JP4441429B2

JP4441429B2 - 無線送信装置

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Publication number: JP4441429B2
Application number: JP2005097843A
Authority: JP
Inventors: 睦子小林; 雅裕成田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: US20060222103A1; CN100512026C; CN1841943A; TWI316356B; TW200704047A; JP2006279705A

Description

本発明は、無線送信装置に関し、特に送信信号の周波数帯域幅または変調方式が変更可能な無線送信装置に関する。

従来から、ＰＨＳ(Personal Handyphone System)基地局、端末などにおける無線送信装置の低コスト化を図るための技術が提案されている。

たとえば、特許文献１で開示されている無線送信装置では、合成器を用いないで、複数系統の信号の送受信を行なえるようにしており、それら系統はいずれの送受アンテナ１０１〜１０４を用いても送信できるようにするために、クロススイッチ１６０及び送信切替スイッチ１０９、１１０を使用している。また、その切替に対応して、送信、受信の処理でＰＬＬを制御するＰＬＬ制御部１３７、１３８を調整しており、無線系の回路が簡素化できる。
特開平１０−２０９９３５号公報

ところで、ＰＨＳなどにおいて、送信信号の周波数帯域幅を変更可能とする無線送信装置が提案されている。

図１０は、狭帯域の送信信号および広帯域の送信信号の周波数成分を表わす図である。

図１０を参照して、周波数帯域幅が１９２ＫＨｚである狭帯域の送信信号では、隣接チャネルポイントは、±６００ＫＨｚ、±９００ＫＨｚである。この場合には、搬送波の歪は、隣接チャネルポイントに引っかからない。

これに対して、周波数帯域幅が６００ＫＨｚである広帯域の送信信号では、隣接チャネルポイントは、±９００ＫＨｚ、±１２００ＫＨｚである。この場合には、搬送波の５次歪が隣接チャネルポイントに引っかかる。そのため、波形の歪を小さくするために無線送信装置を構成する部品の線形性が要求される。

したがって、送信信号の周波数帯域幅を変更可能な無線送信装置では、最も広い帯域の送信信号を送信する場合でも波形の歪が小さくなるようなスペックにしなければならず、構成する部品はそのようなスペックを満たすように線形性に優れたものが要求され、コストが高くなる。

また、送信信号の変調方式を変更可能とする無線送信装置においても、同様の問題がある。

それゆえに、本発明の目的は、低いコストで製造できる、送信信号の周波数帯域幅または変調方式が変更可能な無線送信装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、送信信号の周波数帯域幅の変更が可能な無線送信装置であって、送信信号を変調して変調信号を生成する変調回路と、変調回路の出力を受けて、増幅、フィルタリングおよびミキシングを行ない、選択された周波数帯域幅を有する信号を生成する信号処理回路と、送信信号の各周波数帯域幅と、変調回路から出力される信号のレベルとの対応を定めたテーブルと、テーブルを参照して、選択された送信信号の周波数帯域幅に対応する変調回路から出力される信号のレベルを特定し、変調回路を指示して、出力する変調信号のレベルを特定したレベルにさせる制御回路と、信号処理回路の出力を基準レベルまで増幅するＡＧＣアンプとを備え、テーブルにおいて、送信信号の周波数帯域幅が広いほど、変調回路から出力される信号のレベルが小さくなるように対応づけられている。

また、本発明は、送信信号の変調方式の変更が可能な無線送信装置であって、送信信号を複数個の変調方式のうちの選択された変調方式で変調して変調信号を生成する変調回路と、変調回路の出力を受けて、増幅、フィルタリングおよびミキシングを行なう信号処理回路と、送信信号の各変調方式と、変調回路から出力される信号のレベルとの対応を定めたテーブルと、テーブルを参照して、選択された変調方式に対応する変調回路から出力される信号のレベルを特定し、変調回路を指示して、出力する変調信号のレベルを特定したレベルにさせる制御回路と、信号処理回路の出力を基準レベルまで増幅するＡＧＣアンプとを備える。

本発明によれば、送信信号の周波数帯域幅または変調方式が変更可能な無線送信装置を低いコストで製造できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施形態］
（構成）
図１は、第１の実施形態の無線送信装置の構成を表わす図である。

