JP3327152B2

JP3327152B2 - 自動周波数制御回路

Info

Publication number: JP3327152B2
Application number: JP34582796A
Authority: JP
Inventors: 隆浅原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH10190758A; CA2206386C; US5917864A; CA2206386A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は衛星通信や移動体
通信、移動体衛星通信で用いられるディジタル変復調に
おいて、受信信号の周波数偏差やドップラーなどによる
周波数変動を補正し、受信信号の周波数変動に追従する
自動周波数制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、衛星通信や移動体通信、移動体衛
星通信ではディジタル変復調の研究が活発に行われてい
る。特に、移動体通信という環境では、受信信号は激し
いフェージングを受けた状態で信号が受信されることに
なり、このようなフェージング環境下でも安定して復調
動作を行うために、同期検波よりも遅延検波が一般的に
よく用いられる。しかしながら、遅延検波では、受信信
号に周波数偏差があると特性が急激に劣化するという欠
点があるため、この周波数偏差を補正する必要があり、
このため自動周波数制御回路が必要となる。

【０００３】以下、従来の自動周波数制御回路を図に従
って説明する。図１４に、４相ＰＳＫ変調信号を用いる
システムにおける従来の自動周波数制御回路の構成例を
示す。図において、１０は位相回転部、１１ａ，１１ｂ
はＬＰＦ、１２は角度変換部１２０および位相遅延検波
部１２１からなる位相差検出部と、１３は変調成分除去
部、１４は平均化フィルタ部、１５は積分器、１６は座
標変換部である。

【０００４】次に動作について説明する。まず、受信さ
れた信号はダウンコンバート及び位相がπ／２だけずれ
たローカル発振器により直交検波されて、ベースバンド
信号であるＩ，Ｑｃｈデータに変換される。検波された
Ｉ,Ｑｃｈデータのベースバンド信号は、位相回転部１
０に入力され、座標変換部１６からの出力である周波数
偏差を補正する信号により位相回転される。位相回転部
１０より出力されたベースバンド信号は、ＬＰＦ部１１
ａ，１１ｂによりフィルタリングされた後位相差検出部
１２に入力して、角度変換部１２０により位相に変換さ
れ、続いて位相遅延検波部１２１で１シンボルだけ遅延
したベースバンド信号との位相遅延検波、すなわち位相
差が検出される。

【０００５】位相遅延検波部１２１により検出された位
相差は、変調成分除去部１３によりベースバンド信号の
変調成分が除去され、１シンボル間に周波数偏差によっ
て回転した位相量が検出される。変調成分除去部１３に
より出力された信号は、平均化フィルタ部１４により雑
音成分などを除去するために平均化される。このように
平均化フィルタ部１４により出力された信号は１シンボ
ル間に周波数偏差によって回転した位相量を表している
ことになり、遅延検波による受信信号の１シンボル遅延
量をＴｓとし、そのときに検出された変調成分除去後の
位相差Δθ、周波数偏差Δｆとすると、以下の式のよう
になり、検出された位相量から周波数偏差を検出するこ
とができる。

【０００６】Δθ＝２πΔｆＴｓ

【０００７】平均化フィルタ部１４により出力された信
号は、積分器１５により位相回転のための信号を生成す
るために積分される。積分器１５により積分された信号
は、座標変換部１６により直交信号に変換され位相回転
部１０に入力される。すなわち、位相回転部１０におい
て、検出された周波数偏差を打ち消すように受信信号に
対して位相回転を行うことにより、受信信号の持つ周波
数偏差を補正することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、衛星通信や
移動体通信、移動体衛星通信等でよく使われる変調方式
である４相ＰＳＫ変調の場合、受信信号から周波数偏差
を検出するために変調成分を除去するには４逓倍する必
要がある。このため、受信信号から検出できる周波数偏
差の検出範囲は、１シンボル遅延検波を用いた場合シン
ボルレートの±１／８以内に制限されることになるの
で、前記のように構成された従来の自動周波数制御回路
において、シンボルレートの±１／８を超える周波数偏
差が発生した場合には、受信信号を正常な位相制御点に
引き込むことができない、という課題があった。

【０００９】また、いったん受信信号を捕捉した後にド
ップラー変動等による周波数偏差が発生した場合、自動
周波数制御回路によりその周波数偏差に追従することに
なるが、その周波数追従範囲は平均化フィルタ部により
出力される信号の最大値により制限されることになる。
このため、ドップラー変動等による周波数偏差がその追
従範囲を超える場合には、受信信号の周波数偏差に追従
することができなくなる、という課題があった。

