JP5248571B2

JP5248571B2 - 信号送信装置および方法

Info

Publication number: JP5248571B2
Application number: JP2010234888A
Authority: JP
Inventors: チェ、ジンキュ; キム、ヒュン‐ジュン; ソ、ソク; キム、ジン‐アップ
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: JP2011091805A; KR20110043414A; KR101400926B1

Description

本発明は、通信システムに関するものであって、特に互いに異なる周波数帯域を有する信号を送信する信号送信装置および方法に関するものである。

「本発明は、知識経済部および情報通信研究振興院のＩＴ基礎固有技術開発事業の一環として行われた研究から導出されたものである［課題固有番号：２００８−Ｆ−００１−０２、課題名：移動通信無線接続方式の環境適応型自律制御技術研究］。」

一般的な無線通信システムにおいて、信号を送信する送信装置（または、送信機）と信号を受信する受信装置（または、受信機）の相互間には通信のための規格が決定されている。送信装置と受信装置はこのような規格によって信号を送受信する周波数帯域があらかじめ決定されている。

現在、無線通信システムでは一般的にあらかじめ決定された１つの周波数帯域のみを使用する。一例として、コード分割多重接続（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ、以下「ＣＤＭＡ」と称する）方式を使用する通信システムはランダムコードを使用して周波数帯域に信号を広めて信号を伝送する。このようなＣＤＭＡ方式を使用する通信システムはあらかじめ決定された１つの周波数帯域を使用して通信する。

また、直交周波数分割多重（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下「ＯＦＤＭ」と称する）方式を使用する通信システムは、相互間に直交する複数の副搬送波（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ）を使用して信号を伝送する。このようなＯＦＤＭ方式を使用する通信システムは、すべての副搬送波のうちで一部の副搬送波を使用しないこともできる。しかし、ＯＦＤＭ方式を使用する通信システムでも送信装置と受信装置間の通信に使用される１つの周波数帯域があらかじめ決定されている。

このように、以前の無線通信システムでは１つの無線（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ、以下「ＲＦ」と称する）送信機を使用して信号を伝送した。しかし、現在提案されている多様な次世代無線通信システムでは限定された周波数資源を効率的に使用するために、あらかじめ決定された１つの周波数帯域でなく多様な周波数帯域を使用して通信しようとしている。アンテナを介して信号送信のための無線信号処理を行うＲＦ送信機は制限された周波数帯域だけで無線信号処理ができる。

したがって、特定周波数帯域でなく複数の周波数帯域を使用する次世代無線通信システムは、信号を送信するために複数の周波数帯域各々に対応されるＲＦ送信機を追加で備えてこそ通信が可能であるという問題があった。

解決しようとする課題

本発明の目的は、複数の周波数帯域を有する信号を１つの無線（ＲＦ）送信機を介して送信する信号送信装置および方法に関するものである。

本発明の他の目的は、複数の周波数帯域を有する信号を送信するためのＲＦ送信機の個数を減少させた信号送信装置および方法に関するものである。

課題の解決手段

本発明の一実施形態による装置は、信号送信装置において、複数の周波数帯域各々に対応される基底帯域信号各々を分配する信号分配器と、前記分配された基底帯域信号各々を周波数帯域に応じて正の周波数信号と負の周波数信号のうち１つの信号に変換する周波数変換器と、前記正の周波数信号と前記負の周波数信号を合成して送信信号を生成する周波数合成器とを備え、前記正の周波数信号と前記負の周波数信号はあらかじめ設定された１つの中間周波数帯域に含まれた信号である。

また本発明の実施形態において、前記送信信号を無線信号に変換して送信する無線送信機をさらに備え、前記無線送信機が、前記中間周波数帯域の信号の送信を支援する。

また本発明の実施形態において、前記周波数変換器が、前記分配された基底帯域信号のうち、一部を正の周波数領域に含まれる正の周波数信号を生成する正の周波数変換部と、前記分配された基底帯域信号のうち、残り一部を負の周波数領域に含まれる負の周波数信号に変換する負の周波数変換部とを備える。

また本発明の実施形態において、前記周波数合成器が、前記正の周波数信号と負の周波数信号を合成する信号合成部と、前記正の周波数信号と前記負の周波数信号を前記中間周波数領域と異なる第２中間周波数領域に変換する中間周波数変換器とを備える。

また本発明の実施形態において、前記送信信号を無線信号に変換して送信する無線送信機をさらに備え、前記無線送信機が、前記第２中間周波数帯域の信号の送信を支援する。

また本発明の実施形態において、前記信号分配器が、前記基底帯域信号各々を前記正の周波数変換部と前記負の周波数変換部のうち、１つに分配する。

また本発明の実施形態において、前記信号分配器が、前記基底帯域信号のうちから１つの基底帯域信号を選択して分配する。

また本発明の実施形態において、前記周波数変換器が、前記選択された基底帯域信号を前記周波数合成器に提供するスイッチをさらに備える。

また本発明の実施形態において、前記周波数合成器が、前記提供された基底帯域信号を中心周波数領域に含まれる中心周波数信号に変換し、前記正の周波数信号、前記中心周波数信号、および前記負の周波数信号を合成する信号合成部と、前記正の周波数信号、前記中間周波数信号、および前記負の周波数信号を前記中間周波数領域と異なる第２中間周波数領域に変換する中間周波数変換器とを備え、前記中心周波数信号が、中間周波数帯域に含まれた信号である。

本発明の一実施形態による装置は、第１基底帯域信号を中間周波数帯域の負の周波数領域信号に変換するために第１サイン信号と第１コサイン信号との演算によって第１負の周波数信号と第２負の周波数信号を生成する負の周波数信号生成部と、第２基底帯域信号を中間周波数帯域の正の周波数領域信号に変換するために第２サイン信号と第２コサイン信号との演算によって第１正の周波数信号と第２正の周波数信号を生成する正の周波数信号生成部と、前記第１および第２負の周波数信号各々をレート整合し、前記第１および第２正の周波数信号各々をレート整合するレート整合部と、前記レート整合された第１負の周波数信号から前記レート整合された第１正の周波数信号を減算して第１周波数合成信号を生成して、前記レート整合された第２負の周波数信号に前記レート整合された第２正の周波数信号を加算して第２周波数合成信号を生成する信号合成部と、前記中間周波数帯域と異なる第２中間周波数帯域の信号に変換するために前記第１周波数合成信号に第３サイン信号を乗算し第１中間周波数信号を生成して、前記第１周波数合成信号に第３コサイン信号を乗算し第２中間周波数信号を生成する中間周波数変換部とを備え、前記第１基底帯域信号と前記第２基底帯域信号は互いに異なる周波数帯域の信号である。

また本発明の実施形態において、前記負の周波数信号生成部が、第１基底帯域信号の第１同位相信号に第１コサイン信号と第１サイン信号を各々乗算する第１乗算器と、第１基底帯域信号の第１直交位相信号に前記第１サイン信号と前記第１コサイン信号を各々乗算する第２乗算器と、前記第１コサイン信号が乗算された第１同位相信号から前記第１サイン信号が乗算された第１直交位相信号を減算して第１負の周波数信号を生成する第１結合器と、前記第１サイン信号が乗算された第１同位相信号と前記第１コサイン信号が乗算された第１直交位相信号を加算して第２負の周波数信号を生成する第２結合器とを備える。

また本発明の実施形態において、前記正の周波数信号生成部が、第２基底帯域信号の第２同位相信号に第２コサイン信号と第２サイン信号を各々乗算する第３乗算器と、第２基底帯域信号の第２直交位相信号に前記第２サイン信号と前記第２コサイン信号を各々乗算する第４乗算器と、前記第２コサイン信号が乗算された第２同位相信号から前記第２サイン信号が乗算された第２直交位相信号を減算して第１正の周波数信号を生成する第３結合器と、前記第２サイン信号が乗算された第２同位相信号と前記第２コサイン信号が乗算された第２直交位相信号を加算して第２正の周波数信号を生成する第４結合器とを備える。

