JP6026924B2 - 送信装置、受信装置、通信システム、送信方法、及び受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、受信装置、通信システム、送信方法、及び受信方法に関する。

従来、ミキサ、ＬＯ信号発振器、周波数オフセット推定器、及び復調器を備える受信装置が知られている（例えば特許文献１参照）。ミキサは、受信信号とＬＯ（Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）信号を乗算し、受信信号をベースバンド信号に周波数変換する。ＬＯ信号発振器は、所定の周波数の情報に周波数オフセット補正情報を加え、ＬＯ信号を発生する。周波数オフセット推定器は、所定の周波数の情報と受信信号の中心周波数の周波数差を推定し、周波数オフセット情報を生成する。復調器は、ベースバンド信号を復調する。

特開２０００−２２５７６号公報

特許文献１では、受信装置の低消費電力化が困難であった。

本開示は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、受信装置の消費電力を削減できる送信装置、受信装置、通信システム、送信方法、及び受信方法を提供する。

本開示の送信装置は、データ信号を変調して送信信号を生成する変調部を備え、前記変調部は、搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に、前記データ信号を割り当てて変調する送信装置であって、前記変調部は、前記データ信号に基づいて、前記第１の周波数に応じた第１の変調信号を生成し、前記第２の周波数に応じた第２の変調信号を生成する変調信号生成部と、前記変調信号生成部により生成された前記第１の変調信号と前記第２の変調信号とに応じて、前記送信信号を生成する送信信号生成部と、を備え、前記変調信号生成部は、前記データ信号が第１のデータと第２のデータのいずれかであって、前記データ信号が前記第１のデータである場合には、前記第１の周波数は第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも所定周波数高く、かつ、前記第２の周波数は第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低い、とする制御を行い、前記データ信号が前記第２のデータである場合には、前記第１の周波数は前記第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低く、かつ、前記第２の周波数は前記第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数高い、とする制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、受信装置の消費電力を削減できる。

第１の実施形態における送信装置の構成例を示すブロック図 （Ａ），（Ｂ）第１の実施形態における高周波信号の送信周波数スペクトラムの一例を示す模式図 第１の実施形態における受信装置の構成例を示すブロック図 （Ａ），（Ｂ）第１の実施形態における１つのチャネルを使用した場合の受信信号の二乗演算後の周波数スペクトラムの一例を示す模式図 （Ａ），（Ｂ）第１の実施形態における２つのチャネルを使用した場合の受信信号の二乗演算後の周波数スペクトラムの一例を示す模式図 第２の実施形態における送信装置の構成例を示すブロック図 （Ａ），（Ｂ）第２の実施形態におけるベースバンド信号の送信周波数スペクトラムの一例を示す模式図 （Ａ），（Ｂ）第２の実施形態における高周波信号の送信周波数スペクトラムの一例を示す模式図 第２の実施形態における受信装置の構成例を示すブロック図 （Ａ）〜（Ｃ）第２の実施形態におけるＬＯ信号発振器の周波数精度の低さを説明する模式図 （Ａ），（Ｂ）ＬＯ信号を用いて周波数変換された受信ＩＦ信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図 第３の実施形態における送信装置の構成例を示すブロック図 （Ａ）〜（Ｃ）従来の受信装置が受信した信号の受信周波数スペクトラムを示す模式図

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。

（本開示の一形態を得るに至った経緯）
近年、例えば機器間の状態又はセンシング情報を自立して収集するセンサ間の無線ネットワークが注目されている。この無線ネットワークは、例えば、Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ）通信を行うシステム又はセンサ無線ネットワークシステムを含む。

無線ネットワークに用いられるセンサ無線端末は、無自覚又は無拘束であるほど有効であるので、一層の小型化、軽量化、又は電池駆動による数年単位の長時間動作が求められる。特に、センサ無線端末の動作時間のみならず、センサ無線端末自体のサイズ又は重量は、電池容量に支配的である。センサ無線端末のサイズ又は重量を変更せず、動作時間を延長するためには、センサ無線端末全体の消費電力を低減することが重要となる。

センサ無線端末は、主に、マイクロコントローラ部、センサ部、パワーコントロール部、及び無線部により構成される。特に、無線部は、基地局からの制御情報を常時受信するために常時動作しており、消費電力への寄与度が大きい。センサ無線端末による受信時消費電力は、例えば数十ミリワットオーダーである。

次に、特許文献１に記載された受信装置について説明する。
特許文献１の受信装置は、アンテナ、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：低雑音増幅器）、ミキサ、ＬＯ信号発振器、フィルタ、周波数オフセット推定器、及び復調器を備える。

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、特許文献１に記載された受信装置における受信信号の周波数スペクトラムの変化を示す模式図である。

図１３（Ａ）では、アンテナにより受信した受信信号は、周波数変調されており、中心周波数が周波数ｆ_Ｃ、例えばデータ０がｆ_Ｌ＝ｆ_Ｃ−ｄｆ、例えばデータ１がｆ_Ｈ＝ｆ_Ｃ＋ｄｆである。受信信号は、ミキサにより周波数ｆ_ＬＯのＬＯ信号と乗算され、図１３（Ｂ）に示すように、ベースバンド周波数ｆ_ＢＢ＝ｆ_Ｃ−ｆ_ＬＯを中心周波数とした信号に変換される。

なお、初期状態では送信装置の基準周波数と受信周波数とが一致していない。そのため、周波数オフセット推定器により周波数オフセットｆ_ＯＦＳＴを推定し、周波数オフセットｆ_ＯＦＳＴによりＬＯ信号を補正する。これにより、図１３（Ｃ）に示すように、ｆ’_ＢＢが所望の周波数（図１３（Ｃ））となり、復調部によりデータ信号を復調していた。

特許文献１に記載された受信装置では、ミキサ、ＬＯ信号発振器、及び周波数オフセット推定器が必要となる。例えばＬＯ信号発振器を高精度に設計した場合、受信時消費電力を例えばマイクロワットオーダーとすることは困難であり、受信装置の低消費電力化が困難であった。

