JP3226906B2 - 局部発振信号供給方法およびその回路 - Google Patents
局部発振信号供給方法およびその回路Info
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Description
れぞれに接続する受信機を介して入力する受信信号をデ
ジタルシグナルプロセッサにより復調出力する際に用い
る局部発振信号供給方法およびその回路に関し、特に、
アンテナでの受信信号の伝搬遅延差を正確に再現するこ
とができる局部発振信号供給方法およびその回路に関す
る。
よびその回路で、局部発振信号は、複数のアンテナ毎に
備えられる受信機での周波数変換に用いられるために複
数の受信機毎に設けられる発振器で生成されていた。
した局部発振信号が供給されるような構成では、これら
局部発振信号の位相が固定されていないので、アダプテ
ィブアレイアンテナシステムなどでアンテナでの受信信
号における位相成分を正確に検出することが必要な場合
に、適用することができない。
138号の図8)に示される構成では、アンテナ101
−1〜−nから受けた受信信号を、受信機102−1〜
−nが周波数変換を行なうミキサ103−1〜−nに入
力し、局部発振信号を局部発振器104から受け、A/
D(アナログ/デジタル)変換器105−1〜−nを介
してDSP(デジタルシグナルプロセッサ)106に送
出している。
ら受ける場合には、配線長の相違による時間的遅れから
生じる位相誤差を生じることが免れない。
式があるが、チャネル毎に発振器を備えて各受信機に分
配するので装置規模が大きくなるという欠点がある。
振信号供給方法およびその回路では、次のような問題点
がある。
ら受ける受信信号の伝搬遅延差を正確に再現できないこ
とである。このため、アダプティブアレイアンテナシス
テムなどで必要な、位相に基づく正確な制御ができない
ことである。
して、局部発振信号が独立して生成されるため、または
ミキサへの入力信号に対する位相制御がないため、周波
数変換に用いる局部発振信号の位相誤差が避けられない
からである。
しても、装置規模が大きくなるという問題点がある。
イザ方式では、チャネル毎に発振器を備えて各受信機に
分配する複雑な構成が避けられないからである。
し、小規模回路で複数の受信機それぞれを介して入力す
る受信信号のアンテナにおける伝搬遅延差を正確に再現
できる局部発振信号供給方法およびその回路を提供する
ことである。
号供給方法は、複数のアンテナそれぞれに接続する受信
機を介して入力する受信信号をデジタルシグナルプロセ
ッサ(DSP)により復調出力する際に用いるものであ
って、局部発振信号となる周波数成分を含む周波数デー
タを独立して生成し無線チャネルに相当する一つの信号
系列を介し複数の前記受信機へ共通の信号源として送出
する一方、更に、前記受信機それぞれにおいて、前記信
号源として供給を受けた前記周波数データに基づいて全
ての前記受信機で生成する局部発振信号の位相を揃える
ことを特徴としている。
は、局部発振信号となる周波数成分を含む周波数データ
を独立して生成し無線チャネルに相当する一つの信号系
列を介して複数の前記受信機へ共通の信号源として送出
する一つの周波数データ生成部を備え、更に、前記受信
機それぞれに、前記信号源として前記周波数データ生成
部から供給を受けた前記周波数データに基づいて全ての
前記受信機で位相の揃った局部発振信号を生成する局発
信号生成部を備えることを特徴としている。
おいて、他の受信機と位相および振幅の揃った局部発振
信号を生成しているので、複数の受信機それぞれを介し
て入力する受信信号のアンテナにおける伝搬遅延差を正
確に再現することができる。
ての具体的な方法の一つは、供給される前記信号源はデ
ジタル信号であり、全ての前記受信機に共通のクロック
信号に基づいてこのデジタル信号をアナログ変換するこ
とにより局部発振信号を生成しており、従って、デジタ
ル処理により共通して同期したデータおよび信号を生成
することができる。また、その具体的な回路の一つは、
周波数データ生成部がデジタル信号による周波数データ
を出力し、受信機の局発信号生成部が全ての前記受信機
に共通のクロック信号に基づいてデジタル信号をアナロ
グ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換器にあ
る。
避けることができる。
