(57)【要約】【課題】ＦＤＤ方式におけるダイレクトコンバージョン受信方式において、受信ＢＰＦなしで所要耐干渉性能を得ることの出来る無線技術を安価に提供する。【解決手段】ダイレクトコンバージョン受信方式の無線装置１００において、耐干渉性能の向上のために、２次歪み性能（ＩＰ２性能）の異なる２つ以上の受信ミキサ（第１及び第２の受信ミキサ５０、６０）と、２次歪み性能の高い（高ＩＰ２）受信ミキサ（第２の受信ミキサ６０）を実現する為の高い電源電圧を作り出す昇圧回路４０と、受信ミキサ（５０、６０）を切り替える受信ミキサ切り替え制御手段であるＤＳＰ３７とを備える。ＤＳＰ３７は、自局送信出力に応じて受信ミキサを切り替える。【選択図】図３
2011015112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイレクトコンバージョン方式の無線受信機であって、
歪み性能の異なる複数の受信ミキサと、
前記受信ミキサを切り替える制御手段と
を備えることを特徴とする無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線受信機に係り、例えばＦＤＤ（周波数分割複信）方式におけるダイレクトコンバージョン受信方式の無線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）に代表される広帯域無線システムにおいては、安価な回路構成が可能なダイレクトコンバージョン受信方式を採用した無線機器構成が一般化している。しかしながら、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式による複信方式では、自局送信キャリアリークが受信性能（耐干渉性能）に影響を与える為、その回避策が課題となっている。
【０００３】
図１に、従来技術によるＷＣＤＭＡダイレクトコンバージョン受信方式の一般的な構成を示す。また、図２（ａ）は、自局送信キャリアリークが存在する状態で、別の干渉波（ブロッカ）が受信機に入力された場合の２次歪みによる感度劣化のプロセスを示した図である。また、図２（ｂ）は、ダイレクトコンバージョン受信方式で問題となる干渉妨害の一つ、１波干渉波（ブロッカ）による干渉妨害発生プロダクトを示した図である。
【０００４】
図２（ａ）に示すように自局送信状態において、干渉波（ブロッカ）が希望波と同時に受信機に入力された場合、広帯域変調された自局送信キャリアリークが受信ミキサでの包絡線検波によりベースバンド帯域に落ち込む歪みが発生し、感度劣化が生じる。また、図２（ｂ）に示すように、希望波とともに高いレベルの干渉波（ブロッカ）が受信ミキサに入力された場合、受信ミキサの非線形性により歪みが発生し、特に干渉波（ブロッカ）が変調波の場合、包絡線検波によりベースバンド帯域（ＤＣ〜低周波帯）に歪み成分が発生し、感度劣化が生じてしまう。従来、干渉妨害の回避として、一般には受信ミキサの２次歪み性能（ＩＰ２）を高くすることで対処がなされている。
【０００５】
本来、受信ミキサを低歪み（高ＩＰ２）化し、歪み発生を抑える必要があるが、現実には消費電流等の制約により受信ミキサでの改善が難しい。従って、一般的には自局送信キャリアリークを十分減衰させる為のフィルタが挿入される。その必要減衰量は、ＤＵＰ（デュプレクサ）での送信から受信へのアイソレーションにより行われ、ＤＵＰのアイソレーション不足分は受信ＢＰＦ（帯域フィルタ）により補うことにより、受信ミキサでの歪み発生レベルが抑制されている。また、２次歪み特性の影響を低減する技術として、特許文献１に開示の技術がある。この特許文献１に開示の技術は、ダイレクトコンバージョンミキサの入力部に直流バイアスのキャリブレーション手段を設け、受信レベルと送信電力に設けた閾値に対応して、予め前記の直流バイアスのキャリブレーションを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３３５１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図２（ａ）の対策にあっては、ＤＵＰ以外に受信ＢＰＦが必要となり、コスト高となってしまう課題があった。また、図２（ｂ）の対策にあっては、消費電流、電源電圧等の制約により、所要性能を得る事が難しいのが実情であった。その為、業務用無線機等の狭帯域無線システムの分野では、ダブルスーパヘテロダイン受信方式が主流となっており、それを構成する回路規模も大きく、コスト低減が難しい状況となっていた。