KR20120073205A - 신호 전송 장치, 전자기기, 및, 신호 전송 방법 - Google Patents

Abstract

과제
전자기기 내나 전자기기 사이에서 무선 통신을 행함에 있어서, 회로 규모의 증대나 소비 전력의 증대를 억제하면서, 무선 통신용의 파라미터 설정을 행한다.
해결 수단
송신측의 전송로 결합부(108)의 전단에는, 신호 생성부(107)와 제 1 설정치 처리부(7100)를 구비하고, 수신측의 전송로 결합부(208)의 후단에는, 신호 생성부(207)와 제 2 설정치 처리부(7200)를 구비한다. 신호 생성부(107)가나 신호 생성부(207)는, 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행한다. 제 1 설정치 처리부(7100)는 신호 생성부(107)용의 미리 정하여진 설정치를 신호 생성부(107)에 입력하고, 제 2 설정치 처리부(7200)는 신호 생성부(207)용의 미리 정하여진 설정치를 신호 생성부(207)에 입력한다. 환경의 변화 등에 대응시켜서 설정치를 동적으로 변화시키는 것이 아니기 때문에, 파라미터 연산 회로의 삭감이나 소비 전력의 삭감이 실현되고, 환경 변화가 없는 상태에서 사용하는 경우에도 파라미터 연산 회로의 낭비가 생기지 않는다.

Description

신호 전송 장치, 전자기기, 및, 신호 전송 방법{SIGNAL TRANSMISSION DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND SIGNAL TRANSMISSION METHOD}

본 발명은, 신호 전송 장치, 전자기기, 및, 신호 전송 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 신호 처리용의 파라미터(설정치)의 신호 처리부에 대한 공급 수법에 관한 것이다.

예를 들면, 하나의 전자기기 내나 비교적 근거리(예를 들면 수센치 내지 10수센치 이내)에 배치되어 있는 전자기기 사이에서의 고속 신호 전송을 실현하는 수법으로서, 예를 들면 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)가 알려져 있다. 그러나, 최근의 더한층의 전송 데이터의 대용량 고속화에 수반하여, 소비 전력의 증가, 반사 등에 의한 신호 왜곡의 영향의 증가, 불필요 복사의 증가, 등이 문제가 된다. 예를 들면, 영상 신호(촬상 신호를 포함한다)나 컴퓨터 화상 등의 신호를 기기 내에서 고속(리얼타임)으로 전송하는 경우에 LVDS로는 한계에 달하고 있다.

전송 데이터의 고속화의 문제에 대응하기 위해, 배선수를 늘려서, 신호의 병렬화에 의해 1신호선당의 전송 속도를 떨어뜨리는 수법이 있다. 그러나, 이 대처에서는, 입출력 단자의 증대로 이어져 버린다. 그 결과, 프린트 기판이나 케이블 배선의 복잡화나 반도체 칩 사이즈의 확대 등이 요구된다. 또한, 고속·대용량의 데이터가 배선을 통해 전송되기 때문에 이른바 전자계 장애가 문제가 된다.

LVDS나 배선수를 늘리는 수법에서의 문제는, 어느 것이나, 전기배선에 의해 신호를 전송하는 것에 기인하고 있다. 그래서, 전기배선에 의해 신호를 전송하는 것에 기인하는 문제를 해결하는 수법으로서, 전기배선을 무선화하여 전송하는 수법이 제안되어 있다.

예를 들면, 일본 특개2005-204221호 공보나 일본 특개2005-223411호 공보에는, 몸체 내의 신호 전송을 무선으로 행함과 함께, UWB(Ultra Wide Band) 통신 방식을 적용하는 것이 제안되어 있다. 이들 2개의 특허 문헌에서의 UWB 통신 방식에서는, 반송 주파수가 낮고, 예를 들면 영상 신호를 전송하는 것 같은 고속 통신에 맞지 않고, 안테나가 커지는 등, 사이즈상의 문제가 있다. 또한, 전송에 사용하는 주파수가 다른 베이스밴드 신호 처리의 주파수에 가깝기 때문에, 무선 신호와 베이스밴드 신호의 사이에서 간섭이 일어나기 쉽다는 문제점도 있다. 또한, 반송 주파수가 낮은 경우는, 기기 내의 구동계 노이즈의 영향을 받기 쉬워서, 그 대처가 필요해진다.

이에 대해, 일본 특개평10-256478호 공보나 미국 특허 제5754948호 명세서에는, 밀리파대(波帶)의 반송 주파수를 사용하는 것이 기재되어 있다. 이들 2개의 특허 문헌과 같이, 보다 파장이 짧은 밀리파대의 반송 주파수를 사용하면, 안테나 사이즈나 간섭이나 구동계 노이즈의 영향의 문제를 해결할 수 있다.

특허문헌1 : 일본 특개2005-204221호 공보 특허문헌2 : 일본 특개2005-223411호 공보 특허문헌3 : 일본 특개평10-256478호 공보 특허문헌4 : 미국 특허 제5754948호 명세서

그런데, 무선 통신을 행하기 위해 각종의 신호 처리부를 동작시킬 때에는, 일반적으로, 그 동작을 규정하는 설정치를 신호 처리부에 주는, 즉 파라미터 설정을 행한다. 이 때, 신호 처리부를 둘러싸는 환경의 변화에 설정치(파라미터)를 대응시키기 위해, 제어 회로나 연산 회로를 갖는 동적인 조정 기구를 마련하는 것이 일반적이다. 예를 들면, 야외에서의 무선 통신과 같은 신호 처리부를 둘러싸는 환경의 변화가 큰 동적인 환경하에서는, 동적인 조정 기구를 마련하는 것이 거의 필수가 된다.

그러나, 이와 같은 동적인 조정 기구를 마련하는 것은, 회로 규모의 증대를 초래하고, 소비 전력도 커진다. 기기 내나 기기 사이에서의 무선 통신 등과 같이, 신호 처리부를 둘러싸는 환경의 변화가 적은 또는 그 환경의 변화가 거의 없는(환언하면 환경 변화의 영향을 무시할 수 있는)과 같은 정적인 환경하에서 사용하는 경우는, 동적인 조정 기구를 마련하는 것은 필요없게 되어 버린다.

그래서, 본 발명은, 회로 규모의 증대나 소비 전력의 증대를 억제하면서, 무선 통신용의 파라미터 설정을 실행할 수 있는 발명을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1의 양태에 관한 신호 전송 장치는, 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신하는 송신부, 및, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신하는 수신부중의 적어도 한쪽을 구비한다. 여기서, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성은 이미 알고 있다. 그리고, 송신부의 전단(前段) 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에, 또한, 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부와, 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력하는 설정치 처리부를 구비한다. 본 발명의 제 1의 양태에 관한 신호 전송 장치의 종속항에 기재된 각 신호 전송 장치는, 본 발명의 제 1의 양태에 관한 신호 전송 장치의 더한층 유리한 구체예를 규정한다.

본 발명의 제 2의 양태에 관한 전자기기는, 이른바 기기 내의 신호 전송에 관한 것이고, 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신하는 송신부, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신하는 수신부, 및, 송신부와 수신부 사이에서 무선 전송을 가능하게 하는 무선 신호 전송로가 하나의 몸체 내에서의 미리 정하여진 부분에 배치되어 있다. 여기서, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성은 이미 알고 있다. 그리고, 또한, 송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에는, 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부와, 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치(바람직하게는 송신부와 수신부 사이의 전송 특성에 대응하는 것)를 신호 처리부에 입력하는 설정치 처리부를 구비한다.

본 발명의 제 3의 양태에 관한 전자기기는, 이른바 기기 사이의 신호 전송에 관한 것이고, 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신하는 송신부가 하나의 몸체 내에서의 미리 정하여진 송신 개소에 배치되어 있는 제 1의 전자기기와, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신하는 수신부가 하나의 몸체 내에서의 미리 정하여진 수신 개소에 배치되어 있는 제 2의 전자기기를 구비하고, 하나의 전자기기의 전체가 구성되어 있다. 그리고, 제 1의 전자기기와 제 2의 전자기기가 정하여진 위치에 배치된 때, 송신부와 수신부 사이에 무선 전송을 가능하게 하는 무선 신호 전송로가 형성되도록 되어 있고, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성은 이미 알고 있다. 그리고 또한, 송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에는, 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부와, 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치(바람직하게는 송신부와 수신부 사이의 전송 특성에 대응하는 것)를 신호 처리부에 입력하는 설정치 처리부를 구비한다.

본 발명의 제 4의 양태에 관한 신호 전송 방법은, 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신부에서 송신하고, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신부에서 수신한다. 이 때에는, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 이미 알고 있고, 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치(바람직하게는 송신부와 수신부 사이의 전송 특성에 대응하는 것)를 신호 처리부에 입력하고, 송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에서, 또한, 입력된 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 신호 처리부에서 행한다.

본 발명의 제 2의 양태에 관한 전자기기, 본 발명의 제 3의 양태에 관한 전자기기, 본 발명의 제 4의 양태에 관한 신호 전송 방법의 각각에서는, 본 발명의 제 1의 양태에 관한 신호 전송 장치에 적용되는 각종의 기술·수법(본 발명의 제 1의 양태에 관한 신호 전송 장치의 종속항에 기재된 각 신호 전송 장치의 기술·수법)이 마찬가지로 적용 가능하다.

본 발명의 제 1 내지 제 4의 각 상태에서는, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 이미 알고 있고, 송신측이나 수신측의 각 신호 처리부는 설정치(파라미터)에 따라 미리 정하여진 신호 처리를 행하는데, 그 때에는, 설정치 처리부는, 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력한다. 요컨대, 신호 처리용의 설정치를 미리 정하여진 값(즉 고정치)으로 한다. 환경의 변화 등에 대응시켜서 설정치를 동적으로 변화시키는 것이 아니기 때문에, 파라미터 연산 회로의 삭감이나 소비 전력의 삭감이 실현된다. 동적인 조정 기구를 마련하지 않고서 끝나기 때문에, 환경 변화의 영향을 무시한 정적인 환경하에서 사용하는 경우에도, 파라미터 연산 회로의 낭비가 생기지 않는다.

본 발명에 의하면, 회로 규모의 증대나 소비 전력의 증대를 억제하면서, 무선 통신용의 파라미터 설정을 실행할 수 있다.

도 1은, 본 실시 형태의 무선 전송 장치의 제 1의 기본구성(제 1 예)을 도시하는 도면.
도 2는, 본 실시 형태의 무선 전송 장치의 제 1의 기본구성(제 2 예)을 도시하는 도면.
도 3은, 본 실시 형태의 무선 전송 장치의 제 2의 기본구성(제 1 예)을 도시하는 도면.
도 4는, 본 실시 형태의 무선 전송 장치의 제 2의 기본구성(제 2 예)을 도시하는 도면.
도 5의 (A) 내지 (C)는, 실시예 1(변조 기능부 및 복조 기능부의 제 1 예)을 설명하는 도면.
도 6은, 실시예 2(변조 기능부 및 복조 기능부의 제 2 예)를 설명하는 도면.
도 7의 (A) 및 (B)는, 실시예 3을 설명하는 도면.
도 8은, 실시예 4(쌍방향 통신시의 에코 캔슬러 기술)를 설명하는 도면.
도 9의 (A) 내지 (D)는, 실시예 5(수신측에 적용하는 MIMO 처리)를 설명하는 도면.
도 10의 (A) 및 (B)는, 수신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산 수법을 설명하는 도면.
도 11은, 수신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산 수법을 설명하는 도면.
도 12의 (A) 내지 (C)는, 안테나 배치의 제약과 MIMO 처리량(역행렬 연산량)의 관계를 설명하는 도면
도 13의 (A) 내지 (D)는, 실시예 6(송신측에 적용하는 MIMO 처리)을 설명하는 도면.
도 14의 (A) 및 (B)는, 송신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산 수법을 설명하는 도면.
도 15의 (A)는, 송신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산 수법을 설명하는 도면.
도 16의 (A) 내지 (C)는, 실시예 7(변조 기능부의 제 3 예와 그 주변 회로)를 설명하는 도면.
도 17의 (A) 내지 (C)는, 실시예 7(복조 기능부의 제 3 예와 그 주변 회로)를 설명하는 도면.
도 18은, 위상 진폭 조정부의 구성예를 도시하는 도면.
도 19는, 주입 동기 방식을 적용하는 송신기측의 구성예의 제 1 예를 설명하는 도면.
도 20은, 주입 동기 방식을 적용하는 수신기측의 구성예의 제 1 예를 설명하는 도면.
도 21은, 주입 동기 방식을 적용하는 송신기측의 구성예의 제 2 예(그 1)를 설명하는 도면.
도 22는, 주입 동기 방식을 적용하는 송신기측의 구성예의 제 2 예(그 2)를 설명하는 도면.
도 23은, 주입 동기 방식을 적용하는 수신기측의 구성예의 제 2 예(그 1)를 설명하는 도면.
도 24는, 주입 동기 방식을 적용하는 수신기측의 구성예의 제 2 예(그 2)를 설명하는 도면.
도 25는, 주입 동기에서의 각 신호의 위상 관계를 도시하는 도면.
도 26은, 실시예 7을 설명하는 도면으로서, 주입 동기에 대응한 변복조의 기본구성을 도시하는 도면.
도 27은, 실시예 7을 설명하는 도면으로서, 변조 반송 신호와 자주시의 복조 반송 신호의 주파수차와, 주입 신호와 주입 동기시의 복조 반송 신호와의 위상차(θ)의 관계의 한 예를 도시하는 도면.
도 28의 (A) 내지 (C)는, 실시예 7을 설명하는 도면으로서, 주입 신호와 주입 동기시의 복조 반송 신호와의 위상차와 복조 출력의 DC 성분의 관계의 한 예를 도시하는 도면.
도 29의 (A) 내지 (C)는, 실시예 7을 설명하는 도면으로서, 수신 레벨과 로크 레인지의 관계의 한 예를 도시하는 도면.
도 30의 (A) 및 (B)는, 실시예 8을 설명하는 도면으로서, 주파수 혼합부에 공급되는 수신 신호와 복조 반송 신호와의 위상차를 설명하는 도면.
도 31의 (A) 내지 (C)는, 실시예 8을 설명하는 도면으로서, 주파수 혼합부에 공급되는 수신 신호와 복조 반송 신호와의 위상차와, 복조 신호의 DC 성분과의 관계를 설명하는 도면.
도 32의 (A) 및 (B)는, 실시예 8을 설명하는 도면으로서, 주파수 혼합부에 공급되는 수신 신호와 복조 반송 신호와의 위상차의 영향을 억제하는 수법을 설명하는 도면.
도 33은, 실시예 9(확산 부호 방식)의 통신 장치를 설명하는 도면.
도 34는, 실시예 9의 통신 장치에서의 전체 동작을 설명하는 도면(제 1 예).
도 35는, 실시예 9의 통신 장치에서의 전체 동작을 설명하는 도면(제 2 예).
도 36은, 실시예 10을 적용하는 무선 전송 장치의 전체 개요를 도시하는 도면.
도 37의 (A) 내지 (C)는, 송신측 및 수신측의 반송파에 대한 주파수 어긋남을 설명한 주파수 진폭 특성예를 도시하는 도면.
도 38의 (A) 및 (B)는, 실시예 11의 전자기기의 제 1 예를 설명하는 도면.
도 39는, 실시예 11의 전자기기의 제 2 예를 설명하는 도면.
도 40은, 실시예 11의 전자기기의 제 3 예를 설명하는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 관해 상세히 설명한다. 각 기능 요소에 관해 형태별로 구별할 때에는, A, B, C, … 등과 같이 대문자의 알파벳의 참조자를 붙여서 기재하고, 특히 구별하지 않고 설명할 때에는 이 참조자를 생략하여 기재한다. 도면에서도 마찬가지이다.

설명은 이하의 순서로 행한다.

1. 전체 개요

2. 통신 처리 계통 : 기본구성1

3. 통신 처리 계통 : 기본구성2

4. 실시예 1 : 변조 기능부 및 복조 기능부의 제 1 예

5. 실시예 2 : 변조 기능부 및 복조 기능부의 제 2 예

6. 실시예 3 : 주파수 특성 보정 처리

7. 실시예 4 : 쌍방향 통신시의 에코 캔슬러 기술

8. 실시예 5 : 공간분할 다중(수신측에서의 MIMO 처리)

9. 실시예 6 : 공간분할 다중(송신측에서의 MIMO 처리)

10. 실시예 7 : 변조 기능부 및 복조 기능부의 제 3 예(주입 동기 방식)

11. 실시예 8 : 주입 동기 방식에서의 위상차 보정 대응

12. 실시예 9 : 확산 부호 방식

13 : 실시예 10 : 전송 데이터의 고속화 대응

14 : 실시예 11 : 전자기기에의 적용 사례

<전체 개요>

[무선 전송 장치, 무선 전송 방법]

본 발명의 제 1의 양태나 제 4의 양태와 대응하는 본 실시 형태의 제 1의 구성에서는, 송신부(예를 들면 송신측의 전송로 결합부)와 수신부(예를 들면의 전송로 결합부)중의 적어도 한쪽을 구비하여 무선 전송 장치를 구성한다. 송신부는, 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신한다. 수신부는, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신한다. 여기서, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 이미 알고 있는 것으로 한다. 예를 들면, 하나의 몸체 내의 송신부와 수신부의 배치 위치가 변화하지 않는 경우(기기 내 통신의 경우)나, 송신부와 수신부의 각각이 각각 별도의 몸체 내에 배치되는 경우에도 사용 상태일 때의 송신부와 수신부의 배치 위치가 미리 정하여진 상태로 되는 경우(비교적 근거리의 기기 사이의 무선 전송의 경우)와 같이, 송수신 사이의 전송 조건이 실질적으로 변화하지 않는(즉 고정인) 환경하에서는, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 미리 알 수 있다. 그리고, 송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에는 또한, 신호 처리부와 설정치 처리부를 구비한다. 신호 처리부는, 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행한다. 설정치 처리부는, 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력한다.

전송 특성에 대응한 설정치나 기기 내나 기기 사이의 신호 전송에는 한정되는 것이 없고, 예를 들면, 회로 소자의 편차 보정을 위한 파라미터 설정도 포함하지만, 바람직하게는, 설정치 처리부는, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성에 대응하여 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력하는 것이 좋다. 송수신 사이의 전송 조건이 실질적으로 변화하지 않는(즉 고정인) 환경하에서는, 신호 처리부의 동작을 규정하는 설정치를 고정치로서 취급하여도, 즉, 파라미터 설정을 고정으로 하여도, 신호 처리부를 부적합함 없이 동작시킬 수 있다. 신호 처리용의 설정치를 미리 정하여진 값(즉 고정치)으로 함으로써 파라미터 설정을 동적으로 변화시키지 않고서 끝나기 때문에, 파라미터 연산 회로를 삭감할 수 있고, 소비 전력을 삭감할 수도 있다. 기기 내나 비교적 근거리의 기기 사이의 무선 전송에서는 통신 환경이 고정되기 때문에, 통신 환경에 의존하는 각종 회로 파라미터를 미리 결정할 수 있고, 전송 조건이 고정인 환경하에서는, 신호 처리부의 동작을 규정하는 설정치를 고정치로서 취급하여도, 즉, 파라미터 설정을 고정으로 하여도, 신호 처리부를 부적합함 없이 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 공장 출하시에 최적의 파라미터를 구하여 두고, 그 파라미터를 장치 내부에 보존하여 둠으로써, 파라미터 연산 회로의 삭감이나 소비 전력의 삭감을 행할 수 있다.

각종 회로 파라미터를 미리 결정할 때에는, 기기 내에서 자동적으로 생성하는 제 1의 수법과, 무선 전송 장치(또는 전자기기)의 외부에서 생성한 것을 이용하는 제 2의 수법의 어느 것도 취할 수 있다. 제 1의 수법을 취할 때에는, 설정치 처리부는, 설정치를 결정하는 설정치 결정부와, 설정치 결정부가 결정한 설정치를 기억하는 기억부와, 기억부로부터 판독한 설정치에 의거하여 신호 처리부를 동작시키는 동작 제어부를 갖는 것으로 하는 것이 좋다. 제 2의 수법을 취할 때에는, 설정치 처리부는, 설정치를 외부로부터 접수하는 설정치 접수부와, 설정치 접수부가 접수한 설정치를 기억하는 기억부와, 기억부로부터 판독한 설정치에 의거하여 신호 처리부를 동작시키는 동작 제어부를 갖는 것으로 하는 것이 좋다.

신호 처리의 파라미터 설정으로서는 여러가지의 것이 있다. 예를 들면, 신호 증폭 회로(진폭 조정부)의 게인 설정(신호 진폭 설정)이 있다. 신호 증폭 회로는, 예를 들면, 송신 전력 설정이나 복조 기능부에 입력되는 수신 레벨 설정이나 자동 이득 제어(AGC : Automatic Gain Control) 등에 이용된다. 이들의 경우, 신호 처리부는, 입력 신호의 크기를 조정하여 조정이 끝난 신호를 출력하는 신호 처리를 행하는 진폭 조정부를 갖는 것으로 하고, 설정치 처리부는, 입력 신호의 크기를 조정하기 위한 설정치를 진폭 조정부에 입력한다.

신호 처리의 파라미터 설정의 다른 예로서는, 위상 조정량의 설정이 있다. 예를 들면, 반송 신호나 클록을 별송(別送)하는 계에서, 송신 신호의 지연량에 맞추어서 위상을 조정하는 경우이다. 이들의 경우, 신호 처리부는, 입력 신호의 위상을 조정하여 조정이 끝난 신호를 출력하는 신호 처리를 행하는 위상 조정부를 갖는 것으로 하고, 설정치 처리부는, 입력 신호의 위상을 조정하기 위한 설정치를 위상 조정부에 입력한다. 이 위상 조정량의 설정을 전술한 게인 설정과 조합시킨 양태로 할 수도 있다.

신호 처리의 파라미터 설정의 다른 예로서는, 주파수 특성의 설정이 있다. 예를 들면, 송신측에서 미리 저역 주파수 성분이나 고역 주파수 성분의 진폭을 강조하는 경우이다. 이들의 경우, 신호 처리부는, 입력 신호의 주파수 특성을 보정하고 보정이 끝난 신호를 출력하는 주파수 특성 보정 처리부를 갖는 것으로 하고, 설정치 처리부는, 입력 신호의 주파수 특성을 보정하기 위한 설정치를 주파수 특성 보정 처리부에 입력한다.

신호 처리의 파라미터 설정의 다른 예로서는, 쌍방향 통신을 행하는 경우의 에코 캔슬량의 설정이 있다. 이 경우, 신호 처리부는, 송신측에서 출력되는 신호중의 입력측에 혼입된 에코 성분을 억제하는 에코 억제부를 갖는 것으로 하고, 설정치 처리부는, 에코 성분을 억제하기 위한 설정치를 에코 억제부에 입력한다.

신호 처리의 파라미터 설정의 다른 예로서는, 송신부와 수신부는 각각 복수의 안테나를 가지며, 송수신 사이에서 공간 다중 통신을 행하는 경우의 크로스토크의 캔슬량의 설정이 있다. 이 경우, 신호 처리부는, 송수신 사이의 각 안테나 쌍의 전달 함수를 요소로 하는 채널 행렬에 의거하여 행렬 연산을 행하는 행렬 연산 처리부를 갖는 것으로 하고, 설정치 처리부는, 행렬 연산을 행하기 위한 설정치를 행렬 연산 처리부에 입력한다.

신호 처리의 파라미터 설정의 다른 예로서는, 수신한 신호에 의거한 주입 동기 방식(injection locking scheme)에 의해 송신측의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호(변조 반송 신호)와 동기한 복조용의 반송 신호(복조 반송 신호)를 생성하는 경우의 주입 신호의 진폭치(주입량)나 위상 시프트량, 또는 복조 기능부에 입력되는 수신 신호와 복조 반송 신호의 위상차의 보정량 등의 설정이 있다. 주입 신호의 진폭치나 위상 시프트량, 또는 수신 신호와 복조 반송 신호의 위상차의 보정량 등, 주입 동기에 관한 설정치를 「주입 동기를 행하기 위한 설정치」라고 칭한다. 이 경우, 송신용의 신호 처리부는, 변조용의 반송 신호를 생성하는 제 1의 반송 신호 생성부와, 전송 대상 신호를 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호로 주파수 변환하여 변조 신호를 생성하는 제 1의 주파수 변환부를 가지며, 변조 신호를 무선 신호 전송로에 송출하는 것으로 한다. 수신용의 신호 처리부는, 무선 신호 전송로를 통하여 수신한 신호가 주입됨으로써 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호와 동기한 복조용의 반송 신호를 생성하는 제 2의 반송 신호 생성부와, 무선 신호 전송로를 통하여 수신한 변조 신호를 제 2의 반송 신호 생성부에서 생성된 복조용의 반송 신호로 주파수 변환하는 제 2의 주파수 변환부를 갖는 것으로 한다. 그리고, 설정치 처리부는, 주입 동기를 행하기 위한 설정치를 송신용의 신호 처리부 및/또는 수신용의 신호 처리부에 입력한다.

복조 기능부에 입력되는 수신 신호와 복조 반송 신호의 위상차에 의해 복조 기능부에서 복조된 신호(복조 신호)의 직류 성분의 크기가 결정되는데, 그 직류 성분이 최대일 때가 위상차가 제로가 되고, 주입 신호와 주입 동기에서 생성되는 복조 반송 신호의 자주(自走) 주파수차(差)가 없어지기 때문에, 복조 신호의 직류 성분이 커지도록 「주입 동기를 행하기 위한 설정치」를 결정하는 것이 좋다. 단, 주입 신호 레벨(주입량)의 크기에 의해 로크 레인지가 변화하기 때문에, 로크 상태를 유지하면서 최대치를 빨리 찾기 위해서는, 복조 반송 신호의 자주 주파수를 변화시키는 변화량(스텝)를 최적으로 선택할 필요가 있다. 이 대처를 위해서는, 미리 복조 기능부에 입력되는 수신 신호의 진폭으로부터 최적 스텝을 계산하여 기억부에 기억하여 두고, 복조 반송 신호의 자주 주파수를 변화시킬 때에 이용하면 좋다. 또는, 주입량이 일정이 되도록 최적 게인을 구하여 기억부에 기억하여 두고, 주입량의 설정에 이용하면 좋다. 또한, 복조 기능부에 입력되는 수신 신호와 복조 반송 신호에는 패스차(path difference)가 있기 때문에, 그 영향이 위상차에 나타나고, 복조 신호의 직류 성분의 변화의 방식이 변하다. 따라서, 위상차를 보정하는 위상 조정부(이상기(移相器))를, 주입 신호나 복조 반송 신호나 수신 신호의 각 경로의 적어도 하나에 삽입하고, 위상 조정량(위상 시프트량)의 값을 미리 기억부에 보존하여 두고, 위상 조정의 설정에 이용하면 좋다.

「주입 동기를 행하기 위한 설정치」를 결정하는 구성으로서는, 예를 들면, 주입 동기 판정과 그 판정 결과에 의거한 조정 기구를 이용하면 좋다. 예를 들면, 수신용의 신호 처리부는, 제 2의 반송 신호 생성부에서의 주입 동기의 상태를 나타내는 정보를 검출하는 주입 동기 검출부를 구비하는 것으로 하고, 송신용의 신호 처리부 및 수신용의 신호 처리부의 적어도 한쪽은, 주입 동기 검출부가 검출한 주입 동기의 상태를 나타내는 정보에 의거하여, 제 2의 반송 신호 생성부에서 생성되는 복조용의 반송 신호가, 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호와 동기하도록 동기 조정을 행하는 주입 동기 조정부를 구비하는 것으로 하는 것이 좋다. 설정치 처리부는, 주입 동기 조정부에 의해 조정된 설정치를 기억부에 보존하고 판독하여 신호 처리부의 동작 설정에 이용한다.

주입 동기 조정부에 의한 동기 조정은, 수신측에서 행하여도 좋고, 송신측에서 행하여도 좋다. 예를 들면, 수신측에서 행하는 경우에는, 주입 동기 조정부는, 제 2의 반송 신호 생성부에 주입되는 신호의 진폭 및/또는 제 2의 반송 신호 생성부의 자주 발진시의 출력 신호의 주파수를 변경시킴으로써 동기 조정을 행하는 것이 좋다. 송신측에서 행하는 경우에는, 주입 동기 조정부는, 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성되는 변조용의 반송 신호의 주파수 및/또는 무선 신호 전송로에 송출되는 신호의 진폭을 변경시킴으로써 동기 조정을 행한다. 또한, 동기 조정을 수신측과 송신측의 어느 쪽에서 행하는가 라는 것으로, 송신측에서 행하는 경우의 제어 주체는, 수신측과 송신측의 어느 쪽에 배치되어 있어도 좋다.

주입 동기 방식에 의해 복조 반송 신호를 생성한 경우, 바람직하게는, 송신측의 신호 처리부는, 변조되는 전송 대상 정보의 직류 부근 성분을 억압하는 변조 대상 신호 처리부를 갖는 것으로 하고, 송신측의 주파수 변환부는, 변조 대상 신호 처리부에서 처리된 처리가 끝난 신호를 송신측의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조 반송 신호로 주파수 변환하여 전송 신호를 생성하면 좋다. 요컨대, 주입 동기하기 쇱도록, 미리 직류 컷트하는 것이다. 바람직하게는, 변조 대상 신호 처리부는, 디지털의 전송 대상 정보에 대해 DC 프리 부호화를 행하면 좋다.

신호 처리의 파라미터 설정의 다른 예로서는, 확산 부호 방식의 무선 통신에서의 확산 부호열의 동기 기구를 위해 확산 부호열에 동기한 클록 신호를 송출하는 경우의 클록 위상의 보정량의 설정이 있다. 이 경우, 기준 신호를 출력하는 기준 신호 출력부, 및, 기준 신호 출력부에서 출력된 기준 신호에 의거하여 확산 부호 방식의 무선 통신 처리에 관한 신호 처리용의 클록 신호를 기준 신호와 동기하여 생성하는 클록 생성부를 또한 구비하는 것으로 한다. 클록 생성부는, 설정치에 따라 위상 보정을 행하는 위상 보정부를 갖는 것으로 하고, 신호 처리부는, 위상 보정부에 의해 위상 보정이 된 클록 신호에 의거하여 신호 처리를 행하고, 설정치 처리부는, 위상 보정을 행하기 위한 설정치를 위상 보정부에 입력한다. 신호 처리부는, 클록 생성부에서 생성된 클록 신호에 동기하여 확산 부호열을 생성하는 확산 부호열 발생부, 및, 확산 부호열 발생부에서 생성된 확산 부호열에 의거하여 전송 대상 데이터의 확산 처리를 신호 처리로서 행하는 확산 처리부를 갖는 것으로 하는 것이 좋다.

신호 처리의 파라미터 설정의 다른 예로서는, 반송 주파수에 대한 송수신 사이의 전송 주파수 특성의 비대칭성을 이용하여 전송 데이터의 고속화 대응을 도모할 때의, 송신측이나 수신측의 반송 주파수의 어긋남량의 설정이 있다. 이 경우, 변조용의 반송 신호를 생성하는 제 1의 반송 신호 생성부 및 전송 대상 신호를 상기 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호로 주파수 변환하여 전송 신호를 생성하는 제 1의 주파수 변환부를 구비하는 송신측의 신호 처리부와, 복조용의 반송 신호를 생성하는 제 2의 반송 신호 생성부 및 수신한 전송 신호를 상기 제 2의 반송 신호 생성부에서 생성된 복조용의 반송 신호로 주파수 변환하는 제 2의 주파수 변환부를 구비하는 수신측의 신호 처리부를 구비하는 것으로 한다. 그리고, 변조용의 반송 신호와 복조용의 반송 신호의 적어도 한쪽을, 송수신 사이의 전송 특성의 대역 중심에 대해 어긋나도록 설정한다. 예를 들면 송신계와 수신계의 어느 한쪽만을 주파수 시프트하면 좋고, 송신계(송신측의 신호 처리부, 변조 기능부뿐만 아니라 송신측의 증폭 회로를 포함하여도 좋다)의 대역 중심과 수신계(수신측의 신호 처리부, 복조 기능부뿐만 아니라 수신측의 증폭 회로를 포함하여도 좋다)의 대역 중심의 어느 한쪽만을 반송 신호의 주파수에 대해 어긋나도록 설정하면 좋다. 또는, 송신계와 수신계의 쌍방을 같은 방향으로 주파수 시프트하여도 좋고, 이 경우, 송신계의 대역 중심과 수신계의 대역 중심의 쌍방을, 반송 신호의 주파수에 대해 같은 방향으로 어긋나도록 설정한다.

바람직하게는, 복조은 동기 검파로 행하는, 즉, 수신측의 주파수 변환부는, 동기 검파 방식에 의해 주파수 변환을 행함으로써 전송 대상 신호를 복조한다. 바람직하게는, 주입 동기 방식에 의해 복조 반송 신호를 생성하면 좋다. 이 때에는, 바람직하게는, 전술한 바와 같이 「주입 동기의 설정치」를 고정화하면 좋고, 「주입 동기를 행하기 위한 설정치」를 결정하는 구성으로서는, 예를 들면, 주입 동기 판정과 그 판정 결과에 의거한 조정 기구를 이용하면 좋다. 주입 동기 방식의 경우, 바람직하게는, 주입 동기하기 쉽도록 송신측에서 미리 직류 컷트(예를 들면 DC 프리 부호화)를 행하면 좋은 것은 전술한 바와 같다.

[전자기기]

본 발명의 제 2의 양태나 본 발명의 제 3의 양태와 대응하는 본 실시 형태의 전자기기에서는, 각 부분이 하나의 몸체 내에 수용된 상태의 장치 구성으로 하나의 전자기기로 하는 것도 가능하고, 복수의 장치(전자기기)가 조합하여 하나의 전자기기의 전체가 구성된 것도 있다. 본 실시 형태의 무선 전송 장치는, 예를 들면, 디지털 기록 재생 장치, 지상파 텔레비전 수상 장치, 휴대 전화 장치, 게임 장치, 컴퓨터 등의 전자기기에서 사용된다.

이하에서 설명하는 본 실시 형태의 무선 전송 장치에서는, 밀리파대(파장이 1 내지 10㎜)의 반송 주파수를 사용함으로써 하여 설명하지만, 밀리파대로 한하지 않고, 보다 파장이 짧은, 예를 들면 서브밀리파대 등, 밀리파대 부근의 반송 주파수를 사용하는 경우에도 적용 가능하다.

무선 전송 장치를 구성하는 경우, 송신측 단독의 경우와, 수신측 단독의 경우와, 송신측과 수신측의 쌍방을 갖는 경우가 있다. 송신측과 수신측은 무선 신호 전송로(예를 들면 밀리파 신호 전송로)를 통하여 결합되어 밀리파대에서 신호 전송을 행하도록 구성된다. 전송 대상의 신호를 광대역 전송에 적합한 밀리파 대역으로 주파수 변환하여 전송하도록 한다. 예를 들면, 제 1의 통신부(제 1의 밀리파 전송 장치)와 제 2의 통신부(제 2의 밀리파 전송 장치)로, 무선 전송 장치를 구성한다. 그리고, 비교적 근거리에 배치된 제 1의 통신부와 제 2의 통신부의 사이에서는, 전송 대상의 신호를 밀리파 신호로 변환하고 나서, 이 밀리파 신호를 밀리파 신호 전송로를 통하여 전송하도록 한다. 본 실시 형태의 「무선 전송」이란, 전송 대상의 신호를 일반적인 전기배선(단순한 와이어 배선)이 아니라 무선(이 예에서는 밀리파)로 전송하는 것을 의미한다.

「비교적 근거리」란, 방송이나 일반적인 무선 통신에서 사용되는 야외(옥외)에서의 통신 장치사이의 거리에 비하여 거리가 짧은 것을 의미하고, 전송 범위가 닫혀진 공간으로서 실질적으로 특정할 수 있을 정도의 것이면 좋다. 「닫혀진 공간」이란, 그 공간 내부로부터 외부로의 전파의 누설이 적고, 역으로, 외부로부터 공간 내부로의 전파의 도래(침입)가 적은 상태의 공간을 의미하고, 전형적으로는 그 공간 전체가 전파에 대해 차폐 효과를 갖는 몸체(케이스)로 둘러싸여진 상태이다. 예를 들면, 하나의 전자기기의 몸체 내에서의 기판 사이 통신이나 동일 기판상에서의 칩 사이 통신이나, 한쪽의 전자기기에 다른쪽의 전자기기가 장착된 상태와 같이 복수의 전자기기가 일체가 된 상태에서의 기기 사이의 통신이 해당한다. 「일체」는, 장착에 의해 양 전자기기가 완전히 접촉한 상태가 전형적인 예이지만, 양 전자기기 사이의 전송 범위가 닫혀진 공간으로서 실질적으로 특정할 수 있을 정도의 것이면 좋다. 예를 들면 수센치 이내 또는 10수센치 이내 등, 비교적 근거리에서, 양 전자기기가 다소 떨어진 상태에서 정하여진 위치에 배치되어서 「실질적으로」 일체로 간주할 수 있는 경우도 포함한다. 요컨대, 양 전자기기로 구성되는 전파가 전반할 수 있는 공간 내부로부터 외부로의 전파의 누설이 적고, 역으로, 외부로부터 그 공간 내부로의 전파의 도래(침입)가 적은 상태라면 좋다.

이하에서는, 하나의 전자기기의 몸체 내에서의 신호 전송을 몸체 내 신호 전송이라고 칭하고, 복수의 전자기기가 일체(이하, 「실질적으로 일체」도 포함한다)가 된 상태에서의 신호 전송을 기기 사이 신호 전송이라고 칭한다. 몸체 내 신호 전송의 경우는, 송신측의 통신 장치(통신부 : 송신부)와 수신측의 통신 장치(통신부 : 수신부)가 동일 몸체 내에 수용되고, 통신부(송신부와 수신부) 사이에 무선 신호 전송로가 형성된 무선 전송 장치가 전자기기 그 자체가 된다. 한편, 기기 사이 신호 전송의 경우, 송신측의 통신 장치(통신부 : 송신부)와 수신측의 통신 장치(통신부 : 수신부)가 각각 다른 전자기기의 몸체 내에 수용되고, 양 전자기기가 정하여진 위치에 배치되어 일체가 된 때에 양 전자기기 내의 통신부(송신부와 수신부)사이에 무선 신호 전송로가 형성되어 무선 전송 장치가 구축된다.

밀리파 신호 전송로를 끼우고 마련되는 각 통신 장치에서는, 송신 계통과 수신 계통이 쌍이 되어 조합되어 배치된다. 각 통신 장치에 송신 계통과 수신 계통을 병존시킴으로써 쌍방향 통신을 할 수 있다. 각 통신 장치에 송신 계통과 수신 계통을 병존시키는 경우, 한쪽의 통신 장치와 다른쪽의 통신 장치 사이의 신호 전송은 편방향(일방향)의 것이라도 좋고 쌍방향의 것이라도 좋다. 예를 들면, 제 1의 통신부가 송신측이 되고 제 2의 통신부가 수신측이 되는 경우에는, 제 1의 통신부에 송신부가 배치되고 제 2의 통신부에 수신부가 배치된다. 제 2의 통신부가 송신측이 되고 제 1의 통신부가 수신측이 되는 경우에는, 제 2의 통신부에 송신부가 배치되고 제 1의 통신부에 수신부가 배치된다.

송신부는, 예를 들면, 전송 대상의 신호를 신호 처리하여 밀리파의 신호를 생성하는 송신측의 신호 생성부(전송 대상의 전기 신호를 밀리파의 신호로 변환하는 신호 변환부)와, 밀리파의 신호를 전송하는 전송로(밀리파 신호 전송로)에 송신측의 신호 생성부에서 생성된 밀리파의 신호를 결합시키는 송신측의 신호 결합부를 구비하는 것으로 한다. 바람직하게는, 송신측의 신호 생성부는, 전송 대상의 신호를 생성하는 기능부와 일체인 것이 좋다.

예를 들면, 송신측의 신호 생성부는 변조 회로를 가지며, 변조 회로가 전송 대상의 신호를 변조한다. 송신측의 신호 생성부는 변조 회로에 의해 변조된 후의 신호를 주파수 변환하여 밀리파의 신호를 생성한다. 원리적으로는, 전송 대상의 신호를 다이렉트로 밀리파의 신호로 변환하여도 좋다. 송신측의 신호 결합부는, 송신측의 신호 생성부에 의해 생성된 밀리파의 신호를 밀리파 신호 전송로에 공급한다.

수신부는, 예를 들면, 밀리파 신호 전송로를 통하여 전송되어 온 밀리파의 신호를 수신하는 수신측의 신호 결합부와, 수신측의 신호 결합부에 의해 수신된 밀리파의 신호(입력 신호)를 신호 처리하여 통상의 전기 신호(전송 대상의 신호)를 생성하는 수신측의 신호 생성부(밀리파의 신호를 전송 대상의 전기 신호로 변환하는 신호 변환부)를 구비하는 것으로 한다. 바람직하게는, 수신측의 신호 생성부는, 전송 대상의 신호를 수취하는 기능부와 일체인 것이 좋다. 예를 들면, 수신측의 신호 생성부는 복조 회로를 가지며, 밀리파의 신호를 주파수 변환하여 출력 신호를 생성하고, 그 후, 복조 회로가 출력 신호를 복조함으로써 전송 대상의 신호를 생성한다. 원리적으로는, 밀리파의 신호로부터 다이렉트로 전송 대상의 신호로 변환하여도 좋다.

