JP2003198424A

JP2003198424A - 直接拡散信号受信装置及び送受信装置

Info

Publication number: JP2003198424A
Application number: JP2001394375A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Igarashi; 豊五十嵐; Isao Ikuta; 功生田; Akio Yamamoto; 昭夫山本; Yukiya Ueki; 幸也植木; Masaki Noda; 正樹野田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジを向上するためのＬＮＡ
の利得切り替えを、その切替え時の直接拡散信号の受信
の遮断なしに、行なうことを可能にする。【解決手段】アンテナ１０’で受信したＤＳ信号は、
利得可変ＬＮＡ１１から取り込むとともに、減衰・遅延
器２５を介しても取り込み、中間周波信号に変換して、
逆拡散器２１ａ，２１ｂや拡散符号生成器２２ａ，２２
ｂ、Ｒａｋｅ合成器２４からなるＲａｋｅ受信部で処理
する。ＬＮＡ１１は信号レベル算出器２０からの利得制
御信号により、複数段階に利得が切り替えられるが、こ
の利得切替え時のＬＮＡ１１での受信ＤＳ信号の遮断
を、減衰・遅延器２５を介して受信するＤＳ信号で補う
ようにする。また、信号レベル算出器２０において、信
号レベルが大きくなっていく場合のＬＮＡ１１の利得切
替えのための閾値と信号レベルが小さくなっていく場合
の閾値とを異ならせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信装置及び送受
信装置に係り、特に、直接拡散(Direct Sequence)方式
を用いて変調された信号の受信装置及び送受信装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】IMT-2000(International Mobile Teleco
mmunications-2000)と呼ばれる次世代携帯電話システム
において、直接拡散(Direct Sequence）方式（以下、Ｄ
Ｓ方式という）技術を用いたW-CDMA(Wideband - Code D
ivision Multiple Access)と呼ばれる方式が通信方式の
１つとして採用された。このＤＳ方式は、他の通信への
干渉や他の通信からの干渉が小さく、マルチパスフェー
ジングに強く、秘話性があるため、携帯電話などの移動
体通信に適した方式である。

【０００３】図４はＤＳ方式を用いた従来の送信装置の
一例を示すブロック図であって、１はデジタル変調器、
２は拡散器、３は拡散符号生成器、４はＤ／Ａ（デジタ
ル／アナログ）変換器、５はミキサ、６は局部発振器、
７はＢＰＦ（帯域通過フィルタ）、８はパワー増幅器、
９はＢＰＦ、１０は送信アンテナである。

【０００４】同図において、所定伝送速度（伝送レー
ト）の入力デジタル情報信号はデジタル変調器１に供給
され、デジタル変調される。このデジタル変調方式とし
ては、ＦＳＫ(Frequency Shift Keying)やＰＳＫ(Phase
Shift Keying)などが用いられる。このようにデジタル
変調されたデジタル情報信号(以下、デジタル変調信号
という）は拡散符号生成器３と直接拡散（ＤＳ）変調器
を構成する拡散器２に供給されて、拡散符号生成器３か
ら供給される擬似ランダムデータ列の拡散符号と混合
（乗算または排他的論理和）され、スペクトルが拡散さ
れて帯域が広げられた信号が得られる。以下、拡散器２
でのかかる混合をＤＳ変調といい、かかるＤＳ変調によ
って得られる信号をＤＳ信号という。

【０００５】拡散器２から出力されるＤＳ信号は、Ｄ／
Ａ変換器４でアナログのＤＳ信号に変換された後、ミキ
サ５に供給され、局部発振器６からの局部発振信号と混
合されて無線周波の送信信号となる。この送信信号は、
ＢＰＦ７で不要帯域の信号が除去された後、パワー増幅
器８で電力増幅され、ＢＰＦ９を介して送信アンテナ１
０から送信される。

【０００６】なお、拡散符号生成器３で生成される拡散
符号は、デジタル情報信号の伝送速度よりも高速であっ
て、これをデジタル変調信号と混合することにより、こ
のデジタル変調信号のスペクトルが拡散されたＤＳ信号
となる。

【０００７】図５はＤＳ方式を用いた従来の直接拡散受
信装置の一例を示すブロック図であって、１０’は受信
アンテナ、１１は利得可変ＬＮＡ（Low Noise Amplifie
r：低雑音増幅器）、１２はＢＰＦ、１３はミキサ、１
４は局部発振器、１５はＢＰＦ、１６は増幅器、１７は
ミキサ、１８は局部発振器、１９はＡ／Ｄ（アナログ／
デジタル）変換器、２０は信号レベル算出器、２１は逆
拡散器、２２は拡散符号生成器、２３はデジタル復調器
である。

【０００８】同図において、図４に示した送信装置から
の送信信号は受信アンテナ１０’で受信され、利得可変
ＬＮＡ１１で増幅された後、ＢＰＦ１２を通してミキサ
１３に供給され、局部発振器１４からの局部発振信号と
混合されて第１の中間周波信号に変換される。この中間
周波信号はＢＰＦ１５を通り、増幅器１６で増幅された
後、ミキサ１７に供給される。ミキサ１７では、増幅器
１６からの第１の中間周波信号が局部発振器１８からの
局部発振信号と混合されて、第２の中間周波信号が得ら
れる。この第２の中間周波信号がＤＳ信号であり、この
ＤＳ信号は、Ａ／Ｄ変換器１９でデジタルのＤＳ信号に
変換された後、逆拡散器２１に供給される。ここで、逆
拡散器２１と拡散符号生成器２２とは、拡散復調器を構
成している。

