JP2005142892A - Multimode wireless communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の無線通信システムにおいて動作可能であって、複数の無線通信モードを切り換えて無線通信を行うマルチモード無線通信装置に関する。 The present invention relates to a multi-mode wireless communication apparatus that can operate in a plurality of wireless communication systems and performs wireless communication by switching a plurality of wireless communication modes.
図24は、特許文献1において開示された従来技術に係るマルチモード無線通信コンバータ130の構成を示すブロック図であり、すなわち、図24は複数の異なる無線通信システムにおいて利用できるようにするマルチモード無線通信コンバータを用いたマルチモード無線通信装置の従来技術の一例を示したものである。
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a multi-mode
図24において、本実施形態のマルチモード無線通信コンバータ130は、対基地局送受信部121と、対端末送受信部122とを備えている。対基地局送受信部121は、複数のアンテナ(ANT1,ANT2,…,ANTn)101と、その複数のアンテナ101のそれぞれに対応して設けられたデュプレクサ102と、複数のVCO103と、複数のVCO103を切り換えるシンセサイザ104と、受信ミキサ(周波数変換器)105と、ソフトウェアメモリ107と、内部メモリ108と、内部メモリ108に格納され複数の通信方式に対応して設けられた複数の変復調ソフト109(ソフトウエア1,2,…,n)と、制御部110と、変調部111と、送信ミキサ112とを有している。対端末送受信部122は、変調部113と、受信ミキサ114と、シンセサイザ115と、アンテナ116と、デュプレクサ117と、送信ミキサ118と、復調部119とを備えている。
In FIG. 24, the multimode
以上のように構成されたマルチモード無線通信コンバータ130によれば、基地局との間で選択可能な複数又はマルチバンドのアンテナ101を用いて信号の送受信を行い、複数の通信システムから選択された前記基地局との間の通信システムに対応する発振周波数を用いて、第1の入力信号の周波数変換を行う受信ミキサ105及び送信ミキサ112と、第2の入力信号を複数の通信システムから選択された前記基地局との間の通信システムに対応するように変復調する変調部111及び復調部106と、第3の入力信号を携帯端末120との間の特定通信システムに対応するように変復調する変調部113及び復調部119とを備えている。すなわち、121は基地局との送受信部であり、122は端末との送受信部であり、当該マルチモード無線通信コンバータは複数の無線通信システムの基地局と従来の携帯無線機で使用できるようにするための変換器である。
According to the multimode
以上のように構成することにより、現有の通信端末をそのままの状態で、異なる無線通信システムにおいて利用することができる。 By configuring as described above, the existing communication terminal can be used in different wireless communication systems as it is.
しかしながら、図24に示す従来技術に係るマルチモード無線通信コンバータ130には次のような問題があった。
However, the conventional multimode
上述のように従来技術に係るマルチモード無線通信コンバータ130では、現有の通信端末を利用して様々な無線通信システムを利用することは可能であるが、マルチモードコンバータという中継/変換器が必要であり、システムのコストが多大にかかるという欠点があった。また、基本的には可能な技術であるが、現有の通信端末よりも非常に早い伝送速度の無線通信システムを利用しようとした場合に、通信端末にデータを伝送する際に時間がかかりすぎ、リアルタイムでの通信は不可能である。従って、無線通信システムの伝送速度によって通信時間が変化するという問題点があった。
As described above, the multimode
本発明の目的は以上の問題点を解決し、複数の無線通信システムにおいて動作可能であって、複数の無線通信モードを切り換えて無線通信を行うマルチモード無線通信装置において、従来技術に比較して構成が簡単であり、製造コストを軽減できるマルチモード無線通信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and in a multi-mode wireless communication apparatus that can operate in a plurality of wireless communication systems and performs wireless communication by switching between a plurality of wireless communication modes, compared with the prior art. An object of the present invention is to provide a multimode wireless communication apparatus that has a simple configuration and can reduce manufacturing costs.
第1の発明に係るマルチモード無線通信装置は、複数の無線通信システムにおいて動作可能なマルチモード無線通信装置において、
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記アンテナ素子によって受信された無線信号を無線デジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記アンテナ素子によって受信された複数の無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する無線回路手段と、
上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して上記複数の無線通信システムに対応する所定の信号処理を実行して出力する信号処理手段と、
上記A/D変換手段から出力される無線デジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報を上記信号処理手段に出力する判定手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して、上記判定された無線通信システムの情報に対応する信号処理を実行して出力することを特徴とする。
A multimode wireless communication apparatus according to a first invention is a multimode wireless communication apparatus operable in a plurality of wireless communication systems.
An antenna element for receiving a radio signal;
A / D conversion means for A / D converting a radio signal received by the antenna element into a radio digital signal;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
Radio circuit means for frequency-converting and outputting a radio signal of a plurality of radio communication systems received by the antenna element to a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency;
Signal processing means for executing and outputting predetermined signal processing corresponding to the plurality of wireless communication systems for the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means;
A wireless signal received by the antenna element by comparing a wireless digital signal output from the A / D conversion means with a plurality of reference signals corresponding to a plurality of wireless communication systems stored in the storage means. Determining means for determining which one of the plurality of wireless communication systems is a wireless signal, and outputting information of the determined wireless communication system to the signal processing means,
The signal processing means executes the signal processing corresponding to the determined information of the wireless communication system on the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means, and outputs the signal.
上記マルチモード無線通信装置において、上記無線回路手段は、
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線回路を選択的に上記アンテナ素子及び上記信号処理手段に接続するスイッチ手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記判定された無線通信システムの情報に対応する無線回路を選択するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする。
In the multimode wireless communication apparatus, the wireless circuit means includes:
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Switch means for selectively connecting the plurality of radio circuits to the antenna element and the signal processing means,
The signal processing means controls the switch means so as to select a radio circuit corresponding to the determined information of the radio communication system.
第2の発明に係るマルチモード無線通信装置は、複数の無線通信システムにおいて動作可能なマルチモード無線通信装置において、
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記アンテナ素子によって受信された複数の無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する無線回路手段と、
上記無線回路手段から出力される低域変換信号を低域変換デジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して上記複数の無線通信システムに対応する所定の信号処理を実行して出力する信号処理手段と、
上記A/D変換手段から出力される低域変換デジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報を上記信号処理手段に出力する判定手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して、上記判定された無線通信システムの情報に対応する信号処理を実行して出力することを特徴とする。
A multimode wireless communication apparatus according to a second invention is a multimode wireless communication apparatus operable in a plurality of wireless communication systems.
An antenna element for receiving a radio signal;
Radio circuit means for frequency-converting and outputting a radio signal of a plurality of radio communication systems received by the antenna element to a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency;
A / D conversion means for A / D converting a low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means into a low-frequency conversion digital signal;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
Signal processing means for executing and outputting predetermined signal processing corresponding to the plurality of wireless communication systems for the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means;
The low-frequency conversion digital signal output from the A / D conversion means and the plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems stored in the storage means are respectively compared and received by the antenna element A determination unit that determines which of the plurality of wireless communication systems is a wireless signal of the plurality of wireless communication systems, and outputs information of the determined wireless communication system to the signal processing unit;
The signal processing means executes the signal processing corresponding to the determined information of the wireless communication system on the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means, and outputs the signal.
上記マルチモード無線通信装置において、上記無線回路手段は、
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線回路を選択的に上記アンテナ素子及び上記信号処理手段に接続するスイッチ手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記判定された無線通信システムの情報に対応する無線回路を選択するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする。
In the multimode wireless communication apparatus, the wireless circuit means includes:
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Switch means for selectively connecting the plurality of radio circuits to the antenna element and the signal processing means,
The signal processing means controls the switch means so as to select a radio circuit corresponding to the determined information of the radio communication system.
第3の発明に係るマルチモード無線通信装置は、複数の無線通信システムにおいて動作可能なマルチモード無線通信装置において、
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線通信システムに対応して上記各無線回路の後段にそれぞれ設けられ、上記対応する無線回路からの低域変換信号に対して対応する無線通信システムの所定の信号処理を実行して処理後のベースバンド信号を出力する複数の信号処理部と、
上記アンテナ素子を上記複数の無線回路のうちの1つに接続する一方、上記マルチモード無線通信装置の出力端子を上記複数の信号処理部のうちの1つに接続するスイッチ手段と、
上記各信号処理部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号をベースバンドデジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記A/D変換手段から出力されるベースバンドデジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報に基づいて、当該無線通信システムに対応する無線回路及び信号処理部を選択的に接続するように上記スイッチ手段を制御する判定手段とを備えたことを特徴とする。
A multimode wireless communication apparatus according to a third invention is a multimode wireless communication apparatus operable in a plurality of wireless communication systems.
An antenna element for receiving a radio signal;
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Corresponding to the plurality of radio communication systems, each of the radio circuits is provided at a subsequent stage, and the predetermined signal processing of the radio communication system corresponding to the low-frequency conversion signal from the corresponding radio circuit is executed and processed A plurality of signal processing units for outputting a later baseband signal;
Switch means for connecting the antenna element to one of the plurality of radio circuits while connecting an output terminal of the multimode radio communication device to one of the plurality of signal processing units;
A / D conversion means for A / D converting a plurality of baseband signals respectively output from the signal processing units into baseband digital signals;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
The baseband digital signal output from the A / D conversion means and the plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems stored in the storage means are respectively compared, and the radio received by the antenna element A radio circuit and a signal corresponding to the radio communication system are determined based on the information of the determined radio communication system based on the determined radio communication system information. And determining means for controlling the switch means so as to selectively connect the processing sections.
第4の発明に係るマルチモード無線通信装置は、複数の無線通信システムにおいて動作可能なマルチモード無線通信装置において、
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線通信システムに対応して上記各無線回路の後段にそれぞれ設けられ、上記対応する無線回路からの低域変換信号に対して対応する無線通信システムの所定の信号処理を実行して処理後のベースバンド信号を出力する複数の信号処理部と、
上記各信号処理部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号をベースバンドデジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記アンテナ素子を上記複数の無線回路のうちの1つに接続する一方、上記A/D変換手段を上記複数の信号処理部のうちの1つに接続するスイッチ手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記A/D変換手段から出力されるベースバンドデジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報に基づいて、当該無線通信システムに対応する無線回路及び信号処理部を選択的に接続するように上記スイッチ手段を制御する判定手段とを備えたことを特徴とする。
A multimode wireless communication apparatus according to a fourth invention is a multimode wireless communication apparatus operable in a plurality of wireless communication systems.
