JP2002016481A

JP2002016481A - 自動周波数制御方式

Info

Publication number: JP2002016481A
Application number: JP2000193934A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Sagawa; 雄一郎佐川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯電話装置等のＡＦＣ部を低消費電流且つ不
正な周波数制御を回避可能にする自動周波数制御方式を
提供する。【解決手段】共用部１、受信部２、周波数発生部３、送
信部４、ＴＣＸＯ７、遅延検波部９、変調部１０および
送受器１１を有する携帯電話装置において、ＡＦＣ部
５、周波数ずれ検出部６および制御部８を付加し、「周
波数ずれ量」が予め決められた閾値を超えるとき又は
「周波数ずれ」が予め決めた複数回連続して同様の値で
あるとき、周波数ずれ検出部６、ＡＦＣ部５および制御
部８によりＡＦＣ制御を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動周波数制御方
式、特にデジタル移動体通信システム（携帯電話装置）
等で使用する基準周波数の安定化技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル移動体通信システムにおいて
は、受信局側の周波数が僅かにずれただけでも受信でき
なくなる。そのために、デジタル携帯電話装置の基準周
波数は、温度変化等に対しても極めて高い周波数精度を
必要とする。しかし、携帯電話装置自体に高精度の基準
周波数発振器を持たせるのは、携帯電話装置の小型化且
つ低価格化の面で不利である。そこで、これを実現する
ために、デジタル携帯電話装置では、周波数精度、安定
度が極めて高度な基地局の基準周波数に一致させるべ
く、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）制御、即
ち自動周波数制御を行っている。

【０００３】次に、従来のＡＦＣ制御は、例えば特開平
８−１５４１０７号公報の「ディジタル無線受信機の自
動周波数制御方式」等に開示されている。この従来技術
の動作を、図５に示すフローチャートを参照して説明す
る。携帯電話装置に電源が投入（ＯＮ）されると、この
ＡＦＣ制御フローが開始する（ステップＳ５１）。次
に、ＡＦＣ制御を開始する（ステップＳ５２）。更に、
ＡＦＣ制御が完了すると、完了した値をＴＣＸＯ（Temp
erature Compensated Crystal Oscillator）、即ち温度
補償形の水晶発振器に設定する（ステップＳ５３）。最
後に、このフローを終了する（ステップＳ５４）。尚、
ステップＳ５４において処理が終了した後は、再びステ
ップＳ５１に戻り、ＡＦＣのフロー制御を行い、携帯電
話装置の電源が落ちる（オフにされる）までの間、常に
動作し続ける。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のＡＦＣ制御方式は、次の如き幾つかの課題を有する。
即ち、ＡＦＣ制御フローを開始すべきか否か（又は受信
機の周波数がずれているか否か）は、実際にＡＦＣ制御
を開始してみないと受信機側では分からないことであ
る。そこで、基準周波数がずれないようにするために、
常時ＡＦＣをオンにしているので、消費電流が大きくな
り、低消費電力又は内蔵電池の動作時間が重要な性能の
１つである携帯電話装置にあっては好ましくない。ま
た、常時ＡＦＣ制御を行うということは、受信品質が良
好でない状態でＡＦＣ制御を行う可能性が大きくなる。
受信品質状態が良好でない状態でＡＦＣ制御を行うと、
不正な周波数等に基準周波数を収束させる可能性があ
り、デジタル携帯電話装置においては「圏外」（即ち通
信不可）となるという問題が生じる。

【０００５】

【発明の目的】従って、本発明の目的は、従来のＡＦＣ
制御方式の上述した課題を克服する、即ち低消費電流で
あり且つ基準周波数が不正な周波数に収束するのを阻止
することが可能であるＡＦＣ制御方式を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明による自
動周波数制御方式は、基地局からの受信信号を周波数発
生部からの基準信号に基づき受信部で中間周波数に周波
数変換し、受信部からの中間周波数信号を検波部で検波
する無線通信回路のＡＦＣ制御方式であって、検波部の
検波出力の周波数ずれを検出し、この周波数ずれが予め
決められた閾値より大きいか否か判断し、大きいときの
み基準信号を基地局の基準信号に一致させるＡＦＣ制御
を行う。好適実施形態によると、周波数ずれの大小を判
断する前に、周波数ずれが予め決めた複数回連続して同
様の値であることを判定する。

