JP4736994B2

JP4736994B2 - 周波数制御システム及び無線通信機

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Publication number: JP4736994B2
Application number: JP2006205387A
Authority: JP
Inventors: 誠幸土田
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: JP2008035132A

Description

本発明は、無線通信機及びレピータ装置に関し、詳細には、レピータ装置（無線基地局装置や無線中継装置等を含む）を介して自動的に周波数を調整する機能を備えた無線通信機に関する。

近年、業務用やアマチュア無線等の陸上移動無線通信機（Land Mobile Radio：ＬＭＲ、以下、移動・固定・半固定式を含めて「無線通信機」と総称する）は搬送波のチャネルあたりの周波数帯域の狭帯域化やデジタル化が進められている。デジタル化にあたっては、既存のアナログ方式の無線機との共存や既設備の流用、制御の容易さ等からＦＭ変調方式の周波数シフトキーイング方式（Frequency Sift Keying：ＦＳＫ）を使用した周波数分割多重方式（Frequency Division Multiple Access：ＦＤＭＡ）を採用する場合が多い。

一方、ＰＳＫやＦＳＫ等のように搬送波の位相偏移量や周波数偏移量によって伝達すべき情報を表す通信方式において、送信側と受信側の制御周波数、例えば送信側の送信信号周波数と受信機の局部発振周波数がずれると、検波出力に直流オフセット成分（ＤＣオフセット）が含まれ、正常な同期検出やデータ検出が困難となる。特に、近年のように一チャネルあたりに割り当てられる周波数帯域が狭くなると、位相偏移量や周波数偏移量が少なくなるので、僅かな周波数ずれによっても、正常な同期検出やデータ検出が困難となる。
無線通信機の高周波信号源やクロック信号発生源としては、温度補償機能を備えた電圧制御発振器（Voltage Controlled Oscillator：ＶＣＯ）や水晶振動子を周波数発振源とする温度補償水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator：ＴＣＸＯ）が使用されるが、発振回路構成素子自体の経年変化や周辺の制御回路素子の経年変化によって、発振周波数の変動を生ずることがある。

そこで、従来から無線通信機においては送受信機の局部発振器出力信号周波数を自動的に所望値に制御する自動周波数制御（Automatic Frequency Control：ＡＦＣ）回路を備えるのが一般的である。ＡＦＣの基本的な手段としては、フェーズロックループ（Phase Lock Loop：ＰＬＬ）にＶＣＯやＴＣＸＯを組み込み、正確に周波数調整された基地局や無線中継局から送信される無線信号の周波数に同期させる方法が使用されることが多いが、その他の方法としては、例えば、受信信号強度検出手段（Receive Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）の出力が最良になるように、局部発振器の発振周波数を制御する方法がある。また、ＡＰＣＯＰ２５等の、ＬＭＲの規格等に採用されている４値ＦＳＫを例にすれば、例えば特許文献１に開示されているように、フレームの先頭に配置される特定の信号配列パターンを有するフレーム同期ワード（Frame Sync Word：ＦＳワード）を検出して同期を確立する際に、同時にＤＣオフセット量に基づいて周波数のずれを検出し、このＤＣオフセットが小さくなるように局部発振周波数を直接制御するものも知られている。

図１２、図１３、図１４は従来の自動周波数制御方法を説明するための図である。先ず、図１２は、周波数のずれがない状態で４値ＦＳＫ変調信号を検波したときの波形であり、各シンボル値が中点０を中心に例えば±１、±３のいずれかの位置にシンボル値が位置するのに対し、ＤＣオフセットが含まれる場合は図１３に示すように、全体的に上下いずれかの方向にシフトしたものとなるので、正しいシンボル値とは異なる値が検出されることになる。

図１４は従来のＡＦＣ機能を備えた無線通信機の受信機の要部構成例を示すブロック図である。この例に示す受信機は、該アンテナ５１によって受信した高周波信号を局部発振器５２の出力と混合する第一混合器（ＭＩＸ）５３と、その出力から第一中間周波数のみを通過する帯域フィルタ５４と、この帯域フィルタ５４の出力と第二局部発振器５５の出力とを混合する第二混合器５６と、その出力から該第二中間周波数信号を抽出する第二帯域フィルタ５７と、その出力を検波する検波器５８と、この検波出力信号を二分岐した一方の信号からＤＣオフセット成分を抽出する低域フィルタ（ＬＰＦ）５９と、この低域フィルタ５９で抽出したＤＣオフセット成分を検波器５８の出力信号から減算する減算器６０と、その減算器６０の出力からフレーム同期ワードを検出して同期信号を生成するフレーム同期ワード検出器（ＦＳＷ同期検出器）６１と、そのフレーム同期ワード（以下、ＦＳＷ）からシンボル値を検出するシンボル検出器６２と、上記ＦＳＷ同期検出器６１から得られるＤＣオフセット成分に基づいて、又は上記ＬＰＦ６３の出力であるＤＣオフセット成分に基づいて、若しくはその両者に基づいて自動周波数制御信号（ＡＦＣ信号）を生成するＡＦＣ制御器６３と、このＡＦＣ信号によって制御される温度補償水晶発振器制御器（ＴＣＸＯ制御器）６５とを備えたものである。

なお、以上の構成には受信高周波回路等の記載は省略しているが、以下に説明する本発明の機能を満たす範囲で必要に応じて適宜構成に含めること、あるいは不要なブロックを削除して構成すること、更に、各ブロック処理をデジタル処理するようにマイクロコンピュータを含むＩＣにより構成し、ソフトウエア処理すること等は自由である。また、ＴＣＸＯ制御器６５に第一局部発振器５２や第二局部発振器５５が含まれたものであること、あるいはＴＣＸＯ制御器６５がＰＬＬ発振回路であってもよい。これらのことは、以下説明する本発明においても同様である。
従来は、このような構成において、フレーム同期ワード検出が可能で、且つ、周波数ずれ情報（周波数誤差情報）を取得する機能を有するＦＳＷ同期検出器（フレーム同期ワード検出手段）６１を備え、同期が確立したことを検知した後、ＡＦＣ制御器６３において生成した制御信号によってＴＣＸＯ６５の発振周波数を制御するように構成していた。
特開平６−１７７９３１号公報特開平９−２８９４８５号公報特開平３−７０２２６号公報

しかしながら、上述したように無線通信機側に主たる周波数補正機能を備えるシステムでは、圧倒的多数にのぼる無線通信機の全てに、複雑でしかも精巧な周波数補正機能を持たせる必要性から、システム全体のコストアップを招くことになる。また、個々の無線通信機の周波数補正特性を均一に保つことは困難であるので、効率的な通信が妨げられる場合があった。
なお、陸上移動無線通信システムにおいては、移動・固定・半固定等の無線通信機に対して、レピータ機能、無線中継機能、あるいは他の通信ネットワークとの中継を行う無線基地局装置が多数配置されるが、以下、これらを「レピータ装置」で代表して説明する。

