JP2008160488A - 無線通信機 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数が帯域フィルタ外にはみだす程度にずれた場合においても、それを帯域内に周波数シフト（補正）してＦＳＷ検出ができる自動周波数制御機能を備えた無線通信機及びその制御方法を提供する。
【解決手段】周波数ずれに応じたＤＣオフセット量を検出し、その値が予め設定した閾値を越えた場合、そのずれをキャンセルするように受信用又は送信用発振周波数を周波数シフト（補正）する。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信機に関し、詳細には、デジタル無線通信システムに使用して好適な無線通信機及びその周波数補正手段に関する。

近年、業務用陸上移動無線通信機（Land Mobile Radio：ＬＭＲ）は周波数利用効率の観点から一チャネルあたりの周波数帯域の狭帯域化やデジタル化が進められている。デジタル化に際しては、既存のアナログ方式の無線通信機との共存や既設備の流用、制御の容易さ等からＦＭ変調方式の周波数シフトキーイング方式（Frequency Sift Keying：ＦＳＫ）を使用した周波数分割多重方式（Frequency Division Multiple Access：ＦＤＭＡ）を採用する場合が多い。また、無線通信機等の高周波信号源としては、温度補償機能をもった電圧制御発振器（Voltage Controlled Oscillator：ＶＣＯ）や水晶振動子を周波数発振源とする温度補償水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator：ＴＣＸＯ）が使用されるのが一般的である。

一方、ＰＳＫやＦＳＫ等のように搬送波の位相偏移量や周波数偏移量によって情報伝達を行う通信方式において、受信信号周波数と受信機の局部発振周波数がずれると、検波出力に直流オフセット成分（ＤＣオフセット）が含まれ、正常な同期検出やデータ検出が困難となる。特に、近年のように一チャネルあたりの周波数帯域が狭くなると、許容される位相偏移量や周波数偏移量が小さくなるので、同じ量のＤＣオフセット成分であっても、その影響が大きくなる。
このような周波数ずれ（または周波数誤差と表現する）が発生する原因としては、受信機側の局部発振回路素子の経年変化や、検波器（周波数変調における検波手段は周波数弁別器）の回路素子の経年変化、温度変化に伴う回路素子値の変動による、中心周波数のずれ等が主たるものと考えられるが、送信側の発振周波数の変動によっても同様の不具合が発生する。

図１４は、４値ＦＳＫ変調信号を検波したときの、ＤＣオフセットの影響を示した検波波形図であり、周波数ずれがない状態、即ち、ＤＣオフセットがない場合には図１４（ａ）に示すように、各シンボル値が中点０を中心に夫々のシンボル値に対応する箇所（±１、±３）に位置するのに対し、ＤＣオフセットが含まれる場合は図１４（ｂ）に示すように、全体的に上下いずれかの方向にずれたものとなるので、正しいシンボル値とは異なる値が検出される。このときのＤＣオフセット量は、図１４（ｂ）に示す例では、中点０からプラス側方向にずれた量ΔＤＣとなる。
そこで、従来からこのような無線通信機においては送受信機の局部発振周波数を自動的に所望値に制御する自動周波数制御（Automatic Frequency Control：ＡＦＣ）回路を備えるのが一般的である。ＡＦＣの基本的な手段としては、フェーズロックループ（Phase Lock Loop：ＰＬＬ）回路中のＶＣＯやＴＣＸＯを、正確に周波数調整された基地局や無線中継局から送信される無線信号周波数に同期させる方法が使用される。また、受信信号強度検出手段（Receive Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）を備えた無線通信機においては、このＲＳＳＩの値が最良になるように局部発振器の発振周波数を制御する方法も知られている。

あるいはＦＳＫデジタル変調方式であって、ＡＰＣＯ ２５等、ＬＭＲの規格等に採用されている４値ＦＳＫを例にしたものでは、特許文献１（特開平６−１７７９３１）に開示されているものが知られている。これは、フレームの先頭に特定の信号配列パターンを有するフレーム同期ワード（Frame Sync Word：ＦＳＷ）を配置して送信し、受信機側では、検波出力信号中の上記フレーム同期ワードを検出することにより同期を確立する際に、ＤＣオフセットから周波数のずれ（周波数誤差量）も検出し、このＤＣオフセットが小さくなるように局部発振周波数を直接制御するものである。

図１５は、従来の自動周波数制御の方法、即ち、フレーム同期ワードを検出し同期確立する際に、ＤＣオフセット成分から周波数のずれを検出し、ＤＣオフセットが小さくなるように局部発振周波数を直接制御する手段を備えた無線通信機の一例を示したブロック図である。この例に示す無線通信機は、アンテナ１０１と、このアンテナ１０１によって受信した高周波信号を第一の局部発振器１０２の出力と混合して第一中間周波数信号を生成する第一混合器（ＭＩＸ）１０３及び帯域フィルタ１０４と、更に、周波数変換のために第二局部発振器１０５の出力と混合して第二中間周波数信号を生成するための第二混合器（ＭＩＸ）１０６及び帯域フィルタ１０７と、上記第二中間周波数信号を検波するＦＭ検波器１０８と、後述するようにＦＭ検波信号からＤＣオフセット成分を減算する減算器１０９と、減算器の信号からＦＳＷを検出するＦＳＷ同期検出回路１１０と、ＦＳＷ同期検出回路１１０の出力からシンボルを検出するシンボル検出回路１１１と、上記ＦＭ検波器１０８の出力信号からＤＣオフセット量を検出するＬＰＦ１１２と、このＤＣオフセット量を示す信号と、上記ＦＳＷ同期検出回路１１１から取り出したＤＣオフセット量を表わす信号とから周波数補正信号を生成するＡＦＣ制御回路１１３と、この周波数補正信号によって発振周波数を制御するＴＣＸＯ制御回路１１４とを備えており、上記ＬＰＦ１１２によって検出したＤＣオフセット信号を減算器１０９に供給することによって、検ＦＭ検波器１０８に含まれるＤＣオフセット成分を除去した状態で、ＦＳＷ同期検出を行うように構成し制御するものである。
特開平６−１７７９３１号公報

