(57)【要約】【課題】ＶＣＯのＣＮ比の改善を図るとともにＶＣＯの低消費電力化を図る。【解決手段】ＶＣＯ２を備えた周波数シンセサイザ１からの出力信号を使用して受信信号をＭＩＸ１６でダウンコンバートし復調器１８で復調するとともに、ベースバンド信号を変調器２０で変調し、ＭＩＸ２２でアップコンバートして送信する無線通信装置において、ＶＣＯに出力電圧を電源電圧として供給する可変電圧レギュレータ７と、周波数シンセサイザからの出力信号のＣＮ比測定結果に基づいて、その出力信号のＣＮ比が所要ＣＮ比を満たすようにＤ／Ａ変換器８からの基準電圧を設定し可変電圧レギュレータ７の出力電圧を制御するコントローラ１９とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧制御発振器を備えた周波数シンセサイザからの出力信号を使用して受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートするとともにベースバンド信号をアップコンバートする無線通信装置において、
前記電圧制御発振器に出力電圧を電源電圧として供給する可変電圧レギュレータと、前記周波数シンセサイザからの出力信号のＣＮ比測定結果に基づいて、その出力信号のＣＮ比が所要ＣＮ比を満たすように前記可変電圧レギュレータの出力電圧を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
電圧制御発振器を備えた周波数シンセサイザからの出力信号を使用して受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートするとともにベースバンド信号をアップコンバートする無線通信装置において、
前記電圧制御発振器に出力電圧を電源電圧として供給する可変電圧レギュレータと、通信時のエラー率を測定し、この測定したエラー率が予め設定した閾値以下になるように前記可変電圧レギュレータを制御するコントローラとを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
電圧制御発振器を備えた周波数シンセサイザからの出力信号を使用して受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートするとともにベースバンド信号をアップコンバートする無線通信装置において、
前記電圧制御発振器に出力電圧を電源電圧として供給する可変電圧レギュレータと、受信したパケットのプリアンブル部に付加された情報から変調方式を把握し、その変調方式に応じて前記可変電圧レギュレータを制御するコントローラとを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数シンセサイザを局部発振器として使用した無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信装置の局部発振器にＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）周波数シンセサイザが広く使用されている。そして、ＰＬＬ周波数シンセサイザに使用される電圧制御発振器（ＶＣＯ）の電源電圧はある電圧に固定されるが、近年、低消費電力化に伴い、ＶＣＯの電源電圧も低下している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＶＣＯは電源電圧が低下するとＶＣＯのＣＮ比（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が悪化する。そして、ＣＮ比の悪化は無線通信装置の受信感度を低下させることになる。このため、ＶＣＯの電源電圧を高くすればＣＮ比を改善できる。しかし、ＣＮ比を改善できても消費電力は増大するという問題があった。
そこで本発明は、ＶＣＯのＣＮ比の改善を図るとともにＶＣＯの低消費電力化を図ることができる無線通信装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電圧制御発振器を備えた周波数シンセサイザからの出力信号を使用して受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートするとともにベースバンド信号をアップコンバートする無線通信装置において、電圧制御発振器に出力電圧を電源電圧として供給する可変電圧レギュレータと、周波数シンセサイザからの出力信号のＣＮ比測定結果に基づいて、その出力信号のＣＮ比が所要ＣＮ比を満たすように可変電圧レギュレータの出力電圧を制御するコントローラとを備えたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は無線通信装置の構成を示すブロック図で、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１を設けている。このＰＬＬ周波数シンセサイザ１は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）２、ＰＤ（位相比較器）３、ＣＰ（チャージポンプ）４及びＬＰＦ（ループフィルタ）５を設け、ＴＣＸＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｘｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）６から基準信号を前記ＰＤ３に供給している。そして、前記ＰＤ３にてＴＣＸＯ６からの基準信号とＶＣＯ２の出力信号との誤差成分を求め、この誤差成分をＣＰ４及びＬＰＦ５を介してＶＣＯ２に入力している。
