JP3783684B2

JP3783684B2 - 無線通信装置

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Publication number: JP3783684B2
Application number: JP2003022017A
Authority: JP
Inventors: 修本田; 伊助唐木; 正博北野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004235966A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置に関し、例えば、送信と受信の周波数が同一である半二重方式の無線ＬＡＮ装置に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信装置は、一般に送信部と受信部とを備え、送信部の送信電力を制御するとともに、受信部の受信電力を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、半二重方式の無線ＬＡＮ装置の構成の一例を示すと、図５に示すようになる。
【０００３】
この無線ＬＡＮ装置は、図５に示すように、受信部１と、送信部２と、ＣＰＵ（制御部）３を備え、切り替えスイッチ４によりアンテナ５、６と受信部１（または送信部２）の切り替えを行うようになっている。
受信部１は、高周波増幅回路１１、バンドパスフルタ１２、ミキサ１３、バンドパスフィルタ１４、可変利得増幅回路１５、復調回路１６、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１７、レベル検出回路１８、Ａ／Ｄコンバータ１９、およびＤ／Ａ（ＤＡＣ）コンバータ２０を備えている。
【０００４】
送信部２は、Ｄ／Ａコンバータ２１、変調回路２２、バンドパスフィルタ２３、可変利得増幅回路２４、ミキサ２５、バンドパスフィルタ２６、電力増幅回路２７、Ｄ／Ａコンバータ２８、分配回路２９、レベル検出回路３０、およびＡ／Ｄコンバータ３１を備えている。
さらに、受信部１と送信部２とは、共通に使用する発振器３２と発振器３３とを備えている。
【０００５】
次に、このような構成からなる無線ＬＡＮ装置の動作について、図５を参照して説明する。
受信部１の受信時には、切り替えスイッチ４によりアンテナ５（またはアンテナ６）と受信部１の高周波増幅回路１１とが接続される。
この受信時には、アンテナ５の受信電波が高周波増幅回路１１で増幅されたのちバンドパスフィルタ１４でフィルタ処理され、さらにミキサ１３で所定の周波数に変換される。ミキサ１３の出力はバンドパスフィルタ１４でフィルタ処理されたのち、可変利得増幅回路１５で増幅される。その可変利得増幅回路１５の出力中から復調調回路１６でデータが復調され、その復調データがＡ／Ｄコンバータ１７でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ３に供給される。
【０００６】
これらの動作に並行して、レベル検出回路１８は、バンドパスフィルタ１４の出力レベル（受信電力レベルに相当）を検出し、この検出レベルがＡ／Ｄコンバータ１９でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ３に供給される。ＣＰＵ３は、その供給された検出レベルに応じて可変利得増幅回路１５に供給すべき制御電圧を求め、この求めた制御電圧をＤ／Ａコンバータ２０を介して可変利得増幅回路１５に供給する。
【０００７】
このように受信電力の大きさに応じて可変利得増幅回路１５の利得を制御することにより、受信部１は、その受信電力が時間的に変動しても可変利得増幅回路１５から一定の出力が得られ安定な受信動作ができる。
一方、送信部２の送信時には、切り替えスイッチ４によりアンテナ５（またはアンテナ６）と送信部２の電力増幅回路２７とが接続される。
【０００８】
この送信時には、ＣＰＵ３からの送信データがＤ／Ａコンバータ２１でＤ／Ａ変換されて変調回路２２に供給される。変調回路２２では、その送信データが発振器３３からの搬送波により変調され、この変調波はバンドパスフィルタ２３を経て可変利得増幅回路２４で増幅される。可変利得増幅回路２４の出力は、ミキサ２５およびバンドパスフィルタ２６を経て電力増幅回路２７で電力増幅され、アンテナ５に供給される。
