JP2001186205A - 通信装置、移動電話装置、発振信号生成装置、通信方法および発振信号生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水晶発振器の経年変化に対応した周波数制御
を可能とする。 【解決手段】 平均化回路２６は、周波数誤差検出器２
０により検出された周波数誤差が所定の範囲内となった
時点から、減算器２２により生成されたチューニング信
号の平均化を開始し、これをＣＰＵ２４に送る。ＣＰＵ
２４は、ＥＥＰＲＯＭ２５を書き換えて、平均化回路２
６により平均化されたチューニング信号を示す周波数デ
ータを記録して保持させる。ＥＥＰＲＯＭ２５に保持さ
れた周波数データは、次回の通信動作を開始する際に、
レジスタ２３にセットされ、減算器２２により初期のチ
ューニング信号が生成される。生成されたチューニング
信号は、Ｄ／Ａ変換器２１等を介して水晶発振器を備え
て周波数制御が可能な発振信号を生成するための発振回
路に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水晶発振器を用
いた発振信号生成装置およびこれを適用した通信装置に
係り、特に、周波数制御が可能な発振回路の周波数制御
を行って発振信号を生成する発振信号生成装置およびこ
れを適用した通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水晶板を電極に張り付けた、いわゆる、
水晶振動子を用いた発振回路は、コイルとコンデンサを
用いた発振回路（例えば、コルピッツ発振回路やハート
レー発振回路）に比べて発振周波数の安定性が非常に高
く、携帯電話やラジオ受信機等の無線通信装置における
局部発振信号生成器として利用されることが多い。この
ような局部発振信号生成器では、水晶振動子を用いた電
圧制御発振器であるＶＣＸＯ（voltage controlled cry
stal oscillator）に印加する電圧を調整して局部発振
信号を生成し、送信信号や受信信号の周波数変換及び直
交変調や直交検波などを可能とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした水晶振動子を
用いた発振回路は、水晶の機械的共振を利用しているこ
とから、発振周波数の安定性が高いとはいえ、長期にわ
たり動作することで、発振特性に変化が生じることがあ
る。

【０００４】このような発振特性の経年変化により、例
えば、無線通信装置で受信信号との同期を確立するまで
に要する時間が長くなるという問題があった。

【０００５】この点、水晶板を精度よく作成して、経年
変化のない高精度な水晶発振器を用いることも考えられ
るが、このような高精度の水晶発振器は高価であり、携
帯電話のように一般的な無線通信装置に用いることは妥
当でない。

【０００６】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
のであり、水晶発振器の発振特性の変化に対応して発振
周波数を制御することができる発振信号生成装置および
これを適用した移動電話装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点に係る通信装置は、通信信号
を受信する受信手段と、基準周波数信号を生成する基準
発振手段と、前記基準発振手段により生成された基準周
波数信号を参照し、前記受信手段により受信された通信
信号に同期した局部発振信号を生成する局発信号生成手
段と、前記局発信号生成手段から局部発振信号の供給を
受け、前記受信手段により受信された通信信号からベー
スバンド信号を復調する復調手段と、前記復調手段によ
り復調されたベースバンド信号に含まれる周波数誤差に
基づいて、次回の通信動作を開始する際に前記基準発振
手段により生成される基準周波数信号の発振周波数を制
御するための信号を生成して保持する周波数制御手段と
を備える、ことを特徴とする。

【０００８】この発明によれば、復調手段により復調さ
れたベースバンド信号に含まれる周波数誤差に基づい
て、次回の通信動作を開始する際に生成される基準周波
数信号の発振周波数を制御するための信号を生成して保
持しておくことができる。これにより、水晶発振器等を
用いて基準周波数信号を生成する基準発振手段に経年変
化が生じても、それに対応して発振周波数を制御するこ
とができる。

【０００９】前記周波数制御手段は、前記復調手段によ
り復調されたベースバンド信号に含まれる周波数誤差が
所定の範囲内となると、前記基準発振手段により生成さ
れる基準周波数信号の発振周波数を制御するための信号
を平均化する平均化手段と、前記平均化手段により平均
化された信号を、次回の通信動作を開始する際に前記基
準発振手段により生成される基準周波数信号の発振周波
数を制御するための信号として保持する信号保持手段と
を備えることが望ましい。これにより、基準発振手段の
経年変化に対応した適切な制御信号を生成して保持する
ことができる。

【００１０】また、前記周波数制御手段は、前記復調手
段により復調されたベースバンド信号に含まれる周波数
誤差が所定の範囲内となると、前記復調手段により復調
されたベースバンド信号に含まれる周波数誤差を平均化
する平均化手段と、前記平均化手段により平均化された
周波数誤差に基づいて、次回の通信動作を開始する際に
前記基準発振手段により生成される基準周波数信号の発
振周波数を制御するための信号を生成する制御信号生成
手段と、前記制御信号生成手段により生成された信号を
記録して保持する信号保持手段とを備えてもよい。

【００１１】前記周波数制御手段は、前記復調手段によ
り復調されたベースバンド信号に含まれる周波数誤差を
検出する誤差検出手段と、前記誤差検出手段により検出
された周波数誤差と前記信号保持手段に保持されている
信号に基づいて、前記基準発振手段が生成する基準周波
数信号の発振周波数を制御するための信号を生成して前
記基準発振手段に供給する制御信号供給手段とを備える
ことが望ましい。また、前記基準発振手段は、水晶発振
器を用いて基準周波数信号を生成することが望ましい。
さらに、前記受信手段は、無線で伝送された通信信号を
受信してもよい。

