JP2001244834A

JP2001244834A - 通信装置

Info

Publication number: JP2001244834A
Application number: JP2001034990A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Sudo; 茂幸須藤; Yasuaki Takahara; 保明高原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】回路の小型化および低消費電力化が可能な通信
装置を提供する。【解決手段】第１の局部発振信号を発生する第１の局部
発振手段と、第２の局部発振信号を発生する第２の局部
発振手段と、受信信号に上記第１の局部発振信号を混合
して第１の中間周波数信号に変換する第１の周波数変換
手段と、第１の中間周波数信号に上記第２の局部発振信
号を混合して第２の中間周波数信号に変換する第２の周
波数変換手段とを有する通信装置において、上記第１の
局部発振手段の周波数誤差は上記第２の局部発振手段の
周波数誤差より小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヘテロダイン受信方
式を用いた通信装置、例えば、ディジタル方式自動電話
などに適用可能な、基準信号の周波数校正機能を有する
通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車電話の送信および受信周波数の精
度を向上させる従来の技術は、特開昭６３−２６０２０
号公報に開示されているように、基地局から送られてく
る安定した受信信号の周波数を第２中間信号周波数信号
に変換した後、計数手段で計数し、この計数手段の計数
値と予め設定された第２中間周波数基準値との差を求
め、その差に応じて発信周波数調整用制御信号をＶＣ−
ＴＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator）
へ出力する演算制御手段とを設け、自動的に周波数誤差
を所定の範囲内に収めている。

【０００３】上記の自動周波数制御においては、計数値
にもとづく周波数誤差の推定精度と計数時間は相反する
関係にある。周波数計数手段のタイムベースになる発振
器の精度が十分高ければ、１００ｍｓの計数時間で原理
的には誤差１０Ｈｚの推定が行える。

【０００４】一方、ディジタル方式自動車電話システム
では時分割多重通信によるマイクロ波ディジタル通信の
実用化が進められている。時分割多重通信に適合した復
調装置に関する従来の技術としては、定振幅の連続位相
変調波に対し固定基準搬送波を用いて直交検波し、準同
期復調信号を得る準同期復調手段を備えた復調装置が知
られている。例えば、特開平２−４６０４４号公報に開
示がなされている。上記従来例の復調装置においては、
基地局発振周波数と前記固定基準搬送波との相対的な偏
差およびフェージングによる搬送波ドリフトに起因した
位相回転成分の抽出を行い、この位相回転の累積に対し
て１次近似を行う演算的手法によって前記固定基準搬送
波の周波数誤差が推定される。上記推定処理は、バース
トデータに対し一括して行われるので、バーストデータ
の受信から演算処理に要する時間内で高速に終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】移動体通信において
は、周波数の逼迫に対し一層の狭帯域化が図られるなど
送信周波数精度の向上は必須となっている。このため受
信周波数を基準に制御されるＶＣ−ＴＣＸＯを備え、こ
のＶＣ−ＴＣＸＯを基準に送信周波数が設定されるとい
った自動周波数制御により精度の向上が図られる。

【０００６】また、時分割通信においては、バーストモ
ードで動作する必要があり、適用される自動周波数制御
装置には高速性が要求される。これに対し、計数手段に
よる周波数の計数は比較的長時間を要すため望ましくな
い。そこで、前記準同期復調手段と周波数誤差推定のた
めの演算手段とを備えた復調装置において、推定結果を
ＶＣ−ＴＣＸＯに帰還するような自動周波数制御が考慮
される。しかし、前記周波数誤差推定は、準同期復調出
力に対して実行されるので、ダブルスーパヘテロダイン
方式を採用した移動通信装置においては、ＶＣ−ＴＣＸ
Ｏの偏差だけでなく第２局部発振器や固定基準搬送波発
生器の周波数変動分さらには高速フェージングに起因す
る搬送波ドリフトを累積した値から推定し、ＶＣ−ＴＣ
ＸＯの偏差のみを正しく得ることは困難である。特に、
自動車電話においては、第２局部発振器に比較的安価な
発振器を使用するため、累積した値から推定した推定結
果を直接帰還した場合は、送信周波数の基地局相対精度
に劣化が発生する。例えば、９００ＭＨｚ帯の自動車電
話装置において第１中間周波数を９０ＭＨｚ、第２局部
発振器の安定度を１０ｐｐｍとすれば９００Ｈｚの周波
数誤差になり、これは送信周波数を９００ＭＨｚとする
と１ｐｐｍの劣化となる。昨今の高精度化を考えると、
この劣化は無視出来ない値となり問題である。

【０００７】送信周波数の精度を向上するためには、例
えば、第２局部発振器に高精度な発振器を備える必要が
生じる。これは小型化およびコストの点で望ましくな
い。

【０００８】本発明の目的は、ＶＣ−ＴＣＸＯ（基準周
波数発振器）の誤差を正しく得て、基準周波数発振器を
基地局に高精度に追従させることが可能な通信装置を提
供することにある。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明は、上記目的を
達成するため、受信信号に第１の局部発振信号を混合し
て第１の中間周波数信号に変換する第１の周波数変換手
段と、第１の中間周波数信号に第２の局部発振信号を混
合して第２の中間周波数信号に変換する第２の周波数変
換手段とを有する通信装置において、基準信号を発生す
る基準周波数発生手段と、基準信号を基準にして第１の
中間周波数の校正信号を出力する校正信号発生手段と、
基準周波数発生手段の周波数誤差を検出し、周波数誤差
に基づいて基準周波数発生手段に発振周波数補正用調整
信号を出力する周波数推定補正手段とを備え、前記基準
周波数発生手段は、発振周波数補正用調整信号により基
準信号の周波数を変えることができ、前記周波数推定補
正手段は、第２の中間周波数に変換された校正信号と予
め設定された基準中間周波数との周波数誤差Ａを検出し
て蓄積し、さらに、第２の中間周波数に変換された受信
信号と基準中間周波数との周波数誤差Ｂを検出し、前記
周波数誤差Ａおよび前記周波数誤差Ｂに基づいて周波数
誤差Ｃを検出し、周波数誤差Ｃに基づいて発振周波数補
正用調整信号を出力する。

【００１０】前記周波数推定補正手段は、第２の中間周
波数に変換された校正信号と基準中間周波数との周波数
誤差Ａを検出して出力する第１の周波数推定器と、前記
第１の周波数推定器からの周波数誤差Ａに基づいて、第
２の中間周波数に変換された受信信号の位相の補正をす
る位相補償部と、前記位相補償部で補正された受信信号
と基準中間周波数との周波数誤差Ｃを検出し、周波数誤
差信号を出力する第２の周波数推定器と、前記第２の周
波数推定器からの周波数誤差信号に基づいて基準周波数
発生手段に発振周波数補正用調整信号を出力する周波数
補正手段とを有することができる。

【００１１】また、前記周波数推定補正手段は、第２の
中間周波数に変換された校正信号と基準中間周波数との
周波数誤差Ａを検出して出力する第１の周波数推定器
と、第２の中間周波数に変換された受信信号と基準中間
周波数との周波数誤差Ｂを検出して周波数誤差信号を出
力する第２の周波数推定器と、第１の周波数推定器から
の周波数誤差Ａと第２の周波数推定器からの周波数誤差
Ｂとに基づいて周波数誤差Ｃを検出し、基準周波数発生
手段に発振周波数補正用調整信号を出力する周波数補正
手段とを有することができる。

【００１２】前記第１の周波数推定器からの周波数誤差
Ａに基づいて、第２の中間周波数に変換された受信信号
の位相の補正をする位相補償部をさらに有し、前記第２
の周波数推定器は、第２の中間周波数に変換された受信
信号と基準中間周波数との周波数誤差Ｃを検出して周波
数誤差信号を出力し、前記周波数補正手段は、前記周波
数誤差信号を検出に基づいて基準周波数発生手段に発振
周波数補正用調整信号を出力する。

【００１３】前記位相補償部は、第２の中間周波数に変
換された受信信号の位相の補正をするモードと、受信信
号を補正しないで出力するモードとを切り替えることが
でき、前記周波数補正手段は、上記モードに対応して、
前記周波数誤差Ｃを検出し、基準周波数発生手段に発振
周波数補正用調整信号を出力することができる。

