JPH09312584A - 基準発振器 - Google Patents

基準発振器

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JPH09312584A
JPH09312584A JP9041206A JP4120697A JPH09312584A JP H09312584 A JPH09312584 A JP H09312584A JP 9041206 A JP9041206 A JP 9041206A JP 4120697 A JP4120697 A JP 4120697A JP H09312584 A JPH09312584 A JP H09312584A
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JP
Japan
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frequency
wave
signal
communication
oscillation
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JP9041206A
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English (en)
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Yasushige Ueoka
康茂 植岡
Rikuo Takano
陸男 高野
Takao Yokoshima
高雄 横島
Kazuyoshi Tasato
和義 田里
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動無線通信における基地局のサービスエリ
アの制限を受けることなく、周囲温度変化あるいは経年
変化の何れがあっても極めて安定した周波数の発信出力
が得られる基準発振器を提供する。 【解決手段】 受信回路部１０は、通信波とは周波数が
異なる公共の放送波を受信し、周波数補正値発生回路部
２０は放送波の周波数と発振回路部４０が出力する発振
信号Ｓoの周波数とを比較して周波数の補正量を算出し、
保持回路部３０は放送波が受信できないときに周波数補
正量を保持し、発振回路部４０は周波数補正量に基づい
て補正された周波数で発振する。また、受信した通信波
を局部発振波に基づいて周波数一定の中間周波信号に変
換し、あるいは周波数可変の搬送波を生成する移動体通
信装置において、基準発振器は、周波数が局部発振波お
よび搬送波の整数分の一の発振信号Ｓoを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動無線通信装
置等に内蔵され、搬送波や局部発振波として用いられる
基準信号を発振する基準発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話等を初めとして電波を利
用した機器が広く一般に普及しつつある。これにともな
って通信が狭帯域化されるとともに、電波の周波数の割
り当てが緻密化されてきている。このため、電波利用機
器には高い周波数精度ならびに安定度が要求されるよう
になった。
【０００３】さて、例えば一般的な移動体通信装置を例
に挙げると、従来では周波数の安定した基準発振を得る
手段の一例として、ＡＴカット(Ｒ1とも呼ばれる）によ
り得られる振動モードを用いた水晶振動子が使われてい
た。
【０００４】ただし、この形状の水晶振動子の周波数特
性は、周囲温度に対して３次曲線に近似した温度特性を
示す。即ち、周囲温度の変化に対して安定した周波数の
発振を得るには、例えば電圧制御で周波数が変化する水
晶発振器に、温度特性を打ち消すための温度補償電圧を
与える必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＴＣＸＯ（Ｔemperatu
re Ｃompensated Ｘ'tal Ｏscillator：温度補償水晶発
振器）では、指数関数的な温度特性を示すサーミスタと
称される感熱素子を３個組み合わせることにより、３次
曲線に近似した温度補償曲線を得ている。
【０００６】この他、高い対温度周波数特性を有する発
振器として、水晶振動子を恒温槽内に封入したＯＣＸＯ
等がある。上述のＴＣＸＯでは、対温度周波数変化率は
数ｐｐｍ（ｐarts ｐer ｍillion：百万分率)程度であ
るが、ＯＣＸＯの対温度周波数変化率は０.０１ｐｐｍ
オーダーと、極めて低い。
【０００７】しかしながら、ＯＣＸＯでは恒温槽が大掛
かりとなることから高価であり、収納容積も大きい。こ
のため移動通信装置には適さず、専ら基地局用として用
いられている。
【０００８】さらにＴＣＸＯやＯＣＸＣにあっても、水
晶振動子には経年変化が存在し、これを補正することは
難しい。
【０００９】この経年変化に対しては、例えば基地局が
送信する信号波を受信して計数し、これを基に発振周波
数を較正する方法（電子情報通信学会論文誌Ｂ Ｖol.Ｊ
71−Ｂ Ｎo.1 pp.66-73 １９８８年１月参照）が開発さ
れている。この方法によれば、経年変化に対する安定度
は０.１ｐｐｍオーダーと良好な値であるが、対応する基
地局のサービスエリア（電波の到達する範囲）を離れる
