JP3819469B2 - 周波数補償機能を備えた無線通信装置 - Google Patents
周波数補償機能を備えた無線通信装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばディジタル無線電話装置のように、周波数補償機能を備えた無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信装置の受信信号の検波回路の１つとして遅延検波回路がある。この検波回路は、位相同期した搬送波の再生を必要としないため、移動通信環境のように受信信号の位相がランダムに変動する状況に適した検波回路である。しかし、遅延検波回路は、送信信号の周波数と受信機のローカル発振器の周波数との間にずれがあると誤り率が劣化する。
【０００３】
例えば、シンボル間隔Ｔの受信信号について遅延検波を行なう場合に、周波数誤差がｆｄ［Ｈｚ］であったとすると、１シンボル位相差検出を行なう遅延検波回路後の信号点には、以下に示す位相誤差θｄが生じる。
【０００４】
【数１】
【０００５】
このように周波数誤差が位相誤差としてあらわれて誤り率が劣化するため、ＡＦＣ（自動周波数制御）ループにより周波数誤差を補償し、誤り率の改善を図っている。
【０００６】
以下、図８を参照して、ＡＦＣループによって周波数誤差の補正を行なう周波数補償機能を備えた従来の無線通信装置について説明する。図８は、従来の無線通信装置の構成を示すものである。
【０００７】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路（ＲＸ）２に入力される。そして、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３から入力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【０００８】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路（ＰＨＤ）５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、遅延検波回路（ＤＤ）６に入力される。
【０００９】
遅延検波回路６は、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて１シンボル間の位相差を検出し、求めた位相差を判定回路（ＤＥＴ）７および周波数誤差検出回路（ＦＥＤ）９に入力する。これに対し、判定回路７は、検出された上記位相差のクロック同期を確立し、受信データの判定を行なう。
【００１０】
一方、周波数誤差検出回路９は、上記位相差から周波数誤差を検出する。そして、この検出結果は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０にて帯域制限されたのちＤ／Ａ変換器１１によりアナログデータに変換され、周波数シンセサイザ３に入力される。
【００１１】
周波数シンセサイザ３は、周波数誤差検出回路９にて検出された周波数誤差に応じた周波数の受信局部発振信号を生成し、受信回路２に入力する。
このように、周波数補償機能を備えた従来の無線通信装置では、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて遅延検波回路６が位相差を検出し、この検出結果を評価基準として受信信号の周波数誤差を補正するようにしている。
【００１２】
すなわち、式（１）の位相誤差θｄの検出精度は、位相検出回路５の位相の量子化レベル（分割数）に依存している。このため、この量子化レベル以下の位相誤差は量子化によって切り捨てられ、位相誤差として検出されず補正されないという問題がある。
【００１３】
例えば、π／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号において周波数誤差が１／３２（２π／３２［ｒａｄ］）の場合について考える。この誤差を検出するためには、位相検出回路５の検出能力は２π／３２［ｒａｄ］以上の分解能を必要とする。
【００１４】
つまり、図４に示すように、位相検出回路５がπ／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号の位相を検出する場合に、２π［ｒａｄ］の位相平面を３２以上に分割する能力を持てば、１／３２の周波数誤差を検出することができる。
【００１５】
しかし、３２未満の分割能力の場合には、１／３２（３．１２５％）の周波数誤差を検出することができない。このため、この場合には、検出された位相信号には、最大３．１２５％の周波数誤差をもったまま復号されることになり、誤り率特性は大きく劣化する。
【００１６】
これに対し、従来より位相検出をＩＦ帯で行なうことにより検出精度を上げ、誤り率を許容できる範囲まで向上させるという方法が考えられていた。しかし、このような手法による検出精度の改善には、非常に高速なクロックが必要となり、実現が困難であった。
【００１７】
また、位相検出をベースバンド直交信号で行なうことによって検出精度を上げるという方法も考えられているが、このような手法ではＡ／Ｄ変換器の精度を十分に上げる必要が生じた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相検出回路の量子化レベル以下の位相誤差はその量子化によって切り捨てられ、位相誤差として検出されず補正されないという問題がある。
【００１９】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、位相検出回路の量子化レベル以下の位相誤差についても補正を行なって、誤り率の改善を図ることが可能な周波数補償機能を備えた無線通信装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明に係る周波数補償機能を備えた無線通信装置は、シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段とを具備して構成するようにした。
【００２１】
上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて受信信号の周波数誤差を補正するようにしている。
すなわち、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになる。したがって、位相検出手段の量子化レベル以下の位相誤差についても検出して、この誤差に対応する周波数誤差を補正することができる。
【００２２】
また、この発明では、周波数誤差補正手段において、位相誤差検出手段により検出されたｎ個の位相誤差の中からキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて、受信信号の周波数誤差を補正するようにした。したがって、周波数誤差の補正に使用する位相誤差はキャプチャレンジを越えるものが選択されないため周波数誤差の補正動作が安定し、その結果、速やかに周波数誤差の補正を行なうことが可能となる。
【００２３】
また、この発明に係る周波数補償機能を備えた無線通信装置は、シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて位相検出手段にて検出された位相に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備して構成するようにした。
上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相検出手段により、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて位相検出手段にて検出された位相に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去するようにしている。
すなわち、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになる。したがって、位相検出手段の量子化レベル以下の位相誤差についても検出して、この誤差に対応する周波数誤差を補正することができる。
【００２４】
さらに、この発明に係る周波数補償機能を備えた無線通信装置は、シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、この位相検出手段にて検出された位相に基づいて所定のシンボル間の位相差を検出する遅延検波手段と、位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて遅延検波手段にて検出された位相差に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備して構成するようにした。
