JP3108016B2 - 周波数オフセット補償装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル移動通
信のＴＤＭＡデータ受信装置に利用する周波数オフセッ
ト補償装置に関し、特に、低消費電力化を実現したもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ方式のディジタル移動通信にお
けるデータ受信装置は、時分割された自局宛の信号（バ
ースト）を受信し、検波してデータを復号するが、この
とき、送信側が変調に用いた搬送波周波数と受信側が復
調に用いる発振周波数との間に周波数誤差（オフセッ
ト）があると、正しい復号ができない。そこで、データ
受信装置は、周波数オフセット補償装置を具備し、この
周波数オフセットを補償している。

【０００３】従来の周波数オフセット補償装置は、受信
する信号が、例えばＴＤＭＡのπ／４シフトＱＰＳＫ変
調波信号である場合、図６に示すように、波形整形され
たベースバンドの波形データのシンボル識別時点におけ
る同相成分Ｘ（ｎＴ）が印加される入力端子61と、波形
整形されたベースバンドの波形データのシンボル識別時
点における直交成分Ｙ（ｎＴ）が印加される入力端子62
と、入力端子61、62に印加された波形データＸ（ｎ
Ｔ）、Ｙ（ｎＴ）を取り込み、受信したπ／４シフトＱ
ＰＳＫ変調波信号の変調位相差の余弦と正弦とをそれぞ
れ同相成分Ｉ（ｎＴ）、直交成分Ｑ（ｎＴ）として持つ
信号Ｓ（ｎＴ）を出力するベースバンド遅延検波回路63
と、ベースバンド遅延検波回路63の出力信号Ｓ（ｎＴ）
と後述する判定回路68の出力信号Ｄ（ｎＴ）とから位相
誤差を推定して位相補償値を１シンボルごとにデータ更
新して出力する位相誤差推定回路64と、位相誤差推定回
路64から供給される位相補償値を用いてベースバンド遅
延検波回路63の出力信号Ｓ（ｎＴ）に含まれる周波数オ
フセットに起因した位相誤差を補償する位相補償回路67
と、位相補償回路67の出力を４値判定する判定回路68
と、判定回路68の出力を２進のシリアルデータに変換す
るデコーダ69と、デコーダ69の出力を受信データとして
出力する受信データ出力端子70とを備えている。

【０００４】位相誤差推定回路64は、ベースバンド遅延
検波回路63の出力信号Ｓ（ｎＴ）の共役複素信号Ｓ*(ｎ
Ｔ)（＊は共役複素数を表す）と判定回路68の出力信号
Ｄ（ｎＴ）との複素相関値を算出する相関演算回路65
と、この複素相関値のＮシンボルの移動平均値とベース
バンド遅延検波回路63の出力信号Ｓ(ｎＴ)の複素乗算結
果の移動平均値とから位相補償値Ψ＊を算出し、これを
１シンボルごとに更新して出力する移動平均回路66とを
具備している。この位相補償値Ψ＊は、位相誤差推定値
Ψの共役複素数である。

【０００５】この装置の動作について説明する。シンボ
ル識別時点ｎＴ（ｎ：正整数、Ｔ：シンボル周期）にお
いて、入力端子61には、波形整形されたベースバンドの
波形データの同相成分Ｘ(ｎＴ)が、また、入力端子62に
は、波形整形されたベースバンドの波形データの直交成
分Ｙ(ｎＴ)が印加され、それぞれベースバンド遅延検波
回路63に供給される。ベースバンド遅延検波回路63は、
波形データＸ(ｎＴ)、Ｙ(ｎＴ)に対して、１シンボル間
の位相差を求める遅延検波を行ない、π／４シフトＱＰ
ＳＫ変調波信号の変調位相差の余弦と正弦とを、それぞ
れ同相成分Ｉ(ｎＴ)、直交成分Ｑ(ｎＴ)として出力す
る。

【０００６】ここで、ベースバンド遅延検波回路63の出
力を、同相成分を実数部、直交成分を虚数部に持つ複素
信号Ｓ(ｎＴ)で表現すると（数１）のようになる。

【０００７】 Ｓ(ｎＴ)＝Ｉ(ｎＴ)＋ｊＱ(ｎＴ) （数１） 同様に位相誤差推定回路64の出力、及び、判定回路68の
出力の複素表現をそれぞれ、Ψ＊((ｎ-1)Ｔ)、Ｄ(ｎＴ)
とする。

