特開 2023-71215 復調回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023071215

(43)【公開日】2023-05-23

(54)【発明の名称】復調回路

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/22 20060101AFI20230516BHJP

   H04L 27/38 20060101ALI20230516BHJP

   H04B 1/16 20060101ALI20230516BHJP

【ＦＩ】

H04L27/22 Z

H04L27/38 100

H04B1/16 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021183825

(22)【出願日】2021-11-11

(71)【出願人】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(74)【代理人】

【識別番号】100141678

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 康英

【テーマコード（参考）】

5K061

【Ｆターム（参考）】

5K061AA11

5K061BB10

5K061CC14

5K061CC25

5K061CC53

5K061CD04

5K061JJ24

(57)【要約】

【課題】シンボルレートに関わらず同じ制御フローで高い検出精度と引き込み時間の短縮との両立を実現する。
【解決手段】受信信号の周波数誤差を補正する自動周波数制御回路２と、自動周波数制御回路２の後段に設けられて前記受信信号に対して帯域制限処理を施して出力するロールオフフィルタ３と、ロールオフフィルタ３の後段に設けられて前記受信信号の位相誤差を補正するキャリア再生回路５と、を有し、自動周波数制御回路２は、周波数をシフトさせながら複数のオフセット周波数を生成する周波数制御部２１と、オフセット周波数を複素数に変換するＡＦＣ用の数値制御発振器２２と、前記複素数を用いて前記受信信号に対して複素乗算処理を施すＡＦＣ用の乗算器２３と、を備え、ロールオフフィルタ３から出力される前記受信信号の強度が最大になるときのオフセット周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補正する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信信号の周波数誤差を補正する自動周波数制御回路と、
前記自動周波数制御回路の後段に設けられて前記受信信号に対して帯域制限処理を施して出力するロールオフフィルタと、
前記ロールオフフィルタの後段に設けられて前記受信信号の位相誤差を補正するキャリア再生回路と、を有し、
前記自動周波数制御回路は、
周波数をシフトさせながら複数のオフセット周波数を生成する周波数制御部と、
前記オフセット周波数を複素数に変換する数値制御発振器と、
前記複素数を用いて前記受信信号に対して複素乗算処理を施す乗算器と、を備え、
前記ロールオフフィルタから出力される前記受信信号の強度が最大になるときの前記オフセット周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補正する、
ことを特徴とする復調回路。

【請求項2】

前記ロールオフフィルタと前記キャリア再生回路との間に接続されて前記ロールオフフィルタから出力される前記受信信号の供給を受ける強度検出部によって前記受信信号の前記強度が測定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の復調回路。

【請求項3】

前記ロールオフフィルタと前記キャリア再生回路との間に設けられて前記ロールオフフィルタから出力される前記受信信号の入力を受ける自動利得制御部によって前記受信信号の前記強度が測定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の復調回路。

【請求項4】

通信で使用する周波数帯域よりも周波数帯域が狭い信号について前記強度が測定される、
ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の復調回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば通信衛星を介して行われる無線通信に適用されて同期検波を実現する復調回路に関する。

【背景技術】

【0002】

送信側装置と受信側装置との間で通信衛星を介して無線通信を行う無線通信システムでは、通信衛星の周波数誤差が大きいために送受信間のトータルの周波数誤差が受信復調器のキャリア再生の周波数引き込み範囲外となる場合がある。受信復調器のキャリア再生の周波数引き込み範囲外のローカル周波数誤差があるような無線通信システムに対応するために、受信側装置がキャリア再生の周波数引き込み可能な幅でローカル周波数を変えて周波数誤差をサーチすることによってローカル周波数誤差を粗調整することを目的として自動周波数制御（ＡＦＣ：Ａutomatic Ｆrequency Ｃontroller）回路が用いられる。従来の自動周波数制御装置として、Ｃ／Ｎ測定部から通知される制御チャネル信号のＣ／Ｎと、予め定めたＣ／Ｎの値に対応するＵ／Ｗ（ユニークワード）検出部から通知されるＵ／Ｗ検出回数を照合し、必要な回数が満たされるまでキャリヤ周波数と現在のローカル信号との差であるΔｆを小さくする発振周波数制御信号をＮＣＯへ出力して周波数補正を行う調整手順を繰り返し、所定のＵ／Ｗ検出回数が得られるとＡＦＣに必要なキャリヤのキャプチャとロック手順を終了したと判定し、トラッキングモードへ移行する装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－８７１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１のような従来の自動周波数制御の処理では、ユニークワード検出の可否で周波数誤差の検出判定を行っているところ、この判定を行うにはクロック同期およびキャリア同期が確立していることが前提となるため、同期に時間のかかる低シンボルレートでは引き込みに時間がかかる、という問題がある。また、衛星通信システムのように様々なシンボルレート（シンボル周波数）の通信に対応する無線通信システムにおいては、シンボルレートによって同期引き込み範囲および引き込み時間が大きく異なる。このため、シンボルレートが低い場合は、キャリア再生の引き込み時間が長いために自動周波数制御の初期引き込みに時間がかかり、受信側装置が周波数誤差をサーチする際にウェイト時間が長くなって初期引き込みに時間がかかる、という問題がある。また、シンボルレートが高い場合は、キャリア同期引き込み範囲が広く引き込み時間が短いために正しい周波数誤差を検出することができないケースがあり、キャリア再生ループの周波数誤差を含めて自動周波数制御の周波数誤差を再入力してキャリア再生の同期を再度待つといった複雑な制御が必要になる、という問題がある。