れが異なるシフトデータを生成して全ての受信機に送出
する複数の前記信号系列を備え、複数の前記信号系列そ
れぞれから選択されるシフトデータと前記周波数データ
生成部から入力する周波数データとの直交振幅変調を行
なって所定の周波数を有する局部発振信号を生成するこ
とを特徴とし、更に具体的には、複数の前記信号系列そ
れぞれが前記周波数データに対して進相データに相当す
るシフトデータを全ての前記受信機に供給し、前記受信
機では、複数の前記信号系列それぞれから所望の周波数
が得られるシフトデータを選択して信号変換し、選択変
換されたシフトデータと前記周波数データとの直交振幅
変調を行なって所望の周波数を有する局部発振信号を生
成することを特徴としている。
が異なる複数のシフトデータを生成して全ての受信機に
送出するシフトデータ生成部を更に備え、受信機の局発
信号生成部は前記周波数データ生成部から受ける周波数
データと該シフトデータ生成部から受け選択されるるシ
フトデータとの直交振幅変調を行なって所望の周波数を
有する局部発振信号を生成する直交変調器を備えてお
り、更に具体的には、周波数データ生成部は前記周波数
データに対し進相データに相当するシフトデータを全て
の前記受信機に出力する複数の前記信号系列それぞれを
備え、受信機では、複数の前記信号系列から所望の周波
数が得られるシフトデータを信号系列から選択して信号
変換する選択変換器と、選択変換されたシフトデータと
前記周波数データとの直交振幅変調を行なって所望の周
波数を有する局部発振信号を生成する直交変調器とを備
えることを特徴としている。
て図面を参照して説明する。
ロック図である。図1に示された局部発振信号供給回路
は、n個のアンテナ1−1〜−nそれぞれと接続される
受信機2−1〜−nそれぞれに、局発信号生成部3−1
〜−n、ミキサ4−1〜−n、およびフィルタ5−1〜
−nのそれぞれを備えている。局発信号生成部3−1〜
−nそれぞれには周波数データ生成部6が接続されてい
る。
が周波数データ生成部6から周波数成分を含んだ周波数
データを受けて内部の局発信号生成部3−1〜−nによ
り同期した局部発振信号を生成していることである。次
に、本発明における基本構成を説明するが、受信機2−
1〜−nから出力された信号を処理するDSP8につい
ては、本発明に直接かかわるものではなく、機能に応じ
て従来と同様の構成を有することになるので、詳細説明
を省略する。
長λを有する場合、四分のλ以上の間隔をおいて設置さ
れる無指向性アンテナである。アンテナ1−nに接続さ
れる受信機2−nの局発信号生成部3−nは周波数デー
タ生成部6から受ける周波数データに基づいて全ての受
信機2−1〜−nでの位相および振幅の揃った局部発振
信号を生成する。
ドミキサ)などに代表されるものであって、アンテナ1
−nから入力する受信信号を局発信号生成部3−nで生
成する局部発振信号によりIF(中間周波数)信号に変
換する。フィルタ5−nは、SAW(表面弾性波)フィ
ルタなどに代表されるものであって、ミキサ4−nによ
り発生する不要な輻射を抑圧するものである。フィルタ
5−1〜−nそれぞれにはA/D(アナログ/デジタ
ル)変換器7−1〜−nを介してDSP(デジタルシグ
ナルプロセッサ)8が接続されている。
んだデータをソフトウェアにより生成して各受信機2−
1〜−nの局発信号生成部3−1〜−nそれぞれへ供給
する。A/D変換器7−1〜−nそれぞれは、各受信機
2−1〜−nのフィルタ5−1〜−nそれぞれの出力を
受けてデジタル変換しDSP8へ送出する。DSP8
は、例えばアダプティブアレイアンテナシステムの場
合、受信機2−1〜−nそれぞれで周波数変換された受
信信号から復調された復調信号間における受信遅延位相
を検出する。
における動作機能を説明する。
1−nの受信機2−nにおいて周波数変換が行なわれ
る。この周波数変換を行なう際に用いられる局部発振信
号は、受信機2−n内部の局発信号生成部3−nで周波
数データ生成部6から供給される周波数データに基づい
て生成される。周波数データ生成部6は、周波数変換に
用いられる局部発振信号の正弦波波形を直接発生させ
て、局発信号生成部3−1〜−nへ供給する周波数デー
タを出力する。
nにとって共通の同期した周波数誤差および位相誤差を
再現できる局部発振信号を局発信号生成部3−1〜−n
で生成するものである。従って、この周波数データに基
づいて生成された局部発振信号は、受信機2−1〜−n
