JP2014179741A - 送信装置及び帯域幅調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、製造コストを増大させることなく、Ｓ／Ｎ比の劣化を防ぐとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐこと。
【解決手段】送信装置１５０は、複数の異なる伝送レートで通信可能である。変調部１０１は、送信データを変調して変調信号を生成するとともに、チャネル選択フィルタの通過帯域における占有帯域幅を伝送レート毎に調整する。占有帯域幅制御部１０２は、入力された伝送レート設定情報に基づいて、チャネル選択フィルタの通過帯域の帯域幅に近づくような帯域幅設定情報を変調部１０１に出力する。ＲＦ送信部１０３は、占有帯域幅を調整した変調信号をアンテナ１０４を介して送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の異なる伝送レートで通信可能な送信装置及び帯域幅調整方法に関する。

従来の伝送レートを可変にする無線伝送方式として、特許文献１が知られている。

特許文献１の無線伝送方式において、送信装置は、占有帯域幅、ベースバンドフィルタ帯域、及びビットレート等が異なる複数の規格の無線信号を送信する。即ち、送信装置は、複数の異なる伝送レートの無線信号を送信する。

また、受信装置は、上記送信装置から送信された無線信号を受信し、アンテナに着信した無線信号をＲＦ受信部において中間周波数信号に変換する。中間周波数信号は、復調器において復調され、帯域制限フィルタを経て、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。帯域制限フィルタは、必要な検波信号を通過し不要ノイズを除去する目的で使用され、受信を予定する種々の規格信号のうち、最も広帯域の信号を通過できるフィルタとしている。即ち、帯域制限フィルタは、高伝送レートの信号の占有帯域幅に合わせた通過帯域を有する。

特開２０１０−２７８７４１号公報

しかしながら、特許文献１の無線伝送方式においては、帯域制限フィルタにより占有帯域幅の狭い低伝送レートの信号のノイズ成分を除去する際に、信号成分の電力が小さくなるためにＳ／Ｎ比が劣化するという問題がある。一方、低伝送レートの信号のＳ／Ｎ比を改善するために、低伝送レートの信号の占有帯域幅に合わせた通過帯域を有する帯域制限フィルタを用いた場合には、高伝送レートの信号の周波数成分が削られてしまい、復調できないという問題がある。また、各伝送レートの信号に対応して異なる通過帯域を有する帯域制限フィルタを用いた場合には、製造コストが増大するという問題がある。

本発明の目的は、占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、製造コストを増大させることなく、Ｓ／Ｎ比の劣化を防ぐことができるとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐことができる送信装置及び帯域幅調整方法を提供することである。

本発明に係る送信装置は、複数の異なる伝送レートで通信可能な送信装置であって、送信データを変調して送信信号を生成するとともに、所定の帯域の帯域幅に近づくように、前記送信信号の前記所定の帯域における占有帯域幅を伝送レート毎に調整する調整手段と、前記調整手段により前記占有帯域幅を調整した前記送信信号を送信する送信手段と、を具備する。

本発明に係る帯域幅調整方法は、複数の異なる伝送レートで通信可能な送信装置における帯域幅調整方法であって、送信データを変調して送信信号を生成するステップと、所定の帯域の帯域幅に近づくように前記送信信号の前記所定の帯域における占有帯域幅を伝送レート毎に調整するステップと、を具備する。

本発明は、占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、製造コストを増大させることなく、Ｓ／Ｎ比の劣化を防ぐことができるとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１における無線伝送システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における占有帯域幅制御部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１におけるＲＦ受信部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１におけるレート判別部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における周波数解析部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における高伝送レート及び低伝送レートの変調信号の占有帯域幅を示す図 本発明の実施の形態２における周波数解析部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における周波数解析部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４における変調部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５における無線伝送システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５における占有帯域幅制御部の構成を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜無線伝送システムの構成＞
本発明の実施の形態１における無線伝送システム１００の構成について、図１を用いて説明する。

無線伝送システム１００は、送信装置１５０及び受信装置１６０から主に構成されている。

送信装置１５０及び受信装置１６０は、複数の異なる伝送レートで互いに通信可能である。

送信装置１５０及び受信装置１６０は、互いの距離が近距離である場合には、高伝送レートかつ短時間で大容量の通信を行う。また、送信装置１５０及び受信装置１６０は、互いの距離が遠距離である場合には、低伝送レートを設定し、高い受信感度で広いリンクバジェットを確保する。これより、無線伝送システム１００は、幅広い用途に使用することができる。

＜送信装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る送信装置１５０の構成について、図１を用いて説明する。

送信装置１５０は、変調部１０１と、占有帯域幅制御部１０２と、ＲＦ送信部１０３と、アンテナ１０４とから主に構成されている。変調部１０１及び占有帯域幅制御部１０２は、調整手段を構成している。

