JP5377076B2

JP5377076B2 - 周波数同期装置、受信機および周波数同期方法

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Publication number: JP5377076B2
Application number: JP2009124082A
Authority: JP
Inventors: 信久片岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: JP2010273180A

Description

本発明は、受信した信号に対する周波数同期を行う周波数同期装置、受信機および周波数同期方法に関する。

近年、無線通信技術を用いるデータ通信に対する需要が益々増加している。例えば、これまで有線を用いて行われていた工場での機器間通信などは、無線化することによって、配線の敷設や機器のレイアウト変更の際のコストを抑えることができるため、無線技術の採用が検討されるようになってきた。また、壁などの遮蔽の影響を受けない通信システムを構築するために、電力線通信を採用する動向がある。電力線通信では、無線通信の技術を用いている。

上述のような工場での通信や電力線通信では、各種機器の発生するインパルス状の雑音や瞬時的なインピーダンス変動（以降、これらの雑音やインピーダンス変動のことを外乱という）が発生することがあり、通信性能に影響を与える。無線通信技術は、これまで、衛星通信や携帯電話などを対象として実用化されてきたが、衛星通信や携帯電話のシステムには、このような外乱は存在しなかった。

一方、無線通信と電力線通信の場合も、受信機は、データを正常に受信するために自機のクロックや搬送波の周波数を受信信号に正確に同期させる必要がある。携帯電話などの移動体通信では、フェージングやシャドーイングと呼ばれる伝送路の変動があるため、これらに対応して搬送波周波数の同期精度を良好に保とうとする先例もある（たとえば、下記特許文献１）。

特開２００３−２２９７４４号公報

しかしながら、上記従来の無線通信の周波数同期方法では、フェージングやシャドーイングなどの変動の対策は行われているが、各種機器の発生するインパルス状の外乱は考慮されていない。そのため、無線通信と電力線通信の場合のようにインパルス上の外乱が生じる環境では、これまでのフェージング変動やシャドーイング変動への対策技術では、精度の良い周波数同期を確立することができない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インパルス状の外乱が生じる環境でも、精度の良い周波数同期を確立することのできる周波数同期装置、受信機および周波数同期方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受信信号に基づいて、自装置が再生する再生周波数を受信信号に同期させるための周波数同期制御を行う周波数同期装置であって、受信信号に基づいて、前記再生周波数と受信信号との周波数偏差を求める周波数偏差検出手段と、前記周波数偏差の時間変化量を算出する差分手段と、前記時間変化量に基づいて、前記周波数偏差を、周波数同期制御を行うための制御値である周波数制御値として用いるか否かを示す制御値選択信号を生成する観測手段と、前記制御値選択信号が周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として選択し、一方、前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、過去の周波数制御値に基づいてその時点での周波数制御値の推定値である推定制御値を求め、求めた推定制御値を周波数制御値として選択する制御値選択手段と、前記時間変化量の絶対値を求める絶対値手段と、前記絶対値を所定のしきい値と比較し、比較結果に基づいて、前記絶対値が所定のしきい値未満である場合に０の値をとり、前記絶対値が所定のしきい値以上である場合に１の値をとる２値信号を生成する比較手段と、を備え、前記観測手段は、前記２値信号を保持し、最新の２値信号と保持している１つ前の２値信号とを加算し、前記加算結果を前記制御値選択信号とし、前記制御値選択信号が０の値の場合に前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いることを示すこととし、前記制御値選択信号が０以外の値の場合に前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示すこととし、前記制御値選択手段が選択した周波数制御値に基づいて、前記周波数同期制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、差分手段が周波数偏差の差を求め、絶対値手段がその差の絶対値を求め、さらに比較手段が、絶対値としきい値を比較し、絶対値がしきい値より小さい場合を０とする２値信号を生成し、観測手段が、連続する２つの２値信号を加算して、加算結果を制御値選択信号とし、ホールド手段が、制御値選択信号が０以外の値の場合に、格納されている１つ前の制御値を周波数同期制御に用いるようにしたので、インパルス状の外乱が生じる環境でも、精度の良い周波数同期を確立することのできる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。図２は、実施の形態１の周波数同期装置の動作を説明するための図である。図３は、周波数偏差が大きい場合の実施の形態１の周波数同期装置の動作を説明するための図である。図４は、インパルス状の外乱の一例を示す図である。図５は、インパルス状の外乱が存在する場合のクロック周波数の周波数同期精度をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。図６は、ＢＰＳＫの場合のＢＥＲ特性のシミュレーション結果を示す図である。図７は、１０２４ＱＡＭの場合のＢＥＲ特性のシミュレーション結果を示す図である。図８は、実施の形態２の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。図９は、実施の形態２の近似動作を説明するための図である。図１０は、実施の形態３の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。図１１は、実施の形態３の効果を説明するための図である。図１２は、実施の形態４の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。図１３は、ループフィルタ通過後の制御値の一例を示す図である。図１４は、検出結果とセレクタが選択する制御値との対応を示す図である。図１５は、検出結果とセレクタが選択する制御値との対応を示す図である。図１６は、検出結果とセレクタが選択する制御値との対応を示す図である。図１７は、検出結果とセレクタが選択する制御値との対応を示す図である。図１８は、実施の形態５の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。図１９は、実施の形態６の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。図２０は、実施の形態７の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。図２１は、実施の形態８の周波数同期装置の機能構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように本実施の形態の周波数同期装置は、リサンプラ１と、周波数偏差検出部２と、差分部３と、絶対値（ａｂｓ）部４と、比較部５と、観測部６と、ホールド部７と、ループフィルタ（ＬＦ）８と、で構成される。本実施の形態の周波数同期装置は、たとえば、無線信号を受信する受信機などに内蔵され、受信信号と周波数同期を行うために用いられる装置である。