図１５は、レピータ装置を含む陸上移動無線通信システム（ＬＭＲシステム）における従来のトランキングシステムの一例を示すイメージ図であり、レピータ装置７１を介して、二台の無線通信機７２、７３のリンクを設定するトランキング処理を行う場合を示している。この例ではレピータ７１からは同一周波数ｆ１によって第一の無線通信機７２、第二の無線通信機７３に下りリンクの信号が送信され、第一の無線通信機７２ではその受信品質をＢＥＲ（Bit Error rate：ビット誤り率）Ｕ１、第二の無線通信機７３の受信品質をＢＥＲＵ２とし、第一の無線通信機７２からレピータ装置７１に向けて送信される上りリンク周波数がｆ₀＋Δｆ₁、第二の無線通信機７３からの上りリンク周波数をｆ₀＋Δｆ₂と互いにずれた周波数で送信される場合を想定する。また、夫々の送信信号によるレピータ装置７１における受信品質をＢＥＲＲ１、ＢＥＲＲ２、Δｆ₁＜Δｆ₂とし、上記各受信品質の関係を、ＢＥＲＵ１＜ＢＥＲＵ２、ＢＥＲＲ１＜ＢＥＲＲ２である場合を示している。

このように、レピータ装置において無線通信機の通信品質が異なると、一般的に周波数が大きくずれた側の通話品質が劣化したものとなり、二つの無線通信機が共に高い通話品質で通信することが妨げられることになる。両者の無線通信機の性能に違いがなくても、単に送受信周波数のずれが大きいことが原因で、通話品質が大きく損なわれて、無線通信機の性能が著しく低く評価されることがあった。
このような不具合はレピータ装置に関する場合のみならず、無線基地局装置において同様の中継処理を行う場合にも問題となっており、特に、ＭＣＡやセルラー無線通信システムのように、無線基地局装置やレピータ装置において無線通信機の通話品質を監視し、それらに基づいて無線通信機の送信電力を制御し、あるいは無線通信機間の通話チャネルを選択指定制御する場合等において、各無線通信機における通話品質がばらつくと効率的なトランキング制御が妨げられることがあった。また、時分割多重通信システムにおいても、搬送周波数がずれると同様の問題が発生していた。

本発明は、従来の無線通信機及び、レピータ装置（無線基地装置や無線中継装置を含む、以下同様）における、周波数制御の諸問題を解決するためになされたものであって、絶対多数存在する無線通信機側の負担を軽減することによってシステム全体のコストを低減しつつ、高精度に周波数を自動的に補正して効率的な運用を可能にした無線通信機及びレピータ装置を提供することを目的としている。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１記載の周波数制御システムは、複数の無線通信機と、少なくとも１つのレピータ装置と、からなる無線システムの周波数制御システムであって、前記レピータ装置は、前記無線通信機から送信される上りリンク無線信号の周波数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、該検出した周波数誤差を含む周波数誤差情報を生成し該当する無線通信機に送出する周波数誤差情報送出手段と、を備え、前記無線通信機は、自局の局部発振器の周波数誤差を補正する周波数制御手段を備え、前記周波数誤差補正手段は、受信した信号に基づくＤＣオフセット成分により前記局発振器の周波数誤差を補正する第１の周波数誤差補正手段と、前記レピータ装置から受信した周波数誤差情報に基づいて前記局部発振器の周波数誤差を補正する第２の周波数誤差補正と、を行い、前記第１の周波数誤差補正と前記第２の周波数誤差補正と、を適時切り替えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の周波数制御システムにおいて、前記レピータ装置は、アンテナと、該アンテナを介して受信した信号を検波する検波手段と、前記検波した信号からフレーム同期ワード候補を選択すると共に既知のフレーム同期ワードとの一致を検出するフレーム同期ワード検出手段と、前記検波信号中の前記フレーム同期ワード候補信号と既知のフレーム同期ワード信号とから受信信号の周波数誤差情報を検出する周波数誤差検出手段と、を備え、前記周波数誤差情報を、該当する無線通信機に対し送出することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の周波数制御システムにおいて、前記レピータ装置は、当該レピータ装置が受信した信号の波形からフレーム同期ワード候補シンボルデータを取得するフレーム同期ワード候補取得手段と、前記フレーム同期ワード候補取得手段によって得たフレーム同期ワード候補の各シンボル値と前記記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、前記シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、前記シンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から前記シンボル誤差平均値を減算して補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて前記シンボル誤差平均減算手段によって求めた前記補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、前記補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算してフレーム同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、を備えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、アンテナと、ローカル信号を発生する少なくとも一つの局部発振器と、前記アンテナを介して受信する信号と前記ローカル信号とを混合するミキサと、
該ミキサ出力から所要周波数信号を抽出するフィルタと、該フィルタ出力信号を検波する検波手段と、前記局部発振器の周波数誤差を補正する周波数制御手段と、前記検波信号からフレーム同期ワード候補を選択すると共に既知のフレーム同期ワードとの一致を検出するフレーム同期ワード検出手段と、前記検波信号中に含まれる自局に宛てて送出された周波数誤差情報を検出する周波数誤差情報検出手段と、を備え、前記周波数制御手段は、前記検波手段によって検波された検波信号に基づくＤＣオフセット成分による自局の局部発振器の発振周波数を制御する第１の周波数誤差補正と、前記周波数誤差情報に基づいて前記局部発振器の発振周波数を制御する第２の周波数誤差補正と、を行い、前記第１の周波数誤差補正と前記第２の周波数誤差補正とを適時切り替えて実行することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の無線通信機において、前記周波数制御手段が、受信検波したフレーム信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、前記シンボルカウンタと前記周波数補正量設定手段に基づいて前記局部発振器の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数補正手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項４又は５に記載の無線通信機において、前記周波数誤差情報が受信されない場合、前記第１の周波数誤差補正によって自局の局部発振器の発振周波数を補正し、且つ前記第１の周波数誤差補正による前記発振周波数の補正値を送信時に使用せず、前記周波数誤差情報を受信した場合には、前記第１の周波数誤差補正によって補正した自局の局部発振器の発振周波数に、受信した前記周波数誤差情報に基づく周波数を加算する前記第２の周波数誤差補正を行い、前記周波数誤差情報が更新されるまでは当該補正値を保持して送信時に使用する無線通信機を特徴とする。

