JP2009021709A

JP2009021709A - 無線通信機

Info

Publication number: JP2009021709A
Application number: JP2007181402A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tsuchida; 誠幸土田
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: JP5012271B2

Abstract

【課題】スキャニング受信にも利用可能な、高速に周波数を補正することができる周波数制御機能を備えた無線通信機を提供する。
【解決手段】
帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）として、通過幅の異なる複数の通過帯域に切換える機能を備え、ＦＳＷ未検出時には広帯域でＦＳＷ検出を行い、ＦＳＷ検出後は通常帯域に切換える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信機に関し、詳細にはデジタル無線通信システムに使用して好適な局部発振周波数の補正手段を備えた無線通信機に関する。

近年、業務用陸上移動無線通信機（Land Mobile Radio：ＬＭＲ）は周波数利用効率の観点から一チャネルあたりの周波数帯域の狭帯域化やデジタル化が進められている。デジタル化に際しては、既存のアナログ方式の無線通信機との共存や既設備の流用、制御の容易さ等からＦＭ変調方式の周波数シフトキーイング方式（Frequency Sift Keying：ＦＳＫ）を使用した周波数分割多重方式（Frequency Division Multiple Access：ＦＤＭＡ）を採用する場合が多い。また、無線通信機等の高周波信号源としては、温度補償機能をもった電圧制御発振器（Voltage Controlled Oscillator：ＶＣＯ）や水晶振動子を周波数発振源とする温度補償水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator：ＴＣＸＯ）が使用されるのが一般的である。

一方、ＰＳＫやＦＳＫ等のように搬送波の位相偏移量や周波数偏移量によって情報伝達を行う通信方式において、受信信号周波数と受信機の局部発振周波数がずれると、検波出力に直流オフセット成分（ＤＣオフセット）が含まれ、正常な同期検出やデータ検出が困難となる。特に、近年のように一チャネルあたりの周波数帯域が狭くなると、許容される位相偏移量や周波数偏移量が小さくなるので、同じ量のＤＣオフセット成分であっても影響が大きくなり、同期検出が困難となる。
このような周波数ずれ（または周波数誤差と表現する）が発生する原因としては、受信機側の局部発振回路素子の経年変化や、検波器（周波数変調における検波手段は周波数弁別器）の回路素子の経年変化、温度変化に伴う回路素子値の変動による、中心周波数のずれ等が主たるものと考えられる。

図１４は、４値ＦＳＫ変調信号を検波したときの、ＤＣオフセットの影響を示した検波波形図であり、周波数ずれがない状態、即ち、ＤＣオフセットがない場合には図１４（ａ）に示すように、各シンボル値が中点０を中心に夫々のシンボル値に対応する値（±１、±３）に位置するのに対し、ＤＣオフセットが含まれる場合は図１４（ｂ）に示すように、全体的に上下いずれかの方向にずれたものとなるので、正しいシンボル値とは異なる値が検出される。このときのＤＣオフセット量は、図１４（ｂ）に示す例では、中点０からプラス側方向にずれた量ΔＤＣとなる。

そこで、従来からこのような無線通信機においては送受信機の局部発振周波数を自動的に所望値に制御する自動周波数制御（Automatic Frequency Control：ＡＦＣ）回路を備えるのが一般的である。ＡＦＣの基本的な手段としては、フェーズロックループ（Phase Lock Loop：ＰＬＬ）回路中のＶＣＯやＴＣＸＯを、正確に周波数調整された基地局や無線中継局から送信される無線信号周波数に同期させる方法が使用される。また、受信信号強度検出手段（Receive Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）を備えた無線通信機においては、このＲＳＳＩの値が最良になるように局部発振器の発振周波数を制御する方法、あるいはＦＳＫデジタル変調方式では、特許文献１（特開平６−１７７９３１）に開示されているものが知られている。これは、フレーム同期ワード（Frame Sync Word：ＦＳＷ）を検出することにより同期を確立する際に、ＤＣオフセットから周波数のずれ（周波数誤差量）も検出し、このＤＣオフセットが小さくなるように局部発振周波数を直接制御するものである。
なお、フレーム同期ワード検出手段や同期タイミングの制御については、特許文献２乃至４に開示されているので参考にすることができる。
特開平６−１７７９３１号公報特開平９−２８９４８５号公報特開平３−７０２２６号公報特開２００１−３２６６９９公報

しかしながら、特許文献１に記載されたようにＦＳＷ同期検出回路の出力に基づいてＤＣオフセット量を検出し、その値が小さくなるように局部発振器の出力信号周波数を調整する方法は、フレーム同期ワードが検出できることが前提であるので、周波数誤差が大きくなってＦＳＷ同期が得られない場合は、目的を達成することができない。即ち、周波数ずれが大きくなって、受信信号の帯域の一部が中間周波増幅回路等の帯域制限フィルタの減衰域により除去され、又は、完全にフィルタの通過帯域外に位置するように周波数ずれが大きくなると、ＦＭ検波器に受信信号が供給されないので、ＤＣオフセット量そのものの検出が不可能となって、周波数補正ができない状態となる。

図１５は、周波数が大きくずれた受信信号を検波してＦＳＷを検出した場合のデジタル復調波形を図１４に倣って表示したものであるが、検波波形のＦＳＷ波形中心位置と正しい位置との差が大きくなる。この状態におけるキャリア（搬送波）信号と帯域制限フィルタの通過帯域との関係は、例えば図１６に示すものが考えられる。即ち、キャリアの中心周波数ｆ０が帯域制限フィルタの中心にあるときは問題ないが、ｆ１のように、キャリア信号の一部が帯域制限域にかかる場合のように通過帯域中心から大きくずれたものとなるとＦＳＷ検出が困難となる。

同一出願人は、このような不具合を解消する手段として、図１７に一例を示す手段を出願済みである（「先願発明」という）。この先願発明は、受信機のＦＭ検波器５８の出力信号により周波数ずれを計算する周波数ずれ検出ブロック６８を設け、このブロックで周波数ずれに応じたＤＣオフセット信号のレベルを監視し、一定以上周波数がずれた場合に局部発振器５２の周波数を帯域フィルタの通過域内に引き戻す周波数補正を行うように構成したものである。つまり、周波数ずれ検出ブロック６８には、カットオフ周波数が数Ｈｚ程度のＬＰＦ６２と、周波数ずれ検出回路６３を備え、キャリア信号の中心周波数のずれに応じて大きくなるＤＣオフセット成分を検出して、その量に基づいてＡＦＣ制御部６４をコントロールして周波数補正を行うものである。

