JP4955324B2 - Wireless communication system - Google Patents

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Description

この発明は、信号を高速に伝送する上で好適な無線送信装置及び無線受信装置を有する無線通信システムに関するものである。   The present invention relates to a radio communication system having a radio transmitter and a radio receiver suitable for transmitting signals at high speed.

デジタル無線通信において、信号を高速に伝送するための方法として、(1)シンボルレートを高速にする方法、もしくは(2)多値変調を行う方法が一般的である。しかし、(1)シンボルレートを高速にする場合、A/D変換器やD/A変換器などのデジタル回路の高速動作やベースバンド回路の広帯域化が必要であり、これらの回路の実現が困難になったり、消費電力が著しく増大したりする問題がある。一方、後者の(2)多値変調を行う場合、デジタル回路やベースバンド回路への負荷は軽減されるが、変調された信号の包絡線が変動し、信号の平均電力に対するピーク電力の比(PAPR:Peak to Average Power Ratio)が大きくなる。このようなPAPRの大きな信号を線形増幅するためには、大きな飽和出力をもつ増幅器を用い、さらに飽和出力から十分バックオフを取って動作させることが必要となるが、大きなバックオフを取って動作させる増幅器では、その効率が著しく低くなる問題がある。特に、高出力、高効率な増幅器を実現することが難しいマイクロ波やミリ波領域での通信システムでは送信装置が高コストとなり、また、効率が著しく低くなり、その結果、高価な放熱装置が必要になるなどの問題も発生する。   In digital wireless communication, as a method for transmitting a signal at high speed, (1) a method for increasing a symbol rate or (2) a method for performing multilevel modulation is generally used. However, (1) in order to increase the symbol rate, it is necessary to operate digital circuits such as A / D converters and D / A converters at high speeds and to increase the bandwidth of baseband circuits. Or power consumption increases significantly. On the other hand, when the latter (2) multilevel modulation is performed, the load on the digital circuit and the baseband circuit is reduced, but the envelope of the modulated signal fluctuates, and the ratio of the peak power to the average power of the signal ( PAPR: Peak to Average Power Ratio) increases. In order to linearly amplify such a signal with a large PAPR, it is necessary to use an amplifier having a large saturation output and operate with sufficient back-off from the saturation output. In the amplifier to be used, there is a problem that the efficiency is remarkably lowered. In particular, in a communication system in the microwave or millimeter wave region where it is difficult to realize a high-output and high-efficiency amplifier, the transmitter is expensive and the efficiency is remarkably lowered, resulting in the need for an expensive heat dissipation device. Problems such as becoming.

さらに、無線通信で高速伝送するための他の方式として、マルチキャリアを用いる方法がある。図11は、マルチキャリアを用いる、従来の無線送信装置の構成を示すブロック図である(例えば、特許文献1参照)。   Furthermore, there is a method using multicarrier as another method for high-speed transmission by wireless communication. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional wireless transmission device using multicarrier (see, for example, Patent Document 1).

図11に示す従来の無線送信装置は、入力デジタル信号がシリアルに入力されるデータ入力部101を有し、データ入力部101に入力されるシリアルな入力デジタル信号が、直並列変換器102により複数のチャネルにパラレル変換され、この変換された各チャネルのデジタル信号が畳み込み符号器103により符号化される。この畳み込み符号化されたデジタル信号は、変調器104により多値変調される。多値変調された信号は、それぞれ周波数変換器105a〜105dによりキャリア周波数が異なる複数の信号に変換され、さらに合波器106により合成された後、アンテナ107から無線送信される。   The conventional wireless transmission device shown in FIG. 11 has a data input unit 101 to which an input digital signal is serially input, and a plurality of serial input digital signals input to the data input unit 101 are received by a serial / parallel converter 102. Are converted into parallel channels, and the converted digital signal of each channel is encoded by the convolutional encoder 103. This convolutionally encoded digital signal is subjected to multilevel modulation by a modulator 104. The multi-level modulated signal is converted into a plurality of signals having different carrier frequencies by the frequency converters 105a to 105d, further synthesized by the multiplexer 106, and then wirelessly transmitted from the antenna 107.

このような従来の無線送信装置では、無線送信された信号のキャリア周波数が離反しているので、フェージングにより隣接する周波数の信号が同時に消失する可能性が低く、畳み込み符号化された信号を用いている為、一部の信号が消失してもそれを復元することが可能となり、フェージング環境化でも通信品質の良い無線装置を実現できる。   In such a conventional wireless transmission device, since the carrier frequencies of the wirelessly transmitted signals are separated from each other, it is unlikely that signals of adjacent frequencies will be lost simultaneously due to fading, and a convolutionally encoded signal is used. Therefore, even if a part of the signal is lost, it can be restored, and a radio apparatus with good communication quality can be realized even in a fading environment.

図11の従来の無線送信装置のブロック図には特段示されていないが、実際に装置を構成する場合には、増幅器により無線送信するのに必要な電力を得ることが必要になると考えられる。この場合、図12(a)のように、各周波数変換器105a〜105dの後にそれぞれ増幅器108を挿入するか、図12(b)のように、合波器106とアンテナ107の間に1つの増幅器108を挿入することが考えられる。しかし、図12(a)、図12(b)のいずれの場合にも、多値変調された信号を用いるため、信号の包絡線が変動するPAPRの大きな信号が増幅器108に入力される。このため、増幅器108として飽和出力が大きいものを用いる必要があり、また、飽和出力レベルからバックオフを取って用いるため増幅器108の効率が低くなる問題がある。   Although not specifically shown in the block diagram of the conventional wireless transmission apparatus in FIG. 11, when the apparatus is actually configured, it is considered necessary to obtain power necessary for wireless transmission by an amplifier. In this case, an amplifier 108 is inserted after each of the frequency converters 105a to 105d as shown in FIG. 12 (a), or one amplifier is interposed between the multiplexer 106 and the antenna 107 as shown in FIG. 12 (b). It is conceivable to insert an amplifier 108. However, in both cases of FIG. 12A and FIG. 12B, since a multi-level modulated signal is used, a signal with a large PAPR in which the envelope of the signal fluctuates is input to the amplifier 108. For this reason, it is necessary to use the amplifier 108 having a large saturated output, and there is a problem that the efficiency of the amplifier 108 is lowered because it is used by taking back-off from the saturated output level.

図13は、マルチキャリアを用いる、従来の他の無線送信装置の構成を示すブロック図である(例えば、特許文献1参照)。   FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of another conventional wireless transmission device using multicarrier (see, for example, Patent Document 1).

図13に示す従来の他の無線送信装置では、入力デジタル信号を複数のチャネルに分割し、それぞれのチャネルのデジタル信号が変調器104を用いて変調され、さらに周波数変換器105a〜105dで異なるキャリア周波数に周波数変換される。それぞれのチャネルの異なるキャリア周波数で周波数変換された信号は、1/4波長以上離れて配置された複数のアンテナ107から無線送信される。このように、1/4波長以上離れて配置された複数のアンテナ107を用い、また、各アンテナ107から異なるキャリア周波数の信号を無線送信することにより、受信アンテナが1本の受信装置を用いた場合でもスペースダイバーシティと同様の機能を得て、フェージングに対する通信品質の低下を防ぐことができる。   In another conventional wireless transmission apparatus shown in FIG. 13, an input digital signal is divided into a plurality of channels, and the digital signal of each channel is modulated using a modulator 104, and further, different carriers are used in frequency converters 105a to 105d. Frequency converted to frequency. Signals frequency-converted at different carrier frequencies of the respective channels are wirelessly transmitted from a plurality of antennas 107 arranged at a distance of ¼ wavelength or more. In this way, a plurality of antennas 107 that are spaced apart by a quarter wavelength or more are used, and a signal with a different carrier frequency is wirelessly transmitted from each antenna 107, thereby using a receiving device with one receiving antenna. Even in the case, it is possible to obtain the same function as that of space diversity, and to prevent a reduction in communication quality due to fading.