【０００９】
これらの動作に並行して、電力増幅回路２７の出力の一部が分配回路２９で分配されて取り出され、この取り出された出力がレベル検出回路３０で検出され、この検出レベルがＡ／Ｄコンバータ３１でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ３に供給される。ＣＰＵ３は、その供給された検出レベルに応じて可変利得増幅回路２４に供給すべき制御電圧を求め、この求めた制御電圧をＤ／Ａコンバータ２８を介して可変利得増幅回路２４に供給する。
【００１０】
このように送信電力の大きさに応じて可変利得増幅回路２４の利得を制御することにより、送信部２は、チャネル間の送信電力差を調整して送信電力を一定にすることができる。
【００１１】
【特許文献１】
特表平１０−５１０９６５号公報（図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図５に示すような従来の無線ＬＡＮ装置では、受信部１の受信時には受信電力の制御を行い、この制御は安定な受信を図るために受信中は継続する必要がある。このため、受信部１では、レベル検出回路１８、Ａ／Ｄコンバータ１９、およびＤ／Ａコンバータ２０などを備える必要がある。
【００１３】
一方、送信部２では、送信時に送信電力の制御を行い、このために分配回路２９、レベル検出回路３０、およびＡ／Ｄコンバータ３１などを備えている。
しかし、送信部の送信電力の制御は、送信中に送信電力を常にモニタして制御する必要は必ずしもないと考えられる。
そこで、本発明は上記の点に着目したものであり、その目的は、送信部の送信電力の制御を確保しつつ、送信部に係る送信電力の制御部分の構成の簡略化を図るようにした無線通信装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、本発明はそれぞれ以下のように構成した。
すなわち、第１発明の無線通信装置は、アンテナで受信した受信電波に含まれる情報を復調する受信部と、情報を搬送波で変調してその変調波を前記アンテナで送信電波として送信する送信部と、前記受信部および前記送信部と連携して動作する制御部と、を有し、半二重通信方式で通信を行う無線通信装置であって、前記受信部は、前記受信電波を増幅するとともにその利得を可変自在な受信用の可変利得増幅回路と、前記受信電波の受信レベルを検出するレベル検出回路と、を少なくとも含み、前記送信部は、前記変調波を増幅するとともに制御データに対応する制御電圧に基づいてその利得が可変自在な送信用の可変利得増幅回路を少なくとも含み、前記制御部は、前記送信部の実際の送信に先立って、前記送信部に送信電力調整のための増幅した前記変調波の送信出力を、互いに周波数の異なる複数のチャネルのそれぞれについて行わせて、前記受信部の前記受信用の可変利得増幅回路に入力させ、前記レベル検出回路でその送信電力のレベルを前記複数のチャネル毎に検出し、その検出レベルに基づいて、前記送信用の可変利得増幅回路の送信時における利得を送信電力が一定となるように制御するための制御電圧に対応する前記制御データを前記各チャネル毎に記憶する送信電力調整モードを有するとともに、前記送信電力調整モード時に、前記受信用の可変利得増幅回路の入力が飽和すると予測される場合に、前記受信用の可変利得増幅回路の電源を切って減衰回路として動作させ、前記レベル検出回路において適正な動作が行われるようにすることを特徴とするものである。
【００１５】
第２発明の無線通信装置は、第１発明の無線通信装置において、前記受信部は、前記受信電波または前記送信部の出力を増幅する高周波増幅回路と、前記高周波増幅回路からの出力を増幅するとともにその利得が可変自在な第１の可変利得増幅回路と、前記第１の可変利得増幅回路の出力のレベルを検出するレベル検出回路と、を少なくとも含み、記送信部は、前記変調波を増幅するとともにその利得を可変自在な第２の可変利得増幅回路と、前記第２の可変利得増幅回路の出力を電力増幅する電力増幅回路と、を少なくとも含み、前記制御部は、受信モード時には、前記アンテナの受信電波を前記高周波増幅回路に導くとともに、前記レベル検出回路の検出レベルに応じて前記第１の可変利得増幅回路の利得を制御し、送信電力調整モード時には、前記各チャネル毎に前記電力増幅回路の出力を前記高周波増幅回路に導くとともに、前記レベル検出回路で前記高周波増幅回路の出力を検出し、この検出レベルに応じて前記制御データを求めて記憶し、