【００１０】そこで、この発明は前記課題を解決するた
めになされたもので、受信信号が正しい位相制御点に引
き込むことができる範囲を越える周波数偏差があって
も、受信信号を正常な位相制御点に引き込むことができ
ると共に、周波数偏差が平均化フィルタ部の追従範囲を
超える場合でも受信信号の周波数偏差に追従することが
できる自動周波数制御回路を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、受信信号に対して一定時間だけ遅延し
た信号との位相差を検出し、その位相差を平均化した信
号に基づいて送信信号に対する前記受信信号の周波数偏
差を補正するようにした自動周波数制御回路において、
前記受信信号中に含まれる同期語に基づいて受信信号が
どの領域で検出されたか否かを判断する検出領域判断部
と、前記検出領域判断部によって判断された受信信号の
検出領域に基づいて前記受信信号を正しい位相制御点に
より捕捉できたか否かを判定する捕捉判定部と、前記捕
捉判定部によって前記受信信号が正しく捕捉できていな
いと判定された場合には、前記受信信号の検出領域が所
定の検出領域と一致するように前記周波数偏差の補正量
を制御する周波数偏差制御部とを備えたものである。

【００１２】また、次の発明では、受信信号に対して一
定時間だけ遅延した信号との位相差を検出し、その位相
差を平均化した信号に基づいて送信信号に対する前記受
信信号の周波数偏差を補正して、その補正された受信信
号に基づいてシンセサイザの発振周波数を制御するよう
にした自動周波数制御回路において、前記周波数偏差量
を検出する周波数偏差検出部と、前記周波数偏差検出部
によって検出された周波数偏差量と所定の最大周波数偏
差量とを比較する比較部と、前記受信信号中に含まれる
同期語を検出し、その検出結果に基づいて同期状態を判
定する同期判定部と、前記同期判定部によって同期状態
にあると判断され、且つ、前記比較部によって前記検出
された周波数偏差量が前記所定の最大周波数偏差量を超
えていると判断された場合には、前記検出された周波数
偏差量が前記所定の最大周波数偏差量を越えないように
前記シンセサイザを制御するシンセサイザ制御部とを備
えたものである。

【００１３】また、次の発明では、検出領域判断部によ
って判断された受信信号の検出領域に基づいて前記受信
信号を正しい位相制御点により捕捉できたか否かを判定
する捕捉判定部と、前記捕捉判定部によって前記受信信
号が正しく捕捉できていないと判定された場合には、前
記受信信号の検出領域が所定の検出領域と一致するよう
に前記周波数偏差の補正量を制御する周波数偏差制御部
と、前記受信信号に含まれる同期語の検出及び同期状態
の確立を判定する同期判定部と、前記同期判定部によっ
て同期状態が確立されていないと判定された場合には前
記捕捉判定部に判定させて、前記周波数偏差制御部を動
作させる一方、同期状態が確立されていると判定された
場合には比較部に比較させてシンセサイザ制御部を動作
させる切換部と、をさらに備えたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１に、４相ＰＳＫ変調信号を用いるシ
ステムにおける実施の形態１の自動周波数制御回路の構
成例を示す。なお、従来のものと同一のものには、同一
符号を付して説明するものとする。図において、１０は
位相回転部、１１ａ、１１ｂはＬＰＦ、１２は角度変換
部１２０および位相遅延検波部１２１からなる位相差検
出部と、１３は変調成分除去部、１４は平均化フィルタ
部、１５は積分器、１６は座標変換部である。また、２
０は符号判定部、２１は検出領域判断部、２２は捕捉判
定部、２３は周波数偏差制御部である。

【００１５】図２に、検出領域判断部２１の構成の一例
を示す。図において、２１１は正しい位相制御点に対し
±４５°の領域であるＩ+Ｑ+領域にある同期語と相関を
取った場合、相関度が最大になるＩ+Ｑ+相関器、２１２
は正しい位相制御点から＋９０°位相のずれた位相制御
点に対し±４５°の領域であるＩ-Ｑ+領域にある同期語
と相関を取った場合、相関度が最大になるＩ-Ｑ+相関
器、２１３は正しい位相制御点から−９０°位相のずれ
た位相制御点に対し±４５°の領域であるＩ+Ｑ-領域に
ある同期語と相関を取った場合、相関度が最大になるＩ
+Ｑ-相関器、２１４は正しい位相制御点から±１８０°
位相のずれた位相制御点に対し±４５°の領域であるＩ
-Ｑ-領域にある同期語と相関を取った場合、相関度が最
大になるＩ-Ｑ-相関器、２１５は各相関器２１１〜２１
４からの同期語パターンと相関度出力との最大値を判定
する最大値判定部である。

【００１６】図３に、平均化フィルタ部１４の構成の一
例を示す。図において、１４０は乗算器、１４１はゲイ
ン生成部、１４２，１４４は加算器、１４３は遅延器で
ある。この平均化フィルタ１４は非常に簡単な巡回加算
型のフィルタを構成している。