以上のように、図13に示す従来の他の無線送信装置では、受信アンテナが1本の受信装置を用いた場合でもフェージングに対する通信品質の低下を防ぐことを目的としている。図13には示されていないが、実際に装置を構成する場合には無線送信するのに必要な電力を得るため、各周波数変換器105a〜105dの後にそれぞれ増幅器を装荷することが一般に必要となる。しかし、信号の変調方式としては、BPSK、ASK、PSK、や多値QAMなどの包絡線が変動する変調方式を用いるため、PAPRが大きくなる。このため、信号を線形増幅するため、増幅器として飽和出力が大きいものを用いる必要があり、また、飽和出力レベルからバックオフを取って用いるため増幅器の効率が低くなる問題がある。また、図13の従来の他の無線送信装置では、送信に複数のアンテナ107を用いることが不可欠なシステムであるため、チャネル数の増大とともに送信装置の巨大化、高コスト化といった問題が発生する。   As described above, the other conventional wireless transmission device shown in FIG. 13 aims to prevent a reduction in communication quality due to fading even when a single reception device is used as a reception antenna. Although not shown in FIG. 13, it is generally necessary to load an amplifier after each of the frequency converters 105a to 105d in order to obtain power necessary for wireless transmission when actually configuring the apparatus. Become. However, as a signal modulation method, a PAPR is increased because a modulation method in which an envelope such as BPSK, ASK, PSK, or multilevel QAM varies is used. For this reason, in order to linearly amplify the signal, it is necessary to use an amplifier having a large saturated output, and there is a problem that the efficiency of the amplifier is lowered because it is used by taking backoff from the saturated output level. Further, in the other conventional wireless transmission device of FIG. 13, since it is an indispensable system to use a plurality of antennas 107 for transmission, problems such as an increase in the number of channels and an increase in the cost of the transmission device occur. .

特許3346945号公報Japanese Patent No. 3346945

上述したような従来の無線送信装置では、信号を高速に伝送する際、信号を線形増幅するために増幅器として飽和出力が大きいものを用い、かつ、飽和出力レベルからバックオフを取って用いるため増幅器の効率が低くなるという問題点があった。   In the conventional wireless transmission apparatus as described above, when transmitting a signal at high speed, an amplifier having a large saturated output is used as an amplifier to linearly amplify the signal, and the amplifier is used by taking a back-off from the saturated output level. There is a problem that the efficiency of the system becomes low.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、信号を高速に伝送する際にも、増幅器の効率が高く、かつ、構成が容易な無線送信装置及び無線受信装置を有する無線通信システムを得るものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wireless transmission apparatus and a wireless communication apparatus that are highly efficient and easy to configure even when signals are transmitted at high speed. A wireless communication system having a receiving device is obtained.

この発明に係る無線通信システムは、無線送信装置及び無線受信装置間をミリ波帯のマルチキャリアにより信号を通信する無線通信システムであって、前記無線送信装置は、入力デジタル信号の1シンボル当りの時間T(sec)に含まれる複数n個(nは2以上の整数)のデータからなる直列デジタル信号前記複数n個のチャネルに分割する直並列変換器と、前記直並列変換器により分割されたデジタル信号を定包絡変調方式により変調する、チャネル毎に設けられた定包絡変調器と、ここで、前記定包絡変調方式による信号電圧V(t)は、後述する式(1)〜(3)で与えられ、式(1)〜(3)において、Aは信号の振幅(一定値)、fはキャリア周波数、tは時間、aはデータ、hは定数、Tは1シンボル当りの時間であり、前記定包絡変調器により変調されたデジタル信号をアナログ信号に変換する、チャネル毎に設けられたD/A変換器と、前記D/A変換器により変換されたアナログ信号を他のチャネルと異なるキャリア周波数に周波数変換する、チャネル毎に設けられた第1の周波数変換器と、前記第1の周波数変換器により周波数変換された信号を高効率に増幅する、チャネル毎に設けられた増幅器と、前記増幅器により増幅された信号を空間に無線送信する、チャネル毎に設けられた送信アンテナとを設けるとともに、前記無線受信装置は、前記空間に無線送信された信号を無線受信する1本の受信アンテナと、前記1本の受信アンテナにより受信した信号を異なるキャリア周波数を持ったチャネル毎の信号に分割する分波器と、前記分波器により分割された信号をベースバンド周波数に周波数変換する、チャネル毎に設けられた第2の周波数変換器と、前記第2の周波数変換器により周波数変換された信号をデジタル信号に変換する、チャネル毎に設けられたA/D変換器と、前記A/D変換器により変換されたデジタル信号を復調する、チャネル毎に設けられた定包絡復調器と、前記定包絡復調器により復調されたチャネル毎の並列デジタル信号を元の直列デジタル信号へ復元する並直列変換器とを設けたものである。

A radio communication system according to the present invention is a radio communication system for communicating a signal between a radio transmission device and a radio reception device by a multi-carrier in a millimeter wave band, wherein the radio transmission device per symbol of an input digital signal a plurality of n (n is an integer of 2 or more) parallel converter for dividing a serial digital signal composed of data of the plurality of n-channel included in the time T (sec), the split by serial-to-parallel converter The constant envelope modulator provided for each channel that modulates the digital signal by the constant envelope modulation method, and the signal voltage V (t) by the constant envelope modulation method is expressed by equations (1) to (3) described later. In the equations (1) to (3), A is the amplitude (constant value) of the signal, f 0 is the carrier frequency, t is the time, a is the data, h is a constant, and T is the time per symbol. And A digital signal modulated by the constant envelope modulator is converted to an analog signal, and a D / A converter provided for each channel, and the analog signal converted by the D / A converter is different from other channels. A first frequency converter provided for each channel for frequency conversion to a frequency; an amplifier provided for each channel for amplifying a signal frequency-converted by the first frequency converter with high efficiency; and A transmission antenna provided for each channel that wirelessly transmits the signal amplified by the amplifier to the space, and the wireless reception device includes a single reception antenna that wirelessly receives the signal wirelessly transmitted to the space a demultiplexer for dividing the signals received by said one reception antennas into a signal of each channel having a different carrier frequency, divided by the demultiplexer A second frequency converter provided for each channel that converts the frequency of the received signal to a baseband frequency, and a signal that is converted by the second frequency converter to a digital signal. A / D converter, a constant envelope demodulator provided for each channel for demodulating the digital signal converted by the A / D converter, and a parallel for each channel demodulated by the constant envelope demodulator A parallel-serial converter that restores the digital signal to the original serial digital signal is provided.

この発明に係る無線通信システムは、信号を高速に伝送する際にも、増幅器の効率が高く、かつ、構成が容易であるという効果を奏する。   The wireless communication system according to the present invention has an effect that the efficiency of the amplifier is high and the configuration is easy even when a signal is transmitted at high speed.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る無線通信システムについて図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る無線通信システムの無線送信装置の構成及び送信信号の流れを示す図である。また、図2は、この発明の実施の形態1に係る無線通信システムの無線受信装置の構成及び受信信号の流れを示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Embodiment 1 FIG.
A radio communication system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus and a flow of transmission signals in a radio communication system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the radio reception apparatus and the flow of received signals in the radio communication system according to Embodiment 1 of the present invention. In the following, in each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

図1において、この実施の形態1に係る無線通信システムの無線送信装置10は、直並列変換器(第1の分割手段)11と、定包絡変調器12と、D/A変換器13と、周波数変換器(第1の周波数変換手段)14a、14b、14c、14dと、増幅器(増幅手段)15と、4本の送信用のアンテナ(送信手段)19とが設けられている。なお、定包絡変調器12及びD/A変換器13から変調手段が構成されている。   In FIG. 1, a wireless transmission device 10 of the wireless communication system according to the first embodiment includes a serial-parallel converter (first dividing means) 11, a constant envelope modulator 12, a D / A converter 13, Frequency converters (first frequency converting means) 14a, 14b, 14c, 14d, an amplifier (amplifying means) 15, and four transmitting antennas (transmitting means) 19 are provided. The constant envelope modulator 12 and the D / A converter 13 constitute modulation means.

