(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中間周波数のそれぞれと複数の通信周波数のそれぞれとが対応しており、それぞれの中間周波数の中間周波数信号と対応するそれぞれの通信周波数の信号との変換が行われ、複数の通信周波数の信号を無線により通信する無線通信機において、
ベースバンド周波数のベースバンド信号とベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数の信号との変換を行うベースバンド周波数側周波数変換手段と、
前記所定の周波数の信号と複数の通信周波数に対応した複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行う中間周波数側周波数変換手段と、
前記所定の周波数の信号から不要な周波数の信号成分を除去する不要周波数信号成分除去手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信機において、
送信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段と受信処理における中間周波数側周波数変換手段とを共通の第１のミキサを用いて構成し、送信処理における中間周波数側周波数変換手段と受信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段とを共通の第２のミキサを用いて構成し、送信処理における不要周波数信号成分除去手段と受信処理における不要周波数信号成分除去手段とを共通のフィルタを用いて構成し、
送信処理と受信処理とを時分割で切り替える送信受信切替手段を備え、
送信受信切替手段により送信処理に切り替えられた場合には、第１のミキサを用いてベースバンド信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第２のミキサを用いて当該除去後の信号を複数の中間周波数の中で送信対象となる中間周波数の中間周波数信号へ変換し、
送信受信切替手段により受信処理に切り替えられた場合には、第１のミキサを用いて複数の中間周波数の中で受信された中間周波数の中間周波数信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第２のミキサを用いて当該除去後の信号をベースバンド信号へ変換する、
ことを特徴とする無線通信機。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信機において、
第１のミキサと第２のミキサとの少なくとも一方には、ミキサに接続される送信処理用の回路との整合を取る送信処理用整合回路と、ミキサに接続される受信処理用の回路との整合を取る受信処理用整合回路とを備えた、
ことを特徴とする無線通信機。
【請求項４】
屋内装置と屋外装置とを同軸ケーブルを介して接続して構成される通信装置を設けたＦＷＡシステムにおいて、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の無線通信機に備えられるベースバンド周波数側周波数変換手段と中間周波数側周波数変換手段と不要周波数信号成分除去手段を通信装置を構成する屋内装置に備え、
通信装置では、送信処理において、屋内装置がベースバンド信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋外装置へ送信し、屋外装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号を無線周波数の信号へ変換して当該無線周波数の信号を無線により送信し、
通信装置では、受信処理において、屋外装置が受信した無線周波数の信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋内装置へ送信し、屋内装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号をベースバンド信号へ変換する、
ことを特徴とするＦＷＡシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベースバンド周波数のベースバンド信号と複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行う無線通信機などに関し、特に、当該変換を行う構成を効率化したＦＷＡ（Fixed Wireless Access）システムの無線通信機などに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＦＷＡのシステムは、ミリ波帯を利用した加入者系無線アクセスシステムとして、ポイントトゥポイント（Point to Point）やポイントトゥマルチポイント（Point to Multipoint）の回線構成で、現在盛んに開発が行われている。なお、加入者系無線アクセスは、例えばＷＬＬ（Wireless Local Loop）などとも称せられる。
また、例えばＴＤＤ（Time Division Duplex）通信方式は、携帯電話などのシステムで用いられており、送受信を時分割で交互に行う方式として知られている。
【０００３】
また、次世代広帯域ＦＷＡシステムは、ノードと呼ばれる加入者系無線装置を都市部などに格子状（メッシュ状）に配置して構成され、また、各ノードが受信する電波の方向と強度に応じて電波伝播状況を予測して送信に使用可能な混信・干渉のないチャネルと輻射方向を自律的に選択する自律型経路選択技術と、各ノードが各リンクの利用状況や回線品質を常時モニタしてその変化に応じて複数の経路から最適な経路を選択する技術と、メッシュ状のネットワークアーキテクチャにおいて最適な経路を選択して通信を行う無線ルーティング技術を駆使して構成され、このような構成により今までに無いＦＷＡシステムを構成しようとするものである。また、次世代広帯域ＦＷＡシステムは、情報伝送速度を向上させるために、負荷の多いノード間の通信においては、周波数軸上に複数用意された無線チャネルのうちのいくつかの無線チャネルを束にして送受信を行う合波技術を利用する。
【０００４】
図７には、従来の技術を用いて次世代広帯域ＦＷＡ装置の周波数変換回路を構成した場合における当該周波数変換回路の構成例を示してある。同図に示した周波数変換回路には、信号処理部４１と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）４２と、位相同期ループ（ＰＬＬ：Phase-Locked Loop）４３と、ミキサ４４と、増幅器（ＡＭＰ）４５と、シングルポートシックストランスポート（ＳＰ６Ｔ）スイッチ４６と、６つのＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタＦ１〜Ｆ６と、ＳＰ６Ｔスイッチ４７と、送信電力制御部４８と、ＴＤＤスイッチ４９と、中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）信号入出力端子５０と、増幅器５１と、ＳＰ６Ｔスイッチ５２と、６つのＳＡＷフィルタＦ１１〜Ｆ１６と、ＳＰ６Ｔスイッチ５３と、ミキサ５４と、自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）増幅器５５とが備えられている。
【０００５】
また、図８には、上記図７に示した周波数変換回路により行われる周波数変換の様子の一例を示してある。図８に示した横軸は周波数を示しており、縦軸は電力を示している。図８には、ベースバンド周波数ｆ０のベースバンド信号や、６つの中間周波数ｆ１〜ｆ６の中間周波数信号や、それぞれの中間周波数信号に対応したキャリアリーク周波数Ｌ１〜Ｌ６の信号及びイメージ周波数Ｉ１〜Ｉ６の信号を示してある。なお、ｉ＝１〜６について、ｆｉ＝ｆ０＋Ｌｉであり、Ｉｉ＝Ｌｉ−ｆ０である。
【０００６】
以下で、上記した図７及び図８を参照して、上記図７に示した周波数変換回路により行われる信号処理の動作の一例を示す。
信号処理部４１は、送信信号をデジタル直交変調処理することにより、比較的低い周波数ｆ０を有する直交変調波を生成する。
