JP2006100975A - Wireless communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線性能を確保するために温度補償を行う無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that performs temperature compensation to ensure wireless performance.
近年、IT(Information Technology)化の発展と共にインターネットが急速に普及している。インターネット利用形態としては、FTTH(Fiber To The Home)やADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)が多くの割合を占めているが、立地条件によりFTTHやADSLを利用できないユーザが存在する。そのようなユーザに対し、安定した通信回線を供給するために無線アクセスシステムが必要とされている。無線アクセスシステムには、26GHz、5GHz、2.4GHz等の各周波数帯域を用いるものがあり、このうち安価に製品を供給できる5GHz、2.4GHzの各周波数帯域を用いた屋外設置用の無線LAN(Local Area Network)通信装置が普及しつつある。屋外設置用の無線LAN装置の多くは、屋内での使用を目的とした無線IC(Integrated Circuit)により構成されている。無線ICは、個体ばらつきがあり、温度による影響に弱く、安価に無線性能を確保することが比較的困難である。 In recent years, the Internet has rapidly spread with the development of IT (Information Technology). As Internet usage forms, FTTH (Fiber To The Home) and ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) occupy a large proportion, but there are users who cannot use FTTH or ADSL due to location conditions. There is a need for a wireless access system to provide such users with a stable communication line. Some wireless access systems use frequency bands such as 26 GHz, 5 GHz, and 2.4 GHz.Of these, wireless LAN (Local) for outdoor installation using each frequency band of 5 GHz and 2.4 GHz that can supply products at low cost. Area Network) communication devices are becoming popular. Many wireless LAN devices for outdoor installation are configured by wireless ICs (Integrated Circuits) intended for indoor use. Wireless ICs have individual variations, are not easily affected by temperature, and are relatively difficult to secure wireless performance at low cost.
従来の無線通信装置としては、周囲温度の変化による増幅器の増幅度増減をベースバンド信号のレベルを増減することで補償(いわゆる温度補償)する無線送信機がある(たとえば特許文献1参照)。 As a conventional wireless communication device, there is a wireless transmitter that compensates for increase / decrease in the amplification degree of an amplifier due to a change in ambient temperature by increasing / decreasing the level of a baseband signal (so-called temperature compensation) (for example, see Patent Document 1).
この他、中間周波数信号の区間で温度補償を行う無線受信機がある(たとえば特許文献2参照)。 In addition, there is a wireless receiver that performs temperature compensation in the interval of the intermediate frequency signal (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、従来の無線通信装置では、ベースバンド信号の区間または中間周波数信号の区間において温度補償を行うため、ベースバンド信号の区間または中間周波数信号の区間に設けられた増幅器に対し、ダイナミックレンジ外の信号が入力されてしまう場合がある。この場合、増幅器により信号に歪みが発生し、歪み成分を含む無線周波数信号が無線送信されてしまい、対向する受信機では、送信前の情報を正確に復元することができなくなるという問題がある。 However, in the conventional wireless communication apparatus, since temperature compensation is performed in the baseband signal section or the intermediate frequency signal section, the amplifier provided in the baseband signal section or the intermediate frequency signal section is out of the dynamic range. A signal may be input. In this case, the signal is distorted by the amplifier, and the radio frequency signal including the distortion component is wirelessly transmitted, and there is a problem that the information before transmission cannot be accurately restored in the opposite receiver.
この発明の目的は、無線通信装置において、信号歪みの発生を抑制し、誤り無く正確に情報伝達できるような温度補償を実現することである。 An object of the present invention is to realize temperature compensation in a wireless communication apparatus that suppresses the occurrence of signal distortion and can accurately transmit information without error.
この発明は、ベースバンドの送信信号を生成するベースバンド信号処理部と、
ベースバンド信号処理部から出力されたベースバンド信号を無線周波数信号に変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力された信号に対し、周波数変換部を含め周波数変換部よりも上流側における信号利得の温度特性を補償する温度補償部と、
前記温度補償部から出力された信号を無線送信する送信アンテナとを備えたことを特徴とする無線通信装置である。
The present invention includes a baseband signal processing unit that generates a baseband transmission signal;
A frequency converter that converts the baseband signal output from the baseband signal processor to a radio frequency signal;
For the signal output from the frequency converter, a temperature compensator that compensates for the temperature characteristics of the signal gain on the upstream side of the frequency converter, including the frequency converter, and
A wireless communication apparatus comprising: a transmission antenna that wirelessly transmits a signal output from the temperature compensation unit.
