JP3762609B2

JP3762609B2 - 通信装置および周波数スペクトラム反転演算方法およびプログラム記憶媒体

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Publication number: JP3762609B2
Application number: JP2000072213A
Authority: JP
Inventors: 一弘澤; 学戸田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: EP1134906B1; EP1134906A3; DE60034544T2; EP1134906A2; DE60034544D1; KR20010092318A; US20010024963A1; US7035320B2; JP2001267997A; KR100389088B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の子機からの受信信号を周波数変換して再送信する通信装置に関し、特に、コードレス電話機,携帯電話機などの子機間通話を行うための無線中継手段としての通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通信装置としては、親機を介して子機同士の通話を行うコードレス電話機において、隣接するチャネルを子機間通話に使用することで無線信号の高周波部分の処理と中間周波数の処理を同一の回路で行い、受信した高周波信号を周波数変換して再送信するものがある(特開平４−１８０４１５号公報)。
【０００３】
また、他の通信装置としては、時間によって送信と受信とを切り替える単信方式で子機間通話を行うものがある(特開平４−３４２３４６号公報)。この通信装置は、送受信を切り替える(制御)信号を発生／受け取ることで通話方向を切り替える。
【０００４】
さらに、他のもう１つの通信装置としては、広帯域の無線送受信部を使用したプレストーク方式の無線機で同時に複数のチャネル通信が可能な無線機構成のものがある(特開平１１−１９６０１９号公報)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記通信装置では、―つの無線部を使用するだけで、子機間通話ができるという利点を有するが、次のような(１)〜(４)の問題がある。
【０００６】
(１) 特開平４−１８０４１５号公報の「受信した高周波信号を周波数変換して再送信する通信装置」では、２５０ＭＨｚ帯の受信信号に対して、１３０ＭＨｚの信号を合成して３８０ＭＨｚ帯の送信信号を得ているので、デュプレクス間隔が一定の通信システムでは、子機間通話が行えない。
【０００７】
通常、子機間通話可能な様、無線部を複数持つ基本的な通信装置は、図９に示すように、アンテナ１５２が接続されたデュプレクサ１５１と、２組の受信部(１２３〜１２８)と、その各受信部からの信号を処理する信号処理部１４０と、上記信号処理部１４０からの信号が接続された２組の送信部(１３２〜１３４)と、２組の局部発振部１５０と、送受話器１６０と、電話回線Ｉ／Ｆ１７０と、制御／入出力１８０とを備えた通信装置としての親機において、例えば、デュプレクス間隔が１３０ＭＨｚ一定であると、一方の子機が２５４.１ＭＨｚで送信すれば３８４.１ＭＨｚを受信し、また、他方の子機が２５５.１ＭＨｚで送信すれば、３８５.１ＭＨｚを受信する。したがって、２つの子機が親機を介して通信をするためには、親機は、一方の子機の送信周波数２５４.１ＭＨｚを他方の子機の受信周波数３８５.１ＭＨｚに変換し、他方の子機の送信周波数２５５.１ＭＨｚを一方の子機の受信周波数３８４.１ＭＨｚに変換する必要がある。ところが、上記公報の手段では、図１０に示すように親機で受信した信号に単に１３０ＭＨzを加えており、デュプレクス間隔が一定の通信システムにおいては、(２５４．１ＭＨzが３８４．１ＭＨzとなり、一方の子機自身に戻されてしまうため)対応できないという問題がある。
【０００８】
(２) 特開平４−１８０４１５号公報の「隣接するチャネルを子機間通話に使用することで無線信号の高周波部分の処理と中間周波数の処理を同一の回路で行う通信装置」では、隣接するチャネルを使用するので、通話開始時点で隣接する空きチャネルを用意する必要があり、任意に周波数を選択できないという問題がある。また、この通信装置では、各チャネルを復調して変調する方式を取っているので、信号処理のある部分からそれぞれの信号を分けて取り扱う回路が必要となり、構成が複雑でコストが高くつくという問題がある。
【０００９】
(３) 特開平４−３４２３４６号公報の「時間によって送信と受信とを切り替える単信方式で子機間通話を実現する通信装置」では、同時には送話できないので、複信方式に慣れている利用者にとっては通話に違和感を生じ、例えば、相手の発言中に何か言いたくてその状態のまま発声しても相手には伝わらないという問題がある。
