JPH10126329A - 移動体通信装置の受信回路 - Google Patents

移動体通信装置の受信回路

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JPH10126329A
JPH10126329A JP8273321A JP27332196A JPH10126329A JP H10126329 A JPH10126329 A JP H10126329A JP 8273321 A JP8273321 A JP 8273321A JP 27332196 A JP27332196 A JP 27332196A JP H10126329 A JPH10126329 A JP H10126329A
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bit
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昌志 堀本
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    • H04L7/0331Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop with a digital phase-locked loop [PLL] processing binary samples, e.g. add/subtract logic for correction of receiver clock
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビットクロックを同期補正することにより、
精度の高い通信を行う移動体通信の受信回路を提供す
る。 【解決手段】 動作クロック生成回路7にプログラマブ
ルカウンタ8が使用される。復調部3では受信したデジ
タル信号から再生クロック(RCLK)が生成される。
復調部3で、ユニークワードを検出し、ビットクロック
(BCLK)に同期した検出信号(UWDET)が出力
される。検出信号(UWDET)と再生クロック(RC
LK)の位相の進み/遅れを判定するコンパレータ4
と、ビットクロック(BCLK)と再生クロック(RC
LK)との位相のずれをクロック(MCLK)でカウン
トするカウンタ5を設ける。コンパレータ4の判定結果
及びカウンタ4のカウント値に基づいてプログラマブル
カウンタ8の分周比を可変する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はPHS(Personal H
andyphon System)等の中継局及び端末に使用される移
動体通信の受信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】移動体通信として、PHSの基地局、中
継局と端末との関係を図7に示す。PHS基地局61と
端末63は矢印Rに示すように双方向に無線通信する。
基地局61は例えば電話ボックス等に設けられており、
ISDN回線で通信する。端末63が屋内等で通信が困
難な場合には、建物の窓際等に中継局62を設置する。
中継局62を介することにより、矢印S、Tのように基
地局61と端末63が双方向に通信する。
【0003】従来の中継局62の構成の概略を図8に示
す。受信アンテナ64で受信したPHS信号は高周波回
路(RF)65で増幅等を行う。そして、復調部66に
送られる。復調部66は信号を復調し、受信データ(R
DATA)及び384kHzの再生クロック(RCL
K)を出力する。そして、受信データ(RDATA)及
び再生クロック(RCLK)を次段の処理部(図示せ
ず)に送る。
【0004】復調部66が動作するためにはクロック
(MCLK)が必要である。そのため、温度補償形水晶
発振器(以下、「TCXO」という)67を設ける。T
CXO67は19.2MHzのクロック(MCLK)を
出力する。クロック(MCLK)は動作クロック生成回
路68に送られる。
【0005】動作クロック生成回路68より復調部66
にクロック(MCLK)が送られる。また、動作クロッ
ク生成回路68では、クロック(MCLK)を1/50
分周することにより、384kHzのビットクロック
(BCLK)が生成される。クロック(MCLK)を1
/96000分周することにより、200Hzのフレー
ム同期クロック(FSYNC)が生成される。
【0006】ビットクロック(BCLK)とフレーム同
