信号制御装置及び信号制御方法
【課題】受信信号に生じた周波数オフセット及び位相誤差を適切に除去することが可能な装置及び方法を提供する。
【解決手段】受信機１００−１は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整するものであって、位相制御部１２６は、繰り返し検出される位相誤差の積分値に対応する位相誤差情報を生成し、周波数制御部１２８及び周波数補正部１２４は、生成された位相誤差情報に基づいて、受信信号の周波数の補正量を設定し、当該周波数の補正量に基づいて、受信信号の周波数を補正する。
【解決手段】受信機１００−１は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整するものであって、位相制御部１２６は、繰り返し検出される位相誤差の積分値に対応する位相誤差情報を生成し、周波数制御部１２８及び周波数補正部１２４は、生成された位相誤差情報に基づいて、受信信号の周波数の補正量を設定し、当該周波数の補正量に基づいて、受信信号の周波数を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御装置、該信号制御装置を有する受信機、及び、信号制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話回線や専用回線を使用してデータを伝送する際に用いられる通信装置内の受信機では、受信信号に位相誤差が生じることがある。特に、高速通信を実現するために６４ＱＡＭ等の変調方式が採用される場合には、ベクトル平面におけるシンボル点の密度が高く、シンボル点間の距離が短い。このため、高精度の位相補正が必要である。
【０００３】
このような問題の対策として、受信機には、キャリア位相制御回路が設けられている。このキャリア位相制御回路によって、受信信号に生じた位相誤差を除去し、通信品質を向上させることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１７２４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、受信信号には、大きな周波数オフセットが生じる場合がある。このような場合、受信機において、上述した方法を用いて位相誤差を除去することはできるが、大きな周波数オフセットに対しては追従限度がある。このため、周波数オフセットが生じた場合には、位相誤差の除去と共に、当該周波数オフセットを適切に除去することが要求されている。
【０００５】
そこで、本発明は、周波数オフセットと位相誤差の双方を適切に除去することが可能な信号制御装置及び信号制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御装置であって、前記受信信号の周波数を補正する周波数補正手段と、前記周波数補正手段により周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差を補正する位相補正手段と、前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成手段と、前記位相制御情報生成手段により生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成手段とを有し、前記周波数補正手段が、前記周波数制御情報生成手段により生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、前段で受信信号の周波数を補正し、後段で受信信号の位相を補正する構成において、受信信号の位相誤差に対応する位相制御情報を生成し、当該位相制御情報に基づいて、受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報を生成して、当該周波数制御情報に基づいて、受信信号の周波数が補正される。従って、位相補正のみでは、信号の復元ができない場合には、位相誤差に対応して周波数の補正が行われ、更に、位相補正が行われることになり、信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の信号制御装置は、前記位相制御情報生成手段は、前記位相誤差検出手段により繰り返して検出される位相誤差の積分値に対応する位相制御情報を生成するようにしてもよい。
【０００９】
この構成によれば、位相誤差が繰り返し検出された場合における、その位相誤差の積分値に対応する位相制御情報に基づいて、受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報を生成し、当該周波数制御情報に基づいて、前記信号の周波数が補正される。従って、位相補正のみを繰り返しても信号の復元ができない場合には、位相誤差の積分値に対応して周波数の補正が行われ、更に、位相補正が行われることになり、信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の信号制御装置は、前記周波数制御情報生成手段が、前記位相制御情報生成手段により位相制御情報が生成される毎に、該位相制御情報と、前記信号の周波数を補正すべき条件に応じて定められた第１の閾値、及び、該第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値より大きいと判断された場合に減少し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第２の閾値より小さいと判断された場合に増加し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値以下であって、且つ、前記第２の閾値以上であると判断された場合に変化しない位相周波数変換情報を生成する位相周波数変換情報生成手段とを有し、前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報に応じて定められる周波数の補正量を前記周波数制御情報として生成するようにしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、位相制御情報の大きさに応じて、適切な周波数の補正量を設定することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の信号制御装置は、前記位相制御情報生成手段が、生成した位相制御情報を保持する位相制御情報保持手段を有し、前記周波数制御情報生成手段が、前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報が１つ前に生成された位相周波数変換情報と同一でない場合に、前記位相制御情報保持手段により保持される位相制御情報をリセットさせるリセット制御手段を有するようにしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、位相周波数変換情報が変化する場合には、位相誤差に対応する周波数の補正量が確定するため、位相誤差に対応する位相制御情報をリセットさせて、次の周波数オフセットの除去に備えることができる。
【００１４】
また、本発明の信号制御装置は、前記周波数補正手段が、前記周波数制御情報生成手段により周波数制御情報として生成された周波数の補正量を、前記信号の周波数に乗算するようにしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、設定された周波数の補正量を係数とした周波数を乗算することによって、受信信号に生じた周波数オフセットが除去される。
【００１６】
また、本発明の信号制御装置は、前記周波数補正手段が、前記周波数制御情報に対応するテーブルを保持するテーブル保持手段を有し、前記テーブル保持手段に保持されたテーブルを参照して、周波数の補正乗算値を生成するようにしてもよい。
【００１７】
この構成によれば、周波数制御情報に対応するテーブルを保持しておくようにすることで、演算量を削減することができる。
【００１８】
また、本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された信号から得られる受信信号を処理する上述したいずれかに記載の信号制御装置とを有することを特徴とする受信機である。
【００１９】
また、本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御方法であって、前記受信信号の周波数を補正する周波数補正ステップと、前記周波数補正ステップにより周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出ステップと、前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差を補正する位相補正ステップと、前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成ステップと、前記位相制御情報生成ステップにより生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成ステップとを有し、前記周波数補正ステップが、前記周波数制御情報生成ステップにより生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、位相補正のみでは、信号の復元ができない場合には、位相誤差に対応して周波数の補正が行われ、更に、位相補正が行われることになり、信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明による第１の信号制御装置を内蔵する受信機の構成を示す図である。図１に示す第１の受信機１００−１は、例えば、基地局との間で通信を行う携帯電話機内に設けられるものであり、アナログ処理部１１０とデジタル処理部１２０とにより構成される。