【００１２】前記局発信号生成手段により生成された局
部発振信号の供給を受け、通信信号を生成して送信する
送信手段を備えてもよい。

【００１３】また、この発明の第２の観点に係る移動電
話装置は、基地局から無線により送られた通信信号を受
信してベースバンド信号を復調する復調手段と、前記復
調手段により復調されたベースバンド信号に含まれる周
波数誤差を検出し、検出した周波数誤差に基づいて、前
記復調手段の復調動作を制御する復調制御手段とを備
え、前記復調手段は、局部発振信号を生成する局発信号
生成手段と、前記局発信号生成手段が局部発振信号を生
成する際に参照される基準信号を生成する基準信号生成
手段とを備え、前記復調制御手段は、前記基準信号生成
手段が生成する基準信号の周波数を制御するためのチュ
ーニング信号を生成するチューニング信号生成手段と、
周波数誤差が所定の範囲内となると、前記チューニング
信号生成手段により生成されたチューニング信号を平均
化する平均化手段と、前記平均化手段が平均化したチュ
ーニング信号を、次回の通信動作を開始する際に前記チ
ューニング信号生成手段が生成するチューニング信号の
初期値として記録するチューニング信号記録手段とを備
える、ことを特徴とする。

【００１４】この発明によっても、復調手段により復調
されたベースバンド信号に含まれる周波数誤差に基づい
て、次回の通信動作を開始する際に生成される基準周波
数信号の発振周波数を制御するための信号を生成して保
持しておくことができる。これにより、基準信号生成手
段に経年変化が生じても、それに対応して発振周波数を
制御することができる。

【００１５】前記チューニング信号生成手段は、前記復
調手段により復調されたベースバンド信号に含まれる周
波数誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差検出手段
により検出された周波数誤差と前記チューニング信号記
録手段に記録されているチューニング信号の初期値に基
づいて、チューニング信号を生成して前記基準信号生成
手段に供給する信号供給手段とを備えることが望まし
い。

【００１６】前記基準信号生成手段は、チューニング信
号による周波数制御が可能な水晶発振器を用いて基準信
号を生成することが望ましい。

【００１７】また、この発明の第３の観点に係る発振信
号生成装置は、チューニング信号による周波数制御が可
能な発振信号を生成する水晶発振器と、前記水晶発振器
により生成された発振信号と受信信号の周波数を比較し
て周波数誤差を検出し、当該周波数誤差に応じた誤差信
号を生成する周波数誤差検出器と、前記水晶発振器が生
成する発振信号の周波数を制御するためのチューニング
信号の初期値を記録する書換可能メモリと、前記書換可
能メモリに記録されているチューニング信号の初期値と
前記周波数誤差検出器が生成した誤差信号との差分から
チューニング信号を生成して前記水晶発振器に供給する
減算器と、前記減算器により生成されたチューニング信
号を平均化する平均化回路と、前記平均化回路により平
均化されたチューニング信号を、次回の起動時における
チューニング信号の初期値として前記書換可能メモリの
記録内容を書き換えて記録させるプロセッサとを備え
る、ことを特徴とする。

【００１８】この発明によれば、水晶発振器により生成
された発振信号に含まれる周波数誤差に応じたチューニ
ング信号を生成して発振信号の周波数を制御すると共
に、チューニング信号を平均化し、これを次回の起動時
におけるチューニング信号の初期値として書換可能メモ
リの記録内容を書き換えて記録することができる。これ
により、水晶発振器の経年変化に対応した周波数制御が
可能となり、外部から受信した信号に素早く同期させる
ことができる。

【００１９】前記平均化回路は、前記周波数誤差検出器
により検出された周波数誤差が所定の範囲内となった時
点から、前記減算器により生成されたチューニング信号
の平均化を開始することが望ましい。これにより、水晶
発振器の経年変化に対応した適切なチューニング信号を
生成し、書換可能メモリに記録して保持することができ
る。

【００２０】また、この発明の第４の観点に係る通信方
法は、通信信号を受信する受信ステップと、水晶発振器
を用いて基準周波数信号を生成する基準発振ステップ
と、前記基準発振ステップにて生成した基準周波数信号
を参照し、前記受信ステップにて受信した通信信号に同
期した局部発振信号を生成する局発信号生成ステップ
と、前記局発信号生成ステップにて生成した局部発振信
号の供給を受け、前記受信ステップにて受信した通信信
号からベースバンド信号を復調する復調ステップと、前
記復調ステップにて復調したベースバンド信号に含まれ
る周波数誤差に基づいて、前記基準発振ステップにて生
成する基準周波数信号の周波数を調整するための信号を
生成して前記水晶発振器に供給すると共に、次回の通信
動作を開始する際に前記基準発振ステップにて生成する
基準周波数信号の発振周波数を制御するための信号を生
成して保持する周波数制御ステップとを備える、ことを
特徴とする。

【００２１】この発明によれば、復調ステップにて復調
したベースバンド信号に含まれる周波数誤差に応じたチ
ューニング信号を生成して基準周波数信号の周波数を調
整すると共に、次回の通信動作を開始する際に生成する
基準周波数信号の発振周波数を制御するための信号を生
成して保持することができる。これにより、水晶発振器
の経年変化に対応した周波数制御が可能となり、外部か
らの通信信号に応じた同期を素早く確立することができ
る。