즉, 신호 인터페이스를 취함에 있어서, 전송 대상의 신호에 관해, 밀리파 신호에 의해 무접점이나 케이블 없이 전송하도록(전기배선으로의 전송이 아니도록) 한다. 바람직하게는, 적어도 신호 전송(특히 고속 전송이나 대용량 전송이 요구되는 영상 신호나 고속의 클록 신호 등)에 관해서는, 밀리파 신호에 의해 전송하도록 한다. 요컨대, 종전에는 전기배선에 의해 행하여지고 있던 신호 전송을 본 실시예에서는 밀리파 신호에 의해 행한다. 밀리파대에서 신호 전송을 행함으로써, Gbps 오더의 고속 신호 전송을 실현할 수 있고, 밀리파 신호가 미치는 범위를 용이하게 제한할 수 있고, 이 성질에 기인하는 효과도 얻어진다.

여기서, 각 신호 결합부는, 제 1의 통신부와 제 2의 통신부가 밀리파 신호 전송로를 통하여 밀리파의 신호가 전송 가능해지도록 하는 것이면 좋다. 예를 들면 안테나 구조(안테나 결합부)를 구비하는 것으로 하여도 좋고, 안테나 구조를 구비하지 않고 결합을 취하는 것이라도 좋다. 「밀리파의 신호를 전송하는 밀리파 신호 전송로」는, 공기(이른바 자유공간)라도 좋지만, 바람직하게는, 밀리파 신호를 전송로중에 가두면서 밀리파 신호를 전송시키는 구조(밀리파 폐입(閉入) 구조 또는 무선 신호 폐입 구조라고 칭한다)를 갖는 것이 좋다. 밀리파 폐입 구조를 적극적으로 이용함으로써, 예를 들면 전기배선과 같이 밀리파 신호 전송로의 배선을 임의로 확정할 수 있다. 이와 같은 밀리파 폐입 구조의 것으로서는, 예를 들면, 전형적으로는 이른바 도파관이 해당하지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 밀리파 신호 전송 가능한 유전체 소재로 구성된 것(유전체 전송로나 밀리파 유전체내 전송로라고 칭한다)이나, 전송로를 구성하고, 또한, 밀리파 신호의 외부 방사를 억제하는 차폐재가 전송로를 둘러싸도록 마련되고 그 차폐재의 내부가 중공인 중공 도파로가 좋다. 유전체 소재나 차폐재에 유연성을 갖게 함으로써 밀리파 신호 전송로의 배선이 가능하게 된다. 공기(이른바 자유공간)의 경우, 각 신호 결합부는 안테나 구조를 취하게 되고, 그 안테나 구조에 의해 근거리의 공간중을 신호 전송하게 된다. 한편, 유전체 소재로 구성된 것으로 하는 경우는, 안테나 구조를 취할 수도 있지만, 그 것은 필수가 아니다.

[전기배선에 의한 신호 전송과 무선 전송과의 대비]

전기배선을 통하여 신호 전송을 행하는 신호 전송에서는, 다음과 같은 문제가 있다.

i) 전송 데이터의 대용량·고속화가 요구되지만, 전기배선의 전송 속도·전송 용량에는 한계가 있다.

ⅱ) 전송 데이터의 고속화의 문제에 대응하기 위해, 배선수를 늘려서, 신호의 병렬화에 의해 1신호선당의 전송 속도를 떨어뜨리는 수법이 있다. 그러나, 이 수법에서는, 입출력 단자의 증대로 이어져 버린다. 그 결과, 프린트 기판이나 케이블 배선의 복잡화, 커넥터부나 전기적 인터페이스의 물리 사이즈의 증대 등이 요구되고, 그러한 형상이 복잡화하고, 이들의 신뢰성이 저하되고, 비용이 증대하는 등의 문제가 일어난다.

ⅲ) 영화 영상이나 컴퓨터 화상 등의 정보량의 방대화에 수반하여, 베이스밴드 신호의 대역이 넓어짐에 따라, EMC(전자 환경 적합성)의 문제가 보다 표면화되고 있다. 예를 들면, 전기배선을 이용한 경우는, 배선이 안테나가 되어, 안테나의 동조 주파수에 대응한 신호가 간섭된다. 또한, 배선의 임피던스의 부정합 등에 의한 반사나 공진(共振)에 의한 것도 불필요 복사의 원인이 된다. 이와 같은 문제를 대책 하기 위해, 전자기기의 구성이 복잡화한다.

ⅳ) EMC 외에, 반사가 있으면 수신측에서 심볼 사이에서의 간섭에 의한 전송 에러나 방해의 날아들어옴에 의한 전송 에러도 문제로 되고 있다.

이에 대해, 전기배선이 아니라 무선(예를 들면 밀리파대를 사용)으로 신호 전송을 행하는 경우, 배선 형상이나 커넥터의 위치를 걱정할 필요가 없기 때문에, 레이아웃에 대한 제한이 그다지 발생하지 않는다. 밀리파에 의한 신호 전송으로 치환한 신호에 관해서는 배선이나 단자를 생략할 수 있기 때문에, EMC의 문제로부터 해소된다. 일반적으로, 통신 장치 내부에서 다른 밀리파대의 주파수를 사용하고 있는 기능부는 존재하지 않기 때문에, EMC의 대책을 용이하게 실현할 수 있다. 송신측의 통신 장치와 수신측의 통신 장치를 근접한 상태에서의 무선 전송이 되고, 고정 위치 사이나 이미 알고 있는 위치 관계의 신호 전송이기 때문에, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

1) 송신측과 수신측 사이의 전반 채널(도파 구조)를 적정하게 설계하는 것이 용이하다.

2) 송신측과 수신측을 밀봉한 전송로 결합부의 유전체 구조와 전반 채널(밀리파 신호 전송로의 도파 구조)을 아울러서 설계함으로써, 자유공간 전송보다, 신뢰성이 높은 양호한 전송이 가능해진다.

3) 무선 전송을 관리하는 컨트롤러의 제어도 일반적인 무선 통신과 같이 동적으로 어댑티브하게 빈번하게 행할 필요는 없기 때문에, 제어에 의한 오버헤드를 일반적인 무선 통신에 비하여 작게 할 수 있다. 그 결과, 제어 회로나 연산 회로 등에서 사용하는 설정치(이른바 파라미터)를 정수(定數)(이른바 고정치)로 할 수 있고, 소형, 저소비 전력, 고속화가 가능해진다. 예를 들면, 제조시나 설계시에 무선 전송 특성을 교정하고, 개체의 편차 등을 파악하면, 그 데이터를 참조할 수 있기 때문에, 신호 처리부의 동작을 규정하는 설정치는, 프리 세트나 정적인 제어로 할 수 있다. 그 설정치는 신호 처리부의 동작을 대강 적정하게 규정하기 때문에, 간이한 구성이면서 저소비 전력이면서, 고품위의 통신이 가능해진다.

예를 들면, 이른바 셀룰러 등의 야외 통신과는 달리, 기기 내나 기기 사이의 무선 전송에서는, 전반로의 상황이 변화하지 않는, 수신 전력 변동이나 타이밍 변동이 실질적으로 없는(거의 없는 또는 극히 적은), 전반 거리가 짧은, 멀티 패스의 지연 스프레드가 작은 등의 특징이 있다. 이들을 통합하여, 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」의 특징이라고 기록한다. 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」에서는, 야외의 무선 통신과 같이, 항상 전반로의 상황을 조사할 필요는 없고, 미리 정하여진 설정치를 사용할 수 있다고 생각하면 좋다. 즉, 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」에서는 정적인 환경에서의 무선 신호 전송이라고 생각하면 좋고, 통신 환경 특성은 대강 불변이라고 생각하면 좋다. 이것은, 「통신 환경이 불변(고정)이기 때문에 파라미터 설정도 불변(고정)으로 좋은」것을 의미한다. 따라서, 예를 들면, 제품 출하시에 통신 환경 특성을 나타내는 파라미터를 결정하고, 그 파라미터를 메모리에 보존하여 두고, 동작시는 이 파라미터를 기초로 신호 처리부의 동작 설정을 행하면 좋다. 설정치에 의거하여 동작을 행하기 때문에 조정 기구 그 자체는 존재하지만, 통신 환경 특성을 항상 감시하여 그 결과에 의거하여 설정치를 최적의 상태로 하는 기구(제어 기구)는 불필요하기 때문에, 회로 규모를 작게 할 수 있고, 또한, 소비 전력을 작게 할 수 있다.

또한, 파장이 짧은 밀리파대에서의 무선 통신으로 함으로써, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

a) 밀리파 통신은 통신 대역을 넓게 취할 수 있기 때문에, 데이터 레이트를 크게 취하는 것을 간단하게 할 수 있다.

b) 전송에 사용하는 주파수가 다른 베이스밴드 신호 처리의 주파수로부터 떨어지게 할 수가 있어서, 밀리파와 베이스밴드 신호의 주파수의 간섭이 일어나기 어렵다.

c) 밀리파대는 파장이 짧기 때문에, 파장에 응하여 정하여지는 안테나나 도파 구조를 작게 할 수 있다. 더하여, 거리 감쇠가 크고 회절도 적기 때문에 전자 실드를 행하기 쉽다.

d) 통상의 야외에서의 무선 통신에서는, 반송파의 안정도에 관해서는, 간섭 등을 막기 위해, 엄격한 규제가 있다. 그러한 안정도가 높은 반송파를 실현하기 위해서는, 높은 안정도의 외부 주파수 기준 부품과 체배(遞倍) 회로나 PLL(위상 동기 루프 회로) 등이 사용되고, 회로 규모가 커진다. 그러나, 밀리파는(특히 고정 위치 사이나 이미 알고 있는 위치 관계의 신호 전송과의 병용시는), 용이하게 차폐할 수 있고, 외부로 누설되지 않도록 할 수 있다. 안정도를 완화한 반송파로 전송된 신호를 수신측에서 작은 회로에서 복조하는 데는, 주입 동기 방식(상세는 후술한다)를 채용하는 것이 알맞다.

예를 들면, 비교적 근거리(예를 들면 10수센치 이내)에 배치되어 있는 전자기기 사이나 전자기기 내에서의 고속 신호 전송을 실현하는 수법으로서, 예를 들면 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)가 알려져 있다. 그러나, 최근의 더한층의 전송 데이터의 대용량 고속화에 수반하여, 소비 전력의 증가, 반사 등에 의한 신호 왜곡의 영향의 증가, 불필요 복사의 증가(이른바 EMI의 문제) 등이 문제가 된다. 예를 들면, 영상 신호(촬상 신호를 포함한다)나 컴퓨터 화상 등의 신호를 기기 내나 기기 사이에서 고속(리얼타임)으로 전송하는 경우에 LVDS로는 한계에 달하고 있다.

데이터의 고속 전송에 대응하기 위해, 배선수를 늘려서, 신호의 병렬화에 의해 1신호선당의 전송 속도를 떨어뜨려도 좋다. 그러나, 이 대처에서는, 입출력 단자의 증대로 이어져 버린다. 그 결과, 프린트 기판이나 케이블 배선의 복잡화나 반도체 칩 사이즈의 확대 등이 요구된다. 또한, 고속·대용량의 데이터를 배선을 통해 전송함으로써 이른바 전자계 장애가 문제가 된다.

LVDS나 배선수를 늘리는 수법에서의 문제는 어느 것이나, 전기배선에 의해 신호를 전송하는 것에 기인하고 있다. 그래서, 전기배선에 의해 신호를 전송하는 것에 기인하는 문제를 해결하는 수법으로서, 전기배선을 무선화하여 전송하는 수법을 취하여도 좋다. 전기배선을 무선화하여 전송하는 수법으로서는 예를 들면, 몸체 내의 신호 전송을 무선으로 행함과 함께, UWB(Ultra Wide Band) 통신 방식을 적용하여도 좋고(제 1의 수법이라고 개재한다), 파장이 짧은(1 내지 10㎜) 밀리파대의 반송 주파수를 사용하여도 좋다(제 2의 수법이라고 개재한다). 그러나, 제 1의 수법의 UWB 통신 방식에서는, 반송 주파수가 낮고, 예를 들면 영상 신호를 전송하는 것 같은 고속 통신에 맞지 않고, 안테나가 커지는 등, 사이즈상의 문제가 있다. 또한, 전송에 사용하는 주파수가 다른 베이스밴드 신호 처리의 주파수에 가깝기 때문에, 무선 신호와 베이스밴드 신호 사이에서 간섭이 일어나기 쉽다는 문제점도 있다. 또한, 반송 주파수가 낮은 경우는, 기기 내의 구동계 노이즈의 영향을 받기 쉽고, 그 대처가 필요해진다. 이에 대해, 제 2의 수법과 같이, 보다 파장이 짧은 밀리파대의 반송 주파수를 사용하면, 안테나 사이즈나 간섭의 문제를 해결할 수 있다.

여기서는, 밀리파대에서 통신을 행하는 경우로 설명하였지만, 그 적용 범위는 밀리파대에서 통신을 행하는 것으로 한정되지 않는다. 밀리파대를 하회하는 주파수대나, 역으로 밀리파대를 초과하는 주파수대로의 통신을 적용하여도 좋다. 예를 들면 마이크로파대, 또는 밀리파대보다 파장이 짧은(0.1 내지 1㎜) 서브밀리파대를 적용하여도 좋다. 단, 몸체 내 신호 전송이나 기기 사이 신호 전송에서는, 과도하게 파장이 길지도 짧지도 않은 밀리파대를 사용하는 것이 효과적이다.

이하, 본 실시예의 무선 전송 장치나 전자기기에 관해 구체적으로 설명한다. 또한, 가장 알맞는 예로서, 많은 기능부가 반도체 집적 회로(칩)에 형성되어 있는 예로 설명하지만, 이것은 필수가 아니다.

<통신 처리 계통 : 기본구성1>

도 1 및 도 2는, 본 실시 형태의 무선 전송 장치(신호 전송 장치)의 신호 인터페이스를 기능 구성면으로 설명하는 제 1의 기본구성(기본구성1)이다.

[기능 구성]

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 신호 전송 장치(1)는, 제 1의 무선기기의 한 예인 제 1 통신 장치(100)와 제 2의 무선기기의 한 예인 제 2 통신 장치(200)가 밀리파 신호 전송로(9)를 통하여 결합되어 밀리파대에서 신호 전송을 행하도록 구성되어 있다. 도면에서는, 제 1 통신 장치(100)측에 송신 계통을 마련하고, 제 2 통신 장치(200)에 수신 계통을 마련한 경우에서 나타내고 있다.

제 1 통신 장치(100)에는 밀리파대 송신에 대응한 반도체 칩(103)이 마련되고, 제 2 통신 장치(200)에는 밀리파대 수신에 대응한 반도체 칩(203)이 마련되어 있다.

본 실시예에서는, 밀리파대에서의 통신의 대상이 되는 신호를, 고속성이나 대용량성이 요구되는 신호만으로 하고, 그 밖의 저속·소용량으로 충분하는 것이나 전원 등 직류로 간주할 수 있는 신호에 관해서는 밀리파 신호로의 변환 대상으로 하지 않는다. 이들 밀리파 신호로의 변환 대상으로 하지 않는 신호(전원을 포함한다)에 관해서는, 종전과 마찬가지 수법으로 기판 사이의 신호의 접속을 취하도록 한다. 밀리파로 변환한 전의 원래의 전송 대상의 전기 신호를 통합하여 베이스밴드 신호라고 칭한다.

[제 1 통신 장치]

제 1 통신 장치(100)는, 기판(102)상에, 밀리파대 송신에 대응한 반도체 칩(103)과 전송로 결합부(108)가 탑재되어 있다. 반도체 칩(103)은, LSI 기능부(104)와 신호 생성부(107)(밀리파 신호 생성부)를 일체화한 LSI(Large Scale Integrated Circuit)이다.

반도체 칩(103)은 전송로 결합부(108)와 접속된다. 전송로 결합부(108)는, 송신부의 한 예이고, 예를 들면, 안테나 결합부나 안테나 단자나 마이크로스트립 선로나 안테나 등을 구비하는 안테나 구조가 적용된다.

LSI 기능부(104)는, 제 1 통신 장치(100)의 주요한 어플리케이션 제어를 맡는 것으로, 예를 들면, 상대방에 송신하고 싶는 각종의 신호를 처리하는 회로가 포함된다.

신호 생성부(107)(전기 신호 변환부)는, LSI 기능부(104)로부터의 신호를 밀리파 신호로 변환하고, 밀리파 신호 전송로(9)를 통한 신호 송신 제어를 행하기 위한 송신측 신호 생성부(110)를 갖는다. 송신측 신호 생성부(110)와 전송로 결합부(108)로 송신 계통(송신부 : 송신측의 통신부)가 구성된다.

송신측 신호 생성부(110)는, 입력 신호를 신호 처리하여 밀리파의 신호를 생성하기 위해, 다중화 처리부(113), 패럴렐 시리얼 변환부(114), 변조부(115), 주파수 변환부(116), 증폭부(117)를 갖는다. 증폭부(117)는, 입력 신호의 크기를 조정하여 출력하는 진폭 조정부의 한 예이다. 또한, 변조부(115)와 주파수 변환부(116)는 통합하여 이른바 다이렉트 전환 방식의 것으로 하여도 좋다.

다중화 처리부(113)는, LSI 기능부(104)로부터의 신호 내에서, 밀리파대에서의 통신의 대상이 되는 신호가 복수종(N1이라고 한다) 있는 경우에, 시분할 다중, 주파수분할 다중, 부호분할 다중 등의 다중화 처리를 행함으로써, 복수종의 신호를 1계통의 신호에 통합한다. 예를 들면, 고속성이나 대용량성이 요구되는 복수종의 신호를 밀리파로의 전송의 대상으로 하여, 1계통의 신호에 통합한다.

패럴렐 시리얼 변환부(114)는, 패럴렐의 신호를 시리얼의 데이터 신호로 변환하여 변조부(115)에 공급한다. 변조부(115)는, 전송 대상 신호를 변조하고 주파수 변환부(116)에 공급한다. 패럴렐 시리얼 변환부(114)는, 본 실시예를 적용하지 않는 경우에, 패럴렐 전송용의 복수의 신호를 사용하는 패럴렐 인터페이스 사양의 경우에 구비되고, 시리얼 인터페이스 사양의 경우는 불필요하다.

변조부(115)로서는, 기본적으로는, 진폭·주파수·위상의 적어도 하나를 전송 대상 신호로 변조하는 것이면 좋고, 이들의 임의의 조합의 방식도 채용할 수 있다. 예를 들면, 아날로그 변조 방식이라면, 예를 들면, 진폭 변조(AM : Amplitude Modulation)와 벡터 변조가 있다. 벡터 변조로서, 주파수 변조(FM : Frequency Modulation)와 위상 변조(PM : Phase Modulation)가 있다. 디지털 변조 방식이라면, 예를 들면, 진폭 천이 변조(ASK : Amplitude shift keying), 주파수 천이 변조(FSK : Frequency Shift Keying), 위상 천이 변조(PSK : Phase Shift Keying), 진폭과 위상을 변조하는 진폭 위상 변조(APSK : Amplitude Phase Shift Keying)가 있다. 진폭 위상 변조로서는 직교 진폭 변조(QAM : Quadrature Amplitude Modulation)가 대표적이다. 본 실시예에서는, 특히, 수신측에서 동기 검파 방식을 채용할 수 있는 방식을 취한다.

주파수 변환부(116)는, 변조부(115)에 의해 변조된 후의 전송 대상 신호를 주파수 변환하여 밀리파의 전기 신호를 생성하여 증폭부(117)에 공급한다. 밀리파의 전기 신호란, 대강 30GHz 내지 300GHz의 범위의 어느 주파수의 전기 신호를 말한다. 「대강」이라고 칭하는 것은 밀리파 통신에 의한 효과를 얻을 수 있을 정도의 주파수라면 좋고, 하한은 30GHz로 한정되지 않고, 상한은 300GHz로 한정되지 않는 것에 의거한다.

주파수 변환부(116)로서는 다양한 회로 구성을 취할 수 있지만, 예를 들면, 주파수 혼합 회로(믹서 회로)와 국부 발진 회로를 구비한 구성을 채용하면 좋다. 국부 발진 회로는, 변조에 이용하는 반송파(캐리어 신호, 기준 반송파)를 생성한다. 주파수 혼합 회로는, 패럴렐 시리얼 변환부(114)로부터의 신호로 국부 발진 회로가 발생하는 밀리파대의 반송파와 승산(변조)하여 밀리파대의 전송 신호를 생성하여 증폭부(117)에 공급한다.

증폭부(117)는, 주파수 변환 후의 밀리파의 전기 신호를 증폭하여 전송로 결합부(108)에 공급한다. 증폭부(117)에는 도시하지 않은 안테나 단자를 통하여 쌍방향의 전송로 결합부(108)에 접속된다.

전송로 결합부(108)는, 송신측 신호 생성부(110)에 의해 생성된 밀리파의 신호를 밀리파 신호 전송로(9)에 송신한다. 전송로 결합부(108)는, 안테나 결합부로 구성된다. 안테나 결합부는 전송로 결합부(108)(신호 결합부)의 한 예나 그 일부를 구성한다. 안테나 결합부란, 협의적으로는 반도체 칩 내의 전자 회로와, 칩 내 또는 칩 밖에 배치되는 안테나를 결합한 부분을 말하고, 광의적으로는, 반도체 칩과 밀리파 신호 전송로(9)를 신호 결합하는 부분을 말한다. 예를 들면, 안테나 결합부는, 적어도 안테나 구조를 구비한다. 안테나 구조는, 밀리파 신호 전송로(9)와의 결합부에서의 구조를 말하고, 밀리파대의 전기 신호를 밀리파 신호 전송로(9)에 결합시키는 것이면 좋고, 안테나 그 자체만을 의미하는 것이 아니다.

밀리파의 전반로인 밀리파 신호 전송로(9)는, 자유공간 전송로로서, 예를 들면 몸체 내의 공간을 전반하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 바람직하게는, 도파관, 전송선로, 유전체 선로, 유전체 내 등의 도파 구조로 구성하고, 밀리파 대역의 전자파를 전송로에 가두는 구성으로 하여, 효율적으로 전송시키는 특성을 갖는 것으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 일정 범위의 비유전율과 일정 범위의 유전 탄젠트를 갖는 유전체 소재를 포함하여 구성된 유전체 전송로(9A)로 하면 좋다. 예를 들면, 몸체 내의 전체에 유전체 소재를 충전함으로써, 전송로 결합부(108)와 전송로 결합부(208)의 사이에는, 자유공간 전송로가 아니라 유전체 전송로(9A)가 배치된다. 또한, 전송로 결합부(108)의 안테나와 전송로 결합부(208)의 안테나의 사이를 유전체 소재로 구성된 어느 선경(線徑)을 갖는 선형상 부재인 유전체 선로로 접속함으로써 유전체 전송로(9A)를 구성하여도 좋다. 또한, 밀리파 신호를 전송로에 가두는 구성의 밀리파 신호 전송로(9)로서는, 유전체 전송로(9A) 외에, 전송로의 주위가 차폐재로 둘러싸이고 그 중부가 중공인 중공 도파로로 하여도 좋다.

또한, 본 실시예의 제 1 통신 장치(100)는, 제 1 설정치 결정부(7110)와, 제 1 설정치 기억부(7130)와, 제 1 동작 제어부(7150)를 구비한 제 1 설정치 처리부(7100)를 기판(102)상에 구비한다. 제 1 설정치 결정부(7110)는, 반도체 칩(103)의 각 기능부의 동작(환언하면 제 1 통신 장치(100)의 전체 동작)을 지정하기 위한 설정치(변수, 파라미터)를 결정한다. 설정치를 결정하는 처리는, 예를 들면, 공장에서의 제품 출하시에 행한다. 제 1 설정치 기억부(7130)는, 제 1 설정치 결정부(7110)에 의해 결정된 설정치를 기억한다. 제 1 동작 제어부(7150)는, 제 1 설정치 기억부(7130)로부터 판독한 설정치에 의거하여 반도체 칩(103)의 각 기능부(이 예에서는, 변조부(115), 주파수 변환부(116), 증폭부(117) 등)를 동작시킨다.

도 1에 도시하는 예에서는, 제 1 설정치 처리부(7100)를 기판(102)상에 구비하는 예로 나타내고 있지만, 도 2에 도시하는 예와 같이, 제 1 설정치 처리부(7100)는 반도체 칩(103)이 탑재되어 있는 기판(102)과는 다른 기판(7102)에 탑재되어 있어도 좋다. 또한, 도 1에 도시하는 예에서는, 제 1 설정치 처리부(7100)는 반도체 칩(103)의 외부에 구비한 예로 나타내고 있지만, 제 1 설정치 처리부(7100)를 반도체 칩(103)에 내장하여도 좋고, 이 경우는, 제 1 설정치 처리부(7100)는 제어 대상이 되는 각 기능부(변조부(115), 주파수 변환부(116), 증폭부(117) 등)가 탑재되어 있는 기판(102)과 동일한 기판(102)에 탑재되게 된다(도시는 생략한다).

[제 2 통신 장치]

제 2 통신 장치(200)는, 기판(202)상에, 밀리파대 수신에 대응한 반도체 칩(203)과 전송로 결합부(208)가 탑재되어 있다. 반도체 칩(203)은, LSI 기능부(204)와 신호 생성부(207)(밀리파 신호 생성부)를 일체화한 LSI이다. 도시하지 않지만, 제 1 통신 장치(100)와 마찬가지로, LSI 기능부(204)와 신호 생성부(207)를 일체화하지 않은 구성으로 하여도 좋다.

반도체 칩(203)은 전송로 결합부(108)와 같은 전송로 결합부(208)와 접속된다. 전송로 결합부(208)는, 수신부의 한 예이고, 전송로 결합부(108)와 같은 것이 채용되고, 밀리파 신호 전송로(9)로부터 밀리파의 신호를 수신하여 수신측 신호 생성부(220)에 출력한다.

신호 생성부(207)(전기 신호 변환부)는, 밀리파 신호 전송로(9)를 통한 신호 수신 제어를 행하기 위한 수신측 신호 생성부(220)를 갖는다. 수신측 신호 생성부(220)와 전송로 결합부(208)에서 수신 계통(수신부 : 수신측의 통신부)이 구성된다.

수신측 신호 생성부(220)는, 전송로 결합부(208)에 의해 수신한 밀리파의 전기 신호를 신호 처리하여 출력 신호를 생성하기 위해, 증폭부(224), 주파수 변환부(225), 복조부(226), 시리얼 패럴렐 변환부(227), 단일화 처리부(228)를 갖는다. 증폭부(224)는, 입력 신호의 크기를 조정하여 출력하는 진폭 조정부의 한 예이다. 주파수 변환부(225)와 복조부(226)는 통합하여 이른바 다이렉트 전환 방식의 것으로 하여도 좋다.

전송로 결합부(208)에는 수신측 신호 생성부(220)가 접속된다. 수신측의 증폭부(224)는, 전송로 결합부(208)에 접속되고, 안테나에 의해 수신된 후의 밀리파의 전기 신호를 증폭하여 주파수 변환부(225)에 공급한다. 주파수 변환부(225)는, 증폭 후의 밀리파의 전기 신호를 주파수 변환하여 주파수 변환 후의 신호를 복조부(226)에 공급한다. 복조부(226)는, 주파수 변환 후의 신호를 복조하여 베이스밴드의 신호를 취득하고 시리얼 패럴렐 변환부(227)에 공급한다.

시리얼 패럴렐 변환부(227)는, 시리얼의 수신 데이터를 패럴렐의 출력 데이터로 변환하여 단일화 처리부(228)에 공급한다. 시리얼 패럴렐 변환부(227)는, 패럴렐 시리얼 변환부(114)와 마찬가지로, 본 실시예를 적용하지 않는 경우에, 패럴렐 전송용의 복수의 신호를 사용하는 패럴렐 인터페이스 사양의 경우에 구비된다. 제 1 통신 장치(100)와 제 2 통신 장치(200) 사이의 원래의 신호 전송이 시리얼 형식인 경우는, 패럴렐 시리얼 변환부(114)와 시리얼 패럴렐 변환부(227)를 마련하지 않아도 좋다.

제 1 통신 장치(100)와 제 2 통신 장치(200) 사이의 원래의 신호 전송이 패럴렐 형식인 경우에는, 입력 신호를 패럴렐 시리얼 변환하여 반도체 칩(203)측에 전송하고, 또한 반도체 칩(203)측에서의 수신 신호를 시리얼 패럴렐 변환함에 의해, 밀리파 변환 대상의 신호수가 삭감된다.

단일화 처리부(228)는, 다중화 처리부(113)가와 대응하는 것으로, 1계통에 통합되어 있는 신호를 복수종의 신호(_@)(@는 1 내지 N)로 분리한다. 예를 들면, 1계통의 신호에 통합되어 있는 복수개의 데이터 신호를 각가 별개로 분리하여 LSI 기능부(204)에 공급한다.

LSI 기능부(204)는, 제 2 통신 장치(200)의 주요한 어플리케이션 제어를 맡는 것으로, 예를 들면, 상대방으로부터 수신한 여러가지의 신호를 처리한 회로가 포함된다.

또한, 본 실시예의 제 2 통신 장치(200)는, 제 2 설정치 결정부(7210)와, 제 2 설정치 기억부(7230)와, 제 2 동작 제어부(7250)를 구비한 제 2 설정치 처리부(7200)를 기판(202)상에 구비한다. 제 2 설정치 결정부(7210)는, 반도체 칩(203)의 각 기능부의 동작(환언하면 제 2 통신 장치(200)의 전체 동작)을 지정하기 위한 설정치(변수, 파라미터)를 결정한다. 설정치를 결정하는 처리는, 예를 들면, 공장에서의 제품 출하시에 행한다. 제 2 설정치 기억부(7230)는, 제 2 설정치 결정부(7210)에 의해 결정된 설정치를 기억한다. 제 2 동작 제어부(7250)는, 제 2 설정치 기억부(7230)로부터 판독한 설정치에 의거하여 반도체 칩(203)의 각 기능부(이 예에서는, 증폭부(224), 주파수 변환부(225), 복조부(226) 등)를 동작시킨다.

도 1에 도시하는 제 1 예에서는, 제 2 설정치 처리부(7200)를 기판(202)상에 구비한 예로 나타내고 있지만, 도 2에 도시하는 제 2 예와 같이, 제 2 설정치 처리부(7200)는 반도체 칩(203)이 탑재되어 있는 기판(202)과는 다른 기판(7202)에 탑재되어 있어도 좋다. 또한, 도 1에 도시하는 예에서는, 제 2 설정치 처리부(7200)는 반도체 칩(203)의 외부에 구비하는 예로 나타내고 있지만, 제 2 설정치 처리부(7200)를 반도체 칩(203)에 내장하여도 좋고, 이 경우는, 제 2 설정치 처리부(7200)는 제어 대상이 되는 각 기능부(증폭부(224), 주파수 변환부(225), 복조부(226))가 탑재되어 있는 기판(202)과 동일한 기판(202)에 탑재되게 된다(도시는 생략한다).

[쌍방향 통신에의 대응]

신호 생성부(107)와 전송로 결합부(108)나 신호 생성부(207)와 전송로 결합부(208)는 데이터의 쌍방향성을 갖는 구성으로 함으로써, 쌍방향 통신에도 대응할 수 있다. 예를 들면, 신호 생성부(107)나 신호 생성부(207)에는, 각각 수신측의 신호 생성부, 송신측의 신호 생성부를 마련한다. 전송로 결합부(108)나 전송로 결합부(208)는, 송신측과 수신측에 각각 별개로 마련하여도 좋지만, 송수신에 겸용되는 것으로 할 수도 있다.

또한, 여기서 나타내는 「쌍방향 통신」은, 밀리파의 전송 채널인 밀리파 신호 전송로(9)가 1계통(1심(芯))의 1심 쌍방향 전송이 된다. 이 실현에는, 시분할 다중(TDD : Time Dⅳision Duplex)을 적용하는 반2중방식과, 주파수분할 다중(FDD : Frequency Dⅳision Duplex) 등이 적용된다.

[접속과 동작]

입력 신호를 주파수 변환하여 신호 전송하는 수법은, 방송이나 무선 통신에서 일반적으로 사용되고 있다. 이들의 용도로는, 어디까지 통신할 수 있는지(열 잡음에 대한 S/N의 문제), 반사나 멀티 패스에 어떻게 대응하는지, 방해나 타채널과의 간섭을 어떻게 억제하는지 등의 문제에 대응할 수 있는 비교적 복잡한 송신기나 수신기 등이 사용되고 있다.

이에 대해, 본 실시예에서 사용하는 신호 생성부(107)와 신호 생성부(207)는, 방송이나 무선 통신에서 일반적으로 사용되는 복잡한 송신기나 수신기 등의 사용 주파수에 비하여, 보다 높은 주파수대의 밀리파대에서 사용되고, 파장(λ)이 짧기 때문에, 주파수의 재이용이 하기 쉽고, 부근에 배치된 많은 디바이스 사이에서의 통신을 하는데 적합하는 것이 사용된다.

본 실시예에서는, 종래의 전기배선을 이용한 신호 인터페이스와는 달리, 전술한 바와 같이 밀리파대에서 신호 전송을 행함으로써 고속성과 대용량에 유연하게 대응할 수 있도록 하고 있다. 예를 들면, 고속성이나 대용량성이 요구되는 신호만을 밀리파대에서의 통신의 대상으로 하고 있고, 장치 구성에 의해서는, 제 1 통신 장치(100)와 제 2 통신 장치(200)는, 저속·소용량의 신호용이나 전원 공급용에, 종전의 전기배선에 의한 인터페이스(단자·커넥터에 의한 접속)를 일부에 구비하게 된다.

신호 생성부(107)는, 설정치에 의거하여 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부의 한 예이고, 이 예에서는, LSI 기능부(104)로부터 입력된 입력 신호를 신호 처리하여 밀리파의 신호를 생성한다. 신호 생성부(107)는, 예를 들면, 마이크로스트립 라인, 스트립 라인, 코플레이너 라인, 슬롯 라인 등의 전송선로로 전송로 결합부(108)에 접속되고, 생성된 밀리파의 신호가 전송로 결합부(108)를 통하여 밀리파 신호 전송로(9)에 공급된다.

전송로 결합부(108)는, 안테나 구조를 가지며, 전송된 밀리파의 신호를 전자파로 변환하고, 전자파를 송출하는 기능을 갖는다. 전송로 결합부(108)는 밀리파 신호 전송로(9)와 결합되어 있고, 밀리파 신호 전송로(9)의 한쪽의 단부에 전송로 결합부(108)에서 변환된 전자파가 공급된다. 밀리파 신호 전송로(9)의 타단에는 제 2 통신 장치(200)측의 전송로 결합부(208)가 결합되어 있다. 밀리파 신호 전송로(9)를 제 1 통신 장치(100)측의 전송로 결합부(108)와 제 2 통신 장치(200)측의 전송로 결합부(208)의 사이에 마련함에 의해, 밀리파 신호 전송로(9)에는 밀리파대의 전자파가 전반한다.

밀리파 신호 전송로(9)에는 제 2 통신 장치(200)측의 전송로 결합부(208)가 결합되어 있다. 전송로 결합부(208)는, 밀리파 신호 전송로(9)의 타단에 전송된 전자파를 수신하고, 밀리파의 신호로 변환하여 신호 생성부(207)(베이스밴드 신호 생성부)에 공급한다. 신호 생성부(207)는, 설정치에 의거하여 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부의 한 예이고, 이 예에서는, 변환된 밀리파의 신호를 신호 처리하여 출력 신호(베이스밴드 신호)를 생성하고 LSI 기능부(204)에 공급한다.

여기까지는 제 1 통신 장치(100)로부터 제 2 통신 장치(200)에의 신호 전송의 경우로 설명하였지만, 제 1 통신 장치(100)와 제 2 통신 장치(200)를 함께 쌍방향 통신에 대응한 구성으로 함으로써, 제 2 통신 장치(200)의 LSI 기능부(204)로부터의 신호를 제 1 통신 장치(100)에 전송하는 경우도 마찬가지로 생각하면 좋고 쌍방향에 밀리파의 신호를 전송할 수 있다.

<통신 처리 계통 : 기본구성2>

도 3 및 도 4는, 본 실시 형태의 무선 전송 장치(신호 전송 장치)의 신호 인터페이스를 기능 구성면으로 설명하는 제 2의 기본구성(기본구성2)이다. 도 3에 도시하는 제 1 예는 도 1에 대한 변형예이고, 도 4에 도시하는 제 2 예는 도 2에 대한 변형예이다.

제 2의 기본구성은, 장치 외부에 결정된 설정치를 기억하는 점에 특징이 있다. 이하에서는, 제 1의 기본구성과의 상위점을 중심으로 설명한다. 제 2의 기본구성은, 제 1 설정치 결정부(7110)에 대신하여 제 1 입출력 인터페이스부(7170)를 구비하고, 제 2 설정치 결정부(7210)에 대신하여 제 2 입출력 인터페이스부(7270)를 구비하고 있다. 제 1 입출력 인터페이스부(7170)와 제 2 입출력 인터페이스부(7270)의 각각은, 설정치를 외부로부터 접수하는 설정치 접수부의 한 예이다.

제 1 입출력 인터페이스부(7170)는, 제 1 설정치 기억부(7130)와의 사이의 인터페이스 기능을 하고, 외부로부터 주어지는 설정치를 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억하고, 또한, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억되어 있는 설정치를 판독하여 외부에 출력한다. 제 2 입출력 인터페이스부(7270)는, 제 2 설정치 기억부(7230)와의 사이의 인터페이스 기능을 하는 것으로, 외부로부터 주어지는 설정치를 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억하고, 또한, 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억되어 있는 설정치를 판독하여 외부에 출력한다.

제 2의 기본구성의 경우, 제 1 설정치 처리부(7100)나 제 2 설정치 처리부(7200)에서 설정치를 결정하는 것이 아니고, 외부에서 설정치를 결정한다. 예를 들면, 설계 파라미터와 실제기기(實機)의 상태로부터 설정치를 결정하여도 좋고, 장치의 실제구동 시험에 의거하여 설정치를 결정하여도 좋다. 또한, 어느 경우도, 장치마다 개별의 설정치를 결정하는 것은 아니고, 각 장치에 공통의 설정치를 결정하여도 좋다. 설계 파라미터로부터 설정치를 결정하는 경우는, 대강 이 경우에 해당하고, 표준의 장치로의 실제구동 시험에 의거하여 설정치를 결정하는 경우도, 이 경우에 해당한다.

다음에, 본 실시예의 특징점인 파라미터 설정의 고정화에 관해, 구체적인 사례를 든다. 또한, 본 발명에 관해 실시예를 이용하여 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위는 후술하는 실시예에 기재된 범위로는 한정되지 않는다. 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 후술하는 실시예에 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있고, 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또한, 후술하는 실시예는, 클레임(청구항)에 관한 발명을 한정하는 것이 아니고, 또한 실시예중에서 설명되는 특징의 조합의 전부가 발명의 해결 수단에 필수라고는 한정하지 않는다. 후술하는 실시예에는 여러가지의 단계의 발명이 포함되어 있고, 개시되는 복수의 구성요건에 있어서의 알맞은 조합에 의해 여러가지의 발명을 추출할 수 있다. 후술하는 각 실시예는, 각각 단독으로 적용된 것으로 한정되지 않고, 가능한 범위에서, 각각 임의로 조합시켜서 적용하는 것도 가능하다. 실시예에 나타나는 모든 구성요건으로부터 몇 개의 구성요건이 삭제되어도, 효과를 얻을 수 있는 한, 이 몇 개의 구성요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다.

실시예 1

도 5는, 실시예 1을 설명하는 도면이다. 여기서는, 특히, 변조 기능부 및 복조 기능부의 제 1 예로서 설명한다.

[변조 기능부 : 제 1 예]

도 5의 (A)에는, 송신측에 마련되는 제 1 예의 변조 기능부(8300A)의 구성이 도시되어 있다. 전송 대상의 신호(베이스밴드 신호 : 예를 들면 12비트의 화상 신호)는 패럴렐 시리얼 변환부(8114)(P-S : 패럴렐 시리얼 변환부(114)와 대응)에 의해, 고속의 시리얼·데이터 계열로 변환되어 변조 기능부(8300A)에 공급된다. 변조 기능부(8300A)는, 패럴렐 시리얼 변환부(8114)로부터의 신호를 변조 신호로 하여, 미리 정하여진 변조 방식에 따라 밀리파대의 신호로 변조한다.

변조 기능부(8300A)로서는, 변조 방식에 응하여 다양한 회로 구성을 취할 수 있지만, 예를 들면, 진폭을 변조하는 방식이라면, 2입력형의 주파수 혼합부(8302)(믹서 회로, 승산기)와 송신측 국부 발진부(8304)를 구비한 구성을 채용하면 좋다.

송신측 국부 발진부(8304)(제 1의 반송 신호 생성부)는, 변조에 이용하는 반송 신호(변조 반송 신호)를 생성한다. 주파수 혼합부(8302)(제 1의 주파수 변환부)는, 패럴렐 시리얼 변환부(8114)로부터의 신호로 송신측 국부 발진부(8304)가 발생하는 밀리파대의 반송파와 승산(변조)하여 밀리파대의 전송 신호(피변조 신호)를 생성하여 증폭부(8117)(증폭부(117)와 대응)에 공급한다. 전송 신호는 증폭부(8117)에서 증폭되어 안테나(8136)로부터 방사된다.

