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JP3353724B2 - 無線通信装置、無線通信システム、及び通信制御方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム、及び通信制御方法

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Publication number
JP3353724B2
JP3353724B2 JP32115798A JP32115798A JP3353724B2 JP 3353724 B2 JP3353724 B2 JP 3353724B2 JP 32115798 A JP32115798 A JP 32115798A JP 32115798 A JP32115798 A JP 32115798A JP 3353724 B2 JP3353724 B2 JP 3353724B2
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Japan
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frequency
phase
frequency synchronization
control means
phase difference
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JP32115798A
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賢蔵 中村
和義 田里
元貴 石川
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014Carrier regulation
    • H04L2027/0024Carrier regulation at the receiver end
    • H04L2027/0026Correction of carrier offset
    • H04L2027/0038Correction of carrier offset using an equaliser
    • H04L2027/0042Correction of carrier offset using an equaliser the equaliser providing the offset correction per se
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014Carrier regulation
    • H04L2027/0044Control loops for carrier regulation
    • H04L2027/0063Elements of loops
    • H04L2027/0065Frequency error detectors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタル位相変調
(PSK: Phase Shift Keying)、差動位相変調(D
PSK:Differential Phase Shift Keying)、直交振
幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation)
を用い、シンボル間隔より短い時間間隔における受信信
号の位相差データに基づいて周波数同期を行う無線通信
装置、この無線通信装置により構成される無線通信シス
テム、及び通信制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディジタル変調方式として、直交
振幅変調(QAM)方式や、ディジタル位相変調(PS
K)方式を用いたディジタル通信において、位相同期を
行う方法としてコスタス法などが用いられてきた。この
位相同期方法では、例えばQPSKなどのディジタル変
調方式では一定周期でπ/4の位相をとることから、そ
の一定周期間隔で4倍角を求め、その値により位相誤差
を補正していた。そのため、π/2の不安定要素があ
り、また一定周期でπ/4以上の位相誤差が生じるよう
な大きな周波数の誤差を補正することができなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】狭帯域ディジタル通信
では、シンボルレートが小さいため、この周波数オフセ
ットの影響が非常に大きくなる。そのため、コスタス法
を用いた同期方法を用いる場合にはシンボル間隔でπ/
4以上の位相誤差が生じないような、高精度の周波数同
期用の発振器を必要とし、コスト高になるという問題が
有った。
【0004】また高速に周波数同期を行うための同期捕
捉方法として線形等化のアルゴリズムを用いた適応位相
制御などが用いられるが、これらの方法も高速に周波数
同期を行うことができるものの、トレーニング信号を必
要としたり、コスタス法と同様に一定周期での位相差が
QPSK変調の場合など、π/4以上の位相誤差が生じ
る周波数では、同期捕捉が不可能になるという問題があ
る。
【0005】特許第2743826号公報には、子局に
おいて親局との周波数同期をとるために親局からの送信
信号を受信し、該受信信号から基準クロックを再生し、
該再生基準クロックと送信するバースト信号の搬送波基
準信号(基準クロック)との周波数差を検出し、該周波
数差が一定になるように搬送波基準信号の周波数を可変
するように制御する無線通信システムが提案されてい
る。
【0006】この無線通信システムでは、周波数誤差検
出に周波数カウンタが必要となり、また高精度に同期捕
捉するように受信信号に含まれる基準クロックの周波数
に送信用の搬送波基準信号の周波数を追従させると、位
相ジッタが生じるという問題が有る。更に周波数同期を
行うのに受信信号から再生した基準クロックを用いるた
め、変調による位相変化の影響が有る。変調帯域を狭く
した通信では特に影響を受けやすい。
【0007】更に特開平5−75662号公報、特開平
6−326740公報には位相同期を確保する技術につ
いて記載があるが、いずれもπ/4以上の位相誤差があ
る場合における位相同期については問題があり、位相ジ
ッタが生じるという問題は解決されていない。
【0008】また特開平6−318963号公報、特開
平6−197140号公報には周波数を任意にオフセッ
トし、π/4以上の位相誤差に対処する方法が記載され
ているが、周波数オフセットを与える方法は、データに
偏りがある場合に誤る可能性があり、周波数同期制御が
不安定になるという問題が有る。
【0009】特開平6−261089号公報にはサンプ
リング間隔を短くしてπ/4以上の位相誤差を補正する
技術が記載されているが、1シンボル内で位相差を求
め、この位相差と位相回転方向(極性)から位相誤差を
求めている。このように1シンボル内で位相差を求める
方法は、位相ジッタなどによる影響があるため問題が有
る。またπ/4以上の位相回転があった場合に曖昧さが
有る。さらに、帯域制限フィルタを通過した際に、極性
で判断するのは、ロールオフ係数が小さいときなど問題
になる。
【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、高精度の周波数同期用の発振器を用いるこ
となく、1周期間隔でπ/4以上の位相回転が生じた場
合であっても周波数同期を行うことができ、高精度の位
相補償をすることができる無線通信装置、無線通信シス
テムおよび通信制御方法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
に請求項1に記載の発明は、ディジタル位相変調(PS
K)を用い、シンボル間隔より短い時間間隔における受
信信号の位相差データに基づいて周波数同期を行う無線
通信装置において、前記位相差データの数シンボル以上
あるいは2シンボル以上が入力される時間にわたる平均
値を用いて周波数同期を行うための基準信号の周波数を
補正する周波数同期制御手段を有し、前記周波数同期制
御手段は、平均値演算の対象となる前記位相差データの
サンプリング数およびサンプリング時間の増減を前記周
波数誤差の大きさに応じて適応的に制御することを特徴
とする。
【0012】請求項1に記載の発明によれば、ディジタ
ル位相変調(PSK)を用い、シンボル間隔より短い時
間間隔における受信信号の位相差データに基づいて周波
数同期を行う無線通信装置において、周波数同期制御手
段により前記位相差データの数シンボル以上あるいは2
シンボル以上が入力される時間にわたる平均値を用いて
周波数同期を行うための基準信号の周波数を補正するよ
うにしたので、高精度の周波数同期用の発振器を用いる
ことなく、1周期間隔でπ/4以上の位相回転が生じた
場合であっても周波数同期を行うことができる。 また、
周波数同期制御手段により、平均値演算の対象となる前
記位相差データのサンプリング数およびサンプリング時
間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制
御するようにしたので、周波数誤差の検出精度の向上が
図れる。
【0013】また請求項2に記載の発明は、差動位相変
調(DPSK)を用い、シンボル間隔より短い時間間隔
における受信信号の位相差データに基づいて周波数同期
を行う無線通信装置において、前記位相差データの数シ
ンボル以上あるいは2シンボル以上が入力される時間に
