JP2012015598A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＤＤ方式等、他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう方式を採用する構成において、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうことが可能な無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線通信装置１０１は、供給されるクロックに基づいて動作することにより、無線受信部５４によって受信された無線信号からデジタル信号である通信データを生成する受信データ処理を行なうための受信データ処理部５３と、受信データ処理を行なうべき期間において受信データ処理部５３へ供給されるクロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へ供給するためのクロック制御部１１とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信装置に関し、特に、他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう無線通信装置に関する。

ＩＥＥＥ８０２．１６規格に従うＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）では、ＴＤＤ（時分割複信：Time Division Duplex）方式が採用されている。すなわち、ＷｉＭＡＸシステムでは、無線端末装置から無線基地局装置へ通信データを送信するための上り送信期間と、無線基地局装置から無線端末装置へ通信データを送信するための下り送信期間とが時間的に切り替えられ、交互に繰り返される。

ＷｉＭＡＸにおける無線通信装置の一例として、たとえば、特開２００９―７１４９６号公報には、以下のような構成が開示されている。すなわち、送信信号と受信信号とを時分割複信方式で切り替えて通信するとともに、上記受信信号に格納されている同期信号に基づいて送受信の切替時刻を示す送受信切替信号を生成する切替信号生成部を備えた無線通信装置に用いられる利得調整回路であって、上記無線通信装置が受信する受信信号から検出される検波電圧を検出する検出部と、上記検波電圧に基づいて、上記受信信号の利得調整を行なう利得調整部と、上記送受信切替信号に基づいて、検波電圧を参照する検波時刻を設定し、この検波時刻で検波電圧を取り込むとともに、上記利得調整部に上記受信信号の利得調整を行なわせる調整時刻を設定し、上記取り込んだ検波電圧に基づいて、上記利得調整部に上記調整時刻で利得調整を行なわせる制御を行なう制御部とを含む。

特開２００９―７１４９６号公報

ブロードバンド無線通信を実現するために、高速デジタル信号処理の役割は非常に重要である。そして、高速デジタル信号処理を実現するためには高速なクロックが必要である。昨今の無線通信においては、デジタル信号処理に用いられるクロックの高速化がますます進んでいる。

具体的には、無線通信においてベースバンド信号として処理されるデータが従来の音声データからパケットデータに代わるにつれて、ベースバンド信号が広帯域化されてきた。この広帯域化を実現するために、デジタル信号処理部ではより高速な動作クロックが必要となる。具体的な数値を用いて説明すると、従来の音声データ用の帯域では数１００ｋＨｚ級のクロック周波数で十分であったが、現在のパケットデータ用の帯域では数１００ＭＨｚ級のクロック周波数が必要となっている。

このようなクロックの高速化に伴い、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化が生じる可能性があるが、特許文献１には、このような問題点を解決するための構成は開示されていない。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ＴＤＤ方式等、他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう方式を採用する構成において、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうことが可能な無線通信装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線通信装置は、他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう無線通信装置であって、供給されるクロックに基づいて動作することにより、送信すべき通信データを生成し、生成した上記通信データをアナログ信号に変換して出力する送信データ処理を行なうための送信データ処理部と、上記送信データ処理部から受けた上記アナログ信号を無線信号に変換して上記他の装置へ送信するための無線送信部と、上記他の装置から無線信号を受信するための無線受信部と、供給されるクロックに基づいて動作することにより、上記無線受信部によって受信された上記無線信号からデジタル信号である通信データを生成する受信データ処理を行なうための受信データ処理部と、上記受信データ処理を行なうべき期間において上記受信データ処理部へ供給される上記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、上記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記受信データ処理部へ供給するためのクロック制御部とを備える。

このように、受信系すなわち受信データ処理部および無線受信部が動作をする必要のない期間においては受信データ処理部へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成により、動作しない系のクロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を防ぐことができる。すなわち、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうことができる。

また、受信データ処理部へのクロック供給を停止する構成と異なり、受信データ処理部は通常動作とは異なるが何らかの動作を継続することが可能である。したがって、受信データ処理部において、安定した通常動作への復帰を早期に実現することができる。

好ましくは、上記クロック制御部は、上記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記受信データ処理部へ正弦波をクロックとして供給する。

このように、通常用のクロックと干渉防止用クロックとの周波数を略同じとすることにより、受信データ処理部は、受信期間と同一の動作ではないが安定した動作を継続することが可能である。したがって、受信データ処理部において、安定した通常動作への復帰を早期に実現することができる。

好ましくは、上記クロック制御部は、上記受信データ処理を行なうべき期間において上記受信データ処理部へ供給される上記クロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させたクロックを、上記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記受信データ処理部へ供給する。

このような構成により、通常用のクロックと略同じ周波数を有する正弦波等を簡易な構成で生成することができる。

好ましくは、上記クロック制御部は、さらに、上記送信データ処理を行なうべき期間において上記送信データ処理部へ供給される上記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、上記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記送信データ処理部へ供給する。