本発明の一実施形態による装置は、第１基底帯域信号を中間周波数帯域の負の周波数領域信号に変換するために第１サイン信号と第１コサイン信号との演算によって第１負の周波数信号と第２負の周波数信号を生成する負の周波数信号生成部と、第２基底帯域信号を中間周波数帯域の正の周波数領域信号に変換するために第２サイン信号と第２コサイン信号との演算によって第１正の周波数信号と第２正の周波数信号を生成する正の周波数信号生成部と、前記第１および第２負の周波数信号各々をレート整合し、前記第１および第２正の周波数信号各々をレート整合するレート整合部と、前記レート整合された第１負の周波数信号に前記レート整合された第１正の周波数信号を加算して第１周波数合成信号を生成して、前記レート整合された第２負の周波数信号から前記レート整合された第２正の周波数信号を減算して第２周波数合成信号を生成する信号合成部とを備え、前記第１基底帯域信号と前記第２基底帯域信号は互いに異なる周波数帯域の信号である。

また本発明の実施形態において、前記負の周波数信号生成部が、第１基底帯域信号の第１同位相信号と第１直交位相信号各々を極変調して第１振幅信号と第１位相信号を生成する第１極変調部と、前記第１位相信号を第１コサイン信号に変換する第１コサイン変換部と、前記第１位相信号を第１サイン信号に変換する第１サイン変換部と、前記第１コサイン信号に第２コサイン信号と第２サイン信号を各々乗算する第１乗算器と、前記第１サイン信号に前記第２サイン信号と前記第２コサイン信号を各々乗算する第２乗算器と、前記第２コサイン信号が乗算された第１コサイン信号から前記第２サイン信号が乗算された第１コサイン信号を減算する第１結合器と、前記２サイン信号が乗算された第１サイン信号に前記第２コサイン信号が乗算された第１サイン信号を加算する第２結合器と、前記第１結合器の出力信号に前記第１振幅信号を乗算し第１負の周波数信号を生成する第１乗算器と、前記第２結合器の出力信号に前記第１振幅信号を乗算し第２負の周波数信号を生成する第２乗算器とを備える。

また本発明の実施形態において、前記正の周波数信号生成部は第２基底帯域信号の第２同位相信号と第２直交位相信号各々を極変調して第２振幅信号と第２位相信号を生成する第２極変調部と、前記第２位相信号を第３コサイン信号に変換する第２コサイン変換部と、前記第２位相信号を第３サイン信号に変換する第２サイン変換部と、前記第３コサイン信号に第４コサイン信号と第４サイン信号を各々乗算する第３乗算器と、前記第３サイン信号に前記第４サイン信号と前記第４コサイン信号を各々乗算する第４乗算器と、前記第４コサイン信号が乗算された第３コサイン信号から前記第４サイン信号が乗算された第３コサイン信号を減算する第３結合器、前記４サイン信号が乗算された第３サイン信号に前記第４コサイン信号が乗算された第３サイン信号を加算する第４結合器と、前記第４結合器の出力信号に前記第２振幅信号を乗算し第１正の周波数信号を生成する第３乗算器と、前記第２結合器の出力信号に前記第２振幅信号を乗算し第２正の周波数信号を生成する第４乗算器とを備える。

本発明の一実施形態による送信装置での信号送信方法は、複数の周波数帯域各々に対応される基底帯域信号各々を正の周波数領域の信号と負の周波数領域の信号のうち１つの信号に変換するステップと、前記正の周波数領域と前記負の周波数領域の信号を合成して送信信号を生成するステップと、前記送信信号を送信するステップとを含み、前記正の周波数領域の信号と前記負の周波数領域の信号はあらかじめ設定された１つの中間周波数帯域の信号となる。

また本発明の実施形態において、前記中間周波数帯域が、前記送信信号を無線信号に変換して送信するＲＦ送信機で支援される周波数帯域である。

また本発明の実施形態において、前記送信信号を生成するステップが、前記正の周波数領域と前記負の周波数領域の信号が合成された信号を前記中間周波数帯域と異なる第２中間周波数帯域での周波数変換によって前記送信信号を生成する。

また本発明の実施形態において、前記第２中間周波数帯域が、前記送信信号を無線信号に変換して送信するＲＦ送信機で支援される無線周波数帯域である。

また本発明の実施形態において、前記基底帯域信号のうちから選択された１つの基底帯域信号を中心周波数領域の信号に変換するステップをさらに含み、前記中心周波数領域の信号が、前記中間周波数帯域の信号である。

本発明によれば、送信装置で複数の周波数帯域信号をあらかじめ決定された１つの中間周波数帯域の送信信号で生成することで互いに異なる周波数帯域を有する周波数帯域信号を１つの無線（ＲＦ）送信機を使用して送信することができる。

また、本発明の送信装置は周波数帯域が互いに異なる信号を送信するためのＲＦ送信機の個数を減少させることができる。

本発明の実施形態による無線通信システムの構造を図示した図である。図１に図示された信号生成器の構造を例示的に図示した図である。図１に図示された周波数変換器で送信信号を生成する動作を例示的に図示した図である。本発明の第１実施形態による信号生成器を図示した図である。図４に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図４に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図４に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。本発明の第２実施形態による信号生成器を図示した図である。図６に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図６に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図６に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図６に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。本発明の第３実施形態による信号生成器を図示した図である。図８に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図８に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図８に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図８に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図面である。本発明の第４実施形態による信号生成器を図示した図である。図１０に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図１０に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図１０に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図１０に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。本発明の第５実施形態による信号生成器を図示した図である。図１２に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図１２に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図１２に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。図１２に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。本発明の実施形態による周波数変換器と周波数合成器を図示した図である。本発明の他の実施形態による周波数変換器と周波数合成器を図示した図である。帯域集成の周波数帯域割当てを図示した図である。帯域集成の周波数帯域割当てを図示した図である。認知無線の周波数帯域を図示した図である。認知無線の周波数成形を図示した図である。多重帯域−直交周波数分割多重方式の周波数帯域を図示した図面である。多重帯域−直交周波数分割多重方式の周波数成形を図示した図である。

発明を実施するための具体的な内容

以下、本発明による好ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。下記の説明では本発明による動作を理解するのに必要な部分だけが説明され、それ以外の部分の説明は、本発明の要旨を曖昧にしないように省略されるものであるということに留意しなければならない。

本発明は、無線通信システムにおいて互いに異なる周波数帯域（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄ）（または帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ））を有する信号を１つのＲＦ送信機を使用して送信する信号送信装置および方法を提供する。

図１は、本発明の実施形態による無線通信システムの構造を図示した図である。

図１を参照すれば、無線通信システムは送信装置１０と受信装置２０を備える。

送信装置１０は無線信号を送信する装置である。送信装置１０は信号生成器１１と無線（ＲＦ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信機１２を備える。

信号生成器１１は送信装置で生成された基底帯域信号から送信信号を生成する。

ＲＦ送信機１２は送信信号を無線信号に変換する。ＲＦ送信機１２は無線信号の送信のためのアンテナを備えることができ、アンテナを介して無線信号を送信する。ＲＦ送信機１２は無線信号を生成するための回路（一例として、自動ゲイン制御機（ＡＧＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、電力増幅器（ＰＡ：ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）等を備える）を備えることができる。

受信装置２０は送信装置１０から送信された無線信号を受信する装置である。

受信装置２０はＲＦ受信機２１と信号復元器２２を備える。

ＲＦ受信機２１は無線信号を受信するためのアンテナを備えることができる。

ＲＦ受信機２１はアンテナを介して無線信号を受信する。ＲＦ受信機２１は無線信号を受信するための回路（一例として、低雑音増幅器（ＬＮＡ：ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）、帯域通過フィルタ等を備えた回路）を備えることができる。