【００２２】
アナログ処理部１１０は、アンテナ１１１と、ＲＦ部１１２と、アナログ／デジタル変換部（Ａ／Ｄ）１１４を有する。一方、デジタル処理部１２０は、復調・デシメーション処理部１２２と、周波数制御情報生成手段及び周波数補正手段に対応する周波数補正部１２４と、位相誤差検出手段、位相補正手段及び位相制御情報生成手段に対応する位相制御部１２６と、周波数制御情報生成手段に対応する周波数制御部１２８と、ベースバンド処理部１３０とにより構成される。
【００２３】
ＲＦ部１１２は、アンテナ１１１によって受信された基地局等からのアナログの信号を入力し、当該アナログ受信信号の周波数を所定の周波数（例えば、ベースバンド周波数）に変換する。周波数が変換されたアナログ受信信号は、Ａ／Ｄ１１４へ入力される。Ａ／Ｄ１１４は、この周波数が変換されたアナログ受信信号をデジタルの受信信号に変換し、デジタル処理部１２０内の復調・デシメーション処理部１２２へ出力する。復調・デシメーション処理部１２２は、入力したデジタル受信信号を復調する。更に、復調・デシメーション処理部１２２は、図示しないデシメーションフィルタを内蔵し、復調後のデジタル受信信号のサンプリング周波数を所定周波数に低減して出力する。
【００２４】
位相制御部１２６は、復調・デシメーション処理部１２２から出力されるデジタル受信信号を、周波数補正部１２４を介して入力され、当該デジタル受信信号に生じている位相誤差を除去すべく、位相誤差を検出し、当該位相誤差をシンボル毎に積分して、位相誤差情報を生成する。
【００２５】
図２は、位相制御部１２６の構成を示す図である。図２に示す位相制御部１２６は、乗算器２０２、乗算器２０４、符号反転器（ＮＥＧ）２０６、リミッタ（ＬＭ）２０８、乗算器２１０、加算器２１２、位相誤差情報保持手段に対応する積分タップ（ｎＴ）２１４、乗算器１２６、乗算器２１８、加算器２２０、乗算器２２２、乗算器２２４、加算器２２６、加算器２２８、二乗和演算部２３０、逆数演算部２３２、乗算器２３４及びタップ（ｎＴ）２３６により構成される。
【００２６】
図３は、位相制御部１２６の動作を示すフローチャートである。受信開始すると（Ｓ１０１にて肯定判断）、位相制御部１２６は、復調・デシメーション処理部１２２から出力されるデジタル受信信号を、周波数補正部１２４を介して入力され、当該デジタル受信信号の位相誤差を検出する（Ｓ１０２）。更に、位相制御部１２６がその位相誤差を積分することで位相誤差情報（ＧＴＡ０）が生成され、保持される（Ｓ１０３）。
【００２７】
具体的には、乗算器２０４は、デジタル受信信号と、正規化ベクトルＮＯＲＸ及びＮＯＲＹとを乗算し、デジタル受信信号をベクトル平面の所定位置に正規化してイマジナリ成分（ｉｍ）を出力する。当該出力値が、その時点で検出された位相誤差となる。符号反転器２０６は、この位相誤差を符号反転し、リミッタ２０８は、符号反転器２０６の出力を所定範囲に制限して出力する。
【００２８】
乗算器２１０、加算器２１２、積分タップ２１４及び乗算器２１８は、積分回路を構成している。乗算器２１０は、リミッタ２０８の出力に係数ＯＦＴ１を乗算する。積分タップ２１４には、前シンボルにおいて検出された位相誤差の積分結果が保持されており、加算器２１２が乗算器２１０の出力と、積分タップ２１４の出力とを加算することで、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が更新される。
【００２９】
次に、位相制御部１２６は、位相誤差を除去するための位相補正量（ＺＺＲ、ＺＺＩ）を算出し、反映する（Ｓ１０４）。具体的には、乗算器２１６は、リミッタ２０８の出力に係数ＯＦＴ２を乗算する。加算器２２０は、乗算器２１６の出力と乗算器２１８の出力とを加算する。乗算器２２２、２２４、加算器２２６、２２８、二乗和演算部２３０、逆数演算部２３２、乗算器２３４及びタップ２３６は、積分回路を構成している。乗算器２２２は、加算器２２０の出力とタップ２３６の出力のイマジナリ成分とを乗算する。また、乗算器２２４は、加算器２２０の出力とタップ２３６の出力のリアル成分とを乗算する。加算器２２６は、タップ２３６の出力のリアル成分から乗算器２２２の出力を減算する。また、加算器２２８は、タップ２３６の出力のイマジナリ成分と乗算器２２４の出力とを加算する。二乗和演算部２３０は、加算器２２６及び２２８の出力から二乗和を算出する。逆数演算部２３２は、二乗和演算部２３０の出力の逆数を演算する。乗算器２３４は、加算器２２６及び２２８の出力と逆数演算部２３２の出力とを乗算する。これにより、振幅の正規化が行われ、得られた値がタップ２３６に保持され、新たな位相補正値（ＺＺＲ、ＺＺＩ）となる。
【００３０】
位相制御部１２６は、ガードタイム時（Ｓ１０５にて肯定判断）、Ｓ１０３において生成され、保持している位相誤差情報（ＧＴＡ０）を周波数制御部１２８へ出力する（Ｓ１０６）。
【００３１】
次に、位相制御部１２６は、周波数制御部１２８からの後述するタップリセット信号（ＲＳＴ）を入力したか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここでは、タップリセット信号（ＲＳＴ）は、積分タップ２１４に入力される。タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力していない場合には、再び、受信開始待ち（Ｓ１０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。一方、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した場合には、積分タップ２１４がリセットされ（Ｓ１０８）、再び、受信開始待ち（Ｓ１０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。
【００３２】
このようにして、位相制御部１２６による位相誤差の積分結果である位相誤差情報（
ＧＴＡ０）が生成され、周波数制御部１２８へ出力されると、当該周波数制御部１２８は、デジタル受信信号に生じている周波数オフセットを除去するために必要な処理を行う。
【００３３】
図４は、周波数制御部１２８の構成を示す図である。図４に示す周波数制御部１２８は、比較手段に対応する位相誤差判定部３０２、位相周波数変換情報生成手段に対応する加算器３０４、リミッタ（ＬＭ）３０６、タップ（Ｔ）３０８、及び、リセット制御手段に対応するタップリセット信号発生部３１０により構成される。
【００３４】
図５は、周波数制御部１２８の動作を示すフローチャートである。位相誤差判定部３０２は、位相制御部１２６内の積分タップ２１４からの位相誤差情報（ＧＴＡ０）を入力したか否かを判定する（Ｓ２０１）。位相誤差情報（ＧＴＡ０）を入力した場合、位相誤差判定部３０２は、当該位相誤差情報（ＧＴＡ０）が予め定められた第１閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【００３５】
ここで、閾値とは、後述する周波数補正部においてデジタル受信信号の周波数を補正すべき条件に応じて定められたものであり、具体的には、周波数補正部における周波数補正単位に対応して定められている値である。ここで、第１閾値とは該周波数補正単位の正方向に対応した位相誤差情報（ＧＴＡ０）であり、第２閾値とは該周波数補正単位の負方向に対応した位相誤差情報（ＧＴＡ０）である。位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値よりも大きい場合には、位相誤差判定部３０２は、出力値を−１とする（Ｓ２０３）。
【００３６】
一方、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値以下である場合には、位相誤差判定部３０２は、当該位相誤差情報（ＧＴＡ０）が予め定められた第２閾値よりも小さいか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【００３７】
位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第２閾値よりも小さい場合には、位相誤差判定部３０２は、出力値を＋１とする（Ｓ２０５）。
【００３８】
一方、Ｓ２０４において、否定判断である場合、すなわち、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第２閾値以上、且つ、第１閾値以下のいずれかの値である場合、位相誤差判定部３０２は、出力値を０とする（Ｓ２０６）。
【００３９】
このようにして、位相誤差判定部３０２の出力値が定められると、加算器３０４は、当該出力値とタップ３０８に保持されている値とを加算する。この加算値は、リミッタ３０６によって大きさが所定範囲に制限された後、位相周波数変換情報である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）として、周波数補正部１２４へ出力される（Ｓ２０７）。
【００４０】
更に、タップ３０８は、リミッタ３０６によって大きさが制限された加算値である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）を入力する。これにより、タップ３０８に保持されている、前ガードタイム時において得られた周波数オフセット情報（ＦＳＴ）が新たな周波数オフセット情報（ＦＳＴ）に更新される。このタップ３０８の出力値は、次ガードタイム時において、加算器３０４が位相誤差判定部３０２の出力値と、タップ３０８の出力値とを加算する際に用いられる。
