JPH05502152A - デュアル・モード自動周波数制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 デュアル・モード自動周波数制御 発明の背景 本発明は、一般に自動周波数制御装置に関し、さらに詳しくは、受信機と、アナ ログ情報信号またはディスクリート符号化情報信号のいずれかを送信する送信機 との間の周波数の差を補正する自動周波数制御システムに関する。

情報信号は、変調と呼ばれる処理によって電磁波上に重畳される。変調処理のお いて、情報信号は電磁波（搬送波という）と合成され、その結果得られる合成信 号は情報信号の値に応じて、ある方法で変化する電磁波となる。情報信号を電磁 波上に変調させるさまざまな変調方法が開発されており、振幅変調２周波数変調 および位相変調はそのような変調方法のうちの３つの方法である。

概して、振幅変調信号は、情報信号が情報信号の値に応じて電磁波の振幅を変更 するように情報信号を電磁波上に変調することによって形成される。電磁波の周 波数は変化せず、変調信号の情報内容は信号の波形、または振幅内に内包される 。この信号の波形は信号のエンベロープと呼ばれ、変調信号の振幅の変化はそれ によって形成されるエンベロープを変化させる。周波数変調信号は、情報信号の 値に応じて電磁波の周波数を変更することにより形成される。

電磁波の振幅は変化せず、変調信号の情報内容は信号の周波数の変化内に内包さ れる。位相変調信号は、情報信号の値に応じて電磁波の位相を変化させることに よって形成される。電磁波の振幅は変化せず、変調信号の情報内容は、信号の位 相変化内に内包される。周波数変調信号および位相変調信号の振幅は変化しない ので、これらの変調信号は定エンベロープ信号と呼ばれる。

変調情報信号を受信する受信機は、電磁波上に変調された情報信号を検出、ある いはその他の方法で再生する回路を含む。この処理のことを復調といい、さまざ まな受信回路はいろいろな変調方法によって電磁波上に変調された情報信号を復 調することができる。

多くの異なる変調情報信号は、複数の異なる周波数で複数の送信機によって同時 に送信することができる。

電磁周波数スペクトルの１００メガヘルツの成分（８００メガヘルツから９００ メガヘルツまで延びている）は、例えばセルラ通信システムで用いられる無線電 話装置による無線電話通信用に割り当てられている。無線電話装置は、変調情報 信号を生成し、かつ受信する回路を内蔵している。

セルラ通信システムは、ある地域全体にわたって離間した位置に多数の基地局を 配置することにより構成される。

各基地局は、無線電話装置に対して変調情報信号を同時に送受して、２局間で双 方向通信を行うように構成されている。基地局は、地域内の任意の位置にある無 線電話装置が基地局受信機の少なくともひとつの受信範囲内にあるような位置に 配置されている。

地域は複数の区域に分けられ、ひとつの基地局が各区域に配置される。このよう に区分された地域の各区域は、「セル」と呼ばれる。

先に述べたように、１００メガヘルツ周波数帯域の成分がセルラ通信用に割り当 てられている。多数の変調情報信号を異なる送信周波数で同時に送信することが できるが、各信号は周波数帯域の有限成分を占めている。同時に送信される変調 信号を重複させることは、同−周波数上の重複信号間の干渉により受信機がいず れの変調情報信号も検出することが阻止されるので、許されていない。

周波数帯域は複数のチャンネルに分割され、各チャンネルは３０キロヘルツの帯 域幅を有する。現在、周波数帯域の各３０キロヘルツ帯域輻のチャンネルでひと つの信号を送信することが許されている。さらに、８２４メガヘルツと８４９メ ガヘルツとの間に延びる周波数帯域の第１成分は、無線電話装置から基地局への 変調情報信号の送信用に割り当てられている。８６９メガヘルツと８９４メガヘ ルツとの間に延びる周波数帯域の第２成分は、基地局から無線電話装置への変調 情報信号の送信用に割り当てられている。この第１周波数帯減成分内に８３２本 の送信チャンネルが形成され、第２周波数帯減成分内に８３２本の送信チヤンネ ルが形成されており、それにより地域内で最大８３２本の同時双方向通信が可能 になっている。

任意のびとつの送信チャンネル上で送信される変調信号は、送信チャンネルの帯 域幅（即ち３０キロヘルツ）を差し引いた帯域幅でなければならない。そのため 、電磁搬送波を生成する周波数で発振する発振器は、周波数のばらつきに影響を 受けやすい。このようなばらつきは周波数ドリフトと呼ばれ、送信信号を送信チ ャンネルの境界を越えさせることがある。

セルラ通信システムの普及により、セルラ無線電話通信用に割り当てられたすべ ての送信チャンネルが全稼働している場合が多い。電磁スペクトルの他の周波数 帯域も同様に全稼働している場合が多い。

ｉｔｓスペクトルの他の周波数帯域を利用することにより、セルラ無線電話通信 システムのみならず他の通信システムの情報伝送容量を向上するため、さまざま な試みがなされてきた。しかし、既存のセルラ無線電話通信システムは、周波数 変調されたアナログ信号を送受する回路を有する無線電話および基地局によって 構成されている。送信チャンネル上では一度にひとつの変調情報信号しか送信で きない。

そのため、セルラ無線電話通信システムの情報伝送容量の実質的な増加は制限さ れていた。

しかし、同一周波数で２つ以上の信号を送信することを可能にするディスクリー ト変調方式が開発されている。ディスクリート変調方式で生成された変調情報信 号を送信できるセルラ無線電話通信システムは、送信チャンネル上で２つ以上の 信号を送信することができる。゛そのような通信システムの容量は大幅に増加す ることができる。