しかしながら、図１５に示したようにＦＳＷ同期検出回路１１０の出力に基づいてＤＣオフセット量を検出し、その値が小さくなるように局部発振器１０２や１０５の出力信号周波数を調整する方法は、ＦＳＷ同期検出できることが前提であるので、周波数誤差が大きくなってＦＳＷ同期が得られない場合は、目的を達成することができない。
即ち、図１６に示すように、更に周波数ずれが大きくなって、受信信号の帯域の一部が帯域フィルタ１０４や１０７の減衰域により除去されると、ＦＭ検波器１０８に完全な受信信号が供給されないので、ＤＣオフセット量そのものの検出が不可能となって、その補正もできない状態となる。
図１７はこの不具合を説明するための図であり、受信チャネルの帯域フィルタ１２０の帯域内に自チャネル受信信号１２１が位置する場合は、図１５に示したようにＦＭ検波器１０８とＬＰＦ１１２及び減算器１０９によるＤＣオフセット成分キャンセルが可能であるが、図１７の１２２に示すように、受信信号が帯域フィルタの通過帯域外に位置する場合は、そもそもＦＭ検波器に受信信号が供給されないことになって、周波数補正機能が働かない状態となり、従って、ＤＣオフセット検出もできない状態が継続することになる。

また更に、上述したようにバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）によって中間周波信号を取り出し、該バンドパスフィルタ出力レベルが最大になるように、局部発振器の発振周波数を制御する方法では、隣接チャネルにレベルに大きな信号が存在すると、その隣接チャネルを引き込むように動作し、誤って隣接チャネルに同期してしまう虞もあった。
本発明は、従来の周波数補正機能を備えた無線通信機における諸問題点を解決するためになされたものであって、フレーム同期ワード（ＦＳＷ）が検出されない程度に大きく周波数誤差（周波数ずれ）が生じた場合であっても、それを正常に補正し、同期が得られるように構成した無線通信機を提供することを目的としている。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１記載の無線通信機は、受信信号に局部発振信号を混合して中間周波数信号を生成する周波数変換手段と、中間周波数信号から所要帯域の信号を取り出す帯域フィルタと、該帯域フィルタ出力信号を検波する検波手段と、該検波信号から既知のフレーム同期ワード信号を検出するフレーム同期ワード検出手段と、を備えた無線通信機において、前記検波信号から周波数ずれに対応した直流信号を抽出するフィルタ手段と、該直流信号値又はそれを周波数ずれ量に変換した値を予め設定した閾値と比較する周波数ずれ比較手段と、該周波数ずれが閾値を越えている場合、前記局部発振信号周波数を予め設定した量シフトする局部周波数補正手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の無線通信機において、局部周波数補正手段においてシフトする周波数の最大値を設定すると共に、シフトする周波数値として段階的に増大する複数の値を設定し、前記周波数ずれ比較手段によって得られた値に対応して、いずれかの値を選択して周波数補正するように構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の無線通信機において、更に、受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、該同期ワード候補取得手段によって得たフレーム同期ワード候補の各シンボル値と記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、その補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較し、当該フレーム同期ワード候補がフレーム同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信機において、更に、フレーム同期ワード信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得る周波数ずれ検出手段と、該周波数ずれ検出手段により取得した周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のフレーム同期ワード信号から減算してフレーム同期ワードを検出する周波数ずれ補正同期検出手段と、周波数ずれ検出手段出力に基づいて前記局部発振手段の周波数補正量を算出する周波数補正量設定手段と、受信検波したフレーム同期信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数補正手段とを備え、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御することを特徴とする。

本発明は上述したように構成するので、夫々次のような効果が得られる。即ち、請求項１記載の発明では、周波数変換手段と、帯域フィルタと、検波手段と、フレーム同期ワード検出手段と、を備えた無線通信機において、ＦＳＷが検出できない状態でも、検波信号から周波数ずれに応じた直流信号（ＤＣオフセット）を検出するとともに閾値と比較し、この周波数ずれに応じた直流信号の量が予め設定した閾値を越えたとき、周波数変換用の局部発振信号周波数を、補正して周波数ずれをキャンセルするように構成したので、受信信号が、周波数帯域用のバンドパスフィルタをはみ出すように大きく周波数がずれた場合においても、そのずれを補正してＦＳＷ検出を可能とし、更に、ＦＳＷ検出による自動周波数補正機能によって正確にＦＳＷ同期維持が継続され、データの復調をおこなうことができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の無線通信機において、局部周波数補正手段においてシフトする周波数の最大値を設定すると共に、シフトする周波数値として段階的に増大する複数の値を設定し、前記周波数ずれ比較手段によって得られた値に対応して、いずれかの値を選択して周波数補正するように構成したので、誤って隣接チャネル信号を引き込む不具合を回避することが可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の無線通信機において、更に、フレーム同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、このフレーム同期ワード候補の各シンボル値と予め記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段とによって、求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求め、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差からシンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるとともに、シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗し、その補正値自乗演算結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求め、更に、同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較することによって、当該フレーム同期ワード候補がフレーム同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えたので、受信品質が悪化した状態でもＦＳＷ検出を可能にした同一出願人の第一の既出願発明を併用して、迅速且つ正確にフレーム同期ワードの検出及び、その後のシンボル値検出が可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信機において、更に、同一出願人の第二の既出願発明を併用し、フレーム同期ワード信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得る周波数ずれ検出手段と、該周波数ずれ検出手段により取得した周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のフレーム同期ワード信号から減算してフレーム同期ワードを検出する周波数ずれ補正同期検出手段と、周波数ずれ検出手段出力に基づいて前記局部発振手段の周波数補正量を算出する周波数補正量設定手段と、受信検波したフレーム同期信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数補正手段とを備え、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御するように構成したので、フレーム同期ワード検出後に、処理中のデータの棄損を防止するタイミングで、周波数補正を行うことが可能となる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明に係る無線通信機の基本的な考え方を説明する図である。先ず図１（ａ）は、本発明の無線通信機において使用する周波数シフト回路の構成例を示すブロック図であり、この例ではＦＳＫ変調信号を検波するＦＭ検波器１から検波信号を取り出し、その信号からＬＰＦ（低域フィルタ）２により直流成分を検出する。検波信号の直流成分には図１（ｂ）に示すように、周波数のずれ（誤差）に対応するＤＣオフセット成分が含まれるので、このＤＣオフセット成分の量を周波数ずれ量として周波数ずれ検出回路３において監視するとともに、予め設定した閾値と比較する。監視の結果閾値を越えた場合、予め設定した量、局部発振信号の周波数を補正するようにＡＦＣ制御回路４を制御する。なお、周波数がずれる原因については既に説明した通りである。