【００１４】また、前記周波数推定補正手段は、第２の
中間周波数に変換された校正信号と基準中間周波数との
周波数誤差Ａを検出する周波数推定器と、該周波数誤差
Ａを蓄積する周波数メモリと、基準周波数発生手段に発
振周波数補正用調整信号を出力する周波数補正手段とを
有し、前記周波数推定器は、第２の中間周波数に変換さ
れた受信信号と基準中間周波数との周波数誤差Ｂを検出
して周波数誤差信号を出力し、周波数補正手段は、前記
周波数メモリからの周波数誤差Ａと前記周波数推定器か
らの周波数誤差Ｃに基づいて発振周波数補正用調整信号
を出力することができる。

【００１５】前記周波数メモリからの周波数誤差Ａに基
づいて、第２の中間周波数に変換された受信信号の位相
の補正をする位相補償部をさらに有し、前記第２の周波
数推定器は、第２の中間周波数に変換された受信信号と
基準中間周波数との周波数誤差Ｃを検出して周波数誤差
信号を出力し、前記周波数補正手段は、前記周波数誤差
信号に基づいて基準周波数発生手段に発振周波数補正用
調整信号を出力する。

【００１６】前記位相補償部は、第２の中間周波数に変
換された受信信号の位相の補正をするモードと、受信信
号を補正しないで出力するモードとを切り替えることが
でき、前記周波数補正手段は、上記モードに対応して、
前記周波数誤差Ｃを検出し、基準周波数発生手段に発振
周波数補正用調整信号を出力する。

【００１７】さらに、第２の位相補償部を設けることに
より、受信信号を補正することができる。

【００１８】また、校正信号を発生させるように校正信
号発生手段に指示する制御部をさらに有することができ
る。

【００１９】

【作用】本発明によれば、基地局との通信に先立って、
前記校正信号発生手段から校正信号を出力し、校正信号
は第２の周波数変換手段により第２中間周波数信号に変
換され、周波数推定補正手段は、第２の中間周波数に変
換された校正信号と予め設定された基準中間周波数との
誤差である、第２の周波数変換手段で生じた周波数誤差
Ａ（すなわち、第２局発信器の発振周波数の誤差）を検
出し、蓄積することができる。さらに、受信信号の受信
時に、受信信号は第２の周波数変換手段により第２中間
周波数信号に変換され、周波数推定補正手段は、第２の
中間周波数に変換された受信信号と基準中間周波数との
周波数誤差Ｂを検出する。さらに、周波数推定補正手段
は、前記周波数誤差Ａおよび前記周波数誤差Ｂに基づい
て周波数誤差Ｃを検出し、周波数誤差Ｃに基づいて発振
周波数補正用調整信号を出力する。

【００２０】また、位相補償部を有する場合には、周波
数誤差Ａについて受信信号を補正するため、周波数推定
補正手段は、第２の中間周波数に変換された受信信号と
基準中間周波数とから、周波数誤差Ｃを検出することが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。

【００２２】図１は本発明の第１の実施例を示す通信装
置の構成図である。図１に示す通信装置は、例えば移動
体通信装置などであり、基地局と通信を行う場合に、基
地局の周波数に追従するように基準発信器を制御するこ
とができる。図１において、１は送受共用アンテナ、２
は分波器であり、送信信号と受信信号とを分離する。
３、５および７は増幅器であり、受信信号を増幅する。
４は第１周波数変換手段であり、増幅器３の出力を第１
中間周波数信号に変換する第１周波数変換器である。６
は第２の周波数変換手段であり、増幅器５で増幅された
第１中間周波数信号を第２中間周波数信号に変換する第
２周波数変換器である。８は準同期検波器であり、増幅
器７で増幅された第２中間周波数信号を第２中間周波数
と同一の周波数に設定された固定基準搬送波で直交検波
し準同期復調信号を出力する。９は計数器であり、第２
中間周波数信号の周波数を計数する。１０は第１の位相
補償部であり、計数器９の出力する計数値と予め設定さ
れた理想的な第２中間周波数値（以下、第２周波数基準
値と記す）とを周波数誤差推定器にて比較し、その結果
から第２中間周波数信号の周波数誤差を求め、蓄積して
おき、この周波数誤差による受信信号に与える位相回転
を補償する。

【００２３】第１の周波数推定器は、計数器９と、位相
補償部１０における周波数誤差推定器とを有する。１１
は第２の周波数推定器であり、位相補償部１０の出力か
ら、変調成分を除去して残留する周波数誤差に起因した
位相回転成分を抽出し、位相回転成分の累積の１次近似
によって前記周波数誤差を推定する。１２は第２の位相
補償部であり、周波数推定器１１の出力する周波数誤差
をもとに位相補償部１０の出力に対し位相補償を行う。
１３は復号器であり、位相補償部１２の出力から２値デ
ータに変換する。１４は周波数補正回路であり、周波数
推定器１１の出力する周波数誤差に対応した発振周波数
調整用制御信号を出力する周波数補正手段である。周波
数推定補正手段は、計数器９の周波数推定器と、位相補
償部１０と、周波数推定器１１と、周波数補正回路１４
とを有する。１５は基準発振器であり、周波数補正回路
１４に発振周波数を制御される。１６は第１局部発振器
であり、基準発振器１５を基準に発振周波数が設定され
る。１７は校正信号発生器であり、基準発振器１５を基
準に第１中間周波数と同じ周波数の校正信号を発生する
校正信号発生手段である。１８は結合コンデンサであ
り、校正信号を増幅器５へ入力する。また、校正信号発
生手段は、結合コンデンサ１８と、校正信号発生器１７
とを有することができる。さらに、校正信号発生器１７
から受信信号と同じ周波数を発振する場合には、校正信
号発生手段は、結合コンデンサ１８と、校正信号発生器
１７と、第１局部発振器と、第１周波数変換手段４とを
有することができる。１９は第２局部発振器、２０は制
御部であり、増幅器３、計数器９、第１局部発振器１
６、校正信号発生器１７などの動作を制御する。２１は
変調器であり、２値データ列によってディジタル変調さ
れた複素ベースバンド信号を発生する。２２は送信機で
あり、前記複素ベースバンド信号を送信周波数に変換す
る。

【００２４】つぎに、動作について説明する。

【００２５】はじめに、第２局部発振器１９の周波数誤
差を推定する過程を説明する。まず、通信装置を電源を
オンにしたときなどに、制御部２０は、第２局部発振器
１９の周波数誤差を補正するように校正信号発生器１７
および計数器９に指示する。また、制御部２０は、受信
していないときなどに定期的に指示したり、温度センサ
を有することにより、あらかじめ定めた温度以上になっ
た場合には、指示したりするようにしてもよい。校正信
号発生器１７は、指示があると、基準発振器１５の発振
周波数を基準に校正信号として第１中間周波数信号を発
生する。ここで発生した信号は、結合コンデンサ１８お
よび増幅器５を介して第２周波数変換器６へ入力され
る。このとき増幅器３と第１局部発振器１６とは、前記
第１中間周波数信号に不要な信号が混入しないように制
御部２０の指示により動作を停止しておく。第２周波数
変換器６で、第２局部発振器１９からの信号と前記第１
中間周波数信号と混合され第２中間周波数信号に変換さ
れる。この第２中間周波数信号が、計数器９で計数され
る。

【００２６】第２局部発振器１９の周波数誤差は、計数
器９の計数値と第２中間周波数基準値との周波数差から
決定される。例えば、第２中間周波数基準値に比べ計数
値が高い場合は、第２局部発振器が周波数差分、理想発
振周波数の基準値より低く発振していることになる。こ
れは、周波数変換器６においては周波数混合によって２
つ入力周波数の差の成分が取り出されるため、第２局部
発振器１９の周波数誤差がそのまま第２中間周波数信号
に伝達されることによる。この周波数誤差の推定は位相
補償部１０の内部で実行される。すなわち、位相補償部
１０は、第２中間周波数基準値を蓄積しており、第２中
間周波数の計数値と基準値とを比較することにより、周
波数誤差を検出し、該周波数誤差を蓄積しておく。この
第２中間周波数信号に含まれる周波数誤差、すなわち、
第２局部発信器の周波数誤差を周波数誤差Ａという。受
信時に、位相補償部１０は、受信信号の第２中間周波数
から該周波数誤差分を除去する。これについては、つぎ
の動作において説明する。

