(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路によって実現される無線装置であって、
入力されたローカル信号に基づいて生成した同相ローカル信号、および前記同相ローカル信号を９０°移相させた移相ローカル信号を出力する位相分周手段と、
前記位相分周手段から出力された前記同相ローカル信号および前記移相ローカル信号を用いて直交ベースバンド信号を直交変調する変調手段、および前記同相ローカル信号および前記移相ローカル信号を用いて当該無線装置が受信した受信信号を直交復調する復調手段の双方を複数備え、
前記位相分周手段が出力した前記同相ローカル信号および前記移相ローカル信号は、前記複数の変調手段および前記複数の復調手段に同時に入力されることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記同相ローカル信号は、前記位相分周手段に入力されたローカル信号を所定の分周比で分周することによって生成されることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線装置に係り、特に、一位相分周器から出力される信号を複数の直交変復調器に入力する無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直交変復調方式を採用し、アダプティブアレイアンテナを備えたダイバーシチ方式の無線通信機では、複数の直交変調器および直交復調器が並列に使用されている。図３に、それぞれが位相分周器と変調部との組によって構成された従来の直交変調器を複数備えた無線装置のブロック構成図を示す。なお、直交変調器の数はアダプティブアレイアンテナのアンテナ素子の数と同等である。図３に示すｎ個（ｎ≧２）の直交変調器１０1〜１０nが有する各位相分周器１１1〜１１nにはローカル信号ＬＯと位相分周器１１を起動させるトリガ信号Ｔとが入力され、電源を切り換えると位相分周器１１にはトリガ信号Ｔが一斉に供給される。
【０００３】
トリガ信号Ｔが入力されると、各位相分周器１１1〜１１nは、ローカル信号ＬＯと同相のローカル信号ＬＯ0、およびローカル信号ＬＯ0から９０°移相したローカル信号ＬＯ90を出力する。位相分周器１１から出力されたローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90は対応する変調部１３に入力され、各変調部１３1〜１３nは、入力されたローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90を直交ベースバンド信号ＢＢI，ＢＢQと乗算して直交変調信号を出力する。
【０００４】
直交ベースバンド信号ＢＢI，ＢＢQをＩ（ｔ）とＱ（ｔ）（但し、Ｉ（ｔ）∈｛＋１，−１｝，Ｑ（ｔ）∈｛＋１，−１｝）で表し、ローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90をｃ（ｔ）とｃ（ｔ−τ）（但し、τ＝１／４周期の時間ずれ）で表すと、変調部１３からは以下の式（１）によって表される直交変調信号Ｓ（ｔ）が出力される。
Ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）ｃ（ｔ）＋Ｑ（ｔ）ｃ（ｔ−τ）  …（１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トリガ信号Ｔを伝送する電源から位相分周器１１1〜１１nまでの各ラインまたはローカル信号ラインの長さが異なると、各ラインには微少容量や抵抗成分にばらつきが生じるため、位相分周器１１1〜１１nに入力されるトリガ信号Ｔの入力にはナノ秒からマイクロ秒程度の遅延差が生じる。位相分周器１１はトリガ信号Ｔの入力と同時に起動するため、トリガ信号Ｔの遅延は、各位相分周器１１1〜１１nから出力されるローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90に位相差を生じさせることとなる。
【０００６】
例えば、位相分周器１１1，１１2がローカル信号ＬＯを１／２の周波数に分周してローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90を生成し、位相分周器１１2には位相分周器１１1に入力されたトリガ信号Ｔよりもローカル信号ＬＯの１／２周期だけ遅れてトリガ信号Ｔが入力された場合、図４に示すように、位相分周器１１1，１１2から出力される各信号は位相が反転してしまうことがある。図４において、（ａ）は各位相分周器１１1，１１2に入力されるローカル信号ＬＯとトリガ信号Ｔの一例であり、（ｂ）は各位相分周器１１1，１１2から出力されるローカル信号ＬＯ0の一例である。なお、図４（ａ），（ｂ）共に上段は位相分周器１１1に係り、下段は位相分周器１１2に係る。
【０００７】
このように、トリガ信号Ｔの遅延差は各位相分周器１１1〜１１nから出力されるローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90に位相差を生じさせ、この位相差は、上式（１）から明らかなように、直交変調信号Ｓ（ｔ）に位相差を生じさせてしまう。したがって、位相分周器１１1〜１１nのそれぞれから出力されるローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90の位相が一致していないと、変調部１３1〜１３nから同じ位相の直交変調信号が出力されないという問題点があった。特に、ローカル信号ＬＯが数百ＭＨｚといった高周波であるとき、トリガ信号Ｔがナノ秒やマイクロ秒程度遅延しても直交変調信号の位相に大きく影響を与えることがある。
【０００８】