【０００７】また、本発明による自動周波数制御方式
は、基地局からの受信信号を周波数発生部からの基準信
号に基づき受信部で中間周波数に周波数変換し、受信部
からの中間周波数信号を検波部で検波する無線通信回路
の自動周波数制御方式であって、中間周波数信号の周波
数ずれが予め決めた複数回連続して同様の値であるか否
か判断し、同様の値であるとき基準信号を基地局の基準
信号に一致させるＡＦＣ制御を行う。本発明の好適実施
形態によると、周波数発生部からの基準周波数を受ける
受信部および送信部が共用部に接続された携帯電話装置
である。また、電源がオンであるとき上述した動作を常
時実行する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による周波数制御方
式（以下、ＡＦＣ制御方式という）の好適実施形態の構
成および動作を、添付図を参照して詳細に説明する。

【０００９】先ず、図1は、本発明によるＡＦＣ制御方
式を採用する携帯電話装置の好適実施形態の構成を示す
ブロック図である。本発明によるＡＦＣ制御方式は、遅
延検波部によって復調した復調結果から「中間周波数信
号のずれ量」を検出し、この「中間周波数信号のずれ
量」が、ある一定値（閾値）を越えた場合にのみＡＦＣ
制御が必要であると判断しＡＦＣ制御を行うことを特徴
とする。

【００１０】そのために、図１に示す携帯電話装置は、
アンテナを含む共用部１、受信部２、周波数発生部３、
送信部４、ＴＣＸＯ（周波数制御機能付き発振器）７、
遅延検波部９、変調部１０、送受器１１（以上の構成要
素は従来技術と同様）と、本発明の特徴的機能を有する
ＡＦＣ部５、周波数ずれ検出部６および制御部８から構
成されている。

【００１１】更に、これら各構成要素１〜１１間の接続
関係を説明する。共用部1は、アンテナから受信した受
信信号を処理して受信部2に対して出力すると共に、送
信部４の出力は、共用部１に入力される。受信部２は、
上述した共用部１に加えて周波数発生部３および制御部
８からの信号を受け、出力をＡＦＣ部５および遅延検波
部９に送る。遅延検波部９は、受信部２およびＴＣＸＯ
７から入力を受け、その出力を周波数ずれ検出部６およ
び制御部８に送る。周波数ずれ検出部６は、その出力を
制御部８へ送る。ＡＦＣ部５は、受信部２、ＴＣＸＯ７
および制御部８から入力を受け、その出力を制御部８へ
送る。ＴＣＸＯ７は、制御部８から入力を受け、その出
力を周波数発生部３およびＡＦＣ部５に送る。変調部１
０は、制御部８から入力を受け、その出力を送信部４に
送る。送信部４は、変調部１０、制御部８および周波数
発生部３から入力を受け、出力を共用部１に送る。送受
器１１は、制御部８との間に接続されている。

【００１２】次に、図１に示す携帯電話装置の動作を説
明する。基地局（図示せず）から送信され共用部１に受
信された無線チャネル上の搬送波周波数の信号は、受信
部２に出力される。この受信部２で中間周波数信号に変
換され、この中間周波数信号は、更に遅延検波部９およ
びＡＦＣ部５に出力される。また、遅延検波部９は、受
信部２からの受信信号を音声信号として復調する。この
遅延検波部９で復調された信号は、制御部８を介して送
受器１１より音声情報として出力される。

【００１３】一方、送受器１１に入力された音声情報
は、制御部８を通り変調部１０にてデジタル変調され、
送信部４にて無線チャネル上の搬送波周波数の信号に変
換される。その後、共用部１に供給され、アンテナを介
して無線により基地局（図示せず）へ送信される。周波
数発生部３は、ＴＣＸＯ７より基準周波数の供給を受
け、ＰＬＬ（位相ロックループ）により基準周波数の周
波数精度に等しい精度で無線チャネル帯の周波数を発生
する。そして、この無線チャネル帯の周波数を受信部２
と送信部４に出力する。

【００１４】先ず、周波数ずれ検出部６の動作を説明す
る。例えば、図３に示す如く、ＩＱ平面の１象限を９分
割するような基準周波数で中間周波数信号をサンプリン
グし遅延検波部９にて復調した場合を説明する。図３中
に０〜３５の一連の数字で示すサンプリングポイント間
の周波数の値は、例えばＰＤＣ（Personal Digital Cel
lular Telecommunication System：デジタル携帯・自動
車電話）の場合には、シンボルレートが２１ＫＨｚであ
るため、５８３．３Ｈｚ（２１ＫＨｚ／３６）に相当す
る。