【０００９】逆拡散器２１には、拡散符号生成器２２か
ら拡散符号も供給される。この拡散符号は送信装置（図
４）で用いられる拡散符号と同じものである。この逆拡
散器２１では、供給されたＤＳ信号と拡散符号との自己
相関がとられ、これら間の相関がとれたタイミングでこ
れらＤＳ信号と拡散符号とを混合(乗算または排他的論
理和)する。これにより、逆拡散器２１からは、図４に
示す送信装置でのデジタル変調器１の出力と同じＦＳ
Ｋ，ＰＳＫなどでデジタル変調されたデジタル変調信号
が得られる。かかるデジタル変調信号はデジタル復調器
２３に供給されて復調され、元のデジタル情報信号が得
られる。

【００１０】また、Ａ／Ｄ変換器１９から出力されるＤ
Ｓ信号は信号レベル算出器２０に供給され、そのレベル
が算出されて利得制御信号が生成される。この利得制御
信号により、利得可変ＬＮＡ１１の利得が制御される。

【００１１】ところで、移動体通信などに用いられる受
信装置の受信信号は、送信装置から直接到達する直接波
やビルなどで反射，回析してから遅延して到達する反射
波，回析波（遅延波）の和である。これを、マルチパス
フェージングという。マルチパスフェージングを受けた
受信信号を復調して得られるデジタル情報信号は、送信
するときのデジタル情報信号と異なってしまう。つま
り、受信されたデジタル情報信号では、送信されるデジ
タル情報信号よりも、信号誤り率が増加することにな
る。

【００１２】図６はかかるマルチパスフェージングを受
けたＤＳ信号を受信するＲａｋｅ受信装置の要部（即
ち、拡散復調器の部分）を示すブロック図であって、２
１ａ，２１ｂは逆拡散器、２２ａ，２２ｂは拡散符号生
成器、２４はＲａｋｅ（レイク）合成器である。

【００１３】このＲａｋｅ受信装置の全体構成は図５に
示す構成と同様であるが、図５における逆拡散器２１，
拡散符号生成器２２およびデジタル復調器２３からなる
部分が図６に示す構成をなしているのである。図６にお
ける逆拡散器２１ａ，２１ｂと拡散符号生成器２２ａ，
２２ｂとＲａｋｅ合成器２４とで拡散復調器が構成され
ている。また、図６でのデジタル復調器２３は図５での
デジタル復調器２３に相当するものである。

【００１４】また、図７は図６の各部の信号を、説明し
易いように、摸式的に示したものであって、図６に対応
する部分には同一部号を付けている。

【００１５】図６において、図５でのＡ／Ｄ変換器１９
の出力信号が逆拡散器２１ａ，２１ｂに供給されるので
あるが、この供給される信号は、上記のように、送信装
置からの直接のＤＳ信号（直接波）も含めた複数のパス
を介したＤＳ信号であるが、ここでは、２つのパスを介
したＤＳ信号Ｓ₁，Ｓ₂を対象として説明する。なお、当
然のことながら、これらＤＳ信号Ｓ₁，Ｓ₂（図７
（ａ））は同じＤＳ信号の異なるパスを通った信号であ
って、これらパスに応じて時間差が生じている。

【００１６】かかる受信ＤＳ信号（Ｓ₁＋Ｓ₂）(図７
(ａ））は、逆拡散器２１ａ，２１ｂに供給され、ま
た、拡散符号生成器２２ａ，２２ｂは夫々、図４に示す
送信装置の拡散符号生成器３が生成する拡散符号と同じ
拡散符号を生成し、拡散符号生成器２２ａは逆拡散器２
１ａに、拡散符号生成器２２ｂは逆拡散器２１ｂに夫々
この拡散符号を供給する。

【００１７】逆拡散器２１ａでは、受信ＤＳ信号（Ｓ₁
＋Ｓ₂）のうちのＤＳ信号Ｓ₁と拡散符号生成器２２ａか
らの拡散符号との自己相関がとられ、この相関がとれた
タイミングで受信ＤＳ信号(Ｓ₁＋Ｓ₂）とこの拡散符号
とが混合(乗算または排他的論理和）されることによ
り、受信ＤＳ信号Ｓ₁のＤＳ変調前のデジタル変調信号
Ｄ₁が得られる(図７（ｂ））。同様にして、逆拡散器２
１ｂでは、受信ＤＳ信号（Ｓ₁＋Ｓ₂）のうちのＤＳ信号
Ｓ₂と拡散符号生成器２２ｂからの拡散符号との自己相
関がとられ、この相関がとれたタイミングで受信ＤＳ信
号（Ｓ₁＋Ｓ₂）とこの拡散符号とが混合(乗算または排
他的論理和)されることにより、受信ＤＳ信号Ｓ₂のＤＳ
変調前のデジタル変調信号Ｄ₂が得られる（図７
（ｂ））。これらデジタル変調信号Ｄ₁，Ｄ₂はＲａｋｅ
合成器２４に供給され、位相調整されて合成される。Ｒ
ａｋｅ合成器２４から出力される合成信号Ｄは、デジタ
ル復調器２３に供給されて復調され、元のデジタル情報
信号が得られる。