【０００８】そこで、周波数オフセットに起因する位相
誤差の推定値Ψ(ｎＴ)を次のように選ぶ。即ち、ベース
バンド遅延検波回路63の出力Ｓ(ｎＴ)に、位相誤差推定
回路64の出力である位相誤差の推定値Ψ((ｎ-1)Ｔ)の共
役複素数Ψ＊((ｎ-1)Ｔ)を用いて、位相補償回路67で位
相補償を行なった結果Ｓ(ｎＴ)・Ψ＊((ｎ-1)Ｔ)と、判
定回路68で位相補償回路67の出力に対して４値判定を行
なった結果Ｄ（ｎＴ）との誤差ε(ｎ)＝Ｄ（ｎＴ）−Ｓ
(ｎＴ)・Ψ＊((ｎ-1)Ｔ)の２乗平均が最小になるように
選ぶ。位相誤差の推定値をこのように選んだとき、位相
誤差の推定値の共役複素数、即ち、位相補償値Ψ＊(ｎ
Ｔ)は、位相補償回路64で（数２）に示す相関演算を行
なうことにより、位相誤差推定回路64の出力として得ら
れる。

【０００９】 Ψ＊(ｎＴ)＝Ｅ[Ｓ＊(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ)]／Ｅ[|Ｓ(ｎＴ)|²] （数２） 但し、Ｅ[・]は平均操作であり、ここではＬシンボル
（Ｌ：正整数）の移動平均を求める操作が行なわれれ
る。

【００１０】位相誤差推定回路64の相関演算回路65は、
１シンボルごとに（数２）に示したＳ＊（ｎＴ）・Ｄ
（ｎＴ）の相関演算を行なう。また、移動平均回路66
は、相関演算回路65の出力の移動平均演算と、ベースバ
ンド遅延検波回路63の出力信号Ｓ（ｎＴ）とその共役複
素信号Ｓ＊（ｎＴ）との複素乗算結果|Ｓ（ｎＴ）|²の
移動平均演算と、それらの演算結果を用いた（数２）の
演算とを行ない、Ψ*(ｎＴ）を出力する。

【００１１】位相補償回路67は、こうして得られた位相
補償値Ψ*(ｎＴ）を用いて、１シンボル後のシンボル識
別時点（ｎ＋１）ＴのデータＳ((ｎ＋１)Ｔ)に対し、周
波数オフセットに起因した位相誤差の補償を行ない、判
定回路68は、位相誤差の補償されたデータの４値判定を
行なう。判定回路68の出力は、デコーダ69で２進のシリ
アルデータに変換され、出力端子70から受信データとし
て出力される。

【００１２】このように、従来の周波数オフセット補償
装置は、（数２）に示した演算を１シンボルごとに実行
し、位相誤差の補償値を１シンボルごとに更新してい
る。そのため、高精度な位相誤差の補償を行なうことが
できる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の周波数
オフセット補償装置は、初期引き込み時、バースト受信
時に関わらず、常に１シンボルごとに複雑な移動平均演
算を行なっているため、消費電力が大きくなるという問
題点を有している。

【００１４】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、高精度な周波数オフセット補償機能を維
持しながら、消費電力の低減が可能な周波数オフセット
補償装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の周波数
オフセット補償装置では、周波数オフセットに起因する
位相誤差の推定を行なう初期収束特性の優れた第１の位
相誤差推定手段と、第１の位相誤差推定手段と比較して
初期収束特性は劣るが、消費電力の少ない第２の位相誤
差推定手段とを設け、初期引き込み時には、第１の位相
誤差推定手段を動作させ、バースト受信時には、第２の
位相誤差推定手段を動作させるように構成している。

【００１６】そのため、周波数オフセットに起因する位
相誤差の高精度な補償機能を維持しながら、消費電力の
低減を図ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、周波数オフセットに起因した位相誤差を推定して位
相補償値を出力する位相誤差推定手段と、この位相誤差
補償値を用いてベースバンドの受信データの位相誤差を
補償する位相補償手段と、位相補償手段から出力される
データによって受信データを判定する判定手段とを備え
る周波数オフセット補償装置において、位相誤差推定手
段が、受信データの共役複素データと判定手段の出力デ
ータとの相関値及び受信データの複素乗算値のそれぞれ
に対する平均演算を１シンボルごとに行ない、位相誤差
補償値を１シンボルごとに算出する第１平均演算手段を
備える第１の位相誤差推定手段と、受信データの共役複
素データと判定手段の出力データとの相関値及び受信デ
ータの複素乗算値のそれぞれをＮシンボルに渡って累積
加算し、累積加算値をＮシンボルごとに出力するＮシン
ボル間加算手段と、Ｎシンボル間加算手段から出力され
る累積加算値の平均演算を行ない、位相誤差補償値をＮ
シンボルごとに算出する第２平均演算手段とを備える第
２の位相誤差推定手段と、初期引き込み時に第１の位相
誤差推定手段を動作させ、バースト受信時に第２の位相
誤差推定手段を動作させる切り替え手段とを具備するよ
うに構成したものであり、初期引き込み時における位相
誤差の補償を、第１の位相誤差推定手段を用いて迅速且
つ高精度に行ない、バースト受信時における位相誤差の
補償を、第２の位相誤差推定手段を用いて少ない消費電
力で行なう。