図１８はその処理手順の例を示したタイミング図である。なお、図１７及び図１８に示すブロック構成と処理方法は、本発明においても利用可能であるので詳細は後述するが、ＦＳＷが検出できない状態でも、検波信号から周波数ずれに応じた直流信号（ＤＣオフセット）を検出することができれば、その周波数ずれ情報に基づいて周波数変換用の局部発振信号周波数を補正して周波数ずれをキャンセルすることができる。従って、受信信号が帯域制限フィルタの通過帯域をはみ出すように大きく周波数がずれた場合においても、そのずれを補正してＦＳＷを検出し、更に、ＦＳＷ検出による自動周波数補正機能によって正確にＦＳＷ同期維持が継続されデータの復調を行うことができる。

しかしながら、ＤＣ成分を抽出するために時定数の大きなフィルタ手段を使用することから、周波数を正しく補正するまでに若干時間を必要とする。従って、高速にスキャニング受信する受信機に適用する場合には、スキャニング速度を大きくする上で阻害要因となる場合があった。この問題を解決できれば、上述した先願発明の利用範囲も広くなる。
本発明は、従来の周波数補正機能を備えた無線通信機における諸事情に鑑みてなされたものであって、高速スキャニング受信にも適用できる周波数補正機能を備えた無線通信機を提供することを目的としている。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１記載の無線通信機では、受信信号に局部発振信号を混合して中間周波数信号を生成する周波数変換手段と、中間周波数信号から隣接チャネル周波数信号を除去して自チャネル信号を取り出す帯域フィルタと、該帯域フィルタ出力信号を検波する検波手段と、検波信号から既知のフレーム同期ワード信号を検出する既知フレーム同期ワード検出手段と、周波数ずれを補正する周波数ずれ補正手段と、を備えた無線通信機において、前記帯域フィルタが第一通過帯域と、それより広い第二通過帯域とに切換え可能な機能を有し、該帯域フィルタを第二通過帯域に切換えた状態でフレーム同期ワードを検出する切替後フレーム同期ワード検出手段と、検出したフレーム同期ワードに基づいて受信信号の周波数ずれを求める周波数ずれ検出手段と、周波数ずれが小さくなるように前記局部発振周波数を補正する周波数補正手段と、周波数補正後に前記可変帯域フィルタを第一通過帯域に切換えるフィルタ切替手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、先願発明に係るＦＳＷ検出手段を利用するもので、請求項１記載の無線通信機において、前記既知フレーム同期ワード検出手段が、受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、取得したフレーム同期ワード候補の各シンボル値と記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、前記シンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、その補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較し、当該フレーム同期ワード候補がフレーム同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の無線通信機は、他の先願発明に係る局部発振手段の発振周波数補正タイミング調整手段を利用するもので、請求項１又は２記載の無線通信機において、フレーム同期ワード信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得る周波数ずれ信号取得手段と、該周波数ずれ信号取得手段により取得した周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のフレーム同期ワード信号から減算してフレーム同期ワードを検出する周波数ずれ補正同期検出手段と、前記周波数ずれ検出手段出力に基づいて前記局部発振手段の周波数補正量を算出する周波数補正量設定手段と、受信検波したフレーム同期信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、このシンボルカウンタと前記周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の無線通信機において、更に、前記シンボルカウンタの出力に基づいて、前記帯域フィルタを第一通過帯域に切換える手段を備えたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は請求項１乃至４の何れか一項に記載の無線通信機において、前記帯域フィルタがＦＩＲフィルタであり、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等により、その演算係数を切換えることによって通過帯域を切換えるようにソフトウエア手段にて構成したことを特徴とする。

本発明は上述したように構成するので、夫々次のような効果が得られる。即ち、請求項１記載の発明では、スーパーヘテロダイン方式の無線通信機において、帯域制限フィルタ（帯域フィルタ）が第一通過帯域と、それより広い第二通過帯域とに切換え可能な機能を有し、この帯域フィルタを広い通過帯域を有する第二通過帯域に切換えた状態でフレーム同期ワード（以下「ＦＳＷ」）を検出し、検出したＦＳＷに基づいて受信信号の周波数ずれを求める周波数ずれを検出するとともに、検出した周波数ずれ情報に基づいて局部発振周波数を補正するように構成したものである。従って、通常の通過帯域をはみだす程度に大きく周波数がずれた場合であっても、従来のように、時定数の大きなＬＰＦを用いることなく周波数ずれを補正できるので、迅速に周波数ずれ情報の検出と、それに伴う周波数補正が可能であり、高速スキャニング受信を可能とするとともに、ＦＳＷ未検出状態における同期処理を迅速化する上で効果が大きい。

請求項２記載の発明は、ＦＳＷ検出手段として先願発明に係るＦＳＷ検出手段を利用するもので、受信信号波形からＦＳＷ候補シンボルデータを取得し、それらの各値と記憶した正規のＦＳＷシンボル値とのシンボル誤差を求め、更にそれらのシンボル誤差平均値を求め、ＦＳＷ候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求め、ＦＳＷ候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗し、その補正値自乗演算手段によって求めた結果をＦＳＷ候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるとともに、シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較することによって、このＦＳＷ候補がＦＳＷであるか否かを判断するように構成したものである。この先願発明は、受信品質が悪化した状態でもＦＳＷの検出が可能となる効果がある。このメリットを利用すれば、本発明において帯域フィルタを通常のものより広い帯域に切換えた状態でのＳ／Ｎ悪化、即ち、実質的な受信感度の低下を補って、確実にＦＳＷを検出することが可能となる。

請求項３記載の発明は、他の先願発明に係る局部発振手段の発振周波数補正タイミング調整手段を利用するもので、請求項１又は２記載の無線通信機において、ＦＳＷ信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得、この周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のＦＳＷ信号から減算してＦＳＷを検出するとともに、周波数ずれに基づいて局部発振手段の周波数補正量を算出する。更に、受信検波したＦＳＷ信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタを設け、このシンボルカウンタに基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御するように構成したものである。この先願発明は、データ受信中に闇雲に周波数補正を実行すると、検出中のシンボル値が変化する結果、処理途中のデータ誤りを生ずる可能性が高く、特に周波数補正量が大きい場合にその傾向が著しい。そこで、先願発明のように、周波数補正のタイミングを制御することにより、処理途中のデータ誤りを防止することが可能であり、処理の迅速化にも効果がある。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の無線通信機において、更に、前記シンボルカウンタの出力に基づいて、前記帯域フィルタを第一通過帯域に切換える手段を備えたので、請求項３と同様に、帯域フィルタの切替によるデータ誤りの発生を防止する効果がある。