【００２２】前記周波数制御ステップは、前記復調ステ
ップにて復調したベースバンド信号に含まれる周波数誤
差が所定の範囲内となると、前記基準発振ステップにて
生成する基準周波数信号の周波数を調整するための信号
を平均化する平均化ステップと、前記平均化ステップに
て平均化した信号を、次回の通信動作を開始する際に前
記基準発振ステップにて生成する基準周波数信号の発振
周波数を制御するための信号として保持する信号保持ス
テップとを備えることが望ましい。

【００２３】また、この発明の第５の観点に係る発振信
号生成方法は、チューニング信号による周波数制御が可
能な水晶発振器が生成した発振信号と受信信号の周波数
を比較して周波数誤差を検出し、当該周波数誤差に応じ
た誤差信号を生成する周波数誤差検出ステップと、前記
水晶発振器が生成する発振信号の周波数を制御するため
のチューニング信号の初期値をメモリに保持する初期信
号保持ステップと、前記初期信号保持ステップにて保持
されているチューニング信号の初期値と前記周波数誤差
検出ステップにて生成した誤差信号との差分からチュー
ニング信号を生成する減算ステップと、前記減算ステッ
プにて生成したチューニング信号を平均化する平均化ス
テップと、前記平均化ステップにて平均化したチューニ
ング信号を、次回の起動時におけるチューニング信号の
初期値として前記メモリの記録内容を書き換えて記録さ
せる信号処理ステップとを備える、ことにより前記水晶
発振器の発振周波数を制御して発振信号を生成させるこ
とを特徴とする。

【００２４】前記平均化ステップは、前記周波数誤差検
出ステップにて検出した周波数誤差が所定の範囲となっ
た時点から、前記減算ステップにて生成したチューニン
グ信号の平均化を開始することが望ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、この発
明の実施の形態に係る発振信号生成装置を適用した通信
装置の一例として、図１に示す移動電話装置１００につ
いて詳細に説明する。

【００２６】この移動電話装置１００は、基地局等との
間で無線通信信号を送受信して通信を行うためのもので
あり、図１に示すように、アンテナ１と、デュプレクサ
２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）３と、受信側Ｂ
ＰＦ（Band Pass Filter）４と、受信側ミキサ５と、受
信側ＡＧＣアンプ６と、直交検波器７と、受信側ＬＰＦ
８と、ＰＬＬシンセサイザ９と、ＶＣＸＯ（Voltage Co
ntrolled crystal Oscillator）１０と、チューニング
信号用ＬＰＦ１１と、送信側ＬＰＦ１２と、直交変調器
１３と、送信側ミキサ１４と、送信側ＢＰＦ１５と、送
信側ＡＧＣアンプ１６と、ＨＰＡ（High Power Amplifi
er）１７と、コントローラ１８とを備えている。

【００２７】アンテナ１は、基地局等から送られた無線
通信信号を受信して受信信号としてデュプレクサ２に送
り、また、デュプレクサ２から受けた送信信号に応じた
無線通信信号を送出する。

【００２８】デュプレクサ２は、アンテナ１にて送受信
される送信信号と受信信号とを分離および結合するため
の方向性結合器であり、アンテナ１から受けた受信信号
をＬＮＡ３に送り、ＨＰＡ１７から受けた送信信号をア
ンテナ１に送る。

【００２９】ＬＮＡ３は、デュプレクサ２から受けた受
信信号を無線周波数帯において増幅するための低雑音増
幅器であり、増幅した受信信号を受信側ＢＰＦ４に送
る。

【００３０】受信側ＢＰＦ４は、ＬＮＡ３から受けた受
信信号のうち所定の帯域だけを通過させる帯域制限フィ
ルタであり、フィルタリングした受信信号を受信側ミキ
サ５に送る。

【００３１】受信側ミキサ５は、受信側ＢＰＦ４から受
けた受信信号とＰＬＬシンセサイザ９から受けた局部発
振信号とを掛け合わせて周波数を変換するためものであ
り、無線周波数帯の受信信号を中間周波数帯にダウンコ
ンバートする。受信側ミキサ５により周波数が変換され
た受信信号は、受信側ＡＧＣアンプ６に送られる。

【００３２】受信側ＡＧＣアンプ６は、例えばＣＤＭＡ
（Code Division Multiple Access）方式で要求される
広いダイナミックレンジをカバーするため、受信側ミキ
サ５から受けた受信信号を中間周波数帯において増幅す
る増幅器である。受信側ＡＧＣアンプ６は、コントロー
ラ１８から受けた受信側ＡＧＣ信号に応じた増幅率で受
信信号を増幅し、直交検波器７に送る。

【００３３】直交検波器７は、受信側ＡＧＣアンプ６か
ら中間周波数帯の受信信号を受けて受信ベースバンド信
号を復調するためのものである。この際、直交検波器７
は、受信ベースバンド信号を復調するため、ＰＬＬシン
セサイザ９より局部発振信号の供給を受けて位相を調整
し、受信側ＡＧＣアンプ６から受けた受信信号と掛け合
わせる。直交検波器７は、復調した受信ベースバンド信
号を受信側ＬＰＦ８に送る。

【００３４】受信側ＬＰＦ８は、直交検波器７から受け
た受信ベースバンド信号の高周波成分を除去して折り返
し成分を除去するための低域通過フィルタであり、フィ
ルタリングした受信ベースバンド信号をコントローラ１
８に送る。

