JP2000295135A - 送受信装置の発振周波数制御方式 - Google Patents

送受信装置の発振周波数制御方式

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JP2000295135A
JP2000295135A JP11095496A JP9549699A JP2000295135A JP 2000295135 A JP2000295135 A JP 2000295135A JP 11095496 A JP11095496 A JP 11095496A JP 9549699 A JP9549699 A JP 9549699A JP 2000295135 A JP2000295135 A JP 2000295135A
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JP
Japan
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oscillation frequency
oscillation
circuit
frequency
reception
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JP11095496A
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English (en)
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Hideo Ogasawara
英夫 小笠原
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NEC Mobile Communications Ltd
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NEC Mobile Communications Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用環境変化に対し常に高安定な周波数での
送受信を、低コスト及び小型容積の発振回路を使用して
行うことが可能な送受信装置の発振周波数制御方式を提
供する。 【解決手段】 電波を送受信する送受信部と、前記送受
信部の送受信周波数を生成する発振回路と、基準電波の
受信可能時に、該基準電波の受信周波数を基準として前
記発振回路の発振周波数の誤差が零になるように補正す
る発振周波数制御回路とを備えた送受信装置において、
前記発振周波数制御回路の補正によって前記発振周波数
の誤差が零になったときの補正量とそのときの複数の発
振周波数変動要因の条件値とを組み合わせてテーブルに
記憶する記憶制御手段を設け、前記基準電波の受信不可
能時には、その時の前記条件値に対する補正量を前記テ
ーブルから読み出し、この補正量に基づいて前記発振回
路の発振周波数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ムにおける移動局送受信装置などに用いられる送受信装
置の発振周波数制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の分野で高安定な発振周波
数制御を実現する方式としては、例えば特開平9−14
8927号公報に開示されたものがあった。図2は、上
記公報に開示された従来の発振周波数制御回路の構成を
示すブロック図である。この発振周波数制御回路によれ
ば、温度検出部111で回路周囲温度を検出し、その温
度検出信号をA/D変換器112でデジタル化する。記
憶部113では、その温度に対して予め記憶していた温
度補償情報を出力し、CPU115に入力する。一方、
周波数カウンタ114で受信周波数IFを測定し、その
出力をCPU115に入力する。CPU115では、周
波数カウンタ114の出力から離調周波数Δfを算出し
て、記憶部113から入力した温度補償情報と加算し、
その演算結果をD/A変換器116でアナログ化した
後、その出力でVCO(電圧制御水晶発振器)117を
制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発振周波数制御方式を用いた移動局送受信装置で
は、次のような問題点があった。 (1)送受信周波数の基準となる基地局からの電波の受
信(受信周波数IF)を常時必要とするため、この電波
を常時受信ができないプレストーク通信方式における移
動局送信時、あるいは基地局エリア外にて他の移動局と
移動局同士で送受信を行う場合には、高安定度な周波数
での送受信を行うことができない。 (2)周波数制御のために自装置が持っている補償情報
