JP2005094193A - Wireless communication transmitter and wireless communication receiver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless communication transmitter and a wireless communication receiver wherein a receiver configuration of a direct conversion system is simplified so as to attain a low cost and low power consumption. <P>SOLUTION: In the wireless communication transmitter, a mixer 11 generates a modulation signal 3 subjected to spread spectrum processing by a pseudo random code 2 and a baseband signal 1 and a VCO 12 uses the modulation signal 3 to apply frequency spread processing to a carrier signal with a prescribed frequency thereby generating and transmitting a frequency modulation signal 4. In the wireless communication receiver, a mixer applies quadrature detection to a received signal, and an FSK demodulator demodulates the modulation signal on the basis of a phase difference between obtained I, Q modulation signals, and a despreading demodulator to apply despreading processing to the demodulated signal to obtain the original baseband signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線通信送信機および無線通信受信機に関し、特に所定周波数の局部発振信号を所望のベースバンド信号からなる変調信号で周波数変調した信号を用いて無線通信を行う、近距離の微弱無線通信に好適な無線通信送信機および無線通信受信機に関するものである。   The present invention relates to a wireless communication transmitter and a wireless communication receiver, and in particular, short-range weak wireless that performs wireless communication using a signal obtained by frequency-modulating a local oscillation signal of a predetermined frequency with a modulation signal composed of a desired baseband signal. The present invention relates to a wireless communication transmitter and a wireless communication receiver suitable for communication.

従来、所定周波数のキャリア信号を所望のベースバンド信号からなる変調信号で変調した信号を用いて無線通信を行う変調方式では、無線通信送信機および無線通信受信機において、所定周波数に対して周波数偏差の少ない高精度な局部発振信号およびキャリア信号が用いられていた。   Conventionally, in a modulation method in which radio communication is performed using a signal obtained by modulating a carrier signal of a predetermined frequency with a modulation signal composed of a desired baseband signal, a frequency deviation with respect to the predetermined frequency is used in a radio communication transmitter and a radio communication receiver. A highly accurate local oscillation signal and carrier signal with a small amount of data were used.

図15に従来のスペクトラム拡散通信を用いた位相変調方式の無線通信送信機の構成を示す。この無線通信送信機では、ミキサ(乗算器)101において、拡散符号発生器100からの拡散符号(擬似ランダム符号)を用いて、送信情報を含む所望のベースバンド信号を拡散処理して、スペクトラム拡散された変調信号を生成する。次に、この変調信号と周波数シンセサイザ102からの周波数ロック制御されたキャリア信号とから、ミキサ103で位相変調信号を生成する。そして、この位相変調信号をパワーアンプPA104により増幅した後、アンテナ105から送信する。この際、キャリア信号に送信情報を用いた情報変調を施す操作を1次変調といい、キャリア信号に拡散符号を乗じてスペクトラム拡散を行う操作を2次変調という。前述した構成例のように1次変調、2次変調ともに位相変調(PSK:Phase Shift Keying)を施すのが一般的である。   FIG. 15 shows a configuration of a conventional wireless communication transmitter using a phase modulation method using spread spectrum communication. In this wireless communication transmitter, a mixer (multiplier) 101 performs spread processing on a desired baseband signal including transmission information using a spread code (pseudorandom code) from a spread code generator 100, and spread spectrum. The modulated signal is generated. Next, a phase modulation signal is generated by the mixer 103 from this modulation signal and the carrier signal subjected to frequency lock control from the frequency synthesizer 102. The phase modulation signal is amplified by the power amplifier PA 104 and then transmitted from the antenna 105. At this time, an operation for performing information modulation using transmission information on a carrier signal is referred to as primary modulation, and an operation for performing spread spectrum by multiplying a carrier signal by a spreading code is referred to as secondary modulation. As in the configuration example described above, it is common to perform phase modulation (PSK: Phase Shift Keying) for both primary modulation and secondary modulation.

図16に従来のスペクトラム拡散通信を用いた位相変調方式の無線通信受信機の構成を示す。この無線通信受信機では、アンテナ110から受信した位相変調信号をローノイズアンプ111で増幅した後、90°位相の異なる局部発振信号とミキサ114I、114Qで乗算してベースバンド信号帯域へ直接周波数変換(ダイレクトコンバージョン)する。そして、周波数変換された受信信号からローパスフィルタ115I、115Qで高周波成分を取り除き、リミッタ116I、116Qにより振幅制限を施してI、Q変調信号を得る。得られたI、Q変調信号に対して、ベースバンド復調部117で逆拡散処理を行った後、BPSK(Binary Phase Shift Keying)復調を行うことにより、元のベースバンド信号を得る。   FIG. 16 shows a configuration of a conventional phase modulation type radio communication receiver using spread spectrum communication. In this wireless communication receiver, the phase modulation signal received from the antenna 110 is amplified by the low noise amplifier 111, and then the frequency is directly converted to the baseband signal band by multiplying the local oscillation signals having different 90 ° phases by the mixers 114I and 114Q. Direct conversion). Then, high-frequency components are removed from the frequency-converted received signal by the low-pass filters 115I and 115Q, and the amplitude is limited by the limiters 116I and 116Q to obtain I and Q modulated signals. The baseband demodulator 117 performs despreading processing on the obtained I and Q modulation signals, and then performs BPSK (Binary Phase Shift Keying) demodulation to obtain the original baseband signal.

これら従来技術であるスペクトラム拡散通信を用いた位相変調方式の無線通信送信機、およびスペクトラム拡散通信を用いた位相変調方式の無線通信送信機・受信機については、非特許文献1〜3に記載されている。
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
丸林元、中川正雄、河野隆二、「スペクトラム拡散通信とその応用」、電子情報通信学会、pp19-260、ISBN 4-88552-153-X A Direct-Conversion Receiver for 900 MHz (ISM Band) Spread-Spectrum Digital Cordless Telephone、Christopher Dennis Hull、Joo Leong Tham, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.31, no.12, pp1955-1963、Dec. 1996 西村芳一、「無線によるデータ変復調技術」、CQ出版社、pp42-43,pp133-134、ISBN 4-7898-3349-6
Non-patent documents 1 to 3 describe the phase modulation type radio communication transmitter using spread spectrum communication and the phase modulation type radio communication transmitter / receiver using spread spectrum communication which are the conventional techniques. ing.
The applicant has not yet found prior art documents related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in this specification.
Marubayashi Gen, Nakagawa Masao, Kono Ryuji, "Spread Spectrum Communication and its Applications", IEICE, pp19-260, ISBN 4-88552-153-X A Direct-Conversion Receiver for 900 MHz (ISM Band) Spread-Spectrum Digital Cordless Telephone, Christopher Dennis Hull, Joo Leong Tham, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.31, no.12, pp1955-1963, Dec. 1996 Yoshikazu Nishimura, "Data modulation / demodulation technology by radio", CQ Publisher, pp42-43, pp133-134, ISBN 4-7898-3349-6

近年では、トランシーバ構成として、それまでの中間周波数を用いるスーパーへテロダイン方式に代えて、外付けの中間周波フィルタなどが省略可能な、システムLSI向けの信号処理であるダイレクトコンバージョン方式が多く採用されるようになってきており、特にスペクトラム拡散通信では、2次変調である拡散変調にBPSK変調を用いる構成が一般的である。
このような構成において、位相変調された信号を復調する場合、基準位相が重要になる。前述した図15,図16のダイレクトコンバージョン方式では、送信側および受信側で用いるキャリア信号および局部発振信号の周波数を完全に一致させるのは難しく、周波数偏差が生じやすい。
In recent years, as a transceiver configuration, in place of the conventional superheterodyne method using an intermediate frequency, a direct conversion method that is a signal processing for a system LSI, in which an external intermediate frequency filter or the like can be omitted, is often used. In particular, in spread spectrum communication, a configuration using BPSK modulation for spread modulation, which is secondary modulation, is common.
In such a configuration, when demodulating a phase-modulated signal, the reference phase becomes important. In the direct conversion system of FIGS. 15 and 16 described above, it is difficult to completely match the frequencies of the carrier signal and the local oscillation signal used on the transmission side and the reception side, and a frequency deviation is likely to occur.

従来の無線通信送信機および無線通信受信機では、このような周波数偏差が生じた場合、その偏差に起因する残留周波数誤差により基準位相が定まらず、位相変調信号を復調する際にこの周波数誤差が誤復調の原因となるため、この影響を自動的にキャンセルするようにAFC(Auto Frequency Control)やAPC(Auto Phase Control)と呼ばれる周波数、位相ずれを補正する操作を周波数シンセサイザにて行う必要がある。したがって、このような制御を行うために受信機側での信号処理が複雑になり、受信機のハードウェア量、消費電力が増大するといった問題がある。
本発明はこのような課題を解決するものであり、ダイレクトコンバージョン方式の受信機構成の簡易化、低コスト化、および低消費電力化を図ることができる無線通信送信機および無線通信受信機を提供することを目的としている。
In the conventional radio communication transmitter and radio communication receiver, when such a frequency deviation occurs, the reference phase is not determined due to the residual frequency error caused by the deviation, and this frequency error is generated when demodulating the phase modulation signal. Since this may cause erroneous demodulation, it is necessary to perform an operation for correcting frequency and phase shift called AFC (Auto Frequency Control) or APC (Auto Phase Control) with a frequency synthesizer so as to automatically cancel this influence. . Therefore, there is a problem that the signal processing on the receiver side becomes complicated to perform such control, and the hardware amount and power consumption of the receiver increase.
The present invention solves such problems, and provides a wireless communication transmitter and a wireless communication receiver capable of simplifying a direct conversion receiver configuration, reducing costs, and reducing power consumption. The purpose is to do.

このような目的を達成するために、本発明にかかる無線通信送信機は、送信すべきベースバンド信号を含む変調信号と所定周波数のキャリア信号とを周波数変調処理して得られた周波数変調信号を送信する無線通信送信機において、所定の拡散符号とベースバンド信号とからスペクトラム拡散された変調信号を生成する拡散手段と、この拡散手段からの変調信号を用いて所定周波数のキャリア信号を周波数拡散することにより周波数変調信号を生成する変調手段と、この変調手段からの周波数変調信号を増幅出力する増幅器とを備えるものである。   In order to achieve such an object, a wireless communication transmitter according to the present invention uses a frequency modulation signal obtained by frequency modulation processing of a modulation signal including a baseband signal to be transmitted and a carrier signal of a predetermined frequency. In a wireless communication transmitter for transmission, spreading means for generating a spectrum-spread modulated signal from a predetermined spreading code and a baseband signal, and frequency-spreading a carrier signal having a predetermined frequency using the modulation signal from the spreading means Thus, a modulation means for generating a frequency modulation signal and an amplifier for amplifying and outputting the frequency modulation signal from the modulation means are provided.

