JP3746172B2 - 移動無線端末装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、欧州のGSM(Global System of Mobile communication)や日本のRCR STD−27で規定されるPDC(Public Digital Cellar)、RCR STD−28で規定されるPHS(Personal Handyphone System)などで用いられ、基地局との間の送受信にTDD(Time Division Duplex)方式を用いた移動無線端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、従来の移動無線端末装置は、図4に示すように構成される。この図において、1はアンテナ、2は送受共用部、3は受信高周波部、4はシンセサイザ部、5はベースバンド信号処理部、6は送信高周波部、7は電力増幅部である。
【0003】
アンテナ1で受信された信号は、送受共用部2を通じて、受信高周波部3へ伝わるように制御される。受信高周波部3に入力された高周波信号は、ここで、シンセサイザ部4から供給される高周波ローカル信号Lo−RFrxおよび中間周波ローカル信号Lo−IFを用いてベースバンド信号へと周波数変換および直交復調される。
受信高周波部3にてベースバンド信号に変換された受信信号は、ベースバンド信号処理部5へ入力されて、その後の受信信号処理が施される。
【0004】
また、送信動作時には、ベースバンド信号処理部5で処理された送信ベースバンド信号が、送信高周波部6に入力されて、ここでシンセサイザ部4から供給される中間周波ローカル信号Lo−IFおよび高周波ローカル信号Lo−RFtxを用いて直交変調および周波数変換され、送信RF信号となる。
【0005】
送信高周波部6より出力される送信RF信号は、電力増幅部7で所望の電力まで電力増幅された後、送受共用部2を通じてアンテナ1へ伝送され、空間に放射されるよう制御される。
【0006】
なお、これらの各機能ブロックは、構成によっては、図示していない制御部からの制御信号によってそれぞれ制御されることもあり得る。これらの制御信号によって、受信あるいは送信といった動作モードも切り換わるように制御される。
【0007】
図5は送受共用部2の具体的な構成例を示すブロック図である。この図で、2−1は切替スイッチ、2−2は受信帯域バンドパスフィルタ、2−3は送信帯域バンドパスフィルタである。
【0008】
切替スイッチ2−1の第1の端子はアンテナ1へと接続されており、第2の端子には、受信帯域バンドパスフィルタ2−2が、第3の端子には送信帯域バンドパスフィルタ2−3が、それぞれ接続されており、第1の端子が選択的に第2の端子、あるいは第3の端子に接続される。
【0009】
したがって、受信動作時には、切替スイッチ2−1が第1の端子と第2の端子を接続して、アンテナ1から入力された受信RF信号が受信帯域バンドパスフィルタ2−2を介し受信高周波部3へと伝送される。
【0010】
また、送信動作時には、切替スイッチ2−1が第1の端子と第3の端子を接続して、電力増幅部7にて増幅された送信RF信号を、送信帯域バンドパスフィルタ2−3を通じてアンテナ1へと伝送する。
なお、切替スイッチ2−1を切換制御する制御信号は、図示していない制御部から入力される。
【0011】
図6に、送受共用部2の別の構成例を示す。
2−4は、送受分波器である。送受分波器2−4は、2つのバンドパスフィルタで構成されており、アンテナ1へつながる第1の端子と、受信高周波部3へつながる第2の端子との間には、受信帯域の信号を通し送信帯域の信号を阻止するような周波数特性のバンドパスフィルタが接続されている。
【0012】
また、アンテナ1へつながる第1の端子と、電力増幅部7へつながる第3の端子との間には、送信帯域の信号を通し受信帯域の信号を阻止するような周波数特性のバンドパスフィルタが接続されている。
このような特性を有する2つのバンドパスフィルタを組み合わせても送受共用部2を構成できる。
【0013】
次に、受信高周波部3の具体的構成について説明する。図7は受信高周波部3の構成例を示すブロック図である。
この図において、3−1はローノイスアンプ、3−2,3−3はミキサ、3−4は90度移相器、3−5,3−6,3−9,3−10はローパスフィルタ、3−7,3−8は増幅器である。
【0014】
この図に示す受信高周波部3は、いわゆるダイレクトコンバージョンタイプの受信機である。ダイレクトコンバージョンの場合、中間周波ローカル信号は必要ない。搬送波周波数と同じか、あるいはその半分の周波数の高周波ローカル信号を用いて受信高周波信号から直接ベースバンド信号を得る方式である。
【0015】
高周波ローカル信号を得る方法はいくつか考えられるが、例えば、図8に示すように、シンセサイザ部4から出力される2つのローカル信号Lo−IFおよびLo−RFrxをミキサ4aで互いに乗算して、その出力をフィルタ4bを通じて90度移相器3−4に入力し、高周波ローカル信号として、用いることも可能である。
【0016】
90度移相器3−4は、例えば図8に示した方法で得た高周波ローカル信号より、互いに位相が90度異なる高周波ローカル信号を生成し、ミキサ3−2,3−3に供給する。
【0017】
送受共用部2から入力された受信RF信号は、ローノイスアンプ3−1で増幅された後、ミキサ3−2,3−3に入力される。ミキサ3−2,3−3に供給される高周波ローカル信号は、90度移相器3−4より供給されるもので、受信搬送波と同じ周波数か、あるいは、受信搬送波の半分の周波数である。
