(57)【要約】変調精度の劣化を減少することができると共に、余分な電力消費を抑えることができるマルチモード対応の位相変調装置を提供する。位相変調装置は、ＰＬＬ回路（１５）の変調モードを、１点変調と２点変調とで切り替える切替器（９）を有する。ＧＳＭモードのように狭帯域な変調帯域幅の場合は、切替器（９）をＯＦＦにして第２のデジタルベースバンド信号（Ｓ２）を停止する。これにより、ＰＬＬ回路（１５）は分周比生成部（１０）からの第１のデジタルベースバンド信号（Ｓ１）のみで変調を行う１点変調となる。またＵＭＴＳモードのように広帯域な変調帯域幅の場合は、切替器（９）をＯＮにして第１のデジタルベースバンド信号（Ｓ１）と第２のデジタルベースバンド信号（Ｓ２）による２点変調を行う。【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調装置であって、
前記入力信号に基づいて第１のベースバンド変調信号と第２のベースバンド変調信号とを生成する変調信号生成手段と、
ＰＬＬ回路と、
通信モードに応じて、前記ＰＬＬ回路に、前記第１のベースバンド変調信号を入力するか、又は前記第１のベースバンド変調信号と前記第２のベースバンド変調信号とを入力するかを切り替えることで、前記ＰＬＬ回路が１点変調を行って位相変調信号を生成するか、又は２点変調を行って位相変調信号を生成するかを切り替える切替手段と、
を備える位相変調装置。
【請求項２】
通信モードに対応した変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定し、判定結果に応じた制御信号を前記切替手段に送出する判定手段を、さらに具備し、
前記切替手段は、前記制御信号に応じて前記切り替えを行う
請求項１に記載の位相変調装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路を構成するループフィルタへ制御信号を送出し、
前記ループフィルタは、前記判定手段から送出された前記制御信号に基づいて自己の共振周波数を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路の位相比較器に基準信号を与える基準分周器及び前記ＰＬＬ回路の分周比を生成する分周比生成部へ前記制御信号を送出し、前記基準分周器の発振周波数及び前記分周比生成部の分周比を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項５】
前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、
前記判定手段は、
前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、
前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出する
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項６】
前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、
前記判定手段は、
前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、
前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項７】
前記通信モードは、ＧＳＭモード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモード、及びＵＴＭＳモードの３種類であり、
前記判定手段は、
前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、
前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させ、
前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモードのときよりもさらに広帯域側に変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項８】
請求項１に記載の位相変調装置を搭載した通信機器。
【請求項９】
請求項１に記載の位相変調装置を搭載した移動体無線機。
【請求項１０】
送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、
通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、
通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、
前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路のループフィルタの共振周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、
を含む位相変調方法。
【請求項１１】
送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、
通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、
通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、
前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路の基準周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、
を含む位相変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ：位相同期ループ）回路を用いて位相変調を行う位相変調装置等に関し、特に、携帯電話機などの移動体通信機や、移動体通信機との間で通信を行う基地局などの通信機器として使用されるマルチモード対応の位相変調装置、及びその位相変調装置を搭載した通信機器と移動体無線機、並びに位相変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、通信機器に使用される位相変調装置には一般的にＰＬＬ回路が用いられている。このようなＰＬＬ回路による位相変調方式には、低コスト、低消費電力、良好なノイズ特性、及び高い変調精度などが求められている。このようなＰＬＬ回路の位相変調方式において、変調精度を高くするためには、変調信号の周波数帯域幅（以下、変調帯域幅という）よりもＰＬＬの周波数帯域幅（以下、ＰＬＬ帯域幅という）を広くすることが望ましい。ところが、ＰＬＬ帯域幅を広げるとノイズ特性が劣化してしまうため、結果的に、変調帯域幅を広くして広帯域な変調を行うことは難しい。【０００３】  そこで、ＰＬＬ帯域幅を変調帯域幅よりも狭く設定し、ＰＬＬ帯域幅内の変調とＰＬＬ帯域幅外の変調を異なる２箇所で行う２点変調方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１は、特許文献１で提案されている従来技術に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、特許文献１で提案されているような２点変調方式の位相変調装置は、基準発振器２１、リミッタ２２、基準分周器２３、位相周波数検知器２４、チャージポンプ２５、ループフィルタ２６、加算器２７、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｌｌａｔｏｒ：電圧制御発振器）２８、及び分周器２９を含むＰＬＬ回路２０と、変調器３０と、加算器３１と、定数Ｆ３２と、デルタシグマ変調器３３と、加算器３４と、定数Ｐ３５と、チャージポンプスケーリング３６と、変調スケーリング３７とを備えた構成となっている。【０００４】  図１において、ＰＬＬ回路２０のＶＣＯ２８は、ＶＣＯ２８の制御電圧端子に入力される電圧に応じた周波数のＲＦ位相変調信号を出力する。分周器２９はＶＣＯ２８から出力されたＲＦ位相変調信号の周波数を分周する。位相周波数検知器２４は、分周器２９から出力された信号の位相と基準分周器２３から出力された基準信号の位相とを比較し、位相差に応じた信号を出力する。ループフィルタ２６は位相周波数検知器２４の出力信号を平均化する。【０００５】  変調振幅スケーリング３７は変調データに基づいて変調信号を加算器２７からＶＣＯ２８へ出力する。チャージポンプスケーリング３６は、チャージポンプ２５を制御することによって位相ロックループ内の残余変調を制御し、その結果、変調をより正確に出力することを可能としている。つまり、図１の位相変調装置は、チャージポンプスケーリング３６と変調振幅スケーリング３７の２点からＰＬＬ回路２０へ制御信号を供給することによってＲＦ位相変調信号を生成している。このように、２点変調方式の位相変調装置によれば、狭帯域から広帯域までのマルチモード位相変調を実現することができる。
【特許文献１】特表２００３−５１０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記の特許文献１に開示されている位相変調装置においては、ＰＬＬ帯域幅を狭く設定すると、当然のことながらＰＬＬ帯域外の変調領域が多くなるため、ＶＣＯ２８の設計仕様が厳しくなるという問題が発生する。また、狭帯域変調から広帯域変調までを実現するマルチモード端末のように変調帯域が通信機器のモードによって異なる場合は、例えば、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも十分小さい場合（例えば、ＧＳＭモードの変調帯域幅のように通常のＰＬＬ帯域幅よりも十分小さい場合）は、２点変調にすると変調帯域外の信号の影響を受けるため、例えば、変調精度（ＥＶＭ：Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）などの特性が劣化するおそれがある。【０００７】  本発明の目的は、変調精度の劣化を減少することができると共に、余分な電力消費を抑えることができるマルチモード対応の位相変調装置、及びその位相変調装置を搭載した通信機器と移動体無線機、並びに位相変調方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明の位相変調装置は、入力信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調装置であって、前記入力信号に基づいて第１のベースバンド変調信号と第２のベースバンド変調信号とを生成する変調信号生成手段と、ＰＬＬ回路と、通信モードに応じて、前記ＰＬＬ回路に、前記第１のベースバンド変調信号を入力するか、又は前記第１のベースバンド変調信号と前記第２のベースバンド変調信号とを入力するかを切り替えることで、前記ＰＬＬ回路が１点変調を行って位相変調信号を生成するか、又は２点変調を行って位相変調信号を生成するかを切り替える切替手段と、を備える構成を採る。【０００９】  また、本発明の位相変調装置は、通信モードに対応した変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定し、判定結果に応じた制御信号を前記切替手段に送出する判定手段を、さらに具備し、前記切替手段は、前記制御信号に応じて前記切り替えを行う構成を採る。【００１０】  このような構成によれば、切替手段によって通信モードに応じてＰＬＬ回路を１点変調と２点変調とに適宜に切り替えるので、例えば、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より狭いような通信モードの場合においては、１点変調に切り替える。これにより、変調帯域外の信号を変調信号として出力することがないので変調精度を劣化させることなく、かつ余分な回路が動作しなくなるので電力を抑えることができる。これに対して、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広いような通信モードの場合においては、２点変調に切り替える。これにより、ＰＬＬ帯域幅を広い方向に変更して、ＰＬＬ帯域外のノイズを減らしてノイズ特性の改善を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】  本発明の位相変調装置によれば、通信機器の通信モードの相異によって、１点変調と２点変調とに適宜に切り替えると共に、ＰＬＬ内のループフィルタの共振周波数特性を切り替えたりＰＬＬの基準周波数を変えたりして、ＰＬＬ帯域幅を最適に変化させている。これによって、実質的に、ＰＬＬ帯域幅を広げても（つまり、広帯域変調を行っても）ノイズ特性が劣化することはなくなる。また、本発明の位相変調装置によれば、例えば、通信機器の変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より狭い場合においては、１点変調に切り替えることにより変調帯域外の信号を変調信号として出力することがないので、変調精度の劣化を減少することができると共に余分な電力消費を抑えることができる。その結果、ＶＣＯの設計仕様を緩和することができるマルチモード対応の位相変調装置、及びその位相変調装置を搭載した通信機器及び移動体無線機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図
