JPH11252039A - 搬送波周波数同期回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな搬送波周波数オフセットが存在する場
合であっても確実に搬送波周波数の同期を確立できるよ
うにすることを課題とする。 【解決手段】 ＯＦＤＭ復調器１の搬送波周波数同期回
路１０では、既知のデータ系列により変調されたパイロ
ット信号が伝送されるサブキャリア周波数の周辺のサブ
キャリア周波数で受信されたパイロット信号レベルを検
出して、その検出レベルを用いて第１誤差信号ＥＲＲ１
を生成し、パイロット信号が伝送されるサブキャリア周
波数で受信されたパイロット信号の位相変化量を検出し
てその検出量を用いて第２誤差信号ＥＲＲ２を生成し、
初期同期時には第１誤差信号ＥＲＲ１、初期同期後には
第２誤差信号ＥＲＲ２をそれぞれ制御電圧の補正量とし
て搬送波発振器９９へ供給する。

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、搬送波周波数同
期回路に関し、詳細には、直交周波数分割多重されて送
信されたマルチキャリア信号を受信して復調する復調器
に適用される搬送波周波数同期回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル無線通信でビット幅の短い高
速データを伝送しようとすると、建物などに反射して受
信機に到来する遅延波が数〜数十シンボル遅れて受信さ
れる。このため、シンボル間で干渉が生じて周波数選択
性フェージングが発生する。周波数選択性フェージング
は受信波形を著しく歪ませて伝送特性を大きく劣化させ
る。このフェージング対策の一つの方式にマルチキャリ
ア伝送と呼ばれる方式がある。

【０００３】マルチキャリア伝送では、送信側において
高速データを直並列変換してビット幅の長い複数の低速
データに変換した後に複数の搬送波（サブキャリア）を
変調して送信する伝送形態がとられる。受信側では、各
サブキャリアの受信信号を復調した後に並直列変換して
復調データを得る処理が行われる。これにより、シンボ
ル間干渉の発生が阻止される。ここで、「直交周波数分
割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Mu
ltiplexing）」と呼ばれる方式は、このマルチキャリア
伝送を実現する一つの方式である。

【０００４】ＯＦＤＭ伝送方式に関しては、文献１“Ｏ
ＦＤＭディジタル伝送方式”、中原俊二、ＩＴＵジャー
ナル、Vol.27、No.1に詳しく記されている。図１２に
は、上記文献１に示されているＯＦＤＭ変調器とＯＦＤ
Ｍ復調器間の関係を表す一般的な構成が示されている。
図１２において、８はＯＦＤＭ変調器であり、９はＯＦ
ＤＭ復調器である。ＯＦＤＭ変調器８は、直並列変換器
８１、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）プロセッサ８
２、Ｄ／Ａ変換器８３ａ，８３ｂ、ＬＰＦ（ローパスフ
ィルタ）８４ａ，８４ｂ、ミクサ８５ａ，８５ｂ、π／
２移相器８６、搬送波発振器８７、および、加算器８８
を備えている。また、ＯＦＤＭ復調器９は、ＢＰＦ（バ
ンドパスフィルタ）９１、ミクサ９２ａ，９２ｂ、π／
２移相器９３、搬送波発振器９４、ＬＰＦ９５ａ，９５
ｂ、Ａ／Ｄ変換器９６ａ，９６ｂ、１７はＦＦＴ（高速
フーリエ変換）プロセッサ９７、および、並直列変換器
９８を備えている。

【０００５】続いて、ＯＦＤＭ伝送方式の概要を説明す
る。図１３には、送信シンボルのフォーマットが示され
ている。まず、図１２に示されたＯＦＤＭ変調器８の構
成を用いて説明する。ＯＦＤＭ変調器８では、図１３
（ａ）に示したように、直列に並んだＮ（Ｎは自然数）
個の送信シンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 は、直並列変換器８１に
よって並列に並べ替えられる。

【０００６】このとき、直列に並んだ送信シンボルの幅
をＴとすると、直並列変換器８１から出力される並列に
並んだシンボルの幅Ｔｓは、図１３（ｂ）に示すよう
に、Ｎ×Ｔとなって、シンボル幅がＮ倍に広がる。ここ
で、送信シンボルＣ_k （k=0 〜N-1)は一般的に、ａ_k ＋
ｊｂ_k の形で表されて、その位相と振幅が送信するデー
タに応じて変化する。ａ_k 、ｂ_k の値は採用する変調方
式により異なり、例えばＱＰＳＫの場合には送信データ
に応じて±１のいずれかの値をとり、その位相がπ／
４、３π／４、−３π／４、−π／４の４とおりをと
る。

【０００７】直並列変換器８１から出力されるＮ個のシ
ンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 は、ＩＦＦＴプロセッサ８２によっ
て逆フーリエ変換の処理を施され、その結果、送信ベー
スバンド信号の同相成分Ｉと直交成分Ｑとが生成され
る。ＩＦＦＴプロセッサ８２から出力される同相成分信
号Ｉ，直交成分信号Ｑは、それぞれＤ／Ａ変換器８３
ａ，８３ｂによりアナログ信号に変換された後に、ＬＰ
Ｆ８４ａ，８４ｂで不要な高調波成分が除去される。Ｌ
ＰＦ８４ａ，８４ｂからの出力信号は、それぞれミクサ
８５ａ，８５ｂに入力され、それぞれＩＦ（Intermedia
te Frequency：中間周波数）信号に変換される。

【０００８】ＬＰＦ８４ａの出力信号は、ミクサ８５ａ
において、ミクサ８５ａのもう一方の入力端子に入力さ
れている搬送波発振器８７の出力信号と乗積される。Ｌ
ＰＦ８４ｂの出力信号は、ミクサ８５ｂにおいて、ミク
サ８５ｂのもう一方の入力端子に入力されているπ／２
移相器８６の出力信号と乗積される。π／２移相器８６
は、搬送波発振器８７の出力信号を入力して、その出力
信号の位相をπ／２だけシフトした信号を出力する。ミ
クサ８５ａ，８５ｂから出力された信号は加算器８８で
加算される。加算器８８から出力される送信ＩＦ信号
は、一般の送信機と同様に、後段の周波数変換回路（図
示せず）によって所望のＲＦ（Radio Frequency ）信号
に変換された後にアンテナ（図示せず）から送出され
る。

【０００９】上述のＯＦＤＭ変調器８の構成において、
Ｄ／Ａ変換器８３ａ，８３ｂ、ＬＰＦ８４ａ，８４ｂ、
ミクサ８５ａ，８５ｂ、π／２移相器８６、搬送波発振
器８７および加算器８８から構成される部分は、一般的
な変調器の直交変調部と同一構成である。したがって、
ＯＦＤＭ変調器８の特徴的な部分は、直並列変換器８１
およびＩＦＦＴプロセッサ８２である。ここで、ＩＦＦ
Ｔプロセッサ８２が行う逆フーリエ変換処理は、周波数
軸上の信号を時間軸上の信号に変換する処理である。

【００１０】したがって、ＩＦＦＴプロセッサ８２に入
力されるＮ個の送信シンボルシンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 は、
周波数軸上に並んだＮ個の信号と見なすことができる。
すなわち、各Ｎ個の送信シンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 によって
各Ｎ個の搬送波（サブキャリア）を変調するというマル
チキャリア伝送における変調処理を、ＯＦＤＭ方式では
ＩＦＦＴプロセッサ８２によって実現している。

【００１１】図１４はＯＦＤＭ変調器８から出力される
送信ＩＦ信号のスペクトルを表す図である。図１４にお
いて、各Ｎ個の送信シンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 により変調さ
れた各Ｎ個のサブキャリアＷ₀ 〜Ｗ_N-1 が周波数軸上に
並ぶ様子が示されている。ここで、サブキャリアの間隔
は１／Ｔｓと小さくなるので、隣接するサブキャリア同
士がオーバーラップする点がＯＦＤＭ方式の特徴であ
る。

【００１２】つぎに、ＯＦＤＭ方式における復調動作を
図１２に示した一般的なＯＦＤＭ復調器９の構成を用い
て説明する。アンテナ（図示せず）によって受信された
ＲＦ信号は、一般の受信機と同様に周波数変換回路（図
示せず）によって受信ＩＦ信号に変換される。受信ＩＦ
信号はまずＢＰＦ９１に入力される。このＢＰＦ９１は
受信ＩＦ信号に含まれる不要な周波数成分を除去する。

【００１３】ＢＰＦ９１の出力信号は２分岐されて、そ
れぞれミクサ９２ａ，９２ｂに入力される。ＢＰＦ９１
から出力後に２分岐された一方の信号は、ミクサ９２ａ
において、ミクサ９２ａのもう一方の入力端子に入力さ
れている搬送波発振器９４の出力信号と乗積される。ミ
クサ９２ａの出力信号はＬＰＦ１５ａに入力されて不要
な高調波成分が除去されてベースバンド信号の同相成分
となる。

【００１４】また、ＢＰＦ９１の出力後に２分岐された
もう一方の信号は、ミクサ９２ｂにおいて、ミクサ９２
ｂのもう一方の入力端子に入力されているπ／２移相器
９３の出力信号と乗積される。π／２移相器９３は搬送
波発振器９４の出力信号を入力して、その出力信号の位
相をπ／２だけシフトした信号を出力する。ミクサ９２
ｂの出力信号はＬＰＦ９５ｂに入力され、そこで不要な
高調波成分が除去されてベースバンド信号の直交成分と
なる。ＬＰＦ９５ａ，９５ｂの出力信号はそれぞれＡ／
Ｄ変換器９６ａ，９６ｂに入力されてディジタル信号に
変換された後、ＦＦＴプロセッサ９７に入力される。

【００１５】ＦＦＴプロセッサ９７は、入力された同相
成分の信号Ｉおよび直交成分の信号Ｑに対してフーリエ
変換処理を行い、Ｎ個の復調シンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 を出
力する。ＦＦＴプロセッサ９７から出力された信号すな
わち並列に並んだＮ個の復調シンボルは、並直列変換器
９８によって直列に並んだＮ個の復調シンボルに変換さ
れてＯＦＤＭ復調器９から出力される。

【００１６】上述のＯＦＤＭ復調器９の構成において、
ＢＰＦ９１、ミクサ９２ａ，９２ｂ、π／２移相器９
３、搬送波発振器９４、ＬＰＦ９５ａ，９５ｂおよびＡ
／Ｄ変換器９６ａ，９６ｂから構成される部分は、一般
的な復調器の準同期検波部としてよく採用される構成と
同一である。したがって、ＯＦＤＭ復調器９の特徴的な
部分は、ＦＦＴプロセッサ９７および並直列変換器９８
である。これら２つの部分によって、ＯＦＤＭ変調器８
における直並列変換器８１およびＩＦＦＴプロセッサ８
２で行った処理の逆の処理を行い、送信シンボルを再生
している。

【００１７】すなわち、ＩＦＦＴされた信号に対してＦ
ＦＴ処理を施せば、ＦＦＴ処理後の信号はＩＦＦＴする
前の元の信号が得られるので、ＦＦＴプロセッサ９７か
ら出力されるＮ個の復調シンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 は、送信
シンボルＣ₀ 〜Ｃ_N-1 と一致する。すなわち、Ｎ個の変
調波を復調するというマルチキャリア伝送における復調
処理を、ＯＦＤＭ方式ではＦＦＴプロセッサ９７によっ
て実現している。

【００１８】前述のとおり、ＯＦＤＭ方式では、各サブ
キャリアの周波数間隔は１／Ｔｓであるが、一般に、こ
のサブキャリア間隔１／Ｔｓは数ｋＨｚ程度と小さい。
すると、搬送波発振器８７と９４の発振周波数の差（周
波数オフセット）が問題となる。搬送波周波数にオフセ
ットが存在すると、ＯＦＤＭ復調器９においてサブキャ
リア間で干渉が発生する。

