JP3144457B2 - 自動周波数調節方法及びその装置 - Google Patents
自動周波数調節方法及びその装置Info
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- JP3144457B2 JP3144457B2 JP06639695A JP6639695A JP3144457B2 JP 3144457 B2 JP3144457 B2 JP 3144457B2 JP 06639695 A JP06639695 A JP 06639695A JP 6639695 A JP6639695 A JP 6639695A JP 3144457 B2 JP3144457 B2 JP 3144457B2
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- Japan
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- signal
- phase
- frequency offset
- frequency
- component
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
- H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
- H03J7/02—Automatic frequency control
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動周波数調節方法及び
その装置に係り、特にＭＰＳＫ（Ｍ−ary phase shift
keying) 変調されて伝送された信号から同期信号を検出
するために使用される自動周波数制御（ＡＦＣ) 方法及
びその装置に関する。
その装置に係り、特にＭＰＳＫ（Ｍ−ary phase shift
keying) 変調されて伝送された信号から同期信号を検出
するために使用される自動周波数制御（ＡＦＣ) 方法及
びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル伝送技術は高質伝送を保障
し、周波数効率を向上させるので汎用的に利用されてい
る。このようなディジタル伝送分野で同期検出方式の受
信器は変調されて伝送される信号から同期信号を検出し
た後、信号復調処理を行う。受信された信号から同期信
号を検出する時には、受信器の局部搬送波の発振周波数
と変調された搬送波の周波数が同一で位相誤差もなけれ
ば元の信号の完全な剣波が可能である。これのために変
調された信号の搬送波と局部搬送波が同期される。
し、周波数効率を向上させるので汎用的に利用されてい
る。このようなディジタル伝送分野で同期検出方式の受
信器は変調されて伝送される信号から同期信号を検出し
た後、信号復調処理を行う。受信された信号から同期信
号を検出する時には、受信器の局部搬送波の発振周波数
と変調された搬送波の周波数が同一で位相誤差もなけれ
ば元の信号の完全な剣波が可能である。これのために変
調された信号の搬送波と局部搬送波が同期される。
【０００３】受信された信号から同期信号を検出する従
来の技術を図１、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明
する。図１は一般的な４進位相偏移キ−イングＱＰＳＫ
復調のための自動周波数調節装置を示すブロック図であ
る。図１において、受信された信号 s(t) は乗算器１
１，１２に入力される。各乗算器１１，１２では受信さ
れた信号と電圧制御発振器ＶＣＯ１９から出力される相
互９０゜位相差を有する第１及び第２局部搬送波をそれ
ぞれ乗算する。この際、第１及び第２局部搬送波は２co
s ω1t, ２sin ω1tと示すことができる。
来の技術を図１、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明
する。図１は一般的な４進位相偏移キ−イングＱＰＳＫ
復調のための自動周波数調節装置を示すブロック図であ
る。図１において、受信された信号 s(t) は乗算器１
１，１２に入力される。各乗算器１１，１２では受信さ
れた信号と電圧制御発振器ＶＣＯ１９から出力される相
互９０゜位相差を有する第１及び第２局部搬送波をそれ
ぞれ乗算する。この際、第１及び第２局部搬送波は２co
s ω1t, ２sin ω1tと示すことができる。
【０００４】乗算器１１，１２の各出力信号は各低域通
過フィル−タ１３，１４により低域変換された基底帯域
の信号となる。受信された信号にガウス雑音などが含ま
れない場合に受信された信号は関係式Ｓ(t) ＝Ａcos(ω
ot + φ(t))と示すことができる。この際、低域通過フ
ィルタ−１３は同位相（in-phase) であるＩチャネルの
信号Ｉ(t) ＝Ａcos(△ωt + φ(t))を出力し、低域通過
フィルタ−１４は異位相（quadrature) であるＱチャネ
ルの信号Ｑ(t) ＝Ａsin(△ωt + φ(t))を出力する。こ
こで、△ω＝ω1 −ω0 である。
過フィル−タ１３，１４により低域変換された基底帯域
の信号となる。受信された信号にガウス雑音などが含ま
れない場合に受信された信号は関係式Ｓ(t) ＝Ａcos(ω
ot + φ(t))と示すことができる。この際、低域通過フ
ィルタ−１３は同位相（in-phase) であるＩチャネルの
信号Ｉ(t) ＝Ａcos(△ωt + φ(t))を出力し、低域通過
フィルタ−１４は異位相（quadrature) であるＱチャネ
ルの信号Ｑ(t) ＝Ａsin(△ωt + φ(t))を出力する。こ
こで、△ω＝ω1 −ω0 である。
【０００５】各低域通過フィルタ−１３，１４の出力信
号は各Ａ／Ｄ変換器１５，１６でディジタル変換されて
復調された信号として出力されるとともに、周波数検出
器１７に入力される。Ａ／Ｄ変換器１５，１６から出力
される信号はシンボル周期Ｔb ごとに変わる位相φ(t)
を有する。ＱＰＳＫの場合を例えると、位相φ(t) は４
５°、１３５°、−４５°、−１３５°中の一つの値を
有するようになり、送信側のビットストリ−ム情報とシ
ンボル周期Ｔb ごとに異なる。
号は各Ａ／Ｄ変換器１５，１６でディジタル変換されて
復調された信号として出力されるとともに、周波数検出
器１７に入力される。Ａ／Ｄ変換器１５，１６から出力
される信号はシンボル周期Ｔb ごとに変わる位相φ(t)
を有する。ＱＰＳＫの場合を例えると、位相φ(t) は４
５°、１３５°、−４５°、−１３５°中の一つの値を
有するようになり、送信側のビットストリ−ム情報とシ
ンボル周期Ｔb ごとに異なる。
【０００６】周波数検出器１７は二つのチャネルの信号
Ｉk ，Ｑk を受信して周波数オフセット情報Ｖ(k) を発
生する。周波数オフセットは実際の受信側装置での発振
周波数（局部搬送波) と受信された搬送波の周波数が一
致しなくて発生される。周波数オフセット情報Ｖ(k) は
ル−プフィルタ−１８を通過して電圧制御発振器１９に
入力される。電圧制御発振器１９は入力される周波数オ
フセット情報による第１及び第２局部搬送波を発生す
る。この第１及び第２局部搬送波はＩチャネルとＱチャ
ネルの信号発生のために周波数は同一であり、位相は相
互９０゜の差を有する信号である。
Ｉk ，Ｑk を受信して周波数オフセット情報Ｖ(k) を発
生する。周波数オフセットは実際の受信側装置での発振
周波数（局部搬送波) と受信された搬送波の周波数が一
致しなくて発生される。周波数オフセット情報Ｖ(k) は
ル−プフィルタ−１８を通過して電圧制御発振器１９に
入力される。電圧制御発振器１９は入力される周波数オ
フセット情報による第１及び第２局部搬送波を発生す
る。この第１及び第２局部搬送波はＩチャネルとＱチャ
ネルの信号発生のために周波数は同一であり、位相は相
互９０゜の差を有する信号である。
【０００７】前述した周波数オフセット情報を検出する
ための技術は次の文献に記載されている。：IEEE tran
s. on communications, vol. COM-32, No.8, August 1
984″AFC Tracking Algorithims″pp. 935- 947.図２
