(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＭＡ信号を無線信号によって送信する基地局と，前記ＴＤＭＡ信号を受信すると共に前記無線信号とは別の周波数の無線信号を用いてＴＤＭＡ信号の定められたフレームでデータ信号を前記基地局に送信する加入者局とを備える無線通信網のＡＦＣ方式であって、
前記基地局が、前記加入者局から受けた無線信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出手段と、検出された前記周波数オフセットの情報を前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームのデータ信号に多重化するＴＤＭＡ回路手段とを備え、
前記加入者局が、前記基地局から受けた前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームから前記周波数オフセットの情報を分離する周波数オフセット情報分離手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて分離された前記周波数オフセットの情報を基に前記定められたフレームの前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし、送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、
前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、
前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新することを特徴とするＡＦＣ方式。
【請求項２】
前記無線通信網が、一つの前記基地局と、ほぼ同一周波数の前記無線信号を送信する複数の前記加入者局とを備え、
前記基地局が、前記加入者局の各各に前記ＴＤＭＡ信号の対応するフレームを通じてデータ信号の同報送信を行い、前記加入者局の各各が、前記ＴＤＭＡ信号の対応フレームを通じて前記基地局にデータ信号を送信する多方向多重無線システムであることを特徴とする請求項１記載のＡＦＣ方式。
【請求項３】
前記加入者局が送信するデータ信号にはプリアンブル符号が付加されていないことを特徴とする請求項１又は２記載のＡＦＣ方式。
【請求項４】
前記加入者局から送信される無線信号が４相位相変調されており、前記周波数オフセット補正手段が、直交する二つの前記ベースバンドデータと分離された前記周波数オフセットの周波数の正弦波成分及び余弦波成分とを複素演算して前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットの周波数だけ偏移させることを特徴とする請求項１又は２記載のＡＦＣ方式。
【請求項５】
前記加入者局が、受信した前記ＴＤＭＡ信号を復調する復調器を備え、前記周波数オフセット情報が、前記復調器の復調位相誤差を基に作成されることを特徴とする請求項１又は２記載のＡＦＣ方式。
【請求項６】
ＴＤＭＡ信号を無線信号によって送信する基地局と，前記ＴＤＭＡ信号を予め定められたフレームを通じて受信すると共に前記無線信号とは別のほぼ同一周波数の無線信号を用いてＴＤＭＡ信号の定められたフレームでデータ信号を前記基地局に送信する複数の加入者局とを備える多方向多重無線システムのＡＦＣ方式であって、
前記基地局が、前記加入者局から受けた無線信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出手段と、検出された前記周波数オフセットの情報を前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームのデータ信号に多重化するＴＤＭＡ回路手段とを備え、
前記加入者局の各各が、前記基地局から受けた前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームから前記周波数オフセットの情報を分離する周波数オフセット情報分離手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて分離された前記周波数オフセットの情報を基に定められたフレームの前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし、送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、
前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、
前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新することを特徴とするＡＦＣ方式。
【請求項７】