【００１９】すなわち、送信側でサブキャリアｋで送信
したシンボルＣ_k が、搬送波周波数オフセットにより、
受信側では、…ｋ−１、ｋ、ｋ＋１、…というように、
本来のサブキャリアｋの周辺のサブキャリアにも混入し
てしまうので、複数の送信シンボルがお互いに干渉して
伝送特性が著しく劣化してしまう。したがって、ＯＦＤ
Ｍ復調器９では、搬送波発振器９４の発振周波数を搬送
波発振器８７の発振周波数すなわち受信ＩＦ信号の搬送
波周波数に一致させるための搬送波周波数同期回路が必
要となる。

【００２０】そこで、従来の搬送波周波数同期回路を説
明する。図１５は、文献２“ＯＦＤＭにおけるガード期
間を利用した新しい周波数同期方式の検討”、関 隆
史、多賀 昇、石川 達也、テレビジョン学会技術報
告、Vol.19、No.38 、pp. 13-18（1995）に示された、
従来の搬送波周波数同期回路を備えたＯＦＤＭ復調器の
構成図である。図１２に示した一般的なＯＦＤＭ復調器
９と同じ部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００２１】図１５に示したＯＦＤＭ復調器には、前述
の搬送波発振器９４に替わって発振周波数を可変にする
搬送波発振器９９が設けられるとともに、その搬送波発
振器９９の発振周波数を制御電圧に応じて可変させる搬
送波周波数同期回路１００が追加される。この搬送波周
波数同期回路１００は、入力された信号を１シンボル時
間（＝Ｔｓ）だけ遅延して出力する遅延回路１０１、Ａ
／Ｄ変換器９６ａ，９６ｂの出力信号と遅延回路１０１
の出力信号とを入力し、これらの信号の相関値を求めて
その結果を出力する相関器１０２、相関器１０２の出力
信号を入力してその信号の位相を検出する位相検出回路
１０３、位相検出回路１０３の出力信号をシンボル周期
でサンプリングするラッチ１０４、および、ラッチ１０
４の出力信号から不要な雑音成分を除去して出力するＬ
Ｆ（ループフィルタ）１０５を備えている。ここで、Ｌ
Ｆ１０５の出力信号は電圧制御搬送波発振器９９の発振
周波数を制御する電圧となる。

【００２２】上記相関器１０２は、入力信号の複素共役
を出力する共役回路１０２ｂ、Ａ／Ｄ変換器９６ａ，９
６ｂの出力信号と共役回路１０２ｂの出力信号との複素
乗算を行いその結果を出力する複素乗算器１０２ａ、お
よび、複素乗算器１０２ａの出力信号の移動平均を求め
てその結果を出力する移動平均回路１０２ｃを備えてい
る。

【００２３】つぎに、上記搬送波周波数同期回路１００
の動作を説明する。図１５に示した搬送波周波数同期回
路１００では、Ａ／Ｄ変換器９６ａ，９６ｂの出力信号
（ディジタル化された受信ベースバンド信号）はそれぞ
れ２分岐されて、一方の出力信号は相関器１０２に入力
され、もう一方は遅延回路１０１に入力されて１シンボ
ル時間（＝Ｔｓ）だけ遅延される。相関器１０２では、
共役回路１０２ｂ、複素乗算器１０２ａおよび移動平均
回路１０２ｃによって入力信号の相関が求められる。す
なわち、現在受信されているベースバンド信号と、Ｔｓ
時間前に受信されたベースバンド信号の相関が求められ
る。

【００２４】上記搬送波周波数同期回路１００が、送信
されるベースバンド信号に繰り返し成分が挿入されてい
ることを利用した回路であることから、ここで、送信さ
れるベースバンド信号に挿入される繰り返し成分につい
て説明を補足する。図１６には、送信ベースバンド信号
波形の同相成分が示され、図１７には、受信ベースバン
ド信号の遅延と相関値との関係が示されている。この同
相成分は図１２に示したＯＦＤＭ変調器８のＤ／Ａ変換
器８３ａの出力信号波形であり、かつ、図１５に示した
ＯＦＤＭ復調器におけるＡ／Ｄ変換器１６ａの出力を信
号変換したものである。

【００２５】図１６に示すように、送信ベースバンド信
号の先頭部分には幅がＴｇのガードインターバルと呼ば
れる期間があり、この期間には送信ベースバンド信号の
末尾部分の幅Ｔｇの波形と同一波形がコピーされて挿入
されている。ガードインターバルを除く部分は有効シン
ボルと呼ばれている。ガードインターバルは、遅延波の
影響を低減する目的のために挿入されるものである。図
１５に示した従来の搬送波周波数同期回路１００は、こ
のガードインターバルの波形と、有効シンボルの末尾部
分の波形が同一である点を利用して搬送波周波数の同期
をとる回路である。

【００２６】すなわち、受信されたガードインターバル
の部分の波形と有効シンボルの末尾部分の波形は同一で
あるから強い相関を示すので、受信ベースバンド信号を
２つに分岐して、片方をＴｓ時間だけ遅延させて相関を
とれば、図１７に示すように、Ｔｓ時間毎に大きな相関
出力を得ることができる。この相関出力には以下の説明
のように搬送波周波数オフセットの成分が含まれてい
る。従来の方式はこの成分を検出して搬送波周波数の同
期をとっている。

【００２７】図１７において、受信ベースバンド信号の
ガードインターバルの部分Ａ１の信号ｒＡ１（ｔ）を複
素数で表現すると次式（１）のように表すことができ
る。

【００２８】

【数１】

【００２９】ここで、ρ（ｔ）は包絡線、θ（ｔ）は位
相である。一方、Ｔｓ時間後に受信されるＡ２の部分の
信号ｒＡ２（ｔ）は、Ａ１の部分と同一波形が搬送波周
波数オフセットによって位相回転したものになり、次式
（２）のように表すことができる。

【００３０】

【数２】

【００３１】ここで、Δｆは搬送波周波数オフセットで
ある。上式（１）で表される信号は搬送波周波数同期回
路１００の構成における遅延回路１０１の出力信号に対
応し、上式（２）で表される信号はＡ／Ｄ変換器９６
ａ，９６ｂの出力信号に対応している。共役回路１０２
ｂの出力は、上式（１）の信号の複素共役信号となるの
で次式（３）となる。

【００３２】

【数３】

【００３３】ここで、上式（３）中の＊は複素共役を表
す。複素乗算器１０２ａの出力信号は、上式（２）およ
び（３）の積であるから、次式（４）となる。

【００３４】

【数４】

【００３５】上式（４）には搬送波周波数オフセットΔ
ｆが含まれているので、この搬送波周波数オフセットΔ
ｆが後段の回路で検出される。移動平均回路１０２ｃ
は、ガードインターバル期間Ｔｇ分の入力信号の平均を
とるので、その移動平均回路１０２ｃの出力信号は次式
（５）で表される。

【００３６】

【数５】

【００３７】ここで、Ｙはρ（ｔ）² がＴｇ時間に渡っ
て平均された値であり、ほぼ一定値となる。位相検出回
路１０３では上式（５）で表される信号の位相が検出さ
れる。したがって、位相検出回路２４の出力信号は２π
ΔｆＴｓとなるので、搬送波周波数オフセットΔｆに比
例した信号が得られる。この２πΔｆＴｓが搬送波周波
数同期のための誤差信号として用いられる。この誤差信
号は、図１７に示したように、相関値がピークの時点で
得られるので、ラッチ１０４によりシンボル周期でサン
プリングされる。

【００３８】ラッチ１０４の出力信号はＬＦ１０５によ
って不要な雑音成分が除去されて電圧制御搬送波発振器
９９の制御電圧として使われる。電圧制御搬送波発振器
９９は、制御電圧が正電圧の場合には出力周波数を小さ
くし、逆に負電圧の場合には大きくする。よって、Δｆ
＞０の場合には発振周波数を小さく補正し、Δｆ＜０の
場合には大きく補正することから、上記誤差信号は補正
量を表すことになる。このようにして、搬送波周波数オ
フセットΔｆが０になるように制御が行われ、搬送波周
波数の同期が確立される。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】従来の搬送波周波数同
期回路は前述したように繰り返し送信される同一波形を
用いて搬送波周波数の同期をとる構成としたので、搬送
波周波数同期のための誤差信号は前述のとおり２πΔｆ
Ｔｓであった。この値は、搬送波周波数オフセットΔｆ
によってＴｓ時間内に変化する位相角（単位はラジア
ン）に等しい。

【００４０】したがって、この値のとり得る値の範囲は
式（６）のとおり−π〜πに制限される。この関係を次
式で表すとことができる。すなわち、 −π＜２πΔｆＴｓ＜π … （６） である。

【００４１】したがって、前述したような搬送波周波数
同期回路１００で同期できる搬送波周波数オフセットΔ
ｆの範囲は、次式（７）で表されるように、±１／（２
Ｔｓ）の範囲に限られる。すなわち、 −１／（２Ｔｓ）＜Δｆ＜１／（２Ｔｓ） … （７） である。

【００４２】隣接するサブキャリア間の関係をみると、
図１４に示したように、１／Ｔｓはサブキャリア周波数
間隔であるから、同期範囲はサブキャリア周波数間隔の
半分となる。もしΔｆがこの範囲外であると同期できな
い。一般に、サブキャリア周波数間隔は数ｋＨｚ程度と
小さい。具体例を１つ挙げると、欧州のディジタル音声
放送システムのサブキャリア周波数間隔は４ｋＨｚであ
る。搬送波周波数オフセットは、図１２において、送信
側の搬送波発振器８７と受信側の搬送波発振器９４の発
振周波数の違いにより生じていた。

【００４３】そこで、一例として、上記搬送波発振器８
７，９４の精度が±１ｐｐｍ（＝±１×１０^-6）、ＲＦ
（Radio Frequency ）周波数が１．９ＧＨｚを仮定した
場合には、最大の搬送波周波数オフセットΔｆの値は、
Δｆ_max ＝±３．８ｋＨｚとなる。この場合、サブキャ
リア周波数間隔が４ｋＨｚのシステムを想定すると、従
来の方式では±２ｋＨｚまでの周波数オフセットまでし
か同期できないので、±３．８ｋＨｚという大きな周波
数オフセットには同期できなかった。

【００４４】以上のように、前述した搬送波周波数同期
回路１００のような構成では、サブキャリア周波数間隔
の１／２以上の搬送波周波数オフセットが存在する場合
には、同期できないという問題点があった。

【００４５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、ＯＦＤＭ復調器用の搬送波周
波数同期回路として、大きな搬送波周波数オフセットが
存在する場合であっても確実に搬送波周波数の同期を確
立することが可能な搬送波周波数同期回路を得ることを
目的とする。