送信モード時には、前記電力増幅回路の出力を前記アンテナに導くとともに、前記第２の可変利得増幅回路の利得を送信に用いる前記チャネルに応じた前記制御データに基づいて制御することを特徴とするものである。
【００１６】
第３発明の無線通信装置は、第２発明の無線通信装置において、前記高周波増幅回路は、利得が可変自在な可変利得増幅回路からなり、前記制御部は、前記送信電力調整モード時に、前記可変利得増幅回路の利得を低下させることを特徴とするものである。
第４発明の無線通信装置は、第２発明の無線通信装置において、前記制御部は、前記前記送信電力調整モード時に、前記送信部に供給するデータのレベルを低下させ、または前記第２の可変利得増幅回路の利得を低下させることを特徴とするものである。
【００１７】
第５発明の無線通信装置は、第１発明乃至第４発明のうちのいずれかの無線通信装置において、前記無線通信装置は、無線ＬＡＮ装置からなることを特徴とするものである。
このような構成により、本発明では、送信部の送信時に、その送信時に先立って送信電力を受信部側で受信させてその送信電力のレベルを検出し、その検出レベルに基づいて送信用の可変利得増幅回路の送信時における利得を制御するための制御データを求めることができる。また、送信部の送信時には、その求めた制御データにより送信電力を制御できる。
【００１８】
このため、本発明によれば、送信時には、チャネル（周波数）にかかわらず送信電力を一定に制御できる。さらに送信部の送信電力の制御を確保しつつ、その送信電力制御のための構成を簡略化することができ、その構成のための実装面積の低減化を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の無線通信装置を半２重通信方式の無線ＬＡＮ装置に適用した実施形態の構成を示すブロック図である。
この実施形態は、図１に示すように、アンテナ５で受信した電波に含まれる情報を復調する受信部７と、情報を搬送波で変調してその変調波をアンテナ５で送信する送信部８と、受信部７および送信部８と連携して動作する制御部９とを備え、３接点の切り替えスイッチ１０の接点の切り替え動作によりアンテナ５、受信部７、および送信部８の間の任意の接続ができるようになっている。
【００２０】
受信部７は、図１に示すように、可変利得増幅回路７１、バンドパスフィルタ７２、ミキサ７３、バンドパスフィルタ７４、可変利得増幅回路７５、復調回路７６、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）７７、レベル検出回路７８、Ａ／Ｄコンバータ７９、およびＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）８０を備えている。
送信部８は、図１に示すように、Ｄ／Ａコンバータ８１、変調回路８２、バンドパスフィルタ８３、可変利得増幅回路８４、ミキサ８５、バンドパスフィルタ８６、電力増幅回路８７、およびＤ／Ａコンバータ８８を備えている。
【００２１】
さらに、受信部７と送信部８とは、共通に使用する発振器９２と発振器９３とを備えている。
可変利得増幅回路７１は、アンテナ５の受信電波などの高周波増幅を行うとともに、その利得が後述のように制御部９からの制御信号Ｓ３により可変（制御）できるようになっている。
【００２２】
ここで、利得可変増幅回路７１は、上記のように利得を可変できない単なる高周波増幅回路であっても良い。
可変利得増幅回路７５は、バンドパスフィルタ７４の出力を増幅するとともに、その利得が後述のように制御部９からの制御信号Ｓ４をＤ／Ａコンバータ８０でＤ／Ａ変換した制御電圧によって可変できるようになっている。
【００２３】
レベル検出回路７８は、バンドパスフィルタ７４の出力、すなわち受信部７における受信電力のレベルを検出し、その検出レベルに応じたアナログ電圧を生成し、この生成電圧はＡ／Ｄコンバータ７９でＡ／Ｄ変換されて制御部９に供給されるようになっている。