上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相検出手段により、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。その一方で、遅延検波手段により、位相検出手段にて検出された位相に基づいて所定のシンボル間の位相差を検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて遅延検波手段にて検出された位相差に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去するようにしている。
すなわち、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになる。したがって、位相検出手段の量子化レベル以下の位相誤差についても検出して、この誤差に対応する周波数誤差を補正することができる。
【００２５】
またさらに、この発明では、重み付け手段を備えて、周波数誤差補正手段に入力されるｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差の各々に対して、重み付けを行なうことも特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、π／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号を受信する場合を例に説明する。
【００２７】
まず、図１を参照して、この発明の第１の実施形態に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置について説明する。図１は、その構成を示すブロック回路図である。
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路（ＲＸ）２に入力され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３から出力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【００２８】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路（ＰＨＤ）５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、遅延検波回路（ＤＤ）６およびｎシンボル位相差検出回路（ＮＤＤ）８に入力される。
【００２９】
遅延検波回路６は、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて１シンボル間の位相差を検出し、求めた位相差を判定回路（ＤＥＴ）７に入力する。これに対し、判定回路７は、検出された上記位相差のクロック同期を確立し、受信データの判定を行なう。一方、ｎシンボル位相差検出回路８は、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて複数シンボル間の位相差を検出するものである。
【００３０】
以下、図２を参照して、ｎシンボル位相差検出回路８について説明する。図３は、その構成例を示すブロック回路図である。
ｎシンボル位相差検出回路８は、遅延器８１〜８４と減算器８５〜８８とを備えている。位相検出回路５によって検出された位相信号は、遅延器８１と、減算器８５〜８８の各被減算入力端子とにそれぞれ入力される。
【００３１】
遅延器８１は、入力される位相信号をそれぞれ１シンボル間隔に相当する時間だけ遅延させ、遅延器８２に入力する。同様に遅延器８２は遅延器８３に、遅延器８３は遅延器８４に、それぞれ入力される位相信号を１シンボル間隔に相当する時間だけ遅延させて入力する。また、遅延器８４は、入力される位相信号を上記時間だけ遅延させて減算器８８の減算入力端子に入力する。
【００３２】
減算器８５，８６，８７，８８は、各々遅延器８１，８２，８３，８４に対応しており、それぞれ対応する遅延器にて遅延された位相信号が減算入力端子に入力される。そして、各減算器８５〜８８は、被減算入力端子に入力される位相信号から減算入力端子に入力される位相信号を減算する。
【００３３】
これにより、減算器８５，８６，８７，８８は、各々１シンボル位相差、２シンボル位相差、３シンボル位相差、４シンボル位相差の位相差信号を求める。このようにして求められた４つの位相差信号は、周波数誤差検出回路（ＦＥＤ）９に入力される。
【００３４】
次に、図３を参照して周波数誤差検出回路９について説明する。図３は、その構成例を示すブロック回路図である。
周波数誤差検出回路９は、位相誤差検出回路（ＰＥＤ）９１、重み付け回路（ＷＴ）９２、動作制御回路（ＮＯＧＯ）９３および加算器９４を備えている。また、位相誤差検出回路９１は、シンボル間位相誤差検出器（ＰＥＤ１）９１１〜（ＰＥＤ４）９１４からなる。シンボル間位相誤差検出器９１１，９１２，９１３，９１４は、各々１シンボル位相差、２シンボル位相差、３シンボル位相差、４シンボル位相差の位相差信号に対応しており、対応する位相差信号からデータ成分を差し引いて位相誤差のみを抽出し、各々位相誤差信号θ1d，θ2d，θ3d，θ4dとして出力する。
【００３５】
すなわち、位相誤差信号θnd（ｎ＝１〜４）はｎシンボル間の位相誤差を示すもので、理論上これに対応する周波数誤差は１シンボル間の位相誤差に対応する周波数誤差（ｆｄ）のｎ倍である。このため、位相誤差信号θndは、ｎ倍の周波数誤差（ｎ×ｆｄ）と以下の式（２）に示すような関係を有するものである。なお、各位相誤差信号は、重み付け回路９２に入力される。
【００３６】
【数２】
【００３７】
重み付け回路９２は、重み付け器（ＷＴ１）９２１〜（ＷＴ４）９２４からなる。重み付け器９２１，９２２，９２３，９２４は、各々位相誤差信号θ1d，θ2d，θ3d，θ4dに対応しており、対応する位相誤差信号に対して重み付けを行なう。重み付けされた位相誤差信号θ1d〜θ4dは、動作制御回路９３に入力される。
【００３８】
動作制御回路９３は、動作制御器（ＮＯＧＯ１）９３１〜（ＮＯＧＯ４）９３４からなる。動作制御器９３１は、重み付け器９２１によって重み付けされた位相誤差信号θ1dが入力される。そして、位相誤差信号θ1dが零以外の時に位相誤差信号θ1dを加算器９４に出力し、零の時（１シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００３９】
動作制御器９３２は、各々重み付け器９２１，９２２によってそれぞれ重み付けされた位相誤差信号θ1dおよび位相誤差信号θ2dが入力される。そして、位相誤差信号θ1dが零であって、なおかつ位相誤差信号θ2dが零以外の時（２シンボル間から位相誤差が検出される）に位相誤差信号θ2dを加算器９４に出力し、零の時（２シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００４０】
同様に、動作制御器９３３は、各々重み付け器９２２，９２３によってそれぞれ重み付けされた位相誤差信号θ2dおよび位相誤差信号θ3dが入力される。そして、位相誤差信号θ2dが零であって、なおかつ位相誤差信号θ3dが零以外の時（３シンボル間から位相誤差が検出される）に位相誤差信号θ3dを加算器９４に出力し、零の時（３シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００４１】
同様に、動作制御器９３４は、各々重み付け器９２３，９２４によってそれぞれ重み付けされた位相誤差信号θ3dおよび位相誤差信号θ4dが入力される。そして、位相誤差信号θ3dが零であって、なおかつ位相誤差信号θ4dが零以外の時（４シンボル間から位相誤差が検出される）に位相誤差信号θ4dを加算器９４に出力し、零の時（４シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００４２】
加算器９４は、動作制御回路９３から出力された位相誤差信号を周波数誤差信号としてローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０に入力する。
