JPH0846653A - 周波数制御装置 - Google Patents
周波数制御装置Info
- Publication number
- JPH0846653A JPH0846653A JP6175609A JP17560994A JPH0846653A JP H0846653 A JPH0846653 A JP H0846653A JP 6175609 A JP6175609 A JP 6175609A JP 17560994 A JP17560994 A JP 17560994A JP H0846653 A JPH0846653 A JP H0846653A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- pilot
- frequency
- complex
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の周波数制御回路のように受信信号のス
ペクトルから周波数ずれを検出する方式では、短いバー
スト信号のように時間的平均が十分に取れない時には検
出能力が劣化する。そこで、短いバースト信号における
周波数ずれの検出は、バースト信号に含まれているパイ
ロット信号の位相変化から求める方式が有効な手段とな
る。 【構成】 受信信号の中に含まれているパイロット信号
の時間的位相変化を検出することにより、送信機側のベ
ースバンド信号と受信機側のベースバンド信号間の周波
数ずれを求め、周波数ずれが小さくなるように制御す
る。 【効果】 本発明ではパイロット信号から周波数ずれを
検出するので、バースト信号の時間的長さが短くなって
も周波数ずれ制御能力は劣化しない。
ペクトルから周波数ずれを検出する方式では、短いバー
スト信号のように時間的平均が十分に取れない時には検
出能力が劣化する。そこで、短いバースト信号における
周波数ずれの検出は、バースト信号に含まれているパイ
ロット信号の位相変化から求める方式が有効な手段とな
る。 【構成】 受信信号の中に含まれているパイロット信号
の時間的位相変化を検出することにより、送信機側のベ
ースバンド信号と受信機側のベースバンド信号間の周波
数ずれを求め、周波数ずれが小さくなるように制御す
る。 【効果】 本発明ではパイロット信号から周波数ずれを
検出するので、バースト信号の時間的長さが短くなって
も周波数ずれ制御能力は劣化しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】デジタル信号を伝送する移動体無
線通信においては、多重伝搬によって生じるフェージン
グや遅延分散歪による信号品質の劣化が重大な問題とな
っている。
線通信においては、多重伝搬によって生じるフェージン
グや遅延分散歪による信号品質の劣化が重大な問題とな
っている。
【０００２】フェージングによる劣化を低減する方式と
して、伝送データ信号の中に一定間隔でパイロット信号
を挿入し、受信側で検出し、データ信号を補正するパイ
ロット挿入方式がある。
して、伝送データ信号の中に一定間隔でパイロット信号
を挿入し、受信側で検出し、データ信号を補正するパイ
ロット挿入方式がある。
【０００３】移動体通信において、高速伝送が必要にな
ればなるほどパイロット信号挿入方式の重要性が高まる
こととなる。
ればなるほどパイロット信号挿入方式の重要性が高まる
こととなる。
【０００４】一方、データ伝送では、送信機受信機両側
において、周波数やシンボルクロックの同期が必要とな
る。
において、周波数やシンボルクロックの同期が必要とな
る。
【０００５】本発明では、パイロット信号挿入方式を用
いたときに送信受信間の搬送波周波数を同期させるため
の周波数制御装置に関する。
いたときに送信受信間の搬送波周波数を同期させるため
の周波数制御装置に関する。
【０００６】
【従来の技術】従来の周波数ずれを検出し制御する方式
を図２に示す。
を図２に示す。
【０００７】端子２００から入力された受信信号は周波
数変換器２１０で複素ベースバンド信号に変換される。
数変換器２１０で複素ベースバンド信号に変換される。
【０００８】複素ベースバンド信号は復調信号２５０と
して外部へ出力されると共に、バンドパスフィルター２
２０とバンドパスフィルター２２１へ入力される。図３
に示すようにバンドパスフィルター２２０ではベースバ
ンド信号スペクトルの低域部分を取り出し、バンドパス
フィルター２２１ではベースバンド信号スペクトルの高
域部分を取り出す。
して外部へ出力されると共に、バンドパスフィルター２
２０とバンドパスフィルター２２１へ入力される。図３
に示すようにバンドパスフィルター２２０ではベースバ
ンド信号スペクトルの低域部分を取り出し、バンドパス
フィルター２２１ではベースバンド信号スペクトルの高
域部分を取り出す。
【０００９】電力演算器２３０ではバンドパスフィルタ
ー２２０の出力の電力成分を求め、電力演算器２３１で
はバンドパスフィルター２２１の出力の電力成分を求め
