JP2010245678A - Frequency comparison circuit, frequency control circuit, method for controlling frequency comparison circuit, and radio transmitter-receiver - Google Patents

Frequency comparison circuit, frequency control circuit, method for controlling frequency comparison circuit, and radio transmitter-receiver Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the safety and convenience of a radio transmitter-receiver by reducing the power consumption of the radio transmitter-receiver. <P>SOLUTION: This frequency comparison circuit includes: an in-phase baseband signal extracting means for mixing an input signal with a local signal, and extracting an in-phase baseband signal having a differential frequency being a difference between the frequency of the input signal and the frequency of the local signal from the obtained signal; an orthogonal baseband signal extracting means for mixing the input signal with an orthogonal local signal being a signal obtained by shifting the phase of the local signal only by a prescribed value, and extracting an orthogonal baseband signal having the differential frequency from the obtained frequency; a polarity determining means for determining the polarity of the differential frequency from a polarity relation between the in-phase baseband signal and the orthogonal baseband signal; and an absolute value acquiring means for acquiring an absolute value of the differential frequency from a period of the in-phase baseband signal or the orthogonal baseband signal. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線送受信装置がローカル信号の周波数を制御するために用いる周波数比較回路、周波数制御回路、周波数比較回路の制御方法、およびそれらを用いた無線送受信装置に関する。   The present invention relates to a frequency comparison circuit, a frequency control circuit, a method for controlling a frequency comparison circuit, and a radio transmission / reception apparatus using them, which are used by a radio transmission / reception apparatus to control the frequency of a local signal.

無線通信システムにおいて、受信変調波信号から搬送波を位相情報も含め再生し、その再生搬送波を用いて受信変調波信号に重畳された受信ベースバンド信号を取り出す復調処理を行う、同期検波方式がよく知られている。   In a wireless communication system, a synchronous detection method is well known in which a carrier wave is reproduced from a received modulated wave signal including phase information, and a demodulation process is performed to extract a received baseband signal superimposed on the received modulated wave signal using the reproduced carrier wave. It has been.

しかし搬送波再生回路を必要とするため、同期検波方式では回路規模が大きくなってしまう。そこで小型化が要求される携帯電話システムの移動局においては、搬送波との位相同期はしていないもののほぼ同じ周波数を有するローカル信号で検波を行う、準同期検波方式が用いられる。   However, since a carrier wave recovery circuit is required, the circuit scale becomes large in the synchronous detection method. Therefore, a quasi-synchronous detection method that uses a local signal having almost the same frequency but not phase-synchronized with a carrier wave is used in a mobile station of a mobile phone system that is required to be downsized.

一般に、携帯電話システムの移動局は、その移動局内のローカル信号の周波数とその基準となるクロック信号の周波数とを、基地局から受信した信号(下り信号)の周波数に追従させている。移動局は、追従させた基準クロックを元に、下り信号に対する信号処理を行うとともに、基地局へ送信する信号(上り信号)を生成する。   In general, a mobile station of a mobile phone system causes the frequency of a local signal in the mobile station and the frequency of a clock signal as a reference to follow the frequency of a signal (downlink signal) received from a base station. The mobile station performs signal processing on the downlink signal based on the tracked reference clock and generates a signal (uplink signal) to be transmitted to the base station.

移動局が、移動局における基準クロックの周波数を基地局からの受信変調波信号の搬送波周波数に追従させるにより、基地局、移動局間双方向のデータ送受タイミングのズレを補正でき、その結果信号復調処理の高速化や信号伝送スループットの向上の効果が得られる。   By allowing the mobile station to follow the frequency of the reference clock in the mobile station to the carrier frequency of the received modulated wave signal from the base station, the data transmission / reception timing deviation between the base station and the mobile station can be corrected, resulting in signal demodulation. The effect of speeding up the processing and improving the signal transmission throughput can be obtained.

また、一般に、基地局内蔵の基準クロックの生成回路は、移動局内蔵の基準クロックの生成回路に比べ温度変化や振動に対し安定している。よって、移動局の基準クロックの周波数を、基地局の基準クロックに基づき生成された受信信号の周波数に追従させることで、システム全体の周波数の安定度が向上する。   In general, the reference clock generation circuit built into the base station is more stable against temperature change and vibration than the reference clock generation circuit built into the mobile station. Therefore, the frequency stability of the entire system is improved by making the frequency of the reference clock of the mobile station follow the frequency of the received signal generated based on the reference clock of the base station.

このような基準クロックの周波数を制御する装置の一例として、特許文献1には、CDMA(Code Division Multiple Access)携帯電話装置が開示されている。   As an example of an apparatus for controlling the frequency of such a reference clock, Patent Document 1 discloses a CDMA (Code Division Multiple Access) mobile phone apparatus.

特許文献1に記載された、RAKE受信を行うCDMA携帯電話装置は、アナログベースバンド信号を変換して得たデジタルベースバンド信号を用いてデジタル演算処理を行うことにより、基準クロックを制御する。そのデジタル演算処理においては、CDMA携帯電話装置は、各フィンガから出力されるパイロットデータを基にフィンガ毎の周波数オフセット量を算出し、それら周波数オフセット量を重みづけ加算した値に基づいて基準クロックの周波数を補正する。結果として、周波数オフセット量が更新される。このデジタル演算処理を繰り返し継続することにより、携帯電話装置内の基準クロックの周波数は、受信信号に重畳された基地局からの基準クロックの周波数に追従して変化する。   A CDMA mobile phone device that performs RAKE reception described in Patent Document 1 controls a reference clock by performing digital arithmetic processing using a digital baseband signal obtained by converting an analog baseband signal. In the digital arithmetic processing, the CDMA mobile phone device calculates the frequency offset amount for each finger based on the pilot data output from each finger, and based on the value obtained by weighting and adding the frequency offset amount, Correct the frequency. As a result, the frequency offset amount is updated. By repeating this digital arithmetic processing repeatedly, the frequency of the reference clock in the mobile phone device changes following the frequency of the reference clock from the base station superimposed on the received signal.

また、準同期検波方式を使用する装置の他の例として、ダイレクトコンバージョン方式のWCDMA方式携帯電話装置の構成を示すブロック図を、図10に示す。   FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a direct conversion WCDMA mobile phone device as another example of a device using the quasi-synchronous detection method.

このWCDMA方式携帯電話も特許文献1のCDMA携帯電話機と同様、デジタル演算処理を行うことにより基準クロックを制御する。   Similar to the CDMA mobile phone disclosed in Patent Document 1, this WCDMA mobile phone controls the reference clock by performing digital arithmetic processing.

特許文献2には、特許文献1と異なる構成で自動周波数制御を行う自動周波数制御装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses an automatic frequency control device that performs automatic frequency control with a configuration different from that of Patent Document 1.

この自動周波数制御装置は、局部信号と入力信号を混合してI信号を生成し、局部信号の位相をπ/2シフトした信号と入力信号とを混合してQ信号を生成し、I信号とQ信号とを4逓倍した出力をクロスプロダクト演算することにより、検出周波数誤差の符号を判定する。また、自動周波数制御装置は、I信号およびQ信号を2逓倍した出力をクロスプロダクト器でクロスプロダクト演算して検出周波数誤差の絶対値を求めている。自動周波数制御装置は、これらの符号および絶対値から、検出周波数誤差を求めて、自動周波数制御装置内の局部発振器の周波数を、入力信号の周波数に追従させている。これら周波数制御のための処理も、特許文献1の処理と同様、デジタル演算処理である。   This automatic frequency control device generates an I signal by mixing a local signal and an input signal, generates a Q signal by mixing a signal obtained by shifting the phase of the local signal by π / 2 and an input signal, The sign of the detected frequency error is determined by performing a cross product operation on the output obtained by multiplying the Q signal by four. In addition, the automatic frequency control device obtains the absolute value of the detected frequency error by performing a cross product operation on the output obtained by multiplying the I signal and the Q signal by 2 using a cross product device. The automatic frequency control device obtains a detection frequency error from these signs and absolute values, and causes the frequency of the local oscillator in the automatic frequency control device to follow the frequency of the input signal. The processing for frequency control is also digital arithmetic processing, similar to the processing of Patent Document 1.

特開2001−157263号公報JP 2001-157263 A 特開平7−115477号公報JP 7-115477 A

上述した特許文献1、2や図10に記載された装置において基準クロックの周波数を制御するためのデジタル演算処理の演算量は膨大である。そのため、そのデジタル演算処理を行うデジタル演算回路は、大規模なものとなり、携帯電話装置の消費電力を増大させていた。   In the devices described in Patent Documents 1 and 2 and FIG. 10 described above, the amount of computation of digital computation processing for controlling the frequency of the reference clock is enormous. For this reason, the digital arithmetic circuit that performs the digital arithmetic processing has become large-scale, which increases the power consumption of the mobile phone device.

また、今後発展が期待されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式においては、受信信号を高速フーリエ変換することで周波数を検出しており、さらなるデジタル演算量の増加が見込まれる。そしてその結果として、これらの装置において、更に消費電力が増加することが懸念される。   Further, in the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) system, which is expected to be developed in the future, the frequency is detected by performing fast Fourier transform on the received signal, and a further increase in the amount of digital computation is expected. As a result, there is a concern that the power consumption of these devices further increases.

更に、無線送受信装置の構成の動向として、デファクトスタンダードとして知られるDigRF規格の様に、主として高周波アナログ信号を扱う無線部と、デジタル演算に特化したベースバンド部に分割する構成が、主流となっている。   Furthermore, as a trend of the configuration of the wireless transmission / reception apparatus, a configuration in which a radio unit mainly handling high-frequency analog signals and a baseband unit specialized for digital computation are in the mainstream like the DigRF standard known as a de facto standard. ing.

この構成では、無線部とベースバンド部とがインターフェースを介して高速にデジタルデータ通信を行うが、このインターフェースにおいても電力が消費される。よって消費電力削減のためには送受信データ通信時以外はインターフェースを停止できることが望ましく、周波数追従制御の機能が無線部内で閉じていることでそれは実現できる。   In this configuration, the wireless unit and the baseband unit perform high-speed digital data communication via the interface, but power is also consumed in this interface. Therefore, in order to reduce power consumption, it is desirable that the interface can be stopped except during transmission / reception data communication, and this can be realized by closing the function of frequency tracking control in the radio unit.

消費電力が増大すると、回路が発熱するため、利用者に害を及ぼす可能性が生じ、安全性が損なわれる。また、電池の持続時間も短くなるので、同じ持続時間を維持するためにはより大きな電池が要求され、携帯の装置の場合には利便性が損なわれる。無線送受信装置の消費電力は、可能な限り低減させることが望ましい。   When the power consumption increases, the circuit generates heat, which may cause harm to the user and impair safety. Further, since the duration of the battery is shortened, a larger battery is required to maintain the same duration, and convenience is impaired in the case of a portable device. It is desirable to reduce the power consumption of the wireless transceiver as much as possible.

