JP2007020175A

JP2007020175A - 周波数合成装置

Info

Publication number: JP2007020175A
Application number: JP2006185064A
Authority: JP
Inventors: Choong-Yul Cha; 忠烈車; Hoon-Tae Kim; 勳泰金
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2007-01-25
Also published as: KR100769678B1; CN1893293A; KR20070005136A; EP1742368A2; US20070008429A1; EP1742368A3; US7310023B2

Abstract

【課題】マルチバンドを使用してデータを送受信する超広帯域無線通信システムにおいて、信号の伝送及び受信のために複数のサブバンドの中心周波数信号生成が可能な周波数合成装置を提供することにある。
【解決手段】マルチバンドを使用してデータを送受信する超広帯域無線通信システムでの周波数合成装置において、複数の周波数信号を生成させる周波数生成手段１００と、周波数生成手段１００から複数の周波数信号を受信して、周波数調整により超広帯域内のすべてのサブバンドの中心周波数を生成する周波数調整手段２００と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、周波数合成装置に関し、さらに詳細には、マルチバンドを使用してデータを送受信する超広帯域（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ；ＵＷＢ）無線通信システムの周波数合成装置に関する。

最近、高解像度の大容量マルチメディアデータに対する接続が順次普遍化するにつれて、無線通信システムでも高速データ伝送の要求が増大しつつある。

無線通信システムの場合、データを伝送するために、一定帯域の周波数を使用し、無線通信システムを利用して伝送しようとするデータの量が増加するにつれて、周波数帯域幅も増加している。

また、通信に用いられるデータは、サーキットデータ（ｃｉｒｃｕｉｔｄａｔａ）と、パケットデータ（ｐａｃｋｅｔｄａｔａ）に区分される。サーキットデータを伝送するために用いられる周波数帯域は、一般に狭いのに対し、パケットデータを伝送するためには、広い周波数帯域を必要とする。最近では、高解像度の大容量マルチメディアデータのリアルタイム無線伝送のための超高速無線通信の概念が提示されており、より広い帯域幅を必要とするようになった。このように、超高速無線通信のための広い周波数帯域を、超広帯域（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ：以下、「ＵＷＢ」と記載する。）と言う。

ＵＷＢ通信は、米国連邦通信委員会（ＦｅｄｅｒａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ；ＦＣＣ）で認可された３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域を利用した通信のことを意味し、中心周波数に比べて帯域幅が２０％以上であるか５００ＭＨｚ以上の周波数帯域幅を占める通信方式を意味する。ＵＷＢ方式の信号は、広い周波数帯域を使用することができるので、周波数領域での電力密度値を極めて小さな値にすることができることから、他の通信信号が存在する周波数に重なって使用しても、干渉をほとんど与えないことができるという点に着目している。初期に提案されたＵＷＢ方式信号は、極めて短い信号パルスを使用することによって、広い周波数帯域を得たが、現在は、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ；符号分割多重接続）、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）などの色々な変形された形態のＵＷＢ方式が提案されている状態である（特許文献１〜４）。

この中で、マルチバンドＯＦＤＭ（ＭｕｌｔｉＢａｎｄ−ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＭＢ−ＯＦＤＭ）方式のＵＷＢ通信システムを詳説すれば、周波数帯域を一定の大きさの複数のサブバンド（ｓｕｂ−ｂａｎｄ）に区分して使用する。このようなＵＷＢ通信システムは、複数のサブバンドを利用してデータを伝送することによって、単位時間当り、多くのデータを送受信することができる。また、複数のサブバンドのうちのいずれかを選択し、選択したサブバンドを利用してデータを伝送することによって、データに対するセキュリティーを高めることができる。すなわち、複数のサブバンドを順次使用することによって、データに対するセキュリティーを高めることが可能になる。

