自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法

2023-09-23 22:39:55

專利名稱：自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法
技術領域：
本發明涉及使用PSK(Phase-Shift-Keying相移鍵控法)調製方式的數字無線通信系統的PSK調製信號，特別涉及在接收到該PSK調製信號時進行頻率偏差修正的自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法。
背景技術：
近年，使用了PSK調製方式的數字無線通信系統已開始實用化。例如，作為使用了PSK調製方式的延遲檢波解調器，有在非專利文獻1中公開的技術。被記載在該文獻中的自動頻率控制電路對於對任意的數據序列進行了PSK調製的接收信號進行頻率偏差修正。
圖1是展示在上述的非專利文獻1中公開的現有的自動頻率控制電路的結構的框圖。在圖1中，自動頻率控制電路由反正接部件90、延遲器91、減法器92、加法器93、判斷器94、調製成分除去部件95以及平均化部件96組成。
接收天線11-1的輸出被輸入到檢波部件12-1。檢波部件12-1由局部振蕩器、混頻器、低通濾波器等構成。進而，檢波部件12-1的輸出被輸入到A/D變換器13-1。
從A/D變換器13-1延伸出的輸出線與自動頻率控制電路的反正接部件90連接。從反正接部件90延伸出的輸出線分支成2路，一路與延遲器91連接。從反正接部件90延伸出的另一路的輸出線和延遲器91的輸出線與一個減法器92連接。
從減法器92延伸出的輸出線與加法器93的2個輸入埠的一個連接。從加法器93延伸出的輸出線分支為兩路，一路與判斷器94連接，另一路與調製成分除去部件95連接。
從判斷器94延伸出的輸出線分支為兩路，一路向著輸出埠，另一路折返而與調製成分除去部件95連接。調製成分除去部件95的輸出線與平均化部件96連接。平均化部件96的輸出線與加法器93連接。
以下，按照圖1說明現有的自動頻率控制電路的動作。
首先，在接收天線11-1中接收到的PSK信號在檢波部件12-1中被準同步檢波並作為接收基帶複數信號輸出。A/D變換器13-1對被準同步檢波的接收基帶複數信號進行A/D變換，輸出接收基帶複數數據。
自動頻率控制電路輸入該接收基帶複數數據。被輸入到自動頻率控制電路中的接收基帶複數數據首先被輸入到反正接部件90。反正接部件90求出作為接收基帶複數數據的輻角的基帶相位數據輸出。
延遲器91對基帶相位數據進行1符號周期的時間延遲並輸出。減法器92從由反正接部件90輸出的無延遲的基帶相位數據中減去由延遲器91輸出的延遲了1符號周期時間的基帶相位數據後輸出。
加法器93將從減法器92輸出的減法運算結果和用於修正從後述的平均化部件96輸出的頻率偏差的角度信息相加後進行輸出。判斷器94對於從加法器93輸出的角度信息，輸出通過判斷它而求得的解調數據。
調製成分除去部件95求出從與由判斷器94輸出的解調數據對應的理想角度減去由加法器93輸出的角度信息而求得的頻率誤差修正信息。在此，頻率誤差修正信息是以相位表現實際的頻率偏差和自動頻率控制電路現在推測的頻率偏差之差的頻率偏差的信息。
平均化部件96對從調製成分除去部件95輸出的頻率誤差修正信息進行平均化並積分。該積分結果作為用於修正頻率誤差的角度信息輸出到加法器93。
這樣，現有的自動頻率控制電路通過進行反饋控制使得從調製成分除去部件95輸出的頻率誤差修正信息為「0」，由於現在推測的頻率偏差接近實際的頻率偏差，所以能夠對於對任意的數據序列的信號進行PSK調製後的信號進行頻率偏差修正。
非專利文獻11991年電子信息通信學會春季全國大會B-360但是，現有的自動頻率控制電路因為假定接收信號是經過PSK調製的任意的數據序列來進行修正動作，所以接收信號的SN比在惡劣的環境下在判斷器94中發生判斷錯誤。而且，例如即使在接收已知的模式的報頭(preamble)信號的情況下，也難以在短時間進行高精度的頻率偏差修正。
此外，現有的自動頻率控制電路需要將已確立位定時同步作為前提，當位定時同步未確立的情況下，由於符號間幹涉等的影響，還存在頻率偏差推測特性劣化的問題。

發明內容
本發明就為了解決上述問題而提出的，其目的在於提供一種利用已知模式的報頭信號可以短時間進行高精度的頻率偏差修正的自動頻率控制電路。
進而，本發明的目的在於提供一種通過利用作為已知模式的報頭信號的周期性，即使在位定時同步未確立的情況下也可以短時間進行高精度的頻率偏差修正的自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法。
在本申請發明的自動頻率控制電路中，在至少進行由在規定的位置上配置了以2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據列組成並經過PSK調製的接收信號的頻率偏差修正的頻率控制電路中，其特徵在於包括根據接收信號求出(2×M)符號周期(M是自然數)間的相位旋轉量的前處理單元；從(2×M)符號周期間的相位旋轉量中減去因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量，抽出因收發裝置間的頻率偏差產生的(2×M)符號周期間的相位旋轉量的偏移量除去部件；根據因收發裝置間的頻率偏差產生的(2×M)符號周期間的相位旋轉量，生成進行了消除相位旋轉那樣的相位修正處理的修正數據的修正數據生成單元。因此，對於在規定的位置上具有由2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的接收信號，通過利用已知模式的2符號周期信號部分的周期性，即使在位定時同步未確立的情況下，也可以在短時間進行高精度的頻率偏差修正。
此外，在本申請發明的頻率控制方法中，在至少進行由在規定的位置上配置了以2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成並經過了PSK調製的接收信號的頻率偏差修正的頻率控制方法中，其特徵在於進行以下步驟根據接收信號求出(2×M)符號周期(M是自然數)間的相位旋轉量的前處理步驟；其後，從接收信號的(2×M)符號周期(M是自然數)間的相位旋轉量中減去因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量的偏移量除去步驟；根據因收發裝置間的頻率偏差產生的(2×M)符號周期間的相位旋轉量，生成執行了消除相位旋轉那樣的相位修正處理後的修正數據的修正數據生成步驟。因此，當對由在規定的位置上配置了以2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成並經過了PSK調製的接收信號進行頻率偏差修正的情況下，通過利用已知模式的2符號周期信號部分的周期性，可以在短時間進行高精度的頻率偏差修正。


圖1是展示現有的自動頻率控制電路的結構的框圖。
圖2是展示本發明的實施例1的自動頻率控制電路的一例的結構的框圖。
圖3是展示2M符號相位旋轉量計算部件的構成的框圖。
圖4是展示2M符號相位旋轉量計算部件的輸出信號一例的圖表。
圖5是展示實施例1的自動頻率控制電路的另一例子的框圖。
圖6是展示實施例1的自動頻率控制電路的又一例子的框圖。
圖7是展示實施例1的自動頻率控制電路的動作一例的時序圖。
圖8是展示具有N個接收天線的實施例2的自動頻率控制電路一例的結構的框圖。
圖9是展示具有N個接收天線的實施例2的自動頻率控制電路的其他結構的框圖。
圖10是展示具有一個接收天線的實施例3的自動頻率控制電路的結構的框圖。
圖11是積分器的動作時序圖。
圖12是具有N個接收天線的實施例4的自動頻率控制電路的構成例子。
圖13是展示實施例5的自動頻率控制電路一例的結構的框圖。
