を以降では位相情報と呼ぶ。位相情報保持部３０は、位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定し、判定した位相を位相選択部４０へ出力する。サンプリングする位相の判定手法については後述する。また、位相情報保持部３０は、位相情報を保持するカウンタを有する。
【００１９】
位相選択部４０は、位相情報保持部３０が出力した位相に基づいてサンプリングする位相を選択する。また、位相選択部４０は、同期ワード検出部２０が出力する検出結果に基づいてサンプリングする位相を選択することもある。位相選択部４０は、選択した位相をＦＩＦＯバッファ５０へ出力する。
【００２０】
ＦＩＦＯバッファ５０は、位相選択部４０が選択した位相のベースバンド受信信号に含まれるデータ領域からデータをサンプリングし、出力する。出力されたデータは、データを処理する内部回路（データ処理部）などで用いられる。
【００２１】
次に、位相情報保持部３０の詳細を説明する。ここでは、図２を用いて、同期回路１をＮ＝８のサンプリングクロックを用いる場合に適用する構成例を説明する。図２は、図１に示す同期回路１を、１シンボル８サンプリングクロックでサンプリングする場合に適用した構成例を示すブロック図である。
【００２２】
同期回路１１は、カウンタ３１０と判定部３２０とを備える。ＳＣＬＫは、８位相のサンプリングクロックであり、ＭＣＬＫは、ペイロード用マスタクロックである。
カウンタ３１０は、Ｎ個（サンプリングする位相の数）の値をカウントする記録領域が備えられる。カウンタ３１０は、同期ワード検出部２０が同期ワードと期待値との一致を検出した回数、あるいは一致を検出しなかった回数のいずれかを、位相毎にカウントする。カウンタ３１０は、同期ワード検出部２０が検出する検出結果を、複数フレーム分カウントする。
【００２３】
このように、カウンタ３１０は、検出結果をカウント（加算）することによって、複数フレームの検出結果を蓄積した位相情報を保持する。また、カウンタ３１０は、オーバーフローする以前に全位相のカウンタ値に一定の除算（ビットシフト）を行う機能を有する。これにより、カウンタのオーバーフローを防止しつつ、各位相のカウント値を完全にリセットすることなく最大カウント数の計測を継続する。なお、除算の実行周期やシフト量はジッタの変動に応じて決定されるものとする。このように、カウンタ３１０は、複数フレームの検出結果をカウントするものであり、複数フレームにおける伝搬路状況を把握することができる。また、カウンタ３１０は、位相情報を記録する記録領域であるともいえる。
【００２４】
判定部３２０は、カウンタ３１０がカウントアップした値に基づいて、サンプリングする位相を判定する。具体的には、判定部３２０は、複数フレームおいて同期ワードと期待値の一致が最も検出された正常位相をサンプリングする位相と判定する。さらに、複数の位相において、正常位相が検出されるように設計することにより、判定部３２０は、検出された複数の正常位相を用いて次のような手法で位相を判定することができる。
【００２５】
第１の手法として、判定部３２０は、複数の前記正常位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定する。
第２の手法として、判定部３２０は、同期ワードと期待値との一致が検出されなかったフレーム数が最も多い不具合位相（誤り位相）から離れた位相をサンプリングする位相として判定する。
第１の手法において、複数（例えば、二つ）の位相がサンプリングする位相の候補となった場合、さらに、第２の手法を併用して、サンプリングする位相を判定してもよい。また、第２の手法において、不具合位相から最も離れた位相をサンプリングする位相として判定してもよい。
【００２６】
図３を用いて、本実施形態のフレームとジッタ成分との関係を説明する。図３は、１シンボルあたり８位相のサンプリングクロックを用いた場合のフレームとジッタ成分との関係を示す図である。図９と同様に、図３では、１シンボル当り８位相のサンプリングクロックを用いた場合を考える。また、各位相を＃０から＃７を用いて示す。図３に示すように、ジッタ成分８１ａ、８１ｂは、フレーム毎の同期ワードのジッタ成分を示しており、それらのジッタ成分を加算したものを８２ａ、８２ｂとして示している。データ領域のジッタ成分を検出することはできないため、複数フレームについて同期ワードのジッタ成分を加算することにより、フレーム全体のジッタ成分を推定し、サンプリングに最適な位相を判定することが可能となる。
【００２７】
これを実現するために、同期回路１１では、カウンタ３１０において同期ワード検出結果を加算し、この加算結果に基づき、判定部３２０において複数フレームのシンボル境界のジッタ成分を把握しサンプリングに最適な位相を判定している。最適な位相とは、ジッタ成分が少ない位相、即ちシンボル境界から遠く、同期ワードが毎回検出され得ると期待される位相であり、例えば図３では矢印８３で示す位相＃４に相当する。
【００２８】
次に、図２に示す同期回路１１の動作例を、タイミングチャートを用いて具体的に説明する。ここでは、同期回路１１は、期待値との一致が検出されなかった回数を蓄積（集計）する場合を用いて説明する。カウンタ３１０は、同期ワード検出部２０から出力される信号を用い、その反転論理から期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップしていく。
【００２９】