本発明は、無線送受信装置の消費電力を低減させることにより、その安全性や利便性を改善することを目的とする。   An object of the present invention is to improve safety and convenience by reducing power consumption of a wireless transmission / reception apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の周波数比較回路は、入力信号とローカル信号とを混合し、得られた信号から、該入力信号の周波数と該ローカル信号の周波数との差である差分周波数の成分のみを同相ベースバンド信号として抽出する同相ベースバンド信号抽出手段と、前記入力信号と、前記ローカル信号の位相を所定値だけシフトした信号である直交ローカル信号とを混合し、得られた信号から、該入力信号の周波数と該直交ローカル信号の周波数との差である差分周波数の成分のみを直交ベースバンド信号として抽出する直交ベースバンド信号抽出手段と、前記同相ベースバンド信号と、前記直交ベースバンド信号との間の極性関係から、前記差分周波数の極性を判定する極性判定手段と、前記同相ベースバンド信号の周期又は前記直交ベースバンド信号の周期から前記差分周波数の絶対値を取得する絶対値取得手段と、を有する。   In order to achieve the above object, the frequency comparison circuit of the present invention mixes an input signal and a local signal, and from the obtained signal, a difference frequency which is a difference between the frequency of the input signal and the frequency of the local signal. A signal obtained by mixing in-phase baseband signal extraction means for extracting only the component of the signal as an in-phase baseband signal, the input signal, and a quadrature local signal that is a signal obtained by shifting the phase of the local signal by a predetermined value An orthogonal baseband signal extracting means for extracting only a differential frequency component, which is a difference between the frequency of the input signal and the frequency of the orthogonal local signal, as an orthogonal baseband signal, the in-phase baseband signal, and the orthogonal base A polarity determination means for determining the polarity of the differential frequency from a polarity relationship with a band signal; and a period of the in-phase baseband signal or the Having an absolute value obtaining means from the period of the exchange baseband signals to obtain the absolute value of the difference frequency, a.

本発明の周波数制御回路は、本発明の周波数比較回路と、前記極性取得手段により取得された前記極性と、前記絶対値出力手段により出力された前記絶対値とに基づいて、前記差分周波数を取得し、該差分周波数の分だけ、前記ローカル信号の周波数を補正する制御手段と、を有する。   The frequency control circuit of the present invention acquires the difference frequency based on the frequency comparison circuit of the present invention, the polarity acquired by the polarity acquisition means, and the absolute value output by the absolute value output means. And control means for correcting the frequency of the local signal by the difference frequency.

本発明の無線送受信装置は、本発明の周波数制御回路を有し、受信ベースバンド信号を搬送する受信変調波信号を前記入力信号として前記周波数制御回路に入力したときに、前記直交ベースバンド信号及び前記同相ベースバンド信号に基づいて、前記受信ベースバンド信号を復調する。   The radio transmission / reception apparatus of the present invention has the frequency control circuit of the present invention, and when the received modulation wave signal carrying the received baseband signal is input to the frequency control circuit as the input signal, the orthogonal baseband signal and The received baseband signal is demodulated based on the in-phase baseband signal.

本発明の周波数比較回路の制御方法は、入力信号とローカル信号とを混合し、得られた信号から、該入力信号の周波数と該ローカル信号の周波数との差である差分周波数の成分のみを同相ベースバンド信号として抽出し、前記入力信号と、前記ローカル信号の位相を所定値だけシフトした信号である直交ローカル信号とを混合し、得られた信号から、該入力信号の周波数と該直交ローカル信号の周波数との差である差分周波数の成分のみを直交ベースバンド信号として抽出し、前記同相ベースバンド信号と、前記直交ベースバンド信号との間の極性関係から、前記差分周波数の極性を判定し、前記同相ベースバンド信号又は前記直交ベースバンド信号の周期から前記差分周波数の絶対値を取得する、周波数比較回路の制御方法である。   According to the control method of the frequency comparison circuit of the present invention, the input signal and the local signal are mixed, and only the component of the difference frequency that is the difference between the frequency of the input signal and the frequency of the local signal is in-phase from the obtained signal. As a baseband signal, the input signal is mixed with an orthogonal local signal that is a signal obtained by shifting the phase of the local signal by a predetermined value. From the obtained signal, the frequency of the input signal and the orthogonal local signal are mixed. Only the difference frequency component that is the difference from the frequency of the quadrature baseband signal is extracted, and the polarity of the differential frequency is determined from the polarity relationship between the in-phase baseband signal and the quadrature baseband signal, The frequency comparison circuit control method acquires an absolute value of the difference frequency from a period of the in-phase baseband signal or the quadrature baseband signal.

本発明によれば、周波数比較回路は、アナログの入力信号およびローカル信号から、それらの差分周波数の極性と、絶対値とを出力するので、それらの出力値に基づいて無線送受信装置が基準クロック信号を補正することで、少ない演算量で周波数を制御できる。この結果、無線送受信装置の消費電力が低減され、その安全性や利便性が改善される。   According to the present invention, the frequency comparison circuit outputs the polarity of the difference frequency and the absolute value from the analog input signal and the local signal, so that the radio transmission / reception device can generate the reference clock signal based on the output value. The frequency can be controlled with a small amount of calculation. As a result, the power consumption of the wireless transmission / reception device is reduced, and its safety and convenience are improved.

本発明の第1の実施形態の周波数制御回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the frequency control circuit of the 1st Embodiment of this invention. (a) 誤差周波数Δω>0の場合のBiとBqとの関係を示す表である。(b) 誤差周波数Δω<0の場合のBiとBqとの関係を示す表である。(a) It is a table | surface which shows the relationship between Bi and Bq in case of error frequency (DELTA) omega> 0. (b) A table showing the relationship between Bi and Bq when the error frequency Δω <0. 本発明の第1の実施形態の制御回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control circuit of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の周波数制御回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the frequency control circuit of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の周波数制御回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the frequency control circuit of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の周波数制御回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the frequency control circuit of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の周波数制御回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the frequency control circuit of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態の無線送受信装置の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the radio | wireless transmitter / receiver of the 6th Embodiment of this invention. 本発明の変形例の無線送受信装置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 radio | wireless transmission / reception apparatus of the modification of this invention. 一般的なWCDMA携帯電話装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a general WCDMA mobile telephone apparatus.

(第1の実施形態)
本発明を実施するための第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態の周波数制御回路100の構成を示すブロック図である。周波数制御回路100は、携帯電話装置などの移動局において、移動局側の基準クロック周波数を基地局側の基準クロック周波数に、追従させるために使用される回路である。
(First embodiment)
A first embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the frequency control circuit 100 of the present embodiment. The frequency control circuit 100 is a circuit used in a mobile station such as a cellular phone device to cause the reference clock frequency on the mobile station side to follow the reference clock frequency on the base station side.

図1を参照すると、周波数制御回路100は、周波数比較回路110、周波数シンセサイザー(SYNTH)120、および制御回路130を有する。   Referring to FIG. 1, the frequency control circuit 100 includes a frequency comparison circuit 110, a frequency synthesizer (SYNTH) 120, and a control circuit 130.

周波数比較回路110は、入力信号Sの周波数と、同相ローカル信号Liの周波数とを比較し、これらの周波数の差分の極性Pと、差分の周波数の絶対値|Δω|とを出力する回路である。   The frequency comparison circuit 110 is a circuit that compares the frequency of the input signal S with the frequency of the in-phase local signal Li and outputs the polarity P of the difference between these frequencies and the absolute value | Δω | of the difference frequency. .

ここで、入力信号Sは、周波数制御回路100外部から入力される、一定の周波数のアナログ信号である。例えば、基地局から無線で受信した下り信号が入力信号Sとして入力される。   Here, the input signal S is an analog signal having a constant frequency input from the outside of the frequency control circuit 100. For example, a downlink signal received wirelessly from the base station is input as the input signal S.

また、同相ローカル信号Liは、周波数制御回路100内部で生成される、一定の周波数のアナログ信号である。例えば、基地局から受信される下り信号と同じ周波数の信号が、同相ローカル信号Liとして生成される。   The in-phase local signal Li is an analog signal having a constant frequency that is generated inside the frequency control circuit 100. For example, a signal having the same frequency as the downlink signal received from the base station is generated as the in-phase local signal Li.

周波数比較回路110は、π/2位相器(π/2)111と、ミキサー(MIX)112および113と、ローパスフィルター(LPF)114および115と、エッジ検出回路116と、極性判定回路117と、クロック発生器(Ref CLOCK)118と、計時回路119と、を有する。   The frequency comparison circuit 110 includes a π / 2 phase shifter (π / 2) 111, mixers (MIX) 112 and 113, low-pass filters (LPF) 114 and 115, an edge detection circuit 116, a polarity determination circuit 117, A clock generator (Ref CLOCK) 118 and a timer circuit 119 are included.

周波数シンセサイザー(SYNTH)120は、同相ローカル信号Liを生成し、π/2位相器(π/2)111およびミキサー(MIX)112へ出力する。同相ローカル信号Liの生成方法については、後述する。   The frequency synthesizer (SYNTH) 120 generates an in-phase local signal Li and outputs it to the π / 2 phase shifter (π / 2) 111 and the mixer (MIX) 112. A method for generating the in-phase local signal Li will be described later.

π/2位相器(π/2)111は、周波数シンセサイザー(SYNTH)120からの同相ローカル信号Liの位相をπ/2ラジアン遅らせ、直交ローカル信号Lqとしてミキサー(MIX)113へ出力する。   The π / 2 phase shifter (π / 2) 111 delays the phase of the in-phase local signal Li from the frequency synthesizer (SYNTH) 120 by π / 2 radians, and outputs it to the mixer (MIX) 113 as a quadrature local signal Lq.

ミキサー(MIX)112、113には、入力信号Sが入力される。   Input signals S are input to the mixers (MIX) 112 and 113.

ミキサー(MIX)112は、入力信号Sと、周波数シンセサイザー(SYNTH)120からの同相ローカル信号Liとを混合し、同相ミキサー出力信号Siとしてローパスフィルター(LPF)114へ出力する。   The mixer (MIX) 112 mixes the input signal S and the in-phase local signal Li from the frequency synthesizer (SYNTH) 120 and outputs the mixed signal as an in-phase mixer output signal Si to the low-pass filter (LPF) 114.

ミキサー(MIX)113は、入力信号Sと、π/2位相器(π/2)111からの直交ローカル信号Lqとを混合し、直交ミキサー出力信号Sqとしてローパスフィルター(LPF)115へ出力する。   The mixer (MIX) 113 mixes the input signal S and the orthogonal local signal Lq from the π / 2 phase shifter (π / 2) 111 and outputs the mixed signal to the low-pass filter (LPF) 115 as the orthogonal mixer output signal Sq.