【0005】

そこでこの発明は、シンボルレートに関わらず同じ制御フローで高い検出精度と引き込み時間の短縮との両立を実現することが可能な、復調回路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】

上記課題を解決するために、この発明に係る復調回路は、受信信号の周波数誤差を補正する自動周波数制御回路と、前記自動周波数制御回路の後段に設けられて前記受信信号に対して帯域制限処理を施して出力するロールオフフィルタと、前記ロールオフフィルタの後段に設けられて前記受信信号の位相誤差を補正するキャリア再生回路と、を有し、前記自動周波数制御回路は、周波数をシフトさせながら複数のオフセット周波数を生成する周波数制御部と、前記オフセット周波数を複素数に変換する数値制御発振器と、前記複素数を用いて前記受信信号に対して複素乗算処理を施す乗算器と、を備え、前記ロールオフフィルタから出力される前記受信信号の強度が最大になるときの前記オフセット周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補正する、ことを特徴とする。

【0007】

この発明に係る復調回路は、前記ロールオフフィルタと前記キャリア再生回路との間に接続されて前記ロールオフフィルタから出力される前記受信信号の供給を受ける強度検出部によって前記受信信号の前記強度が測定される、ようにしてもよい。

【0008】

この発明に係る復調回路は、前記ロールオフフィルタと前記キャリア再生回路との間に設けられて前記ロールオフフィルタから出力される前記受信信号の入力を受ける自動利得制御部によって前記受信信号の前記強度が測定される、ようにしてもよい。

【0009】

この発明に係る復調回路は、通信で使用する周波数帯域よりも周波数帯域が狭い信号について前記強度が測定される、ようにしてもよい。

【発明の効果】

【0010】

この発明に係る復調回路によれば、クロック同期に依らずに周波数誤差を検出することができるため、低シンボルレートにおいても高速で周波数誤差を検出することが可能となり、延いては、シンボルレートに関わらず同じ制御フローで高い検出精度と引き込み時間の短縮との両立を実現することが可能となる。この発明に係る復調回路によれば、また、シンボル周波数ごとに異なる周波数誤差を補正する制御は不要となる。

【0011】

この発明に係る復調回路によれば、キャリア再生回路におけるキャリア同期（位相誤差の補正）および同期検出部における既知パターン同期（位相の同期／非同期の検出・判定）を経ることなく自動周波数制御が完了するので、引き込み時間を短縮することが可能となる。

【0012】

この発明に係る復調回路によれば、自動利得制御部によって受信信号の強度が測定されるようにした場合には、回路構成が複雑になることを抑制しつつ高い検出精度と引き込み時間の短縮との両立を実現することが可能となる。

【0013】

この発明に係る復調回路によれば、通信で使用する周波数帯域よりも周波数帯域が狭い信号について強度が測定されるようにした場合には、検出対象のチャネルについての信号の強度／レベルのピークを確実に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この発明の実施の形態１に係る復調回路の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図2】この発明の実施の形態２に係る復調回路の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図3】検出対象のチャネルと他のチャネルとの関係の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

【0016】

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る復調回路１の概略構成を示す機能ブロック図である。復調回路１は、例えば、送信側装置と受信側装置との間で通信衛星を介して（言い換えると、衛星通信回線を使用して）無線通信を行う無線通信システムを構成する受信側装置（或いは、送信側装置と受信側装置との間で双方向通信が行われる場合の各装置の受信信号の処理機構）に組み込まれる。

