JPH06326740A - 移動無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角度変調されたディジタル無線信号により通
信を行う移動無線機における局部発振周波数を受信波に
同期させて安定化する。 【構成】 復調器内の搬送波再生のためのデータまたは
シンボル位相データから周波数誤差を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は角度変調を用いたディジ
タル移動無線通信に利用する。特に、搬送波ドリフトを
小さく抑える必要のある通信方式に適した移動無線機に
関する。本発明はＵＨＦ帯のディジタル移動無線通信に
利用するに適する。

【０００２】

【従来の技術】角度変調により通信を行う場合、搬送波
ドリフトがあると伝送品質が著しく低下する。通過帯域
内の伝送特性についてみると、伝送信号の歪み、周波数
特性の劣化、誤り率の劣化などの特性劣化がおきる。ま
た、帯域外の伝送特性では、隣接チャネルへの漏洩電力
が増加する。これを防ぐためには、（１）チャネル配置
を伝送帯域幅に比べて充分に広い間隔のものにする、
（２）搬送波ドリフトの原因となる局部発振器や変調器
の安定度を高める、（３）搬送波ドリフトを検出し、希
望する搬送波周波数に自動調整するのいずれかの方法が
取られている。

【０００３】しかし、（１）の方法では、今後の通信量
の増大に対し有効な無線周波数がますます限られてくる
ことを考えると、特にひとつの無線周波数をひとつの通
話チャネルに割り当てる通信方式では、チャネル配置を
広い間隔でとることは困難である。また、多重通信その
他の広い伝送帯域を必要とする通信方式においても、昨
今の無線周波数の逼迫から多値変調その他の技術による
伝送帯域幅の狭小化が進められており、搬送波ドリフト
の余裕を実現するために無線チャネル間隔を広くするこ
とは困難である。

【０００４】（２）の方法は、固定無線通信方式のよう
に高安定の発振器を用いることのできる場合は問題とな
らない。しかし、移動通信方式のように小型で簡便な移
動無線機が要求される場合には問題となる。一般に移動
無線機では、比較的低周波数で安定に発振する水晶発振
器を基準発振器とし、搬送波帯域周波数の信号を得るた
めに、電圧制御発振器に位相同期をかけるか、または、
ダイレクトディジタルシンセサイザにより位相同期のと
れた搬送波を直接に発振することにより、一つあるいは
複数の局部発振信号を発生する構成としている。この場
合に、基準発振器として用いられる水晶発振器の安定性
が問題となる。

【０００５】温度変化に対する安定性を高めた水晶発振
器としては、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperat
ure Compensated Crystal Oscillator）が知られてい
る。しかし、移動通信機器に装備するという制約条件下
で大量生産を考慮した場合、現実的な安定度としては
１．５〜２ｐｐｍ程度が限界と考えられる。また、水晶
の発振周波数の温度変化をメモリに記憶させておき、温
度検出素子からの温度情報をもとに容量アレーを制御し
て周波数制御を行う水晶発振器（ＤＴＣＸＯ：Digitall
y Temperature Compensated Crystal Oscillator）も実
用化され、温度変化に対する補償精度を０．５ｐｐｍ以
下とすることが可能となっている。しかし、いずれの発
振器も経年変化に対する発振周波数の補償を行うことは
できない。（３）の方法としては、高い周波数確度を有
する受信波に局部発振器を周波数同期させる方法が一般
的である。この方法の従来例を以下に説明する。

【０００６】図８はアナログ角度変調を用いた移動通信
方式で用いられる一般的な周波数安定化機能を有する移
動無線機の構成例を示す。

【０００７】周波数が安定な基地局送信波をアンテナ１
で受信して受信回路２により中間周波信号に周波数変換
し、この中間周波信号を雑音除去回路１０に通過させ
る。雑音除去回路１０としては例えば帯域通過フィルタ
を用いる。中間周波信号には、基準発振器６の発振周波
数誤差が周波数シンセサイザ７を経由して重畳されてい
る。この中間周波信号を周波数カウンタ１１で測定し、
その測定結果を周波数誤差検出回路４に入力する。周波
数誤差検出回路４は、この測定結果をあらかじめ設定さ
れた中間周波信号周波数と比較し、周波数誤差を検出す
る。検出された周波数誤差は、基準発振器制御回路５に
入力される。基準発振器制御回路５は、周波数誤差を補
償するための周波数誤差補償信号を生成し、これを基準
発振器６に入力して、周波数誤差があらかじめ定められ
た値以下となるまで基準発振器６の発振周波数を制御す
る。

【０００８】このようにして安定化された基準発振器６
の出力信号は、一つあるいは複数設けられた周波数シン
セサイザ７に供給される。周波数シンセサイザ７の出力
は、受信回路２において受信波の周波数変換を行うため
の局部発振信号として用いられると共に、変調回路８に
おいて送信信号を無線周波数に周波数変換するための局
部発振信号としても用いられる。変調回路８の出力は、
電力増幅器９を介して無線区間に送出される。周波数シ
ンセサイザ７を変調回路８の局部発振器として共用する
ことにより、移動無線機の送信周波数についても、安定
な基地局送信周波数精度と同じ程度に安定化することが
できる。