と周波数の較正ができなくなる等の欠点があった。
【００１０】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、移動無線通信における基地局のサービスエリ
アの制限を受けることなく周囲温度変化あるいは経年変
化の何れにあっても極めて安定した周波数の発信出力が
得られる基準発振器を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、所定の周波
数帯域内の１つ以上の周波数の通信波を用いて基地局と
移動局との間または移動局相互間で通信を行う移動体通
信装置において前記通信波の周波数の基準となる基準発
振波を発振する基準発振器であって、前記通信波の何れ
とも周波数が異なる公共の標準周波数電波を受信する受
信手段と、前記受信した標準周波数電波の周波数と比較
対象の信号波の周波数とを比較して周波数の補正量を算
出する周波数補正値算出手段と、前記標準周波数電波が
受信できないときに前記周波数補正量を保持する保持手
段と、前記周波数補正値算出手段が出力する周波数補正
量あるいは保持された周波数補正量に基づいて補正され
た周波数で発振する発振手段とを具備し、前記発振手段
が発振する信号を前記基準発振波として出力するととも
に比較対象の信号波として前記周波数補正値算出手段に
供給することを特徴とする。この請求項１に記載の発明
によれば、受信手段は１つ以上の通信波の何れとも周波
数が異なる公共の標準周波数電波を受信し、周波数補正
値算出手段は標準周波数電波の周波数と発振手段が発振
する信号の周波数とを比較して周波数の補正量を算出
し、保持手段は標準周波数電波が受信できないときに周
波数補正量を保持し、発振手段は周波数補正量に基づい
て補正された周波数で発振する。
【００１２】また、請求項２に記載の発明にあっては、
所定の周波数帯域内の１つ以上の周波数の通信波を用い
て基地局と移動局との間または移動局相互間で通信を行
う移動体通信装置において前記通信波の周波数の基準と
なる基準発振波を発振する基準発振器であって、前記通
信波の何れとも周波数が異なり人工衛星が送信する衛星
波を受信する受信手段と、前記受信した衛星波が有する
コードのチップレートを取り出す復調手段と、前記チッ
プレートと比較対象の信号波の周波数とを比較して周波
数の補正量を算出する周波数補正値算出手段と、前記衛
星波が受信できないときに前記周波数補正量を保持する
保持手段と、前記周波数補正値算出手段が出力する周波
数補正量あるいは保持された周波数補正量に基づいて補
正された周波数で発振する発振手段とを具備し、前記発
振手段が発振する信号を、前記基準発振波として出力す
るとともに比較対象の信号波として前記周波数補正値算
出手段に供給することを特徴とする。この請求項２に記
載の発明によれば、受信手段は１つ以上の通信波の何れ
とも周波数が異なり人工衛星が送信する衛星波を受信
し、復調手段は受信した衛星波が有するコードのチップ
レートを取り出し、周波数補正値算出手段はチップレー
トと発振手段が発振する信号の周波数とを比較して周波
数の補正量を算出し、保持手段は衛星波が受信できない
ときに周波数補正量を保持し、発振手段は周波数補正量
に基づいて補正された周波数で発振する。
【００１３】また、請求項３に記載の発明にあっては、
所定の周波数帯域内の１つ以上の周波数の通信波を用い
て基地局と移動局との間または移動局相互間で通信を行
う移動体通信装置において前記通信波の周波数の基準と
なる基準発振波を発振する基準発振器であって、前記通
信波の何れとも周波数が異なり人工衛星が送信する衛星
波を受信する受信手段と、前記受信した衛星波が有する
情報信号を読み取るとともに情報信号の時間間隔を計数
する読み取り手段と、前記時間間隔と比較対象の信号波
の周波数とを比較して周波数の補正量を算出する周波数
補正値算出手段と、前記衛星波が受信できないときに前
記周波数補正量を保持する保持手段と、前記周波数補正
値算出手段が出力する周波数補正量あるいは保持された
周波数補正量に基づいて補正された周波数で発振する発
振手段とを具備し、前記発振手段が発振する信号を、前
記基準発振波として出力するとともに比較対象の信号波
として前記周波数補正値算出手段に供給することを特徴
とする。この請求項３に記載の発明によれば、受信手段
は１つ以上の通信波の何れとも周波数が異なり人工衛星
が送信する衛星波を受信し、読み取り手段は受信した衛
星波が有する情報信号を読み取るとともに情報信号の時
間間隔を計数し、周波数補正値算出手段は情報信号の時
間間隔と発振手段が発振する信号の周波数とを比較して
周波数の補正量を算出し、保持手段は衛星波が受信でき
ないときに周波数補正量を保持し、発振手段は周波数補
正量に基づいて補正された周波数で発振する。
【００１４】また、請求項４に記載の発明にあっては、
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の基準発振器で
は、前記基地局または他の前記移動局が送信する前記通
信波を受信する通信波受信手段と、受信した前記通信波
を局部発振波に基づいて周波数一定の中間周波信号に変
換する変換手段と、前記局部発振波を生成する周波数可
変局部発振手段とを具備する移動体通信装置において周
波数が前記局部発振波の整数分の一の前記基準発振波を
出力することを特徴とする。この請求項４に記載の発明
