JPH11112591A - 自動周波数制御方式 - Google Patents
自動周波数制御方式Info
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- JPH11112591A JPH11112591A JP9283166A JP28316697A JPH11112591A JP H11112591 A JPH11112591 A JP H11112591A JP 9283166 A JP9283166 A JP 9283166A JP 28316697 A JP28316697 A JP 28316697A JP H11112591 A JPH11112591 A JP H11112591A
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
波した後、既知のユニークワードとの複素相関をとって
等化することによりフレーム同期をとる場合の、マルチ
パス選択性フェージングによる周波数制御の精度を高め
る。 【解決手段】直交検波器1の出力と正負に周波数をオフ
セットさせたユニークワード2との相関により、適応等
化器5が動作するレベルまでの第1の周波数誤差を検出
し、第1AFC部4で補正した後、等化する。第2の周
波数誤差検出器7で残留誤差成分とユニークワードとの
相関をとった第2の周波数誤差と、前記第1の周波数誤
差とを加算器8で加算した周波数誤差補正値を直交検波
器1に与えて周波数誤差を補正するように構成した。
Description
の受信部に用いられる自動周波数制御(AFC)方式に
関し、特に、HF帯域のように比較的長い遅延を伴うマ
ルチパスが存在し、かつ比較的大きな送受信間周波数誤
差が存在する回線に適用するフレーム同期回路に付加さ
れる自動周波数制御方式に関する。
波数固定発振器で直交準同期検波し、ディジタル信号処
理により復調を行う。しかし、送受信機間の局部発振周
波数の設定誤差と、温度変動などの周波数誤差により、
検波後の信号にビート成分が発生する。そのため、正し
い復調信号を得るためにはこれを補償する必要がある。
とえば同期捕捉用、あるいは等化器のトレーニングのた
めユニークワードのような送受で既知である信号が伝送
データに付加されている。受信信号中のユニークワード
部と、受信側で、既知であるユニークワードのパターン
との位相誤差を検出することにより、周波数誤差の補償
を行う方法が従来から知られている。
搬による周波数選択性フェージングの影響により、受信
信号中のユニークワード部の波形が大きく歪むため、前
述の方法では正確に位相誤差が検出できず、周波数誤差
を完全に補償できない。通常、広帯域伝送時の周波数選
択性フェージング対策のためには適応等化処理が用いら
れるが、等化処理で補償できる周波数誤差は、その等化
処理で補償できる最大ドップラ周波数程度までである。
また、上述のような広帯域伝送時であっても、周波数誤
差を補償できる他の方式として、相関ピーク検出型AF
C方式と、 tan-1型AFC方式などが知られている。以
下、これらについて詳しく説明する。
て説明する。図2は従来の相関ピーク検出型AFC方式
の構成例図である。図において、21は直交検波器、2
2は+fHzオフセットさせたユニークワードを発生さ
せる+fHzユニークワード発生器、23は−fHzオ
フセットさせたユニークワードを発生させる−fHzユ
ニークワード発生器、24,25は複素相関演算器、2
6,27は電力計算器、28は電力比算出器、29は周
波数誤差変換器、30は平均化処理器である。
した状態で直交変調して送信する。受信側では、送信側
より伝送された信号を受信し、直交検波器21で直交検
波を行い、I相とQ相に分離する。I相とQ相に分離し
た受信信号のユニークワード部と、予めAFC部に用意
されている±fHzをそれぞれにオフセットさせたユニ
ークワード発生器22,23との複素相関を複素相関演
算器24,25でそれぞれ算出し、自乗和を算出する。
複素相関自乗和は以下に示す(1)式による。
せたユニークワードの導出方法を式(2),式(3)を
使って以下に示す。 イ)ユニークワードに対応した±fHzのオフセット・
カーブを算出する。(例:ユニークワードのシンボル数
を「28シンボル」とし、キーイングスピードを「15
00baud」とする。)
結果との複素乗算を式(3)に示すように行う。(例:
ユニークワードの振幅を「a」とする。)
力周波数誤差に対する複素相関比の特性例図であり、上
述の方法で、±fHzオフセットさせたユニークワード
(オフセット量として±40Hz・±50Hz・±60
Hzを与えた)と、受信信号に故意にオフセットを与え
た信号におけるユニークワード部との複素相関結果から
正負複素相関比(+f[Hz]offsetRESULT)/(−
f[Hz]offsetRESULT)を算出し、これを縦軸に、
受信信号の周波数誤差を横軸にそれぞれ配したグラフで
ある。
せたユニークワードと受信信号を故意にオフセットさせ
た入力信号との複素相関自乗和であり、 −f[Hz]offsetRESULT :−fHzオフセットさ
せたユニークワードと受信信号を故意にオフセットさせ
た入力信号との複素相関自乗和である。
させたユニークワードとの複素相関演算を行うことで、
HF帯域で航空機同士のすれ違い時のドップラシフトや
SSB離調などの場合に生じる周波数誤差を補償するこ
とができることがわかる。上述の結果によって、受信信
号のユニークワード部と±50Hzオフセットさせたユ
ニークワードとの複素相関結果である複素相関系列が複
素相関演算器24,25から出力される。
複素相関系列は、電力計算器26,27に入力され、そ
れぞれの電力値(系列自乗和)が算出され、電力比算出
器28に入力される。電力比算出器28では正負複素相
関比が算出され、その出力は周波数誤差変換器29に入
力されて周波数誤差情報に変換出力される。
突発的に起こると予想される演算結果の大幅なずれを吸
収する。平均化を行う式を式(4)に示す。
交検波器21に与えられ、次フレームの直交検波時にお