図１は、マルチバンドＯＦＤＭ方式のＵＷＢ通信システムにおいて使用する周波数帯域を示した図である。
図１に示すように、５つのバンドグループに区分され、１４個のサブバンド（ＳＵＢ−ＢＡＮＤ）からなるが、この中で第１バンドグループ（１ＳＴＢＡＮＤＧＲＯＵＰ）は必須的なものであり、残りの第２バンドグループ（２ＮＤＢＡＮＤＧＲＯＵＰ）から第５バンドグループ（５ＮＤＢＡＮＤＧＲＯＵＰ）までは選択的なものである。

図１に示すマルチバンドＯＦＤＭ方式のバンド構成を詳説すれば、第１バンドグループから第４バンドグループまでは、それぞれ３つのサブバンドからなり、第５バンドグループは、２つのサブバンドからなる。

第１バンドグループ内のサブバンドの中心周波数（ＣｅｎｔｅｒＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚであり、第２バンドグループ内のサブバンドの中心周波数は、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚであり、第３バンドグループ内のサブバンドの中心周波数は、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚであり、第４バンドグループ内のサブバンドの中心周波数は、８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚであり、第５バンドグループ内のサブバンドの中心周波数は、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚである。

このようなマルチバンドＯＦＤＭ方式のバンドプランは、技術変化に応じて変更される可能性がある。

上述したように、ＵＷＢ通信システムにおいて使用する中心周波数を有する信号を生成することが必ず必要である。

図２は、第１バンドグループ内にある３つのサブバンドの中心周波数を生成するための従来の周波数合成装置を示した図である。

図２に示す周波数合成装置は、ダイレクトコンバージョン（ＤｉｒｅｃｔＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）マルチバンドＯＦＤＭＵＷＢシステムにおいて用いられる。図２に示す周波数合成装置は、局部発振器１０、位相固定ループ２０（ＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ；ＰＬＬ）、第１／８分周器３０、第１／２分周器４０、第１ＳＳＢミキサー（ＳｉｎｇｌｅＳｉｄｅＢａｎｄＭｉｘｅｒ）５０、選択部６０、及び第２ＳＳＢミキサー７０からなる。

以下、第１バンドグループ内にある３つのサブバンドの中心周波数を生成するための動作原理を詳説する。

局部発振器１０は、３つのサブバンドの中心周波数である３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、及び４４８８ＭＨｚを生成するために、固定された発振周波数で設定されて、４２２４ＭＨｚの周波数の信号を生成する。

位相固定ループ（ＰＬＬ：ＰｈａｓｅＬｏｃｋＬｏｏｐ）２０は、局部発振器１０から生成された信号の周波数を安定させる動作を行う。

第１／８分周器３０は、局部発振器１０から４２２４ＭＨｚの周波数信号を受信して、１／８に分周することによって、５２８ＭＨｚの調整周波数信号を生成する。

第１／２分周器４０は、第１／８分周器３０からの５２８ＭＨｚの調整周波数信号を受信して、１／２に分周することによって、２６４ＭＨｚの調整周波数信号を生成する。

第１ＳＳＢミキサー５０は、第１／８分周器３０からの５２８ＭＨｚの調整周波数信号と、第１／２分周器４０からの２６４ＭＨｚの調整周波数信号とを受信してミキシングを行なうことによって、７９２ＭＨｚの調整周波数信号を生成する。

選択部６０は、第１／２分周器４０から２６４ＭＨｚの調整周波数信号と、第１ＳＳＢミキサー５０から７９２ＭＨｚの調整周波数信号とを受信して、このうちのいずれかの信号を選択する。

