JPH0888585A - 移動局のロック状態検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 時分割でバースト的に送受信する移動局にお
いて、第１局発シンセサイザ３０では送信時と受信時で
周波数の切替えを行うが、切替えてから所望の周波数に
ロックされるまでのロックアップ時間を要する。ロック
アップ時間におけるアンロック状態と回路の不具合によ
るアンロック状態とを区別して検出する。 【構成】 ロック状態検出部５０において、送受信のバ
ーストの中央付近でロック状態の検出を行うようにして
周波数切替え時のロックアップ時間を検出の対象から除
外し、アンロック状態の検出が所定回以上繰り返される
とアンロックと判定し制御信号７９により送信アンプ２
３の機能を止め送信を停止する。 【効果】 送信時と受信時を別けてアンロック状態を検
出できる。アンロック状態が所定回数検出されてからは
じめてアンロックと判定するから、ノイズ等による誤判
定を生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は第２世代デジタル・コー
ドレスの移動局のロック状態検出回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】第２世代デジタル・コードレスの移動局
は時分割でバースト的に送信および受信を行う。また、
送信あるいは受信回路では通常は２段階の周波数変換を
行っており、これらの変換用周波数を発生させるために
２つのシンセサイザ（第１局発信号、第２局発信号）を
用いる。このとき、受信側は１０．８ＭＨｚ程度の中間
周波に周波数変換し復調回路に入力し、送信側ではベー
スバンド信号を変調し周波数変換を行うから、送信と受
信では中間周波数において１０．８ＭＨｚの差をもたせ
なければならない。通常、設計上の難易度、コスト面か
ら１．９ＧＨｚ帯変調信号を２３０ＭＨｚ帯の中間周波
に変更する第１局発信号（１．６ＧＨｚ）の周波数を送
信時と受信時とで切替えるのが一般的である。

【０００３】一方、移動局ではシンセサイザに不具合が
生じ異常な周波数で空中に電波を送信するのを避ける必
要がある。このため、ロック状態検出回路によりシンセ
サイザが所望の周波数を発生している（ロック）か否
（アンロック）かを検出し、アンロックの場合には速や
かに電波の送信を停止する必要がある。ロック状態を検
出する対象としては第１局発用シンセサイザと第２局発
用シンセサイザがあるが、第１局発用シンセサイザは送
信期間と受信期間で前記のごとく周波数が異なるため
２．５ｍｓ毎に周波数変更を行わなければならず、また
チャネル切替え等で周波数の切替えを頻繁に行わなけれ
ばならない。一方、第２局発用シンセサイザは固定周波
数を発振するものであるから特に監視する必要がなく、
通常第１局発用シンセサイザに対してロック状態検出を
行う。

【０００４】ロック状態検出には第１局発シンセサイザ
内のＰＬＬ（フェーズ・ロック・ループ）の位相比較回
路出力を用いる。位相比較回路出力は、ＰＬＬがロック
状態にあるときには極めて短い期間“Ｌ”（０ボルト）
レベルになるパルスが出力され、アンロック状態のとき
には位相ずれに応じた幅のパルスを出力する。ロック状
態検出回路では、この信号を抵抗、コンデンサで構成さ
れる１次のＬＰＦ（ローパス・フィルタ）を通した後に
あらかじめ定めたしきい値電圧と比較し、しきい値電圧
より低いときはアンロック状態、高いときはロック状態
として検出していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周波数
切替えには、切替え後に所望の周波数になるまでのロッ
クアップ時間が必要であるため、送受信バーストの切替
えの度に必ずアンロック状態が生ずるので、ＬＰＦを用
いた従来の方法では切替えの過渡状態において必然的に
生ずるアンロック状態までも検出してしまう可能性があ
り、誤検出が避けられず、また位相比較出力は１本の出
力端子から出力されるので送信時および受信時の両方が
アンロック状態になった場合でなければアンロック状態
を検出できなかった。このため、誤検出による望ましく
ない送信停止や、送受信期間のうち片方のみにアンロッ
ク状態が生じている場合には検出に至るまでの時間的遅
延により送信停止動作が遅れるなどの解決されるべき課
題があった。

【０００６】また、電圧制御発振器（ＶＣＯ）の中心周
波数が温度変化等の原因により変化した場合、送信用周
波数は発振できるが受信用周波数は発振できないといっ
た場合は送信時はロックするが、受信時はロックしない
状態が生ずるという未解決の課題があった。

