(57)【要約】【課題】１つのローカル発振器で複数の周波数帯の通信を行う。【解決手段】変調器は、ローカル信号生成器およびベクトル変調部を含む。ローカル信号生成器は、互いに３６０度／Ｎ（Ｎは３または５以上の整数）の位相差を成す第１ローカル信号および第２ローカル信号を生成する。ベクトル変調部は、互いに所定の位相差で交差する座標を表す第１データおよび第２データをそれぞれ受ける第１入力端子および第２入力端子を有し、第１データを第１ローカル信号と混合するとともに、第２データを第２ローカル信号と混合することにより、３６０度／Ｎの位相差でベクトル変調された信号を生成する。さらに、変調器は座標変換器を含み、座標変換器は、互いに直交する座標を表す第３データおよび第４データを、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標を表す第１データおよび第２データに座標変換する。【選択図】図２
2010011142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに３６０度／Ｎ（Ｎは３または５以上の整数）の位相差を成す第１ローカル信号および第２ローカル信号を生成するローカル信号生成器と、
互いに所定の位相差で交差する座標を表す第１データおよび第２データをそれぞれ受ける第１入力端子および第２入力端子を有し、第１データを第１ローカル信号と混合するとともに、第２データを第２ローカル信号と混合することにより、３６０度／Ｎの位相差でベクトル変調された信号を生成するベクトル変調部と、を有する変調器。
【請求項２】
さらに、互いに直交する座標を表す第３データおよび第４データを、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標を表す第１データおよび第２データに座標変換する座標変換器を有する、請求項１に記載の変調器。
【請求項３】
前記ローカル信号生成器は、
所定周波数の発振信号を生成するローカル発振器と、
発振信号を１／Ｎの比率に分周し、第１ローカル信号および第２ローカル信号を生成する分周器と、を含む、請求項２に記載の変調器。
【請求項４】
さらに、
Ｍ−１個（Ｍは２以上の整数）の前記分周器と、
Ｍ−１個の前記座標変換器と、
Ｍ−１個の前記ベクトル変調部と、を有し、
Ｍ個の前記分周器のそれぞれは、発振信号を、Ｍ個の互いに異なる比率のうちいずれか異なる１つの比率に分周し、
Ｍ個の前記座標変換器のそれぞれは、第３データおよび第４データを、Ｍ個の互いに異なる位相差のうちいずれか異なる１つの位相差で交差する座標を表す第１データおよび第２データに座標変換する、請求項３に記載の変調器。
【請求項５】
前記ベクトル変調部は、
第１データを第１ローカル信号と混合し、第１混合信号を生成する第１混合器と、
第２データを第２ローカル信号と混合し、第２混合信号を生成する第２混合器と、
第１混合信号および第２混合信号を互いに加算し、ベクトル変調された信号を生成する加算器と、を有する、請求項１に記載の変調器。
【請求項６】
前記ローカル信号生成器は、Ｎ個のインバータをリング状に構成したリング型発振器を含む、請求項１に記載の変調器。
【請求項７】
互いに３６０度／Ｎ（Ｎは３または５以上の正の整数）の位相差を成す第１ローカル信号および第２ローカル信号を生成するローカル信号生成器と、
ベクトル変調された信号を受ける第１入力端子および第２入力端子を有し、ベクトル変調された信号を第１ローカル信号と混合し第１データを生成するとともに、ベクトル変調された信号を第２ローカル信号と混合し第２データを生成することにより、第１データおよび第２データが互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標を表すようにベクトル復調するベクトル復調部と、を有する復調器。
【請求項８】
さらに、第１データおよび第２データを、互いに直交する座標を表す第３データおよび第４データに座標変換する座標変換器を有する、請求項７に記載の復調器。
【請求項９】
前記ローカル信号生成器は、
所定周波数の発振信号を生成するローカル発振器と、
発振信号を１／Ｎの比率に分周し、第１ローカル信号および第２ローカル信号を生成する分周器と、を含む、請求項８に記載の復調器。
【請求項１０】
さらに、
Ｍ−１個（Ｍは２以上の整数）の前記分周器と、
Ｍ−１個の前記ベクトル復調部と、
Ｍ−１個の前記座標変換器と、を有し、
Ｍ個の前記分周器のそれぞれは、発振信号を、Ｍ個の互いに異なる比率のうちいずれか異なる１つの比率に分周し、
Ｍ個の前記ベクトル復調部のそれぞれは、第１データおよび第２データがＭ個の互いに異なる位相差のうちいずれか異なる１つの位相差で交差する座標を表すようにベクトル復調する、請求項９に記載の復調器。
【請求項１１】
前記ベクトル復調部は、
ベクトル変調された信号を第１ローカル信号と混合し、第１データを生成する第１混合器と、
ベクトル変調された信号を第２ローカル信号と混合し、第２データを生成する第２混合器と、を有する、請求項７に記載の復調器。
【請求項１２】
前記ローカル信号生成器は、Ｎ個のインバータをリング状に構成したリング型発振器を含む、請求項７に記載の復調器。
【請求項１３】
請求項１に記載の変調器と、
請求項７に記載の復調器と、を有する変復調器。
【請求項１４】
前記変調器および前記復調器は、少なくとも一部を共有する、請求項１３に記載の変復調器。
【請求項１５】
請求項１に記載の変調器を有する、通信機。
【請求項１６】
請求項７に記載の復調器を有する、通信機。
【請求項１７】
請求項１３に記載の変復調器を有する、通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変調器、復調器、変復調器、および通信機の技術に関し、さらに詳しくは、マルチバンドおよびマルチモード対応通信機の変復調器におけるローカル発振器の共有化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の無線通信機における送受信機として、ダイレクトコンバージョン方式が知られている。ダイレクトコンバージョン方式は、無線受信機では、受信した高周波信号をこの信号の搬送周波数と同じローカル発振器の出力信号によって混合し、直接ベースバンド帯域の信号に変換する。また、無線送信機においても、ベースバンドからのデータ信号を送信したい高周波信号とほぼ同じ発振周波数を持つローカル発振器の出力信号によって混合し、送信信号を生成する。
【０００３】
図２０は、従来例のダイレクトコンバージョン受信機の要部構成例を示すブロック図である。受信アンテナ４００で受信された高周波信号は、帯域制限フィルタ４０１を通過して、低雑音増幅器４０２によって増幅される。増幅された信号は、周波数混合器４０３、４０４において、受信した高周波信号と同じ周波数の受信ローカル信号と、この受信ローカル信号を、−９０度移相器４０５によって位相を９０度シフトした信号とによりそれぞれ混合される。混合された信号は、ベースバンド帯域に周波数変換されて互いに直交したベースバンド信号となる。これらのベースバンド信号は、それぞれ低域通過フィルタ４０６、４０７を通過した後、バッファ４０８、４０９を経て出力される。
【０００４】
図２１は、従来例のダイレクトコンバージョン送信機の要部構成例を示すブロック図である。直交したベースバンド信号は、周波数混合器４１０、４１１において、送信する高周波信号と同じ周波数の送信ローカル信号と、この送信ローカル信号を、−９０度移相器４０５によって位相を９０度シフトした信号とによりそれぞれ混合される。混合された信号は、加算器４１２により加算され、送信する高周波信号になり、帯域制限フィルタ４１４を通過し、パワーアンプ４１３により増幅されて、アンテナ４１５から送信電波として幅射されて無線送信される。
【０００５】
ここで、周波数混合器４０３、４０４、４１０、４１１に入力する受信および送信ローカル信号は、ローカル発振器４１６の出力を分周して生成される。ローカル発振器４１６は図示しないＶＣＯと周波数シンセサイザから構成され、受信された高周波信号および送信する高周波信号のそれぞれとは、周波数が異なる高周波信号を発生する。ローカル発振器４１６の出力はバッファ４１７に入力される。バッファ４１７から出力される高周波信号は、分周器４１８により１／Ｎｐ（Ｎｐは正の整数）に分周され、受信および送信ローカル信号として周波数混合器４０３、４１０、および移相器４０５に供給される。
