(57)【要約】【課題】発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる無線通信装置を提供する。【解決手段】本発明の無線通信装置１は、所定の周波数帯域で無線信号を受信する受信部８と、受信部８に対して動作クロックを供給するＰＬＬ１２と、ＰＬＬ１２に対して、前記動作クロックの基準となる基準クロックを与えるＶＣＯ１３と、を備えている。ＶＣＯ１３の発振周波数は、その発振周波数の整数倍の値の全てが前記所定の周波数帯域の範囲外となる値に設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数帯域で無線信号を受信する受信部と、
前記受信部に対して動作クロックを供給する供給部と、
前記供給部に対して、前記動作クロックの基準となる基準クロックを与える発振器と、を備え、
前記発振器の発振周波数は、その発振周波数の整数倍の値の全てが前記所定の周波数帯域の範囲外となる値に設定されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記供給部は、整数分周型ＰＬＬにより構成されており、
前記動作クロックの周波数が、前記発振周波数の整数分の一とした値の内のいずれか一の値に設定されている請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記供給部は、フラクショナルＮ型ＰＬＬにより構成されており、
前記動作クロックの周波数が、前記発振周波数の実数分の一とした値の内のいずれか一の値に設定されている請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記動作クロックの同期対象であるリファレンスクロックにおいて、当該リファレンスクロックの周波数を整数倍とした値のいずれかが、前記所定の周波数帯域の範囲内である請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記動作クロックの周波数を整数倍とした値のいずれかが、前記所定の周波数帯域の範囲内である請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信装置は、当該無線通信装置を構成する各部に動作クロックを供給するための供給部を備えており、この供給部が供給する動作クロックに基づき、所定のタイミングで前記各部を動作させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３２４３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話等に用いられる無線通信装置は、広帯域無線通信の規格であるＷｉＭＡＸや、ＬＴＥといった高速かつ大容量の移動無線通信方式の導入が進む中、その規格上より高い性能が要求される傾向にある。
本発明者は、無線通信装置において求められる要求性能の内、最低受信感度の向上を図るべく開発を行っていた。その開発の中で、受信感度を要求規格にまで高めると、上記供給部が有している、基準クロックを発生させるための発振器の高調波が、当該無線通信装置の受信信号にノイズとして含まれてしまうことを把握し、このノイズが、要求規格における最低受信感度を満たすことができない原因であることを特定した。
すなわち、従来の無線通信装置では問題にならなかったレベルのノイズが、より受信感度を高めようとしたことによって、必要な受信感度を得るための障害となることを突き止めた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、受信感度をより高めるべく、発振器の高調波が受信信号に含まれてしまうのを防止することができる無線通信装置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】
（１）本発明の無線通信装置は、所定の周波数帯域で無線信号を受信する受信部と、前記受信部に対して動作クロックを供給する供給部と、前記供給部に対して、前記動作クロックの基準となる基準クロックを与える発振器と、を備え、前記発振器の発振周波数は、その発振周波数の整数倍の値の全てが前記所定の周波数帯域の範囲外となる値に設定されていることを特徴としている。
【０００７】
上記構成の無線通信装置によれば、発振器の発振周波数が、当該発振器の発振周波数の整数倍の値の全てが所定の周波数帯域の範囲外となる値に設定されているので、発振器の高調波が、所定の周波数帯域の範囲内に現れることがない。このため、発振器について特別にシールド等を施す必要がなく、発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。
【０００８】