期クロック(FSYNC)は上記次段の処理部(図示せ
ず)に送られる。その処理部(図示せず)では、受信デ
ータ(RDATA)をビットクロック(BCLK)とフ
レーム同期クロック(FSYNC)を使用して処理して
いく。これにより、図9に示すような信号の波形図が得
られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
おいて、基地局61と中継局62がそれぞれ独立したク
ロックで動作している。中継局62において再生クロッ
ク(RCLK)は基地局61からの受信信号で生成さ
れ、ビットクロック(BCLK)はTCXO67のクロ
ック(MCLK)を分周することにより生成される。
【0008】中継局62においてTCXO67に誤差が
あると、再生クロック(RCLK)とビットクロック
(BCLK)に誤差が生じる。この誤差により、データ
エラーが発生する可能性がある。また、再生クロック
(RCLK)とビットクロック(BCLK)の周波数が
一致していても、位相がずれる場合がある。この場合、
位相がずれて信号処理されるので、端末63にとって基
地局61と中継局62が信号的に区別される。端末63
にとって基地局61と中継局62は信号的に区別がない
ほうがよい。
【0009】本発明はこのような課題を解決し、中継局
62において、ビットクロック(BCLK)の同期補正
を行うことにより、精度の高い移動体通信の受信回路を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の構成では、デジタル信号を受信する
受信部と、前記デジタル信号を復調して受信データを出
力する復調部と、水晶発振器が出力するクロックより前
記受信データの処理に使用されるビットクロックを生成
する動作クロック生成回路とを備えた受信回路におい
て、前記動作クロック生成回路にプログラマブルカウン
タを設け、前記プログラマブルカウンタが前記水晶発振
器より出力されるクロックを分周することにより、前記
ビットクロックが生成され、前記復調部では前記デジタ
ル信号から再生クロックが生成され、前記デジタル信号
に含まれる所定の符号を検出する手段により、前記ビッ
トクロックに同期した検出信号が出力され、前記検出信
号と前記再生クロックの位相の進み/遅れを判定するコ
ンパレータと、前記検出信号を使用して前記ビットクロ
ックと前記再生クロックとの位相のずれを前記水晶発振
器が出力するクロックでカウントするカウンタとを設
け、前記コンパレータの判定結果及び前記カウンタのカ
ウント値に基づいて前記プログラマブルカウンタの分周
比を可変している。
【0011】このような構成では、デジタル信号は受信
部で受信される。そのデジタル信号は復調部で復調され
る。そして、受信データが復調部より出力される。ま
た、復調部で再生クロックが生成される。動作クロック
生成回路より、ビットクロックが生成される。ビットク
ロックは受信データを処理するときに使用される。デジ
タル信号に含まれる所定の符号を検出する手段により、
ビットクロックに同期した検出信号が出力される。そし
て、コンパレータで検出信号と再生クロックとの位相の
進み/遅れを判定する。カウンタによってビットクロッ
クと再生クロックとの位相のずれをカウントする。コン
パレータの判定結果とカウント値に基づいてプログラマ
ブルカウンタの分周比を可変する。これにより、ビット
クロックが再生クロックに同期補正される。
【0012】また、本発明の第2の構成では、上記第1
の構成において、前記所定の符号はユニークワードであ
り、前記動作クロック生成回路において前記水晶発振器
が出力するクロックを分周することにより生成されるフ
レーム同期クロックに同期して、前記プログラマブルカ
ウンタの分周比を可変している。
【0013】このような構成では、ユニークワードを検
出したときに、検出手段より検出信号が出力される。そ
して、カウンタで位相のずれが水晶発振器が出力するク
ロックでカウントされる。動作クロック生成回路で生成
されたフレーム同期クロックに同期してプログラマブル
カウンタの分周比を変更する。このように、フレーム同
期クロックのタイミングで同期補正する。
【0014】また、本発明の第3の構成では、上記第2
の構成において、前記水晶発振器が出力するクロックは
19.2MHzであり、前記プログラマブルカウンタは
前記水晶発振器が出力するクロックを1/n(ただし、
n=1、2・・・34)分周し、前記プログラマブルカ
ウンタより出力される信号を1/5分周することにより