【００３５】ＰＬＬシンセサイザ９は、プリスケーラ、
プログラムカウンタ、位相比較器、ＶＣＯ（Voltage Co
ntrolled Oscillator）等から構成されるＰＬＬ回路を
備えた局部発振信号生成回路である。ＰＬＬシンセサイ
ザ９は、ＶＣＸＯ１０から供給される発振信号を基準信
号（参照信号）として参照し、コントローラ１８による
設定に応じた周波数の局部発振信号を生成する。こうし
て、ＰＬＬシンセサイザ９は、受信信号に同期した局部
発振信号を生成する。ＰＬＬシンセサイザ９は、生成し
た局部発振信号を、受信側ミキサ５、直交検波器７、直
交変調器１３および送信側ミキサ１４に送る。

【００３６】ＶＣＸＯ１０は、水晶発振器を備え、電圧
による周波数制御が可能な発振回路であり、チューニン
グ信号用ＬＰＦ１１を介してコントローラ１８から送ら
れたチューニング信号に対応する周波数の発振信号を生
成し、基準信号（参照信号）としてＰＬＬシンセサイザ
９に供給する。

【００３７】チューニング信号用ＬＰＦ１１は、コント
ローラ１８からＶＣＸＯ１０に供給されるチューニング
信号の高周波成分を除去するための低域通過フィルタで
ある。

【００３８】送信側ＬＰＦ１２は、コントローラ１８か
ら受けた送信ベースバンド信号の高周波成分を除去する
ための低域通過フィルタであり、フィルタリングした送
信ベースバンド信号を直交変調器１３に送る。

【００３９】直交変調器１３は、送信側ＬＰＦ１２から
受けた送信ベースバンド信号に従って、例えばＱＰＳＫ
（Quadrature Phase Shift Keying）変調といった変調
を行って中間周波数帯の送信信号を生成するためのもの
である。この際、直交変調器１３は、ＱＰＳＫ変調等の
変調を行うため、ＰＬＬシンセサイザ９より局部発振信
号の供給を受けて位相を調整し、送信側ＬＰＦ１２から
受けた送信ベースバンド信号と掛け合わせる。直交変調
器１３は、生成した中間周波数帯の送信信号を送信側ミ
キサ１４に送る。

【００４０】送信側ミキサ１４は、直交変調器１３から
受けた送信信号とＰＬＬシンセサイザ９から受けた局部
発振信号とを掛け合わせて周波数を変換するためのもの
であり、中間周波数帯の送信信号を無線周波数帯にアッ
プコンバートする。送信側ミキサ１４により周波数が変
換された送信信号は、送信側ＢＰＦ１５に送られる。

【００４１】送信側ＢＰＦ１５は、送信側ミキサ１４か
ら受けた送信信号のうち所定の帯域だけを通過させる帯
域制限フィルタであり、フィルタリングした送信信号を
送信側ＡＧＣアンプ１６に送る。

【００４２】送信側ＡＧＣアンプ１６は、送信側ＢＰＦ
１５から受けた送信信号を無線周波数帯において増幅す
る増幅器である。送信側ＡＧＣアンプ１６は、コントロ
ーラ１８から受けた送信側ＡＧＣ信号に応じた増幅率で
送信信号を増幅し、ＨＰＡ１７に送る。

【００４３】ＨＰＡ１７は、送信側ＡＧＣアンプ１６か
ら受けた送信信号を、無線信号として基地局等の相手先
まで送達できるように、その信号電力を増大させるため
の増幅器である。ＨＰＡ１７は、増幅した送信信号をデ
ュプレクサ２に送る。

【００４４】コントローラ１８は、１チップのマイクロ
プロセッサ等から構成され、この移動電話装置１００全
体の動作を制御するためのものである。例えば、コント
ローラ１８は、受信側ＬＰＦ８から受信ベースバンド信
号を受け、拡散コードとの相関演算等の処理を実行して
データ信号を復元し、図示せぬスピーカに音声信号を出
力させるための処理等を実行する。また、コントローラ
１８は、図示せぬマイクロフォンより入力された音声信
号やデータ信号に応じた送信ベースバンド信号を生成し
て送信側ＬＰＦ１２に送る。この際、コントローラ１８
は、受信側ＡＧＣアンプ６と送信側ＡＧＣアンプ１６
に、それぞれ受信側ＡＧＣ信号と送信側ＡＧＣ信号を送
って増幅率を調整する。また、コントローラ１８は、Ｐ
ＬＬシンセサイザ９に分周比等を設定して局部発振信号
の発振周波数を制御する。

【００４５】さらに、コントローラ１８は、受信側ＬＰ
Ｆ８から受けた受信ベースバンド信号に基づいてＶＣＸ
Ｏ１０が生成する発振信号の周波数を調整するためのチ
ューニング信号を生成する。コントローラ１８は、この
チューニング信号を生成するため、図２に示すように、
Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器１９と、周波数誤
差検出器２０と、Ｄ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器
２１と、減算器２２と、レジスタ２３と、ＣＰＵ（Cent
ral Processing Unit）２４と、ＥＥＰＲＯＭ（Electro
nically Erasable and Programmable Read Only Memor
y）２５と、平均化回路２６とを備えている。