[복조 기능부 : 제 1 예]

도 5의 (B)에는, 수신측에 마련되는 제 1 예의 복조 기능부(8400A)의 구성이 도시되어 있다. 복조 기능부(8400A)는, 송신측의 변조 방식에 응한 범위에서 다양한 회로 구성을 채용할 수 있지만, 여기서는, 변조 기능부(8300A)의 상기한 설명과 대응하도록, 진폭이 변조되고 있는 방식의 경우로 설명한다.

제 1 예의 복조 기능부(8400A)는, 2입력형의 주파수 혼합부(8402)(주파수 변환부, 믹서 회로, 승산기 등이러고도 칭한다)와 반송파 재생부(8403)를 구비하고, 이른바 동기 검파 방식에 의해 복조를 행한다. 동기 검파 방식에서는, 수신 신호에 포함되는 반송파를 주파수 혼합부(8402)와는 다른 반송파 재생부(8403)에서 재생하고, 재생 반송파를 이용하여 복조를 행한다. 도시하지 않지만, 동기 검파 방식으로 한정되지 않고, 포락선 검파나 제곱 검파를 적용할 수 있다.

반송파 재생부(8403)로서는, 여러가지의 구성을 취할 수 있지만, 여기서는 반송 주파수에 일치한 선(線)스펙트럼을 발생시키고 이것을 공진 회로나 위상 동기 루프(PLL : Phase Locked Loop) 회로에 입력하여 반송파를 재생하는 방식, 주파수 체배에 의한 방식, 역변조에 의한 방식의 어느 하나를 채용한다.

반송파 재생부(8403)는, 주파수 및 위상이 송신측의 반송파와 완전히 동일한, 즉, 주파수 동기 및 위상 동기한 복조용의 반송 신호(복조 반송 신호 : 재생 반송 신호라고 칭한다)를 추출하고, 주파수 혼합부(8402)에 공급한다. 주파수 혼합부(8402)는, 재생 반송파와 수신 신호를 승산한다. 그 승산 출력에는 전송 대상의 신호 성분인 변조 신호 성분(베이스밴드 신호)과 고조파 성분(경우에 따라서는 직류 성분도)이 포함된다.

도시한 예에서는, 주파수 혼합부(8402)의 후단에 필터 처리부(8410)와 클록 재생부(8420)(CDR : 클록·데이터·리커바리/Clock Data Recovery)와 시리얼 패럴렐 변환부(8227)(S-P : 시리얼 패럴렐 변환부(227)와 대응)가 마련되어 있다. 필터 처리부(8410)에는, 예를 들면 저역 통과 필터(LPF)가 마련되고, 승산 출력에 포함되는 고조파 성분을 제거한다.

안테나(8236)에서 수신된 밀리파 수신 신호는 가변 게인형이면서 저 노이즈형의 증폭부(8224)(증폭부(224)와 대응 : LNA)에 입력되어 진폭 조정이 행하여진 후에 복조 기능부(8400A)에 공급된다. 진폭 조정된 수신 신호는 주파수 혼합부(8402)와 반송파 재생부(8403)에 입력되고, 전술한 바와 같이 하여 동기 검파에 의해 주파수 혼합부(8402)에서 승산 신호가 생성되고, 필터 처리부(8410)에 공급된다. 주파수 혼합부(8402)에서 생성된 승산 신호는, 필터 처리부(8410)의 저역 통과 필터에서 고역 성분이 제거됨으로써 송신측에서 보내져 온 입력 신호의 파형(베이스밴드 신호)가 생성되고, 클록 재생부(8420)에 공급된다.

클록 재생부(8420)(CDR)는, 이 베이스밴드 신호를 기초로 샘플링·클록을 재생하고, 재생한 샘플링·클록으로 베이스밴드 신호를 샘플링함으로써 수신 데이터 계열을 생성한다. 생성된 수신 데이터 계열은 시리얼 패럴렐 변환부(8227)(S-P)에 공급되고, 패럴렐 신호(예를 들면 12비트의 화상 신호)가 재생된다. 클록 재생의 방식으로서는 다양하는 방식이 있지만 예를 들면 심볼 동기 방식을 채용한다.

[문제점]

여기서, 제 1 예의 변조 기능부(8300A)와 복조 기능부(8400A)로 무선 전송 장치를 구성하는 경우, 다음과 같은 난점이 있다. 우선, 발진 회로에 관해서는, 다음과 같은 난점이 있다. 예를 들면, 야외(옥외) 통신에서는, 다채널화를 고려할 필요가 있다. 이 경우, 반송파의 주파수 변동 성분의 영향을 받기 때문에, 송신측의 반송파의 안정도의 요구 사양이 엄격하다. 몸체 내 신호 전송이나 기기 사이 신호 전송에서, 밀리파로 데이터를 전송하는데 있어서, 송신측과 수신측에, 옥외의 무선 통신에서 사용되고 있는 것같은 통상의 수법을 이용하려고 하면, 반송파에 안정도가 요구되고, 주파수 안정도수가 ppm(parts per million) 오더 정도의 안정도가 높은 밀리파의 발진 회로가 필요해진다.

주파수 안정도가 높은 반송 신호를 실현하기 위해서는, 예를 들면, 안정도가 높은 밀리파의 발진 회로를 실리콘 집적 회로(CMOS : Complementary Metal-oxide Semiconductor)상에 형성하는 수법을 취할 수 있다. 통상의 CMOS 프로세스에서 사용되는 전형적인 LC 발진 회로의 경우, 실리콘 기판은 절연성이 낮고, 개별 부품에 비하여 인덕터를 구성하는 배선이 얇다. 따라서 용이하게 Q값(Quality Factor)이 높은 탱크 회로를 형성할 수가 없고, 실현이 용이하지 않다. 예를 들면, CMOS 칩상에서 인덕턴스를 형성한 경우, 그 Q값은 30 내지 40 정도가 되어 버린다.

따라서, 안정도가 높은 발진 회로를 실현하는데는, 예를 들면, 발진 회로의 본체 부분이 구성되어 있는 CMOS 외부에 수정 진동자 등으로 높은 Q값의 탱크 회로를 마련하여 낮은 주파수로 발진시키고, 그 발진 출력을 체배하여 밀리파 대역으로 올린다는 수법을 취할 수 있다. 그러나, LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 등의 배선에 의한 신호 전송을 밀리파에 의한 신호 전송으로 치환하는 기능을 실현하는데, 이와 같은 외부 탱크를 모든 칩에 마련하는 것은 바람직하지 않다.

주파수 안정도수가 높은 반송 신호를 실현하기 위한 다른 수법으로서, 높은 안정도의 주파수 체배 회로나 PLL 회로 등을 사용하는 수법을 취할 수 있지만, 회로 규모가 증대하여 버린다. 이 문제점을 대책하는 수법에 관해서는 후술하는 실시예 7 등에서 설명한다.

[실시예 1의 작용 효과]

실시예 1에서는, 도 5의 (A)에 도시하는 바와 같이, 송신측에서는, 증폭부(8117)로부터 출력되는 송신 신호의 레벨을 제어하는 제 1 설정치 처리부(7100A)가 마련되어 있다. 제 1 설정치 처리부(7100A)는, 제 1 동작 제어부(7150)로서, 증폭부(8117)의 출력 레벨을 설정하는 출력 레벨 DAC(7152)를 구비하고 있다. 제 1 설정치 처리부(7100A)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 1 입출력 인터페이스부(7170)에 대신하여 제 1 설정치 결정부(7110)를 구비하여도 좋다. 출력 레벨 DAC(7152)는, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억되어 있는 설정치를 판독하고, 그 설정치에 의거하여 증폭부(8117)를 제어함으로써, 송신 출력 레벨이 적정한 값이 되도록 한다. 증폭부(8117)는, 송신 출력 레벨이 클 때에는 소비 전력이 크지만, 과대하지도 않고 과소하지도 않은 꼭 좋은 수신 레벨이 되도록, 송신 출력 레벨을 내림으로써 저소비 전력화를 실현할 수 있다.

즉, 송신 전력을 관리하기 위한 기구가 마련된 것이지만, 그 목적은, 과잉 레벨이 되지 않도록, 또는, 과소 레벨이 되지 않도록, 또는 SNR(Signal Noise Ratio : 신호 잡음비, 신호대 잡음비, S/N)가 과소 레벨이 되지 않도록 하는 것이다. 송수신기의 배치에 의한 전송 거리나 전송로의 상태 등의 전송 특성(통신 환경 특성)에 의거하여 송신 출력 레벨을 적절하게 관리함으로써, 송신 레벨을 필요 최저한으로 하여, 저소비 전력의 통신(더욱 바람직하게는 불필요 복사가 적은 통신)을 실현하는 것이다.

송신 전력을 관리하기 위한 기구로서, 고정 설정(이른바 프리 세트 설정)으로 하는 것인지 자동 제어로 하는 것인지, 또한, 설정 레벨의 판단을 여하히 하는지 등의 관점에서 다양한 수법을 취할 수 있지만, 실시예 1에서는 적어도 고정 설정의 수법을 채용한다.

예를 들면, 송수신 사이의 전송 특성(통신 환경)에 의거하여 송신 출력 레벨을 프리 세트 설정하는 수법을 취한다. 그 때에는, 바람직한 양태로서, 송신 장치인 송신칩과 수신 장치인 수신칩의 사이의 전송 특성의 상태를 검지하는 전송 특성 지표 검지부를 마련하고, 그 검지 결과인 전송 특성 지표 신호를 참조하여, 송신칩측의 송신 출력 레벨을 프리 세트 설정할 수 있도록 한다. 예를 들면, 제 1 설정치 결정부(7110)나 제 2 설정치 결정부(7210)가 전송 특성 지표 검지부의 기능을 하도록 한다. 예를 들면 전송 특성 지표 검지부를 수신칩측에 마련하고(또는, 전송 특성 지표 검지부는 수신칩에 내장하지 않아도 좋다), 수신한 무선 신호의 상태를 검지하고, 그 검지 결과인 상태 검지 신호를 참조하여, 송신칩측의 송신 출력 레벨을 프리 세트 설정한다(결정한 설정치를 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억하여 둔다).

수신 레벨이 과잉한 경우나 과소한 경우에는 SNR이 저하되는 등 수신 레벨과 SNR에 일정한 대응 관계가 있으면 수신 레벨을 판단 지표로 하는 것은 SNR을 판단 지표로 하는 것과 등가이다. 수신 레벨과 SNR에 일정한 대응 관계가 없는 장치 구성인 경우는, 수신 레벨에 대신하여, 예를 들면 에러 레이트 등을 판단 지표로 하는 등, SNR에 주목한 레벨 관리를 행하여도 좋다. 즉, 수신 레벨이나 SNR 등의 실제의 전송 특성을 반영한 판단 지표를 검지하는 검지 기구(전송 특성 지표 검지부)를 수신칩측에 마련하고, 그 검지 결과를 참조하여 송신측의 출력 레벨을 매뉴얼로 설정한다. 또는, 도시하는 바와 같이, 외부에서 결정한 설정치를 제 1 입출력 인터페이스부(7170)를 통하여 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억하여 둔다.

이 실시예 1의 수법은, 피드백에 의한 자동 제어의 수법이 아니지만, 송신 레벨을 프리 세트 설정할 때의 판단 지표로서 수신측의 수신 레벨이나 SNR을 참조하는 취지이다. 송수신기의 배치에 의한 전송 거리나 전송로의 상태 등의 전송 특성에 응하여 수신 레벨이나 SNR이 변화하기 때문에, 송수신 사이의 거리를 직접 판단하는 것은 아니고, 실제의 전송 특성을 반영한 수신 레벨이나 SNR을 판단 지표로서 사용하여, 송신 레벨을 관리하도록 한다. 즉, 송신칩은, 송신 출력 레벨을 가변의 구성으로 하고, 송신 출력 레벨을 내림으로써 소비 전력이 작아지는 것을 사용하고, 송수신기의 배치에 의한 전송 거리나 전송로의 상태 등의 전송 특성에 응하여 변화하는 수신 레벨이나 SNR을 참조하여, 수신 상태가 적절한 상태가 되도록, 송신 출력 레벨을 적절하게 설정한다. 예를 들면, 수신 레벨(즉 수신 강도)이 높을 때에는 송신 출력 레벨을 낮게 하고, 수신 레벨이 낮을 때에는 송신 출력 레벨을 높게 함으로서, 수신 레벨이 과대하지도 않고 과소하지도 않은 꼭 좋은 레벨이 되도록 송신 출력 레벨을 설정한다. 송신 출력 레벨을 필요 최저한으로 함으로써, 출력 증폭기를 저소비 전력으로 동작시켜서, 저소비 전력의 통신을 실현한다.

통신 환경(통신 범위나 전송로 특성 등)를 감안하여 송신기의 출력 레벨을 필요 최저한의 레벨로 설정함으로써, 송신기의 출력을 최저한의 레벨로 내려서 사용할 수 있기 때문에, 송신 출력 증폭기의 소비 전력을 내릴 수 있다. 송신 출력 증폭기를 저소비 전력으로 동작시킴으로써 저소비 전력의 통신을 실현할 수 있다. 수신기에의 입력 레벨이 일정 레벨이 됨으로써, 강(强)입력에의 내성을 완화할 수 있고, 수신기의 소비 전력도 내릴 수 있다. 송신 출력이 필요 최저한의 레벨이 되기 때문에 기기 외로의 복사도 완화된다. 피드백에 의한 자동 제어의 수법이 아니기 때문에, 자동 제어의 경우보다도, 출력 레벨을 제어(설정)하는 회로 규모가 작아도 되고 소비 전력도 작아도 된다.

실시예 1에서는, 피드백 제어를 행하지 않기 때문에 통신 환경이 변화한 것에 연동하여 적정한 레벨로 관리할 수 있다고는 할 수가 없지만, 통신 환경의 변화가 있을 때에, 매뉴얼로 설정치를 변경함으로써 대처할 수 있다.

또한, 실시예 1에서는, 도 5의 (B)에 도시하는 바와 같이, 수신측에서는, 증폭부(8224)로부터 출력되는 수신 신호의 레벨을 제어하는 제 2 설정치 처리부(7200A)가 마련되어 있다. 제 2 설정치 처리부(7200A)는, 제 2 동작 제어부(7250)로서, 증폭부(8224)의 출력 레벨을 설정하는 출력 레벨 DAC(7252)를 구비하고 있다. 제 2 설정치 처리부(7200A)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 2 입출력 인터페이스부(7270)에 대신하여 제 2 설정치 결정부(7210)를 구비하여도 좋다. 출력 레벨 DAC(7252)는, 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억되어 있는 설정치를 판독하고, 그 설정치에 의거하여 증폭부(8224)를 제어함으로써, 증폭부(8224)의 출력 레벨(환언하면, 복조 기능부(8400)에의 입력 레벨)이 적정한 값이 되도록 한다. 이렇게 함으로써, 안테나(8236)에서의 수신 레벨에 관계없이, 복조 기능부(8400)에 적정한 복조 처리를 할 수 있다.

도 5의 (C)에 도시하는 구성예로는, 수신칩(8002)(수신 장치)에는, 증폭부(8224)와, 복조 기능부(8400)와, 전송 환경 지표 검지부(8470)가 마련되어 있다. 전송 환경 지표 검지부(8470)는, 송신칩(8001)(송신 장치)과 수신칩(8002) 사이의 전송 환경의 상태를 검지하고, 검지 결과에 의거하여 전송 환경 지표 신호를 출력한다. 특히, 본 예에서는, 수신 레벨을 검지하는 것으로 하여 설명한다. 즉, 본 예의 전송 환경 지표 검지부(8470)는, 수신 레벨(입력 레벨)를 검지하는 기구를 이루는 것으로, 수신 레벨 검파를 행하여, 입력 레벨을 검지하고, 그 검지 결과인 레벨 검지 신호(Vdet)를 출력한다. 전송 환경 지표 검지부(8470)에는, 복조 기능부(8400)의 입력 신호(즉 수신한 신호, 상세하게는 증폭부(8224)의 출력)를 공급하여도 좋고, 복조 기능부(8400)에서 복조된 베이스밴드 신호(즉 복조 기능부(8400)의 출력 신호)를 공급하여도 좋다. 전송 환경 지표 검지부(8470)는, 그들 입력된 신호에 의거하여 입력 레벨을 검지한다.

전송 환경 지표 검지부(8470)로부터 출력된 레벨 검지 신호(Vdet)가 나타내는 수신기의 입력 레벨에 의거하여 송수신기의 거리나 전송로에 의한 감쇠량을 구할 수 있고, 송신기의 출력 레벨을 최적치로 설정할 수 있다. 레벨 검지 신호(Vdet)에 의거하여 송신 출력 레벨의 피드백 제어를 행하는데, 기기 내나 기기 사이의 신호 전송의 경우는, 일단 송신 출력 레벨을 최적 상태로 설정하여 버리면, 동적으로 어댑티브하게 빈번하게 행할 필요는 없고, 피드백 제어를 정지시켜서, 최적치로서 기억한 설정치를 사용하면 좋다. 피드백 제어와는 다르지만, 실제의 전송 특성을 반영한 판단 지표를 검지하는 검지 기구(전송 특성 지표 검지부)를 수신칩(8002)측에 마련하고, 그 검지 결과인 레벨 검지 신호(Vdet)를 참조하여, 송신칩(8001)의 송신 출력 레벨을 적정 레벨(과소하지도 않고 과대하지지 않은 꼭 좋은 레벨)로 할 수 있다. 감쇠량이 작을 때에는, 출력 레벨을 내려서고, 저소비 전력으로의 통신을 행하는 것이 가능해진다. 즉, 이득 가변의 증폭부(8117)를 갖는 송신칩(8001)(송신기의 한 예)과 전송 환경 지표 검지부(8470)를 갖는 수신칩(8002)(수신기의 한 예)에 의해, 저소비 전력의 통신을 행할 수 있다.

예를 들면, 도시하지 않지만, 전송 환경 지표 검지부(8470)에서 검지된 정보를, 도 5의 (A)에 도시하는 제 1 설정치 처리부(7100A)에서 이용하여도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 전송 환경 지표 검지부(8470)에서 취득된 검지 정보(레벨 검지 신호(Vdet))가 조작자에 의한 송신 출력 레벨 설정시에 참조된다. 조작자는, 전송 환경 지표 검지부(8470)로부터 출력된 검지 결과에 의거하여, 송신칩(8001)의 송신 출력 레벨이 적정 레벨(과소하지도 않고 과대하지지 않은 꼭 좋은 레벨)이 되는 설정치를 제 1 입출력 인터페이스부(7170)를 통하여 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억한다.

전송 환경 지표 검지부(8470)에서 검지된 정보를, 도 5의 (C)에 도시하는 제 1 설정치 처리부(7100A)에서 자동적으로 이용하는 구성으로 하여도 좋다. 구성적으로는, 피드백 제어를 실행하는 이득 제어부(8090)를 구비하고 있다. 도시한 예에서는, 이득 제어부(8090)는, 송신칩(8001) 및 수신칩(8002)의 외부에 마련하고 있다. 도시하지 않지만, 이득 제어부(8090)는, 송신칩(8001)과 수신칩(8002)의 어느 한쪽에 내장하여도 좋다. 전송 특성 지표 검지부(8470)와 이득 제어부(8090) 사이의 레벨 검지 신호(Vdet)의 전송 및 이득 제어부(8090)와 제 1 설정치 처리부(7100A) 사이의 신호(Gcontt)의 전송은 무선, 유선의 어느 것이라도 좋다. 무선으로 하는 경우, 광·전파의 어느 것이라도 좋고, 주파수대는 무선 신호(Sm)와 같아도 좋고 달라도 좋다.

이득 제어부(8090)는, 전송 특성 지표 검지부(8470)로부터 출력된 레벨 검지 신호(Vdet)에 의거하여, 송신칩(8001)의 송신 출력 레벨이 적정 레벨(과소하지도 않고 과대하지지 않은 꼭 좋은 레벨)이 되는 설정치를 결정한다. 그 결정된 설정치가 제 1 입출력 인터페이스부(7170)를 통하여 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억된다. 예를 들면, 동작 시작 당초는, 송신칩(8001)(증폭부(8117))은 최대 출력으로 동작을 시작하고, 수신칩(8002)(전송 특성 지표 검지부(8470))은 수신 신호 레벨을 검출하고, 이득 제어부(8090)에 레벨 검지 신호(Vdet)를 공급한다. 이득 제어부(8090)는, 레벨 검지 신호(Vdet)에 의거하여 송신 출력 레벨이 적정 레벨이 되도록 이득 제어 신호(Gcont)를 생성하고, 송신칩(8001)의 증폭부(8117)의 이득을 제어한다. 통신 환경의 변화에 대응할 수 있도록, 통신 처리시의 일정 시간 간격으로 피드백 제어를 행하여도 좋다. 일정 시간 간격으로의 피드백 제어에는 대응할 수 없게 되지만, 결정된 설정치를 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억하여 두면 좋기 때문에, 이득 제어부(8090)는 제품에 탑재하는 것은 필수가 아니라, 예를 들면, 공장 출하시 등에 접속하여 조정을 행하고, 그 후 떼어 버려도 좋다.

실시예 1을 적용하지 않는 경우, 송신기 출력을 큰 레벨에서 일정하게 하고, 수신측에서는 신호를 검파하고, 수신기 내에서 이득의 제어를 행함으로써, 일정한 베이스밴드 신호를 얻을 수 있다. 그러나, 통신 거리가 가까운 송수신 사이에서는, 필요 이상으로 큰 레벨로의 통신이 되고, 소비 전력도 크다. 필요없는 전력을 소비하는 것이 된다. 수신기는 강입력의 신호라도 수신할 수 있을 필요가 있기 때문에, 리니어리티가 좋은 회로가 필요해지고, 수신기의 소비 전력도 커진다. 송신 출력이 큰 경우에는, 외부로의 복사가 커진다는 문제도 있다.

이에 대해, 실시예 1의 수법에 의하면, 송신 출력 레벨을 송수신 사이의 전송 특성에 응한 적정한 레벨로 관리(설정)하기 때문에, 이들의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 수신측에서, 복조 기능부(8400)의 전단의 증폭부(8224)에서 그 출력 레벨이 적정하게 되도록 조정함으로써, 가령 송신 출력 레벨이 과잉이라도, 복조 기능부(8400)는 적정하게 복조 처리를 행할 수 있다. 특히, 기기 내나 기기 사이의 신호 전송에서는, 송수신 사이의 거리나 전송로의 상태 등의 전송 특성이 특정된 것으로 되는 고정 위치 사이나 이미 알고 있는 위치 관계의 신호 전송이기 때문에, 송수신 사이의 전반 채널을 적정하게 설계하는 것이 용이하다. 이 때문에, 무선 전송을 관리하는 컨트롤러의 제어(본 예의 경우는 이득 제어부)는 일반적인 무선 통신과 같이 동적으로 어댑티브하게 빈번하게 행할 필요는 없고, 제조시나 설계시에 무선 전송 특성을 교정하고, 개체의 편차 등을 파악함으로써, 송신 출력 레벨의 설정은, 프리 세트나 정적인 제어가 가능하고, 전체 구성의 소형이나 저소비 전력화가 가능해진다.

실시예 2

도 6은, 실시예 2를 설명하는 도면이다. 여기서는, 특히, 변조 기능부 및 복조 기능부의 제 2 예로서, 변조 기능부 및 복조 기능부의 제 1 예와의 상위점을 중심으로 설명한다. 또한, 도시하지 않지만, 이 실시예 2에 대해 또한 전술한 실시예 1을 적용하여, 증폭부(8117)의 출력 레벨을 제 1 설정치 처리부(7100A)에서 설정하고, 증폭부(8224)의 출력 레벨을 제 2 설정치 처리부(7200A)에서 설정하여도 좋다. 이것은, 후술하는 다른 실시예에서도 마찬가지이다.

실시예 2는, 전송 대상 신호와는 별개로 반송 신호를 송신하는 시스템(개별 반송 주파수 전송 시스템)로, 안테나(8136)로부터 안테나(8236)에 무선으로 전송되는 송신 신호의 지연량에 맞추어서, 송신측에서 수신한 반송 신호의 위상을 조정하는 기구를 구비하는 경우에, 제 2 설정치 처리부(7200B)에서 위상의 조정량을 설정하는 점에 특징이 있다. 도시하지 않지만, 마찬가지의 사고방식은, 전송 대상의 데이터와는 별개로 클록 재생용의 클록을 송신하는 시스템(개별 클록 전송 시스템)에서, 송신 데이터(송신 신호)의 지연량에 맞추어서 수신한 클록의 위상을 조정하는 경우에도 적용할 수 있다.

예를 들면, 수신측에는, 위상 조정 회로(이상기)의 기능을 구비하는 위상 진폭 조정부(8406)를 복조 기능부(8400B)에 마련하고 있다. 위상 진폭 조정부(8406)에는, 송신측의 송신측 국부 발진부(8304)로부터 반송 신호가 유선 또는 무선으로 공급된다. 또한, 수신측에서는, 제 2 설정치 처리부(7200B)는, 제 2 동작 제어부(7250)로서, 위상 진폭 조정부(8406)(의 위상 조정 회로)의 위상 시프트량을 설정하는 이상량 DAC(7253)를 구비하고 있다. 제 2 설정치 처리부(7200B)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 2 입출력 인터페이스부(7270)에 대신하여 제 2 설정치 결정부(7210)를 구비하여도 좋다.

[실시예 2의 작용 효과]

제 2 설정치 기억부(7230)에는, 복조 기능부(8400)(의 위상 조정 회로)에 의한 위상 시프트량의 최적치를 설정하기 위한 설정치를 미리 보존하여 둔다. 이상량 DAC(7253)는, 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억되어 있는 설정치를 판독하고, 그 설정치에 의거하여 복조 기능부(8400)(의 위상 진폭 조정부(8406)의 이상기의 기능부)를 제어함으로써, 위상 진폭 조정부(8406)로부터 출력되는 반송 신호의 위상 시프트량이 적정한 값이 되도록 한다. 이렇게 함으로써, 송수신 사이의 전송 특성에 좌우되는 신호의 전송 지연량에 관계없이, 복조 기능부(8400)에서 적정한 복조 처리를 할 수 있다. 즉, 전송 대상 신호의 지연량에 맞추어서 반송 신호의 위상을 적정하게 설정함으로써 적정한 복조 처리를 할 수 있다.

실시예 3

도 7은, 실시예 3을 설명하는 도면이다. 실시예 3은, 재생되는 전송 대상 신호의 고역 성분 또는 저역 성분을 보정하는 기능부(주파수 특성 보정 처리부)를 마련하는 경우에, 그 주파수 특성 보정 처리부의 동작 설정을 제 1 설정치 처리부(7100C)나 제 2 설정치 처리부(7200C)에서 행하는 점에 특징이 있다.

예를 들면, 도 7의 (A)에 도시한 예는, 복조 기능부(8400)의 후단에 마련된 필터 처리부(8410)가 주파수 특성 보정 처리부로서 파형 등화 기능을 구비하는 경우에, 등화기의 동작 설정을 제 2 설정치 처리부(7200C)에서 행한다. 필터 처리부(8410)는, 저역 통과 필터(8412)와 등화기(8414)를 갖는다. 등화기(8414)는, 예를 들면 부호 사이 간섭을 저감시키기 위해, 수신한 신호의 고주파 대역에, 저하된 분의 이득을 가하는 이퀄라이저(즉 파형 등화) 필터를 갖는다. 복조 기능부(8400)에서 복조된 베이스밴드 신호는 저역 통과 필터(8412)에서 고역 성분이 제거되고, 등화기(8414)에 의해 고역 성분이 보정된다.

[실시예 3의 작용 효과]

실시예 3의 제 2 설정치 처리부(7200C)는, 제 2 동작 제어부(7250)로서, 등화기(8414)의 동작 설정(상세하게는 탭 계수의 설정)을 행하는 등화기 DAC(7254)를 구비하고 있다. 제 2 설정치 처리부(7200C)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 2 입출력 인터페이스부(7270)에 대신하여 제 2 설정치 결정부(7210)를 구비하여도 좋다. 제 2 설정치 기억부(7230)에는, 등화기(8414)에 대한 최적의 설정치(탭 계수)를 미리 보존하여 둔다. 등화기 DAC(7254)는, 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억되어 있는 설정치를 판독하고, 그 설정치에 의거하여 등화기(8414)의 탭 계수를 조정한다.

밀리파대 또는 그 전후의 파장대를 이용한 기기 내나 기기 사이의 무선 전송의 경우, 반사가 존재하고 있어도, 고정의 반사이기 때문에, 작은 등화기로 용이하게 그 영향을 수신측에서 제거할 수 있다. 등화기의 설정도, 프리 세트나 정적인 제어로 가능하고, 실현이 용이하다.

도 7의 (A)에서는, 수신측에, 주파수 특성 보정 처리부로서 파형 등화 기능을 구비하는 경우로 설명하였지만, 송신측에, 주파수 특성 보정 처리부로서 프리엠퍼시스부를 구비하도록 하여, 이 프리엠퍼시스부의 동작을 제 1 설정치 처리부(7100C)에서 제어하여도 좋다. 예를 들면, 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 변조 기능부(8300A)(주파수 혼합부(8302))의 전단에, 프리엠퍼시스부의 기능을 구비하는 변조 대상 신호 처리부(8301)를 마련한다. 변조 대상 신호 처리부(8301)(의 프리엠퍼시스부)는, 미리 전송 대상 신호의 고주파 성분을 강조하여 변조 기능부(8300)에 공급한다.

이 경우에 있어서, 실시예 3의 제 1 설정치 처리부(7100C)는, 제 1 동작 제어부(7150)로서, 변조 대상 신호 처리부(8301)의 동작 설정(상세하게는 고역 강조 정도의 설정)을 행하는 프리엠퍼시스 DAC(7154)를 구비하고 있다. 제 1 설정치 처리부(7100C)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 1 입출력 인터페이스부(7170)에 대신하여 제 1 설정치 결정부(7110)를 구비하여도 좋다. 제 1 설정치 기억부(7130)에는, 변조 대상 신호 처리부(8301)의 프리엠퍼시스부에 대한 최적의 설정치(고역 강조 정도)를 미리 보존하여 둔다. 프리엠퍼시스 DAC(7154)는, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억되어 있는 설정치를 판독하고, 그 설정치에 의거하여 변조 대상 신호 처리부(8301)에서의 전송 대상 신호의 고주파 성분의 강조 정도를 조정한다. 나아가서는, 도시하지 않지만, 송신측에 주파수 특성 보정 처리부로서의 고역 강조 처리부를 마련하고 이것을 제 1 설정치 처리부(7100C)에서 제어하면서, 수신측에 주파수 특성 보정 처리부로서의 등화기(8414)를 마련하고 이것을 제 2 설정치 처리부(7200C)에서 제어하여도 좋다.

실시예 4

도 8은, 실시예 4를 설명하는 도면이다. 실시예 4는, 쌍방향 통신을 행하는 구성인 경우에, 에코 캔슬러 기술을 적용하는 점에 특징을 갖는다. 송신 신호가 수신 신호에 포함되는 경우에, 공지인 에코 캔슬러 기술을 이용하여, 에코 성분을 억제한다. 「에코 캔슬러 기술」이란, 송신측에서 출력된 신호가 입력측에 잡혀져서 에코나 하울링이라고 칭하여지는 노이즈(이하 에코 성분이라고 칭한다)가 혼입되는 것을 방지하는(즉 에코 성분을 억제하는) 기술을 의미한다. 에코 성분을 억제하는 기술로서는 여러가지의 방식이 있지만, 실시예 4에서는, 가장 간이한 수법으로서, 진폭 위상 조정한 송신 신호를 수신 신호로부터 공제하는 수법을 채용한다. 「진폭 위상 조정」이란, 입력 신호의 진폭과 위상의 쌍방을 조정 대상으로 하여, 처리가 끝난 신호의 에코 성분이 억제(캔슬)되도록(최적으로는 에코 성분이 제로가 되도록) 조정을 행하는 것을 의미한다. 또한, 실시예 4에서는 「진폭 위상 조정」에 의해 에코 성분을 억제하지만, 반드시 이것으로는 한정되지 않고, 에코 성분을 억제할 수 있는 수법인 한, 어느 수법을 채용하여도 좋다.

쌍방향 통신을 행하는 구성으로 하기 위해, 제 1 통신 장치(100)와 제 2 통신 장치(200)의 각각에는, 송신 계통의 기능부와 수신 계통의 기능부가 마련된다. 예를 들면, 제 1 통신 장치(100)는, 송신 계통의 기능부로서, 증폭부(8117_1)와 안테나(8136_1)를 구비함과 함께, 수신 계통의 기능부로서, 안테나(8236_1)와 증폭부(8224_1)와 복조 기능부(8400_1)를 구비한다. 제 2 통신 장치(200)는, 송신 계통의 기능부로서, 증폭부(8117_2)와 안테나(8136_2)를 구비함과 함께, 수신 계통의 기능부로서, 안테나(8236_2)와 증폭부(8224_2)와 복조 기능부(8400_2)를 구비한다. 또한 에코 캔슬러 기술을 적용하기 위해, 제 1 통신 장치(100)는 위상 진폭 조정부(8386_1)와 가감산부(8388_1)를 갖는 에코 캔슬부(8380_1)를 구비하고, 제 2 통신 장치(200)는 위상 진폭 조정부(8386_2)와 가감산부(8388_2)를 갖는 에코 캔슬부(8380_2)를 구비한다.

에코 캔슬부(8380_1) 및 에코 캔슬부(8380_2)는, 송신측에서 출력되는 신호중의 입력측에 혼입된 에코 성분을 억제하는 에코 억제부의 한 예이다. 본 구성에서는, 각위상 진폭 조정부(8386)는 위상 반전하여 출력하도록 하고 있고, 이에 대응하여, 가감산부(8388)는 가산 처리부로 하고 있다. 각 위상 진폭 조정부(8386)는 위상 반전하지 않고 출력한 경우, 이에 대응하여, 가감산부(8388)는 감산 처리부로 하면 좋다. 각 위상 진폭 조정부(8386)는, 변조 기능부(8300)에서 변조되어 증폭부(8117)에 입력되는 신호의 위상과 진폭을 조정하고, 조정이 끝난 신호를 가감산부(8388)에 공급한다. 가감산부(8388)는, 위상 진폭 조정부(8386)에 의해 진폭과 위상을 조정한 송신 신호와 증폭부(8224)로부터 출력된 수신 신호를 가산한다. 실태(實態)로서는, 수신 신호로부터 진폭과 위상을 조정한 송신 신호를 감산하게 되고 수신 신호에 포함된 송신 신호의 성분이 캔슬된다.

[실시예 4의 작용 효과]

제 1 설정치 처리부(7100D)는, 제 1 동작 제어부(7150)로서, 에코 캔슬부(8380_1)의 위상 진폭 조정부(8386_1)의 위상 시프트량과 진폭 조정량을 설정하는 에코 캔슬 DAC(7156)를 구비하고 있다. 제 2 설정치 처리부(7200D)는, 제 2 동작 제어부(7250)로서, 에코 캔슬부(8380_2)의 위상 진폭 조정부(8386_2)의 위상 시프트량과 진폭 조정량을 설정하는 에코 캔슬 DAC(7256)를 구비하고 있다. 제 1 설정치 처리부(7100D) 및 제 2 설정치 처리부(7200D)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 1 입출력 인터페이스부(7170)에 대신하여 제 1 설정치 결정부(7110)를 구비하고, 제 2 입출력 인터페이스부(7270)에 대신하여 제 2 설정치 결정부(7210)를 구비하여도 좋다. 제 1 설정치 기억부(7130)와 제 2 설정치 기억부(7230)의 각각에는, 수신 신호에 포함된 송신 신호의 성분을 캔슬할 수 있도록, 위상 진폭 조정부(8386)에 의한 위상 시프트량 및 진폭 조정량의 최적치를 설정하기 위한 설정치를 미리 보존하여 둔다. 각 에코 캔슬 DAC(7156)는, 제 1 설정치 기억부(7130)나 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억되어 있는 설정치를 판독하고, 그 설정치에 의거하여 위상 진폭 조정부(8386)로부터 출력되는 신호의 위상(의 시프트량)과 진폭 레벨을 조정한다.

실시예 5

도 9는, 실시예 5를 설명하는 도면이다. 실시예 5는, 전송로 결합부(108)와 전송로 결합부(208)의 쌍(조(組))가 복수 마련되고, 이에 의해, 복수 계통의 밀리파 신호 전송로(9)를 구비하는, 환언하면, 다채널화를 도모하는 점에 특징을 갖는다. 또한, 실시예 5(후술하는 실시예 6도)에서는, 밀리파 신호 전송로(9)는 자유공간 전송로(9B)라고 하지만 이것은 필수가 아니다. 또한, 실시예 5에서는, 채널 사이의 간섭 대책으로서 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 처리를 적용하는데, 후술하는 실시예 6과의 상위점으로서, 간섭 대책의 요구 정도를 완화하는 신호 처리를 수신측에서 행하는 점에 특징이 있다. 「간섭 대책의 요구 정도를 완화한다」라 함은, 무선 신호의 차폐체를 이용하지 않고서 채널 사이 거리를 단축할 수 있도록 하는 것이나, 간섭 대책을 경감할 수 있도록 하는 것을 의미한다.

복수 계통의 밀리파 신호 전송로(9)는, 공간적으로 간섭하지 않도록(간섭의 영향이 없도록) 설치되어 복수 계통의 신호 전송에서 동일 주파수나 동일 시간에 통신을 행할 수 있는 것으로 한다. 「공간적으로 간섭하지 않는다」라는 것은, 복수 계통의 신호를 독립하여 전송할 수 있는 것을 의미한다. 이와 같은 수법을 「공간분할 다중」이라고 칭한다. 전송 채널의 다채널화를 도모할 때에, 공간분할 다중을 적용하지 않는 경우는 예를 들면 주파수분할 다중을 적용하여 각 채널에서는 다른 반송 주파수를 사용하는 것이 필요해지지만, 공간분할 다중을 적용하면, 동일한 반송 주파수의 반송 신호를 사용하는 경우에도 간섭의 영향을 받지 않고서 전송할 수 있다. 실시예 5(후술하는 실시예 6도)에서는, 각 채널의 반송 주파수를 공통화하지만 이것은 필수가 아니고, 각 채널의 반송 주파수가 적어도 동기(同期)한 관계에 있으면 좋다.

여기서, 「공간분할 다중」을 적용함에 있어서는, 밀리파 신호를 전송 가능한 3차원 공간에서, 복수 계통의 밀리파 신호 전송로(9)를 형성하는 것이면 좋고, 자유공간중에 복수 계통의 밀리파 신호 전송로(9)를 구성하는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 밀리파 신호(전자파)를 전송 가능한 3차원 공간이 유전체 소재(유체물(有體物))로 구성되어 있는 경우에, 그 유전체 소재중에 복수 계통의 밀리파 신호 전송로(9)를 형성하는 것이라도 좋다. 또한, 복수 계통의 밀리파 신호 전송로(9)의 각각도, 자유공간인 것으로 한정되지 않고, 유전체 전송로나 중공 도파로 등의 형태를 취하여도 좋다.

다채널화를 도모하는 한 수법으로서는, 복수의 송수신대의 각각이 다른 반송 주파수를 이용하는 이른바 주파수분할 다중 방식이 있다. 전이중 쌍방향화도 다른 반송 주파수를 이용하면 용이하게 실현할 수 있고, 전자기기의 몸체 내에서 복수의 송수신대가 독립하여 통신하는 상황도 실현할 수 있다. 그러나, 주파수분할 다중으로 다채널화를 취하면, 밀리파 신호 전송로의 전체의 사용 대역을 꽤 넓게 할 필요가 있다. 자유공간 전송로라면 이 요구에 응할 수 있지만, 유전체 전송로와 같은 대역폭이 한정된 전송로에서는 문제가 된다.

한편, 기기 내나 기기 사이의 무선 전송에서는, 회로 부재나 안테나 그 밖의 배치 위치를 규정하는 것이 용이하기 때문에, 공간분할 다중 방식의 적용이 용이하다. 공간분할 다중의 경우, 기본적으로는, 각 채널(복수의 송수신대의 각각)가 동일한 반송 주파수를 사용할 수 있기 때문에 전송 대역폭의 제약으로부터 해방되는 이점이 있다. 단, 공간분할 다중에서는, 각 채널 사이의 간섭(이른바 크로스토크) 대책이 필요해진다. 예를 들면, 자유공간 전송로에서는, 송신 안테나 사이(또는 수신 안테나 사이)의 거리를 충분히 취할 것이 긴요하게 된다. 그러나, 이것은 채널 사이 거리에 제약이 있는 것을 의미하고, 좁은 공간 내에 다수의 안테나 쌍(즉 전송 채널)를 배치할 필요가 있을 때에는 문제가 된다.

다른 간섭 대책 수법으로서는, 예를 들면 송신 안테나 사이(또는 수신 안테나 사이)에 전파 전반을 방해하는 구조를 취할 수 있다. 또한, 유전체 전송로나 중공 도파로 등과 같은 무선 신호를 폐입하는 구조를 채용함으로써 채널 사이 거리를 줄이는 수법을 취할 수 있다. 그러나 이러한 수법은, 자유공간 전송로에 비하면 비용이 상승된다.

