JP2003188744A

JP2003188744A - Ｃｆｍ−ｓｓｂ無線機

Info

Publication number: JP2003188744A
Application number: JP2001384205A
Authority: JP
Inventors: Yoji Makishima; 洋二巻島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】データ信号の伝送効率を向上し、また受信側
の周波数をより安定して供給することができるＳＳＢ無
線機を提供すること。【解決手段】搬送波に同期して形成された正弦波状の
基準信号及びデータ信号からなる変調波で、搬送波を変
調して、帯域制限されたＳＳＢで送信する。受信側で
は、基準信号の周期に基づいて局部発振波周波数を発生
し、側帯波周波数に基づいて局部搬送波周波数を発生し
て、周波数誤差なく変換及び同期検波を行う。また、基
準信号のレベルに基づいてデータ信号を精度よく復号す
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、単側波帯（ＳＳ
Ｂ）通信方式に用いるＳＳＢ無線機に関する。

【０００２】

【従来の技術】変調信号により振幅変調し、無線通信を
行う方式として、ＳＳＢ無線通信方式が広く用いられて
いる。

【０００３】このＳＳＢ無線通信方式は、搬送波及び上
下の側帯波の内、直接情報伝達に寄与していない搬送波
と上下の側帯波の一方とを抑圧し、上または下の側帯波
の一方だけを伝送する方式である。この方式は電力の節
約になるのみならず、周波数帯域が半分で済み、通信チ
ャネルを多く取れる。

【０００４】図８は、従来のＳＳＢ無線通信方式に用い
る無線機の受信回路のブロック構成を示す図である。図
８において、空中線１２１では送信側から送られてきた
単側波帯信号を受信し、高周波増幅器１２２で増幅す
る。周波数変換器１２３では、高周波増幅器１２２から
の単側波帯信号と第１局部発振器１２４からの信号とを
混合し、帯域制限用フィルタ１２５を通して中間周波数
信号に変換する。中間周波増幅器１２６では、その出力
の大きさが所定値になるように検出器１２６ａにより自
動的に利得が調整される。復調器１２７では、自動利得
調整された中間周波数信号を局部搬送波発振器１２７ａ
からの信号に基づいて復調する。この復調器１２７の出
力信号を低周波ろ波器１２８を通して低周波増幅器１２
９で増幅し、復調出力を得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このＳＳＢ無
線通信方式では、図８の中間周波増幅器１２６及び検出
器１２６ａでの自動利得調整に際して、レベル調整の基
準となるべき搬送波信号がないため、自動利得調整の時
定数を変調信号の周期より十分長く設定する必要があ
る。このため、無線通信経路の条件により自動利得調整
の時定数より短い周期で受信信号レベルが変動した場合
に、受信回路で振幅歪みを生じ、受信出力が変動してし
まう。

【０００６】また、変調信号の波形を完全に再現するた
めには、送信側と受信側との周波数を一致させる周波数
を、第１局部発振器１２４から周波数変換器１２３に、
および局部搬送波発振器１２７ａから復調器１２７に与
える必要があり、多少の誤差が許容される場合でもその
許容範囲内の周波数を与える必要がある。したがって、
送信側の周波数と受信側の周波数を一致させるために、
高安定度の発振器を必要とする。

【０００７】また、ＳＳＢ無線通信方式では、無線通信
経路の条件により受信出力レベルが変動するから、振幅
値をディジタル信号の変調値として扱うことが出来ず、
効率の良いデータ転送が行えない。

【０００８】そこで、本発明者等は、ＳＳＢ無線通信方
式における高電力効率及び狭周波数帯域伝送の利点を生
かしつつ、受信回路の自動利得制御を無線通信経路の条
件によらず即時且つ高精度に行うこと、及び、受信信号
に基づいて送信側周波数に同期した周波数を作成するこ
とができるＳＳＢ無線通信方式及び無線機を、既に提案
している（特願２００１−１５７４７１）。

【０００９】本発明は、提案済みのＳＳＢ無線通信方式
及び無線機を改善し、データ信号の伝送効率をさらに向
上し、また受信側の周波数をより安定して供給すること
ができるＳＳＢ無線機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】請求項１のＳＳＢ無線機
は、局部搬送波及び局部発振波を共通の発振源から発生
する周波数発生手段と、前記周波数発生手段の発生周波
数に基づいて、所定の幅と所定の周期でかつ一定振幅の
正弦波状の基準信号及びこの基準信号と同じ幅でかつ前
記基準信号の振幅を基準とした２値又は多値のディジタ
ル値を表現する正弦波状のデータ信号からなる変調波を
発生する変調波発生手段と、前記局部搬送波を、前記変
調波で振幅変調する変調手段と、この変調手段の変調出
力を上側或いは下側のいずれかの単側帯波のみを通過さ
せる帯域通過フィルタ手段と、この帯域通過フィルタ手
段の出力を前記局部発振波によりシフトし送信搬送波信
号とするための周波数変換手段を備え、前記帯域通過フ
ィルタ手段は、前記局部搬送波の周波数に前記変調波の
周波数を加算或いは減算した単側帯波周波数が、通過帯
域の中心より一方側に設定されていることを特徴とす
る。

【００１１】請求項２のＳＳＢ無線機は、所定の幅と所
定の周期でかつ一定振幅の正弦波状の基準信号及びこの
基準信号と同じ幅でかつ前記基準信号の振幅を基準とし
た２値又は多値のディジタル値を表現する正弦波状のデ
ータ信号からなる変調波で変調されている単側帯波通信
信号を、局部発振波周波数信号でシフトし、中間周波数
信号に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段
からの中間周波数信号を増幅する中間周波数増幅手段
と、この中間周波数増幅手段の出力を振幅検波し、前記
基準信号の周期の周波数成分を出力する振幅検波手段
と、この振幅検波手段からの前記基準信号の周期の周波
数成分に基づいて、前記局部発振波周波数信号を生成す
る周波数発生手段とを、有することを特徴とする。

