JP4639989B2

JP4639989B2 - Communication device and frequency converter used therefor

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Publication number: JP4639989B2
Application number: JP2005184168A
Authority: JP
Inventors: 修也岸本; 建一丸橋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-06-23
Also published as: JP2007006152A

Description

本発明は、通信装置及びそれに用いる周波数変換器に関し、特に局部発振信号と無線周波数帯変調信号とが同時に送出される通信方式において使用される通信装置及び周波数変換器に関する。 The present invention relates to a communication apparatus and a frequency converter used therefor, and more particularly to a communication apparatus and a frequency converter used in a communication system in which a local oscillation signal and a radio frequency band modulation signal are simultaneously transmitted.

通信方式の一つとして、中間周波数帯変調信号（以下、ＩＦ信号と呼ぶ）をアップコンバートした無線周波数帯変調信号（以下、ＲＦ信号と呼ぶ）と、アップコンバートに使用した局部発振信号（以下、ＬＯ信号と呼ぶ）とを同時に送信する自己ヘテロダイン方式がある（特許文献１、２参照）。この自己ヘテロダイン方式の受信側では、ＬＯ信号とＲＦ信号とを同時に受信し、これら両信号を使用して復調が行われる。例えば、乗積回路を用いて両信号の乗積成分を生成することで、ＲＦ信号がＩＦ信号に変換される。この方式では、受信装置には高価な局部発振器の設置が不要であり、よって低コストの通信システムを提供できる。なお、ここでのＲＦ信号は、対向通信装置に送信される信号であるので送信変調信号とも呼ぶ。 As one of the communication methods, a radio frequency band modulation signal (hereinafter referred to as an RF signal) obtained by up-converting an intermediate frequency band modulation signal (hereinafter referred to as an IF signal) and a local oscillation signal (hereinafter referred to as an RF signal) used for the up-conversion. there are self-f-heterodyne scheme of transmitting LO signal hereinafter) and at the same time (see Patent documents 1 and 2). On the reception side of this self-heterodyne system, the LO signal and the RF signal are received simultaneously, and demodulation is performed using both signals. For example, an RF signal is converted into an IF signal by generating a product product of both signals using a product circuit. In this system, it is not necessary to install an expensive local oscillator in the receiving apparatus, and therefore a low-cost communication system can be provided. Note that the RF signal here is also called a transmission modulation signal because it is a signal transmitted to the opposite communication device.

このような自己ヘテロダイン方式において、受信側でのキャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ指数）を最適とするため、送信電力一定という条件のもとでは、ＲＦ信号電力とＬＯ信号電力を等しくする必要がある（非特許文献１参照）。このため、送信側では、周波数変換器のＩＦ信号の入力電力はＲＦ信号とＬＯ信号の電力が一致するポイントに設定することが好ましいとされている。 In such a self-heterodyne system, in order to optimize the carrier-to-noise ratio (C / N index) on the receiving side, it is necessary to make the RF signal power and the LO signal power equal under the condition of constant transmission power. Yes (see Non-Patent Document 1). For this reason, on the transmission side, it is preferable that the input power of the IF signal of the frequency converter is set to a point where the RF signal power and the LO signal power match.

図９は、このような通信方式で用いられる周波数変換器の構成を示している。周波数変換器は、ＬＯ信号を発生して出力する局部発振器４０１と、電力分配器４０２と、ＬＯ信号とＩＦ信号とをミキシングするミキサ４０３と、電力分配器４０２と対をなす電力合成器４０４と、ＩＦ信号を発生して出力するＩＦ信号発生部４０５と、ＩＦ電力調整器４０６と、を備えている。電力分配器４０２は、局部発振器４０１から出力されたＬＯ信号を２分岐して、ミキサ４０３に供給するとともに電力合成器４０４の一方の入力端に供給する。ミキサ４０３は、入力されたＬＯ信号とＩＦ信号とからＲＦ信号を生成し、生成したＲＦ信号を電力合成器４０４の他方の入力端に供給する。電力合成器４０４は、電力分配器４０２からのＬＯ信号とミキサ４０３からのＲＦ信号とを合成して出力する。この周波数変換器では、電力合成器４０４の出力におけるＲＦ信号電力とＬＯ信号電力とを等しくするため、ＩＦ信号電力調整器４０６はＩＦ信号発生器４０５とミキサ４０３との間に挿入されており、ミキサ４０３に入力されるＩＦ信号電力を調整する。 FIG. 9 shows a configuration of a frequency converter used in such a communication system. The frequency converter includes a local oscillator 401 that generates and outputs an LO signal, a power distributor 402, a mixer 403 that mixes the LO signal and the IF signal, and a power combiner 404 that forms a pair with the power distributor 402. An IF signal generator 405 that generates and outputs an IF signal, and an IF power adjuster 406. The power distributor 402 divides the LO signal output from the local oscillator 401 into two branches, supplies the LO signal to the mixer 403, and supplies it to one input terminal of the power combiner 404. The mixer 403 generates an RF signal from the input LO signal and IF signal, and supplies the generated RF signal to the other input terminal of the power combiner 404. The power combiner 404 combines the LO signal from the power distributor 402 and the RF signal from the mixer 403 and outputs the combined signal. In this frequency converter, an IF signal power regulator 406 is inserted between the IF signal generator 405 and the mixer 403 in order to make the RF signal power and the LO signal power at the output of the power combiner 404 equal. The IF signal power input to the mixer 403 is adjusted.

