JP2001352354A - 通信装置、通信方法、及び媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局発の周波数安定度が低くてもＳ／Ｎを劣化
させることなく高速に通信できるようにする。 【解決手段】 発振周波数が数十ＧＨｚの局部発振器を
有する送受信器において、通過帯域の中心周波数が異な
る複数の帯域濾波器を設け、検出したキャリア周波数に
見合った中心周波数を持つ帯域濾波器を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信速度の高速化
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の送受信装置を図５に基づいて説明
する。図５において、２０１は送受信兼用の空中線であ
り、空中を伝播してきた電波を受信すると共に、送信電
力を空中に放射するものである。

【０００３】空中線２０１で受信された信号は、低雑音
増幅器２０２で増幅され、周波数変換器２０３に供給さ
れる。周波数変換器２０３の他の入力端には局部発振器
２０４からの出力が供給されており、受信信号は、周波
数変換器２０３により局部発振器２０４からの出力周波
数に基づいて周波数変換されて、帯域濾波器２０５に供
給される。

【０００４】帯域濾波器２０５は、受信信号の所定帯域
外の不要信号、ノイズを除去し、受信信号から所定帯域
成分のみを取出す。所定の帯域成分のみからなる帯域濾
波器２０５の出力信号は、可変増幅器２０６に入力さ
れ、受信信号レベルに応じて適当なレベルの信号に増幅
される。適当な信号レベルに増幅された受信信号は、検
波器２０７に供給されて包路線検波、もしくは二乗検波
され、その受信信号のキャリア成分が除去されて、デー
タ成分のみが取出される。

【０００５】検波器２０７の出力は、復調器２０８に供
給されてクロックの再生、データの判定が行われ、受信
データとして取込まれる。

【０００６】一方、送信データは、変調器２０９に入力
され、所望の周波数のキャリア信号を位相変調、もしく
振幅変調し、送信データの信号帯域に応じた帯域を有す
る変調信号として、周波数変換器２１０に供給される。

【０００７】周波数変換器２１０では、局部発振器２０
４の出力周波数と上記変調信号とを乗算することにより
無線周波数に変換する。そして、電力増幅器２１１によ
り所望の電力に増幅されて、空中線２０１を介して空中
に放射される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無線ＬＡＮ
等のデジタル無線通信装置の局部発振器においては、通
常、非常に高い周波数安定度を要求される。

【０００９】このような周波数安定度の高い発振器を実
現するためには、原発の発振素子としては周波数安定度
の高いものを用い、その発振周波数を基準として所望の
発振周波数に分周し、基準となる周波数との位相差を制
御することにより、周波数安定度の高い局部発振器を実
現している。

【００１０】しかしながら、近年、デジタル無線通信装
置の伝送容量が増加しており、それに伴って、高い送受
信周波数を用いないと、限られた伝送帯域内だけで伝送
速度を高速化することは難しくなってきている。

【００１１】すなわち、現状では、ＰＨＳや無線ＬＡＮ
等の送受信周波数は、数ＧＨｚ程度であり、全く問題無
く高い周波数安定度の発振器を実現することが可能であ
るが、数十ＧＨｚ程度の送受信周波数を用いるとなれ
ば、実現することがかなり難しくなってくる。

【００１２】すなわち、実現しようとすれば可能ではあ
るが、発振器の出力を数回にわたって逓倍することによ
り数十ＧＨｚの局発を得る等しなければならず、数回の
逓倍により信号の損失が増加すると共に雑音電力も増加
し、局発としてのＣ／Ｎが徐々に劣化してしまう。

【００１３】また、逓倍せずに直接所望の周波数を発振
させるには、民生用レベルでは限界がある。例えば、ガ
ンダイオードで所望の周波数を直接発振させることは可
能であるが、周波数の安定度を高くすべく発振出力に位
相ロックをかけようとすると、非常に高速な動作が可能
な分周器が必要となると共に、非常に高安定な発振器が
必要となり、コスト高となる欠点がある。

【００１４】また、高い周波数安定度の発振器を用いて
ロックをかけたとしても、安定度が１ｐｐｍの場合、例
えば５０ＧＨｚの局発であれば、±５０ＫＨｚの偏差を
吸収することはできない。この場合でも、送信器と受信
器の双方の局発の偏差は１００ＫＨｚとなってしまう。

