JP3636431B2 - Automatic frequency controller - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル変調を適用した移動体通信システム用の自動周波数制御装置に係り、特に、いったん同期が確立した後に送信周波数に追従することの可能な自動周波数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディジタル変調を適用した移動体通信システムの受信機にあっては、送信機と同期を確立するだけでなく、いったん同期が確立した後にも受信機の局部発信回路の周波数を送信周波数と一致するように制御することが必要となる。
図1は従来のディジタル変調波受信機の構成図であって、中間周波信号に変換された送信波は直交復調器10で直交復調された後、復調器11でデータが復調される。
【0003】
直交復調器用の局部発振器14の発振周波数を送信周波数に一致させるために、直交復調器10の出力を周波数弁別器12で周波数弁別し、さらにループフィルタ13でフィルタリングした信号で局部発振器14の発振周波数を制御している。
図2は周波数弁別器の構成図であって、いわゆる「たすきがけ」回路を構成している。
【0004】
即ち、実数成分(I)は実数成分(I)を1クロックτだけ遅延させる実数成分遅延器121及び第1の乗算器122を介して加算器125に送られ、虚数成分(Q)は虚数成分(Q)を1クロックτだけ遅延させる虚数成分遅延器123及び第2の乗算器124を介して加算器125に送られる。
そして、第1の乗算器122の出力と第2の乗算器124の出力は加算器123で加算され、周波数弁別器12の出力となる。
【0005】
なお、第1の乗算器122では実数成分遅延器121の出力と虚数成分(Q)とが乗算され、第2の乗算器124では虚数成分遅延器123の出力と実数成分(I)とが乗算される。
上記の「たすきがけ」回路を使用することにより、弱電界地区であっても安定した周波数弁別が可能となっている。
【0006】
ところでディジタル変調のように受信波の振幅には情報が含まれず、受信波の位相にだけ情報が含まれる場合には、リミッタで振幅制限した後に復調することが普通である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リミッタで振幅制限した場合には電界が強すぎると弁別能力が低下してしまうという課題が生じる。
図3は受信信号のパワースペクトル図であって、横軸は周波数を、縦軸はパワーを表す。
【0008】
即ち、強電界においてはリミッタが無い時は中心周波数f0 を中心とする送信波と雑音を確実に分離することが可能であるが、リミッタが有る時は送信波と雑音のパワー差が小となり送信波と雑音を確実に分離することが困難となる。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、弱電界においても強電界においても確実に送信周波数に追従可能な自動周波数制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る自動周波数制御装置は、フレーム毎にNシンボルからなる同期シンボルが挿入されるディジタル変調信号を復調する受信機に使用される自動周波数制御装置であって、
ディジタル変調信号をディジタル化するディジタル化手段と、入力信号を1シンボル期間遅延させる1シンボル遅延器を(N−1)段直列接続した構成を有しディジタル化手段の出力から1〜(N−1)シンボル期間遅延した信号を生成する遅延部と、ディジタル化手段の出力を同期シンボルの最後尾シンボルに対応するベクトルで逆変調する第1の逆変調器及び前記遅延部内の第1〜(N−1)段の1シンボル遅延器の出力を同期シンボルの(N−1)〜1番目のシンボルに対応するベクトルで逆変調する第2〜Nの逆変調器を具備する逆変調部と、逆変調部から出力される逆変調ベクトルの収束度合の評価値を演算する逆変調ベクトル収束評価値演算部と、逆変調ベクトル収束評価値演算部で演算された逆変調ベクトルの収束度合の評価値が予め定められた閾値より強くなったときを同期検出タイミングであると判定するタイミング判定手段と、タイミング判定手段で同期検出タイミングであると判定されたときに逆変調部から出力される逆変調ベクトルに基づいて周波数制御信号を生成する周波数制御信号生成手段を具備する。
【0010】
第1の発明にあっては、1シンボル期間づつ遅延されたベクトルを逆変調したの逆変調ベクトル収束度合の評価値が閾値より強くなったときに、逆変調ベクトルに基づいて局部発振器の発振周波数を制御する周波数制御信号が生成される。第2の発明に係る自動周波数制御装置は、周波数制御信号生成部が、逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍正方向に回転するN個のベクトル正回転器を具備するベクトル正回転手段と、ベクトル正回転手段から出力される正回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する正回転ベクトル収束評価値演算手段と、逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍負方向に回転するN個のベクトル負回転器を具備するベクトル負回転手段と、ベクトル負回転手段から出力される負回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する負回転ベクトル収束評価値演算手段と、タイミング判定手段で同期検出タイミングであると判定されたときに逆変調ベクトル収束評価値演算部、正回転ベクトル収束評価値演算手段及び負回転ベクトル収束評価値演算手段で演算された収束度合の評価値に基づいて周波数制御出力を判定する周波数制御出力判定手段と、を具備する。
【0011】
第2の発明にあっては、ベクトル正回転部によって逆変調ベクトルを正方向に回転した正回転ベクトルの収束度合の評価値、ベクトル負回転部によって逆変調ベクトルを負方向に回転した負回転ベクトルの収束度合の評価値、及び逆変調ベクトルの収束度合の評価値に基づいて局部発振器の発振周波数を制御する周波数制御信号が生成される。
【0012】
第3の発明に係る自動周波数制御装置は、周波数制御信号生成部が、逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍正方向に回転するベクトル正回転手段と、ベクトル正回転手段から出力される正回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する正回転ベクトル収束評価値演算手段と、逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍負方向に回転するベクトル負回転手段と、ベクトル負回転手段から出力される負回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する負回転ベクトル収束評価値演算手段と、逆変換ベクトル収束評価値演算部で演算された逆変換ベクトルの収束度合の評価値が正回転ベクトル収束評価値演算部で演算された正回転ベクトルの収束度合の評価値より弱いときはベクトル正回転手段及び正回転ベクトル収束評価値演算手段による処理を今回演算された正回転ベクトルの収束度合の評価値が前回演算された正回転ベクトルの収束度合の評価値より強となるまで繰り返しその後所定角の繰り返し回数倍した周波数増加信号を出力するベクトル正回転処理手段と、逆変換ベクトル収束評価値演算部で演算された逆変換ベクトルの収束度合の評価値が負回転ベクトル収束評価値演算部で演算された負回転ベクトルの収束度合の評価値より弱いときはベクトル負回転手段及び負回転ベクトル収束評価値演算手段による処理を今回演算された負回転ベクトルの収束度合の評価値が前回演算された負回転ベクトル収束度合の評価値より強となるまで繰り返しその後所定角の繰り返し回数倍した周波数減少信号を出力するベクトル負回転処理手段と、を具備する。
【0013】
第3の発明に係る自動周波数制御装置は、逆変調ベクトルの正方向及び負方向への回転を繰り返すことによって、局部発振器の発振周波数を制御する周波数制御信号が生成される。
【0014】
【発明の実施の形態】
図4は本発明に係る自動周波数制御装置を適用したディジタル変調波受信機の構成図であって、従来のディジタル変調波受信機の復調器11及び周波数弁別器12に代えて本発明に係る自動周波数制御装置4が適用される。
