JP3617741B2 - スペクトラム拡散通信用受信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車電話・携帯電話等のディジタル無線通信に用いるスペクトラム拡散通信用受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来のスペクトラム拡散方式携帯電話装置の受信部を示し、受信アンテナ1、低雑音増幅回路2、電圧制御発振器3、直交検波回路4、A/D変換回路5、データ用相関器6、ディジタル同期検波回路7、誤り訂正符号復号回路8、キャリア位相回転検出回路10、平均化回路11、D/A変換回路12、データ用相関器タイミング制御回路13から構成されている。
【0003】
受信アンテナ1で捕らえた受信信号は、低雑音アンプ2で増幅され、電圧制御発信器3からの受信ローカル周波数をもとに直交検波回路4で準同期検波され、ベースバンド信号に周波数変換される。直交検波回路4の出力は、IchとQchとに別々にAD変換器5でディジタル信号に変換され、相関器6で送信時に使用された拡散符号との相関が求められる。相関器6の動作タイミングは、相関器タイミング制御回路13で制御される。相関器6の出力は、ディジタル同期検波回路7に入力されて同期検波され、誤り訂正符号復号回路8で誤り訂正符号の復号が行なわれ、受信データが復調される。相関器6の出力はまた、キャリア位相回転検出回路10に入力されて、電圧制御発振器3で作られる受信ローカル周波数の誤差によるキャリア位相回転の速度が求められ、次いで平均化回路11で時間平均が求められ、D/A変換回路12でアナログ制御電圧に変換されて、電圧制御発振器3の制御電圧入力端子に入力される。このAFC(Automatic Frequecy Control) 制御電圧により、相関器6の出力におけるキャリア位相回転速度が最低になるように、電圧制御発振器3の発振周波数が制御される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスペクトラム拡散方式携帯電話移動機装置においては、AFCを行うためのキャリア位相回転検出を、データ復調用の相関器6の出力を用いて行っているため、データのシンボルレートが低速なシステムにおいては、データ変調によるキャリア位相角度の変化とキャリア周波数誤差によるキャリア位相回転の識別が困難になり、AFC引き込みが正しく行われなくなるという問題を有し、この問題を避けるためには高精度の水晶発振器を必要とし、部品コストが高くなるという問題を有していた。
【0005】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、水晶発振器の所要精度を緩和し、低コストの優れたスペクトラム拡散通信用受信装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明は、スペクトラム拡散通信用受信装置において、データ復調用相関器と、このデータ復調相関器とは別系統でかつ電圧制御発振器に帰還させて動作するAFC用相関器と、このAFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間とは異なる長さに設定する制御手段とを設け、電源投入時には前記AFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間よりも短く設定し、AFC引き込み完了後には前記AFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間と等しいか、または前記データ復調用相関器の積分時間よりも長く設定することとしたものである。
これにより、受信装置においてデータシンボルレートによらずAFC引き込み範囲を拡大し、受信装置に用いる水晶発振器の所要精度を緩和することができるという作用を有するとともに、電源投入時にはAFC引き込み範囲の拡大を図り、引き込み完了後にはS/Nを高めることで、AFC制御残差を小さく抑えることができるという作用を有し、ひいては、水晶発振器の所要精度が厳しくない低コストの優れたスペクトラム拡散通信用受信装置が得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0009】
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態におけるスペクトラム拡散通信経受信装置の構成を示し、図3に示した従来例と同様な要素には同様な符号を付してある。図1において、1は受信アンテナ、2は低雑音増幅回路、3は電圧制御発振器、4は直交検波回路、5はA/D変換回路、6はデータ用相関器、7はディジタル同期検波回路、8は誤り訂正符号復号回路、9はAFC用相関器、10はキャリア位相回転検出回路、11は平均化回路、12はD/A変換回路、13はデータ用相関器タイミング制御回路、14はAFC用相関器タイミング制御回路である。