【０００７】
また、信号処理部４１は制御信号によりＰＬＬ４３を制御し、ＰＬＬ４３は制御される周波数（ここでは、Ｌ１〜Ｌ６のいずれか）の信号を発生して２つのミキサ４４、５４へ出力する。
また、信号処理部４１は、制御信号により４つのＳＰ６Ｔスイッチ４６、４７、５２、５３や送信電力制御部４８やＡＧＣ増幅器５５を制御し、また、タイミング信号によりＴＤＤスイッチ４９を制御する。
【０００８】
信号処理部４１により生成された周波数ｆ０の送信信号（ここでは、ベースバンド信号）は、ＢＰＦ４２により不要なスプリアスが除去された後に、ミキサ４４により中間周波数であるｆ１〜ｆ６のいずれかの周波数の中間周波数信号へ変換される。その後、中間周波数へ変換された送信信号は、増幅器４５により増幅され、信号処理部４１からの制御により切り替わるＳＰ６Ｔスイッチ４６により選択される当該中間周波数に該当するＳＡＷフィルタ（Ｆ１〜Ｆ６のいずれか）へ出力される。
【０００９】
６つのＳＡＷフィルタＦ１〜Ｆ６は、６つの中心周波数ｆ１〜ｆ６のそれぞれに対応しており、例えば送信周波数（ここでは、中間周波数）がｆ１である場合には中心周波数がｆ１であるＳＡＷフィルタＦ１が選択される。それぞれのＳＡＷフィルタＦ１〜Ｆ６は、送信信号のスプリアスであるキャリアリーク周波数Ｌ１〜Ｌ６の信号やイメージ周波数Ｉ１〜Ｉ６の信号を除去し、当該除去後の送信信号をＳＰ６Ｔスイッチ４７を介して送信電力制御部４８へ出力する。
【００１０】
送信電力制御部４８は、制御部（ここでは、信号処理部４１）からの制御により送信信号の送信電力を増減し、電力制御後の送信信号をＴＤＤスイッチ４９へ出力する。ＴＤＤスイッチ４９は、制御部（ここでは、信号処理部４１）からの制御により、送信或いは受信に応じて、信号系統を送信のための系統と受信のための系統とで切り替える。ＴＤＤスイッチ４９は、送信時には送信電力制御部４８側に切り替わり、送信信号をＩＦ入出力端子５０へ出力する。
【００１１】
なお、デジタル直交変復調を行う上で、現在のデバイスレベルではコストやハード的に５０ＭＨｚ以下にある変調波を扱うのが限界である。この事実は、送信時においては直交変調波をアップコンバートする上でローカルリーク（キャリアリーク）周波数とイメージ周波数がメイン信号の中心周波数に対して５０ＭＨｚ離調以内の比較的近い部分に発生することを意味するため、ＳＡＷフィルタのように急峻なスカート特性をもったフィルタを用いることが要求される。
【００１２】
また、例えば次世代広帯域ＦＷＡでは、１０２４ＱＡＭという超多値変調の利用が考えられており、この場合、従来のようなアナログ直交変調方式では十分な変調精度が得られず、符号間干渉を起こしてしまい実現が困難である。このような理由により、次世代広帯域ＦＷＡシステムでは、デジタル直交変調方式を選択せざるを得ないような実情がある。
【００１３】
一方、受信時には、ＴＤＤスイッチ４９は増幅器５１側に切り替わり、ＩＦ入出力端子５０から入力される受信信号（ここでは、中間周波数信号）がＴＤＤスイッチ４９を介して受信系の増幅器５１へ出力される。この受信信号は、６つの中心周波数ｆ１〜ｆ６の中のいずれかの周波数を有する信号であり、増幅器５１により増幅された後に、送信側と同様に、２つのＳＰ６Ｔスイッチ５２、５３に対する制御部（ここでは、信号処理部４１）からの制御により、該当する周波数（ｆ１〜ｆ６のいずれか）のＳＡＷフィルタ（Ｆ１１〜Ｆ１６のいずれか）を通過させられてスプリアスやイメージの信号が除去される。
【００１４】
その後、受信信号は、ミキサ５４により中心周波数ｆ０のベースバンド信号へ変換されて、ＡＧＣ増幅器５５へ出力される。ＡＧＣ増幅器５５は、制御部（ここでは、信号処理部４１）からの制御信号により、出力電力値が常に目標電力値となるようにフィードバック制御され、これにより、受信信号から得られたベースバンド信号を一定の電力で信号処理部４１へ出力する。信号処理部４１は、ベースバンド信号として入力される受信信号をデジタル直交検波して元の情報を復調する。
【００１５】
以上に従来の技術を用いて構成した次世代広帯域ＦＷＡ装置の周波数変換回路の構成例や動作例を示したように、送受信共に、信号処理部４１の入出力周波数はｆ０のべ一スバンド周波数となる。また、送受信周波数（ここでは、中間周波数）はｆ１〜ｆ６のいずれかであり、例えばｆ１である時には、ＰＬＬ４３からの発振周波数を周波数Ｌ１（Ｌ１＝ｆ１−ｆ０）として当該周波数Ｌ１の信号をミキサ４４、５４にローカル信号として加えることにより、送信時にはベースバンド周波数ｆ０のベースバンド信号を中間周波数ｆ１の中間周波数信号へ変換し、受信時には中間周波数ｆ１の中間周波数信号をベースバンド周波数ｆ０のベースバンド信号へ変換する。
【００１６】
なお、ＦＷＡ装置は、一般的に、屋内装置（ＩＤＵ：In Door Unit）と屋外装置（ＯＤＵ：Out Door Unit）に分離され、上記図７に示した構成部分は屋内装置の構成部分に該当する。ＩＤＵとＯＤＵとの間は例えば同軸ケーブルにより通信可能に接続され、中間周波数としては例えば同軸ケーブルによる損失の影響が比較的少ない７０ＭＨｚ帯や１４０ＭＨｚ帯という低い周波数が使用される。また、ＯＤＵは、中間周波数の中間周波数信号と無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）であるミリ波帯の信号との周波数変換を行い、アンテナから電波を放射することやアンテナにより電波を受信することを行う。
【００１７】
一例として、ＦＷＡ装置としては、例えば基地局装置や加入者局装置が構成される。この場合、基地局装置や加入者局装置は、例えば、ビルの屋上や塔などの高所に固定設置される屋外装置とビル内などに固定設置される屋内装置とをケーブルで接続して構成される。そして、基地局装置や加入者局装置の屋外装置は、アンテナを用いた無線通信処理を行う無線処理部を備え、主に無線通信処理を司る。また、基地局装置の屋内装置は主にバックボーンネットワークとのデータ通信を司り、加入者局装置の屋内装置は主にパーソナルコンピュータなどの通信端末装置やＬＡＮなどとのデータ通信を司る。
【００１８】
また、参考として、周波数変換に関する従来技術例を紹介する。
特開平１０−９３４７６号公報に記載の「無線通信機用送受信装置」では、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式における連続したｎ（ｎは２以上の整数）スロットのそれぞれに同期して送信ローカル信号及び受信ローカル信号を供給するｎ段構成のローカル信号発生手段を備えた構成や、周波数を低下させる同一の方向に２段階で周波数変換を行うダブルスーパーヘテロダインの構成や、フィルタを送受信で共用する構成が用いられている。なお、後述する本発明と比較すると、例えば、送受信で共用されるフィルタの機能（例えば周波数帯）や目的が本発明の場合とは異なり、２段階の周波数変換の目的が本発明の場合とは異なり、本発明で用いられるミキサとフィルタとミキサの組み合わせの構成を有していない点で本発明の場合とは異なり、また、ＦＷＡシステムに適用することが困難であると考えられる点で本発明の場合とは異なる。
【００１９】
特開平５−１２９９８４号公報に記載の「無線通信装置」では、フィルタなどを送受信で共用する構成が用いられている。なお、後述する本発明と比較すると、例えば、送受信で共用されるフィルタの機能（例えば周波数帯）や目的が本発明の場合とは異なり、本発明で用いられるミキサとフィルタとミキサの組み合わせの構成を有していない点で本発明の場合とは異なる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば上記図７に示したような次世代広帯域ＦＷＡ用などの周波数変換回路の構成では、ＳＡＷフィルタがチャネル数分必要となってしまうという構成上やコスト上の問題があった。具体的に、上記図７に示した例では、チャネル数が６個である場合を示し、この場合には、送信系及び受信系のそれぞれに６つのＳＡＷフィルタが必要となり、このため、コストがかかり、装置が大きくなってしまうという問題があった。また、例えば周波数変換の方向が異なる点を除いて送信系と受信系とで周波数変換の構成が同じであるにもかかわらず、送信系と受信系とで２系統のハードウエアを持ち、ハードウエアが重複してしまうという問題点があった。