以下、受信装置の消費電力を削減できる送信装置、受信装置、通信システム、送信方法、及び受信方法について説明する。

以下の実施形態における送信装置及び受信装置は、例えば、機器間の状態又はセンシング情報を自立して収集するセンサ間の無線ネットワークに含まれる。この無線ネットワークは、例えば、Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ）通信を行うシステム又はセンサ無線ネットワークシステムを含む。

以下の実施形態では、例えば、送信装置及び受信装置の変調方式として、周波数変調方式（ＦＳＫ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を想定する。

周波数変調を用いる場合、例えば振幅変調と比較すると、自然現象による振幅変動（例えばフェージング）が復調特性に与える影響が小さい。また、周波数変調信号は信号電力が小さい低包絡線信号であり、送信装置おいて電力消費が大きいパワーアンプの電力効率が高い。また、受信装置においても、振幅変動が復調特性に影響しないので、受信時のゲイン制御が容易である。

以下の実施形態では、送信装置及び受信装置が図示しない通信回線により接続され、通信システムを形成する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における送信装置１０の構成例を示すブロック図である。送信装置１０は、ビット反転部１０１、周波数制御部１０２Ａ，１０２Ｂ、周波数シンセサイザ１０３Ａ，１０３Ｂ、混合器１０４、パワーアンプ１０５、及びアンテナ１０６を備える。

ビット反転部１０１、周波数制御部１０２Ａ，１０２Ｂ、周波数シンセサイザ１０３Ａ，１０３Ｂ、混合器１０４、及びパワーアンプ１０５は、データ信号を変調して送信信号を生成する変調部として機能する。

ビット反転部１０１は、データ信号を入力し、データ信号をビット反転し、反転データ信号を周波数制御部１０２Ｂに出力する。ビット反転では、例えば、データ０（データ信号が「０」）を入力した場合にはデータ１（データ信号が「１」）を出力し、データ１を入力した場合にはデータ０を出力する。

周波数制御部１０２Ａは、データ信号を入力する。周波数制御部１０２Ａは、データ信号の所定の中心周波数ｆ_ＣＡに対して、データ信号のビット情報（例えば「０」又は「１」）に応じて所定の周波数偏差ｄｆを加算又は減算することにより、周波数ｆ_ｍｏｄＡを算出する。周波数制御部１０２Ａは、周波数ｆ_ｍｏｄＡの情報を周波数シンセサイザ１０３Ａへ出力する。

例えば、入力されるデータ信号が「０」の場合、周波数ｆ_ｍｏｄＡ＝ｆ_ＣＡ−ｄｆとなり、入力されるデータ信号が「１」の場合、周波数ｆ_ｍｏｄＡ＝ｆ_ＣＡ＋ｄｆとなる。中心周波数ｆ_ＣＡのチャネルは、第１の無線通信チャネルの一例である。

周波数制御部１０２Ｂは、反転データ信号を入力する。周波数制御部１０２Ｂは、データ信号の所定の中心周波数ｆ_ＣＢに対して、反転データ信号のビット情報に応じて所定の周波数偏差ｄｆを加算又は減算することにより、周波数ｆ_ｍｏｄＢを算出する。周波数制御部１０２Ｂは、周波数ｆ_ｍｏｄＢの情報を周波数シンセサイザ１０３Ｂへ出力する。

例えば、入力される反転データ信号が「１」の場合、周波数ｆ_ｍｏｄＢ＝ｆ_ＣＢ＋ｄｆとなり、入力される反転データ信号が「０」の場合、周波数ｆ_ｍｏｄＢ＝ｆ_ＣＢ−ｄｆとなる。中心周波数ｆ_ＣＢのチャネルは、第２の無線通信チャネルの一例である。

従って、搬送波における周波数ｆ_ｍｏｄＢ＝ｆ_ＣＢ＋ｄｆと周波数ｆ_ｍｏｄＡ＝ｆ_ＣＡ−ｄｆとの差分に、データ０が付加される（割り当てられる）とも言える。周波数ｆ_ｍｏｄＢ＝ｆ_ＣＢ−ｄｆと周波数ｆ_ｍｏｄＡ＝ｆ_ＣＡ＋ｄｆとの差分に、データ１が付加されるとも言える。

周波数シンセサイザ１０３Ａは、周波数制御部１０２Ａからの周波数ｆ_ｍｏｄＡの情報を入力し、周波数ｆ_ｍｏｄＡに応じた周波数の高周波信号を出力する。周波数制御部１０２Ａは、時間経過とともに変動する（時間的に変動する）周波数ｆ_ｍｏｄＡにより周波数変調された高周波信号を、混合器１０４に出力する。周波数シンセサイザ１０３Ａは、変調信号生成部、第１変調信号生成部の一例である。周波数ｆ_ｍｏｄＡに応じた周波数の高周波信号は、第１の変調信号の一例である。

周波数シンセサイザ１０３Ｂは、周波数制御部１０２Ｂからの周波数ｆ_ｍｏｄＢの情報を入力し、周波数ｆ_ｍｏｄＢに応じた周波数の高周波信号を出力する。周波数制御部１０２Ｂは、時間的に変動する周波数ｆ_ｍｏｄＢにより周波数変調された高周波信号を混合器１０４に出力する。周波数シンセサイザ１０３Ｂは、変調信号生成部、第２変調信号生成部の一例である。周波数ｆ_ｍｏｄＢに応じた周波数の高周波信号は、第２の変調信号の一例である。

周波数シンセサイザ１０３Ａ，１０３Ｂの方式は、例えば、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）方式である。

混合器１０４は、周波数シンセサイザ１０３Ａ，１０３Ｂからの２つの高周波信号を入力し、２つの高周波信号の合成信号をパワーアンプ１０５へ出力する。

パワーアンプ１０５は、混合器１０４からの合成信号を入力し、所定の利得に応じて増幅された高周波信号をアンテナ１０６に出力する。

アンテナ１０６は、パワーアンプ１０５からの増幅された高周波信号を入力し、高周波数信号を無線信号として送信する。無線信号は、送信信号の一例である。

２つの周波数シンセサイザ１０３Ａ，１０３Ｂを用いることにより、中心周波数が周波数ｆ_ＣＡ，ｆ_ＣＢの２つの無線チャネルにおいて、それぞれの中心周波数からの周波数偏差がｄｆである２つの周波数変調信号を同時に発生させることが可能となる。

