JP4579007B2 - COMMUNICATION DEVICE USING MULTIPLE MODULATION METHODS AND TRANSMITTER DEVICE CONSTRUCTING THE COMMUNICATION DEVICE - Google Patents
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本発明は、通信装置に関し、より特定的には、ASK(或いはBPSK)変調方式又はASK(或いはBPSK)以外の変調方式のいずれかを選択して、変調された信号を送信することが可能な通信装置に関する。 The present invention relates to a communication apparatus, and more specifically, can select either an ASK (or BPSK) modulation method or a modulation method other than ASK (or BPSK) and transmit a modulated signal. The present invention relates to a communication device.
一般に、変調された信号を用いて通信を行う場合、伝送路の状態や送りたいデータの量に応じて変調方式を選ぶことがある。例えば、高度道路交通システムの狭域通信(DSRC:Dedicated Short−Range Communication)システムでは、ASK変調方式とQPSK変調方式とが使用可能である。 In general, when communication is performed using a modulated signal, a modulation method may be selected according to the state of the transmission path and the amount of data to be sent. For example, an ASK modulation method and a QPSK modulation method can be used in a DSRC (Dedicated Short-Range Communication) system of an intelligent road traffic system.
図12は、変調方式を選ぶことができる従来の通信装置の一例を示す図である。この従来の通信装置では、ASK変調を行う時もQPSK変調を行う時も、帯域制限したベースバンド信号を高周波信号と乗算することにより、変調された高周波信号を得ている(例えば、米国特許公開:US2003/0157888A1(図5)、対応基礎出願:特開2003−244260号公報を参照)。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a conventional communication apparatus that can select a modulation method. In this conventional communication apparatus, a modulated high-frequency signal is obtained by multiplying a high-frequency signal by a band-limited baseband signal when performing ASK modulation and QPSK modulation (for example, US Patent Publication). : US2003 / 0157888A1 (FIG. 5), corresponding basic application: see JP2003-244260).
図12において、従来の通信装置は、ASKデータ生成部201と、QPSKデータ生成部202と、データ選択部203と、低域通過フィルタ部204及び205と、直交変調部206と、信号源207と、高周波電力増幅部208と、送信アンテナ209とを備える。なお、上記先行特許文献の図面には、データ選択部203が特に明記されていないが、ASKデータ生成部201の出力とQPSKデータ生成部202の出力との衝突を防止するための構成が必須であるため、データ選択部203を追記している。
In FIG. 12, the conventional communication apparatus includes an ASK
ASKデータ生成部201は、所定のデータからASKデータを生成する。QPSKデータ生成部202は、所定のデータからQPSKデータを生成する。データ選択部203は、2端子が一対となった2つの入力端子と2端子が一対となった1つの出力端子を有し、別途与えられる変調方式指定信号に基づいて入力端子と出力端子との接続切り替えを制御するスイッチである。図12の例では、一方の入力端子(入力1)にはASKデータ生成部201が出力するデータと値ゼロのデータとが一対で入力され、他方の入力端子(入力2)にはQPSKデータ生成部202が出力する一対となったデータがそれぞれ入力される。低域通過フィルタ部204及び205は、それぞれデータ選択部203が出力する対になったデータの高域成分を除去して、ベースバンド変調信号として出力する。直交変調部206は、低域通過フィルタ部204及び205が出力するベースバンド変調信号に対して、信号源207が発生する信号を用いた周波数変換を施して、ASK変調又はQPSKで変調された高周波信号を出力する。高周波電力増幅部208は、直交変調部206で変調された高周波信号を増幅し、送信アンテナ209から放射する。
The ASK
ASK変調を行う場合には、ASK変調方式を指定する変調方式指定信号がデータ選択部203に通知される。この通知を受けて、データ選択部203は、入力1端子と出力端子との接続に切り替えて、ASKデータ生成部201が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号と値ゼロの信号とを、低域通過フィルタ部204及び205へ出力する。
When ASK modulation is performed, the
QPSK変調を行う場合には、QPSK変調方式を指定する変調方式指定信号が、データ選択部203に通知される。この通知を受けて、データ選択部203は、入力2端子と出力端子との接続に切り替えて、QPSKデータ生成部202が出力するQPSK変調に対応した対になったベースバンド変調信号を、低域通過フィルタ部204及び205へ出力する。
When performing QPSK modulation, the
ここで、ASK変調及びQPSK変調と、高周波電力増幅部208が出力する送信電力との関係について説明する。送信電力は、直交変調部206が出力する高周波信号の電力と、高周波電力増幅部208の利得とで定まる。直交変調部206が出力する高周波信号の電力は、ASK変調を行う時にはASKデータ生成部201が出力するデータの振幅と低域通過フィルタ部204及び205の係数とで定まり、QPSK変調を行う時にはQPSKデータ生成部202が出力するデータの振幅と低域通過フィルタ部204及び205の係数とで定まる。よって、ASK変調を行った時に高周波電力増幅部208が出力する送信電力と、QPSK変調を行った時に高周波電力増幅部208が出力する送信電力との比は、設計により定まる固定値である。
通信システムは、通常複数の通信装置で構成され、この複数の通信装置は、その種類により重視される仕様がそれぞれ異なる。例えば、無線通信システムの基地局を構成する通信装置は、システム全体の動作に大きく影響するため、伝送誤りの少なさが重視される。一方、移動機を構成する通信装置は、一般ユーザーが所有するため、低コストが重視される。 A communication system is usually composed of a plurality of communication devices, and the specifications of the plurality of communication devices differ according to the type. For example, a communication apparatus that constitutes a base station of a wireless communication system greatly affects the operation of the entire system. On the other hand, since a general user owns a communication device constituting a mobile device, low cost is important.
通信装置を構成する要素の中で、伝送誤りの少なさとコストの両者に関わる要素の1つに、高周波電力増幅部がある。伝送誤りの少なさが重視される通信装置においては、出力可能な電力が高いものを選定するのが望ましく、これに対して低コストが重視される通信装置においては、出力可能な電力が多少低くとも安価なものを選定するのが望ましい。また、高周波電力増幅部を選定する際には、変調方式によって出力可能な電力が異なる点も留意する必要がある。 Among the elements constituting the communication device, one of the elements related to both the small number of transmission errors and the cost is a high frequency power amplifier. For communication devices where low transmission errors are important, it is desirable to select one with high output power. On the other hand, in communication devices where low cost is important, output power is somewhat low. It is desirable to select an inexpensive one. Also, when selecting a high-frequency power amplifier, it should be noted that the power that can be output differs depending on the modulation method.
狭域通信システムを一例に挙げて説明する。この狭域通信システムの標準規格には、クラス1の基地局及び移動機について、ASK変調を行う時も、π/4シフトQPSK(以下、QPSKと記す)変調を行う時も、送信電力の上限は10mWであると規定されている。ここで、送信電力は、ASK変調の時は空中線電力の尖頭値で、QPSK変調の時は空中線電力の平均値で与えられる。これに対し、ASK変調を行う時に尖頭値10mWを出力することを目標に作られた安価な高周波電力増幅部は、QPSK変調を行う時には平均値5mW程度しか出力できない。
A narrow communication system will be described as an example. The standard for this narrow-area communication system includes an upper limit of transmission power for ASK modulation and π / 4 shift QPSK (hereinafter referred to as QPSK) modulation for
伝送誤りの少なさが重視される通信装置においては、通信相手であるコスト重視の通信装置の感度があまり良くないとう制約もあり、QPSK変調を行う時に10mWを出力可能な高周波電力増幅部を選定するのが望ましい。よって、ASK変調/QPSK変調を行う時の送信電力は、標準規格の上限である10mW/10mWが望ましい。一方、低コストが重視される通信装置においては、QPSK変調を行う時に出力可能な電力が5mW程度となるが、安価な高周波電力増幅部を選定するのが望ましい。よって、ASK変調/QPSK変調を行う時の送信電力は、10mW/5mWが望ましい。
つまり、ASK変調を行った時に高周波電力増幅部が出力する送信電力と、QPSK変調を行った時に高周波電力増幅部が出力する送信電力との比は、通信装置の種類によって異なる。
In a communication device in which a small number of transmission errors are important, there is a restriction that the sensitivity of the communication device with a focus on cost, which is a communication partner, is not so good, and a high-frequency power amplifier that can output 10 mW when performing QPSK modulation is selected. Is desirable. Therefore, the transmission power when performing ASK modulation / QPSK modulation is desirably 10 mW / 10 mW which is the upper limit of the standard. On the other hand, in a communication device where low cost is important, the power that can be output when performing QPSK modulation is about 5 mW, but it is desirable to select an inexpensive high-frequency power amplifier. Therefore, the transmission power when performing ASK modulation / QPSK modulation is preferably 10 mW / 5 mW.