圖14是展示實施例5的自動頻率控制電路的另一結構的框圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖詳細說明本發明的自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法的實施例。進而，本發明並不被該實施例限定。
實施例1在本發明的實施例1中，說明用一個接收天線接收包含2符號周期的報頭信號的數據經PSK調製的信號，進行頻率偏差修正的自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法。
圖2是展示本發明的實施例1的自動頻率控制電路一例的結構的框圖。在圖2中，自動頻率控制電路由前處理單元、偏移量除去部件17以及修正數據生成單元構成。前處理單元由複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1、反正接部件15以及2M符號相位旋轉量計算部件16構成。修正數據生成單元由除法部件18、積分器20以及頻率偏差修正部件20-1構成。
進而，前處理單元、偏移量除去部件17以及修正數據生成單元所執行的過程分別構成發明的本實施例的自動頻率控制方法的前處理單元、偏移量除去部件17以及修正數據生成單元。
接收天線11-1的輸出被輸入到檢波部件12-1。檢波部件12-1由局部振蕩器、混頻器、低通濾波器等構成。進而，檢波部件12-1的輸出被輸入到A/D變換器13-1。
從A/D變換器13-1延長的輸出線被輸入到自動頻率控制電路。而後，其一端與複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1連接。從複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1延伸的輸出線與反正接部件15連接。從反正接部件15延伸的輸出線與2M符號相位旋轉量計算部件連接。從2M符號相位旋轉量計算部件延伸的輸出線與偏移量除去部件17連接。
此外，偏移量除去部件17的輸出線與除法部件18連接，除法部件18的輸出線與平均化部件19連接。平均化部件19的輸出線與積分器20連接。而後，從積分器20延伸的輸出線同時與從A/D變換器13-1延長的另一個輸出線和頻率偏差修正部件20-1連接。頻率偏差修正部件20-1的輸出線延長到未圖示的輸出埠。
此外，圖3是展示2M符號相位旋轉量計算部件16的結構的框圖。在圖3中，2M符號相位旋轉量計算部件16由(2M-1)個延遲器和(2M-1)個加法器構成。從反正接部件15延伸的輸出線分支為2路，一路與第一個延遲器41-1連接。從第一個延遲器41-1延伸的輸出線分支為2路，一路同時與從反正接部件15延伸的另一路輸出線和第一個加法器41-1連接。
從第一個延遲器41-1延伸的另一路輸出線與第2個延遲器41-2連接。從第2個延遲器41-2延伸的輸出線分支為2路，一路同時與第一個加法器41-1的輸出線和第2個加法器41-2連接。
從第2個延遲器41-2延伸的另一路輸出線與第3個延遲器41-3連接，從第3個延遲器41-3延伸的輸出線分支為2路，一路同時與第2個加法器41-2的輸出線和第3個加法器41-3連接，這樣重複，最後第(2M-1)個延遲器41-(2M-1)的輸出線與第(2M-1)個加法器41-(2M-1)連接，加法器41-(2M-1)的輸出線成為2M符號相位旋轉量計算部件16的輸出。
而後，圖4是展示2M符號相位旋轉量計算部件16的輸出信號的一例的圖表。縱軸表示2符號周期間的相位旋轉量[度]，橫軸表示時間[符號]。
此外，圖5是展示實施例1的自動頻率控制電路的另一例子的框圖。在圖5中，自動頻率控制電路包括由複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1、平均化部件44、反正接部件15構成的前處理單元；由偏移量除去部件17、除法部件18、積分器20以及頻率偏差修正部件20-1構成的修正數據生成單元。
進而，前處理單元、偏移量除去部件17以及修正數據生成單元所執行的過程分別構成本發明的實施例1的自動頻率控制方法的前處理步驟、偏移量除去步驟以及修正數據生成步驟。
從A/D變換器13-1延長的輸出線輸入到自動頻率控制電路。而後，其另一個與複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1連接。從複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1延伸的輸出線與平均化部件44連接。從平均化部件44延伸的輸出線與偏移量除去部件17連接。
此外，偏移量除去部件17的輸出線與除法部件18連接。除法部件18的輸出線與平均化部件19連接，平均化部件19的輸出線與積分器20連接。而後，從積分器20延伸的輸出線同時與從A/D變換器13-1延長的另一個輸出線和頻率偏差修正部件20-1連接。頻率偏差修正部件20-1的輸出線延長到未圖示的輸出埠。
此外，圖6是展示實施例1的自動頻率控制電路的另一例子的框圖。在圖6中，從A/D變換器13-1延長的輸出線與自動頻率控制電路的反正接部件15連接。從反正接部件15延伸的輸出線分支為2路，一路與2M符號延遲器45連接。從反正接部件15延伸的另一路輸出線和2M符號延遲器45的輸出線與一個減法器46連接。從減法器46延伸的輸出線與偏移量除去部件17連接。其他的構成與圖1及圖5的自動頻率控制電路一樣。
此外，圖7是展示實施例1的自動頻率控制電路的動作的一例的時序圖。橫軸表示經過的時間。在本實施例中，如圖7所示，把由在開頭位置上配置有以2個符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成並經過PSK調製的接收信號作為對象。對這樣的接收信號，在報頭信號接收時進行頻率偏差推測，在報頭信號結束後保持在報頭信號接收時推測出的頻率偏差並進行頻率偏差修正。
以下，說明本實施例1的自動頻率控制電路的動作。首先，用圖2說明全體的動作。在以下的式子中，為了簡化，不考慮熱噪聲和衰減等傳送路徑的影響。
在圖2中，本實施例的自動頻率控制電路用接收天線11-1接收PSK信號，用檢波部件12-1進行準同步檢波並輸出接收基帶複數信號。
A/D變換器13-1A/D對經過準同步檢波的接收基帶複數信號進行變換，輸出接收基帶複數數據。
複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1如式(1)所示，對從A/D變換器13-1輸出的接收基帶複數數據、1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛複數進行複數乘法運算，輸出其複數乘法運算結果。
Li+jLq＝{Ri×exp(jθi)}×{Ri-1×exp(jθi-1)}*＝RiRi-1×exp{j(θi-θi-1)}(1)在此，i是用符號周期單位表示時間的符號，Ri表示時刻i的接收基帶複數數據的絕對值，θi表示時刻i的接收基帶複數數據的輻角，j表示虛數單位，Li+jLq表示複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1的輸出的複數乘法運算結果，*表示複數共軛運算。
此外，根據式(1)，作為複數乘法運算結果的複數數值Li+jLq的輻角Δθl，i表示1符號周期間的相位旋轉量。
反正接部件15根據複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1的輸出值Li+jLq計算作為其輻角的Δθl，i(＝(θi-θi-1))[度]並輸出。
