JPH0514312A - 無線通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パイロットキャリア抽入法を用いたディジタル
多重無線通信システムに混入するＦＭ干渉波を除去する
無線通信方法を提供することを目的とする。 【構成】送信側変調器１でＰＮ符号（擬似ランダム符
号）を送信パイロットキャリア信号１０３と乗算し、拡
散変調した上で、変調生成されたディジタル信号１０１
と合成して送信する。復調器２においては送信側より送
られて来た拡散された送信パイロットキャリア信号１０
３と、受信側で再生したＰＮ符号を乗算し、拡散された
送信パイロットキャリア信号１０３の逆拡散を行い、送
信パイロットキャリア信号１０３を取り出すとともに、
ＦＭ干渉波を広帯域に拡散させるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル多重無線通
信システムの変復調に関する。近年、既設のＦＭ方式を
用いたアナログ多重無線システムがディジタル多重無線
通信システムに置き換えられて来ているが、アナログ多
重無線通信システムとディジタル多重無線通信システム
が混在することにより、後者が前者の影響を受けること
がある。そこでこのアナログ多重無線システムによるＦ
Ｍ干渉波の影響を除去する方法が望まれている。

【０００２】

【従来の技術】６４値ＱＡＭ変調波を復調するために
は、受信側で基準キャリアが必要であるが、これを得る
方法の一つとしてパイロットキャリア抽入法が利用され
ている。この方法は送信側で微弱なパイロットキャリア
信号を抽入し、受信側でこれを抽出することにより、基
準キャリアを得る方法である。

【０００３】図８は従来のディジタル多重無線通信シス
テムブロック図の一例である。図中、１１は直列並列変
換器、１２はディジタル／アナログ変換器、１３，１４
は低域フィルタ、１５，１６は高域フィルタ、１７，１
８はミキサー、１９は発振器、２０は９０度移相器、２
１，２２はハイブリッド回路、２３は中間周波数増幅
器、２４は帯域フィルタ、３１はハイブリッド回路、３
２，３３，４４はミキサー、３４，３５はベースバンド
増幅器、３６，３７は低域フィルタ、３８，３９はアナ
ログ／ディジタル変換器、４０は並列直列変換器、４１
は発振器、４２は９０度移相器、４５はループフィルタ
である。

【０００４】図において、送信側で、送信データＤｉｎ
は直列並列変換器（Ｓ／Ｐ）１１により、並列データに
変換されてディジタル／アナログ変換器１２に加えられ
る。例えば、６４値の場合、２値の送信データＤｉｎ
は、直列並列変換器１１により、各３ビットの２系列の
並列データに分けられ、前記ディジタル／アナログ変換
器１２で前記並列データは各々８値のアナログデータ信
号に変換され、その結果、各々８値のアナログデータ信
号からなる２系列のアナログデータ信号ＤＩ及びＤＱを
生成する。前記ディジタル／アナログ変換器１２からの
Ｉチャネルの多値データＤＩは送信スペクトラム整形用
の低域フィルタ１３と高域フィルタ１５を経て、その出
力信号がミキサー１７に加えられる。

【０００５】一方、ディジタル／アナログ変換器１２か
らのＱチヤネルの多値データＤＱは、送信スペクトラム
を整形する低域フィルタ１４と高域フィルタ１６を経
て、ミキサー１８に加えられる。

【０００６】発振器１９により発振したパイロットキャ
リア信号は、前記ミキサー１７には直接加えられ、前記
ミキサー１８には９０度移相器２０を介して加えられ
る。従って、前記ミキサー１７，１８には、直交位相の
パイロットキャリア信号が加えられることになる。

【０００７】前記ミキサー１７は、Ｉチャネルの前記多
値データＤＩにより、前記パイロットキャリア信号を変
換し、また、前記ミキサー１８は、Ｑチャネルの前記多
値データＤＱにより、前記９０度移相差のあるパイロッ
トキャリア信号を変換することになり、前記ミキサー１
７，１８からの変調出力信号は、それぞれ直交位相のキ
ャリア信号を前記多値データで振幅変調したものとな
る。。