請求項５記載の発明は請求項１乃至４記載の無線通信機において、上記帯域フィルタがＦＩＲフィルタであり、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等によりソフトウエア手段にて実現され、その演算係数を切換えることによって通過帯域を切換えるように構成したので、ソフトウエア的に帯域切換え機能を持ったフィルタを実現して、本発明の構成を容易にする上で効果がある。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明に係る無線通信機の要部構成例を示すブロック図である。この例に示す無線通信機は、アンテナ１と、このアンテナ１によって受信した高周波信号を第一の局部発振器２の出力と混合して第一中間周波数を生成する第一混合器（ＭＩＸ）３及び第一帯域フィルタ４と、更に、周波数変換のために第二局部発振器５の出力と混合して第二中間周波数信号を生成するための第二混合器（ＭＩＸ）６及び第二帯域フィルタ７（以下、「帯域フィルタ」、「帯域制限フィルタ」と云うときはこれを指す）と、第二中間周波数信号を検波するＦＭ検波器８と、このＦＭ検波器の出力信号からフレーム同期ワードを検出して同期信号を生成するフレーム同期ワード検出器（ＦＳＷ同期検出器）９と、上記ＦＭ検波器８の出力からＤＣオフセット成分を減算するＤＣオフセット調整器１０と、ＤＣオフセット成分が除去された信号から目的とするシンボルを検出するシンボル検出器１１と、上記ＦＭ検波器８の信号からＤＣオフセット成分を含む直流成分を取り出すＬＰＦ１２と、そのＤＣオフセット量を予め設定した閾値と比較するとともに、閾値を越えたとき、周波数シフト信号を出力する周波数ずれ検出回路１３と、その周波数シフト信号に基づいて周波数調整データを生成するＡＦＣ制御回路１４と、この周波数調整データによって周波数を補正する機能をもったＴＣＸＯ制御回路１５と、を備えたもので、ＴＣＸＯ制御回路１５の信号によって、上記第一の局部発振器２の周波数を制御するように構成したものである。なお、無線通信機として送信部（ＴＸ）１６を備える場合は、その送信周波数を制御する送信用発振器１７の発振周波数を上記ＴＣＸＯ制御回路１５の出力によって生成してもよい。

以上の構成は、上述した同一出願人が既に出願済みの発明に係るものであり、ＬＰＦ１２と周波数ずれ検出回路１３とからなる周波数ずれ検出ブロック１８を設け、ＬＰＦ１２により、周波数ずれの量を検出して、ＡＦＣ制御するものであるが、上述したように若干の処理時間を要するのでスキャニング受信には不向きであった。
そこで本発明では、上記帯域フィルタ７を、第一通過帯域と、それより広い第二通過帯域とに切換え可能な機能を有したものとすることによって、周波数ずれ量が大きな場合には広い通過帯域のフィルタによって通常の通過帯域から外れる受信信号もＦＭ検波器８に導き、ＦＳＷ同期検波ができるようにするとともに、検出したＦＳＷを用いて算出するＦＳＷ・ＤＣオフセット成分によりＡＦＣを行い、大きくずれた周波数を帯域フィルタ７の通常の狭い第一通過帯域に含まれるように周波数補正制御するものである。
更に、図１に示す構成では、同一出願人が既に出願済み（特願２００６−０１９８５１：第２の先願発明）の発明に係る周波数補正タイミング制御手段を利用したＢＰＦ制御部１９を付加している。このＢＰＦ制御部１９は、シンボルカウンタ２０と、その出力信号によって制御されるＢＰＦ切換制御部２１とを含み、上記ＦＳＷ同期検出器９の信号から後述する方法で、受信信号のデータ復調に影響を与えないタイミングにおいて帯域フィルタ（ＢＰＦ）７の帯域切換えを行うように構成している。

図２は、以上のように構成した無線通信機の制御処理の、基本的な部分についてのフローチャートである。図２において、処理が開始されると、スキャニング受信モードであるか否かを判断し、高速にＦＳＷ検出が必要であるスキャニング受信モードの場合は（Ｓ１、Ｙｅｓ）、帯域フィルタを広い通過帯域（第二通過帯域）に切換える（Ｓ２）。その状態で、上述したようにＦＳＷ検出を行い（Ｓ３）、検出が確認された場合は（Ｓ３、Ｙｅｓ）、ＦＳＷ検出に伴って算出したＤＣオフセットに基づいてＡＦＣ制御を行うとともに（Ｓ４）、シンボルカウンタを動作させ、そのＴＣＸＯ制御タイミング調整処理により、データ復調に影響を与えないタイミングで、周波数補正を行った後（Ｓ５）、上記帯域フィルタ７の通過帯域を通常の狭い帯域（第一通過帯域）に切換えて（Ｓ６）、ＬＰＦによりＤＣオフセットを検出する周波数ずれ検出ブロックによる通常のＡＦＣ制御を開始する（Ｓ７）。なお、このフローでは煩雑になるので、ＢＰＦ制御部１９と周波数ずれ検出ブロック１８及びそれらに関係する周辺部の制御についての説明は省略する。

図３、図４は、図２に示した処理の様子を示す図であり、帯域フィルタ７は、図３に示すように、大きく周波数ずれを生じた状態でもある程度の範囲で周波数キャリアを通過できるように広い帯域の第二通過帯域と、図４に示すように隣接チャネル信号の影響を排除できる通常の通過帯域幅（第一通過帯域）とに切換え可能である。
従って、広い通過帯域によれば、ある程度周波数がずれた状態でもキャリア信号がＦＭ検波器９に供給されるので、実質的な感度低下は伴うもののＦＳＷ検出が可能となる。そこで、このように通過帯域を広げた状態で検出したＦＳＷのシンボル位置と夫々のシンボルの正規の位置とを比較することによって、周波数ずれに伴うＤＣオフセット成分を算出し、その量に基づいて周波数補正を行えば迅速な周波数補正処理が可能であり、周波数補正後には通常の通過帯域（第一通過帯域）に戻してデータ受信を行うことができる。

なお、このような制御はスキャニング受信モードに限らず、通常の受信モードであっても、通信機に電源を投入した当初、又は、チャネルを変更した後の第一フレーム信号を受信する場合のように、ＦＳＷ検出がなされていない場合にも有用である。従って、上述したフローチャートのＳ１の処理を、第一フレーム受信であるか否か、あるいはＦＳＷ未検出であるか否かの判断を行い、ＦＳＷ未検出と判断した場合に同様の処理を行うような利用方法も考えられる。一旦ＦＳＷ検出が出来れば、第二フレームからは通常のＬＰＦによるＡＦＣ調整を行っても、周波数ずれの量が小さくなっているので大幅に処理時間を要することはない。但し、スキャニング受信においては、順次スキャンする毎にＦＳＷ未検出状態になるので、チャネルを切換える毎に以上の処理を繰返すことになるが、もし、ＦＳＷ検出状態に維持できる場合は、ＬＰＦによる周波数ずれ補正（ＡＦＣ）を行うことも出来る。