図２（Ａ）はデータ０の場合の送信周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。図２（Ｂ）はデータ１の場合の送信周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。

図２（Ａ）では、データ０の場合、周波数スペクトラムは周波数ｆ_ＣＡ−ｄｆと周波数ｆ_ＣＢ＋ｄｆとに存在し、２つの周波数差はｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ＋２＊ｄｆとなる。図２（Ｂ）より、データ１の場合、周波数スペクトラムは周波数ｆ_ＣＡ＋ｄｆと周波数ｆ_ＣＢ−ｄｆとに存在し、２つの周波数差はｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ−２＊ｄｆとなる。

なお、中心周波数ｆ_ＣＡは、中心周波数ｆ_ＣＢより高周波であってもよい。この場合、中心周波数差はｆ_ＣＡ−ｆ_ＣＢとなる。

図３は、第１の実施形態における受信装置２０の構成例を示すブロック図である。

受信装置２０は、アンテナ３０１、ＬＮＡ３０２、二乗演算部３０３、フィルタ３０４、及び復調部３０５を備える。

ＬＮＡ３０２、二乗演算部３０３、フィルタ３０４、及び復調部３０５は、受信信号を復調してデータ信号を取得する復調部としての機能を有する。

アンテナ３０１は、空中に送信された無線信号を受信し、受信信号をＬＮＡ３０２に出力する。受信信号にはデータ信号が含まれる。

ＬＮＡ３０２は、アンテナ３０１からの受信信号を入力し、所定の利得値に応じて信号を増幅し、増幅信号を二乗演算部３０３に出力する。

二乗演算部３０３は、ＬＮＡ３０２からの増幅信号を入力し、増幅信号の二乗を算出し、二乗信号をフィルタ３０４に出力する。二乗演算部３０３は、相互変調成分導出部の一例である。

二乗演算部３０３は、１つの中心周波数がｆ_Ｃの１つの無線チャネルにおいて周波数偏差ｄｆにより変調された周波数変調信号（増幅信号）を二乗した場合、以下の（式１）に示す二乗信号を導出する。

ｃｏｓ^２（２＊π＊（ｆ_Ｃ±ｄｆ）＊ｔ）
＝（１＋ｃｏｓ（２＊π＊２＊（ｆ_Ｃ±ｄｆ）＊ｔ））／２ ・・・（式１）
なお、アスタリスク「＊」は乗算を示す。

データ信号が「０」の場合には図４（Ａ）、データ信号が「１」の場合には図４（Ｂ）に示すように、二乗信号として直流成分及び高調波成分が現れる。従って、ベースバンド近傍には直流成分以外の成分が現れないので、周波数変調信号（データ信号「１」又は「０」）を識別できない。

二乗演算部３０３は、送信装置１０により発生する中心周波数がｆ_ＣＡ，ｆ_ＣＢの２つの無線チャネルにおいて周波数偏差ｄｆにより変調された２つの周波数変調信号を二乗した場合、直流成分、２倍高調波成分、及び相互変調成分を含む二乗信号を導出する。例えば、二乗演算部３０３は、図２（Ａ）に示した周波数ｆ_ＣＡ−ｄｆ，ｆ_ＣＢ＋ｄｆの合成信号（増幅信号）を二乗した場合、以下の（式２）に示す二乗信号を導出する。

｛ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＡ−ｄｆ）＊ｔ）＋ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ＋ｄｆ）＊ｔ）｝^２
＝ｃｏｓ^２（２＊π＊（ｆ_ＣＡ−ｄｆ）＊ｔ）
＋２ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＡ−ｄｆ）＊ｔ）ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ＋ｄｆ）＊ｔ）
＋ｃｏｓ^２（２＊π＊（ｆ_ＣＢ＋ｄｆ）＊ｔ）
＝ｃｏｓ^２（２＊π＊（ｆ_ＣＡ−ｄｆ）＊ｔ）
＋ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ＋２＊ｄｆ）＊ｔ）
＋ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＡ＋ｆ_ＣＢ＋２＊ｄｆ）＊ｔ）
＋ｃｏｓ^２（２＊π＊（ｆ_ＣＢ＋ｄｆ）＊ｔ）
＝１＋ｃｏｓ（２＊π＊２＊（ｆ_ＣＡ−ｄｆ）＊ｔ）／２
＋ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ＋２＊ｄｆ）＊ｔ）
＋ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＡ＋ｆ_ＣＢ＋２＊ｄｆ）＊ｔ）
＋ｃｏｓ（２＊π＊２＊（ｆ_ＣＢ＋ｄｆ）＊ｔ）／２ ・・・（式２）

つまり、図５（Ａ）に示すように、周波数ｆ_ＣＡ＋ｄｆ，ｆ_ＣＢ−ｄｆの合成信号を二乗した二乗信号から、直流成分及び２倍高調波成分を除くと、ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ＋２＊ｄｆ）＊ｔ）の成分が残る。ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ＋２＊ｄｆ）＊ｔ）は、相互変調成分である。

同様に、図５（Ｂ）に示すように、周波数ｆ_ＣＡ＋ｄｆ，ｆ_ＣＢ−ｄｆの合成信号を二乗した二乗信号から、直流成分及び２倍高調波成分を除くと、ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ−２＊ｄｆ）＊ｔ）が残る。ｃｏｓ（２＊π＊（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ−２＊ｄｆ）＊ｔ）は、相互変調成分である。

従って、二乗信号の相互変調成分（相互変調信号）に着目すると、中心周波数ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ、周波数偏差２＊ｄｆにより周波数変調された信号と捉えることが可能となる。

従来のミキサを用いた周波数変換では、送信側と受信側との基準周波数が異なるので、周波数オフセットが発生する。一方、受信装置２０により復調される相互変調信号の中心周波数は、周波数ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡであり、送信装置１０により発生する２つの無線チャネルの中心周波数差である。この中心周波数差は、同じ送信装置１０により信号が生成される場合、一定となる。従って、送信装置１０及び受信装置２０における周波数ずれが発生せず、周波数オフセット推定を省略できる。