この際、変調手段で生成された周波数変調信号のうち、所定の周波数帯の信号成分のみを増幅器へ出力するバンドパスフィルタをさらに設けてもよい。
また、バンドパスフィルタとして、キャリア信号の周波数を中心として、変調手段により変調される周波数変位量の2倍より狭い帯域幅の通過帯域を有するようにしてもよい。
At this time, a band pass filter that outputs only a signal component of a predetermined frequency band to the amplifier among the frequency modulation signals generated by the modulation means may be further provided.
The band-pass filter may have a pass band with a bandwidth narrower than twice the amount of frequency displacement modulated by the modulation means, centering on the frequency of the carrier signal.

変調手段で用いるキャリア信号の周波数ロック制御を行う周波数シンセサイザをさらに設け、変調手段で、周波数シンセサイザにより周波数ロック制御されているキャリア信号を用いて周波数変調信号を生成するようにしてもよい。
この際、拡散手段で、周波数シンセサイザでの周波数ロック制御のフィードバック時定数より小さいチップ間隔で変調信号を生成するようにしてもよい。
また、変調手段で、1よりも大きい変調指数を用いてキャリア信号を周波数変調するようにしてもよい。
A frequency synthesizer that performs frequency lock control of the carrier signal used by the modulation unit may be further provided, and the modulation unit may generate the frequency modulation signal using the carrier signal that is frequency locked by the frequency synthesizer.
At this time, the spreading means may generate the modulation signal with a chip interval smaller than the feedback time constant of the frequency lock control in the frequency synthesizer.
Also, the carrier signal may be frequency-modulated by a modulation means using a modulation index larger than 1.

また、本発明にかかる無線通信受信機は、送信すべきベースバンド信号を含む変調信号と所定周波数のキャリア信号とから生成した周波数変調信号を受信し、元のベースバンド信号を復調する無線通信受信機において、受信した周波数変調信号に対して直交検波を行うことにより直交変調信号を生成する直交検波手段と、この直交検波手段からの直交変調信号間の位相差を検出することにより周波数変調を復調した変調信号を生成する周波数復調手段と、この周波数復調手段からの変調信号に対して逆拡散処理することによりベースバンド信号を復調して出力する逆拡散復調器とを備えるものである。   The radio communication receiver according to the present invention receives a radio frequency modulation signal generated from a modulation signal including a baseband signal to be transmitted and a carrier signal having a predetermined frequency, and demodulates the original baseband signal. In this machine, quadrature detection means for generating a quadrature modulation signal by performing quadrature detection on the received frequency modulation signal, and demodulation of frequency modulation by detecting the phase difference between the quadrature modulation signals from this quadrature detection means And a despreading demodulator that demodulates and outputs a baseband signal by despreading the modulated signal from the frequency demodulating unit.

この際、直交検波手段の出力段に直列接続されて、直交検波手段で直交検波された受信信号に含まれる直流成分を除去して周波数復調手段側へ出力する容量素子をさらに設けてもよい。
また、逆拡散復調器として、少なくとも位相または周波数がスペクトラム拡散時の拡散符号と同期していない拡散符号を用いて逆拡散処理する非同期方式逆拡散復調器を用いてもよい。
At this time, a capacitive element that is connected in series to the output stage of the quadrature detection means and that removes the DC component contained in the reception signal quadrature detected by the quadrature detection means and outputs the signal to the frequency demodulation means side may be further provided.
As the despreading demodulator, an asynchronous despreading demodulator that performs a despreading process using a spreading code whose phase or frequency is not synchronized with the spreading code at the time of spectrum spreading may be used.

本発明は、無線通信送信機において、拡散手段で、ベースバンド信号をスペクトラム拡散(1次変調)し、得られた変調信号に基づきキャリア信号を周波数変調(2次変調)して送信するようにしたので、従来のようにPSKまたはBPSKを用いる場合と比較して、受信側でAFC、APCのような周波数誤差をキャンセルする制御を行う必要がなくなる。
また、無線通信受信機において、受信信号を直交検波して得られた直交受信信号からI,Q変調信号を生成し、これらI,Q変調信号の位相を比較して位相遅延関係を判定し、その判定結果をFSK復調された変調信号として出力するようにしたので、従来のように、位相変調された信号を復調する場合と異なり基準位相はあまり問題とならなず、送信側と受信側で発生する搬送波周波数にある程度誤差が生じても復調することができ、受信側ではAFC、APCのような周波数誤差をキャンセルする制御を行う必要がなくなる。
したがって、ダイレクトコンバージョン方式のスペクトラム拡散通信を用いた無線通信の構成を大幅に簡易化でき、無線通信受信機の低コスト化および低消費電力化を図ることができる。
According to the present invention, in a wireless communication transmitter, a spreader performs spectrum spread (primary modulation) on a baseband signal, and a carrier signal is frequency-modulated (secondary modulation) based on the obtained modulated signal and transmitted. Therefore, compared with the conventional case of using PSK or BPSK, it is not necessary to perform control for canceling frequency errors such as AFC and APC on the receiving side.
Further, in the wireless communication receiver, I and Q modulation signals are generated from the orthogonal reception signals obtained by orthogonal detection of the reception signals, and the phase delay relationship is determined by comparing the phases of these I and Q modulation signals. Since the determination result is output as a modulation signal that has been FSK demodulated, the reference phase is not a problem unlike the case of demodulating a phase-modulated signal as in the prior art. Even if an error occurs to some extent in the generated carrier frequency, it can be demodulated, and the receiving side does not need to perform control for canceling the frequency error such as AFC or APC.
Therefore, it is possible to greatly simplify the configuration of wireless communication using the direct conversion spread spectrum communication, and to reduce the cost and power consumption of the wireless communication receiver.

[第1の実施の形態]
図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる無線通信送信機について説明する。図1は本発明の第1の実施の形態にかかる無線通信送信機の構成を示すブロック図である。
この無線通信送信機は、スペクトラム拡散を用いた周波数変調方式の無線通信送信機であり、拡散符号発生器10、ミキサ11、可変制御発振器(以下、VCOという)12、電力増幅器(以下、PAという)13、およびアンテナ14から構成されている。
[First Embodiment]
A wireless communication transmitter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication transmitter according to a first embodiment of the present invention.
This radio communication transmitter is a frequency modulation type radio communication transmitter using spread spectrum, and includes a spread code generator 10, a mixer 11, a variable control oscillator (hereinafter referred to as VCO) 12, a power amplifier (hereinafter referred to as PA). ) 13 and the antenna 14.

拡散符号発生器10は、所定の擬似ランダム符号2を出力する回路部である。
ミキサ11は、送信情報を含むデジタルのベースバンド信号1と拡散符号発生器10からの擬似ランダム符号2とを乗算することにより、スペクトラム拡散された変調信号3を出力する回路部(乗算器)である。
VCO12は、ミキサ11からの変調信号3に基づき発振周波数を可変制御することにより周波数変調信号4を出力する回路部である。
PA13は、VCO12からの周波数変調信号4を増幅してアンテナ14へ出力する増幅器である。
The spreading code generator 10 is a circuit unit that outputs a predetermined pseudorandom code 2.
The mixer 11 is a circuit unit (multiplier) that outputs a spectrum-spread modulated signal 3 by multiplying the digital baseband signal 1 including transmission information by the pseudo-random code 2 from the spread code generator 10. is there.
The VCO 12 is a circuit unit that outputs the frequency modulation signal 4 by variably controlling the oscillation frequency based on the modulation signal 3 from the mixer 11.
The PA 13 is an amplifier that amplifies the frequency modulation signal 4 from the VCO 12 and outputs the amplified signal to the antenna 14.

この無線通信送信機では、送信すべきベースバンド信号1は、ミキサ11に入力され、拡散符号発生器10からの擬似ランダム符号と乗算されて、ベースバンド信号1が広帯域に直接スペクトラム拡散される。この際、拡散符号発生器10とミキサ11とは、送信すべきベースバンド信号に対して拡散符号を乗じてスペクトラム拡散を行う拡散手段として機能する。   In this wireless communication transmitter, a baseband signal 1 to be transmitted is input to a mixer 11 and multiplied by a pseudo-random code from a spread code generator 10 so that the baseband signal 1 is directly spread spectrum over a wide band. At this time, the spreading code generator 10 and the mixer 11 function as spreading means for performing spread spectrum by multiplying the baseband signal to be transmitted by the spreading code.

変調信号3はVCO12に入力されて、この変調信号3に基づきキャリア信号の周波数が制御され、キャリア信号が周波数変調される。この際、VCO12の基準発振信号周波数すなわちキャリア信号周波数fcの上下に設けられた2つの周波数のサブキャリア信号fc±Δfのいずれかが、2値の変調信号3に基づき選択される。したがって、VCO12は、変調信号3を用いてキャリア信号を周波数変調する変調手段として機能する。
VCO12から出力された周波数変調信号4は、PA13で増幅され、アンテナ14から無線送信される。
The modulation signal 3 is input to the VCO 12, and the frequency of the carrier signal is controlled based on the modulation signal 3, and the carrier signal is frequency-modulated. At this time, one of the two subcarrier signals fc ± Δf provided above and below the reference oscillation signal frequency of the VCO 12, that is, the carrier signal frequency fc, is selected based on the binary modulation signal 3. Therefore, the VCO 12 functions as a modulation unit that modulates the frequency of the carrier signal using the modulation signal 3.
The frequency modulation signal 4 output from the VCO 12 is amplified by the PA 13 and wirelessly transmitted from the antenna 14.

このように、ミキサ11で、ベースバンド信号1をスペクトラム拡散(1次変調)し、得られた変調信号3に基づきキャリア信号を周波数変調(2次変調)して送信するようにしたので、従来のようにPSKまたはBPSKを用いる場合と比較して、受信側でAFC、APCのような周波数誤差をキャンセルする制御を行う必要がなくなる。特に、周波数変調された信号は非常に簡単な回路構成で復調可能であり、拡散変調に周波数変調を用いた場合にも周波数復調後に逆拡散処理を行うことによりプロセスゲインが得られるので、周波数復調時にある程度の誤りが含まれていても、送信されたデジタル信号を復元することができる。したがって、本実施の形態によれば、ダイレクトコンバージョン方式を用いたスペクトラム拡散通信の無線通信受信機について、その構成を簡易化でき、低コスト化および低消費電力化が可能となる。   As described above, since the baseband signal 1 is spectrum spread (primary modulation) by the mixer 11 and the carrier signal is frequency-modulated (secondary modulation) based on the obtained modulation signal 3, it is transmitted. As compared with the case where PSK or BPSK is used, it is not necessary to perform control for canceling the frequency error such as AFC or APC on the receiving side. In particular, frequency-modulated signals can be demodulated with a very simple circuit configuration, and even when frequency modulation is used for spread modulation, process gain can be obtained by performing despreading after frequency demodulation. Even if some errors are sometimes included, the transmitted digital signal can be recovered. Therefore, according to the present embodiment, the configuration of the spread spectrum communication wireless communication receiver using the direct conversion method can be simplified, and the cost and power consumption can be reduced.