【００１８】このようにして、Ｒａｋｅ受信装置は、直
接波ばかりでなく、反射や回折が生ずるパスを通した信
号（遅延波）も復調し、これらを混合して用いるため、
信号誤り率を減少させる効果がある。なお、図６では、
２つのパスを通った信号のみ処理するＲａｋｅ受信装置
を示したが、逆拡散器と拡散符号生成器との使用個数を
増加させることにより、より多数の遅延波を用いること
ができ、信号誤り率をより減少させることができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】図５や図６に示す構成
を有する受信装置は、ＤＳ信号を受信するためのチュー
ナ回路を有する。このチューナ回路では、受信できる信
号レベル範囲を大きくするため、そこに設けられている
ＬＮＡを利得可変とし、その利得をスイッチで切り替え
ることができるようにしているこれを図５に示す受信装
置でもって説明すると、受信系Ｒでの利得可変ＬＮＡ１
１からミキサ１７までの回路系列がチューナ回路を形成
しており、信号レベル算出器２０がＡ／Ｄ変換器１９か
ら出力されるＤＳ信号のレベルを算出し、その算出した
レベルに応じて利得制御信号を生成し、この利得制御信
号でもって利得可変ＬＮＡ１１の利得を制御するように
している。

【００２０】ここで、ＬＮＡの利得は連続的に変化させ
ることができず、固定利得のＬＮＡをスイッチ手段で選
択するなどの構成がなされ、このため、スイッチ手段の
動作に応じてその利得が数段階に不連続に切り替えられ
るものとなっている。

【００２１】このため、可変利得ＬＮＡ１１の利得を切
り替えるときには、その切替えの瞬間ＤＳ信号が瞬断さ
れることになる。そこで、図６に示すようなＲａｋｅ受
信装置の構成を持つものは、ＤＳ信号の直接波も遅延波
も存在しない期間が生じ、その期間逆拡散器２１ａ，２
１ｂに誤動作が生じる。

【００２２】時分割多重方式でデータを受信するような
受信装置では、所望のデータを受信していない期間に可
変ＬＮＡの利得を切り替えるようにすればよいが、例え
ば、携帯電話機などの携帯端末のように、所望のデータ
を途切れることがなく連続的に受信する移動端末の受信
装置では、受信装置が移動するなどして受信信号のレベ
ルが変動すると、これに対して利得可変ＬＮＡの利得を
切り替えることが必要である。しかし、このような切替
えを行なうと、必然的にＤＳ信号の受信中に利得可変Ｌ
ＮＡの利得が切り替えられることになり、受信信号の途
切れなしに利得可変ＬＮＡの利得を切り替えることはで
きない。

【００２３】本発明の目的は、かかる問題を解消し、受
信中に利得可変ＬＮＡの利得を切り替えても、受信信号
の途切れが生じないようにした直接拡散信号受信装置及
び送受信装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による直接拡散信号受信装置は、受信した無
線周波の直接拡散信号を増幅する利得可変の低雑音増幅
器と、この低雑音増幅器から出力される無線周波の直接
拡散信号を中間周波の直接拡散信号に変換する周波数変
換手段と、この周波数変換手段からの直接拡散信号をデ
ジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、こ
のアナログ／デジタル変換器の出力信号の信号レベルを
算出し、その算出結果に応じて低雑音増幅器の利得を切
り替える信号レベル算出器と、アナログ／デジタル変換
器から出力されるデジタル直接拡散信号をデジタル変調
信号に復調する拡散復調手段と、この拡散復調手段で復
調されたデジタル変調信号をデジタル情報信号に復調す
るデジタル復調器と、アンテナを介して受信した無線周
波の該直接拡散信号を減衰，遅延する減衰・遅延器とを
備え、この減衰・遅延器から出力される無線周波の直接
拡散信号を周波数変換手段に供給するものである。

【００２５】そして、周波数変換手段は、低雑音増幅器
から出力される無線周波の直接拡散信号と減衰・遅延器
から出力される無線周波の直接拡散信号とが供給されて
合成し、少ない損失で通過させる第１の帯域通過フィル
タと、この第１の帯域通過フィルタから出力される無線
周波の直接拡散信号を第１の中間周波の直接拡散信号に
変換する第１のミキサと、この第１のミキサから出力さ
れる第１の中間周波の直接拡散信号を少ない損失で通過
させる第２の帯域通過フィルタと、この第２の帯域通過
フィルタから出力される第１の中間周波の直接拡散信号
を第２の中間周波の直接拡散信号に変換し、上記のアナ
ログ／デジタル変換器に供給する第２のミキサとを有
し、第１の帯域通過フィルタは、受信希望の無線周波の
直接拡散信号以外の周波数帯の信号を減衰し、第２の帯
域通過フィルタは、受信希望の第１の中間周波の直接拡
散信号以外の周波数帯の信号を減衰するものである。