【００２７】以上のように、制御部２０の指示がある
と、校正信号発生器１７から校正信号が発生し、第２周
波数変換器６で第２中間周波数信号に変換され、該第２
中間周波数信号を計数器９で計数する。また、位相補償
部１０では、計数器９から計数値の入力があると、周波
数誤差を推定し、該周波数誤差を蓄積しておくことがで
きる。該周波数誤差には、第２局部発振器１９の周波数
誤差と、校正信号発生器１７、すなわち、基準発振器１
５の周波数誤差とを含んでいるが、基準発振器１５は、
第２局部発振器１９よりも精度が高いため、ほとんどが
第２局部発振器１９による周波数誤差となる。

【００２８】つぎに、受信信号により基準発振器１５の
発振周波数が制御される動作を説明する。送受共用アン
テナ１で受信され、分波器２で分離された受信信号は、
増幅器３を介して第１周波数変換器４へ入力される。第
１周波数変換器４では、基準発振器１５を基準に設定さ
れた第１局部発振器１６の出力信号と受信信号とが混合
され第１中間周波数信号に変換される。その後、第１中
間周波数信号は、増幅器５、第２周波数変換器６および
増幅器７を経て第２中間周波数信号に変換され、準同期
検波器８へ入力される。準同期検波器８では、第２中間
周波数に設定された固定基準搬送波を用いて、直交検波
され２次元の複素ベースバンド信号として準同期復調信
号を得る。したがって、準同期復調信号は、前記第１局
部発振器１６と第２局部発振器１９と前記固定基準搬送
波との周波数誤差が加算され、この周波数誤差による位
相回転を含んでいる。これについては後述する。

【００２９】この準同期復調信号は、前記位相補償部１
０へ入力され、位相補償部１０にて蓄積されている、前
述の第２局部発振器１９の周波数誤差の推定結果に基づ
き、相当分の位相補償が行われる。このときに、位相補
償部１０にて、周波数誤差Ａを補償するため、周波数推
定器１１で推定する誤差は、基準発信器１５の周波数誤
差を推定することになる。この基準発信器１５のみの周
波数誤差を周波数誤差という。すなわち、受信信号が変
調されて第２局部発信器の誤差が位相補償されずに位相
を推定するときの周波数誤差を周波数誤差Ｂ（すなわ
ち、周波数誤差Ｂには、第２局部発信器の誤差と、基準
発信器１５の周波数誤差とを含んでいる）としたとき
に、周波数誤差Ｂから周波数誤差Ａを除去した誤差が、
周波数誤差Ｃとなる。周波数推定器１１は、位相補償部
１０の出力に対して変調成分を除去し、残留した位相回
転成分から周波数誤差Ｃを推定し周波数誤差信号を出力
する。周波数推定器１１の周波数誤差信号は、周波数補
正部１４と第２の位相補償部１２へ入力される。周波数
補正部１４は、基準発振器１５の発振周波数を周波数推
定器１１の前記周波数誤差信号を最小とする方向に制御
するための発振周波数調整用制御信号を出力する。第２
局部発振器１９の誤差成分は前述のように補償されてお
り、周波数推定器１１から出力する発振周波数調整用制
御信号は、基準発振器１５によって設定される第１局部
発振器１６の周波数誤差に最も影響されている。前記発
振周波数調整用制御信号に基づいて周波数補正部１４が
基準発振器１５を補正することにより、基準発振器１５
は基地局の送信周波数に精度よく追従することになる。

【００３０】また、同期補償部１０の出力は、前記位相
補償部１２へも入力され、周波数推定器１１が推定した
周波数誤差に相当する位相補償を行って同期が確立され
る。同期した復調信号は、復号器１３へ出力され、２値
データに変換される。

【００３１】送信については、基準発振器１５を基準に
送信周波数が設定されるので、前記周波数補正部１４の
発振周波数制御によって基地局に追従することになる。

【００３２】つぎに、主要部の詳細について説明する。

【００３３】図２は準同期検波器８の構成図である。図
２において、８０１は固定基準搬送波発振器である。８
０２および８０４は、ミクサであり、第２中間周波数に
設定された固定基準搬送発振器８０１の発振周波数の同
相および直交成分を用いて検波する。８０３は、π／２
位相器であり、前記直交成分を発生する。８０５および
８０６は、Ａ／Ｄ変換器であり、検波出力をサンプリン
グする。また、Ｓ（ｔ）は第２中間周波数信号であり、
Ｉ（ｔ）とＱ（ｔ）とは直交位相検波された複素ベース
バンド信号の同相成分と直交成分である。ＩｎおよびＱ
ｎはサンプリングされたディジタル信号を示すものとす
る。複素ベースバンド信号Ｉ（ｔ）とＱ（ｔ）とは周波
数誤差がないときの信号をそれぞれＩとＱとし、周波数
誤差の累積をｆeとすれば、

【００３４】

【数１】

【００３５】で表すことができる。さらにＡ／Ｄ変換器
のサンプリング周期をＴsとすれば

【００３６】

【数２】

【００３７】であるから、準同期復調信号は、

【００３８】

【数３】

【００３９】と表すことができる。この準同期復調信号
に対し位相補償部１０で第１の位相補償が行われる。こ
の詳細をつぎに説明する。

【００４０】図３は位相補償部１０の構成図である。図
３において、１０１は周波数誤差推定器であり、第２周
波数基準値をメモリに蓄積しておき、計数器９からの第
２中間周波数信号の周波数の計数値と前記第２周波数基
準値とを比較して、周波数誤差Ａを推定し蓄積し、出力
する。１０２はディジタルＶＣＯ(Voltage Controlled
Oscillator)、１０３は複素乗算器である。また、周波
数誤差推定器１０１の推定出力周波数をｆ2とし、ディ
ジタルＶＣＯの出力する位相補償信号をＣｎとし、補償
された準同期復調信号をＩｎ’およびＱｎ’で示す。

【００４１】計数器９の計数値は、周波数誤差推定器１
０１へ入力される。周波数誤差推定器１０１では、計数
値と第２周波数基準値とが比較され、その差から第２局
部発振器１９の周波数誤差Ａを検出し、蓄積して出力す
ることができる。推定周波数誤差Ａの推定出力周波数ｆ
2はディジタルＶＣＯに入力される。ディジタルＶＣＯ
は次式で示す位相補償のためのディジタル信号を出力す
る。

【００４２】

【数４】

【００４３】複素乗算器１０３では、位相補償信号Ｃｎ
は、ＩｎおよびＱｎとそれぞれ複素乗算され、その結果
位相補償部１０の出力として次式の

【００４４】

【数５】

【００４５】を得ることになる。

【００４６】Ｉｎ’およびＱｎ’は周波数推定器１１に
入力され、ここで残留している周波数誤差Ｃ（ｆe−ｆ
2）を推定し、周波数誤差信号を出力する。推定方法と
して、例えば、並木淳治「無線短パケット用蓄積一括復
調方式」電子通信学会論文誌 Vol.J67／B No.1 pp54〜6
1,1984 に開示がなされている。基本的には複素数の準
同期復調信号を角度情報に変換して演算する。例えば、
Ｍ相のＰＳＫ信号であればＭてい倍することで変調成分
が除去される。そして、変調シンボル毎の位相回転量を
抽出し、この位相回転の累積に関する１次近似を行っ
て、近似直線の傾きから周波数誤差が計算されるもので
ある。ただし、１回の推定で結果を正しく得るためには
変調速度の逆数になる１シンボル区間で、前記位相回転
量が２π／Ｍ以内に抑えられる必要がある。これは、周
波数推定器１１の前段に第１の位相補償部を配置するこ
とにより、周波数推定器１１に入力される周波数誤差の
絶対量を低減できるため、２π／Ｍ以上に位相回転を起
こし周波数推定を誤る確率を低減できる。

【００４７】図４は第２の位相補償部１２の構成図であ
る。１２１はディジタルＶＣＯ、１２２は複素乗算器で
あり、ディジタルＶＣＯ１２１は、与えられた（ｆe−
ｆ2）を用いて、次式に示す推定出力周波数ｆ₁₂₁を発生
する。