【００２１】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、ベースバンド周波数のベースバンド信号と複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行う構成を効率化した無線通信機や、このような無線通信機を用いて構成されたＦＷＡシステムを提供することを目的とする。
【００２２】
更に具体的には、本発明では、例えばＴＤＤ通信技術や多くの無線システムで使用されている周波数軸上に複数のチャネルを配置する技術を利用した次世代広帯域ＦＷＡ装置のような無線通信機器の周波数変換回路において、従来と比べてＳＡＷフィルタに代表されるＩＦフィルタの個数を減らす技術や、送受信のハードウエアを共通化する技術を提供し、これにより、従来と比べてコストや装置サイズを改善する。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信機では、複数の通信周波数の信号を無線により通信するに際して、次のような構成により、ベースバンド周波数のベースバンド信号と中間周波数の中間周波数信号との変換を行う。
すなわち、ベースバンド周波数側周波数変換手段がベースバンド周波数のベースバンド信号とベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数の信号との変換を行い、中間周波数側周波数変換手段が前記所定の周波数の信号と複数の通信周波数に対応した複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行い、不要周波数信号成分除去手段が前記所定の周波数の信号から不要な周波数の信号成分を除去する。
【００２４】
具体的には、例えば送信処理においては、ベースバンド周波数側周波数変換手段がベースバンド信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、不要周波数信号成分除去手段が当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、中間周波数側周波数変換手段が当該除去後の信号を中間周波数信号へ変換する。一方、例えば受信処理においては、中間周波数側周波数変換手段が中間周波数信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、不要周波数信号成分除去手段が当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、ベースバンド周波数側周波数変換手段が当該除去後の信号をベースバンド信号へ変換する。
【００２５】
従って、複数の中間周波数の中間周波数信号について不要周波数信号成分除去手段が共通化されるため、不要周波数信号成分除去に関する構成を効率化することができ、例えば従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
なお、上記のような本発明の構成は、例えば、送信処理のみについて適用されてもよく、受信処理のみについて適用されてもよく、送信処理と受信処理の両方について適用されてもよい。
【００２６】
また、本発明の好ましい実施例では、前記所定の周波数の信号を処理するフィルタ（不要な周波数の信号成分を除去する機能）については比較的狭帯域のフィルタリング機能が必要となるが１つのフィルタを共用化することが可能であり、また、複数の中間周波数の中間周波数信号を処理するフィルタについては比較的広帯域のフィルタリング機能を有する１つのフィルタを共用化することが可能である。これらは、前記所定の周波数がベースバンド周波数と比べて高いことにより実現され、つまり、前記所定の周波数の信号から中間周波数の中間周波数信号を得るときに用いられるローカル周波数と中間周波数との離隔（＝前記所定の周波数）が従来と比べて大きくなることにより実現される。
【００２７】
ここで、無線通信機としては、種々なものが用いられてもよい。
また、複数の通信周波数の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、複数の通信周波数としては、種々な周波数が用いられてもよい。
例えば、複数の通信周波数としてはそれぞれ無線通信に使用される無線周波数が用いられ、複数の通信周波数の数と複数の中間周波数の数として同数が用いられ、それぞれの中間周波数の中間周波数信号が対応する通信周波数の信号へ変換されて無線により送信され、無線により受信された通信周波数の信号が対応する中間周波数の中間周波数信号へ変換される。
【００２８】
また、ベースバンド周波数としては、種々な周波数が用いられてもよく、例えば一定の周波数が用いられる。
また、ベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数としては、種々な周波数が用いられてもよく、例えば一定の周波数が用いられる。
【００２９】
また、不要周波数信号成分除去手段により除去する不要な周波数の信号成分としては、種々な周波数の信号成分が用いられてもよい。具体的には、例えばベースバンド周波数側周波数変換手段や中間周波数側周波数変換手段により前記所定の周波数の信号を生成する際に発生するスプリアスなどの信号成分が用いられる。
【００３０】
また、本発明に係る無線通信機では、次のような構成により、送信処理と受信処理とで周波数変換に関する構成を共用化する。
すなわち、送信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段と受信処理における中間周波数側周波数変換手段とを共通の第１のミキサを用いて構成し、送信処理における中間周波数側周波数変換手段と受信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段とを共通の第２のミキサを用いて構成し、送信処理における不要周波数信号成分除去手段と受信処理における不要周波数信号成分除去手段とを共通のフィルタを用いて構成した。また、送信受信切替手段が送信処理と受信処理とを時分割で切り替える。
【００３１】
そして、送信受信切替手段により送信処理に切り替えられた場合には、第１のミキサを用いてベースバンド信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第２のミキサを用いて当該除去後の信号を複数の中間周波数の中で送信対象となる中間周波数の中間周波数信号へ変換する。また、送受信切替手段により受信処理に切り替えられた場合には、第１のミキサを用いて複数の中間周波数の中で受信された中間周波数の中間周波数信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第２のミキサを用いて当該除去後の信号をベースバンド信号へ変換する。
【００３２】
従って、送信処理と受信処理とで周波数変換に関する構成が共通化されるため、周波数変換に関する構成を効率化することができ、例えば従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
【００３３】
ここで、送信受信切替手段により送信処理と受信処理とを時分割で切り替える態様としては、例えば無線通信機により行われる無線通信で用いられるＴＤＤ方式に従ったタイミングで切り替えるような態様が用いられる。
【００３４】
また、送信対象となる中間周波数信号の中間周波数や、受信される中間周波数信号の中間周波数としては、例えば通信状況に応じて、複数の中間周波数の中のいずれかの周波数が用いられる。つまり、送信対象となる信号の通信周波数や、受信される信号の通信周波数としては、例えば通信状況に応じて、複数の通信周波数の中のいずれかの周波数が用いられる。なお、例えば２以上の中間周波数の中間周波数信号（２以上の通信周波数の信号）が同時に通信されるような場合が用いられてもよい。
【００３５】
