(57)【要約】  【課題】  受信側の回路において復調データの極性を反転するための回路を不要とすること等が可能な無線通信装置を提供する。  【解決手段】  この無線通信装置１は、アンテナ２と、送信／受信切替スイッチ３と、ＰＬＬシンセサイザー４と、送信系回路１０と、受信系回路２０とを具備する。送信系回路１０は、第１〜第３チャネルのいずれかが選択されている場合に、変調データに基づいてＦＳＫ変調し、第４〜第６チャネルのいずれかが選択されている場合に、変調データの極性を反転させたデータに基づいてＦＳＫ変調する。受信系回路２０は、第１〜第３チャネルのいずれかが選択されている場合に、キャリア信号の周波数より低い周波数を有する局部発振信号を用いて復調し、第４〜第６チャネルのいずれかが選択されている場合に、キャリア信号の周波数より高い周波数を有する局部発振信号を用いて復調する。【選択図】  図１
2006180004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数周波数のキャリア信号をＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調させた信号で複数のチャネルを用いて無線通信を行う装置であって、
前記複数のチャネルの内の選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が所定の周波数より低い場合に、変調データに基づいて前記選択されているチャネルのキャリア信号をＦＳＫ変調し、前記選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が前記所定の周波数より高い場合に、前記変調データの極性を反転させたデータに基づいて前記選択されているチャネルのキャリア信号をＦＳＫ変調するための送信系回路と、
前記複数のチャネルの内の選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が前記所定の周波数より低い場合に、前記選択されているチャネルのキャリア信号の周波数より所定の値だけ低い周波数を有する局部発振信号を用いて前記選択されているチャネルの受信信号を復調し、前記複数のチャネルの内の選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が前記所定の周波数より高い場合に、前記選択されているチャネルのキャリア信号の周波数より所定の値だけ高い周波数を有する局部発振信号を用いて前記選択されているチャネルの受信信号を復調するための受信系回路と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
電波を送受信するためのアンテナと、
送信時に前記アンテナと前記送信系回路との間を接続し、受信時に前記アンテナと前記受信系回路との間を接続するための切替スイッチと、
前記複数のチャネルのいずれかを選択するための選択信号に従って、前記送信系回路にキャリア信号を生成させ、前記受信系回路に局部発振信号を生成させるためのＰＬＬ（Phase Locked Loop）シンセサイザー回路と、
を更に具備する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を送受信することにより通信を行うための無線通信装置に関し、特に、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調を用いた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線受信装置について、図５〜図７を参照しながら説明する。図５は、従来の無線受信装置の構成を示すブロック図である。この無線受信装置４０は、複数周波数のキャリア信号をＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調させた複数のチャネル信号を受信するための装置である。ここでは、６つのチャネルを用いるものとし、これら６つのチャネルを周波数の低いものから高いものの順に第１〜第６チャネルとする。
【０００３】