（２）上記無線通信装置において、前記供給部を、整数分周型ＰＬＬにより構成し、前記動作クロックの周波数を前記発振周波数の整数分の一とした値の内のいずれか一の値に設定したとしても、発振器の高調波が所定の周波数帯域の範囲内に現れることがないので、発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。さらにこの場合、供給部は、整数分周型ＰＬＬにより構成されているので、動作クロックに生じる位相雑音を、後述のフラクショナルＮ型ＰＬＬと比較して低減することができる。
【０００９】
（３）また、供給部をフラクショナルＮ型ＰＬＬによって構成することで、動作クロックの周波数を前記発振周波数の実数分の一とした値の内のいずれか一の値に設定することもできる。この場合、供給部をフラクショナルＮ型ＰＬＬによって構成することで、発振器の発振周波数を設定する上で、当該発振周波数の整数倍の値の全てが所定の周波数帯域の範囲外となるように設定するための自由度を高めることができる。
【００１０】
（４）また、上記無線通信装置では、前記動作クロックの同期対象であるリファレンスクロックにおいて、当該リファレンスクロックの周波数を整数倍とした値のいずれかが、前記所定の周波数帯域の範囲内であるとしても、発振周波数が、その発振周波数の整数倍の値の全てが前記所定の周波数帯域の範囲外となる値に設定されているので、発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。
【００１１】
（５）さらに、前記動作クロックの周波数を整数倍とした値のいずれかが、前記所定の周波数帯域の範囲内であるとしても、発振周波数が、その発振周波数の整数倍の値の全てが前記所定の周波数帯域の範囲外となる値に設定されているので、発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の無線通信装置によれば、発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る無線基地局装置（無線通信装置）の全体構成を示すブロック図である。
【図２】無線装置の無線受信器部分の構成を示すブロック図である。
【図３】受信信号の周波数帯域と、ＶＣＯによる高調波との関係を示した図である。
【図４】ＶＣＯの発振周波数を４９１．５２ＭＨｚに設定した場合における、受信信号の周波数帯域と、ＶＣＯによる高調波との関係を示した図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る無線通信装置の無線受信器部分の構成を示すブロック図である。
【図６】受信信号の周波数帯域と、ＶＣＯによる高調波との関係を示した図である。
【図７】他の実施形態に係る無線通信装置の無線受信器部分の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る無線基地局装置（無線通信装置）１の全体構成を示すブロック図である。この無線基地局装置１は、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が適用される携帯電話等の移動無線端末用のシステムに用いられる基地局装置であり、他の各基地局装置や、端末装置との間において、ＬＴＥに準拠した通信が行われる。
このＬＴＥの使用周波数は、８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、及び、２ＧＨｚ帯に大きく分けられ、さらにこれらの中から数１０ＭＨｚの帯域幅で、事業者ごとの使用周波数帯域として割り当てられている。
ＬＴＥでは、周波数分割複信（ＦＤＤ）方式を採用することができ、本実施形態の無線通信装置１では、本通信システムがＦＤＤ方式を採用しており、その受信信号の周波数帯域は、例えば、２ＧＨｚ帯に属する１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚに設定されているものとして説明する。
【００１５】
この無線基地局装置１は、ベースバンド処理部（無線装置制御部）を有する基地局本体２に対して、無線装置３を、光ファイバ又は電気ケーブルで接続して構成されている。無線装置３には、送受信用のアンテナ４が接続されている。アンテナ４は、アンテナ塔や建物上部に設置される。
なお、無線基地局装置１としては、基地局本体２と無線装置３とが一体的に形成されたものであってもよい。
【００１６】
基地局本体２は、主に、無線信号をデジタル領域でベースバンド信号の処理を行うとともに、無線装置３を制御する。無線装置３は、無線送信器と無線受信器とを含み、移動無線端末との間で、無線信号の送受信を行う。
【００１７】
図２は、無線装置３の無線受信器部分の構成を示すブロック図である。