【０００９】図９は変調回路８の構成例を示す。変調入
力端子８１にはベースバンド帯域の信号が入力され、角
度変調器８２はこの信号により角度変調信号を生成す
る。局部発振信号入力端子８３には周波数シンセサイザ
７からの局部発振信号が入力され、ミクサ８４は角度変
調器８２の出力を所望の搬送波周波数に周波数変換し、
変調出力端子８５に出力する。ここでは局部発振信号入
力端子８３およびミクサ８４さらには周波数シンセサイ
ザ７が一段構成の場合を示したが、これらを多段構成と
し、順次周波数変換を行って所望の搬送波周波数を得る
こともできる。また、所望の搬送波周波数の局部発振信
号を直接変調することもできる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】アナログ角度変調を用
いる場合には、中間周波信号を周波数カウンタで計数す
ることで高精度の周波数測定が可能である。しかし、デ
ィジタル信号を伝送する例えばＦＳＫ、ＰＳＫなどのデ
ィジタル変調方式の場合には、伝送するデータのパタン
によってシンボルごとの位相偏移が偏るため搬送波周波
数が偏移し、カウンタでの測定では誤差が生じる場合が
ある。これはデータ系列がランダムである場合において
は無視しうる値であるが、一部でも変調位相遷移の偏り
をもつ特定パタンのデータが存在する場合においては搬
送波周波数が偏移し、測定誤差を生じる。このことか
ら、中間周波信号の周波数測定値をもとに基準発振器を
制御すると、基準発振器の出力にもこの測定誤差が重畳
され、所望の周波数安定度が得られない問題があった。

【００１１】これを解決する技術として、特願平５−６
３７６２号（本願出願時未公開、以下「先の出願」とい
う）には、復調器における再生搬送波の周波数が変調デ
ータ系列の影響を受けないことを利用して、復調器から
出力される再生搬送波周波数を周波数カウンタにより計
数して中間周波信号の周波数ドリフトを正確に測定する
技術が開示されている。

【００１２】本発明は、先の出願に開示された技術をさ
らに改善し、高精度に周波数安定化を行うことのできる
移動無線機を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点によ
ると、復調器内の搬送波再生回路における搬送波再生の
ための制御データから周波数誤差を求める手段を備えた
ことを特徴とする移動無線機が提供される。搬送波再生
回路が固定周波数の信号を分周して再生搬送波信号を生
成する場合には、その分周比データを用いることがよ
い。

【００１４】本発明の第二の観点によると、復調器内の
検波器が出力するシンボル位相データから周波数誤差を
求める手段を備えたことを特徴とする移動無線機が提供
される。

【００１５】本発明の第三の観点によると、復調器は搬
送波再生回路における搬送波再生のための制御データあ
るいはその制御データにより得られる周波数データを出
力する構成であり、中間周波信号の周波数を測定する周
波数カウンタと、この周波数カウンタが出力する計数値
データと復調器からのデータとの一方を選択してそのデ
ータから周波数誤差を求める手段とを備えたことを特徴
とする移動無線機が提供される。

【００１６】本発明の第四の観点によると、復調器はシ
ンボル位相データあるいはそのシンボル位相データによ
り得られるデータを出力する構成であり、中間周波信号
の周波数を測定する周波数カウンタと、この周波数カウ
ンタが出力する計数値データと復調器からのデータとの
一方を選択してそのデータから周波数誤差を求める手段
とを備えたことを特徴とする移動無線機が提供される。

【００１７】本発明の第五の観点によると、受信回路が
出力する中間周波信号と復調器の再生搬送波信号との一
方を選択する手段と、選択された信号周波数を測定する
周波数カウンタと、この周波数カウンタの計数値から基
準発振器の発振周波数誤差を求める手段とを備えたこと
を特徴とする移動無線機が提供される。

【００１８】

【作用】ディジタル通信用の移動無線機に装備される復
調器としては、一般に、同期検波器、適応同期検波器、
遅延検波器などが知られている。これらは個別のアナロ
グ部品およびディジタル部品を組み合わせて実現するこ
ともできるが、一般には小型化、軽量化、無調整化を図
るために論理回路などによりＬＳＩ化されている。

【００１９】同期検波器および適応同期検波器は、受信
変調波を検波するための位相基準を得るために搬送波再
生回路を備えており、局部発振器の周波数ドリフトに追
従して復調動作が可能である。また、遅延検波器の場合
には、搬送波周波数誤差がシンボル位相の回転として検
出されることが知られている。これらの復調器では、変
調データ系列のランダム化が完全でなくとも、再生搬送
波周波数あるいはシンボル位相回転から検出される周波
数誤差が変調データのパタンに依存することはない。そ
こで、これを利用して周波数誤差を検出する。

【００２０】搬送波再生のための制御データから周波数
誤差を求める場合には、高速かつ高精度な周波数安定化
を実現できるだけでなく、周波数カウンタが不要となる
ため回路規模を小型化できる。