図５に示すように、無線受信装置４０は、アンテナ４１と、ローノイズアンプ４２、４４と、ＲＦ（Radio Frequency）バンドパスフィルタ４３と、ミキサ４５と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）シンセサイザー４６と、局部発振回路４７と、ＩＦ（Intermediate Frequency）バンドパスフィルタ４８と、ＩＦアンプ４９と、復調回路５０と、ＢＢ（Base Band）ローパスフィルタ５１と、データコンパレータ５２と、極性切替回路５３とを具備する。
【０００４】
ローノイズアンプ４２は、アンテナ４１によって受信された電波に基づく受信信号（ＲＦ信号）を増幅して、ＲＦバンドパスフィルタ４３に出力する。
ＲＦバンドパスフィルタ４３によって濾波された信号は、ローノイズアンプ４４によって再度増幅され、ミキサ４５に入力される。
【０００５】
一方、ＰＬＬシンセサイザー４６には、局部発振周波数を設定（チャネルを選択）するための局部発振周波数設定信号（チャネル選択信号）が供給される。ＰＬＬシンセサイザー４６は、局部発振周波数設定信号に応じた電圧を局部発振回路４７に印加し、局部発振回路４７は、ＰＬＬシンセサイザー４６によって印加された電圧に応じた周波数を有する局部発振信号をミキサ４５に出力する。ミキサ４５は、ローノイズアンプ４４の出力信号（ＲＦ信号）と局部発振回路４７が出力する局部発振信号とをミキシングして中間周波数信号を出力する。
【０００６】
ここでは、第１〜第３チャネルの受信信号（ＲＦ信号）から中間周波数信号を得る場合には、キャリア周波数より低い周波数を有する局部発振信号を用いることとし（下側ヘテロダイン）、第４〜第６チャネルの受信信号（ＲＦ信号）から中間周波数信号を得る場合には、キャリア周波数より高い周波数を有する局部発振信号を用いることとする（上側ヘテロダイン）。
図６は、第４〜第６チャネルの受信信号（ＲＦ信号）及び局部発振信号のスペクトラムの例を示す図であり、図７は、第１〜第３チャネルの受信信号（ＲＦ信号）及び局部発振信号のスペクトラムの例を示す図である。
【０００７】
再び図５を参照すると、ミキサ４５から出力された中間周波数信号は、ＩＦバンドパスフィルタ４８によって濾波され、その後ＩＦアンプ４９によって増幅される。ＩＦアンプ４９によって増幅された信号は、復調回路５０により復調された後、ＢＢローパスフィルタ５１によって濾波される。ＢＢローパスフィルタ５１によって濾波された信号（アナログ信号）は、データコンパレータ５２により、所定の閾値と比較され、ディジタル信号として極性切替回路５３に出力される。
【０００８】
ここで、図６に示すように、上側ヘテロダインの場合、中間周波数信号の極性は受信信号（ＲＦ信号）の極性を反転したものとなる。一方、図７に示すように、下側ヘテロダインの場合、中間周波数信号の極性は受信信号（ＲＦ信号）の極性と同じとなる。
そこで、極性切替回路５３は、第１〜第３チャネルのいずれかのチャネルが選択されている場合には、データコンパレータ５２の出力信号をそのまま復調データとして出力し、第４〜第６チャネルのいずれかのチャネルが選択されている場合には、データコンパレータ５２の出力信号を反転し、復調データとして出力する。
【０００９】
このように、従来の無線受信装置４０においては、上側ヘテロダインと下側ヘテロダインの両方を利用する場合、極性切替回路５３のような回路が必要となり、回路規模が増大してしまうという問題があった。
また、図５に示すＲＦバンドパスフィルタ４３は、全てのチャネルの受信信号（ＲＦ信号）を通過させる周波数帯域幅を有する。中間周波数（ＩＦ）が、このＲＦバンドパスフィルタ４３の周波数帯域幅の２倍程度以下に低くなると、受信信号（ＲＦ信号）から２・ＩＦだけ局部発振周波数側に離れたイメージ周波数や、ＩＦ／２だけ離れた周波数等のいわゆるスプリアス周波数に反応し易くなり、結果的に妨害を受け易くなるという問題があった。
【００１０】
このような受信信号の周波数に応じて上側ヘテロダイン又は下側ヘテロダインを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特許文献１には、受信周波数を低い側の周波数部分と高い側の周波数部分にとに２分し、局部発振周波数を低い側の周波数部分に対しては下側ヘテロダインの周波数に設定し、かつ高い側の周波数部分に対しては上側ヘテロダインの周波数に設定することを特徴とするデジタル衛星放送受信機が掲載されている。
なお、特許文献１には、上側ヘテロダインを用いた場合に周波数スペクトル関係が反転するが、直交検波／復調部においてベースバンド信号のＩ軸とＱ軸とを入れ替えることによって復調することができる旨が記載されている。