【0017】

復調回路１は、変調信号の同期検波を行うための機序であり、主として、自動周波数制御回路２と、ロールオフフィルタ３と、強度検出部４と、キャリア再生回路５と、復調部６と、同期検出部７と、を有する。なお、この発明における変調／復調方式は、特定の方式には限定されないものの、例えばＱＰＳＫ（Ｑuadrature Ｐhase Ｓhift Ｋeying）方式が用いられ得る。

【0018】

自動周波数制御（ＡＦＣ：Ａutomatic Ｆrequency Ｃontroller）回路２には、例えば、アンテナを介して受信される高周波（ＲＦ：Ｒadio Ｆrequency）の無線信号が中間周波数（ＩＦ：Ｉntermediate Ｆrequency）信号へと周波数変換されるとともにアナログ－デジタル変換されたデジタルの受信信号（変調信号）が入力される。

【0019】

自動周波数制御回路２は、当該回路２へと入力される受信信号（変調信号）に含まれる送信側装置の送信ローカル周波数と受信側装置における受信ローカル周波数との間の周波数誤差（別言すると、周波数偏差）を除去／補正するための仕組みであり、主として、周波数制御部２１と、ＡＦＣ用の数値制御発振器２２と、ＡＦＣ用の乗算器２３と、を備える。

【0020】

周波数制御部２１は、送信側装置の送信ローカル周波数と受信側装置における受信ローカル周波数との間の周波数誤差に相当する周波数情報を出力する。

【0021】

ＡＦＣ用の数値制御発振器２２（ＮＣＯ：Ｎumerically Ｃontrolled Ｏscillator）は、周波数制御部２１から出力される周波数情報の入力を受け、前記周波数情報を複素数に変換して出力する。

【0022】

ＡＦＣ用の乗算器２３は、自動周波数制御回路２へと入力される受信信号（変調信号）の入力を受けるとともにＡＦＣ用の数値制御発振器２２から出力される複素数の入力を受け、前記受信信号（変調信号）に対して前記複素数を用いて複素乗算処理（即ち、上記周波数情報に応じた複素乗算処理）を施して出力する。

【0023】

なお、この発明では、自動周波数制御回路２に、周波数の同期／非同期を検出・判定するための同期判定回路は備えられない。

【0024】

ロールオフフィルタ３（ＲＯＦ：Ｒoll－Ｏff Ｆilter）は、有限長インパルス応答として実現されるローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌow Ｐass Ｆilter）により構成されて、自動周波数制御回路２（具体的には、ＡＦＣ用の乗算器２３）から出力される信号の入力を受け、前記信号に対して帯域制限処理を施して出力する。

【0025】

強度検出部４は、ロールオフフィルタ３とキャリア再生回路５との間に接続されて、ロールオフフィルタ３から出力される信号の供給を受け、前記信号の強度／レベル（具体的には、電力）を測定する。

【0026】

キャリア再生（ＣＲ：Ｃarrier Ｒecovery）回路５は、ロールオフフィルタ３から出力される信号に含まれる送信側装置の送信信号／搬送波の位相と受信側装置における受信信号（変調信号）／搬送波の位相との間の位相誤差（別言すると、理想的な位相に対する前記受信信号の位相の誤差／ずれ）を除去／補正するための仕組みであり、主として、位相誤差検出部５１と、ローパスフィルタ５２と、ＣＲ用の数値制御発振器５３と、ＣＲ用の乗算器５４と、を備える。

【0027】

位相誤差検出部５１は、ＣＲ用の乗算器５４から出力される信号の供給を受け、前記信号に含まれる位相誤差（即ち、理想的な位相に対する前記信号の位相の誤差／ずれ）を検出して、前記位相誤差を示す信号を出力する。

【0028】

ローパスフィルタ５２（ＬＰＦ：Ｌow Ｐass Ｆilter）は、位相誤差検出部５１から出力される位相誤差を示す信号の入力を受け、前記位相誤差を示す信号に対して帯域制限処理を施して出力する（具体的には、低周波成分のみを通過させる）。

【0029】

ＣＲ用の数値制御発振器５３（ＮＣＯ：Ｎumerically Ｃontrolled Ｏscillator）は、ローパスフィルタ５２から出力される位相誤差を示す信号の入力を受け、前記位相誤差を複素数に変換して出力する。

【0030】

ＣＲ用の乗算器５４は、ロールオフフィルタ３から出力される信号の入力を受けるとともにＣＲ用の数値制御発振器５３から出力される複素数の入力を受け、前記信号に対して前記複素数を用いて複素乗算処理（即ち、上記位相誤差に応じた複素乗算処理）を施して出力する。