【００２６】また、アナログ／デジタル変換器から出力
されるデジタル直接拡散信号は、異なるパスを介してア
ンテナで受信された複数の無線周波の直接拡散信号が合
成されて周波数変換手段で処理されたものであって、拡
散復調手段は、アナログ／デジタル変換器から出力され
るデジタル直接拡散信号が供給されるＮ個（但し、Ｎは
２以上の整数）の逆拡散器と、逆拡散器毎に設けられ、
無線周波の直接拡散信号を送信した送信装置で用いられ
る拡散符号を生成し、該当する逆拡散器に供給するＮ個
の拡散符号生成器と、Ｎ個の逆拡散器の出力を合成する
Ｒａｋｅ合成器とからなり、Ｎ個の逆拡散器からは、互
いに異なるパスを介したデジタル直接拡散信号を拡散復
調するものである。

【００２７】また、上記の信号レベル算出器は、アナロ
グ／デジタル変換器の出力信号の信号レベルが増大して
いくときに低雑音増幅器の利得を一方の利得から他方の
利得に切り替えレベルを決める閾値と、アナログ／デジ
タル変換器の出力信号の信号レベルが低減していくとき
に低雑音増幅器の利得を該他方の利得から該一方の利得
に戻すレベルを決める閾値とを異ならせたものである。

【００２８】上記目的を達成するために、本発明による
直接拡散信号送受信装置は、受信系として、上記の直接
拡散信号受信装置を用い、受信系と送信系とで共通のア
ンテナを用い、送信系は、拡散器とこの拡散器に拡散符
号を供給する拡散符号生成器とを有する構成とするもの
である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明による直接拡散信号受信
装置の一実施形態を示すブロック図であって、１０’は
受信アンテナ、１１は利得可変ＬＮＡ、１２はＢＰＦ、
１３はミキサ、１４は局部発振器、１５はＢＰＦ、１６
は増幅器、１７はミキサ、１８は局部発振器、１９はＡ
／Ｄ変換器、２０は信号レベル算出器、２１ａ，２１ｂ
は逆拡散器、２２ａ，２２ｂは拡散符号生成器、２３は
デジタル復調器、２４はＲａｋｅ合成器、２５は減衰・
遅延器であり、図５，図６に対応する部分には同一符号
を付けているものである。

【００３０】この実施形態は、ＬＮＡ利得切替機能付き
のＲａｋｅ受信装置を構成するものである。また、説明
の都合上、この実施形態は、図４に示す送信装置からの
送信信号を受信するものとする。

【００３１】同図において、上記送信装置からの無線周
波の送信信号が受信アンテナ１０’で受信される。この
受信信号は、利得可変ＬＮＡ１１と減衰・遅延器２５と
に供給される。利得可変ＬＮＡ１１は、この受信信号を
増幅するとともに、受信装置でこの受信信号に付加され
る雑音を減少する効果がある。これを、受信装置の雑音
指数を低下させるといい、レベルの低い信号を受信する
受信装置では、この実施形態のように、初段がＬＮＡで
構成されるのが一般的である。

【００３２】利得可変ＬＮＡ１１は利得を複数段階に切
替え可能に構成されており、図５で説明したように、こ
の受信信号のレベルが信号レベル算出器２０で算出さ
れ、その算出結果に応じた利得制御信号が生成されて、
この利得制御信号によって利得可変ＬＮＡ１１の利得が
切り替えられる。

【００３３】一方、減衰・遅延器２５は、アンテナ１
０’からの受信信号を減衰し、遅延させて出力する。な
お、この減衰・遅延器２５は、ここで電力の消費が生じ
ないようにするために、受動素子によって構成されてい
る。

【００３４】利得可変ＬＮＡ１１の出力信号と減衰・遅
延器２５の出力信号とはＢＰＦ１２に供給される。この
ＢＰＦ１２は、これら受信信号を少ない損失で通過させ
るとともに、後述するイメージ周波数帯の信号を所望の
レベルまで減衰させるものである。

【００３５】ＢＰＦ１２の出力信号ＲＦはミキサ１３に
供給され、局部発振器１４からの局部発振信号ＬＯ₁と
混合されて第１の中間周波信号ＩＦ₁に周波数変換され
る。

【００３６】いま、ＢＰＦ１２の出力信号ＲＦの周波数
をｆ_RF、局部発振信号ＬＯ₁の周波数をｆ_LO1とすると、
この第１の中間周波信号ＩＦ₁の周波数ｆ_IF1は、ｆ_IF1＝ｆ_LO1−ｆ_RF ……（１）（但し、ｆ_LO1＞ｆ_RFとする）となる。