この発明によれば、無線周波数信号への周波数変換の後に温度補償を行うため、ベースバンド信号の区間または中間周波数信号の区間に設けられた増幅器に対し、入力される信号が変化してダイナミックレンジから外れるような事態を回避することができる。したがって、信号歪みの発生も抑制でき、誤り無く正確な情報伝達を実現することができる。 According to the present invention, since the temperature compensation is performed after the frequency conversion to the radio frequency signal, the input signal changes with respect to the amplifier provided in the section of the baseband signal or the section of the intermediate frequency signal to change the dynamic range. It is possible to avoid a situation that deviates from the above. Therefore, the occurrence of signal distortion can also be suppressed, and accurate information transmission without errors can be realized.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る無線LAN通信装置の構成を示す図である。無線LAN通信装置は、無線LAN方式で通信する屋外設置用の通信装置であり、ベースバンド信号処理部10、無線周波数信号処理部11、帯域通過フィルタ(BPF)12、第1増幅器13、第2増幅器14、高出力増幅器15、低域通過フィルタ(LPF)16、送信アンテナ17、および温度補償部20を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless LAN communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The wireless LAN communication device is a communication device for outdoor installation that communicates by a wireless LAN method, and includes a baseband
ベースバンド信号処理部10は、ベースバンド(BB)の送信信号を生成する集積回路(IC)、いわゆるBBICと称されるものである。無線周波数信号処理部11は、ベースバンド信号処理部10から出力されたベースバンドの信号を無線周波数(RF)の信号に変換するIC、すなわちRFICと称されるものであり、増幅器31および周波数変換部32を備えている。増幅器31は、所定のダイナミックレンジを有しており、レンジ内の信号ならば歪みなく増幅できる。周波数変換部32は、段階的な周波数変換を行う、すなわち、ベースバンドの信号を中間周波数(IF)の信号に変換した後、さらに中間周波数の信号を無線周波数の信号に変換する。帯域通過フィルタ(BPF)12は、無線周波数信号処理11の後段に配置され、所定の2閾値に挟まれた帯域を通過させ、それ以外を遮断するフィルタである。第1増幅器13は、帯域通過フィルタ12を通過した信号を増幅する増幅器(AMP)であり、第2増幅器14は、第1増幅器13から出力された信号をさらに増幅する増幅器(AMP)である。高出力増幅器15は、第2増幅器14から出力された信号をさらに増幅し、利得が大きく高レベルの信号を出力できる増幅器、いわゆるHPA(High Power Amplifier)と称されるものである。低域通過フィルタ16は、高出力増幅器15の後段に配置され、所定の閾値よりも低い周波数の信号を通過させ、その閾値よりも高い周波数の信号を遮断するフィルタである。送信アンテナ17は、低域通過フィルタ16を通過した信号を無線送信するアンテナである。
The baseband
温度補償部20は、複数段の減衰器21,22で構成される。減衰器21は、帯域通過フィルタ12と第1増幅器13との間に介在するように配置され、抵抗素子R1,R2およびサーミスタ(感温抵抗素子)TH1をπ型に接続した、いわゆる能動素子を含まないパッシブ型のπ型減衰器(ATT)である。抵抗素子R1,R2は、信号線上の2点で分岐した2本のグランド線上にそれぞれ配置される。サーミスタTH1は、グランド線上の2つの分岐点の間に配置される。減衰器22も、第1増幅器13と第2増幅器14との間に介在するように配置され、抵抗素子R3,R4およびサーミスタ(感温抵抗素子)TH2をπ型に接続したパッシブ型のπ型減衰器(ATT)である。抵抗素子R3,R4は、信号線上の2点で分岐した2本グランド線上にそれぞれ配置される。サーミスタTH2は、グランド線上の2つの分岐点の間に配置される。
The
次に無線LAN通信装置の動作を説明する。 Next, the operation of the wireless LAN communication device will be described.
