JP2007189654A - Afc circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a digital processing section to perform frequency error detection and frequency correction processing when a receiver side receives a digital modulated signal and applies demodulation processing thereto. <P>SOLUTION: In a communication system using a digital modulation scheme in which a transition for each modulation cycle does not pass through a zero point, a receiver is equipped with an analog processing section for converting a received signal into an IF signal and a digital signal processing section 30 for applying frequency correction processing to the IF signal. The digital signal processing section 30 converts a digital signal (IF signal) converted by an A/D converter 19 into an in-phase signal (I) and a quadrature signal (Q) by using a quadrature demodulation processing part 31, detects a frequency error of the IF signal by using a frequency error detection part 34 and inputs it to a complex frequency conversion processing part 32. The complex frequency conversion processing part 32 applies frequency correction based on the frequency error detected by the frequency error detection part 34 to the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) from the quadrature demodulation processing part 31 and at the same time applies complex frequency conversion to the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) and outputs the signals to a demodulation processing part 33. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線通信における受信機等で用いられるAFC回路に係り、特に変調周期毎の遷移が零点を通過しないデジタル変調方式の復調処理におけるAFC回路に関する。   The present invention relates to an AFC circuit used in a receiver or the like in wireless communication, and more particularly to an AFC circuit in a demodulation process of a digital modulation system in which a transition for each modulation period does not pass through a zero point.

デジタル変調方式を用いた無線通信において、送信機及び受信機は局部発振器を使用して周波数変換処理を行なっているが、受信機の局部発振器が例えば温度変化等の影響により周波数誤差を生じると著しく受信特性が劣化する。この周波数誤差を補償するため、一般にAFC(Auto Frequency Control:自動周波数制御)回路が用いられている(例えば、特許文献1、2、3参照。)。   In wireless communication using a digital modulation method, a transmitter and a receiver use a local oscillator to perform frequency conversion processing. However, if a local error of the receiver causes a frequency error due to, for example, a temperature change or the like, remarkably occurs. Reception characteristics deteriorate. In order to compensate for this frequency error, an AFC (Auto Frequency Control) circuit is generally used (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).

図4は、従来のAFC回路を備えた受信機の構成例を示したものである。上記受信機は、送信機から送られてくる信号、例えばπ/4 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、π/2 BPSK(Binary Phase Shift Keying)、GMSK(Gaussian filtered Minimum Shift Keying)等のデジタル変調方式により変調された信号を受信して復調処理する。   FIG. 4 shows a configuration example of a receiver including a conventional AFC circuit. The receiver is a digital modulation system such as π / 4 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), π / 2 BPSK (Binary Phase Shift Keying), GMSK (Gaussian filtered Minimum Shift Keying), etc. The signal modulated by is received and demodulated.

図4において、11は受信機の入力端子で、アンテナ(図示せず)により受信した信号が入力される。上記入力端子11に入力された信号は、バンドパスフィルタ(BPF)12で帯域ろ波処理が行なわれ、低雑音増幅器13により所定の増幅度で増幅されてミキサ14に入力される。また、このミキサ14には、局部発振器15から出力される局部発振信号が入力される。局部発振器15は、電圧制御発振器を用いて構成され、後述するデジタル信号処理部20から送られてくる制御信号によって発振周波数が制御される。   In FIG. 4, reference numeral 11 denotes an input terminal of a receiver to which a signal received by an antenna (not shown) is input. The signal input to the input terminal 11 is subjected to band filtering processing by a band pass filter (BPF) 12, amplified by a low noise amplifier 13 with a predetermined amplification degree, and input to the mixer 14. Further, a local oscillation signal output from the local oscillator 15 is input to the mixer 14. The local oscillator 15 is configured using a voltage-controlled oscillator, and the oscillation frequency is controlled by a control signal sent from a digital signal processing unit 20 described later.

上記ミキサ14は、低雑音増幅器13で増幅された信号を局部発振器15からの局部発振信号と混合して中間周波信号(IF信号)に変換する。この中間周波信号は、バンドパスフィルタ(BPF)16を介して増幅器17へ送られる。上記バンドパスフィルタ16は、イメージ信号及び不要な局部発振器15からの漏洩信号を減衰させる作用を有している。バンドパスフィルタ16で不要な信号が除去された中間周波信号は、増幅器17で増幅された後、ローパスフィルタ(LPF)18を介してA/D変換器19に入力され、デジタル信号に変換されてデジタル信号処理部20へ送られる。上記ローパスフィルタ(LPF)18は、A/D変換器19でアナログ信号からデジタル信号への変換処理が行なわれた際に生じる折り返し信号を所定のレベルまで減衰させる作用を有している。   The mixer 14 mixes the signal amplified by the low noise amplifier 13 with the local oscillation signal from the local oscillator 15 and converts it into an intermediate frequency signal (IF signal). This intermediate frequency signal is sent to an amplifier 17 through a band pass filter (BPF) 16. The bandpass filter 16 has an action of attenuating an image signal and an unnecessary leak signal from the local oscillator 15. The intermediate frequency signal from which unnecessary signals have been removed by the band pass filter 16 is amplified by an amplifier 17 and then input to an A / D converter 19 through a low pass filter (LPF) 18 to be converted into a digital signal. It is sent to the digital signal processing unit 20. The low-pass filter (LPF) 18 has an action of attenuating the aliasing signal generated when the A / D converter 19 converts the analog signal into the digital signal to a predetermined level.

上記デジタル信号処理部20は、復調処理部21、周波数誤差検出部22及びループフィルタ23により構成され、A/D変換器19で変換されたデジタル信号が復調処理部21及び周波数誤差検出部22に入力される。周波数誤差検出部22は、ミキサ14で変換された中間周波信号の周波数誤差を検出してループフィルタ23に入力する。   The digital signal processing unit 20 includes a demodulation processing unit 21, a frequency error detection unit 22, and a loop filter 23, and the digital signal converted by the A / D converter 19 is sent to the demodulation processing unit 21 and the frequency error detection unit 22. Entered. The frequency error detector 22 detects the frequency error of the intermediate frequency signal converted by the mixer 14 and inputs it to the loop filter 23.

ループフィルタ23は、所定の時定数を有するフィルタであり、周波数誤差検出部22で検出された周波数誤差を電圧に変換し、電圧制御発振器からなる局部発振器15を制御して局部発振周波数の周波数偏差を補正する。   The loop filter 23 is a filter having a predetermined time constant, converts the frequency error detected by the frequency error detector 22 into a voltage, and controls the local oscillator 15 formed of a voltage controlled oscillator to control the frequency deviation of the local oscillation frequency. Correct.