わたる平均値を用いて周波数同期を行うための基準信号
の周波数を補正する周波数同期制御手段を有し、前記周
波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前記位相
差データのサンプリング数およびサンプリング時間の増
減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御する
ことを特徴とする。
【0014】請求項2に記載の発明によれば、差動位相
変調(DPSK)を用い、シンボル間隔より短い時間間
隔における受信信号の位相差データに基づいて移動局と
基地局との間で周波数同期を行う無線通信システムの通
信制御方法において、前記位相差データの数シンボル以
上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわたる平
均値を用いて周波数同期を行うための基準信号の周波数
を補正するようにしたので、高精度の周波数同期用の発
振器を用いることなく、1周期間隔でπ/4以上の位相
回転が生じた場合であっても周波数同期を行うことがで
きる。また、周波数同期制御手段により、平均値演算の
対象となる前記位相差データのサンプリング数およびサ
ンプリング時間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じ
て適応的に制御するようにしたので、周波数誤差の検出
精度の向上が図れる。
【0015】請求項3に記載の発明は直交振幅変調(Q
AM)を用い、シンボル間隔より短い時間間隔における
受信信号の位相差データに基づいて周波数同期を行う無
線通信装置において、前記位相差データの数シンボル以
上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわたる平
均値を用いて周波数同期を行うための基準信号の周波数
を補正する周波数同期制御手段を有し、前記周波数同期
制御手段は、平均値演算の対象となる前記位相差データ
のサンプリング数およびサンプリング時間の増減を前記
周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御することを特
徴とする。
【0016】請求項3に記載の発明によれば、直交振幅
変調(QAM)変調を用い、シンボル間隔より短い時間
間隔における受信信号の位相差データに基づいて周波数
同期を行う無線通信装置において、周波数同期制御手段
により前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シ
ンボル以上が入力される時間にわたる平均値を用いて周
波数同期を行うための基準信号の周波数を補正するよう
にしたので、高精度の周波数同期用の発振器を用いるこ
となく、1周期間隔でπ/4以上の位相回転が生じた場
合であっても周波数同期を行うことができる。また、周
波数同期制御手段により、平均値演算の対象となる前記
位相差データのサンプリング数およびサンプリング時間
の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御
するようにしたので、周波数誤差の検出精度の向上が図
れる。
【0017】また請求項4に記載の発明は、ディジタル
位相変調(PSK)を用い、シンボル間隔より短い時間
間隔における受信信号の位相差データに基づいて周波数
同期を行う無線通信装置において、前記位相差データの
数シンボル以上あるいは2シンボル以上が入力される時
間にわたる平均値を用いて受信信号との周波数同期を行
うための基準信号の周波数を、受信信号に対して所定の
周波数誤差範囲内に入るように補正する周波数同期制御
手段と、前記周波数同期制御手段による周波数制御によ
り前記基準信号の前記受信信号に対する周波数誤差が所
定範囲内になるように周波数同期がとれた時点で前記受
信信号の位相を適応制御する位相補償制御手段とを有
し、前記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象とな
る前記位相差データのサンプリング数およびサンプリン
グ時間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的
に制御することを特徴とする。
【0018】請求項4に記載の発明によれば、ディジタ
ル位相変調(PSK)を用い、シンボル間隔より短い時
間間隔における受信信号の位相差データに基づいて周波
数同期を行う無線通信装置において、周波数同期制御手
段により受信信号の位相差データの数シンボル分が入力
される時間にわたる平均値を用いて前記受信信号との周
波数同期を行うための基準信号の周波数を、前記受信信
号に対して所定の周波数誤差範囲内に入るように補正す
ることにより、適応位相制御により位相補償できる周波
数誤差範囲内に周波数同期を行い、周波数同期が取れた
時点で位相補償制御手段により受信信号の復調信号につ
いて適応位相制御するようにしたので、周波数オフセッ
トによる周波数同期エラーを低減することができる。
た周波数同期のためのループを狭帯域にすることができ
るので、位相ジッタが生じることはない。この結果、位
相補償制御手段が安定に動作し、高精度な位相制御が可
能となる。したがって、復調されたデータの信頼性の向
上が図れる。 さらに、周波数同期制御手段により、平均
値演算の対象となる前記位相差データのサンプリング数
およびサンプリング時間の増減を前記周波数誤差の大き
さに応じて適応的に制御するようにしたので、周波数誤
差の検出精度の向上が図れる。
【0019】請求項5に記載の発明は、差動位相変調
(DPSK)を用い、シンボル間隔より短い時間間隔に
おける受信信号の位相差データに基づいて周波数同期を
行う無線通信装置において、前記位相差データの数シン
ボル以上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわ
たる平均値を用いて受信信号との周波数同期を行うため
の基準信号の周波数を、受信信号に対して所定の周波数
誤差範囲内に入るように補正する周波数同期制御手段
と、前記周波数同期制御手段による周波数制御により前
記基準信号の前記受信信号に対する周波数誤差が所定範
囲内になるように周波数同期がとれた時点で前記受信信
号の位相を適応制御する位相補償制御手段とを有し、前
記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前記
位相差データのサンプリング数およびサンプリング時間
の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御
することを特徴とする。
【0020】請求項5に記載の発明によれば、差動位相
変調(DPSK)を用い、シンボル間隔より短い時間間
隔における受信信号の位相差データに基づいて周波数同
期を行う無線通信装置において、周波数同期制御手段に
より受信信号の位相差データの数シンボル以上あるいは
2シンボル以上が入力される時間にわたる平均値を用い
て前記受信信号との周波数同期を行うための基準信号の
周波数を、前記受信信号に対して所定の周波数誤差範囲
内に入るように補正することにより、適応位相制御によ
り位相補償できる周波数誤差範囲内に周波数同期を行
い、周波数同期が取れた時点で位相補償制御手段により
受信信号の復調信号について適応位相制御するようにし
たので、周波数オフセットによる周波数同期エラーを低
減することができる。 また周波数同期のためのループを
狭帯域にすることができるので、位相ジッタが生じるこ
とはない。この結果、位相補償制御手段が安定に動作
し、高精度な位相制御が可能となる。したがって、復調
されたデータの信頼性の向上が図れる。 さらに、周波数
同期制御手段により、平均値演算の対象となる前記位相
差データのサンプリング数およびサンプリング時間の増
減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御する
ようにしたので、周波数誤差の検出精度の向上が図れ
る。
【0021】請求項6に記載の発明は、直交振幅変調
(QAM)を用い、シンボル間隔より短い時間間隔にお
ける受信信号の位相差データに基づいて周波数同期を行
う無線通信装置において、前記位相差データの数シンボ
ル以上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわた
る平均値を用いて受信信号との周波数同期を行うための
基準信号の周波数を、受信信号に対して所定の周波数誤
差範囲内に入るように補正する周波数同期制御手段と、
前記周波数同期制御手段による周波数制御により前記基
準信号の前記受信信号に対する周波数誤差が所定範囲内
になるように周波数同期がとれた時点で前記受信信号の
位相を適応制御する位相補償制御手段とを有し、前記周
波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前記位相
差データのサンプリング数およびサンプリング時間の増
減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御する
ことを特徴とする。
【0022】請求項6に記載の発明によれば、周波数同
期制御手段により受信信号の位相差データの数シンボル
以上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわたる
平均値を用いて前記受信信号との周波数同期を行うため
の基準信号の周波数を、前記受信信号に対して所定の周
波数誤差範囲内に入るように補正することにより、適応