この周波数変換器では、出力されるＬＯ信号の電力にＲＦ信号の電力を一致させることができる。しかしながら、ＬＯ信号の電力とＲＦ信号の電力とが等しいという条件では、周波数変換器からの全体としての出力電力はＬＯ信号の電力で決定されてしまうため、周波数変換器におけるＰ_1dB（１ｄＢ利得圧縮点）からのバックオフ量は、ＬＯ信号の電力により決まることになる。 In this frequency converter, the power of the RF signal can be matched with the power of the output LO signal. However, under the condition that the power of the LO signal is equal to the power of the RF signal, the output power as a whole from the frequency converter is determined by the power of the LO signal, so that P _1dB (1 dB gain compression in the frequency converter). The backoff amount from the point) is determined by the power of the LO signal.

ここで、バックオフ量について、図１０を使用して説明する。図１０は、横軸を周波数変換器に対するＩＦ信号の入力電力Ｐ_IFとし、縦軸を周波数変換器の出力電力Ｐ_outとしたものであり、ＩＦ信号の入力電力Ｐ_IFに対するＬＯ信号の出力電力（ＬＯと記された曲線で示す）及びＲＦ信号の出力電力（ＲＦと記された曲線で示す）の関係を示している。ＬＯ信号の出力電力はＰ_IFによらずにほぼ一定であり、ＲＦ信号の出力電力は、Ｐ_IFに比例する。ただし、Ｐ_IFが大きくなるとＲＦ信号の出力電力は頭打ちとなり、さらにはＰ_IFが大きくなるとＲＦ信号の出力電力は低下する。ＲＦ信号の１ｄＢ圧縮点（Ｐ_IFに比例するものとしたときからＲＦ信号の実際の出力電力が１ｄＢだけ低下する点）であるＰ_1dBから、Ｐ_IFの減少方向に、ＬＯ信号とＲＦ信号の出力電力が一致する点Ａまでの電力量をバックオフ量と称する。バックオフ量が小さい場合には、ＲＦ信号の電力が周波数変換器の非線形領域にかかってしまうこととなり、周波数変換器の出力が歪むという問題が発生する。そこでこのバックオフ量には最適な値が存在する。しかしながら、前述したように、ＩＦ信号の入力電力Ｐ_IFは、ＲＦ信号とＬＯ信号の出力電力が相互に一致する点である点Ａに設定しなければならず、周波数変換器におけるＰ_1dBからのバックオフ量は、この一致ポイントＡによって決定されてしまうことになる。 Here, the backoff amount will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the IF signal input power _PIF for the frequency converter on the horizontal axis and the output power _Pout of the frequency converter on the vertical axis, and the LO signal output power for the IF signal input power _PIF . It shows the relationship between (shown by the curve labeled LO) and the output power of the RF signal (shown by the curve labeled RF). The output power of the LO signal is almost constant regardless of P _IF , and the output power of the RF signal is proportional to P _IF . However, when the P _IF increases, the output power of the RF signal reaches a peak, and when the P _IF increases, the output power of the RF signal decreases. From P _{1 dB} 1 dB compression point of the RF signal is (actual output power of the RF signal from the time you shall be proportional to P _IF is that drops by 1 dB), in the decreasing direction of the P _IF, the LO signal and the RF signal The amount of power up to the point A where the output power matches is referred to as the backoff amount. When the back-off amount is small, the power of the RF signal is applied to the nonlinear region of the frequency converter, which causes a problem that the output of the frequency converter is distorted. Therefore, there is an optimum value for the back-off amount. However, as described above, the input power P _IF of the IF signal must be set to the point A where the output power of the RF signal and the LO signal coincide with each other, and from the P _{1 dB} in the frequency converter. The back-off amount is determined by the coincidence point A.

ところで、複数の変調方式での通信を可能にしておいて、通信環境の変化に応じて通信品質が変化する場合に、その通信環境（あるいは通信品質）に適した変調方式に変更し、快適な通信を行う方法がある。この方法では、例えば通信品質が良好な場合には高速通信可能な変調方式を使用し、逆に通信品質が悪い場合には、通信途切れを少なくするために低速通信の変調方式が用いる。このように異なる変調方式を用いる場合、変調方式ごとに、周波数変換器の出力の１ｄＢ圧縮点Ｐ_1dBに対して最適なバックオフ量が存在することが知られており、変調方式に応じたバックオフ量に変更しなければ、通信品質に適した通信を行うことができないことになる。
特開２００１−５３６４０号公報特開２００３−２６４４７０号公報 IEEE TRANSACTION ON BROADCASTING, Vol. 47, No. 3, pp. 218-227, 2001 By the way, when communication with multiple modulation schemes is possible and the communication quality changes in response to changes in the communication environment, it is changed to a modulation scheme suitable for the communication environment (or communication quality) and comfortable. There is a way to communicate. In this method, for example, a modulation method capable of high-speed communication is used when the communication quality is good, and conversely, when the communication quality is bad, a low-speed communication modulation method is used to reduce communication interruption. When different modulation schemes are used in this way, it is known that an optimum back-off amount exists for the 1 dB compression point P ₁ dB of the output of the frequency converter for each modulation scheme. Unless it is changed to the off amount, communication suitable for communication quality cannot be performed.
JP 2001-53640 A JP 2003-264470 A IEEE TRANSACTION ON BROADCASTING, Vol. 47, No. 3, pp. 218-227, 2001

上述したように、中間周波数帯変調（ＩＦ）信号を局部発振（ＬＯ）信号によってアップコンバートした無線周波数帯変調（ＲＦ）信号とそのＬＯ信号とを同時に送信する場合、従来は、ＩＦ電力調整機構を用いることにより、周波数変換器においてＬＯ信号の出力電力とＲＦ信号の電力を等しくしていた。しかしながらこのようにＬＯ信号とＲＦ信号の電力を制御した場合には、異なる変調方式を選択して利用する場合に、変調方式に応じた最適なバックオフ量でＬＯ信号とＲＦ信号を出力することができなかった。 As described above, when a radio frequency band modulation (RF) signal obtained by up-converting an intermediate frequency band modulation (IF) signal using a local oscillation (LO) signal and the LO signal are simultaneously transmitted, conventionally, an IF power adjustment mechanism is used. By using the frequency converter, the output power of the LO signal is made equal to the power of the RF signal in the frequency converter. However, when the power of the LO signal and the RF signal is controlled in this way, when the different modulation scheme is selected and used, the LO signal and the RF signal are output with the optimum back-off amount according to the modulation scheme. I could not.