【０００７】本発明の目的は、周波数切替えに伴うロッ
クアップ時間を検出期間から除外し、さらにノイズや一
時的なアンロック状態を検出しないで検出精度を高める
ことにある。さらに、送信時、受信時で別々にロック状
態の検出を行うことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、バーストの
中央近傍でロック状態か否かをバースト毎に判定し、さ
らに前記判定結果に対してカウンタによる保護を行い検
出する。また前記ロック状態検出を送信時と受信時で別
々に行うように構成した。

【０００９】

【作用】本発明では、周波数切替えに伴うロックアップ
時間を避けてバーストの中央近傍でロック状態か否かを
判定し、さらに前記判定結果に対して保護を行っている
ので正確なロック状態検出を行うことができる。また、
前記ロック状態検出を送信時と受信時と別々に行うよう
にしたので、どちらか一方にアンロック状態が生じた場
合でも速やかに検出できるようになった。

【００１０】

【実施例】図１には本発明の一実施例を示している。同
図はＰＨＳ（パーソナル・ハンディ−ホン・システム）
の移動局における無線機部分（ＲＦ部）の構成を示した
ものである。

【００１１】図１において、アンテナ１０は電波を受信
し送信する。切替器１２はアンテナ１０を受信期間にお
いては端子ａ側に切替えて受信アンプ１３に接続し、送
信期間においては端子ｂ側に切替えて送信アンプ２３に
接続する。受信アンプ１３はアンテナ１０からの信号を
増幅する。受信第１ミキサ１４は受信アンプ１３の出力
キャリア周波数（１．９ＧＨｚ）を２４０．８ＭＨｚに
変換し、第１受信中間周波信号１７として出力する。す
なわち、受信アンプ１３の出力と第１局発信号４３
（１．６５９２ＧＨｚ）を乗じて、所望の周波数帯を通
過域とするＢＰＦ（バンド・パス・フィルタ）を通すこ
とにより第１受信中間周波信号１７が得られる。受信第
２ミキサ１５は、第２局発信号１９（２３０ＭＨｚ）を
用いて第１受信中間周波信号１７のキャリア周波数を１
０．８ＭＨｚに変換し、第２受信中間周波信号１８とし
て出力する。

【００１２】直交変調器２１は、位相が９０度異なるキ
ャリア（第２局発信号１９の２３０ＭＨｚ）をＩ信号２
６、Ｑ信号２７で直交変調し、送信中間周波信号２５と
して出力する。送信ミキサ２２は、第１局発信号４３
（１．６９ＧＨｚ）を用いて送信中間周波信号２５（２
３０ＭＨｚ）のキャリア周波数を１．９ＧＨｚに変換す
る。送信アンプ２３は制御信号７９によって制御され、
制御信号７９が送信動作を指示する“Ｌ”を示したとき
には送信ミキサ２２の出力を所望の送信電力に増幅して
送信し、制御信号７９が送信停止を指示する“Ｈ”を示
したときには出力を０とし送信を停止する。

【００１３】第２局発シンセサイザ１６はＰＬＬで構成
され、２３０ＭＨｚの第２局発信号１９を出力する。第
１局発シンセサイザ３０はＰＬＬで構成され、第１局発
信号４３を出力する。アンテナ１０の空中線周波数は送
受信とも１．９ＧＨｚであるが中間周波数が異なるた
め、第１局発シンセサイザ３０は送信時と受信時で異な
る周波数を出力する。すなわち、受信時の周波数は１．
６５９２ＧＨｚ、送信時の周波数は１．６９ＧＨｚの第
１局発信号４３を出力する。

【００１４】これら周波数の切替えは、制御バス７５を
介して発振周波数の設定によって行われる。また、ロッ
ク状態検出を行うために第１局発シンセサイザ３０内の
ＰＬＬ回路からの位相比較結果４９を出力する。ロック
状態検出部５０は、第１局発シンセサイザ３０からの位
相比較結果４９を受けて、受信検出タイミング信号７
７、送信検出タイミング信号７８によって、第１局発シ
ンセサイザ３０がロック状態にあるか否かを送信時およ
び受信時にそれぞれ検出し、検出結果を受信ロック状態
検出結果５８および送信ロック状態検出結果５９として
出力する。