【００４６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係る搬送波周波数同期
回路は、送信側では、搬送波周波数の同期確立のために
基準となる信号を含んだ複数の信号を直交周波数分割多
重して搬送波信号を生成し、受信側では、搬送波周波数
の同期確立のため、前記送信側で生成された搬送波信号
内の前記基準となる信号の状態に応じて搬送波周波数を
補正するシステムに適用され、当該システムの受信側で
使用される搬送波周波数同期回路において、前記基準と
なる信号が使用する周波数周辺の周波数で受信された前
記基準となる信号の信号レベルに基づいて搬送波周波数
の補正量を求める第１発生手段と、前記基準となる信号
の位相変化量に基づいて搬送波周波数の補正量を求める
第２発生手段と、前記第１発生手段で求めた補正量、前
記第２発生手段で求めた補正量の順で搬送波周波数の補
正制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００４７】この発明によれば、同期確立の基準となる
信号が使用する周波数周辺の周波数で受信された同期確
立の基準となる信号の信号レベルに基づいて求めた搬送
波周波数の補正量に従って搬送波周波数の補正制御を行
い、その後で、同期確立の基準となる信号の位相変化量
に基づいて求めた搬送波周波数の補正量に従って搬送波
周波数の補正制御を行うようにしたので、初期の大きな
搬送波周波数オフセットに対しても正しく補正量が得ら
れることになり、この補正量に従って補正して搬送波周
波数オフセットがある程度小さくなってから同期確立が
行われ、これにより、大きな搬送波周波数オフセットが
存在しても確実に搬送波周波数の同期を確立することが
可能である。

【００４８】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記基準となる信号は前記送信側で位相変化をもた
ないように無変調信号として生成された信号であり、前
記第１発生手段は、前記基準となる信号が使用する周波
数１つずつの上下の周波数で受信された前記搬送波信号
をそれぞれ遅延検波する一対の遅延検波回路と、前記一
対の遅延検波回路によりそれぞれ遅延検波された信号を
平均化する一対の平均回路と、前記一対の平均回路によ
りそれぞれ平均化された信号の包絡線に基づいて信号レ
ベルを検出する一対の包絡線検出回路と、前記一対の包
絡線検出回路によりそれぞれ検出された信号レベルの差
分をとって前記補正量を得る演算回路と、を含み、前記
第２発生手段は、前記基準となる信号を遅延検波する遅
延検波回路と、前記遅延検波回路により遅延検波された
信号の位相変化量を検出して前記補正量を得る位相検出
回路と、を含んだことを特徴とする。

【００４９】この発明によれば、同期確立の基準となる
信号が送信側で位相変化をもたないように無変調信号と
して生成された場合には、搬送波信号の位相が時間的に
変化しないことから、同期確立のために、基準となる信
号が使用する周波数の上下１つずつの周波数で検出され
る基準となる信号の信号レベルの差分をとって補正量を
得る構成と、基準となる信号の位相変化量を補正量とし
て求める構成とを用意すればよく、このような構成によ
り、同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化をも
たなくても、初期の大きな搬送波周波数オフセットに対
しても正しく補正量が得られることになり、この補正量
に従って補正して搬送波周波数オフセットがある程度小
さくなってから同期確立が行われるため、大きな搬送波
周波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の同
期を確立することが可能である。

【００５０】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記基準となる信号は前記送信側で位相変化をもつ
ように変調信号として生成された信号であり、前記第１
発生手段は、前記基準となる信号が使用する周波数の上
下１つずつの周波数で受信された前記搬送波信号の位相
変化を除去する一対の第１位相回転回路と、前記一対の
第１位相回転回路によりそれぞれ位相変化を除去された
前記搬送波信号をそれぞれ遅延検波する一対の遅延検波
回路と、前記一対の遅延検波回路によりそれぞれ遅延検
波された信号を平均化する一対の平均回路と、前記一対
の平均回路によりそれぞれ平均化された信号の包絡線に
基づいて信号レベルを検出する一対の包絡線検出回路
と、前記一対の包絡線検出回路によりそれぞれ検出され
た信号レベルの差分をとって前記補正量を得る演算回路
と、を含み、前記第２発生手段は、前記基準となる信号
の位相変化を除去する第２位相回転回路と、前記第２位
相回転回路により位相変化を除去された前記基準となる
信号を遅延検波する遅延検波回路と、前記遅延検波回路
により遅延検波された信号の位相変化量を検出して前記
補正量を得る位相検出回路と、を含んだことを特徴とす
る。

【００５１】この発明によれば、同期確立の基準となる
信号が送信側で位相変化をもつように変調信号として生
成された場合には、搬送波信号の位相が時間的に変化す
ることから、同期確立のために、まず位相変化を打ち消
してから基準となる信号が使用する周波数の上下１つず
つの周波数で検出される基準となる信号の信号レベルの
差分をとって補正量を得る構成と、まず位相変化を打ち
消してから基準となる信号の位相変化量を補正量として
求める構成とを用意すればよく、このような構成によ
り、同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化をも
っていても、初期の大きな搬送波周波数オフセットに対
しても正しく補正量が得られることになり、この補正量
に従って補正して搬送波周波数オフセットがある程度小
さくなってから同期確立が行われるため、大きな搬送波
周波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の同
期を確立することが可能である。

【００５２】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記基準となる信号は前記送信側で位相変化をもた
ないように無変調信号として生成された信号であり、前
記第１発生手段は、前記基準となる信号が使用する周波
数よりも大きい周辺の複数の周波数および小さい周辺の
複数の周波数でそれぞれ受信された前記搬送波信号をそ
れぞれ遅延検波する複数の遅延検波回路と、前記複数の
遅延検波回路によりそれぞれ遅延検波された信号を平均
化する複数の平均回路と、前記複数の平均回路によりそ
れぞれ平均化された信号の包絡線に基づいて信号レベル
を検出する複数の包絡線検出回路と、前記複数の包絡線
検出回路によりそれぞれ検出された信号レベルの内で、
前記基準となる信号が使用する周波数よりも大きい周波
数で検出された前記信号レベルの和と前記基準となる信
号が使用する周波数よりも小さい周波数で受信された前
記信号レベルの和との差分をとって前記補正量を得る演
算回路と、を含み、前記第２発生手段は、前記基準とな
る信号を遅延検波する遅延検波回路と、前記遅延検波回
路により遅延検波された信号の位相変化量を検出して前
記補正量を得る位相検出回路と、を含んだことを特徴と
する。

【００５３】この発明によれば、同期確立の基準となる
信号が送信側で位相変化をもたないように無変調信号と
して生成された場合には、搬送波信号の位相が時間的に
変化しないことから、同期確立のために、基準となる信
号が使用する周波数よりも大きい周辺の複数の周波数お
よび小さい周辺の複数の周波数でそれぞれ検出された基
準となる信号の信号レベルの差分をとって補正量を得る
構成と、基準となる信号の位相変化量を補正量として求
める構成とを用意すればよく、このような構成により、
同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化をもたな
くても、基準となる信号が使用する周波数の上下１つず
つの周波数で受信される搬送波信号から補正量を得る場
合よりも幅広い搬送波周波数オフセットに対して補正量
が得られ、搬送波周波数オフセットがある程度小さくな
ってから同期確立が行われるため、より大きな搬送波周
波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の同期
を確立することが可能である。

【００５４】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記基準となる信号は前記送信側で位相変化をもつ
ように変調信号として生成された信号であり、前記第１
発生手段は、前記基準となる信号が使用する周波数より
も大きい周辺の複数の周波数および小さい周辺の複数の
周波数でそれぞれ受信された前記搬送波信号の位相変化
を除去する複数の第１位相回転回路と、前記複数の第１
位相回転回路によりそれぞれ位相変化を除去された前記
搬送波信号をそれぞれ遅延検波する複数の遅延検波回路
と、前記複数の遅延検波回路によりそれぞれ遅延検波さ
れた信号を平均化する複数の平均回路と、前記複数の平
均回路によりそれぞれ平均化された信号の包絡線に基づ
いて信号レベルを検出する複数の包絡線検出回路と、前
記複数の包絡線検出回路によりそれぞれ検出された信号
レベルの内で、前記基準となる信号が使用する周波数よ
りも大きい周波数で検出された前記信号レベルの和と前
記基準となる信号が使用する周波数よりも小さい周波数
で受信された前記信号レベルの和との差分をとって前記
補正量を得る演算回路と、を含み、前記第２発生手段
は、前記基準となる信号の位相変化を除去する第２位相
回転回路と、前記第２位相回転回路により位相変化を除
去された前記基準となる信号を遅延検波する遅延検波回
路と、前記遅延検波回路により遅延検波された信号の位
相変化量を検出して前記補正量を得る位相検出回路と、
を含んだことを特徴とする。

【００５５】この発明によれば、同期確立の基準となる
信号が送信側で位相変化をもつように変調信号として生
成された場合には、搬送波信号の位相が時間的に変化す
ることから、同期確立のために、まず位相変化を打ち消
してから基準となる信号が使用する周波数よりも大きい
周辺の複数の周波数および小さい周辺の複数の周波数で
それぞれ受信された搬送波信号について信号レベルの差
分をとって補正量を得る構成と、まず位相変化を打ち消
してから基準となる信号の位相変化量を補正量として求
める構成とを用意すればよく、このような構成により、
同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化をもって
いても、基準となる信号が使用する周波数の上下１つず
つの周波数で受信された搬送波信号から補正量を得る場
合よりも広い搬送波周波数オフセットに対して補正量が
得られ、搬送波周波数オフセットがある程度小さくなっ
てから同期確立が行われるため、より大きな搬送波周波
数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の同期を
確立することが可能である。

【００５６】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記制御手段は、搬送波周波数のオフセット量が一
定量よりも小さくなった時のタイミングで使用補正量を
前記第１発生手段で求めた補正量から前記第２発生手段
で求めた補正量へ切り換えるスイッチであることを特徴
とする。

【００５７】この発明によれば、スイッチにより搬送波
周波数のオフセット量が一定量よりも小さくなった時の
タイミングで使用補正量を切り換えるようにしたので、
搬送波周波数オフセットの状況に応じて適切な補正を与
えることができ、これにより、搬送波周波数の同期確立
をスムーズに行うことが可能である。

【００５８】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記タイミングは、同期確立開始後の一定時間の経
過により前記スイッチへ供給されることを特徴とする。

【００５９】この発明によれば、同期確立開始後の一定
時間の経過でスイッチの切り換えタイミングを図るよう
にしたので、同期確立の際には、常に一定のタイミング
で搬送波周波数の同期動作を実現することが可能であ
る。

【００６０】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記一定時間を記憶したメモリと、前記メモリに記
憶された前記一定時間を参照して前記スイッチの切り換
えを制御する切換制御回路とをさらに有したことを特徴
とする。

【００６１】この発明によれば、メモリに一定時間を記
憶しておき、切換制御回路によりその一定時間を参照し
てスイッチの切り換えを制御するようにしたので、外部
から切り換えタイミングを与えなくても、簡単な構成で
スイッチを切り換えることが可能である。

【００６２】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、あらかじめ設定された前記一定時間をカウントする
カウント回路をさらに有したことを特徴とする。

【００６３】この発明によれば、カウント回路によりあ
らかじめ設定された一定時間をカウントして、スイッチ
の切り換えタイミングを得るようにしたので、外部から
切り換えタイミングを与えなくても、簡単な構成でスイ
ッチを切り換えることが可能である。

【００６４】つぎの発明に係る搬送波周波数同期回路
は、前記制御手段は、前記基準となる信号が使用する周
波数で受信された前記基準となる信号の信号レベルが前
記基準となる信号が使用する周波数に隣接する少なくと
も２つの周波数で検出された前記基準となる信号の信号
レベルよりも所定値以上大きくなった時のタイミングで
使用補正量を前記第１発生手段で求めた補正量から前記
第２発生手段で求めた補正量へ切り換えるスイッチであ
ることを特徴とする。

【００６５】この発明によれば、基準となる信号の信号
レベルが基準となる信号が使用する周波数に隣接する少
なくとも２つの周波数で検出された基準となる信号の信
号レベルよりも大きくなった時のタイミングで使用補正
量を切り換えるようにしたので、あらかじめ切り換えタ
イミングを用意しておく必要がなく、装置の製造過程を
単純化することが可能である。