図5は本発明に係る自動周波数制御装置の構成図であって、直交復調器10から出力されるフレーム同期信号を含むディジタル変調信号の実数成分(I)及び虚数成分(Q)は、それぞれA/Dコンバータ40でディジタル化される。
【0015】
図6はQPSKの信号配置図であって、QPSK(4値位相シフト・キーイング変調)においては(0,0)、(1,0)、(1,1)及び(0,1)の4状態を取り得るので、N状態(2Nビット)をフレーム同期信号とすることができる。例えば(0,0)、(1,0)及び(1,1)の3状態(6ビット)をフレーム同期信号とした場合には、フレーム同期信号は(0,0,1,0,1,1)となる。
【0016】
上記のフレーム同期信号を含むディジタル変調信号は、A/Dコンバータ40でディジタル化され、ローパスフィルタの一種であるマッチドフィルタ41を介して1シンボル遅延部列に導かれる。なお、1シンボル遅延部列は、(N−1)個の1シンボル遅延部421、422・・・42N−1を直列接続して構成される。
【0017】
マッチドフィルタ41並びに(N−1)個の1シンボル遅延部421、422・・・42N−1の出力は、N個の逆変調部431、432・・・43Nによって逆変換される。同期シンボルが上記6ビットであれば、1シンボル遅延部は421及び422の2個となる。
図7は1つの逆変調部の構成図であって、各逆変調部43iは、マッチドフィルタ41並びにN個の1シンボル遅延部421、422・・・42Nの出力を予め定められている同期シンボルのベクトル値で除算する。
【0018】
同期シンボルが上記6ビットであれば、逆変調器は431,432及び433の3個となり、逆変調器431、432及433の除数ベクトルは、それぞれの送信ベクトルと同じ(+1+j)、(−1+j)及び(−1−j)となる。
送信波が伝送路で歪みを受けないものとすれば、受信ベクトルは送信ベクトルと一致するので、逆変調部421、422・・・42Nの出力はそれぞれ‘1+j0’(=1)となる。
【0019】
従って、逆変調部421、422・・・42Nの出力が‘1’に近づいたことをもって同期したと判定することが可能となる。
即ち、逆変調ベクトル収束評価値演算部44において逆変調ベクトルの収束度合の評価値が演算される。そして、タイミング判定部45において収束度合の評価値が予め定められた閾値よりも小であるかを判定し、閾値よりも小であるときはそれをフレーム同期クロックとして出力する。
【0020】
逆変調ベクトルの収束度合の評価値が閾値より小であるときにのみフレーム同期クロックを出力するのは、フェージングや雑音の影響が大きい場合、即ち収束度合の評価値が弱い場合にも周波数制御を実行すると、却って局部発振器の発振周波数が送信周波数から離れてしまうおそれがあるからである。
なお、A/Dコンバータ40及びタイミング判定部45は、サンプルクロック生成器46で生成されるサンプルクロックによって駆動される。
【0021】
さらに、フレーム同期クロックが出力されるタイミングで、周波数制御信号生成手段47で生成される局部発振器14の発振周波数を制御するための周波数制御信号も出力される。
図8は周波数制御信号生成部の第1の実施形態の構成図であって、逆変調部421、422・・・42Nから出力される逆変調ベクトルを正方向(反時計回り)に回転するベクトル正回転器4711〜471Nと、正回転されたベクトルの収束度合の評価値を演算する正回転ベクトル収束評価値演算部472と、逆変調ベクトルを負方向(時計回り)に回転するベクトル負回転器4731〜473Nと、負回転されたベクトルの収束度合の評価値を演算する負正回転ベクトル収束評価値演算部474と、正回転ベクトル収束度合の評価値及び負回転ベクトル収束度合の評価値並びに逆変調ベクトルの収束度合の評価値に基づいて周波数の上げ下げ信号を出力する周波数制御出力判定手段475よりなる。
【0022】
図9はベクトル回転器の作用説明図であって、正方向に回転する場合を示しており、1シンボル遅延部から出力される逆変調ベクトルを遅延が小であるほど大きく回転させる。
即ち遅延のないマッチドフィルタ41の出力には第1のベクトル正回転器4711でベクトルrN-1 (絶対値‘1、角度(N−1)×θ°のベクトル)を乗算し、第1段目の1シンボル遅延器421の出力には第2のベクトル正回転器4712でベクトルrN-2 (絶対値‘1’、角度(N−2)×θ°のベクトル)を乗算する。以下同様に処理し、第(N−1)段目の1シンボル遅延器42N−1の出力にはベクトルr0 (絶対値‘1’、角度0°のベクトル)を乗算する。
【0023】
ベクトル負回転器4731、4732・・・473Nでは、マッチドフィルタ41及び(N−1)個の1シンボル遅延器421、422・・・42N−1の出力ベクトルを遅延量に応じて負方向(時計回り)に回転する。
そして、正回転ベクトル収束評価値演算部472でベクトル正回転器4711〜471Nの出力ベクトルの収束度合の評価値V(S+ )が演算され、負回転ベクトル収束評価値演算部474でベクトル負回転器4731〜473Nの出力ベクトルの収束度合の評価値V(S- )が演算される。
【0024】
図10は周波数制御出力判定部の動作説明図であって、正回転ベクトル収束評価値演算部472で演算された正回転ベクトルの収束度合の評価値力V(S+ )と、負回転ベクトル収束評価値演算部474で演算された負回転ベクトルの収束度合の評価値V(S- )とを比較する。
そして、V(S- )<V(S+ )の場合、即ち図9(イ)の場合であれば、現在の局部発振器14の発振周波数が送信周波数より大であると判定して、ループフィルタ13を介して局部発振器14に発振周波数を下げる指令を出力する。
【0025】
逆に、V(S- )>V(S+ )、即ち図9(ロ)の場合であれば、現在の局部発振器14の発振周波数が送信周波数より小であると判定して、ループフィルタ13を介して局部発振器14に発振周波数を上げる指令を出力する。
上述のように、本発明に係る自動周波数制御装置4により、ループフィルタ13を介して局部発振器14の発振周波数を上下することにより、局部発振器14の発振周波数を送信周波数に追従させることが可能となる。
【0026】
逆変調ベクトル収束評価値演算部44、正回転ベクトル収束評価値演算部472及び負回転ベクトル収束評価値演算部474は、逆変調ベクトル、負回転ベクトル及び正回転ベクトルが収束したことを判定できれば構成は特に規定されない。
図11は収束評価値演算部の第1実施形態の構成図であって、(N−1)個の減算器1111〜111N−1において、隣り合う逆変調部(例えば第1の逆変調部431と第2の逆変調部432)の出力の差、隣り合うベクトル正回転部(例えば第1のベクトル正回転部4711と第2のベクトル正回転部4712)の出力の差、又は隣り合うベクトル負回転部(例えば第1のベクトル負回転部4731と第2のベクトル負回転部4732)の出力の差を算出する。
【0027】
各減算器1111〜111N−1の出力の絶対値が対応する絶対値演算器1121〜112N−1において演算され、絶対値演算器1121〜112N−1の出力の和が加算器113で演算され、その和が閾値判定部45及び周波数制御出力判定部47に対する出力となる。
第1の実施形態に係る収束評価値演算部にあっては、隣接する信号の差を算出するため、受信信号に重畳した雑音の影響を受け易い。
【0028】
図12は収束評価値演算部の第2実施形態の構成図であって、耐雑音性を向上することを可能とする。
ベクトル平均値演算部120において、逆変調器431〜43N、ベクトル正回転部4711〜471N又はベクトル負回転部4731〜473Nから出力されるベクトルの平均値が演算される。
【0029】
そして、減算器1211〜121N−1において、このベクトルの平均値と、逆変調器431〜43Nから出力される逆変調ベクトル、ベクトル正回転部4711〜471Nから出力される正回転ベクトル又はベクトル負回転部4731〜473Nから出力される負回転ベクトルの差が演算される。
各ベクトル差の2乗値が2乗値演算器1221〜122N−1で算出され、その平均値が平均値演算部123で演算される。
【0030】
ベクトル平均値演算部120で演算されたベクトル平均値の2乗値が平均値2乗値演算部124で算出され、除算部125において平均値演算部123の出力を正規化するために使用される。