リサンプラ１は、入力された受信信号に対して、ループフィルタ８から入力される制御値に基づいてサンプル位置を調整し、調整後の信号を出力する。すなわち、リサンプラ１は、ループフィルタ８の制御値に基づいてクロック周波数を制御する。

周波数偏差検出部２は、リサンプラ１の出力信号の周波数偏差を検出し、周波数偏差を差分部３とホールド部７へ出力する。具体的には、周波数偏差は、受信信号に含まれる既知データを抽出し、その位相の時間変化量を測定することにより検出できる。

差分部３は、メモリ（Ｄ）３１と減算器３２とで構成される。差分部３では、メモリ３１は、周波数偏差検出部２から入力された周波数偏差を格納するための記憶手段である。減算器３２は、メモリ３１に格納されている１つ前の周波数偏差を、周波数偏差検出部２から入力された最新の周波数偏差から減算し、減算結果を絶対値部４へ出力する。すなわち、時間的に連続する２つの周波数偏差の差を計算して出力する。

絶対値部４は、差分部３から出力された減算結果の絶対値を計算し、計算結果を比較部５へ出力する。すなわち、絶対値部４の出力は、２つの時間的に連続する周波数偏差の差の大きさを求める。

比較部５は、絶対値部４からの出力される絶対値を、所定のしきい値と比較し、比較結果を２値信号として出力する。たとえば、絶対値部４から出力された絶対値がしきい値より小さい場合には“０”を出力し、逆に絶対値がしきい値以上である場合には“１”を出力する。

観測部６は、メモリ（Ｄ）６１と加算部６２で構成される。メモリ６１は、比較部５から出力される２値信号を格納するための記憶手段である。観測部６は、比較部５から出力される２値信号に基づいて制御値選択信号を生成し、制御値選択信号をホールド部７へ出力する。具体的には、比較部５から出力される信号はメモリ６１に格納され、加算部６２は、比較部５から出力される最新の２値信号と、メモリ６１に格納されている１つ前の２値信号と、を加算し、加算結果を制御値選択信号としてホールド部７へ出力する。

ホールド部７は、スイッチ７１と、メモリ（Ｄ）７２と、セレクタ７３と、で構成される。スイッチ７１は、観測部６から出力される制御値選択信号に基づいて、スイッチング動作を行うことにより、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差をメモリ７２へ出力するか否かを制御する。また、セレクタ７３は、観測部６から出力される制御値選択信号に基づいて、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差と、メモリ７２から読み出した値と、のどちらをループフィルタ８へ出力するかを選択する。このように、ホールド部７は周波数同期制御に用いる制御値（ループフィルタ８へ出力する制御値）を選択する制御値選択手段としての機能を有する。

具体的には、たとえば、観測部６から出力される制御値選択信号が“０”の場合、スイッチ７１はＯＮの状態となり周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差をメモリ７２へ出力することにより、周波数偏差をメモリ７２へ格納する。また、その場合、セレクタ７３は、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差を選択してループフィルタ８へ出力する。また、観測部６から出力される制御値選択信号が“０”以外の場合、スイッチ７１は、ＯＦＦの状態となり、周波数偏差はメモリ７２へ出力されない。そして、セレクタ７３は、メモリ７２に格納されている値を選択し、メモリ７２に格納されている値を読み出してループフィルタ８へ出力する。このような構成とすることにより、メモリ７２には、過去に制御に用いられた（ループフィルタ８へ出力された）正常な周波数偏差（周波数同期用の制御値）が保存されることになる。

ループフィルタ８は、自身に入力される信号に含まれる雑音成分を低減し、雑音成分を低減した後の信号を制御値としてリサンプラ１に出力する。そして、リサンプラ１は、ル−プフィルタ８から出力される制御値に基づいてサンプル位置を調整することにより、クロック周波数を変更する。具体的には、周波数偏差が“０”となるように、クロック周波数を変更することにより、周波数同期を確立する。

図２は、本実施の形態の周波数同期装置の動作を説明するための図である。図２では、上段（ａ）に周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差の一例を示し、中段（ｂ）に差分部３の出力である周波数偏差の差の一例を示し、下段（ｃ）に絶対値部４から出力される周波数偏差の差の絶対値を示し、さらにその下に比較部５の出力と制御値選択信号を示している。なお、図２では、横軸方向は時間を表している。

図２の例では、インパルス状の外乱Ｆ１によって、周波数偏差が時刻ｔ２，ｔ１１，ｔ１２でそれぞれインパルス状に大きくなる場合を示している。このような場合、図２の上段（ａ）に示した周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差も、ｔ２，ｔ１１，ｔ１２でそれぞれインパルス状に大きくなる。このような、大きな値の周波数偏差を制御値として用いて周波数同期を確立すると、周波数同期精度が悪くなってしまう。これに対し、本実施の形態では、以下に説明するように、このようなインパルス状の外乱が発生した場合にも、高い精度で周波数同期を確立することができる。

中段（ｂ）に示した差分部３の出力は、上段（ａ）で周波数偏差がインパルス状に大きくなる時刻付近のｔ２，ｔ３，ｔ１１，ｔ１３で大きな値となる。また、下段（ｃ）に示したように、絶対値部４から出力される値は、正の値となる。そして、比較部５は、絶対値部４から出力される値が点線で示したしきい値Ｓより小さい場合に“０”、しきい値Ｓ以上である場合に“１”、とする２値信号を生成する。なお、比較部５が用いるしきい値Ｓは、予め想定される周波数偏差の差分値の最大値よりも若干大き目の値などに設定すれば良い。図２の例の場合、比較部５から出力される２値信号は、ｔ２，ｔ３，ｔ１１，ｔ１３でそれぞれ“１”となり、それ以外の時刻では“０”となる。

