(57)【要約】【課題】受信ローカル信号を低雑音化する。【解決手段】無線装置であって、送信ローカル信号を生成する信号発生器と、前記送信ローカル信号に基づいて、互いに直交する２つの搬送波を生成し、出力する移相器と、入力データ列をシンボルにマッピングし、前記シンボルに対応する第１ベースバンド信号及び第２ベースバンド信号を生成して出力するＩ／Ｑ信号生成器と、前記第１ベースバンド信号及び前記第２ベースバンド信号によって前記２つの搬送波をそれぞれ変調し、２つの変調された搬送波に基づいて第１のＩＦ信号を生成し、出力する直交変調器と、前記第１のＩＦ信号及び第２のＩＦ信号のうちの１つをＲＦ帯域の信号に変換して出力する周波数変換器とを有する。前記第２のＩＦ信号は、前記移相器から出力された２つの搬送波のうちの１つであって、前記直交変調器を経由せずに前記周波数変換器に入力される。【選択図】図１
2011259146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ローカル信号を生成する信号発生器と、
前記送信ローカル信号に基づいて、互いに直交する２つの搬送波を生成し、出力する移相器と、
入力データ列をシンボルにマッピングし、前記シンボルに対応する第１ベースバンド信号及び第２ベースバンド信号を生成して出力するＩ／Ｑ信号生成器と、
前記第１ベースバンド信号及び前記第２ベースバンド信号によって前記２つの搬送波をそれぞれ変調し、２つの変調された搬送波に基づいて第１のＩＦ（intermediate frequency）信号を生成し、出力する直交変調器と、
前記第１のＩＦ信号及び第２のＩＦ信号のうちの１つをＲＦ（radio frequency）帯域の信号に変換して出力する周波数変換器とを備え、
前記第２のＩＦ信号は、前記移相器から出力された２つの搬送波のうちの１つであって、前記直交変調器を経由せずに前記周波数変換器に入力される
無線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線装置において、
受信ローカル信号を用いて受信信号を周波数がより低い帯域の信号に変換する受信部を更に備え、
前記周波数変換器は、送信時には前記第１のＩＦ信号を、受信時には前記第２のＩＦ信号を選択し、選択されたＩＦ信号を前記ＲＦ帯域の信号に変換し、
前記受信部は、前記周波数変換器から出力された前記ＲＦ帯域の信号を、前記受信ローカル信号として用いる
無線装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線装置において、
受信時には、前記Ｉ／Ｑ信号生成器及び前記直交変調器のうちの少なくとも１つの動作が停止する
無線装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線装置において、
前記周波数変換器は、前記第１のＩＦ信号及び前記第２のＩＦ信号のうちの１つを選択するセレクタを有する
無線装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線装置において、
前記周波数変換器は、前記セレクタによって選択された信号を前記ＲＦ帯域の信号に変換するパッシブミキサを有する
無線装置。
【請求項６】
請求項１に記載の無線装置において、
前記周波数変換器は、
前記送信ローカル信号に従ってスイッチング動作をするローカル信号入力部と、
前記第１のＩＦ信号に従ってスイッチング動作をする第１のＩＦ信号入力部と、
前記第２のＩＦ信号に従ってスイッチング動作をする第２のＩＦ信号入力部とを有し、
前記第１のＩＦ信号入力部と前記第２のＩＦ信号入力部とが並列に接続されており、前記第１のＩＦ信号入力部及び前記第２のＩＦ信号入力部は前記ローカル信号入力部に直列に接続されている
無線装置。
【請求項７】
請求項６に記載の無線装置において、
前記第１のＩＦ信号入力部の駆動能力と前記第２のＩＦ信号入力部の駆動能力とが異なる