【００１２】請求項３のＳＳＢ無線機は、請求項２記載
のＳＳＢ無線機において、前記中間周波数増幅手段の出
力と局部搬送波周波数信号とを混合する混合回路、この
混合回路の出力を検波する検波回路を含む同期検波手段
と、前記中間周波数増幅手段の出力から前記単側帯波周
波数信号をろ波出力する帯域通過フィルタとを備え、前
記周波数発生手段は、さらに、前記帯域通過フィルタの
出力周波数に基づいて前記局部搬送波周波数信号を生成
することを特徴とする。

【００１３】請求項４のＳＳＢ無線機は、請求項２，３
記載のＳＳＢ無線機において、前記中間周波数増幅手段
の出力を平均値検波する平均値検波手段を有し、この平
均値検波手段の検波出力に基づいて前記中間周波数増幅
手段の増幅度を制御することを特徴とする。

【００１４】請求項５のＳＳＢ無線機は、請求項２記載
のＳＳＢ無線機において、前記中間周波数増幅手段の出
力と局部搬送波周波数信号とを混合する混合回路、この
混合回路の出力を参照値と比較する差動増幅回路、この
差動増幅回路の出力を検波する検波回路を含む同期検波
手段と、前記中間周波数増幅手段の出力から前記単側帯
波周波数信号をろ波出力する帯域通過フィルタとを備
え、前記周波数発生手段は、さらに、前記帯域通過フィ
ルタの出力周波数に基づいて前記局部搬送波周波数信号
を生成することを特徴とする。

【００１５】請求項６のＳＳＢ無線機は、請求項５記載
のＳＳＢ無線機において、前記混合回路の出力に含まれ
る前記基準信号をピーク検波するピーク検波手段を有
し、このピーク検波手段の検波出力に基づいて、前記中
間周波数増幅手段の増幅度を制御するとともに、前記差
動増幅回路の参照値を生成することを特徴とする。

【００１６】請求項７のＳＳＢ無線機は、請求項３〜６
記載のＳＳＢ無線機において、前記検波回路から順次出
力される基準信号及びデータ信号の値を記憶し、データ
信号の値を補正する記憶・補正手段を設け、連続する基
準信号の値にしたがって、それら基準信号間のデータ信
号の値を補正することを特徴とする。

【００１７】請求項８のＳＳＢ無線機は、請求項７記載
のＳＳＢ無線機において、前記記憶・補正手段は、基準
信号及び連続するデータ群の値に応じて、それらデータ
信号の値を順次補正することを特徴とする。

【００１８】本発明によれば、ＳＳＢ無線通信方式にお
ける、高電力効率及び狭周波数帯域伝送の利点をさらに
拡大し、周波数利用効率を大幅に改善できる。

【００１９】また、基準信号を一定とする制御及びデー
タ信号補正処理により、フェージングの影響を小さくす
ることができる。

【００２０】また、受信した基準信号の間隔または周波
数に同期を取って局部発振周波数を調整し、また単側帯
波周波数に基づいて局部搬送波周波数を調整するから、
同期がほぼ完全にとれる。したがって、復調効率が改善
され、雑音などの影響が小さくなる。

【００２１】以上のことから、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯等に
も本発明のＳＳＢ無線機を適用することにより、ＶＨＦ
帯、ＵＨＦ帯等の周波数利用効率を大幅に改善できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明の実施の形態にかかるＳＳ
Ｂ無線通信方式の送信側の無線機の全体構成を示す図で
あり、図２はその各部の波形を示す図、図３は変調波を
形成する他の手段を示す図である。

【００２４】この実施の形態においては、多値のディジ
タル信号を伝送するものにおいて、変調波周波数となる
クロック信号周波数を４．８ｋＨｚとし、変調波周波数
を局部搬送波に同期した単一周波数の正弦波のみとす
る。その１サイクルごとにその振幅値に信号を乗せ、そ
の信号の一つに最大で一定振幅、一定間隔の基準信号を
設け、データ信号をその間に２個（１個または他の複数
個でもよい）を挿入して、変調波を形成する。この変調
波で局部搬送波を振幅変調し、一方の単側帯波（この例
では上側）を送信する。

【００２５】図１において、シンセサイザ回路１１は、
本発明のＳＳＢ無線通信方式の送信側動作に必要な各種
の周波数信号をそれぞれ同期して発生する。この例で
は、第１局部発振周波数ｆｌ１＝４８．７０４ＭＨｚ、
第２局部発振周波数ｆｌ２＝７０．２２４ＭＨｚ、局部
搬送波周波数ｆｃ＝４７６．４ｋＨｚを発生する。ま
た、変調波を発生するために、４．８ｋＨｚのデューテ
ィ５０％の矩形波及び４．８ｋＨｚのパルス信号を発生
する。このように、本発明では、単一周波数の変調波で
変調することから、ＣＦＭ（Constant Frequency Modul
ation）-ＳＳＢ無線機ということができる。

【００２６】帯域通過ろ波回路１２は、シンセサイザ回
路１１からの一定振幅でデューティ比５０％の４．８ｋ
Ｈｚのクロック信号が入力され、４．８ｋＨｚ正弦波の
変調波周波数信号が出力され、抵抗減衰部１３に供給さ
れる。抵抗減衰部１３は、基準信号Ｋと８値のデータ信
号Ｄに対応するため、９つの抵抗減衰器１〜９から構成
されている。このデータ信号Ｄは、例えば４値、１６値
などにすることができるが、この場合には、多値数に応
じて抵抗減衰器の数は５個、１７個になる。

【００２７】抵抗減衰部１３からの各出力は、切換回路
１４に入力される。一方、制御回路１５では、ディジタ
ルデータ及び４．８ｋＨｚのパルス信号に応じて、変調
データである切替信号を形成し、切替回路１４に入力す
る。切替回路１４では、切替信号に基づいて、抵抗減衰
部１３からの出力を切り替えて、基準信号Ｋ、データ信
号Ｄ（１〜８）を出力する。

【００２８】この実施の形態では、最大の振幅値で一定
値の基準信号Ｋと、基準信号Ｋの間に挿入されたデータ
信号Ｄの振幅がフェージングにより変化することに対応
するため、データ信号２個毎に基準信号Ｋを挿入するこ
ととしている。もちろん、データ信号１個毎に基準信号
Ｋを挿入してもよく、また逆に変調波周波数やフェージ
ングの条件によっては、基準信号Ｋ間に３個以上（例え
ば５個）のデータ信号Ｄを入れることもできる。