ビットクロックが生成され、前記プログラマブルカウン
タより出力される信号を1/9600分周することによ
り、前記フレーム同期クロックが生成されるようにして
いる。
【0015】このような構成では、水晶発振器より、1
9.2MHzのクロックが出力される。プログラマブル
カウンタで1/n分周する。同期補正していないとき、
1/10分周する。更に、1/5分周することにより、
384kHzのビットクロックが発生する。また、プロ
グラマブルカウンタより出力される信号を1/9600
分周することにより、200Hzのフレーム同期クロッ
クが生成される。同期補正する際には、プログラマブル
カウンタで分周比を変更する。分周比が変更されてもフ
レーム同期クロックとビットクロックとの同期関係は保
たれる。
【0016】また、本発明の第4の構成では、上記第1
の構成乃至上記第3の構成のいずれかにおいて、PHS
基地局と端末との間に介在して、前記デジタル信号を中
継する中継局に使用されている。
【0017】このような構成では、中継局で信号処理す
るときに使用されるビットクロックが基地局から送られ
てくる信号に同期したものとなる。そのため、端末にと
っては中継局と基地局は信号的に区別がない。中継局が
介在しても、高精度の信号の中継ができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1〜図6
を用いて説明する。移動体通信としてPHSを例にと
る。図1は本実施形態の中継局の概略を示すブロック図
である。PHSのデジタル信号はアンテナ1で受信され
る。受信されたデジタル信号は高周波回路(RF)2で
増幅等を行う。そして、その信号は復調部3に送られ
る。
【0019】復調部3で信号が復調される。そして、復
調部3より受信データ(RDATA)と384kHzの
再生クロック(RCLK)を出力する。更に、復調部3
は信号に含まれるユニークワード(後述する)を検出し
て、ユニークワード検出OK信号(UWDET)を出力
する。このユニークワード検出信号はビットクロック
(BCLK)に同期した信号である。
【0020】次に、ユニークワードについて説明する。
PHSの通信データの構造を図2に示す。図2(a)に
示すように、1フレームの期間Kは5msである。1フ
レームは8個のスロットから成り、1スロットの期間L
は625μsである。図7において、基地局61では、
各スロットは送信1〜送信4、受信1〜受信4の順とな
る。これにより、4チャネルの多重通信を行う。1個の
スロットは625μsで240ビットの情報を含んでい
る。そのため、ビットクロック(BCLK)は384k
Hzとなる。各スロットには、制御符号やデータの他
に、ユニークワードという符号が含まれる。
【0021】図1において、TCXO6より19.2M
Hzのクロック(MCLK)が出力される。クロック
(MCLK)は動作クロック生成回路7に送られる。動
作クロック生成回路6に送られたクロック(MCLK)
は、まず、プログラマブルカウンタ8で分周される。次
に、分周器11で1/5分周することにより、ビットク
ロック(BCLK)が生成される。
【0022】また、プログラマブルカウンタ8の出力を
分周器9で1/9600分周する。更に、立ち上がり検
出器10でビットクロック(BCLK)の立ち上がりと
フレーム同期クロック(FSYNC)の立ち上がりを一
致させる。これにより、フレーム同期クロック(FSY
NC)が生成される。
【0023】コンパレータ4にユニークワード検出OK
信号(UWDET)、再生クロック(RCLK)及びフ
レーム同期クロック(FSYNC)を入力する。コンパ
レータ4でユニークワード検出OK信号(UWDET)
の立ち上がり時に、再生クロック(RCLK)とフレー
ム同期クロック(FSYNC)を比較する。これによ
り、再生クロック(RCLK)とビットクロック(BC
LK)の位相の進み/遅れを判定する。その判定結果を
プログラマブルカウンタ8に出力する。
【0024】コンパレータ4から再生クロック(RCL
K)とフレーム同期クロック(FSYNC)を出力し、
カウンタ5に入力する。カウンタ5はユニークワード検
出OK信号(UWDET)の立ち上がりを利用して、ビ
ットクロック(BCLK)と再生クロック(RCLK)
とのずれをクロック(MCLK)のクロック数でカウン
トする。そして、カウント結果をフレーム同期クロック
(FSYNC)に同期してプログラマブルカウンタ8に
出力する。プログラマブルカウンタ8で分周比を変更し
て同期補正する。
