JP2005142934A

JP2005142934A - 送信装置および送信回路

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Publication number: JP2005142934A
Application number: JP2003378626A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Fujii; 康之藤井; Satoru Nakayama; 哲中山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-07
Also published as: JP4068548B2

Abstract

【課題】現用系と予備系の信号同期を取るのに、小さな回路規模で実現し、かつ周波数安定度の高い送信装置を提供する。
【解決手段】現用系を用いた運用時は、スイッチ６０が分岐器４１とフィルタ７０とを接続し、変調部１１にて生成された変調信号が送信部２１により高周波信号にアップコンバートされ、この高周波信号が分岐器４１、スイッチ６０およびフィルタ７０を介して送信される。その後、現用系から予備系に切り替えて運用する必要が生じると、スイッチ６０が分岐器４２とフィルタ７０とを瞬時に接続し、位相比較器５０にて得られた現用系の高周波信号と予備系の高周波信号との位相差が発振器１２３に与えられ、発振器１２３は上記位相差に基づくローカル信号を生成し、これにより発振器１２３が、現用系と予備系の高周波信号の位相差がなくなるようなローカル信号を生成するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばディジタル無線通信システムで用いられ、特に冗長構成を有する送信装置に関する。

周知のように、現用系と予備系を備える従来の送信装置は、現用系と予備系との間で、周波数については基準信号を共通化して同期させ、位相については移相器を設けて同期を取るようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような従来の送信装置では、現用系と予備系にそれぞれ移相器を設ける必要があり回路規模が大きくなるという問題があった。またこれらの移相器は、ベースバンド信号に対して位相制御を行うため、周波数の安定度が低いという問題があった。
特開平５−２２７２３３公報

従来の送信装置では、現用系と予備系の信号同期を取るのに、複数の移相器を設ける必要があり回路規模が大きくなり、またこれらの移相器は、ベースバンド信号に対して位相制御を行うため、周波数の安定度が低いという問題があった。

この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、現用系と予備系の信号同期を取るのに、小さな回路規模で実現し、かつ周波数安定度の高い送信装置および送信回路を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、現用系の送信手段と予備系の送信手段とを備え、これらを選択的に用いて送信信号を送出する送信装置において、現用系の送信手段から出力される送信信号と、予備系の送信手段から出力される送信信号との位相差を検出する検出手段を備え、予備系の送信手段は、検出手段が検出した位相差に応じた周波数の搬送波信号を発振する発振手段と、この発振手段が発振した搬送波信号を送信データで変調する変調手段と、この変調手段の変調結果をアップコンバートして、予備系の送信信号を生成する周波数変換手段とを具備して構成するようにした。

またこの発明は、現用系の送信手段と予備系の送信手段とを備え、これらを選択的に用いて送信信号を送出する送信回路において、現用系の送信手段から出力される送信信号と、予備系の送信手段から出力される送信信号との位相差を検出する検出手段を備え、予備系の送信手段は、検出手段が検出した位相差に応じた周波数の搬送波信号を発振する発振手段と、この発振手段が発振した搬送波信号を送信データで変調する変調手段と、この変調手段の変調結果をアップコンバートして、予備系の送信信号を生成する周波数変換手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、現用系の送信信号と予備系の送信信号との位相差を検出し、この位相差に基づいて予備系の搬送波を生成することで、現用系の送信信号と予備系の送信信号との位相差を極小にするようにしている。

したがって、この発明によれば、複数の移相器を設けることなく、現用系と予備系の信号同期を取ることができるので、回路規模の増大を防ぐことができ、また変調結果に対して位相制御するのではなく、搬送波の位相を制御するようにしているので、周波数の安定度を高めることが可能な送信装置を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる送信装置の構成を示すものである。この送信装置は、変調部１１，１２と、送信部２１，２２と、分岐器（ＣＰＬ）４１，４２と、位相比較器（ＰＤ）５０と、スイッチ（ＳＷ）６０と、フィルタ（ＦＩＬ）７０とを備えている。そして、変調部１１、送信部２１および分岐器４１により現用系を構成し、変調部１２、送信部２２および分岐器４２により予備系を構成している。

変調部１１は、ディジタル信号処理器（ＤＰＵ）１１１と、変調器（ＭＯＤ）１１２と、発振器（ＯＳＣ）１１３と、増幅器１１４とを備える。ディジタル信号処理器１１１は、送信データを生成する。変調器１１２は、発振器１１３にて生成された搬送波信号を上記送信データで変調する。なお、発振器１１３は、予め設定された周波数と位相を有するローカル信号を発振する。増幅器１１４は、変調器１１２の変調結果を増幅し、送信部２１に出力する。