間における信号の通過位相を固定することができる。他
方、受信機2−1〜−nそれぞれで周波数変換された受
信信号の相互間の位相差が、DSP8により検出でき
る。
テムのようにアンテナ1−1〜−nで受信した受信信号
の位相成分を正確に検出する必要がある場合、受信機2
−1〜−n間における信号の通過位相を固定できるの
で、復調信号相互間の位相変位はアンテナ1−1〜−n
それぞれに対する受信遅延位相を示すことになる。すな
わち、このことは、アダプティブアレイアンテナシステ
ムの動作を安定させることになる。
信号を生成する一つの具体例について説明する。すなわ
ち、図2では、図1における局発信号生成部3に、D/
A変換器21を採用している。
0に対してデジタル信号による周波数データを供給する
ものとする。また、デジタル系に供給されるクロック信
号の信号源は、受信機20を含めて、全ての構成要素に
共通であるものとする。従って、一つの局部発振信号供
給回路内での位相誤差はない。
数データ生成部22から供給される周波数データによ
り、他の受信機と共通の同期したデータを受信し、かつ
波形生成している。従って、D/A変換器21が出力す
る局部発振信号の位相誤差を固定することができる。す
なわち、受信機間で局部発振信号の周波数誤差および位
相誤差が相違することを防止できる。このため、受信機
間の復調信号の通過位相を固定できるので、DSP8
は、複数の受信機20から受けた受信信号の位相差を検
出することにより、復調信号相互間における位相偏差
を、アンテナ1における受信遅延位相と安定して判断で
きる。このことは、アダプティブアレイアンテナシステ
ムの動作を安定させることになる。
示される機能を拡張した実施例を説明する。
波数で周波数変換ができる。図2と相違する点は、n台
の受信機30−1〜−nそれぞれに直交変調器31−1
〜−nを備え、周波数データ生成部6に加えてシフトデ
ータ生成部9が、受信帯域全てのチャネルに対応できる
数のシフトデータを生成して全ての受信機30−1〜−
nに送出していることである。
4−1〜−nおよびフィルタ5−1〜−nについては、
図1を参照して説明したものと同一機能を有するので説
明を省略する。
一方に周波数データ生成部6から供給される周波数デー
タに基づく基本周波数の信号、また他方にシフトデータ
生成部9から供給されるシフトデータに基づく上記基本
周波数に対する離調周波数の信号、それぞれを入力して
直交変調を行なうことにより周波数の異なる局部発振信
号を出力することができる。
振信号が4チャネルの場合における局部発振信号生成の
実施例について説明する。
波数を、40MHz、45MHz、50MHz、および
55MHzであるものとする。この結果、周波数データ
生成部22が送出するデータは基本周波数f0=40M
Hzを有しており、また離調周波数を5MHzとする場
合、シフトデータ生成部44が送出するシフトデータ
は、f1=0Hz、f2=5MHz、f3=10MH
z、およびf4=15MHzの発振周波数またはパルス
タイミングで送出することになる。このシフトデータと
なる4種類の離調周波数は水晶発振器を用いて出力して
もよい。
ィルタ5、D/A変換器21、選択変換器41、D/A
変換器42、および直交変調器43を有している。ミキ
サ4、フィルタ5、およびD/A変換器21は既に説明
したものであり、ここでの説明は省略する。
ているものとし、DSP8から周波数指定信号Sを受け
てシフトデータ生成部44から入力する離調周波数f0
〜f4それぞれを有するシフトデータの一つにシフト
し、それを選択すると共に周波数データ生成部22から
入力する基本周波数データに対して直交変調データを生
成する。
れ、D/A変換器21を介して得た信号を搬送波とし、
D/A変換器42を介して無変調周波数をシフトするデ
ータを生成し、直交変調器43で直交変調することによ
り、受信機40それぞれで、周波数の異なる局部発振信
号を得ることができる。
分のπシフトQPSK変調の場合、選択変換器41は、
生成するデータに、例えばシフトデータf2を選択する
際には、5Msps(サンプルパーセコンド)で全て
「0」のデータを与えることになる。
成する過程について図3のより詳細に説明する。
51およびI/Q信号変換部52を備え、D/A変換器
42はD/A変換部53−i、53−qおよびフィルタ
54−i、54−qを備え、また、直交変調器43は9
