JP6428915B2 - Receiving circuit, receiving apparatus and receiving method - Google Patents
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Description
本発明は、受信回路、受信装置及び受信方法、並びに、無線基地局の受信装置及びその受信方法に関し、例えば、回路規模の増大を抑制するのに適した受信回路、受信装置及び受信方法、並びに、無線基地局の受信装置及びその受信方法に関する。 The present invention relates to a receiving circuit, a receiving apparatus and a receiving method, and a receiving apparatus and a receiving method for a radio base station. For example, the receiving circuit, the receiving apparatus and the receiving method suitable for suppressing an increase in circuit scale, and The present invention relates to a radio base station receiving apparatus and a receiving method thereof.
近年、無線通信システムでは、基地局の無線部を構成する子機と親機との間の信号伝送に光通信が使用されている。子機で受信した信号の一般的な光伝送の方法は、受信信号を直交復調し、デジタル信号に変換し、さらにCPRI等に変換した後、光伝送する。そのため、一般的な光伝送の方法では、機能が複雑化し、回路規模や消費電力が増大してしまうという問題があった。 In recent years, in a wireless communication system, optical communication is used for signal transmission between a slave unit and a master unit constituting a wireless unit of a base station. In a general optical transmission method of a signal received by a slave unit, the received signal is orthogonally demodulated, converted into a digital signal, further converted into CPRI, etc., and then optically transmitted. Therefore, the general optical transmission method has a problem that the function is complicated and the circuit scale and power consumption increase.
この問題を解決するため、RoF(Radio over Fiber)技術を用いた光通信が行われている。RoF技術には、アナログRoF及びデジタルRoFがある。 In order to solve this problem, optical communication using RoF (Radio over Fiber) technology is performed. RoF technology includes analog RoF and digital RoF.
アナログRoFでは、無線受信した高周波信号をアナログ信号のまま光信号に変換し、光ケーブルを介して、親機に伝送する(非特許文献1)。そのため、伝送中に信号が劣化しやすく、信号品質が低下してしまうという問題があった。 In the analog RoF, a radio frequency received radio signal is converted into an optical signal as an analog signal and transmitted to the master unit via an optical cable (Non-Patent Document 1). Therefore, there is a problem that the signal is easily deteriorated during transmission and the signal quality is deteriorated.
それに対し、デジタルRoFでは、無線受信した高周波信号をデジタル信号に変換した後、光信号に変換して、光ケーブルを介して、親機に伝送する(非特許文献2)。この場合、アナログRoFの場合とは異なり、信号品質は低下しにくい。 On the other hand, in the digital RoF, a radio frequency received radio signal is converted into a digital signal, then converted into an optical signal, and transmitted to the parent device via an optical cable (Non-patent Document 2). In this case, unlike the case of analog RoF, the signal quality is unlikely to deteriorate.
その他、特許文献1には、入力されるデジタルデータのレベルを検出するレベル検出手段と、レベル検出手段の検出結果に対応する周波数の逐次増加するキャリア信号を作成するキャリア作成手段と、デジタルデータをキャリア信号に基づいてパルス幅変調信号に変換する変換手段と、を備えたパルス幅変調増幅器が開示されている。 In addition, Patent Document 1 discloses a level detection unit that detects a level of input digital data, a carrier generation unit that generates a carrier signal that sequentially increases in frequency corresponding to a detection result of the level detection unit, and digital data. There is disclosed a pulse width modulation amplifier comprising conversion means for converting into a pulse width modulation signal based on a carrier signal.
また、特許文献2には、発振器信号と、情報信号により変調された搬送信号と、を混合する混合器と、前記情報信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、を備えた受信器が開示されている。 Patent Document 2 discloses a receiver including a mixer that mixes an oscillator signal and a carrier signal modulated by an information signal, and an A / D converter that converts the information signal into a digital signal. Is disclosed.
また、特許文献3には、受信信号を入力し、この受信信号の包絡線を検波して、検波信号を出力するエンベロープ検波手段と、検波信号と基準電圧とをそれぞれ入力比較し、データ信号を復調して出力するコンパレータ手段と、を備えたデータ通信用復調回路が開示されている。 Further, in Patent Document 3, an input signal is input, an envelope of the received signal is detected, an envelope detection means for outputting the detection signal, an input comparison between the detection signal and the reference voltage, and a data signal is obtained. A data communication demodulator circuit comprising a comparator means for demodulating and outputting is disclosed.