이에 대해, 송신측과 수신측에 각각 복수의 안테나(송신측과 수신측에서 안테나의 갯수가 달라도 좋다)를 마련하여, 복수의 안테나에 의해 공간분할 다중을 이용한 MIMO 방식에 의해 전송 용량의 확대를 행하는 기술이 알려져 있다. MIMO 방식에서는, 송신측은, k개의 송신 데이터를 부호화하여 다중화하고, 예를 들면 M개의 안테나에 각각 분배하여 전송 공간(채널이라고도 칭하여진다)에 송출하고, 수신측은 전송 공간 경유로 m개(M≠m 또는 M=m의 어느 것이라도 좋다)의 안테나에 의해 수신하는 수신 신호를 복호하여 k개의 수신 데이터를 얻는다. 즉, MIMO 방식은, 송신측에서 복수 안테나에 송신 데이터를 분배하여 송신하고, 수신측에서 복수 안테나에 의해 수신한 신호로부터 신호 처리에 의해 수신 데이터를 얻는 것이고, 전송 공간의 전송 특성을 이용한 공간분할 다중 방식에 의한 통신 방식이다. MIMO 방식에서는, 동일한 주파수 및 동일한 시간에, 크로스토크가 없는 복수의 독립한 논리적인 패스를 얻을 수 있고, 동시각에 동일 주파수를 사용하여 복수의 데이터를 무선 통신으로 전송할 수 있고, 전송 속도의 향상을 실현할 수 있다.

MIMO 방식에 의한 데이터 전송의 구성 방식에는, 채널 행렬이 특이치 분해(SVD : Singular Value Decomposition)나 고유치 분해를 이용한 고유 모드 전송 등 여러가지의 방식이 있지만, 종래의 수법은 일반적으로 연산량이 크다. 예를 들면, 고유 모드 전송을 행하기 위해서는, 송신측의 안테나 수를 M, 수신측의 안테나 수를 m으로 하여, m행×M열의 채널 행렬에 대한 연산을 행하여야 한다.

이와 같은 MIMO 방식을 이용한 공간분할 다중 방식에서의 문제점을 완화하는 수법으로서, 실시예 5(후술하는 실시예 6도)에서는, 간섭 대책의 요구 정도를 완화하는 신호 처리를 수신측에서 행한다. 기본적으로는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 수신측에서, MIMO 처리부(604)를 마련하여, 베이스밴드 신호 처리의 측면에서 간섭 대책을 취함으로써, 안테나 간격을 좁게 할 수 있도록 한다. MIMO 처리부(604)는, 송수신 사이의 각 안테나쌍의 전달 함수를 요소로 하는 채널 행렬에 의거하여 행렬 연산을 행하는 행렬 연산 처리부(전달 특성 보정부)의 한 예이다. 구체적으로는, MIMO 처리부(604)는, 복수의 안테나(136)의 각각과 대응하는 복수의 송신 대상 신호의 각각에 대해, 송신측의 안테나(136)와 수신측의 안테나(236) 사이에서의 밀리파 신호 전송로(9)(전송 공간)의 전달 특성에 의거한 보정 연산을 행한다. 전달 특성은 채널 행렬로 표시되고, 보정 연산으로서는, 각 채널의 전송 대상 신호에 대해 역행렬 연산을 행하는 것이 된다.

그 보정 연산(역행렬 연산)의 의의는, 복조 신호에 대해 전달 특성분을 보정함으로써, 처리가 끝난 신호로서는, 전달 특성의 영향을 배제한 송신 대상 신호를 취득할 수 있도록 하는 것이다. 각 채널의 변조 방식이 같은 경우는, 안테나(236)에서 수신되는 불요파(不要波)에 의거한 복조 성분이 완전히 상쇄된다. 각 채널의 변조 방식이 다른 경우에는, 불요파의 성분이 완전히 상쇄된다고 말할 수는 없지만 복조 처리의 대응에 의해 그 영향을 받지 않도록 할 수 있다.

여기서, 실시예 5의 MIMO 처리부(604)에서의 MIMO 처리는, 송수 사이의 직접파(直接波)만을 대상으로 하는 MIMO 처리인 점에 특징이 있다. 이것은, 통상 취할 수 있는 기기 사이나 몸체 내에서의 무선 전송에서의 MIMO 처리에서는, 몸체 내의 부품이나 벽 등에 의해 송신측에서 송신된 전파가 반사·회절되는 멀티 패스 환경하에 놓여지고, 복수의 경로로부터 동일한 전파가 수신측에 도달한다는 멀티 패스 대책이기 때문에, 하나의 수신 안테나가 동일한 송신 안테나로부터 발하여진 직접파와는 다른 경로를 따른 반사파도 대상으로 한 복수의 수신 신호를 취급하는 신호 처리가 되는 것과 크게 다르다. 이것은, 기기 내나 기기 사이에서의 무선 신호 전송에서 파장이 비교적 짧은 밀리파(또는 마이크로파)를 사용함으로써, 공간분할 다중이 적용되어 있는 밀리파 신호 전송로(9)가 형성되는 공간에는, 무선 전송에 대해 실질적으로 방해가 되는 장애물이 없는 것처럼 할 수 있고, 그 경우는, 반사파의 영향을 고려할 필요는 거의 없기 때문이다.

멀티 패스 환경하에서는, 복수의 경로로부터의 전파를 수신측에서 수신하면, 복수의 경로의 거리가 다름에 의해, 송신측부터의 전파가 수신측에 도달하는데 요하는 시간이 경로에 따라 다르다. 이 때문에, 위상이 어긋난 복수의 전파가 수신측에서 수신되고, 그 결과, 수신 신호의 파형이 왜곡되고, 신호를 복호할 수 없게 될 우려가 있다. 그 대책으로서 MIMO 처리를 적용할 수 있다. 이 경우, 당연히 채널 행렬의 사고방식도 멀티 패스 대책에 적합하다.

이에 대해, 실시예 5나 후술하는 실시예 6의 MIMO 처리는, 이와 같은 멀티 패스 대책을 위한 MIMO 처리와는 달리, 채널 행렬의 고려 방식도, 멀티 패스 대책용의 것과는 다르다. 단, 반사파가 풍부하게 있는 환경하에서는 채널 행렬의 역행렬은 풀기 쉽지만, 직접파만이 존재하고 반사파가 전혀 존재하지 않는 실환경하에서는, 채널 행렬의 역행렬이 얻기 힘들게 된다는 것이 우려된다. 실시예 5나 실시예 6에서는, 안테나 배치를 제약함으로써, 채널 행렬의 역행렬이 얻기 힘들게 되는 것을 방지한다.

그 때에는, 실시예 5에서는, MIMO 처리에서 필요해지는 승산기(증폭기의 요소)와 가산기의 수를 저감할 수 있도록 안테나 배치(송신측 및 수신측의 각 안테나 간격)가 결정되고, 그에 응한 수신측에서의 MIMO 처리로 한다. 즉 MIMO 처리수를 저감할 수 있도록 안테나 배치를 정하고, 그것에 맞춘 직접파만을 대상으로 하는 수신측에서의 MIMO 처리로 한다는 것이다. 단, 이들의 관계에 의해서는, 복조 기능부(8400)에서 직교 검파나 동기 검파의 필요여부(要否)가 좌우된다. 직교 검파나 동기 검파가 불필요한 조건이라면, 포락선 검파나 제곱 검파를 적용할 수 있다. 직교 검파나 동기 검파가 불필요한 조건으로 되도록 송신측의 각 안테나(136)와 수신측의 각 안테나(236)의 안테나 사이 거리를 설정함으로써, 포락선 검파나 제곱 검파를 적용하는 구성을 취하면 좋다. 어떤 경우에도, 수신측에 MIMO 처리를 적용함으로써, 자유공간 전송로로 한 경우의 간섭 대책의 요청을 완화한다. 바람직하게는, 각 채널의 반송 주파수를 공통화함으로써 수신측에서 베이스밴드로 MIMO 처리를 행하고, 더욱 바람직하게는, 안테나 배치를 제약함으로써 MIMO 처리량(역행렬 연산량)을 삭감한다.

또한, 각 채널의 반송 주파수를 공통화하는 것이 바람직하지만, 이것은 필수가 아니다. 각 채널의 반송 주파수가 적어도 동기한 관계에 있으면 좋다. 공간분할 다중의 기본적인 고려 방식으로서는, 통상, 반송 신호의 주파수를 공통화(동일하게)한다. 송신측의 반송 신호의 주파수를 공통화하면 각 채널에서 반송 주파수의 영향이 확실하게 같아지기 때문에, 베이스밴드 영역에서의 MIMO 처리를 확실하며 효율적으로 행할 수 있다. 반송 주파수가 채널에 따라 다른 경우에는, 수신측에서는, 각 반송 주파수에 대응한 복조 회로나 주파수 선택 필터를 채널마다 마련하는 등의 대처가 필요해지고 장치 규모가 커진다. 이들의 점에서는, 각 채널의 반송 주파수를 공통으로 하는 것의 이점이 크다.

도 9의 (A)에 도시한 제 1 예는, N계통에 대해, 수신측이 1칩 구성이고, 송신측은 변조 기능부(8300)(MOD)를 수용한 반도체 칩(103)을 계통별로 사용하는 구성(N대1의 구성이라고 칭한다)이다. 도 9의 (B)에 도시하는 제 2 예는, 수신측이 1칩 구성이고, 또한, 송신측도 1칩 구성인 1대1의 구성이다. 제 2 예의 구성을 취하는 경우, 송신측이 1칩 구성이기 때문에, 송신측 신호 생성부(110) 내의 변조 기능부(8300)는, 계통별로 송신측 국부 발진부(8304)를 구비하는 것은 필수가 아니다. 즉, 송신측 국부 발진부(8304)를 1계통만 마련하고, 나머지 계통은, 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호 그 자체를 사용하여 주파수 변환(변조)하면 좋다. 도 9의 (C)에 도시하는 제 3 예는, 송신측이 1칩 구성이고, 수신측은 계통별로 칩을 사용하는 구성(1대N의 구성이라고 칭한다)이다. 도 9의 (D)에 도시하는 제 4 예는, 송신측은 계통별로 칩을 사용하는 구성이고, 수신측도 계통별로 칩을 사용하는 구성(N대N의 구성)이다. 제 3 예나 제 4 예의 경우, 각 계통의 복조 기능부(8400)(DEMOD)와 시리얼 패럴렐 변환부(8227)의 사이에, 전 계통에 공유되는 MIMO 처리부(604)를 마련한다.

제 1 예 내지 제 4 예의 어느 것에서도, MIMO 처리부(604)의 동작을 제어하는 제 2 설정치 처리부(7200E)가 마련된다. 실시예 5의 제 2 설정치 처리부(7200E)는, 제 2 동작 제어부(7250)(도시 생략)로서, MIMO 처리부(604)의 동작 설정(상세하게는 MIMO 처리의 매트릭스 연산의 계수(행렬 요소와 대응한다)의 설정)을 행하는 MIMO 계수 DAC(7257)를 구비하고 있다. 제 2 설정치 처리부(7200E)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 2 입출력 인터페이스부(7270)에 대신하여 제 2 설정치 결정부(7210)를 구비하여도 좋다. 크로스토크를 알맞게 캔슬할 수 있는 최적의 MIMO 처리의 파라미터(후술하는 각 행렬 요소의 값)를 미리 조사하여 두고, 그 값(설정치의 한 예)을 미리 제 2 설정치 처리부(7200E)의 제 2 설정치 기억부(7230)에 보존하여 둔다. 제 2 동작 제어부(7250)는, 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억되어 있는 설정치(각 행렬 요소의 값)를 판독하여 MIMO 처리부(604)에 설정한다.

이하, 수신측의 MIMO 처리에 주목하여, 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에서는 특별한 단서가 없는 한, 설명을 간단하게 하기 위해, 제 1 통신 장치(100)로부터 제 2 통신 장치(200)에의 편방향의 통신으로 설명한다. 또한, 송신계의 칩 구성으로서는, 최적의 형태로서, M계통분의 송신측 신호 생성부(110)(변조 기능부(8300)를 수용)를 하나의 반도체 칩(103)에 수용하는 경우로 나타낸다. 수신계에 관해서도, 최적의 형태로서, M계통분의 모든 수신측 신호 생성부(220)(복조 기능부(8400)를 수용)를 하나의 반도체 칩(203)에 수용하는 경우로 나타낸다. 즉, M계통분의 송신측 신호 생성부(110)를 수용한 하나의 반도체 칩(103)을 탑재하고 있는 제 1 통신 장치(100)로부터, M계통분의 수신측 신호 생성부(220)를 수용한 하나의 반도체 칩(203)을 탑재한 제 2 통신 장치(200)에의 편방향의 통신으로 설명한다.

[수신측에 적용하는 MIMO 처리의 개요]

도 10 내지 도 11은, 수신측에 적용하는 MIMO 처리의 개요를 설명하는 도면이다. 여기서, 도 10은, 수신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산을 설명하는 도면이다. 도 11은, 수신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산 수법의 기본을 설명하는 도면이다.

도 10중에서, 공간분할 다중에서의 전송 채널을 M개로 하기 위해, 안테나(136) 및 안테나(236)를 각각 M개로 하고 있다. 송신측의 각 안테나(136)로부터는, 대향하여 배치된 수신측의 안테나(236)에 밀리파 신호가 전송된다. 도 10중에서, 실선으로 도시하고 있는 것은, 안테나(136_a)(a는 1 내지 M의 어느 하나)로부터, 그 안테나(136_a)에 대해 대향 배치된 안테나(236_a)에 직접 전달되는 소망파(所望波)이다. 점선으로 도시하고 있는 것은, 안테나(136_a)로부터, 그 안테나(136_a)에 대해 대향 배치되지 않은 다른 안테나(236_b)(b는 1 내지 M의 어느 하나이고, 또한, b≠a)에 직접 전달되는 불요파(간섭파)이다. 소망파 및 불요파의 어느 것이나, 안테나(136_a)로부터 안테나(236_a)와 안테나(236_b)에 직접 전달되는 직접파이다.

여기서, MIMO 처리 연산에 적용되는 채널 행렬(H)은, 식(1-1)으로 표시된다. M행M렬의 채널 행렬(H)에서, 행렬 요소(h_i,j)의 내에서, i=j의 요소는 소망파에 관한 요소이고, i≠j의 요소는 불요파에 관한 요소이다. 또한, 이 때의 수신 신호(r)는 식(1-2)로 표시된다. 또한, s는 송신 신호, v는 노이즈이다.

[식 1]

도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, MIMO 처리부(604)에서의 수신측에서의 MIMO 처리에서는, 채널 행렬(H)의 역행렬(H^-1)을 수신 신호(r)에 곱한다. 그 결과, 수신측에서는, 송신 대상 신호(s)(상세하게는, 또한 노이즈 성분(H^-1·v)도)이 얻어진다. 송신 대상 신호(s)는 변조 전의 베이스밴드 신호이다. 즉, MIMO 처리부(604)에서의 MIMO 처리는, 행렬 요소(h_i,j)의 값을 사용한 매트릭스 연산이 된다. 상세하게는, 역행렬(H^-1)에 의거한 MIMO 처리부(604)에서의 역행렬 연산은, 수신측의 안테나(236)에서 수신되는 불요파에 의거한 성분이 상쇄(캔슬)되도록, 소망파와 불요파가 혼재한 수신 신호의 복조 출력에 대해, 베이스밴드 영역에서 불요파에 의거한 성분과 반대의 성분을 중첩하는 처리가 된다. 수신측에서 복조 후에 베이스밴드 영역에서 MIMO 처리를 적용하면, 간섭파의 영향을 받지 않는 송신 대상 신호(s)를 취득할 수 있다. 이 결과, 공간분할 다중에 의해 다중 전송을 실현하는 경우에, 밀리파 신호 전송로(9)를 자유공간 전송로(9B)로 한 경우에도, 간섭 대책의 요구 정도를 완화할 수 있고, 간섭 대책이 불필요해진다, 또는, 간섭 대책을 경감할 수 있다. 또한, 도 10의 (B)에서는, 도시의 사정 때문에, 제 2 설정치 처리부(7200E)를 반도체 칩(203)의 외부에 나타내고 있다.

도 11에는, 수신측에 적용하는 MIMO 처리와 반송 주파수의 관계가 도시되어 있다. 제 1 통신 장치(100)는, 변조 기능부(8300)로서, 채널별로 주파수 혼합부(8302)를 구비하고 있다. 이 예에서는, 각 채널(계통)의 주파수 혼합부(8302)는 진폭을 변조하는 방식이고 직교 변조를 취하지 않는다. 그리고, 변조 기능부(8300)는, 전 채널에 공유되는 송신측 국부 발진부(8304)를 1개 갖고 있다. 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호 그 자체를 각 채널의 주파수 혼합부(8302)가 사용하여 변조를 행한다. 이 구성은, 송신측의 반도체 칩(103)이 1칩 구성이기 때문에 사정이 좋다.

제 2 통신 장치(200)는, 복조 기능부(8400)로서, 채널별로 진폭 검파 회로(8403)를 구비하고 있다. 진폭 검파 회로(8403)는, 직교 검파나 동기 검파를 채용하지 않고, 단순하게 진폭 변조파의 진폭 성분을 복조하는 방식의 것으로서, 예를 들면 포락선 검파 회로나 제곱 검파 회로를 채용한다.

전 채널에 공유되는 송신측 국부 발진부(8304)를 1개 마련하고, 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호 그 자체를 각 채널의 주파수 혼합부(8302)가 사용하여 변조를 행하도록 하면, 각 계통에서 반송 주파수의 영향이 같아진다. 공간분할 다중의 기본적인 이점을 활용하기 위해 전 계통의 반송 주파수를 공통화함으로써, 각 계통에서 반송 주파수의 영향이 같아지기 때문에 수신측에서 베이스밴드 영역에서 MIMO 처리를 행할 수 있다.

[안테나 배치의 제약과 MIMO 처리량의 관계]

도 12에는, 안테나 배치의 제약과 MIMO 처리량(역행렬 연산량)의 관계가 도시되어 있다. 도 12에는, 가장 단순한 구성으로서, 2채널(안테나 쌍이 2개)의 경우가 도시되어 있다. 도 12의 (A)에 도시하는 바와 같이, 송신측의 반도체 칩(103)에는, 안테나(136_1)와 안테나(136_2)가 마련되고, 반도체 칩(203)에는 안테나(136_1)와 정대(正對)하도록 안테나(236_1)가 마련되고, 안테나(136_2)와 정대하도록 안테나(236_2)가 마련되어 있다. 안테나(136)는 안테나(8136)와 등가이고, 안테나(236)는 안테나(8236)와 등가이다. 이하, 이 점은 다른 기재에서도 마찬가지이다.

「정대(正對)」란, 안테나가 지향성에 의존한 위상 특성을 갖지 않도록 안테나 쌍이 배치되어 있는 것을 의미한다. 환언하면, 소망파의 안테나(136)로부터의 방사각이나 대응하는 안테나(236)에의 입사각이 제로인 것을 의미한다. 「정대」의 관계가 무너진 경우는, 안테나의 지향성에 의존한 위상 특성에 의거한 보정을 행하면 좋다. 이하에서는, 특별한 단서가 없는 한, 안테나 쌍이 「정대」의 상태로 배치되는 것으로 한다.

소망파와 관계되는 안테나 사이 거리는 d1이다. 즉, 반도체 칩(103)의 안테나(136_1)와 반도체 칩(203)의 안테나(236_1) 사이의 정대 거리는 d1이고, 마찬가지로, 반도체 칩(103)의 안테나(136_2)와 반도체 칩(203)의 안테나(236_2) 사이의 정대 거리도 d1이다. 한편, 불요파와 관계되는 안테나 사이 거리는 d2이다. 즉, 반도체 칩(103)의 안테나(136_1)와 반도체 칩(203)의 안테나(236_2) 사이의 거리는 d2이고, 마찬가지로, 반도체 칩(103)의 안테나(136_2)와 반도체 칩(203)의 안테나(236_1) 사이의 거리도 d2이다. 안테나(136_1)로부터 송신된 소망파는, 직접 안테나(236_1)에서 수신된다. 안테나(136_2)로부터 송신된 소망파는, 직접 안테나(236_2)에서 수신된다. 안테나(136_1)로부터 송신된 불요파는, 직접 안테나(236_2)에서 수신된다. 안테나(136_2)로부터 송신된 불요파는, 직접 안테나(236_1)에서 수신된다. 「거리(d1)<거리(d2)」이기 때문에, 안테나(136_1)와 안테나(136_2)의 송신 레벨이 같아도, 거리 감쇠에 의해, 안테나(236_1)(또는 안테나(236_2))에서 수신되는 소망파의 수신 레벨의 쪽이 안테나(236_2)(또는 안테나(236_1))에서 수신되는 불요파의 수신 레벨보다도 크다. 이것은 채널 행렬의 역행렬이 반드시 존재하는 것의 요인으로도 되어 있다.

MIMO 처리는, 일반적으로 복소수 연산(또는 그것에 상당하는 처리)가 필요해지고 회로 규모가 커져 버린다. 이에 대해, 직접파만을 대상으로 하는 점에 주목하여 안테나 배치를 제약함과 함께, 그것에 맞춘 신호 처리로 함으로써, MIMO 처리량(역행렬 연산량)를 삭감할 수 있다. 예를 들면, 2채널인 경우에 있어서의 소망파의 안테나 사이 거리(d1)와 불요파의 안테나 사이 거리(d2)와의 거리차(패스차라고도 칭한다)를 △d(=d2-d1)로 하고, 거리 감쇠 요소를 α로 한다. M행M렬의 채널 행렬(H)에서, 행렬 요소(h_{i ,j})를 복소수로 나타낼 때, 각각은, 실수항(cos항)와 허수항(sin항)의 합성으로 표시된다. 이 경우, 패스차(△d)에 일정한 조건을 설정하면, 채널 행렬(H)의 각 행렬 요소(h_i,j)는, 실수항(cos항) 또는 허수항(sin항)만으로 된다. 또한, 거리 감쇠 요소(α)의 존재에 의해, 채널 행렬(H)의 역행렬(H^-1)이 반드시 구하여지고, 역행렬(H^-1)의 각 요소도, 실수항(cos항) 또는 허수항(sin항)만으로 된다. 예를 들면, 2채널인 경우의 채널 행렬(H)에서 정규화하여 생각한 경우, 소망파의 요소(1행1열, 2행2열의 각 요소)는 패스차(△d)에 관계없이 각각 실수항(Re==1)이고, 역행렬(H^-1)의 각 요소도, 실수항(Re')이다. 이에 대해, 불요파의 요소(1행2열, 2행1열의 각 요소)는 패스차(△d)에 의해, 실수항만, 허수항만, 「실수항+허수항」의 어느 하나가 된다.

예를 들면, 도 12의 (B)에 도시하는 바와 같이, 「△d=(n/2+1/4)λc(n는 0 또는 1 이상의 정의 정수)」를 충족시키는 경우(패스 조건(1)이라고 칭한다), 패스차(△d)는 위상적으로는 π/2의 홀수배의 관계가 되고, 실수항은 제로가 되기 때문에 허수항(Im)만으로 되고, 역행렬(H^-1)의 각 요소도 허수항(Im')만으로 된다(도 12의 (B-1)). 패스 조건(1)의 관계로부터 빗나가면 「실수항+허수항」이 되지만, 패스 조건(1)의 관계에 가까운 때에는, 허수항 성분에 대한 실수항 성분이 훨씬 작고, 실질적으로 허수항만으로서 취급하여도 좋다. 즉, △d=(n/2+1/4)λc를 완전히 충족시키는 것이 최적이지만, 이 관계로부터 다소 빗나감이 있어도 상관없다. 본 명세서에서 「허수항만」이란, 이와 같은 다소의 빗나감이 있는 경우도 포함하는 것으로 한다. 여기서, 상세하게는, n이 0 또는 짝수인 경우는, 허수항은 「+1」이 되기 때문에, 불요파는 소망파에 대해, 패스차(差)로 위상이 π/2만큼 회전한다. 이 때, 패스차(△d)에 대응하는 시간차를 △t로 하고, D=exp(-jω△t)로 하였을 때, 「detH=1-(α·D)²=1-(α·-j)²>1」이기 때문에 채널 행렬(H)의 역행렬(H^-1)이 존재할 수 있다. MIMO 처리에서는, 「-α·D=-j·α」로 되기 때문에, 불필요 성분이 소망 성분에 대해 위상적으로는 「-π/2」가 되도록 한다. 한편, n이 홀수인 경우는, 허수항은 「-1」이 되기 때문에, 불요파는 소망파에 대해, 패스차로 위상이 -π/2만큼 회전한다. 이 때, 「detH=1-(α·D)²=1-(α·j)²>1」이기 때문에 채널 행렬(H)의 역행렬(H^-1)이 존재할 수 있다. MIMO 처리로는, 「-α·D=j·α」로 되기 때문에, 불필요 성분이 소망 성분에 대해 위상적으로는 「π/2」가 되도록 한다.

어떤 경우에도, 1행1열과 2행2열의 소망파의 요소는 실수항뿐이고, 1행2열과 2행1열의 불요파의 요소는 허수항뿐이다. 그 때문에, MIMO 처리량이 삭감될 수 있다. 허수항(Im')(직교 성분)이 존재하기 때문에, 본 구성예를 적용하지 않는 경우의 변조 방식이, 예를 들면 ASK 방식이나 BPSK 방식 등과 같이, 원래는 직교 성분을 수반하지 않는 변조일 때라도, 복조 기능부(8400)로서는 직교 성분의 복조 회로(즉 직교 검파 회로)가 필요해진다. 예를 들면, 도 12의 (B-2)에는, 변조 방식을 BPSK 방식으로 하는 경우에 대한, 패스 조건(1)을 적용하여 수신측에서 MIMO 처리하는 경우의 각 채널의 수신 신호의 상태가 도시되어 있다. 도시하는 바와 같이, 제 1 채널(ch1)의 성분은, 본래(소망 신호용)의 소망파의 I축 성분(Ch1_I)과 제 2 채널(ch2)에 의한 불필요 신호용의 불요파의 Q축 성분(Ch2_Q')의 합성으로서 안테나(236_1)가 수신하게 된다. 제 2 채널(ch2)의 성분은, 본래(소망 신호용)의 소망파의 I축 성분(Ch2_I)과 제 1 채널(ch1)에 의한 불필요 신호용의 불요파의 Q축 성분(Ch1_Q')의 합성으로서 안테나(236_2)가 수신하게 된다. 도면으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 소망파와 불요파가 직교하고 있기 때문에, 복조 기능부(8400)로서는 직교 검파 회로가 필요해진다. 수신측에서의 MIMO 처리에서는, 소망 신호에 대해 직교 성분으로서 나타나는 불요파의 성분을 캔슬하기 때문에, 복조 기능부(8400)로서는 직교 검파 회로가 필요하다.

도 12의 (C)에 도시하는 바와 같이, 「△d=(n/2)λc(n는 1 이상의 정의 정수)」를 충족시키는 경우(패스 조건(2)이라고 칭한다), 패스차(△d)는 위상적으로는 π의 정수배의 관계가 되고, 허수항은 제로가 되기 때문에 실수항(Re")만으로 되고, 역행렬(H^-1)의 각 요소도 실수항(Re" ')만으로 된다(도 12의 (C-1)). 패스 조건(2)의 관계로부터 빗나가면 「실수항+허수항」이 되지만, 이 패스 조건의 관계에 가까운 때에는, 실수항 성분에 대한 허수항 성분이 훨씬 작고, 실질적으로 실수항만으로서 취급하여도 좋다. 즉, △d=(n/2)λc를 완전히 충족시키는 것이 최적이지만, 이 관계로부터 다소 빗나가 있어도 상관없다. 본 명세서에서 「실수항만」이란, 이와 같은 다소의 빗나감이 있는 경우도 포함하는 것으로 한다. 여기서, 상세하게는, n이 짝수인 경우는, 실수항은 「+1」이 되기 때문에, 불요파는 소망파에 대해, 패스차로 위상이 2π만큼 회전한(즉 동상·동극성이 된다). 이 때, 「detH=1-(α·D)²=1-(α·j)²>1」이기 때문에 채널 행렬(H)의 역행렬(H^-1)이 존재할 수 있다. MIMO 처리에서는, 「-α·D=-α」로 되기 때문에, 불필요 성분이 소망 성분에 대해 위상적으로는 「-π」(즉 동상·역극성)가 되도록 한다. 한편, n이 홀수인 경우는, 실수항은 「-1」이 되기 때문에, 불요파는 소망파에 대해, 패스차로 위상이 π만큼 회전한다(즉 동상·역극성이 된다). 이 때, 「detH=1-(α·D)²=1-(α·-1)²>1」이기 때문에 채널 행렬(H)의 역행렬(H^-1)이 존재할 수 있다. MIMO 처리에서는, 「-α·D=α」로 되기 때문에, 불필요 성분이 소망 성분에 대해 위상적으로는 「2π」(즉 동상·동극성)가 되도록 한다.

어떤 경우에도, 1행1열과 2행2열의 소망파의 요소는 실수항이고, 1행2열과 2행1열의 불요파의 요소도 실수항뿐이다. 그 때문에, MIMO 처리량을 삭감할 수 있다. 이 경우, 허수항(직교 성분)이 존재하지 않기 때문에, 본 구성예를 적용하지 않는 경우의 변조 방식이, 예를 들면 ASK 방식과 같이, 원래는 직교 성분을 수반하지 않는 변조일 때라면, 복조 기능부(8400)로서는 직교 성분의 복조 회로(즉 직교 검파 회로)가 불필요해진다. 예를 들면, 도 12의 (C-2)에는, 본 구성예를 적용하지 않는 경우의 변조 방식을 ASK 방식으로 하는 경우에 대한, 패스 조건(2)을 적용하여 수신측에서 MIMO 처리하는 경우의 각 채널의 송신 신호의 상태가 도시되어 있다. 도시하는 바와 같이, 제 1 채널(ch1)의 성분은, 본래(소망 신호용)의 소망파의 I축 성분(Ch1_I)과 제 2 채널(ch2)에 의한 불필요 신호용의 불요파의 I축 성분(Ch2_I')의 합성으로서 안테나(236_1)가 수신하게 된다. 제 2 채널(ch2)의 성분은, 본래(소망 신호용)의 소망파의 I축 성분(Ch2_I)과 제 1 채널(ch1)에 의한 불필요 신호용의 불요파의 I축 성분(Ch1_I')의 합성으로서 안테나(236_2)가 수신하게 된다. 도면으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 수신측에서의 MIMO 처리에서는, 소망파에 대해 동상 성분으로서 나타나는 불필요 신호의 성분을 캔슬하면 좋고, 복조 기능부(8400)로서는 직교 검파 회로가 불필요하다.

송신측의 아안테나(136)와 수신측의 안테나(236) 사이에서의 소망파의 안테나 사이 거리(d1)와 불요파의 안테나 사이 거리(d2)의 차가, 전송 공간(이 예에서는 자유공간 전송로(9B))의 전달 특성을 규정하는 채널 행렬(H)(이나 그 역행렬(H^-1)도)의 불요파의 각 요소가, 실질적으로, 실수항만 또는 허수항만으로 나타낼 수 있도록 설정되어 있는 것으로 하면 좋다. 이와 같은 패스차(△d)의 설정치에 의거한 특징에 주목하여, 안테나 배치를 상기한 패스 조건(1) 또는 패스 조건(2)을 충족시키도록 함으로써, 채널 행렬의 불요파의 요소를 허수항만 또는 실수항만으로 할 수 있고, MIMO 처리부(604)에서의 역행렬 연산 처리를 간략화할 수 있다. 특히, 실수항만으로 되는 패스 조건(2)을 충족시키도록 함으로써, 복조 기능부(8400)가, 직교 검파 회로를 사용하지 않고서 구성할 수 있고 구성을 극히 간이하게 할 수 있다.

[실시예 5의 작용 효과]

여기서, 각 행렬 요소(h_i,j)의 값은, 안테나(136)와 안테나(236) 사이에서의 전송 공간(밀리파 신호 전송로(9))의 전달 특성에 의존하지만, 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」이라면, 통신 환경 특성은 대강 불변이라고 생각하면 좋기 때문에, 고정치를 사용할 수 있다. 그래서, 크로스토크를 알맞게 캔슬할 수 있는 최적의 각 행렬 요소(h_i,j)의 값을 미리 조사하여 두고, 그 값에 의거한 역행렬의 행렬 요소(설정치의 한 예)를 미리 제 2 설정치 처리부(7200E)의 제 2 설정치 기억부(7230)에 보존하여 둔다. 즉, 이 경우, 송수신 사이의 각 안테나 쌍의 전달 함수를 요소로 하는 채널 행렬에 의거하여 행렬 연산을 행하기 위한 설정치는, 채널 행렬의 역행렬의 행렬 요소가 해당한다. MIMO 처리부(604)는, 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억되어 있는 설정치(각 행렬 요소(h_i,j)의 값)를 판독하여, 그 설정치에 의거하여 MIMO 처리를 행한다. 이렇게 함으로써, 수신측의 MIMO 처리부(604)에, 크로스토크를 알맞게 캔슬할 수 있다.

실시예 6

도 13은, 실시예 6을 설명하는 도면이다. 실시예 6은, 다채널화를 도모할 때에, 채널 사이의 간섭 대책으로서 MIMO 처리를 적용하는 점에서는 실시예 5와 마찬가지이지만, 간섭 대책의 요구 정도를 완화하는 신호 처리를 송신측에서 행하는 점이 실시예 5와 다르다. 기본적으로는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 송신측에서, MIMO 처리부(601)를 마련하고, 베이스밴드 신호 처리의 측면에서 간섭 대책을 취함으로써, 안테나 간격을 좁게 할 수 있도록 한다.

MIMO 처리부(601)는, MIMO 처리부(604)는, 송수신 사이의 각 안테나 쌍의 전달 함수를 요소로 하는 채널 행렬에 의거하여 행렬 연산을 행하는 행렬 연산 처리부(전달 특성 보정부)의 한 예이다. 구체적으로는, MIMO 처리부(601)는, 복수의 안테나(136)의 각각과 대응하는 복수의 송신 대상 신호의 각각에 대해, 송신측의 안테나(136)와 수신측의 안테나(236) 사이에서의 밀리파 신호 전송로(9)(전송 공간)의 전달 특성에 의거한 보정 연산을 행한다. 전달 특성은 채널 행렬로 표시되고, 보정 연산으로서는, 각 채널의 전송 대상 신호에 대해 역행렬 연산을 행하는 것이 된다. MIMO 처리부(601)에서의 MIMO 처리는, 각 안테나에서의 송수 사이의 직접파만을 대상으로 하는 MIMO 처리인 점에 특징이 있다. 이러한 점은, 수신측에 마련한 MIMO 처리부(604)의 경우와 마찬가지이다. 단, MIMO 처리부(601)의 보정 연산(역행렬 연산)의 본질적인 의의는, 전달 특성분을 미리 보정하여 송신함으로써, 수신측에서는 전달 특성의 영향을 받는 일 없이 송신 대상 신호를 수신할 수 있도록 하는 것이다. 안테나(236)에서 수신되는 불필요 신호의 성분이 완전히 상쇄되어, 신호 성분은 각각 소망 신호에 의거한 성분만이 복조 기능부(8400)에 입력된다.

실시예 6에서도, 바람직하게는 안테나 배치를 제약함으로써, 채널 행렬의 역행렬이 얻기 힘들게 되는 것을 방지한다. 그 때에는, MIMO 처리에서 필요해지는 승산기(증폭기의 요소)와 가산기의 수를 저감할 수 있도록 안테나 배치(송신측 및 수신측의 각 안테나 간격)가 결정되고, 그에 응한 송신측에서의 MIMO 처리로 한다. 즉 MIMO 처리수를 저감할 수 있도록 안테나 배치를 정하고, 그에 맞춘 직접파만을 대상으로 하는 송신측에서의 MIMO 처리로 한다. 이들의 관계에 의해서는, 변조 기능부에서의 직교 변조의 필요여부나, 복조 방법(주입 동기 방식으로 하는지 포락선 검파나 제곱 검파로 하는지) 등이 좌우된다. 어떤 경우에도, 송신측에 MIMO 처리를 적용함으로써, 자유공간 전송로(9B)로 한 경우의 간섭 대책의 요청을 완화하고, 또한, 각 채널의 반송 주파수를 공통화함으로써 송신측에서 베이스밴드로 MIMO 처리를 행하고, 또한, 안테나 배치를 제약함으로써 MIMO 처리량(역행렬 연산량)를 삭감한다.

도 13의 (A)에 도시한 제 1 예는, N계통에 대해, 송신측이 1칩 구성이고, 수신측은 복조 기능부(8400)(DEMOD)를 수용한 반도체 칩(203)을 계통별로 사용하는 구성(1대N의 구성)이다. 제 1 예의 구성을 취하는 경우, 송신측 국부 발진부(8304)를 1계통만 마련하고, 나머지 계통은, 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호 그 자체를 사용하여 주파수 변환(변조)하면 좋다. 도 13의 (B)에 도시하는 제 2 예는, 송신측이 1칩 구성이고, 또한, 수신측도 1칩 구성인 1대1의 구성이다. 제 2 예의 구성을 취하는 경우, 수신측이 1칩 구성이기 때문에, 수신측 신호 생성부(220) 내의 복조 기능부(8400)는, 계통별로 수신측 국부 발진부(8404)를 구비하는 것은 필수가 아니고, 수신측 국부 발진부(8404)를 1계통만 마련하고, 나머지 계통은, 수신측 국부 발진부(8404)에서 생성된 재생 반송 신호 그 자체를 사용하여 동기 검파로 수신 신호를 복조하면 좋다. 도 13의 (C)에 도시하는 제 3 예는, 수신측이 1칩 구성이고, 송신측은 계통별로 칩을 사용하는 구성(N대1의 구성)이다. 도 13의 (D)에 도시하는 제 4 예는, 송신측은 계통별로 칩을 사용하는 구성이고, 수신측도 계통별로 칩을 사용하는 구성(N대N의 구성)이다. 제 3 예나 제 4 예의 경우, 각 계통의 변조 기능부(8300)(MOD)와 패럴렐 시리얼 변환부(8114)의 사이에, 전 계통에 공유되는 MIMO 처리부(601)를 마련한다.

제 1 예 내지 제 4 예의 어느 것에서도, MIMO 처리부(601)의 동작을 제어하는 제 1 설정치 처리부(7100F)가 마련된다. 실시예 6의 제 1 설정치 처리부(7100F)는, 제 1 동작 제어부(7150)(도시 생략)로서, MIMO 처리부(601)의 동작 설정(상세하게는 MIMO 처리의 매트릭스 연산의 계수(행렬 요소와 대응한다)의 설정)을 행하는 MIMO 계수 DAC(7157)를 구비하고 있다. 제 1 설정치 처리부(7100F)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 1 입출력 인터페이스부(7170)에 대신하여 제 1 설정치 결정부(7110)를 구비하여도 좋다. 크로스토크를 알맞게 캔슬할 수 있는 최적의 MIMO 처리의 파라미터(후술하는 각 행렬 요소의 값)를 미리 조사하여 두고, 그 값(설정치의 한 예)을 미리 제 1 설정치 처리부(7100F)의 제 1 설정치 기억부(7130)에 보존하여 둔다. 제 1 동작 제어부(7150)는, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억되어 있는 설정치(각 행렬 요소의 값)를 판독하여 MIMO 처리부(601)에 설정한다.

이하, 송신측의 MIMO 처리에 주목하여, 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에서는 특별한 단서가 없는 한, 설명을 간단하게 하기 위해, 제 1 통신 장치(100)로부터 제 2 통신 장치(200)에의 편방향의 통신으로 설명한다. 또한, 송신계의 칩 구성으로서는, 최적의 형태로서, M계통분의 송신측 신호 생성부(110)(변조 기능부(8300)를 수용)를 하나의 반도체 칩(103)에 수용하는 경우로 나타낸다. 수신계에 관해서는, M계통분의 수신측 신호 생성부(220)(복조 기능부(8400)를 수용)를 각각 별도의 반도체 칩(203)에 수용하는 경우로 나타낸다. 즉, M계통분의 송신측 신호 생성부(110)를 수용한 하나의 반도체 칩(103)을 탑재하고 있는 제 1 통신 장치(100)로부터, 1계통분의 수신측 신호 생성부(220)를 수용한 M개의 반도체 칩(203)을 탑재한 제 2 통신 장치(200)에의 편방향의 통신으로 설명한다.

[송신측에 적용하는 MIMO 처리의 개요]

도 14 내지 도 15는, 송신측에 적용하는 MIMO 처리의 개요를 설명하는 도면이다. 여기서, 도 14는, 송신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산을 설명하는 도면이다. 도 15는, 송신측에 적용하는 MIMO 처리의 연산 수법의 기본을 설명하는 도면이다.

도 14중에서, 공간분할 다중에서의 전송 채널을 M개로 하기 위해, 안테나(136) 및 안테나(236)를 각각 M개로 한다. 송신측의 각 안테나(136)로부터는, 대향하여 배치된 수신측의 안테나(236)에 밀리파 신호가 전송된다. 도 14중에서, 실선으로 도시하고 있는 것은, 안테나(136_a)(a는 1 내지 M의 어느 하나)로부터, 그 안테나(136_a)에 대해 대향 배치된 안테나(236_a)에 직접 전달되는 소망파이다. 점선으로 도시하고 있는 것은, 안테나(136_a)로부터, 그 안테나(136_a)에 대해 대향 배치되지 않은 다른 안테나(236_b)(b는 1 내지 M의 어느 하나이며, 또한, b≠a)에 직접 전달되는 불요파(간섭파)이다. 소망파 및 불요파의 어느 것이나, 안테나(136_a)로부터 안테나(236_a)와 안테나(236_b)에 직접 전달되는 직접파이다.