【００４１】
また、タップリセット信号発生部３１０は、タップ３０８の出力である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）を入力すると、当該周波数オフセット情報（ＦＳＴ）と、前ガードタイム時において入力したタップ３０８の出力である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）とを比較し、変化があるか否かを判定する（Ｓ２０９）。
【００４２】
周波数オフセット情報（ＦＳＴ）に変化がない場合、換言すれば、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第２閾値以上、且つ、第１閾値以下のいずれかの値であって、位相誤差判定部３０２の出力値が０である場合には、タップリセット信号（ＲＳＴ）は発生しない。
【００４３】
周波数オフセット情報（ＦＳＴ）に変化がある場合、換言すれば、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値より大きいか、第２閾値より小さいかのいずれかであって、位相誤差判定部３０２の出力値が１又は−１である場合は、タップリセット信号（ＲＳＴ）が出力される。
【００４４】
タップリセット信号発生部３１０は、積分タップ２１４に対して、当該積分タップ２１４をリセットさせるためのタップリセット信号（ＲＳＴ）を出力する（Ｓ２１０）。これにより、上述した図３のＳ１０８に示すように、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した積分タップ２１４がリセットされる。また、タップリセット信号発生部３１０は、同様に周波数補正部１２４にも、タップリセット信号（ＲＳＴ）を出力する（Ｓ２１０）。その後は、再び、次ガードタイム時において、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が入力されたか否かの判定（Ｓ２０１）以降の動作が繰り返される。
【００４５】
従って、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値より大きいか、第２閾値より小さいかのいずれかである場合には、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）を更新し、位相制御部１２６における位相誤差に応じた位相補正に代えて、後述する周波数補正部１２４における周波数の補正が行われるようにする。
【００４６】
図６は、周波数補正部１２４の構成を示す図である。図６に示す周波数補正部１２４は、加算器４０２、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４、タップ（ｎＴ）４０６、キャリアシフトテーブル参照部４０８、テーブル保持手段に対応するキャリアシフトテーブル保持部４０９、及び、乗算器４１０により構成される。
【００４７】
図７は、周波数補正部１２４の動作を示すフローチャートである。受信を開始すると（Ｓ３０１にて肯定判断）、周波数補正部１２４では、前ガードタイム時に入力された周波数オフセット情報（ＦＳＴ）とタップ４０６に保持されている値とを加算器４０２で加算する。この加算値は、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４へ出力される。論理積演算器（ＡＮＤ）４０４は、入力した加算値と、後述するキャリアシフトテーブル保持部４０９に保持されたキャリアシフトテーブルのレコード数（インデックス数）ｍから１を引いたｍ−１との論理積を算出し、参照インデックスとする。
【００４８】
例えば、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）が２、タップ４０６に保持されている値が１４、インデックス数が１６の場合、加算器４０２における出力である加算値は、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）の２と、タップ４０６に保持されている値の１４とを加算した１６となる。そして、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４では、この加算値１６（２進数：１００００）とインデックス数１６から１を引いた１５（２進数：１１１１）のビット列との論理積結果０を得る。この演算により、キャリアシフトテーブル参照部４０８において、キャリアシフトテーブル保持部４０９に保持されたキャリアシフトテーブルの各レコードが循環的に参照される。条件としてインデックス数ｍは２のべき乗である。
【００４９】
論理積演算器（ＡＮＤ）４０４において算出された参照インデックスは、キャリアシフトテーブル参照部４０８に送られる。また、参照インデックスは、タップ４０６に送られ、当該タップ４０６に保持される（Ｓ３０２）。
【００５０】
キャリアシフトテーブル参照部４０８は、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４からの参照インデックスを入力すると、キャリアシフトテーブル保持部４０９に保持されたキャリアシフトテーブルを参照し、参照インデックスに対応する周波数補正量を取得する（Ｓ３０３）。
【００５１】
図８は、キャリアシフトテーブルの一例を示す図である。図８に示すように、キャリアシフトテーブルは、インデックスと、リアル成分及びイマジナル成分のそれぞれにおける周波数補正量とが対応付けられて各レコードが構成される。キャリアシフトテーブル参照部４０８は、ＡＮＤ回路４０４からの参照インデックスと同一のインデックスに対応付けられた周波数補正量を取得する。
【００５２】
取得された周波数補正量は、乗算器４１０へ送られる。乗算器４１０は、この周波数補正量を入力すると、復調・デシメーション処理部１２２からのデジタル受信信号のベクトル成分に、周波数補正量のベクトル成分を乗算する（Ｓ３０４）。このＳ３０２からＳ３０４の一連動作をシンボル毎に繰り返すことで、デジタル受信信号の周波数が補正され、周波数オフセットが除去される（Ｓ３０４）。
【００５３】
また、周波数補正部１２４はガードタイム時（Ｓ３０５で肯定判断）、周波数制御部１２８からのタップリセット信号（ＲＳＴ）を入力したか否かを判定する（Ｓ３０６）。タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力していない場合には、再び、受信開始待ち（Ｓ３０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。一方、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した場合には、タップ４０６がリセットされるとともに、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）が入力され（Ｓ３０７）、再び、受信開始待ち（Ｓ３０１）以降の動作が繰り返される。
【００５４】
再び、図１に戻って説明する。乗算器４１０が出力する周波数補正後のデジタル受信信号は、位相制御部１２６へ送られる。位相制御部１２６は、この周波数補正後のデジタル受信信号について、図３のＳ１０２において算出した位相補正量に基づいて、位相誤差を除去すべく、位相の補正を行う。具体的には、位相制御部１２６内の乗算器２０２は、周波数補正後のデジタル受信信号と、タップ２３６に保持されている位相補正量（ＺＺＲ、ＺＺＩ）とを乗算することによって、位相補正量（ＺＺＲ、ＺＺＩ）に応じた位相補正がなされたデジタル受信信号を出力する。更に、ベースバンド処理部１３０は、位相制御部１２６からの位相補正後のデジタル受信信号を入力し、連続データに変換して、図示しない受信データ処理部等へ出力する。
【００５５】
このように、第１の受信機１００−１は、受信信号の位相誤差の積分結果である位相誤差情報を生成し、更に、当該位相誤差情報に基づいて、受信信号の周波数の補正量を設定して受信信号の周波数を補正する。従って、位相補正のみでは、信号の復元ができない場合には、位相誤差の積分結果を周波数の補正量に変換して周波数の補正、換言すれば、位相補正に代えて周波数オフセットの除去を行い、当該周波数オフセットが除去された後に位相補正が行われるため、受信信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【００５６】
次に、本発明の他の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図９は、本発明による第２の信号制御装置を内蔵する受信機の構成を示す図である。図９に示す第２の受信機１００−２は、図１に示す第１の受信機１００−１と同様、例えば、基地局との間で通信を行う携帯電話機内のモデムに設けられるものである。この第２の受信機１００−２は、第１の受信機１００−１と比較すると、復調・デシメーション処理部１３２に、周波数補正部１３４が内蔵された構成となっている。
【００５７】
図１０は、周波数補正部１３４の構成を示す図である。図１０に示す周波数補正部１３４は、加算器４５２、論理積演算器（ＡＮＤ）４５４、タップ（ｎＴ）４５６、テーブル選択部４５７、デシメーション復調テーブル参照部４５８、テーブル保持手段に対応するデシメーション復調テーブル保持部４５９、及び、乗算器４６０により構成される。
【００５８】