【００１７】次に動作について説明する。まず、受信さ
れた信号はダウンコンバート及び直交検波されて、ベー
スバンド信号であるＩ,Ｑｃｈデータに変換される。検
波されたＩ,Ｑｃｈデータのベースバンド信号は位相回
転部１０に入力され、座標変換部１６からの出力である
周波数偏差補正のための制御信号により位相回転され
る。位相回転部１０より出力されたベースバンド信号は
ＬＰＦ部１１ａ、１１ｂによりフィルタリングされた
後、位相差検出部１２により位相差が検出される。つま
り、位相差検出部１２では、ＬＰＦ部１１ａ、１１ｂに
よりフィルタリングされたベースバンドのＩ、Ｑ信号を
角度変換部１２０が角度変換して位相データにした後、
位相遅延検波部１２１が１シンボルだけ遅延した信号と
の位相遅延検波を行なうことにより位相差を検出する。

【００１８】位相差検出部１２により検出された位相差
は、変調成分除去部１３によりベースバンド信号の変調
成分が除去される。変調成分除去部１３により出力され
た信号は、平均化フィルタ部１４により雑音成分などを
除去するために平均化される。平均化フィルタ部１４に
より出力された信号は積分器１５により位相回転のため
の信号を生成するために積分される。積分器１５により
積分された信号は座標変換部１６により直交信号に変換
され位相回転部１０に入力される。

【００１９】一方、位相差検出部１２からの信号は、符
号判定部２０により複号されて複号データとなり、検出
領域判断部２１に入力する。検出領域判断部２１では、
図２に示すように、Ｉ+Ｑ+相関器２１１、Ｉ-Ｑ+相関器
２１２、Ｉ+Ｑ-相関器２１３、Ｉ-Ｑ-相関器２１４で
は、それぞれ、送信されてきた送信データ中に含まれる
同期語パターンに対してＩ+Ｑ+領域、Ｉ-Ｑ+領域、Ｉ+
Ｑ-領域、Ｉ-Ｑ-領域との相関処理を行なって相関度を
出力し、続いて最大値判定部２１５がどの相関器２１１
〜２１４からの相関度出力が最大になったかを判定し
て、どの領域で検出された否かを判定する。そして、捕
捉判定部２２は、例えば図４に示すようにして、その受
信信号の検出領域が所定の検出領域と一致するか否かを
判断して、受信信号を正しい位相制御点に基づいて捕捉
できたか否かを判定する。

【００２０】図４に、捕捉判定部２２の判定領域の一例
を示す。具体的には、図４に示すように、受信信号の周
波数偏差量がシンボルレートＴｓの±１／８以内である
場合には、その受信信号はＩ+Ｑ+領域で検出されたこと
になるので、Ｉ+Ｑ+相関器２１１の相関度出力が最大と
なり、この自動周波数制御回路は正しい位相制御点で周
波数制御を行うことができる。このため、この場合、捕
捉判定部２２は、受信信号を正しい位相制御点で受信で
きたものと判定する。

【００２１】これに対し、周波数偏差量がシンボルレー
トＴｓの±１／８以上であり、受信信号がＩ-Ｑ+領域、
Ｉ+Ｑ-領域、Ｉ-Ｑ-領域で検出された場合には、変調成
分除去部１３による変調成分除去のため正しい位相制御
点で周波数制御を行うことができず、誤った位相制御点
で周波数制御が行われることになる。このため、この場
合、捕捉判定部２２は、誤った位相制御点で周波数制御
が行われているものと判定する。

【００２２】そして、周波数偏差制御部２３は、捕捉判
定部２２によって誤った位相制御点で周波数制御が行わ
れていると判定されると、検出領域判断部２１によって
判断された受信信号の検出領域に基づいて、その受信信
号の検出領域が正しい位相制御点の領域にくるように補
正する周波数偏差の制御量を求め、その制御量に応じた
値を平均化フィルタ部１４の出力値に加算することによ
り正しい位相制御点で制御が行われるように周波数偏差
量を補正する。例えば、＋９０度位相がずれた制御点で
周波数制御が行われていると判断された場合には、正し
い位相制御点で周波数制御が行われるようにシンボルレ
ートＴｓの−１／４に対応した周波数制御量だけ平均化
フィルタ部１４の出力値を補正するようにする。する
と、平均化フィルタ部１４は、上述の通り図３に示すよ
うに非常に簡単な巡回加算型のフィルタを構成してお
り、その加算結果に前記の周波数偏差の補正量に対応し
た周波数制御量が加算されるので、誤った位相制御点で
周波数制御が行われていたものを正しい位相制御点で周
波数制御が行われるように補正することが可能となる。

【００２３】従って、この実施の形態１による自動周波
数制御回路によれば、受信信号が正しい位相制御点に引
き込むことができる範囲を超える周波数偏差があって
も、検出領域判断部２１の同期語検出結果を用いて平均
化フィルタ部１４の出力値を制御するという簡単な方法
で正しい位相制御点に引き込むことが可能となり、実質
的に自動周波数制御回路の周波数引き込み範囲を拡大す
ることが可能となる。なお、この実施の形態１では、４
相ＰＳＫ変調を仮定したが、Ｎ相ＰＳＫ変調（Ｎ＝２、
４、８etc）でも実現可能である。

