JPH03295317A - 周波数シンセサイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば時分割多元接続（ＴＤＭＡ　二Ｔｉｍ
ｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓ
ｓ　）方式を採用した移動無線通信システムの移動通信
機器に使用される周波数シンセサイザに関する。

（従来の技術） Ｔ　Ｄ　Ｍ　Ａ方式を採用した移動無線通信システムの
一つとして、ディジタル自動車電話システムがある。第
３図はこの種のシステムの概略構成を示したものである
。このシステムは、複数の基地局Ｂｌ、Ｂ２．・・・を
分散配置し、これらの基地局ＢＩ　　Ｂ２　　・・・に
よりそれぞれ無線ゾーンを構成している。各基地局Ｂｌ
、Ｂ２．・・・はそれぞれ送受２周波からなる複数の無
線通話チャネルを保有しており、これらの無線連記チャ
ネル毎に基地局Ｂｌ、Ｂ２．　・・とそのゾーン内に存
在する複数の移動局Ｍｌ、Ｍ２．・・・との間で、ＴＤ
ＭＡ方式によるディジタル通信を行なっている。第４図
は、ＴＤＭＡ方式を使用した伝送信号のフォーマットを
示すものである。この図に示すように基地局Ｂｌ、Ｂ２
．・・・から各移動局Ｍｌ　、　Ｍ２　、・・・へは、
複数のスロット（図の例では３スロツトＴａ。

Ｔｂ、Ｔｃ）を時分割多重したＴＤＭ信号を伝送し、一
方各移動局Ｍｌ、Ｍ２．・・・は上記Ｔ　Ｄ　Ｍ信号の
スロットに同期して、移動局Ｍｌ　、　Ｍ２　、・・・
毎に予め割り当てられたスロットを使用１．てデータを
送信する。

ところで、この種のシステムでは、移動局が通信中に任
意の基地局の無線ゾーンから他の基地局の無線ゾーンへ
移動した場合に無線通話チャネルを切換える必要がある
。そこで従来のシステムでは、例えば各移動局が送信お
よび受信を行なっていないアイドルスロットの期間にお
いて、無線通信チャネルを通話中のチャネルから周辺基
地局のチャネルに一時的に切換えて周辺基地局からの受
信電界強度を測定する。例えば、移動局Ｍ１では第４図
のＩＳかアイドルスロットとなり、このアイドルスロッ
トＩｓの期間に周辺基地局からの受信電界強度を測定す
る。そして、複数のアイドルスロットＩＳで測定された
受信電界強度の平均値を求めて、この測定情報を送信ス
ロットを用いて接続中の基地局へ伝送し、この情報に基
づいて基地局が無線通話チャネルの切換えを行なうよう
にしている。したがって各移動局Ｍｌ、Ｍ２．・・・に
は、上記アイドルスロットにおいて、無線通話チャネル
を通話中のチャネルから測定しようとするチャネルに切
換えるために、高速の周波数シンセサイザが必要である
。

第５図は、この種の従来の周波数シンセサイザの構成の
一例を示すものである。この周波数シンセサイザはＰＬ
Ｌ回路により構成され、水晶振動子を発振源とした基準
発振器１１と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２とを有し
ている。基準発振器１１の発振周波数は、分周器１３で
分周されて基準発振周波数として位相比較器（ＦＤ）１
４に人力される。また、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２
の発振出力周波数は、可変分周器１５で分周されたのち
上記位相比較器１４に入力される。この位相比較器１４
ては、上記基準発振周波数の信号と、上記ＶＣＯ１２か
ら６１変分周器］５を介して帰還された信号との位相か
比較され、その位相差に相当する電圧かループフィルタ
１６を通ることにより制御電圧として上記ＶＣＯ１２に
供給される。