図１を参照して、この無線送信装置１は、変調回路１１と、信号処理回路１２と、ＡＧＣ（Auto Gain Control）アンプ５と、バンドパスフィルタ４と、ハイパワーアンプ３と、アンテナ２と、ＡＧＣ制御回路１０と、テーブル１３と、変調信号出力制御回路１５とを備える。信号処理回路１２は、アンプ９と、バンドパスフィルタ８と、アンプ７と、ミキサ６とを備える。

変調回路１１は、送信信号を所定の変調方式（たとえば、π／４シフトＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)）で変調する。

アンプ９は、変調回路１１から出力された信号を増幅する。

バンドパスフィルタ８は、アンプ９から出力された信号の不要な周波数成分を除去する。

アンプ７は、バンドパスフィルタ８から出力された信号を増幅する。

ミキサ６は、アンプ７から出力された信号を複数個の周波数帯域幅（１９２ＫＨｚの周波数帯域幅、６００ＫＨｚの周波数帯域幅など）のうちの選択された周波数帯域幅を有する信号に変換する。

ＡＧＣ制御回路１０は、ＡＧＣアンプ５に基準レベルを与える。

ＡＧＣアンプ５は、ミキサ６から出力された信号を基準レベルにまで増幅する。

バンドパスフィルタ４は、ＡＧＣアンプ５から出力された信号の不要な周波数成分を除去する。

ハイパワーアンプ３は、バンドパスフィルタ４から出力された信号をアンテナ２で送信する高いレベルまで増幅する。

アンテナ２は、ハイパワーアンプ３から出力された信号を送信する。

テーブル１３は、送信信号の各周波数帯域幅と、変調回路１１から出力される信号のレベルとの対応を定める。

図２は、第１の実施形態のテーブル１３の例を表わす図である。

図２を参照して、送信信号の周波数帯域幅が広くなるほど、変調回路１１から出力される信号のレベルが小さくなる。たとえば、送信信号の周波数帯域幅が１９２ＫＨｚの場合には、変調回路１１から出力される信号のレベルはＭ１である。また、送信信号の周波数帯域幅が６００ＫＨｚの場合には、変調回路１１から出力される信号のレベルはＭ２である。ここで、Ｍ１＞Ｍ２である。

変調信号出力制御回路１５は、テーブル１３を参照して、選択された送信信号の周波数帯域幅に対応する変調回路１１から出力される信号のレベルを特定し、変調回路１１を指示して、出力する変調信号のレベルを特定したレベルにさせる。

変調回路１１は、内部のアンプによって、変調信号（変調した後の信号）を変調信号出力制御回路１５から指示されたレベルに増幅する。

（動作例）
図３は、第１の実施形態の信号のレベルの変化を表わす図である。

図３を参照して、周波数帯域幅が１９２ＫＨｚの送信信号については、変調回路１１から出力されるときの信号のレベルはＭ１であり、周波数帯域幅が６００ＫＨｚの送信信号については、変調回路１１から出力されるときの信号のレベルはＭ２である。ここで、Ｍ１＞Ｍ２である。

その後、周波数帯域幅が１９２ＫＨｚの送信信号および周波数帯域幅が６００ＫＨｚの送信信号のいずれについても、アンプ９によってレベルが増加し、バンドパスフィルタ８によってレベルが減少し、アンプ７によってレベルが増加し、ミキサ６によってレベルが増加する。

その後、周波数帯域幅が１９２ＫＨｚの送信信号および周波数帯域幅が６００ＫＨｚの送信信号のいずれについても、ＡＧＣアンプ５によってレベルが基準レベルＳまで増加する。

その後、周波数帯域幅が１９２ＫＨｚの送信信号および周波数帯域幅が６００ＫＨｚの送信信号のいずれについても、バンドパスフィルタ４によってレベルが減少し、ハイパワーアンプ３によってレベルが増加する。

以上のように、第１の実施形態の無線送信装置によれば、周波数帯域幅が大きくなると、変調回路１１から出力される信号のレベルを小さくするので、信号処理回路１２内の構成要素であるアンプ９、バンドバスフィルタ８、アンプ７およびミキサ６に入力される信号のレベルが小さくなり、これらの構成要素を高スペックな高価なものにすることなく、これらの構成要素の線形性を確保することができる。

