JPH08330987A - 通信端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は妨害波存在下における信号品質の向上
を図る。 【構成】受信波の増幅器として飽和レベルの高い第１の
増幅器と、雑音の低い第２の増幅器とを用意する。そし
て受信波の受信時、これら２つの増幅器能のうちいずれ
か一方を受信波中に含まれる妨害波の信号レベルに基づ
いて選択する。これにより妨害波の存在下におけるダイ
ナミツクレンジを見かけ上拡大でき、信号品質を従来に
比して向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 （１）全体構成 （２）妨害波レベル検出手段の構成 （３）回路選択手段の構成 （４）動作条件 （５）他の実施例 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は通信端末装置に関する。
特にスペクトラム拡散信号を受信して復調する受信端末
装置に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】アンテナに到来する入射波には希望波以
外にも数多くの妨害波が含まれている。受信端末装置は
帯域通過フイルタ等を用いて希望波を選択的に取り出す
ようになされている。従来用いられている受信端末装置
の一般な構成例を図６及び図７に示す。例えば図６に示
す受信端末装置１は無線周波数帯域及び中間周波数帯域
の信号を増幅する増幅段４及び９の前段に帯域通過フイ
ルタ３、５及び８を設けた構成でなり、増幅器４及び９
への不要信号の入力を制限することによつて各増幅器の
飽和を防止し、希望波のみを増幅できるようしている。

【０００４】また図７に示す受信端末装置１１は無線周
波帯域の信号に含まれる妨害波の信号レベルをレベル検
出器１２で検出し、この検出結果に基づいて可変減衰器
１３の減衰量をフイードバツク制御する構成でなり、増
幅器９に入力される信号レベルを一定レベルに制御する
ことによつて増幅器９の飽和を防止し、希望波を劣化な
く増幅できるようになされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来回路の場
合、拡散信号のように単位周波数当たりのエネルギーが
小さい信号を希望波とするとき、十分な信号強度が得ら
れていても十分な信号品質を確保できないことがあつ
た。例えば帯域通過フイルタの通過帯域近傍に図８に示
すな狭帯域の強い妨害波が発生すると、図６に示す受信
端末装置１の帯域通過フイルタだけでは妨害波を完全に
遮断できず、後段の増幅器の希望波と妨害波のパワーの
合計が増幅器の飽和レベルを越えるようなことがあつ
た。この場合、増幅器において信号波と妨害波との３次
相互変調積が生じ、信号劣化を避け得なかつた。しかも
妨害波の信号強度がより強い場合には大信号の小信号抑
圧効果により希望波の信号成分が著しく減衰するおそれ
もあつた。

【０００６】一方、図７に示す受信端末装置１１の場
合、増幅器に入力される希望波と妨害波のパワーは妨害
波の信号レベルに応じたフイードバツク制御により適当
な大きさに制御されるため、受信端末装置１のような３
次相互変調積を三乗則に従い減少させる効果は期待され
る。しかしこの受信端末装置１１の場合、可変抵抗器で
与える減衰量の分だけダイナミツクレンジを推移させて
いるものと考えられ、ダイナミツクレンジの絶対幅その
ものが変化しているのではない。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、飽和による３次相互変調積や大信号の小信号抑圧効
果等による信号品質の劣化を有効に回避し得、妨害波の
存在下でも高い信号品質を実現できる通信端末装置を提
案しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、受信波を増幅する増幅器として飽
和レベルの高い第１の増幅器と、雑音の低い第２の増幅
器とを用意する。そして受信波中に含まれる妨害波の信
号レベルを妨害波レベル検出手段によつて検出し、当該
検出された信号レベルに基づいて第１及び第２の増幅器
のうちいずれか一方を受信波の増幅のため選択するよう
にする。

【０００９】

【作用】回路選択手段は、妨害波の信号レベルが高いと
き第２の増幅器を選択し、妨害波の信号レベルが低いと
き第２の増幅器を選択する。そして選択された増幅器に
よつて受信波を増幅する。