そこで本発明の目的は、通信環境の変化により通信品質が変化した場合にその変化に伴い変調方式を変更し、その変調方式に応じてＲＦ信号の出力電力とＬＯ信号の出力電力とを独立に変更制御できるようにした通信装置と、その通信装置に用いる周波数変換器とを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to change the modulation method in accordance with the change when the communication quality changes due to the change of the communication environment, and independently output the RF signal output power and the LO signal output power according to the modulation method. It is an object of the present invention to provide a communication device that can be changed and a frequency converter used for the communication device.

本発明の通信装置は、中間周波数帯（ＩＦ）信号を送信変調（ＲＦ）信号に変換する際に用いられた局部発振（ＬＯ）信号とＲＦ信号とを同時に送出し、通信品質に応じてＩＦ信号の変調方式を変更制御できる自己ヘテロダイン方式に使用する通信装置であって、ＬＯ信号とＩＦ信号とが供給されてＲＦ信号を生じ、ＲＦ信号とＬＯ信号とを同時に出力する本発明による周波数変換器と、ＩＦ信号の変調方式を決定するとともに、決定した変調方式に応じて周波数変換器を制御することによって、電力合成器の出力において送信変調信号の電力と局部発振信号の電力とが等しくなるように制御する制御部と、を備えている。 The communication apparatus of the present invention simultaneously transmits a local oscillation (LO) signal and an RF signal used when converting an intermediate frequency band (IF) signal to a transmission modulation (RF) signal, and IF according to communication quality. A communication apparatus for use in a self-heterodyne system capable of changing and controlling a signal modulation system, wherein an LO signal and an IF signal are supplied to generate an RF signal, and the RF signal and the LO signal are simultaneously output. And the modulation method of the IF signal, and the frequency converter is controlled in accordance with the determined modulation method, so that the power of the transmission modulation signal is equal to the power of the local oscillation signal at the output of the power combiner and a, a control Gosuru controller as.

本発明による第１の周波数変換器は、ＩＦ信号をＲＦ信号に変換する際に用いられたＬＯ信号とＲＦ信号とを同時に出力する自己ヘテロダイン方式に使用する周波数変換器であって、ＬＯ信号を第１の経路と第２の経路とに２分配する電力分配器と、第１の経路のＬＯ信号とＩＦ信号とを混合しＲＦ信号とＬＯ信号とを出力するミキサと、第２の経路のＬＯ信号の位相を変更する位相変更機構と、ミキサから出力される信号と位相変更機構から出力される信号とを合成する電力合成器と、を備え、位相変更機構における位相量を制御することによって、電力合成器の出力に現れるＲＦ信号の電力とＬＯ信号の電力とを等しくするためにＬＯ信号の電力を制御できるようにしたものである。 A first frequency converter according to the present invention is a frequency converter used in a self-heterodyne system that simultaneously outputs an LO signal and an RF signal used when converting an IF signal into an RF signal, A power divider that divides the signal into two paths, a first path and a second path; a mixer that mixes the LO signal and IF signal of the first path and outputs an RF signal and an LO signal; and A phase change mechanism that changes the phase of the LO signal; and a power combiner that combines the signal output from the mixer and the signal output from the phase change mechanism, and controlling the phase amount in the phase change mechanism it is obtained by allowing the control power of the LO signal in order to equalize the power of the power and the LO signal of the RF signal appearing at the output of the power combiner.

本発明による第３の周波数変換器は、ＩＦ信号をＲＦ信号に変換する際に用いられたＬＯ信号とＲＦ信号とを同時に出力する自己ヘテロダイン方式に使用する周波数変換器であって、ＬＯ信号を第１の経路と第２の経路とに第１の位相差αでもって２分配する電力分配器と、第１の経路のＬＯ信号とＩＦ信号とを混合しＲＦ信号とＬＯ信号とを出力するミキサと、ミキサから出力される信号と第２の経路のＬＯ信号とを第２の位相差βでもって合成する電力合成器と、を備え、第１の位相差α及び第２の位相差βを制御することによって、電力合成器の出力に現れるＲＦ信号の電力とＬＯ信号の電力とを等しくするためにＬＯ信号の電力を制御できるようにしたものである。 A third frequency converter according to the present invention is a frequency converter used in a self-heterodyne system that simultaneously outputs an LO signal and an RF signal used when converting an IF signal to an RF signal, A power distributor that divides into two paths with a first phase difference α between the first path and the second path, and the LO signal and IF signal of the first path are mixed to output an RF signal and an LO signal. A mixer, and a power combiner that combines the signal output from the mixer and the LO signal of the second path with a second phase difference β, and includes a first phase difference α and a second phase difference β. by controlling the is obtained by allowing the control power of the LO signal in order to equalize the power of the power and the LO signal of the RF signal appearing at the output of the power combiner.

本発明の通信装置では、受信信号を基に通信品質を測定してこの通信品質に応じてＩＦ信号の変調方式を制御すると同時に、周波数変換器から出力されるＬＯ信号の電力を制御する。こうすることにより、周波数変換器の出力におけるＬＯ信号の電力とＲＦ信号の電力が等しくなるようにしつつ、変調方式に対応したＬＯ信号の電力の制御が可能となって、結果的にバックオフ量が変更でき、よって、変調方式に適したバックオフ量とすることが可能となる。 In the communication apparatus of the present invention, the communication quality is measured based on the received signal, and the modulation method of the IF signal is controlled according to the communication quality, and at the same time, the power of the LO signal output from the frequency converter is controlled. This makes it possible to control the power of the LO signal corresponding to the modulation method while making the power of the LO signal equal to the power of the RF signal at the output of the frequency converter, resulting in a backoff amount. Therefore, the back-off amount suitable for the modulation method can be obtained.