概して、ディスクリート変調方式は連続した情報信号をディスクリート信号に符 号化して、このディスクリート信号を電磁波上に変調し、それにより変調信号を 生成する。

２つ以上の情報信号からなるディスクリート信号は、同一搬送周波数の電磁波上 に変調して、２つ以上の無線電話装置に逐次送信することができる。

特定のディスクリート符号化信号を送信する場合、周波数ドリフトはさらに大き な問題となりうる。情報信号が変調される電磁波を生成する発振器は、温度変化 や電源電圧のばらつきなどの環境条件の変化に応答する周波数ドリフトの影響を 受けやすい。送信チャンネルの境界内に従来のアナログ信号を維持する大きさの 周波数ドリフトは、対応するディスクリート符号化信号を送信チャンネルの境界 を越えさせる大きさである場合が多い。ディスクリート変調方式によって生成さ れる変調情報信号の周波数ドリフトは、従来のアナログ変調方法によって生成さ れる変調情報信号に比べ、干渉問題の影響を受けやすい。

さらに、あるディスクリート符号化方式の信号の被送信情報信号を復調する回路 は、従来のアナログ信号で許容される周波数誤差に比べ、周波数誤差が少なくな ければならない。定量的には、従来のアナログ信号で許容される米国のセルラ標 準周波数誤差は２　、５　ｐ　ｐ　ｍ（ｐａｒｔｓ　ｐｅｒｍｉｌｌｉｏｎ）で あるが、ディスクリート符号化信号で許容される周波数誤差は約０．２ｐｐｍで ある。

周波数ドリフトを最小限に抑さえ、それにより周波数ドリフトの問題を最小限に 抑さえるための周波数制御システムおよび方法は、多くの既存の通信システムで 周知であり、頻繁に利用されている。概して、送信機内の基準発振器という一つ の発振器は、それによって生成される信号の周波数ドリフトが許容範囲内となる ように制御される。そして、無線装置の他の発振器は基準発振器の周波数に同期 できるようになる。

上記のようなセルラ無線電話通信の特定の例では、情報信号を変調するため地域 に配置された基地局の発振器番よ、それによって生成される電磁波の周波数のド リフトを最／Ｊ％限に抑さえるため厳密に制御しなければならなｌ、）。無線電 話装置の受信機は、基地局からの変調情報信号の周波数を基準周波数として利用 する。この基準周波数（よ、例え（ｆ、無線電話装置の送信周波数をオフセット するための基準として無線電話装置が利用し、無線電話装置によって送信される 信号を基地局の周波数と同じように厳密な周波数とすることができる。

セルラ通信システムの容量を増加するため、従来のアナログ信号のみを送受する 回路を有する既存の基地局１よ、ディスクリート符号化変調情報信号の送受も可 能な基地局へと移行する必要がある。従来のアナログ信号と、ディスクリート符 号化信号の両方の送受が可能な無線電話装置の開発が進んでいる。セルラ・シス テムの基地局は徐々に移行され、また無線電話装置も同様に開発されているため 、セルのチャンネルの一部はディスクリート符号化変調情報信号を受信できる回 路を有する受信機から構成され、他のチャンネルは従来のアナログ変調情報信号 しか受信できない回路を有する受信機から構成されている。同様に、セルラ通信 システムで運用される無線電話装置の一部は、ディスクリート符号化変調情報信 号と従来のアナログ変調情報信号の両方を送受できる回路を内蔵しているものも ある。他の無線電話装置は、従来のアナログ変調情報信号しか送受できない回路 を内蔵している。

従来のアナログ変調情報信号とディスクリート符号化変調情報信号の両方を送信 できるデュアル・モード無線電話装置は、従来のアナログ変調情報信号の送受信 用の第１回路と、ディスクリート符号化変調情報信号の送受信用第２回路とを持 たせて構成することができる。無線電話装置がディスクリート符号化信号を受信 する場合、この信号を復号するためデジタル信号プロセッサを便宜的に用いるこ とができる。同時に、このデジタル信号プロセッサを用いて、誤差信号を導出し 、無線電話装置内で基準周波数を補正することができる。

アナログ信号を受信する場合に、デジタル信号プロセッサを用いて誤差信号を生 成し、基準周波数を補正することはできるが、デジタル信号プロセッサは従来の アナログ変調信号の基準周波数を判定するために用いられる従来のアナログ回路 に比べ、多くの電力を消費する。しかし、従来のアナログ回路は、ディスクリー ト符号化情報信号の基準周波数を判定するには不十分である。

従来のアナログ変調情報信号とディスクリート符号化変調情報信号の両方を受信 でき、いずれの種類の送信信号の基準周波数を判定するための回路を有し、さら に、最小限の消費電力要件を有する無線電話装置が有利である。

従って、最小限の消費電力を必要とし、しかも無線電話装置に送信される従来の アナログ変調情報信号またはディスクリート符号化変調情報信号のいずれかの基 準周波数を判定するため交互に動作可能な周波数制御方式が必要になる。

発明の概要 従って、本発明の目的は、アナログおよびディスクリート符号化変調情報信号の 両方を送受すべく動作可能な送信機と受信機との間の周波数差を補正する周波数 制御システムを提供することである。