図2において、この実施の形態1に係る無線通信システムの無線受信装置20は、1本の受信用のアンテナ(受信手段)21と、分波器(第2の分割手段)22と、周波数変換器(第2の周波数変換手段)23a、23b、23c、23dと、A/D変換器24と、定包絡復調器25と、並直列変換器(復元手段)26とが設けられている。なお、A/D変換器24及び定包絡復調器25から復調手段が構成されている。   In FIG. 2, a radio reception apparatus 20 of the radio communication system according to the first embodiment includes one reception antenna (reception means) 21, a duplexer (second division means) 22, and a frequency conversion. (Second frequency conversion means) 23a, 23b, 23c, 23d, an A / D converter 24, a constant envelope demodulator 25, and a parallel-serial converter (restoration means) 26 are provided. The A / D converter 24 and the constant envelope demodulator 25 constitute demodulation means.

つぎに、この実施の形態1に係る無線通信システムの動作について図面を参照しながら説明する。図1及び図2は、例として入力デジタル信号を4つのチャネルに分割し、送受信を行う無線通信システムの送受信信号の流れも示す。   Next, the operation of the wireless communication system according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 1 and 2 also show the flow of transmission / reception signals of a wireless communication system in which an input digital signal is divided into four channels and transmitted / received as an example.

無線送信装置10側においては、図1に示すように、入力デジタル信号を直並列変換器11により4つのチャネルに分割し、この分割された信号を定包絡変調器12によりそれぞれ変調する。   On the wireless transmission device 10 side, as shown in FIG. 1, the input digital signal is divided into four channels by the serial-parallel converter 11, and the divided signals are respectively modulated by the constant envelope modulator 12.

ここで、定包絡変調方式による信号電圧V(t)は、例えば、『C.E. sundberg, "Continuous Phase Modulation," IEEE Communication Magazine, Vo.24, No.4, pp.25-38, April 1986.』に示されるように、次の式で与えられ、振幅の包絡線が一定となるものである。   Here, the signal voltage V (t) by the constant envelope modulation method is, for example, “CE sundberg,“ Continuous Phase Modulation, ”IEEE Communication Magazine, Vo.24, No.4, pp.25-38, April 1986.” As shown in FIG. 4, the amplitude envelope is given by the following equation.

Figure 0004955324
Figure 0004955324

上記の式(1)〜(3)において、Aは信号の振幅(一定値)、fはキャリア周波数、tは時間、aはデータ、hは定数、Tは1シンボル当りの時間である。 In the above equations (1) to (3), A is the amplitude (constant value) of the signal, f 0 is the carrier frequency, t is the time, a is the data, h is a constant, and T is the time per symbol.

次に、D/A変換器13によりチャネル毎に変調された信号をアナログ化し、それぞれのチャネルのアナログ信号を異なるキャリア周波数を持った周波数変換器14a、14b、14c、14dにより周波数変換を行う。次に、それぞれの信号を増幅器15により高効率に増幅し、アンテナ19によりそれぞれ空間に送出する。   Next, the signals modulated for each channel by the D / A converter 13 are converted into analog signals, and the analog signals of the respective channels are subjected to frequency conversion by frequency converters 14a, 14b, 14c, and 14d having different carrier frequencies. Next, each signal is amplified with high efficiency by the amplifier 15 and sent to the space by the antenna 19.

無線受信装置20側においては、図2に示すように、アンテナ21により受信した信号を、分波器22により異なるキャリア周波数を持ったチャネル毎の信号に分割する。次に、チャネル毎に分離された信号をそれぞれ周波数変換器23a、23b、23c、23dによりベースバンド周波数に変換を行い、それぞれA/D変換器24によりデジタル化する。次に、定包絡復調器25により復調し、並直列変換器26によりチャネル毎の並列デジタル信号を元の直列デジタル信号へと復元する。   On the radio receiver 20 side, as shown in FIG. 2, the signal received by the antenna 21 is divided by the demultiplexer 22 into signals for each channel having different carrier frequencies. Next, the signals separated for each channel are converted into baseband frequencies by frequency converters 23a, 23b, 23c, and 23d, respectively, and digitized by A / D converters 24, respectively. Next, the signal is demodulated by the constant envelope demodulator 25, and the parallel digital signal for each channel is restored to the original serial digital signal by the parallel-serial converter 26.

この手法は、ハードウェアによる多値化を行うことにより高速化を実現するため、仮に4チャネルに分割した場合は、1チャネルでの伝送の場合における多値化率が4倍のものと同等、もしくはシンボルレートが4倍のものと同等の速度を有することを可能とする。このため、シンボルレートの高速化や多値変調を行うことによる高速化の弊害である、デジタル回路の高速動作、ベースバンド回路の広帯域化の問題を低減できる。   This method realizes high speed by performing multi-leveling by hardware, so if it is divided into 4 channels, the multi-level conversion rate in the case of transmission with 1 channel is equivalent to 4 times, Alternatively, it is possible to have a speed equivalent to a symbol rate of 4 times. For this reason, it is possible to reduce problems of high-speed operation of the digital circuit and widening of the baseband circuit, which are adverse effects of high-speed operation by increasing the symbol rate or performing multi-level modulation.

さらに、特許文献1に示された図11、図13の従来例で問題となる信号の包絡線の変動によるPAPR問題による効率の低下も、定包絡な変調信号を個別に増幅することにより解決可能である。   Furthermore, the reduction in efficiency due to the PAPR problem due to fluctuations in the envelope of the signal, which is a problem in the conventional example of FIGS. 11 and 13 shown in Patent Document 1, can be solved by individually amplifying the constant envelope modulation signal. It is.

このため、高速動作・広帯域なデバイスを使用する必要がなく、D/A変換器13、A/D変換器24等において、安価な部品を使用することが可能となり、また、PAPR問題が発生しないため、増幅器を効率の高い飽和出力レベルで使用することが可能となる。これらにより、低コスト、低消費電力、高速データ伝送が可能な無線通信システムが実現可能となる。特に、無線通信用に広い帯域が使用可能であるミリ波帯においては、高性能なデバイス実現は非常に高価かつ技術的に困難であるが、本発明はこれら要求を緩和するものであり、ミリ波帯無線通信に適している。   Therefore, it is not necessary to use a high-speed / broadband device, and it is possible to use inexpensive parts in the D / A converter 13, the A / D converter 24, etc., and no PAPR problem occurs. Therefore, the amplifier can be used at a high saturation output level. Accordingly, a wireless communication system capable of low cost, low power consumption, and high speed data transmission can be realized. In particular, in the millimeter wave band where a wide band can be used for wireless communication, it is very expensive and technically difficult to realize a high-performance device. However, the present invention relaxes these requirements. Suitable for waveband wireless communication.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る無線通信システムについて図3を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態2に係る無線通信システムの無線送信装置の構成を示すブロック図である。
Embodiment 2. FIG.
A radio communication system according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus of the radio communication system according to Embodiment 2 of the present invention.

図3において、この実施の形態2に係る無線通信システムの無線送信装置10は、直並列変換器11と、定包絡変調器12と、D/A変換器13と、周波数変換器14a、14b、14c、14dと、増幅器15と、合波器(合波手段)16と、1本の送信用のアンテナ19とが設けられている。   In FIG. 3, the radio transmission apparatus 10 of the radio communication system according to the second embodiment includes a series-parallel converter 11, a constant envelope modulator 12, a D / A converter 13, frequency converters 14a and 14b, 14c and 14d, an amplifier 15, a multiplexer (multiplexing means) 16, and one transmission antenna 19 are provided.