まず、ベースバンド信号処理部10において、ベースバンドの送信信号が生成され、無線周波数信号処理部11に出力される。ベースバンドの信号は、無線周波数信号処理部11の増幅器31によって所定利得で増幅され、無線周波数の信号に周波数変換される。ここまでのところ、つまり周波数変換部32を含む、周波数変換部32よりも上流側の区間における信号利得は所定の温度特性を有している。特に、増幅器31の利得による温度特性の影響が大きく、大部分を占める。次に、無線周波数信号処理部11から出力された無線周波数の信号のうち、所定帯域の信号だけが帯域通過フィルタ12を通過する。帯域通過フィルタ12を通過した信号は、減衰器21によって、その時の周囲温度に応じた利得で減衰される。減衰器21で減衰された信号は、第1増幅器13により所定の利得で増幅される。第1増幅器13で増幅された信号は、減衰器21と同様に減衰器22によって、その時の周囲温度に応じた利得で減衰される。減衰器22で減衰された信号は、第2増幅器14により所定の利得で増幅される。第2増幅器14で増幅された信号は、さらに高出力増幅器15により、所定の利得で高出力レベルにまで増幅される。高出力増幅器15で増幅された信号のうち、高周波成分が低域通過フィルタ16によって遮断される。低域通過フィルタ16を通過した高出力の信号が、送信アンテナ17から無線送信される。
First, the baseband
図2は、温度に対する利得の特性を示すグラフである。図2(a)は、RFIC11内の増幅器に関する特性を示し、図2(b)は、温度補償部に関する特性を示す。周波数変換部32よりも上流側の利得のうち、温度による影響を最も受け易いのが、RFIC11内の増幅器31による利得である。周囲の温度が上昇した場合、図2(a)に示すように、RFIC11内の増幅器31による利得が低下する。一方、温度上昇によりサーミスタTH1〜TH4の抵抗値が低くなることで、温度補償部20による利得が上昇し、図2(a)の利得低下が補償される。これにより、無線LAN通信装置の全体としては、温度変化に伴う利得変化が解消される。
FIG. 2 is a graph showing a characteristic of gain with respect to temperature. FIG. 2A shows characteristics relating to the amplifier in the
このように本実施の形態では、無線周波数への周波数変換を行うRFIC11の後段に温度補償部20を配置したので、ベースバンド信号の区間または中間周波数信号の区間に設けられたRFIC11の増幅器に対し、入力される信号が変化してダイナミックレンジから外れるようなことが無くなる。このため、無線LAN通信装置において、信号歪みの発生を抑制でき、誤り無く正確な情報伝達を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, since the
また、温度補償部20をパッシブ型の減衰器21,22で構成したため、簡易な構成で温度補償を実現することができる。
Further, since the
また、温度補償部20を複数の減衰器21,22で構成したため、大きな温度差であっても補償することが可能である。
In addition, since the
特に、無線LAN通信装置は、屋内での使用を前提として製造されるが、これを屋外設置用として転用した場合は、大きな温度差を補償することが求められるため、本発明のような温度補償が有効である。あるいは、温度特性の個体ばらつきが大きなRFICに対しても、個々のRFICの温度特性に対応した温度補償を行うことで、無線性能を充分に満足する無線LAN通信装置を提供可能である。このため、無線性能が不十分との理由でRFICを選別する必要もなくなる。 In particular, the wireless LAN communication device is manufactured on the assumption that it is used indoors. However, when this is used for outdoor installation, it is required to compensate for a large temperature difference. Is effective. Alternatively, it is possible to provide a wireless LAN communication apparatus that sufficiently satisfies the wireless performance by performing temperature compensation corresponding to the temperature characteristics of individual RFICs even for RFICs having large individual variations in temperature characteristics. This eliminates the need for selecting RFICs because of poor radio performance.
