CN1939024B - 相位调制装置、通信设备、移动无线装置、以及相位调制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够使调制精度的劣化程度降低并且能够抑制消耗多余的功率的、对应多种模式的相位调制装置。相位调制装置具备切换单元(9)将PLL电路(15)的调制模式切换成单点调制或双点调制。在处理类似GSM模式的窄频带调制带宽时，断开切换单元(9)中止第2数字基带信号(S2)。由此，PLL电路(15)成为单点调制只通过来自分频比生成单元(10)的第1数字基带信号(S1)进行调制。另外，在处理类似UMTS模式的宽频带调制带宽时，接通切换单元(9)，通过第1数字基带信号(S1)和第2数字基带信号(S2)进行双点调制。

Description

相位调制装置、通信设备、移动无线装置、以及相位调制方法
技术领域
本发明涉及使用PLL(Phase Locked Loop，锁相环)电路进行相位调制的相位调制装置等，特别涉及作为移动电话等移动通信装置、或作为与移动通信装置之间进行通信的基站等的通信设备所使用的与多种模式对应的相位调制装置、及具备该相位调制装置的通信装备和移动无线装置、以及相位调制方法。 
背景技术
目前，通信设备所使用的相位调制装置，一般使用PLL电路。对使用类似的PLL电路的相位调制方式来讲，要求具有低成本、低消耗功率、低噪声特性及高调制精度等。在类似的PLL电路的相位调制方式中，为了提高调制精度，与扩大调制信号的频带宽(以下简称调制带宽)相比，扩大PLL的频带宽(以下简称PLL带宽)更为理想。但是，当扩大PLL带宽时，噪声特性会随之劣化，所以，就结果而言，扩大调制带宽来进行扩宽带调制绝非易事。 
因此，提出了将PLL带宽设定得比调制带宽还窄，并在不同的2个地方进行PLL带宽内的调制和PLL带宽外的调制的双点调制方式的方案(例如，参照专利文献1)。图1是表示在专利文献1中提出的有关现有技术的相位调制装置的结构的方框图。如图1所示，使用如专利文献1所提出的双点调制方式的相位调制装置的结构包括：包含基准振荡器21、限幅器22、基准分频器23、相位频率检测器24、充电泵25、环路滤波器26、加法器27、VCO(Voltage Controlled Oscillator，电压控制振荡器)28和分频器29的PLL电路20；调制器30；加法器31；常数F32；总和-差值(Sigma-Delta)调制器33；加法器34；常数P35；充电泵调度器36和调制调度器37。 
在图1中，PLL电路20的VCO28，将与输入到VCO28的控制电压端子的电压相对应的频率的RF相位调制信号输出。分频器29将从VCO28输出的RF相位调制信号的频率进行分频。相位频率检测器24将从分频器29输出的信号的相位与从基准分频器23输出的基准信号的相位进行比较，并输出对应于该相位差的信号。环路滤波器26对相位频率探测器24的输出信号进行平均化。
调制振幅调度器37根据调制数据，将调制信号从加法器27输出到VCO28。充电泵调度器36，通过控制充电泵25来控制锁相环内的剩余调制，其结果是使调制能够更正确地输出。也就是说，图1的相位调制装置，通过从充电泵调度器36和调制振幅调度器37这2点向PLL电路20提供控制信号，而生成RF相位调制信号。由此，通过双点调制方式的相位调制装置，就能够实现从窄带到宽带的多种模式相位调制。 
【专利文献1】 
日本专利申请特表2003-510899号公报 
发明内容
发明需要解决的课题
发明需要解决的课题 
但是，在上述专利文献1所公开的相位调制装置中，当将PLL带宽设定得过窄时，PLL频带外的调制区域也就当然地宽了，也就自然产生了使VCO28的设计规格变得十分苛刻的问题。另外，诸如类似实现从窄带调制到宽带调制的多种模式终端，调制频带因通信设备的模式而异时，例如，在调制带宽比PLL带宽小得多的情况下(例如，类似GSM模式的调制带宽，比通常的PLL带宽小得多的情况下)，进行双点调制时，则会受到调制频带外的信号的影响，例如以致有可能使调制精度(EVM：Error Vector Magnitude，误差矢量)等的特性劣化。 
本发明旨在提供一种能够减少调制精度的劣化并且能够抑制消耗过多功率的、对应多种模式的相位调制装置和具备该相位调制装置的通信设备和移动无线装置，以及相位调制方法。 
用于解决该课题的方案 
本发明的相位调制装置，是通过对输入信号进行相位调制而生成相位调制信号的相位调制装置，包括：调制信号生成单元，根据所述输入信号生成第一基带调制信号和第二基带调制信号；PLL电路；以及切换单元，输入用 于表示多个通信模式中的一个模式的通信模式设定信号，根据所述通信模式设定信号识别所述相位调制信号的调制频带，进行以下切换：在所述调制频带窄于所述PLL电路的带宽的情况下，对所述PLL电路输入所述第一基带调制信号，以使所述PLL电路进行单点调制而生成相位调制信号，在所述调制频带宽于所述PLL电路的带宽的情况下，对所述PLL电路输入所述第一基带调制信号和所述第二基带调制信号，以使所述PLL电路进行双点调制而生成相位调制信号。 