なお、これら複数の直交変調器１０1〜１０nに対する初期調整を行うことによって多少は位相差を小さくできるが、位相差は電源切換の毎にランダムに変化し、また位相分周器の動作の安定性にも依存するため、アナログ的に位相差を完全に抑え込むことは非常に困難であった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、並列に使用される複数の変復調器から出力される各信号の位相を同期させることのできる無線装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る無線装置は、集積回路によって実現される無線装置であって、入力されたローカル信号に基づいて生成した同相ローカル信号、および前記同相ローカル信号を９０°移相させた移相ローカル信号を出力する位相分周手段と、前記位相分周手段から出力された前記同相ローカル信号および前記移相ローカル信号を用いて直交ベースバンド信号を直交変調する変調手段、および前記同相ローカル信号および前記移相ローカル信号を用いて当該無線装置が受信した受信信号を直交復調する復調手段の双方を複数備え、前記位相分周手段が出力した前記同相ローカル信号および前記移相ローカル信号は、前記複数の変調手段および前記複数の復調手段に同時に入力されるものである。
【００１１】
また、請求項２に係る無線装置は、請求項１に記載の無線装置において、前記同相ローカル信号は前記位相分周手段に入力されたローカル信号を所定の分周比で分周することによって生成されるものである。
【００１２】
本発明の請求項１に係る無線装置では、当該無線装置が集積回路で実現され、位相分周手段において、入力されたローカル信号に基づいて生成した同相ローカル信号、および該同相ローカル信号を９０°移相させた移相ローカル信号を出力し、同相ローカル信号および移相ローカル信号は複数の変調手段または複数の復調手段の少なくとも一方のそれぞれに同時に入力され、変調手段においては、位相分周手段から出力された同相ローカル信号および移相ローカル信号を用いて直交ベースバンド信号を直交変調し、復調手段においては、同相ローカル信号および移相ローカル信号を用いて当該無線装置が受信した受信信号を直交復調している。特に、請求項２に係る無線装置では、同相ローカル信号は、位相分周手段に入力されたローカル信号を所定の分周比で分周することによって生成されている。
【００１３】
このように、位相分周手段および変調手段、復調手段を１つの集積回路内に設ければ、位相分周手段と各変調手段または復調手段とは互いに接近して配置されるため、同相ローカル信号や移相ローカル信号を伝送するための位相分周手段から各変調手段または各復調手段に伸びる各ラインの長さは略同じとなる。したがって、同相ローカル信号および移相ローカル信号はライン長の違いによって生じ得る微少容量や抵抗成分のばらつきによる影響を受けず、位相分周手段から出力された同相ローカル信号および移相ローカル信号は各変調手段、各復調手段に同時に入力される。また、起動タイミングの微少差による各回路の位相の不定状態も原理的に解消することができる。
【００１４】
その結果、各変調手段からは相対的に位相が同期した直交変調信号が出力され、各復調手段からは相対的に位相が同期した直交ベースバンド信号が出力される。このため、当該無線装置に対しては、位相同期のための初期調整が必要とされず、通信効率を上げることができる。また、複数の変調手段、複数の復調手段に対して１つの位相分周手段を設ければ良いため、当該無線装置の回路を構成するチップ面積を小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無線装置の実施の形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施形態の無線装置は、π／４シフトＱＰＳＫ（Quadrature ＰＳＫ）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の直交変復調方式を採用し、アダプティブアレイアンテナ等を備えたダイバーシチ方式の無線通信機で用いられる。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線装置を示すブロック構成図である。同図において、本実施形態の無線装置は、特許請求の範囲の位相分周手段に該当する位相分周器１０１と、変調手段に該当するｎ個（ｎ≧２）の変調部１０３1〜１０３nとを備えて構成されている。
【００１７】
まず、位相分周器１０１は、トリガ信号Ｔが入力されると起動し、原振としての局部発振器（図示せず）から入力されたローカル信号ＬＯと同相のローカル信号ＬＯ0、およびローカル信号ＬＯ0から９０°移相したローカル信号ＬＯ90を生成して出力するものである。位相分周器１０１から出力されたローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90は、変調部１０３1〜１０３nのそれぞれに入力される。なお、本実施形態の位相分周器１０１は、ローカル信号ＬＯを１／４の周波数に分周しながら（分周比が４）ローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90を生成するため、ローカル信号ＬＯの周波数を予め必要な値まで逓倍しておく必要がある。
【００１８】
また、変調部１０３1〜１０３nは、入力されたローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90を直交ベースバンド信号ＢＢI，ＢＢQと乗算し、それぞれを加算して得られた直交変調信号を出力するものである。直交ベースバンド信号ＢＢI，ＢＢQをＩ（ｔ）とＱ（ｔ）（但し、Ｉ（ｔ）∈｛＋１，−１｝，Ｑ（ｔ）∈｛＋１，−１｝）で表し、ローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90をｃ（ｔ）とｃ（ｔ−τ）（但し、τ＝１／４周期の時間ずれ）で表すと、各変調部１０３1〜１０３nからは、以下の式（２）によって表される直交変調信号Ｓ（ｔ）が出力される。
