JP2010011142A - Modulator, demodulator, modem and communication instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変調器、復調器、変復調器、および通信機の技術に関し、さらに詳しくは、マルチバンドおよびマルチモード対応通信機の変復調器におけるローカル発振器の共有化技術に関する。 The present invention relates to a technology of a modulator, a demodulator, a modem, and a communication device, and more particularly to a technology for sharing a local oscillator in a modem of a multiband and multimode communication device.
携帯電話機等の無線通信機における送受信機として、ダイレクトコンバージョン方式が知られている。ダイレクトコンバージョン方式は、無線受信機では、受信した高周波信号をこの信号の搬送周波数と同じローカル発振器の出力信号によって混合し、直接ベースバンド帯域の信号に変換する。また、無線送信機においても、ベースバンドからのデータ信号を送信したい高周波信号とほぼ同じ発振周波数を持つローカル発振器の出力信号によって混合し、送信信号を生成する。 A direct conversion method is known as a transmitter / receiver in a wireless communication device such as a cellular phone. In the direct conversion method, a radio receiver mixes a received high-frequency signal with an output signal of a local oscillator having the same carrier frequency as this signal, and directly converts the signal into a baseband signal. Also in the wireless transmitter, a data signal from the baseband is mixed by an output signal of a local oscillator having substantially the same oscillation frequency as a high-frequency signal to be transmitted to generate a transmission signal.
図20は、従来例のダイレクトコンバージョン受信機の要部構成例を示すブロック図である。受信アンテナ400で受信された高周波信号は、帯域制限フィルタ401を通過して、低雑音増幅器402によって増幅される。増幅された信号は、周波数混合器403、404において、受信した高周波信号と同じ周波数の受信ローカル信号と、この受信ローカル信号を、−90度移相器405によって位相を90度シフトした信号とによりそれぞれ混合される。混合された信号は、ベースバンド帯域に周波数変換されて互いに直交したベースバンド信号となる。これらのベースバンド信号は、それぞれ低域通過フィルタ406、407を通過した後、バッファ408、409を経て出力される。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of a conventional direct conversion receiver. The high frequency signal received by the
図21は、従来例のダイレクトコンバージョン送信機の要部構成例を示すブロック図である。直交したベースバンド信号は、周波数混合器410、411において、送信する高周波信号と同じ周波数の送信ローカル信号と、この送信ローカル信号を、−90度移相器405によって位相を90度シフトした信号とによりそれぞれ混合される。混合された信号は、加算器412により加算され、送信する高周波信号になり、帯域制限フィルタ414を通過し、パワーアンプ413により増幅されて、アンテナ415から送信電波として幅射されて無線送信される。
FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of a conventional direct conversion transmitter. The orthogonal baseband signals are a transmission local signal having the same frequency as the high frequency signal to be transmitted in the
ここで、周波数混合器403、404、410、411に入力する受信および送信ローカル信号は、ローカル発振器416の出力を分周して生成される。ローカル発振器416は図示しないVCOと周波数シンセサイザから構成され、受信された高周波信号および送信する高周波信号のそれぞれとは、周波数が異なる高周波信号を発生する。ローカル発振器416の出力はバッファ417に入力される。バッファ417から出力される高周波信号は、分周器418により1/Np(Npは正の整数)に分周され、受信および送信ローカル信号として周波数混合器403、410、および移相器405に供給される。
Here, the reception and transmission local signals input to the
このように、周波数混合器403、410に入力する受信および送信ローカル信号を、ローカル発振器416の出力周波数と異ならせることにより、ローカル発振周波数が他の無線通信システムの受信および送信周波数における妨害波とならないようにしている。
In this manner, by making the reception and transmission local signals input to the
しかし、周波数の高い領域では、各部に生じる寄生容量成分や寄生インダクタ成分の影響を避けられないため、精度の良い位相器を作成することが容易ではない。そのため分周器418の分周数Npを偶数にして90度位相の信号を作成することが多い。
However, in the high frequency region, the influence of the parasitic capacitance component and the parasitic inductor component generated in each part is inevitable, so that it is not easy to create a highly accurate phase shifter. Therefore, in many cases, a signal having a phase of 90 degrees is created by setting the frequency division number Np of the
近年、マルチバンドおよびマルチモード対応無線通信機の1チップ化が進み、チップ内に多数のローカル発振器が必要になっている。異なる多数の周波数バンドに対応する通信機において、送受信のローカル信号を少ないローカル発振器で作成するためには、分周器の分周数を偶数のみではなく奇数も利用しなければならない。 In recent years, multi-band and multi-mode wireless communication devices have been made into one chip, and a large number of local oscillators are required in the chip. In order to create local signals for transmission and reception with a small number of local oscillators in a communication device that supports a large number of different frequency bands, not only an even number but also an odd number must be used.
この課題解決に関連する従来例の技術が、特開2003−78434公報に開示されている。図22Aは、特開2003−78434公報の基本構成である。任意のローカル周波数を作成するために、ローカル発振器500の信号は2つの分周器501、502により1/N1pおよび1/N2p(N1p、N2pは正の整数)に分周され、混合器503により混合され、和と差の周波数が作成される。和と差の周波数は、フィルタ504により必要な信号以外が除去され、分周器505により1/N3p(N3pは正の整数)に分周され、送受信のローカル信号となる。図22Bに、ローカル発振器500の出力Apと分周器505の出力Bp、Cpの信号を示す。
無線送受信機のマルチバンドおよびマルチモード化が進んだことにより、多数のローカル発振器が同一チップ内に存在し、チップ面積が増大している。チップ面積削減のためには、異なるバンドおよびモードにおいてローカル発振器の共有化が必要である。異なるバンドでローカル発振器の共有化を行うためには、ローカル発振器の発振周波数幅を広くしたり、または分周数を偶数のみではなく奇数にもしたりしなければならない。しかし、発振周波数幅を広くすると信号のノイズの劣化が起き、劣化の回避は困難である。そして奇数分周器では、90度の位相差の信号を生成できない問題点がある。また、精度の良い90度位相器を高周波信号帯域で作成するのは困難という問題点もある。その解決に関連する従来例として特開2003−78434公報があるが、この構成では、フィルタ504および混合器503に多量の電流が必要になり、消費電力が増大するうえに、混合器503において不要な高調波が発生し、混合された信号の特性が劣化するという問題点がある。
With the progress of multiband and multimode wireless transceivers, a large number of local oscillators exist in the same chip, and the chip area increases. In order to reduce the chip area, it is necessary to share a local oscillator in different bands and modes. In order to share the local oscillator in different bands, it is necessary to widen the oscillation frequency width of the local oscillator or make the frequency dividing number not only an even number but also an odd number. However, when the oscillation frequency width is widened, signal noise is degraded, and it is difficult to avoid the degradation. The odd frequency divider has a problem that a signal having a phase difference of 90 degrees cannot be generated. There is also a problem that it is difficult to create a high-precision 90-degree phase shifter in a high-frequency signal band. As a conventional example related to the solution, there is JP-A-2003-78434. However, in this configuration, a large amount of current is required for the
本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、1個のローカル発振器により生成される、送信または受信周波数とは異なる周波数の発振信号に基づいて、マルチバンドおよびマルチモード通信機に利用する多数のローカル信号を生成するとともに、ローカル信号生成に係る消費電力の増加を抑制し、不要高周波を低減してローカル信号の位相および周波数精度を高めることを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and is used for a multiband and multimode communication device based on an oscillation signal having a frequency different from the transmission or reception frequency generated by one local oscillator. An object of the present invention is to generate a large number of local signals, suppress an increase in power consumption related to the generation of local signals, reduce unnecessary high frequencies, and improve the phase and frequency accuracy of the local signals.