図４〜７は、期待値との一致を検出しなかった位相のカウントカウントアップする場合の同期回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。図４は、同期ワード検出部２０、図５は、位相情報保持部３０、図６は、位相選択部４０、図７は、ＦＩＦＯバッファ５０の動作を示す。ベースバンド受信信号ＤＩは、同期ワードとデータとを含む。サンプリングクロック（ＳＣＬＫ０〜ＳＣＬＫ７）は、１シンボル当り、＃０〜＃７の８位相とする。図中、サンプリングクロックの順番を、一番上の０〜７の数値の繰り返しで示している。また、図４〜７中、符号Ａ〜Ｃは、複数の図面間において信号を関連づける矢印を示す。従って、矢印Ａ〜Ｃは、構成要素間の信号の関連を示す。
【００３０】
まず、図４に示すように、同期ワード検出部２０は、ベースバンド受信信号ＤＩから、各位相のサンプリングのタイミングで同期ワードとデータとを初段レジスタ出力へ取り込む。同期ワード検出部２０は、期待値に基づいて、同期ワードと期待値との一致を検出し、同期ワード検出信号ＳＹＮＦＬＧ０〜ＳＹＮＦＬＧ７を出力する。図４では、＃３と＃４の位相において期待値との一致が検出されないため、信号の立ち上がりが見られない。すなわち、シンボル境界がＳＣＬＫ３とＳＣＬＫ４との近傍にあるため、期待値との一致が検出されなかったものと推定できる。
【００３１】
次に、位相情報保持部３０について図５を用いて説明する。カウンタ３１０は、期待値との一致が検出されなかった＃３、＃４の位相のカウンタをカウントアップする。図５では、矢印Ａ、Ｂで示すタイミングで、＃３、＃４の位相のカウンタＮＳＹＮＣＮＴ３、ＮＳＹＮＣＮＴ４をカウントアップしている。このように、同期ワード検出信号ＳＹＮＦＬＧｘ（ｘ＝０〜７、以下、ｘの値は同様）＝Ｌｏｗの場合、期待値との一致が検出されなかったとしてカウントアップする。続いて、判定部３２０は、カウンタ３１０の値に基づいて、サンプリングする位相を判定する。判定の手法は上述した通りである。ここでは、期待値との一致が検出されなかった場合の第１の手法、第２の手法の動作を説明する。
【００３２】
判定部３２０は、まず、カウンタ３１０の値がゼロの位相を抽出する。通常、カウンタがゼロの位相は複数存在することから、判定部３２０は、上述した第１の手法と第２の手法との少なくともいずれかを用いて、位相を判定する。判定部３２０は、カウンタの値がゼロである複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定する（第１の手法）。また、中央の位相が複数存在する場合には、カウンタ３１０の最大値、すなわち、期待値との一致が検出されなかった回数が多い位相から離れた位相を選択する（第２の手法）。あるいは、判定部３２０は、カウンタ３１０の値がゼロの位相のうち、カウンタ３１０の最大値の位相から離れた位相（特に、最も離れた位相）を選択する（第２の手法）。
【００３３】
具体的に、図５において、第１の手法と第２の手法とを組み合わせる場合、判定部３２０は、次のように判定する。ここで、位相＃３、＃４以外の位相においてカウンタ３１０の値がゼロ、位相＃３においてカウンタ３１０の値が最大値であるとすると、判定部３２０は、位相＃３＃４以外の位相の中から、サンプリングする位相のうち、中央にある位相＃０、＃７を抽出する（第１の手法）。続いて、判定部３２０は、位相＃０、＃７のうち、カウンタの値が最大である、ＮＳＹＮＣＮＴ３から最も離れた位相＃７をサンプリングする位相として判定する（第２の手法）。
【００３４】
最もカウント数の多い位相というのは、シンボル境界に最もヒットする可能性が高く、そのため最もデータを誤って保持する危険性が高い位相と考えられる。このため、カウンタ３１０の最大値から離れた位相をサンプリングする位相として判定することが好ましい。
このようにして、判定部３２０は、判定結果に基づいて、位相判定信号ＳＹＮＰＫ０〜ＳＹＮＰＫ７のうち、判定した位相＃７をＳＹＮＰＫ７＝Ｈｉｇｈにして、位相選択部４０へ出力する。
【００３５】
次に、位相選択部４０について図６を用いて説明する。位相選択部４０は、同期ワード検出部２０から同期ワード検出信号ＳＹＮＦＬＧ０〜ＳＹＮＦＬＧ７を入力し、判定部３２０から位相判定信号ＳＹＮＰＫ０〜ＳＹＮＰＫ７を入力する。位相判定信号ＳＹＮＰＫ０〜ＳＹＮＰＫ７のうち、判定部３２０で判定された位相がある場合、位相選択部４０は、判定された位相をサンプリングする位相として選択する。ここでは、図５において、判定部３２０は、ＳＹＮＰＫ７をＨｉｇｈにしている。よって、位相選択部４０は、＃７の位相をサンプリングする位相として選択する。位相選択部４０は、図６に示すように、選択したサンプリングする位相のＣＬＫＳＥＬ７をＨｉｇｈにして、ＣＬＫＳＥＬ０〜ＣＬＫＳＥＬ７をＦＩＦＯバッファへ出力する。
【００３６】
一方、判定部３２０が判定した位相がない場合、すなわち、すべての位相判定信号ＳＹＮＰＫｘがＬｏｗの場合、位相選択部４０は、ＳＹＮＦＬＧｘに基づいて、サンプリングする位相を選択する。この場合は、従来と同様の手法を用いる。例えば、複数フレームの検出結果がカウントされていないため、位相情報が十分でなく（あるいは位相情報がない）、判定部３２０が判定できないなどの場合、従来の手法でサンプリングする位相を選択する。
【００３７】
また、位相選択部４０は、同期ワード検出部２０からの同期ワード検出信号だけでは真に適切な位相が判定できない場合、位相判定信号から得た情報を元に、安全な位相（ジッタ成分の少ない位相）を算出する手法をとってもよい。
