JP2003526247A - 低コスト・低電力アナログトランシーバー - Google Patents

低コスト・低電力アナログトランシーバー

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JP2003526247A
JP2003526247A JP2001564476A JP2001564476A JP2003526247A JP 2003526247 A JP2003526247 A JP 2003526247A JP 2001564476 A JP2001564476 A JP 2001564476A JP 2001564476 A JP2001564476 A JP 2001564476A JP 2003526247 A JP2003526247 A JP 2003526247A
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Abstract

(57)【要約】 時分割デュプレックス（ＴＤＤ）単一側波帯（ＳＳＢ）トランシーバーは、アナログ音声信号を入力し、アナログ音声信号を標本化し、アナログ情報を含みアナログ音声信号に対応したＳＳＢ周波数偏移変調信号を出力するよう適合した送信機を含む。受信機は、外部ＳＳＢ信号の下方側波帯と上方側波帯のうちの一方を受信するため切り替えられるように適合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 〔発明の背景〕 技術分野 本発明は、トランシーバーに係り、特に、単一側波帯（ＳＳＢ）周波数偏移変
調（ＦＳＫ）送信機システム及び送信信号を受信するための関連した中間周波数
（ＩＦ）を介さない（ＺＩＦ）アーキテクチャーを有するトランシーバーに関す
る。
【０００２】 関連技術の説明 低コスト９００ＭＨｚ及び２．４ＧＨｚ携帯型住居用ワイヤレスシステム用の
殆どのアーキテクチャーは、周波数分割デュプレックスアーキテクチャー、又は
、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）アーキテクチャーを利用する。ＴＤＤアーキ
テクチャーは、デジタル音声が一時記憶（バッファ）され、伝送中に急に現れ、
受信機側ベースバンド回路におけるレート変換後に元の通常レートに戻されるよ
うに、デジタル変調方式を使用する。ＴＤＤアーキテクチャーは、デュプレック
ス（双方向）フィルタを用いる必要が無く、かつ、双方向通信リンクをサポート
するため１個の位相ロックループ（ＰＬＬ）しか必要ではないので、非常に低コ
ストの無線周波数（ＲＦ）アーキテクチャーを与える。しかし、必要なベースバ
ンド信号処理だけを備えた集積回路（ＩＣ）を実現する際のコスト上の制約によ
って、ＴＤＤアプローチは最低コストの解決法ではない。
【０００３】 周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）方式は、一般的に、明確に異なる周波数
帯で送信及び受信を行うアナログシステムによって使用される。送信機電力が受
信機性能を劣化させることを防止するため、高価な弾性表面波（ＳＡＷ）フィル
タ又は誘電体フィルタが前端に使用される。ＦＤＤの場合、アナログ信号はデジ
タル領域への変換を用いることなく送信されるので、ベースバンドセクションの
コストは低い。しかし、ＲＦセクションの方が高価であり、受信バンド及び送信
バンドは、利用可能なスペクトルのうちの比較的狭い帯域を占める。これに対し
、ＴＤＤシステムは、利用可能帯域の全域で動作する能力を備えている。
【０００４】 したがって、従来技術のＴＤＤアーキテクチャー及びＦＤＤアーキテクチャー
の欠点を解決するアナログトランシーバーアーキテクチャーが要求される。
【０００５】 〔発明の概要〕 従来技術における上記の問題、並びに、その他の関連した問題は、本発明の単
一側波帯（ＳＳＢ）アナログトランシーバーによって解決される。本発明のＳＳ
Ｂアナログトランシーバーは、従来技術の（コスト及び電力に関して）より高価
なトランシーバーの代替として利用されるが、従来技術によるトランシーバーよ
りも多数の利点を伴う。
【０００６】 本発明の第１の局面によれば、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）単一側波帯（
ＳＳＢ）トランシーバーが提供される。トランシーバーは、アナログ音声信号を
入力し、アナログ音声信号を標本化し、ＳＳＢ周波数偏移変調（ＦＳＫ）信号を
出力するため適合した送信機を含む。受信機は、外部ＳＳＢ信号の上方側波帯と
下方側波帯のうちの一方を受信するように切り替る。
【０００７】 本発明の上記並びにその他の局面、特徴及び利点は、添付図面と共に以下の好
ましい実施例の詳細な説明に記載された事項から明らかになるであろう。