【0031】

復調部６は、キャリア再生回路５（具体的には、ＣＲ用の乗算器５４）から出力される信号の入力を受け、前記信号を検波して所定のデータに復調（例えば、ＱＰＳＫ復調）して信号フレーム（ビット列の信号）として出力する。

【0032】

同期検出部７は、復調部６から出力される信号フレームの入力を受け、前記信号フレームに含まれる同期用信号であるユニークワード（ＵＷ：Ｕnique Ｗord）などの既知パターンの検出を利用して位相の同期／非同期を検出・判定する処理を行う。

【0033】

そして、実施の形態１に係る復調回路１は、受信信号（変調信号）の周波数誤差を補正する自動周波数制御回路２と、自動周波数制御回路２の後段に設けられて前記受信信号に対して帯域制限処理を施して出力するロールオフフィルタ３と、ロールオフフィルタ３の後段に設けられて前記受信信号の位相誤差を補正するキャリア再生回路５と、を有し、自動周波数制御回路２は、周波数をシフトさせながら複数のオフセット周波数を生成する周波数制御部２１と、オフセット周波数を複素数に変換するＡＦＣ用の数値制御発振器２２と、前記複素数を用いて前記受信信号に対して複素乗算処理を施すＡＦＣ用の乗算器２３と、を備え、ロールオフフィルタ３から出力される前記受信信号の強度が最大になるときのオフセット周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補正し、ロールオフフィルタ３とキャリア再生回路５との間に接続されてロールオフフィルタ３から出力される前記受信信号の供給を受ける強度検出部４によって前記受信信号の強度が測定される、ようにしている。

【0034】

周波数制御部２１は、自動周波数制御の処理を開始する際に、自動周波数制御の処理の開始を示す信号を強度検出部４へと出力する。

【0035】

周波数制御部２１は、自動周波数制御の処理として、想定される周波数誤差の範囲（或いは、復調回路１がキャリア再生の周波数引き込み可能な範囲）をカバーするように、予め定められる所定の単位シフト量（別言すると、刻み量，ピッチ量）で周波数をシフト／変化させながら複数のオフセット周波数（言い換えると、周波数サーチ／周波数スイープを行うための複数の周波数）を順次出力する。

【0036】

想定される周波数誤差の最大値の絶対値がｆemaxであり、また、周波数の単位シフト量がΔｆであるとする。

【0037】

ｆemaxやΔｆは、特定の値に限定されるものではなく、例えば周波数サーチ／周波数スイープする際の周波数の範囲や単位シフト量が適切に設定され周波数サーチ／周波数スイープが良好に行われて周波数を的確に同期させ得ることや処理時間が極端に長くならないようにすることが考慮されるなどしたうえで適当な値に適宜設定される。

【0038】

周波数制御部２１は、－ｆemaxから＋ｆemaxの範囲で、Δｆ刻みで段階的にシフト／変化させたオフセット周波数Δｆ_n（但し、ｎ＝１，２，３，・・・）を順次出力する。

【0039】

周波数制御部２１は、例えば、下記の数式１に従って、計算結果のオフセット周波数Δｆ_nの値が＋ｆemaxよりも大きくなるまで、Δｆ刻みで値がシフト／変化するオフセット周波数Δｆ_n（但し、ｎ＝１，２，３，・・・）の計算を繰り返し、計算されるオフセット周波数Δｆ_nの値を順次出力する。オフセット周波数Δｆ_nは、送信側装置の送信ローカル周波数と受信側装置における受信ローカル周波数との間の周波数誤差に相当する。
（数１） Δｆ_n ＝ －ｆemax＋Δｆ×(ｎ－１)
ここに、 Δｆ_n：オフセット周波数［ｋＨｚ］
ｆemax：周波数誤差の最大値の絶対値［ｋＨｚ］
Δｆ ：周波数の単位シフト量［ｋＨｚ］
ｎ ：序数（ｎ＝１，２，３，・・・）

【0040】

周波数制御部２１は、計算結果のオフセット周波数Δｆ_nの値が＋ｆemaxよりも大きくなるまで下記の数式２Ａの計算を繰り返して（但し、ｎ＝１，２，３，・・・）オフセット周波数Δｆ_nの値を順次出力し、続いて、計算結果のオフセット周波数Δｆ_nの値が－ｆemaxよりも小さくなるまで下記の数式２Ｂの計算を繰り返して（但し、ｎ＝１，２，３，・・・）オフセット周波数Δｆ_nの値を順次出力するようにしてもよい。
（数２Ａ） Δｆ_n ＝ Δｆ×(ｎ－１)
（数２Ｂ） Δｆ_n ＝ Δｆ×(１－ｎ)