0度移相器55、ミキサ56−i、56−q、合成器5
7、およびフィルタ58を備えている。
フトデータ生成部44から供給される4チャネルのデー
タが入力される。セレクタ部51では、図3におけるD
SP8から受ける周波数指定信号Sにより4チャネルの
うちで使用されるデータが指定される。I/Q信号変換
部52は、セレクタ部51から受けた一つのチャネルに
対するシフトデータをD/A変換器42および直交変調
器43で処理可能なデータフォーマットに変換してI
(in−phase)信号およびQ(quadratu
re)信号に分離し、D/A変換部53−i、53−q
それぞれに出力する。
は入力したデジタル信号をアナログ信号に変換し、フィ
ルタ54−i、54−qはこのアナログ信号に含まれる
D/A変換部53−i、53−qで用いられたクロック
成分を除去する。上述したように、各受信機40で使用
される共通のクロック成分は位相誤差を同一にするため
このD/A変換部53−i、53−qにも適用されてい
る。
22で生成されD/A変換器21から出力される基本の
周波数データf0の信号を搬送波とし、ミキサ56−i
には90度移相器55を介して90度移相した信号、ま
たミキサ56−qには移相なしの信号それぞれが入力さ
れる。
6−iではフィルタ54−iから出力するI信号、ミキ
サ56−qではフィルタ54−qから出力するQ信号、
それぞれが直交変調を行ない、合成器57がI信号とQ
信号とを合成する。合成されかつ使用される全てのチャ
ネルが通過可能なフィルタ58は、不要な輻射を抑圧し
た局部発振信号としてミキサ4に出力する。フィルタ5
8は、この際、キャリアリークとして残留していた周波
数データ生成部22から入力した搬送波の成分も、同時
に除去する。
うI/Q信号変換部52について説明する。
psですべて「0」のデータのシフトデータf2が指定
された場合、I/Q信号変換部52では、5MHzの周
波数成分を持たせた全て「0」のデータに変換し、I平
面およびQ平面上に等振幅の真円の軌跡を5MHzで回
転するI/Qデータを生成するデータをD/A変換器4
2へ出力する。すなわち、I平面上のデータをI信号、
またQ平面上のデータをQ信号としてD/A変換器42
に出力する。
力する基本の周波数f0=40MHzを有する搬送波と
D/A変換器42が出力するI/Q信号とを直交変調し
て合成することにより45MHzの局部発振信号が生成
されることになる。
数のI/Q信号などを生成する各種のデータは、各受信
機共通のデータ生成部およびクロックで作成されるもの
である。従って、各受信機内で生成される局部発振信号
の位相差は、原理上では存在しない。特に、同一周波数
チャネルを選択した受信機同士の位相差は確実に固定さ
れている。従って、局部発振信号を生成する信号源はす
べて共通であり、各アンテナで入力する受信信号が有す
る位相差を固定することができるので、例えばアダプテ
ィブアレイアンテナシステムを安定させることができ
る。
明したが、機能の分離併合によるブロック構成の変更
は、上記機能を満たす限り自由であり、上記説明が本発
明を限定するものではない。
のような効果を得ることができる。
される局部発振信号相互間の位相誤差が固定されるの
で、受信機の通過位相が固定されることである。
データおよびクロックに基づいて複数の受信機それぞれ
が内部で同一の位相誤差を有する局部発振信号を生成し
ているからである。
較して追加される構成が小規模で済むことである。
同期したデータおよび信号の生成を行なっているからで
ある。
ある。
である。
ク図である。
である。
ある。
ルタ 6、22 周波数データ生成部 9、44 シフトデータ生成部 21、42 D/A変換器 31−1〜−n、43 直交変調器 41 選択変換器 51 セレクタ部 52 I/Q信号変換部 53−i、53−q D/A変換部 55 90度移相器 57 合成器
Claims (9)
- 【請求項1】 複数のアンテナそれぞれに接続する受信
機を介して入力する受信信号をデジタルシグナルプロセ
ッサにより復調出力する際に用いる局部発振信号供給方
法において、局部発振信号となる周波数成分を含む周波
数データを独立して生成し無線チャネルに相当する一つ
の信号系列を介し複数の前記受信機へ共通の信号源とし
て送出する一方、更に、前記受信機それぞれにおいて、
前記信号源として供給を受けた前記周波数データに基づ
いて全ての前記受信機で生成する局部発振信号の位相を