上述した目的を達成するために、本発明の変調器は、互いに360度/N(Nは3または5以上の正の整数)の位相差を成す第1ローカル信号および第2ローカル信号を生成するローカル信号生成器と、互いに所定の位相差で交差する座標を表す第1データおよび第2データをそれぞれ受ける第1入力端子および第2入力端子を有し、第1データを第1ローカル信号と混合するとともに、第2データを第2ローカル信号と混合することにより、360度/Nの位相差のベクトルでベクトル変調された信号を生成するベクトル変調部と、を有する。 In order to achieve the above-described object, the modulator of the present invention generates a first local signal and a second local signal having a phase difference of 360 degrees / N (N is a positive integer of 3 or 5). A local signal generator has a first input terminal and a second input terminal for receiving first data and second data representing coordinates intersecting each other at a predetermined phase difference, and the first data is mixed with the first local signal. And a vector modulation unit that generates a signal that is vector-modulated with a phase difference vector of 360 degrees / N by mixing the second data with the second local signal.
また、本発明の復調器は、互いに360度/N(Nは3または5以上の正の整数)の位相差を成す第1ローカル信号および第2ローカル信号を生成するローカル信号生成器と、ベクトル変調された信号を受ける第1入力端子および第2入力端子を有し、ベクトル変調された信号を第1ローカル信号と混合し第1データを生成するとともに、ベクトル変調された信号を第2ローカル信号と混合し第2データを生成することにより、第1データおよび第2データが互いに360度/Nの位相差で交差する座標を表すようにベクトル復調するベクトル復調部と、を有する。 The demodulator according to the present invention includes a local signal generator that generates a first local signal and a second local signal that form a phase difference of 360 degrees / N (N is a positive integer of 3 or 5), a vector, A first input terminal for receiving the modulated signal and a second input terminal for receiving the modulated signal, the vector modulated signal is mixed with the first local signal to generate first data, and the vector modulated signal is converted to the second local signal. And a second demodulator for generating a second data, thereby performing vector demodulation so that the first data and the second data represent coordinates where the first data and the second data intersect with each other with a phase difference of 360 degrees / N.
また、本発明の変復調器は、上述した変調器と、上述した復調器と、を有する。 The modem according to the present invention includes the modulator described above and the demodulator described above.
また、本発明の通信機は、上述した変調器を有する。 Moreover, the communication apparatus of this invention has the modulator mentioned above.
また、本発明の通信機は、上述した復調器を有する。 Moreover, the communication apparatus of this invention has the demodulator mentioned above.
さらに、本発明の通信機は、上述した変復調器を有する。 Furthermore, the communication device of the present invention has the above-described modem.
本発明の変調器、復調器、変復調器、および通信機によれば、1個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、座標変換器を用いることにより、1対のローカル信号における360度/Nの位相差に対応して、直交変調データをベクトル変調したり、直交変調データへベクトル復調したりすることができる。これにより、1個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を生成したり、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を復調し、ベクトル変調信号に対応する直交変調データを生成したりすることが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、ベクトル変調信号または直交変調データの品質を向上させることが可能となる。 According to the modulator, demodulator, modem, and communication device of the present invention, a plurality of pairs of local signals corresponding to multiband and multimode are generated using one local oscillator and a plurality of frequency dividers. can do. Further, by using the coordinate converter, it is possible to vector-modulate the orthogonal modulation data or perform vector demodulation to the orthogonal modulation data corresponding to the phase difference of 360 degrees / N in the pair of local signals. As a result, using one local oscillator, a plurality of vector modulation signals corresponding to multiband and multimode are generated, or a plurality of vector modulation signals corresponding to multiband and multimode are demodulated. It is possible to generate orthogonal modulation data corresponding to the modulation signal. Furthermore, since the frequency divider and coordinate converter can be configured with a simple circuit, compared to the case of using a plurality of local oscillators or generating a plurality of systems of local signals using a mixer, It is possible to reduce power consumption, reduce a semiconductor chip area, reduce electromagnetic interference due to generation of unnecessary high frequencies, and improve the quality of vector modulation signals or quadrature modulation data.
以下、本発明を実施するための最良の形態に関するいくつかの例について、図面を参照しながら説明する。図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付す。また、以下において記述される数字は、すべて本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。さらに、ハイ/ローにより表される論理レベルまたはオン/オフにより表されるスイッチング状態は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、例示された論理レベルまたはスイッチング状態の異なる組み合わせにより、同等な結果を得ることも可能である。また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。さらに、以下の実施の形態は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアを用いて構成されるが、ハードウェアを用いる構成は、ソフトウェアを用いても構成可能であり、ソフトウェアを用いる構成は、ハードウェアを用いても構成可能である。 Several examples relating to the best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, elements that represent substantially the same configuration, operation, and effect are denoted by the same reference numerals. In addition, all the numbers described below are exemplified for specifically explaining the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated numbers. In addition, logic levels represented by high / low or switching states represented by on / off are illustrative for the purpose of illustrating the invention, and different combinations of illustrated logic levels or switching states. Therefore, it is possible to obtain an equivalent result. In addition, the connection relationship between the components is exemplified for specifically explaining the present invention, and the connection relationship for realizing the function of the present invention is not limited to this. Furthermore, although the following embodiments are configured using hardware and / or software, the configuration using hardware can also be configured using software, and the configuration using software uses hardware. Can be configured.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る変調器10Tの構成を示すブロック図である。
図1において、第1の実施形態の変調器10Tは、ベクトル変調部100Tおよびローカル信号生成器109を含む。ベクトル変調部100Tは、入力端子105UT、入力端子106UT、入力端子105VT、入力端子106VT、混合器101UT、混合器101VT、および加算器103を含む。ローカル信号生成器109は、互いに360度/N(Nは3または5以上の整数)の位相差を成す2本のベクトルを表す1対のローカル信号LU、LVを生成する。ローカル信号生成器109は、ローカル信号LVが、ローカル信号LUに対して360度/Nの位相差だけ進むように生成する。ローカル信号LU、LVは、ベクトル変調部100Tにおいてベクトル変調用の搬送波ベクトルとして用いられる。各ローカル信号LU、LVの周波数は、アンテナから送信される送信信号の搬送波周波数に一致するように、ローカル信号生成器109において設定される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
