特開 2023-79661 無線局および周波数誤差補正方法

(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】P2023079661

(43)【公開日】2023-06-08

(54)【発明の名称】無線局および周波数誤差補正方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/12 20060101AFI20230601BHJP

   H04L 27/14 20060101ALI20230601BHJP

   H04B 1/16 20060101ALI20230601BHJP

【ＦＩ】

H04L27/12 Z

H04L27/14 Z

H04B1/16 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021193238

(22)【出願日】2021-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】000100746

【氏名又は名称】アイコム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100174573

【弁理士】

【氏名又は名称】大坂 知美

(74)【代理人】

【識別番号】100173462

【弁理士】

【氏名又は名称】宮本 一浩

(72)【発明者】

【氏名】野村 秀明

(72)【発明者】

【氏名】大迫 大輔

【テーマコード（参考）】

5K061

【Ｆターム（参考）】

5K061CC02

5K061CC08

5K061CC14

5K061CC16

5K061CC27

5K061CC53

5K061CD04

(57)【要約】

【課題】複数の発振器を備える無線局において、各発振器の周波数精度のばらつきを抑制することが可能な無線局および周波数誤差補正方法を提供する。
【解決手段】無線局１は、第１目標値が目標周波数である第１基準信号を出力する第１発振器１１と、第１目標値に目標偏差を加算した第２目標値が目標周波数である第２基準信号を出力する少なくとも１つの第２発振器１２と、第２基準信号に基づいて第１中間周波数が目標周波数である対象信号を生成する信号生成部２６と、を備える。無線局１は、対象信号から生成した第２中間周波数信号を復調することで復調信号を生成する復調部３３と、復調信号に基づいて第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差を検出する偏差検出部３４と、周波数偏差の目標偏差からのずれに応じて第２目標値に対する第２基準信号の周波数誤差を補正する誤差補正部３５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１目標値が目標周波数である第１基準信号を出力する第１発振器と、
前記第１目標値に目標偏差を加算した第２目標値が目標周波数である第２基準信号を出力する少なくとも１つの第２発振器と、
前記第２基準信号に基づいて第１中間周波数が目標周波数である対象信号を生成する信号生成部と、
前記対象信号に基づいて、前記第１基準信号を用いて周波数変換して周波数が前記第１中間周波数より低い第２中間周波数である第２中間周波数信号を生成し、前記第２中間周波数信号を復調することで、復調信号を生成する復調部と、
前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記第２基準信号との周波数偏差を検出する偏差検出部と、
前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて、前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する誤差補正部と、
を備える無線局。

【請求項2】

前記信号生成部は、入力される対象データと前記第２基準信号とに基づいて変調を行うことで変調信号である前記対象信号を生成する、
請求項１に記載の無線局。

【請求項3】

前記信号生成部は、前記第２基準信号に基づく無変調信号である前記対象信号を生成する、
請求項１に記載の無線局。

【請求項4】

前記信号生成部は、前記第１基準信号に基づいて無変調信号である変換用信号を生成し、
周波数が前記第１目標値に一致する目標信号に基づいて変調を行うことで生成された信号を受信し、受信信号に基づいて、前記変換用信号を用いて周波数変換を行うことで前記第１中間周波数が目標周波数である第１中間周波数信号を生成する受信部をさらに備え、
前記復調部は、前記対象信号または前記第１中間周波数信号に基づいて、前記第１基準信号を用いて周波数変換して前記第２中間周波数信号を生成し、前記第２中間周波数信号を復調することで、前記復調信号を生成し、
前記偏差検出部は、前記復調部が前記対象信号に基づいて前記復調信号を生成する場合は、前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記第２基準信号との周波数偏差を検出し、前記復調部が前記第１中間周波数信号に基づいて前記復調信号を生成する場合は、前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記目標信号との周波数偏差を検出し、
前記誤差補正部は、前記第１基準信号と前記目標信号との前記周波数偏差に応じて、前記目標信号に対する前記第１基準信号の周波数誤差を補正し、前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて、前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線局。

【請求項5】

前記誤差補正部は、前記第１基準信号と前記目標信号との前記周波数偏差を低減させる周波数補償量に応じて前記目標信号に対する前記第１基準信号の周波数誤差を補正する、
請求項４に記載の無線局。

【請求項6】

前記誤差補正部は、前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正した後は、前記周波数補償量に応じて前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する、
請求項５に記載の無線局。

【請求項7】

第１目標値が目標周波数である第１基準信号を出力する第１発振器と、前記第１目標値に目標偏差を加算した第２目標値が目標周波数である第２基準信号を出力する少なくとも１つの第２発振器と、を備える無線局が行う周波数誤差補正方法であって、
前記第２基準信号に基づいて第１中間周波数が目標周波数である対象信号を生成し、
前記対象信号に基づいて、前記第１基準信号を用いて周波数変換して周波数が前記第１中間周波数より低い第２中間周波数である第２中間周波数信号を生成し、前記第２中間周波数信号を復調することで、復調信号を生成し、
前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記第２基準信号との周波数偏差を検出し、
前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて、前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する、
周波数誤差補正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線局および周波数誤差補正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

局部発振器は、ディスクリート部品で構成される発振回路と、１つの基準周波数発振器を有するＰＬＬ（Phase-Locked Loop：位相同期ループ）－ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）とで構成される。この種の局部発振器を備える無線局の一例が特許文献１に開示されている。