（Ａ）は前述した文献で開示されたクロス積（cross pr
oduct)を利用した周波数検出器を示す。
ための技術は次の文献に記載されている。：IEEE tran
s. on communications, vol. COM-32, No.8, August 1
984″AFC Tracking Algorithims″pp. 935- 947.図２
（Ａ）は前述した文献で開示されたクロス積（cross pr
oduct)を利用した周波数検出器を示す。
【０００８】サンプリング及びディジタル変換されたＩ
チャネルの信号Ｉk は遅延器２１と乗算器２４に印加さ
れ、サンプリング及びディジタル変換されたＱチャネル
の信号Ｑk は遅延器２２と乗算器２３に印加される。乗
算器２３では遅延されたＩチャネル信号と入力されるＱ
チャネルの信号を乗算し、乗算器２４では遅延されたＱ
チャネル信号と入力されるＩチャネルの信号を乗算す
る。
チャネルの信号Ｉk は遅延器２１と乗算器２４に印加さ
れ、サンプリング及びディジタル変換されたＱチャネル
の信号Ｑk は遅延器２２と乗算器２３に印加される。乗
算器２３では遅延されたＩチャネル信号と入力されるＱ
チャネルの信号を乗算し、乗算器２４では遅延されたＱ
チャネル信号と入力されるＩチャネルの信号を乗算す
る。
【０００９】減算器２５では乗算器２３の出力信号から
乗算器２４の出力信号を減算する。減算器２５はサンプ
リング周期Ｔs とシンボル周期Ｔb により決められる周
波数オフセット情報Ｖ(k) を発生する。即ち、ａ）サン
プリング周期Ｔs がシンボル周期Ｔb と等しい場合、減
算器２５は次の式（７）の周波数オフセット情報Ｖ(k)
を発生する。ここで、△ω＝ω 1 −ω0 ，φ(t) ＝
φk ，ｋＴs ≦ｔ＜（ｋ＋１）Ｔs ，θk ＝φk −φ
k-1 と定義する。
乗算器２４の出力信号を減算する。減算器２５はサンプ
リング周期Ｔs とシンボル周期Ｔb により決められる周
波数オフセット情報Ｖ(k) を発生する。即ち、ａ）サン
プリング周期Ｔs がシンボル周期Ｔb と等しい場合、減
算器２５は次の式（７）の周波数オフセット情報Ｖ(k)
を発生する。ここで、△ω＝ω 1 −ω0 ，φ(t) ＝
φk ，ｋＴs ≦ｔ＜（ｋ＋１）Ｔs ，θk ＝φk −φ
k-1 と定義する。
【００１０】 Ｉk ＝Ａcos(△ωk Ｔs ＋φk ) ．．．（１） Ｉk-1 ＝Ａcos(△ω(k−1)Ｔs ＋φk-1) ．．．（２） Ｑk ＝Ａsin(△ωk Ｔs ＋φk ) ．．．（３） Ｑk-1 ＝Ａsin(△ω(k−1)Ｔs ＋φk-1) ．．．（４） Ｑk ・Ｉk-1 ＝Ａ2/2 ・sin(△ωＴs ＋φk −φk-1) ＋Ａ2/2 ・sin(△ω(2k−1)Ｔs ＋φk ＋φk-1) ．．．（５） Ｉk ・Ｑk-1 ＝−Ａ2/2 ・sin(△ωＴs + φk −φk-1) ＋Ａ2/2 ・sin(△ω(2k−1)Ｔs ＋φk + φk-1) ．．．（６） ∴Ｖ（k)＝ Ｑk ・Ｉk-1 −Ｉk ・Ｑk-1 ＝Ａ2sin( △ωＴs + θk) ．．．（７） そして、ｂ）Ｔs ＜Ｔb （＝ｎＴs 、ここで、ｎ＞１）
即ち、オ−バサンプリングされる場合、減算器２５から
発生される周波数オフセット情報（Ｖ(k))は次の式（２
０）と表示される。
即ち、オ−バサンプリングされる場合、減算器２５から
発生される周波数オフセット情報（Ｖ(k))は次の式（２
０）と表示される。
【００１１】
【数４】
【００１２】
【数５】
【００１３】従って、
【００１４】
【数６】
【００１５】図２（Ｂ）はア−クタンジェント演算を利
用した周波数検出器を示している。ア−クタンジェント
部２７は二つのチャネルの信号（Ｉk ，Ｑk ）を受信し
てＱチャネル信号Ｑk を分子とし、ｌチャネル信号ｌk
を分母とするア−クタンジェント演算を遂行する。ア−
クタンジェント部２７の出力信号は微分器２８に入力さ
れ、次の式（２１）と式（２２）と示される周波数オフ
セット情報Ｖ(k) が発生される。
用した周波数検出器を示している。ア−クタンジェント
部２７は二つのチャネルの信号（Ｉk ，Ｑk ）を受信し
てＱチャネル信号Ｑk を分子とし、ｌチャネル信号ｌk
を分母とするア−クタンジェント演算を遂行する。ア−
クタンジェント部２７の出力信号は微分器２８に入力さ
れ、次の式（２１）と式（２２）と示される周波数オフ
セット情報Ｖ(k) が発生される。
【００１６】ａ）サンプリング周期Ｔs がシンボル周期
Ｔb と等しい場合（Ｔs ＝Ｔb )式（１），式（３）に
より Ｆ(k) ＝tan-1（Ｑk / Ｉk ） ＝△ωkＴ＋φk ∴Ｖ(k) ＝Ｆ(k) −Ｆ(k-1) ＝△ω(k-k+1)Ｔs ＋（φk −φk-1) ＝△ωＴs ＋θk ．．．（２１） ｂ）Ｔs ＜Ｔb （＝nＴs ) 即ち、オ−バサンプリング
される場合
Ｔb と等しい場合（Ｔs ＝Ｔb )式（１），式（３）に
より Ｆ(k) ＝tan-1（Ｑk / Ｉk ） ＝△ωkＴ＋φk ∴Ｖ(k) ＝Ｆ(k) −Ｆ(k-1) ＝△ω(k-k+1)Ｔs ＋（φk −φk-1) ＝△ωＴs ＋θk ．．．（２１） ｂ）Ｔs ＜Ｔb （＝nＴs ) 即ち、オ−バサンプリング
される場合
【００１７】
【外２】
【００１８】式（８），式（１０）により
【００１９】
【数７】
【００２０】式（９），式（１１）により
【００２１】
【数８】
【００２２】
【外３】
【００２３】式（１４），式（１６）により
【００２４】
【数９】
【００２５】式（１５），式（１７）により
【００２６】
【数１０】
【００２７】上の式（２１）はＴs ＝Ｔb である場合の
微分器２８の出力信号であり、式（２２）はＴs ＜Ｔb
（ｎＴs ）即ち、オ−バサンプリングされる場合の微分
器２８の出力信号である。正確な周波数検出のためには
送信情報によりその値が可変される
微分器２８の出力信号であり、式（２２）はＴs ＜Ｔb
（ｎＴs ）即ち、オ−バサンプリングされる場合の微分
器２８の出力信号である。正確な周波数検出のためには
送信情報によりその値が可変される
【００２８】
【外４】
【００２９】項が含まれないことが適合である。
【００３０】
【外５】
【００３１】は現在シンボルの周期から伝送される位相
情報と直前のシンボル周期から伝送される位相情報との
差、即ち伝送時のシンボル間の位相差を示し、以下θk
を伝送位相情報とする。一方、ア−クタンジェント演算
を行う位相差検出器を具備した自動周波数調節機能を有
するＱＰＳＫ復調器はヨロッパ特許番号“ＥＰ 0526, 8
36A2号”に開示されている。
情報と直前のシンボル周期から伝送される位相情報との
差、即ち伝送時のシンボル間の位相差を示し、以下θk
を伝送位相情報とする。一方、ア−クタンジェント演算
を行う位相差検出器を具備した自動周波数調節機能を有
するＱＰＳＫ復調器はヨロッパ特許番号“ＥＰ 0526, 8
36A2号”に開示されている。
【００３２】しかしながら、上の式（７）と式（２１）
で分るように、サンプリング周波数がシンボル率と等し
い場合伝送位相情報θk が入っている。それで、周波数
オフセット△ωにのみ比例する正確な周波数検出が不可
能になる。そして、オ−バサンプリングする場合には式
（２０）及び式（２２）で分るようにシンボル遷移（sy
mbol transition)があるサンプルに伝送位相情報
で分るように、サンプリング周波数がシンボル率と等し
い場合伝送位相情報θk が入っている。それで、周波数
オフセット△ωにのみ比例する正確な周波数検出が不可
能になる。そして、オ−バサンプリングする場合には式
（２０）及び式（２２）で分るようにシンボル遷移（sy
mbol transition)があるサンプルに伝送位相情報
【００３３】
【外６】
【００３４】が残っていてやはり正確な周波数検出が不
可能になる。一方、オ−バサンプリングする程度に従っ
て周波数検出の性能が向上されうるが、直接放送衛星
（direct broadcasting satellite : ＤＢＳ）のように
シンボル率が２０MHz 以上になる場合、オ−バサンプリ
ングのためのハ−ドウェアの価格が上昇するようになる
問題点があった。このような問題点は微分器ＡＦＣ，離
散フ−リエ変換ＤＦＴ ＡＦＣなどでも発生される。
可能になる。一方、オ−バサンプリングする程度に従っ