【００３８】
次に、ＦＩＦＯバッファ５０について図７を用いて説明する。ＦＩＦＯバッファ５０は、ベースバンド受信信号ＤＩから、各位相のサンプリングのタイミングで同期ワードとデータとをＦＩＦＯ初段レジスタ出力ＤＩ０Ｆ〜ＤＩ７Ｆへ取り込む。続いて、ＦＩＦＯバッファ５０は、ＦＩＦＯ初段レジスタ出力ＤＩ０Ｆ〜ＤＩ７Ｆへ保持したデータを遅延させて遅延信号ＤＩ０Ｄ〜ＤＩ７Ｄへ取り込む。これはクロック選択論理演算待ち、すなわち、位相選択部４０がサンプリングする位相を選択するまでの時間遅延させるため、ＦＩＦＯバッファ５０は、複数クロックの遅延を挿入している。続いて、ＦＩＦＯバッファ５０は、クロック選択信号ＣＬＫＳＥＬ０〜ＣＬＫＳＥＬ７に従って、位相＃７のデータをマスタクロック（ＭＣＬＫ）に乗せる。
【００３９】
このようにして、本実施形態では、複数フレームに跨る長いスパンにおける同期ワードの期待値との一致の検出結果に基づいて、同期ワードの部分に限らずフレーム全体にわたって適切な位相を選択する。従って、一つのフレームのヘッダに付加された同期ワードだけでは、フレーム全体における適切な位相を検出することができない場合でも、複数フレームの同期ワード検出結果を蓄積していくことによって、フレーム全体に適切な位相を求めることが期待できる。
【００４０】
（その他の実施形態）
実施形態１では、具体例として、同期ワードが期待値と一致しなかった回数をカウントする一態様を説明した。しかしながら、カウンタは、期待値と一致した回数をカウントするものであってもよい。以下に、カウンタ３１０が同期ワードと期待値との一致を検出した回数をカウントする一態様を説明する。図２と同様の同期回路１１を用いることができる。実施形態１とは、位相情報保持部３０の機能が異なる。カウンタ３１０は、同期ワードと期待値との一致を検出した場合をカウントする。従って、同期ワード検出信号がＨｉｇｈの場合にカウンタ３１０をカウントアップすることになる。
【００４１】
また、判定部３２０は、カウンタ３１０の値を用いて、次のように判定する。判定部３２０は、まず、カウンタの値が最大である位相からサンプリングする位相を抽出する。カウンタの値が最大であるということは、同期ワードと期待値との比較において、最も一致が検出された位相ということになる。通常、このような位相は複数あることから、判定部３２０は、実施形態１で説明した第１の手法と第２の手法の少なくとも一方を用いてサンプリングする位相を判定する。
【００４２】
判定部３２０は、カウンタ３１０の値が最大である複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定する（第１の手法）。また、中央の位相が複数存在する場合には、カウンタ３１０の最小値、すなわち、期待値との一致が検出されなかった回数が多い位相から離れた位相を選択する（第２の手法）。あるいは、判定部３２０は、カウンタ３１０の値が最大値の位相のうち、カウンタ３１０の最小値の位相から離れた位相（特に、最も離れた位相）を選択する（第２の手法）。このようにして、判定部３２０は、サンプリングする位相を判定する。
【００４３】
このように、上記実施形態１と異なり、同期ワードを検出した結果を蓄積した位相情報であっても、複数フレームに跨る長いスパンにおける同期ワードと期待値との一致を検出した結果に基づいて、フレーム全体に適切な位相を選択することができる。
【００４４】
なお、上記各実施形態では、位相選択部４０は、位相情報保持部３０が出力する判定結果に基づいて、サンプリングする位相を選択している。しかし、判定部３２０の機能を位相選択部４０が実行するようにしてもよい。具体的には、位相情報保持部３０は、保持している位相情報を位相選択部４０へ出力し、位相選択部４０は、位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する。また、上記各実施形態では、同期ワードが複数フレームにおける期待値との比較において、最も一致していることが検出された位相を正常位相としたが、同期ワードが所定の数のフレームにおいて検出した位相を正常位相としてサンプリングする位相を判定してもよい。
【００４５】
本発明は、同一クロックを参照し、同期をとりながらデータを送受信するＬＳＩ間通信を採用するマイクロコンピュータへ採用することができる。具体的には、フレーム先頭に同期ワードが固めて配置されているような通信規格をターゲットとし、これらの通信機器に導入されることが好ましい。例えば、携帯電話向けのＤｉｇＲＦなどの規格に準拠した通信機器に導入することが期待される。
【００４６】
以上のように、本発明に係る好適な実施形態によれば、位相情報保持部は、同期ワードを検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持する。このため、位相情報保持部は、長い時間のサンプリング結果に基づいて判定した位相、あるいは、長い時間のサンプリング結果を位相選択部へ出力する。これにより、位相選択部は、長い時間のサンプリング結果に基づいてサンプリングする位相を選択する。このようにして、同期回路は、サンプリング位相の精度を向上させることができる。これは、受信したフレーム毎に同期動作を行う場合に比べ、伝搬路状況が変化している場合にもより適切なサンプリングする位相を選択することにつながる。従って、ビットエラー率が低減することが期待される。特に、フレーム内に含まれる同期ワードがデータに比べて少なく、かつ、同期ワードがフレームの一箇所に配置されている場合に、本発明の効果が大きいと考えられる。