可変利得増幅回路８４は、バンドパスフィルタ８３から出力される変調波の増幅を行うとともに、その利得が後述のように制御部９からの制御信号Ｓ５をＤ／Ａコンバータ８８でＤ／Ａ変換した制御電圧によって可変できるようになっている。
【００２４】
制御部９は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなり、後述のように、各動作モードに応じて後述のように各部の制御などを行うようになっている。
次に、このような構成からなる実施形態の動作例について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２５】
まず、受信モード時の動作について、図１および図２を参照して説明する。ここで、図２は、受信モード時における制御部９の制御動作を説明する図であり、その制御に不要な部分の構成は省略されている。
この受信モード時には、制御部９は、制御信号Ｓ１、Ｓ２により切り替えスイッチ１０の切り替え接点１０ａ、１０ｂのみを閉状態にする。これにより、図２に示すように、アンテナ５と受信部７の可変利得増幅回路７１とが電気的に接続された状態となる。
【００２６】
これにより、アンテナ５の受信電波が可変利得増幅回路７１で増幅されたのちバンドパスフィルタ７２でフィルタ処理され、さらにミキサ７３で所定の周波数に変換される。ミキサ７３の出力はバンドパスフィルタ７４でフィルタ処理されたのち、可変利得増幅回路７５で増幅される。その可変利得増幅回路７５の出力中から復調回路７６でデータが復調され、その復調データがＡ／Ｄコンバータ７７でＡ／Ｄ変換されて制御部９に供給される。
【００２７】
これらの動作に並行して、レベル検出回路７８は、バンドパスフィルタ１４の出力レベル（受信電力レベルに相当）を検出し、この検出レベルに応じたアナログ電圧を生成し、この生成電圧がＡ／Ｄコンバータ７９でＡ／Ｄ変換されて制御部９に供給される。制御部９は、その供給電圧に基づいて可変利得増幅回路７５に供給すべき制御電圧を求め、この求めた制御電圧をＤ／Ａコンバータ８０を介して可変利得増幅回路７５に供給する。
【００２８】
このように、受信モード時には、受信電力の大きさに応じて可変利得増幅回路７５の利得を制御することにより、受信部７は、その受信電力が時間的に変動しても可変利得増幅回路７５から一定の出力が得られ安定な受信動作ができる。
次に、送信電力調整モード時の動作について、図１および図３を参照して説明する。ここで、図３は、送信電力調整モード時における制御部９の制御動作を説明する図であり、その制御に不要な部分の構成は省略されている。
【００２９】
なお、送信電力調整モードは、後述の送信モードに先立って行われるものである。
この送信電力調整モード時には、制御部９は、制御信号Ｓ１、Ｓ２により切り替えスイッチ１０の切り替え接点１０ｂ、１０ｃのみを閉状態にする。これにより、図３に示すように、送信部８の電力増幅回路８７と受信部７の可変利得増幅回路７１とが電気的に接続された状態となる。
【００３０】
これにより、制御部９からの送信データがＤ／Ａコンバータ８１でＤ／Ａ変換されて変調回路８２に供給される。変調回路８２では、その送信データが発振器９３からの搬送波により変調され、この変調波はバンドパスフィルタ８３を経て可変利得増幅回路８４で増幅される。可変利得増幅回路８４の出力は、ミキサ８５およびバンドパスフィルタ８６を経て電力増幅回路８７で電力増幅され、受信部７の可変利得増幅回路７１に供給される。
【００３１】
さらに、可変利得増幅回路７１の出力は、バンドパスフィルタ７２、ミキサ７３、およびバンドパスフィルタ７４を経てレベル検出回路７８に供給される。レベル検出回路７８は、その送信電力のレベルを検出し、この検出レベルに応じたアナログ電圧を生成し、この生成電圧がＡ／Ｄコンバータ７９でＡ／Ｄ変換されて制御部９に供給される。制御部９は、その供給電圧に基づいて送信部８の可変利得増幅回路８４に供給すべき制御電圧を求め、この求めた制御電圧を図示しないＲＡＭ（メモリ）に記憶させる。
【００３２】
そして、これらの一連の動作をチャネル毎に繰り返し、各チャネルに対応する上記の制御電圧をＲＡＭに記憶させておく。