【００３７】ところで、携帯電話機などの移動する携帯
端末の受信装置では、希望する周波数ｆ_RFの無線周波信
号（以下、受信希望信号という）以外の無線周波信号も
受信するが、その中で上記の局部発振信号ＬＯ₁の周波
数ｆ_IF1に関してこの受信希望周波数ｆ_RFとは対称な周
波数（ｆ_LO1＋（ｆ_LO1−ｆ_RF）＝２ｆ_LO1−ｆ_RF））の
信号（これを、受信を希望する無線周波信号に対するイ
メージ周波数帯の信号という）も受信アンテナ１０’か
ら受信される。このようなイメージ周波数帯の信号がミ
キサ１３に供給されて、局部発振信号ＬＯ₁により、中
間周波信号に変換されると、この中間周波信号の周波数
ｆ_IM1は、ｆ_IM1＝（２ｆ_LO1−ｆ_RF）−ｆ_LO1＝ｆ_LO1−ｆ_RF となり、受信希望信号の第１の中間周波信号ＩＦ₁の上
記式（１）で示す周波数ｆ_IF1と等しくなる。

【００３８】なお、ここでは、ｆ_LO1＞ｆ_RFとしたが、
ｆ_LO1＜ｆ_RFであってもよく、その場合も同様である。

【００３９】このように、受信希望信号とそのイメージ
周波数帯の信号とが受信されてミキサ１３に供給される
と、これらが同じ周波数の中間周波信号に変換されて混
ざり合い、受信信号を劣化させることになる。ＢＰＦ１
２は、このように受信希望信号に混ざり合う前のイメー
ジ周波数帯の信号を所望のレベルまで減衰させ、また、
受信希望信号以外の周波数帯の信号も、所望のレベルま
で減衰させる。

【００４０】ミキサ１３から出力される第１の中間周波
信号ＩＦ₁は、次のＢＰＦ１５を通り、増幅器１６で増
幅された後、ミキサ１７に供給されて局部発振器１８か
ら出力される局部発振信号ＬＯ₂と混合され、第２の中
間周波信号ＩＦ₂に周波数変換される。

【００４１】ここで、ミキサ１７に供給される受信希望
信号の第１の中間周波信号ＩＦ₁の周波数ｆ_IF1は、上記
式（１）に示すものである。また、局部発振１８から出
力される局部発振信号ＬＯ₂の周波数をｆ_LO2とすると、
ミキサ１７から得られる第２の中間周波信号ＩＦ₂の周
波数ｆ_IF2は、ｆ_IF2＝ｆ_LO2−ｆ_IF1 ……（２）（但し、ｆ_LO2＞ｆ_IF1）である。また、この局部発振信号ＬＯ₂の周波数ｆ_LO2に
関して第１の中間周波信号ＩＦ₁のイメージ周波数帯の
信号の周波数ｆ_IM2は、ｆ_IM2＝ｆ_LO2＋（ｆ_LO2−ｆ_IF1）＝２ｆ_LO2−ｆ_IF1 となる。かかるイメージ周波数帯の信号も、ミキサ１７
に同時に供給されると、局部発振信号ＬＯ₂により、周
波数ｆ_IM2がｆ_IM2＝（２ｆ_LO2−ｆ_IF1）−ｆ_LO2＝ｆ_LO2−ｆ_IF1 の中間周波信号となるが、この周波数ｆ_IM2は上記式
（２）で示す受信希望信号の第２の中間周波信号ＩＦ₂
の周波数と等しくなる。

【００４２】このように、受信希望信号の第１の中間周
波信号ＩＦ₁をミキサ１７で第２の中間周波信号に変換
する場合においても、そのイメージ周波数帯の信号もミ
キサ１７に供給されることにより、これらが同じ周波数
の中間周波信号に変換されて混ざり合い、受信信号を劣
化させることになる。ＢＰＦ１５は、受信希望信号の第
１の中間周波信号ＩＦ₁を少ない損失で通過させるとと
もに、このように受信希望信号の第２の中間周波信号Ｉ
Ｆ₂に混ざり合う前の第１の中間周波信号ＩＦ₁のイメー
ジ周波数帯の信号を所望のレベルまで減衰させ、また、
ＢＰＦ１２と同様、受信希望信号以外の周波数帯の信号
も、所望のレベルまで減衰させる。

【００４３】なお、ここでは、ｆ_LO2＞ｆ_IF1としたが、
ｆ_LO2＜ｆ_IF1であってもよく、その場合も同様である。

【００４４】ミキサ１７から出力される第２の中間周波
信号ＩＦ₂はＤＳ信号であり、Ａ／Ｄ変換器１９でデジ
タル信号に変換されて逆拡散器２１ａ，２１ｂに供給さ
れ、図６及び図７で説明したようにして、逆拡散器２１
ａでは、拡散符号生成器２２ａから出力される送信装置
での拡散符号生成器３（図４）と同じ拡散符号と相関が
とられて混合(乗算または排他的論理和)され、また、逆
拡散器２１ｂでは、拡散符号生成器２２ｂから出力され
る送信装置での拡散符号生成器３（図４）と同じ拡散符
号と相関がとられて混合(乗算または排他的論理和)さ
れ、夫々ＦＳＫ，ＰＳＫなどのデジタル変調されたデジ
タル変調信号となる。