図１１は、周波数補正部１３４の動作を示すフローチャートである。受信を開始すると（Ｓ４０１）、周波数補正部１３４の加算器４５２は、固定値１が入力され、当該固定値１とタップ４５６に保持されている値とを加算する。この加算値は、論理積演算器（ＡＮＤ）４５４へ出力される。論理積演算器（ＡＮＤ）４５４は、入力した加算値と、後述するデシメーション復調テーブル保持部４５９に保持されたデシメーション復調テーブルのレコード数（インデックス数）ｍから１を引いたｍ−１との論理積を算出し、参照インデックスとする（Ｓ４０２）。この演算により、デシメーション復調テーブル参照部４５８において、デシメーション復調テーブル保持部４５９に保持されたデシメーション復調テーブルのレコードが循環的に参照される。
【００５９】
論理積演算器（ＡＮＤ）４５４において算出された参照インデックスは、デシメーション復調テーブル参照部４５８に送られる。また、参照インデックスは、タップ４５６に送られ、当該タップ４５６に保持される。更に、デシメーション復調テーブル参照部４５８は、論理積演算器（ＡＮＤ）４５４からの参照インデックスに基づいて、後述するＳ４０７にて選択しているデシメーション復調テーブルを参照し、参照インデックスに対応する補正乗算値を取得する（Ｓ４０３）。乗算器４６０は、この補正乗算値をＡ／Ｄ１１からのデジタル受信信号のスカラ成分に乗算する（Ｓ４０４）。このＳ４０２からＳ４０４の一連動作をシンボル毎に繰り返すことで、デジタル受信信号がデシメーション、復調されるとともに、周波数が補正されて周波数オフセットが除去される。また、周波数補正部１３４は、ガードタイム時（Ｓ４０５で肯定判断）、周波数制御部１２８からのタップリセット信号（ＲＳＴ）を入力したか否かを判定する（Ｓ４０６）。タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力していない場合には、再び、受信開始待ち（Ｓ４０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。一方、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した場合には、タップ４５６がリセットされる。
【００６０】
また、周波数制御部１２８からの周波数オフセット情報（ＦＳＴ）がテーブル選択部４５７に入力され（Ｓ４０７）、この周波数オフセット情報（ＦＳＴ）は、デシメーション復調テーブル選択情報として、デシメーション復調テーブル参照部４５８へ送られる。
【００６１】
デシメーション復調テーブル参照部４５８は、テーブル選択部４５７からデシメーション復調テーブル選択情報に基づいて、デシメーション復調テーブル参照部４５８に保持されているデシメーション復調テーブルを選択する。図１２は、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）とデシメーション復調テーブルとの対応関係を示す図である。デシメーション復調テーブルは、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）毎に用意されている。各デシメーション復調テーブルは、復調と周波数補正の双方を行う際の乗算器４６０における補正乗算値である。そして、再び、受信開始待ち（Ｓ４０１）以降の動作が繰り返される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上、説明したように、本発明の信号制御装置及び信号制御方法では、受信信号に生じた周波数オフセット及び位相誤差を適切に除去することが可能であり、信号制御装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】信号制御装置を内蔵する第１の受信機の構成を示す図である。
【図２】位相制御部の構成を示す図である。
【図３】位相制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】周波数制御部の構成を示す図である。
【図５】周波数制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】周波数補正部の第１の構成を示す図である。
【図７】周波数補正部の第１の動作を示すフローチャートである。
【図８】キャリアシフトテーブルの構成を示す図である。
【図９】信号制御装置を内蔵する第２の受信機の構成を示す図である。
【図１０】周波数補正部の第２の構成を示す図である。
【図１１】周波数補正部の第２の動作を示すフローチャートである。
【図１２】周波数オフセット情報とデシメーション復調テーブルとの対応関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００−１、１００−２ 受信機
１１０ アナログ処理部
１１１ アンテナ
１１２ ＲＦ部
１１４ Ａ／Ｄ
１２０ デジタル処理部
１２２、１３２ 復調・デシメーション処理部
１２４、１３４ 周波数補正部
１２６ 位相制御部
１２８ 周波数制御部
１３０ ベースバンド処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御装置、該信号制御装置を有する受信機、及び、信号制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話回線や専用回線を使用してデータを伝送する際に用いられる通信装置内の受信機では、受信信号に位相誤差が生じることがある。特に、高速通信を実現するために６４ＱＡＭ等の変調方式が採用される場合には、ベクトル平面におけるシンボル点の密度が高く、シンボル点間の距離が短い。このため、高精度の位相補正が必要である。
【０００３】
このような問題の対策として、受信機には、キャリア位相制御回路が設けられている。このキャリア位相制御回路によって、受信信号に生じた位相誤差を除去し、通信品質を向上させることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１７２４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、受信信号には、大きな周波数オフセットが生じる場合がある。このような場合、受信機において、上述した方法を用いて位相誤差を除去することはできるが、大きな周波数オフセットに対しては追従限度がある。このため、周波数オフセットが生じた場合には、位相誤差の除去と共に、当該周波数オフセットを適切に除去することが要求されている。
【０００５】
そこで、本発明は、周波数オフセットと位相誤差の双方を適切に除去することが可能な信号制御装置及び信号制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御装置であって、前記受信信号の周波数を補正する周波数補正手段と、前記周波数補正手段により周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出手段と、前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差を補正する位相補正手段と、前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成手段と、前記位相制御情報生成手段により生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成手段とを有し、前記周波数補正手段が、前記周波数制御情報生成手段により生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、前段で受信信号の周波数を補正し、後段で受信信号の位相を補正する構成において、受信信号の位相誤差に対応する位相制御情報を生成し、当該位相制御情報に基づいて、受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報を生成して、当該周波数制御情報に基づいて、受信信号の周波数が補正される。従って、位相補正のみでは、信号の復元ができない場合には、位相誤差に対応して周波数の補正が行われ、更に、位相補正が行われることになり、信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の信号制御装置は、前記位相制御情報生成手段は、前記位相誤差検出手段により繰り返して検出される位相誤差の積分値に対応する位相制御情報を生成するようにしてもよい。
【０００９】