本発明は上述したように構成するので、夫々次のような効果が得られる。即ち、本発明の周波数制御システムは、複数の無線通信機と、少なくとも１つのレピータ装置と、からなる無線システムの周波数制御システムであって、前記レピータ装置は、前記無線通信機から送信される上りリンク無線信号の周波数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、該検出した周波数誤差を含む周波数誤差情報を生成し該当する無線通信機に送出する周波数誤差情報送出手段と、を備え、前記無線通信機は、自局の局部発振器の周波数誤差を補正する周波数制御手段を備え、前記周波数誤差補正手段は、受信した信号に基づくＤＣオフセット成分により前記局発振器の周波数誤差を補正する第１の周波数誤差補正と、前記レピータ装置から受信した周波数誤差情報に基づいて前記局部発振器の周波数誤差を補正する第２の周波数誤差補正と、を行い、前記第１の周波数誤差補正と前記第２の周波数誤差補正と、を適時切り替えて実行するので、システム中の絶対多数を占める無線通信機の周波数誤差検出装置部分の負担を小さくして、システム全体のコストアップを招くことなく、各無線通信機について均一で正確な周波数制御が可能となる。

また、本発明は、前記レピータ装置は、アンテナと、該アンテナを介して受信した信号を検波する検波手段と、前記検波した信号からフレーム同期ワード候補を選択すると共に既知のフレーム同期ワードとの一致を検出するフレーム同期ワード検出手段と、前記検波信号中の前記フレーム同期ワード候補信号と既知のフレーム同期ワード信号とから受信信号の周波数誤差情報を検出する周波数誤差検出手段と、を備え、前記周波数誤差情報を、該当する無線通信機に対し送出するので、デジタル無線システムのレピータ装置等が通常備えている機能ブロックを利用して、本発明におけるレピータ装置を構成することが可能となる。

また、本発明は、前記レピータ装置は、当該レピータ装置が受信した信号の波形からフレーム同期ワード候補シンボルデータを取得するフレーム同期ワード候補取得手段と、前記フレーム同期ワード候補取得手段によって得たフレーム同期ワード候補の各シンボル値と前記記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、前記シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、前記シンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から前記シンボル誤差平均値を減算して補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて前記シンボル誤差平均減算手段によって求めた前記補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、前記補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算してフレーム同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、を備えるように構成したので、効率的なフレーム同期ワード検出の処理過程において無線通信機の周波数誤差情報を求めることが可能となる。

また、本発明は、アンテナと、ローカル信号を発生する少なくとも一つの局部発振器と、前記アンテナを介して受信する信号と前記ローカル信号とを混合するミキサと、該ミキサ出力から所要周波数信号を抽出するフィルタと、該フィルタ出力信号を検波する検波手段と、前記局部発振器の周波数誤差を補正する周波数制御手段と、前記検波信号からフレーム同期ワード候補を選択すると共に既知のフレーム同期ワードとの一致を検出するフレーム同期ワード検出手段と、前記検波信号中に含まれる自局に宛てて送出された周波数誤差情報を検出する周波数誤差情報検出手段と、を備え、前記周波数制御手段は、前記検波手段によって検波された検波信号に基づくＤＣオフセット成分による自局の局部発振器の発振周波数を制御する第１の周波数誤差補正と、前記周波数誤差情報に基づいて前記局部発振器の発振周波数を制御する第２の周波数誤差補正と、を行い、前記第１の周波数誤差補正と前記第２の周波数誤差補正とを適時切り替えて実行するので、システム中の絶対多数を占める無線通信機の周波数誤差検出装置部分の負担を小さくして、システム全体のコストアップを招くことなく、各無線通信機について均一で正確な周波数制御が可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の無線通信機において、周波数誤差情報に基づいて前記局部発振手段の発振周波数を制御する自動周波数制御手段が、受信検波したフレーム信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、前記シンボルカウンタと前記周波数補正量設定手段に基づいて前記局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数補正手段と、を備えたので、同一出願人が既に出願済みの、新しいフレーム同期ワード検出手段や周波数自動補正タイミング手段を本発明に利用することが可能となる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明によって実現するレピータ装置と無線通信機を含む無線通信システムの一実施態様例を示した概要図である。この例に示すシステムは従来例の図１５と同様に、レピータ装置１を介して、二台の無線通信機２、３のリンクを設定するトランキング処理を行う場合を示しており、この例でも同様に、レピータ装置１からは同一周波数ｆ１によって第一の無線通信機２、第二の無線通信機３に下りリンクの信号が送信され、第一の無線通信機２ではその受信品質ＢＥＲＵ１、第二の無線通信機７３の受信品質ＢＥＲＵ２とし、第一の無線通信機２からレピータ装置１に向けて送信される上りリンク周波数がｆ０（＋Δｆ１）、第二の無線通信機３からの上りリンク周波数をｆ０（＋Δｆ２）と互いに送信周波数ずれを含んだものとなっており、また、夫々の送信信号がレピータ装置１において受信されるときの受信品質をＢＥＲＲ１、ＢＥＲＲ２とする。

本発明では、上述した目的を達成するために図１に示すように、レピータ装置１において夫々の無線通信機２、３からの送信周波数のずれΔｆ１、Δｆ２を検出すると共に、その周波数ずれ（周波数誤差）情報を夫々該当する無線通信機２、３に通知（送出）することが特徴的である。無線通信機２、３では、図２に示すフローチャートのように、レピータ装置１から周波数調整データ（誤差情報）を受信したか否かを判断し（Ｓ１）、レピータ装置１から周波数調整データを得ている場合は（Ｓ１、Ｙｅｓ）、その情報に従って、自局の局部発振器（例えばＴＣＸＯ）の周波数制御電圧を補正し、発振周波数がｆ０になるように補正して、誤差が理想的にはゼロになるように補正する。その結果、図１に示すΔｆ１、Δｆ２は除去され、ＢＥＲＲ１≒ＢＥＲＲ２、Δｆ₁≒Δｆ₂≒０、ＢＥＲＵ１≒ＢＥＲＵ２、ＢＥＲＲ１≒ＢＥＲＲ２とすることが可能となる。

以上説明した構成では、無線通信機が２台の場合を示したが、実際にはそれ以上の複数の無線通信機がシステムには含まれ、レピータ装置も、図示を省略した上位の統制制御局装置や、公衆通信回線の交換局装置に接続されて、広範囲のネットワークを構成するものもあり得る。そして、レピータ装置は、複数の無線通信機から送信される上りリンク無線信号の周波数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、該検出した周波数誤差情報や、無線通信機を特定する個別識別符号等を含む周波数誤差情報を生成すると共に、この情報を該当する無線通信機に対する下りリンクの送信信号に重畳して送信する周波数誤差情報送出手段とを備えている。

複数の各無線通信機では、レピータ装置から送信される電波を受信し、その中に含まれる自局向けの周波数誤差情報を抽出し、その情報に基づいて自局の局部発振器の発振周波数を制御する。なお、レピータ装置では、通常、例えば、恒温槽型水晶発振器（Oven Controlled X’tal Oscillator：ＯＣＸＯ）のように極めて正確な周波数信号発生源を備えている。ＯＣＸＯは外部と温度を遮断する遮熱槽（恒温槽）内部に水晶発振器を収納し、槽内部を周囲環境温度の最大値より若干高い温度に、ヒータ等やペルチェ素子等によって、一定に保つことによって、周囲環境温度変化に伴う発振周波数の変動を排除したものである。更に、必要があれば、統制制御局等の上位の制御局に備えられたルビジューム等の原子発振器や原子時計に基づいて発生した極めて正確な周波数信号を取得して、それらにＯＣＸＯの周波数を同期させることにより、更に正確な周波数信号を得ることも行われている。