【００１５】一方、「基準周波数のずれ」がなく、更
に、伝送路の状態が理想状態であるとき、即ちフェージ
ング、雑音、ひずみ等の影響がない状態の場合には、遅
延検波部９で復調される値は、変調がπ／４ＱＰＳＫ
（Phase Shift Keying）変調であるために、±π／４、
±３π／４の４通りの値以外にはならない。このことを
図３中のサンプリングポイント値（０〜３５）で表す
と、四角の枠で囲った、「４」、「１３」、「２２」お
よび「３１」のサンプリングポイント値以外は取らない
ことになる。

【００１６】しかし、伝送路が理想状態であるにも拘ら
ず、受信部２からの出力である「中間周波数信号のず
れ」があると、上述したサンプリングポイント値
「４」、「１３」、「２２」および「３１」から「ず
れ」を生じることになる、例えば、中間周波数信号が１
サンプリングポイント値に相当する周波数である５８
３．３Ｈｚだけ反時計方向に「ずれ」があると、
「５」、「１４」、「２３」および「３２」になる。一
方、逆方向である時計方向に５８３．３Ｈｚだけ「ず
れ」がある場合には、「３」、「１２」、「２１」およ
び「３０」になる。このことから、理想サンプリングポ
イント値である「４」、「１３」、「２２」および「３
１」からプラスマイナスの符号付きで現在のサンプリン
グポイント値からの距離をシンボルレート毎に演算す
る。そして、演算結果をフレーム単位で平均を取れば、
「中間周波数信号のずれ」を推定することができる。

【００１７】上述の如く、「中間周波数信号のずれ量」
を推定し、この「ずれ量」をキャンセル（相殺）する方
向に復調器にフィードバック（帰還）をかけて復調する
技術について、例えば特願平１１−１２７０７９号の明
細書に開示されている。

【００１８】次に、本発明の特徴であるＡＦＣ制御動作
を、図２のフローチャートを参照して説明する。先ず、
携帯電話装置に電源が投入（オン）されると、本発明に
よるＡＦＣ制御フローが開始する（ステップＳ２１）
し、以後携帯電話装置の電源が落ちる（オフになる）ま
での間、この制御フローは常時動作している。即ち、待
ち受け中に、通話中において本発明のＡＦＣ制御フロー
は常時動作している。次に、ステップＳ２１で本発明の
ＡＦＣ制御フローが開始すると、周波数ずれ検出部６に
て「中間周波数信号のずれ量」を算出する（ステップＳ
２２）。このステップＳ２２において、「中間周波数信
号のずれ量」を算出した結果と、設定した閾値との大小
比較をする（ステップＳ２３）。

【００１９】次に、ステップＳ２３において、「中間周
波数信号のずれ量」が、設定した閾値より大きいと判断
した場合（例えば、しきい値を「±３」に設定してい
た時に周波数ずれ検出部６より「＋４」が出力され
た）、即ちステップＳ２３：ＹＥＳの場合には、ステッ
プＳ２４に進む。そこで、制御部８からＡＦＣ部５に対
して、ＡＦＣ演算開始命令を出し、ＡＦＣの演算終了後
に演算値をＴＣＸＯ７に設定する（ステップＳ２５）。
そして、このＡＦＣ制御フローを終了する（ステップＳ
２６）。

【００２０】その後、一度上述したＡＦＣ制御が終了す
ると、再びステップＳ２１に戻り、「中間周波数信号の
ずれ」を監視する。尚、ステップＳ２３において、「中
間周波数信号のずれ量」が、設定した閾値より小さいと
判断した場合（ステップＳ２３：ＮＯ）には、上述した
ステップＳ２２に戻る。そして、ステップＳ２２および
ステップＳ２３のループを回り、「中間周波数信号のず
れ」を監視する。

【００２１】次に、本発明によるＡＦＣ制御方式の他の
実施形態を説明する。フェージングや妨害波を受けてい
る状態においては、遅延検波部９において正常に復調で
きなくなる。その結果、周波数ずれ検出部６において
も、正常に「周波数ずれ」を判定することができなくな
る。そのため、周波数ずれ検出部６から出力される値が
一定にならなくなり、値の信頼性が低くなる。また、こ
のようなフェージングや妨害波を受けている状態でＡＦ
Ｃ制御を行うと、ＡＦＣ部に供給される中間周波数信号
に位相雑音が多く、周波数カウントが正確に行えず、周
波数比較を誤り、ＡＦＣが正常に収束しない恐れがある
という問題がある。