【００２４】実施の形態２．実施の形態１では、位相差
検出部１２の構成を図１に示す通りの構成としたが、こ
の実施の形態２では、位相差検出部の構成を図５に示す
ように構成したもので、それ以外の構成は、図１に示す
前記実施の形態１の構成と同じである。

【００２５】図５に、この実施の形態２の位相差検出部
２４の構成を示す。図において、この実施の形態２の位
相差検出部２４は、複素乗算により遅延を検波した後、
角度変換を行なうもので、角度変換部１２０の前に、複
素乗算部１２２ａ、遅延器１２２ｃからなる複素乗算遅
延検波部１２２を設けたことを特徴とするものである。
ここで、複素乗算検波部１２２の複素乗算部１２２ａに
おける演算処理を示すと、次の数１式となり、角度変換
を行なう前に位相差が検出されることが分かる。ただ
し、数１式中、ＩはＩｃｈデータ、ＱはＱｃｈデータ、
Ｉ’，Ｑ’はそれぞれ遅延器１２２ｃにより遅延された
Ｉｃｈデータ、Ｑｃｈデータを、また、θ，θ’はそれ
ぞれθ＝ｔａｎ^ー1（Ｑ／Ｉ），θ’＝ｔａｎ^ー1（Ｑ’／
Ｉ’）で示されるように位相を表わしている。

【００２６】

【数１】

【００２７】そして、位相差が検出された後、角度変換
部１２０が角度への変換を行なうので、この実施の形態
２の位相差検出部２４からの出力は、実施の形態１の位
相差検出部１２からの出力と同じになり、その他の構成
は実施の形態１と同じなので、前記実施の形態１と同等
の効果が得られる。

【００２８】実施の形態３．図６に、４相ＰＳＫ変調信
号を用いるシステムにおける実施の形態３の自動周波数
制御回路の構成例を示す。この実施の形態３の自動周波
数制御回路は、平均化フィルタ部１４の出力を直接位相
差検出部１２に入力させるように構成したものである。
このため、図１に示す実施の形態１の自動周波数制御回
路の構成から、積分器１５、座標変換部１６、および位
相回転部１０を取り除いた構成となっており、他の構成
は、図１に示す実施の形態１のものと同じである。

【００２９】図７に、実施の形態３の位相差検出部１２
の構成を示す。図において、１２０は角度変換部、１２
１は位相遅延検波部であり、この位相差検出部１２の構
成は、前記実施の形態１や従来技術のものと同じである
が、平均化フィルタ部１４の出力の入力先を示すため位
相遅延検波部１２１の構成が詳細に示されている。つま
り、位相遅延検波部１２１は、遅延器（Ｔ）１２１ａ
と、加算器１２１ｂと、減算器１２１ｃとから構成され
ており、平均化フィルタ部１４の出力が加算器１２１ｂ
に入力するように構成されている。

【００３０】従って、この実施の形態３によれば、前記
実施の形態１等とは異なり、周波数偏差の修正を位相差
検出部１２内の位相遅延検波部１２１における遅延器１
２１ａにより遅延された信号に対して行うことなるが、
実施の形態１等と同様に、受信信号が正しい位相制御点
に引き込むことができる範囲を超える周波数偏差があっ
ても、平均化フィルタ部１４の出力値を制御するという
簡単な方法で正しい位相制御点に引き込むことが可能と
なり、実質的に自動周波数制御回路の周波数引き込み範
囲を拡大することが可能となる。

【００３１】また、この実施の形態３によれば、前記実
施の形態１のものでは必要であった積分器１５、座標変
換部１６および位相回転部１０の構成が不要となるの
で、実施の形態１の場合と比べて部品点数を削減して、
コストを低減化することができる。

【００３２】実施の形態４．この実施の形態４は、前記
実施の形態３の場合と同様に、平均化フィルタ部１４の
出力を直接位相差検出部に入力させるように構成したも
のであるが、実施の形態３とは位相差検出部の構成を変
えたものである。なお、位相差検出部以外の構成は、図
６に示す前記実施の形態３の自動周波数制御回路と同じ
であるので、位相差検出部の構成のみを説明する。

【００３３】図８に、この実施の形態４の位相差検出部
２５の構成を示す。図において、この実施の形態４の位
相差検出部２５は、複素乗算により遅延を検波した後、
角度変換を行なうもので、角度変換部１２０の前に、複
素乗算部２５２ａ、位相回転部２５２ｂ、遅延器(Ｔ)２
５２ｃおよび座標変換部２５２ｄからなる複素乗算遅延
検波部２５２を設け、平均化フィルタ部１４の出力を複
素乗算遅延検波部２５２の座標変換部２５２ｄへ入力す
るようにしたことを特徴とするものである。