さらに、特許文献4には、送信回路に位相同期型のΔΣ変調器が設けられた構成が開示されている。 Further, Patent Document 4 discloses a configuration in which a phase synchronization type ΔΣ modulator is provided in a transmission circuit.
デジタルRoFでは、信号品質は低下しないものの、デジタル処理や光変換におけるビットレートの制限により、高周波信号を中間周波数帯の信号に変換したうえで光伝送する必要がある。そのため、この関連技術では、ダウンコンバート用の周波数変換部や、高速なAD変換器が必要となり、回路規模が増大するという問題があった。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 In the digital RoF, although the signal quality does not deteriorate, it is necessary to optically transmit after converting a high-frequency signal into a signal in an intermediate frequency band due to a bit rate limitation in digital processing or optical conversion. Therefore, in this related technique, there is a problem that a frequency conversion unit for down-conversion and a high-speed AD converter are required, and the circuit scale increases. Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、回路規模の増大を抑制することが可能な受信回路、受信装置及び受信方法、並びに、無線基地局の受信装置及びその受信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a receiving circuit, a receiving apparatus and a receiving method capable of suppressing an increase in circuit scale, and a receiving apparatus for a radio base station and the same An object is to provide a receiving method.
一実施の形態によれば、受信回路は、無線受信した高周波信号のエンベロープ信号を出力する検波器と、前記高周波信号のパルス波形の位相信号を生成する位相信号生成部と、前記エンベロープ信号と前記位相信号とに基づいてΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器と、前記ΔΣ変調信号と前記位相信号とに基づいて高周波パルス信号を生成する高周波パルス信号生成器と、を備える。 According to an embodiment, the receiving circuit includes a detector that outputs an envelope signal of a radio frequency signal received wirelessly, a phase signal generation unit that generates a phase signal of a pulse waveform of the radio frequency signal, the envelope signal, and the envelope signal A ΔΣ modulator that outputs a ΔΣ modulation signal based on the phase signal, and a high-frequency pulse signal generator that generates a high-frequency pulse signal based on the ΔΣ modulation signal and the phase signal.
また、一実施の形態によれば、受信方法は、無線受信した高周波信号の振幅を検波してエンベロープ信号を出力するステップと、前記高周波信号の位相を検出してパルス波形の位相信号を生成するステップと、前記エンベロープ信号を前記位相信号に同期してΔΣ変調し、ΔΣ変調信号として出力するステップと、前記ΔΣ変調信号と前記位相信号とを乗算して高周波パルス信号を生成するステップと、を備える。 According to one embodiment, the receiving method detects the amplitude of a radio frequency received radio frequency signal and outputs an envelope signal, and detects the phase of the radio frequency signal to generate a phase signal of a pulse waveform. A step of ΔΣ-modulating the envelope signal in synchronization with the phase signal and outputting as a ΔΣ-modulated signal; and a step of multiplying the ΔΣ-modulated signal and the phase signal to generate a high-frequency pulse signal. Prepare.
また、一実施の形態によれば、無線基地局の受信装置は、無線受信信号を検波し位相同期型ΔΣ変調を用いて生成した高周波パルス信号を光信号に変換する受信回路と、
前記光信号を光ケーブルを介して受信し前記高周波パルス信号に対応するベースバンド信号を生成するベースバンド信号処理回路と、を有する。Further, according to one embodiment, a receiving device of a radio base station detects a radio reception signal and converts a high-frequency pulse signal generated using phase-synchronous ΔΣ modulation into an optical signal;
A baseband signal processing circuit that receives the optical signal via an optical cable and generates a baseband signal corresponding to the high-frequency pulse signal.
また、一実施の形態によれば、無線基地局の受信方法は、無線受信信号を検波し位相同期型ΔΣ変調を用いて生成した高周波パルス信号を光信号に変換し、前記光信号を光ケーブルを介して受信し前記高周波パルス信号に対応するベースバンド信号を生成する。 Also, according to one embodiment, a radio base station reception method detects a radio reception signal, converts a high-frequency pulse signal generated using phase-synchronous ΔΣ modulation into an optical signal, and converts the optical signal to an optical cable. And a baseband signal corresponding to the high-frequency pulse signal is generated.