信号復元器２２は無線信号から送信装置１０から送信された送信信号を復元する。

上述した信号生成器１１と信号復元器２２各々は基底帯域信号を生成または復元する基底帯域部を備えることができる。

一方、ＲＦ送信機１２は一般的に１つの周波数帯域（または、帯域幅）を有する信号を送信する。もし、送信装置１０で互いに異なる周波数帯域を有する基底帯域信号を送信するためには該当周波数帯域各々を支援するＲＦ送信機が追加で備えられなければならない。

送信信号を生成する場合、本発明の信号生成器１１は基底帯域信号をあらかじめ決定された１つの中間周波数帯域で生成する。したがって、本発明の信号生成器１１は、１つの中間周波数帯域で互いに異なる周波数帯域の基底帯域信号を送信するもので、信号送信に１つのＲＦ送信機１２のみを必要とする。

次に、下記では上述したように１つのＲＦ送信機１２を使用できる信号生成器１１を詳細に説明することにする。

図２は図１に図示された信号生成器の構造を例示的に図示した図である。

図２を参照すれば、信号生成器１１は信号分配器１００、周波数変換器２００、および周波数合成器３００を備える。

信号分配器１００は、受信された基底帯域信号を正の周波数領域または負の周波数領域のうち１つによって送信するために分配する。

信号分配器１００は、中心周波数領域によって基底帯域信号が送信されるように信号を分配することもできる。また、信号分配器１００は送信装置１０の動作モードに応じて１つの基底帯域信号を分配（単一周波数帯域送信モードで）したり、複数個の基底帯域信号を分配（多重周波数帯域送信モードで）することもできる。

周波数変換器２００は信号分配器１００から分配された基底帯域信号各々に対して正の周波数領域と負の周波数領域のうち１つの周波数領域に送信されるように周波数変換する。この時、正の周波数領域に含まれた信号と負の周波数領域に含まれた信号は、すべてあらかじめ決定された１つの中間周波数帯域に含まれる。

周波数合成器３００は周波数変換器２００から出力された正の周波数領域信号と負の周波数領域信号の合成によって送信信号を生成する。周波数合成器３００は送信信号をＲＦ送信機１２に提供する。ここで、送信信号は１つの周波数帯域、一例として中間周波数帯域の信号である。

一方、信号分配器１００、周波数変換器２００、および周波数合成器３００は、送信装置に備えられた制御部（図示せず）の制御によって各々動作することができる。

図３は図１に図示された周波数変換器で送信信号を生成する動作を例示的に図示した図である。

前記＜数２＞は本発明の概念を説明するために１つの基底帯域信号を基準として説明したものである。しかし、本発明の周波数生成器２００は複数個の基底帯域信号を正の周波数信号と負の周波数信号のうち、どちらか一方にのみ周波数応答が存在するように周波数変換を制限することができる。そのため、本発明の周波数生成器２００で正の周波数領域と負の周波数領域のうち、１つに互いに異なる周波数帯域を有する基底帯域信号各々が割当てられる。

図４は本発明の第１実施形態による信号生成器を図示した図である。

図４を参照すれば、信号生成器１１は信号分配器１００、周波数変換器２００、および周波数合成器３００を備える。周波数変換器２００は負の周波数変換部２１０、整合スイッチ２２０、および正の周波数変換部２３０を備える。周波数合成器３００はレート整合部３１０と信号合成部３２０を備える。

信号分配器１００は基底帯域信号を受信し、周波数帯域各々によって受信された基底帯域信号を各々分配する。

周波数変換器２００は、図３で説明されたように１つの中間周波数を基準として正の周波数領域と負の周波数領域のうち１つに互いに異なる周波数帯域を有する基底帯域信号各々を割当てる。

負の周波数変換部２１０は、信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの中間周波数を基準として負の周波数信号を生成する。負の周波数変換部２１０は、第１負の周波数変換部２１１と第２負の周波数変換部２１２を備えることができる。第１負の周波数変換部２１１と第２負の周波数変換部２１２は、負の周波数領域内で相互間に重複しない負の周波数信号を各々生成する。

整合スイッチ２２０は、複数個の基底帯域信号間にサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ）を調整するために、基底帯域信号を周波数合成器３００に提供する。

整合スイッチは送信装置１０内部の制御部等によって提供されるスイッチ制御信号ＳＷ＿ＣＴＲＬに応答して基底帯域信号を周波数合成器３００に提供することができる。

正の周波数変換部２３０は、信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの中間周波数を基準として負の周波数信号を生成する。正の周波数変換部２３０は第１正の周波数変換部２３１と第２正の周波数変換部２３２を備える。第１正の周波数変換部２３１と第２正の周波数変換部２３２は正の周波数領域内で相互間に重複しない正の周波数信号を各々生成する。

周波数合成器３００は、正の周波数信号と負の周波数信号を合成して送信信号を生成する。レート整合部３１０は、負の周波数変換部２１０と正の周波数変換部２３０から各々出力された負の周波数信号と正の周波数信号間のレート整合を行う。また、レート整合部３１０は同位相信号と直交位相信号に区分される負の周波数信号のレート整合を行ったり、同位相信号と直交位相信号に区分される正の周波数信号のレート整合を行うこともできる。

レート整合部３１０は周波数帯域が相異した基底帯域信号によって生成された正の周波数信号と負の周波数信号間には互いに異なるデータレートを有することができる。レート整合部３１０はこのように互いに異なるデータレートを有する正の周波数信号と負の周波数信号の結合のためにレート整合を行う。

レート整合部３１０は整合スイッチ２２０によってレート整合のための基底帯域信号を受信することができる。レート整合部３１０は受信された基底帯域信号を使用してレート整合部３１０に受信された正の周波数信号と負の周波数信号間のレート整合を行う。基底帯域信号間にサンプリングレートが異なる場合、レート整合部３１０はレート整合のために正の周波数信号と負の周波数信号から受信された基底帯域信号を加算したり減算することができる。

また、レート整合部３１０は各基底帯域信号の同位相（Ｉ）成分と直交位相（Ｑ）成分信号間のレート整合を行うこともできる。

信号合成部３２０はレート整合された信号の合成によって１つの送信信号を生成する。ここで、送信信号はあらかじめ決定された中間周波数帯域の信号である。送信信号は正の周波数領域と負の周波数領域各々に互いに異なる周波数帯域を有する基底帯域信号を含む。

信号合成部３２０は生成された送信信号をＲＦ送信機１２に提供する。

図５は図４に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。

送信信号の生成動作を図４の信号生成器１１を基準として説明することにする。

信号分配器１００は互いに異なる周波数帯域を有する第１基底帯域信号と第２基底帯域信号を受信する。信号分配器１００は第１基底帯域信号を第１正の周波数変換部２３１に分配し、第２基底帯域信号を第１負の周波数変換部２１１に分配する。

ここで、正の周波数信号１と負の周波数信号２は、１つの中間周波数帯域に含まれた信号である。

レート整合部３１０は正の周波数信号１と負の周波数信号２を各々レート整合し、信号合成部３２０に出力する。

信号合成部３２０は中心周波数を基準として正の周波数信号１と負の周波数信号２の合成によって送信信号を生成する。ここで、正の周波数信号１と負の周波数信号２が合成された送信信号は図５Ｃに図示されている。

図６は本発明の第２実施形態による信号生成器を図示した図である。

図６を参照すれば信号生成器１１は、信号分配器１００、周波数変換器２００、および周波数合成器３００を備える。周波数変換器２００は、負の周波数変換部２１０、整合スイッチ２２０、および正の周波数変換部２３０を備える。周波数合成器３００は、レート整合部３１０、信号合成部３２０を備える。

信号生成器１１は、周波数合成器３００に中間周波数変換部３３０を追加で備える。例えば、送信装置１０で動作速度が十分に保障されなければ、周波数変換器２００での周波数変換動作のみで、所望する中間周波数帯域（ＲＦ送信機１２で支援する中間周波数帯域）の送信信号を獲得できないこともある。このために信号生成器１１は、中間周波数変換部３３０によって、所望する中間周波数帯域での周波数変換動作を行うことができる。したがって、信号生成器１１は、周波数変換器２００と中間周波数変換部３３０を介して二回の中間周波数変換動作を行う。以下で二回の中間周波数変換動作を行う信号生成器１１の動作を詳細に説明することにする。