【0018】
ミキサ3−2,3−3の出力は、直交復調された受信ベースバンド信号となるので、ローパスフィルタ3−5,3−6で信号帯域外雑音や妨害波を除去し、増幅器3−7,3−8で適当なレベルまで増幅される。
【0019】
そして、この増幅の過程で雑音までも増幅されるので、再びローパスフィルタ3−9,3−10で更に帯域外雑音を除去し、ベースバンド信号処理部5へ出力する。
【0020】
図9は、受信高周波部3の別の構成例を示すブロック図である。この図で、図7と同様に、3−1はローノイスアンプ、3−2,3−3はミキサ、3−4は90度移相器、3−5,3−6,3−9,3−10はローパスフィルタ、3−7,3−8は増幅器であり、また3−11、3−12はA/D変換器(A/D)、3−13は分周器(÷N)、3−14はA/D変換器(A/D)、3−15は90度移相器、3−16,3−17,3−18,3−19は乗算器、3−20は引き算器、3−21は足し算器、3−22,3−23はローパスフィルタである。
【0021】
なお、この場合は、図7の場合と異なり、高周波ローカル信号の周波数は、受信搬送波周波数と同じではなく、若干のオフセットを持たせて周波数設定する。高周波ローカル信号周波数は、受信チャネル周波数と次のチャネル周波数との間となるように設定する。
【0022】
この場合、隣接チャネルの信号は妨害波となって受信中問周波数信号に混在してくるが、この隣接チャネル妨害波は、イメージキャンセル技術を用いて受信ベースバンド信号から除去することができる。
【0023】
シンセサイザ部4から供給される中間周波ローカル信号は、分周器3−13で中問周波ローカル信号周波数となるように分周され、この分周により得られた中問周波ローカル信号は、A/D変換器3−14でディジタル信号に変換される。
【0024】
ローパスフィルタ3−9,3−10より出力される受信中間周波数信号は、A/D変換器3−11,3−12でディジタル信号に変換されて、この後の処理はディジタルで行われる。
【0025】
A/D変換器3−14でディジタル信号に変換された中間周波ローカル信号は、90度移相器3−15で90度の位相差をもった2つの信号に分けられ、−方は、ミキサ3−16,3−17に入力されて受信中間周波数信号と乗算され、他方はミキサ3−18,3−19に入力されて受信中間周波数信号と乗算される。
【0026】
ミキサ3−18の出力とミキサ3−17の出力とを、引き算器3−20で演算し、ミキサ3−19の出力とミキサ3−16の出力とを、足し算器3−21で演算することにより、2つの受信ベースバンド信号を得ることができる。
【0027】
この時、イメージとして同じ中問周波数に変換された妨害波である隣接チャネルの信号は、引き算器3−20や足し算器3−21で合成される際に、ちょうど逆位相で合成されることになるので、受信ベースバンド信号から隣接妨害波を除去することができる。
ローパスフィルタ3−22,3−23では、それぞれ帯域外の雑音や妨害波を更に除去してベースバンド信号処理部5へ出力する。
【0028】
次に、図10に送信高周波部6の構成例を示す。この図で、6−1は直交変調器、6−2はバンドパスフィルタ、6−3は増幅器である。
この構成の送信高周波部6は、いわゆる直接変調方式で、搬送波と同じ周波数の高周波ローカル信号を用いて、ベースバンド信号処理部5から入力される送信ベースバンド信号を直接変調するように構成されている。
【0029】
上記高周波ローカル信号を得る方法は、さまざま考えられるが、前述の図8に示したような回路でシンセサイザ部4から供給される高周波ローカル信号Lo−RFtxと中問周波ローカル信号Lo−IFとから作りだすことも可能である。
【0030】
ベースバンド信号処理部5より直交変調器6−1に入力された送信ベースバンド信号は、搬送波と同じ周波数のローカル信号を用いて直交変調され、送信高周波信号として出力される。
【0031】
この送信高周波信号には、雑音やスプリアスが含まれているので、これらをバンドパスフィルタ6−2で除去した後、増畑器6−3で適当なレベルまで増幅し、電力増幅部7へと出力される。
【0032】
図11に、直交変調器6−1の構成例を示す。
この図で、6−1−1は90度移相器、6−1−2,6−1−3は乗算器、6−1−4は足し算器である。
【0033】
90度移相器6−1−1に入力されたローカル信号は、ここで互いに90度の位相差を持つ2つの信号に分けられ、乗算器6−1−2,6−1−3に入力される。
【0034】
乗算器6−1−2,6−1−3では、90度移相器6−1−1で得たローカル信号と、ベースバンド信号処理部5より入力された送信ベースバンド信号とを乗算したのち、両者を足し算器6−1−4で合成することにより、直交変調された送信信号を得る。
【0035】
また、送信高周波部6の別の構成例として、図12に示すような構成も考えられる。この図に示す送信高周波部6は、図10と同様に、6−1は直交変調器、6−2はバンドパスフィルタ、6−3は増幅器であり、6−4はバンドパスフィルタ、6−5はミキサである。
【0036】
この構成では、直交変調器6−1にて、シンセサイザ部4から供給される中問周波ローカル信号Lo−IFを用いて、ベースバンド信号処理部5より入力された送信ベースバンド信号に直交変調をかける。
【0037】