2M符號相位旋轉量計算部件16根據由反正接部件15輸出的1符號周期間的相位旋轉量Δθ1，i計算(2×M)符號周期間的相位旋轉量Δθ2M，i(＝(θi-θi-2M))並輸出。在此，M是自然數的值。例如，進行把收發裝置間的頻率偏差設置為Δf[Hz]，把符號頻率設置為fS[Hz]時的差動編碼的π/4移相QPSK調製的「1001」模式的2符號周期間(M＝1的情況)的相位旋轉量如圖4所示，不僅在乃奎斯特點而且在任意時刻，在Δf＝0的情況下為90[度]，在Δf＝fS/16的情況下為135[度]，在Δf＝-fS/16的情況為45[度]。在該頻率偏差Δf＝0的情況下的2符號周期間的相位旋轉量的90[度]是「10」模式的-45[度]的轉變和「01」模式的135[度]之和，是「1001」模式的2符號周期間的調製成分所產生的相位旋轉量。一般，在考慮到收發裝置的頻率偏差時的2符號周期的報頭信號接收時的(2×M)符號周期間的相位旋轉量Δθ2M，i[度]如式(2)所示，具有不依存於時刻i的值。
Δθ2M，i＝M×S+2×M×360×Δf/fS (2)在此，S[度]是報頭模式的2符號周期間的調製成分所產生的相位旋轉量，是已知的值。
偏移量除去部件17通過從由2M符號相位旋轉量計算部件16輸出的(2×M)符號周期間的相位旋轉量Δθ2M，i[度]中減去因(2×M)符號周期間的調製成分所產生的相位旋轉量M×S，而抽出因收發裝置間的頻率偏差Δf產生的(2×M)符號周期間的相位旋轉量(2×M×360×Δf/fS)[度]並輸出。在此，減法運算結果(2×M×360×Δf/fS)[度]為模數360[度]，具有-180[度]～180[度]的值。
除法部件18通過將從偏移量除去部件17輸出的因收發裝置間的頻率偏差Δf產生的(2×M)符號周期間的相位旋轉量(2×M×360×Δf/fS)[度]除以(2×M)，來計算因收發裝置間的頻率偏差Δf產生的1符號周期間的相位旋轉量並輸出。
平均化部件19通過對因從除法部件18輸出的收發裝置間的頻率偏差Δf產生的1符號周期間的相位旋轉量進行平均化，來提高SN比並輸出。
積分器20對從平均化部件19輸出的經平均化的因收發裝置間的頻率偏差Δf產生的1符號周期間的相位旋轉量進行積分並輸出。
頻率偏差修正部件21-1對於從A/D變換器13-1輸出的接收基帶複數數據，以從積分器20輸出的積分結果為基礎進行抵消因收發裝置間的頻率偏差Δf引起的相位旋轉那樣的相位修正處理，輸出相位修正處理後的複數數據。
如上所述，在本實施例的自動頻率控制電路中，在至少進行由在規定的位置上配置有以2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成並經過了PSK調製的接收信號的頻率偏差修正的頻率控制電路中，具有從接收信號的(2×M)符號周期(M是自然數)間的相位旋轉量中減去因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量，抽出因收發裝置間的頻率偏差引起的(2×M)符號周期間的相位旋轉量並輸出的偏移量除去部件17，因此根據由作為已知模式的2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分，可以推測收發裝置間的頻率偏差。
此外，因為進一步具有對接收基帶複數數據和1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛複數進行複數乘法運算的複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1；計算由複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1輸出的複數乘法運算結果的輻角的反正接部件15；根據由該反正接部件15輸出的輻角計算(2×M)符號周期間的相位旋轉量的2M符號相位旋轉量計算部件16，所以可以容易地計算上述的(2×M)符號周期間的相位旋轉量。
即，本實施例的自動頻率控制電路通過利用已知模式的報頭信號，不推測調製成分就能夠修正頻率偏差，因為在平均化部件19中可以在沒有因調製成分的誤判斷產生的信號能量的損失的狀態下進行平均化處理，所以可以短時間進行高精度的頻率偏差修正。
進而，因為從2M符號相位旋轉量計算部件16輸出的(2×M)符號周期間的相位旋轉量Δθ2M，i[度]是不依存於時間的值，所以本實施例的自動頻率控制電路即使在位定時同步未確立的情況下也可以在短時間進行高精度的頻率偏差修正。
進而，圖2所示的本實施例的自動頻率控制電路的結構是在除法部件18的後級上具有平均化部件19。即使改變這2個處理順序也可以輸出同樣的運算結果。即，也可以是在平均化部件19中進行了平均化處理後，在除法部件18中進行除法運算處理的結構。
以下，說明圖3所示的本實施例的2M符號相位旋轉量計算部件16的動作。在圖3中，本實施例的2M符號相位旋轉量計算部件16在延遲器41-1～41-(2M-1)中，對輸入的相位數據進行1符號周期的時間延遲後輸出。在此，與上述一樣，如果把時刻i[符號]的接收基帶複數數據的輻角設置為θi[度]，把從反正接部件15輸出的進行了1符號延遲檢波後的相位數據設置為Δθ1，i[度]，則延遲器41-j(j＝1，2，......，2M-1)的輸出信號Δθ1，i-j具有式(3)的值。
Δθ1，i-j＝θi-j-θi-j-1(3)加法器42-1將從反正接部件15輸出的經1符號延遲檢波的相位數據Δθ1，i[度]和從延遲器41-1輸出的相位數據Δθ1，i-1[度]相加。進而，加法器42-k(k＝2，3，......，2M-1)將前級的加法器42-(k-1)的輸出結果和延遲器41-k的輸出結果相加後輸出。
加法器42-(2M-1)的輸出結果ε如式(4)所示，成為(2×M)符號周期間的相位旋轉量Δθ2M，i(＝(θi-θi-2M))，通過如上所述那樣構成(2×M)符號相位旋轉量計算部件16，2M符號相位旋轉量計算部件16可以計算出(2×M)符號周期間的相位旋轉量Δθ2M，i。
ε＝Δθ1，i+Δθ1，i-1+...+Δθ1，i-(2M-1)＝(θi-θi-1)+(θi-1-θi-2)+...+(θi-2M-1-θi-2M)＝θi-θi-2M＝θ2M，i(4)此外，本實施例的自動頻率控制電路也可以取圖5所示那樣的結構。
以下，說明圖5所示的自動頻率控制電路和圖2所示的自動頻率控制電路的不同部分。
在圖5中，在自動頻率控制電路中，用複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1，如式(5)所示，計算輻角具有(2×M)符號周期間的相位旋轉量的複數信號並輸出。
Li』+jLq』＝{Ri×exp(jθi)}×{Ri-2M×exp(jθi-2M)}*＝RiRi-2M×exp{j(θi-θi-2M)}(5)在此，與上述一樣，i是用符號周期單位表示時間的符號，Ri表示時刻i的接收基帶複數數據的絕對值，θi表示時刻i的接收基帶複數數據的輻角，j表示虛數單位，*表示複數共軛運算，Li』+jLq』是複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1的輸出。
平均化部件44通過對從複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1輸出的複數信號進行平均化而提高SN比後進行輸出。
反正接部件15輸出在平均化部件44中平均化後的複數信號的輻角後輸出它。
這樣在本實施例的圖5所示的自動頻率控制電路中，包括對接收基帶複數數據、(2×M)符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛的複數進行複數乘法運算的複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1；對從該複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1輸出的複數信號進行平均化而提高SN比的平均化部件44；通過計算從該平均化部件44輸出的複數信號的輻角，求出上述的(2×M)符號周期間的相位旋轉量的反正接部件15。
