JP4045203B2 - 自動周波数制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信機において受信した信号の周波数誤差を補償するために用いられる自動周波数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相関回路を用いた従来の自動周波数制御装置は、例えば図５に示すように構成されている。なお、図５は非特許文献１の中から従来技術として考えられる部分を抜粋したものである。図５の自動周波数制御装置について以下に説明する。
この自動周波数制御装置は、２つの自動周波数制御手段を組み合わせて構成してある。また、信号の変調方式として４相位相変調を想定している。
【０００３】
一方の自動周波数制御手段は、周期的に信号に挿入される同期符号を３つの相関回路を用いて検出し、周波数誤差範囲を１／４ｆｓ（ｆｓ：シンボルレート）刻みで推定し、その推定結果に応じて１／４ｆｓ単位で周波数誤差を除去する。もう一方の自動周波数制御手段は、１シンボル単位で、±１／８ｆｓ以下の周波数誤差を除去する。
【０００４】
２つの自動周波数制御手段の制御を組み合わせることにより、±３／８ｆｓ以内の周波数誤差を補償することができる。具体的な動作は次の通りである。
受信信号は、発振回路１２８から出力される信号の周波数に従って、周波数変換回路１０１で周波数変換され、周波数変換された受信信号が２分岐回路１０２に入力され２系統に分岐される。
【０００５】
分岐された受信信号の一方は、遅延検波回路１０３に入力される。遅延検波回路１０３は信号の遅延検波を行う。すなわち、入力信号の１シンボル時間前の信号と現在の信号との間の位相差分を検波する。
遅延検波された信号は、２分岐回路１０４で２系統に分岐され、分岐された信号の一方は変調除去回路１０５に入力される。変調除去回路１０５は信号の変調を除去し周波数誤差量を検出する。
【０００６】
変調除去回路１０５が検出した周波数誤差量は、乗算回路１０６に入力され予め決定された利得係数と乗算される。乗算の結果は積分回路１２３に入力される。積分回路１２３の出力は、１つの周波数補正量として加算回路に入力される。
一方、２分岐回路１０４で分岐された信号のもう一方は、符号判定回路１０９に入力される。符号判定回路１０９は入力された信号の符号を判定し、復調信号を出力する。
【０００７】
符号判定回路１０９から出力される復調信号は、３分岐回路１２４で３系統に分岐され、分岐された信号は３つの相関回路１２５(1)，１２５(2)，１２５(3)にそれぞれ入力される。
３つの相関回路１２５(1)，１２５(2)，１２５(3)は、それぞれ所定の検出符号系列と入力された信号との相関を調べ、その結果を相関判定回路１２６に出力する。相関判定回路１２６は、３つの相関結果に応じた周波数補正量を出力する。
【０００８】
加算回路１２７は、積分回路１２３から出力される一方の周波数補正量と、相関判定回路１２６から出力されるもう一方の周波数補正量とを加算する。この加算結果が周波数補正量として発振回路１２８に入力される。発振回路１２８が出力する信号の周波数は入力された周波数補正量に応じて制御される。
また、周波数誤差を検出する方法（変調除去回路１０５）については様々な方法が考えられるが、例えば非特許文献３に示されるような逓倍法を用いて実現できる。発振回路１２８については、例えば非特許文献２に示すように電圧制御発振器を用いて構成できる。
【０００９】
また、相関回路１２５(1)，１２５(2)，１２５(3)に用いる符号系列の設定方法や、相関結果から決定される周波数補正量については、非特許文献１に開示されている。
【非特許文献１】
五十嵐，外５名，「複数の相関器を用いたＡＦＣ方法に関する一検討」，１９９４年電子情報通信学会秋季大会，Ｂ−２９０。
【非特許文献２】
藤野 忠著，「ディジタル移動通信」，昭晃堂，第１版，２０００年６月１０日発行，ｐｐ．５２−７８，ｐｐ．１２２−１５２。
【非特許文献３】
山本平一，加藤修三共著，「ＴＤＭＡ通信」，電子情報通信学会，第１版，平成９年５月１日発行，ｐｐ．７６−８９。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
自動周波数制御装置には、信号受信開始後、短時間で周波数引き込みを完了することが求められる。これを実現するためには、図５の乗算回路１０６に与える利得係数を大きな値に定める必要がある。
しかしながら、一般に受信信号には熱雑音や他局からの干渉に起因する雑音が付加される。そのため、変調除去回路１０５で検出される周波数誤差量の検出精度が、雑音の多い受信環境では劣化する。
【００１１】
現実には、利得係数を大きくすると、周波数誤差量の検出精度劣化によって周波数補正量に大きなジッタや定常誤差が含まれることになり、補正精度が劣化するという問題がある。しかし、補正精度を高めるために利得係数を小さくすると、引き込み時間が長くなるという問題がある。
本発明は、雑音の多い受信環境であっても、周波数補正精度が高く、しかも引き込み時間の短い自動周波数制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、周波数制御量に応じて発振周波数の制御が可能な発振手段と、前記発振手段が出力する信号に従って受信信号の周波数変換を行う周波数変換手段と、周波数変換された受信信号を遅延検波する遅延検波手段と、周波数変換された受信信号もしくは遅延検波された信号から変調を除去して受信信号の位相を出力する変調除去手段と、前記変調除去手段が出力する信号に基づいて第１の周波数誤差量を検出する第１の誤差量検出手段と、前記遅延検波手段から出力される信号を入力して符号判定を行う符号判定手段と、前記符号判定手段の出力と所定の検出符号系列との相関を検出する複数の相関手段と、前記複数の相関手段の検出した相関に基づいて第２の周波数誤差量を検出する第２の誤差量検出手段とを備え、周期的に挿入される同期符号を含む受信信号の周波数を制御する自動周波数制御装置において、前記複数の相関手段の相関検出結果に基づいて、前記同期符号に同期したタイミング制御信号を生成するフレーム同期判定手段と、周波数変換された受信信号もしくは前記遅延検波手段から出力される信号を、前記タイミング制御信号に同期して、前記同期符号を理想的に復号もしくは差動復号して得られる符号系列を用いて逆変調し信号の位相を出力する逆変調手段と、前記逆変調手段が出力する信号に基づいて第３の周波数誤差量を検出する第３の誤差量検出手段と、前記タイミング制御信号に従って、受信信号の同期符号の区間では前記第３の周波数誤差量を選択し、それ以外の区間では前記第１の周波数誤差量を選択する誤差量切替手段とを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１においては、フレーム同期判定手段が複数の相関手段の相関検出結果に基づいて、前記同期符号に同期したタイミング制御信号を生成する。逆変調手段は、前記タイミング制御信号に同期して、前記同期符号を理想的に復号もしくは差動復号して得られる符号系列（既知符号系列）を用いて逆変調し信号の位相を出力する。第３の誤差量検出手段は、逆変調手段が出力する信号に基づいて第３の周波数誤差量を検出する。誤差量切替手段は、受信信号の同期符号の区間では前記第３の周波数誤差量を選択し、それ以外の区間では前記第１の周波数誤差量を選択する。