【0025】進み/遅れの判定と位相のずれの検出は次
のように行う。図4に信号の一例の波形図を示す。ユニ
ークワード検出OK信号(UWDET)はビットクロッ
ク(BCLK)と同期して出力される。再生クロック
(RCLK)に対してビットクロック(BCLK)が遅
れている場合、ユニークワード検出OK信号(UWDE
T)の立ち上がりの時間tに、再生クロック(RCL
K)は、(a)に示すように、ハイレベル(以下、
「H」という)となる。
【0026】時間tから再生クロック(RCLK)がロ
ーレベル(以下、「L」という)になるまでの期間Aを
クロック(MCLK)でカウントすることにより、ビッ
トクロック(BCLK)の遅れのずれが、25−(Aの
カウント値)で与えられる。
【0027】一方、ビットクロック(BCLK)が再生
クロック(RCLK)に対して進んでいる場合、時間t
に再生クロック(RCLK)は、(b)に示すように、
Lとなる。時間tから再生クロック(RCLK)がHと
なるまでの期間Bをクロック(MCLK)でカウントす
る。これにより、進みのずれがBのカウント値で与えら
れる。
【0028】次に、同期補正の処理のフローチャートを
図3に示す。処理が開始されると、まずステップS1で
ユニークワード検出OK信号(UWDET)の立ち上が
りがコンパレータ4(図1参照)で検出される。もし、
検出されなければ、処理がS7に進み、19.2MHz
のクロック(MCLK)を初段のプログラマブルカウン
タ8で1/10分周する。そして、処理がステップS1
に戻る。
【0029】一方、ステップS1でユニークワード検出
OK信号(UWDET)の立ち上がりが検出される。処
理がステップS2に進み、再生クロック(RCLK)が
ローレベルであるか判断する。
【0030】もし、ステップS2で、再生クロック(R
CLK)がLであれば、処理がステップS3に進む。こ
の場合、前述したようにビットクロック(BCLK)が
再生クロック(RCLK)に対して進んでいる。ステッ
プS3で、再生クロック(RCLK)がHかどうか判断
される。
【0031】もし、ステップS3で、再生クロック(R
CLK)がHでなければ、処理がステップS4に進み、
19.2MHzのクロック(MCLK)の立ち上がりを
カウンタ5(図1参照)カウントする。そして、カウン
ト値nを保存する。ステップS3で再生クロック(RC
LK)がHとなるまで、ステップS4でカウントする。
【0032】ステップS3で再生クロック(RCLK)
がHとなると、処理がステップS5に進む。ステップS
5で、フレーム同期クロック(FSYNC)の立ち上が
りが検出される。もし、フレーム同期クロック(FSY
NC)の立ち上がりが検出されなければ、フレーム同期
クロック(FSYNC)の立ち上がりが検出されるまで
ステップS5の処理を繰り返す。
【0033】ステップS5で、フレーム同期クロック
(FSYNC)の立ち上がりが検出されると、処理がス
テップS6に進む。ステップS6で19.2MHzのク
ロック(MCLK)を、初段のプログラマブルカウンタ
8(図1参照)で1回だけ、カウント値nを使用して、
1/(10+n)分周する。その後、ステップS7で、
プログラマブルカウンタ8で、クロック(MCLK)を
1/10分周する。そして、処理がステップS1に戻
る。
【0034】ステップS2で、再生クロック(RCL
K)がHの場合、ステップS2からステップS8に処理
が進む。この場合、ビットクロック(BCLK)が再生
クロック(RCLK)に対して遅れている。ステップS
8で、再生クロック(RCLK)がLであるか判断され
る。
【0035】もし、ステップS8で、再生クロックがL
でなければ処理がステップS9に進み、19.2MHz
のクロック(MCLK)の立ち上がりをカウンタ5(図
1参照)でカウントし、カウント値nを保存する。そし
て、処理をステップS8に戻す。このように、再生クロ
ック(RCLK)がLになるまでステップS7でカウン
トする。
【0036】ステップS8で再生クロック(RCLK)
がLとなれば、処理がS10に進む。ステップS10で
カウント値nが16から25までの範囲にあるか判断す
る。もし、カウント値nが16から25までの範囲にな
ければ、処理がステップS11に進み、nを25とす
る。これにより、電源を入れた瞬間のように、不適当な
信号が送られてきて補正できない場合、同期補正しない
ようになる。そして、処理がステップS12に進む。
【0037】一方、ステップS10でカウント値nが1
6から25までの範囲にある場合、処理が直接ステップ