That is, the ratio of the transmission power output from the high-frequency power amplification unit when performing ASK modulation and the transmission power output from the high-frequency power amplification unit when performing QPSK modulation differs depending on the type of communication apparatus.
しかしながら、従来の通信装置では、ASK変調を行った時に高周波電力増幅部が出力する送信電力と、QPSK変調を行った時に高周波電力増幅部が出力する送信電力との比は、データ生成部と低域通過フィルタ部の設計によって決まる固定値であった。従って、通信装置の種類によって複数の種類のデータ生成部又は低域通過フィルタ部が必要となり、大量生産によるコスト低減の効果を十分得ることができなかった。 However, in the conventional communication apparatus, the ratio between the transmission power output from the high frequency power amplification unit when performing ASK modulation and the transmission power output from the high frequency power amplification unit when performing QPSK modulation is lower than that of the data generation unit. It was a fixed value determined by the design of the bandpass filter section. Therefore, a plurality of types of data generation units or low-pass filter units are required depending on the type of communication device, and the cost reduction effect due to mass production cannot be obtained sufficiently.
また、通信装置の種類に適さないデータ生成部と低域通過フィルタ部とを用いた場合には、高周波電力増幅部として高価なものが必要であった。例えば、ASK変調/QPSK変調を行う時の送信電力の比が「1」になるよう設計されたデータ生成部と低域通過フィルタ部とを、低コストが重視される通信装置に用いた場合を考える。この場合には、安価な高周波電力増幅部ではQPSK変調を行う時のみならずASK変調を行う時も送信電力が5mWとなり、伝送の信頼性に問題が生じる。つまり、安価な高周波電力増幅部は使えなかった。 In addition, when a data generation unit and a low-pass filter unit that are not suitable for the type of communication device are used, an expensive high-frequency power amplification unit is required. For example, a case where a data generation unit and a low-pass filter unit designed so that the ratio of transmission power when performing ASK modulation / QPSK modulation is “1” is used in a communication apparatus where low cost is important. Think. In this case, an inexpensive high-frequency power amplifying unit has a transmission power of 5 mW not only when performing QPSK modulation but also when performing ASK modulation, causing a problem in transmission reliability. That is, an inexpensive high-frequency power amplifier cannot be used.
そこで、ASK変調/QPSK変調を行う時の送信電力比が、10mW/10mW=1となる場合と、10mW/5mW=2となる場合との2通りを同一の通信装置で実現するためには、通常は次のような構成(A)又は(B)が必要となる。
(A)図12の直交変調部206より前段に、振幅を√2倍増幅させる乗算器を設ける。この構成では、2進数で表した場合に桁数が多くなる約1.4倍という数を扱う必要があり、デジタル信号処理のハードウェア規模が増大してコストが上昇する。
(B)図12の高周波電力増幅部208の入力に、可変減衰器又は利得可変増幅器を設ける。この構成では、高周波部品の追加により送信電力の安定性が劣化すると共に、コストが上昇する。
Therefore, in order to realize the two types of transmission power ratio when ASK modulation / QPSK modulation is 10 mW / 10 mW = 1 and 10 mW / 5 mW = 2 with the same communication apparatus, Usually, the following configuration (A) or (B) is required.
(A) A multiplier for amplifying the amplitude by √2 is provided before the
(B) A variable attenuator or a variable gain amplifier is provided at the input of the high
それ故に、本発明の目的は、複数の変調方式を用いる通信システムにおいて、送信電力の仕様が異なる複数種類の通信装置が存在する場合に、特別な構成を追加することなく、かつ、送信電力の安定性を劣化させることなく、コスト低減及び回路の共通化を図った通信装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to add transmission power without adding a special configuration when there are a plurality of types of communication devices having different transmission power specifications in a communication system using a plurality of modulation schemes. It is an object of the present invention to provide a communication device that achieves cost reduction and circuit sharing without deteriorating stability.
本発明は、ASK変調方式又はBPSK変調方式を用いる片軸変調方式と、ASK変調方式又はBPSK変調方式以外の変調方式を用いる両軸変調方式とを、選択的に利用してデータ通信を行う通信装置、及びこの通信装置を構成する送信装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の送信装置は、第1及び第2の信号生成部、変調方式選択部、直交変調部、及び高周波電力増幅部を備えている。 The present invention provides communication for performing data communication by selectively using a uniaxial modulation method using an ASK modulation method or a BPSK modulation method and a biaxial modulation method using a modulation method other than the ASK modulation method or the BPSK modulation method. The present invention is directed to an apparatus and a transmission apparatus constituting the communication apparatus. And in order to achieve the said objective, the transmitter of this invention is equipped with the 1st and 2nd signal production | generation part, the modulation system selection part, the orthogonal modulation part, and the high frequency power amplification part.
第1の信号生成部は、片軸変調方式用のベースバンド変調信号を生成する。第2の信号生成部は、両軸変調方式用のベースバンド変調信号対を生成する。変調方式選択部は、両軸変調を行う場合、第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対を選択し、片軸変調を行う場合、第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と固定値の信号との信号対又は当該ベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対のいずれかを、送信電力に応じて選択する。直交変調部は、変調方式選択部で選択された信号対に周波数変換を施して、変調された高周波信号を出力する。高周波電力増幅部は、直交変調部で変調された高周波信号を増幅し、アンテナから送信する。 The first signal generation unit generates a baseband modulation signal for a single-axis modulation method. The second signal generation unit generates a baseband modulation signal pair for the biaxial modulation method. When performing biaxial modulation, the modulation scheme selection unit selects the baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit, and when performing single axis modulation, the baseband modulation generated by the first signal generation unit Either a signal pair of a signal and a fixed value signal or a signal pair using the baseband modulated signal on both axes is selected according to transmission power. The orthogonal modulation unit performs frequency conversion on the signal pair selected by the modulation method selection unit, and outputs a modulated high-frequency signal. The high frequency power amplification unit amplifies the high frequency signal modulated by the quadrature modulation unit and transmits the amplified signal from the antenna.
好ましくは、変調方式選択部は、第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と固定値の信号とを入力し、所定の電力比指定信号に基づいていずれか一方の信号を出力する電力比スイッチと、第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と電力比スイッチが出力する信号との信号対と、第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチとで構成される。 Preferably, the modulation scheme selection unit inputs the baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and the fixed value signal, and outputs one of the signals based on a predetermined power ratio designation signal. A ratio switch, a signal pair of a baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and a signal output by the power ratio switch, and a baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit; It is comprised with the modulation system switch which outputs either one signal pair based on a predetermined modulation system designation | designated signal.
又は、変調方式選択部は、第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と固定値の信号との信号対と、第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチと、変調方式スイッチが出力する信号対を入力し、片軸変調を利用する場合には、所定の電力比指定信号に基づいて、当該入力した信号対をそのまま又は当該入力した信号のうちのベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対のいずれか一方を出力する電力比スイッチとで構成される。 Alternatively, the modulation scheme selection unit inputs a signal pair of the baseband modulation signal and the fixed value signal generated by the first signal generation unit and the baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit. A modulation method switch that outputs one of the signal pairs based on a predetermined modulation method designation signal and a signal pair that is output by the modulation method switch are input, and when using single-axis modulation, a predetermined power ratio Based on the designated signal, the input signal pair is configured as it is or a power ratio switch that outputs either one of the signal pair using the baseband modulation signal of the input signals for both axes.