としては、記憶部113に予め記憶させていた発振回路
周辺の周囲温度による補償情報のみである。回路に電源
投入が開始された後、回路を構成する各部品に動作電流
が流れることによって生ずる部品内部発熱により、電流
が流れ始めてから時間経過とともに部品特性値に変動が
生ずるが、この部品特性値の変動による発振周波数変動
分については補償することができない。つまり、この部
品特性値の変動は、部品内部発熱に関わる初期変化であ
るため、周囲温度変化の検出回路(温度検出部111)
では検出補正不可能な変動要素である。 (3)周波数制御のために自装置が持っている補償情報
が、予め記憶させていた発振回路周辺の周囲温度による
補償情報のみであるため、装置製造後の部品特性値の長
期的経年変化による周波数変動について補償制御を行う
ことができない。従って、上記従来の発振周波数制御方
式を用いた移動局送受信装置では、基地局からの電波を
常時受信できない場合や、装置製造後の長期間経過した
場合、及び装置電源投入初期時点においては、高安定度
な周波数で送受信を行うことができないという問題があ
った。
【0004】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、使用環境変化
に対し常に高安定な周波数での送受信を、低コスト及び
小型容積の発振回路を使用して行うことが可能な送受信
装置の発振周波数制御方式を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明である送受信装置の発振周波数
制御方式では、電波を送受信する送受信部と、前記送受
信部の送受信周波数を生成する発振回路と、基準電波の
受信可能時に、該基準電波の受信周波数を基準として前
記発振回路の発振周波数の誤差が零になるように補正す
る発振周波数制御回路とを備えた送受信装置において、
前記発振周波数制御回路の補正によって前記発振周波数
の誤差が零になったときの補正量とそのときの複数の発
振周波数変動要因の条件値とを組み合わせてテーブルに
記憶する記憶制御手段を設け、前記基準電波の受信不可
能時には、その時の前記条件値に対する補正量を前記テ
ーブルから読み出し、この補正量に基づいて前記発振回
路の発振周波数を制御することを特徴とする。
【0006】請求項2に係る発明である送受信装置の発
振周波数制御方式では、上記請求項1に係る発明におい
て、前記記憶制御手段の記憶動作は周期的に行い、前記
テーブル中の前記条件値に対する補正値に変化があった
ときには、最新の補正値に書き換えることを特徴とす
る。
【0007】請求項3に係る発明である送受信装置の発
振周波数制御方式では、上記請求項1または請求項2に
係る発明において、前記発振周波数変動要因は、前記発
振回路の周囲温度、前記発振回路の回路電圧、及び電源
投入後経過時間としたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の一形態に
係る移動局送受信装置の要部構成を示すブロック図であ
る。
【0009】この移動局送受信装置10は、高安定な発
振回路を有する基地局50からの電波RFをアンテナ1
より受信する受信部11を備えている。基地局50から
の電波RFには、移動局に対して、周波数基準となる基
地局50からの電波であることを認識させるための信号
を制御信号に付加し、他の移動局などからの電波と区別
できるようになっている。受信部11は、中間周波回路
及び復調回路を有している。
【0010】基地波認識部12は、受信部11によって
復調された電波RFの制御信号を解読し、基地局50か
らの信号であるか否かを判定する回路であり、この基地
波認識部12の認識結果によってスイッチ回路13,1
4は動作する(本図においては基地局50からの電波が
受信されている状態を示す)。また、受信部11にスイ
ッチ回路13を介して接続されたAFC回路15は、基
地局50の周波数IFに対する自装置の受信周波数誤差
の認識を行い、且つその誤差を零とするように自装置内
の原発振回路(VCXO16)を制御するためのAFC
信号を出力する回路である。ここで、原発振回路は、送
受信周波数を生成する為の基準原発振回路であり、一例
としては電圧制御水晶発振器(VCXO)16を用い、
AFC回路15またはD/A変換器25からのAFC信
号で発振周波数を制御する。
【0011】そして、シンセサイザ部17は、VCXO
16の回路出力を基準周波数として送受信周波数を生成
し、送信部18及び受信部11へ出力する。一方、VC
XO16の近傍には、その周囲温度を検出する温度検出
器19が設置され、さらにVCXO16の回路電圧を検
知する電圧検知回路20が設けられている。A/D変換
器22は、これら温度検出器19及び電圧検知回路20