【００１０】
(４) 特開平１１−１９６０１９号公報の「広帯域の無線送受信部を使用したプレストーク方式の無線機で同時に複数のチャネル通信が可能な無線機構成の通信装置」でも上記(３)と同様に、子機間での複信通話はできないという問題がある。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、簡単な構成でかつ低コストで、デュプレクス間隔が一定の通信システムに対応でき、送受信周波数の設定が容易にできると共に、子機間の複信通話を実現できる通信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の通信装置は、複数の子機からの受信信号を周波数変換して再送信することにより子機間通信を中継する通信装置であって、上記複数の子機からの受信信号を含む周波数スペクトラムであってその複数の受信信号を含む周波数スペクトラム全体を反転する全スペクトラム反転部と、上記全スペクラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号を再送信する送信部とを備え、上記全スペクトラム反転部および上記送信部によって、上記通信を中継される各子機について、一方の子機からの元の受信信号の周波数と他方の子機からの受信信号の全スペクトラム反転後の周波数とが、夫々デュプレクス間隔になるように周波数変換された受信信号を再送信することを特徴としている。
【００１３】
上記構成の通信装置によれば、複数の子機のうちの１組の子機間で通信を行う場合、両方の子機から異なる送信周波数の２つの信号を受信し、その２つの受信信号を含む周波数スペクトラム全体を全スペクトラム反転部により反転する。そうして、上記全スペクラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる複数の受信信号を再送信する。そうすることによって、デュプレクス間隔(送受信周波数の間隔)が一定の子機間通信の送受信信号を、１組の広帯域の受信手段,送信手段で同時に送受信することが可能となる。したがって、子機間通信の場合にだけ子機に特別に送受信の周波数を変更させたり、複数組の送信部,受信部を備えたりすることなく、簡単な構成でかつ低コストで、デュプレクス間隔が一定の通信システムに対応でき、送受信周波数の設定が容易にできると共に、子機間の複信通話を実現できる。
【００１４】
また、一実施形態の通信装置は、上記全スペクトラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号成分以外の信号成分を減衰させるフィルタを備え、上記フィルタの出力の上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号を再送信することを特徴としている。
【００１５】
上記実施形態の通信装置によれば、上記全スペクトラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号成分以外の周波数成分を減衰させるフィルタを設けたので、不要な信号を再送信するのを抑えて、他の通信を妨害しないで通信品質を向上できる。
【００１６】
また、一実施形態の通信装置は、上記全スペクトラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号のスペクトラム毎に、上記複数の受信信号のうちの１つずつが含まれる周波数スペクトラムを夫々反転する部分スペクトラム反転部を備えたことを特徴としている。
【００１７】
上記実施形態の通信装置によれば、上記部分スペクトラム反転部を設けたので、入力した周波数スペクトラム(側波帯(サイドバンド))の反転が元に戻り、位相変調などの周波数スペクトラム反転が影響を及ぼすような変調方式でも、子機間通信が可能となる。
【００１８】
また、一実施形態の通信装置は、上記部分スペクトラム反転部が信号処理演算手段であることを特徴としている。
【００１９】
上記実施形態の通信装置によれば、上記部分スペクトラム反転部は、回路部品で作ると複雑となるので、ＤＳＰなどの信号処理演算手段で実現し、上記部分スペクトラム反転部の信号処理を演算によって行う構成にすることによって、回路規模を小さくできる。
【００２０】
また、一実施形態の通信装置は、上記全スペクトラム反転部が周波数変換手段であることを特徴としている。
【００２１】
上記実施形態の通信装置によれば、上記全スペクトラム反転部を周波数変換手段で構成することによって、回路構成を簡単にでき、回路規模を小さくできる。
【００２２】
また、一実施形態の通信装置は、上記全スペクトラム反転部および上記部分スペクトラム反転部が信号処理演算手段であることを特徴としている。
【００２３】
上記実施形態の通信装置によれば、送受信手段に依存せず、信号処理演算手段によって全スペクトラム反転部および部分スペクトラム反転部の全ての信号処理を演算するようにすれば、信号処理演算手段を通信システムの周波数割当てに依存せずに汎用部品として製造できるため、量産効果が高くなる。