信号分配器１００は基底帯域信号を受信し、周波数帯域各々により受信された基底帯域信号を各々分配する。

周波数変換器２００は図３で説明されたように１つの中間周波数を基準として正の周波数領域と負の周波数領域各々に互いに異なる周波数帯域の基底帯域信号各々を割当てる。負の周波数変換部２１０は信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの第１中間周波数を基準として負の周波数信号を生成する。負の周波数変換部２１０は、第１負の周波数変換部２１１、第２負の周波数変換部２１２を備えることができる。第１負の周波数変換部２１１と第２負の周波数変換部２１２は、負の周波数領域内で相互間に重複しない負の周波数信号を各々生成する。

整合スイッチ２２０は、複数個の基底帯域信号間にサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ）を調整するために基底帯域信号を周波数合成器３００に提供する。整合スイッチ２２０は、送信装置１０内部の制御部等によって提供されるスイッチ制御信号ＳＷ＿ＣＴＲＬに応答して基底帯域信号を周波数合成器３００に提供することができる。

正の周波数変換部２３０は、信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの第１中間周波数を基準として正の周波数信号を生成する。正の周波数変換部２３０は第１正の周波数変換部２３１、第２正の周波数変換部２３２を含む。第１正の周波数変換部２３１と第２正の周波数変換部２３２は正の周波数領域内で相互間に重複しない正の周波数信号を各々生成する。

周波数合成器３００は正の周波数信号と負の周波数信号を合成して送信信号を生成する。

レート整合部３１０は負の周波数変換部２１０と正の周波数変換部２３０から各々出力された負の周波数信号と正の周波数信号間のレート整合を行う。レート整合部３１０の詳細動作は図４を参照するものとし、ここでは詳細な説明を省略する。

信号合成部３２０はレート整合された信号を合成して第１中間周波数帯域の信号を生成する。送信信号は、正の周波数領域と負の周波数領域各々に互いに異なる周波数帯域の基底帯域信号を含む。信号合成部３２０は生成された第１中間周波数帯域の信号を中間周波数変換部３３０に提供する。

中間周波数変換部３３０は、第１中間周波数帯域の信号を第２中間周波数帯域の信号に変換する。一例として、送信装置１０で動作速度が十分に保障されることができない場合、中間周波数変換部３３０は周波数変換器２００で変換された第１中心周波数からＲＦ送信機１２で支援する第２中間周波数帯域の信号に変換することで送信信号の周波数を変換することができる。

中間周波数変換部３３０は第１中心周波数の信号から第２中心周波数に変換された送信信号を生成する。中間周波数変換部３３０は生成された送信信号をＲＦ送信機１２に提供する。

図７は図６に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。

送信信号の生成動作を図６の信号生成器１１を基準として説明することにする。

第１正の周波数変換部２３１と第１負の周波数変換部２１１は、互いに異なる周波数帯域を有する信号各々を相互間に重複しないように最大限低い第１中間周波数に上向き変換する。第１中間周波数は、信号生成器１１で所望する第２中間周波数への直接変換が不可能な場合に第２中間周波数への変換のために最大限低い周波数に変換する信号である。

ここで、正の周波数信号１と負の周波数信号２は、同一の第１中間周波数帯域に含まれた信号である。

レート整合部３１０は正の周波数信号１と負の周波数信号２を各々レート整合して信号合成部３２０に出力する。

信号合成部３２０は中心周波数を基準として正の周波数信号１と負の周波数信号２を合成する。ここで、正の周波数信号１と負の周波数信号２が合成された第１中間周波数帯域の信号は図７Ｃに図示されている。

図８は、本発明の第３実施形態による信号生成器を図示した図である。

図８を参照すれば、信号生成器１１は信号分配器１００、周波数変換器２００、および周波数合成器３００を含む。周波数変換器２００は、負の周波数変換部２１０、整合スイッチ２２０、および正の周波数変換部２３０を含む。周波数合成器３００は、レート整合部３１０、信号合成部３２０、および中間周波数変換部３３０を含む。

信号生成器１１は信号分配器１００が正の周波数領域と負の周波数領域だけでなく、中間周波数帯域の中心周波数領域（直流（ＤＣ）成分）によって信号を送信する。このために整合スイッチ２２０は、中心周波数領域によって送信される基底帯域信号を周波数合成器３００に提供する機能を有する。ここで、中心周波数領域はＲＦ送信機１２で支援する中間周波数帯域に含まれる。下記で送信信号生成時に中心周波数領域を使用する信号生成器１１の動作を詳細に説明する。

信号分配器１００は、基底帯域信号を受信し、周波数帯域各々により受信された基底帯域信号を各々分配する。

周波数変換器２００は図３で説明されたように１つの中間周波数を基準として正の周波数領域と負の周波数領域各々に互いに異なる帯域の基底帯域信号各々を割当てる。

負の周波数変換部２１０は信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの第１中間周波数を基準として負の周波数信号を生成する。負の周波数変換部２１０は、第１負の周波数変換部２１１、第２負の周波数変換部２１２を含むことができる。第１負の周波数変換部２１１と第２負の周波数変換部２１２は負の周波数領域内で相互間に重複しない負の周波数信号を各々生成する。

整合スイッチ２２０は、中心周波数を使用する基底帯域信号を周波数合成器３００に提供する。整合スイッチ２２０は、送信装置１０内部の制御部等によって提供されるスイッチ制御信号ＳＷ＿ＣＴＲＬに応答して基底帯域信号を周波数合成器３００に提供することができる。

一方、整合スイッチ２２０は複数個の基底帯域信号間にサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ）を調整するために基底帯域信号を周波数合成器３００に提供することもできる。

周波数合成器３００は、正の周波数信号と負の周波数信号を合成して送信信号を生成する。

レート整合部３１０は、負の周波数変換部２１０、整合スイッチ２２０、および正の周波数変換部２３０から各々出力された負の周波数信号と正の周波数信号間のレート整合を行う。レート整合部３１０の詳細動作は図４を参照するものとし、ここでは詳細な説明を省略する。

中間周波数変換部３３０は、必要に応じて周波数合成器３００に選択的に備えることができる。

中間周波数変換器３３０が備えられなかった場合、信号合成部３２０はレート整合された信号の合成によって送信信号を生成する。ここで、送信信号は、あらかじめ決定された中間周波数帯域の信号である。送信信号は、正の周波数領域、中心周波数領域、負の周波数領域各々に互いに異なる周波数帯域の基底帯域信号を含む。このために、周波数合成器３００は、整合スイッチ２２０を介して受信された基底帯域信号を中心周波数領域の中間周波数信号に変換することもできる。または中心周波数領域の周波数変換機能は、周波数変換器２００内部に含まれることもできる。信号合成部３２０は生成された送信信号をＲＦ送信機１２に提供する。

これとは反対に、中間周波数変換器３３０が備えられた場合、信号合成部３２０はレート整合された信号の合成によって第１中間周波数帯域の信号を生成する。信号合成部３２０は生成された第１中間周波数帯域の信号を中間周波数変換部３３０に提供する。

中間周波数変換部３３０は第２中間周波数帯域の信号に変換するために第１中間周波数帯域の信号を第２中間周波数帯域の信号に変換する。中間周波数変換部３３０は第１中心周波数の信号から第２中心周波数に変換された送信信号を生成する。中間周波数変換部３３０は生成された送信信号をＲＦ送信機１２に提供する。