いて受信信号に与える逆回転の回転量を制御する周波数
誤差補正値として使用される。
では、周波数選択性フェージングの影響を除去すること
ができないため、データ伝送の品質であるBER(Bit
Error Rate)特性の劣化が見られる。
る。まず、既知のユニークワードを基準とし、検波後の
受信ユニークワードの位相誤差を検出する。ユニークワ
ード位相誤差検出には下記の(5)式を用い、ユニーク
ワードの1シンボル間のみではなくユニークワード長に
亘って誤差検出を行い、平均化し、1シンボル当たりの
誤差(Φs )を求める。この平均化処理により受信電力
が減少した際にも正確に位相誤差が検出できる。
定し、(5)式によって検出された位相誤差Φs に対
し、(6)式によって平均化処理を行う。
変動することはないため、平均化処理を入れることで、
選択性フェージングによる受信信号の歪みが大きく、等
化出力の歪みも大きな場合における、位相誤差の誤検出
を抑えるためである。次に、(7)式に示すように、平
均化位相誤差(Φave )を反転し、適当な増幅係数
(α)を乗じて補正情報(Φcont)とする。
器へ入力する前にAFC処理を行わねばならないため、
周波数選択性フェージングの影響を除去していない受信
信号のユニークワード部を用いて等化演算を行わねばな
らず、演算結果として得られる周波数誤差情報が実際の
周波数誤差とは全く異なったものとなってしまうため、
前記の相関ピーク検出型AFC方式と同様にBER特性
の劣化が見られる。
の従来の相関ピーク検出型AFC方式の周波数選択性フ
ェージングの影響を除去できないという欠点をなくし、
tan-1型AFC方式の周波数選択性フェージングの影響
を除去できないという欠点と、等化処理前のAFC処理
のため等化処理結果の周波数誤差が不正確であるという
欠点を回避することにあり、HF帯域などで航空機同士
のすれ違い時のドップラシフトやSSB離調時に起こり
うる、数10〜数100Hzの周波数誤差をも補償する
ことのできるAFC方式を提供することにある。
信号を、周波数選択性フェージングが存在しても、ある
程度の周波数誤差を検出できる第1のAFC部4を用い
て、適応等化器5が動作するレベルまでの周波数誤差成
分の推定と補正を行ってから適応等化器5に入力し、等
化後の等化出力に残留する周波数誤差成分を、等化され
た受信信号のユニークワード部と受信機側で既知のユニ
ークワードから再度推定し、2つの周波数誤差情報を加
算して直交検波器11に入力することで周波数誤差を補
正する方式である。
ユニークワードが付加されたフレーム構成を有する信号
が変調された電波を受信して外部から与えられる周波数
誤差補正値により補正制御された直交検波を行う直交検
波手段と、検波後の受信信号におけるユニークワード部
と正負両方向に故意に周波数オフセットを与えたユニー
クワードとの複素相関演算を行うことによって第1の周
波数誤差情報を検出する第1の周波数誤差検出手段と、
該第1の周波数誤差情報に基づき受信系列に逆の回転を
与える第1の周波数補正手段と、該第1の周波数補正手
段から出力されるユニークワードを含む受信信号の波形
等化を行うことによって遅延歪みを等化する適応等化器
と、遅延歪みの影響が除去された受信信号のユニークワ
ード部と既知のユニークワードとの複素相関演算を行う
ことによって第2の周波数誤差情報を検出する第2の周
波数誤差検出手段と、前記第1および第2の2つの周波
数誤差情報を加算して前記直交検波手段に前記周波数誤
差補正値として入力し次フレームの周波数誤差を補正す
る第2の周波数補正手段とを備えたことを特徴とするも
のである。
ロック図である。図において、1は直交検波器、2はオ
フセットユニークワード発生器、3は第1周波数誤差検
出器、4は第1の周波数補正部(第1AFC部)、5は
適応等化器、6はユニークワード発生器、7は第2周波
数誤差検出器、8は加算器、10は第2の周波数補正部
(第2AFC部)、1−1は分波器、1−2,1−3は
乗算器、1−4はπ/シフト演算器である。
に分離する。すなわち、直交検波器1に入力された受信
信号は、直交検波器内の分波器1−1に入力され2波に
分波されて出力される。2波はそれぞれ sin波を乗算器
1−2,1−3で乗じられ、I相/Q相信号となる。な
お、乗算器1−2に乗じられる sin波は、もう一方の乗
算器1−3に乗じる sin波をπ/2シフト演算器1−4
でπ/2シフトさせた波である。
異なる複数の周波数でオフセットさせたユニークワード
を発生して第1周波数誤差検出器3へ出力する。第1周
波数誤差検出器3は、直交検波器1でI相/Q相に分離
された受信信号を入力し、オフセットユニークワード発
生器2からのオフセットさせたユニークワードと受信信
号におけるユニークワード部との複素相関演算を行うこ
とにより第1周波数誤差情報を第1AFC部4と加算器
8に対して出力する。動作の詳細は従来の技術の項に記
述してある通りである。
3から得られる第1周波数誤差情報より、受信信号に逆
回転を与えて周波数補正を行う。適応等化器5は、受信
信号中のユニークワード部をトレーニングに用いて伝送
路の推定を行い、適応的にタップ係数を算出する。次
に、算出されたタップ係数を用いて受信信号のユニーク
ワード部およびデータ部の波形等化を行う。
の出力である等化された受信信号のユニークワードと、
ユニークワード発生器6から得られる既知のユニークワ
ードとの tan-1演算により第2周波数誤差情報を得る。
動作の詳細は従来の技術の項に記述してある通りであ
る。
交検波器1を含み持っている。加算器8は上述の第1周
波数誤差検出器3から出力される第1周波数誤差情報
と、第2周波数誤差検出器7から出力される第2周波数
誤差情報とを加算し、周波数誤差補正値として出力し、
直交検波器1で受信信号と乗算する sin波の回転制御を
行い周波数の補正を行う。なお、上記第1周波数誤差検
出器3は、既知のユニークワードに対する受信信号のユ
ニークワードの位相回転を(5)式によって求める手段
を用いても同様の効果を得ることは自明である。
実施することにより、周波数選択性フェージング下にお