【００２４】
また、一実施形態の通信装置は、上記部分スペクトラム反転部が上記全スペクトラム反転部よりも前に設けられていることを特徴としている。
【００２５】
上記実施形態の通信装置によれば、上記部分周波数スペクトラム反転の最初に実施するフィルタ演算等が低いサンプリング周波数で実施できるように、部分スペクトラム反転部を全スペクトラム反転部よりも前に配置することによって、低消費電力にできる。
【００２６】
また、この発明の通信装置は、第１の子機からの子機送信周波数帯域に属する第１周波数をもつ信号を第１受信信号として、第２の子機からの上記子機送信周波数帯域に属する第２周波数をもつ信号を第２受信信号として夫々受信する受信部と、上記第１受信信号および第２受信信号を含む周波数スペクトラム全体を一括反転して、第１受信信号を子機受信周波数帯に属する第３周波数をもつ第２送信信号に、第２受信信号を上記子機受信周波数帯域に属する第４周波数をもつ第１送信信号に変換する全スペクトラム反転部と、上記全スペクトラム反転部からの第２送信信号を上記第２の子機へ、第１送信信号を上記第１の子機へ送信する送信部を備え、上記第１の子機が送信する第１受信信号の第１周波数と、上記第１の子機への第１送信信号の第４周波数との差が、上記第２の子機が送信する第２受信信号の第２周波数と、上記第２の子機への第２送信信号の第３周波数との差に等しくして、上記第１ , 第２の子機間でデュプレックス間隔一定の通信を行うことを特徴としている。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の通信装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３５】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態の通信装置としての親機と複数の子機とを有するコードレス電話機における子機間通話の概念図を示している。図１において、Ａ,Ｂは子機、１０は親機、２０は上記親機１０の受信部、３０は上記親機１０の送信部、４０は上記親機１０の全スペクトラム反転部としての信号処理部である。
【００３６】
子機Ａと子機Ｂとの間で通話を行うには、子機Ａと子機Ｂとがその相互の対応する周波数を送受信できれば良いのだが、周波数デュプレクスで複信動作する通信システムの子機は、周波数ｆt付近を扱える送信部(図示せず)と周波数ｆr付近を扱える受信部(図示せず)とで構成されているため、例えば子機Ｂが子機Ａの受信周波数ｆrで送信信号を送信し、子機Ａの送信周波数ｆtで受信するようにすれば、子機Ａと子機Ｂとで直接通話可能な構成となるが、このような構成は、複雑でかつ費用がかかり現実的ではないので、相互の対応する周波数を送受信するように子機を構成せず、通常親機を経由した子機間通話を行う。
【００３７】
このために、従来の親機には、図９に示すように２組の送信部,受信部をそれぞれ用意して、子機間通話を行っている。２組の送信部,受信部を用意する代わりに、２つの信号(子機Ａと子機Ｂからの信号)を１組の送信部,受信部で同時に送信,受信することもできるが、そのままで受信,送信を行う場合は、デュプレクス間隔一定の通信システムに適合しない。
【００３８】
そこで、この第１実施形態では、受信から送信までの間に全スペクトラム反転部を設け、子機Ａの送信周波数ｆtaが親機内でｆrbになると同時に、子機Ｂの送信周波数ｆtbが親機内でｆraになるようにする。これによってデュプレクス間隔一定の通信システムにおいて、子機間通話を実現する。
【００３９】
図２は上記親機１０の構成図であり、図３は信号の周波数スペクトラムと信号波形の模式図である。以下、図２,図３を参照して親機１０の信号処理を詳細に説明する。なお、図３では、周波数スペクトラムの反転の様子が分かるように、複数の受信波の合わさった周波数スペクトラムを模擬的に三角形で示している。この三角形で示した周波数スペクトラムは、後述するように、例えば、図５(b)の４つの周波数成分をまとめて、図５(a)のように表わしたものである。
【００４０】
上記親機１０では、図２に示すように、アンテナ５２をデュプレクサ５１に接続し、デュプレクサ５１の受信側出力をＲＦ(無線周波数)増幅部２３に入力している。上記ＲＦ増幅部２３の出力をＢＰＦ(帯域通過フィルタ)２４を介して周波数変換部２５に入力している。上記周波数変換部２５の出力をＢＰＦ２６を介してＩＦ(中間周波数)増幅部２７に入力している。上記ＩＦ増幅部２７の出力をＡ／Ｄ変換器４１に入力し、Ａ／Ｄ変換器４１の出力をフィルタ４７に入力している。上記フィルタ４７の出力をサンプリングレート変換部４２に入力し、サンプリングレート変換部４２の出力をフィルタ４３に入力している。上記フィルタ４３の出力をＤ／Ａ変換器４４に入力し、Ｄ／Ａ変換器４４の出力をＢＰＦ３１を介して周波数変換部３２に入力し、周波数変換部３２の出力をＢＰＦ３３を介してＲＦ増幅部３４に入力して、ＲＦ増幅部３４の出力をデュプレクサ５１の送信側に入力している。