도 10의 (A)와 도 14의 (A)의 비교로부터 추측되는 바와 같이, MIMO 처리 연산에 적용되는 채널 행렬(H)은, 실시예 5와 마찬가지로, 식(1-1)으로 표시된다. 단, 실시예 6에서는, 송신측에서 MIMO 처리 연산을 행하기 때문에, 도 14의 (B)에 도시하는 바와 같이, MIMO 처리부(601)에서의 송신측에서의 MIMO 처리에서는, 채널 행렬(H)의 역행렬(H^-1)을 송신 대상 신호(s^)(s햇)에 곱한다. 그 결과, 수신측에서는, 송신 대상 신호(s^)(상세하게는, 또한 노이즈(v)도)가 얻어진다. 송신 대상 신호(s^)는 MIMO 처리부(601)에 입력되는 신호이다. 앞으로도 알 수 있는 바와 같이, 송신측에 MIMO 처리를 적용하면, 간섭파의 영향을 받지 않는 송신 대상 신호(s^)를 취득할 수 있다. 이 결과, 공간분할 다중에 의해 다중 전송을 실현하는 경우에 있어서, 밀리파 신호 전송로(9)를 자유공간 전송로(9B)로 한 경우에도, 간섭 대책의 요구 정도를 완화할 수 있고, 간섭 대책이 불필요해진다, 또는, 간섭 대책을 경감할 수 있다.

역행렬(H^-1)에 의거한 MIMO 처리부(601)에서의 역행렬 연산은, 실시예 6을 적용하지 않는 경우에 수신측의 안테나(236)에서 자(自)채널의 전송 대상 신호(소망 신호)에 의거한 소망파와 함께 수신된 타(他)채널의 전송 대상 신호(불필요 신호)에 의거한 불요파의 성분이 상쇄되도록 한 처리가 된다. 보다 상세하게는, 불필요 신호에 의거한 불요파의 성분과 반대의 성분을 미리 중첩하여 소망파로서 송신할 수 있도록 하는 처리가 된다.

도 15에는, 송신측에 적용하는 MIMO 처리와 반송 주파수의 관계가 도시되어 있다. 제 1 통신 장치(100)는, MIMO 처리부(601)의 후단에, 변조 기능부(8300)로서, 채널별로 주파수 혼합부(8302)를 구비하고 있다. 이 예에서는, 주파수 혼합부(8302)는 직교 변조를 행하는 것으로서 나타내고 있지만, 이것은 필수가 아니다. 그리고, 변조 기능부(8300)는, 전 채널에 공유되는 송신측 국부 발진부(8304)를 하나 갖고 있다. 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호 그 자체를 각 채널의 주파수 혼합부(8302)가 사용하여 변조를 행한다. 이 구성은, 송신측의 반도체 칩(103)이 1칩 구성이기 때문에 사정이 좋다. 제 2 통신 장치(200)는, 주파수 혼합부(8402)와 수신측 국부 발진부(8404)를 갖는 변조 기능부(8300)를 채널별로 구비하고 있다. 이 예에서는, 주파수 혼합부(8402)는, 송신측의 직교 변조와 대응하도록, 직교 검파를 행하는 것으로서 나타내고 있다. 송신측이 직교 변조가 아니면, 주파수 혼합부(8402)는 직교 검파를 행하는 것이 아니라도 좋다. 이와 같이, 전 채널에 공유되는 송신측 국부 발진부(8304)를 하나 마련하고, 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호 그 자체를 각 채널의 주파수 혼합부(8302)가 사용하여 변조를 행하도록 하면, 각 계통에서 반송 주파수의 영향이 같아진다. 공간분할 다중의 기본적인 이점을 활용하기 위해 전 계통의 반송 주파수를 공통화함으로써, 각 계통에서 반송 주파수의 영향이 같아지기 때문에 베이스밴드로 MIMO 처리를 행할 수 있다.

[실시예 6의 작용 효과]

실시예 5와 마찬가지로, 각 행렬 요소(h_i,j)의 값은, 안테나(136)와 안테나(236) 사이에서의 밀리파 신호 전송로(9)의 전달 특성에 의존하지만, 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」이라면, 통신 환경 특성은 대강 불변이라고 생각하면 좋기 때문에, 고정치를 사용할 수 있다. 그래서, 크로스토크를 알맞게 캔슬할 수 있는 최적의 각 행렬 요소(h_i,j)의 값을 미리 조사하고 두고, 그 값에 의거한 역행렬의 행렬 요소(설정치의 한 예)를 미리 제 1 설정치 기억부(7130)에 보존하여 둔다. 즉, 이 경우, 송수신 사이의 각 안테나 쌍의 전달 함수를 요소로 하는 채널 행렬에 의거하여 행렬 연산을 행하기 위한 설정치는, 채널 행렬의 역행렬의 행렬 요소가 해당한다. MIMO 처리부(601)는, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억되어 있는 설정치(각 행렬 요소(h_i,j)의 값)를 판독하여, 그 설정치에 의거하여 MIMO 처리를 행한다. 이렇게 함으로써, 수신측에서 크로스토크를 알맞게 캔슬할 수 있도록, 송신측의 MIMO 처리부(601)에 미리 베이스밴드 신호를 보정하여 둘 수 있다.

[실시예 5 및 실시예 6의 변형예]

안테나 쌍이 지향성에 의존한 위상 특성(φa)을 갖는 경우는, 패스차(△d) 이 외에, 이 위상 특성(φa)의 영향도 고려할 필요가 있다. 기본적으로는, 위상 특성(φa)의 영향을 보정하여 생각하면 좋다. 그 때에는 예를 들면, 위상 특성(φa)의 영향분을 거리로 환산하고 나타내고, 그 영향분을 고려한 다음 패스 조건(1)이나 패스 조건(2)을 다시 산출하면 좋다.

3 채널(송수신의 안테나 쌍이 3개) 이상이 된 경우에도, 안테나 배치의 제약 조건의 사고방식이 2채널인 경우에 준하여 적용할 수 있다. 예를 들면, 안테나 쌍이 3개 이상이 된 경우에도, 패스차(△d)를 패스 조건(1)을 충족시키도록 함으로써, 안테나 쌍이 2개일 때와 마찬가지로, 채널 행렬과 그 역행렬은, 실수항(Re) 또는 허수항(Im)만의 성분으로 된다. 즉, i=j의 소망파의 요소는 실수항(Re)이 되고, i≠j의 불요파의 요소는 허수항(Im)이 된다. 또한, 안테나 쌍이 3개 이상이 된 경우에도, 패스차(△d)를 패스 조건(2)을 충족시키도록 함으로써 안테나 쌍이 2개일 때와 마찬가지로, 채널 행렬과 그 역행렬은, 실수항(Re)만의 성분이 된다. 즉, i=j의 소망파의 요소는 실수항(Re)이 되고, i≠j의 불요파의 요소도 실수항(Re)이 된다.

일반적으로 M채널이 되면, 채널 행렬으로부터 추측되는 바와 같이, 패스 조건(1) 및 패스 조건(2)의 어느 것이나, 실수 승산은, QPSK 등과 같은 2축 변조에서는 2·M²개 필요해지고, ASK 방식이나 BPSK 방식 등과 같은 1축 변조에서는 M²개 필요해진다. 이것은, 안테나 쌍이 3개 이상인 경우에, 단순하게, 2개일 때와 같은 생각을 그대로 적용하여서는, 실수 승산의 연산량이 안테나 쌍수의 제곱으로 증가하여 버리는 것을 의미한다. 그래서, 3채널 이상의 경우에는, 그 안테나 배치의 특징에 의거하여, 실수 승산수가 채널수의 제곱으로 되지 않도록 (실수 승산수의 증가를 억제하도록) 한다. 구체적으로는, 인접하는 안테나로부터의 간섭파의 영향이 가장 크다는 점과, 그 밖의 안테나로부터의 간섭파는 비교적 작다는 점에 주목한다. 이에 의해, 인접하는 안테나로부터의 불요파(간섭파)를 고려한고 안테나 간격을 정하고, 이것을 다른 안테나에도 적용한다. 이것에 의해, 전체로서의 실수 승산량의 저감을 도모한다.

예를 들면, 패스 조건(1)을 적용하는 경우는, 양단을 제외한 내측의 채널에서는, 소망파의 안테나(136)에 관한 실수항과, 그 양측의 불요파의 안테나(136)에 관한 허수항만을 생각하면 좋다. 즉, i번째의 채널에 주목한 때, i번째의 안테나(136_i)로부터 안테나(236_i)에의 소망파와, i-1번째의 안테나(136_i-1)로부터 안테나(236_i)에의 불요파 및 i+1번째의 안테나(136_i+1)로부터 안테나(236_i)에의 불요파에 관해서만 생각하면 좋다. 그 때문에, 채널 행렬이나 그 역행렬은, i행에서는, i열의 소망파의 요소는 실수항이고, i-1열과 i+1열의 불요파의 요소는 허수항이고, 그 밖의 불요파의 요소는 제로가 된다.

패스 조건(2)을 적용하는 경우는, 양단을 제외한 내측의 채널에서는, 소망파의 안테나(136)에 관한 실수항과, 그 양측의 불요파의 안테나(136)에 관한 실수항만을 생각하면 좋다. 즉, i번째의 채널에 주목한 때, i번째의 안테나(136_i)로부터 안테나(236_i)에의 소망파와, i-1번째의 안테나(136_i-1)로부터 안테나(236_i)에의 불요파 및 i+1번째의 안테나(136_i+1)로부터 안테나(236_i)에의 불요파에 관해서만 생각하면 좋다. 그 때문에, 채널 행렬이나 그 역행렬은, i행에서는, i열의 소망파의 요소는 실수항이고, i-1열과 i+1열의 불요파의 요소도 실수항이고, 그 밖의 불요파의 요소는 제로가 된다.

패스 조건(1) 및 패스 조건(2)의 어느 것이나, 양단의 채널에서의 실수 승산수는 2개이고, 양단의 채널을 제외한 내측의 채널에서의 실수 승산수는 3개이고, 본 수법을 적용하지 않는 경우보다도 MIMO 처리량을 삭감할 수 있다. 즉, M채널인 경우(M은 3 이상의 정수), 패스 조건(1) 및 패스 조건(2)의 어느 것이나, 실수 승산은, QPSK 등과 같은 2축 변조에서는 2·{2·2+(M-2)·3}개가 되고, ASK 방식이나 BPSK 방식 등과 같은 1축 변조에서는 {2·2+(M-2)·3}개가 된다. 이것은, 안테나 쌍이 3개 이상인 경우에, 2개일 때와 같은 생각을 단순하게 그대로 적용한 경우에 대해, 실수 승산의 연산량을 저감할 수 있는 것을 의미한다.

실시예 5나 실시예 6에서 설명한 사항은, 송신측의 안테나(136)와 수신측의 안테나(236)가 2차원형상으로 배치되는 경우에의 적용 사례였다. 그러나, 실시예 5나 실시예 6의 수법은, 송수신의 안테나가 2차원형상으로 배치되는 경우로 한정되지 않고, 송수신의 안테나가 3차원형상으로 배치되는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 3차원 공간적으로 송신측의 반도체 칩(103)으로부터 수신측의 대향 배치되어 있는 안테나 사이에서의 소망파와, 대향 배치되지 않은 안테나 사이에서의 불요파에 관해, 전술한 2차원 배치의 경우와 마찬가지로 생각하면 좋다. 그리고, 3차원 배치의 경우에서도, 소망파와 불요파의 패스차(△d)를 전술한 패스 조건(1) 또는 패스 조건(2)이 되도록 함으로써, 각각 전술과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

실시예 5나 실시예 6에서는, 바람직한 양태로서, MIMO 방식에 의한 공간분할 다중 방식에서의 간섭 대책의 요구 정도를 완화하기 위한 신호 처리를 수신측 또는 송신측에서 행하는 것을 전제로 하고, 또한 채널 행렬의 행렬 요소(h_i,j)의 값을 고정치로서 취급하고, MIMO 처리의 역행렬 연산을 행하는 것을 설명하였지만, 이것으로는 한정되지 않는다. MIMO 방식에 의한 공간분할 다중 방식에서의 크로스토크의 캔슬량을 조정(보정)하는 방식의 어느 것에도, 파라미터를 고정치로서 취급한 기술을 마찬가지로 적용할 수 있다. 예를 들면, 일본 특개2009-272823호 공보, 일본 특개2009-272822호 공보, 일본 특개2008-124533호 공보 등에는, 안테나 가중 계수 행렬을 연산하는 수법이 개시되어 있는데, 이 안테나 가중 계수(antenna weight coefficient) 행렬의 행렬 요소의 값을 고정치로서 취급하고, 가중 행렬 연산(가중 계수 행렬에 의거한 가중 부여 처리)를 행하여도 좋다. 이 경우, 송수신 사이의 각 안테나 쌍의 전달 함수를 요소로 하는 채널 행렬에 의거하여 행렬 연산을 행하기 위한 설정치는, 안테나 가중 계수 행렬의 행렬 요소가 해당한다.

실시예 7

도 16 내지 도 17은, 실시예 7을 설명하는 도면이다. 여기서는, 특히, 변조 기능부 및 복조 기능부의 제 3 예로서 설명한다. 여기서, 도 16은, 송신측에 마련되는 제 3 예의 변조 기능부(8300C)(변조부(115)와 주파수 변환부(116))와 그 주변 회로로 구성되는 송신측 신호 생성부(8110)(송신측의 통신부)의 기본구성예를 설명하는 도면이다. 도 17은, 수신측에 마련되는 제 3 예의 복조 기능부(8400C)(주파수 변환부(225)와 복조부(226))와 그 주변 회로로 구성되는 수신측 신호 생성부(8220)(수신측의 통신부)의 기본구성예를 설명하는 도면이다.

실시예 7(변조 기능부 및 복조 기능부의 제 3 예)는, 주입 동기 방식을 적용하는 점에 특징이 있다. 특히, 후술하는 실시예 8과의 상위점으로서, 제 2 설정치 처리부(7200A)에 의해 수신측 국부 발진부(8404)의 자주(自走) 주파수나 주입 로크용의 주입량을 적정하게 설정하는 점에 특징이 있다.

주입 동기 방식을 적용하는 것은, 이하의 이유에 의한다. 즉, 밀리파대를 적용한 무선 전송으로 하는 경우에, 일반적인 야외(옥외)에서 사용되고 있는 무선 방식(무선 통신 수법)를 적용하면, 반송 주파수에 높은 안정도가 요구된다. 이것은, 주파수 안정도가 높은 회로 구성의 복잡한 발진 회로가 필요해지는 것을 의미하고, 전체로서의 장치 구성도 복잡하게 되는 것을 의미한다. 예를 들면, ppm(parts per million) 오더의 안정도가 높은 주파수의 반송 신호를 실현하기 위해, 외부의 기준 부품과 주파수 체배 회로나 PLL 회로 등을 이용하면 회로 규모가 커진다. 또한, 탱크 회로(인덕터와 캐패시터로 이루어지는 공진 회로)를 포함하는 발진 회로의 전체를 실리콘 집적 회로로 실현하려고 한 경우, 실제의 곳은, Q값이 높은 탱크 회로를 형성하는 것은 곤란하여 Q값이 높은 탱크 회로를 집적 회로 외에 배치하지 않을 수가 없다.

그러나, 비교적 근거리에 배치되어 있는 전자기기 사이나 전자기기 내에서의 무선에 의한 고속 신호 전송을 보다 파장이 짧은 주파수대(예를 들면 밀리파대)로 실현하는 것을 생각한 경우, 반송 주파수에 높은 안정도를 요구하는 것은 현명하지 않다고 생각된다. 오히려, 반송 주파수의 안정도를 완화함으로써 회로 구성이 간이한 발진 회로를 사용하고, 또한, 전체로서의 장치 구성도 간이하게 하는 것을 생각하는 쪽이 좋다고 생각된다. 단, 반송 주파수의 안정도를 단순하게 완화한 것으로는, 변복조 방식에도 의하지만, 주파수 변동(송신 회로에서 사용하는 반송 주파수와 수신 회로에서 사용하는 반송 주파수의 차)이 문제가 되어, 적절한 신호 전송을 할 수가 없을(적절하게 복조할 수가 없을) 것이 우려된다.

이에 대해, 주입 동기 방식을 적용하면, 기기 사이나 기기(몸체) 내에서 무선 신호 전송을 행하는 경우에, 변조용의 반송 신호의 주파수의 안정도를 완화하여도, 수신측에서는 적절하게 전송 대상 신호를 복조할 수 있다. 반송 신호의 주파수의 안정도를 완화하여도 좋기 때문에, 회로 구성이 간이한 발진 회로를 사용할 수 있고, 또한, 전체로서의 장치 구성도 간이하게 할 수 있다. 반송 신호의 주파수의 안정도를 완화하여도 좋기 때문에, 탱크 회로를 포함하는 발진 회로의 전체(나 주파수 변환부도)를 동일한 반도체 기판상에 형성할 수 있다. 탱크 회로 내장의 1칩 발진 회로(반도체 집적 회로)나 탱크 회로 내장의 1칩 통신 회로(반도체 집적 회로)가 실현된다. 이하 구체적으로 설명한다.

실시예 1(변조 기능부 및 복조 기능부의 제 1 예)에서의 문제에 대한 대처로서, 제 3 예의 복조 기능부(8400C)는, 주입 동기 방식을 채용한다. 반송파의 동기 수단으로서, 주입 동기 방식을 이용함으로써, 간소하면서 저소비 전력의 회로를 구성할 수 있다. 주입 동기 방식으로 하는 경우에는, 바람직하게는, 수신측에서의 주입 동기를 하기 쉬워지도록 변조 대상 신호에 대해 미리 적정한 보정 처리를 시행하여 둔다. 전형적으로는, 변조 대상 신호에 대해 직류 부근 성분을 억압하고 나서 변조하는, 즉, DC(직류) 부근의 저역 성분을 억압(컷트)하고 나서 변조함으로써, 반송 주파수(fc) 부근의 변조 신호 성분을 될 수 있는 한 적어지도록 하고, 수신측에서의 주입 동기를 하기 쉬워지도록 하여 둔다. 디지털 방식의 경우, 예를 들면 같은 부호의 연속에 의해 DC 성분이 발생하여 버리는 것을 해소하기 위해 DC 프리 부호화를 행한다.

또한, 수신측에서의 주입 동기의 기준으로서 사용하기 위해, 변조에 사용한 반송 신호와 대응한 기준 반송파 주파수를, 밀리파대로 변조된 전송 신호(피변조 신호)에 가하여 송출하는 것이 바람직하다. 기준 반송 신호는, 송신측 국부 발진부(8304)로부터 출력되는 변조에 사용한 반송 신호와 대응하는 주파수와 위상(더욱 바람직하게는 진폭도)이 항상 일정(불변)인 신호이고, 전형적으로는 변조에 사용한 반송 신호 그 자체이지만, 적어도 반송 신호에 동기하여 있으면 되고, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 변조에 사용한 반송 신호와 동기한 별도 주파수의 신호(예를 들면 고조파 신호)나 동일 주파수이지만 별도 위상의 신호(예를 들면 변조에 사용한 반송 신호와 직교하는 직교 반송 신호)라도 좋다.

변조 방식이나 변조 회로에 의해서는, 변조 회로의 출력 신호 그 자체에 반송 신호가 포함되는 경우(예를 들면 표준적인 진폭 변조나 ASK 등)와, 반송파를 억압하는 경우(반송파 억압 방식의 진폭 변조나 ASK나 PSK 등)가 있다. 따라서, 송신측에서 밀리파대로 변조된 신호와 함께 기준 반송 신호도 송출하기 위한 회로 구성은, 기준 반송 신호의 종류(변조에 사용한 반송 신호 그 자체를 기준 반송 신호로서 사용하는지의 여부)나 변조 방식이나 변조 회로에 응한 회로 구성을 취하게 된다.

[변조 기능부 : 제 3 예]

도 16에는, 변조 기능부(8300C)와 그 주변 회로의 제 3 예의 구성예가 도시되어 있다. 변조 기능부(8300C)(주파수 혼합부(8302))의 전단에 변조 대상 신호 처리부(8301)가 마련되어 있다. 도 16에 도시하는 각 예는, 디지털 방식의 경우에 대응한 구성예이고, 변조 대상 신호 처리부(8301)는, 패럴렐 시리얼 변환부(8114)로부터 공급된 데이터에 대해같은 부호의 연속에 의해 DC 성분이 발생할 수 있는 것을 해소하기 위해, 8-9 변환 부호화(8B/9B 부호화)나 8-10 변환 부호화(8B/10B 부호화)나 스크램블 처리 등의 DC 프리 부호화를 행한다. 도시하지 않지만, 아날로그 변조 방식에서는 변조 대상 신호에 대해 하이 패스 필터 처리(또는 밴드 패스 필터 처리)를 하여 두는 것이 좋다.

여기서, 도 16의 (A)에 도시하는 기본구성1은, 기준 반송 신호 처리부(8306)와 신호 합성부(8308)를 마련하여, 변조 회로(제 1의 주파수 변환부)의 출력 신호(전송 신호)와 기준 반송 신호를 합성(혼합) 한다는 조작을 행한다. 기준 반송 신호의 종류나 변조 방식이나 변조 회로에 좌우되지 않는 만능의 방식이다. 단, 기준 반송 신호의 위상에 의해서는, 합성된 기준 반송 신호가 수신측에서의 복조시에 직류 오프셋 성분으로서 검출되어 베이스밴드 신호의 재현성에 영향을 주는 일도 있다. 그 경우는, 수신측에서, 그 직류 성분을 억제하는 대처를 취하도록 한다. 환언하면, 복조시에 직류 오프셋 성분을 제거하지 않아도 좋은 위상 관계의 기준 반송 신호로 하는 것이 좋다.

기준 반송 신호 처리부(8306)에서는, 필요에 응하여 송신측 국부 발진부(8304)로부터 공급된 변조 반송 신호에 대해 위상이나 진폭을 조정하고, 그 출력 신호를 기준 반송 신호로서 신호 합성부(8308)에 공급한다. 예를 들면, 본질적으로는 주파수 혼합부(8302)의 출력 신호 그 자체에는 주파수나 위상이 항상 일정한 반송 신호를 포함하지 않는 방식(주파수나 위상을 변조하는 방식)의 경우나, 변조에 사용한 반송 신호의 고조파 신호나 직교 반송 신호를 기준 반송 신호로서 사용하는 경우에, 이 기본구성1이 채용된다.

이 경우, 변조에 사용한 반송 신호의 고조파 신호나 직교 반송 신호를 기준 반송 신호에 사용할 수 있고, 전송 신호와 기준 반송 신호의 진폭이나 위상을 각각 별도로 조정할 수 있다. 즉, 증폭부(8117)에서는 전송 신호의 진폭에 주목한 이득 조정을 행하고, 이 때에 동시에 기준 반송 신호의 진폭도 조정되지만, 주입 동기와의 관계에서 바람직한 진폭이 되도록 기준 반송 신호 처리부(8306)에서 기준 반송 신호의 진폭만을 조정할 수 있다.

기본구성1에서는, 신호 합성부(8308)를 마련하여 전송 신호와 기준 반송 신호를 합성하고 있지만, 이것은 필수가 아니다. 도 16의 (B)에 도시하는 기본구성2과 같이, 전송 신호와 기준 반송 신호를 각각 별도의 안테나(8136_1, 8136_2)로, 바람직하게는 간섭을 일으키지 않도록 각각 다른 밀리파 신호 전송로(9)로 수신측에 보내도 좋다. 기본구성2에서는, 진폭도 항상 일정한 기준 반송 신호를 수신측에 송출할 수 있고, 주입 동기를 취하기 쉬움의 관점에서는 최적의 방식이다.

기본구성1과 기본구성2의 경우, 변조에 사용한 반송 신호(환언한다고 송출된 전송 신호)와 기준 반송 신호의 진폭이나 위상을 각각 별도로 조정할 수 있는 이점이 있다. 따라서 전송 대상 정보를 싣는 변조축과 주입 동기에 사용된 기준 반송 신호의 축(기준 반송축)을, 동상이 아니라, 다른 위상으로 하여 복조 출력에 직류 오프셋이 발생하지 않도록 하는데 알맞은 구성이다.

주파수 혼합부(8302)의 출력 신호 그 자체에 주파수나 위상이 항상 일정한 반송 신호가 포함될 수 있는 경우에는, 기준 반송 신호 처리부(8306)나 신호 합성부(8308)를 구비하지 않는 도 16의 (C)에 도시하는 기본구성3을 채용할 수 있다. 주파수 혼합부(8302)에 의해 밀리파대로 변조된 전송 신호만을 수신측에 송출하고, 전송 신호에 포함되는 반송 신호를 기준 반송 신호로서 취급하면 좋고, 주파수 혼합부(8302)의 출력 신호에 또다른 기준 반송 신호를 가하여 수신측에 보낼 필요는 없다. 예를 들면, 진폭을 변조하는 방식(예를 들면 ASK 방식)의 경우에, 기본구성3이 채용될 수 있다. 이 경우, 바람직하게는, DC 프리 처리를 행하여 둔다.

단, 진폭 변조나 ASK에서도, 주파수 혼합부(8302)를 적극적으로 반송파 억압 방식의 회로(예를 들면 평형(平衡) 변조 회로나 이중평형 변조 회로)로 하여, 기본구성1이나 기본구성2과 같이, 그 출력 신호(전송 신호)와 합해서 기준 반송 신호도 보내도록 하여도 좋다.

기본구성1 내지 기본구성3의 어느 것이나, 수신측에서의 주입 동기 검출 결과에 의거한 정보를 수신측에서 받아들이고, 변조 반송 신호의 주파수나 밀리파(특히 수신측에서 주입 신호에 사용된 것 : 예를 들면 기준 반송 신호나 전송 신호)나 기준 반송 신호의 위상을 조정하는 수법을 취할 수 있다. 수신측부터 송신측으로의 정보의 전송은 밀리파로 행하는 것은 필수가 아니고, 유선·무선을 불문하고 임의의 방식으로 좋다. 주입 동기를 알맞게 실현하기 위한 최적의 정보가 수신측에서 통지되기 때문에, 예를 들면 제 1 설정치 처리부(7100G)의 제 1 설정치 결정부(7110)는 그것을 취입하고, 이 정보에 의거한 최적의 설정치를 결정하고, 그 결정한 값을 미리 제 1 설정치 기억부(7130)에 보존하여 둔다. 제 1 동작 제어부(7150)는, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억되어 있는 설정치를 판독하고, 그 설정치에 의거하여 송신측 국부 발진부(8304), 기준 반송 신호 처리부(8306), 증폭부(8117) 등을 제어한다. 이렇게 함으로써, 수신측에서 주입 동기를 알맞게 실현할 수 있도록, 송신측에서, 반송 신호 레벨 등을 적정 레벨로 조정하여 둘 수 있다. 제 1 설정치 처리부(7100G)를 마련하지 않고, 후술하는 수신측의 제 2 설정치 처리부(7200G)가 직접 송신측의 각 기능부(제어 대상이 되는 기능부의 일부 또는 전부)를 제어하는 구성으로 하여도 좋다.

기본구성1 내지 기본구성3의 어느 것이나, 송신측 국부 발진부(8304)를 제어함으로써 변조 반송 신호(나 기준 반송 신호)의 주파수가 조정된다. 기본구성1과 기본구성2에서는, 기준 반송 신호 처리부(8306)나 증폭부(8117)를 제어함으로써 기준 반송 신호의 진폭이나 위상이 조정된다. 또한, 기본구성1에서는, 송신 전력을 조정하는 증폭부(8117)에 의해 기준 반송 신호의 진폭을 조정하여도 좋지만, 그 경우는 전송 신호의 진폭도 함께 조정되어 버리는 난점이 있다.

진폭을 변조하는 방식(아날로그의 진폭 변조나 디지털의 ASK)에 알맞은 기본구성3에서는, 변조 대상 신호에 대한 직류 성분을 조정하든지, 변조도(변조율)를 제어함으로써, 전송 신호중의 반송 주파수 성분(기준 반송 신호의 진폭에 상당)이 조정된다. 예를 들면, 전송 대상 신호에 직류 성분을 가한 신호를 변조하는 경우를 생각한다. 이 경우에 있어서, 변조도를 일정하게 하는 경우, 직류 성분을 제어함으로써 기준 반송 신호의 진폭이 조정된다. 또한, 직류 성분을 일정하게 하는 경우, 변조도를 제어함으로써 기준 반송 신호의 진폭이 조정된다.

단지 이 경우, 신호 합성부(8308)를 사용할 것까지도 없고, 주파수 혼합부(8302)로부터 출력되는 전송 신호만을 수신측에 송출하는 것만으로, 자동적으로, 반송 신호를 전송 대상 신호로 변조한 전송 신호와 변조에 사용한 반송 신호가 혼합된 신호가 되어 송출된다. 필연적으로, 전송 신호의 전송 대상 신호를 싣는 변조축과 같은 축(변조축과 동상으로)에 기준 반송 신호가 실리게 된다. 수신측에서는, 전송 신호중의 반송 주파수 성분이 기준 반송 신호로서 주입 동기에 사용되게 된다. 또한, 위상 평면으로 생각한 때, 전송 대상 정보를 싣는 변조축과 주입 동기에 사용된 반송 주파수 성분(기준 반송 신호)의 축이 동상이 되고, 복조 출력에는 반송 주파수 성분(기준 반송 신호)에 기인한 직류 오프셋이 발생한다.

도시하지 않지만, 위상이나 주파수를 변조하는 방식의 경우, 변조 기능부(8300)(예를 들면 직교 변조를 사용한다)에서 밀리파대로 변조(주파수 변환)한 변조 신호만을 송출한 구성으로 하여도 좋다. 단, 수신측에서 주입 동기가 취하여지는지의 여부는, 주입 레벨(주입 동기 방식의 발진 회로에 입력되는 기준 반송 신호의 진폭 레벨)이나 변조 방식이나 데이터 레이트나 반송 주파수 등도 관계되고, 적용 범위에 제한이 있다.

[복조 기능부 : 제 3 예]

도 17에는, 복조 기능부(8400C)와 그 주변 회로의 제 3 예의 구성예가 도시되어 있다. 제 3 예의 복조 기능부(8400C)는, 수신측 국부 발진부(8404)를 구비하고, 주입 신호를 수신측 국부 발진부(8404)에 공급함으로써, 송신측에서 변조에 사용한 반송 신호에 대응한 출력 신호를 취득한다. 전형적으로는 송신측에서 사용한 반송 신호에 동기한 발진 출력 신호를 취득한다. 그리고, 수신한 밀리파 전송 신호와 수신측 국부 발진부(8404)의 출력 신호에 의거한 복조용의 반송 신호(재생 반송 신호)를 주파수 혼합부(8402)에서 승산함으로써(동기 검파함으로써) 동기 검파 신호를 취득한다. 이 동기 검파 신호는 필터 처리부(8410)에서 고역 성분의 제거가 행하여짐으로써 송신측에서 보내져 온 입력 신호의 파형(베이스밴드 신호)를 얻을 수 있다. 이하, 제 1 예와 마찬가지이다.

주파수 혼합부(8402)는, 동기 검파에 의해 주파수 변환(다운 컨버트·복조)를 행함으로써, 예를 들면 비트 오류율 특성이 우수한, 직교 검파로 발전시킴으로써 위상 변조나 주파수 변조를 적용할 수 있는 등의 이점을 얻을 수 있다.

수신측 국부 발진부(8404)의 출력 신호에 의거한 재생 반송 신호를 주파수 혼합부(8402)에 공급하여 복조함에 있어서는, 위상 어긋남을 고려할 필요가 있고, 동기 검파계에서 위상 조정 회로를 마련하는 것이 긴요하게 된다. 예를 들면, 수신한 전송 신호와 수신측 국부 발진부(8404)에서 주입 동기에 의해 출력되는 발진 출력 신호에는, 위상차가 있기 때문에이다.

이 예에서는, 그 위상 조정 회로의 기능부(위상 조정부)뿐만 아니라 주입 진폭을 조정한 기능부(진폭 조정부)도 갖는 위상 진폭 조정부(8430)를 복조 기능부(8400C)에 마련하고 있다. 위상 조정부는, 수신측 국부 발진부(8404)에의 주입 신호, 수신측 국부 발진부(8404)의 출력 신호의 어느쪽에 대해 마련하여도 좋고, 그 양쪽에 적용하여도 좋다. 수신측 국부 발진부(8404)와 위상 진폭 조정부(8430)로, 변조 반송 신호와 동기한 복조 반송 신호를 생성하여 주파수 혼합부(8402)에 공급하는 복조측(제 2)의 반송 신호 생성부로서 기능하는 반송파 재생부(8403)가 구성된다.

도면중에 파선으로 도시하는 바와 같이, 주파수 혼합부(8402)의 후단에는, 전송 신호에 합성된 기준 반송 신호의 위상에 응하여(구체적으로는 변조 신호와 기준 반송 신호가 동상시), 동기 검파 신호에 포함될 수 있는 직류 오프셋 성분을 제거하는 직류 성분 억제부(8407)를 마련한다. 직류 성분 억제부(8407)는, 주파수 혼합부(8402)로부터 출력되는 동기 검파 신호에 포함된 불필요한 직류 성분(직류 오프셋 성분)을 억제한다. 예를 들면, 변조 신호와 함께 기준 반송 신호도 송신측에서 수신측에 전송하는 경우, 변조 신호와 기준 반송 신호의 위상 관계에 의해서는, 동기 검파 신호에 직류 오프셋 성분이 크게 발생하는 경우가 있다. 그 직류 오프셋 성분을 제거하는데도 직류 성분 억제부(8407)가 기능한다.

수신측 국부 발진부(8404)에 주입 신호를 공급함에 있어서는, 도 17의 (A)에 도시하는 기본구성1과 같이, 수신한 밀리파 신호를 주입 신호로서 수신측 국부 발진부(8404)에 공급하여도 좋다. 송신측에서 미리, 변조 대상 신호에 대해 저역 성분을 억압(DC 프리 부호화 등을)하고 나서 변조함으로써, 반송 주파수 부근에 변조 신호 성분이 존재하지 않도록 하여 두면 기본구성1이라도 무방하다.

도 17의 (B)에 도시하는 기본구성2과 같이, 주파수 분리부(8401)를 마련하고, 수신한 밀리파 신호로부터 전송 신호와 기준 반송 신호를 주파수 분리하고, 분리한 기준 반송 신호 성분을 주입 신호로서 수신측 국부 발진부(8404)에 공급하여도 좋다. 주입 동기에 불필요한 주파수 성분을 미리 억제하고 나서 공급하기 때문에, 주입 동기를 취하기 쉽게 된다.

도 17의 (C)에 도시하는 기본구성3은, 송신측이 도 16의 (B)에 도시하는 기본구성2을 취하고 있는 경우에 대응한다. 전송 신호와 기준 반송 신호를 각각 별도의 안테나(8236_1, 8236_2)로, 바람직하게는 간섭을 일으키지 않도록 각각 별도의 밀리파 신호 전송로(9)에서 수신하는 방식이다. 수신측의 기본구성3에서는, 진폭도 항상 일정한 기준 반송 신호를 수신측 국부 발진부(8404)에 공급할 수 있고, 주입 동기를 취하기 쉬운 관점에서는 최적의 방식이다.

안테나(8236)에서 수신된 밀리파 신호는 도시를 생략한 분배기(분파기)로 주파수 혼합부(8402)와 수신측 국부 발진부(8404)에 공급된다. 수신측 국부 발진부(8404)는, 주입 동기가 기능함으로써, 송신측에서 변조에 사용한 반송 신호에 동기한 재생 반송 신호를 출력한다.

수신측에서 주입 동기가 취하여지는지(송신측에서 변조에 사용한 반송 신호에 동기한 재생 반송 신호를 취득할 수 있는지)의 여부는, 주입 레벨(주입 동기 방식의 발진 회로에 입력되는 기준 반송 신호의 진폭 레벨)이나 변조 방식이나 데이터 레이트나 반송 주파수 등도 관계된다. 또한, 전송 신호는 주입 동기 가능한 대역 내의 성분을 줄여 두는 것이 긴요하고, 그를 위해서는 송신측에서 DC 프리 부호화를 하여 둠으로써, 전송 신호의 중심(평균적인) 주파수가 반송 주파수에 대강 동등하고, 또한, 중심(평균적인) 위상이 대강 제로(위상 평면상의 원점)와 동등하게 되도록 하는 것이 바람직하다.

도시하지 않지만, 송신측이 위상이나 주파수를 변조하는 방식의 경우, 구성으로서는 기본구성1과 같은 것을 채용할 수 있다. 단, 복조 기능부(8400)의 구성은, 실제로는, 직교 검파 회로 등 위상 변조나 주파수 변조에 대응한 복조 회로가 된다.

기본구성1 내지 기본구성3의 어느 것에서도, 주입 전압(Vi)이나 자주 발진 주파수(fo)를 제어함으로써 로크 레인지를 제어하는, 환언하면, 주입 동기가 취하여지도록, 주입 전압(Vi)이나 자주 발진 주파수(fo)를 조정하는 것이 긴요하게 된다. 예를 들면, 주파수 혼합부(8402)의 후단의 신호(도면의 예에서는 직류 성분 억제부(8407)의 전단의 신호)에 의거하여 처리를 행하는 주입 동기 제어부(8440)를 마련한다. 주입 동기 제어부(8440)는, 반송파 재생부(8403)(수신측 국부 발진부(8404))의 주입 동기 상태를 나타내는 정보를 검출하는 주입 동기 검출부의 기능을 갖는다. 본 실시예에서는, 주입 동기 제어부(8440)를, 필요에 응하여, 제 2 설정치 처리부(7200G)로 구성하는 일도 있다. 이 점은 후에 상세하게 설명한다.

주파수 혼합부(8402)에서 취득된 동기 검파 신호(베이스밴드 신호)에 의거하여 주입 동기 제어부(8440)에서 주입 동기의 상태를 판정하고, 그 판정 결과에 의거하여, 주입 동기가 취하여지도록, 조정 대상의 각 부분을 제어한다. 그 때에는, 수신측에서 대처하는 수법과, 도면중에 파선으로 도시하는 바와 같이, 송신측에 제어에 이바지하는 정보(제어 정보만으로 한하지 않고 제어 정보의 기초가 되는 검지 신호 등)를 공급하여 송신측에서 대처하는 수법의 어느 한쪽 또는 그 병용을 취할 수 있다. 어느 경우도, 수신측 국부 발진부(8404)에서 생성되는 복조용의 반송 신호가, 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 변조용의 반송 신호와 동기하도록 동기 조정을 행하는 주입 동기 조정부를 마련한다. 예를 들면, 기준 반송 신호 처리부(8306)나 주입 동기 제어부(8440)가 주입 동기 조정부의 기능을 담당한다. 수신측에서 대처하는 수법은, 밀리파 신호(특히 기준 반송 신호 성분)를 어느 정도의 강도로 전송하여 두지 않으면 수신측에서 주입 동기가 취하여지지 않는다는 사태에 빠지기 때문에, 소비 전력이나 간섭 내성의 면에서 난점이 있지만, 수신측만으로 대처할 수 있는 이점이 있다. 이에 대해, 송신측에서 대처하는 수법은, 수신측부터 송신측에의 정보의 전송이 필요해지는 것이지만, 수신측에서 주입 동기가 취하여지는 최저한의 전력으로 밀리파 신호를 전송할 수 있고 소비 전력을 저감할 수 있는, 간섭 내성이 향상하는 등의 이점이 있다.

몸체(기기) 내 신호 전송이나 기기 사이 신호 전송에서 주입 동기 방식을 적용함에 의해, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 송신측의 송신측 국부 발진부(8304)는, 변조에 사용하는 반송 신호의 주파수의 안정도의 요구 사양을 완화할 수 있다. 주입 동기하는 측의 수신측 국부 발진부(8404)는, 송신측의 주파수 변동에 추종할 수 있도록 낮은 Q값일 것이 필요하다. 상세 설명은 생략하지만, 주입 동기 방식에서는, Q값이 로크 레인지에 영향을 주고, Q값이 낮은 쪽이 로크 레인지가 넓게 된다. 이것은, 탱크 회로(인덕턴스 성분과 캐패시턴스 성분)를 포함하는 수신측 국부 발진부(8404)의 전체를 CMOS상에 형성하는 경우에 사정이 좋다. 수신측에서는, 수신측 국부 발진부(8404)는 Q값이 낮은 것이라도 좋지만, 이 점은 송신측의 송신측 국부 발진부(8304)에 대해서도 마찬가지이고, 송신측 국부 발진부(8304)는 주파수 안정도가 낮아도 좋고, Q값이 낮은 것이라도 좋다.

CMOS는 미세화가 금후 더욱 진행하고, 그 동작 주파수는 더욱 상승한다. 보다 광대역으로 소형의 전송 장치를 실현하는데는, 높은 반송 주파를 사용하는 것이 바람직하다. 본 예의 주입 동기 방식은, 발진 주파수 안정도에 관한 요구 사양을 완화할 수 있기 때문에, 보다 높은 주파수의 반송 신호를 용이하게 이용할 수 있다. 높은 주파수이지만 주파수 안정도가 낮아도 좋다(환언하면 Q값이 낮은 것이라도 좋다)는 것은, 높은 주파수로 안정도도 높은 반송 신호를 실현하기 위해, 높은 안정도의 주파수 체배 회로나 캐리어 동기를 위한 PLL 회로 등을 사용하는 것이 불필요하고, 보다 높은 반송 주파수라도, 작은 회로 규모로 간결하게 통신 기능을 실현할 수 있다. 수신측 국부 발진부(8404)에 의해 송신측에서 사용한 반송 신호에 동기한 재생 반송 신호를 취득하여 주파수 혼합부(8402)에 공급하고 동기 검파를 행하기 때문에 주파수 혼합부(8402)의 전단에 파장 선택용의 밴드 패스 필터를 마련하지 않아도 좋다. 수신 주파수의 선택 동작은, 사실상, 송수신의 국부 발진 회로를 완전히 동기시키는(주입 동기가 취하여지도록 하는) 제어를 행하면 좋고 수신 주파수의 선택이 용이하다. 밀리파대라면 주입 동기에 요하는 시간도 낮은 주파수에 비하여 짧게 끝나고, 수신 주파수의 선택 동작을 단시간에 끝낼 수 있다.