図９は図８に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。

送信信号の生成動作を図８の信号生成器１１を基準として説明する。

信号分配器１００は、互いに異なる周波数帯域を有する第１基底帯域信号と第２基底帯域信号、第３基底帯域信号を受信する。信号分配器１００は、第１基底帯域信号を第１正の周波数変換部２３１に分配し、第２基底帯域信号を整合スイッチ２２０によってスイッチングし、第３基底帯域信号を第１負の周波数変換部２１１に分配する。

整合スイッチ２２０は、第２基底帯域信号を中心周波数領域（ＤＣ成分）によって送信するためにスイッチングする。第２基底帯域信号は、中間周波数（０）に対応される中心周波数領域の信号２である。ここで、中心周波数領域の信号は、図９Ｂに図示されている。

ここで、正の周波数信号１、中心周波数信号２、および負の周波数信号３は、１つの中間周波数帯域内に含まれた信号である。

レート整合部３１０は正の周波数信号１、中心周波数信号２、および負の周波数信号３を各々レート整合して信号合成部３２０に出力する。

信号合成部３２０は、中間周波数を基準として正の周波数信号１、中心周波数信号２、および負の周波数信号３の合成によって送信信号を生成する。ここで、正の周波数信号１、中心周波数信号２、および負の周波数信号３が合成された送信信号は図９Ｄに図示されている。

図１０は、本発明の第４実施形態による信号生成器を図示した図である。

図１０を参照すれば信号生成器１１は、信号分配器１００、周波数変換器２００、および周波数合成器３００を含む。周波数変換器２００は負の周波数変換部２１０、整合スイッチ２２０、および正の周波数変換部２３０を含む。周波数合成器３００はレート整合部３１０、信号合成部３２０、および中間周波数変換部３３０を含む。

信号生成器１１は、複数の基底帯域信号のうちから１つの基底帯域信号を正の周波数領域と負の周波数領域に各々含め、送信信号を生成することができる。この時、信号生成器１１は、残り複数の基底帯域信号の各々に正の周波数領域と負の周波数領域のうち１つに含めて送信信号を生成する。このために信号分配器１００は、複数の基底帯域信号のうち１つを負の周波数変換部２１０と正の周波数変換部２３０各々に分配する。

以下で、複数の基底帯域信号のうち１つの基底帯域信号に対して正の周波数領域と負の周波数領域に含まれるように送信信号を生成する信号生成器１１の動作を詳細に説明する。

信号分配器１００は、基底帯域信号を受信する。この時、信号分配器１００は正の周波数領域と負の周波数領域すべてを使用する１つの基底帯域信号を選択する。信号分配器１００は、選択された基底帯域信号を周波数変換器の負の周波数変換部２１０と正の周波数変換部２３０に各々出力する。また、信号分配器１００は残りの基底帯域信号を負の周波数変換部２１０と正の周波数変換部２３０のうち１つに各々出力する。

周波数変換器２００は、１つの中間周波数を基準として正の周波数領域と負の周波数領域に互いに異なる周波数帯域の基底帯域信号を割当てる。

負の周波数変換部２１０は、信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの中間周波数を基準として負の周波数信号を生成する。負の周波数変換部２１０は、第１負の周波数変換部２１１、第２負の周波数変換部２１２を含むことができる。第１負の周波数変換部２１１と第２負の周波数変換部２１２は、負の周波数領域内で相互間に重複しない負の周波数信号を各々生成する。

整合スイッチ２２０は、複数個の基底帯域信号間にサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ）を調整するために基底帯域信号を周波数合成器３００に提供する。整合スイッチは、送信装置１０内部の制御部等によって提供されるスイッチ制御信号ＳＷ＿ＣＴＲＬに応答して基底帯域信号を周波数合成器３００に提供することができる。

正の周波数変換部２３０は、信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの中間周波数を基準として正の周波数信号を生成する。正の周波数変換部２３０は第１正の周波数変換部２３１、第２正の周波数変換部２３２を含む。第１正の周波数変換部２３１と第２正の周波数変換部２３２は、正の周波数領域内で相互間に重複しない正の周波数信号を各々生成する。

レート整合部３１０は、負の周波数変換部２１０と正の周波数変換部２３０から各々出力された負の周波数信号と正の周波数信号間のレート整合を行う。レート整合部３１０の詳細動作は図４を参照するものとし、ここでは詳細な説明を省略する。

中間周波数変換部３３０は、必要に応じて周波数合成器３００に選択的に備えられることができる。

中間周波数変換器３３０が備えられなかった場合、信号合成部３２０はレート整合された信号の合成によって送信信号を生成する。ここで、送信信号はあらかじめ決定された中間周波数帯域の信号である。送信信号は、正の周波数領域、中心周波数領域、負の周波数領域各々に互いに異なる周波数帯域の基底帯域信号を含む。このために、周波数合成器３００は整合スイッチ２２０を介して受信された基底帯域信号を中心周波数領域の中間周波数信号に変換することもできる。または中心周波数領域の周波数変換機能は周波数変換器２００内部に含まれることもできる。信号合成部３２０は生成された送信信号をＲＦ送信機１２に提供する。

これとは反対に、中間周波数変換器３３０が備えられた場合、信号合成部３２０はレート整合された信号の合成によって第１中間周波数帯域の信号を生成する。

信号合成部３２０は生成された第１中間周波数帯域の信号を中間周波数変換部３３０に提供する。

中間周波数変換部３３０は、第１中間周波数帯域の信号をＲＦ送信機１２で支援する第２中間周波数帯域の信号に変換する。中間周波数変換部３３０は、第１中心周波数の信号から第２中心周波数に変換された送信信号を生成する。中間周波数変換部３３０は、生成された送信信号をＲＦ送信機１２に提供する。

図１１は図１０に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。

送信信号の生成動作を図１０の信号生成器１１を基準として説明する。

信号分配器１００は、互いに異なる周波数帯域を有する第１基底帯域信号、第２基底帯域信号、および第３基底帯域信号を受信する。信号分配器１００は、第１基底帯域信号を第１正の周波数変換部２３１に分配する。信号分配器１００は、第２基底帯域信号を第２正の周波数変換部２３２と第１負の周波数変換部２１１に各々分配する。信号分配器１００は、第３基底帯域信号を第２負の周波数変換部２１２に分配する。

第２正の周波数変換部２３２は、第２基底帯域信号を正の周波数信号（２Ａ）に変換する。第１負の周波数変換部２１１は、第２基底帯域信号を負の周波数信号（２Ｂ）に変換する。正の周波数信号（２Ａ）と負の周波数信号（２Ｂ）は中心周波数（ＤＣ成分（０））を基準として正の周波数領域と負の周波数領域に各々１／２のスペクトラムの大きさを有するように変換される。ここで、正の周波数信号（２Ａ）と負の周波数信号（２Ｂ）に変換された第２基底帯域信号は図１１Ｂに図示されている。

ここで、正の周波数信号（１、２Ａ）、および負の周波数信号（２Ｂ、３）は１つの中間周波数帯域内に含まれた信号である。

レート整合部３１０は、正の周波数信号（１、２Ａ）、および負の周波数信号（２Ｂ、３）を各々レート整合して信号合成部３２０に出力する。

信号合成部３２０は、中心周波数を基準として正の周波数信号１、正の周波数信号（２Ａ）、負の周波数信号（２Ｂ）、および負の周波数信号３の合成によって送信信号を生成する。ここで、正の周波数信号１、正の周波数信号（２Ａ）、負の周波数信号（２Ｂ）、および負の周波数信号３が合成された送信信号は図１１Ｄに図示されている。

図１２は、本発明の第５実施形態による信号生成器を図示した図である。

図１２を参照すれば、信号生成器１１は、信号分配器１００、周波数変換器２００、および周波数合成器３００を含む。周波数変換器２００は、負の周波数変換部２１０、および正の周波数変換部２３０を含む。周波数合成器３００は、信号合成部３２０を含む。

信号生成器１１は、１つの基底帯域信号を正の周波数領域と負の周波数領域に各々含めて送信信号を生成することができる。信号生成器１１は、サンプリングレートを１／２に減少させるために１つの基底帯域信号伝送、すなわち単一帯域伝送をすることができる。