このように、送信系すなわち送信データ処理部および無線送信部が動作をする必要のない期間においては送信データ処理部へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成により、動作しない系のクロックの干渉による無線通信装置の特性劣化をさらに防ぐことができる。

より好ましくは、上記クロック制御部は、上記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記受信データ処理部へ供給される上記クロックと同じクロックを、上記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記送信データ処理部へ供給する。

このような構成により、送信系および受信系で干渉防止用クロックを生成するためのローパスフィルタ等の回路を共通化することができるため、無線通信装置の構成の簡易化を図ることができる。

好ましくは、上記クロック制御部は、上記送信データ処理を行なうべき送信期間における、上記送信期間の終了時から所定時間前のタイミングにおいて、上記受信データ処理部へ供給される上記クロックを、上記受信データ処理を行なうべき期間において上記受信データ処理部へ供給すべき上記クロックに変更する。

このように、送信期間の終了時よりも前に受信データ処理部へのクロックを通常動作用に戻し、通信データを受信するための種々の準備を早期に行なうことにより、通信データの受信処理を確実に安定して開始することができる。

より好ましくは、上記クロック制御部は、上記受信データ処理を行なうべき受信期間における、上記受信期間の終了時から所定時間前のタイミングにおいて、上記送信データ処理部へ供給される上記クロックを、上記送信データ処理を行なうべき期間において上記送信データ処理部へ供給すべき上記クロックに変更する。

このように、受信期間の終了時よりも前に送信データ処理部へのクロックを通常動作用に戻し、通信データを送信するための種々の準備を早期に行なうことにより、通信データの送信処理を確実に安定して開始することができる。

好ましくは、上記クロック制御部は、上記送信データ処理を行なうべき期間と上記受信データ処理を行なうべき期間との間に設けられた切り替え期間において、上記受信データ処理部へ供給される上記クロックを変更する。

このように、送信期間および受信期間ではなく、切り替え期間においてクロックの切り替えを行なう構成により、クロック制御処理の簡易化を図ることができる。

好ましくは、上記クロック制御部は、上記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記受信データ処理部へ正弦波をクロックとして供給する。

このように、干渉防止用クロックとして正弦波を供給する構成により、漏えいクロックの高調波成分を無くすことができるため、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を大幅に改善することができる。

好ましくは、上記受信データ処理部は、供給されるクロックに基づいて上記無線信号をデジタル信号に変換するためのアナログ／デジタル変換器を含み、上記クロック制御部は、上記受信データ処理を行なうべき期間において上記アナログ／デジタル変換器へ供給される上記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、上記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記アナログ／デジタル変換器へ供給する。

このように、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において、アナログ／デジタル変換器への動作クロックの高調波成分を低減することにより、アナログ／デジタル変換器へ供給されるクロックの高調波成分による送信系への干渉を低減することができるため、無線通信装置において良好な特性を得ることができる。

またこの発明の別の局面に係わる無線通信装置は、他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう無線通信装置であって、供給されるクロックに基づいて動作することにより、送信すべき通信データを生成し、生成した上記通信データをアナログ信号に変換して出力する送信データ処理を行なうための送信データ処理部と、上記送信データ処理部から受けた上記アナログ信号を無線信号に変換して上記他の装置へ送信するための無線送信部と、上記他の装置から無線信号を受信するための無線受信部と、供給されるクロックに基づいて動作することにより、上記無線受信部によって受信された上記無線信号からデジタル信号である通信データを生成する受信データ処理を行なうための受信データ処理部と、上記送信データ処理を行なうべき期間において上記送信データ処理部へ供給される上記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、上記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記送信データ処理部へ供給するためのクロック制御部とを備える。

このように、送信系すなわち送信データ処理部および無線送信部が動作をする必要のない期間においては送信データ処理部へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成により、動作しない系のクロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を防ぐことができる。すなわち、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうことができる。

また、送信データ処理部へのクロック供給を停止する構成と異なり、送信データ処理部は通常動作とは異なるが何らかの動作を継続することが可能である。したがって、送信データ処理部において、安定した通常動作への復帰を早期に実現することができる。

好ましくは、上記送信データ処理部は、供給されるクロックに基づいて、送信すべき上記通信データをアナログ信号に変換するためのデジタル／アナログ変換器を含み、上記クロック制御部は、上記送信データ処理を行なうべき期間において上記デジタル／アナログへ供給される上記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、上記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において上記デジタル／アナログ変換器へ供給する。

このように、送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において、デジタル／アナログ変換器への動作クロックの高調波成分を低減することにより、送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において、デジタル／アナログ変換器へ供給されるクロックの高調波成分による受信系への干渉を低減することができるため、無線通信装置において良好な特性を得ることができる。