また、本発明に係る無線通信機では、第１のミキサと第２のミキサとの少なくとも一方には、ミキサに接続される送信処理用の回路との整合を取る送信処理用整合回路と、ミキサに接続される受信処理用の回路との整合を取る受信処理用整合回路とを備えた。つまり、第１のミキサに送信処理用整合回路と受信処理用整合回路を備える構成と、第２のミキサに送信処理用整合回路と受信処理用整合回路を備える構成とのいずれか一方或いは両方を用いた。
【００３６】
従って、第１のミキサや第２のミキサを送信処理と受信処理とで共用する場合において、送信処理用の回路との整合と受信処理用の回路との整合の両方を取ることができ、これにより、送信処理及び受信処理の適正化を図ることができる。
ここで、送信処理用整合回路や、受信処理用整合回路としては、種々な構成の整合回路が用いられてもよい。
【００３７】
また、上記のような本発明に係る無線通信機は、例えば次世代広帯域のＦＷＡシステムを構成する通信装置（ＦＷＡ装置）に適用するのに好適なものである。
本発明に係るＦＷＡシステムでは、屋内装置と屋外装置とを同軸ケーブルを介して接続して構成される通信装置を設けており、通信装置を次のような構成とした。
すなわち、上記のような本発明に係る無線通信機に備えられるベースバンド周波数側周波数変換手段と中間周波数側周波数変換手段と不要周波数信号成分除去手段を、通信装置を構成する屋内装置に備えた。
【００３８】
そして、通信装置では、送信処理において、屋内装置がベースバンド信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋外装置へ送信し、屋外装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号を無線周波数の信号へ変換して当該無線周波数の信号を無線により送信する。また、通信装置では、受信処理において、屋外装置が受信した無線周波数の信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋内装置へ送信し、屋内装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号をベースバンド信号へ変換する。
ここで、ＦＷＡシステムや、通信装置や、屋内装置や、屋外装置や、同軸ケーブルとしては、種々なものが用いられてもよい。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１実施例を説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る周波数変換回路の構成例を示してあり、この周波数変換回路は、例えば次世代広帯域ＦＷＡシステムに設けられるＦＷＡ装置（通信装置）を構成する屋内装置に備えられる。また、屋内装置は、例えば同軸ケーブルを介して屋外装置と接続され、屋外装置との間で同軸ケーブルを介して中間周波数信号を送受信する。
【００４０】
同図に示した本例の周波数変換回路には、信号処理部１と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２と、ＴＤＤスイッチ３と、ＰＬＬ（第１のＰＬＬ）４と、ミキサ（第１のミキサ）５と、増幅器６と、ＳＡＷフィルタ７と、ＰＬＬ（第２のＰＬＬ）８と、ミキサ（第２のミキサ）９と、ＴＤＤスイッチ１０と、広帯域のバンドパスフィルタ（広帯域ＢＰＦ）１１と、送信電力制御部１２と、ＴＤＤスイッチ１３と、中間周波数（ＩＦ）信号入出力端子１４と、増幅器１５と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６と、自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器１７とが備えられている。なお、ＩＦ信号入出力端子１４は、同軸ケーブル（図示せず）と接続され、当該同軸ケーブルを介して屋外装置（図示せず）と接続される。
【００４１】
また、図２には、上記図１に示した本例の周波数変換回路により行われる周波数変換の様子の一例を示してある。図２に示した横軸は周波数を示しており、縦軸は電力を示している。図２には、ベースバンド周波数ｆ０のベースバンド信号や、所定の周波数ｆ１の信号や、当該所定の周波数ｆ１の信号に対応したキャリアリーク周波数Ｌ１の信号及びイメージ周波数Ｉ１の信号や、６つの中間周波数ｆ２〜ｆ７の中間周波数信号や、それぞれの中間周波数信号に対応したキャリアリーク周波数Ｌ２〜Ｌ７の信号を示してある。また、図２では、それぞれの中間周波数信号に対応したイメージ周波数Ｉ２〜Ｉ７の信号の図示を省略してある。なお、ｆ１＝ｆ０＋Ｌ１であり、Ｉ１＝Ｌ１−ｆ０である。また、ｉ＝２〜７について、ｆｉ＝ｆ１＋Ｌｉであり、Ｉｉ＝Ｌｉ−ｆ１である。
【００４２】
なお、本例では、好ましい態様例として、複数の中間周波数ｆ２〜ｆ７の中で最小の周波数ｆ２が最大の周波数ｆ７に対応したローカル周波数Ｌ７と比べて大きく、当該最小の周波数ｆ２から当該最大の周波数ｆ７までの周波数の信号を抽出するような広帯域ＢＰＦ１１が用いられる。また、ＳＡＷフィルタ７としては、所定の周波数ｆ１の信号を抽出するような狭帯域のフィルタが用いられる
【００４３】
以下で、上記した図１及び図２を参照して、上記図１に示した本例の周波数変換回路により行われる信号処理の動作の一例を示す。
送信処理では、信号処理部１は、中心周波数ｆ０の送信信号（本例では、ベースバンド信号）をＢＰＦ２へ出力する。
【００４４】
また、信号処理部１は制御信号により第１のＰＬＬ４や第２のＰＬＬ８を制御し、第１のＰＬＬ４や第２のＰＬＬ８は制御される周波数（本例では、Ｌ１〜Ｌ７のいずれか）の信号を発生してそれぞれに対応した第１のミキサ５や第２のミキサ９へ出力する。
また、信号処理部１は、制御信号により送信電力制御部１２やＡＧＣ増幅器１７を制御し、また、タイミング信号により３つのＴＤＤスイッチ３、１０、１３を制御する。
【００４５】
信号処理部１から出力される中心周波数ｆ０の送信信号は、ＢＰＦ２を通過した後に、ＴＤＤスイッチ３に入力される。
信号処理部１は、送信時には、ＴＤＤスイッチ３をＡ側（ＢＰＦ２側）に切り替える。ＴＤＤスイッチ３を通過した周波数ｆ０の送信信号は、第１のミキサ５により中心周波数ｆ１の信号へ変換される。この場合、第１のミキサ５には、信号処理部１により周波数設定される第１のＰＬＬ４から、周波数ｆ０の信号を周波数ｆ１の信号へ変換するために必要なローカル周波数Ｌ１のローカル信号を加える。ここで、上記のように、ｆ１＝ｆ０＋Ｌ１の関係がある。
【００４６】
第１のミキサ５により中心周波数ｆ１の信号に変換された送信信号は、増幅器６により増幅された後に、ＳＡＷフィルタ７により不要なキャリアリーク周波数Ｌ１やイメージ周波数Ｉ１などのスプリアスの信号が除去される。
スプリアスが除去された中心周波数ｆ１の信号は、第２のミキサ９に入力されて中心周波数が複数の中間周波数ｆ２〜ｆ７の中のいずれかの周波数である中間周波数信号へ変換される。この場合、第２のミキサ９には、信号処理部１により周波数設定される第２のＰＬＬ８から、周波数ｆ１の信号を周波数ｆ２〜ｆ７へ変換するために必要なローカル周波数Ｌ２〜Ｌ７のローカル信号を加える。一例として、周波数ｆ１の信号を周波数ｆ７の信号へ変換する場合には、ローカル信号として周波数Ｌ７の信号を供給し、ｆ７＝ｆ１＋Ｌ７の関係を用いて周波数変換を行う。
【００４７】
第２のミキサ９により得られる中間周波数ｆ２〜ｆ７の中間周波数信号は、ＴＤＤスイッチ１０に入力されて、広帯域ＢＰＦ１１へ出力される。なお、信号処理部１は、送信時には、ＴＤＤスイッチ１０をＡ側（広帯域ＢＰＦ１１側）に切り替える。
広帯域ＢＰＦ１１は、第２のミキサ９により発生したスプリアスの信号成分を中間周波数信号から除去し、当該除去後の中間周波数信号を送信電力制御部１２へ出力する。
【００４８】
送信電力制御部１２は、信号処理部１からの制御により送信信号（本例では、中間周波数信号）の送信電力を所定の電力とした後に、送信信号をＴＤＤスイッチ１３へ出力する。
信号処理部１は、送信時には、ＴＤＤスイッチ１３をＡ側（送信電力制御部１２側）に切り替える。
ＴＤＤスイッチ１３を通過した送信信号は、ＩＦ信号入出力端子１４へ出力される。
【００４９】
