(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側の通信機及び受信側の通信機を備えた無線通信システムであって、
前記送信側の通信機は、
通信信号の周波数帯域を所定数に分けて得られた周波数信号をそれぞれ送信する送信手段を備え、
前記受信側の通信機は、
前記送信手段によって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出手段と、
前記受信手段により受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正手段と、を備え、
前記送信側の通信機と前記受信側の通信機との間において、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとを伝達する伝達手段を備え、
前記補正データ算出手段は、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとに基づいて、前記補正データの算出を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
送信手段によって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出手段と、
前記受信手段により受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする通信機。
【請求項３】
送信側の通信機及び受信側の通信機で無線通信を行う通信制御方法であって、
前記送信側の通信機が通信信号の周波数帯域を所定数に分けて得られた周波数信号をそれぞれ送信する送信ステップと、
前記受信側の通信機が前記送信ステップによって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信ステップと、
前記受信側の通信機が前記受信ステップによって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出ステップと、
前記受信側の通信機が前記受信ステップにより受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正ステップと、
を有し、
前記送信側の通信機と前記受信側の通信機との間において、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとを伝達する伝達ステップを有し、
前記補正データ算出ステップは、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとに基づいて、前記補正データの算出を行うことを特徴とする通信制御方法。
【請求項４】
送信側の通信機及び受信側の通信機に搭載されたコンピュータに無線通信を行わせる通信制御プログラムであって、
前記送信側の通信機が通信信号の周波数帯域を所定数に分けて得られた周波数信号をそれぞれ送信する送信ステップと、
前記受信側の通信機が前記送信ステップによって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信ステップと、
前記受信側の通信機が前記受信ステップによって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出ステップと、
前記受信側の通信機が前記受信ステップにより受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正ステップと、
を有し、
前記送信側の通信機と前記受信側の通信機との間において、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとを伝達する伝達ステップを有し、
前記補正データ算出ステップは、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとに基づいて、前記補正データの算出を行う処理を
コンピュータに行わせることを特徴とする通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースバンド帯域内のリップル特性を補正することができる通信システム、通信機、通信制御方法及び通信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘテロダイン方式などの中間周波数を用いる無線通信機においては、ベースバンド帯域外のスプリアスを除去するためにＩＦフィルタを用いる必要がある。近年の高速デジタル無線通信においては、スペクトラム拡散通信方式が主流となっており、高速データ通信を行なうためには、シンボル数増加に伴う無線信号のスペクトラム広帯域化や１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどの振幅成分を必要とする多値変調化が要求されている。
このため近年の高速データ通信が要求するヘテロダイン無線通信機のＩＦフィルタには広帯域において低リップルであることが要求されている。
【０００３】