上記の構成において、アンテナにより受信された信号は、入力端子11よりバンドパスフィルタ12に入力されて所定の帯域が選択され、低雑音増幅器13で増幅されてミキサ14に入力される。ミキサ14は、低雑音増幅器13で増幅された信号を局部発振器15からの局部発振信号と混合して中間周波信号に変換する。この中間周波信号は、バンドパスフィルタ16を介して取り出し、イメージ信号及び局部発振器15からの不要な漏洩信号を減衰させている。バンドパスフィルタ16で不要な信号が除去された中間周波信号は、増幅器17で増幅された後、ローパスフィルタ18を介してA/D変換器19に入力され、デジタル信号に変換されてデジタル信号処理部20へ送られる。   In the above configuration, the signal received by the antenna is input from the input terminal 11 to the bandpass filter 12 to select a predetermined band, amplified by the low noise amplifier 13 and input to the mixer 14. The mixer 14 mixes the signal amplified by the low noise amplifier 13 with the local oscillation signal from the local oscillator 15 and converts it into an intermediate frequency signal. This intermediate frequency signal is taken out through a band pass filter 16 and attenuates an image signal and an unnecessary leakage signal from the local oscillator 15. The intermediate frequency signal from which unnecessary signals have been removed by the band pass filter 16 is amplified by the amplifier 17 and then input to the A / D converter 19 via the low pass filter 18 to be converted into a digital signal for digital signal processing. Sent to the unit 20.

デジタル信号処理部20は、入力されたデジタル信号(中間周波信号)の周波数誤差を周波数誤差検出部22にて検出し、ループフィルタ23に入力する。ループフィルタ23は、周波数誤差検出部22で検出された周波数誤差を電圧に変換し、局部発振器15の電圧制御発振器を制御して局部発振周波数、すなわち受信基準信号の周波数偏差を補正する。そして、復調処理部21は、上記A/D変換器19で変換されたデジタル信号を復調処理する。   The digital signal processing unit 20 detects the frequency error of the input digital signal (intermediate frequency signal) by the frequency error detection unit 22 and inputs the detected frequency error to the loop filter 23. The loop filter 23 converts the frequency error detected by the frequency error detector 22 into a voltage and controls the voltage controlled oscillator of the local oscillator 15 to correct the local oscillation frequency, that is, the frequency deviation of the reception reference signal. The demodulation processing unit 21 demodulates the digital signal converted by the A / D converter 19.

上記の他に本発明に関連する技術として、低IF受信機において、複素周波数変換により所望信号の中心周波数を0Hzにすることで、演算量の大きな複素係数フィルタを使わずともイメージ除去が可能な受信機が知られる(例えば特許文献4参照。)。
特開平9−186731号公報 特開平9−199997号公報 特開平9−232927号公報 特開2004−266416号公報
In addition to the above, as a technique related to the present invention, in a low IF receiver, the center frequency of a desired signal is set to 0 Hz by complex frequency conversion, so that an image can be removed without using a complex coefficient filter having a large calculation amount. A receiver is known (see, for example, Patent Document 4).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-186731 JP-A-9-199997 Japanese Patent Laid-Open No. 9-232927 JP 2004-266416 A

上記従来のデジタル変調方式による受信機では、復調時の自動周波数補正処理(AFC処理)に際し、デジタル信号処理部20の周波数誤差検出部22で周波数誤差を検出してアナログ回路である局部発振器15の電圧制御発振器を制御している。   In the receiver using the conventional digital modulation method, in the automatic frequency correction process (AFC process) at the time of demodulation, the frequency error is detected by the frequency error detection unit 22 of the digital signal processing unit 20, and the local oscillator 15 which is an analog circuit is used. Controls a voltage controlled oscillator.

上記のようにデジタル信号処理部20で検出した周波数誤差に基づいてアナログ回路である局部発振器15を制御する方法では、周波数補正制御が煩雑で、応答が遅いという問題があった。また、アナログ処理とデジタル処理を独立して行なうことができないため、例えばアナログ回路が変更になった場合、それにあわせてデジタル処理も変更しなければならず、汎用性に欠けるという問題があった。   As described above, the method of controlling the local oscillator 15 that is an analog circuit based on the frequency error detected by the digital signal processing unit 20 has a problem that the frequency correction control is complicated and the response is slow. Further, since analog processing and digital processing cannot be performed independently, for example, when an analog circuit is changed, the digital processing must be changed accordingly, and there is a problem that versatility is lacking.

また、前述の周波数偏差検出方法では、変調周期毎の遷移が零点を通過しない変調方式であれば周波数偏差を算出することが可能である。しかし、時分割多元接続方式等において、データ部分の変調を変調周期毎の遷移が零点を通過しない変調方式としても、データの変調部分以外のプリアンブルやユニークワードの変調部分で変調周期毎の遷移が零点を通過する場合、遷移が零点を通過する部分が存在することにより周波数偏差の検出に誤差が生じるという問題があった。   Further, in the frequency deviation detection method described above, it is possible to calculate the frequency deviation if the modulation method does not allow the transition for each modulation period to pass through the zero point. However, even in a time division multiple access method, etc., even if the modulation of the data part is a modulation system in which the transition for each modulation period does not pass through the zero point, the transition for each modulation period is not performed in the preamble other than the data modulation part or the modulation part of the unique word. When passing through the zero point, there is a problem that an error occurs in the detection of the frequency deviation due to the presence of a portion where the transition passes through the zero point.

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、変調周期毎の遷移が零点を通過しないデジタル変調方式を用いた無線通信において、デジタル変調された信号を受信機側で受信して復調処理する際、デジタル処理部で周波数誤差検出及び周波数補正処理を可能とし、周波数補正制御が容易で迅速に処理できると共にアナログ処理とデジタル処理を独立して行なうことができ、汎用性に優れたAFC回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. In wireless communication using a digital modulation method in which transitions at each modulation period do not pass through a zero point, a digitally modulated signal is received and demodulated at the receiver side. When processing, the digital processing unit can detect frequency error and correct the frequency, and the frequency correction can be controlled easily and quickly, and analog processing and digital processing can be performed independently. An object is to provide a circuit.

本発明は、変調周期毎の遷移が零点を通過しないデジタル変調方式による信号を受信し、受信信号の周波数偏差を補正するAFC回路において、入力されるデジタル信号の正と負の切り替わりを検出して一定時間カウントし、予め設定された基準値と比較して周波数誤差を検出する周波数誤差検出部と、前記デジタル信号を直交復調処理する直交復調処理部と、前記直交復調処理部の出力信号を前記周波数誤差検出部で検出された周波数誤差信号に基づいて複素周波数変換処理を行なって周波数誤差を補正する複素周波数変換処理部とを具備することを特徴とする。   The present invention detects a switching between positive and negative of an input digital signal in an AFC circuit that receives a signal by a digital modulation method in which a transition every modulation period does not pass through a zero point and corrects a frequency deviation of the received signal. A frequency error detection unit that counts for a certain time and detects a frequency error by comparing with a preset reference value, an orthogonal demodulation processing unit that performs orthogonal demodulation processing on the digital signal, and an output signal of the orthogonal demodulation processing unit And a complex frequency conversion processing unit that performs complex frequency conversion processing based on the frequency error signal detected by the frequency error detection unit to correct the frequency error.