【０００６】
このように、周波数混合器４０３、４１０に入力する受信および送信ローカル信号を、ローカル発振器４１６の出力周波数と異ならせることにより、ローカル発振周波数が他の無線通信システムの受信および送信周波数における妨害波とならないようにしている。
【０００７】
しかし、周波数の高い領域では、各部に生じる寄生容量成分や寄生インダクタ成分の影響を避けられないため、精度の良い位相器を作成することが容易ではない。そのため分周器４１８の分周数Ｎｐを偶数にして９０度位相の信号を作成することが多い。
【０００８】
近年、マルチバンドおよびマルチモード対応無線通信機の１チップ化が進み、チップ内に多数のローカル発振器が必要になっている。異なる多数の周波数バンドに対応する通信機において、送受信のローカル信号を少ないローカル発振器で作成するためには、分周器の分周数を偶数のみではなく奇数も利用しなければならない。
【０００９】
この課題解決に関連する従来例の技術が、特開２００３−７８４３４公報に開示されている。図２２Ａは、特開２００３−７８４３４公報の基本構成である。任意のローカル周波数を作成するために、ローカル発振器５００の信号は２つの分周器５０１、５０２により１／Ｎ１ｐおよび１／Ｎ２ｐ（Ｎ１ｐ、Ｎ２ｐは正の整数）に分周され、混合器５０３により混合され、和と差の周波数が作成される。和と差の周波数は、フィルタ５０４により必要な信号以外が除去され、分周器５０５により１／Ｎ３ｐ（Ｎ３ｐは正の整数）に分周され、送受信のローカル信号となる。図２２Ｂに、ローカル発振器５００の出力Ａｐと分周器５０５の出力Ｂｐ、Ｃｐの信号を示す。
【特許文献１】特開２００３−７８４３４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
無線送受信機のマルチバンドおよびマルチモード化が進んだことにより、多数のローカル発振器が同一チップ内に存在し、チップ面積が増大している。チップ面積削減のためには、異なるバンドおよびモードにおいてローカル発振器の共有化が必要である。異なるバンドでローカル発振器の共有化を行うためには、ローカル発振器の発振周波数幅を広くしたり、または分周数を偶数のみではなく奇数にもしたりしなければならない。しかし、発振周波数幅を広くすると信号のノイズの劣化が起き、劣化の回避は困難である。そして奇数分周器では、９０度の位相差の信号を生成できない問題点がある。また、精度の良い９０度位相器を高周波信号帯域で作成するのは困難という問題点もある。その解決に関連する従来例として特開２００３−７８４３４公報があるが、この構成では、フィルタ５０４および混合器５０３に多量の電流が必要になり、消費電力が増大するうえに、混合器５０３において不要な高調波が発生し、混合された信号の特性が劣化するという問題点がある。
【００１１】
本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、１個のローカル発振器により生成される、送信または受信周波数とは異なる周波数の発振信号に基づいて、マルチバンドおよびマルチモード通信機に利用する多数のローカル信号を生成するとともに、ローカル信号生成に係る消費電力の増加を抑制し、不要高周波を低減してローカル信号の位相および周波数精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するために、本発明の変調器は、互いに３６０度／Ｎ（Ｎは３または５以上の正の整数）の位相差を成す第１ローカル信号および第２ローカル信号を生成するローカル信号生成器と、互いに所定の位相差で交差する座標を表す第１データおよび第２データをそれぞれ受ける第１入力端子および第２入力端子を有し、第１データを第１ローカル信号と混合するとともに、第２データを第２ローカル信号と混合することにより、３６０度／Ｎの位相差のベクトルでベクトル変調された信号を生成するベクトル変調部と、を有する。
【００１３】
また、本発明の復調器は、互いに３６０度／Ｎ（Ｎは３または５以上の正の整数）の位相差を成す第１ローカル信号および第２ローカル信号を生成するローカル信号生成器と、ベクトル変調された信号を受ける第１入力端子および第２入力端子を有し、ベクトル変調された信号を第１ローカル信号と混合し第１データを生成するとともに、ベクトル変調された信号を第２ローカル信号と混合し第２データを生成することにより、第１データおよび第２データが互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標を表すようにベクトル復調するベクトル復調部と、を有する。
【００１４】
また、本発明の変復調器は、上述した変調器と、上述した復調器と、を有する。
【００１５】
また、本発明の通信機は、上述した変調器を有する。
【００１６】
また、本発明の通信機は、上述した復調器を有する。
【００１７】
さらに、本発明の通信機は、上述した変復調器を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の変調器、復調器、変復調器、および通信機によれば、１個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、座標変換器を用いることにより、１対のローカル信号における３６０度／Ｎの位相差に対応して、直交変調データをベクトル変調したり、直交変調データへベクトル復調したりすることができる。これにより、１個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を生成したり、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を復調し、ベクトル変調信号に対応する直交変調データを生成したりすることが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、ベクトル変調信号または直交変調データの品質を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態に関するいくつかの例について、図面を参照しながら説明する。図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付す。また、以下において記述される数字は、すべて本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。さらに、ハイ／ローにより表される論理レベルまたはオン／オフにより表されるスイッチング状態は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、例示された論理レベルまたはスイッチング状態の異なる組み合わせにより、同等な結果を得ることも可能である。また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。さらに、以下の実施の形態は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアを用いて構成されるが、ハードウェアを用いる構成は、ソフトウェアを用いても構成可能であり、ソフトウェアを用いる構成は、ハードウェアを用いても構成可能である。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る変調器１０Ｔの構成を示すブロック図である。
図１において、第１の実施形態の変調器１０Ｔは、ベクトル変調部１００Ｔおよびローカル信号生成器１０９を含む。ベクトル変調部１００Ｔは、入力端子１０５ＵＴ、入力端子１０６ＵＴ、入力端子１０５ＶＴ、入力端子１０６ＶＴ、混合器１０１ＵＴ、混合器１０１ＶＴ、および加算器１０３を含む。ローカル信号生成器１０９は、互いに３６０度／Ｎ（Ｎは３または５以上の整数）の位相差を成す２本のベクトルを表す１対のローカル信号ＬＵ、ＬＶを生成する。ローカル信号生成器１０９は、ローカル信号ＬＶが、ローカル信号ＬＵに対して３６０度／Ｎの位相差だけ進むように生成する。ローカル信号ＬＵ、ＬＶは、ベクトル変調部１００Ｔにおいてベクトル変調用の搬送波ベクトルとして用いられる。各ローカル信号ＬＵ、ＬＶの周波数は、アンテナから送信される送信信号の搬送波周波数に一致するように、ローカル信号生成器１０９において設定される。