另外，本发明的相位调制装置还包括：判断单元，比较判断对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽之间的大小关系，将基于判断结果的第一控制信号送到所述切换单元，其中所述切换单元根据所述第一控制信号进行所述切换。 
根据类似的结构，通过切换单元，根据通信模式将PLL电路适当地切换为单点调制或双点调制，譬如，当调制带宽比PLL带宽窄的通信模式的情况下，切换为单点调制。由此就不会将调制频带外的信号作为调制信号输出，所以不会使调制精度劣化，而且多余的电路不工作，所以能够抑制功率的消耗。另一方面，当在调制带宽比PLL带宽宽的通信模式的情况下，则切换为双点调制。由此，可以使PLL带宽向更宽的方向变化，以便减少PLL频带外的噪声，从而改善噪声特性 
另外，根据本发明的一个方面，提供了一种相位调制方法，通过对发送信号进行相位调制而生成相位调制信号。该方法包括以下步骤：输入用于表示多个通信模式中的一个模式的通信模式设定信号，比较判断对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽之间的大小关系；当对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为窄带时，将PLL电路切换为单点调制，当对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为宽带时，则将PLL电路切换成双点调制；以及当将所述PLL电路切换成双点调制时，改变该PLL电路的环路滤波器的共振频率，使所述PLL电路的带宽改变成宽带。 
附图说明
根据本发明的另一方面，提供了一种相位调制方法，通过对发送信号进行相位调制而生成相位调制信号。该方法包括以下步骤：输入用于表示多个通信模式中的一个模式的通信模式设定信号，比较判断对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽之间的大小关系；当对应 于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为窄带时，将PLL电路切换为单点调制，当对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为宽带时，将PLL电路切换为双点调制；以及当将所述PLL电路切换为双点调制时，改变该PLL电路的基准频率，使所述PLL电路的带宽改变成宽带。 
本发明的有益效果 
通过本发明的相位调制装置，根据通信设备的通信模式的不同，适当切换成单点调制或双点调制。并且切换PLL内的环路滤波器的共振频率特性或改变PLL基准频率，使PLL带宽进行最适变化。由此，实质上，即使扩展PLL带宽(也就是说，即使进行宽带调制)，也不会造成噪声特性劣化。另外，根据本发明的相位调制装置，譬如，在通信设备的调制带宽比PLL带宽窄的情况下，通过切换为单点调制，就不会将调制频带外的信号作为调制信号输出，所以能够减少调制精度的劣化，并且能够抑制过多功率的消耗。其结果是能够提供能放宽VCO的设计规格的、对应多种模式的相位调制装置，以及具备其相位调制装置的通信设备及移动无线装置。 
图1是表示现有技术涉及的相位调制装置结构的方框图； 
图2是表示本发明的实施方式1涉及的相位调制装置结构的方框图； 
图3是表示适用于本发明的实施方式1涉及的相位调制装置的调制带宽和PLL带宽的关系的特性图； 
图4是表示本发明的实施方式2涉及的相位调制装置结构的方框图； 
图5是表示适用于有关本发明的实施方式2涉及的相位调制装置的调制带宽和PLL带宽的关系的特性图； 
图6是表示在本发明的实施方式2中用于实现PLL带宽的变化的环路滤波器的结构例的具体电路图； 
图7是表示本发明的实施方式3涉及的相位调制装置结构的方框图； 
图8是表示适用于本发明的实施方式4涉及的相位调制装置的调制带宽和PLL带宽的关系的特性图； 
图9是表示在本发明的实施方式4中用于实现PLL带宽的变化的环路滤波器的结构例的具体电路图； 
图10是表示具备本发明的相位调制装置的发送装置的一个结构例的方框图； 
图11是表示具备本发明的相位调制装置的通信设备的一个结构例的方框图。 
具体实施方式
<发明概要>
本发明的相位调制装置，预先将PLL设置为双点调制方式的结构，并根据通信设备的通信模式的不同，设置切换单元能够任意切换为单点调制或双点调制。由此，在调制带宽是窄带的通信设备的情况下，通过切换单元切换为单点调制，使PLL带宽比调制带宽宽一些，并不使调制频带外的信号作为调制信号输出。由此由于不使调制频带外的信号作为调制信号输出，就不会使调制精度劣化，而且能够抑制功率的消耗。另外，在调制带宽是宽带的通信设备的情况下，通过切换单元切换为双点调制，使PLL带宽向宽带方向变化。而且，通过切换单元，改变PLL内的环路滤波器的共振频率特性，和/或提高PLL的基准频率，并使PLL带宽向宽带方向变化。由此能够减少PLL频带外的噪声，从而改善该噪声特性。 