前記一実施の形態によれば、回路規模の増大を抑制することが可能な受信回路、受信装置及び受信方法、並びに、無線基地局の受信装置及びその受信方法を提供することができる。 According to the embodiment, it is possible to provide a receiving circuit, a receiving apparatus and a receiving method that can suppress an increase in circuit scale, and a receiving apparatus and a receiving method for a radio base station.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として実施の形態の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Since the drawings are simple, the technical scope of the embodiments should not be narrowly interpreted based on the description of the drawings. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. Are partly or entirely modified, application examples, detailed explanations, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(動作ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等(個数、数値、量、範囲等を含む)についても同様である。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including operation steps and the like) are not necessarily essential except when clearly indicated and clearly considered essential in principle. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numbers and the like (including the number, numerical value, quantity, range, etc.).
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1にかかる受信回路11の構成を示すブロック図である。
図1に示す受信回路11は、例えば無線基地局の無線部を構成する子機であって、無線受信したアナログの高周波信号に対して位相同期型のΔΣ変調を行うことにより、2値化されたデジタルの高周波パルス信号を生成する。この高周波パルス信号は、RoF等のシリアル通信に適しており、例えば、光信号に変換された後、光ケーブルを介して、外部の親機に伝送される。ここで、本実施の形態にかかる受信回路は、ダウンコンバート用の発振器及び移相器を備える必要が無く、また、直交復調器や、CPRI信号に変換するための高速なFPGA等、を備える必要も無いため、回路規模の増大を抑制することができる。以下、具体的に説明する。<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram of a configuration of the
The
図1に示すように、受信回路11は、検波器111と、位相信号生成部112と、ΔΣ変調器113と、乗算器(高周波パルス信号生成器)114と、を備える。位相信号生成部112、ΔΣ変調器113及び乗算器114により、位相同期型ΔΣ変調器が構成される。
As illustrated in FIG. 1, the
検波器111は、外部から無線受信した高周波信号SINの振幅を検波して、エンベロープ信号rとして出力する。検波器111の応答速度は、主信号帯域幅の2倍程度の速度であればよい。
位相信号生成部112は、高周波信号SINの位相を検出してパルス波形の位相信号Sθを生成する。具体的には、位相信号生成部112は、比較器であって、高周波信号SINと基準電圧Vrefとを比較して、0又は1の2値を示す比較結果を位相信号Sθとして出力する。基準電圧Vrefは、例えば0Vである。
ΔΣ変調器113は、クロック信号として用いられる位相信号Sθに同期してエンベロープ信号rをΔΣ変調し、2値化されたΔΣ変調信号を出力する。The ΔΣ modulator 113 ΔΣ modulates the envelope signal r in synchronization with the phase signal S θ used as a clock signal, and outputs a binarized ΔΣ modulation signal.
乗算器114は、ΔΣ変調信号と位相信号Sθとを乗算して高周波パルス信号SOを生成する。ここで、ΔΣ変調信号は、高周波信号SINの振幅成分に相当し、位相信号Sθは、高周波信号SINの位相成分に相当する。そのため、高周波パルス信号SOは、アナログの高周波信号SINの情報を保持した2値化されたデジタルの高周波信号であるということができる。The
高周波パルス信号SOは、例えば、光信号に変換された後、光ケーブルを介して、外部の親機に伝送される。The high-frequency pulse signal S0 is converted into an optical signal, for example, and then transmitted to an external master unit via an optical cable.
(計算式)
続いて、受信回路11により生成される高周波パルス信号SOについて計算式を用いて説明する。(a formula)
Next, it will be described with reference to the formula for a high-frequency pulse signal S O generated by the receiving
まず、無線受信される高周波信号SINは、xをベースバンド信号の同相成分、yをベースバンド信号の直交位相成分、ωを搬送波の角速度、tを時間、iを虚数単位とすると、以下の式(1)のように表される。First, the radio-frequency received high-frequency signal SIN is expressed as follows, where x is the in-phase component of the baseband signal, y is the quadrature component of the baseband signal, ω is the angular velocity of the carrier wave, t is time, and i is an imaginary unit. It is expressed as equation (1).
次に、高周波信号SINの振幅成分を表すエンベロープ信号rは、以下の式(2)のように表される。Then, the envelope signal r representing the amplitude component of the high-frequency signal S IN is expressed by the following equation (2).
また、高周波信号SINの位相成分を表す位相信号Sθは、以下の式(3)のように表される。Further, the phase signal S θ representing the phase component of the high-frequency signal S IN is expressed as the following Expression (3).