これにより直交変調器6−1の出力として、直交変調された送信中間周波数信号が得られるが、これには雑音やスプリアスが含まれているのでバンドパスフィルタ6−4でそれらを除去する。
【0038】
そして、ミキサ6−5では、バンドパスフィルタ6−4より出力される送信中間周波数信号に対して、シンセサイザ部4から供給される高周波ローカル信号Lo−RFtxを用いて、更に搬送波周波数へと周波数変換する。
【0039】
このミキサ6−5の出力に含まれるイメージ信号やスプリアスをバンドパスフィルタ6−2で除去した後、増幅器6−3で適当なレベルまで増幅して、後段の電力増幅部7へと出力する。
【0040】
図12に示した直交変調器6−1の構成例を、図13に示す。
この図で、6−1−5はD/A変換器である。図11の直交変調器では、アナログで信号処理していたが、図13ではディジタルで信号処理した後、D/A変換器6−1−5でアナログ信号に変換して直交変調波を得る。
【0041】
またさらに、送信高周波部6の別の構成例として、図14に示すような構成も考えられる。この図で、6−6はローパスフィルタ、6−7は分周器(1/M)、6−8は位相比較器、6−9はローパスフィルタ、6−10は電圧制御発振器、6−11はミキサ、6−12はローパスフィルタ、6−13は分周器(1/N)である。
【0042】
ベースバンド信号処理部5から入力された送信ベースバンド信号は、直交変調器6−1で、シンセサイザ部4から供給される中間周波ローカル信号Lo−IFを用いて直交変調される。
【0043】
直交変調器6−1の直交変調により得られた送信中間周波数信号は、ローパスフィルタ6−6でスプリアスが除去された後、分周器6−7でM分周される。そして、分周器6−7の分周出力は、位相比較器6−8にて、分周器6−13の分周出力と位相比較される。
【0044】
位相比較器6−8の位相比較結果は、ローパスフィルタ6−9で平滑化された後、電圧制御発振器6−10の発振周波数制御電圧となる。電圧制御発振器6−10の出力は、送信信号として電力増幅部7へ出力されるとともに、ミキサ6−11へ出力される。
【0045】
ミキサ6−11は、シンセサイザ部4から供給される高周波ローカル信号Lo−RFtxを用いて、電圧制御発振器6−10の出力を送信中間周波数へと周波数変換する。
【0046】
ミキサ6−11の出力は、フィルタ6−12でイメージやスプリアスが除去された後、分周器6−13でN分周されて、位相比較器6−8で前述の分周器6−7の出力と位相比較される。
【0047】
図14に示した送信高周波部6では、位相比較器6−8に入力される2つの信号の位相が同じとなるように閉ループが形成されているので、分周器6−7側に位相変調が掛かった信号を入力すれば、位相比較器6−8は電圧制御発振器6−10にも同じ位相変調が掛かるように制御することになる。
【0048】
以上のように、従来の移動無線端末装置は、シンセサイザ部4より、受信高周波部3と送信高周波部6とヘ、ローカル信号を供給する構成となっている。
ところで、実用化されている多くの無線システムでは、上り回線周波数と下り回線周波数との周波数間隔が、チャネル周波数間隔の整数倍になっているものが多く見受けられる。
【0049】
例えば、GSMシステムの場合、チャネル周波数間隔は、200[KHz]であり、上りと下りの周波数間隔は、45[MHz]、あるいは95[MHz]となっている。
【0050】
このようなシステムで用いられる移動無線端末装置において、例えば、図9に示すような構成を受信高周波部3に採用した場合、図15の周波数構成イメージ図に示すように、シンセサイザ部4から供給される高周波ローカル信号周波数は、受信チャネル周波数の間の周波数となるようにしなければならない。
【0051】
つまり、高周波ローカル信号をオフセットさせるため、そのオフセット分だけ送信と受信の周波数設定幅が異なってくる。このため、シンセサイザ部4には、さらに細かい周波数設定分解能が要求される。
【0052】
−般的な2モジュラスプリスケーラを用いたシンセサイザの場合、周波数設定分解能は位相比較周波数で決まるが、位相比較周波数を低くすると、それだけシンセサイザのロックアップ時間が遅くなってしまう。
【0053】
先に述べたようにGSMの場合、チャネル周波数間隔は200[KHz]なので、シンセサイザ部4の高周波ローカル信号用シンセサイザの位相比較周波数を200[KHz]に設定することが多いが、受信ローカルとして搬送波から100[KHz]オフセットしようとすると、送信ローカル周波数と受信ローカル周波数間隔が100[KHz]ずれるので、位相比較周波数を100[KHz]にしなければならない。
【0054】
したがって、位相比較周波数を200[KHz]から半分の100[KHz]にするため、シンセサイザのロックアップに要する時間は、位相比較周波数が200[KHz]の場合の2倍になってしまう。
【0055】
図16は、例としてGSMの通信フレーム構成を示した図である。8スロットで1フレームを構成しており、ハッチングで示した部分が実際に通信しているスロットである。
【0056】
上り回線と下り回線では、通信時間タイミングが異なると同時に、チャネル周波数も異なる。GSM900の場合、上り回線周波数が880[MHz]〜915[MHz]で、下り回線周波数が925[MHz]〜960[MHz]である。
【0057】
