JP2005086336A

JP2005086336A - 自動周波数制御装置

Info

Publication number: JP2005086336A
Application number: JP2003314120A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Tamesue; 和彦爲末; Yasuo Miura; 康夫三浦; Naoyuki Yamamoto; 直行山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】ＴＤＭＡ方式とＣＤＭＡ方式とに対応し、ＡＦＣ制御の引き込みに要する時間を短縮させると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減すること。
【解決手段】ＣＤＭＡの周波数帯域に対応したＡＦＣ装置１００が、ＣＤＭＡのキャリア周波数についてＡＦＣ制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値を算出する。算出された訂正値は補正部１２１でＴＤＭＡ用の訂正値に補正され、ＴＤＭＡの周波数帯域に対応したＡＦＣ装置１５０が補正部１２１で補正されたＴＤＭＡ用の訂正値をＡＦＣ制御の初期値として用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動周波数制御装置に関し、例えば、デュアルモードの通信端末装置に適用して好適なものである。

基地局と通信端末との間でキャリア周波数にずれ（以下、「周波数誤差」という）があると、受信側で受信信号を復調する際に、データの判定精度が劣化し、通信品質が低下してしまう。この周波数誤差が生じる原因としては、通信端末の移動によるドップラーシフトや、温度変化による通信端末のクロック周波数ドリフトなどが挙げられる。

このような周波数誤差による通信品質の低下を回避するため、自動周波数制御装置（Automatic Frequency Controller：以下、「ＡＦＣ装置」という）がある。ＡＦＣ装置は、送受信間で生じる周波数誤差を検出し、周波数誤差を低減することにより、通信品質の低下を回避している。

従来のＡＦＣ装置の基本構成は、非特許文献１に基本原理が示されており、また、特許文献１に記載のＡＦＣ装置が知られている。図７は、従来の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この図において、ダウンコバータ１は、キャリア周波数の信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、ダウンコンバートされたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換部２に出力する。具体的には、入力されたキャリア周波数信号はミキサ１１ａで、周波数シンセ１３から出力された信号が乗算され、また、ミキサ１１ｂで周波数シンセ１３から出力された信号のπ／２位相シフトされた信号が乗算される。これにより、キャリア周波数信号が直交復調され、Ｉ成分及びＱ成分のベースバンド信号（ＩＱ信号）に変換される。ＩＱ信号はＡ／Ｄ変換部２に出力される。

Ａ／Ｄ変換部２は、ダウンコンバータ１から出力されたＩＱ信号について、Ｉ成分をＬＰＦ（Low Pass Filter）２１ａで、Ｑ成分をＬＰＦ２１ｂでそれぞれ帯域制限し、帯域制限した信号をＡ／Ｄ変換器２２ａ、２２ｂにおいて標本化周波数を満たす所定のサンプリングレートでサンプリングし、ディジタル値のベースバンド信号に変換する。ディジタル値のベースバンド信号は周波数誤差推定部３に出力される。

周波数誤差推定部３は、Ａ／Ｄ変換部２から出力されたベースバンド信号のＩ成分及びＱ成分が復調器３１及び判定部３３に入力される。復調器３１は、Ｉ成分及びＱ成分それぞれのベースバンド信号を復調し、復調後のベースバンド信号を位相算出器３２に出力する。位相算出器３２は、復調器３１から出力されたベースバンド信号に基づいて、送受信間での周波数誤差を算出する。具体的には、Ｉ／Ｑの逆正接、すなわち、ｔａｎ^-1（Ｉ／Ｑ）を算出し、シンボルの瞬時位相誤差とし、この瞬時位相誤差の時間変化に基づいて周波数誤差が推定される。推定された周波数誤差は訂正値算出部４に出力される。判定部３３は、Ａ／Ｄ変換部２から出力されたベースバンド信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）やＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）等に基づいて、位相算出器３２で得られる周波数誤差が有効であるか否かが判定される。この判定結果は訂正値算出部４に通知される。

訂正値算出部４は、周波数誤差推定部３から出力された周波数誤差とこの周波数誤差が有効か無効かを示す判定結果とが平均化部４１に入力される。平均化部４１は、判定部３３から通知された判定結果が有効であることを示す場合には、周波数誤差を平均化し、平均化した周波数誤差（Δｆａｖとする）を周波数比較器４２に出力する。また、判定結果が無効であることを示す場合には、周波数誤差の平均化を行わない。なお、平均化方法としては、移動平均、区間平均、カルマンフィルタによる方法などがある。