あるいは、変調方式選択部は、第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対と、第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチと、変調方式スイッチが出力する信号対を入力し、片軸変調を利用する場合には、所定の電力比指定信号に基づいて、当該入力した信号対をそのまま又は当該入力した信号のどちらか1軸を固定値の信号に切り替えた信号対のいずれか一方を出力する電力比スイッチとで構成される。 Alternatively, the modulation scheme selection unit inputs a signal pair using the baseband modulation signal generated by the first signal generation unit for both axes and the baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit, When a single-axis modulation is used when a modulation method switch that outputs one of the signal pairs based on a predetermined modulation method specification signal and a signal pair output by the modulation method switch are used, a predetermined power ratio specification Based on the signal, the input signal pair is composed of a power ratio switch that outputs either one of the input signal pair as it is or one of the input signals that is switched to a fixed value signal.
上述した送信装置の各構成が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与える送信方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供されてもよい。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。また、上述した送信装置を構成する一部又は全部の機能ブロックは、集積回路であるLSIとして実現されてもよい。 Each process performed by each configuration of the transmission apparatus described above can be regarded as a transmission method that provides a series of processing procedures. This method may be provided in the form of a program for causing a computer to execute a series of processing procedures. This program may be installed in a computer in a form recorded on a computer-readable recording medium. In addition, some or all of the functional blocks constituting the transmission apparatus described above may be realized as an LSI that is an integrated circuit.
上記のように、本発明の通信装置によれば、ASK変調を行った時の送信電力とASK以外の変調を行った時の送信電力との比を、通信装置の種類に合わせて変えることができるので、その通信装置の種類に適したコストの高周波電力増幅部を選定及び実装することができる。また、高周波電力増幅部以外の大部分を共通化できるので、大量生産によるコストダウンを図ることができる。 As described above, according to the communication device of the present invention, the ratio between the transmission power when ASK modulation is performed and the transmission power when modulation other than ASK is performed can be changed according to the type of the communication device. Therefore, it is possible to select and mount a high-frequency power amplification unit at a cost suitable for the type of the communication device. In addition, since most of the components other than the high-frequency power amplifier can be shared, it is possible to reduce the cost by mass production.
本発明の通信装置で利用可能な片軸変調方式としては、ASK変調方式やBPSK変調方式が挙げられる。なお、将来に規格化される変調方式も、片軸変調方式であればもちろん本発明の適用が可能である。
以下、片軸変調方式としてASK変調方式を、両軸変調方式としてASK以外の変調方式を用いた場合を一例に挙げて、本発明の通信装置を説明する。このASK変調方式には、多値ASK変調方式が含まれる。また、ASK以外の変調方式には、QPSK、QAM及びMSK等の位相変調成分を持つ変調方式が存在する。
Examples of the uniaxial modulation method that can be used in the communication apparatus of the present invention include an ASK modulation method and a BPSK modulation method. It should be noted that the present invention can be applied to a modulation method that will be standardized in the future as long as it is a single-axis modulation method.
Hereinafter, the communication apparatus according to the present invention will be described by taking as an example a case where an ASK modulation method is used as a uniaxial modulation method and a modulation method other than ASK is used as a biaxial modulation method. This ASK modulation method includes a multi-level ASK modulation method. Further, modulation schemes other than ASK include modulation schemes having phase modulation components such as QPSK, QAM, and MSK.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信装置1の構成を示すブロック図である。図1において、第1の実施形態に係る通信装置1は、送信部10、受信部50、データ処理部60、送信アンテナ70及び受信アンテナ80から構成される。受信部50は、受信アンテナ80で受信したデータについて所定の受信処理を行う。データ処理部60は、受信部50から受信データを入力して所定の処理を行うと共に、所定の処理によって生じた送信データを送信部10へ出力する。送信部10は、データ処理部60から出力される送信データに所定の送信処理を施して、送信アンテナ70から送出する。送信アンテナ70と受信アンテナ80は、共用化してもよい。また、通信装置を送信機能だけを搭載した送信装置とする場合には、受信部50及び受信アンテナ80の構成は不要となる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
本発明の通信装置1は、送信部10に特徴的な構成を用いて、変調方式の切り替え処理を以下のように実現する。
送信部10は、第1の信号生成部11と、第2の信号生成部12と、変調方式選択部13と、直交変調部16と、信号源17と、高周波電力増幅部(PA)18とを備える。このASK変調方式を用いた例では、第1の信号生成部11がASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11となり、第2の信号生成部12が非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12となる。また、変調方式選択部13は、電力比スイッチ14及び変調方式スイッチ15で構成される。
The
The
ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11は、データ処理部60から送信データを入力し、ASK変調方式用の片軸のベースバンド変調信号を生成する。図2A及び図3Aに、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11の構成例を示す。図2Aに示す構成では、送信データは、符号化部111で符号化され、マッピング部112でASK変調方式に応じた値にマッピングされた後、低域通過フィルタ部113を通って帯域制限されたベースバンド変調信号として出力される。ASK変調方式用の回路を、ASK以外の変調方式用の回路と別構成にしたことにより、マッピング部112や低域通過フィルタ部113で用いる演算用の係数を固定値とし、回路規模を縮小することができる。
The ASK modulation system baseband modulation
また、図3Aに示す構成は、上記図2Aにおけるマッピング部112と低域通過フィルタ部113とによる演算結果を波形ROM116に予め記憶しておき、送信データに応じて演算結果を波形ROM116から読み出すようにしたものである。低域通過フィルタ部113の応答持続時間に相当するデータ系列に対して変調シンボル内の波形を記憶しておけば、ベースバンド変調信号を生成できることが知られている。そこで、図3Aに示す構成では、送信データが、符号化部111で符号化され、シフトレジスタ115で所定の長さのデータ系列に変換された後、波形ROM116に与えられる。波形ROM116では、カウンタ117が与える変調シンボル内の時間に応じてデータ系列に対する波形が読み出され、ベースバンド変調信号として出力される。ASK変調方式用の回路を、ASK以外の変調方式用の回路と別構成にしたことにより、波形ROM116の無駄な記憶容量をなくし、回路規模を縮小することができる。
3A stores the calculation results of the
非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12は、データ処理部60から送信データを入力し、ASK以外の任意の変調方式用の両軸が一対となったベースバンド変調信号を生成する。図2B及び図3Bに、非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12の構成例を示す。図2Bに示す構成では、送信データは、符号化部121で符号化され、マッピング部122で任意の変調方式に応じた対となった値にマッピングされた後、それぞれ低域通過フィルタ部123及び124を通って帯域制限されたベースバンド変調信号として出力される。ASK以外の変調方式用の回路を、ASK変調方式用の回路と別構成にしたことにより、マッピング部122や低域通過フィルタ部123及び124で用いる演算用の係数を固定値とし、回路規模を縮小することができる。
The non-ASK modulation system baseband modulation
また、図3Bに示す構成では、上記図3Aの構成と同様に、送信データは、符号化部121で符号化され、シフトレジスタ125で所定の長さのデータ系列に変換された後、波形ROM126に与えられる。波形ROM126では、カウンタ127が与える変調シンボル内の時間に応じてデータ系列に対する波形が読み出され、ベースバンド変調信号として出力される。ASK以外の変調方式用の回路を、ASK変調方式用の回路と別構成にしたことにより、波形ROM126の無駄な記憶容量をなくし、回路規模を縮小することができる。
In the configuration shown in FIG. 3B, similarly to the configuration shown in FIG. 3A, the transmission data is encoded by the
電力比スイッチ14は、2つの入力端子と1つの出力端子を有し、別途与えられる指定信号に基づいて入力端子と出力端子との接続切り替えを制御するスイッチである。図1の例では、一方の入力端子aにはASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力する信号が、他方の入力端子bには値ゼロの信号がそれぞれ入力され、指定信号としてASK電力比を指定する信号が与えられる。このASK電力比の指定は、レジスタ等に設定した電気的な指定でも、スイッチの接点位置のような機械的な指定でもよい。また、入力端子bに入力される値ゼロの信号とは、直交変調部16に入力された際に高周波信号の振幅がゼロになる固定値の信号であることを意味する。
The