変調部１０１は、占有帯域幅制御部１０２から入力された帯域幅設定情報に基づいて、入力された送信データを変調して、受信装置１６０の後述するチャネル選択フィルタ３０５（図３参照）の通過帯域における占有帯域幅を、伝送レート毎に調整した変調信号を生成する。変調部１０１は、生成した変調信号をＲＦ送信部１０３に出力する。ここで、帯域幅設定情報は、例えば調整係数である。

占有帯域幅制御部１０２は、入力された伝送レート設定情報に基づいて、チャネル選択フィルタ３０５の通過帯域の帯域幅に近づくような帯域幅設定情報を変調部１０１に出力する。ここで、伝送レート設定情報は、送信データ毎に予め設定されている伝送レートを示す情報である。なお、占有帯域幅制御部１０２の構成の詳細及び占有帯域幅の調整方法については後述する。

ＲＦ送信部１０３は、変調部１０１から入力された変調信号に対して所定の無線処理を施す。ＲＦ送信部１０３は、無線処理を施した信号をアンテナ１０４を介して送信する。

＜受信装置の構成＞
本発明の実施の形態１における受信装置１６０の構成について、図１を用いて説明する。

受信装置１６０は、アンテナ１１１と、ＲＦ受信部１１２と、レート判別部１１３と、復調部１１４と、クロック再生部１１５とから主に構成されている。データ取得処理部１２０は、復調部１１４及びクロック再生部１１５を含んでいる。データ取得処理部１２０は、ベースバンド信号より受信データを取得する処理を行う。

ＲＦ受信部１１２は、アンテナ１１１を介して受信した信号に対して所定の無線処理を施してベースバンド信号を生成する。ＲＦ受信部１１２は、生成したベースバンド信号をレート判別部１１３及び復調部１１４に出力する。ＲＦ受信部１１２から出力されたベースバンド信号は、レート判別部１１３及び復調部１１４に並列に入力される。なお、ＲＦ受信部１１２の構成の詳細については後述する。

レート判別部１１３は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号の周波数成分を解析して伝送レートを判別する。レート判別部１１３は、判別した伝送レートが所定の伝送レートではない場合に、判別した伝送レートに対応するパラメータを設定する。レート判別部１１３は、設定したパラメータを復調部１１４及びクロック再生部１１５に出力する。レート判別部１１３は、判別した伝送レートが所定の伝送レートである場合には、パラメータを設定しない。ここで、パラメータは、デジタル信号処理を行うために使用する基準クロックの周波数、信号処理のサンプリング周波数、デジタルフィルタの係数、またはデジタルフィルタのタップ数等である。なお、レート判別部１１３の構成の詳細については後述する。

復調部１１４は、所定の伝送レートのパラメータが予め設定されており、レート判別部１１３からパラメータが入力されない場合には、予め設定されているパラメータに基づいて、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号を復調して復調信号を生成する。復調部１１４は、レート判別部１１３からパラメータが入力された場合には、入力されたパラメータに基づいて、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号を復調して復調信号を生成する。復調部１１４は、生成した復調信号をクロック再生部１１５に出力する。

クロック再生部１１５は、所定の伝送レートのパラメータが予め設定されており、レート判別部１１３からパラメータが入力されない場合には、予め設定されているパラメータに基づいて、復調部１１４から入力された復調信号からクロックを再生してビットデータに変換する。クロック再生部１１５は、レート判別部１１３からパラメータが入力された場合には、入力されたパラメータに基づいて、復調部１１４から入力された復調信号からクロックを再生してビットデータに変換する。クロック再生部１１５は、ビットデータを受信データとして出力する。

＜占有帯域幅制御部の構成＞
本発明の実施の形態１における占有帯域幅制御部１０２の構成について、図２を用いて説明する。図２においては、帯域幅設定情報として調整係数を用いる場合を例に説明する。

占有帯域幅制御部１０２は、記憶部２０１と、記憶部２０２と、レート差計算部２０３とから主に構成されている。

記憶部２０１は、送信装置１５０が送信可能な伝送レートのうちの最も高速の伝送レートを記憶している。

記憶部２０２は、レート差と調整係数とを対応付けたテーブルを記憶している。

レート差計算部２０３は、伝送レート設定情報が入力された際に、伝送レート設定情報の伝送レートと記憶部２０１に記憶されている伝送レートとのレート差を算出する。レート差計算部２０３は、記憶部２０２に記憶されているテーブルを参照して、算出したレート差に対応付けられている調整係数を選択する。レート差計算部２０３は、選択した調整係数を変調部１０１に出力する。

レート差計算部２０３は、上記レート差が「０」の場合には、調整係数を選択しない。上記レート差が「０」の場合とは、これから送信する送信データの伝送レートが最も高速であるために、占有帯域幅を調整する必要が無い場合である。なお、レート差計算部２０３は、上記レート差が閾値未満の場合に調整係数を選択しないようにしてもよい。これは、最も高速の伝送レートよりも少し低速な伝送レートにおいて、比較的広範な占有帯域幅を有するために占有帯域幅を調整する必要が無い場合に適用できる。