ＤＣオフセット成分から周波数のずれを検出するために、好ましくはＬＰＦ２として数Ｈｚ単位の精度で低周波数を弁別できるものを使用する方が制御精度も向上する。現在、フィルタリング手段もデジタル化が進み、ＤＳＰ等によって極めて高精度に周波数分析が可能であるので、それらを使用することもできる。ここで検出するＤＣ成分（ＤＣオフセット）は、ＦＳＷの部分に限らず、検波信号の所定時間毎のＤＣオフセット量を検出すれば、そのときの周波数ずれを検出することができる。なお、一般にＦＳＷについては周波数ずれが含まれない場合にＤＣオフセット量がゼロになるように設定され、あるいはそうなるように検波器が構成される場合が多いが、変調方式やデータ符号化方式によって、それと異なる場合は、適宜オフセット量としての検出に工夫を要する。
しかし、ここで行う周波数ずれ検出や周波数シフトは、比較的大きく周波数がずれた場合を対象にしているので、ＦＳＷ検出やそれに伴うＤＣオフセット検出処理に比べれば、多少の誤差の存在は問題にならない。本発明は、周波数ずれの程度を、検波信号に含まれるＤＣ成分を監視するとともに、そのＤＣ成分を予め設定した閾値と比較し、閾値を越えた場合、ＡＦＣ制御回路４においてその周波数ずれをキャンセルする方向に局部発振器の周波数をある程度大きく補正することによって、受信帯域外に周波数が大きくずれた場合にも対応できるように構成したものである。

図１（ｃ）は上述した制御の様子を示したもので、ＡＦＣ制御（自動周波数補正）処理が行われない状態で、実線５に示すように検波出力に含まれるＤＣ成分が時間経過に伴って増大し、更に大きくずれて＋側の閾値６を越えた場合、本発明では破線７にて示すように、ＤＣ成分をキャンセルする方向に局部発振信号周波数を補正する。
なお、上述したような一部帯域外の信号の引き込みを行う際には、誤って隣接チャネル信号帯域に移動するまで周波数補正しないように（誤って隣接チャネル信号を引き込まないように）、周波数補正量に制限を設ける必要がある。図２はその様子を説明するもので、図中８は自チャネルのＢＰＦ受信帯域、９は隣接チャネルのＢＰＦ受信帯域であり、隣接チャネル引き込み防止のため、この例では、自チャネル帯域の中心周波数ｆ０から通過帯域のカットオフまでの周波数量Ａを第一の周波数シフト値（閾値１）とし、第一の周波数シフト量Ａから更に、両チャネルの中間の周波数ｆｔまでの周波数量Ｂを第二の周波数シフト値（閾値２）として、最大の周波数シフト値をＡ＋Ｂに設定しておく。
また、実際の周波数シフトの方法としては種々のものが考えられる。例えば上述したように、ＤＣオフセット量が閾値を越えたとき、その閾値とほぼ同じ量に相当する周波数を一度にシフトする方法や、一回分の周波数シフト量として少ない量を予め設定しておき、数回に分けて周波数シフトする方法、あるいは閾値を越えたとき比較的大きな量の周波数シフトを行い、その後、徐々にシフト量を減少しながら数回の周波数シフトを行う等の方法が考えられる。

図３は、本発明に係る無線通信機の要部の一構成例を示すブロック図である。この例に示す無線通信機１０は、アンテナ１１と、このアンテナ１１によって受信した高周波信号を第一の局部発振器１２の出力と混合して第一中間周波数を生成する第一混合器（ＭＩＸ）１３及び帯域フィルタ１４と、更に、周波数変換のために第二局部発振器１５の出力と混合して第二中間周波数信号を生成するための第二混合器（ＭＩＸ）１６及び帯域フィルタ１７と、第二中間周波数信号を検波するＦＭ検波器１８と、このＦＭ検波器の出力信号からフレーム同期ワードを検出して同期信号を生成するフレーム同期ワード検出器（ＦＳＷ同期検出器）１９と、上記ＦＭ検波器１８の出力からＤＣオフセット成分を減算するＤＣオフセット調整器２０と、ＤＣオフセット成分が除去された信号から目的とするシンボルを検出するシンボル検出器２１と、上記ＦＭ検波器１８の信号からＤＣオフセット成分を含む直流成分を取り出すＬＰＦ２２と、そのＤＣオフセット量を予め設定した閾値と比較するとともに、閾値を越えたとき、周波数シフト信号を出力する周波数ずれ検出回路２３と、その周波数シフト信号に基づいて周波数調整データを生成するＡＦＣ制御回路２４と、この周波数調整データによって周波数を補正する機能をもったＴＣＸＯ制御回路２５と、を備えたもので、ＴＣＸＯ制御回路２５の信号によって、上記第一の局部発振器１２の周波数を制御するように構成したものである。なお、無線通信機として送信部２６を備える場合は、その送信周波数を制御する送信用発振器２７の周波数を上記ＴＣＸＯ制御回路２５によって補正するように構成することもできる。

また、以上の構成には受信高周波回路等の記載は省略しているが、以下説明する本発明の機能を満たす範囲で必要に応じて適宜構成を変更すること、あるいは不要なブロックを削除すること、更に、各ブロック処理をデジタル処理するようにマイクロコンピュータを含むＩＣにより構成し、ソフトウエア処理すること等は自由である。また、前記第一局部発振器１２がＴＣＸＯ制御回路２５の一部であること、あるいはＴＣＸＯそのもの、又は、ＴＣＸＯ制御回路２５をその構成の一部とするＰＬＬ発振回路であってもよい。更に、ＦＳＷ同期検出器１９以降の処理をデジタル信号に変換して行ってもよい。
上記構成において、基本的な動作については従来技術の例に関連して説明し、また既によく知られているので説明を省略するが、本発明における特徴は、おおきく周波数ずれが発生し、受信帯域の一部が受信帯域外にはみ出すような状況であっても、フレーム同期ワード検出を可能にしたものである。そのために、図１に示したように、ＦＭ検波器１８、ＬＰＦ２２、周波数すれ検出回路２３、ＡＦＣ制御回路２４により、検波器の出力に含まれるＤＣ成分を監視するとともに、その量が一定値を越えたとき、それをキャンセルするように発振周波数を補正するものである。

以下、図３を参照しながら、信号波形を示す図４に基づいて本発明の実施例の動作について説明する。
即ち、図４は、本発明の無線通信機の制御例を説明する模式的な信号波形図であり、この例においては上述したＡＰＣＯ２５規格に基づいた信号形式を使用する場合を説明する。この規格では、図４（ａ）の受信信号シーケンス図に示すように、所定間隔（所定周期）で先頭にＦＳＷ部を配置し、その後にフレームデータ部が続いて送信される。
図４（ｂ）はＬＰＦ２２の出力波形図であり、図４（ｃ）はＴＣＸＯ調整データ信号図である。先ず、時間ｔ０においては未だＦＳＷ同期が確立していない状態を示しており、何等かの原因によって受信周波数と局部発振周波数のずれが徐々に大きくなり、時間ｔ１においてプラス側閾値越え、更に、周波数ずれが拡大している状況を示している。閾値の設定値にもよるが、この状態ではＦＳＷ検出は困難であり、従来のようにＦＳＷ検出に基づいてＤＣオフセット量を補正する手段は有効に機能しない。