[第2の実施の形態]
次に、図2を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる無線通信送信機について説明する。図2は本発明の第2の実施の形態にかかる無線通信送信機の構成を示すブロック図であり、前述の第1の実施の形態にかかる無線通信送信機(図1参照)と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
本実施の形態にかかる無線通信送信機は、スペクトル拡散通信を用いた周波数変調方式の無線通信送信機であり、図1の無線通信送信機の構成に加えて、バンドパスフィルタ(以下、BPFという)15が設けられている。BPF15は、VCO12で生成され、PA13で増幅された周波数変調信号のうち、所定の周波数帯域成分のみをアンテナ14へ出力するフィルタである。
[Second Embodiment]
Next, a wireless communication transmitter according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a wireless communication transmitter according to the second embodiment of the present invention, which is the same as or equivalent to the wireless communication transmitter (see FIG. 1) according to the first embodiment described above. The parts are given the same reference numerals.
The radio communication transmitter according to the present embodiment is a frequency modulation type radio communication transmitter using spread spectrum communication. In addition to the configuration of the radio communication transmitter of FIG. 1, a band pass filter (hereinafter referred to as BPF) is used. ) 15 is provided. The BPF 15 is a filter that outputs only a predetermined frequency band component of the frequency modulation signal generated by the VCO 12 and amplified by the PA 13 to the antenna 14.

図3に周波数変調波の周波数スペクトルとバンドパスフィルタの通過帯域との関係を示す。これは、変調信号を基準周波数fcに対して変調度1の周波数変調を行った時の周波数スペクトルである。
周波数変調を施す場合、その変調度にある程度依存するものの、その周波数変位量をΔfとした場合、周波数偏移した2つのサブキャリアの周波数fc±Δfに、比較的大きなスペクトルピークが現れる。
FIG. 3 shows the relationship between the frequency spectrum of the frequency-modulated wave and the passband of the bandpass filter. This is a frequency spectrum when the modulation signal is subjected to frequency modulation with a modulation factor of 1 with respect to the reference frequency fc.
When performing frequency modulation, although depending on the degree of modulation to some extent, when the amount of frequency displacement is Δf, a relatively large spectral peak appears at the frequency fc ± Δf of the two frequency-shifted subcarriers.

通常の無線通信では、無線の規格に応じて送信電力に関するスペクトルマスクが規定されている。例えば微弱無線規格の場合、322MHz未満の帯域については3mの距離で500mV/mと送信できる電波電力のピーク値は規定されている。
図3のスペクトルを送信する場合、fc±Δfに大きなスペクトルピークが現れるため、送信電力に関するスペクトルマスクはfc±Δfのスペクトルパワーが適用されることになる。この結果、上記スペクトルピークでスペクトルマスクに達してしまい、送信できるfc±Δf以外の周波数帯域のスペクトルパワーは相対的に小さくなる。
In normal wireless communication, a spectrum mask for transmission power is defined according to wireless standards. For example, in the case of the weak wireless standard, a peak value of radio wave power that can be transmitted as 500 mV / m at a distance of 3 m is defined for a band below 322 MHz.
When the spectrum of FIG. 3 is transmitted, since a large spectrum peak appears in fc ± Δf, the spectrum power of fc ± Δf is applied to the spectrum mask relating to transmission power. As a result, the spectrum mask is reached at the spectrum peak, and the spectrum power in the frequency band other than fc ± Δf that can be transmitted becomes relatively small.

本実施の形態では、BPF15を用いることでfc±Δfに現れるピーク信号を抑圧して送信信号を出力する構成とした。通過帯域15Aは、本実施の形態で付加したBPF15の通過帯域である。BPF15の中心周波数をfcとして、その通過帯域幅を周波数偏移量Δfの2倍(−Δf〜+Δf)よりも狭くすることで、fc±Δfに現れるピーク信号を抑圧しつつ、fc−Δfからfc+Δf内の帯域の信号を送信する。この場合はバンドパスフィルタの帯域内に大きなスペクトルピークは現れないため、帯域内のほとんどの信号スペクトル成分について、スペクトルマスクで規定された値に相当する電力で信号を送信することができる。この結果、フィルタを備えない構成の送信機に比べて、送信可能な全信号電力を大きくすることが可能になり、無線機の通信距離、データレートといった通信容量を大きくすることが可能となる。   In this embodiment, the BPF 15 is used to suppress the peak signal appearing at fc ± Δf and output the transmission signal. The pass band 15A is a pass band of the BPF 15 added in the present embodiment. By setting the center frequency of the BPF 15 as fc and making its pass bandwidth narrower than twice the frequency deviation amount Δf (−Δf to + Δf), the peak signal appearing at fc ± Δf is suppressed, and from fc−Δf A signal in a band within fc + Δf is transmitted. In this case, since a large spectrum peak does not appear in the band of the band pass filter, a signal can be transmitted with power corresponding to a value defined by the spectrum mask for most signal spectrum components in the band. As a result, it is possible to increase the total signal power that can be transmitted compared to a transmitter having no filter, and it is possible to increase the communication capacity such as the communication distance and data rate of the radio.

[第3の実施の形態]
次に、図4を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかる無線通信送信機について説明する。図4は本発明の第3の実施の形態にかかる無線通信送信機の構成を示すブロック図であり、前述の第1の実施の形態にかかる無線通信送信機(図1参照)と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
本実施の形態にかかる無線通信送信機は、スペクトル拡散通信を用いた周波数変調方式の無線通信送信機であり、図1の無線通信送信機の構成のうち、VCO12に代えて、周波数シンセサイザ20を用いたものである。
[Third Embodiment]
Next, a wireless communication transmitter according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication transmitter according to the third embodiment of the present invention, which is the same as or equivalent to the wireless communication transmitter (see FIG. 1) according to the first embodiment described above. The parts are given the same reference numerals.
The radio communication transmitter according to the present embodiment is a frequency modulation type radio communication transmitter using spread spectrum communication. In the configuration of the radio communication transmitter of FIG. 1, a frequency synthesizer 20 is used instead of the VCO 12. It is what was used.

周波数シンセサイザ20は、2次変調として周波数変調を行うとともに、そのキャリア信号の周波数ロック制御を行う回路部である。
本実施の形態にかかる無線通信送信機では、周波数シンセサイザ20において、周波数ロック制御が行われているキャリア信号を用いて、ミキサ11からの変調信号3に基づき周波数変調された周波数変調信号4Aが生成されPA13へ出力される。
The frequency synthesizer 20 is a circuit unit that performs frequency modulation as secondary modulation and performs frequency lock control of the carrier signal.
In the wireless communication transmitter according to the present embodiment, the frequency synthesizer 20 generates a frequency-modulated signal 4A that is frequency-modulated based on the modulated signal 3 from the mixer 11 using a carrier signal that is subjected to frequency lock control. And output to PA13.

図5に周波数シンセサイザ20の構成例を示す。この周波数シンセサイザ20は、振動子21、位相比較器22、ローパスフィルタ(以下、LPFという)23、可変制御発振器(以下、VCOという)24、および分周器25とから構成されている。
振動子21は、水晶振動子などからなり、所定周波数の基準信号30を出力する回路部である。位相比較器22は、振動子21からの基準信号30と分周器25からのフィードバック信号33との位相比較し、その比較結果をキャリア信号31として出力する回路部である。LPF23は、位相比較器22からのキャリア信号31の高周波成分を除去しキャリア信号32として出力する回路部である。
FIG. 5 shows a configuration example of the frequency synthesizer 20. The frequency synthesizer 20 includes a vibrator 21, a phase comparator 22, a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 23, a variable control oscillator (hereinafter referred to as VCO) 24, and a frequency divider 25.
The vibrator 21 is a circuit unit that includes a crystal vibrator or the like and outputs a reference signal 30 having a predetermined frequency. The phase comparator 22 is a circuit unit that compares the phase of the reference signal 30 from the vibrator 21 and the feedback signal 33 from the frequency divider 25 and outputs the comparison result as a carrier signal 31. The LPF 23 is a circuit unit that removes the high-frequency component of the carrier signal 31 from the phase comparator 22 and outputs the carrier signal 32.

VCO24は、変調信号3に基づきキャリア信号32を周波数変調し周波数変調信号4Aを出力する回路部である。分周器25は、周波数変調信号4Aを分周し、その分周結果をフィードバック信号33として出力する回路部である。
この周波数シンセサイザ20では、基準信号30と分周器25からのフィードバック信号33とを位相比較器22で位相比較するようにしたので、このフィードバックループが動作することで所定周波数にキャリア信号がロック制御される。
The VCO 24 is a circuit unit that modulates the frequency of the carrier signal 32 based on the modulation signal 3 and outputs a frequency modulation signal 4A. The frequency divider 25 is a circuit unit that divides the frequency modulation signal 4 </ b> A and outputs the frequency division result as a feedback signal 33.
In this frequency synthesizer 20, since the phase comparator 22 compares the phase of the reference signal 30 and the feedback signal 33 from the frequency divider 25, the carrier signal is locked to a predetermined frequency by operating this feedback loop. Is done.

このような周波数シンセサイザを用いない構成の場合、周波数変調をかける度にキャリア信号周波数fcがふらつくため、受信機側で元の変調信号に直接変換を行う際の周波数誤差が大きい。前述した第1の実施の形態で示したようにある程度の周波数誤差があっても周波数復調は可能であるが、周波数誤差が大きい場合は感度特性が悪化するため、この周波数誤差はできるだけ小さいことが望ましい。
本実施の形態では、送信機に周波数シンセサイザを備えてキャリア信号周波数にロック制御を行って、周波数変調を施す構成とすることで、上記周波数誤差を低減することとした。したがって、本実施の形態では第1の実施の形態に比べて受信機の感度特性を改善できる。
In the case of a configuration that does not use such a frequency synthesizer, the carrier signal frequency fc fluctuates every time frequency modulation is performed, so that a frequency error when performing direct conversion to the original modulated signal on the receiver side is large. As shown in the first embodiment, frequency demodulation can be performed even if there is a certain frequency error. However, if the frequency error is large, the sensitivity characteristic deteriorates. Therefore, the frequency error should be as small as possible. desirable.
In the present embodiment, the frequency error is reduced by providing a frequency synthesizer in the transmitter, performing lock control on the carrier signal frequency, and performing frequency modulation. Therefore, in this embodiment, the sensitivity characteristic of the receiver can be improved as compared with the first embodiment.