ローパスフィルター(LPF)114は、同相ミキサー出力信号Siを入力し、入力信号Sの周波数ωsのほぼ2倍の周波数を持つ成分を除去し、同相ベースバンド信号Biとして極性判定回路117へ出力する。 The low-pass filter (LPF) 114 receives the in-phase mixer output signal Si, removes a component having a frequency almost twice the frequency ω s of the input signal S, and outputs it to the polarity determination circuit 117 as the in-phase baseband signal Bi. .

ローパスフィルター(LPF)115は、直交ミキサー出力信号Sqを入力し、入力信号Sの周波数ωsのほぼ2倍の周波数を持つ成分を除去し、直交ベースバンド信号Bqとしてエッジ検出回路116へ出力する。 The low-pass filter (LPF) 115 receives the quadrature mixer output signal Sq, removes a component having a frequency almost twice the frequency ω s of the input signal S, and outputs it to the edge detection circuit 116 as a quadrature baseband signal Bq. .

エッジ検出回路116は、直交ベースバンド信号Bqの振幅極性を監視し、立ち上りエッジ、および立ち下がりエッジを検出する。そして、エッジ検出回路116は、エッジを検出したときに、エッジを検出したことを示すエッジ検出信号(例えば、パルス信号)を極性判定回路117および計時回路119へ出力する。   The edge detection circuit 116 monitors the amplitude polarity of the orthogonal baseband signal Bq and detects a rising edge and a falling edge. When the edge detection circuit 116 detects an edge, the edge detection circuit 116 outputs an edge detection signal (for example, a pulse signal) indicating that the edge has been detected to the polarity determination circuit 117 and the timer circuit 119.

ここで、立ち上りエッジとは、信号の振幅極性が負から正へ反転することであり、立ち下がりエッジとは、信号の振幅極性が正から負へ反転することである。   Here, the rising edge means that the amplitude polarity of the signal is inverted from negative to positive, and the falling edge is that the amplitude polarity of the signal is inverted from positive to negative.

また、エッジ検出信号は、エッジの種類(立ち上がりなのか、立ち下がりなのか)と、エッジの検出タイミングとを示す信号であればよい。   The edge detection signal may be any signal indicating the type of edge (whether it is rising or falling) and the edge detection timing.

例えば、エッジ検出回路116は、直交ベースバンド信号Bqの振幅が+である場合にハイレベル、−である場合にローレベルとなる論理信号をエッジ検出信号として出力する。あるいは、エッジ検出回路116は、立ち上がりエッジ、または立下りエッジが生じたタイミングでパルスを出力するとともに、そのエッジが立ち上がりなのか、立ち下がりなのかを示す信号を出力し、これらの出力信号の組をエッジ検出信号とする。   For example, the edge detection circuit 116 outputs a logic signal that becomes a high level when the amplitude of the orthogonal baseband signal Bq is + and becomes a low level when the amplitude is − as an edge detection signal. Alternatively, the edge detection circuit 116 outputs a pulse at the timing when the rising edge or the falling edge occurs, outputs a signal indicating whether the edge is rising or falling, and sets these output signals. Is an edge detection signal.

極性判定回路117は、エッジ検出回路116からエッジ検出信号が出力されたときに検出される、同相ベースバンド信号Biの振幅極性に基づいて、誤差周波数Δωの極性を判別する。誤差周波数Δωの極性の判別方法の詳細については後述する。   The polarity determination circuit 117 determines the polarity of the error frequency Δω based on the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi detected when the edge detection signal is output from the edge detection circuit 116. Details of the method of determining the polarity of the error frequency Δω will be described later.

ここで、誤差周波数Δωは、入力信号Sの角周波数ωsと、同相ローカル信号Liの角周波数ωLの差分である。例えば、入力信号Sを基準とする場合、誤差周波数Δωは、下記(1)式から求められる。 Here, the error frequency Δω is a difference between the angular frequency ω s of the input signal S and the angular frequency ω L of the in-phase local signal Li. For example, when the input signal S is used as a reference, the error frequency Δω can be obtained from the following equation (1).

Figure 2010245678
Figure 2010245678

このため、ωLが、ωsより大きい場合、誤差周波数Δωの極性は「+」となり、逆にωLが、ωsより小さい場合、誤差周波数Δωの極性は「−」となる。極性判定回路117は、判別した極性Pを制御回路130へ出力する。 Therefore, when ω L is larger than ω s , the polarity of the error frequency Δω is “+”, and conversely, when ω L is smaller than ω s , the polarity of the error frequency Δω is “−”. The polarity determination circuit 117 outputs the determined polarity P to the control circuit 130.

クロック発生器(Ref CLOCK)118は、所定の周波数の基準クロック信号を発生し、周波数シンセサイザー120および計時回路119へ出力する。   The clock generator (Ref CLOCK) 118 generates a reference clock signal having a predetermined frequency and outputs the reference clock signal to the frequency synthesizer 120 and the time measuring circuit 119.

計時回路119は、クロック発生器(Ref CLOCK)118からの基準クロック信号を使用して、エッジ検出回路116により立ち上がりエッジが検出された周期、または立下りエッジが検出された周期を測定し、その測定値の逆数を誤差周波数の絶対値|Δω|として、制御回路130へ出力する。   The time measuring circuit 119 uses the reference clock signal from the clock generator (Ref CLOCK) 118 to measure the period in which the rising edge is detected by the edge detection circuit 116 or the period in which the falling edge is detected. The reciprocal of the measured value is output to the control circuit 130 as the absolute value | Δω | of the error frequency.

制御回路130は、極性Pと絶対値|Δω|とから、誤差周波数Δωを求める。そして、制御回路130は、その誤差周波数の分だけ、同相ローカル信号Liの周波数を補正するように、周波数シンセサイザー(SYNTH)120を制御するための周波数制御信号を生成して、周波数シンセサイザー(SYNTH)120へ出力する。   The control circuit 130 obtains the error frequency Δω from the polarity P and the absolute value | Δω |. The control circuit 130 generates a frequency control signal for controlling the frequency synthesizer (SYNTH) 120 so as to correct the frequency of the in-phase local signal Li by the error frequency, and the frequency synthesizer (SYNTH). 120 is output.

制御回路130は、例えば、誤差周波数Δωと、周波数補正に関する補正量とを対応付けたテーブル(不図示)を有し、そのテーブルを使用して、周波数制御信号を生成する。また、制御回路130は、所定の演算式を使用することにより、誤差周波数から補正量を算出することもできる。これらの演算やテーブルにおいては、一巡の周波数補正に関する補正量を決定するための利得を任意に設定するための、利得設定機能を有することができる。   For example, the control circuit 130 has a table (not shown) in which the error frequency Δω is associated with a correction amount related to frequency correction, and the frequency control signal is generated using the table. The control circuit 130 can also calculate a correction amount from the error frequency by using a predetermined arithmetic expression. These calculations and tables can have a gain setting function for arbitrarily setting a gain for determining a correction amount for one round of frequency correction.

また、制御回路130は、誤差周波数の絶対値|Δω|が予め設定しておいた閾値に満たない場合は、周波数制御信号を生成しないこととする、切り捨て機能を有することもできる。   In addition, the control circuit 130 may have a truncation function that does not generate a frequency control signal when the absolute value | Δω | of the error frequency is less than a preset threshold value.

更に、制御回路130は、飛び込みノイズの影響を受けることを避けるために、一定の閾値を超える誤差周波数の絶対値|Δω|を検出した場合に、その値を抑制するリミッタ機能や、誤差周波数Δωを時間軸方向で積分し平均化する、平均化機能を有してもよい。   Further, the control circuit 130 detects the absolute value | Δω | of the error frequency exceeding a certain threshold value in order to avoid the influence of the jumping noise, and the limiter function for suppressing the value or the error frequency Δω May be integrated in the time axis direction and averaged.

これらの補正量の算出のための動作の全部又は一部は、コンピュータプログラムを実行することにより実現してもよいし、ハードウェアにより実現することもできる。   All or a part of the operations for calculating these correction amounts may be realized by executing a computer program, or may be realized by hardware.

周波数シンセサイザー(SYNTH)120は、同相ローカル信号Liを生成し、π/2位相器(π/2)111およびミキサー(MIX)112へ出力する。周波数シンセサイザー(SYNTH)120は、基準クロック信号の周波数を参照し、制御回路130からの周波数制御信号に従って、同相ローカル信号Liの周波数を補正する。   The frequency synthesizer (SYNTH) 120 generates an in-phase local signal Li and outputs it to the π / 2 phase shifter (π / 2) 111 and the mixer (MIX) 112. The frequency synthesizer (SYNTH) 120 refers to the frequency of the reference clock signal and corrects the frequency of the in-phase local signal Li according to the frequency control signal from the control circuit 130.

次に、図2および図3を参照して、周波数制御回路100の動作について説明する。まず、下記(2)式および(3)式で表わされる、入力信号Sおよび同相ローカル信号Liが、周波数比較回路110に入力されたと仮定する。   Next, the operation of the frequency control circuit 100 will be described with reference to FIGS. First, it is assumed that the input signal S and the in-phase local signal Li represented by the following expressions (2) and (3) are input to the frequency comparison circuit 110.

Figure 2010245678
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Figure 2010245678
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上記(2)式および(3)式において、「ωs」は、入力信号Sの角周波数(rad/s)、「Δω」は、誤差周波数(rad/s)、「t」は、時間(s)で、Δωはωsに比べ十分小さいとする。 In the above equations (2) and (3), “ω s ” is the angular frequency (rad / s) of the input signal S, “Δω” is the error frequency (rad / s), and “t” is the time ( s), it is assumed that Δω is sufficiently smaller than ω s .

入力信号Sおよび同相ローカル信号Liは、ミキサー(MIX)112に入力され、ミキサー(MIX)112は、これらを混合して、同相ミキサー出力信号Siを出力する。この混合は、乗算演算に相当するので、同相ミキサー出力信号Siは、下記(4)式で求められる。   The input signal S and the in-phase local signal Li are input to the mixer (MIX) 112, and the mixer (MIX) 112 mixes them to output an in-phase mixer output signal Si. Since this mixing corresponds to a multiplication operation, the in-phase mixer output signal Si is obtained by the following equation (4).

Figure 2010245678
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上記(4)式に示すように、同相ミキサー出力信号Siは、入力信号Sの周波数ωsのほぼ2倍の周波数を持つ成分と、誤差周波数Δωに等しい周波数を持つ成分とを有している。 As shown in the above equation (4), the in-phase mixer output signal Si has a component having a frequency almost twice the frequency ω s of the input signal S and a component having a frequency equal to the error frequency Δω. .