揃えることを特徴とする局部発振信号供給方法。 - 【請求項2】 請求項1において、供給される前記信号
源はデジタル信号であり、全ての前記受信機に共通のク
ロック信号に基づいてこのデジタル信号をアナログ変換
することにより局部発振信号を生成することを特徴とす
る局部発振信号供給方法。 - 【請求項3】 請求項2において、デジタル処理により
共通して同期したデータおよび信号の生成を行うことで
装置規模を小型化することを特徴とする局部発振信号供
給方法。 - 【請求項4】 請求項2において、それぞれが異なるシ
フトデータを生成して全ての受信機に送出する複数の前
記信号系列を備え、複数の前記信号系列それぞれから選
択されるシフトデータと前記周波数データ生成部から入
力する周波数データとの直交振幅変調を行なって所定の
周波数を有する局部発振信号を生成することを特徴とす
る局部発振信号供給方法。 - 【請求項5】 請求項2において、複数の前記信号系列
それぞれが前記周波数データに対して進相データに相当
するシフトデータを全ての前記受信機に供給し、前記受
信機では、複数の前記信号系列それぞれから所望の周波
数が得られるシフトデータを選択して信号変換し、選択
変換されたシフトデータと前記周波数データとの直交振
幅変調を行なって所望の周波数を有する局部発振信号を
生成することを特徴とする局部発振信号供給方法。 - 【請求項6】 複数のアンテナそれぞれに接続する受信
機を介して入力する受信信号をデジタルシグナルプロセ
ッサにより復調出力する際に用いる局部発振信号供給回
路において、局部発振信号となる周波数成分を含む周波
数データを独 立して生成し無線チャネルに相当する一つ
の信号系列を介して複数の前記受信機へ共通の信号源と
して送出する一つの周波数データ生成部を備え、更に、
前記受信機それぞれに、前記信号源として前記周波数デ
ータ生成部から供給を受けた前記周波数データに基づい
て全ての前記受信機で位相の揃った局部発振信号を生成
する局発信号生成部を備えることを特徴とする局部発振
信号供給回路。 - 【請求項7】 請求項6において、周波数データ生成部
はデジタル信号による周波数データを出力し、受信機の
局発信号生成部は全ての前記受信機に共通のクロック信
号に基づいてデジタル信号をアナログ信号に変換して出
力するデジタルアナログ変換器であることを特徴とする
局部発振信号供給回路。 - 【請求項8】 請求項7において、それぞれが異なる複
数のシフトデータを生成して全ての受信機に送出するシ
フトデータ生成部を更に備え、受信機の局発信号生成部
は前記周波数データ生成部から受ける周波数データと該
シフトデータ生成部から受け選択されるシフトデータと
の直交振幅変調を行なって所望の周波数を有する局部発
振信号を生成する直交変調器を備えることを特徴とする
局部発振信号供給回路。 - 【請求項9】 請求項7において、周波数データ生成部
は前記周波数データに対し進相データに相当するシフト
データを全ての前記受信機に出力する複数の前記信号系
列それぞれを備え、受信機では、複数の前記信号系列か
ら所望の周波数が得られるシフトデータを信号系列から
選択して信号変換する選択変換器と、選択変換されたシ
フトデータと前記周波数データとの直交振幅変調を行な
って所望の周波数を有する局部発振信号を生成する直交
変調器とを備えることを特徴とする局部発振信号供給回
路。
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
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PCT/JP2000/006494 WO2001022605A1 (fr) | 1999-09-24 | 2000-09-22 | Procede de fourniture de signaux d'oscillation locaux et circuit a cet effet |
DE60039447T DE60039447D1 (de) | 1999-09-24 | 2000-09-22 | Verfahren und Schaltung zur Bereitstellung des Signals eines lokalen Oszillators |
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