そして、正規化されたベクトル平均値が、閾値判定部45及び周波数制御出力判定部475に対する出力となる。
【0031】
第2実施形態に係る収束評価値演算部は、耐雑音性を向上することが可能であるものの、構成が複雑となる。
そこで、ベクトル平均値は正回転しても負回転してもあまり変化しないことに注目して、構成を簡略化する。
図13は収束評価値演算部の第3の実施形態の構成図であって、逆変調ベクトル収束度合の評価値算出部44の構成は図12に示す第2の実施形態と同一である。
【0032】
図14は第3の実施形態で使用される回転ベクトル(正回転ベクトル及び負回転ベクトル)収束評価値演算部の第1の実施形態の構成図であって、図11に示す第2実施形態に係る収束評価値演算部からベクトル平均値演算部120、ベクトル平均値2乗部124が除去される。
そして、正回転ベクトル収束評価値演算部472及び負回転ベクトル収束評価値演算部474では、逆変調ベクトル収束評価値演算部44のベクトル平均値演算部110で演算されるベクトル平均値が各回転ベクトルとの偏差の演算に使用され、平均2乗部114で演算されるベクトル平均値2乗値が正規化のために使用される。
【0033】
さらに除算器は、ハードウエアで構成してもソフトウエアで構成しても規模が大きくなる。一方送信周波数からの偏差だけを求める場合には、ベクトル平均値による正規化を省略することが可能となる。
図15は回転ベクトル収束評価値演算部の第2実施形態の構成図であって、図14に示す回転ベクトル収束評価値演算部からさらに除算部125が除去され、平均値演算部123の出力がそのまま周波数制御出力判定部475に出力される。
【0034】
上記実施形態にあっては、送信周波数と受信周波数の偏差の正負に応じて局部発振部14の発振周波数を調整する操作を繰り返すことにより、受信周波数を送信周波数に追従させているため、追従完了までに時間を要する。
そこで、周波数制御信号生成部47をプログラマブルロジック、例えばマイクロコンピュータで構成することにより、発振周波数の追従操作を1回とすることも可能である。
【0035】
図16は、周波数制御信号生成部47で実行される制御信号生成ルーチンのフローチャートであって、ステップ161で逆変調部431〜43Nの出力である逆変調ベクトル群を読み込む。
ステップ162で初期処理を実行し、ステップ163で逆変調ベクトルの収束度合の評価値V(S0 )が正回転ベクトルの収束度合の評価値V(S+ )より大であるかを判定する。
【0036】
ステップ163で肯定判定されたとき、即ちV(S0 )>V(S+ )であるときは、ステップ164でベクトル正回転処理を実行してこのルーチンを終了する。
逆にステップ163で否定判定されたとき、即ちV(S0 )≦V(S+ )であるときは、ステップ165で逆変調ベクトルの収束度合の評価値S0 が負回転ベクトルの収束度合の評価値S- より大であるかを判定する。
【0037】
ステップ165肯定判定されたとき、即ちV(S0 )>V(S- )あるときは、ステップ166でベクトル負回転処理を実行してこのルーチンを終了する。
逆にステップ165で否定判定されたとき、即ちV(S0 )≦V(S- )かつV(S0 )≦V(S+ )であるときは、局部発振器14の発振周波数を変更することなく直接このルーチンを終了する。
【0038】
図17はステップ162で実行される初期処理のフローチャートであって、ステップ1621で逆変調ベクトルの収束度合の評価値V(S0 )を演算する。
次にステップ1622で逆変調ベクトルを+AHz相当正回転し、ステップ1623で正回転ベクトルの収束度合の評価値V(S+ )を演算する。
さらに、ステップ1624で逆変調ベクトルを−AHz相当負回転し、ステップ1625で負回転ベクトルの収束度合の評価値V(S- )を演算してこの処理を終了する。
【0039】
図18はステップ164で実行されるベクトル正回転処理のフローチャートであって、ステップ1641で回転回数Cを初期値‘1’に設定する。
次にステップ1642で前回の回転ベクトルをさらに+AHz相当回転して新たな回転ベクトルを演算し、ステップ1643で新たな回転ベクトルの収束度合の評価値V(S++)を演算する。
【0040】
ステップ1644で前回の正方向回転ベクトル群での収束度合の評価値V(S+ )が新たな回転ベクトルの収束度合の評価値V(S++)より大であるかを判定する。
ステップ1644で肯定判定されたとき、即ちV(S+ )>V(S++)であれば、ステップ1645でV(S+ )をV(S++)で更新し、ステップ1646で回転回数Cをインクリメントしてステップ1642に戻る。
【0041】
逆にステップ1644で否定判定されたとき、即ちV(S+ )≦V(S++)であれば、ステップ1647で局部発振器14に対して発振周波数を(+C×A)Hz変更する指令を出力して、この処理を終了する。
図19はステップ166で実行されるベクトル負回転処理のフローチャートであって、ステップ1661で回転回数Cを初期値‘1’に設定する。
【0042】
次にステップ1662で前回の回転ベクトルをさらに−AHz相当回転して新たな回転ベクトルを演算し、ステップ1663で新たな回転ベクトルの収束度合の評価値V(S--)を演算する。
ステップ1664で前回の負方向回転ベクトル群での収束度合の評価値V(S- )が新たな回転ベクトルの収束度合の評価値V(S--)より大であるかを判定する。
【0043】
ステップ1664で肯定判定されたとき、即ちV(S- )>V(S--)であれば、ステップ1665でV(S- )をV(S--)で更新し、ステップ1666で回転回数Cをインクリメントしてステップ1662に戻る。
逆にステップ1664で否定判定されたとき、即ちV(S- )≦V(S--)であれば、ステップ1647で局部発振器14に対して発振周波数を(−C×A)Hz変更する指令を出力して、この処理を終了する。
【0044】
なお本発明に係る自動周波数制御装置は、ハードワイヤドロジックによって構成しても、プログラマブルロジックによって構成しても、あるいは両者の混合によって構成してもよい。
さらに、周波数制御が過制御にならない限りループフィルタ13を省略し、自同周波数制御装置によって直接局部発振器を制御することも可能である。
【0045】
【発明の効果】
本発明に係る自動周波数制御装置によれば、局部発振器の発振周波数を弱電界においても、強電界においてはリミッタの動作不動作に拘らず送信周波数に追従させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のディジタル変調波受信機の構成図である。
【図2】周波数弁別器の構成図である。
【図3】受信信号のパワースペクトル図である。
【図4】本発明に係る自動周波数制御装置を適用したディジタル変調波受信機の構成図である。
【図5】本発明に係る自動周波数制御装置の構成図である。
【図6】QPSKの信号配置図である。
【図7】逆変調部の構成図である。
【図8】周波数制御信号生成部の第1の実施形態の構成図である。
【図9】ベクトルの正回転の説明図である。
【図10】周波数制御出力判定部の動作説明図である。
【図11】収束評価値演算部の第1の実施形態の構成図である。
【図12】収束評価値演算部の第2の実施形態の構成図である。
【図13】収束評価値演算部の第3の実施形態の構成図である。
【図14】回転ベクトル収束評価値演算部の第1の実施形態の構成図である。
【図15】回転ベクトル収束評価値演算部の第2の実施形態の構成図である。
【図16】制御信号生成ルーチンのフローチャートである。
【図17】初期処理のフローチャートである。
【図18】ベクトル正回転処理のフローチャートである。
【図19】ベクトル負回転処理のフローチャートである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic frequency control apparatus for a mobile communication system to which digital modulation is applied, and more particularly to an automatic frequency control apparatus capable of following a transmission frequency once synchronization is established.
