(57)【要約】例えば６０ＧＨｚの無線エリアネットワークにて使用する、広帯域ＲＦ信号生成用の信号送信機であって、広帯域（例えば、４ＧＨｚ）のベースバンド信号を、並列に合成することができる多数のサブバンド信号（１４）に分割し、これにより、混合信号及びＲＦブロックの要件を緩和する。この信号分割は、時間又は周波数のいずれかで行うことができ、各サブバンド（１２）には１つのＤＡＣ（１２）を用いる。ベースバンド信号をサブバンド（１４）に分割するのに周波数分割多重化を用いる場合には、チャンネルにおける広帯域周波数の選択的なフェーディングを補償するために、各サブバンド（１４）における利得をアナログ調整することができるという追加の利点がもたらされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルベースバンド信号から広帯域無線周波数信号を生成する信号送信機であって、
デジタルベースバンド信号をサブバンド信号に分割する手段と、
各サブバンド信号に対してデジタル−アナログ変換を行う手段と、
アナログ表現の前記サブバンド信号を合成して、前記デジタルベースバンド信号を表す広帯域無線周波数信号を生成する手段とを備える信号送信機。
【請求項２】
前記デジタルベースバンド信号は、周波数分割多重化又は時分割多重化によって分割される、請求項１に記載の信号送信機。
【請求項３】
前記デジタルベースバンド信号は、同一のキャリア周波数オフセットを有する複数のサブバンド信号に分割される、請求項１に記載の信号送信機。
【請求項４】
前記デジタルベースバンド信号は、互いに相対的にシフトされたそれぞれの周波数オフセットを有する複数のサブバンドに分割される、請求項１に記載の信号送信機。
【請求項５】
前記デジタルベースバンド信号は、複数のデジタル−アナログ変換器の入力端に供給される複数のサブバンド信号に分割され、前記デジタル−アナログ変換器の出力信号は、複数の入力端子と１つの出力端子とを有するスイッチによって、選択的にサンプリングされる、請求項１に記載の信号送信機。
【請求項６】
前記デジタルベースバンド信号は、時分割多重化法で複数のデジタル−アナログ変換器の入力端に供給され、前記複数のデジタル−アナログ変換器は、互いに時間シフトしたクロック信号によってクロックされる、請求項１に記載の信号送信機。
【請求項７】
サブバンド信号への前記デジタルベースバンド信号の分割は、デジタル信号処理手段によって行われ、続いて前記サブバンド信号は、デジタル−アナログ変換処理される、請求項３〜６のいずれか一項に記載の信号送信機。
【請求項８】
請求項１に記載の少なくとも１つの信号送信機と、少なくとも１つの前記信号送信機によって送信された広帯域無線周波数信号を受信する少なくとも１つの信号受信機とを含む無線エリアネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域無線通信用の信号送信機に関し、特に、必ずしも他を除外するものではないが、６０ＧＨｚのＩＳＭ帯で動作する無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において用いられる信号送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域（ＵＷＢ）通信は、ＲＦ無線技法であり、ゼロ〜１ＧＨｚ以上までの周波数を占める超短パルスからなる信号の伝送による無線通信及び無線測位を行う技法を提供する。これらのパルスは、わずか１〜数サイクルのＲＦキャリア波を表す。
【０００３】