【００１８】請求項２に記載の発明は、この装置におい
て、第１平均演算手段が、１シンボルごとに、前記相関
値及び複素乗算値のＬシンボルの移動平均値を演算し、
位相誤差補償値を１シンボルごとに更新するように構成
したものであり、初期引き込み時に、周波数オフセット
に起因する位相誤差を迅速且つ高精度に補償することが
できる。

【００１９】請求項３に記載の発明は、この装置におい
て、第１平均演算手段が、１シンボルごとに、適応アル
ゴリズムを用いて前記相関値及び複素乗算値の平均演算
を行ない、位相誤差補償値を１シンボルごとに更新する
ように構成したものであり、初期引き込み時に、適切な
位相誤差補償値を算出することができる。

【００２０】請求項４に記載の発明は、この装置におい
て、第２平均演算手段が、Ｎシンボルごとに、前記累積
加算値のＭ×Ｎシンボル間の移動平均演算を行ない、位
相誤差補償値をＮシンボルごとに更新するように構成し
たものであり、バースト受信時に、周波数オフセットに
起因する位相誤差を、多くの消費電力を使わずに、高精
度に補償することができる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、この装置におい
て、第２平均演算手段が、Ｎシンボルごとに、適応アル
ゴリズムを用いて前記累積加算値の平均演算を行ない、
位相誤差補償値をＮシンボルごとに更新するように構成
したものであり、バースト受信時に、適切な位相誤差補
償値を算出することができる。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００２３】（第１の実施の形態）第１の実施形態の周
波数オフセット補償装置は、受信する信号が、例えばＴ
ＤＭＡのπ／４シフトＱＰＳＫ変調波信号の場合で説明
すると、図１に示すように、波形整形されたベースバン
ドの波形データのシンボル識別時点における同相成分Ｘ
（ｎＴ）が印加される入力端子１と、波形整形されたベ
ースバンドの波形データのシンボル識別時点における直
交成分Ｙ（ｎＴ）が印加される入力端子２と、入力端子
１、２に印加された波形データＸ（ｎＴ）、Ｙ（ｎＴ）
を取り込み、受信したπ／４シフトＱＰＳＫ変調波信号
の変調位相差の余弦と正弦とをそれぞれ同相成分Ｉ（ｎ
Ｔ）、直交成分Ｑ（ｎＴ）として持つ信号Ｓ（ｎＴ）を
出力するベースバンド遅延検波回路３と、位相補償値Ψ
₁＊（ｎＴ）を１シンボルごとにデータ更新して出力す
る第１の位相誤差推定回路４と、位相補償値Ψ₂＊をＮ
シンボルごとにデータ更新して出力する第２の位相誤差
推定回路５と、初期引き込み時は第１の位相誤差推定回
路４の出力を選択し、バースト受信時は第２の位相誤差
推定回路５の出力を選択するスイッチ６と、第１及び第
２の位相誤差推定回路４、５とスイッチ６との制御を行
なう制御回路７と、スイッチ６から供給される位相補償
値Ψ＊を用いてベースバンド遅延検波回路３の出力信号
Ｓ（ｎＴ）に含まれる周波数オフセットに起因した位相
誤差を補償する位相補償回路８と、位相補償回路８の出
力を４値判定する判定回路９と、判定回路９の出力を２
進のシリアルデータに変換するデコーダ10と、デコーダ
10の出力を受信データとして出力する受信データ出力端
子11とを備えている。

【００２４】また、第１の位相誤差推定回路４は、図２
（ａ）に示すように、ベースバンド遅延検波回路３の出
力信号Ｓ（ｎＴ）の共役複素信号Ｓ*(ｎＴ）と判定回路
９の出力信号Ｄ(ｎＴ)との複素相関値Ｓ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎ
Ｔ)を算出する相関演算回路21と、相関演算回路21から
出力された相関値Ｓ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ)、及び、ベースバ
ンド遅延検波回路３の出力信号Ｓ(ｎＴ)とその共役複素
信号Ｓ*(ｎＴ）との複素乗算結果|Ｓ(ｎＴ)|²のそれぞ
れに対して、１シンボルごとにＬシンボルの移動平均演
算を行ない、１シンボルごとに、相関値Ｓ*(ｎＴ)・Ｄ
(ｎＴ)の平均値Ｚ(ｎ）、及び、|Ｓ(ｎＴ)|²の平均値Ｒ
(ｎ)から位相誤差の補償値Ψ₁*を更新する移動平均回路
22とを具備している。