本発明によれば、ＴＤＤ方式等、他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう方式を採用する構成において、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうことができる。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信装置によるクロック切り替え制御を示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信装置がクロック切り替え制御を行なわないと仮定した場合の、送信期間および受信期間における漏えいクロックのスペクトラムを示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信装置の、送信期間および受信期間における漏えいクロックのスペクトラムを示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信装置によるクロック切り替え制御の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。

図１を参照して、無線通信システム３０１は、たとえばＷｉＭＡＸシステムであり、無線基地局装置（無線通信装置）１０１と、複数の無線端末装置（無線通信装置）２０１とを備える。

無線基地局装置１０１は、通信データを生成して無線端末装置である無線端末装置２０１へ送信する。この通信データには、上位ネットワークから受信したデータも含まれる。また、無線基地局装置１０１は、無線端末装置２０１から受信した通信データの全部または一部を上位ネットワークへ送信する。

また、無線基地局装置１０１は、無線端末装置２０１との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう。ここで、無線基地局装置１０１および無線端末装置２０１においてそれぞれ生成された通信データは、無線基地局装置１０１および無線端末装置２０１によってそれぞれ種々の信号処理が施され、最終的に無線信号に変換された後、無線端末装置２０１および無線基地局装置１０１へそれぞれ送信される。

図２は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す図である。

図２を参照して、無線基地局装置（無線通信装置）１０１は、送信データ処理部５１と、無線送信部５２と、受信データ処理部５３と、無線受信部５４と、送受信切り替えスイッチ１８と、アンテナ１９と、クロック生成部９１とを備える。送信データ処理部５１は、信号処理部１１と、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１２とを含む。無線送信部５２は、直交変調器１４と、送信アンプ１５とを含む。受信データ処理部５３は、信号処理部１１と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１３とを含む。無線受信部５４は、直交復調器１６と、受信アンプ１７とを含む。クロック生成部９１は、発振器２０と、矩形波変換回路２１と、分周器４１〜４３と、バッファ２２〜２４と、クロックスイッチ２５，２６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２７とを含む。信号処理部１１は、たとえばＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、クロック制御部としての機能も有する。

送信データ処理部５１は、供給されるクロックに基づいて動作することにより、送信すべき通信データを生成し、生成した通信データをアナログ信号に変換して出力する送信データ処理を行なう。

無線送信部５２は、送信データ処理部５１から受けたアナログ信号を無線信号に変換して無線端末装置２０１へ送信する。

無線受信部５４は、無線端末装置２０１から無線信号を受信する。

受信データ処理部５３は、供給されるクロックに基づいて動作することにより、無線受信部５４によって受信された無線信号からデジタル信号である通信データを生成する受信データ処理を行なう。

クロック生成部９１は、送信データ処理部５１、受信データ処理部５３および信号処理部１１を動作させるためのクロックを少なくとも生成する。

より詳細には、発振器２０は、アナログ信号である基準クロックを生成して出力する。矩形波変換回路２１は、発振器２０から受けた基準クロックをデジタル信号のクロックに変換し、分周器４１〜４３へ出力する。

分周器４１は、矩形波変換回路２１から受けたクロックを１／ｎ１（ｎ１は１以上の整数）に分周し、バッファ２２へ出力する。分周器４２は、矩形波変換回路２１から受けたクロックを１／ｎ２（ｎ２は１以上の整数）に分周し、バッファ２３へ出力する。分周器４３は、矩形波変換回路２１から受けたクロックを１／ｎ３（ｎ３は１以上の整数）に分周し、バッファ２４およびローパスフィルタ２７へ出力する。

分周器４１〜４３は、信号処理部１１から受けたシリアル制御データが示す分周数に従い、分周数１／ｎ１、１／ｎ２および１／ｎ３をそれぞれ決定する。

バッファ２２は、分周器４１から受けたクロックを信号処理部１１へ出力する。バッファ２３は、分周器４２から受けたクロックをクロックスイッチ２５へ出力する。バッファ２４は、分周器４３から受けたクロックをクロックスイッチ２６へ出力する。

ローパスフィルタ２７は、分周器４３から受けたクロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させる。ローパスフィルタ２７の出力するクロックは、たとえば正弦波となる。

クロックスイッチ２５は、信号処理部１１から受けた制御信号に基づいて、バッファ２３から受けたクロックをデジタル／アナログ変換器１２へ出力するか、ローパスフィルタ２７から受けたクロックをデジタル／アナログ変換器１２へ出力するかを切り替える。

クロックスイッチ２６は、信号処理部１１から受けた制御信号に基づいて、バッファ２４から受けたクロックをアナログ／デジタル変換器１３へ出力するか、ローパスフィルタ２７から受けたクロックをアナログ／デジタル変換器１３へ出力するかを切り替える。

信号処理部１１は、たとえば上位ネットワークから受信したデータを含む通信データを生成し、生成した通信データに対してたとえばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式におけるＩＦＦＴ（Inverse First Fourier Transform）等の信号処理を行い、この信号処理後のデジタル信号をデジタル／アナログ変換器１２へ出力する。