【００４８】

【数６】

【００４９】そして、複素乗算器１２２において位相回
転を除去し、Ｉｎ”＋ｊＱｎ”として、周波数誤差を含
まないＩ＋ｊＱの同期復調信号を与えるものである。

【００５０】周波数補正部１４は、周波数推定器１１か
らの周波数誤差信号により、基準発振器１５の発振周波
数を周波数推定器１１の前記周波数誤差信号を最小とす
る方向に制御するための発振周波数調整用制御信号を出
力する。

【００５１】発振周波数調整用制御信号は次の演算手順
により決定される。

【００５２】まず、周波数推定器１１において、前記計
数値と第２中間周波数基準値との周波数差を推定し、周
波数誤差信号を出力する。つぎに、周波数補正部１４
は、［計数値］＞［第２中間周波数基準値］ならば、基
準発振器１５の発振周波数が高くなるように発振周波数
調整用制御信号値を調整する。この調整動作により基準
発振器１５が調整されるため、第１局部発振周波数も高
くなり受信信号周波数との差が小さくなる。この結果、
第２中間周波数信号の周波数が低くなり、計数値も減少
する。

【００５３】逆に、周波数推定器１１において、［計数
値］＜［第２中間周波数基準値］ならば、周波数補正部
１４は、基準発振器１５の発振周波数が低くなるように
発振周波数調整用制御信号値を調整する。この調整動作
により第１局部発振周波数も低くなり受信信号周波数と
の差が大きくなる。この結果、第２中間周波数信号の周
波数が高くなり、計数値が増加する。

【００５４】本実施例では、発振周波数調整用制御信号
値の調整の度合は周波数差に従って補正係数を変化させ
ている。例えば、周波数差が大きい場合は調整幅を大き
くしている。これにより動作の収束が速くなる。

【００５５】以上の動作により、第２中間周波数信号の
周波数が第２中間基準周波数に近付くように基準発振器
１５の発振周波数が調整される。

【００５６】つぎに、具体的な例をあげて動作をさらに
説明する。

【００５７】図１に示す実施例の動作例として受信周波
数が１０９０ＭＨｚ、第１局部発振器１６の発振周波数
を１０００ＭＨｚ、第１中間周波数を９０ＭＨｚ、第２
中間周波数を４５５ｋＨｚ、基準発振器１５の周波数誤
差を３ｐｐｍ、第２局部発振器の周波数誤差を約１００
ｐｐｍとして、９ｋＨｚのずれで第２局部発振器の発振
周波数が８９．５３６ＭＨｚであるとする。

【００５８】第１局部発振器１６の設定を１０００ＭＨ
ｚとすると、実際には、基準発振器１５の周波数誤差が
３ｐｐｍのため、第１局部発振器１６発振周波数は、誤
差を含んでいて、例えば、１０００．００３ＭＨｚを出
力する。したがって送受共用アンテナ１で受信された１
０９０ＭＨｚの信号は、第１周波数変換器４において１
０９０ＭＨｚから１０００．００３ＭＨｚが引かれて８
９．９９７ＭＨｚに変換され、さらに、第２周波数変換
器６で８９．５３６ＭＨｚが引かれて４６１ｋＨｚに変
換されて第２中間周波数信号として出力される。

【００５９】仮に、従来のように、位相補償部を１つに
して、周波数推定器１１のみでこの第２中間周波数の誤
差を推定すれば、第２中間周波数信号は、第１局部発振
器および第２局部発振器の誤差を含んでおり、４５５ｋ
Ｈｚとの誤差は６ｋＨｚとなる。この場合１０００ＭＨ
ｚに対し−６ｐｐｍの誤差として判定されるので、基準
発振器は３＋６＝９ｐｐｍとなるように制御され、逆に
周波数精度を劣化させてしまうことになる。

【００６０】本実施例においては、図１に示すように、
校正信号を用いて予め第２局部発振器１９および基準発
振器１５の周波数誤差が得られているので、位相補償部
１０が第２局部発振器１９の周波数誤差を受信信号の第
２中間周波数信号から除去する。さらに、周波数推定器
１１が基準発振器１５の誤差を推定し、位相補償部１２
が推定された基準発振器１５の誤差を除去し、周波数補
正回路１４が基準発振器１５を精度よく制御する。

【００６１】すなわち、校正信号発生器１７は、基準発
振器１５をもとに第１中間周波数９０ＭＨｚを発生す
る。いま、基準発振器１５の安定度を３ｐｐｍとしたの
で、校正信号は約９０．０００３ＭＨｚとなり、第２周
波数変換器６で８９．５３６ＭＨｚが引かれ第２中間周
波数信号として４６４．３ｋＨｚが出力される。これは
計数器９で計数され位相補償部１０の周波数誤差推定器
１０１で４５５ｋＨｚとの差８．７ｋＨｚが推定され
て、記憶される。

【００６２】先ほどの受信信号の４６１ｋＨｚの第２中
間周波数信号は、第１の周波数補正部１０により推定値
分の８．７ｋＨｚが補正され、周波数推定器１１へは４
６１−８．７＝４５２．３ｋＨｚが入力されることにな
る。そこで周波数推定器１１は、４５２．３−４５５＝
−２．７ｋＨｚを推定し、これは１０００ＭＨｚに対し
＋２．７ｐｐｍとして判定されるので、基準発振器は３
−２．７＝０．３ｐｐｍとなるように制御される。結果
として基準発振器１５の周波数精度を絶対精度３ｐｐｍ
とすると、基地局追従精度に関しては、０．３ｐｐｍに
制御でき、周波数誤差を１／１０に抑えることができ
る。

【００６３】以上の動作のタイミングを図１５および図
１６に示すタイミングチャートを用いて説明する。図１
５は周波数制御の初期動作の説明図である。図１６は待
ち受け状態の動作の説明図である。図１５および図１６
において、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は、時分割通信におけ
る割当てスロットであり、周波数チャネルが３つの場合
を例にしており、この場合、Ｓ１のチャネルを受信す
る。

【００６４】図１５において、移動通信装置は電源がオ
ンされると、まず、第２局部発振器１９の誤差を求める
ために、制御部２０は校正信号発生器１７を動作させ
て、区間１Ａで示す期間に、計数器９は第２中間周波数
信号を計数し、位相補償部１０は第２局部発振器１９の
周波数誤差を推定し、蓄積しておく。つぎに、送信デー
タを１スロット期間（区間１Ｂ）受信すると、この受信
信号により、区間１Ｃで示す期間に、周波数推定器１１
が基準発振器１５の誤差成分を推定し、周波数誤差信号
に基づいて周波数補正部１４が基準発振器１５を補正す
る。区間１Ａの期間は、受信開始前に、必要な周波数精
度を得るのに十分な時間を設ける。例えば、上記具体例
において、第１中間周波数信号９０ＭＨｚ、基準発振器
１５の周波数誤差を３ｐｐｍとした場合は、±２７０Hz
の精度で計数すればよいので、３７ｍｓ（１／２７０）
以上の計数時間を設ければよい。区間１Ｃの期間は、Ｓ
１のチャネルの次のタイムスロットが来るまでの時間に
十分に処理することができる。また、基地局が、通常の
データとは別に、基準発振器１５の補正をするための送
信信号を送出するようにしてもよい。

【００６５】つぎに、移動通信装置が、基地局とスロッ
ト同期を確立して、送受信待ち受け状態にある場合の例
を図１６を用いて説明する。図１６において、移動通信
装置は、スロットＳＴ＃１（Ｓ１）に同期しているとす
る。移動通信装置は、区間（ｎ−１）ＢおよびｎＢで示
される自局の割当てスロットＳＴ＃１のデータを受信
し、基地局からの呼出等を監視している。この時、第２
局部発振器の周波数誤差を再度推定する場合には、空き
スロット期間を利用して、校正信号を発振させて、前述
と同様に、計数器９は第２中間周波数信号を計数し、位
相補償部１０は第２局部発振器１９の周波数誤差を推定
する。図１６においては、、区間（ｎ−１）Ａおよびｎ
Ａで示されるＳＴ＃３（Ｓ３）の期間に計数している例
を示す。１スロット時間で十分でない場合には、複数回
の計数を累積した値を用いて、周波数誤差を推定するよ
うにしてもよい。この場合は、基準発振器１５は基地局
に追従制御していて精度が向上しているため、第２局部
発振器１９の誤差も精度よく推定することができる。