そこで、本発明では、予め設定した閾値を越えたことを検出したとき（時間ｔ１）、その周波数ずれをキャンセルする方向に、局部発振周波数を補正する。この例では周波数がプラス方向にずれているので、局部発振周波数も同様にプラス方向にずらす（補正する）ことになる。この補正量をαとすると、周波数補正した時点で、ＢＰＦによるチャネル信号の部分的削除が無くなり、検波信号には受信チャネル信号の全ての帯域信号が含まれるので、検波信号の劣化は無くなる。図１（ｃ）はその様子を示している。
この状態になると、上述した従来のＤＣオフセット補正方法と同じように、ＦＭ検波器１８の出力に基づいて行われるＦＳＷ同期検出回路１９のＦＳＷ検出機能と、検出したＦＳＷからＤＣオフセット量を求め、ＦＳＷ検出タイミングの次のシンボルからＤＣオフセット量を加減算する処理を備えたＤＣオフセット調整回路２０の機能によって、ＤＣオフセット量を減少させるようにＡＦＣ制御回路２４を制御し、その結果に基づいてＴＣＸＯ制御回路２５が機能するので、自動的にＤＣオフセット量が減少して理想的にはゼロになり、安定してＦＳＷ同期検出が行われてデータシンボルが正確に検出される。

なお、上述したように、周波数シフトの方法は、ＤＣオフセット量が閾値を越えたとき、その閾値とほぼ同じ量に該当する分周波数をシフトする方法、一回の周波数シフトの量を予め設定しておき、数回に分けて周波数シフトする方法、あるいは閾値を越えたとき比較的大きな量の周波数シフトを行い、その後、徐々にシフト量を減少しながら数回の周波数シフトを行う等の方法があるが、隣接チャネルへの誤調整を行わないようにするためには、ＤＣオフセット量の減少を確認しながら数回に分けて周波数シフトを実行することが好ましいであろう。更に、周波数シフトの回数は、ＡＦＣ制御回路２４によって管理すればよいが、周波数シフトの回数や最大シフト回数は、発振回路の発振子の経年変化や隣接チャネル周波数との関係に基づいて予め設定しておき、最大回数を超えるときは、シフト回数を制限することによって隣接チャネルに移行するような誤制御を防止することも有用であろう。

また、ＴＣＸＯ制御を行うタイミングは、データ受信中に行うと周波数変化によってデータが異なったものになるので、後述するようにシンボルカウンタを用いて検出するＦＳＷ先頭から、ＬＰＦやその他の回路の遅延時間を考慮した所定時間経過後に、データ処理に影響を及ぼさないタイミングでＴＣＸＯの発振周波数を調整（補正）することが必要である。更に、本発明は送信機についても同様に周波数制御を行うことができ、基地局送信機等の正確に周波数管理された無線信号を受信して、その検波器出力に含まれるＤＣオフセット量から、基地局周波数と自局の局部発振信号周波数との周波数のずれ（誤差）を検出し、そのずれを上述した方法で補正すれば、正確な基地局からの送信周波数に一致させる制御を行うこともできる。
なお、レピータのように、周波数安定度が確保されおり、ＡＦＣ機能を備えていない装置において、同様の周波数シフト補正を行う場合は、図５に示すように、予め設定した周波数のシフト量をずらせた周波数の複数の発振器と、それを自在に切替えるスイッチを備えたキャリアシフト回路を用意すればよい。

図６は、上記図５に示したキャリアシフト回路を使用したレピータ装置（無線通信機）の一例を示すブロック図である。上記図３に示したものと同一部分には同一符号を付して、説明は省略するが、レピータ等では正確な発振周波数を確保するために内部を一定温度に保つ機能をもった恒温槽型水晶発振器（Oven Controlled Crystal Oscillator）２９を使用することが多いので、任意の周波数量だけ周波数をシフトする機能を備えないことが多い。そこで、図６に示すように、例えば第二混合器（ＭＩＸ）１６と第二帯域フィルタ（ＢＰＦ）１７の間に、上述した図５のキャリアシフト回路２８を挿入し、そのスイッチＳＷをＡＦＣ制御回路２４から出力する信号によって制御するものである。
なお、この例に限らず、第二混合機１６とそれに局部発振信号を供給するＯＣＸＯに代えて（除去して）、上記図５のキャリアシフト回路２８を使用しても、同様に目的は達成できる。

なお、通信システムの形態として、無線通信機同士の相互通信（コンベンショナル形態）、レピータから無線通信機への送信（コンベンショナル＆トランキング形態）、無線通信機からレピータへの送信（コンベンショナル形態）、無線通信機からレピータへの送信（トランキング形態）といった組み合わせがあり得るが、通常レピータでは上述したように、レピータから送信する周波数は、極めて高精度の周波数に管理されており、周波数ずれは少ない。この点を考慮すると、レピータからの無線信号を受信する無線通信機において、ＦＭ検波器出力に含まれるＤＣオフセットは自無線通信機の周波数ずれとなる。そこで、その周波数ずれを補正した結果得られる周波数信号は、レピータの送信周波数と一致したものとなるので、基準周波数信号（センター周波数）として使用することができ、ＰＬＬ回路の基準信号として使用する他、内蔵するクロック信号源の更正、その他の正確な周波数信号を必要とする回路において利用することができる。
以上説明したように本発明によれば、無線通信機の回路の経年変化等により発振周波数や検波器の中心周波数がずれて、ＦＳＷの検出ができない状況においても、発振周波数や中間周波数を補正して、ＦＳＷ検出可能な状態に復帰させることが可能となる。また、本発明を使用してレピータ等の正確な周波数に基づいて自局無線通信機の基準周波数を補正できるシステムにおいては、周波数安定度が劣る無線通信機であっても正確な発振周波数を維持可能となる。