【００１１】
特許文献２には、通過周波数帯の異なる複数の可変帯域通過フィルタの中から受信局の周波数に応じたフィルタを選択するフィルタ手段と、受信局に対応する局部発振周波信号を出力する局部発振回路とフィルタ手段を通過した高周波信号および局部発振周波信号を混合して中間周波信号を出力する混合回路とからなる周波数変換回路と、中間周波信号から元の信号波を復調する復調回路とを備え、周波数変換回路は、受信局の周波数が所定の周波数より高いときは下側ヘテロダイン方式によって、受信局の周波数が所定の周波数より低いときは上側ヘテロダイン方式によって、それぞれ高周波信号を中間周波信号に変換することを特徴とする衛星放送受信用チューナが掲載されている。
なお、特許文献２には、ヘテロダイン方式によって復調信号の極性が反転するが、復調回路が、互いに極性の異なる復調信号を出力するための一対の出力端子を有することとし、復調回路の出力側に一対の出力端子のいずれか一方を選択するためのスイッチ手段を設け、受信局の周波数に応じて互いに極性の異なる復調信号のいずれか一方を選択することにより、常に一定の極性の復調信号を得る旨が記載されている。
【００１２】
特許文献３には、受信ＲＦ信号を入力され複数の帯域に分波して出力する分波器と、該分波器からの複数の分波出力の中から所望の分波出力を選局データに従って選択する選択回路と、選択された分波出力を取り込みその利得を制御して出力するＲＦ利得制御回路と、該利得制御回路の出力を中間周波信号に変換するためのミクサ回路とを備え、受信ＲＦ信号から選局データに従う所望信号を選局復調し、ベ−スバンド信号として出力する受信装置において、選局データに従う所望信号の選局を行うために、ミクサ回路に供給する局部発振信号の周波数を、選局データに応じて、所望信号としての受信ＲＦ信号より高い周波数側に選んで上側ヘテロダイン検波方式とするか、低い周波数側に選んで下側ヘテロダイン検波方式とするか、を決定する検波方式決定手段と、選局復調後のベ−スバンド信号を、検波方式決定手段により決定された検波方式に依存して、その極性を反転し、或いは反転せずして出力する極性反転選択回路と、を具備したことを特徴とする受信装置が掲載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−５５１４２号公報（第４頁）
【特許文献２】特開平７−２３１２７３号公報（第３頁）
【特許文献３】特開平５−２５９９３０号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、受信側の回路において復調データの極性を反転するための回路を不要とすること等を可能とする無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上の課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、複数周波数のキャリア信号をＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調させた信号で複数のチャネルを用いて無線通信を行う装置であって、複数のチャネルの内の選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が所定の周波数より低い場合に、変調データに基づいて選択されているチャネルのキャリア信号をＦＳＫ変調し、選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が所定の周波数より高い場合に、変調データの極性を反転させたデータに基づいて選択されているチャネルのキャリア信号をＦＳＫ変調するための送信系回路と、複数のチャネルの内の選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が所定の周波数より低い場合に、選択されているチャネルのキャリア信号の周波数より所定の値だけ低い周波数を有する局部発振信号を用いて選択されているチャネルの受信信号を復調し、複数のチャネルの内の選択されているチャネルのキャリア信号の周波数が所定の周波数より高い場合に、選択されているチャネルのキャリア信号の周波数より所定の値だけ高い周波数を有する局部発振信号を用いて選択されているチャネルの受信信号を復調するための受信系回路とを具備する。
【００１６】