無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号を送受信する無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号を送信及び受信する無線装置の例が特許文献１に記載されている。この無線装置では、搬送波を直交変調器で変調して変調信号を生成し、生成された変調信号をアップコンバートしてＲＦ信号を生成する。この無線装置の受信回路では、ＲＦ信号を受信ローカル信号として用いて、受信信号をダウンコンバートする。受信ローカル信号を生成するための回路が必要ないので、無線装置の構成を簡略化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７７１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、直交変調器は複数の素子で構成されており、各素子に起因して雑音が発生する。このため、直交変調器が変調を行わず、搬送波がこれらの素子を通過するだけであっても、搬送波に雑音が加わる。その結果、受信ローカル信号のＣ／Ｎ（carrier to noise ratio）が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、周波数がより低い帯域の信号に受信信号を変換するために用いられる、受信ローカル信号を低雑音化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態による無線装置は、送信ローカル信号を生成する信号発生器と、前記送信ローカル信号に基づいて、互いに直交する２つの搬送波を生成し、出力する移相器と、入力データ列をシンボルにマッピングし、前記シンボルに対応する第１ベースバンド信号及び第２ベースバンド信号を生成して出力するＩ／Ｑ信号生成器と、前記第１ベースバンド信号及び前記第２ベースバンド信号によって前記２つの搬送波をそれぞれ変調し、２つの変調された搬送波に基づいて第１のＩＦ（intermediate frequency）信号を生成し、出力する直交変調器と、前記第１のＩＦ信号及び第２のＩＦ信号のうちの１つをＲＦ（radio frequency）帯域の信号に変換して出力する周波数変換器とを有する。前記第２のＩＦ信号は、前記移相器から出力された２つの搬送波のうちの１つであって、前記直交変調器を経由せずに前記周波数変換器に入力される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、直交変調器を経由しないＩＦ信号を、ＲＦ帯域の信号に変換することができる。したがって、変換された信号を受信ローカル信号として用いることにより、受信ローカル信号を低雑音化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る無線装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の無線装置の動作の例を示すタイミングチャートである。
【図３】シミュレーション対象にした従来の無線装置の部分を示すブロック図である。
【図４】シミュレーション対象にした図１の無線装置の部分を示すブロック図である。
【図５】図１の無線装置についてのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図６】図１の周波数変換器の構成例を示すブロック図である。
【図７】図１の周波数変換器の他の構成例を示すブロック図である。
【図８】図１の周波数変換器の更に他の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８の周波数変換器の動作の例を示すタイミングチャートである。
【図１０】図８の周波数変換器の構成例を具体的に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面において下２桁が同じ参照番号で示された構成要素は、互いに対応しており、同一の又は類似の構成要素である。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る無線装置の構成例を示すブロック図である。図１の無線装置は、信号発生器１２と、移相器１４と、直交変調器１６と、Ｉ／Ｑ信号生成器１８と、周波数変換器２０と、帯域通過フィルタ３２と、増幅器３４と、受信部４０とを有している。受信部４０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）４２と、ダウンコンバータ４４と、復調器４６とを有している。