る。
ー２２０の出力の電力成分を求め、電力演算器２３１で
はバンドパスフィルター２２１の出力の電力成分を求め
る。
【００１０】比較器２４０では、電力演算器２３０の出
力と電力演算器２３１の出力の差を求める。
力と電力演算器２３１の出力の差を求める。
【００１１】もし、周波数変換器２１０で正しい周波数
よりも高い周波数で複素ベースバンド信号に受信信号が
変換されると、複素ベースバンド信号スペクトルが高い
方へずれるためバンドパスフィルター２２１を通った信
号の電力がバンドパスフィルター２２１を通った信号の
電力よりも大きくなるため、比較器２４０でそれを知る
ことが出来る。
よりも高い周波数で複素ベースバンド信号に受信信号が
変換されると、複素ベースバンド信号スペクトルが高い
方へずれるためバンドパスフィルター２２１を通った信
号の電力がバンドパスフィルター２２１を通った信号の
電力よりも大きくなるため、比較器２４０でそれを知る
ことが出来る。
【００１２】比較器２４０の出力信号は周波数変換器２
１０へ入力され比較器２４０からの出力信号の平均値が
０になるように周波数変換器２１０で制御される。
１０へ入力され比較器２４０からの出力信号の平均値が
０になるように周波数変換器２１０で制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら移動体無
線通信では、フェージングやマルチパス等により受信信
号の周波数スペクトルは絶えず変化してるため高精度な
周波数制御を行うためには長い時間にわたって周波数ず
れ成分を平均化する必要がある。しかし、バースト信号
のように信号の時間的長さが限られた信号では平均化時
間を長くするには限度がある。
線通信では、フェージングやマルチパス等により受信信
号の周波数スペクトルは絶えず変化してるため高精度な
周波数制御を行うためには長い時間にわたって周波数ず
れ成分を平均化する必要がある。しかし、バースト信号
のように信号の時間的長さが限られた信号では平均化時
間を長くするには限度がある。
【００１４】そこで、本発明の目的は、信号の時間的変
動が大きい移動体無線通信において、バースト信号に対
しても高精度かつ応答の速い周波数制御装置を得ること
にある。
動が大きい移動体無線通信において、バースト信号に対
しても高精度かつ応答の速い周波数制御装置を得ること
にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明において前記課題
を解決する手段として、送信側でパイロット信号を周期
的に時分割でデータ信号系列へ挿入した二つ以上からな
るベースバンド信号をマルチキャリア変調した受信信号
を受信する受信機において、受信信号を周波数ずれ検出
器からの出力信号により制御された周波数で複素ベース
バンド信号へ変換し出力する周波数変換器と、前記複素
ベースバンド信号に含まれているパイロット信号に同期
したパイロットタイミングクロック成分を前記複素ベー
スバンド信号から抽出し出力するパイロットクロック抽
出器と、前記パイロットクロック抽出器の出力信号を受
けて、前記パイロットタイミングクロックに同期させた
複素パイロット信号の逆数を出力する複素パイロット信
号発生器と、複素ベースバンド信号と前記複素パイロッ
ト信号発生器の出力信号との位相差を求める位相差検出
器と、前記パイロットクロック抽出器の出力信号と、前
記位相差検出器から出力される位相差信号の時間変化か
ら前記複素ベースバンド信号に含まれている周波数のず
れを検出し、前記周波数変換器へ出力する前記周波数ず
れ検出器から構成されることを特徴とする。
を解決する手段として、送信側でパイロット信号を周期
的に時分割でデータ信号系列へ挿入した二つ以上からな
るベースバンド信号をマルチキャリア変調した受信信号
を受信する受信機において、受信信号を周波数ずれ検出
器からの出力信号により制御された周波数で複素ベース
バンド信号へ変換し出力する周波数変換器と、前記複素
ベースバンド信号に含まれているパイロット信号に同期
したパイロットタイミングクロック成分を前記複素ベー
スバンド信号から抽出し出力するパイロットクロック抽
出器と、前記パイロットクロック抽出器の出力信号を受
けて、前記パイロットタイミングクロックに同期させた
複素パイロット信号の逆数を出力する複素パイロット信
号発生器と、複素ベースバンド信号と前記複素パイロッ
ト信号発生器の出力信号との位相差を求める位相差検出
器と、前記パイロットクロック抽出器の出力信号と、前
記位相差検出器から出力される位相差信号の時間変化か
ら前記複素ベースバンド信号に含まれている周波数のず
れを検出し、前記周波数変換器へ出力する前記周波数ず
れ検出器から構成されることを特徴とする。
【００１６】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１７】図１は、本発明の構成図である。予めＡＤ
変換器により時間的に離散化された受信信号ｒ（ｎ