【００４６】Ａ／Ｄ変換器１９は、受信側ＬＰＦ８から
送られた受信ベースバンド信号をディジタル化して周波
数誤差検出器２０に送る。

【００４７】周波数誤差検出器２０は、Ａ／Ｄ変換器１
９によりディジタル化された受信ベースバンド信号に含
まれる周波数誤差を検出するためのものであり、検出し
た周波数誤差を示す誤差信号を生成して減算器２２に送
る。

【００４８】Ｄ／Ａ変換器２１は、減算器２２から受け
たチューニング信号をアナログ化するためのものであ
り、アナログ化したチューニング信号をチューニング信
号用ＬＰＦ１１を通過させて周波数成分を調整した後、
ＶＣＸＯ１０に供給する。

【００４９】減算器２２は、ＣＰＵ２４によりレジスタ
２３に書き込まれた周波数データに応じた信号から、周
波数誤差検出器２０より受けた誤差信号に示される周波
数誤差分だけ差し引いてチューニング信号を生成するた
めのものである。減算器２２が生成するチューニング信
号は、例えば、ＶＣＸＯ１０に印加する電圧の値を示す
ディジタルデータである。減算器２２は、生成したチュ
ーニング信号をＤ／Ａ変換器２１と平均化回路２６に送
る。

【００５０】レジスタ２３は、ＲＡＭ（Random Access
Memory）等から構成され、ＣＰＵ２４により書き込まれ
た周波数データを保持し、周波数データに応じた信号を
減算器２２に送る。

【００５１】ＣＰＵ２４は、ＥＥＰＲＯＭ２５に記録さ
れている周波数データを読み出して、レジスタ２３にセ
ットする。また、ＣＰＵ２４は、平均化回路２６による
電圧の平均化により得られた値を取得し、取得した値に
応じたチューニング信号の初期値となる周波数データを
ＥＥＰＲＯＭ２５に記録する。

【００５２】ＥＥＰＲＯＭ２５は、書き換え可能な不揮
発性メモリであり、ＶＣＸＯ１０の周波数を制御するた
めのチューニング信号の初期値となる周波数データを書
き換え可能に記録して保持するためのものである。

【００５３】平均化回路２６は、減算器２２により生成
されたチューニング信号に示される電圧の時間平均を求
めるためのものである。ここで、平均化回路２６は、例
えば、基地局から送られる標準信号に対するＶＣＸＯ１
０の発振信号の周波数精度が、所定の範囲内、例えば＋
／−０．１ｐｐｍの範囲内となった時点からチューニン
グ信号に示される電圧の平均化を開始して、得られた値
をＣＰＵ２４に通知する。すなわち、平均化回路２６
は、ＰＬＬシンセサイザ９が生成する局部発振信号の周
波数精度が所定の範囲内となった時点から、減算器２２
により生成されたチューニング信号の平均化を開始す
る。

【００５４】次に、上記構成を有する移動電話装置１０
０の動作を説明する。この移動電話装置１００は、ＶＣ
ＸＯ１０が生成する発振信号の周波数を制御するための
電圧を平均化した値を示すデータを記録して保持してお
き、ＡＦＣ（自動周波数制御）を開始する際に、保持し
たデータを利用してＶＣＸＯ１０の発振周波数を制御す
ることで、素早く受信信号との同期を確立することがで
きる装置である。

【００５５】この移動電話装置１００は、通信信号を受
信する際には、アンテナ１が基地局等から送信された無
線通信信号を受信して受信信号とし、デュプレクサ２を
介してＬＮＡ３に送る。ＬＮＡ３は、受信信号を無線周
波数帯で増幅して受信側ＢＰＦ４に送り、帯域を制限す
る。受信側ＢＰＦ４により帯域が制限された受信信号
は、受信側ミキサ５により中間周波数帯にダウンコンバ
ートされて受信側ＡＧＣアンプ６に送られる。

【００５６】受信側ＡＧＣアンプ６は、コントローラ１
８から送られた受信側ＡＧＣ信号に応じた増幅率で中間
周波数帯の受信信号を増幅し、直交検波器７に送る。直
交検波器７は、ＰＬＬシンセサイザ９から受けた局部発
振信号を利用して受信信号の直交検波を行ってベースバ
ンド信号を復調し、受信側ＬＰＦ８を通して折り返し周
波数を除去してコントローラ１８に送る。

【００５７】一方、この移動電話装置１００は、通信信
号を送信する際には、コントローラ１８が図示せぬマイ
クロフォンから入力された音声信号やデータ信号に応じ
たベースバンド信号を生成し、送信側ＬＰＦ１２を介し
て直交変調器１３に送る。

【００５８】直交変調器１３は、ＰＬＬシンセサイザ９
から受けた局部発振信号を利用してベースバンド信号に
応じた変調を行い、中間周波数帯の送信信号を生成す
る。直交変調器１３により生成された送信信号は、送信
側ミキサ１４により無線周波数帯にアップコンバートさ
れて送信側ＢＰＦ１５に送られて、その帯域が制限され
る。

【００５９】送信側ＡＧＣアンプ１６は、コントローラ
１８から送られた送信側ＡＧＣ信号に応じた増幅率で送
信信号を増幅してＨＰＡ１７に送る。ＨＰＡ１７は、送
信信号の信号電力を増大させ、デュプレクサ２を介して
アンテナ１に供給する。アンテナ１は、送信信号を無線
通信信号として送出する。

【００６０】ここで、移動体通信システムで用いられる
基地局にて生成される無線通信信号の周波数精度は、＋
／−０．０２ｐｐｍの範囲内にある。他方、移動局であ
る移動電話装置１００では、ベースバンド信号に含まれ
る周波数誤差が、例えば＋／−０．１ｐｐｍの範囲内と
なった後、受信動作や送信動作を開始する。