本発明の別の目的は、従来のアナログ変調方法によって、あるいはディスクリー ト変調方法によって送信される信号の基準周波数を判定すべく動作可能な、動作 消費電力が最小限で済む周波数制御システムを提供することである。

さらに本発明の目的は、従来のアナログ情報信号と、ディスクリート符号化信号 との両方を受信すべく動作可能で、最小限の消費電力要件の周波数制御回路を有 するデュアル・モード無線電話装置を提供することである。

本発明に従って、ある周波数によって特徴づけられる搬送波上に変調さてそれに より変調情報信号となる情報信号を受信すべく動作可能な受信機と、この情報信 号を送信する送信機との間の周波数差を補正する周波数制御システムが開示され る。変調情報信号は受信され、アナログ信号検出回路は、情報信号がアナログ信 号の場合に、搬送波を特徴とする特定周波数を判定し、そうして判定された特定 周波数を示す第１周波数の基準信号を生成する。ディスクリート信号検出回路は 、情報信号がディスクリート符号化信号の場合に、搬送波を特徴とする特定周波 数を判定し、そうして判定された特定周波数を示す第２周波数の基準信号を生成 する。可変周波数発振器の発振周波数は、第１周波数基重信号または第２周波数 基重信号の値に応答して変化され、受信機と送信機との間の周波数差を補正する 。

図面の簡単な説明 本発明は、添付の図面と共に読むことにより＝ｃ−，こよく理解されよう。

第１図は、本発明の周波数制御システムによって用いることのできる振幅変調情 報信号のグラフである。

第２Ａ図および第２Ｂ図は、定エンベロープ信号のグラフであり、第２Ａ図は本 発明の周波数制御システムによって用いることのできる周波数変調信号であり、 第２Ｂ図は本発明の周波数制御システムによって用いることのできる位相変調信 号である。

第３図は、情報信号を符号化してディスクリート符号化信号を生成するために用 いることのできるディスクリート符号化方式の空間点のグラフである。

第４図は、周波数の関数として表した、第２Ａ図の周波数変調信号のグラフであ る 第５図は、周波数の関数として表した、振幅変調信号と位相変調信号の組み合わ せであるＤＱＰＳＫ信号のグラフである。

第６図は、従来の変調情報信号が第１送信チヤンネル上で送信され、ディスクリ ート符号化変調情報信号が第２送信チヤンネル上で送信される、ある周波数帯域 の２つの隣接する送信チャンネルのグラフである。

第７図は、本発明の周波数制御システムのブロック図である。

第８図は、本発明の好適な実施例の部分的なブロック概略図である。

第９図は、本発明の別の好適な実施例の部分的なブロック概略図である。

好適な実施例の説明 まず、第１図および第２Ａ、２Ｂ図において、３種類の変調情報信号の波形図を 示す。第１図および第２Ａ、２Ｂ図の波形と同様な波形（さらに詳しくは、第２ Ａ図の波形と同様な波形および第１図および第２Ｂ図の組み合わせと同様な波形 ）は本発明のシステムによって用いられ、このような波形を受信すべく動作可能 な受信機と、このような波形を送信すべく動作可能な送信機との間の周波数差を 補正することができる。これらの波形は、横軸１２の時間の関数として、縦軸１ ０にミリボルト単位の電圧を表したものである。

第１図の波形１４は、情報信号を電磁波上に変調して得られる振幅変調信号であ り、ここで波形１４の振幅（すなわち、電圧）は変調された情報信号の値に応答 して変化する。波形１４の情報含有成分は、波形の振幅に内包され、波形１４の 振幅の変化は情報信号の振幅の変化に対応する。

波形１４の振幅は、この波形のエンベロープといい、第１図において曲線１６に よって表される。曲線１６は、情報信号と形が同様であり、この情報信号は電磁 波上に変調されて波形１４となる。波形１４の周波数は変化せず、波形１４の周 波数は、情報信号が変調されている非変調波の周波数に相当する。このような周 波数は、波形１４の搬送周波数といい、この電磁波は搬送波という。

第２Ａ図の波形１８は、情報信号を電磁波上に変調することによって形成される 周波数変調信号である。波形１８の振幅は変化しないが、波形１８の周波数は変 調された情報信号の値に応答して変化する。従って、波形１８の周波数の変化は 、波形の情報含有部を構成する。しかし、情報信号を電磁波に変調することによ って生じる波形１８の周波数の変化は、電磁波の周波数に比較して、わずかであ る。

故に、第１図の波形１４と同様に、波形１８は情報信号が変調されている電磁波 の周波数によって特徴づけられ、このような周波数を波形１８の搬送周波数とい い、この電磁波を搬送波という。

第２Ｂ図の波形１９は、情報信号を電磁上に変調することによって形成される位 相変調信号である。波形１９の振幅は変化しないが、波形１９の位相は変調され た情報信号の値に応答して変化する。従って、波形の位相の変化は、波形１９の 情報含有部を構成する。ただし、第２Ｂ図の波形１９の急激な位相変化は図示の ためにすぎず、実際の位相変調信号は漸進的な位相変化を示すことに留意された い。

波形１９の位相変化は、信号の搬送周波数を大幅に変化させることはない。従っ て、いったん変調されると、（第１図の波形１４および第２Ａ図の波形１８と同 様に）波形１９は搬送周波数によって特徴づけられるといえる。