【００２５】また、第２の位相誤差推定回路５は、図２
（ｂ）に示すように、ベースバンド遅延検波回路３の出
力信号Ｓ(ｎＴ)の共役複素信号Ｓ*(ｎＴ）と判定回路９
の出力信号Ｄ(ｎＴ)との複素相関値Ｓ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ)
を算出する相関演算回路23と、相関演算回路23から出力
される相関値Ｓ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ)、及び、ベースバンド
遅延検波回路３の出力信号Ｓ(ｎＴ)とその共役複素信号
Ｓ*(ｎＴ）との複素乗算結果|Ｓ(ｎＴ)|² のそれぞれ
を、Ｎシンボル間累積するＮシンボル間加算回路24と、
Ｎシンボル間加算回路24の出力に対してＮシンボルごと
にＭ×Ｎシンボルの移動平均演算を行ない、Ｎシンボル
ごとに、相関値Ｓ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ)の平均値Ｚ(ｍ)、及
び|Ｓ（ｎＴ）|² の平均値Ｒ(ｍ)から位相誤差の補償値
Ψ₂*を更新する移動平均回路25とを具備している。

【００２６】次に、この装置の動作について説明する。

【００２７】まず、初期引き込み時の動作について説明
する。シンボル識別時点ｎＴ（ｎ：正整数、Ｔ：シンボ
ル周期）において、入力端子１には波形整形されたベー
スバンドの波形データの同相成分Ｘ（ｎＴ）が、また、
入力端子２には波形整形されたベースバンドの波形デー
タの直交成分Ｙ（ｎＴ）が印加され、それぞれベースバ
ンド遅延検波回路３に供給される。ベースバンド遅延検
波回路３は、波形データＸ(ｎＴ)、Ｙ(ｎＴ)に対して遅
延検波を行ない、π／４シフトＱＰＳＫ変調波信号の変
調位相差の余弦と正弦とを、それぞれ同相成分Ｉ(ｎ
Ｔ)、直交成分Ｑ(ｎＴ）として出力する。このベースバ
ンド遅延検波回路３の出力信号Ｓ(ｎＴ)を（数３）のよ
うに表す。

【００２８】 Ｓ(ｎＴ)＝Ｉ(ｎＴ)＋ｊＱ(ｎＴ) （数３） 初期引き込み時においては、制御回路７からの制御信号
で、第１の位相誤差推定回路４が動作し、第２の位相誤
差推定回路５が停止する。また、スイッチ６は第１の位
相誤差推定回路４の出力を選択して位相補償回路８に出
力する。

【００２９】このときの第１の位相誤差推定回路４の出
力、スイッチ６の出力、及び、判定回路９の出力を、そ
れぞれ複素表現により、Ψ₁*((ｎ−１)Ｔ)、Ψ*((ｎ−
１)Ｔ）、Ｄ(ｎＴ)で表す。この場合、Ψ*((ｎ−１)Ｔ)
＝Ψ₁*((ｎ−１)Ｔ)となる。

【００３０】ここで、周波数オフセットに起因する位相
誤差の推定値Ψ(ｎＴ)を、従来例で説明したように、位
相補償回路８の出力Ｓ(ｎＴ)・Ψ*((ｎ−１)Ｔ）と、判
定回路９の判定結果Ｄ(ｎＴ)との誤差ε（ｎ）＝Ｄ(ｎ
Ｔ)−Ｓ(ｎＴ)・Ψ*((ｎ−１）Ｔ）の２乗平均が最小に
なるように選ぶと、この位相誤差の推定値の共役複素
数、即ち、位相補償値Ψ*(ｎＴ）は、第１の位相誤差推
定回路４において（数４）に示す相関演算を行なったと
きの出力として得られる。

【００３１】 Ψ*(ｎＴ)＝Ｅ[Ｓ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ)]／Ｅ[|Ｓ(ｎＴ)|²] （数４） 但し、Ｅ[・]は平均操作であり、ここではＬシンボル
（Ｌ：正整数）の移動平均を求める操作が行なわれれ
る。

【００３２】第１の位相誤差推定回路４の相関演算回路
21は、（数４）のＳ*(ｎＴ)・Ｄ（ｎＴ）の相関演算を１
シンボルごとに行なう。また、移動平均回路22は、相関
演算回路21の出力の移動平均演算と、ベースバンド遅延
検波回路３の出力信号Ｓ（ｎＴ）の複素乗算結果|Ｓ(ｎ
Ｔ)|² の移動平均演算と、それらの演算結果を用いて
（数４）の演算とを行ない、Ψ*(ｎＴ）を出力する。

【００３３】こうして得られた位相補償値Ψ*(ｎＴ）
が、スイッチ６を介して、位相補償回路８に出力され、
位相補償回路８は、この位相補償値Ψ*(ｎＴ）を用い
て、１シンボル後のシンボル識別時点(ｎ＋１)Ｔにおけ
るベースバンド遅延検波回路３の出力信号Ｓ((ｎ＋１)
Ｔ)の周波数オフセットに起因した位相誤差を補償す
る。