【0041】

ＡＦＣ用の数値制御発振器２２は、周波数制御部２１から順次出力されるオフセット周波数Δｆ_nの値を用いて下記の数式３に従って位相誤差Δθを順次計算する。基準クロックＦrefとして、例えば、シンボルクロックを生成するクロックが利用される。
（数３） Δθ ＝ ３６０／(Ｆref／Δｆ_n)
ここに、 Δθ ：位相誤差［ｄｅｇ］
Ｆref ：基準クロック［ｋＨｚ］
Δｆ_n：オフセット周波数［ｋＨｚ］

【0042】

そして、ＡＦＣ用の数値制御発振器２２は、上記計算される位相誤差Δθをテーブルなどによって複素数に順次変換して出力する。

【0043】

ＡＦＣ用の乗算器２３は、自動周波数制御回路２へと入力される受信信号（変調信号）に対してＡＦＣ用の数値制御発振器２２から順次出力される複素数を用いて複素乗算処理を施して順次出力する。

【0044】

上記により、自動周波数制御回路２（具体的には、ＡＦＣ用の乗算器２３）から、Δｆ刻みで値がシフト／変化するオフセット周波数Δｆ_n（但し、ｎ＝１，２，３，・・・）それぞれに応じた複素乗算処理後の信号が順次出力される。自動周波数制御回路２から順次出力される信号はロールオフフィルタ３へと入力され、ロールオフフィルタ３から出力される信号が強度検出部４へと順次供給される。

【0045】

強度検出部４は、カウンタ機能を備え、カウンタ値Ｃ（但し、Ｃ＝０，１，２，３，・・・）をカウントする機能を備える。強度検出部４は、周波数制御部２１から出力される自動周波数制御の処理の開始を示す信号の入力を受けると、カウンタ値Ｃを初期値０に設定する。

【0046】

強度検出部４は、また、ロールオフフィルタ３から順次出力される信号が供給されるたびに測定した前記信号の強度／レベルの値ともとのカウンタ値Ｃに１を加えたカウンタ値Ｃとの組み合わせを時系列に保持する機能を備える。

【0047】

強度検出部４は、ロールオフフィルタ３から順次出力される信号が供給されるたびに、カウンタ値Ｃに１を加えるとともに前記信号の強度／レベルを測定し、測定結果として得られる前記信号の強度／レベルの値（具体的には、電力値）と前記１を加えたカウンタ値Ｃとの組み合わせを時系列に保持する。

【0048】

上記１を加えたカウンタ値Ｃは、上記の数式１を用いる場合、前記ロールオフフィルタ３から順次出力される信号に対応するオフセット周波数Δｆ_nの序数ｎの値と等しい。

【0049】

強度検出部４は、上記測定結果として得られる信号の強度／レベルのピークを検出する機能を備え、前記信号の強度／レベルのピークを検出すると、当該ピークに該当する信号の強度／レベルと組み合わせられているカウンタ値Ｃ（「ピーク時カウンタ値Ｃpeak」と呼ぶ）を周波数制御部２１へと出力する。

【0050】

強度検出部４は、信号の強度／レベルのピークが検出されたと判断したときにピーク時カウンタ値Ｃpeakを周波数制御部２１へと出力するようにしてもよい。この場合、周波数制御部２１は、ピーク時カウンタ値Ｃpeakの入力を受けた時点でオフセット周波数Δｆ_nの計算を終了し、－ｆemaxから＋ｆemaxの範囲のうちの一部についてオフセット周波数Δｆ_nの計算を行わないことがある。

【0051】

周波数制御部２１は、強度検出部４から出力されるピーク時カウンタ値Ｃpeakの入力を受け、前記ピーク時カウンタ値Ｃpeakをｎとして用いて上記の数式１に従ってオフセット周波数Δｆ_nを計算して受信周波数誤差ｆreとして出力する。

【0052】

なお、オフセット周波数Δｆ_nの計算において上記の数式２Ａ，２Ｂを用いる場合は、周波数制御部２１は、計算結果のオフセット周波数Δｆ_nの値が＋ｆemaxよりも大きくなる直前の序数ｎの値を保持し、強度検出部４から出力されるピーク時カウンタ値Ｃpeakが前記保持している序数ｎの値よりも大きい場合には、前記ピーク時カウンタ値Ｃpeakから前記保持している序数ｎの値を引いた値をｎとして用いて上記の数式２Ｂに従ってオフセット周波数Δｆ_n（即ち、受信周波数誤差ｆre）を計算する。

【0053】

以上により、送信側装置の送信ローカル周波数と受信側装置における受信ローカル周波数との間の周波数誤差に相当する受信周波数誤差ｆreの値がＡＦＣ用の数値制御発振器２２へと出力される。