【００６６】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明に係る搬送波周波数同期回路の好適な実施の形態を
詳細に説明する。

【００６７】実施の形態１．本実施の形態１は、ＯＦＤ
Ｍ方式により、特定のサブキャリアを用いてパイロット
信号（一般には無変調のパイロットシンボル）を伝送す
る一例である。ここで、無変調のパイロットシンボルと
は、全て「０」もしくは全て「１」のように時間的に変
化しないデータから成るシンボルを言う。

【００６８】まず、構成について説明する。図１は本発
明の実施の形態１による搬送波周波数同期回路の一構成
例を示すブロック図であり、同図において、１は本実施
の形態１のＯＦＤＭ復調器を示している。図１におい
て、従来例と同一部分には同一符号を付し説明を省略す
る。ＦＦＴプロセッサ９７の出力信号のうち、サブキャ
リアｍがパイロットシンボルを伝送するためのサブキャ
リアの番号を表し、Ｃ_{m- 1} ，Ｃ_m ，Ｃ_m+1 はそれぞれサ
ブキャリアｍ−１，ｍ，ｍ＋１での復調シンボルを表し
ている。

【００６９】図１に示したＯＦＤＭ復調器１は、図１５
のＯＦＤＭ復調器の全体構成において、搬送波周波数同
期回路１００に替わる搬送波周波数同期回路１０を有し
ている。この搬送波周波数同期回路１０は、前述した搬
送波周波数同期回路１００（図１５参照）と同様に、搬
送波発振器９９の電圧制御を行って搬送波周波数の同期
を確立する。この搬送波周波数同期回路１０は、ＦＦＴ
プロセッサ９７の出力に接続される点で前述した搬送波
周波数同期回路１００とは接続関係が異なる。具体的に
は、ＦＦＴプロセッサ９７からの並列（復調信号Ｃ₀ 〜
Ｃ_N-1 ）の内で、パイロットシンボルが伝送されるサブ
キャリア周波数とその周辺（上下１つずつ）のサブキャ
リア周波数での出力が接続される。

【００７０】搬送波周波数同期回路１０は、図１に示し
たように、パイロットシンボルレベル検出回路１３ａ，
１３ｂ、加算器１７およびＬＦ１８ａよりなる第１発生
回路、遅延検波回路１１、位相検出回路１２およびＬＦ
１８ｂよりなる第２発生回路、および、補正制御回路１
９を備えている。

【００７１】上記第１発生回路において、パイロットシ
ンボルレベル検出回路１３ａは、パイロットシンボルが
伝送されるサブキャリアｍよりも番号が１つ小さいサブ
キャリアｍ−１、すなわちパイロットシンボルが伝送さ
れるサブキャリア周波数よりも周波数がサブキャリア間
隔だけ低いサブキャリアにおける復調出力Ｃ_m-1 を入力
して、Ｃ_m-1 に含まれるパイロットシンボル成分のレベ
ルを検出して検出結果を出力する回路である。

【００７２】同様に、パイロットシンボルレベル検出回
路１３ｂは、パイロットシンボルの伝送されるサブキャ
リアｍよりも番号が１つ大きいサブキャリアｍ＋１、す
なわちパイロットシンボルが伝送されるサブキャリア周
波数よりも周波数がサブキャリア間隔だけ高いサブキャ
リアにおける復調出力Ｃ_m+1 を入力して、Ｃ_m+1 に含ま
れるパイロットシンボル成分のレベルを検出して検出結
果を出力する回路である。

【００７３】パイロットシンボルレベル検出回路１３ａ
は、遅延検波回路１４ａ、平均回路１５ａおよび包絡線
検出回路１６ａを備え、パイロットシンボルレベル検出
回路１３ｂは、遅延検波回路１４ｂ、平均回路１５ｂお
よび包絡線検出回路１６ｂを備えている。遅延検波回路
１４ａ，１４ｂは、それぞれ入力された信号（復調出力
Ｃ_m-1 ，Ｃ_m+1 ）に対して遅延検波を行いその結果を出
力する。平均回路１５ａ，１５ｂは、それぞれ遅延検波
回路１４ａ，１４ｂの出力信号を入力して、その入力信
号を一定時間平均してその結果を出力する。

【００７４】包絡線検出回路１６ａ，１６ｂはそれぞれ
平均回路１５ａ，１５ｂの出力信号を入力して、その入
力信号の包絡線の大きさを検出してその結果を出力す
る。加算器１７は、パイロットシンボルレベル検出回路
１３ｂの出力からパイロットシンボルレベル検出回路１
３ａの出力を減算してその結果を出力する。ここで、減
算器１７の出力信号が搬送波周波数同期のための第１誤
差信号ＥＲＲ１となる。ＬＦ１８ａは、減算器１７の出
力信号である第１誤差信号ＥＲＲ１から不要な雑音成分
を除去して出力する。

【００７５】前記第２発生回路において、遅延検波回路
１１は、ＦＦＴプロセッサ９７の復調信号Ｃ_m 出力に接
続され、パイロットシンボルの伝送されるサブキャリア
ｍにおける復調出力Ｃ_m を入力して遅延検波を行う。位
相検出回路１２は遅延検波回路１１の出力信号の位相を
求めてその結果を出力する。ここで、位相検出回路１２
の出力信号が第２誤差信号ＥＲＲ２となる。ＬＦ１８ｂ
は、位相検出回路１２の出力信号である第２誤差信号Ｅ
ＲＲ２から不要な雑音成分を除去して出力する。

【００７６】また、補正制御回路１９は、ＬＦ１８ａ，
ＬＦ１８ｂおよび搬送波発振器９９に接続され、所定の
タイミングで第１誤差信号ＥＲＲ１，ＥＲＲ２のいづれ
か一方を搬送波発振器９９の制御電圧として供給する。
ここで、所定のタイミングとは、搬送波周波数のオフセ
ット量が一定量よりも小さくなった時のタイミングで使
用補正量を第１誤差信号ＥＲＲ１（前記第１発生回路で
求めた電圧制御の補正量）から第２誤差信号ＥＲＲ２
（前記第２発生回路で求めた補正量）へ切り換えるタイ
ミングを指す。この所定のタイミングの取り方について
は、時間計測など各種の方法が考えられる。

【００７７】図２には、ＯＦＤＭ方式に使用される伝送
フレームのフォーマット例が示されている。伝送フレー
ムのフォーマットは、図２に示したように、ヌルシンボ
ル、データ、パイロットシンボル、データで構成されて
いる。先頭シンボルとして無変調のヌルシンボルが挿入
される。この位置は、復調シンボルＣ₀ の位置にあた
る。それ以降はデータが挿入される。本実施の形態１で
は、パイロット信号のデータ系列は既知のため、パイロ
ットシンボルの位置は既知であり、復調シンボルＣ_m の
位置にあたる。

【００７８】つぎに、誤差信号について説明する。ま
ず、第１誤差信号ＥＲＲ１の生成方法について説明す
る。搬送波周波数オフセットΔｆが０Ｈｚであれば、受
信されたパイロットシンボルはサブキャリアｍのみに現
れるが、搬送波周波数オフセットΔｆが存在すると、受
信されたパイロットシンボルの電力の一部が隣接するサ
ブキャリア（サブキャリアｍ−１もしくはサブキャリア
ｍ＋１）に漏れる。搬送波周波数オフセットΔｆが負の
場合には受信されたパイロットシンボルの電力の一部は
サブキャリアｍ−１に漏れ、搬送波周波数オフセットΔ
ｆが正の場合には受信されたパイロットシンボルの電力
の一部はサブキャリアｍ＋１に漏れる。

【００７９】隣接するサブキャリアに漏れるパイロット
シンボルのレベルは搬送波周波数オフセットΔｆの大き
さによって変化する。そこで、パイロットシンボルが伝
送されるサブキャリアｍの隣接する２つのサブキャリア
の復調信号に含まれるパイロットシンボルのレベルを検
出することで、搬送波周波数オフセットΔｆの方向とそ
の大きさを知ることができる。搬送波周波数オフセット
Δｆの方向およびその大きさを表す情報を搬送波周波数
同期用の誤差信号として使用することで、搬送波周波数
同期をとることができる。

【００８０】続いて、パイロットシンボルレベルの検出
方法について説明する。図３は遅延回路出力を説明する
図であり、同図（ａ）は無変調パイロットシンボル成分
に対する遅延検波回路１４ａ，１４ｂの出力を示し、同
図（ｂ）はパイロットシンボル以外の信号成分に対する
遅延検波回路１４ａ，１４ｂの出力を示している。図４
は誤差信号を説明する図であり、同図（ａ）は搬送波周
波数オフセットΔｆによるパイロットシンボルレベル検
出回路１３ａ，１３ｂの変化を示し、同図（ｂ）は搬送
波周波数オフセットΔｆによる第１誤差信号ＥＲＲ１の
変化を示している。

【００８１】ここで、搬送波周波数オフセットΔｆが負
の場合を想定すると、復調出力Ｃ_{m- 1} には無変調のパイ
ロットシンボル成分と、パイロットシンボル以外のシン
ボル成分が混在している。パイロットシンボル以外のシ
ンボルは、送信するデータによりその振幅や位相が変化
する。パイロットシンボルレベル検出回路１３ａはパイ
ロットシンボルのみのレベルを抽出してそのレベルを出
力する。遅延検波回路１４ａの出力信号には、パイロッ
トシンボルに対する遅延検波出力と、パイロットシンボ
ル以外のシンボルに対する遅延検波出力が混在する。

【００８２】ここで、図３（ａ）に示すように、パイロ
ットシンボルに対する遅延検波出力は、その位相が時間
的に変化しない信号となる。これに対して、図３（ｂ）
に示すように、パイロットシンボル以外のシンボルに対
する遅延検波出力は、その位相がランダムに変化する信
号となる。

【００８３】ここで、図３（ｂ）は変調方式がＱＰＳＫ
の場合の例であり、遅延検波回路出力信号の位相は０、
π／２、π、−π／２の内のいずれかをランダムにと
る。このような遅延検波回路１４ａの出力信号を平均回
路１５ａで平均すると、パイロットシンボル成分に対す
る平均包絡線は大きいのに対して、パイロットシンボル
以外のシンボル成分に対する平均包絡線はほぼ０（ゼ
ロ）となる。

【００８４】したがって、包絡線検出器１６ａにより平
均回路１５ａの出力信号の包絡線を検出すると、その結
果は、パイロットシンボル以外のシンボルに対しては０
（ゼロ）となって、パイロットシンボル成分のみに対す
るレベルが得られる。このように、パイロットシンボル
レベル検出回路１３ａは、サブキャリア番号ｍ−１に含
まれる信号成分の内、パイロットシンボル成分のみのレ
ベルを出力する。

【００８５】サブキャリア番号ｍ−１に含まれるパイロ
ットシンボルレベルは、図４（ａ）に示すように、搬送
波周波数オフセットΔｆがサブキャリア周波数間隔だけ
負の方向である場合、すなわち、Δｆ＝−１／Ｔｓ（Δ
ｆＴｓ＝−１）の場合に最大となって、Δｆが−１／Ｔ
ｓから離れるにしたがって（ΔｆＴｓが−１から離れる
にしたがって）小さくなるような信号の波形３０１ａと
なる。

【００８６】また、パイロットシンボルレベル検出回路
１３ｂについても同様であって、サブキャリアｍ＋１に
含まれる信号成分の内、パイロットシンボル成分のみの
レベルを出力する。図４（ａ）に示すように、サブキャ
リアｍ＋１に含まれるパイロットシンボルレベルは、搬
送波周波数オフセットΔｆがサブキャリア周波数間隔だ
け正の方向である場合、すなわち、Δｆ＝１／Ｔｓ（Δ
ｆＴｓ＝１）の場合に最大となって、Δｆが１／Ｔｓか
ら離れるにしたがって（ΔｆＴｓが１から離れるにした
がって）小さくなるような信号の波形３０１ｂとなる。