【００３４】次に動作を説明する。前記実施の形態１で
は、図１に示すとおり平均化フィルタ部１４の出力は、
積分器１４および座標変換部１６を介し位相回転部１０
に入力していたが、この実施の形態４では、図８に示す
ように平均化フィルタ部１４の出力は、位相差検出部２
５内の複素乗算遅延検波部２５２の座標変換部２５２ｄ
に入力して、座標変換によりＩ，Ｑｃｈデータに変換さ
れ、位相回転部２５２ｂに入力する。位相変換部２５２
ｂでは、遅延器２５２ｃにより遅延されたＩ，Ｑｃｈデ
ータと、座標変換された周波数偏差量を平均化フィルタ
部１４からの周波数偏差量とに基づいて、実施の形態１
の位相回転部１０と同様にその周波数偏差量を打ち消す
ように補正を行なって出力する。

【００３５】そして、複素乗算部２５２ａでは、受信し
たＩ，Ｑｃｈデータと、位相回転部２５２ｂからの遅延
および周波数偏差量の打ち消されたＩ，Ｑｃｈデータと
に基づいて、Ｉ，Ｑｃｈデータそれぞれについて前記実
施の形態２と同様の複素乗算を行って位相差を求め、角
度変換部１２０がそのＩ，Ｑｃｈデータに基づいて角度
に変換する。このため、前記実施の形態１〜３と同等の
効果が得られる。

【００３６】実施の形態５．図９に、４相ＰＳＫ変調信
号を用いるシステムにおける実施の形態５の自動周波数
制御回路の構成例を示す。図において、３０は同期判定
部、３１は周波数偏差検出部と、３２は比較部、３３は
シンセサイザ制御部、３４は送受信シンセサイザ回路で
あり、その他は図１に示す実施の形態１のものと同等の
構成であるので、同一符号を付してその説明は省略す
る。

【００３７】次に動作について説明する。まず、受信さ
れた信号はダウンコンバート及び直交検波されて、ベー
スバンド信号であるＩ,Ｑｃｈデータに変換される。検
波されたＩ,Ｑのベースバンド信号は位相回転部１０に
入力され、座標変換部１６からの出力である周波数偏差
補正のための制御信号により位相回転される。位相回転
部１０より出力されたベースバンド信号はＬＰＦ部１１
ａ、１１ｂによりフィルタリングされた後、位相差検出
部１２により位相差が検出される。位相差検出部１２に
より検出された位相差は変調成分除去部１３によりベー
スバンド信号の変調成分が除去される。変調成分除去部
１３により出力された信号は平均化フィルタ部１４によ
り雑音成分などを除去するために平均化される。平均化
フィルタ部１４により出力された信号は積分器１５によ
り位相回転のための信号を生成するために積分される。
積分器１５により積分された信号は座標変換部１６によ
り直交信号に変換され位相回転部１０に入力される。

【００３８】一方、位相差検出部１２からの信号は符号
判定部２０により複号されて複号データとなる。符号判
定部２０からの出力信号は、同期判定部３０によって複
号データの中に定期的に挿入されているユニークワード
等の同期語パターンを検出し、また、その同期語検出結
果によりフレーム同期の状態を判定し、その判定結果を
シンセサイザ制御部３３へ出力する。また周波数偏差検
出部３１は、平均化フィルタ部１４からの出力により周
波数偏差量を検出し、周波数偏差検出部３１により検出
された周波数偏差は比較部３２に入力され、設定された
しきい値と比較される。

【００３９】シンセイサイザ制御部３３は、同期判定部
３０により検出された同期語検出結果と判定されたフレ
ーム同期状態、及び、比較部３２により出力された比較
結果を用いて送受信シンセサイザ回路３４の状態を制御
する。

【００４０】図１０に、この実施の形態５による受信周
波数制御処理の動作フローの一例を示す。この動作フロ
ーに基づいて動作を説明すると、まず、同期判定部３０
によりフレーム同期が確立されていると判定され、且
つ、ユニークワード（ＵＷ）が検出され（ステップ１０
００“ＹＥＳ”）、さらに比較部３２からの周波数偏差
検出部３１により検出された周波数偏差量としきい値と
の比較結果より、検出された周波数偏差量が自動周波数
制御回路で制御可能な周波数偏差のしきい値を越えたと
判断された場合には（ステップ１０１０“ＹＥＳ”）、
シンセサイザ制御部３３は以下の動作を行う。