【0003】

ＰＬＬ－ＶＣＯは、ＶＣＯが内蔵されたＰＬＬ ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）で実現されることがある。ＰＬＬ ＩＣは、１０ＭＨｚ以上、かつ、１４００ＭＨｚ以下という広帯域でＦＭ（Frequency Modulation：周波数変調）、具体的には、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying：周波数偏移変調）を可能とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－３２６７５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のＰＬＬ ＩＣが、ＰＬＬ－ＶＣＯを構成する基準周波数発振器の発振周波数の整数倍付近で用いられる場合に、整数値境界スプリアスが発生することがある。整数値境界スプリアスが発生すると、送信側の無線局は電波法で定められるスプリアス規格を満たすことができず、受信側の無線局では所望の電波以外の電波を受信するスプリアス受信が起こることがある。

【0006】

整数値境界スプリアスによる送受信への影響を抑制するため、複数の基準周波数発振器を備え、複数の基準周波数発振器を切り替えて使用する無線局がある。基準周波数発振器には、経年による周波数誤差が生じる。経年による周波数誤差の大きさは、基準周波数発振器ごとに異なることがある。

【0007】

例えば、基地局と通信する無線局において、基地局から受信した受信信号を周波数変換する際に用いられる基準周波数発振器については、受信信号に基づいて、基地局が有する基準周波数発振器にあわせて、無線局が備える基準周波数発振器の周波数誤差を補正することが可能である。上述のように周波数誤差を補正することで、受信時に用いられる基準周波数発振器の周波数精度を維持することができる。しかしながら、基地局に送信される送信信号の生成時に用いられる基準周波数発振器については、上述のように周波数誤差を補正することができないため、周波数精度が低下することがある。

【0008】

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、複数の発振器を備える無線局において、各発振器の周波数精度のばらつきを抑制することが可能な無線局および周波数誤差補正方法を提供することが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る無線局は、
第１目標値が目標周波数である第１基準信号を出力する第１発振器と、
前記第１目標値に目標偏差を加算した第２目標値が目標周波数である第２基準信号を出力する少なくとも１つの第２発振器と、
前記第２基準信号に基づいて第１中間周波数が目標周波数である対象信号を生成する信号生成部と、
前記対象信号に基づいて、前記第１基準信号を用いて周波数変換して周波数が前記第１中間周波数より低い第２中間周波数である第２中間周波数信号を生成し、前記第２中間周波数信号を復調することで、復調信号を生成する復調部と、
前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記第２基準信号との周波数偏差を検出する偏差検出部と、
前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて、前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する誤差補正部と、
を備える。

【0010】

好ましくは、前記信号生成部は、入力される対象データと前記第２基準信号とに基づいて変調を行うことで変調信号である前記対象信号を生成する。

【0011】

好ましくは、前記信号生成部は、前記第２基準信号に基づく無変調信号である前記対象信号を生成する。

【0012】

好ましくは、前記信号生成部は、前記第１基準信号に基づいて無変調信号である変換用信号を生成し、
周波数が前記第１目標値に一致する目標信号に基づいて変調を行うことで生成された信号を受信し、受信信号に基づいて、前記変換用信号を用いて周波数変換を行うことで前記第１中間周波数が目標周波数である第１中間周波数信号を生成する受信部をさらに備え、
前記復調部は、前記対象信号または前記第１中間周波数信号に基づいて、前記第１基準信号を用いて周波数変換して前記第２中間周波数信号を生成し、前記第２中間周波数信号を復調することで、前記復調信号を生成し、
前記偏差検出部は、前記復調部が前記対象信号に基づいて前記復調信号を生成する場合は、前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記第２基準信号との周波数偏差を検出し、前記復調部が前記第１中間周波数信号に基づいて前記復調信号を生成する場合は、前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記目標信号との周波数偏差を検出し、
前記誤差補正部は、前記第１基準信号と前記目標信号との前記周波数偏差に応じて、前記目標信号に対する前記第１基準信号の周波数誤差を補正し、前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて、前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する。

【0013】

好ましくは、前記誤差補正部は、前記第１基準信号と前記目標信号との前記周波数偏差を低減させる周波数補償量に応じて前記目標信号に対する前記第１基準信号の周波数誤差を補正する。

【0014】

好ましくは、前記誤差補正部は、前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正した後は、前記周波数補償量に応じて前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する。

【0015】

本発明の第２の観点に係る周波数誤差補正方法は、
第１目標値が目標周波数である第１基準信号を出力する第１発振器と、前記第１目標値に目標偏差を加算した第２目標値が目標周波数である第２基準信号を出力する少なくとも１つの第２発振器と、を備える無線局が行う周波数誤差補正方法であって、
前記第２基準信号に基づいて第１中間周波数が目標周波数である対象信号を生成し、
前記対象信号に基づいて、前記第１基準信号を用いて周波数変換して周波数が前記第１中間周波数より低い第２中間周波数である第２中間周波数信号を生成し、前記第２中間周波数信号を復調することで、復調信号を生成し、
前記復調信号に基づいて、前記第１基準信号と前記第２基準信号との周波数偏差を検出し、
前記第１基準信号と前記第２基準信号との前記周波数偏差の前記目標偏差からのずれに応じて、前記第２目標値に対する前記第２基準信号の周波数誤差を補正する。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る無線局は、第１目標値が目標周波数である第１基準信号を出力する第１発振器と、第１目標値に目標偏差を加算した第２目標値が目標周波数である第２基準信号を出力する少なくとも１つの第２発振器と、を備える。無線局は、第２基準信号に基づく対象信号から生成された復調信号に基づいて検出された第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差の目標偏差からのずれに応じて、第２目標値に対する第２基準信号の周波数誤差を補正する。これにより、複数の発振器を備える無線局において、各発振器の周波数精度のばらつきを抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態１に係る無線局の構成を示すブロック図