【００２１】シンボル位相データから周波数誤差を求め
る場合には、一定の時間内の位相回転量から周波数誤差
を検出して基準発振器の発振周波数誤差を補償する。こ
の場合にも高精度な周波数安定化を実現できるだけでな
く、周波数カウンタが不要となり回路規模を小型化でき
る。

【００２２】周波数誤差を検出するために中間周波信号
の周波数と復調器からのデータとのいずれかを選択でき
る場合には、例えばまず中間周波信号の周波数誤差の測
定結果から復調器が追従可能な周波数範囲となるように
基準発振器の発振周波数を制御し、その後に復調器から
出力されるデータから周波数誤差を検出する。これによ
り、復調器の追従範囲を越えるような基準発振器の周波
数誤差に対しても精度な周波数安定化が可能となる。

【００２３】中間周波信号と再生搬送波周波数との一方
を選択して周波数カウンタにより計測する場合にも同様
に、まず中間周波信号の周波数誤差の測定結果から復調
器が追従可能な周波数範囲となるように基準発振器の発
振周波数を制御し、その後に再生搬送波周波数を周波数
カウンタで測定して周波数誤差を検出する。これによ
り、復調器の追従範囲を越えるような基準発振器の周波
数誤差に対しても精度な周波数安定化が可能となる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明第一実施例の移動無線機を示す
ブロック構成図であり、図２は復調器内の搬送波再生回
路を示すブロック構成図である。

【００２５】この移動無線機は、角度変調されたディジ
タル無線信号をアンテナ１により受信して中間周波信号
を出力する受信回路２と、この中間周波信号から受信信
号を復調する復調器３と、受信回路２に局部発振周波数
を供給する周波数シンセサイザ７と、この周波数シンセ
サイザ７の周波数基準となる信号を発生する基準発振器
６と、この基準発振器６の発振周波数誤差により周波数
シンセサイザ７を経由して中間周波信号に重畳された周
波数誤差を検出する周波数誤差検出手段としての周波数
誤差検出回路４と、この周波数誤差検出回路４の出力に
基づいて基準発振器６の発振周波数を制御する基準発振
器制御回路５とを備える。復調器３としては同期検波形
または適応同期検波形のものを用い、その内部には中間
周波信号の搬送波を再生する搬送波再生回路が設けられ
る。この移動無線機はまた、周波数シンセサイザ７の出
力を搬送波として変調を行う変調回路８と、変調波を電
力増幅する電力増幅器９とを備える。

【００２６】ここで本実施例の特徴とするところは、搬
送波再生回路における搬送波再生のための制御データに
関連する数値が周波数データとして復調器３から出力さ
れ、周波数誤差検出回路４はこの周波数データから周波
数誤差を求める構成であることにある。

【００２７】復調器３内の搬送波再生回路としては、論
理回路で構成された可変分周器の分周比を変化させて再
生搬送波周波数を変化させる構成を用いることができ
る。この構成例を図２に示す。

【００２８】この搬送波再生回路は、検波器３１、制御
回路３２、固定発振器３３および可変分周器３４を備え
る。検波器３１には中間周波信号が入力され、可変分周
器３４から供給される位相基準信号に基づいて中間周波
信号を検波し、位相データを出力する。制御回路３２
は、この位相データから周波数誤差を検出し、可変分周
器３４の分周比を制御するため分周比データを出力す
る。可変分周器３４は、この分周比データにしたがって
固定発振器３３の出力を分周し、検波器３１に位相基準
信号を出力する。この位相基準信号に再生搬送波信号が
含まれている。

【００２９】この構成において、可変分周器３４に入力
される分周比データに対して出力周波数が一意に定まる
ので、この分周比データが表す数値を周波数データとし
て用いることができる。搬送波再生回路は中間周波信号
の周波数ドリフトに追従するとともに一種の狭帯域フィ
ルタとして機能し、変調成分による瞬時周波数変動を平
均化するため、周波数データからあらかじめ定められた
周波数に対する中間周波信号の周波数ドリフトを正確に
検出することができる。

【００３０】以下、本実施例の移動無線機の動作につい
て説明する。

【００３１】アンテナ１で受信された受信波は、受信回
路２により中間周波信号に周波数変換され、復調器３に
入力される。復調器３に入力される中間周波信号には、
基準発振器６の発振周波数誤差に基づく周波数誤差が重
畳されている。この周波数誤差が復調器３の追従範囲内
であれば、再生搬送波の周波数は周波数誤差が重畳され
ている中間周波信号に追従する。復調器３は、復調デー
タを出力するとともに、再生搬送波の周波数を表す周波
数データを出力する。この周波数データは周波数誤差検
出回路４に供給され、周波数誤差検出回路４は、あらか
じめ定められた中間周波信号周波数に対する周波数誤差
を検出する。検出出力は基準発振器制御回路５に供給さ
れる。基準発振器制御回路５は、周波数誤差を補償する
ために周波数誤差補償信号を生成し、これを基準発振器
６に入力して周波数誤差があらかじめ定められた値以下
となるまで周波数基準信号の発振周波数を制御し、安定
化動作を行う。