【００１１】
信号発生器１２は、指定された周波数の送信ローカル信号ＬＯを生成して出力する。移相器１４は、送信ローカル信号ＬＯを分周し、移相することにより、互いに直交する２つの搬送波ＣＷ１，ＩＦ２を生成して出力する。Ｉ／Ｑ信号生成器１８は、入力データ列ＴＤを、変調に用いられる変調方式のシンボルにマッピングし、このシンボルに対応するベースバンド信号Ｉ及びベースバンド信号Ｑを生成し、直交変調器１６に出力する。直交変調器１６は、移相器から出力された搬送波ＣＷ１，ＩＦ２にベースバンド信号Ｉ，Ｑをそれぞれ乗算することによって、搬送波ＣＷ１，ＩＦ２を変調し、変調された搬送波に基づいて第１のＩＦ（intermediate frequency）信号ＩＦ１を変調信号として生成し、周波数変換器２０に出力する。
【００１２】
周波数変換器２０は、ＩＦ信号ＩＦ１、及び第２のＩＦ信号としての搬送波ＩＦ２のうちの１つを、送信ローカル信号ＬＯを用いてＲＦ（radio frequency）帯域のＲＦ信号ＲＦ１に変換して出力する。ＩＦ信号ＩＦ２は、移相器１４から出力され、直交変調器１６を経由せずに周波数変換器２０に入力される。周波数変換器２０は、例えば、ＩＦ信号ＩＦ１及びＩＦ２から１つを選択し、選択されたＩＦ信号を、これに送信ローカル信号ＬＯを乗算することによって周波数変換し、ＲＦ信号ＲＦ１を求める。
【００１３】
帯域通過フィルタ３２は、ＲＦ信号ＲＦ１の所定のＲＦ帯域の周波数成分を通過させて、信号ＬＲとして出力する。増幅器３４は、信号ＬＲを増幅して送信信号ＴＳを生成し、アンテナ（図示せず）に出力する。
【００１４】
受信時には、信号ＬＲは受信ローカル信号として用いられる。ＬＮＡ４２は、アンテナで受信された受信信号ＲＳを増幅して出力する。ダウンコンバータ４４は、ＬＮＡ４２で増幅された信号を、これに受信ローカル信号ＬＲを乗算することによって、周波数がより低い帯域の信号に変換し、得られた信号を出力する。復調器４６は、低い帯域に変換された信号を復調し、復調結果を出力する。このように、図１の無線装置は、１つの信号発生器１２を用いて、送信信号ＴＳと受信ローカル信号ＬＲとを生成することができる。
【００１５】
図２は、図１の無線装置の動作の例を示すタイミングチャートである。直交変調器１６、Ｉ／Ｑ信号生成器１８、及び周波数変換器２０は、送信時であるか受信時であるかを示す送信受信切換信号ＴＲＳに従って動作する。送信受信切換信号ＴＲＳは、例えば図示しない制御部から入力される。
【００１６】
送信受信切換信号ＴＲＳが送信時であることを示している時には、直交変調器１６及びＩ／Ｑ信号生成器１８は前述のように動作し、周波数変換器２０は、ＩＦ信号ＩＦ１を変換する。送信受信切換信号ＴＲＳが受信時であることを示している時には、直交変調器１６及びＩ／Ｑ信号生成器１８は動作を停止し、周波数変換器２０は、ＩＦ信号ＩＦ２を変換する。なお、送信受信切換信号ＴＲＳが受信時であることを示している時に、直交変調器１６及びＩ／Ｑ信号生成器１８のうちの１つのみが動作を停止するようにしてもよい。受信時に直交変調器１６又はＩ／Ｑ信号生成器１８が動作を停止するので、図１の無線装置は、受信時の消費電力を小さくすることができる。
【００１７】
このように、周波数変換器２０は、受信時には第２のＩＦ信号ＩＦ２に周波数変換を行う。ＩＦ信号ＩＦ２は直交変調器１６を経由せずに周波数変換器２０に入力されるので、ＩＦ信号ＩＦ２に基づいて生成される受信ローカル信号ＬＲの雑音を低下させることができる。
【００１８】
受信時のシミュレーション例について説明する。図３は、シミュレーション対象にした従来の無線装置の部分を示すブロック図である。この部分は、移相器１４と、直交変調器１６と、周波数変換器９２０とを含んでいる。周波数変換器９２０は、第２のＩＦ信号ＩＦ２の入力や選択ができない点の他は、図１の周波数変換器２０と同様である。
