JP2009194533A - マルチアンテナ通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3本のアンテナ1〜3と、アンテナ1〜3のそれぞれに2個ずつ設けられ、6個のスイッチ31〜36と、スイッチ31〜36が所定の期間だけ1つずつONする制御を、所定の順番で繰り返し行うスイッチ制御回路40と、スイッチ制御回路40の制御に従ってスイッチ31〜36から出力される受信信号を入力し、所定の受信処理を行う2個の受信回路60及び70とを備える。そして、スイッチ制御回路40は、信号入力元としてアンテナ1〜3のいずれもが連続して選択されず、かつ、信号出力先として受信回路60及び70のどちらも連続して選択されない順序で、スイッチ31〜36の切り換え制御を行う。
【選択図】図1
Description
また、N本のアンテナのそれぞれがM個の受信回路に接続されている時間は、特定の期間内で同じであることが望ましい。この場合、N本のアンテナのうちの未接続のn(n<N)本のアンテナが次にM個の受信回路のいずれかに接続される確率は、1/nである。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置の構成例を示す図である。この第1の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置は、第1〜第3のアンテナ1〜3と、アンテナスイッチ20と、信号切り換えスイッチ30と、第1〜第6のスイッチ制御回路41〜46と、第1の受信回路60と、第2の受信回路70と、送信回路80と、シリアルパラレル変換部(S/P)81と、デジタル信号プロセッサ(DSP)82と、分周回路83と、遅延制御回路84とを備える。
雑音が小さくなるタイミングで、サンプリングすることが可能となる。第2の受信回路70においても同様の処理が行われる。
まず、第1のスイッチ制御部41のオン動作によって、第1のアンテナ1が第1の受信回路60に接続される。次に、第1のアンテナ1の受信信号を第1の受信回路60で復調している間、第4のスイッチ制御部44のオン動作によって、第2のアンテナ2が第2の受信回路70に接続される。次に、第2のアンテナ2の受信信号を第2の受信回路70で復調している間、第1のスイッチ制御部41のオフ動作及び第5のスイッチ制御部45のオン動作によって、第1の受信回路60の接続先が第1のアンテナ1から第3のアンテナ3に切り替わる。次に、第3のアンテナ3の受信信号を第1の受信回路60で復調している間、第4のスイッチ制御部44のオフ動作及び第2のスイッチ制御部42のオン動作によって、第2の受信回路70の接続先が第2のアンテナ2から第1のアンテナ1に切り替わる。
図3は、本発明の第2の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置の構成例を示す図である。この第2の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置は、上述した第1の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置と、低雑音増幅器162及び172の構成が異なる。以下、この低雑音増幅器162及び172の説明を行い、他の構成については同一の参照符号を付
して説明を省略する。
第1の受信回路60において、第1のアンテナ1から第3のアンテナ3へ切り換わる際の動作を説明する。まず、低雑音増幅器162及び172が、受信信号の増幅利得を下げる。次に、第1のスイッチ制御回路41がオフ動作し、第5のスイッチ制御回路45がオン動作する。最後に、低雑音増幅器162及び172が、受信信号の増幅利得を上げる。
上述した第1及び第2の実施形態では、第1〜第3のアンテナ1〜3を順番に切り換える方法を説明した。しかし、この方法の場合、繰り返し周波数の強いスプリアス信号が発生する。このスプリアス信号の発生は、アプリケーションによっては誤り率の増大につながる。
図8は、本発明の第4の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置の構成例を示す図である。この第4の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置は、上述した第1の実施形態に係るマルチアンテナ通信装置と、フィルタ切り換え制御回路90、帯域通過フィルタ91〜93、及びローカル信号発振器67及び77の構成が異なる。以下、このフィルタ切り換え制御回路90、帯域通過フィルタ91〜93、及びローカル信号発振器67及び77の説明を行い、他の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
まず、第1のアンテナ1が第1の受信回路60に接続される。このとき、帯域通過フィルタ91の中心周波数とローカル信号発振器67から出力されるローカル信号の発振周波数は、周波数1に設定される。次に、第2のアンテナ2が第2の受信回路70に接続される。このときも、帯域通過フィルタ92の中心周波数とローカル信号発振器77から出力されるローカル信号の発振周波数は、周波数1に設定される。そして、第3のアンテナ3が第1の受信回路60に接続され、同様に周波数1が用いられる。
。デジタル位相比較器は、これらの入力信号に応じてDCOの発振周波数をどの程度変化させるかをリアルタイムで求めて、デジタルLPFに出力する。デジタルLPFは、DCOの発振周波数があまりにも急激に変化しないように制御信号を平滑化する。DCOは、制御信号に応じて内部のキャパシタをスイッチ切換し、発振周波数を制御する。