なお、上記の送信電力調整モード時には、可変利得増幅回路７１に入力される送信部８の送信電力が大きすぎてその出力が飽和し、レベル検出回路７８の適正な検出動作が行われないおそれがある。
【００３３】
このような不都合に対処するために、制御部９により以下のような第１〜第３の制御を行うようにしても良い。
第１の制御は、制御部９が、その飽和を予測して、Ｄ／Ａコンバータ８１へ出力するデータの出力レベルを下げ、可変利得増幅回路７１への入力レベルを下げるように制御する。
【００３４】
第２の制御は、制御部９が、その飽和を予測して、可変利得増幅回路８４の利得を下げるための制御電圧をＤ／Ａコンバータ８８を介して可変利得増幅回路８４に供給し、可変利得増幅回路７１への入力レベルを下げるように制御する。
第３の制御は、制御部９が、その飽和を予測して、制御信号Ｓ３により可変利得増幅回路７１の電源を切ってアッテネータ（減衰回路）として動作させ、レベル検出回路７８が適正な検出動作が行われるようにする。
【００３５】
なお、これらの第１〜第３制御は個別でも良く、これらを適宜組み合わせるようにしても良い。
次に、送信モード時の動作について、図１および図４を参照して説明する。ここで、図４は、送信モード時における制御部９の制御動作を説明する図であり、その制御に不要な部分の構成は省略されている。
【００３６】
この送信モード時には、制御部９は、制御信号Ｓ１、Ｓ２により切り替えスイッチ１０の切り替え接点１０ａ、１０ｃのみを閉状態にする。これにより、図４に示すように、送信部８の電力増幅回路８７とアンテナ５とが電気的に接続された状態となる。
これにより、制御部９からの送信データがＤ／Ａコンバータ８１でＤ／Ａ変換されて変調回路８２に供給される。変調回路８２では、その送信データが発振器９３からの搬送波により変調され、この変調波はバンドパスフィルタ８３を経て可変利得増幅回路８４で増幅される。可変利得増幅回路８４の出力は、ミキサ８５およびバンドパスフィルタ８６を経て電力増幅回路８７で電力増幅され、アンテナ５に供給される。
【００３７】
制御部９は、図示しないＲＡＭに記憶されている各チャネルに対応する制御電圧のうち、現在されているチャネル（周波数）に対応する制御電圧を読み出し、この読み出した制御電圧をＤ／Ａコンバータ８８を介して可変利得増幅回路８４に供給する。
これにより、送信モード時には、チャネル（周波数）にかかわらず送信電力を一定に制御することができる。
【００３８】
以上説明したように、この実施形態では、送信電力調整モード時には、送信部８の送信電力を受信部７側で受信させてその送信電力のレベルを検出し、その検出レベルに基づいて送信部８側の可変利得増幅回路８４の制御電圧を求め、この求めた制御電圧をメモリに記憶するようにした。また、送信モード時には、そのメモリに記憶してある制御電圧を使用して可変利得増幅回路８４の利得を制御するようにした。
【００３９】
このため、この実施形態によれば、図５に示す従来装置に必要な分配回路２９、レベル検出回路３０、Ａ／Ｄコンバータ３１などを削減できる。すなわち、この実施形態によれば、送信部８の送信電力の制御を確保しつつ、その送信電力の制御のための構成を簡略化することができ、その構成のための実装面積の低減化を図ることができる。
【００４０】
なお、上記の実施形態は、本発明を半２重通信方式の無線ＬＡＮ装置に適用したものである。しかし、本発明は、受信電力の制御が必要な受信部と、送信電力の制御が必要な送信部とを有する無線通信装置であれば、上記の無線ＬＡＮ装置以外のものにも適用可能であること勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信時には、チャネル（周波数）にかかわらず送信電力を一定に制御できる。さらに送信部の送信電力の制御を確保しつつ、その送信電力制御のための構成を簡略化することができ、その構成のための実装面積の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信装置を半２重通信方式の無線ＬＡＮ装置に適用した実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】この実施形態の受信モード時における制御部の制御動作を説明する説明図である。