式(2)及び式(3)より、エンベロープ信号rをΔΣ変調した信号と、位相信号Sθと、の乗算結果である高周波パルス信号SOは、2値化の影響を省略すると、以下の式(4)のように表される。From equation (2) and (3), the signal envelope signal r and ΔΣ modulation, and the phase signal S theta, the high frequency pulse signal S O is the multiplication results, is omitted binarization effects, the following It is expressed as equation (4).
式(4)からも明らかなように、受信回路11により生成されるデジタルの高周波パルス信号SOは、受信回路11により無線受信されたアナログの高周波信号SINの情報を含んでいる。Equation (4) As is apparent from the high frequency pulse signal S O digital generated by the receiving
このように、受信回路11は、無線受信したアナログの高周波信号SINに対して位相同期型のΔΣ変調を行うことにより、2値化されたデジタルの高周波パルス信号SOを生成する。この高周波パルス信号SOは、RoF等のシリアル通信に適しており、例えば、光信号に変換された後、光ケーブルを介して、外部に伝送される。ここで、受信回路11は、ダウンコンバート用の発振器及び移相器を備える必要が無く、また、直交復調器や、CPRI信号に変換するための高速なFPGA等、を備える必要も無いため、回路規模の増大を抑制することができる。また、それに伴って、消費電力の増大を抑制することができる。Thus, the receiving
さらに、2値化されたデジタルの高周波パルス信号SOの光伝送は、アナログの高周波信号を光伝送する場合と比較して、雑音に対する耐力が強いため、信号品質の劣化が抑制される。Furthermore, the optical transmission of the high frequency pulse signal S O of the binarized digital, compared with the case of optical transmission of analog high-frequency signal, for resistance to noise is strong, the deterioration of the signal quality is suppressed.
本実施の形態では、ΔΣ変調器113が2値化されたΔΣ変調信号を出力する場合を例に説明したが、これに限られない。ΔΣ変調器は、3値化等の多値化されたΔΣ変調信号を出力する構成に適宜変更可能である。
Although the case where the
(受信回路11の適用事例)
図2は、受信回路11が搭載された受信装置1の構成を示すブロック図である。なお、図2には、受信回路11の具体的構成例として受信回路11bが示されている。(Application example of receiving circuit 11)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the receiving device 1 in which the receiving
受信装置1は、例えば基地局装置の無線部として用いられ、受信回路11bと、ベースバンド信号処理回路12と、光ケーブル13と、アンテナ14と、を備える。ここで、受信回路11bは、無線部における子機に相当し、ベースバンド信号処理回路12は、無線部における親機に相当する。
The receiving apparatus 1 is used as a radio unit of a base station apparatus, for example, and includes a receiving
受信回路11bは、受信回路11と比較して、バンドパスフィルタ116と、低雑音増幅器(LNA)117と、E/O変換部118と、をさらに備える。
The
バンドパスフィルタ116は、外部からアンテナ14を介して無線受信した高周波信号SINのうち、所望の周波数帯域のみを通過させる。低雑音増幅器117は、バンドパスフィルタ116を通過した高周波信号SINを増幅する。
検波器111は、低雑音増幅器117により増幅された高周波信号SINの振幅を検波して、エンベロープ信号rとして出力する。位相信号生成部112は、低雑音増幅器117により増幅された高周波信号SINの位相を検出して、パルス波形の位相信号Sθを生成する。ΔΣ変調器113は、エンベロープ信号rを位相信号Sθに同期してΔΣ変調し、ΔΣ変調信号として出力する。乗算器114は、ΔΣ変調信号と位相信号Sθとを乗算して、デジタルの高周波パルス信号SOを生成する。ここで、ΔΣ変調信号は、高周波信号SINの振幅成分に相当し、位相信号Sθは、高周波信号SINの位相成分に相当する。そのため、高周波パルス信号SOは、アナログの高周波信号SINの情報を含んだデジタルの高周波信号であるということができる。
E/O変換部118は、デジタルの高周波パルス信号SO(電気信号)を光信号に変換する。The E /
光ケーブル13は、受信回路11bとベースバンド信号処理回路12とを接続する。受信回路11bにより生成された光信号は、光ケーブル13を介して、ベースバンド信号処理回路12に伝送される。
The
ベースバンド信号処理回路12は、O/E変換部121と、乗算器122,123と、ADコンバータ124,125と、発振器126と、移相器127と、を備える。
The baseband
O/E変換部121は、受信回路11bから光ケーブル13を介して供給された光信号をデジタルの高周波パルス信号SO(電気信号)に変換する。The O /
バンドパスフィルタ128は、高周波パルス信号SOに位相同期型ΔΣ変調で付加された帯域外雑音を除去し、所望の周波数帯域のみを通過させる。これにより、高周波パルス信号SOは高周波アナログ信号SOAとなる。
発振器126は、所定周波数の発振信号を生成する。移相器127は、発振器126の発振信号と同相の発振信号f1を出力するとともに、発振信号f1と90度位相の異なる発振信号f2を出力する。
The