【０００８】これらの直交する２系列の信号はハイブリ
ッド回路２１にて合成された後、ハイブリッド回路２２
において前記パイロットキャリア信号と更に合成され、
中間周波増幅器２３にて増幅され、所定帯域の信号成分
を帯域フィルタ２４にて取り出された後、図示しない高
出力送信増幅器にて送信レベルまで増幅され、受信側に
伝送される。

【０００９】受信側においては、受信信号は３分岐する
ハイブリッド回路３１により、分岐されてミキサー３
２，３３，４４に加えられる。前記ミキサー３２，３３
には９０度移相器４２を介して発振器４１からの出力信
号が相互に９０度位相で加えられる。前記ミキサー４４
の出力信号としては送信側から送られて来た送信側パイ
ロットキャリア信号と発振器４１の出力信号との周波数
差及び位相差に対応したレベルの信号が現れる。この信
号を０にするように、発振器４１，ミキサー４４，ルー
プフィルタ４５からなる位相同期回路（ＰＬＬ）によ
り、前記発振器４１の出力信号の位相を送信側パイロッ
トキャリア信号に同期させる。

【００１０】これにより、発振器４１の出力信号を再生
キャリア信号とし、受信信号が同期検波される。同期検
波された２系列の前記受信信号はそれぞれベースバンド
増幅器３４，３５を経、低域フィルタ３６，３７を経
て、アナログ／ディジタル変換器３８，３９に加えら
れ、Ｉチャネルの前記多値データＤＩ及び、Ｑチャネル
の前記多値データＤＱのレベル識別が行われて、例えば
３ビットの並列データとして出力され、並列直列変換器
４０により直列に変換され、送信データと同じ受信デー
タＤｏｕｔが出力されることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のパイロットキャ
リア抽入法では、近い距離にある既設のアナログ多重無
線システムからのＦＭ変調波が、ディジタル多重無線シ
ステムにＦＭ干渉波として飛び込み、受信側復調器のミ
キサー４４を経て位相同期回路（ＰＬＬ）の帯域内にこ
のＦＭ干渉波が入ってくると、図２に示すような変調器
出力信号が、図３に示すような送信パイロットキャリア
信号の近傍にＦＭ干渉波が受信され、一緒に受信した送
信側パイロットキャリア信号とＦＭ干渉波とが区別でき
なくて、送信側パイロットキャリア信号の抽出が困難と
なり、復調したディジタル信号の誤り率を低下させると
言う問題が発生していた。

【００１２】本発明では、この問題点を解決するもので
あり、パイロットキャリア信号を用いたディジタル多重
無線通信システムにおけるＦＭ干渉波を簡単に除去でき
る無線通信方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は上記の問題を解決
するための本発明に係わる原理ブロック図である。図
中、１は送信側変調器、２は受信側復調器である。１０
１は入力されるディジタル信号、１０２は変調手段、１
０３は送信パイロットキャリア信号、１０４はＰＮ符号
発生手段、１０５は乗算手段、１０６は合成手段、２０
１は分波手段、２０２は周波数変換手段、２０３は逆拡
散手段、２０４は送信側に同期させるＰＮ符号同期手
段、２０５は再生された受信パイロットキャリア信号で
ある。