前記加入者局から送信される無線信号が４相位相変調されており、前記周波数オフセット補正手段が、直交する二つの前記ベースバンドデータと分離された前記周波数オフセットの周波数の正弦波成分及び余弦波成分とを複素演算して前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットの周波数だけ偏移させる回路であることを特徴とする請求項６記載のＡＦＣ方式。
【請求項８】
基地局及び前記基地局とＴＤＭＡ方式で通信する加入者局の変調器と受信機が共に共通ローカル方式をとる多方向多重無線システムのＡＦＣ方式であって、
前記加入者局が、前記基地局から受信した無線信号の周波数偏移から周波数オフセットの情報を検出する周波数オフセット情報検出手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて前記周波数オフセットの情報を基に前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし、送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、
前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、
前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新することを特徴とするＡＦＣ方式。
【請求項９】
第１の無線局と前記第２の無線局とがディジタル無線信号を用いて通信するディジタル無線システムのＡＦＣ方式であって、
前記第１の無線局が、前記第２の無線局から受けた無線信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出手段と、検出された前記周波数オフセットの情報を別のデータ信号に多重化して前記第２の無線局に送信する周波数オフセット情報送信手段とを備え、
前記第２の無線局が、前記前記第１の無線局から受けた前記周波数オフセットの情報を前記データ信号から分離する周波数オフセット情報分離手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて分離された前記周波数オフセットの情報を基に前記第１の無線局に送信すべき前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし，送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、
前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、
前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新することを特徴とするＡＦＣ方式。
【請求項１０】
前記第２の無線局から送信される無線信号が４相位相変調されており、前記周波数オフセット補正手段が、直交する二つの前記ベースバンドデータと分離された前記周波数オフセットの周波数の正弦波成分及び余弦波成分とを複素演算して前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットの周波数だけ偏移させる回路であることを特徴とする請求項９記載のＡＦＣ方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル無線通信方式において対向局に送信する無線信号の周波数を適切に制御できるＡＦＣ方式に関し、特に多方向多重無線システムに好適なＡＦＣ方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル無線通信において、受信信号の周波数（受信周波数）が正しい周波数からずれる（周波数オフセットがある）と、キャリア同期の遅れやＢＥＲ（ビット・エラー・レート）の劣化などの受信データ品質の劣化を来すことになる。この現象は特に伝送レートの低いシステムに於いては影響が大きくなる。例えば、図１の本発明の一実施の形態に示す、ＴＤＭＡ（タイム・ディビジョン・マルチプル・アクセス）方式の多方向多重無線システムでは、基地局１００から加入者局２００（２００ａ〜２００ｎ：ｎは複数）に送られる下り方向の無線信号が加入者局２００にて同期検波され，加入者局２００から基地局１００に送られる上り方向の無線信号が基地局１００にて遅延検波されるが、下り方向では同期範囲の問題，上り方向ではＢＥＲ特性の劣化の問題が重要になってくる。
【０００３】