【０００６】
前記ＶＣＯ２には可変電圧レギュレータ７から電源電圧が供給されるようになっている。前記可変電圧レギュレータ７は、電源電圧ＶＥとＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器８からの基準電圧が入力され、基準電圧のレベルによってＶＣＯ２に出力する電源電圧を可変するようになっている。
【０００７】
また、前記無線通信装置は、アンテナ１１を設け、このアンテナ１１で電波を受信し、そのときの受信信号を第１のＢＰＦ（バンド・パス・フィルタ）１２及び高周波スイッチ（ＳＷ）１３を介してＬＮＡ（低雑音増幅器）１４に供給している。そして、ＬＮＡ１４で増幅された受信信号を第２のＢＰＦ１５を介してＭＩＸ（ミキサー）１６に供給している。前記ＭＩＸ１６は前記周波数シンセサイザ１からの出力信号を使用して受信信号をダウンコンバートし、第３のＢＰＦ１７を介して復調器１８に供給している。前記復調器１８は受信信号を復調し、復調した信号をコントローラ１９に供給している。
【０００８】
また、前記コントローラ１９からベースバンド信号を変調器２０で変調し、第４のＢＰＦ２１を介してＭＩＸ（ミキサー）２２に供給している。前記ＭＩＸ２２は前記周波数シンセサイザ１からの出力信号を使用してベースバンド信号をアップコンバートして送信信号に変換し、この送信信号を第５のＢＰＦ２３を介して電力増幅器（ＰＡ）２４に供給している。前記電力増幅器２４は送信信号を増幅した後、前記高周波スイッチ１３及び第１のＢＰＦ１２を介してアンテナ１１に送出し、空間に電波として送信するようになっている。
【０００９】
前記コントローラ１９には、不揮発性メモリ１９ａが設けられ、プログラムやデータ等が格納されている。そして、装置全体をコントローラ１９がメモリ１９ａのプログラムに基づいて各部を制御するようになっている。
【００１０】
このような構成の無線通信装置を製造し、これを検査する工程では、図２に示すように、無線通信装置３０と測定器３１を制御線３２で接続してから、無線通信装置３０の電源を投入する。これにより、先ずコントローラ１９は、メモリ１９ａに格納されたプログラム及びデータを参照してＰＬＬ周波数シンセサイザ１の周波数設定を行う。このとき、可変電圧レギュレータ７の出力電圧はコントローラ１９が設定したＤ／Ａ変換器８からの基準電圧によって初期値に設定される。例えば、３．０Ｖに設定される。
【００１１】
そして、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１の周波数が安定したところで、測定器３１のプローブ３３を無線通信装置３０のテスト端子３４に接触させる。テスト端子３４はＰＬＬ周波数シンセサイザ１からの出力信号の出力端子に接続している。
【００１２】
この状態で図３に示すように、測定器３１は、Ｓ１にて、ＶＣＯ２のＣＮ比、すなわち、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１が発生する信号のＣＮ比を測定する。このとき、例えば、±１０ｋＨｚ離調のＣＮ比が−７３．２２ｄＢｃ／Ｈｚと測定される。また、測定器３１には、予め所要ＣＮ比として、例えば、±１０ｋＨｚ離調のＣＮ比−７６ｄＢｃ／Ｈｚが格納されている。そして、Ｓ２にて、測定したＣＮ比が所要ＣＮ比を満たしているか否かが判断される。
【００１３】
そして、測定したＣＮ比が所要ＣＮ比を満たしていなければ、Ｓ３にて、コントローラ１９を操作してＤ／Ａ変換器８からの基準電圧を０．１Ｖアップさせる。これにより、可変電圧レギュレータ７からＶＣＯ２に供給される電源電圧も０．１Ｖアップする。なお、１回の制御で変化させる電圧０．１Ｖに限定するものではないが、変化量が少ないと検査工程に時間がかかり、変化量が大きいと調整の精度が悪くなることから、１回の制御で変化させる電圧は無線装置の特性に合わせて決定すれば良い。
【００１４】
また、ＶＣＯ２の電源電圧は可変電圧レギュレータ７から供給されるが、この電源電圧は最大定格電圧を越えてはならない。このため、測定器３１には、最大定格電圧を格納しておき、Ｓ４にて、ＶＣＯ２の電源電圧が最大定格電圧以下になっているか否かを判断し、ＶＣＯ２の電源電圧が最大定格電圧以下になっていれば、Ｓ１に戻ってＰＬＬ周波数シンセサイザ１が発生する信号のＣＮ比を測定する。また。ＶＣＯ２の電源電圧が最大定格電圧に達していれば、上限値に達しても所要ＣＮ比が得られなかったとして、Ｓ５にて不良として処理を行う。
【００１５】
また、ＶＣＯ２の電源電圧が最大定格電圧以下であれば、基準電圧を０．１Ｖずつ上昇させる操作が測定したＣＮ比が所要ＣＮ比を満たすまで繰り返される。そして、Ｓ２にて、測定したＣＮ比が所要ＣＮ比を満たしていると判断すると、すなわち、±１０ｋＨｚ離調のＣＮ比が−７６ｄＢｃ／Ｈｚを満たしていると判断すると、Ｓ６にて、コントローラ１９を操作してこのときの基準電圧の設定値、すなわち、Ｄ／Ａ変換器８の設定値をメモリ１９ａに格納する。
【００１６】
そして、出荷先では、この無線通信装置は、メモリ１９ａに格納した設定値をＤ／Ａ変換器８に設定してＰＬＬ周波数シンセサイザ１を動作するようになる。