デジタル／アナログ変換器１２は、信号処理部１１から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここで、デジタル／アナログ変換器１２は、クロックスイッチ２５から受けたクロックに基づいて動作する。より詳細には、デジタル／アナログ変換器１２は、クロックスイッチ２５から受けたクロックの周波数に応じた速さで動作する。

直交変調器１４は、デジタル／アナログ変換器１２から受けたアナログ信号を直交変調して無線信号に変換し、送信アンプ１５へ出力する。

送信アンプ１５は、直交変調器１４から受けた無線信号を増幅し、送受信切り替えスイッチ１８およびアンテナ１９を介して無線端末装置２０１へ送信する。

送受信切り替えスイッチ１８は、信号処理部１１から受けた制御信号に基づいて、送信アンプ１５から受けた無線信号をアンテナ１９へ出力するか、アンテナ１９から受けた無線信号を受信アンプ１７へ出力するかを切り替える。

信号処理部１１は、たとえば後述する切り替え期間Ｇにおいて、送受信切り替えスイッチ１８の接点の切り替えを行なう。

受信アンプ１７は、アンテナ１９および送受信切り替えスイッチ１８を介して無線端末装置２０１から無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅して直交復調器１６へ出力する。

直交復調器１６は、受信アンプ１７から受けた無線信号を直交復調してアナログ信号であるベースバンド信号に変換し、アナログ／デジタル変換器１３へ出力する。

アナログ／デジタル変換器１３は、直交復調器１６から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換する。ここで、アナログ／デジタル変換器１３は、クロックスイッチ２６から受けたクロックに基づいて動作する。より詳細には、アナログ／デジタル変換器１３は、クロックスイッチ２６から受けたクロックの周波数に応じた速さで動作する。

信号処理部１１は、アナログ／デジタル変換器１３から受けたデジタル信号に対してたとえばＯＦＤＭ方式におけるＦＦＴ（First Fourier Transform）等の信号処理を行なうことにより、無線端末装置２０１が送信した通信データを復元する。そして、信号処理部１１は、復元した通信データを上位ネットワークへ送信するか、または自ら用いて種々の動作を行なう。

ここで、信号処理部１１は、分周器４１から受けたクロックに基づいて動作する。より詳細には、信号処理部１１は、分周器４１から受けたクロックの周波数に応じた速さで動作する。

［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る無線通信装置がクロック切り替え制御を行なう際の動作について図面を用いて説明する。

図３は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置によるクロック切り替え制御を示す図である。

図３を参照して、１つのフレーム周期は、送信期間と、受信期間と、受信期間から送信期間への切り替え期間Ｇと、送信期間から受信期間への切り替え期間Ｇとを有する。すなわち、信号処理部１１は、送信データ処理部５１が送信データ処理を行なうべき送信期間と、受信データ処理部５３が受信データ処理を行なうべき受信期間と、送信期間および受信期間を切り替えるために送信アンプ１５および受信アンプ１７の起動および停止、ならびに各種レジスタの設定変更等を行なうための２つの切り替え期間Ｇとを１フレーム周期において設ける。

無線通信システム３０１では、たとえば、無線基地局装置１０１から無線端末装置２０１への下り方向の通信量が、無線端末装置２０１から無線基地局装置１０１への上り方向の通信量よりも多く設定されることから、上記各期間の設定例は以下のようになる。すなわち、１フレームの長さが５ミリ秒に設定され、この１フレームにおいて、送信期間が３．６ミリ秒、受信期間が１．３ミリ秒、２つの切り替え期間Ｇがそれぞれ０．０５ミリ秒に設定される。

信号処理部１１は、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へ正弦波をクロックとして供給する。

たとえば、信号処理部１１は、クロックスイッチ２６を制御することにより、受信期間の次の切り替え期間Ｇにおいてアナログ／デジタル変換器１３へのクロックをバッファ２４の出力する矩形波からローパスフィルタ２７の出力する正弦波に切り替える。また、信号処理部１１は、送信期間の次の切り替え期間Ｇにおいてアナログ／デジタル変換器１３へのクロックをローパスフィルタ２７の出力する正弦波からバッファ２４の出力する矩形波へ切り替える。すなわち、信号処理部１１は、受信期間においてアナログ／デジタル変換器１３へ矩形波のクロックを供給し、送信期間においてアナログ／デジタル変換器１３へ正弦波のクロックを供給する。

また、信号処理部１１は、送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において送信データ処理部５１へ正弦波をクロックとして供給する。