[0002]
[Prior art]
In a receiver of a mobile communication system to which digital modulation is applied, not only the synchronization with the transmitter is established, but also after the synchronization is established, the frequency of the local oscillator circuit of the receiver matches the transmission frequency. It is necessary to control it.
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional digital modulation wave receiver. A transmission wave converted into an intermediate frequency signal is demodulated by a
[0003]
In order to make the oscillation frequency of the
FIG. 2 is a block diagram of the frequency discriminator, which constitutes a so-called “taskage” circuit.
[0004]
That is, the real component (I) is sent to the
Then, the output of the
[0005]
The
By using the “tasukike” circuit described above, stable frequency discrimination is possible even in a weak electric field area.
[0006]
By the way, when the amplitude of the received wave does not include information as in the case of digital modulation, and only the information is included in the phase of the received wave, demodulation is usually performed after limiting the amplitude with a limiter.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the amplitude is limited by the limiter, there arises a problem that the discrimination capability is lowered if the electric field is too strong.
FIG. 3 is a power spectrum diagram of a received signal, where the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power.
[0008]
That is, in a strong electric field, when there is no limiter, it is possible to reliably separate the transmission wave centered at the center frequency f 0 and noise, but when there is a limiter, the power difference between the transmission wave and noise becomes small. It becomes difficult to reliably separate the transmission wave and noise.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an automatic frequency control device that can reliably follow a transmission frequency in both a weak electric field and a strong electric field.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An automatic frequency control device according to a first aspect of the present invention is an automatic frequency control device used for a receiver that demodulates a digital modulation signal in which a synchronization symbol consisting of N symbols is inserted for each frame,
A digitizing means for digitizing the digital modulation signal and a 1-symbol delay unit for delaying the input signal for one symbol period are connected in series (N-1) stages, and 1 to (N-1) from the output of the digitizing means. ) A delay unit for generating a signal delayed by a symbol period, a first inverse modulator for inversely modulating the output of the digitizing means with a vector corresponding to the last symbol of the synchronization symbol, and first to (N− 1) Inverse modulation unit including second to N inverse modulators for inversely modulating the output of the 1-symbol delay unit of the stage with a vector corresponding to (N-1) to the first symbol of the synchronization symbol; The inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit for calculating the evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector output from the input unit and the evaluation of the degree of convergence of the inverse modulation vector calculated by the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit Timing determination means for determining that the synchronization detection timing is greater than a predetermined threshold, and an inverse modulation vector output from the inverse modulation unit when the timing determination means determines that it is the synchronization detection timing Frequency control signal generating means for generating a frequency control signal based on the above.
[0010]
In the first invention, when the evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector obtained by inversely modulating the vector delayed by one symbol period becomes stronger than the threshold, the oscillation frequency of the local oscillator based on the inverse modulation vector A frequency control signal for controlling is generated. In the automatic frequency control device according to the second aspect of the invention, the frequency control signal generation unit converts N inverse modulation vectors output from the first to N inverse modulators of the inverse modulation unit to 0 to (N− 1) Vector positive rotation means having N vector positive rotators rotating in the double positive direction, and positive rotation vector convergence evaluation value for calculating an evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector output from the vector positive rotation means N vector negative rotators for rotating N inverse modulation vectors output from the arithmetic means and the first to N inverse modulators of the inverse modulator in the
[0011]
In the second invention, the evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector obtained by rotating the reverse modulation vector in the positive direction by the vector positive rotation unit, and the negative rotation vector obtained by rotating the reverse modulation vector in the negative direction by the vector negative rotation unit A frequency control signal for controlling the oscillation frequency of the local oscillator is generated based on the evaluation value of the degree of convergence and the evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector.
[0012]
In the automatic frequency control device according to the third aspect of the invention, the frequency control signal generation unit converts N inverse modulation vectors output from the first to N inverse modulators of the inverse modulation unit to 0 to (N− 1) Vector positive rotation means that rotates in the double positive direction, positive rotation vector convergence evaluation value calculation means that calculates an evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector output from the vector positive rotation means, and a first of the inverse modulation unit Vector negative rotation means for rotating N inverse modulation vectors output from the -N inverse modulators in a
[0013]
The automatic frequency control device according to the third aspect of the invention generates a frequency control signal for controlling the oscillation frequency of the local oscillator by repeatedly rotating the inverse modulation vector in the positive direction and the negative direction.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 4 is a block diagram of a digital modulated wave receiver to which the automatic frequency control apparatus according to the present invention is applied. The automatic modulation controller according to the present invention is replaced with the
FIG. 5 is a block diagram of an automatic frequency control apparatus according to the present invention. The real component (I) and the imaginary component (Q) of the digital modulation signal including the frame synchronization signal output from the
[0015]
FIG. 6 is a signal arrangement diagram of QPSK. In QPSK (quaternary phase shift keying modulation), four states (0, 0), (1, 0), (1, 1) and (0, 1) are shown. Therefore, the N state (2N bits) can be used as a frame synchronization signal. For example, when three states (6 bits) of (0, 0), (1, 0) and (1, 1) are used as the frame synchronization signal, the frame synchronization signal is (0, 0, 1, 0, 1, 1).