【００１５】更には、ガンダイオードの直接発振による
局発は、周波数の微調整が機械的に行われるため、発振
周波数のばらつき、また温度変化による周波数変動の吸
収が難しいという欠点がある。

【００１６】このように、局発の周波数が変化すること
により、受信のＳ／Ｎを決定する最も重要な受信のＩＦ
段に用いる帯域濾波器の帯域外に受信信号がシフトし、
受信信号レベルが低下し、Ｓ／Ｎを劣化させるという欠
点がある。

【００１７】本発明は、このような背景の下になされた
もので、その課題は、局発の周波数安定度が低くてもＳ
／Ｎを劣化させることなく高速に通信できるようにする
ことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手投】上記課題を解決するた
め、本発明の通信装置は、それぞれ異なる中心周波数を
持つ複数の帯域濾波手段と、受信信号に応じて前記複数
の帯域濾波手段の中から１つの帯域濾波手段を選択する
選択手段を備えている。

【００１９】また、本発明の通信方法は、それぞれ異な
る中心周波数を持つ複数の帯域濾波手段の中から受信信
号に応じて１つの帯域濾波手段を選択している。

【００２０】また、本発明は、通信装置に適用可能なコ
ンピュータ読取可能な媒体において、それぞれ異なる中
心周波数を持つ複数の帯域濾波手段の中から受信信号に
応じて１つの帯域濾波手段を選択している。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明を適用した送受信装置の概略
構成を示すブロック図であり、図５に示した従来例との
相違点は、受信側の周波数変換器１０３の出力に帯域濾
波器群１０５を接続するとともに、周波数変換器１０３
の出力信号をキャリア検出器１１２に導いて受信信号か
らキャリア周波数を検出し、そのキャリア周波数に見合
った帯域濾波器群１０５中の所定の帯域濾波器を選択す
る点にある。

【００２３】なお、制御部１１３は、ＣＰＵ１１３ａ、
ＲＯＭ１１３ｂ、ＲＡＭ１１３ｃを有しており、ＣＰＵ
１１３ａは、ＲＯＭ１１３ｂに格納されたプログラムに
従って、後述するキャリア周波数の検出処理、帯域濾波
器の選択（切替）処理を行う。この際、ＣＰＵ１１３ａ
は、ＲＡＭ１１３ｃをワークエリア等として利用する。

【００２４】また、局部発振器１０４は、数十ＧＨｚの
周波数を直接発振するガンダイオードを有しているが、
このガンダイオードの代わりに、インパットダイオー
ド、ＬＳＡ（Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｓｐａｃｅ−ｃｈａｒｇ
ｅ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）ダイオード等を用いる
ことも可能である。

【００２５】図２は、帯域濾波器群１０５の構成を示し
た図である。この帯域濾波器群１０５は、中心周波数の
異なる複数の帯域濾波器３０２ａ，３０２ｂ，…３０２
ｎが信号のパスに並列に設置されており、制御部１１３
からの濾波器切替信号１ａに基づいて、スイッチ３０
１，３０３を切替えることにより、複数の帯域濾波器３
０２ａ，３０２ｂ，…３０２ｎの中から１つを選択す
る。

【００２６】なお、ＲＯＭ１１３ｂには、各帯域濾波器
３０２ａ，３０２ｂ，…３０２ｎの通過帯域の中心周波
数が記憶されている。

【００２７】図３は、キャリア検出器１１２の構成を示
すブロック図である。キャリア検出器１１２は、乗算器
４０１、電圧制御発振器４０２、ＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）４０３，４０６、位相比較器４０４、分周器４０
５を有している。

【００２８】図１の低雑音増幅器１０２、及び周波数変
換器１０３を介して入力された受信信号１ｃは、キャリ
ア検出器１１２内の乗算器４０１に入力されて、電圧制
御発振器４０２の出力信号４ａと乗算される。ここで、
電圧制御発振器４０２の出力信号４ａと受信信号１ｃの
周波数が離れている場合は、乗算器４０１の出力信号
は、ＬＰＦ４０３を通過せず、ＬＰＦ４０３の出力信号
１ｂは、ノイズレベルに近い値となって、制御部１１３
に入力される。