また、特許文献１に開示の技術では、入力バイアスのアンバランスを調整することで２次歪みを改善できたが、自局送信キャリアリークに対処する技術では無いため、自局送信キャリアリークに対処するためには受信ＢＰＦが必要となってしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、ＦＤＤ方式におけるダイレクトコンバージョン受信方式において、受信ＢＰＦなしで所要耐干渉性能を得ることの出来る無線技術を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る装置は、ダイレクトコンバージョン方式の無線受信機であって、歪み性能の異なる複数の受信ミキサと、前記受信ミキサを切り替える制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ＦＤＤ方式におけるダイレクトコンバージョン受信方式において、受信ＢＰＦなしで所要耐干渉性能を得ることの出来る無線技術を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来技術に係る、ダイレクトコンバージョン受信方式の一般的な無線機の機能ブロック図である。
【図２】従来技術に係る、干渉波（ブロッカ）が受信機に入力された場合の２次歪みによる感度劣化のプロセスを示した図である。
【図３】実施形態に係る、ダイレクトコンバージョン受信方式の無線装置の機能ブロック図である。
【図４】実施形態に係る、第１の受信ミキサが選択されている信号経路に着目して受信系を示した図である。
【図５】実施形態に係る、第２の受信ミキサが選択されている信号経路に着目して受信系を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。以下に説明する実施形態は、ダイレクトコンバージョン受信方式における耐干渉性能の向上のための技術に関し、その構成は、２次歪み性能（ＩＰ２性能）の異なる２つ以上の受信ミキサ（低ＩＰ２、高ＩＰ２等）と、２次歪み性能の高い（高ＩＰ２）受信ミキサを実現する為の高い電源電圧を作り出す昇圧回路と、受信ミキサを切り替える受信ミキサ切り替え制御部とを備え、所要耐干渉性能を実現させている。そして、第１の実施形態では、自局送信出力に応じて受信ミキサを切り替え、第２の実施形態では、干渉ブロックの検出に応じて受信ミキサを切り替える。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
図３は、本実施形態に係る、ダイレクトコンバージョン受信方式により動作する無線装置１００の概略構成を示す機能ブロック図である。この無線装置１００は、送信系１１０と受信系１２０とＤＵＰ（デュプレクサ）１０とを備え、アンテナから送信すべき送信信号とアンテナで受信された受信信号とはＤＵＰ１０により分離される。
【００１４】
送信系１１０は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）２２と、ＰＡ（Power Amplifier）２４と、アイソレータ２６とを備える。ＢＰＦ２２は、直交変換器から取得した信号に対して帯域制限処理を施しＰＡ２４へ出力する。ＰＡ２４は、ＢＰＦ２２を通過した信号を増幅しアイソレータ２６へ出力する。アイソレータ２６は、ＰＡ２４からの信号を出力し、一方、ＤＵＰ１０からの信号を遮断する。
【００１５】
受信系１２０は、上流側（ＤＵＰ１０側）からＬＮＡ（Low Noise Amplifier）３１、前段スイッチ３２、第１の受信ミキサ５０、第２の受信ミキサ６０、後段スイッチ３３、ＬＰＦ（Low Pass Filter；３４ａ、３４ｂ）、ＶＧＡ（Variable Gain Amplifier；３５ａ、３５ｂ）、ＡＤ（アナログ／デジタル変換器；３６ａ、３６ｂ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３７、昇圧回路４０及び局部発振器５５を備えている。なお、第１の受信ミキサ５０と第２の受信ミキサ６０は、それぞれ異なる歪み特性を有しており、いずれか一方が選択的に使用される。
【００１６】
ＬＮＡ３１は、入力された信号（高周波信号）を選択及び増幅し前段スイッチ３２へ出力する。このとき、増幅された信号は第１及び第２の経路９１、９２に分岐される。第１及び第２の経路９１、９２の信号は、第１の受信ミキサ５０及び移相器５２、又は第２の受信ミキサ６０及び移相器６２によって直交ベースバンド信号に変換される。