従来のディジタル無線通信においては、同期検波方式の受信装置（加入者局２００等）では受信装置自体がＰＬＬ（位相同期）回路等を用いるキャリア再生回路によって局部発振周波数を受信周波数に位相同期させる方法がある（例えば、特開平６−６１９９８号公報：ディジタル無線装置の同期引込方式）。また、遅延検波方式の受信装置（基地局１００等）では、自局装置で受けた無線信号の周波数を適切な周波数に補正することは困難であり、特に、送信局が複数存在し，送信局の各各から時分割で送られてくるバースト状の受信無線信号を瞬時に復調しなければならないＴＤＭＡ方式（例えば、図１に示した多方向多重無線システム）の場合には、送信局の各各に周波数可変の発振器を追加して基地局から自局装置に送られてきた周波数オフセット情報に従って上記送信局側の発振器の発振周波数を制御するか，あるいは恒温糟付きの水晶発振器を源振にして無線信号の周波数を精密に制御する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来のディジタル無線通信システムでは、受信無線信号の周波数オフセットを補正あるいはなくするためには、通信する無線局の双方の受信装置共に，ＰＬＬ発振器など可変周波数発振器あるいは恒温糟付きの高確度水晶発振器などの高価なアナログ発振器を追加装備する必要があった。特に、ＴＤＭＡ方式の多方向多重無線システムの上り回線の如く，伝送効率を高める等の理由でバースト状のデータ信号にプリアンブル符号を付加出来ない条件下で，無線周波数が高く，基地局が受ける受信信号の周波数オフセットが無視出来ない様な状況において、可変周波数局部発振器を装備するのは高価なものになるという欠点があった。
【０００５】
従って本発明は、ディジタル無線通信システムにおける上述した従来技術の欠点を解消し、可変周波数局部発振器や恒温糟付きの水晶発振器などの高価なアナログ発振器を追加せずに，基地局における受信無線信号の周波数オフセットを容易に補正できるＡＦＣ方式を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＡＦＣ方式の第一は、ＴＤＭＡ信号を無線信号によって送信する基地局と、前記ＴＤＭＡ信号を受信すると共に前記無線信号とは別の周波数の無線信号を用いてＴＤＭＡ信号の定められたフレームでデータ信号を前記基地局に送信する加入者局とを備える無線通信網のＡＦＣ方式であって、前記基地局が、前記加入者局から受けた無線信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出手段と、検出された前記周波数オフセットの情報を前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームのデータ信号に多重化するＴＤＭＡ回路手段とを備え、前記加入者局が、前記基地局から受けた前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームから前記周波数オフセットの情報を分離する周波数オフセット情報分離手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて分離された前記周波数オフセットの情報を基に前記定められたフレームの前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし、送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新する。
【０００７】
前記ＡＦＣ方式の第一は、前記無線通信網が、一つの前記基地局と，ほぼ同一周波数の前記無線信号を送信する複数の前記加入者局とを備え、前記基地局が前記加入者局の各各に前記ＴＤＭＡ信号の対応するフレームを通じてデータ信号の同報送信を行い、前記加入者局の各各が前記ＴＤＭＡ信号の対応フレームを通じて前記基地局にデータ信号を送信する多方向多重無線システムである構成をとることができる。
【０００８】
前記ＡＦＣ方式の第二は、前記加入者局が送信するデータ信号にはプリアンブル符号が付加されていない構成をとることができる。
【０００９】
前記ＡＦＣ方式の第三は、前記加入者局から送信される無線信号が４相位相変調されており、前記周波数オフセット補正手段が、直交する二つの前記ベースバンドデータと分離された前記周波数オフセットの周波数の正弦波成分及び余弦波成分とを複素演算して前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットの周波数だけ偏移させる構成をとることができる。
【００１０】
前記ＡＦＣ方式の第四は、前記加入者局が、受信した前記ＴＤＭＡ信号を復調する復調器を備え、前記周波数オフセット情報が、前記復調器の復調位相誤差を基に作成される構成をとることができる。
【００１２】