すなわち、周波数誤差検出回路９は、１から４シンボル間隔の位相誤差を各々検出し、このうち零でなくなおかつ最も狭いシンボル間隔の位相誤差信号を選択的に周波数誤差信号として出力する。
【００４３】
このようにして検出された周波数誤差信号は、ローパスフィルタ１０によって帯域制限されたのち、Ｄ／Ａ変換器１１によりアナログデータに変換され、周波数シンセサイザ３に入力される。周波数シンセサイザ３は、周波数誤差検出回路９にて検出された周波数誤差に応じた周波数の受信局部発振信号を生成し、受信回路２に入力する。
【００４４】
以上のように、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相誤差が位相検出回路５の量子化レベル以下のために周波数誤差検出回路９が１シンボル間の位相差からでは周波数誤差（位相誤差）が検出できない（θ1d＝０）場合に、ｎシンボル位相差検出回路８にて求めた２シンボル間の位相差から周波数誤差を検出する。
【００４５】
そして、２シンボル間の位相差からでは周波数誤差が検出されない（θ2d＝０）場合には３シンボル間の位相差から周波数誤差を、さらに、３シンボル間の位相差からでは周波数誤差が求められない（θ3d＝０）場合には４シンボル間の位相差から周波数誤差を、というように、周波数誤差の検出の基となる位相差をシンボル間隔の長いものに徐々に切り替えるようにしている。
【００４６】
すなわち、短いシンボル間隔では、位相検出回路５の量子化レベルに応じて切り捨てられてしまう位相誤差についても、より長いシンボル間隔にわたって生じる位相誤差を検出するようにしている。このため、位相検出回路５の量子化レベル以下の位相誤差についても補正を行なって、誤り率の改善することができる。
【００４７】
例えば、位相検出回路５の検出できる最小の位相が図４に示すように２π／３２［ｒａｄ］（位相分割数が３２）であっても、最大４シンボル間の位相差を用いることにより２π／１２８［ｒａｄ］（位相分割数が１２８）、すなわち約０．７８までの周波数誤差を検出することができる。
【００４８】
また、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、周波数誤差の検出の基となる位相差をシンボル間隔の短いものから長いものに徐々に切り替えるようにしているため、検出可能な最大周波数誤差（キャプチャレンジ）を越えないように周波数誤差を検出することができる。
【００４９】
さらに、重み付け回路９２により位相誤差検出回路９１で求めた位相誤差信号θ1d〜θ4dに対して、各々重み付けを行なうようにしているため、シンボル間位相誤差検出器９１１〜９１４間の感度調整を行なうことができる。例えば、重み付け器９２１，９２２，９２３，９２４の各重みを（８：４：２：１）に設定すれば、シンボル間位相誤差検出器９１１〜９１４の各感度を同じに設定することができる。
【００５０】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、Ａ／Ｄ変換器４および位相検出回路５によって、受信信号をディジタル信号に変換したのち、その位相を検出するようにしているが、直交復調器を用いて復調した結果から位相を検出するようにしてもよい。
【００５１】
以下、図５を参照してその一例を説明する。なお、前述の第１の実施形態に示した周波数補償機能を備えた無線通信装置と同一部分については同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に述べる。
【００５２】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路（ＲＸ）２１に入力され、ここで周波数シンセサイザ３から出力される受信局部発振信号と合成されてベースバンド信号に変換される。この変換結果は、直交復調器１２に入力される。
【００５３】
直交復調器１２は、上記ベースバンド信号に対してベースバンド直交検波を行ない、Ｉ成分とＱ成分に分けた検波結果を各々Ａ／Ｄ変換器４１，４２に入力する。Ｉ成分とＱ成分の検波結果は、各々Ａ／Ｄ変換器４１，４２にてサンプリングされたのち位相検出回路（ＰＨＤ）５１に入力され、この位相検出回路５１で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、遅延検波回路６およびｎシンボル位相差検出回路８に入力される。
【００５４】
以上のような構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置によっても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、第１の実施の形態に比べ、使用するＡ／Ｄ変換器の語長を短くすることができるため、装置の小型化および省電力化に寄与することができる。
【００５５】
次に、図６を参照してこの発明の第２の実施形態に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置について説明する。なお、前述の第１の実施形態に示した周波数補償機能を備えた無線通信装置と同一部分については同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に述べる。
【００５６】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路２に入力され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３１から出力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【００５７】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、減算器１３の被減算入力端子に入力される。一方、減算入力端子には、後述のディジタル電圧制御発振器（Ｄ−ＶＣＯ）１４の出力信号が入力され、上記位相検出回路５の位相検出結果からディジタル電圧制御発振器１４の出力信号が減算される。この減算結果は、遅延検波回路６およびｎシンボル位相差検出回路８に入力される。
【００５８】
ｎシンボル位相差検出回路８は、第１の実施の形態で説明したように、複数シンボル間の位相差を検出し、この検出結果を周波数誤差検出回路９に入力する。また、周波数誤差検出回路９についても第１の実施の形態と同様に、零でなくなおかつ最も狭いシンボル差の位相誤差信号を選択的に周波数誤差信号として出力する。
【００５９】
この周波数誤差信号は、ローパスフィルタ１０を介してディジタル電圧制御発振器１４に入力される。そして、このディジタル電圧制御発振器１４により上記周波数誤差に応じた周波数の信号が生成され、前述の減算器１３の減算入力端子に入力される。減算器１３は、前述の位相検出回路５の位相検出結果からディジタル電圧制御発振器１４の出力信号を減算することにより、周波数誤差成分を除去する。
【００６０】
以上のように、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、ＡＦＣループをすべてディジタル信号で構成して周波数誤差成分を除去するようにしている。このように構成した周波数補償機能を備えた無線通信装置によれば、Ｄ／Ａ変換器やアナログ信号で動作する電圧制御発振器等の高価な回路を必要としないため、コストの削減に寄与することができる。
【００６１】
次に、図７を参照してこの発明の第３の実施形態に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置について説明する。なお、前述の第２の実施形態に示した周波数補償機能を備えた無線通信装置と同一部分については同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に述べる。
【００６２】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路２に入力され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３１から出力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【００６３】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。
【００６４】
位相検出回路５にて検出された位相信号は、遅延検波回路６およびｎシンボル位相差検出回路８に入力される。遅延検波回路６は、上記位相信号に基づいて１シンボル間の位相差を検出し、求めた位相差を減算器１５の被減算入力端子に入力する。
【００６５】
