JPH0786970A - ディジタル移動通信用受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化、低消費電力化する。 【構成】 第１周波数変換器１３の出力は、近似ルート
ナイキストコサインロールオフ特性の中間周波フィルタ
２１に通されて、主帯域制限を行って隣接無線チャネル
からの干渉妨害を避け、かつスペクトラムを波形整形し
て符号間干渉を抑圧する。中間周波フィルタ２１は水晶
振動子の基本波モードを用いたモノリシック水晶フィル
タで構成される。中間周波フィルタ２１の出力は直交検
波器２２で直交検波されて、二つのベースバンド信号に
変換され、これらベースバンド信号は低域通過フィルタ
２７，２８でベースバンド外雑音が除去されて復調手段
２９へ供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はディジタル移動通信方
式における移動機の受信機として使用され、ディジタル
位相変調信号を中間周波信号に変換した後、ベースバン
ド信号に変換して復調するディジタル移動通信用受信機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ディジタル位相変調信号を情報
伝達手段とする通信方式においては限られた周波数帯域
を有効に利用するため、隣接チャネルとの干渉が生じな
いよう伝送信号のスペクトルを帯域制限フィルタで整形
して伝送することが行われている。この帯域制限フィル
タはさらに受信信号に符号間干渉を生じないように伝達
特性として例えばナイキストレイズドコサインロールオ
フ特性が選ばれる。この場合、送信機側の帯域制限フィ
ルタおよび受信機側の帯域制限フィルタとして、ナイキ
ストレイズドコサインロールオフ特性を送信側と受信側
とに均等に分担したルートナイキストロールオフフィル
タを用いる構成が一般に使用される。

【０００３】図２に従来のディジタル移動通信用に用い
られる一般的な受信機（ダブルコンバージョン型スーパ
ヘテロダイン）を示す。受信入力端子１１より入力され
たディジタル位相変調信号は、第１局部発振器１２の出
力により第１周波数変換器１３で第１中間周波信号に周
波数変換され、その第１中間周波信号は第１中間周波フ
ィルタ１４で帯域制限された後、第２局部発振器１５の
出力により第２周波数変換器１６において第２中間周波
信号に周波数変換される。その第２中間周波信号は第２
中間周波フィルタ１７においてさらに帯域制限された
後、第２中間周波信号と同一周波数の基準信号による同
期検波や遅延検波などを行なう復調器１８で検波復調さ
れ、その復調されたディジタル信号は出力端子１９に出
力される。

【０００４】上述した従来のディジタル移動無線用受信
機では、第１中間周波フィルタ１４には一般に弾性表面
波（ＳＡＷ）フィルタが用いられ、第２中間周波フィル
タ１７にはセラミックフィルタが用いられている。例え
ば、８００ＭHz帯を無線チャネルに用いるディジタル移
動通信用受信機の第１中間周波としては、従来９０〜１
３０ＭHzが、また、第２中間周波としては４５５ＫHz近
辺が選ばれている。

【０００５】ＳＡＷフィルタは高い周波数帯で所望の特
性を実現するのが容易なため用いられるが、第１中間周
波フィルタ１４として用いられる弾性表面波フィルタの
主たる役割としては、第２周波数変換器１６以降で構成
するスーパーヘテロダイン受信機に不可避な第２中間周
波数のイメージ受信を抑圧することである。例えば第１
中間周波を１３０ＭHz，第２中間周波を４５５ＫHzと
し、第２局部発振器１５の局部発振周波数を１２９．５
４５ＭHzとした場合、１３０ＭHz帯の信号だけでなく、
この局部発振周波数から４５５ＫHz低い１２９．０９０
ＭHz帯の信号も第２中間周波帯（４５５ＫHz）に入り込
んでしまう。これを防ぐため第１中間周波フィルタ１４
はこの様な１２９．０９０ＭHz帯を規定値（例えば７０
dB）以下に減衰させる必要がある。