たとえば、信号処理部１１は、クロックスイッチ２５を制御することにより、送信期間の次の切り替え期間Ｇにおいてデジタル／アナログ変換器１２へのクロックをバッファ２３の出力する矩形波からローパスフィルタ２７の出力する正弦波に切り替える。また、信号処理部１１は、受信期間の次の切り替え期間Ｇにおいてデジタル／アナログ変換器１２へのクロックをローパスフィルタ２７の出力する正弦波からバッファ２３の出力する矩形波へ切り替える。すなわち、信号処理部１１は、送信期間においてデジタル／アナログ変換器１２へ矩形波のクロックを供給し、受信期間においてデジタル／アナログ変換器１２へ正弦波のクロックを供給する。

図４は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置がクロック切り替え制御を行なわないと仮定した場合の、送信期間および受信期間における漏えいクロックのスペクトラムを示す図である。

図４は、無線送信部５２から送信される送信無線信号の変調帯域および無線受信部５４が受信する受信無線信号の変調帯域が２５００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚである場合を示している。

図４を参照して、無線通信装置１０１がクロック切り替え制御を行なわない場合には、送信期間において、アナログ／デジタル変換器１３へ供給されるたとえば２００ＭＨｚのクロックの１３倍あたりの強い高調波が、送信アンプ１５の入力に漏れこむ場合がある。この高調波は、送信無線信号の変調帯域すなわち２５００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの帯域内に存在する。このため、たとえば直交変調器１４および送信アンプ１５間にフィルタが設けられていても、この高調波成分は当該フィルタにおいて除去されず、送信無線信号にそのまま重畳されてしまう。そして、この高調波成分は送信アンプ１５によって増幅されてアンテナ１９から送信されてしまい、無線通信装置１０１の送信特性の劣化を招いてしまう。

また、無線通信装置１０１がクロック切り替え制御を行なわない場合には、受信期間において、デジタル／アナログ変換器１２へ供給されるたとえば２００ＭＨｚのクロックの１３倍あたりの強い高調波が、受信アンプ１７の入力に漏れこむ場合がある。この高調波は、受信無線信号の変調帯域すなわち２５００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの帯域内に存在する。このため、たとえば送受信切り替えスイッチ１８および受信アンプ１７間にフィルタが設けられていても、この高調波成分は当該フィルタにおいて除去されず、受信無線信号にそのまま重畳されてしまう。そして、この高調波成分は受信アンプ１７によって増幅されて直交変調器１６へ出力されてしまい、無線通信装置１０１の受信特性の劣化を招いてしまう。

図５は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の、送信期間および受信期間における漏えいクロックのスペクトラムを示す図である。

図５を参照して、無線通信装置１０１では、信号処理部１１が、送信期間において、アナログ／デジタル変換器１３へ正弦波のクロックを供給することにより、アナログ／デジタル変換器１３へのクロックに高調波成分が含まれなくなる。これにより、アナログ／デジタル変換器１３へ供給されるクロックが送信アンプ１５の入力に漏れこんでも、送信無線信号の変調帯域すなわち２５００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの帯域内に高調波が存在しなくなる。

また、無線通信装置１０１では、信号処理部１１が、受信期間において、デジタル／アナログ変換器１２へ正弦波のクロックを供給することにより、デジタル／アナログ変換器１２へのクロックに高調波成分が含まれなくなる。これにより、デジタル／アナログ変換器１２へ供給されるクロックが受信アンプ１７の入力に漏れこんでも、受信無線信号の変調帯域すなわち２５００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚの帯域内に高調波が存在しなくなる。

このように、無線通信装置１０１では、クロック切り替え制御を行なうことにより、良好な送信特性および受信特性を得ることができる。

図６は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置によるクロック切り替え制御の他の例を示す図である。

図６を参照して、信号処理部１１は、クロックスイッチ２６を制御することにより、送信データ処理を行なうべき送信期間における、送信期間の終了時から所定時間前のタイミングにおいて、受信データ処理部５３におけるアナログ／デジタル変換器１３へ供給されるクロックをバッファ２４からの矩形波のクロックに切り替える。

このように、切り替え期間Ｇよりも前にクロックを受信期間用に戻し、通信データを受信するための種々の準備を早期に行なうことにより、受信期間における通信データの受信処理を確実に安定して開始することができる。

また、信号処理部１１は、クロックスイッチ２５を制御することにより、受信データ処理を行なうべき受信期間における、受信期間の終了時から所定時間前のタイミングにおいて、送信データ処理部５１におけるデジタル／アナログ変換器１２へ供給されるクロックをバッファ２３からの矩形波のクロックに切り替える。

このように、切り替え期間Ｇよりも前にクロックを送信期間用に戻し、通信データを送信するための種々の準備を早期に行なうことにより、送信期間における通信データの送信処理を確実に安定して開始することができる。

ところで、昨今の無線通信においては、デジタル信号処理に用いられるクロックの高速化がますます進んでおり、このクロックの高速化に伴い、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化が生じる可能性がある。

また、時分割複信方式では、送信処理および受信処理が交互に繰り返される。そして、一方の処理が行われているときには他方の処理は不要である。

すなわち、時分割複信方式を採用する無線通信システムでは、無線基地局装置から無線端末装置への下り方向、無線端末装置から無線基地局装置への上り方向のそれぞれにおいて、無線基地局装置および無線端末装置の一方が送信状態にあるときは他方が受信状態にあるため、同じ装置が送信および受信を同時に行なうことはない。