二乗演算部３０３は、振幅変調（例えばＯＯＫ：Ｏｎ Ｏｆｆ ｋｅｙｉｎｇ）方式に用いられる包絡線検波部に相当し、低消費電力により動作できる。

フィルタ３０４は、二乗演算部３０３からの二乗信号を入力する。フィルタ３０４は、二乗信号の相互変調成分が発生する周波数帯域を通過させるよう、二乗信号をフィルタリングし、帯域制限信号を復調部３０５に出力する。相互変調成分が発生する周波数帯域とは、中心周波数ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ、帯域幅２＊ｄｆ以上の周波数帯域である。

復調部３０５は、フィルタ３０４からの帯域制限信号を入力する。復調部３０５は、中心周波数ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ、周波数偏差２＊ｄｆの帯域制限信号に対する復調動作をすることにより、データ信号を復調する。つまり、復調部３０５の復調対象は、送信装置１０の変調パラメータとしての中心周波数ｆ_ＣＡ又はｆ_ＣＢ、周波数偏差ｄｆの周波数変調信号とは異なる。復調部３０５は、相互変調成分復調部の一例である。

このように、送信装置１０は、２つの無線チャネルのうち、一方の無線チャネルのデータ信号と、他方の無線チャネルのデータ信号が反転された反転データ信号と、を周波数変調し、高周波信号を送信する。

送信装置１０によれば、データ信号を２つの周波数の周波数差に割り当てるので、受信装置２０において、二乗演算による相互変調成分を用いて復調できる。従って、受信装置２０において、低消費電力化が困難なＬＯ信号発振器を備える必要がなく、高周波信号を復調する受信装置２０の消費電力を削減できる。

また、２つの無線チャネルにおけるデータ信号及び反転データ信号を用いることで、受信装置２０において、直流成分、高調波成分とは別に、相互変調成分が出現させることができる。周波数変調の場合、信号振幅に差がないので、直流成分を用いてデータ信号のビット情報を識別できないが、相互変調成分を用いることによりビット情報を識別できる。高調波成分を用いて復調する場合、受信装置２０の回路規模が大きくなるが、相互変調成分を用いることにより、高周波よりも低い周波数帯において復調できるので、回路規模の増大を防止できる。

また、受信装置２０において相互変調成分を用いて復調することにより、送信装置１０及び受信装置２０間の周波数オフセットが発生しないので、周波数オフセット推定が不要となり、更に消費電力を削減できる。

また、受信装置２０は、２つの無線チャネルのうち一方の無線チャネルのデータ信号と他方の無線チャネルの反転データ信号とを周波数変調した信号に対して、二乗演算することにより発生する相互変調成分を復調する。この場合、包絡線検波方式に代表される低電力により実現可能な二乗演算部３０３により周波数変換する。

受信装置２０によれば、受信信号が２つの周波数の周波数差に割り当てられたデータ信号を含むので、受信信号に基づく相互変調成分を発生できる。相互変調成分を用いて復調することにより、低消費電力化が困難なＬＯ信号発振器が不要であり、周波数変調信号を復調する受信装置２０の消費電力を削減できる。また、相互変調成分を用いて復調することにより、送信装置１０及び受信装置２０間の周波数オフセットが発生しないので、周波数オフセット推定が不要となり、更に消費電力を削減できる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態における送信装置１０Ｂの構成例を示すブロック図である。送信装置１０Ｂは、周波数変調部６０１、ミキサ６０２、周波数シンセサイザ６０３、パワーアンプ６０４、及びアンテナ６０５を備える。

周波数変調部６０１は、データ信号を入力し、データ信号に応じて中心周波数（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ）／２、周波数偏差ｄｆの周波数変調信号を導出する。周波数変調部６０１は、導出された周波数変調信号の複素信号における実数軸信号を送信Ｉ信号として出力し、この複素信号における虚数軸信号を送信Ｑ信号として出力する。

周波数シンセサイザ６０３は、所定の周波数の情報を入力し、所定の周波数のトーン信号であるＬＯ信号を発生させ、ＬＯ信号をミキサ６０２に出力する。

ミキサ６０２は、周波数変調部６０１からの送信Ｉ信号と周波数シンセサイザ６０３からのＬＯ信号とを入力する。ミキサ６０２は、送信Ｉ信号とＬＯ信号とを乗算することにより、高周波信号をパワーアンプ６０４に出力する。

ここで、送信装置１０Ｂは、送信Ｑ信号を意図的に用いない。送信Ｑ信号を含まない周波数変調信号は、ＩＱ平面における実数軸上を振動するので、ＩＱ平面を通常回転する周波数成分の他に、逆回転する周波数成分が存在する。つまり、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、周波数変調信号の周波数スペクトラムは、正の周波数成分の他に、負の周波数成分を有する。負の周波数成分は、正の周波数成分の周波数位置と原点対称の位置に存在する。負の周波数成分の振幅は、正の周波数成分の振幅と同一である。

図７（Ａ）では、周波数変調信号の周波数成分が（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ）／２＋ｄｆを含む場合、周波数［−（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ）／２−ｄｆ］の位置に、負の周波数成分が発生する。図７（Ａ）は、例えばデータ信号がデータ０の場合を示す。

また、図７（Ｂ）では、周波数変調信号の周波数成分が（ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ）／２−ｄｆを含む場合、周波数［−（ｆ_ｃＢ−ｆ_ｃＡ）／２＋ｄｆ］の位置に、負の周波数成分が発生する。図７（Ｂ）は、例えばデータ信号がデータ１の場合を示す。

なお、送信Ｑ信号を用いて、送信Ｉ信号を用いなくてもよい。

ミキサ６０２は、送信Ｉ信号、つまり正及び負の周波数成分を有する周波数変調信号を周波数変換し、高周波信号を導出する。図７（Ａ）に示した周波数変調信号の場合、図８（Ａ）に示す周波数ｆ_ＣＡ−ｄｆ，ｆ_ＣＢ＋ｄｆ，の位置に、高周波信号の周波数スペクトラムが発生する。例えば、周波数ｆ_ＣＡ−ｄｆの成分を含む高周波信号は、第１の変調信号の一例であり、周波数ｆ_ＣＢ＋ｄｆの成分を含む高周波信号は、第２の変調信号の一例である。また、図７（Ｂ）に示す周波数変調信号の場合、図８（Ｂ）に示す周波数ｆ_ＣＢ＋ｄｆ，ｆ_ＣＢ−ｄｆの位置に、高周波信号の周波数スペクトラムが発生する。即ち、ミキサ６０２は、周波数変調信号に（ｆ_ＣＡ＋ｆ_ＣＢ）／２を乗算して周波数変換し、高周波信号を得る。