本発明によれば、例えばπ/4QPSK、π/2BPSK、GMSK等の変調周期毎の変調周期毎の遷移が零点を通過しないデジタル変調方式による信号を受信し、受信信号の周波数偏差を補正するAFC回路において、デジタル信号処理部により周波数誤差検出及び周波数補正処理を行なうことができるので、周波数補正制御が容易で迅速に処理できると共にアナログ処理とデジタル処理を分離することができる。従って、周波数補正処理に際し、調整が煩雑な電圧制御発振器のようなアナログ素子を使用することなく、AFC回路を構成することができる。   According to the present invention, for example, an AFC that receives a signal by a digital modulation method in which a transition of each modulation period such as π / 4QPSK, π / 2BPSK, GMSK, etc. does not pass a zero point and corrects a frequency deviation of the received signal. In the circuit, frequency error detection and frequency correction processing can be performed by the digital signal processing unit, so that frequency correction control can be performed easily and quickly, and analog processing and digital processing can be separated. Therefore, the AFC circuit can be configured without using an analog element such as a voltage-controlled oscillator that is complicated to adjust in the frequency correction process.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係るAFC回路を備えた受信機の構成を示すブロック図、図2は図1におけるデジタル信号処理部の詳細な構成を示すブロック図である。
上記受信機は、例えばπ/4QPSK、π/2BPSK、GMSK等の変調周期毎の遷移が零点を通過しないデジタル変調方式を用いた無線通信において、デジタル変調された信号を受信して復調処理する際、デジタル処理によって周波数誤差検出及び周波数補正処理を可能としたものである。なお、図4と同様構成の部分については同一の符号を付して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiver including an AFC circuit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a digital signal processing unit in FIG.
In the wireless communication using a digital modulation method in which the transition for each modulation period such as π / 4 QPSK, π / 2 BPSK, GMSK, etc. does not pass through the zero point, for example, the receiver receives a digitally modulated signal and performs demodulation processing The frequency error detection and frequency correction processing can be performed by digital processing. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part similar to FIG.

図1において、11は受信機の入力端子で、アンテナ(図示せず)により受信した信号が入力される。上記入力端子11に入力された信号は、バンドパスフィルタ(BPF)12で帯域ろ波処理が行なわれ、低雑音増幅器13により所定の増幅度で増幅されてミキサ14に入力される。また、このミキサ14には、局部発振器25から出力される局部発振信号が入力される。この局部発振器25は例えば、発信周波数が離散的で半固定の数値制御発振器である。   In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an input terminal of a receiver to which a signal received by an antenna (not shown) is input. The signal input to the input terminal 11 is subjected to band filtering processing by a band pass filter (BPF) 12, amplified by a low noise amplifier 13 with a predetermined amplification degree, and input to the mixer 14. In addition, a local oscillation signal output from the local oscillator 25 is input to the mixer 14. The local oscillator 25 is, for example, a numerically controlled oscillator whose transmission frequency is discrete and semi-fixed.

上記ミキサ14は、低雑音増幅器13で増幅された信号を局部発振器25からの局部発振信号と混合して中間周波信号(IF信号)に変換する。この中間周波信号は、BPF16を介して増幅器17へ送られる。上記BPF16は、イメージ信号及び不要な局部発振器25からの漏洩信号を減衰させ、所望の周波数チャネルのみ通過させるチャネル選択作用を有している。BPF16で不要な信号が除去された中間周波信号は、増幅器17で増幅された後、LPF18を介してA/D変換器19に入力され、デジタル信号に変換される。なおLPF18は、A/D変換器19がアンダーサンプリンを行うときは設けないか、16同様のBPFとして構成することもある。   The mixer 14 mixes the signal amplified by the low noise amplifier 13 with the local oscillation signal from the local oscillator 25 and converts it into an intermediate frequency signal (IF signal). This intermediate frequency signal is sent to the amplifier 17 via the BPF 16. The BPF 16 has a channel selection function of attenuating an image signal and an unnecessary leakage signal from the local oscillator 25 and passing only a desired frequency channel. The intermediate frequency signal from which unnecessary signals are removed by the BPF 16 is amplified by the amplifier 17 and then input to the A / D converter 19 via the LPF 18 to be converted into a digital signal. The LPF 18 may not be provided when the A / D converter 19 performs undersampling, or may be configured as a BPF similar to 16.

上記のようにBPF12〜A/D変換器19からなるアナログ処理部で処理された信号は、A/D変換器19でデジタル信号に変換されてデジタル信号処理部30に入力される。   The signal processed by the analog processing unit including the BPF 12 to the A / D converter 19 as described above is converted into a digital signal by the A / D converter 19 and input to the digital signal processing unit 30.

上記デジタル信号処理部30は、直交復調処理部31、複素周波数変換処理部32、復調処理部33、周波数誤差検出部34からなり、A/D変換器19でデジタル信号に変換された中間周波信号が直交復調処理部31及び周波数誤差検出部34に入力される。直交復調処理部31は、デジタル信号(中間周波信号)を同相信号(I)と直交信号(Q)に変換して複素周波数変換処理部32へ出力する。この出力信号は、同相信号(I)が実数、直交信号(Q)が虚数に対応し、以後直交検波信号と呼ぶ。   The digital signal processing unit 30 includes an orthogonal demodulation processing unit 31, a complex frequency conversion processing unit 32, a demodulation processing unit 33, and a frequency error detection unit 34. The intermediate frequency signal converted into a digital signal by the A / D converter 19 is used. Is input to the orthogonal demodulation processing unit 31 and the frequency error detection unit 34. The quadrature demodulation processing unit 31 converts the digital signal (intermediate frequency signal) into an in-phase signal (I) and a quadrature signal (Q) and outputs the converted signal to the complex frequency conversion processing unit 32. This output signal corresponds to an in-phase signal (I) corresponding to a real number and a quadrature signal (Q) corresponding to an imaginary number, and is hereinafter referred to as a quadrature detection signal.

一方、周波数誤差検出部34は、A/D変換器19から送られてくる中間周波信号の周波数誤差を検出して複素周波数変換処理部32に入力する。複素周波数変換処理部32は、直交復調処理部31から出力される直交検波信号に対し、周波数誤差検出部34で検出された周波数誤差に基づいて複素演算による周波数補正処理を行ない、復調処理部33へ出力する。復調処理部33は、複素周波数変換処理部32で周波数補正処理された信号を復調処理して後段の処理部(図示せず)へ出力する。
一例として、直交復調処理部31は直交検波信号が中心周波数が約0Hzの複素信号となるように変換し、複素周波数変換処理部32によりベースバンド帯の解析信号に変換する。その場合、直交復調処理部31と複素周波数変換処理部32の間に、同相信号(I)および直交信号(Q)を個別に低域濾波するLPFを設けても良い。
On the other hand, the frequency error detector 34 detects the frequency error of the intermediate frequency signal sent from the A / D converter 19 and inputs it to the complex frequency conversion processor 32. The complex frequency conversion processing unit 32 performs frequency correction processing by complex calculation on the quadrature detection signal output from the quadrature demodulation processing unit 31 based on the frequency error detected by the frequency error detection unit 34, and the demodulation processing unit 33. Output to. The demodulation processing unit 33 demodulates the signal frequency-corrected by the complex frequency conversion processing unit 32 and outputs the demodulated signal to a subsequent processing unit (not shown).
As an example, the quadrature demodulation processing unit 31 converts the quadrature detection signal into a complex signal having a center frequency of about 0 Hz, and the complex frequency conversion processing unit 32 converts the signal into a baseband analysis signal. In that case, an LPF for individually low-pass filtering the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) may be provided between the quadrature demodulation processing unit 31 and the complex frequency conversion processing unit 32.