(实施方式1) 
下面，利用附图详细说明本发明中相位调制装置的几个最佳实施方式。另外，在下面说明的实施方式使用的附图中，对于相同的构成部件标注相同的记号，而且尽可能省略重复说明。 
图2是表示本发明实施方式1涉及的相位调制装置结构的方框图。在图2中所示的相位调制装置包括：PLL电路15，对发送信号进行相位调制；切换单元(切换部件)9，根据通信设备的每个模式所决定的模式设定信号，进行单点调制或双点调制的切换；分频比生成单元10，根据第1数字基带信号S1及载波信号的输入来设定分频比，将设定的分频比输出到分频器7；滤波器11，对从D/A变换器12输出的第2数字基带信号S2，除去高频成分；D/A变换器12，将从调制信号生成单元13输出的第2数字基带信号S2变换成模拟信号；以及调制信号生成单元(调制信号生成部件)13，根据输入的发送信号，生成第1数字基带信号S1和第2数字基带信号S2。 
另外，PLL电路15包括：晶体振荡器等的基准振荡器1，生成基准信号；相位比较器4，比较从分频器7输出的信号的相位和基准分频器的相位，并输出对应该相位差的信号；环路滤波器5，对相位比较器4的输出信号进行平均化处理；VCO6，基于自调制信号生成单元13输入的发送信号来生成RF相位调制信号，并输出；分频器7，对从VCO6输出的RF相位调制信号分频并输入到相位比较器4；以及加法器8，对从环路滤波器5输出的输出信号，加上从滤波器11输出的输出信号。 
下面，对图2所示的相位调制装置的操作进行说明。相位调制装置将发送信号进行相位调制，继而生成RF相位调制信号并输出的操作，是众所周知的内容，所以在此尽可能省略不加说明。在此以通过本发明涉及的通信模式的设定而进行单点调制或双点调制的切换操作为中心来进行说明。 
PLL电路15的VCO6，根据输入到调制信号生成单元13的发送信号输出RF相位调制信号，该RF相位调制信号的振荡频率根据输入到VCO6的控制电压端子的电压而变化。类似的控制是通过以下方式来实现的，分频器7对从VCO6输出的RF相位调制信号的频率进行分频，并反馈给相位比较器4，相位比较器4比较从分频器7输入的信号的相位和基准振荡器1的相位，将对应该相位差的信号输出到环路滤波器5，环路滤波器5对来自相位比较器4的输出信号进行平均化，再输入到VCO6的控制电压端子。 
此时，当调制信号生成单元13，根据输入的发送信号而生成第1数字基 带信号S1和第2数字基带信号S2时，分频比生成单元10，根据第1数字基带信号S1及载波信号的输入设定分频比，并将设定的分频比输出到分频器7。于是，分频器7根据分频比生成单元10的输出信号，生成PLL电路15的频带内的调制信号。这就是通过第1调制点所进行的调制操作。 
另外，从调制信号生成单元13输出的第2数字基带信号S2的传送路径包括D/A变换器12，将第2数字基带信号S2从数字信号变换成模拟信号；滤波器11，对从D/A变换器12输出的输出信号，除去高频成分；以及加法器8，对从环路滤波器5输出的输出信号，加上从滤波器11输出的输出信号。然后，从滤波器11输出的输出信号(即，第2数字基带信号S2)，在PLL电路15内，通过加法器8进行加法运算。由此，加法器8通过将从环路滤波器5输出的输出信号和从滤波器11输出的第2数字基带信号S2进行相加运算，将PLL电路15的频带外的调制加到VCO6的输入信号上。这就是第2调制点所进行的调制操作。 
而且，切换单元9还具备决定了通信设备的每个通信模式的调制带宽和模式设定信号的对应关系的表格。因此，切换单元9通过按通信设备的每个模式所设定的模式设定信号来识别调制带宽，当该调制带宽比PLL带宽还窄时，断开第2数字基带信号S2端的路径。由此，PLL电路15便成为单点调制，只通过来自分频比生成单元10的第1数字基带信号S1进行调制。另外，当根据通信设备模式设定的调制带宽比PLL带宽还宽时，切换单元9则接通第2数字基带信号S2端的路径。由此，PLL电路15便成为双点调制，通过来自分频比生成单元10的第1数字基带信号S1和来自滤波器11的第2数字基带信号S2进行调制。 
如上所述的对能够按通信设备的每个模式设定切换频带的情形将结合附图进行说明。图3是表示适用本发明实施方式1涉及的相位调制装置的调制带宽和PLL带宽的关系的特性图。在图3中，横轴表示频率，纵轴表示信号的增益。例如，实现适用于TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)方式的数字携带电话***的GSM(Global System for Mobile，全球移动通信***)，和第3代(3G)移动通信***的UMTS(Universal MobileTelecommunication System，通用移动电信***)的多种模式相位调制装置时，调制带宽如图3所示，为以GSM模式进行的窄带调制和以UMTS模式进行的宽带调制。 
