JP3183266B2 - 自動周波数制御回路 - Google Patents
自動周波数制御回路Info
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
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- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/233—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation
- H04L27/2332—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation using a non-coherent carrier
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- H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
- H04L27/2003—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation
- H04L27/2007—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained
- H04L27/2017—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained in which the phase changes are non-linear, e.g. generalized and Gaussian minimum shift keying, tamed frequency modulation
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04L2027/0053—Closed loops
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-
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- H04L2027/0089—In-band signals
- H04L2027/0093—Intermittant signals
- H04L2027/0095—Intermittant signals in a preamble or similar structure
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動周波数制御
回路に関し、詳しくはＧＭＳＫ変調方式等の挟帯域変調
方式でプリアンブル期間中に伝送路特性を求めて受信信
号の等化を行う方式の無線データ通信端末の周波数オフ
セットの影響を補正する自動周波数制御回路に関するも
のである。
回路に関し、詳しくはＧＭＳＫ変調方式等の挟帯域変調
方式でプリアンブル期間中に伝送路特性を求めて受信信
号の等化を行う方式の無線データ通信端末の周波数オフ
セットの影響を補正する自動周波数制御回路に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】無線で周波数を発生させるために用いる
シンセサイザや水晶発振器等は、コスト、大きさの制限
等により、発振精度の良いものを使えない場合が多い。
このため、通常は、無線部で、自動周波数制御を行い、
送信側と受信側の周波数のずれを制御しながら通信を行
う。
シンセサイザや水晶発振器等は、コスト、大きさの制限
等により、発振精度の良いものを使えない場合が多い。
このため、通常は、無線部で、自動周波数制御を行い、
送信側と受信側の周波数のずれを制御しながら通信を行
う。
【０００３】図４に特開平１０−１６３８１６号公報に
示された従来の自動周波数制御回路の受信機側の構成例
を示す。
示された従来の自動周波数制御回路の受信機側の構成例
を示す。
【０００４】受信機は、送信機側から送信された電波を
受信するアンテナ４１と、受信された信号から必要な帯
域の信号を取り出す帯域通過フィルタ４２と、帯域通過
フィルタ４２を通過した信号を必要なレベルまで増幅す
る増幅器４３と、必要な周波数まで落とすミキサ４４
と、必要な周波数を発生させる発振器４５と、さらに必
要なレベルまで増幅する増幅器４６と、直交復調を行う
ミキサ４７、ミキサ４８、０／９０度位相発生器４９お
よび発振器５０と、直交復調された実数部振幅値と虚数
部振幅値の信号をＡ／ＤコンバートするＡ／Ｄコンバー
タ５１およびＡ／Ｄコンバータ５２と、受信信号の位相
を必要な位相分回転させる位相回転部５３と、現在の角
度と一周期前の角度を求め、その差分を求める位相差検
出回路５４と、位相差検出回路５４で求められた角度の