変調方式スイッチ15は、2端子が一対となった2つの入力端子と2端子が一対となった1つの出力端子を有し、別途与えられる指定信号に基づいて入力端子と出力端子との接続切り替えを制御するスイッチである。図1の例では、一方の入力端子cにはASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力する信号と電力比スイッチ14が出力する信号とが一対で入力され、他方の入力端子dには非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12が出力する一対となった信号がそれぞれ入力され、指定信号として変調方式を指定する信号が与えられる。
The modulation system switch 15 has two input terminals in which two terminals are paired and one output terminal in which two terminals are paired, and the connection switching between the input terminal and the output terminal is performed based on a separately provided designation signal. It is a switch that controls In the example of FIG. 1, a pair of signals output from the baseband modulation
この変調方式選択部13で行われる接続切り替え制御は、送信データに施したい変調方式及び送信電力比に応じて、電力比スイッチ14及び変調方式スイッチ15が図4に示す組み合わせで切り替えられる。変調方式は変調方式指定信号によって、送信電力比はASK電力比指定信号によって、それぞれ指定される。なお、変調方式の指定は、送信データの種類、通信相手、又は通信相手から受信した制御信号等に応じて、自由に決めることが可能である。送信電力比の指定は、通信装置の種類により固定される場合が多いが、動的に変えてもよい。
In the connection switching control performed by the modulation
(1)ASK以外の変調を行う場合には、ASK以外の変調方式を指定する変調方式指定信号が、変調方式スイッチ15に通知される。この通知を受けて、変調方式スイッチ15は、入力端子dと出力端子との接続に切り替えて、非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12が出力するASK以外の変調に対応した対になったベースバンド変調信号を、直交変調部16へ出力する。
(1) When modulation other than ASK is performed, a modulation method designation signal for designating a modulation method other than ASK is notified to the
(2)ASK変調を行う場合であって、ASK変調方式の送信電力とASK以外の変調方式の送信電力との比を1倍にする場合には、ASK電力比「1」を指定するASK電力比指定信号が電力比スイッチ14に通知され、ASK変調方式を指定する変調方式指定信号が変調方式スイッチ15に通知される。この通知を受けて、電力比スイッチ14は、入力端子bと出力端子との接続に切り替えて、値ゼロの信号を変調方式スイッチ15の入力端子cの一方端子へ出力する。また、変調方式スイッチ15は、入力端子cと出力端子との接続に切り替えて、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号及び値ゼロの信号を、直交変調部16へ出力する。
(2) ASK power for designating ASK power ratio “1” when ASK modulation is performed and the ratio of the transmission power of the ASK modulation scheme to the transmission power of a modulation scheme other than ASK is 1 × The ratio designation signal is notified to the
(3)ASK変調を行う場合であって、ASK変調方式の送信電力とASK以外の変調方式の送信電力との比を2倍にする場合には、ASK電力比「2」を指定するASK電力比指定信号が電力比スイッチ14に通知され、ASK変調方式を指定する変調方式指定信号が変調方式スイッチ15に通知される。この通知を受けて、電力比スイッチ14は、入力端子aと出力端子との接続に切り替えて、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号を変調方式スイッチ15の入力端子cの一方端子へ出力する。また、変調方式スイッチ15は、入力端子cと出力端子との接続に切り替えて、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号が両軸入力となる信号対を、直交変調部16へ出力する。
(3) When ASK modulation is performed and the ratio of the transmission power of the ASK modulation scheme and the transmission power of a modulation scheme other than ASK is doubled, the ASK power designating the ASK power ratio “2” The ratio designation signal is notified to the
直交変調部16は、変調方式スイッチ15が出力するベースバンド変調信号に対して、信号源17が発生する信号を用いた周波数変換を施して、ASK変調又はASK以外で変調された高周波信号を出力する。高周波電力増幅部18は、直交変調部16で変調された高周波信号を増幅し、送信アンテナ70から放射する。
The
狭域通信システムを例に挙げて、ASK以外の変調としてπ/4シフトQPSK変調(以下、QPSKと記す)を用いた場合の送信電力を説明する。図5に、直交変調部16における直交変調時の信号空間ダイアグラム例を示す。I軸及びQ軸は、対となるベースバンド変調信号のそれぞれの軸である。
図5において、○印で示した点がQPSKの信号点であり、×印で示した点がASKの信号点である。ASK電力比指定が「1」である場合、I軸入力がASK変調方式用ベースバンド変調信号で、Q軸入力が値ゼロの信号であるため、そのASKの信号点はAの×印とBの×印になる。一方、ASK電力比指定が「2」である場合、I軸入力もQ軸入力も同一のASK変調方式用ベースバンド変調信号であるため、そのASKの信号点はAの×印とCの×印になる。QPSK変調(○印)の平均振幅と比べると、ASK変調(×印)の尖頭振幅は、ASK電力比指定が「1」の場合が1倍、ASK電力比指定が「2」の場合が√2倍になっている。
The transmission power when using π / 4 shift QPSK modulation (hereinafter referred to as QPSK) as a modulation other than ASK will be described by taking a narrowband communication system as an example. FIG. 5 shows an example of a signal space diagram at the time of quadrature modulation in the
In FIG. 5, points indicated by ◯ are QPSK signal points, and points indicated by X are ASK signal points. When the ASK power ratio designation is “1”, the I-axis input is a baseband modulation signal for the ASK modulation method and the Q-axis input is a signal having a value of zero. It becomes x mark of. On the other hand, when the ASK power ratio designation is “2”, since the I-axis input and the Q-axis input are the same baseband modulation signal for the ASK modulation method, the ASK signal points are the A mark and the C mark. Become a mark. Compared to the average amplitude of the QPSK modulation (circle), the peak amplitude of the ASK modulation (×) is 1 time when the ASK power ratio designation is “1” and when the ASK power ratio designation is “2”. √ Doubled.
以上のように、本発明の第1の実施形態に係る通信装置1によれば、ASK変調を行った時の送信電力とASK以外の変調を行った時の送信電力との比を、通信装置の種類に合わせて変えることができるので、その通信装置の種類に適したコストの高周波電力増幅部を選定及び実装することができる。また、高周波電力増幅部以外の大部分を共通化できるので、大量生産によるコストダウンを図ることができる。
As described above, according to the
例えば、ASK電力比指定が「1」では、ASK変調/QPSK変調を行う時の送信電力を標準規格の上限である10mW/10mWとなるよう設計でき、QPSK変調を行う時に10mWを出力可能な高周波電力増幅部を選定して、伝送誤りの少なさが重視される通信装置が実現できる。一方、ASK電力比指定が「2」では、ASK変調/QPSK変調を行う時の送信電力を10mW/5mWとなるよう設計でき、安価な高周波電力増幅部を選定して、低コストの通信装置が実現できる。 For example, when the ASK power ratio designation is “1”, the transmission power when performing ASK modulation / QPSK modulation can be designed to be 10 mW / 10 mW, which is the upper limit of the standard, and a high frequency capable of outputting 10 mW when performing QPSK modulation. By selecting the power amplifying unit, it is possible to realize a communication device in which little transmission error is important. On the other hand, when the ASK power ratio designation is “2”, the transmission power when performing ASK modulation / QPSK modulation can be designed to be 10 mW / 5 mW, and an inexpensive high-frequency power amplifying unit is selected. realizable.
なお、上記実施形態では、ASK電力比指定は、ASK変調方式の送信電力とASK以外の変調方式の送信電力との比が1倍である場合に「1」を、同比が2倍である場合に「2」を指定するように記載した。しかし、この指定方法は一例であって、同比が通信時の誤り率特性や回路の実現性等に基づいて決められた任意の値である場合に「1」を、同比が当該任意の値の2倍である場合に「2」を指定してもよい。
また、上記実施形態では、変調方式選択部において電力比スイッチの直後に変調方式スイッチを配置させた。しかし、それらのスイッチの間に、例えばD/A変換器やフィルタやレベル変換回路等を設けることは、通常の設計の範囲内である。
In the above embodiment, the ASK power ratio designation is “1” when the ratio between the transmission power of the ASK modulation scheme and the transmission power of a modulation scheme other than ASK is one, and the ratio is twice. “2” was specified. However, this designation method is an example, and when the ratio is an arbitrary value determined based on error rate characteristics during communication, circuit feasibility, or the like, “1” is set, and the ratio is set to the arbitrary value. If the number is double, “2” may be designated.
In the above embodiment, the modulation system switch is arranged immediately after the power ratio switch in the modulation system selection unit. However, providing, for example, a D / A converter, a filter, a level conversion circuit, or the like between these switches is within the normal design range.