周波数比較器４２は、平均化部４１から出力された周波数誤差（Δｆａｖ）と基準周波数（「０」とする）とを比較する。すなわち、両者の差分（−Δｆａｖ）を算出し、算出結果（比較結果）を乗算器４３に出力する。ちなみに、基準周波数を「０」とするので、比較結果は周波数誤差Δｆａｖの符号が反転した−Δｆａｖとなる。乗算器４３は、周波数比較器４２での比較結果にフィードバックの割合を決定するループファクタＫを乗算し、乗算結果を加算器４５に出力する。

遅延器４４は、加算器４５で前回算出された加算結果を保持しており、前回の加算結果を加算器４５に出力する。加算器４５は、乗算器４３から出力された信号と遅延器４４から出力された前回の加算結果が加算される。この加算により得られた結果は、キャリア周波数の偏差に相当する訂正値である。訂正値算出部４により算出された訂正値はＤ／Ａ変換器（Digital Analog Converter）５と遅延器４４に出力される。遅延器４４と加算器４５は積分器として機能し、乗算器４３と積分器は順序が入れ替わってもよい。

Ｄ／Ａ変換器５は訂正値算出部４から出力された訂正値を電圧に変換し、変換した電圧を電圧制御発信器６に与える。電圧制御発振器６は、Ｄ／Ａ変換器５から与えられた電圧に応じた周波数を発振し、周波数シンセ１３の基準周波数とする。このとき、周波数シンセ１３は、前回発振した周波数に対して−Δｆａｖ・Ｋだけずらした周波数を発振し、最終的に周波数誤差が「０」となるようにしている。

ところで、近年、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）やＰＤＣ（Personal Digital Cellular）といったＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式や、さらにはＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）といったＣＤＭＡ方式など、複数の無線通信方式（以下、「デュアルモード」という）に対応した通信装置が検討されている。異なる無線通信方式では、使用される周波数帯域も異なり、上述したようなＡＦＣ装置もそれぞれの方式（周波数帯域）に対応して通信装置に備えられるものである。
特許第２５５６１９６号公報（第１図） "Theory of the Band-Centering AFC System"(IRE Transactions on Circuit Theory, pp.324-330)

しかしながら、上述した従来のＡＦＣ装置では、ループファクタに依存して周波数誤差の変動をほぼ「０」とする（以下、「引き込み」という）までに要する時間と、引き込み後に残留する周波数誤差との間にはトレードオフがあり、引き込み後に残留する周波数誤差を所定値以下に抑えるためには引き込みに要する時間が長くかかるという問題がある。

また、ＡＦＣ装置が動作するためには、ある程度のバーストが受信され、これらのバーストに基づいて周波数誤差を求めて訂正値を算出する必要があり、ＴＤＭＡ方式、とりわけＧＳＭ方式では、自セルの周波数バースト受信、同期バースト受信、ノーマルバースト受信の順に処理を行い、ＡＦＣ装置を安定状態に持ち込む。このため、仕様上、周波数誤差のサンプル数が少ない動作モードの場合、例えば、個別チャネルモードのＤＬ−ＤＴＸ（通話無しの場合、トラフィックチャネルの下り送信が無くなる：３ＧＰＰＴＳ０５．０８参照）中のハンドオーバにおいて、移行先セルの下り周波数同期は制御の拠り所となる受信バーストが少数しか得られないため、その間に大きな周波数変動が生じると上り周波数がシステム仕様の規定範囲（０．１ｐｐｍ）を越えてしまい、ハンドオーバ後のメッセージ伝達を行うことができず、回線が切断されるという問題がある。

また、ＣＤＭＡでユーザが通話ないしはデータ通信状態（以下、「active」という）の時、ハンドオーバ先の候補として隣接するＴＤＭＡセルの受信品質の測定に際し、ＡＦＣをＴＤＭＡセルに最適となるよう短時間に切り替えることができず、ＣＤＭＡ受信時のＡＦＣを固定してＴＤＭＡの受信品質を測定するため、周波数誤差が生じてしまいＴＤＭＡの受信品質測定の確度が下がるという問題がある。

また、ＣＤＭＡからＴＤＭＡへのハンドオーバと、ＣＤＭＡ active中のＴＤＭＡ受信品質測定動作に共通の課題として、端末装置は電池やバッテリなどの内部電源を用いることから、デュアルモードに対応していても消費電力を削減するため、主に１つの通信方式で受信処理を行い、他の通信方式の受信処理は待ち受けやシステム間ハンドオーバなどに限り、通電と処理時間を最低限に抑える必要がある。このため、待ち受けやシステム間ハンドオーバなどの受信処理を行う他の通信方式について、ＡＦＣ装置は短時間で引き込みを行うことが要求され、上述した従来のＡＦＣ装置の動作のみでは消費電力を十分に削減することができないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＴＤＭＡ方式とＣＤＭＡ方式とに対応し、ＡＦＣ制御の引き込みに要する時間を短縮させると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減する自動周波数制御装置を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明の自動周波数制御装置は、第１の無線通信方式に対応した第１の自動周波数制御装置と、第２の無線通信方式に対応した第２の自動周波数制御装置とを具備する自動周波数制御装置であって、前記第１の自動周波数制御装置で引き込み後に得られた第１の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第１の訂正値を前記第２の無線通信方式の第２の訂正値に補正する補正手段を具備し、前記第２の自動周波数制御装置は、前記補正手段により補正された前記第２の訂正値を用いる構成を採る。