位相制御により位相補償できる周波数誤差範囲内に周波
数同期を行い、周波数同期が取れた時点で位相補償制御
手段により受信信号の復調信号について適応位相制御す
るようにしたので、周波数オフセットによる周波数同期
エラーを低減することができる。 また周波数同期のため
のループを狭帯域にすることができるので、位相ジッタ
が生じることはない。この結果、位相補償制御手段が安
定に動作し、高精度な位相制御が可能となる。したがっ
て、復調されたデータの信頼性の向上が図れる。 さら
に、周波数同期制御手段により、平均値演算の対象とな
る前記位相差データのサンプリング数およびサンプリン
グ時間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的
に制御するようにしたので、周波数誤差の検出精度の向
上が図れる。
【0023】請求項7に記載の発明は、請求項4乃至6
のいずれかに記載の無線通信装置において、前記位相補
償手段は、Fractionally Spaced Equalizerであること
を特徴とする。
【0024】請求項7に記載の発明によれば、周波数同
期制御手段による基準信号の周波数補正制御と位相補償
手段としてのFractionally Spaced Equalizerによる受
信信号の適応位相制御とを組み合わせて周波数同期制御
を行うようにしたので、トレーニング信号を必要としな
い、高精度の周波数同期制御が可能になる。
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1に本発明の第1
の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す。同図に
おいて本発明第1の実施の形態に係る無線通信装置は、
アンテナ10と、該アンテナ10より受信したQPSK
( Quadrature Phase Shift Keying)変調された受信信
号をベースバンド信号に変換するための搬送波基準信号
を生成する電圧制御型発振器(VCO)12と、乗算器
14と、乗算器14の出力をアナログ/ディジタル変換
するA/D変換器16と、A/D変換されたベースバン
ド信号を同相成分(I)と直交成分(Q)に直交復調す
る直交復調器18とを有している。
【0067】また本発明の第1の実施の形態に係る無線
通信装置は、直交復調器の出力をオーバサンプリングし
てシンボル間隔より短い時間間隔における位相差データ
を数シンボル分が入力される時間にわたって検出するオ
ーバサンプリング位相差検出部22と、オーバサンプリ
ング位相差検出部22より出力される位相差データの平
均演算を行う位相差平均演算部24と、位相差平均演算
部24より出力される電圧制御型発振器12の搬送波基
準信号の受信信号に対する周波数誤差データを電圧値に
変換する周波数/電圧変換器26と、周波数/電圧変換
器26の出力信号をディジタル/アナログ変換するD/
A変換器28とを有している。
【0068】オーバサンプリング位相差検出部22、位
相差平均演算部24、周波数/電圧変換器26及びD/
A変換器28は周波数同期制御手段20を構成してい
る。周波数同期制御手段20は、シンボル間隔より短い
時間間隔における受信信号の位相差データの数シンボル
以上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわたる
平均値を用いて受信信号との周波数同期を行うための基
準信号である電圧制御型発振器12の周波数を、受信信
号に対して所定の周波数誤差範囲内に入るように補正す
る。周波数同期制御手段20は本発明の周波数同期制御
手段に相当する。
【0069】更に本発明の第1の実施の形態に係る無線
通信装置は、直交復調器18の復調出力の位相補償を高
精度に制御する位相補償制御手段30を有している。位
相補償制御手段30は、適応位相制御フィルタとしての
トランスバーサルフィルタ32と、トランスバーサルフ
ィルタ32の出力に基づいて復調されたシンボルデータ
が属する位相空間を判定する位相判定器34と、位相判
定器34の判定出力からトランスバーサルフィルタ32
の出力を減算する減算器36と、減算器36から出力さ
れる位相誤差データを最小化するようにトランスバーサ
ルフィルタ32のタップ係数を決定する適応制御アルゴ
リズム演算処理部38とを有している。この位相補償制
御手段30は位相補償制御を行う際にトレーニング信号
を必要としないFractionally Spaced Equalizerを構成
している。
【0070】適応制御アルゴリズム演算処理部38で使
用する適応制御アルゴリズムは、本実施の形態ではLM
S(Least Mean Squares)アルゴリズムであるが、これ
に限らず、ほかの適応制御アルゴリズム、例えば、RL
S(Recursive Least Squares)アルゴリズムであって
もよい。
【0071】更に本発明の第1の実施の形態に係る無線
通信装置は位相差平均演算部24の演算出力を取り込
み、周波数同期制御手段20による周波数同期制御の結
果、電圧制御型発振器12の出力信号である基準信号の
受信信号に対する周波数誤差が、位相補償制御手段30
による適応位相制御により位相補償可能な所定範囲内に
入ったか否かを判定する周波数誤差判定器40を有して
いる。ここで、「周波数誤差が、位相補償制御手段30
による適応位相制御により位相補償可能な所定範囲内」
とは、本発明の実施の形態では位相換算で1周期間でπ
/4以内になることをいうものとする。
【0072】位相補償制御手段30は、周波数誤差判定
器40により周波数同期制御手段20による周波数同期
制御の結果、電圧制御型発振器12の出力信号である基
準信号の受信信号に対する周波数誤差が、位相補償制御
手段30による適応位相制御により位相補償可能な所定
範囲内に入ったと判定された際に、周波数誤差判定器4
0の判定出力に基づいて位相補償制御手段30は、直交
復調器18の復調出力について適応位相制御を行う。な
お、周波数同期制御手段20による周波数補正制御の応
答速度を位相補償制御手段30による適応位相制御の応
答速度に比して遅くなるように設定されている。このよ
うに構成することにより周波数同期制御手段20により
構成される制御ループを狭帯域にすることができる。
【0073】上記構成からなる本発明の実施の形態に係
る無線通信装置の動作を図2ないし図6を参照して説明
する。図2及び図3は周波数同期制御手段20の制御動
作を示しており、図4は位相補償制御手段30の制御動
作を示している。まずアンテナ10により所望の受信信
号が受信されると、この受信信号は乗算器14で電圧制
御型発振器12の出力である搬送波基準信号(周波数f
c)と乗算され、ベースバンド信号に変換される。この
ベースバンド信号はA/D変換器16によりA/D変換
され、直交復調器18に入力される。ディジタルデータ
に変換されたベースバンド信号は直交復調器18により
同相成分(I成分)と直交成分(Q成分)に直交復調さ
れる。
【0074】次いで図2及び図3に示す周波数同期制御
手段20による周波数同期制御が行われる。これらの図
において、ステップ100において、直交復調器18よ
り取込んだ復調出力x(i)をオーバサンプリング位相
差検出部22によりオーバサンプリングし、シンボル間
隔より短い時間間隔における位相差データの検出を行
う。復調出力x(i)は、振幅をrk、変調信号の位相
をφ、周波数変動量をΔfk、Tをサンプリング間隔と
すると、次式(1)で表される。
【0075】
【数1】 x(i)=rk・exp{j(φ+2πΔfkT)} (1)
【0076】次に位相差平均演算部24で位相差平均値
Δθkを次式(2)により算出する。
【数2】 但し、Mはオーバサンプリング数、Nは平均値演算に使
用するデータ数、anはフィルタをかけた後の伝達関数
である。
【0077】ステップ102では、式(2)のオーバサ
ンプリング数Mの値を一定値に固定する。次いで位相差
平均演算部24で式(2)により、復調出力が数シンボ
ル分だけ入力される時間にわたる位相差平均値Δθkが
演算される(ステップ104)。ステップ104で算出
された位相差平均値Δθkのときの周波数変動量、すな
わち周波数誤差Δfが、周波数/電圧変換器26により
電圧値に変換され、D/A変換器28を介して電圧制御
型発振器12に印加される。この結果、電圧制御型発振
器12より出力される搬送波基準信号の周波数は、周波
数誤差Δfを打ち消すように補正される(ステップ10
6)。
【0078】次いでステップ108ではこれまでステッ
プ104で算出された位相差平均値Δθkの分散Vが算
出され、次のステップ110で分散Vが設定値j以上で
あるか否かが判定される。この判定は周波数同期制御手
段20を構成する制御ループが安定状態にあるか否かを
みている。V≧jである、すなわち制御ループが不安定
であると判定された場合には、次のステップ112で式
(2)におけるデータ数Nが+1、インクリメントさ
れ、ステップ104に戻り、ステップ104〜108の
処理を繰り返す。これはデータの偏り、あるいは位相雑
音が大きく上記制御ループが不安定状態にあるので、デ
ータ数Nを増加させることによりデータの出現と雑音を
平均化して上記制御ループを安定状態に移行させるよう
に制御するものである。
【0079】ステップ110でV<jであると判定され
た場合には、ステップ114でV≦k(j>k)である
か否か、すなわち上記制御ループが不安定状態を脱し、
十分に安定な状態に移行したか否かが判定される。k
は、上記制御ループが十分に安定な状態となるときにお