なお、経年変化やモジュールの交換等の影響を受けず受信周波数全域で一定な利得を得ることができるようにした受信機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−０６９０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ヘテロダイン方式の無線通信機等で用いられるＩＦフィルタは帯域外を急峻に減衰させる特性を有していることから、フィルタ回路のＱ（Quality factor）値が高いという特徴を持っている。このため、帯域内にリップルを持ちやすく、温度変化や入出力インピーダンスの変化によってこのリップル特性が変化しやすい。ヘテロダイン方式の無線通信機においては主にＩＦフィルタのリップル特性が通信品質に大きく影響するため、リップルが大きいと通信品質が劣化するという問題を有している。また、ＩＦフィルタは多段で使用することが多いため、温度変化、経年変化、ユニット交換などの特性を変化させる可能性がある要因が多数有り、ＩＦフィルタのリップル特性の変化予測は困難であるという問題がある。このため無線信号の変調精度を低下させ、通信品質の劣化を招くという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スペクトラム拡散技術を利用した通信機において、ベースバンド信号の帯域内リップルを自己補正し、通信品質の向上を図ることができる通信システム、通信機、通信制御方法及び通信制御プログラム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】
【０００６】
本発明は、送信側の通信機及び受信側の通信機を備えた無線通信システムであって、前記送信側の通信機は、通信信号の周波数帯域を所定数に分けて得られた周波数信号をそれぞれ送信する送信手段を備え、前記受信側の通信機は、前記送信手段によって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出手段と、前記受信手段により受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正手段と、を備え、前記送信側の通信機と前記受信側の通信機との間において、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとを伝達する伝達手段を備え、前記補正データ算出手段は、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとに基づいて、前記補正データの算出を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る通信機は、送信手段によって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出手段と、前記受信手段により受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、送信側の通信機及び受信側の通信機で無線通信を行う通信制御方法であって、前記送信側の通信機が通信信号の周波数帯域を所定数に分けて得られた周波数信号をそれぞれ送信する送信ステップと、前記受信側の通信機が前記送信ステップによって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信ステップと、前記受信側の通信機が前記受信ステップによって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出ステップと、前記受信側の通信機が前記受信ステップにより受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正ステップと、を有し、前記送信側の通信機と前記受信側の通信機との間において、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとを伝達する伝達ステップを有し、前記補正データ算出ステップは、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとに基づいて、前記補正データの算出を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、送信側の通信機及び受信側の通信機に搭載されたコンピュータに無線通信を行わせる通信制御プログラムであって、前記送信側の通信機が通信信号の周波数帯域を所定数に分けて得られた周波数信号をそれぞれ送信する送信ステップと、前記受信側の通信機が前記送信ステップによって送信された周波数信号をそれぞれ受信する受信ステップと、前記受信側の通信機が前記受信ステップによって受信された前記周波数信号の平均強度とそれぞれの前記周波数信号の強度との差からそれぞれ周波数に対応する補正データを算出する補正データ算出ステップと、前記受信側の通信機が前記受信ステップにより受信した前記通信信号の中の周波数信号とこの周波数信号に対応した前記補正データとを加算することで前記通信信号を補正する補正ステップと、を有し、前記送信側の通信機と前記受信側の通信機との間において、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとを伝達する伝達ステップを有し、前記補正データ算出ステップは、それぞれの前記周波数信号と送信タイミングとに基づいて、前記補正データの算出を行う処理をコンピュータに行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、経年変化や温度変化などによるベースバンド帯域内リップルの自己補正を行うことにより、通信品質の低下を防止することができるという効果が得られる。