因此，即使在具有複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1和平均化部件44的結構的情況下，也可以與圖2所示的自動頻率控制電路一樣地推測收發裝置間的頻率偏差Δf，可以得到與圖2所示的自動頻率控制電路同樣的效果。
進而，在圖5所示的頻率控制電路中，在複數乘法型2M符號延遲檢波部件的後級進行平均化處理，但代替它，對從偏移量除去部件17或者除法部件18輸出的相位數據進行平均化處理也可以得到同樣的效果。即，也可以是在偏移量除去部件17或者除法部件18的後級進行平均化處理的結構。
此外，本實施例的自動頻率控制電路也可以取圖6所示那樣的結構。
以下，說明圖6的自動頻率控制電路和圖2的自動頻率控制電路的不同部分。
在圖6的自動頻率控制電路中，在2M符號延遲器45中，對接收基帶複數數據的輻角付與(2×M)符號周期的時間延遲並輸出。在此，與上述一樣，如果把時刻i[符號]的接收基帶複數數據的輻角設置為θi[度]，則從2M符號延遲器45輸出的信號成為θi-2M[度]。
減法部件46從接收基帶複數數據的輻角θi[度]中減去從2M符號延遲器45輸出的信號θi-2M[度]並輸出。在此，從減法部件46輸出的值是(θi-θi-2M)[度]。
這樣，在圖6所示的自動頻率控制電路中，包括計算接收基帶複數數據的第1輻角的反正接部件15；對從該反正接部件15輸出的第1輻角付與(2×M)符號周期的時間延遲而求出第2輻角的2M符號延遲部件45；從第1輻角中減去第2輻角求出(2×M)符號周期間的相位旋轉量的減法部件46。
這樣通過使用2M符號延遲部件45和減法部件46，也可以計算(2×M)符號周期間的相位旋轉量推測收發裝置間的頻率偏差Δf，可以得到與圖2所示的自動頻率控制電路一樣的效果。
進而，即使在圖6的自動頻率控制電路中，也和圖2的自動頻率控制電路一樣，其構成是在除法部件18的後級上具有平均化部件19，但即使改換這些處理的順序也可以輸出同樣的運算結果。即，也可以是在平均化部件19中進行了平均化處理後在除法部件18中進行除法運算處理的結構。
此外，在圖2、圖5以及圖6所示的本實施例的自動頻率控制電路中，在發送數據是隨機數據的情況下不能進行頻率偏差推測。但是，如圖7所示，對於在開頭附加報頭信號的接收信號，只是在報頭信號接收時使用本實施例的自動頻率控制電路進行頻率偏差推測動作，在報頭信號結束時，保持在報頭推測信號接收時推測出的頻率偏差值進行頻率偏差修正動作，由此即使在報頭信號後的隨機數據接收時，也可以保持在報頭接收時推測出的高精度的頻率同步狀態。
進而，為了實現該切換動作，從外部向圖2以及圖6的平均化部件19和圖5的除法部件18輸入切換信號(外部信號)，用該切換信號製作成在平均化部件19和除法部件18內部處理動作不同。
具體地說，在平均化部件19中，根據該切換信號在對來自除法部件18的輸出進行平均的動作、把輸出保持在規定的值以後連續輸出該值的動作的2種動作之間進行切換。此外，在除法部件18中，被設置成以對來自偏移量除去部件17的輸出進行除法運算的動作、把輸出保持在規定的值以後連續輸出該值的動作的這2種動作之間切換。由此，在頻率偏差推測動作和保持推測出的頻率偏差值進行的頻率偏差修正動作之間切換。
進而，在上述中，在本實施例中，通過輸入切換信號，在接收信號從報頭信號切換到隨機數據的瞬間，進行自動頻率控制電路(頻率偏差推測)的動作和推測頻率偏差保持(頻率偏差修正)的動作的切換。但是，該切換的定時也可以是任意的定時。
即，只要可以至少接收報頭信號的一部分進行頻率偏差推測，就可以不等待隨機數據而切換動作。
此外，在本實施例中，是把在開頭附加有報頭信號的接收信號作為對象，但由2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分不是必須在數據串的開頭，只要配置在預先確定的規定的位置上就可以適用本申請。
實施例2在本實施例2中，說明用2個或2個以上的接收天線接收對包含2符號周期的報頭信號的數據進行了PSK調製後的信號，進行頻率偏差修正的自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法。
進而，實施例2的自動頻率控制電路在上述實施例1的自動頻率控制電路上，追加了合成用多個天線接收到的信號的電路。
圖8是展示具有N(N是大於等於2的自然數)個接收天線的自動頻率控制電路一例的構成的框圖。在圖8中，自動頻率控制電路包括由N個複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N、加法器23、反正接部件15、2M符號相位旋轉量計算部件16構成的前處理單元；偏移量除去部件17；由除法部件18、積分器20以及N個頻率偏差修正部件21-1～21～N構成的修正數據生成單元。
N個接收天線11-1～11-N的輸出分別被輸入到N個檢波部件12-1～12-N。進而，N個檢波部件12-1～12-N的輸出被輸入到N個A/D變換器13-1～13-N。
從N個A/D變換器13-1～13-N延長的輸出線被輸入到自動頻率控制電路。而後，其各自一端與複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N連接。從複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N延伸的輸出線全部與加法器23連接。加法器23的輸出線與反正接部件15連接。從反正接部件15延伸的輸出線與2M符號相位旋轉量計算部件連接。從2M符號相位旋轉量計算部件延伸的輸出線與偏移量除去部件17連接。
此外，偏移量除去部件17的輸出線與除法部件18連接，除法部件18的輸出線與平均化部件19連接，平均化部件19的輸出線與積分器20連接。而後，從積分器20延伸的輸出線分支為N路，它們各自同時與從N個A/D變換器13-1～13-N延長的另一輸出線、N個頻率偏差修正部件21-1～21-N連接。N個頻率偏差修正部件21-1～21-N的輸出線延伸到未圖示的輸出埠。
此外，圖9是展示具有N個接收天線的自動頻率控制電路的另一構成的框圖。在圖9中，自動頻率控制電路由以下部分構成N個複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N、加法器24、平均化部件44、反正接部件15、偏移量除去部件17、除法部件18、積分器20以及N個頻率偏差修正部件20-1～20-N。
N個接收天線11-1～11-N的輸出各自被輸入到N個檢波部件12-1～12-N。進而，N個檢波部件12-1～12-N的輸出被輸入到N個A/D變換器13-1～13-N。
從N個A/D變換器13-1～13-N延長的輸出線被輸入到自動頻率控制電路。而後，其各自一端與N個複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N連接。從N個複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N延伸的輸出線全部與加法器23連接。加法器23的輸出線與平均化部件44連接。從平均化部件44延伸的輸出線與偏移量除去部件17連接。
此外，偏移量除去部件17的輸出線與除法部件18連接，除法部件18的輸出線與平均化部件19連接，平均化部件19的輸出線與積分器20連接。而後，從積分器20延伸的輸出線分支為N條，其各自同時與從N個A/D變換器13-1～13-N延長的另一個輸出線、N個頻率偏差修正部件21-1～21-N連接。N個頻率偏差修正部件21-1～21-N的輸出線延長到未圖示的輸出埠。
以下，用圖8說明本實施例的自動頻率控制電路的動作。在圖8中，本實施例的自動頻率控制電路用接收天線11-1～11-N分別接收PSK信號，在檢波部件12-1～12-N中對用各自對應的接收天線11-1～11-N接收到的信號進行準同步檢波，輸出接收基帶複數信號。在此，假設在檢波部件12-1～12-N中用於頻率變換的局部振蕩器在全部分支中共用。