【００１４】
既知符号系列を逆変調した結果から得られる第３の周波数誤差量は検出精度が高いので、高精度の周波数補正が可能になる。また、高い利得係数を用いた場合であっても第３の周波数誤差量に含まれるジッタや定常誤差を小さくできる。従って、雑音の多い受信環境下においても補正精度を高め、かつ引き込み時間を短くすることができる。
【００１５】
請求項２は、請求項１の自動周波数制御装置において、前記第１の誤差量検出手段に、前記変調除去手段の出力を微分する微分手段を設けたことを特徴とする。
請求項２においては、微分手段を設けることにより受信信号の位相の変化を検出できるので、遅延検波を行う前の受信信号から周波数誤差量を検出できる。
請求項３は、請求項１の自動周波数制御装置において、前記第３の誤差量検出手段に、前記逆変調手段の出力を微分する微分手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３においては、逆変調出力を微分することにより受信信号の位相の変化を検出できるので、遅延検波を行う前の受信信号を逆変調手段に入力して周波数誤差量を検出することができる。
請求項４は、請求項１の自動周波数制御装置において、Ｎ個の前記相関手段のｋ番目（１≦ｋ≦Ｎ）の検出符号系列として、前記受信信号の周波数誤差量Ｆｋで伝送された信号の同期符号部を理想的に差動復号化して得られる符号系列を割り当て、前記第２の誤差量検出手段は、第２の周波数誤差量として、前記ｋ番目の相関手段で入力信号と相関が検出された場合に（−Ｆｋ）を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項５は、請求項４の自動周波数制御装置において、受信信号がＭ相の位相変調信号であり、前記周波数誤差量Ｆｋが（ｆｓ／Ｍ）の整数倍（ｆｓはシンボルレート）であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図１を参照して説明する。図１はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は全ての請求項に対応する。
【００１９】
この形態では、請求項１のフレーム同期判定手段，逆変調手段，第３の誤差量検出手段及び誤差量切替手段は、それぞれフレーム同期判定回路２６，逆変調回路１７，乗算回路１８及び切替回路２２に対応する。また、請求項２の微分手段は微分回路４２に対応し、請求項３の微分手段は微分回路３２に対応する。
図１に示す自動周波数制御装置の入力には、所定の受信機で受信された受信信号が印加される。この受信信号の具体例としては、例えば４相位相変調された信号が想定される。
【００２０】
図１に示すように、この自動周波数制御装置は周波数変換回路１１，４分岐回路４１，遅延検波回路１３，変調除去回路１５，微分回路４２，乗算回路１６，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，微分回路３２，２分岐回路２１，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８を備えている。
【００２１】
この形態では、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)を備えており、Ｎ分岐回路２４は入力された信号を３つに分岐する機能を備えている。しかし、相関回路２５の数及びＮ分岐回路２４の分岐数は必要に応じて変更できる。
【００２２】
周波数変換回路１１は、発振回路２８から入力される信号に基づいて、受信信号の周波数変換を行う。周波数変換回路１１で周波数変換された受信信号は、４分岐回路４１に入力されて４系統の信号に分岐される。
４分岐回路４１で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を遅延検波出力として出力する。
【００２３】
遅延検波回路１３が出力する遅延検波出力の信号は、符号判定回路１９に入力される。符号判定回路１９は、入力される信号を符号判定した結果を復調信号として出力する。
この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、分岐された各系統の信号はそれぞれ相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)に入力される。相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)は、それぞれ所定の検出符号系列と入力信号との相関を調べる。
【００２４】
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
各相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)の検出符号系列及び周波数誤差量Ｓ１については、非特許文献１の開示と同様である。すなわち、ｋ番目の相関回路２５(k)の検出符号系列として受信信号の周波数誤差量Ｆ(k)で伝送された信号の同期符号部を理想的に差動復号化した符号系列を割り当てておき、フレーム同期判定回路２６はｋ番目の相関回路２５(k)が前記検出符号系列と入力信号との相関を検出した場合に（−Ｆ(k)）を周波数補正量Ｓ１として出力する。
【００２５】
また、周波数誤差量Ｆ(k)としては（ｆｓ／Ｍ）の整数倍（ｆｓ：シンボルレート，Ｍ：位相変調の相数）を割り当てる。この例では４相位相変調の受信信号を扱うので、（Ｆ(1)＝０，Ｆ(2)＝ｆｓ／４，Ｆ(3)＝−ｆｓ／４）に定めてある。
【００２６】
一方、４分岐回路４１で分岐された信号の１つは変調除去回路１５に入力される。変調除去回路１５は、入力された信号から変調を除去し、受信信号の位相を表す信号Ｓ３を出力する。
微分回路４２は、変調除去回路１５が出力する信号Ｓ３を入力して微分処理を行う。この微分処理によって周波数誤差量Ｓ４が求められる。
【００２７】