Ｔs ）は入力端子１００を経て周波数変換器１１０へ入
力される。ｎは整数、Ｔs はＡＤ変換器のサンプリング
周期である。送信ベースバンド信号の振幅成分をａ（ｎ
Ｔs ）、位相成分をθ（ｎＴs ）、変調角周波数をωs
とすると、ｒ（ｎＴs ）は（１）式のように表現でき
る。
変換器により時間的に離散化された受信信号ｒ（ｎ
Ｔs ）は入力端子１００を経て周波数変換器１１０へ入
力される。ｎは整数、Ｔs はＡＤ変換器のサンプリング
周期である。送信ベースバンド信号の振幅成分をａ（ｎ
Ｔs ）、位相成分をθ（ｎＴs ）、変調角周波数をωs
とすると、ｒ（ｎＴs ）は（１）式のように表現でき
る。
【００１８】 ｒ（ｎＴs ）＝Ｒｅ［ａ（ｎＴs ）ｅｘｐ｛ｊ［θ（ｎＴs ）＋ｎωs Ｔs ］ ｝］ （１） 周波数変換器１１０では角周波数ωr で複素ベースバン
ド信号へ変換される。複素ベースバンド信号成分の振幅
成分ｂ（ｎＴs ）、位相成分φ（ｎＴs ）は（２）式の
ようになる。
ド信号へ変換される。複素ベースバンド信号成分の振幅
成分ｂ（ｎＴs ）、位相成分φ（ｎＴs ）は（２）式の
ようになる。
【００１９】 ｂ（ｎＴs ）＝ａ（ｎＴs ）＋ｎn （ｎＴs ） φ（ｎＴs ）＝θ（ｎＴs ）＋ｎ（ωs −ωr ）Ｔs ＋θo ＋θn （ｎＴs ） （２） ｎn （ｎＴs ），θn （ｎＴs ）はそれぞれ受信信号に
含まれている雑音の振幅成分と位相成分であり、θo は
初期位相ずれである。送信側の変調周波数と受信側の復
調周波数はそれぞれの発振器が異なるためお互いに同期
をとらない限りωs ＝ωr とはならない。
含まれている雑音の振幅成分と位相成分であり、θo は
初期位相ずれである。送信側の変調周波数と受信側の復
調周波数はそれぞれの発振器が異なるためお互いに同期
をとらない限りωs ＝ωr とはならない。
【００２０】複素ベースバンド信号は復調信号１６０と
して外部へ出力されると共に、パイロットクロック抽出
器１２０へ入力される。パイロットクロック抽出器１２
０では受信信号の中に一定の間隔で挿入されているパイ
ロット信号の位置に同期したクロック信号を求め、複素
パイロット信号発生器１３０と周波数ずれ検出器１５０
へパイロットクロック信号として出力される。複素ベー
スバンド信号の振幅成分とパイロットクロック抽出器１
２０から出力されるクロック信号の時間上の対応を図４
に示す。
して外部へ出力されると共に、パイロットクロック抽出
器１２０へ入力される。パイロットクロック抽出器１２
０では受信信号の中に一定の間隔で挿入されているパイ
ロット信号の位置に同期したクロック信号を求め、複素
パイロット信号発生器１３０と周波数ずれ検出器１５０
へパイロットクロック信号として出力される。複素ベー
スバンド信号の振幅成分とパイロットクロック抽出器１
２０から出力されるクロック信号の時間上の対応を図４
に示す。
【００２１】複素パイロット信号発生器１３０では、パ
イロットクロック抽出器１２０の出力信号に同期してパ
イロット信号の逆数ｅｘｐ［−ｊθ（ｎＴs ）］／ａ
（ｎＴs ）を発生させ出力する。複素パイロット信号発
生器１３０の出力信号の逆数振幅成分と入力信号の時間
軸上の対応を図５に示す。
イロットクロック抽出器１２０の出力信号に同期してパ
イロット信号の逆数ｅｘｐ［−ｊθ（ｎＴs ）］／ａ
（ｎＴs ）を発生させ出力する。複素パイロット信号発
生器１３０の出力信号の逆数振幅成分と入力信号の時間
軸上の対応を図５に示す。
【００２２】位相差検出器１４０では周波数変換器１１
０の出力信号と複素パイロット信号発生器１３０の出力
信号の複素乗算を行った後、位相差を求め出力する。
０の出力信号と複素パイロット信号発生器１３０の出力
信号の複素乗算を行った後、位相差を求め出力する。
【００２３】位相差Δφ（ｎＴs ）は（３）式のように
なる。
なる。
【００２４】 Δφ（ｎＴs ）＝φ（ｎＴs ）−θ（ｎＴs ）＝ｎ（ωs −ωr ）Ｔs ＋θo ＋θn （ｎＴs ） （３） パイロットクロック抽出器１２０の出力信号と位相差検
出器１４０の出力信号の時間的変化を図６に示す。位相
差検出器１４０の出力信号は（３）式に示すように雑音
によるランダム成分と周波数ずれに対する１次式成分の
合成された形と見ることが出きる。
出器１４０の出力信号の時間的変化を図６に示す。位相
差検出器１４０の出力信号は（３）式に示すように雑音
によるランダム成分と周波数ずれに対する１次式成分の
合成された形と見ることが出きる。
【００２５】よって、周波数ずれは１次式成分の傾きを
位相ずれは１次式成分の定数部から検出できる。ランダ
ム成分は時間的に平均化することによりその影響を低減
できる。
位相ずれは１次式成分の定数部から検出できる。ランダ
ム成分は時間的に平均化することによりその影響を低減
できる。
【００２６】位相差検出器１４０の出力信号は周波数ず
れ検出器１５０へ入力され、最小二乗法により一次関数
ψ（ｎＴs ）＝ΔωｎＴs ＋θo を求めることにより、