【００４５】逆拡散器２１ａの出力信号は、例えば、直
接波のデジタル変調信号であって、逆拡散器２１ｂの出
力信号は、例えば、反射や回折を伴うパスを通った遅延
波のデジタル変調信号であり、これらはＲａｋｅ合成器
２４で位相が合わされ、かつ所定の重み付けがなされて
合成される。Ｒａｋｅ合成器２４の出力信号は、デジタ
ル復調器２３で元のデジタル情報信号に復調される。

【００４６】このように、Ｒａｋｅ受信装置の構成をな
していることにより、直接波と遅延波との双方を復調し
て用いることができ、信号誤り率を減少させる効果があ
る。なお、この実施形態では、直接波と遅延波の２波の
み処理するＲａｋｅ受信装置の構成としたが、逆拡散器
と拡散符号生成器との組をより多く用いることにより、
より多数の遅延波にも対応でき、信号誤り率をさらに減
少させることが可能となる。

【００４７】また、Ａ／Ｄ変換器１９から出力されるＤ
Ｓ信号は、信号レベルを算出器２０にも供給され、この
ＤＳ信号の信号レベルが算出されて算出結果に応じた利
得制御信号が生成される。この利得制御信号により、利
得可変ＬＮＡ１１の利得が切り替えられ、受信信号が所
望の一定レベルの信号となる。

【００４８】具体的には、Ａ／Ｄ変換器１９の入力信号
レベルが小さいときには、利得可変ＬＮＡ１１の利得を
最大利得である第１の利得にして雑音指数を低下させ、
Ａ／Ｄ変換器１９の入力信号レベルがこの小さなレベル
から増加して或る閾値Ａに達すると、利得可変ＬＮＡ１
１の利得を第１の利得からこれよりも小さい第２の利得
に切り替える。また、Ａ／Ｄ変換器１９の入力信号レベ
ルがこの閾値Ａ以上のレベルから減少する場合（このと
き、利得可変ＬＮＡ１１の利得は第２の利得である）、
このレベルが閾値Ａに達しても利得可変のＬＮＡ１１の
利得は切り替わらず、この閾値よりも小さい閾値Ｂ(Ａ
＞Ｂ)に達したときに、利得可変ＬＮＡ１１の利得が第
２の利得から再び第１の利得である最大利得に切り替わ
り、雑音指数を低下させる。

【００４９】これにより、利得可変ＬＮＡ１１の出力側
の回路ブロックで過大なレベルの信号が供給されること
がなくなるので、受信装置のダイナミックレンジが向上
する。また、利得可変ＬＮＡ１１の利得を切り替える閾
値を、第１の利得から第２の利得へ切り替えるときと、
逆に、第２の利得から第１の利得へ切り替えるときとで
異なる値に設定することにより、Ａ／Ｄ変換器１９の入
力信号レベルが閾値付近で変動しても、利得可変ＬＮＡ
１１がそれに応じて頻繁に切り替わる、という現象を防
止することができる。

【００５０】なお、ここでは、利得可変ＬＮＡ１１に設
定される利得を第１の利得と第２の利得の２つの利得と
しているが、３以上の利得を切り替えて使用できるよう
にすることもでき、この切替え毎に上記のような閾値が
あることはいうまでもない。

【００５１】利得可変ＬＮＡ１１の利得が切り替わる瞬
間では、この利得可変ＬＮＡ１１でＤＳ信号が瞬断され
る。従来のＲａｋｅ受信装置では、この瞬間直接波も遅
延波も入力されないが、この実施形態では、利得可変Ｌ
ＮＡ１１で瞬断されたＤＳ信号が減衰・遅延器２５を介
して入力されることになる。Ａ／Ｄ変換器１９の出力側
の逆拡散器２１ａ，２１ｂや拡散符号生成器２２ａ，２
２ｂ、Ｒａｋｅ合成器２４からなるＲａｋｅ受信ブロッ
クには、利得可変ＬＮＡ１１でＤＳ信号の瞬断が生じて
も、減衰・遅延器２５からＤＳ信号が補足し続けること
になり、誤り率が低下することを防止する。

【００５２】これを図２で説明すると、図２（ａ）〜
（ｃ）は利得可変ＬＮＡ１１の利得が切り替えられない
ときの動作を示すものであって、Ｓ₁，Ｓ₂は夫々利得可
変ＬＮＡ１１を通った直接波と遅延波を示し、Ｓ₁’，
Ｓ₂’は夫々減衰・遅延器２５を通った直接波と遅延波
を示す。この場合には、利得可変ＬＮＡ１１を通った直
接波Ｓ₁と遅延波Ｓ₂（図２（ａ））とが減衰・遅延器２
５を通った直接波Ｓ₁’と遅延波Ｓ₂’（図２（ｂ））と
がＢＰＦ１２で合成され、これらの合成信号（図２
（ｃ））がミキサ１３から順に処理され、図１に示すＲ
ａｋｅ受信ブロックの場合、直接波Ｓ₁のＤＳ信号が逆
拡散器２１ａで、直接波Ｓ₁’のＤＳ信号が逆拡散器２
１ｂで夫々処理されることになる。