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態に係る通信装置2の構成を示すブロック図である。図6において、第2の実施形態に係る通信装置2は、送信部20、受信部50、データ処理部60、送信アンテナ70及び受信アンテナ80から構成される。送信部20は、第1の信号生成部11と、第2の信号生成部12と、変調方式選択部23と、直交変調部16と、信号源17と、高周波電力増幅部18とを備える。この第2の実施形態に係る通信装置2は、上記第1の実施形態に係る通信装置1に対して、変調方式選択部23の構成が異なる。以下、この異なる変調方式選択部23について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the
変調方式選択部23は、変調方式スイッチ25、電力比スイッチ24及びスイッチ制御部26で構成される。変調方式スイッチ25は、2端子が一対となった2つの入力端子と2端子が一対となった1つの出力端子を有し、別途与えられる変調方式指定信号に基づいて入力端子と出力端子との接続切り替えを制御するスイッチである。図6の例では、一方の入力端子cにはASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力する信号と値ゼロの信号とが一対で入力され、他方の入力端子dには非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12が出力する一対となった信号がそれぞれ入力される。
The modulation
スイッチ制御部26は、別途与えられる変調方式指定信号及びASK電力比指定信号に基づいて、電力比スイッチ24の接続切り替えを制御する。電力比スイッチ24は、2つの入力端子と1つの出力端子を有し、スイッチ制御部26の指示に基づいて入力端子と出力端子との接続切り替えを制御するスイッチである。図6の例では、一方の入力端子aには変調方式スイッチ25から一対で出力される一方の信号が、他方の入力端子bにはその他方の信号がそれぞれ入力される。
The
この変調方式選択部23で行われる接続切り替え制御は、送信データに施したい変調方式及び送信電力比に応じて、変調方式スイッチ25及び電力比スイッチ24が図7に示す組み合わせで切り替えられる。
(1)ASK以外の変調を行う場合には、ASK以外の変調方式を指定する変調方式指定信号が、変調方式スイッチ25及びスイッチ制御部26に通知される。この通知を受けて、変調方式スイッチ25は、入力端子dと出力端子との接続に切り替える。また、スイッチ制御部26は、この通知を受けて、電力比スイッチ24を入力端子bと出力端子との接続に切り替える制御を行う。この切り替えにより、非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12が出力するASK以外の変調に対応した対になったベースバンド変調信号が、直交変調部16へ出力される。
In the connection switching control performed by the modulation
(1) When performing modulation other than ASK, a modulation method designation signal for designating a modulation method other than ASK is notified to the
(2)ASK変調を行う場合であって、ASK変調方式の送信電力とASK以外の変調方式の送信電力との比を1倍にする場合には、ASK電力比「1」を指定するASK電力比指定信号がスイッチ制御部26に通知され、ASK変調方式を指定する変調方式指定信号が変調方式スイッチ25及びスイッチ制御部26に通知される。この通知を受けて、変調方式スイッチ25は、入力端子cと出力端子との接続に切り替える。また、スイッチ制御部26は、この通知を受けて、電力比スイッチ24を入力端子bと出力端子との接続に切り替える制御を行う。この切り替えにより、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号及び値ゼロの信号が、直交変調部16へ出力される。
(2) ASK power for designating ASK power ratio “1” when ASK modulation is performed and the ratio of the transmission power of the ASK modulation scheme to the transmission power of a modulation scheme other than ASK is 1 × The ratio designation signal is notified to the
(3)ASK変調を行う場合であって、ASK変調方式の送信電力とASK以外の変調方式の送信電力との比を2倍にする場合には、ASK電力比「2」を指定するASK電力比指定信号がスイッチ制御部26に通知され、ASK変調方式を指定する変調方式指定信号が変調方式スイッチ25及びスイッチ制御部26に通知される。この通知を受けて、変調方式スイッチ25は、入力端子cと出力端子との接続に切り替える。また、スイッチ制御部26は、この通知を受けて、電力比スイッチ24を入力端子aと出力端子との接続に切り替える制御を行う。この切り替えにより、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号が両軸入力となる信号対が、直交変調部16へ出力される。
(3) When ASK modulation is performed and the ratio of the transmission power of the ASK modulation scheme and the transmission power of a modulation scheme other than ASK is doubled, the ASK power designating the ASK power ratio “2” The ratio designation signal is notified to the
以上のように、本発明の第2の実施形態に係る通信装置2は、上述した効果に加え、ベースバンド変調信号生成部と変調方式スイッチとが一体形成されていて回路変更ができない場合に特に有用である。
なお、上記実施形態では、変調方式選択部において変調方式スイッチの直後に電力比スイッチを配置させた。しかし、それらのスイッチの間に、例えばD/A変換器やフィルタやレベル変換回路等を設けることは、通常の設計の範囲内である。
As described above, the
In the above embodiment, the power ratio switch is arranged immediately after the modulation system switch in the modulation system selection unit. However, providing, for example, a D / A converter, a filter, a level conversion circuit, or the like between these switches is within the normal design range.
(第3の実施形態)
図8は、本発明の第3の実施形態に係る通信装置3の構成を示すブロック図である。図8において、第3の実施形態に係る通信装置3は、送信部30、受信部50、データ処理部60、送信アンテナ70及び受信アンテナ80から構成される。送信部30は、第1の信号生成部11と、第2の信号生成部12と、変調方式選択部33と、直交変調部16と、信号源17と、高周波電力増幅部18とを備える。この第3の実施形態に係る通信装置3は、上記第1の実施形態に係る通信装置1に対して、変調方式選択部33の構成が異なる。以下、この異なる変調方式選択部33について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the
変調方式選択部33は、変調方式スイッチ35、電力比スイッチ34及びスイッチ制御部36で構成される。変調方式スイッチ35は、2端子が一対となった2つの入力端子と2端子が一対となった1つの出力端子を有し、別途与えられる変調方式指定信号に基づいて入力端子と出力端子との接続切り替えを制御するスイッチである。図8の例では、一方の入力端子cにはASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力する信号が分配されて一対として入力され、他方の入力端子dには非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12が出力する一対となった信号がそれぞれ入力される。
The modulation
スイッチ制御部36は、別途与えられる変調方式指定信号及びASK電力比指定信号に基づいて、電力比スイッチ34の接続切り替えを制御する。電力比スイッチ34は、2つの入力端子と1つの出力端子を有し、スイッチ制御部36の指示に基づいて入力端子と出力端子との接続切り替えを制御するスイッチである。図8の例では、一方の入力端子aには値ゼロの信号が、他方の入力端子bには変調方式スイッチ35から出力されるいずれか一方の信号が、それぞれ入力される。
The
この変調方式選択部33で行われる接続切り替え制御は、送信データに施したい変調方式及び送信電力比に応じて、変調方式スイッチ35及び電力比スイッチ34が図9に示す組み合わせで切り替えられる。
(1)ASK以外の変調を行う場合には、ASK以外の変調方式を指定する変調方式指定信号が、変調方式スイッチ35及びスイッチ制御部36に通知される。この通知を受けて、変調方式スイッチ35は、入力端子dと出力端子との接続に切り替える。また、スイッチ制御部36は、この通知を受けて、電力比スイッチ34を入力端子bと出力端子との接続に切り替える制御を行う。この切り替えにより、非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部12が出力するASK以外の変調に対応した対になったベースバンド変調信号が、直交変調部16へ出力される。
In the connection switching control performed by the modulation
(1) When performing modulation other than ASK, a modulation method designation signal for designating a modulation method other than ASK is notified to the
(2)ASK変調を行う場合であって、ASK変調方式の送信電力とASK以外の変調方式の送信電力との比を1倍にする場合には、ASK電力比「1」を指定するASK電力比指定信号がスイッチ制御部36に通知され、ASK変調方式を指定する変調方式指定信号が変調方式スイッチ35及びスイッチ制御部36に通知される。この通知を受けて、変調方式スイッチ35は、入力端子cと出力端子との接続に切り替える。また、スイッチ制御部36は、この通知を受けて、電力比スイッチ34を入力端子aと出力端子との接続に切り替える制御を行う。この切り替えにより、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号及び値ゼロの信号が、直交変調部16へ出力される。
(2) ASK power for designating ASK power ratio “1” when ASK modulation is performed and the ratio of the transmission power of the ASK modulation scheme to the transmission power of a modulation scheme other than ASK is 1 × The ratio specifying signal is notified to the
(3)ASK変調を行う場合であって、ASK変調方式の送信電力とASK以外の変調方式の送信電力との比を2倍にする場合には、ASK電力比「2」を指定するASK電力比指定信号がスイッチ制御部36に通知され、ASK変調方式を指定する変調方式指定信号が変調方式スイッチ35及びスイッチ制御部36に通知される。この通知を受けて、変調方式スイッチ35は、入力端子cと出力端子との接続に切り替える。また、スイッチ制御部36は、この通知を受けて、電力比スイッチ34を入力端子bと出力端子との接続に切り替える制御を行う。この切り替えにより、ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部11が出力するASK変調に対応した片軸のベースバンド変調信号が両軸入力となる信号対が、直交変調部16へ出力される。
(3) When ASK modulation is performed and the ratio of the transmission power of the ASK modulation scheme and the transmission power of a modulation scheme other than ASK is doubled, the ASK power designating the ASK power ratio “2” The ratio specifying signal is notified to the
以上のように、本発明の第3の実施形態に係る通信装置3は、上述した効果に加え、ベースバンド変調信号生成部と変調方式スイッチとが一体形成されていて回路変更ができない場合に特に有用である。
なお、上記実施形態では、変調方式選択部において変調方式スイッチの直後に電力比スイッチを配置させた。しかし、それらのスイッチの間に、例えばD/A変換器やフィルタやレベル変換回路等を設けることは、通常の設計の範囲内である。
As described above, the
In the above embodiment, the power ratio switch is arranged immediately after the modulation system switch in the modulation system selection unit. However, providing, for example, a D / A converter, a filter, a level conversion circuit, or the like between these switches is within the normal design range.