ただし、この場合、キャリア信号にロックしたまま変調をかけるため、fc±Δfに偏移した搬送波信号はキャリア信号周波数fcの周波数に戻るようなフィードバック操作が加わり、偏移周波数Δfが定まらない場合が考えられる。
このような場合には、変調に用いる拡散符号のチップ間隔を、周波数シンセサイザ20の周波数ロック制御のフィードバック時定数よりも小さくすることで、fc±Δfに偏移したキャリア信号周波数の偏移量が変化することを防ぐことができる。変調信号3に同じ極性の信号が長く続いた場合には、ロック制御の影響が現れる可能性があるが、本実施の形態では変調信号は拡散符号で拡散されているため、同極性の変調信号パターンが長く続くことはない。したがって上述したように、拡散符号のチップ間隔をフィードバック時定数よりもある程度小さくすることで周波数偏移量の変化を防ぐことができる。
However, in this case, since the modulation is performed while being locked to the carrier signal, the carrier signal shifted to fc ± Δf is subjected to a feedback operation to return to the frequency of the carrier signal frequency fc, and the deviation frequency Δf may not be determined. Conceivable.
In such a case, by making the chip interval of the spreading code used for modulation smaller than the feedback time constant of the frequency lock control of the frequency synthesizer 20, the shift amount of the carrier signal frequency shifted to fc ± Δf can be obtained. It can be prevented from changing. When a signal of the same polarity continues for a long time in the modulation signal 3, there is a possibility that the influence of lock control may appear. However, in this embodiment, since the modulation signal is spread by a spreading code, the modulation signal of the same polarity The pattern does not last long. Therefore, as described above, it is possible to prevent changes in the frequency shift amount by making the chip interval of the spread code smaller than the feedback time constant to some extent.

また、前述した各実施の形態すべてに共通して、周波数変調を行う場合の変調指数を大きくすると、受信機側で周波数復調を行う際の感度特性を改善することができる。スペクトラム拡散通信では信号スペクトルを広帯域に広げることによりマルチパス耐性を得ることができる。
これら実施の形態のように2次変調である拡散変調を周波数変調とした場合、その変調指数が小さいと、送信信号スペクトルは2次変調にASK、PSKを用いた場合に比べて狭くなる。そのため、周波数軸上で送信信号スペクトルを見た場合に拡散した効果があまり見られなくなってしまい、マルチパス耐性は大幅に低下してしまう。
Further, in common with all the above-described embodiments, if the modulation index for frequency modulation is increased, the sensitivity characteristic when frequency demodulation is performed on the receiver side can be improved. In spread spectrum communication, multipath tolerance can be obtained by expanding the signal spectrum over a wide band.
When spread modulation, which is secondary modulation, is used as frequency modulation as in these embodiments, if the modulation index is small, the transmission signal spectrum becomes narrower than when ASK or PSK is used for secondary modulation. For this reason, when the transmission signal spectrum is viewed on the frequency axis, the diffused effect is hardly seen, and the multipath resistance is greatly reduced.

したがって、周波数変調を行う際の変調指数は大きい方が望ましい。変調指数を大きくすることで、受信機側での周波数復調時の感度特性が向上するとともに、周波数軸上で見た送信信号スペクトルが広がりマルチパス耐性も向上させることが可能となる。この変調指数は大きいほど望ましく、前述した各実施の形態の場合には最低でも1(100%)程度以上あることが望ましい。   Therefore, it is desirable that the modulation index when performing frequency modulation is large. By increasing the modulation index, the sensitivity characteristic at the time of frequency demodulation on the receiver side can be improved, and the transmission signal spectrum seen on the frequency axis can be widened to improve multipath tolerance. The modulation index is preferably as large as possible, and in the case of each of the above-described embodiments, it is desirable that the modulation index be at least about 1 (100%).

[第4の実施の形態]
次に、図6を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかる無線通信受信機について説明する。図6は本発明の第4の実施の形態にかかる無線通信受信機の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかる無線通信受信機は、スペクトル拡散通信を用いた周波数変調方式の無線通信受信機であり、アンテナ50、ローノイズアンプ(以下、LNAという)51、発振器52、π/2移相器53、ミキサ54I,54Q、ローパスフィルタ(以下、LPFという)55I,55Q、リミッタ56I,56Q、FSK(Frequency Shift Keying)復調器57、および逆拡散復調器58から構成されている。
[Fourth Embodiment]
Next, a wireless communication receiver according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication receiver according to the fourth embodiment of the present invention.
The radio communication receiver according to the present embodiment is a frequency modulation type radio communication receiver using spread spectrum communication, and includes an antenna 50, a low noise amplifier (hereinafter referred to as LNA) 51, an oscillator 52, and a π / 2 phase shift. And a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 55I and 55Q, limiters 56I and 56Q, an FSK (Frequency Shift Keying) demodulator 57, and a despreading demodulator 58.

LNA51は、アンテナ50で受信された受信信号を低雑音で増幅する増幅器である。発振器52は、キャリア信号周波数とほぼ等しい所定周波数の局部発振信号6を生成する回路部である。π/2移相器53は、局部発振信号6を90゜移相する回路部である。ミキサ54I,54Qは、LNA51からの受信信号5と互いに直交する局部発振信号6とを乗算することにより、受信信号5をキャリア信号周波数より低い周波数帯域へ周波数変換(周波数シフト)する回路部(乗算器)である。LPF55I,55Qは、ミキサ54I,54Qで得られた周波数変換後の直交受信信号7I,7Qのうち、拡散符号のチップレートより低い周波数帯域の信号成分を通過させるフィルタである。   The LNA 51 is an amplifier that amplifies the reception signal received by the antenna 50 with low noise. The oscillator 52 is a circuit unit that generates a local oscillation signal 6 having a predetermined frequency substantially equal to the carrier signal frequency. The π / 2 phase shifter 53 is a circuit unit that shifts the local oscillation signal 6 by 90 °. The mixers 54I and 54Q multiply the reception signal 5 from the LNA 51 and the local oscillation signal 6 orthogonal to each other, thereby converting (frequency shifting) the reception signal 5 to a frequency band lower than the carrier signal frequency (multiplication). ). LPFs 55I and 55Q are filters that pass signal components in a frequency band lower than the chip rate of the spread code among the orthogonally received signals 7I and 7Q after the frequency conversion obtained by the mixers 54I and 54Q.

リミッタ56I,56Qは、LPF55I,55Qからの受信信号の振幅制限を行う回路部である。FSK復調器57は、リミッタ56I,56Qから得られたI変調信号8IおよびQ変調信号8Qの周波数変調を復調し、元の変調信号8を出力する回路部である。逆拡散復調器58は、FSK復調器57からの変調信号8を逆拡散処理することにより元のベースバンド信号9を復調して出力する回路部である。   The limiters 56I and 56Q are circuit units that limit the amplitude of the received signals from the LPFs 55I and 55Q. The FSK demodulator 57 is a circuit unit that demodulates the frequency modulation of the I modulation signal 8I and the Q modulation signal 8Q obtained from the limiters 56I and 56Q, and outputs the original modulation signal 8. The despread demodulator 58 is a circuit unit that demodulates and outputs the original baseband signal 9 by despreading the modulated signal 8 from the FSK demodulator 57.

この無線通信受信機では、アンテナ50で受信された受信信号がLNA51で増幅され、受信信号5としてミキサ54I,54Qへ入力される。そして、ミキサ54Iで、発振器52からの局部発振信号6と乗算されるとともに、ミキサ54Qで、π/2移相器53からの90゜位相回転した局部発振信号6と乗算され、それぞれキャリア信号周波数帯域よりも低い、スペクトラム拡散処理時の周波数帯域へ周波数変換される。これらミキサ54I,54Qは直交検波手段として機能する。   In this wireless communication receiver, the reception signal received by the antenna 50 is amplified by the LNA 51 and input to the mixers 54I and 54Q as the reception signal 5. The mixer 54I multiplies the local oscillation signal 6 from the oscillator 52 and the mixer 54Q multiplies the local oscillation signal 6 rotated by 90 ° from the π / 2 phase shifter 53. The frequency is converted to a frequency band that is lower than the band and is used for spread spectrum processing. These mixers 54I and 54Q function as quadrature detection means.

このようにして周波数変換された直交受信信号7I,7Qは、LPF55I,55Qを通過して、送信時に用いられた拡散符号のチップレートよりも低い周波数帯域の信号成分となる。そして、リミッタ56I,56Qで振幅制限を受けた後、互いの位相が直交し、かつ受信した周波数信号の周波数偏移の上下により互いの位相遅延関係が反転する、I変調信号8IおよびQ変調信号8QとしてFSK復調器57へ出力される。
I変調信号8IおよびQ変調信号8Qは、FSK復調器57において互いの位相が比較され、その位相遅延関係が判定されて変調信号8が復調される。そして、逆拡散復調器58で、送信側と同等の拡散符号を用いて逆拡散処理され、元のベースバンド信号9として出力される。
The orthogonal reception signals 7I and 7Q subjected to frequency conversion in this way pass through the LPFs 55I and 55Q and become signal components in a frequency band lower than the chip rate of the spreading code used at the time of transmission. Then, after being limited in amplitude by the limiters 56I and 56Q, the I-modulation signal 8I and the Q-modulation signal whose phases are orthogonal to each other and whose phase-delay relationship is inverted depending on the frequency shift of the received frequency signal. 8Q is output to the FSK demodulator 57.
The I modulation signal 8I and the Q modulation signal 8Q are compared in phase with each other in the FSK demodulator 57, the phase delay relationship is determined, and the modulation signal 8 is demodulated. Then, the despreading demodulator 58 performs despreading processing using a spreading code equivalent to that on the transmission side, and outputs the original baseband signal 9.