一方、ｎシンボル位相差検出回路８は、第１の実施の形態で説明したように複数シンボル間の位相差を検出し、この検出結果を周波数誤差検出回路９に入力する。周波数誤差検出回路９についても第１の実施の形態と同様に、零でなくなおかつ最も狭いシンボル差の位相誤差信号を選択的に周波数誤差信号として出力する。この周波数誤差信号は、ローパスフィルタ１０を介して減算器１５の減算入力端子に入力される。
【００６６】
減算器１５は、前述の遅延検波回路６で検出した位相差信号から、ｎシンボル位相差検出回路８および周波数誤差検出回路９によって生成された周波数誤差信号を減算することにより、周波数誤差の成分を除去する。この結果は、判定回路７に入力され、クロック同期が確立されたのち受信データの判定が行なわれる。
【００６７】
以上のように、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、自動周波数制御を行なうフィードバックループを構成せずに、遅延検波回路６で検出した位相差信号から周波数誤差成分を除去するようにしている。このように構成した周波数補償機能を備えた無線通信装置によれば、受信信号に含まれるノイズ等によって発生するループ発散の虞がないため、ローパスフィルタ１０を簡素化することができる。また、この場合、電圧制御発振器が不要である。
【００６８】
なお、以上の説明では、動作制御回路９３は、複数検出される位相誤差信号のうち零でなくなおかつ最も狭いシンボル間隔の位相誤差信号を選択するようにしている。しかし、位相誤差信号の選択方法は、これに限定されるものではない。
【００６９】
例えば、重み付け回路９２からの４つの位相誤差信号を監視し、これらの位相誤差信号のうちキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択するようにしてもよい。
【００７０】
また、以上の説明では、π／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号を受信する場合を例に説明したが、他の方法によって位相変調された信号を受信する場合についても適用することが可能であることはいうまでもない。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、ｎ個の位相誤差検出手段と、周波数誤差補正手段とを新たに設け、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて受信信号の周波数誤差を補正するようにしている。
【００７２】
したがって、この発明によれば、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになるので、位相検出回路の量子化レベル以下の位相誤差についても補正を行なって、誤り率の改善を図ることが可能な周波数補償機能を備えた無線通信装置を提供できる。
【００７３】
また、この発明では、周波数誤差補正手段において、位相誤差検出手段により検出されたｎ個の位相誤差の中からキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて、受信信号の周波数誤差を補正するようにした。
【００７４】
したがって、周波数誤差の補正に使用する位相誤差はキャプチャレンジを越えるものが選択されないため、速やかに周波数誤差の補正を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置の第１の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した無線通信装置のｎシンボル位相差検出回路の構成を示す回路ブロック図。
【図３】図１に示した無線通信装置の周波数誤差検出回路の構成を示す回路ブロック図。
【図４】図１に示した無線通信装置の位相検出回路の位相検出能力を説明するための位相平面図。
【図５】図１に示した無線通信装置に直交復調器を用いた場合の構成を示す回路ブロック図。
【図６】この発明に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置の第２の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図７】この発明に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置の第３の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図８】従来の周波数補償機能を備えた無線通信装置の構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
１…アンテナ
２，２１…受信回路（ＲＸ）
３，３１…周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）
４，４１，４２…Ａ／Ｄ変換器
５，５１…位相検出回路（ＰＨＤ）
６…遅延検波回路（ＤＤ）
７…判定回路（ＤＥＴ）
８…ｎシンボル位相差検出回路（ＮＤＤ）
８１〜８４…遅延器
８５〜８８…減算器
９…周波数誤差検出回路（ＦＥＤ）
９１…位相誤差検出回路（ＰＥＤ）
９１１〜９１４…シンボル間位相誤差検出器（ＰＥＤ１〜４）
９２…重み付け回路（ＷＴ）
９２１〜９２４…重み付け器（ＷＴ１〜４）
９３…動作制御回路（ＮＯＧＯ）
９３１〜９３４…動作制御器（ＮＯＧＯ１〜４）
９４…加算器
１０…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１１…Ｄ／Ａ変換器
１２…直交復調器
１３，１５…減算器
１４…ディジタル電圧制御発振器（Ｄ−ＶＣＯ）
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばディジタル無線電話装置のように、周波数補償機能を備えた無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信装置の受信信号の検波回路の１つとして遅延検波回路がある。この検波回路は、位相同期した搬送波の再生を必要としないため、移動通信環境のように受信信号の位相がランダムに変動する状況に適した検波回路である。しかし、遅延検波回路は、送信信号の周波数と受信機のローカル発振器の周波数との間にずれがあると誤り率が劣化する。
【０００３】
例えば、シンボル間隔Ｔの受信信号について遅延検波を行なう場合に、周波数誤差がｆｄ［Ｈｚ］であったとすると、１シンボル位相差検出を行なう遅延検波回路後の信号点には、以下に示す位相誤差θｄが生じる。
【０００４】
【数１】
このように周波数誤差が位相誤差としてあらわれて誤り率が劣化するため、ＡＦＣ（自動周波数制御）ループにより周波数誤差を補償し、誤り率の改善を図っている。
【０００６】
以下、図８を参照して、ＡＦＣループによって周波数誤差の補正を行なう周波数補償機能を備えた従来の無線通信装置について説明する。図８は、従来の無線通信装置の構成を示すものである。
【０００７】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路（ＲＸ）２に入力される。そして、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３から入力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【０００８】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路（ＰＨＤ）５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、遅延検波回路（ＤＤ）６に入力される。
【０００９】
遅延検波回路６は、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて１シンボル間の位相差を検出し、求めた位相差を判定回路（ＤＥＴ）７および周波数誤差検出回路（ＦＥＤ）９に入力する。これに対し、判定回路７は、検出された上記位相差のクロック同期を確立し、受信データの判定を行なう。
【００１０】
一方、周波数誤差検出回路９は、上記位相差から周波数誤差を検出する。そして、この検出結果は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０にて帯域制限されたのちＤ／Ａ変換器１１によりアナログデータに変換され、周波数シンセサイザ３に入力される。
【００１１】