【００１４】本発明によれば、送信側に入力するディジ
タル信号１０１を用いて、送信パイロットキャリア信号
１０３を変調して変調信号を生成する変調器１を設け、
受信側において、内部で発生した受信パイロットキャリ
ア信号２０５を用いて受信信号から前記ディジタル信号
１０１を取り出す復調器２を設け、送信側と受信側とで
ディジタル信号の伝送を行う無線通信方法において、送
信側に、ＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生手段１０４と
乗算手段１０５と合成手段１０６とを設け、前記乗算手
段１０５と前記合成手段１０６は発生するＰＮ符号で前
記送信パイロットキャリア信号１０３を乗算拡散変調し
た後、前記変調されたディジタル信号１０１と合成して
送信する。受信側では、内部で発生したＰＮ符号と受信
信号を用いて、送信側で発生したＰＮ符号に同期させる
ＰＮ符号同期手段２０４と、逆拡散手段２０３とを設
け、前記逆拡散手段２０３は受信信号を受信パイロット
キャリア信号２０５を用いて、周波数変換した後、前記
ＰＮ同期手段２０４の出力で逆拡散して、送信パイロッ
トキャリア信号１０３と受信パイロットキャリア信号２
０５との位相差に対応する位相差信号を取り出す。その
取り出した位相差信号を利用して、受信パイロットキャ
リア信号２０５を送信パイロットキャリア信号１０３に
同期させるようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、送信側で送信パイロットキャ
リア信号１０３に擬似ランダム符号（ＰＮ符号）を乗算
し、送信パイロットキャリア信号１０３を拡散した上で
送信する。受信側では、符号同期回路により、受信側の
ＰＮ符号発生器５９で再生したＰＮ符号を、受信信号か
ら抽出した送信側ＰＮ符号を利用して送信側ＰＮ符号と
同期させ、拡散された送信パイロットキャリア信号１０
３に乗算することにより、送信パイロットキャリア信号
１０３が得られる。しかし、ＦＭ干渉波についてはＰＮ
符号と相関関係がないため、受信側で再生したＰＮ符号
とＦＭ干渉波と乗算することにより、ＦＭ干渉波は広帯
域に拡散されるので、除去することが可能となる。

【００１６】図１におけるＦＭ干渉波の除去原理につい
て図４を用いて説明する。送信側で図２に示すような送
信パイロットキャリア信号１０３をＰＮ符号で乗算する
と、図４（Ａ）に示すような拡散変調されたパイロット
キャリア信号となる。この信号を受信側で受信した時、
ＦＭ干渉が発生していれば、図４（Ａ）の中心部に示す
ようなＦＭ干渉波が復調器入力部に現れる。なお、ＦＭ
干渉が発生しない時は、図４（Ａ）の中心部のＦＭ干渉
波は現れない。

【００１７】ＦＭ干渉波の除去において、受信側では受
信信号より、送信側で発生したＰＮ符号を取り出し、こ
れと同期したＰＮ符号を再生させる。図４（Ｂ）に示す
よう受信した拡散送信パイロットキャリア信号に、図４
（Ｃ）に示すような受信側で再生したこのＰＮ符号を乗
算し、逆拡散させる。

【００１８】その結果、図４（Ａ’）及び図４（Ｂ’）
に示すような送信側のパイロットキャリア信号が得られ
る。この送信パイロットキャリア信号を利用して、受信
側で発生する受信パイロットキャリア信号２０５の位相
を送信パイロットキャリア信号の位相に合わせ、基準キ
ャリアとする。

【００１９】一方、ＦＭ干渉波については、図４（Ｄ）
に示すような干渉波信号に、図４（Ｃ）ＰＮ符号で乗算
すると、ＰＮ符号と相関関係がないことから、図４
（Ａ’）および図４（Ｄ’）に示すような拡散された信
号になる。

【００２０】

【実施例】図５に本発明に係わる実施例のブロック図を
示す。図中、図８と同一の符号は同じものを示し、送信
側で、２５はＰＮ符号発生器、２７はハイブリッド回路
を示す。また，受信側では、４６はハイブリッド回路、
４７は低域フィルタ、４８はミキサー、４９は符号同期
回路を示す。

【００２１】図において、送信側における送信データＤ
ｉｎが、直列並列変換器１１，ディジタル／アナログ変
換器１２を経、２系列のアナログデータ信号ＤＩ及びＤ
Ｑに生成され、Ｉチヤネルの多値データＤＩは低域フィ
ルタ１３と高域フィルタ１５を経て、ミキサー１７に加
えられる。一方、ディジタル／アナログ変換器１２から
のＱチヤネルの多値データＤＱは、低域フィルタ１４と
高域フィルタ１６を経て、ミキサー１８に加えられる。

【００２２】前記ミキサー１７，１８からの変調出力信
号は、発振器１９からのキャリア信号を基にした直交位
相のキャリア信号を多値データで振幅変調したものとな
り、これらの直交する２系列の信号はハイブリッド回路
２１にて合成される。ここまでは従来と変わるところは
ない。