In FIG. 1, a
直交変調データITおよび直交変調データQTは、互いに直交する座標系の座標を表す。非直交変調データUTおよび非直交変調データVTは、互いに360度/Nの位相差で交差する座標系の座標を表す。直交変調データQTは、直交変調データITに対して90度だけ遅れ、非直交変調データVTは、非直交変調データUTに対して360度/Nの位相差だけ遅れる。直交変調データITおよび直交変調データQTは、非直交変調データUTおよび非直交変調データVTへ座標変換される。入力端子105UT、106UTは、それぞれローカル信号LU、非直交変調データUTを受け、入力端子105VT、106VTは、それぞれローカル信号LV、非直交変調データVTを受ける。混合器101UTは、非直交変調データUTをローカル信号LUと混合し、混合信号S101UTを生成する。混合器101VTは、非直交変調データVTをローカル信号LVと混合し、混合信号S101VTを生成する。加算器103は、混合信号S101UTおよび混合信号S101VTを互いに加算し、360度/Nの位相差を成す2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S100Tを生成する。すなわち、ベクトル変調部100Tは、ローカル信号LU、LVに基づいて非直交変調データUT、VTをベクトル変調し、ベクトル変調信号S100Tを生成する。
The orthogonal modulation data IT and the orthogonal modulation data QT represent coordinates in a coordinate system orthogonal to each other. The non-orthogonal modulation data UT and the non-orthogonal modulation data VT represent coordinates of a coordinate system that intersect with each other with a phase difference of 360 degrees / N. The orthogonal modulation data QT is delayed by 90 degrees with respect to the orthogonal modulation data IT, and the non-orthogonal modulation data VT is delayed by a phase difference of 360 degrees / N with respect to the non-orthogonal modulation data UT. The orthogonal modulation data IT and the orthogonal modulation data QT are coordinate-converted into non-orthogonal modulation data UT and non-orthogonal modulation data VT. Input terminals 105UT and 106UT receive local signal LU and non-orthogonal modulation data UT, respectively, and input terminals 105VT and 106VT receive local signal LV and non-orthogonal modulation data VT, respectively. The mixer 101UT mixes the non-orthogonal modulation data UT with the local signal LU to generate a mixed signal S101UT. The mixer 101VT mixes the non-orthogonal modulation data VT with the local signal LV to generate a mixed signal S101VT. The
図2は、第1の実施形態に係る変調器10Tの別の構成を示すブロック図である。図2に示す変調器10Tは、上述したベクトル変調部100Tおよびローカル信号生成器109の他に、さらに、座標変換器110Tを含む。座標変換器110Tは、互いに直交する座標を表す直交変調データIT、QTを、互いに360度/Nの位相差で交差する座標を表す非直交変調データUT、VTに座標変換する。上述したように直交変調データQTは、直交変調データITに対して90度だけ遅れる。座標変換器110Tは、非直交変調データVTが、非直交変調データUTに対して360度/Nの位相差だけ遅れるように座標変換する。
FIG. 2 is a block diagram showing another configuration of the
ここで、直交変調データIT、QTは、座標変換器110Tの前段に位置する信号処理器141T(後述する)により、例えばOFDM(直交波周波数分割多重)変調方式に基づいてベースバンドデータから直交変調された信号を表す。直交変調データIT、QTは、デジタル信号であってもアナログ信号であってもよい。デジタル信号の場合、座標変換器110Tは、例えばルックアンドテーブル方式またはデジタル演算方式により構成される。座標変換器110Tにより生成された非直交変調データUT、VTはデジタル/アナログ変換器(図示されていない)によりアナログ信号に変換されて、入力端子106UT、106VTへ入力される。さらに、ベクトル変調部100Tがデジタル処理方式により構成されてもよい。この場合、非直交変調データUT、VTは、デジタル信号の状態でベクトル変調部100Tへ入力される。ベクトル変調部100Tによりデジタル処理されたベクトル変調信号S100Tは、ベクトル変調部100Tの後段に位置するデジタル/アナログ変換器(図示されていない)によりアナログ信号に変換され、送信される。
Here, orthogonal modulation data IT and QT are orthogonally modulated from baseband data based on, for example, an OFDM (Orthogonal Frequency Frequency Division Multiplexing) modulation method by a
次に、図3、図4、および図5を参照して、座標変換器110Tの詳細な動作を説明する。
図3は、直交変調データの信号点配置を示す説明図であり、図4は、非直交変調データの信号点配置を示す説明図であり、図5は、直交変調データから非直交変調データへの座標変換の関係を示す説明図である。直交変調データは、互いに直交する基底ベクトルxおよび基底ベクトルyに関する座標として表され、非直交変調データは、互いに360度/N(=θ)の位相差を成す基底ベクトルxおよび基底ベクトルzに関する座標として表される。基底ベクトルyは、基底ベクトルxに対して90度だけ遅れ、基底ベクトルzは、非直交変調データUTに対して360度/Nの位相差だけ遅れる。信号点P1、P2、P3、P4は、基底ベクトルx、yに関して、直交変調データ(I、Q)を用いて表され、基底ベクトルx、zに関して、非直交変調データ(U、V)または(U1、V)を用いて表される。
Next, the detailed operation of the coordinate
3 is an explanatory diagram showing signal point arrangement of orthogonal modulation data, FIG. 4 is an explanatory diagram showing signal point arrangement of non-orthogonal modulation data, and FIG. 5 is from orthogonal modulation data to non-orthogonal modulation data. It is explanatory drawing which shows the relationship of coordinate conversion. The orthogonal modulation data is expressed as coordinates relating to the basis vector x and the basis vector y that are orthogonal to each other, and the non-orthogonal modulation data is related to the basis vector x and the basis vector z that form a phase difference of 360 degrees / N (= θ). Represented as: The basis vector y is delayed by 90 degrees with respect to the basis vector x, and the basis vector z is delayed by a phase difference of 360 degrees / N with respect to the non-orthogonal modulation data UT. Signal points P1, P2, P3, P4 are represented using orthogonal modulation data (I, Q) with respect to the basis vectors x, y, and non-orthogonal modulation data (U, V) or ( U1, V).
ここで、例えば信号点P1を示すベクトルrを、次のように記す。
一方、単位ベクトルzは、単位ベクトルxおよび単位ベクトルyを用いて、式3のように表すことができる。
式3を式2に代入すると、式4のようになる。
式1および式4により、I、Qは、式5および式6のように表すことができる。
式5、式6によりU、Vは、式7および式8のように表すことができる。
式7に式8を代入すると、式9のようになる。
一方、U1は、式79および図4から、式10のように表すことができる。
以上のように、互いに直交する座標を表す直交変調データ(I、Q)を、互いに360度/Nの位相差で交差する座標を表す非直交変調データ(U、V)または(U1、V)へ座標変換することができる。基底ベクトルxおよび基底ベクトルyで規定されるxy平面において、信号点が第1象限または第3象限にある場合(すなわち、例えばP1またはP3の場合)、非直交変調データは(U、V)となり、信号点が第2象限または第4象限にある場合(すなわち、例えばP2またはP4の場合)、非直交変調データは(U1、V)となる。ベクトル変調部100Tにおいて、この非直交変調データを、互いにθ(=360度/N)の位相差を成すローカル信号LU、LVと混合すれば、位相差が90度とは異なるローカル信号を用いて、ベクトル変調を行うことが可能となる。
As described above, the non-orthogonal modulation data (U, V) or (U1, V) representing the coordinates that intersect the orthogonal modulation data (I, Q) representing the coordinates orthogonal to each other with a phase difference of 360 degrees / N. Can be converted to coordinates. When the signal point is in the first quadrant or the third quadrant (that is, for example, P1 or P3) on the xy plane defined by the base vector x and the base vector y, the non-orthogonal modulation data is (U, V). When the signal point is in the second quadrant or the fourth quadrant (that is, in the case of P2 or P4, for example), the non-orthogonal modulation data is (U1, V). In the
図6は、第1の実施形態に係るローカル信号生成器109の詳細な構成例を示す回路図である。図6のローカル信号生成器109において、N個のインバータが直列に接続され、最終段のインバータの出力端が初段のインバータの入力端に接続される。すなわちローカル信号生成器109は、N個のインバータをリング状に接続したリング型発振器の構成をしている。任意の2系統のインバータ出力を表すローカル信号LU、LVは、互いに360度/Nの位相差を成し、ローカル信号LU、LVを用いてベクトル変調を行うことができる。ローカル信号LU、LVの発振周波数は、インバータの遅延量および個数を調整することにより、所望の高さに設定することが可能である。またローカル信号LU、LVの互いの位相差は、上述したKの値を適切に選択することにより、所望の値に設定することが可能である。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of the