本発明によるＡＦＣ方式の第二は、ＴＤＭＡ信号を無線信号によって送信する基地局と、前記ＴＤＭＡ信号を予め定められたフレームを通じて受信すると共に前記無線信号とは別のほぼ同一周波数の無線信号を用いてＴＤＭＡ信号の定められたフレームでデータ信号を前記基地局に送信する複数の加入者局とを備える多方向多重無線システムのＡＦＣ方式であって、前記基地局が、前記加入者局から受けた無線信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出手段と、検出された前記周波数オフセットの情報を前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームのデータ信号に多重化するＴＤＭＡ回路手段とを備え、前記加入者局の各各が、前記基地局から受けた前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームから前記周波数オフセットの情報を分離する周波数オフセット情報分離手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて分離された前記周波数オフセットの情報を基に定められたフレームの前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし、送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新する。
【００１３】
本発明によるＡＦＣ方式の第三は、基地局及び前記基地局とＴＤＭＡ方式で通信する加入者局の変調器と受信機が共に共通ローカル方式をとる多方向多重無線システムのＡＦＣ方式であって、前記加入者局が、前記基地局から受信した無線信号の周波数偏移から周波数オフセットの情報を検出する周波数オフセット情報検出手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて前記周波数オフセットの情報を基に前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし，送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新する。
【００１４】
本発明によるＡＦＣ方式の第四は、第１の無線局と前記第２の無線局とがディジタル無線信号を用いて通信するディジタル無線システムのＡＦＣ方式であって、前記第１の無線局が、前記第２の無線局から受けた無線信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出手段と、検出された前記周波数オフセットの情報を別のデータ信号に多重化して前記第２の無線局に送信する周波数オフセット情報送信手段とを備え、前記第２の無線局が、前記前記第１の無線局から受けた前記周波数オフセットの情報を前記データ信号から分離する周波数オフセット情報分離手段と、ベースバンドデータを変調する変調器より前段に配置されたディジタル信号処理回路を用いて分離された前記周波数オフセットの情報を基に前記第１の無線局に送信すべき前記ベースバンドデータの周波数を逆オフセットし，送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備え、前記周波数オフセット補正手段が、前記周波数オフセットの情報を更新する周波数オフセット更新手段を備え、前記周波数オフセット補正手段は、前記加入者局から前記基地局に前記無線信号が到達し、前記周波数オフセットが検出され、前記周波数オフセットの情報が分離され、前記周波数オフセット情報更新手段に帰るまでの一巡時間より長い周期で、前記周波数オフセットの情報を更新する。
【００１５】
【作用】
本発明によるＡＦＣ方式は、ディジタル無線通信システムにおいて，個々の下位無線局が、対向する上位無線局の復調部での周波数オフセットが最小になる様に，両局の送受信部の局部発振器の周波数オフセットを加算した値を打ち消すように、自局の送信部にて前もって周波数オフセットを与える方式である。本発明は、この送信部にて周波数オフセットを与える際に、これを送信部の変調器より前段に配置したディジタル回路によるディジタル信号処理において実現する方式であり、周波数可変発振器等，高価なアナログ発振器の追加を必要としないことを特徴とする。
【００１６】
本発明によるＡＦＣ方式は、ＴＤＭＡ通信を行う多方向多重無線システムに好適であり、基地局が加入者局の各各から受信するＴＤＭＡフレーム（受信信号）のキャリア周波数のずれ（オフセット）をそれぞれ検出し、これらの周波数オフセット情報を加入者局の各各に返し、それを受け取った加入者局は、この周波数オフセットを打ち消すような周波数オフセットを予め与えられた信号フレームで送信する事により、基地局では周波数オフセットの無い受信信号を得る事が出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明によるＡＦＣ方式の実施の形態の一つを示す構成図である。図１はＴＤＭＡ方式の多方向多重無線システムを示している。
【００１９】