FSK復調器57で用いられる、Iチャネル、Qチャネルの変調信号の位相を比較する方法はいくつかあり、例えば、図7に示すような、ラグリード型移相比較器等がある。
FSK復調器57は、位相比較した結果を出力する機能を有するものであれば、その復調方式に限定されるものではなく、このような位相遅延関係を判定して出力する位相比較器は、周波数変調信号を復調する周波数復調器と見なせる。
There are several methods for comparing the phases of the modulated signals of the I channel and Q channel used in the FSK demodulator 57, for example, a lag lead type phase shift comparator as shown in FIG.
The FSK demodulator 57 is not limited to the demodulation method as long as it has a function of outputting the result of phase comparison. The phase comparator that determines and outputs such a phase delay relationship is a frequency detector. It can be regarded as a frequency demodulator that demodulates the modulated signal.

このように、本実施の形態では、受信信号を直交検波して得られた直交受信信号からI,Q変調信号を生成し、これらI,Q変調信号の位相を比較して、その位相遅延関係を判定し、その判定結果をFSK復調された変調信号8として出力するようにしたので、従来のように、位相変調された信号を復調する場合と異なり基準位相はあまり問題とならない。
したがって、送信側と受信側で発生する搬送波周波数にある程度誤差が生じても復調することができ、従来のように、受信側ではAFC、APCのような周波数誤差をキャンセルする制御を行う必要がなくなる。
As described above, in this embodiment, I and Q modulation signals are generated from quadrature reception signals obtained by quadrature detection of reception signals, the phases of these I and Q modulation signals are compared, and the phase delay relationship Since the determination result is output as the FSK demodulated modulated signal 8, unlike the conventional case where the phase modulated signal is demodulated, the reference phase is not a problem.
Therefore, even if a certain amount of error occurs in the carrier frequency generated on the transmitting side and the receiving side, it can be demodulated, and there is no need to perform control for canceling the frequency error such as AFC and APC on the receiving side as in the prior art. .

また、上述したように周波数変調された信号は非常に簡単な回路構成で復調可能である。拡散変調に周波数変調を用いた場合にも周波数復調後に逆拡散処理を行うことによりプロセスゲインが得られるので、周波数復調時にある程度の誤りが含まれていても、送信されたデジタル信号を復元することができる。
したがって、ダイレクトコンバージョン方式のスペクトラム拡散通信を用いた無線通信の構成を大幅に簡易化でき、無線通信受信機の低コスト化および低消費電力化を図ることができる。
Further, as described above, the frequency-modulated signal can be demodulated with a very simple circuit configuration. Even when frequency modulation is used for spread modulation, process gain can be obtained by performing despreading processing after frequency demodulation, so the transmitted digital signal can be restored even if some errors are included during frequency demodulation. Can do.
Therefore, it is possible to greatly simplify the configuration of wireless communication using the direct conversion spread spectrum communication, and to reduce the cost and power consumption of the wireless communication receiver.

[第5の実施の形態]
次に、図8を参照して、本発明の第5の実施の形態にかかる無線通信受信機について説明する。図8は本発明の第5の実施の形態にかかる無線通信受信機の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかる無線通信受信機は、スペクトル拡散通信を用いた周波数変調方式の無線通信受信機であり、図6の無線通信受信機のうちミキサ54I,54Qの出力端に、直交受信信号7I,7QのDC(直流)成分を除去する容量素子60I,60Qが設けられている他は、図6の無線通信受信機と同等である。
[Fifth Embodiment]
Next, a radio communication receiver according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication receiver according to the fifth embodiment of the present invention.
The radio communication receiver according to the present embodiment is a frequency modulation type radio communication receiver using spread spectrum communication, and an orthogonal reception signal is provided at the output terminals of the mixers 54I and 54Q in the radio communication receiver of FIG. Except that capacitive elements 60I and 60Q for removing DC (direct current) components of 7I and 7Q are provided, this is the same as the wireless communication receiver of FIG.

一般に、受信信号を中間周波数帯域に周波数変換することなく、ベースバンド信号の周波数帯域へ直接周波数変換するダイレクトコンバージョン方式の無線通信受信機は、外付けのチャネル選択フィルタや中間周波数変換器が不要となり、受信機を小型化できる。しかし、このようなダイレクトコンバージョン方式では、ベースバンド信号の周波数帯域すなわち0Hz付近に周波数変換されるため、受信機内部で受信信号へ混入した信号に起因して当該受信信号に生じたDC成分により、信号の中点電位が上下にずれる現象すなわちDCオフセットが生じ、周波数変換部以降の回路部で信号の劣化を生ずる。例えば、増幅器にDCオフセットを有する受信信号が入力された場合、増幅器の出力が飽和して所望の信号を増幅できない。したがって、通常は、DCオフセット対策や受信信号のレベル管理を行う必要がある。   In general, direct conversion wireless communication receivers that directly convert the received signal to the frequency band of the baseband signal without frequency conversion to the intermediate frequency band do not require an external channel selection filter or intermediate frequency converter. The receiver can be downsized. However, in such a direct conversion method, since the frequency conversion is performed in the frequency band of the baseband signal, that is, near 0 Hz, the DC component generated in the received signal due to the signal mixed in the received signal inside the receiver, A phenomenon that the midpoint potential of the signal is shifted up and down, that is, a DC offset occurs, and the signal is deteriorated in the circuit section after the frequency conversion section. For example, when a received signal having a DC offset is input to the amplifier, the output of the amplifier is saturated and a desired signal cannot be amplified. Therefore, it is usually necessary to take measures against DC offset and manage the level of the received signal.

従来、このようなDCオフセット対策として、受信信号をハイパスフィルタに通すという構成が取られていたが、次のような問題点がある。
ダイレクトコンバージョン方式では、周波数変換後の変調信号スペクトラムは、0Hz付近に信号ピークが存在する。つまり、DC付近に多くのエネルギー(情報)を含んでいるため、ハイパスフィルタの遮断周波数は極めて低い値に設定する必要がある。しかしこの場合は、非常に大きな容量素子が必要となり、システムLSI向けのアーキテクチャーであるダイレクトコンバージョン方式の利点と反し、集積回路で実現するメリットが薄れる。また、容量素子を大きくすると高速に変化するオフセット電圧に追随できないため、オフセット除去が不十分な場合もある。逆に容量素子を小さくした場合は、ハイパスフィルタの遮断周波数が大きくなり、変調信号のピーク成分が遮断されてしまうため、ビット誤り率(BER)が大幅に低下することになる。
Conventionally, as a countermeasure against such DC offset, a configuration in which a received signal is passed through a high-pass filter has been taken, but there are the following problems.
In the direct conversion method, a signal peak exists in the vicinity of 0 Hz in the modulated signal spectrum after frequency conversion. That is, since a lot of energy (information) is included in the vicinity of DC, it is necessary to set the cutoff frequency of the high-pass filter to an extremely low value. However, in this case, a very large capacitance element is required, and the merit realized by the integrated circuit is reduced, contrary to the advantage of the direct conversion method that is an architecture for the system LSI. Further, if the capacitive element is made larger, the offset voltage that changes at a high speed cannot be followed, so that offset removal may be insufficient. On the other hand, when the capacitance element is reduced, the cutoff frequency of the high-pass filter increases and the peak component of the modulation signal is cut off, so that the bit error rate (BER) is greatly reduced.

一方、DC付近に変調信号のピークが来ないようにDCフリーコーディングを行う方法も考えられるが、この場合は、送受信機にエンコーダやデコーダが新たに必要となる。また、この方法は、変調信号の周波数帯域が広帯域の場合は、ある程度の効果が得られるものの、周波数帯域があまり広く取れない場合には効果が得られない。つまり、元の周波数帯域が100KHz程度の信号の信号ピークをDC付近から50KHz付近へ移動するようにコーディングを行っても効果は小さい。   On the other hand, a method of performing DC free coding so that the peak of the modulation signal does not come near DC is conceivable, but in this case, an encoder and a decoder are newly required for the transceiver. In addition, this method can achieve a certain effect when the frequency band of the modulation signal is wide, but cannot achieve the effect when the frequency band is not so wide. That is, even if the coding is performed so that the signal peak of the signal having the original frequency band of about 100 KHz is moved from the vicinity of DC to the vicinity of 50 KHz, the effect is small.

また、他のDCオフセット対策として、データが送信されない時間を利用してDCオフセットを除去する方法が考えられる。TDMA通信の場合、送信および受信が間欠的に繰り返されるため、送信と受信の合間にDCオフセット成分を容量素子に保持することで受信スロットにおいて仮想的にHPFの遮断周波数を0Hzに設定することができる。ただしこの場合は、受信時にデータ信号が送信されてこない時間帯を設ける必要があり、こうしたタイムスロットの制御や通信方式が限定されるという問題点がある。   As another DC offset countermeasure, a method of removing the DC offset using a time during which data is not transmitted can be considered. In the case of TDMA communication, since transmission and reception are intermittently repeated, the cutoff frequency of the HPF can be virtually set to 0 Hz in the reception slot by holding the DC offset component in the capacitive element between transmission and reception. it can. However, in this case, it is necessary to provide a time zone during which no data signal is transmitted at the time of reception, and there is a problem that control of such time slots and communication methods are limited.

また、実際には容量素子を切替接続するスイッチによる熱雑音が容量素子に蓄積されるため、大きな容量値の素子を使用する必要があり、受信機の小型化を実現できない。また、DCオフセット除去時に妨害信号を受信すると、その信号も保持されてしまい、正確なオフセット除去ができないという問題点がある。さらに、容量素子の充放電が送受信の切り替え時間に比べて十分短い時間で完了しないと受信側へ切り替えた直後の受信品質が落ちる。
この対策方法によれば、前述のように、容量素子として大きな容量値の素子が必要であることから、その充放電時間も長くなり、受信品質への影響は無視できない。
In addition, since thermal noise due to the switch that switches the capacitive elements is actually accumulated in the capacitive element, it is necessary to use an element with a large capacitance value, and the receiver cannot be miniaturized. Further, when a disturbing signal is received at the time of DC offset removal, the signal is also held, and there is a problem that accurate offset removal cannot be performed. Furthermore, if the charging / discharging of the capacitive element is not completed in a time sufficiently shorter than the transmission / reception switching time, the reception quality immediately after switching to the receiving side deteriorates.
According to this countermeasure method, as described above, an element having a large capacitance value is required as the capacitor element, so that the charge / discharge time is also increased, and the influence on the reception quality cannot be ignored.