【００２９】切替回路１４の出力は、切替時に発生する
雑音及び高周波成分などを除去するための低域通過ろ波
回路１６を介して、図２（ａ）のように４．８ｋＨｚの
正弦波で各周期毎に振幅値が変動する変調信号として変
調回路１７に与えられる。この変調信号（ａ）には、２
つおきの周期毎に一定振幅の基準信号Ｋが入っているこ
とから、１．６ｋＨｚの周波数成分が含まれている。こ
の例では、データ信号Ｄは、「１」「５」「３」「８」
として示されている。

【００３０】変調回路１７では、４７６．４ｋＨｚの局
部搬送波を変調波（ａ）で変調して、図２（ｂ）のよう
に振幅変調された被変調波を発生する。この被変調波
（ｂ）は、通常の振幅変調波であるから、局部搬送波、
下側帯波および上側帯波を含んでいる。図２（ｃ）はそ
の上側帯波のみを表している。

【００３１】この被変調波（ｂ）が、中心周波数４８０
ｋＨｚ、帯域幅２．４ｋＨｚの帯域通過ろ波回路１８に
よりフィルタリングされて、上側帯波（ｃ）のみが通過
して、図２（ｄ）に示されるような単側帯波信号として
出力される。上側帯波の周波数は４８１．２ｋＨｚであ
るから、帯域通過ろ波回路１８の通過帯域の一番高い側
にある。また、その下側の２．４ｋＨｚの帯域で、変調
波に含まれる基準信号Ｋとデータ信号Ｄの振幅変動成分
が送られることになる。したがって、中心周波数は、４
８０ｋＨｚである。この単側帯波信号（ｄ）には、上側
帯波の周波数成分と基準信号Ｋとデータ信号Ｄの振幅変
動成分が含まれているから、受信側で同期検波を行うこ
とにより、復調することができる

【００３２】ここでは、帯域通過ろ波回路１８の通過帯
域を、変調波周波数の１／２である２．４ｋＨｚとして
いるが、この通過帯域を広くすることもできる。また、
上側帯波の周波数を、帯域通過ろ波回路１８の通過帯域
のどこに設定するかは、通過帯域幅との関係で適宜定め
ることができる。

【００３３】この単側帯波信号（ｄ）は、送信混合回路
１９で７０．２２４ＭＨｚの第２局部発振周波数ｆｌ２
と混合されてシフトアップされ、高周波増幅回路２０で
増幅され、帯域通過ろ波回路２１でろ波される。さら
に、送信混合回路２２で４８．７０４ＭＨｚの第１局部
発振周波数ｆｌ１と混合され、高周波増幅回路２３で増
幅され、帯域通過ろ波回路２４（中心周波数２２ＭＨ
ｚ）でろ波され、送信電力増幅回路２５で増幅され、空
中線同調回路２６を経て、空中線２７から、２２．００
１２ＭＨｚ（上側帯波）の周波数で送信される。

【００３４】以上の送信側の作用を整理して、数式など
を用いて説明する。本発明のＳＳＢ無線方式では、最大
振幅の基準信号Ｋを変調波の１サイクルとして、定期的
に挿入し、その間の各サイクルの振幅値を多値としてデ
ータ信号Ｄを載せている。基準信号Ｋは、受信側におい
て振幅値を精度よく復調することと、送信側の搬送波の
周波数情報を与えるために使用される。

【００３５】局部搬送波をＶ_Oｃｏｓ（ω_Cｔ＋θ）、変
調波をＶ_Mｃｏｓ（ｐｔ＋φ）とすると、振幅変調波ｖ
（ｔ）は下式となる。ｖ（ｔ）＝Ｖ_Oｃｏｓ（ω_Cｔ＋θ）＋１／２・ｍＶ_Oｃ
ｏｓ｛（ｗc＋ｐ）ｔ＋θ＋φ）｝＋１／２・ｍＶ_Oｃｏ
ｓ｛（ｗc−ｐ）ｔ＋θ−φ）｝但し、ｍ＝ｋ・Ｖ_M／Ｖ_O 、ｋは比例定数

【００３６】ここで、フィルタによって上側帯波ｖ
_U（ｔ）を取り出すと、ｖ_U（ｔ）＝１／２・ｍＶ_Oｃｏ
ｓ｛（ｗc＋ｐ）ｔ＋θ＋φ）｝となる。本発明では、
局部搬送波と変調波（副搬送波）とを、振幅の立ち下が
りで同期させ、変調波は３π／２のところでピークとな
るようにしているため、θ＝３π／２、φ＝π／２とな
り、上側帯波ｖ_U（ｔ）は、ｖ_U（ｔ）＝１／２・ｍＶ_O
ｃｏｓ（ｗc＋ｐ）ｔとなる。

【００３７】変調波（副搬送波）の周波数を一定として
いるから、副搬送波が使用する帯域は、副搬送波の両側
または片側にデータ信号を乗せるのに必要な帯域があれ
ばよい。従って、局部搬送波と副搬送波との間隔に制限
はなくなり、副搬送波を高く設定する上でも、また搬送
波を削除する上でも局部搬送波と上側帯波との間隔は大
きく離れていることが望ましい。本発明の図１の実施の
形態では、上側帯波の下側にのみデータ信号を載せる方
式を採用している。

【００３８】このように設定すると、局部搬送波及び下
側帯波などの不要発射の電力は従来のＳＳＢ方式と比較
して大幅に減少させることができる。また、使用する帯
域幅も最小限にできるため、周波数利用効率は最も高く
することができると考えられる。

【００３９】また、変調波を形成する手段として、図３
（ａ）に示されるように、ＲＯＭなどから構成される正
弦波信号発生器３１を用いて、入力される指令信号に応
じてディジタル的に正弦波信号を発生することが出来
る。この場合、正弦波信号発生器３１にクロック信号
（４．８ｋＨｚ）と、ディジタル信号（ディジタルデー
タ）を入力し、ディジタル信号の値に応じた振幅のデー
タ信号Ｄと、基準信号Ｋとして一定振幅の正弦波信号と
を発生させて、変調波を出力させる。