【００１７】
このように、可変電圧レギュレータ７からＶＣＯ２に供給する電源電圧を最初は初期値に設定してＰＬＬ周波数シンセサイザ１が発生する信号のＣＮ比、具体的には±１０ｋＨｚ離調のＣＮ比を測定し、測定結果が予め設定した所要ＣＮ比（±１０ｋＨｚ離調のＣＮ比が−７６ｄＢｃ／Ｈｚ）を満たすまでは、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧を０．１Ｖずつ上昇させてＶＣＯ２に供給する電源電圧を０．１Ｖずつ上昇させ、測定結果が予め設定した所要ＣＮ比を満たした時、そのときのＤ／Ａ変換器８の設定値をメモリ１９ａに格納し、以後はこのメモリ１９ａに格納した設定値をＤ／Ａ変換器８に設定してＰＬＬ周波数シンセサイザ１を動作するので、ＶＣＯ２のＣＮ比、すなわち、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１が発生する信号のＣＮ比は常に所要ＣＮ比を満たすことができ、ＶＣＯのＣＮ比の改善を図ることができる。
【００１８】
また、Ｄ／Ａ変換器８に設定する設定値は、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１が発生する信号のＣＮ比が所要ＣＮ比を満たしたときの最小値であり、従って、可変電圧レギュレータ７からＶＣＯ２に供給される電源電圧も所要ＣＮ比を満たしたときの最小値となる。従って、ＶＣＯの低消費電力化を図ることができる。
【００１９】
（第２の実施の形態）
なお、この実施の形態における無線通信装置は、基本的には図１と同じである。但し、この実施の形態ではテスト端子３４は不要となる。コントローラ１９は装置が無線通信を行っているときの受信データのエラー率を測定するようになっている。この場合におけるエラー率は、例えば、所定時間のパケット量とエラー数の比としている。
【００２０】
すなわち、コントローラ１９は、無線通信を行うと、図４に示すように、Ｓ１１にて、通信エラー率の測定を行う。通信エラーの原因としては、外来ノイズや通信路中にある障害物の有無などにより発生し得るが、これらのエラーは突発的に発生するものである。通信エラーが定常的に発生する原因の一つとして、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１のＣＮ比の悪化が考えられる。そこで、閾値を設定し、Ｓ１２にて、エラー率が閾値以下か否かを判断し、閾値を越えていると、Ｓ１３にて、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧を０．１Ｖアップさせる。これにより、可変電圧レギュレータ７からＶＣＯ２に供給される電源電圧も０．１Ｖアップする。
【００２１】
また、ＶＣＯ２の電源電圧は可変電圧レギュレータ７から供給されるが、この電源電圧は最大定格電圧を越えてはならない。このため、メモリ１９ａに予めＶＣＯ２の最大定格電圧を格納しておき、Ｓ１４にて、ＶＣＯ２の電源電圧が最大定格電圧以下になっているか否かを判断し、ＶＣＯ２の電源電圧が最大定格電圧以下になっていれば、Ｓ１１に戻って通信エラー率を測定する。また。ＶＣＯ２の電源電圧が最大定格電圧に達していれば、Ｓ１５にて、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧を上限値に設定する。これにより、ＶＣＯ２の電源電圧も上限値に設定される。
【００２２】
また、Ｓ１２にて、エラー率が閾値以下であることを判断すると、Ｓ１６にて、このときの基準電圧の設定値、すなわち、Ｄ／Ａ変換器８の設定値をメモリ１９ａに格納する。
【００２３】
このように、無線通信を行った時の通信エラー率をコントローラ１９で測定し、そして、通信エラー率を閾値と比較し、通信エラー率が閾値以下となるまでは、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧を０．１Ｖずつ上昇させてＶＣＯ２に供給する電源電圧を０．１Ｖずつ上昇させ、通信エラー率が閾値以下になると、そのときのＤ／Ａ変換器８の設定値をメモリ１９ａに格納し、以後はこのメモリ１９ａに格納した設定値をＤ／Ａ変換器８に設定してＰＬＬ周波数シンセサイザ１を動作するので、ＶＣＯ２のＣＮ比、すなわち、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１が発生する信号のＣＮ比は良好となり、ＶＣＯのＣＮ比の改善を図ることができる。
【００２４】
また、Ｄ／Ａ変換器８に設定する設定値は、通信エラー率が閾値以下となったときの最小値であり、従って、可変電圧レギュレータ７からＶＣＯ２に供給される電源電圧も通信エラー率が閾値以下となったときの最小値となる。従って、ＶＣＯの低消費電力化を図ることができる。
【００２５】
また、通信エラー率が閾値を越えている状態でＶＣＯ２に供給する電源電圧が最大定格電圧になったときには基準電圧を上限値に設定し、通信エラー率が閾値を越えていてもできる限り通信エラーが発生しないように制御する。
【００２６】
（第３の実施の形態）
なお、この実施の形態における無線通信装置は、基本的には図１と同じである。但し、この実施の形態ではテスト端子３４は不要となる。