【００１５】制御部７０は制御バス７５を介して周波数
設定を行い、第１局発信号４３の周波数切替制御を行
う。また、ロック状態検出部５０に受信検出タイミング
信号７７および送信検出タイミング信号７８を出力す
る。送信アンフ２３には、送信期間に制御信号７９を
“Ｌ”とし、送信期間のみ電波を送信させる。ただし、
受信ロック状態検出結果５８または送信ロック状態検出
結果５９が“アンロック”である場合には、第１局発シ
ンセサイザ３０に不具合が生じ異常に周波数の電波を送
信する恐れがあるので、制御信号７５を“Ｈ”とし、送
信アンプ２３の送信機能を停止させ、電波の送出を停止
する。

【００１６】図２は第１局発シンセサイザ３０の回路構
成を示している。位相比較器３１は、分周器３４の出力
と基準クロック４５との位相比較を行う。すなわち、分
周器３４の出力が基準クロック４５に比べて位相が進ん
でいる場合には位相制御信号４４を“遅れ制御”とし、
分周器３４の出力が基準クロック４５に比べて遅れてい
る場合には位相制御信号４４を“進み制御”とする。ま
た、ロック状態検出のため分周器３４の出力と基準クロ
ック４５の排他的論理和の反転を位相比較結果４９とし
て出力する。なお、基準クロック４５は水晶発振器で構
成され、キャリア周波数間隔に相当する一定周波数（ｆ
₀ ）の信号であり、本実施例では３００ｋＨｚである。

【００１７】電圧制御発振器３２は、第１局発信号４３
として正弦波を出力する。その周波数は制御バス７５に
よって指示され、位相制御信号４４によって制御され
る。プリスケーラ３３および分周器３４は、制御バス７
５を介して設定された値ＰおよびＮに基づき、それぞれ
Ｐ分周、Ｎ分周する。このようなフェーズ・ロック・ル
ープを形成することで、基準クロック４５の発振精度で
所望の周波数（Ｎ×Ｐ×ｆ₀）の第１局発信号４３を出
力する。

【００１８】つぎに位相比較結果４９の出力波形につい
て詳しく説明する。発振周波数設定値ＰおよびＮが変更
されると、設定された周波数で安定に発振するまでには
時間（ロックアップ時間）を要する。このロックアップ
時間では、位相比較器３１の入力である基準クロック４
５と分周器３４の出力は異なる周波数であるから、位相
比較結果４９には位相差に応じて“Ｌ”と“Ｈ”を繰り
返す矩形波が出力される。

【００１９】ロックアップ時間が経過し所望の周波数に
ロックすると、基準クロック４５と分周器３４の出力は
位相差が０となり、位相比較結果４９には“Ｈ”もしく
はジッタによる極めて細い“Ｌ”のパルスが出力され
る。また、電圧制御発振器３２が異常周波数で発振して
いるような場合には、ロックに至る期間と同様に位相比
較結果４９には位相差に応じて“Ｌ”と“Ｈ”を繰り返
す矩形波が出力される。

【００２０】図３は、第１局発信号４３の周波数切替え
動作を示したものである。同図では、時分割で交互に間
欠送受信を行っている様子が示されている。同図（ｆ）
の第１局発信号４３の周波数を受信バースト期間で受信
第１局発周波数ｆ_r 、送信バースト期間で送信第１局発
周波数ｆ_t とするための設定変更は、ロックアップ時間
を考慮して、（ａ）のアンテナ１０における受信バース
ト８１ａ，８１ｂの期間の終了直後で送信第１局発周波
数ｆ_t に、（ａ）の送信バースト８２の期間の終了直後
で受信第１局発周波数ｆ_r に、（ｅ）の制御バス７５の
指示する周波数に設定する。このとき、（ｅ）の制御バ
ス７５による周波数設定を変更してからロックに至るま
での（ｇ）の位相比較結果４９における送信ロックアッ
プ時間Ｔ_t および受信ロックアップ時間Ｔ_r で、位相比
較結果４９には“Ｌ”と“Ｈ”を繰り返す信号が出力さ
れる。

【００２１】同図（ｃ）の受信検出タイミング信号７７
は、受信時に用いる第１局発信号４３がロックしている
か否かをロック状態検出部５０において検出するための
観測期間を指示するものである。第１局発シンセサイザ
３０のロック状態を確実に検出する必要性から、受信バ
ースト８１ａ，８１ｂの中央付近で受信検出タイミング
信号７７を“Ｈ”にする。なお、この“Ｈ”の期間はロ
ック状態検出部５０での観測期間であり、第１局発シン
セサイザ３０内の基準クロック４５の１周期以上である
必要があり、本実施例では３クロック分の幅（約１０μ
ｓ）にしている。また（ｄ）の送信検出タイミング信号
７８も同様に、送信バースト８２の中央付近で３クロッ
ク分“Ｈ”となる信号である。（ｂ）の制御信号７９は
送信バースト８２の期間のみ“Ｌ”とする。

