JPH06140964A - 周波数ダイバーシチ無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 システムの自由度を保ち、送信系および受信
系の構成を簡単化して、低コストにする周波数ダイバー
シチ無線通信装置を提供する。 【構成】 ベースバンド信号を周波数ｆ₁，ｆ₂の信号で
伝送する送信系１０、受信系２０を備える周波数ダイバ
ーシチ無線通信装置において、送信系１０は、周波数
（ｆ₂−ｆ₁），２（ｆ₂−ｆ₁）の信号を発生する発振部
１１、逓倍部１２と、この周波数（ｆ₂−ｆ₁），２（ｆ
₂−ｆ₁）の信号をベースバンド信号で変調するデータ発
生部１３、ローパスフィルタ１４、変調部１５と、周波
数ｆ₁，ｆ₂の信号を生成するために、周波数（ｆ₂−
ｆ₁），２（ｆ₂−ｆ₁）の変調信号を周波数（２ｆ₁−ｆ
₂）の信号で周波数変換する局部発振部１６、周波数混
合部１７と、変換された信号から、周波数ｆ₁，ｆ₂の信
号を取り出すバンドパスフィルタ１８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、同一のデータを異な
る周波数の信号で伝送する周波数ダイバーシチ無線通信
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】同一のデータすなわち同一のベースバン
ド信号を異なる周波数の信号で伝送する周波数ダイバー
シチ無線通信装置は、フェージングを軽減して確実な通
信を可能にするものである。しかし、この周波数ダイバ
ーシチ無線通信装置は、複数組の受信系の一部を備える
か、または全部を備える。このような周波数ダイバーシ
チ無線通信装置は、複雑な構成になると共に、高いコス
トになる。このために、この問題点を解決して、搬送波
である高周波信号の周波数ｆ₁および周波数ｆ₂により、
ベースバンド信号を伝送すると共に、構成を簡単にし
て、低いコストを実現した周波数ダイバーシチ無線通信
装置が特願平４ー３１２１１４号公報に示されている。

【０００３】この周波数ダイバーシチ無線通信装置の受
信系には、受信した周波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周波
信号にそれぞれ同調するバンドパスフィルタが設られ、
その１つが選択されるように、２つのバンドパスフィル
タが切り換えられる。そして、正常なベースバンド信号
が得られるまで、バンドパスフィルタの切り替えが行わ
れる。この周波数ダイバーシチ無線通信装置は、外来ノ
イズによる妨害等を受けにくい。

【０００４】このような周波数ダイバーシチ無線通信装
置は、微弱な出力を用いた無線通信等に有効である。特
に、近年、住宅のホームエレクトロニックス化が進み、
微弱な出力により、室内の各種の機器を制御するとき
に、この周波数ダイバーシチ無線通信装置が効果的であ
る。すなわち、通信路に定在波が立ち、ディプ点が存在
するようなエリアでの通信のときや、周波数選択性のフ
ェージングのときでも、長時間、断続のない良好な通信
が可能になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先に述べた
特願平４ー３１２１１４号公報に示されている周波数ダ
イバーシチ無線通信装置では、送信アンテナから受信系
に向けて出力する周波数ｆ₁の信号および周波数ｆ₂の信
号を生成するために、次の２つが提案されている。

【０００６】第１の案では、図５に示すように、送信系
５０は、周波数（ｆ₂−ｆ₁）の信号を発振する発振部５
１と、ベースバンド信号を発生するデータ発生部５２
と、データ発生部５２からの信号を通すローパスフィル
タ５３と、発振部５１からの信号をローパスフィルタ５
３からの信号で変調する変調部（ｍｏｄ）５４と、変調
部５４からの信号を逓倍する逓倍部５５と、逓倍部５５
からの信号を通すバンドパスフィルタ５６とを備えてい
る。