【００４１】つまり、シンセサイザ制御部３３は、ま
ず、保存されている周波数偏差量に今回検出された周波
数偏差量を加算して新たな周波数偏差量とし（ステップ
１０２０）、チャネル周波数に対して今回計算された周
波数偏差量だけずらして送受信シンセサイザ回路３４に
設定し（ステップ１０３０）、今回計算された周波数偏
差量をメモリなどに保存させる（ステップ１０４０）。
次に、送受信シンセサイザ回路３４に周波数を設定し
て、周波数がロックオンされたか否かを確認（ステップ
１０５０）、周波数のロックオンを確認できた場合には
（ステップ１０５０“ＹＥＳ”）、その後自動周波数制
御回路の各部をリセットし、再び自動周波数制御動作を
開始する（ステップ１０６０）。

【００４２】従って、この実施の形態５によれば、回線
を捕捉した後ドップラー変動などにより受信信号に自動
周波数制御回路で制御不可能となる大きな周波数偏差が
発生したとしても、そのような大きな周波数偏差がなく
なるようにシンセサイザ制御部３３が送受信シンセサイ
ザ回路３４を制御することにより周波数偏差に追従する
ことが可能となり、実質的に自動周波数制御回路の周波
数追従範囲を拡大することが可能となる。

【００４３】また、フレーム同期が確立され、かつ、ユ
ニークワードなどの同期語が検出されたときの周波数偏
差量を利用するため、誤った周波数制御が行われる可能
性を小さくすることができる。

【００４４】なお、この実施の形態５では、位相回転部
１０をＬＰＦ部１１ａ、１１ｂの前段に配置して平均化
フィルタ部１４の出力を積分器１５や座標変換部１６を
介し位相回転部１０へフィードバックする構成とした
が、図６および図７に示す実施の形態３や図８に示す実
施の形態４のように、平均化フィルタ部１４の出力を位
相差検出部１２へ戻すように構成してもよい。

【００４５】実施の形態６．この実施の形態６では、自
動周波数制御回路の構成は、図９に示す前記実施の形態
５の同等であり、シンセサイザ制御部３３による送受信
シンセサイザ回路３４の制御処理が異なるだけであるの
で、図９に示す実施の形態５の構成に基づいてシンセサ
イザ制御部におけるシンセサイザ制御処理を中心に説明
するものとする。

【００４６】図１１に、この実施の形態６による送信周
波数制御処理の動作フローの一例を示す。この動作フロ
ーに基づいて動作を説明すると、まず、同期判定部３０
によりフレーム同期が確立されていると判定され、且
つ、ユニークワードが検出された場合には(ステップ２
０００“ＹＥＳ”)、さらに比較部３２が周波数偏差検
出部３１からの今回検出された周波数偏差量と保存され
ている前回検出された周波数偏差量との差を計算して
（ステップ２０１０）、シンセサイザ制御部３３はその
計算結果（ΔＦ）が周波数を制御する所定のしきい値以
上となるか否かを判断する（ステップ２０２０）。

【００４７】ここで、シンセサイザ制御部３３は、比較
部３２の計算結果（ΔＦ）が所定の周波数制御しきい値
以上であると判断した場合には（ステップ２０２０“Ｙ
ＥＳ”）、続いてその計算結果（ΔＦ）が正であるか否
かを判断し（ステップ２０３０）、その計算結果（Δ
Ｆ）が正であると判断した場合には（ステップ２０３０
“ＹＥＳ”）、保存されている前回の周波数偏差量に周
波数偏差に対応した所定値を加算して、その加算後の値
を今回の周波数偏差とする（ステップ２０４０）。

【００４８】その一方、その計算結果（ΔＦ）が負であ
ると判断された場合には（ステップ２０３０“Ｎ
Ｏ”）、保存されている前回の周波数偏差量から所定の
周波数偏差に対応した所定値を減算して、その減算後の
値を今回の周波数偏差とする（ステップ２０５０）。

【００４９】そして、両場合とも、チャネル周波数に対
して今回計算された周波数偏差量だけずらして送受信シ
ンセサイザ回路３４に設定し（ステップ２０６０）、今
回計算された周波数偏差量をメモリ等に保存するように
する（ステップ２０７０）。

【００５０】従って、この実施の形態６によれば、前記
実施の形態５の場合と同様に、回線を捕捉した後ドップ
ラー変動などにより受信信号に自動周波数制御回路で制
御不可能となる大きな周波数偏差が発生したとしても、
そのような大きな周波数偏差がなくなるようにシンセサ
イザ制御部３３が送受信シンセサイザ回路３４を制御す
ることにより周波数偏差に追従することが可能となると
ともに、送信信号の周波数をドップラー変動などによる
受信信号の周波数変動に応じて追従させることが可能と
なる。

【００５１】また、フレーム同期が確立され、かつ、ユ
ニークワードなどの同期語が検出されたときの周波数偏
差量を利用するため、誤った周波数制御が行われる可能
性を低減することができるとともに、比較部３２にしき
い値を設けているため、雑音などの影響による検出周波
数偏差のばらつきによる過剰な制御を防ぐことができ
る。