A/D變換器13-1～13-N對各自對應的經過準同步檢波的接收基帶複數信號進行A/D變換，輸出接收基帶複數數據。
複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N對從各自對應的A/D變換器13-1～13-N輸出的接收基帶複數數據、各自對應的1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛的複數進行複數乘法運算，輸出該複數乘法運算結果。在此，因為在檢波部件12-1～12-N中使用共用的局部振蕩器，所以收發裝置間的頻率偏差在全部分支中相同。因為從複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N輸出的各複數信號的輻角由1符號周期間的因調製成分引起的相位旋轉量和由1符號周期間的因收發裝置間的頻率偏差產生的相位旋轉量構成，所以當未受到熱噪聲和衰減等傳送路徑的影響的情況下，在全部分支中具有同樣的值。
加法部件23全部將從複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N輸出的N個複數乘法運算結果相加。
這樣，在圖8所示的自動頻率控制電路中，前處理單元包括對從接收對2符號周期的信號進行了PSK調製的信號的N個天線11-1～11-N分別輸出的接收基帶複數數據、從對應的天線11-1～11-N分別輸出的1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛的複數進行複數乘法運算的N個複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N；將從N個複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N分別輸出的多個複數乘法運算結果相加的加法部件23；計算從加法部件23輸出的複數乘法運算結果的輻角的反正接部件15；根據由該反正接部件15輸出的輻角計算(2×M)符號周期間的相位旋轉量的2M符號相位旋轉量計算部件16。
如上所述，當在檢波部件12-1～12-N中使用共用的局部振蕩器的情況下，從加法部件23輸出的複數信號的輻角與從圖2所示的實施例1的複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1輸出的複數信號的輻角一樣，具有因1符號周期間的調製成分引起的相位旋轉量和因1符號周期間的收發裝置間的頻率偏差引起的相位旋轉量的和的值。因此，通過從加法部件23的後級形成為與圖2所示的實施例1的自動頻率控制電路一樣的結構，從而即使使用用2個或2個以上天線接收的信號，也可以進行頻率偏差推測，可以用頻率修正部件21-1～21-N進行頻率偏差修正。
進而，圖8所示的本實施例的自動頻率控制電路與圖2所示的實施例1的自動頻率控制電路一樣，其構成是在除法部件18的後級上具有平均化部件19，但即使更改它們的處理順序也輸出同樣的運算結果。即，也可以是在平均化部件19中進行了平均化處理後，用除法部件18進行除法處理的結構。
此外，本實施例的自動頻率控制電路還可以是圖9所示的構成。
圖9是展示實施例2的自動頻率控制電路的另一例子的框圖。
在圖9中，用複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N分別計算輻角具有(2×M)符號周期間的相位旋轉量的複數信號並輸出。在此，與圖8所示的本發明的實施例2的自動頻率控制電路一樣，因為在檢波部件12-1～12-N中使用共用的局部振蕩器，所以收發裝置間的頻率偏差在全部分支中都相同。因為從複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N輸出的各複數信號的輻角由因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量、因(2×M)符號周期間的收發裝置間的頻率偏差產生的相位旋轉量構成，所以當不受熱噪聲和衰減等傳送路徑的影響的情況下，在全部分支中具有同樣的值。
加法部件24將從複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N輸出的全部複數信號相加後輸出。
這樣，在圖9所示的自動頻率控制電路中，前處理單元包括對從接收經過對2符號周期的信號進行了PSK調製的信號的N個天線分別輸出的接收基帶複數數據、從對應的天線分別輸出的(2×M)符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛的複數進行複數乘法運算的N個複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N；將從N個複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1～43-N分別輸出的複數乘法運算結果相加的加法部件24；對從加法部件24輸出的複數信號進行平均化而提高SN比的平均化部件44；通過計算從平均化部件44輸出的複數信號的輻角，來求出(2×M)符號周期間的相位旋轉量的反正接部件15。
如上所述，當在檢波部件12-1～12-N中使用共用的局部振蕩器的情況下，從加法部件24輸出的複數信號的輻角與從圖5所示的實施例1的複數乘法型2M符號延遲檢波部件43-1輸出的複數信號的輻角一樣，具有因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量和因(2×M)符號周期間的收發裝置間的頻率偏差引起的相位旋轉量的和的值。因此，通過從加法部件24到後級形成為與圖5所示的實施例1的自動頻率控制電路一樣的結構，從而即使用用2個或2個以上的天線接收到的信號也可以進行頻率偏差推測，可以在頻率修正部件21-1～21-N中進行頻率偏差修正。
進而，在圖9的自動頻率控制電路中，在加法部件24的後級進行平均化處理，但代替它，即使對從偏移量除去部件17或者除法部件18輸出的相位數據進行平均化處理也可以得到同樣的效果。即，也可以是在偏移量除去部件17或者除法部件18的後級進行平均化處理的結構。
此外，在圖8以及圖9所示的本實施例的自動頻率控制電路中，當發送數據是隨機數據的情況下不能進行頻率偏差推測。但是，如圖7所示，對於在開頭附加有報頭信號的接收信號，只在接收報頭信號時使用本實施例的自動頻率控制電路進行頻率偏差推測，在報頭信號結束後通過保持在報頭信號接收時推測出的頻率偏差進行頻率偏差修正，從而即使在報頭信號後的隨機數據接收時也可以保持在報頭接收時推測出的高精度的頻率同步狀態。
為了實現上述目的，在圖8以及圖9所示的本實施例的自動頻率控制電路中，具有被設置在偏移量除去部件17的後級的、作為切換部件的除法部件18或者平均化部件19，它們根據來自外部的切換信號，進行至少切換對2符號周期的信號的頻率偏差推測的動作和對除此以外的信號的推測頻率偏差保持的動作。
進而，在本實施例中，說明了在接收信號從報頭信號切換到隨機數據的瞬間，進行自動頻率控制電路的動作和推測頻率偏差保持的動作的切換，但處理的切換定時可以是任意的定時。
在本實施例中，是把在開頭附加有報頭信號的接收信號作為對象，但用2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分也不是必須在數據列的開頭，只要配置在預先確定的規定的位置上，就可以適用本申請。
實施例3在本實施例3中，對於具有在開頭附加有2符號周期的報頭信號的數據格式的經PSK調製的信號，用一個接收天線接收，在報頭信號接收時用在實施例1中所示的自動頻率控制電路在短時間進行高精度的頻率偏差推測，在接收信號從報頭信號轉移到隨機數據的區間時，切換動作，把報頭信號接收時的推測頻率偏差作為初始值進行頻率偏差推測。由此，可以設置成具有高速、高精度的頻率偏差推測和良好的頻率偏差跟蹤特性的自動頻率控制電路。