この構成によれば、第１の自動周波数制御装置で引き込み後に得られた第１の訂正値を補正した第２の訂正値を第２の自動周波数制御装置が用いることにより、第２の自動周波数制御装置が引き込みに要する時間を短縮することができると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減することができる。

本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記補正手段が、前記第１の訂正値に対して、第１の無線通信方式と第２の無線通信方式の各キャリア周波数と、前記第１及び第２の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向に基づいてドップラーシフトの補正を行う構成を採る。

この構成によれば、第１の訂正値に対して、第１の無線通信方式と第２の無線通信方式の各キャリア周波数と、第１及び第２の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向に基づいてドップラーシフトの補正を行うことにより、移動時に生じるドップラーシフトに起因する周波数誤差を低減することができる。

本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記第１及び第２の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向を正又は負の符号で表す構成を採る。

この構成によれば、例えば、第１の無線通信方式のセルに近づく一方、第２の無線通信方式のセルから遠ざかったりする場合、また、第１の無線通方式のセルから遠ざかる一方、第２の無線通信方式のセルに近づく場合、これらを正又は負の符号で表すことにより、ドップラーシフトの補正に要するシステムの処理負担を軽減することができる。

本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記第２の自動周波数制御装置が、第１の無線通信方式での通信中に第２の無線通信方式の隣接セルの受信品質を測定する際、前記補正手段により補正された前記第２の訂正値を用いる構成を採る。

この構成によれば、第１の無線通信方式での通信中に第２の無線通信方式の隣接セルの受信品質を測定する際、補正手段により補正された第２の訂正値を用いることにより、第２の自動周波数制御装置の引き込みに要する時間を短縮し、受信品質の測定確度を向上させることができる。

本発明の自動周波数制御装置は、上記構成において、前記第２の自動周波数制御装置が、第１の無線通信方式から第２の無線通信方式へのハンドオーバ後の初期動作で、前記補正手段により補正された前記第２の訂正値を用いる構成を採る。

この構成によれば、第１の無線通信方式から第２の無線通信方式へのハンドオーバの初期動作で、第２の自動周波数制御装置が補正手段により補正された前記第２の訂正値を用いることにより、第２の自動周波数制御装置の引き込みに要する時間を短縮することができるので、ハンドオーバを行うことができずに回線が切断されてしまうことを回避することができる。

本発明の自動周波数制御装置は、前記補正手段が、前記第２の無線通信方式での通信中に前記第１の自動周波数制御装置が第１の無線通信方式のセルの受信品質を測定するモードで、第１の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第１の訂正値を前記第２の自動周波数制御装置が用いる補間値に補正する構成を採る。

この構成によれば、補正手段が、第１の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第１の訂正値を第２の自動周波数制御装置が用いる補間値に補正することにより、第２の無線通信方式において、受信バースト数が少ない動作モードでも、第２の自動周波数制御装置は補間値を用いることにより、自動周波数制御の確度を高く保つことができる。

本発明の無線通信装置は、上記いずれかに記載の自動周波数制御装置を具備する構成を採る。

以上説明したように、本発明によれば、ＣＤＭＡの周波数帯域に対応した第１のＡＦＣ装置でＣＤＭＡのキャリア周波数について自動周波数制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値を、ＴＤＭＡの周波数帯域に対応した第２のＡＦＣ装置で用いることにより、第２のＡＦＣ装置が引き込みに要する時間を短縮することができ、受信確度を向上させることができる。

本発明者は、ＣＤＭＡ方式では周波数誤差の推定が共通パイロットチャネルに基づいて行われており、共通パイロットチャネルは基地局装置から常時送信されているため、通信端末では連続して周波数誤差の推定が行われることに着目して本発明をするに到った。すなわち、本発明の骨子は、ＣＤＭＡの周波数帯域に対応した第１のＡＦＣ装置でＣＤＭＡのキャリア周波数について自動周波数制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値をＴＤＭＡの周波数帯域に対応した第２のＡＦＣ装置にて用いることである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。ＡＦＣ（Automatic Frequency Controller）装置１００はＣＤＭＡ方式の信号（ＣＤＭＡ信号）について、ＡＦＣ装置１５０はＴＤＭＡ方式の信号（ＴＤＭＡ信号）についてそれぞれ自動周波数制御を行う。以下、ＡＦＣ装置１００の内部構成について説明する。