【図４】本発明の実施の形態２に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図
【図６】本発明の実施の形態２においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現するためのループフィルタの構成例を示す具体的な回路図
【図７】本発明の実施の形態３に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態４に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図
【図９】本発明の実施の形態４においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現するためのループフィルタの構成例を示す具体的な回路図
【図１０】本発明の位相変調装置を搭載した送信装置の一構成例を示すブロック図
【図１１】本発明の位相変調装置を搭載した通信機器の一構成例を示すブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】＜発明の概要＞
本発明の位相変調装置は、あらかじめＰＬＬを２点変調方式の構成にしておき、通信機器の通信モードの相異によって１点変調と２点変調とに任意に切り替えられるような切替手段を設ける。これによって、変調帯域幅が狭帯域である通信機器の場合においては切替手段によって１点変調に切り替え、ＰＬＬ帯域幅を変調帯域幅よりやや広くして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにする。このようにして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにすることによって、変調精度の劣化がなくなり、かつ消費電力を抑えることができる。また、変調帯域幅が広帯域である通信機器の場合においては、切替手段によって２点変調に切り替えることによりＰＬＬ帯域幅を広帯域の方向へ変更する。さらに、切替手段によって、ＰＬＬ内のループフィルタの共振周波数特性を変えたり、ＰＬＬの基準周波数を高くしたりして、ＰＬＬ帯域幅を広帯域の方向へ変更する。これによって、ＰＬＬ帯域外のノイズを減らしてノイズ特性の改善を図ることができる。【００１４】＜実施の形態１＞
以下、図面を用いて、本発明における位相変調装置の好適な実施の形態の幾つかを詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態に用いる図面において同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。【００１５】  図２は本発明の実施の形態１に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図２に示す位相変調装置は、送信信号の位相変調を行うＰＬＬ回路１５と、通信機器のモードごとに決められたモード設定信号に基づいて１点変調と２点変調との切り替えを行う切替器（切替手段）９と、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１及び搬送波信号の入力に基づいて分周比を設定し、設定された分周比を分周器７へ出力する分周比生成部１０と、Ｄ／Ａ変換器１２から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２に対して高調波成分を取り除くフィルタ１１と、変調信号生成部１３から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１２と、入力された送信信号に基づいて第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２を生成する変調信号生成部（変調信号生成手段）１３とを備えた構成となっている。【００１６】  また、ＰＬＬ回路１５は、基準信号を生成する水晶発振器などの基準発振器１と、分周器７から出力された信号の位相と基準分周器の位相とを比較して位相差に応じた信号を出力する位相比較器４と、位相比較器４からの出力信号を平均化するループフィルタ５と、変調信号生成部１３に入力された送信信号に基づいてＲＦ位相変調信号を生成して出力するＶＣＯ６と、ＶＣＯ６から出力されたＲＦ変調信号を分周して位相比較器４へ入力する分周器７と、ループフィルタ５から出力される出力信号に対してフィルタ１１から出力される出力信号を加算する加算器８とによって構成されている。【００１７】  次に、図２に示す位相変調装置の動作について説明するが、位相変調装置が送信信号の位相変調を行ってＲＦ位相変調信号を生成して出力する動作は周知の内容であるので可能な限り省略し、本発明に関わる通信モードの設定によって１点変調と２点変調の切り替えを行う動作を中心に説明する。【００１８】  ＰＬＬ回路１５のＶＣＯ６は、変調信号生成部１３に入力された送信信号に基づいてＲＦ位相変調信号を出力するが、このＲＦ位相変調信号の発振周波数はＶＣＯ６の制御電圧端子に入力される電圧に応じて変化する。このような制御は、分周器７がＶＣＯ６から出力されたＲＦ位相変調信号の周波数を分周して位相比較器４へ帰還し、位相比較器４が分周器７から入力された信号の位相と基準発振器１の位相とを比較して位相差に応じた信号をループフィルタ５へ出力し、ループフィルタ５が位相比較器４からの出力信号を平均化してＶＣＯ６の制御電圧端子へ入力することによって実現される。【００１９】  このとき、変調信号生成部１３が、入力された送信信号に基づいて第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２を生成すると、分周比生成部１０は、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１及び搬送波信号の入力に基づいて分周比を設定し、設定された分周比を分周器７へ出力する。すると、分周器７は、分周比生成部１０からの��力信号に基づいて、ＰＬＬ回路１５の帯域内の変調信号を生成する。これが第１の変調点による変調動作である。【００２０】  また、変調信号生成部１３から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２の送信ルートは、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２をデジタル信号からアナログ信号へ変換するＤ／Ａ変換器１２と、Ｄ／Ａ変換器１２から出力される出力信号に対して高調波成分を取り除くフィルタ１１と、ループフィルタ５から出力される出力信号に対してフィルタ１１とによって構成される。そして、フィルタ１１から出力された出力信号（つまり、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２）は、ＰＬＬ回路１５内において加算器８によって加算される。このようにして、加算器８が、ループフィルタ５から出力された出力信号とフィルタ１１から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２とを加算することにより、ＶＣＯ６の入力信号にＰＬＬ１５の帯域外の変調をかけることができる。これが第２の変調点による変調動作である。【００２１】  さらに、切替器９は、通信機器の通信モードごとの変調帯域幅とモード設定信号との対応関係が定められたテーブルを備えている。したがって、切替器９は、通信機器のモードごとに設定されるモード設定信号によって変調帯域幅を認識し、その変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも狭い場合には第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２側のルートをＯＦＦにする。これによって、ＰＬＬ回路１５は分周比生成部１０からの第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１のみで変調を行う１点変調となる。また、切替器９は、通信機のモードで設定され変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも広い場合には、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２側のルートをＯＮにする。これによって、ＰＬＬ回路１５は分周比生成部１０からの第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１とフィルタ１１からの第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２によって変調を行う２点変調となる。【００２２】  このようにして通信機器のモード設定ごとに切り替えられる周波数帯域の様子を図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図である。図３において、横軸は周波数、縦軸は信号のゲインを示している。例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式のデジタル携帯電話システムに適用されるＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）と、第３世代（３Ｇ）の移動体通信システムに適用されるＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）とのマルチモード位相変調装置を実現する場合は、変調帯域幅は、図３に示すように、狭帯域変調を行うＧＳＭモードと広帯域変調を行うＵＭＴＳモードのようになる。【００２３】  そこで、ＧＳＭモードの変調帯域幅はＰＬＬ帯域（ａ）の帯域幅Ｈ（ｓ）よりも十分に狭いため、２点変調を行うとさらにＰＬＬ帯域幅Ｈ（ｓ）が広くなって帯域外の変調も行ってしまうために特性が劣化する。そのため、変調帯域幅が狭帯域であるＧＳＭモードの場合は、図２の切替器９をＯＦＦにして第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１のみによる１点変調を行い、ＰＬＬ帯域外の変調を停止するように制御する。また、変調帯域幅が広帯域であるＵＭＴＳモードにおいては、切替器９をＯＮすることによって、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２とによるＰＬＬ１５の帯域内変調と帯域外変調の２点変調を行い、広帯域変調を実現している。【００２４】  以上説明したように、狭帯域変調（つまり、ＧＳＭモード）の場合は切替器９をＯＦＦにして１点変調を行い、広帯域変調（つまり、ＵＭＴＳモード）の場合は切替器９をＯＮにして２点変調を行うように切替器９を切り替えることにより、狭帯域から広帯域までの変調を１つの回路で実現することができる。これによって、狭帯域なＧＳＭモードに対応する１点変調においては、ＰＬＬ帯域外の変調は行わないので変調精度を向上することができる。さらに、１点変調であるがために、位相変調装置において動作する要素を削減することができるので消費電流を低減させることができる。また、広帯域なＵＭＴＳモードに対応する２点変調においては、ＰＬＬ帯域内変調と帯域外変調の２点で変調を行って広帯域変調を実現することができる。【００２５】  なお、１点変調と２点変調の切り替えを行う切替器９は、スイッチに限定されるものではない。図２に示すように、ＰＬＬ回路１５は加算器８を用いているので、この加算器８を利用して１点変調と２点変調とを切り替えることができる。