本実施の形態では、図8に示すように、ミキサ54I,54Qの出力端、ここではLPF55I,55Qとの間に、容量素子60I,60Qを直列接続していることから、ミキサ54I,54Qで周波数変換された直交受信信号7I,7Qに含まれるDC成分により発生するDCオフセットが除去され、FSK復調器57で所望の変調信号が正常に復調できる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, since the capacitive elements 60I and 60Q are connected in series between the output terminals of the mixers 54I and 54Q, here, the LPFs 55I and 55Q, the mixers 54I and 54Q The DC offset generated by the DC component included in the frequency-converted orthogonal reception signals 7I and 7Q is removed, and the desired modulation signal can be normally demodulated by the FSK demodulator 57.

図9に、スペクトラム拡散通信における周波数スペクトラムを示す。図9(a)は、スペクトラム拡散処理されていないベースバンド信号の周波数スペクトラムを示し、図9(b)は、スペクトラム拡散処理された拡散変調信号の周波数スペクトラムを示している。
一般に、スペクトラム拡散通信では、ベースバンド信号が拡散符号により広帯域に拡散される。通常、ベースバンド信号のスペクトル帯域71に比較して、数倍から数十倍の帯域幅に拡散することから、拡散変調信号のスペクトル帯域72は、数MHzから数十MHzとなる。
FIG. 9 shows a frequency spectrum in spread spectrum communication. FIG. 9A shows the frequency spectrum of a baseband signal that has not been subjected to spread spectrum processing, and FIG. 9B shows the frequency spectrum of a spread modulation signal that has been subjected to spread spectrum processing.
Generally, in spread spectrum communication, a baseband signal is spread over a wide band using a spreading code. Usually, the spectrum band 72 of the spread modulation signal is several MHz to several tens of MHz because it is spread to a bandwidth several to several tens of times that of the spectrum band 71 of the baseband signal.

このような周波数帯域であれば、DCオフセットの周波数帯域70を除去するための容量素子60I,60Qは、それほど大きな容量値を必要としないことから、集積回路での実装が可能となる。また、高速に変化するDCオフセットに対しても迅速に対応できる。スペクトラム拡散通信では、逆拡散によるプロセスゲインがあり、DC付近の信号が失われても逆拡散後のS/N比が良好であれば、変調信号を誤りなく復調できる。   In such a frequency band, the capacitive elements 60I and 60Q for removing the DC offset frequency band 70 do not require a very large capacitance value, and thus can be mounted on an integrated circuit. In addition, it is possible to quickly cope with a DC offset that changes at high speed. In spread spectrum communication, there is a process gain due to despreading, and even if a signal near DC is lost, the modulated signal can be demodulated without error if the S / N ratio after despreading is good.

[第6の実施の形態]
次に、図10を参照して、本発明の第6の実施の形態にかかる無線通信受信機について説明する。図10は、本発明の第6の実施の形態にかかる無線通信受信機の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかる無線通信受信機は、変調信号として所望のベースバンド信号をスペクトル拡散した信号を用いるスペクトラム拡散通信を用いた周波数変調方式の無線通信受信機であり、前述した第4の実施の形態にかかる無線通信受信機(図6参照)と比較して、逆拡散復調器58として非同期式逆拡散復調器を用い、逆拡散復調器58の入力端に容量素子61を設けた点が異なる。
[Sixth Embodiment]
Next, a radio communication receiver according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication receiver according to the sixth embodiment of the present invention.
The radio communication receiver according to the present embodiment is a frequency modulation type radio communication receiver using spread spectrum communication that uses a signal obtained by spectrum-spreading a desired baseband signal as a modulation signal. Compared with the wireless communication receiver according to the embodiment (see FIG. 6), an asynchronous despreading demodulator 58 is used as the despreading demodulator 58, and a capacitive element 61 is provided at the input end of the despreading demodulator 58. Different.

図11に非同期式逆拡散復調器の構成例を示す。この非同期式逆拡散復調器は、サンプルホールド回路(以下、S/H回路という)81a〜81g、サンプルホールド制御回路(以下、S/H制御回路という)82、フリップフロップ回路(以下、FF回路という)83a〜83f、拡散符号発生回路84、乗算器85、加算器86、およびピーク検出器87から構成されている。   FIG. 11 shows a configuration example of an asynchronous despreading demodulator. This asynchronous despread demodulator includes a sample hold circuit (hereinafter referred to as S / H circuit) 81a to 81g, a sample hold control circuit (hereinafter referred to as S / H control circuit) 82, a flip-flop circuit (hereinafter referred to as FF circuit). ) 83a to 83f, a spread code generation circuit 84, a multiplier 85, an adder 86, and a peak detector 87.

S/H回路81a〜81gは、入力信号をサンプルホールドする。S/H制御回路82は、入力信号の拡散に用いたクロックとほぼ同じ周波数のクロックf1を入力してN(本実施の形態ではN=7)分周し、S/H回路81a〜81gを制御する信号を発生する。FF回路83a〜83fは、S/H制御回路82からの出力信号をクロックf1でシフトするシフトレジスタを構成する。拡散符号発生回路84はクロックf2に基づきスペクトラム拡散時に用いたものと同じ拡散符号を発生する。乗算器85a〜85gはS/H回路81a〜81gから出力される信号と拡散符号発生回路84から出力される拡散符号とを各々乗算する。加算器86は乗算器85a〜85gの出力信号を加算する。ピーク検出器87は加算器86の出力信号からピーク値を検出する。   The S / H circuits 81a to 81g sample and hold the input signal. The S / H control circuit 82 receives a clock f1 having substantially the same frequency as the clock used for spreading the input signal, divides the frequency by N (N = 7 in this embodiment), and sets the S / H circuits 81a to 81g. Generate a signal to control. The FF circuits 83a to 83f constitute a shift register that shifts the output signal from the S / H control circuit 82 with the clock f1. The spread code generation circuit 84 generates the same spread code as that used at the time of spectrum spread based on the clock f2. Multipliers 85a to 85g multiply the signals output from S / H circuits 81a to 81g and the spread codes output from spread code generation circuit 84, respectively. The adder 86 adds the output signals of the multipliers 85a to 85g. The peak detector 87 detects a peak value from the output signal of the adder 86.

入力信号は、S/H回路81a〜81gによりサンプルホールドされて乗算器85a〜85gの一方の入力端子に入力される。このとき、乗算器85a〜85gには、S/H制御回路82およびFF回路83a〜83fによって受信された新たな信号が、これら乗算器の数と同じクロック数間隔で、S/H回路81a〜81gで更新されて保持される。
一方、拡散符号発生回路84からはクロックf2に基づき拡散符号が生成され、各乗算器85a〜85gの他方の入力端子へ入力される。乗算器85a〜85gでは、S/H回路81a〜81gからの信号と拡散符号発生回路84からの拡散符号とが、それぞれチップごとに乗算され、これら乗算結果が加算器86で加算され出力信号として出力される。
The input signal is sampled and held by the S / H circuits 81a to 81g and input to one input terminal of the multipliers 85a to 85g. At this time, new signals received by the S / H control circuit 82 and the FF circuits 83a to 83f are sent to the multipliers 85a to 85g at the same clock number intervals as the number of these multipliers. Updated at 81g and held.
On the other hand, a spread code is generated from the spread code generation circuit 84 based on the clock f2, and is input to the other input terminal of each of the multipliers 85a to 85g. In the multipliers 85a to 85g, the signals from the S / H circuits 81a to 81g and the spread code from the spread code generation circuit 84 are multiplied for each chip, and the multiplication results are added by the adder 86 to be output as an output signal. Is output.

これにより、入力信号のクロックf1の周波数、拡散符号のクロックf2の周波数、および拡散符号長で決定される周期で、出力信号にピーク値が発生し、この出力信号は、入力信号と拡散符号とが同期した際に高い値を示し、同期が取れていない場合にはほぼゼロを示すものとなる。
したがって、このピーク値に応じて、拡散符号発生回路84で発生させる拡散符号のタイミングを入力信号に対して前後に調整することにより、入力信号と拡散符号とが同期して、拡散符号長ごとに連続してピーク値を得ることができる。
As a result, a peak value is generated in the output signal at a period determined by the frequency of the clock f1 of the input signal, the frequency of the clock f2 of the spreading code, and the spreading code length, and this output signal includes the input signal, the spreading code, Shows a high value when synchronized, and almost zero when not synchronized.
Therefore, by adjusting the timing of the spreading code generated by the spreading code generation circuit 84 according to this peak value before and after the input signal, the input signal and the spreading code are synchronized, and each spreading code length is synchronized. A peak value can be obtained continuously.

図12に拡散符号発生回路84の構成例を示す。この拡散符号発生回路84は、クロックf2に応じて拡散符号を順方向にシフトして各乗算器85a〜85gへ出力する第1の拡散符号発生回路90aと、クロックf2に応じて拡散符号を逆方向にシフトして各乗算器95a〜95gへ出力する第2の拡散符号発生回路90bと、ピーク検出器87からの制御信号に基づき順方向制御信号95aまたは逆方向制御信号95bのいずれかを出力して、第1または第2の拡散符号発生回路90a,90bのいずれかを動作させる拡散符号制御回路95とから構成されている。   FIG. 12 shows a configuration example of the spread code generation circuit 84. The spreading code generation circuit 84 shifts the spreading code in the forward direction according to the clock f2 and outputs the spreading code to the multipliers 85a to 85g, and reverses the spreading code according to the clock f2. A second spreading code generation circuit 90b that shifts in the direction and outputs it to the multipliers 95a to 95g, and outputs either a forward control signal 95a or a backward control signal 95b based on the control signal from the peak detector 87. Thus, it comprises a spreading code control circuit 95 that operates either the first or second spreading code generation circuit 90a, 90b.

第1の拡散符号発生回路90aは、クロックf2により拡散符号を順方向(乗算器85aから乗算器85g方向)にシフトするシフトレジスタを構成するFF回路93a〜93g、FF回路93a,93cの出力に基づき拡散符号を発生する排他的論理和回路91、および各FF回路93a〜93gおよび排他的論理和回路91の出力をオン/オフするスイッチ94a〜94g,94oから構成されている。
第2の拡散符号発生回路90bは、クロックf2により拡散符号を逆方向(乗算器85gから乗算器85a方向)にシフトするシフトレジスタを構成するFF回路93h〜93n、FF回路93i,93jの出力に基づき拡散符号を発生する排他的論理和回路92、および各FF回路93h〜93nおよび排他的論理和回路92の出力をオン/オフするスイッチ94h〜94n,94pから構成されている。
The first spreading code generation circuit 90a outputs to the outputs of the FF circuits 93a to 93g and the FF circuits 93a and 93c that constitute a shift register that shifts the spreading code in the forward direction (from the multiplier 85a to the multiplier 85g) by the clock f2. Based on the exclusive OR circuit 91 that generates a spread code based on the FF circuits 93a to 93g and the switches 94a to 94g and 94o for turning on / off the outputs of the exclusive OR circuit 91.
The second spreading code generation circuit 90b outputs to the outputs of the FF circuits 93h to 93n and FF circuits 93i and 93j that constitute a shift register that shifts the spreading code in the reverse direction (from the multiplier 85g to the multiplier 85a) by the clock f2. The circuit includes an exclusive OR circuit 92 that generates a spread code, and switches 94h to 94n and 94p that turn on / off the outputs of the FF circuits 93h to 93n and the exclusive OR circuit 92.