【００３４】位相誤差の補償された出力信号は、判定回
路９において４値判定され、判定回路９の出力はデコー
ダ10で２進のシリアルデータに変換され、出力端子11か
ら受信データとして出力される。

【００３５】次に、バースト受信時の動作について説明
する。シンボル識別時点ｎＴ（ｎ：正整数、Ｔ：シンボ
ル周期、Ｎ×ｍ≦ｎＴ＜Ｎ×（ｍ＋１）、ｍ：正整数、
Ｎ：平均シンボル数）において、入力端子１には波形整
形されたベースバンドの波形データの同相成分Ｘ(ｎＴ)
が、また、入力端子２には波形整形されたベースバンド
の波形データの直交成分Ｙ(ｎＴ)が印加され、ベースバ
ンド遅延検波回路３は、それらを取り込んで遅延検波を
行ない、（数３）のＳ(ｎＴ)を出力する。

【００３６】また、バースト受信時には、制御回路７か
らの制御信号で、第１の位相差推定回路４が停止し、第
２の位相誤差推定回路５が動作し、スイッチ６は第２の
位相誤差推定回路５の出力を選択して位相補償回路８に
出力する。

【００３７】このときの第２の位相誤差推定回路５の出
力、スイッチ６の出力、及び、判定回路９の出力を、そ
れぞれ複素表現により、Ψ₂*(ｍ−１)、Ψ*(ｍ−１)、
Ｄ(ｎＴ）で表す。この場合、Ψ*(ｍ−１)＝Ψ₂*(ｍ−
１)となる。

【００３８】ここで、周波数オフセットに起因する位相
誤差の推定値Ψ(ｍ)を、位相補償回路８の出力Ｓ(ｎＴ)
・Ψ*(ｍ−１）と判定回路９の判定結果Ｄ(ｎＴ)との誤
差ε（ｎ）＝Ｄ(ｎＴ)−Ｓ(ｎＴ)・Ψ*(ｍ−１)の２乗平
均が最小になるように選ぶと、この位相誤差の推定値の
共役複素数、即ち、位相補償値Ψ*(ｍ）は、第２の位相
誤差推定回路５において（数５）に示す相関演算を行な
ったときの出力として得られる。

【００３９】 Ψ*(ｍ）＝Ｅ［ΣＳ*(kT)・Ｄ(kT)］／Ｅ［Σ｜Ｓ(kT)｜²］ ＝Ｚ(m)／Ｒ(m) （数５） 但し、 ＡＺ(ｍ)＝ΣＳ*(kT)・Ｄ(kT) ＡＲ(ｍ)＝Σ｜Ｓ(kT)｜² Ｚ(ｍ)＝Ｅ［ΣＳ*(kT)・Ｄ(kT)］＝Ｅ［ＡＺ(m)］ Ｒ(ｍ)＝Ｅ［Σ｜Ｓ(kT)｜²］＝Ｅ［ＡＲ(m)］ （各Σはｋ＝１からＮまで加算） なお、Ｅ［・］は平均操作であり、Ｍ×Ｎシンボル
（Ｍ、Ｎ：正整数）の移動平均を求める操作が行なわれ
る。

【００４０】第２の位相誤差推定回路５の相関演算回路
23は、（数５）のＳ*(ｎＴ)・Ｄ（ｎＴ）の相関演算を毎
シンボル行ない、この相関演算結果をＮシンボル間加算
回路24に供給する。Ｎシンボル間加算回路24は、相関演
算回路23の出力をＮシンボルに渡って加算して（数５）
のＡＺ(ｍ)を算出するとともに、ベースバンド遅延検波
回路３の出力信号Ｓ(ｎＴ)の複素乗算結果|Ｓ(ｎＴ)|²
をＮシンボルに渡って加算して（数５）のＡＲ(ｍ)を算
出する。そして、得られたＡＺ(ｍ)及びＡＲ(ｍ)をＮシ
ンボルに１回の割りで、移動平均回路25に出力する。

【００４１】移動平均回路25は、Ｎシンボル間加算回路
24からＮシンボルに１回の割りで出力されるＡＺ(ｍ)、
ＡＲ(ｍ)を用いて、（数５）に示した移動平均演算を行
ない、位相誤差の補償値Ψ*(ｍ）をＮシンボルに１回出
力する。

【００４２】このように、第２の位相誤差推定回路５か
ら出力される位相補償値Ψ*(ｍ）は、Ｎシンボル間に渡
って一定であり、位相補償回路８は、シンボル識別時点
ｎＴ（Ｎ×ｍ≦ｎＴ＜Ｎ×（ｍ＋１））において、位相
補償値Ψ*(ｍ−１）を用いて、ベースバンド遅延検波回
路３の出力信号の周波数オフセットに起因した位相誤差
を補償する。第２の位相誤差推定回路５は、この位相補
償が行なわれる間、次のＮシンボル間の位相補償を行な
うための位相補償値Ψ*(ｍ）を計算する。