(第4の実施形態)
図10は、本発明の第4の実施形態に係る通信装置4の構成を示すブロック図である。図10において、第4の実施形態に係る通信装置4は、送信部40、受信部50、データ処理部60、送信アンテナ70及び受信アンテナ80から構成される。送信部40は、第1のデータ生成部41と、第2のデータ生成部42と、変調方式選択部13と、低域通過フィルタ部43及び44と、直交変調部16と、信号源17と、高周波電力増幅部18とを備える。この第4の実施形態に係る通信装置4は、上記第1の実施形態に係る通信装置1の第1の信号生成部11に含まれていた低域通過フィルタ部113と(図2Aを参照)、第2の信号生成部12に含まれていた低域通過フィルタ部123(図2Bを参照)とを、共用化した構成である。以下、第1のデータ生成部41、第2のデータ生成部42、低域通過フィルタ部43及び44について説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the
ASK変調方式を用いた例では、第1のデータ生成部41がASKデータ生成部41となり、第2のデータ生成部42が非ASKデータ生成部42となる。ASKデータ生成部41は、データ処理部60から送信データを入力し、ASK変調方式に対応する片軸のデータを生成する。非ASKデータ生成部42は、ASK以外の変調方式に対応する両軸のデータを生成する。低域通過フィルタ部43及び44は、変調方式選択部13から一対で出力される信号にそれぞれ帯域制限を施し、ベースバンド変調信号として出力する。この低域通過フィルタ部43及び44は、線形動作を行うため、変調方式指定信号やASK電力比指定信号により生じるデータ振幅の比は、直交変調部16に入力されるベースバンド変調信号の比として保存される。
In the example using the ASK modulation method, the first
以上のように、本発明の第4の実施形態に係る通信装置4は、低域通過フィルタ部を共用する従来の通信装置の構成にも適用することができる。
なお、第4の実施形態では、第1のデータ生成部41、第2のデータ生成部42、低域通過フィルタ部43及び44の構成を、第1の実施形態に係る通信装置1に適用させた例を示したが、この構成は第2及び第3の実施形態に係る通信装置2及び3にも同様に適用することができる。
As described above, the
In the fourth embodiment, the configurations of the first
ここで、第1〜第4の実施形態の変調方式選択部13〜33に含まれるスイッチの具体的な使用例を説明する。
一般に通信装置は、デジタル情報である送信データを、アナログ波形である高周波信号に変調して送信する。よって、通信装置の前半部分をデジタル信号処理回路で構成し、後半部分をアナログ信号処理回路で構成することが好ましい。しかし、デジタル信号処理回路とアナログ信号処理回路との境界は、設計に委ねられるため、スイッチでデジタル信号を扱う場合もアナログ信号を扱う場合もあり得る。なお、通常、デジタル信号を扱う場合は、信号が複数ビットの並列で表されるためスイッチの端子数は多く、アナログ信号を扱う場合はスイッチの端子数は少なくなる。
Here, a specific usage example of the switches included in the modulation
In general, a communication device modulates transmission data that is digital information into a high-frequency signal that is an analog waveform and transmits the modulated data. Therefore, it is preferable that the first half of the communication device is constituted by a digital signal processing circuit and the latter half is constituted by an analog signal processing circuit. However, since the boundary between the digital signal processing circuit and the analog signal processing circuit is left to design, the switch may handle a digital signal or an analog signal. Normally, when dealing with a digital signal, the signal is represented by a plurality of bits in parallel, so that the number of terminals of the switch is large, and when dealing with an analog signal, the number of terminals of the switch is small.
これらのことを考慮すると、デジタル用のスイッチとしては、論理回路で構成するいわゆるデータセレクタが考えられる。アナログ用のスイッチとしては、FET等で構成するいわゆるアナログスイッチが考えられる。これらのスイッチは半導体で構成されるため、他の回路との集積化が容易である。特に、スイッチの接続が通信装置の運用中は固定的な場合(例えば、ASK電力比は運用中は変更しない場合)には、アナログ用のスイッチとしては機械的なものでもよい。例えば、ディップスイッチである。また、ASK電力比指定に応じて送信装置で用いるプリント基板の配線パターンを変えることで、スイッチ切り替えを行ってもよい。この場合、スイッチを制御するASK電力比指定は、配線図等の設計データにあたる。また、デジタル用のスイッチとしては、アナログ用のスイッチと同様に機械的なものでもよい。ただし、端子数が多く設置面積が大きくなるため、通信装置内に場所の余裕がある場合に用いるほうがよい。 Considering these things, a so-called data selector composed of a logic circuit can be considered as a digital switch. As an analog switch, a so-called analog switch composed of an FET or the like can be considered. Since these switches are composed of semiconductors, they can be easily integrated with other circuits. In particular, when the switch connection is fixed during operation of the communication apparatus (for example, when the ASK power ratio is not changed during operation), the analog switch may be mechanical. For example, a dip switch. Further, the switch may be switched by changing the wiring pattern of the printed circuit board used in the transmission device in accordance with the ASK power ratio designation. In this case, the ASK power ratio designation for controlling the switch corresponds to design data such as a wiring diagram. Further, the digital switch may be a mechanical switch in the same manner as the analog switch. However, since the number of terminals is large and the installation area is large, it is better to use when there is room in the communication device.
また、上記第1〜第4の実施形態で説明したASK変調方式を、BPSK変調方式とした場合について説明する。BPSK変調方式の場合は、一般にBPSK以外の変調方式と同じく送信電力を平均値で規定する。しかし、BPSKのような信号点間の距離が長い変調方式とBPSK以外の変調方式とでは、伝送誤りの非線形歪に対する耐性が異なるため、高周波電力増幅部が出力し得る送信電力が異なる。このように、BPSK変調方式の場合でも、送信電力の仕様が異なる複数種類の通信装置が存在する可能性があるため、ASK変調方式の場合と同じ課題が生じる。 A case will be described in which the ASK modulation method described in the first to fourth embodiments is a BPSK modulation method. In the case of the BPSK modulation method, the transmission power is generally defined by an average value as in the modulation methods other than BPSK. However, the modulation method with a long distance between signal points, such as BPSK, and the modulation method other than BPSK have different tolerances for non-linear distortion of transmission errors, and therefore the transmission power that can be output by the high-frequency power amplifier differs. As described above, even in the case of the BPSK modulation method, there may be a plurality of types of communication apparatuses having different transmission power specifications, so the same problem as in the case of the ASK modulation method occurs.