第３図のグラフにおいて、情報信号を符号化するディスクリート符号化方式の空 間点を示す。上記のように、情報信号を一連のディスクリート符号化信号に符号 化することにより、ある一つの周波数において２つ以上の信号を送信して、特定 周波数帯域の情報伝送容量を大幅に増加することができる。

第３図は、情報信号が８つの異なるレベル（すなわち、位相）の一つとなる、８ 値Ｐ　Ｓ　Ｋ（ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）方式を示す。もちろん 、他のディスクリート符号化方式も同様に可能である。この方式では、情報信号 はＩ　（ｔ）およびＱ　（ｔ）という２つの並列ビット列に符号化される。

標本化時間ｔ１において、Ｉ（ｔ、）およびＱ（ｔ、）はベクトルとなり、その とりうる値（すなわち、ベクトル先端）は第３図に表されている。縦軸２ｏおよ び横軸２２は、Ｑ（１）およびＩ　（ｔ＞の大きさについて縮尺している。この ようなベクトルは電磁波上に変調され、変調情報信号を生成することができ、こ の信号の情報内容は、一連のディスクリート信号レベル（または位相）からなる 。

第３図の符号化方式は、米国で実施されるデジタル・セルラ無線電話通信システ ム用に選定されたの規格を示す。

とくに米国規格については、２つの順次ベクトルの間の４つの差変化しか許され ていない。このような符号化方式は、Ｄ　Ｑ　Ｐ　Ｓ　Ｋ（ｄｉｆｆｅｒｅｎ＋ ｉａｌ　ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ　ｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇｌ方式と 呼ばれる。

第４図は、周波数の関数として表した第２Ａ図の波形１８のグラフである。第４ 図の縦軸５０は、横軸５２のヘルツ単位の周波数の関数として、ミリワット単位 の信号のパワーを表す。この波形は、参照番号５４で記される中心周波数ｆｅを 中心にしている。側波帯５６，５８は、この波形の情報含有部を構成している。

ＦＭ信号の帯域幅は、成分５９によって示される。

第５図は、ＤＱＰＳＫ信号が変調される波形を周波数の関数として表しているグ ラフである。ＤＱＰＳＫ変調信号は、振幅変調成分（第１図と同様）と、位相変 調成分（第２Ｂ図と同様）とを有する合成変調信号である。縦軸６０にミリワッ トとするこの波形のパワーは、横軸６２のヘルツ単位の周波数の関数として示さ れている。この信号は、参照番号６４で示される中心周波数ｆｃを中心にしてい る。

中心周波数６４は、側波帯６６．６８を規定する。ＤＱＰＳＫ信号の帯域幅は成 分６９によって示される。

第６図は、２つの隣接する送信チャンネルのグラフで、各送信チャンネルは３０ キロヘルツの帯域幅である。第６図の点線？４，７６．７．８は、隣接チャンネ ル７０．７２のそれぞれの境界を示し、線７６はチャンネル７０とチャンネル７ ２との間の境界を示す。第４，５図のグラフと同様に、第６図の波形は、周波数 の関数としてのパワーのグラフである。図示するため、送信チャンネル７０で表 される波形は、中心周波数８０と側波帯８２，８４とを有する周波数変調信号で ある。先に説明したように、側波帯８２゜８４は変調情報信号の情報含有部を表 す。

信号の側波帯をチャンネル７０の３０キロヘルツ帯域内に維持しつつ、送信信号 の特定の周波数ドリフト量は許容される。送信チャンネル７０内にプロットされ るアナログ周波数変調信号の場合、この信号の許容周波数ドリフトは中心周波数 ８０上に示される矢印８６によって示される。

矢印８６は、信号をチャンネル７０の境界内に維持しつつ、信号の中心周波数８ ０の許容範囲を示す。矢印８６で示されるドリフトの周波数を越えない変調情報 信号の搬送波のドリフトは、側波帯８２，８４をチャンネル７０の３０キロヘル ツ帯域幅内に維持する。定量的には、信号の許容周波数ドリフトは、中心周波数 の両側で約２，１（１０ヘルツである。中心周波数ｆｃ′　を中心とする参照番 号８０゛によって示される信号は、高周波にドリフトする周波数変調信号を示す が、依然許容周波数ドリフト内である。側波帯８２’　、８４’　は、送信チャ ンネル７０の境界７４．７６内に維持されている。ただし、この波形のドリフト がさらに大きくなると、側波帯８４′は送信チャンネル７０．７２を分離してい る境界７６を越えてしまうことに留意されたい。このようなドリフトでは、隣接 チャンネルの信号が重複し、それにより隣接チャンネル間干渉が生じることがあ 第６図の右側に示される送信チャンネル７２は、点線７６と７８との間に延びる ３０キロヘルツの送信チャンネルを規定する。図示のため、ＤＱＰＳＫ変調情報 信号は送信チャンネル７２内に配置されている。第５図の信号と同様な変調情報 信号は、参照番号９０によって示される中心周波数ｆ　を中心にしている。中心 周波数９０は、側波帯９２゜９４を規定する。

送信チャンネル７２内に図示されている信号のようなディスクリート信号の許容 周波数ドリフトは、従来のアナログ信号（例えば、送信チャンネル７０内で図示 されている信号）の許容周波数ドリフトよりも小さい。中心周波数９０の上に示 されている矢印９６は、送信チャンネル７２のディスクリート符号化信号の許容 周波数ドリフトを示す。