図7Aは、図6のローカル信号生成器109において、N=3の場合の具体的な構成例を示す回路図である。図7Bは、図7Aにおけるローカル信号生成器109の動作を示す波形図である。図7Aのローカル信号生成器109において、3個のインバータが直列に接続され、最終段のインバータの出力端が初段のインバータの入力端に接続される。図7Bにおいて、初段インバータの出力信号SA、ローカル信号LU、およびローカル信号LVは、互いに360度/3=120度の位相差を成す。ローカル信号LVは、ローカル信号LUに対して120度の位相差だけ進んでいる。
FIG. 7A is a circuit diagram showing a specific configuration example when N = 3 in the
図8は、第1の実施形態に係るローカル信号生成器109の別の構成を示すブロック図である。図8のローカル発振器109は、ローカル発振器111および分周器113を含む。ローカル発振器111は、所定周波数の発振信号112を生成する。ローカル発振器111は、例えば水晶発振器の発振周波数を位相同期回路(PLL:Pase−Locked Loop)により逓倍するように構成される。分周器113は、発振信号112を1/Nの比率に分周し、互いに360度/Nの位相差を成すローカル信号LUおよびローカル信号LVを生成する。発振信号112の周波数は、混信を回避するため、アンテナから送信される送信信号の搬送波周波数と異なるように、ローカル発振器111において設定される。各ローカル信号LU、LVの周波数は、アンテナから送信される送信信号の搬送波周波数に一致するように、分周器113において設定される。
FIG. 8 is a block diagram showing another configuration of the
図9A、図10A、および図11Aは、分周器113のそれぞれN=3、N=5、およびN=7の場合における具体的な構成例を示す回路図である。図9B、図10B、および図11Bは、それぞれ図9A、図10A、および図11Aの構成における動作を示す波形図である。図9Aおよび図9Bにおいて、分周器113は、発振信号112を1/3の比率に分周し、AND回路121、120において、互いに360度/3=120度の位相差を成すローカル信号LU、LVをそれぞれ生成する。ローカル信号LVは、ローカル信号LUに対して120度の位相差だけ進んでいる。図10Aおよび図10Bにおいて、分周器113は、発振信号112を1/5の比率に分周し、AND回路130、129において、互いに360度/5の位相差を成すローカル信号LU、LVをそれぞれ生成する。ローカル信号LVは、ローカル信号LUに対して360度/5の位相差だけ進んでいる。図11Aおよび図11Bにおいて、分周器113は、発振信号112を1/7の比率に分周し、AND回路140、139において、互いに360度/7の位相差を成すローカル信号LU、LVをそれぞれ生成する。ローカル信号LVは、ローカル信号LUに対して360度/7の位相差だけ進んでいる。このような分周器113の簡単な構成により、任意の送信周波数帯域に対応可能なローカル信号生成器109を実現できる。
9A, FIG. 10A, and FIG. 11A are circuit diagrams illustrating specific configuration examples of the
このように、変調器10Tは、互いに360度/Nの位相差を成すローカル信号LU、LVに基づいて、互いに直交する座標を表す直交変調データIT、QTをベクトル変調し、360度/Nの位相差を成す2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S100Tを生成する。
As described above, the
以上のように、第1の実施形態の変調器10Tによれば、1個のローカル発振器111および複数個の分周器113を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号LU、LVを生成することができる。さらに、1対のローカル信号LU、LVにおける360度/Nの位相差に対応して、座標変換器110Tを用いて直交変調データIT、QTを座標変換し、ベクトル変調することにより、360度/Nの位相差を有するベクトル変調信号S100Tを生成することができる。これにより、第1の実施形態の変調器10Tは、1個のローカル発振器111を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号S100Tを生成することが可能となる。さらに、分周器113および座標変換器110Tは簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、ベクトル変調信号S100TのC/N(搬送波対ノイズ比)を向上させることが可能となる。
As described above, according to the
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第1の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
図12は、第1の実施形態の変調器10Tを含む、第2の実施形態に係る無線送信機の構成を示すブロック図である。
図12において、第2の実施形態の無線送信機は、信号処理器141T、変調器10T、増幅器143T、帯域制限フィルタ142T、増幅器169T、および送信アンテナ300Tを含む。変調器10Tは、座標変換器110T、ローカル信号生成器109、およびベクトル変調部100Tを含む。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless transmitter according to the second embodiment including the
In FIG. 12, the wireless transmitter according to the second embodiment includes a
信号処理器141Tは、ベースバンドデータBSTに基づいて、例えばOFDM変調などの信号処理を行い、互いに直交する座標を表す直交変調データIT、QTを生成する。変調器10Tは、第1の実施形態において上述したように、直交変調データIT、QTに基づいて、360度/Nの位相差を成す2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S100Tを生成する。増幅器143Tはベクトル変調信号S100Tを所定の大きさに増幅し、帯域制限フィルタ142Tは増幅された信号を帯域制限し、増幅器169Tは帯域制限された信号を所定の電力に電力増幅し、送信アンテナ300Tは電力増幅された送信信号S300Tを幅射電波として無線送信する。帯域制限フィルタ142Tの特性および増幅器143T、169Tの特性は、ローカル信号LU、LVの周波数を含む周波数バンドの特性にできるだけ合わすことが望ましい。
The
このように図12の無線送信機は、位相差が90度とは異なるローカル信号LU、LV、および直交座標データIT、QTを用いてベクトル変調を行い、生成されたベクトル変調信号S100Tに基づいて送信信号S300Tを生成し、無線送信することができる。 As described above, the radio transmitter in FIG. 12 performs vector modulation using the local signals LU and LV having a phase difference different from 90 degrees and the orthogonal coordinate data IT and QT, and based on the generated vector modulation signal S100T. A transmission signal S300T can be generated and wirelessly transmitted.
図13は、第1の実施形態の変調器10Tを含み、2モードで3バンドの送信信号に対応した、第2の実施形態に係る無線送信機の具体的な構成を示すブロック図である。
図13に示す無線送信機は、信号処理器141T、送信部20T、ローカル発振器111、スイッチ301T、および送信アンテナ300Tを含む。送信部20Tは、座標変換器150T、151T、152T、1/3分周器146、1/2分周器147、1/5分周器148、ベクトル変調部153T、154T、155T、156T、増幅器161T、162T、163T、164T、帯域制限フィルタ157T、158T、159T、160T、増幅器170T、171T、172T、173Tを含む。座標変換器150T、151T、152T、ローカル発振器111、1/3分周器146、1/2分周器147、1/5分周器148、およびベクトル変調部153T、154T、155T、156Tは、変調器10Tを構成する。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a specific configuration of the wireless transmitter according to the second embodiment including the
The wireless transmitter illustrated in FIG. 13 includes a
信号処理器141Tは、ベースバンドデータBSTに基づいて、2種類の直交変調データ、すなわち直交変調データIaT、QaTおよび直交変調データIbT、QbTを生成ずる。この2種類の直交変調データは、例えば2つの異なる無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線送信機において、それぞれの無線アクセス方式に基づいて信号処理されたデータを表す。同様に、図13に示す無線送信機の構成は、3つ以上の無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線送信機に対しても、展開可能である。
The
1/3分周器146は、図9Aおよび図9Bを参照して上述したように、発振信号112を1/3の比率に分周し、互いに360度/3(=120度)の位相差を成すローカル信号LU3、LV3を生成する。1/2分周器147は、発振信号112を1/2の比率に分周し、互いに90度の位相差を成すローカル信号LU2、LV2を生成する。例えば、1/2分周器147は、発振信号112を1/2の比率に分周することによりローカル信号LU2を生成し、発振信号112とローカル信号LU2との排他的論理和によりローカル信号LV2を生成する。1/5分周器148は、図10Aおよび図10Bを参照して上述したように、発振信号112を1/5の比率に分周し、互いに360度/5(=72度)の位相差を成すローカル信号LU5、LV5を生成する。
As described above with reference to FIGS. 9A and 9B, the 1/3
ローカル信号LU5、LV5の周波数をf0とすると、ローカル信号LU3、LV3の周波数は、f0×1.67となり、ローカル信号LU2、LV2の周波数は、f0×2.5となる。このように分周器146、147、148は、3つの周波数バンドに対応する3対のローカル信号を生成する。同様に、図13に示す無線送信機の構成は、4バンド以上の、または上述した周波数とは異なる(すなわち分周比率の異なる)搬送波周波数のマルチバンド型無線送信機に対しても、展開可能である。
When the frequency of the local signals LU5 and LV5 is f0, the frequency of the local signals LU3 and LV3 is f0 × 1.67, and the frequency of the local signals LU2 and LV2 is f0 × 2.5. In this way, the
座標変換器150Tは、直交変調データIaT、QaTを、互いに360度/3の位相差で交差する座標を表す非直交変調データUaT、VaTに座標変換する。ベクトル変調部153Tは、非直交変調データUaT、VaTおよびローカル信号LU3、LV3に基づいて、周波数がf0×1.67で、互いの位相差が360度/3の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S153Tを生成する。増幅器161T、帯域制限フィルタ157T、および増幅器170Tは、ベクトル変調信号S153Tに基づいて、f0×1.67の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号S170Tを生成する。
The coordinate
座標変換器151Tは、直交変調データIbT、QbTを、互いに360度/3の位相差で交差する座標を表す非直交変調データUbT、VbTに座標変換する。ベクトル変調部154Tは、非直交変調データUbT、VbTおよびローカル信号LU3、LV3に基づいて、周波数がf0×1.67で、互いの位相差が360度/3の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S154Tを生成する。増幅器162T、帯域制限フィルタ158T、および増幅器171Tは、ベクトル変調信号S154Tに基づいて、f0×1.67の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号S171Tを生成する。
The coordinate
ベクトル変調部155Tは、直交変調データUaT、VaTおよびローカル信号LU2、LV2に基づいて、周波数がf0×2.5で、互いの位相差が90度の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S155Tを生成する。増幅器163T、帯域制限フィルタ159T、および増幅器172Tは、ベクトル変調信号S155Tに基づいて、f0×2.5の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号S172Tを生成する。