値をきめられた回数分積分し、それらの平均値を求める
平均値検出回路５５と、平均値検出回路５５で求めた値
をシンボル単位で積分する積分回路５６と、積分回路５
６より出力される信号を実数部振幅値と虚数部振幅値に
変換するベクトル変換回路５７とを有する。
受信するアンテナ４１と、受信された信号から必要な帯
域の信号を取り出す帯域通過フィルタ４２と、帯域通過
フィルタ４２を通過した信号を必要なレベルまで増幅す
る増幅器４３と、必要な周波数まで落とすミキサ４４
と、必要な周波数を発生させる発振器４５と、さらに必
要なレベルまで増幅する増幅器４６と、直交復調を行う
ミキサ４７、ミキサ４８、０／９０度位相発生器４９お
よび発振器５０と、直交復調された実数部振幅値と虚数
部振幅値の信号をＡ／ＤコンバートするＡ／Ｄコンバー
タ５１およびＡ／Ｄコンバータ５２と、受信信号の位相
を必要な位相分回転させる位相回転部５３と、現在の角
度と一周期前の角度を求め、その差分を求める位相差検
出回路５４と、位相差検出回路５４で求められた角度の
値をきめられた回数分積分し、それらの平均値を求める
平均値検出回路５５と、平均値検出回路５５で求めた値
をシンボル単位で積分する積分回路５６と、積分回路５
６より出力される信号を実数部振幅値と虚数部振幅値に
変換するベクトル変換回路５７とを有する。
【０００５】図２に送信機からの送信フレームフォーマ
ットを示す。１バーストは、フレーム同期検出等を行う
プリアンブル期間と情報データ期間とから成る。ここ
で、この例では、プリアンプル期間中に同じ擬似雑音
（ＰＮ）信号を繰り返し送信する。このプリアンプルの
所要の期間中にＰＮ一周期分のシンボル数で割ってシン
ボル単位の位相差Δθを求め、この値を１バースト中保
持しこのΔθをシンボル単位に積分して行き、受信側の
位相の補正をして行く。
ットを示す。１バーストは、フレーム同期検出等を行う
プリアンブル期間と情報データ期間とから成る。ここ
で、この例では、プリアンプル期間中に同じ擬似雑音
（ＰＮ）信号を繰り返し送信する。このプリアンプルの
所要の期間中にＰＮ一周期分のシンボル数で割ってシン
ボル単位の位相差Δθを求め、この値を１バースト中保
持しこのΔθをシンボル単位に積分して行き、受信側の
位相の補正をして行く。
【０００６】これを詳述すると、受信機側は、送信され
た信号をアンテナ４１で受信する。直交復調されたＡ／
Ｄコンバータ５１、５２の出力信号、実数部振幅値と虚
数部振幅値を位相差検出回路５４でテーブルを使って現
在の角度を求める。これとＰＮ一周期前の受信信号から
求めた角度との差を求める。この動作を繰り返し行い、
平均値検出回路５５にある決められた回数分、入力しそ
れらの平均値を求める。この値をΔθとし、バースト期
間中固定とする。Δθを積分回路５６でシンボル単位で
積分して行き、ベクトル変換回路５７で実数部振幅値と
虚数部振幅値に変換し、位相回転部５３に入力し受信信
号に合成し、位相の補正を行う。
た信号をアンテナ４１で受信する。直交復調されたＡ／
Ｄコンバータ５１、５２の出力信号、実数部振幅値と虚
数部振幅値を位相差検出回路５４でテーブルを使って現
在の角度を求める。これとＰＮ一周期前の受信信号から
求めた角度との差を求める。この動作を繰り返し行い、
平均値検出回路５５にある決められた回数分、入力しそ
れらの平均値を求める。この値をΔθとし、バースト期
間中固定とする。Δθを積分回路５６でシンボル単位で
積分して行き、ベクトル変換回路５７で実数部振幅値と
虚数部振幅値に変換し、位相回転部５３に入力し受信信
号に合成し、位相の補正を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術においては、毎バーストごとに位相差を求めてい
るが、周波数選択性マルチパスフェージングの環境下で
は、歪み、ノイズ等により、毎回、正確に送受信間の周
波数オフセットを補正するための位相差を求めることが
できないという問題がある。
来技術においては、毎バーストごとに位相差を求めてい
るが、周波数選択性マルチパスフェージングの環境下で
は、歪み、ノイズ等により、毎回、正確に送受信間の周
波数オフセットを補正するための位相差を求めることが
できないという問題がある。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、周波数選択
性マルチパスフェージングの環境下でも、毎回、正確に
送受信間の周波数オフセットを補正するための位相差を
求めることができ、周波数オフセットの影響による復調
データの誤り率を従来よりもさらに改善することのでき
る自動周波数制御回路を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、周波数選択
性マルチパスフェージングの環境下でも、毎回、正確に
送受信間の周波数オフセットを補正するための位相差を