例えば、レート差計算部２０３は、占有帯域幅ｙ_ｎ［Ｈｚ］である最も高速の伝送レートｘ_ｎ［ｂｐｓ］が記憶部２０１に記憶されている場合、かつ、占有帯域幅ｙ_ｍである低伝送レートｘｍの伝送レート設定情報が入力された場合には、占有帯域幅ｙ_ｍをα（α＞１）倍して占有帯域幅ｙ_ｎに近づけるための調整係数αを変調部１０１に出力する。

＜ＲＦ受信部の構成＞
本発明の実施の形態１におけるＲＦ受信部１１２の構成について、図３を用いて説明する。

ＲＦ受信部１１２は、ローノイズアンプ３０１と、周波数シンセサイザ３０２と、ミキサ３０３と、中間周波増幅器３０４と、チャネル選択フィルタ３０５と、Ａ／Ｄ変換器３０６とからに主に構成されている。

ローノイズアンプ３０１は、アンテナ１１１で受信した信号を増幅してミキサ３０３に出力する。

周波数シンセサイザ３０２は、所定の周波数の基準信号を生成してミキサ３０３に出力する。

ミキサ３０３は、ローノイズアンプ３０１から入力された信号と周波数シンセサイザ３０２から入力された基準信号とを混合して中間周波数信号を生成する。ミキサ３０３は、生成した中間周波数信号を中間周波増幅器３０４に出力する。

中間周波増幅器３０４は、ミキサ３０３から入力された中間周波数信号を増幅してチャネル選択フィルタ３０５に出力する。

チャネル選択フィルタ３０５は、ノイズ成分を除去するために設けられている。チャネル選択フィルタ３０５は、中間周波増幅器３０４から入力された中間周波数信号の所定の通過帯域を通過させ、通過帯域以外の帯域の通過を阻止する。

Ａ／Ｄ変換器３０６は、チャネル選択フィルタ３０５から入力された通過帯域の中間周波数信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換して、ベースバンド信号としてレート判別部１１３及び復調部１１４に出力する。

＜レート判別部の構成＞
本発明の実施の形態１におけるレート判別部１１３の構成について、図４を用いて説明する。

レート判別部１１３は、周波数解析部４０１及び記憶部４０２から構成されている。

周波数解析部４０１は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号の周波数成分を解析して伝送レートを判別する。周波数解析部４０１は、記憶部４０２に記憶されているテーブルを参照して、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータを選択して設定し、設定したパラメータを復調部１１４及びクロック再生部１１５に出力する。周波数解析部４０１は、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータが無い場合には、何も出力しない。

記憶部４０２は、伝送レートとパラメータとを対応付けたテーブルを記憶している。テーブルには、復調部１１４及びクロック再生部１１５に予め設定されているパラメータは格納されていない。

ここで、特許文献１の同期フレーム検出部では、変調信号をビットデータに復調した後に伝送レートを判別するので、フレームのヘッダ部分が長くなるか、伝送レート判別用のフレームが必要になる等の弊害がある。これに対して、本実施の形態では、変調信号の周波数成分を解析することにより伝送レートを判別するので、ビットデータに復調する前に伝送レートを判別することができる。この結果、本実施の形態では、上記弊害を解決することができる。

＜周波数解析部の構成＞
本発明の実施の形態１における周波数解析部４０１の構成について、図４を用いて説明する。

周波数解析部４０１は、第１のフィルタ５０１と、第２のフィルタ５０２と、第３のフィルタ５０３と、選択部５０４とから主に構成されている。

第１のフィルタ５０１は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号の周波数ｆ１成分のみを通過させる。

第２のフィルタ５０２は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号の周波数ｆ２成分のみを通過させる。

第３のフィルタ５０３は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号の周波数ｆ３成分のみを通過させる。

選択部５０４は、第１のフィルタ５０１、第２のフィルタ５０２または第３のフィルタ５０３を通過して入力されたベースバンド信号より周波数成分を解析する。選択部５０４は、解析した周波数成分より伝送レートを判別する。選択部５０４は、記憶部４０２に記憶されているテーブルを参照して、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータを選択して設定する。選択部５０４は、設定したパラメータを復調部１１４及びクロック再生部１１５に出力する。選択部５０４は、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータが無い場合には、何も出力しない。

＜占有帯域幅の調整方法＞
本発明の実施の形態１における占有帯域幅の調整方法について、図６を用いて説明する。図６において、図６（ａ）は、高伝送レートの変調信号における占有帯域幅を示し、図６（ｂ）は、低伝送レートの変調信号における占有帯域幅を示す。なお、図６においては、帯域幅設定情報として調整係数を用いる場合を例に説明する。