［第一の既出願発明］
ところで、同一出願人は、特願２００５−３３９４３５「同期ワード検出装置、同期ワード検出方法、プログラム及び記録媒体」（以下「第一の既出願発明」）として、迅速にＦＳＷ検出を行う手段を出願済みである。これは、少ないフレーム同期ワードであっても誤検出が少なく、また、受信信号に周波数ずれ等に起因する直流成分（ＤＣオフセット成分）が含まれる場合であっても同期捕捉性能を保つことができるフレーム同期ワード検出装置及びフレーム同期ワード検出方法であり、本発明に併用すれば、更に迅速且つ正確にＦＳＷ同期検出処理が可能となるので、その概要について説明する。
なお、以下の説明においては、既出願明細書の記載内容に倣って、例えば「フレーム同期ワード」を単に「同期ワード」、「ＦＳＷ」等と表記したように、上述した本発明の説明におけるテクニカルターム表記と必ずしも一致していない場合もあるが、異なる表記であっても技術的に同一の場合もある。

第一の既出願発明のフレーム同期ワード検出装置では、受信検波したデジタル無線信号の所定位置に挿入された同期ワードを検出する同期ワード検出装置において、既知の同期ワードを予め記憶しておく同期ワード記憶手段と、受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、上記同期ワード候補取得手段によって得た同期ワード候補の各シンボル値と記憶した同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた、同期ワード候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、その補正値自乗演算手段によって求めた結果を同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、同期シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較し、当該同期ワード候補が同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えている。

また、上記第一の同期ワード検出装置において、受信信号から抽出したクロック信号に基づいてクロック信号を再生するクロック再生部と、該クロック再生部の発振周波数を調整する周波数調整部とを備え、前記シンボル誤差平均演算手段によって求めた同期ワード候補の全シンボルに対するシンボル誤差平均値を受信信号の周波数オフセット量とみなし、シンボル誤差平均値で前記周波数調整部を制御する手段を備えている。
これらの同期ワード検出装置／方法によれば、周波数ずれに対応したＤＣオフセット量を検出すると共に、その影響を除去しつつ、真性のフレーム同期ワードと見なし得る範囲の誤差を許容して、フレーム同期ワード検出を行うので、実質的に正しいフレーム同期ワードを効率良く検出可能となる。従って、本発明に利用すれば、簡単な演算によって同期ワードを検出して同期するまでの時間も短縮することができ、またＤＣオフセット量検出手段の利用も可能である。
また、フレーム同期ワード検出装置／方法では、平均演算手段によって求めた同期ワード候補の全シンボルに対するシンボル誤差平均値を受信信号の周波数オフセット量とみなし、シンボル誤差平均値で前記周波数調整部を制御する手段を備えたので、受信信号の周波数がずれている場合においても、その周波数を自動的に補正することができ、より一層同期確率までの時間を短縮する効果が得られる。

以下、第一の既出願発明を図７乃至図１０を参照しつつ簡単に説明する。
第一の既出願発明は、基本的には、受信検波して得た受信信号に重畳するオフセットの影響を除去するために、式（１）に示す演算に基づいて、同期ワード検出を行うものである。
Ｄ＝Σ［（ａ_i−Ｓ_i）−｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝］²
但し、ｉ、ｊは１からｎの値をとる・・・式（１）
この式の右辺の、Σ（ａ_i−Ｓ_i）は、同右辺の｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝は、フレーム同期ワード候補の全てのシンボル値と正規の同期ワードのシンボル対応値夫々の相違度（誤差）を全シンボル分について加算し、サンプル数ｎで除したもので、誤差の平均値を意味し、この値が同期ワード候補のシンボルに含まれるオフセット量になり、式（１）は、同期ワード候補と正規の同期ワードとの誤差からオフセット量を減じたものである。従って、この式（１）に基づいて同期ワード候補と既知の同期ワードと比較すれば、受信信号に周波数のずれ等による直流信号等のオフセットが含まれる場合においても、その影響を除去して同期ワード検出が可能となることを意味する。

図７は第一の既出願発明において提案した同期ワード検出方法の一実施態様例を示すフローチャートである。図７において、フローがスタートすると、無線受信機の受信高周波ブロックから供給された受信信号が検波手段によって検波され（Ｓ４１）、この信号波形から同期ワード候補データを得、これらの受信信号波形から同期ワード候補のシンボルデータ（ａ_i）を取得する（Ｓ４２）。この（ａ_i）から、予め記憶されている同期ワードに対応する値（Ｓ_i）を減算してシンボル誤差（ａ_i−Ｓ_i）を演算する（Ｓ４３）。次に、シンボル誤差平均値を計算するが、これは前記シンボル誤差の演算と同様の考え方に基づいて、ｎ個のシンボル値について（ａ_j−Ｓ_j）を計算し、ｊを１からｎについて全てを加算した上で、シンボル数ｎで割り算することによって式（２）に示すシンボル誤差平均値を求める（Ｓ４４）。
Ｆ_off＝Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ（但し、ｊは１からｎ）・・・式（２）
この値は、周波数のずれ等によるオフセット量（ＤＣオフセット）に該当するものであるので、このシンボル誤差平均値（オフセット量）Ｆ_offを、前記Ｓ４３において計算したシンボル誤差から減算して、受信信号波形から同期ワードの候補として抽出した波形のオフセット補正値である（ａ_i−Ｓ_i）−｛Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ｝の値を求める（Ｓ４５）。

更に、この値の自乗値を求め（Ｓ４６）、前記式（１）に示した、同期ワードシンボル誤差をシンボル数ｎについて全てを加算する（Ｓ４７）。この式（１）値は、オフセットが排除された同期ワード候補のシンボル値と、既知の正規の同期ワードとの相違度を示す誤差であるから、これを予め設定した閾値と比較して（Ｓ４９）、閾値より小さい場合は（Ｓ４９Ｙｅｓ）、当該同期ワード候補が正しい同期ワードであると判断して、次の処理に移行する（Ｓ５０）。また、前記Ｓ４９の判定において、閾値より大きい場合は、当該同期ワード候補が同期ワードではないと判断し（Ｓ４９Ｎｏ）、受信信号波形から１シンボル分シフトして新たな同期ワード候補を取り出し（Ｓ５１）、前記Ｓ４１に戻って、以下同様の処理を行う。

図８は、以上の処理に基づいて同期ワード検出を行った場合の結果を図示したもので、この方法の効果を明らかにするために、従来行われていた他の演算による例も記載している。図８において、結果的に正しい同期ワード候補である第一信号波形２０１については、前記図同様に同期タイミングとなるべきタイミングｔ₈において最小値の“０”となっており、正しく同期ワードであることが判別できる。また、オフセット量が含まれた第三信号波形２０３については、シンボル値ａ_iは第一信号波形とは異なる配列になるが、同期タイミングｔ₈において最小値の“０”となり、正しく同期ワードであることが判別できる。
一方、第二信号波形２０２では、タイミングｔ₈において最小値の“３”となっているが、閾値を例えば２以下に設定しておくことにより、十分に誤同期判定を排除することができる。なお、この例では、同期ワードのシンボル数ｎを四個にしたので、第一、第三信号波形と第二信号波形との演算結果に大きな差が出なかったものと考えられるが、シンボル値が通常の同期ワードのように多くなると、許容範囲の設定は大きな意味を有する。