従って、周波数ｆ_ＣＢ＋ｄｆと周波数ｆ_ＣＡ−ｄｆとの差分に、例えばデータ０が付加されるとも言える。周波数ｆ_ＣＢ−ｄｆと周波数ｆ_ＣＡ＋ｄｆとの差分に、データ１が付加されるとも言える。

パワーアンプ６０４は、ミキサ６０２からの高周波信号を入力し、所定の利得に応じて増幅し、増幅された高周波信号をアンテナ６０５に出力する。

アンテナ６０５は、パワーアンプ６０４からの増幅された高周波信号を入力し、高周波信号を無線信号として送信する。

図９は、第２の実施形態における受信装置２０Ｂの構成例を示すブロック図である。受信装置２０Ｂは、アンテナ９０１、ミキサ９０２、ＬＯ信号発振器９０３、ＩＦ−ＬＮＡ９０４、二乗演算部９０５、フィルタ９０６、及び復調部９０７を備える。

アンテナ９０１は、空中に送信された無線信号を受信し、受信信号をミキサ９０２に出力する。

ＬＯ信号発振器９０３は、所定の周波数の情報を入力し、所定の周波数のトーン信号であるＬＯ信号（局部発振信号）を発生させ、ＬＯ信号をミキサ９０２に出力する。

なお、ＬＯ信号発振器９０３により発生させるＬＯ信号の周波数精度は数％であり、通常求められる周波数精度の数〜数十ｐｐｍと比べて低い。従って、ＬＯ信号発振器９０３は、マイクロワットオーダーの低消費電力により動作できる。

ミキサ９０２は、アンテナ９０１からの受信信号とＬＯ信号発振器９０３からのＬＯ信号を入力する。ミキサ９０２は、受信信号とＬＯ信号とを乗算することにより、高周波信号である受信信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：中間周波数）帯信号に周波数変換し、受信ＩＦ信号をＩＦ−ＬＮＡ９０４に出力する。この中間周波数帯域は、所定周波数帯域の一例である。

ＩＦ−ＬＮＡ９０４は、ミキサ９０２からの受信ＩＦ信号を入力し、所定の利得値に応じて受信ＩＦ信号を増幅し、増幅ＩＦ信号を二乗演算部９０５に出力する。受信信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｅｎｃｙ）帯（高周波帯）ではなくＩＦ帯において増幅することにより、低消費電力により信号を増幅できる。

二乗演算部９０５は、ＩＦ−ＬＮＡ９０４からの増幅ＩＦ信号を入力し、増幅ＩＦ信号の二乗を導出し、二乗信号をフィルタ９０６に出力する。

フィルタ９０６は、二乗演算部９０５からの二乗信号を入力し、二乗信号の相互変調成分が発生する周波数帯域を通過させるよう二乗信号をフィルタリングし、帯域制限信号を復調部９０７に出力する。相互変調成分が発生する周波数帯域とは、中心周波数ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ、帯域幅２＊ｄｆ以上の周波数帯域である。

復調部９０７は、フィルタ９０６からの帯域制限信号を入力する。復調部９０７は、中心周波数ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ、周波数偏差２＊ｄｆの帯域制限信号に対する復調動作をすることにより、データ信号を復調する。つまり、復調部９０７の復調対象は、送信装置１０Ｂの変調パラメータとしての中心周波数ｆ_ＣＡ又はｆ_ＣＢ、周波数偏差ｄｆの周波数変調信号とは異なる。

次に、一般的な受信装置による復調について説明する。

ＬＯ信号発振器が発生するＬＯ信号は周波数精度が低いので、中心周波数は安定しない不確定な状態となる。例えば、図１０（Ａ）では、ＬＯ信号の周波数ｆ_ＬＯは、時間経過に伴ってｆ_ＬＯ→ｆ’_ＬＯ→ｆ’’_ＬＯと変化する可能性があり、周波数偏差ｄｆを超えて変化する可能性がある。従って、ＬＯ信号により周波数変換された受信信号は、図１０（Ｂ）に示すように、中心周波数ｆ_ＩＦが時間経過に伴って変動する可能性がある。

図１０（Ｃ）は、ＩＦ帯の中心周波数が２つの周波数ｆ_ＩＦ，ｆ’’_ＩＦとなり、２つの周波数差がｆ_ＩＦ−ｆ’’_ＩＦ＝２＊ｄｆとなる場合の、受信ＩＦ信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。

図１０（Ｃ）では、データ０を表す周波数偏差が−ｄｆとなる信号が、ＩＦ帯の中心周波数が周波数ｆ_ＩＦに変換された場合の周波数成分ｆ_ＩＦ−ｄｆが示されている。また、図１０（Ｃ）では、データ１を表す周波数偏差が＋ｄｆとなる信号が、ＩＦ帯の中心周波数が周波数ｆ’’_ＩＦに変換された場合の周波数成分ｆ’’_ＩＦ−ｄｆが示されている。図１０（Ｃ）では、周波数成分ｆ_ＩＦ−ｄｆ，ｆ’’_ＩＦ−ｄｆは、一致する。この場合、復調部は、データ信号を正しく復調できない。

このように、ＬＯ信号発振器は、周波数精度が低く、２つのチャネルの周波数成分が重複して復調精度が劣化することがあるので、高い周波数精度のＬＯ信号を用いることが多い。この場合、受信装置は消費電力が増加する。

次に、受信装置２０Ｂによる復調について説明する。

受信装置２０Ｂは、中心周波数が周波数ｆ_ＣＡ，ｆ_ＣＢである２つの無線チャネルにおいて、周波数偏差がｄｆである２つの周波数変調信号を含む無線信号を受信する。また、受信装置２０Ｂは、周波数精度が低いＬＯ信号により受信信号を受信ＩＦ信号に周波数変換する。