周波数シンセサイザ３は、周波数誤差検出回路９にて検出された周波数誤差に応じた周波数の受信局部発振信号を生成し、受信回路２に入力する。
このように、周波数補償機能を備えた従来の無線通信装置では、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて遅延検波回路６が位相差を検出し、この検出結果を評価基準として受信信号の周波数誤差を補正するようにしている。
【００１２】
すなわち、式（１）の位相誤差θｄの検出精度は、位相検出回路５の位相の量子化レベル（分割数）に依存している。このため、この量子化レベル以下の位相誤差は量子化によって切り捨てられ、位相誤差として検出されず補正されないという問題がある。
【００１３】
例えば、π／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号において周波数誤差が１／３２（２π／３２［ｒａｄ］）の場合について考える。この誤差を検出するためには、位相検出回路５の検出能力は２π／３２［ｒａｄ］以上の分解能を必要とする。
【００１４】
つまり、図４に示すように、位相検出回路５がπ／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号の位相を検出する場合に、２π［ｒａｄ］の位相平面を３２以上に分割する能力を持てば、１／３２の周波数誤差を検出することができる。
【００１５】
しかし、３２未満の分割能力の場合には、１／３２（３．１２５％）の周波数誤差を検出することができない。このため、この場合には、検出された位相信号には、最大３．１２５％の周波数誤差をもったまま復号されることになり、誤り率特性は大きく劣化する。
【００１６】
これに対し、従来より位相検出をＩＦ帯で行なうことにより検出精度を上げ、誤り率を許容できる範囲まで向上させるという方法が考えられていた。しかし、このような手法による検出精度の改善には、非常に高速なクロックが必要となり、実現が困難であった。
【００１７】
また、位相検出をベースバンド直交信号で行なうことによって検出精度を上げるという方法も考えられているが、このような手法ではＡ／Ｄ変換器の精度を十分に上げる必要が生じた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相検出回路の量子化レベル以下の位相誤差はその量子化によって切り捨てられ、位相誤差として検出されず補正されないという問題がある。
【００１９】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、位相検出回路の量子化レベル以下の位相誤差についても補正を行なって、誤り率の改善を図ることが可能な周波数補償機能を備えた無線通信装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明に係る周波数補償機能を備えた無線通信装置は、シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段とを具備して構成するようにした。
【００２１】
上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて受信信号の周波数誤差を補正するようにしている。
すなわち、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになる。したがって、位相検出手段の量子化レベル以下の位相誤差についても検出して、この誤差に対応する周波数誤差を補正することができる。
【００２２】
また、この発明では、周波数誤差補正手段において、位相誤差検出手段により検出されたｎ個の位相誤差の中からキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて、受信信号の周波数誤差を補正するようにした。したがって、周波数誤差の補正に使用する位相誤差はキャプチャレンジを越えるものが選択されないため周波数誤差の補正動作が安定し、その結果、速やかに周波数誤差の補正を行なうことが可能となる。
【００２３】
また、この発明に係る周波数補償機能を備えた無線通信装置は、シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて位相検出手段にて検出された位相に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備して構成するようにした。
上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相検出手段により、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて位相検出手段にて検出された位相に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去するようにしている。
すなわち、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになる。したがって、位相検出手段の量子化レベル以下の位相誤差についても検出して、この誤差に対応する周波数誤差を補正することができる。
【００２４】
さらに、この発明に係る周波数補償機能を備えた無線通信装置は、シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、この位相検出手段にて検出された位相に基づいて所定のシンボル間の位相差を検出する遅延検波手段と、位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて遅延検波手段にて検出された位相差に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備して構成するようにした。
上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相検出手段により、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。その一方で、遅延検波手段により、位相検出手段にて検出された位相に基づいて所定のシンボル間の位相差を検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて遅延検波手段にて検出された位相差に対する補正を行なうことにより、受信信号の周波数誤差成分を除去するようにしている。
すなわち、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになる。したがって、位相検出手段の量子化レベル以下の位相誤差についても検出して、この誤差に対応する周波数誤差を補正することができる。
【００２５】
またさらに、この発明では、重み付け手段を備えて、周波数誤差補正手段に入力されるｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差の各々に対して、重み付けを行なうことも特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、π／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号を受信する場合を例に説明する。
【００２７】
まず、図１を参照して、この発明の第１の実施形態に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置について説明する。図１は、その構成を示すブロック回路図である。
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路（ＲＸ）２に入力され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３から出力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【００２８】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路（ＰＨＤ）５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、遅延検波回路（ＤＤ）６およびｎシンボル位相差検出回路（ＮＤＤ）８に入力される。
【００２９】