図９はこの方法を実現するための同期ワード検出装置の要部概要構成図である。この例に示す実施例は、式（１）に示す計算結果が、受信信号に含まれる周波数のずれに応じた信号であることに着目し、この値によって受信信号の周波数を補正するか、あるいは式（１）の値が最小になるように、例えば検波信号の直流レベルをプラス方向かマイナス方向にシフトする等の処理によって、同期ワード検出時間を短縮することが可能となる。
図９はそのための同期ワード検出装置の構成例を示すものである。同図に示すようにこの例では、少なくとも、受信信号から信号波形を復調する検波部３１と、同期ワードを検出する同期語（同期ワード）検出部３２と、周波数調整部３３と、クロック再生部３４と、シンボル判定部（ビット変換部）３５とを備えている。この構成において、検波部３１は、受信信号から検波信号を出力する機能を有するものである。

また、周波数調整部３３は、無線送受信機には通常水晶発振器等の機能として備えられているもので、可変容量素子等の可変リアクタンス回路素子の電圧等を変化することによって、発振周波数を調整するものである。クロック再生部３４は、受信信号中に含まれるクロック信号成分を抽出して、周波数調整部３３等から供給される発振信号に同期させて正確なクロック信号を生成する等の機能を備えたものである。
更に、シンボル判定部３５は、同期ワードが検出された後、受信したシンボル値を、それに対応するビット値に変換するもので、例えば、４値ＦＳＫ変調では、一シンボル値が２ビットを示すように決められている場合は、受信したシンボル値に応じて“００”、“０１”、“１０”、“１１”の四つのうちのいずれかの組のビットに変換するものである。
このような構成において、前記式（１）に示すＦ_off＝Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ（但し、ｊは１からｎ）なる演算を実行し、その結果を周波数調整部３３に供給することによって受信信号の周波数ずれを補正し、受信信号と一致したクロック信号を再生すれば、オフセットがない検波信号出力が得られることになるので、同期ワード検出処理を迅速に実行することができる。

図１０は、このためのフローチャートであり、処理がスタートすると、無線高周波ブロックから供給された受信信号が検波されて（Ｓ６０）、この信号波形から同期ワード候補データが得られるので、これらの受信信号波形から同期ワード候補のシンボルデータ（ａ_i）を取得する（Ｓ６１）。同期ワード候補のシンボルデータが得られると、この（ａ_i）から、予め記憶されている同期ワードの対応する値（Ｓ_i）を減算してシンボル誤差（ａ_i−Ｓ_i）を演算する（Ｓ６２）。次に、シンボル誤差平均値を計算するが、これは前記シンボル誤差の演算と同様の考え方に基づいて、ｎ個のシンボル値について（ａ_j−Ｓ_j）を計算し、ｊを１からｎにつて全てを加算した上で、シンボル数ｎで割り算することによって式（１）に示すシンボル誤差平均値を求める（Ｓ６３）。

式（１）は、Ｆ_off＝Σ（ａ_j−Ｓ_j）／ｎ（但し、ｊは１からｎ）であり、既に説明したように、式（１）の値は、周波数のずれ等によるオフセット量に該当するので、この処理結果を周波数調整部３３に供給し（Ｓ６４）、同期ワード検出に使用するクロック信号を生成するクロック再生部３４を制御する（Ｓ６５）。この結果、上述したように、同期ワード検出促進効果を得ることが可能となる。なお、オフセット検出信号の利用方法は発振周波数の調整以外にも種々考えられるので、適宜利用すれば機能を向上した無線通信機を構成する上で有用である。以上説明したように、第一の既出願発明のフレーム同期ワード検出手は、簡便な構成や方法で、フレーム同期ワード検出やＤＣオフセット成分の検出、更には、周波数ずれ補正手段を実現可能であるので、第一の既出願発明の全体や、そのＤＣオフセット検出手段、あるいは周波数調整手段等、必要に応じて部分的に適宜選択して利用すれば、本発明の実施に際して有用である。

［第二の既出願発明］
更に、同一出願人は、特願２００６−１９８５１「無線通信機及びその周波数制御方法」（以下「第二の既出願発明」）として、データ検出に影響を与えないタイミングで周波数シフトする手段について出願済みであり、この手段も本発明に併用すれば、更に、高い機能の無線通信機を構成することができるので、概要について説明する。
第二の既出願発明は、受信信号に局部発振手段の出力信号を混合して所望の中間周波数信号を抽出する周波数変換手段と、中間周波数信号から既知のフレーム同期ワード信号を検出するフレーム同期ワード検出手段とを備えた無線通信機において、フレーム同期ワード信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得る周波数ずれ検出手段と、この周波数ずれ検出手段により取得した周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のフレーム同期ワード信号から減算してフレーム同期ワードを検出する周波数ずれ補正同期検出手段と、周波数ずれ検出手段出力に基づいて前記局部発振手段の周波数補正量を算出する周波数補正量設定手段と、受信検波したフレーム信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数補正手段とを備え、このシンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御することを特徴としたものである。

また、上記周波数補正手段は、ファーストモード補正手段とトラッキングモード補正手段を備え、ファーストモード補正手段では周波数補正量設定手段の出力に基づいて次のフレーム信号の周波数ずれが局部発振手段の周波数補正可能範囲内であるか否かを判断する手段と、受信チャネル情報に基づいて隣接チャネル信号へのチャネル引き込みを防止する隣接チャネル引込防止手段とを含み、トラッキングモード補正手段は、複数のフレーム信号処理における周波数ずれ成分又は直流オフセット信号成分の平均値を求める平均値算出手段と、その平均値を所定の閾値と比較する比較手段と、この比較手段の出力に基づいて局部発振手段の周波数を補正するトラッキング周波数補正手段と、局部発振手段の発振周波数が前記トラッキング周波数補正範囲を越えたときはファーストモード補正手段による制御に切替えるように構成してもよい。

あるいは、受信信号波形からフレーム同期ワード候補シンボルデータを取得するフレーム同期ワード候補取得手段と、この手段によって得たフレーム同期ワード候補の各シンボル値と記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、この演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、このシンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から前記シンボル誤差平均値を減算して直流オフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、その補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算してフレーム同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、シンボル誤差合算手段によって求めたフレーム同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値とを比較し、そのフレーム同期ワード候補がフレーム同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えた無線通信機である。