て周波数検出の性能が向上されうるが、直接放送衛星
（direct broadcasting satellite : ＤＢＳ）のように
シンボル率が２０MHz 以上になる場合、オ−バサンプリ
ングのためのハ−ドウェアの価格が上昇するようになる
問題点があった。このような問題点は微分器ＡＦＣ，離
散フ−リエ変換ＤＦＴ ＡＦＣなどでも発生される。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】前述した問題点を解決
するために、本発明の目的は位相偏移キ−イング方式に
従って伝送される信号をサンプリングした後、現在サン
プリングされた信号と直前にサンプリングされた信号と
の位相差と伝送時位相の量子化特性を利用して伝送され
た信号の位相にもっとも近い基準位相を求めて周波数オ
フセットを検出することにより周波数を自動に調節する
自動周波数調節方法を提供するにある。
するために、本発明の目的は位相偏移キ−イング方式に
従って伝送される信号をサンプリングした後、現在サン
プリングされた信号と直前にサンプリングされた信号と
の位相差と伝送時位相の量子化特性を利用して伝送され
た信号の位相にもっとも近い基準位相を求めて周波数オ
フセットを検出することにより周波数を自動に調節する
自動周波数調節方法を提供するにある。
【００３６】本発明の他の目的は前記方法を遂行するに
適合な自動周波数調節装置を提供するにある。
適合な自動周波数調節装置を提供するにある。
【００３７】
【課題を解決するための手段】前述した第１の目的を達
成するために、本発明は位相偏移キ−イングにより変調
された信号を受信して変調された信号の位相情報を利用
して周波数オフセット信号を発生し、この周波数オフセ
ット信号に基づいて受信器の発振周波数を制御する周波
数調節方法において、受信される信号を所定のサンプリ
ング周波数でサンプリングする第１の段階と、現在のサ
ンプリングされた信号Ｒkと以前にサンプリングされた
信号Ｒk-1を利用して次の式
成するために、本発明は位相偏移キ−イングにより変調
された信号を受信して変調された信号の位相情報を利用
して周波数オフセット信号を発生し、この周波数オフセ
ット信号に基づいて受信器の発振周波数を制御する周波
数調節方法において、受信される信号を所定のサンプリ
ング周波数でサンプリングする第１の段階と、現在のサ
ンプリングされた信号Ｒkと以前にサンプリングされた
信号Ｒk-1を利用して次の式
【数１７】 により正規化した第１位相検出信号Ｕkを発生する第２
の段階と、前記変調された信号が有することができる位
相偏移キ−イングの基準位相値のうち、前記第１位相検
出信号に含まれる位相差情報にもっとも近い基準位相を
前記受信された信号の伝送位相情報と決める第３の段階
と、前記位相差情報と前記決められた伝送位相情報間の
位相差に対応する周波数オフセット信号を発生する第４
の段階とを含むことを特徴とする。
の段階と、前記変調された信号が有することができる位
相偏移キ−イングの基準位相値のうち、前記第１位相検
出信号に含まれる位相差情報にもっとも近い基準位相を
前記受信された信号の伝送位相情報と決める第３の段階
と、前記位相差情報と前記決められた伝送位相情報間の
位相差に対応する周波数オフセット信号を発生する第４
の段階とを含むことを特徴とする。
【００３８】前述した他の目的を達成するために、本発
明は位相偏移キ−イングにより変調された信号を受信し
て変調された信号の位相情報を利用して周波数オフセッ
ト信号を発生し、この周波数オフセット信号に基づいて
受信器の発振周波数を制御する周波数調節装置におい
て、受信された信号を所定のサンプリング周波数として
サンプリングして出力するサンプリング手段と、前記サ
ンプリング手段により以前にサンプリングされた信号と
現在のサンプリングされた信号を受信して正規化した位
相検出信号を発生する位相差検出手段と、前記位相検出
信号を受信して前記変調された信号が有することができ
る位相偏移キ−イングの基準位相値のうち、前記位相検
出信号に入っている前記位相差情報にもっとも近い基準
位相を前記受信された信号の伝送位相情報と決め、前記
位相差情報と前記伝送位相情報間の位相差に従って決め
られる周波数オフセット信号を発生する周波数オフセッ
ト信号発生手段とを含むことを特徴とする。
明は位相偏移キ−イングにより変調された信号を受信し
て変調された信号の位相情報を利用して周波数オフセッ
ト信号を発生し、この周波数オフセット信号に基づいて
受信器の発振周波数を制御する周波数調節装置におい
て、受信された信号を所定のサンプリング周波数として
サンプリングして出力するサンプリング手段と、前記サ
ンプリング手段により以前にサンプリングされた信号と
現在のサンプリングされた信号を受信して正規化した位
相検出信号を発生する位相差検出手段と、前記位相検出
信号を受信して前記変調された信号が有することができ
る位相偏移キ−イングの基準位相値のうち、前記位相検
出信号に入っている前記位相差情報にもっとも近い基準
位相を前記受信された信号の伝送位相情報と決め、前記
位相差情報と前記伝送位相情報間の位相差に従って決め
られる周波数オフセット信号を発生する周波数オフセッ
ト信号発生手段とを含むことを特徴とする。
【００３９】
【作用】ＭＰＳＫ通信方式での搬送波の周波数と受信器
の局部発振周波数の不一致又はドップラ−シフトなどに
より発生する周波数オフセットを、検出された位相差情
報と決定された基準位相情報の位相差として検出し、シ
ンボル率でサンプリングされる信号を利用して周波数オ
フセットを検出する。
の局部発振周波数の不一致又はドップラ−シフトなどに
より発生する周波数オフセットを、検出された位相差情
報と決定された基準位相情報の位相差として検出し、シ
ンボル率でサンプリングされる信号を利用して周波数オ
フセットを検出する。
【００４０】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明を詳細に
説明する。まず、自動周波数調節方法を図３に結び付け
て説明する。本発明による自動周波数調節方法を要約す
れば、伝送される信号をシンボル率でサンプリングす
る。サンプリング周期とシンボル周期が等しい場合、伝
送位相情報を推定してθk 項を取り除くことにより正確
な周波数検出をなす。即ち、伝送位相情報θk を、位相
偏移キ−イングの情報伝送のための多数の基準位相ψi
の中一つを基準位相と決めて推定する。この際、位相偏
移キ−イングＰＳＫを利用した信号変調は情報伝送のた
めに伝送位相情報θk を可変させる。従って、本発明は
現在のサンプリングされた信号と直前にサンプリングさ
れた信号との位相差情報から推定された伝送位相情報
（基準位相）を減算して周波数オフセットを検出して正
確なＡＦＣを具現することである。
説明する。まず、自動周波数調節方法を図３に結び付け
て説明する。本発明による自動周波数調節方法を要約す
れば、伝送される信号をシンボル率でサンプリングす
る。サンプリング周期とシンボル周期が等しい場合、伝
送位相情報を推定してθk 項を取り除くことにより正確
な周波数検出をなす。即ち、伝送位相情報θk を、位相
偏移キ−イングの情報伝送のための多数の基準位相ψi
の中一つを基準位相と決めて推定する。この際、位相偏
移キ−イングＰＳＫを利用した信号変調は情報伝送のた
めに伝送位相情報θk を可変させる。従って、本発明は
現在のサンプリングされた信号と直前にサンプリングさ
れた信号との位相差情報から推定された伝送位相情報
（基準位相）を減算して周波数オフセットを検出して正
確なＡＦＣを具現することである。
【００４１】これに対してさらに具体的に説明する。Ｍ
ＰＳＫにより変調された信号が伝送されれば、受信器は
受信される信号を復調し、自動周波数調節装置は入力信
号をサンプリングする。サンプリングされた信号Ｒk は
ノイズなどによりその大きさｒk′が可変される。サン
プリングされた信号は周波数オフセット信号△ωＴを含
んでいるので、サンプリングされた信号Ｒk は次の式
（２３）と表現できる。
ＰＳＫにより変調された信号が伝送されれば、受信器は
受信される信号を復調し、自動周波数調節装置は入力信
号をサンプリングする。サンプリングされた信号Ｒk は
ノイズなどによりその大きさｒk′が可変される。サン