【００２１】
直交変調データＩＴおよび直交変調データＱＴは、互いに直交する座標系の座標を表す。非直交変調データＵＴおよび非直交変調データＶＴは、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標系の座標を表す。直交変調データＱＴは、直交変調データＩＴに対して９０度だけ遅れ、非直交変調データＶＴは、非直交変調データＵＴに対して３６０度／Ｎの位相差だけ遅れる。直交変調データＩＴおよび直交変調データＱＴは、非直交変調データＵＴおよび非直交変調データＶＴへ座標変換される。入力端子１０５ＵＴ、１０６ＵＴは、それぞれローカル信号ＬＵ、非直交変調データＵＴを受け、入力端子１０５ＶＴ、１０６ＶＴは、それぞれローカル信号ＬＶ、非直交変調データＶＴを受ける。混合器１０１ＵＴは、非直交変調データＵＴをローカル信号ＬＵと混合し、混合信号Ｓ１０１ＵＴを生成する。混合器１０１ＶＴは、非直交変調データＶＴをローカル信号ＬＶと混合し、混合信号Ｓ１０１ＶＴを生成する。加算器１０３は、混合信号Ｓ１０１ＵＴおよび混合信号Ｓ１０１ＶＴを互いに加算し、３６０度／Ｎの位相差を成す２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１００Ｔを生成する。すなわち、ベクトル変調部１００Ｔは、ローカル信号ＬＵ、ＬＶに基づいて非直交変調データＵＴ、ＶＴをベクトル変調し、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｔを生成する。
【００２２】
図２は、第１の実施形態に係る変調器１０Ｔの別の構成を示すブロック図である。図２に示す変調器１０Ｔは、上述したベクトル変調部１００Ｔおよびローカル信号生成器１０９の他に、さらに、座標変換器１１０Ｔを含む。座標変換器１１０Ｔは、互いに直交する座標を表す直交変調データＩＴ、ＱＴを、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵＴ、ＶＴに座標変換する。上述したように直交変調データＱＴは、直交変調データＩＴに対して９０度だけ遅れる。座標変換器１１０Ｔは、非直交変調データＶＴが、非直交変調データＵＴに対して３６０度／Ｎの位相差だけ遅れるように座標変換する。
【００２３】
ここで、直交変調データＩＴ、ＱＴは、座標変換器１１０Ｔの前段に位置する信号処理器１４１Ｔ（後述する）により、例えばＯＦＤＭ（直交波周波数分割多重）変調方式に基づいてベースバンドデータから直交変調された信号を表す。直交変調データＩＴ、ＱＴは、デジタル信号であってもアナログ信号であってもよい。デジタル信号の場合、座標変換器１１０Ｔは、例えばルックアンドテーブル方式またはデジタル演算方式により構成される。座標変換器１１０Ｔにより生成された非直交変調データＵＴ、ＶＴはデジタル／アナログ変換器（図示されていない）によりアナログ信号に変換されて、入力端子１０６ＵＴ、１０６ＶＴへ入力される。さらに、ベクトル変調部１００Ｔがデジタル処理方式により構成されてもよい。この場合、非直交変調データＵＴ、ＶＴは、デジタル信号の状態でベクトル変調部１００Ｔへ入力される。ベクトル変調部１００Ｔによりデジタル処理されたベクトル変調信号Ｓ１００Ｔは、ベクトル変調部１００Ｔの後段に位置するデジタル／アナログ変換器（図示されていない）によりアナログ信号に変換され、送信される。
【００２４】
次に、図３、図４、および図５を参照して、座標変換器１１０Ｔの詳細な動作を説明する。
図３は、直交変調データの信号点配置を示す説明図であり、図４は、非直交変調データの信号点配置を示す説明図であり、図５は、直交変調データから非直交変調データへの座標変換の関係を示す説明図である。直交変調データは、互いに直交する基底ベクトルｘおよび基底ベクトルｙに関する座標として表され、非直交変調データは、互いに３６０度／Ｎ（＝θ）の位相差を成す基底ベクトルｘおよび基底ベクトルｚに関する座標として表される。基底ベクトルｙは、基底ベクトルｘに対して９０度だけ遅れ、基底ベクトルｚは、非直交変調データＵＴに対して３６０度／Ｎの位相差だけ遅れる。信号点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、基底ベクトルｘ、ｙに関して、直交変調データ（Ｉ、Ｑ）を用いて表され、基底ベクトルｘ、ｚに関して、非直交変調データ（Ｕ、Ｖ）または（Ｕ１、Ｖ）を用いて表される。
【００２５】
ここで、例えば信号点Ｐ１を示すベクトルｒを、次のように記す。
【数１】
2010011142.tif 000003
このベクトル表現により、ベクトルｒは、基底ベクトルｘ、ｙを用いて、式１のように表すことができる。
【数２】
2010011142.tif 000004
同様に、ベクトルｒは、基底ベクトルｘ、ｚを用いて、式２のように表すことができる。
【数３】
2010011142.tif 000005
【００２６】
一方、単位ベクトルｚは、単位ベクトルｘおよび単位ベクトルｙを用いて、式３のように表すことができる。
【数４】
2010011142.tif 000006
【００２７】
式３を式２に代入すると、式４のようになる。
【数５】
2010011142.tif 000007
【００２８】
式１および式４により、Ｉ、Ｑは、式５および式６のように表すことができる。
【数６】
2010011142.tif 000008
【数７】
2010011142.tif 000009
【００２９】
式５、式６によりＵ、Ｖは、式７および式８のように表すことができる。
【数８】
2010011142.tif 000010
【数９】
2010011142.tif 000011
【００３０】
式７に式８を代入すると、式９のようになる。
【数１０】
2010011142.tif 000012
【００３１】
一方、Ｕ１は、式７９および図４から、式１０のように表すことができる。
【数１１】
2010011142.tif 000013
【００３２】
以上のように、互いに直交する座標を表す直交変調データ（Ｉ、Ｑ）を、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標を表す非直交変調データ（Ｕ、Ｖ）または（Ｕ１、Ｖ）へ座標変換することができる。基底ベクトルｘおよび基底ベクトルｙで規定されるｘｙ平面において、信号点が第１象限または第３象限にある場合（すなわち、例えばＰ１またはＰ３の場合）、非直交変調データは（Ｕ、Ｖ）となり、信号点が第２象限または第４象限にある場合（すなわち、例えばＰ２またはＰ４の場合）、非直交変調データは（Ｕ１、Ｖ）となる。ベクトル変調部１００Ｔにおいて、この非直交変調データを、互いにθ（＝３６０度／Ｎ）の位相差を成すローカル信号ＬＵ、ＬＶと混合すれば、位相差が９０度とは異なるローカル信号を用いて、ベクトル変調を行うことが可能となる。
【００３３】
図６は、第１の実施形態に係るローカル信号生成器１０９の詳細な構成例を示す回路図である。図６のローカル信号生成器１０９において、Ｎ個のインバータが直列に接続され、最終段のインバータの出力端が初段のインバータの入力端に接続される。すなわちローカル信号生成器１０９は、Ｎ個のインバータをリング状に接続したリング型発振器の構成をしている。任意の２系統のインバータ出力を表すローカル信号ＬＵ、ＬＶは、互いに３６０度／Ｎの位相差を成し、ローカル信号ＬＵ、ＬＶを用いてベクトル変調を行うことができる。ローカル信号ＬＵ、ＬＶの発振周波数は、インバータの遅延量および個数を調整することにより、所望の高さに設定することが可能である。またローカル信号ＬＵ、ＬＶの互いの位相差は、上述したＫの値を適切に選択することにより、所望の値に設定することが可能である。
【００３４】
図７Ａは、図６のローカル信号生成器１０９において、Ｎ＝３の場合の具体的な構成例を示す回路図である。図７Ｂは、図７Ａにおけるローカル信号生成器１０９の動作を示す波形図である。図７Ａのローカル信号生成器１０９において、３個のインバータが直列に接続され、最終段のインバータの出力端が初段のインバータの入力端に接続される。図７Ｂにおいて、初段インバータの出力信号ＳＡ、ローカル信号ＬＵ、およびローカル信号ＬＶは、互いに３６０度／３＝１２０度の位相差を成す。ローカル信号ＬＶは、ローカル信号ＬＵに対して１２０度の位相差だけ進んでいる。
