(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0003617741.tif 000002
【図２】
0003617741.tif 000003
【図３】
0003617741.tif 000004