乗算器122は、高周波アナログ信号SOAと発振信号f1とを乗算することで、高周波アナログ信号SOAからベースバンド信号の同相成分信号を得る。乗算器123は、高周波アナログ信号SOAと発振信号f2とを乗算することで、高周波アナログ信号SOAからベースバンド信号の直交位相成分信号を得る。ベースバンド信号の同相成分信号及び直交位相成分信号は、それぞれAD変換器123,124によってAD変換される。そして、ベースバンド信号処理回路12は、このベースバンド信号に基づいて所定の処理を実行する。The
なお、受信回路11bは、IC化に向いている。例えば、SiGeを用いて受信回路11bを製造することで、低雑音増幅器117から乗算器114までを1チップ化することが可能となる。さらに、SiGe BiCMOSを用いて受信回路11bを製造ことで、低雑音増幅器117からE/O変換部118までを1チップ化することが可能となる。
The receiving
<実施の形態2>
図3は、実施の形態2にかかる受信回路21の構成例を示すブロック図である。
受信回路21は、受信回路11bと比較して、位相信号生成部112の後段に飽和アンプ211をさらに備える。<Embodiment 2>
FIG. 3 is a block diagram of a configuration example of the receiving
The
飽和アンプ211は、バンドパスフィルタ116を通過して低雑音増幅器117により増幅された高周波信号SINを、飽和電力まで増幅して出力する。それにより、高周波信号SINは、矩形状又はそれに近い形状に波形整形される。そのため、位相信号生成部112は、高周波信号SINと基準電圧Vrefを比較しやすくなり、位相を正確に検出できる。
受信回路21のその他の構成及び動作については、受信回路11bと同様であるため、その説明を省略する。
Since the other configuration and operation of the receiving
(受信回路21の変形例)
図4は、受信回路21の変形例を受信回路21aとして示すブロック図である。
受信回路21aは、受信回路21と比較して、飽和アンプ211に代えて可変利得アンプ211aを備える。(Modification of the receiving circuit 21)
FIG. 4 is a block diagram showing a modification example of the receiving
The
可変利得アンプ211aは、検波器111から出力されたエンベロープ信号r(即ち、高周波信号SINの振幅)に応じてゲインが変化する可変利得アンプである。
例えば、高周波信号SINの振幅が大きい場合、可変利得アンプ211aのゲインは小さくなり、高周波信号SINの振幅が小さい場合、可変利得アンプ211aのゲインは大きくなる。それにより、可変利得アンプ211aは、高周波信号SINの振幅が小さい場合でも、高周波信号SINの電圧変動を大きくすることが可能となる。そのため、位相信号生成部112は、高周波信号SINの振幅が小さい場合でも、高周波信号SINの位相を容易に検出することができる。For example, if the amplitude of the high frequency signal S IN is large, the gain of the
受信回路21aのその他の構成及び動作については、受信回路21と同様であるため、その説明を省略する。
Since the other configuration and operation of the receiving
<実施の形態3>
図5は、実施の形態3にかかる受信回路31の構成例を示すブロック図である。
受信回路31は、受信回路11bと比較して、位相信号生成部112に代えて位相信号生成部312を備える。<Embodiment 3>
FIG. 5 is a block diagram of a configuration example of the receiving
The
位相信号生成部312では、比較器が、ヒステリシス特性を有する。例えば、比較器による判定がLowからHighに移る場合、基準電圧Vref+が使用される。逆に、比較器による判定がHighからLowに移る場合、基準電圧Vref−が使用される。このとき、基準電圧Vref+の値は基準電圧Vref−よりも高い。基準電圧Vref+及び基準電圧Vref−には、検波器111から出力されたエンベロープ信号r(即ち、高周波信号SINの振幅)に応じた値が設定される。比較器は、基準電圧Vref+又は基準電圧Vref−と高周波信号SINとを比較して、比較結果を位相信号Sθとして出力する。In the phase
例えば、高周波信号SINの振幅が大きい場合、基準電圧Vref+,Vref−の絶対値は大きくなる。即ち、高周波信号SINの正及び負を判定する閾値の絶対値が大きくなる。他方、高周波信号SINの振幅が小さい場合、基準電圧Vref+,Vref−の絶対値は小さくなる。即ち、高周波信号SINの正及び負を判定する閾値の絶対値が小さくなる。それにより、高周波信号SINの振幅に適したヒステリシスの設定が可能となる。For example, if the amplitude of the high frequency signal S IN is high, the reference voltage Vref +, the absolute value of Vref- increases. That is, the absolute value of the threshold value for determining the positive and negative of the high frequency signal SIN is increased. On the other hand, if the amplitude of the high frequency signal S IN is small, the reference voltage Vref +, the absolute value of Vref- decreases. That is, the absolute value of the threshold value for determining the positive and negative high-frequency signal S IN is reduced. Thereby, it is possible hysteresis setting suitable for the amplitude of the high frequency signal S IN.