乗算回路１６は、微分回路４２が求めた周波数誤差量Ｓ４と予め定めた利得係数Ｇ１との乗算を行う。その結果が切替回路２２の一方の入力に印加される。
一方、４分岐回路４１で分岐された信号の１つは逆変調回路１７に入力される。逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相信号Ｓ５が得られる。
【００２８】
微分回路３２は、逆変調回路１７から出力される位相信号Ｓ５に対して微分処理を行う。この微分処理の結果が周波数誤差量Ｓ６として出力される。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ６と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
【００２９】
積分回路２３は、切替回路２２が選択した信号を積分処理し、周波数補正量Ｓ７を生成する。加算回路２７は、２つの周波数補正量Ｓ１，Ｓ７を加算してその結果を出力する。
発振回路２８は、加算回路２７が出力する信号に従って発振周波数を制御する。発振周波数の制御により、周波数変換回路１１に印加される信号Ｓ８の周波数が変化するので、周波数変換回路１１から出力される受信信号の周波数を補正することができる。
【００３０】
なお、受信信号として扱う信号の変調形式については必要に応じて変更すればよい。
（第２の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図２を参照して説明する。図２はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図２において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【００３１】
図２に示す自動周波数制御装置には、周波数変換回路１１，３分岐回路３１，遅延検波回路１３，２分岐回路１４，変調除去回路１５，乗算回路１６，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，微分回路３２，２分岐回路２１，切替回路２２，積分回路２３，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８が設けてある。
【００３２】
受信信号は、周波数変換回路１１で発振回路２８からの信号に従って周波数変換された後、３分岐回路３１で３系統に分岐される。
３分岐回路３１で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力され遅延検波される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を出力する。
【００３３】
遅延検波回路１３から出力される信号は、２分岐回路１４で２系統に分岐され、変調除去回路１５の入力及び符号判定回路１９の入力にそれぞれ印加される。
変調除去回路１５は、入力信号から変調を除去し、周波数誤差量を表す信号Ｓ１１を出力する。乗算回路１６は、信号Ｓ１１と予め定めた利得係数Ｇ１とを乗算しその結果を出力する。
【００３４】
符号判定回路１９は、２分岐回路１４で分岐された信号を入力して符号判定を行い、復調信号を出力する。この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)にそれぞれ入力される。各々の相関回路２５は、入力される信号と所定の検出符号系列との相関を調べる。
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
【００３５】
一方、３分岐回路３１で分岐された信号の１つは逆変調回路１７に入力される。逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相信号Ｓ５が得られる。
【００３６】
微分回路３２は、逆変調回路１７から出力される位相信号Ｓ５に対して微分処理を行う。この微分処理の結果が周波数誤差量Ｓ６として出力される。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ６と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
【００３７】
上記以外の構成や動作については第１の実施の形態と同様である。
（第３の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図３を参照して説明する。この形態は請求項４に相当する。図３はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図３において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【００３８】
図３に示す自動周波数制御装置には、周波数変換回路１１，３分岐回路３１，変調除去回路１５，微分回路４２，乗算回路１６，遅延検波回路１３，２分岐回路５１，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，２分岐回路２１，切替回路２２，積分回路２３，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８が備わっている。
【００３９】
図３において、受信信号は周波数変換回路１１で発振回路２８からの信号に従って周波数変換された後、３分岐回路３１で３系統に分岐される。
３分岐回路３１で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力され遅延検波される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を出力する。
【００４０】
この信号は、２分岐回路５１で２系統に分岐され、逆変調回路１７の入力及び符号判定回路１９の入力に印加される。
一方、３分岐回路３１で分岐された信号の１つは、変調除去回路１５に入力される。変調除去回路１５は、入力信号から変調を除去した信号Ｓ２１を出力する。この信号Ｓ２１は微分回路４２で微分処理され、周波数誤差量Ｓ２２として出力される。
【００４１】
乗算回路１６は、周波数誤差量Ｓ２２と予め定めた利得係数Ｇ１とを乗算しその結果を出力する。
符号判定回路１９は、２分岐回路５１で分岐された信号を入力して符号判定を行い、復調信号を出力する。この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)にそれぞれ入力される。各々の相関回路２５は、入力される信号と所定の検出符号系列との相関を調べる。
【００４２】
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