ける位相差平均値Δθkの分散Vの値である。ステップ
114でV≦kであると判定された場合にはステップ1
15でN>α(αは任意の整数)であるか否かが判定さ
れる。この判定はステップ116の処理によりN=0に
なると、位相差平均値Δθkの値が発散してしまうの
で、これを回避するためである。N>αである場合には
ステップ116に処理が移行し、N≦αである場合には
ステップ104に処理が移行する。ステップ115でN
>αであると判定された場合には、ステップ116で式
(2)におけるデータ数Nが−1、ディクリメントさ
れ、ステップ104に戻り、ステップ104〜108の
処理を繰り返す。これはデータ数Nが大きくなると、ラ
ンダム性が増加し、データの出現確率が等しくなるの
で、周波数誤差が小さくなるが、制御系の収束時間が長
くなるので、データ数Nを小さくするように制御する。
【0080】一方、ステップ114でk<V<jである
と判定された場合、すなわち制御ループが十分ではない
が、適度に安定した状態に移行したと判定された場合に
は図3におけるステップ118に処理が移行する。ステ
ップ118では式(2)におけるデータ数Nの値を一定
値に固定し、次のステップ120で位相差平均値Δθk
の絶対値|Δθk|が閾値との大小比較が行われる。こ
こで閾値ΔθTHはΔθTH>π/4Mに設定される。ステ
ップ120で|Δθk|≧ΔθTHであると判定された場
合には式(2)におけるオーバサンプリング数Mを増加
し(ステップ122)、ステップ124に移行する。
【0081】またステップ120で|Δθk|<ΔθTH
であると判定された場合にはステップ127でオーバサ
ンプリング数MがM>2であるか否かが判定され、ステ
ップ127でM>2であると判定された場合には次のス
テップ128でオーバサンプリング数MをM/2に減少
させた後、またM≦2であると判定された場合にはその
ままステップ130に移行する。ここで位相差平均値Δ
θkの絶対値|Δθk|が閾値との大小比較によりオーバ
サンプリング数Mの値を増減しているのは位相差平均値
Δθk、すなわち周波数誤差Δfが小さくなるにつれて
周波数誤差の検出精度が低下するので、式(2)の左辺
の演算結果に応じてオーバサンプリング数Mの値を変化
させ、検出精度の低下を防止するためである。このオー
バサンプリング数Mの値の増減はサンプリング時間の増
減に対応するものである。このように本発明の第1の実
施の形態ではデータ数N(サンプリング数に相当),オ
ーバサンプリング数M(サンプリング時間に相当)の増
減を周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御するよう
にしているので、周波数誤差の検出精度の向上が図れ
る。
【0082】ステップ122で式(2)におけるオーバ
サンプリング数Mを増加した後、ステップ104、10
6と同様にステップ124で位相差平均値Δθkが演算
され、この算出された位相差平均値Δθkに基づいて電
圧制御型発振器12における搬送波基準信号の周波数が
補正制御される(ステップ126)。ステップ126ま
たは、ステップ128の処理の後、ステップ130では
|Δθk|≦π/4であるか否か、すなわち周波数同期
制御手段20による周波数同期制御により位相補償制御
手段30による適応位相制御により位相補償ができる周
波数誤差範囲内に周波数誤差Δf、すなわち位相差平均
値|Δθk|が入ったか否かが周波数誤差判定器40に
より判定される。
【0083】ステップ130で|Δθk|≧π/4であ
ると判定された場合には、ステップ120に戻り、ステ
ップ120〜130の処理を繰り返す。ステップ130
で|Δθk|≦π/4であると判定された場合には周波
数誤差判定器40の判定出力に基づいて位相補償制御手
段30による適応位相制御に処理が移行する(ステップ
132)。ここで周波数同期制御手段20により受信信
号の電圧制御型発振器12の基準搬送波信号に対する周
波数誤差が所定範囲内(位相に換算してπ/4以内)に
ある状態が検出された場合に、その時の周波数に基づい
て送信側への通信を開始するようにしてもよい。このよ
うに構成することにより送信側において受信信号の位相
補償を高精度に行うことができる。
【0084】また周波数誤差検出手段20により前記周
波数誤差が所定範囲内にある状態が検出された状態下で
受信動作を行い、一旦受信動作を停止した後、再度受信
を開始した時に、その時点における基準信号の周波数を
用いて周波数同期制御手段20により受信信号の前記基
準信号に対する周波数誤差が所定範囲内になるように周
波数同期制御を行うと共に、その後受信を停止した後、
再度受信を開始した際には前回の受信動作時に使用した
基準信号の周波数を今回の受信動作時に用いるようにし
てもよい。このように構成することにより、周波数同期
制御に使用する基準信号の周波数の更新間隔を短くする
ことができるので、無線通信装置の周囲温度が周囲環境
の変化や自己発熱により変化しても前記基準信号の周波
数同期制御に要する時間の短縮が図れる。
【0085】次に位相補償制御手段30による適応位相
制御について説明する。図4のステップ200におい
て、直交復調器18の復調出力x(i)が位相補償制御
手段30を構成するトランスバーサルフィルタ32に入
力される。次いで適応制御アルゴリズム演算処理部38
により設定されたフィルタ係数により決定されるフィル
タ特性で復調出力x(i)の位相補償が行われる(ステ
ップ202)。すなわち、トランスバーサルフィルタ3
2のフィルタ特性をw(i),トランスバーサルフィル
タ32の出力をd(i)とすると、トランスバーサルフ
ィルタ32の出力は、
【数3】 d(i)=x(i)・w(i) (3) で表される。
【0086】ここで復調出力x(i)をx(i)=ex
p{j(ak+2πΔfT)},変調による位相成分をe
xp(jak),復調出力の位相誤差をe(i)=ex
p(j2πΔfT)とすると、トランスバーサルフィル
タ32のフィルタ特性が適応制御アルゴリズム演算処理
部38によりw(i)=exp(−j2πΔfT)に設
定されれば、トランスバーサルフィルタ32のd(i)
は、
【数4】 d(i)=x(i)・w(i) =exp{j(ak+2πΔfT)}・exp(−j2πΔfT) =exp(jak) (4) となり、位相誤差e(i)が完全に消去されて元信号e
xp(jak)のみが抽出される。
【0087】この場合にトランスバーサルフィルタ32
より得られる位相系列{θk } の隣接する位相データの
差分である位相差データΔθkは4相のQPSK変調で
変調された受信信号を復調した場合には、図5に示すよ
うにI−Q軸の直交座標系においてI軸を基準にしてΔ
θk(k=1〜4)=π/4(第1象限),3π/4(第2象
限),−3π/4(第3象限),−π/4(第4象限)
となり、復調されたダイビットで特定されるシンボルデ
ータはI−Q軸の直交座標系におけるいずれかの象限の
基準データD1,D2,D3,D4に一致する。
【0088】しかしながら、実際にはトランスバーサル
フィルタ32により位相誤差が完全に消去されずにトラ
ンスバーサルフィルタ32の出力d(i)は誤差e
(i)を含んでいる。ステップ204ではトランスバー
サルフィルタ32の出力d(i)から得られる位相差デ
ータがI−Q軸の直交座標系におけるいずれの象限に属
するか位相判定器34により位相空間の判定を行う。位
相判定器34は、入力された位相差データΔθkがI−
Q直交座標系においてどの象限に属するか判定し、位相
差データΔθkが属する象限の基準データを入力された
シンボルデータに一致するものとして出力する(ステッ
プ206)。この位相判定器34の出力をz(i)とす
る。
【0089】次いでステップ208では減算器36によ
り位相誤差e(i)が次式(5)により算出される。
【数5】 e(i)=z(i)−d(i) (5) 次いで適応制御アルゴリズム演算処理部38では、この
位相誤差e(i)を取込み、LMSアルゴリズムに基づ
いて演算処理を行い、位相誤差e(i)が最小化される
ようにトランスバーサルフィルタ32のフィルタ係数を
決定し、トランスバーサルフィルタ32に設定する(ス
テップ210、212)。
【0090】この結果、位相誤差e(i)は図6に示す
ように絶対値でπ/4以内において高精度に位相補償さ
れる。図6は周波数誤差特性を示しており、横軸は周波
数誤差ΔfTであり、縦軸はビット誤り率(BER)で
ある。同図において、曲線C1は位相補償制御手段30
により位相補償された結果、得られた周波数誤差特性を
示し、曲線Cnは位相補償制御手段30により位相補償
可能な周波数誤差範囲(位相誤差範囲)を示している。
同図において周波数誤差ΔfTがΔfT=0.125のとき
位相誤差に換算すると、π/4になる。
【0091】本発明の第1の実施の形態によれば、QP
SK変調を用い、シンボル間隔より短い時間間隔におけ
る受信信号の位相差データに基づいて周波数同期を行う
無線通信装置において、周波数同期制御手段により前記
位相差データの数シンボル以上あるいは2シンボル以上
が入力される時間にわたる平均値を用いて周波数同期を
行うための基準信号の周波数を補正するようにしたの
で、高精度の周波数同期用の発振器を用いることなく、
1周期間隔でπ/4以上の位相回転が生じた場合であっ
ても周波数同期を行うことができる。
【0092】また本発明の第1の実施の形態によれば、
周波数同期制御手段により受信信号の位相差データの数
シンボル分が入力される時間にわたる平均値を用いて前
記受信信号との周波数同期を行うための基準信号の周波