【００１７】
ここで、第１の受信ミキサ５０は、第２の受信ミキサ６０と比較して相対的に２次歪み性能が低くなっている。第１の受信ミキサ５０は、第１低出力用周波数変換回路５１ａ及び第２低出力用周波数変換回路５１ｂを備えている。
【００１８】
第２の受信ミキサ６０は、第１の受信ミキサ５０と同様に、第１高出力用周波数変換回路６１ａ及び第２高出力用周波数変換回路６１ｂを備えている。第２の受信ミキサ６０は、第１の受信ミキサ５０と比較して相対的に２次歪み性能が高くなっている。この特性を実現するために、第２の受信ミキサ６０には、３Ｖの電源電圧が昇圧回路４０で６Ｖに昇圧されて供給される。このような構成とすることで、第２の受信ミキサ６０は、十分なダイナミックレンジと電流供給にて、自局送信出力が高い状態であっても、所望の耐干渉性能を得るだけの低２次歪み（高ＩＰ２）性能を有する。
【００１９】
前段スイッチ３２は、第１の経路９１の第１の前段スイッチ３２ａ及び第２の経路９２の第２の前段スイッチ３２ｂとを備え、それぞれにＬＮＡ３１からの信号が入力される。そして、第１の前段スイッチ３２ａは、ＬＮＡ３１からの信号を第１低出力用周波数変換回路５１ａまたは第１高出力用周波数変換回路６１ａのいずれかを選択して出力する。また、第２の前段スイッチ３２ｂは、ＬＮＡ３１からの信号を第２低出力用周波数変換回路５１ｂまたは第２高出力用周波数変換回路６１ｂのいずれかを選択して出力する。
【００２０】
後段スイッチ３３は、第１の後段スイッチ３３ａと第２の後段スイッチ３３ｂとを備えている。第１の後段スイッチ３３ａは、第１低出力用周波数変換回路５１ａまたは第１高出力用周波数変換回路６１ａのいずれかを選択してＬＰＦ３４ａに出力する。同様に、第２の後段スイッチ３３ｂは、第２低出力用周波数変換回路５１ｂまたは第２高出力用周波数変換回路６１ｂのいずれかを選択してＬＰＦ３４ｂへ出力する。
【００２１】
ＬＰＦ３４ａ、３４ｂは、それぞれの経路（９１、９２）において、所望の信号帯域をフィルタリングして各ＶＧＡ３５ａ、３５ｂへ出力する。ＶＧＡ３５ａ、３５ｂは、ベースバンド可変利得調整手段であって、利得制御を行う。ＡＤ３６ａ、３６ｂは、ＶＧＡ３５ａ、３５ｂで利得制御された信号に対してＡＤ変換を施し、ＤＳＰ３７へ出力する。
【００２２】
ＤＳＰ３７は、復調処理及び逆拡散処理等を行いデータ信号及びクロック信号を得る。さらに、ＤＳＰ３７は、前段スイッチ３２及び後段スイッチ３３の動作を制御して、待ち受け時及び通信時で自局送信出力が低い状態（以下、「低出力状態」という）において、第１の受信ミキサ５０を選択し、通信時で自局送信出力が高い状態（以下、「高出力状態」という）において第２の受信ミキサ６０を選択する。
【００２３】
より具体的には、低出力状態のときに、図４に示すように、ＤＳＰ３７は、第１の前段スイッチ３２ａ及び第１の後段スイッチ３３ａに対して第１低出力用周波数変換回路５１ａに接続するように制御信号を出力する。同様に、ＤＳＰ３７は、第２の前段スイッチ３２ｂ及び第２の後段スイッチ３３ｂに対して第２低出力用周波数変換回路５１ｂに接続するように制御信号を出力する。つまり、上流側から下流側へ信号が流れる経路として、ＬＮＡ３１、第１の前段スイッチ３２ａ、第１低出力用周波数変換回路５１ａ、第１の後段スイッチ３３ａ、ＬＰＦ３４ａを信号が流れる経路９１ａと、ＬＮＡ３１、第２の前段スイッチ３２ｂ、第２低出力用周波数変換回路５１ｂ、第２の後段スイッチ３３ｂ、ＬＰＦ３４ｂを信号が流れる経路９２ａが形成される。なお、図４及び後述の図５は、無線装置１００の受信系１２０を示しており、一部構成及び符号を省略している。
【００２４】
一方、高出力状態のときには、図５に示すように、ＤＳＰ３７は、第１の前段スイッチ３２ａ及び第１の後段スイッチ３３ａに対して第１高出力用周波数変換回路６１ａに接続するように制御信号を出力する。同様に、ＤＳＰ３７は、第２の前段スイッチ３２ｂ及び第２の後段スイッチ３３ｂに対して第２高出力用周波数変換回路６１ｂに接続するように制御信号を出力する。つまり、上流側から下流側へ信号が流れる経路として、ＬＮＡ３１、第１の前段スイッチ３２ａ、第１高出力用周波数変換回路６１ａ、第１の後段スイッチ３３ａ、ＬＰＦ３４ａを信号が流れる経路９１ｂと、ＬＮＡ３１、第２の前段スイッチ３２ｂ、第２高出力用周波数変換回路６１ｂ、第２の後段スイッチ３３ｂ、ＬＰＦ３４ｂを信号が流れる経路９２ｂが形成される。
【００２５】