［第２の実施形態］
（構成）
図４は、第２の実施形態の無線送信装置の構成を表わす図である。

図４を参照して、この無線送信装置５１の構成が、図１に示す第１の実施形態の無線送信装置１の構成と相違する点は、変調回路１１の代わりに変調回路２１を含み、テーブル１３の代わりにテーブル２３を含み、変調信号出力制御回路１５の代わりに変調信号出力制御回路２２を含む点である。以下、これらの構成要素について説明する。

変調回路２１は、複数個の変調方式（π／４シフトＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）およびその他の多値変調方式）のうちの選択された変調方式で送信信号を変調する。

テーブル２３は、送信信号の変調方式と、変調回路２１から出力される信号のレベルとの対応を定める。

図５（ａ）は、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号空間図である。

図５（ｂ）は、１６ＱＡＭ変調方式の信号空間図である。

１６ＱＡＭではπ／４シフトＱＰＳＫに比べて、各信号点のレベル（または電力）と、信号の平均レベルとの差が大きい。信号処理回路１２内の各要素は、信号の平均レベルの付近で線形性が満たされるように設計されている。したがって、１６ＱＡＭ変調方式の送信信号に対しても線形性を確保するためには、信号処理回路１２内の各要素に入力される信号のレベルを小さくする必要がある。

図６は、第２の実施形態のテーブルの例を表わす図である。

図６を参照して、送信信号の変調方式が変わると、変調回路２１から出力される信号のレベルも変化する。たとえば、変調方式がπ／４シフトＱＰＳＫ（Phase Shift Keying）の場合には、変調回路２１から出力される信号のレベルはＬ１である。また、変調方式が１６ＱＡＭの場合には、変調回路２１から出力される信号のレベルはＬ２である。ここで、Ｌ１＞Ｌ２である。

変調信号出力制御回路２２は、テーブル２３を参照して、選択された変調方式に対応する変調回路２１から出力される信号のレベルを特定し、変調回路２１を指示して、出力する変調信号のレベルを特定したレベルにさせる。

変調回路２１は、内部のアンプによって、変調信号（変調した後の信号）を変調信号出力制御回路２２から指示されたレベルに増幅する。

（動作例）
図７は、第２の実施形態の信号のレベルの変化を表わす図である。

図７を参照して、変調方式がπ／４シフトＱＰＳＫの送信信号については、変調回路２１から出力されるときの信号のレベルはＬ１であり、変調方式が１６ＱＡＭの送信信号については、変調回路２１から出力されるときの信号のレベルはＬ２である。ここで、Ｌ１＞Ｌ２である。

その後、変調方式がπ／４シフトＱＰＳＫの送信信号および変調方式が１６ＱＡＭの送信信号のいずれについても、アンプ９によってレベルが増加し、バンドパスフィルタ８によってレベルが減少し、アンプ７によってレベルが増加し、ミキサ６によってレベルが増加する。

その後、変調方式がπ／４シフトＱＰＳＫの送信信号および変調方式が１６ＱＡＭの送信信号のいずれについても、ＡＧＣアンプ５によってレベルが基準レベルＳまで増加する。

その後、変調方式がπ／４シフトＱＰＳＫの送信信号および変調方式が１６ＱＡＭの送信信号のいずれについても、バンドパスフィルタ４によってレベルが減少し、ハイパワーアンプ３によってレベルが増加する。

以上のように、第２の実施形態の無線送信装置によれば、１６ＱＡＭ変調方式で送信信号を変調する場合には、π／４シフトＱＰＳＫで変調する場合よりも変調回路２１から出力される信号のレベルを小さくするので、信号処理回路１２内の構成要素であるアンプ９、バンドバスフィルタ８、アンプ７およびミキサ６に入力される信号のレベルが小さくなり、これらの構成要素を高スペックな高価なものにすることなく、これらの構成要素の線形性を確保することができる。

（変形例）
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば、以下の変形例も包含する。

（１）可変アンプを用いた構成
図８は、変形例の無線送信装置の構成を表わす図である。

図８を参照して、この無線送信装置６１の構成が、図１に示す第１の実施形態の無線送信装置１の構成と相違する点は、ＡＧＣアンプ５の代わりに可変アンプ３５を含み、テーブル１３の代わりにテーブル３３を含み、ＡＧＣ制御回路１０および変調信号出力制御回路１５の代わりに制御回路３２を含む点である。以下、これらの構成について説明する。