【００３２】本実施例では、復調器３における再生搬送
波の周波数が変調データ系列の影響を受けないことを利
用して中間周波信号の周波数誤差を検出している。この
ため、特定のデータパタンを有するディジタル変調波に
対しても高精度の周波数安定化が可能となる。また、復
調器３と周波数安定化機能を実現するための回路、すな
わち周波数誤差検出回路４および基準発振器制御回路５
とをすべて論理回路で構成でき、ＬＳＩ化が容易であ
る。このため、小型化、低消費電力化および無調整化が
可能であり、移動無線機に適している。さらに本実施例
は、再生搬送波周波数を周波数カウンタで測定する必要
がないため、高速の周波数安定化動作が可能となる。さ
らに、周波数カウンタおよび雑音除去回路が不要となる
ことから、回路規模を小さくできる利点がある。

【００３３】図３は本発明第二実施例の移動無線機を示
すブロック構成図である。この実施例は、復調器３内の
検波器が出力するシンボル位相データから周波数誤差を
求めることが第一実施例と異なる。すなわち、復調器３
は中間周波信号を検波してシンボル位相データを出力す
る検波器を備え、周波数誤差検出回路４は、検波器が出
力するシンボル位相データあるいはそれを処理したデー
タから周波数誤差を求めるように構成される。

【００３４】この実施例の周波数安定動作について説明
する。復調器３から受信変調波を検波したシンボル位相
データを取り出して周波数誤差検出回路４に入力し、そ
の位相回転量からあらかじめ定められた中間周波信号周
波数に対する周波数誤差を検出する。この場合、復調器
３としては同期検波形、適応同期検波形あるいは遅延検
波形のいずれを用いてもよい。周波数誤差検出回路４の
出力信号は基準発振器制御回路５に入力される。基準発
振器制御回路５は、周波数誤差を補償するために周波数
誤差補償信号を生成し、これを基準発振器６に入力す
る。このようにして、周波数誤差があらかじめ定められ
た値以下となるまで基準発振器６の発振周波数を制御
し、安定化を行う。

【００３５】本実施例では、再生搬送波周波数を周波数
カウンタを用いて測定する必要がないため、高速な周波
数安定化動作が可能となる。さらに、周波数カウンタが
不要であることから、回路規模を小さくできる利点があ
る。

【００３６】図４は本発明第三実施例の移動無線機を示
すブロック構成図である。この実施例は、復調器３の出
力するデータと中間周波信号の計数値とを選択可能な構
成としたことが第一実施例および第二実施例と異なる。
すなわち、復調器３は搬送波再生回路における搬送波再
生のための制御データまたは検波器からのシンボル位相
データあるいはそれらのデータを処理して得られたデー
タを出力する構成であり、周波数誤差検出手段として、
中間周波信号の周波数を測定する周波数カウンタ１１
と、この周波数カウンタ１１が出力する計数値データと
復調器３からのデータとの一方を選択してそのデータか
ら周波数誤差を求めるための信号選択回路１２および周
波数誤差検出回路４を備える。受信回路２と周波数カウ
ンタ１１との間には雑音除去回路１０が挿入される。

【００３７】以下に本実施例の移動無線機の動作につい
て説明する。本実施例は、復調器３の追従範囲を越える
ような周波数ドリフト補償に利用できる。

【００３８】第一実施例と同様に、受信変調波は受信回
路２により中間周波信号に周波数変換される。信号選択
回路１２は初期状態では中間周波信号の側に接続され
る。中間周波信号は雑音除去回路１０を通過して周波数
カウンタ１１により周波数測定される。このとき、測定
周波数には基準発振器６の発振周波数誤差による誤差と
変調データ系列の影響による周波数偏移とが含まれてい
るが、比較的広範囲の中間周波信号周波数を検出するこ
とができる。測定結果は周波数誤差検出回路４に入力さ
れ、この周波数誤差検出回路４は、あらかじめ定められ
た中間周波信号周波数に対する周波数誤差を検出して周
波数誤差信号を出力する。この周波数誤差信号は基準発
振器制御回路５に入力され、基準発振器制御回路５は基
準発振器６の発振周波数誤差を補償する。このとき、中
間周波数測定値に含まれる誤差に相当する分の発振周波
数誤差が残留するが、一般にディジタル通信の変調信号
は疑似ランダム系列によってスクランブルがかけられて
いるため、残留周波数誤差は復調器３の追従範囲内程度
に収められる。

【００３９】次に信号選択回路１２は、周波数誤差検出
回路４への接続を復調器３側に切り替える。周波数誤差
検出回路４は、復調器３からのデータに基づいて周波数
誤差を検出し、周波数誤差信号を出力する。この周波数
誤差信号は基準発振器制御回路５に入力され、基準発振
器制御回路５は、周波数誤差を補償するための周波数誤
差補償信号を生成してこれを基準発振器６に入力し、周
波数誤差があらかじめ定められた値以下となるまで基準
発振器６の発振周波数を制御する。