【０００８】 〔好ましい実施例の詳細な説明〕 本発明は、単一側波帯（ＳＳＢ）アナログトランシーバーを対象とする。本発
明の好ましい一実施例によるトランシーバーは、低コスト高性能型９００ＭＨｚ
アナログ電話機に用いられる。
【０００９】 特に、本発明は、外観上中間周波数を介さない準零中間周波数（ＩＦ）アプロ
ーチを使用し、同時に、ＴＤＤレートとして利用される４倍のレートで標本化さ
れたアナログ信号を送信する、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）システムを実現
する技術を提供する。音声信号は、音声移相器１７２によって０度信号及び９０
度信号に位相偏移させられ、直交変調器によって変調される。直交変調器からの
出力は、アナログ情報を含むＳＳＢ周波数偏移変調（ＦＳＫ）信号である。偏差
は−ｆｍ乃至ｆ０である。直交変調器（図１の１７０ａ、１７０ｂ）の出力は、
加算され、アンテナへ０ｄＢｍ出力を送出し得る送信ドライバへ供給される。音
声移相器の１８０度出力及び２７０度出力は、ｆ０乃至＋ｆｍの上方側波帯信号
を生成するため使用可能である。
【００１０】 図１は、本発明の一実施例による低電力９００ＭＨｚ型ＳＳＢアナログトラン
シーバー１００のブロック図である。ＳＳＢトランシーバー１００は、アンテナ
１１０と、送受信スイッチ（Ｔ／Ｒ）１１２と、無線周波数（ＲＦ）フィルタ１
１４と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１１６と、９０度移相器１１８ｂを備えた第１
の双方向二重平衡型ミキサ１１８ａと、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１２
０と、第２の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１２２と、第１の可変利得増幅器（Ｖ
ＧＡ）１２４と、第２の可変利得増幅器（ＶＧＡ）１２６と、Ｉチャネル音声移
相器１２８及びＱチャネル音声移相器１３０を備えた音声移相回路１２７と、第
１のバッファ増幅器１３１と、第２のバッファ増幅器１３２と、加算回路網１３
６と、差分回路網１３８と、ＲＳＳＩ（受信信号強度表示）１５０と、レベル変
換器１８１と、位相検出器（ＰＤ）１５２と、第１の低域通過フィルタ（ＬＰＦ
）１５４と、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）タンク１５６と、シンセサイザ
ー基準周波数発生器（ＲＥＦ）１５８と、１／８００分周期１６０と、位相ロッ
クループ（ＰＬＬ）１６２と、第２の低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１６４と、バ
ラクタ１６６と、電圧制御型発振器（ＶＣＯ）１６８と、９０度移相器１７０ｂ
を備えた第２の双方向二重平衡型ミキサ１７０ａと、自動移相器１７２と、加算
増幅器１７４と、電力増幅器１７６と、リンク管理装置１８２と、を含む。
【００１１】 受信機モードの場合、信号は、アンテナ１１０によって受信され、ＲＦフィル
タ１１４によってフィルタ処理され、ＬＮＡ１１６によって増幅され、次に、２
本の分路に分けられる。＋／−４５度移相器１１８ｂ（局部発振器ＶＣＯ１６８
からの信号を入力する）からの同相信号と直角位相信号は、第１の双方向二重平
衡型ミキサ１１８において、２本の分路からの信号と混合され、同相出力Ｉ及び
直角位相出力Ｑを生ずる。Ｉ出力及びＱ出力は、第１の帯域通過フィルタ１２０
及び第２の帯域通過フィルタ１２２によって夫々フィルタ処理される。第１の帯
域通過フィルタ１２０及び第２の帯域通過フィルタ１２２は、帯域通過フィルタ
でもよいか、低域通過フィルタでもよい。フィルタ処理されたＩ出力及びＱ出力
は、それぞれ、第１の可変利得増幅器１２４及び第２の可変利得増幅器１２６に
よって増幅される。フィルタ処理され、次に、増幅されたＩ出力及びＱ出力は、
音声移相回路１２７へ供給される。音声移相回路１２７は、Ｉチャネル音声移相
器１２８及びＱチャネル音声移相器１３０を含む。音声移相回路１２７の出力は
、バッファ増幅器１３１及び１３２でレベル等化後に、加算回路網１３６及び差
分回路網１３８へ入力される。音声移相回路１２７と、加算回路網１３６又は差
分回路網１３８によって行われる処理は、９０度移相されたＩ信号とＱ信号の内
積を生ずる。加算回路網１３６の出力は、送信信号の下方側波帯であり、差分回
路網１３８の出力は上方側波帯である。
【００１２】 システムが満足できる動作を示すように、ハンドセット送信機側局部発振器（
ＶＣＯ１６８）とベース受信機側局部発振器の間のＲＦキャリア・オフセットか
ら生ずるＤＣオフセットは、補償しなければならない。このオフセットが補償さ