このようにレピータ装置を含むシステム全体を加味して周波数制御システムを構成すれば、絶対多数の無線通信機夫々に発振周波数を安定に保つ高精度な発振器を備えることによるシステムのコストアップを避け、相対的に少ない数のレピータ装置に、上述したＯＣＸＯ等を備えることにより、従来周波数ずれが原因であった問題を解決することが可能となる。即ち、レピータ装置で、トランキングシステムに登録されている全無線通信機が同等の精度で周波数制御を受けるので、個々の無線通信機毎に通話品質がばらつくことを回避し、同一の高い品質のＢＥＲが得られる。また、均一なＢＥＲが得られることから、ＭＣＡやセルラー無線通信システムにおける無線通信機の送信電力の制御、あるいは無線通信機間の通話チャネルの指定制御等を効率的にトランキング制御することが可能となる。

図３は、本発明にかかるレピータ装置の一実施形態例を示すブロック図である。この例に示すレピータ装置は、アンテナ４と、このアンテナ４によって受信した高周波信号を局部発振器５の出力と混合する第一混合器（ＭＩＸ）６と、その混合出力から第一中間周波信号を濾過する帯域フィルタ７と、更に、第一中間周波信号と第二局部発振器８の出力とを混合する第二混合器（ＭＩＸ）９と、第二混合器出力から第二の中間周波信号を取り出す第二の帯域フィルタ１０と、第二中間周波数信号を検波する検波器１１と、この検波出力信号からフレーム同期ワード候補を選択し、既知のフレーム同期ワードとの一致を検出して同期信号を生成すると共に、同期フレーム同期ワード候補に含まれるＤＣオフセット成分を抽出するフレーム同期ワード検出器（ＦＳＷ同期検出器）１２と、ＦＳＷ同期検波器１２において抽出したＤＣオフセット成分を周波数誤差として含む周波数誤差情報を生成し、これを該当する無線通信機に対する下りリンクの送信信号に重畳して送信するＡＦＣ制御部（周波数誤差情報送出手段）１３と、ＡＦＣ制御部１３とにより生成した検波出力に基づき、検波信号に含まれるＤＣオフセット成分を除去するＤＣオフセット調整部１４と、ＤＣオフセット成分が除去された信号、もしくはＤＣオフセット成分を加味した信号からシンボル値を検出するシンボル検出部１５と、上記第二中間周波信号（ＩＦ）に基づき通話品質を計算するＲＳＳＩ（受信電界強度インジケータ）１６とを含んでいる。なお、図３の１７はレピータ装置の周波数発生源であるＯＣＸＯ、１８は送信出力用の混合器（ＭＩＸ）で、１９は送信機の局部発振器、２０は下りリンク信号送信用のアンテナであり、共にレピータ装置の送信機の一部を構成するものである。

また、図４は、本発明に係る無線通信機の要部の構成例を示すブロック図である。この例に示す無線通信機は、個々のブロックの機能のうち既に説明したものと同一機能についての説明は省略するが、下りリンク用アンテナ２１と、第一局部発振器２２と、第一帯域フィルタ２４と、第二局部発振器２５と、第二帯域フィルタ２７と、第二帯域フィルタ２７の出力を検波し、且つ、ＤＣオフセット成分を検出する機能をもったデジタル復調器２８と、その復調信号からシンボル値を検出又は演算するシンボル検出部２９と、検出したシンボル中の、レピータ装置から送出された周波数誤差情報（リンク信号のレイヤ２又は３に含まれた信号）のデータから夫々のレイヤに準じたプロトコルに従って自局の発振周波数のずれ（誤差）を算出するプロトコル制御部（周波数調整データ生成部）３０と、このデータの供給を受けて発振器（ＴＣＸＯ）の制御電圧を発生するＡＦＣ制御部３１と、この制御電圧に基づいて発振動作を行う発振器のＴＣＸＯ制御部３２とを含んで構成されている。

なお、図４の３３、３４、３５は無線通信機の送信機の一部を構成するブロックで、３３は局発振器、３４は上りリンク信号発生用の混合器（ＭＩＸ）、３５はアンテナである。なお、必要に応じてＡＦＣ制御部３１に、デジタル復調器２８において検出した受信信号に基づくＤＣオフセット成分データを供給して、自局のＴＣＸＯを制御するが、これは、レピータ装置や基地局装置から周波数誤差情報を入手できない場合にも、ある程度の範囲の周波数に保つためのものである。

この例に示す無線通信機の特徴は、デジタル復調器２８の出力信号から、ＤＣオフセット成分を取り出し、あるいはレピータ装置から自局宛にレイヤ３（Ｌ３）やレイヤ２（Ｌ２）のプロトコルに従って送信された周波数誤差情報に関するデータをシンボル検出部２９、プロトコル制御部３０によって取り出し、その周波数調整データを用いてＡＦＣ制御部３１において生成した周波制御信号（ＴＣＸＯセンタ値電圧）で自局の局部発振器（ＴＣＸＯ）を制御する点である。この際、受信処理で計算されたＡＦＣ制御部３１の周波数調整データを送信時に使用しないものとし、レピータ装置から取得した週蓮誤差情報（周波数調整データ）と保存していた自局無線通信機内部のＴＣＸＯセンター値とを加算して、新たなＴＣＸＯセンター値として設定する。そして、次に、新たにレピータ装置から周波数誤差情報を取得するまでは、このデータを保持し、この制御電圧によってＴＣＸＯ周波数を制御し、レピータ装置に対して送信すると共に、この値に基づいてＡＦＣ制御を行う。
この構成によれば、レピータ装置において正確に検出した自局の周波数誤差を下りリンク信号に重畳して入手できるので、無線通信機内部に、複雑な周波数誤差検出手段を備える必要がない。特に、正確に周波数誤差検出を行う上で基準となる正確な周波数信号源が不可欠であり、レピータ装置では必然的に正確な発振源を備えているので、これらを利用することができ、特段にコスト上昇を招くことなく諸問題を解決可能である。

本発明では、以上説明したように、レピータ装置において、上りリンクの各無線通信機から着信する無線電波の搬送波信号周波数を、レピータ装置が備える正確な周波数信号に基づいて、周波数誤差データを生成し、これを該当する無線通信機に下りリンクを利用して送出すると共に、無線通信機側では、この周波数誤差情報に基づいて自局の発振周波数を補正して、正確な発振周波数を保持するものである。
この際の、レピータ装置等において周波数誤差を検出する手段としては、既存の技術を利用すれば実施可能であるが、同一出願人は、受信信号搬送波周波数と局部発振周波数との間に、周波数ずれ（周波数誤差）が含まれている場合においても、正確にフレーム同期ワードの検出が可能な手段を発明して出願済みである（特願２００５−３３９４３５、「先の出願発明」と云う）。この先の出願発明を利用すれば、本発明はより一層正確にしかも、効率的にシステム構築が可能であるが、未公開状態であるので、以下簡単に説明する。