求めることができ、周波数オフセットの影響による復調
データの誤り率を従来よりもさらに改善することのでき
る自動周波数制御回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】特定の送信機から受信す
る場合、送受のオフセット周波数はある一定方向に回る
ので、毎バーストごとの位相差情報を利用した方が、誤
差が少なくなる。よって、本発明のＰＮ信号を用いた自
動周波数制御回路では、送信機側でプリアンブルパター
ンとしてある決められたＰＮ信号のパターンを繰り返し
送信し、受信機側は、プリアンブル期間中に復調された
一周期前のＰＮ信号の成分と現在のＰＮコードの信号成
分をもとに求める１シンボルあたりの位相差と、前バー
ストまでの位相差の平均値を利用することにより、誤っ
た位相差を検出してもその影響を少なくし周波数オフセ
ットに利用する位相差の精度を向上させることを可能に
する。
る場合、送受のオフセット周波数はある一定方向に回る
ので、毎バーストごとの位相差情報を利用した方が、誤
差が少なくなる。よって、本発明のＰＮ信号を用いた自
動周波数制御回路では、送信機側でプリアンブルパター
ンとしてある決められたＰＮ信号のパターンを繰り返し
送信し、受信機側は、プリアンブル期間中に復調された
一周期前のＰＮ信号の成分と現在のＰＮコードの信号成
分をもとに求める１シンボルあたりの位相差と、前バー
ストまでの位相差の平均値を利用することにより、誤っ
た位相差を検出してもその影響を少なくし周波数オフセ
ットに利用する位相差の精度を向上させることを可能に
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図１は本発明のＰＮ信号を用いた自
動周波数制御回路の受信機側の構成例である。
き詳細に説明する。図１は本発明のＰＮ信号を用いた自
動周波数制御回路の受信機側の構成例である。
【００１１】受信機は、送信機側から送信された電波を
受信するアンテナ１と、受信された信号から必要な帯域
の信号を取り出す帯域通過フィルタ２と、帯域通過フィ
ルタ２を通過した信号を必要なレベルまで増幅する増幅
器３と、必要な周波数まで落とすミキサ４と、必要な周
波数を発生させる発振器５と、さらに必要なレベルまで
増幅する増幅器６と、直交復調を行うミキサ７、ミキサ
８、０／９０度位相発生器９および発振器１０と、直交
復調された実数部振幅値と虚数部振幅値の信号をＡ／Ｄ
コンバートするＡ／Ｄコンバータ１１およびＡ／Ｄコン
バータ１２と、受信信号の位相を必要な位相分回転させ
る位相回転部１３と、現在の角度と一周期前の角度を求
め、その差分を求める位相差検出回路１４と、位相差検
出回路１４で求められた角度の値をきめられた回数分積
分し、それらの平均値を求める平均値検出回路１５と、
前バーストまでの平均化された値と今回求めた値の平均
化を行う重み付け回路１６と、重み付け回路１６で求め
た値をシンボル単位で積分する積分回路１７と、積分回
路１７より出力される信号を実数部振幅値と虚数部振幅
値に変換するベクトル変換回路１８とを有する。
受信するアンテナ１と、受信された信号から必要な帯域
の信号を取り出す帯域通過フィルタ２と、帯域通過フィ
ルタ２を通過した信号を必要なレベルまで増幅する増幅
器３と、必要な周波数まで落とすミキサ４と、必要な周
波数を発生させる発振器５と、さらに必要なレベルまで
増幅する増幅器６と、直交復調を行うミキサ７、ミキサ
８、０／９０度位相発生器９および発振器１０と、直交
復調された実数部振幅値と虚数部振幅値の信号をＡ／Ｄ
コンバートするＡ／Ｄコンバータ１１およびＡ／Ｄコン
バータ１２と、受信信号の位相を必要な位相分回転させ
る位相回転部１３と、現在の角度と一周期前の角度を求
め、その差分を求める位相差検出回路１４と、位相差検
出回路１４で求められた角度の値をきめられた回数分積
分し、それらの平均値を求める平均値検出回路１５と、
前バーストまでの平均化された値と今回求めた値の平均
化を行う重み付け回路１６と、重み付け回路１６で求め
た値をシンボル単位で積分する積分回路１７と、積分回
路１７より出力される信号を実数部振幅値と虚数部振幅
値に変換するベクトル変換回路１８とを有する。
【００１２】図２に送信機からの送信フレームフォーマ
ットを示す。１バーストは、フレーム同期検出等を行う
プリアンブル期間と情報データ期間とから成り、送信側
から受信側にバースト間隔に送信される。ここで、この
実施の形態では、プリアンプル期間中に同じＰＮ信号の
パターンを繰り返し送信する。このプリアンブルの所要
の期間中にＰＮ一周期離れたサンプルの位相差より、Ｐ
Ｎ一周期分のシンボル数で割ってシンボル単位の位相差
Δθを求める。次に、今回求まった位相差Δθに任意の
係数αをかけた値（Δθ１）と保持されていた前バース
トまでの位相差（Δθ３）に任意の係数βをかけた値
（Δθ２）とを加算し、平均化された位相差（Δθ３）