変調部１２は、ディジタル信号処理器（ＤＰＵ）１２１と、変調器（ＭＯＤ）１２２と、発振器（ＯＳＣ）１２３と、増幅器１２４とを備える。ディジタル信号処理器１２１は、送信データを生成する。変調器１２２は、発振器１２３にて生成された搬送波信号を上記送信データで変調する。なお、発振器１２３は、後述する位相比較器５０から与えられる位相差信号に基づいて、ローカル信号を発振するもので、図示しない制御部から与えられる現用系と予備系の切替信号に応じて動作する。なお、その詳細については後述する。増幅器１２４は、変調器１２２の変調結果を増幅し、送信部２２に出力する。

送信部２１は、乗算器２１１と、発振器（ＯＳＣ）２１２と、増幅器２１３とを備える。乗算器２１１は、変調部１１の出力を、発振器２１２にて生成されたローカル信号で高周波信号にアップコンバートする。なお、発振器２１２は、基準信号発生器（ＲＥＦ）３０が生成する基準信号に基づいて、上記ローカル信号を発振する。乗算器２１１にて得られた高周波信号は、増幅器２１３で増幅された後、分岐器４１に出力される。

送信部２２は、乗算器２２１と、発振器（ＯＳＣ）２２２と、増幅器２２３とを備える。乗算器２２１は、変調部１２の出力を、発振器２２２にて生成されたローカル信号で高周波信号にアップコンバートする。なお、発振器２２２は、基準信号発生器３０が生成する基準信号に基づいて、上記ローカル信号を発振する。乗算器２２１にて得られた高周波信号は、増幅器２２３で増幅された後、分岐器４２に出力される。

分岐器４１は、送信部２１から出力される高周波信号をスイッチ６０に出力するとともに、上記高周波信号の一部を分岐して位相比較器５０に出力する。同様に、分岐器４２は、送信部２２から出力される高周波信号をスイッチ６０に出力するとともに、上記高周波信号の一部を分岐して位相比較器５０に出力する。

位相比較器５０は、分岐器４１から与えられる高周波信号と分岐器４２から与えられる高周波信号の位相差を検出し、この検出した位相差を位相差信号として変調部１２に出力する。

スイッチ６０は、図示しない制御部から与えられる現用系と予備系の切替信号に応じて、分岐器４１から与えられる高周波信号と分岐器４２から与えられる高周波信号とのうち、いずれか一方をフィルタ７０に出力する。このスイッチ６０は、高速切替が可能なダイオードスイッチや、切替時に信号のとぎれが生じないシームレススイッチなどを用いる。
フィルタ７０は、所定の帯域の高周波信号のみを通過させるもので、図示しない後段のアンテナ装置に出力する。

図２を参照して、発振器１２３の構成について説明する。図２は、発振器１２３の構成を示すものであって、増幅器８１と、スイッチ８２と、電圧加算器（Ｖ）８３と、発振器８４と、位相比較器（ＰＤ）８５と、増幅器８６と、発振器８７と、分周器（ＤＩＶ）８８とを備えており、位相比較器８５、増幅器８６、発振器８７および分周器８８でＰＬＬ回路を形成している。

増幅器８１は、低域通過フィルタの機能を持つ増幅器であって、位相比較器５０が出力する位相差信号をフィルタリングした後、増幅してスイッチ８２に入力端子に出力する。

スイッチ８２は、図示しない制御部から与えられる切替信号に応じて、ＯＮ／ＯＦＦ動作するものであって、現用系の運用時にはＯＦＦ状態となり、予備系の運用時にはＯＮ状態となって増幅器８１から出力される位相差信号を出力する。

電圧加算器８３は、スイッチ８２の出力に所定のバイアス電圧を加算し、発振器８４に出力する。
発振器８４は、電圧加算器８３の出力する信号の電圧値に応じた周波数のローカル信号を生成する発振器であって、発振したローカル信号を位相比較器８５に出力する。

位相比較器８５は、発振器８４が生成したローカル信号と、後述する分周器８８の出力との位相差を検出するものであって、この検出した位相差を増幅器８６に出力する。

増幅器８６は、低域通過フィルタの機能を持つ増幅器であって、位相比較器８５が出力する位相差信号をフィルタリングした後、増幅して発振器８７に出力する。

発振器８７は、増幅器８６の出力する信号の電圧値に応じた周波数のローカル信号を生成する発振器であって、発振したローカル信号を分周器８８に出力するとともに、ローカル信号として変調器１２２に出力する。

次に、上記構成の送信装置の動作について説明する。
まず現用系を用いた運用時は、制御部はスイッチ６０と、発振器１２３内のスイッチ８２とに、現用系の運用を示す切替信号を与える。これによりスイッチ６０は、分岐器４１とフィルタ７０とを接続し、スイッチ８２はＯＦＦ状態となる。

このような切替制御により、変調部１１にて生成された変調信号が送信部２１により高周波信号にアップコンバートされ、この高周波信号が分岐器４１、スイッチ６０およびフィルタ７０を介して送信される。