【０００６】ＳＡＷフィルタの特性は温度変化の影響を
受け易いため通過帯域幅は、温度変動により通過中心周
波数が変動しても受信信号に歪みを与えないようにする
ために受信信号帯域、例えば±１０．５ＫHzにくらべて
やや広く、例えば３dBダウンで±２０ＫHz程度に設定さ
れ、かつ通過帯域内の特性は平坦でリプルが少ないもの
が用いられている。すなわち、従来の第１中間周波フィ
ルタ１４は受信信号の符号間干渉抑圧および隣接チャネ
ルからの干渉妨害波抑圧のための主帯域制限の機能は有
しておらず、これらの機能は第２中間周波フィルタ１７
によって実現される。

【０００７】第２中間周波フィルタ１７として用いられ
るセラミックフィルタの主目的は、受信信号の符号間干
渉を抑圧するための受信信号の主帯域制限にあり、通過
帯域内の振幅特性はルートナイキストコサインロールオ
フ特性を近似したものが用いられる。ルートナイキスト
コサインロールオフ特性を近似するフィルタ特性につい
は、例えば、鷹見忠雄、斉藤茂樹、富里繁、山尾泰共著
『ＱＰＳＫ移動無線通信における近似ナイキスト伝送の
検討』、平成３年７月電子情報通信学会論文誌、分冊Ｂ
−II、論文番号、Vol.Ｊ７４−Ｂ−II No. ７，ページ
４０５−４１２にあるように、セラミックフィルタのよ
うな有限次数の帯域フィルタでルートナイキストコサイ
ンロールオフ特性を近似できることが知られている。

【０００８】表面弾性波素子で構成した第１中間周波フ
ィルタ１４は隣接帯域での減衰量が要求される、例えば
７０dB以上を満足しないので、第２中間周波フィルタ１
７は、ルートロールオフ特性による符号間干渉除去機能
と同時に、隣接する無線チャネルからの干渉妨害波を抑
圧する役割も合わせ持つ。それゆえ、第２中間周波フィ
ルタ１７には例えば７０dB以上の隣接帯域での減衰量が
要求され、この高い選択度を得るために８素子以上の多
素子のセラミックフィルタが必須であり、構造が大きく
なる欠点がある。第２中間周波フィルタ１７に用いるセ
ラミックフィルタは、受動素子であるため受信機の消費
電力を増加させることが無い。従ってこの従来構成の受
信機は、能動フィルタあるいはディジタルフィルタでル
ートナイキストロールオフフィルタを構成した場合と比
較して、消費電力を著しく削減できる。

【０００９】移動通信においてはレイリーフェージング
により、受信レベルおよび受信波の位相はランダムに大
きく変動する。従って受信信号の符号誤りは避け難く、
伝送品質が低下するという問題が存在する。レイリーフ
ェージングによる符号誤りの改善方法として、ダイバー
シチ受信が知られている。タイバーシチ受信は、例えば
それぞれの受信信号レベルの相関が０になるように設置
した複数ブランチのアンテナおよび受信機を用いて、受
信状態の良好なブランチ選択あるいは各ブランチの受信
信号の合成を行うことで、符号誤りを効果的に軽減する
ものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】移動通信においては、
近年携帯型電話機の小型化への要求が厳しく、携帯型電
話機用受信機を構成する部品の表面実装型部品への移行
による小型化が進んでいる。しかし、第２中間周波フィ
ルタ１７で受信信号の主帯域制限を行う従来のディジタ
ル移動通信用受信機は、第２中間周波フィルタ１７に用
いるセラミックフィルタに高選択度（急峻な減衰特性）
が要求され、多素子とならざるを得ないため小型化が困
難で、受信機全体の超小型化を阻む要因となっていた。
このため、従来の携帯型電話機においては、ダイバーシ
チ受信を行うために複数の受信機を備えることは小型化
を阻害する要因になるため困難であった。