によれば、受信した通信波を局部発振波に基づいて周波
数一定の中間周波信号に変換する移動体通信装置におい
て、基準発振器は、周波数が局部発振波の整数分の一の
基準発振波を出力する。
【００１５】また、請求項５に記載の発明にあっては、
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の基準発振器で
は、前記基地局または他の前記移動局に対して前記通信
波を送信する通信波送信手段と、前記通信波の基本とな
る搬送波を生成する周波数可変搬送波発振手段とを具備
する移動体通信装置において周波数が前記搬送波の整数
分の一の基準発振波を出力することを特徴とする。この
請求項５に記載の発明によれば、周波数可変の搬送波を
生成する移動体通信装置において、基準発振器は、周波
数が搬送波の整数分の一の基準発振波を出力する。
【００１６】また、請求項６に記載の発明にあっては、
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の基準発振器で
は、前記基地局または他の前記移動局が送信する前記通
信波を受信する通信波受信手段と、受信した前記通信波
を局部発振波に基づいて周波数一定の中間周波信号に変
換する変換手段と、前記局部発振波を生成する周波数可
変局部発振手段と、前記基地局または他の移動体に対し
て前記通信波を送信する通信波送信手段と、前記通信波
の基本となる搬送波を生成する周波数可変搬送波発振手
段とを具備する移動体通信装置において周波数が前記局
部発振波および前記搬送波の整数分の一の基準発振波を
出力することを特徴とする。この請求項６に記載の発明
によれば、受信した通信波を局部発振波に基づいて周波
数一定の中間周波信号に変換し、また周波数可変の搬送
波を生成する移動体通信装置において、基準発振器は、
周波数が局部発振波および搬送波の整数分の一の基準発
振波を出力する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１の実施の形態 以下に図面を参照して本発明の一実施の形態について説
明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかる基準
発振器の構成を示すブロック図である。
【００１８】なお本実施の形態は、移動無線通信装置等
（本実施の形態では携帯電話や自動車電話等の移動電
話）に内蔵され、中波帯や短波帯の電波を用いて放送さ
れる標準周波数局（識別符号ＪＪＹ、またこれ以降はＪ
ＪＹ局と称する）の電波を受信して周波数を補正する基
準発振器を例に挙げて説明する。また、このＪＪＹ局に
ついては後述する。
【００１９】図１において、１は標準電波受信アンテナ
である。この標準電波受信アンテナは、本実施の形態が
適用される携帯電話の送受信アンテナ（７１：後述す
る）とは異なるエレメントとして構成されるが、一般に
は一体的に形成される。
【００２０】標準電波受信アンテナ１によって受信され
た高周波信号は、受信回路部１０に供給される。この受
信回路部１０は、ＢＰＦ(Ｂand Ｐass Ｆilter：帯域通
過濾波器）１１とアンプ１２、ならびにリミッタ１３と
を有している。
【００２１】ＢＰＦ１１は、ＬＣ（インダクタ、コンデ
ンサ）による共振回路等によって所定の周波数の高周波
信号のみを選り分ける。なおＪＪＹ局は、搬送波周波数
２.５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、８ＭＨｚ、１０ＭＨｚならび
に１５ＭＨｚの電波を送信している。
【００２２】そこでＢＰＦ１１の共振周波数は、これら
の周波数の内の何れかを予め選択して設定される。こう
してＢＰＦ１１を通過した高周波信号はアンプ１２に入
力されて増幅される。
【００２３】リミッタ１３は、増幅回路と振幅制限回路
等から構成され、アンプ１２から供給される受信信号Ｓ
rの振幅を一定にすることにより、標準電波の周波数のパ
ルス信号ＰSを出力する。こうして、受信回路部１０が
出力するパルス信号ＰSは、周波数補正値発生回路部２０
に供給される。
【００２４】周波数補正値発生回路部２０に入力された
パルス信号ＰSは、まずカウンタ等から構成される１／Ｍ
分周回路２１によって１／Ｍに分周される。この分周比
Ｍは、上述したＪＪＹ局の搬送波周波数（２.５ＭＨ
ｚ、５ＭＨｚ、８ＭＨｚ、１０ＭＨｚあるいは１５ＭＨ
ｚの何れか）に対応して決定される。
【００２５】１／Ｍ分周回路２１が出力するパルス信号
ＰS1は、後述する１／Ｎ分周回路２２が出力するパルス
信号ＰS2とともに位相比較回路２３に入力される。
【００２６】位相比較回路２３は、パルス信号ＰS1とパ
ルス信号ＰS2との位相差に応じたパルス幅のパルス信号
ＰDを出力する。
【００２７】位相比較回路２３が出力するパルス信号Ｐ
Dは、ＲＣ(抵抗、コンデンサ）等から構成される積分回
路２４によって平均化される。こうして、周波数補正値
発生回路部２０からは、パルス信号ＰS1とパルス信号Ｐ
S2との位相差に応じた電圧の制御信号ＶC0が出力され
る。
【００２８】周波数補正値発生回路部２０が出力する制
御信号ＶC0は、保持回路部３０に入力される。この保持
回路部３０は、保持回路３１と保持指令回路３２とから
構成されている。
【００２９】保持回路３１は、トランジスタスイッチや
コンデンサ、高入力インピーダンスアンプ等から構成さ