この同相ミキサー出力信号Siは、ローパスフィルター(LPF)114に入力され、ここで、周波数ωsのほぼ2倍の周波数を持つ成分が除去される。この結果、下記(5)式により表わされる同相ベースバンド信号Biが出力される。 This in-phase mixer output signal Si is input to a low-pass filter (LPF) 114, where a component having a frequency approximately twice the frequency ω s is removed. As a result, an in-phase baseband signal Bi expressed by the following equation (5) is output.

Figure 2010245678
Figure 2010245678

一方、同相ローカル信号Liは、π/2位相器(π/2)111に入力されて、下記(6)式で表わされる、直交ローカル信号Lqが出力される。   On the other hand, the in-phase local signal Li is input to the π / 2 phase shifter (π / 2) 111, and a quadrature local signal Lq expressed by the following equation (6) is output.

Figure 2010245678
Figure 2010245678

入力信号Sおよび直交ローカル信号Lqは、ミキサー(MIX)113に入力され、ミキサー(MIX)113は、これらを混合して、直交ミキサー出力信号Sqを出力する。この混合は、乗算演算に相当するので、直交ミキサー出力信号Sqは、下記(7)式で求められる。   The input signal S and the orthogonal local signal Lq are input to the mixer (MIX) 113, and the mixer (MIX) 113 mixes them to output an orthogonal mixer output signal Sq. Since this mixing corresponds to a multiplication operation, the orthogonal mixer output signal Sq is obtained by the following equation (7).

Figure 2010245678
Figure 2010245678

上記(7)式に示すように、直交ミキサー出力信号Sqは入力信号Sの周波数ωsのほぼ2倍の周波数を持つ成分と、誤差周波数Δωに等しい周波数を持つ成分とを有している。 As shown in the above equation (7), the quadrature mixer output signal Sq has a component having a frequency approximately twice the frequency ω s of the input signal S and a component having a frequency equal to the error frequency Δω.

この直交ミキサー出力信号Sqは、ローパスフィルター(LPF)115に入力され、ここで、周波数ωsのほぼ2倍の周波数を持つ成分が除去される。この結果、下記(8)式により表わされる直交ベースバンド信号Bqが出力される。 This quadrature mixer output signal Sq is input to a low-pass filter (LPF) 115 where a component having a frequency approximately twice the frequency ω s is removed. As a result, an orthogonal baseband signal Bq expressed by the following equation (8) is output.

Figure 2010245678
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上記(5)式および(8)式から、各時間における、同相ベースバンド信号Biおよび直交ベースバンド信号Bqの振幅極性を算出することができる。   From the above equations (5) and (8), the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi and the quadrature baseband signal Bq at each time can be calculated.

図2(a)は、誤差周波数Δω>0、すなわち極性Pが正の場合における、同相ベースバンド信号Biおよび直交ベースバンド信号Bqの振幅極性の時間変化である。   FIG. 2A shows the time change of the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi and the quadrature baseband signal Bq when the error frequency Δω> 0, that is, when the polarity P is positive.

図2(b)は、誤差周波数Δω<0、すなわち極性Pが負の場合における、同相ベースバンド信号Biおよび直交ベースバンド信号Bqの振幅極性の時間変化である。   FIG. 2B shows a time change of the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi and the quadrature baseband signal Bq when the error frequency Δω <0, that is, when the polarity P is negative.

図2(a)および(b)において、下向きの白抜きの矢印は直交ベースバンド信号Bqの立ち下がりエッジ、上向きの白抜きの矢印は立ち上がりエッジである。   2A and 2B, the downward white arrow is a falling edge of the orthogonal baseband signal Bq, and the upward white arrow is a rising edge.

図2(a)および(b)を参照すると、誤差周波数Δω>0の場合において、直交ベースバンド信号Bqに立ち下がりエッジが検出されたとき、同相ベースバンド信号Biの振幅極性が正である。これに対し、誤差周波数Δω<0の場合において、直交ベースバンド信号Bqに立ち下がりエッジが検出されたとき、同相ベースバンド信号Biの振幅極性は負である。これは、上記(5)式、(8)式に示したように、直交ベースバンド信号Bq、同相ベースバンド信号Biの互いの位相がπ/2シフトしているためである。   Referring to FIGS. 2A and 2B, in the case of error frequency Δω> 0, the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi is positive when a falling edge is detected in the orthogonal baseband signal Bq. In contrast, when the error frequency Δω <0, when the falling edge is detected in the quadrature baseband signal Bq, the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi is negative. This is because the phases of the orthogonal baseband signal Bq and the in-phase baseband signal Bi are shifted by π / 2 as shown in the above equations (5) and (8).

同様の理由から、誤差周波数Δω>0の場合において、直交ベースバンド信号Bqに立ち上がりエッジが検出されたとき、同相ベースバンド信号Biの振幅極性が負である。これに対し、誤差周波数Δω<0の場合において、直交ベースバンド信号Bqに立ち上がりエッジが検出されたとき、同相ベースバンド信号Biの振幅極性は正である。   For the same reason, the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi is negative when a rising edge is detected in the quadrature baseband signal Bq when the error frequency Δω> 0. On the other hand, when the error frequency Δω <0, when the rising edge is detected in the orthogonal baseband signal Bq, the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi is positive.

従って、直交ベースバンド信号Bqが反転するタイミングにおける、同相ベースバンド信号Biの振幅極性を観測することにより、誤差周波数Δωの極性Pを判別することができる。   Therefore, the polarity P of the error frequency Δω can be determined by observing the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi at the timing when the orthogonal baseband signal Bq is inverted.

極性判定回路117は、このようにして判定した極性Pを出力する。計時回路119は、上記(8)式で表わされた直交ベースバンド信号Bqの立ち上がりエッジの周期、または立ち下がりエッジの周期を計測する。計時回路119は、計測した時間の逆数を誤差周波数の絶対値|Δω|として出力する。   The polarity determination circuit 117 outputs the polarity P determined in this way. The timer circuit 119 measures the period of the rising edge or the period of the falling edge of the orthogonal baseband signal Bq expressed by the above equation (8). The timer circuit 119 outputs the reciprocal of the measured time as the absolute value | Δω | of the error frequency.

図3は、制御回路130の動作を示すフローチャートである。同図を参照すると、この動作は、周波数制御回路100に電源が投入されたときに開始する。制御回路130は、絶対値|Δω|を入力する(ステップS0)。制御回路130は、絶対値|Δω|が、予め設定された下限値以下であるか否かを判断する(ステップS1)。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the control circuit 130. Referring to the figure, this operation starts when the frequency control circuit 100 is powered on. The control circuit 130 inputs the absolute value | Δω | (step S0). The control circuit 130 determines whether or not the absolute value | Δω | is equal to or less than a preset lower limit value (step S1).

ステップS1の判定で誤差周波数の絶対値|Δω|が下限値以下でなければ、制御回路130は、誤差周波数の絶対値|Δω|が上限値を超えたか否かを判断する(ステップS2)。ステップS2の判定で誤差周波数の絶対値|Δω|が上限値を超えたならば、制御回路130は、上限値を誤差周波数の絶対値|Δω|の値とする(ステップS3)。続いて、制御回路130は、所定の演算式やテーブルを使用して、誤差周波数の絶対値|Δω|及び極性Pの組み合わせに対応する、ローカル信号Liの周波数の補正量を算出する(ステップS4)。そして、制御回路130は、算出した補正量を示す周波数制御信号を周波数シンセサイザー(SYNTH)120へ出力し、ローカル信号Liの周波数を更新する(ステップS5)。その後、ステップS0に戻る。   If the absolute value | Δω | of the error frequency is not less than or equal to the lower limit in the determination of step S1, the control circuit 130 determines whether or not the absolute value | Δω | of the error frequency exceeds the upper limit (step S2). If the absolute value | Δω | of the error frequency exceeds the upper limit value in the determination of step S2, the control circuit 130 sets the upper limit value as the absolute value | Δω | of the error frequency (step S3). Subsequently, the control circuit 130 calculates a correction amount of the frequency of the local signal Li corresponding to the combination of the absolute value | Δω | of the error frequency and the polarity P using a predetermined arithmetic expression or table (step S4). ). Then, the control circuit 130 outputs a frequency control signal indicating the calculated correction amount to the frequency synthesizer (SYNTH) 120, and updates the frequency of the local signal Li (step S5). Thereafter, the process returns to step S0.

一方、ステップS1の判定で誤差周波数の絶対値|Δω|が下限値以下であれば、制御回路130は、ステップS0の入力に戻る。また、ステップS2の判定で誤差周波数の絶対値|Δω|が上限値以下である場合、制御回路130は、ステップS3の処理を行わず、ステップS4の処理に進む。   On the other hand, if the absolute value | Δω | of the error frequency is equal to or lower than the lower limit value in the determination in step S1, the control circuit 130 returns to the input in step S0. If the absolute value | Δω | of the error frequency is equal to or lower than the upper limit value in the determination in step S2, the control circuit 130 does not perform step S3 but proceeds to step S4.

なお、本実施形態では、周波数比較回路110は、直交ベースバンド信号Bqのエッジが検出されたときの同相ベースバンド信号Biの振幅極性から、誤差周波数Δωの極性を判別している。しかし、周波数比較回路110は、同相ベースバンド信号Biのエッジが検出されたときの直交ベースバンド信号Bqの振幅極性から、誤差周波数Δωの極性を判別してもよい。   In the present embodiment, the frequency comparison circuit 110 determines the polarity of the error frequency Δω from the amplitude polarity of the in-phase baseband signal Bi when the edge of the quadrature baseband signal Bq is detected. However, the frequency comparison circuit 110 may determine the polarity of the error frequency Δω from the amplitude polarity of the orthogonal baseband signal Bq when the edge of the in-phase baseband signal Bi is detected.

また、本実施形態では、周波数比較回路110は、直交ベースバンド信号Bqの立ち上りエッジまたは立ち下りエッジの周期から、誤差周波数の絶対値|Δω|を求めているが、同相ベースバンド信号Biの立ち上りエッジまたは立ち下りエッジの周期から、誤差周波数の絶対値|Δω|を求めてもよい。   In this embodiment, the frequency comparison circuit 110 obtains the absolute value | Δω | of the error frequency from the period of the rising edge or the falling edge of the orthogonal baseband signal Bq, but the rising edge of the in-phase baseband signal Bi. The absolute value | Δω | of the error frequency may be obtained from the period of the edge or the falling edge.

さらに、誤差周波数の絶対値|Δω|の上限値、下限値は、極性Pの値毎に設定されてもよい。   Furthermore, the upper limit value and lower limit value of the absolute value | Δω | of the error frequency may be set for each value of the polarity P.