受信回路31のその他の構成及び動作については、受信回路11bと同様であるため、その説明を省略する。
Since the other configuration and operation of the receiving
<実施の形態4>
図6は、実施の形態4にかかる受信回路41の構成を示すブロック図である。
受信回路41は、受信回路11bと比較して、レベル調整部411をさらに備える。<Embodiment 4>
FIG. 6 is a block diagram of a configuration of the receiving
The
レベル調整部411は、例えば、検波器111から出力されたエンベロープ信号rのレベルをΔΣ変調器113のダイナミックレンジに対応するレベルにスケーリングする。受信機として要求されるダイナミックレンジにΔΣ変調器113が足りなかった場合、レベル調整部411でのゲインを段階的に変化させ、要求されるダイナミックレンジを満たすように調整する。また、高周波パルス信号SOの生成や伝送において振幅歪みが生じる場合、逆歪成分をエンベロープ信号rに付加する。それらにより、受信回路41は、信号品質を高品質に保つことができる。For example, the
なお、上記実施の形態1〜4にかかる受信回路の特徴部分は組み合わせて用いられてもよい。 In addition, the characteristic part of the receiving circuit concerning the said Embodiment 1-4 may be used in combination.
(引用文献と本願発明との差異)
まず、特許文献1に開示された構成は、デジタル信号の入力を想定しており、このデジタル信号からノイズを除去することを目的としている。それに対し、実施の形態1〜4にかかる受信回路は、アナログ信号の入力を想定しており、このアナログの高周波信号に対して位相同期型のΔΣ変調を行い、デジタルの高周波パルス信号を生成することを目的としている。このように、特許文献1と本願発明とでは、構成も目的も異なる。(Difference between cited document and the present invention)
First, the configuration disclosed in Patent Document 1 assumes input of a digital signal, and aims to remove noise from the digital signal. On the other hand, the receiving circuits according to the first to fourth embodiments assume an analog signal input, and perform phase-synchronous ΔΣ modulation on the analog high-frequency signal to generate a digital high-frequency pulse signal. The purpose is that. As described above, Patent Document 1 and the present invention have different configurations and purposes.
また、特許文献2に開示された構成は、直交変調型の復調器を備え、同相信号及び直交位相信号をそれぞれ個別にΔΣ変調してデジタル化している。それに対し、実施の形態1〜4にかかる受信回路は、直交変調型の復調器を備えておらず、さらに位相変調も行っている。また、特許文献2に開示された構成は、ベースバンド信号に対してAD変換を行っている。それに対し、実施の形態1〜4にかかる受信回路は、高周波信号に対してAD変換又はΔΣ変調を行っている。このように、特許文献2と本願発明とでは、構成も目的も異なる。 In addition, the configuration disclosed in Patent Document 2 includes a quadrature modulation demodulator, and each of the in-phase signal and the quadrature signal is individually ΔΣ modulated and digitized. On the other hand, the receiving circuits according to the first to fourth embodiments do not include a quadrature modulation demodulator and further perform phase modulation. Further, the configuration disclosed in Patent Document 2 performs AD conversion on a baseband signal. On the other hand, the receiving circuits according to the first to fourth embodiments perform AD conversion or ΔΣ modulation on the high frequency signal. As described above, Patent Document 2 and the present invention have different configurations and purposes.