遅延検波回路６は、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて１シンボル間の位相差を検出し、求めた位相差を判定回路（ＤＥＴ）７に入力する。これに対し、判定回路７は、検出された上記位相差のクロック同期を確立し、受信データの判定を行なう。一方、ｎシンボル位相差検出回路８は、位相検出回路５によって検出された位相に基づいて複数シンボル間の位相差を検出するものである。
【００３０】
以下、図２を参照して、ｎシンボル位相差検出回路８について説明する。図３は、その構成例を示すブロック回路図である。
ｎシンボル位相差検出回路８は、遅延器８１〜８４と減算器８５〜８８とを備えている。位相検出回路５によって検出された位相信号は、遅延器８１と、減算器８５〜８８の各被減算入力端子とにそれぞれ入力される。
【００３１】
遅延器８１は、入力される位相信号をそれぞれ１シンボル間隔に相当する時間だけ遅延させ、遅延器８２に入力する。同様に遅延器８２は遅延器８３に、遅延器８３は遅延器８４に、それぞれ入力される位相信号を１シンボル間隔に相当する時間だけ遅延させて入力する。また、遅延器８４は、入力される位相信号を上記時間だけ遅延させて減算器８８の減算入力端子に入力する。
【００３２】
減算器８５，８６，８７，８８は、各々遅延器８１，８２，８３，８４に対応しており、それぞれ対応する遅延器にて遅延された位相信号が減算入力端子に入力される。そして、各減算器８５〜８８は、被減算入力端子に入力される位相信号から減算入力端子に入力される位相信号を減算する。
【００３３】
これにより、減算器８５，８６，８７，８８は、各々１シンボル位相差、２シンボル位相差、３シンボル位相差、４シンボル位相差の位相差信号を求める。このようにして求められた４つの位相差信号は、周波数誤差検出回路（ＦＥＤ）９に入力される。
【００３４】
次に、図３を参照して周波数誤差検出回路９について説明する。図３は、その構成例を示すブロック回路図である。
周波数誤差検出回路９は、位相誤差検出回路（ＰＥＤ）９１、重み付け回路（ＷＴ）９２、動作制御回路（ＮＯＧＯ）９３および加算器９４を備えている。また、位相誤差検出回路９１は、シンボル間位相誤差検出器（ＰＥＤ１）９１１〜（ＰＥＤ４）９１４からなる。シンボル間位相誤差検出器９１１，９１２，９１３，９１４は、各々１シンボル位相差、２シンボル位相差、３シンボル位相差、４シンボル位相差の位相差信号に対応しており、対応する位相差信号からデータ成分を差し引いて位相誤差のみを抽出し、各々位相誤差信号θ1d，θ2d，θ3d，θ4dとして出力する。
【００３５】
すなわち、位相誤差信号θnd（ｎ＝１〜４）はｎシンボル間の位相誤差を示すもので、理論上これに対応する周波数誤差は１シンボル間の位相誤差に対応する周波数誤差（ｆｄ）のｎ倍である。このため、位相誤差信号θndは、ｎ倍の周波数誤差（ｎ×ｆｄ）と以下の式（２）に示すような関係を有するものである。なお、各位相誤差信号は、重み付け回路９２に入力される。
【００３６】
【数２】
重み付け回路９２は、重み付け器（ＷＴ１）９２１〜（ＷＴ４）９２４からなる。重み付け器９２１，９２２，９２３，９２４は、各々位相誤差信号θ1d，θ2d，θ3d，θ4dに対応しており、対応する位相誤差信号に対して重み付けを行なう。重み付けされた位相誤差信号θ1d〜θ4dは、動作制御回路９３に入力される。
【００３８】
動作制御回路９３は、動作制御器（ＮＯＧＯ１）９３１〜（ＮＯＧＯ４）９３４からなる。動作制御器９３１は、重み付け器９２１によって重み付けされた位相誤差信号θ1dが入力される。そして、位相誤差信号θ1dが零以外の時に位相誤差信号θ1dを加算器９４に出力し、零の時（１シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００３９】
動作制御器９３２は、各々重み付け器９２１，９２２によってそれぞれ重み付けされた位相誤差信号θ1dおよび位相誤差信号θ2dが入力される。そして、位相誤差信号θ1dが零であって、なおかつ位相誤差信号θ2dが零以外の時（２シンボル間から位相誤差が検出される）に位相誤差信号θ2dを加算器９４に出力し、零の時（２シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００４０】
同様に、動作制御器９３３は、各々重み付け器９２２，９２３によってそれぞれ重み付けされた位相誤差信号θ2dおよび位相誤差信号θ3dが入力される。そして、位相誤差信号θ2dが零であって、なおかつ位相誤差信号θ3dが零以外の時（３シンボル間から位相誤差が検出される）に位相誤差信号θ3dを加算器９４に出力し、零の時（３シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００４１】
同様に、動作制御器９３４は、各々重み付け器９２３，９２４によってそれぞれ重み付けされた位相誤差信号θ3dおよび位相誤差信号θ4dが入力される。そして、位相誤差信号θ3dが零であって、なおかつ位相誤差信号θ4dが零以外の時（４シンボル間から位相誤差が検出される）に位相誤差信号θ4dを加算器９４に出力し、零の時（４シンボル間からは位相誤差が検出されない）は何も出力しない。
【００４２】
加算器９４は、動作制御回路９３から出力された位相誤差信号を周波数誤差信号としてローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０に入力する。
すなわち、周波数誤差検出回路９は、１から４シンボル間隔の位相誤差を各々検出し、このうち零でなくなおかつ最も狭いシンボル間隔の位相誤差信号を選択的に周波数誤差信号として出力する。
【００４３】
このようにして検出された周波数誤差信号は、ローパスフィルタ１０によって帯域制限されたのち、Ｄ／Ａ変換器１１によりアナログデータに変換され、周波数シンセサイザ３に入力される。周波数シンセサイザ３は、周波数誤差検出回路９にて検出された周波数誤差に応じた周波数の受信局部発振信号を生成し、受信回路２に入力する。
【００４４】
以上のように、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、位相誤差が位相検出回路５の量子化レベル以下のために周波数誤差検出回路９が１シンボル間の位相差からでは周波数誤差（位相誤差）が検出できない（θ1d＝０）場合に、ｎシンボル位相差検出回路８にて求めた２シンボル間の位相差から周波数誤差を検出する。
【００４５】
そして、２シンボル間の位相差からでは周波数誤差が検出されない（θ2d＝０）場合には３シンボル間の位相差から周波数誤差を、さらに、３シンボル間の位相差からでは周波数誤差が求められない（θ3d＝０）場合には４シンボル間の位相差から周波数誤差を、というように、周波数誤差の検出の基となる位相差をシンボル間隔の長いものに徐々に切り替えるようにしている。
【００４６】
すなわち、短いシンボル間隔では、位相検出回路５の量子化レベルに応じて切り捨てられてしまう位相誤差についても、より長いシンボル間隔にわたって生じる位相誤差を検出するようにしている。このため、位相検出回路５の量子化レベル以下の位相誤差についても補正を行なって、誤り率の改善することができる。
【００４７】
例えば、位相検出回路５の検出できる最小の位相が図４に示すように２π／３２［ｒａｄ］（位相分割数が３２）であっても、最大４シンボル間の位相差を用いることにより２π／１２８［ｒａｄ］（位相分割数が１２８）、すなわち約０．７８までの周波数誤差を検出することができる。
【００４８】
また、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、周波数誤差の検出の基となる位相差をシンボル間隔の短いものから長いものに徐々に切り替えるようにしているため、検出可能な最大周波数誤差（キャプチャレンジ）を越えないように周波数誤差を検出することができる。
【００４９】
さらに、重み付け回路９２により位相誤差検出回路９１で求めた位相誤差信号θ1d〜θ4dに対して、各々重み付けを行なうようにしているため、シンボル間位相誤差検出器９１１〜９１４間の感度調整を行なうことができる。例えば、重み付け器９２１，９２２，９２３，９２４の各重みを（８：４：２：１）に設定すれば、シンボル間位相誤差検出器９１１〜９１４の各感度を同じに設定することができる。
【００５０】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、Ａ／Ｄ変換器４および位相検出回路５によって、受信信号をディジタル信号に変換したのち、その位相を検出するようにしているが、直交復調器を用いて復調した結果から位相を検出するようにしてもよい。
【００５１】