【００２９】このように、ＬＰＦ４０３の出力信号１ｂ
がノイズレベルに近い場合には、制御部１１３は、周波
数更新信号１ｄを分周器４０５に送出することにより、
分周器４０５の出力周波数を変化させる。この分周器４
０５の出力周波数及び位相は、位相比較器４０４によ
り、電圧制御発振器４０２の発振周波数及び位相（出力
信号４ａ）と比較され、その誤差に比例した直流電圧が
生ずる。この誤差電圧は、ＬＰＦ４０６を介して、電圧
制御発振器４０２に入力される。

【００３０】すなわち、電圧制御発振器４０２、位相比
較器４０４、ＬＰＦ４０６により、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ
Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路が構成されており、分
周器４０５の出力周波数及び位相と電圧制御発振器４０
２の発振周波数及び位相の差を低減させる方向に電圧制
御発振器４０２の発振周波数を変化させるようになって
いる。

【００３１】受信信号１ｃと電圧制御発振器４０２の発
振周波数が近い時には、乗算器４０１の出力信号はＬＰ
Ｆ４０３を通過し、ＬＰＦ４０３の出力信号１ｂは、ほ
ぼ直流に近い電圧を発生する。このように、受信信号１
ｃと電圧制御発振器４０２の発振周波数が近く、ＬＰＦ
４０３の出力信号１ｂがほぼ直流に近い電圧となった場
合は、受信信号１ｃ中のキャリア周波数を電圧制御発振
器４０２の発振周波数として検出したことを意味するの
で、制御部１１３は、この時の電圧制御発振器４０２の
出力信号４ａの周波数を、ＲＡＭ１１３ｃに記憶してお
く。

【００３２】また、上記のように、制御部１１３のＲＯ
Ｍ１１３ｂには、各帯域濾波器３０２ａ，３０２ｂ，…
３０２ｎの通過帯域の中心周波数が記憶されており、検
出したキャリア周波数に最も近い中心周波数を持つ帯域
濾波器３０２ａ，３０２ｂ，…３０２ｎを選択するため
の周波数切替信号１ａを送出する。

【００３３】このようなキャリア周波数検出に基づく帯
域濾波器３０２ａ，３０２ｂ，…３０２ｎの切替処理
を、図４のフローチャートに従って詳細に説明する。な
お、帯域濾波器の切替処理は、装置への電源投入時、若
しくはその後定期的に行われるものである。また、図示
省略した送信器は、定期的に無変調キャリア信号を送信
している。

【００３４】図４において、制御部１１３は、まず、送
信信号を受信し、その受信信号からキャリア周波数（キ
ャリア信号）を検出したか否かを判断する（ステップＳ
１）。その結果、キャリア信号を検出していなければ、
電圧制御発振器４０２の発振周波数（出力信号４ａの周
波数）を更新をすべく、周波数更新信号１ｄを分周器４
０５に送出して（ステップＳ２）、ステップＳ１に戻
る。

【００３５】一方、キャリア信号を検出したときは、そ
の信号レベルが最大レベルであるか否かを判断する（ス
テップＳ３）。その結果、最大レベルでなければ、電圧
制御発振器４０２の発振周波数を更新をすべく、周波数
更新信号１ｄを分周器４０５に送出して（ステップＳ
２）、ステップＳ１に戻る。

【００３６】一方、検出したキャリア信号の信号レベル
が最大であれば、そのキャリア信号の周波数に最も近い
中心周波数を持つ帯域濾波器３０２ａ，３０２ｂ，…３
０２ｎを選択すべく、濾波器切替信号１ａを送出して
（ステップＳ４）、終了する。

【００３７】このように、本実施形態では、発振周波数
が数十ＧＨｚの局部発振器を有する送受信器において、
通過帯域の中心周波数が異なる複数の帯域濾波器を設
け、検出したキャリア周波数に見合った中心周波数を持
つ帯域濾波器を選択している。

【００３８】従って、送信器若しくは受信器の局発の周
波数が変動したとしても、その変動に追従して数十ＧＨ
ｚの帯域の高速信号を正常に受信することが可能とな
り、帯域濾波器の帯域を大幅に広げる必要もなく、受信
信号のＳ／Ｎ劣化を防止することが可能となる。