れており、ゲート信号に基づいて制御信号ＶC0をサンプ
リングし、且つホールドする。このゲート信号は保持指
令回路３２から供給されるが、この保持指令回路３２に
ついて以下に説明する。
【００３０】上述したように本実施の形態は、ＪＪＹ局
の電波を受信して周波数を補正する構成である。図２
は、ＪＪＹ局の正常時の電波発射スケジュールを示す１
時間サイクルのタイムテーブルである。
【００３１】図２に示すようにＪＪＹ局は、毎時０分か
ら１０分毎に同一の組み合わせの信号波を送信してい
る。図中のａ部（５分間）は、所定周波数の搬送波が１,
０００Ｈｚの低周波信号とパルス幅の狭い１秒毎のパル
ス波とによって振幅変調されて送信されている。
【００３２】また符号ｂ部（５分間）は、上述の搬送波
がパルス幅の狭い１秒毎のパルス波で振幅変調されてい
る他は無変調で送信されている。さらに符号ｃ部（１分
間）は、上述の搬送波が音声信号あるいは音声周波数の
モールス符号による識別符号や警報信号によって振幅変
調されて送信されている。
【００３３】ただし、符号ｄ部（毎時３５分から３９分
までの間）はＪＪＹ局の停波時間に当たり、電波の送信
（搬送波の送信）が一切停止される。即ち、毎時３５分
から３９分までの間にかけては、受信回路部１０からパ
ルス信号ＰSが出力されない。
【００３４】また、短波帯の電波はフェージング（干渉
等の影響で受信電界強度が周期的に変化する現象）等に
よって受信信号の強度が絶えず変化する。さらに移動体
通信においては、例えばトンネル内に差し掛かると、短
波帯の電波であっても受信は難しくなるため、絶えずパ
ルス信号ＰSが途切れる可能性がある。
【００３５】そこで保持指令回路３２は、受信電波が途
切れるとゲート信号を出力する。このゲート信号は保持
回路３１に供給され、これによって保持回路３１は、受
信電波が途切れる直前の制御信号ＶC0を保持する。なお
保持回路３１は、ゲート信号が供給されない場合には、
入力された制御信号ＶC0を直接出力する。
【００３６】こうして、必要に応じて保持された制御信
号ＶC0は、発振回路部４０に供給される。この発振回路
部４０は、補正回路４１と発振回路４２とから構成され
ている。この補正回路４１は、予め決められた一定電圧
を、制御信号ＶC0に基づいて補正し、出力する。
【００３７】発振回路４２はＶＣＯ(Ｖoltage Ｃontrol
ed Ｏscillator：電圧制御発振器）から構成され、補正
回路４１の出力電圧に対応する周波数の発振信号Ｓoを
出力する。この発振信号Ｓoは、基準発振波として、後述
する送受信回路部に供給される。また、発振回路４２が
出力する発振信号Ｓoの一部（信号Ｓo'）は、前述の周
波数補正値発生回路部２０が有する１／Ｎ分周回路２２
に供給される。
【００３８】１／Ｎ分周回路２２は前述の１／Ｍ分周回
路２１と同様の構成となっており、発振回路４２が出力
する信号Ｓo'を１／Ｎ分周して、パルス信号ＰS2を出力
する。前述の通りこのパルス信号ＰS2は位相比較回路２
３に供給される。
【００３９】ところで、６０は制御回路部である。制御
回路部６０は、ＣＰＵ(Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit:中
央処理装置）等を有する制御回路６１と、水晶発振回路
やカウンタ回路等から構成され制御回路６１に時刻情報
を与える計時回路６２等から構成されている。この制御
回路部６０は、前述の保持回路部３０に制御信号の保持
指令を出したり、後述する送受信回路部等に供給される
電源をオン／オフするものである。
【００４０】７０は送受信回路部であり、本実施の形態
にかかる移動無線通信装置（携帯電話）の音声信号や制
御信号等を有する通信波を送受信するための回路であ
る。この送受信回路部７０において、７１は送受信アン
テナであり、上述の標準電波受信アンテナ１とは異なる
周波数の通信波を送受信する。なお、この通信波にあっ
ては、送信と受信とで同一の周波数であってもよく、ま
た、一般に上り周波数、下り周波数と称されるように、
送信と受信とで異なる周波数であってもよい。
【００４１】７２はアンテナ共用器である。このアンテ
ナ共用器７２には、高周波スイッチから構成されたもの
や複数のフィルタから構成されたもの等があり、送受信
アンテナ７１を送信と受信の何れかに切り替えたり、同
時に送信と受信をさせるものである。
【００４２】７３は高周波増幅回路であり、送受信アン
テナ７１によって受信され、アンテナ共用器７２を介し
て入力される受信波を増幅して高周波信号を出力する。
７４は混合回路であり、高周波増幅回路７３が出力する
高周波信号と、後述する位相比較回路７５が出力する制
御信号に対応した周波数で発振するＶＣＯ７６の出力信
号（局部発振信号）とを混合して、高周波信号を中間周
波信号に変換する。
【００４３】また７７は復調回路であり、中間周波数の
フィルタや検波回路等から構成されている。この復調回
路７７は、混合回路７４が出力する中間周波信号を復調
して、音声信号または音声信号を含むディジタル信号等
の復調信号を取り出す。
【００４４】上述したＶＣＯ７６が出力する局部発振信
号は、混合回路７４の他、分周回路７８に入力される。
この分周回路７８は、図示しない制御部から入力される
周波数制御信号に基づいた分周比で局部発振信号を分周
する。
【００４５】分周回路７８の出力信号と、上述した発振