国際特許出願ＷＯ２００４／００１９９８号には、受信したＲＦ信号を複数の周波数サブバンドに分割するフィルタ・バンクを備えるＵＷＢ信号受信機が開示されている。当該サブバンド信号は、次に、比較的低いサンプリングレートを用いてデジタル化され、続いて、デジタル化したサブバンド信号の各々は、周波数領域へと変換され、受信信号のスペクトラムが再構成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線通信のアプリケーションでは、より高いデータレートが益々要求されている。しかしながら、極めて高いデータレートのポイントツーポイント及びポイントツーマルチポイントのアプリケーションにとって、ＵＷＢは、ＳＮ比と帯域幅との間のトレードオフの故に不満足な結果を招くことがよくある。このため、６０ＧＨｚ帯（約５９〜６３ＧＨｚ）、即ち無認可の周波数帯域は、利用できる広帯域が４ＧＨｚまでであるために、高データレートの無線伝送用の潜在帯域として研究されてきた。しかしながら、古典的な送信機スキームでは、必要とされる帯域幅の大きい信号を生成することは、実現するのが困難であるか、又はその効率が悪いことがよくある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、必ずしも他を除外するものではないが６０ＧＨｚ帯で、効果的且つ効率的に広帯域信号を合成する信号送信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、デジタルベースバンド信号から広帯域の無線周波数信号を生成する信号送信機が提供され、この信号送信機は、デジタルベースバンド信号をサブバンド信号に分割する手段、各サブバンド信号に対してデジタル−アナログ変換を行う手段、及びアナログ表現の前記サブバンド信号を合成して、前記デジタルベースバンド信号を表す広帯域無線周波数信号を生成する手段を備える。
【０００７】
本発明は、上記のように規定される少なくとも１つの信号送信機と、前記少なくとも１つの信号送信機によって送信された広帯域無線周波数信号を受信する少なくとも１つの信号受信機とを含む無線エリアネットワークにも及ぶ。
【０００８】
周波数分割多重化又は時分割多重化によって、デジタルベースバンド信号を分割することができる。本発明による第１の模範的な態様では、ベースバンド信号を、同一の周波数オフセットを有する複数のサブバンド信号に分割することができる。別の態様では、ベースバンド信号を、互いに相対的にシフトした、それぞれの周波数オフセットを有する複数のサブバンドに分割することができる。
【０００９】
時分割多重化を用いてベースバンド信号を複数のサブバンド信号に分割するのに使用される本発明による更に別の模範的な態様では、ベースバンド信号を、複数のデジタル−アナログ変換器の入力端に供給し、デジタル−アナログ変換器の出力信号を、複数のそれぞれの入力端子と１つの出力端子とを有するスイッチによって選択的にサンプリングする。本発明による更に別の態様（時分割多重化）では、ベースバンド信号を複数のデジタル−アナログ変換器の入力端に供給し、これらの複数のデジタル−アナログ変換器は、互いに時間シフトしたクロック信号によってクロックする。
【００１０】
本発明の上述した要点及び他の要点は、後述する実施例から明らかとなり、理解されるであろう。
【００１１】
本発明の例証として、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
前述のように、本発明は、４ＧＨｚの信号を多数のサブバンド信号に分割し、次いでこれらのサブバンド信号を並列に合成することによって、例えば６０ＧＨｚ帯における帯域幅の大きな信号を生成する信号送信機を提供するものである。これにより、従来の構成に比べ、混合信号及びＲＦブロックの要件を緩和することができる。４ＧＨｚの信号の分割は、以下詳細に説明するように、時間又は周波数のいずれかで行うことができることは明らかである。
【００１３】
図１を参照するに、本発明の第１の模範的な実施例による信号送信機は、４ＧＨｚのベースバンド信号をＮ個のサブバンドに分割するデジタル信号処理（ＤＳＰ）ブロック１０と、Ｎ個のサブバンドを並列にアナログ領域に変換するＮ個の複素デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１２とを備えている。本実施例では、デジタル−アナログ変換器１２によって出力されるアナログのサブバンド信号１４は、同一のキャリア周波数オフセットを有する。
【００１４】