【図2】実施の形態１に係る無線局が行う周波数誤差補正方法の動作の一例を示すフローチャート

【図3】実施の形態１に係る無線局が行う周波数誤差補正方法の動作の一例を示すフローチャート

【図4】本発明の実施の形態２に係る無線局の構成を示すブロック図

【図5】実施の形態２に係る無線局が行う周波数誤差補正方法の動作の一例を示すフローチャート

【図6】本発明の実施の形態に係る無線局の変形例の構成を示すブロック図

【図7】実施の形態に係る無線局が行う周波数誤差補正方法の動作の変形例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態に係る無線局および周波数誤差補正方法について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

【0019】

（実施の形態１）
ダブルスーパーヘテロダイン方式の無線局を例にして、実施の形態１に係る無線局１について説明する。図１に示す無線局１は、第１目標値が目標周波数である第１基準信号を出力する第１発振器１１と、第１目標値に目標偏差を加算した第２目標値が目標周波数である第２基準信号を出力する少なくとも１つの第２発振器１２と、を備える。実施の形態１では、無線局１は、１つの第１発振器１１と、１つの第２発振器１２と、を備える。

【0020】

無線局１は、受信モードにおいて、第１基準信号を用いて、他の無線局からの信号を受信する受信処理を行う。さらに無線局１は、送信モードにおいて、第２基準信号を用いて他の無線局に信号を送信する送信処理を行う。無線局１は、誤差補正モードにおいて、第１発振器１１にあわせて第２発振器１２の周波数誤差を補正する。詳細には、無線局１は、誤差補正モードにおいて、第２基準信号を用いて生成され、第１中間周波数が目標周波数である対象信号に基づいて、第１基準信号を用いて周波数変換して第２中間周波数信号を生成し、第２中間周波数信号を復調して得られる復調信号から第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差を検出する。そして、無線局１は、周波数偏差と目標偏差に応じて、第２目標値に対する第２基準信号の周波数誤差を補正する。

【0021】

無線局１の各発振器の周波数精度、具体的には、第１発振器１１および第２発振器１２の周波数精度の低下を抑制するためには、第２基準信号の周波数誤差を補正する際に基準となる第１基準信号の周波数誤差を補正することが好ましい。第１基準信号の周波数誤差を補正する処理の一例として、無線局１は、受信モードにおいて、周波数が第１目標値である目標信号に基づいて変調を行うことで生成された信号を受信し、受信信号に基づいて、第１目標値に対する第１基準信号の周波数誤差を補正すればよい。実施の形態１では、無線局１は、目標信号を出力する基準発振器を有する他の無線局の一例である基地局から、目標信号に基づいて変調を行うことで生成された信号を受信し、受信信号に基づいて、第１目標値に対する第１基準信号の周波数誤差を補正する。

【0022】

変調方式として、周波数変調、具体的には、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying：周波数偏移変調）を用いる場合を例にして、無線局１の各部について以下に説明する。無線局１は、データの入力を受け付ける入力部２１と、入力部２１で入力されたデータに対して信号処理を行って送信用データを生成する入力信号処理部２２と、周波数誤差を補正するための補正用データおよび周波数変換に用いられる無変調信号を生成するための変換用データを出力するデータ出力部２３と、送信用データまたは補正用データを多値ＦＳＫのシンボルにマッピングするシンボルマッパ２４と、を備える。

【0023】

無線局１はさらに、第１発振器１１および第２発振器１２に接続され、第１基準信号または第２基準信号を出力する発振器切替器２５と、発振器切替器２５が出力する第２基準信号に応じた対象信号または送信用変調信号、あるいは発振器切替器２５が出力する第１基準信号に応じた無変調信号である変換用信号を生成する信号生成部２６と、を備える。無線局１はさらに、信号生成部２６から取得した対象信号、送信用変調信号、または変換用信号を出力する信号切替器２７と、信号切替器２７が出力する送信用変調信号から送信信号を生成する送信部２８と、を備える。送信部２８で生成された送信信号は、送受信切替部２９およびアンテナ３０を介して、任意の他の無線局に送信される。

【0024】

無線局１はさらに、アンテナ３０で受信され、送受信切替部２９を介して供給される受信信号から第１中間周波数信号を生成する受信部３１と、信号切替器２７が出力する対象信号または受信部３１で生成された第１中間周波数信号を出力する信号切替器３２と、を備える。無線局１はさらに、信号切替器３２が出力する対象信号または第１中間周波数信号に基づいて、第１基準信号を用いて周波数変換して第２中間周波数信号を生成し、第２中間周波数信号を復調することで、復調信号を生成する復調部３３を備える。無線局１はさらに、復調信号に基づいて、第１基準信号と目標信号との周波数偏差および第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差を検出する偏差検出部３４と、周波数偏差に基づいて第１発振器１１および第２発振器１２の周波数誤差を補正する誤差補正部３５と、を備える。

【0025】

無線局１はさらに、復調信号から出力用データを抽出する出力信号処理部３６と、出力用データを出力する出力部３７と、を備える。

【0026】

上述の各部を制御するため、無線局１はコントローラ５０を備える。コントローラ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）５１と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、ＲＯＭ（Read-Only Memory）５４と、を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ５０から無線局１の各部への信号線が省略されている。コントローラ５０は無線局１の各部にＩ／Ｏ５２を介して接続され、各部の処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５４に記憶されている制御プログラムを実行して、無線局１の制御を行う。またＩ／Ｏ５２を介して入力されるコマンド、データ等は、処理され、ＲＡＭ５３に一時的に記憶される。ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３に記憶されたコマンド、データ等を必要に応じて読み出し、無線局１の制御を行う。

【0027】

上記構成を有する無線局１の各部の詳細について以下に説明する。第１発振器１１は、水晶振動子と発振回路とを有し、第１基準信号を出力する。実施の形態１では、第１基準信号は、正弦波のクロック信号である。第１基準信号の目標周波数である第１目標値ｆ１は、例えば、５０．４０ＭＨｚである。第２発振器１２は、水晶振動子と発振回路とを有し、第２基準信号を出力する。実施の形態１では、第２基準信号は、正弦波のクロック信号である。