図１１（Ａ）は、ＬＯ信号ｆ_ＬＯを用いて周波数変換された受信ＩＦ信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。図１１（Ａ）では、便宜上４つの周波数スペクトラムが描かれているが、実際には、周波数ｆ_ＣＡ＋ｆ_ＩＦ−ｄｆ及び周波数ｆ_ＣＢ＋ｆ_ＩＦ＋ｄｆ、又は、周波数ｆ_ＣＡ＋ｆ_ＩＦ＋ｄｆ及び周波数ｆ_ＣＢ＋ｆ_ＩＦ−ｄｆ、の２つの周波数成分が存在する。

また、図１１（Ｂ）は、ＬＯ信号ｆ’’_ＬＯを用いて周波数変換された受信ＩＦ信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。

図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、絶対的な受信ＩＦ信号の周波数はＬＯ信号によって決まるが、２つのチャネルの中心周波数の周波数差は、ＩＦ帯に周波数変換する前の周波数差（ｆ_ｃＢ−ｆ_ｃＡ）と同じである。従って、二乗演算部９０５が受信ＩＦ信号を二乗することにより発生する相互変調成分は、中心周波数ｆ_ＣＢ−ｆ_ＣＡ、周波数偏差２＊ｄｆにより周波数変調された受信ＩＦ信号と捉えられる。更に、ＬＯ信号の時間変化によらず、常に同じ周波数に相互変調成分が発生する。

従って、受信装置２０Ｂは、周波数精度が低いＬＯ信号発振器９０３を備えるが、常に同じ周波数に相互変調成分が発生するので、相互変調成分を復調することにより、復調精度の低下を防止できる。

このように、送信装置１０Ｂは、送信Ｉ信号及び送信Ｑ信号のいずれか一方を用いることにより、特別に２つ目のチャネルを設けることなく、送信Ｉ信号の正側の周波数成分に対応する負側の周波数成分を生成する。この２つの周波数成分を周波数変換することにより、中心周波数が周波数ｆ_ＣＡ，ｆ_ＣＢの２つの無線チャネルにおいて、周波数偏差がｄｆである２つの周波数変調信号を発生させる。

送信装置１０Ｂによれば、データ信号１つに対して２つのデータ信号を作成し、２つ目のチャネルを設けるための機能ブロックが不要であるので、送信装置１０Ｂの処理負荷を低減できる。また、２つのチャネルの周波数成分を用いて周波数変調信号を生成するので、受信装置２０Ｂにおいて相互変調成分を用いて高精度に復調できる。

また、受信装置２０Ｂは、ＬＯ信号発振器９０３とミキサ９０２とを用いて、受信信号（ＲＦ帯信号）をＩＦ帯信号に周波数変換する。これにより、ＩＦ帯において低消費電力により信号を増幅し、受信信号のＳＮ比を改善できる。

また、受信装置２０Ｂは、増幅ＩＦ信号を二乗することにより発生する相互変調成分を復調する。この場合、包絡線検波方式に代表される低電力により実現可能な二乗演算部９０５により発生する相互変調成分を復調する。これにより、周波数精度の低いＬＯ信号発振器９０３の影響を排除して周波数変換でき、周波数変調信号を復調するための受信装置２０Ｂの消費電力を削減できる。

なお、本実施形態の受信装置は、受信装置２０Ｂではなく、第１の実施形態において説明した受信装置２０でもよい。

なお、受信装置２０Ｂを、第１の実施形態における受信装置に適用してもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、例えば、ＯＦＤＭ変調方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重方式）を採用する。

図１２は、第３の実施形態における送信装置１０Ｃの構成例を示すブロック図である。送信装置１０Ｃは、データマップ部１２０１及びＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ逆変換）部１２０２を備える。また、送信装置１０Ｃは、ミキサ１２０３Ａ，１２０３Ｂ、周波数シンセサイザ１２０４、９０度移相器１２０５、混合器１２０６、パワーアンプ１２０７、及びアンテナ１２０８を備える。

データマップ部１２０１は、データ信号を入力し、データ信号に応じて２つのサブキャリアへ信号を配置し、サブキャリア情報をＩＦＦＴ部へ出力する。例えば、データ信号が「０」の場合、周波数ｆ_ＣＡ−ｄｆ，ｆ_ＣＢ＋ｄｆのサブキャリアの振幅を「１」とし、他のサブキャリアの振幅を「０」とする。また、例えば、データ信号が「１」の場合、周波数ｆ_ＣＡ＋ｄｆ，ｆ_ＣＢ−ｄｆのサブキャリアの振幅を「１」とし、他のサブキャリアの振幅を「０」とする。

つまり、データマップ部１２０１は、第１の実施形態の周波数変調に用いる周波数と同じ周波数位置のサブキャリアに、データ信号をマッピングする。また、周波数ｆ_ｍｏｄＢ＝ｆ_ＣＢ＋ｄｆと周波数ｆ_ｍｏｄＡ＝ｆ_ＣＡ−ｄｆとの差分に、データ０が付加されるとも言える。周波数ｆ_ｍｏｄＢ＝ｆ_ＣＢ−ｄｆと周波数ｆ_ｍｏｄＡ＝ｆ_ＣＡ＋ｄｆとの差分に、データ１が付加されるとも言える。

ＩＦＦＴ部１２０２は、データマップ部１２０１からのサブキャリア情報を入力する。ＩＦＦＴ部１２０２は、サブキャリア情報に対してＩＦＦＴすることより、周波数軸信号であるサブキャリア情報を、時間軸信号であるベースバンド複素信号に変換する。ＩＦＦＴ部１２０２は、ベースバンド複素信号における実数軸信号を送信Ｉ信号として、ミキサ１２０３Ａに出力する。ＩＦＦＴ部１２０２は、ベースバンド複素信号における虚数軸信号を送信Ｑ信号として、ミキサ１２０３Ｂへ出力する。送信Ｉ信号は、第１の変調信号の一例であり、送信Ｑ信号は、第２の変調信号の一例である。

周波数シンセサイザ１２０４は、所定の周波数の情報を入力し、所定の周波数のトーン信号であるＬＯ信号を発生させ、ＬＯ信号をミキサ１２０３Ａ及び９０度移相器１２０５に出力する。

９０度移相器１２０５は、周波数シンセサイザ１２０４からのＬＯ信号を入力する。９０度移相器１２０５は、ＬＯ信号に対して９０度位相差の信号である９０度位相差ＬＯ信号を発生させ、９０度位相差ＬＯ信号をミキサ１２０３Ｂに出力する。