一般に、チャネル選択フィルタ３０５は、高伝送レートの変調信号の占有帯域幅を削らない通過帯域＃６０１が設定され、ノイズ電力を最小にするように調整されている。

占有帯域幅制御部１０２は、高伝送レートの場合には、図６（ａ）に示すように、チャネル選択フィルタ３０５の通過帯域＃６０１の帯域幅Ｈ０と比較して、占有帯域幅Ｈ１が十分大きいので、占有帯域幅Ｈ１のまま調整しない。

一方、低伝送レートの変調信号の占有帯域幅Ｈ２は、図６（ｂ）に示すように、チャネル選択フィルタ３０５の通過帯域＃６０１の帯域幅Ｈ０と比較して狭い。この結果、低伝送レートの変調信号では、信号電力が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。

従って、本実施の形態では、占有帯域幅制御部１０２は、占有帯域幅Ｈ２を調整する調整係数αを変調部１０１に出力する。そして、変調部１０１は、変調信号を生成する際に、占有帯域幅Ｈ２に対して調整係数α（α＞１）を乗算し、占有帯域幅Ｈ２を占有帯域幅Ｈ３（Ｈ３＝Ｈ２×α）まで拡張する。即ち、変調部１０１は、低伝送レートの場合の占有帯域幅がチャネル選択フィルタ３０５の通過帯域＃６０１の帯域幅Ｈ０に近づくように調整する。

ここで、１Ｈｚ当たりのノイズ電力をＮ０、チャネル選択フィルタ３０５の通過帯域幅をＢＷ、従来の低伝送レート時の変調信号の電力をＳ＿Ｌｏｗ０、及び本実施の形態の低伝送レート時の変調信号の電力をＳ＿Ｌｏｗ１とすると、本実施の形態における低伝送レート時のＳ／Ｎ比は（１）式になる。
Ｓ／Ｎ比＝Ｓ＿Ｌｏｗ１／（Ｎ０×ＢＷ）
＝（Ｓ＿Ｌｏｗ０×α）／（Ｎ０×ＢＷ） （１）

（１）式より、本実施の形態における低伝送レート時のＳ／Ｎ比は、従来の低伝送レート時のＳ／Ｎ比と比べて、α倍になって改善されていることがわかる。

調整後の占有帯域幅Ｈ３は、通過帯域＃６０１内であれば、占有帯域幅Ｈ１と同一でもよいし（Ｈ１＝Ｈ３）、占有帯域幅Ｈ１よりも大きくてもよいし（Ｈ１＜Ｈ３）、占有帯域幅Ｈ１よりも小さくてもよい（Ｈ１＞Ｈ３）。

例えば、低伝送レートが１ｋｂｐｓであり、高伝送レートが１Ｍｂｐｓの場合、レート差は１０００倍になる。従って、占有帯域幅制御部１０２は、入力された１ｋｂｐｓの低伝送レートの占有帯域幅を１０００倍した占有帯域幅値に近づくような調整係数αを選択して占有帯域幅を調整する。

上記より、低伝送レートの場合において、占有帯域幅を拡張することにより、Ｓ／Ｎ比の劣化を抑制することができる。また、チャネル選択フィルタ３０５の通過帯域は、高伝送レートの占有帯域幅に合わせて設定する。この結果、受信装置１６０において、高伝送レートの信号の周波数成分が削られてしまうことがない。

＜実施の形態１の効果＞
本実施の形態によれば、占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、コストを増大させることなくＳ／Ｎ比の劣化を防ぐことができるとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、第１のフィルタ、第２のフィルタ及び第３のフィルタを並列に接続して周波数成分を解析するので、パラメータを選択する処理を高速に行うことができる。

＜実施の形態１の変形例＞
本実施の形態において、帯域幅設定情報として調整係数を用いたが、調整係数以外の任意のパラメータ若しくは情報を用いて占有帯域幅を調整することができる。

（実施の形態２）
＜周波数解析部の構成＞
本発明の実施の形態２における周波数解析部７００の構成について、図７を用いて説明する。なお、本実施の形態におけるレート判別部の構成は、周波数解析部４０１の代わりに周波数解析部７００を設ける以外は図４と同一構成であるので、その説明を省略する。また、レート判別部以外の構成及び占有帯域幅の調整方法は上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

周波数解析部７００は、タイマ７０１と、カットオフ周波数設定部７０２と、フィルタ７０３と、選択部７０４とから主に構成されている。

タイマ７０１は、カットオフ周波数設定部７０２の指示に従って時間を計測し、計測結果をカットオフ周波数設定部７０２に出力する。

カットオフ周波数設定部７０２は、ＲＦ受信部１１２からベースバンド信号が入力された際に、タイマ７０１に対して時間の計測を開始させる。カットオフ周波数設定部７０２は、タイマ７０１から入力される時間の計測結果に基づいて、所定の周期でフィルタ７０３のカットオフ周波数を切り替える制御を行う。