【0028】

入力部２１は、音声を取り込んでアナログ音声信号を生成するマイク、アナログ音声信号の振幅を増幅する低周波増幅器等を有する。

【0029】

入力信号処理部２２は、増幅されたアナログ音声信号をＡ－Ｄ（Analog-to-Digital）変換し、圧縮符号化し、同期ワード、ヘッダ等を付加して送信用データを生成する。同期ワードは、既知のビットデータ系列である。

【0030】

データ出力部２３は、周波数誤差を補正する際に用いられる補正用データをシンボルマッパ２４に出力する。実施の形態１では、補正用データは、同期ワードを含む固定データである。補正用データが含む同期ワードは、送信用データに含まれる同期ワードと同じである。データ出力部２３は、周波数変換に用いられる無変調信号の生成に用いられる変換用データを信号生成部２６に出力する。変換用データは、例えば、０が連続するデータである。

【0031】

シンボルマッパ２４は、入力信号処理部２２で生成された送信用データまたはデータ出力部２３で生成された補正用データをシンボルにマッピングし、マッピングしたシンボルを示す変調用データを出力する。例えば、無線局１が４値ＦＳＫを行う場合、シンボルマッパ２４は、２ビットのデータ００に＋１のシンボルを割り当て、２ビットのデータ０１に－１のシンボルを割り当て、２ビットのデータ１０に＋３のシンボルを割り当て、２ビットのデータ１１に－３のシンボルを割り当てる。シンボルごとに周波数偏移量が定められている。

【0032】

発振器切替器２５は、受信モードでは第１発振器１１から取得した第１基準信号を出力し、送信モードまたは誤差補正モードでは第２発振器１２から取得した第２基準信号を出力する。

【0033】

信号生成部２６は、入力される対象データと発振器切替器２５が出力する第２基準信号とに基づいて周波数変調を行うことで変調信号である対象信号を生成し、または、発振器切替器２５が出力する第１基準信号に基づいて無変調信号である変換用信号を生成する。対象信号の生成に用いられる対象データは、シンボルマッパ２４から入力される変調用データである。

【0034】

詳細には、信号生成部２６は、第１基準信号と後述の分周器４１で分周された信号とに基づく位相差信号を出力する位相比較器３８と、位相差信号を電圧に変換して出力するループフィルタ３９と、制御電圧に応じた発振周波数で発振するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）４０と、ＶＣＯ４０の出力を図示しないΔΣ変調器が出力する分周比に応じて分周する分周器４１と、を備える。

【0035】

位相比較器３８は、発振器切替器２５が出力する第１基準信号または第２基準信号とＶＣＯ４０から出力され、分周器４１で分周された信号との位相差に応じた信号である位相差信号を出力する。

【0036】

ループフィルタ３９は、位相比較器３８が出力する位相差信号を電流に変換し、電流を積分して平滑化することで電圧に変換し、この電圧を制御電圧としてＶＣＯ４０に出力する。

【0037】

ＶＣＯ４０は、受信モードにおいて、第１基準信号に基づいて周波数が受信周波数より第１中間周波数だけ低い無変調信号である変換用信号Ｓ１を生成し、出力する。例えば、受信モードにおいて、ＶＣＯ４０は、周波数が受信周波数より第１中間周波数だけ低い搬送波信号に、データ出力部２３から出力され、周波数偏移量が０であることを示す変換用データを重畳した信号である変換用信号Ｓ１を生成する。受信周波数は、例えば、３６０ＭＨｚ以上、かつ、４００ＭＨｚ以下の範囲に含まれる周波数である。第１中間周波数は、例えば、４９．９５ＭＨｚである。

【0038】

ＶＣＯ４０は、送信モードにおいて、第２基準信号に基づいて周波数が送信周波数である搬送波信号に、送信用データに基づく変調用データが重畳された変調信号である送信用変調信号Ｓ２を生成し、出力する。送信周波数は、例えば、３６０ＭＨｚ以上、かつ、４００ＭＨｚ以下の範囲に含まれる周波数である。

【0039】

ＶＣＯ４０は、誤差補正モードにおいて、第２基準信号に基づいて周波数が第１中間周波数である搬送波信号に、補正用データに基づく変調用データが重畳された対象信号Ｓ３を生成し、出力する。

【0040】

信号切替器２７は、受信モードにおいて、ＶＣＯ４０から出力される無変調信号である変換用信号Ｓ１を受信部３１に送る。信号切替器２７は、送信モードにおいて、ＶＣＯ４０から出力される送信用変調信号Ｓ２を送信部２８に送る。信号切替器２７は、誤差補正モードにおいて、ＶＣＯ４０から出力される対象信号Ｓ３を信号切替器３２に送る。

【0041】

送信部２８は、送信用変調信号を送信に適した所望のレベルまで増幅し、不要な信号、例えば高調波を低減させて送信信号を生成し、送受信切替部２９およびアンテナ３０を介して、送信信号を他の無線局に送信する。

【0042】

受信部３１は、アンテナ３０で受信され、送受信切替部２９を介して供給される受信信号を増幅する増幅器４２と、増幅器４２が出力する受信信号から第１中間周波数信号を生成するミキサ４３と、を備える。

【0043】

増幅器４２は、例えば、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）を有し、受信信号を増幅する。ミキサ４３は、信号切替器２７が出力する変換用信号Ｓ１と増幅器４２で増幅された受信信号とを掛け合わせて、周波数が第１中間周波数である第１中間周波数信号を生成し、出力する。