図５は、帯域フィルタ（ＢＰＦ）７の帯域切換えタイミングの例を示す図である。図５において、上段の図は受信信号から検出したフレーム信号であり、タイミングＴ１において受信が開始され、フレーム先頭のＦＳＷを受信して検出されるが、このとき周波数が大きくずれている場合は上述したようにＦＳＷ検出が困難となる。
そこで、図３に示したように、帯域フィルタ（ＢＰＦ）７の帯域を広い第二通過帯域に切換えることによってＦＳＷ検出を可能にし、Ｔ２においてＦＳＷ検出を行い、その検出に基づいて周波数ずれに対応するＤＣオフセット成分を算出する。この時点で周波数補正は可能となるので、直ちに周波数補正しても良いが、フレームのデータ受信中に周波数を変化させるとデータ誤りを発生する可能性があるので、次のフレーム先頭のＦＳＷ受信のタイミングＴ３に合わせて周波数補正処理を行うとともに、帯域フィルタを第一通過帯域である通常の通過帯域に切換える。なお、周波数補正処理と、そのタイミング制御については後述する。

図６（ａ）は、本発明を無線中継装置やレピータに適用する場合の構成例を示すブロック図である。無線中継装置やレピータのように、信号発振源として周波数安定度に優れた例えば、恒温槽付きの発振器（ＯＣＸＯ）２２を使用するものでは、送信周波数の周波数補正の必要性が低い。このような場合は、受信信号周波数のずれに対応すれば良いので、ＯＣＸＯ２２の周波数補正に代えて、ＢＰＦ７の前に図６（ｂ）に示すようなキャリアシフト部２３を挿入し、上述した例と同様に、キャリアシフト部を制御すればよい。
以上の説明において、帯域を切換え可能なフィルタとしては、帯域が異なる二つのフィルタ、あるいは段階的に細かく帯域の異なるフィルタを複数並べて、順次切替える方法があるが、ＦＩＲフィルタをＤＳＰ、ＡＳＩＣ等により、ソフトウエア的な処理や手段によって制御するデジタルフィルタで実現することもできる。その場合は、フィルタの計数（タップ数共通）を切換えることによって帯域を変化させれば、処理速度も速くできる。
また、本発明における各ブロックの実現方法は既存の技術を使用すれば、十分に実施可能であるが、同一出願人は、受信周波数が大きくずれた場合のＦＳＷ検出方法や、その場合の周波数補正方法、更には、周波数の補正タイミング方法について種々有用な発明を出願済みである。それらを使用すれば本発明の機能は更に向上できるが、未公開状態であるので概要を順次説明する。

＜周波数ずれ検出ブロック＞
従来技術において示した図１７は、同一出願人にかかる複数の先願発明を使用した無線通信機のブロック図であるので、この図を使用しながら説明する。
この先願発明は、本発明に必ずしも不可欠のものではないが、おおきな周波数ずれが発生し受信帯域の一部が帯域制限フィルタ（ＢＰＦ７）の受信帯域外にはみ出すような状況であってもＦＳＷ検出を可能にしたものであるので、必要に応じて併用することができる。
即ち、この先願発明は、図１又は図１７に示したように、ＦＭ検波器８（５８）、ＬＰＦ１２（６２）、周波数すれ検出回路１３（６３）、ＡＦＣ制御回路１４（６４）により、検波器の出力に含まれるＤＣ成分を監視するとともに、その量が一定値を越えたとき、それをキャンセルするように発振周波数を補正するものである。

図１８は、この手段の制御例を説明する模式的な信号波形図である。図１８（ａ）の受信信号シーケンス図に示すようにデジタル無線システムにおいては、所定間隔（所定周期）で先頭にＦＳＷ部を配置し、その後にフレームデータ部が続いて送信される。図１８（ｂ）はＬＰＦ１２の出力波形図であり、図１８（ｃ）はＴＣＸＯ調整データ信号図である。時間ｔ０においては未だＦＳＷ同期が確立していない状態を示しており、何等かの原因によって受信周波数と局部発振周波数のずれが徐々に大きくなり、時間ｔ１においてプラス側閾値越え、更に、周波数ずれが拡大している状況を示している。閾値の設定値にもよるが、この状態ではＦＳＷ検出は困難であり、従来のようにＦＳＷ検出に基づいてＤＣオフセット量を補正する手段は有効に機能しない。
そこでこの発明では、周波数ずれが予め設定した閾値を越えたことを検出したとき（時間ｔ１）、その周波数ずれをキャンセルする方向に、局部発振周波数を補正する。この補正量をαとすると、周波数補正した時点で、ＢＰＦによるチャネル信号の部分的削除が無くなり、検波信号には受信チャネル信号の全ての帯域信号が含まれるので、検波信号の劣化は無くなる。

この状態になると、上述した従来のＤＣオフセット補正方法と同じように、ＦＭ検波器８（５８）の出力に基づいて行われるＦＳＷ同期検出回路９（５９）のＦＳＷ検出機能と、検出したＦＳＷからＤＣオフセット量を求め、ＦＳＷ検出タイミングの次のシンボルからＤＣオフセット量を加減算する処理を備えたＤＣオフセット調整回路１０（６０）の機能によって、ＤＣオフセット量を減少させるようにＡＦＣ制御回路１４（６４）を制御し、その結果に基づいてＴＣＸＯ制御回路１５（６５）が機能するので、自動的にＤＣオフセット量が減少して理想的にはゼロになり、安定してＦＳＷ同期検出が行われてデータシンボルが正確に検出される。

なお、上述したように、周波数シフトの方法は、ＤＣオフセット量が閾値を越えたとき、その閾値とほぼ同じ量に該当する分周波数をシフトする方法、一回の周波数シフトの量を予め設定しておき、数回に分けて周波数シフトする方法、あるいは閾値を越えたとき比較的大きな量の周波数シフトを行い、その後、徐々にシフト量を減少しながら数回の周波数シフトを行う等の方法があるが、隣接チャネルへの誤調整を行わないようにするためには、ＤＣオフセット量の減少を確認しながら数回に分けて周波数シフトを実行することが好ましいであろう。更に、周波数シフトの回数は、ＡＦＣ制御回路１４（６４）によって管理すればよいが、周波数シフトの回数や最大シフト回数は、発振回路の発振子の経年変化や隣接チャネル周波数との関係に基づいて予め設定しておき、最大回数を超えるときは、シフト回数を制限することによって隣接チャネルに移行するような誤制御を防止することも有用であろう。