以下で、１つの基底帯域信号を正の周波数領域と負の周波数領域に含まれるように送信信号を生成する信号生成器１１の動作を詳細に説明する。

信号分配器１００は、１つの基底帯域信号を受信する。信号分配器１００は、受信された基底帯域信号を周波数変換器の負の周波数変換部２１０と正の周波数変換部２２０に各々出力する。

周波数変換器２００は、１つの中間周波数を基準として正の周波数領域と負の周波数領域に互いに異なる周波数帯域を有する基底帯域信号を割当てる。

正の周波数変換部２３０は、信号分配器１００から分配された基底帯域信号を１つの中間周波数を基準として負の周波数信号を生成する。正の周波数変換部２３０は、第１正の周波数変換部２３１、第２正の周波数変換部２３２を含む。第１正の周波数変換部２３１と第２正の周波数変換部２３２は、正の周波数領域内で相互間に重複しない正の周波数信号を各々生成する。

信号合成部３２０は、正の周波数信号と負の周波数信号を合成して送信信号を生成する。信号合成部３２０で生成した周波数信号は、中心周波数（ＤＣ）成分を使用しない。

本発明で提案された信号生成器１１は、図１２と同じように単一帯域伝送に活用されることもできる。

図１３は図１２に図示された信号生成器の動作による送信信号の生成を例示的に図示した図である。

送信信号の生成動作を図１２の信号生成器１１を基準として説明する。

信号分配器１００は、第１基底帯域信号を受信する。信号分配器１００は、第１基底帯域信号を第１正の周波数変換部２３１と第１負の周波数変換部２１１に各々分配する。ここで、信号分配器に受信された第１基底帯域信号１は図１３Ａに図示されている。

ここで、正の周波数信号（１Ａ）と負の周波数信号（１Ｂ）は、１つの中間周波数帯域内に含まれた信号である。

信号合成部３２０は、中心周波数を基準として正の周波数信号（１Ａ）と負の周波数信号（１Ｂ）の合成によって送信信号を生成する。ここで、正の周波数領域の信号（１Ａ）と負の周波数信号（１Ｂ）が合成された送信信号は図１３Ｄに図示されている。

それで、次に本発明の信号生成器１１に含まれた周波数変換器２００と周波数合成器３００の詳細構造を下記の図１４と図１５で説明する。この時、信号生成器１１は、２個の互いに異なる周波数帯域の信号を送信すると仮定する。

図１４は、本発明の実施形態による周波数変換器と周波数合成器を図示した図である。

図１４を参照すれば信号生成器１１は、周波数変換器２００と周波数合成器３００を含む。周波数変換器２００は、第１負の周波数変換部２１１と第１正の周波数変換部２３１を含む。周波数変換器２００に入力された第１基底帯域信号と第２基底帯域信号は互いに異なる周波数帯域の信号である。

第１負の周波数変換部２１１は、乗算器２４１、２４２、２４３、２４４と結合器２４５、２４６を含む。

ここで、第１結合器２４５と第２結合器２４６の出力は、負の周波数領域に含まれた負の周波数信号である。第１結合器２４５の出力は一例として、第１負の周波数信号であり、第２結合器２４６の出力は一例として、第２負の周波数信号である。

第１正の周波数変換部２３１は乗算器２５１、２５２、２５３、２５４と結合器２５５、２５６を含む。

ここで、第３結合器２５５と第４結合器２５６の出力は正の周波数領域に含まれた正の周波数信号である。第３結合器２５５の出力は一例として、第１正の周波数信号であり、第４結合器２５６の出力は一例として、第２正の周波数信号である。

周波数合成器３００は、第１レート整合部３１１、第２レート整合部３１２、信号合成部３２０、第１中間周波数変換部３３１、および第２中間周波数変換部３３２を含む。

第１レート整合部３１１は、第１負の周波数変換部２１１から出力される信号（第１負の周波数信号、第２負の周波数信号）間のレート整合を行う。第２レート整合部３１２は、第１正の周波数変換部２３１から出力される信号（第１正の周波数信号、第２正の周波数信号）間のレート整合を行う。

信号合成部３２０は、第５結合器３２１と第６結合器３２２を備える。

第５結合器３２１は、第１レート整合部３１１でレート整合された第１負の周波数信号から、第２レート整合部３２２から出力された第１正の周波数信号を減算する。第５結合器３２１は、第１周波数合成信号を出力する。

第６結合器３２２は、第１レート整合部３２２でレート整合された第２負の周波数信号とで第２レート整合部３２２から出力された第２正の周波数信号を加算する。第６結合器３２２は、第２周波数合成信号を出力する。

周波数合成器３００から出力された出力信号（第１中間周波数変換部３３１と第２中間周波数変換部３３２から出力された出力信号）は、第２中間周波数帯域の信号である。また、周波数合成器３００から出力された出力信号は、第１基底帯域信号が負の周波数領域に割当てられ、第２基底帯域信号が正の周波数領域に割当てられる。

図１４で図示された周波数変換器２００と周波数合成器３００の構造は下記の＜数３＞のように表すことができる。

したがって、本発明の送信装置１０は、図１４で説明した動作によって１つの周波数のみを使用する発振器（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を使用するＲＦ送信機を使用することができる。すなわち、本発明の送信装置１０は、１個のＲＦ送信機１２を使用することができる。

図１５は、本発明の他の実施形態による周波数変換器と周波数合成器を図示した図である。

図１５を参照すれば信号生成器１１は、周波数変換器２００と周波数合成器３００を含む。周波数変換器２００は、第１負の周波数変換部２１１と第１正の周波数変換部２３１を含む。

第１負の周波数変換部２１１は、第１極変調部２６１、第１コサイン変換部２６２、第１サイン変換部２６３、乗算器２６４、２６５、２６６、２６７、２７１、２７２、および結合器２６８、２６９を含む。

第１結合器２６８は、第１乗算器２６４の出力信号から第３乗算器２６６の出力信号を減算する。第２結合器２６９は、第２乗算器２６５の出力信号に第４乗算器２６７の出力信号を加算する。

ここで、第５乗算器２７１と第６乗算器２７２の出力は負の周波数領域に含まれた負の周波数信号である。第５乗算器２７１の出力は一例として、第１負の周波数信号であり、第６乗算器２７２の出力は一例として、第２負の周波数信号である。

第５乗算器２７１と６乗算器２７２の出力は周波数合成器３００に提供される。

第１正の周波数変換部２３１は、第２極変調部２８１、第２コサイン変換部２８２、第２サイン変換部２８３、乗算器２８４、２８５、２８６、２８７、２９１、２９２、および結合器２８８、２８９を備える。

第３結合器２８８は、第７乗算器２８４の出力信号から第９乗算器２８６の出力信号を減算する。第４結合器２８９は、第８乗算器２８５の出力信号に第１０乗算器２８７の出力信号を加算する。

ここで、第１１乗算器２９１と第１２乗算器２９２の出力は正の周波数領域に含まれた正の周波数信号である。第１１乗算器２９１の出力は一例として、第１正の周波数信号であり、第１２乗算器２９２の出力は一例として、第２正の周波数信号である。

第１１乗算器２９１と１２乗算器２９２の出力は、周波数合成器３００に提供される。

周波数合成器３００は、第１レート整合部３１１、第２レート整合部３１２、および信号合成部３２０を備える。

第１レート整合部３１１は、第１負の周波数変換部２１１から出力される信号（第１負の周波数信号、第２負の周波数信号）間のレート整合を行う。第２レート整合部３１２は、第１正の周波数変換部３１２から出力される信号（第１正の周波数信号、第２正の周波数信号）間のレート整合を行う。