数を、前記受信信号に対して所定の周波数誤差範囲内に
入るように補正することにより、適応位相制御により位
相補償できる周波数誤差範囲内に周波数同期を行い、周
波数同期が取れた時点で位相補償制御手段により受信信
号の復調信号について適応位相制御するようにしたの
で、周波数オフセットによる周波数同期エラーを低減す
ることができる。
【0093】更に周波数同期のためのループを狭帯域に
することができるので、位相ジッタが生じることはな
い。この結果、位相補償制御手段が安定に動作し、高精
度な位相制御が可能となる。したがって、復調されたデ
ータの信頼性の向上が図れる。
【0094】本発明の第1の実施の形態によれば、周波
数同期制御手段による基準信号の周波数補正制御と位相
補償手段としてのFractionally Spaced Equalizerによ
る受信信号の適応位相制御とを組み合わせて周波数同期
制御を行うようにしたので、トレーニング信号を必要と
しない、高精度の周波数同期制御が可能になる。尚、本
発明の第1の実施の形態では、ディジタル変調方式とし
てQPSK変調を用いたが、この変調方式に限らず、例
えばDPSK変調方式,QAM変調方式を用いても、上
述した本発明の第1の実施の形態による各効果は同様に
得られる。
【0095】本発明の第2の実施の形態に係る無線通信
装置の要部の構成を図7に示す。本発明の実施の形態に
係る無線通信装置が図1に示した第1の実施の形態に係
る無線通信装置と構成上、異なるのは周波数同期制御手
段20の周波数/電圧変換器26の出力に位相補償制御
手段30を構成する減算器36の出力である位相誤差e
(i)を加算器50により加算することにより補正し、
この補正された周波数同期制制御のための制御データを
電圧制御型発振器12の制御信号として用いるようにし
たものであり、他の構成は同様であるので重複する説明
を省略する。
【0096】本発明の第2の実施の形態によれば、本発
明の第1の実施の形態に係る無線通信装置により得られ
る効果に加えて、第1の実施の形態に比して周波数同期
に必要な位相補償をより高精度に行うことができるとい
う効果がある。また第2の実施の形態に係る無線通信装
置において、上記補正された制御データにより電圧制御
型発振器の搬送波基準信号の周波数を設定した後、送信
側への通信を開始するようにしてもよい。このように構
成することにより送信側において受信信号の位相補償を
高精度に行うことができる。
【0097】また第2の実施の形態に係る無線通信装置
において、上記補正された制御データにより設定された
電圧制御型発振器の搬送波基準信号の周波数を次回の受
信時に用いるようにしてもよい。このように構成するこ
とにより次回の受信時において受信信号の位相補償を高
精度に行うことができる。尚、本発明の第2の実施の形
態においても、本発明の第1の実施の形態と同様にディ
ジタル変調方式としてQPSK変調を用いたが、この変
調方式に限らず、例えばDPSK変調方式,QAM変調
方式を用いても、上述した本発明の第2の実施の形態に
よる各効果は同様に得られる。
【0098】次に本発明が適用される無線通信システム
の構成を図8に示す。同図においてサービスエリア30
0は、複数のゾーンZ1,Z2,Z3からなり、各ゾー
ン内では上りと下りで2つの周波数により基地局と移動
局との間で通信が行われる。各ゾーンZ1,Z2,Z3
で各基地局は異なる周波数f1,f2,f3を用いて通
信が行われる。この無線通信システムでは、各ゾーンZ
1,Z2,Z3内において各基地局が連続的に信号を移
動局に対して送信し、移動局はバースト信号により通信
を行う2周波単信方式である。この無線通信システムで
はこれまで説明した発明の実施の形態のいずれか、もし
くは全てが適用される。
【0099】この無線通信システムによれば、高精度の
周波数同期用の発振器を用いることなく、1周期間隔で
π/4以上の位相回転が生じた場合であっても周波数同
期を行うことができ、高精度の位相補正をすることがで
きる無線通信装置、無線通信システムを実現することが
できる。
【0100】また、PSK変調を用い、シンボル間隔よ
り短い時間間隔における受信信号の位相差データに基づ
いて周波数同期を行う無線通信装置において、前記位相
差データの数シンボル以上あるいは2シンボル以上が入
力される時間にわたる平均値を用いて周波数同期を行う
ための基準信号の周波数を補正する周波数同期制御手段
を有することを特徴とする無線通信装置の機能を実現す
るためのプログラムをコンピュータに読み取り可能な記
録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラ
ムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行すること
により周波数同期制御を行うようにしてもよい。この場
合に前記周波数同期制御を実現させるためのプログラム
をコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録するの
で、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュー
タシステムに読み込ませ、実行することにより、高精度
の周波数同期用の発振器を用いることなく、1周期間隔
でπ/4以上の位相回転が生じた場合であっても周波数
同期を行うことができる。
【0101】またDPSK変調を用い、シンボル間隔よ
り短い時間間隔における受信信号の位相差データに基づ
いて周波数同期を行う無線通信装置において、前記位相
差データの数シンボル以上あるいは2シンボル以上が入
力される時間にわたる平均値を用いて周波数同期を行う
ための基準信号の周波数を補正する周波数同期制御手段
を有することを特徴とする無線通信装置の機能を実現す
るためのプログラムをコンピュータに読み取り可能な記
録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラ
ムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行すること
により周波数同期制御を行うようにしてもよい。
【0102】この場合に前記周波数同期制御を実現させ
るためのプログラムをコンピュータに読み取り可能な記
録媒体に記録するので、この記録媒体に記録されたプロ
グラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する
ことにより、高精度の周波数同期用の発振器を用いるこ
となく、1周期間隔でπ/4以上の位相回転が生じた場
合であっても周波数同期を行うことができる。
【0103】またQAM変調を用い、シンボル間隔より
短い時間間隔における受信信号の位相差データに基づい
て周波数同期を行う無線通信装置において、前記位相差
データの数シンボル以上あるいは2シンボル以上が入力
される時間にわたる平均値を用いて周波数同期を行うた
めの基準信号の周波数を補正する周波数同期制御手段を
有することを特徴とする無線通信装置の機能を実現する
ためのプログラムをコンピュータに読み取り可能な記録
媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラム
をコンピュータシステムに読み込ませ、実行することに
より周波数同期制御を行うようにしてもよい。
【0104】この場合に前記周波数同期制御を実現させ
るためのプログラムをコンピュータに読み取り可能な記
録媒体に記録するので、この記録媒体に記録されたプロ
グラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する
ことにより、高精度の周波数同期用の発振器を用いるこ
となく、1周期間隔でπ/4以上の位相回転が生じた場
合であっても周波数同期を行うことができる。
【0105】またPSK変調を用い、シンボル間隔より
短い時間間隔における受信信号の位相差データに基づい
て周波数同期を行う無線通信装置において、前記位相差
データの数シンボル以上あるいは2シンボル以上が入力
される時間にわたる平均値を用いて受信信号との周波数
同期を行うための基準信号の周波数を、受信信号に対し
て所定の周波数誤差範囲内に入るように補正する周波数
同期制御手段と、 前記周波数同期制御手段による周波
数制御により前記基準信号の前記受信信号に対する周波
数誤差が所定範囲内になるように周波数同期がとれた時
点で前記受信信号の位相を適応制御する位相補償制御手
段とを有することを特徴とする無線通信装置の制御機能
を実現するためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された
プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行
することにより、周波数同期制御および位相補償制御を
行うようにしてもよい。
【0106】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、周波数オフセットによる周波数同
期エラーを低減することができる。
【0107】また周波数同期のためのループを狭帯域に
することができるので、位相ジッタが生じることはな
い。この結果、位相補償制御手段が安定に動作し、高精
度な位相制御が可能となる。したがって、復調されたデ
ータの信頼性の向上が図れる。またDPSK変調を用
い、シンボル間隔より短い時間間隔における受信信号の
位相差データに基づいて周波数同期を行う無線通信装置
において、前記位相差データの数シンボル以上あるいは