【００２２】この問題を解決するために、本発明による
第２実施形態を図４のフローチャートを参照して説明す
る。図４に示すフローチャートでは、ステップＳ４１〜
Ｓ４７よりなる。ここで、ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ
４４、Ｓ４５、Ｓ４６およびＳ４７は、それぞれ図２に
示すステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５
およびＳ２６に対応するので、それらの動作説明は省略
する。第２実施形態の第１実施形態との相違点は、ステ
ップＳ４２とステップＳ４４の間にステップＳ４３を設
けている点である。このステップＳ４３では、ステップ
Ｓ４２より出力された「周波数ずれ量」の値が、一定回
数（ｎ回）連続で同じ値になるか否かを判定する。ｎ回
連続で「同じ周波数ずれ量」の値を示さない限り、ステ
ップＳ４４に進まず、ＡＦＣ制御を行わない。即ち、ス
テップＳ４３：ＮＯの場合には、ステップＳ４２戻る。
以上により、フェージングや妨害波を受けているような
受信状態の悪い時にＡＦＣ制御を行うことを防止し、Ａ
ＦＣ制御が不正な周波数等に基準周波数を収束させるこ
とを防止する。

【００２３】また、本発明によるＡＦＣ制御方式の別の
実施形態では、上述の実施形態の如く、「周波数ずれ」
の大小をＡＦＣ制御の条件とする代わりに、「周波数ず
れ」が複数回連続して同様の値であると、良好な受信状
態とみなし、ＡＦＣ制御を行わせるようにしても良い。
これにより、受信状態が良好でないとき又はフェージン
グ等による単発的な周波数変動の場合に、ＡＦＣ制御を
行うことを回避する。

【００２４】以上、本発明によるＡＦＣ制御方式の好適
実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる
実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明
を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱すること
なく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であるこ
と、当業者には容易に理解できよう。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
の自動周波数制御方式によると、次の如き実用上の顕著
な効果が得られる。即ち、周波数ずれ検出部で「中間周
波数のずれ量」を検出し、この「周波数ずれ量」と、
予め設定した閾値との大小を比較し、大きいと判断した
場合にのみＡＦＣ制御を行うことにより、「周波数ずれ
量」が所定値を超えた最適タイミングでＡＦＣ制御を行
う。これにより、不要なＡＦＣ制御を効果的に回避する
と共にＡＦＣ制御に伴う消費電流を低減することが可能
である。また、上述した周波数の「ずれ」が予め決めた
ｎ（複数）回連続して同様の値であることを確認し、こ
の場合には受信状態が良好であると判断し、ＡＦＣ制御
を行うことにより、フェージングや妨害波による単発的
な「周波数ずれ」による不正なＡＦＣ制御を回避可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動周波数制御方式を採用する携
帯電話装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す自動周波数制御方式の第１実施形態
の動作を説明するフローチャートである。

【図３】本発明を説明するためのＩＱ平面図である。

【図４】図１に示す自動周波数制御方式の第２実施形態
の動作を説明するフローチャートである。

【図５】従来のＡＦＣ制御方式を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１共用部２受信部３周波数発生部４送信部５ＡＦＣ部６周波数ずれ検出部７ＴＣＸＯ８制御部９遅延検波部１０変調部１１送受器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局からの受信信号を周波数発生部から
の基準信号に基づき受信部で中間周波数に周波数変換
し、前記受信部からの中間周波数信号を検波部で検波す
る無線通信回路の自動周波数制御方式において、前記検波部の検波出力の周波数ずれを検出し、該周波数
ずれが予め決められた閾値よりも大きいか否か判断し、
大きいときのみ前記基準信号を前記基地局の基準信号と
一致させるＡＦＣ制御を行うことを特徴とする自動周波
数制御方式。
【請求項２】前記周波数ずれの大小を判断する前に、前
記周波数ずれが予め決めた複数回連続して同様の値であ
ることを判定することを特徴とする請求項１に記載の自
動周波数制御方式。
【請求項３】前記周波数発生部からの基準信号を受ける
受信部および送信部が共用部に接続された携帯電話装置
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動周
波数制御方式。
【請求項４】電源がオンであるとき前記動作を常時実行
することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の
自動周波数制御方式。
【請求項５】基地局からの受信信号を周波数発生部から
の基準信号に基づき受信部で中間周波数に周波数変換
し、受信部からの中間周波数信号を検波部で検波する無
線通信回路の自動周波数制御方式において、前記中間周
波数信号の周波数ずれが予め決めた複数回同様の値であ
るか否か判断し、同様の値であるとき基準信号を基地局
の基準信号に一致させるＡＦＣ制御を行うことを特徴と
する自動周波数制御方式。
【請求項６】前記周波数発生部からの基準信号を受ける
受信部および送信部が共用部に接続された携帯電話装置
であることを特徴とする請求項５に記載の自動周波数制
御方式。
【請求項７】電源がオンであるとき前記動作を常時実行
することを特徴とする請求項５または６に記載の自動周
波数制御方式。