次に上記デジタル信号処理部30の詳細な構成について図2を参照して説明する。
直交復調処理部31は一例として、乗算器311、312、cosテーブル313、sinテーブル314からなり、A/D変換器19からのデジタル信号が乗算器311、312に入力される。乗算器311は、入力信号とcosテーブル313の値を乗算して同相信号(I)を出力し、乗算器312は、入力信号とsinテーブル314の値を乗算して直交信号(Q)を出力する。cosテーブル313やsinテーブル314から読み出される局部信号の周波数は通常、固定若しくは不連続に選択され得る。
Next, a detailed configuration of the digital signal processing unit 30 will be described with reference to FIG.
For example, the orthogonal demodulation processing unit 31 includes multipliers 311 and 312, a cos table 313, and a sin table 314, and a digital signal from the A / D converter 19 is input to the multipliers 311 and 312. The multiplier 311 multiplies the input signal and the value of the cos table 313 to output the in-phase signal (I), and the multiplier 312 multiplies the input signal and the value of the sin table 314 to obtain the quadrature signal (Q). Output. The frequency of the local signal read from the cos table 313 or the sin table 314 can be normally selected to be fixed or discontinuous.

複素周波数変換処理部32には、直交復調処理部31から出力される直交検波信号に対し、複素周波数変換と周波数誤差の補正を同時に行うためのsinテーブル321及びcosテーブル322が設けられる。このsinテーブル321及びcosテーブル322を読み出すアドレスのインクリメント量は、解析信号に含まれる所望の周波数チャネルの中心周波数を基準とし、周波数誤差検出部34で検出された周波数誤差信号によって修正される。またインクリメント量を後述のようにAFCすることにより、十分な精度で該チャネルの中心周波数が0Hzに変換されるように保つ。
更に複素周波数変換処理部32には、直交復調処理部31の乗算器311から出力される同相信号(I)にsinテーブル321の値を乗算する乗算器323とcosテーブル322の値を乗算する乗算器324と、直交復調処理部31の乗算器312から出力される直交信号(Q)にsinテーブル321の値を乗算する乗算器325とcosテーブル322の値を乗算する乗算器326と、乗算器323の出力から乗算器326の出力を減算する減算器327と、乗算器324の出力と乗算器325の出力を加算する加算器328とが設けられる。そして、上記減算器327から出力される同相信号(I)及び加算器328から出力される直交信号(Q)が復調処理部33へ送られる。
The complex frequency conversion processing unit 32 is provided with a sin table 321 and a cos table 322 for simultaneously performing complex frequency conversion and frequency error correction on the quadrature detection signal output from the quadrature demodulation processing unit 31. The increment amount of the address for reading the sin table 321 and the cos table 322 is corrected by the frequency error signal detected by the frequency error detection unit 34 with the center frequency of the desired frequency channel included in the analysis signal as a reference. Further, the increment amount is AFCed as described later, so that the center frequency of the channel is converted to 0 Hz with sufficient accuracy.
Further, the complex frequency conversion processing unit 32 multiplies the in-phase signal (I) output from the multiplier 311 of the quadrature demodulation processing unit 31 by the value of the sin table 321 and the value of the cos table 322. A multiplier 324; a multiplier 325 that multiplies the value of the sin table 321 by the quadrature signal (Q) output from the multiplier 312 of the quadrature demodulation processing unit 31; a multiplier 326 that multiplies the value of the cos table 322; A subtracter 327 for subtracting the output of the multiplier 326 from the output of the multiplier 323 and an adder 328 for adding the output of the multiplier 324 and the output of the multiplier 325 are provided. The in-phase signal (I) output from the subtractor 327 and the quadrature signal (Q) output from the adder 328 are sent to the demodulation processing unit 33.

また、周波数誤差検出部34は、リミッタ341、立上がりエッジ検出部342、周波数カウンタ343、誤差検出部344からなり、前段のA/D変換器19から送られてくるデジタル信号(中間周波信号)がリミッタ341に入力される。
リミッタ(ベースクリッパ)341は、振幅が一定以上の信号を検出してエッジ検出部342へ出力する。
エッジ検出部342は、入力信号が正と負に変化する際に立ち上がりの場合のみ、すなわち搬送波帯の信号の正と負の切り替わりを検出し、波形整形されたパルス信号を周波数カウンタ343に出力する。
周波数カウンタ343は、入力されたパルスを予め設定された一定時間カウントし、そのカウント値を誤差検出部344へ出力する。
The frequency error detection unit 34 includes a limiter 341, a rising edge detection unit 342, a frequency counter 343, and an error detection unit 344. A digital signal (intermediate frequency signal) sent from the A / D converter 19 in the previous stage is received. Input to the limiter 341.
The limiter (base clipper) 341 detects a signal having a certain amplitude or more and outputs the signal to the edge detection unit 342.
The edge detection unit 342 detects a switching between positive and negative of the signal in the carrier band only when the input signal changes to positive and negative, and outputs a pulse signal whose waveform has been shaped to the frequency counter 343. .
The frequency counter 343 counts the input pulses for a predetermined time, and outputs the count value to the error detection unit 344.

誤差検出部344は、周波数カウンタ343のカウント値と予め設定された基準値とを
比較して中間周波信号の周波数誤差を検出し、その誤差信号を複素周波数変換処理部32におけるsinテーブル321及びcosテーブル322へ出力する。上記誤差検出部344で使用する基準値は、A/D変換器19から周波数誤差検出部34に入力される中間周波信号の周波数が規定値である場合に誤差信号が零となるように予め設定される。複素周波数変換処理部32は、誤差検出部344から送られてくる誤差信号に基づいて、乗算するsin及びcos信号の周波数を修正し、中間周波信号の周波数誤差を補正する。
The error detection unit 344 detects the frequency error of the intermediate frequency signal by comparing the count value of the frequency counter 343 with a preset reference value, and the error signal is converted into a sin table 321 and cos in the complex frequency conversion processing unit 32. Output to table 322. The reference value used in the error detector 344 is set in advance so that the error signal becomes zero when the frequency of the intermediate frequency signal input from the A / D converter 19 to the frequency error detector 34 is a specified value. Is done. The complex frequency conversion processing unit 32 corrects the frequencies of the sin and cos signals to be multiplied based on the error signal sent from the error detection unit 344, and corrects the frequency error of the intermediate frequency signal.

次に、上記第1実施形態における全体の動作を図1及び図2を参照して説明する。
アンテナにより受信された信号は、入力端子11よりBPF12に入力されて所定の帯域が選択され、低雑音増幅器13で増幅されてミキサ14に入力される。ミキサ14は、低雑音増幅器13で増幅された信号を固定周波数発振器等で構成された局部発振器25の局部発振信号と混合して中間周波信号に変換する。この中間周波信号は、BPF16に入力され、イメージ信号及び局部発振器15からの不要な漏洩信号が減衰される。BPF16で不要な信号が除去された中間周波信号は、増幅器17で増幅された後、ローパスフィルタ18を介してA/D変換器19に入力され、デジタル信号に変換されてデジタル信号処理部30へ送られる。
Next, the overall operation in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
A signal received by the antenna is input from the input terminal 11 to the BPF 12, a predetermined band is selected, amplified by the low noise amplifier 13, and input to the mixer 14. The mixer 14 mixes the signal amplified by the low noise amplifier 13 with the local oscillation signal of the local oscillator 25 formed of a fixed frequency oscillator or the like and converts it into an intermediate frequency signal. This intermediate frequency signal is input to the BPF 16 and an image signal and an unnecessary leakage signal from the local oscillator 15 are attenuated. The intermediate frequency signal from which unnecessary signals are removed by the BPF 16 is amplified by the amplifier 17, and then input to the A / D converter 19 through the low-pass filter 18, converted into a digital signal, and sent to the digital signal processing unit 30. Sent.