【0010】
以上のように構成されたスペクトラム拡散通信用受信装置について、以下その動作を説明する。受信アンテナ1で捕らえられた受信信号は、低雑音アンプ2で増幅され、直交検波回路4で準同期検波され、ベースバンド信号に周波数変換される。直交検波回路4の出力は、Ich,Qch別々にAD変換器5でディジタル信号に変換され、データ用相関器6で送信時に使用された拡散符号との相関が求められ、ディジタル同期検波回路7で同期検波され、誤り訂正符号復号回路8で誤り訂正符号の復号が行われて、受信データが復調される。データ用相関器6の動作タイミングは、相関器タイミング制御回路13で制御される。一方、AFC用相関器9でも、送信時に使用された拡散符号との相関が求められ、キャリア位相回転検出回路10で電圧制御発振器3で作られる受信ローカル周波数の誤差によるキャリア位相回転の速度が求められ、平均化回路11で時間平均が求められ、D/A変換回路12でアナログ制御電圧に変換され、電圧制御発振器3の制御電圧入力端子に入力される。このAFC制御電圧により、データ用相関器6の出力におけるキャリア位相回転速度が最低になるように、電圧制御発振器3の発振周波数が制御される。なお、AFC用の相関器9の動作タイミングは、相関器タイミング制御回路14で制御される。
【0011】
ここでキャリア位相回転検出回路10の動作を説明する。データ変調がQPSK変調の場合、準同期検波された受信信号は、I,Q平面上の90度ずつ離れた4点に現れる。これらの点をデータシンボル毎に90度の整数倍の角度で回転させ、常に同じ象限の点に集まるように操作する。この操作を行うと、受信ローカル信号の周波数が送信機の搬送波周波数と等しい場合には、完全に1点に重なるが、受信ローカル周波数に誤差がある場合には、1シンボル時間毎のキャリア位相回転の分だけずれた角度で重なることになる。このずれの角度がデータ変調による位相の変化に比べて小さければ、このずれの角度から1シンボル当たりの位相回転角度を求めることができ、受信ローカル信号の周波数誤差を計算することが可能である。このことから同じキャリア周波数では、データシンボル速度が小さいほど正しい誤差周波数を検出できる範囲が狭くなることが分かる。しかし、データ用相関器6の積分時間は、データ変調のシンボル時間と等くなければならないが、AFC用相関器9の積分時間は、必ずしもデータ変調シンボル時間と同じである必要はなく、データ変調シンボル時間よりも短い積分時間とすることも可能である。これにより、キャリア位相回転検出回路10における位相回転速度検出範囲を広げることが可能である。ただし、この場合拡散符号の部分相関を利用することになるので、拡散符号には部分相関特性の優れた符号を使用する。なおデータ変調がBPSKの場合は、同期検波された受信信号はI,Q平面上の180度ずつ離れた2点に現れる。これらの点をデータシンボル毎に180度の整数倍の角度で回転させ、常に同じ象限の点に集まるように操作する。それ以降の処理はQPSK変調の場合と同様である。
【0012】
以上のように、本発明の実施の形態1によれば、データ復調とは別系統のAFC用相関器9を持ち、AFC用相関器9の積分時間をデータ復調用相関器6の積分時間とは異なる長さに設定する相関器タイミング制御回路14を備えることにより、水晶発振器の所要精度を緩和し、低コストの優れたスペクトラム拡散通信用受信装置を実現することができる。
【0013】
(実施の形態2)
図2は本発明の第2の実施の形態におけるスペクトラム拡散通信用受信装置の構成を示し、図1と同様な要素には同様な符号を付してある。図2において、1は受信アンテナ、2は低雑音増幅回路、3は電圧制御発振器、4は直交検波回路、5はA/D変換回路、6はデータ用相関器、7はディジタル同期検波回路、8は誤り訂正符号復号回路、9はAFC用相関器、10Aはキャリア位相回転検出回路、11は平均化回路、12はD/A変換回路、13はデータ用相関器タイミング制御回路、14AはAFC用相関器タイミング制御回路である。
【0014】
以上のように構成されたスペクトラム拡散通信用受信装置について、以下その動作を説明する。受信アンテナ1で捕らえられた受信信号は、低雑音アンプ2で増幅され、直交検波回路4で準同期検波されベースバンド信号に周波数変換される。直交検波回路4の出力は、Ich,Qch別々にA/D変換器5でディジタル信号に変換され、データ用相関器6で送信時に使用された拡散符号との相関が求められ、ディジタル同期検波回路7で同期検波され、誤り訂正符号復号回路8で誤り訂正符号の復号が行われて、受信データが復調される。データ用相関器6の動作タイミングは、相関器タイミング制御回路13で制御される。