【００５３】また、利得可変ＬＮＡ１１で利得の切替え
があった場合には、この切替えの瞬間直接波Ｓ₁と遅延
波Ｓ₂が遮断され、図２（ｃ）に示すように、減衰・遅
延器２５を通った直接波Ｓ₁’と遅延波Ｓ₂’がミキサ１
３から処理されていく。この場合には、直接波Ｓ₁’の
ＤＳ信号が逆拡散器２１ａで、遅延波Ｓ₂’のＤＳ信号
が逆拡散器２１ｂで夫々処理されることになる。

【００５４】なお、減衰・遅延器２５の利得減衰量は、
Ａ／Ｄ変換器１９の入力信号レベルが上記の閾値Ｂであ
るとき、この減衰・遅延器２５を通る受信信号の信号対
雑音比が所望の誤り率を満たすレベルに設定される。

【００５５】図３は上記の実施形態を用いた携帯電話機
などの携帯端末の一具体例を示すブロック図であって、
１０”は送受信用アンテナ、２６はＢＰＦ、２７は送受
共用器、２８はデジタル信号処理回路、２９はＤ／Ａ変
換器、３０はスピーカ、３１はマイクロホン、３２はＡ
／Ｄ変換器、３３はキーボード、３４はディスプレイで
あり、図４及び図１に対応する部分には同一符号を付け
たものである。

【００５６】この具体例は、送信系Ｔに図４に示す送信
操作の構成を用い、受信系Ｒに図１に示した実施形態を
用い、アンテナを送受兼用として送受共用器２７を設け
たものである。

【００５７】まず、送信系Ｔについて説明する。

【００５８】図３において、通話時には、マイクロホン
３１から出力される音声信号は、Ａ／Ｄ変換器３２でデ
ジタル情報信号に変換され、デジタル信号処理回路２８
で処理される。また、キーボード３３からも、その操作
に伴うデジタル情報信号がデジタル信号処理回路２８に
供給される。

【００５９】デジタル信号処理回路２８で処理されたこ
れらデジタル情報信号は、図４で説明したように、デジ
タル変調器１で変調されてデジタル変調信号となり、こ
のデジタル変調信号が拡散器２で処理されてＤＳ信号と
なる。このＤＳ信号はＤ／Ａ変換器４でアナログ信号と
なり、ＢＰＦ２６で不要帯域成分が除かれた後、ミキサ
５に供給され、局部発振器６からの局部発振信号と混合
されて所定の無線周波数の送信信号となる。この送信信
号は、ＢＰＦ７で不要帯域成分が除去された後、パワー
増幅器８で電力増幅され、さらに、ＢＰＦ９に供給され
る。このＢＰＦ９は、送受共用器２７で送信波が受信周
波数帯に漏れ込むのを防止するとともに、不要なスプリ
アスなどの雑音を除くためのものである。ＢＰＦ９から
出力される送信信号は、送受共用器２７を介し、送受信
用アンテナ１０”から送信される。

【００６０】次に、受信系Ｒについて説明する。

【００６１】送受信用アンテナ１０”で受信された無線
周波信号は、利得可変ＬＮＡ１１で増幅され(図２
(ａ))、また、減衰・遅延器２５で減衰・遅延され(図２
(ｂ))、夫々ＢＰＦ１２に供給されて合成される。この
ＢＰＦ１２で上記のように処理された合成信号はミキサ
１３に供給され、局部発振器１４からの局部発振信号と
混合されて第１の中間周波信号に変換される。この第１
の中間周波信号はＢＰＦ１５で上記の処理がなされ、増
幅器１６で増幅されてミキサ１７に供給される。

【００６２】ミキサ１７では、増幅器１６からの第１の
中間周波信号と局部発振器１８からの局部発振信号とが
混合されて、第２の中間周波信号としてのアナログのＤ
Ｓ信号が得られる。このＤＳ信号は、Ａ／Ｄ変換器１９
でデジタルのＤＳ信号に変換される。このＤＳ信号は、
図６及び図７や図１で説明したように、逆拡散器２１
ａ，２１ｂとＲａｋｅ合成器２４で処理されてデジタル
変調信号となり、デジタル復調器２３で復調されて元の
デジタル情報信号となる。

【００６３】このデジタル情報信号は、音声情報信号で
ある場合には、デジタル信号処理回路２８で処理された
後、Ｄ／Ａ変換器２９でアナログの音声信号となってス
ピーカ３０に供給され、音声信号以外の画像情報や文字
情報信号である場合には、デジタル信号処理回路２８で
処理された後、ディスプレイ３４などに供給される。

【００６４】かかる具体例においても、利得可変ＬＮＡ
１１の利得の切替え時では、このときの直接波や遅延波
の受信の途切れが減衰・遅延器２５からの信号によって
充足される。また、信号レベル算出器２０での閾値Ａ，
Ｂについても、図１に示した実施形態と同様である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ＬＮＡの利得の切替えの瞬間でも、ＤＳ信号を補足し続
けることのでき、受信信号の誤り率を低下させることな
く、ＬＮＡの利得を切り替えも可能となって、ダイナミ
ックレンジを向上することができる。