A/D変換器19からデジタル信号処理部30に送られてきたデジタル信号は、直交復調処理部31及び周波数誤差検出部34に入力される。直交復調処理部31に入力された信号は、乗算器311でcosテーブル313の値と乗算されて同相信号(I)に変換されると共に、乗算器312でsinテーブル314の値と乗算されて直交信号(Q)に変換され、複素周波数変換処理部32へ送られる。   The digital signal sent from the A / D converter 19 to the digital signal processing unit 30 is input to the orthogonal demodulation processing unit 31 and the frequency error detection unit 34. The signal input to the quadrature demodulation processing unit 31 is multiplied by the value of the cos table 313 by the multiplier 311 and converted into the in-phase signal (I), and is also multiplied by the value of the sin table 314 by the multiplier 312. It is converted into an orthogonal signal (Q) and sent to the complex frequency conversion processing unit 32.

一方、周波数誤差検出部34に入力された信号は、リミッタ341にて振幅が一定以上の場合に検出されてエッジ検出部342へ送られる。エッジ検出部342は、正と負に変化する際の立ち上がり部分を検出し、その検出パルス信号を周波数カウンタ343へ出力する。周波数カウンタ343は、エッジ検出部342で検出されたパルス信号を予め設定された一定時間カウントし、そのカウント値を誤差検出部344へ出力する。誤差検出部344は、周波数カウンタ343でカウントされた値と予め設定された基準値とを比較して中間周波信号の誤差を検出し、その誤差信号を複素周波数変換処理部32へ出力する。   On the other hand, the signal input to the frequency error detection unit 34 is detected by the limiter 341 when the amplitude is equal to or greater than a certain level, and is sent to the edge detection unit 342. The edge detection unit 342 detects a rising portion when changing between positive and negative, and outputs the detection pulse signal to the frequency counter 343. The frequency counter 343 counts the pulse signal detected by the edge detection unit 342 for a predetermined time, and outputs the count value to the error detection unit 344. The error detection unit 344 detects the error of the intermediate frequency signal by comparing the value counted by the frequency counter 343 with a preset reference value, and outputs the error signal to the complex frequency conversion processing unit 32.

複素周波数変換処理部32は、周波数誤差検出部34の誤差検出部344から送られてきた誤差信号に適当な定数を乗算した値と基準インクリメント量との和で、アドレスをインクリメントしながらsinテーブル321及びcosテーブルを読み出す。   The complex frequency conversion processing unit 32 is a sum table 321 while incrementing an address with the sum of a value obtained by multiplying an error signal transmitted from the error detection unit 344 of the frequency error detection unit 34 by an appropriate constant and a reference increment amount. And the cos table is read.

また、直交復調処理部31から複素周波数変換処理部32に入力された解析信号は、それぞれ乗算器323、325にてsinテーブル321の値と乗算されると共に、乗算器324、326にてcosテーブル322の値と乗算される。そして、乗算器323、326の出力値が減算器327にて減算され、同相信号(I)として復調処理部33へ送られる。また、乗算器324、325の出力値が加算器328にて加算され、直交信号(Q)として復調処理部33へ送られる。   The analysis signals input from the quadrature demodulation processing unit 31 to the complex frequency conversion processing unit 32 are multiplied by the values of the sin table 321 by the multipliers 323 and 325, respectively, and the cos table by the multipliers 324 and 326, respectively. Multiply by the value of 322. Then, the output values of the multipliers 323 and 326 are subtracted by the subtractor 327 and sent to the demodulation processing unit 33 as the in-phase signal (I). Further, the output values of the multipliers 324 and 325 are added by the adder 328 and sent to the demodulation processing unit 33 as an orthogonal signal (Q).

すなわち、直交復調処理部31で直交復調された同相信号(I)及び直交信号(Q)は、複素周波数変換処理部32において、周波数誤差検出部34で検出された周波数誤差に基づいて偏差が補正される。そして、複素周波数変換処理部32で補正された同相信号(I)及び直交信号(Q)が復調処理部33へ送られて復調処理される。   That is, the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) demodulated by the quadrature demodulation processing unit 31 have a deviation based on the frequency error detected by the frequency error detection unit 34 in the complex frequency conversion processing unit 32. It is corrected. Then, the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) corrected by the complex frequency conversion processing unit 32 are sent to the demodulation processing unit 33 and demodulated.

なお、本例において、リミッタ341やエッジ検出部342はそれぞれ、アンチパラレルダイオードや、スライサのような、ダイオードを用いたアナログ回路で構成しても良い。また、直交復調処理部31をアナログ回路で構成し、その出力をA/D変換するようにしても良い。ただしその時の直交変調器の局部発信信号は周波数誤差の無いもの(例えばデジタルクロックと連動したもの)を使用する。   In this example, each of the limiter 341 and the edge detection unit 342 may be configured by an analog circuit using a diode such as an anti-parallel diode or a slicer. Further, the quadrature demodulation processing unit 31 may be configured by an analog circuit, and the output thereof may be A / D converted. However, the local transmission signal of the quadrature modulator at that time uses a signal having no frequency error (for example, a signal interlocked with a digital clock).

上記第1実施形態によれば、例えばπ/4QPSK、π/2 BPSK、GMSK等、変調周期毎の遷移が零点を通過しないデジタル変調方式により変調された信号を受信して(準)同期検波により復調処理する場合に、デジタル信号処理部30において複素周波数変換と周波数補正処理を1つの複素乗算で同時に行なうので、デジタル処理をほとんど増加させずにアナログ処理を不要にすることができる。   According to the first embodiment, for example, a signal modulated by a digital modulation method in which transition for each modulation period does not pass through a zero point, such as π / 4 QPSK, π / 2 BPSK, GMSK, etc., is received by (quasi) synchronous detection. When demodulating, the digital signal processing unit 30 simultaneously performs complex frequency conversion and frequency correction processing by one complex multiplication, so that analog processing can be made unnecessary with almost no increase in digital processing.

また、アナログ処理部にてミキサ14及び局部発振器25により受信信号を中間周波信号に周波数変換する際、局部発振器25として固定周波数発振器を使用しても、デジタル信号処理部30の周波数カウンタ343で一旦周波数が測定されれば、カウント時間による遅延はあるものの一度で正確に周波数誤差が補正されるので、通常の周波数誤差の変動速度であれば問題はない。従って、周波数補正処理に際し、調整が煩雑な電圧制御発振器のようなアナログ素子を使用する必要がなく、周波数補正制御を迅速且つ容易に行なうことができる。   Further, when the analog signal is converted into an intermediate frequency signal by the mixer 14 and the local oscillator 25 in the analog processing unit, even if a fixed frequency oscillator is used as the local oscillator 25, the frequency counter 343 of the digital signal processing unit 30 temporarily If the frequency is measured, although there is a delay due to the counting time, the frequency error is accurately corrected at one time. Therefore, there is no problem as long as the fluctuation speed of the normal frequency error is obtained. Therefore, it is not necessary to use an analog element such as a voltage-controlled oscillator that is complicated to adjust in the frequency correction process, and the frequency correction control can be performed quickly and easily.