を１バースト中保持し、このΔθ３をシンボル単位に積
分して行き、受信側の位相の補正をして行く。
ットを示す。１バーストは、フレーム同期検出等を行う
プリアンブル期間と情報データ期間とから成り、送信側
から受信側にバースト間隔に送信される。ここで、この
実施の形態では、プリアンプル期間中に同じＰＮ信号の
パターンを繰り返し送信する。このプリアンブルの所要
の期間中にＰＮ一周期離れたサンプルの位相差より、Ｐ
Ｎ一周期分のシンボル数で割ってシンボル単位の位相差
Δθを求める。次に、今回求まった位相差Δθに任意の
係数αをかけた値（Δθ１）と保持されていた前バース
トまでの位相差（Δθ３）に任意の係数βをかけた値
（Δθ２）とを加算し、平均化された位相差（Δθ３）
を１バースト中保持し、このΔθ３をシンボル単位に積
分して行き、受信側の位相の補正をして行く。
【００１３】これを詳述すると、受信機側は、送信され
た信号をアンテナ１で受信する。直交復調されたＡ／Ｄ
コンバータ１１、１２の出力信号、実数部振幅値と虚数
部振幅値を位相差検出回路１４でテーブルを使って現在
の角度を求める。これとＰＮ一周期前の受信信号から求
めた角度との差を求める。この動作を繰り返し行い、平
均値検出回路１５にある決められた回数分、入力しそれ
らの平均値（シンボル単位の位相差Δθ）を求める。次
に、今回求まった位相差Δθに任意の係数αをかけた値
（Δθ１）と保持されていた前バーストまでの位相差
（Δθ）に任意の係数βをかけた値（Δθ２）とを加算
し平均化された位相差（Δθ３）をバースト期間中固定
とする。Δθ３を積分回路１６でシンボル単位で積分し
て行き、ベクトル変換回路１７で実数部振幅値と虚数部
振幅値に変換し、位相回転部１３に入力し受信信号に合
成し、位相の補正を行う。
た信号をアンテナ１で受信する。直交復調されたＡ／Ｄ
コンバータ１１、１２の出力信号、実数部振幅値と虚数
部振幅値を位相差検出回路１４でテーブルを使って現在
の角度を求める。これとＰＮ一周期前の受信信号から求
めた角度との差を求める。この動作を繰り返し行い、平
均値検出回路１５にある決められた回数分、入力しそれ
らの平均値（シンボル単位の位相差Δθ）を求める。次
に、今回求まった位相差Δθに任意の係数αをかけた値
（Δθ１）と保持されていた前バーストまでの位相差
（Δθ）に任意の係数βをかけた値（Δθ２）とを加算
し平均化された位相差（Δθ３）をバースト期間中固定
とする。Δθ３を積分回路１６でシンボル単位で積分し
て行き、ベクトル変換回路１７で実数部振幅値と虚数部
振幅値に変換し、位相回転部１３に入力し受信信号に合
成し、位相の補正を行う。
【００１４】次に、図１に示した重み付け回路１６につ
いて、図３を参照して詳細に説明する。重み付け回路１
６は、乗算器３１，３２と、加算器３３と、メモリ３４
と、ラッチ回路３５とから成る。
いて、図３を参照して詳細に説明する。重み付け回路１
６は、乗算器３１，３２と、加算器３３と、メモリ３４
と、ラッチ回路３５とから成る。
【００１５】重み付け回路１６において、乗算器３１
は、平均値検出回路１５で求められた位相差Δθに係数
αをかけあわせてΔθ１とする。乗算器３２は、メモリ
３４に保持されていた前バーストまでの平均化されたΔ
θ３に係数βをかけあわせてΔθ２とする。加算器３３
は乗算器３１からのΔθ１と乗算器３２からのΔθ２と
を加算し新たなΔθ３とする。このΔθ３をラッチ回路
３５で１バースト期間中保持し積分回路１７に出力す
る。また、このΔθ３を前バーストまでの平均化された
Δθ３としてメモリ３４に保存する。
は、平均値検出回路１５で求められた位相差Δθに係数
αをかけあわせてΔθ１とする。乗算器３２は、メモリ
３４に保持されていた前バーストまでの平均化されたΔ
θ３に係数βをかけあわせてΔθ２とする。加算器３３
は乗算器３１からのΔθ１と乗算器３２からのΔθ２と
を加算し新たなΔθ３とする。このΔθ３をラッチ回路
３５で１バースト期間中保持し積分回路１７に出力す
る。また、このΔθ３を前バーストまでの平均化された
Δθ３としてメモリ３４に保存する。
【００１６】係数α、βは、例えば、α＝０．１、β＝
０．９として、新しく検出された位相差の影響を少なく
し、前バーストまでの平均された位相差Δθ３のウエイ
トを大きくするようにする。このことにより、ノイズ等
により間違って検出された値の影響を少なくすることが
でき、送信側と受信側の周波数オフセット値の精度を向
上させることができる。また、α、βの値は、任意に変
更できるようにする。
０．９として、新しく検出された位相差の影響を少なく
し、前バーストまでの平均された位相差Δθ３のウエイ
トを大きくするようにする。このことにより、ノイズ等
により間違って検出された値の影響を少なくすることが
でき、送信側と受信側の周波数オフセット値の精度を向
上させることができる。また、α、βの値は、任意に変