一方、AFC用相関器9でも、送信時に使用された拡散符号との相関が求められ、キャリア位相回転検出回路10Aで受信ローカル周波数の誤差によるキャリア位相回転の速度が求められ、平均化回路11で時間平均が求められ、D/A変換回路12でアナログ制御電圧に変化され、電圧制御発振器3の制御電圧入力端子に入力される。このAFC制御電圧により、データ用相関器6の出力におけるキャリア位相回転速度が最低になるように電圧制御発振器3の発振周波数が制御される。なお、AFC用相関器9の動作タイミングは、相関器タイミング制御回路14Aで制御され、初期状態ではAFC用相関器9の積分時間をデータ用相関器6の積分時間よりも短く設定し、AFC引き込み範囲が広くなるようにする。そして、キャリア位相回転検出回路10Aから、誤差周波数が設定値よりも小さくなったことを示すAFC引き込み完了フラグが出力され、AFC用相関器タイミング制御回路14Aに入力される。AFC用相関器タイミング制御回路14Aは、AFC引き込み完了フラグを受け取ると、AFC用相関器9の積分時間を長く設定し、これにより誤差周波数の検出範囲を狭くする代わりに、長時間積分することによる雑音の抑圧効果を高める。
【0015】
以上のように、本発明の実施の形態2によれば、電源投入時にはAFC用相関器9の積分時間をデータ復調用相関器6の積分時間よりも短く設定し、AFC引き込み完了後には、AFC用相関器9の積分時間をデータ復調用相関器6の積分時間よりも長く設定する相関器タイミング制御回路14Aを設けることにより、電源投入時にはAFC引き込み範囲の拡大を図り、引き込み完了後にはS/Nを高めることで、AFC制御残差を小さく抑えることができる。
【0016】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、データ復調用相関器と、このデータ復調相関器とは別系統でかつ電圧制御発振器に帰還させて動作するAFC用相関器と、このAFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間とは異なる長さに設定する制御手段とを備え、電源投入時には前記AFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間よりも短く設定し、AFC引き込み完了後には前記AFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間と等しいか、または前記データ復調用相関器の積分時間よりも長く設定することを特徴とするスペクトラム拡散通信用受信装置としたので、受信装置においてデータシンボルレートによらずAFC引き込み範囲を拡大し、受信装置に用いる水晶発振器の所要精度を緩和することができるとともに、電源投入時にはAFC引き込み範囲の拡大を図り、引き込み完了後にはS/Nを高めることで、AFC制御残差を小さく抑えることができ、ひいては、水晶発振器の所要精度が厳しくない低コストの優れたスペクトラム拡散通信用受信装置を実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるスペクトラム拡散通信用受信装置の概略ブロック図
【図2】本発明の実施の形態2におけるスペクトラム拡散通信用受信装置の概略ブロック図
【図3】従来のスペクトラム拡散通信用受信装置の概略ブロック図
【符号の説明】
1 受信アンテナ
2 低雑音増幅回路
3 電圧制御発振器
4 直交検波回路
5 A/D変換回路
6 データ用相関器
7 ディジタル同期検波回路
8 誤り訂正符号復号回路
9 AFC用相関器
10、10A キャリア位相回転検出回路
11 平均化回路
12 D/A変換回路
13 データ用の相関器タイミング制御回路
14、14A AFC用の相関器タイミング制御回路
Claims (1)
- データ復調用相関器と、このデータ復調相関器とは別系統でかつ電圧制御発振器に帰還させて動作するAFC用相関器と、このAFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間とは異なる長さに設定する制御手段とを備え、
電源投入時には前記AFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間よりも短く設定し、AFC引き込み完了後には前記AFC用相関器の積分時間を前記データ復調用相関器の積分時間と等しいか、または前記データ復調用相関器の積分時間よりも長く設定することを特徴とするスペクトラム拡散通信用受信装置。
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JP28051096A JP3617741B2 (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | スペクトラム拡散通信用受信装置 |
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