【０００７】この送信系５０は、搬送信号として周波数
（ｆ₂−ｆ₁）を逓倍して、通信に使用する２周波の信
号、すなわち周波数ｆ₁の信号および周波数ｆ₂の信号を
生成する。このために、２周波の信号は、周波数（ｆ₂
−ｆ₁）の整数倍に制限され、使用する中間周波数によ
り、通信に使用される周波数が制限されてしまう。この
結果、システムの自由度が大幅に制限されてしまう。

【０００８】また、第２の案では、図６に示すように、
送信系６０は、周波数（ｆ₂−ｆ₁）／２の信号を発振す
る発振部６１と、発振部６１からの信号をベースバンド
信号で変調する変調部６２と、周波数（ｆ₂＋ｆ₁）／２
の信号を発振する局部発振部６３と、変調部６２からの
信号と局部発振部６３からの信号とを混合する周波数混
合部６４と、周波数混合部６４からの信号を通すバンド
パスフィルタ６５とを備えている。

【０００９】この送信系６０は、周波数（ｆ₂＋ｆ₁）／
２の信号および周波数（ｆ₂−ｆ₁）／２の信号の和差成
分に基づいて、周波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周波信号
を生成して受信系に出力している。しかし、図７に示す
ように、周波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周波信号を送信
するとき、周波数（ｆ₂＋ｆ₁）／２の信号および周波数
（ｆ₂−ｆ₁）／２の信号を送信アンテナ６６から出力す
る可能性がある。特に、周波数（ｆ₂＋ｆ₁）／２の成分
は、受信系や外部に、妨害・干渉などの悪影響を与える
ことがある。このために、送信系６０は、これらの和差
成分を除くために、図７のＢに示す特性を持つバンドパ
スフィルタ６５を用いている。しかし、このフィルタ６
５は、複雑な構成となり、高いコストになる。

【００１０】この発明の目的は、このような欠点を除
き、システムの自由度を保ち、送信系および受信系の構
成を簡単化して、低コストにする周波数ダイバーシチ無
線通信装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、その目的を
達成するため、同一のベースバンド信号を周波数ｆ₁お
よび周波数ｆ₂の信号で送信する送信系と、受信した周
波数ｆ₁および周波数ｆ ₂の信号に対応する受信信号と局
部発振信号とを混合して中間周波信号を生成し、この中
間周波信号を検波してベースバンド信号を復調する受信
系とを備える周波数ダイバーシチ無線通信装置におい
て、送信系は、周波数（ｆ₂−ｆ₁）の信号および周波数
２（ｆ₂−ｆ₁）の信号を発生する発生手段と、発生手段
からの周波数（ｆ₂−ｆ₁）の信号および周波数２（ｆ₂
−ｆ₁）の信号をベースバンド信号で変調する変調手段
と、周波数ｆ₁の信号および周波数ｆ₂の信号を生成する
ために、変調手段からの周波数（ｆ₂−ｆ₁）の変調信号
および周波数２（ｆ₂−ｆ₁）の変調信号を周波数（２ｆ
₁−ｆ₂）の信号で周波数変換する変換手段と、変換手段
の信号から、周波数ｆ₁の信号および周波数ｆ₂の信号を
取り出す第１のフィルタとを有する。

【００１２】受信系は、受信した周波数ｆ₁の信号を通
過させる帯域幅の第２のフィルタと、受信した周波数ｆ
₂の信号を通過させる帯域幅の第３のフィルタと、第２
のフィルタおよび第３のフィルタのどちらか一方を切り
換えて、切り換えたフィルタの出力を受信信号として送
出する切替え手段と、復調したベースバンド信号の正常
・異常を所定時間毎に判別し、異常と判断したときには
切替え手段を制御して他方のフィルタに切り換える制御
をする制御手段とを有する。

【００１３】

【作用】この構成により、送信系の第１のフィルタに加
えられる信号は、（ｆ₂−ｆ₁）、２（ｆ₂−ｆ₁）、（２
ｆ₁−ｆ₂）、ｆ₁、ｆ₂の順になる。第１のフィルタは、
これらの周波数成分の中から周波数ｆ₁および周波数ｆ₂
の信号だけを取り出せばよく、第１のフィルタの構造が
簡単になる。