【００１０】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１１】（１）全体構成 図６との対応部分に同一符号を付して示す図１に、受信
端末装置２１の全体構成を示す。この受信端末装置２１
は低雑音の増幅器２２Ａと飽和レベルの高い増幅器２２
Ｂとを有し、妨害波の信号レベルに応じて２つの増幅器
２２Ａを使い分けることにより信号品質の劣化が生じな
いようになされている。この受信端末装置２１は次の各
部によつて構成されている。

【００１２】まず帯域通過フイルタ３によつてアンテナ
２で受信された入射波のうち希望波を含む信号帯域が抽
出される。この帯域通過フイルタ３によつて抽出された
信号成分Ｓ_s は低雑音の増幅器２２Ａと飽和レベルの高
い増幅器２２Ｂにそれぞれ入力される。低雑音の増幅器
２２Ａは飽和レベルが比較的低い一方で雑音の小さい増
幅器であり、高飽和の増幅器２２Ｂは雑音は小さくない
ものの飽和レベルの高い増幅器である。

【００１３】これら２つの増幅器２２Ａ及び２２Ｂの妨
害波信号レベルに応じた選択は妨害波レベル検出手段２
３及び回路選択手段２４によつてなされる。妨害波レベ
ル検出手段２３は帯域通過フイルタ３を通過した信号成
分Ｓ_s に含まれる妨害波成分Ｓ_n の信号レベルＳ_LVL を
検出する。また回路選択手段２４は検出された信号レベ
ルＳ_LVL に応じて２つの増幅器２２Ａ及び２２Ｂのうち
いずれか一方を選択する。

【００１４】回路選択手段２４は検出された妨害波Ｓ_n
の信号レベルＳ_LVL が所定のしきい値より大きい場合、
高飽和レベルの増幅器２２Ａを選択し、しきい値より小
さい場合、低雑音の増幅器２２Ｂを選択するようになさ
れている。これら妨害波レベル検出手段２３及び回路選
択手段２４の詳細構成については次項以降において詳述
することにする。

【００１５】増幅器２２Ａ又は２２Ｂのいずれかによつ
て増幅された信号波Ｓ_s は２段目の帯域通過フイルタ５
に入力される。この帯域通過フイルタ５によつて抽出さ
れた信号帯域の信号波Ｓ_s1が混合器６に与えられる。混
合器６は局部発振器７から入力される発振出力Ｓ_osと信
号波Ｓ_s1とを乗算し、無線周波数帯域の信号波Ｓ_s1を中
間周波数帯域の信号波Ｓ_s2に変換する。

【００１６】この中間周波数帯域の信号波Ｓ_s2は３段目
の帯域通過フイルタ８に入力される。帯域通過フイルタ
８は入力される信号波から希望波が含まれる信号帯域の
信号成分を抽出し、これを２段目の増幅器９に与える。
この増幅器９は入力された信号波を増幅し、これを逆拡
散器等に出力するようになされている。

【００１７】（２）妨害波レベル検出手段の構成 図２に妨害波レベル検出手段２３の回路構成を示す。妨
害波レベル検出手段２３は帯域通過フイルタ２３Ａ、Ｐ
ＬＬ回路２３Ｂ、ダイオード検波器２３Ｃ及び低域通過
フイルタ２３Ｄによつて構成されている。ここで帯域通
過フイルタ２３Ａは増幅器２２Ａ及び２２Ｂの入力から
直接又はカプラー等を経由して引き込んだ信号成分Ｓ_s
を入力し、妨害波成分Ｓ_n を抽出するのに用いられる。
因に帯域通過フイルタ２３Ａの通過帯域は妨害波の現れ
る周波数付近に設定されている。