【００８７】減算器１７は、パイロットシンボルレベル
検出回路１３ｂの出力からパイロットシンボルレベル検
出回路１３ａの出力を減算する。その結果、減算器１７
の出力信号は図４（ｂ）に示す波形３０２のようにな
る。したがって、搬送波周波数同期用の第１誤差信号Ｅ
ＲＲ１は搬送波周波数オフセットΔｆが−２／Ｔｓから
２／Ｔｓの範囲で得られる。この第１誤差信号ＥＲＲ１
は、ＬＦ１８ａで雑音成分が除去された後に電圧制御搬
送波発振器９９の制御電圧として機能する。

【００８８】続いて第２誤差信号ＥＲＲ２の生成方法に
ついて説明する。第１誤差信号ＥＲＲ１により搬送波周
波数オフセットΔｆが十分に小さくなった後では、遅延
検波回路１１に入力されるシンボル成分はほとんどパイ
ロット信号成分のみとなる。遅延検波回路１１に入力さ
れるパイロットシンボルを複素数で表すと次式（８）の
ように表される。

【００８９】

【数６】

【００９０】ここで、ρ、θはそれぞれ包絡線と位相で
あり、無変調パイロットシンボルの場合は変化しない一
定値となる。遅延検波回路２８ｃは１シンボル毎（Ｔｓ
時間毎）に入力信号の遅延検波を行いその結果を出力す
るのでその出力信号は次式（９）のように表される。

【００９１】

【数７】

【００９２】位相検出回路１２は上式（８）で表される
遅延検波回路１１による出力信号の位相２πΔｆＴｓを
検出して出力する。位相検出回路１１による出力信号が
第２誤差信号ＥＲＲ２となる。よって、第２誤差信号Ｅ
ＲＲ２は搬送波周波数オフセットΔｆに比例した信号
（＝２πΔｆＴｓ）となる。この第２誤差信号ＥＲＲ２
は、ＬＦ１８ｂで雑音成分が除去された後に搬送波発振
器９９の制御電圧となる。

【００９３】以上説明したように、本実施の形態１によ
れば、まず広い周波数範囲で誤差信号を発生することの
できる第１誤差信号ＥＲＲ１を使って搬送波周波数の同
期を行い、Δｆが十分に小さくなった後に第２誤差信号
ＥＲＲ２に切り換えて搬送波周波数の同期を行うことか
ら、Δｆが−２／Ｔｓ〜２／Ｔｓの範囲であれば、搬送
波周波数の同期を確立することが可能である。その結
果、搬送波周波数の同期範囲が−２／Ｔｓ〜２／Ｔｓで
あって、従来例の４倍となり、大きな搬送波周波数オフ
セットΔｆが存在しても搬送波周波数の同期をとること
が可能である。

【００９４】また、サブキャリア周波数の間隔１／Ｔｓ
を４ｋＨｚ、ＲＦ（Radio Frequency ）周波数が１．９
ＧＨｚ、発振器の精度が±１ｐｐｍ（＝±１×１０^-6）
であるとすると、最大のΔｆの値は、Δｆ_max ＝±３．
８ｋＨｚである。この場合、従来の方式では±２ｋＨｚ
までの周波数オフセットまでしか対応できないので、搬
送波周波数同期がとれなかったが、本実施の形態１によ
れば、４倍の±８ｋＨｚまでの周波数オフセットまで対
応できるので、このように大きな搬送波周波数オフセッ
トΔｆが存在する場合においても搬送波周波数の同期を
とることが可能である。

【００９５】実施の形態２．さて、前述した実施の形態
１では、パイロットシンボルが時間的に変化しない信号
（無変調信号）である場合について説明したが、本発明
は、これに限定されず、以下に説明する実施の形態２の
ように、パイロットシンボルが時間的に変化する信号
（変調信号）である場合にも適用可能である。

【００９６】まず、構成について説明する。図５は本発
明の実施の形態２による搬送波周波数同期回路の一構成
例を示すブロック図であり、同図において、２は本実施
の形態２のＯＦＤＭ復調器を示している。このＯＦＤＭ
復調器２は、前述した実施の形態１によるＯＦＤＭ復調
器１と全体的には同様の構成を採用しており、ＯＦＤＭ
復調器１とは搬送波周波数同期回路１０から搬送波周波
数同期回路２０に置き換えた部分で相違する。したがっ
て、このＯＦＤＭ復調器２においては、ＯＦＤＭ復調器
１と同様の構成には同様の番号を付してその説明を省略
する。

【００９７】搬送波周波数同期回路２０は、前述した搬
送波周波数同期回路１０とは、パイロットシンボルの時
間的な変化を相殺するための回路を追加した部分で相違
する。すなわち、搬送波周波数同期回路２０は、遅延検
波回路１１、パイロットシンボルレベル検出回路１３
ａ，１３ｂの前段にそれぞれ位相回転回路２１，２２
ａ，２２ｂを設けている。これら位相回転回路２１，２
２ａ，２２ｂは、いずれも入力信号（復調出力Ｃ_m ，Ｃ
_m-1 ，Ｃ_m+1 ）に対してパイロットシンボルの位相回転
と逆の回転を与えてパイロットシンボルの時間的な変化
をうち消すものである。

【００９８】前述した搬送波周波数同期回路１０はパイ
ロットシンボルが時間的に変化しない信号（無変調信
号）である場合に適用可能な構成であるため、無変調信
号ではない場合すなわち変調信号の場合にはそのままで
は適用できない。なぜならば、パイロットシンボルが無
変調信号でなく時間的に変化する場合には、図３（ａ）
に示した遅延検波回路出力信号の位相が固定値にはなら
ず、図３（ｂ）のように変化してしまうため、平均結果
が０となって、パイロットシンボルレベル検出回路１３
ａ，１３ｂの出力が０になってしまうからである。

【００９９】そこで、本実施の形態２では、このように
パイロットシンボルが無変調信号でない場合に対して搬
送波周波数同期をとることができる。パイロットシンボ
ルが無変調信号でない場合には、パイロットシンボル
は、予め決められた既知のデータ系列に応じてその位相
が変化する信号となる。したがって、受信側（ＯＦＤＭ
復調器２）では、このデータ系列に応じて受信シンボル
の位相がどのように変化するかが予め分かるので、遅延
検波回路１１、パイロットシンボルレベル検出回路１３
ａ，１３ｂの各入力段において、位相回転回路２１，２
２ａ，２２ｂが受信シンボルの既知の位相変化を除去す
る。

【０１００】すなわち、位相回転回路２１，２２ａ，２
２ｂは、入力信号に対してパイロットシンボルの位相回
転と逆の回転を与えて出力する。その結果、位相回転回
路２１，２２ａ，２２ｂの出力信号はパイロットシンボ
ル成分に関してはパイロットシンボルが無変調である場
合と同じになる。

【０１０１】これに対し、パイロットシンボルとパイロ
ットシンボル以外のシンボルとの間には相関がないの
で、パイロットシンボル以外の成分に関しては、ランダ
ムな位相変化をする信号となる。このように、遅延検波
回路１１とパイロットシンボルレベル検出回路１３ａ，
１３ｂの各入力段に位相回転回路２１，２２ａ，２２ｂ
を設けたので、各位相回転回路２１，２２ａ，２２ｂの
出力信号に含まれるパイロットシンボルは無変調とな
る。なお、遅延検波回路１１とパイロットシンボルレベ
ル検出回路１３ａ，１３ｂおよびそれ以降の回路の動作
については、前述した実施の形態１と同様のため、説明
を省略する。

【０１０２】以上説明したように、本実施の形態２によ
れば、パイロットシンボルが無変調でない場合であって
も減算器１７から出力される第１誤差信号ＥＲＲ１と位
相検出回路１２から出力される第２誤差信号ＥＲＲ２は
それぞれ前述した実施の形態１と同一のものとなる。し
たがって、パイロットシンボルが無変調でない場合であ
っても、前述した実施の形態１と同様に、搬送波周波数
の同期範囲が−２／Ｔｓから２／Ｔｓとなるので、大き
な搬送波周波数オフセットΔｆが存在しても搬送波周波
数の同期をとることが可能である。

【０１０３】実施の形態３．さて、前述した実施の形態
１では、既知のパイロットシンボルが使用するサブキャ
リア周波数よりも１段大きいサブキャリア周波数と１段
小さいサブキャリア周波数でそれぞれ受信されるパイロ
ット信号のレベルを用いて第１誤差信号ＥＲＲを得るよ
うしたが、本発明は、これに限定されず、以下に説明す
る実施の形態３のように、既知のパイロットシンボルが
使用するサブキャリア周波数周辺のサブキャリア周波数
の範囲を広げて、前述した実施の形態１よりも大きい搬
送波周波数オフセットΔｆに対処できるようにしてもよ
い。

【０１０４】まず、構成について説明する。図６は本発
明の実施の形態３による搬送波周波数同期回路の一構成
例を示すブロック図であり、同図において、３は本実施
の形態３のＯＦＤＭ復調器を示している。このＯＦＤＭ
復調器３は、前述した実施の形態１によるＯＦＤＭ復調
器１と全体的には同様の構成を採用しており、ＯＦＤＭ
復調器１とは搬送波周波数同期回路１０から搬送波周波
数同期回路３０に置き換えた部分で相違する。したがっ
て、このＯＦＤＭ復調器３においては、ＯＦＤＭ復調器
１と同様の構成には同様の番号を付してその説明を省略
する。

【０１０５】搬送波周波数同期回路３０は、パイロット
シンボルが無変調の場合で、搬送波周波数オフセットΔ
ｆが前述の実施の形態１の構成では同期できないほど大
きい場合に搬送波周波数の同期をとるための構成を備え
ている。すなわち、搬送波周波数同期回路３０は、パイ
ロットシンボルを伝送するサブキャリア周波数よりも２
つ離れたサブキャリア周波数で伝送されるパイロット信
号についてもその信号レベルを第１誤差信号ＥＲＲ１生
成のために使用する。すなわち、搬送波周波数同期回路
３０には、ＦＦＴプロセッサ９７からの並列（復調信号
Ｃ₀ 〜Ｃ_N-1 ）の内で、パイロットシンボルが伝送され
るサブキャリア周波数とその周辺（上下２つずつ）のサ
ブキャリア周波数での出力が接続される。

【０１０６】搬送波周波数同期回路３０は、ＦＦＴプロ
セッサ９７に接続されるパイロットシンボルレベル検出
回路１３ｃおよびパイロットシンボルレベル検出回路１
３ｄを新たな構成として追加している。パイロットシン
ボルレベル検出回路１３ｃは、パイロットシンボルが伝
送されるサブキャリアｍよりも番号が２つ小さいサブキ
ャリアｍ−２、すなわちパイロットシンボルが伝送され
るサブキャリア周波数よりも周波数がサブキャリア間隔
の２倍だけ低いサブキャリアにおける復調出力Ｃ_m-2 を
入力して、Ｃ_m-2 に含まれるパイロット信号のレベルを
検出して検出結果を出力する。

【０１０７】また、パイロットシンボルレベル検出回路
１３ｄは、パイロットシンボルが伝送されるサブキャリ
アｍよりも番号が２つ大きいサブキャリアｍ＋２、すな
わちパイロットシンボルが伝送されるサブキャリア周波
数よりも周波数がサブキャリア間隔の２倍だけ高いサブ
キャリアにおける復調出力Ｃ_m+2 を入力して、Ｃ_m+2に
含まれるパイロット信号のレベルを検出して検出結果を
出力する。なお、これらパイロットシンボルレベル検出
回路１３ｃおよび１３ｄは、前述したパイロットシンボ
ルレベル検出回路１３ａおよび１３ｂと同様の構成を有
しているので、その構成についての説明を省略する。