図１において、ダウンコバータ１０１は、キャリア周波数の信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、Ｉ成分及びＱ成分のベースバンド信号をＡ／Ｄ変換部１０２に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０２は、ダウンコンバータ１０１から出力されたＩ成分及びＱ成分のＩＦ信号について、帯域制限後、標本化周波数を満たす所定のサンプリングレートでサンプリングし、ディジタル値のベースバンド信号に変換する。ディジタル値のベースバンド信号は周波数誤差推定部１０３に出力される。

周波数誤差推定部１０３は、ＩＱそれぞれのベースバンド信号を復調し、復調後のベースバンド信号に基づいて、送受信間での周波数誤差を算出する。すなわち、ｔａｎ^-1（Ｉ／Ｑ）を算出し、算出結果をシンボルの瞬時位相誤差とし、この瞬時位相誤差の時間変化に基づいて周波数誤差が推定される。推定された周波数誤差は訂正値算出部１０４に出力される。また、周波数誤差推定部１０３は、Ａ／Ｄ変換部１０２から出力されたベースバンド信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）やＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）等に基づいて、周波数誤差推定部１０３で得られた周波数誤差が有効であるか否かが判定され、判定結果を訂正値算出部１０４に通知する。

訂正値算出部１０４は、周波数誤差推定部１０３から出力された判定結果が有効である周波数誤差を平均化し、平均化した周波数誤差と基準周波数とを比較し、両者の差分を算出する。そして、算出された差分にフィードバックの割合を決定するループファクタを乗算し、乗算結果に基づいた訂正値をＤ／Ａ変換部１０５及び補正部１２１に出力する。なお、この訂正値は、ＣＤＭＡ方式のキャリア周波数の偏差に相当する値である。

Ｄ／Ａ変換部１０５は訂正値算出部１０４から出力された訂正値を電圧に変換し、変換した電圧を電圧制御発振器１０６に与える。電圧制御発振器１０６はＤ／Ａ変換部１０５から与えられた電圧に応じて、訂正値算出部１０４における基準周波数との誤差がなくなるような周波数を発振する。

なお、ＡＦＣ装置１５０の内部構成については、ＡＦＣ装置１００とほぼ同じ構成なので、その詳細な説明は省略する。ＡＦＣ装置１５０がＡＦＣ装置１００と異なる点は、訂正値算出部１５４から出力された信号（訂正値）が切替器１２３を介してＤ／Ａ変換部１５５に入力される点である。

ここで、補正部１２１及び切替制御部１２２について説明する。補正部１２１はＡＦＣ装置１００で算出されたＣＤＭＡ用の訂正値をＴＤＭＡのＡＦＣ制御に使用する訂正値（ＴＤＭＡ用の訂正値）に補正する。訂正値は後述する式（１）及び式（２）に基づいて絶対値が求められ、符号は同じく後述する自セルの中心と通信端末の位置関係により求められる。補正された訂正値は切替器１２３に出力される。補正の方法については後述する。

切替器１２３は、切替制御部１２２の制御にしたがって、補正部１２１から出力された補正後の訂正値と訂正値算出部１５４から出力された訂正値とのいずれかをＤ／Ａ変換部１５５に出力する。

切替制御部１２２は、補正部１２１から出力されるＣＤＭＡ用の訂正値を補正したＴＤＭＡ用の訂正値と訂正値算出部１５４から出力されるＴＤＭＡ用の訂正値のいずれかをＤ／Ａ変換部１５５に出力するように、後述する所定のタイミングで切替器１２３を制御する。

次に、補正部１２１における補正方法について説明する。この補正では、移動により生じるドップラーシフトは下りの無線周波数の違いが考慮して行われる。例えば、図２に示すように、ＣＤＭＡとＴＤＭＡの基地局が同じ位置に存在する場合、この基地局のＣＤＭＡ方式におけるセル内を通信端末が移動しているとする。ＣＤＭＡの下りキャリア周波数をｆｃ＿ＣＤＭＡ、また、このドップラー周波数をｆｄ＿ＣＤＭＡとし、ＴＤＭＡの下りキャリア周波数をｆｃ＿ＴＤＭＡ、また、求めるドップラー周波数をｆｄ＿ＴＤＭＡとすると、補正すべきドップラー周波数は次のようになる。