【００５２】さらに、制御する周波数ステップ幅をある
一定値としているため、周波数ステップ幅を考慮するこ
とにより急激な周波数制御を避けることが可能となる。

【００５３】実施の形態７．図１２に、４相ＰＳＫ変調
信号を用いるシステムにおける実施の形態７の自動周波
数制御回路の構成例を示す。図において、４０は切換
部、４１は捕捉判定部２２および周波数偏差制御部２３
からなる回線捕捉部、４２は周波数偏差検出部３１、比
較部３２、シンセサイザ制御部３３および送受信シンセ
サイザ回路３４からなる回線追従部であり、その他の構
成は図１及び図９の構成と同じであり、同一機能を有す
るものには同一符号を付している。

【００５４】図１３に、本実施の形態の周波数制御の状
態遷移を表す動作フローの一例を示す。この動作フロー
に基づいて動作を説明すると、まず、同期判定部３０に
よりフレーム同期状態が判定され、フレーム同期が確立
され、回線捕捉が成功したか否かが判断される（ステッ
プ３０００）。ここで、フレーム同期が確立されていな
いと判断された場合には（ステップ３０００“Ｎ
Ｏ”）、切換部４０は回線捕捉部４１側に切換えて、回
線捕捉部４１を構成する捕捉判定部２２および周波数偏
差制御部２３を前記実施の形態１等と同様に動作させる
一方（ステップ３０２０）、フレーム同期が確立された
と判断された場合には（ステップ３０００“ＹＥ
Ｓ”）、切換部４０は回線追従部４２側に切替えて、回
線追従部４２を構成する周波数偏差検出部３１、比較部
３２、シンセサイザ制御部３３および送受信シンセサイ
ザ回路３４を前記実施の形態５，６と同様に動作させる
（ステップ３０１０）。

【００５５】従って、この実施の形態７によれば、フレ
ーム同期が確立されていない回線捕捉状態の時には回線
捕捉の機能を動作させ、回線捕捉が確立されフレーム同
期が確立されたときには回線追従の機能を動作させるこ
とにより、回線捕捉時には実質的に自動周波数制御回路
の周波数引き込み範囲を拡大し、回線捕捉後は自動周波
数制御回路の周波数追従範囲を拡大することが可能とな
る。

【００５６】なお、この実施の形態７では、位相回転部
１０をＬＰＦ部１１ａ、１１ｂの前段に配置して平均化
フィルタ部１４の出力を積分器１５や座標変換部１６を
介し位相回転部１０へフィードバックする構成とした
が、図６および図７に示す実施の形態３や図８に示す実
施の形態４のように、平均化フィルタ部１４の出力を位
相差検出部１２へ戻すように構成してもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、受信
信号中に含まれる同期語に基づいて受信信号がどの領域
で検出されたか否かを判断して、受信信号を正しい位相
制御点に基づいて捕捉できたか否かを判定し、前記受信
信号が正しく捕捉できていないと判定された場合には、
受信信号の検出領域が所定の検出領域と一致するように
前記周波数偏差の補正量を制御するようにしたので、受
信信号が正しい位相制御点に引き込むことができる範囲
を超える周波数偏差があっても、検出領域判断部の同期
語検出結果を用いて平均化フィルタ部の出力値を制御す
るという簡単な方法で正しい位相制御点に引き込むこと
により、実質的に自動周波数制御回路の周波数引き込み
範囲を拡大することができる。

【００５８】また、次の発明では、受信信号の同期状態
を判定し、同期状態にあると判断され、且つ、検出した
周波数偏差量が所定の最大周波数偏差量を超えていると
判断された場合には、検出された周波数偏差量が前記所
定の最大周波数偏差量を越えないようにシンセサイザを
制御するようにしたので、回線を捕捉した後ドップラー
変動などにより受信信号に自動周波数制御回路で制御不
可能となる大きな周波数偏差が発生したとしても、シン
セサイザを制御することにより周波数偏差に追従するこ
とができ、実質的に自動周波数制御回路の周波数追従範
囲を拡大することができる。また、フレーム同期が確立
され、かつ、ユニークワードなどの同期語が検出された
時の周波数偏差量を利用するため、誤った周波数制御が
行われることを防止することができる。

【００５９】また、次の発明では、フレーム同期が確立
されていない回線捕捉状態の時には回線捕捉の機能を動
作させ、回線捕捉が確立されフレーム同期が確立された
ときには回線追従の機能を動作させるようにしたので、
回線捕捉時には実質的に自動周波数制御回路の周波数引
き込み範囲を拡大し、回線捕捉後は自動周波数制御回路
の周波数追従範囲を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係わる自動周波数制御回路の一
構成例である。