ＶＣＯ１２は、上記制御電圧に対応した周波数の信号を
発生し、この信号が局部発振周波数信号として図示しな
い送信機および受信機の混合器に供給される。

またこの周波数シンセサイザは、初期制御電圧発生回路
を有している。この初期制御電圧発生回路は、ＲＯＭ１
７と、Ｄ／Ａ変換器１８と、ループスイッチ１９とから
なる。ＲＯＭ１７には、周辺基地局で使用される無線通
話チャネル周波数に対応する初期制御電圧データが予め
記憶されている。

このような構成に於いて、周辺基地局からの受信電界強
度を測定する場合には、アイドルスロットになった時点
て先ずループスイッチ１９を開き、続いてＲＯＭ１７か
ら初期制御電圧データを読出す。そうすると、この初期
制御電圧データはＤ／Ａ変換器１８てアナログ電圧に変
換されて■ＣＯ１２に供給される。次に、ループスイッ
チ１９を閉しるとともに、各分周器１３．１５に周辺基
地局の無線チャネルに対応した分周率をセットする。

このため、ンンセサイザのＰＬＬループは、上記初期制
御電圧を初期値として位相引込み動作を開始する。した
かって、初期制御電圧を与えない場合に比べて位相誤差
か少ないため、高速度に無線通電チャネルの切換えを行
なうことかできる。

（発明か解決しようとする課＠） ところか、このような従来の周波数シンセサイザには、
次のような改善すべき課題があった。

すなわち、ＶＣＯの発振周波数特性、つまり制御電圧に
対する発振周波数の関係は、一般にｖＣＯの製造上のば
らつきにより異なるため、ＲＯＭを個別に作成する必要
がある。このため、周波数シンセサイザが高価になって
いた。また、たとえ最適な制御電圧データが設定された
ＲＯＭを使用したとしても、ＶＣＯの発振周波数特性が
温度変動を起こすと、初期制御電圧により発生される発
振周波数と希望周波数との間には差が生じる。この差は
、大きいときにはＩ　ＭＨｚ以上にもなることがある。

このため、従来の周波数シンセサイザでは、周囲温度に
よっては周波数の収束時間が非常に長くなって、アイド
ルスロット（例えば７秒）期間内に測定対象のチャネル
周波数に収束させることができなくなり、この結果周辺
基地局からの受信電界強度を測定することができなくな
る不具合があった。

そこで本発明は上記事情に着目し、電圧制御発振器の発
振周波数特性が温度変動を起こしても、常に高速度のチ
ャネル切換えを行なうことができる周波数シンセサイザ
を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、基準発振器および
電圧制御発振器を有し、上記基準発振器の発振周波数に
基づく周波数を有する基準信号と電圧制御発振器の発振
周波数に基づく周波数を有する信号とを位相比較器で位
相比較し、その位相比較出力に基づいて制御電圧を生成
し上記電圧制御発振器に供給するＰＬＬ回路本体に加え
て、上記電圧制御発振器から発生しようとする複数の希
望発振周波数に対応してそれぞれ設けられた複数のルー
プフィルタと、ループフィルタ切換回路とを備える。そ
して、上記複数のループフィルタにおいて、それぞれ対
応する希望発振周波数に応じた制御電圧を生成し保持さ
せるようにし、かつ上記ループフィルタ切換回路により
、上記各ループフィルタを、希望発振周波数の切換動作
に同期して上記位相比較器と電圧制御発振器との間に択
一的に接続させるようにしたものである。

（作　用） この結果本発明によれば、複数の希望発振周波数に対応
してそれぞれ用意された複数のループフィルタが、発振
周波数の切換動作に同期して択一的にＰＰＬループに挿
入されるので、無線チャネルの切換え時には、その周波
数に対応した最適な初期制御電圧が電圧制御発振器に供
給されることになる。このため、電圧制御発振器の発振
出力周波数を短期間で希望する周波数に収束させること
が可能となり、これにより高速の無線チャネル切換えを
行なうことができる。