の検知出力、並びにAFC回路15からのAFC信号で
あるアナログ信号をCPU23で処理をするためのディ
ジタル信号に変換する。CPU23は、各回路と信号を
制御処理する。
【0012】また、装置電源投入後の経過時間(数分間
程度)を計測するための時間カウンタ21が設けられて
いる。この時間カウンタ21は、装置に電源投入が開始
された後、装置を構成する各部品に動作電流が流れるこ
とによって生ずる部品内部発熱により、電流が流れ始め
てから時間経過とともに部品特性値に変動が生ずるが、
この部品特性値の変動による発振周波数偏差補正に対応
のために利用する。つまり、部品内部発熱に関わる初期
変化のため、温度検出器19による周囲温度検出では補
正できない変動要素を補正するものである。
【0013】そして、不揮発性メモリ等からなる記憶部
24は、温度検出器19、電圧検知回路20及び時間カ
ウンタ21の出力値をパラメータとした発振周波数補正
値(AFCディジタル信号)をテーブル上に記憶してい
る。D/A変換器25は、CPU23の命令により、記
憶部24のテーブルから読み出されたAFCディジタル
信号をアナログ信号に変換し、AFC信号としてスイッ
チ回路14を介してVCXO16へ出力するようになっ
ている。
【0014】次に、上記構成の移動局送受信装置の動作
(A),(B)を説明する。 (A)基地局電波受信可能時の動作 基地局50からの電波RFを移動局送受信装置にて受信
し、受信部11の復調回路などの出力DEMから、基地
局50の周波数に対する自装置の受信周波数誤差の認識
を基地波認識部12で行い、その誤差を零とするように
自装置の発振回路であるVCXO16の発振周波数が制
御される。
【0015】そして、前記の周波数誤差が零となったと
きのAFC信号レベルと、発振周波数変動の要因である
周囲温度、回路電圧、及び電源投入後の経過時間(数分
間程度:回路部品内部温度に関係)を、それぞれ温度検
出器19、電圧検知回路20及び時間カウンタ21によ
り取得し、その値をCPU23にて読み取る。CPU2
3は、それぞれの変動要因パラメータの組み合わせにお
けるAFC信号レベルをテーブルとして記憶部24に記
憶する。
【0016】以上の動作を、基地局50からの電波RF
が受信されている間において周期的に実施し、テーブル
の各パラメータに対するAFC値に変化があった場合
は、テーブルAFC値を書き換えて、常に最新AFC値
を記憶しておく。
【0017】(B)基地局電波受信不可能時の動作 次に、基地局50からの電波RFが受信されない状態、
つまり基地局50からの電波RFであることを認識する
ための信号が受信されない状態で、移動局にて送信もし
くは受信する場合、例えば本移動局がプレストーク通信
方式の場合の移動局送信時、あるいは本移動局が基地局
エリア外にて他の移動局と移動局同士で送受信を行う場
合には、CPU23にてそのときの温度等各パラメータ
に対するAFC値を記憶部24のテーブルから読み出
し、D/A変換器25でD/A変換してAFC信号とし
て出力し、VCXO16の発振周波数を制御する。
【0018】なお、VCXO16からなる発振回路は、
送受信周波数の生成回路において共通の回路としている
ので、本実施形態の高安定度に制御された発振周波数は
送信時にも適応されているのは言うまでもない。
【0019】このように本実施形態では、高安定な発振
を行っている基地局50からの電波RFを受信している
間は、受信周波数を基準として自動的に自装置の発振周
波数誤差を零になるように補正するとともに、零になっ
たときの補正量と、そのときの周囲温度、回路電圧、電
源投入後経過時間などの条件を記憶し、かつ変化があれ
ば記憶値を最新値に更新し、基地局50からの電波RF
の受信がなくなった後に送受信する場合であっても、そ
のときの周囲温度、回路電圧、電源投入後経過時間など
の条件に対して記憶されている最新の周波数補正量を読
み出し、発振回路の周波数を制御する。
【0020】これにより、移動局において、送受信周波
数の基準となる基地局50からの電波RFが受信されて
いるときのみならず、受信されない状態、たとえばプレ
ストーク通信方式の場合の移動局送信時、あるいは基地
局50のエリア外にて他の移動局と移動局同士で送受信
を行う場合にあっても、高安定度な周波数での送受信を
行うことができる。
【0021】さらに、装置電源投入初期時点や、温度等
の使用環境変化、特に長期間の経年変化に対し、単体と
しては低性能の発振器(回路)を採用しても、常に、高
安定度な周波数での送受信を行うことができるので、次
のような効果を奏する。 (1)コスト面で非常に高価な高安定度性能の発振器で
ある必要がなくなり、装置の低コスト化を図ることがで
きる。 (2)形状寸法面で大型となる高安定度性能の発振器で
ある必要がなくなり、装置の小型化を図ることができ