另外，由于GSM模式的调制带宽比PLL频带(a)的带宽H(s)要窄得多，所以进行双点调制时，PLL带宽H(s)会进一步变宽，也就是进行频带外的调制会使特性劣化。因此，在调制带宽是窄带的GSM模式时，通过以下步骤进行控制：将图2的切换单元9断开，只通过第1数字基带信号S1进行单点调制，而停止PLL频带外的调制。另外，在调制带宽是宽带的UMTS模式时，将切换单元9接通，根据第1数字基带信号S1和第2数字基带信号S2，进行PLL电路15的频带内调制和频带外调制的双点调制，从而实现宽带调制。 
如上所述，通过对切换单元9进行切换，在窄带调制(即，GSM模式)时，将切换单元9断开，进行单点调制；在宽带调制(即，UMTS模式)时，将切换单元9接通，进行双点调制，从而能够通过1个电路上来实现从窄带到宽带的调制。由此，关于对应窄带的GSM模式的单点调制，因为不进行PLL频带外的调制，所以能够提高调制精度。而且，因为是单点调制，所以在相位调制装置上能够削减操作部件，所以能够减少电流消耗。另外，有关对应于宽带的UMTS模式的双点调制，能够用PLL频带内调制和频带外调制的2点进行调制，从而实现宽带调制。 
另外，进行单点调制和双点调制的切换的切换单元9并不只限定于开关。如图2所示，PLL电路15使用加法器8，所以可以利用该加法器8来实现单点调制和双点调制的切换。也就是说，如果将D/A变换器12的输出控制为零(zero)，则第2数字基带信号S2不用加法器8进行相加运算，所以实质上为单点调制；如果正常地控制D/A变换器12的输出，使第2数字基带信号S2进行相加运算，则成为双点调制。提高这种类似的控制方法，能够容易地实现单点调制和双点调制的切换。 
(实施方式2) 
图4是表示本发明涉及的实施方式2的相位调制装置结构的方框图。图4所示的本发明实施方式2涉及的相位调制装置，比起图2所示实施方式1的相位调制装置，增加了判断单元14，其可识别按通信设备的每个模式而设定的调制带宽，对切换单元9进行接通/断开的切换，并且发送用于改变PLL带宽(即，环路滤波器的带宽)的控制信号。另外，判断单元14还具备按通信设备的每个模式规定的调制带宽的表格。 
判断单元14参照按通信设备的每个模式而设定的调制带宽的表格，通过模式设定信号来识别调制带宽，并向切换单元9和环路滤波器5送出控制信号。由此，根据通信设备的通信模式，使切换单元9实行接通/断开而进行单点调制和双点调制的切换，并且改变环路滤波器5的共振频率，来切换PLL电路15的带宽。 
下面，说明判断单元14根据通信设备的通信模式来切换控制PLL电路15的带宽的操作。图5是表示适用本发明实施方式2涉及的相位调制装置的调制带宽和PLL带宽的关系的特性图，另外，图6是关于图4所示相位调制装置中，用于实现PLL带宽变化的环路滤波器5的具体电路的一个例子。 
如图5所示，当存在窄带调制的GSM模式和宽带调制的UMTS模式2种调制模式时，GSM模式的窄带调制宽度比PLL频带的带宽H(s)窄得多，所以进行双点调制时，同时进行了频带外的调制而会使特性劣化。因此，判断单元14参照按通信设备的每个模式设定的调制带宽的表格，判断GSM模式的调制带宽为窄带，将控制信号发送到切换单元9，将切换单元9断开，使它不进行PLL频带外的调制而进行单点调制。由此，进行只通过第1数字基带信号S1的窄带模式的单点调制。 
此时，判断单元14不向环路滤波器5送出控制信号，所以由图6的电容器和电阻串并联电路组成的环路滤波器的开关SW1处于断开状态。因此，环路滤波器5为电阻Rx串联***电阻R的电路结构，所以成为频率变低、共振点变低、带宽变窄的状态。因此，PLL电路15的带宽，如图5的PLL频带(a)的实线所示，带宽H(s)为狭窄的状态。另外，PLL频带(a)的带宽比GSM模式的带宽还宽。如上所述，通过不让调制频带外的信号作为调制信号输出，就能够消减调制精度的劣化，并且还能够抑制功率的消耗。 
另外，关于宽带调制的UMTS的模式，判断单元14参照按通信设备的每个模式而设定的调制带宽的表格，判断UMTS模式的调制带宽是宽带，将控制信号传输到切换单元9，并接通切换单元，使之进行PLL频带外的调制，也就是双点调制。由此，可以通过第1数字基带信号S1和第2数字基带信号S2，进行宽带模式的双点调制。 
此时，判断单元14向环路滤波器5送出控制信号，将图6的电容器和电阻的串并联电路组成的环路滤波器的开关SW1处于接通状态。因此，环路滤波器5为电阻Rx短路的电路结构，所以成为频率增高、共振点增高、 带宽变宽的状态。因此，如图5所示的PLL电路15带宽，从实线的PLL频带(a)，沿图的箭头方向扩展到虚线所示的PLL频带(b)。由此，关于宽带调制的UMTS模式，通过控制使切换单元9接通，切换为双点调制，并且改变环路滤波器5的共振点，使PLL的带宽H(s)比GSM模式时还要宽。 
如上所述，在宽带调制的UMTS模式时，通过将接通图6的开关SW1，并改变电阻值，由此缩小了PLL频带外的调制区域(也即，图5的斜线部分的区域)，减少了由于VCO6的灵敏度和直线性所导致的特性劣化的影响，因此能够使VCO6具有噪声容限，其结果是能够放宽VCO6设计规格。 