송수신의 국부 발진 회로가 완전히 동기하기 때문에, 송신측의 반송 주파수의 변동 성분이 지워진다. 후술하는 본 실시예의 주파수 시프트 방식에서는, 위상 어긋남에 약하게 되지만, 주입 동기 방식을 적용함으로써, 그 난점이 해소된다. 주입 동기를 적용하면, 동기 검파와의 병용에 의해, 파장 선택용의 밴드 패스 필터를 수신측에서 사용하지 않아도, 다채널화나 전이중의 쌍방향화를 행하는 경우 등과 같이 복수의 송수신 페어가 동시에 독립한 전송을 한 경우에도 간섭의 문제의 영향을 받기 어렵게 된다.

도 18은, 위상 진폭 조정부(8406)의 구성예를 도시하는 도면이다. 여기서는, 전송 정보와 기준 반송 신호는 직교 관계에 있는 것으로 한다. 위상 진폭 조정부(8406)로서는, 도 18의 (A)에 도시하는 제 1 예와 같이 위상 조정만 행하는 구성과, 도 18의 (B)에 도시하는 제 2 예와 같이 위상과 진폭의 양쪽을 조정한 구성의 어느 것도 취할 수 있다. 위상과 진폭의 양쪽을 조정하는 경우는 수신측 국부 발진부(8404)의 주입측에서 행하는 경우와 발진 출력측에서 행하는 경우의 어느 것도 취할 수 있다. 도 18의 (C)에 도시하는 제 3 예와 같이 주입 동기를 적정하게 기능시키는지의 여부를 조정하기 위해서는, 수신측 국부 발진부(8404)의 주입측에서 주입 진폭을 조정하여도 좋다.

도 19는, 주입 동기 방식을 적용하는 송신기측의 구성예의 제 1 예를 설명하는 도면이다. 도 20은, 주입 동기 방식을 적용하는 수신기측의 구성예의 제 1 예를 설명하는 도면이다. 제 1 예는, 수신측에서 주입 동기가 취하여지도록 제어하는 방식을 적용하는 양태이다.

도 19에는, 제 1 예의 송신측 신호 생성부(8110)(송신측 신호 생성부(110)와 대응)의 구성이 도시되어 있다. 송신측 신호 생성부(8110)는, 도시하지 않은 패럴렐 시리얼 변환부(8114)와 변조 기능부(8300)의 사이에, 인코드부(8322), 멀티플렉서부(8324), 파형 정형부(8326)를 구비한다. 이러한 기능부를 전부 구비하는 것은 필수가 아니고, 그들의 기능을 필요로 하는 경우에 마련하면 좋다.

송신측 신호 생성부(8110)는, 각 기능부를 제어하는 주입 동기 제어부(8340)를 구비한다. 본 구성의 주입 동기 제어부(8340)는, 제 1 설정치 처리부(7100G)의 구성을 채용하고 있고, 제 1 설정치 결정부(7110)는 미리 주입 동기에 알맞은 설정치를 결정하고 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억한다. 제 1 동작 제어부(7150)의 한 예인 컨트롤러부(8346)는, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억되어 있는 설정치에 의거하여, 인코드나 멀티플렉스의 설정, 파형 정형의 설정, 변조 모드의 설정, 발진 주파수의 설정, 기준 반송 신호의 위상이나 진폭의 설정, 증폭부(8117)의 이득 및 주파수 특성의 설정, 안테나의 특성의 설정 등을 행한다. 각 설정 정보는 대응하는 기능부에 공급된다. 주입 동기 제어부(8340)는, 제 1 설정치 처리부(7100G)로서 제 1의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 2의 기본구성과 같이, 제 1 설정치 결정부(7110)에 대신하여 제 1 입출력 인터페이스부(7170)를 구비하여도 좋다.

인코드부(8322)는, 컨트롤러부(8346)로부터의 인코드(Encode) 패턴의 설정 정보에 의거하여, 도시하지 않은 패럴렐 시리얼 변환부(8114)에 의해 시리얼화된 데이터에 대해 에러 정정 등의 코딩 처리를 행한다. 이 때, 인코드부(8322)는, 변조 대상 신호 처리부(8301)의 기능으로서, 8-9 변환 부호나 8-10 변환 부호 등의 DC 프리 부호화를 적용하여, 반송 주파수 부근에 변조 신호 성분이 존재하지 않도록 하여, 수신측에서의 주입 동기를 하기 쉬워지도록 하여 둔다.

멀티플렉서부(8324)는, 데이터를 패킷화한다. 수신기측의 주입 동기 검출부가 기지 패턴의 상관으로 주입 동기의 검출을 행하는 구성인 경우는, 멀티플렉서부(8324)는, 컨트롤러부(8346)로부터의 동기 검출용 패킷의 설정 정보에 의거하여, 이미 알고 있는 신호 파형이나 이미 알고 있는 데이터 패턴(예를 들면 의사 랜덤 신호 : PN 신호)을 정기적으로 삽입하여 둔다.

파형 정형부(8326)는, 컨트롤러부(8346)로부터의 파형 정형의 설정 정보에 의거하여, 주파수 특성 보정, 프리엠퍼시스, 대역 제한 등의 파형 정형 처리를 행한다.

송신측 신호 생성부(8110)는, 주파수 혼합부(8302)(변조 회로)와 송신측 국부 발진부(8304)(송신측 발진부)를 갖는 변조 기능부(8300)를 구비한다. 또한, 송신측 신호 생성부(8110A)는, 변조 기능부(8300) 외에, 위상 진폭 조정 회로(8307)를 갖는 기준 반송 신호 처리부(8306)와 신호 합성부(8308)를 구비한다. 이 예에서는, 기준 반송 신호 처리부(8306)는, 송신측 국부 발진부(8304)로부터 출력된 반송 신호 그 자체를 기준 반송 신호로 하고, 그 기준 반송 신호를 위상 진폭 조정 회로(8307)에 의해 진폭과 위상을 조정하여 신호 합성부(8308)에 공급한다.

여기서, 도 19에 도시하는 구성에서는, 송신측 국부 발진부(8304)는, CMOS 칩상의 탱크 회로를 이용하여 CMOS 칩상에서 변조에 이용하는 반송 신호를 생성한다. 도시하지 않지만, 제 1 통신 장치(100)에, 기준으로서 사용할 수 있는 클록 신호가 존재하는 경우는, 변조 기능부(8300)는, 송신측 국부 발진부(8304)의 전단에 주파수 체배부(8303)를 구비하도록 하여도 좋다. 주파수 체배부(8303)는, 도시하지 않은 클록 신호 생성부에서 공급되는 「기준으로서 사용할 수 있는 클록 신호」를 체배하고, 그 체배 신호를 송신측 국부 발진부(8304)에 공급한다. 이 경우, 송신측 국부 발진부(8304)는, 동기 발진 회로로서 기능하고, 체배 신호에 동기하여, 변조에 이용하는 반송 신호를 생성한다.

주파수 혼합부(8302)는, 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호를, 파형 정형부(8326)로부터의 처리가 끝난 입력 신호로 변조하여 신호 합성부(8308)에 공급한다. 위상 진폭 조정 회로(8307)는, 컨트롤러부(8346)로부터의 위상·진폭의 설정 정보에 의거하여, 송신하는 기준 반송 신호의 위상과 진폭을 설정한다.

신호 합성부(8308)는, 안테나(8136)와 안테나(8236)가 각각 하나인 경우에, 밀리파대로 변조된 변조 신호와 합쳐서 기준 반송 신호를 수신측에 보내기 위해 마련되어 있다. 주파수 혼합부(8302)에서 생성된 변조 신호와 기준 반송 신호 처리부(8306)에서 생성된 기준 반송 신호를 각각 별도의 안테나로 전송하는 구성으로 하는 경우에는 신호 합성부(8308)는 불필요하다.

신호 합성부(8308)는, 밀리파대로 변조된 신호와 합쳐서 기준 반송 신호도 수신측에 송출하는 경우에, 주파수 혼합부(8302)에 의해 밀리파대로 변조된 변조 신호와 위상 진폭 조정 회로(8307)로부터의 기준 반송 신호를 합성 처리하여 나서 증폭부(8117)에 건네준다. 주파수 혼합부(8302)에 의해 밀리파대로 변조된 변조 신호만을 수신측에 송출하는 경우에는, 신호 합성부(8308)는, 합성 처리를 행하지 않고, 주파수 혼합부(8302)에 의해 밀리파대로 변조된 변조 신호만을 증폭부(8117)에 건네준다. 증폭부(8117)는, 신호 합성부(8308)로부터 수취한 밀리파 신호에 대해, 필요에 응하여 송신 출력의 진폭이나 주파수 특성을 조정하여 안테나(8136)에 공급한다.

전술한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 밀리파대로 변조된 신호와 합쳐서 기준 반송 신호도 수신측에 송출하는 경우에, 신호 합성부(8308)를 기능시키는지의 여부는 변조 방식이나 주파수 혼합부(8302)의 회로 구성에도 관계된다. 변조 방식이나 주파수 혼합부(8302)의 회로 구성에 의해서는 신호 합성부(8308)를 기능시키지 않아도 밀리파대로 변조된 신호와 합쳐서 기준 반송 신호도 수신측에 송출하는 것은 가능하다.

진폭 변조나 ASK에서 주파수 혼합부(8302)를 적극적으로 반송파 억압 방식의 변조 회로로 하여, 그 출력과 합쳐서 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 기준 반송 신호도 송신하여도 좋다. 이 경우, 변조에 사용한 반송 신호의 고조파를 기준 반송 신호에 사용할 수 있고, 변조 신호와 기준 반송 신호의 진폭을 각각 별도로 조정할 수 있다. 즉, 증폭부(8117)에서는 변조 신호의 진폭에 주목한 이득 조정을 행하고, 이 때에 동시에 기준 반송 신호의 진폭도 조정되는데, 주입 동기와의 관계에서 바람직한 진폭이 되도록 위상 진폭 조정 회로(8307)에서 기준 반송 신호의 진폭만을 조정하도록 할 수 있다.

도 20에는, 수신측 신호 생성부(8220)(수신측 신호 생성부(220)와 대응)의 구성이 도시되어 있다. 복조 기능부(8400), 직류 성분 억제부(8407), 필터 처리부(8410), 클록 재생부(8420)에 관해서는, 이미 기술한 것과 마찬가지이고, 여기서는 그들의 설명을 생략하고, 이하에서는, 본 구성에 특유한 사항에 주목하여 설명한다.

수신측 신호 생성부(8220)는, 각 기능부를 제어하는 컨트롤러부(8446)(제 2 동작 제어부(7250)의 한 예이다)를 구비한다. 또한, 수신측 신호 생성부(8220)는, 복조 기능부(8400)의 후단에, 직류 성분 억제부(8407)와 주입 동기 검출부(8442)(제 2 설정치 결정부(7210)의 한 예)와 제 2 설정치 기억부(7230)를 구비한다. 컨트롤러부(8446)는, 증폭부(8224)의 이득 및 주파수 특성의 설정, 수신한 기준 반송 신호의 위상이나 진폭의 설정, 발진 주파수의 설정, 변조 모드의 설정, 필터 및 등화의 설정, 코딩 및 멀티플렉스의 설정 등의 기능을 갖는다. 각 설정 정보는 대응하는 기능부에 공급된다.

수신측 국부 발진부(8404)에의 주입 신호측에 (예를 들면 위상 진폭 조정부(8406)의 전단에), 기준 반송 신호 성분만을 추출하는 회로(밴드 패스 필터 회로 등)를 배치하여도 좋다. 이 경우, 수신한 밀리파 신호로부터 변조 신호 성분과 기준 반송 신호 성분이 분리되고, 기준 반송 신호 성분만이 수신측 국부 발진부(8404)에 공급되게 되어 주입 동기가 취하기 쉽게 된다.

위상 진폭 조정부(8406)는, 컨트롤러부(8446)로부터의 위상·진폭의 설정 정보에 의거하여, 수신한 기준 반송 신호의 위상과 진폭을 설정한다. 도면에서는, 수신측 국부 발진부(8404)에의 주입 신호 입력단측에 위상 진폭 조정부(8406)를 배치하는 구성으로 나타내고 있지만, 수신측 국부 발진부(8404)와 주파수 혼합부(8402)의 신호 경로상에 위상 진폭 조정부(8406)를 배치하는 구성으로 하여도 좋고, 그 양자를 병용하는 구성으로 하여도 좋다.

컨트롤러부(8446)는, 주입 동기 검출부(8442)가 검출한 주입 동기의 상태를 나타내는 정보에 의거하여, 수신측 국부 발진부(8404)에서 생성되는 복조 반송 신호가, 변조 반송 신호와 동기하도록 동기 조정을 행하는 주입 동기 조정부의 기능부를 구비하고 있다. 주입 동기 검출부(8442)와 컨트롤러부(8446)의 주입 동기 조정에 관한 기능부(주입 동기 조정부)로 주입 동기 제어부(8440)가 구성된다.

여기서, 본 구성의 주입 동기 제어부(8440)는, 제 2 설정치 처리부(7200G)의 구성을 채용하고 있고, 제 2 설정치 결정부(7210)의 한 예인 주입 동기 검출부(8442)는, 검출한 주입 동기의 상태를 나타내는 정보(검출 결과) 및 이 정보(검출 결과)에 의거한 설정치를 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억한다. 제 2 동작 제어부(7250)의 한 예인 컨트롤러부(8446)는, 제 2 설정치 기억부(7230)로부터 판독한 설정치에 의거하여 제어 대상의 각 기능부(이 예에서는, 증폭부(224), 주파수 변환부(225), 복조부(226) 등)를 동작시킨다. 즉, 주입 동기 검출부(8442)는, 주파수 혼합부(8402)에서 취득된 베이스밴드 신호에 의거하여 주입 동기의 상태를 판정하고, 그 판정 결과가 제 2 설정치 기억부(7230)를 통하여 컨트롤러부(8446)에 통지된다. 「주입 동기의 상태」란, 수신측 국부 발진부(8404)로부터 출력되는 출력 신호(발진 회로 출력)가 송신측의 기준 반송 신호에 동기하였는지의 여부이다. 발진 회로 출력과 송신측의 기준 반송 신호가 동기한 것을 「주입 동기가 취하여졌다」라고 칭한다.

수신측 신호 생성부(8220)는, 주입 동기가 취하여지도록, 송신측 국부 발진부(8304)의 자주 발진 주파수, 수신측 국부 발진부(8404)에의 주입 신호의 진폭(주입 진폭)이나 위상(주입 위상)의 적어도 하나를 제어한다. 어느 것을 제어하는지는, 장치 구성에 의존하고, 반드시 그 모든 요소를 제어하여야 한다는 것이 아니다. 예를 들면, 컨트롤러부(8446)는, 주입 동기가 취하여지도록, 주입 동기 검출부(8442)의 검출 결과와 연동하여, 수신측 국부 발진부(8404)의 자주 발진 주파수를 제어하고, 위상 진폭 조정부(8406)를 통하여 수신측 국부 발진부(8404)에의 주입 진폭과 주입 위상을 제어한다.

예를 들면, 우선, 송신측에서 밀리파 신호 전송로(9)를 통하여 보내진 밀리파 신호(변조 신호나 기준 반송 신호)는 안테나(8236)를 경유하여 증폭부(8224)에서 증폭된다. 증폭된 밀리파 신호의 일부는, 위상 진폭 조정부(8406)에서 진폭과 위상이 조정된 후에 수신측 국부 발진부(8404)에 주입된다. 주파수 혼합부(8402)에서는, 증폭부(8224)로부터의 밀리파 신호를 수신측 국부 발진부(8404)로부터의 출력 신호(재생 기준 반송 신호)로 베이스밴드 신호에 주파수 변환한다. 변환된 베이스밴드 신호의 일부는 주입 동기 검출부(8442)에 입력되고, 수신측 국부 발진부(8404)가 송신측의 기준 반송 신호에 동기하였는지의 여부를 판단하기 위한 정보가 주입 동기 검출부(8442)에 의해 취득되고 컨트롤러부(8446)에 통지된다.

컨트롤러부(8446)는, 주입 동기 검출부(8442)로부터의 「주입 동기의 상태」의 정보(주입 동기 판정 정보라고 칭한다)에 의거하여, 동기하였는지의 여부의 판정을, 예를 들면 다음 2개의 수법의 어느 하나, 또는 그들의 병용으로 행한다.

1) 주입 동기 검출부(8442)는, 복원된 파형과 이미 알고 있는 신호 파형이나 이미 알고 있는 데이터 패턴과의 상관을 취하고, 그 상관 결과를 주입 동기 판정 정보로 한다. 컨트롤러부(8446)는, 강한 상관이 얻어진 때 동기하였다고 판단한다.

2) 주입 동기 검출부(8442)는, 복조된 베이스밴드 신호의 직류 성분을 감시(모니터)하고, 그 감시 결과를 주입 동기 판정 정보로 한다. 컨트롤러부(8446)는, 직류 성분이 안정된 때, 동기하였다고 판단한다.

상기한 1)이나 2)의 구조에 관해서는 다양한 수법을 취할 수 있지만, 여기서는 그 상세에 관해서는 설명을 생략한다. 또한, 동기하였는지의 여부의 판정 수법은, 여기서 나타낸 1), 2) 외에도 생각되고, 그들도 본 실시예에 채용할 수 있다.

컨트롤러부(8446)는, 주입 동기가 취하여지지 않았다고 판단한 경우는, 미리 결정된 순서에 따라, 송신측에서 변조에 사용한 반송 신호와 수신측 국부 발진부(8404)로부터 출력되는 신호(발진 회로 출력)의 동기가 취하여지도록(주입 동기가 취하여지도록), 수신측 국부 발진부(8404)에의 발진 주파수의 설정 정보나 위상 진폭 조정부(8406)에의 진폭 및 위상의 설정 정보를 변경한다. 이 후, 컨트롤러부(8446)는, 재차, 주입 동기 상태를 판정하는 순서를 양호한 동기가 취하여질 때까지 반복한다.

수신측 국부 발진부(8404)의 주입 동기가 올바르게 행하여져서 주파수 혼합부(8402)에서 주파수 변환(동기 검파)된 베이스밴드 신호는 필터 처리부(8410)에 공급된다. 필터 처리부(8410)에는, 저역 통과 필터(8412) 외에 등화기(8414)가 마련되어 있다. 등화기(8414)는, 예를 들면 부호 사이 간섭을 저감시키기 위해, 수신한 신호의 고주파 대역에, 저하된 부분의 이득을 가하는 등화기(즉 파형 등화) 필터를 갖는다. 베이스밴드 신호는 저역 통과 필터(8412)에서 고역 성분이 제거되고, 등화기(8414)에 의해 고역 성분이 보정된다. 클록 재생부(8420)는, 심볼 동기한 후, 컨트롤러부(8446)로부터의 코딩(Coding) 패턴의 설정 정보 및 멀티플렉스의 설정에 의거하여, 원래의 입력 신호를 복원한다.

CMOS는 미세화가 금후 더욱 진행하여, 그 동작 주파수는 또한 상승한다. 보다 고대역으로 소형의 전송 장치를 실현하는 데는, 높은 반송 주파를 사용하는 것이 바람직하다. 본 예의 주입 동기 방식은, 발진 주파수 안정도에 관한 요구 사양을 완화할 수 있기 때문에, 보다 높은 반송 주파수를 용이하게 이용할 수 있다. 주입 동기로 발진하는 수신측 국부 발진부(8404)는 송신측의 주파수 변동에 추종할 수 있는 낮은 Q일 것이 필요하다. 이것은, 탱크 회로를 포함하는 수신측 국부 발진부(8404)의 전체를 CMOS상에서 형성하는 경우에 사정이 좋다. 물론, 수신측 국부 발진부(8404)와 같은 회로 구성의 발진 회로를 송신측 국부 발진부(8304)로서 사용하여도 좋고, 탱크 회로를 포함하는 송신측 국부 발진부(8304)의 전체를 CMOS상에서 형성할 수 있다.

도 21 내지 도 22는, 주입 동기 방식을 적용하는 송신기측의 구성예의 제 2 예를 설명하는 도면이다. 도 23 내지 도 24는, 주입 동기 방식을 적용하는 수신기측의 구성예의 제 2 예를 설명하는 도면이다.

제 2 예는, 송신측의 기능부를 조정하여 주입 동기가 취하여지도록 제어하는 방식을 적용하는 양태이다. 송신측의 기능부를 조정하여 주입 동기가 취하여지도록 제어하는데 있어서 어떤 정보를 수신측으로부터 송신측에 보내는지나, 제어 주체를 송신측에 두는지 수신측에 두는지로, 다양한 구성을 취할 수 있다. 이하에서는, 그 중에서 대표적인 2개의 수법에 관해 제 1 예와의 상위점만을 설명한다.

도 21 및 도 23의 제 2 예(그 1)는, 주입 동기 판정 정보를 송신측에 보내고, 송신측에 제어 주체를 두는 양태이다. 구체적으로는, 수신측 신호 생성부(8220B_1)의 컨트롤러부(8446)는, 주입 동기 검출부(8442)가 취득한 주입 동기 판정 정보를 송신측 신호 생성부(8110B_1)의 주입 동기 제어부(8340)에 보낸다. 컨트롤러부(8446)는 주입 동기 판정 정보의 송신측에의 전송에 개재하는 것만이고 실태로서는 제어 주체로는 되지 않는다. 또한, 컨트롤러부(8446)를 개재시키지 않고서, 주입 동기 검출부(8442)가 주입 동기 판정 정보를 송신측 신호 생성부(8110B_1)의 주입 동기 제어부(8340)에 보내도록 구성하여도 좋다.

여기서, 본 구성의 주입 동기 제어부(8340)는, 제 1 설정치 처리부(7100G)의 구성을 채용하고 있고, 제 1 입출력 인터페이스부(7170)는, 수신측으로부터의 주입 동기 판정 정보를 수취하고, 제 1 설정치 기억부(7130)에 기억한다. 제 1 동작 제어부(7150)의 한 예인 컨트롤러부(8346)는, 수신측의 주입 동기 검출부(8442)가 검출한 주입 동기의 상태를 나타내는 정보에 의거하여, 수신측 국부 발진부(8404)에서 생성되는 복조 반송 신호가, 변조 반송 신호와 동기하도록 동기 조정을 행하는 주입 동기 조정부의 기능부를 구비하고 있다. 주입 동기 검출부(8442)와 컨트롤러부(8346)의 주입 동기 조정에 관한 기능부(주입 동기 조정부)에서 주입 동기 제어부(8440)와 같은 주입 동기 제어부가 구성된다. 컨트롤러부(8346)는, 주입 동기가 취하여지도록, 송신측 국부 발진부(8304)의 자주 발진 주파수나 밀리파 신호의 송신 진폭(송신 전력)을 제어한다. 동기가 취하여졌는지의 여부의 판단 수법은 컨트롤러부(8446)의 경우와 같은 수법이면 좋다. 컨트롤러부(8346)는, 제 1 설정치 기억부(7130)로부터 판독한 설정치에 의거하여, 제 1 예와 마찬가지로, 제어 대상의 각 기능부를 동작시킨다.

컨트롤러부(8346)는, 주입 동기가 취하여지지 않았다고 판단한 경우는, 미리 결정된 순서에 따라, 송신측 국부 발진부(8304)에의 발진 주파수의 설정 정보나 위상 진폭 조정 회로(8307)에의 진폭 및 위상의 설정 정보를 변경하고, 또한, 증폭부(8117)에의 이득의 설정 정보를 변경한다. 진폭 변조나 ASK 방식을 채용하고 있는 경우에는, 변조도를 제어함으로써 밀리파 신호에 포함되는 반송 신호의 무변조 성분의 진폭을 조정하여도 좋다. 이 후, 컨트롤러부(8346)는, 재차, 주입 동기 상태를 판정하는 순서를 양호한 동기가 취하여질 때까지 반복한다.

한편, 도 22 및 도 24의 제 2 예(그 2)는, 수신측에 제어 주체를 두고, 송신측에 제어 커맨드를 보내여 수신측에서 송신측을 제어하는 구성이다. 구체적으로는, 컨트롤러부(8446)는, 주입 동기 검출부(8442)에 의해 취득된 주입 동기 판정 정보에 의거하여 동기가 취하여졌는지의 여부를 판정하고, 주입 동기가 취하여지지 않았다고 판단한 경우는, 변조 기능부(8300)와 증폭부(8117)를 제어하는 제어 커맨드를 송신측에 보낸다. 즉, 컨트롤러부(8446)가 직접 변조 기능부(8300)와 증폭부(8117)를 제어한다. 환언하면, 컨트롤러부(8346)는, 변조 기능부(8300)에 대해, 발진 주파수, 기준 반송 신호의 위상이나 진폭의 각 초기 설정을 행하고, 또한, 증폭부(8117)에 대해 이득의 초기 설정을 행하지만, 주입 동기에 관한 설정 정보의 변경 제어는 행하지 않는다.

컨트롤러부(8446)는, 주입 동기가 취하여지지 않았다고 판단한 경우는, 제 1 예의 컨트롤러부(8346)와 마찬가지로, 미리 결정된 순서에 따라, 송신측 국부 발진부(8304)에의 발진 주파수의 설정 정보나 위상 진폭 조정 회로(8307)에의 진폭 및 위상의 설정 정보를 변경하고, 또한, 증폭부(8117)에의 이득의 설정 정보를 변경한다. 진폭 변조나 ASK 방식을 채용하고 있는 경우에는, 변조도를 제어함으로써 밀리파 신호에 포함되는 반송 신호의 무변조 성분의 진폭을 조정하여도 좋다. 이 후, 컨트롤러부(8446)는, 재차, 주입 동기 상태를 판정한다는 순서를 양호한 동기가 취하여질 때까지 반복한다.

여기서, 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」에서는, 통신 환경이 불변(고정)이기 때문, 주입 동기에 관한 파라미터 설정은 불변(고정)이라도 좋다. 예를 들면, 제품 출하시에 주입 동기 상태가 최적이 되도록 제 1 설정치 기억부(7130)나 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억하는 값을 정하면, 그 후의 동작시는, 제 1 설정치 기억부(7130)나 제 2 설정치 기억부(7230)에 보존한 값에 기초하여 주입 동기의 제어를 실행하면 좋다. 항상 제 1 설정치 기억부(7130)나 제 2 설정치 기억부(7230)에 의해 감시하여 그 결과에 의거하여 제어하는 것은 불필요하다고 말할 수 있다. 따라서, 컨트롤러부(8346)나 컨트롤러부(8446)에 의한 제어는, 일반적인 무선 통신과 같이 동적으로 어댑티브하게 빈번하게 행할 필요는 없기 때문에, 제어에 의한 오버헤드를 일반적인 무선 통신에 비하여 작게 할 수 있고, 소형, 저소비 전력, 고속화가 가능해진다.

[주입 신호와 발진 출력 신호와의 관계]

도 25에는, 주입 동기에서의 각 신호의 위상 관계가 도시되어 있다. 여기서는, 기본적인 것으로서, 주입 신호(여기서는 기준 반송 신호)의 위상은 변조에 사용한 반송 신호의 위상과 동상인 경우로 나타낸다.

수신측 국부 발진부(8404)의 동작으로서는, 주입 동기 모드와 증폭기 모드의 2개를 취할 수 있다. 주입 동기 방식을 채용하는데 있어서는, 기본적인 동작으로서는, 주입 동기 모드로 사용하고, 특수한 케이스에서 증폭기 모드를 사용한다. 특수한 케이스는, 기준 반송 신호를 주입 신호에 사용하는 경우에, 변조에 사용한 반송 신호와 기준 반송 신호의 위상이 다른(전형적으로는 직교 관계에 있는) 경우이다. 주입 동기한 때의 수신측 국부 발진부(8404)의 출력 신호(Vout)(복조 반송 신호)와 수신측 국부 발진부(8404)의 자주 출력(Vo)과의 위상차가 ψ이고, 수신측 국부 발진부(8404)에의 주입 신호(Sinj)와 수신측 국부 발진부(8404)의 자주 출력(Vo)과의 위상차가 θ+ψ이다.

수신측 국부 발진부(8404)가 주입 동기 모드로 동작하는 경우, 도시하는 바와 같이, 수신한 기준 반송 신호와 주입 동기에 의해 수신측 국부 발진부(8404)로부터 출력되는 발진 출력 신호에는 위상차가 있다. 주파수 혼합부(8402)에서 직교 검파를 하는 데는, 이 위상차를 보정할 필요가 있다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 수신측 국부 발진부(8404)의 출력 신호에 대해 변조 신호의 위상과 거의 일치하도록 위상 진폭 조정부(8406)에서 위상 조정을 행하는 위상 시프트분은 도면중의 θ이다. 환언하면, 위상 진폭 조정부(8406)는, 수신측 국부 발진부(8404)가 주입 동기 모드로 동작하고 있는 때의 출력 신호(Vout)의 위상을, 수신측 국부 발진부(8404)에의 주입 신호(Sinj)와 주입 동기한 때의 출력 신호(Vout)와의 위상차「θ」의 분을 상쇄하도록 위상 시프트하면 좋다. 단, 상세는 실시예 8에서 설명하지만, 실제로는, 주파수 혼합부(8402)에 입력된 수신 신호와 주입 동기 기능을 통하여 주파수 혼합부(8402)에 입력되는 반송 신호의 패스차가 있기 때문에, 그만큼을 가미한 보정을 행하는 것이 적당하다.

[주입량과 자주 주파수의 설정]

도 26 내지 도 29는, 실시예 7에서, 주입 동기용의 신호의 주입량을 적정하게 설정하는 수법을 설명하는 도면이다. 여기서, 도 26은, 주입 동기에 대응한 변복조의 기본구성을 도시하는 도면이다. 도 27은, 변조에 사용하는 반송 신호(f1)와 수신측 국부 발진부(8404)로부터 출력되는 자주시의 복조 반송 신호의 주파수차와, 주입 신호와 주입 동기시의 반송 신호와의 위상차(θ)의 관계의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 28은, 주입 신호와 주입 동기시의 복조 반송 신호와의 위상차(θ)와 복조 출력(s2)의 DC 성분의 관계의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 29는, 수신 레벨(환언하면 주파수 혼합부(8402)에의 입력 레벨)과 로크(동기) 레인지(locking range)의 관계의 한 예를 도시하는 도면이다.

도 26에 도시하는 바와 같이, 위상 진폭 조정부(8406)는, 증폭률(게인(A))에 의거하여 수신 신호(즉 주파수 혼합부(8402)에 입력되는 복조 대상 신호(m2))의 크기를 조정하고, 조정이 끝난 신호를 주입 신호로서 수신측 국부 발진부(8404)에 공급하는 진폭 조정부(8434)를 갖는다. 주입 동기 제어부(8440)의 주입 동기 검출부(8442)는, 복조 신호(s2)의 DC(직류) 성분을 검출하고, 그 검출 결과 및 이 검출 결과에 의거한 설정치를 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억한다. 주입 동기 검출부(8442)의 검출 결과에 의거한 설정치의 상세에 관해서는 후술한다. 제 2 동작 제어부(7250)의 한 예인 컨트롤러부(8446)는, 제 2 설정치 기억부(7230)로부터 판독한 설정치에 의거하여 수신측 국부 발진부(8404)의 자주 주파수를 제어하는 주파수 제어부의 기능을 갖는다.

전술한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 수신측 국부 발진부(8404)로부터 출력되는 자주시의 반송 신호(f2)(자주 반송 신호(Vo))의 주파수(자주 주파수(f2))가, 송신측에서 변조에 사용하는 송신측 국부 발진부(8304)로부터 출력되는 변조 반송 신호(f1)의 주파수(변조 주파수(f1))에 가까울수록 주입 동기하기 쉽다. 온도 변화 등의 환경 변화가 있으면, 변조 반송 신호(f1)의 주파수(f1)나 자주시의 반송 신호(f2)(=자주 반송 신호(Vo))의 자주 주파수(f2)의 변동이나 수신 레벨(환언하면 수신측 국부 발진부(8404)에의 주입량)의 변동이 일어나지만, 자주시의 반송 신호(f2)의 자주 주파수(f2)를 변조 주파수(f1)에 가까워지도록 제어함으로써 로크(동기)를 안정화할 수 있다.

여기서, 도 27에 도시하는 바와 같이, 변조 반송 신호(f1)(환언하면 주파수 혼합부(8402)에 입력되는 복조 대상 신호(m2))의 주파수(f1)와 수신측 국부 발진부(8404)로부터 출력되는 자주시의 반송 신호(f2)의 자주 주파수(f2)의 차에 의해, 주입 동기 후의 반송 신호(f2)(=주입 동기 출력(Vout))와 복조 대상 신호(m2)의 위상차(θ)가 정하여진다. 환언하면, 주입 동기 후의 복조 대상 신호(m2)에 대한 반송 신호(f2)의 위상 오프셋이 위상차(θ)이고, 참고문헌A로부터, 동기 레인지(fLOCK)는 식(2-1)으로 표시되고, 위상차(θ)은 식(2-2)로 표시된다. 식(2)(식(2-1) 및 식(2-2)) 중에 있어서, I_inj는 주입 신호 레벨(A|m2|)이고, I_osc는 주입 동기 발진기로서의 수신측 국부 발진부(8404)의 발진 레벨(|f2|)이고, Q는 수신측 국부 발진부(8404)의 Q값이다.

참고문헌A : Narasimha Lanka, et al, Unⅳersity of Minneapolis, "Understanding the Transient Behavior of Injection Lock LC Oscillators", IEEE2007 Custom Integrated Circuits Conference (CICC)

[식 2]

[실시예 7의 작용 효과]

도 28에 도시하는 바와 같이, 복조 기능부(8400)에서의 복조 처리에서는, 위상차(θ)에 의해, 복조 신호(s2)의 DC(직류) 성분의 크기가 정하여진다. 이에 의해, 복조 신호(s2)의 DC 성분이 최대일 때, 위상차(θ)가 「0」이 되고, 변조 반송 신호(f1)와 수신측 국부 발진부(8404)로부터 출력되는 자주시의 반송 신호(f2)의 주파수차가 없어지는 것을 알 수 있다. 따라서, 복조 출력(s2)의 DC 성분이 커지도록, 자주시의 반송 신호(f2)의 주파수를 제어하는 것이 바람직하게 된다.

단, 도 29에 도시하는 바와 같이, 수신 레벨(즉 주파수 혼합부(8402)에 입력되는 복조 대상 신호(m2)의 크기)에 의해, 로크 레인지가 변화한다. 상세하게는, 복조 대상 신호(m2)의 레벨이 작을 때는 변조 반송 신호(f1)에 대한 자주시의 반송 신호(f2)의 주파수차에 대한 위상차(θ)의 변화가 크고, 복조 대상 신호(m2)의 레벨이 큰 때는 변조 반송 신호(f1)에 대한 자주시의 반송 신호(f2)의 주파수차에 대한 위상차(θ)의 변화가 작다. 따라서, 로크 상태를 유지하면서, 복조 신호(s2)의 DC 성분의 최대치를 빨리 찾기 위해서는, 자주시의 반송 신호(f2)의 주파수를 변화시키는 변화량(스텝)을 최적으로 선택하는 것이 바람직하다.

이상의 것을 고려하면, 컨트롤러부(8446)(의 주파수 제어부)나 진폭 조정부(8434)는 제 2 동작 제어부(7250)의 한 예로서 다음과 같이 기능하면 좋다. 예를 들면, 미리 |m2|로부터 최적 스텝을 계산하여 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억하여 두고, 컨트롤러부(8446)의 주파수 제어부는, 그 기억 정보에 의거하여, 반송 신호(f2)의 자주 주파수(f2)를 조정하면 좋다. 또는, 주입량이 일정하게 되도록 위상 진폭 조정부(8430)(의 진폭 조정부(8434))에서의 게인 조정의 최적치를 구하여 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억하여 두고, 진폭 조정부(8434)는, 그 기억 정보에 의거하여, 게인 조정을 행하여 주입량을 최적으로 하면 좋다.

실시예 8

도 30 내지 도 32는, 실시예 8을 설명하는 도면이다. 여기서, 도 30은, 주파수 혼합부(8402)에 공급되는 수신 신호(즉 주파수 혼합부(8402)에 입력되는 복조 대상 신호(m2))와 주파수 혼합부(8402)에 공급되는 복조 반송 신호와의 위상차를 설명하는 도면이다. 도 31은, 주파수 혼합부에 공급되는 수신 신호와 복조 반송 신호와의 위상차와, 복조 신호의 DC 성분과의 관계를 설명하는 도면이다. 도 32는, 주파수 혼합부에 공급되는 수신 신호와 복조 반송 신호와의 위상차의 영향을 억제하는 수법을 설명하는 도면이다.

실시예 8은, 실시예 7과 마찬가지로 주입 동기를 적용하는 점에 특징이 있지만, 전술한 실시예 7과의 상위점으로서, 제 2 설정치 처리부(7200H)에 의해 주입 동기의 위상차를 적정하게 설정하는 점에 특징이 있다. 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 실시예 7을 적용하지 않는 형태로 나타내지만, 실시예 7을 채용한 형태에 또한 실시예 8을 적용하여도 좋다.

실시예 7에서도 기술하였지만, 도 30에 도시하는 바와 같이, 주파수 혼합부(8402)에 입력되는 수신 신호(복조 대상 신호(m2))와 주입 동기 기능을 통하여 주파수 혼합부(8402)에 입력되는 반송 신호의 패스차가 있기 때문에, 실제로는, 패스차에 대응한 위상차(φ)의 영향이 나타난다. 따라서, 그 위상차(φ)의 부분을 가미한 보정을 행하는 것이 적당하다.

여기서, 도 31에 도시하는 바와 같이, 위상차(φ)에 의해 복조 출력(s2)의 DC 성분의 변화의 방법이 변한다. 예를 들면, 도 31의 (C)에 한 예가 도시되어 있고, 위상차(φ)가 제로일 때는, 변조 반송 신호(f1)에 대한 자주시의 반송 신호(f2)의 주파수차에 대한 DC 성분의 변화는 주파수차 제로를 중심으로 대칭성을 갖는다. 이에 대해, 위상차(φ)가 정의 방향으로 커질수록 피크 위치가 자주 주파수(f2)의 저주파수측으로 시프트하고, 역으로, 위상차(φ)가 부의 방향으로 커질수록 피크 위치가 자주 주파수(f2)의 고주파수측으로 시프트하고, 어느 것이나 대칭성이 없는 무너진 특성이 된다.

따라서 예를 들면 도 32의 (A)에 도시하는 바와 같이, 위상 진폭 조정부(8406)로서, 위상차(φ)의 영향을 보정하는 위상 조정부(8432)를, 주입 신호(Sinj)의 경로와 반송 신호(f2)의 경로의 적어도 한쪽에 마련하는 것이 좋다(도 32의 (A)는 반송 신호(f2)의 경로에 마련하는 경우로 나타낸다). 그리고, 위상 조정부(8432)에 의한 위상 보정량을 최적의 것으로 하기 위해, 위상 보정량을 미리 제 2 설정치 처리부(7200H)의 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억하여 두고, 위상 조정부(8432)는, 그 기억 정보에 의거하여 위상 보정을 행하면 좋다. 주입 신호의 경로와 반송 신호(f2)의 경로의 어느 것이라도, 위상 조정부(8432)는 반송 신호(f2)의 주파수(f2)의 대역에 대응한 것이면 좋다. 도 32의 (B)에 도시하는 바와 같이, 주파수 혼합부(8402)에의 복조 대상 신호(m2)의 계통에 위상 조정부(8432)를 마련하여도 좋다. 단, 이 경우는, 위상 조정부(8432)는 반송 신호(f2)의 주파수(f2)의 대역뿐만 아니라 복조 대상 신호(m2) 전체의 대역에 대응한 광대역성이 요구된다.

실시예 9

도 33은, 실시예 9의 통신 장치를 설명하는 도면이다. 실시예 9는, 기준 신호 전송 장치(3I)를 신호 전송 장치(1I)에 적용하여 통신 장치(8I)를 구성한 사례이다.

실시예 9는, 확산 부호 방식의 무선 통신에 파라미터 설정의 고정화를 적용한다. 실시예 9의 통신 장치(8I)는, 전송 대상 신호를 무선으로 전송하는 복수의 통신 장치(2I)를 구비한 신호 전송 장치(1I)와, 기준 신호 전송 장치(3I)를 구비하고 있다. 송신측의 통신 장치(2I)를 송신기(송신기)라고 칭하고, 수신측의 통신 장치(2I)를 수신기(수신기)라고 칭하고, 송신기와 수신기를 통합하여 송수신기라고도 칭한다.

신호 전송 장치(1I)는, 확산 부호 방식을 채용한 통신을 행한다. 전송 대역은 밀리파대를 사용하는 것으로 한다. 밀리파대에 대신하여, 더욱 파장이 짧은(0.1 내지 1㎜) 서브밀리파대를 사용하여도 좋다. 부호 다중 방식의 참고 자료로서는, 참고문헌B를 참조하면 좋다.