非受信状態において受信信号を復調等することに意味はなく、受信系において高速動作を行なうＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータ等のデバイスは無駄な動作を行っているにすぎない。また、非送信状態において、送信すべき通信データが生成されていないのにＤ／Ａ（Digital to Analog）コンバータを動作させることも無駄である。

さらに、デジタル回路では動作クロックとして矩形波が用いられる。この矩形波には高調波成分が含まれており、デジタル回路が搭載されたボードにアナログ回路も搭載されている場合には、当該クロックがアナログ回路へ干渉する場合がある。

そして、前述のように、デジタル回路の動作クロックの高速化はますます進んでおり、当該クロックの高調波による影響は高周波領域にまで及んでいる。無線通信装置の送信周波数帯域において当該クロックの高調波成分が発生し、無線送信部に漏れこんだ場合には、この高調波成分はフィルタ等で除去されることなく無線通信装置から送信されてしまい、無線通信装置の送信特性の劣化を招いてしまう。たとえば、無線周波数が２ギガヘルツ帯であり、デジタル回路の動作クロックが２００メガヘルツの場合には、動作クロックの周波数の１０倍程度の高調波で無線信号の周波数帯域に達してしまう。

これに対して、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へ正弦波をクロックとして供給する。また、信号処理部１１は、送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において送信データ処理部５１へ正弦波をクロックとして供給する。

このように、受信系すなわち受信データ処理部５３および無線受信部５４が動作をする必要のない期間においては受信データ処理部５３へ供給されるクロックの高調波成分を低減し、送信系すなわち送信データ処理部５１および無線送信部５２が動作をする必要のない期間においては送信データ処理部５１へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成により、動作しない系のクロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を防ぐことができる。すなわち、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうことができる。

また、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために、送信期間および受信期間において、受信データ処理部５３および送信データ処理部５１へのクロック供給をそれぞれ停止する構成も考えられる。しかしながら、このような構成と比べて、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、クロックの種類を切り替える構成であるため、受信データ処理部５３および送信データ処理部５１は通常動作とは異なるが何らかの動作を継続することが可能である。したがって、受信データ処理部５３および送信データ処理部５１において、安定した通常動作への復帰を早期に実現することができる。

また、干渉防止用クロックとして正弦波を供給する構成により、漏えいクロックの高調波成分を無くすことができるため、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を大幅に改善することができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、クロック生成部９１は、受信データ処理を行なうべき期間において受信データ処理部５３へ供給すべきクロックから正弦波を生成する。そして、信号処理部１１は、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へこの正弦波をクロックとして供給する。

このような構成により、通常用の矩形波のクロックと略同じ周波数を有する正弦波を簡易な構成で生成することができる。また、通常用のクロックと干渉防止用クロックとの周波数を略同じとすることにより、受信データ処理部５３は、受信期間と同一の動作ではないが安定した動作を継続することが可能である。したがって、受信データ処理部５３において、安定した通常動作への復帰を早期に実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へ供給されるクロックと同じクロックを、送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において送信データ処理部５１へ供給する。

たとえば、クロック生成部９１において、送信系および受信系で干渉防止用クロックを生成するためのローパスフィルタを共通化することにより、無線通信装置の構成の簡易化を図ることができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部においてアナログ／デジタル変換器１３へ正弦波を供給する。また、信号処理部１１は、送信データ処理を行なわない期間の全部または一部においてデジタル／アナログ変換器１２へ正弦波を供給する。

これにより、送信期間において、Ａ／Ｄコンバータ（アナログ／デジタル変換器）へ供給されるクロックの高調波成分による送信系への干渉を低減し、また、受信期間において、Ｄ／Ａコンバータ（デジタル／アナログ変換器）へ供給されるクロックの高調波成分による受信系への干渉を低減することができるため、無線通信装置において良好な特性を得ることができる。

また、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために、送信期間および受信期間において、Ａ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータへの電力供給をそれぞれ停止する構成も考えられる。しかしながら、電力供給再開時にＡ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータのレジスタ設定を再度行なう必要がある等、安定した通常動作への早期復帰が困難な場合もある。これに対して、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、クロックの切り替え制御を行なう構成であるため、安定した通常動作への復帰を早期に実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、送信データ処理部５１が送信データ処理を行なうべき送信期間と受信データ処理部５３が受信データ処理を行なうべき受信期間との間に設けられた切り替え期間Ｇにおいて、受信データ処理部５３および送信データ処理部５１へ供給されるクロックの種類を変更する。