【００６１】以下に、移動電話装置１００が周波数誤差
を所定の範囲内とするための動作について説明する。こ
うした周波数誤差の除去は、ＡＦＣにより、ＶＣＸＯ１
０が生成する発振信号の周波数を制御することにより実
現される。

【００６２】より具体的には、コントローラ１８におい
て、Ａ／Ｄ変換器１９は、受信側ＬＰＦ８から受けたベ
ースバンド信号をディジタル化して周波数誤差検出器２
０に送る。周波数誤差検出器２０は、ベースバンド信号
に含まれる周波数誤差を検出して誤差信号を生成し、減
算器２２に入力する。

【００６３】一方、ＣＰＵ２４は、送受信動作、すなわ
ち通信動作の開始時に、ＥＥＰＲＯＭ２５に記録されて
いるチューニング信号の初期値をレジスタ２３にセット
する。レジスタ２３は、セットされたチューニング信号
の初期値を保持すると共に、減算器２２に入力する。

【００６４】減算器２２は、周波数誤差検出器２０から
受けた誤差信号とレジスタ２３から受けたチューニング
信号の初期値との差分に応じたチューニング信号を生成
する。Ｄ／Ａ変換器２１は、減算器２２が生成したチュ
ーニング信号をアナログ化して、チューニング信号用Ｌ
ＰＦ１１を介して周波数成分を調整した後、ＶＣＸＯ１
０に供給する。これにより、コントローラ１８は、ＶＣ
ＸＯ１０が生成する発振信号の周波数を、ベースバンド
信号に含まれる周波数誤差に応じて変化させることがで
き、ＶＣＸＯ１０の周波数制御が可能となる。

【００６５】この際、コントローラ１８は、周波数誤差
検出器２０が検出した周波数誤差が＋／−０．１ｐｐｍ
の範囲内となると、減算器２２が生成したチューニング
信号を平均化回路２６により時間平均化してＣＰＵ２４
に送る。すなわち、平均化回路２６は、周波数誤差が所
定の範囲内となった時点から、チューニング信号の平均
化を開始し、平均化したチューニング信号をＣＰＵ２４
に送る。ＣＰＵ２４は、ＥＥＰＲＯＭ２５に記録されて
いるチューニング信号の初期値を示す周波数データを書
き換えて、平均化回路２６により平均化されたチューニ
ング信号を示す周波数データを記録して保持させる。

【００６６】この後、送受信動作が終了しても、平均化
されたチューニング信号を示す周波数データは、ＥＥＰ
ＲＯＭ２５に保持され、次回の送受信動作、すなわち通
信動作を開始するために周波数を調整する際に、ＶＣＸ
Ｏ１０に供給する初期のチューニング信号を生成するた
めのデータとしてレジスタ２３にセットされる。これに
より、ＶＣＸＯ１０が水晶発振器の経年変化により発振
特性（印加電圧と発振信号の周波数との対応関係）が変
化しても、ＡＦＣにより素早く一定周波数の発振信号を
生成することができ、受信信号との同期を確立するまで
の時間を短縮することができる。

【００６７】以上説明したように、この発明によれば、
周波数の精度が所定の範囲内になった後、ＶＣＸＯ１０
の発振周波数を制御するチューニング信号を平均化して
ＥＥＰＲＯＭ２５に記録しておき、次回の通信動作を開
始する際に、チューニング信号の初期値として利用する
ことができる。これにより、水晶発振器の経年変化によ
る発振特性の変化に関わらず、ＡＦＣにより素早く一定
周波数の発振信号を生成することができる。

【００６８】上記実施の形態では、発振信号生成装置を
適用した移動電話装置１００について説明したが、これ
に限定されず、水晶発振器が生成する発振信号を利用し
て通信のための同期制御を実行する任意の通信装置に適
用可能である。

【００６９】また、上記実施の形態では、平均化回路２
６は減算器２２が生成したチューニング信号を平均化し
てＣＰＵ２４に通知するものとして説明したが、図３に
示すように、周波数誤差検出器２０に結合し、周波数誤
差検出器２０が生成した誤差信号を平均化するようにし
てもよい。この場合、ＣＰＵ２４は、次回の通信動作を
開始する際にレジスタ２３にセットするチューニング信
号の初期値を、平均化回路２６により平均化された誤差
信号から求めてＥＥＰＲＯＭ２５に記録すればよい。

【００７０】また、この発明は、移動電話装置１００の
ような無線通信装置に限定されず、ケーブル等を介して
有線で通信信号を送受信する通信装置にも適用できるほ
か、ラジオ放送受信装置のように、受信のみを行う通信
装置にも適用することができる。

【００７１】さらに、より一般的に、周波数誤差検出器
２０は、図４に示すように、外部から入力される標準信
号とＶＣＸＯ１０により生成された発振信号の周波数差
を測定して誤差信号を生成するようにしてもよい。この
場合、平均化回路２６は、ＶＣＸＯ１０の発振信号と標
準信号の間の周波数誤差が所定の範囲内となった時点か
ら、減算器２２により生成されたチューニング信号を平
均化する。ＣＰＵ２４は、平均化回路２６により平均化
されたチューニング信号をＥＥＰＲＯＭ２５に記録して
おき、次回の起動時にチューニング信号の初期値として
レジスタ２３にセットすることで、ＶＣＸＯ１０が生成
する発振信号を、外部から入力される標準信号に素早く
同期させることができる。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明のように、この発明は、周波
数誤差が所定の範囲内となった後、ＶＣＸＯに供給する
チューニング信号を平均化してメモリに記録しておき、
次回の通信動作を開始する際に、チューニング信号を生
成するために利用することで、水晶発振器の経年変化に
対応して発振周波数を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る発振信号生成装置
を適用した無線通信装置の一例である移動電話装置の構
成を示す図である。