この多方向多重無線システムは、基地局１００から下り方向の（ディジタル）無線信号を複数の加入者局２００（２００ａ〜２００ｎ：ｎは複数）にＴＤＭ方式で同報送信する。加入者局２００の各各は、送られた無線信号のうちの予め定められたＴＤＭフレームのデータ信号をそれぞれ受信し，このデータ信号を同期検波方式によって復調する。また、加入者局２００の各各は、上記ＴＤＭフレームと同じフレーム構成のＴＤＭＡフレームの定められた互いに異なるフレームを用い，基地局１００からの無線信号とは別のほぼ同一周波数で（ディジタル）無線信号を基地局１００にそれぞれ送信する。これらの無線信号の周波数は、無線信号を生じるための源発振器が異なるため、規定周波数とは一般には多少の違い（周波数オフセット）を有する。基地局１００は、加入者局２００の各各ごとに、対応するフレームのデータ信号を遅延検波方式で復調する。なお、無線信号はＰＳＫ変調などで直交変調されることが多い。また、加入者局２００の送信するデータ信号は、伝送効率を高めるためにプリアンブル符号を付加しないことが多い。
【００２０】
図２は図１の実施の形態における基地局１００の構成図である。
【００２１】
基地局１００は、加入者局２００の一つ，例えば加入者局２００ａから送られた定められたＴＤＭＡフレームの無線信号（上り方向信号）をアンテナ７で受信する。受信された受信信号Ｓ１は、アンテナ共用器６を介して受信機８に入力される。受信機８は受信信号Ｓ１と局部発振器１２が供給する局部発振信号（ローカル信号）Ｓ２ａとを周波数混合すると共に所定レベルに増幅してベースバンド（ＢＢ）のディジタル信号Ｓ３を生じる。ディジタル信号Ｓ３は遅延検波方式の復調器９に供給される。
【００２２】
復調器９は、ディジタル信号Ｓ３の再生（復調）を行い、再生されたデータ信号Ｓ４をＴＤＭＡ受信回路１０に出力する。ＴＤＭＡ受信回路１０はデータ信号Ｓ４の時間軸上での分離，及び上記ＴＤＭＡフレームから集線処理用フレームへのフレーム変換等を行い、これらの処理がなされたデータを集線回路２を経て交換機１に出力する。ここで、復調器９は、ディジタル信号Ｓ３の再生（復調）と同時に，復調前のディジタル信号Ｓ３ａを周波数オフセット検出回路１１に出力する。周波数オフセット検出回路１１は、ディジタル信号Ｓ３のアイパターンの理想点のずれ（回転角θ），つまり復調位相誤差を検出し，回転角θとディジタル信号Ｓ３のクロック周波数とから受信信号Ｓ１のキャリア（周波数または搬送周波数）オフセットΔｆを算出し、上記周波数オフセットの量に対応したディジタル信号に変換する。ディジタル信号に変換された受信信号Ｓ１の周波数オフセット（周波数オフセット情報）Ｓ５はＴＤＭＡ送信回路３に出力される。
【００２３】
一方、基地局１００は、交換機１からのデータを集線回路２により集線してＴＤＭＡ送信回路３に出力する。ＴＤＭＡ送信回路３は、上記データの集線処理用フレームからＴＤＭＡフレームへの変換，集線回路２からのデータの時間軸上での多重に加えて周波数オフセット検出回路１１からの周波数オフセットＳ５を多重し、さらに波形整形を行う。多重化及び波形整形されたデータ信号Ｓ６は、変調器４に供給される。変調器４は、局部発振器１２が出力する局部発振信号Ｓ２ｂをデータ信号Ｓ６で変調する。この変調方式は４ＰＳＫ変調である。なお、局部発振信号Ｓ２ｂは、局部発振信号Ｓ２ａと同じであっても，互いに異なった周波数であってもよい。データ信号Ｓ６で変調された送信信号Ｓ７は、送信機５によって増幅及び周波数制限された送信信号Ｓ７ａとなる。送信信号Ｓ７ａは、さらにアンテナ共用器６を通してアンテナ７に供給され、アンテナ７から無線信号となって複数の加入者局２００，つまり下り方向の下位局に送信される。
【００２４】
図３は図１の実施の形態における加入者局２００（２００ａ）の一例の構成図である。この図は複数の加入者局２００の代表として加入者局２００ａを示している。
【００２５】
加入者局２００ａは、基地局１００が送信した下り方向の無線信号をアンテナ２７に受けて受信信号Ｓ１１を生じる。受信信号Ｓ１１は、アンテナ共用器２６を経て受信機２８に供給される。受信機２８は、受信信号Ｓ１１を局部発振器３２が発生する局部発振信号（ローカル信号）Ｓ１２ａと周波数混合してダウンコンバートし、予め定められたＴＤＭフレームのベースバンド信号Ｓ１３を生じる。ベースバンド信号Ｓ１３は復調器２９に供給される。復調器２９はベースバンド信号Ｓ１３を同期検波方式で復調して復調信号Ｓ１４を生じる。復調信号Ｓ１４は周波数オフセット情報分離回路３０に送られる。
【００２６】
周波数オフセット情報分離回路３０は、基地局１００でＴＤＭフレームに多重されたデータ信号と周波数オフセット情報（Ｓ５）とを分離し、分離されたデータ信号Ｓ１５をＴＤＭＡ受信回路３１に，周波数オフセット情報Ｓ１６を周波数オフセット補正回路２３に出力する。なお、周波数オフセット情報（Ｓ５）はフレーム内の予め定めた位置に挿入することにしておけばよい。データ信号Ｓ１５は、ＴＤＭＡ受信回路３１によって集線されたデータ信号の分離，及び無線フレームから加入者回路用フレームへのフレーム変換が行われ、上記の処理が行われて加入者とのインタフェース部である加入者回路２１に出力される。
【００２７】