【００６６】以上、第１の実施例においては、校正信号
を用いて予め第２局部発振器１９の周波数誤差を計数
し、基地局との通信時には位相補償部１０によって第２
局部発振器の誤差を抑圧した後、周波数推定１１によっ
て周波数推定が行われるので、高速かつ高精度な自動周
波数制御が達成できる。また、計数器９は第２中間周波
数を計数できればよく計数対象周波数が低いため、計数
器９のＣＭＯＳ−ＬＳＩ化が容易であるという効果があ
る。

【００６７】また、周波数推定器１１の前段に位相補償
部を配置したので周波数推定器１１に入力される周波数
誤差の絶対量を低減できる。これは第１局部発振器１６
と第２局部発振器１７との誤差が大きい場合に、準同期
復調信号の出力における周波数誤差による１シンボル区
間の位相回転が、位相変調成分、言い替えると変調シン
ボル間の最小遷移量（例えばＱＰＳＫにおけるπ／２[r
ad]）以上に位相回転を起こし周波数推定を誤る確率を
低減できる効果がある。

【００６８】この点に関し、第２局部発振器の周波数推
定は計数器９を用いて行なうので、変調周波数誤差の絶
対量が大きい場合の推定誤りは除去できる。

【００６９】つぎに、本発明における第２の実施例につ
いて説明する。図５は第２の実施例の移動通信装置の構
成図であり、第１図と同等な部分には同じ符号を付して
いる。図５において、１４Ａは周波数補正部であり、周
波数推定器１１の周波数誤差信号の計数出力から推定さ
れる第２局部発振器の周波数誤差分を補正した値で基準
発振器１５を制御する。

【００７０】図５に示した第２の実施例と先に述べた第
１の実施例との相違点は、位相補償部１０を取り除き、
準同期検波器８の準同期復調出力を直接周波数推定器１
１および位相補償部１２へ入力するように構成したこと
と、計数器９の計数出力を周波数補正部１４Ａへ出力
し、周波数補正部１４Ａは周波数推定器１１の周波数誤
差信号の計数出力から推定される第２局部発振器の周波
数誤差分を補正した値で基準発振器１５を制御するよう
に構成したこととにある。つまり、第２局部発振器の周
波数誤差分は受信信号に対しては直接補正しないで、基
準発振器１５の周波数誤差を推定する場合に、周波数補
正部１４Ａにて、始めに、第２局部発振器の周波数誤差
分を補正し、さらに、基準発振器１５の周波数誤差を推
定し、基準発振器１５の発振周波数を制御する。この場
合、周波数推定補正手段は、第１の周波数推定器である
計数器９と、第２の周波数推定器である周波数推定器１
１と、周波数補正部１２とを有する。

【００７１】第１の実施例と同様に具体例で動作を説明
すると、受信周波数を１０９０ＭＨｚとし、第１局部発
振器１６の発振周波数を１０００ＭＨｚ、第１中間周波
数を９０ＭＨｚ、第２中間周波数を４５５ｋＨｚ、基準
発振器１５の周波数誤差を３ｐｐｍ、第２局部発振器１
６の精度を約１０ｐｐｍとして、１ｋＨｚのずれで発振
周波数を８９．５４６ＭＨｚであるとする。

【００７２】校正信号は、基準発振器１５の安定度を３
ｐｐｍとしたので、９０．０００３ＭＨｚとなり、第２
周波数変換器６で第２中間周波数に変換されると、第２
中間周波数信号として４５４．３ｋＨｚを得る。この第
２中間周波数信号を計数器９で計数する。周波数補正部
１４Ａは、４５５ｋＨｚと４５４．３ｋＨｚとの差−
０．７ｋＨｚから１０００ＭＨｚに対して＋０．７ｐｐ
ｍの補正値を得て、蓄積しておく。

【００７３】基地局との通信時では、受信周波数１０９
０ＭＨｚの信号は、第１周波数変換器で１０００．００
３ＭＨｚを引いて８９．９９７ＭＨｚに変換され、第２
周波数変換器で８９．５４６ＭＨｚを引いて４５１ｋＨ
ｚが第２中間周波数信号として得られる。これが周波数
推定器１１に直接入力され、基準値４５５ｋＨｚとの差
−４ｋＨｚを推定し、周波数補正部１４Ａおよび位相補
償部１２に出力する。周波数補正部１４Ａは、−４ｋＨ
ｚの推定値から＋４ｐｐｍの誤差と判定し、さらに、予
め求めておいた第２局部発振器１６の誤差分を差し引く
ための補正値＋０．７ｐｐｍを用いて、４−０．７＝
３．３ｐｐｍを基準発振器１５の周波数誤差として得
る。その結果基準発振器１５は、周波数補正部１４Ａに
よって３−３．３＝−０．３ｐｐｍとなるように制御さ
れる。

【００７４】第２の実施例によれば、第２局部発振器１
６の精度が高い場合などに、周波数補正部１４Ａが第２
局部発信器の誤差を除去し、基準発振器１５の周波数誤
差を推定して、基準発振器１５の発振周波数を制御する
ことができる。

【００７５】第２の実施例においては、位相補正部１０
を取り除いたことにより、位相補償のための複素乗算処
理は１回でよく、第１の実施例に比べ低消費電力化が図
られる効果がある。

【００７６】つぎに、第３の実施例について図６および
図７を用いて説明する。図６は、移動通信装置におい
て、第３の実施例の構成を説明するための構成図であ
り、第１の実施例と同等な構成要素には同じ符号が付し
てある。また、省略された回路部分は第１の実施例と同
等の構成を有するものである。図６において、２３はス
イッチであり、準同期器検波出力８の準同期出力Ｉｎお
よびＱｎと、位相補償部１０の出力Ｉｎ’およびＱｎ’
とのどちらか一方の組み合わせの信号を選択出力し、周
波数推定器１１および第２の位相補償部１２に対して入
力する。また２０Ｂは、制御部であり、周波数推定器１
１の推定出力を入力し、前記スイッチ２３を含め自動周
波数制御機能を制御する。また、１４Ｂは、周波数補正
部であり、計数回路９の計数出力、周波数推定器１１の
推定出力および制御部２０の制御出力が接続され、基準
発生器１５の発振周波数を制御する。

【００７７】本実施例の特徴は、先に述べた第１および
第２の実施例を組み合わせて用いる点にある。すなわ
ち、本実施例において、電源オン時などの場合には、位
相補償部１０を介しておき、第２局部発振器１９の周波
数誤差を補償し、さらに、周波数推定器１１が基準発信
器１５の周波数誤差を推定し、周波数補正部１４Ｂが基
準発信器１５を制御することで基準発信器１５の精度を
上げておく。その後、スイッチ２３を制御部２０Ｂが切
り替えて、位相補償部１０を介さないようにする。制御
部２０Ｂの切り替えの指示は、受信時と受信していない
ときとで切り替えるか、あらかじめ定めた時間を経過し
た後に出力するか、または、周波数推定器１１の推定出
力を監視することにより、周波数誤差があらかじめ定め
た数値以下になったときに切り替えの指示を出力するよ
うにする。さらに、周波数推定器１１の推定出力を監視
することにより、周波数誤差が大きくなった場合には、
再度スイッチ２３を切り替えて、位相補償部１０を介す
るようにしてもよい。この場合、周波数補正部１４Ｂ
は、位相補償部１０を介する場合と、介さない場合と
で、周波数誤差による動作を切り替える。すなわち、位
相補償部１０を介する場合には、周波数推定器１１から
の周波数誤差に基づいて、発振周波数調整用制御信を出
力する。位相補償部１０を介さない場合には、計数回路
９からの周波数誤差と、周波数推定器１１からの周波数
誤差とに基づいて、発振周波数調整用制御信を出力す
る。

【００７８】以上の構成による自動周波数制御処理の動
作フローを図７に示す。図７における動作フローは、基
地局と複数の移動通信装置とが時分割多重で通信を行う
として、周波数推定器１１の処理の単位を時分割に割当
てられたスロットとし、バ−スト受信に対応して動作す
る場合を例にする。