本発明は、自己ヘテロダイン通信方式において、通信品質に応じてＩＦ信号の変調方式を制御すると同時に、ＬＯ信号の電力の制御を行うことにより、バックオフ量を自由に変更でき、通信環境の変化に応じた最適の変調方式とすることができるという効果がある。 The present invention provides a self-f heterodyne communication method, at the same time to control the modulation method of the IF signal according to the communication quality, by performing the power control of the LO signal can be freely changed backoff amount, communication environmental change There is an effect that it is possible to obtain an optimum modulation system according to the above.

次に本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、本発明が適用される通信装置の構成の一例を示している。図示される通信装置は、通信装置の全体の制御を行う送受信制御部１と、中間周波数帯（ＩＦ）信号を発生するＩＦ信号発生部２と、送信ＲＦ部３、受信ＲＦ部４、ＩＦ信号復調部５、送信ＲＦ部３に接続した送信用のアンテナ６と、受信ＲＦ部４に接続した受信用のアンテナ７と、を備えている。図１及びそれ以降の各図において、太線は送受信制御部１からの制御信号線を表わし、細線は情報信号線を示している。 (First embodiment)
FIG. 1 shows an example of the configuration of a communication apparatus to which the present invention is applied. The illustrated communication device includes a transmission / reception control unit 1 that controls the entire communication device, an IF signal generation unit 2 that generates an intermediate frequency band (IF) signal, a transmission RF unit 3, a reception RF unit 4, and an IF signal. A demodulation antenna 5, a transmission antenna 6 connected to the transmission RF unit 3, and a reception antenna 7 connected to the reception RF unit 4 are provided. In FIG. 1 and the subsequent drawings, a thick line represents a control signal line from the transmission / reception control unit 1, and a thin line represents an information signal line.

ＩＦ信号発生部２は、ベースバンド信号などの情報信号を変調してＩＦ信号を発生するものであり、複数の変調方式から送受信制御部１によって指定された変調方式を用いてＩＦ信号を発生する。送信ＲＦ部３は、ＩＦ信号発生部２からのＩＦ信号をＲＦ（無線周波数）帯の信号に周波数変換し、その得られたＲＦ信号をアンテナ６へ出力する。アンテナ６から送信されたＲＦ信号は、対向する通信装置で受信されることとなる。 The IF signal generator 2 generates an IF signal by modulating an information signal such as a baseband signal, and generates an IF signal using a modulation scheme designated by the transmission / reception controller 1 from a plurality of modulation schemes. . The transmission RF unit 3 frequency-converts the IF signal from the IF signal generation unit 2 into an RF (radio frequency) band signal, and outputs the obtained RF signal to the antenna 6. The RF signal transmitted from the antenna 6 is received by the opposing communication device.

アンテナ７は、対向通信装置からのＲＦ信号を受信し、受信ＲＦ部４は、アンテナ７からの受信ＲＦ信号をダウンコンバートし、ＩＦ信号として、ＩＦ信号復調部５へ出力する。本実施形態では、対向通信装置からの受信信号にはその対向通信装置で検出されたビット誤り率（ＢＥＲ）のデータが含まれているものとする。ＩＦ信号復調部５は、入力されたＩＦ信号を復調し、その中から対向通信装置のビット誤り率を選び出して送受信制御部１へ入力する。 The antenna 7 receives the RF signal from the opposite communication device, and the reception RF unit 4 down-converts the reception RF signal from the antenna 7 and outputs it as an IF signal to the IF signal demodulation unit 5. In the present embodiment, it is assumed that the received signal from the opposite communication device includes bit error rate (BER) data detected by the opposite communication device. The IF signal demodulator 5 demodulates the input IF signal, selects the bit error rate of the opposite communication device from the demodulated signal, and inputs it to the transmission / reception controller 1.

送受信制御部１は、入力された対向通信装置のビット誤り率から、対向通信装置への送信に用いる変調方式を決定し、ＩＦ信号発生部２へ変調方式の変更を要求する。同時に送信ＲＦ部３へＬＯ信号電力の変更を要求する。 The transmission / reception control unit 1 determines the modulation method used for transmission to the opposite communication device from the input bit error rate of the opposite communication device, and requests the IF signal generation unit 2 to change the modulation method. At the same time, the transmission RF unit 3 is requested to change the LO signal power.

図２は、送信ＲＦ部２の構成を示してしている。送信ＲＦ部２は、ＩＦ信号発生部２からのＩＦ信号が入力するＩＦ電力調整器１１と、局部発振（ＬＯ）信号を発生する局部発振器１２と、ＬＯ信号とＩＦ電力調整器１１を経たＩＦ信号とが入力する周波数変換器１３と、周波数変換器１３の出力に接続する帯域フィルタ１４と、帯域フィルタ１４から出力される信号を増幅してアンテナ６へ供給する送信増幅器１５と、を備えている。 FIG. 2 shows the configuration of the transmission RF unit 2. The transmission RF unit 2 includes an IF power regulator 11 to which the IF signal from the IF signal generator 2 is input, a local oscillator 12 that generates a local oscillation (LO) signal, and an IF signal that has passed through the LO signal and the IF power regulator 11. A frequency converter 13 to which a signal is input, a band filter 14 connected to the output of the frequency converter 13, and a transmission amplifier 15 that amplifies the signal output from the band filter 14 and supplies the amplified signal to the antenna 6. Yes.