図５は、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮの通信方式であるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を使った無線通信で使用されるパケットの構成例を示している。
【００２７】
プリアンブル部のＳＩＧＮＡＬフィールドには、データ部のレート（伝送速度）が記録されており、これにより変調方式が対応づけられる。例えば、データレートが６Ｍｂｐｓまたは９Ｍｂｐｓのとき変調方式はＢＰＳＫ（Ｂｉ−Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、データレートが１２Ｍｂｐｓまたは１８Ｍｂｐｓのとき変調方式はＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、データレートが２４Ｍｂｐｓまたは３６Ｍｂｐｓのとき変調方式は１６ＱＡＭ（１６−ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、データレートが４８Ｍｂｐｓまたは５４Ｍｂｐｓのとき変調方式は６４ＱＡＭ（６４−ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）となるように、レートと変調方式が対応する。一般的に、この変調方式により局部発振器に要求されるＣＮ比は異なり、多値変調になるほど所要ＣＮ比は大きくなる。
【００２８】
コントローラ１９は、無線通信を行い、図５に示すような構成のパケットを受信すると、図６に示す流れ図に基づく制御を行う。先ず、Ｓ２１にて、プリアンブル部のＳＩＧＮＡＬフィールドから、データ部のレート、すなわち、変調方式を解析する。メモリ１９ａには予め変調方式に対応したＶＣＯ２の電源電圧が記憶されているため、コントローラ１９は、変調方式に応じて可変電圧レギュレータ７の出力電圧、すなわち、ＶＣＯ２の電源電圧を制御する。なお、変調方式に対応したＶＣＯ２の電源電圧は、第１の実施の形態で示した方法と同様の方法で個別に調整を行い、そのとき求めた設定値をメモリ１９ａに記憶しておく。
【００２９】
例えば、受信したパケットの変調方式がＢＰＳＫであるならば、Ｓ２２にて、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧をＡ（Ｖ）に設定する。これによりＶＣＯ２の電源電圧をそれに応じた所定値に設定する。また、受信したパケットの変調方式がＱＰＳＫであるならば、Ｓ２３にて、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧をＢ（Ｖ）に設定する。これによりＶＣＯ２の電源電圧をそれに応じた所定値に設定する。また、受信したパケットの変調方式が１６ＱＡＭであるならば、Ｓ２４にて、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧をＣ（Ｖ）に設定する。これによりＶＣＯ２の電源電圧をそれに応じた所定値に設定する。さらに、受信したパケットの変調方式が６４ＱＡＭであるならば、Ｓ２５にて、Ｄ／Ａ変換器８からの基準電圧をＤ（Ｖ）に設定する。これによりＶＣＯ２の電源電圧をそれに応じた所定値に設定する。
【００３０】
このように、パケットを受信した時にプリアンブル部のＳＩＧＮＡＬフィールドから変調方式を解析し、解析した変調方式に応じた基準電圧がＤ／Ａ変換器８から出力するようにメモリ１９ａから所定の設定値を読み出してＤ／Ａ変換器８に出力する。これにより、可変電圧レギュレータ７からＶＣＯ２に供給される電源電圧はＶＣＯ２のＣＮ比、すなわち、ＰＬＬ周波数シンセサイザ１が発生する信号のＣＮ比が良好となる電圧値に設定される。これにより、ＶＣＯのＣＮ比の改善を図ることができる。また、可変電圧レギュレータ７からＶＣＯ２に供給される電源電圧を、ＶＣＯ２のＣＮ比を良好にする最小の電圧値になるようにメモリ１９ａに設定する設定値を決めればＶＣＯの低消費電力化を図ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ＶＣＯのＣＮ比の改善を図るとともにＶＣＯの低消費電力化を図ることができる無線通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１の実施の形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態に係る無線通信装置を、測定器を使用して検査する工程を示す図。
【図３】同実施の形態における測定器による無線通信装置の操作制御を示す流れ図。
【図４】本発明の、第２の実施の形態に係る無線通信装置のコントローラによる基準電圧設定処理を示す流れ図。
【図５】本発明の、第３の実施の形態を示し、無線ＬＡＮの通信方式で使用されるパケットの構成例を示す図。
【図６】同実施の形態に係る無線通信装置のコントローラによる基準電圧設定処理を示す流れ図。
【符号の説明】
１…ＰＬＬ周波数シンセサイザ、２…ＶＣＯ（電圧制御発振器）、７…可変電圧レギュレータ、１６，２２…ＭＩＸ（ミキサー）、１８…復調器、１９…コントローラ、２０…変調器、３０…無線通信装置。
【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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