An antenna element for receiving a radio signal;
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Corresponding to the plurality of radio communication systems, each of the radio circuits is provided at a subsequent stage, and the predetermined signal processing of the radio communication system corresponding to the low-frequency conversion signal from the corresponding radio circuit is executed and processed A plurality of signal processing units for outputting a later baseband signal;
A / D conversion means for A / D converting a plurality of baseband signals respectively output from the signal processing units into baseband digital signals;
Switch means for connecting the antenna element to one of the plurality of radio circuits while connecting the A / D conversion means to one of the plurality of signal processing units;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
The baseband digital signal output from the A / D conversion means and the plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems stored in the storage means are respectively compared, and the radio received by the antenna element A radio circuit and a signal corresponding to the radio communication system are determined based on the information of the determined radio communication system based on the determined radio communication system information. And determining means for controlling the switch means so as to selectively connect the processing sections.
上記マルチモード無線通信装置において、上記無線回路手段と上記信号処理部とを一体化してなるデジタル信号処理回路を備えたことを特徴とする。 The multi-mode wireless communication apparatus includes a digital signal processing circuit in which the wireless circuit means and the signal processing unit are integrated.
また、上記マルチモード無線通信装置において、上記信号処理部に代えて、上記A/D変換手段からのデジタル低域変換信号に対してデジタル信号処理で対応する無線通信システムの所定の信号処理を実行するデジタル信号処理回路を備えたことを特徴とする。 Further, in the multi-mode wireless communication device, in place of the signal processing unit, predetermined signal processing of the wireless communication system corresponding to the digital low-frequency conversion signal from the A / D conversion means by digital signal processing is executed. The digital signal processing circuit is provided.
さらに、上記マルチモード無線通信装置において、上記信号処理部に代えて、上記A/D変換手段からのデジタル低域変換信号に対してデジタル信号処理で対応する無線通信システムの所定の信号処理を実行するデジタル信号処理回路を備えたことを特徴とする。 Further, in the multimode wireless communication apparatus, in place of the signal processing unit, predetermined signal processing of the wireless communication system corresponding to the digital low-frequency conversion signal from the A / D conversion means by digital signal processing is executed. The digital signal processing circuit is provided.
またさらに、上記マルチモード無線通信装置において、上記スイッチ手段に代えて、信号分配器と信号合成器とを備え、
上記信号分配器は、上記アンテナ素子により受信された無線信号を分配して、分配後の複数の無線信号をそれぞれ上記複数の無線回路に出力し、
上記信号合成器は、上記複数の無線回路から出力される低域変換信号を合成して、合成後の低域変換信号を上記A/D変換手段に出力することを特徴とする。
Furthermore, in the multi-mode wireless communication device, in place of the switch means, a signal distributor and a signal combiner are provided,
The signal distributor distributes the radio signal received by the antenna element, and outputs a plurality of radio signals after distribution to the plurality of radio circuits,
The signal synthesizer synthesizes the low-frequency conversion signals output from the plurality of radio circuits, and outputs the combined low-frequency conversion signal to the A / D conversion means.
上記マルチモード無線通信装置において、上記A/D変換手段と上記判定手段との間に挿入して設けられ、上記A/D変換手段から出力される信号をスペクトラム信号にフーリエ変換して上記判定手段に出力するフーリエ変換手段をさらに備え、
上記格納手段は上記複数の無線通信システムにそれぞれ対応する複数のスペクトラム信号を格納し、
上記判定手段は上記フーリエ変換手段から出力されるスペクトラム信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数のスペクトラム信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定することを特徴とする。
In the multi-mode wireless communication apparatus, the determination unit is provided by being inserted between the A / D conversion unit and the determination unit, and the signal output from the A / D conversion unit is Fourier-transformed into a spectrum signal. Further comprising Fourier transform means for outputting to
The storage means stores a plurality of spectrum signals respectively corresponding to the plurality of wireless communication systems,
The determination unit compares the spectrum signal output from the Fourier transform unit with a plurality of spectrum signals corresponding to the plurality of radio communication systems stored in the storage unit, and receives the radio signal received by the antenna element. It is determined which of the plurality of wireless communication systems is a wireless signal of the plurality of wireless communication systems.
また、上記マルチモード無線通信装置において、上記各無線回路は、
上記アンテナ素子により受信された無線信号を帯域通過ろ波して出力する第1の帯域通過フィルタと、
上記帯域通過フィルタから出力される無線信号を増幅する高周波増幅器と、
所定の局部発振信号を発生する局部発振器と、
上記高周波増幅器から出力される無線信号と上記局部発振器からの局部発振信号とを混合することにより所定の低域変換信号に周波数変換して出力する混合器と、
上記混合器から出力される低域変換信号を帯域通過ろ波して出力する第2の帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする。
In the multimode wireless communication apparatus, each of the wireless circuits is
A first band-pass filter for band-pass filtering and outputting a radio signal received by the antenna element;
A high frequency amplifier for amplifying a radio signal output from the band pass filter;
A local oscillator for generating a predetermined local oscillation signal;
A mixer that converts the frequency of the radio signal output from the high-frequency amplifier and the local oscillation signal from the local oscillator into a predetermined low-frequency conversion signal and outputs the resultant signal;
And a second band-pass filter that outputs the low-frequency conversion signal output from the mixer by band-pass filtering.
さらに、上記マルチモード無線通信装置において、上記局部発振器から出力される局部発振信号を分配して上記各無線回路の混合器に出力する分配器を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the multimode wireless communication apparatus further includes a distributor that distributes a local oscillation signal output from the local oscillator and outputs the signal to a mixer of each of the wireless circuits.
またさらに、上記マルチモード無線通信装置において、上記デジタル信号処理回路は、
上記A/D変換手段から出力される無線デジタル信号を帯域通過ろ波して出力するデジタル帯域通過フィルタと、
上記デジタル帯域通過フィルタから出力される無線デジタル信号を増幅して出力する増幅器と、
所定の局部発振信号を発生する局部発振器と、
上記増幅器から出力される無線デジタル信号を、上記局部発振器からの局部発振信号と混合することにより低域変換デジタル信号に周波数変換して出力する混合器と、
上記混合器から出力される低域変換デジタル信号をデジタル復調して復調後のベースバンドデジタル信号を出力するデジタル復調器とを備えたことを特徴とする。
Still further, in the multi-mode wireless communication device, the digital signal processing circuit is
A digital band-pass filter for band-pass filtering and outputting a wireless digital signal output from the A / D conversion means;
An amplifier that amplifies and outputs a wireless digital signal output from the digital bandpass filter;
A local oscillator for generating a predetermined local oscillation signal;
A mixer that converts the radio digital signal output from the amplifier into a low-frequency conversion digital signal by mixing with a local oscillation signal from the local oscillator, and outputs the signal.
And a digital demodulator that digitally demodulates the low-frequency converted digital signal output from the mixer and outputs a demodulated baseband digital signal.
上記マルチモード無線通信装置において、上記アンテナ素子に代えて複数のアンテナ素子を備え、
上記複数のアンテナ素子により受信された各無線信号の電力値を検出し、最大の電力値を有する無線信号を受信したアンテナ素子を選択し、上記選択したアンテナ素子により受信した無線信号を出力する別のスイッチ手段を備えたことを特徴とする。
In the multi-mode wireless communication device, a plurality of antenna elements instead of the antenna element,
The power value of each radio signal received by the plurality of antenna elements is detected, the antenna element receiving the radio signal having the maximum power value is selected, and the radio signal received by the selected antenna element is output. The switch means is provided.
また、上記マルチモード無線通信装置において、上記アンテナ素子に代えて複数のアンテナ素子を備え、
上記複数のアンテナにより受信された各無線信号に対してそれぞれ所定の増幅度で増幅しかつ所定の移相量だけ移相して出力する複数の可変増幅移相手段と、
上記各可変増幅移相手段から出力される各無線信号を同相合成して合成後の無線信号を出力する信号合成器と、
上記複数のアンテナ素子により受信された各無線信号を検波して各無線信号の振幅と位相を検出し、上記信号合成器から出力される無線信号が最大比合成されるように、上記複数の可変増幅移相手段の増幅度及び移相量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
The multimode wireless communication apparatus includes a plurality of antenna elements instead of the antenna elements,
A plurality of variable amplification phase shifting means for amplifying each of the radio signals received by the plurality of antennas with a predetermined amplification degree and shifting the phase by a predetermined phase shift amount;
A signal synthesizer that outputs the radio signal after synthesis by synthesizing each radio signal output from each of the variable amplification phase shifting means;
The plurality of variable signals are detected so that the radio signals received by the plurality of antenna elements are detected to detect the amplitude and phase of each radio signal and the radio signals output from the signal synthesizer are combined in a maximum ratio. And a control means for controlling the amplification degree and the amount of phase shift of the amplification phase shift means.
さらに、上記マルチモード無線通信装置において、上記アンテナ素子に代えて複数のアンテナ素子を備え、
上記複数のアンテナにより受信された各無線信号に対してそれぞれ所定の増幅度で増幅しかつ所定の移相量だけ移相して出力する複数の可変増幅移相手段と、
上記各可変増幅移相手段から出力される各無線信号を同相合成して合成後の無線信号を出力する信号合成器と、
上記信号合成器から出力される合成後の無線信号が実質的に最大となるように、上記複数の可変増幅移相手段の増幅度及び移相量を適応制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
Furthermore, in the multi-mode wireless communication apparatus, a plurality of antenna elements are provided instead of the antenna elements,
A plurality of variable amplification phase shifting means for amplifying each of the radio signals received by the plurality of antennas with a predetermined amplification degree and shifting the phase by a predetermined phase shift amount;
A signal synthesizer that outputs the radio signal after synthesis by synthesizing each radio signal output from each of the variable amplification phase shifting means;
Control means for adaptively controlling the amplification degree and the amount of phase shift of the plurality of variable amplification phase shift means so that the combined radio signal output from the signal synthesizer is substantially maximized. Features.
またさらに、上記マルチモード無線通信装置において、上記格納手段は、参照信号を書き換える機能を備えたことを特徴とする。 Still further, in the multimode wireless communication apparatus, the storage means has a function of rewriting a reference signal.
またさらに、上記マルチモード無線通信装置において、デジタル信号処理回路は、復調回路を含むベースバンド信号処理のプログラムを含むプロセッサにより構成され、上記ベースバンド信号処理のプログラムを書き換える機能を備えたことを特徴とする。 Furthermore, in the multimode wireless communication apparatus, the digital signal processing circuit includes a processor including a baseband signal processing program including a demodulation circuit, and has a function of rewriting the baseband signal processing program. And
本発明に係るマルチモード無線通信装置によれば、複数の無線通信システムにおいて動作可能であって、複数の無線通信モードを切り換えて無線通信を行うマルチモード無線通信装置において、従来技術に比較して構成が簡単であり、製造コストを軽減できる。 According to the multi-mode wireless communication apparatus according to the present invention, in a multi-mode wireless communication apparatus that can operate in a plurality of wireless communication systems and performs wireless communication by switching a plurality of wireless communication modes, compared to the prior art. The configuration is simple and the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.