無線送信装置10側において、チャネル毎にそれぞれ増幅された異なるキャリア周波数の変調信号を合波器16により合波することにより、1本のアンテナ19を用いて送信を行うことを特徴とする。これにより、複数本のアンテナを用いる必要が無く、装置を小型化することが可能になる。   On the wireless transmission device 10 side, a modulated signal with a different carrier frequency amplified for each channel is multiplexed by a multiplexer 16 and transmitted using a single antenna 19. Thereby, it is not necessary to use a plurality of antennas, and the apparatus can be miniaturized.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る無線通信システムについて図4を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態3に係る無線通信システムの無線送信装置の構成を示すブロック図である。
Embodiment 3 FIG.
A radio communication system according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a wireless transmission device of a wireless communication system according to Embodiment 3 of the present invention.

図4において、この実施の形態3に係る無線通信システムの無線送信装置10は、直並列変換器11と、定包絡変調器12と、D/A変換器13と、周波数変換器14a、14b、14c、14dと、飽和増幅器15aと、合波器16と、1本の送信用のアンテナ19とが設けられている。   In FIG. 4, the radio transmission apparatus 10 of the radio communication system according to the third embodiment includes a series-parallel converter 11, a constant envelope modulator 12, a D / A converter 13, frequency converters 14a and 14b, 14c and 14d, a saturation amplifier 15a, a multiplexer 16, and one transmitting antenna 19 are provided.

無線送信装置10側において、上記の実施の形態1及び実施の形態2の増幅器15に相当するデバイスとして、効率が高い飽和出力レベルで動作する飽和増幅器15aを用いることを特徴とする。これにより、無線送信装置10の低消費電力化が可能となる。   On the radio transmitting apparatus 10 side, a saturation amplifier 15a operating at a saturated output level with high efficiency is used as a device corresponding to the amplifier 15 of the first and second embodiments. As a result, the power consumption of the wireless transmission device 10 can be reduced.

実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係る無線通信システムについて図5を参照しながら説明する。図5は、この発明の実施の形態4に係る無線通信システムの無線受信装置の構成を示すブロック図である。
Embodiment 4 FIG.
A radio communication system according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a radio reception apparatus of a radio communication system according to Embodiment 4 of the present invention.

図5において、この実施の形態4に係る無線通信システムの無線受信装置20は、2本の受信用のアンテナ21と、2個の分波器22と、4個の合波器27と、周波数変換器23a、23b、23c、23dと、A/D変換器24と、定包絡復調器25と、並直列変換器26とが設けられている。   In FIG. 5, the radio reception apparatus 20 of the radio communication system according to the fourth embodiment includes two reception antennas 21, two duplexers 22, four multiplexers 27, and a frequency. Converters 23a, 23b, 23c, and 23d, an A / D converter 24, a constant envelope demodulator 25, and a parallel-serial converter 26 are provided.

無線受信装置20側において、2本以上の受信用のアンテナ21を用いて無線受信するものであり、例えば、図5は、4つのキャリア周波数からなる信号を2本のアンテナ21を用いて無線受信する場合について示している。   On the wireless receiver 20 side, wireless reception is performed using two or more receiving antennas 21. For example, in FIG. 5, a signal having four carrier frequencies is wirelessly received using two antennas 21. Shows when to do.

2本のアンテナ21で無線受信されたそれぞれの信号を分波器22により、それぞれ4つのキャリア周波数毎に分離し、さらに分離されたそれぞれのキャリア周波数毎の信号を合波器27により合波する。合波された各キャリア周波数の信号をそれぞれ周波数変換器23a、23b、23c、23dによりベースバンド周波数に変換を行い、それぞれA/D変換器24によりデジタル化する。次に、定包絡復調器25により復調し、並直列変換器26によりチャネル毎の並列デジタル信号を元の直列デジタル信号へと復元する。この手法により、複数本の受信用のアンテナ21を用いるため、アンテナ利得を増大することが可能となる。   Each signal wirelessly received by the two antennas 21 is separated by the demultiplexer 22 for each of the four carrier frequencies, and the separated signal for each carrier frequency is multiplexed by the multiplexer 27. . The combined signal of each carrier frequency is converted to a baseband frequency by frequency converters 23a, 23b, 23c, and 23d, and digitized by an A / D converter 24, respectively. Next, the signal is demodulated by the constant envelope demodulator 25, and the parallel digital signal for each channel is restored to the original serial digital signal by the parallel-serial converter 26. With this method, since a plurality of receiving antennas 21 are used, the antenna gain can be increased.

実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係る無線通信システムについて図6を参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態5に係る無線通信システムの無線受信装置の構成を示すブロック図である。
Embodiment 5 FIG.
A radio communication system according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a radio reception apparatus of the radio communication system according to Embodiment 5 of the present invention.

図6において、この実施の形態5に係る無線通信システムの無線受信装置20は、2本(複数本)の受信用のアンテナ21と、アンテナ21毎の分波器22と、アンテナ21毎の周波数変換器23a、23b、23c、23dと、アンテナ21毎のA/D変換器24と、アンテナ21毎の定包絡復調器25と、重み付け加算器(重み付け加算手段)28と、並直列変換器26とが設けられている。   In FIG. 6, the wireless reception device 20 of the wireless communication system according to the fifth embodiment includes two (plural) reception antennas 21, a duplexer 22 for each antenna 21, and a frequency for each antenna 21. Converters 23a, 23b, 23c, 23d, A / D converter 24 for each antenna 21, constant envelope demodulator 25 for each antenna 21, weighted adder (weighted addition means) 28, and parallel-serial converter 26 And are provided.

本実施の形態5も、無線受信装置20側において、2本以上の受信用のアンテナ21を用いて無線受信するものであり、例えば、図6は、4つのキャリア周波数からなる信号を2本の受信用のアンテナ21を用いて無線受信する場合について示している。   In the fifth embodiment, the radio reception apparatus 20 also performs radio reception using two or more reception antennas 21. For example, FIG. 6 shows two signals having four carrier frequencies. A case of wireless reception using the reception antenna 21 is shown.

2本の受信用のアンテナ21で無線受信されたそれぞれの信号は、分波器22、周波数変換器23a、23b、23c、23d、A/D変換器24、定包絡復調器25により、それぞれのキャリア周波数毎にデジタル信号に変換される。各アンテナ21により受信され、さらに復調されたデジタル信号は、各アンテナ21の相当するチャネル毎に重み付け加算器28により加算される。重み付け加算されたチャネル毎のデジタル信号は、並直列変換器26によりチャネル毎の並列デジタル信号から元の直列デジタル信号へと復元される。   The respective signals wirelessly received by the two receiving antennas 21 are respectively separated by the demultiplexer 22, the frequency converters 23 a, 23 b, 23 c, 23 d, the A / D converter 24, and the constant envelope demodulator 25. Each carrier frequency is converted into a digital signal. The digital signal received and demodulated by each antenna 21 is added by a weighting adder 28 for each channel corresponding to each antenna 21. The digital signal for each channel subjected to the weighted addition is restored from the parallel digital signal for each channel to the original serial digital signal by the parallel-serial converter 26.

無線受信装置20側において、2本以上のアンテナ21により受信し、それぞれのアンテナ21により受信したチャネル毎の複数のデジタル信号を重み付け加算することにより、ダイバーシティ機能による通信品質の向上が可能となる。   On the wireless reception device 20 side, the quality of communication can be improved by the diversity function by receiving by two or more antennas 21 and weighting and adding a plurality of digital signals for each channel received by the respective antennas 21.

実施の形態6.
この発明の実施の形態6に係る無線通信システムについて図7を参照しながら説明する。図7は、この発明の実施の形態6に係る無線通信システムの無線送信装置及び無線受信装置の構成を示すブロック図である。
Embodiment 6 FIG.
A radio communication system according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing configurations of a radio transmission apparatus and radio reception apparatus of a radio communication system according to Embodiment 6 of the present invention.

図7(a)において、この実施の形態6に係る無線通信システムの無線送信装置10は、直並列変換器11と、定包絡変調器12と、D/A変換器13と、周波数変換器14a、14b、14c、14dと、増幅器15と、利得調整回路(利得調整手段)17と、4本の送信用のアンテナ19とが設けられている。   In FIG. 7A, the radio transmission apparatus 10 of the radio communication system according to the sixth embodiment includes a series-parallel converter 11, a constant envelope modulator 12, a D / A converter 13, and a frequency converter 14a. , 14b, 14c, 14d, an amplifier 15, a gain adjustment circuit (gain adjustment means) 17, and four transmission antennas 19 are provided.