【0054】

続いて、ＡＦＣ用の数値制御発振器２２が、受信周波数誤差ｆreを用いて下記の数式４に従って位相誤差Δθを計算する。
（数４） Δθ ＝ ３６０／(Ｆref／ｆre)
ここに、 Δθ ：位相誤差［ｄｅｇ］
Ｆref：基準クロック［ｋＨｚ］
ｆre ：受信周波数誤差（オフセット周波数）［ｋＨｚ］

【0055】

そして、ＡＦＣ用の数値制御発振器２２は、上記計算される位相誤差Δθをテーブルなどによって複素数に変換して出力する。

【0056】

続いて、ＡＦＣ用の乗算器２３が、自動周波数制御回路２へと入力される受信信号（変調信号）に対してＡＦＣ用の数値制御発振器２２から出力される複素数を用いて複素乗算処理（即ち、受信周波数誤差ｆreに対応する位相誤差Δθに応じた複素乗算処理）を施して出力する。これにより、自動周波数制御の処理が完了する。

【0057】

自動周波数制御回路２（具体的には、ＡＦＣ用の乗算器２３）から出力される信号はロールオフフィルタ３を介してキャリア再生回路５へと入力され、キャリア再生回路５，復調部６，および同期検出部７による処理が行われる。

【0058】

（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２に係る復調回路１の概略構成を示す機能ブロック図である。実施の形態２に係る復調回路１は、強度検出部４を有しない点、自動利得制御部８を有する点、周波数制御部２１が強度検出部４ではなくて自動利得制御部８から出力されるピーク時カウンタ値Ｃpeakの入力を受ける点、およびキャリア再生回路５（具体的には、ＣＲ用の乗算器５４）がロールオフフィルタ３ではなくて自動利得制御部８から出力される信号の入力を受ける点で上記の実施の形態１と構成が異なるものの、その他の構成は上記の実施の形態１と同様であるので、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付することでその説明を省略する。

【0059】

実施の形態２に係る復調回路１は、受信信号（変調信号）の周波数誤差を補正する自動周波数制御回路２と、自動周波数制御回路２の後段に設けられて前記受信信号に対して帯域制限処理を施して出力するロールオフフィルタ３と、ロールオフフィルタ３の後段に設けられて前記受信信号の位相誤差を補正するキャリア再生回路５と、を有し、自動周波数制御回路２は、周波数をシフトさせながら複数のオフセット周波数を生成する周波数制御部２１と、オフセット周波数を複素数に変換するＡＦＣ用の数値制御発振器２２と、前記複素数を用いて前記受信信号に対して複素乗算処理を施すＡＦＣ用の乗算器２３と、を備え、ロールオフフィルタ３から出力される前記受信信号の強度が最大になるときのオフセット周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補正し、ロールオフフィルタ３とキャリア再生回路５との間に設けられてロールオフフィルタ３から出力される前記受信信号の入力を受ける自動利得制御部８によって前記受信信号の強度が測定される、ようにしている。

【0060】

自動利得制御（ＡＧＣ：Ａutomatic Ｇain Ｃontrol）部８は、ロールオフフィルタ３とキャリア再生回路５との間に設けられて、ロールオフフィルタ３から出力される信号の入力を受け、前記信号の強度／レベル（具体的には、電力）を調整する。

【0061】

自動利得制御部８は、具体的には、ロールオフフィルタ３から出力される信号の強度／レベルを測定するとともに、測定結果として得られる前記信号の強度／レベルと所定の目標信号レベル（例えば、自動利得制御部８よりも後段の処理・回路にとって適当なレベルとして予め定められる信号レベル）とのレベル差を検出する。

【0062】

自動利得制御部８は、さらに、上記検出されるレベル差に基づいて前記ロールオフフィルタ３から出力される信号の強度／レベルが前記目標信号レベルに収束するようにゲイン（利得）を決定し、前記決定されたゲイン（利得）を用いて前記ロールオフフィルタ３から出力される信号の強度／レベルを増幅して出力する。

【0063】

周波数制御部２１は、実施の形態２では、自動周波数制御の処理を開始する際に、自動周波数制御の処理の開始を示す信号を自動利得制御部８へと出力する。

【0064】

実施の形態２でも、上記の実施の形態１と同様に、自動周波数制御回路２（具体的には、ＡＦＣ用の乗算器２３）から、Δｆ刻みで値がシフト／変化するオフセット周波数Δｆ_n（但し、ｎ＝１，２，３，・・・）それぞれに応じた複素乗算処理後の信号が順次出力される。自動周波数制御回路２から順次出力される信号はロールオフフィルタ３へと入力され、ロールオフフィルタ３から出力される信号が自動利得制御部８へと順次入力される。