【００３５】
図８は、第１の実施形態に係るローカル信号生成器１０９の別の構成を示すブロック図である。図８のローカル発振器１０９は、ローカル発振器１１１および分周器１１３を含む。ローカル発振器１１１は、所定周波数の発振信号１１２を生成する。ローカル発振器１１１は、例えば水晶発振器の発振周波数を位相同期回路（ＰＬＬ：Ｐａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）により逓倍するように構成される。分周器１１３は、発振信号１１２を１／Ｎの比率に分周し、互いに３６０度／Ｎの位相差を成すローカル信号ＬＵおよびローカル信号ＬＶを生成する。発振信号１１２の周波数は、混信を回避するため、アンテナから送信される送信信号の搬送波周波数と異なるように、ローカル発振器１１１において設定される。各ローカル信号ＬＵ、ＬＶの周波数は、アンテナから送信される送信信号の搬送波周波数に一致するように、分周器１１３において設定される。
【００３６】
図９Ａ、図１０Ａ、および図１１Ａは、分周器１１３のそれぞれＮ＝３、Ｎ＝５、およびＮ＝７の場合における具体的な構成例を示す回路図である。図９Ｂ、図１０Ｂ、および図１１Ｂは、それぞれ図９Ａ、図１０Ａ、および図１１Ａの構成における動作を示す波形図である。図９Ａおよび図９Ｂにおいて、分周器１１３は、発振信号１１２を１／３の比率に分周し、ＡＮＤ回路１２１、１２０において、互いに３６０度／３＝１２０度の位相差を成すローカル信号ＬＵ、ＬＶをそれぞれ生成する。ローカル信号ＬＶは、ローカル信号ＬＵに対して１２０度の位相差だけ進んでいる。図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、分周器１１３は、発振信号１１２を１／５の比率に分周し、ＡＮＤ回路１３０、１２９において、互いに３６０度／５の位相差を成すローカル信号ＬＵ、ＬＶをそれぞれ生成する。ローカル信号ＬＶは、ローカル信号ＬＵに対して３６０度／５の位相差だけ進んでいる。図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、分周器１１３は、発振信号１１２を１／７の比率に分周し、ＡＮＤ回路１４０、１３９において、互いに３６０度／７の位相差を成すローカル信号ＬＵ、ＬＶをそれぞれ生成する。ローカル信号ＬＶは、ローカル信号ＬＵに対して３６０度／７の位相差だけ進んでいる。このような分周器１１３の簡単な構成により、任意の送信周波数帯域に対応可能なローカル信号生成器１０９を実現できる。
【００３７】
このように、変調器１０Ｔは、互いに３６０度／Ｎの位相差を成すローカル信号ＬＵ、ＬＶに基づいて、互いに直交する座標を表す直交変調データＩＴ、ＱＴをベクトル変調し、３６０度／Ｎの位相差を成す２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１００Ｔを生成する。
【００３８】
以上のように、第１の実施形態の変調器１０Ｔによれば、１個のローカル発振器１１１および複数個の分周器１１３を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号ＬＵ、ＬＶを生成することができる。さらに、１対のローカル信号ＬＵ、ＬＶにおける３６０度／Ｎの位相差に対応して、座標変換器１１０Ｔを用いて直交変調データＩＴ、ＱＴを座標変換し、ベクトル変調することにより、３６０度／Ｎの位相差を有するベクトル変調信号Ｓ１００Ｔを生成することができる。これにより、第１の実施形態の変調器１０Ｔは、１個のローカル発振器１１１を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号Ｓ１００Ｔを生成することが可能となる。さらに、分周器１１３および座標変換器１１０Ｔは簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、ベクトル変調信号Ｓ１００ＴのＣ／Ｎ（搬送波対ノイズ比）を向上させることが可能となる。
【００３９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第１の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
【００４０】
図１２は、第１の実施形態の変調器１０Ｔを含む、第２の実施形態に係る無線送信機の構成を示すブロック図である。
図１２において、第２の実施形態の無線送信機は、信号処理器１４１Ｔ、変調器１０Ｔ、増幅器１４３Ｔ、帯域制限フィルタ１４２Ｔ、増幅器１６９Ｔ、および送信アンテナ３００Ｔを含む。変調器１０Ｔは、座標変換器１１０Ｔ、ローカル信号生成器１０９、およびベクトル変調部１００Ｔを含む。
【００４１】
信号処理器１４１Ｔは、ベースバンドデータＢＳＴに基づいて、例えばＯＦＤＭ変調などの信号処理を行い、互いに直交する座標を表す直交変調データＩＴ、ＱＴを生成する。変調器１０Ｔは、第１の実施形態において上述したように、直交変調データＩＴ、ＱＴに基づいて、３６０度／Ｎの位相差を成す２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１００Ｔを生成する。増幅器１４３Ｔはベクトル変調信号Ｓ１００Ｔを所定の大きさに増幅し、帯域制限フィルタ１４２Ｔは増幅された信号を帯域制限し、増幅器１６９Ｔは帯域制限された信号を所定の電力に電力増幅し、送信アンテナ３００Ｔは電力増幅された送信信号Ｓ３００Ｔを幅射電波として無線送信する。帯域制限フィルタ１４２Ｔの特性および増幅器１４３Ｔ、１６９Ｔの特性は、ローカル信号ＬＵ、ＬＶの周波数を含む周波数バンドの特性にできるだけ合わすことが望ましい。
【００４２】
このように図１２の無線送信機は、位相差が９０度とは異なるローカル信号ＬＵ、ＬＶ、および直交座標データＩＴ、ＱＴを用いてベクトル変調を行い、生成されたベクトル変調信号Ｓ１００Ｔに基づいて送信信号Ｓ３００Ｔを生成し、無線送信することができる。
【００４３】
図１３は、第１の実施形態の変調器１０Ｔを含み、２モードで３バンドの送信信号に対応した、第２の実施形態に係る無線送信機の具体的な構成を示すブロック図である。
図１３に示す無線送信機は、信号処理器１４１Ｔ、送信部２０Ｔ、ローカル発振器１１１、スイッチ３０１Ｔ、および送信アンテナ３００Ｔを含む。送信部２０Ｔは、座標変換器１５０Ｔ、１５１Ｔ、１５２Ｔ、１／３分周器１４６、１／２分周器１４７、１／５分周器１４８、ベクトル変調部１５３Ｔ、１５４Ｔ、１５５Ｔ、１５６Ｔ、増幅器１６１Ｔ、１６２Ｔ、１６３Ｔ、１６４Ｔ、帯域制限フィルタ１５７Ｔ、１５８Ｔ、１５９Ｔ、１６０Ｔ、増幅器１７０Ｔ、１７１Ｔ、１７２Ｔ、１７３Ｔを含む。座標変換器１５０Ｔ、１５１Ｔ、１５２Ｔ、ローカル発振器１１１、１／３分周器１４６、１／２分周器１４７、１／５分周器１４８、およびベクトル変調部１５３Ｔ、１５４Ｔ、１５５Ｔ、１５６Ｔは、変調器１０Ｔを構成する。
【００４４】
信号処理器１４１Ｔは、ベースバンドデータＢＳＴに基づいて、２種類の直交変調データ、すなわち直交変調データＩａＴ、ＱａＴおよび直交変調データＩｂＴ、ＱｂＴを生成ずる。この２種類の直交変調データは、例えば２つの異なる無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線送信機において、それぞれの無線アクセス方式に基づいて信号処理されたデータを表す。同様に、図１３に示す無線送信機の構成は、３つ以上の無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線送信機に対しても、展開可能である。
【００４５】
１／３分周器１４６は、図９Ａおよび図９Ｂを参照して上述したように、発振信号１１２を１／３の比率に分周し、互いに３６０度／３（＝１２０度）の位相差を成すローカル信号ＬＵ３、ＬＶ３を生成する。１／２分周器１４７は、発振信号１１２を１／２の比率に分周し、互いに９０度の位相差を成すローカル信号ＬＵ２、ＬＶ２を生成する。例えば、１／２分周器１４７は、発振信号１１２を１／２の比率に分周することによりローカル信号ＬＵ２を生成し、発振信号１１２とローカル信号ＬＵ２との排他的論理和によりローカル信号ＬＶ２を生成する。１／５分周器１４８は、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して上述したように、発振信号１１２を１／５の比率に分周し、互いに３６０度／５（＝７２度）の位相差を成すローカル信号ＬＵ５、ＬＶ５を生成する。