S12に進む。ステップS12でフレーム同期クロック
(FSYNC)の立ち上がりが検出される。もし、検出
されなければ、立ち上がりが検出されるまでステップS
12の処理を繰り返す。ステップS12でフレーム同期
クロック(FSYNC)の立ち上がりが検出されると、
処理がステップS13に進む。
【0038】ステップS13で19.2MHzのクロッ
ク(MCLK)を初段のプログラマブルカウンタ8(図
1参照)で1回だけ、カウント値nを使用して、1/
{10−(25−n)}分周する。その後、ステップS
7で、19.2MHzのクロック(MCLK)をプログ
ラマブルカウンタ8で1/10分周するようにする。
【0039】尚、ステップS10で、カウント値nは1
6から25までの範囲に制限される。ビットクロック
(BCLK)と再生クロック(RCLK)のずれは、T
CXO6の誤差を考慮しても、最大9カウントとなるの
で、同期補正するのに十分な範囲となっている。また、
フレーム同期クロック(FSYNC)に同期して補正し
ているので、温度等の影響のため水晶発振器に誤差が生
じ、ずれが蓄積されて大きくなってしまうことが防止さ
れる。
【0040】補正の様子を示す信号波形図を図5、図6
に示す。図5はビットクロック(BCLK)が再生クロ
ック(RCLK)に対して進んでいる場合の例の信号の
波形図である。時間t0でユニークワード検出OK信号
(UWDET)が立ち上がると、前述したように、ビッ
トクロック(BCLK)と再生クロック(RCLK)の
ずれをクロック(MCLK)でカウントする。そして、
カウント値nを保存する。
【0041】そして、時間t1でフレーム同期クロック
(FSYNC)の立ち上がると、プログラマブルカウン
タ8(図1参照)の分周比が変更される。これにより、
期間Eがカウント値nに対応する時間だけ延長される。
そのため、時間t2において、ビットクロック(BCL
K)と再生クロック(RCLK)の位相が一致する。
【0042】一方、図6はビットクロック(BCLK)
が再生クロック(RCLK)に対して遅れている場合の
例の信号の波形図である。時間t0でユニークワード検
出OK信号(UWDET)が立ち上がると、ビットクロ
ック(BCLK)と再生クロック(RCLK)のずれを
クロック(MCLK)でカウントする。そして、カウン
ト値nを保存する。
【0043】そして、時間t3でフレーム同期クロック
(FSYNC)の立ち上がると、プログラマブルカウン
タ8(図1参照)の分周比が変更される。これにより、
期間Fがカウント値nから導かれる位相のずれの時間だ
け短縮される。そのため、時間t4において、ビットク
ロック(BCLK)と再生クロック(RCLK)の位相
が一致する。尚、プログラマブルカウンタ8(図1参
照)で分周比が変更されると、フレーム同期クロック
(FSYNC)も同時にタイミングが調整される。
【0044】このように、図7において、中継局62で
はPHS基地局61から送信される信号と同期したビッ
トクロック(BCLK)で処理される。そのため、中継
局62では基地局61と同じデータ転送クロックの周波
数、位相が得られる。これにより、精度の高い通信を行
うことができる。また、端末63にとって、PHS基地
局61と中継局62は信号的に区別がなくなる。中継局
62を設けることによってもデータエラー等が発生しな
くなる。
【0045】また、図7においては1台の中継局62で
PHS基地局61と端末63が通信するが、中継局62
を多段に設けて、信号が複数の中継局62を経由するよ
うなシステムでも、それぞれの中継局62ではPHS基
地局61とクロックの位相が一致している。そのため、
データエラー等が発生せず、高精度の通信が行われる。
【0046】尚、端末63(図7参照)においても、図
1に示すPHS受信回路を設けることができる。この場
合、端末63でも基地局61と同じ転送クロックの周波
数、位相が得られるため、精度の高い通信を行うことが
できる。
【0047】
【発明の効果】
<請求項1の効果>プログラマブルカウンタを使用して
分周比を可変することにより、ビットクロックの位相が
再生クロックに一致するようになる。これにより、受信
回路では信号処理の際、送信される信号の転送クロック
と同期して、信号処理する。そのため、水晶発振器の誤
差が原因となって発生するデータエラー等がなくなる。
【0048】<請求項2の効果>ユニークワード検出時
に、位相の進み、遅れを判別し、位相差をカウントす
る。その後、フレーム同期クロックのタイミングで、プ