なお、ドップラーシフトはＣＤＭＡセルとＴＤＭＡセルとの位置関係に対する移動方向によって正または負となるので、この点も考慮する必要がある。すなわち、正負を判断するためは、次の４つの場合分けを行うことになる。
（Ａ）通信端末がＣＤＭＡセルに近づき、ＴＤＭＡセルに近づく方向に移動する場合、ｆｄ＿ＣＤＭＡでは正、ｆｄ＿ＴＤＭＡでは正となる。
（Ｂ）通信端末がＣＤＭＡセルに近づき、ＴＤＭＡセルから遠ざかる方向に移動する場合、ｆｄ＿ＣＤＭＡでは正、ｆｄ＿ＴＤＭＡでは負となる。
（Ｃ）通信端末がＣＤＭＡセルから遠ざかり、ＴＤＭＡセルに近づく方向に移動する場合、ｆｄ＿ＣＤＭＡでは負、ｆｄ＿ＴＤＭＡでは正となる。
（Ｄ）通信端末がＣＤＭＡセルから遠ざかり、ＴＤＭＡセルからも遠ざかる方向に移動する場合、ｆｄ＿ＣＤＭＡでは負、ｆｄ＿ＴＤＭＡでは負となる。

このように４つに場合分けしたうち（Ａ）及び（Ｄ）の場合には式（１）を用い、上記（Ｂ）及び（Ｃ）の場合には式（２）を用いる。なお、伝送路の状態がフェージングによって時間変動することから、符号の判定には最新のサンプルが反映された平均値を用いる。この動作について図３に示す。

図３は、本発明の実施の形態１に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図である。この図では、説明の便宜上、ＣＤＭＡがmeasurement（受信品質測定）状態であるとし、ＴＤＭＡがactive状態でＣＤＭＡ用の訂正値をＴＤＭＡ用の訂正値に補正する場合を示している。

ＣＤＭＡの復調によって得られたｆｄ＿ＣＤＭＡ（網掛け部分）を用いて、最新の平均値を求める。これをＣＤＭＡの訂正値とする。また、ＴＤＭＡの復調によって得られたｆｄ＿ＴＤＭＡ（網掛け部分）を用いて、最新の平均値を求める。そして、平均化されたｆｄ＿ＣＤＭＡ（ＣＤＭＡの訂正値）と平均化されたｆｄ＿ＴＤＭＡの符号を用いて、適用される式が式（１）であるか式（２）であるかが選択される。

式（１）又は式（２）の計算により得られたｆｄ＿ＴＤＭＡは、復調で得られる有効なｆｄ＿ＴＤＭＡがない場合（ＤＬ−ＤＴＸ状態）、ＴＤＭＡ用のＡＦＣ装置が補間値として用いる。

各々の通信方式で得られる周波数情報は、一般に、一方の通信方式ではactive状態で、もう一方の通信方式では受信品質測定動作を行うので、平均化に使用されるサンプル数は各通信方式で異なっていてもよく、各々で決めることができるものとする。すなわち、active状態の通信方式では受信中のため周波数誤差情報の得られる周期は比較的短いので、平均数を多くとれるが、受信品質測定状態の通信方式では周波数誤差情報の得られる周期が比較的長いので、平均数を少なくとれるものとする。その値を用いてＣＤＭＡセル及びＴＤＭＡセルについて通信端末がそれぞれ算出した各周波数誤差推定値の平均化による結果の符号が一致している場合には、ｆｄ＿ＴＤＭＡの符号とｆｄ＿ＣＤＭＡの符号とが一致することを示す式（１）が選択される。また、通信端末が算出した各周波数誤差推定値の平均化による結果の符号が一致しない場合には、ｆｄ＿ＴＤＭＡの符号はｆｄ＿ＣＤＭＡの符号が反転する式（２）が選択される。なお、上記式（１）、式（２）のｆｄ＿ＣＤＭＡは、上述した符号判定のために行った周波数誤差情報の平均値そのものか、あるいは別の平均化方法または平均化数をとる手段で得られた値でもよい。このように、ＴＤＭＡの周波数誤差推定値を、ＣＤＭＡとＴＤＭＡの各周波数誤差推定値の平均値をもとに推定することで、ＴＤＭＡのＡＦＣ装置がドップラーシフトの補正に要する処理負担を軽減することができる。

次に、上記構成を有するＡＦＣ装置１００及びＡＦＣ装置１５０の動作について図を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図である。この図では、ＣＤＭＡ active中に、その下り電力の休止期間（compressed gap）でＴＤＭＡのＡＦＣ制御を行う場合の動作を示している。時刻Ｔ＝ｔ１〜ｔ２がcompressed gapであり、時刻Ｔ＝ｔ１以前とｔ２以後では共通パイロットチャネル（Common PIlot CHannel：ＣＰＩＣＨ）を常時受信する。