プリングされた信号は周波数オフセット信号△ωＴを含
んでいるので、サンプリングされた信号Ｒk は次の式
（２３）と表現できる。
【００４２】
【数１１】
【００４３】現在のサンプリングされた信号Ｒk と以前
にサンプリングされた信号Ｒk-1 を利用して次の式（２
４）のように正規化（normalization)すれば、この時に
得られる信号は位相差情報を有しているので、これを位
相検出信号Ｕk と命名し、この位相検出信号Ｕk はノイ
ズにより歪曲された信号の大きさが補償されたものであ
る。
にサンプリングされた信号Ｒk-1 を利用して次の式（２
４）のように正規化（normalization)すれば、この時に
得られる信号は位相差情報を有しているので、これを位
相検出信号Ｕk と命名し、この位相検出信号Ｕk はノイ
ズにより歪曲された信号の大きさが補償されたものであ
る。
【００４４】
【数１２】
【００４５】前記の式（２４）で分るように、位相検出
信号Ｕk の位相差信号∠Ｕはいつも次の式（２５）及び
（２６）を満足する。 ∠Ｕk ＝θk + △ωＴ ．．．（２５） △ωＴ＝∠Ｕk - θk ．．．（２６） サンプリングされた信号Ｒk は受信される信号であり、
位相検出信号Ｕk は上記式（２４）により計算可能であ
る。従って、伝送情報に従って可変される伝送位相情報
θk が分れば、周波数オフセット信号△ωＴの正確な計
算が可能になる。
信号Ｕk の位相差信号∠Ｕはいつも次の式（２５）及び
（２６）を満足する。 ∠Ｕk ＝θk + △ωＴ ．．．（２５） △ωＴ＝∠Ｕk - θk ．．．（２６） サンプリングされた信号Ｒk は受信される信号であり、
位相検出信号Ｕk は上記式（２４）により計算可能であ
る。従って、伝送情報に従って可変される伝送位相情報
θk が分れば、周波数オフセット信号△ωＴの正確な計
算が可能になる。
【００４６】ところが、伝送位相情報θk は伝送情報に
従って可変され、特に差動符号化（differential encod
ing)の場合、その自体が伝送情報となる。したがって、
周波数制御装置が良好に動作しなければ、受信器は伝送
位相情報を正確に判断し難い。この問題を解決するため
に一定なシンボル間隔で基準となる位相情報を伝送して
周波数オフセットを検出する方法が可能であるが、この
方法は信号伝送の側面で非効率的である。
従って可変され、特に差動符号化（differential encod
ing)の場合、その自体が伝送情報となる。したがって、
周波数制御装置が良好に動作しなければ、受信器は伝送
位相情報を正確に判断し難い。この問題を解決するため
に一定なシンボル間隔で基準となる位相情報を伝送して
周波数オフセットを検出する方法が可能であるが、この
方法は信号伝送の側面で非効率的である。
【００４７】したがって、本発明は下のような方法を提
案する。伝送位相情報θk は連続的な値でなく、ＭＰＳ
Ｋの基準位相で量子化されて伝送される。伝送時の伝送
位相情報θk は次の式（２７）で示した基準位相値を有
しうるように量子化されている。
案する。伝送位相情報θk は連続的な値でなく、ＭＰＳ
Ｋの基準位相で量子化されて伝送される。伝送時の伝送
位相情報θk は次の式（２７）で示した基準位相値を有
しうるように量子化されている。
【００４８】
【数１３】
【００４９】それで、サンプリングされた信号からシン
ボル間の位相差を検出することができ、各伝送位相情報
θk にもっとも近い基準位相信号は周波数オフセットが
ある場合にも検出することができる。図３は本発明によ
る伝送位相情報と基準位相信号間の関係を図式的に示
す。伝送位相情報θk にもっとも近い基準位相信号を選
択するための範囲を次の式（２８）に従って決める場
合、式（２８）により区分される範囲内に存する基準位
相信号
ボル間の位相差を検出することができ、各伝送位相情報
θk にもっとも近い基準位相信号は周波数オフセットが
ある場合にも検出することができる。図３は本発明によ
る伝送位相情報と基準位相信号間の関係を図式的に示
す。伝送位相情報θk にもっとも近い基準位相信号を選
択するための範囲を次の式（２８）に従って決める場
合、式（２８）により区分される範囲内に存する基準位
相信号
【００５０】
【外７】
【００５１】と伝送位相情報θk を同一な情報を有する
ことと判断しうる。 −π／Ｍ＜△ωＴ＜π／Ｍ ．．．（２８） したがって、本発明の自動周波数調節装置は検出される
位相検出信号Ｕk を含む図３の境界線（点線）の間に位
置する基準位相信号
ことと判断しうる。 −π／Ｍ＜△ωＴ＜π／Ｍ ．．．（２８） したがって、本発明の自動周波数調節装置は検出される
位相検出信号Ｕk を含む図３の境界線（点線）の間に位
置する基準位相信号
【００５２】
【外８】
【００５３】を伝送位相情報θk と判断する。前記の式
（２８）で媒介変数Ｍは位相偏移キ−イングの基準位相
信号
（２８）で媒介変数Ｍは位相偏移キ−イングの基準位相
信号
【００５４】
【外９】
【００５５】の個数と同一な値を有する。伝送位相情報
θk と認められる基準位相信号
θk と認められる基準位相信号
【００５６】
【外１０】
【００５７】が決められると、前述した式（２５）又は
（２６）で示した関係を有する周波数オフセット信号
（△ωＴ）は次の式（３０）又は（３１）により計算さ
れる。複素数Ａ，複素数Ｂ、二つの複素数の角度を得る
ための式（２９）を利用して周波数オフセット信号△ω
Ｔを求める。
（２６）で示した関係を有する周波数オフセット信号
（△ωＴ）は次の式（３０）又は（３１）により計算さ
れる。複素数Ａ，複素数Ｂ、二つの複素数の角度を得る
ための式（２９）を利用して周波数オフセット信号△ω
Ｔを求める。
【００５８】
【数１４】
【００５９】上の式（３０）によると、式（３１）を利
用する場合より簡単に周波数オフセット信号を検出する
ことができる。そして、前述した式（２３）を使用して
具現した装置はこの場合、無視しうる程度の誤差を有す
る周波数オフセット信号を検出することができる。続け
て、前述した本発明の自動周波数調節方法を具現した装
置を図４乃至図６を参照して詳細に説明する。
用する場合より簡単に周波数オフセット信号を検出する
ことができる。そして、前述した式（２３）を使用して
具現した装置はこの場合、無視しうる程度の誤差を有す
る周波数オフセット信号を検出することができる。続け
て、前述した本発明の自動周波数調節方法を具現した装
置を図４乃至図６を参照して詳細に説明する。
【００６０】図４は本発明の望ましい一実施例による周
波数検出器を示すブロック図である。図４の自動周波数
調節装置はサンプリング部３０、位相差検出器３２、決
定機器３４、第１周波数オフセット信号発生器３６及び
第２周波数オフセット信号発生器３８を具備する。ここ
で、位相差検出器３２は前述した式（２４）を具現した
正規化器又は計算量が負担になる場合には関係式Ｕk′
＝Ｒk Ｒ* k-1 を具現した複素共軛演算器を具備する。
波数検出器を示すブロック図である。図４の自動周波数
調節装置はサンプリング部３０、位相差検出器３２、決
定機器３４、第１周波数オフセット信号発生器３６及び
第２周波数オフセット信号発生器３８を具備する。ここ
で、位相差検出器３２は前述した式（２４）を具現した
正規化器又は計算量が負担になる場合には関係式Ｕk′
＝Ｒk Ｒ* k-1 を具現した複素共軛演算器を具備する。
【００６１】図４に示した装置の動作を説明すれば、サ
ンプリング部３０は受信されて復調された信号をサンプ
リングして出力する。本発明において信号のサンプリン
グ周波数ｆs はより安価なハ−ドウェアの具現のための
シンボル率Ｔb と同一になるように設定する。サンプリ
ングされた信号Ｒk が入力されれば、位相差検出器３２
は貯蔵していた以前のサンプリングされた信号Ｒk-1 と
現在のサンプリングされた信号Ｒk を利用して位相検出
信号Ｕk 又はＵ′k を発生する。位相差検出器３２では
外部制御信号（図示せず）により選択される正規化器又
は複素共軛演算器が位相検出信号を発生する。位相差検
出器３２から発生される位相検出信号は決定機器３４と
第１周波数オフセット信号発生器３６に印加される。二
つの位相検出信号Ｕk ，Ｕ′k に対して同一な動作がな
されるので今後は位相検出信号Ｕk に対する信号処理の