圖10是展示具有一個接收天線的實施例3的自動頻率控制電路結構的框圖。在圖10中，自動頻率控制電路包括複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1、反正接部件15、2M符號相位旋轉量計算部件16、偏移量除去部件17、除法部件18、平均化部件19、積分器20、減法器30、調製成分除去部件31、平均化部件32以及積分器34。
即，該圖10的自動頻率控制電路是在圖2的自動頻率控制電路中追加了減法器30、調製成分除去部件31、平均化部件32以及積分器34的電路。首先，在從積分器20向平均化部件19延長的輸出線上新設置第2個積分器20。從反正接部件15延長的輸出線分支為2路，一路與圖2所示一樣，與2M符號相位旋轉量計算部件16連接，另一路與減法器30連接。減法器30的輸出線與調製成分除法部件31連接。調製成分除法部件31的輸出線與平均化部件32連接。平均化部件32的輸出線與積分器34連接。從外部向積分器34輸入切換信號。積分器34的輸出線分支為2路，一路如反饋到減法器30那樣連接。另一路與積分器20連接。其他的構成與圖2的自動頻率控制電路一樣。
圖11是積分器34的動作時序圖。
接著，用圖10說明本實施例的自動頻率控制電路的動作。以下，其前提是定時重放只在報頭接收區間中結束，在隨機數據接收時已經確立了定時同步。
在圖10中，本實施例的自動頻率控制電路在減法部件30中，從由反正接部件15輸出的1符號周期間的相位旋轉量中減去由後述的積分器34輸出的1符號周期間的推測相位旋轉量。
調製成分除去部件31以從減法部件30輸出的減法結果為基礎，判斷調製成分。而後，通過只從由減法部件30輸出的減法結果減去因判斷出的調製成分引起的1符號周期間的相位旋轉量，來抽出因1符號周期間的頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量並輸出。
平均化部件32通過對從調製成分除去部件31輸出的因1符號周期間的頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量進行平均化，來提高SN比後進行輸出。
積分器34例如如圖11所示，在報頭接收時把積分值更新為從平均化部件9輸出的值後輸出，在隨機數據接收時對從平均化部件32輸出的經平均化的因1符號周期間的頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量進行積分並輸出。
如上所述，本實施例的自動頻率控制電路在報頭信號接收時，進行與圖2所示的實施例1的自動頻率控制電路一樣的動作，在隨機數據接收時如頻率偏差推測誤差為「0」那樣控制反饋進行頻率偏差推測，因此實現了高速、高精度並且隨機模式接收時的良好的頻率偏差跟蹤特性。
進而，圖10所示的本實施例的自動頻率控制電路的構成是在除法部件18的後級具有平均化部件19，但即使更改變這些處理的順序也輸出同樣的運算結果。即，可以是這樣的結構在平均化部件19中進行了平均化處理後在除法部件18中進行除法運算處理。
此外，在上述中，說明了在本實施例的自動頻率控制電路的積分器34中，在接收信號從報頭信號切換到隨機數據的瞬間，在更新為從平均化部件19輸出的值的動作、對從平均化部件32輸出的經平均化的因1符號周期間的頻率偏差推測誤差產生的相位旋轉量進行積分的動作之間進行切換，但處理的切換定時可以是任意的定時。
進而，在上述中，說明了在本實施例的自動頻率控制電路的積分器34中進行2種動作，但也可以進行更新為由平均部件19輸出的值的動作、對從平均化部件32輸出的經平均化後的因1符號周期間的頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量進行積分的動作、以及保持積分值的動作的3種動作。
通過進行該3種的動作，即使在不能接收PSK調製信號的無信號的情況下也可以保持推測頻率偏差的值，可以防止在無信號時的自動頻率控制電路的誤動作。
進而，為了實現該切換動作而從外部向積分器34輸入切換信號，根據該切換信號在內部切換動作。積分器34根據切換信號(外部信號)，對直接輸出從平均化部件18輸出的值的動作、對從上述平均化部件18輸出的相位旋轉量進行積分並輸出的動作、以及把積分值作為推測頻率偏差保持的動作的至少3種的動作進行切換。
實施例4在本發明的實施例4中說明對於具有在開頭附加有2符號周期的報頭信號的數據格式的經PSK調製的信號，用N個接收天線接收，在報頭信號接收時使用在實施例2中所示的自動頻率控制電路在短時間進行高精度的頻率偏差推測，在接收信號從報頭信號轉移到隨機數據的區間後，把報頭信號接收時的指定頻率偏差作為初始值進行頻率偏差推測，由此具有高速、高精度的頻率偏差推測和良好的頻率偏差跟蹤特性的自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法。
進而，實施例4的自動頻率控制電路是對上述實施例2的自動頻率控制電路追加了上述實施例3的自動頻率控制電路的隨機數據用自動頻率控制電路的電路，因為其他的構成相同，所以以下只說明從報頭信號接收切換到隨機數據接收的定時以後的處理，對於同一構成附加同一符號並省略說明。
圖12是具有N個接收天線的實施例4的自動頻率控制電路的構成例子。
以下，使用圖12說明本實施例的自動頻率控制電路的動作。以下，其前提是定時重放只在報頭接收區間結束，隨機數據接收時已經確立了定時同步。
積分器34與實施例3一樣，例如如圖11所示，在報頭接收時把積分值更新為從平均化部件19輸出的值並輸出，在隨機數據接收時對從平均化部件32輸出的經平均化後的因1符號周期間的頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量進行積分並輸出。
如上所述，本實施例的自動頻率控制電路在報頭信號接收時進行與圖8所示的實施例2的自動頻率控制電路同樣的動作，在隨機數據接收時與實施例3的自動頻率控制電路一樣地控制反饋使得頻率偏差推測誤差為「0」而進行頻率偏差推測，因此即使在使用2個或2個以上的接收天線的情況下也實現高速、高精度並且隨機模式接收時的良好的頻率偏差跟蹤特性。
進而，圖12所示的本實施例的自動頻率控制電路的結構是在除法部件18的後級具有平均化部件19，但即使改變這些處理的順序也輸出同樣的運算結果。即，也可以是在平均化部件19中進行了平均化處理後，在除法部件18中進行除法運算處理的結構。
此外，在上述中，說明了在本實施例的自動頻率控制電路的積分器34中，在接收信號從報頭信號切換到隨機數據的瞬間，在更新為由平均化部件19輸出的值的動作和對從平均化部件32輸出的經平均化的1符號周期間的因頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量進行積分的動作之間進行切換，但處理的切換定時可以是任意的定時。
進而，在上述中，說明了在本實施例的自動頻率控制電路的積分器34中進行2種動作，但也可以進行更新為由平均部件19輸出的值的動作、對從平均化部件32輸出的經平均化後的1符號周期間的因頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量進行積分的動作、以及保持積分值的動作的3種動作。
通過進行該3種的動作，與實施例3的自動頻率控制電路的情況一樣，即使在沒有接收到PSK調製信號的無信號的情況下也可以保持推測頻率偏差的值，可以防止在無信號時的自動頻率控制電路的誤動作。
實施例5在本發明的實施例5中說明對具有在開頭附加有2符號周期的報頭信號的數據格式的經PSK調製的信號，用N個接收通信接收，在上述實施例2或者實施例4的自動頻率控制電路中，具有以表示使用哪個分支的信號的分支控制信號為基礎，對每個分支選擇是否在加法運算中使用從複數乘法型1符號延遲檢波裝置輸出的複數信號的功能的自動頻率控制電路以及自動頻率控制方法。