【0044】

受信モードにおいて、信号切替器３２は、受信部３１が有するミキサ４３から取得した第１中間周波数信号を復調部３３に送る。誤差補正モードにおいて、信号切替器３２は、信号切替器２７を介してＶＣＯ４０から取得した対象信号Ｓ３を復調部３３に送る。

【0045】

復調部３３は、第１基準信号と信号切替器３２の出力とを掛け合わせて、周波数が第１中間周波数より低い第２中間周波数である第２中間周波数信号を生成するミキサ４４と、第２中間周波数信号からデジタルデータを生成するＡ－Ｄ変換器４５と、Ａ－Ｄ変換器４５で生成されたデジタルデータについて復調処理を行って復調信号を生成するＦＭ（Frequency Modulation：周波数変調）検波部４６と、を備える。

【0046】

受信モードにおいて、ミキサ４４は、第１基準信号の周波数と第１中間周波数信号との差を周波数とする第２中間周波数信号を出力する。第１基準信号の目標周波数である第１目標値ｆ１が５０．４０ＭＨｚであって、第１中間周波数が４９．９５ＭＨｚである場合、ミキサ４４は、５０．４０ＭＨｚから４９．９５ＭＨｚを減算した値である０．４５ＭＨｚの第２中間周波数信号を出力する。

【0047】

誤差補正モードにおいて、ミキサ４４は、第１基準信号の周波数と対象信号Ｓ３の周波数との差を周波数とする第２中間周波数信号を出力する。

【0048】

Ａ－Ｄ変換器４５は、第２中間周波数信号をＡ－Ｄ変換してデジタルデータを生成し、ＦＭ検波部４６に送る。

【0049】

ＦＭ検波部４６は、Ａ－Ｄ変換器４５から取得した各データの値が予め定められた４つの振幅レベルのいずれに相当するか判別し、判別した振幅レベルに対応付けられた２ビットのデータ、具体的には、００，０１，１０，１１のいずれかを復調信号として出力する。

【0050】

偏差検出部３４は、復調信号に含まれる同期ワードを検出する同期ワード検出部４７と、同期ワードに基づいて、第１基準信号と目標信号との周波数偏差および第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差を検出する偏差算出部４８と、を備える。

【0051】

同期ワード検出部４７は、復調信号と同期ワードとの相関演算を行うことを１シンボルずつ、換言すれば、２ビットずつずらして繰り返す。相関演算の結果、相関値が閾値以上であれば、同期ワードが検出されたとみなすことができる。

【0052】

偏差算出部４８は、検出された同期ワードに対応するシンボルに含まれるＤＣ（Direct Current：直流）オフセットから周波数偏移を算出する。偏差算出部４８は、周波数偏移の移動平均値を周波数偏差として出力することが好ましい。

【0053】

無線局１が受信モードであって、第１発振器１１に周波数誤差が生じている場合、具体的には、第１基準信号の周波数が第１目標値からずれている場合、ミキサ４３が出力する第１中間周波数信号の周波数が目標値である第１中間周波数からずれてしまう。この結果、ミキサ４４の出力である第２中間周波数信号の周波数が目標値である第２中間周波数からずれてしまう。偏差算出部４８は、第２中間周波数信号に基づく復調信号から、第２中間周波数信号の周波数ずれ、換言すれば、第１基準信号と目標信号との周波数偏差を算出し、算出した周波数偏差を誤差補正部３５に送る。

【0054】

無線局１が誤差補正モードであって、第２発振器１２に周波数誤差が生じている場合、具体的には、第１基準信号の周波数と第２基準信号の周波数との差が目標偏差と異なる場合、対象信号Ｓ３の中心周波数が目標値である第１中間周波数からずれてしまう。この結果、ミキサ４４の出力である第２中間周波数信号の周波数の中心周波数が目標値である第２中間周波数からずれてしまう。偏差算出部４８は、第２中間周波数信号に基づく復調信号から、第２中間周波数信号の中心周波数のずれ、換言すれば、第１基準信号の周波数と第２基準信号の周波数との周波数偏差を算出し、算出した周波数偏差を誤差補正部３５に送る。

【0055】

誤差補正部３５は、偏差検出部３４で検出された周波数偏差に応じて、第１基準信号および第２基準信号の周波数誤差を補正する。詳細には、誤差補正部３５は、第１基準信号と目標信号との周波数偏差を低減させるように第１発振器１１を制御して第１基準信号の周波数を調節する。さらに誤差補正部３５は、周波数誤差が補正された第１発振器１１が出力する第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差を目標偏差に近づけるように第２発振器１２を制御して第２基準信号の周波数を調節する。

【0056】

出力信号処理部３６は、偏差検出部３４が有する同期ワード検出部４７で同期ワードが検出されて同期がとられた復調信号から音声データを取り出し、Ｄ－Ａ（Digital-to-Analog）変換してアナログ音声信号を生成し、出力部３７に送る。

【0057】

出力部３７は、アナログ音声信号を増幅させる低周波増幅器と、低周波増幅器で増幅されたアナログ音声信号を出力するスピーカと、を有する。

【0058】

上記構成を有する無線局１が行う周波数誤差補正処理について以下に説明する。無線局１は、起動されると受信モードとなり、図２に示す第１基準信号の周波数誤差補正処理を開始する。

【0059】

信号生成部２６は、発振器切替器２５を介して第１発振器１１から取得した第１基準信号に基づいて、周波数が受信周波数より第１中間周波数だけ低い無変調信号である変換用信号Ｓ１を生成し、出力する（ステップＳ１１）。信号切替器２７は、ステップＳ１１で生成された変換用信号Ｓ１を受信部３１が備えるミキサ４３に送る。

【0060】

ミキサ４３は、アンテナ３０で受信され、送受信切替部２９を介して供給され、増幅器４２で増幅された基地局からの受信信号と変換用信号Ｓ１とを掛け合わせて第１中間周波数信号を生成し、出力する（ステップＳ１２）。