次に、各アナログのサブバンド信号１４は、Ｎ個の複素ローパスフィルタ１６のそれぞれの１つに通され、デジタル−アナログ変換処理によって生じる高次成分を除去する。複素乗算器は、それぞれのフィルタリングしたサブバンド信号を、それぞれ異なるシフトバージョンのキャリア周波数で逓倍するマルチ周波数シンセサイザ１８を有している。尚、マルチ周波数（ＲＦ）のシンセサイザ１８は、それぞれ必要な量シフトした周波数の局部発振器信号２０を供給するように構成されている。
【００１５】
次に、かくして得られた変調信号は、Ｎ個のそれぞれの可調整利得段２２によって個別に増幅され、加算（２６にて）され、次に共通の増幅段２８によって増幅される。次に、その結果得られた信号３０は、無線伝送用のアンテナ３２に供給される。
【００１６】
図１を参照して説明した送信機の構造は、比較的低いサンプリングレートを有するＤＡＣ１２を用いて４ＧＨｚ帯域幅の信号を生成することができ、また、異なる周波数帯で伝送される送信電力を、アナログ形式で制御することもできる。
【００１７】
図２を参照するに、本発明の第２実施例による信号送信機は、多くの点で図１のものと似ており、同様の構成要素は同一の参照番号によって双方の図に示してある。従って、繰り返すが、４ＧＨｚのベースバンド信号は、デジタル信号処理ブロック１０によってＮ個のサブバンドに分割される。しかしながら、本実施例の場合、図１の構成とは対照的に、サブバンドは、互いに周波数シフトされる。従って、Ｎ個のサブバンドをそれぞれの複素ＤＡＣ１２によってアナログ領域に変換すると、これにて得られるアナログのサブバンド信号１４は、０Ｈｚの周辺に集中するスペクトル密度を有する４ＧＨｚの帯域幅内で、互いに周波数シフトされる。
【００１８】
次に、各々が同一の帯域通過特性を有するが、それぞれ異なる中心周波数を有する、Ｎ個の複素バンドパスフィルタ１６を用いて、デジタル−アナログ変換処理によって生じる高次及び低次の成分を除去する。従って、ＤＳＰブロック１０、ＤＡＣ１２、及びフィルタ１６の総合作用は、Ｎ個のオーバーラップしないサブバンドの組を生成する。これらのサブバンドの信号は、Ｎ個の可調整利得段２２を用いて並列に個別に増幅され、且つ加算（２４にて）される。最終的に、かくして得られた合成信号は、この複素乗算器３４を用いて単一のキャリア周波数（この場合、６１ＧＨｚ）と逓倍され、この複素乗算器３４には上述のキャリア周波数に等しい周波数の局部発振器信号３６が供給される。この局部発振器信号３６は、周波数シンセサイザ３８によって生成される。乗算器３４の出力信号は、共通の増幅段２８に供給され、この増幅段にて得られた信号３０は、アンテナ３２に供給される。
【００１９】
図２を参照して説明した構造は、図１の構成のマルチ周波数シンセサイザを必要としないが、特定のＤＡＣ１２を実装することに依存して、Ｎ個のサブバンドの各々に対する、特定のフィルタブロック１６を必要とする。
【００２０】
図３を参照するに、本発明の第３の模範的な実施例による信号送信機は、図１及び図２を参照して上述した構成にて用いた周波数分割多重化（ＦＤＭ）の技法とは対照的に、時分割多重化（ＴＤＭ）のコンセプトを活用する。
【００２１】
図３の構成では、デジタル信号処理ブロック１０は、完全なベースバンド信号をＮ個のＤＡＣ１２のそれぞれの入力端に供給する。ＤＡＣ１２の各出力信号は、Ｎ個の入力端４２を有するスイッチ４０でそれらを順次サンプリングするのに用いられる。このように、各ＤＡＣ１２のクロック周波数は、（帯域幅に比例して）必要とされる全サンプリング周波数の１／Ｎ以下にすることができ、これにより、これらＮ個のＤＡＣ１２の処理速度要件を明らかに緩和することができる。
【００２２】
スイッチ４０の出力信号は、デジタル−アナログ変換処理及びスイッチ４０のサンプリング動作によって生じる高次成分を除去するために、ローパスフィルタ４４に供給される。最終的に、その信号は、複素乗算器３４を用いて単一のキャリア周波数（この場合、６１ＧＨｚ）で逓倍され、複素乗算器３４には、上述のキャリア周波数に等しい周波数の局部発振器信号３６が供給され、この局部発振器信号３６は、周波数シンセサイザ３８によって生成される。乗算器３４の出力信号は、共通の増幅段２８に供給され、これにて得られた信号は、アンテナ３２に供給される。
【００２３】