つまり、Ｄ／Ａ変換器１２の出力をゼロに制御することにより、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２は加算器８で加算されなくなるので実質的に１点変調となり、Ｄ／Ａ変換器１２の出力を通常に制御することにより第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２が加算されるので２点変調となる。このような制御方法を行っても、１点変調と２点変調の切り替えを容易に実現することができる。【００２６】＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図４に示す本発明の実施の形態２にかかる位相変調装置は、図２に示す実施の形態１の位相変調装置に対して、通信機器ごとのモード設定に対応した変調帯域幅を認識して、切替器９に対してＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行わせる共に、ＰＬＬ帯域幅（つまり、ループフィルタの帯域幅）を変更させるための制御信号を送出する判定部１４が付加された構成となっている。なお、判定部１４は、通信機器のモード毎に変調帯域幅が定められているテーブルを備えている。【００２７】  判定部１４は、通信機のモード毎に変調帯域幅が設定されているテーブルを参照してモード設定信号により変調帯域幅を認識し、制御信号を切替器９とループフィルタ５へ送出する。これによって、通信機器の通信モードに応じて切替器９をＯＮ／ＯＦＦして１点変調と２点変調の切り替えを行うと共に、ループフィルタ５の共振周波数を変更してＰＬＬ回路１５の帯域幅を切り替える。【００２８】  以下、判定部１４が通信機器の通信モードに応じてＰＬＬ回路１５の帯域幅を切り替え制御する動作について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図である。また、図６は、図４に示す位相変調装置においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現するためのループフィルタ５の具体的な回路の一例である。【００２９】  図５に示すように、狭帯域変調のＧＳＭモードと広帯域変調のＵＭＴＳモードの２つの変調モードがある場合、ＧＳＭモードの狭帯域変調幅はＰＬＬ帯域の帯域幅Ｈ（ｓ）よりも十分狭いため、２点変調を行うと帯域外の変調も行ってしまうため特性が劣化する。そこで、判定部１４は、通信機器のモード毎の変調帯域幅が設定されているテーブルを参照してＧＳＭモードは変調帯域幅が狭帯域であると判断し、ＰＬＬ帯域外の変調を行わないように図４の切替器９をＯＦＦにして１点変調を行わせるような制御信号を切替器９へ送出する。これによって、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１のみによる狭帯域モードの１点変調が行われる。【００３０】  このとき、判定部１４は、ループフィルタ５には制御信号を送出しないので、図６のコンデンサと抵抗の直並列回路からなるループフィルタのスイッチＳＷ１はＯＦＦの状態となっている。したがって、ループフィルタ５は、抵抗Ｒに抵抗Ｒｘが直列に挿入された回路構成となるので、周波数が低くなって共振点が低くなり帯域幅を狭めた状態となる。したがって、ＰＬＬ回路１５の帯域幅は図５のＰＬＬ帯域（ａ）の実線ように帯域幅Ｈ（ｓ）が狭い状態となる。但し、ＰＬＬ帯域（ａ）の帯域幅はＧＳＭモードの帯域幅より広くなっている。このようにして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにすることによって、変調精度の劣化がなくなり、かつ消費電力を抑えることができる。【００３１】  また、判定部１４は、広帯域変調のＵＭＴＳモードにおいては、通信機器のモード毎に変調帯域幅が設定されているテーブルを参照してＵＭＴＳモードは変調帯域幅が広帯域であると判断し、ＰＬＬ帯域外の変調を行うように切替器９をＯＮにして２点変調を行わせるような制御信号を切替器９へ送出す��。これによって、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２による広帯域モードの２点変調が行われる。【００３２】  このとき、判定部１４は、ループフィルタ５に制御信号を送出して、図６のコンデンサと抵抗の直並列回路からなるループフィルタのスイッチＳＷ１はＯＮにする。したがって、ループフィルタ５は、抵抗Ｒｘが短絡された回路構成となるので、周波数が高くなって共振点が高くなり帯域幅を広くする状態となる。したがって、図５に示すＰＬＬ回路１５の帯域幅は、実線のＰＬＬ帯域（ａ）から、図の矢印のように、破線で示すＰＬＬ帯域（ｂ）へ帯域幅が広がった状態となる。このようにして、広帯域変調のＵＭＴＳモードにおいては、切替器９をＯＮにするように制御することによって、２点変調に切り替えると共にループフィルタ５の共振点を変えて、ＰＬＬの帯域幅Ｈ（ｓ）をＧＳＭモードのときよりも広げるように制御する。【００３３】  以上のように、広帯域変調のＵＭＴＳモードの場合には、図６のスイッチＳＷ１をＯＮにして抵抗値を変更し、スイッチＳＷ１がＯＦＦのときよりＰＬＬ帯域幅を広げることにより、ＰＬＬ帯域外の変調領域（つまり、図５の斜線部分の面積）を小さくすることによって、ＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなるため、ＶＣＯ６にノイズマージンを持たせることができ、結果的に、ＶＣＯの設計仕様を緩和することができる。【００３４】＜実施の形態３＞
図７は、本発明の実施の形態３に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図７に示す本発明の実施の形態３にかかる位相変調装置は、図４に示す実施の形態２の位相変調装置に対して、基準発振器１の基準信号を基準分周器３へ送出するリミッタ２と、基準信号を分周して周波数逓倍し、これを基準信号として位相比較器３へ入力する基準分周器３とが追加された構成となっている。したがって、図７では、図２、図４のＰＬＬ１５の構成にリミッタ２及び基準分周器３を加えてＰＬＬ回路１５ａとして符号を変更してある。【００３５】  図７において、判定部１４は、通信機器の通信モード毎に変調帯域幅が定められているテーブルを備え、このテーブルを参照してモード設定信号により変調帯域幅を認識し、制御信号を切替器９と分周比生成部１０と基準分周器３へ送出している。これによって、通信機器のモードに応じて切替器９をＯＮ／ＯＦＦして１点変調と２点変調の切り替えを行うと共に、分周比生成部１０の分周比と基準分周器３の基準分周信号の周波数を変えてＰＬＬ１５ａの帯域幅を変化させている。【００３６】  判定部１４が通信機器のモードに応じて切替器９をＯＮ／ＯＦＦして１点変調と２点変調の切り替えを行う動作は、前述の実施の形態１と実施の形態２と同じであるのでその説明は省略する。実施の形態３では、判定部１４は、さらに、通信モード毎に変調帯域幅が定められたテーブルを参照してモード設定信号によって変調帯域幅を認識し、基準分周器３の出力の基準発振周波数と分周比生成部１０の分周比を変更してＰＬＬ帯域幅を変えて変調を行っている。【００３７】  例えば、図５に示すように狭帯域変調のＧＳＭモードと広帯域変調のＵＭＴＳモードの変調モードがある場合、ＧＳＭモードの帯域幅はＰＬＬの帯域幅Ｈ（ｓ）よりも十分狭いため２点変調を行うと帯域外の変調も行ってしまうため特性が劣化するので、ＰＬＬ帯域外の変調を行わないように切替器９をＯＦＦにして１点変調を行う。【００３８】  このとき、判定部１４は、基準分周器３及び分周比生成部１０には制御信号を送出しないので、ＰＬＬ回路１５ａの動作周波数は変わらないためＰＬＬ１５ａの帯域幅は図５のＰＬＬ帯域（ａ）の実線ように帯域幅Ｈ（ｓ）が狭い状態となる。但し、ＰＬＬ帯域（ａ）の帯域幅はＧＳＭモードの変調帯域幅より広くなっている。このようにして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにすることによって、変調精度の劣化がなくなり、かつ消費電力を抑えることができる。【００３９】  また、判定部１４は、広帯域変調のＵＭＴＳモードにおいては切替器９をＯＮするように制御信号を送出して２点変調に切り替える。さらに、判定部１４は、基準分周器３及び分周比生成部１０に制御信号を送出し、基準分周器３から出力される基準発振の周波数を高くすると共に、分周比生成部１０の分周比を高くすることにより、ＰＬＬ回路１５ａの動作周波数を高くしてＰＬＬ回路１５ａの帯域幅Ｈ（ｓ）を破線のＰＬＬ帯域（ｂ）のように広げる。以上のように、広帯域変調のＵＭＴＳモードの場合においては、ＰＬＬ回路１５ａの基準発振の周波数を高くすることによって、ＰＬＬ回路１５ａの帯域幅を切替器９がＯＦＦのときよりも広げることがで��、ＰＬＬ帯域外変調を減らすことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなりＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。【００４０】＜実施の形態４＞
実施の形態４では３つの通信モードに切り替えてＰＬＬ帯域幅を設定する場合について説明する。ここでは、３つの通信モードとして、前述のＧＳＭモード、モバイル機器同士の無線データ転送システムに用いられるＢｌｕｅｔｏｏｔｈモード、及び前述のＵＭＴＳモードの設定切り替えについて説明する。【００４１】  図８は、本発明の実施の形態４に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図である。また、図９は、本発明の実施の形態４においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現させる回路図の一例である。以下、図８及び図９を用いて、通信モードごとにＰＬＬ帯域幅を最適に切り替える動作を説明する。【００４２】  最も狭帯域であるＧＳＭモードにおいては、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも十分狭いため２点変調を行うと帯域外の変調も行ってしまうため特性が劣化する。そのためＰＬＬ帯域外の変調を行わないように図４の切替器９をＯＦＦにして１点変調にする。これによってＰＬＬ１５の帯域幅は図８の実線で示すＰＬＬ帯域（ａ）となり、ＧＳＭモードの変調帯域幅よりＰＬＬ帯域幅がやや広くなっている。このときは、ＰＬＬ帯域外の変調は行わないのでＧＳＭの変調精度が向上すると共に、１点変調であるがために動作する要素が少ないので消費電流が低減する。【００４３】  次に、ＧＳＭモードよりやや広帯域にあるＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードにおいては、図４の切替器９をＯＮするように制御することで２点変調に切り替えて、ＰＬＬ帯域幅をＧＳＭモードのときよりも広げるように制御して、図８の破線のＰＬＬ帯域（ｂ）のようなＰＬＬ帯域幅とする。しかし、ＰＬＬ帯域（ｂ）はＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードの変調帯域幅より狭いので、図９のループフィルタのスイッチＳＷ１はＯＦＦの状態にして、スイッチＳＷ２をＯＮにする。これによって、直列抵抗Ｒｙが短絡されて共振周波数が高くなってＰＬＬ帯域幅が広がり、図８の破線のようにＰＬＬ帯域（ｃ）のＰＬＬ帯域幅となる。つまり、ＰＬＬ帯域（ｃ）となることによって、ＰＬＬ帯域幅がＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードの変調帯域幅より広くなり、ＰＬＬ帯域外変調の領域を減らすことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなりＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。【００４４】  次に、最も広帯域なＵＭＴＳモードにおいては、図４の切替器９をＯＮのままにして２点変調の状態にしたまま、図９のループフィルタのスイッチＳＷ１をＯＮにする。このとき、スイッチＳＷ２はＯＮでもＯＦＦでも構わない。これによって、直列抵抗ＲｙとＲｘが短絡されて共振周波数がさらに高くなり、ＰＬＬ帯域幅がさらに広がって図８の破線のようにＰＬＬ帯域（ｄ）となる。このようにして、ＵＭＴＳモードのときはＰＬＬ帯域幅をＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードのときよりも広げるように制御することによって、ＰＬＬ帯域外変調の領域を減らす（つまり、図８の斜線部分の面積を小さくする）ことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響を少なくでき、結果的に、ＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。【００４５】  なお、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモードにおいて、図４の切替器９をＯＦＦにして１点変調に切り替えても、図９のループフィルタの��イッチＳＷ１をＯＮにすることによってＰＬＬ帯域幅をＰＬＬ帯域（ｃ）のように広げることもできる。これによって、ＰＬＬ帯域幅がＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードの変調帯域幅より広くなり、ＰＬＬ帯域外変調の領域を減らすことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなりＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。これらの変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係は、ＶＣＯの特性とＰＬＬ帯域外ノイズの関係によって適宜に決定される。【００４６】＜実施の形態５＞