回路４２が出力する発振信号Ｓoとは位相比較回路７５
に入力され、位相比較回路７５は両者の位相差に応じた
電圧の制御信号を出力する。この制御信号はＶＣＯ７６
に入力され、ＶＣＯ７６は制御信号の電圧に対応した周
波数で発振する。
【００４６】発振回路４２が出力する発振信号Ｓoは、位
相比較回路８１にも供給され、ＶＣＯ８２は位相比較回
路８１が出力する制御信号の電圧に対応した周波数で発
振する。ここで、ＶＣＯ８２には音声信号または音声信
号を含むディジタル信号等の変調信号も入力され、ＶＣ
Ｏ８２が出力する発振信号には、周波数変調がかかる。
【００４７】ＶＣＯ８２が出力する発振信号は電力増幅
回路８３によって増幅され、アンテナ共用器７２を介し
て、送信波として送受信アンテナ７１から送信される。
ＶＣＯ８２が出力する発振信号は、電力増幅回路８３の
他に、分周回路８４にも供給される。この分周回路８４
は、上述した分周回路７８と同様に、図示しない制御部
から入力される周波数制御信号に基づいた分周比でＶＣ
Ｏ８２が出力する発振信号を分周する。
【００４８】分周回路８４の出力信号と、発振回路４２
が出力する発振信号Ｓoとは位相比較回路８１に入力さ
れ、位相比較回路８１は両者の位相差に応じた電圧の制
御信号を出力する。この制御信号はＶＣＯ８２に入力さ
れ、ＶＣＯ８２は制御信号の電圧に対応した周波数で発
振する。
【００４９】上述した構成によれば、受信信号Ｓrと信
号Ｓo'とは、位相比較回路２３によって位相が比較され、
両者の位相がずれると制御信号ＶC0によって発振信号Ｓ
oの周波数が補正される。
【００５０】このため、受信信号Ｓrの周波数と信号
Ｓo'（即ち発振信号Ｓo）の周波数とは常に比例する。
なお、本実施の形態で述べたＪＪＹ局が送信する電波の
周波数は、原子時計により０.０１ｐｐｂ（ｐarts ｐer
ｂillion:十億分率）の精度で較正されており、本実施
の形態にあっても同一の精度で安定した発振をする。
【００５１】これにより本実施の形態における送受信回
路７０は、常に正確且つ安定した周波数の受信波を受信
し、また常に正確且つ安定した周波数の送信波を送信す
ることができる。従って、狭帯域通信のように周波数利
用効率の高い通信が可能になる。
【００５２】また、本実施の形態にかかる基準発振器が
適用された無線通信装置の使用開始時に、ＪＪＹ局が停
波時間（図２参照)であった場合には、発振信号Ｓoが補
正されないため、正確な発振周波数を得ることができな
い。
【００５３】そこで制御回路６１は、計時回路６２から
与えられる時刻情報に基づいて、毎時３５分に至る直前
に保持回路部３０に対して制御信号ＶC0を保持する指令
を与えることができる。
【００５４】こうすることにより、ＪＪＹ局の停波時間
の影響を受けることはなくなり、安定した発振周波数を
得ることができる。また制御回路６１が、ＪＪＹ局の送
信電波に基づいて計時回路６２の時刻情報を補正する構
成とすれば、ＪＪＹ局の停波時間に正確に合わせること
が可能となる。
【００５５】なお本実施の形態においては、ＪＪＹ局が
送信する標準電波を受信して発振周波数を補正する構成
を示して説明したが、何れの周波数帯の放送波等であっ
ても、正確な周波数で電波を送信するものであれば、こ
れを受信して基準発振周波数を補正することができる。
【００５６】Ｂ．第２の実施の形態 図３は本発明の第２の実施の形態にかかる基準発振器の
構成を示すブロック図である。なお図３において、図１
に示す各部と対応する部分には同一の符号を付し、その
説明は省略する。
【００５７】本実施の形態も、携帯電話等の移動無線通
信装置に内蔵される基準発振器であるが、本実施の形態
ではＧＰＳ（Ｇlobal Ｐositioning Ｓystem：全地球的
位置測定システム）衛星が送信する電波を受信して周波
数を補正するものを例に挙げて説明する。
【００５８】上述のＧＰＳ衛星は、地上約２０,０００
ｋｍの極軌道(地球の南北両極点上をを通る円軌道）を
周回する合計２４個の人工衛星で、航法衛星とも呼ばれ
ている。ＧＰＳとは、これらＧＰＳ衛星の内の最低３個
の衛星からの電波を受信し、これらの受信波に含まれる
正確な時刻情報の時差に基づいて、地球上における緯
度、ならびに経度が算出できる測位（航法）システムで
ある。
【００５９】図４は、ＧＰＳ衛星が送信する電波に含ま
れているデータの構成を示すタイミングチャートであ
る。図４に示すようにＧＰＳ衛星が送信するデータは、
３０秒が１フレームとして構成されている。
【００６０】この１フレームのデータは、さらに６秒毎
のサブフレームから構成されており、各サブフレームは
３００ビットのデータ列であり、例えば時刻情報もこの
サブフレームの１つに含まれている。
【００６１】さらにこれらの情報は、Ｐコードと呼ばれ
る１０.２３Ｍｂｐｓ(ｂit ｐer ｓecond：ビット毎
秒）のコードと、Ｃ／Ａコードと呼ばれる１.０２３Ｍ
ｂｐｓのコードとに含まれて送信されている。
【００６２】即ち本実施の形態では、受信したＧＰＳ電
波を復調することにより、正確なチップレートのＰコー
ドあるいはＣ／Ａコードが得られ、これらのチップレー
トに基づいて発振周波数を較正する。
【００６３】図３において、１０ａは受信回路部であ
り、ＢＰＦ１１-1、ＢＰＦ１１-2とアンプ１２とから構
成されている。ＢＰＦ１１-1、ＢＰＦ１１-2は、各々１.