観測部６では、比較部５から出力される２値信号を連続する２つの信号を加算するため、加算結果は、周波数偏差が大きくなる時刻ｔ２，ｔ１１，ｔ１２付近、すなわち時間帯Ｔ（時刻ｔ２〜ｔ４，時刻ｔ１１〜ｔ１４）では、“０”以外の値となる。本実施の形態では、観測部６の加算結果を制御値選択信号とし、制御値選択信号が“０”以外の値の場合には、メモリ７２に格納されている１つ前の制御値を用いるため、時刻ｔ２，ｔ１１，ｔ１２付近（時間帯Ｔ）でインパルス状の外乱の影響を受けた制御値を用いることを避け、高い精度で周波数同期を確立することができる。

なお、図２では、上段の（ａ）に示すように周波数偏差が“０”付近となる例を示している。これは、初期の周波数偏差は引込んだ（初期の周波数偏差は補正された）後の様子を示したものである。たとえば、周波数同期装置の電源ＯＮ時などでは、大きな周波数偏差がある場合もある。図３は、周波数偏差が大きい場合の本実施の形態の周波数同期装置の動作を説明するための図である。図３でも、上段（ａ）に周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差の一例を示し、中段（ｂ）に差分部３の出力である周波数偏差の差の一例を示し、下段（ｃ）に絶対値部４から出力される周波数偏差の差の絶対値を示し、さらにその下に比較部５の出力と制御値選択信号を示している。

図３の場合、上段（ａ）は、引き込み過程周波数変化Ａとして示すように、周波数偏差の引き込み過程で徐々に周波数偏差の大きさは小さくなり“０”に収束する形となる。本実施の形態１では、差分部３が、周波数偏差の差分をとるようにしているので、差分部３の出力以降は、周波数の引込み過程であっても、図２の場合と同様に、インパルス状の外乱の影響を回避できる。

図４〜７は、本実施の形態の周波数同期装置の動作を実施した場合の効果を説明するための図である。図４は、インパルス状の外乱の一例を示す図であり、電力線通信での瞬時的なインピーダンス変動により、受信信号が、１０ｍｓ毎に７００μｓの期間だけ２０ｄＢの減衰と５０°の位相変移を受ける様子を示している。図５は、図４で示したようなインパルス状の外乱が存在する場合のクロック周波数の周波数同期精度をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。点線で示した従来の方式では大きな周波数偏差が生じるのに対し、実線で示した本発明の本実施の形態の方式（本実施の形態の周波数同期装置の動作）では周波数偏差が小さく、従来に比べ精度の高い周波数同期を確立できることを示している。

図６，図７は、それぞれ変調方式がＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying），１０２４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の場合のＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）特性のシミュレーション結果を示す図である。精度の高い周波数同期が得られることにより、黒丸で示した本発明の本実施の形態の動作により得られる結果は、白丸で示した従来の方式の結果に比べ、ＢＥＲ特性も良好で品質の良い通信を実現できることを示している。

以上のように、本実施の形態では、差分部３が周波数偏差の差を求め、絶対値部４が、その差の絶対値を求め、さらに比較部５が、絶対値としきい値を比較し、絶対値がしきい値より大きい場合には“０”、しきい値以上である場合に“１”、とする２値信号を生成する。そして、観測部６が、連続する２つの２値信号を加算して、加算結果を制御値選択信号とし、ホールド部７が、制御値選択信号が“０”以外の値の場合には、メモリ７２に格納されている１つ前の制御値をループフィルタ８へ出力するようにした。そのため、
インパルス状の外乱がある場合にも、影響を受けた制御値を用いることを避け、高い精度で周波数同期を実施することができる。

実施の形態２．
図８は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態１の周波数同期装置のホールド部７を近似部９に替える以外は実施の形態１の周波数同期装置と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。

近似部９は、スイッチ９１と、複数のメモリ（Ｄ）で構成されるメモリ部９２と、セレクタ９３と、近似演算部９４と、で構成される。スイッチ９１は、観測部６から出力される制御値選択信号に基づいて、スイッチング動作を行うことにより、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差をメモリ部９２へ出力するか否かを制御する。セレクタ９３は、観測部６から出力される制御値選択信号に基づいて、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差と、近似演算部９４の出力と、のうちいずれ１つを選択しル−プフィルタ８へ出力する。

たとえば、観測部６から出力される制御値選択信号が“０”の場合には、スイッチ９１はＯＮの状態となり、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差をメモリ部９２へ出力する。また、その場合、セレクタ９３は、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差を選択してループフィルタ８へ出力する。観測部６から出力される制御値選択信号が“０”以外の場合には、スイッチ９１はＯＦＦの状態となり、セレクタ９３は近似演算部９４の出力を選択してループフィルタ８へ出力する。

メモリ部９２は、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差を各メモリに順次格納することにより、過去の複数の周波数偏差を保持する。近似演算部９４は、メモリ９２に格納されている過去の複数の周波数偏差に基づいて近似した制御値を求め、求めた制御値をセレクタ９３へ出力する。近似した制御値の求め方としては、たとえば、線形近似（直線近似）、最小２乗近似（曲線近似）、多項式近似など、どのような方法を用いてもよい。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

図９は、本実施の形態の近似動作を説明するための図である。図９の例では、時刻ｔ３で、時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２の３つの過去の制御値（周波数偏差）Ｂ１を用いて、制御値を近似している例である。図中の周波数偏差Ｂ２は、周波数偏差検出部２が求めた周波数偏差であり、この場合、１つ前の周波数偏差との差が大きいことから、観測部６から出力される制御値選択信号は“０”以外の値となる。そして、近似部９は、過去の制御値Ｂ１を用いて、近似値Ｂ３を求める。図９では、線形近似（直線近似）を行った例を示している。