【００７９】まずはじめに、校正信号発生器１７が校正
信号を出力し、校正信号は、第２周波数変換器６で第２
中間周波数信号に変換された後で、計数器９は、第２中
間周波数信号を計数する（処理７１）。計数器９の出力
は、位相補償部１０と周波数補正部１４Ｂとに入力され
る。つぎに、制御部２０Ｂは、スイッチ２３を位相補償
部１０の出力Ｉｎ’およびＱｎ’側に接続し、受信動作
を開始する。位相補償部１０では、準同期検波器８の準
同期復調信号に対し、予め計数した計数器９の出力をも
とに第２局部発振器１９の周波数誤差を推定し、相当分
の位相補償を行って、前記スイッチ２３を介して周波数
推定器１１へ出力され、周波数推定器１１で残留した周
波数誤差が推定され、推定出力は周波数補正部１４Ｂに
送られる（以上処理７２）。このとき周波数補正部１４
Ｂは、周波数推定器１１からの周波数誤差に基づいて、
基準発振器１５を発振周波数調整用制御信号により制御
する（処理７３）。つぎに、制御部２０Ｂは、通信の継
続を判定し（処理７４）、継続する場合は、スイッチ２
３を準同期検波器８の準同期復調信号ＩｎおよびＱｎ側
に接続する。そして、周波数推定器１１にて第２局部発
振器１９の周波数誤差も含めて受信周波数誤差を推定
（処理７５）する。周波数補正部１４Ｂは、制御部２０
の指示により、計数出力から計算される補正値で周波数
推定器１１の出力から与えられる発振周波数制御出力を
補正して基準発振器１５を制御（処理７６）する。つぎ
に、制御部２０は、通信の継続を判定（処理７７）す
る。次の割当スロットも続けて受信する場合は、周波数
推定器１１の推定出力を制御部２０Ｂで予め設定した規
定値以上かどうかの判定（処理７８）を行う。周波数誤
差が増大して規定値を越える場合、次の処理は、処理７
２から開始し、規定値未満の場合処理７５から繰り返す
ものである。

【００８０】以上をまとめると第３の実施例では、自動
周波数制御を行う以前に、第１局部発振周波数の基地局
偏差が大きい場合に備え、第１の位相補償部１０を介し
第２局部発振器１９の周波数誤差を補償して周波数推定
器１１に入力する準同期復調信号の周波数誤差を抑圧
し、推定誤りを起こす確率を低減する。また、一度自動
周波数制御を行って第１局部発振周波数の基地局偏差を
低減した後では、第１の位相補償部１０の処理を省略し
低消費電力化を図り、第２局部発振器１９の誤差に関す
る成分は周波数補正部１４Ｂで補正される構成としてい
る。さらに、通信途中で周波数誤差が増大してきた場合
は再び、第１の位相補償部１０を介在させる自動周波数
制御を行えるように構成するものである。

【００８１】つぎに本発明第４の実施例について説明す
る。図８は第４の実施例を示す移動通信装置の構成図で
ある。図８において、１０Ａは位相補償部、２４は周波
数メモリであり、周波数推定器１１の周波数誤差の推定
出力を格納する。その他、第１の実施例と同等の部分に
は同じ符号を付した。位相補償部１０Ａは、前記周波数
メモリ２４からの出力をもとに準同期検波器８の準同期
復調信号出力に対し位相補償を行うものである。その目
的は、計数器を設けずに、位相補償部１０と同様に第２
局部発振器１９の周波数誤差の補償することにある。こ
の場合、周波数推定補正手段は、周波数推定器１１と、
周波数メモリ２４と、周波数補正部１４とを有し、さら
に、位相補償部１０Ａを有することができる。

【００８２】前記位相補償部１０Ａの内部構成を図９に
示す。１０２ＡはディジタルＶＣＯであり、周波数メモ
リ２４からの出力をもとに位相補償のための位相補償信
号を発生する。１０３Ａは複素乗算器であり、準同期復
調信号ＩｎおよびＱｎとディジタルＶＣＯ１０２Ａから
の位相補償信号との複素数の乗算を行う。１０４はスイ
ッチであり、複素乗算器出力Ｉｎ’およびＱｎ’と準同
期検波出力ＩｎおよびＱｎとのどちらか一方の組み合わ
せを位相補償部１０Ａの出力として選択する。スイッチ
１０４の選択制御は、制御部２０（図８）の出力によっ
て行われる。制御部２０によって、準同期復調信号Ｉｎ
およびＱｎが出力として選択されるときは、複素乗算器
１０３Ａおよび周波数メモリ１０２Ａは動作を停止し、
低消費電力化を図るものとする。本実施例においては、
上記構成の位相補償部１０Ａを備えたことにより、第２
局部発振器１９の周波数誤差を周波数推定器１１で推定
できるようにしている。

【００８３】第２局部発振器１９の評価と基地局追従動
作の関係は、図１０にタイムチャートで示す。図１０に
示すタイムチャートは、基地局が一つの周波数チャネル
で３つの移動通信装置と時分割通信を行う場合を一例と
して示した。図１０において、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は
時分割のタイムスロットを示す。また、本実施例におけ
る周波数制御の動作を図１１の動作フローに示す。図１
０および図１１を参照して周波数制御の動作を説明す
る。

【００８４】電源投入時、まず区間Ａの期間で、第２局
部発振器の周波数誤差を推定するために、制御部２０は
校正信号発生器１７を動作させ、校正信号発生器１７は
基準発振器を基準に発生した校正信号を出力し、第２周
波数変換器６は校正信号を第２中間周波数信号に変換
し、準同期検波器８が第２中間周波数信号を準同期検波
する。位相補償部１０Ａにおいて、図９に示したスイッ
チ１０４は、制御部２０の指示により、準同期復調信号
ＩｎおよびＱｎを選択出力する。周波数推定器１１は、
位相補償部１０Ａの出力から第２局部発振器１９の周波
数誤差を推定し（１１０１）、周波数メモリ１０２Ａで
は該周波数誤差を蓄積しておく。その後、区間Ｂの期間
で一定期間基地局からのデータを受信し、区間Ｃにおい
て、基地局追従制御による基準発振器１５の補正を行う
（１１０２）。前記スイッチ１０４は図９の複素乗算器
１０３Ａの出力Ｉｎ’およびＱｎ’を選択する。図９に
示すディジタルＶＣＯ１０２Ａは、周波数メモリ２４の
格納値をもとに、第１の実施例で説明した（数４）式で
示す補償信号を発生する。そして複素乗算器１０３Ａ
で、第２局部発振器の周波数誤差による位相回転を補償
した信号Ｉｎ’およびＱｎ’が周波数推定器１１へ入力
される。周波数推定器１１は、残留する周波数誤差の推
定を行い、これは周波数補正部１４へ出力され基準発振
器１５は周波数誤差を最小とするように発振周波数を制
御される。すなわち、区間Ａで評価した周波数誤差をも
とに位相補償１０Ａにて位相補償した信号で周波数推定
器１１により受信周波数の周波数誤差を推定する。続い
て、制御部２０は、通信の継続の判定を行い（１１０
３）、継続する場合、タイムスロットの空き時間の間
に、校正信号を出力させて第２局部発振器１９の周波数
誤差の再推定を行い、周波数メモリ２４の格納値を更新
する（１１０４）。このように、第２局部発振器の周波
数誤差の推定値は、基地局に追従した周波数制御の動作
にともない逐次補正することができる。そして、周波数
推定器１１が周波数誤差の推定値の収束を判定する（１
１０５）。この場合の推定値の収束は、基準発信器を補
正することにより、周波数推定器１１における第２中間
周波数の推定がより基準値に近づくことをいい、あらか
じめ収束したとするときの周波数誤差値を決めておくこ
とにより判定する。周波数推定器１１は、制御部２０に
判定の結果を知らせ、制御部２０が各部に指示し、第２
局部発振器の推定誤差の分散が許容範囲内に収束するま
で処理１００２から１１０４を繰り返す。制御部２０が
収束を判定した後、基地局の変動に追従する基準発振器
の制御を図１０の区間Ｂ’とＣ’とに示したタイミング
で実行する（１１０６）。すまわち、基地局とのスロッ
ト同期が確立し、定常の時分割通信を行っている段階
で、区間Ｂ’で基地局の送信データを受信し、区間Ｃ’
において周波数誤差を推定し、基準発振器１５の発振周
波数精度を補正する。そして、通信の継続を判定（１１
０７）し、継続する場合は、さらに、周波数誤差の増大
を判定（１１０８）し、予め定めた規定値を越えるを周
波数誤差を推定した場合には処理１１０２へ復帰し、区
間Ａ’において、補正した基準発振器を基準に発生する
校正信号を用い、第２局部発振器の周波数誤差を再び推
定する。規定値以下の場合は処理１１０６より繰り返さ
れ、上記のように、区間Ｂ’とＣ’とに示したタイミン
グで実行する。図１０に示したように、区間Ｂ’のスロ
ットＳ１が基地局より割当られたタイムスロットだとす
ると、区間Ｃ’と区間Ａ’の処理がスロットＳ２および
Ｓ３の空きスロット期間に終了することで時分通信が滞
りなく継続されるものである。