図９は、変形例のテーブル３３の例を表わす図である。

図９を参照して、送信信号の周波数帯域幅が広くなるほど、変調回路１１から出力される信号のレベルが小さくなるとともに、可変アンプ３５の増幅率が大きくなる。

たとえば、送信信号の周波数帯域幅が１９２ＫＨｚの場合には、変調回路１１から出力される信号のレベルはＭ１であり、可変アンプ３５の増幅率はｅである。また、送信信号の周波数帯域幅が６００ＫＨｚの場合には、変調回路１１から出力される信号のレベルはＭ２であり、可変アンプ３５の増幅率はｆである。ここで、Ｍ１＞Ｍ２、ｅ＜ｆである。

また、変調回路１１から出力される信号のレベルおよび可変アンプ３５の増幅率は、可変アンプ３５での出力のレベルが基準レベルＳとなるように調整されている。

可変アンプ３５は、制御回路３２から指示された増幅率で、ミキサ６から出力された信号を増幅する。

制御回路３２は、テーブル３３を参照して、選択された送信信号の周波数帯域幅に対応する変調回路１１から出力される信号のレベルを特定し、変調回路１１を指示して、出力する変調信号のレベルを特定したレベルにさせる。

また、制御回路３２は、テーブル３３を参照して、選択された送信信号の周波数帯域幅に対応する可変アンプ３５の増幅率を特定し、可変アンプ３５に特定した増幅率を指示する。

（２）変調回路
本発明の実施形態では、変調回路１１，２１は、内部のアンプによって変調信号（変調した後の信号）を変調信号出力制御回路１５，２２から指示されたレベルまで増幅するとしたが、これに限定するものではない。変調回路１１，２１は、変調する前のデジタル信号の大きさを変えることによって、変調回路１１，２１から出力される信号のレベルが変調信号出力制御回路１５，２２から指示されたレベルになるようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施形態の無線送信装置の構成を表わす図である。第１の実施形態のテーブルの例を表わす図である。第１の実施形態の信号のレベルの変化を表わす図である。第２の実施形態の無線送信装置の構成を表わす図である。（ａ）は、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号空間図である。（ｂ）は、１６ＱＡＭ変調方式の信号空間図である。第２の実施形態のテーブルの例を表わす図である。第２の実施形態の信号のレベルの変化を表わす図である。変形例の無線送信装置の構成を表わす図である。変形例のテーブルの例を表わす図である。狭帯域の送信信号および広帯域の送信信号の周波数成分を表わす図である。

符号の説明

１，５１，６１無線送信装置、２アンテナ、３ハイパワーアンプ、４，８バンドパスフィルタ、５ＡＧＣアンプ、６ミキサ、７，９アンプ、１０ＡＧＣ制御回路、１１，２１変調回路、１２信号処理回路、１３，２３，３３テーブル、１５，２２変調信号出力制御回路、３２制御回路、３５可変アンプ。

Claims

送信信号の周波数帯域幅の変更が可能な無線送信装置であって、
送信信号を変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記変調回路の出力を受けて、増幅、フィルタリングおよびミキシングを行ない、選択された周波数帯域幅を有する信号を生成する信号処理回路と、
送信信号の各周波数帯域幅と、前記変調回路から出力される信号のレベルとの対応を定めたテーブルと、
前記テーブルを参照して、前記選択された送信信号の周波数帯域幅に対応する前記変調回路から出力される信号のレベルを特定し、前記変調回路を指示して、出力する変調信号のレベルを前記特定したレベルにさせる制御回路と、
前記信号処理回路の出力を基準レベルまで増幅するＡＧＣアンプとを備え、
前記テーブルにおいて、送信信号の周波数帯域幅が広いほど、前記変調回路から出力される信号のレベルが小さくなるように対応づけられている、無線送信装置。
送信信号の変調方式の変更が可能な無線送信装置であって、
送信信号を複数個の変調方式のうちの選択された変調方式で変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記変調回路の出力を受けて、増幅、フィルタリングおよびミキシングを行なう信号処理回路と、
送信信号の各変調方式と、前記変調回路から出力される信号のレベルとの対応を定めたテーブルと、
前記テーブルを参照して、前記選択された変調方式に対応する前記変調回路から出力される信号のレベルを特定し、前記変調回路を指示して、出力する変調信号のレベルを前記特定したレベルにさせる制御回路と、
前記信号処理回路の出力を基準レベルまで増幅するＡＧＣアンプとを備えた無線送信装置。