まず、受信を開始する前にデジタルベースバンド回路から周波数1及び周波数2の値を取得する(ステップS11)。その値に基づいて、まず周波数1で発振を行う(ステップS12)。このとき、発振周波数とダウンミキサとは、スイッチ等で切断してDCO出力を終端する。これにより、ローカル信号がダウンミキサに入力されるのを防ぐ。AD−PLLが収束した後、その時のDCOの制御信号の情報(制御信号情報1)と分周器の分周数(分数数情報1)とをメモリに格納する(ステップS12)。
20 アンテナスイッチ
21〜23、31〜36 スイッチ
30 信号切り換えスイッチ
41〜46 スイッチ制御回路
60、70 受信回路
61、71 帯域選択フィルタ
62、72、91〜93、162、172 低雑音増幅器
63a、63b、73a、73b ダウンミキサ
64a、64b、74a、74b ベースバンドフィルタ
65a、65b、75a、75b サンプルホールド部
66a、66b、76a、76b ADコンバータ
67、77 ローカル信号発振器
80 送信回路
81 シリアルパラレル変換部
82 デジタル信号プロセッサ
83 分周回路
84 遅延制御回路
90 フィルタ切り換え制御回路
501 電流切り換え回路
502 バイアス回路部
503 増幅部
Claims (9)
- 複数のアンテナで同時に信号を受信するマルチアンテナ受信機を備えたマルチアンテナ通信装置であって、
N本のアンテナと、
前記N本のアンテナのそれぞれにM(2≦M<N)個ずつ設けられ、各々のアンテナで受信された信号が入力されるN×M個のスイッチと、
前記N×M個のスイッチが所定の期間だけ1つずつONする制御を、所定の順番で繰り返し行うスイッチ制御回路と、
前記スイッチ制御回路の制御に従って前記N×M個のスイッチから出力される受信信号を、アナログのシリアル信号として入力し、当該シリアル信号を整形した後、前記スイッチ制御回路で行われる制御タイミングに同期して、アナログからデジタルに変換するM個の受信回路と、
前記M個の受信回路でデジタル化されたシリアル信号をそれぞれパラレル信号に変換して、前記N本のアンテナに対応したN個の信号を前記所定の順番で生成するシリアルパラレル変換部とを備え、
前記スイッチ制御回路は、信号入力元として前記N本のアンテナのいずれもが連続して選択されず、かつ、信号出力先として前記M個の受信回路のいずれもが連続して選択されない順序で、前記N×M個のスイッチの切り換え制御を行う、マルチアンテナ通信装置。 - Mが2である、請求項1に記載のマルチアンテナ通信装置。
- 前記M個の受信回路は、それぞれ、前記シリアル信号を整形する際に、アンテナを切り換える前に受信信号の増幅利得を徐々に下げ、アンテナを切換えた後に受信信号の増幅利得を徐々に上げる制御を行う、請求項1又は2に記載のマルチアンテナ通信装置。
- 前記N本のアンテナのそれぞれが前記M個の受信回路に接続されている時間は、特定の期間内で同じである、請求項1又は2に記載のマルチアンテナ通信装置。
- 前記N本のアンテナのうちの未接続のn(n<N)本のアンテナが、次に前記M個の受信回路のいずれかに接続される確率は、1/nである、請求項4に記載のマルチアンテナ通信装置。
- 前記N本のアンテナからスイッチ制御回路までの経路に、それぞれ通過帯域可変のバンドパスフィルタを備え、
前記M個の受信回路は、それぞれ発振周波数可変のローカル信号発振器を備え、
前記N個のアンテナと前記M個の受信回路との接続が切り換わると共に、前記バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数が変化し、前記ローカル信号発振器の発振周波数が変化する、請求項1に記載のマルチアンテナ通信装置。 - 前記バンドパスフィルタは、
誘電体共振器と、
第1及び第2のMEMSスイッチと、
第1及び第2のキャパシタとを備え、
前記誘電体共振器の一端と接地との間に、前記第1のMEMSスイッチ及び前記第1のキャパシタが挿入され、
前記誘電体共振器の他端と接地との間に、前記第2のMEMSスイッチ及び前記第2のキャパシタが挿入され、
前記スイッチ制御回路の切り換え制御に同期して、前記第1及び第2のMEMSスイッチがON又はOFFする、請求項7に記載のマルチアンテナ通信装置。 - 前記ローカル信号発振器は、
入力する制御信号に応じて発振周波数を変化させるデジタル制御発振器と、
前記デジタル制御発振器の出力を入力する分周器と、
前記分周器の出力を入力する時間−デジタル変換器と、
基準クロック発生器と、
前記分周器の出力を直接及び前記時間−デジタル変換器を介して入力し、前記分周器の出力及び前記時間−デジタル変換器の出力と前記基準クロック発生器の出力との位相差信号を出力するデジタル位相比較器と、
前記位相差信号を平滑化し、前記制御信号として前記デジタル制御発振器に入力するデジタル低域通過フィルタと、
メモリの内容を参照して前記デジタル制御発振器の制御信号と前記分周器の分周数の初期値とを設定する制御回路とを備える、請求項7に記載のマルチアンテナ通信装置。 - 前記ローカル信号発振器は、キャリブレーション期間に切り換えるべき複数の周波数情報をデジタルベースバンド回路から取得し、当該周波数情報の信号をそれぞれ発振し、前記周波数情報に対応した制御信号情報と分周数情報とをそれぞれ前記メモリに格納する、請求項8に記載のマルチアンテナ通信装置。
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