みを説明する。
ンプリング部３０は受信されて復調された信号をサンプ
リングして出力する。本発明において信号のサンプリン
グ周波数ｆs はより安価なハ−ドウェアの具現のための
シンボル率Ｔb と同一になるように設定する。サンプリ
ングされた信号Ｒk が入力されれば、位相差検出器３２
は貯蔵していた以前のサンプリングされた信号Ｒk-1 と
現在のサンプリングされた信号Ｒk を利用して位相検出
信号Ｕk 又はＵ′k を発生する。位相差検出器３２では
外部制御信号（図示せず）により選択される正規化器又
は複素共軛演算器が位相検出信号を発生する。位相差検
出器３２から発生される位相検出信号は決定機器３４と
第１周波数オフセット信号発生器３６に印加される。二
つの位相検出信号Ｕk ，Ｕ′k に対して同一な動作がな
されるので今後は位相検出信号Ｕk に対する信号処理の
みを説明する。
【００６２】決定機器３４は貯蔵していた境界値を利用
して伝送位相情報θk を決定する。即ち、受信された信
号が有しうる基準位相値のうち、位相検出信号Ｕk に入
っている位相差情報∠Ｕk にもっとも近い基準位相を前
記変調された信号が有する伝送位相情報θk と決める。
したがって、決定機器３４は伝送位相情報を有する基準
位相信号
して伝送位相情報θk を決定する。即ち、受信された信
号が有しうる基準位相値のうち、位相検出信号Ｕk に入
っている位相差情報∠Ｕk にもっとも近い基準位相を前
記変調された信号が有する伝送位相情報θk と決める。
したがって、決定機器３４は伝送位相情報を有する基準
位相信号
【００６３】
【外１１】
【００６４】を出力する。第１周波数オフセット信号発
生器３６は位相検出信号Ｕk と基準位相信号
生器３６は位相検出信号Ｕk と基準位相信号
【００６５】
【外１２】
【００６６】を受信して第１周波数オフセット信号sin
(△ωＴ) を発生する。第１周波数オフセット信号発生
器３６は前述した式（３０）を具現したものであって、
入力される基準位相信号
(△ωＴ) を発生する。第１周波数オフセット信号発生
器３６は前述した式（３０）を具現したものであって、
入力される基準位相信号
【００６７】
【外１３】
【００６８】と位相検出信号Ｕk を複素共軛演算して得
られる複素値の虚数成分を出力する。実際の回路の具現
時に第１周波数オフセット信号発生器３６は位相検出信
号Ｕkの実数成分Ｃk と虚数成分Ｓk 及び決定機器３４
から基準位相情報ψi を入力することにより、関係式Ｓ
kcosψi −Ｃk sinψi に従って動作される。第１周波
数オフセット発生器３６から出力される第１周波数オフ
セット信号sin(△ωＴ) は第２周波数オフセット発生器
３８に印加される。第２周波数オフセット発生器３８は
入力される第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ) のア
−クサイン値を出力する。即ち、第２周波数オフセット
信号（△ωＴ）を発生する。第１周波数オフセット信号
発生器３６と第２周波数オフセット信号発生器３８の出
力は全部周波数オフセット情報を利用した局部発振信号
の発生に利用されうる。
られる複素値の虚数成分を出力する。実際の回路の具現
時に第１周波数オフセット信号発生器３６は位相検出信
号Ｕkの実数成分Ｃk と虚数成分Ｓk 及び決定機器３４
から基準位相情報ψi を入力することにより、関係式Ｓ
kcosψi −Ｃk sinψi に従って動作される。第１周波
数オフセット発生器３６から出力される第１周波数オフ
セット信号sin(△ωＴ) は第２周波数オフセット発生器
３８に印加される。第２周波数オフセット発生器３８は
入力される第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ) のア
−クサイン値を出力する。即ち、第２周波数オフセット
信号（△ωＴ）を発生する。第１周波数オフセット信号
発生器３６と第２周波数オフセット信号発生器３８の出
力は全部周波数オフセット情報を利用した局部発振信号
の発生に利用されうる。
【００６９】図５は周波数オフセット信号発生器により
発生される周波数オフセット情報を図式で示す。図５の
特性曲線は｜△ωＴ｜＜π／Ｍ，｜△ｆs ｜＜ｆs ／２
Ｍ、そしてｆs ＝１／Ｔb である条件下で弁別器(discr
imination)により得られる。弁別器により得られる図５
の曲線ＡとＢはそれぞれ第１周波数オフセット信号発生
器３６と第２周波数オフセット信号発生器３８により得
られる。第１周波数オフセット信号発生器３６は境界π
／Ｍ付近で非線形的な弁別器曲線Ａを発生する。非線形
的な弁別器曲線Ａが単調増加関数ならば曲線Ｂのように
線形化しなくてもよい。したがって、実際の装置では第
１周波数オフセット信号発生器３６の出力信号を周波数
オフセット情報として使用することができる。
発生される周波数オフセット情報を図式で示す。図５の
特性曲線は｜△ωＴ｜＜π／Ｍ，｜△ｆs ｜＜ｆs ／２
Ｍ、そしてｆs ＝１／Ｔb である条件下で弁別器(discr
imination)により得られる。弁別器により得られる図５
の曲線ＡとＢはそれぞれ第１周波数オフセット信号発生
器３６と第２周波数オフセット信号発生器３８により得
られる。第１周波数オフセット信号発生器３６は境界π
／Ｍ付近で非線形的な弁別器曲線Ａを発生する。非線形
的な弁別器曲線Ａが単調増加関数ならば曲線Ｂのように
線形化しなくてもよい。したがって、実際の装置では第
１周波数オフセット信号発生器３６の出力信号を周波数
オフセット情報として使用することができる。
【００７０】ここで、第２周波数オフセット信号発生器
３８を利用すればより正確な周波数オフセット情報を検
出しうる反面、計算量が増加する問題がある。図６乃至
図８は前述した本発明の自動周波数調節方法を直角位相
偏移変調（Quadrature Phase Shift Keying ; ＱＰＳ
Ｋ）に適用したものである。ＱＰＳＫの場合、媒介変数
Ｍの値は４であり、式（２７）により基準位相はψ0 ＝
０、ψ1＝π/2、ψ2 ＝π1 、ψ3 ＝−π／２である。
３８を利用すればより正確な周波数オフセット情報を検
出しうる反面、計算量が増加する問題がある。図６乃至
図８は前述した本発明の自動周波数調節方法を直角位相
偏移変調（Quadrature Phase Shift Keying ; ＱＰＳ
Ｋ）に適用したものである。ＱＰＳＫの場合、媒介変数
Ｍの値は４であり、式（２７）により基準位相はψ0 ＝
０、ψ1＝π/2、ψ2 ＝π1 、ψ3 ＝−π／２である。
【００７１】位相検出信号Ｕk の実数成分Ｃk と虚数成
分Ｓk 間の和又は差は次は次の図６（Ａ）及び（Ｂ）の
関係を有する。図６（Ａ）は sgn( Ｃk - Ｓk ) を示す
ものであり、図６（Ｂ）は sgn( Ｃk + Ｓk ) を示した
ものである。サイン関数 sgnにより実数成分Ｃk と虚数
成分Ｓk との和又は差は図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の座
標軸及び点線に区分される領域のうち一つと決められ
る。
分Ｓk 間の和又は差は次は次の図６（Ａ）及び（Ｂ）の
関係を有する。図６（Ａ）は sgn( Ｃk - Ｓk ) を示す
ものであり、図６（Ｂ）は sgn( Ｃk + Ｓk ) を示した
ものである。サイン関数 sgnにより実数成分Ｃk と虚数
成分Ｓk との和又は差は図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の座
標軸及び点線に区分される領域のうち一つと決められ
る。
【００７２】サイン関数は次のように定義される。
【００７３】
【数１５】
【００７４】図６（Ａ）で決定された領域と図６（Ｂ）
で決定された領域に同時に入っている基準位相情報ψi
が伝送位相情報θk となる。このような関係を整理すれ
ば次の通りである。 関係： （ａ）Ｃk −Ｓk ＞０であり、Ｃk ＋Ｓk ＞０ならば、
ψi ＝０である。
で決定された領域に同時に入っている基準位相情報ψi
が伝送位相情報θk となる。このような関係を整理すれ
ば次の通りである。 関係： （ａ）Ｃk −Ｓk ＞０であり、Ｃk ＋Ｓk ＞０ならば、
ψi ＝０である。
【００７５】（ｂ）Ｃk −Ｓk ＜０であり、Ｃk ＋Ｓk