【００１８】ＰＬＬ回路２３Ｂは位相比較器２３Ｂ１、
低域通過フイルタ２３Ｂ２及び電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）２３Ｂ３でなる。ＰＬＬ回路２３Ｂは帯域通過フイ
ルタ２３Ａを介して抽出された妨害波成分Ｓ_n の周波数
を同期検波し、帯域通過フイルタ２３Ａにおける通過帯
域の中心周波数を設定するようになされている。このと
きＰＬＬ回路２３Ｂは低域通過フイルタ２３Ｂの出力を
フイードバツク制御信号ＳCTL として帯域通過フイルタ
２３Ａにフイードバツクし、通信帯域の中心周波数を制
御している。この帯域通過フイルタ２３Ａによつて抽出
された妨害波成分Ｓ_n はダイオード検波器２３Ａで検波
され、低域通過フイルタ２３Ｄで平滑化される。この低
域通過フイルタ２３Ｄの出力が妨害波成分Ｓ_n の信号レ
ベルＳ_LVL である。

【００１９】（３）回路選択手段の構成 図３に回路選択手段２４の回路構成を示す。回路選択手
段２４は２つの比較器２４Ａ、２４Ｂと、排他的論理和
回路２４Ｃと、Ｄフリツプフロツプ回路２４Ｄとでな
る。基本的にこの回路選択手段２４は妨害波成分Ｓ_n の
信号レベルＳ_SEL が所定のしきい値に対して大きいか否
かに応じて増幅器２２Ａ又は２２Ｂの一方を選択する選
択信号Ｓ_SEL を出力する回路であるが、この実施例では
妨害波のレベルがしきい値付近で揺らぐことによつて頻
繁に選択信号Ｓ_SEL の値が変化するのを防ぐため入出力
間にヒステリシス特性がもたされている。

【００２０】この目的のため本実施例の回路では異なる
基準電圧Ｖａ及びＶｂが与えられる２つの比較器２４Ａ
及び２４Ｂを設けている。因にこれら２つの基準電圧Ｖ
ａ及びＶｂはマイクロコンピユータ等の制御手段によつ
て自由に設定できるようになされており、使用条件に応
じて最適な値を採り得るようになされている。この例の
場合、２つの基準電圧Ｖａ及びＶｂ（＜Ｖａ）に対する
信号レベルＳ_LVL と選択信号Ｓ_SEL との入出力関係は図
８のようになる。

【００２１】例えば信号レベルＳ_LVL が２つの基準電圧
Ｖａ及びＶｂより大きいとき、比較器２４Ａ及び２４Ｂ
の出力は共に論理「Ｈ」になる。このとき排他的論理和
２４Ｃの出力は論理「Ｌ」となり、Ｄフリツプフロツプ
２４Ｄのクロツク端子ＣＫにはその反転出力である論理
「Ｈ」が与えられる。これによりＤフリツプフロツプ２
４Ｄには比較器２４Ａの出力が取り込まれ、選択信号Ｓ
_SEL として論理「Ｈ」の信号が出力されることになる。

【００２２】これに対して信号レベルＳ_LVL が２つの基
準電圧Ｖａ及びＶｂより小さいとき、比較器２４Ａ及び
２４Ｂの出力は共に論理「Ｌ」になる。このとき排他的
論理和２４Ｃの出力は論理「Ｌ」となり、Ｄフリツプフ
ロツプ２４Ｄのクロツク端子ＣＫにはその反転出力であ
る論理「Ｈ」が与えられる。これによりＤフリツプフロ
ツプ２４Ｄには比較器２４Ａの出力が取り込まれ、選択
信号Ｓ_SEL として論理「Ｌ」の信号が出力されることに
なる。

【００２３】また信号レベルＳ_LVL が２つの基準電圧Ｖ
ａ及びＶｂの中間にあるとき、比較器２４Ａ及び２４Ｂ
の出力はそれぞれ論理「Ｌ」及び論理「Ｈ」になる。こ
のとき排他的論理和２４Ｃの出力は論理「Ｈ」となり、
Ｄフリツプフロツプ２４Ｄのクロツク端子ＣＫにはその
反転出力である論理「Ｌ」が与えられる。このときＤフ
リツプフロツプ２４Ｄの出力は前値ホールドされる。