【００４３】判定回路９は、位相補償回路８で周波数オ
フセットに起因した位相誤差が補償された信号出力の４
値判定を行ない、判定回路９の出力は、デコーダ10で２
進のシリアルデータに変換され、出力端子11から出力さ
れる。

【００４４】この第２の位相誤差推定回路５は、シンボ
ルごとの移動平均演算を必要としないために、演算に要
する消費電力が少なくて済む。

【００４５】このように第１の実施形態の周波数オフセ
ット補償装置は、初期引き込み時には、初期収束特性の
優れた第１の位相誤差推定回路を用いて位相誤差の補償
を行ない、バースト受信時には、消費電力の少ない第２
の位相誤差推定回路を用いて位相誤差の補償を行なう。
そのため、この装置では、消費電力が少なく、且つ、高
精度な周波数オフセット補償を行なうことができる。

【００４６】（第２の実施の形態）第２の実施形態の周
波数オフセット補償装置は、Ｎシンボルごとに位相補償
値Ψ*(ｍ）を更新する第２の位相誤差推定回路におい
て、適応アルゴリズムに従う平均演算を行なうように構
成している。

【００４７】この周波数オフセット補償装置は、図１の
第１の位相誤差推定回路４及び第２の位相誤差推定回路
５として、それぞれ図３（ａ）に示す第１の位相誤差推
定回路と、図３（ｂ）に示す第２の位相誤差推定回路５
とを備えている。この図３（ａ）の第１の位相誤差推定
回路は、第１の実施形態における第１の位相誤差推定回
路（図２（ａ））と同じである。また、図３（ｂ）の第
２の位相誤差推定回路は、第１の実施形態（図２
（ｂ））と同じ相関演算回路33及びＮシンボル間加算回
路34と、適応アルゴリズムに従って平均演算を行なう適
応演算回路35とを具備している。

【００４８】この周波数オフセット補償装置では、初期
引き込み時に、第１の位相誤差推定回路が、第１の実施
形態で説明した動作を行ない、周波数オフセットを補償
する。 バースト受信時には、制御回路７からの制御信
号で第２の位相誤差推定回路５が動作する。

【００４９】このとき、第２の位相誤差推定回路５は、
シンボル識別時点ｎＴ（ｎ：正整数、Ｔ：シンボル周
期、Ｎ×ｍ≦ｎＴ＜Ｎ×（ｍ＋１）、ｍ：正整数、Ｎ：
平均シンボル数）において、（数６）に示す相関演算を
行なうことにより、位相誤差の推定値の共役複素数、即
ち位相補償値Ψ*(ｍ）を出力する。

【００５０】 Ψ*(ｍ）＝Σ'λ^m-i・{ΣＳ*(kT)・Ｄ(kT)}／Σ'λ^m-i・{Σ|Ｓ(kT)|²} ＝Ｚ(m)／Ｒ(m) （数６） 但し、 ＡＺ(ｍ)＝ΣＳ*(kT)・Ｄ(kT) ＡＲ(ｍ)＝Σ|Ｓ(kT)|² Ｚ(ｍ)＝Σ'λ^m-i・{ΣＳ*(kT)・Ｄ(kT)}＝Σ'λ^m-i・ＡＺ
(m) Ｒ(ｍ)＝Σ'λ^m-i・{Σ|Ｓ(kT)|²}＝Σ'λ^m-i・ＡＲ(m) （Σ’はｉ＝１からｍまで加算、Σはｋ＝１からＮまで
加算） ここで、λは忘却係数であり、０≦λ≦１の範囲内で値
を定める。

【００５１】第２の位相誤差推定回路５の相関演算回路
33は、（数６）のＳ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ)の相関演算を毎シ
ンボル行ない、この相関演算結果をＮシンボル間加算回
路34に供給する。Ｎシンボル間加算回路34は、相関演算
回路34の出力をＮシンボルに渡って加算して（数６）の
ＡＺ(ｍ)を算出するとともに、ベースバンド遅延検波回
路３の出力信号Ｓ(ｎＴ)の複素乗算結果|Ｓ(ｎＴ)|² を
Ｎシンボルに渡って加算して（数６）のＡＲ(ｍ)を算出
する。そして、得られたＡＺ(ｍ)及びＡＲ(ｍ)をＮシン
ボルに１回の割りで、適応演算回路35に出力する。