[0016]
The digital modulation signal including the frame synchronization signal is digitized by the A /
[0017]
The outputs of the matched
FIG. 7 is a configuration diagram of one inverse modulation unit, and each inverse modulation unit 43i has a predetermined synchronization symbol output from the matched
[0018]
If the synchronization symbol is 6 bits, there are three
If it is assumed that the transmission wave is not distorted in the transmission path, the reception vector matches the transmission vector, so that the outputs of the
[0019]
Accordingly, it can be determined that the outputs of the
That is, the inverse modulation vector convergence evaluation
[0020]
The frame synchronization clock is output only when the evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector is smaller than the threshold value, even when the influence of fading or noise is large, that is, when the evaluation value of the degree of convergence is weak. This is because if executed, the oscillation frequency of the local oscillator may be separated from the transmission frequency.
The A /
[0021]
Further, a frequency control signal for controlling the oscillation frequency of the
FIG. 8 is a block diagram of the first embodiment of the frequency control signal generation unit, in which the inverse modulation vector output from the
[0022]
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the vector rotator, and shows a case where the vector rotator rotates in the forward direction. The inverse modulation vector output from the 1-symbol delay unit is rotated larger as the delay is smaller .
In other words, the output of the matched
[0023]
In the vector
Then, the positive rotation vector convergence evaluation
[0024]
FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the frequency control output determination unit. The evaluation value force V (S + ) of the degree of convergence of the positive rotation vector calculated by the positive rotation vector convergence evaluation
If V (S − ) <V (S + ), that is, the case of FIG. 9A, it is determined that the current oscillation frequency of the
[0025]
Conversely, if V (S − )> V (S + ), that is, the case of FIG. 9B, it is determined that the current oscillation frequency of the
As described above, the automatic
[0026]
The inverse modulation vector convergence evaluation
FIG. 11 is a configuration diagram of the first embodiment of the convergence evaluation value calculation unit. In (N−1) subtractors 1111 to 111N−1, adjacent demodulation units (for example, first demodulation unit 431). And the second inverse modulation unit 432), the difference between the outputs of the adjacent vector positive rotation units (for example, the first vector
[0027]
The absolute values of the outputs of the
In the convergence evaluation value calculation unit according to the first embodiment, since the difference between adjacent signals is calculated, the convergence evaluation value calculation unit is easily affected by noise superimposed on the received signal.
[0028]
FIG. 12 is a block diagram of the second embodiment of the convergence evaluation value calculation unit, which makes it possible to improve noise resistance.
In the vector average
[0029]
Then, in the
The square value of each vector difference is calculated by the
[0030]
A square value of the vector average value calculated by the vector average
Then, the normalized vector average value becomes an output to the threshold
[0031]
Although the convergence evaluation value calculation unit according to the second embodiment can improve noise resistance, the configuration is complicated.
Therefore, the configuration is simplified by paying attention to the fact that the vector average value does not change so much whether it rotates positively or negatively.
FIG. 13 is a configuration diagram of the third embodiment of the convergence evaluation value calculation unit, and the configuration of the evaluation
[0032]
FIG. 14 is a configuration diagram of the first embodiment of the rotation vector (positive rotation vector and negative rotation vector) convergence evaluation value calculation unit used in the third embodiment. The second embodiment shown in FIG. The vector average
Then, in the positive rotation vector convergence evaluation
[0033]
Furthermore, the scale of the divider increases regardless of whether it is configured by hardware or software. On the other hand, when only the deviation from the transmission frequency is obtained, normalization by the vector average value can be omitted.
FIG. 15 is a block diagram of the second embodiment of the rotation vector convergence evaluation value calculation unit. The
[0034]
In the above embodiment, since the reception frequency is made to follow the transmission frequency by repeating the operation of adjusting the oscillation frequency of the
Therefore, by configuring the frequency control
[0035]
FIG. 16 is a flowchart of a control signal generation routine executed by the frequency control
In step 162, initial processing is executed, and in
[0036]
When an affirmative determination is made at
Conversely, when a negative determination is made in
[0037]
If the determination in
Conversely, when a negative determination is made in
[0038]
FIG. 17 is a flowchart of the initial process executed in step 162. In
Next, in
Further, in
[0039]
FIG. 18 is a flowchart of vector forward rotation processing executed in
Next, at
[0040]
In
When an affirmative determination is made in
[0041]
Conversely, if a negative determination is made in
FIG. 19 is a flowchart of vector negative rotation processing executed in
[0042]
Then further -AHz corresponding rotation of the rotation vector of the
Evaluation value of degree of convergence of the negative rotating vector group in the preceding Step 1664 V (S -) evaluation value V of the convergence degree of the new rotation vector - determines is greater than (S).
[0043]
When an affirmative determination is made in
Conversely, when a negative determination is made in
[0044]
The automatic frequency control device according to the present invention may be configured by hard-wired logic, programmable logic, or a mixture of both.
Further, it is possible to omit the
[0045]
【The invention's effect】
According to the automatic frequency control device of the present invention, the oscillation frequency of the local oscillator can be made to follow the transmission frequency even in a weak electric field, regardless of whether the limiter operates or not in a strong electric field.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional digital modulated wave receiver.
FIG. 2 is a configuration diagram of a frequency discriminator.
FIG. 3 is a power spectrum diagram of a received signal.
FIG. 4 is a block diagram of a digital modulated wave receiver to which an automatic frequency control device according to the present invention is applied.
FIG. 5 is a block diagram of an automatic frequency control device according to the present invention.
FIG. 6 is a signal arrangement diagram of QPSK.
FIG. 7 is a configuration diagram of an inverse modulation unit.
FIG. 8 is a configuration diagram of a first embodiment of a frequency control signal generation unit.
FIG. 9 is an explanatory diagram of normal rotation of a vector.
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a frequency control output determination unit.
FIG. 11 is a configuration diagram of a first embodiment of a convergence evaluation value calculation unit.
FIG. 12 is a configuration diagram of a second embodiment of a convergence evaluation value calculation unit.
FIG. 13 is a configuration diagram of a convergence evaluation value calculation unit according to a third embodiment.
FIG. 14 is a configuration diagram of a first embodiment of a rotation vector convergence evaluation value calculation unit.
FIG. 15 is a configuration diagram of a second embodiment of a rotation vector convergence evaluation value calculation unit.
FIG. 16 is a flowchart of a control signal generation routine.
FIG. 17 is a flowchart of initial processing.
FIG. 18 is a flowchart of vector forward rotation processing.