本発明では、上記の各実施の形態で述べた位相変調装置を通信機器や移動体無線機（携帯電話機など）、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯通信端末、及び無線基地局などの通信装置に搭載した構成に適用することもできる。図１０は、本発明の位相変調装置を搭載した送信装置の一構成例を示すブロック図である。送信装置９００は、送信データ信号入力端子９０１、振幅位相成分抽出部９０２、振幅信号処理部９０３、位相変調部９０４、非線形増幅部９０５、及び送信出力端子９０６を備えた構成となっている。このとき、位相変調部９０４に上述した各実施形態に係る位相変調装置を搭載することができる。【００４７】  送信データ信号入力端子９０１より送信データ信号を入力すると、振幅位相成分抽出部９０２によって、送信データ信号から振幅成分変調信号と位相成分変調信号とが抽出される。そして、振幅成分変調信号によって振幅信号処理部９０３を介して非線形増幅部９０５の電源電圧値が設定される。また、位相変調部９０４によって、角周波数を有する搬送波を位相成分変調信号で位相変調させた位相変調波が生成され、非線形増幅部９０５に入力される。【００４８】  そして、非線形増幅部９０５の出力には、非線形増幅部９０５の電源電圧値と位相変調部９０４の出力信号である位相変調波とを掛け合わせた信号が、非線形増幅部９０５の利得Ｇだけ増幅されて、ＲＦベクトル変調波（ＲＦ変調信号）として出力される。このとき、非線形増幅部９０５に入力される変調波は、一定の包絡線レベルの変調波である位相変調波であるため、高周波増幅器として効率の良い非線形増幅器を使用することができる。このような構成によって小型かつ低コストな送信装置９００を実現することができる。【００４９】  また、図１１に、本発明の位相変調装置を搭載した通信機器の概略構成を示す。通信機器１０００は、本発明の位相変調装置を備えた送信装置９００と、受信信号に対して復調処理を含む所定の受信処理を施すことにより受信データ信号を得る受信装置９１０と、送信信号と受信信号との切替えを行う共用器９２０と、アンテナ９３０とを備えている。【００５０】  以上のように、本実施形態の通信機器１０００においては、本発明の位相変調装置９００を備えている。本発明の位相変調装置は上記実施形態にて説明したように、ノイズ特性の改善を図ると共に消費電力を抑えることができるので、この位相変調装置を採用した通信機器とすることで、マルチモード対応の送信を行ったときに、低消費電力でありながら高品質の信号を送信することができるという効果がある。【００５１】  以上説明したように、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、入力信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調装置であって、前記入力信号に基づいて第１のベースバンド変調信号と第２のベースバンド変調信号とを生成する変調信号生成手段と、ＰＬＬ回路と、通信モードに応じて、前記ＰＬＬ回路に、前記第１のベースバンド変調信号を入力するか、又は前記第１のベースバンド変調信号と前記第２のベースバンド変調信号とを入力するかを切り替えることで、前記ＰＬＬ回路が１点変調を行って位相変調信号を生成するか、又は２点変調を行って��相変調信号を生成するかを切り替える切替手段と、を具備する構成を採る。【００５２】  また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、通信モードに対応した変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定し、判定結果に応じた制御信号を前記切替手段に送出する判定手段を、さらに具備し、前記切替手段は、前記制御信号に応じて前記切り替えを行う、構成を採る。【００５３】  このような構成によれば、切替手段によって通信モードに応じてＰＬＬ回路を１点変調と２点変調とに適宜に切り替えるので、例えば、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より狭いような通信モードの場合においては、１点変調に切り替える。これにより、変調帯域外の信号を変調信号として出力することがないので変調精度を劣化させることなく、かつ余分な回路が動作しなくなるので電力を抑えることができる。これに対して、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広いような通信モードの場合においては、２点変調に切り替える。これにより、ＰＬＬ帯域幅を広い方向に変更して、ＰＬＬ帯域外のノイズを減らしてノイズ特性の改善を図ることができる。【００５４】  また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路を構成するループフィルタへ制御信号を送出し、前記ループフィルタは、前記判定手段から送出された前記制御信号に基づいて自己の共振周波数を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる構成を採る。【００５５】  このような構成によれば、通信モードに対応した制御信号に応じてループフィルタの共振周波数を変え、ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させることができる。例えば、通信モードの変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広帯域の場合は、制御信号によってループフィルタの共振周波数を高くしてＰＬＬ回路の帯域幅をより広帯域側に変更する。これによって、広帯域な通信モードにおけるノイズ特性の劣化を防止することができる。したがって、ＰＬＬ回路を構成する電圧制御発振器の設計仕様を緩和することができる。【００５６】  また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路の位相比較器に基準信号を与える基準分周器及び前記ＰＬＬ回路の分周比を生成する分周比生成部へ前記制御信号を送出し、前記基準分周器の発振周波数及び前記分周比生成部の分周比を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる構成を採る。【００５７】  このような構成によれば、通信モードに対応した制御信号に応じてＰＬＬ回路を構成する基準分周器の発振周波数及び分周比生成部の分周比を変化させて、ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させることができる。例えば、通信モードの変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広帯域の場合は、制御信号によって基準分周器の発振周波数を高くしてＰＬＬ回路の帯域幅をより広帯域側に変更する。これによって、広帯域な通信モードにおけるノイズ特性の劣化を防止することができる。したがって、ＰＬＬ回路を構成する電圧制御発振器の設計仕様を緩和することができる。【００５８】  また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、前記判定手段は、前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出する、構成を採る。【００５９】  このような構成によれば、狭帯域なＧＳＭモードでは１点変調を行うので、ＰＬＬ帯域外の変調は行わないために変調精度を向上することができる。また、１点変調であるために動作する要素が少ないので消費電流を低減させることができる。さらに、広帯域なＵＭＴＳモードでは２点変調を行うので、ＰＬＬ帯域内変調と帯域外変調の２点で変調を行って広帯域変調を実現することができる。【００６０】  また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、前記判定手段は、前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させる、構成を採る。【００６１】  このような構成によれば、広帯域なＵＭＴＳモードでは、２点変調を行うと共にループフィルタの共振周波数を高くしてＰＬＬ回路の帯域幅をより広帯域側に変更する。これによって、広帯域な通信モードにおけるノイズ特性の劣化を防止することができる。【００６２】  また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記通信モードは、ＧＳＭモード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモード、及びＵＴＭＳモードの３種類であり、前記判定手段は、前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させ、前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモードのときよりもさらに広帯域側に変更させる、構成を採る。【００６３】  このような構成によれば、最も狭帯域なＧＳＭモードのときは、１点変調を行ってＰＬＬ帯域幅をＧＳＭモードの変調帯域幅よりやや広帯域にする。また、ＧＳＭモードよりやや広い帯域幅のＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードのときは、２点変調を行うと共にループフィルタの共振周波数を高くしてＰＬＬ帯域幅をＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードの変調帯域幅よりやや広帯域にする。さらに、最も広帯域なＵＴＭＳモードのときは、２点変調を行うと共にループフィルタの共振周波数をさらに高くして、ＰＬＬ帯域幅をＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードのときよりもさらに広帯域にする。これによって、１つの位相変調装置を用いて通信モードに応じた切り替えを行うだけで広帯域なモードに対応することができる。【００６４】  また、本発明は、前記発明のいずれかの位相変調装置を搭載した通信機器や移動体無線機を実現することもできる。【００６５】  このような構成によれば、ＶＣＯの設計仕様を緩和することができるマルチモード対応の位相変調装置を搭載した通信機器及び移動体無線機を提供することが���きる。【００６６】  また、本発明の位相変調方法の一つの態様においては、送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路のループフィルタの共振周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、を含むようにする。【００６７】  さらに、本発明の位相変調方法の一つの態様においては、送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路の基準周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、を含むようにする。【００６８】  本明細書は、２００４年１２月２４日出願の特願２００４−３７３８０１に基づく。その内容は、全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００６９】  本発明に係る位相変調装置は、ＰＬＬ回路におけるループフィルタの帯域幅の変更、ＰＬＬ回路における基準発振の周波数の変更、及び１点変調と２点変調の切り替えを行うことにより、変調精度を向上させると共に、低消費電力化及びマルチモード化を実現することができ、結果的にＶＣＯの設計仕様を緩和することができるので、携帯電話機、無線通信機、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯通信端末や、移動体通信機及び無線基地局などの通信装置などに組み込まれる位相変調装置として有効に利用することができる。