矢印９６は、送信チャンネル７０のインパルス・スパイク８０の上に示されてい る矢印８６に対応し、ディスクリート符号化信号の許容周波数ドリフトを規定す る。定量的には、ディスクリート符号化信号の許容周波数ドリフトは、中心周波 数の画側で約２００ヘルツである。この許容ドリフトは、従来のアナログ信号の 許容ドリフトよりも約−桁小さい。

ＤＱＰＳＫ信号の許容周波数ドリフトはさらに小さくなければならない。これは 、信号が隣接チャンネルに溢れ呂るためたけでなく、ＤＱＰＳＫ信号を受信し復 調する受信回路は、ＤＱＰＳＫ信号の周波数シフトが生じると、ＤＱＰＳＫ信号 を正確に受信し、復調することができないためである。

周波数制御（すなわち、同期）は、従来のアナログ信号の周波数ドリフトを最小 限に押さえるため有利である（そして、信号の重複を防ぐため必要な場合がある ）が、周波数制御は特定のディスクリート符号化信号を送信する場合にほとんど 常に必要である。デジタル信号プロセッサは、信号が従来のアナログ信号であろ うが、またはディスクリート符号化信号であろうが、任意の送信信号の中心周波 数（または他の基準周波数）を指示すべく構成することができる。しかし、デジ タル信号プロセッサの消費電力は高い。

ディスクリート符号化信号を送信する場合、デジタル信号プロセッサは、このデ ィスクリート符号化信号が送信される場合にのみ間欠的に動作する必要がある。

第７図のブロック図において、本発明の周波数制御システムの要素が機能ブロッ ク図で示されている。本発明を具現する周波数制御システムは、ディスクリート 符号化変調情報信号または従来のアナログ変調情報信号のいずれかの中心周波数 または他の基準周波数を判定することができる。

デジタル信号プロセッサは、送信情報信号がディスクリート符号化信号の場合に のみ動作し、かつ、ディスクリート符号化信号が受信される場合にのみ動作して 、それによりプロセッサの消費電力を最小限に押さえる。

また、アナログ情報信号を受信する場合、デジタル信号プロセッサは、送信信号 の基準周波数を判定するために用いることができる。

従来のアナコグまたはディスクリート符号化信号である送信信号は、アンテナ（ またはその他の電磁波受信装置）１１０に送信される。アンテナ１１０によって 受信される信号は、必要に応じて濾波および増幅され、第１ダウンコンバータ回 路１１２に送られる。ダウンコンバータ回路１１２は、送信周波数信号（この信 号は、例えば８９０メガヘルツでもよい）をより低い周波数の信号、例えば、４ ５メガヘルツの信号に変換する。ダウンコンバータ回路１１２は、ライン１１４ 上に低周波信号を生成し、このラインは第２ダウンコンバータ回路１１６に結合 されてνする。第２コンバータ回路１１６は、ライン１１４を介して供給される 信号をベースバンド信号に変換する。ダウンコンノ（−夕回路１１６はライン１ １ｇ上で同相信号と、ライン１２０上でこの信号に直交する信号とを生成する。

ライン１１８上で生成される同相信号はベースバンド・フィルタ１２２に供給さ れ、ライン１２０上で生成される直交信号はベースバンド・フィルタ１２４に供 給される。ダウンコンノく一夕回路１１６およびフィルタ１２２，１２４は共に 、点線部のブロック１２６で示されるゼロ中間周波数（Ｚ　Ｉ　Ｆ）回路という 一つの集積回路チンブを構成してもよ１７）。

フィルタ１２２．１２４によってえられる濾波された信号は、ライン１２８，１ ３０上にそれぞれ現われる。フィルタ１２２，１２４は、所望の周波数の信号を 通過させるバスバンドを有する。

アンテナ１．１０がディスクリート符号化信号を受信する場合、フィルタ１２２ ，１２４によって得られる濾波された信号はアナログ／デジタル変換器１３２， １３３に送られる。Ａ／Ｄ変換器１３２，１３３によって生成されるデジタル信 号は、ライン１３６，１３７を介してデジタル信号プロセッサ１３４に送られる 。デジタル信号プロセッサは供給されたデジタル信号を処理して、ライン１３８ 上に音声信号を生成し、この信号はディスクリート符号化方式でアンテナ１１０ に送信された情報信号を表す。また、デジタル信号プロセッサ１３４は、ライン １４０上に出力信号を生成し、この信号は送信信号の中心または他の基準周波数 を表す。ライン１４０上で生成された信号は、受信機の周波数を送信信号の中心 または他の基準周波数に同期するために用いることができる。

アンテナ１１０に送信される信号が従来のアナログ信号の場合、フィルタ１２２ ，１２４によって得られる濾波された信号はアップコンバータ回路１４２に供給 される。

アップコンバータ回路１４２は、ライン１２８，１３０上でそれぞれ生成される 濾波された同相信号および濾波された直交信号を高周波信号に変換し、この信号 はライン１４３上で生成される。ライン１４３上で生成された信号は復調回路１ ４４に供給される。この復調回路１４．４は、従来の周波数復調方法を用いて、 供給された信号を復調する。

ライン１２８，１３０上で生成されたベースバンド信号を高周波信号に変換する ことは、従来の復調回路で復調するために必要である。

復調回路１４４は、ライン１４５上で音声信号を生成し、この信号はアンテナ１ １０で受信された従来のアナログ変調信号の情報信号部を表す。

ライン１４３上でアップコンバータ回路１４２によって生成された信号は、位相 検波器１４６にも供給される。位相検波器１４６は、アンプコンバータ回路１４ ３の出力の周波数をオフセント・ループ回路１４７によって生成された信号の周 波数と比較し、送信信号の中心またはその他の基準周波数を示す出力信号をライ ン１４９上に生成する。