【００１４】また、受信系では、受信した周波数ｆ₁の
高周波信号に基づくベースバンド信号と、受信した周波
数ｆ₂の高周波信号に基づくベースバンド信号との切り
替えが、第２のフィルタと第３のフィルタとの切り替え
で行える。

【００１５】

【実施例】次に、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。

【００１６】図１は、この発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。この周波数ダイバーシチ無線通信装置は、
シングルスーパーヘテロダイン方式によりベースバンド
信号を伝送するものであり、送信系１０と、受信系２０
とを備えている。

【００１７】送信系１０は、周波数ｆ₁および周波数ｆ₂
（＞ｆ₁）の高周波信号である搬送波により、同一のベ
ースバンド信号を送信する。この実施例では、搬送波の
周波数ｆ₁が２８８．６ＭＨｚであり、搬送波の周波数
ｆ₂が３１０．０ＭＨｚである。

【００１８】送信系１０は、発振部１１と、逓倍部１２
と、データ発生部１３と、ローパスフィルタ１４と、変
調部（ｍｏｄ）１５と、局部発振部１６と、周波数混合
部（ミキサ）１７と、第１のフィルタとしてのバンドパ
スフィルタ１８と、送信アンテナ１９とを備えている。

【００１９】なお、この実施例では、発生手段が発振部
１１と逓倍部１２とを備え、変調手段がデータ発生部１
３とローパスフィルタ１４と変調部１５とを備え、第１
の変換手段が局部発振部１６と周波数混合部１７とを備
えている。

【００２０】この送信系１０の発振部１１は、周波数
（ｆ₂−ｆ₁）の信号、すなわち周波数が２１．４ＭＨｚ
の信号を発振する。逓倍部１２は、発振部１１からの波
形を歪ませることにより、発振部１１からの周波数（ｆ
₂−ｆ₁）の信号を出力すると共に、この周波数（ｆ₂−
ｆ₁）の信号を逓倍した、周波数が２（ｆ₂−ｆ₁）の信
号を出力する。すなわち、周波数が２１．４ＭＨｚの信
号と周波数が４２．８ＭＨｚの信号とを出力する。

【００２１】データ発生部１３は、受信系２０に送る送
信データすなわちベースバンド信号を発生する。ローパ
スフィルタ１４は、そのカットオフ周波数ｆ_cが、デー
タ発生部１３のベースバンド信号の周波数ｆ_DATAの２倍
程度に設定されている。変調部１５は、ローパスフィル
タ１４で帯域制限されたベースバンド信号により、逓倍
部１２からの信号を変調する。これにより、変調部１５
は、周波数が（ｆ₂−ｆ₁）の変調信号と、周波数が２
（ｆ₂−ｆ₁）の変調信号とを生成する。

【００２２】局部発振部１６は、周波数が（２ｆ₁−
ｆ₂）の局部発振信号、すなわち周波数が２６７．２Ｍ
Ｈｚの信号を生成する。周波数混合部１７は、局部発振
部１６からの局部発振信号と変調部１５からの変調信号
との和差をとり、この変調信号の周波数を変換する。す
なわち、変調部１５からの周波数（ｆ₂−ｆ₁）の変調信
号と、局部発振部１６からの周波数（２ｆ₁−ｆ₂）の局
部発振信号とにより、周波数がｆ₁の高周波信号を生成
する。また、変調部１５からの周波数２（ｆ₂−ｆ₁）の
変調信号と、局部発振部１６からの周波数（２ｆ₁−
ｆ₂）の局部発振信号とにより、周波数がｆ₂の高周波信
号を生成する。