この場合、シンセサイザ部4は、上りスロットと下りスロットとで高周波ローカル信号周波数も切替えなければならない。しかし、位相比較周波数を100[KHz]と低くした場合、シンセサイザがロックアップに多くの時間を要して、スロット切替え時間内にロックアップできなくなってしまうという問題があった。
【0058】
また、図17は、TDMAのシステムとCDMAのシステムの両システムに対応するデュアルモードを実施する場合の受信高周波部3の構成を示したブロック図である。
【0059】
基本的な動作は、図7に示した受信高周波部3と同じであるが、通信帯域幅が異なる2つのシステムを扱うので、ローパスフィルタが2系統用意されている点が異なる。
【0060】
図17で、3−101,3−102,3−103,3−104は切替スイッチで、使用するシステムに応じて、図示しない制御部により切換制御される。−方のシステムを用いるときには、30aのフィルタを用いるように切り換え、他方のシステムを用いるときには、30bのフィルタを用いるように切り換える。
【0061】
ローノイズアンプ3−1、ミキサ3−2,3−3、および、90度移相器3−4は、図7と同じである。
【0062】
このように、2つの通信モードを選択的に用いる場合には、通信帯域に応じた2系統のローパスフィルタと増幅器とを用意しなければならず、回路規模が大きくなるという問題があった。
【0063】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動無線端末装置では、受信用ローカル信号の周波数を受信チャネル間隔以下の周波数だけオフセットさせる場合には、上記受信用ローカル信号を生成するシンセサイザの位相比較周波数を上記オフセット分だけ低く設定する必要があるため、上記シンセサイザのロックアップ時間が長くなってしまうという問題があった。
【0064】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、シンセサイザの位相比較周波数を低く設定することなく、受信用ローカル信号の周波数を受信チャネル間隔以下の周波数だけオフセットさせることが可能な移動無線端末装置を提供することを目的とする。
【0065】
また、従来において、例えばTDMA方式とCDMA方式など、通信帯域が異なる2つの通信モードを有する移動無線端末装置では、各システム通信帯域に応じた2つの受信系統を用意しなければならず、回路規模が増大してしまうという問題点があった。
そこで、この発明では、2つの通信モードについて、1つの受信系統で選択的に対応できる移動無線端末装置を提供することを目的とする。
【0066】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、通信網に接続可能な無線通信システムの基地局との間で、TDD(Time Division Duplex)方式による無線通信を行う移動無線端末装置において、局部発振信号を生成する発振手段と、この発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、所定の周波数の信号により変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートする送信手段と、この送信手段にてアップコンバートされた無線周波数の送信信号を用いて、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートする受信手段とを具備し、送信手段は、TDD方式の受信タイミングにおいては、発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、単一トーン信号によって変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートするようにした。
【0067】
上記構成の移動無線端末装置では、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートするのに、所定の周波数の信号により変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートしたものを用いるようにし、特に、TDD方式の受信タイミングにおいては、発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、単一トーン信号によって変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートするようにしたものである。
【0068】
したがって、上記構成の移動無線端末装置によれば、発振手段の位相比較周波数を低く設定しなくても、上記所定の周波数を受信チャネル間隔以下に設定することにより、受信用ローカル信号として送信手段にて生成した信号の周波数を受信チャネル間隔以下の周波数だけオフセットさせることができる。
【0069】