【００４３】
一方、逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に差動復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相として周波数誤差量Ｓ２３が得られる。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ２３と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
【００４４】
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
上記以外の構成や動作については第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
（第４の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図４を参照して説明する。図４はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図４において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【００４６】
図４に示す自動周波数制御装置には、周波数変換回路１１，２分岐回路１２，遅延検波回路１３，３分岐回路１４Ｂ，変調除去回路１５，乗算回路１６，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，２分岐回路２１，切替回路２２，積分回路２３，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８が備わっている。
【００４７】
図４において、受信信号は周波数変換回路１１で発振回路２８からの信号に従って周波数変換された後、２分岐回路１２で２系統に分岐される。
２分岐回路１２で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力され遅延検波される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を出力する。
【００４８】
この信号は、３分岐回路１４Ｂで３系統に分岐され、変調除去回路１５，逆変調回路１７及び符号判定回路１９のそれぞれの入力端子に印加される。
変調除去回路１５は、入力信号から変調を除去した信号Ｓ３１を出力する。この信号Ｓ３１は周波数誤差量として乗算回路１６に入力される。乗算回路１６は、周波数誤差量（Ｓ３１）と予め定めた利得係数Ｇ１とを乗算しその結果を出力する。
【００４９】
符号判定回路１９は、３分岐回路１４Ｂで分岐された信号を入力して符号判定を行い、復調信号を出力する。この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)にそれぞれ入力される。各々の相関回路２５は、入力される信号と所定の検出符号系列との相関を調べる。
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
【００５０】
一方、逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に差動復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相として周波数誤差量Ｓ２３が得られる。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ２３と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
【００５１】
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
【００５２】
上記以外の構成や動作については第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動周波数制御装置は、既知符号系列を用い受信信号を逆変調することにより抽出される検出精度の高い周波数誤差量を周波数補正に利用する。この周波数誤差量に含まれるジッタや定常誤差は、高い利得係数を用いる場合でも小さくできるため、雑音の多い受信環境下でも補正精度が高く、かつ引き込み時間が短い自動周波数制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第３の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第４の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 周波数変換回路
１２ ２分岐回路
１３ 遅延検波回路
１４ ２分岐回路
１４Ｂ ３分岐回路
１５ 変調除去回路
１６ 乗算回路
１７ 逆変調回路
１８ 乗算回路
１９ 符号判定回路
２１，５１ ２分岐回路
２２ 切替回路
２３ 積分回路
２４ Ｎ分岐回路
２５ 相関回路
２６ フレーム同期判定回路
２７ 加算回路
２８ 発振回路
３１ ３分岐回路
３２，４２ 微分回路
４１ ４分岐回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信機において受信した信号の周波数誤差を補償するために用いられる自動周波数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相関回路を用いた従来の自動周波数制御装置は、例えば図５に示すように構成されている。なお、図５は非特許文献１の中から従来技術として考えられる部分を抜粋したものである。図５の自動周波数制御装置について以下に説明する。
この自動周波数制御装置は、２つの自動周波数制御手段を組み合わせて構成してある。また、信号の変調方式として４相位相変調を想定している。
【０００３】
一方の自動周波数制御手段は、周期的に信号に挿入される同期符号を３つの相関回路を用いて検出し、周波数誤差範囲を１／４ｆｓ（ｆｓ：シンボルレート）刻みで推定し、その推定結果に応じて１／４ｆｓ単位で周波数誤差を除去する。もう一方の自動周波数制御手段は、１シンボル単位で、±１／８ｆｓ以下の周波数誤差を除去する。
【０００４】
２つの自動周波数制御手段の制御を組み合わせることにより、±３／８ｆｓ以内の周波数誤差を補償することができる。具体的な動作は次の通りである。
受信信号は、発振回路１２８から出力される信号の周波数に従って、周波数変換回路１０１で周波数変換され、周波数変換された受信信号が２分岐回路１０２に入力され２系統に分岐される。