The
座標変換器152Tは、直交変調データIaT、QaTを、互いに360度/5の位相差で交差する座標を表す非直交変調データUcT、VcTに座標変換する。ベクトル変調部156Tは、非直交変調データUcT、VcTおよびローカル信号LU5、LV5に基づいて、周波数がf0で、互いの位相差が360度/5の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S156Tを生成する。増幅器164T、帯域制限フィルタ160T、および増幅器173Tは、ベクトル変調信号S156Tに基づいて、f0の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号S173Tを生成する。
The coordinate
このように、送信信号S170T、S171Tは、同一周波数バンドにおける2つの異なるモードに対応して生成され、送信信号S172Tは、各送信信号S170T、S171Tとは異なる周波数バンドに対応して生成され、送信信号S173Tは、各送信信号S170T、S171T、S172Tとはさらに異なる周波数バンドに対応して生成される。スイッチ301Tは、無線送信機におけるマルチモードおよびマルチバンドの状態を表す制御信号S301T(図示されていない送信制御部において生成される)に基づいて、4系統の送信信号S170T、S171T、S172T、S173Tのうちいずれか1系統を選択し、選択された信号を表す送信信号300Tを送信アンテナ300Tへ出力する。ここで、選択されていない系統の座標変換器、ベクトル変調部、増幅器、帯域制限フィルタ、および分周器の通電は、省電力化のため停止される。
As described above, the transmission signals S170T and S171T are generated corresponding to two different modes in the same frequency band, and the transmission signal S172T is generated and transmitted corresponding to a frequency band different from each of the transmission signals S170T and S171T. The signal S173T is generated corresponding to a different frequency band from the transmission signals S170T, S171T, and S172T. The
このように、図13に示す無線送信機は、1個のローカル発振器111を用いて、2つの異なるモードおよび3つの異なる周波数バンドに対応する送信信号S300Tを生成することができる。図13に示す無線送信機の構成は、3つ以上のマルチモードまたは4つ以上のマルチバンドに対しても、展開可能である。
As described above, the wireless transmitter illustrated in FIG. 13 can generate the transmission signal S300T corresponding to two different modes and three different frequency bands using one
以上のように、第2の実施形態の無線送信機によれば、1個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、1対のローカル信号における360度/Nの位相差に対応して、座標変換器を用いて直交変調データを座標変し、ベクトル変調することにより、360度/Nの位相差を有するベクトル変調信号を生成することができる。これにより、第2の実施形態の無線送信機は、1個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統の送信信号を生成することが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、送信信号のC/N(搬送波対ノイズ比)を向上させることが可能となる。 As described above, according to the wireless transmitter of the second embodiment, a plurality of pairs of local signals corresponding to multiband and multimode are generated using one local oscillator and a plurality of frequency dividers. be able to. Further, a vector having a phase difference of 360 degrees / N is obtained by changing the coordinates of the orthogonal modulation data using a coordinate converter and performing vector modulation corresponding to the phase difference of 360 degrees / N in the pair of local signals. A modulated signal can be generated. Thereby, the radio transmitter according to the second embodiment can generate a plurality of transmission signals corresponding to the multiband and the multimode by using one local oscillator. Furthermore, since the frequency divider and coordinate converter can be configured with a simple circuit, compared to the case of using a plurality of local oscillators or generating a plurality of systems of local signals using a mixer, It is possible to reduce power consumption, reduce the semiconductor chip area, reduce electromagnetic interference due to generation of unnecessary high frequency, and improve the C / N (carrier-to-noise ratio) of the transmission signal.
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第1の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a description will be given focusing on differences from the first embodiment. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
図14は、第3の実施形態に係る復調器10Rの構成を示すブロック図である。
図14において、第3の実施形態の復調器10Rは、ベクトル復調部100Rおよびローカル信号生成器109を含む。ベクトル復調部100Rは、入力端子105UR、入力端子106UR、入力端子105VR、入力端子106VR、混合器101UR、および混合器101VRを含む。ローカル信号生成器109は、第1の実施形態のローカル信号生成器109と同一の構成になっており、互いに360度/N(Nは3または5以上の整数)の位相差を成す2本のベクトルを表す1対のローカル信号LU、LVを生成する。ローカル信号生成器109は、ローカル信号LVが、ローカル信号LUに対して360度/Nの位相差だけ進むように生成する。ローカル信号LU、LVは、ベクトル復調部100Rにおいてベクトル復調用の搬送波ベクトルとして用いられる。各ローカル信号LU、LVの周波数は、アンテナに受信される復調すべき受信信号の搬送波周波数に一致するように、ローカル信号生成器109において設定される。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a
In FIG. 14, the
ベクトル変調信号S100Rは、360度/Nの位相差を成す2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表す。入力端子105UR、106URは、それぞれローカル信号LU、ベクトル変調信号S100Rを受け、入力端子105VR、106VRは、それぞれローカル信号LV、ベクトル変調信号S100Rを受ける。混合器101URは、ベクトル変調信号S100Rをローカル信号LUと混合し、互いに360度/Nの位相差で交差する一方の座標を表す非直交変調データURを生成する。混合器101VRは、ベクトル変調信号S100Rをローカル信号LVと混合し、互いに360度/Nの位相差で交差する他方の座標を表す非直交変調データVRを生成する。すなわち、ベクトル復調部100Rは、ローカル信号LU、LVに基づいてベクトル変調信号S100Rをベクトル復調し、非直交変調データUR、VRを生成する。非直交変調データVRは、互いに直交する座標を表す直交変調データIRおよび直交変調データQRへ座標変換される。非直交変調データVRは、非直交変調データURに対して360度/Nの位相差だけ遅れ、直交変調データQRは、直交変調データIRに対して90度だけ遅れる。
The vector modulation signal S100R represents a signal that is vector-modulated by two carrier vectors having a phase difference of 360 degrees / N. Input terminals 105UR and 106UR receive local signal LU and vector modulation signal S100R, respectively, and input terminals 105VR and 106VR receive local signal LV and vector modulation signal S100R, respectively. The mixer 101UR mixes the vector modulation signal S100R with the local signal LU, and generates non-orthogonal modulation data UR representing one coordinate that intersects each other with a phase difference of 360 degrees / N. The mixer 101VR mixes the vector modulation signal S100R with the local signal LV, and generates non-orthogonal modulation data VR representing the other coordinate that intersects with a phase difference of 360 degrees / N. That is, the
図15は、第3の実施形態に係る復調器10Rの別の構成を示すブロック図である。図15に示す復調器10Rは、上述したベクトル復調部100Rおよびローカル信号生成器109の他に、さらに、座標変換器110Rを含む。座標変換器110Rは、互いに360度/Nの位相差で交差する座標を表す非直交変調データUR、VRを、互いに直交する座標を表す直交変調データIR、QRに座標変換する。上述したように非直交変調データVRは、非直交変調データURに対して360度/Nの位相差だけ遅れる。座標変換器110Rは、直交変調データQRが、直交変調データIRに対して90度だけ遅れるように座標変換する。
FIG. 15 is a block diagram showing another configuration of the
ここで、直交変調データIR、QRは、座標変換器110Rの後段に位置する信号処理器141R(後述する)により、例えばOFDM(直交波周波数分割多重)復調方式に基づいてベースバンドデータへ復調されるべき信号を表す。非直交変調データUR、VRは、デジタル信号であってもアナログ信号であってもよい。デジタル信号の場合、座標変換器110Rは、例えばルックアンドテーブル方式またはデジタル演算方式により構成される。ベクトル復調部100Rにより生成された非直交変調データUR、VRはアナログ/デジタル変換器(図示されていない)によりデジタル信号に変換されて、座標変換器110Rへ入力される。さらに、ベクトル復調部100Rがデジタル処理方式により構成されてもよい。この場合、受信されたアナログ信号は、ベクトル復調部100Rの前段に位置するアナログ/デジタル変換器(図示されていない)によりデジタル信号に変換される。デジタル信号の状態のベクトル変調信号S100Rは、ベクトル復調部100Rによりデジタル処理され、デジタル信号の状態の非直交変調データUR、VRが座標変換器110Rへ入力される。