この構成によれば、位相誤差が繰り返し検出された場合における、その位相誤差の積分値に対応する位相制御情報に基づいて、受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報を生成し、当該周波数制御情報に基づいて、前記信号の周波数が補正される。従って、位相補正のみを繰り返しても信号の復元ができない場合には、位相誤差の積分値に対応して周波数の補正が行われ、更に、位相補正が行われることになり、信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の信号制御装置は、前記周波数制御情報生成手段が、前記位相制御情報生成手段により位相制御情報が生成される毎に、該位相制御情報と、前記信号の周波数を補正すべき条件に応じて定められた第１の閾値、及び、該第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値より大きいと判断された場合に減少し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第２の閾値より小さいと判断された場合に増加し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値以下であって、且つ、前記第２の閾値以上であると判断された場合に変化しない位相周波数変換情報を生成する位相周波数変換情報生成手段とを有し、前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報に応じて定められる周波数の補正量を前記周波数制御情報として生成するようにしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、位相制御情報の大きさに応じて、適切な周波数の補正量を設定することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の信号制御装置は、前記位相制御情報生成手段が、生成した位相制御情報を保持する位相制御情報保持手段を有し、前記周波数制御情報生成手段が、前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報が１つ前に生成された位相周波数変換情報と同一でない場合に、前記位相制御情報保持手段により保持される位相制御情報をリセットさせるリセット制御手段を有するようにしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、位相周波数変換情報が変化する場合には、位相誤差に対応する周波数の補正量が確定するため、位相誤差に対応する位相制御情報をリセットさせて、次の周波数オフセットの除去に備えることができる。
【００１４】
また、本発明の信号制御装置は、前記周波数補正手段が、前記周波数制御情報生成手段により周波数制御情報として生成された周波数の補正量を、前記信号の周波数に乗算するようにしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、設定された周波数の補正量を係数とした周波数を乗算することによって、受信信号に生じた周波数オフセットが除去される。
【００１６】
また、本発明の信号制御装置は、前記周波数補正手段が、前記周波数制御情報に対応するテーブルを保持するテーブル保持手段を有し、前記テーブル保持手段に保持されたテーブルを参照して、周波数の補正乗算値を生成するようにしてもよい。
【００１７】
この構成によれば、周波数制御情報に対応するテーブルを保持しておくようにすることで、演算量を削減することができる。
【００１８】
また、本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された信号から得られる受信信号を処理する上述したいずれかに記載の信号制御装置とを有することを特徴とする受信機である。
【００１９】
また、本発明は、位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御方法であって、前記受信信号の周波数を補正する周波数補正ステップと、前記周波数補正ステップにより周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出ステップと、前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差を補正する位相補正ステップと、前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成ステップと、前記位相制御情報生成ステップにより生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成ステップとを有し、前記周波数補正ステップが、前記周波数制御情報生成ステップにより生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、位相補正のみでは、信号の復元ができない場合には、位相誤差に対応して周波数の補正が行われ、更に、位相補正が行われることになり、信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明による第１の信号制御装置を内蔵する受信機の構成を示す図である。図１に示す第１の受信機１００−１は、例えば、基地局との間で通信を行う携帯電話機内に設けられるものであり、アナログ処理部１１０とデジタル処理部１２０とにより構成される。
【００２２】
アナログ処理部１１０は、アンテナ１１１と、ＲＦ部１１２と、アナログ／デジタル変換部（Ａ／Ｄ）１１４を有する。一方、デジタル処理部１２０は、復調・デシメーション処理部１２２と、周波数制御情報生成手段及び周波数補正手段に対応する周波数補正部１２４と、位相誤差検出手段、位相補正手段及び位相制御情報生成手段に対応する位相制御部１２６と、周波数制御情報生成手段に対応する周波数制御部１２８と、ベースバンド処理部１３０とにより構成される。
【００２３】
ＲＦ部１１２は、アンテナ１１１によって受信された基地局等からのアナログの信号を入力し、当該アナログ受信信号の周波数を所定の周波数（例えば、ベースバンド周波数）に変換する。周波数が変換されたアナログ受信信号は、Ａ／Ｄ１１４へ入力される。Ａ／Ｄ１１４は、この周波数が変換されたアナログ受信信号をデジタルの受信信号に変換し、デジタル処理部１２０内の復調・デシメーション処理部１２２へ出力する。復調・デシメーション処理部１２２は、入力したデジタル受信信号を復調する。更に、復調・デシメーション処理部１２２は、図示しないデシメーションフィルタを内蔵し、復調後のデジタル受信信号のサンプリング周波数を所定周波数に低減して出力する。
【００２４】
位相制御部１２６は、復調・デシメーション処理部１２２から出力されるデジタル受信信号を、周波数補正部１２４を介して入力され、当該デジタル受信信号に生じている位相誤差を除去すべく、位相誤差を検出し、当該位相誤差をシンボル毎に積分して、位相誤差情報を生成する。
【００２５】
図２は、位相制御部１２６の構成を示す図である。図２に示す位相制御部１２６は、乗算器２０２、乗算器２０４、符号反転器（ＮＥＧ）２０６、リミッタ（ＬＭ）２０８、乗算器２１０、加算器２１２、位相誤差情報保持手段に対応する積分タップ（ｎＴ）２１４、乗算器１２６、乗算器２１８、加算器２２０、乗算器２２２、乗算器２２４、加算器２２６、加算器２２８、二乗和演算部２３０、逆数演算部２３２、乗算器２３４及びタップ（ｎＴ）２３６により構成される。
【００２６】
図３は、位相制御部１２６の動作を示すフローチャートである。受信開始すると（Ｓ１０１にて肯定判断）、位相制御部１２６は、復調・デシメーション処理部１２２から出力されるデジタル受信信号を、周波数補正部１２４を介して入力され、当該デジタル受信信号の位相誤差を検出する（Ｓ１０２）。更に、位相制御部１２６がその位相誤差を積分することで位相誤差情報（ＧＴＡ０）が生成され、保持される（Ｓ１０３）。
【００２７】
具体的には、乗算器２０４は、デジタル受信信号と、正規化ベクトルＮＯＲＸ及びＮＯＲＹとを乗算し、デジタル受信信号をベクトル平面の所定位置に正規化してイマジナリ成分（ｉｍ）を出力する。当該出力値が、その時点で検出された位相誤差となる。符号反転器２０６は、この位相誤差を符号反転し、リミッタ２０８は、符号反転器２０６の出力を所定範囲に制限して出力する。
【００２８】
乗算器２１０、加算器２１２、積分タップ２１４及び乗算器２１８は、積分回路を構成している。乗算器２１０は、リミッタ２０８の出力に係数ＯＦＴ１を乗算する。積分タップ２１４には、前シンボルにおいて検出された位相誤差の積分結果が保持されており、加算器２１２が乗算器２１０の出力と、積分タップ２１４の出力とを加算することで、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が更新される。
【００２９】
次に、位相制御部１２６は、位相誤差を除去するための位相補正量（ＺＺＲ、ＺＺＩ）を算出し、反映する（Ｓ１０４）。具体的には、乗算器２１６は、リミッタ２０８の出力に係数ＯＦＴ２を乗算する。加算器２２０は、乗算器２１６の出力と乗算器２１８の出力とを加算する。乗算器２２２、２２４、加算器２２６、２２８、二乗和演算部２３０、逆数演算部２３２、乗算器２３４及びタップ２３６は、積分回路を構成している。乗算器２２２は、加算器２２０の出力とタップ２３６の出力のイマジナリ成分とを乗算する。また、乗算器２２４は、加算器２２０の出力とタップ２３６の出力のリアル成分とを乗算する。加算器２２６は、タップ２３６の出力のリアル成分から乗算器２２２の出力を減算する。また、加算器２２８は、タップ２３６の出力のイマジナリ成分と乗算器２２４の出力とを加算する。二乗和演算部２３０は、加算器２２６及び２２８の出力から二乗和を算出する。逆数演算部２３２は、二乗和演算部２３０の出力の逆数を演算する。乗算器２３４は、加算器２２６及び２２８の出力と逆数演算部２３２の出力とを乗算する。これにより、振幅の正規化が行われ、得られた値がタップ２３６に保持され、新たな位相補正値（ＺＺＲ、ＺＺＩ）となる。
【００３０】
位相制御部１２６は、ガードタイム時（Ｓ１０５にて肯定判断）、Ｓ１０３において生成され、保持している位相誤差情報（ＧＴＡ０）を周波数制御部１２８へ出力する（Ｓ１０６）。
【００３１】
次に、位相制御部１２６は、周波数制御部１２８からの後述するタップリセット信号（ＲＳＴ）を入力したか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここでは、タップリセット信号（ＲＳＴ）は、積分タップ２１４に入力される。タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力していない場合には、再び、受信開始待ち（Ｓ１０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。一方、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した場合には、積分タップ２１４がリセットされ（Ｓ１０８）、再び、受信開始待ち（Ｓ１０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。