【００２２】図４は本発明のロック状態検出部５０の回
路構成を示したものである。同図においてロック状態検
出部５０は判定器５１、受信保護器５２、送信保護器５
３で構成される。判定器５１ではバースト毎に図３
（ｃ）の受信検出タイミング信号７７が“Ｈ”または図
３（ｄ）の送信検出タイミング信号７８が“Ｈ”となる
時間内にロックしているか否かを判定する。すでに説明
したように、位相比較結果４９には、ロック時には
“Ｈ”またはジッタによる極めて細いパルス状の“Ｌ”
が出力され、アンロック時には幅の広いパルス“Ｌ”が
出力される。したがって、受信検出タイミング信号７７
および送信検出タイミング信号７８が“Ｈ“となつてい
る観測期間内に一定のパルス幅Ｔ_p 以上にわたり“Ｌ”
となる信号であればアンロックを検出できる。Ｔ_p はロ
ック時に観測されるジッタによる極めて細い“Ｌ”のパ
ルス幅より十分に広く選ぶ。

【００２３】判定回路５１では、サンプリング周波数ｆ
_s で位相比較結果４９をサンプリングし、観測期間内で
Ｎ_p 回（Ｔ_p ＝Ｎ_p ／ｆ_s ）以上連続して“Ｌ”をサン
プルしたら“アンロック”、Ｎ_p 回を下回ったなら“ロ
ック”と判定する。なお、サンプリング周波数ｆ_s は、
わずかな周波数ずれによるアンロックも検出できるよう
にするため、基準クロック４５の周波数よりも十分高く
する必要があり、本実施例では基準クロック４５の周波
数の３２倍（９．６ＭＨｚ）にしている。判定器５１
は、受信検出タイミング信号７７の“Ｈ”の期間内での
判定結果を受信判定結果５６として、送信検出タイミン
グ信号７８の“Ｈ”の期間内での判定結果を送信判定結
果５７として出力する。

【００２４】受信保護器５２は受信バースト８１に使用
する第１局発信号４３のロック状態を、送信保護器５３
は送信バースト８２に使用する第１局発信号４３のロッ
ク状態を検出する。受信保護器５２および送信保護器５
３は同じ構成および動作の回路で、ノイズあるいは瞬時
的な変動をアンロック状態と判定しないように保護動作
を行う。

【００２５】図５は、たとえば、受信保護器５２の動作
の流れを示したものである。受信保護器５２は０〜ＳＨ
までカウントできるカウンタをもち、そのカウント値を
ＣＴとする。同図に示す保護動作は、動作が開始して判
定器５１からの受信判定結果５６が入力される毎に行わ
れる。受信判定結果が入力されると（Ｓ１）、“ロッ
ク”の場合には（Ｓ２Ｙ）ＣＴ−１とし（Ｓ３）、“ア
ンロック”の場合には（Ｓ２Ｎ）、ＣＴ＝ＳＨのとき
は、アンロック状態を維持するためにそのままＣＴの値
を保持する（Ｓ４Ｙ）。ＣＴ＝ＳＨでないときには（Ｓ
４Ｎ）、ＣＴをインクリメントする（Ｓ５）。ＣＴがし
きい値ＳＨに等しくなったときは（Ｓ６Ｙ）“アンロッ
ク”（Ｓ８）、それ以外は（Ｓ６Ｎ）“ロック”として
（Ｓ７）、受信ロック状態検出結果５９として出力す
る。なお、一回送受いづれかのアンロックが検出される
と、判定部７０は送信アンプ２３への制御信号７９を
“Ｈ”にして“ロック”になるまで送信を停止する。

【００２６】このようにして保護動作を行うことで、第
１局発シンセサイザ３０が本来ロック状態である場合の
一時的なアンロック誤検出や、またアンロック状態であ
る場合の一時的な疑似ロック状態の誤検出を防止するこ
とができる。