変調情報信号を送信し、かつ、特にセルラ通信システムの場合には基地局からな る送信機は、周囲条件や電圧のばらつきによって生じる周波数ドリフトを防止す る手段を送信機の一部に構成することのできる大きさであるため、送信信号の中 心または他の基準周波数は受信機側で基準周波数として用いることができる。

第８図の部分的なブロック概略図において、本発明の周波数制御システムの好適 な実施例を示す。従来のアナログ信号またはディスクリート符号化信号である変 調情報信号は、送信機１５０にようで送信され、アンテナ１５２によっで受信さ れる。

アンテナ１５２は、受信信号をライン１５４を介してフィルタ１５６に送る。フ ィルタ１５６は、ライン１５８上で所望の周波数範囲内の周波数の信号を通過さ せるパスバンドを構成する。フィルタ１５６によって通過された信号はミキサ回 路１６０に供給され、アンテナ１５２で受信された変調信号をダウンコンバート する。ミキサ１６０は、電圧制御発振器１６４によって生成された発振信号をラ イン１６２を介して受け取る。電圧制御発振器１６４は、位相検波器１６６、フ ィルタ１６８および分周回路１７０゜１７２を含む従来の位相同期ループ（ＰＬ Ｌ）の一部を形成する。ミキサ１６０によってミックスされた信号は、ライン１ ６３を介してフィルタ１６５に送られる。フィルタ１６５は、ライン１６６上で 所望の周波数の信号を通過させるバスバンドを有する。ライン１６６は、ゼロ中 間周波部（Ｚ　Ｉ　Ｆ）回路１８０の中間周波入力に結合される。ミキサ１６０ １発振器１６４および関連するＰＬＬ回路ならびにフィルタ１６５は、点線で示 されるブロック１１２で囲まれており、これは第７図のブロック図で示されるダ ウンコンバータ回路１１２に相当する。

第２ＰＬＬ回路を形成する回路は、電圧制御発振器１８２、ローパス・フィルタ １８４９位相検波器１８６および分周回路１８８，１９０によって構成され、発 振信号を回路１８０の第２ＬＯ入力に与える。第２ＰＬＬ回路および回路１８０ は、点線で示されるブロック１２６で囲まれており、これは第７図のゼロ中間周 波数回路１２６に相当する。

基準発振器１９２は、ライン１９４上で発振信号を生成し、この信号は分周回路 １９６によって分周され、基準発振信号を回路１８０の中間周波基準入力に与え る。また、ライン１９４は、回路１８０の第２ＬＯ入力に接続される発振回路と 、ライン１６２を介して発振信号をミキサ１６０に与えるＰＬＬ回路とに結合さ れ、それにより各ＰＬＬ回路に発振信号を与えている。

中間周波部回路１８０は、アンテナ１５２によって受信された変調信号がディス クリート符号化信号からなる場合に、ライン１９８．２００上でそれぞれＩおよ びＱ出力信号を生成する。アンテナ１５２によって受信される変調信号が従来の アナログ信号からなる場合、中間周波部回路１８０はライン２０２上で音声出力 を生成する。ライン２゜２は音声処理回路（図示せず）に結合される。アンテナ １５２が従来のアナログ変調信号を受信する場合、回路１８０はさらに位相検波 出力を生成し、この出力はフィルタ２０４に供給される。フィルタ２０４は濾波 された出力信号をライン２０６上で生成し、この信号はアンテナ１５２で受信さ れた信号の位相または周波数を示す。

回路１８０がライン１９８，２００上でＩおよびＱ出力信号を生成する場合、生 成された出力信号はアナログ／デジタル変換器２０８，２１０にそれぞれ供給さ れる。Ａ／Ｄ変換器２０８，２１０はデジタル信号をデジタル信号プロセッサ２ １２に与える。第８図は変換器２０８，２１０とプロセッサ２１２との間の並列 接続を図示でいるが、直列接続も同様に可能であることに留意されたい。

さらに、プロセッサ２１２はフィルタ２０４によって生成された濾波信号によっ て指示される位相角または周波数情報を受取、この情報はアナログ／デジタル変 換器２１４を介してプロセッサ２１２に供給される。デジタル信号プロセンサ２ １２はＩおよびＱ信号と、供給された周波数情報とを処理し、出力信号を生成し て、この出力信号はデジタル／アナログ変換器２１６によってアナログ信号に変 換される。

Ｄ／Ａ変換器２１６によって生成されるアナログ信号は、ライン２１８を介して 周波数制御スイッチ２２０に供給される。ライン２０６も周波数制御スイッチ２ ２０に結合される。スイッチ２２０は、ライン２２２を介して供給される外部信 号によって起動され、これによりライン２０６またはライン２１８を基準発振器 に交互に接続する。ライン２０６．２１８上で供給される信号は、アンテナ１５ ２で受信された信号の周波数を表す。上記のように、ライン２０６上の信号は、 この信号が従来のアナログ信号である場合に受信信号の周波数を表し、ライン２ １８上で供給される信号は、アンテナ１５２で受信されたディスクリート符号化 信号を表す。ライン２０６，２１８上でそれぞれ供給される信号は、発振器１９ ２の発振周波数を変更するために用いられる。つまり、発振器１９２の周波数の 変化は、アンテナ１５２に送信される信号の周波数の変化に対応する。