【００４０】また、信号選択回路１２の初期状態とし
て、復調器３から出力されるデータを選択することとし
てもよい。この場合、周波数誤差が小さく、始めから復
調器３の追従範囲内にあるときには、周波数安定化に要
する時間を短縮できる。

【００４１】本実施例は、中間周波信号の周波数誤差が
復調器３の追従範囲を越える場合が予想される場合に利
用できる。中間周波信号の周波数誤差の大きさが復調器
３の追従範囲外であった場合にも周波数安定化が可能と
なるように、周波数測定範囲の広い周波数カウンタを用
いて中間周波信号の周波数誤差を測定し、復調器３が追
従可能な誤差範囲となるまで大まかな補償を行う。その
後、復調器３の再生搬送波周波数データから周波数誤差
を検出して高精度の誤差補償を行う。したがって、より
広い範囲の周波数誤差に対しても高精度な周波数安定化
動作が可能となる。

【００４２】この実施例では周波数誤差検出回路４が復
調器３の出力データと周波数カウンタ１１の出力とのど
ちらからも周波数誤差を検出できるものとしたが、出力
データ形式が異なっているため異なる処理が必要となる
場合もある。その場合には、それぞれから周波数誤差を
検出し、その検出結果を選択してもよい。

【００４３】図５は本発明第四実施例の移動無線機を示
すブロック構成図である。この実施例は、復調器３から
のデータではなく再生搬送波信号から周波数誤差を検出
することが第三実施例と異なる。すなわち、受信回路２
が出力する中間周波信号と復調器３内の搬送波再生回路
が出力する再生搬送波信号との一方を選択する手段とし
て信号選択回路１２を備え、選択された信号周波数を測
定する周波数カウンタ１１を備え、この周波数カウンタ
１１の計数値から基準発振器６の発振周波数誤差を求め
る手段として周波数誤差検出回路４を備える。受信回路
２と信号選択回路１２との間には雑音除去回路１０が挿
入される。

【００４４】以下に本実施例の移動無線機の動作につい
て説明する。本実施例は、復調器３の追従範囲を越える
ような周波数ドリフト補償に利用できる。

【００４５】第一実施例と同様に、受信変調波は受信回
路２により中間周波信号に周波数変換される。信号選択
回路１２は初期状態では中間周波信号の側に接続され
る。中間周波信号は雑音除去回路１０および信号選択回
路１２を通過して周波数カウンタ１１により周波数測定
される。このとき、測定周波数には基準発振器６の発振
周波数誤差による誤差と変調データ系列の影響による周
波数偏移とが含まれているが、比較的広範囲の中間周波
信号周波数を検出することができる。測定結果は周波数
誤差検出回路４に入力され、この周波数誤差検出回路４
は、あらかじめ定められた中間周波信号周波数に対する
周波数誤差を検出して周波数誤差信号を出力する。この
周波数誤差信号は基準発振器制御回路５に入力され、基
準発振器制御回路５は基準発振器６の発振周波数誤差を
補償する。このとき、中間周波数測定値に含まれる誤差
に相当する分の発振周波数誤差が残留するが、一般にデ
ィジタル通信の変調信号は疑似ランダム系列によってス
クランブルがかけられているため、残留周波数誤差は復
調器３の追従範囲内程度に収められる。

【００４６】次に信号選択回路１２は、周波数カウンタ
１１への接続を復調器３側の再生搬送波出力に切り替
え、再生搬送波周波数の測定を行う。この周波数カウン
タ１１の出力を周波数誤差検出回路４に入力し、あらか
じめ定められた中間周波信号周波数との比較を行って周
波数誤差を検出する。周波数誤差検出回路４の出力は基
準発振器制御回路５に入力され、基準発振器制御回路５
は、周波数誤差を補償するための周波数誤差補償信号を
生成してこれを基準発振器６に入力し、周波数誤差があ
らかじめ定められた値以下となるまで基準発振器６の発
振周波数を制御する。

【００４７】また、信号選択回路１２の初期状態とし
て、復調器３から出力される再生搬送波を選択すること
としてもよい。この場合、周波数誤差が初めから復調器
３の追従範囲内にあるときには、周波数安定化に要する
時間を短縮できる。

【００４８】本実施例は、中間周波信号の周波数誤差が
復調器３の追従範囲を越える場合が予想される場合に利
用できる。中間周波信号の周波数誤差の大きさが復調器
３の追従範囲外であった場合にも周波数安定化が可能と
なるように、周波数測定範囲の広い周波数カウンタを用
いて中間周波信号の周波数誤差を測定し、復調器３が追
従可能な誤差範囲となるまで大まかな補償を行う。その
後、復調器３の再生搬送波周波数データから周波数誤差
を検出して高精度の誤差補償を行う。したがって、より
広い範囲の周波数誤差に対しても高精度な周波数安定化
動作が可能となる。

【００４９】図６は本発明第五実施例の移動無線機を示
すブロック構成図である。この実施例は、復調器３から
出力された復調データ系列から復調器の誤引込みを検出
して中間周波信号の周波数誤差の大きさおよび方向を出
力する誤引込み検出回路１３を備えたことが第一実施例
および第二実施例と異なる。