また、電圧制御発振器の発振出力特性が温度変動を起こ
したとしても、この温度変動に応じてループフィルタに
保持されている制御電圧値が変化する。このため、初期
制御電圧に対応した発振出力周波数と希望周波数との差
は温度変動によらず常に小さい値に保たれることになり
、この結果電圧制御発振器の発振出力特性が温度変動を
起こしても常に高速のチャネル切換えを行なうことが可
能となる。したがって、例えばＴＤＭＡ方式を使用した
移動無線通信システムにおいて、７１ＳｅＣ程度と短い
アイドルスロットの期間に周辺基地局からの受信電界強
度を測定しようとする場合でも、無線チャネルの切換え
は周囲温度によらず常に高速に行なわれるので、測定を
常に確実に行なうことかできる。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例における周波数シンセサイ
ザの構成を示す回路プロ・ツク図である。

尚、同図において前記第５図と同一部分には同一符号を
付して詳しい説明は省略する。尚、本実施例では第３図
の移動局Ｍ　ｌを例にとって説明する。

本実施例の周波数シンセサイザは、第１のループフィル
タ１６と、第２のループフィルタ２１とを有している。

このうち先ず第１のループフィルタ１６は、自己に割り
当てられた送信スロ・ソトおよび受信スロットＴａにお
いて使用されるもので、接続中の基準局Ｂ１との間に設
定された無線通話チャネル周波数に対応する制御電圧を
内部のコンデンサに保持する。−力筒２のループフィル
タ２１は、アイドルスロットＩＳにおいて周辺基地局か
らの受信電界強度を測定するために使用されるもので、
周辺基地局から送信される無線通話チャネル周波数に対
応した制御電圧を内部のコンデンサに保持する。

また本実施例の周波数シンセサイザは、ＰＬＬループ中
に２個の切換スイッチ２２．２３を有している。これら
の切換スイッチ２２．２３は、図示しない制御回路から
発生されるスイッチ切換信号により切換動作するもので
、上記第１のループフィルタ１６と第２のループフィル
タ２１とを、ＰＬＬループの位相比較器１４とＶＣＯ１
２との間に択一的に接続する。

次に、以上のように構成された周波数シンセサイザの動
作を説明する。

先ず、通話中に於いて受信スロットおよび送信スロット
では、第２図に示す如く第１のループフィルタ１６が選
択されている。そして、この第１のループフィルタ１６
を含むＰＬＬループにより、上記受信スロットおよび送
信スロットで使用される無線通信チャネルに対応した局
部発振周波数が発生される。

さて、この状態で上記送信スロットの終了時点、つまり
アイドルスロットＩＳＯ開始時点になると、図示しない
制御回路から第２図に示す如くスイッチ切換信号が出力
される。このため、各スイ・ンチ２２．２３はそれぞれ
第１のループフィルタ１６から第２のループフィルタ２
１に切換わり、この結果ＰＬＬループにはそれまで挿入
されていた第１のループフィルタ１６に代わって第２の
ループフィルタ２１か挿入される。また、このＰＬＬル
ープには、周辺基地局Ｂ２が使用する無線通信チャネル
に対応する周波数が設定され、同時に各分周器１３．１
５はリセットされる。このため、ＰＬＬループでは、発
振周波数を上記設定周波数に収束するための位相引き込
み動作が行なわれ、発振周波数は設定周波数に徐々に近
付く。この過程において、第２のループフィルタ２１内
のコンデンサには、ＶＣＯ１２の制御電圧が徐々に充電
される。

そうしてアイドルスロットＩＳの終了時点が近付くと、
発振周波数を通話中の無線通信チャネルに戻すために、
図示しない制御回路から出力されているスイッチ切換信
号が第２図に示す如く断になる。このため各スイッチ２
２．２３は、第２のループフィルタ２１側から第１のル
ープフィルタ１６側に復帰し、この結果ＰＬＬループに
は再び第１のループフィルタが挿入される。また、ＰＬ
Ｌループには通話中の無線チャネルに対応した周波数が
設定され、かつ各分周器１３．１５はリセットされる。