【0061】

復調部３３が備えるミキサ４４は、第１基準信号と信号切替器３２を介して供給されるステップＳ１２で生成された第１中間周波数信号とを掛け合わせて第２中間周波数信号を生成し、出力する（ステップＳ１３）。

【0062】

復調部３３が備えるＦＭ検波部４６は、ステップＳ１３で生成された第２中間周波数信号をＡ－Ｄ変換器４５でＡ－Ｄ変換することで生成されるデジタルデータについて復調処理を行って、復調信号を生成する（ステップＳ１４）。

【0063】

偏差検出部３４は、ステップＳ１４で生成された復調信号に含まれる同期ワードに基づいて、第２中間周波数信号の周波数ずれ、換言すれば、第１基準信号と目標信号との周波数偏差を検出し、検出した周波数偏差を誤差補正部３５に送る（ステップＳ１５）。

【0064】

誤差補正部３５は、ステップＳ１５で検出された周波数偏差に応じて第１発振器１１が出力する第１基準信号の周波数誤差を補正する（ステップＳ１６）。例えば、誤差補正部３５は、第１基準信号と目標信号との周波数偏差を低減させる周波数補償量に応じて、目標信号に対する第１基準信号の周波数誤差を補正する。ステップＳ１６の処理が完了すると、無線局１は、第１基準信号の周波数誤差を補正する処理を終了する。その後、無線局１は、定められた時間ごとに、図２に示す第１基準信号の周波数誤差を補正する処理を繰り返す。この結果、無線局１が備える第１発振器１１が出力する第１基準信号の周波数を、基地局に設けられ、目標信号を出力する基準発振器に追従させることが可能となる。

【0065】

上述の処理によって第１基準信号の周波数誤差が補正された後に、例えば無線局１の図示しない操作部が操作されることで無線局１が誤差補正モードとなった場合に、無線局１は図３に示す第２基準信号の周波数誤差補正処理を開始する。

【0066】

誤差補正モードにおいて、信号生成部２６は、発振器切替器２５を介して第２発振器１２から取得した第２基準信号に基づいて、周波数が第１中間周波数である搬送波信号に、補正用データに基づく変調用データが重畳された変調信号である対象信号Ｓ３を生成し、出力する（ステップＳ２１）。信号切替器２７は、ステップＳ２１で生成された対象信号Ｓ３を信号切替器３２に送る。信号切替器３２は、信号切替器２７から、ステップＳ２１で生成された対象信号Ｓ３の供給を受け、対象信号Ｓ３を復調部３３に送る。

【0067】

復調部３３が備えるミキサ４４は、第１基準信号と信号切替器２７，３２を介して供給されるステップＳ２１で生成された対象信号Ｓ３とを掛け合わせて第２中間周波数信号を生成し、出力する（ステップＳ２２）。

【0068】

復調部３３が備えるＦＭ検波部４６は、ステップＳ２２で生成された第２中間周波数信号をＡ－Ｄ変換器４５でＡ－Ｄ変換することで生成されるデジタルデータについて復調処理を行って、復調信号を生成する（ステップＳ２３）。

【0069】

偏差検出部３４は、復調信号に含まれる同期ワードに基づいて、第２中間周波数信号の周波数ずれ、換言すれば、第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差を検出し、検出した周波数偏差を誤差補正部３５に送る（ステップＳ２４）。

【0070】

誤差補正部３５は、ステップＳ２４で検出された周波数偏差の目標偏差からのずれに応じて第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数誤差を補正する（ステップＳ２５）。例えば、誤差補正部３５は、第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差が目標偏差に近づくように、第２目標値に対する第２基準信号の周波数誤差を補正する。ステップＳ２５の処理が完了すると、無線局１は、第２基準信号の周波数誤差を補正する処理を終了する。その後、無線局１は、定められた時間ごとに、図３に示す第２基準信号の周波数誤差を補正する処理を繰り返す。この結果、無線局１が備える第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数を、第１発振器１１が出力する第１基準信号の周波数に追従させることが可能となる。

【0071】

以上説明した通り、実施の形態１に係る無線局１は、第２基準信号に基づく対象信号Ｓ３から生成された復調信号に基づいて検出された第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差の目標偏差からのずれに応じて、第２目標値に対する第２基準信号の周波数誤差を補正する。この結果、第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数を、第１発振器１１が出力する第１基準信号の周波数に追従させることができ、無線局１における各発振器の周波数精度のばらつきが抑制される。

【0072】

無線局１によれば、第１発振器１１が出力する第１基準信号にあわせて第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数誤差を補正するため、他の無線局から信号を受信できない場合であっても、無線局１における各発振器の周波数精度のばらつきを抑制することが可能である。

【0073】

さらに、受信信号から生成された復調信号に基づいて検出された第１基準信号と目標信号との周波数偏差に応じて第１基準信号の周波数誤差を補正することで、第１発振器１１が出力する第１基準信号の周波数を、他の無線局に設けられている基準発振器が出力する目標信号の周波数に追従させることができる。この結果、無線局１における各発振器の周波数精度の低下を抑制することが可能となる。上述のように周波数誤差補正処理を行うことで、複数の発振器、具体的には第１発振器１１および第２発振器１２を備える無線局１において、各発振器の周波数誤差を補正することが可能である。

【0074】

無線局１によれば、第１基準信号の周波数誤差を補正する処理および第２基準信号の周波数誤差を補正する処理のいずれにおいても、同期ワード検出部４７で検出された同期ワードに基づいて偏差算出部４８で算出された周波数偏差が用いられる。このため、第１基準信号および第２基準信号の周波数誤差を補正するために個別に周波数偏差を検出する回路を設ける必要がなく、無線局１の構造の複雑化が抑制される。