【図２】コントローラの構成を示す図である。

【図３】平均化回路の位置を変形した場合を説明するた
めのコントローラの構成を示す図である。

【図４】この発明の変形例を説明するための構成を示す
図である

【符号の説明】

１ アンテナ ２ デュプレクサ ３ ＬＮＡ ４ 受信側ＢＰＦ ５ 受信側ミキサ ６ 受信側ＡＧＣアンプ ７ 直交検波器 ８ 受信側ＬＰＦ ９ ＰＬＬシンセサイザ １０ ＶＣＸＯ １１ チューニング信号用ＬＰＦ １２ 送信側ＬＰＦ １３ 直交変調器 １４ 送信側ミキサ １５ 送信側ＢＰＦ １６ 送信側ＡＧＣアンプ １７ ＨＰＡ １８ コントローラ １９ Ａ／Ｄ変換器 ２０ 周波数誤差検出器 ２１ Ｄ／Ａ変換器 ２２ 減算器 ２３ レジスタ ２４ ＣＰＵ ２５ ＥＥＰＲＯＭ ２６ 平均化回路

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J103 AA00 AA07 DA00 DA03 DA05 DA08 DA17 DA21 DA27 DA32 DA34 DA44 GA12 HC00 JA00 JA04 JA19 5K004 AA05 FA05 FJ01 FJ15 5K011 CA06 DA06 DA10 DA15 EA01 FA07 GA06 JA01 KA13 KA15 5K020 DD21 DD26 GG11 GG21 5K061 AA11 BB00 BB12 CC16 CC52 CC53 JJ05 JJ06 JJ07