【００３２】
このようにして、位相制御部１２６による位相誤差の積分結果である位相誤差情報（
ＧＴＡ０）が生成され、周波数制御部１２８へ出力されると、当該周波数制御部１２８は、デジタル受信信号に生じている周波数オフセットを除去するために必要な処理を行う。
【００３３】
図４は、周波数制御部１２８の構成を示す図である。図４に示す周波数制御部１２８は、比較手段に対応する位相誤差判定部３０２、位相周波数変換情報生成手段に対応する加算器３０４、リミッタ（ＬＭ）３０６、タップ（Ｔ）３０８、及び、リセット制御手段に対応するタップリセット信号発生部３１０により構成される。
【００３４】
図５は、周波数制御部１２８の動作を示すフローチャートである。位相誤差判定部３０２は、位相制御部１２６内の積分タップ２１４からの位相誤差情報（ＧＴＡ０）を入力したか否かを判定する（Ｓ２０１）。位相誤差情報（ＧＴＡ０）を入力した場合、位相誤差判定部３０２は、当該位相誤差情報（ＧＴＡ０）が予め定められた第１閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【００３５】
ここで、閾値とは、後述する周波数補正部においてデジタル受信信号の周波数を補正すべき条件に応じて定められたものであり、具体的には、周波数補正部における周波数補正単位に対応して定められている値である。ここで、第１閾値とは該周波数補正単位の正方向に対応した位相誤差情報（ＧＴＡ０）であり、第２閾値とは該周波数補正単位の負方向に対応した位相誤差情報（ＧＴＡ０）である。位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値よりも大きい場合には、位相誤差判定部３０２は、出力値を−１とする（Ｓ２０３）。
【００３６】
一方、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値以下である場合には、位相誤差判定部３０２は、当該位相誤差情報（ＧＴＡ０）が予め定められた第２閾値よりも小さいか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【００３７】
位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第２閾値よりも小さい場合には、位相誤差判定部３０２は、出力値を＋１とする（Ｓ２０５）。
【００３８】
一方、Ｓ２０４において、否定判断である場合、すなわち、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第２閾値以上、且つ、第１閾値以下のいずれかの値である場合、位相誤差判定部３０２は、出力値を０とする（Ｓ２０６）。
【００３９】
このようにして、位相誤差判定部３０２の出力値が定められると、加算器３０４は、当該出力値とタップ３０８に保持されている値とを加算する。この加算値は、リミッタ３０６によって大きさが所定範囲に制限された後、位相周波数変換情報である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）として、周波数補正部１２４へ出力される（Ｓ２０７）。
【００４０】
更に、タップ３０８は、リミッタ３０６によって大きさが制限された加算値である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）を入力する。これにより、タップ３０８に保持されている、前ガードタイム時において得られた周波数オフセット情報（ＦＳＴ）が新たな周波数オフセット情報（ＦＳＴ）に更新される。このタップ３０８の出力値は、次ガードタイム時において、加算器３０４が位相誤差判定部３０２の出力値と、タップ３０８の出力値とを加算する際に用いられる。
【００４１】
また、タップリセット信号発生部３１０は、タップ３０８の出力である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）を入力すると、当該周波数オフセット情報（ＦＳＴ）と、前ガードタイム時において入力したタップ３０８の出力である周波数オフセット情報（ＦＳＴ）とを比較し、変化があるか否かを判定する（Ｓ２０９）。
【００４２】
周波数オフセット情報（ＦＳＴ）に変化がない場合、換言すれば、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第２閾値以上、且つ、第１閾値以下のいずれかの値であって、位相誤差判定部３０２の出力値が０である場合には、タップリセット信号（ＲＳＴ）は発生しない。
【００４３】
周波数オフセット情報（ＦＳＴ）に変化がある場合、換言すれば、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値より大きいか、第２閾値より小さいかのいずれかであって、位相誤差判定部３０２の出力値が１又は−１である場合は、タップリセット信号（ＲＳＴ）が出力される。
【００４４】
タップリセット信号発生部３１０は、積分タップ２１４に対して、当該積分タップ２１４をリセットさせるためのタップリセット信号（ＲＳＴ）を出力する（Ｓ２１０）。これにより、上述した図３のＳ１０８に示すように、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した積分タップ２１４がリセットされる。また、タップリセット信号発生部３１０は、同様に周波数補正部１２４にも、タップリセット信号（ＲＳＴ）を出力する（Ｓ２１０）。その後は、再び、次ガードタイム時において、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が入力されたか否かの判定（Ｓ２０１）以降の動作が繰り返される。
【００４５】
従って、位相誤差情報（ＧＴＡ０）が第１閾値より大きいか、第２閾値より小さいかのいずれかである場合には、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）を更新し、位相制御部１２６における位相誤差に応じた位相補正に代えて、後述する周波数補正部１２４における周波数の補正が行われるようにする。
【００４６】
図６は、周波数補正部１２４の構成を示す図である。図６に示す周波数補正部１２４は、加算器４０２、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４、タップ（ｎＴ）４０６、キャリアシフトテーブル参照部４０８、テーブル保持手段に対応するキャリアシフトテーブル保持部４０９、及び、乗算器４１０により構成される。
【００４７】
図７は、周波数補正部１２４の動作を示すフローチャートである。受信を開始すると（Ｓ３０１にて肯定判断）、周波数補正部１２４では、前ガードタイム時に入力された周波数オフセット情報（ＦＳＴ）とタップ４０６に保持されている値とを加算器４０２で加算する。この加算値は、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４へ出力される。論理積演算器（ＡＮＤ）４０４は、入力した加算値と、後述するキャリアシフトテーブル保持部４０９に保持されたキャリアシフトテーブルのレコード数（インデックス数）ｍから１を引いたｍ−１との論理積を算出し、参照インデックスとする。
【００４８】
例えば、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）が２、タップ４０６に保持されている値が１４、インデックス数が１６の場合、加算器４０２における出力である加算値は、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）の２と、タップ４０６に保持されている値の１４とを加算した１６となる。そして、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４では、この加算値１６（２進数：１００００）とインデックス数１６から１を引いた１５（２進数：１１１１）のビット列との論理積結果０を得る。この演算により、キャリアシフトテーブル参照部４０８において、キャリアシフトテーブル保持部４０９に保持されたキャリアシフトテーブルの各レコードが循環的に参照される。条件としてインデックス数ｍは２のべき乗である。
【００４９】
論理積演算器（ＡＮＤ）４０４において算出された参照インデックスは、キャリアシフトテーブル参照部４０８に送られる。また、参照インデックスは、タップ４０６に送られ、当該タップ４０６に保持される（Ｓ３０２）。
【００５０】
キャリアシフトテーブル参照部４０８は、論理積演算器（ＡＮＤ）４０４からの参照インデックスを入力すると、キャリアシフトテーブル保持部４０９に保持されたキャリアシフトテーブルを参照し、参照インデックスに対応する周波数補正量を取得する（Ｓ３０３）。
【００５１】
図８は、キャリアシフトテーブルの一例を示す図である。図８に示すように、キャリアシフトテーブルは、インデックスと、リアル成分及びイマジナル成分のそれぞれにおける周波数補正量とが対応付けられて各レコードが構成される。キャリアシフトテーブル参照部４０８は、ＡＮＤ回路４０４からの参照インデックスと同一のインデックスに対応付けられた周波数補正量を取得する。