【００４０】また、同様に、図３（ｂ）に示されるよう
に、ＲＯＭなどから構成される正弦波信号発生器３２
と、可変減衰器３３とを用いて、入力されるディジタル
信号に応じてディジタル的に正弦波信号を発生すること
が出来る。この場合、正弦波信号発生器３２にクロック
信号を入力して一定振幅の正弦波信号を繰り返し発生さ
せて可変減衰器３３に供給し、可変減衰器３３で入力さ
れたディジタル信号の値に応じた振幅となるように、そ
の正弦波信号を減衰させて、変調波を出力させてもよ
い。

【００４１】図４は、本発明の実施の形態に係る、第１
のＳＳＢ無線通信方式の受信側の無線機の全体構成を示
す図、図５は受信した受信波から各局部発振周波数や局
部搬送周波数を再生するためのシンセサイザ回路の構成
を示す図、図６はその各部の波形を示す図である。

【００４２】受信側の無線機においては、図１、図２等
で説明した送信波を受信し、中間周波数に変換した後、
自動利得制御及び同期検波を行い、振幅値を補償した上
でデータ信号を復号する。同時に、ＳＳＢ方式に不可欠
な、局部発振周波数及び局部搬送波周波数を再生する。

【００４３】まず、ＳＳＢ方式では、送信波に含まれて
いない搬送波に、周波数及び位相がほとんど一致してい
る局部発振周波数及び局部搬送波周波数を受信側で再生
する必要がある。従来、ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯でＳＳＢ方
式が使用されていない理由に、この再生が困難であるこ
とがある。本発明では、その再生のために次のような方
策が採用されている。

【００４４】１．基準信号Ｋの周波数及び間隔は、送信
側で局部発振周波数ｆｌ１，ｆｌ２及び局部搬送波周波
数ｆｃに同期させているから、基準信号Ｋの周期の周波
数（この実施の形態では１．６ＫＨｚ）も局部発振周波
数及び局部搬送波周波数に同期している。受信部におい
て、周波数変換されてもその周期は変化しない。よっ
て、受信波（具体的には中間周波数信号）を振幅検波し
て、その周期周波数を検出して、これに受信用の局部発
振周波数及び局部搬送波周波数を同期させれば、送信さ
れてくる周波数が例え変動した場合であっても常に同期
させることができる。

【００４５】２．ＵＨＦ帯など超高周波数の場合に、上
記１．による同期制御による誤差（例えば数Ｈｚ）が問
題になることが考えられる。この場合には、同期検波に
直接使用する局部搬送波周波数ｆｃを、中間周波数信号
に含まれる上側帯波周波数を抽出し、この上側帯波周波
数に基づいて、再生する。再生された局部搬送波周波数
ｆｃを同期検波手段に入力することにより、検波効率が
さらに向上される。本発明のこの実施の形態では、この
２．の方法も採用している。

【００４６】つぎに、受信されるＳＳＢ波は、伝送経路
のフェージングなどにより、振幅値が低下したり、変動
したりする。その振幅値の検出・補償は次のように行わ
れる。

【００４７】まず、振幅最大の基準信号Ｋを、振幅値を
乗せたデータ信号を挟んで、一定間隔毎に挿入している
から、同期検波手段の混合回路の出力をピーク検波し、
基準信号Ｋの信号レベルを一定になるように制御する。
この一定制御された基準信号Ｋに基づいてデータ信号Ｄ
を復調する。基準信号Ｋの間隔は、フェージングの通常
想定される最小時定数（約１０ｍｓ）より十分に小さく
できるから、基準信号Ｋを一定とする制御は容易であ
る。

【００４８】また、基準信号Ｋが一定制御しきれない場
合でも、基準信号Ｋの前後のそのレベルの変化分を監視
し、その差分に応じて、それら基準信号間に配置されて
いるデータ信号のレベルを内挿法により補正する。さら
に、帯域通過フィルタによる帯域制限等により基準信号
Ｋ及びデータ信号Ｄの振幅値の変化（立ち上がり或いは
立ち下がり）が遅れることによるデータ信号の補正を行
う。これにより、より正確なデータ信号Ｄの復調を行っ
て、多値伝送を可能にしている。

【００４９】さて、図４、図５および図６を参照して、
アンテナ４１で送信側の無線機から送信された、中心周
波数２２ＭＨｚのＳＳＢ被変調波（上側帯波周波数２
２．００１２ＭＨｚ）の受信動作を説明する。この受信
信号は、伝送経路中でのフェージングなどの影響を受け
た場合には、その振幅が変動する。

【００５０】この受信信号は低域通過ろ波回路４２で高
周波成分が除去された後、指令値にしたがって可変減衰
器４３で減衰され、帯域通過ろ波回路４４、高周波増幅
回路４５を経て混合回路４６に入力される。混合回路４
６では、この入力された信号と、シンセサイザ回路５４
からの第１局部発振周波数ｆｌ１（＝４８．７０４ＭＨ
ｚ）とをミキシングし、帯域通過ろ波回路４７（中心周
波数７０．７０４ＭＨｚ）を介して、第１中間周波数信
号ｆｉｆ１（＝７０．７０５２ＭＨｚ）を得る。

【００５１】この第１中間周波数信号ｆｉｆ１を帯域フ
ィルタ４８でろ波した出力と高周波増幅回路４５の出力
により増幅回路４９を制御し、検波回路５０、比較・増
幅回路５１を介して、可変減衰器４３を制御する。これ
により、過大妨害波入力、過大希望波入力により、希望
波入力の直線性が損なわれないように可変減衰器４３の
減衰度が制御される。

【００５２】第１中間周波数信号ｆｉｆ１は、中間周波
増幅回路５２で利得制御され、混合回路５３でシンセサ
イザ回路５４の第２局部発振周波数ｆｌ２（＝７０．２
２４ＭＨｚ）とミキシングされ、帯域通過ろ波回路５５
（中心周波数：４８０ｋＨｚ、帯域幅：２．４ｋＨｚ）
でろ波されて、第２中間周波数信号ｆｉｆ２（＝４８
０．１２ｋＨｚ）となる。