【００５２】適応演算回路35は、Ｎシンボル間加算回路
34からＮシンボルに１回の割りで出力されるＡＺ(ｍ)、
ＡＲ(ｍ)を用いて、（数６）に示した適応アルゴリズム
を用いた平均演算を行ない、位相誤差の補償値Ψ*(ｍ）
をＮシンボルに１回出力する。この演算では、Ｎシンボ
ル間加算回路34から出力されるＡＺ(ｍ)、ＡＲ(ｍ)に対
して、忘却係数λにより、適切な重み付けがされる。そ
のため、平均演算時点に近いデータを、より重視する形
で平均演算が行なわれる。その他の動作は、第１の実施
形態と同じである。

【００５３】このように第２の実施形態の周波数オフセ
ット補償装置は、バースト受信時に、消費電力の少ない
第２の位相誤差推定回路を用いて位相誤差の補償を行な
うため、消費電力が少なくて済む。また、このとき、適
応アルゴリズムに従って平均演算を行なっているため、
位相誤差の補償値を高精度に求めることができ、優れた
精度の周波数オフセット補償を行なうことができる。

【００５４】（第３の実施の形態）第３の実施形態の周
波数オフセット補償装置は、１シンボルごとに位相補償
値Ψ*(ｎＴ）を更新する第１の位相誤差推定回路におい
て、適応アルゴリズムに従う平均演算を行なうように構
成している。

【００５５】この周波数オフセット補償装置は、図１の
第１の位相誤差推定回路４及び第２の位相誤差推定回路
５として、それぞれ図４（ａ）に示す第１の位相誤差推
定回路と、図４（ｂ）に示す第２の位相誤差推定回路５
とを備えている。この図４（ｂ）の第２の位相誤差推定
回路は、第１の実施形態における第２の位相誤差推定回
路（図２（ｂ））と同じである。また、図４（ａ）の第
１の位相誤差推定回路は、第１の実施形態（図２
（ａ））と同じ相関演算回路41と、適応アルゴリズムに
従って平均演算を行なう適応演算回路42とを具備してい
る。

【００５６】この周波数オフセット補償装置では、初期
引き込み時に、制御回路７からの制御信号で第１の位相
誤差推定回路４が動作する。このとき第１の位相誤差推
定回路は、シンボル識別時点ｎＴ（ｎ：正整数、Ｔ：シ
ンボル周期）において、（数７）に示す相関演算を行な
うことにより、位相誤差の推定値の共役複素数、即ち位
相補償値Ψ*(ｎＴ）を出力する。

【００５７】 Ψ*(ｎＴ）＝Σλ^n-k・Ｓ*(kT)・Ｄ(kT)／Σλ^n-k・|Ｓ(kT)|² （Σはｋ＝１からｎまで加算） （数７） ここで、λは忘却係数であり、０＜λ≦１の範囲内で値
を定める。

【００５８】第１の位相誤差推定回路４の相関演算回路
41は、（数７）のＳ*(ｎＴ)・Ｄ(ｎＴ）の相関演算を１
シンボルごとに行なう。また、適応演算回路42は、相関
演算回路41の出力と、ベースバンド遅延検波回路３の出
力信号Ｓ(ｎＴ)とを用いて、（数７）に示す適応アルゴ
リズムによる演算を行ない、１シンボルごとにΨ*(ｎ
Ｔ）を更新する。その他の動作は第１の実施形態と同じ
である。

【００５９】このように第３の実施形態の周波数オフセ
ット補償装置では、初期引き込み時に、第１の位相誤差
推定回路により、適応アルゴリズムに従って高精度に且
つ迅速に初期収束が行なわれる。また、バースト受信時
には、第２の位相誤差推定回路により、消費電力の低い
位相誤差の補償動作が実行される。

【００６０】（第４の実施の形態）第４の実施形態の周
波数オフセット補償装置は、第１の位相誤差推定回路及
び第２の位相誤差推定回路において、適応アルゴリズム
に従う平均演算を行なうように構成している。

【００６１】この周波数オフセット補償装置は、図１の
第１の位相誤差推定回路４及び第２の位相誤差推定回路
５として、それぞれ図５（ａ）に示す第１の位相誤差推
定回路と、図５（ｂ）に示す第２の位相誤差推定回路５
とを備えている。この図５（ａ）の第１の位相誤差推定
回路は、第３の実施形態における第１の位相誤差推定回
路（図４（ａ））と同じであり、また、図５（ｂ）の第
２の位相誤差推定回路は、第２の実施形態における第２
の位相誤差推定回路（図３（ｂ））と同じである。

【００６２】そのため、この装置では、初期引き込み時
に、第３の実施形態で説明した第１の位相誤差推定回路
４による周波数オフセット補償動作が行なわれ、また、
バースト受信時に、第２の実施形態で説明した第２の位
相誤差推定回路５による周波数オフセット補償動作が行
なわれる。