(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態について説明する。
図3は本発明の第2実施形態に係るAFC回路を備えた受信機の構成を示すブロック図である。図3は、デジタル信号処理部30Aの構成を示したもので、前段に設けられるアナログ処理部は図1に示した第1実施形態と同様の構成であるとして省略している。本例は、AFCをフィードバック制御にした点で、第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a receiver including an AFC circuit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the configuration of the digital signal processing unit 30A. The analog processing unit provided in the preceding stage is omitted because it has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. This example differs from the first embodiment in that AFC is feedback controlled.

デジタル信号処理部30Aは、直交復調処理部31、複素周波数変換処理部32、直交変調処理部41、周波数誤差検出部34及びループフィルタ42により構成される。直交復調処理部31は、第1実施形態と同様にA/D変換器19から送られてくるデジタル信号を同相信号(I)と直交信号(Q)に直交検波して複素周波数変換処理部32へ出力する。複素周波数変換処理部32は、直交復調処理部31から出力される解析信号に対し、周波数誤差検出部34からループフィルタ42を介して送られてくる周波数誤差に基づいて周波数補正処理を行なう。   The digital signal processing unit 30A includes an orthogonal demodulation processing unit 31, a complex frequency conversion processing unit 32, an orthogonal modulation processing unit 41, a frequency error detection unit 34, and a loop filter 42. As in the first embodiment, the quadrature demodulation processing unit 31 performs quadrature detection of the digital signal sent from the A / D converter 19 into the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q), and a complex frequency conversion processing unit. To 32. The complex frequency conversion processing unit 32 performs frequency correction processing on the analysis signal output from the orthogonal demodulation processing unit 31 based on the frequency error transmitted from the frequency error detection unit 34 via the loop filter 42.

直交変調処理部41は、複素周波数変換処理部32で補正された同相信号(I)及び直交信号(Q)を、任意の周波数で直交変調し、中間周波数の実信号を出力する。この直交変調処理部41から出力される中間周波信号は、周波数誤差検出部34に入力されると共に、次段の中間周波処理部に設けられる直交復調処理部(図示せず)へ送られる。もし、周波数誤差検出34のみに入力されるのであれば、直交変調の周波数や精度は特に要求されないので、復調処理部31と同一周波数の搬送波(すなわち図示しないがcosテーブル及びsinテーブルで発生する搬送波)を用いるのが簡便である。   The quadrature modulation processing unit 41 performs quadrature modulation on the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) corrected by the complex frequency conversion processing unit 32 at an arbitrary frequency, and outputs a real signal having an intermediate frequency. The intermediate frequency signal output from the quadrature modulation processing unit 41 is input to the frequency error detection unit 34 and sent to a quadrature demodulation processing unit (not shown) provided in the next stage intermediate frequency processing unit. If it is input only to the frequency error detection 34, the frequency and accuracy of quadrature modulation are not particularly required. Therefore, a carrier wave having the same frequency as that of the demodulation processing unit 31 (that is, a carrier wave generated by a cos table and a sin table, not shown). ) Is convenient.

上記周波数誤差検出部34は、直交変調処理部41から出力される中間周波信号の周波数誤差を検出し、ループフィルタ42により平滑して複素周波数変換処理部32へ出力する。ループフィルタ42から複素周波数変換処理部32へ送られた信号は、図2に詳細を示したようにsinテーブル321及びcosテーブル322に修正信号として入力される。複素周波数変換処理部32は、直交復調処理部31で変換された同相信号(I)及び直交信号(Q)に対し、周波数誤差検出部34からループフィルタ42を介して入力される周波数誤差に基づいて周波数補正処理を行なう。   The frequency error detection unit 34 detects the frequency error of the intermediate frequency signal output from the quadrature modulation processing unit 41, smoothes it by the loop filter 42, and outputs the result to the complex frequency conversion processing unit 32. The signal sent from the loop filter 42 to the complex frequency conversion processing unit 32 is input as a correction signal to the sin table 321 and the cos table 322 as shown in detail in FIG. The complex frequency conversion processing unit 32 converts the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) converted by the quadrature demodulation processing unit 31 into a frequency error input from the frequency error detection unit 34 via the loop filter 42. Based on this, frequency correction processing is performed.

上記デジタル信号処理部30Aにおける直交復調処理部31、複素周波数変換処理部32及び周波数誤差検出部34は、図2に示した第1実施形態と同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。   The quadrature demodulation processing unit 31, the complex frequency conversion processing unit 32, and the frequency error detection unit 34 in the digital signal processing unit 30A have the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. .

上記第2実施形態に示したように、複素周波数変換処理部32の出力信号を直交変調処理部41で直交変調して中間周波信号に変換し、この変換した中間周波信号を周波数誤差検出部34に入力する構成とすることにより、シンボル同期を確保しなくても単に周波数をカウントするだけで周波数誤差を検出することができる。そして、直交変調処理部41の出力信号を複素周波数変換処理部32にフィードバックして中間周波信号の周波数補正処理を精度良く行なうことができる。これにより第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   As shown in the second embodiment, the output signal of the complex frequency conversion processing unit 32 is orthogonally modulated by the orthogonal modulation processing unit 41 and converted into an intermediate frequency signal, and the converted intermediate frequency signal is converted into a frequency error detection unit 34. With this configuration, it is possible to detect a frequency error simply by counting the frequency without securing symbol synchronization. Then, the output signal of the quadrature modulation processing unit 41 is fed back to the complex frequency conversion processing unit 32 so that the frequency correction processing of the intermediate frequency signal can be performed with high accuracy. Thereby, the same effect as the first embodiment can be obtained.

なお、上記第2実施形態では、直交変調処理部41から出力される中間周波信号を次段の中間周波処理部に設けられる直交復調処理部へ出力する場合について示したが、第1実施形態の場合と同様に複素周波数変換処理部32の出力信号を復調処理部で復調処理し、この復調した信号を次段の処理部に出力するようにしても良い。また解析信号を得るための手段は完全に任意であり、無線周波信号を直接アナログ直交検波し、A/D変換するものでも良い。   In the second embodiment, the case where the intermediate frequency signal output from the quadrature modulation processing unit 41 is output to the quadrature demodulation processing unit provided in the next stage intermediate frequency processing unit has been described. Similarly to the case, the output signal of the complex frequency conversion processing unit 32 may be demodulated by the demodulation processing unit, and the demodulated signal may be output to the processing unit of the next stage. The means for obtaining the analysis signal is completely arbitrary, and a radio frequency signal may be directly subjected to analog quadrature detection and A / D converted.