フィルタ７０３は、カットオフ周波数設定部７０２の制御に従って、カットオフ周波数を切り替える。フィルタ７０３は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号のカットオフ周波数の通過を阻止し、カットオフ周波数以外の周波数を通過させる。

選択部７０４は、フィルタ７０３を通過して入力されたベースバンド信号より周波数成分を解析する。選択部７０４は、解析した周波数成分より伝送レートを判別する。選択部７０４は、記憶部４０２に記憶されているテーブルを参照して、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータを選択して設定し、設定したパラメータを復調部１１４及びクロック再生部１１５に出力する。選択部７０４は、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータが無い場合には、何も出力しない。

＜実施の形態２の効果＞
本実施の形態によれば、占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、製造コストを増大させることなくＳ／Ｎ比の劣化を防ぐことができるとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、単一のフィルタによりカットオフ周波数を切り替えながら周波数成分を解析してパラメータを選択するので、受信装置の実装基板上における回路規模及び回路の占有面積を小さくすることができる。

＜実施の形態２の変形例＞
本実施の形態において、帯域幅設定情報として調整係数を用いたが、調整係数以外の任意のパラメータ若しくは情報を用いて占有帯域幅を調整することができる。

（実施の形態３）
＜周波数解析部の構成＞
本発明の実施の形態３における周波数解析部８００の構成について、図８を用いて説明する。なお、本実施の形態におけるレート判別部の構成は、周波数解析部４０１の代わりに周波数解析部８００を設ける以外は図４と同一構成であるので、その説明を省略する。また、レート判別部以外の構成及び占有帯域幅の調整方法は上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

周波数解析部８００は、ＦＦＴ処理部８０１及び選択部８０２から主に構成されている。

ＦＦＴ処理部８０１は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号を、ＦＦＴ処理することにより時間領域信号から周波数領域信号に変換して選択部８０２に出力する。

選択部８０２は、ＦＦＴ処理部８０１から入力されたＦＦＴ処理後の周波数領域信号より周波数成分を解析する。選択部８０２は、解析した周波数成分より伝送レートを判別する。選択部８０２は、記憶部４０２に記憶されているテーブルを参照して、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータを選択して設定し、設定したパラメータを復調部１１４及びクロック再生部１１５に出力する。選択部８０２は、判別した伝送レートに対応付けられているパラメータが無い場合には、何も出力しない。

＜実施の形態３の効果＞
本実施の形態によれば、占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、製造コストを増大させることなくＳ／Ｎ比の劣化を防ぐことができるとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、ＦＦＴ処理により周波数成分を解析するので、周波数の解析を高精度に行うことができ、最適なパラメータを選択することができるとともに、ＡＦＣ（Automatic Gain Control）等の処理を並列に実施することもできる。

＜実施の形態３の変形例＞
本実施の形態において、帯域幅設定情報として調整係数を用いたが、調整係数以外の任意のパラメータ若しくは情報を用いて占有帯域幅を調整することができる。

（実施の形態４）
＜変調部の構成＞
本発明の実施の形態４における変調部９００の構成について、図９を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る送信装置の構成は、変調部１０１に代えて変調部９００を設ける以外は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態における送信装置以外の構成は上記実施の形態１と同一構成であるので、その説明を省略する。

変調部９００は、デジタルフィルタ部９０１及変換器９０２から主に構成されている。

デジタルフィルタ部９０１は、入力された送信データの所定帯域を通過させる。

変換器９０２は、デジタルフィルタ部９０１を通過した送信データを、占有帯域幅制御部１０２から入力した帯域幅設定情報である所定の解像度で、制御電圧を変化させながら周波数変調することによりＦＳＫ変調信号を生成する。変換器９０２は、生成したＦＳＫ変調信号をＲＦ送信部１０３に出力する。変換器９０２は、例えば電圧制御発振器（Voltage-controlled oscillator；ＶＣＯ）である。

例えば、低伝送レートが１ｋｂｓであり、高伝送レートが１Ｍｂｐｓである場合には、レート差が１０００倍になる。従って、変換器９０２は、占有帯域幅制御部１０２の制御に従って解像度が１０００倍に近づくように調整することにより、低伝送レート時の変調信号の占有帯域幅を広げることができる。

なお、変調部９００は、デジタルフィルタ部９０１をガウスフィルタにした場合、ＧＦＳＫ変調信号を生成することができる。

また、本実施の形態における占有帯域幅の調整方法は、調整係数の代わりに解像度を用いる以外は上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

＜実施の形態４の効果＞
本実施の形態によれば、占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、Ｓ／Ｎ比の劣化を防ぐことができるとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、ＦＳＫ変調方式で変調するとともに周波数変換における解像度を調整して占有帯域幅を調整するので、簡易な方法により占有帯域幅を調整することができる。