【００８５】図１１で示したフローによれば、第２局部
発振器１９の再推定は必要に応じて起動され、通常時は
省略することによりの低消費電力化が図れる。

【００８６】本実施例によれば、第２局部発振器１９の
推定も演算手段による周波数推定器１１で実行されるの
で、高速に自動周波数制御の起動が行える効果があり、
また、計数器９を削減できるので回路の小型化が図れ
る。

【００８７】つぎに本発明第５の実施例について説明す
る。図１２は第５の実施例の構成を示す構成図である。
図１２において、２５は周波数補正部であり、その他第
４の実施例と同等な部分には同じ符号を付した。本実施
例は、第４の実施例において位相補償部１０Ａを省略
し、準同期検波器８の準同期出力信号出力を直接周波数
推定器１１および第２の位相補償器１２へ入力するよう
に構成し、さらに周波数メモリ２４の出力を前記周波数
補正部２５へ出力するように構成したものである。周波
数補正部２５は、周波数メモリ２４の出力値および周波
数推定器１１の出力信号を入力し、基準発振器１５の発
振周波数を制御するものである。すなわち、周波数推定
器１１の出力から、周波数メモリ２４の出力値を減じた
結果を基地局発振器に対する相対的な周波数誤差として
基準発振器１５に対し、前記周波数誤差を最小とするよ
うに制御する。周波数メモリには、第４の実施例と同様
な手順で第２局部発振器１９の周波数誤差の推定値が格
納されているものとする。本実施例においては、位相補
償器１０Ａにおける演算処理が省略され低消費電力化が
図られる。

【００８８】つぎに、本発明第６の実施例として、第４
および第５の実施例を組み合わせて構成した移動通信装
置を示す。図１３は、第６の実施例を示す移動通信装置
の構成図であり、前述の実施例と同等な部分には同じ符
号を付した。本実施例においては、第４の実施例におけ
る位相補償部１０Ａを備え、さらに、第３の実施例で説
明した周波数補正部１４Ｂを備える。周波数メモリ２４
の出力は、位相補償部１０Ａと周波数補正部１４Ｂとに
接続されるものである。周波数補正部１４Ｂは、制御部
２０の指示があるときに周波数推定器１１の出力から周
波数メモリ２４の出力を減じた結果の周波数誤差を、指
示のないときには周波数推定器１１の出力によって直接
示される周波数誤差をそれぞれ最小化するように基準発
振器１５の発振周波数を制御するものである。また、周
波数メモリ２４に格納する第２局部発振器の周波数誤差
の推定と、格納値の更新は第４の実施例と同様に行うも
のである。

【００８９】以上の構成による本実施例の特徴は、基地
局追従制御に関して、位相補償部１０Ａの内部のスイッ
チ１０４（図９）により、第１のモードと第２のモード
とを備えた点にある。第１のモードは、スイッチ１０４
において複素乗算器１０３’（図９）の出力Ｉｎ’およ
びＱｎ’側の選択とし、周波数推定器１１は、第２局部
発振器１９の周波数誤差による位相回転を補償した結果
を用い残留した周波数誤差を推定し、この推定出力を直
接最小化するように基準発振器１５を制御する。第２の
モードは、前記スイッチ１０４にて準同期復調信号出力
ＩｎおよびＱｎを選択し、この信号ＩｎおよびＱｎに対
し周波数推定器１１が推定を行い、周波数補正部１４Ｂ
で周波数推定器１１の出力から周波数メモリ２４の出力
を減じた結果を最小化するように基準発振器１５を制御
する。

【００９０】つぎに、この２つの動作モードの状態遷移
を説明する。自動周波数制御の動作は、図１１の動作フ
ローと同様に進行するものとし、前記第１のモードによ
る動作は、図１１の処理１１０５において第２局部発振
器の推定結果の収束が判定されるまで行う。そして、図
１１における処理１１０６以降において前記第２のモー
ドによる自動周波数制御が行われる。したっがって、第
２のモードから第１のモードへの遷移は、制御部２０に
おける周波数誤差の増大の検出によって行われるもので
ある。

【００９１】本実施例によれば、第３の実施例と同様
に、自動周波数制御を行う以前に第１局部発振周波数の
基地局偏差が大きい場合に備え、位相補償部１０Ａを介
し第２局部発振器１９の周波数誤差を補償して周波数推
定器１１に入力する準同期復調信号の周波数誤差を抑
え、推定誤りを起こす確率を低減する。

【００９２】また、一度自動周波数制御を行って、第１
局部発振周波数の基地局偏差を低減し、さらに、第２局
部発振器の誤差の推定値が収束した後では、位相補償部
１０Ａの処理を省略し、第２局部発振器１９の誤差の推
定および周波数メモリ２４の格納値の更新を停止するこ
とができ、低消費電力化が図られる。

【００９３】さらに、第２局部発振器の推定を演算処理
で行うので、自動周波数制御の起動の高速化と、回路規
模の低減に関し第４の実施例と同等の効果がある。

【００９４】つぎに、本発明第７の実施例を説明する。
図１４は第７の実施例の構成を示す構成図である。図７
において、第１の実施例と同等な部分には同じ符号を付
した。また、１９Ａは第２局部発振器であり、外部より
発振周波数の微調整が可能である。２６および２７は制
御部２０より指示されたタイミングで周波数推定器１１
の推定出力を入力し、この推定出力を最小化するように
発振周波数調整用制御信号を出力する周波数補正部であ
る。周波数補正部２６は第２局部発振器１９Ａを制御
し、周波数補正部２７は基準発振器１５を制御する。

【００９５】本実施例は、前記周波数補正部２６および
２７出力する発振周波数調整用制御信号をそれぞれ第２
局部発振器１９Ａと基準発振器１５とへ接続し、また、
第５の実施例と同様に、準同期検波器８の準同期復調信
号出力を直接周波数推定器１１および位相補償部１２に
入力する構成とする。周波数補正部２６は、校正信号を
用いて第２局部発振器１９Ａの周波数誤差を推定した結
果を入力し、周波数補正部２７は基地局からの受信時に
周波数推定器１１が推定した結果を入力するように、そ
れぞれの推定結果の入力タイミングを制御部２０により
制御されるものである。

【００９６】本実施例によれば、まず、第５の実施例と
同様に、第２局部発振器１９Ａの周波数誤差が推定さ
れ、周波数補正部２６により第２局部発振器１９Ａの発
振周波数が基準発振器１５の精度で補正される。つぎ
に、基地局からの送信信号を受信し、受信周波数誤差を
周波数推定器１１で推定し、周波数補正部２７が基地局
偏差を最小化するように基準発振器１５を制御する。

【００９７】以上の動作の後、第４の実施例で説明した
図１０のタイムチャートの区間Ｂ’、Ｃ’およびＡ’の
タイミングで基準発振器１５と、第２局部発振器１９Ａ
との誤差の推定と発振周波数の補正を行えば、基地局の
変動に追従して周波数制御が行われる。

【００９８】本実施例によれば、受信動作に先立って、
第２局部発振器１９Ａの周波数誤差を調整するので、基
地局受信時、周波数推定器１１に入力する準同期復調信
号の周波数誤差を低減し、推定誤りを起こす確率を低減
できる。

【００９９】また、別の実施例として（図示せず）、図
１において位相補償部１０を省略し、計数器９の出力を
周波数推定器１１に入力する構成としてもよい。このと
きの周波数推定器は、準同期復調信号から周波数誤差に
よる変調シンボル毎の位相回転成分を抽出するが、この
抽出量に対して、計数器９の出力から求まる周波数誤差
に応じた位相回転を減じ、この補正した抽出量をもとに
周波数推定動作を行うものである。本実施例によれば第
１の実施例と同等の効果がある。