(实施方式3) 
图7是表示本发明实施方式3涉及的相位调制装置结构的方框图。图7所示的本发明实施方式3的相位调制装置的结构，比起图4所示的实施方式2的相位调制装置增加了：将基准振荡器1的基准信号输出到基准分频器3的限幅器2；将基准信号分频、并进行倍频、而且将其所得信号作为基准信号输入到相位比较器3的基准分频器3。因此，图7中，在图2、图4的PLL15的结构上，增加了限幅器2及基准分频器3，另外，还将PLL电路的标号变为15a。 
在图7中，判断单元14，具备按通信设备的每个通信模式设置的调制带宽的表格，参照该表格，通过模式设定信号识别调制带宽，将控制信号输出到切换单元9、分频比生成单元10和基准分频器3。由此，根据通信设备的模式，使切换单元9接通/断开，进行单点调制和双点调制的切换，并且，改变分频比生成单元10的分频比和基准分频器3的基准分频信号的频率，从而改变PLL电路15a的带宽。 
判定单元14根据通信设备的模式，使切换单元9接通/断开，并进行单点调制和双点调制的切换操作，因为与上述实施方式1和实施方式2相同，所以省略对其说明。在实施方式3中，判断单元14还参照按每个通信模式所设置的调制带宽的表格，通过模式设定信号，识别调制带宽，并且更改基准分频器3的输出的基准振荡频率和分频比生成单元10的分频比，来改变PLL带宽进行调制。 
例如，如图5所示，当存在窄频带调制的GSM模式和宽频带调制的UMTS模式2二种调制模式时，GSM模式的带宽比PLL的带宽H(s)窄得 多，所以进行双点调制同时进行了频带外的调制时会使特性劣化。因此，为了不进行PLL频带外的调制，可将切换单元9断开来进行单点调制。 
此时，判断单元14不向基准分频器3及分频比生成单元10送出控制信号，所以PLL电路15a的工作频率不变，PLL15a的带宽，如图5的PLL频带(a)的实线所示，带宽H(s)为狭窄的状态。另外，PLL频带(a)的带宽比GSM模式的调制带宽还宽。由此，通过不让调制频带外的信号作为调制信号输出，能够消减调制精度的劣化，而且还能够抑制功率的消耗。 
另外，关于宽带调制的UMTS模式，判断单元14送出控制信号，使切换单元9接通，而切换为双点调制。而且，判断单元14向基准分频器3以及分频比生成单元10送出控制信号，提高从基准分频器3输出的基准振荡的频率并且提高分频比生成单元10的分频比，从而提高了PLL电路15a的操作频率，并展宽了如虚线的PLL频带(b)所示的扩大PLL电路15a的带宽H(s)。如上所述，在宽带调制的UMTS模式时，通过提高PLL电路15a的基准振荡的频率，能够比在切换单元9断开时更加展宽了PLL电路15a的带宽。而且，通过减少PLL频带外调制，能够减少VCO6的灵敏度和直线性所导致的特性劣化的影响，从而放宽VCO6设计规格。 
(实施方式4) 
在实施方式4中，说明切换为3个通信模式来设定PLL带宽时的情形。在此，作为用来说明的3个设定的通信模式，有上述的GSM模式、用于移动设备间的无线数据转发***的Bluetooth模式、以及上述的UMST模式，现对有关切换的设定进行说明。 
图8是表示适用于本发明实施方式4涉及的相位调制装置的调制带宽和PLL带宽的关系的特性图。图9是在本发明实施方式4中，用来实现PLL带宽的变更的电路图的一个例子。下面，使用图8及图9，说明按每个通信模式优选地切换PLL带宽的操作。 
在最窄频带的GSM模式时，调制带宽比PLL带宽窄得多，所以进行双点调制时，同时进行了频带外的调制而会使特性劣化。因此，将图4的切换单元9断开，不进行PLL频带外的调制而进行单点调制。由此，PLL15的带宽如图8的实线所示的PLL频带(a)，PLL带宽比GSM模式的调制带宽还宽一些。此时，因为不进行PLL频带外的调制，所以提高了GSM的调制 精度。并且，由于是单点调制，操作的部件比较少，因而能够降低电流的消耗。 
接下来，在比GSM模式稍宽的频带的Bluetooth模式时，通过控制将图4的切换单元9接通，切换为双点调制，并通过控制使PLL带宽成为如图8的虚线的PLL频带(b)所示的PLL带宽，也就是比GSM模式时还宽。但是，由于PLL频带(b)比Bluetooth模式的调制带宽狭窄一些，因此使图9的环路滤波器开关SW1保持断开的状态，使开关SW2为接通。由此，串联电阻Ry短路，共振频率增高，PLL带宽扩展，如图8的虚线所示成为PLL频带(c)的PLL带宽。也就是说，通过变为PLL频带(c)，使PLL频带比Bluetooth模式的调制带宽还要宽，并通过减少PLL频带外调制的频带，而消减VCO6的灵敏度和直线性所导致的特性劣化的影响，从而能够放宽VCO6的设计规格。 