なお、図1では、減衰器21,22の構成を、サーミスタTH1、TH2を各1個ずつ備えたπ型減衰器としたが、次の図3に説明するタイプの減衰器でも代用可能である。
In FIG. 1, the configuration of the
図3(a)〜図3(c)は、減衰器の構成を例示する図である。図3(a)の例は、図1の減衰器22において、サーミスタTH2を並列接続したサーミスタTH3,TH4に置き換えたものであり、図1と同じくπ型減衰器である。図3(b)の例は、T型減衰器の1種であり、グランド線に抵抗素子R5を配置し、グランド線が分岐する信号線上の分岐点の上流側にサーミスタTH5を、下流側にサーミスタTH6をそれぞれ配置したものである。図3(c)の例は、図3(b)の減衰器において、サーミスタTH5を並列接続したサーミスタTH7,TH8に置き換え、サーミスタTH6を並列接続したサーミスタTH9,TH10に置き換えたものである。
FIG. 3A to FIG. 3C are diagrams illustrating the configuration of the attenuator. The example of FIG. 3A is obtained by replacing the thermistor TH2 with the thermistors TH3 and TH4 connected in parallel in the
このように、減衰器を複数のサーミスタで構成することによって、大きな温度差であっても補償することが可能である。 In this way, by configuring the attenuator with a plurality of thermistors, even a large temperature difference can be compensated.
また、補償可能な温度幅を大きくするためには、B定数の大きなサーミスタを使用する必要がある。B定数とは、温度により抵抗値がどのぐらい変わるかを示す指標であり、B定数が大きい方が抵抗値の温度変化が大きい。抵抗値の小さなサーミスタは一般的には、B定数が小さいため、補償可能な温度差を大きくするのが困難な場合がある。そこで、図3(a)、図3(c)のように、複数のサーミスタを互いに並列に接続することによって、減衰器の抵抗値を低く抑えつつ、大きな温度差を補償することが可能となる。 In order to increase the temperature range that can be compensated, it is necessary to use a thermistor having a large B constant. The B constant is an index indicating how much the resistance value varies depending on the temperature. The larger the B constant, the larger the temperature change of the resistance value. A thermistor having a small resistance value generally has a small B constant, and it may be difficult to increase the temperature difference that can be compensated. Therefore, by connecting a plurality of thermistors in parallel as shown in FIGS. 3A and 3C, it is possible to compensate for a large temperature difference while keeping the resistance value of the attenuator low. .
さらに、標準抵抗値のサーミスタを並列に接続することで、標準抵抗値以外の抵抗値を複数のサーミスタによる合成抵抗値として実現できるので、減衰器の減衰量を細かく設定可能となる。 Further, by connecting the thermistors having standard resistance values in parallel, resistance values other than the standard resistance values can be realized as combined resistance values by a plurality of thermistors, so that the attenuation amount of the attenuator can be set finely.
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2に係る無線LAN通信装置の減衰器を示す図である。本実施の形態2に係る無線LAN通信装置は、実施の形態1に係る無線LAN通信装置(図1参照)のパッシブ型減衰器21,22を、図4に示すアクティブ型減衰器に置き換えたものである。以下、アクティブ型の減衰器の構成を説明し、その他の構成については実施の形態1と同一であるため説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an attenuator of the wireless LAN communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The wireless LAN communication apparatus according to the second embodiment is obtained by replacing the
減衰器は、能動素子を含む、いわゆるアクティブ型の減衰器である。この減衰器は、能動素子としてダイオードD1を備えている他、受動素子として抵抗素子R6,R7,R8、容量素子C1,C2,C3,C4、誘導素子L1を備えている。ダイオードD1は、PINダイオードである。信号線上には、上流側から順に容量素子C1、ダイオードD1、容量素子C4が配置される。信号線上の2つの分岐点から、それぞれグランド線が延びている。容量素子C1とダイオードD1との間に位置する分岐点から延びる一方のグランド線上には、抵抗素子R7と容量素子C2とが配置されている。他方、ダイオードD1と容量素子C4との間に位置する分岐点から延びるグランド線上には、抵抗素子R8が配置されている。また、信号線上の容量素子C1とダイオードD1との間で、下流側寄りの位置から、電圧印加線が設けられている。電圧印加線には、誘導素子L1と抵抗素子R6とが配置され、抵抗素子R6の信号線に対向する端部に電圧Vが印加される。電圧印加線上には、誘導素子L1と抵抗素子R6との間に位置する分岐点から2本のグランド線が延びている。一方のグランド線上には、容量素子C3が配置され、他方のグランド線上には、サーミスタTH11が配置されている。 The attenuator is a so-called active type attenuator including active elements. The attenuator includes a diode D1 as an active element, and also includes resistance elements R6, R7, and R8, capacitive elements C1, C2, C3, and C4 and an inductive element L1 as passive elements. The diode D1 is a PIN diode. On the signal line, a capacitive element C1, a diode D1, and a capacitive element C4 are arranged in this order from the upstream side. Ground lines extend from two branch points on the signal line. On one ground line extending from a branch point located between the capacitive element C1 and the diode D1, a resistive element R7 and a capacitive element C2 are arranged. On the other hand, a resistance element R8 is arranged on a ground line extending from a branch point located between the diode D1 and the capacitive element C4. In addition, a voltage application line is provided from a position closer to the downstream side between the capacitive element C1 and the diode D1 on the signal line. An inductive element L1 and a resistance element R6 are arranged on the voltage application line, and a voltage V is applied to an end portion of the resistance element R6 facing the signal line. On the voltage application line, two ground lines extend from a branch point located between the induction element L1 and the resistance element R6. The capacitive element C3 is disposed on one ground line, and the thermistor TH11 is disposed on the other ground line.