【図１】
2006068237.tif 000002
【図２】
2006068237.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月5日(2006.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調装置であって、
前記入力信号に基づいて第１のベースバンド変調信号と第２のベースバンド変調信号とを生成する変調信号生成手段と、
ＰＬＬ回路と、
通信モードに応じて、前記ＰＬＬ回路に、前記第１のベースバンド変調信号を入力するか、又は前記第１のベースバンド変調信号と前記第２のベースバンド変調信号とを入力するかを切り替えることで、前記ＰＬＬ回路が１点変調を行って位相変調信号を生成するか、又は２点変調を行って位相変調信号を生成するかを切り替える切替手段と、
を備える位相変調装置。
【請求項２】
通信モードに対応した変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定し、判定結果に応じた制御信号を前記切替手段に送出する判定手段を、さらに具備し、
前記切替手段は、前記制御信号に応じて前記切り替えを行う
請求項１に記載の位相変調装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路を構成するループフィルタへ制御信号を送出し、
前記ループフィルタは、前記判定手段から送出された前記制御信号に基づいて自己の共振周波数を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路の位相比較器に基準信号を与える基準分周器及び前記ＰＬＬ回路の分周比を生成する分周比生成部へ前記制御信号を送出し、前記基準分周器の発振周波数及び前記分周比生成部の分周比を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項５】
前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、
前記判定手段は、
前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、
前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出する
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項６】
前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、
前記判定手段は、
前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、
前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項７】
前記通信モードは、ＧＳＭモード、Bluetoothモード、及びＵＴＭＳモードの３種類であり、
前記判定手段は、
前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、
前記Bluetoothモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させ、
前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を前記Bluetoothモードのときよりもさらに広帯域側に変更させる
請求項２に記載の位相変調装置。
【請求項８】
請求項１に記載の位相変調装置を搭載した通信機器。
【請求項９】
請求項１に記載の位相変調装置を搭載した移動体無線機。
【請求項１０】
送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、
通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、
通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、
前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路のループフィルタの共振周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、
を含む位相変調方法。
【請求項１１】
送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、
通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、
通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、
前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路の基準周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、
を含む位相変調方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop：位相同期ループ）回路を用いて位相変調を行う位相変調装置等に関し、特に、携帯電話機などの移動体通信機や、移動体通信機との間で通信を行う基地局などの通信機器として使用されるマルチモード対応の位相変調装置、及びその位相変調装置を搭載した通信機器と移動体無線機、並びに位相変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通信機器に使用される位相変調装置には一般的にＰＬＬ回路が用いられている。このようなＰＬＬ回路による位相変調方式には、低コスト、低消費電力、良好なノイズ特性、及び高い変調精度などが求められている。このようなＰＬＬ回路の位相変調方式において、変調精度を高くするためには、変調信号の周波数帯域幅（以下、変調帯域幅という）よりもＰＬＬの周波数帯域幅（以下、ＰＬＬ帯域幅という）を広くすることが望ましい。ところが、ＰＬＬ帯域幅を広げるとノイズ特性が劣化してしまうため、結果的に、変調帯域幅を広くして広帯域な変調を行うことは難しい。
【０００３】
そこで、ＰＬＬ帯域幅を変調帯域幅よりも狭く設定し、ＰＬＬ帯域幅内の変調とＰＬＬ帯域幅外の変調を異なる２箇所で行う２点変調方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１は、特許文献１で提案されている従来技術に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、特許文献１で提案されているような２点変調方式の位相変調装置は、基準発振器２１、リミッタ２２、基準分周器２３、位相周波数検知器２４、チャージポンプ２５、ループフィルタ２６、加算器２７、ＶＣＯ（Voltage controlled Oscllator：電圧制御発振器）２８、及び分周器２９を含むＰＬＬ回路２０と、変調器３０と、加算器３１と、定数Ｆ３２と、デルタシグマ変調器３３と、加算器３４と、定数Ｐ３５と、チャージポンプスケーリング３６と、変調スケーリング３７とを備えた構成となっている。
【０００４】
図１において、ＰＬＬ回路２０のＶＣＯ２８は、ＶＣＯ２８の制御電圧端子に入力される電圧に応じた周波数のＲＦ位相変調信号を出力する。分周器２９はＶＣＯ２８から出力されたＲＦ位相変調信号の周波数を分周する。位相周波数検知器２４は、分周器２９から出力された信号の位相と基準分周器２３から出力された基準信号の位相とを比較し、位相差に応じた信号を出力する。ループフィルタ２６は位相周波数検知器２４の出力信号を平均化する。
【０００５】
変調振幅スケーリング３７は変調データに基づいて変調信号を加算器２７からＶＣＯ２８へ出力する。チャージポンプスケーリング３６は、チャージポンプ２５を制御することによって位相ロックループ内の残余変調を制御し、その結果、変調をより正確に出力することを可能としている。つまり、図１の位相変調装置は、チャージポンプスケーリング３６と変調振幅スケーリング３７の２点からＰＬＬ回路２０へ制御信号を供給することによってＲＦ位相変調信号を生成している。このように、２点変調方式の位相変調装置によれば、狭帯域から広帯域までのマルチモード位相変調を実現することができる。
【特許文献１】特表２００３−５１０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されている位相変調装置においては、ＰＬＬ帯域幅を狭く設定すると、当然のことながらＰＬＬ帯域外の変調領域が多くなるため、ＶＣＯ２８の設計仕様が厳しくなるという問題が発生する。また、狭帯域変調から広帯域変調までを実現するマルチモード端末のように変調帯域が通信機器のモードによって異なる場合は、例えば、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも十分小さい場合（例えば、ＧＳＭモードの変調帯域幅のように通常のＰＬＬ帯域幅よりも十分小さい場合）は、２点変調にすると変調帯域外の信号の影響を受けるため、例えば、変調精度（ＥＶＭ：Error Vector Magnitude）などの特性が劣化するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、変調精度の劣化を減少することができると共に、余分な電力消費を抑えることができるマルチモード対応の位相変調装置、及びその位相変調装置を搭載した通信機器と移動体無線機、並びに位相変調方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の位相変調装置は、入力信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調装置であって、前記入力信号に基づいて第１のベースバンド変調信号と第２のベースバンド変調信号とを生成する変調信号生成手段と、ＰＬＬ回路と、通信モードに応じて、前記ＰＬＬ回路に、前記第１のベースバンド変調信号を入力するか、又は前記第１のベースバンド変調信号と前記第２のベースバンド変調信号とを入力するかを切り替えることで、前記ＰＬＬ回路が１点変調を行って位相変調信号を生成するか、又は２点変調を行って位相変調信号を生成するかを切り替える切替手段と、を備える構成を採る。
【０００９】
また、本発明の位相変調装置は、通信モードに対応した変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定し、判定結果に応じた制御信号を前記切替手段に送出する判定手段を、さらに具備し、前記切替手段は、前記制御信号に応じて前記切り替えを行う構成を採る。
【００１０】
このような構成によれば、切替手段によって通信モードに応じてＰＬＬ回路を１点変調と２点変調とに適宜に切り替えるので、例えば、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より狭いような通信モードの場合においては、１点変調に切り替える。これにより、変調帯域外の信号を変調信号として出力することがないので変調精度を劣化させることなく、かつ余分な回路が動作しなくなるので電力を抑えることができる。これに対して、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広いような通信モードの場合においては、２点変調に切り替える。これにより、ＰＬＬ帯域幅を広い方向に変更して、ＰＬＬ帯域外のノイズを減らしてノイズ特性の改善を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の位相変調装置によれば、通信機器の通信モードの相異によって、１点変調と２点変調とに適宜に切り替えると共に、ＰＬＬ内のループフィルタの共振周波数特性を切り替えたりＰＬＬの基準周波数を変えたりして、ＰＬＬ帯域幅を最適に変化させている。これによって、実質的に、ＰＬＬ帯域幅を広げても（つまり、広帯域変調を行っても）ノイズ特性が劣化することはなくなる。また、本発明の位相変調装置によれば、例えば、通信機器の変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より狭い場合においては、１点変調に切り替えることにより変調帯域外の信号を変調信号として出力することがないので、変調精度の劣化を減少することができると共に余分な電力消費を抑えることができる。その結果、ＶＣＯの設計仕様を緩和することができるマルチモード対応の位相変調装置、及びその位相変調装置を搭載した通信機器及び移動体無線機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜発明の概要＞