図7(b)において、この実施の形態6に係る無線通信システムの無線受信装置20は、1本の受信用のアンテナ21と、分波器22と、周波数変換器23a、23b、23c、23dと、A/D変換器24と、定包絡復調器25と、並直列変換器26とが設けられている。   In FIG. 7B, the radio reception apparatus 20 of the radio communication system according to the sixth embodiment includes one reception antenna 21, a duplexer 22, and frequency converters 23a, 23b, 23c, and 23d. An A / D converter 24, a constant envelope demodulator 25, and a parallel-serial converter 26 are provided.

無線送信装置10側における各チャネルの増幅器15の利得を利得調整回路17により調整し、各チャネルのキャリア周波数に大きな差がある場合においても、各チャネルの受信電力が等しくなるようにしている。これにより、受信電力のばらつきによる通信品質の低下を防ぐことが可能となり、高品質な信号伝送が可能となる。この受信電力のばらつきに関する情報は、送信先から別の無線回線で入手する。なお、図7の構成では、受信電力をチャネル毎に等しくするため無線送信装置10側の増幅器15の利得を調整しているが、アンテナ19や無線受信装置20側に調整機能を持たせる構成であってもよい。   The gain of the amplifier 15 of each channel on the wireless transmission device 10 side is adjusted by the gain adjustment circuit 17 so that the received power of each channel becomes equal even when there is a large difference in the carrier frequency of each channel. As a result, it is possible to prevent deterioration in communication quality due to variations in received power, and high-quality signal transmission is possible. Information regarding the variation in the received power is obtained from the transmission destination through another wireless line. In the configuration of FIG. 7, the gain of the amplifier 15 on the wireless transmission device 10 side is adjusted to equalize the reception power for each channel. However, the antenna 19 and the wireless reception device 20 have an adjustment function. There may be.

実施の形態7.
この発明の実施の形態7に係る無線通信システムについて図8を参照しながら説明する。図8は、この発明の実施の形態7に係る無線通信システムの無線受信装置の部分構成を示す図である。
Embodiment 7 FIG.
A radio communication system according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a partial configuration of a radio reception apparatus of the radio communication system according to Embodiment 7 of the present invention.

この図8は、各実施の形態の無線通信システムの無線受信装置における周波数分離と周波数変換の回路部分の他の構成例を示すものである。この図8の構成のように、局部発振周波数が異なるミクサ31a、31b、31c、31dと、ローパスフィルタ32とを用いて周波数分離と周波数変換を同時に行うものであってもよい。すなわち、例えば、図2、図6、図7(b)の分波器22と、周波数変換器23a、23b、23c、23dとを、ミクサ31a、31b、31c、31dと、ローパスフィルタ32とに置き換えてもよい。   FIG. 8 shows another configuration example of a circuit portion for frequency separation and frequency conversion in the wireless reception device of the wireless communication system of each embodiment. As in the configuration of FIG. 8, frequency separation and frequency conversion may be performed simultaneously using mixers 31 a, 31 b, 31 c, and 31 d having different local oscillation frequencies and a low-pass filter 32. That is, for example, the duplexer 22 and the frequency converters 23a, 23b, 23c, and 23d of FIGS. 2, 6, and 7B are replaced with the mixers 31a, 31b, 31c, and 31d and the low-pass filter 32. It may be replaced.

実施の形態8.
この発明の実施の形態8に係る無線通信システムについて図9及び図10を参照しながら説明する。図9は、この発明の実施の形態8に係る無線通信システムの無線送信装置及び無線受信装置の構成を示すブロック図である。また、図10は、この発明の実施の形態8に係る無線通信システムの周波数帯域幅を示す図である。
Embodiment 8 FIG.
A radio communication system according to Embodiment 8 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram showing configurations of a radio transmission apparatus and radio reception apparatus of a radio communication system according to Embodiment 8 of the present invention. Moreover, FIG. 10 is a figure which shows the frequency bandwidth of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 8 of this invention.

図9(a)において、この実施の形態8に係る無線通信システムの無線送信装置10は、直並列変換器(分割手段)11と、定包絡変調器12と、D/A変換器13と、周波数変換器(第1の周波数変換手段)14a’、14b’、14c’、14d’と、増幅器(増幅手段)15と、2個の合波器(合波手段)16、2本の送信用の指向性アンテナ(第1、第2の送信用アンテナ)19a、19bとが設けられている。なお、定包絡変調器12及びD/A変換器13から変調手段が構成されている。   In FIG. 9A, the radio transmission apparatus 10 of the radio communication system according to the eighth embodiment includes a serial / parallel converter (dividing means) 11, a constant envelope modulator 12, a D / A converter 13, Frequency converters (first frequency converting means) 14a ', 14b', 14c ', 14d', amplifier (amplifying means) 15, two multiplexers (multiplexing means) 16, and two for transmission Directivity antennas (first and second transmitting antennas) 19a and 19b are provided. The constant envelope modulator 12 and the D / A converter 13 constitute modulation means.

図9(b)において、この実施の形態8に係る無線通信システムの無線受信装置20は、2本の受信用の指向性アンテナ(第1、第2の受信用アンテナ)21a、21bと、2個の分波器(分波手段)22と、周波数変換器(第2の周波数変換手段)23a’、23b’、23c’、23d’と、A/D変換器24と、定包絡復調器25と、並直列変換器(復元手段)26とが設けられている。なお、A/D変換器24及び定包絡復調器25から復調手段が構成されている。   In FIG. 9 (b), the wireless reception device 20 of the wireless communication system according to the eighth embodiment includes two reception directional antennas (first and second reception antennas) 21a and 21b, Number of demultiplexers (demultiplexing means) 22, frequency converters (second frequency converting means) 23 a ′, 23 b ′, 23 c ′, 23 d ′, A / D converter 24, and constant envelope demodulator 25 And a parallel-serial converter (restoring means) 26 are provided. The A / D converter 24 and the constant envelope demodulator 25 constitute demodulation means.

この実施の形態8は、上記の各実施の形態に記載した効果に加え、使用周波数帯の有効利用を図るものである。つまり、周波数占有帯域幅を、上記の各実施の形態に比べ削減することを可能にするものである。   In the eighth embodiment, in addition to the effects described in the above embodiments, effective use of the used frequency band is intended. That is, the frequency occupation bandwidth can be reduced as compared with each of the above embodiments.

1チャネル当りに必要な信号帯域幅(単一チャネル占有帯域幅)をBwとすると、上記の各実施の形態で必要となる全周波数帯域幅は、図10(a)に示すように、4Bw(=Bw×4チャネル)となるが、本実施の形態8では、図10(b)に示すように、例えば、2.5Bwに削減することが可能となる。   Assuming that the signal bandwidth required per channel (single channel occupation bandwidth) is Bw, the total frequency bandwidth required in each of the above embodiments is 4 Bw ( = Bw × 4 channels) In the eighth embodiment, for example, as shown in FIG. 10B, it can be reduced to 2.5 Bw.

つぎに、この実施の形態8に係る無線通信システムの動作について、前述した他の実施の形態と異なる点を中心に説明する。   Next, the operation of the wireless communication system according to the eighth embodiment will be described focusing on differences from the other embodiments described above.

図10(b)において、信号41は、無線送信装置10の周波数変換器14a’が周波数変換した1チャネル目の信号、信号42は、周波数変換器14b’が周波数変換した2チャネル目の信号、信号43は、周波数変換器14c’が周波数変換した3チャネル目の信号、信号44は、周波数変換器14d’が周波数変換した4チャネル目の信号である。   In FIG. 10B, a signal 41 is a first channel signal frequency-converted by the frequency converter 14a ′ of the wireless transmission device 10, a signal 42 is a second channel signal frequency-converted by the frequency converter 14b ′, The signal 43 is a third channel signal frequency-converted by the frequency converter 14c ′, and the signal 44 is a fourth channel signal frequency-converted by the frequency converter 14d ′.