この無線通信装置において、電波を送受信するためのアンテナと、送信時にアンテナと送信系回路との間を接続し、受信時にアンテナと受信系回路との間を接続するための切替スイッチと、複数のチャネルのいずれかを選択するための選択信号に従って、送信系回路にキャリア信号を生成させ、受信系回路に局部発振信号を生成させるためのＰＬＬ（Phase Locked Loop）シンセサイザー回路とを更に具備することとしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。この無線通信装置１は、複数周波数のキャリア信号をＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調させた信号で複数のチャネルを用いてディジタル無線通信を行うための装置である。本実施形態においては、６つのチャネルを用いるものとし、これら６つのチャネルをキャリア周波数の低いものから高いものの順に第１〜第６チャネルとする。
【００１８】
図１に示すように、無線通信装置１は、アンテナ２と、送信／受信切替スイッチ３と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）シンセサイザー４と、送信系回路１０と、受信系回路２０とを具備する。
送信／受信切替スイッチ３は、送信時において、アンテナ２と送信系回路１０との間を接続し、受信時において、アンテナ２と受信系回路２０との間を接続する。
ＰＬＬシンセサイザー４には、送信周波数及び局部発振周波数を設定（チャネルを選択）するための送信周波数及び局部発振周波数設定信号（チャネル選択信号）が供給される。ＰＬＬシンセサイザー４は、送信周波数及び局部発振周波数設定信号に応じた電圧を送信系回路１０内の電圧制御発振回路１１及び受信系回路２０内の局部発振回路２１に印加する。
【００１９】
次に、送信系回路１０について説明する。図１に示すように、送信系回路１０は、電圧制御発振回路１１と、極性切替回路１２と、ローパスフィルタ１３と、変調回路１４と、パワーアンプ１５とを具備する。
電圧制御発振回路１１は、ＰＬＬシンセサイザー４によって印加された電圧に応じた周波数を有する信号（キャリア信号）を変調回路１４に出力する。
【００２０】
先に説明した送信周波数及び局部発振周波数設定信号は、送信系回路１０内の極性切替回路１２にも供給されており、極性切替回路１２は、送信周波数及び局部発振周波数設定信号が第１〜第３チャネルを設定するものである場合には、変調データをそのままローパスフィルタ１３に出力し、送信周波数及び局部発振周波数設定信号が第４〜第６チャネルを設定するものである場合には、変調データを反転してローパスフィルタ１３に出力する。
ローパスフィルタ１３によって濾波された信号は、変調回路１４に入力される。
【００２１】
変調回路１４は、ローパスフィルタ１３から入力される信号（変調データ又は変調データを反転したデータ）に基づいて電圧制御発振回路１１から入力されるキャリア信号を変調し、パワーアンプ１５に出力する。
パワーアンプ１５は、変調回路１４の出力信号を増幅し、送信／受信切替スイッチ３を介してアンテナ２に出力する。そして、アンテナ２から、無線通信装置１と同様の構成を有する無線通信装置（相手局）に対して、電波が送信される。
【００２２】
図２は、送信系回路１０の送信信号のスペクトラムの例を示す図である。なお、図２においては、各チャネルを包絡線（エンベロープ）によって示している。各チャネルの２つのピーク部分がマーク又はスペースに相当し、他の部分は高調波に相当する。
先に説明したように、送信周波数及び局部発振周波数設定信号が第１〜第３チャネルのいずれかのチャネルを選択するものである場合には、極性切替回路１２は、変調データをそのままローパスフィルタ１３に出力する。一方、送信周波数及び局部発振周波数設定信号が第４〜第６チャネルのいずれかのチャネルを選択するものである場合には、極性切替回路１２は、変調データを反転してローパスフィルタ１３に出力する。従って、図２に示すように、第１〜第３チャネルと第４〜第６チャネルとでは、極性が反転することとなる。例えば、変調データのマーク側を「＋」、スペース側を「−」とした場合において、第１〜第３チャネルでは低周波数側が「−」（スペース）、高周波数側が「＋」（マーク）となり、第４〜第６チャネルでは低周波数側が「＋」（マーク）、高周波数側が「−」（スペース）となる。
【００２３】