無線装置３は、アンテナ４が接続され当該アンテナ４を介して送受信される送受信信号を分波するためのデュプレクサ５と、このデュプレクサ５に接続された無線受信器６とを備えている。デュプレクサ５と、無線受信器６とは、それぞれに設けられたコネクタ５ａ，６ａを介してケーブル７によって接続されている。
【００１８】
デュプレクサ５は、図示しない無線送信機が出力する送信信号と、アンテナ４により受信される受信信号とを分波し、受信信号を無線受信器６に出力する。
無線受信器６は、ケーブル７を介してデュプレクサ５から与えられる受信信号の処理を行うための受信部８を備えている。受信部８は、前記受信信号を増幅するためのローノイズアンプ（ＬＮＡ）９と、ＬＮＡ９によって増幅された受信信号をベースバンドレベルの周波数に変換するミキサ１０と、ミキサ１０から与えられるアナログの受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１１とを備えている。ＡＤＣ１１によってデジタル信号に変換された受信信号は、基地局本体２（図１）に出力される。
ＡＤＣ１１は、後述するＰＬＬ１２と接続されており、ＰＬＬ１２から与えられる動作クロックに基づいてアナログの受信信号をサンプリングし、デジタル信号に変換した受信信号を出力する。
【００１９】
また、無線受信器６は、受信部８のＡＤＣ１１に動作クロックを供給するＰＬＬ１２と、ＰＬＬ１２に対して動作クロックの基準となる基準クロックを与える発振器（電圧制御発振器  ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）１３と、ＰＬＬ１２が出力する動作クロックの周波数をＡＤＣ１１に応じた周波数に分周する分周器１４をさらに備えている。
【００２０】
ＰＬＬ１２には、基地局本体２から与えられるリファレンスクロックが与えられる。このリファレンスクロックは、自装置以外の他の装置との間で動作を同期させるための信号である。
本実施形態のＰＬＬ１２は、整数分周型のＰＬＬであり、ＶＣＯ１３から与えられる基準クロックを当該ＰＬＬ１２が内蔵する分周器によって、リファレンスクロックと同一のクロック周波数に分周し、この分周したクロックと、リファレンスクロックとの位相差を比較する。ＰＬＬ１２は、その位相差成分を同期用の制御信号としてＶＣＯ１３に与える。
【００２１】
ＶＣＯ１３は、制御信号に基づいて、リファレンスクロックとの位相差が一定となるように自己が発振する基準クロックを制御する機能を有しており、この機能によって、リファレンスクロックに同期した基準クロックをＰＬＬ１２に出力する。
ＰＬＬ１２は、上記のようにリファレンスクロックに同期した基準クロックに基づいた動作クロックを、受信部８のＡＤＣ１１に供給する。
【００２２】
本実施形態において、上記リファレンスクロックは、３０．７２ＭＨｚに設定されており、ＶＣＯ１３が発振する基準クロックの発振周波数は、３６８．６４ＭＨｚに設定されている。本実施形態のＰＬＬ１２は、３６８．６４ＭＨｚの動作クロックを出力する。
なお、本実施形態のＰＬＬ１２は、上述のように整数分周型のＰＬＬであるため、基準クロックの周波数に対して整数分の一の発振周波数の動作クロックしか出力することができない。つまり、ＶＣＯ１３は、ＡＤＣ１１の動作クロックの整数倍の発振周波数である必要がある。
【００２３】
本実施形態のＡＤＣ１１は、１２２．８８ＭＨｚの動作クロックが与えられることで動作するように構成されている。このため、ＰＬＬ１２と、ＡＤＣ１１との間に配置されている分周器１４は、分周比が１／３とされており、この分周器１４によって、ＰＬＬ１２が出力する動作クロックの周波数（３６８．６４ＭＨｚ）は、１／３の１２２．８８ＭＨｚとされ、ＡＤＣ１１に供給される。
【００２４】
ここで、上記ＶＣＯ１３は、自己が基準クロックを発振することによって高調波を生じさせるおそれがある。図３は、本実施形態における、受信信号の周波数帯域と、ＶＣＯ１３による高調波との関係を示した図である。図において、横軸は周波数を示している。
本実施形態では、上述のように、受信信号の周波数帯域は、１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚに設定されている。これに対して、ＶＣＯ１３が発振する基準クロックの周波数は、３６８．６４ＭＨｚに設定されているので、図に示すように、受信信号の周波数帯域近傍には、ＶＣＯ１３の４倍高調波（１４７４．５６ＭＨｚ）、５倍高調波（１８４３．２０ＭＨｚ）、６倍高調波（２２１１．８４ＭＨｚ）が現れることが予想される。
【００２５】
これら各高調波は、全て受信信号の周波数帯域である１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの範囲外で現れる。このため、ＶＣＯ１３の高調波がノイズとして受信信号に含まれるのを防止できる。
【００２６】