５２５ＧＨｚの周波数の信号を通過させ、これによりＧ
ＰＳ衛星が送信する電波のみを抽出する。
【００６４】こうして、受信回路部１０が出力する受信
信号Ｓrは、周波数補正値発生回路部２０ａに供給され
る。
【００６５】周波数補正値発生回路部２０ａに入力され
た受信信号Ｓrは、まず周波数変換回路２５に入力され
る。この周波数変換回路２５には、局部発振回路２６が
出力する局部発振信号ＳLも入力され、周波数が１０Ｍ
Ｈｚの中間周波信号Ｓiに変換される。
【００６６】中間周波信号Ｓiは加算器２７に入力され、
後述するＰＲＮコード発生回路２８が出力するＰＲＮコ
ード（疑似雑音符号）との相関が演算される。これによ
り、情報信号として中間周波信号Ｓiに分散されて保有
している分散スペクトラム(Ｓpread Ｓpectrum）が復元
される。
【００６７】加算器２７の出力信号は、さらに復調回路
２９に供給されて、Ｃ／Ａコードが取り出され、さらに
取り出されたＣ／Ａコードは、ループフィルタ５１に入
力される。このループフィルタ５１は、所定周期で繰り
返し送られてくるＣ／Ａコードの位相差を算出すること
により、受信電波が受けているドップラ効果の影響を定
量化する。
【００６８】５２はＶＣＯであり、ループフィルタ５１
の出力信号を制御電圧として、Ｃ／Ａコードのチップレ
ートに比例した周波数の信号Ｓ1を出力する。
【００６９】この信号Ｓ1は、ＰＲＮコード発生回路２８
に供給される。これによってＰＲＮコード発生回路２８
は、受信電波のドップラシフト量に応じたレートのＰＲ
Ｎコードを発生する。従って、上述の分散スペクトラム
を正確に復元することができる。
【００７０】また信号Ｓ1は、１／Ｍ分周回路２１が出
力する信号Ｓ2（後述）とともに位相比較回路２３に入
力される。
【００７１】ところで、前述のループフィルタ５１が出
力するドップラシフト量は、ドップラ補正算出回路５４
にも供給される。ドップラ補正算出回路５４は、ループ
フィルタ５１が出力するドップラシフト量と、局部発振
信号ＳLとを比較して得られる微小時間差からドップラ
シフトの遅延量を算出し、位相比較回路２３における位
相比較タイミングを補正する。
【００７２】位相比較回路２３が出力する、信号Ｓ1と
信号Ｓ2との位相差に基づいた幅のパルス信号は、積分
回路２４によって平均化され周波数補正値に比例した電
圧の制御信号ＶC0として出力される。
【００７３】この制御信号ＶC0は、保持回路部３０によ
って必要に応じて保持される。さて本実施の形態におい
て受信するＧＰＳ電波を送信しているＧＰＳ衛星は、極
軌道を周回しているために、ＧＰＳ電波は常に良好に受
信できるとは限らない。
【００７４】即ち、全てのＧＰＳ衛星が受信点から見た
仰角の小さい位置に存在する場合は、周囲の建造物等に
よって電波が遮られ、またトンネル内等ではＧＰＳ電波
を受信することはできない。
【００７５】そこで本実施の形態にあっても、電波が受
信できなくなった場合には、保持回路部３０によって電
波が良好に受信されていた時の制御信号ＶC0を保持する
ことで、安定した周波数の基準波を出力する。
【００７６】この発振回路部４０は、制御信号ＶC0に基
づいた周波数の発振信号Ｓoを基準発振波として出力す
るとともに、この発振信号Ｓoの一部（信号Ｓo')を周波
数補正値発生回路部２０ａが有する１／Ｍ分周回路２１
に供給して１／Ｍ分周し、発振信号Ｓoに比例した周波
数の信号Ｓ2を生成して位相比較回路２３に供給する。
【００７７】上述した構成によれば、受信したＣ／Ａコ
ードのチップレートに比例した周波数の信号Ｓ1と発振
信号Ｓoに比例した周波数の信号Ｓ2とは、位相比較回路
２３によって位相が比較され、両者の位相がずれると制
御信号ＶC0によって発振信号Ｓoの周波数が補正され
る。このため、Ｃ／Ａコードのチップレートと発振信号
Ｓoの周波数とは常に比例する。
【００７８】なお上述の実施の形態では、Ｃ／Ａコード
のチップレートに基づいて発振信号Ｓoの周波数を補正
する例を示したが、ＧＰＳ電波にはＰコードも含まれて
おり、このＰコードのチップレートに基づいて、発振信
号Ｓoの周波数を補正する構成であってもよい。図５
は、図３に示す基準発振器の変形例の構成を示すブロッ
ク図である。
【００７９】図５において、周波数補正値発生回路部２
０ｂが有する５５は、解読回路である。図５に示す構成
によれば、復調回路２９が加算器２７の出力信号からＣ
／ＡコードとＰコードとを取り出す。
【００８０】解読回路５５はスクランブルがかけられて
いる（暗号化されている）Ｃ／Ａコードを解読し、出力
として得られる信号Ｓ1を、１／Ｍ分周回路２１が出力す
る信号Ｓ2とともに周期比較回路５６に供給する。
【００８１】即ち、例えばＣ／Ａコードに含まれる時刻
情報を検出し、その情報送出間隔（図４参照）から３０
秒の周期を抽出している。なお、これ以外の構成ならび
に動作については、本実施の形態において図３に示した
構成ならびに動作と同一であるので説明は省略する。
【００８２】なお本実施の形態においては、ＧＰＳ衛星
が送信する電波を受信して発振周波数を補正する構成を
示して説明したが、この他の人工衛星から送信される正
確なビットレートのデータ列であれば、これを受信して
基準発振周波数を補正することができる。
【００８３】また、上述の第１および第２の実施の形態
では、周波数補正値発生回路部が有する位相比較回路