【００２３】バンドパスフィルタ１８は、周波数混合部
１７からの高周波信号から不要な成分を減衰させて、周
波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周波信号を通して送信アン
テナ１９に送る。送信アンテナ１９は、バンドパスフィ
ルタ１８からの高周波信号を受信系２０にそれぞれ送信
する。

【００２４】受信系２０は、送信系１０からの周波数ｆ
₁および周波数ｆ₂の高周波信号を受信アンテナ２１で受
信する。そして、周波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周波信
号と局部発振信号とを混合して中間周波信号を生成し、
この中間周波信号を検波してベースバンド信号を復調す
る。

【００２５】受信系２０の一例を図２に示す。この受信
系２０は、受信アンテナ２１と、切替えスイッチ２２，
２５と、第２のフィルタとしてのバンドパスフィルタ２
３と、第３のフィルタとしてのバンドパスフィルタ２４
と、増幅部２６，３０と、局部発振部２７と、周波数混
合部２８と、バンドパスフィルタ２９と、復調部（ｄｅ
ｍ）３１と、ローパスフィルタ３２と、制御手段として
の制御部３３とを備えている。なお、この実施例では、
切替え手段が切替えスイッチ２２と切替えスイッチ２５
とを備えている。

【００２６】受信系２０の切替えスイッチ２２，２５
は、制御部３３の制御により、バンドパスフィルタ２
３，２４の切り替えをする。この切替えスイッチ２２，
２５は、例えばダイオード・スイッチのようなものであ
る。バンドパスフィルタ２３は、受信アンテナ２１が受
信した高周波信号の中から、周波数ｆ₁の信号を通す。
また、バンドパスフィルタ２４は、受信アンテナ２１が
受信した高周波信号の中から、周波数ｆ₂の信号を通
す。増幅部２６は、切替えスイッチ２５から出力される
受信信号、すなわち周波数がｆ₁またはｆ₂の高周波信号
を増幅するＲＦ増幅器である。

【００２７】局部発振部２７は、周波数ｆ_LO＝（ｆ₁＋
ｆ₂）／２の信号、すなわち周波数が２９９．３ＭＨｚ
の信号を発振する。周波数混合部２８は、局部発振部２
７からの信号と増幅部２６からの信号との和差成分、す
なわち周波数ｆ_IFが（ｆ₂−ｆ₁）／２の中間周波信号を
生成する。このとき生成される周波数は、ｆ_IF＝１０．
７ＭＨｚである。バンドパスフィルタ２９は、周波数混
合部２８からの中間周波信号を通すためのＩＦ用バンド
パスフィルタである。増幅部３０は、バンドパスフィル
タ２９からの中間周波信号を増幅するＩＦ増幅器であ
る。

【００２８】復調部３１は、増幅部３０からの中間周波
信号を検波し、ベースバンド信号を再生する。ローパス
フィルタ３２は、ベースバンド信号のノイズを除去して
波形整形する。

【００２９】制御部３３は、例えばマイクロコンピュー
タにより構成され、ローパスフィルタ３２からのベース
バンド信号の正常・異常を所定時間毎に判別し、異常と
判断したときには他方のフィルタに切り換える。すなわ
ち、制御部３３は、一定時間、正規のベースバンド信号
がローパスフィルタ３２から得られないときは、切替え
スイッチ２２，２５を制御して、現在、用いられている
フィルタを別のフィルタに切り換える。

【００３０】次に、この実施例の動作について説明す
る。

【００３１】送信系１０では、逓倍部１２が発振部１１
からの周波数（ｆ₂−ｆ₁）の信号を２倍にすることによ
り、周波数（ｆ₂−ｆ₁）の信号と共に周波数２（ｆ₂−
ｆ₁）の信号を生成する。そして、逓倍部１２は、生成
した２つの信号を変調部１５に送る。一方、データ発生
部１３が発生したベースバンド信号が、ローパスフィル
タ１４を通り、変調部１５に送られる。