【００４６】
ローカル信号ＬＵ５、ＬＶ５の周波数をｆ０とすると、ローカル信号ＬＵ３、ＬＶ３の周波数は、ｆ０×１．６７となり、ローカル信号ＬＵ２、ＬＶ２の周波数は、ｆ０×２．５となる。このように分周器１４６、１４７、１４８は、３つの周波数バンドに対応する３対のローカル信号を生成する。同様に、図１３に示す無線送信機の構成は、４バンド以上の、または上述した周波数とは異なる（すなわち分周比率の異なる）搬送波周波数のマルチバンド型無線送信機に対しても、展開可能である。
【００４７】
座標変換器１５０Ｔは、直交変調データＩａＴ、ＱａＴを、互いに３６０度／３の位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵａＴ、ＶａＴに座標変換する。ベクトル変調部１５３Ｔは、非直交変調データＵａＴ、ＶａＴおよびローカル信号ＬＵ３、ＬＶ３に基づいて、周波数がｆ０×１．６７で、互いの位相差が３６０度／３の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５３Ｔを生成する。増幅器１６１Ｔ、帯域制限フィルタ１５７Ｔ、および増幅器１７０Ｔは、ベクトル変調信号Ｓ１５３Ｔに基づいて、ｆ０×１．６７の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号Ｓ１７０Ｔを生成する。
【００４８】
座標変換器１５１Ｔは、直交変調データＩｂＴ、ＱｂＴを、互いに３６０度／３の位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵｂＴ、ＶｂＴに座標変換する。ベクトル変調部１５４Ｔは、非直交変調データＵｂＴ、ＶｂＴおよびローカル信号ＬＵ３、ＬＶ３に基づいて、周波数がｆ０×１．６７で、互いの位相差が３６０度／３の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５４Ｔを生成する。増幅器１６２Ｔ、帯域制限フィルタ１５８Ｔ、および増幅器１７１Ｔは、ベクトル変調信号Ｓ１５４Ｔに基づいて、ｆ０×１．６７の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号Ｓ１７１Ｔを生成する。
【００４９】
ベクトル変調部１５５Ｔは、直交変調データＵａＴ、ＶａＴおよびローカル信号ＬＵ２、ＬＶ２に基づいて、周波数がｆ０×２．５で、互いの位相差が９０度の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５５Ｔを生成する。増幅器１６３Ｔ、帯域制限フィルタ１５９Ｔ、および増幅器１７２Ｔは、ベクトル変調信号Ｓ１５５Ｔに基づいて、ｆ０×２．５の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号Ｓ１７２Ｔを生成する。
【００５０】
座標変換器１５２Ｔは、直交変調データＩａＴ、ＱａＴを、互いに３６０度／５の位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵｃＴ、ＶｃＴに座標変換する。ベクトル変調部１５６Ｔは、非直交変調データＵｃＴ、ＶｃＴおよびローカル信号ＬＵ５、ＬＶ５に基づいて、周波数がｆ０で、互いの位相差が３６０度／５の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５６Ｔを生成する。増幅器１６４Ｔ、帯域制限フィルタ１６０Ｔ、および増幅器１７３Ｔは、ベクトル変調信号Ｓ１５６Ｔに基づいて、ｆ０の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して適切に帯域制限するとともに増幅し、送信信号Ｓ１７３Ｔを生成する。
【００５１】
このように、送信信号Ｓ１７０Ｔ、Ｓ１７１Ｔは、同一周波数バンドにおける２つの異なるモードに対応して生成され、送信信号Ｓ１７２Ｔは、各送信信号Ｓ１７０Ｔ、Ｓ１７１Ｔとは異なる周波数バンドに対応して生成され、送信信号Ｓ１７３Ｔは、各送信信号Ｓ１７０Ｔ、Ｓ１７１Ｔ、Ｓ１７２Ｔとはさらに異なる周波数バンドに対応して生成される。スイッチ３０１Ｔは、無線送信機におけるマルチモードおよびマルチバンドの状態を表す制御信号Ｓ３０１Ｔ（図示されていない送信制御部において生成される）に基づいて、４系統の送信信号Ｓ１７０Ｔ、Ｓ１７１Ｔ、Ｓ１７２Ｔ、Ｓ１７３Ｔのうちいずれか１系統を選択し、選択された信号を表す送信信号３００Ｔを送信アンテナ３００Ｔへ出力する。ここで、選択されていない系統の座標変換器、ベクトル変調部、増幅器、帯域制限フィルタ、および分周器の通電は、省電力化のため停止される。
【００５２】
このように、図１３に示す無線送信機は、１個のローカル発振器１１１を用いて、２つの異なるモードおよび３つの異なる周波数バンドに対応する送信信号Ｓ３００Ｔを生成することができる。図１３に示す無線送信機の構成は、３つ以上のマルチモードまたは４つ以上のマルチバンドに対しても、展開可能である。
【００５３】
以上のように、第２の実施形態の無線送信機によれば、１個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、１対のローカル信号における３６０度／Ｎの位相差に対応して、座標変換器を用いて直交変調データを座標変し、ベクトル変調することにより、３６０度／Ｎの位相差を有するベクトル変調信号を生成することができる。これにより、第２の実施形態の無線送信機は、１個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統の送信信号を生成することが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、送信信号のＣ／Ｎ（搬送波対ノイズ比）を向上させることが可能となる。
【００５４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第１の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
【００５５】
図１４は、第３の実施形態に係る復調器１０Ｒの構成を示すブロック図である。
図１４において、第３の実施形態の復調器１０Ｒは、ベクトル復調部１００Ｒおよびローカル信号生成器１０９を含む。ベクトル復調部１００Ｒは、入力端子１０５ＵＲ、入力端子１０６ＵＲ、入力端子１０５ＶＲ、入力端子１０６ＶＲ、混合器１０１ＵＲ、および混合器１０１ＶＲを含む。ローカル信号生成器１０９は、第１の実施形態のローカル信号生成器１０９と同一の構成になっており、互いに３６０度／Ｎ（Ｎは３または５以上の整数）の位相差を成す２本のベクトルを表す１対のローカル信号ＬＵ、ＬＶを生成する。ローカル信号生成器１０９は、ローカル信号ＬＶが、ローカル信号ＬＵに対して３６０度／Ｎの位相差だけ進むように生成する。ローカル信号ＬＵ、ＬＶは、ベクトル復調部１００Ｒにおいてベクトル復調用の搬送波ベクトルとして用いられる。各ローカル信号ＬＵ、ＬＶの周波数は、アンテナに受信される復調すべき受信信号の搬送波周波数に一致するように、ローカル信号生成器１０９において設定される。
【００５６】
ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒは、３６０度／Ｎの位相差を成す２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表す。入力端子１０５ＵＲ、１０６ＵＲは、それぞれローカル信号ＬＵ、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒを受け、入力端子１０５ＶＲ、１０６ＶＲは、それぞれローカル信号ＬＶ、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒを受ける。混合器１０１ＵＲは、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒをローカル信号ＬＵと混合し、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する一方の座標を表す非直交変調データＵＲを生成する。混合器１０１ＶＲは、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒをローカル信号ＬＶと混合し、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する他方の座標を表す非直交変調データＶＲを生成する。すなわち、ベクトル復調部１００Ｒは、ローカル信号ＬＵ、ＬＶに基づいてベクトル変調信号Ｓ１００Ｒをベクトル復調し、非直交変調データＵＲ、ＶＲを生成する。非直交変調データＶＲは、互いに直交する座標を表す直交変調データＩＲおよび直交変調データＱＲへ座標変換される。非直交変調データＶＲは、非直交変調データＵＲに対して３６０度／Ｎの位相差だけ遅れ、直交変調データＱＲは、直交変調データＩＲに対して９０度だけ遅れる。
【００５７】
図１５は、第３の実施形態に係る復調器１０Ｒの別の構成を示すブロック図である。図１５に示す復調器１０Ｒは、上述したベクトル復調部１００Ｒおよびローカル信号生成器１０９の他に、さらに、座標変換器１１０Ｒを含む。座標変換器１１０Ｒは、互いに３６０度／Ｎの位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵＲ、ＶＲを、互いに直交する座標を表す直交変調データＩＲ、ＱＲに座標変換する。上述したように非直交変調データＶＲは、非直交変調データＵＲに対して３６０度／Ｎの位相差だけ遅れる。座標変換器１１０Ｒは、直交変調データＱＲが、直交変調データＩＲに対して９０度だけ遅れるように座標変換する。
【００５８】
ここで、直交変調データＩＲ、ＱＲは、座標変換器１１０Ｒの後段に位置する信号処理器１４１Ｒ（後述する）により、例えばＯＦＤＭ（直交波周波数分割多重）復調方式に基づいてベースバンドデータへ復調されるべき信号を表す。非直交変調データＵＲ、ＶＲは、デジタル信号であってもアナログ信号であってもよい。デジタル信号の場合、座標変換器１１０Ｒは、例えばルックアンドテーブル方式またはデジタル演算方式により構成される。ベクトル復調部１００Ｒにより生成された非直交変調データＵＲ、ＶＲはアナログ／デジタル変換器（図示されていない）によりデジタル信号に変換されて、座標変換器１１０Ｒへ入力される。さらに、ベクトル復調部１００Ｒがデジタル処理方式により構成されてもよい。この場合、受信されたアナログ信号は、ベクトル復調部１００Ｒの前段に位置するアナログ／デジタル変換器（図示されていない）によりデジタル信号に変換される。デジタル信号の状態のベクトル変調信号Ｓ１００Ｒは、ベクトル復調部１００Ｒによりデジタル処理され、デジタル信号の状態の非直交変調データＵＲ、ＶＲが座標変換器１１０Ｒへ入力される。
【００５９】
座標変換器１１０Ｒの詳細な動作は、第１の実施形態において図３、図４、および図５を参照して上述した通りであるので、説明を省略する。さらに、ローカル信号生成器１０９の詳細な構成および動作は、第１の実施形態において、図６、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、および図１１Ｂを参照して上述した通りであるので、説明を省略する。
【００６０】
このように、復調器１０Ｒは、互いに３６０度／Ｎの位相差を成すローカル信号ＬＵ、ＬＶに基づいて、互いに３６０度／Ｎの位相差を成す２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１００Ｒをベクトル復調し、互いに直交する座標を表す直交変調データＩＲ、ＱＲを生成する。
【００６１】
以上のように、第３の実施形態の復調器１０Ｒによれば、１個のローカル発振器１１１および複数個の分周器１１３を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号ＬＵ、ＬＶを生成することができる。さらに、１対のローカル信号ＬＵ、ＬＶにおける３６０度／Ｎの位相差に対応して、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒをベクトル復調し、座標変換器１１０Ｒを用いて座標変換することにより、直交変調データＩＲ、ＱＲを生成することができる。これにより、第３の実施形態の復調器１０Ｒは、１個のローカル発振器１１１を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号Ｓ１００Ｒを復調し、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒに対応する直交変調データＩＲ、ＱＲを生成することが可能となる。さらに、分周器１１３および座標変換器１１０Ｒは簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、直交変調データＩＲ、ＱＲのＳ／Ｎ（信号対ノイズ比）を向上させることが可能となる。
【００６２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１、第２、および第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第１、第２、および第３の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
【００６３】
図１６は、第３の実施形態の復調器１０Ｒを含む、第４の実施形態に係る無線受信機の構成を示すブロック図である。
図１６において、第４の実施形態の無線受信機は、受信アンテナ３００Ｒ、帯域制限フィルタ１４２Ｒ、増幅器（ＬＮＡ、すなわち低雑音増幅器とも呼ばれる）１４３Ｒ、復調器１０Ｒ、および信号処理器１４１Ｒを含む。復調器１０Ｒは、ローカル信号生成器１０９、ベクトル復調部１００Ｒ、および座標変換器１１０Ｒを含む。
【００６４】
受信アンテナ３００Ｒは無線電波を受信し、帯域制限フィルタ１４２Ｒは受信された受信信号Ｓ３００Ｒを帯域制限し、増幅器１４３Ｒは帯域制限された信号を所定の電圧に増幅し、ベクトル変調信号Ｓ１００Ｒを生成する。復調器１０Ｒは、第３の実施形態において上述したように、３６０度／Ｎの位相差を成す２本の搬送波ベクトルによりベクトル復調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１００Ｒに基づいて、互いに直交する座標を表す直交変調データＩＲ、ＱＲを生成する。信号処理器１４１Ｒは、直交変調データＩＲ、ＱＲに基づいて、例えばＯＦＤＭ復調などの信号処理を行い、ベースバンドデータＢＳＲを生成する。帯域制限フィルタ１４２Ｒの特性および増幅器１４３Ｒの特性は、ローカル信号ＬＵ、ＬＶの周波数を含む周波数バンドの特性にできるだけ合わすことが望ましい。
【００６５】
このように図１６の無線受信機は、位相差が９０度とは異なるローカル信号ＬＵ、ＬＶ、およびベクトル変調信号Ｓ１００Ｒを用いてベクトル復調を行い、生成された直交座標データＩＲ、ＱＲに基づいて信号処理を行い、ベースバンドデータＢＳＲを生成することができる。
【００６６】
図１７は、第３の実施形態の復調器１０Ｒを含み、２モードで３バンドの受信信号に対応した、第４の実施形態に係る無線受信機の具体的な構成を示すブロック図である。
図１７に示す無線受信機は、受信アンテナ３００Ｒ、スイッチ３０１Ｒ、ローカル発振器１１１、受信部２０Ｒ、および信号処理器１４１Ｒを含む。受信部２０Ｒは、帯域制限フィルタ１５７Ｒ、１５８Ｒ、１５９Ｒ、１６０Ｒ、増幅器１６１Ｒ、１６２Ｒ、１６３Ｒ、１６４Ｒ、１／３分周器１４６、１／２分周器１４７、１／５分周器１４８、ベクトル復調部１５３Ｒ、１５４Ｒ、１５５Ｒ、１５６Ｒ、座標変換器１５０Ｒ、１５１Ｒ、１５２Ｒを含む。ローカル発振器１１１、１／３分周器１４６、１／２分周器１４７、１／５分周器１４８、ベクトル復調部１５３Ｒ、１５４Ｒ、１５５Ｒ、１５６Ｒ、および座標変換器１５０Ｒ、１５１Ｒ、１５２Ｒは、復調器１０Ｒを構成する。
【００６７】