本実施形態では、エッジ検出回路116がエッジ検出信号を出力し、その信号を利用して極性判定回路117が極性を判定し、計時回路119が、エッジの周期を計時する構成としている。   In the present embodiment, the edge detection circuit 116 outputs an edge detection signal, the polarity determination circuit 117 determines the polarity using the signal, and the timer circuit 119 measures the edge cycle.

しかし、極性の判定においてエッジ検出回路116からの信号を使用せず、極性判定回路117自身が、直交ベースバンド信号Bqの立ち上がりエッジまたは立下りエッジを検出するとともに、エッジ検出時の同相ベースバンド信号Biの極性から、極性Pを求める構成とすることもできる。エッジの周期の計時においてもエッジ検出回路116からの信号を使用せず、計時回路119自身が直交ベースバンド信号Bqの立ち上がりエッジまたは立下りエッジを検出するとともに、そのエッジの周期を計時してもよい。   However, in the polarity determination, the signal from the edge detection circuit 116 is not used, and the polarity determination circuit 117 itself detects the rising edge or the falling edge of the orthogonal baseband signal Bq, and the in-phase baseband signal at the time of edge detection. The polarity P can also be obtained from the polarity of Bi. Even when the edge period is counted, the signal from the edge detection circuit 116 is not used, and the timing circuit 119 itself detects the rising edge or the falling edge of the orthogonal baseband signal Bq, and also counts the period of the edge. Good.

以上説明したように、本実施形態によれば、周波数比較回路110は、アナログの入力信号Sおよびローカル信号Liから、単純な回路によって、それらの誤差周波数(差分周波数)Δωの極性Pと、誤差周波数の絶対値|Δω|とを出力するので、それらの出力値に基づいて周波数制御回路100が基準クロック信号を補正することで、少ない演算量で周波数を制御できる。この結果、この周波数制御回路100を設けた無線送受信装置において、消費電力が低減される。   As described above, according to the present embodiment, the frequency comparison circuit 110 can detect the error P (difference frequency) Δω from the analog input signal S and the local signal Li by a simple circuit, and the error. Since the absolute value | Δω | of the frequency is output, the frequency can be controlled with a small amount of calculation by the frequency control circuit 100 correcting the reference clock signal based on the output value. As a result, power consumption is reduced in the wireless transmission / reception apparatus provided with the frequency control circuit 100.

例えば、図10に記載された一般的な無線送受信装置においては、WCDMAの場合、FINGER回路、RAKE回路、周波数オフセット回路、遅延プロファイル回路、およびタイミング生成回路のクロック周波数は数百MHzであるが、アキュムレータの出力の更新頻度はせいぜい数十Hzである。   For example, in the general wireless transmission / reception apparatus described in FIG. 10, in the case of WCDMA, the clock frequency of the FINGER circuit, the RAKE circuit, the frequency offset circuit, the delay profile circuit, and the timing generation circuit is several hundred MHz. The update frequency of the accumulator output is at most tens of Hz.

本実施形態によれば、クロック周波数が数百MHzの周波数制御のための回路と、数十Hz程度のアキュムレータとを、数十Hz程度の周波数制御回路100に置き換えることができる。   According to the present embodiment, the frequency control circuit having a clock frequency of several hundred MHz and the accumulator having several tens of Hz can be replaced with the frequency control circuit 100 having about several tens of Hz.

このように、本実施形態の周波数制御回路100を使用する無線送受信装置では、周波数制御のためのデジタル演算量がクロック換算で1000分の1程度となり、一般的な無線送受信装置と比較して消費電力が非常に低減する。   As described above, in the wireless transmission / reception apparatus using the frequency control circuit 100 of the present embodiment, the digital calculation amount for frequency control is about 1/1000 in terms of clock, which is consumed in comparison with a general wireless transmission / reception apparatus. The power is greatly reduced.

また、本実施形態によれば、周波数比較回路110は、エッジ検出回路116からのエッジ検出信号を利用して、極性判定回路117が極性Pを判定し、計時回路119が誤差周波数の絶対値|Δω|を出力するので、極性P、絶対値|Δω|を正確に求めることができる。   Further, according to the present embodiment, the frequency comparison circuit 110 uses the edge detection signal from the edge detection circuit 116, the polarity determination circuit 117 determines the polarity P, and the timing circuit 119 has the absolute value of the error frequency | Since Δω | is output, the polarity P and the absolute value | Δω | can be accurately obtained.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について、図4を参照して説明する。図4は、本実施形態の周波数制御回路100aの構成を示すブロック図である。同図を参照すると、周波数制御回路100aの構成は、A/D変換器(A/D)121および122を更に設けた以外は、第1の実施形態の周波数制御回路100の構成と同様である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the frequency control circuit 100a of this embodiment. Referring to the figure, the configuration of the frequency control circuit 100a is the same as the configuration of the frequency control circuit 100 of the first embodiment, except that A / D converters (A / D) 121 and 122 are further provided. .

ローパスフィルター(LPF)114は、極性判定回路117の他、A/D変換器(A/D)121にも同相ベースバンド信号Biを出力する。ローパスフィルター(LPF)115は、エッジ検出回路116の他、A/D変換器(A/D)122にも直交ベースバンド信号Bqを出力する。   The low pass filter (LPF) 114 outputs the in-phase baseband signal Bi to the A / D converter (A / D) 121 in addition to the polarity determination circuit 117. The low pass filter (LPF) 115 outputs the orthogonal baseband signal Bq to the A / D converter (A / D) 122 in addition to the edge detection circuit 116.

A/D変換器(A/D)121は、ローパスフィルター(LPF)114からの同相ベースバンド信号Biを同相デジタルベースバンド信号に変換して出力する。A/D変換器(A/D)122は、ローパスフィルター(LPF)115からの直交ベースバンド信号Bqを直交デジタルベースバンド信号に変換して出力する。これらのデジタルベースバンド信号は、無線送受信装置における復調回路などに入力される。   The A / D converter (A / D) 121 converts the in-phase baseband signal Bi from the low-pass filter (LPF) 114 into an in-phase digital baseband signal and outputs it. The A / D converter (A / D) 122 converts the orthogonal baseband signal Bq from the low-pass filter (LPF) 115 into an orthogonal digital baseband signal and outputs it. These digital baseband signals are input to a demodulation circuit or the like in the wireless transmission / reception device.

以上説明したように、本実施形態によれば、周波数制御回路100aは、同相ベースバンド信号Biおよび直交ベースバンド信号Bqを、それぞれ同相デジタルベースバンド信号と直交デジタルベースバンド信号に変換するので、この周波数制御回路100aを無線送受信装置の受信回路に流用することができる。このため、周波数制御回路100aを無線送受信装置に組み込むことにより、周波数制御回路と別に受信回路を設ける構成と比較して、無線送受信装置における回路規模を縮小することができる。   As described above, according to the present embodiment, the frequency control circuit 100a converts the in-phase baseband signal Bi and the quadrature baseband signal Bq into the in-phase digital baseband signal and the quadrature digital baseband signal, respectively. The frequency control circuit 100a can be used for a receiving circuit of a wireless transmission / reception device. Therefore, by incorporating the frequency control circuit 100a in the wireless transmission / reception device, the circuit scale in the wireless transmission / reception device can be reduced as compared with a configuration in which a reception circuit is provided separately from the frequency control circuit.

(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態の周波数制御回路100bの構成を示すブロック図である。同図を参照すると、周波数制御回路100bの構成は、ローパスフィルター(LPF)123および124を更に設け、これらの出力信号をA/D変換器(A/D)121、122に入力する以外は、第2の実施形態の周波数制御回路100aの構成と同様である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the frequency control circuit 100b of this embodiment. Referring to the figure, the configuration of the frequency control circuit 100b is such that low-pass filters (LPF) 123 and 124 are further provided, and these output signals are input to A / D converters (A / D) 121 and 122. The configuration is the same as that of the frequency control circuit 100a of the second embodiment.

ミキサー112は、同相ミキサー出力信号Siを、ローパスフィルター(LPF)114のほか、ローパスフィルター(LPF)123へ出力する。ミキサー(MIX)113は、直交ミキサー出力信号Sqを、ローパスフィルター(LPF)115のほか、ローパスフィルター(LPF)124へ出力する。   The mixer 112 outputs the in-phase mixer output signal Si to the low-pass filter (LPF) 123 in addition to the low-pass filter (LPF) 114. The mixer (MIX) 113 outputs the orthogonal mixer output signal Sq to the low-pass filter (LPF) 124 in addition to the low-pass filter (LPF) 115.

ローパスフィルター(LPF)123、124は、通信信号の受信処理に特化した通過特性を有する。ローパスフィルター(LPF)123は、同相ベースバンド信号Biから、不要波を除去し、A/D変換器(A/D)121へ出力する。ローパスフィルター(LPF)124は、直交ベースバンド信号Bqから、不要波を除去し、A/D変換器(A/D)122へ出力する。   The low-pass filters (LPF) 123 and 124 have pass characteristics specialized for the reception processing of communication signals. The low-pass filter (LPF) 123 removes unnecessary waves from the in-phase baseband signal Bi and outputs it to the A / D converter (A / D) 121. The low-pass filter (LPF) 124 removes unnecessary waves from the orthogonal baseband signal Bq and outputs it to the A / D converter (A / D) 122.

周波数制御をする時と、無線送受信装置として通信信号を受信する時とでは、無線送受信装置は、異なるベースバンド帯域幅を使用する場合がある。このため、周波数制御処理、通信信号受信処理のうち、一方に適した特性のフィルターが、他方に適しているとは限らない。   The radio transmission / reception apparatus may use different baseband bandwidths when performing frequency control and when receiving a communication signal as the radio transmission / reception apparatus. Therefore, a filter having characteristics suitable for one of frequency control processing and communication signal reception processing is not necessarily suitable for the other.

しかし、本実施形態によれば、周波数制御回路100bを使用する無線送受信装置は、周波数制御及び通信信号受信の各々に特化した通過特性を持つローパスフィルター(LPF)114、115、123、124を用いることで、周波数追従性能を維持しつつ、通信信号受信性能を向上させることができる。   However, according to the present embodiment, the wireless transmission / reception apparatus using the frequency control circuit 100b includes the low-pass filters (LPF) 114, 115, 123, 124 having pass characteristics specialized for frequency control and communication signal reception. By using it, it is possible to improve the communication signal reception performance while maintaining the frequency tracking performance.