拡散符号制御回路95から順方向制御信号95aが出力された場合、スイッチ94a〜94g,94oがオンとなり、スイッチ94h〜94oがオフとなる。これにより、FF回路93a〜93gが直列に接続されるとともに排他的論理和回路91が接続されて、クロックf2に応じて順方向にシフトする拡散符号が乗算器85a〜85gへ出力される。
一方、拡散符号制御回路95から逆方向制御信号95bが出力された場合、スイッチ94a〜94g,94oがオフとなり、スイッチ94h〜94oがオンとなる。これにより、FF回路93h〜93nが直列に接続されるとともに排他的論理和回路92が接続されて、クロックf2に応じて逆方向にシフトする拡散符号が乗算器85a〜85gへ出力される。
When the forward control signal 95a is output from the spreading code control circuit 95, the switches 94a to 94g and 94o are turned on and the switches 94h to 94o are turned off. As a result, the FF circuits 93a to 93g are connected in series and the exclusive OR circuit 91 is connected, and spreading codes that shift in the forward direction according to the clock f2 are output to the multipliers 85a to 85g.
On the other hand, when the reverse direction control signal 95b is output from the spreading code control circuit 95, the switches 94a to 94g and 94o are turned off and the switches 94h to 94o are turned on. As a result, the FF circuits 93h to 93n are connected in series and the exclusive OR circuit 92 is connected, and spreading codes that are shifted in the reverse direction according to the clock f2 are output to the multipliers 85a to 85g.

この際、FF回路93b〜93gの入力とFF回路93h〜93mの入力とが接続され、FF回路93gの出力がスイッチ94gを介してFF回路93hの入力へ接続され、FF回路93nの出力がスイッチ94nを介してFF回路93aの入力へ接続されていおり、順方向/逆方向の切り替えの際、その時点で出力されている拡散符号が保持された状態で切り替えられる。
したがって、拡散符号制御回路95で、ピーク検出器87からの制御信号に基づき、例えばピーク値が検出されるごとに、順方向制御信号95aと逆方向制御信号95bを切り替えて出力することにより、入力信号と拡散符号との位相がピーク値が得られたタイミングでほぼ維持されることになる。
At this time, the inputs of the FF circuits 93b to 93g are connected to the inputs of the FF circuits 93h to 93m, the output of the FF circuit 93g is connected to the input of the FF circuit 93h via the switch 94g, and the output of the FF circuit 93n is switched to 94n is connected to the input of the FF circuit 93a, and when switching between the forward direction and the reverse direction, switching is performed in a state where the spreading code output at that time is held.
Therefore, the spread code control circuit 95 switches between the forward control signal 95a and the reverse control signal 95b and outputs the signal every time a peak value is detected based on the control signal from the peak detector 87, for example. The phase between the signal and the spread code is substantially maintained at the timing when the peak value is obtained.

これにより、加算器86からの出力信号およびピーク検出器87からの受信信号として、図13に示すような信号波形が得られる。加算器86からの出力信号は、入力信号と拡散符号の極性が同じ状態で同期した場合に正の値となり、極性が逆で同期した場合に負の値となる。この際、送信側でベースバンド信号のビット値0/1に対応させて拡散符号の極性を正/負に切り替えることにより、ベースバンド信号と等しい極性のピーク値が得られる。したがって、これらピーク値の包絡線から受信信号すなわち所望のベースバンド信号9が得られる。   As a result, a signal waveform as shown in FIG. 13 is obtained as an output signal from the adder 86 and a received signal from the peak detector 87. The output signal from the adder 86 becomes a positive value when the input signal and the polarity of the spreading code are synchronized in the same state, and becomes a negative value when the polarity is synchronized with the opposite polarity. At this time, a peak value having the same polarity as that of the baseband signal is obtained by switching the polarity of the spread code to positive / negative in correspondence with the bit value 0/1 of the baseband signal on the transmission side. Therefore, a received signal, that is, a desired baseband signal 9 is obtained from the envelope of these peak values.

なお、本実施の形態では、拡散符号長=7(PN7)の場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の拡散符号長N(Nは2以上の整数)を用いることができる。その際、S/H回路81a〜81g、FF回路83a〜83g、乗算器85a〜85g、FF回路93a〜93n、およびスイッチ94a〜94pなどを、拡散符号長Nに合わせた数だけ設ければよい。また、使用する拡散符号についても排他的論理和回路91,92の入力を選択することにより、他の系列の符号を用いてもよい。   In this embodiment, the case of spreading code length = 7 (PN7) has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary spreading code length N (N is an integer of 2 or more) is used. be able to. At that time, the S / H circuits 81a to 81g, the FF circuits 83a to 83g, the multipliers 85a to 85g, the FF circuits 93a to 93n, and the switches 94a to 94p may be provided in a number corresponding to the spreading code length N. . Also, with respect to the spreading code to be used, codes of other series may be used by selecting the inputs of the exclusive OR circuits 91 and 92.

一般的な、同期式逆拡散復調器では、送信側でのスペクトラム拡散時の拡散符号に対して逆拡散処理に用いる拡散符号の周波数および位相を完全同期させる必要があり、この際、PLL回路などを用いた同期制御回路で、逆拡散処理を開始する前にその拡散符号発生に用いるクロックの周波数を高精度に保持(ロック)するものとなっている。
したがって、このような同期式逆拡散復調器では、回路構成が複雑化して規模が増大するとともに、クロック周波数を高精度に保持して同期が得られるまでに時間を要することになる。
In a general synchronous despreading demodulator, it is necessary to completely synchronize the frequency and phase of the spreading code used for the despreading processing with respect to the spreading code at the time of spread spectrum on the transmission side. Is used to hold (lock) the clock frequency used to generate the spreading code with high accuracy before starting the despreading process.
Therefore, in such a synchronous despreading demodulator, the circuit configuration becomes complicated and the scale increases, and it takes time until synchronization is obtained while maintaining the clock frequency with high accuracy.

これに対して非同期式逆拡散復調器では、前述したように、基本的にはスペクトラム拡散時の拡散符号と逆拡散時の拡散符号との周波数および位相を完全同期させる必要はなく、信号処理系全体が非同期で動作するため、拡散符号の発生に用いるクロックf2を選択すれば、比較的短い時間で所望のデータを復調できる。
したがって、非同期式逆拡散復調器を用いることにより、PLL回路などの複雑な回路構成を必要とせず、比較的短い時間で所望のデータを復調でき、無線通信受信機全体として消費電力を低減できる。
On the other hand, as described above, the asynchronous despreading demodulator basically does not need to completely synchronize the frequency and phase of the spread code at the time of spread spectrum and the spread code at the time of despread. Since the whole operates asynchronously, desired data can be demodulated in a relatively short time by selecting the clock f2 used to generate the spread code.
Therefore, by using an asynchronous despreading demodulator, desired data can be demodulated in a relatively short time without requiring a complicated circuit configuration such as a PLL circuit, and the power consumption of the entire wireless communication receiver can be reduced.

また、乗算器95a〜95gについては、図14に示すような乗算回路を用いてもよい。この乗算回路において、NM1〜NM7はMOSトランジスタであり、2段縦横型の差動回路で構成されている。拡散符号発生回路84からの拡散符号やS/H回路81a〜81gからの信号は差動形式の信号であり、拡散符号は上段の2つの差動回路に逆相で入力され、S/H回路81からの信号は下段の2つの差動回路に入力される。これにより、両信号が乗算され、その乗算結果が電流モードで出力される。   For multipliers 95a to 95g, a multiplier circuit as shown in FIG. 14 may be used. In this multiplication circuit, NM1 to NM7 are MOS transistors, and are constituted by a two-stage vertical and horizontal differential circuit. The spread code from the spread code generation circuit 84 and the signals from the S / H circuits 81a to 81g are differential signals, and the spread codes are input in opposite phases to the upper two differential circuits. A signal from 81 is input to the two differential circuits in the lower stage. Thereby, both signals are multiplied, and the multiplication result is output in the current mode.

このようなアナログ信号系の乗算器は、デジタル信号系の乗算器と比較して、入力信号に対して適正に動作するDCレベル(直流バイアス)を持っている。したがって、FSK復調器57から出力される変調信号8のDCレベルが、非同期式逆拡散復調器58の直流レベルと異なる場合には、図10のように、非同期式逆拡散復調器58の入力段に容量素子61を設けて、FSK復調器57と非同期式逆拡散復調器58とを容量結合した後、抵抗分割回路などにより変調信号8の中心電位を適正なDCレベルへ設定すればよい。   Such an analog signal system multiplier has a DC level (direct current bias) that operates properly with respect to an input signal as compared with a digital signal system multiplier. Therefore, when the DC level of the modulated signal 8 output from the FSK demodulator 57 is different from the DC level of the asynchronous despread demodulator 58, the input stage of the asynchronous despread demodulator 58 as shown in FIG. The capacitive element 61 is provided to the FSK demodulator 57 and the asynchronous despread demodulator 58, and the center potential of the modulation signal 8 may be set to an appropriate DC level by a resistor divider circuit or the like.

なお、本実施の形態では、前述した第4の実施の形態を例として説明したが、逆拡散復調器を用いる第5の実施の形態(図8参照)に対し、前述と同様にして適用することができ、同様の作用効果が得られる。
特に、第5の実施の形態で用いている容量素子60I,60Qの機能を容量素子61で実現することができ、1つの容量素子61で、ミキサ54I,54Qで周波数変換された直交受信信号7I,7Qに含まれるDC成分により発生するDCオフセットを除去できるとともに、非同期式逆拡散復調器の持つ入力信号に対して適正なDCレベルを設定できる。したがって、集積回路に実装する際、比較的面積が必要となる容量素子を削減でき、無線通信受信機のチップ化を容易に実現できる。
Although the fourth embodiment has been described as an example in the present embodiment, it is applied to the fifth embodiment (see FIG. 8) using a despread demodulator in the same manner as described above. And similar effects can be obtained.
In particular, the functions of the capacitive elements 60I and 60Q used in the fifth embodiment can be realized by the capacitive element 61, and the orthogonal received signal 7I frequency-converted by the mixers 54I and 54Q with one capacitive element 61. , 7Q can remove the DC offset generated by the DC component and can set an appropriate DC level for the input signal of the asynchronous despreading demodulator. Therefore, it is possible to reduce the capacity elements that require a relatively large area when mounted on an integrated circuit, and to easily realize a chip for a wireless communication receiver.