还有，在最宽频带的UMTS模式时，使图4的切换单元9保持接通，并使其一直保持在双点调制的状态，将图9的环路滤波器的开关SW1设定为ON。此时，开关SW2为接通或断开都没有关系。由此，串联电阻Ry和Rx短路，共振频率进一步增高，PLL带宽进一步扩展，如图8的虚线那样，成为PLL频带(d)。由此，在UMTS模式时，通过进行控制，使PLL带宽比Bluetooth模式时更加扩大，并通过减少PLL频带外调制的区域(也即，缩小图8的斜线部分的区域)，能够减少由VCO6的灵敏度和直线性导致的特性劣化的影响，其结果是能够放宽VCO6的设计规格。 
另外，关于Bluetooth模式，即使将图4的切换单元9断开，切换为单点调制，也可以将图9的环路滤波器的开关SW1设为接通，由此使PLL带宽扩展得如PLL频带(c)所示。由此，PLL带宽变得比Bluetooth模式的调制带宽还宽，并通过减少PLL频带外调制的区域，可以消减由于VCO6的灵敏度和直线性所导致的特性劣化的影响，从而放宽VCO6的设计规格。这些调制带宽和PLL带宽的关系，可以通过VCO的特性和PLL频带外噪声的关系，来适当地决定。 
(实施方式5) 
在实施方式5中，上述各实施方式说明的相位调制装置可配置到通信设备或移动无线装置(便携式电话等)、笔记本个人计算机等的便携式通信终 端、以及无线基站等的通信装置。图10是表示配置了本发明的相位调制装置的发送装置的一个结构例的方框图。发送装置900包括：发送数据信号输入端子901，振幅相位成分提取单元902，振幅信号处理单元903，相位调制单元904，非线性放大单元905，以及发送输出端子906。此时，相位调制单元904能够配置上述各实施方式涉及的相位调制装置。 
从发送数据信号输入端子901输入发送数据信号时，通过振幅相位成分提取单元902，从发送数据信号提取振幅成分调制信号和相位成分调制信号。然后，基于振幅成分调制信号，通过振幅信号处理单元903，设定非线性放大单元905的电源电压值。另外，通过相位调制单元904，生成相位调制波并输入到非线性放大器905，在该相位调制波中具有角频率的载波通过相位调制信号进行相位调制。 
接下来，由非线性放大单元905的电源电压值和相位调制单元904的输出信号的相位调制波混合而成的信号，放大非线性放大单元905的增益G，并在非线性放大单元905的输出端作为RF向量调制波(RF调制信号)输出。此时，输入到非线性放大单元905的调制波，为固定包络线电平的调制波的相位调制波，所以，作为高频放大器，能够使用效率高的非线性放大器。通过类似的结构，可以实现小型且低成本的发送装置900。 
另外，图11表示具备本发明的相位调制装置的通信设备的概略结构。通信设备1000包括：具备本发明的相位调制装置的发送装置900；通过对接收信号实施包括解调处理等的规定接收处理而获得接收数据信号的接收装置910；进行发送信号和接收信号切换的双工器920；以及天线930。 
如上所述，在本实施方式的通信设备1000中，具备本发明的相位调制装置900。本发明的相位调制装置如上述实施方式中所说明：能够改善噪声特性，同时还能够抑制功率的消耗，所以采用该相位调制装置的通信设备，进行对应多种模式的发送时，既可以以较低的功率消耗来发送，还能够达到发送高质量的信号的效果。 
综上所述，本发明的相位调制装置的一个方面，通过对输入信号进行相位调制而生成相位调制信号的相位调制装置，它包括：调制信号生成单元，根据上述输入信号生成第1基带调制信号和第2基带调制信号；PLL电路；以及切换单元，根据通信模式进行切换，向上述PLL电路，输入上述第1基带调制信号，或者输入上述第1基带调制信号和上述第2基带调制信号， 以使上述PLL电路进行切换，进行单点调制而生成相位调制信号，或者进行双点调制而生成相位调制信号。 
另外，本发明的相位调制装置的一个方面，还包括：判断单元，比较判断对应于通信模式的调制带宽和上述PLL电路的带宽的大小关系，将基于判断结果的控制信号送到上述切换单元；其中，上述切换单元根据上述控制信号进行上述切换。 
根据类似的结构，因为通过切换单元根据通信模式，将PLL电路适当地切换为单点调制和双点调制，譬如在调制带宽比PLL带宽要窄一些的通信模式时，切换成单点调制。由此，不会将调制频带外的信号作为调制信号输出，所以不会使调制精度劣化，而且由于多余的电路不操作，所以能够抑制功率的消耗。另一方面，调制带宽比PLL带宽还宽的通信模式时，则切换为双点调制。由此，使PLL带宽向更宽的方向变化，从而减少PLL频带外的噪声，能够谋求改善噪声特性。 
另外，本发明的相位调制装置的一个方面，还采取以下的结构：上述判断单元向构成上述PLL电路的环路滤波器送出控制信号，上述环路滤波器根据上述判断单元送出的上述控制信号，变化自己的共振频率，从而改变上述PLL电路的带宽。 
根据类似的结构，可以基于对应通信模式的控制信号来变化环路滤波器的共振频率，使PLL电路的带宽发生改变。譬如，在通信模式的调制带宽比PLL带宽还宽时，通过控制信号提高环路滤波器的共振频率，使PLL电路的带宽的向更宽的带宽端变化。由此，可以防止宽带通信模式中的噪声特性的劣化。因此，能够放宽构成PLL电路的电压控制振荡器的设计规格。 