平均的な周波数ずれΔωが［ψ（ｎＴs ）−θo ］／ｎ
Ｔs として求められる。その図を図７に示す。検出され
た周波数ずれは周波数変換器１１０へ出力される。
れ検出器１５０へ入力され、最小二乗法により一次関数
ψ（ｎＴs ）＝ΔωｎＴs ＋θo を求めることにより、
平均的な周波数ずれΔωが［ψ（ｎＴs ）−θo ］／ｎ
Ｔs として求められる。その図を図７に示す。検出され
た周波数ずれは周波数変換器１１０へ出力される。
【００２７】周波数変換器１１０では、周波数ずれ検出
器１５０の出力信号が０へ近づくように変換角周波数ω
r をずらす。角周波数をずらす制御法は（４）式に示す
方法で行うことができる。
器１５０の出力信号が０へ近づくように変換角周波数ω
r をずらす。角周波数をずらす制御法は（４）式に示す
方法で行うことができる。
【００２８】ωr ←ωr ＋μΔω （４） μは収束係数であり、この値を変えることにより周波数
の追従特性や雑音による周波数変動特性を変えることが
できる。
の追従特性や雑音による周波数変動特性を変えることが
できる。
【００２９】図８は各信号の時間的流れを示した図であ
る。パイロットクロック信号は、パイロットクロック抽
出器１２０により受信信号から抽出される。パイロット
クロック信号は、パイロットクロックパイロット信号を
受信している間はハイレベルになり、それ以外ではロウ
レベルなる。複素パイロット信号発生器１３０からは、
パイロットクロック信号がハイレベルの時にパイロット
信号が出力され、位相差検出器１４０ではパイロットク
ロック信号がハイレベルの時のみ位相差を求める演算を
行う。周波数ずれ検出器１５０はパイロットクロック信
号がハイレベルからロウレベルへ変化した後に演算を初
め、角周波数ずれΔωを求める。周波数ずれ検出器１５
０で周波数ずれが求められると、周波数変換器１１０で
は角周波数ωr を（４）式に基づいて修正する。
る。パイロットクロック信号は、パイロットクロック抽
出器１２０により受信信号から抽出される。パイロット
クロック信号は、パイロットクロックパイロット信号を
受信している間はハイレベルになり、それ以外ではロウ
レベルなる。複素パイロット信号発生器１３０からは、
パイロットクロック信号がハイレベルの時にパイロット
信号が出力され、位相差検出器１４０ではパイロットク
ロック信号がハイレベルの時のみ位相差を求める演算を
行う。周波数ずれ検出器１５０はパイロットクロック信
号がハイレベルからロウレベルへ変化した後に演算を初
め、角周波数ずれΔωを求める。周波数ずれ検出器１５
０で周波数ずれが求められると、周波数変換器１１０で
は角周波数ωr を（４）式に基づいて修正する。
【００３０】以上の操作により、復調周波数は変調周波
数と一致するようになり、周波数変換器１１０からは送
信側の変調周波数に同期した復調信号１６０が得られ
る。
数と一致するようになり、周波数変換器１１０からは送
信側の変調周波数に同期した復調信号１６０が得られ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来用いられてきたバンドパスフィルターを使う方式のよ
うなデータ信号に含まれるエネルギーを用いて制御する
のではなく、パイロット信号の位相を用いて制御をおこ
なっているので、精度の高い周波数制御をより短い時間
でかつ少ない演算量で行うことができる。
来用いられてきたバンドパスフィルターを使う方式のよ
うなデータ信号に含まれるエネルギーを用いて制御する
のではなく、パイロット信号の位相を用いて制御をおこ
なっているので、精度の高い周波数制御をより短い時間
でかつ少ない演算量で行うことができる。
【図１】本発明の一実施例を示した説明図である。
【図２】従来の周波数制御回路を示した説明図である。
【図３】従来の周波数制御回路における受信信号スペク
トルとバンドパスフィルターの周波数特性を示した図で
ある。
トルとバンドパスフィルターの周波数特性を示した図で
ある。
【図４】受信信号の振幅成分の時間的変化を示した図で
ある。
ある。
【図５】パイロットクロック信号と複素パイロット信号
発生器の出力信号の時間的変化を示した図である。
発生器の出力信号の時間的変化を示した図である。
【図６】パイロットクロック信号と位相差検出器の出力
信号の時間的変化を示した図である。
信号の時間的変化を示した図である。
【図７】位相差検出器の出力信号から一次関数式により
角周波数ずれと位相ずれの様子を示した図である。
角周波数ずれと位相ずれの様子を示した図である。
【図８】各信号の時間的対応を示した図である。
１００ 入力端子 １１０ 周波数変換器 １２０ パイロットクロック抽出器 １３０ 複素パイロット信号発生器 １４０ 位相差検出器 １５０ 周波数ずれ検出器 １６０ 出力端子 ２００ 入力端子 ２１０ 周波数変換器 ２２０ バンドパスフィルター ２２１ バンドパスフィルター ２３０ 電力演算器 ２３１ 電力演算器 ２４０ 比較器 ２５０ 復調信号