無線送信装置10側の周波数変換器14a’、14b’、14c’、14d’は、各チャネルの中心周波数を、図10(b)に示す周波数の位置関係に変換する。次に、指向性アンテナ19aは、信号41と信号43を合波した信号を、無線受信装置20の指向性アンテナ21aに向けて送信する。また、指向性アンテナ19bは、同様に、信号42と信号44を合波した信号を、無線受信装置20の指向性アンテナ21bに向けて送信する。   The frequency converters 14 a ′, 14 b ′, 14 c ′, and 14 d ′ on the radio transmission device 10 side convert the center frequency of each channel into the frequency positional relationship shown in FIG. Next, the directional antenna 19 a transmits a signal obtained by combining the signal 41 and the signal 43 toward the directional antenna 21 a of the wireless reception device 20. Similarly, the directional antenna 19 b transmits a signal obtained by combining the signal 42 and the signal 44 toward the directional antenna 21 b of the wireless reception device 20.

これらの指向性アンテナ19a、19bは、例えばビームフォーミングアンテナ等を適用することで、無線送信装置10、あるいは無線受信装置20が移動中も、アンテナの方向を常に送信先に向ける制御を行なってもよい。   These directional antennas 19a and 19b can be controlled by always directing the direction of the antenna toward the transmission destination even when the wireless transmission device 10 or the wireless reception device 20 is moving, for example, by applying a beam forming antenna or the like. Good.

一方、無線受信装置20において、指向性アンテナ21aは、指向性アンテナ19aからの信号を受信し、指向性アンテナ21bは、指向性アンテナ19bからの信号を受信する。これら、指向性アンテナ21a、21bも、例えばビームフォーミングアンテナ等を適用することで、無線送信装置10、あるいは無線受信装置20が移動中も、アンテナの方向を常に送信元に向ける制御を行なってもよい。   On the other hand, in the wireless reception device 20, the directional antenna 21a receives a signal from the directional antenna 19a, and the directional antenna 21b receives a signal from the directional antenna 19b. For these directional antennas 21a and 21b, for example, by applying a beam forming antenna or the like, even when the wireless transmission device 10 or the wireless reception device 20 is moving, control is performed so that the direction of the antenna is always directed to the transmission source. Good.

次に、分波器22で抽出された信号41、42、43、44は、それぞれ周波数変換器23a’、23b’、23c’、23d’でベースバンド周波数に変換され、A/D変換器24に入力される。   Next, the signals 41, 42, 43, and 44 extracted by the branching filter 22 are converted into baseband frequencies by frequency converters 23a ′, 23b ′, 23c ′, and 23d ′, respectively, and the A / D converter 24 is used. Is input.

このように、本実施の形態8では、周波数の占有帯域幅を、4Bwから2.5Bwに低減することができる。また、その際に発生する問題点として、受信用のアンテナ21aが受信する送信用のアンテナ19aからの主波に対して、送信用のアンテナ19bから入力される干渉の影響と、受信用のアンテナ21bが受信する送信用のアンテナ19bからの主波に対して、送信用のアンテナ19aから入力される干渉の影響が考えられるが、この影響を、(1)送信用、受信用とも指向性アンテナを用いること、(2)各チャネルの中心周波数を、別アンテナから送信されるチャネルのヌル点に配置することで軽減を図っている。   Thus, in the eighth embodiment, the occupied bandwidth of the frequency can be reduced from 4 Bw to 2.5 Bw. Further, problems that occur at that time include the influence of interference input from the transmission antenna 19b on the main wave from the transmission antenna 19a received by the reception antenna 21a, and the reception antenna. The influence of interference input from the transmission antenna 19a can be considered on the main wave from the transmission antenna 19b received by the antenna 21b. This effect is (1) directional antenna for both transmission and reception. (2) The center frequency of each channel is arranged at the null point of the channel transmitted from another antenna to reduce the frequency.

なお、本実施の形態8では、チャネル数を4としているが、チャネル数は2つ以上であれば、どのような値でもよい。また、本実施の形態8では、送受とも指向性アンテナとしたが、指向性を有するアンテナは、送信側だけ、あるいは受信側だけでも構わない。   In the eighth embodiment, the number of channels is four, but any value may be used as long as the number of channels is two or more. In the eighth embodiment, transmission and reception are directional antennas. However, an antenna having directivity may be only on the transmission side or only on the reception side.

さらに、上述した通り、本実施の形態8では、干渉の影響をアンテナで回避するための手段として、アンテナに指向性を持たせたが、アンテナ19a、21aの偏波方式と、アンテナ19b、21bの偏波方式をそれぞれ直交させることで(例えば、垂直偏波と水平偏波や、左旋回偏波と右旋回偏波)、更に干渉の影響を低減させてもよい。   Furthermore, as described above, in the eighth embodiment, the antenna has directivity as a means for avoiding the influence of interference with the antenna. However, the polarization method of the antennas 19a and 21a and the antennas 19b and 21b These polarization methods may be orthogonal to each other (for example, vertical polarization and horizontal polarization, left turn polarization and right turn polarization), and the influence of interference may be further reduced.

以上説明したように、上記の各実施の形態の無線通信方式では、定包絡変調方式を用いたハードウェアによる多値化を可能とする。このため、定包絡変調方式により、PAPRの増加を完全に防ぐことが可能となる為、高効率な増幅器の使用による低消費電力化が可能となる。また、シンボルレートの高速化率を低減することが可能となり、A/D変換器、D/A変換器、フィルタ等のデバイスへの負荷を低減するため、デバイス単体のコスト低減が可能となる。さらに、単体、複数のアンテナをシステムに応じて使い分けることが可能である為、小型化・高品質といったニーズを満たすことが可能となる。以上より、高速な無線通信機器を高性能かつ安価に提供することが可能となる。   As described above, the wireless communication system of each of the above-described embodiments enables multi-valued hardware by using a constant envelope modulation system. For this reason, the increase in PAPR can be completely prevented by the constant envelope modulation method, so that the power consumption can be reduced by using a highly efficient amplifier. Further, it is possible to reduce the symbol rate acceleration rate and reduce the load on devices such as A / D converters, D / A converters, filters, and the like, so that the cost of a single device can be reduced. Furthermore, since a single antenna and a plurality of antennas can be properly used according to the system, it is possible to satisfy the needs for downsizing and high quality. As described above, a high-speed wireless communication device can be provided with high performance and low cost.

また、実施の形態8の無線通信方式では、実施の形態1〜7の無線通信方式の効果に加え、周波数占有帯域を、約半分に低減でき、周波数利用効率を大幅に向上させる効果を奏する。   Further, in the wireless communication system of the eighth embodiment, in addition to the effects of the wireless communication systems of the first to seventh embodiments, the frequency occupation band can be reduced to about half, and the effect of greatly improving the frequency utilization efficiency is achieved.

この発明の実施の形態1に係る無線通信システムの無線送信装置の構成及び送信信号の流れを示す図である。It is a figure which shows the structure of the radio | wireless transmission apparatus of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 1 of this invention, and the flow of a transmission signal. この発明の実施の形態1に係る無線通信システムの無線受信装置の構成及び受信信号の流れを示す図である。It is a figure which shows the structure of the radio | wireless receiving apparatus of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 1 of this invention, and the flow of a received signal. この発明の実施の形態2に係る無線通信システムの無線送信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless transmission apparatus of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る無線通信システムの無線送信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless transmission apparatus of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る無線通信システムの無線受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiver of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る無線通信システムの無線受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving apparatus of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係る無線通信システムの無線送信装置及び無線受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless transmission apparatus and radio | wireless receiving apparatus of the radio | wireless communications system which concern on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7に係る無線通信システムの無線受信装置の部分構成を示す図である。It is a figure which shows the partial structure of the radio | wireless receiver of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 7 of this invention. この発明の実施の形態8に係る無線通信システムの無線送信装置及び無線受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless transmission apparatus and radio | wireless receiving apparatus of the radio | wireless communications system which concern on Embodiment 8 of this invention. この発明の実施の形態8に係る無線通信システムの周波数帯域幅を示す図である。It is a figure which shows the frequency bandwidth of the radio | wireless communications system which concerns on Embodiment 8 of this invention. マルチキャリアを用いる、従来の無線送信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional radio | wireless transmitter which uses a multicarrier. マルチキャリアを用いる、従来の無線送信装置の別の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another structure of the conventional radio | wireless transmitter which uses a multicarrier. マルチキャリアを用いる、従来の他の無線送信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the other conventional radio | wireless transmitter which uses a multicarrier.