FIG. 19 is a flowchart of vector negative rotation processing;
Claims (8)
ディジタル変調信号をディジタル化するディジタル化手段と、Digitizing means for digitizing the digitally modulated signal;
入力信号を1シンボル期間遅延させる1シンボル遅延器を直列接続した構成を有し、前記ディジタル化手段の出力から遅延信号を生成する遅延部と、A delay unit for generating a delay signal from the output of the digitizing means, having a configuration in which a one-symbol delay device for delaying an input signal for one symbol period is connected in series;
前記ディジタル化手段及び前記遅延部内の1シンボル遅延器の出力のうちN個の隣接した出力1〜Nを同期シンボルのN〜1番目のシンボルに対応するベクトルで逆変調する第1〜Nの逆変調器を具備する逆変調部と、Out of the outputs of the digitizing means and the 1-symbol delay unit in the delay unit, N adjacent outputs 1 to N are inversely modulated by vectors corresponding to the N to 1st symbols of the synchronization symbols. An inverse modulator comprising a modulator;
前記逆変調部から出力される逆変調ベクトルの収束度合の評価値を演算する逆変調ベクトル収束評価値演算部と、An inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector output from the inverse modulation unit;
前記逆変調ベクトル収束評価値演算部で演算された逆変調ベクトルの収束度合の評価値が予め定められた閾値より強くなったときを同期検出タイミングであると判定するタイミング判定手段と、Timing determination means for determining that the evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector calculated by the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit is stronger than a predetermined threshold is the synchronization detection timing;
前記タイミング判定手段で同期検出タイミングであると判定されたときに、前記逆変調部から出力される逆変調ベクトルに基づいて周波数制御信号を生成する周波数制御信号生成手段を具備する自動周波数制御装置。An automatic frequency control apparatus comprising frequency control signal generation means for generating a frequency control signal based on an inverse modulation vector output from the inverse modulation unit when the timing determination means determines that the synchronization detection timing is reached.
ディジタル変調信号をディジタル化するディジタル化手段と、
入力信号を1シンボル期間遅延させる1シンボル遅延器を(N−1)段直列接続した構成を有し、前記ディジタル化手段の出力から1〜(N−1)シンボル期間遅延した信号を生成する遅延部と、
前記ディジタル化手段の出力を同期シンボルの最後尾シンボルに対応するベクトルで逆変調する第1の逆変調器、及び前記遅延部内の第1〜(N−1)段の1シンボル遅延器の出力を同期シンボルの(N−1)〜1番目のシンボルに対応するベクトルで逆変調する第2〜Nの逆変調器を具備する逆変調部と、
前記逆変調部から出力される逆変調ベクトルの収束度合の評価値を演算する逆変調ベクトル収束評価値演算部と、
前記逆変調ベクトル収束評価値演算部で演算された逆変調ベクトルの収束度合の評価値が予め定められた閾値より強くなったときを同期検出タイミングであると判定するタイミング判定手段と、
前記タイミング判定手段で同期検出タイミングであると判定されたときに、前記逆変調部から出力される逆変調ベクトルに基づいて周波数制御信号を生成する周波数制御信号生成手段を具備する自動周波数制御装置。An automatic frequency control device used in a receiver for demodulating a digital modulation signal in which a synchronization symbol consisting of N symbols is inserted for each frame,
Digitizing means for digitizing the digitally modulated signal;
A delay for generating a signal delayed by 1 to (N-1) symbol periods from the output of the digitizing means, having a configuration in which (N-1) stages of 1 symbol delay devices for delaying the input signal by one symbol period are connected in series. And
The outputs of the first demodulator that demodulates the output of the digitizing means with a vector corresponding to the last symbol of the synchronization symbol, and the outputs of the first to (N-1) stage 1-symbol delay units in the delay unit. A demodulator comprising second to N demodulators that demodulate with a vector corresponding to (N-1) to the first symbol of the synchronization symbol;
An inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector output from the inverse modulation unit;
Timing determination means for determining that the evaluation value of the degree of convergence of the inverse modulation vector calculated by the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit is stronger than a predetermined threshold as the synchronization detection timing;
An automatic frequency control apparatus comprising frequency control signal generation means for generating a frequency control signal based on an inverse modulation vector output from the inverse modulation unit when the timing determination means determines that the synchronization detection timing is reached.
前記逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍正方向に回転するN個のベクトル正回転器を具備するベクトル正回転手段と、
前記ベクトル正回転手段から出力される正回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する正回転ベクトル収束評価値演算手段と、
前記逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍負方向に回転するN個のベクトル負回転器を具備するベクトル負回転手段と、
前記ベクトル負回転手段から出力される負回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する負回転ベクトル収束評価値演算手段と、
前記タイミング判定手段で同期検出タイミングであると判定されたときに、前記逆変調ベクトル収束評価値演算部、前記正回転ベクトル収束評価値演算手段及び前記負回転ベクトル収束評価値演算手段で演算された収束度合の評価値に基づいて周波数制御出力を判定する周波数制御出力判定手段と、を具備する請求項1または2に記載の自動周波数制御装置。The frequency control signal generator is
N vector positive rotators for rotating N inverse modulation vectors output from the first to N inverse modulators of the inverse modulation unit in a positive direction 0 to (N−1) times the predetermined angle. Vector forward rotation means;
Positive rotation vector convergence evaluation value calculation means for calculating an evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector output from the vector positive rotation means;
There are provided N vector negative rotators that rotate N inverse modulation vectors output from the first to N inverse modulators of the inverse modulation unit in a negative direction by 0 to (N−1) times a predetermined angle. Vector negative rotation means,
Negative rotation vector convergence evaluation value calculation means for calculating an evaluation value of the degree of convergence of the negative rotation vector output from the vector negative rotation means;
When it is determined by the timing determination means that the synchronization detection timing is reached, the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit, the positive rotation vector convergence evaluation value calculation means, and the negative rotation vector convergence evaluation value calculation means are calculated. automatic frequency control device according to claim 1 or 2 comprising a frequency control output determining means for determining the frequency control output based on the evaluation value of the degree of convergence.
前記逆変調手段中の隣接する2つの逆変調器の出力間の偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器の出力の絶対値を演算する(N−1)個の絶対値演算器を具備する絶対値演算手段と、
前記絶対値演算手段中の(N−1)個の絶対値演算器の出力を加算する加算手段を具備し、
前記正回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル正回転手段中の隣接する2つのベクトル正回転器の出力間の偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器の出力の絶対値を演算する(N−1)個の絶対値演算器を具備する絶対値演算手段と、
前記絶対値演算手段中の(N−1)個の絶対値演算器の出力を加算する加算手段を具備し、
前記負回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル負回転手段中の隣接する2つのベクトル負回転器の出力間の偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器の出力の絶対値を演算する(N−1)個の絶対値演算器を具備する絶対値演算手段と、
前記絶対値演算手段中の(N−1)個の絶対値演算器の出力を加算する加算手段を具備する請求項3に記載の自動周波数制御装置。The inverse modulation vector convergence evaluation value calculator is
Deviation calculating means comprising (N-1) subtractors for calculating a deviation between the outputs of two adjacent inverse modulators in the inverse modulating means;
Absolute value computing means comprising (N-1) absolute value computing units for computing the absolute value of the output of the subtractor in the deviation computing means;
Adding means for adding the outputs of (N-1) absolute value calculators in the absolute value calculator;
The positive rotation vector convergence evaluation value computing means is
Deviation calculating means comprising (N-1) subtractors for calculating a deviation between the outputs of two adjacent vector positive rotators in the vector positive rotating means;
Absolute value computing means comprising (N-1) absolute value computing units for computing the absolute value of the output of the subtractor in the deviation computing means;
Adding means for adding the outputs of (N-1) absolute value calculators in the absolute value calculator;
The negative rotation vector convergence evaluation value calculation means is
Deviation calculating means comprising (N-1) subtractors for calculating a deviation between the outputs of two adjacent vector negative rotators in the vector negative rotating means;
Absolute value computing means comprising (N-1) absolute value computing units for computing the absolute value of the output of the subtractor in the deviation computing means;
4. The automatic frequency control device according to claim 3 , further comprising adding means for adding outputs of (N-1) absolute value calculators in the absolute value calculator.