（周期比較回路）と発振回路部が有する発振回路によっ
てＰＬＬ（Ｐhase Ｌocked Ｌoop）を構成している。
【００８４】しかしながら、このＰＬＬ部分にＤＤＳ
（Ｄirect Ｄigital Ｓysnthesizer：半導体メモリに記
憶されたＰＣＭ信号データを所定のアドレス毎に飛ばし
て読み出してアナログ変換する周波数シンセサイザ）を
適用し、プログラムカウンタのプリセット値をラッチ
（メモリ）に記憶することで周波数補正値を保持する構
成であってもよい。
【００８５】さらに本発明は、上述の各実施の形態に示
したような携帯電話の他、タクシー無線等の移動体無線
通信や無線選択呼出受信機（ポケットベルやページャと
称されるもの）、あるいは無線遠隔操作用の送信機等に
も適用可能である。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１によれば、受信手段は１つ以上の通信波の何れとも周
波数が異なる公共の標準周波数電波を受信し、周波数補
正値算出手段は標準周波数電波の周波数と発振手段が発
振する信号の周波数とを比較して周波数の補正量を算出
し、保持手段は標準周波数電波が受信できないときに周
波数補正量を保持し、発振手段は周波数補正量に基づい
て補正された周波数で発振する。
【００８７】また請求項２によれば、受信手段は１つ以
上の通信波の何れとも周波数が異なり人工衛星が送信す
る衛星波を受信し、復調手段は受信した衛星波が有する
コードのチップレートを取り出し、周波数補正値算出手
段はチップレートと発振手段が発振する信号の周波数と
を比較して周波数の補正量を算出し、保持手段は衛星波
が受信できないときに周波数補正量を保持し、発振手段
は周波数補正量に基づいて補正された周波数で発振す
る。
【００８８】また請求項３によれば、受信手段は１つ以
上の通信波の何れとも周波数が異なり人工衛星が送信す
る衛星波を受信し、読み取り手段は受信した衛星波が有
する情報信号を読み取るとともに情報信号の時間間隔を
計数し、周波数補正値算出手段は情報信号の時間間隔と
発振手段が発振する信号の周波数とを比較して周波数の
補正量を算出し、保持手段は衛星波が受信できないとき
に周波数補正量を保持し、発振手段は周波数補正量に基
づいて補正された周波数で発振する。
【００８９】また請求項４によれば、受信した通信波を
局部発振波に基づいて周波数一定の中間周波信号に変換
する移動体通信装置において、基準発振器は、周波数が
局部発振波の整数分の一の基準発振波を出力する。
【００９０】また請求項５によれば、周波数可変の搬送
波を生成する移動体通信装置において、基準発振器は、
周波数が搬送波の整数分の一の基準発振波を出力する。
【００９１】また請求項６によれば、受信した通信波を
局部発振波に基づいて周波数一定の中間周波信号に変換
し、また周波数可変の搬送波を生成する移動体通信装置
において、基準発振器は、周波数が局部発振波および搬
送波の整数分の一の基準発振波を出力する。
【００９２】従って、移動無線通信における基地局のサ
ービスエリアの制限を受けることなく、周囲温度変化の
影響あるいは経年変化の何れがあっても極めて安定した
周波数の発信出力が得られる基準発振器が実現可能であ
るという効果が得られる。
【００９３】即ち、例えば基地局と移動局との間で通信
を行う場合、基地局が常に正確な周波数で通信波を送信
していれば、移動局は基地局が送信する通信波に基づい
て基準発振波（発振信号Ｓo)の周波数を補正し、狭帯域
通信を有効的に行うことができる。
【００９４】ところが移動局相互間の通信では、移動局
は、基地局が送信する周波数が正確な通信波を受信しな
がら通信を行うことはない。従って、有効的に狭帯域通
信を行うことはできない。また、基地局と移動局との間
の通信が遮断され、通信が再開した直後や、他の基地局
と通信を開始した場合にも同様のことが言える。
【００９５】これに対して本発明では、基地局と移動局
との間、あるいは移動局相互間の通信に際して、通信波
以外の周波数によって送信されている電波の周波数や符
号のタイミングに基づいて、基準発振波の周波数を補正
する。
【００９６】従って、移動局は特定の基地局のサービス
エリアに縛られることなくもなくなり、例えば移動局相
互間の通信にあっても、正確な周波数の送受信が可能に
なり、狭帯域通信を有効的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる基準発振器
の構成を示すブロック図である。
【図２】ＪＪＹ局の正常時の電波発射スケジュールを示
す１時間サイクルのタイムテーブルである。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる基準発振器
の構成を示すブロック図である。
【図４】ＧＰＳ衛星が送信する電波に含まれているデー
タの構成を示すタイミングチャートである。
【図５】図３に示す基準発振器の変形例の構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ 受信回路部（受信手段） ２０、２０ａ 周波数補正値発生回路部（周波数補正値
算出手段） ２９ 復調回路（復調手段） ３０ 保持回路部（保持手段） ４０ 発振回路部（発振手段） ５５ 解読回路（読み取り手段） ＰS1、ＰS2 パルス信号 Ｓ0 発振信号 ＶC0 制御信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の周波数帯域内の１つ以上の周波数