例えば、スイッチ２２０は、任意の電子制御可能なまたはその他のスイッチから 構成されてもよい。例えば、スイッチ２２０は、２：１マルチプレクサで構成さ れたＣＭＯ５伝送ゲートからなってもよい。

第９図の部分的ブロック概略図において、本発明の別の好適な実施例を示す。第 ８図の実施例と同様に、従来にアナログ変調情報信号またはディスクリート符号 化変調情報信号である信号は、送信機２５０によって送信され、アンテナ２５２ によって受信される。アンテナ２５２は、ライン２５４を介して受信信号をバン ドパス・フィルタ２５６に供給する。バンドパス・フィルタ２５６は、所望の周 波数の信号をライン２５８を介してミキサ２６０に通過させるバスバンドを形成 し、アンテナ２５２で受信された変調信号を「ダウンコンバート」する。ミキサ ２６０は、電圧制御発振器２６４によって生成された発振信号をライン２６２上 で受け取る。電圧制御発振器２６４は、位相検波器２６６、フィルタ２６８およ び分周回路２７０，２７２を含む従来のＰＬＬ回路の一部を形成する。ミキサ２ ６０によってミックスされた信号は、ライン２７４を介してバンドパス・フィル タ２７６に与えられる。バンドパス・フィルタ２７６は、所望の周波数の信号を ライン２７８上で通過させて中間周波数回路２８０の中間周波入力にするパスバ ンドを有する。

電圧制御発振器２８２．ローパス・フィルタ２８４２位相検波器２８６および分 周回路２８８，２９０からなるＰＬＬを構成する回路は、発振信号を回路２８０ の第２ＬＯ入力に与える。

基準発振器２９２は、ライン２９４上で発振信号を生成し、この信号は分周回路 ２９６によって分周され、回路２８０の中間周波基準入力に供給される。また、 ライン２９４は、回路２８０の第２Ｌ○入力を接続する発振器と、ライン２６２ を介して発振信号をミキサ２６０に与えるＰＬＬ回路とに結合され、それにより 発振信号をＰＬＬ回路のそれぞれに与えている。

中間周波部回路２８０は、アンテナ２５２で受信される変調信号がディスクリー ト符号化信号からなる場合に、ライン２９８．３００上で工およびＱ出力をそれ ぞれ生成する。アンテナ２５２で受信される変調情報信号が従来のアナログ信号 からなる場合、中間周波部回路２８０はライン３０２上に音声出力信号を生成す る。ライン３０２は、音声処理回路（図示せず）に結合される。アンテナ２５２ が従来のアナログ変調情報信号を受信する場合、回路２８０はさらに位相検波出 力を生成し、この出力はフィルタ３０４に供給される。フィルタ３０４は、ライ ン３０６上に濾波された出力信号を生成し、この信号はアンテナ２５２で受信さ れた信号の位相または周波数を表す。

中間周波部回路２８０は、アンテナ２５２で受信された変調信号がディスクリー ト符号化信号からなる場合、ライン２９８，３００上でＩおよびＱ出力信号をそ れぞれ生成する。ライン２９８，３００上で生成されるこの工およびＱ出力信号 は、アナログ／デジタル変換器３０８，３１０にそれぞれ供給される。Ａ／Ｄ変 換器３０８，３１０は、デジタル信号プロセッサ３１２にデジタル信号を与える 。

第９図は、変換器３０８，３１０とプロセッサ３１２との間の並列接続を示して いるが、直列接続も同様に可能であることに留意されたい。デジタル信号プロセ ッサ３１２は供給された■およびＱ信号を処理し、出力を生成し、この出力はデ ジタル／アナログ変換器３１６によってアナログ信号に変換される。デジタル／ アナログ変換器３１６によって生成されたアナログ信号は、ライン３１８を介し て基準発振器２９２に供給される。

ライン３０６．３１．８上で生成された信号をスイッチに供給せずに、ライン３ １８上で生成された信号は基準発振器２９２に直接供給され、かつライン３０６ 上で供給される信号はオフセット電圧制御発振器３２０に供給される点で、第９ 図の実施例は第８図の実施例と異なる。オフセット発振器３２０はライン３２２ 上で発振信号を生成し、この信号はイメージ除波ミキサ（ｉｍａｇｅ　ｒｅｊｅ ｃｔ　ｍ１ｘｅｒ）　３２４に供給される。基準発振器２９２はプリセット値に 固定され、ＬＯループは基準発振器２９２の周波数に同期される。アンテナ２５ ２が従来のアナログ変調情報信号を受信する場合、デジタル信号プロセッサ３１ ２は非アクティブにされ、■およびＱ信号は用いられない。ただし、回路２８０ によって生成される位相検波出力信号はフィルタ３０４に供給される。フィルタ ３０４によって生成される濾波信号は、ライン３０６を介してオフセット発振器 ３２０に供給され、このオフセット発振器３２０は、図示のように接続されると 、第２ＬＯ入力の発振周波数を変化させる。

逆に、アンテナ２５２がディスクリート符号化変調情報信号を受信する場合、発 振器３２０は非アクティブにされ、イメージ除波ミキサの不均衡を生じ、第２Ｌ Ｏ帰還信号は回路３２４を通過し、Ｎ分周回路によって分周された第２Ｌ○は再 プログラムされる。これは第２ＬＯを基準発振器２９２の周波数に同期させ、デ ジタル信号プロセッサ３１２はライン３１８上で制御信号を生成して、アンテナ ２５２で受信された信号の周波数に対応する発振器２９２の周波数を変更する。