その後、現用系から予備系に切り替えて運用する必要が生じると、制御部はスイッチ６０と、発振器１２３内のスイッチ８２とに、予備系の運用を示す切替信号を与える。これによりスイッチ６０は、分岐器４２とフィルタ７０とを瞬時に接続し、スイッチ８２はＯＮ状態となる。

このような切替制御が行われると、位相比較器５０にて得られた現用系の高周波信号と予備系の高周波信号との位相差が発振器１２３に与えられ、発振器１２３は上記位相差に基づくローカル信号を生成し、これにより発振器１２３は、現用系の高周波信号と予備系の高周波信号との位相差がなくなるようなローカル信号を生成することになる。

そして、このようにして生成されたローカル信号を用いて変調器１１２で変調信号が生成されることで、変調部１１にて生成された変調信号と、変調部１２にて生成された変調信号との間には位相差が無くなることになる。

以上のように、上記構成の送信装置では、現用系の高周波信号と予備系の高周波信号との位相差を検出し、この位相差に基づいて予備系の搬送波を生成することで、現用系の高周波信号と予備系の高周波信号との位相差を極小にするようにしている。

したがって、上記構成の送信装置によれば、複数の移相器を設けることなく、現用系と予備系の信号同期を取ることができるので、回路規模の増大を防ぐことができる。また、従来のように、変調部１１，１２にて生成された変調信号に対して位相制御するのではなく、変調部１２で用いる搬送波の位相を制御するようにしているので、従来に比べて周波数の安定度が高い。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

上記実施の形態では、例えば直交振幅変調方式のディジタル無線通信を想定した送信装置を例に挙げて説明したが、その他のディジタル無線通信方式や、有線通信に適用可能である。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

この発明に係わる送信装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。図１に示した送信装置の発振器１２３の構成を示す回路ブロック図。

符号の説明

１１…変調部、１２…変調部、２１…送信部、２２…送信部、３０…基準信号発生器（ＲＥＦ）、４１…分岐器（ＣＰＬ）、４２…分岐器（ＣＰＬ）、５０…位相比較器（ＰＤ）、６０…スイッチ（ＳＷ）、７０…フィルタ（ＦＩＬ）、８１…増幅器、８２…スイッチ、８３…電圧加算器（Ｖ）、８４…発振器、８５…位相比較器（ＰＤ）、８６…増幅器、８７…発振器、８８…分周器（ＤＩＶ）、１１１…ディジタル信号処理器（ＤＰＵ）、１１２…変調器（ＭＯＤ）、１１３…発振器（ＯＳＣ）、１１４…増幅器、１２１…ディジタル信号処理器（ＤＰＵ）、１２２…変調器（ＭＯＤ）、１２３…発振器（ＯＳＣ）、１２４…増幅器、２１１…乗算器、２１２…発振器（ＯＳＣ）、２１３…増幅器、２２１…乗算器、２２２…発振器（ＯＳＣ）、２２３…増幅器。

Claims

現用系の送信手段と予備系の送信手段とを備え、これらを選択的に用いて送信信号を送出する送信装置において、
現用系の送信手段から出力される送信信号と、予備系の送信手段から出力される送信信号との位相差を検出する検出手段を備え、
前記予備系の送信手段は、
前記検出手段が検出した位相差に応じた周波数の搬送波信号を発振する発振手段と、
この発振手段が発振した搬送波信号を送信データで変調する変調手段と、
この変調手段の変調結果をアップコンバートして、前記予備系の送信信号を生成する周波数変換手段とを具備することを特徴とする送信装置。
前記現用系の送信手段は、
送信データで変調する変調手段と、
この変調手段の変調結果をアップコンバートして、前記現用系の送信信号を生成する周波数変換手段とを備え、
現用系の送信手段の周波数変換手段と予備系の送信手段の周波数変換手段は、共通の基準信号に基づいて生成したローカル信号で変換結果のアップコンバートを行うことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
前記発振手段は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路で構成したことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
現用系の送信手段と予備系の送信手段とを備え、これらを選択的に用いて送信信号を送出する送信回路において、
現用系の送信手段から出力される送信信号と、予備系の送信手段から出力される送信信号との位相差を検出する検出手段を備え、
前記予備系の送信手段は、
前記検出手段が検出した位相差に応じた周波数の搬送波信号を発振する発振手段と、
この発振手段が発振した搬送波信号を送信データで変調する変調手段と、
この変調手段の変調結果をアップコンバートして、前記予備系の送信信号を生成する周波数変換手段とを具備することを特徴とする送信回路。
前記現用系の送信手段は、
送信データで変調する変調手段と、
この変調手段の変調結果をアップコンバートして、前記現用系の送信信号を生成する周波数変換手段とを備え、
現用系の送信手段の周波数変換手段と予備系の送信手段の周波数変換手段は、共通の基準信号に基づいて生成したローカル信号で変換結果のアップコンバートを行うことを特徴とする請求項４に記載の送信回路。
前記発振手段は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路で構成したことを特徴とする請求項４に記載の送信回路。