(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態について、図6を参照して説明する。図6は、本実施形態の周波数制御回路100cの構成を示すブロック図である。同図を参照すると、周波数制御回路100cの構成は、ローパスフィルター(LPF)114、115、制御回路130の代わりに、ローパスフィルター(LPF)114c、115c、制御回路130cを設けた以外は、第2の実施形態の周波数制御回路100aと同様である。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the frequency control circuit 100c of this embodiment. Referring to the figure, the configuration of the frequency control circuit 100c is the second except that low-pass filters (LPF) 114c and 115c and a control circuit 130c are provided in place of the low-pass filters (LPF) 114 and 115 and the control circuit 130. This is the same as the frequency control circuit 100a of the embodiment.

制御回路130cは、周波数制御と通信信号受信とを切り替えるとき、ローパスフィルターの特性を切り替えるための制御信号をローパスフィルター(LPF)114cおよび115cへ出力する。   When switching between frequency control and communication signal reception, the control circuit 130c outputs a control signal for switching the characteristics of the low-pass filter to the low-pass filters (LPF) 114c and 115c.

制御回路130cは、周波数制御と通信信号受信との切り替えのタイミング(またはそれぞれの動作を行う時間帯)として、予め制御回路130cが記憶していた時間帯を使用してもよいし、外部の装置から受信したタイミングを使用してもよい。   The control circuit 130c may use the time zone stored in advance by the control circuit 130c as the timing of switching between frequency control and communication signal reception (or the time zone during which each operation is performed) or an external device. The timing received from may be used.

ローパスフィルター(LPF)114cおよび115cは、制御回路130cからの制御信号に従って、それぞれの通過特性を切り替える。   The low-pass filters (LPF) 114c and 115c switch their pass characteristics according to the control signal from the control circuit 130c.

通過特性の切り替え方法として、例えば、周波数制御回路100cは、各々のローパスフィルター内に複数の内蔵フィルターとスイッチを有し、スイッチにより内蔵フィルターを切り替える方法を使用する。   For example, the frequency control circuit 100c uses a method in which each low-pass filter has a plurality of built-in filters and switches, and the built-in filters are switched by the switches.

なお、周波数制御回路100cは、各々のローパスフィルター内に複数のフィルター構成素子とスイッチを有し、フィルター構成素子を切り替える方法を使用することもできる。フィルター構成素子を切り替えることで、フィルター特性を切り替えることができる。   The frequency control circuit 100c may have a plurality of filter components and switches in each low-pass filter, and a method of switching the filter components may be used. By switching the filter components, the filter characteristics can be switched.

あるいは、周波数制御回路100cは、各々のローパスフィルターの特性を決定する構成素子の一部を外部からの電気信号で特性が変化する素子(例えばバラクタダイオード)で構成し、その素子の特性を変化させてローパスフィルターの特性を変化させる方法を使用することもできる。   Alternatively, the frequency control circuit 100c includes a part of the constituent elements that determine the characteristics of each low-pass filter as an element (for example, a varactor diode) whose characteristics are changed by an external electric signal, and changes the characteristics of the elements. It is also possible to use a method of changing the characteristics of the low-pass filter.

以上説明したように、本実施形態によれば、ローパスフィルターの数は、2個で済むので、ローパスフィルターを4個使用する第3の実施形態の場合と比較して、周波数制御および通信信号受信を行う回路を簡略化できる。   As described above, according to the present embodiment, since only two low-pass filters are required, frequency control and communication signal reception are performed as compared with the third embodiment in which four low-pass filters are used. It is possible to simplify the circuit for performing the above.

(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態の周波数制御回路100dの構成を示すブロック図である。同図を参照すると、周波数制御回路100dの構成は、クロック発生器(Ref CLOCK)118および制御回路130の代わりに、クロック発生器(Ref CLOCK)118dおよび制御回路130dを設けた以外は、第1の実施形態の周波数制御回路100と同様である。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the frequency control circuit 100d of this embodiment. Referring to the figure, the configuration of the frequency control circuit 100d is the same as that of the first embodiment except that the clock generator (Ref CLOCK) 118d and the control circuit 130d are provided in place of the clock generator (Ref CLOCK) 118 and the control circuit 130. This is the same as the frequency control circuit 100 of the embodiment.

制御回路130dは、周波数シンセサイザー(SYNTH)106でなく、クロック発生器(Ref CLOCK)118dを制御するための制御信号をクロック発生器(Ref CLOCK)118dへ出力する。   The control circuit 130d outputs a control signal for controlling not the frequency synthesizer (SYNTH) 106 but the clock generator (Ref CLOCK) 118d to the clock generator (Ref CLOCK) 118d.

基準クロック周波数の補正量は、誤差周波数Δωから求められる。第1の実施形態の場合と同様に、制御回路130dは、誤差周波数Δωと補正量とを対応付けたテーブルや、所定の演算式等を使用することにより、補正量を求める。   The correction amount of the reference clock frequency is obtained from the error frequency Δω. As in the case of the first embodiment, the control circuit 130d obtains the correction amount by using a table in which the error frequency Δω is associated with the correction amount, a predetermined arithmetic expression, or the like.

クロック発生器(Ref CLOCK)118dは、制御回路130dからの制御信号に従って周波数を補正した基準クロック信号を出力する。   The clock generator (Ref CLOCK) 118d outputs a reference clock signal whose frequency is corrected in accordance with a control signal from the control circuit 130d.

以上説明したように、本実施形態によれば、周波数制御回路100dが、基準クロック信号の周波数そのものを補正することにより、第1の実施形態に比べ絶対値|Δω|をより正確に求めることができる。   As described above, according to the present embodiment, the frequency control circuit 100d can obtain the absolute value | Δω | more accurately than in the first embodiment by correcting the frequency itself of the reference clock signal. it can.

また、基準クロック周波数を参照する回路が、周波数シンセサイザー以外にある場合、周波数制御回路100dは、それらの回路が動作する周波数も補正することができる。   In addition, when the circuit that refers to the reference clock frequency is other than the frequency synthesizer, the frequency control circuit 100d can also correct the frequency at which these circuits operate.

(第6の実施形態)
本発明の第6の実施形態について、図8を参照して説明する。図8は、本実施形態の無線送受信装置1の構成を示すブロック図である。無線送受信装置1は、携帯電話装置など、無線信号を送受信する機能を有する装置である。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless transmission / reception device 1 of the present embodiment. The wireless transmission / reception device 1 is a device having a function of transmitting / receiving a wireless signal, such as a mobile phone device.

無線送受信装置1は、無線部10、アンテナ11、およびベースバンド部20を有する。無線部10は、デュープレクサ(DUP)101、ローノイズアンプ(LNA)102、バンドパスフィルター(BPF)103、周波数制御回路100a、D/A変換器(D/A)141、ローパスフィルター(LPF)142、周波数シンセサイザー(SYNTH)143、ミキサー(MIX)144、バンドパスフィルター(BPF)145、および電力増幅器146を有する。周波数制御回路100aは、ベースバンド部20に接続され、周波数シンセサイザー(SYNTH)143に基準クロック信号と周波数制御信号を供給する以外は、第2の実施形態の周波数制御回路100aと同様の構成である。   The wireless transmission / reception device 1 includes a wireless unit 10, an antenna 11, and a baseband unit 20. The radio unit 10 includes a duplexer (DUP) 101, a low noise amplifier (LNA) 102, a band pass filter (BPF) 103, a frequency control circuit 100a, a D / A converter (D / A) 141, a low pass filter (LPF) 142, A frequency synthesizer (SYNTH) 143, a mixer (MIX) 144, a bandpass filter (BPF) 145, and a power amplifier 146 are included. The frequency control circuit 100a is connected to the baseband unit 20, and has the same configuration as the frequency control circuit 100a of the second embodiment, except that a reference clock signal and a frequency control signal are supplied to a frequency synthesizer (SYNTH) 143. .

アンテナ11は、高周波の無線信号を受信し、受信高周波信号としてデュープレクサ(DUP)101へ出力する。   The antenna 11 receives a high-frequency radio signal and outputs it to a duplexer (DUP) 101 as a received high-frequency signal.

また、アンテナ11は、デュープレクサ(DUP)101からの送信高周波信号を基地局へ送信する。送信高周波信号の生成方法については後述する。   The antenna 11 transmits a transmission high-frequency signal from the duplexer (DUP) 101 to the base station. A method for generating a transmission high-frequency signal will be described later.

デュープレクサ(DUP)101は、電力増幅器(PA)146からの送信高周波信号をアンテナ11へ出力し、アンテナ11からの受信高周波信号をローノイズアンプ(LNA)102へ出力する。   The duplexer (DUP) 101 outputs a transmission high-frequency signal from the power amplifier (PA) 146 to the antenna 11, and outputs a reception high-frequency signal from the antenna 11 to the low noise amplifier (LNA) 102.

ローノイズアンプ(LNA)102は、デュープレクサ(DUP)101からの受信高周波信号を増幅してバンドパスフィルター(BPF)103へ出力する。   The low noise amplifier (LNA) 102 amplifies the received high frequency signal from the duplexer (DUP) 101 and outputs the amplified signal to the band pass filter (BPF) 103.

バンドパスフィルター(BPF)103は、受信高周波信号から、所定の帯域の高周波成分を抽出し、入力信号Sとして周波数制御回路100aへ出力する。   The band pass filter (BPF) 103 extracts a high frequency component of a predetermined band from the received high frequency signal, and outputs it as an input signal S to the frequency control circuit 100a.

周波数制御回路100aは、A/D変換後の同相デジタルベースバンド信号と直交デジタルベースバンド信号をベースバンド部(CPU&BB)20へ出力する。   The frequency control circuit 100a outputs the in-phase digital baseband signal and the orthogonal digital baseband signal after A / D conversion to the baseband unit (CPU & BB) 20.

制御回路130は、ベースバンド部(CPU&BB)20から周波数情報、周波数比較タイミング情報を受信する。   The control circuit 130 receives frequency information and frequency comparison timing information from the baseband unit (CPU & BB) 20.

ここで、周波数情報とは、受信高周波信号、送信高周波信号、パイロット信号、およびマーカー信号の各信号の周波数を示す情報である。また、副搬送波(サブキャリア)を用いた通信の場合、周波数情報には、そのオフセット周波数を示す情報も含まれる。   Here, the frequency information is information indicating the frequency of each of the reception high-frequency signal, transmission high-frequency signal, pilot signal, and marker signal. In the case of communication using a subcarrier, the frequency information includes information indicating the offset frequency.

パイロット信号およびマーカー信号は、周波数や信号タイミングの指標として送受信される信号である。   The pilot signal and marker signal are signals that are transmitted and received as indices of frequency and signal timing.

周波数比較タイミング情報とは、受信高周波信号、送信高周波信号、パイロット信号、マーカー信号、および副搬送波(サブキャリア)が通信されるタイミング(時間帯)、または使用されるタイミング(時間帯)を示す情報である。   The frequency comparison timing information is information indicating the timing (time zone) at which the reception high-frequency signal, transmission high-frequency signal, pilot signal, marker signal, and subcarrier (subcarrier) are communicated, or the timing (time zone) used. It is.