なお、ここでは、セレクタ９３は、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差と、近似演算部９４の出力と、のうちいずれ１つを選択してル−プフィルタ８へ出力するようにしたが、図８に示したように、セレクタ９３は、さらにメモリ部９２に格納されている制御値を選択してループフィルタ８へ出力できるようにしてもよい。たとえば、観測部６から出力される制御値選択信号が“０”以外の場合には、近似を行うか、メモリ部９２の値を用いるか、を設定できるようにしておき、セレクタ９３は、設定に基づいて選択を行うようにする。

本実施の形態では、観測部６から出力される制御値選択信号が“０”以外の場合には、近似部９が、過去の制御値を用いて制御値を近似し、近似した制御値をループフィルタ８へ出力するようにした。実施の形態１では、インパルス上の外乱が続けて生じた場合などには、格納されている同じ制御値を続けて用いることになるため、誤差が生じる可能性が高くなるが、本実施の形態では、過去の複数の値を用いて近似しているため、実施の形態１に比べ誤差を軽減することができ、周波数同期の精度がさらに向上する。また、周波数の引込み過程では、引込み時間が設計値に近い値となり、引込み時間がインパルス状の外乱に影響され難いという効果がある。

実施の形態３．
図１０は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態３の機能構成例を示す図である。本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態１の周波数同期装置の観測部６を、ＦＩＲ（Finite Impulse Response：有限インパルス応答）フィルタとして機能する観測部１０に替える以外は実施の形態１の周波数同期装置と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。

観測部１０は、複数のメモリ（Ｄ）で構成されるメモリ部１０１と、メモリ部１０１のメモリに格納されている値にそれぞれ係数を乗算する乗算器で構成される乗算部１０２と、乗算部１０２の乗算結果を加算する加算部１０３と、乗算部１０２の各々の乗算器が乗算する係数を設定する係数設定部１０４と、で構成される。

観測部１０の動作を説明する。観測部１０のタップ数をＮとする。観測部１０は、メモリ部１０１の各メモリに、比較部５から出力される２値信号を順次格納する。したがって、メモリ部１０１には、過去のＮ個の２値信号がそれぞれのメモリに格納されていることになる。乗算部１０２は、メモリ部１０１に格納されたＮ個の２値信号に対して、係数設定部１０４が設定した信号ごとの係数をそれぞれ乗算し、乗算結果を加算部１０３へ出力する。

そして、加算部１０３は、乗算部１０２から出力されたそれぞれの乗算結果を加算し、加算結果を制御値選択信号としてホールド部７へ出力する。Ｎ個の２値信号に対応する係数Ｃ₀〜Ｃ_N-1は、“０”または“１”の値をとる２値の値とする。たとえば、Ｃ₀＝１，Ｃ₀＝１，Ｃ₂＝１，Ｃ₃＝０，…，Ｃ_N-1＝０（Ｃ_j＝０；ｊ＝３〜Ｎ−１）とすると、加算部１０３では、Ｃ₀，Ｃ₁，Ｃ₂に対応する３つの乗算結果が加算されるこことになる。なお、係数設定部１０４は、外部から指定された係数を受付けてその係数を設定するようにしてもよいし、あらかじめ係数を保持するようにしてもよい。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

図１１は、本実施の形態の効果を説明するための図である。この例では、インパルス状の外乱Ｆ２が３回（時刻ｔ６，ｔ７，ｔ８）連続して生じるケースを示している。図１１では、上段（ａ）に周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差の一例を示し、中段（ｂ）に差分部３の出力である周波数偏差の差の一例を示し、下段（ｃ）に絶対値部４から出力される周波数偏差の差の絶対値を示し、さらにその下に比較部５の出力と制御値選択信号を示している。

図１１の例の場合、差分部３の出力と絶対値部４の出力は、時刻ｔ６，ｔ７，ｔ８の周辺で大きな値となる。また、比較部５の出力は、時刻ｔ６および時刻ｔ９で“１”となり、観測部１０の出力は、時刻ｔ３〜ｔ１１で“１”となる。したがって、３つの時刻で連続したインパルス状の外乱が生じた場合にも、その周辺時刻ｔ３〜ｔ１１で、外乱の影響を受けた値のかわりに、過去の制御値を用いることができる。

このように、インパルス上の外乱により同程度の大きさの周波数偏差が連続して生じた場合、連続する期間の開始点付近および終了点付近では、周波数偏差の差が大きくなるが、それ以外の期間は、周波数偏差の差が大きくならない場合がある。実施の形態１または実施の形態２では、周波数偏差の差の大きさに基づいて制御値選択信号を生成しているため、周波数偏差の差が大きくならないインパルス上の外乱を検出できない。これに対し、本実施の形態では、上述のように、連続してインパルス上の外乱が発生した場合も、制御値選択信号に反映することができる。

なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様にホールド部７を用いる例を説明したが、これに限らず、ホールド部７の替わりに実施の形態２と同様の近似部９を備えることとし、制御値の近似値を用いるようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、観測部１０が、複数の比較部５の出力に係数を乗算し、乗算後の出力を加算して、加算結果を制御値選択信号とするようにした。そのため、インパルス状の外乱が連続するケースでも、高い精度の周波数同期を確立できる。また、係数を外部から設定できるように構成すると、インパルス状の外乱が連続する数が不明である場合、またはインパルス状の外乱が連続する数が変化するケースに対しても、状況に応じて係数を変更することができる。