Here, the orthogonal modulation data IR and QR are demodulated into baseband data based on, for example, an OFDM (Orthogonal Wave Frequency Division Multiplexing) demodulation method by a
座標変換器110Rの詳細な動作は、第1の実施形態において図3、図4、および図5を参照して上述した通りであるので、説明を省略する。さらに、ローカル信号生成器109の詳細な構成および動作は、第1の実施形態において、図6、図7A、図7B、図8、図9A、図9B、図10A、図10B、図11A、および図11Bを参照して上述した通りであるので、説明を省略する。
Since the detailed operation of the coordinate
このように、復調器10Rは、互いに360度/Nの位相差を成すローカル信号LU、LVに基づいて、互いに360度/Nの位相差を成す2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S100Rをベクトル復調し、互いに直交する座標を表す直交変調データIR、QRを生成する。
As described above, the
以上のように、第3の実施形態の復調器10Rによれば、1個のローカル発振器111および複数個の分周器113を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号LU、LVを生成することができる。さらに、1対のローカル信号LU、LVにおける360度/Nの位相差に対応して、ベクトル変調信号S100Rをベクトル復調し、座標変換器110Rを用いて座標変換することにより、直交変調データIR、QRを生成することができる。これにより、第3の実施形態の復調器10Rは、1個のローカル発振器111を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号S100Rを復調し、ベクトル変調信号S100Rに対応する直交変調データIR、QRを生成することが可能となる。さらに、分周器113および座標変換器110Rは簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、直交変調データIR、QRのS/N(信号対ノイズ比)を向上させることが可能となる。
As described above, according to the
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、第1、第2、および第3の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第1、第2、および第3の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, a description will be given focusing on differences from the first, second, and third embodiments. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first, second, and third embodiments, and thus description thereof is omitted.
図16は、第3の実施形態の復調器10Rを含む、第4の実施形態に係る無線受信機の構成を示すブロック図である。
図16において、第4の実施形態の無線受信機は、受信アンテナ300R、帯域制限フィルタ142R、増幅器(LNA、すなわち低雑音増幅器とも呼ばれる)143R、復調器10R、および信号処理器141Rを含む。復調器10Rは、ローカル信号生成器109、ベクトル復調部100R、および座標変換器110Rを含む。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless receiver according to the fourth embodiment including the
In FIG. 16, the radio receiver of the fourth embodiment includes a receiving
受信アンテナ300Rは無線電波を受信し、帯域制限フィルタ142Rは受信された受信信号S300Rを帯域制限し、増幅器143Rは帯域制限された信号を所定の電圧に増幅し、ベクトル変調信号S100Rを生成する。復調器10Rは、第3の実施形態において上述したように、360度/Nの位相差を成す2本の搬送波ベクトルによりベクトル復調された信号を表すベクトル変調信号S100Rに基づいて、互いに直交する座標を表す直交変調データIR、QRを生成する。信号処理器141Rは、直交変調データIR、QRに基づいて、例えばOFDM復調などの信号処理を行い、ベースバンドデータBSRを生成する。帯域制限フィルタ142Rの特性および増幅器143Rの特性は、ローカル信号LU、LVの周波数を含む周波数バンドの特性にできるだけ合わすことが望ましい。
The receiving
このように図16の無線受信機は、位相差が90度とは異なるローカル信号LU、LV、およびベクトル変調信号S100Rを用いてベクトル復調を行い、生成された直交座標データIR、QRに基づいて信号処理を行い、ベースバンドデータBSRを生成することができる。 As described above, the radio receiver in FIG. 16 performs vector demodulation using the local signals LU and LV having a phase difference different from 90 degrees and the vector modulation signal S100R, and based on the generated orthogonal coordinate data IR and QR. Signal processing can be performed to generate baseband data BSR.
図17は、第3の実施形態の復調器10Rを含み、2モードで3バンドの受信信号に対応した、第4の実施形態に係る無線受信機の具体的な構成を示すブロック図である。
図17に示す無線受信機は、受信アンテナ300R、スイッチ301R、ローカル発振器111、受信部20R、および信号処理器141Rを含む。受信部20Rは、帯域制限フィルタ157R、158R、159R、160R、増幅器161R、162R、163R、164R、1/3分周器146、1/2分周器147、1/5分周器148、ベクトル復調部153R、154R、155R、156R、座標変換器150R、151R、152Rを含む。ローカル発振器111、1/3分周器146、1/2分周器147、1/5分周器148、ベクトル復調部153R、154R、155R、156R、および座標変換器150R、151R、152Rは、復調器10Rを構成する。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a specific configuration of the wireless receiver according to the fourth embodiment, which includes the
The radio receiver shown in FIG. 17 includes a receiving
1/3分周器146、1/2分周器147、および1/5分周器148の構成および動作は、第2の実施形態において図13を参照して上述した通りであるので、説明を省略する。
The configurations and operations of the 1/3
ローカル信号LU5、LV5の周波数をf0とすると、ローカル信号LU3、LV3の周波数は、f0×1.67となり、ローカル信号LU2、LV2の周波数は、f0×2.5となる。このように分周器146、147、148は、3つの周波数バンドに対応する3対のローカル信号を生成する。同様に、図17に示す無線受信機の構成は、4バンド以上の、または上述した周波数とは異なる(すなわち分周比率の異なる)搬送波周波数のマルチバンド型無線受信機に対しても、展開可能である。
When the frequency of the local signals LU5 and LV5 is f0, the frequency of the local signals LU3 and LV3 is f0 × 1.67, and the frequency of the local signals LU2 and LV2 is f0 × 2.5. In this way, the
スイッチ301Rは、無線受信機におけるマルチモードおよびマルチバンドの状態を表す制御信号S301R(図示されていない受信制御部において生成される)に基づいて、受信信号S170R、S171R、S172R、S173Rにそれぞれ対応する4つの経路のうちいずれか1つを選択し、受信アンテナ300Rからの受信信号300Rを通過させる。ここで、選択されていない経路の帯域制限フィルタ、増幅器、ベクトル復調部、座標変換器、および分周器の通電は、省電力化のため停止される。受信信号S170R、S171Rは、同一周波数バンドにおける2つの異なるモードに対応し、受信信号S172Rは、各受信信号S170R、S171Rとは異なる周波数バンドに対応し、受信信号S173Rは、各受信信号S170R、S171R、S172Rとはさらに異なる周波数バンドに対応する。
The switch 301R corresponds to each of the received signals S170R, S171R, S172R, and S173R based on a control signal S301R (generated by a reception control unit (not shown)) that represents multimode and multiband states in the wireless receiver. One of the four paths is selected, and the
帯域制限フィルタ157Rおよび増幅器161Rは、f0×1.67の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号S170Rを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がf0×1.67で、互いの位相差が360度/3の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S153Rを生成する。ベクトル復調部153Rは、ベクトル変調信号S153Rおよびローカル信号LU3、LV3に基づいて、互いに360度/3の位相差で交差する座標を表す非直交変調データUaR、VaRを生成する。座標変換器150Rは、非直交変調データUaR、VaRを直交変調データIaR、QaRに座標変換する。
The
帯域制限フィルタ158Rおよび増幅器162Rは、f0×1.67の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号S171Rを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がf0×1.67で、互いの位相差が360度/3の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S154Rを生成する。ベクトル復調部154Rは、ベクトル変調信号S154Rおよびローカル信号LU3、LV3に基づいて、互いに360度/3の位相差で交差する座標を表す非直交変調データUbR、VbRを生成する。座標変換器151Rは、非直交変調データUbR、VbRを直交変調データIbR、QbRに座標変換する。
The
帯域制限フィルタ159Rおよび増幅器163Rは、f0×2.5の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号S172Rを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がf0×2.5で、互いの位相差が90度の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S155Rを生成する。ベクトル復調部154Rは、ベクトル変調信号S155Rおよびローカル信号LU2、LV2に基づいて、直交変調データIaR、QaRを生成する。
The
帯域制限フィルタ160Rおよび増幅器164Rは、f0の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号S173Rを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がf0で、互いの位相差が360度/5の2本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号S156Rを生成する。ベクトル復調部156Rは、ベクトル変調信号S156Rおよびローカル信号LU5、LV5に基づいて、互いに360度/5の位相差で交差する座標を表す非直交変調データUcR、VcRを生成する。座標変換器152Rは、非直交変調データUcR、VcRを直交変調データIaR、QaRに座標変換する。
The
信号処理器141Rは、2種類の直交変調データ、すなわち直交変調データIaR、QaRおよび直交変調データIbR、QbRに基づいて、ベースバンドデータBSRを生成ずる。この2種類の直交変調データは、例えば2つの異なる無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線受信機において、それぞれの無線アクセス方式に基づいて信号処理されたデータを表す。同様に、図17に示す無線受信機の構成は、3つ以上の無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線受信機に対しても、展開可能である。
The