【００２４】（４）動作条件 以上の構成において、受信端末装置２１を構成する増幅
器２２Ａ及び２２Ｂに求められる各種パラメータ（ダイ
ナミツクレンジ及び入力換算雑音）の条件について説明
する。以下の説明では低雑音の増幅器２２Ａの入力換算
雑音ＮＦをＮＦ１〔dB〕とし、またその飽和レベルをＣ
１〔dBｍ〕とする。一方、飽和レベルの高い増幅器２２
Ｂの入力換算雑音ＮＦ２〔dB〕とし、またその飽和レベ
ルをＣ２〔dBｍ〕とする。

【００２５】さてこのとき各増幅器２２Ａ及び２２Ｂの
ダイナミツクレンジを入力換算飽和レベルから入力換算
ノイズレベルまでであると定義すると、低雑音の増幅器
２２ＡのダイナミツクレンジＤ１は、次式

【数１】 となる。また高飽和レベルの増幅器２２Ｂのダイナミツ
クレンジＤ２は、次式

【数２】 となる。

【００２６】ところで回路技術的にはもとの低雑音の増
幅器の入力換算雑音（ＮＦ）特性を数〔dB〕だけ犠牲に
すれば飽和レベルを十数〔dB〕改善することができる。
従つて、次式

【数３】 のような大小関係をもつ２つの増幅器２２Ａ及び２２Ｂ
２を用意することができる。（３）式の関係式は、次式

【数４】 と変形でき、これより２つの増幅器２２Ａ及び２２Ｂの
ダイナミツクレンジＤ１及びＤ２には次式

【数５】 の関係が成り立つことが分かる。すなわち増幅器２２Ａ
及び２２ＢのダイナミツクレンジＤ１及びＤ２の関係は
図５のようになる。

【００２７】今、増幅器２２Ａ単体の入力において、希
望波の信号レベルＳと妨害波の信号レベルＪが、常に次
式

【数６】 を満たす場合、増幅器２２Ａは飽和することなく正常に
動作する。このとき増幅器２２Ａの入力端でのＣ／Ｎ
は、次式

【数７】 となる。

【００２８】ところで増幅器２２Ａ単体での入力におい
て、次式

【数８】 を満たすようにダイナミツクレンジを越えるほど大きな
信号レベルの妨害波が発生した場合、希望波Ｓはおおよ
そ増幅器２２Ａの飽和レベルの不足分Ｊ−Ｃ１と、小信
号抑圧効果によりさらに数〔dB〕の減衰αを受けること
になる。このため増幅器２２Ａの入力端でのＣ／Ｎは、
次式

【数９】 として与えられるように劣化する。また帯域内に生じる
歪成分も無視できなくなり、Ｃ（Ｎ＋Ｉ）は、次式

【数１０】 に示すように劣化するのを避け得ない。

【００２９】そこでこの実施例の場合、妨害波Ｊの信号
レベルＳ_LVL に着目し、次式

【数１１】 となるところで信号の増幅に用いる増幅器を増幅器２２
Ｂに切り換える。すると増幅器２２Ｂの入力端でのＣ／
Ｎはおおよそ、次式

【数１２】 となる。ところで妨害波Ｊの信号レベルＳ_n を検出し、
２つの増幅器２２Ａ及び２２Ｂを切り換える場合、増幅
器２２Ｂの入力端で観測するＣ／Ｎを改善するために
は、次式

【数１３】 を満たすように増幅器２２Ａ及び２２Ｂを設定しなけれ
ばならない。

【００３０】この条件は（13）式に（10）式及び（12）
式を代入することにより、次式

【数１４】 となる。この条件を満たす増幅器２２Ａ及び２２Ｂを妨
害波Ｊの信号レベルＳ_n に応じて切り換えることによ
り、希望波が十分な強度で受信されているにも係わらず
希望波の信号品質が著しく劣化するような不都合を回避
することができる。

【００３１】最後に図１に示す回路構成の受信端末装置
２１を用いることによつてＣ／Ｎが改善される様子を具
体例を上げて説明する。例えば増幅器２２Ａの入力換算
雑音ＮＦ１を６〔dB〕、ダイナミツクレンジＤ１を７０
〔dB〕とし、また増幅器２２Ｂの入力換算雑音ＮＦ２を
１２〔dB〕、ダイナミツクレンジＤ２を８５〔dB〕とす
る。このとき増幅器２２Ａの飽和レベルＣ１を越える妨
害波Ｊの信号レベルの大きさ（Ｊ−Ｃ１）が８〔dB〕の
とき、αが３〔dB〕になり、かつβが２〔dB〕になつた
とする。