（実施の形態５）
＜無線伝送システムの構成＞
本発明の実施の形態５における無線伝送システム１０００の構成について、図１０を用いて説明する。

無線伝送システム１０００は、送信装置１０５０及び受信装置１０６０から主に構成されている。

送信装置１０５０及び受信装置１０６０は、複数の異なる伝送レートで互いに通信可能である。

送信装置１０５０及び受信装置１０６０は、互いの距離が近距離である場合には、高伝送レートかつ短時間で大容量の通信を行う。また、送信装置１０５０及び受信装置１０６０は、互いの距離が遠距離である場合には、低伝送レートを設定し、高い受信感度で広いリンクバジェットを確保する。これより、無線伝送システム１００は、幅広い用途に使用することができる。

＜送信装置の構成＞
本発明の実施の形態５に係る送信装置１０５０の構成について、図１０を用いて説明する。

図１０に示す送信装置１０５０は、図１に示す実施の形態１に係る送信装置１５０と比較して、スイッチ部１００１、スペクトル拡散部１００３及びスイッチ部１００４を追加し、変調部１０１の代わりに変調部１００２を有し、占有帯域幅制御部１０２の代わりに占有帯域幅制御部１００５を有している。なお、図１０おいて、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

送信装置１０５０は、ＲＦ送信部１０３と、アンテナ１０４と、スイッチ部１００１と、変調部１００２と、スペクトル拡散部１００３と、スイッチ部１００４と、占有帯域幅制御部１００５とから主に構成されている。

スイッチ部１００１は、占有帯域幅制御部１００５の制御に従って、入力された送信データの変調部１００２への出力と、入力された送信データのスペクトル拡散部１００３への出力とを切り替える。

変調部１００２は、スイッチ部１００１を介して入力された送信データを変調して変調信号を生成する。変調部１００２は、生成した変調信号をスイッチ部１００４を介してＲＦ送信部１０３に出力する。

スペクトル拡散部１００３は、スイッチ部１００１を介して入力された送信データを変調して変調信号を生成する。スペクトル拡散部１００３は、占有帯域幅制御部１００５から入力された帯域幅設定情報である拡散符号により変調信号を所定の拡散率で拡散処理して、受信装置１０６０のチャネル選択フィルタ３０５の通過帯域における占有帯域幅を、伝送レート毎に調整した拡散信号を生成する。スペクトル拡散部１００３は、生成した拡散信号をスイッチ部１００４を介してＲＦ送信部１０３に出力する。

スイッチ部１００４は、占有帯域幅制御部１００５の制御に従って、変調部１００２から入力された変調信号のＲＦ送信部１０３への出力と、スペクトル拡散部１００３から入力された拡散信号のＲＦ送信部１０３への出力とを切り替える。

ＲＦ送信部１０３は、変調部１００２またはスペクトル拡散部１００３からスイッチ部１００４を介して入力された変調信号または拡散信号に対して所定の無線処理を施す。ＲＦ送信部１０３は、無線処理を施した信号をアンテナ１０４を介して送信する。

占有帯域幅制御部１００５は、入力された伝送レート設定情報に基づいて、チャネル選択フィルタ３０５の通過帯域の帯域幅に近づくような拡散率の拡散符号をスペクトル拡散部１００３に出力する。占有帯域幅制御部１００５は、拡散符号の系列長を可変にして拡散率を可変にする。なお、占有帯域幅制御部１００５の構成の詳細については後述する。

＜受信装置の構成＞
本発明の実施の形態５における受信装置の構成について、図１０を用いて説明する。

図１０に示す受信装置１０６０は、図１に示す実施の形態１に係る受信装置１６０と比較して、スイッチ部１０１１、スペクトル逆拡散部１０１３及びスイッチ部１０１４を追加し、レート判別部１１３の代わりにレート判別部１０１２を有している。なお、図１０において、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

受信装置１０６０は、アンテナ１１１と、ＲＦ受信部１１２と、復調部１１４と、クロック再生部１１５と、スイッチ部１０１１と、レート判別部１０１２と、スペクトル逆拡散部１０１３と、スイッチ部１０１４とから主に構成されている。データ取得処理部１０２０は、復調部１１４と、クロック再生部１１５と、スイッチ部１０１１と、スペクトル逆拡散部１０１３と、スイッチ部１０１４とを含んでいる。データ取得処理部１０２０は、ベースバンド信号より受信データを取得する処理を行う。

ＲＦ受信部１１２は、アンテナ１１１を介して受信した信号に対して所定の無線処理を施してベースバンド信号を生成する。ＲＦ受信部１１２は、生成したベースバンド信号をレート判別部１０１２及びスイッチ部１０１１を介して復調部１１４に出力する。ＲＦ受信部１１２から出力されたベースバンド信号は、レート判別部１０１２及びデータ取得処理部１０２０に並列に入力される。