【0065】

自動利得制御部８は、カウンタ機能を備え、カウンタ値Ｃ（但し、Ｃ＝０，１，２，３，・・・）をカウントする機能を備える。自動利得制御部８は、周波数制御部２１から出力される自動周波数制御の処理の開始を示す信号の入力を受けると、カウンタ値Ｃを初期値０に設定する。

【0066】

自動利得制御部８は、また、ロールオフフィルタ３から順次出力される信号が供給されるたびに測定した前記信号の強度／レベルの値ともとのカウンタ値Ｃに１を加えたカウンタ値Ｃとの組み合わせを時系列に保持する機能を備える。

【0067】

自動利得制御部８は、ロールオフフィルタ３から順次出力される信号が入力されるたびに、カウンタ値Ｃに１を加えるとともに前記信号の強度／レベルを測定し、測定結果として得られる前記信号の強度／レベルの値（具体的には、電力値）と前記１を加えたカウンタ値Ｃとの組み合わせを時系列に保持する。

【0068】

上記１を加えたカウンタ値Ｃは、上記の数式１を用いる場合、前記ロールオフフィルタ３から順次出力される信号に対応するオフセット周波数Δｆ_nの序数ｎの値と等しい。

【0069】

自動利得制御部８は、上記測定結果として得られる信号の強度／レベルのピークを検出する機能を備え、前記信号の強度／レベルのピークを検出すると、当該ピークに該当する信号の強度／レベルと組み合わせられているカウンタ値Ｃ（「ピーク時カウンタ値Ｃpeak」と呼ぶ）を周波数制御部２１へと出力する。

【0070】

自動利得制御部８は、信号の強度／レベルのピークが検出されたと判断したときにピーク時カウンタ値Ｃpeakを周波数制御部２１へと出力するようにしてもよい。この場合、自動利得制御部８は、ピーク時カウンタ値Ｃpeakの入力を受けた時点でオフセット周波数Δｆ_nの計算を終了し、－ｆemaxから＋ｆemaxの範囲のうちの一部についてオフセット周波数Δｆ_nの計算を行わないことがある。

【0071】

自動利得制御部８は、あるいは、自動利得制御を行う際に計算されるゲイン（利得）の値と上記１を加えたカウンタ値Ｃとの組み合わせを時系列に保持する機能を備えるとともに前記ゲインの極小値を検出する機能を備え、前記ゲインの極小値を検出すると、当該極小値に該当するゲインと組み合わせられているカウンタ値Ｃ（「極小時カウンタ値Ｃmin」と呼ぶ）を周波数制御部２１へと出力するようにしてもよい。

【0072】

周波数制御部２１は、自動利得制御部８から出力されるピーク時カウンタ値Ｃpeak（または、極小時カウンタ値Ｃmin）の入力を受け、前記ピーク時カウンタ値Ｃpeak（または、前記極小時カウンタ値Ｃmin）をｎとして用いて上記の数式１に従ってオフセット周波数Δｆ_nを計算して受信周波数誤差ｆreとして出力する。

【0073】

なお、オフセット周波数Δｆ_nの計算において上記の数式２Ａ，２Ｂを用いる場合は、周波数制御部２１は、計算結果のオフセット周波数Δｆ_nの値が＋ｆemaxよりも大きくなる直前の序数ｎの値を保持し、自動利得制御部８から出力されるピーク時カウンタ値Ｃpeak（または、極小時カウンタ値Ｃmin）が前記保持している序数ｎの値よりも大きい場合には、前記ピーク時カウンタ値Ｃpeak（または、前記極小時カウンタ値Ｃmin）から前記保持している序数ｎの値を引いた値をｎとして用いて上記の数式２Ｂに従ってオフセット周波数Δｆ_n（即ち、受信周波数誤差ｆre）を計算する。

【0074】

以上により、送信側装置の送信ローカル周波数と受信側装置における受信ローカル周波数との間の周波数誤差に相当する受信周波数誤差ｆreの値がＡＦＣ用の数値制御発振器２２へと出力される。

【0075】

続いて、ＡＦＣ用の数値制御発振器２２が、受信周波数誤差ｆreの値を用いて上記の数式４に従って位相誤差Δθを計算するとともに、計算される位相誤差Δθをテーブルなどによって複素数に変換して出力する。