図１１は、第二の既出願に係る無線通信機のブロック図の例である。この例に示す受信機は、上記図３と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。この構成の特徴は、ＦＳＷ同期検出器１９からＦＳＷ検出タイミング情報を供給し、ＴＣＸＯ調整データ設定器３７に出力タイミング信号を供給するシンボルカウンタ３６を備えた点であり、同期が確立したことを検知した後、シンボルカウンタ３６の計数に基づいてフレーム同期ワードに続くデータビットの開始にタイミングを合わせて前記ＡＦＣ制御回路３５において生成した周波数ずれ情報に基づいてＴＣＸＯ２２の発振周波数を制御するように構成したものである。

図１２は、このように構成した無線通信機におけるフレーム同期ワード検出と局部発振器としてのＴＣＸＯ２２の周波数制御の具体的一例を示す図であり、（ａ）は受信高周波回路に入力したフレーム信号、（ｂ）は検波処理後のフレーム信号、（ｃ）は局部発振器の周波数調整信号に含まれるＤＣオフセット調整データ、（ｄ）は実際に局部発振器に供給される周波数調整データの供給タイミングを示す図である。
この例に示すように第二の既出願発明では、検波後のフレーム信号からフレーム同期ワードを検出し、それに基づいてフレームデータを復調するが、その際には、検波したデータに含まれるＤＣオフセット成分を検出し、データ信号からＤＣオフセット成分を減算することによって、ＤＣオフセットを含む場合にも、正しくデータを復調する。また、次のフレーム同期ワード検出に際して、タイミングＴ５において生成したＤＣオフセット調整データ（図１２のｃ）を実際に局部発振器に制御信号として供給するタイミングをＴ６又はＴ７、あるいはその間の所要タイミングとする（図１２のｄ）。
この方法によれば、最初のフレーム同期ワード検出に続くデータビット復調時には、検出したＤＣ成分を検波データから減算した上で、シンボル値検出を行うことによって、正常な復調を可能とする。従って、データビット検波中に、局部発振器１０の周波数を変更しないので、誤った検波出力を発生することがない。
なお、フレーム同期ワード検出は、既知のビットパターンとの比較を行うので、比較的多くノイズが混入した状態でも正常に検出可能であるし、それに含まれるＤＣオフセット成分を検出することも容易である。
フレーム同期ワード検出に際して、それに含まれるＤＣオフセット成分を検出する手段は、上述した第一の既出願発明を使用できる。

図１３は、図１１のＡＦＣ制御部３５の制御例を示すフローチャートである。この例に示す制御ではフローがスタートすると先ず、周波数ずれを検出する。ここでは、周波数ずれをＴＣＸＯ調整データからＦＳＷ検出の際に求めたＤＣオフセットデータを引き算した値、即ち、「ＴＣＸＯ調整データ」−「ＦＳＷのＤＣオフセットデータ」として処理する（Ｓ７１）。
その計算結果がＴＣＸＯの周波数補正能力（の絶対値）の範囲内であるか否か、即ち、周波数ずれ＞｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜であるか否かを判断し（Ｓ７２）、周波数ずれ≦｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜である場合は（Ｓ７２ Ｎｏ）、周波数ずれを微分計算し（Ｓ７３）、周波数ずれ微分計算値が周波数トラッキング解除閾値より大きいか否かを判断する（Ｓ７４）。この判断の結果、周波数ずれの微分計算結果がトラッキング解除閾値より小さい場合は（Ｓ７４ Ｎｏ）、ファーストモード、即ち、ＤＣ調整データとＴＣＸＯ調整データの両方を設定して、局部発振器の周波数を所望周波数に近づける制御を行い（Ｓ７５）、更に、ＴＣＸＯ調整設定データとしては、ＴＣＸＯ調整データとＴＣＸＯの１ｄｉｇｉｔ周波数データとを設定する（Ｓ７６）。
なお、ファーストモード処理中は、発振周波数が所望周波数からずれていることがあり、データ復調や送信のための搬送波生成には適当でないので、データ復調や送信処理を禁止する処理等を行うことも有用である。

なお、前記処理Ｓ７２における判断の結果、周波数ずれ＞｜ＴＣＸＯ可動周波数範囲｜である場合（Ｓ７２Ｙｅｓ）は、ＤＣ調整データとしてＡＦＣ可動周波数からＴＣＸＯ調整データを引き算し（Ｓ７７）、前記処理Ｓ６に移行する。また、前記処理Ｓ４における判断の結果、周波数ずれの微分計算結果がトラッキング解除閾値より大きい場合は（Ｓ７４Ｙｅｓ）、周波数ずれ微分計算結果がトラッキング突入閾値より大きいか否かを判断し（Ｓ７８）、Ｎｏの場合は前記処理Ｓ５に移行するが、Ｙｅｓの場合、即ち、周波数ずれ微分計算結果がトラッキング突入閾値より大きいときは（Ｓ７８Ｙｅｓ）、トラッキングモードに移行し、トラッキングモードとしてのＤＣ調整データとＴＣＸＯ調整データとを設定し（Ｓ７９）、前記処理Ｓ７６に移行する。

また、図示は省略するが、ＡＦＣファーストモードの処理の一例を説明すれば、ファーストモードは、フレーム同期ワード検出処理において得られるＤＣオフセットデータを一括して局部発振器の周波数調整値として用い、周波数ずれを高速に補正するモードである。フレーム同期ワード検出処理においてＤＣオフセット成分が求まると共に、ＴＣＸＯの調整データが設定されるので、その両者を加算した値である周波数誤差が予め設定したトラッキング突入閾値以内であるか否かを判断する。誤差がトラッキング閾値以下の場合はトラッキング処理に移行し、高速に局部発振器（ＴＣＸＯ２２）の周波数を所望値に近づける処理を行う。
また、この際チャネル情報等に基づいて、周波数調整範囲を制限する等の処理を含めることによって、隣接チャネルの強力な信号レベルが存在する場合においても、それに引き込まれることを防止することも、安定した動作をもたらす上で有用である。