一方、例えば、ＶＣＯ１３の発振周波数が、２４５．７６ＭＨｚ（ＡＤＣ１１の動作クロックの２倍）、４９１．５２ＭＨｚ（同４倍）、９８３．０４ＭＨｚ（同８倍）、及び１９６６．０８ＭＨｚ（同１６倍）に設定されているとすると、１９６６．０８ＭＨｚの高調波が現れる。すると、この１９６６．０８ＭＨｚの高調波は、受信信号の周波数帯域内であるので、受信信号にノイズとして含まれるおそれが生じる。
【００２７】
図４は、ＶＣＯ１３の発振周波数を４９１．５２ＭＨｚに設定した場合における、受信信号の周波数帯域と、ＶＣＯ１３による高調波との関係を示した図である。ＶＣＯ１３の発振周波数が４９１．５２ＭＨｚに設定されている場合、各高調波の内、４倍高調波が受信信号の周波数帯域内である１９６６．０８ＭＨｚで現れる。このように、ＶＣＯ１３の発振周波数がＡＤＣ１１の動作クロックの２，４，８，１６倍に設定されていると、高調波が受信信号の周波数帯域内である１９６６．０８ＭＨｚで現れる。このため、高調波が受信信号にノイズとして含まれるおそれが生じる。
【００２８】
この点、本実施形態の無線通信装置１によれば、ＶＣＯ１３の発振周波数が、当該ＶＣＯ１３の発振周波数の整数倍の値の全てが受信信号の周波数帯域の範囲外となる値である３６８．６４ＭＨｚに設定したので、上述のように、ＶＣＯ１３の高調波が、受信信号の周波数帯域の範囲内に現れることがない。このため、ＶＣＯ１３について特別にシールド等を施す必要がなく、低コストで、ＶＣＯ１３の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。
この結果、本実施形態の無線通信装置１では、ＶＣＯ１３の高調波が受信信号にノイズとして含まれてしまうのを防止でき、より高い受信感度を得ることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、ＰＬＬ１２を、整数分周型ＰＬＬにより構成し、ＡＤＣ１１の動作クロックの周波数をＶＣＯ１３の発振周波数の整数分の一（１／３）とした値である１２２．８８ＭＨｚに設定に設定したとしても、上述のようにＶＣＯ１３の高調波が受信信号の周波数帯域の範囲内に現れることがないので、発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。さらにこの場合、ＰＬＬ１２は、整数分周型ＰＬＬにより構成されているので、動作クロックに生じる位相雑音を、後述のフラクショナルＮ型ＰＬＬと比較して低減することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、ＡＤＣ１１の動作クロックの同期対象であるリファレンスクロックにおいて、当該リファレンスクロックの周波数である３０．７２ＭＨｚを整数倍（６４倍）とした値（１９６６．０８ＭＨｚ）が、図３に示すように、受信信号の周波数帯域の範囲内にある。また、ＡＤＣ１１の動作クロックの周波数である１２２．８８ＭＨｚを整数倍とした値も１９６６．０８ＭＨｚであり、受信信号の周波数帯域の範囲内にあるが、上述のようにＶＣＯ１３の発振周波数が、その発振周波数の整数倍の値の全てが受信信号の周波数帯域の範囲外となる値に設定されているので、発振器の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。
【００３１】
本実施形態では、ＶＣＯ１３の発振周波数を、ＡＤＣ１１の動作クロック（１２２．８８ＭＨｚ）の３倍である３６８．６４ＭＨｚとしたが、ＶＣＯ１３は、上述のように、ＡＤＣ１１の動作クロックの整数倍の発振周波数である必要がある。このため、ＡＤＣ１１の動作クロックが１２２．８８ＭＨｚ、受信信号の周波数帯域が１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの範囲である場合、ＶＣＯ１３の発振周波数は、本実施形態のようにＡＤＣ１１の動作クロックの３倍である他、動作クロックの５，６，７，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１７、及び１８以上の倍数である場合には、その発振周波数の整数倍の値の全てが受信信号の周波数帯域の範囲外となる値に設定される。
【００３２】
図５は、本発明の第二の実施形態に係る無線通信装置１の無線受信器部分の構成を示すブロック図である。本実施形態と第一の実施形態との相違点は、ＰＬＬ１２が、フラクショナルＮ型ＰＬＬによって構成されている点である。
【００３３】
本実施形態のＰＬＬ１２は、フラクショナルＮ型ＰＬＬであるため、基準クロックの周波数に対して実数分の一の値とされかつリファレンスクロックに同期した発振周波数の動作クロックを出力することができる。つまり、本実施形態では、ＶＣＯ１３は、ＡＤＣ１１の動作クロック（１２２．８８ＭＨｚ）の実数倍の発振周波数とすることができる。