この先の出願発明は、フレーム同期ワード検出を行うに際して、ＤＣオフセット成分の影響を除去するために、次の式（１）に示す演算に基づいて、同期ワード検出を行う。
Ｄ＝Σ［（ａ_i−Ｓ_i）−｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝］²
但し、ｉ、ｊは１からｎの値をとる・・・式（１）
ここで、ａ_iは受信検波信号から取り出したフレーム同期ワード候補のシンボル値、Ｓ_iは既知の正しいフレーム同期ワードのシンボル値である。即ち、この式の右辺のΣ（ａ_i−Ｓ_i）は、フレーム同期ワード候補の各シンボル値と正規のフレーム同期ワードシンボル値の差、即ち、シンボル値の誤差であり、式（１）右辺の｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝は、フレーム同期ワード候補の全てのシンボル値と正規のフレーム同期ワードのシンボル対応値夫々の相違度（誤差）を全シンボル分について加算し、サンプル数ｎで除したものであるから、誤差の平均値を意味する。
また、更には、式（１）のＤは、フレーム同期ワード候補と正規の同期ワードとの誤差からオフセット量を減じたものであるから、この式（１）に基づいてフレーム同期ワード候補と既知の同期ワードと比較すれば、受信信号に周波数のずれ等による直流信号等のオフセットが含まれる場合においても、その影響を除去して同期ワード検出が可能となることを意味する。

図５は先の出願発明の同期ワード検出方法の一実施態様例を示すフローチャートである。なお、実際にこのフローを適用する無線受信機の構成としては、例えば、特開平９−２８９４８５号報等に開示されているものを想定している。
図５において、フローがスタートすると、受信信号が検波されて（Ｓ１１）、この信号からフレーム同期ワード候補のシンボルデータ（ａ_i）を取得する（Ｓ１２）。各シンボルデータが得られると、このデータ（ａ_i）から、既知の正規のフレーム同期ワードに対応するシンボル値（Ｓ_i）を減算してシンボル誤差（ａ_i−Ｓ_i）を演算する（Ｓ１３）。次に、シンボル誤差平均値を計算するが、これは前記シンボル誤差の演算と同様の考え方に基づいて、ｎ個のシンボル値について（ａ_j−Ｓ_j）を計算し、ｊを１からｎにつて全てを加算した上で、シンボル数ｎで割り算することによって式（２）に示すシンボル誤差平均値を求める（Ｓ１４）。

Ｆ_off＝Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ（但し、ｊは１からｎ）・・・式（２）
この値は、周波数のずれ等によるオフセット量に該当するものであるので、このシンボル誤差平均値（オフセット量）Ｆ_offを、上記ステップＳ１３において計算したシンボル誤差から減算して、受信信号波形からフレーム同期ワードの候補として抽出した波形のオフセット補正値である（ａ_i−Ｓ_i）−｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝の値を求める（Ｓ１５）。更に、この値の自乗値を求め（Ｓ１６）、式（１）に示した、フレーム同期ワードシンボル誤差をシンボル数ｎについて全てを加算する（Ｓ１７）。この式（１）値は、オフセットが排除されたフレーム同期ワード候補のシンボル値と、既知の正規のフレーム同期ワードとの相違度を示す誤差であるから、これを予め設定したしきい値と比較して（Ｓ１９）、しきい値より小さい場合は（Ｓ１９Ｙｅｓ）、当該同期ワード候補が正しい同期ワードであると判断して、次の処理に移行する（Ｓ２０）。また、上記ステップＳ１９の判定において、しきい値より大きい場合は、当該同期ワード候補が同期ワードではないと判断し（Ｓ１９Ｎｏ）、受信信号波形から１シンボル分シフトして新たな同期ワード候補を取り出し（Ｓ２１）、上記ステップＳ１１に戻って、以下同様の処理を行う。

図６は、デジタル受信信号を復調した後の波形図であって、横軸は時間、縦軸は受信復調信号の振幅値で、フレーム同期ワード候補のシンボル値（偏移量）を示し、以上説明した先の出願発明の処理に基づいてフレーム同期ワード検出を行った場合の結果図示したものである。なお、この図の１０１（波形１：一部波線）は受信検波した信号から取り出したフレーム同期ワード候補に対応する波形、１０２（波形２）は上記波形１の一部、タイミングｔ₆におけるシンボル値が誤って検出された場合の波形を示し、１０３（波形３）は、上記波形１（１０１）が縦方向にシフトした状態、即ち、ＤＣオフセット成分が含まれた場合の波形を示している。この図では、先の出願発明の効果を明らかにするために、波形２、３を同時に示したもので、変調方式が４値ＦＳＫ（周波数シフトキーイング：Frequency Shift Keying）あるいは４値ＰＳＫ（Phase Shift Keying）を想定しているが、ここでは説明を簡単にするためにフレーム同期ワードＳの数を四とし、夫々の値をＳ１＝−３、Ｓ２＝１、Ｓ３＝−１、Ｓ４＝３としている。
また、図６では、シンボルタイミングをｔ₁〜ｔ₁₁としたとき、夫々のシンボル値を、図中に「ａ値」として示している。また、図中のａ₁〜ａ₄は、シンボルタイミングｔ₄における、その時点におけるフレーム同期ワード候補であり、時間経過に伴って受信タイミングがシフトする毎に、図中右側に一シンボル分ずれたものとなる。なお、この例ではフレーム同期ワード数を四としたので、ａ₁〜ａ₄の四つであるが、実際にはもっと多いシンボル数となる。

図６から明らかなように、結果的に、正しい同期ワード候補である波形１０１（波形１）については、同期タイミングとなるべきタイミングｔ₈において最小値の“０”となっており、正しく同期ワードであることが判別できる。また、オフセット量が含まれた波形１０３（波形３）については、シンボル値ａ_iは波形１０１（波形１）とは異なる配列になるが、同期タイミングｔ₈において最小値の“０”となり、正しく同期ワードであることが判別できる。一方、波形１０２（波形２）では、タイミングｔ₈において最小値の“３”となっているが、図５に示したフローチャートのステップＳ１８のしきい値（閾値）を例えば２以下に設定しておけば、誤って同期判定を行うことがない。なお、この例では、同期ワードのシンボル数ｎを四個にしたので、波形１、波形２、波形３との演算結果に大きな差が出なかったものと考えられるが、実際にシンボル数が多くなるとそれらの差は明確となり、閾値もそれに応じて、適した数値となる。