スイッチ部１０１１は、レート判別部１０１２の制御に従って、ＲＦ受信部１１２から入力された変調信号の復調部１１４への出力と、ＲＦ受信部１１２から入力された拡散信号のスペクトル逆拡散部１０１３への出力とを切り替える。

レート判別部１０１２は、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号を逆拡散処理するとともに、周波数成分を解析して伝送レートを判別する。レート判別部１０１２は、判別した伝送レートが所定の伝送レートではない場合に、判別した伝送レートに対応するパラメータを設定する。レート判別部１０１２は、設定したパラメータを復調部１１４及びクロック再生部１１５に出力する。レート判別部１０１２は、判別した伝送レートが所定の伝送レートである場合には、パラメータを設定しない。

レート判別部１０１２は、伝送レートと拡散符号とを対応付けたテーブルを予め記憶している。レート判別部１０１２は、上記テーブルを参照して、判別した伝送レートに対応付けられている拡散符号を選択してスペクトル逆拡散部１０１３に出力する。

レート判別部１０１２は、判別した伝送レートに応じて、スイッチ部１０１１及びスイッチ部１０１４を切り替え制御する。

復調部１１４は、所定の伝送レートのパラメータが予め設定されており、レート判別部１０１２からパラメータが入力されない場合には、予め設定されているパラメータに基づいて、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号を復調して復調信号を生成する。復調部１１４は、レート判別部１０１２からパラメータが入力された場合には、入力されたパラメータに基づいて、ＲＦ受信部１１２から入力されたベースバンド信号を復調して復調信号を生成する。復調部１１４は、生成した復調信号をスイッチ部１０１４を介してクロック再生部１１５に出力する。

スペクトル逆拡散部１０１３は、レート判別部１０１２から入力された拡散符号により、ＲＦ受信部１１２からスイッチ部１０１１を介して入力されたベースバンド信号を逆拡散処理する。スペクトル逆拡散部１０１３は、逆拡散処理した信号を復調して復調信号を生成する。スペクトル逆拡散部１０１３は、復調信号をスイッチ部１０１４を介してクロック再生部１１５に出力する。ここで、レート判別部１０１２からスペクトル逆拡散部１０１３に入力される拡散符号は、占有帯域幅制御部１００５からスペクトル拡散部１００３に入力される拡散符号と同一である。

スイッチ部１０１４は、レート判別部１０１２の制御に従って、復調部１１４から入力された復調信号のクロック再生部１１５への出力と、スペクトル逆拡散部１０１３から入力された復調信号のクロック再生部１１５への出力とを切り替える。

クロック再生部１１５は、所定の伝送レートのパラメータが予め設定されており、レート判別部１０１２からパラメータが入力されない場合には、予め設定されているパラメータに基づいて、復調部１１４またはスペクトル逆拡散部１０１３からスイッチ部１０１４を介して入力された復調信号よりクロックを再生してビットデータに変換する。クロック再生部１１５は、レート判別部１０１２からパラメータが入力された場合には、入力されたパラメータに基づいて、復調部１１４またはスペクトル逆拡散部１０１３からスイッチ部１０１４を介して入力された復調信号よりクロックを再生してビットデータに変換する。クロック再生部１１５は、ビットデータを受信データとして出力する。

＜占有帯域幅制御部の構成＞
本発明の実施の形態５における占有帯域幅制御部１００５の構成について、図１１を用いて説明する。

占有帯域幅制御部１００５は、記憶部１１０１と、記憶部１１０２と、レート差計算部１１０３とから主に構成されている。

記憶部１１０１は、送信装置１０５０が送信可能な伝送レートのうちの最も高速の伝送レートを記憶している。

記憶部１１０２は、レート差と異なる拡散率の拡散符号とを対応付けたテーブルを記憶している。

レート差計算部１１０３は、伝送レート設定情報が入力された際に、伝送レート設定情報の伝送レートと記憶部１１０１に記憶されている伝送レートとのレート差を算出する。レート差計算部１１０３は、記憶部１１０２に記憶されているテーブルを参照して、算出したレート差に対応付けられている拡散符号を選択する。レート差計算部１１０３は、選択した拡散符号をスペクトル拡散部１００３に出力する。

レート差計算部１１０３は、上記レート差が「０」以外の場合には、スペクトル拡散部１００３に送信データが入力されるようにスイッチ部１００１を切り替え制御するとともに、スペクトル拡散部１００３とＲＦ送信部１０３とが接続されるようにスイッチ部１００４を切り替え制御する。レート差計算部１１０３は、算出したレート差が「０」の場合には、変調部１００２に送信データが入力されるようにスイッチ部１００１を切り替え制御するとともに、変調部１００２とＲＦ送信部１０３とが接続されるようにスイッチ部１００４を切り替え制御する。上記レート差が「０」の場合とは、これから送信する送信データの伝送レートが最も高速であるために、占有帯域幅を調整する必要が無い場合である。