【００２３】次に、ＰＮ符号発生器２５において発生し
た擬似ランダム符号（ＰＮ符号）とパイロットキャリア
信号をミキサー２６において乗算して拡散したパイロッ
トキャリアを、前記ハイブリッド回路２１で合成した直
交２系列の変調された信号と、ハイブリッド回路２７で
更に合成する。しかる後、中間周波増幅器２３で増幅
し、所定帯域の信号成分を帯域フィルタ２４にて取り出
した後、図示しない高出力送信増幅器にて送信レベルま
で増幅し、受信側に伝送する。

【００２４】受信側においては、受信信号は２分岐する
ハイブリッド回路３１により、分岐されてミキサー３
２，３３，４６に加えられる。前記ミキサー３３には前
記ミキサー３２に対して９０度移相器４２を介して発振
器４１からの出力信号が９０度の位相差で加えられる。
ここで発振器４１の出力信号は、ハイブリッド回路３１
及び４６を経て、送信側より送られて来る拡散した送信
パイロットキャリア信号とミキサー４４において周波数
変換される。その後、低域フィルタ４７で他の不用成分
が除去され、送信パイロットキャリア信号と受信パイロ
ットキャリア信号との差の周波数を有し、拡散変調され
た信号が得られる。

【００２５】次に、ミキサー４８において、図６に示す
符号同期回路４９で再生されたＰＮ符号により逆拡散さ
れて、受信側パイロットキャリア信号と送信側パイロッ
トキャリア信号の位相差に対応する信号が取り出され
る。この信号はループフィルタ４５で基準キャリア発振
器４１の位相制御信号として取り出され、発振器４１に
供給される。そこで、ＰＬＬにより位相差が例えば”
０”となるように発振器の周波数が制御され、送信パイ
ロットキャリア信号と同期した受信パイロットキャリア
信号が前記ミキサー３２，３３に供給され、受信信号を
同期検波する。

【００２６】図６に符号同期回路４９の構成図例を示
す。図において、５１，５２はミキサー、５３，５４は
包絡線検波器、５５は差動増幅器、５６はループフィル
タ、５７は発振器、５８はクロック回路、５９はＰＮ符
号発生器である。

【００２７】本図は、ハイブリッド回路４６より受信す
る送信側ＰＮ符号とＰＮ符号発生器５９で発生したＰＮ
符号との相関関係を利用したもので、前記ＰＮ符号発生
器５９ではフリップフロップの１ビットずれた２つの信
号を利用し、前記ミキサー５１，５２で受信する送信側
ＰＮ符号とＰＮ符号発生器５９からのミキサー５１，５
２へ送られた１ビットずれた２つの信号とのそれぞれの
位相差を取り出す。取り出された２つの位相差のある信
号は包絡線検波器５３，５４でそれぞれ信号の電圧が検
出された後、前記差動増幅器５５において位相比較が行
われ、位相ずれは電圧として取り出され、更にループフ
ィルタ５６で前記発振器５７の制御信号用としての取り
出され、前記発振器５７に加えられる。前記発振器５７
は加えられた電圧により、発生する基準クロック発信周
波数が制御され、前記クロック回路５８で前記発振器５
７の出力を波形整形し、前記ＰＮ符号発生器５９に送ら
れ、前記ＰＮ符号発生器５９の各フリップフロップに供
給される。

【００２８】このように、受信するＰＮ符号と再生する
ＰＮ符号の位相のずれに対応して、差動増幅器５５の出
力電圧が０になるように位相同期回路を構成し、受信す
るＰＮ符号の同期したＰＮ符号が再生され、ＰＮ符号発
生器５９より、ミキサー４８へ供給される。

【００２９】図７にＰＮ符号発生器５９の例を示す。Ｐ
Ｎ符号を発生し、フリップフロップ６１〜ｎとＥＸ−Ｏ
Ｒ６０とから構成される。一方、受信するＦＭ干渉波は
受信する拡散パイロットキャリア信号と同じ経路のハイ
ブリッド回路３１及び４６、ミキサー４４、低域フィル
タ４７、ミキサー４８と送られ、ミキサー４８において
再生ＰＮ符号と乗算され、広帯域に拡散される。