以下、図５を参照してその一例を説明する。なお、前述の第１の実施形態に示した周波数補償機能を備えた無線通信装置と同一部分については同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に述べる。
【００５２】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路（ＲＸ）２１に入力され、ここで周波数シンセサイザ３から出力される受信局部発振信号と合成されてベースバンド信号に変換される。この変換結果は、直交復調器１２に入力される。
【００５３】
直交復調器１２は、上記ベースバンド信号に対してベースバンド直交検波を行ない、Ｉ成分とＱ成分に分けた検波結果を各々Ａ／Ｄ変換器４１，４２に入力する。Ｉ成分とＱ成分の検波結果は、各々Ａ／Ｄ変換器４１，４２にてサンプリングされたのち位相検出回路（ＰＨＤ）５１に入力され、この位相検出回路５１で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、遅延検波回路６およびｎシンボル位相差検出回路８に入力される。
【００５４】
以上のような構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置によっても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、第１の実施の形態に比べ、使用するＡ／Ｄ変換器の語長を短くすることができるため、装置の小型化および省電力化に寄与することができる。
【００５５】
次に、図６を参照してこの発明の第２の実施形態に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置について説明する。なお、前述の第１の実施形態に示した周波数補償機能を備えた無線通信装置と同一部分については同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に述べる。
【００５６】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路２に入力され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３１から出力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【００５７】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。ここで検出された位相は、減算器１３の被減算入力端子に入力される。一方、減算入力端子には、後述のディジタル電圧制御発振器（Ｄ−ＶＣＯ）１４の出力信号が入力され、上記位相検出回路５の位相検出結果からディジタル電圧制御発振器１４の出力信号が減算される。この減算結果は、遅延検波回路６およびｎシンボル位相差検出回路８に入力される。
【００５８】
ｎシンボル位相差検出回路８は、第１の実施の形態で説明したように、複数シンボル間の位相差を検出し、この検出結果を周波数誤差検出回路９に入力する。また、周波数誤差検出回路９についても第１の実施の形態と同様に、零でなくなおかつ最も狭いシンボル差の位相誤差信号を選択的に周波数誤差信号として出力する。
【００５９】
この周波数誤差信号は、ローパスフィルタ１０を介してディジタル電圧制御発振器１４に入力される。そして、このディジタル電圧制御発振器１４により上記周波数誤差に応じた周波数の信号が生成され、前述の減算器１３の減算入力端子に入力される。減算器１３は、前述の位相検出回路５の位相検出結果からディジタル電圧制御発振器１４の出力信号を減算することにより、周波数誤差成分を除去する。
【００６０】
以上のように、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、ＡＦＣループをすべてディジタル信号で構成して周波数誤差成分を除去するようにしている。このように構成した周波数補償機能を備えた無線通信装置によれば、Ｄ／Ａ変換器やアナログ信号で動作する電圧制御発振器等の高価な回路を必要としないため、コストの削減に寄与することができる。
【００６１】
次に、図７を参照してこの発明の第３の実施形態に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置について説明する。なお、前述の第２の実施形態に示した周波数補償機能を備えた無線通信装置と同一部分については同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に述べる。
【００６２】
図示しない基地局から無線通話チャネルを介して送られた無線通信信号は、アンテナ１を介して受信回路２に入力され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３１から出力される受信局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換される。
【００６３】
そして、この受信中間周波信号は、Ａ／Ｄ変換器４でサンプリングされたのち位相検出回路５に入力され、この位相検出回路５で受信信号の位相が検出される。
【００６４】
位相検出回路５にて検出された位相信号は、遅延検波回路６およびｎシンボル位相差検出回路８に入力される。遅延検波回路６は、上記位相信号に基づいて１シンボル間の位相差を検出し、求めた位相差を減算器１５の被減算入力端子に入力する。
【００６５】
一方、ｎシンボル位相差検出回路８は、第１の実施の形態で説明したように複数シンボル間の位相差を検出し、この検出結果を周波数誤差検出回路９に入力する。周波数誤差検出回路９についても第１の実施の形態と同様に、零でなくなおかつ最も狭いシンボル差の位相誤差信号を選択的に周波数誤差信号として出力する。この周波数誤差信号は、ローパスフィルタ１０を介して減算器１５の減算入力端子に入力される。
【００６６】
減算器１５は、前述の遅延検波回路６で検出した位相差信号から、ｎシンボル位相差検出回路８および周波数誤差検出回路９によって生成された周波数誤差信号を減算することにより、周波数誤差の成分を除去する。この結果は、判定回路７に入力され、クロック同期が確立されたのち受信データの判定が行なわれる。
【００６７】
以上のように、上記構成の周波数補償機能を備えた無線通信装置では、自動周波数制御を行なうフィードバックループを構成せずに、遅延検波回路６で検出した位相差信号から周波数誤差成分を除去するようにしている。このように構成した周波数補償機能を備えた無線通信装置によれば、受信信号に含まれるノイズ等によって発生するループ発散の虞がないため、ローパスフィルタ１０を簡素化することができる。また、この場合、電圧制御発振器が不要である。
【００６８】
なお、以上の説明では、動作制御回路９３は、複数検出される位相誤差信号のうち零でなくなおかつ最も狭いシンボル間隔の位相誤差信号を選択するようにしている。しかし、位相誤差信号の選択方法は、これに限定されるものではない。
【００６９】
例えば、重み付け回路９２からの４つの位相誤差信号を監視し、これらの位相誤差信号のうちキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択するようにしてもよい。
【００７０】
また、以上の説明では、π／４シフトＱＰＳＫで位相変調された信号を受信する場合を例に説明したが、他の方法によって位相変調された信号を受信する場合についても適用することが可能であることはいうまでもない。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、ｎ個の位相誤差検出手段と、周波数誤差補正手段とを新たに設け、１からｎまでの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出する。そして、これら複数の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、位相誤差が零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて受信信号の周波数誤差を補正するようにしている。
【００７２】
したがって、この発明によれば、１シンボル間の位相差からでは位相誤差が量子化レベル以下のために零となって検出されない場合でも、ａ（２以上ｎ以下の自然数）シンボル間の位相差からはａ倍され量子化レベルを越えた位相誤差が検出されることになるので、位相検出回路の量子化レベル以下の位相誤差についても補正を行なって、誤り率の改善を図ることが可能な周波数補償機能を備えた無線通信装置を提供できる。