制御回路130は、これらの周波数情報、周波数比較タイミング情報に基づいて周波数制御を行う。制御回路130は、周波数情報、周波数比較タイミング情報を記憶しておき、ベースバンド部(CPU&BB)20からの情報の入力が停止した状態でも、記憶しておいた情報を用いることにより、自律して動作することができる。   The control circuit 130 performs frequency control based on these frequency information and frequency comparison timing information. The control circuit 130 stores frequency information and frequency comparison timing information, and autonomously uses the stored information even when input of information from the baseband unit (CPU & BB) 20 is stopped. Can work.

制御回路130は、周波数制御において、周波数シンセサイザー(SYNTH)120と同様に、周波数シンセサイザー(SYNTH)143も制御する。クロック発生器(Ref CLOCK)118は、計時回路119および周波数シンセサイザー(SYNTH)120に加えて、周波数シンセサイザー(SYNTH)143へも基準クロック信号を出力する。   The control circuit 130 controls the frequency synthesizer (SYNTH) 143 in the same manner as the frequency synthesizer (SYNTH) 120 in the frequency control. The clock generator (Ref CLOCK) 118 outputs a reference clock signal to the frequency synthesizer (SYNTH) 143 in addition to the timer circuit 119 and the frequency synthesizer (SYNTH) 120.

ベースバンド部(CPU&BB)20は、無線部10からの同相デジタルベースバンド信号と直交デジタルベースバンド信号から受信データを抽出するとともに、基地局へ送付する送信データを含む送信デジタルベースバンド信号を生成し、無線部10へ出力する。   The baseband unit (CPU & BB) 20 extracts received data from the in-phase digital baseband signal and the quadrature digital baseband signal from the radio unit 10, and generates a transmission digital baseband signal including transmission data to be sent to the base station. , Output to the radio unit 10.

また、ベースバンド部(CPU&BB)20は、周波数情報および周波数比較タイミング情報を生成し、制御回路130へ出力する。   In addition, the baseband unit (CPU & BB) 20 generates frequency information and frequency comparison timing information, and outputs them to the control circuit 130.

ベースバンド部(CPU&BB)20は、生成した周波数情報および周波数比較タイミング情報を制御回路130に入力することにより、周波数比較すべき入力信号Sの周波数および比較すべきタイミング(時間帯)を指示する。例えば、OFDM信号においては、パイロット信号として使用されるサブキャリアが、時間とともに変更されていく場合がある。ベースバンド部(CPU&BB)20は、パイロット信号となっているサブキャリアについて周波数を比較するよう、制御回路130にサブキャリアの周波数と周波数比較タイミングを指示する。   The baseband unit (CPU & BB) 20 inputs the generated frequency information and frequency comparison timing information to the control circuit 130 to instruct the frequency of the input signal S to be frequency-compared and the timing (time zone) to be compared. For example, in an OFDM signal, a subcarrier used as a pilot signal may change with time. The baseband unit (CPU & BB) 20 instructs the control circuit 130 on the frequency of the subcarrier and the frequency comparison timing so as to compare the frequencies of the subcarriers serving as pilot signals.

また、無線送受信装置1が、データ通信中に周波数補正を行った場合は、その通信が途切れてしまう場合がある。これを避けるため、ベースバンド部(CPU&BB)20は、データ通信中は周波数制御動作を行わないように、周波数制御機能を停止(または禁止)するよう制御回路130に指示することができる。   Further, when the wireless transmission / reception device 1 performs frequency correction during data communication, the communication may be interrupted. In order to avoid this, the baseband unit (CPU & BB) 20 can instruct the control circuit 130 to stop (or prohibit) the frequency control function so as not to perform the frequency control operation during data communication.

D/A変換器(D/A)141は、ベースバンド部(CPU&BB)20からの送信デジタルベースバンド信号をアナログ信号に変換し、送信アナログベースバンド信号としてローパスフィルター(LPF)142へ出力する。   The D / A converter (D / A) 141 converts the transmission digital baseband signal from the baseband unit (CPU & BB) 20 into an analog signal, and outputs the analog signal to the low-pass filter (LPF) 142 as a transmission analog baseband signal.

ローパスフィルター(LPF)142は、D/A変換器(D/A)141からの送信アナログベースバンド信号から、所定の帯域を抽出し、ミキサー(MIX)144へ出力する。   The low pass filter (LPF) 142 extracts a predetermined band from the transmission analog baseband signal from the D / A converter (D / A) 141, and outputs it to the mixer (MIX) 144.

周波数シンセサイザー(SYNTH)143は、制御回路130からの周波数制御信号に従い、クロック発生器(Ref CLOCK)118からの基準クロック信号の周波数に基づいて、送信ローカル信号を生成する。この送信ローカル信号は、基地局へ送信する上り信号(送信高周波信号)の搬送波信号として使用される。周波数シンセサイザー(SYNTH)143は、送信ローカル信号をミキサー(MIX)144へ出力する。   The frequency synthesizer (SYNTH) 143 generates a transmission local signal based on the frequency of the reference clock signal from the clock generator (Ref CLOCK) 118 according to the frequency control signal from the control circuit 130. This transmission local signal is used as a carrier signal of an uplink signal (transmission high frequency signal) to be transmitted to the base station. The frequency synthesizer (SYNTH) 143 outputs the transmission local signal to the mixer (MIX) 144.

ミキサー(MIX)144は、ローパスフィルター(LPF)142からの送信アナログベースバンド信号と、周波数シンセサイザー(SYNTH)143からの送信ローカル信号とを混合し、送信高周波信号を生成してバンドパスフィルター(BPF)145へ出力する。   The mixer (MIX) 144 mixes the transmission analog baseband signal from the low-pass filter (LPF) 142 and the transmission local signal from the frequency synthesizer (SYNTH) 143, generates a transmission high-frequency signal, and generates a bandpass filter (BPF). ) Output to 145.

バンドパスフィルター(BPF)145は、ミキサー(MIX)144からの送信高周波信号から所定の帯域を抽出し、電力増幅器(PA)146へ出力する。   The band pass filter (BPF) 145 extracts a predetermined band from the transmission high-frequency signal from the mixer (MIX) 144 and outputs it to the power amplifier (PA) 146.

電力増幅器(PA)146は、バンドパスフィルター(BPF)145からの送信高周波信号を増幅してデュープレクサ(DUP)101へ出力する。   The power amplifier (PA) 146 amplifies the transmission high frequency signal from the band pass filter (BPF) 145 and outputs the amplified signal to the duplexer (DUP) 101.

なお、本実施形態では、無線送受信装置1は、第2の実施形態の周波数制御回路100aを使用している。しかし、図9に示すように、無線送受信装置1は、基準クロック周波数を制御する第5の実施形態の周波数制御回路100dを使用してもよい。第3および4の実施形態の周波数制御回路についても同様である。   In the present embodiment, the wireless transmission / reception apparatus 1 uses the frequency control circuit 100a of the second embodiment. However, as illustrated in FIG. 9, the wireless transmission / reception device 1 may use the frequency control circuit 100 d of the fifth embodiment that controls the reference clock frequency. The same applies to the frequency control circuits of the third and fourth embodiments.

以上説明したように、本実施形態によれば、無線送受信装置1において、低消費電力の周波数制御回路100aを使用することにより、無線送受信装置1全体の消費電力が低減するとともに、その安全性や利便性が改善される。   As described above, according to the present embodiment, by using the low-power-consumption frequency control circuit 100a in the wireless transmission / reception device 1, the power consumption of the entire wireless transmission / reception device 1 is reduced, and the safety and Convenience is improved.

1 無線送受信装置
10 無線部
20 ベースバンド部
100、100a、100b、100c、100d 周波数制御回路
101 デュープレクサ
102 ローノイズアンプ
103、145 バンドパスフィルター
110 周波数比較回路
111 π/2位相器
112、113、144 ミキサー
114、115、123、124、114c、115c、142 ローパスフィルター
116 エッジ検出回路
117 極性判定回路
118、118d クロック発生器
119 計時回路
120、143 周波数シンセサイザー
121、122 A/D変換器
130、130c、130d 制御回路
141 D/A変換器
146 電力増幅器
S0〜S5 ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio transmission / reception apparatus 10 Radio | wireless part 20 Baseband part 100, 100a, 100b, 100c, 100d Frequency control circuit 101 Duplexer 102 Low noise amplifier 103, 145 Band pass filter 110 Frequency comparison circuit 111 π / 2 phase shifter 112, 113, 144 Mixer 114, 115, 123, 124, 114c, 115c, 142 Low-pass filter 116 Edge detection circuit 117 Polarity determination circuit 118, 118d Clock generator 119 Clock circuit 120, 143 Frequency synthesizer 121, 122 A / D converters 130, 130c, 130d Control circuit 141 D / A converter 146 Power amplifier S0 to S5 Step

Claims (16)