第５結合器３２１は、第１レート整合部３２１から出力された負の周波数信号と第２レート整合部３２２から出力された正の周波数信号を加算する。

第６結合器３２２は、第２レート整合部３２２から出力された正の周波数信号から第１レート整合部３２２から出力された負の周波数信号を減算する。

周波数合成器３００から出力された出力信号（第５結合器３２１と第６結合器３２２で出力された出力信号）は第２中間周波数帯域の信号である。また、周波数合成器３００から出力された出力信号は、第１基底帯域信号が負の周波数領域に割当てられ、第２基底帯域信号が正の周波数領域に割当てられる。

図１５の周波数変換器２００に入力される基底帯域信号は＜数４＞のように表すことができる。

また、図１５で図示された周波数変換器２００と周波数合成器３００の構造は、下記の＜数５＞のように表すことができる。

したがって、本発明の送信装置１０は図１５で説明した動作によって１つの周波数のみを使用する発振器（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を使用するＲＦ送信機を使用することができる。すなわち、本発明の送信装置１０は、１個のＲＦ送信機を使用することができる。

図１６は、帯域集成の周波数帯域割当てを図示した図である。

図１６を参照すれば、帯域集成（またはスペクトラム集成（ｓｐｅｃｔｒｕｍａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ））は一例として、３ＧＰＰＬＴＥ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）等で議論されている。３ＧＰＰＬＴＥは、最大１Ｇｂｐｓの伝送速度を支援するために１００ＭＨｚ帯域幅を考慮している。

図１６Ａは、３ＧＰＰＬＴＥ通信システムで１００ＭＨｚ帯域を連続的に割当てた周波数帯域幅を示した。割当てられた周波数帯域は斜線で示した。

しかし、１００ＭＨｚ帯域の大きいサイズを有する帯域幅を図１６Ａのように連続的に割当てるのは容易ではない。これに、３ＧＰＰＬＴＥでは分散した小さい帯域幅を合わせて論理的に大きい帯域幅を支援することが議論されている。すなわち帯域集成は、物理的に連続していない複数のバンドを束ね論理的に大きい周波数帯域を支援することを意味する。

図１６Ｂは、３ＧＰＰＬＴＥ通信システムで１００ＭＨｚ帯域の連続的な割当てが不可能な場合に使用される帯域集成を表した。割当てられた周波数帯域は斜線で表した。割当てられた周波数帯域は、物理的に連続していない。

したがって、帯域集成を使用する無線通信システムは、連続していない周波数帯域各々を支援するためのＲＦ送信機を備えなければならない。しかし、本発明において提案された送信装置１０を使用すれば１つのＲＦ送信機１２を使用して信号の送信をすることができるようになる。

本発明の送信装置は、前述したような帯域集成方式を使用する無線通信システムで使用することができる。

図１７は、認知無線の周波数帯域を図示した図である。

ＴＶチャネルを使用する送信装置（認知無線（ＣＲ）機器）が隣接チャネルに引き起こす干渉を最小化するために帯域の終わりの部分にデータを送信しない非帯域幅を使用することができる。

図１８は、認知無線の周波数成形を図示した図である。

図１８を参照すれば、認知無線を使用する送信装置が使用されていないＴＶ帯域を測定し、空いている帯域に合うように信号を成形して通信することを表している。

ｘ軸は、周波数（ＭＨｚ）を表し、ｙ軸は送信電力を表し、ｚ軸は時間を表す。使用されていないＴＶ帯域が図示されている。

送信装置で使用されていないＴＶ帯域を測定して、空いている帯域を使用する方式で周波数帯域を使用する。このような不連続的な周波数帯域の信号を送信するために既存の送信装置は複数個のＲＦ送信機を備えなければならない。しかし、本発明で提案された送信装置１０を使用すれば、送信装置１０は１つのＲＦ送信機１２を使用して信号の送信ができるようになる。

本発明の送信装置１０は、前述したような認知無線方式を使用する無線通信システムで使用することができる。

図１９は、多重帯域−直交周波数分割多重方式の周波数帯域を図示した図である。

図１９を参照すれば、多重帯域−直交周波数分割多重（ＭｕｌｔｉＢａｎｄ−ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下「ＭＢ−ＯＦＤＭ」と称する）方式は、約３．１ＭＨｚ−１０．６ＭＨｚの周波数帯域を使用する。直交周波数分割多重方式は、信号の送受信に約５２８ＭＨｚの帯域幅を有する１４個のチャネルを割当て、副搬送波を有する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送方式を使用する。

第１バンドグループから第５バンドグループまでの５個のバンドグループが図示されている。第１バンドグループは、３４３２ＭＨｚの中心帯域を有する第１帯域、３９６０ＭＨｚの中心帯域を有する第２帯域、および４４８８ＭＨｚの中心帯域を有する第３帯域を含む。第２バンドグループは、５０１６ＭＨｚの中心帯域を有する第４帯域、５５４４ＭＨｚの中心帯域を有する第５帯域、および６０７２ＭＨｚの中心帯域を有する第６帯域を含む。第３バンドグループには、６６００ＭＨｚの中心帯域を有する第７帯域、７１２８ＭＨｚの中心帯域を有する第８帯域、および７６５６ＭＨｚの中心帯域を有する第９帯域を含む。第４バンドグループには、８１８４ＭＨｚの中心帯域を有する第１０帯域、８７１２ＭＨｚの中心帯域を有する第１１帯域、および９２４０ＭＨｚの中心帯域を有する第１２帯域を含む。第５バンドグループには、９７６８ＭＨｚの中心帯域を有する第１３帯域と１０２９６ＭＨｚの中心帯域を有する第１４帯域を含む。

図２０は、多重帯域−直交周波数分割多重方式の周波数成形を図示した図である。

図２０を参照すれば、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式を使用する通信システムで認知無線方式を適用したスペクトラム（電力スペクトラム密度（ＰＳＤ：ＰｏｗｅｒＳｐｅｃｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ））を図示した図である。

横軸は周波数（ＧＨｚ）を表し、縦軸は電力に対する周波数の比（電力（ｐｏｗｅｒ）／周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ））を示したグラフである。

不連続的な多重帯域信号には空いている周波数領域が存在する。一例として、３ＧＨｚ、４．５ＧＨｚ、８．２ＧＨｚ、９．４ＧＨｚに隣接した周波数帯域が空いている。このように空いている不連続的な周波数帯域を活用するために既存の送信装置は複数個のＲＦ送信機を必要とする。しかし、本発明で提案された送信装置１０を使用すれば１つのＲＦ送信機を使用して信号の送信ができるようになる。

本発明の送信装置は、前述したような認知無線方式を使用するＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムで使用することができる。

図１６ないし図２０では、送信装置と受信装置間に不連続的な周波数帯域を使用することができる無線環境を一例として図示した。このような無線環境で、本発明の送信装置は、不連続的な周波数帯域に対応される複数個のＲＦ送信機を備えなくとも１つのＲＦ送信機を使用してデータを送信することができる。

このために、本発明の送信装置は、複数個の周波数帯域に対応される基底帯域信号をあらかじめ決定された中間周波数帯域に含めて送信する。また、本発明の送信装置は、基底帯域信号を中間周波数帯域の正の周波数領域と負の周波数領域のうち１つに各々割当てる。

したがって、本発明で提案された送信装置は、複数の周波数帯域信号を送信するためのＲＦ送信機の個数を減少させることができる。さらに、本発明で提案された送信装置は、中間周波数帯域を基準として正の周波数信号または負の周波数信号のうち１つの信号を使用することで、サンプリングレートを１／２に減少させることができる。また、本発明の送信装置は、周波数の直流成分によるエラーが発生した場合、直流成分を使用しないことにともない信号送信性能を向上させることができる。

本発明で提案された送信装置は、通信システムにおいて無線信号を送信する装置、一例として、基地局、中継機、端末機などを含むことができる。

また、本発明による送信装置に対応される受信装置でも上述した送信装置に対応される構造を有するように構成することができる。この時、受信装置は、複数の周波数帯域信号復元のために１個のＲＦ受信機を備えることができる。ＲＦ受信機の後の信号復元器が中間周波数帯域に含まれた複数個の基底帯域信号を復元できる場合、受信装置は信号受信に１つのＲＦ受信機を使用することができる。