また、特許文献3に開示された構成は、入力信号の振幅を検波して得たエンベロープ信号を比較器の基準電圧に使用しているに過ぎす、実施の形態1〜4にかかる受信回路の構成とは根本的に異なる。 Further, the configuration disclosed in Patent Document 3 uses only the envelope signal obtained by detecting the amplitude of the input signal as the reference voltage of the comparator, and includes the receiver circuit according to the first to fourth embodiments. The configuration is fundamentally different.
また、特許文献4に開示された構成は、送信回路に位相同期型のΔΣ変調器を備えている。それに対し、実施の形態1〜4の構成は、受信回路に位相同期型のΔΣ変調器を備えている。 The configuration disclosed in Patent Document 4 includes a phase-synchronous ΔΣ modulator in a transmission circuit. On the other hand, in the configurations of the first to fourth embodiments, a phase synchronization type ΔΣ modulator is provided in the receiving circuit.
さらに、送信回路に設けられる位相同期型ΔΣ変調器と、受信回路に設けられる位相同期型ΔΣ変調器とでは、さらに以下のような構成上及び目的の違いがある。 Further, the phase-locked ΔΣ modulator provided in the transmission circuit and the phase-locked ΔΣ modulator provided in the receiving circuit have the following differences in configuration and purpose.
まず、送信回路に設けられた位相同期型ΔΣ変調器では、入力信号がデジタル信号であり、かつ、入力信号のレベルが予め決まっている。それに対し、本発明の受信回路に設けられた位相同期型ΔΣ変調器では、入力信号がアナログ信号であり、かつ、入力信号の信号レベルが一定ではない。なお、本発明の受信回路では、無線受信した高周波信号SINから、振幅を表すエンベロープ信号r、及び、位相を表す位相信号Sθが生成されている。First, in the phase-locked ΔΣ modulator provided in the transmission circuit, the input signal is a digital signal and the level of the input signal is predetermined. On the other hand, in the phase-locked ΔΣ modulator provided in the receiving circuit of the present invention, the input signal is an analog signal, and the signal level of the input signal is not constant. In the receiving circuit of the present invention, the high frequency signal S IN that is wirelessly received, the envelope signal r representing the amplitude, and the phase signal S theta representing the phase is generated.
また、位相同期型ΔΣ変調器は、量子化雑音を信号帯域外に押し出すことで、信号帯域内の量子化雑音を小さくし、変調精度に与える影響を小さくしている。送信装置では、周波数領域で隣接する通信環境に影響を与えないように、信号帯域外への漏えい電力が厳しく制限されている。それに対し、本発明で対象とした受信装置では、信号帯域外への漏えい電力に制限はないため、スループット等の規格を満たす限り、信号帯域外に押し出した量子化雑音を考慮する必要はない。 Further, the phase-locked ΔΣ modulator pushes the quantization noise out of the signal band, thereby reducing the quantization noise in the signal band and reducing the influence on the modulation accuracy. In the transmission apparatus, the leakage power outside the signal band is severely limited so as not to affect the adjacent communication environment in the frequency domain. On the other hand, in the receiving apparatus targeted by the present invention, there is no limit on the leakage power outside the signal band, so that it is not necessary to consider the quantization noise pushed out of the signal band as long as the standards such as throughput are satisfied.
さらに、LTEの場合、送信信号にはOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が採用されるためPAPR(Peak to Average Power Ratio)が大きい。それに対し、受信信号にはSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式が採用されるため、PAPRが比較的小さい。そのため、受信回路に設けられた位相同期型ΔΣ変調器では、エンベロープ信号のΔΣ変調精度を向上させることができ、量子化雑音を主信号に対して相対的に小さく抑えることができる。 Furthermore, in the case of LTE, since the transmission signal employs an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme, the PAPR (Peak to Average Power Ratio) is large. On the other hand, since the SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) system is adopted for the received signal, the PAPR is relatively small. Therefore, in the phase-locked ΔΣ modulator provided in the receiving circuit, the ΔΣ modulation accuracy of the envelope signal can be improved, and the quantization noise can be suppressed relatively small with respect to the main signal.
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the invention.
この出願は、2015年3月19日に出願された日本出願特願2015−056135を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2015-056135 for which it applied on March 19, 2015, and takes in those the indications of all here.