BPSK変調方式は、ASK変調方式と同様に対になったベースバンド変調信号の一方だけで表せるため、第1〜第4の実施形態と同様の構成で通信装置が実現できる。直交変調時の信号空間ダイアグラムの一例は、図11となる。図11において、○印で示した点がQPSKの信号点であり、×印で示した点がBPSKの信号点である。BPSK電力比指定が「1」である場合、I軸入力がBPSK変調方式用ベースバンド変調信号で、Q軸入力が値ゼロの信号であるため、そのBPSKの信号点はAの×印とBの×印になる。一方、BPSK電力比指定が「2」である場合、I軸入力もQ軸入力も同一のBPSK変調方式用ベースバンド変調信号であるため、そのBPSKの信号点はCの×印とDの×印になる。QPSK変調(○印)の平均振幅と比べると、BPSK変調(×印)の平均振幅は、BPSK電力比指定が「1」の場合が1倍、BPSK電力比指定が「2」の場合が√2倍になっている。 Since the BPSK modulation method can be represented by only one of the paired baseband modulation signals as in the ASK modulation method, a communication apparatus can be realized with the same configuration as in the first to fourth embodiments. An example of a signal space diagram during quadrature modulation is shown in FIG. In FIG. 11, the points indicated by ◯ are QPSK signal points, and the points indicated by X are BPSK signal points. When the BPSK power ratio designation is “1”, the I-axis input is a baseband modulation signal for the BPSK modulation method, and the Q-axis input is a signal having a value of zero. It becomes x mark of. On the other hand, when the BPSK power ratio designation is “2”, since the I-axis input and the Q-axis input are the same baseband modulation signal for the BPSK modulation method, the signal points of the BPSK are the C mark and the D mark. Become a mark. Compared with the average amplitude of the QPSK modulation (circle), the average amplitude of the BPSK modulation (circle) is 1 when the BPSK power ratio designation is “1” and √ when the BPSK power ratio designation is “2”. It has doubled.
なお、本発明の第1の信号生成部11、第2の信号生成部12及び変調方式選択部13〜33の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSI(集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、又はウルトラLSI等と称される)として実現される(図1の破線を参照)。これらは、個別に1チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように1チップ化されてもよい。
また、集積回路化の手法は、LSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別の技術により、LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
Note that each functional block of the first
Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. Also, an FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
Furthermore, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology. There is a possibility of adaptation of biotechnology.
本発明は、狭域通信システム等の複数の変調方式を使用する通信システム等に利用可能であり、特に送信電力の仕様が異なる通信装置が存在する場合等に有用である。 The present invention can be used in a communication system using a plurality of modulation schemes such as a narrow-area communication system, and is particularly useful when there are communication apparatuses having different transmission power specifications.
1〜4 通信装置
10、20、30、40 送信部
11 ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部
12 非ASK変調方式用ベースバンド変調信号生成部
13、23、33 変調方式選択部
14、24、34 電力比スイッチ
15、25、35 変調方式スイッチ
26、36 スイッチ制御部
16、206 直交変調部
17、207 信号源
18、208 高周波電力増幅部
41、201 ASKデータ生成部
42、202 非ASKデータ生成部(QPSKデータ生成部)
43、44、113、123、124、204、205 低域通過フィルタ部
50 受信部
60 データ処理部
70、80、209 アンテナ
111、121 符号化部
112、122 マッピング部
115、125 シフトレジスタ
116、126 波形ROM
117、127 カウンタ
203 データ選択部
1-4
43, 44, 113, 123, 124, 204, 205 Low
117, 127
Claims (11)
受信データについて所定の受信処理を行う受信部と、
前記受信部から受信データを入力して所定の処理を行うと共に、所定の処理によって生じた送信データを出力するデータ処理部と、
前記データ処理部から出力される送信データに所定の送信処理を施して送出する送信部とを備え、
前記送信部は、
片軸変調方式用のベースバンド変調信号を生成する第1の信号生成部と、
両軸変調方式用のベースバンド変調信号対を生成する第2の信号生成部と、
両軸変調を行う場合、
前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、片軸変調信号の送信電力と両軸変調信号の送信電力との送信電力比が所定の値である場合、
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と固定値の信号との信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、前記送信電力比が前記所定の値の2倍である場合、
前記ベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対を選択する
変調方式選択部と、
前記変調方式選択部で選択された信号対に周波数変換を施して、変調された高周波信号を出力する直交変調部と、
前記直交変調部で変調された高周波信号を増幅し、アンテナから送信する高周波電力増幅部とを備える、通信装置。 A communication apparatus for performing data communication by selectively using a uniaxial modulation method using an ASK modulation method or a BPSK modulation method and a biaxial modulation method using a modulation method other than the ASK modulation method or the BPSK modulation method. ,
A receiving unit that performs a predetermined receiving process on received data;
A data processing unit that inputs received data from the receiving unit and performs predetermined processing, and outputs transmission data generated by the predetermined processing;
A transmission unit that performs predetermined transmission processing on transmission data output from the data processing unit,
The transmitter is
A first signal generation unit that generates a baseband modulation signal for a single-axis modulation method;
A second signal generation unit for generating a baseband modulation signal pair for the biaxial modulation scheme;
When performing bi-axial modulation ,
Choose Back SL baseband modulation signal to the second signal generator to generate,
There rows single shaft modulation, and, when the transmission power ratio between the transmission power of the transmission power and both axes modulated signal single shaft modulated signal is a predetermined value,
Select signal to the signal before Symbol fixed value and the first baseband modulation signal signal generating unit has generated,
When uniaxial modulation is performed and the transmission power ratio is twice the predetermined value,
Select the signal to with the baseband modulation signal both axes
And the modulation scheme selection section,
An orthogonal modulation unit that performs frequency conversion on the signal pair selected by the modulation method selection unit and outputs a modulated high-frequency signal;
A communication apparatus comprising: a high-frequency power amplification unit that amplifies a high-frequency signal modulated by the orthogonal modulation unit and transmits the signal from an antenna.
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と前記固定値の信号とを入力し、所定の電力比指定信号に基づいていずれか一方の信号を出力する電力比スイッチと、
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と前記電力比スイッチが出力する信号との信号対と、前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチとを含む、請求項1に記載の通信装置。 The modulation scheme selector is
A power ratio switch that inputs the baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and the signal of the fixed value, and outputs one of the signals based on a predetermined power ratio designation signal;
A signal pair of a baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and a signal output from the power ratio switch and a baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit are input, and The communication apparatus according to claim 1, further comprising: a modulation system switch that outputs one of the signal pairs based on the modulation system designation signal.
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と前記固定値の信号との信号対と、前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチと、
前記変調方式スイッチが出力する信号対を入力し、片軸変調を利用する場合には、所定の電力比指定信号に基づいて、当該入力した信号対をそのまま又は当該入力した信号のうちの前記ベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対のいずれか一方を出力する電力比スイッチとを含む、請求項1に記載の通信装置。 The modulation scheme selector is
Input a signal pair of a baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and the fixed value signal and a baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit, and a predetermined modulation method A modulation system switch that outputs either one of the signal pairs based on the designated signal;
When the signal pair output from the modulation method switch is input and single-axis modulation is used, the input signal pair is left as it is or the base of the input signals is based on a predetermined power ratio designation signal. The communication apparatus according to claim 1, further comprising: a power ratio switch that outputs either one of a signal pair using a band modulation signal for both axes.
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対と、前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチと、
前記変調方式スイッチが出力する信号対を入力し、片軸変調を利用する場合には、所定の電力比指定信号に基づいて、当該入力した信号対をそのまま又は当該入力した信号のどちらか1軸を前記固定値の信号に切り替えた信号対のいずれか一方を出力する電力比スイッチとを含む、請求項1に記載の通信装置。 The modulation scheme selector is
A signal pair using the baseband modulation signal generated by the first signal generation unit for both axes and the baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit are input, and a predetermined modulation scheme designation signal is input. A modulation system switch that outputs one of the signal pairs based on
When a signal pair output from the modulation system switch is input and single-axis modulation is used, the input signal pair is left as it is or one of the input signals is selected based on a predetermined power ratio designation signal. 2. The communication device according to claim 1, further comprising: a power ratio switch that outputs one of the signal pairs in which the signal is switched to the fixed value signal.