＞０ならば、ψi ＝π／２である。 （ｃ）Ｃk −Ｓk ＜０であり、Ｃk ＋Ｓk ＜０ならば、
ψi ＝πである。 （ｄ）Ｃk −Ｓk ＞０であり、Ｃk ＋Ｓk ＜０ならば、
ψi ＝−π／２である。 周波数オフセット信号△ωＴはこのような関係式により
決定された基準位相と上の式（３０）により決定され
る。即ち、ψi ＝０ならば sin( △ωＴ) ＝Ｓk、ψi
＝π／２ならば sin( △ωＴ )＝−Ｃk 、ψi ＝−π／
２ならば sin( △ωＴ) ＝Ｃk である。前述した内容を
整理すれば次の式（３２）が成立される。
＞０ならば、ψi ＝π／２である。 （ｃ）Ｃk −Ｓk ＜０であり、Ｃk ＋Ｓk ＜０ならば、
ψi ＝πである。 （ｄ）Ｃk −Ｓk ＞０であり、Ｃk ＋Ｓk ＜０ならば、
ψi ＝−π／２である。 周波数オフセット信号△ωＴはこのような関係式により
決定された基準位相と上の式（３０）により決定され
る。即ち、ψi ＝０ならば sin( △ωＴ) ＝Ｓk、ψi
＝π／２ならば sin( △ωＴ )＝−Ｃk 、ψi ＝−π／
２ならば sin( △ωＴ) ＝Ｃk である。前述した内容を
整理すれば次の式（３２）が成立される。
【００７６】
【数１６】
【００７７】図７は本発明の望ましい他の実施例による
周波数検出器を示すブロック図である。図７の装置はサ
ンプリング部３０、位相差検出器３２、そしてＱＰＳＫ
方式に対する式（３２）を具現した周波数オフセット信
号発生部４０を具備する。周波数オフセット信号発生部
４０は符号発生器４１，４２，４５，４６、減算器４
３，加算器４４，４９、そして乗算器４７，４８を具備
する。このような構成成分は前述した式（３２）に従っ
て連結される。図７では図４で説明された第２周波数オ
フセット信号発生器が周波数オフセット信号発生部４０
の出力端に追加に連結されることができる。
周波数検出器を示すブロック図である。図７の装置はサ
ンプリング部３０、位相差検出器３２、そしてＱＰＳＫ
方式に対する式（３２）を具現した周波数オフセット信
号発生部４０を具備する。周波数オフセット信号発生部
４０は符号発生器４１，４２，４５，４６、減算器４
３，加算器４４，４９、そして乗算器４７，４８を具備
する。このような構成成分は前述した式（３２）に従っ
て連結される。図７では図４で説明された第２周波数オ
フセット信号発生器が周波数オフセット信号発生部４０
の出力端に追加に連結されることができる。
【００７８】図７に示した装置の動作を調べてみると、
サンプリング部３０はシンボル率と同一なサンプリング
周波数でサンプリングされた信号Ｒk を出力する。位相
差検出器３２は図４で説明された同ブロックと同一な処
理を遂行する。位相差検出器３２から出力される位相検
出信号Ｕk は第１及び第２符号発生器４１，４２に印加
される。そして、実数成分信号Ｃk は第１乗算器４７に
印加され、虚数成分信号Ｓk は第２乗算器４８に印加さ
れる。第１符号発生器４１は位相検出信号Ｕk の実数成
分と虚数成分の差（Ｃk −Ｓk ）に対するサイン関数値
を第１符号信号として出力し、第２符号発生器４２は位
相検出信号Ｕk の実数成分と虚数成分の和（Ｃk ＋
Ｓk ) に対するサイン関数値を第２符号信号として出力
する。
サンプリング部３０はシンボル率と同一なサンプリング
周波数でサンプリングされた信号Ｒk を出力する。位相
差検出器３２は図４で説明された同ブロックと同一な処
理を遂行する。位相差検出器３２から出力される位相検
出信号Ｕk は第１及び第２符号発生器４１，４２に印加
される。そして、実数成分信号Ｃk は第１乗算器４７に
印加され、虚数成分信号Ｓk は第２乗算器４８に印加さ
れる。第１符号発生器４１は位相検出信号Ｕk の実数成
分と虚数成分の差（Ｃk −Ｓk ）に対するサイン関数値
を第１符号信号として出力し、第２符号発生器４２は位
相検出信号Ｕk の実数成分と虚数成分の和（Ｃk ＋
Ｓk ) に対するサイン関数値を第２符号信号として出力
する。
【００７９】減算器４３は第１符号信号と第２符号信号
を受信するように連結され、第１符号信号から第２符号
信号を減算して出力する。第１加算器４４は第１符号信
号と第２符号信号を受信して第１符号信号と第２符号信
号を加算して出力する。第３符号発生器４５は減算器４
３の出力のサイン関数の結果値を第３符号信号として出
力する。第４符号発生器４６は加算器４４の出力のサイ
ン関数の結果値を第４符号信号として出力する。
を受信するように連結され、第１符号信号から第２符号
信号を減算して出力する。第１加算器４４は第１符号信
号と第２符号信号を受信して第１符号信号と第２符号信
号を加算して出力する。第３符号発生器４５は減算器４
３の出力のサイン関数の結果値を第３符号信号として出
力する。第４符号発生器４６は加算器４４の出力のサイ
ン関数の結果値を第４符号信号として出力する。
【００８０】第１乗算器４７は第３符号信号と実数成分
信号Ｃk を乗算して出力し、第２乗算器４８は第４符号
信号と虚数成分信号Ｓk を乗算して出力する。乗算器４
７，４８の出力信号を受信するように連結された第２加
算器４９は第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ) を発
生する。図８は本発明の望ましいさらに他の一実施例に
よる周波数検出器を示すブロック図である。図８の装置
はサンプリング部３０、位相差検出器３２、そしてＱＰ
ＳＫ方式に対する式（３２）を具現した周波数オフセッ
ト信号発生部５０を具備する。周波数オフセット信号発
生部５０では制御信号発生器５１が位相検出信号Ｕk を
受信する。信号反転器５２，５３は位相差検出器３２か
ら出力される成分信号Ｃk 又はＳk を反転出力する。マ
ルチプレクサ５４は制御信号発生器５１により発生され
る選択制御信号ＳＥＬに応じて入力される信号を選択し
て、第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ) としてその
結果を出力する。図８において図４で説明された第２周
波数オフセット信号発生器３８が周波数オフセット信号
発生部５０の出力端に追加に連結しうる。
信号Ｃk を乗算して出力し、第２乗算器４８は第４符号
信号と虚数成分信号Ｓk を乗算して出力する。乗算器４
７，４８の出力信号を受信するように連結された第２加
算器４９は第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ) を発
生する。図８は本発明の望ましいさらに他の一実施例に
よる周波数検出器を示すブロック図である。図８の装置
はサンプリング部３０、位相差検出器３２、そしてＱＰ
ＳＫ方式に対する式（３２）を具現した周波数オフセッ
ト信号発生部５０を具備する。周波数オフセット信号発
生部５０では制御信号発生器５１が位相検出信号Ｕk を
受信する。信号反転器５２，５３は位相差検出器３２か
ら出力される成分信号Ｃk 又はＳk を反転出力する。マ
ルチプレクサ５４は制御信号発生器５１により発生され
る選択制御信号ＳＥＬに応じて入力される信号を選択し
て、第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ) としてその
結果を出力する。図８において図４で説明された第２周
波数オフセット信号発生器３８が周波数オフセット信号
発生部５０の出力端に追加に連結しうる。
【００８１】図８に示した装置の動作を調べてみると、
サンプリング部３０がシンボル率と同一なサンプリング
周波数でサンプリングされた信号Ｒk を出力すれば、位
相差検出器３２は図４で説明されたブロックと同一な処
理を遂行する。位相検出信号Ｕk の実数成分信号Ｃk は
第１信号反転器５２により反転され、虚数成分信号Ｓk
は第２信号反転器５３により反転される。
サンプリング部３０がシンボル率と同一なサンプリング
周波数でサンプリングされた信号Ｒk を出力すれば、位
相差検出器３２は図４で説明されたブロックと同一な処
理を遂行する。位相検出信号Ｕk の実数成分信号Ｃk は
第１信号反転器５２により反転され、虚数成分信号Ｓk
は第２信号反転器５３により反転される。
【００８２】制御信号発生器５１は上の式（３２）に従
って選択制御信号ＳＥＬを発生されるように構成され