【０１００】以上説明したように本発明によれば、通信
装置において、第２局部発振器の周波数誤差を第１段階
として基準発振器の精度で推定できる。したがって、基
地局の発振周波数を基準に通信装置の基準発振器を校正
する発振周波数調整用制御信号により、基準発振器の基
地局追従精度を向上できる。基準発振器を校正する場合
に、第２局部発振器の周波数誤差推定値を用い受信周波
数を補正するか、発振周波数調整用制御信号を出力する
ときに補正するか、または、直接第２局部発振器を校正
するか、いずれかの手段を用いることにより基準発振器
を正しく校正することができる。

【０１０１】また、基地局追従動作によって基準発振器
の精度が向上するので、第２局部発振器の周波数誤差の
推定精度は逐次向上される。

【０１０２】さらに、基準発振器を用いて送信周波数を
設定する場合、送信周波数精度の向上が図れる効果があ
る。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
信装置において、第２局部発振器の周波数誤差を第１段
階として基準発振器の精度で推定し、基地局の発振周波
数を基準に、基準発振器の誤差を正しく得て、基準発振
器の基地局追従精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す移動通信装置の構
成図。

【図２】準同期検波器８の構成図。

【図３】位相補償部１０の構成図。

【図４】位相補償部１２の構成図。

【図５】本発明第２の実施例を示す移動通信装置の構成
図。

【図６】本発明第３の実施例の移動通信装置の構成図。

【図７】本発明第３の実施例の自動周波数制御処理の動
作フロー図。

【図８】本発明第４の実施例を示す移動通信装置の構成
図。

【図９】位相補償部１０Ａの構成図。

【図１０】第４の実施例における自動周波数制御処理の
タイムチャート。

【図１１】第４の実施例における自動周波数制御処理の
動作フロー図。

【図１２】本発明第５の実施例を示す移動通信装置の構
成図。

【図１３】本発明第６の実施例を示す移動通信装置の構
成図。

【図１４】本発明第７の実施例を示す移動通信装置の構
成図。

【図１５】第１の実施例における自動周波数制御処理の
タイムチャート。

【図１６】第１の実施例における自動周波数制御処理の
タイムチャート。

【符号の説明】

１…送受共用アンテナ、２…分波器、３・５・７…増幅
器、４…第１中間周波数変換器、６…第２中間周波数変
換器、８…準同期検波器、９…計数器、１０・１０Ａ・
１２…位相補償部、１１…周波数推定器、１３…復号
器、１４・１４Ａ・１４Ｂ・２５・２６・２７…周波数
補正部、１５…基準発振器、１６…第１局部発振器、１
７…校正信号発生器、１８…結合コンデンサ、１９…第
２局部発振器、２０…制御部、２１…変調器、２２…送
信器。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月１３日（２００１．２．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】通信装置

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】本発明の目的は、第１の局部発振信号を発
生する第１の局部発振手段と、第２の局部発振信号を発
生ずる第２の局部発振手段を有する通信装置において、
基準信号を発生する基準周波数発生手段を第１の局部発
振手段にだけ備えることにより、回路の小型化および低
消費電力化が可能な通信装置を提供することにある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０３】

【発明の効果】本発明によれば、小型で消費電力の少な
い通信装置を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信信号に第１の局部発振信号を混合して
第１の中間周波数信号に変換する第１の周波数変換手段
と、第１の中間周波数信号に第２の局部発振信号を混合
して第２の中間周波数信号に変換する第２の周波数変換
手段とを有する通信装置において、基準信号を発生する基準周波数発生手段と、基準信号を
基準にして第１の中間周波数の校正信号を出力する校正
信号発生手段と、基準周波数発生手段の周波数誤差を検
出し、周波数誤差に基づいて基準周波数発生手段に発振
周波数補正用調整信号を出力する周波数推定補正手段と
を備え、前記基準周波数発生手段は、発振周波数補正用調整信号
により基準信号の周波数を変えることができ、前記周波数推定補正手段は、第２の中間周波数に変換さ
れた校正信号と予め設定された基準中間周波数との周波
数誤差Ａを検出して蓄積し、さらに、第２の中間周波数
に変換された受信信号と基準中間周波数との周波数誤差
Ｂを検出し、前記周波数誤差Ａおよび前記周波数誤差Ｂ
に基づいて周波数誤差Ｃを検出し、周波数誤差Ｃに基づ
いて発振周波数補正用調整信号を出力することを特徴と
する通信装置。
【請求項２】請求項１において、前記周波数推定補正手
段は、第２の中間周波数に変換された校正信号と基準中
間周波数との周波数誤差Ａを検出して出力する第１の周
波数推定器と、前記第１の周波数推定器からの周波数誤
差Ａに基づいて、第２の中間周波数に変換された受信信
号の位相の補正をする位相補償部と、前記位相補償部で
補正された受信信号と基準中間周波数との周波数誤差Ｃ
を検出し、周波数誤差信号を出力する第２の周波数推定
器と、前記第２の周波数推定器からの周波数誤差信号に
基づいて基準周波数発生手段に発振周波数補正用調整信
号を出力する周波数補正手段とを有することを特徴とす
る通信装置。
【請求項３】請求項１において、前記周波数推定補正手
段は、第２の中間周波数に変換された校正信号と基準中
間周波数との周波数誤差Ａを検出して出力する第１の周
波数推定器と、第２の中間周波数に変換された受信信号
と基準中間周波数との周波数誤差Ｂを検出して周波数誤
差信号を出力する第２の周波数推定器と、第１の周波数
推定器からの周波数誤差Ａと第２の周波数推定器からの
周波数誤差Ｂとに基づいて周波数誤差Ｃを検出し、基準
周波数発生手段に発振周波数補正用調整信号を出力する
周波数補正手段とを有することを特徴とする通信装置。
【請求項４】請求項３において、前記第１の周波数推定
器からの周波数誤差Ａに基づいて、第２の中間周波数に
変換された受信信号の位相の補正をする位相補償部をさ
らに有し、前記第２の周波数推定器は、第２の中間周波数に変換さ
れた受信信号と基準中間周波数との周波数誤差Ｃを検出
して周波数誤差信号を出力し、前記周波数補正手段は、前記周波数誤差信号を検出に基
づいて基準周波数発生手段に発振周波数補正用調整信号
を出力することを特徴とする通信装置。
【請求項５】請求項４において、前記位相補償部は、第
２の中間周波数に変換された受信信号の位相の補正をす
るモードと、受信信号を補正しないで出力するモードと
を切り替えることができ、前記周波数補正手段は、上記モードに対応して、前記周
波数誤差Ｃを検出し、基準周波数発生手段に発振周波数
補正用調整信号を出力することを特徴とする通信装置。
【請求項６】請求項１において、前記周波数推定補正手
段は、第２の中間周波数に変換された校正信号と基準中
間周波数との周波数誤差Ａを検出する周波数推定器と、
該周波数誤差Ａを蓄積する周波数メモリと、基準周波数
発生手段に発振周波数補正用調整信号を出力する周波数
補正手段とを有し、前記周波数推定器は、第２の中間周波数に変換された受
信信号と基準中間周波数との周波数誤差Ｂを検出して周
波数誤差信号を出力し、周波数補正手段は、前記周波数メモリからの周波数誤差
Ａと前記周波数推定器からの周波数誤差Ｃに基づいて発
振周波数補正用調整信号を出力することを特徴とする通
信装置。
【請求項７】請求項６において、前記周波数メモリから
の周波数誤差Ａに基づいて、第２の中間周波数に変換さ
れた受信信号の位相の補正をする位相補償部をさらに有
し、前記第２の周波数推定器は、第２の中間周波数に変換さ
れた受信信号と基準中間周波数との周波数誤差Ｃを検出
して周波数誤差信号を出力し、前記周波数補正手段は、前記周波数誤差信号に基づいて
基準周波数発生手段に発振周波数補正用調整信号を出力
することを特徴とする通信装置。
【請求項８】請求項７において、前記位相補償部は、第
２の中間周波数に変換された受信信号の位相の補正をす
るモードと、受信信号を補正しないで出力するモードと
を切り替えることができ、前記周波数補正手段は、上記モードに対応して、前記周
波数誤差Ｃを検出し、基準周波数発生手段に発振周波数
補正用調整信号を出力することを特徴とする通信装置。