また、ＴＣＸＯ制御を行うタイミングは、データ受信中に行うと周波数変化によってデータが異なったものになるので、後述する同一出願人の他の先願発明を使用して、シンボルカウンタを用いて検出するＦＳＷ先頭から、ＬＰＦやその他の回路の遅延時間を考慮した所定時間経過後に、データ処理に影響を及ぼさないタイミングでＴＣＸＯの発振周波数を調整（補正）することが有用である。

＜ＦＳＷ検出手段＞
同一出願人は、特願２００５−３３９４３５「同期ワード検出装置、同期ワード検出方法、プログラム及び記録媒体」として、迅速にＦＳＷ検出を行う手段を出願済みである。これは、Ｓ／Ｎが悪い状態や、少ないフレーム同期ワードであっても誤検出が少なく、また、受信信号に周波数ずれ等に起因する直流成分（ＤＣオフセット成分）が含まれる場合であっても同期捕捉性能を保つことができるフレーム同期ワード検出装置及びフレーム同期ワード検出方法であり、本発明に併用すれば、更に迅速且つ正確にＦＳＷ同期検出処理が可能となるので、その概要について説明する。
なお、以下の説明においては、既出願明細書の記載内容に倣って、例えば「フレーム同期ワード」を単に「同期ワード」、「ＦＳＷ」等と表記したように、上述した本発明の説明におけるテクニカルターム表記と必ずしも一致していない場合もあるが、異なる表記であっても技術的に同一の場合もある。

この先願発明のフレーム同期ワード検出装置では、受信検波した信号の所定位置に挿入された同期ワードを検出する同期ワード検出装置において、既知の同期ワードを予め記憶しておく同期ワード記憶手段と、受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、上記同期ワード候補取得手段によって得た同期ワード候補の各シンボル値と記憶した同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた、同期ワード候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、その補正値自乗演算手段によって求めた結果を同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、同期シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較し、当該同期ワード候補が同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えている。

また、上記第一の同期ワード検出装置において、受信信号から抽出したクロック信号に基づいてクロック信号を再生するクロック再生部と、該クロック再生部の発振周波数を調整する周波数調整部とを備え、前記シンボル誤差平均演算手段によって求めた同期ワード候補の全シンボルに対するシンボル誤差平均値を受信信号の周波数オフセット量とみなし、シンボル誤差平均値で前記周波数調整部を制御する手段を備えている。
これらの同期ワード検出装置／方法によれば、周波数ずれに対応したＤＣオフセット量を検出すると共に、その影響を除去しつつ、真性のフレーム同期ワードと見なし得る範囲の誤差を許容して、フレーム同期ワード検出を行うので、実質的に正しいフレーム同期ワードを効率良く検出可能となる。従って、本発明に利用すれば、帯域フィルタにおいて広い通過帯域にした場合の帯域雑音が増大した状態においても、簡単な演算によって同期ワードを検出して同期するまでの時間も短縮することができ、またＤＣオフセット量検出手段の利用も可能である。
また、フレーム同期ワード検出装置／方法では、平均演算手段によって求めた同期ワード候補の全シンボルに対するシンボル誤差平均値を受信信号の周波数オフセット量とみなし、シンボル誤差平均値で前記周波数調整部を制御する手段を備えたので、受信信号の周波数がずれている場合においても、その周波数を自動的に補正することができ、より一層同期確率までの時間を短縮する効果が得られる。

以下、この先願発明を図７乃至図１０を参照しつつ簡単に説明する。
この先願発明は、基本的には、受信検波して得た受信信号に重畳するＤＣオフセットの影響を除去するために、式（１）に示す演算に基づいて、同期ワード検出を行うものである。
Ｄ＝ Σ［（ａ_i−Ｓ_i）−｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝］²
但し、ｉ、ｊは１からｎの値をとる・・・式（１）
この式の右辺の、Σ（ａ_i−Ｓ_i）は、同右辺の｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝は、フレーム同期ワード候補の全てのシンボル値と正規の同期ワードのシンボル対応値夫々の相違度（誤差）を全シンボル分について加算し、サンプル数ｎで除したもので、誤差の平均値を意味し、この値が同期ワード候補のシンボルに含まれるオフセット量になり、式（１）は、同期ワード候補と正規の同期ワードとの誤差からオフセット量を減じたものである。従って、この式（１）に基づいて同期ワード候補と既知の同期ワードと比較すれば、受信信号に周波数のずれ等による直流信号等のオフセットが含まれる場合においても、その影響を除去して同期ワード検出が可能となることを意味する。

図７は第一の既出願発明において提案した同期ワード検出方法の一実施態様例を示すフローチャートである。図７において、フローがスタートすると、無線受信機の受信高周波ブロックから供給された受信信号が検波手段によって検波され（Ｓ４１）、この信号波形から同期ワード候補データを得、これらの受信信号波形から同期ワード候補のシンボルデータ（ａ_i）を取得する（Ｓ４２）。この（ａ_i）から、予め記憶されている同期ワードに対応する値（Ｓ_i）を減算してシンボル誤差（ａ_i−Ｓ_i）を演算する（Ｓ４３）。次に、シンボル誤差平均値を計算するが、これは前記シンボル誤差の演算と同様の考え方に基づいて、ｎ個のシンボル値について（ａ_j−Ｓ_j）を計算し、ｊを１からｎについて全てを加算した上で、シンボル数ｎで割り算することによって式（２）に示すシンボル誤差平均値を求める（Ｓ４４）。

Ｆ_off＝Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ（但し、ｊは１からｎ）・・・式（２）
この値は、周波数のずれ等によるオフセット量（ＤＣオフセット）に該当するものであるので、このシンボル誤差平均値（オフセット量）Ｆ_offを、前記Ｓ４３において計算したシンボル誤差から減算して、受信信号波形から同期ワードの候補として抽出した波形のオフセット補正値である（ａ_i−Ｓ_i）−｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝の値を求める（Ｓ４５）。更に、この値の自乗値を求め（Ｓ４６）、前記式（１）に示した、同期ワードシンボル誤差をシンボル数ｎについて全てを加算する（Ｓ４７）。この式（１）値は、オフセットが排除された同期ワード候補のシンボル値と、既知の正規の同期ワードとの相違度を示す誤差であるから、これを予め設定した閾値と比較して（Ｓ４９）、閾値より小さい場合は（Ｓ４９Ｙｅｓ）、当該同期ワード候補が正しい同期ワードであると判断して、次の処理に移行する（Ｓ５０）。また、前記Ｓ４９の判定において、閾値より大きい場合は、当該同期ワード候補が同期ワードではないと判断し（Ｓ４９、Ｎｏ）、受信信号波形から１シンボル分シフトして新たな同期ワード候補を取り出し（Ｓ５１）、前記Ｓ４１に戻って、以下同様の処理を行う。