【００７３】
また、この発明では、周波数誤差補正手段において、位相誤差検出手段により検出されたｎ個の位相誤差の中からキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて、受信信号の周波数誤差を補正するようにした。
【００７４】
したがって、周波数誤差の補正に使用する位相誤差はキャプチャレンジを越えるものが選択されないため、速やかに周波数誤差の補正を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置の第１の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した無線通信装置のｎシンボル位相差検出回路の構成を示す回路ブロック図。
【図３】図１に示した無線通信装置の周波数誤差検出回路の構成を示す回路ブロック図。
【図４】図１に示した無線通信装置の位相検出回路の位相検出能力を説明するための位相平面図。
【図５】図１に示した無線通信装置に直交復調器を用いた場合の構成を示す回路ブロック図。
【図６】この発明に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置の第２の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図７】この発明に係わる周波数補償機能を備えた無線通信装置の第３の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図８】従来の周波数補償機能を備えた無線通信装置の構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
１…アンテナ
２，２１…受信回路（ＲＸ）
３，３１…周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）
４，４１，４２…Ａ／Ｄ変換器
５，５１…位相検出回路（ＰＨＤ）
６…遅延検波回路（ＤＤ）
７…判定回路（ＤＥＴ）
８…ｎシンボル位相差検出回路（ＮＤＤ）
８１〜８４…遅延器
８５〜８８…減算器
９…周波数誤差検出回路（ＦＥＤ）
９１…位相誤差検出回路（ＰＥＤ）
９１１〜９１４…シンボル間位相誤差検出器（ＰＥＤ１〜４）
９２…重み付け回路（ＷＴ）
９２１〜９２４…重み付け器（ＷＴ１〜４）
９３…動作制御回路（ＮＯＧＯ）
９３１〜９３４…動作制御器（ＮＯＧＯ１〜４）
９４…加算器
１０…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１１…Ｄ／Ａ変換器
１２…直交復調器
１３，１５…減算器
１４…ディジタル電圧制御発振器（Ｄ−ＶＣＯ）
Claims (7)
- シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、
この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて前記異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、
このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて前記受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段とを具備したことを特徴とする周波数補償機能を備えた無線通信装置。 - シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、
この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて前記異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、
このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差の中からキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて前記受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段とを具備したことを特徴とする周波数補償機能を備えた無線通信装置。 - シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、
この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて前記異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、
このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて前記位相検出手段にて検出された位相に対する補正を行なうことにより、前記受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備したことを特徴とする周波数補償機能を備えた無線通信装置。 - シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、
この位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて前記異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、
このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差の中からキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて前記位相検出手段にて検出された位相に対する補正を行なうことにより、前記受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備したことを特徴とする周波数補償機能を備えた無線通信装置。 - シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、
この位相検出手段にて検出された位相に基づいて所定のシンボル間の位相差を検出する遅延検波手段と、
前記位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて前記異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、
このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差について、対応する位相差が小さいものから順に位相誤差が零であるか否かを判定し、零でないと判定した位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて前記遅延検波手段にて検出された位相差に対する補正を行なうことにより、前記受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備したことを特徴とする周波数補償機能を備えた無線通信装置。 - シンボル単位で位相変調された受信信号を量子化したのち位相を検出する位相検出手段と、
この位相検出手段にて検出された位相に基づいて所定のシンボル間の位相差を検出する遅延検波手段と、
前記位相検出手段で検出された位相より、１からｎ（ｎは２以上の自然数）までの異なるシンボル間の位相差をそれぞれ検出し、これらの位相差に基づいて前記異なるシンボル間の基準位相に対する位相誤差をそれぞれ検出するｎ個の位相誤差検出手段と、
このｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差の中からキャプチャレンジ内で最大の位相誤差を選択し、この選択した位相誤差に基づいて前記遅延検波手段にて検出された位相差に対する補正を行なうことにより、前記受信信号の周波数誤差成分を除去する周波数誤差補正手段とを具備したことを特徴とする周波数補償機能を備えた無線通信装置。 - さらに、前記周波数誤差補正手段に入力される前記ｎ個の位相誤差検出手段にて検出されたｎ個の位相誤差の各々に対して、重み付けを行なう重み付け手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の周波数補償機能を備えた無線通信装置。
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