この例に示した先の出願発明によれば、フレーム同期ワード候補として選択した受信検波信号中のＤＣオフセット成分を迅速に演算検出可能であるので、上述したレピータ装置における無線通信機からの信号の周波数ずれを検出する手段として利用することが可能である。
なお、本発明を実施する際、レピータ装置から報知を受けた周波数誤差情報（ＤＣオフセット情報）に基づいて自局のＴＣＸＯ等の局部発振器の周波数を切替える際には注意を要する。これは、受信中に自局の局部発振器の周波数を変化させると、検波中の出力のデータ値が変動すること、更には、効率的に発振周波数を制御して、常に、正しい周波数に保つには、データ処理中の僅かな間隙を捉えて、周波数制御を行う必要があるからである。本発明出願人は、特願２００６−１９８５１（先の他の出願発明）として、受信機のＴＣＸＯのセンター値切替えタイミング手段について出願済みであり、本発明に利用すれば、上述した問題解決の上から極めて有用である。

即ち、図７は、先の他の出願発明の一実施形態例に係る無線受信機の要部構成例を示すブロック図である。図７において、上記図４と同一ブロックには同一符号を付し、詳細な説明は省略するが、この例に示す受信機は、アンテナ２１と、第一局部発振器２２と、第一混合器（ＭＩＸ）２３と、帯域フィルタ２４と、第二局部発振器２５と、第二混合器（ＭＩＸ）２６と、帯域フィルタ２７と、ＦＭ検波器４１と、フレーム同期ワード検出器（ＦＳＷ同期検出器）４２と、ＤＣオフセット調整器４３と、ＤＣオフセット成分が除去された信号から目的とするシンボルを検出するシンボル検出器２９と、上記第一の中間周波発生回路の第一混合器２３に基準周波数信号を供給するＴＣＸＯ３２と、そのＴＣＸＯ３２の発振周波数を制御するための諸データを設定するＴＣＸＯ調整データ設定器４４と、前記ＦＳＷ同期検出器４２からＤＣオフセット成分情報を供給し、前記ＴＣＸＯ調整データ設定器４４にＴＣＸＯ調整データを供給するＡＦＣ制御部３１と、前記ＦＳＷ同期検出器４２からＦＳＷ検出タイミング情報を供給し、前記ＴＣＸＯ調整データ設定器４４に出力タイミング信号を供給するシンボルカウンタ４５とを備えている。

上記構成において、先の出願発明の特徴的な点は、周波数ずれがあってもフレーム同期ワード検出が可能で、且つ、周波数のずれ情報を取得する機能を有するＦＳＷ同期検出器（フレーム同期ワード検出手段）４２を備え、同期が確立したことを検知した後、シンボルカウンタ４５の計数に基づいてフレーム同期ワードに続くデータビットの開始時にタイミングを合わせて、上記ＡＦＣ制御器３１において生成した周波数ずれ情報に基づいてＴＣＸＯ３２の発振周波数を制御するように構成したことである。

図８は、上記図７に示すように構成した無線受信機におけるフレーム同期ワード検出と局部発振器としてのＴＣＸＯ３２（以下、第一局部発振器２２をＴＣＸＯに含めて説明するが、必ずしもこれに限定するものではない）の周波数制御の具体的一例を示す図であり、図８（ａ）は第一混合器２３に入力したフレーム信号、（ｂ）は検波処理後のフレーム信号、（ｃ）は局部発振器の周波数調整信号に含まれるＤＣオフセット調整データ、（ｄ）は実際に局部発振器２２に供給される周波数調整データの供給タイミングを示す図である。この例に示すようにこの発明では、検波後のフレーム信号からフレーム同期ワードを検出し、それに基づいてフレームデータを復調するが、その際には、検波したデータにはＤＣオフセット成分を含んでいるので、既に先の出願発明として説明したようにデータ信号からＤＣオフセット成分を減算することによって、ＤＣオフセットを含む場合であっても、正しくデータを復調すると共に、次のフレーム同期ワード検出に際して、タイミングＴ５において生成したＤＣオフセット調整データ（図８のｃ）を実際に局部発振器に制御信号として供給するタイミングをＴ６又はＴ７、あるいはその間の所要タイミングとする（図８ｄ）。この方法によれば、最初のフレーム同期ワード検出に続くデータビット復調時には、検出したＤＣ成分を検波データから減算した上で、シンボル値検出を行うことによって、正常な復調を可能する。従って、データビット検波中に、局部発振器２２の周波数を変更しないので、誤った検波出力を発生することがない。なお、フレーム同期ワード検出は、既知のビットパターンとの比較を行うので、比較的多くノイズが混入した状態でも正常に検出可能であるし、それに含まれるＤＣオフセット成分を検出することも容易である。フレーム同期ワード検出に際して、それに含まれるＤＣオフセット成分を検出する手段は、既に公知の方法を使用できることは云うまでもないが、既に説明したように同一出願人は、特願２００５−３３９４３５として、新たなフレーム同期検出装置並びに方法を出願済みであるので、それを使用すれば、この発明をより効果的に実施することができる。

図９は、前記ＡＦＣ制御部３１の制御例を示すフローチャートである。フローがスタートすると先ず、周波数ずれを検出し、ここでは、周波数ずれをＴＣＸＯ調整データからＦＳＷ検出の際に求めたＤＣオフセットデータを引き算した値、即ち、「ＴＣＸＯ調整データ」−「ＦＳＷのＤＣオフセットデータ」として処理する（Ｓ３１）。その計算結果がＴＣＸＯの周波数補正能力（の絶対値）の範囲内であるか否か、即ち、周波数ずれ＞｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜であるか否かを判断し（Ｓ３２）、周波数ずれ≦｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜である場合は（Ｓ３２Ｎｏ）、周波数ずれを微分計算し（Ｓ３３）、周波数ずれ微分計算値が周波数トラッキング解除閾値より大きいか否かを判断する（Ｓ３４）。この判断の結果、周波数ずれの微分計算結果がトラッキング解除閾値より小さい場合は（Ｓ３４Ｎｏ）、ファーストモード、即ち、ＤＣ調整データとＴＣＸＯ調整データの両方を設定して、局部発振器の周波数を所望周波数に近づける制御を行い（Ｓ３５）、更に、ＴＣＸＯ調整設定データとしては、ＴＣＸＯ調整データとＴＣＸＯの１ｄｉｇｉｔ周波数データとを設定する（Ｓ３６）。なお、ファーストモード処理中は、発振周波数が所望周波数からずれていることがあり、データ復調や送信のための搬送波生成には適当でないので、データ復調や送信処理を禁止する処理等を行うことも有用である。