【００１９】
移相器１４及び周波数変換器９２０には、信号源９０２で生成された周波数４．６７６ＧＨｚの信号が送信ローカル信号ＬＯとして入力される。移相器１４は、送信ローカル信号ＬＯを４分周する。受信時であるので、直交変調器１６には、信号源９０４からベースバンド信号Ｉ，ＱとしてＤＣ信号が与えられる。周波数変換器９２０によって周波数変換されたＲＦ信号ＲＦ１のうち、受信ローカル信号ＬＲとなる周波数５．８４５ＧＨｚの信号のＣ／Ｎを、周波数変換器９２０の出力端子でモニタする。
【００２０】
図４は、シミュレーション対象にした図１の無線装置の部分を示すブロック図である。この部分は、移相器１４と、直交変調器１６と、周波数変換器２０と、バッファ９１５とを含んでいる。
【００２１】
移相器１４及び周波数変換器２０には、信号源９０２で生成された周波数４．６７６ＧＨｚの信号が送信ローカル信号ＬＯとして入力される。移相器１４は、送信ローカル信号ＬＯを４分周する。受信時であるので、直交変調器１６は動作を停止している。周波数変換器９２０によって周波数変換されたＲＦ信号ＲＦ１のうち、受信ローカル信号ＬＲとなる周波数５．８４５ＧＨｚの信号のＣ／Ｎを、周波数変換器２０の出力端子でモニタする。
【００２２】
図５は、図１の無線装置についてのシミュレーション結果の一例を示す図である。図３については、１ＭＨｚオフセットにおけるＣ／Ｎは、−９４．６ｄＢｃ／Ｈｚであった。またこのときの移相器１４、直交変調器１６、及び周波数変換器９２０で消費される電流の和は１７．２ｍＡであった。図４については、１ＭＨｚオフセットにおけるＣ／Ｎは、−１３９．７ｄＢｃ／Ｈｚであった。またこのときの移相器１４、直交変調器１６、周波数変換器２０、及びバッファ９１５で消費される電流の和は１１．８ｍＡであった。このように、図１の無線装置によれば、受信ローカル信号ＬＲの低雑音化が可能である。
【００２３】
図６は、図１の周波数変換器２０の構成例を示すブロック図である。周波数変換器２０は、負荷インピーダンス２２と、ローカル信号入力部２４と、ＩＦ信号入力部２６と、セレクタ２８とを有している。負荷インピーダンス２２、ローカル信号入力部２４、及びＩＦ信号入力部２６は、電源とグラウンドとの間に直列に接続されている。負荷インピーダンス２２とローカル信号入力部２４とが接続されるノードからは、ＲＦ信号ＲＦ１が出力される。
【００２４】
セレクタ２８は、送信受信切換信号ＴＲＳに従って、送信時にはＩＦ信号ＩＦ１を、受信時にはＩＦ信号ＩＦ２を選択し、ＩＦ信号入力部２６に出力する。ローカル信号入力部２４は、送信ローカル信号ＬＯに従ってスイッチング動作をする。ＩＦ信号入力部２６は、セレクタ２８で選択された信号に従ってスイッチング動作をする。これにより、選択されたＩＦ信号に周波数変換が行われ、変換後のＲＦ信号ＲＦ１が得られる。
【００２５】
セレクタ２８において信号の選択をするので、負荷インピーダンス２２、ローカル信号入力部２４、及びＩＦ信号入力部２６の構成を同じにすることも可能である。この場合、周波数変換器２０の面積を小さくすることができる。
【００２６】
図７は、図１の周波数変換器２０の他の構成例を示すブロック図である。図７の周波数変換器は、パッシブミキサ２２４と、セレクタ２８とを有している。パッシブミキサ２２４は、セレクタ２８によって選択された信号を、送信ローカル信号ＬＯを用いてＲＦ信号ＲＦ１に変換する。パッシブミキサ２２４は、例えばＤＢＭ（double-balanced mixer）である。このようにパッシブミキサを用いることにより、無線装置の消費電力を小さくすることができる。
【００２７】
図８は、図１の周波数変換器２０の更に他の構成例を示すブロック図である。図８の周波数変換器は、負荷インピーダンス３２２と、ローカル信号入力部３２４と、ＩＦ信号入力部３２６，３２７とを有している。ＩＦ信号入力部３２６とＩＦ信号入力部３２７とが、並列に接続されている。図９は、図８の周波数変換器の動作の例を示すタイミングチャートである。