【００５２】
取得された周波数補正量は、乗算器４１０へ送られる。乗算器４１０は、この周波数補正量を入力すると、復調・デシメーション処理部１２２からのデジタル受信信号のベクトル成分に、周波数補正量のベクトル成分を乗算する（Ｓ３０４）。このＳ３０２からＳ３０４の一連動作をシンボル毎に繰り返すことで、デジタル受信信号の周波数が補正され、周波数オフセットが除去される（Ｓ３０４）。
【００５３】
また、周波数補正部１２４はガードタイム時（Ｓ３０５で肯定判断）、周波数制御部１２８からのタップリセット信号（ＲＳＴ）を入力したか否かを判定する（Ｓ３０６）。タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力していない場合には、再び、受信開始待ち（Ｓ３０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。一方、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した場合には、タップ４０６がリセットされるとともに、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）が入力され（Ｓ３０７）、再び、受信開始待ち（Ｓ３０１）以降の動作が繰り返される。
【００５４】
再び、図１に戻って説明する。乗算器４１０が出力する周波数補正後のデジタル受信信号は、位相制御部１２６へ送られる。位相制御部１２６は、この周波数補正後のデジタル受信信号について、図３のＳ１０２において算出した位相補正量に基づいて、位相誤差を除去すべく、位相の補正を行う。具体的には、位相制御部１２６内の乗算器２０２は、周波数補正後のデジタル受信信号と、タップ２３６に保持されている位相補正量（ＺＺＲ、ＺＺＩ）とを乗算することによって、位相補正量（ＺＺＲ、ＺＺＩ）に応じた位相補正がなされたデジタル受信信号を出力する。更に、ベースバンド処理部１３０は、位相制御部１２６からの位相補正後のデジタル受信信号を入力し、連続データに変換して、図示しない受信データ処理部等へ出力する。
【００５５】
このように、第１の受信機１００−１は、受信信号の位相誤差の積分結果である位相誤差情報を生成し、更に、当該位相誤差情報に基づいて、受信信号の周波数の補正量を設定して受信信号の周波数を補正する。従って、位相補正のみでは、信号の復元ができない場合には、位相誤差の積分結果を周波数の補正量に変換して周波数の補正、換言すれば、位相補正に代えて周波数オフセットの除去を行い、当該周波数オフセットが除去された後に位相補正が行われるため、受信信号に生じた周波数オフセットを位相誤差とともに適切に除去することが可能となる。
【００５６】
次に、本発明の他の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図９は、本発明による第２の信号制御装置を内蔵する受信機の構成を示す図である。図９に示す第２の受信機１００−２は、図１に示す第１の受信機１００−１と同様、例えば、基地局との間で通信を行う携帯電話機内のモデムに設けられるものである。この第２の受信機１００−２は、第１の受信機１００−１と比較すると、復調・デシメーション処理部１３２に、周波数補正部１３４が内蔵された構成となっている。
【００５７】
図１０は、周波数補正部１３４の構成を示す図である。図１０に示す周波数補正部１３４は、加算器４５２、論理積演算器（ＡＮＤ）４５４、タップ（ｎＴ）４５６、テーブル選択部４５７、デシメーション復調テーブル参照部４５８、テーブル保持手段に対応するデシメーション復調テーブル保持部４５９、及び、乗算器４６０により構成される。
【００５８】
図１１は、周波数補正部１３４の動作を示すフローチャートである。受信を開始すると（Ｓ４０１）、周波数補正部１３４の加算器４５２は、固定値１が入力され、当該固定値１とタップ４５６に保持されている値とを加算する。この加算値は、論理積演算器（ＡＮＤ）４５４へ出力される。論理積演算器（ＡＮＤ）４５４は、入力した加算値と、後述するデシメーション復調テーブル保持部４５９に保持されたデシメーション復調テーブルのレコード数（インデックス数）ｍから１を引いたｍ−１との論理積を算出し、参照インデックスとする（Ｓ４０２）。この演算により、デシメーション復調テーブル参照部４５８において、デシメーション復調テーブル保持部４５９に保持されたデシメーション復調テーブルのレコードが循環的に参照される。
【００５９】
論理積演算器（ＡＮＤ）４５４において算出された参照インデックスは、デシメーション復調テーブル参照部４５８に送られる。また、参照インデックスは、タップ４５６に送られ、当該タップ４５６に保持される。更に、デシメーション復調テーブル参照部４５８は、論理積演算器（ＡＮＤ）４５４からの参照インデックスに基づいて、後述するＳ４０７にて選択しているデシメーション復調テーブルを参照し、参照インデックスに対応する補正乗算値を取得する（Ｓ４０３）。乗算器４６０は、この補正乗算値をＡ／Ｄ１１からのデジタル受信信号のスカラ成分に乗算する（Ｓ４０４）。このＳ４０２からＳ４０４の一連動作をシンボル毎に繰り返すことで、デジタル受信信号がデシメーション、復調されるとともに、周波数が補正されて周波数オフセットが除去される。また、周波数補正部１３４は、ガードタイム時（Ｓ４０５で肯定判断）、周波数制御部１２８からのタップリセット信号（ＲＳＴ）を入力したか否かを判定する（Ｓ４０６）。タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力していない場合には、再び、受信開始待ち（Ｓ４０１）に戻り、以降の動作が繰り返される。一方、タップリセット信号（ＲＳＴ）を入力した場合には、タップ４５６がリセットされる。
【００６０】
また、周波数制御部１２８からの周波数オフセット情報（ＦＳＴ）がテーブル選択部４５７に入力され（Ｓ４０７）、この周波数オフセット情報（ＦＳＴ）は、デシメーション復調テーブル選択情報として、デシメーション復調テーブル参照部４５８へ送られる。
【００６１】
デシメーション復調テーブル参照部４５８は、テーブル選択部４５７からデシメーション復調テーブル選択情報に基づいて、デシメーション復調テーブル参照部４５８に保持されているデシメーション復調テーブルを選択する。図１２は、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）とデシメーション復調テーブルとの対応関係を示す図である。デシメーション復調テーブルは、周波数オフセット情報（ＦＳＴ）毎に用意されている。各デシメーション復調テーブルは、復調と周波数補正の双方を行う際の乗算器４６０における補正乗算値である。そして、再び、受信開始待ち（Ｓ４０１）以降の動作が繰り返される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上、説明したように、本発明の信号制御装置及び信号制御方法では、受信信号に生じた周波数オフセット及び位相誤差を適切に除去することが可能であり、信号制御装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】信号制御装置を内蔵する第１の受信機の構成を示す図である。
【図２】位相制御部の構成を示す図である。
【図３】位相制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】周波数制御部の構成を示す図である。
【図５】周波数制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】周波数補正部の第１の構成を示す図である。
【図７】周波数補正部の第１の動作を示すフローチャートである。
【図８】キャリアシフトテーブルの構成を示す図である。
【図９】信号制御装置を内蔵する第２の受信機の構成を示す図である。
【図１０】周波数補正部の第２の構成を示す図である。
【図１１】周波数補正部の第２の動作を示すフローチャートである。
【図１２】周波数オフセット情報とデシメーション復調テーブルとの対応関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００−１、１００−２ 受信機
１１０ アナログ処理部
１１１ アンテナ
１１２ ＲＦ部
１１４ Ａ／Ｄ
１２０ デジタル処理部
１２２、１３２ 復調・デシメーション処理部
１２４、１３４ 周波数補正部
１２６ 位相制御部
１２８ 周波数制御部
１３０ ベースバンド処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御装置であって、
前記受信信号の周波数を補正する周波数補正手段と、
前記周波数補正手段により周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出手段と、
前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差を補正する位相補正手段と、
前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成手段と、
前記位相制御情報生成手段により生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成手段とを有し、
前記周波数補正手段は、前記周波数制御情報生成手段により生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする信号制御装置。
【請求項２】