時刻Ｔ＝ｔ１以前では、受信したＣＰＩＣＨに対して周波数誤差推定部１０３がタイムスロット単位で逆拡散とレイク合成による復調処理を行い、復調結果を用いて、シンボルの逆正接を求めることで瞬時位相誤差を求め、その時間変化から周波数誤差を推定する。推定された周波数誤差の値をΔｆｄ＿ＣＤＭＡとする。

さらに、訂正値算出部１０４が周波数誤差推定部１０３で推定された周波数誤差Δｆｄ＿ＣＤＭＡの平均化を行い、補正部１２１が平均化されたΔｆｄ＿ＣＤＭＡを用いてＴＤＭＡ用の訂正値であるΔｆｄ＿ＴＤＭＡを算出する。

時刻Ｔ＝ｔ１では、切替制御部１２２が切替器１２３を制御し、補正部１２１で算出されたＴＤＭＡ用の訂正値がＤ／Ａ変換部１５５に出力されるようにする。ＡＦＣ装置１５０は、ＡＦＣ装置１００で得られたＴＤＭＡ用の訂正値を用いてcompressed gapの開始と同時に、周波数シンセをＴＤＭＡシステムの受信向けに切り替え、ＴＤＭＡのキャリア周波数についてはループ制御を行わず、周波数を固定し、受信を行う。切替制御部１２２は、補正部１２１からＴＤＭＡ用の訂正値がＤ／Ａ変換部１５５に出力された直後、切替器１２３を制御し、訂正値算出部１５４で算出された訂正値がＤ／Ａ変換部１５５に出力されるようにする。

ＡＦＣ制御を開始したＡＦＣ装置１５０は、ＴＤＭＡバーストを受信し、受信品質の測定を行う。受信品質の測定には３通りあり、１つには、ＴＤＭＡバーストのうち周波数バースト（Frequency correction Burst：ＦＢ）を受信（ＦＢ受信）して、ＦＢの受信レベル・周波数誤差・タイミング誤差を測定することである。２つには、ＴＤＭＡバーストのうち同期バースト（Synchronization Burst：ＳＢ）を受信（ＳＢ受信）して、ＳＢの受信レベル・周波数誤差・タイミング誤差を測定することである。３つには、ＴＤＭＡバーストのうちノーマルバースト（Normal Burst：ＮＢ）を受信（ＮＢ受信）して、ＮＢの受信レベル・周波数誤差・タイミング誤差を測定することである。このように、ＣＤＭＡ activeにおいても、compressed gapで定期的に又は不定期にＴＤＭＡの受信品質を測定することで、ＣＤＭＡ activeからＴＤＭＡ activeへ切り替わるシステム間ハンドオーバに備えている。ここで、ＴＤＭＡ用のＡＦＣ装置１５０は、ＣＤＭＡ用のＡＦＣ装置１００によって得られた訂正値を補正部１２１を介してＴＤＭＡ用の訂正値に補正した値を用いることにより、ＴＤＭＡバーストの受信品質測定の確度を向上させることができる。

なお、ＴＤＭＡ用の訂正値の算出に用いられるＣＰＩＣＨは、ＣＤＭＡ activeの終了時に近い時点で受信したＣＰＩＣＨをもとに算出されていることが望ましい。これは、ＣＰＩＣＨの周波数誤差情報も時間変動するため、最新のＣＤＭＡ active時の結果ほど受信確度が高く、このため、ＴＤＭＡ用の訂正値としての信頼度も高くなるためである。

このような動作により、ＴＤＭＡの周波数誤差の引き込みに要する時間を短縮することができるので、装置への通電を最低限に抑えることができ、消費電力を削減することができる。

時刻Ｔ＝ｔ２では、compressed gapが終了し、ＣＤＭＡ activeとなり、ＡＦＣ装置１００は連続して受信するＣＰＩＣＨを用いてＡＦＣ制御を再開する。

このように本実施の形態によれば、ＣＤＭＡのcompressed gapにおいてＡＦＣ制御を行う場合、ＣＤＭＡ用のＡＦＣ装置で求められたＣＤＭＡ用の訂正値をＴＤＭＡ用の訂正値に補正した値を、ＴＤＭＡ用のＡＦＣ装置にて用いることにより、ＴＤＭＡの周波数誤差の引き込みに要する時間を短縮することができると共に、引き込み後に残留する周波数誤差を低減することができるため、受信性能の向上を図ることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、ＣＤＭＡのcompressed gapでＴＤＭＡ用のＡＦＣ制御を行う場合について説明したが、本実施の形態ではＣＤＭＡセルで通信中に非同期のＴＤＭＡセルにハンドオーバを行う際のＡＦＣ制御について説明する。