また、この発明では、TDMA(Time Division Multiple Access)方式とCDMA(Code Division Multiple Access)方式の両通信方式を選択的用いて通信可能なデュアルモード対応の移動無線端末装置であって、局部発振信号を生成する発振手段と、この発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、所定の周波数の信号により変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートする送信手段と、この送信手段にてアップコンバートされた無線周波数の送信信号を用いて、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートする受信手段とを具備し、送信手段は、TDMA方式による通信時に、受信タイミングにおいては、発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、受信した無線周波数の信号帯域に比して広帯域な疑似ランダム信号によって拡散変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートし、記受信手段は、送信手段にてアップコンバートされた無線周波数の送信信号を用いて、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートするものであって、さらに、この受信手段にてダウンコンバートされた受信信号に対して、疑似ランダム信号と同じ系列の信号を乗算して、逆拡散して復調する逆拡散手段を備えることを特徴とする。
【0070】
上記構成の移動無線端末装置では、TDMA方式による通信時に、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートするのに、拡散変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートしたものを用いるようにしている。
【0071】
したがって、上記構成の移動無線端末装置によれば、ダウンコンバートによって得られる受信信号は、拡散変調された受信信号となり、CDMA方式による通信時に用いる受信系による受信処理を行うことができるので、2つの通信モードについて、1つの受信系統で対応できる。
【0072】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
図1は、この発明の第1の実施形態に係わる移動無線端末装置の構成を示すものである。
【0073】
この図において、1はアンテナ、2は送受共用部、31は受信高周波部、41はシンセサイザ部、51はベースバンド信号処理部、61は送信高周波部、7は電力増幅部である。
【0074】
送信動作時には、ベースバンド信号処理部51で処理された送信ベースバンド信号が、送信高周波部61に入力されて、ここでシンセサイザ部41から供給される中間周波ローカル信号Lo−IFおよび高周波ローカル信号Lo−RFtxを用いて直交変調および周波数変換され、送信RF信号となる。
【0075】
なお、送信高周波部61の具体的な構成としては、従来と同様に、図10に示す直接変調方式や、図12に示すようなアップコンバータミキサによる周波数変換方式や、図14に示すような位相同期ループを用いたVCO変調方式などが適応できる。
また、図10、図12、図14に示す各構成で用いられている直交変調器6−1としては、図11、図13に示すような構成が可能である。
【0076】
送信高周波部6より出力される送信RF信号は、受信高周波部31と電力増幅部7に出力される。電力増幅部7は、上記送信RF信号を所望の電力まで電力増幅する。この電力増幅された送信RF信号は、送受共用部2を通じてアンテナ1へ伝送され、空間に放射されるよう制御される。
【0077】
一方、受信動作時には、アンテナ1で受信されたRF信号が、送受共用部2を通じて、受信高周波部31へ伝わるように制御される。なお、この受信動作時においても、送信高周波部61を動作させる。
【0078】
この時、ベースバンド信号処理部51は、受信用に予め用意した変調データを用いて変調を行い、周波数Δfの単一トーン信号を送信ベースバンド信号として生成し、送信高周波部61に出力する。なお、Δfは、チャネル間隔以下の周波数である。
【0079】
これにより、送信高周波部61は、受信搬送波周波数からΔfだけ周波数がオフセットしたトーン信号を、送信RF信号として生成し、受信高周波部31に出力する。
【0080】
受信高周波部31に入力された受信RF信号は、ここで、送信高周波部61から供給される上記送信RF信号および中間周波ローカル信号Lo−IFを用いてベースバンド信号へと周波数変換および直交復調される。
【0081】
受信高周波部31の具体的な構成としては、従来と同様に、図9のような構成が考えられる。
図9のような構成の受信高周波部31では、送信高周波部61から送信RF信号を、90度移相器3−4で互いに90度位相差のある2つのローカル信号に分け、これらの信号をミキサ3−2,3−3における受信RF信号の中間周波数への変換に用いる。
【0082】
これによって得た中間周波数信号は、増幅器3−7,3−8でこの後の信号処理に適したレベルまで増幅されるとともに、ローパスフィルタ3−5,3−6、および、ローパスフィルタ3−9,3−10で帯域外雑音や妨害波である隣接チャネル信号が除去される。
【0083】
また、図15を見てわかるように、ローカル信号の周波数を軸に、所望波と対峙する周波数関係にある隣接チャネルは、イメージ妨害波信号として同一の中間周波数信号に変換される。
【0084】
この中間周波数信号に、シンセサイザ部41から供給される中問周波ローカル信号Lo−IFを分周器3−13で分周し、A/D変換器3−14でデジタル化した後、90度移相器3−15で90度位相差を持つローカル信号に変換する。
【0085】