(第3実施形態)
次に本発明の第3実施形態について説明する。
図5は本発明の第3実施形態に係るAFC回路を備えた受信機の構成を示すブロック図である。図3は、デジタル信号処理部30Aの構成を示したもので、第1実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して図示や説明を省略する。本例は、時分割多元接続(TDMA)方式を前提とし、周波数をカウントする区間を制御する点で、第1実施形態と異なる。なお、周波数誤差検出処理が可能となるように、周波数誤差検出部34より前段において信号対雑音比を確保するため適切な帯域制限等が行われていることを前提とする。
フレーム同期処理部351は、フレームタイミングを抽出することでフレーム同期処理を行い、復調処理を制御するためのフレームタイミング信号を出力する。
カウンタ用窓信号生成部352は、フレームタイミング信号に基づいて、周波数カウントすべき期間(フレームのデータ部分)に1となり、周波数カウントしない期間に0となる窓信号を出力する。
AND部345は、立ち上がりエッジ検出部342の出力と窓信号との論理積を演算して出力する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a receiver including an AFC circuit according to the third embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the configuration of the digital signal processing unit 30A. Components that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted. This example is different from the first embodiment in that a time division multiple access (TDMA) system is premised and a frequency counting period is controlled. It is assumed that appropriate band limitation or the like is performed in order to ensure a signal-to-noise ratio before the frequency error detection unit 34 so that frequency error detection processing can be performed.
The frame synchronization processing unit 351 performs frame synchronization processing by extracting frame timing, and outputs a frame timing signal for controlling demodulation processing.
Based on the frame timing signal, the counter window signal generation unit 352 outputs a window signal that becomes 1 during the frequency counting period (data portion of the frame) and becomes 0 during the frequency non-counting period.
The AND unit 345 calculates and outputs a logical product of the output of the rising edge detection unit 342 and the window signal.

周波数カウンタ343は、AND部357の出力の周波数をカウントする。AND部357の出力信号は、窓以外の部分の信号がマスクされているので、フレーム内のデータ部分のみの周波数がカウントされる。
誤差検出部344は、周波数カウンタ343の出力に基づいて検出した誤差信号を平均化部351に出力する。
平均化部353は、フレーム単位で誤差信号を平均化(移動平均処理)し、メモリ354に出力する。平均化を行うタイミングは、周波数のカウント区間が終了し誤差信号が出力された後であり、周波数補正制御部から与えられる。ただし、フレーム期間中に代替処理部から代替値を入力されたときは、そのフレームでは誤差信号の替わりに代替値を取り込んで平均化する。つまり当該フレームより前のフレームの誤差信号との平均化処理を行う。
メモリ354は、平均化部353からの最新の出力を記憶し、sinテーブル321及びcosテーブルに出力する。メモリ354の読み書きは周波数補正制御部355によって制御され、次のフレームでの平均化処理のために読み出されることもある。
周波数補正制御部355は、平均化部353で平均化が行われるように平均化部353やメモリ354を制御する。
The frequency counter 343 counts the output frequency of the AND unit 357. Since the signal of the part other than the window is masked in the output signal of the AND unit 357, the frequency of only the data part in the frame is counted.
The error detection unit 344 outputs an error signal detected based on the output of the frequency counter 343 to the averaging unit 351.
The averaging unit 353 averages the error signal in units of frames (moving average processing), and outputs it to the memory 354. The timing at which the averaging is performed is after the frequency counting period ends and the error signal is output, and is given from the frequency correction control unit. However, when a substitute value is input from the substitute processing unit during the frame period, the substitute value is taken in the frame instead of the error signal and averaged. That is, an averaging process is performed on the error signal of a frame before the frame.
The memory 354 stores the latest output from the averaging unit 353 and outputs it to the sin table 321 and the cos table. Reading and writing of the memory 354 is controlled by the frequency correction control unit 355 and may be read for the averaging process in the next frame.
The frequency correction control unit 355 controls the averaging unit 353 and the memory 354 so that the averaging unit 353 performs averaging.

RSSI閾値判定部356は、受信した中間周波信号等のRSSI(Received Signal Strength Indicator)を入力され、閾値を超えるか否かを判断してその結果を出力する。RSSIは例えば、A/D変換前の中間周波信号を検波し対数変換することで得られる。また閾値は、周波数誤差検出部が正確に誤差を検出できる最低のレベルに余裕を持たせて設定される。
代替処理部357は、フレームRSSIが閾値を超えている間は何も出力せず、閾値を超えないときに、初期値を平均化部353に出力する。初期値は予め定める固定値(例えば公称の搬送波の中心周波数に相当する周波数カウント値、0など)でもよく、メモリ354に記憶されている値に応じて設定しても良い。
このように、移動平均処理がフレーム単位で行われ、平均化処理の出力は当該フレームの終了時に次のフレームの周波数補正用偏差信号として複素周波数変換処理32へ出力されて偏差を補正することにより周波数補正処理が行われる。
The RSSI threshold determination unit 356 receives a received signal strength indicator (RSSI) such as the received intermediate frequency signal, determines whether or not the threshold is exceeded, and outputs the result. The RSSI is obtained, for example, by detecting and logarithmically converting the intermediate frequency signal before A / D conversion. The threshold value is set with a margin at the lowest level at which the frequency error detection unit can accurately detect the error.
The alternative processing unit 357 outputs nothing while the frame RSSI exceeds the threshold value, and outputs the initial value to the averaging unit 353 when the frame RSSI does not exceed the threshold value. The initial value may be a predetermined fixed value (for example, a frequency count value corresponding to the nominal center frequency of the carrier wave, 0, etc.), or may be set according to a value stored in the memory 354.
In this way, the moving average process is performed in units of frames, and the output of the averaging process is output to the complex frequency conversion process 32 as the frequency correction deviation signal of the next frame at the end of the frame, thereby correcting the deviation. Frequency correction processing is performed.

図6は本第3実施形態におけるAFC処理の動作タイミング図である。図6の上の帯は、TDMA方式におけるフレームを示し、下の帯は本形態における周波数偏差検出区間と周波数補正区間を示している。フレームは、前後のフレームとのタイミングの余裕を確保するためのガード区間(G)と、AGCやAFCやシンボル同期などためのシンボル(プリアンブル)が配置されそれらの追従に必要な時間を確保するランプ区間(R)と、フレーム検出やシンボル同期や識別などに用いるユニークワード区間(UW)と、データ区間(DATA)とからなり、本例ではフレームの終端にもランプ区間を備える。また、AFC処理の「周波数偏差検出区間」はフレームデータ区間に対応し、「周波数偏差検出区間」は、ランプ区間(ガード区間でも良い)に対応する。
カウンタ用窓信号生成部352が生成する窓信号は、「周波数偏差検出区間」に対応する。また、誤差検出部344による周波数偏差の検出や、平均化部353による前のフレームの誤差信号との平均化処理などは「周波数補正区間」内で行われ、次のフレームのランプ区間が始まる前までに、メモリ354から読み出されて複素周波数変換処理が行われる。
なお、データ区間とランプ区間、ユニークワード区間とが時間的に分離している通信方式においても、「周波数偏差検出区間」を適切な区間(データ区間)に設定さえすれば、同様に処理を行うことができる。
FIG. 6 is an operation timing chart of AFC processing in the third embodiment. The upper band in FIG. 6 shows a frame in the TDMA system, and the lower band shows a frequency deviation detection section and a frequency correction section in this embodiment. The frame is provided with a guard section (G) for ensuring a margin of timing with the preceding and succeeding frames, and a symbol (preamble) for AGC, AFC, symbol synchronization, etc., and a ramp for ensuring the time required for following them. It consists of a section (R), a unique word section (UW) used for frame detection, symbol synchronization and identification, and a data section (DATA). In this example, a ramp section is also provided at the end of the frame. Further, the “frequency deviation detection section” of the AFC process corresponds to a frame data section, and the “frequency deviation detection section” corresponds to a ramp section (or a guard section).
The window signal generated by the counter window signal generation unit 352 corresponds to a “frequency deviation detection section”. Further, the detection of the frequency deviation by the error detection unit 344 and the averaging process with the error signal of the previous frame by the averaging unit 353 are performed within the “frequency correction section”, and before the ramp period of the next frame starts. By the time, it is read from the memory 354 and the complex frequency conversion process is performed.
Even in a communication system in which the data section, the ramp section, and the unique word section are separated in time, the same processing is performed as long as the “frequency deviation detection section” is set to an appropriate section (data section). be able to.