【００３０】ミキサー３２，３３で同期検波された２系
列の前記受信信号はそれぞれベースバンド増幅器３４，
３５を経、低域フィルタ３６，３７を経て、アナログ／
ディジタル変換器３８，３９に加えられ、Ｉチャネルの
前記多値データＤＩと、Ｑチャネルの前記多値データＤ
Ｑとのレベル識別が行われて、例えば３ビットの並列デ
ータとして出力され、並列直列変換器４０によりＩチャ
ネルとＱチャネルの各３ビットの並列データが直列に変
換され、送信データと同じ受信データＤｏｕｔが出力さ
れることになる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パイロットキャリア信号を拡散変調して送信し、復調器
でこれを抽出することにより、ＦＭ干渉波を広帯域に拡
散し、除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示すブロック図である。

【図２】変調器出力スペクトラムを示す図である。

【図３】ＦＭ干渉波発生時の復調器入力スペクトラムを
示す図である。

【図４】ＦＭ干渉波が除去される過程を示す図である。

【図５】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図６】符号同期回路の構成図例である。

【図７】ＰＮ符号発生器の例を示す図である。

【図８】従来のディジタル多重無線通信システムブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 変調器 ２ 復調器 １１ 直列並列変換器（Ｓ／Ｐ） １２ ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ） １３，１４，３６，４７ 低域フィルタ １５，１６，３７ 高域フィルタ １７，１８，２６，３２，３３，４４，４８，５１，５
２ ミキサー １９，４１，５７ 発振器 ２０，４２ ９０度移相器 ２１，２７，３１，４６ ハイブリッド回路 ２３ 中間周波増幅器 ２４ 帯域フィルタ ２５，５９ ＰＮ符号発生器 ３４，３５ ベースバンド増幅器 ３８，３９ アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ） ４０ 並列直列変換器（Ｐ／Ｓ） ４５，５６ ループフィルタ ５３，５４ 包絡線検波器 ５５ 差動増幅器 ５８ クロック回路 １０１ ディジタル信号 １０２ 変調手段 １０３ 送信パイロットキャリア信号 １０４ ＰＮ符号発生手段 １０５ 乗算手段 １０６ 合成手段 ２０１ 分波手段 ２０２ 周波数変換手段 ２０３ 逆拡散手段 ２０４ ＰＮ符号同期手段 ２０５ 受信パイロットキャリア信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】送信側に入力するディジタル信号（１０
   １）を用いて送信パイロットキャリア信号（１０３）を
   変調して変調信号を生成する変調器（１）を設け、ま
   た、受信側に内部で発生した受信パイロットキャリア信
   号（２０５）を用いて受信信号から前記ディジタル信号
   （１０１）を取り出す復調器（２）を設け、送信側と受
   信側とでディジタル信号の伝送を行う無線通信方法にお
   いて、 送信側にＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生手段（１０
   ４）と乗算手段（１０５）と合成手段（１０６）とを設
   け、 前記乗算手段（１０５）と前記合成手段（１０６）は発
   生するＰＮ符号で前記送信パイロット信号（１０３）を
   乗算拡散変調した後、変調手段（１０２）で変調生成さ
   れたディジタル信号（１０１）と合成して送信し、 受信側では内部で発生したＰＮ符号と受信信号を用い
   て、送信側で発生したＰＮ符号に同期させるＰＮ符号同
   期手段（２０４）と、逆拡散手段（２０３）とを設け、 前記逆拡散手段（２０３）は受信信号を受信パイロット
   キャリア信号（２０５）を用いて、周波数変換した後、
   前記ＰＮ符号同期手段（２０４）の出力で逆拡散して、
   送信パイロットキャリア信号（１０３）と受信パイロッ
   トキャリア信号（２０５）との位相差に対応する位相差
   信号を取り出すが、取り出した位相差信号を利用して、
   受信パイロット信号（２０５）を送信パイロット信号
   （１０３）に同期させるようにしたことを特徴とする無
   線通信方法。