次に、再び図１を参照しながら、受信系回路２０について説明する。受信系回路２０は、相手局から上記のようにして変調された電波を受信するための回路である。受信系回路２０は、局部発振回路２１と、ローノイズアンプ２２、２４と、ＲＦ（Radio Frequency）バンドパスフィルタ２３と、ミキサ２５と、ＩＦ（Intermediate Frequency）バンドパスフィルタ２６と、ＩＦアンプ２７と、復調回路２８と、ＢＢ（Base Band）ローパスフィルタ２９と、データコンパレータ３０とを具備する。
【００２４】
受信時において、送信／受信切替スイッチ３は、アンテナ２と受信系回路２０内のローノイズアンプ２２との間を接続する。
ローノイズアンプ２２は、アンテナ２によって受信された電波に基づく受信信号を増幅して、ＲＦバンドパスフィルタ２３に出力する。
ＲＦバンドパスフィルタ２３によって濾波された信号は、ローノイズアンプ２４によって再度増幅され、ミキサ２５に入力される。
【００２５】
一方、局部発振回路２１には、第１〜第６チャネルの内の選択されたチャネルに応じた電圧がＰＬＬシンセサイザー４によって印加される。局部発振回路２１は、第１〜第３チャネルが選択されている場合には、選択されているチャネルのキャリア周波数より所定の値（ここでは、ＩＦとする）だけ低い周波数を有する局部発振信号を、第４〜第６チャネルが選択されている場合には、選択されているチャネルのキャリア周波数より所定の値（ＩＦ）だけ高い周波数を有する局部発振信号を、ミキサ２５に出力する。
【００２６】
図３は、受信信号と局部発振信号のスペクトラムの例を示す図である。先に説明したように、相手局は、第１〜第３チャネルのいずれかのチャネルが選択されている場合には、極性を反転していない信号を送信し、第４〜第６チャネルのいずれかのチャネルが選択されている場合には、極性を反転した信号を送信する。
局部発振回路２１は、第１〜第３チャネルのいずれかのチャネルが選択されている場合には、選択されているチャネルのキャリア周波数よりＩＦだけ低い周波数を有する局部発振信号を出力する。そして、ミキサ２５において、第１〜第３チャネルの内の選択されたチャネルの受信信号と選択されたチャネルに応じた局部発振信号とがミキシングされ、周波数帯がＩＦである中間周波数信号が出力される（下側ヘテロダイン）。
【００２７】
また、局部発振回路２１は、第４〜第６チャネルのいずれかのチャネルが選択されている場合には、選択されているチャネルのキャリア周波数よりＩＦだけ高い周波数を有する局部発振信号を出力する。そして、ミキサ２５において、第４〜第６チャネルの内の選択されたチャネルの受信信号と選択されたチャネルに応じた局部発振信号とがミキシングされ、周波数帯がＩＦである中間周波数信号が出力される（上側ヘテロダイン）。
なお、下側ヘテロダインにおいては、中間周波数信号の極性は受信信号の極性と変わらないが、上側ヘテロダインにおいては、中間周波数信号の極性は受信信号の極性を反転したものとなる。しかしながら、本実施形態においては、先に説明したように、第４〜第６チャネルの信号の極性は、送信時において一度反転されている。従って、第４〜第６チャネルが選択されている場合であっても、中間周波数信号の極性は非反転となる。
【００２８】
図４は、受信信号とＲＦバンドパスフィルタ２３の帯域のスペクトラムの例を示す図である。図４に示すように、第１〜第６チャネルのキャリア周波数と第１〜第６チャネルの局部発振信号の周波数との中間の周波数をそれぞれ有する信号ＳＰ１〜ＳＰ６、及び、第１〜第３チャネルの局部発振信号の周波数よりそれぞれＩＦだけ低い周波数を有するイメージ信号Ｉｍ１〜Ｉｍ３並びに第４〜第６チャネルの局部発振信号の周波数よりそれぞれＩＦだけ高い周波数を有するイメージ信号Ｉｍ４〜Ｉｍ６等が、スプリアス信号となり得る。しかしながら、本実施形態においては、第１〜第３チャネルについては下側ヘテロダイン、第４〜第６チャネルについては上側ヘテロダインとすることにより、これらのスプリアス周波数を受信信号（ＲＦ信号）の周波数からより遠くへ離すことができ、スプリアス信号をＲＦバンドパスフィルタ２３の通過帯域外とすることができる。これにより、スプリアス信号の影響を低減することができる。
【００２９】