図４を参照するに、本発明の第４実施例による信号送信機も、信号をサブバンド信号に分割するのに時分割多重化のコンセプトを用いるものであるが、本実施例の場合、Ｎ個のＤＡＣ１２は、この連続的にサンプリングされるＤＡＣ信号間の時間間隔がＴｃｌｋ／Ｎとなるように、互いに時間シフトしたクロック信号４６によってクロックされる。尚、Ｔｃｌｋは、それぞれのＤＡＣ１２の各々のクロック周期を表す。次に、ＤＡＣ１２からの出力信号は、加算（４８にて）され、これにて得られた出力信号は、全てのデジタル−アナログ変換処理の総合作用によって生じる高次成分を除去するために、ローパスフィルタ４４に供給される。最終的に、フィルタリングした信号は、複素乗算器３４を用いて単一のキャリア周波数（この場合、６１ＧＨｚ）で逓倍され、複素乗算器３４には上述のキャリア周波数と等しい周波数の局部発振器信号３６が供給される。この局部発振器信号３６は、周波数シンセサイザ３８によって生成される。乗算器３４の出力信号は、共通の増幅段２８に供給され、これにて得られる信号は、アンテナ３２に供給される。各ＤＡＣの出力信号は加算されるので、これらの出力信号は、それらの和が合成すべき全信号に等しくなるようにする。従って、各ＤＡＣの出力信号は、図３の構成のものとは異なることは明らかである。
【００２４】
図４の構成の利点は、図３の構成と比較して、図３の構成のスイッチ４０における高速サンプリングの必要性が排除されることにある。
【００２５】
従って、本発明は、広帯域（例えば、４ＧＨｚ） のベースバンド信号を、並列に合成することができる多数のサブバンド信号に分割することに基づくものであり、これにより、従来技術に比べて混合信号及びＲＦブロックの要件を緩和する。この信号分割は、時間（例えば、図３及び図４の構成）又は周波数（例えば、図１及び図２の構成）のいずれかで行うことができる。
【００２６】
慣例の送信機の構成を採用すると、４ＧＨｚの信号を生成することは単一のＤＡＣに関連した（他のブロック間における）問題を生じさせるので、本発明では、その信号の生成を、幾つかのサブバンド又は幾つかのサンプリング時間フェーズに分割して、次にそれらの各信号に１つのＤＡＣを用いることを提案するものである。また、並列の送信信号の生成は、その後のＲＦブロックにとっても、比較的低い帯域幅の信号に対処するだけでよくなるのでダイナミックレンジが有益であると考えられる。更に、ベースバンド信号をサブバンドに分割するのに周波数分割多重化を用いる場合には、各サブバンドにおける利得をアナログ調整して、チャンネルにおける広帯域周波数の選択的なフェーディングを補償するようにすることができるという追加の利点がもたらされることも明らかである。
【００２７】
上述の実施例は、本発明を制限するものではなく、当業者であれば添付の請求の範囲で規定される本発明の範囲から逸脱することなく多くの他の実施例を設計することができることは明らかである。“備える”及び“含む”などの用語は、請求の範囲又は明細書全体において示す構成要素又はステップ以外の存在を除外するものではない。単一で表す構成要素は、複数の構成要素を除外するものではなく、その逆も同様である。本発明は、幾つかの個別の構成要素を備えるハードウェア手段によって、及び、適切にプログラムしたコンピュータによって実現することができる。幾つかの手段を列挙する装置の請求項では、これらの手段の幾つかは、１つの同種のハードウェアによって実施することができる。ある手段が互いに異なる従属の請求項で用いられるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に用いることができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例による信号送信機の主な構成要素を示す概略図である。
【図２】本発明の第２実施例による信号送信機の主な構成要素を示す概略図である。
【図３】本発明の第３実施例による信号送信機の主な構成要素を示す概略図である。
【図４】本発明の第４実施例による信号送信機の主な構成要素を示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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