更できるようにする。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、挟帯域変調方式でプリアンブル期間中に
伝送路特性を求めて受信信号の等化を行う方式の無線デ
ータ通信端末の周波数オフセットの影響を補正する自動
周波数制御回路において、周波数選択性マルチパスフェ
ージングの環境下でも、周波数オフセット値の検出値の
精度を上げることができるので、周波数オフセットの影
響によるデータの誤り率を従来より改善することがで
き、装置の伝送効率、信頼性向上等の効果がある。
発明によれば、挟帯域変調方式でプリアンブル期間中に
伝送路特性を求めて受信信号の等化を行う方式の無線デ
ータ通信端末の周波数オフセットの影響を補正する自動
周波数制御回路において、周波数選択性マルチパスフェ
ージングの環境下でも、周波数オフセット値の検出値の
精度を上げることができるので、周波数オフセットの影
響によるデータの誤り率を従来より改善することがで
き、装置の伝送効率、信頼性向上等の効果がある。
【図１】 本発明に係る自動周波数制御回路の受信機側
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２】 送信フレームフォーマットを示す図である。
【図３】 図１における重み付け回路の詳細を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】 従来の自動周波数制御回路の受信機側のブロ
ック図である。
ック図である。
１…アンテナ、２…帯域通過フィルタ、３…増幅器、４
…ミキサ、５…発振器、６…増幅器、７…ミキサ、８…
ミキサ、９…０／９０度位相信号発生器、１０…発振
器、１１…Ａ／Ｄコンバータ、１２…Ａ／Ｄコンバー
タ、１３…位相回転部、１４…位相差検出回路、１５…
平均値検出回路、１６…重み付け回路、１７…積分回
路、１８…ベクトル変換回路、３１…乗算器、３２…乗
算器、３３…加算器、３４…メモリ、３５…ラッチ回
路。
…ミキサ、５…発振器、６…増幅器、７…ミキサ、８…
ミキサ、９…０／９０度位相信号発生器、１０…発振
器、１１…Ａ／Ｄコンバータ、１２…Ａ／Ｄコンバー
タ、１３…位相回転部、１４…位相差検出回路、１５…
平均値検出回路、１６…重み付け回路、１７…積分回
路、１８…ベクトル変換回路、３１…乗算器、３２…乗
算器、３３…加算器、３４…メモリ、３５…ラッチ回
路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 27/14 H03J 7/02 H04L 27/22 H04L 27/38
Claims (2)
- 【請求項１】 挟帯域変調方式でプリアンブル期間中に
伝送路特性を求めて受信信号の等化を行う方式の無線デ
ータ通信端末の周波数オフセットの影響を補正する自動
周波数制御回路において、 送信機側でプリアンブル信号としてある決められた擬似
雑音（ＰＮ）信号を繰り返し送信する手段と、受信機側
は、プリアンブルの所定の期間中に直交復調された一周
期前のＰＮ信号の成分（実数部振幅値と虚数部振幅値）
と現在のＰＮ信号の成分をもとにＰＮ一周期あたりの位
相差を求める手段と、ＰＮ一周期分のシンボル数で割っ
てシンボル単位の位相差（Δθ）を求める手段と、求め
た位相差に任意の係数αをかける手段と、前記係数αを
かけた値（Δθ１）と前バーストまでの位相差（Δθ
３）に任意の係数βをかけた値（Δθ２）を加算する手
段と、加算された値（Δθ３）を次のバーストまで記憶
する手段と、Δθ３をバースト期間中保持する手段と、
データ復調期間中、Δθ３をシンボル単位で積分する手
段と、積分された値より、実数部振幅値と虚数部振幅値
に変換する手段と、求められた実数部振幅値と虚数部振
幅値より、復調された受信信号の位相の補正をする手段
とを有することを特徴とする自動周波数制御回路。 - 【請求項２】 請求項１において、前記係数βは前記係
数αよりも大きな値であることを特徴とする自動周波数
制御回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23155298A JP3183266B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 自動周波数制御回路 |
| SE9902887A SE519549C2 (sv) | 1998-08-18 | 1999-08-12 | Krets för automatisk frekvensreglering |
| US09/375,218 US6396884B1 (en) | 1998-08-18 | 1999-08-16 | Automatic frequency control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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