【００５０】第一ないし第四実施例はそれぞれ、ある程
度の範囲の周波数誤差に対して高精度な周波数安定化が
可能である。しかし、移動無線機に装備できるＴＣＸＯ
に対しては部品コストやサイズその他の制約が大きく、
周波数安定度の向上には限度がある。また、局部発振器
としての周波数シンセサイザは、ＴＣＸＯに同期して発
振するため、搬送波周波数が高くなるにつれて周波数誤
差が拡大する。このため、これによる受信変調波の位相
回転が本来の変調位相遷移と区別できない程度にまで達
すると、復調器が追従可能な周波数ドリフトの範囲を越
えてしまい、データの復調が正常に行われなくなってし
まう。例えば、ビットレートｆ_b のＱＰＳＫ変調の場
合、１シンボル時間内の位相反転が±π／４ラジアンす
なわちｆ_b／１６〔Ｈｚ〕を越える周波数ドリフトに追
従することはできない。この値はｆ_b が４０ｋｂｉｔ／
ｓｅｃ程度のＱＰＳＫ伝送システムでは約２．５ｋＨｚ
となる。これは比較的高い搬送波周波数、例えば１．５
ＧＨｚ帯で使用される移動無線機の基準発振器に要求さ
れる周波数安定度に換算すると１．７ｐｐｍに相当す
る。基準発振器に用いられるＴＣＸＯは、温度特性、電
源電圧特性、および経時変化による長期安定度を考慮す
ると、１．７ｐｐｍ以下の周波数安定度を確保しつつ、
移動無線機として要求される低コスト、小型軽量、低消
費電力といった特性をすべて満足することは困難であ
る。

【００５１】そこで本実施例では、中間周波信号の周波
数誤差周波数が復調器３の追従範囲となった場合には、
それを誤引込み検出回路１３により検出して周波数安定
化を行う。この動作について以下に説明する。

【００５２】第一実施例または第二実施例と同様に、受
信変調波は受信回路２により中間周波信号に周波数変換
され、復調器３に入力される。復調器３は復調データを
出力するとともに、周波数データまたはシンボル位相デ
ータを出力する。復調器３の出力した復調データは誤引
込み検出回路１３に入力される。

【００５３】中間周波信号の周波数誤差が大きく、これ
による受信変調波の位相回転が本来の変調位相偏移と区
別がつかない程度にまで達すると、復調器３では誤引込
みによる疑似同期現象が起こり、常に一定方向へシンボ
ル判定を誤るため、復調データ系列に一定の変換が生じ
る。例えば、フレーム同期語などのように特定のデータ
パタンを有する信号は周波数誤差の正負方向に応じて一
義的に別のデータパタンに変換される。誤引込み検出回
路１３では、これらのデータパタンを記憶しておき、こ
れと復調データ系列との一致検出あるいは相関検出を行
うことにより、復調器の誤引込み状態を検出する。

【００５４】誤引込み検出回路１３としてディジタル通
信用の一般の移動無線機に備えられているフレーム同期
語検出回路を利用してもよく、それより小さい回路規模
で実現することもできる。また、周波数ドリフトによる
受信変調波の正負の位相回転方向に応じたデータパタン
に対して一致検出あるいは相関検出を行えば、周波数ド
リフトの方向を判定し、その判定結果を周波数誤差検出
信号として出力することもできる。

【００５５】周波数誤差が大きい場合には、誤引込み検
出回路１３から周波数誤差検出信号を出力し、基準発振
器制御回路５はこの周波数誤差検出信号に基づいて基準
発振器６の周波数の補償を行う。また、周波数誤差が小
さい場合には、誤引込み検出回路１３からは周波数誤差
検出信号は出力されない。ただし、正常なフレーム同期
語などのデータパタンが検出されたことを示す信号を出
力する構成とすることもできる。このとき周波数誤差検
出回路４が復調器３から出力される周波数データあるい
はシンボル位相データから再生搬送波の周波数誤差を検
出し、基準発振器制御回路５からの制御信号により基準
発振器６の発振周波数の補償を行う。

【００５６】本実施例は、中間周波数の周波数誤差が復
調器３の追従範囲外であった場合にも周波数安定化が可
能となるように、周波数安定化動作の当初は誤引込み検
出回路１３から出力される周波数誤差検出信号を監視
し、ここで大きな周波数誤差が検出された場合には、復
調器３が追従可能な誤差範囲となるように基準発振器制
御回路５が補償信号を生成する。その後、復調器３から
出力される周波数データあるいはシンボル位相データか
ら搬送波周波数誤差を高精度に検出し、基準発振器６の
発振周波数を制御して周波数を安定化する。

【００５７】このように、本実施例は、より広い範囲の
周波数誤差に対しても高精度な周波数安定化動作が可能
である。

【００５８】図７は第五実施例の修正例を示す。この例
は、復調器３からの周波数データあるいはシンボホル位
相データから周波数誤差を求める代わりに、復調器３か
らの再生搬送波を周波数カウンタ１１により測定するこ
とが第五実施例と異なる。