再び図１を参照すると、ミキサ２５から出力された中間周波数信号は、ＩＦバンドパスフィルタ２６によって濾波され、その後ＩＦアンプ２７によって増幅される。ＩＦアンプ２７によって増幅された信号は、復調回路２８により復調された後、ＢＢローパスフィルタ２９によって濾波される。ＢＢローパスフィルタ２９によって濾波された信号（アナログ信号）は、データコンパレータ３０により、所定の閾値と比較され、復調データ（ディジタル信号）として出力される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信系回路１０において、第１〜第３チャネルが選択されている場合には、変調データの極性を反転することなく送信し、第４〜第６チャネルが選択されている場合には、変調データの極性を反転して送信する（図２参照）。そして、受信系回路２０において、第１〜第３チャネルが選択されている場合には、下側ヘテロダインにより復調し、第４〜第６チャネルが選択されている場合には、上側ヘテロダインにより復調する（図３参照）。これにより、受信系回路２０において、第４〜第６チャネルのいずれかのチャネルが選択されている場合に受信信号の極性を反転するための回路（図５の極性切替回路５３参照）を不要とすることができる。
【００３１】
また、第１〜第３チャネルが選択されている場合には下側ヘテロダインにより復調し、第４〜第６チャネルが選択されている場合には上側ヘテロダインにより復調することにより、スプリアス周波数を受信信号（ＲＦ信号）の周波数からより遠くへ離すことができ、スプリアス信号をＲＦバンドパスフィルタ２３の通過帯域外とすることができる。これにより、スプリアス信号の影響を低減することができ、耐妨害波特性を向上することが可能となる。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、第１〜第３チャネルが選択されている場合には、変調データの極性を反転することなく送信し、第４〜第６チャネルが選択されている場合には、変調データの極性を反転して送信する。このように、チャネルによってデータの極性が反転しているため、無線通信装置１が送信する電波が一般の無線受信装置を用いて傍受された場合であっても、第１〜第３チャネルか、第４〜第６チャネルのいずれか一方の側のチャネルしか解読することができず、秘匿性を向上させることができる。
【００３３】
なお、図３において、全ての信号の極性（「＋」側及び「−」側）を逆にしても同様に受信復調可能である。
また、本実施形態においては、６つのチャネルを用いることとしているが、より多く又はより少ないチャネルを用いることとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、無線通信装置において利用可能である。この無線通信装置は、ワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）装置や、その他の装置等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示す図。
【図２】図１の無線通信装置１の送信信号のスペクトラムの例を示す図。
【図３】図１の無線通信装置１の受信信号のスペクトラムの例を示す図。
【図４】図１のＲＦバンドパスフィルタ２３の通過帯域の例を示す図。
【図５】従来の無線受信装置の構成を示す図。
【図６】図５の無線受信装置４０の受信信号のスペクトラムの例を示す図。
【図７】図５の無線受信装置４０の受信信号のスペクトラムの例を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１  無線通信装置、  ２  アンテナ、  ３  送信／受信切替スイッチ、  ４  ＰＬＬシンセサイザー、  １０  送信系回路、  １１  電圧制御発振回路、  １２  極性切替回路、  １３  ローパスフィルタ、  １４  変調回路、  １５  パワーアンプ、  ２０  受信系回路、  ２１  局部発振回路、  ２２、２４  ローノイズアンプ、  ２３  ＲＦバンドパスフィルタ、  ２５  ミキサ、  ２６  ＩＦバンドパスフィルタ、  ２７  ＩＦアンプ、  ２８  復調回路、  ２９  ＢＢローパスフィルタ、  ３０  データコンパレータ
【図１】
2006180004.tif 000003
【図２】
2006180004.tif 000004
【図３】
2006180004.tif 000005
【図４】
2006180004.tif 000006
【図５】
2006180004.tif 000007
【図６】
2006180004.tif 000008
【図７】
2006180004.tif 000009