【０１０８】搬送波周波数同期回路３０は、さらに、パ
イロットシンボルが受信されるサブキャリア周波数より
も下のサブキャリア周波数で受信されるパイロット信号
について信号レベルを合算する加算器３１ａと、パイロ
ットシンボルが伝送されるサブキャリア周波数よりも上
のサブキャリア周波数で伝送されるパイロット信号につ
いて信号レベルを合算する加算器３１ｂとを備えてい
る。

【０１０９】加算器３１ａは、パイロットシンボルレベ
ル検出回路１３ａと１３ｃとに接続され、加算器３１ｂ
は、パイロットシンボルレベル検出回路１３ｂと１３ｄ
とに接続される。これら加算器３１ａと３１ｂは、その
出力を減算器１７に接続させている。したがって、減算
器１７は、パイロットシンボルが受信されるサブキャリ
ア周波数よりも上のサブキャリア周波数で受信されるパ
イロット信号の総信号レベルからパイロットシンボルが
伝送されるサブキャリア周波数よりも下のサブキャリア
周波数で伝送されるパイロット信号の総信号レベルを減
算して第１誤差信号ＥＲＲ１を求める。

【０１１０】つぎに、主要な動作について説明する。図
７は誤差信号を説明する図であり、同図（ａ）は搬送波
周波数オフセットΔｆによるパイロットシンボルレベル
検出回路１３ａ，１３ｂの変化を示し、同図（ｂ）は搬
送波周波数オフセットΔｆによる第１誤差信号ＥＲＲ１
の変化を示している。パイロットシンボル検出回路１３
ａの出力は、図７（ａ）に示すように、ΔｆＴｓ＝−１
の場合に最大となって、ΔｆＴｓが−１から離れるにし
たがって小さくなるような信号の波形６０１ａである。

【０１１１】また、パイロットシンボル検出回路１３ｂ
の出力は、図７（ａ）に示すように、ΔｆＴｓ＝１の場
合に最大となって、ΔｆＴｓが１から離れるにしたがっ
て小さくなるような信号の波形６０１ｂである。これら
波形６０１ａ，６０１ｂはすでに図４で説明した波形３
０１ａ，３０１ｂと同じである。

【０１１２】新たに設けたパイロットシンボル検出回路
１３ｃに入力される信号は、パイロットシンボル検出回
路２７ａに入力される信号よりもサブキャリア周波数間
隔だけ低い周波数に対応する復調シンボルＣ_m-2 である
から、ΔｆＴｓのピークはサブキャリア周波数間隔だけ
低い周波数にシフトする波形６０１ｃとなる。

【０１１３】すなわち、波形６０１ｃは、図７（ａ）に
示すように、ΔｆＴｓ＝−２でピークとなる。同様に、
パイロットシンボル検出回路１３ｄに入力される信号
は、パイロットシンボル検出回路２７ｂに入力される信
号よりもサブキャリア周波数間隔だけ高い周波数に対応
する復調シンボルＣ_m+2 であるから、ΔｆＴｓのピーク
はサブキャリア周波数間隔だけ高い周波数にシフトする
波形６０１ｄとなる。すなわち、波形６０１ｄは、図７
（ａ）に示すようにΔｆＴｓ＝２でピークとなる。

【０１１４】その結果、減算器１７では、加算器３１ｂ
の出力信号から加算器３１ａの出力信号が減算されて、
誤差信号として図７（ｂ）の信号（波形６０２）が得ら
れる。

【０１１５】以上説明したように、本実施の形態３によ
れば、搬送波周波数同期用の誤差信号においては、搬送
波周波数オフセットΔｆが−３／Ｔｓ〜３／Ｔｓの範囲
で得られるので、搬送波周波数の同期範囲が従来例の６
倍となり、従来例やすでに説明した実施形態１では同期
できないほどの大きな搬送波周波数オフセットΔｆが存
在しても搬送波周波数の同期をとることが可能である。

【０１１６】実施の形態４．さて、前述した実施の形態
３では、パイロットシンボルが時間的に変化しない信号
（無変調信号）である場合について説明したが、本発明
は、これに限定されず、以下に説明する実施の形態４の
ように、パイロットシンボルが時間的に変化する信号
（変調信号）である場合にも適用可能である。

【０１１７】まず、構成について説明する。図８は本発
明の実施の形態４による搬送波周波数同期回路の一構成
例を示すブロック図であり、同図において、４は本実施
の形態４のＯＦＤＭ復調器を示している。このＯＦＤＭ
復調器４は、前述した実施の形態３によるＯＦＤＭ復調
器３と全体的には同様の構成を採用しており、ＯＦＤＭ
復調器３とは搬送波周波数同期回路３０から搬送波周波
数同期回路４０に置き換えた部分で相違する。したがっ
て、このＯＦＤＭ復調器４においては、ＯＦＤＭ復調器
３と同様の構成には同様の番号を付してその説明を省略
する。

【０１１８】搬送波周波数同期回路４０は、前述した搬
送波周波数同期回路３０とは、パイロットシンボルの時
間的な変化を相殺するための回路を追加した部分で相違
する。すなわち、搬送波周波数同期回路４０は、遅延検
波回路１１、パイロットシンボルレベル検出回路１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの前段にそれぞれ位相回転
回路２１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを設けてい
る。これら位相回転回路２１，２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄは、いずれも入力信号（復調出力Ｃ_m ，Ｃ
_m-1 ，Ｃ_m+1 ，Ｃ_m-2 ，Ｃ_m+2 ）に対してパイロットシ
ンボルの位相回転と逆の回転を与えてパイロットシンボ
ルの時間的な変化をうち消すものである。

【０１１９】前述した搬送波周波数同期回路３０はパイ
ロットシンボルが時間的に変化しない信号（無変調信
号）である場合に適用可能な構成であるため、無変調信
号ではない場合すなわち変調信号の場合にはそのままで
は適用できない。なぜならば、パイロットシンボルが無
変調信号でなく時間的に変化する場合には、図３（ａ）
に示した遅延検波回路出力信号の位相が固定値にはなら
ず、図３（ｂ）のように変化してしまうため、平均結果
が０となって、パイロットシンボルレベル検出回路１３
ａ，１３ｂの出力が０になってしまうからである。

【０１２０】そこで、本実施の形態４では、このように
パイロットシンボルが無変調信号でない場合に対して搬
送波周波数同期をとることができる。パイロットシンボ
ルが無変調信号でない場合には、パイロットシンボル
は、予め決められた既知のデータ系列に応じてその位相
が変化する信号となる。

【０１２１】したがって、受信側（ＯＦＤＭ復調器４）
では、このデータ系列に応じて受信シンボルの位相がど
のように変化するかが予め分かるので、遅延検波回路１
１、パイロットシンボルレベル検出回路１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄの各入力段において、位相回転回路
２１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが受信シンボル
の既知の位相変化を除去する。

【０１２２】すなわち、位相回転回路２１，２２ａ，２
２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、入力信号に対してパイロット
シンボルの位相回転と逆の回転を与えて出力する。その
結果、位相回転回路２１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２
２ｄの出力信号はパイロットシンボル成分に関してはパ
イロットシンボルが無変調である場合と同じになる。

【０１２３】これに対し、パイロットシンボルとパイロ
ットシンボル以外のシンボルとの間には相関がないの
で、パイロットシンボル以外の成分に関しては、ランダ
ムな位相変化をする信号となる。このように、遅延検波
回路１１とパイロットシンボルレベル検出回路１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの各入力段に位相回転回路２
１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを設けたので、各
位相回転回路２１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの
出力信号に含まれるパイロットシンボルは無変調とな
る。なお、遅延検波回路１１とパイロットシンボルレベ
ル検出回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄおよびそれ
以降の回路の動作については、前述した実施の形態３と
同様のため、説明を省略する。

【０１２４】以上説明したように、本実施の形態４によ
れば、実施の形態２の場合と同様に、位相回転回路によ
りパイロットシンボルの位相変化が除去されるので、前
述した実施の形態３と同様に図７（ｂ）の如く誤差信号
が得られ、搬送波周波数の同期範囲が従来例の６倍とな
る。これにより、従来例やすでに説明した実施の形態２
では同期できないほどの大きなΔｆが存在しても搬送波
周波数の同期をとることが可能である。

【０１２５】実施の形態５．さて、前述した実施の形態
１〜４では、搬送波発振器９９の制御電圧をＬＦ１８ａ
と１８ｂのいずれか一方に決定するために、補正制御回
路１９が組み込まれているが、その具体的な構成例につ
いては、言及されていない。そこで、一構成例につい
て、実施の形態５により説明する。

【０１２６】本実施の形態５の搬送波周波数同期回路
は、前述した実施の形態１〜４のいずれの構成を適用し
てもよいので、補正制御回路１９周辺の回路構成につい
ての図示を省略する。図９には、本実施の形態５による
補正制御回路の一構成例が示されている。この補正制御
回路は、図９に示したように、スイッチ５１、メモリ５
２および切換制御回路５３を備えている。

【０１２７】スイッチ５１は、切換制御回路５３から出
力される切換信号ＳＥＬに従ってその出力をＬＦ１８ａ
とＬＦ１８ｂのいずれか一方へ切り換える。メモリ５２
は、第１誤差信号ＥＲＲ１を使用する一定時間を規定す
る時間データを予め保持している。この一定時間とは、
第１誤差信号ＥＲＲ１により十分に周波数オフセットが
小さくなるのに必要な時間を表している。切換制御回路
５３は、メモリ５２にあらかじめ保持されている時間デ
ータを参照して、同期確立開始後（初期動作時）、その
時間データが示す一定時間の経過に応じて切換信号ＳＥ
Ｌをスイッチ５１へ出力する。

【０１２８】つぎに、動作について説明する。図９に示
した補正制御回路では、搬送波周波数同期の初期動作時
にはスイッチ５１はＬＦ１８ａ側にセットされている。
初期動作時には、切換制御回路５３によってメモリ５２
にあらかじめ保持されている一定時間の経過が確認され
る。その一定時間が経過した後に切換制御回路５３によ
りＬＦ１８ｂ側に切り換えるための切換信号ＳＥＬが出
力される。これにより、スイッチ５１の出力は、ＬＦ１
８ａの第１誤差信号ＥＲＲ１からＬＦ１８ｂの第２誤差
信号ＥＲＲ２に切り換えられる。

【０１２９】以上説明したように、本実施の形態５によ
れば、制御電圧の補正に使用する誤差信号の切り換えタ
イミングをメモリ５２に記憶したデータを用いて図るよ
うにしたので、第１誤差信号ＥＲＲ１による制御電圧の
補正により周波数オフセットが十分に小さくなってか
ら、第２誤差信号ＥＲＲ２による制御電圧の補正を実施
することが可能である。また、外部から切り換えタイミ
ングを与えなくても、簡単な構成でスイッチ５１を切り
換えることが可能である。

【０１３０】また、スイッチ５１により搬送波周波数の
オフセット量が一定量よりも小さくなった時のタイミン
グで使用補正量を切り換えるようにしたので、搬送波周
波数オフセットの状況に応じて適切な補正を与えること
ができる。これにより、搬送波周波数の同期確立をスム
ーズに行うことが可能である。