上記処理Ｓ３２における判断の結果、周波数ずれ＞｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜である場合（Ｓ３２Ｙｅｓ）は、ＤＣ調整データとしてＡＦＣ可動周波数からＴＣＸＯ調整データを引き算し（Ｓ３７）、前記処理Ｓ３６に移行する。前記処理Ｓ４における判断の結果、周波数ずれの微分計算結果がトラッキング解除閾値より大きい場合は（Ｓ３４Ｙｅｓ）、周波数ずれ微分計算結果がトラッキング突入閾値より大きいか否かを判断し（Ｓ３８）、Ｎｏの場合は前記処理Ｓ３５に移行するが、Ｙｅｓの場合、即ち、周波数ずれ微分計算結果がトラッキング突入閾値より大きいときは（Ｓ３８Ｙｅｓ）、トラッキングモードに移行し、トラッキングモードとしてのＤＣ調整データとＴＣＸＯ調整データとを設定し（Ｓ３９）、前記処理Ｓ３６に移行する。

図１０は、ＡＦＣファーストモードの処理の一例を示すフローチャートである。ここではＴＣＸＯに代わりＶＣＸＯを例に説明するが、両者には制御上の違いはない。ファーストモードは、フレーム同期ワード検出処理において得られるＤＣオフセットデータを一括して局部発振器の周波数調整値として用い、周波数ずれを高速に補正するモードである。フレーム同期ワード検出処理においてＤＣオフセット成分が求まると共に、ＶＣＸＯの調整データが設定されるので、その両者を加算した値である、周波数誤差が予め設定したトラッキング突入閾値以内であるか否かを判断する。誤差がトラッキング閾値以下の場合はトラッキング処理に移行し、高速に局部発振器（ＴＣＸＯ３２又はＴＣＸＯ３２と第一局部発振器２２）の周波数を所望値に近づける処理を行う。また、この際チャネル情報等に基づいて、周波数調整範囲を制限する等の処理を含めることによって、隣接チャネルの強力な信号レベルが存在する場合においても、それに引き込まれることを防止することも、安定した動作をもたらす上で有用である。

図１０に示す例では、先ずＶＣＸＯの最大ステップにより可変できる周波数範囲とＦＳＷにおいて検出したＤＣオフセット成分量とを比較し（Ｓ４１）、ＶＣＸＯの最大ステップ可変周波数範囲がＦＳＷ検出ＤＣ量より大きい場合は（Ｓ４１Ｙｅｓ）、ＦＳＷで検出したＤＣオフセット量がゼロより大きいか否か、即ち、正か負かを判断し（Ｓ４２）、正（Ｙｅｓ）の場合は処理Ｓ４３に移行して、ＶＣＸＯ調整データとしてＶＣＸＯのマイナス側に最大ステップの周波数補正値に設定（Ｓ４３）し、次に、ＤＣオフセット調整データとしてＦＡＷで検出したＤＣオフセット値を減じる方向の値に設定する（Ｓ４６）。一方前記処理Ｓ４２において、ＦＳＷで検出したＤＣオフセット量がゼロより小さい場合、即ち負の場合は（Ｓ４２Ｎｏ）、ＶＣＸＯ調整データとしてＶＣＸＯのプラス側に最大ステップの周波数調整量に設定（Ｓ４４）し、処理Ｓ４６に移行する。なお前記処理Ｓ４１において、ＶＣＸＯの最大ステップ可変周波数範囲がＦＳＷ検出ＤＣ量の絶対値より小さい場合は（Ｓ４１Ｎｏ）、ＶＣＸＯ調整データとして周波数ずれの量に対応したＤＣオフセット量を補正するデータを設定（Ｓ４５）した上で、処理Ｓ４６に移行する。

図１１（ａ）、（ｂ）は、前記ファーストモードに続いて制御されるトラッキングモード処理の例を示すデータ列を示す図と、処理フローチャートである。例では、ファーストモードを経て、所望周波数範囲に維持された状態においては、比較的小さい周波数誤差に対して迅速に周波数を一定値に保つ処理を行っているが、電波環境が急激に悪化する場合や、瞬時的な周波数の変動に、必要以上に反応して大きく発振周波数が振れることがある。このトラッキングモードでは、そのような不安定な周波数制御が発生しないようにするため、ＦＳＷ検出の際に得られるＤＣオフセットデータを数フレームにわたって積算し平均したデータに基づいて、その平均値の正負を判断し、その方向性に従って、突発的に逆方向に発生する周波数誤差情報に対する反応を抑圧する機能を持たせたものである。図１１（ｂ）に示す処理フローでは、四つのフレーム毎に平均を求める場合を示している。即ち、図１１（ａ）には、複数のフレームを順次受信する状況を示しており、各フレームの先頭位置（斜線部）はフレーム同期ワード、それに続く部分はデータビットであり、ａ乃至ｄの四つのフレームについてＤＣオフセット成分を加算し積算するフレーム数４で除した値を求め、その平均計算の結果が正であるか否かを判断する（Ｓ５１）。この判断の結果、正である場合は（Ｓ５１Ｙｅｓ）、ＤＣ調整データとしてのトラッキング周波数を正とし、又は正方向に変動傾向があることをデータとして保存し（Ｓ５２）、次に、同様にＴＣＸＯ調整データとしてのトラッキング周波数を正とし、又は正方向に変動傾向があることをデータとして保存し（Ｓ５３）。一方前記処理Ｓ５１において負である場合は（Ｓ５１Ｎｏ）、ＤＣ調整データとしてのトラッキング周波数を負に設定し、又は負方向に変動傾向があることをデータとして保存し（Ｓ５４）、次に、同様にＴＣＸＯ調整データとしてのトラッキング周波数を負に設定し、又は負方向に変動傾向があることをデータとして保存する（Ｓ５５）。この処理を四つのフレーム毎に繰り返して行う。なお、積算して平均を求めるフレーム数はこの例に限る必要がないことは云うまでもない。

以上の構成と処理に基づけば、データ処理中の周波数変更を避け、自動周波数制御の迅速性が確保できる。特に、ＬＭＲシステムのように、同一周波数を使用し、一方が送信中は他方が受信するプレストーク方式で音声による通信を繰り返すような使い方が多い通信システムでは、迅速なフレーム同期ワード検出を行い、直ちに音声データの検出と復調を行う必要がある場合に好適な周波数補正制御に有用である。なお、この周波数制御の際に、先の出願発明として説明した周波数誤差検出手段やシンボル誤差による同期検出手段を利用できることは云うまでもない。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではなく種々の変形が可能である。例えば、上述した実施例では、レピータ装置から無線通信機に周波数誤差情報を送出したが、誤差検出の結果、誤差が許容できる範囲である場合は、その旨を報知する信号のみを送信し、無線通信機側では周波数変更処理を行うことなく、それ以前に設定した周波数制御信号を維持した状態のままとする。又は、周波数誤差情報の代わりに、周波数誤差が許容範囲を逸脱している場合は、その旨を知らせる警報信号を送信し、無線通信機側では、この信号を受けると、ＬＣＤ等の表示器に表示し、あるいは警報音を発して、操作者に手動での周波数補正処理を促すものであってもよい。周波数の補正は、例えば、基準周波数発振器を備え、キャブレーション機能を働かせた場合にのみ基準周波数発振器が作動して補正動作を行うものも考えられる。