る。即ち、選択制御信号ＳＥＬはsgn(Ｃk−Ｓk),sgn(Ｃ
k＋Ｓk)値の論理積の結果に相当し、符号信号となる。
マルチプレクサ５４は入力される四種の信号（Ｓk，−
Ｓk,Ｃk，−Ｃk)中で選択制御信号ＳＥＬにより一つの
信号を選択して出力する。マルチプレクサ５４から出力
される信号は第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ)で
ある。従って、マルチプレクサ５４はＣk−Ｓk＞０であ
り、Ｃk＋Ｓk＞０ならばsin(△ωＴ)＝Ｓk,Ｃk−Ｓk＜
０であり、Ｃk＋Ｓk＞０ならばsin(△ωＴ)＝−Ｃk,Ｃk
−Ｓk＜０であり、Ｃk＋Ｓk＜０ならばsin(△ωＴ)＝−
Ｓk，Ｃk−Ｓk＞０であり、Ｃk＋Ｓk＜０ならばsin(△
ωＴ)＝Ｃkを出力する。
って選択制御信号ＳＥＬを発生されるように構成され
る。即ち、選択制御信号ＳＥＬはsgn(Ｃk−Ｓk),sgn(Ｃ
k＋Ｓk)値の論理積の結果に相当し、符号信号となる。
マルチプレクサ５４は入力される四種の信号（Ｓk，−
Ｓk,Ｃk，−Ｃk)中で選択制御信号ＳＥＬにより一つの
信号を選択して出力する。マルチプレクサ５４から出力
される信号は第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ)で
ある。従って、マルチプレクサ５４はＣk−Ｓk＞０であ
り、Ｃk＋Ｓk＞０ならばsin(△ωＴ)＝Ｓk,Ｃk−Ｓk＜
０であり、Ｃk＋Ｓk＞０ならばsin(△ωＴ)＝−Ｃk,Ｃk
−Ｓk＜０であり、Ｃk＋Ｓk＜０ならばsin(△ωＴ)＝−
Ｓk，Ｃk−Ｓk＞０であり、Ｃk＋Ｓk＜０ならばsin(△
ωＴ)＝Ｃkを出力する。
【００８３】前述した図７及び図８の実施例は周波数オ
フセット信号である△ωＴを発生する信号処理器を説明
しなかったが、通常の技術者は本発明の技術の範疇内で
sin(△ωＴ）と示される周波数オフセット信号を受信
して△'Ｔを発生する機器をロムテ−ブルを利用して構
成しうる。本発明はすべての形態のＭＰＳＫ変調を利用
するモデムの自動周波数調節に利用しうる。
フセット信号である△ωＴを発生する信号処理器を説明
しなかったが、通常の技術者は本発明の技術の範疇内で
sin(△ωＴ）と示される周波数オフセット信号を受信
して△'Ｔを発生する機器をロムテ−ブルを利用して構
成しうる。本発明はすべての形態のＭＰＳＫ変調を利用
するモデムの自動周波数調節に利用しうる。
【００８４】
【発明の効果】前述したように、本発明は伝送位相情報
と現在サンプリングされた信号と直前のサンプリング信
号との位相差情報を利用して搬送波の周波数と受信器の
局部発振周波数との不一致又はドップラ−シフトなどに
より発生する周波数オフセットを検出してＭＰＳＫ通信
方式で正確に自動周波数調節ができる。
と現在サンプリングされた信号と直前のサンプリング信
号との位相差情報を利用して搬送波の周波数と受信器の
局部発振周波数との不一致又はドップラ−シフトなどに
より発生する周波数オフセットを検出してＭＰＳＫ通信
方式で正確に自動周波数調節ができる。
【００８５】また、本発明はシンボル率でサンプリング
される信号を利用して周波数オフセットを検出すること
により、本発明を具現するハ−ドウェアの価格を下げる
ことができる。
される信号を利用して周波数オフセットを検出すること
により、本発明を具現するハ−ドウェアの価格を下げる
ことができる。
【図１】一般的な直角位相偏移キ−イングＱＰＳＫ復調
のための自動周波数調節装置を示すブロック図である。
のための自動周波数調節装置を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は従来の周波数検出器のブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本発明による伝送位相情報と基準位相信号との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】本発明の望ましい一実施例による周波数検出器
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図５】周波数オフセットを示す弁別器曲線である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）はＱＰＳＫの場合、位相検出
信号の実数成分と虚数成分とを利用した伝送位相情報の
決定を説明するための図である。
信号の実数成分と虚数成分とを利用した伝送位相情報の
決定を説明するための図である。
【図７】ＱＰＳＫの場合、本発明の望ましい他の一実施
例による周波数検出器を示すブロック図である。
例による周波数検出器を示すブロック図である。
【図８】ＱＰＳＫの場合、本発明の望ましいさらに他の
一実施例による周波数検出器を示すブロック図である。
一実施例による周波数検出器を示すブロック図である。
３０ サンプリング部 ３２ 位相差検出器 ３４ 決定機器 ３６，３８ 周波数オフセット信号発生器 ４０ 周波数オフセット信号発生部 ４１，４２ 符号発生器 ４３ 減算器 ４４ 加算器 ４５，４６ 符号発生器 ５０ 周波数オフセット信号発生部 ５１ 制御信号発生器 ５２，５３ 信号反転器 ５４ マルチプレクサ ４７，４８ 乗算器 ４９ 加算器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−214245（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−68841（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−191465（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−154337（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−347645（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−227059（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−172040（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38
Claims (20)
- 【請求項１】 位相偏移キ−イングにより変調された信
号を受信して変調された信号の位相情報を利用して周波
数オフセット信号を発生し、この周波数オフセット信号
に基づいて受信器の発振周波数を制御する周波数調節方
法において、 受信される信号を所定のサンプリング周波数でサンプリ
ングする第１の段階と、 現在のサンプリングされた信号Ｒkと以前にサンプリン
グされた信号Ｒk-1を利用して次の式 【数１】 により正規化した第１位相検出信号Ｕkを発生する第２
の段階と、 前記変調された信号が有することができる位相偏移キ−
イングの基準位相値のうち、前記第１位相検出信号に含
まれる位相差情報にもっとも近い基準位相を前記受信さ
れた信号の伝送位相情報と決める第３の段階と、 前記位相差情報と前記決められた伝送位相情報間の位相
差に対応する周波数オフセット信号を発生する第４の段
階とを含むことを特徴とする自動周波数調節方法。 - 【請求項２】 前記第２の段階は、前記現在のサンプリ
ングされた信号Ｒkと以前にサンプリングされた信号Ｒ
k-1を利用して次の式 Ｕ′k＝ＲkＲ* k-1 により第２位相検出信号Ｕ′kを発生する複素共軛演算
段階を具備することを特徴とする請求項１記載の自動周
波数調節方法。 - 【請求項３】 前記第４の段階は、前記第３の段階で決
められた前記基準位相ψi と前記位相検出信号Ｕkから
次の関係により決められる第１周波数オフセット信号si
n(△ωＴ）を発生する第１周波数オフセット信号発生段
階を具備することを特徴とする請求項１記載の自動周波
数調節方法。 【数２】 - 【請求項４】 前記第４の段階は、前記第１周波数オフ
セット信号sin(△ωＴ）の位相を利用して第２周波数オ
フセット信号△ωＴを発生する第２周波数オフセット信
号発生段階をさらに具備することを特徴とする請求項３
記載の自動周波数調節方法。 - 【請求項５】 前記第３の段階は、前記位相検出信号Ｕ