참고문헌B : Proakis, "Digital Co㎜unications", 특히 13장(Spread Spectrum Signals for Digital Co㎜unication), McGrawHill사

통신 장치(2I)는, 통신칩(8000)을 갖는다. 통신칩(8000)은, 후술하는 송신칩(8001)(TX)과 수신칩(8002)(RX)의 어느 한쪽 또는 양쪽이라도 좋고, 송신칩(8001)과 수신칩(8002)의 쌍방의 기능을 1칩 내에 구비하여 쌍방향 통신에 대응하는 것이라도 좋다. 바람직한 양태는, 도시하는 바와 같이 통신 장치(2I)에 통신칩(8000)과 기준 신호 수신 장치(7I)가 조립된 경우이지만, 이것으로는 한정되지 않는다. 도면의 예는, 통신칩(8000)과 기준 신호 수신 장치(7I)를 각각 별도의 기능부로서 나타내고 있지만, 통신칩(8000)이 기준 신호 수신 장치(7I)의 기능부를 포함하는 구성으로 하여도 좋다.

실시예 9의 기준 신호 전송 장치(3I)는, 통신 장치(2I)가 사용하는 기준 신호(본 예에서는 확산 부호열 등의 타이밍 신호의 기준이 되는 신호)를 무선으로 송신하는 기준 신호 송신 장치(5I)(기준 신호 출력 장치의 한 예)와, 통신 장치(2I)마다 마련된 기준 신호 수신 장치(7I)를 구비하고 있다. 도면의 예는, 5대의 통신 장치(2I_1 내지 2I_5)와, 1대의 기준 신호 송신 장치(5I)와, 4대의 기준 신호 수신 장치(7I_1) 내지 기준 신호 수신 장치(7I_4)가 하나의 전자기기의 몸체 내에 수용된 예로 나타내고 있지만, 통신 장치(2I) 및 기준 신호 수신 장치(7I)의 설치 대수는 이 예로 한정되지 않고, 이들이 하나의 전자기기의 몸체 내에 수용되어 있는 것도 필수가 아니다.

확산 부호열(확산 부호 주기 신호)은, 심볼 주기(Tsym)의 기준 클록이고, 심볼 주기 신호(Sig1)라고도 기재한다. 심볼 주기 신호(Sig1)에 대한 확산율을 SF로 하고, 확산 부호 레이트를 Tchip/초(chip/s)로 한다. 확산 부호 방식을 채용한 통신을 행함에 있어서, 기준 신호 송신 장치(5I)는, 심볼 주기 신호(Sig1)와 같은 주파수의 기준 신호(이하 기준 클록이라고도 칭한다)를 송신한다.

이 때, 도면의 예는, 통신 장치(2I) 사이의 전송 대상 신호와 각 통신 장치(2I)와 기준 신호 송신 장치(5I) 사이의 기준 신호의 무선 주파수가 다르기 때문에 통신 장치(2I)는 전송 대상 신호의 무선 신호와 기준 신호의 무선 신호의 각각에 각각 별도의 안테나(안테나(5400), 안테나(7100), 안테나(8080))를 사용하도록 하고 있지만 이것은 필수가 아니다. 예를 들면, 각 통신 장치(2I)와 기준 신호 송신 장치(5I)와 기준 신호 수신 장치(7I)가 동기한 신호를 송수신하는 것에 주목하여 하나의 안테나를 공용하는 형태로 하여도 좋다.

신호 전송 장치(1I)에서는, 우선, 기준 신호 송신 장치(5I)는, 확산 부호 주기의 기준 클록(기준 신호)을 무선 송출하고, 이 기준 클록을 통신 장치(2I)(송신기 및 수신기)에서 수신한다. 즉, 확산 부호열(심볼 주기(Tsym)의 기준 클록 : 심볼 주기 신호(Sig1))에 동기하는 기준 클록을 기준 신호 송신 장치(5I)에서 생성하고, 전송 신호와는 별도로 각 통신 장치(2I)와 대응하여 마련되어 있는 기준 신호 수신 장치(7I)에 송신한다.

통신 장치(2I)마다 마련되어 있는 기준 신호 수신 장치(7I)는, 수신한 심볼 주기(Tsym)의 기준 클록에 동기한 심볼 주기 신호(Sig1)나 확산 부호 레이트(Tchip/초)의 클록을 생성한다. 그리고, 통신 장치(2I)에서는, 기준 신호 송신 장치(5I)(클록 송출기)로부터 송출되는 기준 클록에 동기하여 확산 부호열을 생성하고, 이 확산 부호열에 의거하여, 확산 처리나 역역(逆逆)확산 처리를 행한다.

확산 부호 방식을 적용하는 통신에서는, 송신측과 수신측의 부호 타이밍의 동기를 취할 것이 필요해진다. 확산 부호 방식을 채용하여 무선 통신을 행함에 있어서, 그 통신 환경이 어느 정도 고정된 형태(예를 들면 기기 내 통신이나 비교적 근거리의 기기 사이 통신)에서는, 통상의 야외에서의 통신과는 다른 사상을 고려하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 이른바 셀룰러 등의 야외 통신과는 달리, 1) 전반로의 상황이 변화하지 않는, 2) 수신 전력 변동이나 타이밍 변동이 실질적으로 없는(전혀 없는 또는 극히 적은), 3) 전반 거리가 짧은, 4 )멀티 패스의 지연 스프레드가 작은, 5) 확산 부호에 의사 랜덤 계열을 이용할 필요성이 낮은, 등의 특징이 있다. 1) 내지 5)를 통합하여, 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」의 특징이라고 기재한다. 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」에서는 통상의 부호분할 다중 무선 통신과 같이, 항상 전반로의 상황을 조사할 필요는 없고, 미리 정하여진 확산 부호열을 사용할 수 있다.

그 때문에, 기준 클록을 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 각 기준 신호 수신 장치(7I)에 송신하고, 각 기준 신호 수신 장치(7I)에서 기준 클록을 수신하고, 각 통신 장치(2I)에서는, 기준 신호 수신 장치(7I)가 수신한 기준 클록에 의거하여 부호분할 다중 처리용의 타이밍 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 통신 장치(2I)에서는, 미리 조사하여 둔 전반 지연이나 그 밖의 통신 환경 특성에 의거하여 타이밍 보정을 행함으로써, 전술한 부호 타이밍 동기를 취할 수 있다. 매치드 필터 등의 복잡하는 수법을 사용하지 않고서 끝나기 때문에, 통신 장치(2I)의 회로 규모나 소비 전력을 삭감할 수 있다.

또한, 「기기 내 또는 기기 사이의 무선 전송」에서는 정적인 환경에서의 무선 신호 전송이라고 간주하여도 좋고, 통신 환경 특성은 대강 불변이라고 간주하여도 좋다. 이것은, 「통신 환경이 불변(고정)이기 때문에 파라미터 설정도 불변(고정)이라도 좋은」것을 의미한다. 따라서, 예를 들면, 제품 출하시에 통신 환경 특성을 나타내는 파라미터를 결정하고, 그 파라미터를 메모리 등의 기억 장치에 보존하여 두고, 동작시는 이 파라미터를 기초로 위상 보정을 실행하면 좋다. 본 예의 경우, 위상 보정 기구를 탑재하는 것으로는 되지만, 통신 환경 특성을 항상 감시하여 그 결과에 의거하여 위상 보정하는 기구는 불필요하기 때문에, 회로 규모를 작게 할 수 있고, 또한, 소비 전력을 작게 할 수 있다.

[통신 장치의 동작]

도 34 및 도 35는, 실시예 9의 통신 장치(8I)에서의 전체 동작을 설명하는 도면이다. 여기서, 도 34에 도시하는 제 1 예는, 송신측 및 수신측의 어느 것이 기준 신호 수신 장치(7I)를 이용한 클록 생성부를 통신칩(8000)에 구비한 양태이고, 도 35에 도시하는 제 2 예는, 송신측 및 수신측의 어느 것이 기준 신호 수신 장치(7I)를 이용한 클록 생성부를 통신칩(8000)과는 별도로 구비한 양태이다. 도시하지 않지만, 송신측과 수신측의 한쪽이 기준 신호 수신 장치(7I)를 이용한 클록 생성부를 통신칩(8000)에 구비한 양태로 하고, 송신측과 수신측의 다른쪽이 기준 신호 수신 장치(7I)를 이용한 클록 생성부를 통신칩(8000)과는 별도로 구비한 상태로 하여도 좋다. 변조 방식으로서는 BPSK를 채용하는 것으로 한다. 클록 생성부를 통신칩에 내장하는지의 여부의 차이만이기 때문에, 이하에서는, 클록 생성부를 통신칩(8000)에 내장한 제 1 예로 설명한다.

또한, 기기 내(몸체 내)의 신호 전송에의 적용으로 하는 경우에는, 송신칩(8001), 수신칩(8002) 등의 각 부분(바람직하게는 기준 신호 송신 장치(5I)도)을 동일한 몸체 내에 수용한다. 그리고, 몸체 내에서, 제 1의 신호 처리부의 한 예인 부호 확산 처리부(8200)와 제 2의 신호 처리부의 한 예인 부호 역확산 처리부(8500) 사이에서, 무선에 의한 전송을 가능하게 하는 무선 신호 전송로를 형성한다. 또한, 기기 사이의 신호 전송에의 적용으로 하는 경우에는, 송신칩(8001)을 제 1의 전자기기의 몸체 내에 수용하고, 수신칩(8002)을 제 2의 전자기기의 몸체 내에 수용한다. 바람직하게는, 기준 신호 송신 장치(5I)를 제 1의 전자기기와 제 2의 전자기기의 어느 하나의 몸체 내에 수용한다. 그리고, 제 1의 전자기기와 제 2의 전자기기가 정하여진 위치에 배치된 때, 제 1의 신호 처리부의 한 예인 부호 확산 처리부(8200)와 제 2의 신호 처리부의 한 예인 부호 역확산 처리부(8500) 사이에서, 무선에 의한 전송을 가능하게 하는 무선 신호 전송로를 형성한다.

기준 신호(REFCLK)가 필요한 송신칩(8001)(TX)과 수신칩(8002)(RX), 및 그 전후에 구비된 데이터 인터페이스부(8100)와 데이터 인터페이스부(8600)로 신호 전송 장치(1I)의 기본이 구성된다. 송신칩(8001)에는, 부호 확산 처리부(8200)와 변조 기능부(8300)가 마련되어 있다. 수신칩(8002)에는, 복조 기능부(8400)와 부호 역확산 처리부(8500)가 마련되어 있다. 부호 확산 처리부(8200)와 부호 역확산 처리부(8500)의 각각에는, 후술하는 클록 생성부에서, 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)가 기준 신호(REFCLK)로서 공급되도록 되어 있다. 본 구성에서는, 후술하는 바와 같이, 클록 생성부로서 기준 신호 수신 장치(7I)를 이용한다.

[데이터 인터페이스부 : 송신측]

송신측의 데이터 인터페이스부(8100)는, 제 1의 데이터열(x1)과 제 2의 데이터열(x2)의 공급을 받아, 각각을 송신칩(8001)(특히 부호 확산 처리부(8200))에 건네준다. 예를 들면, 1.25기가비트/초(Gbps)의 데이터가 데이터 인터페이스부(8100)를 통하여 부호 확산 처리부(8200)에 공급된다.

[부호 확산 처리부]

송신측의 부호 확산 처리부(8200)는, 도시하지 않은 기준 신호 수신 장치(7I)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)를 사용하여, 서로 직교하는 2개의 확산 부호열을, 2개의 데이터열(x1) 및 데이터열(x2)에 곱하여, 그들을 가산하여 변조 기능부(8300)에 건네준다.

[변조 기능부]

전송 대상의 신호(베이스밴드 신호 : 예를 들면 12비트의 화상 신호)는 도시하지 않은 신호 생성부에 의해, 고속의 시리얼·데이터 계열로 변환되어 변조 기능부(8300)에 공급된다. 변조 기능부(8300)는, 체배 기준 신호(CLK2)(저주파 기준 신호)에 의거하여 신호 처리를 행하는 신호 처리부의 한 예이고, 패럴렐 시리얼 변환부로부터의 신호를 변조 신호로 하여, 미리 정하여진 변조 방식에 따라 밀리파대의 신호로 변조한다.

변조 기능부(8300)로서는, 변조 방식에 응하여 다양한 회로 구성을 취할 수 있지만, 예를 들면, 2입력형의 주파수 혼합부(8302)(주파수 변환부, 믹서 회로, 승산기 등이러고도 칭한다)와 송신측 국부 발진부(8304)(제 1의 반송 신호 생성부)를 구비한 구성을 채용하면 좋다. 주파수 혼합부(8302)는, 부호 확산 처리부(8200)로부터 출력된 신호를 송신측 국부 발진부(8304)에서 생성된 반송 신호(Lo_TX)로 변조한다.

송신측 국부 발진부(8304)는, 변조에 이용하는 반송 신호(Lo_TX)(변조 반송 신호)를 생성한다. 송신측 국부 발진부(8304)는, 기준 신호 재생부에 의해 생성된 체배 기준 신호(CLK2)와 동기한 보다 높은 주파수의 반송 신호(제 2의 고주파 기준 신호의 한 예)를 생성하는 제 2의 고주파 기준 신호 출력부의 한 예이다. 송신측 국부 발진부(8304)는, 체배 기준 신호(CLK2_TX)에 의거하여 반송 신호(Lo_TX)를 생성하는 것이면 좋고, 여러가지의 회로 구성을 취할 수 있지만, 예를 들면, PLL이나 DLL 등으로 구성하는 것이 알맞다.

주파수 혼합부(8302)는, 패럴렐 시리얼 변환부로부터의 신호로 송신측 국부 발진부(8304)가 발생하는 밀리파대의 반송 신호(Lo_TX)와 승산(변조)하여 밀리파대의 전송 신호(피변조 신호)를 생성하고 증폭부(8360)에 공급한다. 전송 신호는 증폭부(8360)에서 증폭되어 송신 안테나(8380)로부터 밀리파대의 무선 신호(Sm)로서 방사된다.

[복조 기능부]

복조 기능부(8400)는, 송신측의 변조 방식에 응한 범위에서 다양한 회로 구성을 채용할 수 있지만, 적어도, 변조 기능부(8300)의 변조 방식과 대응하는 것이 채용된다. 복조 기능부(8400)는, 체배 기준 신호(CLK2)(저주파 기준 신호)에 의거하여 신호 처리를 행하는 신호 처리부의 한 예이다. 복조 기능부(8400)는, 예를 들면 2입력형의 주파수 혼합부(8402)와 수신측 국부 발진부(8404)(제 2의 반송 신호 생성부)를 구비하고, 안테나(8236)에서 수신된 수신 신호로부터 이른바 동기 검파 방식에 의해 신호 복조를 행한다.

주파수 혼합부(8402)는, 증폭부(8460)로부터 출력된 신호를 수신측 국부 발진부(8404)에서 생성된 반송 신호(Lo_RX)로 복조한다. 도시하지 않지만, 주파수 혼합부(8402)의 후단에 예를 들면 저역 통과 필터(LPF)를 마련하여 승산 출력에 포함되는 고조파 성분을 제거하면 좋다. 동기 검파 방식에서는, 반송파를 주파수 혼합부(8402)와는 별도의 수신측 국부 발진부(8404)에서 재생하고, 재생 반송파를 이용하여 복조를 행한다. 동기 검파를 사용한 통신에서는, 송수신의 반송 신호는, 주파수 동기 및 위상 동기가 취하여져 있을 것이 필요하다.

수신측 국부 발진부(8404)는, 기준 신호 재생부에 의해 생성된 체배 기준 신호(CLK2)와 동기한 보다 높은 주파수의 반송 신호(제 2의 고주파 기준 신호의 한 예)를 생성하는 제 2의 고주파 기준 신호 출력부의 한 예이다. 수신측 국부 발진부(8404)는, 체배 기준 신호(CLK2_RX)에 의거하여 반송 신호를 생성하는 것이면 좋고, 여러가지의 회로 구성을 취할 수 있지만, 예를 들면, PLL이나 DLL 등으로 구성하는 것이 알맞다.

[부호 역확산 처리부]

수신측의 부호 역확산 처리부(8500)는, 도시하지 않은 기준 신호 수신 장치(7I)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)를 사용하고, 기지의 확산 부호열을 사용하여, 복조 기능부(8400)에서 복조된 수신 신호(베이스밴드 신호)중의 확산 부호열의 타이밍을 검출하고, 수신 신호에 확산 부호열을 곱하여 적분함으로써 역확산을 행하여 데이터 인터페이스부(8600)에 건네준다. 이 때문에, 확산 부호 방식에서는, 부호의 동기 기구가 필요하다.

[데이터 인터페이스부 : 수신측]

수신측의 데이터 인터페이스부(8600)는, 수신칩(8002)(부호 역확산 처리부(8500))으로부터 제 1의 데이터열(D1)과 제 2의 데이터열(D2)의 공급을 받고, 각각을 후단 회로에 건네준다. 예를 들면, 부호 확산 처리부(8500)로부터 공급되는 1.25기가비트/초(Gbps)의 데이터가 데이터 인터페이스부(8600)를 통하여 후단에 전달된다.

[송신측]

송신칩(8001)에서, 부호 확산 처리부(8200)는, 데이터열(x1)과 대응하여 확산 부호열 발생부(8212)와 확산 처리부(8214)를 가지며, 데이터열(x2)과 대응하여 확산 부호열 발생부(8222)와 확산 처리부(8224)를 가지며, 또한 가산부(8230)를 갖는다. 또한, 송신칩(8001)은, 기준 신호 수신 장치(7I)를 이용한 클록 생성부(7002)(제 1의 클록 생성부의 한 예)를 구비하고 있다. 클록 생성부(7002)는, 증폭부(7202)(증폭부(7200)와 대응)와, 슈미트 트리거(7402)(기준 신호 재생부의 한 예)와, 클록 발생부(7502)(체배 기준 신호 출력부의 한 예와 대응)를 갖는다.

슈미트 트리거(7402)는, 2치(値) 데이터로서의 기준 클록(심볼 주기 신호(Sig1))을 취득한 2치화부의 기능을 구비하고 있다. 구체적으로는, 슈미트 트리거(7402)는, 증폭부(7202)에서 증폭된 기준 신호(CLK0)(기준 신호(J1)를 기초로 하는 것)를 파형 정형하여 주기(Tsym)의 심볼 주기 신호(Sig1)를 취득하고, 심볼 주기 신호(Sig1)를 데이터 인터페이스부(8100), 확산 부호열 발생부(8212), 확산 부호열 발생부(8222)에 공급한다.

클록 발생부(7502)는, 슈미트 트리거(7402)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)에 동기하는 주기(Tchip)의 기준 클록(확산 부호 레이트 신호(Sig2))을 발생하고, 확산 부호 레이트 신호(Sig2)를, 확산 처리부(8214)와 확산 처리부(8224)에 공급한다. 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)의 주파수 관계는, Tsym=SF×Tchip이다. 클록 생성부(7002)측에서 생성된 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)는, 확산 부호 방식의 무선 통신 처리에 관한 제 1의 신호 처리(부호 확산 처리)용의 제 1의 기준 클록의 한 예이다.

데이터 인터페이스부(8100)는, 데이터열(x1)과 데이터열(x2)을, 심볼 주기 신호(Sig1)에 동기하여, 부호 확산 처리부(8200)에 출력한다.

확산 부호열 발생부(8212)는, 클록 생성부(7002)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)에 의거하여, 클록 주기와 부호열 주기가 같은 확산 부호(F1)를 확산 처리부(8214)에 출력한다. 확산 처리부(8214)는, 데이터 인터페이스부(8100)를 통하여 심볼 주기 신호(Sig1)에 동기하여 공급되는 데이터열(x1)과 확산 부호열 발생부(8212)로부터 공급되는 확산 부호(F1)를 곱함으로써 부호 확산을 행하여 처리가 끝난 데이터를 가산부(8230)에 공급한다. 마찬가지로, 확산 부호열 발생부(8222)는, 클록 생성부(7002)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)에 의거하여 클록 주기와 부호열 주기가 같은 확산 부호(F2)를 확산 처리부(8224)에 출력한다. 확산 처리부(8224)는, 데이터 인터페이스부(8100)를 통하여 심볼 주기 신호(Sig1)에 동기하여 공급되는 데이터열(x2)과 확산 부호열 발생부(8222)로부터 공급되는 확산 부호(F2)를 곱함으로써 부호 확산을 행하여 처리가 끝난 데이터를 가산부(8230)에 공급한다.

[수신측]

수신칩(8002)에서, 부호 역확산 처리부(8500)는, 재생되는 데이터열(D1)과 대응하여 확산 부호열 발생부(8512)와 역확산 처리부(8514)를 가지며, 재생되는 데이터열(D2)과 대응하여 확산 부호열 발생부(8522)와 역확산 처리부(8524)를 갖는다. 수신칩(8002)은, 기준 신호 수신 장치(7I)를 이용한 클록 생성부(7004)(제 2의 클록 생성부의 한 예)를 구비하고 있다. 클록 생성부(7004)는, 증폭부(7204)(증폭부(7200)와 대응)와, 위상 보정 회로로서 기능하는 이상부(7404)(기준 신호 재생부의 한 예)와, 클록 발생부(7504)(체배 기준 신호 출력부의 한 예)를 갖는다.

클록 발생부(7504)는, 이상부(7404)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)에 동기하는 주기(Tchip)의 기준 클록(확산 부호 레이트 신호(Sig2))을 발생하고, 확산 부호 레이트 신호(Sig2)를 역확산 처리부(8514)와 역확산 처리부(8524)에 공급한다. 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)의 주파수 관계는 Tsym=SF×Tchip이다. 클록 생성부(7004)측에서 생성되는 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)는, 확산 부호 방식의 무선 통신 처리에 관한 제 2의 신호 처리(부호 역확산 처리)용의 제 2의 기준 클록의 한 예이다.

확산 부호열 발생부(8512)는, 클록 생성부(7004)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)에 의거하여, 클록 주기와 부호열 주기가 같은 확산 부호(F3)를 역확산 처리부(8514)에 출력한다. 역확산 처리부(8514)는, 복조 기능부(8400)에서 복조된 베이스밴드와 확산 부호열 발생부(8512)로부터 공급되는 확산 부호(F3)를 곱함으로써 부호 역확산을 행하여 처리가 끝난 데이터를 데이터 인터페이스부(8600)에 공급한다. 마찬가지로, 확산 부호열 발생부(8522)는, 클록 생성부(7004)로부터 공급되는 심볼 주기 신호(Sig1)와 확산 부호 레이트 신호(Sig2)에 의거하여, 클록 주기와 부호열 주기가 같은 확산 부호(F4)를 역확산 처리부(8524)에 출력한다. 역확산 처리부(8524)는, 복조 기능부(8400)에서 복조된 베이스밴드와 확산 부호열 발생부(8522)로부터 공급되는 확산 부호(F4)를 곱함으로써 부호 역확산을 행하고, 처리가 끝난 데이터를 데이터 인터페이스부(8600)에 공급한다.

데이터 인터페이스부(8600)는, 역확산 처리부(8514)와 역확산 처리부(8524)로부터 공급되는 역확산 처리가 끝난 데이터를, 각각 데이터열(D1)이나 데이터열(D2)로서, 심볼 주기 신호(Sig1)에 동기하여 출력한다.

도시를 생략하지만, 확산 부호열 발생부(8212), 확산 부호열 발생부(8222), 확산 부호열 발생부(8512), 확산 부호열 발생부(8522)는, 확산 부호열(a{a₀, a₁, a₂, … a_{N -1}})의 각 값(a_i)을 기억한 복수의 레지스터와, 기준 클록(여기서는 심볼 주기 신호(Sig1))을 미리 정하여진 값(여기서는 SF)으로 주파수 체배하는 체배부와, 선택부(셀렉터)를 갖는 구성으로 하면 좋다. 선택부의 각 입력단에는, 레지스터로부터 확산 부호열(a{a₀, a₁, a₂, … a_N-1})의 각 값(a_i)이 입력된다. 선택부의 제어 입력단에는, 체배부의 출력 신호가 출력 전환 신호로서 공급된다. 체배부는, 예를 들면, 1.25기가헤르츠(GHz)의 심볼 주기 신호(Sig1)를 4체배하여 5기가헤르츠의 출력 전환 신호를 생성하고, 선택부(8806)의 제어 입력단에 공급한다. 선택부는, 체배부로부터의 출력 전환 신호에 의거하여, 레지스터로부터의 확산 부호열(a{a₀, a₁, a₂, … a_N-1})의 각 값(a_i)의 어느 하나를 순번대로 선택하여 출력함으로써, 클록 주기(심볼 주기(Tsym))와 부호열 주기가 동일이루어지는 확산 부호(F@)(@는 1, 2, 3, 4)를 출력한다.

신호 전송 장치(1I)에서는, 예를 들면, 확산율(SF)=4, 칩 레이트 5기가chip/초(Gchip/s), 변조 방식을 BPSK로 한다. 따라서 전송 대상 데이터의 전송 속도는 1.25기가비트/초이다. 기준 신호 송신 장치(5)는, 심볼 주기 신호(Sig1)와 같은 1.25기가헤르츠의 기준 신호(CLK0)(기준 신호(J1)에 상당)를 송신한다. 데이터 인터페이스부(8100), 송신칩(8001), 수신칩(8002), 데이터 인터페이스부(8600)의 각각은 기준 신호 송신 장치(5)로부터 송신된 기준 신호(CLK0)에 동기하여 동작한다.

예를 들면, 송신측에서는, 기준 신호(CLK0)를 수신하고, 증폭부(7202)로 증폭한 후에 슈미트 트리거(7402)에서 파형 정형하여 주기(Tsym)의 심볼 주기 신호(Sig1)를 얻는다. 또한 이것에 동기하여 클록 발생부(7502)에서 주기(Tchip)의 확산 부호 레이트 신호(Sig2)를 발생한다. 수신측도 마찬가지로 기준 클록(심볼 주기 신호(Sig1)및 확산 부호 레이트 신호(Sig2))을 수신하지만, 그 위상을 이상부(7404)로 조정할 수 있다.

데이터 인터페이스부(8100)는, 심볼 주기 신호(Sig1)에 동기하여 데이터열(x1)과 데이터열(x2)을 출력한다. 확산 처리부(8214)와 확산 처리부(8224)는 클록 주기와 부호열 주기가 같은 확산 부호(F1)나 확산 부호(F2)를 동기하여 출력한다. 확산 처리부(8214)와 확산 처리부(8224)는, 데이터열(D1)이나 데이터열(D2)에, 각각 대응하는 확산 부호(F1) 또는 확산 부호(F2)를 각각 곱함으로써 확산한다. 그 후, 변조 기능부(8300)에서 소정 주파수(예를 들면 60기가헤르츠)로 주파수 변환하여 송출한다.

수신칩(8002)은, 송신칩(8001)으로부터 송신된 무선 신호를 수신하고, 복조 기능부(8400)에서 베이스밴드로 변환하고, 부호 역확산 처리부(8500)(의역 확산 처리부(8514)나 역확산 처리부(8524))에서 역확산한다. 이 때의 확산 부호열의 타이밍은 기준 신호 송신 장치(5)로부터 송신칩(8001)이나 수신칩(8002)까지의 신호의 전반 지연으로 정하여지기 때문에, 이것을 이상부(7404)가 보정한다.

[실시예 9의 작용 효과]

무선 신호를 사용하여 신호 전송을 행함에 있어서는, 복수의 신호를 다중화하여 전송하여도 좋다. 그 한 예로서 예를 들면, 서로 직교하는 부호열을 데이터열에 곱하여 가산 다중하고 전송하는 부호분할 다중이 알려져 있다. 부호분할 다중 방식은, 단일의 반송파에 복수의 데이터열을 다중할 수 있다는 특징이 있다. 예를 들면, 부호분할 다중 방식을 적용하여 밀리파를 사용한 무선 전송 장치를 실현함으로써, 고속 데이터 전송을 실현할 수 있다. 특히 이와 같은 장치를 기기 내의 통신에 사용한 경우(칩 사이, 기판 사이, 모듈 사이 등), 도체에 의한 전송로가 불필요하고, 기판 등의 배치의 자유도 향상, 실장 비용 저감, LVDS 등에서 현저한 EMI 문제도 저감할 수 있다. 플렉시블 기판은 커넥터부의 신뢰성이 문제로 되어 있지만, 무선 전송으로 치환함으로써 신뢰성을 향상할 수 있다.

기기 내나 기기 사이에서는, 전송 레이트나 데이터 폭이 다른 복수의 신호가 통신 회로 사이에 전송되고 있다. 이들을 다중하는 방법으로서는, 크게는, 주파수분할 다중, 시간분할 다중, 공간분할 다중, 그리고, 부호분할 다중의 4개의 수법을 들 수 있다. 여기서, 기기 내나 기기 사이의 전송 장치에서는, 이들 4개의 다중 방식을 하나 또는 어느 복수를 병용하여도 좋다.

주파수분할 다중은, 반송파 주파수를 바꾸어서 복수의 데이터를 전송하는 방식이고, 반송파 주파수가 다른 송신기와 수신기를 복수 준비할 필요가 있다. 시간분할 다중은, 복수의 데이터의 송출 타이밍을 바꾸어서 전송하는 방식이고, 각각의 데이터의 송출 타이밍을 정의하는 기구가 송신기와 수신기의 쌍방에 필요하다. 공간분할 다중은, 복수의 데이터를, 아이솔레이션을 취할 수 있는 복수의 전반로를 통하여 전송하는 방식이고, 예를 들면, 복수의 전송 선로를 준비하는 것과 안테나의 지향성을 사용하는 것을 들 수 있다. 부호분할 다중은, 전술한 바와 같이, 서로 직교한 부호열을 데이터열에 곱하여 가산 다중하여 전송하는 방식이고, 전송 레이트가 다른 데이터열도 다중하는 것이 가능하지만, 확산 부호의 동기 기구가 필요하다. 실시예 9를 채용하지 않는 종전의 확산 부호 방식의 수신기에서는, 매치드 필터 등을 사용하여 있지만, 수신기는 복잡하게 되고, 소비 전력이나 회로 규모의 점에서 난점이 있다.

한편, 실시예 9의 신호 전송 장치(1I)는, 송수신기로 구성된 통신 장치(8I)에, 기준 신호 송신 장치(5I) 및 기준 신호 수신 장치(7I)를 구비하는 기준 신호 전송 장치(3I)를 부가하여 전체 장치를 구축하고 있다. 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출된 기준 클록은 송신기로서의 송신칩(8001)에 공급되고, 부호 확산 처리부(8200)의 확산 부호열 발생부(8212)와 확산 부호열 발생부(8222)에 입력된다. 수신측도 마찬가지로, 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출된 심볼 주기 신호(Sig1) 및 확산 부호 레이트 신호(Sig2)의 기준이 되는 기준 클록은 수신기로서의 수신칩(8002)에 공급되고, 부호 역확산 처리부(8500)의 확산 부호열 발생부(8512)와 확산 부호열 발생부(8522)에 입력된다.

이에 의해, 송수신기가 취급하는 확산 부호는, 심볼 주기 신호(Sig1)의 일주기에 동기한다. 따라서 수신기에는, 매치드 필터 등 역확산을 위한 부호의 타이밍 검출 회로는 불필요하게 된다. 즉, 심볼 주기 신호(Sig1)나 확산 부호 레이트 신호(Sig2)의 기준이 되는 기준 클록을 기준 신호 전송 장치(3)의 기준 신호 송신 장치(5)로부터 송신하고, 그것을 송신기와 수신기에서 수신하고 확산 부호열을 동기시킴으로써, 수신기의 동기 기구가 간략화된다. 이에 의해, 소비 전력이나 회로 사이즈를 억제할 수 있다. 예를 들면, 기기 내 전송에 부호분할 다중 방식이 사용될 수 있기 때문에, 데이터 레이트가 다른 복수의 데이터열이라도 다중할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 실시예 9의 신호 전송 장치(1I)는, 제 2 설정치 처리부(7200I)를 구비한다. 제 2 설정치 처리부(7200I)는, 제 2 입출력 인터페이스부(7270), 제 2 설정치 기억부(7230), 및, 제 2 동작 제어부(7250)를 갖는다. 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송신기(특히 송신칩(8001))나 수신기(특히 수신칩(8002))까지의 신호의 전반 지연 등의 통신 환경 특성에 의거하여 규정된 미리 정하여진 보정량의 설정치가, 제 2 입출력 인터페이스부(7270)를 통하여 미리 제 2 설정치 기억부(7230)에 기억된다. 제 2 동작 제어부(7250)는, 그 기억된 보정량의 설정치를 이상부(7404)에 통지(설정)한다.

이상부(7404)는, 2치 데이터로서의 기준 클록(심볼 주기 신호(Sig1))을 취득하는 2치화부의 기능과, 취득한 심볼 주기 신호(Sig1)의 위상을 보정하는 위상 보정부의 기능을 구비하고 있다. 구체적으로는, 이상부(7404)의 2치화부는, 증폭부(7204)에서 증폭된 기준 신호(CLK0)를 파형 정형하고, 주기(Tsym)의 심볼 주기 신호(Sig1)를 취득하고, 심볼 주기 신호(Sig1)를, 확산 부호열 발생부(8512), 확산 부호열 발생부(8522), 데이터 인터페이스부(8600)에 공급한다. 이 때 이상부(7404)의 위상 보정부는, 제 2 동작 제어부(7250)로부터 통지된 보정량에 따라 위상 보정을 행한다. 즉, 이상부(7404)는, 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송신기(특히 송신칩(8001))이나 수신기(특히 수신칩(8002))까지의 신호의 전반 지연 등의 통신 환경 특성에 의거하여 규정되는 미리 정하여진 보정량에 따라 위상 보정을 행한다. 통신 환경 특성을 항상 감시하여 그 결과에 의거하여 위상 보정하는 기구가 아니기 때문에, 회로 규모를 작게 할 수 있고, 또한, 소비 전력을 작게 할 수 있다.

[실시예 9의 변형예]

변형예로서, 도시하지 않지만 예를 들면, 제 2의 데이터열(x2)에 대신하여 기준 클록의 공급을 받아서, 그것을 송신칩(8001)에 공급하여도 좋다. 통신 장치(8I)(신호 전송 장치(1I), 기준 신호 전송 장치(3I))는, 송신측이나 수신측의 어느 한쪽의 통신 장치(2I)에 기준 신호 송신 장치(5I)를 마련하고, 그 통신 장치(2I)에서 사용하고 있는 발진기(기준 발진기, 국부 발진 회로 등)에서 생성되는 신호를, 다른 통신 장치(2I)에 송출하는 기준 클록(기준 신호(J1)에 상당)으로서 이용하는 형태가 된다. 데이터(전송 대상 신호)와 함께 클록도 전송하는 신호 전송 장치에 적용하는 경우에 알맞는 사례이다. 이 경우, 기준 신호 송신 장치(5I)는 특히 기준 신호(J1)를 생성하는 기능을 구비하지 않아도 좋고, 단지, 기준 신호를 출력하는 기준 신호 출력부로서 기능하게 된다. 전술한 실시예 9보다도 간이한 장치를 실현할 수 있다.

예를 들면, 송신측의 통신 장치(2I)의 송신칩(8001)에는, 송신하려고 하는 데이터열과 그것에 동기한 기준 클록(동기 클록)을 입력한다. 이 경우, 기준 신호 송신 장치(5I)에, 입력된 동기 클록을 그대로 전송하고, 기준 신호 송신 장치(5I)는 그 동기 클록을 송출한다. 전술한 실시예 9와의 대비에서는, 송신칩(8001)은 클록 생성부(7002) 이외의 부분을 구비하고, 수신칩(8002)은 클록 생성부(7004) 이외의 부분을 구비하는 것으로 한다. 기준 신호 수신 장치(7I)는 클록 생성부(7004)와 동일한 구성이라고 한다. 이 경우, 송신칩(8001)은, 동기 클록을 사용하여 확산 부호열은 동기함과 함께, 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 동기 클록을 무선 송출한다. 수신측의 통신 장치(2I)에서는, 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출된 동기 클록을 수신하고, 수신칩(8002)은, 실시예 9의 복조 기능부(8400)와 부호 역확산 처리부(8500)를 구비하고, 기준 신호 수신 장치(7I)에서 생성된 동기 클록에 의거하여 역확산 처리를 행한다. 데이터 인터페이스부(8600)에는, 부호 역확산 처리부(8500)로부터의 신호와 기준 신호 수신 장치(7I)로부터의 클록을 공급한다.

다른 변형예로서는, 전술한 실시예 9를 베이스로, 송신측과 수신측의 적어도 한쪽(어느 한쪽 또는 양쪽, 바람직하게는 양쪽)의 국부 발진 회로(송신측 국부 발진부(8304), 수신측 국부 발진부(8404))에서 생성하는 반송 신호도, 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출된 기준 신호(J1)에 동기시키는 구성으로 한다. 즉, 국부 발진기를 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출되는 기준 신호(J1)에 동기시키는 방법이다. 이 동기 처리시에는, 주입 동기 방식을 적용하는 것이 바람직하다.

전술한 실시예 9에서는, 확산 부호열의 칩 레이트와의 타이밍 동기에 관해 설명하였지만, 부호분할 다중 방식에서는, 반송파 주파수 동기도 취하는 것이 바람직하다. 실시예 9에서는, 수신측에서는 일반적인 수법에 의해 반송 신호의 동기를 취하는 것을 전제로 설명하였지만, 이 변형예에서는, 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출되는 기준 신호(J1)를 기초로 동기 처리를 행한다. 이 예에서는, 송신측과 수신측의 쌍방의 통신 장치(2I)에서, 국부 발진기를 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출되는 기준 신호(J1)에 동기시킨다. 기준 신호 송신 장치(5I)로부터 송출된 기준 신호(J1)에 의거하여 송신측의 클록 생성부(7002)(슈미트 트리거(7402))나 수신측의 클록 생성부(7004)(이상부(7404))에서 심볼 주기 신호(Sig1)가 생성되는데, 이것을 각 국부 발진 회로(예를 들면 PLL 구성이나 주입 동기 구성의 것)의 기준 클록으로서 사용한다.

실시예 10

도 36 및 도 37은, 실시예 10을 설명하는 도면이다. 여기서, 도 36은, 실시예 10을 적용한 신호 전송 장치(1J)의 전체 개요를 도시하는 도면이다. 도 37은 송신측(Tx) 및 수신측(Rx)의 반송파에 대한 주파수 어긋남을 설명한 주파수 진폭 특성예를 도시하는 도면이다. 상세하게는, 도 37의 (A)는 실시예 10을 적용하지 않는 비교예를 설명하는 도면이고, 도 37의 (B)는 실시예 10의 제 1 기본예를 설명하는 도면이고, 도 37의 (C)는 실시예 10의 제 2 기본예를 설명하는 도면이다.

실시예 10은, 전송 데이터의 고속화 대응을 도모할 때에 파라미터 설정의 고정화를 적용한다. 우선, 송신 계통과 수신 계통의 각각에 관해서는 실체적인 전송 대역을 넓히지 않고서 광대역 전송을 가능하게 하는 경우에, 그 전송 데이터의 고속화를 위한 동작 설정을 제 1 설정치 처리부(7100J)나 제 2 설정치 처리부(7200J)에서 행한다. 전송 데이터의 고속화를 위해, 송신계나 수신계의 대역폭을 넓히거나 반송 주파수의 사용 대역을 파장보다 짧은 대역으로 설정하는 것은, 장치 구성상 한계가 나온다. 송신계나 수신계의 대역폭을 넓히거나 반송 주파수의 사용 대역을 변경하거나 하지 않고서, 전송 데이터의 고속화를 실현하는 수법이 요구되는데, 그 요구에 응하여지지 않는 실정(實情)이고, 실시예 10은 그 대책 수법을 제공한다.

이 실시예 10의 수법은, 실시예 10을 적용하지 않는 경우와 같은 대역폭을 갖는 송수신 사이의 전송 특성(통합 통신 특성)에서, 그 대역의 중심에 대해 반송 주파수(반송파 주파수)를 비켜 놓음으로써, 고속 전송을 실현한다. 환언하면, 반송 주파수에 대한 송수신 사이의 전송 주파수 특성의 비대칭성을 이용하여 광대역 전송에 대응하는 것이다. 송수신 사이의 전송 주파수 특성의 대역 중심에 대해 반송 주파수를 비켜 놓는 수법으로서는, Tx(송신) 대역과 Rx(수신) 대역의 어느 한쪽만을 반송 주파수에 대해 시프트하는 제 1의 주파수 시프트 수법과, Tx 대역과 Rx 대역의 쌍방을 반송 주파수에 대해 같은 방향으로 시프트하는 제 2의 주파수 시프트 수법이 있다. 어떤 경우에도, Tx 계통과 Rx 계통의 주파수 특성을 반송파(캐리어)에 대해 비켜 놓음으로써, 광대역 전송이 가능해진다. 실시예 10을 적용하지 않는 경우와 같은 대역폭을 갖는 송신부와 수신부의 조합에 비하여, 넓은 신호 대역을 얻을 수 있고, 고속 전송이 가능하다. 한정된 대역으로 고(高)데이터 레이트를 실현하기 위한 수법으로서 극히 효과적인 수법이라고 말할 수 있다. 이하에서는, 이와 같은 실시예 10의 수법을 단지 「주파수 시프트 방식」이라고 칭한다.