<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図であり、図2は図1の無線回路9a,9b,9c(総称して、符号9を付す。)の構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multi-mode wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a
当該第1の実施形態では、図1において、一例として3つの異なる無線通信システムM1,M2,M3(3つの無線通信モード)が利用可能なマルチモード無線通信装置であり、3つの異なる無線通信システムM1,M2,M3では互いに異なる無線周波数を使用している。このため、入力される無線信号の周波数帯は互いに異なるが、出力される中間周波信号(以下、IF信号という。)は実質的に同一のIF周波数を有する3つの無線回路9a,9b,9cを備えており、3つの無線通信システムM1,M2,M3のうちのどの1つの無線通信システムを使用するかについて、受信した無線信号をアナログ/デジタル変換(以下、A/D変換という。)した無線デジタル信号に基づき無線デジタル信号判定部3により判定して、当該無線デジタル信号判定部3による制御によりスイッチ4及び5を選択的に切り換えることにより、無線通信システム(無線通信モード)を選択的に切り換えることを特徴としている。
The first embodiment is a multi-mode wireless communication device that can use three different wireless communication systems M1, M2, and M3 (three wireless communication modes) as an example in FIG. M1, M2, and M3 use different radio frequencies. For this reason, although the frequency band of the input radio signal is different from each other, the output intermediate frequency signal (hereinafter referred to as an IF signal) includes three
図1において、アンテナ素子1により受信された無線アナログ信号はスイッチ4の共通端子に入力されるとともに、A/D変換器2に入力される。次いで、A/D変換器2は入力される無線アナログ信号を無線デジタル信号にA/D変換した後、無線デジタル信号判定部3に出力する。さらに、無線デジタル信号判定部3は、詳細後述するように、入力される無線デジタル信号に基づいて、参照信号メモリ7に格納された3つの無線通信システムM1,M2,M3(無線通信モード)の参照信号を読み出して参照して、受信した無線信号がいずれの無線通信システムであるかを判定し、判定した無線通信システムに基づいてスイッチ4及び5の切り換えを制御するとともに、その情報を信号処理部6に出力する。なお、無線デジタル信号判定部3の無線通信システムの判定は好ましくは無線通信の開始に先立って行う。
In FIG. 1, the wireless analog signal received by the
図2の無線回路9において、スイッチ4からの無線アナログ信号は、高周波帯域通過フィルタ10により対応する無線通信モードの所定の高周波帯域のみの信号を帯域通過ろ波された後、高周波増幅器11により増幅された後、混合器12に入力される。混合器12は入力された無線アナログ信号と、局部発振器13からの局部発振信号とを混合して所定のIF信号(低域変換信号である。)に周波数変換(低域周波数変換)してIF帯域通過フィルタ14を介してスイッチ5に出力する。図2の無線回路9においては、1段での周波数変換回路を図示しているが、複数段の周波数変換回路であってもよい。
In the wireless circuit 9 of FIG. 2, the wireless analog signal from the
図3は図1の無線デジタル信号判定部3によって実行される無線デジタル信号判定処理を示すフローチャートであり、図3はその処理の一例を図示したものである。
FIG. 3 is a flowchart showing a wireless digital signal determination process executed by the wireless digital
まず、アンテナ素子1で受信された無線アナログ信号は、図1に示すように、標本化及び量子化を行うA/D変換器2により無線デジタル信号にA/D変換された後、無線デジタル信号判定部3に入力される(図3のステップS1)。ここで、A/D変換器2における標本化周波数fnは、本実施形態に係るマルチモード無線通信装置が取り扱う最高無線周波数fmaxの2倍以上の周波数であり、好ましくは、標本化周波数fnは最高無線周波数fmaxの4倍以上である。一方、参照信号メモリ7には、3つの無線通信システムM1,M2,M3の無線信号の時間波形が記録されており、無線デジタル信号判定部3より参照される(図3のステップS2)。無線デジタル信号判定部3では、A/D変換器2により量子化及び標本化されたA/D変換後の無線デジタル信号x(t)と、参照信号メモリ7に格納された参照信号(r1(t),r2(t),r3(t):それぞれ無線通信システムM1,M2,M3の各参照信号)との比較を行う(図3のステップS3)。無線デジタル信号判定部3での比較の結果、無線デジタル信号x(t)と、参照信号r1(t),r2(t),r3(t)との残差の絶対値|x(t)−r(t)|が所定のしきい値C0以下であるときに(図3のステップS3でYES)、受信した無線アナログ信号がそれに対応する無線通信システムにおける無線アナログ信号と判断し、その無線通信システムに対応した無線回路(9a,9b,9cのうちの1つ)を、スイッチ4とスイッチ5によりそれぞれアンテナ素子1と信号処理部6との間に接続し(図3のステップS6)、さらに、判定された無線通信システムの情報を信号処理部6に伝達して無線通信システムに対応した復調処理等のベースバンド処理を行う(図3のステップS7)。
First, the wireless analog signal received by the
一方、上記残差の絶対値が上記しきい値C0を超えるとき(図3のステップS3でNO)にすべての参照信号を取得していないとき(図3のステップS4でNO)、無線デジタル信号判定部3は次の参照信号を取得し(図3のステップS2)無線デジタル信号x(t)との比較をさらに行う(図3のステップS3)。すなわち、図3の判定処理では、まず、参照信号r1(t)を参照信号メモリ7から読み出して残差の絶対値が上記しきい値C0以下にならない場合に、次の参照信号r2(t)を参照信号メモリ7から読み出して残差の絶対値を計算し、その残差の絶対値が上記しきい値以下にならない場合に、さらに、参照信号r3(t)を参照信号メモリ7から読み出して比較を行う。すべての参照信号について計算した残差の絶対値が上記しきい値以下にならないときは(図3のステップS4でYES)、無線デジタル信号判定部3は、スイッチ4とスイッチ5を接点d側に切り換えて、すべての無線回路9a,9b,9cをアンテナ素子1及び信号処理部6から切断する(図3のステップS5)。
On the other hand, when the absolute value of the residual exceeds the threshold value C0 (NO in step S3 in FIG. 3), when all reference signals are not acquired (NO in step S4 in FIG. 3), the wireless digital signal The
ここで、しきい値C0は無線通信システムと使用される環境により異なるが、例えば10%(規格化した最大値に対して0.1)を選択することが好ましい。 Here, the threshold value C0 varies depending on the wireless communication system and the environment in which it is used, but it is preferable to select, for example, 10% (0.1 relative to the standardized maximum value).
なお、例えば、無線デジタル信号判定部3が複数の参照信号を参照信号メモリ7から取得可能で並列演算が可能なデジタル計算機である場合には、1度に判定することが可能になり無線システムの判定時間を短縮できる。
For example, when the wireless digital
例えば、無線通信システムM1の電波が当該マルチモード無線通信装置に到来した場合、アンテナ素子1により受信した無線アナログ信号をA/D変換器2により無線デジタル信号(x(t))に変換する。無線デジタル信号判定部3により、x(t)と参照信号r1(t)、r2(t)、r3(t)と比較を行うと、r1(t)との残差がC0以下となる。このとき、無線デジタル信号判定部3により、スイッチ4とスイッチ5は無線回路9aをアンテナ素子1と信号処理部6と接続し、信号処理部6では無線通信システムM1に対応した復調処理を実行して、受信した無線アナログ信号から復調された音声データや画像データなどが信号処理部6から外部回路に出力される。
For example, when radio waves of the wireless communication system M1 arrive at the multimode wireless communication apparatus, the wireless analog signal received by the
アンテナ素子1で受信された無線アナログ信号の位相と振幅は、マルチモード無線通信装置と無線基地局(中継局も含む)の位置により異なる。さらに、マルチモード無線通信装置が動かない場合においても周囲環境の変化により、受信信号の位相と振幅は時間と共に変化する。これにより、無線デジタル信号判定部3に入力される無線デジタル信号の振幅と位相も時間と共に変化する。しかしながら、参照信号はすべての位相と振幅の参照信号を用意できるわけではない。すなわち、検出した無線デジタル信号の振幅と位相を参照信号にあわせる必要がある。そこで、無線デジタル信号判定部3においては、無線デジタル信号x(t)に、振幅と位相の成分を持ったウエイト(又は重み係数)w(t)を乗算する。このウエイトw(t)を無線デジタル信号に掛けたものと参照信号との残差を参照信号r(t)と比較する。このとき残差e(t)は次式により得られる。好ましくは、参照信号r(t)と無線デジタル信号x(t)はそれぞれの最大値で規格化(それぞれの最大値は1)されていることが好ましい。これにより、計算による誤差や、無線デジタル信号判定部3のデジタル計算機にかかる負荷を軽減できる。
The phase and amplitude of the wireless analog signal received by the
[数1]
e(t)=r(t)−w(t)×x(t) (式1)
[Equation 1]
e (t) = r (t) −w (t) × x (t) (Formula 1)
ここで、e(t)は正又は負の値をとる。そこで、しきい値C0との比較の際には、次式に示すようにe(t)の絶対値か、2乗した値(e(t))2との比較を行う。 Here, e (t) takes a positive or negative value. Therefore, when comparing with the threshold value C0, the absolute value of e (t) or the squared value (e (t)) 2 is compared as shown in the following equation.