前記逆変調手段中の(N−1)個の逆変調器から出力される逆変調ベクトルのベクトル平均値を演算するベクトル平均値演算手段と、
前記逆変調手段中の(N−1)個の逆変調器から出力される逆変調ベクトルと前記ベクトル平均値演算手段で演算されたベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記平均値ベクトル演算手段で演算されたベクトル平均値の2乗値を演算するベクトル平均値2乗値演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記ベクトル偏差2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記平均値演算手段の出力を前記平均値ベクトル2乗値演算手段の出力で正規化する正規化手段を具備し、
前記正回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル正回転手段中の(N−1)個のベクトル正回転器から出力される正回転ベクトルのベクトル平均値を演算するベクトル平均値演算手段と、
前記ベクトル正回転手段中の(N−1)個のベクトル正回転器から出力される正回転ベクトルと前記ベクトル平均値演算手段で演算されるベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記ベクトル平均値演算手段で演算されたベクトル平均値の2乗値を演算するベクトル平均値2乗値演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記ベクトル偏差2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記平均値演算手段の出力を前記ベクトル平均値2乗値演算手段から出力されるベクトル平均値2乗値で正規化する正規化手段を具備し、
前記負回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル負回転手段中の(N−1)個のベクトル負回転器から出力される負回転ベクトルのベクトル平均値を演算するベクトル平均値演算手段と、
前記ベクトル負回転手段中の(N−1)個のベクトル負回転器から出力される負回転ベクトルと前記ベクトル平均値演算手段で演算されるベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記ベクトル平均値演算手段で演算されたベクトル平均値の2乗値を演算するベクトル平均値2乗値演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記ベクトル偏差2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記平均値演算手段の出力を前記ベクトル平均値2乗値演算手段から出力されるベクトル平均値2乗値で正規化する正規化手段を具備する請求項3に記載の自動周波数制御装置。The inverse modulation vector convergence evaluation value calculator is
Vector average value calculating means for calculating a vector average value of the inverse modulation vectors output from the (N-1) inverse modulators in the inverse modulation means;
A difference between the inverse modulation vector output from the (N-1) inverse modulators in the inverse modulation means and the vector average value computed by the vector mean value computing means is computed (N-1) pieces. Deviation calculating means comprising a subtractor;
Vector mean value square value computing means for computing the square value of the vector mean value computed by the mean value vector computing means;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
An average value calculating means for calculating an average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the vector deviation square value calculating means;
Normalizing means for normalizing the output of the mean value computing means with the output of the mean vector square value computing means;
The positive rotation vector convergence evaluation value computing means is
Vector average value calculating means for calculating a vector average value of positive rotation vectors output from (N-1) vector positive rotators in the vector positive rotation means;
The deviation between the positive rotation vector output from the (N-1) vector positive rotators in the vector positive rotation means and the vector average value calculated by the vector average value calculation means is calculated (N-1). Deviation calculating means comprising a plurality of subtractors;
Vector mean value square value computing means for computing the square value of the vector mean value computed by the vector mean value computing means;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
An average value calculating means for calculating an average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the vector deviation square value calculating means;
Normalization means for normalizing the output of the average value calculation means with the vector mean value square value output from the vector mean value square value calculation means;
The negative rotation vector convergence evaluation value calculation means is
Vector average value calculating means for calculating a vector average value of negative rotation vectors output from (N−1) vector negative rotators in the vector negative rotation means;
The deviation between the negative rotation vector output from the (N−1) vector negative rotators in the vector negative rotation means and the vector average value calculated by the vector average value calculation means is calculated (N−1). Deviation calculating means comprising a plurality of subtractors;
Vector mean value square value computing means for computing the square value of the vector mean value computed by the vector mean value computing means;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
An average value calculating means for calculating an average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the vector deviation square value calculating means;
4. The automatic frequency control device according to claim 3 , further comprising normalization means for normalizing an output of the average value calculation means with a vector average value square value output from the vector average value square value calculation means.
前記逆変調手段中の(N−1)個の逆変調器から出力される逆変調ベクトルのベクトル平均を演算するベクトル平均演算手段と、
前記逆変調手段中の(N−1)個の逆変調器から出力される逆変調ベクトルと前記ベクトル平均演算手段で演算されたベクトル平均との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記ベクトル平均値演算手段で演算されたベクトル平均値の2乗値を演算するベクトル平均値2乗値演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記偏差ベクトル2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記平均値演算手段の出力を前記ベクトル平均値2乗値演算手段から出力されるベクトル平均値2乗値で正規化する正規化手段を具備し、
前記正回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル正回転手段中の(N−1)個のベクトル正回転器から出力される正回転ベクトルと前記逆変調ベクトル収束評価値演算部のベクトル平均値演算手段で演算されるベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記ベクトル偏差2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記平均値演算手段の出力を前記逆変調ベクトル収束評価値演算部のベクトル平均値2乗値演算手段で演算されたベクトル平均値2乗値で正規化する正規化手段を具備し、
前記負回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル負回転手段中の(N−1)個のベクトル負回転器から出力される負回転ベクトルと前記逆変調ベクトル収束評価値演算部のベクトル平均値演算手段で演算されるベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記平均値ベクトル演算手段で演算されたベクトル平均値の2乗値を演算するベクトル平均値2乗値演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記ベクトル偏差2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記平均値演算手段の出力を前記逆変調ベクトル収束評価値演算部の前記ベクトル平均値2乗値演算手段で演算されたベクトル平均値2乗値で正規化する正規化手段を具備する請求項3に記載の自動周波数制御装置。The inverse modulation vector convergence evaluation value calculator is
Vector average computing means for computing the vector average of the inverse modulation vectors output from the (N-1) inverse modulators in the inverse modulation means;
(N-1) subtractors for calculating the deviation between the inverse modulation vector output from the (N-1) inverse modulators in the inverse modulation means and the vector average computed by the vector average computation means. Deviation calculating means comprising:
Vector mean value square value computing means for computing the square value of the vector mean value computed by the vector mean value computing means;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
Average value calculating means for calculating the average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the deviation vector square value calculating means;
Normalization means for normalizing the output of the average value calculation means with the vector mean value square value output from the vector mean value square value calculation means;
The positive rotation vector convergence evaluation value computing means is
A positive rotation vector output from (N−1) vector positive rotators in the vector positive rotation means and a vector average value calculated by the vector average value calculation means of the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit. Deviation calculating means comprising (N-1) subtractors for calculating the deviation;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
An average value calculating means for calculating an average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the vector deviation square value calculating means;
Normalization means for normalizing the output of the average value calculation means with the vector average value square value calculated by the vector average value square value calculation means of the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation section;
The negative rotation vector convergence evaluation value calculation means is
The negative rotation vector output from the (N−1) vector negative rotators in the vector negative rotation means and the vector average value calculated by the vector average value calculation means of the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit Deviation calculating means comprising (N-1) subtractors for calculating the deviation;
Vector mean value square value computing means for computing the square value of the vector mean value computed by the mean value vector computing means;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
An average value calculating means for calculating an average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the vector deviation square value calculating means;
Claim 3 having a normalization means for normalizing with the calculated vector mean square values in the vector mean square value computing means of the inverse modulation vectors convergent evaluation value calculating unit output of said average value calculating means The automatic frequency control apparatus described in 1.