図８は、以上の処理に基づいて同期ワード検出を行った場合の結果を図示したもので、この方法の効果を明らかにするために、従来行われていた他の演算による例も記載している。図８において、結果的に正しい同期ワード候補である第一信号波形２０１については、前記図同様に同期タイミングとなるべきタイミングｔ₈において最小値の“０”となっており、正しく同期ワードであることが判別できる。また、オフセット量が含まれた第三信号波形２０３については、シンボル値ａ_iは第一信号波形とは異なる配列になるが、同期タイミングｔ₈において最小値の“０”となり、正しく同期ワードであることが判別できる。一方、第二信号波形２０２では、タイミングｔ₈において最小値の“３”となっているが、閾値を例えば２以下に設定しておくことにより、十分に誤同期判定を排除することができる。なお、この例では、同期ワードのシンボル数ｎを四個にしたので、第一、第三信号波形と第二信号波形との演算結果に大きな差が出なかったものと考えられるが、シンボル値が通常の同期ワードのように多くなると、許容範囲の設定は大きな意味を有する。

図９はこの方法を実現するための同期ワード検出装置の要部概要構成図である。この例に示す実施例は、式（１）に示す計算結果が、受信信号に含まれる周波数のずれに応じた信号であることに着目し、この値によって受信信号の周波数を補正するか、あるいは式（１）の値が最小になるように、例えば検波信号の直流レベルをプラス方向かマイナス方向にシフトする等の処理によって、同期ワード検出時間を短縮することが可能となる。図９はそのための同期ワード検出装置の構成例を示すものである。同図に示すようにこの例では、少なくとも、受信信号から信号波形を復調する検波部１０１と、同期ワードを検出する同期語（同期ワード）検出部１０２と、周波数調整部１０３と、クロック再生部１０４と、シンボル判定部（ビット変換部）１０５とを備えている。この構成において、検波部１０１は、受信信号から検波信号を出力する機能を有するものである。また、周波数調整部１０３は、無線送受信機には通常水晶発振器等の機能として備えられているもので、可変容量素子等の可変リアクタンス回路素子の電圧等を変化することによって、発振周波数を調整するものである。クロック再生部１０４は、受信信号中に含まれるクロック信号成分を抽出して、周波数調整部１０３等から供給される発振信号に同期させて正確なクロック信号を生成する等の機能を備えたものである。更に、シンボル判定部１０５は、同期ワードが検出された後、受信したシンボル値を、それに対応するビット値に変換するもので、例えば、４値ＦＳＫ変調では、一シンボル値が２ビットを示すように決められている場合は、受信したシンボル値に応じて“００”、“０１”、“１０”、“１１”の四つのうちのいずれかの組のビットに変換するものである。

このような構成において、前記式（１）に示すＦ_off＝Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ（但し、ｊは１からｎ）なる演算を実行し、その結果を周波数調整部１０３に供給することによって受信信号の周波数ずれを補正し、受信信号と一致したクロック信号を再生すれば、オフセットがない検波信号出力が得られることになるので、同期ワード検出処理を迅速に実行することができる。
図１０は、このためのフローチャートであり、処理がスタートすると、無線高周波ブロックから供給された受信信号が検波されて（Ｓ６０）、この信号波形から同期ワード候補データが得られるので、これらの受信信号波形から同期ワード候補のシンボルデータ（ａ_i）を取得する（Ｓ６１）。同期ワード候補のシンボルデータが得られると、この（ａ_i）から、予め記憶されている同期ワードの対応する値（Ｓ_i）を減算してシンボル誤差（ａ_i−Ｓ_i）を演算する（Ｓ６２）。次に、シンボル誤差平均値を計算するが、これは前記シンボル誤差の演算と同様の考え方に基づいて、ｎ個のシンボル値について（ａ_j−Ｓ_j）を計算し、ｊを１からｎにつて全てを加算した上で、シンボル数ｎで割り算することによって式（１）に示すシンボル誤差平均値を求める（Ｓ６３）。

式（１）は、Ｆ_off＝Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ（但し、ｊは１からｎ）であり、既に説明したように、式（１）の値は、周波数のずれ等によるオフセット量に該当するので、この処理結果を周波数調整部３３に供給し（Ｓ６４）、同期ワード検出に使用するクロック信号を生成するクロック再生部３４を制御する（Ｓ６５）。この結果、上述したように、同期ワード検出促進効果を得ることが可能となる。なお、オフセット検出信号の利用方法は発振周波数の調整以外にも種々考えられるので、適宜利用すれば機能を向上した無線通信機を構成する上で有用である。以上説明したように、先願発明のフレーム同期ワード検出手は、簡便な構成や方法で、フレーム同期ワード検出やＤＣオフセット成分の検出、更には、周波数ずれ補正手段を実現可能であるので、先願発明の全体や、そのＤＣオフセット検出手段あるいは周波数調整手段等、必要に応じて部分的に適宜選択して利用すれば、本発明の実施に際して有用である。

＜周波数補正タイミング＞
更に、同一出願人は、特願２００６−１９８５１「無線通信機及びその周波数制御方法」として、データ検出に影響を与えないタイミングで周波数シフトする手段について出願済みであり、この手段も本発明に併用すれば、更に高い機能の無線通信機を構成することができるので、概要について説明する。
この先願発明は、受信信号に局部発振手段の出力信号を混合して所望の中間周波数信号を抽出する周波数変換手段と、中間周波数信号から既知のフレーム同期ワード信号を検出するフレーム同期ワード検出手段とを備えた無線通信機において、フレーム同期ワード信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得る周波数ずれ検出手段と、この周波数ずれ検出手段により取得した周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のフレーム同期ワード信号から減算してフレーム同期ワードを検出する周波数ずれ補正同期検出手段と、周波数ずれ検出手段出力に基づいて前記局部発振手段の周波数補正量を算出する周波数補正量設定手段と、受信検波したフレーム信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量と、を制御する周波数補正手段とを備え、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御することを特徴としたものである。

また、上記周波数補正手段は、ファーストモード補正手段とトラッキングモード補正手段を備え、ファーストモード補正手段では周波数補正量設定手段の出力に基づいて次のフレーム信号の周波数ずれが局部発振手段の周波数補正可能範囲内であるか否かを判断する手段と、受信チャネル情報に基づいて隣接チャネル信号へのチャネル引き込みを防止する隣接チャネル引込防止手段とを含み、トラッキングモード補正手段は、複数のフレーム信号処理における周波数ずれ成分又は直流オフセット信号成分の平均値を求める平均値算出手段と、その平均値を所定の閾値と比較する比較手段と、この比較手段の出力に基づいて局部発振手段の周波数を補正するトラッキング周波数補正手段と、局部発振手段の発振周波数が前記トラッキング周波数補正範囲を越えたときはファーストモード補正手段による制御に切替えるように構成してもよい。