【００１１】また、レイリーフェージングにおける単位
時間当たりの受信信号レベルの落ち込み回数は、受信波
の搬送波周波数に比例して多くなる性質がある。従っ
て、例えば今後の利用が予定されている１．５ＧHz帯を
利用するディジタル移動通信方式における単位時間当た
りの受信信号レベルの落ち込み回数は、従来使用されて
きた８００ＭHz帯に比べて約２倍となり、より大きな符
号誤りを生ずる。このため、ダイバーシチ受信を行わな
い場合には良好な回線品質が安定に得られなくなるとい
う問題がある。これを改善するため、携帯型電話機に対
してもダイバーシチ受信の適用を可能とする小型の受信
機の実現が課題となっていた。

【００１２】この発明は、以上の課題を解決し、小型
化、低消費電力化できるディジタル移動通信用受信機を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明のディジタル移
動通信用受信機によれば、中間周波フィルタが、中間周
波数帯変調信号の符号間干渉を抑圧する近似ルートナイ
キストコサインロールオフ特性とされ、併せて隣接帯域
からの干渉妨害波を抑圧し、その中間周波フィルタの出
力が直交検波手段により二つのベースバンド信号に変換
され、これら二つのベースバンド信号はそれぞれ低域通
過フィルタに通されて、ベースバンド外雑音が除去され
て復調手段へ供給される。

【００１４】

【作用】このように中間周波フィルタ手段は受信信号の
主帯域制限を行い、かつ通過帯域内の振幅特性がルート
ナイキストコサインロールオフ特性を近似したものであ
って、受信信号の符号間干渉を抑圧し、併せて隣接する
無線チャネルからの干渉妨害波を抑圧する。中間周波フ
ィルタ手段として、例えば、水晶振動子の基本波振動を
用いたモノリシック水晶フィルタを用いることができ
る。このフィルタは、終端インピーダンスを低くできる
ので、インピーダンス整合用の外付け回路が不要とな
る。このため、一般の水晶フィルタと比べて小形化が可
能である。また、振動子としてＡＴカット水晶を用いる
ため温度変化に対して優れた周波数安定性を有する。さ
らにこのフィルタは、帯域内特性はルートナイキストコ
サインロールオフ特性の近似が可能であり、従来用いら
れてきたオーバトーン振動を用いるモノリシック水晶フ
ィルタに比べて帯域外スプリアスが小さく、２０ＭHz以
上の広帯域にわたり８０dB以上の大きな帯域外減衰特性
が実現可能である。従って、直交検波手段の出力信号か
らベースバンド信号を抽出する、低域通過フィルタの選
択特性に対する要求は緩やかで、動作周波数も低いので
ディジタル化に適し、かつ消費電力を小さくできる。従
って、低域通過フィルタを復調手段と共にＩＣ化でき、
受信機の大幅な小型化が図れる。

【００１５】受信機の小型化、低消費電力化により、携
帯形電話機のような小型化、低消費電力化が厳しく要求
される用途においても複数の受信機を備えたダイバーシ
チ受信の適用も容易となり、高感度化が図れるため、良
好な回線品質の確保が可能となる。

【００１６】

【実施例】図１に、この発明の実施例を示し、図２と対
応する部分に同一符号を付けてある。この発明において
は、第１周波数変換器１３よりの中間周波信号は近似さ
れたルートナイキストコサインロールオフ特性を有する
中間周波フィルタ２１で帯域制限され、かつ符号間干渉
の抑圧されたナイキストコサインロールオフ特性にスペ
クトル整形された後、直交検波器２２へ供給される。直
交検波器２２は、中間周波帯の信号を二つのベースバン
ド信号に変換する。そのため、第２局部発振器２３から
中間周波帯の中心周波数と同じ周波数の局部信号が発生
され、その局部信号は周波数混合器（ミキサ）２４へ直
接供給されると共に、９０度移相器２５を通じて周波数
混合器２６へ供給され、これら周波数混合器２４，２６
に中間周波信号が与えられる。周波数混合器２４，２６
の各出力は低域通過フィルタ２７，２８にそれぞれ与え
られ、これらフィルタ２７，２８にてベースバンド信号
が抽出されてベースバンド復調手段２９に与えられ、例
えばＱＰＳＫ信号の復調が行われる。