【００４１】
上記ＲＦ増幅部２３,ＢＰＦ２４,周波数変換部２５,ＢＰＦ２６およびＩＦ増幅部２７で受信部２０を構成し、ＢＰＦ３１,周波数変換部３２,ＢＰＦ２３およびＲＦ増幅部３４で送信部３０を構成している。上記受信部２０は、子機Ａ,Ｂの送信周波数帯の信号を受信可能な広帯域回路で構成され、送信部３０は、子機Ａ,Ｂの受信周波数帯の信号を送信可能な広帯域回路で構成されている。
【００４２】
また、上記Ａ／Ｄ変換器４１,フィルタ４７,サンプリングレート変換部４２,フィルタ４３およびＤ／Ａ変換器４４で信号処理部４０を構成している。上記信号処理部４０からの周波数設定信号を受ける局部発振部５０から周波数変換部２５,３２に局部発振信号を夫々供給している。また、上記信号処理部４０に送受話器６０,電話回線Ｉ／Ｆ７０および制御／入出力８０を接続している。
【００４３】
上記構成の通信装置の親機１０において、例えば子機Ａから送信された電波(２５４ＭＨｚ)はアンテナ５２で受信され、デュプレクサ５１によって受信部２０に入力される。そして、上記受信部２０では、ＲＦ増幅部２３,ＢＰＦ２４を通り、周波数変換器２５に入力される。一方、局部発振器５０では、信号処理部４０からの指示に基づいて２５０ＭＨｚの局部発振信号を発生し、周波数変換器２５に入力する。この２つの信号から中間周波数信号が発生し、ＢＰＦ２６で４ＭＨｚの信号のみが通過する。このＢＰＦ２６から出力される中間周波数信号は、局部発振周波数が信号波よりも低いため、受信信号の周波数スペクトルは反転していない。そして、中間周波数信号は、ＩＦ増幅部２７で増幅され、信号処理部４０に入力される。
【００４４】
次に、上記信号処理部４０では、入力された中間周波数信号(図３(a)に示す)をＡ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換器４１によりサンプリング周波数ｆs＝１９Ｍｓ／ｓ〔サンプル／秒〕でサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。図３(b)にＡ／Ｄ変換された信号を示しており、この信号は、４ＭＨｚの位置に中間周波数信号があると共に、その折り返し成分として１５ＭＨｚ(＝１９ＭＨｚ−４ＭＨｚ)の位置に、周波数スペクトラム反転した受信信号が発生する。
【００４５】
次に、サンプリングレート変換部４２により、サンプリング周波数を３８ＭＨｚとして、各サンプルデータの間に０の値をインタポレート(補間)する。図３(c)にサンプリングレート変換された信号を示している。図３(c)に示すように、サンプリングレート変換された信号波形が変換前の信号波形と変わっていないので、周波数スペクトラムは変わらない。
【００４６】
次に、デジタルフィルタ４３により、１５ＭＨｚの信号を通過させる一方、４ＭＨｚの信号を減衰させる。これによって、１５ＭＨｚの周波数スペクトラム反転した中間周波数信号を選別する。図３(d)にデジタルフィルタ４３の出力信号を示している。
【００４７】
次に、これをＤ／Ａ(デジタル／アナログ)変換器４４でアナログ信号に変換し、送信部３０に出力する。
【００４８】
そして、上記送信部３０では、ＢＰＦ３１により、１５ＭＨｚの信号を通過させ、２３ＭＨｚなどの折り返し成分を減衰させて、図３(e)にＢＰＦ３１の出力信号を示している。次に、周波数変換部３２により局部発振周波数３６５ＭＨｚと混合し、周波数変換された３８０ＭＨｚの信号をＢＰＦ３３で通過させた後、ＲＦ増幅部３４により所定の信号強度に増幅して、デュプレクサ５１,アンテナ５２を経由して、通話相手の子機Ｂに信号を送信する。
【００４９】
以上のように、信号処理部４０により周波数スペクトラム反転させた信号を送信することができる。
【００５０】
次に、上記信号周波数制御について述べる。なお、子機Ａの送信周波数をｆta、子機Ａの受信周波数をｆraとし、子機Ｂの送信周波数をｆtb、子機Ｂの受信周波数をｆrbとする。この送信周波数ｆta,ｆtbおよび受信周波数ｆra,ｆrbは、親機１０と子機Ａ(またはＢ)とのそれぞれ１対１の通信において、親機１０から指定したものであり、親機１０の制御／入出力８０には既知の値である。
【００５１】
まず、上記制御／入出力８０は、子機Ａから子機間通話要求を受けると、受信用の局部発振周波数ｆroを、
ｆro ＝ (ｆta＋ｆtb)／２−４〔ＭＨｚ〕
により計算し、信号処理部４０に伝え、局部発振部５０に設定する。
【００５２】
したがって、変換された中間周波数信号は、子機Ａの周波数と子機Ｂの周波数とが４ＭＨｚを中心に両側の対称の位置に配置される。子機Ａの送信周波数ｆta、子機Ｂの送信周波数ｆtbに制限を設けないと、受信用の局部発振周波数ｆroは、チャネル間隔の半分の値を取り得るので、局部発振回路を構成するシンセサイザの比較周波数が低くなってしまうので、望ましくは、(ｆta−ｆtb)がチャネル間隔の２倍以上となるように最初に指定すると良い。