【００５３】帯域通過ろ波回路５５の出力が、中間周波
増幅回路５６に入力されるとともに、増幅回路５７で増
幅され、平均値検波回路５８で平滑されてその平均値を
得、比較・増幅回路５９で所定値と比較して増幅し、中
間周波数増幅回路５２の制御信号を得て、中間周波数増
幅回路５２の出力が一定値になるように制御される。

【００５４】中間周波増幅回路５６では、この第２中間
周波数信号ｆｉｆ２（＝４８０．１２ｋＨｚ）が入力さ
れ自動利得制御された信号が出力される。この中間周波
数増幅回路５６の出力は、図６（ｅ）に示されるような
エンベロープ波形を有している。これは、送信側から送
信された送信波、即ち図６（ｄ）の帯域制限された上側
帯波と同様であり、上側帯波の周波数成分と基準信号Ｋ
とデータ信号Ｄの振幅変動成分が含まれている。この図
のように、基準信号Ｋの間にそれぞれ２つのデータ信号
Ｄが挿入されており、この例ではデータ信号Ｄは、それ
ぞれ「１」「５」「３」「８」である。

【００５５】この中間周波数増幅回路５６の出力は、振
幅検波回路６２と、帯域濾波回路６５と、混合回路６７
に入力される。

【００５６】振幅検波回路６２では、中間周波数増幅回
路５６の出力（ｅ）を振幅検波する。この出力（ｅ）の
エンベロープ波形は、基準信号Ｋと同一周波数でかつ同
期しているから、振幅検波出力を１．６ｋＨｚの狭帯域
の帯域通過ろ波回路６３によりフィルタリングし、振幅
制限回路６４で振幅制限する。これにより、基準信号Ｋ
に同期した１．６ｋＨｚの信号がシンセサイザ回路５４
に供給される。シンセサイザ回路５４では、入力された
１．６ｋＨｚの信号に基づいて第１局部発振周波数ｆｌ
１及び第２局部発振周波数ｆｌ２を発生する。基準信号
Ｋは、送信側の第１局部発振周波数ｆｌ１等に同期して
形成されているから、受信側で基準信号Ｋに基づいて形
成された第１局部発振周波数ｆｌ１等は、送信側のそれ
と基本的に一致する。したがって、周波数変換は、送信
側と受信側とも同様に行われる。

【００５７】帯域通過ろ波回路６５は、中間周波数増幅
回路５６の出力（ｅ）に含まれている上側帯波周波数成
分（４８１．２ｋＨｚ）を通過させるように、狭帯域の
帯域通過ろ波回路であり、その中心周波数は当然である
が４８１．２ｋＨｚに設定されている。この帯域通過ろ
波回路６６のフィルタリング出力は、分周回路６６で分
周されて１．２ｋＨｚの信号が形成され、シンセサイザ
回路５４に供給される。シンセサイザ回路５４では、入
力された１．２ｋＨｚの信号に基づいて局部搬送波周波
数ｆｃ（＝４７６．４ｋＨｚ）を発生する。この局部搬
送波周波数ｆｃは、入力された１．２ｋＨｚに同期し、
また受信した上側帯波周波数成分に同期しているから、
例え受信した上側帯波周波数成分に少しの周波数変化が
あったとしても、局部搬送波周波数ｆｃはその周波数変
化に対応して変化する。したがって、同期検波用の局部
搬送波信号として、適している。

【００５８】ここで、シンセサイザ回路５４について、
図５を参照して説明する。図５のシンセサイザ回路は、
送信側及び受信側に共通に使用することができるよう
に、機能を切り替えできるように構成されている。受信
側で使用する場合には、図中のスイッチ８６及びスイッ
チ９７を「受」側に切り替えて使用する。

【００５９】水晶制御発振回路８１からの出力周波数を
分周回路８２で分周し、位相比較回路８３で分周回路６
６（図４）からの周波数（１．２ｋＨｚ）と位相比較す
る。その位相比較結果が低域通過ろ波回路８４でろ波さ
れ、水晶制御発振回路８１からの出力周波数が、分周回
路６６からの周波数（１．２ｋＨｚ）に見合った周波数
ｆｓ（＝５２．４０４ＭＨｚ）に制御される。この周波
数ｆｓが、分周回路８５で分周（１／１１０）され、局
部搬送波周波数ｆｃ（＝４７６．４ｋＨｚ）となって、
混合回路６７（図４）に供給される。

【００６０】また、電圧制御発振回路９１からの出力周
波数を分周回路９２で分周し、位相比較回路９３で振幅
制限回路６４（図４）からの周波数（１．６ｋＨｚ）と
位相比較する。その位相比較結果が低域通過ろ波回路９
４でろ波され、電圧制御発振回路９１からの出力周波数
が、振幅制限回路６４からの周波数（１．６ｋＨｚ）に
見合った第２局部発振周波数ｆｌ２（＝７０．２２４Ｍ
Ｈｚ）に制御される。この周波数ｆｌ２が、緩衝増幅回
路９８を介して混合回路５３（図４）に供給される。

【００６１】また、分周回路９５で分周された１ｋＨｚ
の信号と、電圧制御発振回路１０１からの出力周波数を
可変分周回路１０２で分周した信号とを位相比較回路１
０３で位相比較する。なお、可変分周回路１０２は、チ
ャネル指定を行う制御回路１０５からの指令により分周
比が制御される。その位相比較結果が低域通過ろ波回路
１０４でろ波され、電圧制御発振回路１０１からの第１
局部発振周波数ｆｌ１（＝４８．７０４ＭＨｚ）に制御
される。この周波数ｆｌ２が、緩衝増幅回路１０６を介
して混合回路４６（図４）に供給される。

【００６２】このように、基準信号Ｋに同期した周波数
（１．６ｋＨｚ）に基づいて第１局部発振周波数ｆｌ１
及び第２局部発振周波数ｆｌ２を形成するとともに、こ
れとは別に上側帯波周波数からの周波数（１．２ｋＨ
ｚ）に基づいて局部搬送波周波数ｆｃ（＝４７６．４ｋ
Ｈｚ）を形成するから、特にＵＨＦ帯などの超高周波の
ＳＳＢ方式においても精度よく復調することが可能にな
る。