一方、加入者回路２１からのデータ信号は、ＴＤＭＡ送信回路２２によって加入者回路用フレームからＴＤＭＡフレームへのフレーム変換，データの多重化及び波形整形が行われて周波数オフセット補正回路２３に出力される。周波数オフセット補正回路２３は、周波数オフセット情報Ｓ１６に従って、ＴＤＭＡ送信回路２２からの波形整形されたデータ信号Ｓ１７に周波数の逆オフセットを与える。ここでいう逆オフセットとは、基地局１００で検出された周波数オフセット（Ｓ５）を相殺する周波数オフセットの事を意味する。つまり、基地局１００の復調器９に供給されるディジタル信号Ｓ３の周波数オフセットをほぼ零あるいは規定内に補正する信号処理である。この逆オフセットが、送信信号Ｓ１９を送信周波数に変換する変調器２４より前段，つまりベースバンド領域で行われることに注意されたい。
【００２８】
変調器２４は、局部発振器３２が発生する搬送波信号Ｓ１２ｂを上述の逆オフセットのかかったデータ信号Ｓ１８で変調し、送信信号Ｓ１９を生じる。本実施の形態での変調器２４は、直交変調器であるが、変調方式はこの変調方式に限定されない。送信信号Ｓ１９は、増幅及び周波数制限を行う送信機２５，及びアンテナ共用器２６を経、送信信号Ｓ１９ａとしてアンテナ２７に供給される。アンテナ２７は送信信号Ｓ１９ａを上り方向の無線信号として基地局１００に送信する。
【００２９】
上述の通り、図１乃至図３を用いて説明した多方向多重無線システムは、基地局１００で加入者局２００からの無線信号の周波数オフセットをＴＤＭＡフレームごとに検出して加入者局２００の各各に周波数オフセット情報を送信し、加入者局２００では自局の周波数オフセットの逆オフセットをかけた周波数の送信信号を送信し、結果として基地局１００の復調器９では周波数オフセットの無い信号で遅延検波を行うことができる。上記逆オフセットはベースバンド信号のディジタル信号処理によって行うことができるので、上記多方向多重無線システムは高価なアナログ発振器を追加することなくＡＦＣ（自動周波数制御）を発動させることができるという効果がある。
【００３０】
また、従来から知られているＰＬＬ回路等によるキャリア再生による復調器の位相同期方式に対して周波数引き込み動作が不要であるので、伝送効率を高めるためにＴＤＭＡフレームのデータ信号にプリアンブル符号を付加できなくても、ＡＦＣを早期，且つ有効に動作させることができるという効果もある。
【００３１】
なお、本実施の形態では、多方向多重無線システムを例にとっているが、上述したＡＦＣ方式は１対１対向の一般的なディジタル無線システムにも有効であることはいうまでもない。
【００３２】
また、基地局１００では、複数の加入者局２００からの周波数オフセットの掛かった無線信号を復調するのに便利な遅延検波方式を用いているが、同期検波方式でも周知の技術によって周波数オフセットを検出するのは可能であり、周波数オフセットを検出するために遅延検波方式に限定される必然性はない。
【００３３】
図４は加入者局２００ａにおける本発明の特徴部分を詳細に示す構成図である。図４ではＴＤＭＡ送信回路２２及び周波数オフセット補正回路２３を詳細に示している。図５は図４に示した周波数オフセット補正回路２３の動作を説明するための図である。
【００３４】
ＴＤＭＡ送信回路２２のＴＤＭＡ回路１０１は、加入者回路２１から供給された送信すべきデータ信号等（ＢＢ信号）を各種タイミング信号等に従って多重化し，無線（ＴＤＭＡ）フレームのフォーマットに変換する。ここで、変調器２４は４相ＰＳＫ変調（４ＰＳＫ）を行うので、出力は２列のデータ列（ディジタル２値の信号である）Ｓ１０１ａ及びＳ１０１ｂになる。Ｐｃｈの送信フィルタ（ＴＸ−ＦＩＬ）１０２及びＱｃｈの送信フィルタ（ＴＸ−ＦＩＬ）１０３は、データ列Ｓ１０１ａ及びＳ１０１ｂに対しディジタル信号処理によってそれぞれ信号の波形整形を行い、複数ビットで表現されたデータ信号Ｓ１０２ａ及びＳ１０２ｂを周波数オフセット補正回路２３の複素乗算回路１０４に出力する。いま、データ列Ｓ１０２ａを関数Ｐ（ｔ），データ列Ｓ１０２ｂを関数Ｑ（ｔ）で表すことにする。
【００３５】
また、周波数オフセット補正回路２３では、データ信号Ｓ１５から分離された周波数オフセット情報Ｓ１６が周波数オフセット情報更新回路１０９に入力される。周波数オフセット情報更新回路１０９は、現在保持されている周波数オフセット情報（Ｓ１６）を或る一定の周期で更新する。なお、この情報更新周期は、最低でも、加入者局２００ａからの無線信号が基地局１００に到達し、基地局１００にて周波数オフセットＳ５が検出され、その情報が加入者局２００ａへの送信信号であるデータ信号Ｓ６に多重され、加入者局２００ａにて分離されて再び周波数オフセット情報更新回路１０９へその応答が帰って来るまでの一巡時間より長くしておく必要がある。
【００３６】