Claims (1)
- 【請求項１】送信側でパイロット信号を周期的に時分割
でデータ信号系列へ挿入した二つ以上からなるベースバ
ンド信号をマルチキャリア変調した受信信号を受信する
受信機において、 受信信号を周波数ずれ検出器からの出力信号により制御
された周波数で複素ベースバンド信号へ変換し外部へ出
力する周波数変換器と、 前記複素ベースバンド信号に含まれているパイロット信
号に同期したパイロットタイミングクロック成分を前記
複素ベースバンド信号から抽出し出力するパイロットク
ロック抽出器と、 前記パイロットクロック抽出器の出力信号を受けて、前
記パイロットタイミングクロックに同期させた複素パイ
ロット信号の逆数を出力する複素パイロット信号発生器
と、 複素ベースバンド信号と前記複素パイロット信号発生器
の出力信号との位相差を求める位相差検出器と、 前記パイロットクロック抽出器の出力信号と、前記位相
差検出器から出力される位相差信号の時間変化から前記
複素ベースバンド信号に含まれている周波数のずれを検
出し、前記周波数変換器へ出力する前記周波数ずれ検出
器からなることを特徴とする周波数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6175609A JPH0846653A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 周波数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6175609A JPH0846653A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 周波数制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0846653A true JPH0846653A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=15999091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6175609A Pending JPH0846653A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 周波数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0846653A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100308513B1 (ko) * | 1998-10-01 | 2001-11-02 | 가네꼬 히사시 | 자동 주파수 제어 처리 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0630066A (ja) * | 1992-07-10 | 1994-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | データ復号装置 |
| JPH0630065A (ja) * | 1992-07-10 | 1994-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | データ復号装置 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP6175609A patent/JPH0846653A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0630066A (ja) * | 1992-07-10 | 1994-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | データ復号装置 |
| JPH0630065A (ja) * | 1992-07-10 | 1994-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | データ復号装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100308513B1 (ko) * | 1998-10-01 | 2001-11-02 | 가네꼬 히사시 | 자동 주파수 제어 처리 방법 |
| US6625434B1 (en) | 1998-10-01 | 2003-09-23 | Nec Corporation | Method of performing automatic frequency control in a mobile station during in speech communication mode |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971125 |