JPH06140965A - 周波数ダイバーシチ無線通信装置 - Google Patents

周波数ダイバーシチ無線通信装置

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JPH06140965A
JPH06140965A JP317893A JP317893A JPH06140965A JP H06140965 A JPH06140965 A JP H06140965A JP 317893 A JP317893 A JP 317893A JP 317893 A JP317893 A JP 317893A JP H06140965 A JPH06140965 A JP H06140965A
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JP
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frequency
signal
filter
transmission system
unit
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JP317893A
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Kimiatsu Satou
公厚 佐藤
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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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
1),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312113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
信系では、受信した周波数f1およびf2の高周波信号の
周波数を中間周波数に変換するために、局部発振信号の
周波数fLOが(f1+f2)/2+Δfに設定されてい
る。すなわち、受信系の局部発振周波数がΔfだけシフ
トされて設定され、ビート周波数を2Δfに積極的に制
御して、ビート周波数成分がフィルタで取り除かれる。
【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312113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4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5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6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6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
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に基
づい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(f
2−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(2f1−f2)の信号
で周波数変換する第1の変換手段と、第1の変換手段の
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、周波数f1および周波数f2の受
信信号を、周波数(f1+f2)/2+Δfの信号で周波
数変換する第2の変換手段と、通過帯域幅が2Δf以上
に設定され、第2の変換手段からの信号を通過させる第
2のフィルタと、第2のフィルタを通過した2つの信号
を合成および検波する復調手段と、復調手段の出力から
周波数が2Δfより大きい成分を除いて、ベースバンド
信号を出力する第3のフィルタとを有する。
【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
1−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、受信系は、受信した高周波信号を周
波数(f1+f2)/2+Δfの信号で周波数変換するの
で、周波数が(f2−f1)/2+Δfの中間周波信号
と、周波数が(f2−f1)/2−Δfの中間周波信号を
生成する。この中間周波信号は、少なくとも2Δfの帯
域を持つ第2のフィルタを通され、復調手段で同時に検
波される。そして、受信系は、検波出力から周波数が2
Δfより大きい成分を第3のフィルタで除いて、ベース
バンド信号を再生する。
【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
2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
1)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fcが、デー
タ発生部13のベースバンド信号の周波数fDATA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
2)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
2)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、受信した周波数f1および
周波数f2の信号に対応する受信信号に基づいてベース
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、フィルタ22と、増幅
部23,27と、局部発振部24と、周波数混合部25
と、第2のフィルタとしてのバンドパスフィルタ26
と、復調手段としての復調部28と、第3のフィルタと
してのローパスフィルタ29と、処理部30とを備えて
いる。なお、この実施例では、第2の変換手段が局部発
振部24と周波数混合部25とを備えている。
【0026】この受信系20のフィルタ22は、受信ア
ンテナ21が受信した、送信系10からの高周波信号を
それぞれ通す双峰型バンドパスフィルタである。増幅部
23は、フィルタ22から出力される、周波数f1およ
び周波数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24は、周波数fLO=(f1
2)/2+Δfの局部発振信号を発振する。ただし、
Δfは、Δf≪(f2−f1)の関係を満たすように設定
されている。この実施例では、f2−f1=21.4MH
zであるので、Δf=3kHzに設定される。このと
き、局部発振信号は、周波数fLO=299.3MHz+
3kHzとなる。
【0028】周波数混合部25は、局部発振部24から
の信号と増幅部23からの信号との和差成分、すなわち
イメージ周波数成分の周波数fIF1が(f2−f1)/2
+Δfの中間周波信号と、周波数fIF2が(f2−f1
/2−Δfの中間周波信号とを生成する。この実施例で
は、周波数fIF1が、10.7MHz+3kHzであ
り、周波数fIF2が、10.7MHz−3kHzであ
る。
【0029】バンドパスフィルタ26は、少なくとも2
Δf+4fDATA以上の帯域を持つ。増幅部27は、バン
ドパスフィルタ26からの中間周波信号を増幅するIF
増幅器である。
【0030】復調部28は、増幅部27からの2つの中
間周波信号を合成および検波する。ローパスフィルタ2
9は、そのカットオフ周波数fCがfC<2Δfに設定さ
れている。これと共に、ベースバンド信号の周波数をf
DATAとすれば、カットオフ周波数fCは、2fDATA以上
でなければならない。そして、ローパスフィルタ29
は、復調部28からの検波出力から、ビート周波数2Δ
fを除き、ベースバンド信号だけを出力する。
【0031】処理部30は、例えばマイクロコンピュー
タより構成され、ローパスフィルタ29からのベースバ
ンド信号を処理する。
【0032】次に、この実施例の動作について説明す
る。
【0033】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
1)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。
【0034】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。
【0035】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
1)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。
【0036】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で受信される。これらの高周波信号は、フィル
タ22を通り、増幅部23で増幅される。
【0037】周波数混合部25は、増幅部23からの周
波数f1および周波数f2の高周波信号と、局部発振部2
4からの周波数fLO=(f1+f2)/2+Δfの局部発
振信号とを混合する。これにより、周波数混合部25
は、周波数fIF1が(f2−f1)/2+Δfの中間周波
信号と、周波数fIF2が(f2−f1)/2−Δfの中間
周波信号とを生成する。これらの中間周波信号は、バン
ドパスフィルタ26を通り、増幅部27で増幅された
後、復調部28で共に検波される。そして、この検波出
力がカットオフ周波数fCがfC<2Δfのローパスフィ
ルタ29を通り、ベースバンド信号が再生される。再生
されたベースバンド信号は、処理部30で処理される。
【0038】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の高周波信号を受信後、周波数
混合部25で単一の局部発振部24の局部発振信号と混
合することにより、2つの高周波信号の両方を中間周波
信号に変換できる。その際、局部発振周波数をΔfだけ
シフトしておくことにより、意図的にビート周波数を2
Δfに制御し、ローパスフィルタ29でビートを取り除
いて、正規のベースバンド信号を再生する。
【0039】これにより、完全に単一の受信系統で2周
波の高周波信号を受信でき、両波の合成の出力を取り出
すことができる。この結果、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。
【0040】なお、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。
【0041】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。
【0042】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。
【0043】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。
【0044】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明は、送
信系のバンドパス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】従来の送信系の例を示すブロック図である。
【図5】従来の送信系の他の例を示すブロック図であ
る。
【図6】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
    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
    信号に基づい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第1の変換手段と、 前記第1の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、 前記周波数f1および前記周波数f2の受信信号を、周波
    数(f1+f2)/2+Δfの信号で周波数変換する第2
    の変換手段と、 通過帯域幅が2Δf以上に設定され、前記第2の変換手
    段からの信号を通過させる第2のフィルタと、 前記第2のフィルタを通過した2つの信号を合成および
    検波する復調手段と、 前記復調手段の出力から周波数が2Δfより大きい成分
    を除いて、ベースバンド信号を出力する第3のフィルタ
    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。
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