また、特性の計測及び補正を自律的に行うようにしたため、特別な測定器を用いることなくリップル特性の補正を行なうことができるため、コストを増加させることなく通信品質が低下することを防止できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態による通信システムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号Ａ、Ｂは、ヘテロダイン方式の送受信デュープレックスな無線通信機（以下、無線局という）である。無線局Ａ、Ｂは、それぞれ同様な構成を有しており、例えば、無線局Ａは基地局であり、無線局Ｂは携帯端末（移動局）である。図１に示す２つの無線局Ａ、Ｂは、同じ構成を有しているが、２つの無線局のどちらであるかを分かりやすくするために、異なる符号を付与している。ここでは、無線局Ａの構成のみを説明し、無線局Ａと同じ構成を有している無線局Ｂの構成の詳細な説明は省略する。
【００１５】
符号１０は、通信信号をアンテナ１９を介して送信する送信部であり、内部にＩＦフィルタを備えている。符号１１は、アンテナ１９を介して通信信号を受信する受信部であり、内部にＩＦフィルタを備えている。符号１２は、送信部１０の送信周波数及び受信部１１の受信周波数を掃引する周波数掃引部である。符号１３は、送信するべき通信信号及び受信した通信信号の信号処理を行う信号処理部である。符号１４は、アプリケーションを実行するアプリケーション実行部であり、送信するべき通信データの生成や受信した通信データの再生等を行う。
【００１６】
符号１５は、ベースバンド帯域内リップル特性を補正するための補正値を算出する補正値算出部である。符号１６は、補正値算出部１５において算出された補正値を記憶するとともに、受信部１１において受信した通信信号の強度情報を記憶する記憶部である。符号１７は、記憶部１６に記憶されている通信信号の強度情報に基づいて、受信部１１において受信した通信信号の補正を行う補正処理部である。符号１８は、記憶部１６に記憶する通信信号の強度情報の取得タイミングや周波数掃引部１２において掃引する周波数の情報を無線局Ｂとの間で伝達し合う補正実行伝達部である。
【００１７】
次に、図２を参照して、図１に示す無線局Ａ、Ｂの動作を説明する。図２は、無線局Ｂにおける通信信号の受信レベル（受信強度）の変動を計測し、内部に記憶する動作を示すフローチャートである。まず、無線局Ｂのユーザは、図示しない入力部から補正値の更新処理を開始する操作を行う。これを受けて、補正実行伝達部２８は、送信部２０を介して現在通信を行なっている無線回線を利用し、周波数掃引方法の情報（使用する周波数や送信タイミング）を無線局Ａに対して送信する。この周波数掃引方法の情報は、受信部１１を介して、補正実行伝達部１８が受信する。
【００１８】
補正実行伝達部１８は、受信した周波数掃引方法の情報に基づいて、周波数掃引部１２に対して掃引時に使用する周波数や送信タイミングを設定する。また、補正実行伝達部２８は、無線局Ａに対して送信した周波数掃引方法の情報に基づいて、周波数掃引部２２に対して掃引時に使用する周波数や受信タイミングを設定する。（ステップＳ１）。このように予め取り決めた周波数掃引方法に基づき同期を取りつつ無線局Ａは送信周波数を掃引し、無線局Ｂは、無線局Ａの送信周波数掃引に同期して受信周波数を掃引する動作を開始することにより、ＩＦフィルタのリップル特性補正データの取得処理を開始する（ステップＳ２）。
【００１９】
２つの周波数掃引部１２、２２は、事前に取り決めた周波数掃引方法に基づいて、内部のパラメータを設定する（ステップＳ３）。ここでは、ベースバンド信号中心周波数をＦｂｃ、ベースバンド帯域幅をＦｗ、ベースバンド帯域幅掃引ステップをＮ、掃引カウンタＡを０リセットし、ＲＦローカル周波数をＦｌｏに設定したものとして説明する。
【００２０】
次に、周波数掃引部１２は、掃引カウンタＡの値をインクリメントし（ステップＳ４）、周波数（Ｆｃ−（Ｆｗ／２）＋（Ａ×（Ｆｗ／Ｎ）））を求める。そして、この求めた周波数を送信部１０へ通知する。これを受けて、送信部１０は、送信ベースバンド帯域内を通知された周波数でＣＷ（Continuous Wave；連続波）送信を行う（ステップＳ５）。このとき、無線局Ａの送信ローカル周波数と無線局Ｂの受信ローカル周波数は固定したままである（ステップＳ６）。一方、無線局Ｂの周波数掃引部２２は、無線局Ａとの間で取り決めた周波数掃引方法の情報に基づいて、受信周波数を変更し、送信ベースバンドＣＷ周波数の変更毎に通信信号の受信レベルを取得し、記憶部２６へ記憶する（ステップＳ７）。
【００２１】
このステップＳ４〜Ｓ７の処理動作を、掃引カウンタＡの値がベースバンド帯域幅掃引ステップＮになるまで繰り返し実行する（ステップＳ８）。これにより、無線局Ａの送信ベースバンドＣＷ周波数を変更する度に、受信した無線局Ｂにおける受信レベルの変動データが記憶部２６に記憶されたことになる。この変動データは、両局（無線局Ａ、Ｂ）のＩＦフィルタを複合した状態のリップル特性（無線局Ａの送信ベースバンド帯域内リップルと、無線局Ｂの受信ベースバンド帯域内リップルの複合特性）のデータして取得されたことになる（ステップＳ９、Ｓ１０）。