【図３】この実施形態の送信電力調整モード時における制御部の制御動作を説明する説明図である。
【図４】この実施形態の送信モード時における制御部の制御動作を説明する説明図である。
【図５】従来装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
５はアンテナ、７は受信部、８は送信部、９は制御部、１０は切り替えスイッチ、７１は可変利得増幅回路、７５は可変利得増幅回路、７８はレベル検出回路、７９はＡ／Ｄコンバータ、８０はＤ／Ａコンバータ、８４は可変利得増幅回路、８８はＤ／Ａコンバータである。

Claims

アンテナで受信した受信電波に含まれる情報を復調する受信部と、情報を搬送波で変調してその変調波を前記アンテナで送信電波として送信する送信部と、前記受信部および前記送信部と連携して動作する制御部と、を有し、半二重通信方式で通信を行う無線通信装置であって、
前記受信部は、前記受信電波を増幅するとともにその利得を可変自在な受信用の可変利得増幅回路と、前記受信電波の受信レベルを検出するレベル検出回路と、を少なくとも含み、
前記送信部は、前記変調波を増幅するとともに制御データに対応する制御電圧に基づいてその利得が可変自在な送信用の可変利得増幅回路を少なくとも含み、
前記制御部は、前記送信部の実際の送信に先立って、前記送信部に送信電力調整のための増幅した前記変調波の送信出力を、互いに周波数の異なる複数のチャネルのそれぞれについて行わせて、前記受信部の前記受信用の可変利得増幅回路に入力させ、前記レベル検出回路でその送信電力のレベルを前記複数のチャネル毎に検出し、その検出レベルに基づいて、前記送信用の可変利得増幅回路の送信時における利得を送信電力が一定となるように制御するための制御電圧に対応する前記制御データを前記各チャネル毎に記憶する送信電力調整モードを有するとともに、前記送信電力調整モード時に、前記受信用の可変利得増幅回路の入力が飽和すると予測される場合に、前記受信用の可変利得増幅回路の電源を切って減衰回路として動作させ、前記レベル検出回路において適正な動作が行われるようにする、
ことを特徴とする無線通信装置。
前記受信部は、
前記受信電波または前記送信部の送信出力を増幅する高周波増幅回路と、
前記高周波増幅回路からの出力を増幅するとともにその利得が可変自在な第１の可変利得増幅回路と、
前記第１の可変利得増幅回路の出力のレベルを検出するレベル検出回路と、を少なくとも含み、
前記送信部は、
前記変調波を増幅するとともにその利得を可変自在な第２の可変利得増幅回路と、
前記第２の可変利得増幅回路の出力を電力増幅する電力増幅回路と、を少なくとも含み、
前記制御部は、
受信モード時には、前記アンテナの受信電波を前記高周波増幅回路に導くとともに、前記レベル検出回路の検出レベルに応じて前記第１の可変利得増幅回路の利得を制御し、
送信電力調整モード時には、前記各チャネル毎に前記電力増幅回路の出力を前記高周波増幅回路に導くとともに、前記レベル検出回路で前記高周波増幅回路の出力を検出し、この検出レベルに応じて前記制御データを求めて記憶し、
送信モード時には、前記電力増幅回路の出力を前記アンテナに導くとともに、前記第２の可変利得増幅回路の利得を送信に用いる前記チャネルに応じた前記制御データに基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記高周波増幅回路は、利得が可変自在な可変利得増幅回路からなり、前記制御部は、前記送信電力調整モード時に、前記可変利得増幅回路の利得を低下させることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
前記制御部は、前記前記送信電力調整モード時に、前記送信部に供給するデータのレベルを低下させ、または前記第２の可変利得増幅回路の利得を低下させることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
前記無線通信装置は、無線ＬＡＮ装置からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の無線通信装置。