【００５３】
次に、信号処理部４０で処理された１５ＭＨｚの送信用の中間周波数信号は、子機Ｂの周波数と子機Ａの周波数とが１５ＭＨｚを中心に両側の対称の位置に配置される。周波数スペクトラムは前述のように反転している。
【００５４】
送信用の局部発振周波数ｆtoは、
ｆto ＝ (ｆra＋ｆrb)／２−１５〔ＭＨｚ〕
により指定する。
【００５５】
また、送受信間隔ｆdupは、
ｆdup ＝ｆra−ｆta
＝ｆrb−ｆtb
となる。つまり、子機Ａの送受信周波数の間隔と子機Ｂの送受信周波数の間隔とは等しく一定となる。
【００５６】
以上を使用して、子機Ａの送信周波数ｆtaの周波数変化を順次計算すると、周波数変換部２５により周波数変換された受信側の中間周波数ｆiaは、
ｆia ＝ｆta−ｆro
＝ｆta−((ｆta＋ｆtb)／２−４)
＝４＋(ｆta−ｆtb)／２
となり、周波数スペクトラム反転後の中間周波数ｆjaは、
ｆja ＝１９−ｆia
＝１９−(４＋(ｆta−ｆtb)／２)
＝１５−(ｆta−ｆtb)／２
となる。
【００５７】
したがって、周波数ｆjaは、ｆiaの周波数スペクトラム反転となっている。
【００５８】
また、周波数変換部３２による周波数変換された送信周波数は、
ｆja＋ｆto ＝１５−(ｆta−ｆtb)／２＋(ｆra＋ｆrb)／２−１５
＝ (−ｆta＋ｆtb＋ｆra＋ｆrb)／２
＝ ((ｆra−ｆta)＋(ｆtb＋ｆrb))／２
＝ (ｆdup＋(ｆrb−ｆdup＋ｆrb))／２
＝ｆrb
となる。
【００５９】
このようにして、子機Ａの送信周波数ｆtaは、子機Ｂの受信周波数ｆrbに変換され、子機Ａの送信信号が子機Ｂで受信される。
【００６０】
同様にして、周波数変換部２５により周波数変換された受信側の中間周波数ｆibは、
ｆib ＝４＋(ｆtb−ｆta)／２
周波数スペクトラム反転後の中間周波数ｆjbは、
ｆjb ＝１５−(ｆtb−ｆta)／２
となり、周波数変換部３２による周波数変換された送信周波数は、
ｆjb＋ｆto ＝ｆra
となり、子機Ｂの送信周波数ｆtbは、子機Ａの受信周波数ｆraに変換され、子機Ｂの送信信号が子機Ａにて受信される。
【００６１】
したがって、子機間通信の場合にだけ子機に特別に送受信の周波数を変更させたり、複数組の送信部,受信部を備えたりすることなく、簡単な構成でかつ低コストで、デュプレクス間隔が一定の通信システムに対応でき、送受信周波数の設定が容易にできると共に、子機間の複信通話を実現することができる。
【００６２】
上記全スペクトラム反転部としての信号処理部４０により反転された周波数スペクトラムに含まれる受信信号成分以外の周波数成分を減衰させるフィルタ４３を設けたので、不要な周波数スペクトラムを再送信するのを抑えて、他の通信を妨害せず、通信品質を向上できる。
【００６３】
上記信号処理部４０において、受信信号を周波数変換した中間周波数の信号を所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換器４１により標本化し、標本化により得られたサンプルデータをサンプリングレート変換部４２により補完してサンプリングレートを変換する。次に、上記サンプリングレート変換後の周波数スペクトラムのうちの標本化により生じた周波数スペクトラム反転している信号のスペクトラムのみを帯域通過させるフィルタ４３により取り出す周波数スペクトラム反転演算方法を用いることによって、周波数スペクトラム反転をデジタル信号処理により実現することができる。
【００６４】
なお、この第１実施形態では、受信側の局部発振周波数を２５０ＭＨｚとして、中間周波数信号で周波数スペクトラム反転をしないようにしているが、この受信側の局部発振周波数を２５８ＭＨｚとして、中間周波数段階で周波数スペクトラムを反転(全スペクトラム反転)し、信号処理部では、周波数スペクトラム反転しない方法も可能である。
【００６５】
（第２実施形態）
また、本出願人により出願された特開平６−１６２２３０号公報,特開平６−１６８３４９号公報などに記載のアナログ信号演算素子を使用することで、Ａ／Ｄ変換回路を使用せずに信号処理部を実現することもできる。
【００６６】
図４は上記アナログ信号演算素子を適用した親機の構成を示している。この親機では、上記のように受信部で既に周波数スペクトラム反転(全スペクトラム反転)しているので、受信部で既に周波数スペクトラム反転しているので、信号処理部で周波数スペクトラム反転の必要はない。
【００６７】
上記親機では、図４に示すように、アンテナ５２をデュプレクサ５１に接続し、デュプレクサ５１の受信側出力をＲＦ増幅部２３に入力している。上記ＲＦ増幅部２３の出力をＢＰＦ２４を介して周波数変換部２５に入力している。上記周波数変換部２５の出力をＢＰＦ２６を介してＩＦ増幅部２７に入力している。上記ＩＦ増幅部２７の出力をアナログ信号演算素子で構成されたフィルタ９１に入力し、フィルタ９１の出力をアナログ信号演算素子で構成されたフィルタ９２に入力している。上記フィルタ９２の出力をＢＰＦ３１を介して周波数変換部３２に入力し、周波数変換部３２の出力をＢＰＦ３３を介してＲＦ増幅部３４に入力して、ＲＦ増幅部３４の出力をデュプレクサ５１の送信側に入力している。