そして、乗算器3−16,3−17,3−18,3−19で上記中間周波数信号と乗算し、引き算器3−20、足し算器3−21を用いてベクトル合成すれば、所望波のみを受信ベースバンド信号として得ることができ、隣接イメージ信号をキャンセルすることができる。
【0086】
なお、乗算器3−16,3−17,3−18,3−19、引き算器3−20、足し算器3−21、ローパスフィルタ3−22,3−23の信号操作は、ディジタル的に処理することも可能である。
以上のようにして得た受信ベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部51へ入力されて、その後の受信信号処理が施される。
【0087】
以上のように、上記構成の移動無線端末装置では、受信動作時において、ベースバンド信号処理部51が送信ベースバンド信号として、周波数Δfの単一トーン信号を生成する。そして、送信高周波部61が上記送信ベースバンド信号に基づいて、受信搬送波周波数からΔfだけ周波数オフセットしたトーン信号を生成し、この信号を、受信高周波部31におけるダウンコンバート用のローカル信号として用いるようにしている。
【0088】
したがって、上記構成の移動無線端末装置によれば、シンセサイザ部41の位相比較周波数をオフセットさせなくても、ベースバンド信号処理部51にて周波数Δfの単一トーン信号を変調信号として用いることにより、受信チャネル間隔以下の周波数Δfだけオフセットさせた受信用ローカル信号を生成することができる。
これによれば、シンセサイザ部41の位相比較周波数を低くする必要がないので、シンセサイザ部41のロックアップ時間が長くなることもない。
【0089】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、受信高周波部31の構成例として図9に示す構成を例に挙げて説明したが、図7に示すような構成であってもよい。
【0090】
なお、この場合、図2に示すように、シンセサイザ部41−1において、中間周波ローカル信号Lo−IFの生成は不要である。また、この場合も、送信高周波部61から供給される高周波ローカル信号は、受信搬送波周波数と同じ周波数である。
【0091】
以下、受信高周波部31の構成として、図7に示すような構成を採用する場合について説明する。
この場合、受信高周波部31では、送信高周波部61から供給された送信RF信号(高周波ローカル信号)を用いて、受信RF信号を直接、ベースバンド信号へ変換し、ベースバンド信号処理部5へ伝送する。
【0092】
送信高周波部61から供給される高周波ローカル信号は、90度移相器3−4で、互いに90度の位相差を持つ2つの信号に分けられ、ミキサ3−2,3−3に供給され、受信RF信号をベースバンド信号に直接変換するのに用いられる。
【0093】
そして、これによって得られたベースバンド信号は、増幅器3−7,3−8で適当なレベルまで増幅されるとともに、ローパスフィルタ3−5,3−6やローパスフィルタ3−9,3−10で不要な雑音やスプリアスが除去され、ベースバンド信号処理部5へ伝達される。
【0094】
このような構成の場合にも、シンセサイザ部41−1の位相比較周波数をオフセットさせなくても、ベースバンド信号処理部51にて周波数Δfの単一トーン信号を変調信号として用いることにより、受信チャネル間隔以下の周波数Δfだけオフセットさせた受信用ローカル信号を生成することができる。
したがって、受信高周波部31の構成として、図7に示す構成を採用した場合でも、シンセサイザ部41−1の位相比較周波数を低くする必要がないので、シンセサイザ部41のロックアップ時間が長くなることもない。
【0095】
次に、この発明の第2の実施形態に係わる移動無線端末装置について説明する。図3は、上記移動無線端末装置の構成を示すもので、この図に示す移動無線端末装置は、TDMA方式とCDMA方式の両方式を選択的に用いることが可能なデュアルモード対応機である。
【0096】
この図において、1はアンテナ、2は送受共用部、32は受信高周波部、42はシンセサイザ部、52はベースバンド信号処理部、62は送信高周波部、7は電力増幅部である。
【0097】
送信動作時には、ベースバンド信号処理部52で処理された、TDMA方式、あるいはCDMA方式の送信ベースバンド信号が、送信高周波部62に入力されて、ここでシンセサイザ部42から供給される中間周波ローカル信号Lo−IFおよび高周波ローカル信号Lo−RFtxを用いて直交変調および周波数変換され、送信RF信号となる。
【0098】
なお、送信高周波部62の具体的な構成としては、従来と同様に、図10に示す直接変調方式や、図12に示すようなアップコンバータミキサによる周波数変換方式や、図14に示すような位相同期ループを用いたVCO変調方式などが適応できる。
また、2つの送信系統を用意しておき、モード毎に、図10、図12、あるいは図14のいずれかに示す構成を用い、それを組み合わせた構成であってもよい。
【0099】
送信高周波部6より出力される送信RF信号は、受信高周波部32と電力増幅部7に出力される。電力増幅部7は、上記送信RF信号を所望の電力まで電力増幅する。この電力増幅された送信RF信号は、送受共用部2を通じてアンテナ1へ伝送され、空間に放射されるよう制御される。
【0100】
次に、受信動作時について説明する。
まず、CDMA方式による受信動作時について説明する。この場合、アンテナ1で受信されたRF信号が、送受共用部2を通じて、受信高周波部32へ伝わるように制御される。なお、この受信動作時においても、送信高周波部62を動作させる。