実施の形態４．
図１２は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態４の機能構成例を示す図である。本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態１の周波数同期装置に、実施の形態２と同様の近似部９と、セレクタ１１と、検出部１２と、を追加する以外は実施の形態１の周波数同期装置と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態１の機能と実施の形態２の機能の両方の機能を有し、制御値として過去の制御値（ホールド値）と近似値とのいずれか一方を選択して使用する。検出部１２は、自装置が、周波数の引込み過程の状態にあるのか、定常過程の状態（引込み後の状態）にあるのかを検出し、その検出結果を、セレクタ１１に出力する。セレクタ１１は、検出部１２から出力される検出結果に基づいて、ホールド部７からの出力と近似部９からの出力とのどちらかを選択し、選択した信号をループフィルタ８へ出力する。

検出部１２は、複数のメモリ（Ｄ）で構成されるメモリ部１２１と、減算部１２２と、判定部１２３と、で構成される。検出部１２は、メモリ部１２１の各メモリに、ループフィルタ８通過後の制御値を順次格納する。減算部１２２は、ループフィルタ８通過後の現在の制御値から、メモリ部１２１に格納されている過去の制御値を減算し、減算結果を判定部１２３へ出力する。この減算結果は、制御値の変化量を示す値となる。なお、減算部１２２は、メモリ部１２１に格納されている過去の制御値として、各メモリに格納されている値のうちから選択した値を用いて、減算を行う。この選択方法としては、たとえば、制御値の変化量を検出するために適切な期間Δｔを設定しておき、現在からΔｔだけ過去の制御値を選択する。

判定部１２３は、減算部１２２から出力された減算結果の絶対値を計算し、その絶対値を所定のしきい値と比較して、絶対値がしきい値以上となった場合に自装置が周波数の引込み過程にあると検出し、絶対値がしきい値未満となった場合に自装置が定常過程であると検出し、検出結果をセレクタ１１に出力する。また、減算部１２２から出力された減算結果の絶対値を計算した後に、複数の絶対を平均化して、平均化後の絶対値を用いてしきい値との比較を行うようにしてもよい。このように、平均化することにより、雑音の影響により引込み過程と定常過程の判断を誤る確率が小さくなる。

図１３は、時刻ｔ０〜ｔ５でのループフィルタ８通過後の制御値の一例を示す図である。図１３の例では、周波数同期装置が周波数の引き込み過程にある。図１３の例の場合、時刻ｔ３では、未だ周波数同期の引込み過程であるため、過去（時刻ｔ０）の制御値との差分Ｄ１を求めると、大きな値となる。これに対し、周波数同期の定常過程にとなった時刻ｔ５で、過去（時刻ｔ２）の制御値との差分Ｄ２を求めると、小さな値となる。

セレクタ１１は、検出部１２から出力される検出結果に基づいてループフィルタ８に出力する制御値を選択する。図１４および図１５は、検出結果とセレクタ１１が選択する制御値との対応を示す図である。セレクタ１１は、図１４、図１５のどちらの対応を用いて選択してもよい。図１４のように、引き込み過程でホールド値を用いるようにすると、引込み過程に要する時間が短くなるという効果がある。また、図１５のように、引き込み過程で近似値を用いるようにすると、引込み時間が外乱に影響され難いという効果がある。

また、さらに、検出結果に関わらず、ホールド値か近似値を固定的に使用するようにしてもよい。図１６および図１７は、固定的な選択を行う場合の検出結果とセレクタ１１が選択する制御値との対応を示す図である。図１４〜図１７のいずれかの対応を選択できるようにし、状況に応じて変更して用いるようにしてもよい。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。

なお、本実施の形態では、観測部６を用いるようにしたが、これに限らず、観測部６の替わりに実施の形態３と同様に観測部１０を用いるようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、ホールド部７と近似部９の両方を備え、検出部１２が、ループフィルタ８通過後の制御値に基づいて、自装置が周波数引き込み過程にあるか否かを検出し、セレクタがその検出結果に基づいて、ホールド部７の出力と近似部９の出力とのいずれかを選択して、ループフィルタ８に出力するようにした。そのため、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果が得られるとともに、さらに、引込み時間の要求などに対応して制御値を選択することができる。

実施の形態５．
図１８は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態５の機能構成例を示す図である。本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態１の周波数同期装置から差分部３と、観測部６と、を削除する以外は、実施の形態１の周波数同期装置と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態１または実施の形態３を簡易化した構成をとる。具体的には、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差を、差分部３を通さずに絶対値部４に入力し、比較部５の出力を、観測部６（または観測部１０）を通さずにホールド部７に入力するようにしている。すなわち、本実施の形態では、絶対値部４は、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差の絶対値を算出し、比較部５は、その絶対値を所定のしきい値と比較し、実施の形態１と同様に絶対値がしきい値より小さい場合に“０”、絶対値がしきい値以上の場合に“１”とする２値の信号を制御値選択信号としてホールド部７へ出力する。ホールド部７は、実施の形態１と同様に、制御値選択信号に基づいて、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差と、メモリ７２から読み出した値と、のどちらかをループフィルタ８へ出力する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態では、周波数偏差の差分を用いていないことから、比較部５が行う１回の比較結果によりホールド部７に対する制御値選択信号を生成することができる。本実施の形態は、周波数の引き込み過程など初期の周波数偏差が大きい場合には適用できないが、送受信機に高精度な発振器を使用する場合や定常過程など大きなインパルス上の外乱以外の大きな周波数偏差が生じない場合に適用できる。

以上のように、本実施の形態では、絶対値部４が、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差の絶対値を求め、比較部５が、その絶対値をしきい値と比較し、絶対値がしきい値より小さい場合に“０”、絶対値がしきい値以上の場合に“１”とする、制御値選択信号をボールド部７へ出力するようにした。そのため、実施の形態１に比べ、回路規模を小さくできるという効果がある。また、観測部６を使用しないため、複数の比較結果を待たずに１回の比較結果で（すなわち１回の観測で）ホールド部７に対する制御値選択信号を生成することができるため、応答速度が速く、ホールド期間を少なくできるという効果がある。