【００３２】すると（14）式の左辺は次式

【数１５】 となり、右辺は次式

【数１６】 となる。この（15）式及び（16）式から増幅器２２Ａ及
び２２Ｂは（14）式の不等式を満たすことが分かる。ま
た信号レベルの大きい妨害波Ｊが入力されたとき、増幅
器２２Ａを増幅器２２Ｂに切り換えるとＣ／Ｎを７〔d
B〕改善することができる。

【００３３】以上の構成によれば、低雑音の増幅器２２
Ａと高飽和レベルの増幅器２２Ｂの２つ増幅器を用意
し、受信波に含まれる妨害波Ｊの信号レベルが低雑音の
増幅器２２Ａにおける飽和レベルＣ１より小さい範囲の
間は増幅器２２Ａを選択し、かつ妨害波Ｊの信号レベル
が低雑音の増幅器２２Ａにおける飽和レベルＣ１を越え
た場合にはこれを高飽和レベルの増幅器２２Ｂを選択さ
せるようにしたことにより、妨害波存在下における見か
け上のダイナミツクレンジを拡大することができる。こ
れにより従来に比して品質の高い受信端末装置を実現す
ることができる。

【００３４】（５）他の実施例 なお上述の実施例においては、妨害波レベル検出手段と
して図２に示す構成のものを用いる場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、他の回路構成のものを用い
ても良い。

【００３５】また上述の実施例においては、回路選択手
段として図３に示す構成のものを用いる場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、ヒステリシスコンパレ
ータを用いても良い。またこれらに限らず、ヒステリシ
ス特性を有しない通常のコンパレータを用いても良い。

【００３６】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、受信波の
増幅器として飽和レベルの高い第１の増幅器と、雑音の
低い第２の増幅器とを用意し、これら２つの増幅器能の
うちいずれか一方を受信波中に含まれる妨害波の信号レ
ベルに基づいて選択するようにする。これにより妨害波
の存在下におけるダイナミツクレンジを見かけ上拡大で
き、信号品質に優れた通信端末装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による通信端末装置の一実施例を示すブ
ロツク図である。

【図２】妨害波レベル検出手段を示すブロツク図であ
る。

【図３】回路選択手段を示すブロツク図である。

【図４】ヒステリシス特性を示す図表である。

【図５】ダイナミツクレンジを示す略線図である。

【図６】従来の通信端末装置を示すブロツク図である。

【図７】従来の通信端末装置を示すブロツク図である。

【図８】周波数帯域の配置を示す略線図である。

【符号の説明】

１、１１、２１……通信端末装置、２……アンテナ、
３、５、８……ＢＰＦ、６……混合器、７……局部発信
器、１２……レベル検出器、１３……可変減衰器、２２
Ａ、２２Ｂ……増幅器、２３……妨害波レベル検出手
段、２４……回路選択手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】飽和レベルの高い第１の増幅器と、 雑音の小さい第２の増幅器と、 受信波中に含まれる妨害波の信号レベルを検出する妨害
   波レベル検出手段と、 上記妨害波の信号レベルに基づいて、上記第１又は第２
   の増幅器のうちいずれか一方を上記受信波の増幅に用い
   る回路選択手段とを具えることを特徴とする通信端末装
   置。
2. 【請求項２】上記妨害波レベル検出手段は、帯域通過フ
   イルタと、位相同期ループ回路とを有し、上記位相同期
   ループ回路によつて上記妨害波を同期検波することを特
   徴とする請求項１に記載の通信端末装置。
3. 【請求項３】上記回路選択手段が上記第１又は第２の増
   幅器のうちいずれか一方を選択するのに用いるしきい値
   にはヒステリシス特性が設けられていることを特徴とす
   る請求項１に記載の通信端末装置。