[数2]
|e(t)|≦C0 (式2)
[数3]
(e(t))2≦(C0)2 (式3)
[Equation 2]
| E (t) | ≦ C0 (Formula 2)
[Equation 3]
(E (t)) 2 ≦ (C0) 2 (Formula 3)
次に、ウエイトを求める方法について示す。ウエイトを求める方法にはいくつか方法があるが、ここでは、最急降下法(LMS:Least Means Squares)を用いた例を示す。これは、式1により求めたe(t)の2乗した値の最小値を漸化的(繰り返し計算)に求める方法である。すなわち、(m+1)回目の繰り返し計算により得られたウエイトw(t,m+1)はm回目のウエイトw(t,m)を用いて次式により得られる。
Next, a method for obtaining the weight will be described. There are several methods for obtaining the weight. Here, an example using the Least Means Squares (LMS) is shown. This is a method of recursively (repetitively calculating) the minimum value of the squared values of e (t) obtained by
[数4]
w(t,m+1)=w(t,m)+u×x(t)×e(t,m) (式4)
[Equation 4]
w (t, m + 1) = w (t, m) + u × x (t) × e (t, m) (Formula 4)
ここで、uはステップサイズと呼ばれ、ステップサイズuが大きいとウエイトが最小値に収束する繰り返し計算回数が少なくなるという利点があるが、ステップサイズuが大き過ぎると最小値付近で振動してしまうという欠点がある。従って、ステップサイズuの選定にはシステムにより十分注意する必要がある。逆に、ステップサイズuを小さくすることによりウエイトは安定して最小値に収束する。しかしながら、繰り返し計算回数は増加する。繰り返し計算数が増加するとウエイトを求めるのに時間がかかる。仮にウエイト算出時間が無線システムの切り換え時間よりも遅い場合には、このウエイトによる無線システムの判定は不可能となる。しかしながら、一般に、無線通信システムM1,M2,M3の切り換えは頻繁に起こらないことが予想されるため、ステップサイズuを決定する場合にはできるだけ高速かつ安定な収束の条件を選ぶ必要がある。また、残差e(t,m)は次式により定義される。 Here, u is called a step size. If the step size u is large, there is an advantage that the number of iterations for the weight to converge to the minimum value is reduced. However, if the step size u is too large, it vibrates near the minimum value. There is a disadvantage that it ends up. Therefore, it is necessary to pay sufficient attention to the selection of the step size u by the system. Conversely, by reducing the step size u, the weight stably converges to the minimum value. However, the number of repeated calculations increases. As the number of repeated calculations increases, it takes time to obtain the weight. If the weight calculation time is later than the switching time of the wireless system, the wireless system cannot be determined by this weight. However, in general, switching between the radio communication systems M1, M2, and M3 is expected not to occur frequently. Therefore, when determining the step size u, it is necessary to select a convergence condition that is as fast and stable as possible. Further, the residual e (t, m) is defined by the following equation.
[数5]
e(t,m)=r(t)−w(t,m)×x(t) (式5)
[Equation 5]
e (t, m) = r (t) −w (t, m) × x (t) (Formula 5)
この式5の残差e(t,m)を用いて式2又は式3の条件を満足した場合に受信した無線アナログ信号がどの無線通信システムかを判定することができる。ウエイトを求めるための最大繰り返し計算回数Nmaxは、ウエイト算出時間が無線システムの切り換え時間よりも遅くならないように設定する。
Using the residual e (t, m) of
ここでは、一例として最急降下法に基づく無線通信システムの判定法を説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、より高速で判定が可能なRLS(Recursive Least-Squares)方法、SMI(Sample Matrix inversion)方法を用いることも可能である。この方法により判定は早くなるが、無線デジタル信号判定部3における計算が複雑になる。
Here, the determination method of the wireless communication system based on the steepest descent method has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, for example, an RLS (Recursive Least-Squares) method, SMI (Sample Matrix inversion) method can also be used. Although this method makes the determination faster, the calculation in the wireless digital
以上に示したように、本実施形態のマルチモード無線通信装置によれば、簡単な構成で複数の無線通信システムを切り換え可能な無線機を実現することができる。また、スイッチ4とスイッチ5に無線回路9が連動している場合、3つの無線回路を常に動作させる必要が無いために消費電力の軽減効果もある。
As described above, according to the multimode wireless communication apparatus of the present embodiment, it is possible to realize a wireless device that can switch a plurality of wireless communication systems with a simple configuration. Further, when the radio circuit 9 is linked to the
なお、本実施形態においては、3つの無線通信システムM1,M2,M3と、3つの無線回路9a,9b,9cがある場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、マルチモード無線通信装置が利用する無線通信システムが2つの場合、又は4つ以上の複数の場合も可能である。
In the present embodiment, the case where there are three wireless communication systems M1, M2, and M3 and three
なお、本実施形態においては、図3に示すように、順次参照信号r(t)を参照信号メモリ7から読み出して取得し無線通信システムを判定する手順を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、並列比較が可能な無線デジタル信号判定部3を用いることにより、一度にすべての無線通信システムとの判定が可能になる。この場合、図3の無線デジタル信号判定処理においてステップS4からステップS2への手順が無くなる。この構成にすることにより、判定の高速化が可能になり、リアルタイムの制御が可能になる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the procedure for sequentially reading out and acquiring the reference signal r (t) from the
図4は、1の実施形態の第1の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。上述の第1の実施形態においては、3つの無線通信システムM1,M2,M3と、3つの無線回路9a,9b,9cがある場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば、マルチモード無線通信装置が利用する無線通信システムが複数ある場合においても、周波数が同じ場合や、周波数が異なる複数の無線通信システムの場合においても広帯域に渡り動作する広帯域無線回路9Aを使用できる場合、図4に示すように、スイッチ4及び5を設けず、1つの広帯域無線回路9Aを設ける。ここで、無線デジタル信号判定部3aはスイッチ4及び5を制御する必要がないことを除いて無線デジタル信号判定部3と同様に動作する。この構成にすることにより、スイッチ4とスイッチ5が不要になり、部品点数の削減により装置を小型化できる。また、スイッチ4,5の動作電力も不要となり消費電力の削減の効果もある。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a first modification of one embodiment. In the first embodiment described above, the case where there are three wireless communication systems M1, M2, and M3 and three
図5は、第1の実施形態の第2の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。上述の第1の実施形態においては、アナログの無線回路9a,9b,9cにより構成されたマルチモード無線通信装置を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば、図5に示すように、アンテナ素子1から受信した信号をA/D変換器2により無線デジタル信号に変換した信号をデジタル信号処理回路22により直接にデジタル信号処理してもよい。すなわち、デジタル信号処理回路22は、図4の広帯域無線回路9Aと信号処理部6とを一体化して構成できる。ここで、無線デジタル信号判定部3bはスイッチ4及び5を制御する必要がなくかつデジタル信号処理回路22を同様に制御することを除いて無線デジタル信号判定部3と同様に動作する。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a second modification of the first embodiment. In the first embodiment described above, the multi-mode wireless communication apparatus configured by the
図6は図5のデジタル信号処理回路22の構成を示すブロック図である。図6において、A/D変換器2からの無線デジタル信号はデジタル帯域通過フィルタ23に入力される。デジタル帯域通過フィルタ23は、例えば、FIRフィルタ(Finite Impulse Response)やIIRフィルタ(Infinite Impulse Response)等にて構成され、入力される無線デジタル信号に対して、高周波帯域通過フィルタ10と同様のろ波処理をデジタル処理で実行して、ろ波処理後の無線デジタル信号を高周波増幅器24を介して混合器25に出力する。混合器25は入力された無線デジタル信号と、局部発振器27からの局部発振信号とを混合して所定のIF信号に周波数変換した後、デジタル復調器26に出力する。デジタル復調器26は入力されるIF信号をデジタル復調して出力する。以上のように構成することにより、回路規模の小型化により無線通信装置を小型化できる。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the digital
図7は図5のマルチモード無線通信装置の一部回路の変形の構成を示すブロック図である。上述の第1の実施形態においては、アンテナ素子1で受信した信号をA/D変換器2により無線デジタル信号に変換し、無線信号の時間波形により無線デジタル信号判定部3による判定を行っている。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば、図7に示すように、A/D変換器2から出力された時間波形の無線デジタル信号を離散フーリエ変換器27により周波数領域のスペクトラムに離散フーリエ変換して、無線デジタル信号判定部3cにより無線システムを判定する構成にすることも可能である。このとき、参照信号メモリ7には、無線システムM1,M2,M3毎の参照信号のスペクトラムが格納されている。また、無線デジタル信号判定部3cはスイッチ4及び5を制御する必要がなく、デジタル信号処理回路22を同様に制御し、周波数領域のスペクトラムに基づいて無線通信システムM1,M2,M3を判定することを除いて無線デジタル信号判定部3と同様に動作する。以上のように構成することにより、当該マルチモード無線通信装置で利用可能な複数の無線通信システムが異なる周波数を使用している場合に判定がきわめて容易になるという利点がある。
FIG. 7 is a block diagram showing a modified configuration of a partial circuit of the multimode wireless communication apparatus of FIG. In the first embodiment described above, the signal received by the
図8は、図6のデジタル信号処理回路22の一部回路の変形例の構成を示すブロック図である。上述の第1の実施形態においては、各無線回路9a,9b,9c毎に混合器12と局部発振器13を備えた構成にしている。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば、図8に示すように信号分配器28により1つの局部発振器13からの局部発振信号を分配して使用してもよい。この場合、局部発振器13の数を減らすことが可能になり消費電力の低減効果がある。また、すべての無線回路9a,9b,9cの各混合器12へ入力される局部発振信号を1つの局部発振器13からの局部発振信号を分配する必要はなく、場合によっては2つの混合器13への入力信号のみを1つの局部発振器13からの局部発振信号を分配して使用してもよい。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a modification of a partial circuit of the digital
さらに、図1における信号処理部6の前段においてA/D変換器を備え、図5のデジタル信号処理回路22と同様に、デジタル信号処理により信号処理を行うように構成してもよい。以上のように構成することにより、回路全体のIC化が可能になりマルチモード無線通信装置の小型化、低下価格化が可能になる。
Furthermore, an A / D converter may be provided in the previous stage of the
<第2の実施形態>
図9は本発明の第2の実施形態に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。第2の実施形態に係るマルチモード無線通信装置は、図1のマルチモード無線通信装置に比較して、以下の点が異なる。
(1)無線アナログ信号をA/D変換するA/D変換器2に代えて、無線回路9a,9b,9cからのIF信号をA/D変換するA/D変換器2Aを設けた。
(2)無線デジタル信号に対応する参照信号を格納する参照信号メモリ7に代えて、無線デジタル信号から周波数変換したIF信号に対応する参照信号を格納する参照信号メモリ7Aを設けた。
(3)無線デジタル信号に基づいて無線通信システムを判定する無線デジタル信号判定部3に代えて、A/D変換器2AからのIF信号に基づいて無線通信システムを判定するIFデジタル信号判定部3Aを設けた。
<Second Embodiment>
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to the second embodiment of the present invention. The multimode wireless communication apparatus according to the second embodiment is different from the multimode wireless communication apparatus of FIG. 1 in the following points.
(1) Instead of the A /
(2) In place of the
(3) Instead of the wireless digital
図9に図示した第2の実施形態においても、一例として3つの異なる無線通信システムM1,M2,M3が利用可能なマルチモード無線通信装置であり、3つの異なる無線通信システムM1,M2,M3では異なる無線周波数を使用する例を示している。このため、3つの無線回路9a,9b,9cを備えている。
Also in the second embodiment illustrated in FIG. 9, as an example, it is a multi-mode wireless communication apparatus that can use three different wireless communication systems M1, M2, and M3. In the three different wireless communication systems M1, M2, and M3, An example using different radio frequencies is shown. For this reason, three
次いで、図9を参照して、第2の実施形態に係るマルチモード無線通信装置の動作について以下に説明する。 Next, the operation of the multimode wireless communication apparatus according to the second embodiment will be described below with reference to FIG.