実施の形態６．
図１９は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態６の機能構成例を示す図である。本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態２の周波数同期装置から差分部３と、観測部６と、を削除する以外は、実施の形態２の周波数同期装置と同様である。実施の形態２と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態２と同様に近似部９を用いる場合に、実施の形態５と同様に構成を簡易化している。本実施の形態の動作は、ホールド部７を近似部９に替える以外は、実施の形態５と同様である。なお、実施の形態４の周波数同期装置から、差分部３と、観測部６と、を削除し、実施の形態５と同様の動作を行い、構成の簡素化を行ってもよい。

このように、本実施の形態では、近似部９を用いる場合に、実施の形態５と同様に、回路規模を小さくできるという効果がある。また、観測部６を使用しないため、複数の比較結果を待たずに１回の比較結果でホールド部７に対する制御値選択信号を生成することができるため、応答速度が速く、ホールド期間を少なくできるという効果がある。さらに、実施の形態５に比べ、近似値を用いているため、誤差を軽減することができ、周波数同期の精度がさらに向上する。

実施の形態７．
図２０は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態７の機能構成例を示す図である。本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態４の周波数同期装置から差分部３と、観測部６と、近似部９と、を削除する以外は、実施の形態４の周波数同期装置と同様である。実施の形態４と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態５と同様に、絶対値部４が、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差の絶対値を求め、比較部５が、その絶対値をしきい値と比較し、絶対値がしきい値より小さい場合に“０”、絶対値がしきい値以上の場合に“１”と出力する、制御値選択信号をボールド部７へ出力する。検出部１２の動作は、実施の形態４の検出部１２の動作と同様であり、セレクタ１１は、検出部１２の検出結果に基づいて、ホールド部７からの出力と周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差と、のどちらかを選択し、選択した信号をループフィルタ８へ出力する。セレクタ１１は、検出部１２の検出結果が、引込み過程の場合には、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差を選択し、定常過程の場合には、ホールド部７の出力を選択する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態４と同様である。

なお、本実施の形態では、ホールド部７を備えることとしたが、ホールド部７の替わりに近似部９を備え、セレクタ１１は、検出部１２の検出結果に基づいて、近似部９からの出力と周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差と、のどちらを選択するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ホールド部７とセレクタ１１を別の構成要素としたが、これら２つの構成要素を１つの制御値選択手段と考えることもできる。

このように、本実施の形態では、セレクタ１１は、検出部１２の検出結果が、引込み過程の場合には、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差を選択し、定常過程の場合には、ホールド部７の出力を選択するようにした。そのため、引込み過程ではホールド部７を使用せず、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差を制御値として用いるため、引込み過程で大きな周波数偏差が存在する場合でも構成を簡易化することができる。

実施の形態８．
図２１は、本発明にかかる周波数同期装置の実施の形態８の機能構成例を示す図である。本実施の形態の周波数同期装置は、実施の形態１の周波数同期装置からリサンプラ１を削除し、周波数変換器１３と、発振器１４と、を追加する以外は、実施の形態１の周波数同期装置と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の周波数同期装置は、受信機における搬送波の周波数同期に対して適用される。周波数変換器１３は、発振器１４から出力される搬送波（再生搬送波）に基づいて、受信信号の搬送波周波数を変換する。発振器１４は、ループフィルタ８から出力される制御値に基づいた搬送波の周波数を補正し、補正した周波数の搬送波を生成して周波数変換器１３に出力する。

受信信号は、アナログ信号でもディジタル信号でも良い。受信信号がアナログ信号の場合には、周波数変換器１３はミキサのようなアナログ素子で構成され、発振器１４はたとえばＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）のようなアナログ素子で構成される。受信信号がディジタル信号の場合には、周波数変換器１３は複素乗算を行うディジタル回路で構成され、発振器１４は、正弦波発生回路のようなディジタル回路で構成される。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

なお、本実施の形態では、ホールド部７を備えるようにしたが、実施の形態２と同様に、ホールド部７の替わりに近似部９を備えるようにしてもよい。また、観測部６の替わりに観測部１０を備えるようにしてもよい。また、本実施の形態の構成に、近似部９と、セレクタ１１と、検出部１２をさらに備え、実施の形態４と同様に、検出部１２の検出結果に基づいて近似部９と、セレクタ１１と、の出力のいずれか１つを選択するようにしてもよい。また、さらに、これらの構成から差分部３と、観測部６を削除し、実施の形態５と同様に構成を簡素化してもよい。

本実施の形態では、搬送波の周波数同期を行う場合に、周波数変換器１３と、発振器１４と、を備え、実施の形態１と同様にホールド部７が、制御値選択信号に基づいて、周波数偏差検出部２から出力される周波数偏差と、ホールド値と、のいずれかを選択してループフィルタ８に出力し、発振器１４が、ループフィルタ８から出力される制御値に基づいて搬送波を生成するようにした。そのため、搬送波の周波数同期を行う場合にも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる周波数同期装置は、受信した信号に対する周波数同期を行う周波数同期装置に有用であり、特に、インパルス状の外乱が生じる環境で用いられる周波数同期装置に適している。

１リサンプラ
２周波数偏差検出部
３差分部
４ａｂｓ部
５比較部
６，１０観測部
７ホールド部
８ＬＦ
９近似部
１１，７３，９３セレクタ
１２検出部
１３周波数変換器
１４発振器
６１，７２メモリ
６２加算部
７１，９１スイッチ
９４近似演算部
９２，１０１，１２１メモリ部
１０２乗算部
１０３加算部
１０４係数設定部
１２２減算部
１２３判定部