【００２７】しきい値ＳＨの値は、安定なアンロック検
出を行うために本実施例では２５６とし、５ｍｓ間隔通
信チャネル使用時のアンロック検出時間が１秒程度にな
るようにしている。すなわち、アンロック検出時間が１
秒程度になると制御信号７９により送信アンプ２３の動
作を止め、アンロック状態が解消されるまで送信機能は
停止する。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
は以下に示すような効果がある。 １．送信時および受信時において別々にロック状態の検
出を行うようにしたから、一方のみの不具合でも正しく
検出でき、速やかに送信を停止することができる。 ２．ロックアップ時間を除外し、安定した後におけるバ
ースト内の位置でロック状態検出を行うようにしたの
で、正確な検出を行うことができる。 ３．受信保護器および送信保護器で保護動作を行うよう
にしたので、ノイズ等による誤検出を防ぐことができ
る。 ４．制御チャネルのように受信バーストが長周期で繰り
返されるような場合にも、バースト内でのみロック状態
判定を行うので正確な検出ができる。したがって本発明
の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】図１の構成要素である第１局発シンセサイザの
回路構成図である。

【図３】図１の第１局発シンセサイザの周波数切替動作
を示すタイム・チャートである。

【図４】図１の構成要素であるロック状態検出部の回路
構成図である。

【図５】図４の構成要素である受信保護器の動作の流れ
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ アンテナ １２ 切替器 １３ 受信アンプ １４ 受信第１ミキサ １５ 受信第２ミキサ １６ 第２局発シンセサイザ １７ 第１受信中間周波信号 １８ 第２受信中間周波信号 １９ 第２局発信号 ２１ 直交変調器 ２２ 送信ミキサ ２３ 送信アンプ ２５ 送信中間周波信号 ２６ Ｉ信号 ２７ Ｑ信号 ３０ 第１局発シンセサイザ ３１ 位相比較器 ３２ 電圧制御発振器 ３３ ブリスケーラ ３４ 分周器 ４３ 第１局発信号 ４４ 位相制御信号 ４５ 基準クロック ４９ 位相比較結果 ５０ ロック状態検出部 ５１ 判定器 ５２ 受信保護器 ５３ 送信保護器 ５６ 受信判定結果 ５７ 送信判定結果 ５８ 受信ロック状態検出結果 ５９ 送信ロック状態検出結果 ７０ 制御部 ７５ 制御バス ７７ 受信検出タイミング信号 ７８ 送信検出タイミング信号 ７９ 制御信号 ８１ａ，８１ｂ 受信バースト ８２ 送信バースト ｆ_r 受信第１局発周波数 ｆ_t 送信第１局発周波数 Ｔ_r 受信ロックアップ時間 Ｔ_t 送信ロックアップ時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時分割でバーストにより送信および受信
   するように切替える送信および受信用の周波数を切替え
   て発振し、その発振周波数である局発信号（４３）と基
   準クロック（４５）とを位相比較して位相比較結果（４
   ９）を出力する局発シンセサイザ（３０）と、 前記位相比較結果（４９）にもとづいて前記局発信号
   （４３）が前記基準クロック（４５）にロックしたかア
   ンロックかのロック状態を検出するためのロック状態検
   出手段（５０）とを含む移動局のロック状態検出回路に
   おいて、 前記ロック状態検出手段（５０）が、 前記送信および受信用の周波数に切替えてからそれぞれ
   ロック状態にいたるまでの送信ロックアップ時間
   （Ｔ_t ）および受信ロックアップ時間（Ｔ_r ）を除いた
   前記送信および受信におけるバースト（８２，８１）の
   安定に存在する期間における前記位相比較結果（４９）
   が、所定期間以上アンロック状態を示した場合はアンロ
   ックと判定し、前記所定期間以上アンロック状態を示さ
   なかった場合およびロック状態を示したときにはロック
   状態と判定してその判定結果を前記送信におけるバース
   ト（８２）については送信判定結果（５７）として、前
   記受信バースト（８１）については受信判定結果（５
   ６）として前記送信および受信におけるバースト（８
   ２，８１）毎に得るための判定手段（５１）と、 前記送信判定結果（５７）が、所定の回数を越えてアン
   ロック状態を示したときにアンロックを示し、前記アン
   ロック状態が前記所定の回数を越えて示されなかったと
   きおよびロック状態を示したときにロックを示して送信
   状態を保護する送信ロック状態検出結果（５９）を得る
   ための送信保護手段（５３）と、 前記受信判定結果（５６）が、所定の回数を越えてアン
   ロック状態を示したときにアンロックを示し、前記アン
   ロック状態が前記所定の回数を越えて示されなかったと
   きおよびロック状態を示したときにロックを示して受信
   状態を保護する受信ロック状態検出結果（５８）を得る
   ための受信保護手段（５２）とを含む移動局のロック状
   態検出回路。