ミキサ１２０３Ａは、ＩＦＦＴ部１２０２からの送信Ｉ信号と周波数シンセサイザ１２０４からのＬＯ信号とを入力し、送信Ｉ信号とＬＯ信号とを乗算することにより、高周波Ｉ信号を混合器１２０６に出力する。

ミキサ１２０３Ｂは、ＩＦＦＴ部１２０２からの送信Ｑ信号と９０度移相器１２０５からの９０度位相差ＬＯ信号とを入力し、送信Ｑ信号と９０度位相差ＬＯ信号とを乗算することにより、高周波Ｑ信号を混合器１２０６に出力する。

混合器１２０６は、ミキサ１２０３Ａからの高周波Ｉ信号とミキサ１２０３Ｂからの高周波Ｑ信号とを入力し、高周波Ｉ信号と高周波Ｑ信号との合成信号をパワーアンプ１２０７へ出力する。

パワーアンプ１２０７は、混合器１２０６からの合成信号を入力し、所定の利得に応じて増幅し、増幅された高周波信号をアンテナ１２０８に出力する。

アンテナ１２０８は、パワーアンプ１２０７からの増幅された高周波信号を入力し、高周波信号を無線信号として送信する。

本実施形態の受信装置は、先に説明した受信装置２０又は受信装置２０Ｂと同様であるので、説明を省略する。

このように、送信装置１０Ｃは、２つの無線チャネルにおいて反転されていないデータ信号が乗せられるサブキャリア及び反転されたデータ信号が乗せられるサブキャリアに信号を乗せ、周波数変換して、高周波信号を送信する。この場合、ＩＦＦＴを用いることにより、中心周波数が周波数ｆ_ＣＡ、ｆ_ＣＢの２つの無線チャネルにおいて、周波数偏差がｄｆである２つの周波数変調信号を発生させる。

送信装置１０Ｃによれば、受信装置２０において、二乗演算による相互変調成分を用いて復調できる。従って、受信装置２０において、低消費電力化が困難なＬＯ信号発振器を備える必要がなく、高周波信号を復調する受信装置２０の消費電力を削減できる。また、受信装置２０において、相互変調成分を用いて復調することにより、送信装置１０及び受信装置２０間の周波数オフセットが発生しないので、周波数オフセット推定が不要となり、更に消費電力を削減できる。

なお、受信装置２０Ｂの場合には、第２の実施形態において説明した効果が得られる。

各実施形態における送信装置又は受信装置によれば、周波数変調信号を復調する受信装置の消費電力を低減できる。また、送信装置又は受信装置を含むセンサ無線ネットワークシステムを省電力化できる。

本開示は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であれば、どのようなものであっても適用可能である。

上記実施形態では、本開示をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

また、上記実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしてもよいし、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称してもよい。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。例えば、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続、又は、設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

（本開示の一形態の概要）
本開示の第１の送信装置は、
データ信号を変調して送信信号を生成する変調部を備え、
前記変調部は、搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に、前記データ信号を割り当てて変調する。

本開示の第２の送信装置は、第１の送信装置であって、
前記変調部は、
前記データ信号に基づいて、前記第１の周波数に応じた第１の変調信号を生成し、前記第２の周波数に応じた第２の変調信号を生成する変調信号生成部と、
前記変調信号生成部により生成された前記第１の変調信号と前記第２の変調信号とに応じて、前記送信信号を生成する送信信号生成部と、
を備え、
前記第１の周波数は第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも所定周波数高く、かつ、前記第２の周波数は第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低い、又は、前記第１の周波数は前記第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低く、かつ、前記第２の周波数は前記第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数高い。

本開示の第３の送信装置は、第２の送信装置であって、
前記変調信号生成部は、
前記データ信号に応じて、前記第１の周波数を用いて周波数変調し、前記第１の変調信号を生成する第１変調信号生成部と、
前記データ信号が反転された反転データ信号に応じて、前記第２の周波数を用いて周波数変調し、前記第２の変調信号を生成する第２変調信号生成部と、
を備える。

本開示の第４の送信装置は、第２の送信装置であって、
前記変調信号生成部は、前記データ信号が周波数変調された信号に対応する複素信号におけるＩ信号及びＱ信号のいずれか一方の正の周波数成分を用いて周波数変調し、前記第１の変調信号を生成し、前記Ｉ信号及びＱ信号のいずれか一方の負の周波数成分を用いて周波数変調し、前記第２の変調信号を生成する送信装置。

本開示の第５の送信装置は、第２の送信装置であって、
前記変調信号生成部は、前記第１の周波数に位置する第１のサブキャリアを用いて、前記第１の変調信号を生成し、前記第２の周波数に位置する第２のサブキャリアを用いて、前記第２の変調信号を生成する送信装置。

本開示の第６の受信装置は、受信信号を復調してデータ信号を取得する復調部を備え、
前記復調部は、搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に前記データ信号が割り当てられた前記受信信号を復調する。

本開示の第７の受信装置は、第６の受信装置であって、
前記復調部は、
前記受信信号が二乗された二乗信号の相互変調成分を導出する相互変調成分導出部と、
前記二乗信号の相互変調成分を復調する相互変調成分復調部と、
を備える。

本開示の第８の受信装置は、第７の受信装置であって、
前記相互変調成分導出部は、前記受信信号を二乗する二乗演算部を含む。

本開示の第９の受信装置は、第７又は第８の受信装置であって、
局部発振信号を生成する局部発振部と、
前記受信信号と前記局部発振信号とに基づいて、所定周波数帯域の信号に周波数変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部により周波数変換された前記所定周波数帯域の信号を増幅する増幅部と
を備え、
前記相互変調成分導出部は、前記増幅部により増幅された前記所定周波数帯域の信号が二乗された前記二乗信号の相互変調成分を導出する。

本開示の第１０の通信システムは、
搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差にデータ信号を割り当てて変調することにより、送信信号を生成し、前記送信信号を送信する送信装置と、
前記送信信号を受信して復調し、前記データ信号を取得する受信装置と、
を備える。