1 受信装置
11,11a 受信回路
21,21a 受信回路
31 受信回路
41 受信回路
12 ベースバンド信号処理回路
13 光ケーブル
14 アンテナ
111 検波器
112 位相信号生成部
113 ΔΣ変調器
114 乗算器
115 ADコンバータ
116 バンドパスフィルタ
117 低雑音増幅器
118 E/O変換部
121 O/E変換部
122,123 乗算器
124,125 ADコンバータ
126 発振器
127 移相器
128 バンドパスフィルタ
211 飽和アンプ
211a 可変利得アンプ
312 位相信号生成部
411 レベル調整部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
前記高周波信号を飽和電力まで増幅する飽和アンプと、
前記飽和アンプの出力信号から前記高周波信号の位相を検出して、前記高周波信号のパルス波形の位相信号を生成する位相信号生成手段と、
前記エンベロープ信号と前記位相信号とに基づいてΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器と、
前記ΔΣ変調信号と前記位相信号とに基づいて高周波パルス信号を生成する高周波パルス信号生成器と、
を備えた、受信回路。 A detector that outputs an envelope signal of a radio-frequency signal received wirelessly;
A saturation amplifier that amplifies the high-frequency signal to saturation power;
Phase signal generating means for detecting the phase of the high-frequency signal from the output signal of the saturation amplifier and generating a phase signal of the pulse waveform of the high-frequency signal;
A ΔΣ modulator that outputs a ΔΣ modulation signal based on the envelope signal and the phase signal;
A high-frequency pulse signal generator that generates a high-frequency pulse signal based on the ΔΣ modulation signal and the phase signal;
A receiving circuit.
請求項1に記載の受信回路。 The saturation amplifier is a variable gain amplifier whose gain changes according to the amplitude of the high-frequency signal detected by the detector.
The receiving circuit according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の受信回路。 The phase signal generation means is a comparator that compares the high-frequency signal with a reference voltage signal and outputs a comparison result as the phase signal.
The receiving circuit according to claim 1 or 2 .
請求項3に記載の受信回路。 The comparator compares the high-frequency signal with the reference voltage signal according to the amplitude of the high-frequency signal detected by the detector, and outputs a comparison result as the phase signal;
The receiving circuit according to claim 3 .
請求項1〜4の何れか一項に記載の受信回路。 Level adjustment means for adjusting the level of the envelope signal;
The receiving circuit as described in any one of Claims 1-4 .
請求項5に記載の受信回路。 The level adjusting means scales the level of the envelope signal to a level corresponding to the dynamic range of the ΔΣ modulator.
The receiving circuit according to claim 5 .
請求項5又は6に記載の受信回路。 The level adjusting means adds a reverse distortion component of distortion generated in the high-frequency pulse signal to the envelope signal and outputs it.
The receiving circuit according to claim 5 or 6 .
前記光信号を伝送する前記光ケーブルと、
前記光ケーブルを介して伝送された前記光信号から前記高周波信号に対応するベースバンド信号を生成するベースバンド信号処理回路と、
を備えた、受信装置。 The receiving circuit according to claim 9 , wherein the high-frequency pulse signal is generated from the radio-frequency signal received wirelessly, converted into the optical signal, and output.
The optical cable for transmitting the optical signal;
A baseband signal processing circuit that generates a baseband signal corresponding to the high-frequency signal from the optical signal transmitted via the optical cable;
A receiving device.
飽和アンプを用いることにより、前記高周波信号を飽和電力まで増幅するステップと、
前記飽和アンプの出力信号から前記高周波信号の位相を検出してパルス波形の位相信号を生成するステップと、
前記エンベロープ信号を前記位相信号に同期してΔΣ変調し、ΔΣ変調信号として出力するステップと、
前記ΔΣ変調信号と前記位相信号とを乗算して高周波パルス信号を生成するステップと、
を備えた、受信方法。 Detecting the amplitude of a radio frequency signal received wirelessly and outputting an envelope signal;
Amplifying the high frequency signal to saturation power by using a saturation amplifier;
Detecting the phase of the high-frequency signal from the output signal of the saturation amplifier to generate a phase signal of a pulse waveform;
ΔΣ-modulating the envelope signal in synchronization with the phase signal, and outputting as a ΔΣ-modulated signal;
Multiplying the ΔΣ modulation signal and the phase signal to generate a high frequency pulse signal;
A reception method comprising:
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