【０００５】
分岐された受信信号の一方は、遅延検波回路１０３に入力される。遅延検波回路１０３は信号の遅延検波を行う。すなわち、入力信号の１シンボル時間前の信号と現在の信号との間の位相差分を検波する。
遅延検波された信号は、２分岐回路１０４で２系統に分岐され、分岐された信号の一方は変調除去回路１０５に入力される。変調除去回路１０５は信号の変調を除去し周波数誤差量を検出する。
【０００６】
変調除去回路１０５が検出した周波数誤差量は、乗算回路１０６に入力され予め決定された利得係数と乗算される。乗算の結果は積分回路１２３に入力される。積分回路１２３の出力は、１つの周波数補正量として加算回路に入力される。
一方、２分岐回路１０４で分岐された信号のもう一方は、符号判定回路１０９に入力される。符号判定回路１０９は入力された信号の符号を判定し、復調信号を出力する。
【０００７】
符号判定回路１０９から出力される復調信号は、３分岐回路１２４で３系統に分岐され、分岐された信号は３つの相関回路１２５(1)，１２５(2)，１２５(3)にそれぞれ入力される。
３つの相関回路１２５(1)，１２５(2)，１２５(3)は、それぞれ所定の検出符号系列と入力された信号との相関を調べ、その結果を相関判定回路１２６に出力する。相関判定回路１２６は、３つの相関結果に応じた周波数補正量を出力する。
【０００８】
加算回路１２７は、積分回路１２３から出力される一方の周波数補正量と、相関判定回路１２６から出力されるもう一方の周波数補正量とを加算する。この加算結果が周波数補正量として発振回路１２８に入力される。発振回路１２８が出力する信号の周波数は入力された周波数補正量に応じて制御される。
また、周波数誤差を検出する方法（変調除去回路１０５）については様々な方法が考えられるが、例えば非特許文献３に示されるような逓倍法を用いて実現できる。発振回路１２８については、例えば非特許文献２に示すように電圧制御発振器を用いて構成できる。
【０００９】
また、相関回路１２５(1)，１２５(2)，１２５(3)に用いる符号系列の設定方法や、相関結果から決定される周波数補正量については、非特許文献１に開示されている。
【非特許文献１】
五十嵐，外５名，「複数の相関器を用いたＡＦＣ方法に関する一検討」，１９９４年電子情報通信学会秋季大会，Ｂ−２９０。
【非特許文献２】
藤野 忠著，「ディジタル移動通信」，昭晃堂，第１版，２０００年６月１０日発行，ｐｐ．５２−７８，ｐｐ．１２２−１５２。
【非特許文献３】
山本平一，加藤修三共著，「ＴＤＭＡ通信」，電子情報通信学会，第１版，平成９年５月１日発行，ｐｐ．７６−８９。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
自動周波数制御装置には、信号受信開始後、短時間で周波数引き込みを完了することが求められる。これを実現するためには、図５の乗算回路１０６に与える利得係数を大きな値に定める必要がある。
しかしながら、一般に受信信号には熱雑音や他局からの干渉に起因する雑音が付加される。そのため、変調除去回路１０５で検出される周波数誤差量の検出精度が、雑音の多い受信環境では劣化する。
【００１１】
現実には、利得係数を大きくすると、周波数誤差量の検出精度劣化によって周波数補正量に大きなジッタや定常誤差が含まれることになり、補正精度が劣化するという問題がある。しかし、補正精度を高めるために利得係数を小さくすると、引き込み時間が長くなるという問題がある。
本発明は、雑音の多い受信環境であっても、周波数補正精度が高く、しかも引き込み時間の短い自動周波数制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、周波数制御量に応じて発振周波数の制御が可能な発振手段と、前記発振手段が出力する信号に従って受信信号の周波数変換を行う周波数変換手段と、周波数変換された受信信号を遅延検波する遅延検波手段と、周波数変換された受信信号もしくは遅延検波された信号から変調を除去して受信信号の位相を出力する変調除去手段と、前記変調除去手段が出力する信号に基づいて第１の周波数誤差量を検出する第１の誤差量検出手段と、前記遅延検波手段から出力される信号を入力して符号判定を行う符号判定手段と、前記符号判定手段の出力と所定の検出符号系列との相関を検出する複数の相関手段と、前記複数の相関手段の検出した相関に基づいて第２の周波数誤差量を検出する第２の誤差量検出手段とを備え、周期的に挿入される同期符号を含む受信信号の周波数を制御する自動周波数制御装置において、前記複数の相関手段の相関検出結果に基づいて、前記同期符号に同期したタイミング制御信号を生成するフレーム同期判定手段と、周波数変換された受信信号もしくは前記遅延検波手段から出力される信号を、前記タイミング制御信号に同期して、前記同期符号を理想的に復号もしくは差動復号して得られる符号系列を用いて逆変調し信号の位相を出力する逆変調手段と、前記逆変調手段が出力する信号に基づいて第３の周波数誤差量を検出する第３の誤差量検出手段と、前記タイミング制御信号に従って、受信信号の同期符号の区間では前記第３の周波数誤差量を選択し、それ以外の区間では前記第１の周波数誤差量を選択する誤差量切替手段とを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１においては、フレーム同期判定手段が複数の相関手段の相関検出結果に基づいて、前記同期符号に同期したタイミング制御信号を生成する。逆変調手段は、前記タイミング制御信号に同期して、前記同期符号を理想的に復号もしくは差動復号して得られる符号系列（既知符号系列）を用いて逆変調し信号の位相を出力する。第３の誤差量検出手段は、逆変調手段が出力する信号に基づいて第３の周波数誤差量を検出する。誤差量切替手段は、受信信号の同期符号の区間では前記第３の周波数誤差量を選択し、それ以外の区間では前記第１の周波数誤差量を選択する。
【００１４】
既知符号系列を逆変調した結果から得られる第３の周波数誤差量は検出精度が高いので、高精度の周波数補正が可能になる。また、高い利得係数を用いた場合であっても第３の周波数誤差量に含まれるジッタや定常誤差を小さくできる。従って、雑音の多い受信環境下においても補正精度を高め、かつ引き込み時間を短くすることができる。
【００１５】
請求項２は、請求項１の自動周波数制御装置において、前記第１の誤差量検出手段に、前記変調除去手段の出力を微分する微分手段を設けたことを特徴とする。
請求項２においては、微分手段を設けることにより受信信号の位相の変化を検出できるので、遅延検波を行う前の受信信号から周波数誤差量を検出できる。