Claims

受信信号に基づいて、自装置が再生する再生周波数を受信信号に同期させるための周波数同期制御を行う周波数同期装置であって、
受信信号に基づいて、前記再生周波数と受信信号との周波数偏差を求める周波数偏差検出手段と、
前記周波数偏差の時間変化量を算出する差分手段と、
前記時間変化量に基づいて、前記周波数偏差を、周波数同期制御を行うための制御値である周波数制御値として用いるか否かを示す制御値選択信号を生成する観測手段と、
前記制御値選択信号が周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として選択し、一方、前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、過去の周波数制御値に基づいてその時点での周波数制御値の推定値である推定制御値を求め、求めた推定制御値を周波数制御値として選択する制御値選択手段と、
前記時間変化量の絶対値を求める絶対値手段と、
前記絶対値を所定のしきい値と比較し、比較結果に基づいて、前記絶対値が所定のしきい値未満である場合に０の値をとり、前記絶対値が所定のしきい値以上である場合に１の値をとる２値信号を生成する比較手段と、
を備え、
前記観測手段は、前記２値信号を保持し、最新の２値信号と保持している１つ前の２値信号とを加算し、前記加算結果を前記制御値選択信号とし、前記制御値選択信号が０の値の場合に前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いることを示すこととし、前記制御値選択信号が０以外の値の場合に前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示すこととし、
前記制御値選択手段が選択した周波数制御値に基づいて、前記周波数同期制御を行うことを特徴とする周波数同期装置。
受信信号に基づいて、自装置が再生する再生周波数を受信信号に同期させるための周波数同期制御を行う周波数同期装置であって、
受信信号に基づいて、前記再生周波数と受信信号との周波数偏差を求める周波数偏差検出手段と、
前記周波数偏差の時間変化量を算出する差分手段と、
前記時間変化量に基づいて、前記周波数偏差を、周波数同期制御を行うための制御値である周波数制御値として用いるか否かを示す制御値選択信号を生成する観測手段と、
前記制御値選択信号が周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として選択し、一方、前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、過去の周波数制御値に基づいてその時点での周波数制御値の推定値である推定制御値を求め、求めた推定制御値を周波数制御値として選択する制御値選択手段と、
前記時間変化量の絶対値を求める絶対値手段と、
前記絶対値を所定のしきい値と比較し、比較結果に基づいて、前記絶対値が所定のしきい値未満である場合に０の値をとり、前記絶対値が所定のしきい値以上である場合に１の値をとる２値信号を生成する比較手段と、
を備え、
前記観測手段は、前記２値信号を保持し、保持している２つ以上の２値信号を用いてＦＩＲフィルタによる平均化を行い、平均化後の２値信号を前記制御値選択信号とし、前記制御値選択信号が０の値の場合に前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いることを示すこととし、前記制御値選択信号が０以外の値の場合に前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示すこととし、
前記制御値選択手段が選択した周波数制御値に基づいて、前記周波数同期制御を行うことを特徴とする周波数同期装置。
前記ＦＩＲフィルタのタップ数を変更可能とすることを特徴とする請求項２に記載の周波数同期装置。
前記制御値選択手段は、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を保持し、前記周波数偏差を周波数制御値とした場合に、その周波数制御値を保持し、一方、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、前記推定制御値を保持している最新の周波数制御値とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の周波数同期装置。
前記制御値選択手段は、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を保持し、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、保持している複数の周波数偏差と所定の近似式とに基づいて前記推定制御値を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の周波数同期装置。
前記制御値選択手段が選択した制御値に基づいて、前記周波数同期制御の収束過程であるか否かを検出する検出手段と、
をさらに備え、
前記制御値選択手段は、
前記制御値選択信号が、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差を周波数制御値候補として選択するとともに、その周波数制御値を保持し、一方、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、保持している最新の周波数制御値を前記推定制御値とし、前記推定制御値を、周波数制御値候補として選択する第１の制御値算出手段と、
前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を保持し、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差を周波数制御値候補として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差を周波数制御値候補として選択し、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差を周波数制御値候補として用いないことを示す値であった場合には、保持している複数の周波数偏差と所定の近似式とに基づいて前記推定制御値を求め、前記推定制御値を周波数制御値候補として選択する第２の制御値算出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補と、前記第２の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補と、のいずれか一方を周波数制御値として選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の周波数同期装置。
受信信号に基づいて、自装置が再生する再生周波数を受信信号に同期させるための周波数同期制御を行う周波数同期装置であって、
受信信号に基づいて、前記再生周波数と受信信号との周波数偏差を求める周波数偏差検出手段と、
前記周波数偏差の時間変化量を算出する差分手段と、
前記時間変化量に基づいて、前記周波数偏差を、周波数同期制御を行うための制御値である周波数制御値として用いるか否かを示す制御値選択信号を生成する観測手段と、
前記制御値選択信号が周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として選択し、一方、前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、過去の周波数制御値に基づいてその時点での周波数制御値の推定値である推定制御値を求め、求めた推定制御値を周波数制御値として選択する制御値選択手段と、
を備え、
前記制御値選択手段が選択した周波数制御値に基づいて、前記周波数同期制御を行い、
前記制御値選択手段は、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を保持し、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、保持している複数の周波数偏差と所定の近似式とに基づいて前記推定制御値を求めることを特徴とする周波数同期装置。
受信信号に基づいて、自装置が再生する再生周波数を受信信号に同期させるための周波数同期制御を行う周波数同期装置であって、
受信信号に基づいて、前記再生周波数と受信信号との周波数偏差を求める周波数偏差検出手段と、
前記周波数偏差の時間変化量を算出する差分手段と、
前記時間変化量に基づいて、前記周波数偏差を、周波数同期制御を行うための制御値である周波数制御値として用いるか否かを示す制御値選択信号を生成する観測手段と、