【0075】

（実施の形態２）
第２目標値に対する第２基準信号の周波数誤差を補正する方法は、上述の例に限られない。無変調信号である対象信号を用いて第２基準信号の周波数誤差を補正する無線局２について、実施の形態１に係る無線局１と異なる点を中心に実施の形態２で説明する。

【0076】

図４に示す実施の形態２に係る無線局２は、無線局１と同様の構成を有するが、データ出力部２３が変換用データのみを出力し、信号生成部２６が無変調信号である対象信号Ｓ４を生成する点で、無線局１と異なる。

【0077】

データ出力部２３は、周波数変換に用いられる無変調信号の生成に用いられる変換用データを信号生成部２６に出力する。変換用データは、例えば、０が連続するデータである。

【0078】

信号生成部２６は、発振器切替器２５が出力する第１基準信号に基づいて無変調信号である変換用信号Ｓ１を生成し、発振器切替器２５が出力する第２基準信号に基づいて無変調信号である対象信号Ｓ４を生成する。

【0079】

詳細には、ＶＣＯ４０は、受信モードにおいて、実施の形態１と同様に、第１基準信号に基づいて変換用信号Ｓ１を生成し、出力する。ＶＣＯ４０は、送信モードにおいて、実施の形態１と同様に、第２基準信号に基づいて送信用変調信号Ｓ２を生成し、出力する。ＶＣＯ４０は、誤差補正モードにおいて、第２基準信号に基づいて周波数が第１中間周波数である無変調信号である対象信号Ｓ４を生成し、出力する。具体的には、誤差補正モードにおいて、ＶＣＯ４０は、周波数が第１中間周波数である搬送波信号に、データ出力部２３から出力され、周波数偏移量が０であることを示す変換用データを重畳した信号である対象信号Ｓ４を生成する。

【0080】

信号切替器２７は、受信モードにおいて、ＶＣＯ４０から出力される変換用信号Ｓ１を受信部３１に送る。信号切替器２７は、送信モードにおいて、ＶＣＯ４０から出力される送信用変調信号Ｓ２を送信部２８に送る。信号切替器２７は、誤差補正モードにおいて、ＶＣＯ４０から出力される対象信号Ｓ４を信号切替器３２に送る。

【0081】

受信モードにおいて、信号切替器３２は、受信部３１が有するミキサ４３から取得した第１中間周波数信号を復調部３３に送る。誤差補正モードにおいて、信号切替器３２は、信号切替器２７を介してＶＣＯ４０から取得した対象信号Ｓ４を復調部３３に送る。

【0082】

受信モードにおいて、ミキサ４４は、第１基準信号の周波数と第１中間周波数信号との差を周波数とする第２中間周波数信号を出力する。誤差補正モードにおいて、ミキサ４４は、第１基準信号の周波数と対象信号Ｓ４との周波数との差を周波数とする第２中間周波数信号を出力する。

【0083】

ＦＭ検波部４６は、復調信号を同期ワード検出部４７および偏差算出部４８に出力する。誤差補正モードにおいて、偏差算出部４８は、復調信号のＤＣオフセットから周波数偏移を算出する。偏差算出部４８は、周波数偏移の移動平均値を周波数偏差として出力することが好ましい。

【0084】

無線局２が誤差補正モードであって、第２発振器１２に周波数誤差が生じている場合、具体的には、第１基準信号の周波数と第２基準信号の周波数との差が目標偏差と異なる場合、対象信号Ｓ４の中心周波数が目標値である第１中間周波数からずれてしまう。この結果、ミキサ４４の出力である第２中間周波数信号の周波数の中心周波数が目標値である第２中間周波数からずれてしまう。偏差算出部４８は、第２中間周波数信号に基づく復調信号から、第２中間周波数信号の中心周波数のずれ、換言すれば、第１基準信号の周波数と第２基準信号の周波数との周波数偏差を算出し、算出した周波数偏差を誤差補正部３５に送る。

【0085】

上記構成を有する無線局２が行う周波数誤差補正処理について以下に説明する。受信モードにおける第１基準信号の周波数誤差補正処理は、実施の形態１と同様である。第１基準信号の周波数誤差が補正された後に、例えば無線局２の図示しない操作部が操作されることで無線局２が誤差補正モードとなった場合に、無線局２は図５に示す第２基準信号の周波数誤差補正処理を開始する。

【0086】

誤差補正モードにおいて、ＶＣＯ４０は、第２基準信号に基づいて周波数が第１中間周波数である無変調信号である対象信号Ｓ４を生成する（ステップＳ３１）。信号切替器２７は、ステップＳ３１で生成された対象信号Ｓ４を信号切替器３２に送る。信号切替器３２は、信号切替器２７から、ステップＳ３１で生成された対象信号Ｓ４の供給を受け、対象信号Ｓ４を復調部３３に送る。

【0087】

復調部３３が備えるミキサ４４は、第１基準信号と信号切替器２７，３２を介して供給されるステップＳ３１で生成された対象信号Ｓ４とを掛け合わせて第２中間周波数信号を生成し、出力する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の処理の終了後に行われるステップＳ２３からＳ２５までの処理は、図３のステップＳ２３からＳ２５までの処理と同様である。

【0088】

ステップＳ２５の処理が完了すると、無線局２は、第２基準信号の周波数誤差を補正する処理を終了する。その後、無線局２は、定められた時間ごとに、図５に示す第２基準信号の周波数誤差を補正する処理を繰り返す。この結果、無線局２が備える第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数を、第１発振器１１が出力する第１基準信号の周波数に追従させることが可能となる。