前記逆変調手段中の(N−1)個の逆変調器の出力ベクトルのベクトル平均値を演算するベクトル平均値演算手段と、
前記逆変調手段中の(N−1)個の逆変調器の出力ベクトルと前記ベクトル平均値演算手段で演算されたベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記ベクトル平均値演算手段で演算された平均値ベクトルの2乗値を演算するベクトル平均値2乗値演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記ベクトル偏差2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記平均値演算手段の出力を前記平均値ベクトル2乗値演算手段の出力で正規化する正規化手段を具備し、
前記正回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル正回転手段中の(N−1)個のベクトル正回転器から出力される正回転ベクトルと前記逆変調ベクトル収束評価値演算部のベクトル平均値演算手段で演算されるベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記ベクトル偏差2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段を具備し、
前記負回転ベクトル収束評価値演算手段が、
前記ベクトル負回転手段中の(N−1)個のベクトル負回転器から出力される負回転ベクトルと前記逆変調ベクトル収束評価値演算部のベクトル平均値演算手段で演算されるベクトル平均値との偏差を演算する(N−1)個の減算器を具備する偏差演算手段と、
前記偏差演算手段中の減算器で演算されたベクトル偏差の2乗値を演算する(N−1)個の2乗値演算器を具備するベクトル偏差2乗値演算手段と、
前記偏差ベクトル2乗値演算手段中の(N−1)個の2乗値演算器の出力の平均値を演算する平均値演算手段を具備する請求項3に記載の自動周波数制御装置。The inverse modulation vector convergence evaluation value calculator is
Vector average value calculating means for calculating a vector average value of output vectors of (N-1) demodulators in the inverse modulating means;
(N-1) subtractors for calculating a deviation between the output vector of the (N-1) inverse modulators in the inverse modulation means and the vector average value calculated by the vector average value calculation means. Deviation calculating means for
Vector mean value square value computing means for computing the square value of the mean value vector computed by the vector mean value computing means;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
An average value calculating means for calculating an average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the vector deviation square value calculating means;
Normalizing means for normalizing the output of the mean value computing means with the output of the mean vector square value computing means;
The positive rotation vector convergence evaluation value computing means is
A positive rotation vector output from (N−1) vector positive rotators in the vector positive rotation means and a vector average value calculated by the vector average value calculation means of the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit. Deviation calculating means comprising (N-1) subtractors for calculating the deviation;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
An average value calculating means for calculating an average value of the outputs of the (N-1) square value calculators in the vector deviation square value calculating means;
The negative rotation vector convergence evaluation value calculation means is
The negative rotation vector output from the (N−1) vector negative rotators in the vector negative rotation means and the vector average value calculated by the vector average value calculation means of the inverse modulation vector convergence evaluation value calculation unit Deviation calculating means comprising (N-1) subtractors for calculating the deviation;
A vector deviation square value computing means comprising (N-1) square value computing units for computing the square value of the vector deviation computed by the subtractor in the deviation computing means;
4. The automatic frequency control device according to claim 3 , further comprising an average value calculating means for calculating an average value of outputs of (N-1) square value calculators in the deviation vector square value calculating means.
前記逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍正方向に回転するベクトル正回転手段と、
前記ベクトル正回転手段から出力される正回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する正回転ベクトル収束評価値演算手段と、
前記逆変調部の第1〜Nの逆変調器から出力されるN個の逆変調ベクトルを所定角の0〜(N−1)倍負方向に回転するベクトル負回転手段と、
前記ベクトル負回転手段から出力される負回転ベクトルの収束度合の評価値を演算する負回転ベクトル収束評価値演算手段と、
前記逆変換ベクトル収束評価値演算部で演算された逆変換ベクトルの収束度合の評価値が前記正回転ベクトル収束評価値演算部で演算された正回転ベクトルの収束度合の評価値より弱いときは、前記ベクトル正回転手段及び前記正回転ベクトル収束評価値演算手段による処理を今回演算された正回転ベクトルの収束度合の評価値が前回演算された正回転ベクトル収束度合の評価値より強となるまで繰り返し、その後前記所定角の繰り返し回数倍した周波数増加信号を出力するベクトル正回転処理手段と、
前記逆変換ベクトル収束評価値演算部で演算された逆変換ベクトルの収束度合の評価値が前記負回転ベクトル収束評価値演算部で演算された負回転ベクトルの収束度合の評価値より弱いときは、前記ベクトル負回転手段及び前記負回転ベクトル収束評価値演算手段による処理を今回演算された負回転ベクトルの収束度合の評価値が前回演算された負回転ベクトル収束度合の評価値より強となるまで繰り返し、その後前記所定角の繰り返し回数倍した周波数減少信号を出力するベクトル負回転処理手段と、を具備する請求項1または2に記載の自動周波数制御装置。The frequency control signal generator is
Vector forward rotation means for rotating N inverse modulation vectors output from the first to N inverse modulators of the inverse modulation unit in a positive direction of 0 to (N-1) times a predetermined angle;
Positive rotation vector convergence evaluation value calculation means for calculating an evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector output from the vector positive rotation means;
Vector negative rotation means for rotating N inverse modulation vectors output from the first to N inverse modulators of the inverse modulation unit in a negative direction 0 to (N-1) times a predetermined angle;
Negative rotation vector convergence evaluation value calculation means for calculating an evaluation value of the degree of convergence of the negative rotation vector output from the vector negative rotation means;
When the evaluation value of the degree of convergence of the inverse transformation vector calculated by the inverse transformation vector convergence evaluation value calculation unit is weaker than the evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector calculated by the positive rotation vector convergence evaluation value calculation unit, The processing by the vector positive rotation means and the positive rotation vector convergence evaluation value calculation means is repeated until the evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector calculated this time becomes stronger than the evaluation value of the degree of convergence of the positive rotation vector calculated last time. Then, vector normal rotation processing means for outputting a frequency increase signal multiplied by the number of repetitions of the predetermined angle, and
When the evaluation value of the degree of convergence of the inverse conversion vector calculated by the inverse conversion vector convergence evaluation value calculation unit is weaker than the evaluation value of the degree of convergence of the negative rotation vector calculated by the negative rotation vector convergence evaluation value calculation unit, The processing by the vector negative rotation means and the negative rotation vector convergence evaluation value calculation means is repeated until the evaluation value of the convergence degree of the negative rotation vector calculated this time becomes stronger than the evaluation value of the negative rotation vector convergence degree calculated last time. , then the automatic frequency control device according to claim 1 or 2, anda vector negative rotation processing means for outputting the number of repetitions multiplying frequency decrease signal of the predetermined angle.
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