【００６８】
上記ＲＦ増幅部２３,ＢＰＦ２４,周波数変換部２５,ＢＰＦ２６およびＩＦ増幅部２７で受信部を構成し、ＢＰＦ３１,周波数変換部３２,ＢＰＦ２３およびＲＦ増幅部３４で送信部を構成している。また、上記フィルタ９１,９２で信号処理部９０を構成している。上記信号処理部４０からの周波数設定信号を受ける局部発振部５０から周波数変換部２５,３２に局部発振信号を夫々供給している。また、上記信号処理部４０に送受話器６０,電話回線Ｉ／Ｆ７０および制御／入出力８０を接続している。
【００６９】
上記構成の親機では、受信信号をＢＰＦ２６でフィルタするが、ＢＰＦ２６は子機間通話をするために複数チャネルを通過する。この通過した信号の中に不要な信号(他の子機の送信した信号)が含まれる可能性があるため、これを取り除いて再送信する。これにより他の子機に妨害波を再送信しないようにする。このためにフィルタ９１がある。このフィルタ９１は、通話する子機Ａと子機Ｂの周波数スペクトラムのみを通過させるように構成する。
【００７０】
図５(a)〜(d)は上記親機の信号処理の信号波形を示している。図５(a)は、図３(a)に示した入力信号の周波数スペクトラムで、図３でも述べたように図５(b)のような成分からなっている。上記信号処理部９０のフィルタ９１は、図５(c)に示すように、所望の子機Ａに対する周波数Ａと子機Ｂに対応する周波数Ｂとを通過するように設計している。このフィルタ９１の出力では、図５(d)のように、不要な周波数スペクトラムＸとＹを減衰させる。したがって、これを再送信しても、妨害波を発生させない。
【００７１】
このフィルタ９１は、図６に示すように、入力を個別のフィルタ１０１とフィルタ１０２とに入れ、フィルタ１０１,１０２の各出力を加算器１０３で加算することで実現できる。
【００７２】
このように、上記全スペクトラム反転部を周波数変換手段としての受信部２０の周波数変換部２５で構成することによって、回路構成を簡単にでき、回路規模を小さくできる。
【００７３】
なお、この第２実施形態では、受信部の周波数変換部の中間周波数の段階で周波数スペクトラム反転をしたが、送信部の周波数変換部で周波数スペクトラム反転することも可能である。すなわち、受信部の局部発振周波数を２５０ＭＨｚとし、受信部や信号処理部で周波数スペクトラム反転を行わずに、送信部の局部発振周波数を３８４ＭＨｚとして周波数スペクトラム反転を行う。
【００７４】
（第３実施形態）
上記第１,第２実施形態では、周波数スペクトラム反転に依存しない変調方式(周波数変調,振幅変調など)における子機間通話が可能となったが、例えば位相変調などの変調方式のように、信号周波数スペクトラムが反転すると位相の変化が逆転し、正常に復調できないものがある。これに対応するため、この第３実施形態では、個々の信号波(受信信号)の周波数スペクトラムを受信波と同じ方向に変えて解決する。
【００７５】
図７はこの発明の第３実施形態の通信装置としての親機の要部を示している。
【００７６】
この第３実施形態では、上記第２実施形態の信号波毎のフィルタ(図６に示すフィルタ１０１,１０２)の出力を、それぞれ部分スペクトラム反転部１０５,１０６により周波数スペクトラム反転し、周波数スペクトラム反転された各信号を加算器１０３により加算することで各受信信号の側波帯の反転を行い、全体として元に戻す。このとき、周波数スペクトラム反転に伴って周波数変換が行われるので、例えば、送信部の局部発振器の周波数を変更して対応する。
【００７７】
なお、上記部分スペクトラム反転部１０５,１０６は、図２に示す第１実施形態の信号処理部４０と同様の信号処理を行う。
【００７８】
このように、上記部分スペクトラム反転部１０５,１０６を設けたので、入力した受信信号の側波帯の反転が元に戻り、位相変調などの周波数スペクトラム反転が影響を及ぼすような変調方式でも、子機間通信が可能となる。
【００７９】
（第４実施形態）
また、図８(a)〜(d)はこの発明の第４実施形態の周波数スペクトラム反転演算方法を示している。入力信号スペクトラムが１５ＭＨｚ付近にあり、三角の記号で示されている(図８(a))。この入力信号を３８ＭＨｚでサンプリングすると、２３ＭＨｚ(＝３８−１５)の位置にスペクトラムが生じる(図８(b))。
【００８０】
次に、サンプリングデータを一つ置きに間引くことにより、サンプリング周波数を１／２の１９ＭＨｚとする。これによって、４ＭＨｚ(＝１９−１５)の所に図８(c)のようにスペクトラムが生じる。この後、Ｄ／Ａ変換し、４ＭＨｚ付近の周波数を通過する帯域通過フィルタまたは低域通過フィルタを施して、図８(d)の信号が取り出される。この信号は、図８(a)の信号スペクトラム反転した信号となっている。