【０１３１】また、同期確立開始後の一定時間の経過で
スイッチ５１の切り換えタイミングを図るようにしたの
で、同期確立の際には、常に一定のタイミングで搬送波
周波数の同期動作を実現することが可能である。

【０１３２】実施の形態６．さて、前述した実施の形態
１〜４では、搬送波発振器９９の制御電圧をＬＦ１８ａ
と１８ｂのいずれか一方に決定するために、補正制御回
路１９が組み込まれているが、その具体的な構成例につ
いては、言及されていない。そこで、一構成例につい
て、前述の実施の形態５とは異なる方法を採用した実施
の形態６により説明する。

【０１３３】本実施の形態６の搬送波周波数同期回路
は、前述した実施の形態１〜４のいずれの構成を適用し
てもよいので、補正制御回路１９周辺の回路構成につい
ての図示を省略する。図１０には、本実施の形態６によ
る補正制御回路の一構成例が示されている。この補正制
御回路は、図１０に示したように、スイッチ６１とカウ
ンタ回路６２を備えている。

【０１３４】スイッチ６１は、カウンタ回路６２から出
力される切換信号ＳＥＬに従ってその出力をＬＦ１８ａ
とＬＦ１８ｂのいずれか一方へ切り換える。カウンタ回
路６２は、第１誤差信号ＥＲＲ１を使用する一定時間を
カウントする値を予め保持している。この値とは、第１
誤差信号ＥＲＲ１により十分に周波数オフセットが小さ
くなるのに必要な時間を表している。

【０１３５】つぎに、動作について説明する。図１０に
示した補正制御回路では、搬送波周波数同期の初期動作
時にはスイッチ６１はＬＦ１８ａ側にセットされてい
る。初期動作時には、カウンタ回路６２によってあらか
じめセットされた値のカウントアップもしくはカウント
ダウンが行われる。そのカウント動作が終了すると、カ
ウンタ回路６２からスイッチ６１に対してＬＦ１８ｂ側
に切り換えるための切換信号ＳＥＬが出力される。これ
により、スイッチ６１の出力は、ＬＦ１８ａの第１誤差
信号ＥＲＲ１からＬＦ１８ｂの第２誤差信号ＥＲＲ２に
切り換えられる。

【０１３６】以上説明したように、本実施の形態６によ
れば、前述した実施の形態５と同様の効果が得られるこ
とはもちろん、カウンタ回路６２を用いても、前述した
実施の形態５と同様に、第１誤差信号ＥＲＲ１による制
御電圧の補正により周波数オフセットが十分に小さくな
ってから、第２誤差信号ＥＲＲ２による制御電圧の補正
を実施することが可能である。

【０１３７】実施の形態７．さて、前述した実施の形態
１〜６では、制御電圧を補正するための誤差信号の切り
換えタイミングをあらかじめ保持する構成を設けていた
が、本発明は、これに限定されず、以下に説明する実施
の形態７のように、受信されるパイロット信号に基づい
て切り換えタイミングを得るようにしてもよい。

【０１３８】まず、構成について説明する。図１１は本
発明の実施の形態７による搬送波周波数同期回路の一構
成例を示すブロック図であり、同図において、７は本実
施の形態７のＯＦＤＭ復調器を示している。このＯＦＤ
Ｍ復調器７は、前述した実施の形態１によるＯＦＤＭ復
調器１と全体的には同様の構成を採用しており、ＯＦＤ
Ｍ復調器１とは搬送波周波数同期回路１０から搬送波周
波数同期回路７０に置き換えた部分で相違する。したが
って、このＯＦＤＭ復調器７においては、ＯＦＤＭ復調
器１と同様の構成には同様の番号を付してその説明を省
略する。

【０１３９】前述した搬送波周波数同期回路１０には、
誤差信号の切り換えのために、補正制御回路が設けられ
ていたが、搬送波周波数同期回路７０には、その補正制
御回路に替わってパイロットシンボルレベル検出回路１
３ｅ、判定回路７１およびスイッチ７２が設けられる。
パイロットシンボルレベル検出回路１３ｅは、パイロッ
トシンボルが伝送されるサブキャリアｍにおける復調出
力Ｃ_m を入力して、Ｃ _m に含まれるパイロット信号のレ
ベルを検出して検出結果を出力する。このパイロットシ
ンボルレベル検出回路１３ｅは、ＦＦＴプロセッサ９７
（復調出力Ｃ_m）に接続される。

【０１４０】判定回路７１は、パイロットシンボルレベ
ル検出回路１３ａ，１３ｂおよび１３ｅに接続され、各
信号レベルに基づいてスイッチ７２の切り換えタイミン
グを求め、その切り換えタイミングでスイッチ７２に対
して切換信号ＳＥＬを出力する。スイッチ７２は、判定
回路７１から出力される切換信号ＳＥＬに応じてその出
力をＬＦ１８ａから１８ｂへ切り換える。

【０１４１】つぎに、主要な動作について説明する。図
１１に示した搬送波周波数同期回路７０では、第１誤差
信号ＥＲＲ１を用いて搬送波周波数の同期確立が行われ
ると、先述のとおり搬送波周波数オフセットΔｆは０に
近づく。

【０１４２】その結果、図４（ａ）から明らかなよう
に、パイロットシンボルレベル検出回路１３ａ，１３ｂ
の出力信号は小さくなる。逆に、パイロットシンボルレ
ベル検出回路１３ｅの出力信号は大きくなる。そこで、
これら３つのパイロットシンボルレベル検出回路１３
ａ，１３ｂ，１３ｅの出力を観測することで、搬送波周
波数の同期状態すなわち搬送波周波数オフセットΔｆが
０に近いか否かを判定する。

【０１４３】判定回路７１では、パイロットシンボル検
出回路１３ｅの出力がパイロットシンボルレベル検出回
路１３ａ，１３ｂの出力に比べて所定値以上大きくなっ
たときのタイミングで、スイッチ７２への切換信号ＳＥ
Ｌを発生する。スイッチ７２にこの切換信号ＳＥＬが入
力されると、第１誤差信号ＥＲＲ１から第２誤差信号Ｅ
ＲＲ２への出力切り換えが行われる。

【０１４４】以上説明したように、本実施の形態７によ
れば、判定回路７１により第１誤差信号ＥＲＲ１から第
２誤差信号ＥＲＲ２への切り換え動作が自動的に行われ
るので、前述した実施の形態５や６のようにあらかじめ
切り換えタイミングを用意しておく必要がなくなり、装
置の製造過程が単純化されるという利点がある。

【０１４５】以上、この発明を実施の形態１〜７により
説明したが、この発明の主旨の範囲内で種々の変形が可
能であり、これらをこの発明の範囲から排除するもので
はない。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同期確立の基準となる信号が使用する周波数周辺の周波
数で受信された同期確立の基準となる信号の信号レベル
に基づいて求めた搬送波周波数の補正量に従って搬送波
周波数の補正制御を行い、その後で、同期確立の基準と
なる信号の位相変化量に基づいて求めた搬送波周波数の
補正量に従って搬送波周波数の補正制御を行うようにし
たので、初期の大きな搬送波周波数オフセットに対して
も正しく補正量が得られることになり、この補正量に従
って補正して搬送波周波数オフセットがある程度小さく
なってから同期確立が行われ、これにより、大きな搬送
波周波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の
同期を確立することが可能な搬送波周波数同期回路が得
られるという効果を奏する。

【０１４７】つぎの発明によれば、同期確立の基準とな
る信号が送信側で位相変化をもたないように無変調信号
として生成された場合には、搬送波信号の位相が時間的
に変化しないことから、同期確立のために、基準となる
信号が使用する周波数の上下１つずつの周波数で検出さ
れる基準となる信号の信号レベルの差分をとって補正量
を得る構成と、基準となる信号の位相変化量を補正量と
して求める構成とを用意すればよく、このような構成に
より、同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化を
もたなくても、初期の大きな搬送波周波数オフセットに
対しても正しく補正量が得られることになり、この補正
量に従って補正して搬送波周波数オフセットがある程度
小さくなってから同期確立が行われるため、大きな搬送
波周波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の
同期を確立することが可能な搬送波周波数同期回路が得
られるという効果を奏する。

【０１４８】つぎの発明によれば、同期確立の基準とな
る信号が送信側で位相変化をもつように変調信号として
生成された場合には、搬送波信号の位相が時間的に変化
することから、同期確立のために、まず位相変化を打ち
消してから基準となる信号が使用する周波数の上下１つ
ずつの周波数で検出される基準となる信号の信号レベル
の差分をとって補正量を得る構成と、まず位相変化を打
ち消してから基準となる信号の位相変化量を補正量とし
て求める構成とを用意すればよく、このような構成によ
り、同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化をも
っていても、初期の大きな搬送波周波数オフセットに対
しても正しく補正量が得られることになり、この補正量
に従って補正して搬送波周波数オフセットがある程度小
さくなってから同期確立が行われるため、大きな搬送波
周波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の同
期を確立することが可能な搬送波周波数同期回路が得ら
れるという効果を奏する。

【０１４９】つぎの発明によれば、同期確立の基準とな
る信号が送信側で位相変化をもたないように無変調信号
として生成された場合には、搬送波信号の位相が時間的
に変化しないことから、同期確立のために、基準となる
信号が使用する周波数よりも大きい周辺の複数の周波数
および小さい周辺の複数の周波数でそれぞれ検出された
基準となる信号の信号レベルの差分をとって補正量を得
る構成と、基準となる信号の位相変化量を補正量として
求める構成とを用意すればよく、このような構成によ
り、同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化をも
たなくても、基準となる信号が使用する周波数の上下１
つずつの周波数で受信される搬送波信号から補正量を得
る場合よりも幅広い搬送波周波数オフセットに対して補
正量が得られ、搬送波周波数オフセットがある程度小さ
くなってから同期確立が行われるため、より大きな搬送
波周波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の
同期を確立することが可能な搬送波周波数同期回路が得
られるという効果を奏する。

【０１５０】つぎの発明によれば、同期確立の基準とな
る信号が送信側で位相変化をもつように変調信号として
生成された場合には、搬送波信号の位相が時間的に変化
することから、同期確立のために、まず位相変化を打ち
消してから基準となる信号が使用する周波数よりも大き
い周辺の複数の周波数および小さい周辺の複数の周波数
でそれぞれ受信された搬送波信号について信号レベルの
差分をとって補正量を得る構成と、まず位相変化を打ち
消してから基準となる信号の位相変化量を補正量として
求める構成とを用意すればよく、このような構成によ
り、同期確立の基準となる信号が送信側で位相変化をも
っていても、基準となる信号が使用する周波数の上下１
つずつの周波数で受信された搬送波信号から補正量を得
る場合よりも広い搬送波周波数オフセットに対して補正
量が得られ、搬送波周波数オフセットがある程度小さく
なってから同期確立が行われるため、より大きな搬送波
周波数オフセットが存在しても確実に搬送波周波数の同
期を確立することが可能な搬送波周波数同期回路が得ら
れるという効果を奏する。

【０１５１】つぎの発明によれば、スイッチにより搬送
波周波数のオフセット量が一定量よりも小さくなった時
のタイミングで使用補正量を切り換えるようにしたの
で、搬送波周波数オフセットの状況に応じて適切な補正
を与えることができ、これにより、搬送波周波数の同期
確立をスムーズに行うことが可能な搬送波周波数同期回
路が得られるという効果を奏する。

【０１５２】つぎの発明によれば、同期確立開始後の一
定時間の経過でスイッチの切り換えタイミングを図るよ
うにしたので、同期確立の際には、常に一定のタイミン
グで搬送波周波数の同期動作を実現することが可能な搬
送波周波数同期回路が得られるという効果を奏する。