１／３分周器１４６、１／２分周器１４７、および１／５分周器１４８の構成および動作は、第２の実施形態において図１３を参照して上述した通りであるので、説明を省略する。
【００６８】
ローカル信号ＬＵ５、ＬＶ５の周波数をｆ０とすると、ローカル信号ＬＵ３、ＬＶ３の周波数は、ｆ０×１．６７となり、ローカル信号ＬＵ２、ＬＶ２の周波数は、ｆ０×２．５となる。このように分周器１４６、１４７、１４８は、３つの周波数バンドに対応する３対のローカル信号を生成する。同様に、図１７に示す無線受信機の構成は、４バンド以上の、または上述した周波数とは異なる（すなわち分周比率の異なる）搬送波周波数のマルチバンド型無線受信機に対しても、展開可能である。
【００６９】
スイッチ３０１Ｒは、無線受信機におけるマルチモードおよびマルチバンドの状態を表す制御信号Ｓ３０１Ｒ（図示されていない受信制御部において生成される）に基づいて、受信信号Ｓ１７０Ｒ、Ｓ１７１Ｒ、Ｓ１７２Ｒ、Ｓ１７３Ｒにそれぞれ対応する４つの経路のうちいずれか１つを選択し、受信アンテナ３００Ｒからの受信信号３００Ｒを通過させる。ここで、選択されていない経路の帯域制限フィルタ、増幅器、ベクトル復調部、座標変換器、および分周器の通電は、省電力化のため停止される。受信信号Ｓ１７０Ｒ、Ｓ１７１Ｒは、同一周波数バンドにおける２つの異なるモードに対応し、受信信号Ｓ１７２Ｒは、各受信信号Ｓ１７０Ｒ、Ｓ１７１Ｒとは異なる周波数バンドに対応し、受信信号Ｓ１７３Ｒは、各受信信号Ｓ１７０Ｒ、Ｓ１７１Ｒ、Ｓ１７２Ｒとはさらに異なる周波数バンドに対応する。
【００７０】
帯域制限フィルタ１５７Ｒおよび増幅器１６１Ｒは、ｆ０×１．６７の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号Ｓ１７０Ｒを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がｆ０×１．６７で、互いの位相差が３６０度／３の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５３Ｒを生成する。ベクトル復調部１５３Ｒは、ベクトル変調信号Ｓ１５３Ｒおよびローカル信号ＬＵ３、ＬＶ３に基づいて、互いに３６０度／３の位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵａＲ、ＶａＲを生成する。座標変換器１５０Ｒは、非直交変調データＵａＲ、ＶａＲを直交変調データＩａＲ、ＱａＲに座標変換する。
【００７１】
帯域制限フィルタ１５８Ｒおよび増幅器１６２Ｒは、ｆ０×１．６７の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号Ｓ１７１Ｒを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がｆ０×１．６７で、互いの位相差が３６０度／３の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５４Ｒを生成する。ベクトル復調部１５４Ｒは、ベクトル変調信号Ｓ１５４Ｒおよびローカル信号ＬＵ３、ＬＶ３に基づいて、互いに３６０度／３の位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵｂＲ、ＶｂＲを生成する。座標変換器１５１Ｒは、非直交変調データＵｂＲ、ＶｂＲを直交変調データＩｂＲ、ＱｂＲに座標変換する。
【００７２】
帯域制限フィルタ１５９Ｒおよび増幅器１６３Ｒは、ｆ０×２．５の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号Ｓ１７２Ｒを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がｆ０×２．５で、互いの位相差が９０度の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５５Ｒを生成する。ベクトル復調部１５４Ｒは、ベクトル変調信号Ｓ１５５Ｒおよびローカル信号ＬＵ２、ＬＶ２に基づいて、直交変調データＩａＲ、ＱａＲを生成する。
【００７３】
帯域制限フィルタ１６０Ｒおよび増幅器１６４Ｒは、ｆ０の搬送波周波数を含む周波数バンドの特性に対応して、受信信号Ｓ１７３Ｒを適切に帯域制限するとともに増幅し、周波数がｆ０で、互いの位相差が３６０度／５の２本の搬送波ベクトルによりベクトル変調された信号を表すベクトル変調信号Ｓ１５６Ｒを生成する。ベクトル復調部１５６Ｒは、ベクトル変調信号Ｓ１５６Ｒおよびローカル信号ＬＵ５、ＬＶ５に基づいて、互いに３６０度／５の位相差で交差する座標を表す非直交変調データＵｃＲ、ＶｃＲを生成する。座標変換器１５２Ｒは、非直交変調データＵｃＲ、ＶｃＲを直交変調データＩａＲ、ＱａＲに座標変換する。
【００７４】
信号処理器１４１Ｒは、２種類の直交変調データ、すなわち直交変調データＩａＲ、ＱａＲおよび直交変調データＩｂＲ、ＱｂＲに基づいて、ベースバンドデータＢＳＲを生成ずる。この２種類の直交変調データは、例えば２つの異なる無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線受信機において、それぞれの無線アクセス方式に基づいて信号処理されたデータを表す。同様に、図１７に示す無線受信機の構成は、３つ以上の無線アクセス方式に対応するマルチモード型無線受信機に対しても、展開可能である。
【００７５】
このように、図１７に示す無線受信機は、１個のローカル発振器１１１を用いて、２つの異なるモードおよび３つの異なる周波数バンドに対応する受信信号Ｓ３００Ｒに基づいて、ベースバンドデータＢＳＲを生成することができる。図１７に示す無線受信機の構成は、３つ以上のマルチモードまたは４つ以上のマルチバンドに対しても、展開可能である。
【００７６】
以上のように、第４の実施形態の無線受信機によれば、１個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、１対のローカル信号における３６０度／Ｎの位相差に対応して、ベクトル変調信号をベクトル復調し、座標変換器を用いて座標変換することにより、直交変調データを生成することができる。これにより、第４の実施形態の無線受信機は、１個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統の受信信号を復調し、受信信号に対応する直交変調データを生成することが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、直交変調データのＳ／Ｎ（信号対ノイズ比）を向上させ、エラー訂正前のエラーレートを低下させることが可能となる。
【００７７】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第１、第２、第３、および第４の実施形態と異なる点を中心に説明する。その他の構成、動作、および効果は、第１、第２、第３、および第４の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
【００７８】
図１８は、第５の実施形態に係る無線送受信機の構成を示すブロック図である。
図１８において、第５の実施形態の無線送受信機は、信号処理器１４１、ローカル発振器１１１、送信部２０Ｔ、受信部２０Ｒ、スイッチ３０１、および送受信アンテナ３００を含む。第５の実施形態の無線送受信機は、図１３に示す第２の実施形態の無線送信機および図１７に示す第４の実施形態の無線受信機の両方の構成を有する。
【００７９】
信号処理器１４１は、ベースバンドデータＢＳＴに基づいて信号処理し、直交変調データＩａＴ、ＱａＴ、ＩｂＴ、ＱｂＴを生成する。送信部２０Ｔは、直交変調データＩａＴ、ＱａＴ、ＩｂＴ、ＱｂＴおよび発振信号１１２に基づいて送信信号処理し、送信信号Ｓ１７０Ｔ、Ｓ１７１Ｔ、Ｓ１７２Ｔ、Ｓ１７３Ｔを生成する。スイッチ３０１は、送信信号Ｓ１７０Ｔ、Ｓ１７１Ｔ、Ｓ１７２Ｔ、Ｓ１７３Ｔに基づいていずれかを選択し、送信信号Ｓ３００Ｔを生成する。送受信アンテナ３００は、送信信号Ｓ３００Ｔを無線電波として送信する。
【００８０】