    の通信波を用いて基地局と移動局との間または移動局相
    互間で通信を行う移動体通信装置において前記通信波の
    周波数の基準となる基準発振波(Ｓo）を発振する基準発
    振器であって、 前記通信波の何れとも周波数が異なる公共の標準周波数
    電波を受信する受信手段（１０）と、 前記受信した標準周波数電波の周波数（ＰS1）と比較対
    象の信号波の周波数（ＰS2）とを比較して周波数の補正
    量（ＶC0）を算出する周波数補正値算出手段（２０）
    と、 前記標準周波数電波が受信できないときに前記周波数補
    正量を保持する保持手段（３０）と、 前記周波数補正値算出手段が出力する周波数補正量ある
    いは保持された周波数補正量に基づいて補正された周波
    数で発振する発振手段（４０）とを具備し、 前記発振手段が発振する信号を前記基準発振波として出
    力するとともに比較対象の信号波として前記周波数補正
    値算出手段に供給することを特徴とする基準発振器。
  2. 【請求項２】 所定の周波数帯域内の１つ以上の周波数
    の通信波を用いて基地局と移動局との間または移動局相
    互間で通信を行う移動体通信装置において前記通信波の
    周波数の基準となる基準発振波を発振する基準発振器で
    あって、 前記通信波の何れとも周波数が異なり人工衛星が送信す
    る衛星波を受信する受信手段（１０ａ）と、 前記受信した衛星波が有するコードのチップレートを取
    り出す復調手段（２９）と、 前記チップレートと比較対象の信号波の周波数とを比較
    して周波数の補正量を算出する周波数補正値算出手段
    （２０ａ）と、 前記衛星波が受信できないときに前記周波数補正量を保
    持する保持手段と、 前記周波数補正値算出手段が出力する周波数補正量ある
    いは保持された周波数補正量に基づいて補正された周波
    数で発振する発振手段とを具備し、 前記発振手段が発振する信号を、前記基準発振波として
    出力するとともに比較対象の信号波として前記周波数補
    正値算出手段に供給することを特徴とする基準発振器。
  3. 【請求項３】 所定の周波数帯域内の１つ以上の周波数
    の通信波を用いて基地局と移動局との間または移動局相
    互間で通信を行う移動体通信装置において前記通信波の
    周波数の基準となる基準発振波を発振する基準発振器で
    あって、 前記通信波の何れとも周波数が異なり人工衛星が送信す
    る衛星波を受信する受信手段と、 前記受信した衛星波が有する情報信号を読み取るととも
    に情報信号の時間間隔を計数する読み取り手段（５５）
    と、 前記時間間隔と比較対象の信号波の周波数とを比較して
    周波数の補正量を算出する周波数補正値算出手段と、 前記衛星波が受信できないときに前記周波数補正量を保
    持する保持手段と、 前記周波数補正値算出手段が出力する周波数補正量ある
    いは保持された周波数補正量に基づいて補正された周波
    数で発振する発振手段とを具備し、 前記発振手段が発振する信号を、前記基準発振波として
    出力するとともに比較対象の信号波として前記周波数補
    正値算出手段に供給することを特徴とする基準発振器。
  4. 【請求項４】 前記基地局または他の前記移動局が送信
    する前記通信波を受信する通信波受信手段（７３）と、 受信した前記通信波を局部発振波に基づいて周波数一定
    の中間周波信号に変換する変換手段（７４）と、 前記局部発振波を生成する周波数可変局部発振手段（７
    ６）とを具備する移動体通信装置において周波数が前記
    局部発振波の整数分の一の前記基準発振波を出力するこ
    とを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載
    の基準発振器。
  5. 【請求項５】 前記基地局または他の前記移動局に対し
    て前記通信波を送信する通信波送信手段（８３）と、 前記通信波の基本となる搬送波を生成する周波数可変搬
    送波発振手段（８２）とを具備する移動体通信装置にお
    いて周波数が前記搬送波の整数分の一の基準発振波を出
    力することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れ
    かに記載の基準発振器。
  6. 【請求項６】 前記基地局または他の前記移動局が送信
    する前記通信波を受信する通信波受信手段と、 受信した前記通信波を局部発振波に基づいて周波数一定
    の中間周波信号に変換する変換手段と、 前記局部発振波を生成する周波数可変局部発振手段と、 前記基地局または他の移動体に対して前記通信波を送信
    する通信波送信手段と、 前記通信波の基本となる搬送波を生成する周波数可変搬
    送波発振手段とを具備する移動体通信装置において周波
    数が前記局部発振波および前記搬送波の整数分の一の基
    準発振波を出力することを特徴とする請求項１ないし請
    求項３の何れかに記載の基準発振器。
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