る。 (3)消費電力の大きな高安定度性能の発振器である必
要がなくなり、装置の低消費電力化が図られるので、携
帯無線機においてはバッテリの容量低減化により、コス
ト、形状寸法容積の低減化が実現する。
【0022】なお、上記実施形態では、基地波認識部1
2、スイッチ回路13,14、AFC部15、時間カウ
ンタ21、A/D変換器22、CPU23、記憶部2
4、及びD/A変換器15の回路は、本来送受信装置に
具備する信号制御処理回路部と兼用すること、あるいは
1チップLSI構成とすることが可能である。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1乃
至請求項3に係る発明によれば、送受信周波数の基準と
なる基準電波が受信されているときのみならず、受信さ
れない状態で送受信を行う場合にあっても、高安定度な
周波数での送受信を行うことが可能になる。また、装置
電源投入初期時点や温度等の使用環境変化、特に長期間
の経年変化に対し、発振周波数安定度が低い発振回路を
用いた場合であっても、総合特性として常に高安定な周
波数での送受信を行うことができる。したがって、低コ
スト及び小容積の送受信装置を実現することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の一形態に係る移動局送受信装
置の要部構成を示すブロック図である。
【図2】 従来の発振周波数制御回路の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 アンテナ 10 移動局送受信装置 11 受信部 12 基地波認識部 13,14 スイッチ回路 15 AFC回路 16 VCXO 17 シンセサイザ部 18 送信部 19 温度検出器 20 電圧検知回路 21 時間カウンタ 22 A/D変換器 23 CPU 24 記憶部 25 D/A変換器 50 基地局 RF 基地局50からの電波
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J103 AA05 AA07 CB07 DA08 DA27 DA46 GA12 HE06 JA09 JA19 5J106 AA01 BB01 CC02 EE02 GG01 HH01 KK12 KK31 5K011 DA06 DA26 EA01 GA06 JA01 KA13 5K020 DD11 DD22 GG04 GG22

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波を送受信する送受信部と、前記送受
    信部の送受信周波数を生成する発振回路と、基準電波の
    受信可能時に、該基準電波の受信周波数を基準として前
    記発振回路の発振周波数の誤差が零になるように補正す
    る発振周波数制御回路とを備えた送受信装置において、 前記発振周波数制御回路の補正によって前記発振周波数
    の誤差が零になったときの補正量とそのときの複数の発
    振周波数変動要因の条件値とを組み合わせてテーブルに
    記憶する記憶制御手段を設け、 前記基準電波の受信不可能時には、その時の前記条件値
    に対する補正量を前記テーブルから読み出し、この補正
    量に基づいて前記発振回路の発振周波数を制御すること
    を特徴とする送受信装置の発振周波数制御方式。
  2. 【請求項2】 前記記憶制御手段の記憶動作は周期的に
    行い、前記テーブル中の前記条件値に対する補正値に変
    化があったときには、最新の補正値に書き換えることを
    特徴とする請求項1記載の送受信装置の発振周波数制御
    方式。
  3. 【請求項3】 前記発振周波数変動要因は、前記発振回
    路の周囲温度、前記発振回路の回路電圧、及び電源投入
    後経過時間としたことを特徴とする請求項1または請求
    項2記載の送受信装置の発振周波数制御方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6968162B2 (en) 2001-03-28 2005-11-22 Nec Corporation Satellite communication transmission control system and small aperture terminal
JP2007134922A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Hitachi Kokusai Electric Inc 無線装置

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Effective date: 20011211