一方、送受信アンテナ３００は無線電波を受信し、受信信号Ｓ３００Ｒを出力する。スイッチ３０１は、受信信号Ｓ３００Ｒに基づいて、受信信号Ｓ１７０Ｒ、Ｓ１７１Ｒ、Ｓ１７２Ｒ、Ｓ１７３Ｒのいずれかを生成する。受信部２０Ｒは、受信信号Ｓ１７０Ｒ、Ｓ１７１Ｒ、Ｓ１７２Ｒ、Ｓ１７３Ｒおよび発振信号１１２に基づいて受信信号処理し、直交変調データＩａＲ、ＱａＲ、ＩｂＲ、ＱｂＲを生成する。信号処理器１４１は、直交変調データＩａＲ、ＱａＲ、ＩｂＲ、ＱｂＲに基づいて信号処理し、ベースバンドデータＢＳＴを生成する。
【００８１】
図１９は、第５の実施形態に係る無線送受信機の別の構成を示すブロック図である。
図１９における無線送受信機の構成が図１８における無線送受信機の構成と異なる点は、ローカル発振器１１１、ならびにローカル発振器１１１から送信部２０Ｔおよび受信部２０Ｒへ出力される発振信号１１２が、ローカル発振器１１１Ｔおよびローカル発振器１１１Ｒ、ならびにローカル発振器１１１Ｔから送信部２０Ｔへ出力される発振信号１１２Ｔおよびローカル発振器１１１Ｒから受信部２０Ｒへ出力される発振信号１１２Ｒにそれぞれ変更されている点である。図１９の無線送受信機の構成であっても、図１８の無線送受信機の構成と同様に動作する。ただし、ローカル発振器が２個になるため、図１８の無線送受信機の構成よりも、消費電力および半導体チップ面積の点で効果が一部削減される。
【００８２】
なお、以上の実施形態では、無線を用いて通信する通信機、すなわち無線送信機、無線受信機、および無線送受信機、について説明した。しかしながら、本発明は、有線を用いて通信する通信機、例えばケーブルテレビ送受信機などについても、同様な構成および動作により、同様な効果を得ることができる。
【００８３】
このように、本発明の変調器、復調器、変復調器、および通信機によれば、１個のローカル発振器および複数個の分周器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数対のローカル信号を生成することができる。さらに、座標変換器を用いることにより、１対のローカル信号における３６０度／Ｎの位相差に対応して、直交変調データをベクトル変調したり、直交変調データへベクトル復調したりすることができる。これにより、１個のローカル発振器を用いて、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を生成したり、マルチバンドおよびマルチモードに対応する複数系統のベクトル変調信号を復調し、ベクトル変調信号に対応する直交変調データを生成したりすることが可能となる。さらに、分周器および座標変換器は簡単な回路で構成することができるため、複数個のローカル発振器を用いたり、混合器を用いて複数系統のローカル信号を生成したりする場合に比べて、消費電力を低減し、半導体チップ面積を削減し、不要高周波の発生による電磁妨害を低減し、ベクトル変調信号または直交変調データの品質を向上させることが可能となる。
【００８４】
以上、実施の形態におけるこれまでの説明は、すべて本発明を具体化した一例であって、本発明はこれらの例に限定されず、本発明の技術を用いて当業者が容易に構成可能な種々の例に展開可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、変調器、復調器、変復調器、および通信機に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る変調器の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る変調器の別の構成を示すブロック図
【図３】本発明の直交変調データの信号点配置を示す説明図
【図４】本発明の非直交変調データの信号点配置を示す説明図
【図５】本発明の直交変調データから非直交変調データへの座標変換の関係を示す説明図
【図６】本発明の第１の実施形態に係るローカル信号生成器の詳細な構成を示す回路図
【図７Ａ】本発明の第１の実施形態に係るローカル信号生成器の具体的な構成を示す回路図
【図７Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る図７Ａのローカル信号生成器の動作を示す波形図
【図８】本発明の第１の実施形態に係るローカル信号生成器の別の構成を示すブロック図
【図９Ａ】本発明の第１の実施形態に係る分周器の詳細な構成を示す回路図
【図９Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る図９Ａの分周器の動作を示す波形図
【図１０Ａ】本発明の第１の実施形態に係る分周器の詳細な構成を示す回路図
【図１０Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る図１０Ａの分周器の動作を示す波形図
【図１１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る分周器の詳細な構成を示す回路図
【図１１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る図１１Ａの分周器の動作を示す波形図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る無線送信機の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る無線送信機の詳細な構成を示すブロック図
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る復調器の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る復調器の別の構成を示すブロック図
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る無線受信機の構成を示すブロック図
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る無線受信機の詳細な構成を示すブロック図
【図１８】本発明の第５の実施形態に係る無線送受信機の構成を示すブロック図
【図１９】本発明の第５の実施形態に係る無線送受信機の別の構成を示すブロック図
【図２０】従来例に係るダイレクトコンバージョン受信機の構成例を示すブロック図
【図２１】従来例に係るダイレクトコンバージョン送信機の構成例を示すブロック図
【図２２Ａ】従来例に係るダイレクトコンバージョン受信機のローカル発振器の構成例を示すブロック図
【図２２Ｂ】従来例に係るダイレクトコンバージョン受信機のローカル発振器の動作を示す波形図
【符号の説明】
【００８７】
１０Ｔ  変調器
１０Ｒ  復調器
２０Ｔ  送信部
２０Ｒ  受信部
１００Ｔ、１５３Ｔ、１５４Ｔ、１５５Ｔ、１５６Ｔ  ベクトル変調部
１００Ｕ、１５３Ｕ、１５４Ｕ、１５５Ｕ、１５６Ｕ  ベクトル復調部
１０１ＵＴ、１０１ＶＴ、１０１ＵＲ、１０１ＶＲ  混合器
１０３  加算器
１０５ＵＴ、１０６ＵＴ、１０５ＶＴ、１０６ＶＴ、１０５ＵＲ、１０６ＵＲ、１０５ＶＲ、１０６ＶＲ  入力端子
１０９  ローカル信号生成器
１１０Ｔ、１５０Ｔ、１５１Ｔ、１５２Ｔ、１１０Ｒ、１５０Ｒ、１５１Ｒ、１５２Ｒ  座標変換器
１１１  ローカル発振器
１１４、１１５、１１６、１１７、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６  フリップフロップ回路
１１８、１２７、１３７  インバータ回路
１１９、１２８、１３８  ＮＡＮＤ回路
１２０、１２１、１２９、１３０、１３９、１４０  ＡＮＤ回路
１４１Ｔ、１４１Ｒ、１４１  信号処理器
１４２Ｔ、１５７Ｔ、１５８Ｔ、１５９Ｔ、１６０Ｔ、１４２Ｒ、１５７Ｒ、１５８Ｒ、１５９Ｒ、１６０Ｒ  帯域制限フィルタ
１４３Ｔ、１６１Ｔ、１６２Ｔ、１６３Ｔ、１６４Ｔ、１６９Ｔ、１７０Ｔ、１７１Ｔ、１７２Ｔ、１７３Ｔ、１４３Ｒ、１６１Ｒ、１６２Ｒ、１６３Ｒ、１６４Ｒ  増幅器
３００Ｔ、３００Ｒ、３００  アンテナ
３０１Ｔ、３０１Ｒ、３０１  スイッチ
１４６、１４６  １／３分周器
１４７、１４７  １／２分周器
１４８、１４８  １／５分周器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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