入力信号とローカル信号とを混合し、得られた信号から、該入力信号の周波数と該ローカル信号の周波数との差である差分周波数を有する同相ベースバンド信号を抽出する同相ベースバンド信号抽出手段と、
前記入力信号と、前記ローカル信号の位相を所定値だけシフトした信号である直交ローカル信号とを混合し、得られた信号から、前記差分周波数を有する直交ベースバンド信号を抽出する直交ベースバンド信号抽出手段と、
前記同相ベースバンド信号と、前記直交ベースバンド信号との間の極性関係から、前記差分周波数の極性を判定する極性判定手段と、
前記同相ベースバンド信号の周期又は前記直交ベースバンド信号の周期から前記差分周波数の絶対値を取得する絶対値取得手段と、
を有する周波数比較回路。
In-phase baseband signal extraction means for mixing an input signal and a local signal and extracting an in-phase baseband signal having a difference frequency which is a difference between the frequency of the input signal and the frequency of the local signal from the obtained signal ,
An orthogonal baseband signal extraction that mixes the input signal and an orthogonal local signal that is a signal obtained by shifting the phase of the local signal by a predetermined value, and extracts an orthogonal baseband signal having the difference frequency from the obtained signal Means,
From the polarity relationship between the in-phase baseband signal and the quadrature baseband signal, polarity determination means for determining the polarity of the difference frequency;
Absolute value acquisition means for acquiring the absolute value of the difference frequency from the period of the in-phase baseband signal or the period of the quadrature baseband signal;
A frequency comparison circuit.
前記極性判定手段は、前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信号のうち、一方の信号に立ち上がり又は立ち下がりが生じたときにおける、他方の信号の振幅極性から、前記差分周波数の極性を判定する、請求項1に記載の周波数比較回路。   The polarity determination means determines the polarity of the difference frequency from the amplitude polarity of the other signal when one of the in-phase baseband signal and the quadrature baseband signal rises or falls. The frequency comparison circuit according to claim 1. 前記絶対値取得手段は、前記同相ベースバンド信号又は前記直交ベースバンド信号において、立ち上がりが生じる周期、又は立ち下りが生じる周期を計測し、計測した該周期の逆数を前記差分周波数の絶対値とする、請求項1又は2に記載の周波数比較回路。   The absolute value acquisition unit measures a period in which rising occurs or a period in which falling occurs in the in-phase baseband signal or the quadrature baseband signal, and the reciprocal of the measured period is set as the absolute value of the difference frequency. The frequency comparison circuit according to claim 1 or 2. 前記同相ベースバンド信号又は前記直交ベースバンド信号の振幅極性を監視し、監視した信号の立ち上がり又は立ち下りを検出する検出手段を更に有し、
前記極性判定手段は、前記検出手段により、前記直交ベースバンド信号及び前記同相ベースバンド信号のうち、一方の信号の立ち上がり又は立ち下りが検出されたとき、他方の信号の振幅極性から、前記差分周波数の極性を判定する、請求項2に記載の周波数比較回路。
Further comprising detection means for monitoring the amplitude polarity of the in-phase baseband signal or the quadrature baseband signal and detecting rising or falling of the monitored signal;
The polarity determination unit detects the difference frequency from the amplitude polarity of the other signal when the detection unit detects a rising or falling edge of one of the quadrature baseband signal and the in-phase baseband signal. The frequency comparison circuit according to claim 2, wherein the polarity is determined.
前記同相ベースバンド信号又は前記直交ベースバンド信号の振幅極性を監視し、監視した信号の立ち上がり又は立ち下りを検出する検出手段を更に有し、
前記絶対値取得手段は、前記検出手段により検出された前記立ち上がりが生じる周期の逆数、又は前記検出手段により検出された前記立ち下がりが生じる周期の逆数を前記差分周波数の絶対値とする、請求項3に記載の周波数比較回路。
Further comprising detection means for monitoring the amplitude polarity of the in-phase baseband signal or the quadrature baseband signal and detecting rising or falling of the monitored signal;
The absolute value acquisition means uses the reciprocal of the period in which the rising edge detected by the detecting means or the reciprocal of the period in which the falling occurs detected by the detection means as the absolute value of the difference frequency. 4. The frequency comparison circuit according to 3.
前記同相ベースバンド信号抽出手段は、
前記入力信号と前記ローカル信号とを混合した信号を同相ミキサー出力信号として出力する第1のミキサーと、
前記第1のミキサーにより出力された前記同相ミキサー出力信号から、前記ローカル信号の周波数の倍の周波数をもつ成分を除去することにより、前記同相ベースバンド信号を抽出する第1のフィルターと、
を有し、
前記直交ベースバンド信号抽出手段は、
前記入力信号と前記直交ローカル信号とを混合した信号を直交ミキサー出力信号として出力する第2のミキサーと、
前記第2のミキサーにより出力された前記直交ミキサー出力信号から、前記ローカル信号の周波数の倍の周波数をもつ成分を除去することにより、前記直交ベースバンド信号を抽出する第2のフィルターと、
を有する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の周波数比較回路。
The in-phase baseband signal extraction means includes:
A first mixer that outputs a signal obtained by mixing the input signal and the local signal as an in-phase mixer output signal;
A first filter for extracting the in-phase baseband signal by removing a component having a frequency twice the frequency of the local signal from the in-phase mixer output signal output by the first mixer;
Have
The orthogonal baseband signal extraction means includes
A second mixer that outputs a signal obtained by mixing the input signal and the orthogonal local signal as an orthogonal mixer output signal;
A second filter for extracting the quadrature baseband signal by removing a component having a frequency twice the frequency of the local signal from the quadrature mixer output signal output by the second mixer;
The frequency comparison circuit according to claim 1, comprising:
請求項6に記載の周波数比較回路と、
前記周波数比較回路にローカル信号を供給するローカル信号生成手段と、
前記極性判定手段により判定された前記極性と、前記絶対値取得手段により取得された前記絶対値とに基づいて、前記差分周波数を取得し、該差分周波数に応じて、前記ローカル信号生成手段が生成する前記ローカル信号の周波数を補正する制御手段と、
を有する周波数制御回路。
A frequency comparison circuit according to claim 6;
Local signal generating means for supplying a local signal to the frequency comparison circuit;
The difference frequency is acquired based on the polarity determined by the polarity determination unit and the absolute value acquired by the absolute value acquisition unit, and the local signal generation unit generates the difference frequency according to the difference frequency. Control means for correcting the frequency of the local signal;
A frequency control circuit.
前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信号を、各々同相デジタルベースバンド信号と直交デジタルベースバンド信号に変換する変換回路を更に有する、請求項7に記載の周波数制御回路。   The frequency control circuit according to claim 7, further comprising a conversion circuit that converts the in-phase baseband signal and the quadrature baseband signal into an in-phase digital baseband signal and a quadrature digital baseband signal, respectively. 前記周波数比較回路は、
前記第1のフィルターと特性が異なり、前記同相ベースバンド信号から所定の成分を除去する第3のフィルターと、
前記第2のフィルターと特性が異なり、前記直交ベースバンド信号から所定の成分を除去する第4のフィルターと、
を有し、
前記変換回路は、前記第3のフィルター及び前記第4のフィルターにより所定の成分が除去された前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信号を、各々同相デジタルベースバンド信号と直交デジタルベースバンド信号に変換する、請求項8に記載の周波数制御回路。
The frequency comparison circuit includes:
A third filter having different characteristics from the first filter and removing a predetermined component from the in-phase baseband signal;
A fourth filter having characteristics different from those of the second filter and removing a predetermined component from the orthogonal baseband signal;
Have
The conversion circuit converts the in-phase baseband signal and the quadrature baseband signal from which predetermined components are removed by the third filter and the fourth filter into an in-phase digital baseband signal and a quadrature digital baseband signal, respectively. 9. The frequency control circuit according to claim 8, wherein the frequency control circuit performs conversion.
前記制御手段は、フィルターの特性を変化させるためのフィルター制御信号を前記第1のフィルター及び前記第2のフィルターへ送信し、
前記第1のフィルター及び第2のフィルターは、前記制御回路により送信された前記フィルター制御信号に従って、特性を変化させる、請求項8に記載の周波数制御回路。
The control means transmits a filter control signal for changing the characteristics of the filter to the first filter and the second filter,
The frequency control circuit according to claim 8, wherein the first filter and the second filter change characteristics according to the filter control signal transmitted by the control circuit.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の周波数比較回路と、
前記周波数比較回路にローカル信号を供給するローカル信号生成手段と、
前記極性判定手段により判定された前記極性と、前記絶対値取得手段により取得された前記絶対値とに基づいて、前記差分周波数を取得し、該差分周波数に応じて、前記ローカル信号生成手段が生成する前記ローカル信号の周波数を補正する制御手段と、
を有する周波数制御回路。
A frequency comparison circuit according to any one of claims 1 to 5,
Local signal generating means for supplying a local signal to the frequency comparison circuit;
The difference frequency is acquired based on the polarity determined by the polarity determination unit and the absolute value acquired by the absolute value acquisition unit, and the local signal generation unit generates the difference frequency according to the difference frequency. Control means for correcting the frequency of the local signal;
A frequency control circuit.
前記同相ベースバンド信号及び前記直交ベースバンド信号を、各々同相デジタルベースバンド信号と直交デジタルベースバンド信号に変換する変換回路を更に有する、請求項11に記載の周波数制御回路。   12. The frequency control circuit according to claim 11, further comprising a conversion circuit that converts the in-phase baseband signal and the quadrature baseband signal into an in-phase digital baseband signal and a quadrature digital baseband signal, respectively. 基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成手段を有し、
前記ローカル信号生成手段は、前記基準クロック信号に基づいて前記ローカル信号を生成し、
前記制御手段は、取得した前記差分周波数に応じて、前記基準クロック信号の周波数を補正する、請求項7乃至12のいずれか1項に記載の周波数制御回路。
A reference clock signal generating means for generating a reference clock signal;
The local signal generating means generates the local signal based on the reference clock signal;
The frequency control circuit according to claim 7, wherein the control unit corrects the frequency of the reference clock signal according to the acquired difference frequency.
前記制御手段は、前記差分周波数に応じて前記ローカル信号の周波数の補正値を求め、該補正値を示す周波数制御信号を前記ローカル信号生成手段へ送信し、
前記ローカル信号生成手段は、前記周波数制御信号の示す前記補正値だけ周波数を補正した前記ローカル信号を生成する、請求項7乃至12のいずれか1項に記載の周波数制御回路。
The control means obtains a correction value of the frequency of the local signal according to the difference frequency, and transmits a frequency control signal indicating the correction value to the local signal generation means,
The frequency control circuit according to any one of claims 7 to 12, wherein the local signal generation unit generates the local signal whose frequency is corrected by the correction value indicated by the frequency control signal.
請求項7乃至14のいずれか1項に記載の周波数制御回路を有し、
信号波を搬送する前記入力信号を前記周波数制御回路に入力し、前記直交ベースバンド信号及び前記同相ベースバンド信号に基づいて、前記信号波を復調する、無線送受信装置。
A frequency control circuit according to any one of claims 7 to 14,
A radio transmission / reception apparatus that inputs the input signal carrying a signal wave to the frequency control circuit and demodulates the signal wave based on the quadrature baseband signal and the in-phase baseband signal.
入力信号とローカル信号とを混合し、
得られた信号から、該入力信号の周波数と該ローカル信号の周波数を有する同相ベースバンド信号を抽出し、
前記入力信号と、前記ローカル信号の位相を所定値だけシフトした信号である直交ローカル信号とを混合し、
得られた信号から、前記差分周波数を有する直交ベースバンド信号を抽出し、
前記同相ベースバンド信号と、前記直交ベースバンド信号との間の極性関係から、前記差分周波数の極性を判定し、
前記同相ベースバンド信号又は前記直交ベースバンド信号の周期から前記差分周波数の絶対値を取得する、周波数比較回路の制御方法。
Mix the input signal and local signal,
From the obtained signal, an in-phase baseband signal having the frequency of the input signal and the frequency of the local signal is extracted,
Mixing the input signal and an orthogonal local signal that is a signal obtained by shifting the phase of the local signal by a predetermined value;
Extracting an orthogonal baseband signal having the difference frequency from the obtained signal,
From the polarity relationship between the in-phase baseband signal and the quadrature baseband signal, determine the polarity of the difference frequency,
A method for controlling a frequency comparison circuit, wherein an absolute value of the difference frequency is acquired from a period of the in-phase baseband signal or the quadrature baseband signal.
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