周波数変換器１３は、ＩＦ電力調整器１１から入力されるＩＦ信号を、局部発振器１２から入力されるＬＯ信号を用いてＲＦ信号帯の信号へとアップコンバートしてＲＦ信号を生成し、アップコンバートに使用したＬＯ信号と一緒にこのＲＦ信号をフィルタ１４へ出力する。フィルタ１４は、入力された信号を所定の周波数帯域の信号となるようにフィルタリングし、送信増幅器１５へ出力する。送信増幅器は、入力されたＲＦ信号とＬＯ信号とを送信電力まで増幅し、アンテナ６へ出力する。 The frequency converter 13 up-converts the IF signal input from the IF power adjuster 11 into an RF signal band signal using the LO signal input from the local oscillator 12, and generates an RF signal. This RF signal is output to the filter 14 together with the LO signal used in the above. The filter 14 filters the input signal so as to be a signal in a predetermined frequency band, and outputs the filtered signal to the transmission amplifier 15. The transmission amplifier amplifies the input RF signal and LO signal to transmission power and outputs the amplified signal to the antenna 6.

送受信制御部１からの制御信号線は、ＩＦ電力調整器１１、周波数変換器１３及び送信増幅器１５に接続する。周波数変換器１３は、変調方式変更に伴い送受信制御部１から出されるＬＯ電力変更要求に応じて、出力ＬＯ信号の電力を変更する。同時にＩＦ電力調整器１１も、変調方式に応じたＬＯ電力となり、かつＲＦ電力とＬＯ電力とが一致するように、周波数変換器１３へ出力するＩＦ信号の電力を変更する。特にこの構成では、送受信制御部１は、周波数変換器１３の出力においてＬＯ信号の電力とＲＦ信号の電力とが等しくなるように、ＬＯ電力変更要求によって周波数変換器１３を制御する。 A control signal line from the transmission / reception control unit 1 is connected to the IF power adjuster 11, the frequency converter 13, and the transmission amplifier 15. The frequency converter 13 changes the power of the output LO signal in response to the LO power change request issued from the transmission / reception control unit 1 when the modulation method is changed. At the same time, the IF power adjuster 11 also changes the power of the IF signal output to the frequency converter 13 so that the LO power according to the modulation method is obtained and the RF power and the LO power match. Particularly in this configuration, the transmission / reception control unit 1 controls the frequency converter 13 according to the LO power change request so that the power of the LO signal is equal to the power of the RF signal at the output of the frequency converter 13.

図３は、本実施形態で用いられる周波数変換器１３の回路構成を示している。周波数変換器１３は、電力分配器１０１、ミキサ１０２、電力変更機構１０３、電力合成器１０４を備えている。電力分配器１０１及び電力合成器１０４には、例えば、ウィルキンソン電力分配器が使用される。電力変更機構１０３は、例えば、減衰量可変減衰器または利得可変増幅器またはそれらの組み合わせによって構成される。 FIG. 3 shows a circuit configuration of the frequency converter 13 used in the present embodiment. The frequency converter 13 includes a power distributor 101, a mixer 102, a power changing mechanism 103, and a power combiner 104. As the power distributor 101 and the power combiner 104, for example, a Wilkinson power distributor is used. The power changing mechanism 103 is configured by, for example, an attenuation variable attenuator, a variable gain amplifier, or a combination thereof.

このような周波数変換回路１３において、電力分配器１０１は局部発振器１２から入力されたＬＯ信号を第１の経路及び第２の経路に２分配し、第１の経路を介してＬＯ信号をミキサ１０２に供給するとともに第２の経路を介してＬＯ信号を電力変更機構１０３に供給する。ミキサ１０２は、第１の経路から供給されたＬＯ信号によって、入力されたＩＦ信号を無線周波数帯の信号へと周波数変換してＲＦ信号を生成し、電力合成器１０４の一方の入力端にこのＲＦ信号を供給する。電力変更機構１０３は、第２の経路から供給されたＬＯ信号の電力を、送受信制御部１からのＬＯ信号変更要求にしたがって変更して、電力合成器１０４の他方の入力端に供給する。電力合成器１０４はミキサ１０２から入力されたＲＦ信号と電力変更機構１０３から入力されたＬＯ信号とを合成し、ＬＯ信号とＲＦ信号が共存する信号としてフィルタ１４へ出力する。この場合、電力変更機構１０３は、送受信制御部１によって、電力合成器１０４の出力においてＬＯ信号の電力とＲＦ信号の電力とが等しくなるように制御される。 In such a frequency conversion circuit 13, the power distributor 101 distributes the LO signal input from the local oscillator 12 into the first path and the second path, and the LO signal is mixed through the first path with the mixer 102. And the LO signal is supplied to the power changing mechanism 103 via the second path. The mixer 102 frequency-converts the input IF signal into a radio frequency band signal by the LO signal supplied from the first path to generate an RF signal, and this signal is input to one input terminal of the power combiner 104. An RF signal is supplied. The power change mechanism 103 changes the power of the LO signal supplied from the second path in accordance with the LO signal change request from the transmission / reception control unit 1 and supplies it to the other input terminal of the power combiner 104. The power combiner 104 combines the RF signal input from the mixer 102 and the LO signal input from the power changing mechanism 103, and outputs the combined signal to the filter 14 as a signal in which the LO signal and the RF signal coexist. In this case, the power changing mechanism 103 is controlled by the transmission / reception control unit 1 so that the power of the LO signal is equal to the power of the RF signal at the output of the power combiner 104.

ここで電力変更機構１０３がＬＯ信号の電力すなわちレベルをどれだけ変更・調整するかを減衰量で表わすものとする。減衰量は一般にデシベル（ｄＢ）値で表されるが、デシベル値が負の場合は、電力変更機構１０３はＬＯ信号を増幅していることになる。 Here, it is assumed that how much the power changing mechanism 103 changes / adjusts the power of the LO signal, that is, the level, is expressed by an attenuation amount. The attenuation amount is generally expressed by a decibel (dB) value, but when the decibel value is negative, the power changing mechanism 103 amplifies the LO signal.