ここで、広帯域のＢＰＦ１１によりスプリアスの信号成分を除去することができる理由は、第１のミキサ５により送信信号を一度十分に高い周波数ｆ１の信号へ変換しているためであり、このため、第２のミキサ９で発生するスプリアスの除去のためのフィルタとしては、例えばＳＡＷフィルタのように急峻な特性を必ずしも必要とせず、フィルタリング特性が比較的緩やかな広帯域のＢＰＦで対応することができる。このような点が本例の特徴点の一つとなっている。
【００５０】
一方、受信処理では、中心周波数が複数の中間周波数ｆ２〜ｆ７の中のいずれかの周波数である受信信号（本例では、中間周波数信号）がＩＦ信号入出力端子１４からＴＤＤスイッチ１３に入力される。
信号処理部１は、受信時には、ＴＤＤスイッチ１３をＢ側（増幅器１５側）に切り替え、ＴＤＤスイッチ３をＢ側（増幅器１５側）に切り替える。ＩＦ信号入出力端子１４から入力される受信信号は、ＴＤＤスイッチ１３を経由して、増幅器１５により増幅された後に、ＴＤＤスイッチ３を通過して、第１のミキサ５に入力される。
【００５１】
第１のミキサ５には、信号処理部１からの制御により第１のＰＬＬ４から、中間周波数ｆ２〜ｆ７の信号を受信するために複数のローカル周波数Ｌ２〜Ｌ７の中のいずれかの周波数のローカル信号を加える。これにより、第１のミキサ５により、中間周波数ｆ２〜ｆ７の受信信号を所定の周波数ｆ１の信号へ変換する。
【００５２】
周波数ｆ１の信号に周波数変換された受信信号は、増幅器６により増幅され、ＳＡＷフィルタ７によりスプリアスの信号成分が除去された後に、第２のミキサ９により周波数ｆ０のべ一スバンド信号へ変換される。この場合、第２のミキサ９には、第２のＰＬＬ８から、周波数ｆ１の信号を周波数ｆ０の信号へ変換するためのローカル周波数Ｌ１のローカル信号を加える。
【００５３】
信号処理部１は、受信時には、ＴＤＤスイッチ１０をＢ側（ＢＰＦ１６側）に切り替える。第２のミキサ９により周波数ｆ０のベースバンド信号に変換された受信信号は、ＴＤＤスイッチ１０を経由して、ＢＰＦ１６によりスプリアスの信号成分が除去され、信号電力値がＡＧＣ増幅器１７により所定の電力値とされた後に、信号処理部１に入力されて処理が行われる。
【００５４】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、複数の周波数の信号の送受信を行い、当該送受信を時分割で行うに際して、送信時には、デジタル直交変調されたベースバンド周波数ｆ０のべ一スバンド信号を中間周波数ｆ２〜ｆ７とは別の周波数ｆ１の信号へ一時的に変換し、当該変換後の信号からスプリアスの信号成分を除去した後に、当該除去後の信号を目的となる中間周波数ｆ２〜ｆ７の中間周波数信号へ変換する。一方、受信時には、受信された中間周波数ｆ２〜ｆ７の中間周波数信号を当該別の周波数ｆ１の信号へ一時的に変換し、当該変換後の信号からスプリアスの信号成分を除去した後に、当該除去後の信号を目的となるベースバンド周波数ｆ０のべ一スバンド信号へ変換し、デジタル直交検波する。
【００５５】
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、ＴＤＤスイッチ３、１０、１３を用いて送信処理と受信処理を切り替えることにより、送受信系においてミキサ５、９やＳＡＷフィルタ７などの回路を共用する。
【００５６】
更に具体的には、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、複数の周波数（複数のチャネル）の送受信を時分割して送信或いは受信又は送受信を行う信号処理部１を有する構成において、信号処理部１には少なくとも第１のミキサ５と第２のミキサ９とフィルタ７から成る回路が接続され、送信時には、第１のミキサ５はベースバンド信号を中間周波数ｆ２〜ｆ７とは別の周波数ｆ１の信号へ変換し、フィルタ７は第１のミキサ５により周波数変換された当該別の周波数ｆ１の信号からスプリアスの信号成分を除去し、第２のミキサ９は当該除去後の当該別の周波数ｆ１の信号を所望の各中間周波数（各チャネル）ｆ２〜ｆ７の中間周波数信号へ変換する。一方、受信時には、第１のミキサ５は各中間周波数（各チャネル）ｆ２〜ｆ７の中間周波数信号を当該別の周波数ｆ１の信号へ変換し、フィルタ７は第１のミキサ５により周波数変換された当該別の周波数ｆ１の信号からスプリアスの信号成分を除去し、第２のミキサ９は当該除去後の当該別の周波数ｆ１の信号を所望のベースバンド周波数ｆ０のベースバンド信号へ変換する。
【００５７】
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、上記のような構成において、信号処理部１に接続される回路に時分割スイッチ（ＴＤＤスイッチ）３、１０、１３を備えてあり、当該時分割スイッチ３、１０、１３により送受信を切り替えることにより、第１のミキサ５や第２のミキサ９やフィルタ７を送受信で共用化する。
【００５８】
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、上記図１に示したように、一構成例として、ベースバンド信号の処理を行う信号処理部１と、信号処理部１から入力されるベースバンド信号をフィルタリング処理するフィルタ２と、送信処理時にはフィルタ２と第１のミキサ５とを接続する一方受信処理時には増幅器１５と第１のミキサ５とを接続するスイッチ３と、第１のミキサ５に対してローカル信号を供給する第１のＰＬＬ４と、スイッチ３を介してフィルタ２から入力されるフィルタリング処理後のベースバンド信号或いはスイッチ３を介して増幅器１５から入力される増幅後の中間周波数信号を所定の周波数ｆ１の信号へ変換する第１のミキサ５と、当該周波数変換された信号を増幅する増幅器６と、当該増幅後の信号をフィルタリング処理するフィルタ７と、第２のミキサ９に対してローカル信号を供給する第２のＰＬＬ８と、当該フィルタリング処理後の信号を送信処理時には中間周波数信号へ変換する一方受信処理時にはベースバンド信号へ変換する第２のミキサ９と、送信処理時にはフィルタ１１と第２のミキサ９とを接続する一方受信処理時にはフィルタ１６と第２のミキサ９とを接続するスイッチ１０と、スイッチ１０を介して第２のミキサ９から入力される中間周波数信号をフィルタリング処理するフィルタ１１と、当該フィルタリング処理後の中間周波数信号の送信電力を制御する送信電力制御部１２と、送信処理時には送信電力制御部１２とＩＦ信号入出力端１４とを接続する一方受信処理時には増幅器１５とＩＦ信号入出力端１４とを接続するスイッチ１３と、スイッチ１３を介して送信電力制御部１２から入力される中間周波数信号を外部へ出力する一方外部から入力される中間周波数信号をスイッチ１３を介して増幅器１５へ出力するＩＦ信号入出力端１４と、スイッチ１３を介してＩＦ信号入出力端１４から入力される中間周波数信号を増幅する増幅器１５と、スイッチ１０を介して第２のミキサ９から入力されるベースバンド信号をフィルタリング処理するフィルタ１６と、当該フィルタリング処理後のベースバンド信号の電力を制御して当該電力制御後のベースバンド信号を信号処理部１へ出力する増幅器１７とを備えた。
【００５９】
また、本例では、好ましい態様例として、上記のような周波数変換回路を備えた無線通信機を次世代広帯域のメッシュ型のＦＷＡシステムに適用した場合を示した。
具体的には、例えば、上記のような本例の無線通信機が任意の位置に設置されたＦＷＡ装置に適用され、ＦＷＡ装置の屋内装置を構成する電子機器が同軸ケーブルにより屋外装置と接続されて構成されたＦＷＡシステムにおいて、当該屋内装置からの送信データ若しくは当該屋内装置への受信データを当該屋外装置により無線通信するに際して、当該屋内装置により処理されるベースバンド信号の周波数と同軸ケーブルを流れる中間周波数信号の周波数との変換が２段階で為される。
【００６０】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、例えば上記図７に示したような従来技術ではＳＡＷフィルタが送信側と受信側とでそれぞれ６個必要だったのに対して、周波数変換段を１段多く持つことにより、ＳＡＷフィルタを１個で済ますことができる。
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、ＴＤＤスイッチ３、１０、１３により送受信の系を切り替えることにより、送受信系の共通化を図ることができる。