另外，本发明的相位调制装置的一个方面，采取的结构还包括：上述判断单元，向将基准信号通过给上述PLL电路的相位比较器的基准分频器以及生成上述PLL电路的分频比的分频比生成单元，送出上述控制信号，改变上述基准分频器的振荡频率以及上述分频比生成单元的分频比，改变上述PLL电路的带宽。 
根据类似的结构，可以根据对应于通信模式的控制信号，变化构成PLL电路的基准分频器的振荡频率及分频比生成单元的分频比，从而改变PLL电路的带宽。譬如，在通信模式的调制带宽比PLL带宽还宽时，通过控制信号提高基准分频器的振荡频率，使PLL电路的带宽向更宽的带宽端变化。由 此，能够防止宽带通信模式中的噪声特性的劣化。因此，能够放宽构成PLL电路的电压控制振荡器的设计规格。 
另外，在本发明的相位调制装置的一个方面中，上述通信模式为GSM模式和UMTS模式2种，采取的结构还有：上述判断单元，在上述GSM模式时，对上述切换单元送出进行单点调制的控制信号；在上述UMTS模式时，则对上述切换单元送出进行双点调制的控制信号。 
根据类似的结构，由于窄带GSM模式是进行单点调制，所以不进行PLL频带外的调制，因此能够提高调制精度。另外，由于是单点调制，因此操作的部件比较少，因而能够降低功率的消耗。而且，在宽带的UMTS模式时进行双点调制，所以通过执行包含PLL频带内调制和频带外调制的双点调制，从而实现宽带调制。 
另外，在本发明的相位调制装置的一个方面中，上述通信模式为GSM模式和UMTS模式2种。采取的结构为：上述判断单元，在上述GSM模式时，对上述切换单元送出进行单点调制的控制信号；在上述UMTS模式时，对上述切换单元送出进行双点调制的控制信号，与此同时，向环路滤波器送出控制信号，使上述PLL电路的带宽向宽带方向变化。 
根据类似的结构，在宽带的UMTS模式时，进行双点调制，同时提高环路滤波器的共振频率，使PLL电路的带宽向更宽的宽带方向变化。由此，能够防止宽带通信模式中的噪声特性的劣化。 
另外，在本发明的相位调制装置的一个方面，上述通信模式为GSM模式、Bluetooth模式以及UMTS模式3种，采取的结构为：上述判断单元在上述GSM模式时，对上述切换单元送出进行单点调制的控制信号；在上述Bluetooth模式时，对上述切换单元送出进行双点调制的控制信号，并且向环路滤波器送出控制信号，使PLL电路的带宽向宽带方向变化；在上述UMTS模式时，对上述切换单元送出进行双点调制的控制信号，并且向环路滤波器送出控制信号，使PLL电路的带宽向比上述Bluetooth模式时还宽的宽带方向变化。 
根据类似的结构，在最窄的频带GSM模式时，进行单点调制，使PLL带宽成为比GSM模式的调制带宽稍宽一些的宽带。另外，在比GSM模式稍宽一些的宽带Bluetooth模式时，进行双点调制，同时提高环路滤波器的共振频率，使PLL带宽成为比Bluetooth模式的调制带宽要稍宽一些的宽带。 而且，在最宽的宽带的UMTS模式时，进行双点调制，并且进一步提高环路滤波器的共振频率，使PLL带宽成为比Bluetooth模式时还宽的宽带。由此，使用1个相位调制装置，只进行对应于通信模式的切换处理，就可以满足宽带模式。 
另外，本发明还可以实现配置上述发明的任意一个相位调制装置的通信设备或移动无线装置。 
根据类似的结构，能够提供配置放宽VCO设计规格的对应于多种模式的相位调制装置的通信设备及移动无线装置。 
另外，本发明的相位调制方法的一个方面，是通过对发送信号进行相位调制而生成相位调制信号的相位调制方法，包括下述步骤：比较判断通信模式的调制带宽和上述PLL电路的带宽的大小关系；在通信模式的调制带宽与上述PLL电路的带宽相比为窄带时，将PLL电路切换为单点调制，上述通信模式的调制带宽与上述PLL电路的带宽相比为宽带时，则将PLL电路切换为双点调制；以及将上述PLL电路切换为双点调制时，变化该PLL电路的环路滤波器的共振频率，使上述PLL电路的带宽向宽带端变化。 
进而，本发明的相位调制方法的一个方面，是通过对发送信号进行相位调制而生成相位调制信号的相位调制方法，包括下述步骤：比较判断通信模式的调制带宽和上述PLL电路的带宽的大小关系；通信模式的调制带宽与上述PLL电路的带宽相比是窄带时，将PLL电路切换为单点调制，上述通信模式的调制带宽与上述PLL电路的带宽相比是宽带时，则将PLL电路切换为双点调制；以及将上述PLL电路切换为双点调制时，变化该PLL电路的基准频率，使上述PLL电路的带宽向宽带端变化。 
本说明书是根据2004年12月24日申请的日本专利申请第2004-373801号。其内容全部包含于此，作为参考。 
工业实用性 
本发明涉及的相位调制装置，通过改变PLL电路中的环路滤波器的带宽，改变PLL电路中的基准振荡频率，以及进行单点调制或双点调制的切换，使调制精度得到提高，并且能够实现低功率消耗及多种模式化。结果能够放宽VCO的设计规格，因此能够组装到携带电话、无线通信设备、笔记本个人计算机等的便携式通信终端和移动通信设备及无线基站等通信装置等的 相位调制装置，从而有效地利用。 

Claims (11)