本実施形態では、上記第一の実施形態と同様、リファレンスクロックが３０．７２ＭＨｚ、ＡＤＣ１１の動作クロックが１２２．８８ＭＨｚ、受信信号の周波数帯域が１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚであるとしたとき、ＶＣＯ１３の発振周波数が、ＡＤＣ１１の動作クロックの２．５倍の発振周波数である３０７．２ＭＨｚに設定されている。
【００３４】
図６は、受信信号の周波数帯域と、ＶＣＯ１３による高調波との関係を示した図である。ＶＣＯ１３が発振する基準クロックの周波数は、３０７．２ＭＨｚに設定されているので、図に示すように、受信信号の周波数帯域近傍には、ＶＣＯ１３の５倍高調波（１５３６．００ＭＨｚ）、６倍高調波（１８４３．２０ＭＨｚ）、７倍高調波（２１５０．４０ＭＨｚ）が現れることが予想される。
【００３５】
しかし、本実施形態の場合も、ＶＣＯ１３による各高調波は、全て受信信号の周波数帯域である１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの範囲外で現れる。このため、上記実施形態と同様、ＶＣＯ１３について特別にシールド等を施す必要がなく、低コストで、ＶＣＯ１３の高調波が受信信号に含まれるのを防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、ＰＬＬ１２をフラクショナルＮ型ＰＬＬによって構成することで、ＶＣＯ１３の発振周波数を設定する上で、当該発振周波数の整数倍の値の全てが所定の周波数帯域の範囲外となるように設定するための自由度を高めることができる。
【００３７】
つまり、ＰＬＬ１２の発振周波数の整数倍の値の全てが、本実施形態の受信信号の周波数帯域である１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの範囲外とするにはＰＬＬ１２の発振周波数を、１２２．８８ＭＨｚの１５．６２／ｎ〜１６．３／ｎ（ｎ＝１，２，３，４・・）倍以外の周波数に設定すればよい。
なお、上記「１５．６２」は、受信信号の周波数帯域の下限の周波数値「１９２０」を動作クロックの周波数値「１２２．８８」で除算した値、「１６．３」は、受信信号の周波数帯域の上限の周波数値「１９８０」を動作クロックの周波数値「１２２．８８」で除算した値である。
【００３８】
このように、本実施形態では、上記第一の実施形態のように動作クロックの所定の倍数の中から選択することなく、ＶＣＯ１３の発振周波数を設定することができるので、設定するための自由度を高めることができ、選択の余地を広げることができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることはない。上記各実施形態では、受信信号の周波数帯域を、１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの範囲に設定した場合を示したが、この範囲以外の範囲である場合であって、ＶＣＯ１３の発振周波数の整数倍の値がその受信信号の周波数帯域の範囲内となる場合には、ＶＣＯ１３の発振周波数の設定値は、その受信信号の周波数帯域に応じて異なる値に設定される。
【００４０】
また、上記各実施形態において、ＶＣＯ１３について、電圧制御発振器を用いた場合を示したが、これに代えて、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Controlled Xtal Oscillator）を用いてもよい。
【００４１】
また、例えば、図７に示すように、上記各実施形態において無線受信器６に実装していたＬＮＡ９を、デュプレクサ５内に設ける構成とすれば、無線受信器６に入るノイズをＬＮＡ９が増幅することがないので、ＶＣＯ１３の高調波が受信信号に含まれるのを防止しつつ他のノイズも抑えることができ、さらに受信感度を高めることができる。
【００４２】
本発明に関して、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
上記実施形態では、ＬＴＥが適用された移動無線端末用システムの基地局装置に本発明を適用した場合を例示したが、通信方式は、ＬＴＥに限られるものではない。
本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４３】
１      無線通信装置
８      受信部
１２    ＰＬＬ（供給部）
１３    電圧制御発振器（ＶＣＯ）
【図１】
2012054679.tif 000003
【図２】
2012054679.tif 000004
【図３】
2012054679.tif 000005
【図４】
2012054679.tif 000006
【図５】
2012054679.tif 000007
【図６】
2012054679.tif 000008
【図７】
2012054679.tif 000009