なお、レート差計算部１１０３は、上記レート差が閾値以上の場合に、スペクトル拡散部１００３に送信データが入力されるようにスイッチ部１００１を切り替え制御するとともに、スペクトル拡散部１００３とＲＦ送信部１０３とが接続されるようにスイッチ部１００４を切り替え制御してもよい。また、レート差計算部１１０３は、上記レート差が閾値未満の場合に、変調部１００２に送信データが入力されるようにスイッチ部１００１を切り替え制御するとともに、変調部１００２とＲＦ送信部１０３とが接続されるようにスイッチ部１００４を切り替え制御してもよい。これは、最も高速の伝送レートよりも少し低速な伝送レートにおいて、比較的広範な占有帯域幅を有するために占有帯域幅を調整する必要が無い場合に適用できる。

また、本実施の形態における占有帯域幅の調整方法は、調整係数の代わりに拡散符号を用いる以外は上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

＜実施の形態５の効果＞
本実施の形態によれば、占有帯域幅を伝送レート毎に調整することにより、Ｓ／Ｎ比の劣化を防ぐことができるとともに周波数成分が削られて復調できない状態を防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、送信データを拡散処理して送信するので、秘匿性の高い通信を行うことができるとともに、リソースの使用効率を向上させることができる。

＜全ての実施の形態に共通の変形例＞
上記実施の形態１〜実施の形態５において、低伝送レートの信号の占有帯域幅を拡張したが、高伝送レートの信号の占有帯域幅を縮小してもよい。

本発明は、複数の異なる伝送レートで通信可能な送信装置及び帯域幅調整方法に好適である。

１００ 無線伝送システム
１０１ 変調部
１０２ 占有帯域幅制御部
１０３ ＲＦ送信部
１０４、１１１ アンテナ
１１２ ＲＦ受信部
１１３ レート判別部
１１４ 復調部
１１５ クロック再生部
１２０ データ取得処理部
１５０ 送信装置
１６０ 受信装置

Claims (10)

1. 複数の異なる伝送レートで通信可能な送信装置であって、
   送信データを変調して送信信号を生成するとともに、所定の帯域の帯域幅に近づくように、前記送信信号の前記所定の帯域における占有帯域幅を伝送レート毎に調整する調整手段と、
   前記調整手段により前記占有帯域幅を調整した前記送信信号を送信する送信手段と、
   を具備する送信装置。
2. 前記所定の帯域は、
   受信側のチャネル選択フィルタの通過帯域である、
   請求項１記載の送信装置。
3. 前記調整手段は、
   前記占有帯域幅をα（α＞１）倍して前記調整を行う、
   請求項１記載の送信装置。
4. 前記調整手段は、
   前記変調に加えて、前記送信データを拡散処理して前記送信信号を生成するとともに、前記拡散処理の拡散率を可変にして前記調整を行う、
   請求項１記載の送信装置。
5. 前記調整手段は、
   前記送信データをＦＳＫ変調方式により変調して前記送信信号を生成するとともに、前記ＦＳＫ変調方式における周波数変換の解像度を可変にすることにより前記調整を行う、
   請求項１記載の送信装置。
6. 請求項１記載の送信装置と通信する受信装置であって、
   前記送信手段より送信された前記送信信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信した前記送信信号の前記所定の帯域である通過帯域を通過させる帯域制限手段と、
   前記帯域制限手段を通過した前記送信信号の周波数成分を解析することにより伝送レートを判別するとともに、前記判別した伝送レートに対応するパラメータを設定する伝送レート判別手段と、
   前記伝送レート判別手段により設定した前記パラメータにより、前記帯域制限手段を通過した前記送信信号を復調してデータを取得するデータ取得手段と、
   を具備する受信装置。
7. 前記伝送レート判別手段は、
   複数の並列に接続された各々異なる周波数を通過させるフィルタを有し、前記帯域制限手段を通過した前記送信信号を前記フィルタを通過させることにより周波数成分を解析する、
   請求項６記載の受信装置。
8. 前記伝送レート判別手段は、
   単一のフィルタを有し、前記帯域制限手段を通過した前記送信信号を、カットオフ周波数を切り替えながら前記フィルタを通過させることにより周波数成分を解析する、
   請求項６記載の受信装置。
9. 前記伝送レート判別手段は、
   前記帯域制限手段を通過した前記送信信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換して周波数成分を解析する、
   請求項６記載の受信装置。
10. 複数の異なる伝送レートで通信可能な送信装置における帯域幅調整方法であって、
    送信データを変調して送信信号を生成するステップと、
    所定の帯域の帯域幅に近づくように前記送信信号の前記所定の帯域における占有帯域幅を伝送レート毎に調整するステップと、
    を具備する帯域幅調整方法。

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