2シンボル以上が入力される時間にわたる平均値を用い
て受信信号との周波数同期を行うための基準信号の周波
数を、受信信号に対して所定の周波数誤差範囲内に入る
ように補正する周波数同期制御手段と、前記周波数同期
制御手段による周波数制御により前記基準信号の前記受
信信号に対する周波数誤差が所定範囲内になるように周
波数同期がとれた時点で前記受信信号の位相を適応制御
する位相補償制御手段とを有することを特徴とする無線
通信装置の制御機能を実現するためのプログラムをコン
ピュータに読み取り可能な記録媒体に記録して、この記
録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステム
に読み込ませ、実行することにより、周波数同期制御お
よび位相補償制御を行うようにしてもよい。
【0108】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、周波数オフセットによる周波数同
期エラーを低減することができる。
【0109】また周波数同期のためのループを狭帯域に
することができるので、位相ジッタが生じることはな
い。この結果、位相補償制御手段が安定に動作し、高精
度な位相制御が可能となる。したがって、復調されたデ
ータの信頼性の向上が図れる。
【0110】またQAM変調を用い、シンボル間隔より
短い時間間隔における受信信号の位相差データに基づい
て周波数同期を行う無線通信装置において、前記位相差
データの数シンボル以上あるいは2シンボル以上が入力
される時間にわたる平均値を用いて受信信号との周波数
同期を行うための基準信号の周波数を、受信信号に対し
て所定の周波数誤差範囲内に入るように補正する周波数
同期制御手段と、前記周波数同期制御手段による周波数
制御により前記基準信号の前記受信信号に対する周波数
誤差が所定範囲内になるように周波数同期がとれた時点
で前記受信信号の位相を適応制御する位相補償制御手段
とを有することを特徴とする無線通信装置の制御機能を
実現するためのプログラムをコンピュータに読み取り可
能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプ
ログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行す
ることにより、周波数同期制御および位相補償制御を行
うようにしてもよい。
【0111】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、周波数オフセットによる周波数同
期エラーを低減することができる。
【0112】また周波数同期のためのループを狭帯域に
することができるので、位相ジッタが生じることはな
い。この結果、位相補償制御手段が安定に動作し、高精
度な位相制御が可能となる。したがって、復調されたデ
ータの信頼性の向上が図れる。
【0113】また前記位相補償手段は、Fractionally S
paced Equalizerであることを特徴とする無線通信装置
の制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ
に読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に
記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込
ませ、実行することにより、周波数同期制御および位相
補償制御を行うようにしてもよい。
【0114】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、周波数同期制御手段による基準信
号の周波数補正制御機能と位相補償手段としてのFracti
onally Spaced Equalizerによる受信信号の適応位相制
御機能とを組み合わせて周波数同期制御を行うことがで
き、トレーニング信号を必要としない、高精度の周波数
同期制御が可能になる。
【0115】また前記周波数同期制御手段による周波数
補正制御の応答速度を前記位相補償制御手段による適応
位相制御の応答速度に比して遅くしたことを特徴とする
無線通信装置の制御機能を実現するためのプログラムを
コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録して、こ
の記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシス
テムに読み込ませ、実行することにより、周波数同期制
御および位相補償制御を行うようにしてもよい。
【0116】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、周波数同期を行うための制御ルー
プを構成する周波数同期制御手段を狭帯域にすることが
できる。
【0117】また前記周波数同期制御手段は、平均値演
算の対象となる前記位相差データのサンプリング数およ
びサンプリング時間の増減を前記周波数誤差の大きさに
応じて適応的に制御することを特徴とする無線通信装置
の制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ
に読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に
記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込
ませ、実行することにより、周波数同期制御および位相
補償制御を行うようにしてもよい。
【0118】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、周波数誤差の検出精度の向上が図
れる。
【0119】更に、前記基準信号の周波数補正をした結
果、受信信号の前記基準信号に対する周波数誤差が所定
範囲内にあるか否かを検出する周波数誤差検出手段を有
し、該周波数誤差検出手段により前記周波数誤差が所定
範囲内にある状態が検出された場合に、そのときの周波
数に基づいて送信側への通信を開始することを特徴とす
る無線通信装置の制御機能を実現するためのプログラム
をコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録して、
この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシ
ステムに読み込ませ、実行することにより、通信制御を
行うようにしてもよい。
【0120】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、送信側での周波数同期捕捉の必要
性を軽減することができる。
【0121】また前記周波数同期制御手段による周波数
補正制御により得られた周波数同期させるための周波数
補正量に対応する基準信号の周波数を制御する制御デー
タを、前記位相補償制御手段による適応位相制御により
得られた位相補償量に応じた補正値で補正し、該補正さ
れた制御データにより前記基準信号の周波数を設定した
後、送信側への通信を開始することを特徴とする無線通
信装置の制御機能を実現するためのプログラムをコンピ
ュータに読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録
媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに
読み込ませ、実行することにより、通信制御を行うよう
にしてもよい。
【0122】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、送信側において受信信号の位相補
償を高精度に行うことができる。
【0123】また前記周波数誤差検出手段により前記周
波数誤差が所定範囲内にある状態が検出された状態下で
受信動作を行い、一旦受信動作を停止した後、再度受信
を開始した時に、その時点における基準信号の周波数を
用いて前記周波数同期制御手段により受信信号の前記基
準信号に対する周波数誤差が所定範囲内になるように周
波数同期制御を行うと共に、その後受信を停止した後、
再度受信を開始した際には前回の受信動作時に使用した
基準信号の周波数を今回の受信動作時に用いることを特
徴とする無線通信装置の制御機能を実現するためのプロ
グラムをコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録
して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュ
ータシステムに読み込ませ、実行することにより、通信
制御を行うようにしてもよい。
【0124】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、無線通信装置の周囲温度が周囲環
境の変化や自己発熱により変化しても前記基準信号の周
波数同期制御に要する時間の短縮が図れる。
【0125】また前記周波数同期制御手段による周波数
補正制御により得られた周波数同期させるための周波数
補正量に対応する基準信号の周波数を制御する制御デー
タを、前記位相補償制御手段による適応位相制御により
得られた位相補償量に応じた補正値で補正し、該補正さ
れた制御データにより設定された前記基準信号の周波数
を次回の受信時に用いることを特徴とする無線通信装置
の制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ
に読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に