【００６６】また、ＬＮＡの利得切替えの閾値付近で信
号レベルが変動し続けても、ＬＮＡの利得切替えが繰り
返すことがなく、利得が安定に設定されるから、信号レ
ベルがふらつくようなことも防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による直接拡散信号受信装置の一実施形
態を示すブロック図である。

【図２】図１に示す実施例の動作を示す図である。

【図３】本発明を用いた携帯端末の一具体例を示すブロ
ック図である。

【図４】ＤＳ方式技術を用いた送信装置の一従来例を示
すブロック図である。

【図５】ＤＳ方式技術を用いた受信装置の一従来例を示
すブロック図である。

【図６】ＤＳ方式技術を用いた受信装置の他の従来例を
示すブロック図である。

【図７】図６における各部の信号を摸式的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１デジタル変調器２拡散器３拡散符号生成器４Ｄ／Ａ変換器１０，１０’，１０” アンテナ１１利得可変ＬＮＡ１２ＢＰＦ１３ミキサ１４局部発振器１５ＢＰＦ１７ミキサ１８局部発振器１９Ａ／Ｄ変換器２０信号レベル算出器２１ａ，２１ｂ逆拡散器２２ａ，２２ｂ拡散符号生成器２３デジタル復調器２４Ｒａｋｅ合成器２５減衰・遅延器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者生田功神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内 (72)発明者山本昭夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内 (72)発明者植木幸也神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内 (72)発明者野田正樹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信した無線周波の直接拡散信号を増幅
する利得可変の低雑音増幅器と、該低雑音増幅器から出力される該無線周波の直接拡散信
号を中間周波の直接拡散信号に変換する周波数変換手段
と、該周波数変換手段からの該中間周波の直接拡散信号をデ
ジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器の出力信号の信号レベルを
算出し、その算出結果に応じて該低雑音増幅器の利得を
切り替える信号レベル算出器と、該アナログ／デジタル変換器から出力されるデジタル直
接拡散信号をデジタル変調信号に復調する拡散復調手段
と該拡散復調手段で復調されたデジタル変調信号をデジ
タル情報信号に復調するデジタル復調器と、アンテナを介して受信した該無線周波の直接拡散信号を
減衰，遅延する減衰・遅延器とを備え、該減衰・遅延器から出力される該無線周波の直接拡散信
号を該周波数変換手段に供給することを特徴とする直接
拡散信号受信装置。
【請求項２】請求項１において、前記周波数変換手段は、前記低雑音増幅器から出力される前記無線周波の直接拡
散信号と前記減衰・遅延器から出力される前記無線周波
の直接拡散信号とが供給されて合成し、少ない損失で通
過させる第１の帯域通過フィルタと、該第１の帯域通過フィルタから出力される前記無線周波
の直接拡散信号を第１の中間周波の直接拡散信号に変換
する第１のミキサと、該第１のミキサから出力される該第１の中間周波の直接
拡散信号を少ない損失で通過させる第２の帯域通過フィ
ルタと、該第２の帯域通過フィルタから出力される該第１の中間
周波の直接拡散信号を第２の中間周波の直接拡散信号に
変換し、前記アナログ／デジタル変換器に供給する第２
のミキサとを有し、該第１の帯域通過フィルタは、受信希望の前記無線周波
の直接拡散信号以外の周波数帯の信号を減衰し、該第２の帯域通過フィルタは、受信希望の前記第１の中
間周波の直接拡散信号以外の周波数帯の信号を減衰する
ことを特徴とする直接拡散信号受信装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記アナログ／デジタル変換器から出力されるデジタル
直接拡散信号は、異なるパスを介して前記アンテナで受
信された複数の前記無線周波の直接拡散信号が合成され
て前記周波数変換手段で処理されたものであって、前記拡散復調手段は、前記アナログ／デジタル変換器から出力されるデジタル
直接拡散信号が供給されるＮ個（但し、Ｎは２以上の整
数）の逆拡散器と、該逆拡散器毎に設けられ、前記無線周波の直接拡散信号
を送信した送信装置で用いられる拡散符号を生成し、該
当する該逆拡散器に供給するＮ個の拡散符号生成器と、Ｎ個の該逆拡散器の出力を合成するＲａｋｅ合成器とか
らなり、Ｎ個の該逆拡散器からは、互いに異なるパスを
介した該デジタル直接拡散信号を拡散復調することを特
徴とする直接拡散信号受信装置。
【請求項４】請求項１，２または３において、前記信号レベル算出器は、前記アナログ／デジタル変換
器の出力信号の信号レベルが増大していくときに前記低
雑音増幅器の利得を一方の利得から他方の利得に切り替
えレベルを決める閾値と、前記アナログ／デジタル変換
器の出力信号の信号レベルが低減していくときに前記低
雑音増幅器の利得を該他方の利得から一方の利得に戻す
レベルを決める閾値とを異ならせたことを特徴とする直
接拡散信号受信装置。
【請求項５】受信系として、請求項１〜４のいずれか
に記載の直接拡散信号受信装置を用い、該受信系と送信系とで共通のアンテナを用い、該送信系は、拡散器と該拡散器に拡散符号を供給する拡
散符号生成器とを有することを特徴とする直接拡散信号
送受信装置。