【図２】実施の形態１の検出領域判断部の一構成例であ
る。

【図３】実施の形態１の平均化フィルタ部の一構成例で
ある。

【図４】実施の形態１の捕捉判定部の判定領域を示す一
例である。

【図５】実施の形態２に係わる自動周波数制御回路にお
ける位相差検出部の一構成例である。

【図６】実施の形態３に係わる自動周波数制御回路の一
構成例である。

【図７】実施の形態３に係わる自動周波数制御回路にお
ける位相差検出部の一構成例である。

【図８】実施の形態４に係わる自動周波数制御回路にお
ける位相差検出部の一構成例である。

【図９】実施の形態５に係わる自動周波数制回路の一構
成例である。

【図１０】実施の形態５に係わる受信周波数制御の動作
フローの一例である。

【図１１】実施の形態６に係わる送信周波数制御の動作
フローの一例である。

【図１２】実施の形態７に係わる自動周波数制御回路の
一構成例である。

【図１３】実施の形態７に係わる自動周波数制御回路の
動作フローの一例である。

【図１４】従来例に係わる自動周波数制御回路の一構成
例である。

【符号の説明】

１０位相回転部、１１ａ、１１ｂＬＰＦ、１２，
２４，２５位相差検出部と、１２０角度変換部、１
２１位相遅延検波部、１２１ａ遅延器、１２１ｂ
加算器、１２１ｃ減算器、１２２複素乗算遅延検波
部、１２２ａ複素乗算部、１２２ｂ位相回転部、１２
２ｃ遅延器、１２２ｄ座標変換部、１２３角度変
換部、１３変調成分除去部、１４平均化フィルタ
部、１４０乗算器、１４１ゲイン生成部、１４２，
１４４加算器、１４３遅延器、１５積分器、１６
座標変換部、２０符号判定部、２１検出領域判断
部、２１１Ｉ+Ｑ+相関器、２１２Ｉ-Ｑ+相関器、２
１３Ｉ+Ｑ-相関器、２１４Ｉ-Ｑ-相関器、２１５
最大値判定部、２２捕捉判定部、２３周波数偏差制
御部、３０同期判定部、３１周波数偏差検出部と、
３２比較部、３３シンセサイザ制御部、３４送受信
シンセサイザ回路、４０切換部、４１回線捕捉部、４
２回線追従部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】受信信号に対して一定時間だけ遅延した
信号との位相差を検出し、その位相差を平均化した信号
に基づいて送信信号に対する前記受信信号の周波数偏差
を補正するようにした自動周波数制御回路において、前
記受信信号中に含まれる同期語に基づいて受信信号がど
の領域で検出されたか否かを判断する検出領域判断部
と、前記検出領域判断部によって判断された受信信号の
検出領域に基づいて前記受信信号を正しい位相制御点に
より捕捉できたか否かを判定する捕捉判定部と、前記捕
捉判定部によって前記受信信号が正しく捕捉できていな
いと判定された場合には、前記受信信号の検出領域が所
定の検出領域と一致するように前記周波数偏差の補正量
を制御する周波数偏差制御部と、を備えたことを特徴と
する自動周波数制御回路。
【請求項２】受信信号に対して一定時間だけ遅延した
信号との位相差を検出し、その位相差を平均化した信号
に基づいて送信信号に対する前記受信信号の周波数偏差
を補正して、その補正された受信信号に基づいてシンセ
サイザの発振周波数を制御するようにした自動周波数制
御回路において、前記周波数偏差量を検出する周波数偏
差検出部と、前記周波数偏差検出部によって検出された
周波数偏差量と所定の最大周波数偏差量とを比較する比
較部と、前記受信信号中に含まれる同期語を検出し、そ
の検出結果に基づいて同期状態を判定する同期判定部
と、前記同期判定部によって同期状態にあると判断さ
れ、且つ、前記比較部によって前記検出された周波数偏
差量が前記所定の最大周波数偏差量を超えていると判断
された場合には、前記検出された周波数偏差量が前記所
定の最大周波数偏差量を越えないように前記シンセサイ
ザを制御するシンセサイザ制御部と、を備えたことを特
徴とする自動周波数制御回路。
【請求項３】検出領域判断部によって判断された受信
信号の検出領域に基づいて前記受信信号を正しい位相制
御点により捕捉できたか否かを判定する捕捉判定部と、
前記捕捉判定部によって前記受信信号が正しく捕捉でき
ていないと判定された場合には、前記受信信号の検出領
域が所定の検出領域と一致するように前記周波数偏差の
補正量を制御する周波数偏差制御部と、前記受信信号に
含まれる同期語の検出及び同期状態の確立を判定する同
期判定部と、前記同期判定部によって同期状態が確立さ
れていないと判定された場合には前記捕捉判定部に判定
させて、前記周波数偏差制御部を動作させる一方、同期
状態が確立されていると判定された場合には比較部に比
較させてシンセサイザ制御部を動作させる切換部と、を
さらに備えたことを特徴とする請求項２記載の自動周波
数制御回路。