【００６１】
そして、好ましい態様例として、本例のような周波数変換回路を次世代広帯域ＦＷＡシステムの中間周波数に関する周波数変換回路に適用することができ、このようなＦＷＡシステムにおいて、ＳＡＷフィルタを複数個用意する必要がなくなるため、装置コストを非常に低くすることが可能となり、また、ＴＤＤスイッチを用いることで送受信のハードウエアを共有化することができるため、コストばかりでなく、装置を小型化することも可能である。
【００６２】
このように、本例の周波数変換回路では、ベースバンド信号と中間周波数信号との周波数変換を２段階で行うことで少ない数のＳＡＷフィルタでスプリアスの信号成分を除去することができ、また、送受信の回路の一部を共用化することにより回路規模を小さくすることができる。また、本例の周波数変換回路は、例えば、ＦＷＡシステムの基地局装置を格子状（メッシュ型）に配置した構成において、電波伝搬状況に応じて基地局装置から基地局装置への通信経路を自律的に選択するような技術などに適用することが可能である。
【００６３】
なお、本例の周波数変換回路では、例えば上記図７に示した従来の周波数変換回路と比べて、ＳＡＷフィルタの個数が減った代わりに、送信系或いは受信系の一方の系を見るとミキサとＰＬＬが１個ずつ増えているが、一般的には、ＳＡＷフィルタとミキサとでは、ミキサのコストの方が圧倒的に安価であり、また、ＰＬＬについてもＳＡＷフィルタと比べて安価に構成することができるため、トータルコストでは安価に構成することが可能である。また、ＴＤＤスイッチを備えた場合にはＴＤＤスイッチの個数が増えるが、一般的には、ＳＡＷフィルタのコストと比較すると圧倒的に安価である。
【００６４】
また、従来技術として、例えば、ローカル信号による周波数変換で発生するイメージ周波数の信号やスプリアスの信号を考慮してミキサなどを用いて周波数変換を行ういわゆるシングルスーパーヘテロダイン方式や、スプリアスチャート上でどうしても逃げ切れない周波数が存在するような場合に使用されるダブルスーパーヘテロダイン方式（２回変換）により、使用帯域内に落ち込む不要波を遠ざける技術が知られているが、本例のように中間周波数以外の所定の周波数の信号へ送信信号や受信信号を一時的に変換して最後に所望の周波数の信号へミキサで再変換するような技術は新規なものであると考えられる。
【００６５】
ここで、本例では、周波数軸上に複数のチャネルを有して同一の周波数帯でＴＤＤ方式による無線通信を行う無線通信方式を用いた。
また、本例では、所定の周波数ｆ１の信号をフィルタリングするフィルタ７として、好ましい態様例として、急峻なフィルタ帯域特性を有するＳＡＷフィルタを用いたが、例えば急峻なフィルタ帯域特性を有するようなフィルタであれば、種々なフィルタが用いられてもよい。
【００６６】
また、本例では、基本周波数（ベースバンド周波数）ｆ０と当該基本周波数ｆ０より高い周波数（所定の周波数）ｆ１との変換及び当該所定の周波数ｆ１と中間周波数ｆ２〜ｆ７との変換を用いた２段階の周波数変換の技術と、ＴＤＤスイッチを用いた送受信系の共用化の技術とを組み合わせた構成例を示した。本例では、３つのＴＤＤスイッチ３、１０、１３に対して信号処理部１からスイッチングのタイミング信号が与えられ、各ＴＤＤスイッチ３、１０、１３は送信と受信とを切り替え、また、２つのミキサ５、９と接続される２つのＴＤＤスイッチ３、１０では、実質的に、複数チャネルヘの振り分けも行われる。
【００６７】
なお、本例では、屋外装置により無線通信される複数の無線周波数の信号が複数の通信周波数の信号に相当し、中心周波数ｆ０の信号がベースバンド周波数のベースバンド信号に相当し、複数の中心周波数ｆ２〜ｆ７の信号が複数の中間周波数の中間周波数信号に相当し、所定の周波数ｆ１の信号がベースバンド周波数と比べて高く（つまり、ｆ０＜ｆ１）且つ中間周波数とは異なる周波数の信号に相当する。ここで、それぞれの周波数の信号としては、通常、周波数の幅（帯域幅）を有した信号が用いられる。
【００６８】
また、本例では、送信処理に関しては、第１のＰＬＬ４や第１のミキサ５の機能によりベースバンド周波数側周波数変換手段が構成されており、ＳＡＷフィルタ７の機能により不要周波数信号成分除去手段が構成されており、第２のＰＬＬ８や第２のミキサ９の機能により中間周波数側周波数変換手段が構成されている。
また、本例では、受信処理に関しては、第１のＰＬＬ４や第１のミキサ５の機能により中間周波数側周波数変換手段が構成されており、ＳＡＷフィルタ７の機能により不要周波数信号成分除去手段が構成されており、第２のＰＬＬ８や第２ミキサ９の機能によりベースバンド周波数側周波数変換手段が構成されている。
また、本例では、信号処理部１やＴＤＤスイッチ３、１０、１３の機能により送信受信切替手段が構成されている。
【００６９】
次に、本発明の第２実施例を説明する。
本例では、上記図１に示した周波数変換回路により行われる処理を、具体的な数値例を用いて説明する。なお、上記第１実施例では中間周波数が６チャネル（６ＣＨ）構成である場合を示したが、本例では、７チャネル（７ＣＨ）構成である場合を示す。
【００７０】
図３には、本例の周波数変換回路により行われる周波数変換の様子の一例を示してある。同図に示した横軸は周波数を示しており、縦軸は電力を示している。同図には、ベースバンド周波数ｆ０のベースバンド信号や、所定の周波数ｆ１の信号や、当該所定の周波数ｆ１の信号に対応したキャリアリーク周波数Ｌ１の信号及びイメージ周波数Ｉ１の信号や、７つの中間周波数ｆ２〜ｆ８の中間周波数信号や、それぞれの中間周波数信号に対応したキャリアリーク周波数Ｌ２〜Ｌ８の信号を示してある。また、同図では、それぞれの中間周波数信号に対応したイメージ周波数Ｉ２〜Ｉ８の信号の図示を省略してある。なお、ｆ１＝Ｌ１−ｆ０であり、Ｉ１＝Ｌ１＋ｆ０である。また、ｉ＝２〜８について、ｆｉ＝Ｌｉ―ｆ１であり、Ｉｉ＝Ｌｉ＋ｆ１である。
【００７１】
なお、本例では、好ましい態様例として、複数の中間周波数ｆ２〜ｆ８の中で最小の周波数ｆ２がベースバンド周波数ｆ０と比べて大きく、最大の周波数ｆ８が当該最小の周波数ｆ２に対応したローカル周波数Ｌ２と比べて小さく、当該最小の周波数ｆ２から当該最大の周波数ｆ８までの周波数の信号を抽出するような広帯域ＢＰＦ１１が用いられる。また、ＳＡＷフィルタ７としては、所定の周波数ｆ１の信号を抽出するような狭帯域のフィルタが用いられる。
【００７２】
本例では、信号処理部１により出力されるベースバンド信号として、中心周波数が１３．５ＭＨｚであり、シンボルレートが６．７５Ｍｓｐｓであり、α＝０．３であるルートロールオフフィルタで帯域制限された、帯域幅が約８ＭＨｚである１０２４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の信号波が用いられる。この信号は、８倍オーバサンプルのデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ：Digital Analog Converter）によりデジタル直交変調されて生成されるが、ＤＡＣの動作クロック（ＣＬＫ）である５４ＭＨｚ付近にスプリアスが生成される。このスプリアスを中心周波数が１３．５ＭＨｚであり通過帯域幅が１０ＭＨｚであり周波数５４ＭＨｚにおいて６０ｄＢ以上の減衰を確保することができるＢＰＦ２により除去し、当該除去後の信号をＴＤＤスイッチ３へ出力する。
【００７３】
送信時には、全てのＴＤＤスイッチ３、１０、１３はＡ側に切り替えられている。ＴＤＤスイッチ３を通過した１３．５ＭＨｚの１０２４ＱＡＭ信号は、第１のミキサ５のＩＦポートに入力されて、信号処理部１によりＬ１＝３３８．５ＭＨｚに周波数設定された第１のＰＬＬ４によるローカル信号と乗算され、これにより、ｆ１＝Ｌ１−ｆ０＝３３８．５ＭＨｚ−１３．５ＭＨｚ＝３２５ＭＨｚの信号が生成されて第１のミキサ５のＲＦポートから出力される。
【００７４】
この場合に、第１のミキサ５では、周波数ｆ１の信号以外に、キャリアリークである周波数Ｌ１＝３３８．５ＭＨｚの信号やイメージである周波数Ｉ１＝３３８．５ＭＨｚ＋１３．５ＭＨｚ＝３５２ＭＨｚの信号などのスプリアス信号成分も発生するので、ミキサの挿入損失を補うための増幅器６で全ての信号成分を一度増幅した後に、スプリアス除去のためのＳＡＷフィルタ７でスプリアス除去を行う。