減衰器に印加された電圧Vは、抵抗素子R6とサーミスタTH11とで分圧される。温度変化によりサーミスタTH11の抵抗値が変化するため、抵抗素子R6とサーミスタTH11との間の電圧V0も温度変化により変化する。したがって、減衰器全体の減衰量も温度変化に伴って変化する。この減衰器は、利得の温度特性が図2(b)と同じ特性になるように調整される。 The voltage V applied to the attenuator is divided by the resistance element R6 and the thermistor TH11. The resistance value of the thermistor TH11 by temperature change is changed, the voltage V 0 which between the resistive element R6 and the thermistor TH11 also varies with temperature changes. Therefore, the attenuation amount of the entire attenuator also changes with temperature change. This attenuator is adjusted so that the temperature characteristic of the gain becomes the same as that shown in FIG.
したがって、アクティブ型の減衰器を用いた本実施の形態2でも、パッシブ型の減衰器を用いた実施の形態1と同様に、信号歪みの発生を抑制でき、誤り無く正確な情報伝達を実現することができる。 Therefore, even in the second embodiment using an active attenuator, as in the first embodiment using a passive attenuator, the occurrence of signal distortion can be suppressed and accurate information transmission can be realized without error. be able to.
また、本実施の形態2では、アクティブ型の減衰器を用いることによって、温度変化に伴うサーミスタの利得変化を能動素子で拡大するため、より大きな温度差を補償することが可能である。 Further, in the second embodiment, by using an active attenuator, the gain change of the thermistor accompanying the temperature change is expanded by the active element, so that a larger temperature difference can be compensated.
10 ベースバンド信号処理部
11 無線周波数信号処理部
12 帯域通過フィルタ
13 第1増幅器
14 第2増幅器
15 高出力増幅器
16 低域通過フィルタ
17 送信アンテナ
20 温度補償部
21,22 減衰器
R1〜R8 抵抗素子
TH1〜TH11 感温抵抗素子
C1〜C4 容量素子
L1 誘導素子
D1 ダイオード
V,V0 電圧
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ベースバンド信号処理部から出力されたベースバンド信号を無線周波数信号に変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力された信号に対し、周波数変換部を含め周波数変換部よりも上流側における信号利得の温度特性を補償する温度補償部と、
前記温度補償部から出力された信号を無線送信する送信アンテナとを備えたことを特徴とする無線通信装置。 A baseband signal processing unit for generating a baseband transmission signal;
A frequency converter that converts the baseband signal output from the baseband signal processor to a radio frequency signal;
For the signal output from the frequency converter, a temperature compensator that compensates for the temperature characteristics of the signal gain on the upstream side of the frequency converter, including the frequency converter, and
A wireless communication apparatus, comprising: a transmission antenna that wirelessly transmits a signal output from the temperature compensation unit.
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the temperature compensation unit includes an active attenuator.
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013062462A (en) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Mitsubishi Electric Lighting Corp | Constant current circuit and light-emitting diode driving constant current circuit |
JP2016106418A (en) * | 2016-02-02 | 2016-06-16 | 三菱電機照明株式会社 | Constant current circuit and light-emitting diode driving constant current circuit |
JP2017201719A (en) * | 2017-07-20 | 2017-11-09 | 三菱電機照明株式会社 | Constant current circuit and light-emitting diode-driving constant current circuit |
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2004
- 2004-09-28 JP JP2004282011A patent/JP2006100975A/en active Pending
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