更に、上述した実施形態の無線通信機、レピータ装置や無線基地局装置、その自動周波数制御装置、本発明において利用する自動周波数装置や方法を実現する各機能・方法を、それぞれプログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、コンピュータに搭載したＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置に、このＣＤ−ＲＯＭ等を装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し実行することによって、本発明の目的が達成されるようにしてもよい。

本発明の一実施形態の無線システムの概要構成図である。本発明に係る無線システムにおける周波数制御手順の一例を示すフローチャートである。本発明のレピータ装置又は無線基地局装置の一実施態様例を示すブロック図である。本発明の無線通信機の一実施態様例を示すブロック図である。本発明において利用可能な、先の出願発明の処理例を示すフローチャートである。本発明において利用可能な、先の出願発明の処理例を説明する信号波形図である。本発明において利用可能な、先の他の出願発明に係る無線通信機のブロック図である。本発明において利用可能な、先の他の出願発明を説明する図で、（ａ）は受信高周波回路に入力するフレーム信号のタイミング図、（ｂ）は検波後のフレームタイミング図、（ｃ）はＤＣオフセット調整データ図、（ｄ）は局部発振器（ＴＣＸＯ）の周波数調整データ図である。本発明において利用可能な、先の他の出願発明のトラッキングモード処理の例を示すフローチャートである。本発明において利用可能な、先の他の出願発明を本発明のファーストモード処理の例を示すフローチャートである。本発明において利用可能な、先の他の出願発明を説明する図で、（ａ）はデータ構成図、（ｂ）はＡＦＣトラッキングモードの一例を示すフローチャートである。周波数ずれがない状態のシンボル波形図である。周波数ずれ（ＤＣオフセット成分）が有る場合のシンボル波形図である。従来の無線通信機のブロック図である。従来のレピータ装置を含む無線システムの概要構成図である。

符号の説明

１レピータ装置（基地局装置）、２、３無線通信機、４、２０、２１アンテナ、５、８、１９、２２局部発振器、６、９、１８、２３、２６、３４混合器、７、２４第一帯域フィルタ、１０、２７第二帯域フィルタ、１１、４１検波器、１２、４２ＦＳＷ（フレーム同期ワード）検出器、１４、４３ＤＣオフセット調整器、１５、２９シンボル検出器、１６受信強度インジケータ（ＲＳＳＩ）、１７、３２ＴＣＸＯ、４４ＴＣＸＯデータ設定器、１３、３１ＡＦＣ制御器、２８デジタル復調器、３０プロトコル制御部、４５シンボルカウンタ。

Claims

複数の無線通信機と、少なくとも１つのレピータ装置と、からなる無線システムの周波数制御システムであって、
前記レピータ装置は、
前記無線通信機から送信される上りリンク無線信号の周波数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、
該検出した周波数誤差を含む周波数誤差情報を生成し該当する無線通信機に送出する周波数誤差情報送出手段と、
を備え、
前記無線通信機は、
自局の局部発振器の周波数誤差を補正する周波数制御手段を備え、
前記周波数誤差補正手段は、
受信した信号に基づくＤＣオフセット成分により前記局発振器の周波数誤差を補正する第１の周波数誤差補正と、
前記レピータ装置から受信した周波数誤差情報に基づいて前記局部発振器の周波数誤差を補正する第２の周波数誤差補正と、
を行い、
前記第１の周波数誤差補正と前記第２の周波数誤差補正と、を適時切り替えて実行することを特徴とする周波数制御システム。
請求項１に記載の周波数制御システムにおいて、
前記レピータ装置は、
アンテナと、
該アンテナを介して受信した信号を検波する検波手段と、
前記検波した信号からフレーム同期ワード候補を選択すると共に既知のフレーム同期ワードとの一致を検出するフレーム同期ワード検出手段と、
前記検波信号中の前記フレーム同期ワード候補信号と既知のフレーム同期ワード信号とから受信信号の周波数誤差情報を検出する周波数誤差検出手段と、
を備え、
前記周波数誤差情報を、該当する無線通信機に対し送出することを特徴とする周波数制御システム。
請求項２に記載の周波数制御システムにおいて、
前記レピータ装置は、
当該レピータ装置が受信した信号の波形からフレーム同期ワード候補シンボルデータを取得するフレーム同期ワード候補取得手段と、
前記フレーム同期ワード候補取得手段によって得たフレーム同期ワード候補の各シンボル値と前記記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、
前記シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、
前記シンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から前記シンボル誤差平均値を減算して補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、
フレーム同期ワード候補の各シンボルについて前記シンボル誤差平均減算手段によって求めた前記補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、
前記補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算してフレーム同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、
を備えることを特徴とする周波数制御システム。
アンテナと、
ローカル信号を発生する少なくとも一つの局部発振器と、
前記アンテナを介して受信する信号と前記ローカル信号とを混合するミキサと、
該ミキサ出力から所要周波数信号を抽出するフィルタと、該フィルタ出力信号を検波する検波手段と、
前記局部発振器の周波数誤差を補正する周波数制御手段と、
前記検波信号からフレーム同期ワード候補を選択すると共に既知のフレーム同期ワードとの一致を検出するフレーム同期ワード検出手段と、
前記検波信号中に含まれる自局に宛てて送出された周波数誤差情報を検出する周波数誤差情報検出手段と、を備え、
前記周波数制御手段は、
前記検波手段によって検波された検波信号に基づくＤＣオフセット成分による自局の局部発振器の発振周波数を制御する第１の周波数誤差補正と、
前記周波数誤差情報に基づいて前記局部発振器の発振周波数を制御する第２の周波数誤差補正と、を行い、
前記第１の周波数誤差補正と前記第２の周波数誤差補正とを適時切り替えて実行することを特徴とする無線通信機。
請求項４に記載の無線通信機において、
前記周波数制御手段が、
受信検波したフレーム信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、
前記シンボルカウンタと前記周波数補正量設定手段に基づいて前記局部発振器の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数補正手段と、を備えたことを特徴とする無線通信機。
請求項４又は５に記載の無線通信機において、
前記周波数誤差情報が受信されない場合、前記第１の周波数誤差補正によって自局の局部発振器の発振周波数を補正し、且つ前記第１の周波数誤差補正による前記発振周波数の補正値を送信時に使用せず、
前記周波数誤差情報を受信した場合には、前記第１の周波数誤差補正によって補正した自局の局部発振器の発振周波数に、受信した前記周波数誤差情報に基づく周波数を加算する前記第２の周波数誤差補正を行い、前記周波数誤差情報が更新されるまでは当該補正値を保持して送信時に使用することを特徴とする無線通信機。