【0101】
この時、ベースバンド信号処理部52は、受信用に予め用意した変調データを用いて変調を行い、周波数Δfの単一トーン信号を送信ベースバンド信号として生成し、送信高周波部62に出力する。なお、Δfは、チャネル間隔以下の周波数である。
【0102】
これにより、送信高周波部62は、受信搬送波周波数からΔfだけ周波数がオフセットしたトーン信号を、送信RF信号として生成し、受信高周波部32に出力する。
【0103】
受信高周波部32に入力された受信RF信号は、ここで、送信高周波部62から供給される上記送信RF信号を用いてベースバンド信号へと周波数変換および直交復調される。
受信高周波部32の具体的な構成としては、従来と同様に、図7のような構成が考えられるが、ここでは、上記送信RF信号の中心周波数が、受信搬送波周波数と同じか、あるいはその半分の周波数とする。これにより、図7のミキサ3−2,3−3は偶高調波ミキサとして機能することになる。
【0104】
一方、TDMA式による受信動作時について説明する。この場合、アンテナ1で受信されたRF信号が、送受共用部2を通じて、受信高周波部32へ伝わるように制御される。なお、この受信動作時においても、送信高周波部62を動作させる。
【0105】
この時、ベースバンド信号処理部52は、所定のCDMA拡散信号を送信ベースバンド信号として、送信高周波部62に出力する。
送信高周波部62は、上記CDMA拡散信号を用いて、送信RF信号を生成する。このため、TDMA方式の信号を受信する場合に比べて広い帯域をもった送信RF信号を生成することになる。この送信RF信号は、受信高周波部32に出力される。
【0106】
受信高周波部32では、上記送信RF信号を用いて、受信RF信号を直接、ベースバンド信号へと周波数変換および直交復調するとともに、帯域制限を行う。このようにして得られた受信ベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部52に出力される。
【0107】
上記受信ベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部52の逆拡散手段52−1に入力される。そして、この逆拡散手段52−1では、送信高周波部62に出力したものと同じCDMA拡散信号を用いて、上記受信ベースバンド信号を逆拡散処理して、本来送信されたTDMAベースバンド信号を得る。
【0108】
以上のように、上記構成の移動無線端末装置では、TDMA方式による受信動作時には、送信高周波部62がCDMA拡散信号に基づくローカル信号を生成し、これを用いて受信高周波部32が受信RF信号を受信ベースバンド信号にダウンコンバートする。
【0109】
そして、このようにして得た受信ベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部52の逆拡散手段52−1で逆拡散して、本来送信されたTDMAベースバンド信号に復元するようにしている。
【0110】
すなわち、TDMA方式の受信RF信号も、受信高周波部32においてダウンコンバート時にCDMA方式のベースバンド信号に変換されて、CDMA方式による通信時の受信ベースバンド信号と同じ信号帯域となる。
【0111】
したがって、上記構成の移動無線端末装置によれば、受信高周波部32は、CDMA方式の受信ベースバンド信号を受信するための受信系路を1系統だけ備えればよいので、上記受信系路上のローパスフィルタや増幅器などの数が半分で済むことになり、回路構成を簡単にすることができる。
【0112】
また、受信高周波部32では、受信RF信号を受信ベースバンド信号にダイレクトコンバートするのに、偶高調波ミキサを採用しているので、受信ベースバンド信号にDCオフセットが発生しにくく、またローカル信号として用いた送信RF信号が送受共用部2へ逆行して放射される虞が少ない。
【0113】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【0114】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートするのに、所定の周波数の信号により変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートしたものを用いるようにし、特に、TDD方式の受信タイミングにおいては、発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、単一トーン信号によって変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートするようにしている。
【0115】
したがって、この発明によれば、発振手段の位相比較周波数を低く設定しなくても、上記所定の周波数を受信チャネル間隔以下に設定することにより、受信用ローカル信号として送信手段にて生成した信号の周波数を受信チャネル間隔以下の周波数だけオフセットさせることが可能な移動無線端末装置を提供できる。
【0116】
また、この発明では、TDMA方式による通信時に、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートするのに、拡散変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートしたものを用いるようにしている。
【0117】