請求項３は、請求項１の自動周波数制御装置において、前記第３の誤差量検出手段に、前記逆変調手段の出力を微分する微分手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３においては、逆変調出力を微分することにより受信信号の位相の変化を検出できるので、遅延検波を行う前の受信信号を逆変調手段に入力して周波数誤差量を検出することができる。
請求項４は、請求項１の自動周波数制御装置において、Ｎ個の前記相関手段のｋ番目（１≦ｋ≦Ｎ）の検出符号系列として、前記受信信号の周波数誤差量Ｆｋで伝送された信号の同期符号部を理想的に差動復号化して得られる符号系列を割り当て、前記第２の誤差量検出手段は、第２の周波数誤差量として、前記ｋ番目の相関手段で入力信号と相関が検出された場合に（−Ｆｋ）を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項５は、請求項４の自動周波数制御装置において、受信信号がＭ相の位相変調信号であり、前記周波数誤差量Ｆｋが（ｆｓ／Ｍ）の整数倍（ｆｓはシンボルレート）であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図１を参照して説明する。図１はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は全ての請求項に対応する。
【００１９】
この形態では、請求項１のフレーム同期判定手段，逆変調手段，第３の誤差量検出手段及び誤差量切替手段は、それぞれフレーム同期判定回路２６，逆変調回路１７，乗算回路１８及び切替回路２２に対応する。また、請求項２の微分手段は微分回路４２に対応し、請求項３の微分手段は微分回路３２に対応する。
図１に示す自動周波数制御装置の入力には、所定の受信機で受信された受信信号が印加される。この受信信号の具体例としては、例えば４相位相変調された信号が想定される。
【００２０】
図１に示すように、この自動周波数制御装置は周波数変換回路１１，４分岐回路４１，遅延検波回路１３，変調除去回路１５，微分回路４２，乗算回路１６，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，微分回路３２，２分岐回路２１，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８を備えている。
【００２１】
この形態では、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)を備えており、Ｎ分岐回路２４は入力された信号を３つに分岐する機能を備えている。しかし、相関回路２５の数及びＮ分岐回路２４の分岐数は必要に応じて変更できる。
【００２２】
周波数変換回路１１は、発振回路２８から入力される信号に基づいて、受信信号の周波数変換を行う。周波数変換回路１１で周波数変換された受信信号は、４分岐回路４１に入力されて４系統の信号に分岐される。
４分岐回路４１で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を遅延検波出力として出力する。
【００２３】
遅延検波回路１３が出力する遅延検波出力の信号は、符号判定回路１９に入力される。符号判定回路１９は、入力される信号を符号判定した結果を復調信号として出力する。
この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、分岐された各系統の信号はそれぞれ相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)に入力される。相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)は、それぞれ所定の検出符号系列と入力信号との相関を調べる。
【００２４】
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
各相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)の検出符号系列及び周波数誤差量Ｓ１については、非特許文献１の開示と同様である。すなわち、ｋ番目の相関回路２５(k)の検出符号系列として受信信号の周波数誤差量Ｆ(k)で伝送された信号の同期符号部を理想的に差動復号化した符号系列を割り当てておき、フレーム同期判定回路２６はｋ番目の相関回路２５(k)が前記検出符号系列と入力信号との相関を検出した場合に（−Ｆ(k)）を周波数補正量Ｓ１として出力する。
【００２５】
また、周波数誤差量Ｆ(k)としては（ｆｓ／Ｍ）の整数倍（ｆｓ：シンボルレート，Ｍ：位相変調の相数）を割り当てる。この例では４相位相変調の受信信号を扱うので、（Ｆ(1)＝０，Ｆ(2)＝ｆｓ／４，Ｆ(3)＝−ｆｓ／４）に定めてある。
【００２６】
一方、４分岐回路４１で分岐された信号の１つは変調除去回路１５に入力される。変調除去回路１５は、入力された信号から変調を除去し、受信信号の位相を表す信号Ｓ３を出力する。
微分回路４２は、変調除去回路１５が出力する信号Ｓ３を入力して微分処理を行う。この微分処理によって周波数誤差量Ｓ４が求められる。
【００２７】
乗算回路１６は、微分回路４２が求めた周波数誤差量Ｓ４と予め定めた利得係数Ｇ１との乗算を行う。その結果が切替回路２２の一方の入力に印加される。
一方、４分岐回路４１で分岐された信号の１つは逆変調回路１７に入力される。逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相信号Ｓ５が得られる。
【００２８】
微分回路３２は、逆変調回路１７から出力される位相信号Ｓ５に対して微分処理を行う。この微分処理の結果が周波数誤差量Ｓ６として出力される。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ６と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
【００２９】
積分回路２３は、切替回路２２が選択した信号を積分処理し、周波数補正量Ｓ７を生成する。加算回路２７は、２つの周波数補正量Ｓ１，Ｓ７を加算してその結果を出力する。
発振回路２８は、加算回路２７が出力する信号に従って発振周波数を制御する。発振周波数の制御により、周波数変換回路１１に印加される信号Ｓ８の周波数が変化するので、周波数変換回路１１から出力される受信信号の周波数を補正することができる。
【００３０】
なお、受信信号として扱う信号の変調形式については必要に応じて変更すればよい。