したがって、ＰＬＬループは上記設定周波数に向かって
収束動作が行なわれる。

このとき、上記第１のループフィルタ１６内のコンデン
サには、先の受信スロットおよび送信スロットにおいて
ＶＣＯ１２から発生された発振出力周波数に対応した制
御電圧値が保持されている。

このため、ＰＬＬループはこの第１のループフィルタ１
６に保持されていた制御電圧値を初期値として収束動作
を開始する。したがって、ＰＬＬループから発生される
周波数は直ちに上記通話中の無線通信チャネルに対応し
た周波数に収束する。

そして、以後この状態で基準局Ｂｌからの信号の受信動
作および基地局Ｂｌへの信号の送信動作が行なわれる。

また、次のアイドルスロットＩｓの開始時点になると、
上記したように制御回路からスイッチ切換信号が出力さ
れ、これにより各スイッチ２２゜２３か切換わってＰＬ
Ｌループには第２のループフィルタ２１が挿入される。

そして、ＰＬＬループには周辺基地局の無線通信チャネ
ルに対応した周波数か設定され、さらに各分周器１３．
１５がノセットされる。二〇ｔこめ、」二３己ＰＬＬル
−プは周波数の収束動作を開始するか、このとき上記第
２のループフィルタ２１内のコンデンサには先のアイド
ルスロットＩＳにて生成された制御電圧値か保持されて
いるため、ＰＬＬループはこの制御電圧値を初期値とし
て収束動作を行なう。しかして、ＰＬＬループの発振出
力周波数は設定周波数にさらに近付き、また第２のルー
プフィルタ２１内のコンデンサの制御電圧値も上記設定
周波数に対応する値に近付く。

以後同様に、アイドルスロットＩｓになる毎にこのよう
な動作を繰り返すことにより、数スロット後にはＰＬＬ
ループの発振出力周波数は周辺基地局の無線通信チャネ
ルに対応する設定周波数に収束する。また、第２のルー
プフィルタ２１に保持される制御電圧値も、上記設定周
波数に対応するものとなる。

そうしてＰＬＬループの発振出力周波数が周辺基地局Ｂ
２の無線通信チャネルに対応する周波数に達すると、以
後図示しない制御回路ではアイドルスロットＩＳになる
毎に上記周辺基地局Ｂ２からの受信電界強度がそれぞれ
測定される。このとき、第２のループフィルタ２１には
設定周波数に対応する制御電圧値が既に保持されている
ので、アイドルスロットＩｓになる毎にＰＬＬループの
発振出力周波数は直に上記設定周波数に収束する。

つまり、通話中の無線通話チャネルから周辺基地局のチ
ャネルへの切換えが高速に行なわれる。このため、短い
アイドルスロットＩＳの期間内においても、受信電界強
度の測定を十分に行なうことができる。

そうして、例えば数個のアイドルスロットにおいて受信
電界強度の測定値が得られると、これらの測定値の平均
が求められ、この平均値の情報が送信スロットを利用し
て通話接続中の基地局Ｂ１に伝えられる。

ところで、いま仮に周囲温度の変動によりＶＣＯ１２の
発振出力特性が温度変動を起こしたとする。そうすると
、アイドルスロットＩｓの期間中に、上記温度変動に応
じて第２のループフィルタ２１に保持されている制御電
圧値が、ＶＣＯ１２の発振出力周波数の温度変動を補正
するべく変化する。このため、第２のループフィルタ２
１には設定周波数に対応した最適な制御電圧値が常に保
持されることになる。したがって、温度変動が生じても
、各アイドルスロットでのチャネル切換え動作は常に高
速に行なわれることになり、このため周辺基地局からの
受信電界強度の測定は支障なく行なうことができる。