【0076】

続いて、ＡＦＣ用の乗算器２３が、自動周波数制御回路２へと入力される受信信号（変調信号）に対してＡＦＣ用の数値制御発振器２２から出力される複素数を用いて複素乗算処理（即ち、受信周波数誤差ｆreに対応する位相誤差Δθに応じた複素乗算処理）を施して出力する。これにより、自動周波数制御の処理が完了する。

【0077】

自動周波数制御回路２（具体的には、ＡＦＣ用の乗算器２３）から出力される信号はロールオフフィルタ３を介してキャリア再生回路５へと入力され、キャリア再生回路５，復調部６，および同期検出部７による処理が行われる。

【0078】

（周波数帯域の狭い信号の利用）
例えば図３（Ａ）に示すように、検出対象（言い換えると、同期検波の対象，周波数誤差の検出用）のチャネルの中心周波数（例えば、送信側装置の送信ローカル周波数に従うＡＦＣ用の数値制御発振器２２の発振周波数（ローカル周波数））に加えて他の（例えば、隣接する）チャネルの中心周波数が－ｆemaxから＋ｆemaxまでの間に含まれることがあり得る。

【0079】

この場合、信号の強度／レベルのピークが複数存在することになり、強度検出部４や自動利得制御部８において、検出対象のチャネルの信号ではなくて他のチャネルの信号の強度／レベルのピークが検出される（別言すると、選択される）ことがあり得る。

【0080】

そこで、図３（Ｂ）に示すように、検出対象のチャネルについては通信で使用する周波数帯域よりも周波数帯域が狭い信号が送信側装置から送信され、受信側装置において前記周波数帯域が狭い信号が利用されるようにしてもよい。

【0081】

受信側装置（具体的には、強度検出部４，自動利得制御部８）は、すなわち、信号の強度／レベルの複数のピークのうち、他の信号の強度／レベルのピークの幅（別言すると、すその広がり）と比べてピークの幅が狭い信号を検出対象のチャネルの信号として特定したうえで、前記特定された検出対象のチャネルの信号の強度／レベルのピークに基づいてピーク時カウンタ値Ｃpeak（または、極小時カウンタ値Ｃmin）を特定する。

【0082】

この場合、周波数帯域が狭い信号が、送信側装置から、予め定められる所定の時間だけ送信されたり、検出対象のチャネルについての信号の強度／レベルのピークを検出する処理が終了したことを通知する信号が受信側装置から送信側装置へと送信されるまで送信されたりする。

【0083】

実施の形態１，２に係る復調回路１によれば、クロック同期に依らずに周波数誤差を検出することができるため、低シンボルレートにおいても高速で周波数誤差を検出することが可能となり、延いては、シンボルレートに関わらず同じ制御フローで高い検出精度と引き込み時間の短縮との両立を実現することが可能となる。実施の形態１，２に係る復調回路１によれば、また、シンボル周波数ごとに異なる周波数誤差を補正する制御は不要となる。

【0084】

実施の形態１，２に係る復調回路１によれば、キャリア再生回路５におけるキャリア同期（位相誤差の補正）および同期検出部７における既知パターン同期（位相の同期／非同期の検出・判定）を経ることなく自動周波数制御が完了するので、引き込み時間を短縮することが可能となる。

【0085】

実施の形態２に係る復調回路１によれば、復調回路としてレベル調整がもとより必要とされる場合に設けられることが考えられる自動利得制御部８を活用するようにしているので、回路構成が複雑になることを抑制しつつ高い検出精度と引き込み時間の短縮との両立を実現することが可能となる。

【0086】

実施の形態１，２に係る復調回路１によれば、通信で使用する周波数帯域よりも周波数帯域が狭い信号について強度が測定されるようにした場合には、検出対象のチャネルについての信号の強度／レベルのピークを確実に検出することが可能となる。

【0087】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。

【0088】

例えば、キャリア再生回路５，復調部６，および同期検出部７は、この発明では特定の構成に限定されるものではなく、上記の実施の形態における構成には限定されない。

【符号の説明】

【0089】

１ 復調回路
２ 自動周波数制御回路（ＡＦＣ）
２１ 周波数制御部
２２ ＡＦＣ用の数値制御発振器（ＮＣＯ）
２３ ＡＦＣ用の乗算器
３ ロールオフフィルタ（ＲＯＦ）
４ 強度検出部
５ キャリア再生回路（ＣＲ）
５１ 位相誤差検出部
５２ ローパスフィルタ
５３ ＣＲ用の数値制御発振器（ＮＣＯ）
５４ ＣＲ用の乗算器
６ 復調部
７ 同期検出部
８ 自動利得制御部

【図1】

【図2】

【図3】