【００２２】
なお、図２に示す処理動作は、無線局が移動局である場合は、電源投入時や基地局から通知されたタイミング、さらには予め決められた日時になった時点で開始するようにしてもよい。また、無線局が基地局である場合は、予め決められた時刻や遠隔操作により指示を受けた時点で開始するようにしてもよい。
【００２３】
次に、図３を参照して、図１に示す補正値算出部２５が補正値を算出する動作を説明する。図３は、図１に示す補正値算出部２５が補正値を算出する動作を示すフローチャートである。まず、補正値算出部２５は、記憶部２６に記憶されている受信レベル（受信強度）のデータを読み出して、受信レベルの平均値Ｒｌｖｍを算出する（ステップＳ２１）。次に、補正値算出部２５は、算出した平均値Ｒｌｖｍから周波数ｆｂｎにおける受信レベルの値を減算し、周波数ｆｂｎの補正値Ｓｄｎを求める（ステップＳ２２）。そして、補正値算出部２５は、求めた補正値Ｓｄｎを周波数ｆｂｎに対応付けて記憶部２６へ記憶する（ステップＳ２３）。補正値算出部２５は、全ての周波数ｆｂｎについて処理を行ったか否かを判定しながら（ステップＳ２４、Ｓ２５）、ステップＳ２２、Ｓ２３の処理を全ての周波数ｆｂｎについて補正値Ｓｄｎが記憶部２６へ記憶されるまで繰り返す。これにより、記憶部２６には、周波数ｆｂｎについて補正値Ｓｄｎが算出され、記憶部２６内に補正値Ｓｄｎが周波数ｆｂｎに対応付けられて記憶されたことになる。
【００２４】
次に、図４を参照して、図１に示す補正処理部１７が受信した通信信号を補正する動作を説明する。図４は、図１に示す補正処理部１７が受信した通信信号を補正する動作を示すフローチャートである。まず、補正処理部２７は、受信部２１において受信した通信信号の受信ベースバンド周波数ｆｂｎを検出する（ステップＳ３１）。次に、補正処理部２７は、検出した受信ベースバンド周波数ｆｂｎに対応した補正値Ｓｄｎを記憶部２６から読み出して取得する（ステップＳ３２）。そして、補正処理部２７は、受信部２１が受信した通信信号の受信レベル（受信強度）Ｒｌｖに対して、読み出した補正値Ｓｄｎを加算して、補正済み受信レベルＲｌｖｓを求める（ステップＳ３３）。この補正動作によって、受信部２１において受信された通信信号の受信レベル（受信強度）が最新の補正値によって補正が施されるため、通信品質を向上させることが可能となる。
【００２５】
なお、前述した説明では無線局Ａ、Ｂの双方向通信を例に説明したが、無線局Ａから無線局Ｂに対する単方向通信の通信システムにおいて適用するようにしてもよい。また、無線局Ａ、Ｂのどちらか一方、または両方がヘテロダイン方式の無線通信機であれば効果が大きいが、必ずしもヘテロダイン方式の無線通信機である必要はなく、ベースバンド帯域内に周波数レベル偏差が存在し、この偏差によって通信品質が劣化する通信機であれば、適用可能であり、同様の効果を得ることができる。さらには、無線に関わらず光通信、伝送路通信などの広帯域スペクトラム拡散通信に応用することも可能である。
【００２６】
このように、製品出荷後の経年変化・温度変化などによるベースバンド帯域内リップルの自己補正を行うことにより、通信品質の低下を防止することができる。また、特性の計測及び補正を自律的に行うようにしたため、特別な測定器を用いることなくリップル特性の補正を行なうことができ、基地局などにおいては遠隔制御で補正処理を実行することができ、管理コストを増加させることなく通信品質が低下することを防止できる。
また、送信系ベースバンド帯域内リップル特性と受信系ベースバンド帯域内リップル特性とを複合的に同時に補正することができるため、送信系と受信系を個別に補正する補正方式に比べて、より精度の高いベースバンド帯域内リップル補正が可能となる。
【００２７】
なお、本発明の無線通信端末（携帯端末）は、移動通信を使用した携帯電話機や移動通信機能を有した携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイル端末、カーナビ装置などを含むものである。
【００２８】
なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりリップル特性補正処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００２９】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す無線局の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す無線局の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す無線局の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１０、２０・・・送信部、１１、２１・・・受信部、１２、２２・・・周波数掃引部、１３、２３・・・信号処理部、１４、２４・・・アプリケーション実行部、１５、２５・・・補正値算出部、１６、２６・・・記憶部、１７、２７・・・補正処理部、１８、２８・・・補正実行伝達部、１９、２９・・・アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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