ログラマブルカウンタの分周比を可変して位相を一致さ
せる。このように、適宜、同期補正しているので、位相
のずれが蓄積されて大きくならない。
【0049】<請求項3の効果>19.2MHzのクロ
ックをプログラマブルカウンタで1/n分周する。プロ
グラマブルカウンタより出力される信号を1/5分周す
ることにより、384kHzのビットクロックが生成さ
れる。また、1/9600分周することにより、200
Hzのフレーム同期クロックが生成される。分周比を可
変することにより、ビットクロックとフレーム同期クロ
ックが同時に補正される。
【0050】<請求項4の効果>PHSの中継局に使用
されることにより、中継局では基地局と同期した信号処
理が行われる。そのため、端末にとって、基地局と中継
局は信号的に区別がない。中継局を介しても通信の精度
が劣化しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の中継局のPHS受信回
路のブロック図。
【図2】 PHSの通信データの構造図。
【図3】 同期補正処理のフローチャート。
【図4】 その同期ずれ評価を説明する波形図。
【図5】 そのビットクロックが進みの場合の同期補正
の様子を示す波形図。
【図6】 そのビットクロックが遅れの場合の同期補正
の様子を示す波形図。
【図7】 PHSの基地局、中継局及び端末の関係図。
【図8】 従来の中継局のブロック図。
【図9】 その信号の波形図。
【符号の説明】
1 アンテナ 2 高周波回路 3 復調部 4 コンパレータ 5 カウンタ 6 TCXO 7 動作クロック生成回路 8 プログラマブルカウンタ 9 分周器 10 立ち上がり検出回路 11 分周器 62 中継局

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル信号を受信する受信部と、前記
    デジタル信号を復調して受信データを出力する復調部
    と、水晶発振器が出力するクロックより前記受信データ
    の処理に使用されるビットクロックを生成する動作クロ
    ック生成回路とを備えた移動体通信の受信回路におい
    て、 前記動作クロック生成回路にプログラマブルカウンタを
    設け、前記プログラマブルカウンタが前記水晶発振器よ
    り出力されるクロックを分周することにより、前記ビッ
    トクロックが生成され、前記復調部では前記デジタル信
    号から再生クロックが生成され、前記デジタル信号に含
    まれる所定の符号を検出する手段により、前記ビットク
    ロックに同期した検出信号が出力され、前記検出信号と
    前記再生クロックの位相の進み/遅れを判定するコンパ
    レータと、前記検出信号を使用して前記ビットクロック
    と前記再生クロックとの位相のずれを前記水晶発振器が
    出力するクロックでカウントするカウンタとを設け、前
    記コンパレータの判定結果及び前記カウンタのカウント
    値に基づいて前記プログラマブルカウンタの分周比を可
    変することを特徴とする移動体通信の受信回路。
  2. 【請求項2】 前記所定の符号はユニークワードであ
    り、前記動作クロック生成回路において前記水晶発振器
    が出力するクロックを分周することにより生成されるフ
    レーム同期クロックに同期して、前記プログラマブルカ
    ウンタの分周比を可変することを特徴とする請求項1に
    記載の移動体通信の受信回路。
  3. 【請求項3】 前記水晶発振器が出力するクロックは1
    9.2MHzであり、前記プログラマブルカウンタは前
    記水晶発振器が出力するクロックを1/n(ただし、n
    =1、2・・・34)分周し、前記プログラマブルカウ
    ンタより出力される信号を1/5分周することによりビ
    ットクロックが生成され、前記プログラマブルカウンタ
    より出力される信号を1/9600分周することによ
    り、前記フレーム同期クロックが生成されることを特徴
    とする請求項2に記載の移動体通信の受信回路。
  4. 【請求項4】 PHS基地局と端末との間に介在して、
    前記デジタル信号を中継する中継局に使用されることを
    特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の移
    動体通信の受信回路。
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