【００４７】
なお、本発明は上記に示す実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る同期回路の一例を示す図である。
【図２】図１に示す同期回路を、１シンボル８サンプリングクロックでサンプリングする場合に適用した構成例を示すブロック図である。
【図３】実施形態１のフレームとジッタ成分との関係を示す図である。
【図４】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路の同期ワード検出部の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路の位相情報保持部の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図６】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路の位相選択部の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】期待値との一致を検出しなかった位相のカウントをカウントアップする場合の同期回路のＦＩＦＯバッファの動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】従来の同期回路の構成例を示すブロック概略図である。
【図９】従来技術におけるフレームとジッタ成分との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 同期回路
２ アンテナ
３ ＲＦ部
２０ 同期ワード検出部
３０ 位相情報保持部
４０ 位相選択部
５０ ＦＩＦＯバッファ
８０ フレーム
８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ ジッタ成分
３１０ カウンタ
３２０ 判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信した前記ベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて前記同期ワードと期待値との一致の有無を検出する同期ワード検出部と、
前記同期ワード検出部が検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持し、保持した前記位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する位相情報保持部と、
前記位相情報保持部の判定に基づいて、サンプリングクロックの位相を選択・決定する位相選択部と、
前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するＦＩＦＯバッファと、を備える同期回路。
【請求項２】
前記位相情報保持部は、位相毎に前記位相情報を保持し、前記同期ワードと前記期待値との一致が前記複数フレームにおいて検出された正常位相からサンプリングする位相を判定することを特徴とする請求項１記載の同期回路。
【請求項３】
前記位相情報保持部は、複数の前記正常位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項２記載の同期回路。
【請求項４】
前記位相情報保持部は、前記同期ワードと前記期待値との一致が検出されなかったフレーム数が多い不具合位相から離れた位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項２または３記載の同期回路。
【請求項５】
前記位相情報保持部は、
前記同期ワード検出部が検出した結果に基づいて、位相毎に前記同期ワードが検出されなかった場合をカウントするカウンタと、
前記カウンタの値がゼロの位相からサンプリングする位相を判定する判定部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の同期回路。
【請求項６】
前記判定部は、前記カウンタの値がゼロである複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項５記載の同期回路。
【請求項７】
前記判定部は、前記カウンタの最大値を示す位相から離れた位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項５または６記載の同期回路。
【請求項８】
前記位相情報保持部は、
前記同期ワード検出部が検出した結果に基づいて、位相毎に前記同期ワードと前記期待値との一致が検出された場合をカウントするカウンタと、
前記カウンタの値が最大である位相からサンプリングする位相を判定する判定部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の同期回路。
【請求項９】
前記判定部は、前記カウンタの値が最大である複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項８記載の同期回路。
【請求項１０】
前記判定部は、前記カウンタの最小値を示す位相から離れた位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項８または９記載の同期回路。
【請求項１１】