片軸変調方式用のベースバンド変調信号を生成する第1の信号生成部と、
両軸変調方式用のベースバンド変調信号対を生成する第2の信号生成部と、
両軸変調を行う場合、
前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、片軸変調信号の送信電力と両軸変調信号の送信電力との送信電力比が所定の値である場合、
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と固定値の信号との信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、前記送信電力比が前記所定の値の2倍である場合、
前記ベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対を選択する
変調方式選択部と、
前記変調方式選択部で選択された信号対に周波数変換を施して、変調された高周波信号を出力する直交変調部と、
前記直交変調部で変調された高周波信号を増幅し、アンテナから送信する高周波電力増幅部とを備える、送信装置。 A transmission apparatus that performs data transmission by selectively using a uniaxial modulation method using an ASK modulation method or a BPSK modulation method and a biaxial modulation method using a modulation method other than the ASK modulation method or the BPSK modulation method. ,
A first signal generation unit that generates a baseband modulation signal for a single-axis modulation method;
A second signal generation unit for generating a baseband modulation signal pair for the biaxial modulation scheme;
When performing bi-axial modulation ,
Choose Back SL baseband modulation signal to the second signal generator to generate,
There rows single shaft modulation, and, when the transmission power ratio between the transmission power of the transmission power and both axes modulated signal single shaft modulated signal is a predetermined value,
Select signal to the signal before Symbol fixed value and the first baseband modulation signal signal generating unit has generated,
When uniaxial modulation is performed and the transmission power ratio is twice the predetermined value,
Select the signal to with the baseband modulation signal both axes
And the modulation scheme selection section,
An orthogonal modulation unit that performs frequency conversion on the signal pair selected by the modulation method selection unit and outputs a modulated high-frequency signal;
A transmission apparatus comprising: a high-frequency power amplification unit that amplifies the high-frequency signal modulated by the orthogonal modulation unit and transmits the signal from an antenna.
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と前記固定値の信号とを入力し、所定の電力比指定信号に基づいていずれか一方の信号を出力する電力比スイッチと、
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と前記電力比スイッチが出力する信号との信号対と、前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチとを含む、請求項5に記載の送信装置。 The modulation scheme selector is
A power ratio switch that inputs the baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and the signal of the fixed value, and outputs one of the signals based on a predetermined power ratio designation signal;
A signal pair of a baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and a signal output from the power ratio switch and a baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit are input, and The transmission apparatus according to claim 5, further comprising: a modulation system switch that outputs one of the signal pairs based on the modulation system designation signal.
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と前記固定値の信号との信号対と、前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチと、
前記変調方式スイッチが出力する信号対を入力し、片軸変調を利用する場合には、所定の電力比指定信号に基づいて、当該入力した信号対をそのまま又は当該入力した信号のうちの前記ベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対のいずれか一方を出力する電力比スイッチとを含む、請求項5に記載の送信装置。 The modulation scheme selector is
Input a signal pair of a baseband modulation signal generated by the first signal generation unit and the fixed value signal and a baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit, and a predetermined modulation method A modulation system switch that outputs either one of the signal pairs based on the designated signal;
When the signal pair output from the modulation method switch is input and single-axis modulation is used, the input signal pair is left as it is or the base of the input signals is based on a predetermined power ratio designation signal. The transmission apparatus according to claim 5, further comprising: a power ratio switch that outputs one of a signal pair using a band modulation signal for both axes.
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対と、前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対とを入力し、所定の変調方式指定信号に基づいていずれか一方の信号対を出力する変調方式スイッチと、
前記変調方式スイッチが出力する信号対を入力し、片軸変調を利用する場合には、所定の電力比指定信号に基づいて、当該入力した信号対をそのまま又は当該入力した信号のどちらか1軸を前記固定値の信号に切り替えた信号対のいずれか一方を出力する電力比スイッチとを含む、請求項5に記載の送信装置。 The modulation scheme selector is
A signal pair using the baseband modulation signal generated by the first signal generation unit for both axes and the baseband modulation signal pair generated by the second signal generation unit are input, and a predetermined modulation scheme designation signal is input. A modulation system switch that outputs one of the signal pairs based on
When a signal pair output from the modulation system switch is input and single-axis modulation is used, the input signal pair is left as it is or one of the input signals is selected based on a predetermined power ratio designation signal. The transmission device according to claim 5, further comprising: a power ratio switch that outputs one of the signal pairs in which the signal is switched to the fixed value signal.
ベースバンド変調信号対に周波数変換を施して変調された高周波信号を出力する直交変調部と、当該直交変調部で変調された高周波信号を増幅してアンテナから送信する高周波電力増幅部とを備える送信装置に組み込まれ、
片軸変調方式用のベースバンド変調信号を生成する第1の信号生成部、
両軸変調方式用のベースバンド変調信号対を生成する第2の信号生成部、及び
両軸変調を行う場合、
前記第2の信号生成部が生成したベースバンド変調信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、片軸変調信号の送信電力と両軸変調信号の送信電力との送信電力比が所定の値である場合、
前記第1の信号生成部が生成したベースバンド変調信号と固定値の信号との信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、前記送信電力比が前記所定の値の2倍である場合、
前記ベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対を選択する
変調方式選択部として機能する回路を集積している、集積回路。 Used in a transmission apparatus that performs data transmission by selectively using a uniaxial modulation method using an ASK modulation method or a BPSK modulation method and a biaxial modulation method using a modulation method other than the ASK modulation method or the BPSK modulation method. An integrated circuit,
Transmission comprising: an orthogonal modulation unit that outputs a high-frequency signal modulated by performing frequency conversion on a baseband modulation signal pair; and a high-frequency power amplification unit that amplifies the high-frequency signal modulated by the orthogonal modulation unit and transmits the amplified signal from an antenna Built into the device,
A first signal generation unit for generating a baseband modulation signal for a single-axis modulation method;
In the case of performing a second signal generation unit that generates a baseband modulation signal pair for the biaxial modulation method, and biaxial modulation ,
Choose Back SL baseband modulation signal to the second signal generator to generate,
There rows single shaft modulation, and, when the transmission power ratio between the transmission power of the transmission power and both axes modulated signal single shaft modulated signal is a predetermined value,
Select signal to the signal before Symbol fixed value and the first baseband modulation signal signal generating unit has generated,
When uniaxial modulation is performed and the transmission power ratio is twice the predetermined value,
Select the signal to with the baseband modulation signal both axes
It has integrated the circuit functioning as a modulation scheme selecting unit, an integrated circuit.
片軸変調方式用のベースバンド変調信号を生成する第1の信号生成ステップと、
両軸変調方式用のベースバンド変調信号対を生成する第2の信号生成ステップと、
両軸変調を行う場合、
前記第2の信号生成ステップで生成したベースバンド変調信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、片軸変調信号の送信電力と両軸変調信号の送信電力との送信電力比が所定の値である場合、
前記第1の信号生成ステップで生成したベースバンド変調信号と固定値の信号との信号対を選択し、
片軸変調を行い、かつ、前記送信電力比が前記所定の値の2倍である場合、
前記ベースバンド変調信号を両軸に用いた信号対を選択する
選択ステップとを備える、送信方法。 A transmission method for performing data transmission by selectively using a uniaxial modulation method using an ASK modulation method or a BPSK modulation method and a biaxial modulation method using a modulation method other than the ASK modulation method or the BPSK modulation method. ,
A first signal generation step of generating a baseband modulation signal for a single-axis modulation method;
A second signal generating step for generating a baseband modulated signal pair for the biaxial modulation scheme;
When performing bi-axial modulation ,
Choose Back SL baseband modulation signal pair generated by the second signal generating step,
There rows single shaft modulation, and, when the transmission power ratio between the transmission power of the transmission power and both axes modulated signal single shaft modulated signal is a predetermined value,
Select signal to the previous SL signal having a fixed value and the baseband modulated signal generated by the first signal generating step,
When uniaxial modulation is performed and the transmission power ratio is twice the predetermined value,
Select the signal to with the baseband modulation signal both axes
And a select step, the transmission method.
前記直交変調ステップで変調した高周波信号を増幅し、アンテナから送信する増幅ステップとをさらに備える、請求項10に記載の送信方法。 An orthogonal transformation step of performing frequency transformation on the signal pair selected in the selection step and outputting a modulated high-frequency signal;
The transmission method according to claim 10, further comprising an amplification step of amplifying the high-frequency signal modulated in the orthogonal modulation step and transmitting from the antenna.
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