記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込
ませ、実行することにより、通信制御を行うようにして
もよい。
【0126】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、次回の受信時において受信信号の
位相補償を高精度に実行することができる。
【0127】基地局が連続的に信号を送信し、移動局が
バースト信号を送出することにより基地局と複数の移動
局との間で通信を行う2周波単信方式の無線通信システ
ムにおいて、前記基地局および移動局の双方もしくは、
いずれか一方を請求項2ないし9のいずれかに記載の無
線通信装置で構成したことを特徴とする無線通信システ
ムの制御機能を実現するためのプログラムをコンピュー
タに読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体
に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み
込ませ、実行することにより通信制御を行うようにして
もよい。
【0128】この場合に上記無線通信装置の制御機能を
実現させるためのプログラムをコンピュータに読み取り
可能な記録媒体に記録するので、この記録媒体に記録さ
れたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、
実行することにより、高精度の周波数同期用の発振器を
用いることなく、1周期間隔でπ/4以上の位相回転が
生じた場合であっても周波数同期を行うことができ、高
精度の位相補正をすることができる無線通信装置、無線
通信システムを実現することができる。
【0129】なお、ここでいう「コンピュータシステ
ム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むもの
とする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒
体」とは、フロッピー(登録商標)ディスク、光磁気デ
ィスク、ROM、CD−ROM等の可般媒体、コンピュ
ータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置
のことをいう。
【0130】さらに「コンピュータ読み取り可能な記録
媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回
線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通
信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持す
るもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピ
ュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間
プログラムを保持しているものも含むものとする。また
上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するため
のものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュ
ータシステムにすでに記録されているプログラムとの組
み合わせで実現できるものであっても良い。
【0131】
【発明の効果】以上に説明したように請求項1に記載の
発明によれば、ディジタル位相変調(PSK)を用い、
シンボル間隔より短い時間間隔における受信信号の位相
差データに基づいて周波数同期を行う無線通信装置にお
いて、周波数同期制御手段により前記位相差データの数
シンボル以上あるいは2シンボル以上が入力される時間
にわたる平均値を用いて周波数同期を行うための基準信
号の周波数を補正するようにしたので、高精度の周波数
同期用の発振器を用いることなく、1周期間隔でπ/4
以上の位相回転が生じた場合であっても周波数同期を行
うことができる。 また、周波数同期制御手段により、平
均値演算の対象となる前記位相差データのサンプリング
数およびサンプリング時間の増減を前記周波数誤差の大
きさに応じて適応的に制御するようにしたので、周波数
誤差の検出精度の向上が図れる。
【0132】また請求項2に記載の発明によれば、差動
位相変調(DPSK)を用い、シンボル間隔より短い時
間間隔における受信信号の位相差データに基づいて移動
局と基地局との間で周波数同期を行う無線通信システム
の通信制御方法において、前記位相差データの数シンボ
ル以上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわた
る平均値を用いて周波数同期を行うための基準信号の周
波数を補正するようにしたので、高精度の周波数同期用
の発振器を用いることなく、1周期間隔でπ/4以上の
位相回転が生じた場合であっても周波数同期を行うこと
ができる。また、周波数同期制御手段により、平均値演
算の対象となる前記位相差データのサンプリング数およ
びサンプリング時間の増減を前記周波数誤差の大きさに
応じて適応的に制御するようにしたので、周波数誤差の
検出精度の向上が図れる。
【0133】請求項3に記載の発明によれば、直交振幅
変調(QAM)変調を用い、シンボル間隔より短い時間
間隔における受信信号の位相差データに基づいて周波数
同期を行う無線通信装置において、周波数同期制御手段
により前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シ
ンボル以上が入力される時間にわたる平均値を用いて周
波数同期を行うための基準信号の周波数を補正するよう
にしたので、高精度の周波数同期用の発振器を用いるこ
となく、1周期間隔でπ/4以上の位相回転が生じた場
合であっても周波数同期を行うことができる。また、周
波数同期制御手段により、平均値演算の対象となる前記
位相差データのサンプリング数およびサンプリング時間
の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御
するようにしたので、周波数誤差の検出精度の向上が図
れる。
【0134】請求項4に記載の発明によれば、ディジタ
ル位相変調(PSK)を用い、シンボル間隔より短い時
間間隔における受信信号の位相差データに基づいて周波
数同期を行う無線通信装置において、周波数同期制御手
段により受信信号の位相差データの数シンボル分が入力
される時間にわたる平均値を用いて前記受信信号との周
波数同期を行うための基準信号の周波数を、前記受信信
号に対して所定の周波数誤差範囲内に入るように補正す
ることにより、適応位相制御により位相補償できる周波
数誤差範囲内に周波数同期を行い、周波数同期が取れた
時点で位相補償制御手段により受信信号の復調信号につ
いて適応位相制御するようにしたので、周波数オフセッ
トによる周波数同期エラーを低減することができる。
た周波数同期のためのループを狭帯域にすることができ
るので、位相ジッタが生じることはない。この結果、位
相補償制御手段が安定に動作し、高精度な位相制御が可
能となる。したがって、復調されたデータの信頼性の向
上が図れる。さらに、周波数同期制御手段により、平均
値演算の対象となる前記位相差データのサンプリング数
およびサンプリング時間の増減を前記周波数誤差の大き
さに応じて適応的に制御するようにしたので、周波数誤
差の検出精度の向上が図れる。
【0135】請求項5に記載の発明によれば、差動位相
変調(DPSK)を用い、シンボル間隔より短い時間間
隔における受信信号の位相差データに基づいて周波数同
期を行う無線通信装置において、周波数同期制御手段に
より受信信号の位相差データの数シンボル以上あるいは
2シンボル以上が入力される時間にわたる平均値を用い
て前記受信信号との周波数同期を行うための基準信号の
周波数を、前記受信信号に対して所定の周波数誤差範囲
内に入るように補正することにより、適応位相制御によ
り位相補償できる周波数誤差範囲内に周波数同期を行
い、周波数同期が取れた時点で位相補償制御手段により
受信信号の復調信号について適応位相制御するようにし
たので、周波数オフセットによる周波数同期エラーを低
減することができる。 また周波数同期のためのループを
狭帯域にすることができるので、位相ジッタが生じるこ
とはない。この結果、位相補償制御手段が安定に動作
し、高精度な位相制御が可能となる。したがって、復調
されたデータの信頼性の向上が図れる。 さらに、周波数
同期制御手段により、平均値演算の対象となる前記位相
差データのサンプリング数およびサンプリング時間の増
減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制御する
ようにしたので、周波数誤差の検出精度の向上が図れ
る。
【0136】請求項6に記載の発明によれば、周波数同
期制御手段により受信信号の位相差データの数シンボル
以上あるいは2シンボル以上が入力される時間にわたる
平均値を用いて前記受信信号との周波数同期を行うため
の基準信号の周波数を、前記受信信号に対して所定の周
波数誤差範囲内に入るように補正することにより、適応
位相制御により位相補償できる周波数誤差範囲内に周波
数同期を行い、周波数同期が取れた時点で位相補償制御
手段により受信信号の復調信号について適応位相制御す
るようにしたので、周波数オフセットによる周波数同期
エラーを低減することができる。 また周波数同期のため