以上の構成による無線装置１００によると、待ち受け受信及び通信時で自局送信出力が低い状態である低出力状態にあっては、第１の受信ミキサ５０（５１ａ、５１ｂ）が選択され、低消費電流の動作態様にて運用される。また、通信時であって自局送信出力が高い状態では、ＤＳＰ３７が受信ミキサを第１の受信ミキサ５０から第２の受信ミキサ６０（６１ａ、６１ｂ）へ切り替える。上述の通り、第２の受信ミキサ６０は、第１の受信ミキサ５０と比較して低２次歪み特性を有しているため、所望の耐干渉性能を確保することができる。また、通信時に自局送信出力が低くなった場合や、待ち受け受信になった場合は、ＤＳＰ３７は受信ミキサを第１の受信ミキサ５０へ切り替え、低消費電流の動作形態に移行させる。この様に、自局送信出力に応じ、受信ミキサを適時切り替え、所要耐干渉性能を確保させる様に動作せると共に、電力消費の最適化を実現することができる。また、受信ＢＰＦを装備することなく所要耐干渉性能を得ることが可能となり、安価に無線機器を提供出来る。
【００２６】
＜第２の実施形態＞
本実施形態に係る無線装置１００は第１の実施形態の無線装置１００と同一の構成で実現できる。異なる点は、受信ミキサの切り替え条件にあり、本実施形態では、ＤＳＰ３７が検出した干渉ブロックに応じて受信ミキサ（５０、６０）を切り替える。本実施形態は、主に図２（ｂ）に示したように、希望波とともに高いレベルの干渉波（ブロッカ）が受信ミキサに入力された場合、２次歪みの性能向上を実現させることを想定している。
【００２７】
そこで、無線装置１００において、ＤＳＰ３７は干渉波（ブロッカ）の有無を判断し、干渉波が無いと判断した場合は、第１の受信ミキサ５０を選択する。これによって低消費電流での動作形態にて運用される。一方、ＤＳＰ３７は、高いレベルの干渉波（ブロッカ）が現れたと判断すると、動作すべき受信ミキサとして、第２の受信ミキサ６０（６１ａ、６１ｂ）に切り替え、歪みを軽減させることにより良好な通信状態を保持する。
【００２８】
また、ＤＳＰ３７は、適時、干渉波を検出しており、干渉波（ブロッカ）が無くなった場合あるいは、干渉波レベルが低くなったと判断すると、動作すべき受信ミキサとして第１の受信ミキサ５０（５１ａ、５１ｂ）へ切り替え、低消費電流の動作形態に移行させる。この様に、高いレベルの干渉波（ブロッカ）が現れた場合のみ、歪み性能の高い受信ミキサを選択し通信を維持するように作用する。
【００２９】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、狭帯域無線システムにおいてもダイレクトコンバージョン受信方式を取り入れる事が可能となり安価に無線機器を提供出来る。
【００３０】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、上述の実施形態では、切り替え対称となる受信ミキサを２種類としたが、これに限る趣旨ではなく、３種類以上の歪み特性を有するように受信ミキサを設けてもよい。
【００３１】
本実施形態の特徴を簡単にまとめると以下の通りである。
本実施形態に係る無線受信機は、ダイレクトコンバージョン方式の無線受信機であって、歪み性能の異なる複数の受信ミキサと、前記受信ミキサを切り替える制御手段とを備える。
また、前記制御手段は、自局送信出力に応じて前記受信ミキサを切り替える。
また、前記制御手段は、自局送信出力が高い場合には、歪み特性の良好な受信ミキサを選択する。
また、前記制御手段は、干渉ブロックの検出に応じて前記受信ミキサを切り替える。
また、前記制御手段は、検出された干渉ブロックが大きいときに、歪み特性の良好な受信ミキサを選択する。
また、前記受信ミキサの前段に、自局送信出力のキャリアリークをフィルタリングするＢＰＦが設けられていない。
【符号の説明】
【００３２】
１００  無線装置
１１０  送信系
１２０  受信系
１０  ＤＵＰ
３２  前段スイッチ
３２ａ  第１の前段スイッチ
３２ｂ  第２の前段スイッチ
３３  後段スイッチ
３３ａ  第１の後段スイッチ
３３ｂ  第２の後段スイッチ
３７  ＤＳＰ
４０  昇圧回路
５０  第１の受信ミキサ
５１ａ  第１低出力用周波数変換回路
５１ｂ  第２低出力用周波数変換回路
５２、６２  移相器
６０  第２の受信ミキサ
６１ａ  第１高出力用周波数変換回路
６１ｂ  第２高出力用周波数変換回路
【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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