ＣＤＭＡセルからＴＤＭＡセルへのハンドオーバについて簡単に説明する。ＣＤＭＡセルでＣＤＭＡ方式の通信を行っている通信端末が、候補となるＴＤＭＡセルからＴＤＭＡバーストを受信し、その受信品質を測定し、測定結果をネットワークに報告する。報告を受けたネットワークが通信端末にとってハンドオーバが必要と判断すると、ネットワークが候補となるＴＤＭＡセルから最も受信品質の高いセルを選択し、ハンドオーバを通信端末に指示し、通信端末はハンドオーバを行う（同期したＴＤＭＡセルへのハンドオーバ）。なお、通信端末においてＴＤＭＡバーストの受信品質を測定していないセルに対しても、ネットワークからの指示によりハンドオーバを行うこともある（非同期のＴＤＭＡセルへのハンドオーバ）。

本実施の形態におけるＡＦＣ装置の構成は図１と同様なので図１を代用し、その詳しい説明は省略する。以下、本実施の形態に係るＡＦＣ装置の動作について図を用いて説明する。

図５は、本発明の実施の形態２に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図であり、ＣＤＭＡセルから非同期のＴＤＭＡセルに対してハンドオーバを行う動作の流れを示す。この図において、時刻Ｔ＝ｔ１はＣＤＭＡ activeからＴＤＭＡ activeに切り替わるタイミングを表している。なお、時刻Ｔ＝ｔ１以前の動作については、実施の形態１の図４における時刻Ｔ＝ｔ１以前の動作と同一なので、その詳しい説明は省略する。

時刻Ｔ＝ｔ１では、切替制御部１２２が切替器１２３を制御し、補正部１２１で算出されたＴＤＭＡ用の訂正値がＤ／Ａ変換部１５５に出力されるようにする。ＡＦＣ装置１５０は、ＡＦＣ装置１００で得られたＴＤＭＡ用の訂正値を初期値としてＴＤＭＡ activeの開始と同時にＴＤＭＡのキャリア周波数に対するＡＦＣ制御を行う。切替制御部１２２は、補正部１２１からＴＤＭＡ用の訂正値がＤ／Ａ変換部１５５に出力された直後、切替器１２３を制御し、訂正値算出部１５４で算出された訂正値がＤ／Ａ変換部１５５に出力されるようにする。

ＡＦＣ制御を開始したＡＦＣ装置１５０は、ＴＤＭＡバーストを受信する。具体的には、ＦＢを受信し、その周波数誤差情報を用いてＡＦＣ制御を行う。続いて、ＡＦＣ装置１５０は、ＳＢを受信し、その周波数誤差情報を用いてＡＦＣ制御を行う。さらに、ＮＢを連続して受信し、ＮＢを用いたＡＦＣ制御を行う。このＮＢ受信の繰り返しによりＡＦＣ装置１５０は周波数誤差を小さくすることができる。ハンドオーバが完了するまでの時間はシステム仕様、例えば、３ＧＰＰＴＳ０５．１０に規定されており、ＴＤＭＡ方式、とりわけＧＳＭ方式において、ＦＢ受信やＳＢ受信のリトライを減らし、１回で受信を完了する確度を上げることは切断の要因を減らすことにつながる。本発明では、ＡＦＣが十分に安定していない状態で行われるＦＢ受信、ＳＢ受信の確度を上げるためにＡＦＣ装置１５０の初期値としてＣＤＭＡセルの訂正値を用いることで、ＦＢ受信、ＳＢ受信の確度を向上させることができる。

なお、本発明をＮＢ受信において適用すれば、ＤＬ−ＤＴＸ状態で受信バースト数が少ない動作モードの場合に、ＴＤＭＡのアイドルフレームで測定したＣＤＭＡセル用の訂正値で補間することにより、その間ＡＦＣ制御の確度を高く保つことができ、受信性能の向上を図ることができる。

このように本実施の形態によれば、ＣＤＭＡセルで通信中に非同期のＴＤＭＡセルにハンドオーバを行う際、すなわち、ＣＤＭＡ activeからＴＤＭＡ activeに切り替わるとき、ＣＤＭＡ用のＡＦＣ装置で求められたＣＤＭＡ用の訂正値をＴＤＭＡ用の訂正値に補正した値を、ＴＤＭＡ用のＡＦＣ装置が初期値として用いることにより、ＴＤＭＡの周波数誤差の引き込みに要する時間を短縮することができると共に、周波数誤差の引き込み後に残留する周波数誤差を小さくすることができるため、回線の切断を回避することができるので、受信性能の向上を図ることができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。ただし、図６が図１と共通する部分は図１と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図６が図１と異なる点は、Ｄ／Ａ変換部１０５及びＤ／Ａ変換部１５５と、電圧制御発振器１０６及び電圧制御発振器１５６とをそれぞれ共用化した点である。