도 36에 도시하는 바와 같이, 송신측에는, 변조 처리시의 반송 주파수를 규정하는 기능부인 변조 기능부(8300)(예를 들면 변조 기능부(8300A))의 동작(특히 송신측 국부 발진부(8304)의 반송 신호의 출력 동작)을 제어하는 제 1 설정치 처리부(7100J)를 구비한다. 변조 기능부(8300A)는 신호 처리부의 한 예이고, 송신측 국부 발진부(8304)는 변조용의 반송 신호를 생성하는 제 1의 반송 신호 생성부의 한 예이고, 주파수 혼합부(8302)는 전송 대상 신호를 제 1의 반송 신호 생성부(송신측 국부 발진부(8304))에서 생성된 변조용의 반송 신호로 주파수 변환하여 전송 신호를 생성하는 제 1의 주파수 변환부의 한 예이다. 제 1 설정치 처리부(7100J)는, 전송 특성의 대역 중심에 대한 반송 신호의 주파수의 어긋남량을 규정하기 위한 설정치를 신호 처리부의 한 예인 변조 기능부(8300)(상세하게는 송신측 국부 발진부(8304))에 입력한다. 제 1 설정치 처리부(7100J)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 1 입출력 인터페이스부(7170)에 대신하여 제 1 설정치 결정부(7110)를 구비하여도 좋다.

수신측에는, 복조 처리시의 반송 주파수를 규정하는 기능부인 복조 기능부(8400)(예를 들면 복조 기능부(8400A))의 동작(특히 수신측 국부 발진부(8404)의 반송 신호의 출력 동작)을 제어하는 제 2 설정치 처리부(7200J)를 구비한다. 복조 기능부(8400A)는, 신호 처리부의 한 예이고, 반송파 재생부(8403)는 복조용의 반송 신호를 생성하는 제 2의 반송 신호 생성부의 한 예이고, 주파수 혼합부(8402)는 수신한 전송 신호를 제 2의 반송 신호 생성부(반송파 재생부(8403))에서 생성된 복조용의 반송 신호로 주파수 변환하는 제 2의 주파수 변환부의 한 예이다. 제 2 설정치 처리부(7200J)는, 전송 특성의 대역 중심에 대한 반송 신호의 주파수의 어긋남량을 규정하기 위한 설정치를 신호 처리부의 한 예인 복조 기능부(8400)(상세하게는 반송파 재생부(8403))에 입력한다. 제 2 설정치 처리부(7200J)는, 제 2의 기본구성의 것을 채용하고 있지만, 제 1의 기본구성과 같이, 제 2 입출력 인터페이스부(7270)에 대신하여 제 2 설정치 결정부(7210)를 구비하여도 좋다. 실시예 10에서는, 수신측(즉 복조 기능부(8400A))은 동기 검파 방식을 채용한다. 동기 검파 방식을 기본으로 하는 것이면 좋고, 주입 동기를 이용하는 것도 포함한다.

또한, 이 예에서는, 변조용의 반송 신호와 복조용의 반송 신호의 쌍방을, 송수신 사이의 전송 특성의 대역 중심에 대해 어긋나게 설정 가능하도록(즉 제 2의 주파수 시프트 수법을 적용 가능하도록), 송신측과 수신측의 쌍방에 설정치 처리부를 마련하고 있지만, 이것은 필수가 아니다. 변조용의 반송 신호와 복조용의 반송 신호의 적어도 한쪽을, 송수신 사이의 전송 특성의 대역 중심에 대해 어긋나도록 설정하는 것이면 좋고, 제 1의 주파수 시프트 수법을 적용하는 경우에는, Tx 대역과 Rx 대역의 어느 한쪽의 중심을 반송 주파수에 일치시키고, Tx 대역과 Rx 대역의 다른쪽만을 반송 주파수에 대해 시프트시키면 좋다. 예를 들면, Tx 대역만을 반송 주파수에 대해 시프트시킬 때에는 제 1 설정치 처리부(7100J)만을 마련하면 좋고, Rx 대역만을 반송 주파수에 대해 시프트시킬 때에는 제 2 설정치 처리부(7200J)만을 마련하면 좋다.

밀리파대 또는 그 전후의 파장대를 이용한 기기 내나 기기 사이의 무선 전송의 경우, 예를 들면 반사가 존재하고 있어도 고정의 반사이기 때문에, 수신 대역(복조 주파수 특성의 대역) 및 송신 대역(변조 주파수 특성의 대역), 송신측 및 수신측의 증폭기의 전송 특성, 및 전송 공간의 전송 특성을 포함하는 통합적인 전송 특성은 고정으로 취급하여도 좋다. 따라서, 실시예 10을 적용하지 않는 경우와 같은 대역폭을 갖는 송수신 사이의 전송 특성에 있어서, 그 대역의 중심에 대해 반송 주파수를 전송 특성에 응하여 비켜 놓을 때에, 어긋남량(설정치의 한 예)을 미리 고정하여 둘 수 있다.

반송 주파수의 어긋남량을 설정(결정)할 때에는, 예를 들면, 시뮬레이션 해석 결과를 참조하는 것이 좋다. 시뮬레이션에서는, 우선, 송신칩(송신측의 반도체 칩(103))과 수신칩(수신측의 반도체 칩(203))의 각각에 관해, 진폭 특성의 측정 데이터로부터 주파수 특성을 구한다. 예를 들면, 송신칩의 주파수 특성으로서는 변조 주파수 특성을 측정한다.

구체적으로는, 밀리파 신호 전송로(9)에 의한 영향을 무시하기 위해, 즉 송신칩 단체의 특성을 파악하기 위해, 측정점을 증폭부(8117)의 출력단으로 하고, 일의(一意)적인 반송 주파수의 반송파로 변조 신호를 변조하고, 반송파에 대한 출력 신호의 비(변환 게인=출력 신호/반송파[dB])의 주파수 특성을 측정한다. 또한, 변조 신호(전송 대상 신호)는 패럴렐 시리얼 변환부(8114)의 전단(예를 들면 도 1 등에 도시한 LSI 기능부(104))로부터 공급하면 좋다.

수신칩의 주파수 특성으로서는 변환 이득의 주파수 특성을 측정한다. 구체적으로는, 밀리파 신호 전송로(9)에 의한 영향을 무시하기 위해, 즉 수신칩 단체의 특성을 파악하기 위해, 밀리파 신호(무변조파=RF 입력)의 입력점을 증폭부(8224)의 입력단으로 하고, 일의적인 반송 주파수의 재생 반송파로 밀리파 신호를 복조하고, RF 입력에 대한 복조 출력의 비(변환 게인=복조 출력/RF 입력[dB])의 주파수 특성을 측정한다. 또한, 복조 출력에 포함되는 직류 성분이나 고조파 성분의 영향을 배제하기 쉽게 하기 위해, 측정점을 필터 처리부(8410)의 출력단 등으로 하여도 좋다.

그리고, 구한 양 칩의 각 주파수 특성의 합성(Tx값·Rx값)에 의한 데이터점을, 2차 함수나 3차 함수에 의해, 근사하고, 외삽(보외(補外) : Extrapolation)함으로써, 통합 주파수 특성을 구한다(근사한다). 밀리파 신호 전송로(9)의 주파수 특성이, 전송 대역 범위 내에서는 평탄하면서 무손실이라고 가정하면, 구한 통합 주파수 특성은, 수신계의 신호 입력단(LSI 기능부(104))으로부터 송신계의 신호 출력단(LSI 기능부(204))까지의 통합적인 주파수 특정이라고 생각할 수 있다. 그 후, 근사한 통합 주파수 특성을 베이스밴드측에 반송 주파수의 분만큼 천이(시프트)한다. 이 상태에서, I축 성분(동상 성분)과 Q축 성분(직교 성분)의 임펄스 응답을 시뮬레이션하고, 그 결과로부터 데이터 전송 능력을 고찰한다. 또한, 주파수 특성의 비대칭성과 임펄스 리스폰스의 관계로부터, 전송 데이터의 고속화의 조건을 고찰하여, 주파수 시프트량을 정하면 좋다. 고속 통신을 행하기 위해서는 넓은 대역이 필요하지만, 넓은 대역을 얻는 것이 곤란한 경우도 있다. 그와 같은 경우에도, 실시예 10의 주파수 시프트는 실체적으로는 대역폭을 넓히는 것이 아니기 때문에 효과가 높다. 이 경우의 통합 주파수 특성은 "Tx값·Rx값"으로 나타나고 밀리파 신호 전송로(9)의 전송 특성을 가미하지 않지만, 실제로는, 그 특성도 영향을 받기 때문에, 밀리파 신호 전송로(9)의 전송 특성분을 TRx값으로 한 경우, 전체적인 주파수 특성의 합성은 "Tx값·Rx값·TRx값"으로 하면 좋다.

예를 들면, 도 37의 (A)에 도시하는 바와 같이, 비교예는, 통상의 진폭을 변조하는 경우(예를 들면 일본 특표2005-513866호 공보를 참조)와 마찬가지로, 수신 대역(복조 주파수 특성의 대역) 및 송신 대역(변조 주파수 특성의 대역)에 대해, 중심에 반송 주파수를 설정하는 예이다. 이 경우, 고속 통신을 행하기 위해서는, 넓은 주파수 대역이 필요하다. 그러나, 송신 계통, 전송로(밀리파 신호 전송로(9)와 대응), 수신 계통의 각 주파수 대역을 넓게 하는데는 한도가 있다. 밀리파대를 대신하여 서브밀리파대를 사용하는 등, 반송 주파수의 사용 대역을 파장보다 짧은 대역으로 설정함으로써 전송 데이터의 고속화에 대응하려고 하여도, 무한하게 대응할 수 있는 것이 아니고, 장치 구성상 한계가 나온다.

한편, 도 37의 (B)에 도시하는 실시예 10의 제 1 기본예는, 제 1의 주파수 시프트 수법을 적용함으로써, Rx 대역의 중심은 반송 주파수(ωc)에 일치시키고, Tx 대역만을 반송 주파수(ωc)에 대해 상측으로 시프트한 경우를 나타내고 있다. 도시하지 않지만, Rx 대역의 중심은 반송 주파수(ωc)에 일치시키고, Tx 대역만을 반송 주파수(ωc)에 대해 하측으로 시프트하여도 좋다. 또한, 도시하지 않지만, Tx 대역의 중심은 반송 주파수(ωc)에 일치시키고, Rx 대역만을 반송 주파수(ωc)에 대해 상측 또는 하측으로 시프트하여도 좋다. 실제의 주파수 배치의 설정에 있어서는, 측정 등으로 구한 송신 대역(변조 주파수 특성의 대역)의 중심에 대해, 송신측 국부 발진부(8304)가 사용하는 반송 주파수의 설정을 비켜 놓음으로써 실현한다.

도 37의 (C)에 도시하는 실시예 10의 제 2 기본예는, 제 2의 주파수 시프트 수법을 적용함으로써, Tx 대역과 Rx 대역의 쌍방을 반송 주파수(ωc)에 대해 상측으로 시프트한 경우를 나타내고 있다. 도시하지 않지만, Tx 대역과 Rx 대역의 쌍방을 반송 주파수(ωc)에 대해 하측으로 시프트하여도 좋다. 또한, Tx 대역과 Rx 대역의 반송 주파수(ωc)에 대한 시프트 방향은 동일할 것이 필요하고, 서로 역방향으로 시프트시킨 것에서는 (거의) 효과가 없다. 실제의 주파수 배치의 설정에 있어서는, 측정 등으로 구한 수신 대역(복조 주파수 특성의 대역)의 중심에 대해, 수신측 국부 발진부(8404)가 사용하는 재생 반송파의 주파수(즉 송신측 국부 발진부(8304)가 사용한 반송 주파수)의 설정을 비켜 놓음으로써 실현한다.

[실시예 10의 작용 효과]

실시예 10의 제 1의 주파수 시프트 수법이나 제 2의 주파수 시프트 수법을 적용하여, Tx 대역이나 Rx 대역을 반송 주파수의 중심에 대해 비켜 놓음으로써 광대역 전송이 가능해지는 것은, 다음의 것에 유래한다. 실시예 10의 주파수 시프트를 적용하는 경우, 비대칭성에 의해 허수축 성분이 크게 복조되지만, 동기 검파에 의해 베이스밴드화 하면, 이 허수축 성분의 영향을 억제할 수 있다. 주파수축의 관계로 설명하면, 이른바 폴딩(folding)에 의해, 송신 계통(Tx)와 수신 계통(Rx)의 각각은 실체적인 전송 대역이 넓어지는 일은 없지만, 양자의 합성에 의한 통합적인 주파수 대역이 겉보기상 확대된다. 임펄스 리스폰스의 관계로 설명하면, 허수축 성분의 임펄스 리스폰스(Impulse Responses at Different Phases)는, 펄스 폭이 좁아지기 때문에, 보다 고속의 전송을 할 수 있다. 송신 계통(Tx)과 수신 계통(Rx)의 주파수 특성을 반송파에 대해 비켜 놓음으로써, 송신 계통(Tx)과 수신 계통(Rx)의 각각에 대해서는 실체적인 전송 대역을 넓히지 않고서 광대역 전송이 가능해진다. 단, 동기 검파용의 반송 주파수(국부 발진 주파수)에 대한 허수축 성분이 크다. 즉, 도 37의 (B)에 도시하는 제 1 기본예나 도 37의 (C)에 도시하는 제 2 기본예와 같이 비대칭의 주파수 특성으로 이용한 쪽이, 임펄스의 폭은 좁아지고 고속의 데이터를 보낼 수 있지만, 동기 검파용의 국부 발진기(반송파 재생부(8403))로부터 출력되는 재생 반송파(이른바 국부 발진파, 국발(局發))의 위상 어긋남에는 민감하게 된다.

[참고예와의 비교]

무선 통신의 분야에서는, 고속 신호 전송과 그를 위한 점유 주파수 대역(의 저감)의 양립을 도모하는 것이, 효율적인 장치 구축에 필요한 조건이 된다. 예를 들면, 진폭 변조의 주파수 스펙트럼은, 반송 주파수를 중심으로 하여, 송신 대상 신호의 스펙트럼이 양쪽의 측파대(側波帶)에 보존된다. 반송파 성분을 억압하면서, 양측파대를 그대로 전송하는 방식이 DSB(Double SideBand-Suppressed Carrier : 양측파대) 전송이고, 상측파대와 하측파대의 어느 한쪽만을 전송하는 방식이 SSB(Single Side Band-Suppressed Carrier : 단(單)측파대) 전송이다. DSB 전송은 반송파를 억압하여 전송하는 것이고 전력 효율은 양호하다. 그러나, DSB 전송에서는 반송파를 억압하기 위한 이상적인 대역 통과 필터가 필요해지고, 직류 성분이나 직류 부근의 저주파 성분의 신호 전송이 어려워진다. 통상의 AM 변조는 이에 대응할 수 있지만 넓은 점유 주파수 대역이 필요하다. 또한, DSB 전송은, 통상의 AM 변조와 마찬가지로, 전송 대상 신호의 대역폭에 대해 2배의 대역폭이 필요하다. SSB 전송은, DSB 전송과 마찬가지로 반송파를 억압하여 전송하는 것이고 전력 효율은 양호하다. 또한, SSB 전송은, 전송 대상 신호의 대역폭과 같은 대역폭이면 좋지만, 편측의 측파대만으로 하기 위한 이상적인 대역 통과 필터가 필요해진다.

한편, DSB 전송과 SSB 전송의 중간에 상당하는 방식으로서, VSB(Vestigial SideBand) 전송이 있다. VSB 전송에서는, SSB 전송에서 필요하게 되는 필터의 차단 주파수 특성을 완화하여, 반송 주파수의 부근에서 완화된 차단 특성을 갖는 필터를 통하여 AM 변조된 고주파 신호에서의 소거하는 측파대의 스펙트럼을 조금 잔류시킨 VSB 신호를 전송한다. 수신측에서는, 반송 주파수의 부분에서 점대칭의 차단 특성을 나타내는 VSB 필터를 이용하여 수신한다. 복조은 SSB 방식과 마찬가지로 행하지만, VSB 필터의 위상 특성이 직선이라면, 반송파의 좌측의 성분이 오른쪽으로 되접어 꺾여서 겹쳐지기 때문에 복조된 신호는 평탄한 특성이 되고, 수신 신호로부터 올바른 신호를 복원할 수 있다. VSB 전송은, 직류 성분의 전송과 비교적 좁은 점유 주파수 대역을 양립시키는 방식이라고 말할 수 있다.

여기서, 실시예 10의 주파수 시프트 방식에서의 주파수 배치는, 일견하면, VSB 전송에서의 주파수 배치와 비슷하다. 그러나, VSB 전송은, 송신측 및 수신측의 쌍방에서 특정한 필터가 필요함에 대해, 실시예 10의 주파수 시프트 방식은 이들의 필터에 상당하는 것을 사용하지 않는 점에서 다르다. 이것은, 실시예 10에서는, VSB 전송에서의 송수신에서의 필터 처리와 등가의 처리를, 송신측의 증폭부(8117)나 수신측의 증폭부(8224)의 사용 대역의 설정(주파수 시프트)에 의해 행하고 있는 것에 의거한다. 또한, VSB 전송은, 주파수 이용 효율을 높이면서, 직류 부근의 정보의 전송을 확실하게 하는 것을 목적으로 하여, 반송파에 대해 편측의 측파대의 전부와 다른쪽의 측파대의 일부(반송 파측)를 사용하도록 하고 있다. 이에 대해, 실시예 10의 주파수 시프트 방식은, 반송 주파수를 대역(상세하게는 송수신 사이의 전송대역 : 앞의 예에서는 통합 주파수 특성의 대역)의 중심에 대해 비켜 놓음으로써 고속 전송을 가능하게 하는 것이고, 작용 효과의 상위도 있다. VSB 전송과 실시예 10의 주파수 시프트 방식은, 겉보기상, 주파수 배치가 같게 보인다는 것뿐이고, VSB 전송에는 「송수신 사이의 전송 대역의 중심에 대해 반송 주파수를 비켜 놓는다」는 실시예 10의 주파수 시프트 방식이 채용하고 있는 기술 사상은 존재하지 않는다.

실시예 11

실시예 11은, 전술한 각 실시예의 파라미터 설정의 고정화를 전자기기에 적용하는 사례이다. 이하에 3개의 대표적인 사례를 나타낸다.

[제 1 예]

도 38은, 실시예 11의 전자기기의 제 1 예를 설명하는 도면이다. 제 1 예는, 하나의 전자기기의 몸체 내에서 무선에 의해 신호 전송을 행하는 경우에서의 적용예이다. 전자기기로서는 고체 촬상 장치를 탑재한 촬상 장치에의 적용예로 나타낸다. 이런 종류의 촬상 장치는, 예를 들면 디지털 카메라나 비디오 카메라(캠코더) 또는 컴퓨터 기기의 카메라(웹카메라) 등으로서 시장에 유통된다.

제 1 통신 장치(통신 장치(2)에 상당)가 제어 회로나 화상 처리 회로 등을 탑재한 메인 기판에 탑재되고, 제 2 통신 장치(통신 장치(2)에 상당)가 고체 촬상 장치를 탑재한 촬상 기판(카메라 기판)에 탑재되어 있는 장치 구성으로 되어 있다.

촬상 장치(500)의 몸체(590) 내에는, 촬상 기판(502)과 메인 기판(602)이 배치되어 있다. 촬상 기판(502)에는 고체 촬상 장치(505)가 탑재된다. 예를 들면, 고체 촬상 장치(505)는 CCD(Charge Coupled Device)이고, 그 구동부(수평 드라이버나 수직 드라이버)도 포함하고 촬상 기판(502)에 탑재하는 경우나, CMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor) 센서인 경우가 해당한다.

메인 기판(602)에 제 1 통신 장치로서 기능하는 반도체 칩(103)을 탑재하고, 촬상 기판(502)에 제 2 통신 장치로서 기능하는 반도체 칩(203)을 탑재한다. 도시하지 않지만, 촬상 기판(502)에는, 고체 촬상 장치(505) 외에 촬상 구동부 등 주변 회로가 탑재되고, 또한, 메인 기판(602)에는 화상 처리 엔진이나 조작부나 각종의 센서 등이 탑재된다.

반도체 칩(103)과 반도체 칩(203)의 각각에는, 기준 신호 송신 장치(5)의 기능을 조립함과 함께 기준 신호 수신 장치(7)의 기능도 조립한다. 또한, 반도체 칩(103)과 반도체 칩(203)의 각각에는, 송신칩(8001)이나 수신칩(8002)과 동등한 기능을 조립한다. 송신칩(8001)과 수신칩(8002)의 양 기능을 조립함으로써 쌍방향 통신에도 대처할 수 있다. 이러한 점은, 후술하는 다른 적용 사례에서도 마찬가지이다.

고체 촬상 장치(505)나 촬상 구동부는, 제 1 통신 장치측의 LSI 기능부의 어플리케이션 기능부에 해당한다. LSI 기능부에는 송신측의 신호 생성부가 접속되고, 또한 전송로 결합부를 통하여 안테나(236)와 접속된다. 신호 생성부나 전송로 결합부는 고체 촬상 장치(505)와는 다른 반도체 칩(203)에 수용하여 있고 촬상 기판(502)에 탑재된다.

화상 처리 엔진이나 조작부나 각종의 센서 등은 제 2 통신 장치측의 LSI 기능부의 어플리케이션 기능부에 해당하고, 고체 촬상 장치(505)에서 얻어진 촬상 신호를 처리하는 화상 처리부가 수용된다. LSI 기능부에는 수신측의 신호 생성부가 접속되고, 또한 전송로 결합부를 통하여 안테나(136)와 접속된다. 신호 생성부나 전송로 결합부는 화상 처리 엔진과는 다른 반도체 칩(103)에 수용하여 있고 메인 기판(602)에 탑재된다.

송신측의 신호 생성부는 예를 들면, 다중화 처리부, 패럴렐 시리얼 변환부, 변조부, 주파수 변환부, 증폭부 등을 구비하고, 수신측의 신호 생성부는 예를 들면, 증폭부, 주파수 변환부, 복조부, 시리얼 패럴렐 변환부, 단일화 처리부 등을 구비한다. 이러한 점은, 후술하는 다른 적용 사례에서도 마찬가지이다.

안테나(136)와 안테나(236) 사이에서 무선 통신이 행하여짐으로써, 고체 촬상 장치(505)에서 취득된 화상 신호는, 안테나 사이의 무선 신호 전송로(9)를 통하여 메인 기판(602)로 전송된다. 쌍방향 통신에 대응하도록 구성하여도 좋고, 이 경우 예를 들면, 고체 촬상 장치(505)를 제어하기 위한 기준 클록이나 각종의 제어 신호는, 안테나 사이의 무선 신호 전송로(9)를 통하여 촬상 기판(502)에 전송된다.

도 38의 (A) 및 (B)의 어느 것이나, 2계통의 밀리파 신호 전송로(9)가 마련되어 있다. 후술하는 제 2 예와 마찬가지로, 밀리파 신호 전송로(9)를 1계통으로 하여도 좋다. 도 38의 (A)에서는 자유공간 전송로(9B)로 하고 있지만, 도 38의 (B)에서는 중공 도파로(9L)로 하고 있다. 중공 도파로(9L)로서는, 주위가 차폐재로 둘러싸이고 내부가 중공의 구조라면 좋다. 예를 들면, 주위가 차폐재의 한 예인 도전체(MZ)로 둘러싸이고 내부가 중공의 구조로 한다. 예를 들면, 메인 기판(602)상에 안테나(136)를 둘러싸는 형태로 도전체(MZ)의 울타리가 부착되어 있다. 안테나(136)와 대향하는 위치에 촬상 기판(502)측의 안테나(236)의 이동 중심이 배치되도록 한다. 도전체(MZ)의 내부가 중공이기 때문에 유전체 소재를 사용할 필요가 없고 저비용으로 간이하게 밀리파 신호 전송로(9)를 구성할 수 있다.

제 1 예에서는, 하나의 몸체 내에 반도체 칩(103)과 반도체 칩(203)이 배치되고, 송신부와 수신부의 배치 위치가 변화하지 않는 기기 내 통신이 실행된다. 송수신 사이의 전송 조건이 실질적으로 변화하지 않는(즉 고정인) 환경이 되기 때문에, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 미리 알 수 있다. 그 전송 특성에 의거하여, 예를 들면, 실시예 1의 진폭 조정 등의 송수신의 동작을 규정하는 파라미터 설정을 고정(프리 세트)으로 한다.

[제 2 예]

도 39는, 실시예 11의 전자기기의 제 2 예를 설명하는 도면이다. 제 2 예는, 복수의 전자기기가 일체가 된 상태에서의 전자기기 사이에서 무선에 의해 신호 전송을 행하는 경우에서의 적용예이다. 특히, 한쪽의 전자기기가 다른쪽의 전자기기에 장착된 때의 양 전자기기 사이의 신호 전송에의 적용이다.

예를 들면, 중앙 연산 처리 장치(CPU)나 불휘발성의 기억 장치(예를 들면 플래시 메모리) 등이 내장된 이른바 IC 카드나 메모리 카드를 대표예로 하는 카드형의 정보 처리 장치를 본체측의 전자기기에 장착 가능(착탈 자유)하게 한 것이 있다. 한쪽(제 1)의 전자기기의 한 예인 카드형의 정보 처리 장치를 이하에서는 「카드형 장치」라고도 칭한다. 본체측이 되는 다른쪽(제 2)의 전자기기를 이하에서는 단지 전자기기라고도 칭한다.

메모리 카드(201B)의 구조예(평면 투시 및 단면 투시)가 도 39의 (A)에 도시되어 있다. 전자기기(101B)의 구조예(평면 투시 및 단면 투시)가 도 39의 (B)에 도시되어 있다. 전자기기(101B)의 슬롯 구조(4)(특히 개구부(192))에 메모리 카드(201B)가 삽입된 때의 구조예(단면 투시)가 도 39의 (C)에 도시되어 있다.

슬롯 구조(4)는, 전자기기(101B)의 몸체(190)에 메모리 카드(201B)(그 몸체(290))를 개구부(192)로부터 삽탈하여 고정 가능한 구성으로 되어 있다. 슬롯 구조(4)의 메모리 카드(201B)의 단자와의 접촉 위치에는 수용측의 커넥터(180)가 마련된다. 무선 전송으로 치환한 신호에 대해서는 커넥터 단자(커넥터 핀)가 불필요하다.

도 39의 (A)에 도시하는 바와 같이 메모리 카드(201B)의 몸체(290)에 원통형상의 오목형상 구성(298)(공동(cavity))을 마련하고, 도 39의 (B)에 도시하는 바와 같이 전자기기(101B)의 몸체(190)에 원통형상의 볼록형상 구성(198)(돌기)을 마련하고 있다. 메모리 카드(201B)는, 기판(202)의 한쪽의 면에 반도체 칩(203)을 가지며, 기판(202)의 한쪽의 면에는 안테나(236)가 형성되어 있다. 몸체(290)는, 안테나(236)와 동일면에 오목형상 구성(298)이 형성되고, 오목형상 구성(298)의 부분이 무선 신호 전송 가능한 유전체 소재를 포함하는 유전체 수지로 구성된다.

기판(202)의 일변에는, 몸체(290)의 결정된 개소에서 전자기기(101B)와 접속하기 위한 접속단자(280)가 결정된 위치에 마련되어 있다. 메모리 카드(201B)는, 저속·소용량의 신호용이나 전원 공급용에, 종전의 단자 구조를 일부에 구비한다. 밀리파로의 신호 전송의 대상이 될 수 있는 것은, 도면중에 파선으로 도시하는 바와 같이, 단자를 제외하고 있다.

도 39의 (B)에 도시하는 바와 같이, 전자기기(101B)는, 기판(102)의 개구부(192)측의 면에 반도체 칩(103)을 가지며, 기판(102)의 한쪽의 면에 안테나(136)가 형성되어 있다. 몸체(190)는, 슬롯 구조(4)로서, 메모리 카드(201B)가 삽탈되는 개구부(192)가 형성되어 있다. 몸체(190)에는, 메모리 카드(201B)가 개구부(192)에 삽입된 때에, 오목형상 구성(298)의 위치에 대응하는 부분에, 밀리파 폐입(閉入) 구조(도파로 구조)를 갖는 볼록형상 구성(198)이 형성되고 유전체 전송로(9A)가 되도록 구성되어 있다.

도 39의 (C)에 도시하는 바와 같이, 슬롯 구조(4)의 몸체(190)는 개구부(192)로부터의 메모리 카드(201B)의 삽입에 대해, 볼록형상 구성(198)(유전체 전송로(9A))과 오목형상 구성(298)이 요철 형상으로 접촉하는 메커니컬 구조를 갖는다. 요철 구조가 감합할 때에, 안테나(136)와 안테나(236)가 대향함과 함께, 그 사이에 무선 신호 전송로(9)로서 유전체 전송로(9A)가 배치된다. 메모리 카드(201B)는, 유전체 전송로(9A)와 안테나(236)의 사이에 몸체(290)를 끼우는데, 오목형상 구성(298)의 부분의 소재가 유전체 소재이기 때문에 밀리파대에서의 무선 전송에 큰 영향을 주는 것이 아니다.

제 2 예에서는, 반도체 칩(103)과 반도체 칩(203)의 각각이 각각 별도의 몸체 내에 배치되는 것이 되지만, 그 경우에도, 메모리 카드(201B)가 슬롯 구조(4)에 장착된 사용 상태일 때에는, 송신부와 수신부의 배치 위치가 미리 정하여진 상태에서 무선 통신이 실행된다. 제 1 예와 마찬가지로, 송수신 사이의 전송 조건이 실질적으로 변화하지 않는(즉 고정인) 환경이 되기 때문에, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 미리 알 수 있다. 그 전송 특성에 의거하여, 예를 들면, 실시예 1의 진폭 조정 등의 송수신의 동작을 규정하는 파라미터 설정을 고정(프리 세트)으로 한다.

[제 3 예]

도 40은, 실시예 11의 전자기기의 제 3 예를 설명하는 도면이다. 신호 전송 장치(1)는, 제 1의 전자기기의 한 예로서 휴대형의 화상 재생 장치(201K)를 구비함과 함께, 화상 재생 장치(201K)가 탑재되는 제 2(본체측)의 전자기기의 한 예로서 화상 취득 장치(101K)를 구비하고 있다. 화상 취득 장치(101K)에는, 화상 재생 장치(201K)가 탑재되는 재치대(5K)가 몸체(190)의 일부에 마련되어 있다. 또한, 재치대(5K)에 대신하여, 제 2 예와 같이 슬롯 구조(4)로 하여도 좋다. 한쪽의 전자기기가 다른쪽의 전자기기에 장착된 때의 양 전자기기 사이에서, 무선으로 신호 전송을 행한다는 점에서는 제 2 예와 같다. 이하에서는, 제 2 예와의 상위점에 주목하여 설명한다.

화상 취득 장치(101K)는 대강 직방체(상자형)의 형상을 하고 있고, 이미 카드형이라고는 말할 수가 없다. 화상 취득 장치(101K)로서는, 예를 들면 동화 데이터를 취득하는 것이면 좋고, 예를 들면 디지털 기록 재생 장치나 지상파 텔레비전 수상기가 해당한다. 화상 재생 장치(201K)에는, 어플리케이션 기능부로서, 화상 취득 장치(101K)측에서 전송되어 오는 동화 데이터를 기억하는 기억 장치나, 기억 장치로부터 동화 데이터를 판독하여 표시부(예를 들면 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치)에 동화를 재생하는 기능부가 마련된다. 구조적으로는, 메모리 카드(201B)를 화상 재생 장치(201K)로 치환하고, 전자기기(101B)를 화상 취득 장치(101K)로 치환하였다고 생각하면 좋다.

재치대(5K)의 하부의 몸체(190) 내에는, 예를 들면 제 2 예(도 39)와 마찬가지로, 반도체 칩(103)이 수용되고 있고, 어느 위치에는 안테나(136)가 마련되어 있다. 안테나(136)와 대향하는 몸체(190)의 부분에는, 무선 신호 전송로(9)로서 유전체 소재에 의해 유전체 전송로(9A)가 구성되도록 하고 있다. 재치대(5K)에 탑재되는 화상 재생 장치(201K)의 몸체(290) 내에는, 예를 들면 제 2 예(도 39)와 마찬가지로, 반도체 칩(203)이 수용되어 있고, 어느 위치에는 안테나(236)가 마련되어 있다. 안테나(236)와 대향하는 몸체(290)의 부분은, 유전체 소재에 의해 무선 신호 전송로(9)(유전체 전송로(9A))가 구성되도록 하고 있다. 이러한 점은 전술한 제 2 예와 마찬가지이다.

제 3 예는, 감합 구조라는 사고방식이 아니라 벽면 맞댐 방식을 취하고, 재치대(5K)의 모서리(101a)에 화상 취득 장치(101K)가 맞대여지도록 놓여진 때에 안테나(136)와 안테나(236)가 대향하도록 하고 있기 때문에, 위치 어긋남에 의한 영향을 확실하게 배제할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 재치대(5K)에 대한 화상 재생 장치(201K)의 탑재(장착)시에, 화상 재생 장치(201K)의 무선 신호 전송에 대한 위치 맞춤을 행하는 것이 가능해진다. 안테나(136)와 안테나(236) 사이에 몸체(190)와 몸체(290)를 끼우는데, 유전체 소재이기 때문에 밀리파대에서의 무선 전송에 큰 영향을 주는 것이 아니다.

제 3 예에서는, 제 2 예와 마찬가지로, 반도체 칩(103)과 반도체 칩(203)의 각각이 각각 별도의 몸체 내에 배치되는 것이 되지만, 그 경우에도, 화상 취득 장치(101K)가 재치대(5K)에 탑재된 사용 상태일 때에는, 송신부와 수신부의 배치 위치가 미리 정하여진 상태에서 무선 통신이 실행된다. 제 1 예나 제 2 예와 마찬가지로, 송수신 사이의 전송 조건이 실질적으로 변화하지 않는(즉 고정인) 환경이 되기 때문에, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 미리 알 수 있다. 그 전송 특성에 의거하여, 예를 들면, 실시예 1의 진폭 조정 등의 송수신의 동작을 규정하는 파라미터 설정을 고정(프리 세트)으로 한다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명이 알맞는 실시 형태에 관해 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종의 변경례 또는 수정례에 상도 할 수 있음은 분명하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

1 : 무선 전송 장치
2 : 통신 장치
3 : 기준 신호 전송 장치
5 : 기준 신호 송신 장치
7 : 기준 신호 수신 장치
8 : 통신 장치
7100 : 제 1 설정치 처리부
7110 : 제 1 설정치 결정부
7130 : 제 1 설정치 기억부
7150 : 제 1 동작 제어부
7170 : 제 1 입출력 인터페이스부
7200 : 제 2 설정치 처리부
7120 : 제 2 설정치 결정부
7230 : 제 2 설정치 기억부
7250 : 제 2 동작 제어부
7270 : 제 2 입출력 인터페이스부
8000, 8001, 8002 : 통신칩
8300 : 변조 기능부
8302 : 주파수 혼합부
8304 : 송신측 국부 발진부
8400 : 복조 기능부
8402 : 주파수 혼합부
8404 : 수신측 국부 발진부

Claims (15)

1. 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신하는 송신부, 및, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신하는 수신부중의 적어도 한쪽을 구비하고,
   송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 이미 알고 있고,
   송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에, 또한,
   설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부와,
   미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력하는 설정치 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   설정치 처리부는, 송신부와 수신부 사이의 전송 특성에 대응하여 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   설정치 처리부는,
   설정치를 결정하는 설정치 결정부와,
   설정치 결정부가 결정한 설정치를 기억하는 기억부와,
   기억부로부터 판독한 설정치에 의거하여 신호 처리부를 동작시키는 동작 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   설정치 처리부는,
   설정치를 외부로부터 접수하는 설정치 접수부와,
   설정치 접수부가 접수한 설정치를 기억하는 기억부와,
   기억부로부터 판독한 설정치에 의거하여 신호 처리부를 동작시키는 동작 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   신호 처리부는, 입력 신호의 크기를 조정하여 조정이 끝난 신호를 출력하는 신호 처리를 행하는 진폭 조정부를 가지며,
   설정치 처리부는, 입력 신호의 크기를 조정하기 위한 설정치를 진폭 조정부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   신호 처리부는, 입력 신호의 위상을 조정하여 조정이 끝난 신호를 출력하는 신호 처리를 행하는 위상 조정부를 가지며,
   설정치 처리부는, 입력 신호의 위상을 조정하기 위한 설정치를 위상 조정부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   신호 처리부는, 입력 신호의 주파수 특성을 보정하고 보정이 끝난 신호를 출력하는 주파수 특성 보정 처리부를 가지며,
   설정치 처리부는, 입력 신호의 주파수 특성을 보정하기 위한 설정치를 주파수 특성 보정 처리부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   신호 처리부는, 송신측에서 출력되는 신호중의 입력측에 혼입된 에코 성분을 억제하는 에코 억제부를 가지며,
   설정치 처리부는, 에코 성분을 억제하기 위한 설정치를 에코 억제부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   송신부와 수신부는 각각 복수의 안테나를 가지며, 송수신 사이에서 공간 다중 통신을 행하는 것이고,
   신호 처리부는, 송수신 사이의 각 안테나 쌍의 전달 함수를 요소로 하는 채널 행렬에 의거하여 행렬 연산을 행하는 행렬 연산 처리부를 가지며,
   설정치 처리부는, 행렬 연산을 행하기 위한 설정치를 행렬 연산 처리부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
10. 제 1항에 있어서,
    송신용의 신호 처리부는, 변조용의 반송 신호를 생성하는 제 1의 반송 신호 생성부와, 전송 대상 신호를 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호로 주파수 변환하여 변조 신호를 생성하는 제 1의 주파수 변환부를 가지며, 변조 신호를 무선 신호 전송로에 송출하고,
    수신용의 신호 처리부는, 무선 신호 전송로를 통하여 수신한 신호가 주입됨으로써 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호와 동기한 복조용의 반송 신호를 생성하는 제 2의 반송 신호 생성부와, 무선 신호 전송로를 통하여 수신한 변조 신호를 제 2의 반송 신호 생성부에서 생성된 복조용의 반송 신호로 주파수 변환하는 제 2의 주파수 변환부를 가지며,
    설정치 처리부는, 주입 동기를 행하기 위한 설정치를 송신용의 신호 처리부 및/또는 수신용의 신호 처리부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
11. 제 1항에 있어서,
    기준 신호를 출력하는 기준 신호 출력부, 및, 기준 신호 출력부에서 출력된 기준 신호에 의거하여 확산 부호 방식의 무선 통신 처리에 관한 신호 처리용의 클록 신호를 기준 신호와 동기하여 생성하는 클록 생성부를 또한 구비하고,
    클록 생성부는, 설정치에 따라 위상 보정을 행하는 위상 보정부를 가지며,
    신호 처리부는, 위상 보정부에 의해 위상 보정이 된 클록 신호에 의거하여 신호 처리를 행하고,
    설정치 처리부는, 위상 보정을 행하기 위한 설정치를 위상 보정부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
12. 제 1항에 있어서,
    신호 처리부는, 변조용의 반송 신호를 생성하는 제 1의 반송 신호 생성부와 전송 대상 신호를 제 1의 반송 신호 생성부에서 생성된 변조용의 반송 신호로 주파수 변환하여 전송 신호를 생성하는 제 1의 주파수 변환부를 구비하고, 및/또는, 복조용의 반송 신호를 생성하는 제 2의 반송 신호 생성부와, 수신한 전송 신호를 상기 제 2의 반송 신호 생성부에서 생성된 복조용의 반송 신호로 주파수 변환하는 제 2의 주파수 변환부를 구비하고, 변조용의 반송 신호와 복조용의 반송 신호의 적어도 한쪽은 송수신 사이의 전송 특성의 대역 중심에 대해 어긋나도록 설정 가능하게 구성되어 있고,
    설정치 처리부는, 전송 특성의 대역 중심에 대한 반송 신호의 주파수의 어긋남량을 규정하기 위한 설정치를 신호 처리부에 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 장치.
13. 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신하는 송신부,
    송신부에서 송신된 무선 신호를 수신하는 수신부, 및,
    송신부와 수신부 사이에서 무선 전송을 가능하게 하는 무선 신호 전송로가 하나의 몸체 내에서의 미리 정하여진 개소에 배치되어 있고,
    송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 이미 알고 있고,
    또한, 송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에는, 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부와, 미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력하는 설정치 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
14. 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신하는 송신부가 하나의 몸체 내에서의 미리 정하여진 송신 개소에 배치되어 있는 제 1의 전자기기와,
    송신부에서 송신된 무선 신호를 수신하는 수신부가 하나의 몸체 내에서의 미리 정하여진 수신 개소에 배치되어 있는 제 2의 전자기기를 구비하고,
    제 1의 전자기기와 제 2의 전자기기가 정하여진 위치에 배치된 때, 송신부와 수신부 사이에 무선 전송을 가능하게 하는 무선 신호 전송로가 형성되도록 되어 있고,
    송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 이미 알고 있고,
    또한, 송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에는,
    설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 행하는 신호 처리부와,
    미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력하는 설정치 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
15. 전송 대상 신호에 대한 신호 처리가 끝난 신호를 무선 신호로서 송신부에서 송신하고, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신부에서 수신함에 있어서,
    송신부와 수신부 사이의 전송 특성을 이미 알고 있고,
    미리 정하여진 신호 처리용의 설정치를 신호 처리부에 입력하고,
    송신부의 전단 및 수신부의 후단중의 적어도 한쪽에서, 또한, 입력된 설정치에 의거하여, 미리 정하여진 신호 처리를 신호 처리부에서 행하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.

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