まず、スイッチ4により無線回路9aをアンテナ素子1と接続し、スイッチ5によりA/D変換器2に接続する。これにより、アンテナ素子1で受信された無線アナログ信号は無線回路9aによりIFアナログ信号に変換される一方、A/D変換器2によりIFデジタル信号に変換される。このIFデジタル信号についてIFデジタル信号判定部3Aで無線通信システムM1,M2,M3の判定を行う。判定の方法は、第1の実施形態のマルチモード無線通信装置と同様であり、参照信号メモリ7Aに格納され、各無線通信システムM1,M2,M3のIFデジタル信号に対応する参照信号を参照して行う。判定を行った結果、無線通信システムM1と判定された場合は、スイッチ4とスイッチ5をそのまま接続し、さらに判定された無線通信システムM1の情報を信号処理部6に伝達し無線通信システムM1に対応した復調等のベースバンド処理を信号処理部6において行う。逆に、無線通信システムM1と異なる場合は、スイッチ4とスイッチ5を無線回路9bに接続して、無線通信システムM2に対する判定を行う。判定を行った結果、無線通信システムM2と判定された場合は、スイッチ4とスイッチ5をそのまま接続し、さらに判定された無線通信システムM2の情報を信号処理部6に伝達し無線通信システムM1に対応した復調等のベースバンド処理を信号処理部6において行う。さらに異なる場合はスイッチ4とスイッチ5を無線回路9cに接続して、無線通信システムM3に対する判定を行う。無線通信システム3Mと判定された場合は、スイッチ4とスイッチ5をそのまま接続し、その無線通信システムM3の情報を信号処理部6に伝達し無線通信システムM3に対応した復調等のベースバンド処理を行う。しかしながら、すべて異なる場合は、スイッチ4とスイッチ5を接点d側に切り換えてすべての無線回路9a,9b,9cから切り離す。
First, the
以上に示したように、第2の実施形態のマルチモード無線通信装置によれば、簡単な構成で複数の無線通信システムを切り換え可能な無線機を実現することができる。上述の第1の実施形態のマルチモード無線通信装置の場合、利用される無線通信システムM1,M2,M3の中で最も高い無線周波数の2倍以上の速度でA/D変換を行うことができるA/D変換器2が必要である。しかしながら、高速通信が利用可能なマイクロ波帯やミリ波帯を利用した無線通信システムでは、周波数が数GHz〜数十GHzに及ぶために非常に高速なA/D変換器2が必要である。このような高速なA/D変換器2は非常に高価であり、また、サイズも大きい。従って、低周波数変換されたIF信号をデジタル信号化して判定する本実施形態は、特にA/D変換器2Aの低価格化と小型化に適している。また、スイッチ4とスイッチ5に無線回路9a,9b,9cが連動している場合、3つの無線回路9a,9b,9cを常に動作させる必要が無いために消費電力の軽減効果もある。
As described above, according to the multimode wireless communication apparatus of the second embodiment, it is possible to realize a wireless device capable of switching a plurality of wireless communication systems with a simple configuration. In the case of the multimode wireless communication apparatus of the first embodiment described above, A / D conversion can be performed at a speed that is at least twice as fast as the highest wireless frequency among the wireless communication systems M1, M2, and M3 used. An A /
以上の第2の実施形態においては、3つの無線通信システムM1,M2,M3があり、3つの無線回路9a,9b,9cがある場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、マルチモード無線通信装置が利用する無線通信システムが2つの場合、もしくは4つ以上の複数の場合も可能である。
In the above second embodiment, the case where there are three wireless communication systems M1, M2, and M3 and three
以上の第2の実施形態においては、順次参照信号を取得し無線通信システムM1,M2,M3を判定するが、本発明はこれに限らず、例えば、並列比較が可能なIFデジタル信号判定部3Aを用いることにより、一度にすべての無線通信システムM1,M2,M3との判定が可能になる。以上のように構成することにより、判定の高速化が可能になり、リアルタイムの制御が可能になる。
In the above second embodiment, the wireless communication systems M1, M2, and M3 are sequentially determined by acquiring reference signals sequentially. However, the present invention is not limited to this, for example, an IF digital
図10は第2の実施形態の第1の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。上述の第2の実施形態においては、3つの無線通信システムM1,M2,M3があり3つの無線回路9a,9b,9cがある場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、マルチモード無線通信装置が利用する無線通信システムが複数ある場合においても、周波数が同じ場合や、周波数が異なる複数の無線通信システムの場合においても広帯域に渡り動作する広帯域無線回路9Aを使用できる場合、図10に示すように、広帯域無線回路9Aが1つである場合も可能である。この場合においては、スイッチ4及び5を設ける必要がなく、これに伴い、IFデジタル信号判定部3Aaもスイッチ4及び5を制御する必要がないことを除いて、IFデジタル信号判定部3Aと同様に動作する。以上のように構成することにより、スイッチ4とスイッチ5が不要になり、部品点数の削減により無線通信装置を小型化できる。また、スイッチ4及び5の動作電力も不要となり消費電力の削減の効果もある。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a first modification of the second embodiment. In the second embodiment described above, the case where there are three wireless communication systems M1, M2, and M3 and three
図11は第2の実施形態の第2の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。上述の第2の実施形態においては、アナログのIF回路により構成されたマルチモード無線通信装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、図11に示すように、無線回路9a,9b,9cからのIFアナログ信号をA/D変換器2AによりA/D変換したIFデジタル信号をデジタル信号処理回路22により直接にデジタル信号処理することも可能である。デジタル信号処理回路22は、例えば、図6に示す構成を有する。ここで、IFデジタル信号判定部3Abは、信号処理部6に代えてデジタル信号処理回路22を制御することを除いて、IFデジタル信号判定部3Aと同様に動作する。以上のように構成することにより、回路規模の小型化により無線通信装置を小型化できる。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a second modification of the second embodiment. In the above-described second embodiment, the multi-mode wireless communication device configured by the analog IF circuit has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and as illustrated in FIG. , 9b, and 9c can be directly digitally processed by the digital
図12は第2の実施形態の第3の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。上述の第2の実施形態において、マルチモード無線通信装置が利用する無線通信システムが複数ある場合においても、周波数が同じ場合や、周波数が異なる複数の無線通信システムの場合においても広帯域に渡り動作する広帯域無線回路9Aを使用できる場合、図12に示すように、広帯域無線回路9Aを1つのみ設ければよい。このとき、IFデジタル信号判定部3Acは、スイッチ4及び5を制御する必要がないことを除き、IFデジタル信号判定部3Abと同様に動作する。以上のように構成することにより、スイッチ4とスイッチ5が不要になり、部品点数の削減により無線通信装置を小型化できる。また、スイッチ4及び5の動作電力も不要となり消費電力の削減の効果もある。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a third modification of the second embodiment. In the second embodiment described above, even when there are a plurality of wireless communication systems used by the multi-mode wireless communication apparatus, even when there are a plurality of wireless communication systems having the same frequency or different frequencies, the operation is performed over a wide band. When the
以上の第2の実施形態においては、IF信号の時間波形により無線デジタル信号判定部3Aによる判定を行っているが、本発明はこれに限らず、例えば、図7の変形例と同様に、IFデジタル信号の周波数領域のスペクトラムに基づいて無線通信システムM1,M2,M3の判定を行ってもよい。以上のように構成することにより、当該マルチモード無線通信装置で利用可能な複数の無線通信システムが異なる周波数を使用している場合に判定がきわめて容易になるという利点がある。
In the second embodiment described above, the determination by the wireless digital
以上の第2の実施形態においては、各無線回路9a,9b,9c毎に混合器12と局部発振器13を備えた構成にしているが、本発明はこれに限らず、例えば、図8の変形例に示すように、信号分配器28により1つの局部発振器27からの局部発振信号を分配して使用してもよい。この場合、局部発振器27の数を減らすことが可能になり消費電力の低減効果が得られる。また、すべての無線回路9a,9b,9cの混合器25へ入力される無線アナログ信号を1つの局部発振器27の局部発振信号を分配する必要はなく、場合によっては2つの混合器25への入力信号のみを1つの局部発振器27からの信号を分配して使用してもよい。
In the second embodiment described above, the
図13は、第2の実施形態の第4の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。上述の第2の実施形態においては、スイッチ4とスイッチ5により切り換える構成としているが、本発明はこれに限らず、例えば、図13に示すように、スイッチ4に代えて信号分配器29を設け、スイッチ5に代えて信号合成器30を設けてもよい。この場合、無線デジタル信号判定部3Acには、各IF周波数を検出するためのデジタルフィルタを備える必要がある。当該デジタルフィルタは、例えば、FIRフィルタ(Finite Impulse Response)やIIRフィルタ(Infinite Impulse Response)等により構成することができる。以上のように構成することにより、無線周波数帯で動作可能なスイッチ4及び5を削減し、より簡単な構造の信号合成器29や信号分配器30を使用することができる。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a fourth modification of the second embodiment. In the above-described second embodiment, the
<第3の実施形態>
図14は本発明の第3の実施形態に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。第3の実施形態に係るマルチモード無線通信装置が、図9の第2の実施形態に係るマルチモード無線通信装置に比較して以下の点が異なる。
(1)信号処理部6に代えて、各無線回路9a,9b,9cの後段にそれぞれ信号処理部6a,6b,6cを設けた。
(2)各信号処理部6a,6b,6cの後段にスイッチ5及び、復調後のベースバンド信号をA/D変換するA/D変換器2Bを設けた。
(3)参照信号メモリ7Aに代えて、各無線通信システムM1,M2,M3のベースバンドの参照信号を格納する参照信号メモリ7Bを設けた。
(4)IFデジタル信号判定部3Aに代えて、各無線通信システムM1,M2,M3のベースバンドデジタル信号に基づいて無線通信システムM1,M2,M3の判定を行うベースバンドデジタル信号判定部3Bを設けた。
<Third Embodiment>
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention. The multimode wireless communication apparatus according to the third embodiment differs from the multimode wireless communication apparatus according to the second embodiment of FIG. 9 in the following points.
(1) Instead of the
(2) The
(3) Instead of the
(4) Instead of the IF digital
図14の第3の実施形態においても、一例として3つの異なる無線通信システムM1,M2,M3が利用可能なマルチモード無線通信装置であり、3つの異なる無線通信システムM1,M2,M3では異なる無線周波数を使用する例を示している。このため、3つの無線回路9a,9b,9cと、3つの信号処理部6a,6b,6cを備えている。
Also in the third embodiment of FIG. 14, as an example, it is a multi-mode wireless communication device that can use three different wireless communication systems M1, M2, and M3, and the three different wireless communication systems M1, M2, and M3 have different wireless connections. An example using frequency is shown. For this reason, three
次いで、図14を参照して、第3の実施形態に係るマルチモード無線通信装置の動作について以下に説明する。 Next, the operation of the multimode wireless communication apparatus according to the third embodiment will be described below with reference to FIG.