【００２８】
送信受信切換信号ＴＲＳが送信時であることを示している場合には、イネーブル信号ＥＮ１が高電位、イネーブル信号ＥＮ２が低電位になり、送信受信切換信号ＴＲＳが受信時であることを示している場合には、イネーブル信号ＥＮ１が低電位、イネーブル信号ＥＮ２が高電位になる。イネーブル信号ＥＮ１，ＥＮ２は、例えば送信受信切換信号ＴＲＳに従って制御部によって生成される。
【００２９】
ＩＦ信号入力部３２６は、イネーブル信号ＥＮ１が高電位である場合にはＩＦ信号ＩＦ１に従ってスイッチング動作をし、低電位である場合には動作を停止する。ＩＦ信号入力部３２７は、イネーブル信号ＥＮ２が高電位である場合にはＩＦ信号ＩＦ２に従ってスイッチング動作をし、低電位である場合には動作を停止する。ローカル信号入力部３２４は、送信ローカル信号ＬＯに従ってスイッチング動作を行う。
【００３０】
つまり、図２の場合と同様に、送信時にはＩＦ信号ＩＦ１が、受信時にはＩＦ信号ＩＦ２がＲＦ信号ＲＦ１に変換されることになる。図８の周波数変換器によると、図６のセレクタ２８を用いることなく、送信時と受信時とで異なるＩＦ信号を選択することができる。
【００３１】
図１０は、図８の周波数変換器の構成例を具体的に示す回路図である。図１０のＩＦ信号入力部３２６は、トランジスタ５２と、定電流源５４とを有している。ＩＦ信号入力部３２７は、トランジスタ５６と、定電流源５８とを有している。
【００３２】
トランジスタ５２のゲート幅をＷ１、ゲート長をＬとし、トランジスタ５６のゲート幅をＷ２、ゲート長をＬとする。定電流源５４，５８の電流をそれぞれＩ１，Ｉ２とする。ゲート幅Ｗ１，Ｗ２や、電流Ｉ１，Ｉ２の値を変えることにより、ＩＦ信号入力部３２６とＩＦ信号入力部３２７の駆動能力を異なる値にすることができる。
【００３３】
例えば、受信時に要求される駆動能力が送信時に要求される駆動能力よりも小さい場合には、Ｗ１＞Ｗ２、かつＩ１＞Ｉ２とする。これにより、受信時の駆動能力を下げ、同時に周波数変換器を流れる電流も小さくすることができる。図１０に示されたＩＦ信号入力部３２６及び３２７の構成は、一例であって、他の構成を採用してもよい。
【００３４】
図８，１０の周波数変換器は、送信時に用いられるＩＦ信号入力部３２６と、受信時に用いられるＩＦ信号入力部３２７とを有しているので、送信時と受信時とで周波数変換器に要求される出力レベルが異なる場合には、それぞれの場合に応じた駆動能力をＩＦ信号入力部３２６，３２７に持たせることができる。このため、周波数変換器を最適化して、電流のロスを抑えることができる。一般に、受信時より送信時の方が、駆動能力を要する場合が多いので、受信時に動作するＩＦ信号入力部３２７の駆動能力を、送信時に動作するＩＦ信号入力部３２６の駆動能力より小さくすることができる。すると、受信時の消費電力を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、受信ローカル信号を低雑音化することができるので、本発明は、無線装置等について有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１２  信号発生器
１４  移相器
１６  直交変調器
１８  Ｉ／Ｑ信号生成器
２０  周波数変換器
２４  ローカル信号入力部
２６，３２６，３２７  ＩＦ信号入力部
２８  セレクタ
４０  受信部
２２４  パッシブミキサ
【図１】
2011259146.tif 000003
【図２】
2011259146.tif 000004
【図３】
2011259146.tif 000005
【図４】
2011259146.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2011259146.tif 000009
【図８】
2011259146.tif 000010
【図９】
2011259146.tif 000011
【図１０】
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