周波数オフセット情報更新回路１０９は、更新された更新オフセット情報Ｓ１０３を加算回路１１０の一方の入力端子に送る。加算回路１１２の出力は、正弦波発生器（ＳＩＮ−ＧＥＮ）１１２及び余弦波発生器（ＣＯＳ−ＧＥＮ）１１３のアドレス信号Ｓ１０４とされる。フリップ・フロップ回路（Ｆ／Ｆ）１１１は、アドレス信号Ｓ１０４を１サンプル遅延させて加算回路１１０の他方の端子にフィードバックさせる。そして、加算回路１１０は、現在保持している周波数オフセット情報（Ｓ１６）と新たに入力される周波数オフセット情報Ｓ１６とを加算し，合計の周波数オフセット量を算出する。つまり、フリップ・フロップ回路１１１に現在保持されているアドレス信号Ｓ１０４が加入者局２００ａ側の送信信号Ｓ１９に加えられている周波数オフセット情報Ｓ１６であり、データ信号Ｓ１５から分離された周波数オフセット情報Ｓ１６が更に補正（逆オフセット）されるべき周波数オフセット情報となる。
【００３７】
周波数オフセット（Δｆ）の更新について追加説明すると、加入者局２００ａは装置の置かれている環境温度等，何らかの要因で逆オフセットすべき値が変化する。逆オフセット量が少なくなった場合は、逆オフセット量を追加する事によって補正量がさらに増加する。また、逆オフセットの値が過剰の場合は、補正量が減少する。
【００３８】
加算回路１１０から出力されるアドレス信号Ｓ１０４は、正弦波発生器（ＳＩＮ−ＧＥＮ）１１２及び余弦波発生器（ＣＯＳ−ＧＥＮ）１１３に供給される。逆（周波数）オフセット−Δｆの周波数を持つキャリア信号の角周波数は２πΔｆ＝Δωである。従って、正弦波発生器１１２はアドレス信号Ｓ１０４の入力によってＳＩＮ（Δωｔ）で表される正弦波Ｓ１０５を発生する。また、余弦波発生器１１３はＣＯＳ（Δωｔ）で表される余弦波Ｓ１０６を発生する。正弦波Ｓ１０５及び余弦波Ｓ１０６は複素演算回路１０４にそれぞれ供給される。
【００３９】
複素演算回路１０４は、直交する関数Ｐ（ｔ）及び関数Ｑ（ｔ）と同じく直交する正弦波ＳＩＮ（Δωｔ）及び余弦波ＣＯＳ（Δωｔ）とを下記の式の通り，複素演算して関数Ｐ（ｔ）及び関数Ｑ（ｔ）の逆オフセットを実行する。
【００４０】
（（Ｐ（ｔ）＋ｊＱ（ｔ））×（ＣＯＳ（Δωｔ）−ｊＳＩＮ（Δωｔ））
（ＣＯＳ（Δωｔ）−ｊＳＩＮ（Δωｔ））はｅｘｐ（−ｊΔωｔ）であるので、上式は次式のように表すことができる。
【００４１】
（（Ｐ（ｔ）＋ｊＱ（ｔ））×ｅｘｐ（−ｊΔωｔ）
つまり、上式は、送信すべきデータ信号Ｓ１０２ａ及びＳ１０２ｂである直交関数（（Ｐ（ｔ）＋ｊＱ（ｔ））の周波数を複素演算回路１０４がΔｆの周波数だけ逆オフセットしたデータ信号Ｓ１０７ａ及びＳ１０７ｂを生成していることを示している。なお、上述した複素演算はゲートアレイを用いたディジタル信号処理回路によって行うことができる。図５はこの複素演算によってデータ信号Ｓ１０７ａ及びＳ１０７ｂが（−）周波数方向に逆オフセットされる様子を示している。
【００４２】
逆オフセットされたデータ信号Ｓ１０７ａ及びＳ１０７ｂは、ディジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ）１０５及び１０６によってアナログ信号にそれぞれ変換される。これらのアナログ信号はそれぞれ低域通過フィルタ１０７及び１０８によって波形整形されてデータ信号Ｓ１８（Ｓ１８ａ及びＳ１８ｂ）とされ、データ信号Ｓ１８は変調器２４に変調信号として供給される。データ信号Ｓ１８には逆周波数オフセットが掛かっているので、変調器２４から出力される送信信号Ｓ１９は、基地局１００から通知された周波数オフセットを打ち消し補正したものとなっている。
【００４３】
上述した通り、加入者局２００の周波数オフセット補正回路２３による送信無線信号の周波数オフセット補正は、変調器２４より前段に配置されたベースバンド領域のディジタル信号処理回路によって行うことができるので、高価なアナログ発振器の追加を必要とせず、安価で且つゲートアレイのサイズを若干大きくするだけで，上記無線周波数の偏差の合計を全て吸収し、基地局１００の復調器９において周波数オフセットの無いディジタル信号Ｓ３を得る事が出来るという特徴がある。
【００４４】
図６は本発明によるＡＦＣ方式の実施の形態の別の一つにおける加入者局２００Ａを示す構成図である。
【００４５】
複数の加入者局２００のうちの一つである加入者局２００Ａは、図３における復調器２９及び周波数オフセット情報分離回路３０による周波数オフセット情報Ｓ１６の取得を復調器２９によって実現している。また、局部発振器３２は、受信機２８に供給する局部発振信号Ｓ１２Ａと変調器２４に供給する搬送波信号Ｓ１２Ｂの周波数を同じ周波数（共通ローカル方式）にしている。加入者局２００Ａの他の構成及び機能は加入者局２００ａと同じなので説明を省略する。また、基地局１００Ａ（図示せず）も、図２に示した基地局１００の局部発振器１２が変調器４及び受信機８に同じ周波数の発振信号を供給する共通ローカル方式をとる以外は、構成及び機能が基地局１００と同じである。
【００４６】
上述の通り、対向する双方の局が共に共通ローカル方式を取っている場合には、対向局（例えば基地局１００Ａ）からの受信信号の周波数偏差と，自局（例えば加入者局２００Ａ）の受信信号の周波数偏差とは、同一或いは非常に高い相関を示す。この場合、加入者局２００Ａは、基地局１００から周波数オフセット情報を送ってもらうことなく、自局の受信機２８によって受信されたデータ信号Ｓ１３から周波数オフセット情報Ｓ１６Ａを検出することができる。