第８図の基準発振器１９２および第９図の基準発振器２９２は、例えば、ライン ２０６，２１８，３１８上で供給される信号が電流信号である場合には、電流制 御発振器であってもよい。また、発振器１９２，２９２は、ライン２０６．２１ ８，３１８上で供給される信号がデータ信号である場合には、データ駆動型発振 器であってもよい。データ駆動型基準発振器は、制御ライン上で発生する雑音が 周波数のばらつきを生じさせないという理由から、有利である。

本発明をさまざまな図の好適な実施例について説明してきたが、他の同様な実施 例を利用したり、本発明から逸脱せずに本発明の同じ機能を実行するために上記 の実施例に修正および追加できることはもちろんである。従って、本発明は一つ の実施例に限定されず、添付のクレームの説明による範囲とおいて解釈すべきで ある。

要約書 国際調査報告 ＦＭ信号またはＤＱＰＳＫ信号のいずれかを受信すべく動作するデュアル・モー ド無線電話装置（１５２〜２２２゜２５２〜３２０）用の周波数制御システム。

第１実施例では、ＦＭ信号を受信すべく動作する場合、無線電話装置（１５２〜 ２２２）の基準発振器（１９２）の周波数は、ＦＭ信号の周波数に対し固定して 維持される。ＤＱＰＳＫ信号を受信すべく動作する場合、基準発振器（１９２） は、デジタル信号プロセッサ（２１２）によって決定されるＤＱＰＳＫ信号の周 波数に対し固定して維持される。第２実施例では、ＦＭ信号を受信すべく動作す る場合、オフセット制御発振器（３２０）の周波数は、ＦＭ信号の周波数に対し 固定して維持される。ＤＱＰＳＫ信号を受信すべく動作する場合、基準発振器（ ２９２）は、デジタル信号プロセッサ（３１２）によって決定されるＤＱＰＳＫ 信号の周波数に対し固定して維持される。

ｌｓ＋＊＋ｙｍｌａ＋ｍ＊ｍ畷：ｅ＊＋−ａｐｘａＩりｒｍＴ／Ｔ＊Ｑ＋／ｎＡ Ａフ−ｌ！

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．特定周波数によって特徴づけられる搬送波上に変調されて、変調情報信号を 形成する情報信号を受信すべく動作する受信機と、変調情報信号を送信する送信 機との間の周波数差を補正する周波数制御システムであって；発振周波数で発振 する少なくとも一つの可変周波数発振器を含む、変調信号を受信する手段； 変調された情報信号がアナログ信号の場合に、搬送波を特徴づける特定周波数を 判定し、かつ、そのように判定された特定周波数を表す第１周波数基準信号を生 成するアナログ信号検出回路を構成する手段； 前記の変調された情報信号がディスクリート符号化信号の場合に、搬送波を特徴 づける特定周波数を判定し、かつ、そのように判定された特定周波数を表す第２ 周波数基準信号を生成するディスクリート信号検出回路を構成する手段；および 第１周波数基準信号または第２周波数基準信号に応答して、可変周波数発振器の 発振周波数を変更して、受信機と送信機との間の周波数差を補正する手段；によ って構成されることを特徴とする周波数制御システム。
2. ２．情報信号がアナログ信号である場合にアナログ信号検出回路を構成する前記 手段と、情報信号がディスクリート符号化信号である場合にディスクリート信号 検出回路を構成する前記手段との間で切り換えるスイッチを構成する手段をさら に含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の周波数制御システム。
3. ３．ディスクリート信号検出回路を構成する前記手段は、情報信号がデイスクリ ート符号化信号である場合に限り動作可能であることを特徴とする請求項１記載 の周波数制御システム。
4. ４．アナログ信号検出回路を構成する前記手段によって生成される第１周波数基 準信号は、変調手段の一部を構成する位相検波器によって生成される制御電圧で あることを特徴とする請求項３記載の周波数制御システム。
5. ５．情報信号がディスクリート符号化信号以外の信号である場合に、ディスクリ ート信号検出回路を構成する前記手段は所定の値の信号を生成することを特徴と する請求項４記載の周波数制御システム。
6. ６．情報信号がディスクリート符号化信号以外の信号である場合に、ディスクリ ート信号検出回路を構成する前記手段は、アナログ信号検出回路を構成する前記 手段の位相検波器によって生成される制御電圧に応答して、信号を生成すること を特徴とする請求項５記載の周波数制御システム。
7. ７．アナログ信号検出回路を構成する前記手段は、搬送波の搬送周波数を判定す るオフセット・ループ回路を有する周波数復調回路をさらに含んで構成されるこ とを特徴とする請求項１記載の周波数制御システム。
8. ８．ディスクリート信号検出回路を構成する前記手段は、デジタル信号プロセッ サからなることを特徴とする請求項７記載の周波数制御システム。
9. ９．前記受信手段は、基準可変周波数発振器およびオフセット可変周波数発振器 からなることを特徴とする請求項１記載の周波数制御システム。
10. １０．アナログ信号検出回路を構成する前記手段によって生成される前記第１周 波数基準信号はオフセット可変周波数発振器に印加され、ディスクリート信号回 路を構成する前記手段によって生成される第２周波数基準信号は基準可変周波数 発振器に印加されることを特徴とする請求項９記載の周波数制御システム。