（第２の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図２を参照して説明する。図２はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図２において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【００３１】
図２に示す自動周波数制御装置には、周波数変換回路１１，３分岐回路３１，遅延検波回路１３，２分岐回路１４，変調除去回路１５，乗算回路１６，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，微分回路３２，２分岐回路２１，切替回路２２，積分回路２３，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８が設けてある。
【００３２】
受信信号は、周波数変換回路１１で発振回路２８からの信号に従って周波数変換された後、３分岐回路３１で３系統に分岐される。
３分岐回路３１で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力され遅延検波される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を出力する。
【００３３】
遅延検波回路１３から出力される信号は、２分岐回路１４で２系統に分岐され、変調除去回路１５の入力及び符号判定回路１９の入力にそれぞれ印加される。
変調除去回路１５は、入力信号から変調を除去し、周波数誤差量を表す信号Ｓ１１を出力する。乗算回路１６は、信号Ｓ１１と予め定めた利得係数Ｇ１とを乗算しその結果を出力する。
【００３４】
符号判定回路１９は、２分岐回路１４で分岐された信号を入力して符号判定を行い、復調信号を出力する。この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)にそれぞれ入力される。各々の相関回路２５は、入力される信号と所定の検出符号系列との相関を調べる。
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
【００３５】
一方、３分岐回路３１で分岐された信号の１つは逆変調回路１７に入力される。逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相信号Ｓ５が得られる。
【００３６】
微分回路３２は、逆変調回路１７から出力される位相信号Ｓ５に対して微分処理を行う。この微分処理の結果が周波数誤差量Ｓ６として出力される。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ６と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
【００３７】
上記以外の構成や動作については第１の実施の形態と同様である。
（第３の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図３を参照して説明する。この形態は請求項４に相当する。図３はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図３において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【００３８】
図３に示す自動周波数制御装置には、周波数変換回路１１，３分岐回路３１，変調除去回路１５，微分回路４２，乗算回路１６，遅延検波回路１３，２分岐回路５１，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，２分岐回路２１，切替回路２２，積分回路２３，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８が備わっている。
【００３９】
図３において、受信信号は周波数変換回路１１で発振回路２８からの信号に従って周波数変換された後、３分岐回路３１で３系統に分岐される。
３分岐回路３１で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力され遅延検波される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を出力する。
【００４０】
この信号は、２分岐回路５１で２系統に分岐され、逆変調回路１７の入力及び符号判定回路１９の入力に印加される。
一方、３分岐回路３１で分岐された信号の１つは、変調除去回路１５に入力される。変調除去回路１５は、入力信号から変調を除去した信号Ｓ２１を出力する。この信号Ｓ２１は微分回路４２で微分処理され、周波数誤差量Ｓ２２として出力される。
【００４１】
乗算回路１６は、周波数誤差量Ｓ２２と予め定めた利得係数Ｇ１とを乗算しその結果を出力する。
符号判定回路１９は、２分岐回路５１で分岐された信号を入力して符号判定を行い、復調信号を出力する。この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)にそれぞれ入力される。各々の相関回路２５は、入力される信号と所定の検出符号系列との相関を調べる。
【００４２】
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
【００４３】
一方、逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に差動復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相として周波数誤差量Ｓ２３が得られる。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ２３と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
【００４４】
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
上記以外の構成や動作については第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
（第４の実施の形態）
本発明の自動周波数制御装置の１つの実施の形態について、図４を参照して説明する。図４はこの形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図４において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【００４６】
図４に示す自動周波数制御装置には、周波数変換回路１１，２分岐回路１２，遅延検波回路１３，３分岐回路１４Ｂ，変調除去回路１５，乗算回路１６，逆変調回路１７，乗算回路１８，符号判定回路１９，２分岐回路２１，切替回路２２，積分回路２３，Ｎ分岐回路２４，相関回路２５，フレーム同期判定回路２６，加算回路２７及び発振回路２８が備わっている。