本開示の第１１の送信方法は、
送信装置における送信方法であって、
データ信号を変調して送信信号を生成する変調ステップを有し、
前記変調ステップでは、搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に、前記データ信号を割り当てて変調する。

本開示の第１２の受信方法は、
受信装置における受信方法であって、
受信信号を復調してデータ信号を取得する復調ステップを有し、
前記復調ステップでは、搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に前記データ信号が割り当てられた前記受信信号を復調する。

本発明は、受信装置の消費電力を削減できる送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法等に有用である。

１０，１０Ｂ，１０Ｃ 送信装置
２０，２０Ｂ 受信装置
１０１ ビット反転部
１０２Ａ，１０２Ｂ 周波数制御部
１０３Ａ，１０３Ｂ 周波数シンセサイザ
１０４ 混合器
１０５ パワーアンプ
１０６ アンテナ
３０１ アンテナ
３０２ ＬＮＡ
３０３ 二乗演算部
３０４ フィルタ
３０５ 復調部
６０１ 周波数変調部
６０２ ミキサ
６０３ 周波数シンセサイザ
６０４ パワーアンプ
６０５ アンテナ
９０１ アンテナ
９０２ ミキサ
９０３ ＬＯ信号発振器
９０４ ＩＦ−ＬＮＡ
９０５ 二乗演算部
９０６ フィルタ
９０７ 復調部
１２０１ データマップ部
１２０２ ＩＦＦＴ部
１２０３Ａ，１２０３Ｂ ミキサ
１２０４ 周波数シンセサイザ
１２０５ ９０度移相器
１２０６ 混合器
１２０７ パワーアンプ
１２０８ アンテナ

Claims (10)

1. データ信号を変調して送信信号を生成する変調部を備え、
   前記変調部は、搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に、前記データ信号を割り当てて変調する送信装置であって、
   前記変調部は、
   前記データ信号に基づいて、前記第１の周波数に応じた第１の変調信号を生成し、前記第２の周波数に応じた第２の変調信号を生成する変調信号生成部と、
   前記変調信号生成部により生成された前記第１の変調信号と前記第２の変調信号とに応じて、前記送信信号を生成する送信信号生成部と、
   を備え、
   前記変調信号生成部は、前記データ信号が第１のデータと第２のデータのいずれかであって、
   前記データ信号が前記第１のデータである場合には、前記第１の周波数は第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも所定周波数高く、かつ、前記第２の周波数は第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低い、とする制御を行い、
   前記データ信号が前記第２のデータである場合には、前記第１の周波数は前記第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低く、かつ、前記第２の周波数は前記第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数高い、とする制御を行うことを特徴とする、送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置であって、
   前記変調信号生成部は、
   前記データ信号に応じて、前記第１の周波数を用いて周波数変調し、前記第１の変調信号を生成する第１変調信号生成部と、
   前記データ信号が反転された反転データ信号に応じて、前記第２の周波数を用いて周波数変調し、前記第２の変調信号を生成する第２変調信号生成部と、
   を備える送信装置。
3. 請求項１に記載の送信装置であって、
   前記変調信号生成部は、前記データ信号が周波数変調された信号に対応する複素信号におけるＩ信号及びＱ信号のいずれか一方の正の周波数成分を用いて周波数変調し、前記第１の変調信号を生成し、前記Ｉ信号及びＱ信号のいずれか一方の負の周波数成分を用いて周波数変調し、前記第２の変調信号を生成する送信装置。
4. 請求項１に記載の送信装置であって、
   前記変調信号生成部は、前記第１の周波数に位置する第１のサブキャリアを用いて、前記第１の変調信号を生成し、前記第２の周波数に位置する第２のサブキャリアを用いて、前記第２の変調信号を生成する送信装置。
5. 受信信号を復調してデータ信号を取得する復調部を備え、
   前記復調部は、搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に前記データ信号が割り当てられた前記受信信号を復調する受信装置であって、
   前記復調部は、
   前記受信信号が二乗された二乗信号の相互変調成分を導出する相互変調成分導出部と、
   前記二乗信号の相互変調成分を復調する相互変調成分復調部と、
   を備える受信装置。
6. 請求項５に記載された受信装置であって、
   前記相互変調成分導出部は、前記受信信号を二乗する二乗演算部を含む受信装置。
7. 請求項５または６に記載された受信装置であって、更に、
   局部発振信号を生成する局部発振部と、
   前記受信信号と前記局部発振信号とに基づいて、所定周波数帯域の信号に周波数変換する周波数変換部と、
   前記周波数変換部により周波数変換された前記所定周波数帯域の信号を増幅する増幅部と
   を備え、
   前記相互変調成分導出部は、前記増幅部により増幅された前記所定周波数帯域の信号が二乗された前記二乗信号の相互変調成分を導出する受信装置。
8. 送信信号を送信する請求項１記載の送信装置と、
   前記送信装置から送信された前記送信信号を受信する請求項５記載の受信装置と、
   を備える通信システム。
9. 搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差に、データ信号を割り当てて変調することにより、送信信号を生成、送信する送信方法であって、
   前記データ信号に基づいて、前記第１の周波数に応じた第１の変調信号を生成し、前記第２の周波数に応じた第２の変調信号を生成する変調信号生成ステップと、
   前記変調信号生成ステップにより生成された前記第１の変調信号と前記第２の変調信号とに応じて、前記送信信号を生成する送信信号生成ステップと、を有し、
   前記変調信号生成ステップは、前記データ信号が第１のデータと第２のデータのいずれかであって、
   前記データ信号が前記第１のデータである場合には、前記第１の周波数は第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも所定周波数高く、かつ、前記第２の周波数は第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低い、とする制御を行い、
   前記データ信号が前記第２のデータである場合には、前記第１の周波数は前記第１の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数低く、かつ、前記第２の周波数は前記第２の無線通信チャネルの中心周波数よりも前記所定周波数高い、とする制御を行うことを特徴とする、送信方法。
10. 搬送波における第１の周波数と第２の周波数との周波数差にデータ信号が割り当てられた受信信号を復調する受信方法であって、
    前記受信信号を二乗した二乗信号の相互変調成分を導出する相互変調成分導出ステップと、
    前記二乗信号の相互変調成分を復調する相互変調成分復調ステップと、
    を備える受信方法。

Images