このように、送信期間および受信期間ではなく、切り替え期間Ｇにおいてクロックの切り替えを行なう構成により、クロック制御処理の簡易化を図ることができる。

［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。

本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１が、デジタル／アナログ変換器１２およびアナログ／デジタル変換器１３へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号処理部１１が、送信データ処理部５１および受信データ処理部５３においてデジタル信号処理を行なう部分へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成であれば、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうという本発明の目的を達成することは可能である。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、受信期間以外の期間の全部または一部においてアナログ／デジタル変換器１３へ供給されるクロックの高調波成分を低減し、かつ送信期間以外の期間の全部または一部においてデジタル／アナログ変換器１２へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号処理部１１が、アナログ／デジタル変換器１３へ供給されるクロックの切り替え、およびデジタル／アナログ変換器１２へ供給されるクロックの切り替えの少なくとも一方を行なう構成であれば、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうという本発明の目的を達成することは可能である。

ただし、受信期間以外の期間の全部または一部においてアナログ／デジタル変換器１３へ供給されるクロックの高調波成分を低減する構成の方を選択して採用することにより、受信系への高調波の干渉よりも、無線通信装置の特性への影響が大きい送信系への高調波の干渉を低減することができるため、無線通信装置の特性をより効率的に向上させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、送信期間においてアナログ／デジタル変換器１３へ正弦波のクロックを供給する構成であるとしたが、これに限定するものではない。正弦波に限らず、信号処理部１１が、受信期間においてアナログ／デジタル変換器１３へ供給されるクロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰されたクロックを、送信期間においてアナログ／デジタル変換器１３へ供給する構成であればよい。すなわち、厳密な正弦波である必要はなく、たとえば無線通信装置の送信周波数帯域および受信周波数帯域における周波数成分を持たないものであればよい。

同様に、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、受信期間においてデジタル／アナログ変換器１２へ正弦波のクロックを供給する構成であるとしたが、これに限定するものではない。正弦波に限らず、信号処理部１１が、送信期間においてデジタル／アナログ変換器１２へ供給されるクロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させたクロックを、受信期間においてデジタル／アナログ変換器１２へ供給する構成であればよい。すなわち、厳密な正弦波である必要はなく、たとえば無線通信装置の送信周波数帯域および受信周波数帯域における周波数成分を持たないものであればよい。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、信号処理部１１は、受信期間においてアナログ／デジタル変換器１３へ供給すべきクロック、すなわち分周器４３から出力されるクロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させたクロックを干渉防止用クロックとしてアナログ／デジタル変換器１３およびデジタル／アナログ変換器１２へ供給する構成であるとしたが、これに限定するものではない。

信号処理部１１は、受信データ処理を行なうべき期間において受信データ処理部５３へ供給されるクロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へ供給する構成であればよい。また、信号処理部１１は、送信データ処理を行なうべき期間において送信データ処理部５１へ供給されるクロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において送信データ処理部５１へ供給する構成であればよい。

たとえば、周波数的に問題がなければ、信号処理部１１は、発振器２０が出力するアナログ信号である基準クロックを干渉防止用クロックとして供給する構成であってもよい。また、周波数的に問題がなければ、信号処理部１１は、分周器４１、分周器４２または矩形波変換回路２１から出力されたクロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分をたとえばローパスフィルタ２７によって減衰させたクロックを干渉防止用クロックとして供給する構成であってもよい。

また、信号処理部１１は、受信データ処理を行なうべき期間において受信データ処理部５３へ供給されるクロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さく、かつ略同じ周波数を有するクロックを、受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へ供給する構成であってもよい。

このように、通常用のクロックと干渉防止用クロックとの周波数を略同じとすることにより、受信データ処理部５３は、受信期間と同一の動作ではないが安定した動作を継続することが可能である。したがって、受信データ処理部５３において、安定した通常動作への復帰を早期に実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムでは、フレーム中に切り替え期間Ｇが設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。切り替え期間Ｇは理想的には設ける必要はなく、フレーム中に送信期間および受信期間のみが設けられる構成であればよい。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムでは、無線基地局装置１０１がクロック切り替え制御を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置２０１が、無線基地局装置１０１と同様にクロック切り替え制御を行なう構成であってもよい。この場合、無線端末装置２０１は、たとえば図２に示す構成と同様の構成を有する。そして、信号処理部１１は、受信データ処理部５３が受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において受信データ処理部５３へ供給されるクロックの高調波成分を低減する。また、信号処理部１１は、送信データ処理部５１が送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において送信データ処理部５１へ供給されるクロックの高調波成分を低減する。このような構成により、無線端末装置において、クロックの干渉による無線通信装置の特性劣化を改善するために適切な動作を行なうという本発明の目的を達成することが可能となる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムはＷｉＭＡＸシステムであるとしたが、これに限定するものではない。無線通信装置間の通信データの送信および受信が時間的に切り替えられる無線通信システムであれば、どのような方式を採用する無線通信システムであってもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１ 信号処理部
１２ デジタル／アナログ変換器
１３ アナログ／デジタル変換器
１４ 直交変調器
１５ 送信アンプ
１６ 直交復調器
１７ 受信アンプ
１８ 送受信切り替えスイッチ
１９ アンテナ
２０ 発振器
２１ 矩形波変換回路
２２〜２４ バッファ
２５，２６ クロックスイッチ
２７ ローパスフィルタ
４１〜４３ 分周器
５１ 送信データ処理部
５２ 無線送信部
５３ 受信データ処理部
５４ 無線受信部
９１ クロック生成部
１０１ 無線基地局装置（無線通信装置）
２０１ 無線端末装置（無線通信装置）
３０１ 無線通信システム