図４（ａ）〜（ｃ）は、電力変更機構１０３におけるＬＯ信号の減衰量ごとの、ＩＦ信号の入力電力Ｐ_IFに対する周波数変換器１３のＲＦ信号の出力電力の変化とＬＯ信号の出力電力の変化を示している。図４（ａ）は、減衰量を−２ｄＢとした場合におけるＩＦ信号の入力電力Ｐ_IFに対する周波数変換器１３の出力電力Ｐ_outの計算結果を示し、同様に図４（ｂ）は減衰量が３ｄＢの場合の計算結果を、図４（ｃ）は減衰量が８ｄＢの場合の計算結果を示している。これらの図から明らかなように、以上より、減衰量を制御することによりＬＯ信号の出力電力が制御できることが分かる。また、ＲＦ信号に関しては、減衰量に依存せずにほぼ同じ１dＢ利得圧縮点Ｐ_1dBを示している。その結果、減衰量を制御することによって、バックオフ量も制御できることになる。 4A to 4C show changes in the output power of the RF signal of the frequency converter 13 and the output power of the LO signal with respect to the input power P _IF of the IF signal for each attenuation amount of the LO signal in the power changing mechanism 103. FIG. Shows changes. FIG. 4A shows the calculation result of the output power P _out of the frequency converter 13 with respect to the input power P _IF of the IF signal when the attenuation amount is −2 dB. Similarly, FIG. 4B shows the attenuation amount. FIG. 4C shows the calculation result in the case of 3 dB, and FIG. 4C shows the calculation result in the case where the attenuation is 8 dB. As is apparent from these figures, it can be seen from the above that the output power of the LO signal can be controlled by controlling the attenuation. For the RF signal, the same 1 dB gain compression point P _{1 dB} is shown without depending on the attenuation. As a result, the backoff amount can also be controlled by controlling the attenuation amount.

本実施形態では、検出された通信品質に基づいて、送受信制御部１は、図５に示すように変調方式を採用する。すなわち通信品質が悪い場合には、情報伝送速度が最も遅いＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)方式、通信品質が中程度の場合には、比較的情報伝送速度が速いＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)方式、通信品質が良い場合には、情報伝送速度が速い８ＰＳＫ方式とする。そして、送受信制御部１は、ＢＰＳＫ変調方式の場合には、バックオフ量は小さくてよいので、減衰量を例えば−２ｄＢとし（図４（ａ）参照）、ＱＰＳＫ変調方式の場合には減衰量を例えば３ｄＢとし（図４（ｂ）参照）、８ＰＳＫ変調方式の場合には減衰量を例えば８ｄＢとするように（図４（ｃ）参照）、送受信制御部１はＬＯ信号変更要求を送出する。 In the present embodiment, based on the detected communication quality, the transmission / reception control unit 1 employs a modulation scheme as shown in FIG. That is, when communication quality is poor, BPSK (Binary Phase Shift Keying) method with the slowest information transmission rate, and when communication quality is medium, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) method with relatively high information transmission rate, When the communication quality is good, the 8PSK system with a high information transmission rate is used. In the case of the BPSK modulation method, the transmission / reception control unit 1 may have a small back-off amount, so that the attenuation amount is, for example, −2 dB (see FIG. 4A), and in the case of the QPSK modulation method, the attenuation amount. Is set to 3 dB (see FIG. 4B), and in the case of the 8PSK modulation system, the attenuation is set to 8 dB, for example (see FIG. 4C), and the transmission / reception control unit 1 sends a LO signal change request. .

（第２の実施の形態）
本発明に基づく通信装置で用いられる周波数変換器としては、第１の実施形態に示したもののほかにも各種のものが考えられる。図６は、本発明の第２の実施形態の周波数変換器の構成を示している。 (Second Embodiment)
As the frequency converter used in the communication apparatus according to the present invention, various types other than those shown in the first embodiment can be considered. FIG. 6 shows the configuration of the frequency converter according to the second embodiment of the present invention.

第２の実施形態の周波数変換器を示している。本実施形態の周波数変換器は、電力分配器１０１、ミキサ２０１、位相変更機構２０２、電力合成器１０４から構成される。位相変更機構としては、例えば可変移相器が用いられる。 The frequency converter of 2nd Embodiment is shown. The frequency converter of this embodiment includes a power distributor 101, a mixer 201, a phase change mechanism 202, and a power combiner 104. For example, a variable phase shifter is used as the phase changing mechanism.