本発明の位相変調装置は、あらかじめＰＬＬを２点変調方式の構成にしておき、通信機器の通信モードの相異によって１点変調と２点変調とに任意に切り替えられるような切替手段を設ける。これによって、変調帯域幅が狭帯域である通信機器の場合においては切替手段によって１点変調に切り替え、ＰＬＬ帯域幅を変調帯域幅よりやや広くして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにする。このようにして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにすることによって、変調精度の劣化がなくなり、かつ消費電力を抑えることができる。また、変調帯域幅が広帯域である通信機器の場合においては、切替手段によって２点変調に切り替えることによりＰＬＬ帯域幅を広帯域の方向へ変更する。さらに、切替手段によって、ＰＬＬ内のループフィルタの共振周波数特性を変えたり、ＰＬＬの基準周波数を高くしたりして、ＰＬＬ帯域幅を広帯域の方向へ変更する。これによって、ＰＬＬ帯域外のノイズを減らしてノイズ特性の改善を図ることができる。
【００１３】
＜実施の形態１＞
以下、図面を用いて、本発明における位相変調装置の好適な実施の形態の幾つかを詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態に用いる図面において同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
【００１４】
図２は本発明の実施の形態１に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図２に示す位相変調装置は、送信信号の位相変調を行うＰＬＬ回路１５と、通信機器のモードごとに決められたモード設定信号に基づいて１点変調と２点変調との切り替えを行う切替器（切替手段）９と、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１及び搬送波信号の入力に基づいて分周比を設定し、設定された分周比を分周器７へ出力する分周比生成部１０と、Ｄ／Ａ変換器１２から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２に対して高調波成分を取り除くフィルタ１１と、変調信号生成部１３から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１２と、入力された送信信号に基づいて第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２を生成する変調信号生成部（変調信号生成手段）１３とを備えた構成となっている。
【００１５】
また、ＰＬＬ回路１５は、基準信号を生成する水晶発振器などの基準発振器１と、分周器７から出力された信号の位相と基準分周器の位相とを比較して位相差に応じた信号を出力する位相比較器４と、位相比較器４からの出力信号を平均化するループフィルタ５と、変調信号生成部１３に入力された送信信号に基づいてＲＦ位相変調信号を生成して出力するＶＣＯ６と、ＶＣＯ６から出力されたＲＦ変調信号を分周して位相比較器４へ入力する分周器７と、ループフィルタ５から出力される出力信号に対してフィルタ１１から出力される出力信号を加算する加算器８とによって構成されている。
【００１６】
次に、図２に示す位相変調装置の動作について説明するが、位相変調装置が送信信号の位相変調を行ってＲＦ位相変調信号を生成して出力する動作は周知の内容であるので可能な限り省略し、本発明に関わる通信モードの設定によって１点変調と２点変調の切り替えを行う動作を中心に説明する。
【００１７】
ＰＬＬ回路１５のＶＣＯ６は、変調信号生成部１３に入力された送信信号に基づいてＲＦ位相変調信号を出力するが、このＲＦ位相変調信号の発振周波数はＶＣＯ６の制御電圧端子に入力される電圧に応じて変化する。このような制御は、分周器７がＶＣＯ６から出力されたＲＦ位相変調信号の周波数を分周して位相比較器４へ帰還し、位相比較器４が分周器７から入力された信号の位相と基準発振器１の位相とを比較して位相差に応じた信号をループフィルタ５へ出力し、ループフィルタ５が位相比較器４からの出力信号を平均化してＶＣＯ６の制御電圧端子へ入力することによって実現される。
【００１８】
このとき、変調信号生成部１３が、入力された送信信号に基づいて第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２を生成すると、分周比生成部１０は、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１及び搬送波信号の入力に基づいて分周比を設定し、設定された分周比を分周器７へ出力する。すると、分周器７は、分周比生成部１０からの出力信号に基づいて、ＰＬＬ回路１５の帯域内の変調信号を生成する。これが第１の変調点による変調動作である。
【００１９】
また、変調信号生成部１３から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２の送信ルートは、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２をデジタル信号からアナログ信号へ変換するＤ／Ａ変換器１２と、Ｄ／Ａ変換器１２から出力される出力信号に対して高調波成分を取り除くフィルタ１１と、ループフィルタ５から出力される出力信号に対してフィルタ１１とによって構成される。そして、フィルタ１１から出力された出力信号（つまり、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２）は、ＰＬＬ回路１５内において加算器８によって加算される。このようにして、加算器８が、ループフィルタ５から出力された出力信号とフィルタ１１から出力された第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２とを加算することにより、ＶＣＯ６の入力信号にＰＬＬ１５の帯域外の変調をかけることができる。これが第２の変調点による変調動作である。
【００２０】
さらに、切替器９は、通信機器の通信モードごとの変調帯域幅とモード設定信号との対応関係が定められたテーブルを備えている。したがって、切替器９は、通信機器のモードごとに設定されるモード設定信号によって変調帯域幅を認識し、その変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも狭い場合には第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２側のルートをＯＦＦにする。これによって、ＰＬＬ回路１５は分周比生成部１０からの第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１のみで変調を行う１点変調となる。また、切替器９は、通信機のモードで設定され変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも広い場合には、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２側のルートをＯＮにする。これによって、ＰＬＬ回路１５は分周比生成部１０からの第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１とフィルタ１１からの第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２によって変調を行う２点変調となる。
【００２１】
このようにして通信機器のモード設定ごとに切り替えられる周波数帯域の様子を図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図である。図３において、横軸は周波数、縦軸は信号のゲインを示している。例えば、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式のデジタル携帯電話システムに適用されるＧＳＭ（Global System for Mobile）と、第３世代（３Ｇ）の移動体通信システムに適用されるＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）とのマルチモード位相変調装置を実現する場合は、変調帯域幅は、図３に示すように、狭帯域変調を行うＧＳＭモードと広帯域変調を行うＵＭＴＳモードのようになる。
【００２２】
そこで、ＧＳＭモードの変調帯域幅はＰＬＬ帯域（ａ）の帯域幅Ｈ（ｓ）よりも十分に狭いため、２点変調を行うとさらにＰＬＬ帯域幅Ｈ（ｓ）が広くなって帯域外の変調も行ってしまうために特性が劣化する。そのため、変調帯域幅が狭帯域であるＧＳＭモードの場合は、図２の切替器９をＯＦＦにして第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１のみによる１点変調を行い、ＰＬＬ帯域外の変調を停止するように制御する。また、変調帯域幅が広帯域であるＵＭＴＳモードにおいては、切替器９をＯＮすることによって、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２とによるＰＬＬ１５の帯域内変調と帯域外変調の２点変調を行い、広帯域変調を実現している。
【００２３】
以上説明したように、狭帯域変調（つまり、ＧＳＭモード）の場合は切替器９をＯＦＦにして１点変調を行い、広帯域変調（つまり、ＵＭＴＳモード）の場合は切替器９をＯＮにして２点変調を行うように切替器９を切り替えることにより、狭帯域から広帯域までの変調を１つの回路で実現することができる。これによって、狭帯域なＧＳＭモードに対応する１点変調においては、ＰＬＬ帯域外の変調は行わないので変調精度を向上することができる。さらに、１点変調であるがために、位相変調装置において動作する要素を削減することができるので消費電流を低減させることができる。また、広帯域なＵＭＴＳモードに対応する２点変調においては、ＰＬＬ帯域内変調と帯域外変調の２点で変調を行って広帯域変調を実現することができる。
【００２４】
なお、１点変調と２点変調の切り替えを行う切替器９は、スイッチに限定されるものではない。図２に示すように、ＰＬＬ回路１５は加算器８を用いているので、この加算器８を利用して１点変調と２点変調とを切り替えることができる。つまり、Ｄ／Ａ変換器１２の出力をゼロに制御することにより、第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２は加算器８で加算されなくなるので実質的に１点変調となり、Ｄ／Ａ変換器１２の出力を通常に制御することにより第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２が加算されるので２点変調となる。このような制御方法を行っても、１点変調と２点変調の切り替えを容易に実現することができる。
【００２５】
＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図４に示す本発明の実施の形態２にかかる位相変調装置は、図２に示す実施の形態１の位相変調装置に対して、通信機器ごとのモード設定に対応した変調帯域幅を認識して、切替器９に対してＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行わせる共に、ＰＬＬ帯域幅（つまり、ループフィルタの帯域幅）を変更させるための制御信号を送出する判定部１４が付加された構成となっている。なお、判定部１４は、通信機器のモード毎に変調帯域幅が定められているテーブルを備えている。
【００２６】
判定部１４は、通信機のモード毎に変調帯域幅が設定されているテーブルを参照してモード設定信号により変調帯域幅を認識し、制御信号を切替器９とループフィルタ５へ送出する。これによって、通信機器の通信モードに応じて切替器９をＯＮ／ＯＦＦして１点変調と２点変調の切り替えを行うと共に、ループフィルタ５の共振周波数を変更してＰＬＬ回路１５の帯域幅を切り替える。