前記位相選択部は、さらに、前記同期ワード検出部が検出した結果に基づいて、サンプリングする位相を判定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の同期回路。
【請求項１２】
フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、
受信したベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて同期ワードと期待値との一致の有無を検出し、
検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を、記録領域に保持し、
保持する位相情報に基づいて、サンプリングする位相を選択し、
選択した位相の前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するデータ受信方法。
【請求項１】
フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、受信した前記ベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて前記同期ワードと期待値との一致の有無を検出する同期ワード検出部と、
前記同期ワード検出部が検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を保持し、保持した前記位相情報に基づいて、サンプリングする位相を判定する位相情報保持部と、
前記位相情報保持部の判定に基づいて、サンプリングクロックの位相を選択・決定する位相選択部と、
前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するＦＩＦＯバッファと、を備える同期回路。
【請求項２】
前記位相情報保持部は、位相毎に前記位相情報を保持し、前記同期ワードと前記期待値との一致が前記複数フレームにおいて検出された正常位相からサンプリングする位相を判定することを特徴とする請求項１記載の同期回路。
【請求項３】
前記位相情報保持部は、複数の前記正常位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項２記載の同期回路。
【請求項４】
前記位相情報保持部は、前記同期ワードと前記期待値との一致が検出されなかったフレーム数が多い不具合位相から離れた位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項２または３記載の同期回路。
【請求項５】
前記位相情報保持部は、
前記同期ワード検出部が検出した結果に基づいて、位相毎に前記同期ワードが検出されなかった場合をカウントするカウンタと、
前記カウンタの値がゼロの位相からサンプリングする位相を判定する判定部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の同期回路。
【請求項６】
前記判定部は、前記カウンタの値がゼロである複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項５記載の同期回路。
【請求項７】
前記判定部は、前記カウンタの最大値を示す位相から離れた位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項５または６記載の同期回路。
【請求項８】
前記位相情報保持部は、
前記同期ワード検出部が検出した結果に基づいて、位相毎に前記同期ワードと前記期待値との一致が検出された場合をカウントするカウンタと、
前記カウンタの値が最大である位相からサンプリングする位相を判定する判定部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の同期回路。
【請求項９】
前記判定部は、前記カウンタの値が最大である複数の位相のうち、中央の位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項８記載の同期回路。
【請求項１０】
前記判定部は、前記カウンタの最小値を示す位相から離れた位相をサンプリングする位相として判定することを特徴とする請求項８または９記載の同期回路。
【請求項１１】
前記位相選択部は、さらに、前記同期ワード検出部が検出した結果に基づいて、サンプリングする位相を判定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の同期回路。
【請求項１２】
フレーム毎に同期ワードとデータとを含むベースバンド受信信号を受信し、
受信したベースバンド受信信号からＮ（Ｎは２以上の整数）位相のサンプリングクロックを用いて同期ワードと期待値との一致の有無を検出し、
検出した結果を複数フレーム分蓄積した位相情報を、記録領域に保持し、
保持する位相情報に基づいて、サンプリングする位相を選択し、
選択した位相の前記ベースバンド受信信号から前記データをサンプリングして出力するデータ受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−３８４２２（Ｐ２００９−３８４２２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９８３５４（Ｐ２００７−１９８３５４）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]