前記制御値選択信号が周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として選択し、一方、前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、過去の周波数制御値に基づいてその時点での周波数制御値の推定値である推定制御値を求め、求めた推定制御値を周波数制御値として選択する制御値選択手段と、
前記制御値選択手段が選択した制御値に基づいて、前記周波数同期制御の収束過程であるか否かを検出する検出手段と、
を備え、
前記制御値選択手段は、
前記制御値選択信号が、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差を周波数制御値候補として選択するとともに、その周波数制御値を保持し、一方、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、保持している最新の周波数制御値を前記推定制御値とし、前記推定制御値を、周波数制御値候補として選択する第１の制御値算出手段と、
前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を保持し、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差を周波数制御値候補として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差を周波数制御値候補として選択し、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差を周波数制御値候補として用いないことを示す値であった場合には、保持している複数の周波数偏差と所定の近似式とに基づいて前記推定制御値を求め、前記推定制御値を周波数制御値候補として選択する第２の制御値算出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補と、前記第２の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補と、のいずれか一方を周波数制御値として選択する選択手段と、
を備え、
前記制御値選択手段が選択した周波数制御値に基づいて、前記周波数同期制御を行うことを特徴とする周波数同期装置。
前記選択手段は、前記検出結果が前記周波数同期制御の収束過程であるという検出結果であった場合、前記第１の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補を周波数制御値として選択し、前記検出結果が前記周波数同期制御の収束過程でないという検出結果であった場合、前記第２の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補を周波数制御値として選択することを特徴とする請求項６または８に記載の周波数同期装置。
前記選択手段は、前記検出結果が前記周波数同期制御の収束過程であるという検出結果であった場合、前記第２の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補を、周波数制御値として選択し、前記検出結果が前記周波数同期制御の収束過程でないという検出結果であった場合、前記第１の制御値算出手段が選択した周波数制御値候補を、周波数制御値として選択することを特徴とする請求項６または８に記載の周波数同期装置。
前記制御値選択手段が選択した制御値に基づいて、前記周波数同期制御の収束過程であるか否かを検出する検出手段と、
をさらに備え、
前記制御値選択手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記選択した周波数制御値と、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差と、のいずれか一方をさらに周波数制御値として選択する、
ことを特徴とする請求項４、５または７に記載の周波数同期装置。
受信信号に基づいて、自装置が再生する再生周波数を受信信号に同期させる周波数同期制御を行う周波数同期装置であって、
受信信号に基づいて、前記再生周波数と受信信号との周波数偏差を求める周波数偏差検出手段と、
前記周波数偏差に基づいて、前記周波数偏差を、周波数同期制御を行うための制御値である周波数制御値として用いるか否かを示す制御値選択信号を生成する比較手段と、
前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を、周波数制御値として選択し、一方、前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、過去の周波数制御値に基づいてその時点で予測される周波数制御値である推定制御値を求め、求めた推定制御値を、周波数制御値として選択する制御値選択手段と、
前記制御値選択手段が選択した制御値に基づいて、前記周波数同期制御の収束過程であるか否かを検出する検出手段と、
を備え、
前記制御値選択手段は、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を保持し、前記周波数偏差を周波数制御値とした場合に、その周波数制御値を保持し、一方、前記制御値選択信号が、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、前記推定制御値を保持している最新の周波数制御値とし、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記選択した周波数制御値と、前記周波数偏差検出手段が求めた周波数偏差と、のいずれか一方をさらに周波数制御値として選択することを特徴とする周波数同期装置。
前記検出手段は、前記制御値選択手段が選択した周波数制御値の時間変化量に基づいて前記周波数同期制御の収束過程であるか否かを検出することを特徴とする請求項６、８〜１２のいずれか１つに記載の周波数同期装置。
前記検出手段は、複数の前記時間変化量に対する平均値を求め、その平均値に基づいて前記周波数同期制御の収束過程であるか否かを検出することを特徴とする請求項１３に記載の周波数同期装置。
前記再生周波数を、クロック周波数とすることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の周波数同期装置。
前記再生周波数を、搬送波周波数とすることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の周波数同期装置。
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の周波数同期装置を備えることを特徴とする受信機。
受信信号に基づいて、自装置が再生する再生周波数を受信信号に同期させるための周波数同期制御を行う周波数同期装置における周波数同期方法であって、
受信信号に基づいて、前記再生周波数と受信信号との周波数偏差を求める周波数偏差検出ステップと、
前記周波数偏差の時間変化量を算出する差分ステップと、
前記時間変化量に基づいて、前記周波数偏差を、周波数同期制御を行うための制御値である周波数制御値として用いるか否かを示す制御値選択信号を生成する観測ステップと、
前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いることを示す値であった場合に、前記周波数偏差を周波数制御値として選択し、一方、前記制御値選択信号が前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示す値であった場合には、過去の周波数制御値に基づいてその時点での周波数制御値の推定値である推定制御値を求め、求めた推定制御値を、周波数制御値として選択する制御値選択ステップと、
前記時間変化量の絶対値を求める絶対値算出ステップと、
前記絶対値を所定のしきい値と比較し、比較結果に基づいて、前記絶対値が所定のしきい値未満である場合に０の値をとり、前記絶対値が所定のしきい値以上である場合に１の値をとる２値信号を生成する比較ステップと、
を含み、
前記観測ステップでは、前記２値信号を保持し、最新の２値信号と保持している１つ前の２値信号とを加算し、前記加算結果を前記制御値選択信号とし、前記制御値選択信号が０の値の場合に前記周波数偏差検出ステップで求めた周波数偏差を周波数制御値として用いることを示すこととし、前記制御値選択信号が０以外の値の場合に前記周波数偏差を周波数制御値として用いないことを示すこととし、
前記制御値選択ステップで選択した周波数制御値に基づいて前記周波数同期制御を行うことを特徴とする周波数同期方法。