【００８１】
上記周波数スペクトラム反転演算方法では、周波数スペクトラム反転をデジタル信号処理により実現できると共に、標本化により得られたサンプルデータをサンプリングレート変換において間引くことによって、サンプリングレートを低くできるので、消費電力を低減することができる。
【００８２】
（第５実施形態）
また、この発明の第５実施形態の周波数スペクトラム反転演算方法としては、第４実施形態の図８(a)に示す入力信号をサンプリング周波数は３８ＭＨｚでサンプリングした後、データを一つ置きに０とすると、サンプリング周波数は３８ＭＨｚのまま、図８(c)と同様の周波数スペクトラムが生じる(図８(e))。そして、図８(e)に示す信号を４ＭＨｚ付近の周波数を通過する帯域通過フィルタまたは低域通過フィルタを施して図８(f)の信号が取り出される。
【００８３】
上記周波数スペクトラム反転演算方法では、周波数スペクトラム反転をデジタル信号処理により実現できると共に、サンプリングレートを変更しないので、同一のクロックで信号処理することができる。また、アパーチャ効果を受け難くなる。オーバーサンプルにより、緩やかなフィルタ特性で処理可能となる。
【００８４】
上記第１〜第５実施形態では、無線通信を行う通信装置としてコードレス電話機について説明したが、通信装置はこれに限らず、複数の子機からの受信信号を周波数変換して再送信する通信装置にこの発明を適用してよい。また、無線に限らず、有線による通信システムにおいて複数の子機からの受信信号を周波数変換して再送信するような通信装置にこの発明を適用してもよい。
【００８５】
また、上記第１〜第５実施形態では、通信装置としての親機について説明したが、この発明による周波数スペクトラム反転演算方法を実行するプログラムの一部または全部をフロッピーディスクやＩＣカード、ＩＣ自身等のプログラム記録媒体に保管して、必要に応じて上記プログラムを通信装置の信号処理部を構成する例えばＤＳＰ(Digital Signal Processor)に読み込んで、実行させてもよい。
【００８６】
また、ＤＳＰ等の信号処理演算手段によって全スペクトラム反転部および部分スペクトラム反転部の全ての信号処理を演算するようにすれば、信号処理演算手段を通信システムの周波数割当てに依存せずに汎用部品として製造でき、量産効果が高くなる。その場合、部分スペクトラム反転部を全スペクトラム反転部よりも前に配置することで、部分スペクトラム反転部の最初に実施するフィルタ演算が低いサンプリング周波数で行えるので、消費電力を低減することができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の通信装置によれば、子機間通信の場合にだけ子機に特別に送受信の周波数を変更させるということがなく、また親機に複数組の送信部,受信部を備えることがなく、同一のデュプレクス間隔を使用する子機間通信を実現することができる。また、同一のデュプレクス間隔を使用する通信システムにおいて、子機間通信を複信で行うことができ、使用者が同時に音声などの伝達が可能となり、利便性に富む。また、単信方式と比較して余分な切替信号を出さないので、通信中に切替信号が雑音として使用者に聞こえることもない。また、子機間通信のための信号処理の一部に、従来のような複数の回路を設けることなく構成でき、回路規模、大きさ、消費電力、部品コストなどに利点があり、また、信号処理をＤＳＰにより行う場合でも、複数の処理を別々に行わないため、信号処理時間が少なくて済み、他の処理が行える余裕ができ、高機能な通信システムを提供できる。また、同一の機能のみ処理する場合は、ＤＳＰの処理速度を低下できるので、消費電力を下げることができる。
【００８８】
また、上記全スペクトラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号成分以外の信号成分を減衰させるフィルタを設けたので、不要な信号を再送信せず、他の通信を妨害しないようにでき、通信品質を向上できる。
【００８９】
また、部分スペクトラム反転部を設けることによって、入力した周波数スペクトラム(側波帯(サイドバンド))の反転を元に戻すことができ、位相変調などの周波数スペクトラム反転が影響を及ぼす変調方式でも、子機間通信が可能となる。
【００９０】
また、部分スペクトラム反転部を、ＤＳＰ等の信号処理演算手段により構成することによって、回路構成が簡単になって回路規模を小さくできる。
【００９１】
また、上記全スペクトラム反転部を周波数変換回路で構成することによって、回路構成を簡単にでき、回路規模を小さくできる。
【００９２】
また、受信部,送信部に依存せず、全スペクトラム反転部および部分スペクトラム反転部の全ての信号処理を信号処理部により演算することによって、信号処理部を通信システムの周波数割当てに依存せずに汎用部品として製造できるため、量産効果が得られる。
【００９３】