更に、ファーストモードに続いて制御されるトラッキングモード処理の例を説明すれば、この処理は、ファーストモードを経て、所望周波数範囲に維持された状態においては、比較的小さい周波数誤差に対して迅速に周波数を一定値に保つ処理を行っているが、電波環境が急激に悪化する場合や、瞬時的な周波数の変動に、必要以上に反応して大きく発振周波数が振れることがある。このトラッキングモードでは、そのような不安定な周波数制御が発生しないようにするため、ＦＳＷ検出の際に得られるＤＣオフセットデータを数フレームにわたって積算し平均したデータに基づいて、その平均値の正負を判断し、その方向性に従って、突発的に逆方向に発生する周波数誤差情報に対する反応を抑圧する機能を持たせたものである。
以上のように第二の既出願発明を利用すれば、処理中のデータに影響を与えることなく、迅速に同期を確立してデータの検出を行うことができるので、本発明に併用することによって、より一層、的確な同期検出が可能となる。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではなく種々の変形が可能である。また、ＦＭ検波器出力から直接に周波数ずれに対応したＤＣオフセット成分を取り出す方法や、ＦＳＷ同期検波の際に周波数ずれに対応するＤＣオフセット成分を取り出す方法は、実施例に示した以外の方法でもよく、適用する無線通信機の構成も実施例に限られるものではない。
更に、上述した実施形態の無線通信機、その自動周波数制御装置、本発明において利用する自動周波数装置や方法を実現する各機能・方法を、それぞれプログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、コンピュータに搭載したＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置に、このＣＤ−ＲＯＭ等を装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

本発明の動作原理を説明するための図であり、（ａ）はＤＣオフセット周波数シフト回路の一例を示すブロック図、（ｂ）はＬＰＦ出力のＤＣ成分を含む波形図、（ｃ）はＤＣオフセット成分の時間的変化を示す図。 本発明における、隣接チャネル引き込み防止を説明する周波数帯域図。 本発明にかかる無線通信機の一実施態様例を示すブロック図。 本発明にかかる無線通信機の一実施態様例を説明する図で、（ａ）は受信高周波回路に入力するフレーム信号のタイミング図、（ｂ）は検波後のＬＰＦ出力波形図、（ｃ）はＴＣＸＯ調整信号波形図。 本発明の変形実施例において使用するキャリアシフト回路の構成例を示すブロック図。 本発明の変形実施例を示す無線通信機のブロック図。 本発明において使用する第一の既出願発明のフレーム同期ワード検出手順を説明するフローチャート。 第一の既出願発明のフレーム同期ワード検出手段を説明するための信号波形ならびにデータ図。 第一の既出願発明のフレーム同期ワード検出手段の構成例を示す概要ブロック図。 本発明において使用する第一の既出願発明のフレーム同期ワード検出手順の他の例を説明するフローチャート。 第二の既出願発明のフレーム同期ワード検出手順を使用した無線通信機のブロック図。 第二の既出願発明のフレーム同期ワード検出手順を説明する図で、（ａ）は受信高周波回路に入力するフレーム信号のタイミング図、（ｂ）は検波後のフレームタイミング図、（ｃ）はＤＣオフセットデータを示す図、（ｄ）は局部発振器（ＴＣＸＯ）の周波数調整データを示す図。 第二の既出願発明のフレーム同期ワード検出手順を説明するフローチャート。 検波器出力信号波形図で、（ａ）は周波数ずれのない状態の検波波形図、（ｂ）はＤＣオフセットを含んだ検波波形図。 従来のＡＦＣ制御機能を備えた無線通信機のブロック図。 周波数ずれが大きい場合の検波出力信号の模式図。 隣接チャネル除去フィルタ（ＢＰＦ）による受信信号除去作用の様子を示す周波数スペクトル図。

符号の説明

１、１８ ＦＭ検波器、２、２２ ＬＰＦ、３ 周波数ずれ検出回路、４、２４ ＡＦＣ制御回路、５ 検波出力信号、６ 閾値、７ 周波数補正後のＤＣオフセット、８ 自チャネル帯域、９ 隣接チャネル帯域、１０ 無線通信機、１１ アンテナ、１２、１５ 局部発振器、１３、１６ 混合機（ＭＩＸ）、１４、１７ 帯域フィルタ（ＢＰＦ）、１９ ＦＳＷ同期検出回路、２０ ＤＣオフセット調整回路、２１ シンボル検出回路、２３、３５ 周波数ずれ検出回路、２５、３７ ＴＣＸＯ制御回路、２８ キャリアシフト回路、３６ シンボルカウンタ。

Claims (4)

1. 受信信号に局部発振信号を混合して中間周波数信号を生成する周波数変換手段と、中間周波数信号から所要帯域の信号を取り出す帯域フィルタと、該帯域フィルタ出力信号を検波する検波手段と、該検波信号から既知のフレーム同期ワード信号を検出するフレーム同期ワード検出手段と、を備えた無線通信機において、
   前記検波信号から周波数ずれに対応した直流信号を抽出するフィルタ手段と、該直流信号値又はそれを周波数ずれ量に変換した値を予め設定した閾値と比較する周波数ずれ比較手段と、該周波数ずれが閾値を越えている場合、前記局部発振信号周波数を予め設定した量シフトする局部周波数補正手段と、を備えたことを特徴とする無線通信機。
2. 前記局部周波数補正手段においてシフトする周波数の最大値を設定すると共に、シフトする周波数値として段階的に増大する複数の値を設定し、前記周波数ずれ比較手段によって得られた値に対応して、いずれかの値を選択して周波数補正するように構成したことを特徴とする請求項１記載の無線通信機。
3. 請求項１又は２記載の無線通信機において、更に、受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、該同期ワード候補取得手段によって得たフレーム同期ワード候補の各シンボル値と記憶したフレーム同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、該シンボル誤差演算手段によって求めた、フレーム同期ワード候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、フレーム同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、該補正値自乗演算手段によって求めた結果をフレーム同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、該シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定した閾値と比較し、当該フレーム同期ワード候補がフレーム同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段と、を備えたことを特徴とする無線通信機。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信機において、更に、フレーム同期ワード信号から受信信号周波数と局部発振手段の発振周波数との周波数ずれに応じた信号を得る周波数ずれ検出手段と、該周波数ずれ検出手段により取得した周波数ずれ成分を受信信号又は検波後のフレーム同期ワード信号から減算してフレーム同期ワードを検出する周波数ずれ補正同期検出手段と、該周波数ずれ検出手段の出力に基づいて前記局部発振手段の周波数補正量を算出する周波数補正量設定手段と、受信検波したフレーム同期信号におけるデータ位置を判断するシンボルカウンタと、該シンボルカウンタと前記周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御する周波数補正手段とを備え、前記シンボルカウンタと周波数補正量設定手段に基づいて局部発振手段の発振周波数補正タイミングと周波数補正量とを制御することを特徴とする無線通信機。

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