れない場合、望ましくない音声信号を含むドップラー信号の重畳のために、復調
された音声に歪みが生じる。受信機は、後述の周波数追跡ループを用いて送信機
周波数を追跡する。９．６ＭＨｚである基準周波数発生器ＲＥＦ１５８は、局部
発振器１６８を制御するため、位相ロックループ１６２の基準周波数発振器とし
て使用される。唯一の基準周波数発振器１５６が使用されるので、＋／−４０Ｋ
Ｈｚの追跡レンジが実現される。基準周波数（９．６ＭＨｚ）は、（１／８００
分周器１６０）によって、８００分の１にされ、トランシーバーを送信状態から
受信状態へトグル切替えする１２ＫＨｚ信号が得られる。受信機内の可変利得増
幅器１２４及び１２６は、局部発振器によって受信機に自己妨害電波が導入され
ないことを保証するため、２０マイクロ秒よりも高速になるように設計される。
送信機側信号及び受信機側信号は同じ周波数であるため、送信機側信号の受信機
側信号への漏れが生じると、受信機はアンテナ１０からの低レベル入力信号を検
出し得なくなる。送信Ｔ／Ｒ信号は、ＦＳＫ変調された送信信号を、音声周波数
の約３倍であり、ナイキスト基準を満たす１２ＫＨｚで標本化する。受信機は、
最初に、１２ＫＨｚのＴ／Ｒ信号を追跡し、受信した１２ＫＨｚを受信機の局部
的な１２ＫＨｚと比較する。位相検出器１５２は、局部１２ＫＨｚ信号中の周波
数誤差を検出するため使用され、制御信号として、受信機の電圧制御型水晶発振
器（ＶＣＸＯ）１５６へ供給される。初期位相の取得中に、リンクを介して送信
されるデータは存在しない。追跡が始まると、再生された受信信号が、Ｔ／Ｒ信
号を除波し受信音声をスピーカーへ伝達する帯域通過信号に与えられる。
【００１３】 次に、本発明の多数の効果のうちの一部を説明する。本発明は、ドリフト補償
を行うので、長期安定性が得られる。さらに、本発明は、全帯域動作（２６ＭＨ
ｚ）を許容する。さらに、本発明は調整不要である。その上、本発明は、低コス
トＲＦアーキテクチャーを利用し、従来技術のトランシーバーに対してチャネル
数が２倍になる（ユーザは上方側波帯と下方側波帯のどちらを使用するかを決め
ることができる。）。本発明は、また、クリアチャネル自動選択機能（干渉回避
メカニズム）を含む。干渉回避メカニズムはリンク管理装置１８２を含み、この
リンク管理装置は、本発明の一実施例によれば、マイクロコントローラソフトウ
ェアに基づく決定モジュールである。勿論、本発明の精神及び範囲を保ちつつ、
その他の装置を使用してもよい。リンク管理装置１８２は、送信若しくは受信中
に干渉が検出されたとき、上方側波帯から下方側波帯へ、或いは、逆に、下方側
波帯から上方側波帯へ切り替る。
【００１４】 添付図面を参照しながら解説のための実施例を説明したが、本発明はこれらの
実施例に厳密に限定されるものではなく、本発明の範囲及び精神を逸脱すること
なく、当業者によって種々の変更及び変形がなされ得ることが認められるべきで
ある。このような全ての変更及び変形は、請求項に記載された発明の範囲に包含
されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例による９００ＭＨｚ単一側波帯（ＳＳＢ）アナログトランシ
ーバーを表わすブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アナログ音声信号を入力し、アナログ音声信号を標本化し、
    アナログ信号に対応し、アナログ情報を含む単一側波帯周波数偏移変調信号を出
    力するため適合した送信機と、 外部単一側波帯信号の上方側波帯と下方側波帯のうちの一方を受信するため切
    り替るように適合した受信機と、 を有する時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  2. 【請求項２】 該受信機は、 アナログ信号を生成するよう適合した受信機側局部発振器と、 受信機側局部発信機によって生成されたアナログ信号の同相信号及び直角位相
    信号を、外部単一側波帯信号と混合し、混合された同相信号及び混合された直角
    位相信号を出力するよう適合した双方向二重平衡型ミキサと、 外部単一側波帯信号の下方側波帯を出力するため、混合された同相信号及び混
    合された直角位相信号に関して加算演算を実行するよう適合した加算回路網と、 外部単一側波帯信号の上方側波帯を出力するため、混合された同相信号及び混
    合された直角位相信号に関して差分演算を実行するよう適合した差分回路網と、 を含む、 請求項１記載の時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  3. 【請求項３】 該送信機は、 アナログ音声信号を０度信号、９０度信号、１８０度信号及び２７０度信号へ
    移相させるため適合した移相器と、 ０度信号及び９０度信号からアナログ音声信号の下方側波帯信号を出力し、１