このように、図17に示す無線受信機は、1個のローカル発振器111を用いて、2つの異なるモードおよび3つの異なる周波数バンドに対応する受信信号S300Rに基づいて、ベースバンドデータBSRを生成することができる。図17に示す無線受信機の構成は、3つ以上のマルチモードまたは4つ以上のマルチバンドに対しても、展開可能である。
As described above, the radio receiver shown in FIG. 17 generates baseband data BSR using one
以上のように、第4の実施形態の無線受信機によれば、1個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、1対のローカル信号における360度/Nの位相差に対応して、ベクトル変調信号をベクトル復調し、座標変換器を用いて座標変換することにより、直交変調データを生成することができる。これにより、第4の実施形態の無線受信機は、1個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統の受信信号を復調し、受信信号に対応する直交変調データを生成することが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、直交変調データのS/N(信号対ノイズ比)を向上させ、エラー訂正前のエラーレートを低下させることが可能となる。 As described above, according to the wireless receiver of the fourth embodiment, a plurality of pairs of local signals corresponding to multiband and multimode are generated using one local oscillator and a plurality of frequency dividers. be able to. Furthermore, quadrature modulation data can be generated by vector-demodulating a vector modulation signal corresponding to a phase difference of 360 degrees / N in a pair of local signals and performing coordinate conversion using a coordinate converter. As a result, the wireless receiver according to the fourth embodiment uses a single local oscillator to demodulate a plurality of systems of reception signals corresponding to multiband and multimode, and generates quadrature modulation data corresponding to the reception signals. It becomes possible to do. Furthermore, since the frequency divider and coordinate converter can be configured with a simple circuit, compared to the case of using a plurality of local oscillators or generating a plurality of systems of local signals using a mixer, Reduce power consumption, reduce semiconductor chip area, reduce electromagnetic interference due to generation of unnecessary high frequency, improve S / N (signal to noise ratio) of quadrature modulation data, and lower error rate before error correction It becomes possible.
(第5の実施形態)
第5の実施形態では、第1、第2、第3、および第4の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第1、第2、第3、および第4の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, description will be made centering on differences from the first, second, third, and fourth embodiments. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first, second, third, and fourth embodiments, and thus description thereof is omitted.
図18は、第5の実施形態に係る無線送受信機の構成を示すブロック図である。
図18において、第5の実施形態の無線送受信機は、信号処理器141、ローカル発振器111、送信部20T、受信部20R、スイッチ301、および送受信アンテナ300を含む。第5の実施形態の無線送受信機は、図13に示す第2の実施形態の無線送信機および図17に示す第4の実施形態の無線受信機の両方の構成を有する。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless transceiver according to the fifth embodiment.
18, the wireless transceiver according to the fifth embodiment includes a
信号処理器141は、ベースバンドデータBSTに基づいて信号処理し、直交変調データIaT、QaT、IbT、QbTを生成する。送信部20Tは、直交変調データIaT、QaT、IbT、QbTおよび発振信号112に基づいて送信信号処理し、送信信号S170T、S171T、S172T、S173Tを生成する。スイッチ301は、送信信号S170T、S171T、S172T、S173Tに基づいていずれかを選択し、送信信号S300Tを生成する。送受信アンテナ300は、送信信号S300Tを無線電波として送信する。
The
一方、送受信アンテナ300は無線電波を受信し、受信信号S300Rを出力する。スイッチ301は、受信信号S300Rに基づいて、受信信号S170R、S171R、S172R、S173Rのいずれかを生成する。受信部20Rは、受信信号S170R、S171R、S172R、S173Rおよび発振信号112に基づいて受信信号処理し、直交変調データIaR、QaR、IbR、QbRを生成する。信号処理器141は、直交変調データIaR、QaR、IbR、QbRに基づいて信号処理し、ベースバンドデータBSTを生成する。
On the other hand, the transmitting / receiving
図19は、第5の実施形態に係る無線送受信機の別の構成を示すブロック図である。
図19における無線送受信機の構成が図18における無線送受信機の構成と異なる点は、ローカル発振器111、ならびにローカル発振器111から送信部20Tおよび受信部20Rへ出力される発振信号112が、ローカル発振器111Tおよびローカル発振器111R、ならびにローカル発振器111Tから送信部20Tへ出力される発振信号112Tおよびローカル発振器111Rから受信部20Rへ出力される発振信号112Rにそれぞれ変更されている点である。図19の無線送受信機の構成であっても、図18の無線送受信機の構成と同様に動作する。ただし、ローカル発振器が2個になるため、図18の無線送受信機の構成よりも、消費電力および半導体チップ面積の点で効果が一部削減される。
FIG. 19 is a block diagram showing another configuration of the wireless transceiver according to the fifth embodiment.
The configuration of the radio transceiver in FIG. 19 is different from the configuration of the radio transceiver in FIG. 18 in that the
なお、以上の実施形態では、無線を用いて通信する通信機、すなわち無線送信機、無線受信機、および無線送受信機、について説明した。しかしながら、本発明は、有線を用いて通信する通信機、例えばケーブルテレビ送受信機などについても、同様な構成および動作により、同様な効果を得ることができる。 In the above embodiment, a communication device that communicates using radio, that is, a wireless transmitter, a wireless receiver, and a wireless transceiver has been described. However, according to the present invention, the same effect can be obtained with a similar configuration and operation with respect to a communication device that communicates using a wire, for example, a cable television transceiver.
このように、本発明の変調器、復調器、変復調器、および通信機によれば、1個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、座標変換器を用いることにより、1対のローカル信号における360度/Nの位相差に対応して、直交変調データをベクトル変調したり、直交変調データへベクトル復調したりすることができる。これにより、1個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を生成したり、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を復調し、ベクトル変調信号に対応する直交変調データを生成したりすることが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、ベクトル変調信号または直交変調データの品質を向上させることが可能となる。 Thus, according to the modulator, demodulator, modulator / demodulator, and communication device of the present invention, a plurality of pairs corresponding to multiband and multimode are used by using one local oscillator and a plurality of frequency dividers. A local signal can be generated. Further, by using the coordinate converter, it is possible to vector-modulate the orthogonal modulation data or perform vector demodulation to the orthogonal modulation data corresponding to the phase difference of 360 degrees / N in the pair of local signals. As a result, using one local oscillator, a plurality of vector modulation signals corresponding to multiband and multimode are generated, or a plurality of vector modulation signals corresponding to multiband and multimode are demodulated. It is possible to generate orthogonal modulation data corresponding to the modulation signal. Furthermore, since the frequency divider and coordinate converter can be configured with a simple circuit, compared to the case of using a plurality of local oscillators or generating a plurality of systems of local signals using a mixer, It is possible to reduce power consumption, reduce a semiconductor chip area, reduce electromagnetic interference due to generation of unnecessary high frequencies, and improve the quality of vector modulation signals or quadrature modulation data.