Claims (12)

1. 他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう無線通信装置であって、
   供給されるクロックに基づいて動作することにより、送信すべき通信データを生成し、生成した前記通信データをアナログ信号に変換して出力する送信データ処理を行なうための送信データ処理部と、
   前記送信データ処理部から受けた前記アナログ信号を無線信号に変換して前記他の装置へ送信するための無線送信部と、
   前記他の装置から無線信号を受信するための無線受信部と、
   供給されるクロックに基づいて動作することにより、前記無線受信部によって受信された前記無線信号からデジタル信号である通信データを生成する受信データ処理を行なうための受信データ処理部と、
   前記受信データ処理を行なうべき期間において前記受信データ処理部へ供給される前記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、前記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記受信データ処理部へ供給するためのクロック制御部とを備える、無線通信装置。
2. 前記クロック制御部は、前記受信データ処理を行なうべき期間において前記受信データ処理部へ供給される前記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さく、かつ略同じ周波数を有するクロックを、前記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記受信データ処理部へ供給する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記クロック制御部は、前記受信データ処理を行なうべき期間において前記受信データ処理部へ供給される前記クロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させたクロックを、前記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記受信データ処理部へ供給する、請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 前記クロック制御部は、さらに、前記送信データ処理を行なうべき期間において前記送信データ処理部へ供給される前記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、前記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記送信データ処理部へ供給する、請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
5. 前記クロック制御部は、前記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記受信データ処理部へ供給される前記クロックと同じクロックを、前記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記送信データ処理部へ供給する、請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記クロック制御部は、前記送信データ処理を行なうべき送信期間における、前記送信期間の終了時から所定時間前のタイミングにおいて、前記受信データ処理部へ供給される前記クロックを、前記受信データ処理を行なうべき期間において前記受信データ処理部へ供給すべき前記クロックに変更する、請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
7. 前記クロック制御部は、前記受信データ処理を行なうべき受信期間における、前記受信期間の終了時から所定時間前のタイミングにおいて、前記送信データ処理部へ供給される前記クロックを、前記送信データ処理を行なうべき期間において前記送信データ処理部へ供給すべき前記クロックに変更する、請求項４または５に記載の無線通信装置。
8. 前記クロック制御部は、前記送信データ処理を行なうべき期間と前記受信データ処理を行なうべき期間との間に設けられた切り替え期間において、前記受信データ処理部へ供給される前記クロックを変更する、請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
9. 前記クロック制御部は、前記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記受信データ処理部へ正弦波をクロックとして供給する、請求項１から８のいずれか１項に記載の無線通信装置。
10. 前記受信データ処理部は、供給されるクロックに基づいて前記無線信号をデジタル信号に変換するためのアナログ／デジタル変換器を含み、
    前記クロック制御部は、前記受信データ処理を行なうべき期間において前記アナログ／デジタル変換器へ供給される前記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、前記受信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記アナログ／デジタル変換器へ供給する、請求項１から９のいずれか１項に記載の無線通信装置。
11. 他の装置との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう無線通信装置であって、
    供給されるクロックに基づいて動作することにより、送信すべき通信データを生成し、生成した前記通信データをアナログ信号に変換して出力する送信データ処理を行なうための送信データ処理部と、
    前記送信データ処理部から受けた前記アナログ信号を無線信号に変換して前記他の装置へ送信するための無線送信部と、
    前記他の装置から無線信号を受信するための無線受信部と、
    供給されるクロックに基づいて動作することにより、前記無線受信部によって受信された前記無線信号からデジタル信号である通信データを生成する受信データ処理を行なうための受信データ処理部と、
    前記送信データ処理を行なうべき期間において前記送信データ処理部へ供給される前記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、前記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記送信データ処理部へ供給するためのクロック制御部とを備える、無線通信装置。
12. 前記送信データ処理部は、供給されるクロックに基づいて、送信すべき前記通信データをアナログ信号に変換するためのデジタル／アナログ変換器を含み、
    前記クロック制御部は、前記送信データ処理を行なうべき期間において前記デジタル／アナログへ供給される前記クロックと比べて所定の周波数以上の成分が小さいクロックを、前記送信データ処理を行なわない期間の全部または一部において前記デジタル／アナログ変換器へ供給する、請求項４、５、７および１１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
    

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