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信信号を受信する受信手段と、 基準周波数信号を生成する基準発振手段と、 前記基準発振手段により生成された基準周波数信号を参
   照し、前記受信手段により受信された通信信号に同期し
   た局部発振信号を生成する局発信号生成手段と、 前記局発信号生成手段から局部発振信号の供給を受け、
   前記受信手段により受信された通信信号からベースバン
   ド信号を復調する復調手段と、 前記復調手段により復調されたベースバンド信号に含ま
   れる周波数誤差に基づいて、次回の通信動作を開始する
   際に前記基準発振手段により生成される基準周波数信号
   の発振周波数を制御するための信号を生成して保持する
   周波数制御手段とを備える、 ことを特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】前記周波数制御手段は、 前記復調手段により復調されたベースバンド信号に含ま
   れる周波数誤差が所定の範囲内となると、前記基準発振
   手段により生成される基準周波数信号の発振周波数を制
   御するための信号を平均化する平均化手段と、 前記平均化手段により平均化された信号を、次回の通信
   動作を開始する際に前記基準発振手段により生成される
   基準周波数信号の発振周波数を制御するための信号とし
   て保持する信号保持手段とを備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 【請求項３】前記周波数制御手段は、 前記復調手段により復調されたベースバンド信号に含ま
   れる周波数誤差が所定の範囲内となると、前記復調手段
   により復調されたベースバンド信号に含まれる周波数誤
   差を平均化する平均化手段と、 前記平均化手段により平均化された周波数誤差に基づい
   て、次回の通信動作を開始する際に前記基準発振手段に
   より生成される基準周波数信号の発振周波数を制御する
   ための信号を生成する制御信号生成手段と、 前記制御信号生成手段により生成された信号を記録して
   保持する信号保持手段とを備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 【請求項４】前記周波数制御手段は、 前記復調手段により復調されたベースバンド信号に含ま
   れる周波数誤差を検出する誤差検出手段と、 前記誤差検出手段により検出された周波数誤差と前記信
   号保持手段に保持されている信号に基づいて、前記基準
   発振手段が生成する基準周波数信号の発振周波数を制御
   するための信号を生成して前記基準発振手段に供給する
   制御信号供給手段とを備える、 ことを特徴とする請求項２又は３に記載の通信装置。
5. 【請求項５】前記基準発振手段は、水晶発振器を用いて
   基準周波数信号を生成する、 ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載
   の通信装置。
6. 【請求項６】前記受信手段は、無線で伝送された通信信
   号を受信する、 ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載
   の通信装置。
7. 【請求項７】前記局発信号生成手段により生成された局
   部発振信号の供給を受け、通信信号を生成して送信する
   送信手段を備える、 ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載
   の通信装置。
8. 【請求項８】基地局から無線により送られた通信信号を
   受信してベースバンド信号を復調する復調手段と、 前記復調手段により復調されたベースバンド信号に含ま
   れる周波数誤差を検出し、検出した周波数誤差に基づい
   て、前記復調手段の復調動作を制御する復調制御手段と
   を備え、 前記復調手段は、 局部発振信号を生成する局発信号生成手段と、 前記局発信号生成手段が局部発振信号を生成する際に参
   照される基準信号を生成する基準信号生成手段とを備
   え、 前記復調制御手段は、 前記基準信号生成手段が生成する基準信号の周波数を制
   御するためのチューニング信号を生成するチューニング
   信号生成手段と、 前記復調手段により復調されたベースバンド信号に含ま
   れる周波数誤差が所定の範囲内となると、前記チューニ
   ング信号生成手段により生成されたチューニング信号を
   平均化する平均化手段と、 前記平均化手段が平均化したチューニング信号を、次回
   の通信動作を開始する際に前記チューニング信号生成手
   段が生成するチューニング信号の初期値として記録する
   チューニング信号記録手段とを備える、 ことを特徴とする移動電話装置。
9. 【請求項９】前記チューニング信号生成手段は、 前記復調手段により復調されたベースバンド信号に含ま
   れる周波数誤差を検出する誤差検出手段と、 前記誤差検出手段により検出された周波数誤差と前記チ
   ューニング信号記録手段に記録されているチューニング
   信号の初期値に基づいて、チューニング信号を生成して
   前記基準信号生成手段に供給する信号供給手段とを備え
   る、 ことを特徴とする請求項８に記載の移動電話装置。
10. 【請求項１０】前記基準信号生成手段は、チューニング
    信号による周波数制御が可能な水晶発振器を用いて基準
    信号を生成する、 ことを特徴とする請求項８又は９に記載の移動電話装
    置。
11. 【請求項１１】チューニング信号による周波数制御が可
    能な発振信号を生成する水晶発振器と、 前記水晶発振器により生成された発振信号と受信信号の
    周波数を比較して周波数誤差を検出し、当該周波数誤差
    に応じた誤差信号を生成する周波数誤差検出器と、 前記水晶発振器が生成する発振信号の周波数を制御する
    ためのチューニング信号の初期値を記録する書換可能メ
    モリと、 前記書換可能メモリに記録されているチューニング信号
    の初期値と前記周波数誤差検出器が生成した誤差信号と
    の差分からチューニング信号を生成して前記水晶発振器
    に供給する減算器と、 前記減算器により生成されたチューニング信号を平均化
    する平均化回路と、 前記平均化回路により平均化されたチューニング信号
    を、次回の起動時におけるチューニング信号の初期値と
    して前記書換可能メモリの記録内容を書き換えて記録さ
    せるプロセッサとを備える、 ことを特徴とする発振信号生成装置。
12. 【請求項１２】前記平均化回路は、前記周波数誤差検出
    器により検出された周波数誤差が所定の範囲内となった
    時点から、前記減算器により生成されたチューニング信
    号の平均化を開始する、 ことを特徴とする請求項１１に記載の発振信号生成装
    置。
13. 【請求項１３】通信信号を受信する受信ステップと、 水晶発振器を用いて基準周波数信号を生成する基準発振
    ステップと、 前記基準発振ステップにて生成した基準周波数信号を参
    照し、前記受信ステップにて受信した通信信号に同期し
    た局部発振信号を生成する局発信号生成ステップと、 前記局発信号生成ステップにて生成した局部発振信号の
    供給を受け、前記受信ステップにて受信した通信信号か
    らベースバンド信号を復調する復調ステップと、 前記復調ステップにて復調したベースバンド信号に含ま
    れる周波数誤差に基づいて、前記基準発振ステップにて
    生成する基準周波数信号の周波数を調整するための信号
    を生成して前記水晶発振器に供給すると共に、次回の通
    信動作を開始する際に前記基準発振ステップにて生成す
    る基準周波数信号の発振周波数を制御するための信号を
    生成して保持する周波数制御ステップとを備える、 ことを特徴とする通信方法。
14. 【請求項１４】前記周波数制御ステップは、 前記復調ステップにて復調したベースバンド信号に含ま
    れる周波数誤差が所定の範囲内となると、前記基準発振
    ステップにて生成する基準周波数信号の周波数を調整す
    るための信号を平均化する平均化ステップと、 前記平均化ステップにて平均化した信号を、次回の通信
    動作を開始する際に前記基準発振ステップにて生成する
    基準周波数信号の発振周波数を制御するための信号とし
    て保持する信号保持ステップとを備える、 ことを特徴とする請求項１３に記載の通信方法。
15. 【請求項１５】チューニング信号による周波数制御が可
    能な水晶発振器が生成した発振信号と受信信号の周波数
    を比較して周波数誤差を検出し、当該周波数誤差に応じ
    た誤差信号を生成する周波数誤差検出ステップと、 前記水晶発振器が生成する発振信号の周波数を制御する
    ためのチューニング信号の初期値をメモリに保持する初
    期信号保持ステップと、 前記初期信号保持ステップにて保持されているチューニ
    ング信号の初期値と前記周波数誤差検出ステップにて生
    成した誤差信号との差分からチューニング信号を生成す
    る減算ステップと、 前記減算ステップにて生成したチューニング信号を平均
    化する平均化ステップと、 前記平均化ステップにて平均化したチューニング信号
    を、次回の起動時におけるチューニング信号の初期値と
    して前記メモリの記録内容を書き換えて記録させる信号
    処理ステップとを備える、 ことにより前記水晶発振器の発振周波数を制御して発振
    信号を生成させる発振信号生成方法。
16. 【請求項１６】前記平均化ステップは、前記周波数誤差
    検出ステップにて検出した周波数誤差が所定の範囲とな
    った時点から、前記減算ステップにて生成したチューニ
    ング信号の平均化を開始する、 ことを特徴とする請求項１５に記載の発振信号生成方
    法。