あるいは、受信信号波形からフレーム同期ワード候補シンボルデータを取得するフレーム同期ワード候補取得手段と、この手段によって得たフレーム同期ワード候補の各シンボル値と記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、この演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、このシンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から前記シンボル誤差平均値を減算して直流オフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、その補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算してフレーム同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、シンボル誤差合算手段によって求めたフレーム同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値とを比較し、そのフレーム同期ワード候補がフレーム同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えた無線通信機である。

図１１は、この先願発明に係る無線通信機のブロック図である。この例に示す受信機の特徴は、ＦＳＷ同期検出器３９からＦＳＷ検出タイミング情報を供給し、ＴＣＸＯ調整データ設定器４７に出力タイミング信号を供給するシンボルカウンタ４６を備えた点であり、同期が確立したことを検知した後、シンボルカウンタ４６の計数に基づいてフレーム同期ワードに続くデータビットの開始にタイミングを合わせて前記ＡＦＣ制御回路４５において生成した周波数ずれ情報に基づいてＴＣＸＯ４２の発振周波数を制御するように構成したものである。

図１２は、このように構成した無線通信機におけるフレーム同期ワード検出と局部発振器としてのＴＣＸＯ４２の周波数制御の具体的一例を示す図であり、（ａ）は受信高周波回路に入力したフレーム信号、（ｂ）は検波処理後のフレーム信号、（ｃ）は局部発振器の周波数調整信号に含まれるＤＣオフセット調整データ、（ｄ）は実際に局部発振器に供給される周波数調整データの供給タイミングを示す図である。この例に示すように第二の既出願発明では、検波後のフレーム信号からフレーム同期ワードを検出し、それに基づいてフレームデータを復調するが、その際には、検波したデータに含まれるＤＣオフセット成分を検出し、データ信号からＤＣオフセット成分を減算することによって、ＤＣオフセットを含む場合にも、正しくデータを復調する。また、次のフレーム同期ワード検出に際して、タイミングＴ５において生成したＤＣオフセット調整データ（図１２のｃ）を実際に局部発振器に制御信号として供給するタイミングをＴ６又はＴ７、あるいはその間の所要タイミングとする（図１２のｄ）。

この方法によれば、最初のフレーム同期ワード検出に続くデータビット復調時には、検出したＤＣ成分を検波データから減算した上で、シンボル値検出を行うことによって、正常な復調を可能とする。従って、データビット検波中に、局部発振器１０の周波数を変更しないので、誤った検波出力を発生することがない。なお、フレーム同期ワード検出は、既知のビットパターンとの比較を行うので、比較的多くノイズが混入した状態でも正常に検出可能であるし、それに含まれるＤＣオフセット成分を検出することも容易である。
フレーム同期ワード検出に際して、それに含まれるＤＣオフセット成分を検出する手段は、上述した先願発明を使用できる。

図１３は、図１１のＡＦＣ制御部３５の制御例を示すフローチャートである。この例に示す制御ではフローがスタートすると先ず、周波数ずれを検出する。ここでは、周波数ずれをＴＣＸＯ調整データからＦＳＷ検出の際に求めたＤＣオフセットデータを引き算した値、即ち、「ＴＣＸＯ調整データ」−「ＦＳＷのＤＣオフセットデータ」として処理する（Ｓ７１）。その計算結果がＴＣＸＯの周波数補正能力（の絶対値）の範囲内であるか否か、即ち、周波数ずれ＞｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜であるか否かを判断し（Ｓ７２）、周波数ずれ≦｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜である場合は（Ｓ７２Ｎｏ）、周波数ずれを微分計算し（Ｓ７３）、周波数ずれ微分計算値が周波数トラッキング解除閾値より大きいか否かを判断する（Ｓ７４）。この判断の結果、周波数ずれの微分計算結果がトラッキング解除閾値より小さい場合は（Ｓ７４Ｎｏ）、ファーストモード、即ち、ＤＣ調整データとＴＣＸＯ調整データの両方を設定して、局部発振器の周波数を所望周波数に近づける制御を行い（Ｓ７５）、更に、ＴＣＸＯ調整設定データとしては、ＴＣＸＯ調整データとＴＣＸＯの１ｄｉｇｉｔ周波数データとを設定する（Ｓ７６）。なお、ファーストモード処理中は、発振周波数が所望周波数からずれていることがあり、データ復調や送信のための搬送波生成には適当でないので、データ復調や送信処理を禁止する処理等を行うことも有用である。

なお、前記処理Ｓ７２における判断の結果、周波数ずれ＞｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜である場合（Ｓ７２Ｙｅｓ）は、ＤＣ調整データとしてＡＦＣ可動周波数からＴＣＸＯ調整データを引き算し（Ｓ７７）、前記処理Ｓ６に移行する。また、前記処理Ｓ４における判断の結果、周波数ずれの微分計算結果がトラッキング解除閾値より大きい場合は（Ｓ７４Ｙｅｓ）、周波数ずれ微分計算結果がトラッキング突入閾値より大きいか否かを判断し（Ｓ７８）、Ｎｏの場合は前記処理Ｓ５に移行するが、Ｙｅｓの場合、即ち、周波数ずれ微分計算結果がトラッキング突入閾値より大きいときは（Ｓ７８Ｙｅｓ）、トラッキングモードに移行し、トラッキングモードとしてのＤＣ調整データとＴＣＸＯ調整データとを設定し（Ｓ７９）、前記処理Ｓ７６に移行する。

また、図示は省略するが、ＡＦＣファーストモードの処理の一例を説明すれば、ファーストモードは、フレーム同期ワード検出処理において得られるＤＣオフセットデータを一括して局部発振器の周波数調整値として用い、周波数ずれを高速に補正するモードである。フレーム同期ワード検出処理においてＤＣオフセット成分が求まると共に、ＴＣＸＯの調整データが設定されるので、その両者を加算した値である周波数誤差が予め設定したトラッキング突入閾値以内であるか否かを判断する。誤差がトラッキング閾値以下の場合はトラッキング処理に移行し、高速に局部発振器（ＴＣＸＯ２２）の周波数を所望値に近づける処理を行う。また、この際チャネル情報等に基づいて、周波数調整範囲を制限する等の処理を含めることによって、隣接チャネルの強力な信号レベルが存在する場合においても、それに引き込まれることを防止することも、安定した動作をもたらす上で有用である。