【００２７】
以下、判定部１４が通信機器の通信モードに応じてＰＬＬ回路１５の帯域幅を切り替え制御する動作について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図である。また、図６は、図４に示す位相変調装置においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現するためのループフィルタ５の具体的な回路の一例である。
【００２８】
図５に示すように、狭帯域変調のＧＳＭモードと広帯域変調のＵＭＴＳモードの２つの変調モードがある場合、ＧＳＭモードの狭帯域変調幅はＰＬＬ帯域の帯域幅Ｈ（ｓ）よりも十分狭いため、２点変調を行うと帯域外の変調も行ってしまうため特性が劣化する。そこで、判定部１４は、通信機器のモード毎の変調帯域幅が設定されているテーブルを参照してＧＳＭモードは変調帯域幅が狭帯域であると判断し、ＰＬＬ帯域外の変調を行わないように図４の切替器９をＯＦＦにして１点変調を行わせるような制御信号を切替器９へ送出する。これによって、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１のみによる狭帯域モードの１点変調が行われる。
【００２９】
このとき、判定部１４は、ループフィルタ５には制御信号を送出しないので、図６のコンデンサと抵抗の直並列回路からなるループフィルタのスイッチＳＷ１はＯＦＦの状態となっている。したがって、ループフィルタ５は、抵抗Ｒに抵抗Ｒｘが直列に挿入された回路構成となるので、周波数が低くなって共振点が低くなり帯域幅を狭めた状態となる。したがって、ＰＬＬ回路１５の帯域幅は図５のＰＬＬ帯域（ａ）の実線ように帯域幅Ｈ（ｓ）が狭い状態となる。但し、ＰＬＬ帯域（ａ）の帯域幅はＧＳＭモードの帯域幅より広くなっている。このようにして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにすることによって、変調精度の劣化がなくなり、かつ消費電力を抑えることができる。
【００３０】
また、判定部１４は、広帯域変調のＵＭＴＳモードにおいては、通信機器のモード毎に変調帯域幅が設定されているテーブルを参照してＵＭＴＳモードは変調帯域幅が広帯域であると判断し、ＰＬＬ帯域外の変調を行うように切替器９をＯＮにして２点変調を行わせるような制御信号を切替器９へ送出する。これによって、第１のデジタルベースバンド信号Ｓ１と第２のデジタルベースバンド信号Ｓ２による広帯域モードの２点変調が行われる。
【００３１】
このとき、判定部１４は、ループフィルタ５に制御信号を送出して、図６のコンデンサと抵抗の直並列回路からなるループフィルタのスイッチＳＷ１はＯＮにする。したがって、ループフィルタ５は、抵抗Ｒｘが短絡された回路構成となるので、周波数が高くなって共振点が高くなり帯域幅を広くする状態となる。したがって、図５に示すＰＬＬ回路１５の帯域幅は、実線のＰＬＬ帯域（ａ）から、図の矢印のように、破線で示すＰＬＬ帯域（ｂ）へ帯域幅が広がった状態となる。このようにして、広帯域変調のＵＭＴＳモードにおいては、切替器９をＯＮにするように制御することによって、２点変調に切り替えると共にループフィルタ５の共振点を変えて、ＰＬＬの帯域幅Ｈ（ｓ）をＧＳＭモードのときよりも広げるように制御する。
【００３２】
以上のように、広帯域変調のＵＭＴＳモードの場合には、図６のスイッチＳＷ１をＯＮにして抵抗値を変更し、スイッチＳＷ１がＯＦＦのときよりＰＬＬ帯域幅を広げることにより、ＰＬＬ帯域外の変調領域（つまり、図５の斜線部分の面積）を小さくすることによって、ＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなるため、ＶＣＯ６にノイズマージンを持たせることができ、結果的に、ＶＣＯの設計仕様を緩和することができる。
【００３３】
＜実施の形態３＞
図７は、本発明の実施の形態３に係る位相変調装置の構成を示すブロック図である。図７に示す本発明の実施の形態３にかかる位相変調装置は、図４に示す実施の形態２の位相変調装置に対して、基準発振器１の基準信号を基準分周器３へ送出するリミッタ２と、基準信号を分周して周波数逓倍し、これを基準信号として位相比較器３へ入力する基準分周器３とが追加された構成となっている。したがって、図７では、図２、図４のＰＬＬ１５の構成にリミッタ２及び基準分周器３を加えてＰＬＬ回路１５ａとして符号を変更してある。
【００３４】
図７において、判定部１４は、通信機器の通信モード毎に変調帯域幅が定められているテーブルを備え、このテーブルを参照してモード設定信号により変調帯域幅を認識し、制御信号を切替器９と分周比生成部１０と基準分周器３へ送出している。これによって、通信機器のモードに応じて切替器９をＯＮ／ＯＦＦして１点変調と２点変調の切り替えを行うと共に、分周比生成部１０の分周比と基準分周器３の基準分周信号の周波数を変えてＰＬＬ１５ａの帯域幅を変化させている。
【００３５】
判定部１４が通信機器のモードに応じて切替器９をＯＮ／ＯＦＦして１点変調と２点変調の切り替えを行う動作は、前述の実施の形態１と実施の形態２と同じであるのでその説明は省略する。実施の形態３では、判定部１４は、さらに、通信モード毎に変調帯域幅が定められたテーブルを参照してモード設定信号によって変調帯域幅を認識し、基準分周器３の出力の基準発振周波数と分周比生成部１０の分周比を変更してＰＬＬ帯域幅を変えて変調を行っている。
【００３６】
例えば、図５に示すように狭帯域変調のＧＳＭモードと広帯域変調のＵＭＴＳモードの変調モードがある場合、ＧＳＭモードの帯域幅はＰＬＬの帯域幅Ｈ（ｓ）よりも十分狭いため２点変調を行うと帯域外の変調も行ってしまうため特性が劣化するので、ＰＬＬ帯域外の変調を行わないように切替器９をＯＦＦにして１点変調を行う。
【００３７】
このとき、判定部１４は、基準分周器３及び分周比生成部１０には制御信号を送出しないので、ＰＬＬ回路１５ａの動作周波数は変わらないためＰＬＬ１５ａの帯域幅は図５のＰＬＬ帯域（ａ）の実線ように帯域幅Ｈ（ｓ）が狭い状態となる。但し、ＰＬＬ帯域（ａ）の帯域幅はＧＳＭモードの変調帯域幅より広くなっている。このようにして変調帯域外の信号を変調信号として出力させないようにすることによって、変調精度の劣化がなくなり、かつ消費電力を抑えることができる。
【００３８】
また、判定部１４は、広帯域変調のＵＭＴＳモードにおいては切替器９をＯＮするように制御信号を送出して２点変調に切り替える。さらに、判定部１４は、基準分周器３及び分周比生成部１０に制御信号を送出し、基準分周器３から出力される基準発振の周波数を高くすると共に、分周比生成部１０の分周比を高くすることにより、ＰＬＬ回路１５ａの動作周波数を高くしてＰＬＬ回路１５ａの帯域幅Ｈ（ｓ）を破線のＰＬＬ帯域（ｂ）のように広げる。以上のように、広帯域変調のＵＭＴＳモードの場合においては、ＰＬＬ回路１５ａの基準発振の周波数を高くすることによって、ＰＬＬ回路１５ａの帯域幅を切替器９がＯＦＦのときよりも広げることができ、ＰＬＬ帯域外変調を減らすことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなりＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。
【００３９】
＜実施の形態４＞
実施の形態４では３つの通信モードに切り替えてＰＬＬ帯域幅を設定する場合について説明する。ここでは、３つの通信モードとして、前述のＧＳＭモード、モバイル機器同士の無線データ転送システムに用いられるBluetoothモード、及び前述のＵＭＴＳモードの設定切り替えについて説明する。
【００４０】
図８は、本発明の実施の形態４に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図である。また、図９は、本発明の実施の形態４においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現させる回路図の一例である。以下、図８及び図９を用いて、通信モードごとにＰＬＬ帯域幅を最適に切り替える動作を説明する。
【００４１】
最も狭帯域であるＧＳＭモードにおいては、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅よりも十分狭いため２点変調を行うと帯域外の変調も行ってしまうため特性が劣化する。そのためＰＬＬ帯域外の変調を行わないように図４の切替器９をＯＦＦにして１点変調にする。これによってＰＬＬ１５の帯域幅は図８の実線で示すＰＬＬ帯域（ａ）となり、ＧＳＭモードの変調帯域幅よりＰＬＬ帯域幅がやや広くなっている。このときは、ＰＬＬ帯域外の変調は行わないのでＧＳＭの変調精度が向上すると共に、１点変調であるがために動作する要素が少ないので消費電流が低減する。
【００４２】
次に、ＧＳＭモードよりやや広帯域にあるBluetoothモードにおいては、図４の切替器９をＯＮするように制御することで２点変調に切り替えて、ＰＬＬ帯域幅をＧＳＭモードのときよりも広げるように制御して、図８の破線のＰＬＬ帯域（ｂ）のようなＰＬＬ帯域幅とする。しかし、ＰＬＬ帯域（ｂ）はBluetoothモードの変調帯域幅より狭いので、図９のループフィルタのスイッチＳＷ１はＯＦＦの状態にして、スイッチＳＷ２をＯＮにする。これによって、直列抵抗Ｒｙが短絡されて共振周波数が高くなってＰＬＬ帯域幅が広がり、図８の破線のようにＰＬＬ帯域（ｃ）のＰＬＬ帯域幅となる。つまり、ＰＬＬ帯域（ｃ）となることによって、ＰＬＬ帯域幅がBluetoothモードの変調帯域幅より広くなり、ＰＬＬ帯域外変調の領域を減らすことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなりＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。
【００４３】
次に、最も広帯域なＵＭＴＳモードにおいては、図４の切替器９をＯＮのままにして２点変調の状態にしたまま、図９のループフィルタのスイッチＳＷ１をＯＮにする。このとき、スイッチＳＷ２はＯＮでもＯＦＦでも構わない。これによって、直列抵抗ＲｙとＲｘが短絡されて共振周波数がさらに高くなり、ＰＬＬ帯域幅がさらに広がって図８の破線のようにＰＬＬ帯域（ｄ）となる。このようにして、ＵＭＴＳモードのときはＰＬＬ帯域幅をBluetoothモードのときよりも広げるように制御することによって、ＰＬＬ帯域外変調の領域を減らす（つまり、図８の斜線部分の面積を小さくする）ことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響を少なくでき、結果的に、ＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。
【００４４】
なお、Bluetoothモードにおいて、図４の切替器９をＯＦＦにして１点変調に切り替えても、図９のループフィルタのスイッチＳＷ１をＯＮにすることによってＰＬＬ帯域幅をＰＬＬ帯域（ｃ）のように広げることもできる。これによって、ＰＬＬ帯域幅がBluetoothモードの変調帯域幅より広くなり、ＰＬＬ帯域外変調の領域を減らすことによりＶＣＯ６の感度やリニアリティによる特性劣化の影響が少なくなりＶＣＯ６の設計仕様を緩和することができる。これらの変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係は、ＶＣＯの特性とＰＬＬ帯域外ノイズの関係によって適宜に決定される。
【００４５】
＜実施の形態５＞
本発明では、上記の各実施の形態で述べた位相変調装置を通信機器や移動体無線機（携帯電話機など）、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯通信端末、及び無線基地局などの通信装置に搭載した構成に適用することもできる。図１０は、本発明の位相変調装置を搭載した送信装置の一構成例を示すブロック図である。送信装置９００は、送信データ信号入力端子９０１、振幅位相成分抽出部９０２、振幅信号処理部９０３、位相変調部９０４、非線形増幅部９０５、及び送信出力端子９０６を備えた構成となっている。このとき、位相変調部９０４に上述した各実施形態に係る位相変調装置を搭載することができる。
【００４６】