【００１７】この発明の特徴とするところは、中間周波
フィルタ２１が、中間周波信号の符号間干渉および隣接
チャネルの干渉妨害波を抑圧する帯域制限する特性とさ
れていることである。つまり、スペクトラムを符号間干
渉がないように所望の波形に整形すると共に、隣接帯域
に対する主帯域制限とを行う。中間周波フィルタ２１の
減衰特性は、ルートナイキストコサインロールオフ特性
を近似したものとなっており、受信信号の主帯域制限を
行う。この中間周波フィルタ２１として、例えば、水晶
振動子の基本波振動モードを用いたモノリシック水晶フ
ィルタを用いることができる。このフィルタは、終端イ
ンピーダンスを低くできるので、インピーダンス整合用
の外付け回路が不要となる。このため、一般の水晶フィ
ルタと比べて小形化が可能である。また、振動子として
ＡＴカット水晶を用いるので温度変化に対して優れた周
波数安定性を有する。この基本波振動モードモノリシッ
ク水晶フィルタは、オーバトーン振動モードを用いるモ
ノリシック水晶フィルタに比べ、帯域外スプリアスが小
さく、２０ＭHz以上の広帯域にわたり８０dB以上の大き
な帯域外減衰特性が実現可能である。従って、直交検波
器２２の出力信号からベースバンド信号を抽出するため
に用いる低域通過フィルタ２７，２８の選択特性に対す
る要求は大幅に緩和でき、低域通過フィルタ２７，２８
の動作周波数も低いのでディジタル回路化が容易でかつ
消費電力を小さくできる。従って、フィルタ２７，２８
を復調手段２９と共にＩＣ化でき、受信機の大幅な小型
化に寄与できる。

【００１８】さらに、受信機の小型化、低消費電力化に
より、携帯形電話機のような小型化、低消費電力化が厳
しく要求される用途においても複数の受信機を備えたダ
イバーシチ受信の適用も容易となり、高感度化が図れる
ため、良好な回線品質の確保が可能となる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のディジ
タル移動通信用受信機は、中間周波フィルタで受信信号
の符号間干渉の抑圧および隣接チャネルの干渉妨害波の
抑圧を行うので、中間周波信号を周波数変換した後にベ
ースバンド信号を抽出する低域通過フィルタの減衰特性
に対する要求が大幅に緩和され、低域通過フィルタの動
作周波数も低いのでディジタル回路化が容易で、かつ消
費電力を小さくできる。従って、低域通過フィルタを復
調手段と共にＩＣ化でき、受信機の大幅な小型化に寄与
できる。

【００２０】さらに、受信機の小型化、低消費電力化に
より、携帯形電話機のような小型化、低消費電力化が厳
しく要求される用途においても複数の受信機を備えたダ
イバーシチ受信の適用も容易となり、高感度化が図れる
ため、良好な回線品質の確保が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図。

【図２】従来のディジタル移動通信用受信機を示すブロ
ック図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１局部信号を発生する第１局部発振手
   段と、 その第１局部信号が与えられ、受信ディジタル位相変調
   信号と混合して中間周波信号に変換する周波数変換手段
   と、 その周波数変換手段からの前記中間周波信号の符号間干
   渉を抑圧する近似ルートナイキストコサインロールオフ
   特性を有し、かつ隣接チャネルからの干渉を抑圧する主
   帯域制限特性を有する中間周波フィルタ手段と、 前記中間周波信号の中心周波数と等しい周波数の第２局
   部信号を発生する第２局部発振手段と、 その第２局部信号により、前記中間周波フィルタ手段の
   出力を直交検波して二つのベースバンド信号に変換する
   直交検波手段と、 その直交検波手段よりの二つのベースバンド信号がそれ
   ぞれ与えられ、ベースバンド外雑音を抑圧する第１，第
   ２低域通過フィルタ手段と、 これら第１および第２低域通過フィルタ手段の出力信号
   を復調する復調手段と、 を含むことを特徴とするディジタル移動通信用受信機。