kの位相差情報∠Ｕkと、位相偏移キーイングの基準位相
の個数Ｍにより決定される範囲 −π／Ｍ＜△ωＴ＜π／Ｍ 内に存する第２周波数オフセット信号△ωＴと、伝送位
相情報θkとが関係 △ωＴ＝∠Ｕk−θk を満足する場合、基準位相ψiを前記位相差情報にもっ
とも近い基準位相と決めることを特徴とする請求項４記
載の自動周波数調節方法。 - 【請求項６】 位相偏移キ−イングにより変調された信
号を受信して変調された信号の位相情報を利用して周波
数オフセット信号を発生し、この周波数オフセット信号
に基づいて受信器の発振周波数を制御する周波数調節装
置において、 受信された信号を所定のサンプリング周波数としてサン
プリングして出力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段により以前にサンプリングされた
信号と現在のサンプリングされた信号 を受信して正規化
した位相検出信号を発生する位相差検出手段と、 前記位相検出信号を受信して前記変調された信号が有す
ることができる位相偏移キ−イングの基準位相値のう
ち、前記位相検出信号に入っている前記位相差情報にも
っとも近い基準位相を前記受信された信号の伝送位相情
報と決め、前記位相差情報と前記伝送位相情報間の位相
差に従って決められる周波数オフセット信号を発生する
周波数オフセット信号発生手段とを含むことを特徴とす
る自動周波数調節装置。 - 【請求項７】 前記位相差検出手段は、前記以前にサン
プリングされた信号と前記現在のサンプリングされた信
号を受信して前記位相検出信号を発生する複素共軛演算
器を具備することを特徴とする請求項６記載の自動周波
数調節装置。 - 【請求項８】 前記周波数オフセット信号発生手段は、
前記基準位相値により決められる多数の境界値を貯蔵
し、前記位相検出信号を受信して前記位相検出信号に入
っている前記位相差情報と前記多数の境界値により決め
られる基準位相値を前記伝送位相情報と出力する決定機
器と、 前記伝送位相情報と前記位相検出信号を受信して二つの
信号の複素共軛演算による虚数成分である第１周波数オ
フセット信号を発生する第１周波数オフセット信号発生
器とを具備することを特徴とする請求項６記載の自動周
波数調節装置。 - 【請求項９】 前記第１周波数オフセット発生器は、前
記決定機器からの前記基準位相信号 【外１】 と前記位相検出信号Ｕkを受信して次の関係 【数３】 により決められる第１周波数オフセット信号 sin( △ω
Ｔ）を発生することを特徴とする請求項８記載の自動周
波数調節装置。 - 【請求項１０】 前記周波数オフセット信号発生手段
は、前記第１周波数オフセット信号sin(△ωＴ)を受信
してア−クサイン演算して第２周波数オフセット信号△
ωＴを発生する第２周波数オフセット信号発生器を追加
に具備することを特徴とする請求項９記載の自動周波数
調節装置。 - 【請求項１１】 前記決定機器は、前記位相検出信号が
有する位相差情報∠Ｕkと、位相偏移キ−イングの基準
位相個数Ｍにより決められる次の範囲 −π／Ｍ＜△ωＴ＜π／Ｍ 内に存する第２周波数オフセット信号△ωＴと、 伝送位相情報θkとが次の関係 △ωＴ＝∠Ｕk−θk を満足する場合、基準位相ψiを前記位相差情報にもっ
とも近い基準位相と決めることを特徴とする請求項１０
記載の自動周波数調節装置。 - 【請求項１２】 前記サンプリング手段は、前記受信さ
れた信号をシンボル率と同一なサンプリング周波数でサ
ンプリングすることを特徴とする請求項１１記載の自動
周波数調節装置。 - 【請求項１３】 前記周波数オフセット信号発生手段
は、 ＱＰＳＫ変調された位相検出信号を受信して前記位相検
出信号を構成する第１成分信号で前記位相検出信号を構
成する第２成分信号を減算した結果のサイン関数値であ
る第１符号信号を発生する第１符号発生器と、 前記第１成分信号と第２成分信号との加算結果のサイン
関数値である第２符号信号を発生する第２符号発生器
と、 前記第１符号信号から前記第２符号信号を減算する減算
器と、 前記第１符号信号と前記第２符号信号とを加算する第１
加算器と、 前記減算器から出力される信号のサイン関数値である第
３符号信号を出力する第３符号発生器と、 前記加算器から出力される信号のサイン関数値である第
４符号信号を出力する第４符号発生器と、 前記第１成分信号と前記第３符号発生器の出力信号を乗
算する第１乗算器と、 前記第２成分信号と前記第４符号発生器の出力信号を乗
算する第２乗算器と、 前記第１及び第２乗算器の出力信号を加算して前記第１
周波数オフセット信号を発生する第２加算器とを具備す
ることを特徴とする請求項６記載の自動周波数調節装
置。 - 【請求項１４】 前記第１周波数オフセット信号を受信
してア−クサイン演算して第２周波数オフセット信号を
発生する第２周波数オフセット信号発生器を追加に具備
することを特徴とする請求項１３記載の自動周波数調節
装置。 - 【請求項１５】 前記第１成分信号は、前記位相検出信
号の実数成分であり、 前 記第２成分信号は、前記位相検出信号の虚数成分であ
ることを特徴とする請求項１３記載の自動周波数調節装
置。 - 【請求項１６】 前記サンプリング手段は、前記受信さ
れた信号をシンボル率と同一なサンプリング周波数でサ
ンプリングすることを特徴とする請求項１３記載の自動
周波数調節装置。 - 【請求項１７】 前記周波数オフセット信号発生手段
は、 ＱＰＳＫ変調された位相検出信号を受信して前記位相検
出信号を構成する第１成分信号から前記位相検出信号を
構成する第２成分信号を減算した結果である第１サイン
関数値と前記第１成分信号と第２成分信号の加算結果で
ある第２サイン関数値に従って決められる選択制御信号
を発生する制御信号発生器と、 前記第１成分信号を反転出力する第１信号反転器と、 前記第２成分信号を反転出力する第２信号反転器と、 前記第１及び第２成分信号と前記第１及び第２信号反転
器の出力信号を受信するように連結された４個の信号入
力端を具備し、前記選択制御信号に応じて前記信号入力
端を通じて入力する信号のうち、一つを選択して前記第
１周波数オフセット信号として出力する選択手段とを含
み、 前記制御信号発生器は 第１サイン関数値＞０であり、第２サイン関数値＞０な
らば、第１成分信号、 第１サイン関数値＜０であり、第２サイン関数値＞０な
らば、第２成分信号の反転信号、 第１サイン関数値＜０であり、第２サイン関数値＜０な
らば、第１成分信号の反転信号、 第１サイン関数値＞０であり、第２サイン関数値＜０な
らば、第２成分信号が前記第１周波数オフセット信号と
して選択されるように前記選択制御信号を発生すること
を特徴とする請求項６記載の自動周波数調節装置。 - 【請求項１８】 前記第１周波数オフセット信号を受信
してア−クサイン演算して第２周波数オフセット信号を
発生する第２周波数オフセット信号発生器を追加に具備
することを特徴とする請求項１７記載の自動周波数調節
装置。 - 【請求項１９】 前記第１成分信号は、前記位相検出信
号の実数成分であり、 前記第２成分信号は、前記位相検出信号の虚数成分であ
ることを特徴とする請求項１７記載の自動周波数調節装
置。 - 【請求項２０】 前記サンプリング手段は、前記受信さ
れた信号をシンボル率と同一なサンプリング周波数でサ
ンプリングすることを特徴とする請求項１７記載の自動
周波数調節装置。
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|---|---|---|---|
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| KR1019940006091A KR0157500B1 (ko) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 자동주파수조절방법 및 그 장치 |
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- 1995-03-15 JP JP7055987A patent/JPH07265120A/ja active Pending
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