【００７５】
ＳＡＷフィルタ７としては、中心周波数が３２５ＭＨｚであり通過帯域幅が１０ＭＨｚであり中心周波数±１３．５ＭＨｚ離調点で４０ｄＢの減衰量を持つものを２個カスケード接続したものが用いられ、阻止域の減衰量が８０ｄＢ程度となるようにしてある。ＳＡＷフィルタ７によりスプリアス除去された信号は、第２のミキサ９のＲＦポートに入力されて、最終目標である１４０ＭＨｚ付近の中間周波数帯７ＣＨの中のいずれかの中間周波数の信号に必要に応じて周波数変換される。第２のミキサ９には、各ＣＨの中間周波数信号を得るためのローカル周波数Ｌ２〜Ｌ８のローカル信号を第２のＰＬＬ８から必要に応じて供給する。
【００７６】
ここで、図４には、各ＣＨ１〜７について、中間周波数信号の中心周波数（本例では、中間周波数）ｆ２〜ｆ８と、ローカル周波数Ｌ２〜Ｌ８との関係の一例を、具体的な数値例を用いて示してある。
【００７７】
第２のミキサ９により中間周波数帯７ＣＨのいずれかの中間周波数に周波数変換された１０２４ＱＡＭ送信信号は、ＴＤＤスイッチ１０を経由して、中心周波数が１４０ＭＨｚであり通過帯域幅が８０ＭＨｚである広帯域ＢＰＦ１１によりスプリアスが除去された後に、送信電力制御部１２により所定の電力に設定され、その後、ＴＤＤスイッチ１３を経由してＩＦ信号入出力端子１４から出力される。
【００７８】
上述のように、上記図１に示した回路は、一般に屋内ユニット（屋内装置）に備えられ、同軸ケーブルにより屋外ユニット（屋外装置）と接続される。屋外ユニットでは、ＩＦ信号入出力端子１４から出力されて同軸ケーブルを介して伝送される中心周波数が１４０ＭＨｚ付近である送信信号を２６ＧＨｚのミリ波帯の信号へ周波数変換し、当該周波数変換後の信号を電力増幅してアンテナから無線出力する。
【００７９】
一方、受信動作では、空間を伝搬してきた２６ＧＨｚ帯の信号が屋外ユニットにより受信されて１４０ＭＨｚ付近の中間周波数信号へ周波数変換され、当該中間周波数信号が同軸ケーブルを伝搬して屋内ユニットのＩＦ信号入出力端子１４に入力される。そして、当該中間周波数信号は、Ｂ側に切り替えられたＴＤＤスイッチ１３を経由して、増幅器１５により増幅され、ＴＤＤスイッチ３を経由して、第１のミキサ５のＩＦ端子に入力される。
【００８０】
ここで、送信時には、第１のミキサ５のＩＦ端子の入力信号は１３．５ＭＨｚのべ一スバンド信号であったが、受信時には、ＴＤＤスイッチ３の切替により、１４０ＭＨｚ付近の受信信号となっている。また、送信時には、１３．５ＭＨｚの信号を３２５ＭＨｚの信号へ変換するために、第１のミキサ５へローカル信号として３３８．５ＭＨｚの信号を第１のＰＬＬ４から供給したが、受信時には、第１のミキサ５では１４０ＭＨｚ付近のＣＨ１〜ＣＨ７のいずれかの信号を３２５ＭＨｚの信号へ変換するために、例えば上記図４に示したようなローカル周波数Ｌ２〜Ｌ８を有したローカル信号を第１のＰＬＬ４から第１のミキサ５へ供給する。
【００８１】
第１のミキサ５から出力される３２５ＭＨｚの信号は、増幅器６により増幅された後に、ＳＡＷフィルタ７により所定のＣＨの信号成分だけが切り出され、これにより、当該信号成分が第２のミキサ９のＲＦポートヘ出力される。
第２のミキサ９では３２５ＭＨｚの信号を１３．５ＭＨｚのべ一スバンド信号へ変換し、この場合、第２のミキサ９には第２のＰＬＬ８から３３８．５ＭＨｚのローカル信号を供給する。第２のミキサ９により１３．５ＭＨｚの信号に変換された受信信号は、ＴＤＤスイッチ１０を経由して、中心周波数が１３．５ＭＨｚであり通過帯域幅が１０ＭＨｚであるＢＰＦ１６によりスプリアス除去された後に、ＡＧＣ増幅器１７により所定の電力とされ、その後、信号処理部１に入力されて復調される。
【００８２】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、送受信で使用する３２５ＭＨｚに関する構成部分のハードウエアを送受信で共有化し、当該構成部分以外の構成部分であるフィルタ１６やＡＧＣ増幅器１７やフィルタ１１や送信電力制御部１２などのように送受信特有の回路部分をＴＤＤスイッチ３、１０、１３で分離選択する構成とした。また、送信信号や受信信号を中間周波数である１４０ＭＨｚ付近以外の３２５ＭＨｚの周波数へいったん周波数変換することを行う周波数変換段を備えることにより、例えば従来技術ではＳＡＷフィルタの個数が７個必要であるのに対して、ＳＡＷフィルタの個数を１個で済ましている。
【００８３】
なお、送受信でハードウエアを共通化することにより、例えば送受信間の干渉や送受信の切替時の応答性を改善することが好ましい場合もあると考えられるが、送受信間の干渉については、例えばＴＤＤスイッチのアイソレーション特性を改善することにより十分に対応することが可能である。また、送受信切替時の応答性については、例えば通信する信号のフレーム構成において、ガードタイムと呼ばれる通信される信号の無い区間を必要に応じて設けることにより対応することが可能である。一例として、次世代広帯域ＦＷＡ装置では、フレーム周期である２ｍｓ内に送受信を行い、この際のガードタイムを約２０μｓ準備している。
【００８４】
また、本例では、信号の周波数変換として、１３．５ＭＨｚと３２５ＭＨｚとの間と当該３２５ＭＨｚと１４０ＭＨｚ付近との間との周波数変換を行っており、例えば送信処理においてベースバンド信号をいったん目標である１４０ＭＨｚ付近の中間周波数信号と比べて高い３２５ＭＨｚの信号へ変換しているような点が、上記図２に示した周波数変換の例とは異なっている。なお、好ましくは、各ミキサで発生するスプリアスの検討を十分に行って、メイン信号の搬送波対雑音比（ＣＮＲ：Carrier-to-Noise Ratio）を劣化させないように十分に考慮するのがよい。
【００８５】
次に、本発明の第３実施例を説明する。
本例では、上記図１に示した周波数変換回路に備えられる第１のミキサ５や第２のミキサ９について、その付近の回路構成の他の例を示す。
第１のミキサ５や第２のミキサ９のところでは、ＴＤＤスイッチ３、１０により、第１のミキサ５の場合にはＩＦポート入力を送受信タイミングにより切り替え、第２のミキサ９の場合にはＩＦポート出力を送受信タイミングにより切り替えるが、この場合に、整合（Matching）の問題が生じる。
【００８６】
一例として、第１のミキサ５に着目すると、好ましくは、ＴＤＤスイッチ３がＡ側に切り替わっている時には第１のミキサ５のＩＦポートはフィルタ２と整合が取れていることが必要となり、また、ＴＤＤスイッチ３がＢ側に切り替わっている時には第１のミキサ５のＩＦポートは増幅器１５と整合が取れていることが必要となる。また、一般に各部品のインピーダンスは周波数により異なっており、それぞれの周波数に対して整合を取ることが必要となる。
【００８７】
図５には、上記図１に示した周波数変換回路において第１のミキサ５に関して点線で示した構成部分Ｐについて、上記のような整合を取ることを実現した回路構成例を示してある。
図５には、上記した構成部分Ｐの他の回路構成例として、ＢＰＦ２１と、送信処理回路側の整合回路（ＭＣ）２２と、ＴＤＤスイッチ２３と、第１のＰＬＬ２４と、第１のミキサ２５と、増幅器２６と、受信処理回路側の整合回路（ＭＣ）２７とを示してある。
【００８８】
ここで、同図に示した本例の回路構成は、例えばＢＰＦ２１とＴＤＤスイッチ２３との間に送信処理時のための整合回路２２が備えられていて増幅器２６とＴＤＤスイッチ２３との間に受信処理時のための整合回路２７が備えられているといった点を除いては、上記図１に示した構成部分Ｐの回路構成と同様である。
【００８９】
送信処理回路側の整合回路２２は、送信処理時において第１のミキサ２５とフィルタ２１との整合を取る機能を有しており、また、受信処理回路側の整合回路２７は、受信処理時において第１のミキサ２５と増幅器２６との整合を取る機能を有している。このように、整合回路２２、２７を備えた構成として、例えばあらかじめＴＤＤスイッチ２３をＡ側とＢ側のそれぞれに切り替えて各整合回路２２、２７の整合を取っておくことにより、ＴＤＤスイッチ２３が切り替わって第１のミキサ２５のＩＦポートの接続先が異なる系（送信系或いは受信系）に変わった場合においても整合を保つことができる。