【００３２】変調部１５は、逓倍部１２からの２つの信
号を、ローパスフィルタ１４からのベースバンド信号で
変調する。周波数混合部１７は、変調部１５からの変調
信号と局部発振部１６からの周波数（２ｆ₁−ｆ₂）の信
号との和差成分である周波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周
波信号を生成する。この高周波信号は、バンドパスフィ
ルタ１８を通り、送信アンテナ１９から受信系２０に向
けて送出される。

【００３３】このような送信系１０のバンドパスフィル
タ１８に加えられる信号の周波数成分は、図３に示すよ
うになる。ここで、周波数が（ｆ₂−ｆ₁）の成分は、発
振部１１で発振されたものであり、周波数が２（ｆ₂−
ｆ₁）の成分は、逓倍部１２で生成されたものである。
また、周波数が（２ｆ₁−ｆ₂）の成分は、局部発振部１
６で発振されたものである。これらの周波数成分および
差成分を除去し、かつ、周波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高
周波信号を通すために、図３のＡのカーブに示すような
特性を持つバンドパスフィルタ１８が用いられる。図３
からも明らかなように、周波数分布は、（ｆ₂−ｆ₁）、
２（ｆ₂−ｆ₁）、（２ｆ₁−ｆ₂）の順の後に、周波数ｆ
₁、ｆ₂が続いている。すなわち、２１．４ＭＨｚ、４
２．８ＭＨｚ、２６７．２ＭＨｚの後に、周波数ｆ₁＝
２８８．６ＭＨｚ、ｆ₂＝３１０．０ＭＨｚが続いてい
る。この周波数分布の中から周波数ｆ₁およびｆ₂を取り
出せばよいので、バンドパスフィルタ１８の構成を簡単
にできる。また、バンドパスフィルタ１８の構成が簡単
になるので、バンドパスフィルタ１８のコストを低くで
きる。

【００３４】一方、受信系２０では、送信系１０から送
信された、同一のベースバンド信号で変調されている２
つの周波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周波信号が受信アン
テナ２１で受信された後、周波数ｆ₁に同調しているバ
ンドパスフィルタ２３が制御部３３の制御により例えば
選択される。

【００３５】周波数混合部２８は、増幅部２６からの周
波数ｆ₁の高周波信号と局部発振部２７からの周波数
（ｆ₁＋ｆ₂）／２の局部発振信号とから、周波数（ｆ₂
−ｆ₁）／２の中間周波信号を生成する。この中間周波
信号は、バンドパスフィルタ２９、増幅部３０を通り、
復調部３１で検波されてベースバンド信号に再生され
る。このベースバンド信号は、ローパスフィルタ３２を
通り、制御部３３で正規の状態かどうか判別される。こ
こで、ベースバンド信号が異常であれば、制御部３３が
切替えスイッチ２２，２５を切り換えて、別の周波数ｆ
₂で送られて来る高周波信号からベースバンド信号を再
生する。

【００３６】このような受信系２０により、送信系１０
から送信される同一のベースバンド信号で変調された周
波数ｆ₁および周波数ｆ₂の高周波信号の中で、いずれか
一方の電波の受信レベルが低かったり、同じ帯域に妨害
電波や干渉電波が存在していて正しい信号を受信できな
いときには、２つの信号の中から、レベルが十分に高く
同じ帯域に妨害電波や干渉電波の無い方の周波数を受信
できる。

【００３７】これにより、比較的簡単な受信系２０によ
り、２周波の中のいずれかの高周波信号が受信に十分な
レベルではない状態でも、ベースバンド信号の再生がで
き、確実な通信が可能になる。

【００３８】なお、この実施例では、受信系２０の入力
段に切替えスイッチ２２，２５と、バンドパスフィルタ
２３，２４とを用いたが、特にこれに限定されることは
ない。例えば、図４に示すように、受信アンテナからの
高周波信号の周波数ｆ₁および周波数ｆ₂を通すバンドパ
スフィルタ４１と、切替えスイッチ２２と切替えスイッ
チ２５との間に、周波数ｆ₁を通すローパスフィルタ４
２および周波数ｆ₂を通すハイパスフィルタ４３を接続
した構成としてもよい。