【００５９】第五実施例と同様に、受信変調波は受信回
路２により中間周波信号に周波数変換され、復調器３に
入力される。復調器３は復調データを出力するととも
に、再生搬送波を出力する。復調器３の出力した復調デ
ータは誤引込み検出回路１３に入力される。

【００６０】中間周波信号の周波数誤差が大きい場合に
は、誤引込み検出回路１３から周波数誤差検出信号を出
力し、基準発振器制御回路５がこの周波数誤差検出信号
に基づいて基準発振器６の周波数の補償を行う。また、
周波数誤差が小さい場合には、誤引込み検出回路１３か
らは周波数誤差検出信号は出力されない。ただし、正常
なフレーム同期語などのデータパタンが検出されたこと
を示す信号を出力する構成とすることもできる。このと
きには、周波数カウンタ１１により再生搬送波の周波数
を測定し、その測定値から周波数誤差検出回路４により
周波数誤差を検出し、基準発振器制御回路５により基準
発振器６の発振周波数の補償を行う。

【００６１】本実施例は、誤引込み検出回路１３から出
力される周波数誤差検出信号を監視し、ここで大きな周
波数誤差が検出された場合には、復調器３が追従可能な
誤差範囲となるように基準発振器制御回路５が補償信号
を生成する。その後、復調器３から出力される再生搬送
波の周波数誤差を周波数カウンタ１１を用いて高精度に
測定し、基準発振器６の発振周波数を制御して周波数を
安定化する。

【００６２】この場合にも第五実施例と同様に、広い範
囲の周波数誤差に対して高精度な周波数安定化動作が可
能となる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の移動無線
機は、搬送波再生のための制御データから周波数誤差を
求めることにより、搬送波周波数の誤差を高精度に測定
でき、基準発振器の発振周波数を安定な基地局送信波と
同等の精度で安定化することができる。また、周波数カ
ウンタを用いなくても再生搬送波周波数誤差を検出でき
るので、回路の小規模化および高速周波数安定化が可能
となる。

【００６４】また、復調器から出力される受信変調波の
シンボル位相データを用いてシンボル位相の回転量から
周波数誤差を検出する場合には、周波数カウンタを用い
なくても再生搬送波周波数誤差を検出でき、回路の小規
模化および高速周波数安定化が可能となる。

【００６５】周波数誤差を検出するために中間周波信号
の周波数と復調器からのデータとのいずれかを選択して
用いる場合には、復調器の追従範囲を越えるような基準
発振器の周波数誤差に対しても高精度な周波数安定化が
可能となる。すなわち、まず中間周波信号の周波数誤差
の測定結果から復調器が追従可能な周波数誤差の範囲と
なるように基準発振器の発振周波数を制御し、その後に
再生搬送波データから周波数誤差を検出して補償するこ
とができる。

【００６６】中間周波信号と再生搬送波周波数との一方
を選択して周波数カウンタにより計測する場合にも同様
に、まず中間周波信号の周波数誤差の測定結果から復調
器が追従可能な周波数範囲となるように基準発振器の発
振周波数を制御し、その後に再生搬送波周波数を周波数
カウンタで測定して周波数誤差を検出する。これによ
り、復調器の追従範囲を越えるような基準発振器の周波
数誤差に対しても高精度な周波数安定化が可能となる。

【００６７】さらに、基準発振器の周波数誤差が復調器
の追従範囲を越えた場合に誤引込みによる復調データの
パタン変換が生じることを利用して周波数誤差の大きさ
と方向を判定する場合には、復調器の追従範囲を越える
ような周波数誤差に対しても高精度な周波数安定化が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の移動無線機を示すブロック
構成図。