図14において、まず、スイッチ4により無線回路9aをアンテナ素子1と接続する。このときスイッチ5は信号処理部6aなどと切り離されている。これにより、アンテナ素子1で受信された無線アナログ信号は無線回路9aと信号処理部6aによりベースバンド信号に変換された後、A/D変換器2Bによりベースバンドデジタル信号に変換される。当該ベースバンドデジタル信号に基づいてベースバンドデジタル信号判定部3Bにおいて無線通信システムの判定を行う。判定の方法は、第1の実施形態のマルチモード無線通信装置と同様である。判定を行った結果、無線通信システムM1と判定された場合は、スイッチ4はそのまま接続し、スイッチ5を信号処理部6aに接続し、信号処理部6aからのベースバンド信号はスイッチ5の出力端子を介して外部回路に出力される。逆に、異なる場合はスイッチ4を無線回路9bに接続して、無線通信システムM2に対する判定を行う。その判定結果により、無線通信システムM2と判定された場合は、スイッチ4はそのまま接続し、スイッチ5を信号処理部6bに接続する。さらに異なる場合はスイッチ4を無線回路9cに接続して、無線通信システムM3に対する判定を行う。無線通信システムM3と判定された場合は、スイッチ4はそのまま接続し、スイッチ5を信号処理部6cに接続する。しかしながら、すべて異なる場合は、スイッチ4とスイッチ5をそれぞれ接点d側に切り換えてアンテナ素子1及び信号処理部6a,6b,6cから切り離す。
In FIG. 14, first, the
以上に示したように、本実施形態のマルチモード無線通信装置によれば、簡単な構成で複数の無線通信システムを切り換え可能な無線機を実現することができる。第1の実施形態のマルチモード無線通信装置の場合、利用される無線通信システムの中で最も高い無線周波数の2倍以上の早さでA/D変換を行うことができるA/D変換器2が必要である。しかしながら、高速通信が利用可能なマイクロ波帯やミリ波帯を利用した無線通信システムでは、周波数が数GHz〜数十GHzに及ぶために非常に高速なA/D変換器2が必要である。また、第2の実施形態においても、同様にIF周波数の最も高い無線周波数の2倍以上の早さでA/D変換を行うことができるA/D変換器2Aが必要である。IF周波数が高速な場合には、このような高速なA/D変換器2Aは非常に高価であり、また、サイズも大きい。従って、低周波数変換されたベースバンド信号をデジタル信号化して判定する本実施形態は、特にA/D変換器2Bの低価格化と小型化に適している。また、スイッチ4と無線回路9a,9b,9cが連動している場合、3つの無線回路9a,9b,9cを常に動作させる必要が無いために消費電力の軽減効果もある。
As described above, according to the multimode wireless communication apparatus of the present embodiment, it is possible to realize a wireless device that can switch a plurality of wireless communication systems with a simple configuration. In the case of the multimode wireless communication apparatus of the first embodiment, an A /
以上の第3の実施形態においては、3つの無線通信システムM1,M2,M3と、3つの無線回路9a,9b,9cがある場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、マルチモード無線通信装置が利用する無線通信システムが2つの場合、もしくは4つ以上の複数の場合も可能である。
In the above third embodiment, the case where there are three wireless communication systems M1, M2, and M3 and three
以上の実施形態においては、順次参照信号を取得し無線通信システムを判定する手順を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、並列比較が可能なデジタル計算機のベースバンドデジタル信号判定部3Bを用いることにより、一度にすべての無線通信システムM1,M2,M3の判定が可能になる。以上のように構成することにより、無線通信システムの判定の高速化が可能になり、リアルタイムの制御が可能になる。
In the above embodiment, the procedure for sequentially acquiring reference signals and determining a wireless communication system has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, baseband digital of a digital computer capable of parallel comparison By using the
図15は、第3の実施形態の第1の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。上述の第3の実施形態においては、アナログの信号処理部6a,6b,6cにより構成されアナログのベースバンド信号を出力するマルチモード無線通信装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図15に示すように、信号処理部6a,6b,6cからスイッチ5を介して出力されるアナログのベースバンド信号をA/D変換器2Bによりベースバンドデジタル信号に変換し、この信号を外部回路に出力するとともに、ベースバンドデジタル信号判定部3Bに出力してもよい。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a first modification of the third embodiment. In the above-described third embodiment, the multi-mode wireless communication apparatus configured by the analog
上述の第3の実施形態においては、ベースバンドデジタル信号の時間波形に基づいてベースバンドデジタル信号判定部3Bによる判定を行っているが、本発明はこれに限らず、例えば、図7の変形例に示すように、周波数領域のスペクトラムに基づいて無線通信システムM1,M2,M3の判定を行ってもよい。このとき、参照信号メモリ7Bには、無線システムM1,M2,M3毎の参照スペクトラムが格納されている。以上のように構成することにより、当該マルチモード無線通信装置で利用可能な複数の無線通信システムが異なる周波数を使用している場合に判定がきわめて容易になるという利点がある。
In the third embodiment described above, the determination by the baseband digital
上述の第3の実施形態においては、図2に示すように、無線回路9a,9b,9c毎に混合器12と局部発振器13を備えた構成にしているが、本発明はこれに限らず、例えば、図8に示すように、信号分配器28により1つの局部発振器13からの局部発振信号を分配して使用することも可能である。この場合、局部発振器13の数を減らすことが可能になり消費電力の低減効果が得られる。また、すべての無線回路9a,9b,9cの混合器12へ入力される信号を1つの局部発振器13からの局部発振信号を分配する必要はなく、場合によっては2つの混合器12への入力信号のみを1つの局部発振器13からの局部発振信号を分配して使用してもよい。
In the above-described third embodiment, as shown in FIG. 2, the
<他の変形例>
図16は、第1の実施形態の第3の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。以上の第1、第2及び第3の実施形態において、1つのアンテナ素子1が備えた場合を例にして説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図16に示すように、各無線通信システムM1,M2,M3毎にそれぞれアンテナ素子1a,1b,1cを備えてもよい。すなわち、アンテナ素子1及びスイッチ4に代えて、3つのアンテナ素子1a,1b,1cを備え、各アンテナ素子1a,1b,1cをそれぞれ直接に無線回路9a,9b,9cに接続する。以上のように構成することにより、スイッチ4や信号分配器30は不要になるという利点がある。また、無線通信システムM1,M2,M3毎に最適な放射特性を持つアンテナ素子1a,1b,1cを備えることができる。また、すべての無線通信システムM1,M2,M3毎にそれぞれアンテナ素子1a,1b,1cを備えるのではなく、一部のアンテナ素子のみを共通化してもよい。
<Other variations>
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a third modification of the first embodiment. In the above first, second, and third embodiments, the case where one
図17は第1の実施形態の第4の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。以上の第1、第2及び第3の実施形態において、各無線通信システムM1,M2,M3のためにそれぞれ複数のアンテナ素子1a,1b,1cを備え、設置位置が互いに異なる複数のアンテナ素子1a,1b,1cを用いたスペースダイバーシチを構成してもよい。以上のように構成することにより、高感度の受信特性が可能になる。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a fourth modification of the first embodiment. In the above first, second, and third embodiments, a plurality of
例えば、図17に示すように、複数のアンテナ素子1a,1b,1cと、スイッチ40と、3つの電力検出器51a,51b,51cと、電力比較を行うコントローラ41とを備えて構成できる。図17において、アンテナ素子1aで受信された無線アナログ信号はスイッチ40の接点aを介して広帯域無線回路9Aに出力されるとともに、電力検出器51aによりその電力値が検出され、そのデータがコントローラ41に出力される。また、アンテナ素子1bで受信された無線アナログ信号はスイッチ40の接点bを介して広帯域無線回路9Aに出力されるとともに、電力検出器51bによりその電力値が検出され、そのデータがコントローラ41に出力される。さらに、アンテナ素子1cで受信された無線アナログ信号はスイッチ40の接点cを介して広帯域無線回路9Aに出力されるとともに、電力検出器51cによりその電力値が検出され、そのデータがコントローラ41に出力される。コントローラ41は3つのアンテナ素子1a,1b,1cで受信された3つの無線アナログ信号の電力値を比較して最大の電力値を有する無線アナログ信号を受信したアンテナ素子を選択するようにスイッチ40を切り換える。以上のように構成することにより、安定した受信電力の取得が可能になる。
For example, as shown in FIG. 17, a plurality of
図18は第1の実施形態の第5の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。以上の第1、第2及び第3の実施形態において、図18に示すように、複数のアンテナ素子1a,1b,1cと、可変増幅器42a,42b,42c(正又は負の増幅度を有する増幅器であり、減衰器としても動作可能である。)と、可変移相器43a,43b,43cと、信号合成器45と、受信信号検波器52a,52b,52cと、コントローラ44とを備えて、最大比合成ダイバーシチアンテナ装置を構成することができる。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a fifth modification of the first embodiment. In the above first, second, and third embodiments, as shown in FIG. 18, a plurality of
図18において、各受信信号検波器52a,52b,52cによりそれぞれ各アンテナ素子1a,1b,1cで受信した無線アナログ信号の位相と振幅を検出してそのデータをコントローラ44に出力され、コントローラ44は、公知の適応制御方法を用いて、3つのアンテナ素子1a,1b,1cで受信した3つの無線アナログ信号を最大比合成するように、可変増幅器42a,42b,42cの増幅度と、可変移相器43a,43b,43cの移相量とを制御する。すなわち、各アンテナ素子1a,1b,1cからの無線アナログ信号に対して無線アナログ信号間の比の増幅又は減衰を可変増幅器42a,42b,42cにより与える一方、可変移相器43a,43b,43cにより、各アンテナ素子1a,1b,1cからの無線アナログ信号の位相を揃え同相合成を行う信号合成器45に出力する。さらに、信号合成器45は入力される3つの無線アナログ信号を最大比合成であって、同相合成した後、図1のスイッチ4及びA/D変換器2に出力する。以上のように構成することにより、安定した受信電力の取得が可能になる。
In FIG. 18, the received
図19は第1の実施形態の第6の変形例に係るマルチモード無線通信装置の構成を示すブロック図である。図1のスイッチ4の前段において、アンテナ素子1に代えて、図18のアンテナ素子1a,1b,1c、可変増幅器42a,42b,42c、可変移相器43a,43b,43c及び信号合成器45を備え、無線デジタル信号判定部3cは、無線通信システムの判定を行うとともに、信号合成器45からの無線アナログ信号が最大となるように、公知の適応制御方法を用いて、可変増幅器42a,42b,42cの各増幅度及び可変移相器43a,43b,43cの各移相量を適応制御することを特徴としている。これにより、アダプティブアレーアンテナ装置を構成している。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a multimode wireless communication apparatus according to a sixth modification of the first embodiment. In place of the
以上のように構成することにより、複数のアンテナ素子1a,1b,1cを用いた場合の第1、第2及び第3の実施形態及びその変形例において受信した無線アナログ信号の無線通信システムを判定するときに求めたウエイトの振幅と位相を可変増幅器42a,42b,42cと可変移相器43a,43b,43cにより与えることにより、所望波のみならず干渉波も受信した場合に干渉波を除去するアダプティブアレーアンテナ装置を実現できる。以上のように構成することにより、無線通信システムの判定のみならず、干渉波を除去することにより高品質の無線通信を実現することが可能になる。ここで、干渉波とはマルチパス環境において遅れて到来する遅延波や、所望波と同じ周波数では異なるベースバンド信号の到来波等のことである。
By configuring as described above, it is possible to determine the wireless communication system of the received wireless analog signal in the first, second, and third embodiments and the modified examples when a plurality of
図20は図11の変形例に係る無線回路9Bの構成を示すブロック図である。図11の構成において、図20に示すように、高周波増幅器11と混合器12との間に、可変増幅器42及び可変移相器43を挿入し、それらの増幅度及び移相量をコントローラ44により適応制御する。
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a radio circuit 9B according to a modification of FIG. In the configuration of FIG. 11, as shown in FIG. 20, a
図21は図20の第1の変形例に係る無線回路9Cの構成を示すブロック図である。図20の構成において、図21に示すように、高周波増幅器11と可変増幅器42とを一体化して、可変増幅器42で増幅処理をさせてもよい。これにより、部品点数を減らすことも可能である。
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a
図22は図20の第2の変形例に係る無線回路9Dの構成を示すブロック図である。図20の構成において、図22に示すように、IF帯域通過フィルタ14の後段において、可変増幅器42及び可変移相器43を挿入し、それらの増幅度及び移相量をコントローラ44により適応制御してもよい。
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a radio circuit 9D according to the second modification example of FIG. In the configuration of FIG. 20, as shown in FIG. 22, a
図23は図6の変形例に係るデジタル信号処理回路22Aの構成を示すブロック図である。図6の構成において、図23に示すように、高周波増幅器24と混合器25との間に、可変増幅器42及び可変移相器43を挿入し、それらの増幅度及び移相量をコントローラ44により適応制御してもよい。これにより、デジタル信号処理によるアダプティブ制御が可能になり、IC化による部品点数を削減できる。
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a digital
さらに、以上の実施形態及びその変形例において、参照信号メモリ7,7A,7Bに格納されている参照信号を、無線回線又は有線回線を介して所定のサーバ装置からダウンロードし、格納された参照信号を書き換える機能を参照信号メモリ7,7A,7B及びそのコントローラに持たせることも可能である。さらに、デジタル信号処理回路22は、複数の無線通信システムに対応した復調回路を含めたベースバンド信号処理のプログラムを含む、例えばデジタルシグナルプロセッサ(DSP)により構成され、当該デジタル信号処理回路22において、復調回路を含めたベースバンド信号処理のプログラムを書き換える機能を持たせてもよい。これにより、最新の通信システムの利用が可能になる。
Furthermore, in the above embodiment and its modifications, the reference signals stored in the
以上説明したように、本発明の実施形態及びその変形例によれば、従来技術に比較して簡単な構造で複数の無線システムを利用可能なマルチモード無線通信装置を実現できる。 As described above, according to the embodiment of the present invention and the modification thereof, it is possible to realize a multi-mode wireless communication apparatus that can use a plurality of wireless systems with a simple structure as compared with the prior art.
1,1a,1b,1c…アンテナ素子、
2,2A,2B…A/D変換器、
3,3a,3b,3c…無線デジタル信号判定部、
3A,3Aa,3Ac…IFデジタル信号判定部、