【0089】

以上説明した通り、実施の形態２に係る無線局２は、第２基準信号に基づく対象信号Ｓ４から生成された復調信号に基づいて検出された第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差の目標偏差からのずれに応じて、第２目標値に対する第２基準信号の周波数誤差を補正する。この結果、第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数を、第１発振器１１が出力する第１基準信号の周波数に追従させることができ、無線局２における各発振器の周波数精度のばらつきが抑制される。

【0090】

無線局２は、第２基準信号の周波数誤差の補正処理において、ＦＭ検波部４６が出力する復調信号に基づいて、第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差を算出するため、同期ワードの検出処理の完了を待つ必要がない。このため、無線局２は、周波数偏差の算出処理を迅速に行うことができる。

【0091】

本発明は、上述の実施の形態の例に限られない。無線局１，２が備える第２発振器の数は任意である。一例として、図６に示す無線局３は２つの第２発振器１２，４９を備える。無線局２が誤差補正モードであって、第２発振器４９の周波数誤差を補正する場合、ＶＣＯ４０は、第２発振器４９が出力する第２基準信号に基づいて周波数が第１中間周波数である搬送波信号に、補正用データに基づく変調用データが重畳された対象信号Ｓ３を生成し、出力する。

【0092】

第１基準信号の周波数誤差を補正する方法は、上述の例に限られない。一例として、無線局１－３は、基地局と通信する他の無線局であって、発振器の周波数誤差が補正されている無線局から受信した受信信号に基づいて、第１基準信号の周波数誤差を補正してもよい。他の一例として、無線局１－３は、外部から供給される信号、例えばＰＰＳ（Pulse Per Second）信号に応じて校正される周波数カウンタを備え、周波数カウンタによって得られた第１基準信号の実際の周波数に応じて第１基準信号の周波数誤差を補正してもよい。

【0093】

無線局１－３は、例えば起動直後に、図２に示すように第１基準信号の周波数誤差を補正してから、図３に示すように第２基準信号の周波数誤差を補正した後は、図７に示すように第１基準信号と目標信号との周波数偏差に応じて、第１基準信号の周波数誤差および第２基準信号の周波数誤差を補正してもよい。

【0094】

図７に示すステップＳ１１からＳ１６までの処理は、図２に示す処理と同様である。ステップＳ１６の後、誤差補正部３５は、ステップＳ１５で検出された周波数偏差に応じて第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数誤差を補正する（ステップＳ１７）。例えば、誤差補正部３５は、ステップＳ１６で第１基準信号の周波数誤差の補正に用いられた第１基準信号と目標信号との周波数偏差を低減させる周波数補償量に応じて第２発振器１２が出力する第２基準信号の周波数誤差を補正する。換言すれば、第１基準信号の周波数の調節量と第２基準信号の周波数の調節量とは同じである。図７に示すように第１基準信号と目標信号との周波数偏差に応じて第１基準信号および第２基準信号の周波数誤差を補正することで、周波数誤差の補正をより短い時間で行うことが可能となる。

【0095】

上述の実施の形態では、ＶＣＯ４０は、送信周波数および受信周波数を含む使用周波数帯、例えば、３６０ＭＨｚ以上、かつ、４００ＭＨｚ以下の範囲から、中間周波数帯、例えば４９．９５ＭＨｚを含む周波数帯に亘って発振可能であるが、無線局１－３は、使用周波数帯で発振可能なＶＣＯと、中間周波数帯で発振可能なＶＣＯと、を備えてもよい。

【0096】

第１基準信号と第２基準信号との周波数偏差の目標値である目標偏差は任意である。無線局２において、第１基準信号と第２発振器１２が出力する第２基準信号との目標偏差および第１基準信号と第２発振器４９が出力する第２基準信号との目標偏差は、同じでもよいし、異なってもよい。

【0097】

無線局１－３において、入力信号処理部２２、データ出力部２３、シンボルマッパ２４、誤差補正部３５、出力信号処理部３６、ＦＭ検波部４６、同期ワード検出部４７、および偏差算出部４８をＤＳＰ（Digital Signal Processor）で実現し、信号生成部２６をＶＣＯが内蔵されたＰＬＬ ＩＣ（Integrated circuit：集積回路）で実現し、ミキサ４４およびＡ－Ｄ変換器４５をＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）検波ＩＣで実現してもよい。

【0098】

無線局１－３の変調方式は、４値ＦＳＫに限られず、復調信号から周波数偏差を検出できれば任意である。一例として、無線局１－３は、２値ＦＳＫを行ってもよいし、４値ＦＳＫ以外の多値ＦＳＫを行ってもよい。他の一例として、無線局１－３は、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、例えばπ／４ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying：差動四相位相偏移変調）を行ってもよいし、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交位相振幅変調）を行ってもよい。

【0099】

その他、上述のハードウェア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。

【符号の説明】

【0100】

１，２，３ 無線局
１１ 第１発振器
１２ 第２発振器
２１ 入力部
２２ 入力信号処理部
２３ データ出力部
２４ シンボルマッパ
２５ 発振器切替器
２６ 信号生成部
２７，３２ 信号切替器
２８ 送信部
２９ 送受信切替部
３０ アンテナ
３１ 受信部
３３ 復調部
３４ 偏差検出部
３５ 誤差補正部
３６ 出力信号処理部
３７ 出力部
３８ 位相比較器
３９ ループフィルタ
４０ ＶＣＯ
４１ 分周器
４２ 増幅器
４３，４４ ミキサ
４５ Ａ－Ｄ変換器
４６ ＦＭ検波部
４７ 同期ワード検出部
４８ 偏差算出部
４９ 第２発振器
５０ コントローラ
５１ ＣＰＵ
５２ Ｉ／Ｏ
５３ ＲＡＭ
５４ ＲＯＭ
Ｓ１ 変換用信号
Ｓ２ 送信用変調信号
Ｓ３，Ｓ４ 対象信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】