訂正値算出部１０４は、ＣＤＭＡ用の訂正値を算出し、算出したＣＤＭＡ用の訂正値を切替器５２２及び補正部１２１に出力する。

訂正値算出部１５４は、ＴＤＭＡ用の訂正値を算出し、算出したＴＤＭＡ用の訂正値を切替器５２２に出力する。

補正部１２１は、訂正値算出部１０４から出力されたＣＤＭＡ用の訂正値をＴＤＭＡ用の訂正値に補正し、補正後の訂正値を切替器５２２に出力する。

切替制御部５２１は、切替器５２２を制御し、訂正値算出部１０４、訂正値算出部１５４、補正部１２１のいずれかの出力をＤ／Ａ変換部５２３に与える。

Ｄ／Ａ変換部５２３は、訂正値算出部１０４、訂正値算出部１５４、補正部１２１のいずれかにより出力された訂正値を電圧に変換し、変換した電圧を電圧制御発振器５２４に与える。電圧制御発振器５２４は、Ｄ／Ａ変換部５２３から与えられた電圧に応じて、訂正値算出部の周波数比較器における基準周波数との誤差をより小さくする周波数を発振する。

なお、このように本実施の形態によれば、Ｄ／Ａ変換器と電圧制御発振器をＣＤＭＡ用のＡＦＣ装置とＴＤＭＡ用のＡＦＣ装置とで共用化することにより、回路規模を削減することができる。

本発明の自動周波数制御装置は、ＣＤＭＡの周波数帯域に対応した第１のＡＦＣ装置でＣＤＭＡのキャリア周波数について自動周波数制御を行い、引き込み後のキャリア周波数の偏差に相当する訂正値を、ＴＤＭＡの周波数帯域に対応した第２のＡＦＣ装置で用いることにより、第２のＡＦＣ装置が引き込みに要する時間を短縮することができ、受信確度を向上させるという効果を有し、デュアルモードの通信端末装置に用いるのに適している。

本発明の実施の形態１及び２に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図ＣＤＭＡセルとＴＤＭＡセルの配置を示す模式図本発明の実施の形態１に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図本発明の実施の形態１に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図本発明の実施の形態２に係る自動周波数制御装置の動作を説明するための模式図本発明の実施の形態３に係る自動周波数制御装置の構成を示すブロック図従来の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１００、１５０、５００、５５０ＡＦＣ装置
１０１、１５１ダウンコンバータ
１０２、１５２Ａ／Ｄ変換部
１０３、１５３周波数誤差推定部
１０４、１５４訂正値算出部
１０５、１５５、５２３Ｄ／Ａ変換部
１０６、１５６、５２４電圧制御発振器
１２１補正部
１２２、５２１切替制御部
１２３切替器

Claims

第１の無線通信方式に対応した第１の自動周波数制御装置と、第２の無線通信方式に対応した第２の自動周波数制御装置とを具備する自動周波数制御装置であって、
前記第１の自動周波数制御装置で引き込み後に得られた第１の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第１の訂正値を前記第２の無線通信方式の第２の訂正値に補正する補正手段を具備し、
前記第２の自動周波数制御装置は、前記補正手段により補正された前記第２の訂正値を用いることを特徴とする自動周波数制御装置。
前記補正手段は、前記第１の訂正値に対して、第１の無線通信方式と第２の無線通信方式の各キャリア周波数と、前記第１及び第２の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向に基づいてドップラーシフトの補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動周波数制御装置。
前記第１及び第２の無線通信方式のセルの位置関係に対する移動方向を正又は負の符号で表すことを特徴とする請求項２に記載の自動周波数制御装置。
前記第２の自動周波数制御装置は、第１の無線通信方式での通信中に第２の無線通信方式の隣接セルの受信品質を測定する際、前記補正手段により補正された前記第２の訂正値を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
前記第２の自動周波数制御装置は、第１の無線通信方式から第２の無線通信方式へのハンドオーバ後の初期動作で、前記補正手段により補正された前記第２の訂正値を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
前記補正手段は、第２の無線通信方式での通信中に前記第１の自動周波数制御装置が第１の無線通信方式のセルの受信品質を測定するモードで、第１の無線通信方式のキャリア周波数の偏差に相当する第１の訂正値を前記第２の自動周波数制御装置が用いる補間値に補正することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動周波数制御装置。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の自動周波数制御装置を具備することを特徴とする無線通信装置。