【０１５３】つぎの発明によれば、メモリに一定時間を
記憶しておき、切換制御回路によりその一定時間を参照
してスイッチの切り換えを制御するようにしたので、外
部から切り換えタイミングを与えなくても、簡単な構成
でスイッチを切り換えることが可能な搬送波周波数同期
回路が得られるという効果を奏する。

【０１５４】つぎの発明によれば、カウント回路により
あらかじめ設定された一定時間をカウントして、スイッ
チの切り換えタイミングを得るようにしたので、外部か
ら切り換えタイミングを与えなくても、簡単な構成でス
イッチを切り換えることが可能な搬送波周波数同期回路
が得られるという効果を奏する。

【０１５５】つぎの発明によれば、基準となる信号の信
号レベルが基準となる信号が使用する周波数に隣接する
少なくとも２つの周波数で検出された基準となる信号レ
ベルよりも大きくなった時のタイミングで使用補正量を
切り換えるようにしたので、あらかじめ切り換えタイミ
ングを用意しておく必要がなく、装置の製造過程を単純
化することが可能な搬送波周波数同期回路が得られると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による搬送波周波数同
期回路の一構成例を示すブロック図である。

【図２】 ＯＦＤＭ方式に使用される伝送フレームのフ
ォーマット例を示す図である。

【図３】 実施の形態１において遅延回路出力を説明す
る図であり、同図（ａ）は無変調パイロットシンボル成
分に対する遅延検波回路１４ａ，１４ｂの出力を示し、
同図（ｂ）はパイロットシンボル以外の信号成分に対す
る遅延検波回路１４ａ，１４ｂの出力を示す。

【図４】 実施の形態１において誤差信号を説明する図
であり、同図（ａ）は搬送波周波数オフセットΔｆによ
る検出されたパイロットシンボルレベルの変化を示し、
同図（ｂ）は搬送波周波数オフセットΔｆによる第１誤
差信号ＥＲＲ１の変化を示す。

【図５】 本発明の実施の形態２による搬送波周波数同
期回路の一構成例を示すブロック図である。

【図６】 本発明の実施の形態３による搬送波周波数同
期回路の一構成例を示すブロック図である。

【図７】 実施の形態３において誤差信号を説明する図
であり、同図（ａ）は搬送波周波数オフセットΔｆによ
る検出されたパイロットシンボルレベルの変化を示し、
同図（ｂ）は搬送波周波数オフセットΔｆによる第１誤
差信号ＥＲＲ１の変化を示す。

【図８】 本発明の実施の形態４による搬送波周波数同
期回路の一構成例を示すブロック図である。

【図９】 本発明の実施の形態５による搬送波周波数同
期回路の要部の一構成例を示すブロック図である。

【図１０】 本発明の実施の形態６による搬送波周波数
同期回路の要部の一構成例を示すブロック図である。

【図１１】 本発明の実施の形態７による搬送波周波数
同期回路の一構成例を示すブロック図である。

【図１２】 従来例によるＯＦＤＭ変調器とＯＦＤＭ復
調器間の関係を表す一般的な構成図である。

【図１３】 送信シンボルを説明する図であり、同図
（ａ）は直並列変換前の送信シンボルのフォーマットを
示し、同図（ｂ）は直並列変換後の送信シンボルのフォ
ーマットを示している。

【図１４】 ＯＦＤＭ変調器から出力される送信ＩＦ信
号のスペクトルを表す図である。

【図１５】 従来例による搬送波周波数同期回路を示す
ブロック図である。

【図１６】 送信ベースバンド信号波形の同相成分を示
す図である。

【図１７】 受信ベースバンド信号の遅延と相関値との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６，７ ＯＦＤＭ復調器、１０，
２０，３０，４０，７０ 搬送波周波数同期回路、１１
遅延検波回路、１２ 位相検出回路、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄ パイロットシンボルレベル検出回
路、１４ａ，１４ｂ 遅延検波回路、１５ａ，１５ｂ
平均回路、１６ａ，１６ｂ 包絡線検出回路、１７ 減
算器、１８ａ，１８ｂ ＬＦ、１９ 補正制御回路、２
１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 位相回転回路、
３１ａ，３１ｂ 加算器、５１，６１，７２ スイッ
チ、５２ メモリ、５３ 切換制御回路、６２ カウン
タ回路、７１ 判定回路。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側では、搬送波周波数の同期確立の
   ために基準となる信号を含んだ複数の信号を直交周波数
   分割多重して搬送波信号を生成し、受信側では、搬送波
   周波数の同期確立のため、前記送信側で生成された搬送
   波信号内の前記基準となる信号の状態に応じて搬送波周
   波数を補正するシステムに適用され、当該システムの受
   信側で使用される搬送波周波数同期回路において、 前記基準となる信号が使用する周波数周辺の周波数で受
   信された前記基準となる信号の信号レベルに基づいて搬
   送波周波数の補正量を求める第１発生手段と、 前記基準となる信号の位相変化量に基づいて搬送波周波
   数の補正量を求める第２発生手段と、 前記第１発生手段で求めた補正量、前記第２発生手段で
   求めた補正量の順で搬送波周波数の補正制御を行う制御
   手段と、 を備えたことを特徴とする搬送波周波数同期回路。
2. 【請求項２】 前記基準となる信号は前記送信側で位相
   変化をもたないように無変調信号として生成された信号
   であり、 前記第１発生手段は、 前記基準となる信号が使用する周波数の上下１つずつの
   周波数で受信された前記搬送波信号をそれぞれ遅延検波
   する一対の遅延検波回路と、 前記一対の遅延検波回路によりそれぞれ遅延検波された
   信号を平均化する一対の平均回路と、 前記一対の平均回路によりそれぞれ平均化された信号の
   包絡線に基づいて信号レベルを検出する一対の包絡線検
   出回路と、 前記一対の包絡線検出回路によりそれぞれ検出された信
   号レベルの差分をとって前記補正量を得る演算回路と、 を含み、 前記第２発生手段は、 前記基準となる信号を遅延検波する遅延検波回路と、 前記遅延検波回路により遅延検波された信号の位相変化
   量を検出して前記補正量を得る位相検出回路と、 を含んだことを特徴とする請求項１に記載の搬送波周波
   数同期回路。
3. 【請求項３】 前記基準となる信号は前記送信側で位相
   変化をもつように変調信号として生成された信号であ
   り、 前記第１発生手段は、 前記基準となる信号が使用する周波数の上下１つずつの
   の周波数で受信される前記搬送波信号の位相変化を除去
   する一対の第１位相回転回路と、 前記一対の第１位相回転回路によりそれぞれ位相変化を
   除去された前記搬送波信号をそれぞれ遅延検波する一対
   の遅延検波回路と、 前記一対の遅延検波回路によりそれぞれ遅延検波された
   信号を平均化する一対の平均回路と、 前記一対の平均回路によりそれぞれ平均化された信号の
   包絡線に基づいて信号レベルを検出する一対の包絡線検
   出回路と、 前記一対の包絡線検出回路によりそれぞれ検出された信
   号レベルの差分をとって前記補正量を得る演算回路と、 を含み、 前記第２発生手段は、 前記基準となる信号の位相変化を除去する第２位相回転
   回路と、 前記第２位相回転回路により位相変化を除去された前記
   基準となる信号を遅延検波する遅延検波回路と、 前記遅延検波回路により遅延検波された信号の位相変化
   量を検出して前記補正量を得る位相検出回路と、 を含んだことを特徴とする請求項１に記載の搬送波周波
   数同期回路。
4. 【請求項４】 前記基準となる信号は前記送信側で位相
   変化をもたないように無変調信号として生成された信号
   であり、 前記第１発生手段は、 前記基準となる信号が使用する周波数よりも大きい周辺
   の複数の周波数および小さい周辺の複数の周波数でそれ
   ぞれ受信された前記搬送波信号をそれぞれ遅延検波する
   複数の遅延検波回路と、 前記複数の遅延検波回路によりそれぞれ遅延検波された
   信号を平均化する複数の平均回路と、 前記複数の平均回路によりそれぞれ平均化された信号の
   包絡線に基づいて信号レベルを検出する複数の包絡線検
   出回路と、 前記複数の包絡線検出回路によりそれぞれ検出された信
   号レベルの内で、前記基準となる信号が使用する周波数
   よりも大きい周波数で検出された前記信号レベルの和と
   前記基準となる信号が使用する周波数よりも小さい周波
   数で検出された前記信号レベルの和との差分をとって前
   記補正量を得る演算回路と、 を含み、 前記第２発生手段は、 前記基準となる信号を遅延検波する遅延検波回路と、 前記遅延検波回路により遅延検波された信号の位相変化
   量を検出して前記補正量を得る位相検出回路と、 を含んだことを特徴とする請求項１に記載の搬送波周波
   数同期回路。
5. 【請求項５】 前記基準となる信号は前記送信側で位相
   変化をもつように変調信号として生成された信号であ
   り、 前記第１発生手段は、 前記基準となる信号が使用する周波数よりも大きい周辺
   の複数の周波数および小さい周辺の複数の周波数でそれ
   ぞれ受信された前記搬送波信号の位相変化を除去する複
   数の第１位相回転回路と、 前記複数の第１位相回転回路によりそれぞれ位相変化を
   除去された前記搬送波信号をそれぞれ遅延検波する複数
   の遅延検波回路と、 前記複数の遅延検波回路によりそれぞれ遅延検波された
   信号を平均化する複数の平均回路と、 前記複数の平均回路によりそれぞれ平均化された信号の
   包絡線に基づいて信号レベルを検出する複数の包絡線検
   出回路と、 前記複数の包絡線検出回路によりそれぞれ検出された信
   号レベルの内で、前記基準となる信号が使用する周波数
   よりも大きい周波数で検出された前記信号レベルの和と
   前記基準となる信号が使用する周波数よりも小さい周波
   数で検出された前記信号レベルの和との差分をとって前
   記補正量を得る演算回路と、 を含み、 前記第２発生手段は、 前記基準となる信号の位相変化を除去する第２位相回転
   回路と、 前記第２位相回転回路により位相変化を除去された前記
   基準となる信号を遅延検波する遅延検波回路と、 前記遅延検波回路により遅延検波された信号の位相変化
   量を検出して前記補正量を得る位相検出回路と、 を含んだことを特徴とする請求項１に記載の搬送波周波
   数同期回路。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、搬送波周波数のオフセ
   ット量が一定量よりも小さくなった時のタイミングで使
   用補正量を前記第１発生手段で求めた補正量から前記第
   ２発生手段で求めた補正量へ切り換えるスイッチである
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送波周波数同期回
   路。
7. 【請求項７】 前記タイミングは、同期確立開始後の一
   定時間の経過により前記スイッチへ供給されることを特
   徴とする請求項６に記載の搬送波周波数同期回路。
8. 【請求項８】 前記一定時間を記憶したメモリと、前記
   メモリに記憶された前記一定時間を参照して前記スイッ
   チの切り換えを制御する切換制御回路とをさらに有した
   ことを特徴とする請求項７に記載の搬送波周波数同期回
   路。
9. 【請求項９】 あらかじめ設定された前記一定時間をカ
   ウントするカウント回路をさらに有したことを特徴とす
   る請求項７に記載の搬送波周波数同期回路。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記基準となる信号
    が使用する周波数で受信された前記基準となる信号の信
    号レベルが前記基準となる信号が使用する周波数に隣接
    する少なくとも２つの周波数で検出された前記基準とな
    る信号の信号レベルよりも所定値以上大きくなった時の
    タイミングで使用補正量を前記第１発生手段で求めた補
    正量から前記第２発生手段で求めた補正量へ切り換える
    スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の搬送
    波周波数同期回路。