【００６３】なお、図５のシンセサイザ回路を送信側の
シンセサイザ回路１１として使用する場合には、スイッ
チ８６，９７を「送」側に切り替えて使用することにな
る。この場合、電圧制御発振回路９１の発振周波数（７
０．２２４ＭＨｚ）に基づいて、各々の周波数がＰＬＬ
回路や分周回路によって形成され、出力されることにな
る。

【００６４】再び、図４に戻って、説明を続ける。混合
回路６７の１入力として、中間周波数増幅回路５６の出
力（ｅ）が入力される。中間周波数増幅回路５６の出力
（ｅ）は図示されるようなエンベロープ波形をしてお
り、上側帯波の周波数成分と基準信号Ｋとデータ信号Ｄ
の振幅変動成分が含まれている。また、混合回路６７の
他入力として、シンセサイザ回路５４からの局部搬送波
周波数信号ｆｃ（＝４７６．４ｋＨｚ）が入力される。

【００６５】この混合回路６７の出力は図６（ｆ）のよ
うになる。この出力（ｆ）は、ピーク検波回路６０に入
力される。ピーク検波回路６０では、基準信号Ｋのピー
ク値を検波する。このピーク値が比較・増幅回路６１に
入力され、目標基準値と比較され、その差分に基づいて
中間周波増幅回路５６が自動利得制御される。このこと
により、混合回路出力（ｆ）の基準信号Ｋはほぼ一定値
に制御されることになる。

【００６６】この混合回路６７の出力（ｆ）は、送信側
における図２の振幅変調波（ｆ）と比較して、帯域制限
の影響により多少の歪みが発生していることは認められ
るものの、ほぼ同様のエンベロープ波形になっている。

【００６７】混合回路６７の出力はまた、差動増幅回路
６８に入力される。この差動増幅回路の比較入力（基準
値）Ｖｒｅｆとして、ピーク検波回路６０のピーク検波
出力を分圧して形成する。基準値Ｖｒｅｆは、無変調時
の混合回路６７の出力値に設定することがよい。

【００６８】差動増幅回路６８では、混合回路出力
（ｆ）が基準値Ｖｒｅｆを上回るときに、その上回る分
を増幅して、図６（ｇ）に示されるような差動増幅回路
出力を出力する。検波回路６９では、差動回路出力
（ｇ）のエンベロープを得るように振幅検波する。以上
の混合回路６７、差動増幅回路６８、及び検波回路６９
により、同期検波手段が構成されている。

【００６９】この検波回路６９での振幅検波の結果は、
検波出力のピークの時点での値とすることが望ましいか
ら、基準信号Ｋ及びデータ信号Ｄの各１サイクルの２π
／３の時点で検出される。この２π／３の時点は、図６
（また図２でも）で縦の参照線として示されている。そ
して、検出された各基準信号Ｋ及びデータ信号Ｄの値
は、記憶・補正回路７０に供給される。

【００７０】記憶・補正回路７０では、検出された各基
準信号Ｋ及びデータ信号Ｄの値を、フェージングなどに
よる変動分や、帯域制限などによる歪み分を補正して、
より正確な値に補正する。

【００７１】記憶・補正手段では、まず、検波回路６９
から順次出力される基準信号Ｋ及びデータ信号Ｄの値を
所定の複数個分だけ記憶する。そして、連続する２つの
基準信号Ｋの値からその変化分を検出する。それらの基
準信号間に変化分が検出されれば、その変化分に応じ
て、基準信号間に配置されているデータ信号Ｄの値をそ
の時間間隔に応じて補正する。例えば、基準信号Ｋ間の
値が３ｄＢだけ変化していると仮定すると、第１のデー
タ信号及び第２のデータ信号を１ｄＢ及び２ｄＢ補正す
ることにより、基準信号Ｋに対する相対値を調整する。
なお、この３ｄＢなどは、理解を容易にするための値で
あり、基準信号の周期（０．６３ｍｓ≒１／１．６ｋＨ
ｚ）を考慮すると、実際にはもっと小さな値となる。以
上が第１の補正である。

【００７２】この第１の補正に加えて、或いは単独で、
さらに、次の第２の補正を行う。図６の混合回路出力
（ｆ）は、図２の振幅変調波（ｂ）に比べて、基準信号
Ｋを一定値になるように利得制御した場合でも若干の歪
みが発生することがある。この歪みは、主に使用する周
波数帯帯域を制限することにより生じるから、周波数効
率を向上するためにはある程度避けられない。

【００７３】この歪みは、変調度ｍの変化と関係してい
る。基準信号Ｋ及びデータ信号Ｄを含めて、信号がある
変調度ｍ１からそれより小さい他の変調度ｍ２（即ち、
ｍ１＞ｍ２）に変化する場合を想定する。この場合、変
調度ｍ１の振幅から変調度ｍ２の振幅に変化するため
に、通過帯域幅の制限により時間をかけて立ち下がるこ
とになる。例えば、簡易式で表現すると、｛１＋ｃｏｓ
（ｑｔ）｝／２、（但しｑ＝通過帯域幅の角周波数）の
ように変化する。また、逆に、信号がある変調度ｍ１か
らそれより大きい他の変調度ｍ２（即ち、ｍ１＜ｍ２）
に変化する場合を想定すると、変調度ｍ１の振幅から変
調度ｍ２の振幅に変化するために、通過帯域幅の制限に
より時間をかけて立ちあがることになる。例えば、簡易
式で表現すると、｛１＋ｃｏｓ（ｑｔ＋π）｝／２、の
ように変化する。したがって、本来の変調度に対応した
データ信号の値と異なった値が検出されてしまうことに
なる。

【００７４】しかし、これらの立ち上がり・立ち下がり
の変化、従って検出される値は、変調度ｍ１，ｍ２の大
きさと、その変化方向によって一定の関係を示すことに
なる。この関係を実例に基づいて、例示すると次の表の
ようになる。ｍ２＼ｍ１ 0.0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.02 0.0 0.1 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.09 0.08 0.2 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.17 0.15 0.4 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.34 0.32 0.6 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.54 0.52 0.8 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.77 0.75 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