符号の説明Explanation of symbols

10 無線送信装置、11 直並列変換器、12 定包絡変調器、13 D/A変換器、14a、14b、14c、14d 周波数変換器、15 増幅器、15a 飽和増幅器、16 合波器、17 利得調整回路、19 アンテナ、19a、19b 指向性アンテナ、20 無線受信装置、21 アンテナ、21a、21b 指向性アンテナ、22 分波器、23a、23b、23c、23d 周波数変換器、24 A/D変換器、25 定包絡復調器、26 並直列変換器、27 合波器、28 重み付け加算器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radio transmitter, 11 Serial-parallel converter, 12 Constant envelope modulator, 13 D / A converter, 14a, 14b, 14c, 14d Frequency converter, 15 amplifier, 15a Saturation amplifier, 16 multiplexer, 17 Gain adjustment Circuit, 19 antenna, 19a, 19b directional antenna, 20 radio receiver, 21 antenna, 21a, 21b directional antenna, 22 duplexer, 23a, 23b, 23c, 23d frequency converter, 24 A / D converter, 25 constant envelope demodulator, 26 parallel-serial converter, 27 multiplexer, 28 weighted adder.

Claims (7)

無線送信装置及び無線受信装置間をミリ波帯のマルチキャリアにより信号を通信する無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、
入力デジタル信号の1シンボル当りの時間T(sec)に含まれる複数n個(nは2以上の整数)のデータからなる直列デジタル信号前記n個のチャネルに分割する直並列変換器と、
前記直並列変換器により分割されたデジタル信号を定包絡変調方式により変調する、チャネル毎に設けられた定包絡変調器と、
ここで、前記定包絡変調方式による信号電圧V(t)は、次の式(1)〜(3)で与えられ、
Figure 0004955324
前記式(1)〜(3)において、Aは信号の振幅(一定値)、fはキャリア周波数、tは時間、aはデータ、hは定数、Tは1シンボル当りの時間であり、
前記定包絡変調器により変調されたデジタル信号をアナログ信号に変換する、チャネル毎に設けられたD/A変換器と、
前記D/A変換器により変換されたアナログ信号を他のチャネルと異なるキャリア周波数に周波数変換する、チャネル毎に設けられた第1の周波数変換器と、
前記第1の周波数変換器により周波数変換された信号を高効率に増幅する、チャネル毎に設けられた増幅器と、
前記増幅器により増幅された信号を空間に無線送信する、チャネル毎に設けられた送信アンテナとを備えるとともに、
前記無線受信装置は、
前記空間に無線送信された信号を無線受信する1本の受信アンテナと、
前記1本の受信アンテナにより受信した信号を異なるキャリア周波数を持ったチャネル毎の信号に分割する分波器と、
前記分波器により分割された信号をベースバンド周波数に周波数変換する、チャネル毎に設けられた第2の周波数変換器と、
前記第2の周波数変換器により周波数変換された信号をデジタル信号に変換する、チャネル毎に設けられたA/D変換器と、
前記A/D変換器により変換されたデジタル信号を復調する、チャネル毎に設けられた定包絡復調器と、
前記定包絡復調器により復調されたチャネル毎の並列デジタル信号を元の直列デジタル信号へ復元する並直列変換器とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system for communicating signals between a wireless transmission device and a wireless reception device by a multi-carrier in the millimeter wave band,
The wireless transmission device
A serial-parallel converter for dividing a serial digital signal composed of a plurality of n (n is an integer of 2 or more) data included in a time T (sec) per symbol of an input digital signal into the n channels;
A constant envelope modulator provided for each channel for modulating the digital signal divided by the serial-parallel converter by a constant envelope modulation method;
Here, the signal voltage V (t) by the constant envelope modulation method is given by the following equations (1) to (3):
Figure 0004955324
In the above formulas (1) to (3), A is the amplitude (constant value) of the signal, f 0 is the carrier frequency, t is the time, a is the data, h is a constant, and T is the time per symbol.
A D / A converter provided for each channel for converting the digital signal modulated by the constant envelope modulator into an analog signal;
A first frequency converter provided for each channel that converts the analog signal converted by the D / A converter to a carrier frequency different from that of other channels;
An amplifier provided for each channel for amplifying the signal frequency-converted by the first frequency converter with high efficiency;
A wireless transmission of the signal amplified by the amplifier to the space, and a transmission antenna provided for each channel,
The wireless receiver is
One receiving antenna for wirelessly receiving a signal wirelessly transmitted to the space;
A duplexer for dividing a signal received by the one receiving antenna into signals for each channel having different carrier frequencies;
A second frequency converter provided for each channel for frequency-converting the signal divided by the branching filter to a baseband frequency;
An A / D converter provided for each channel for converting the signal frequency-converted by the second frequency converter into a digital signal;
A constant envelope demodulator provided for each channel for demodulating the digital signal converted by the A / D converter;
A wireless communication system comprising: a parallel-serial converter that restores a parallel digital signal for each channel demodulated by the constant envelope demodulator to an original serial digital signal.
前記無線送信装置は、チャネル毎に設けられた送信アンテナの代りに、
前記増幅器によりチャネル毎にそれぞれ増幅された異なるキャリア周波数の変調信号を合波する合波器と、
前記合波器により合波された信号を無線送信する1本の送信アンテナとをさらに備えた
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
The wireless transmission device, instead of the transmission antenna provided for each channel,
A multiplexer that multiplexes modulation signals of different carrier frequencies amplified for each channel by the amplifier;
The wireless communication system according to claim 1, further comprising: one transmission antenna that wirelessly transmits a signal combined by the multiplexer.
前記増幅器は、飽和出力レベルで動作する飽和増幅器である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein the amplifier is a saturation amplifier that operates at a saturation output level.
前記無線受信装置は、前記1本の受信アンテナ及び前記分波器の代りに、
前記空間に無線送信された信号を無線受信する複数本の受信アンテナと、
前記複数本の受信アンテナによりそれぞれ受信された信号をキャリア周波数毎に異なるチャネルにそれぞれ分波する複数の分波器と、
前記複数の分波器によりそれぞれ分波された信号を同じキャリア周波数の信号毎にそれぞれ合波する複数の合波器とを備え、
前記チャネル毎に設けられた第2の周波数変換器は、前記複数の合波器によりチャネル毎に合波された信号をそれぞれベースバンド周波数に変換する
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載の無線通信システム。
The wireless receiver is configured to replace the one receiving antenna and the duplexer,
A plurality of receiving antennas for wirelessly receiving signals wirelessly transmitted to the space;
A plurality of demultiplexers that respectively demultiplex signals received by the plurality of receiving antennas into different channels for each carrier frequency;
A plurality of multiplexers for respectively multiplexing the signals demultiplexed by the plurality of demultiplexers for each signal of the same carrier frequency,
The second frequency converter provided for each channel converts the signals combined for each channel by the plurality of multiplexers to baseband frequencies, respectively. The wireless communication system described.
前記無線受信装置の代りに、
前記空間に無線送信された信号を無線受信する複数本の受信アンテナと、
前記複数本の受信アンテナにより受信した信号を異なるキャリア周波数を持ったチャネル毎の信号に分割する、受信アンテナ毎に設けられた分波器と、
前記分波器により分割された信号をベースバンド周波数に周波数変換する、受信アンテナ毎かつチャネル毎に設けられた第2の周波数変換器と、
前記第2の周波数変換器により周波数変換された信号をデジタル信号に変換する、受信アンテナ毎かつチャネル毎に設けられたA/D変換器と、
前記A/D変換器により変換されたデジタル信号を復調する、受信アンテナ毎かつチャネル毎に設けられた定包絡復調器と、
前記定包絡復調器により復調された受信アンテナ毎の信号を重み付け加算する、チャネル毎に設けられた重み付け加算器と、
前記重み付け加算器により重み付けされたチャネル毎の並列デジタル信号を元の直列デジタル信号へ復元する並直列変換器と
を有する別の無線受信装置を備える
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載の無線通信システム。
Instead of the wireless receiver,
A plurality of receiving antennas for wirelessly receiving signals wirelessly transmitted to the space;