電力分配器１０１は局部発振器１２から入力されたＬＯ信号を第１の経路及び第２の経路に２分配し、第１の経路を介してＬＯ信号をミキサ２０１に供給するとともに第２の経路を介してＬＯ信号を位相変更機構２０２に供給する。ミキサ２０１は、第１の経路から供給されたＬＯ信号によって、入力されたＩＦ信号を無線周波数帯の信号へと周波数変換してＲＦ信号を生成し、電力合成器１０４の一方の入力端にこのＲＦ信号を供給する。このミキサ２０１は、周波数変換に使用したＬＯ信号を出力側へ漏洩するタイプのものであり、したがって、生成されたＲＦ信号と一緒に漏洩したＬＯ信号も電力合成器１０４に供給される。位相変更機構２０２は、第２の経路から供給されたＬＯ信号の位相を、送受信制御部１からの制御信号にしたがって変更して、電力合成器１０４の他方の入力端に供給する。電力合成器１０４はミキサ１０２から入力されたＲＦ信号と電力変更機構１０３から入力されたＬＯ信号とを合成し、ＬＯ信号とＲＦ信号が共存する信号としてフィルタ１４へ出力する。図７は、位相変更機構１０３での位相量を変化させたときの周波数変換器１３のＲＦ信号とＬＯ信号の出力電力Ｐ_outの変化を示している。図示されるように、位相変更機構２０２においてＬＯ信号に与えられる移相量を制御することでＬＯ信号の出力電力を制御できることが分かる。この場合、位相変更機構２０２は、送受信制御部１によって、電力合成器１０４の出力においてＬＯ信号の電力とＲＦ信号の電力とが等しくなるように制御される。 The power distributor 101 distributes the LO signal input from the local oscillator 12 into the first path and the second path, supplies the LO signal to the mixer 201 via the first path, and passes the second path through the second path. The LO signal is supplied to the phase change mechanism 202 via The mixer 201 generates an RF signal by frequency-converting the input IF signal into a radio frequency band signal using the LO signal supplied from the first path, and this signal is input to one input terminal of the power combiner 104. An RF signal is supplied. The mixer 201 is of a type that leaks the LO signal used for frequency conversion to the output side. Therefore, the LO signal leaked together with the generated RF signal is also supplied to the power combiner 104. The phase changing mechanism 202 changes the phase of the LO signal supplied from the second path in accordance with the control signal from the transmission / reception control unit 1 and supplies it to the other input terminal of the power combiner 104. The power combiner 104 combines the RF signal input from the mixer 102 and the LO signal input from the power changing mechanism 103, and outputs the combined signal to the filter 14 as a signal in which the LO signal and the RF signal coexist. Figure 7 shows the change in the output power P _out of the RF signal and the LO signal of the frequency converter 13 when varying the phase of the phase change mechanism 103. As shown in the figure, it is understood that the output power of the LO signal can be controlled by controlling the amount of phase shift given to the LO signal in the phase changing mechanism 202. In this case, the phase change mechanism 202 is controlled by the transmission / reception controller 1 so that the power of the LO signal is equal to the power of the RF signal at the output of the power combiner 104.

（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態の周波数変換器を示している。本実施形態の周波数変換器は、制御可能な位相差を与えて信号を分配する電力分配器３０１、ミキサ２０１、制御可能な位相差でもって信号を合成する電力合成器３０２から構成される。そのような電力分配器３０１及び電力合成器３０２としては、例えば、アクティブバランが使用される。 (Third embodiment)
FIG. 8 shows a frequency converter according to the third embodiment of the present invention. The frequency converter according to this embodiment includes a power distributor 301 that distributes a signal by providing a controllable phase difference, a mixer 201, and a power combiner 302 that combines the signals with a controllable phase difference. As such a power distributor 301 and a power combiner 302, for example, an active balun is used.

電力分配器３０１は、局部発振器から入力したＬＯ信号を第１の経路及び第２の経路に位相差αでＬＯ信号を２分岐し、第１の経路を介してＬＯ信号をミキサ２０１に供給するとともに第２の経路を介してＬＯ信号を電力合成器３０２の他方の入力端に供給する。ミキサ２０１は、第１の経路から供給されたＬＯ信号によって、入力されたＩＦ信号を無線周波数帯の信号へと周波数変換してＲＦ信号を生成し、電力合成器３０２の一方の入力端にこのＲＦ信号を供給する。このミキサ２０１は、周波数変換に使用したＬＯ信号を出力側へ漏洩するタイプのものであり、したがって、生成されたＲＦ信号と一緒に漏洩したＬＯ信号も電力合成器３０２に供給される。電力合成器３０２はミキサ１０２から入力されたＲＦ信号と電力合成器３０１から第２の経路を介してから入力したＬＯ信号とを位相差βをもって合成し、ＬＯ信号とＲＦ信号が共存する信号としてフィルタ１４へ出力する。 The power distributor 301 splits the LO signal input from the local oscillator into the first path and the second path with the phase difference α into two branches, and supplies the LO signal to the mixer 201 via the first path. In addition, the LO signal is supplied to the other input terminal of the power combiner 302 via the second path. The mixer 201 frequency-converts the input IF signal into a radio frequency band signal by the LO signal supplied from the first path to generate an RF signal, and this signal is input to one input terminal of the power combiner 302. An RF signal is supplied. The mixer 201 is of a type that leaks the LO signal used for frequency conversion to the output side. Therefore, the LO signal leaked together with the generated RF signal is also supplied to the power combiner 302. The power combiner 302 combines the RF signal input from the mixer 102 and the LO signal input from the power combiner 301 via the second path with a phase difference β as a signal in which the LO signal and the RF signal coexist. Output to the filter 14.

電力分配器３０１及び電力合成器３０２は、送受信制御部１からのＬＯ信号電力変更要求に従い、ＬＯ信号の電力がＩＦ信号の変調方式に応じた電力となり、かつ電力合成器３０２の出力においてＬＯ信号の電力とＲＦ信号の電力と等しくなるように、それぞれ位相差α、βを変更する。 In accordance with the LO signal power change request from the transmission / reception control unit 1, the power distributor 301 and the power combiner 302 change the LO signal power according to the modulation method of the IF signal, and output the LO signal at the output of the power combiner 302. The phase differences α and β are changed so as to be equal to the power of the RF signal and the power of the RF signal, respectively.

上述した実施の形態においては、通信品質の例として、受信信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を用いているが、通信品質を示す情報であれば、ビット誤り率の代わりに他の指標、例えばＣＮＲ(Carrier to Noise Ratio)やＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)などを使用してもよい。また、通信品質に応じて変更する変調方式としては、上述のＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫの３段階に限らず、さらに１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等による高速の変調方式を追加することも可能である。 In the embodiment described above, the bit error rate (BER) of the received signal is used as an example of the communication quality. However, if the information indicates the communication quality, another index such as CNR is used instead of the bit error rate. (Carrier to Noise Ratio) or SNR (Signal to Noise Ratio) may be used. In addition, the modulation scheme to be changed according to the communication quality is not limited to the above-described three stages of BPSK, QPSK, and 8PSK, and a high-speed modulation scheme such as 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) can be added.