3B…ベースバンドデジタル信号判定部、
4,5…スイッチ、
6,6a,6b,6c…信号処理部、
7,7A,7B…参照信号メモリ、
9,9a,9b,9c…無線回路、
9A…広帯域無線回路、
9B,9C…無線回路、
10…高周波帯域通過フィルタ、
11…高周波増幅器、
12…混合器、
13…局部発振器、
14…IF帯域通過フィルタ、
22…デジタル信号処理回路、
23…デジタル帯域通過フィルタ、
24…高周波増幅器、
25…混合器、
26…デジタル復調器、
27…離散フーリエ変換器、
28,29…信号分配器、
30…信号合成器、
40…スイッチ、
41…コントローラ、
42,42a,42b,42c…可変増幅器、
43,43a,43b,43c…可変移相器、
44…コントローラ、
45…信号合成器、
51a,51b,51c…電力検出器、
52a,52b,52c…受信信号検波器。
1, 1a, 1b, 1c ... antenna elements,
2, 2A, 2B ... A / D converter,
3, 3a, 3b, 3c ... wireless digital signal determination unit,
3A, 3Aa, 3Ac ... IF digital signal determination unit,
3B: Baseband digital signal determination unit,
4,5 ... switch,
6, 6a, 6b, 6c ... signal processing unit,
7, 7A, 7B ... reference signal memory,
9, 9a, 9b, 9c ... wireless circuit,
9A: broadband wireless circuit,
9B, 9C ... wireless circuit,
10 ... high frequency band pass filter,
11 ... High frequency amplifier,
12 ... Mixer,
13 ... Local oscillator,
14 ... IF band pass filter,
22: Digital signal processing circuit,
23: Digital bandpass filter,
24. High frequency amplifier,
25. Mixer,
26: Digital demodulator,
27 ... Discrete Fourier Transformer,
28, 29 ... Signal distributor,
30 ... Signal synthesizer,
40 ... switch,
41 ... Controller,
42, 42a, 42b, 42c ... variable amplifier,
43, 43a, 43b, 43c ... variable phase shifter,
44 ... Controller,
45 ... Signal synthesizer,
51a, 51b, 51c ... power detector,
52a, 52b, 52c: Received signal detectors.
Claims (19)
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記アンテナ素子によって受信された無線信号を無線デジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記アンテナ素子によって受信された複数の無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する無線回路手段と、
上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して上記複数の無線通信システムに対応する所定の信号処理を実行して出力する信号処理手段と、
上記A/D変換手段から出力される無線デジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報を上記信号処理手段に出力する判定手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して、上記判定された無線通信システムの情報に対応する信号処理を実行して出力することを特徴とするマルチモード無線通信装置。 In a multi-mode wireless communication device operable in a plurality of wireless communication systems,
An antenna element for receiving a radio signal;
A / D conversion means for A / D converting a radio signal received by the antenna element into a radio digital signal;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
Radio circuit means for frequency-converting and outputting a radio signal of a plurality of radio communication systems received by the antenna element to a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency;
Signal processing means for executing and outputting predetermined signal processing corresponding to the plurality of wireless communication systems for the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means;
A wireless signal received by the antenna element by comparing a wireless digital signal output from the A / D conversion means with a plurality of reference signals corresponding to a plurality of wireless communication systems stored in the storage means. Determining means for determining which one of the plurality of wireless communication systems is a wireless signal, and outputting information of the determined wireless communication system to the signal processing means,
The signal processing means performs a signal processing corresponding to the information of the determined wireless communication system on the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means and outputs the signal. Communication device.
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線回路を選択的に上記アンテナ素子及び上記信号処理手段に接続するスイッチ手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記判定された無線通信システムの情報に対応する無線回路を選択するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1記載のマルチモード無線通信装置。 The wireless circuit means includes
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Switch means for selectively connecting the plurality of radio circuits to the antenna element and the signal processing means,
2. The multimode wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the signal processing means controls the switch means so as to select a wireless circuit corresponding to the determined information of the wireless communication system.
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記アンテナ素子によって受信された複数の無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する無線回路手段と、
上記無線回路手段から出力される低域変換信号を低域変換デジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して上記複数の無線通信システムに対応する所定の信号処理を実行して出力する信号処理手段と、
上記A/D変換手段から出力される低域変換デジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報を上記信号処理手段に出力する判定手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記無線回路手段から出力される低域変換信号に対して、上記判定された無線通信システムの情報に対応する信号処理を実行して出力することを特徴とするマルチモード無線通信装置。 In a multi-mode wireless communication device operable in a plurality of wireless communication systems,
An antenna element for receiving a radio signal;
Radio circuit means for frequency-converting and outputting a radio signal of a plurality of radio communication systems received by the antenna element to a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency;
A / D conversion means for A / D converting a low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means into a low-frequency conversion digital signal;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
Signal processing means for executing and outputting predetermined signal processing corresponding to the plurality of wireless communication systems for the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means;
The low-frequency conversion digital signal output from the A / D conversion means and the plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems stored in the storage means are respectively compared and received by the antenna element A determination unit that determines which of the plurality of wireless communication systems is a wireless signal of the plurality of wireless communication systems, and outputs information of the determined wireless communication system to the signal processing unit;
The signal processing means performs a signal processing corresponding to the information of the determined wireless communication system on the low-frequency conversion signal output from the wireless circuit means and outputs the signal. Communication device.
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線回路を選択的に上記アンテナ素子及び上記信号処理手段に接続するスイッチ手段とを備え、
上記信号処理手段は、上記判定された無線通信システムの情報に対応する無線回路を選択するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項3記載のマルチモード無線通信装置。 The wireless circuit means includes
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Switch means for selectively connecting the plurality of radio circuits to the antenna element and the signal processing means,
4. The multimode radio communication apparatus according to claim 3, wherein the signal processing means controls the switch means so as to select a radio circuit corresponding to the determined information of the radio communication system.
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線通信システムに対応して上記各無線回路の後段にそれぞれ設けられ、上記対応する無線回路からの低域変換信号に対して対応する無線通信システムの所定の信号処理を実行して処理後のベースバンド信号を出力する複数の信号処理部と、
上記アンテナ素子を上記複数の無線回路のうちの1つに接続する一方、上記マルチモード無線通信装置の出力端子を上記複数の信号処理部のうちの1つに接続するスイッチ手段と、
上記各信号処理部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号をベースバンドデジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記A/D変換手段から出力されるベースバンドデジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報に基づいて、当該無線通信システムに対応する無線回路及び信号処理部を選択的に接続するように上記スイッチ手段を制御する判定手段とを備えたことを特徴とするマルチモード無線通信装置。 In a multi-mode wireless communication device operable in a plurality of wireless communication systems,
An antenna element for receiving a radio signal;
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Corresponding to the plurality of radio communication systems, each of the radio circuits is provided at a subsequent stage, and the predetermined signal processing of the radio communication system corresponding to the low-frequency conversion signal from the corresponding radio circuit is executed and processed A plurality of signal processing units for outputting a later baseband signal;
Switch means for connecting the antenna element to one of the plurality of radio circuits while connecting an output terminal of the multimode radio communication device to one of the plurality of signal processing units;
A / D conversion means for A / D converting a plurality of baseband signals respectively output from the signal processing units into baseband digital signals;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
The baseband digital signal output from the A / D conversion means and the plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems stored in the storage means are respectively compared, and the radio received by the antenna element A radio circuit and a signal corresponding to the radio communication system are determined based on the information of the determined radio communication system based on the determined radio communication system information. A multimode wireless communication apparatus comprising: a determination unit that controls the switch unit so as to selectively connect a processing unit.