ここで、RSSI入力を考慮した、本形態のAFCの動作を説明する。
AFC処理はフレームを単位に動作する。そして、RSSI入力値と設定された値とを比較して「周波数偏差検出区間」中に常に閾値を超えていた場合にAFCを有効(ON)とし、閾値を下回ることがあった場合にAFCを無効(OFF)にする。
受信入力信号が断となりAFCがOFFとなった後、信号が回復してAFCがONになった時に、予め設定された周波数検出量の初期値が平均化部353で用いられるので、フレーム単位の平均化処理であってもAFCの収束時間を軽減することができる。
またデータに誤り訂正符号化等が為されて、データのランダム化が十分でなく周波数偏差の検出に誤差を生じる場合においても、フレーム単位という長時間の平均化により周波数偏差の検出に誤差を生じることがない。なお、データのランダム化が十分でない場合は、送信(変調)側で誤り訂正符号化の前段または後段にデータのスクランブル処理を行い、受信(復調)側で対応するデスクランブル処理を行うことにより前記フレーム単位の平均化処理の回数を軽減することは可能である。
Here, the operation of the AFC of this embodiment in consideration of the RSSI input will be described.
AFC processing operates in units of frames. Then, when the RSSI input value is compared with the set value and the threshold is always exceeded during the “frequency deviation detection section”, AFC is enabled (ON), and when the threshold is sometimes exceeded, the AFC is Disable (OFF).
After the received input signal is cut off and AFC is turned off, when the signal is recovered and AFC is turned on, the initial value of the preset frequency detection amount is used in the averaging unit 353. Even in the averaging process, the convergence time of AFC can be reduced.
Even when error correction coding is performed on the data and the data is not sufficiently randomized and an error occurs in the detection of the frequency deviation, an error occurs in the detection of the frequency deviation by averaging for a long time in units of frames. There is nothing. If the data randomization is not sufficient, the transmission (modulation) side performs data scrambling processing before or after error correction coding, and the reception (demodulation) side performs corresponding descrambling processing. It is possible to reduce the number of times of averaging processing for each frame.

最後に、上記各実施形態において、デジタル信号処理部30、30Aは、FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)等のハードウエアあるいは数値演算を行なうソフトウエアの何れを用いても実現可能である。
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
Finally, in each of the above embodiments, the digital signal processing units 30 and 30A can be realized by using any hardware such as FPGA (Field Programmable Gate Array) and DSP (Digital Signal Processor) or software for performing numerical operations. Is possible.
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.

本発明の第1実施形態に係るAFC回路を備えた受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver provided with the AFC circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同実施形態におけるデジタル信号処理部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the digital signal processing part in the embodiment. 本発明の第2実施形態に係るAFC回路を備えた受信機のデジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital signal processing part of the receiver provided with the AFC circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来のAFC回路を備えた受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver provided with the conventional AFC circuit. 本発明の第3実施形態に係るAFC回路を備えた受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver provided with the AFC circuit which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態におけるAFC処理の動作タイミング図である。It is an operation | movement timing diagram of the AFC process in 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11…入力端子、12…バンドパスフィルタ(BPF)、13…低雑音増幅器、14…ミキサ、15…局部発振器、16…バンドパスフィルタ(BPF)、17…増幅器、18…ローパスフィルタ(LPF)、19…A/D変換器、
20…デジタル信号処理部、21…復調処理部、22…周波数誤差検出部、23…ループフィルタ、25…局部発振器、
30、30A…デジタル信号処理部、31…直交復調処理部、311、312…乗算器、313、314…sinテーブル、32…複素周波数変換処理部、321…sinテーブル、322…cosテーブル、323〜326…乗算器、327…減算器、328…加算器、33…復調処理部、34…周波数誤差検出部、341…リミッタ、342…エッジ検出部、343…周波数カウンタ、344…誤差検出部、345…AND部、
351…フレーム同期処理、352…カウンタ用窓信号生成部、353…平均化部、354…メモリ、355…周波数補正制御部、356…RSSI閾値判定部、357…代替処理部、
41…直交変調処理部、42…ループフィルタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Input terminal, 12 ... Band pass filter (BPF), 13 ... Low noise amplifier, 14 ... Mixer, 15 ... Local oscillator, 16 ... Band pass filter (BPF), 17 ... Amplifier, 18 ... Low pass filter (LPF), 19 ... A / D converter,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Digital signal processing part, 21 ... Demodulation processing part, 22 ... Frequency error detection part, 23 ... Loop filter, 25 ... Local oscillator,
30, 30A: Digital signal processing unit, 31: Quadrature demodulation processing unit, 311, 312 ... Multiplier, 313, 314 ... sin table, 32 ... Complex frequency conversion processing unit, 321 ... sin table, 322 ... cos table, 323 326 ... Multiplier, 327 ... Subtractor, 328 ... Adder, 33 ... Demodulation processing section, 34 ... Frequency error detection section, 341 ... Limiter, 342 ... Edge detection section, 343 ... Frequency counter, 344 ... Error detection section, 345 ... AND part,
351: Frame synchronization processing, 352: Counter window signal generation unit, 353 ... Averaging unit, 354 ... Memory, 355 ... Frequency correction control unit, 356 ... RSSI threshold determination unit, 357 ... Substitution processing unit,
41: Quadrature modulation processing unit, 42: Loop filter.

Claims (1)

変調周期毎の遷移が零点を通過しないデジタル変調方式による信号を受信し、受信信号の周波数偏差を補正するAFC回路において、
入力されるデジタル信号の正と負の切り替わりを検出して一定時間カウントし、予め設定された基準値と比較して周波数誤差を検出する周波数誤差検出部と、
前記デジタル信号を直交復調処理する直交復調処理部と、
前記直交復調処理部の出力信号を前記周波数誤差検出部で検出された周波数誤差信号に基づいて複素周波数変換処理を行なって周波数誤差を補正する複素周波数変換処理部と を具備することを特徴とするAFC回路。
In an AFC circuit that receives a signal by a digital modulation method in which a transition every modulation period does not pass through a zero point, and corrects a frequency deviation of the received signal,
A frequency error detector that detects a positive and negative switching of the input digital signal, counts for a certain period of time, and detects a frequency error in comparison with a preset reference value;
An orthogonal demodulation processing unit for performing orthogonal demodulation processing on the digital signal;
A complex frequency conversion processing unit that performs complex frequency conversion processing on the output signal of the orthogonal demodulation processing unit based on the frequency error signal detected by the frequency error detection unit to correct the frequency error. AFC circuit.
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