【図２】復調器内に設けられる搬送波再生回路の一例を
示すブロック構成図。

【図３】本発明第二実施例の移動無線機を示すブロック
構成図。

【図４】本発明第三実施例の移動無線機を示すブロック
構成図。

【図５】本発明第四実施例の移動無線機を示すブロック
構成図。

【図６】本発明第五実施例の移動無線機を示すブロック
構成図。

【図７】第五実施例の修正例を示すブロック構成図。

【図８】従来例の移動無線機を示すブロック構成図。

【図９】変調回路の構成例を示す図。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ 受信回路 ３ 復調器 ４ 周波数誤差検出回路 ５ 基準発振器制御回路 ６ 基準発振器 ７ 周波数シンセサイザ ８ 変調回路 ９ 電力増幅器 １０ 雑音除去回路 １１ 周波数カウンタ １２ 信号選択回路 １３ 誤引込み検出回路 ３１ 検波器 ３２ 制御回路 ３３ 固定発振器 ３４ 可変分周器 ８１ 変調入力端子 ８２ 角度変調器 ８３ 局部発振信号入力端子 ８４ ミクサ ８５ 変調出力端子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角度変調されたディジタル無線信号を受
   信して中間周波信号を出力する受信回路と、 この中間周波信号から受信信号を復調する復調器と、 上記受信回路に局部発振周波数を供給する周波数シンセ
   サイザと、 この周波数シンセサイザの周波数基準となる信号を発生
   する基準発振器と、 この基準発振器の発振周波数誤差により上記周波数シン
   セサイザを経由して上記中間周波信号に重畳された周波
   数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、 この周波数誤差検出手段の出力に基づいて上記基準発振
   器の発振周波数を制御する基準周波数制御手段とを備
   え、 上記復調器は上記中間周波信号の搬送波を再生する搬送
   波再生回路を含む移動無線機において、 上記周波数誤差検出手段は上記搬送波再生回路における
   搬送波再生のための制御データから周波数誤差を求める
   手段を含むことを特徴とする移動無線機。
2. 【請求項２】 角度変調されたディジタル無線信号を受
   信して中間周波信号を出力する受信回路と、 この中間周波信号から受信信号を復調する復調器と、 上記受信回路に局部発振周波数を供給する周波数シンセ
   サイザと、 この周波数シンセサイザの周波数基準となる信号を発生
   する基準発振器と、 この基準発振器の発振周波数誤差により上記周波数シン
   セサイザを経由して上記中間周波信号に重畳された周波
   数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、 この周波数誤差検出手段の出力に基づいて上記基準発振
   器の発振周波数を制御する基準周波数制御手段とを備
   え、 上記復調器は上記中間周波信号を検波してシンボル位相
   データを出力する検波器を含む移動無線機において、 上記周波数誤差検出手段は上記検波器が出力するシンボ
   ル位相データから周波数誤差を求める手段を含むことを
   特徴とする移動無線機。
3. 【請求項３】 角度変調されたディジタル無線信号を受
   信して中間周波信号を出力する受信回路と、 この中間周波信号から受信信号を復調する復調器と、 上記受信回路に局部発振周波数を供給する周波数シンセ
   サイザと、 この周波数シンセサイザの周波数基準となる信号を発生
   する基準発振器と、 この基準発振器の発振周波数誤差により上記周波数シン
   セサイザを経由して上記中間周波信号に重畳された周波
   数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、 この周波数誤差検出手段の出力に基づいて上記基準発振
   器の発振周波数を制御する基準周波数制御手段とを備
   え、 上記復調器は上記中間周波信号の搬送波を再生する搬送
   波再生回路を含む移動無線機において、 上記復調器は上記搬送波再生回路における搬送波再生の
   ための制御データあるいはその制御データにより得られ
   る周波数データを出力する手段を含み、 上記周波数誤差検出手段は、 上記中間周波信号の周波数を測定する周波数カウンタ
   と、 この周波数カウンタが出力する計数値データと上記出力
   する手段からのデータとの一方を選択してそのデータか
   ら周波数誤差を求める手段とを含むことを特徴とする移
   動無線機。
4. 【請求項４】 角度変調されたディジタル無線信号を受
   信して中間周波信号を出力する受信回路と、 この中間周波信号から受信信号を復調する復調器と、 上記受信回路に局部発振周波数を供給する周波数シンセ
   サイザと、 この周波数シンセサイザの周波数基準となる信号を発生
   する基準発振器と、 この基準発振器の発振周波数誤差により上記周波数シン
   セサイザを経由して上記中間周波信号に重畳された周波
   数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、 この周波数誤差検出手段の出力に基づいて上記基準発振
   器の発振周波数を制御する基準周波数制御手段とを備
   え、 上記復調器は上記中間周波信号を検波してシンボル位相
   データを出力する検波器を含む移動無線機において、 上記復調器は上記シンボル位相データあるいはそのシン
   ボル位相データにより得られるデータを出力する手段を
   含み、 上記周波数誤差検出手段は、 上記中間周波信号の周波数を測定する周波数カウンタ
   と、 この周波数カウンタが出力する計数値データと上記出力
   する手段からのデータとの一方を選択してそのデータか
   ら周波数誤差を求める手段とを含むことを特徴とする移
   動無線機。
5. 【請求項５】 角度変調されたディジタル無線信号を受
   信して中間周波信号を出力する受信回路と、 この中間周波信号から受信信号を復調する復調器と、 上記受信回路に局部発振周波数を供給する周波数シンセ
   サイザと、 この周波数シンセサイザの周波数基準となる信号を発生
   する基準発振器と、 この基準発振器の発振周波数誤差により上記周波数シン
   セサイザを経由して上記中間周波信号に重畳された周波
   数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、 この周波数誤差検出手段の出力に基づいて上記基準発振
   器の発振周波数を制御する基準周波数制御手段とを備
   え、 上記復調器は上記中間周波信号の搬送波を再生する搬送
   波再生回路を含む移動無線機において、 上記周波数誤差検出手段は、 上記受信回路が出力する中間周波信号と上記搬送波再生
   回路の出力する再生搬送波信号との一方を選択する手段
   と、 選択された信号周波数を測定する周波数カウンタと、 この周波数カウンタの計数値から上記基準発振器の発振
   周波数誤差を求める手段とを含むことを特徴とする移動
   無線機。