進而，實施例5的自動頻率控制電路是在上述實施例2或者實施例4的自動頻率控制電路中，追加了在每個分支上選擇是否在加法運算中使用從複數乘法型1符號延遲檢波部件輸出的複數信號的功能的電路，因為其他的構成相同，所以以下只說明對從複數乘法型1符號延遲檢波部件輸出的複數信號進行相加的部分，對於相同的構成附加同一符號並省略說明。
圖13是實施例5的自動頻率控制電路的一構成例子，相對於圖8所示的實施例2的自動頻率控制電路，其構成是追加了對每個分支選擇是否在加法運算中使用由複數乘法型1符號延遲檢波部件輸出的複數信號的功能。在圖13中，從外部向加法器40輸入分支控制信號。
圖14是實施例5的自動頻率控制電路的另一構成例子，相對於圖12所示的實施例4的自動頻率控制電路，其構成是追加了對每個分支選擇是否在加法運算中使用由複數乘法型1符號延遲檢波部件輸出的複數信號的功能。
以下，圖13所示的實施例5的自動頻率控制電路的一個構成例子和圖14所示的實施例5的自動頻率控制電路的另一構成例子的追加功能的動作、效果都相同，所以只說明圖13所示的實施例5的自動頻率控制電路的一個構成例子。
以下，使用圖13說明實施例5的自動頻率控制電路的動作。在圖13中，實施例5的自動頻率控制電路在加法部件40中，以分支控制信號為基礎，對每個分支選擇是否將由複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N輸出的複數信號相加並進行加法運算，輸出加法運算結果。
通過上述動作，實施例5的自動頻率控制電路例如在SN比良好的情況下，通過減少在加法運算中使用的分支數實現低消耗電力化，在SN比差的情況下通過增加在加法運算中使用的分支數，可以得到多個分級增益而實現良好的頻率同步特性。
進而，圖13或者圖14所示的本實施例5的自動頻率控制電路的結構是在除法部件18的後級具有平均化部件19，但即使改變這些處理的順序也輸出同樣的運算結果。即，其構成可以是在用平均化部件19進行了平均化處理後用除法部件18進行除法運算處理。
此外，圖13或者圖14所示的本實施例的自動頻率控制電路根據分支控制信號控制在加法部件40中所使用的分支，但只要在接收天線11-1～11-N、檢波部件12-1～12-N、A/D變換器13-1～13-N、複數乘法型1符號延遲檢波部件14-1～14-N或者加法部件40的任意一個或多個位置進行控制即可。
進而，與實施例2的自動頻率控制電路一樣，圖13所示的本實施例的自動頻率控制電路的一個構成例子的動作和推測頻率偏差保持的動作的切換定時可以是任意定時。
此外，與實施例4的自動頻率控制電路一樣，在圖14所示的本實施例的自動頻率控制電路的另一構成例子的積分器34中，在更新為由平均化部件19輸出的值的動作、對從平均化部件32輸出的經平均化的因1符號周期間的頻率偏差推測誤差產生的相位旋轉量進行積分的動作之間進行切換，其定時可以是任意的定時。
進而，與實施例4的自動頻率控制電路一樣，本實施例的自動頻率控制電路的積分器34也可以進行更新為由平均部件19輸出的值的動作、對從平均化部件32輸出的經平均化後的因1符號周期間的頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量進行積分的動作、以及保持積分值的動作的3種動作。
通過進行該3種的動作，與實施例4的自動頻率控制電路的情況一樣，即使在沒有接收到PSK調製信號的無信號的情況下也可以保持推測頻率偏差的值，可以防止在無信號時的自動頻率控制電路的誤動作。
如上所述，本發明的自動頻率控制電路以及自動頻控制方法在使用了PSK調製方式的數字無線通信系統中有用，特別適合於進行由在規定的位置上配置了以2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成的經PSK調製後的接收信號的頻率偏差修正的頻率控制電路以及自動頻率控制方法。
權利要求
1.一種自動頻率控制電路，至少進行由在規定的位置上配置有以2個符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成的經PSK調製的接收信號的頻率偏差修正，其特徵在於包括根據上述接收信號求出(2×M)符號周期(M是自然數)間的相位旋轉量的前處理單元；從上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量中減去因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量，抽出因收發裝置間的頻率偏差引起的(2×M)符號周期間的相位旋轉量的偏移量除去部件；根據上述因收發裝置間的頻率偏差引起的(2×M)符號周期間的相位旋轉量，生成進行了抵消相位旋轉那樣的相位修正處理的修正數據的修正數據生成單元。
2.根據權利要求1所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述前處理單元包括對接收基帶複數數據、1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛的複數進行複數乘法運算的複數乘法型1符號延遲檢波部件；計算由上述複數乘法型1符號延遲檢波部件輸出的複數乘法運算結果的輻角的反正接部件；根據由上述反正接部件輸出的上述輻角計算上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量的2M符號相位旋轉量計算部件。
3.根據權利要求1所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述前處理單元包括對接收基帶複數數據、(2×M)符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛的複數進行複數乘法運算的複數乘法型2M符號延遲檢波部件；對從上述複數乘法型2M延遲檢波部件輸出的複數信號進行平均化而提高SN比的平均化部件；通過計算由上述平均化部件輸出的複數信號的輻角，求出(2×M)符號周期間的相位旋轉量的反正接部件。
4.根據權利要求1所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述前處理單元包括計算接收基帶複數數據的第1輻角的反正接部件；對由上述反正接部件輸出的上述第1輻角付與(2×M)符號周期的時間延遲求出第2輻角的2M符號延遲部件；從上述第1輻角中減去上述第2輻角求出上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量的減法部件。
5.根據權利要求1所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述前處理單元包括對從接收對2符號周期的信號進行了PSK調製的信號的N(N是大於等於2的自然數)個天線分別輸出的接收基帶複數數據、從對應的天線分別輸出的1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛複數進行複數乘法運算的N個上述複數乘法型1符號延遲檢波部件；將從N個上述複數乘法型1符號延遲檢波部件分別輸出的複數乘法運算結果相加的加法部件；計算由上述加法部件輸出的複數乘法運算結果的輻角的反正接部件；根據由上述反正接部件輸出的上述輻角計算上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量的2M符號相位旋轉量計算部件。