本発明の第1の実施の形態にかかる無線通信送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication transmitter concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態にかかる無線通信送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication transmitter concerning the 2nd Embodiment of this invention. 周波数変調波の周波数スペクトルとバンドパスフィルタの通過帯域との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the frequency spectrum of a frequency modulation wave, and the pass band of a band pass filter. 本発明の第3の実施の形態にかかる無線通信送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication transmitter concerning the 3rd Embodiment of this invention. 図4の周波数シンセサイザの構成例である。5 is a configuration example of the frequency synthesizer of FIG. 本発明の第4の実施の形態にかかる無線通信受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication receiver concerning the 4th Embodiment of this invention. 図6のFSK復調器の構成例である。7 is a configuration example of the FSK demodulator of FIG. 6. 本発明の第5の実施の形態にかかる無線通信受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication receiver concerning the 5th Embodiment of this invention. スペクトラム拡散通信における周波数スペクトラムである。It is a frequency spectrum in spread spectrum communication. 本発明の第6の実施の形態にかかる無線通信受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication receiver concerning the 6th Embodiment of this invention. 図10の非同期逆拡散復調器の構成例である。It is an example of a structure of the asynchronous despreading demodulator of FIG. 図11の拡散符号発生器の構成例である。It is an example of a structure of the spreading code generator of FIG. 図11の非同期逆拡散復調器の各部信号を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows each part signal of the asynchronous despreading demodulator of FIG. 図11の乗算器の構成例である。12 is a configuration example of a multiplier in FIG. 従来の無線通信送信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional radio | wireless communication transmitter. 従来の無線通信受信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional radio | wireless communication receiver.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベースバンド信号、2…擬似ランダム符号、3…変調信号(スペクトラム拡散後)、4,4A…周波数変調信号、5…受信信号、6…局部発振信号、7I,7Q…直交受信信号、8,8I,8Q…変調信号(スペクトラム拡散後)、9…ベースバンド信号、10…拡散符号発生器、11…ミキサ、12…VCO、13…PA、14…アンテナ、15…BPF、20…周波数シンセサイザ、21…振動子、22…位相比較器、23…LPF、24…VCO、25…分周器、30…基準信号、31,32…キャリア信号、33…フィードバック信号、50…アンテナ、51…LNA、52…発振器、53…π/2移相器、54I,54Q…ミキサ、55I,55Q…LPF、56I,56Q…リミッタ、57…FSK復調器、58…逆拡散復調器、60I,60Q,61…容量素子、81a〜81g…S/H回路、82…S/H制御回路、83a〜83f…FF回路、84…拡散符号発生回路、85a〜85g…乗算器、86…加算器、87…ピーク検出器、90a…第1の拡散符号発生回路、90b…第2の拡散符号発生回路、91,92…排他的論理和回路、93a〜93n…FF回路、94a〜94p…スイッチ、95…拡散符号制御回路、95a…順方向制御信号、95b…逆方向制御信号。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Baseband signal, 2 ... Pseudorandom code, 3 ... Modulation signal (after spread spectrum), 4, 4A ... Frequency modulation signal, 5 ... Reception signal, 6 ... Local oscillation signal, 7I, 7Q ... Orthogonal reception signal, 8 , 8I, 8Q ... modulated signal (after spread spectrum), 9 ... baseband signal, 10 ... spreading code generator, 11 ... mixer, 12 ... VCO, 13 ... PA, 14 ... antenna, 15 ... BPF, 20 ... frequency synthesizer , 21 ... vibrator, 22 ... phase comparator, 23 ... LPF, 24 ... VCO, 25 ... frequency divider, 30 ... reference signal, 31, 32 ... carrier signal, 33 ... feedback signal, 50 ... antenna, 51 ... LNA 52... Oscillator 53... Π / 2 phase shifter 54I and 54Q Mixer 55I and 55Q LPF 56I and 56Q Limiter 57 FSK demodulator 58 Despread recovery 60I, 60Q, 61 ... capacitance element, 81a-81g ... S / H circuit, 82 ... S / H control circuit, 83a-83f ... FF circuit, 84 ... spread code generation circuit, 85a-85g ... multiplier, 86 , Adder, 87, peak detector, 90a, first spreading code generation circuit, 90b, second spreading code generation circuit, 91, 92, exclusive OR circuit, 93a to 93n, FF circuit, 94a to 94p ... switch, 95 ... spread code control circuit, 95a ... forward control signal, 95b ... reverse control signal.

Claims (9)

送信すべきベースバンド信号を含む変調信号と所定周波数のキャリア信号とを周波数変調処理して得られた周波数変調信号を送信する無線通信送信機において、
所定の拡散符号と前記ベースバンド信号とからスペクトラム拡散された変調信号を生成する拡散手段と、
この拡散手段からの前記変調信号を用いて所定周波数のキャリア信号を周波数拡散することにより周波数変調信号を生成する変調手段と、
この変調手段からの周波数変調信号を増幅出力する増幅器とを備えることを特徴とする無線通信送信機。
In a wireless communication transmitter that transmits a frequency modulation signal obtained by frequency modulation processing of a modulation signal including a baseband signal to be transmitted and a carrier signal of a predetermined frequency,
Spreading means for generating a spectrum-spread modulated signal from a predetermined spreading code and the baseband signal;
Modulation means for generating a frequency modulation signal by frequency spreading a carrier signal of a predetermined frequency using the modulation signal from the spreading means;
A wireless communication transmitter comprising: an amplifier for amplifying and outputting a frequency modulation signal from the modulation means.
請求項1に記載の無線通信送信機において、
前記変調手段で生成された前記周波数変調信号のうち、所定の周波数帯の信号成分のみを前記増幅器へ出力するバンドパスフィルタをさらに備えることを特徴とする無線通信送信機。
The wireless communication transmitter according to claim 1, wherein
A radio communication transmitter, further comprising: a band pass filter that outputs only a signal component of a predetermined frequency band to the amplifier among the frequency modulation signal generated by the modulation means.
請求項2に記載の無線通信送信機において、
前記バンドパスフィルタは、前記キャリア信号の周波数を中心として、前記変調手段により変調される周波数変位量の2倍より狭い帯域幅の通過帯域を有することを特徴とする無線通信送信機。
The wireless communication transmitter according to claim 2, wherein
The wireless communication transmitter, wherein the band-pass filter has a pass band with a bandwidth narrower than twice the amount of frequency displacement modulated by the modulation means, centered on the frequency of the carrier signal.
請求項1に記載の無線通信送信機において、
前記変調手段で用いるキャリア信号の周波数ロック制御を行う周波数シンセサイザをさらに備え、
前記変調手段は、前記周波数シンセサイザにより周波数ロック制御されているキャリア信号を用いて前記周波数変調信号を生成することを特徴とする無線通信送信機。
The wireless communication transmitter according to claim 1, wherein
A frequency synthesizer that performs frequency lock control of a carrier signal used in the modulation unit;
The radio communication transmitter characterized in that the modulation means generates the frequency modulation signal using a carrier signal that is frequency-lock controlled by the frequency synthesizer.
請求項4に記載の無線通信送信機において、
前記拡散手段は、前記周波数シンセサイザでの周波数ロック制御のフィードバック時定数より小さいチップ間隔で前記変調信号を生成することを特徴とする無線通信送信機。
The wireless communication transmitter according to claim 4,
The wireless communication transmitter, wherein the spreading means generates the modulation signal at a chip interval smaller than a feedback time constant of frequency lock control in the frequency synthesizer.
請求項1に記載の無線通信送信機において、
前記変調手段は、1よりも大きい変調指数を用いて前記キャリア信号を周波数変調することを特徴とする無線通信送信機。
The wireless communication transmitter according to claim 1, wherein
The radio communication transmitter, wherein the modulation means frequency-modulates the carrier signal using a modulation index larger than 1.
送信すべきベースバンド信号を含む変調信号と所定周波数のキャリア信号とから生成した周波数変調信号を受信し、元のベースバンド信号を復調する無線通信受信機において、
受信した前記周波数変調信号に対して直交検波を行うことにより直交変調信号を生成する直交検波手段と、
この直交検波手段からの前記直交変調信号間の位相差を検出することにより周波数変調を復調した前記変調信号を生成する周波数復調手段と、
この周波数復調手段からの変調信号に対して逆拡散処理することにより前記ベースバンド信号を復調して出力する逆拡散復調器とを備えることを特徴とする無線通信受信機。
In a wireless communication receiver that receives a frequency modulation signal generated from a modulation signal including a baseband signal to be transmitted and a carrier signal of a predetermined frequency, and demodulates the original baseband signal,
Orthogonal detection means for generating an orthogonal modulation signal by performing orthogonal detection on the received frequency modulation signal;
A frequency demodulation means for generating the modulation signal obtained by demodulating the frequency modulation by detecting a phase difference between the orthogonal modulation signals from the orthogonal detection means;
A radio communication receiver comprising: a despreading demodulator that demodulates and outputs the baseband signal by despreading the modulated signal from the frequency demodulating means.
請求項7に記載の無線通信受信機において、
前記直交検波手段の出力段に直列接続されて、前記直交検波手段で直交検波された受信信号に含まれる直流成分を除去して前記周波数復調手段側へ出力する容量素子をさらに備えることを特徴とする無線通信受信機。
The wireless communication receiver according to claim 7, wherein
A capacitance element that is connected in series to the output stage of the quadrature detection unit and that removes a direct current component included in the reception signal quadrature detected by the quadrature detection unit and outputs the signal to the frequency demodulation unit side; Wireless communication receiver.
請求項7または8に記載の無線通信受信機において、
前記逆拡散復調器は、少なくとも位相または周波数がスペクトラム拡散時の拡散符号と同期していない拡散符号を用いて逆拡散処理する非同期方式逆拡散復調器からなることを特徴とする無線通信受信機。
The wireless communication receiver according to claim 7 or 8,
The despreading demodulator comprises an asynchronous despreading demodulator that performs despreading processing using a spreading code whose phase or frequency is not synchronized with a spreading code at the time of spread spectrum.
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