また、部分スペクトラム反転部を全スペクトラム反転部よりも前に配置することで、部分スペクトラム反転部の最初に実施するフィルタ演算が低いサンプリング周波数で行えるので、消費電力を低減できる。
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の通信装置としての親機と複数の子機とを有するコードレス電話機における子機間通話の概念図を示している。
【図２】図２は上記通信装置の親機の構成図である。
【図３】図３は信号の周波数スペクトラムと信号波形の模式図である。
【図４】図４はこの発明の第２実施形態の通信装置としての親機を構成図を示している。
【図５】図５は上記親機の信号処理の信号波形を示す図である。
【図６】図６は上記親機の信号処理部のフィルタの構成図である。
【図７】図７はこの発明の第３実施形態の通信装置としての親機の要部を示している。
【図８】図８はこの発明の第４実施形態の周波数スペクトラム反転演算方法を示している。
【図９】図９は従来の通信装置としての親機の構成図である。
【図１０】図１０は従来の通信装置としての親機と複数の子機とを有するコードレス電話機における子機間通話の概念図を示している。
【符号の説明】
Ａ,Ｂ…子機、
１０…親機、
２０…受信部、
２３,３４…ＲＦ増幅部、
２４,２６,３１,３３…ＢＰＦ、
２５,３２…周波数変換部、
２７…ＩＦ増幅部、
３０…送信部、
４０,９０…信号処理部、
４１…Ａ／Ｄ変換部、
４２…サンプリングレート変換部、
４３,４７,９１,９２…フィルタ、
４４…Ｄ／Ａ変換部、
５１…デュプレクサ、
５２…アンテナ、
６０…送受話器、
７０…電話回線Ｉ／Ｆ、
８０…制御／入出力、
１０１,１０２…フィルタ、
１０３…加算器、
１０５,１０６…部分スペクトラム反転部。

Claims

複数の子機からの受信信号を周波数変換して再送信することにより子機間通信を中継する通信装置であって、
上記複数の子機からの受信信号を含む周波数スペクトラムであってその複数の受信信号を含む周波数スペクトラム全体を反転する全スペクトラム反転部と、
上記全スペクラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号を再送信する送信部とを備え、
上記全スペクトラム反転部および上記送信部によって、上記通信を中継される各子機について、一方の子機からの元の受信信号の周波数と他方の子機からの受信信号の全スペクトラム反転後の周波数とが、夫々デュプレクス間隔になるように周波数変換された受信信号を再送信することを特徴とする通信装置。
請求項１に記載の通信装置において、
上記全スペクトラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号成分以外の信号成分を減衰させるフィルタを備え、
上記フィルタの出力の上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号を再送信することを特徴とする通信装置。
請求項１または２に記載の通信装置において、
上記全スペクトラム反転部により反転された上記周波数スペクトラムに含まれる上記複数の受信信号のスペクトラム毎に、上記複数の受信信号のうちの１つずつが含まれる周波数スペクトラムを夫々反転する部分スペクトラム反転部を備えたことを特徴とする通信装置。
請求項３に記載の通信装置において、
上記部分スペクトラム反転部が信号処理演算手段であることを特徴とする通信装置。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の通信装置において、
上記全スペクトラム反転部が周波数変換手段であることを特徴とする通信装置。
請求項３に記載の通信装置において、
上記全スペクトラム反転部および上記部分スペクトラム反転部が信号処理演算手段であることを特徴とする通信装置。
請求項６に記載の通信装置において、
上記部分スペクトラム反転部が上記全スペクトラム反転部よりも前に設けられていることを特徴とする通信装置。
第１の子機からの子機送信周波数帯域に属する第１周波数をもつ信号を第１受信信号として、第２の子機からの上記子機送信周波数帯域に属する第２周波数をもつ信号を第２受信信号として夫々受信する受信部と、
上記第１受信信号および第２受信信号を含む周波数スペクトラム全体を一括反転して、第１受信信号を子機受信周波数帯に属する第３周波数をもつ第２送信信号に、第２受信信号を上記子機受信周波数帯域に属する第４周波数をもつ第１送信信号に変換する全スペクトラム反転部と、
上記全スペクトラム反転部からの第２送信信号を上記第２の子機へ、第１送信信号を上記第１の子機へ送信する送信部を備え、
上記第１の子機が送信する第１受信信号の第１周波数と、上記第１の子機への第１送信信号の第４周波数との差が、上記第２の子機が送信する第２受信信号の第２周波数と、上記第２の子機への第２送信信号の第３周波数との差に等しくして、上記第１ , 第２の子機間でデュプレックス間隔一定の通信を行うことを特徴とする通信装置。