いても、HF帯域などで相互に通信中の航空機同士のす
れ違い時に発生するドップラシフトや、SSB伝送での
周波数離調時に起こりうる周波数誤差が存在する場合で
も、正確にこれらの周波数誤差の補正が可能なAFC方
式を提供することができる。
である。
にグラフ化した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 一定長の伝送データ毎に既知のユニーク
ワードが付加されたフレーム構成を有する信号が変調さ
れた電波を受信して外部から与えられる周波数誤差補正
値により補正制御された直交検波を行う直交検波手段
と、 検波後の受信信号におけるユニークワード部と正負両方
向に故意に周波数オフセットを与えたユニークワードと
の複素相関演算を行うことによって第1の周波数誤差情
報を検出する第1の周波数誤差検出手段と、 該第1の周波数誤差情報に基づき受信系列に逆の回転を
与える第1の周波数補正手段と、 該第1の周波数補正手段から出力されるユニークワード
を含む受信信号の波形等化を行うことによって遅延歪み
を等化する適応等化器と、 遅延歪みの影響が除去された受信信号のユニークワード
部と既知のユニークワードとの複素相関演算を行うこと
によって第2の周波数誤差情報を検出する第2の周波数
誤差検出手段と、 前記第1および第2の2つの周波数誤差情報を加算して
前記直交検波手段に前記周波数誤差補正値として入力し
次フレームの周波数誤差を補正する第2の周波数補正手
段とを備えた自動周波数制御方式。 - 【請求項2】 前記第1の周波数誤差検出手段は、既知
のユニークワードに対する受信信号のユニークワードの
位相回転を求める手段を用いることを特徴とする請求項
1記載の自動周波数制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28316697A JP3678896B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 自動周波数制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28316697A JP3678896B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 自動周波数制御方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11112591A true JPH11112591A (ja) | 1999-04-23 |
JP3678896B2 JP3678896B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=17662047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28316697A Expired - Fee Related JP3678896B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 自動周波数制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3678896B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000307669A (ja) * | 1999-04-22 | 2000-11-02 | Kokusai Electric Co Ltd | 自動周波数制御方式 |
WO2001041323A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Recepteur radio amcr et procede de reception d'une radio amcr |
JP2008543119A (ja) * | 2005-01-31 | 2008-11-27 | マーベル ワールド トレード リミテッド | 改良型精密座標回転による数値計算(cordic)プロセッサ |
JP2009177453A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Nec Access Technica Ltd | ノイズレベル測定方法および装置 |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP28316697A patent/JP3678896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000307669A (ja) * | 1999-04-22 | 2000-11-02 | Kokusai Electric Co Ltd | 自動周波数制御方式 |
WO2001041323A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Recepteur radio amcr et procede de reception d'une radio amcr |
JP2008543119A (ja) * | 2005-01-31 | 2008-11-27 | マーベル ワールド トレード リミテッド | 改良型精密座標回転による数値計算(cordic)プロセッサ |
JP2009177453A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Nec Access Technica Ltd | ノイズレベル測定方法および装置 |
JP4543289B2 (ja) * | 2008-01-24 | 2010-09-15 | Necアクセステクニカ株式会社 | ノイズレベル測定方法および装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3678896B2 (ja) | 2005-08-03 |
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