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から外れない限度内で種々の変形が可能なことは勿論である。そのため、本発明の範囲は上述した実施形態に局限されて定められてはならず、後述する特許請求範囲だけでなく、この発明の特許請求範囲と均等なもの等によって定められなければならない。

１０送信装置
１１信号生成器
１２ＲＦ送信機
２０受信装置
２１ＲＦ受信機
２２信号復元器
１００信号分配器
２００周波数変換器
２１０負の周波数変換部
２２０整合スイッチ
２３０正の周波数変換部
３００周波数合成器
３１０レート整合部
３２０信号合成器
３３０中間周波数変換部

Claims

複数の周波数帯域各々に対応される基底帯域信号各々を分配する信号分配器と、
前記分配された基底帯域信号各々を周波数帯域に応じて正の周波数信号と負の周波数信号のうち１つの信号に変換する周波数変換器と、
前記正の周波数信号と前記負の周波数信号を合成して送信信号を生成する周波数合成器とを備え、
前記正の周波数信号と前記負の周波数信号はあらかじめ設定された１つの中間周波数帯域に含まれた信号であり、
前記周波数合成器が、
前記正の周波数信号と負の周波数信号を合成する信号合成部と、
前記正の周波数信号と前記負の周波数信号を前記中間周波数帯域と異なる第２中間周波数帯域に変換する中間周波数変換器と、
を備え、
前記送信信号を無線信号に変換して送信する１つの無線送信機をさらに備え、
前記無線送信機が、前記中間周波数帯域の信号および前記第２中間周波数帯域の信号の送信を支援することを特徴とする信号送信装置。
前記周波数変換器が、
前記分配された基底帯域信号のうち、一部を正の周波数領域に含まれる正の周波数信号を生成する正の周波数変換部と、
前記分配された基底帯域信号のうち、残り一部を負の周波数領域に含まれる負の周波数信号に変換する負の周波数変換部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号送信装置。
前記信号分配器が、前記基底帯域信号各々を前記正の周波数変換部と前記負の周波数変換部のうち１つに分配することを特徴とする請求項１に記載の信号送信装置。
複数の周波数帯域各々に対応される基底帯域信号各々を分配する信号分配器と、
前記分配された基底帯域信号各々を周波数帯域に応じて正の周波数信号と負の周波数信号のうち１つの信号に変換する周波数変換器と、
前記正の周波数信号と前記負の周波数信号を合成して送信信号を生成する周波数合成器とを備え、
前記正の周波数信号と前記負の周波数信号はあらかじめ設定された１つの中間周波数帯域に含まれた信号であり、
前記周波数変換器が、
前記分配された基底帯域信号のうち、一部を正の周波数領域に含まれる正の周波数信号を生成する正の周波数変換部と、
前記分配された基底帯域信号のうち、残り一部を負の周波数領域に含まれる負の周波数信号に変換する負の周波数変換部と、
を備え、
前記信号分配器が、前記基底帯域信号のうちから１つの基底帯域信号を選択して分配し、
前記周波数変換器が、前記選択された基底帯域信号を前記周波数合成器に提供するスイッチをさらに備え、
前記周波数合成器が、
前記提供された基底帯域信号を中心周波数帯域に含まれる中心周波数信号に変換し、前記正の周波数信号、前記中心周波数信号、および前記負の周波数信号を合成する信号合成部と、
前記正の周波数信号、前記中間周波数信号、および前記負の周波数信号を前記中間周波数帯域と異なる第２中間周波数帯域に変換する中間周波数変換器とを備え、
前記中心周波数信号が、中間周波数帯域に含まれた信号であり、
前記送信信号を無線信号に変換して送信する１つの無線送信機をさらに備え、
前記無線送信機が、前記中間周波数帯域の信号および前記第２中間周波数帯域の信号の送信を支援することを特徴とする信号送信装置。
第１基底帯域信号を中間周波数帯域の負の周波数領域信号に変換するために第１サイン信号と第１コサイン信号との演算によって第１負の周波数信号と第２負の周波数信号を生成する負の周波数信号生成部と、
第２基底帯域信号を中間周波数帯域の正の周波数領域信号に変換するために第２サイン信号と第２コサイン信号との演算によって第１正の周波数信号と第２正の周波数信号を生成する正の周波数信号生成部と、
前記第１および第２負の周波数信号各々をレート整合し、前記第１および第２正の周波数信号各々をレート整合するレート整合部と、
前記レート整合された第１負の周波数信号から前記レート整合された第１正の周波数信号を減算して第１周波数合成信号を生成し、前記レート整合された第２負の周波数信号に前記レート整合された第２正の周波数信号を加算して第２周波数合成信号を生成する信号合成部と、
前記中間周波数帯域と異なる第２中間周波数帯域の信号に変換するために前記第１周波数合成信号に第３サイン信号を乗算し第１中間周波数信号を生成し、前記第１周波数合成信号に第３コサイン信号を乗算し第２中間周波数信号を生成する中間周波数変換部とを備え、
前記第１基底帯域信号と前記第２基底帯域信号が、互いに異なる周波数帯域の信号であり、
送信信号を無線信号に変換して送信する１つの無線送信機をさらに備え、
前記無線送信機が、前記中間周波数帯域の信号および前記第２中間周波数帯域の信号の送信を支援することを特徴とする信号送信装置。
前記負の周波数信号生成部が、
第１基底帯域信号の第１同位相信号に第１コサイン信号と第１サイン信号を各々乗算する第１乗算器と、
第１基底帯域信号の第１直交位相信号に前記第１サイン信号と前記第１コサイン信号を各々乗算する第２乗算器と、
前記第１コサイン信号が乗算された第１同位相信号から前記第１サイン信号が乗算された第１直交位相信号を減算して第１負の周波数信号を生成する第１結合器と、
前記第１サイン信号が乗算された第１同位相信号と前記第１コサイン信号が乗算された第１直交位相信号を加算して第２負の周波数信号を生成する第２結合器と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の信号送信装置。
前記正の周波数信号生成部が、
第２基底帯域信号の第２同位相信号に第２コサイン信号と第２サイン信号を各々乗算する第３乗算器と、
第２基底帯域信号の第２直交位相信号に前記第２サイン信号と前記第２コサイン信号を各々乗算する第４乗算器と、
前記第２コサイン信号が乗算された第２同位相信号から前記第２サイン信号が乗算された第２直交位相信号を減算して第１正の周波数信号を生成する第３結合器と、
前記第２サイン信号が乗算された第２同位相信号と前記第２コサイン信号が乗算された第２直交位相信号を加算して第２正の周波数信号を生成する第４結合器と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の信号送信装置。
送信装置の信号送信方法において、
複数の周波数帯域各々に対応される基底帯域信号各々を正の周波数領域の信号と負の周波数領域の信号のうち１つの信号に変換するステップと、
前記正の周波数領域と前記負の周波数領域の信号を合成して送信信号を生成するステップと、
前記送信信号を送信するステップと、
を含み、
前記正の周波数領域の信号と前記負の周波数領域の信号はあらかじめ設定された１つの中間周波数帯域の信号であり、
前記送信信号を生成するステップが、
前記正の周波数領域と前記負の周波数領域の信号が合成された信号を前記中間周波数帯域と異なる第２中間周波数帯域での周波数変換によって前記送信信号を生成し、
前記中間周波数帯域および前記第２中間周波数帯域が、前記送信信号を無線信号に変換して送信する１つのＲＦ送信機で支援される無線周波数帯域であることを特徴とする信号送信方法。
前記基底帯域信号のうちから選択された１つの基底帯域信号を中心周波数領域の信号に変換するステップをさらに含み、
前記中心周波数領域の信号が、前記中間周波数帯域の信号であることを特徴とする請求項８に記載の信号送信方法。