    ８０度信号及び２７０度信号からアナログ音声信号の上方側波帯信号を出力する
    よう適合したアナログ直交変調器と、 を含む、 請求項１記載の時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  4. 【請求項４】 該受信機が外部単一側波帯信号の上方側波帯と下方側波帯の
    うちの一方を受信するときに干渉を検出し、干渉の検出に応じて受信機へ制御信
    号を与え、該送信機がアナログ音声信号の上方側波帯と下方側波帯のうちの一方
    を送信するときに干渉を検出し、干渉の検出に応じて送信機へ制御信号を与える
    よう適合したリンク管理装置を更に有する請求項１記載の時分割デュプレックス
    単一側波帯トランシーバー。
  5. 【請求項５】 該受信機は、制御信号に応答して、外部単一側波帯信号の上
    方側波帯と下方側波帯のうちの一方を受信するため切り替るよう適合し、 該送信機は、制御信号に応答して、アナログ音声信号の上方側波帯と下方側波
    帯のうちの一方を送信するため切り替るよう適合している、 請求項４記載の時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  6. 【請求項６】 送信のためアナログ音声信号を変調するよう適合した直交変
    調器と、 アナログ音声信号の上方側波帯信号と下方側波帯信号の送信を切替えるよう適
    合した第１の側波帯スイッチと、 外部単一側波帯信号の上方側波帯信号と下方側波帯信号の内の一方を受信する
    ために切り替るよう適合した第２の側波帯スイッチと、 を有する時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  7. 【請求項７】 アナログ信号を生成するよう適合した受信機側局部発振器を
    更に有し、 該第２の側波帯スイッチは、 受信機側局部発信機によって生成されたアナログ信号の同相信号及び直角位相
    信号を、外部単一側波帯信号と混合し、混合された同相信号及び混合された直角
    位相信号を出力するよう適合した双方向二重平衡型ミキサと、 外部単一側波帯信号の下方側波帯を出力するため、混合された同相信号及び混
    合された直角位相信号に関して加算演算を実行するよう適合した加算回路網と、 外部単一側波帯信号の上方側波帯を出力するため、混合された同相信号及び混
    合された直角位相信号に関して差分演算を実行するよう適合した差分回路網と、 を含む、 請求項６記載の時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  8. 【請求項８】 アナログ音声信号を０度信号、９０度信号、１８０度信号及
    び２７０度信号へ移相させるため適合した移相器を更に有し、 該直交変調器は、０度信号及び９０度信号からアナログ音声信号の下方側波帯
    信号を出力し、１８０度信号及び２７０度信号からアナログ音声信号の上方側波
    帯信号を出力するよう適合している、 請求項６記載の時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  9. 【請求項９】 当該時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバーが外部
    単一側波帯信号の上方側波帯と下方側波帯のうちの一方を受信するときに干渉を
    検出し、干渉の検出に応じて第２の側波帯スイッチへ制御信号を与え、当該時分
    割デュプレックス単一側波帯トランシーバーがアナログ音声信号の上方側波帯と
    下方側波帯のうちの一方を送信するときに干渉を検出し、干渉の検出に応じて第
    １の側波帯スイッチへ制御信号を与えるよう適合したリンク管理装置を更に有す
    る請求項６記載の時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
  10. 【請求項１０】 該第２の側波帯スイッチは、制御信号に応答して、外部単
    一側波帯信号の上方側波帯と下方側波帯のうちの一方を受信するため切り替るよ
    う適合し、 該第１の側波帯スイッチは、制御信号に応答して、アナログ音声信号の上方側
    波帯と下方側波帯のうちの一方を送信するため切り替るよう適合している、 請求項９記載の時分割デュプレックス単一側波帯トランシーバー。
JP2001564476A 2000-02-28 2001-02-28 低コスト・低電力アナログトランシーバー Withdrawn JP2003526247A (ja)

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