本発明が適用される通信装置の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the communication apparatus with which this invention is applied. 送信ＲＦ部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a transmission RF part. 本発明の第１の実施の形態の周波数変換器を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the frequency converter of the 1st Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｃ）は、図３に示した周波数変換器による、減衰量に対する出力電力変化を示すグラフである。(A)-(c) is a graph which shows the output electric power change with respect to attenuation amount by the frequency converter shown in FIG. 送受信制御部における変調方式の変更態様の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the change aspect of the modulation system in a transmission / reception control part. 本発明の第２の実施の形態の周波数変換器を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the frequency converter of the 2nd Embodiment of this invention. 図６に示した周波数変換器による、移相量に対する出力電力変化を示すグラフである。It is a graph which shows the output electric power change with respect to the amount of phase shifts by the frequency converter shown in FIG. 本発明の第３の実施の形態の周波数変換器を示す図である。It is a figure which shows the frequency converter of the 3rd Embodiment of this invention. 従来の周波数変換器を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional frequency converter. バックオフ量を説明するグラフである。It is a graph explaining backoff amount.

Explanation of symbols

１送受信制御部
２，４０５ＩＦ信号発生部
３送信ＲＦ部
４受信ＲＦ部
５ＩＦ信号復調部
６，７アンテナ
１１，４０６ＩＦ電力調整器
１２，４０１局部発振器
１３周波数変換器
１４フィルタ
１５送信増幅器
１０２，２０１，４０３ミキサ
１０１，３０１，４０２電力分配器
１０４，３０２，４０４電力合成器
１０３電力変更機構
２０２位相変更機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission / reception control part 2,405 IF signal generation part 3 Transmission RF part 4 Reception RF part 5 IF signal demodulation part 6,7 Antenna 11,406 IF power regulator 12,401 Local oscillator 13 Frequency converter 14 Filter 15 Transmission amplifier 102 , 201, 403 Mixer 101, 301, 402 Power distributor 104, 302, 404 Power combiner 103 Power change mechanism 202 Phase change mechanism

Claims

A self-heterodyne method that simultaneously transmits the local oscillation signal used when converting the intermediate frequency band signal to the transmission modulation signal and the transmission modulation signal, and can control the modulation method of the intermediate frequency band signal according to the communication quality. A communication device to be used ,
A power divider that divides the local oscillation signal into a first path and a second path;
A mixer that mixes the local oscillation signal of the first path and the intermediate frequency band signal and outputs the transmission modulation signal and the local oscillation signal;
A phase changing mechanism for changing the phase of the local oscillation signal of the second path;
A power combiner that combines the signal output from the mixer and the signal output from the phase change mechanism;
By determining the modulation scheme of the intermediate frequency band signal and controlling the amount of phase shift in the phase change mechanism according to the determined modulation scheme, the power of the transmission modulation signal appearing at the output of the power combiner and the a control Gosuru controller so that the power is equal to the local oscillation signal,
A communication device.

A self-heterodyne method that simultaneously transmits the local oscillation signal used when converting the intermediate frequency band signal to the transmission modulation signal and the transmission modulation signal, and can control the modulation method of the intermediate frequency band signal according to the communication quality. A communication device to be used ,
A power distributor that distributes the local oscillation signal into a first path and a second path with a first phase difference;
A mixer that mixes the local oscillation signal of the first path and the intermediate frequency band signal and outputs the transmission modulation signal and the local oscillation signal;
A power combiner that combines the signal output from the mixer and the local oscillation signal of the second path with a second phase difference;
The transmission modulation appearing at the output of the power combiner by determining a modulation method of the intermediate frequency band signal and controlling the first phase difference and the second phase difference according to the determined modulation method a control Gosuru controller so that said signal power of the local oscillator signal power is equal,
A communication device.

A local oscillator that supplies the local oscillation signal to the power divider, a signal generation unit that generates the intermediate frequency band signal modulated by the modulation method specified by the control unit and supplies the intermediate frequency band signal to the mixer, and the power the communication apparatus according to claim 1 or 2 further comprising a filter provided at the output of the combiner, the.

A frequency converter used in a self-heterodyne method for simultaneously outputting a local oscillation signal used when converting an intermediate frequency band signal into a transmission modulation signal and the transmission modulation signal,
A power divider that divides the local oscillation signal into a first path and a second path;
A mixer that mixes the local oscillation signal of the first path and the intermediate frequency band signal and outputs the transmission modulation signal and the local oscillation signal;
A phase changing mechanism for changing the phase of the local oscillation signal of the second path;
A power combiner that combines the signal output from the mixer and the signal output from the phase change mechanism;
Comprising a, by controlling the phase amount of the phase change mechanism, the power of the local oscillation signal in order to equalize the power of the power and the local oscillation signal of the modulated transmission signal appearing at the output of the power combiner Frequency converter that can be controlled.

A frequency converter used in a self-heterodyne method for simultaneously outputting a local oscillation signal used when converting an intermediate frequency band signal into a transmission modulation signal and the transmission modulation signal,
A power distributor that distributes the local oscillation signal into a first path and a second path with a first phase difference;
A mixer that mixes the local oscillation signal of the first path and the intermediate frequency band signal and outputs the transmission modulation signal and the local oscillation signal;
A power combiner that combines the signal output from the mixer and the local oscillation signal of the second path with a second phase difference;
The provided, by controlling the first phase difference and said second phase difference, the in order to equalize the power of the power and the local oscillation signal of the modulated transmission signal appearing at the output of the power combiner A frequency converter that can control the power of the local oscillation signal.