【００７５】この表は、最大振幅である基準信号Ｋを一
定になるようにし、これを基準として判定するのに合わ
せて設定されている。この表に従って、前の信号の変調
度ｍ１とその次の信号の変調度ｍ２との関係が定まるか
ら、基準信号Ｋから始まって、順次データ信号の値を補
正していくことができる。例えば、ｍ１が１．０（すな
わち基準信号）でｍ２として０．１５が検出されたとき
はｍ２＝０．２であり、引き続いてｍ１が０．２からｍ
２として０．３２が検出されたときはｍ２＝０．４を示
している。このようにして第２の補正を行う。この場
合、パターンとして補正してもよい。

【００７６】このように、第１，第２の補正を、記憶・
補正回路７０で行い、その結果に従って、復号回路７１
でデータ信号を得て、出力することができる。

【００７７】以上の実施の形態では、通過帯域幅：２．
４ｋＨｚ、変調波周波数：４．８ｋＨｚ、多値数：８
（２³）、データ信号数：２（基準信号間の数）として
いるが、この場合のデータ伝送速度は、９．６ｋｂｐｓ
（＝４．８×３×２／３）となる。また、通過帯域幅：
２．４ｋＨｚ、変調波周波数：４．８ｋＨｚ、多値数：
１６（２⁴）、データ信号数：５（基準信号間の数）と
すると、この場合のデータ伝送速度は、１６ｋｂｐｓ
（＝４．８×４×５／６）となる。本発明方式を採用す
ると、この程度のデータ伝送効率は実現可能であり、従
来のものより一段とデータ伝送効率を向上することがで
きる。

【００７８】また、この実施の形態によれば、受信波を
振幅検波して、基準信号Ｋの周期周波数を検出して、受
信用の局部発振周波数ｆｌ１，ｆｌ２を同期させている
から、送信されてくる周波数が例え変動した場合であっ
ても常に同期させることができる。

【００７９】また、ＵＨＦ帯など超高周波数の場合に、
同期制御による誤差（例えば数Ｈｚ）が問題になる場合
でも、中間周波数信号に含まれる上側帯波周波数を抽出
して、この上側帯波周波数に基づいて局部搬送波周波数
ｆｃを再生し、同期検波手段に入力するしているから、
検波効率がさらに向上する。

【００８０】さらに、受信されるＳＳＢ波が、伝送経路
のフェージングなどにより振幅値が低下したり、変動し
ても、基準信号Ｋのレベルを一定になるように自動利得
制御するから、検波出力は一定に保たれ、振幅歪みが発
生しにくい。

【００８１】さらに、検波出力の基準信号Ｋに基づい
て、それら基準信号間に配置されているデータ信号Ｄの
レベルを内挿法により補正すること、また、帯域通過フ
ィルタによる帯域制限等により基準信号Ｋ及びデータ信
号Ｄの振幅値の変化（立ち上がり或いは立ち下がり）が
遅れることによるデータ信号の補正を行うことにより、
より正確なデータ信号の復調を行って、多値伝送を可能
にしている。

【００８２】図７は、本発明の他の実施の形態に係る、
第２のＳＳＢ無線通信方式の受信側の無線機の全体構成
を示す図である。この図７の受信側の無線機において
も、図４のものと同様に、図１、図２等で説明した送信
波を受信し、中間周波数に変換した後、自動利得制御及
び同期検波を行い、振幅値を補償した上でデータ信号Ｄ
を復号する。同時に、ＳＳＢ方式に不可欠な、局部発振
周波数ｆｌ１，ｆｌ２及び局部搬送波周波数ｆｃを再生
する。

【００８３】この図７の受信側の無線機では、中間周波
増幅回路５６の出力を平均値検波する平均値検波回路１
１１を設け、その平均値検波信号に基づいて、中間周波
増幅回路５６の自動利得制御を行っている。また、差動
増幅回路６８の比較入力（基準値）Ｖｒｅｆとして、所
定値が設定される。この所定値としては、例えば、でき
るだけ無変調時の混合回路６７の出力値と見なせるよう
な値に設定することがよい。その他の回路構成は、図４
におけるものと同様であるので再度の説明は省略する。

【００８４】図７において、平均値検波回路１１１の時
定数は、基準信号Ｋの間隔よりもかなり長く設定されて
いる。このため、多数の基準信号Ｋ及びデータ信号Ｄを
含んだ期間の平均値に従って、中間周波増幅回路５６の
利得が制御されることになるから、データ信号Ｄによる
出力信号のレベル変動は制限される。そして、混合回路
６７の出力が差動増幅回路６８で基準値Ｖｒｅｆと差動
増幅され、その出力が検波回路６９で検波されて記憶・
補正回路７０に入力される。

【００８５】記憶・補正回路７０では、やはり、図４の
場合と同様に入力された検波信号を補正することにな
る。この実施の形態では、中間周波増幅回路５６の利得
制御を平均値により行っていることにより、その出力信
号のレベルが多少変動したとしても、記憶・補正回路７
０で補正することができる。

【００８６】なお、ＳＳＢ無線機による通信方式を、ス
ペクトラム拡散通信方式（ＤＳ方式）と併用することが
可能である。この場合、超高速のデータ通信にはＤＳ方
式を使用し、その音声通信及び通信制御、ビット同期な
どの制御には本発明のＳＳＢ無線機による通信方式を採
用する。本発明のＳＳＢ無線機による通信方式は、周波
数効率が非常に高く、伝送電力を小さくできるので、Ｄ
Ｓ方式のチャンネル数への制限を少なくできる。

【００８７】

【発明の効果】本発明では、ＳＳＢ無線通信方式におけ
る、高電力効率及び狭周波数帯域伝送の利点をさらに拡
大し、周波数利用効率を大幅に改善できる。

【００８８】また、基準信号を一定とする制御及びデー
タ信号補正処理により、フェージングの影響を小さくす
ることができる。

【００８９】また、受信した基準信号の間隔または周波
数に同期を取って局部発振周波数を調整し、また側帯波
周波数に基づいて局部搬送波周波数を調整するから、同
期がほぼ完全にとれる。したがって、復調効率が改善さ
れ、雑音などの影響が小さくなる。