前記位相制御情報生成手段は、前記位相誤差検出手段により繰り返して検出される位相誤差の積分値に対応する位相制御情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の信号制御装置。
【請求項３】
前記周波数制御情報生成手段は、
前記位相制御情報生成手段により位相制御情報が生成される毎に、該位相制御情報と、前記受信信号の周波数を補正すべき条件に応じて定められた第１の閾値、及び、該第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値より大きいと判断された場合に減少し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第２の閾値より小さいと判断された場合に増加し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値以下であって、且つ、前記第２の閾値以上であると判断された場合に変化しない位相周波数変換情報を生成する位相周波数変換情報生成手段とを有し、
前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報に応じて定められる周波数の補正量を前記周波数制御情報として生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の信号制御装置。
【請求項４】
前記位相制御情報生成手段は、生成した位相制御情報を保持する位相制御情報保持手段を有し、
前記周波数制御情報生成手段は、前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報が１つ前に生成された位相周波数変換情報と同一でない場合に、前記位相制御情報保持手段により保持される位相制御情報をリセットさせるリセット制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の信号制御装置。
【請求項５】
前記周波数補正手段は、前記周波数制御情報生成手段により周波数制御情報として生成された周波数の補正量を、前記信号の周波数に乗算することを特徴とする請求項３又は４に記載の信号制御装置。
【請求項６】
前記周波数補正手段は、前記周波数制御情報に対応するテーブルを保持するテーブル保持手段を有し、
前記テーブル保持手段に保持されたテーブルを参照して、周波数の補正乗算値を生成することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の信号制御装置。
【請求項７】
位相変調された所定周波数の信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された信号から得られる受信信号を処理する請求項１乃至６のいずれかに記載の信号制御装置とを有することを特徴とする受信機。
【請求項８】
位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御方法であって、
前記受信信号の周波数を補正する周波数補正ステップと、
前記周波数補正ステップにより周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出ステップと、
前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差を補正する位相補正ステップと、
前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成ステップと、
前記位相制御情報生成ステップにより生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成ステップとを有し、
前記周波数補正ステップは、前記周波数制御情報生成ステップにより生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする信号制御方法。
【請求項１】
位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御装置であって、
前記受信信号の周波数を補正する周波数補正手段と、
前記周波数補正手段により周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出手段と、
前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差を補正する位相補正手段と、
前記位相誤差検出手段により検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成手段と、
前記位相制御情報生成手段により生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成手段とを有し、
前記周波数補正手段は、前記周波数制御情報生成手段により生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする信号制御装置。
【請求項２】
前記位相制御情報生成手段は、前記位相誤差検出手段により繰り返して検出される位相誤差の積分値に対応する位相制御情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の信号制御装置。
【請求項３】
前記周波数制御情報生成手段は、
前記位相制御情報生成手段により位相制御情報が生成される毎に、該位相制御情報と、前記受信信号の周波数を補正すべき条件に応じて定められた第１の閾値、及び、該第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値より大きいと判断された場合に減少し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第２の閾値より小さいと判断された場合に増加し、前記比較手段により前記位相制御情報が前記第１の閾値以下であって、且つ、前記第２の閾値以上であると判断された場合に変化しない位相周波数変換情報を生成する位相周波数変換情報生成手段とを有し、
前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報に応じて定められる周波数の補正量を前記周波数制御情報として生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の信号制御装置。
【請求項４】
前記位相制御情報生成手段は、生成した位相制御情報を保持する位相制御情報保持手段を有し、
前記周波数制御情報生成手段は、前記位相周波数変換情報生成手段により生成された位相周波数変換情報が１つ前に生成された位相周波数変換情報と同一でない場合に、前記位相制御情報保持手段により保持される位相制御情報をリセットさせるリセット制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の信号制御装置。
【請求項５】
前記周波数補正手段は、前記周波数制御情報生成手段により周波数制御情報として生成された周波数の補正量を、前記信号の周波数に乗算することを特徴とする請求項３又は４に記載の信号制御装置。
【請求項６】
前記周波数補正手段は、前記周波数制御情報に対応するテーブルを保持するテーブル保持手段を有し、
前記テーブル保持手段に保持されたテーブルを参照して、周波数の補正乗算値を生成することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の信号制御装置。
【請求項７】
位相変調された所定周波数の信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された信号から得られる受信信号を処理する請求項１乃至６のいずれかに記載の信号制御装置とを有することを特徴とする受信機。
【請求項８】
位相変調された所定周波数の信号を受信して得られる受信信号の周波数及び位相を調整する信号制御方法であって、
前記受信信号の周波数を補正する周波数補正ステップと、
前記周波数補正ステップにより周波数が補正された受信信号の位相と前記位相変調により定められる位相との誤差を検出する位相誤差検出ステップと、
前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差を補正する位相補正ステップと、
前記位相誤差検出ステップにより検出された位相誤差に対応する位相制御情報を生成する位相制御情報生成ステップと、
前記位相制御情報生成ステップにより生成された位相制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数オフセットに対応する周波数制御情報生成ステップとを有し、
前記周波数補正ステップは、前記周波数制御情報生成ステップにより生成された周波数制御情報に基づいて、前記受信信号の周波数を補正することを特徴とする信号制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１４７７３６（Ｐ２００８−１４７７３６Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２９１２８（Ｐ２００６−３２９１２８）
【出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（３０１０２２７０３）株式会社ネットインデックス (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（３０１０２２７０３）株式会社ネットインデックス (16)
【Ｆターム（参考）】
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