のループを狭帯域にすることができるので、位相ジッタ
が生じることはない。この結果、位相補償制御手段が安
定に動作し、高精度な位相制御が可能となる。したがっ
て、復調されたデータの信頼性の向上が図れる。さら
に、周波数同期制御手段により、平均値演算の対象とな
る前記位相差データのサンプリング数およびサンプリン
グ時間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的
に制御するようにしたので、周波数誤差の検出精度の向
上が図れる。
【0137】請求項7に記載の発明によれば、周波数同
期制御手段による基準信号の周波数補正制御と位相補償
手段としてのFractionally Spaced Equalizerによる受
信信号の適応位相制御とを組み合わせて周波数同期制御
を行うようにしたので、トレーニング信号を必要としな
い、高精度の周波数同期制御が可能になる。
【0138】
【0139】
【0140】
【0141】
【0142】
【0143】
【0144】
【0145】
【0146】
【0147】
【0148】
【0149】
【0150】
【0151】
【0152】
【0153】
【0154】
【0155】
【0156】
【0157】
【0158】
【0159】
【0160】
【0161】
【0162】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成
を示すブロック図。
【図2】図1における周波数同期制御手段の制御動作を
示すフローチャート。
【図3】図1における周波数同期制御手段の制御動作を
示すフローチャート。
【図4】図1における位相補償制御手段の制御動作を示
すフローチャート。
【図5】適応位相制御時の制御動作を示す説明図。
【図6】適応位相制御の制御状態を示す特性図。
【図7】本発明の無線通信装置の他の実施形態の要部の
構成を示すブロック図。
【図8】本発明が適用される無線通信システムの構成を
示す説明図。
【符号の説明】
10 アンテナ 12 電圧制御型発振器 14 乗算器 16 A/D変換器 18 直交復調器 20 周波数同期制御手段 22 オーバサンプリング位相差検出部 24 位相差平均演算部 26 周波数/電圧変換器 28 D/A変換器 30 位相補償制御手段 32 トランスバーサルフィルタ 34 位相判定器 36 減算器 38 適応制御アルゴリズム演算処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−261089(JP,A) 特開 平8−23358(JP,A) 特開 平10−4439(JP,A) 特開 平9−307597(JP,A) 酒井美和、相澤清晴、羽鳥光俊,サン プル位置の動的制御を行う分数間隔等化 器の検討,電子情報通信学会技術研究報 告,日本,社団法人電子情報通信学会, 1994年3月14日,Vol.93 No. 511,p.57−64 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル位相変調(PSK)を用い、
    シンボル間隔より短い時間間隔における受信信号の位相
    差データに基づいて周波数同期を行う無線通信装置にお
    いて、 前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シンボル
    以上が入力される時間にわたる平均値を用いて周波数同
    期を行うための基準信号の周波数を補正する周波数同期
    制御手段を有し、 前記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前
    記位相差データのサンプリング数およびサンプリング時
    間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制
    御することを特徴とする無線通信装置。
  2. 【請求項2】 差動位相変調(DPSK)を用い、シン
    ボル間隔より短い時間間隔における受信信号の位相差デ
    ータに基づいて周波数同期を行う無線通信装置におい
    て、 前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シンボル
    以上が入力される時間にわたる平均値を用いて周波数同
    期を行うための基準信号の周波数を補正する周波数同期
    制御手段を有し、 前記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前
    記位相差データのサンプリング数およびサンプリング時
    間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制
    御することを特徴とする無線通信装置。
  3. 【請求項3】 直交振幅変調(QAM)を用い、シンボ
    ル間隔より短い時間間隔における受信信号の位相差デー
    タに基づいて周波数同期を行う無線通信装置において、 前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シンボル
    以上が入力される時間にわたる平均値を用いて周波数同
    期を行うための基準信号の周波数を補正する周波数同期
    制御手段を有し、 前記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前
    記位相差データのサンプリング数およびサンプリング時
    間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制
    御することを特徴とする無線通信装置。
  4. 【請求項4】 ディジタル位相変調(PSK)を用い、
    シンボル間隔より短い時間間隔における受信信号の位相
    差データに基づいて周波数同期を行う無線通信装置にお
    いて、 前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シンボル
    以上が入力される時間にわたる平均値を用いて受信信号
    との周波数同期を行うための基準信号の周波数を、受信
    信号に対して所定の周波数誤差範囲内に入るように補正
    する周波数同期制御手段と、 前記周波数同期制御手段による周波数制御により前記基
    準信号の前記受信信号に対する周波数誤差が所定範囲内
    になるように周波数同期がとれた時点で前記受信信号の
    位相を適応制御する位相補償制御手段とを有し、 前記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前
    記位相差データのサンプリング数およびサンプリング時
    間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制
    御することを特徴とする無線通信装置。
  5. 【請求項5】 差動位相変調(DPSK)を用い、シン
    ボル間隔より短い時間間隔における受信信号の位相差デ
    ータに基づいて周波数同期を行う無線通信装置におい
    て、 前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シンボル
    以上が入力される時間にわたる平均値を用いて受信信号
    との周波数同期を行うための基準信号の周波数を、受信
    信号に対して所定の周波数誤差範囲内に入るように補正
    する周波数同期制御手段と、 前記周波数同期制御手段による周波数制御により前記基
    準信号の前記受信信号に対する周波数誤差が所定範囲内
    になるように周波数同期がとれた時点で前記受信信号の
    位相を適応制御する位相補償制御手段とを有し、 前記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前
    記位相差データのサンプリング数およびサンプリング時
    間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制
    御することを特徴とする無線通信装置。
  6. 【請求項6】 直交振幅変調(QAM)を用い、シンボ
    ル間隔より短い時間間隔における受信信号の位相差デー
    タに基づいて周波数同期を行う無線通信装置において、 前記位相差データの数シンボル以上あるいは2シンボル
    以上が入力される時間にわたる平均値を用いて受信信号
    との周波数同期を行うための基準信号の周波数を、受信
    信号に対して所定の周波数誤差範囲内に入るように補正
    する周波数同期制御手段と、 前記周波数同期制御手段による周波数制御により前記基
    準信号の前記受信信号に対する周波数誤差が所定範囲内
    になるように周波数同期がとれた時点で前記受信信号の
    位相を適応制御する位相補償制御手段とを有し、 前記周波数同期制御手段は、平均値演算の対象となる前
    記位相差データのサンプリング数およびサンプリング時
    間の増減を前記周波数誤差の大きさに応じて適応的に制
    御することを特徴とする無線通信装置。
  7. 【請求項7】 前記位相補償手段は、Fractionally Spa
    ced Equalizerであることを特徴とする請求項4乃至6
    のいずれかに記載の無線通信装置。
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