【００９０】以上のことから、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯等に
も本発明のＳＳＢ無線機を適用することにより、ＶＨＦ
帯、ＵＨＦ帯等の周波数利用効率を大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかるＳＳＢ無線通信方
式の送信側の無線機の全体構成を示す図。

【図２】その各部の波形を示す図。

【図３】変調波を形成する他の手段を示す図。

【図４】本発明の実施の形態に係る、第１のＳＳＢ無線
通信方式の受信側の無線機の全体構成を示す図。

【図５】受信波から各局部発振周波数や局部搬送周波数
を再生するためのシンセサイザ回路の構成を示す図。

【図６】その各部の波形を示す図。

【図７】本発明の他の実施の形態に係る、第２のＳＳＢ
無線通信方式の受信側の無線機の全体構成を示す図。

【図８】従来のＳＳＢ無線通信方式を用いる無線機の受
信回路のブロック構成を示す図。

【符号の説明】

１１シンセサイザ回路１２、１８、２１、２４帯域通過ろ波回路１３抵抗減衰部１４切替回路１５制御回路１６低域通過ろ波回路１７変調回路１９、２２送信混合回路２０、２３高周波増幅回路２５送信電力増幅回路２６空中線同調回路２７空中線３１、３２正弦波信号発生器３３減衰器４１空中線４２低域通過ろ波回路４３可変減衰器４４、４７、４８、５５、６３、６５帯域通過ろ波回
路４５高周波増幅回路４６、５３、６７混合回路４９、５７増幅回路５０、６９検波回路５１、５９、６１比較・増幅回路５２、５６中間周波増幅回路５４シンセサイザ回路５８平均値検波回路６０ピーク検波回路６２振幅検波回路６４振幅制限回路６６分周回路６８差動増幅回路７０記憶・補正回路７１復号回路８１水晶制御発振回路８２、８５、９２、９５、９６、分周回路８３、９３、１０３位相比較回路８４、９４、１０４低域通過ろ波回路８６、９７切替スイッチ９８、１０６緩衝増幅回路１０５制御回路１１１平均値検波回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】局部搬送波及び局部発振波を共通の発振
源から発生する周波数発生手段と、前記周波数発生手段の発生周波数に基づいて、所定の幅
と所定の周期でかつ一定振幅の正弦波状の基準信号及び
この基準信号と同じ幅でかつ前記基準信号の振幅を基準
とした２値又は多値のディジタル値を表現する正弦波状
のデータ信号からなる変調波を発生する変調波発生手段
と、前記局部搬送波を、前記変調波で振幅変調する変調手段
と、この変調手段の変調出力を上側或いは下側のいずれかの
単側帯波のみを通過させる帯域通過フィルタ手段と、この帯域通過フィルタ手段の出力を前記局部発振波によ
りシフトし送信搬送波信号とするための周波数変換手段
を備え、前記帯域通過フィルタ手段は、前記局部搬送波の周波数
に前記変調波の周波数を加算或いは減算した単側帯波周
波数が、通過帯域の中心より一方側に設定されているこ
とを特徴とするＳＳＢ無線機。
【請求項２】所定の幅と所定の周期でかつ一定振幅の
正弦波状の基準信号及びこの基準信号と同じ幅でかつ前
記基準信号の振幅を基準とした２値又は多値のディジタ
ル値を表現する正弦波状のデータ信号からなる変調波で
変調されている単側帯波通信信号を、局部発振波周波数
信号でシフトし、中間周波数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中間周波数信号を増幅する中
間周波数増幅手段と、この中間周波数増幅手段の出力を
振幅検波し、前記基準信号の周期の周波数成分を出力す
る振幅検波手段と、この振幅検波手段からの前記基準信号の周期の周波数成
分に基づいて、前記局部発振波周波数信号を生成する周
波数発生手段とを、有することを特徴とするＳＳＢ無線
機。
【請求項３】前記中間周波数増幅手段の出力と局部搬
送波周波数信号とを混合する混合回路、この混合回路の
出力を検波する検波回路を含む同期検波手段と、前記中間周波数増幅手段の出力から前記単側帯波周波数
信号をろ波出力する帯域通過フィルタとを備え、前記周波数発生手段は、さらに、前記帯域通過フィルタ
の出力周波数に基づいて前記局部搬送波周波数信号を生
成することを特徴とする、請求項２記載のＳＳＢ無線
機。
【請求項４】前記中間周波数増幅手段の出力を平均値
検波する平均値検波手段を有し、この平均値検波手段の
検波出力に基づいて前記中間周波数増幅手段の増幅度を
制御することを特徴とする、請求項２，３記載のＳＳＢ
無線機。
【請求項５】前記中間周波数増幅手段の出力と局部搬
送波周波数信号とを混合する混合回路、この混合回路の
出力を参照値と比較する差動増幅回路、この差動増幅回
路の出力を検波する検波回路を含む同期検波手段と、前記中間周波数増幅手段の出力から前記単側帯波周波数
信号をろ波出力する帯域通過フィルタとを備え、前記周波数発生手段は、さらに、前記帯域通過フィルタ
の出力周波数に基づいて前記局部搬送波周波数信号を生
成することを特徴とする、請求項２記載のＳＳＢ無線
機。
【請求項６】前記混合回路の出力に含まれる前記基準
信号をピーク検波するピーク検波手段を有し、このピー
ク検波手段の検波出力に基づいて、前記中間周波数増幅
手段の増幅度を制御するとともに、前記差動増幅回路の
参照値を生成することを特徴とする、請求項５記載のＳ
ＳＢ無線機。
【請求項７】前記検波回路から順次出力される基準信
号及びデータ信号の値を記憶し、データ信号の値を補正
する記憶・補正手段を設け、連続する基準信号の値にしたがって、それら基準信号間
のデータ信号の値を補正することを特徴とする、請求項
３〜６記載のＳＳＢ無線機。
【請求項８】前記記憶・補正手段は、基準信号及び連
続するデータ群の値に応じて、それらデータ信号の値を
順次補正することを特徴とする、クレーム７記載のＳＳ
Ｂ無線機。