【００３９】なお、本発明は、上記の実施形態に限定さ
れることなく、例えば、キャリア検出器を用いずに、帯
域濾波器群の中から検波器の出力が最大となる帯域濾波
器を選択することも可能である。

【００４０】また、本発明は、送受信装置のみならず、
受信専用の受信装置に適用することも可能である。さら
に、数十ＧＨｚ以上の発振周波数を持つ局部発振器を用
いる場合にも適用でき、また、無線通信装置のみなら
ず、有線通信装置に適用することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
それぞれ異なる中心周波数を持つ複数の帯域濾波手段
と、受信信号に応じて前記複数の帯域濾波手段の中から
１つの帯域濾波手段を選択する選択手段を備えたので、
局発の周波数安定度が低くてもＳ／Ｎを劣化させること
なく高速に通信することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した送受信装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図２】帯域濾波器群の構成を示すブロック図である。

【図３】キャリア検出器の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】帯域濾波器の選択（切替）処理を示すフローチ
ャートである。

【図５】従来の送受信装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ａ…濾波器切替信号 １ｄ…周波数更新信号 １０４…局部発振器 １０５…帯域濾波器群 １０７…検波器 １１２…キャリア検出器 １１３…制御部 １１３ａ…ＣＰＵ １１３ｂ…ＲＯＭ １１３ｃ…ＲＡＭ ３０２ａ〜３０２ｎ…帯域濾波器

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ異なる中心周波数を持つ複数の
   帯域濾波手段と、 受信信号に応じて前記複数の帯域濾波手段の中から１つ
   の帯域濾波手段を選択する選択手段を備えたことを特徴
   とする通信装置。
2. 【請求項２】 前記選択手段は、受信信号から検出した
   キャリア周波数に応じて、前記複数の帯域濾波手段の中
   から１つの帯域濾波手段を選択することを特徴とする請
   求項１記載の通信装置。
3. 【請求項３】 前記選択手段は、前記複数の帯域濾波手
   段の中から検波手段の出力が最大となる帯域濾波手段を
   選択することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
4. 【請求項４】 前記選択手段は、定期的に一定期間動作
   することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   通信装置。
5. 【請求項５】 前記選択手段は、定期的に送信されてく
   る無変調のキャリア信号を受信して、定期的に一定期間
   動作することを特徴とする請求項４記載の通信装置。
6. 【請求項６】 前記通信装置は、数十ＧＨｚ以上の発振
   周波数を持つ局部発振手段を有することを特徴とする請
   求項１〜５のいずれかに記載の通信装置。
7. 【請求項７】 前記局部発振手段は、発振素子としてガ
   ンダイオードを含むことを特徴とする請求項６記載の通
   信装置。
8. 【請求項８】 前記局部発振手段は、発振素子としてイ
   ンパットダイオードを含むことを特徴とする請求項６記
   載の通信装置。
9. 【請求項９】 前記局部発振手段は、発振素子としてＬ
   ＳＡ（Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｓｐａｃｅ−ｃｈａｒｇｅ Ａ
   ｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）ダイオードを含むことを特徴
   とする請求項６記載の通信装置。
10. 【請求項１０】 前記通信装置は、送受信装置により構
    成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記
    載の通信装置。
11. 【請求項１１】 前記通信装置は、受信装置により構成
    されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載
    の通信装置。
12. 【請求項１２】 前記通信装置は、無線通信装置により
    構成されたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
    に記載の通信装置。
13. 【請求項１３】 前記通信装置は、デジタル無線通信装
    置により構成されたことを特徴とする請求項１２記載の
    通信装置。
14. 【請求項１４】 それぞれ異なる中心周波数を持つ複数
    の帯域濾波手段の中から受信信号に応じて１つの帯域濾
    波手段を選択することを特徴とする通信方法。
15. 【請求項１５】 通信装置に適用可能なコンピュータ読
    取可能な媒体において、 それぞれ異なる中心周波数を持つ複数の帯域濾波手段の
    中から受信信号に応じて１つの帯域濾波手段を選択する
    内容を有することを特徴とする媒体。