【００３９】また、この実施例では、シングルスーパー
ヘテロダイン方式を用いたが、周波数変換を２度行うダ
ブルスーパーヘテロダイン方式を用いてもよい。その場
合には、１番面の周波数変換で今回のようなイメージ受
信可能にしておき、２番目の周波数変換には、通常のイ
メージ除去のフィルタを使用する方がよい。その理由
は、１番目の周波数変換におけるイメージ周波数の周波
数隔差の方が、２番目のそれよりも大きく、各周波数ｆ
₁，ｆ₂間の相関が小さいため、周波数ダイバーシチの効
果が一層期待できるためである。

【００４０】また、この実施例では、送信系１０および
受信系２０での変復調方式は、ＡＭ、ＦＭ、ＰＭのいず
れであってもよい。

【００４１】また、この実施例では、送信系１０および
受信系２０に各１本のアンテナを用いたが、各周波数毎
に別のアンテナを用いてもよい。

【００４２】さらに、この実施例では、通信方式は、単
向、単信、復信、半復信のいずれであってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明は、送
信系の第１のフィルタの構成を簡単にし、また、受信系
の構成自体も簡単にするので、周波数ダイバーシチ無線
通信装置全体の構成を小型化でき、装置のコストを低く
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】受信系の一例を示すブロック図である。

【図３】送信系での周波数の分布を示す図である。

【図４】受信系の入力段の他の例を示すブロック図であ
る。

【図５】従来の送信系の例を示すブロック図である。

【図６】従来の送信系の他の例を示すブロック図であ
る。

【図７】従来の送信系での周波数の分布を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 送信系 ２０ 受信系 １１ 発振部 １２ 逓倍部 １３ データ発生部 １４ ローパスフィルタ １５ 変調部 １６ 局部発振部 １７ 周波数混合部 １８ バンドパスフィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一のベースバンド信号を周波数ｆ₁お
   よび周波数ｆ₂の信号で送信する送信系と、受信した前
   記周波数ｆ₁および前記周波数ｆ₂の信号に対応する受信
   信号と局部発振信号とを混合して中間周波信号を生成
   し、この中間周波信号を検波して前記ベースバンド信号
   を復調する受信系とを備える周波数ダイバーシチ無線通
   信装置において、 前記送信系は、 周波数（ｆ₂−ｆ₁）の信号および周波数２（ｆ₂−ｆ₁）
   の信号を発生する発生手段と、 前記発生手段からの周波数（ｆ₂−ｆ₁）の信号および周
   波数２（ｆ₂−ｆ₁）の信号を前記ベースバンド信号で変
   調する変調手段と、 周波数ｆ₁の信号および周波数ｆ₂の信号を生成するため
   に、前記変調手段からの周波数（ｆ₂−ｆ₁）の変調信号
   および周波数２（ｆ₂−ｆ₁）の変調信号を周波数（２ｆ
   ₁−ｆ₂）の信号で周波数変換する変換手段と、 前記変換手段の信号から、前記周波数ｆ₁の信号および
   前記周波数ｆ₂の信号を取り出す第１のフィルタとを有
   し、 前記受信系は、 前記受信した周波数ｆ₁の信号を通過させる帯域幅の第
   ２のフィルタと、 前記受信した周波数ｆ₂の信号を通過させる帯域幅の第
   ３のフィルタと、 前記第２のフィルタおよび前記第３のフィルタのどちら
   か一方を切り換えて、切り換えたフィルタの出力を前記
   受信信号として送出する切替え手段と、 前記復調したベースバンド信号の正常・異常を所定時間
   毎に判別し、異常と判断したときには前記切替え手段を
   制御して他方の前記フィルタに切り換える制御をする制
   御手段とを有することを特徴とする周波数ダイバーシチ
   無線通信装置。