更に、ファーストモードに続いて制御されるトラッキングモード処理の例を説明すれば、この処理は、ファーストモードを経て、所望周波数範囲に維持された状態においては、比較的小さい周波数誤差に対して迅速に周波数を一定値に保つ処理を行っているが、電波環境が急激に悪化する場合や、瞬時的な周波数の変動に、必要以上に反応して大きく発振周波数が振れることがある。このトラッキングモードでは、そのような不安定な周波数制御が発生しないようにするため、ＦＳＷ検出の際に得られるＤＣオフセットデータを数フレームにわたって積算し平均したデータに基づいて、その平均値の正負を判断し、その方向性に従って、突発的に逆方向に発生する周波数誤差情報に対する反応を抑圧する機能を持たせたものである。
以上のようにこの先願発明を利用すれば、処理中のデータに影響を与えることなく、迅速に同期を確立してデータの検出を行うことができるので、本発明に併用することによって、より一層、的確な同期検出が可能となる。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではなく種々の変形が可能である。特に、実施例に示した先願発明については夫々の先願発明の明細書の記述に従って説明したが、実際に本発明に適用する場合は本発明の趣旨に添って適宜変更を加えることが好ましいであろう。
即ち、本発明の特徴は、図１に示す構成のうち、通過帯域フィルタ７として、通常の通過帯域とそれより広い通過帯域をもったものとし、高速にＦＳＷ検出が必要なスキャニング受信や第一フレーム受信のようにＦＳＷ未検出状態においては広い通過帯域によって、ある程度周波数がずれていても受信信号を検波器８に導くことが出来るようにした点である。従って、本発明に併用する先願発明に係る手段においては、ＦＳＷ検出に基づいて算出したＤＣオフセット成分が小さくなるように一挙に周波数補正するとともに、帯域制限フィルタを通常帯域に戻してデータシンボル検出に移行する等のように、先願発明の機能のうち不要なものを適宜除去し、必要な機能のみを残すように変形するのが好ましいであろう。

また、ＦＭ検波器出力から直接に周波数ずれに対応したＤＣオフセット成分を取り出す方法や、ＦＳＷ同期検波の際に周波数ずれに対応するＤＣオフセット成分を取り出す方法は、実施例に示した以外の方法でもよく、適用する無線通信機の構成も実施例に限られるものではない。
更に、上述した実施形態の無線通信機、その周波数制御方法を実現する各機能・方法を、それぞれプログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、コンピュータに搭載したＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置に、このＣＤ−ＲＯＭ等を装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

本発明に係る無線通信機の一実施例を示すブロック図。本発明に係る無線通信機の制御例を示すフローチャート。本発明において使用する帯域フィルタと受信信号の関係の例を示す図。本発明において使用する帯域フィルタと受信信号の関係の他の例を示す図。本発明の実施例における信号タイミング図。本発明を適用したレピータの一例を示す図で、（ａ）は概要ブロック図、（ｂ）はキャリアシフトの例を示す概要構成図。本発明において利用する先願発明のフローチャート。本発明において利用する先願発明を説明する信号波形図。本発明の実施例における信号タイミング図。先願発明によるタイミング制御の例を示すフローチャート。先願発明に係る無線通信機の一例を示すブロック図。先願発明のフレーム同期ワード検出手順を説明する図で、（ａ）は受信高周波回路に入力するフレーム信号のタイミング図、（ｂ）は検波後のフレームタイミング図、（ｃ）はＤＣオフセットデータ図、（ｄ）は局部発振器（ＴＣＸＯ）の周波数調整データ図。先願発明のフレーム同期ワード検出手順を説明するフローチャート。検波器出力信号波形図で、（ａ）は周波数ずれのない状態の検波波形図、（ｂ）はＤＣオフセットを含んだ検波波形図。大きなＤＣオフセットを含んだ検波波形図。周波数ずれが大きい場合の帯域フィルタの帯域と受信信号との関係を示す図。先願発明に係る無線通信機のブロック図。先願発明の無線通信機のフレーム同期ワード検出手順を説明する図で、（ａ）は受信高周波回路に入力するフレーム信号のタイミング図、（ｂ）はＬＰＦの出力信号波形図、（ｃ）は局部発振器（ＴＣＸＯ）の周波数調整データ図。

符号の説明

５局部発振器、６混合器（ＭＩＸ）、７帯域フィルタ（ＢＰＦ）、８ＦＭ検波器、９フレーム同期ワード検出器（ＦＳＷ同期検出器）、１０ＤＣオフセット調整回路、１１シンボル検出回路、１２ＬＰＦ、１３周波数検出回路、１４ＡＦＣ制御部、１５ＴＣＸＯ制御回路、１８周波数ずれ検出回路、１９ＢＰＦ制御部、２０シンボルカウンタ、２１ＢＰＦ切換部、２３キャリアシフト、６８周波数ずれ検出ブロック。

Claims

受信信号に局部発振信号を混合して中間周波数信号を生成する周波数変換手段と、中間周波数信号から隣接チャネル周波数信号を除去して自チャネル信号を取り出す帯域フィルタと、該帯域フィルタ出力信号を検波する検波手段と、検波信号から既知のフレーム同期ワード信号を検出する既知フレーム同期ワード検出手段と、周波数ずれを補正する周波数ずれ補正手段と、を備えた無線通信機において、
前記帯域フィルタが第一通過帯域と、それより広い第二通過帯域とに切換え可能な機能を有し、該帯域フィルタを第二通過帯域に切換えた状態でフレーム同期ワードを検出する切替後フレーム同期ワード検出手段と、検出したフレーム同期ワードに基づいて受信信号の周波数ずれを求める周波数ずれ検出手段と、周波数ずれが小さくなるように前記局部発振周波数を補正する周波数補正手段と、周波数補正後に前記可変帯域フィルタを第一通過帯域に切換えるフィルタ切替手段と、を備えたことを特徴とする無線通信機。
前記既知フレーム同期ワード検出手段が、受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、取得したフレーム同期ワード候補の各シンボル値と記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、前記シンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、その補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較し、当該フレーム同期ワード候補がフレーム同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信機。
請求項１又は２記載の無線通信機において、フレーム同期ワード信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得る周波数ずれ信号取得手段と、該周波数ずれ信号取得手段により取得した周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のフレーム同期ワード信号から減算してフレーム同期ワードを検出する周波数ずれ補正同期検出手段と、前記周波数ずれ検出手段出力に基づいて前記局部発振手段の周波数補正量を算出する周波数補正量設定手段と、受信検波したフレーム同期信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、このシンボルカウンタと前記周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数制御手段と、を備えたことを特徴とする無線通信機。
請求項３記載の無線通信機において、更に、前記シンボルカウンタの出力に基づいて、前記帯域フィルタを第一通過帯域に切換える手段を備えたことを特徴とする無線通信機。
前記帯域フィルタがＦＩＲフィルタであり、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等により、その演算係数を切換えることによって通過帯域を切換えるようにソフトウエア手段にて構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の無線通信機。