6.根據權利要求1所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述前處理單元包括對從接收對2符號周期的信號進行了PSK調製的信號的N(N是大於等於2的自然數)個天線分別輸出的接收基帶複數數據、從對應的天線分別輸出的(2×M)符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛複數進行複數乘法運算的N個上述複數乘法型2M符號延遲檢波部件；將從N個上述複數乘法型2M符號延遲檢波部件分別輸出的複數乘法運算結果相加的加法部件；對從上述加法部件輸出的複數信號進行平均化而提高SN比的平均化部件；通過計算由上述平均化部件輸出的複數信號的輻角，求出(2×M)符號周期間的相位旋轉量的反正接部件。
7.根據權利要求1所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述修正數據生成單元包括被設置在上述偏移量除去部件的後級，根據來自外部的切換信號，至少在對上述2符號周期信號部分的頻率偏差推測的動作和對除此以外的信號部分的推測頻率數偏差保持的動作之間進行切換的切換部件。
8.根據權利要求2所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述修正數據生成單元包括將由上述偏移量除去部件輸出的相位旋轉量除以(2×M)，同時進行平均化來提高SN比的除法部件以及第1平均化部件；從由上述反正接部件輸出的1符號周期間的相位旋轉量中減去1符號周期間的推測相位旋轉量的減法部件；從上述減法部件的減法運算結果中抽出調製成分，從上述減法運算結果中只減去上述調製成分的1符號周期間的相位旋轉量，抽出因1符號周期間的頻率偏差推測誤差產生的相位旋轉量的調製成分除去部件；對由上述調製成分除去部件輸出的上述相位旋轉量進行平均化而提高SN比的第2平均化部件；根據來自外部的切換信號，在直接輸出由上述第1平均化部件輸出的值的動作、對由上述第2平均化部件輸出的相位旋轉量進行積分並作為上述1符號周期間的推測相位旋轉量向上述減法部件輸出的動作的2種動作之間切換的積分部件。
9.根據權利要求8所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述積分部件根據來自外部的切換信號，在直接輸出輸入值的動作、對輸入值進行積分並輸出的動作、以及保持輸入值的動作的至少3種動作之間進行切換。
10.根據權利要求5所述的自動頻率控制電路，其特徵在於上述加法部件根據外部信號，選擇從上述N個上述複數乘法型1符號延遲檢波部件分別輸出的複數乘法運算結果進行相加。
11.一種自動頻率控制方法，至少進行由在規定的位置上配置有以2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成的經PSK調製的接收信號的頻率偏差修正，其特徵在於進行以下步驟根據上述接收信號求出(2×M)符號周期(M是自然數)間的相位旋轉量的前處理步驟；從上述接收信號的(2×M)符號周期(M是自然數)間的相位旋轉量中減去因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量的偏移量除去步驟；根據因上述收發裝置間的頻率偏差產生的(2×M)符號周期間的相位旋轉量，生成進行了抵消相位旋轉的相位修正處理的修正數據的修正數據生成步驟。
12.根據權利要求11所述的自動頻率控制方法，其特徵在於上述前處理步驟對接收基帶複數數據和1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛複數進行複數乘法運算，根據該複數乘法運算結果計算輻角，根據該輻角計算上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量。
13.根據權利要求11所述的自動頻率控制方法，其特徵在於上述前處理步驟對接收基帶複數數據和(2×M)符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛複數進行複數乘法運算而計算複數信號，對該複數信號進行平均化而提高SN比，計算上述複數信號的輻角求出上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量。
14.根據權利要求11所述的自動頻率控制方法，其特徵在於上述前處理步驟計算接收基帶複數數據的第1輻角，對上述第1輻角付與(2×M)符號周期的時間延遲而求出第2輻角，從上述第1輻角中減去上述第2輻角，求出上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量。
15.根據權利要求11所述的自動頻率控制方法，其特徵在於上述前處理步驟分別對從接收對2符號周期的信號進行了PSK調製的信號的N(N是大於等於2的自然數)個天線分別輸出的接收基帶複數數據、從對應的天線分別輸出的1符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛複數進行複數乘法運算，將各個複數乘法運算結果相加，計算該相加結果的輻角，根據該輻角計算上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量。
16.根據權利要求11所述的自動頻率控制方法，其特徵在於上述前處理步驟對從接收對2符號周期的信號進行了PSK調製的信號的N(N是大於等於2的自然數)個天線分別輸出的接收基帶複數數據、從對應的天線分別輸出的(2×M)符號周期時間前的接收基帶複數數據的共軛的複數進行複數乘法運算，將各個複數乘法運算結果相加，對該相加結果進行平均化而提高SN比，通過根據該結果計算輻角，求出上述(2×M)符號周期間的相位旋轉量。
17.根據權利要求11所述的自動頻率控制方法，其特徵在於上述前處理步驟在上述偏移量步驟後，設置根據來自外部的切換信號而動作的切換部件，由該切換部件至少在對上述2符號周期的信號的頻率偏差推測的動作和對除此以外的信號的推測頻率偏差保持的動作之間進行切換。
18.根據權利要求12所述的自動頻率控制方法，其特徵在於上述修正數據生成步驟將通過上述偏移量除去步驟輸出的上述(2×M)符號周期間的因調製成分引起的相位旋轉量除以(2×M)，同時通過平均化步驟進行平均化而提高SN比，從1符號周期間的相位旋轉量中減去1符號周期間的推測相位旋轉量，從該減法運算結果中抽出調製成分，從上述減法運算結果中只減去上述調製成分的1符號周期間的相位旋轉量，抽出因1符號周期間的頻率偏差推測誤差引起的相位旋轉量，對該相位旋轉量進行平均化而提高SN比，通過根據來自外部的切換信號而動作的積分部件，切換直接輸出從上述第1平均化步驟輸出的值、或者對從上述第2平均化步驟輸出的相位旋轉量進行積分，並作為上述1符號周期間的推測相位旋轉量反饋到上述減法運算步驟。
19.根據權利要求18所述的自動頻率控制方法，其特徵在於向上述積分部件輸入外部信號，根據來自外部的切換信號的輸入，切換直接輸出輸入值的動作、對輸入值進行積分並輸出的動作、以及保持輸入值的動作的至少3種動作。
20.根據權利要求15所述的自動頻率控制方法，其特徵在於設置將上述各個複數乘法運算結果相加的加法部件，向該加法部件輸入外部信號，操作上述外部信號，選擇從N個上述複數乘法型1符號延遲檢波步驟分別輸出的複數乘法運算結果進行相加。
全文摘要
在進行由在規定的位置上配置了以2符號周期的信號組成的2符號周期信號部分的數據串組成的經過了PSK調製的接收信號的頻率偏差修正的頻率控制電路中，設置從(2×M)符號周期間的相位旋轉量中減去因(2×M)符號周期間的調製成分產生的相位旋轉量，抽出因收發裝置間的頻率偏差引起的(2×M)符號周期間的相位旋轉量的偏移量除去部件(17)，通過利用作為已知模式的2符號周期信號部分的周期性，即使在位定時同步未確立的情況下也可以在短時間進行高精度的頻率偏差修正。
文檔編號H04B7/08GK1754363SQ200480004970
公開日2006年3月29日 申請日期2004年4月28日 優先權日2004年4月28日
發明者大久保政二, 後藤健太郎, 佐野裕康 申請人:三菱電機株式會社