送信データ信号入力端子９０１より送信データ信号を入力すると、振幅位相成分抽出部９０２によって、送信データ信号から振幅成分変調信号と位相成分変調信号とが抽出される。そして、振幅成分変調信号によって振幅信号処理部９０３を介して非線形増幅部９０５の電源電圧値が設定される。また、位相変調部９０４によって、角周波数を有する搬送波を位相成分変調信号で位相変調させた位相変調波が生成され、非線形増幅部９０５に入力される。
【００４７】
そして、非線形増幅部９０５の出力には、非線形増幅部９０５の電源電圧値と位相変調部９０４の出力信号である位相変調波とを掛け合わせた信号が、非線形増幅部９０５の利得Ｇだけ増幅されて、ＲＦベクトル変調波（ＲＦ変調信号）として出力される。このとき、非線形増幅部９０５に入力される変調波は、一定の包絡線レベルの変調波である位相変調波であるため、高周波増幅器として効率の良い非線形増幅器を使用することができる。このような構成によって小型かつ低コストな送信装置９００を実現することができる。
【００４８】
また、図１１に、本発明の位相変調装置を搭載した通信機器の概略構成を示す。通信機器１０００は、本発明の位相変調装置を備えた送信装置９００と、受信信号に対して復調処理を含む所定の受信処理を施すことにより受信データ信号を得る受信装置９１０と、送信信号と受信信号との切替えを行う共用器９２０と、アンテナ９３０とを備えている。
【００４９】
以上のように、本実施形態の通信機器１０００においては、本発明の位相変調装置９００を備えている。本発明の位相変調装置は上記実施形態にて説明したように、ノイズ特性の改善を図ると共に消費電力を抑えることができるので、この位相変調装置を採用した通信機器とすることで、マルチモード対応の送信を行ったときに、低消費電力でありながら高品質の信号を送信することができるという効果がある。
【００５０】
以上説明したように、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、入力信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調装置であって、前記入力信号に基づいて第１のベースバンド変調信号と第２のベースバンド変調信号とを生成する変調信号生成手段と、ＰＬＬ回路と、通信モードに応じて、前記ＰＬＬ回路に、前記第１のベースバンド変調信号を入力するか、又は前記第１のベースバンド変調信号と前記第２のベースバンド変調信号とを入力するかを切り替えることで、前記ＰＬＬ回路が１点変調を行って位相変調信号を生成するか、又は２点変調を行って位相変調信号を生成するかを切り替える切替手段と、を具備する構成を採る。
【００５１】
また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、通信モードに対応した変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定し、判定結果に応じた制御信号を前記切替手段に送出する判定手段を、さらに具備し、前記切替手段は、前記制御信号に応じて前記切り替えを行う、構成を採る。
【００５２】
このような構成によれば、切替手段によって通信モードに応じてＰＬＬ回路を１点変調と２点変調とに適宜に切り替えるので、例えば、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より狭いような通信モードの場合においては、１点変調に切り替える。これにより、変調帯域外の信号を変調信号として出力することがないので変調精度を劣化させることなく、かつ余分な回路が動作しなくなるので電力を抑えることができる。これに対して、変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広いような通信モードの場合においては、２点変調に切り替える。これにより、ＰＬＬ帯域幅を広い方向に変更して、ＰＬＬ帯域外のノイズを減らしてノイズ特性の改善を図ることができる。
【００５３】
また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路を構成するループフィルタへ制御信号を送出し、前記ループフィルタは、前記判定手段から送出された前記制御信号に基づいて自己の共振周波数を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる構成を採る。
【００５４】
このような構成によれば、通信モードに対応した制御信号に応じてループフィルタの共振周波数を変え、ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させることができる。例えば、通信モードの変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広帯域の場合は、制御信号によってループフィルタの共振周波数を高くしてＰＬＬ回路の帯域幅をより広帯域側に変更する。これによって、広帯域な通信モードにおけるノイズ特性の劣化を防止することができる。したがって、ＰＬＬ回路を構成する電圧制御発振器の設計仕様を緩和することができる。
【００５５】
また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記判定手段は、前記ＰＬＬ回路の位相比較器に基準信号を与える基準分周器及び前記ＰＬＬ回路の分周比を生成する分周比生成部へ前記制御信号を送出し、前記基準分周器の発振周波数及び前記分周比生成部の分周比を変化させ、前記ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させる構成を採る。
【００５６】
このような構成によれば、通信モードに対応した制御信号に応じてＰＬＬ回路を構成する基準分周器の発振周波数及び分周比生成部の分周比を変化させて、ＰＬＬ回路の帯域幅を変更させることができる。例えば、通信モードの変調帯域幅がＰＬＬ帯域幅より広帯域の場合は、制御信号によって基準分周器の発振周波数を高くしてＰＬＬ回路の帯域幅をより広帯域側に変更する。これによって、広帯域な通信モードにおけるノイズ特性の劣化を防止することができる。したがって、ＰＬＬ回路を構成する電圧制御発振器の設計仕様を緩和することができる。
【００５７】
また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、前記判定手段は、前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出する、構成を採る。
【００５８】
このような構成によれば、狭帯域なＧＳＭモードでは１点変調を行うので、ＰＬＬ帯域外の変調は行わないために変調精度を向上することができる。また、１点変調であるために動作する要素が少ないので消費電流を低減させることができる。さらに、広帯域なＵＭＴＳモードでは２点変調を行うので、ＰＬＬ帯域内変調と帯域外変調の２点で変調を行って広帯域変調を実現することができる。
【００５９】
また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記通信モードはＧＳＭモードとＵＴＭＳモードの２種類であり、前記判定手段は、前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させる、構成を採る。
【００６０】
このような構成によれば、広帯域なＵＭＴＳモードでは、２点変調を行うと共にループフィルタの共振周波数を高くしてＰＬＬ回路の帯域幅をより広帯域側に変更する。これによって、広帯域な通信モードにおけるノイズ特性の劣化を防止することができる。
【００６１】
また、本発明の位相変調装置の一つの態様においては、前記通信モードは、ＧＳＭモード、Bluetoothモード、及びＵＴＭＳモードの３種類であり、前記判定手段は、前記ＧＳＭモードのときは、前記切替手段に対して１点変調を行うような制御信号を送出し、前記Bluetoothモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側に変更させ、前記ＵＴＭＳモードのときは、前記切替手段に対して２点変調を行うような制御信号を送出すると共に、ループフィルタへ制御信号を送出して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を前記Bluetoothモードのときよりもさらに広帯域側に変更させる、構成を採る。
【００６２】
このような構成によれば、最も狭帯域なＧＳＭモードのときは、１点変調を行ってＰＬＬ帯域幅をＧＳＭモードの変調帯域幅よりやや広帯域にする。また、ＧＳＭモードよりやや広い帯域幅のBluetoothモードのときは、２点変調を行うと共にループフィルタの共振周波数を高くしてＰＬＬ帯域幅をBluetoothモードの変調帯域幅よりやや広帯域にする。さらに、最も広帯域なＵＴＭＳモードのときは、２点変調を行うと共にループフィルタの共振周波数をさらに高くして、ＰＬＬ帯域幅をBluetoothモードのときよりもさらに広帯域にする。これによって、１つの位相変調装置を用いて通信モードに応じた切り替えを行うだけで広帯域なモードに対応することができる。
【００６３】
また、本発明は、前記発明のいずれかの位相変調装置を搭載した通信機器や移動体無線機を実現することもできる。
【００６４】
このような構成によれば、ＶＣＯの設計仕様を緩和することができるマルチモード対応の位相変調装置を搭載した通信機器及び移動体無線機を提供することができる。
【００６５】
また、本発明の位相変調方法の一つの態様においては、送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路のループフィルタの共振周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、を含むようにする。
【００６６】
さらに、本発明の位相変調方法の一つの態様においては、送信信号に対して位相変調を行うことにより位相変調信号を生成する位相変調方法であって、通信モードの変調帯域幅と前記ＰＬＬ回路の帯域幅との大小関係を比較判定するステップと、通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて狭帯域であるときはＰＬＬ回路を１点変調に切り替え、前記通信モードの変調帯域幅が前記ＰＬＬ回路の帯域幅に比べて広帯域であるときはＰＬＬ回路を２点変調に切り替えるステップと、前記ＰＬＬ回路を２点変調に切り替えたときは、そのＰＬＬ回路の基準周波数を変更して前記ＰＬＬ回路の帯域幅を広帯域側へ変更するステップと、を含むようにする。
【００６７】
本明細書は、２００４年１２月２４日出願の特願２００４−３７３８０１に基づく。その内容は、全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る位相変調装置は、ＰＬＬ回路におけるループフィルタの帯域幅の変更、ＰＬＬ回路における基準発振の周波数の変更、及び１点変調と２点変調の切り替えを行うことにより、変調精度を向上させると共に、低消費電力化及びマルチモード化を実現することができ、結果的にＶＣＯの設計仕様を緩和することができるので、携帯電話機、無線通信機、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯通信端末や、移動体通信機及び無線基地局などの通信装置などに組み込まれる位相変調装置として有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来技術に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図
【図４】本発明の実施の形態２に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図
【図６】本発明の実施の形態２においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現するためのループフィルタの構成例を示す具体的な回路図
【図７】本発明の実施の形態３に係る位相変調装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態４に係る位相変調装置に適用される変調帯域幅とＰＬＬ帯域幅の関係を示す特性図
【図９】本発明の実施の形態４においてＰＬＬ帯域幅の変更を実現するためのループフィルタの構成例を示す具体的な回路図
【図１０】本発明の位相変調装置を搭載した送信装置の一構成例を示すブロック図
【図１１】本発明の位相変調装置を搭載した通信機器の一構成例を示すブロック図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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