したがって、この発明によれば、ダウンコンバートによって得られる受信信号は、拡散変調された受信信号となり、CDMA方式による通信時に用いる受信系による受信処理を行うことができるので、2つの通信モードについて、1つの受信系統で対応可能な移動無線端末装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる移動無線端末装置の第1の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図2】図1に示した移動無線端末装置の変形例の構成を示す回路ブロック図。
【図3】この発明に係わる移動無線端末装置の第2の実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図4】従来の移動無線端末装置の構成を示す回路ブロック図。
【図5】図4に示した移動無線端末装置の送受共用部の構成例を示す回路ブロック図。
【図6】図4に示した移動無線端末装置の送受共用部の構成例を示す回路ブロック図。
【図7】図4に示した移動無線端末装置の受信高周波部の構成例を示す回路ブロック図。
【図8】ローカル信号の周波数変換を行う回路の構成例を示す図。
【図9】図4に示した移動無線端末装置の受信高周波部の構成例を示す回路ブロック図。
【図10】図4に示した移動無線端末装置の送信高周波部の構成例を示す回路ブロック図。
【図11】図10に示した送信高周波部の直交変調器の構成例を示す回路ブロック図。
【図12】図4に示した移動無線端末装置の送信高周波部の構成例を示す回路ブロック図。
【図13】図12に示した送信高周波部の直交変調器の構成例を示す回路ブロック図。
【図14】図4に示した移動無線端末装置の送信高周波部の構成例を示す回路ブロック図。
【図15】図9に示した受信高周波部を採用した場合における通信周波数の構成を説明するための図。
【図16】GSMの通信フレーム構成を示した図。
【図17】図4に示した移動無線端末装置において、デュアルモード通信に対応する受信高周波部の構成例を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
1…アンテナ
2…送受共用部
31,32…受信高周波部
41,41−1,42…シンセサイザ部
51,52…ベースバンド信号処理部
52−1…逆拡散手段
61,62…送信高周波部
7…電力増幅部
Claims (3)
- 通信網に接続可能な無線通信システムの基地局との間で、TDD(Time Division Duplex)方式による無線通信を行う移動無線端末装置において、
局部発振信号を生成する発振手段と、
この発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、所定の周波数の信号により変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートする送信手段と、
この送信手段にてアップコンバートされた無線周波数の送信信号を用いて、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートする受信手段とを具備し、
前記送信手段は、前記TDD方式の受信タイミングにおいては、前記発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、単一トーン信号によって変調された前記送信信号を無線周波数にアップコンバートすることを特徴とする移動無線端末装置。 - TDMA( Time Division Multiple Access )方式とCDMA( Code Division Multiple Access )方式の両通信方式を選択的用いて通信可能なデュアルモード対応の移動無線端末装置であって、
局部発振信号を生成する発振手段と、
この発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、所定の周波数の信号により変調された送信信号を無線周波数にアップコンバートする送信手段と、
この送信手段にてアップコンバートされた無線周波数の送信信号を用いて、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートする受信手段とを具備し、
前記送信手段は、前記TDMA方式による通信時に、受信タイミングにおいては、前記発振手段にて生成された局部発振信号を用いて、受信した無線周波数の信号帯域に比して広帯域な疑似ランダム信号によって拡散変調された前記送信信号を無線周波数にアップコンバートし、
前記受信手段は、前記送信手段にてアップコンバートされた無線周波数の送信信号を用いて、受信した無線周波数の信号をダウンコンバートするものであって、
さらに、この受信手段にてダウンコンバートされた受信信号に対して、前記疑似ランダム信号と同じ系列の信号を乗算して、逆拡散して復調する逆拡散手段を備えることを特徴とする移動無線端末装置。 - 前記受信手段は、偶高調波ミキサを備え、このミキサにて、送信手段にてアップコンバートされた無線周波数の送信信号と、受信した無線周波数の信号とミキシングして前記ダウンコンバートを行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の移動無線端末装置。
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