以上、実施の形態におけるこれまでの説明は、すべて本発明を具体化した一例であって、本発明はこれらの例に限定されず、本発明の技術を用いて当業者が容易に構成可能な種々の例に展開可能である。 The above description of the embodiments is merely an example embodying the present invention. The present invention is not limited to these examples, and can be easily configured by those skilled in the art using the technology of the present invention. It can be expanded to various examples.
本発明は、変調器、復調器、変復調器、および通信機に利用できる。 The present invention can be used for a modulator, a demodulator, a modem, and a communication device.
10T 変調器
10R 復調器
20T 送信部
20R 受信部
100T、153T、154T、155T、156T ベクトル変調部
100U、153U、154U、155U、156U ベクトル復調部
101UT、101VT、101UR、101VR 混合器
103 加算器
105UT、106UT、105VT、106VT、105UR、106UR、105VR、106VR 入力端子
109 ローカル信号生成器
110T、150T、151T、152T、110R、150R、151R、152R 座標変換器
111 ローカル発振器
114、115、116、117、122、123、124、125、126、131、132、133、134、135、136 フリップフロップ回路
118、127、137 インバータ回路
119、128、138 NAND回路
120、121、129、130、139、140 AND回路
141T、141R、141 信号処理器
142T、157T、158T、159T、160T、142R、157R、158R、159R、160R 帯域制限フィルタ
143T、161T、162T、163T、164T、169T、170T、171T、172T、173T、143R、161R、162R、163R、164R 増幅器
300T、300R、300 アンテナ
301T、301R、301 スイッチ
146、146 1/3分周器
147、147 1/2分周器
148、148 1/5分周器
Claims (17)
互いに所定の位相差で交差する座標を表す第1データおよび第2データをそれぞれ受ける第1入力端子および第2入力端子を有し、第1データを第1ローカル信号と混合するとともに、第2データを第2ローカル信号と混合することにより、360度/Nの位相差でベクトル変調された信号を生成するベクトル変調部と、を有する変調器。 A local signal generator for generating a first local signal and a second local signal that form a phase difference of 360 degrees / N (N is an integer of 3 or 5) from each other;
A first input terminal and a second input terminal for receiving first data and second data representing coordinates intersecting each other with a predetermined phase difference, respectively, and mixing the first data with the first local signal and second data And a vector modulation unit that generates a signal that is vector-modulated with a phase difference of 360 degrees / N by mixing the signal with the second local signal.
所定周波数の発振信号を生成するローカル発振器と、
発振信号を1/Nの比率に分周し、第1ローカル信号および第2ローカル信号を生成する分周器と、を含む、請求項2に記載の変調器。 The local signal generator is
A local oscillator that generates an oscillation signal of a predetermined frequency;
The modulator according to claim 2, further comprising: a frequency divider that divides the oscillation signal by a ratio of 1 / N to generate a first local signal and a second local signal.
M−1個(Mは2以上の整数)の前記分周器と、
M−1個の前記座標変換器と、
M−1個の前記ベクトル変調部と、を有し、
M個の前記分周器のそれぞれは、発振信号を、M個の互いに異なる比率のうちいずれか異なる1つの比率に分周し、
M個の前記座標変換器のそれぞれは、第3データおよび第4データを、M個の互いに異なる位相差のうちいずれか異なる1つの位相差で交差する座標を表す第1データおよび第2データに座標変換する、請求項3に記載の変調器。 further,
M-1 (M is an integer of 2 or more) the frequency divider;
M-1 coordinate converters;
M-1 vector modulation units,
Each of the M frequency dividers divides the oscillation signal into one of different ratios among the M different ratios,
Each of the M coordinate converters converts the third data and the fourth data into first data and second data representing coordinates that intersect at one different phase difference among M different phase differences. The modulator according to claim 3, which performs coordinate transformation.
第1データを第1ローカル信号と混合し、第1混合信号を生成する第1混合器と、
第2データを第2ローカル信号と混合し、第2混合信号を生成する第2混合器と、
第1混合信号および第2混合信号を互いに加算し、ベクトル変調された信号を生成する加算器と、を有する、請求項1に記載の変調器。 The vector modulation unit is
A first mixer for mixing the first data with the first local signal and generating a first mixed signal;
A second mixer for mixing the second data with the second local signal to generate a second mixed signal;
The modulator according to claim 1, further comprising: an adder that adds the first mixed signal and the second mixed signal to each other to generate a vector-modulated signal.
ベクトル変調された信号を受ける第1入力端子および第2入力端子を有し、ベクトル変調された信号を第1ローカル信号と混合し第1データを生成するとともに、ベクトル変調された信号を第2ローカル信号と混合し第2データを生成することにより、第1データおよび第2データが互いに360度/Nの位相差で交差する座標を表すようにベクトル復調するベクトル復調部と、を有する復調器。 A local signal generator that generates a first local signal and a second local signal that form a phase difference of 360 degrees / N from each other (N is a positive integer of 3 or 5);
A first input terminal and a second input terminal for receiving a vector-modulated signal, the vector-modulated signal is mixed with the first local signal to generate first data, and the vector-modulated signal is transmitted to the second local signal A demodulator having a vector demodulator that performs vector demodulation so as to represent coordinates at which the first data and the second data intersect with each other with a phase difference of 360 degrees by mixing with a signal to generate second data.
所定周波数の発振信号を生成するローカル発振器と、
発振信号を1/Nの比率に分周し、第1ローカル信号および第2ローカル信号を生成する分周器と、を含む、請求項8に記載の復調器。 The local signal generator is
A local oscillator that generates an oscillation signal of a predetermined frequency;
The demodulator according to claim 8, further comprising a frequency divider that divides the oscillation signal by a ratio of 1 / N and generates a first local signal and a second local signal.
M−1個(Mは2以上の整数)の前記分周器と、
M−1個の前記ベクトル復調部と、
M−1個の前記座標変換器と、を有し、
M個の前記分周器のそれぞれは、発振信号を、M個の互いに異なる比率のうちいずれか異なる1つの比率に分周し、
M個の前記ベクトル復調部のそれぞれは、第1データおよび第2データがM個の互いに異なる位相差のうちいずれか異なる1つの位相差で交差する座標を表すようにベクトル復調する、請求項9に記載の復調器。 further,
M-1 (M is an integer of 2 or more) the frequency divider;
M-1 vector demodulation units;
M-1 coordinate converters,
Each of the M frequency dividers divides the oscillation signal into one of different ratios among the M different ratios,
10. Each of the M vector demodulation units performs vector demodulation so that the first data and the second data represent coordinates at which one of the M different phase differences intersects at one different phase difference. The demodulator described in 1.
ベクトル変調された信号を第1ローカル信号と混合し、第1データを生成する第1混合器と、
ベクトル変調された信号を第2ローカル信号と混合し、第2データを生成する第2混合器と、を有する、請求項7に記載の復調器。 The vector demodulator
A first mixer for mixing the vector modulated signal with a first local signal to generate first data;
The demodulator according to claim 7, further comprising: a second mixer that mixes the vector-modulated signal with the second local signal to generate second data.
請求項7に記載の復調器と、を有する変復調器。 A modulator according to claim 1;
A demodulator having the demodulator according to claim 7.
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JP2013510454A (en) * | 2009-11-03 | 2013-03-21 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) | Digital affine transformation modulation power amplifier for wireless communication |
JP2013523056A (en) * | 2010-03-23 | 2013-06-13 | ユニヴァーシティ オブ ワシントン | Frequency multiplier transceiver |
-
2008
- 2008-06-27 JP JP2008168738A patent/JP2010011142A/en active Pending
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