この様に本実施例であれば、通話用と、周辺基地局から
の受信電界強度の測定用とに、別のループフィルタ１６
．２１を用意し、スイッチ２２゜２３を切換えることに
よりこれらのループフィルタ１６．２１を択一的にＰＬ
Ｌループに挿入するようにしたので、無線チャネルの切
換え時に、その周波数に対応した最適な初期制御電圧を
ＶＣＯに供給することができる。このため、ｖＣＯの発
振出力周波数を短期間で希望する周波数に収束させるこ
とが可能となり、これにより高速の無線チャネル切換え
を行なうことができる。

また、ｖＣＯの発振出力特性が温度変動を起こしたとし
ても、この温度変動に応じてループフィルタに保持きれ
ている制御電圧値が変化する。このため、初期制御電圧
に対応した発振出力周波数と希望周波数との差は温度変
動によらず常に小さい値に保たれることになり、この結
果ｖＣＯの発振出力特性が温度変動を起こしても常に高
速のチャネル切換えを行なうことが可能となる。したが
って、Ｔ　Ｄ　Ｍ　Ａ方式を使用した移動無線通信シス
テムにおいて、７ＩＩＳｅＣ程度と短いアイドルスロ・
ソトの期間に周辺基地局からの受信電界強度を測定しよ
うとする場合でも、無線チャネルの切換えは周囲温度に
よらず常に高速に行なわれるので、測定を常に確実に行
なうことができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、上記実施例では２個のループフィルタ１６．２１
を用意し、これらを択一的にＰＬＬループに挿入するよ
うにしたが、必要に応じて３個以上のループフィルタを
用意し、これらを択一的にＰＰＬＬループに挿入して使
用するようにしてもよい。

その他、ＰＬＬループの回路構成や用途等についても、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、ＰＬＬ回路本体に
加えて、その電圧制御発振器から発生しようとする複数
の希望発振周波数に対応してそれぞれ設けられた複数の
ループフィルタと、ループフィルタ切換回路とを備え、
上記複数のループフィルタにおいて、それぞれ対応する
希望発振周波数に応した制御電圧を生成し保持させるよ
うにし、かつ上記ループフィルタ切換回路により、上記
各ループフィルタを、希望発振周波数の切換動作に同期
して上記位相比較器と電圧制御発振器との間に択一的に
接続させるようにしたことによって、電圧制御発振器の
発振周波数特性か温度変動を起こしても、常に高速度の
チャネル切換えを行なうことができる周波数シンセサイ
ザを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における周波数シンセサイザ
の構成を示す回路ブロック図、第２図は同回路の動作説
明に使用するタイミング図、第３図は移動無線通信シス
テムの一例を示す概略図、第４図はＴＤＭＡ方式による
伝送信号の信号フォーマットを示す図、第５図は従来の
周波数シンセサイザの構成を示す回路ブロック図である
。 Ｂｌ、Ｂ２．・・・基地局、Ｍｌ、Ｍ２．・・・移動局
、１１・・；基準発振器、１２・・・電圧制御発振器（
ＶＣＯ）　、１３．１５・・・分周器、１４・・・位相
比較器（ＰＤ）　　１６・・・第１のループフィルタ、
２１・・・第２のループフィルタ、２２．２３・・・ス
イッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準発振器および電圧制御発振器を有し、上記基準発振
   器の発振周波数に基づく周波数を有する基準信号と電圧
   制御発振器の発振周波数に基づく周波数を有する信号と
   を位相比較器で位相比較し、その位相比較出力に基づい
   て制御電圧を生成し上記電圧制御発振器に供給するＰＬ
   Ｌ回路本体と、 前記電圧制御発振器から発生しようとする複数の希望発
   振周波数に対応してそれぞれ設けられ、これらの希望発
   振周波数に対応する制御電圧をそれぞれ生成し保持する
   複数のループフィルタと、これら複数のループフィルタ
   を、希望発振周波数の切換動作に同期して前記位相比較
   器と電圧制御発振器との間に択一的に接続させるための
   ループフィルタ切換回路とを具備したことを特徴とする
   周波数シンセサイザ。