1.一种相位调制装置，通过对输入信号进行相位调制而生成相位调制信号，包括：
调制信号生成单元，根据所述输入信号生成第一基带调制信号和第二基带调制信号；
PLL电路；以及
切换单元，输入用于表示多个通信模式中的一个模式的通信模式设定信号，根据所述通信模式设定信号识别所述相位调制信号的调制频带，进行以下切换：在所述调制频带窄于所述PLL电路的带宽的情况下，对所述PLL电路输入所述第一基带调制信号，以使所述PLL电路进行单点调制而生成相位调制信号，在所述调制频带宽于所述PLL电路的带宽的情况下，对所述PLL电路输入所述第一基带调制信号和所述第二基带调制信号，以使所述PLL电路进行双点调制而生成相位调制信号。
2.如权利要求1所述的相位调制装置，还包括：
判断单元，比较判断对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽之间的大小关系，将基于判断结果的第一控制信号送到所述切换单元，
其中所述切换单元根据所述第一控制信号进行所述切换。
3.如权利要求2所述的相位调制装置，其中
所述判断单元向构成所述PLL电路的环路滤波器送出基于与所述通信模式设定信号对应的调制频带的带宽的第二控制信号，
所述环路滤波器根据从所述判断单元送出的所述第二控制信号，变化自己的共振频率，并改变所述PLL电路的带宽。
4.如权利要求2所述的相位调制装置，其中所述判断单元向将基准信号提供给所述PLL电路的相位比较器的基准分频器、以及生成所述PLL电路的分频比的分频比生成单元，送出基于与所述通信模式设定信号对应的调制频带的带宽的第二控制信号，改变所述基准分频器的振荡频率以及所述分频比生成单元的分频比，并改变所述PLL电路的带宽。
5.如权利要求2所述的相位调制装置，其中
所述通信模式为GSM模式和UMTS模式的两种，
当为所述GSM模式时，所述判断单元对所述切换单元送出所述第一控制信号以便进行单点调制，
当为所述UMTS模式时，所述判断单元对所述切换单元送出所述第一控制信号以便进行双点调制。
6.如权利要求3所述的相位调制装置，其中
所述通信模式为GSM模式和UMTS模式的两种，
当为所述GSM模式时，所述判断单元对所述切换单元送出所述第一控制信号以便进行单点调制，
当为所述UMTS模式时，所述判断单元对所述切换单元送出所述第一控制信号以便进行双点调制，并且向环路滤波器送出所述第二控制信号，使所述PLL电路的带宽改变成宽带。
7.如权利要求2所述的相位调制装置，其中
所述通信模式为GSM模式、Bluetooth模式及UMTS模式的三种，
当为所述GSM模式时，所述判断单元对所述切换单元送出所述第一控制信号以便进行单点调制，
当为所述Bluetooth模式时，所述判断单元对所述切换单元送出所述第一控制信号以便进行双点调制，并且向环路滤波器送出基于与所述通信模式设定信号对应的调制频带的带宽的第二控制信号，使所述PLL电路的带宽改变成宽带，
当为所述UMTS模式时，所述判断单元对所述切换单元送出所述第一控制信号以便进行双点调制，并且向环路滤波器发出所述第二控制信号，使所述PLL电路的带宽改变成比所述Bluetooth模式时还要宽的宽带。
8.一种通信设备，具备如权利要求1所述的相位调制装置。
9.一种移动无线装置，具备如权利要求1所述的相位调制装置。
10.一种相位调制方法，通过对发送信号进行相位调制而生成相位调制信号，包括以下步骤：
输入用于表示多个通信模式中的一个模式的通信模式设定信号，比较判断对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与PLL电路的带宽之间的大小关系；
当对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为窄带时，将所述PLL电路切换为单点调制，当对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为宽带时，则将所述PLL电路切换成双点调制；以及
当将所述PLL电路切换成双点调制时，改变该PLL电路的环路滤波器的共振频率，使所述PLL电路的带宽改变成宽带。
11.一种相位调制方法，通过对发送信号进行相位调制而生成相位调制信号，包括以下步骤：
输入用于表示多个通信模式中的一个模式的通信模式设定信号，比较判断对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与PLL电路的带宽之间的大小关系；
当对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为窄带时，将所述PLL电路切换为单点调制，当对应于所述通信模式设定信号的调制频带的带宽与所述PLL电路的带宽相比为宽带时，将所述PLL电路切换为双点调制；以及
当将所述PLL电路切换为双点调制时，改变该PLL电路的基准频率，使所述PLL电路的带宽改变成宽带。
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