A duplexer provided for each receiving antenna, which divides the signals received by the plurality of receiving antennas into signals for each channel having different carrier frequencies;
A second frequency converter provided for each receiving antenna and each channel for frequency-converting the signal divided by the branching filter to a baseband frequency;
An A / D converter provided for each receiving antenna and each channel for converting a signal frequency-converted by the second frequency converter into a digital signal;
A constant envelope demodulator provided for each receiving antenna and each channel for demodulating the digital signal converted by the A / D converter;
A weighted adder provided for each channel for weighted addition of signals for each receiving antenna demodulated by the constant envelope demodulator;
4. The radio receiver according to claim 1, further comprising: a parallel-serial converter that restores the parallel digital signal for each channel weighted by the weighted adder to the original serial digital signal. Wireless communication system.
前記無線送信装置、前記無線受信装置の少なくとも一方は、
各チャネルの受信電力が等しくなるように利得を調節する、チャネル毎に設けられた利得調節回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の無線通信システム。
At least one of the wireless transmission device and the wireless reception device is:
The wireless communication system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a gain adjustment circuit provided for each channel for adjusting the gain so that the reception power of each channel becomes equal.
無線送信装置及び無線受信装置間をミリ波帯のマルチキャリアにより信号を通信する無線通信システムであって、
前記無線送信装置は、
入力デジタル信号の1シンボル当りの時間T(sec)に含まれる複数n個(nは2以上の整数)のデータからなる直列デジタル信号前記複数n個のチャネルに分割する直並列変換器と、
前記直並列変換器により分割されたデジタル信号を定包絡変調方式により変調する、チャネル毎に設けられた定包絡変調器と、
ここで、前記定包絡変調方式による信号電圧V(t)は、次の式(1)〜(3)で与えられ、
Figure 0004955324
前記式(1)〜(3)において、Aは信号の振幅(一定値)、fはキャリア周波数、tは時間、aはデータ、hは定数、Tは1シンボル当りの時間であり、
前記定包絡変調器により変調されたデジタル信号をアナログ信号に変換する、チャネル毎に設けられたD/A変換器と、
前記D/A変換器により変換されたアナログ信号の定包絡変調信号のうち、奇数番目の各チャネルの間隔及び偶数番目の各チャネルの間隔を単一チャネル占有帯域幅とし、かつ奇数番目のチャネルの周波数及び偶数番目のチャネルの周波数の差を前記単一チャネル占有帯域幅の半分となるように、他のチャネルと異なるキャリア周波数に変換する、チャネル毎に設けられた第1の周波数変換器と、
前記第1の周波数変換器により周波数変換された信号を高効率に増幅する、チャネル毎に設けられた増幅器と、
前記増幅器により増幅された信号を前記奇数番目のチャネル毎に合波する第1の合波器と、
前記増幅器により増幅された信号を前記偶数番目のチャネル毎に合波する第2の合波器と、
前記第1の合波器により合波された奇数番目のチャネルの信号を空間に無線送信する第1の送信用アンテナと、
前記第2の合波器により合波された偶数番目のチャネルの信号を空間に無線送信する第2の送信用アンテナとを備えるとともに、
前記無線受信装置は、
前記第1の送信用アンテナにより無線送信された信号を無線受信する第1の受信用アンテナと、
前記第2の送信用アンテナにより無線送信された信号を無線受信する第2の受信用アンテナと、
前記第1の受信用アンテナにより受信された信号をキャリア周波数毎に異なるチャネルに分波する第1の分波器と、
前記第2の受信用アンテナにより受信された信号をキャリア周波数毎に異なるチャネルに分波する第2の分波器と、
前記第1及び第2の分波器により分割された信号をベースバンド周波数に周波数変換する、チャネル毎に設けられた第2の周波数変換器と、
前記第2の周波数変換器により周波数変換された信号をデジタル信号に変換する、チャネル毎に設けられたA/D変換器と、
前記A/D変換器により変換されたデジタル信号を復調する、チャネル毎に設けられた定包絡復調器と、
前記定包絡復調器により復調されたチャネル毎の並列デジタル信号を元の直列デジタル信号へ復元する並直列変換器とを備え、
前記第1及び第2の送信用アンテナ、並びに前記第1及び第2の受信用アンテナは、指向性アンテナであり、
各チャネルの中心周波数を、別の送信用アンテナから送信されるチャネルのヌル点に配置する
ことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system for communicating signals between a wireless transmission device and a wireless reception device by a multi-carrier in the millimeter wave band,
The wireless transmission device
Plurality of n included in one symbol per time T (sec) of the input digital signal (n is an integer of 2 or more) and serial-to-parallel converter for dividing a serial digital signal composed of data of the plurality of n-channel,
A constant envelope modulator provided for each channel for modulating the digital signal divided by the serial-parallel converter by a constant envelope modulation method;
Here, the signal voltage V (t) by the constant envelope modulation method is given by the following equations (1) to (3):
Figure 0004955324
In the above formulas (1) to (3), A is the amplitude (constant value) of the signal, f 0 is the carrier frequency, t is the time, a is the data, h is a constant, and T is the time per symbol.
A D / A converter provided for each channel for converting the digital signal modulated by the constant envelope modulator into an analog signal;
Of the constant envelope modulation signal of the analog signal converted by the D / A converter, the interval between the odd-numbered channels and the interval between the even-numbered channels are set as a single channel occupied bandwidth, and the odd-numbered channel A first frequency converter provided for each channel for converting a difference between the frequency and the frequency of the even-numbered channel into a carrier frequency different from that of the other channel so as to be half of the single channel occupied bandwidth;
An amplifier provided for each channel for amplifying the signal frequency-converted by the first frequency converter with high efficiency;
A first multiplexer for multiplexing the signals amplified by the amplifier for each odd-numbered channel;
A second multiplexer for multiplexing the signal amplified by the amplifier for each even-numbered channel;
A first antenna for transmission that wirelessly transmits a signal of an odd-numbered channel combined by the first multiplexer to space;
A second transmission antenna for wirelessly transmitting the signal of the even-numbered channel combined by the second multiplexer to space;
The wireless receiver is
A first receiving antenna for wirelessly receiving a signal wirelessly transmitted by the first transmitting antenna;
A second receiving antenna for wirelessly receiving a signal wirelessly transmitted by the second transmitting antenna;
A first demultiplexer for demultiplexing a signal received by the first receiving antenna into a different channel for each carrier frequency;
A second duplexer for demultiplexing a signal received by the second receiving antenna into different channels for each carrier frequency;
A second frequency converter provided for each channel for frequency-converting the signal divided by the first and second duplexers to a baseband frequency;
An A / D converter provided for each channel for converting the signal frequency-converted by the second frequency converter into a digital signal;
A constant envelope demodulator provided for each channel for demodulating the digital signal converted by the A / D converter;
A parallel-serial converter for restoring the parallel digital signal for each channel demodulated by the constant envelope demodulator to the original serial digital signal;
The first and second transmitting antennas and the first and second receiving antennas are directional antennas,
A wireless communication system, wherein a center frequency of each channel is arranged at a null point of a channel transmitted from another transmitting antenna.
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