なお、本例では、上記図１に示した第１のミキサ５について具体的に説明したが、上記図１に示した第２のミキサ９についても同様な構成として同様な効果を得ることができる。
【００９０】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、例えば上記図１に示した第１のミキサ５や第２のミキサ９と接続される送信系や受信系に整合回路を備えて、処理対象となる信号が当該整合回路を介して第１のミキサ５や第２のミキサ９に入力される構成としたため、ミキサに関する整合性を確保することができる。
なお、本例では、整合回路２２により送信処理用整合回路が構成されており、整合回路２７により受信処理用整合回路が構成されている。
【００９１】
次に、本発明の第４実施例を説明する。
本例では、上記図１に示した周波数変換回路に備えられる第１のミキサ５や第２のミキサ９について、その付近の回路構成の他の例を示す。
本例では、送信系と受信系とのアイソレーションの改善策の例を示す。
【００９２】
図６には、上記図１に示した周波数変換回路において第１のミキサ５に関して点線で示した構成部分Ｐについて、上記のようなアイソレーションを改善することを実現した回路構成例を示してある。
図６には、上記した構成部分Ｐの他の回路構成例として、ＢＰＦ３１と、送信処理回路側の整合回路（ＭＣ）３２と、送信処理回路側のダイオード（Ｄｉ）３３と、ＴＤＤスイッチ３４と、第１のＰＬＬ３５と、第１のミキサ３６と、増幅器３７と、受信処理回路側の整合回路（ＭＣ）３８と、受信処理回路側のダイオード（Ｄｉ）３９とを示してある。
【００９３】
ここで、同図に示した本例の回路構成は、例えば整合回路３２とＴＤＤスイッチ３４との間に送信処理時のためのダイオード３３が備えられていて整合回路３８とＴＤＤスイッチ３４との間に受信処理時のためのダイオード３９が備えられているといった点を除いては、上記図５に示した回路構成と同様である。
【００９４】
このように、本例では、送信処理用の回路や受信処理用の回路にダイオード３２、３９を挿入してあり、ダイオード３２、３９にバイアスをかけると高周波信号が導通する性質を利用する。具体的には、送信時には、送信処理用のダイオード３３にバイアスをかけて受信処理用のダイオード３９にはバイアスをかけないように信号処理部１から制御することにより、ＴＤＤスイッチ３４単体のアイソレーションにダイオード３９のアイソレーションを加算して、これにより、総合のアイソレーションを向上させる。同様に、受信時には、受信処理用のダイオード３９にバイアスをかけて送信処理用のダイオード３３にはバイアスをかけないことにより、アイソレーションを向上させる。
なお、本例では、上記図１に示した第１のミキサ５について具体的に説明したが、上記図１に示した第２のミキサ９についても同様な構成として同様な効果を得ることができる。
【００９５】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、例えば上記図１に示した第１のミキサ５や第２のミキサ９と接続される送信系や受信系において、整合回路３２、３８を備えるとともに、更に、ＴＤＤスイッチ３４の両端にダイオード３３、３９を備えたため、送信系と受信系とのアイソレーション特性を改善することができる。
【００９６】
つまり、一例として、第１のミキサと第２のミキサとの少なくとも一方には、ミキサに接続される送信処理用の回路に設けられてアイソレーションを確保する送信処理用回路側アイソレーション確保手段と、ミキサに接続される受信処理用の回路に設けられてアイソレーションを確保する受信処理用回路側アイソレーション確保手段とを備えた。なお、送信処理用回路側アイソレーション確保手段や、受信処理用回路側アイソレーション確保手段としては、例えばダイオードを用いて構成することができる。
【００９７】
ここで、本発明に係る無線通信機やＦＷＡシステムなどの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法や、このような方法を実現するためのプログラムなどとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。例えば、本発明に係る技術は、ＦＷＡシステムばかりでなく、無線通信や有線通信を行う種々な通信システムに適用することも可能である。
【００９８】
また、本発明に係る無線通信機やＦＷＡシステムなどにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る無線通信機などによると、複数の通信周波数の信号を無線により通信するに際して、ベースバンド周波数のベースバンド信号とベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数の信号との変換を行うとともに当該所定の周波数の信号と複数の通信周波数に対応した複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行うようにし、この場合に、当該所定の周波数の信号から不要な周波数の信号成分を除去するようにしたため、例えば、複数の中間周波数の中間周波数信号について不要周波数信号成分除去に関する構成を共通化することができ、これにより、従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
【０１００】
また、本発明に係る無線通信機などでは、送信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換と受信処理における中間周波数側周波数変換とを共通の第１のミキサを用いて行い、送信処理における中間周波数側周波数変換と受信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換とを共通の第２のミキサを用いて行い、送信処理における不要周波数信号成分除去と受信処理における不要周波数信号成分除去とを共通のフィルタを用いて行う構成として、送信処理と受信処理とを時分割で切り替えるようにしたため、例えば、送信処理と受信処理とで周波数変換に関する構成を共通化することができ、これにより、従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係る周波数変換回路の構成例を示す図である。
【図２】  本発明の第１実施例に係る周波数変換の様子の一例を示す図である。
【図３】  本発明の第２実施例に係る周波数変換の様子の一例を示す図である。
【図４】  本発明の第２実施例に係る中間周波数信号の中心周波数とローカル周波数との関係の一例を示す図である。
【図５】  本発明の第３実施例に係る周波数変換回路の構成例を説明するための図である。
【図６】  本発明の第４実施例に係る周波数変換回路の構成例を説明するための図である。
【図７】  従来例に係る周波数変換回路の構成例を示す図である。
【図８】  従来例に係る周波数変換の様子の一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・信号処理部、  ２、１６、２１、３１・・ＢＰＦ、
３、１０、１３、２３、３４・・ＴＤＤスイッチ、
４、８、２４、３５・・ＰＬＬ、  ５、９、２５、３６・・ミキサ、
６、１５、２６、３７・・増幅器、  ７・・ＳＡＷフィルタ、
１１・・広帯域ＢＰＦ、  １２・・送信電力制御部、
１４・・ＩＦ信号入出力端子、  １７・・ＡＧＣ増幅器、
２２、２７、３２、３８・・整合回路、  ３３、３９・・ダイオード、
【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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【図７】
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【図８】
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