【００４７】
つまり、復調器２９Ａは、周波数オフセットの影響があり得るベースバンド信号Ｓ１３を検波回路４０によって同期検波してデータ信号Ｓ１５を生じる。コスタス方式等を用いるキャリア再生回路４１はデータ信号Ｓ１５からキャリアＳ１０８を再生する。このとき、コスタスループ等で発生したＡＰＣ電圧がディジタル信号に変換されて周波数オフセット情報Ｓ１６Ａが得られる。この周波数オフセット情報Ｓ１６Ａを周波数オフセット補正回路２３に供給することにより、図６の実施の形態によるＡＦＣ方式は図１の実施の形態と同様の周波数オフセット補正効果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ＴＤＭＡ信号を無線信号によって送信する第一の無線局と，前記ＴＤＭＡ信号を受信すると共に前記無線信号とは別の周波数の無線信号を用いてＴＤＭＡ信号の定められたフレームでデータ信号を前記第一の無線局に送信する第二の無線局とを備える無線通信網のＡＦＣ方式であって、前記第一の無線局が、前記第二の無線局から受けた無線信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出手段と、検出された前記周波数オフセットの情報を前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームのデータ信号に多重化するＴＤＭＡ回路手段とを備え、前記第二の無線局が、前記第一の無線局からの受けた前記ＴＤＭＡ信号の所定フレームから前記周波数オフセットの情報を分離する周波数オフセット情報分離手段と、分離された前記周波数オフセットの情報を基に前記定められたフレームのベースバンドデータの周波数を逆オフセットし，送信する前記無線信号の周波数を規定内にする周波数オフセット補正手段とを備えるので、可変周波数局部発振器や恒温糟付きの水晶発振器などの高価なアナログ発振器を追加せずに，前記第一の無線局における受信無線信号の周波数オフセットを安価，且つ容易に補正できるＡＦＣ方式を提供することができるという効果がある。
【００４９】
また、このＡＦＣ方式は、前記第二の無線局からの伝送効率を高めるためにＴＤＭＡフレームのデータ信号にプリアンブル符号を付加できなくても、ＡＦＣを有効に動作させることができるという効果もある。
【００５０】
さらに、このＡＦＣ方式は、前記第二の無線局の送信ＢＢ回路にディジタル信号処理で実現した周波数オフセット補正回路を挿入する事により、例えばＧ／Ａのサイズを若干大きくするだけで、無線局一巡の無線周波数の偏差の合計を全て吸収し、前記第二の無線局の受信側復調部にて周波数偏差の無い受信信号を得る事が出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＡＦＣ方式の実施の形態の一つを示す構成図である。
【図２】図１の実施の形態における基地局１００の構成図である。
【図３】図１の実施の形態における加入者局２００（２００ａ）の一例の構成図である。
【図４】加入者局２００ａにおける本発明の特徴部分を詳細に示す構成図である。
【図５】図４に示した周波数オフセット補正回路２３の動作を説明するための図である。
【図６】本発明によるＡＦＣ方式の実施の形態の別の一つにおける加入者局２００Ａを示す構成図である。
【符号の説明】
１００    基地局
１    交換機
２    集線回路
３    ＴＤＭＡ送信回路
４    変調器
５    送信機
６    アンテナ共用器
７    アンテナ
８    受信機
９    復調器
１０    ＴＤＭＡ受信回路
１１    周波数オフセット検出回路
１２    局部発振器
２００（２００ａ〜２００ｎ，２００Ａ）    加入者局
２１    加入者回路
２２    ＴＤＭＡ送信回路
１０１    ＴＤＭＡ回路
１０２，１０３    送信フィルタ（ＴＸ−ＦＩＬ）
２３    周波数オフセット補正回路
１０４    複素乗算回路
１０５，１０６    ディジタル・アナログ変換器（Ａ／Ｄ）
１０７，１０８    低域通過フィルタ
１０９    周波数オフセット情報更新回路
１１０    加算回路
１１１    フリップ・フロップ回路（Ｆ／Ｆ）
１１２    正弦波発生器（ＳＩＮ−ＧＥＮ）
１１３    余弦波発生器（ＣＯＳ−ＧＥＮ）
２４    変調器
２５，３２    局部発振器
２６    アンテナ共用器
２７    アンテナ
２８    受信機
２９，２９Ａ    復調器
３０    周波数オフセット情報分離回路
３１    ＴＤＭＡ受信回路
４０    検波回路
４１    キャリア再生回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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