【００４７】
図４において、受信信号は周波数変換回路１１で発振回路２８からの信号に従って周波数変換された後、２分岐回路１２で２系統に分岐される。
２分岐回路１２で分岐された信号の１つは、遅延検波回路１３に入力され遅延検波される。遅延検波回路１３は、入力信号と１シンボル時間前の信号との位相差分に相当する信号を出力する。
【００４８】
この信号は、３分岐回路１４Ｂで３系統に分岐され、変調除去回路１５，逆変調回路１７及び符号判定回路１９のそれぞれの入力端子に印加される。
変調除去回路１５は、入力信号から変調を除去した信号Ｓ３１を出力する。この信号Ｓ３１は周波数誤差量として乗算回路１６に入力される。乗算回路１６は、周波数誤差量（Ｓ３１）と予め定めた利得係数Ｇ１とを乗算しその結果を出力する。
【００４９】
符号判定回路１９は、３分岐回路１４Ｂで分岐された信号を入力して符号判定を行い、復調信号を出力する。この復調信号は、Ｎ分岐回路２４で３系統に分岐され、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)にそれぞれ入力される。各々の相関回路２５は、入力される信号と所定の検出符号系列との相関を調べる。
フレーム同期判定回路２６は、３つの相関回路２５(1)，２５(2)，２５(3)から出力される相関の検出結果に基づいて、周波数補正量Ｓ１を求める。また、フレーム同期判定回路２６は受信した同期符号に同期したタイミングを検出し、そのタイミングを表すタイミング制御信号Ｓ２を出力する。
【００５０】
一方、逆変調回路１７は、２分岐回路２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ２に同期して入力信号を逆変調する。逆変調の際には、受信信号の同期符号を理想的に差動復号した符号系列（既知符号系列）を用いる。逆変調回路１７における逆変調の結果、位相として周波数誤差量Ｓ２３が得られる。乗算回路１８は、周波数誤差量Ｓ２３と予め定めた利得係数Ｇ２とを乗算する。
【００５１】
切替回路２２は、２分岐回路２１で分岐されたタイミング制御信号Ｓ２に同期して、信号の切替を行う。すなわち、受信信号に同期符号が現れる区間のタイミングでは乗算回路１８から出力される信号を選択し、それ以外のタイミングでは乗算回路１６から出力される信号を選択する。
【００５２】
上記以外の構成や動作については第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動周波数制御装置は、既知符号系列を用い受信信号を逆変調することにより抽出される検出精度の高い周波数誤差量を周波数補正に利用する。この周波数誤差量に含まれるジッタや定常誤差は、高い利得係数を用いる場合でも小さくできるため、雑音の多い受信環境下でも補正精度が高く、かつ引き込み時間が短い自動周波数制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第３の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第４の実施の形態の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の自動周波数制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 周波数変換回路
１２ ２分岐回路
１３ 遅延検波回路
１４ ２分岐回路
１４Ｂ ３分岐回路
１５ 変調除去回路
１６ 乗算回路
１７ 逆変調回路
１８ 乗算回路
１９ 符号判定回路
２１，５１ ２分岐回路
２２ 切替回路
２３ 積分回路
２４ Ｎ分岐回路
２５ 相関回路
２６ フレーム同期判定回路
２７ 加算回路
２８ 発振回路
３１ ３分岐回路
３２，４２ 微分回路
４１ ４分岐回路
Claims (5)
- 周波数制御量に応じて発振周波数の制御が可能な発振手段と、前記発振手段が出力する信号に従って受信信号の周波数変換を行う周波数変換手段と、周波数変換された受信信号を遅延検波する遅延検波手段と、周波数変換された受信信号もしくは遅延検波された信号から変調を除去して受信信号の位相を出力する変調除去手段と、前記変調除去手段が出力する信号に基づいて第１の周波数誤差量を検出する第１の誤差量検出手段と、前記遅延検波手段から出力される信号を入力して符号判定を行う符号判定手段と、前記符号判定手段の出力と所定の検出符号系列との相関を検出する複数の相関手段と、前記複数の相関手段の検出した相関に基づいて第２の周波数誤差量を検出する第２の誤差量検出手段とを備え、周期的に挿入される同期符号を含む受信信号の周波数を制御する自動周波数制御装置において、
前記複数の相関手段の相関検出結果に基づいて、前記同期符号に同期したタイミング制御信号を生成するフレーム同期判定手段と、
周波数変換された受信信号もしくは前記遅延検波手段から出力される信号を、前記タイミング制御信号に同期して、前記同期符号を理想的に復号もしくは差動復号して得られる符号系列を用いて逆変調し信号の位相を出力する逆変調手段と、
前記逆変調手段が出力する信号に基づいて第３の周波数誤差量を検出する第３の誤差量検出手段と、
前記タイミング制御信号に従って、受信信号の同期符号の区間では前記第３の周波数誤差量を選択し、それ以外の区間では前記第１の周波数誤差量を選択する誤差量切替手段と
を設けたことを特徴とする自動周波数制御装置。 - 請求項１の自動周波数制御装置において、前記第１の誤差量検出手段に、前記変調除去手段の出力を微分する微分手段を設けたことを特徴とする自動周波数制御装置。
- 請求項１の自動周波数制御装置において、前記第３の誤差量検出手段に、前記逆変調手段の出力を微分する微分手段を設けたことを特徴とする自動周波数制御装置。
- 請求項１の自動周波数制御装置において、
Ｎ個の前記相関手段のｋ番目（１≦ｋ≦Ｎ）の検出符号系列として、前記受信信号の周波数誤差量Ｆｋで伝送された信号の同期符号部を理想的に差動復号化して得られる符号系列を割り当て、
前記第２の誤差量検出手段は、第２の周波数誤差量として、前記ｋ番目の相関手段で入力信号と相関が検出された場合に（−Ｆｋ）を出力する
ことを特徴とする自動周波数制御装置。 - 請求項４の自動周波数制御装置において、受信信号がＭ相の位相変調信号であり、前記周波数誤差量Ｆｋが（ｆｓ／Ｍ）の整数倍（ｆｓはシンボルレート）であることを特徴とする自動周波数制御装置。
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