【００１９】
Ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）ｃ（ｔ）＋Ｑ（ｔ）ｃ（ｔ−τ）  …（２）
【００２０】
以上の構成要素を備えた本実施形態の無線装置は、ＩＣ（集積回路）で実現されることが望ましい。この場合、位相分周器１０１から変調部１０３1〜１０３nまでの各ライン長は略同じであり、ライン長の違いによる微少容量や抵抗成分のばらつきがほとんど生じないため、位相分周器１０１から出力されたローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90は各変調部１０３1〜１０３nに同時に入力される。したがって、各変調部１０３1〜１０３nからは相対的に位相が同期した直交変調信号が出力される。結果として、位相同期のための初期調整が必要でなくなり、通信効率が向上する。また、変調部１０３1〜１０３nに対して１つの位相分周器１０１で良いため、回路を構成するチップ面積を小さくすることができる。
【００２１】
〔第２の実施形態〕
図２は、本発明の第２の実施形態に係る無線装置を示すブロック構成図である。同図において、図１（第１の実施形態）と重複する部分には同一の符号を附して説明を省略する。本実施形態の無線装置は、第１の実施形態の無線装置が有する位相分周器１０１とｎ個の変調部１０３1〜１０３nとに加えて、特許請求の範囲の復調手段に該当するｎ個の復調部１０５1〜１０５nを備えて構成されている。
【００２２】
復調部１０５1〜１０５nは、例えばアダプティブアレイアンテナの各アンテナ（図示せず）が受信した受信信号に位相分周器１０１からのローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90を掛け合わせ、同相成分のベースバンド信号および直交成分のベースバンド信号を出力するものである。なお、変調部１０３および復調部１０５とアンテナとの間には共用器が設けられ、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）やＴＤＤ（Time Division Duplex）等のデュープレクス方式で送受信を行う。
【００２３】
本実施形態の無線装置も、ＩＣ（集積回路）で実現されることが望ましく、この場合、位相分周器１０１から復調部１０５1〜１０５nまでの各ライン長は略同じであるため、位相分周器１０１から出力されたローカル信号ＬＯ0，ＬＯ90は各復調部１０５1〜１０５nに同時に入力される。したがって、各復調部１０５1〜１０５nからは相対的に位相が同期した直交ベースバンド信号が出力され、結果として、位相同期のための初期調整が必要でなくなるため通信効率が向上する。また、本実施形態においても、変調部１０３1〜１０３nおよび復調部１０５1〜１０５nに対して１つの位相分周器１０１で良いため、回路を構成するチップ面積を小さくすることができる。
【００２４】
なお、本実施形態の無線装置は、変調部１０３1〜１０３nと復調部１０５1〜１０５nの両方を備えているが、復調部１０５1〜１０５nのみを備えても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線装置によれば、当該無線装置が集積回路で実現され、位相分周手段において、入力されたローカル信号に基づいて生成した同相ローカル信号、および該同相ローカル信号を９０°移相させた移相ローカル信号を出力し、同相ローカル信号および移相ローカル信号は複数の変調手段または複数の復調手段の少なくとも一方のそれぞれに同時に入力され、変調手段においては、位相分周手段から出力された同相ローカル信号および移相ローカル信号を用いて直交ベースバンド信号を直交変調し、復調手段においては、同相ローカル信号および移相ローカル信号を用いて当該無線装置が受信した受信信号を直交復調している。特に、同相ローカル信号は、位相分周手段に入力されたローカル信号を所定の分周比で分周することによって生成されている。
【００２６】
このように、位相分周手段および変調手段、復調手段を１つの集積回路内に設ければ、位相分周手段と各変調手段または復調手段とは互いに接近して配置されるため、同相ローカル信号や移相ローカル信号を伝送するための位相分周手段から各変調手段または各復調手段に伸びる各ラインの長さは略同じとなる。したがって、同相ローカル信号および移相ローカル信号はライン長の違いによって生じ得る微少容量や抵抗成分のばらつきによる影響を受けず、位相分周手段から出力された同相ローカル信号および移相ローカル信号は各変調手段、各復調手段に同時に入力される。
【００２７】
その結果、各変調手段からは相対的に位相が同期した直交変調信号が出力され、各復調手段からは相対的に位相が同期した直交ベースバンド信号が出力される。このため、当該無線装置に対しては、位相同期のための初期調整が必要とされず、通信効率を上げることができる。また、複数の変調手段、複数の復調手段に対して１つの位相分周手段を設ければ良いため、当該無線装置の回路を構成するチップ面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線装置を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る無線装置を示すブロック構成図である。
【図３】従来の無線装置を示すブロック構成図である。
【図４】位相分周器１１1，１１2の起動タイミングと位相分周器１１1，１１2から出力されるローカル信号ＬＯ0について説明する説明図である。
【符号の説明】
１０１  位相分周器
１０３1〜１０３n  変調部
１０５1〜１０５n  復調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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