【００６３】この第４の実施形態の装置は、第２の実施
形態及び第３の実施形態で説明した効果を併せて奏す
る。

【００６４】なお、以上の実施形態では、受信信号がＴ
ＤＭＡのπ／４シフトＱＰＳＫ変調波信号である場合に
ついて説明したが、本発明の周波数オフセット補償装置
は、勿論、他の受信信号を対象として周波数オフセット
の補償を実施することも可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の周波数オフセット補償装置は、初期収束特性の優れた
第１の位相誤差推定回路と、第１の位相誤差推定回路と
比較して初期収束特性は劣るが、消費電力の少ない第２
の位相誤差推定回路とを用いて、初期引き込み時には第
１の位相誤差推定回路を動作させ、バースト受信時には
第２の位相誤差推定回路を動作させている。そのため、
高精度の補償を実現しながら、消費電力の低減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施形態における周波数オフセット
補償装置の全体構成を示すブロック図、

【図２】（ａ）第１実施形態における第１の位相誤差推
定回路のブロック図、（ｂ）第１実施形態における第２
の位相誤差推定回路のブロック図、

【図３】（ａ）第２実施形態における第１の位相誤差推
定回路のブロック図、（ｂ）第２実施形態における第２
の位相誤差推定回路のブロック図、

【図４】（ａ）第３実施形態における第１の位相誤差推
定回路のブロック図、（ｂ）第３実施形態における第２
の位相誤差推定回路のブロック図、

【図５】（ａ）第４実施形態における第１の位相誤差推
定回路のブロック図、（ｂ）第４実施形態における第２
の位相誤差推定回路のブロック図、

【図６】従来の周波数オフセット補償装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１、２、61、62 入力端子 ３、63 ベースバンド遅延検波回路 ４ 第１の位相誤差推定回路 ５ 第２の位相誤差推定回路 ６ スイッチ ７ 制御回路 ８、67 位相補償回路 ９、68 判定回路 10、69 デコーダ 11、70 出力端子 21、23、31、33、41、43、51、53、65 相関演算回路 22、25、32、45、66 移動平均回路 24、34、44、54 Ｎシンボル間加算回路 35、42、52、55 適応演算回路 64 位相誤差推定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数オフセットに起因した位相誤差を
   推定して位相補償値を出力する位相誤差推定手段と、前
   記位相誤差補償値を用いてベースバンドの受信データの
   位相誤差を補償する位相補償手段と、前記位相補償手段
   から出力されるデータによって受信データを判定する判
   定手段とを備える周波数オフセット補償装置において、 前記位相誤差推定手段が、 受信データの共役複素データと判定手段の出力データと
   の相関値及び受信データの複素乗算値のそれぞれに対す
   る平均演算を１シンボルごとに行ない、前記位相誤差補
   償値を１シンボルごとに算出する第１平均演算手段を備
   える第１の位相誤差推定手段と、 受信データの共役複素データと判定手段の出力データと
   の相関値及び受信データの複素乗算値のそれぞれをＮシ
   ンボルに渡って累積加算し、累積加算値をＮシンボルご
   とに出力するＮシンボル間加算手段と、前記Ｎシンボル
   間加算手段から出力される累積加算値の平均演算を行な
   い、前記位相誤差補償値をＮシンボルごとに算出する第
   ２平均演算手段とを備える第２の位相誤差推定手段と、 初期引き込み時に前記第１の位相誤差推定手段を動作さ
   せ、バースト受信時に前記第２の位相誤差推定手段を動
   作させる切り替え手段とを具備することを特徴とする周
   波数オフセット補償装置。
2. 【請求項２】 前記第１平均演算手段が、１シンボルご
   とに、前記相関値及び複素乗算値のＬシンボルの移動平
   均値を演算し、前記位相誤差補償値を１シンボルごとに
   更新することを特徴とする請求項１に記載の周波数オフ
   セット補償装置。
3. 【請求項３】 前記第１平均演算手段が、１シンボルご
   とに、適応アルゴリズムを用いて前記相関値及び複素乗
   算値の平均演算を行ない、前記位相誤差補償値を１シン
   ボルごとに更新することを特徴とする請求項１に記載の
   周波数オフセット補償装置。
4. 【請求項４】 前記第２平均演算手段が、Ｎシンボルご
   とに、前記累積加算値のＭ×Ｎシンボル間の移動平均演
   算を行ない、前記位相誤差補償値をＮシンボルごとに更
   新することを特徴とする請求項１乃至３に記載の周波数
   オフセット補償装置。
5. 【請求項５】 前記第２平均演算手段が、Ｎシンボルご
   とに、適応アルゴリズムを用いて前記累積加算値の平均
   演算を行ない、前記位相誤差補償値をＮシンボルごとに
   更新することを特徴とする請求項１乃至３に記載の周波
   数オフセット補償装置。