無線信号を受信するアンテナ素子と、
上記複数の無線通信システムに対応してそれぞれ設けられ、上記アンテナ素子によって受信された各対応する無線通信システムの無線信号を所定の周波数の低域変換信号に周波数変換して出力する複数の無線回路と、
上記複数の無線通信システムに対応して上記各無線回路の後段にそれぞれ設けられ、上記対応する無線回路からの低域変換信号に対して対応する無線通信システムの所定の信号処理を実行して処理後のベースバンド信号を出力する複数の信号処理部と、
上記各信号処理部からそれぞれ出力される複数のベースバンド信号をベースバンドデジタル信号にA/D変換するA/D変換手段と、
上記アンテナ素子を上記複数の無線回路のうちの1つに接続する一方、上記A/D変換手段を上記複数の信号処理部のうちの1つに接続するスイッチ手段と、
上記複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号を格納する格納手段と、
上記A/D変換手段から出力されるベースバンドデジタル信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数の参照信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定し、上記判定された無線通信システムの情報に基づいて、当該無線通信システムに対応する無線回路及び信号処理部を選択的に接続するように上記スイッチ手段を制御する判定手段とを備えたことを特徴とするマルチモード無線通信装置。 In a multi-mode wireless communication device operable in a plurality of wireless communication systems,
An antenna element for receiving a radio signal;
A plurality of radio circuits provided corresponding to the plurality of radio communication systems, respectively, for converting a radio signal of each corresponding radio communication system received by the antenna element into a low-frequency conversion signal of a predetermined frequency and outputting it. When,
Corresponding to the plurality of radio communication systems, each of the radio circuits is provided at a subsequent stage, and the predetermined signal processing of the radio communication system corresponding to the low-frequency conversion signal from the corresponding radio circuit is executed and processed A plurality of signal processing units for outputting a later baseband signal;
A / D conversion means for A / D converting a plurality of baseband signals respectively output from the signal processing units into baseband digital signals;
Switch means for connecting the antenna element to one of the plurality of radio circuits while connecting the A / D conversion means to one of the plurality of signal processing units;
Storage means for storing a plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems;
The baseband digital signal output from the A / D conversion means and the plurality of reference signals corresponding to the plurality of wireless communication systems stored in the storage means are respectively compared, and the radio received by the antenna element A radio circuit and a signal corresponding to the radio communication system are determined based on the information of the determined radio communication system based on the determined radio communication system information. A multimode wireless communication apparatus comprising: a determination unit that controls the switch unit so as to selectively connect a processing unit.
上記信号分配器は、上記アンテナ素子により受信された無線信号を分配して、分配後の複数の無線信号をそれぞれ上記複数の無線回路に出力し、
上記信号合成器は、上記複数の無線回路から出力される低域変換信号を合成して、合成後の低域変換信号を上記A/D変換手段に出力することを特徴とする請求項9記載のマルチモード無線通信装置。 In place of the switch means, a signal distributor and a signal synthesizer are provided,
The signal distributor distributes the radio signal received by the antenna element, and outputs a plurality of radio signals after distribution to the plurality of radio circuits,
10. The signal synthesizer synthesizes the low frequency conversion signals output from the plurality of radio circuits and outputs the combined low frequency conversion signal to the A / D conversion means. Multi-mode wireless communication device.
上記格納手段は上記複数の無線通信システムにそれぞれ対応する複数のスペクトラム信号を格納し、
上記判定手段は上記フーリエ変換手段から出力されるスペクトラム信号と、上記格納手段に格納された複数の無線通信システムに対応する複数のスペクトラム信号とをそれぞれ比較して、上記アンテナ素子によって受信された無線信号が上記複数の無線通信システムのうちのいずれの無線通信システムの無線信号であるかを判定することを特徴とする請求項1乃至10のうちの1つに記載のマルチモード無線通信装置。 A Fourier transform unit provided between the A / D conversion unit and the determination unit, wherein the signal output from the A / D conversion unit is Fourier-transformed into a spectrum signal and output to the determination unit; Prepared,
The storage means stores a plurality of spectrum signals respectively corresponding to the plurality of wireless communication systems,
The determination unit compares the spectrum signal output from the Fourier transform unit with a plurality of spectrum signals corresponding to the plurality of radio communication systems stored in the storage unit, and receives the radio signal received by the antenna element. The multimode wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the wireless communication system determines which one of the plurality of wireless communication systems is a wireless signal.
上記アンテナ素子により受信された無線信号を帯域通過ろ波して出力する第1の帯域通過フィルタと、
上記帯域通過フィルタから出力される無線信号を増幅する高周波増幅器と、
所定の局部発振信号を発生する局部発振器と、
上記高周波増幅器から出力される無線信号と上記局部発振器からの局部発振信号とを混合することにより所定の低域変換信号に周波数変換して出力する混合器と、
上記混合器から出力される低域変換信号を帯域通過ろ波して出力する第2の帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする請求項2、4、5、6、9又は10記載のマルチモード無線通信装置。 Each of the above radio circuits is
A first band-pass filter for band-pass filtering and outputting a radio signal received by the antenna element;
A high frequency amplifier for amplifying a radio signal output from the band pass filter;
A local oscillator for generating a predetermined local oscillation signal;
A mixer that converts the frequency of the radio signal output from the high-frequency amplifier and the local oscillation signal from the local oscillator into a predetermined low-frequency conversion signal and outputs the resultant signal;
The second band-pass filter that outputs the low-frequency conversion signal output from the mixer by band-pass filtering and outputs the low-frequency conversion signal. Multi-mode wireless communication device.
上記A/D変換手段から出力される無線デジタル信号を帯域通過ろ波して出力するデジタル帯域通過フィルタと、
上記デジタル帯域通過フィルタから出力される無線デジタル信号を増幅して出力する増幅器と、
所定の局部発振信号を発生する局部発振器と、
上記増幅器から出力される無線デジタル信号を、上記局部発振器からの局部発振信号と混合することにより低域変換デジタル信号に周波数変換して出力する混合器と、
上記混合器から出力される低域変換デジタル信号をデジタル復調して復調後のベースバンドデジタル信号を出力するデジタル復調器とを備えたことを特徴とする請求項7記載のマルチモード無線通信装置。 The digital signal processing circuit is
A digital band-pass filter for band-pass filtering and outputting a wireless digital signal output from the A / D conversion means;
An amplifier that amplifies and outputs a wireless digital signal output from the digital bandpass filter;
A local oscillator for generating a predetermined local oscillation signal;
A mixer that converts the radio digital signal output from the amplifier into a low-frequency conversion digital signal by mixing with a local oscillation signal from the local oscillator, and outputs the signal.
8. The multimode wireless communication apparatus according to claim 7, further comprising: a digital demodulator that digitally demodulates a low-frequency converted digital signal output from the mixer and outputs a demodulated baseband digital signal.
上記複数のアンテナ素子により受信された各無線信号の電力値を検出し、最大の電力値を有する無線信号を受信したアンテナ素子を選択し、上記選択したアンテナ素子により受信した無線信号を出力する別のスイッチ手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至14のうちの1つに記載のマルチモード無線通信装置。 A plurality of antenna elements are provided instead of the antenna element,
The power value of each radio signal received by the plurality of antenna elements is detected, the antenna element receiving the radio signal having the maximum power value is selected, and the radio signal received by the selected antenna element is output. The multimode wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: a switching unit.
上記複数のアンテナにより受信された各無線信号に対してそれぞれ所定の増幅度で増幅しかつ所定の移相量だけ移相して出力する複数の可変増幅移相手段と、
上記各可変増幅移相手段から出力される各無線信号を同相合成して合成後の無線信号を出力する信号合成器と、
上記複数のアンテナ素子により受信された各無線信号を検波して各無線信号の振幅と位相を検出し、上記信号合成器から出力される無線信号が最大比合成されるように、上記複数の可変増幅移相手段の増幅度及び移相量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1乃至14のうちの1つに記載のマルチモード無線通信装置。 A plurality of antenna elements are provided instead of the antenna element,
A plurality of variable amplification phase shifting means for amplifying each of the radio signals received by the plurality of antennas with a predetermined amplification degree and shifting the phase by a predetermined phase shift amount;
A signal synthesizer that outputs the radio signal after synthesis by synthesizing each radio signal output from each of the variable amplification phase shifting means;
The plurality of variable signals are detected so that the radio signals received by the plurality of antenna elements are detected to detect the amplitude and phase of each radio signal and the radio signals output from the signal synthesizer are combined in a maximum ratio. 15. The multi-mode wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls an amplification degree and a phase shift amount of the amplification phase shift unit.
上記複数のアンテナにより受信された各無線信号に対してそれぞれ所定の増幅度で増幅しかつ所定の移相量だけ移相して出力する複数の可変増幅移相手段と、
上記各可変増幅移相手段から出力される各無線信号を同相合成して合成後の無線信号を出力する信号合成器と、
上記信号合成器から出力される合成後の無線信号が実質的に最大となるように、上記複数の可変増幅移相手段の増幅度及び移相量を適応制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1乃至14のうちの1つに記載のマルチモード無線通信装置。 A plurality of antenna elements are provided instead of the antenna element,
A plurality of variable amplification phase shifting means for amplifying each of the radio signals received by the plurality of antennas with a predetermined amplification degree and shifting the phase by a predetermined phase shift amount;
A signal synthesizer that outputs the radio signal after synthesis by synthesizing each radio signal output from each of the variable amplification phase shifting means;
Control means for adaptively controlling the amplification degree and the amount of phase shift of the plurality of variable amplification phase shift means so that the combined radio signal output from the signal synthesizer is substantially maximized. The multi-mode wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the multi-mode wireless communication apparatus is characterized in that
15. The multimode according to claim 7, wherein the digital signal processing circuit is constituted by a processor including a baseband signal processing program including a demodulation circuit, and has a function of rewriting the baseband signal processing program. Wireless communication device.
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