第２ＳＳＢミキサー７０は、局部発振器１０から４２２４ＭＨｚの周波数信号、及び前記選択部６０から選択される信号である２６４ＭＨｚ又は７９２ＭＨｚを受信してミキシングを行なうことによって、所望の３つのサブバンドの中心周波数である３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚを生成する。すなわち、第２ＳＳＢミキサー７０は、４２２４ＭＨｚと２６４ＭＨｚの周波数信号を加算して４４８８ＭＨｚの周波数信号を生成し、４２２４ＭＨｚと２６４ＭＨｚの周波数信号を減算して３９６０ＭＨｚの周波数信号を生成する。そして、第２ＳＳＢミキサー７０は、４２２４ＭＨｚと７９２ＭＨｚの周波数信号を減算して、３４３２ＭＨｚの周波数信号を生成する。

上述した従来の周波数合成装置は、現在活用されている第１バンドグループ内にある３つのサブバンドの中心周波数のみを生成するようになっているが、これは、全体的に半導体技術水準の高い周波数帯域のサブバンドを支援できないことによるものである。また、複雑な無線サービスの環境において干渉のない安定したＵＷＢ通信のためには、サブバンドの拡張による周波数の柔軟な活用が必要となり、究極的には、第１バンドグループから第５バンドグループまでの１４つのすべてのサブバンドを活用するＵＷＢ通信が実行されるはずである。
韓国公開特許２００４−０５５０８５特開２０００−２２３９５２号公報米国特許６，００５，４４３韓国公開特許１９９９−０８０８９１

本発明は、マルチバンドを使用してデータを送受信する超広帯域無線通信システムにおいて、信号の伝送及び受信のために、複数のサブバンドの中心周波数信号生成が可能な周波数合成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る周波数合成装置は、周波数生成手段及び周波数調整手段からなる。

すなわち、本発明の周波数合成装置は、マルチバンドを使用してデータを送受信する超広帯域無線通信システムにおいて、複数の周波数信号を生成する周波数生成手段と、該周波数生成手段から複数の周波数信号を受信して、周波数調整により前記超広帯域内のすべてのサブバンドの中心周波数を生成する周波数調整手段とを備える。

ここで、前記周波数生成手段が、周波数制御信号に応じて発振周波数を生成する局部発振器と、該局部発振器からの周波数信号を受信して、分周された複数の周波数信号を出力する分周手段と、基準周波数信号を受信し、前記分周手段からの分周された周波数信号を受信して、周波数を安定させる動作を行うための前記周波数制御信号を出力する位相固定ループとを備える。

好ましくは、前記局部発振器が、周波数制御信号に応じてすべてのサブバンドの中心周波数を生成するために、１２６７２ＭＨｚの周波数信号を生成する。

また、前記分周手段が、前記局部発振器からの周波数信号を受信して、複数の分周された周波数信号を出力する第１分周部と、第２分周部とを備える。

この中で、前記第１分周部が、前記局部発振器からの周波数信号を受信して、１／３分周された周波数信号を出力する第１分周器と、該第１分周器から１／３分周された周波数信号を受信して、１／４分周された周波数信号を出力する第２分周器と、該第２分周器から１／４分周された周波数信号を受信して、１／４分周された周波数信号を出力する第３分周器とを備える。

好ましくは、前記第１分周器からの周波数信号は、４２２４ＭＨｚの信号であり、前記第２分周器からの周波数信号は、１０５６ＭＨｚの信号であり、前記第３分周器からの周波数信号は、２６４ＭＨｚの信号である。

一方、前記第２分周部が、前記局部発振器からの周波数信号を受信して、１／２分周された周波数信号を出力する第１分周器と、該第１分周器からの周波数信号を受信して、１／２分周された周波数信号を出力する第２分周器とからなる。

好ましくは、前記第１分周器からの周波数信号は、６３３６ＭＨｚの信号であり、前記第２分周器からの周波数信号は、３１６８ＭＨｚの信号である。

また、前記周波数調整手段が、制御信号に応じて前記周波数生成手段からの周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する第１混合部と、選択信号に応じて前記周波数生成手段からの周波数信号を受信して、選択された周波数信号を出力する第１選択部と、前記第１混合部から生成された周波数信号と、前記第１選択部からの選択された周波数信号とを受信して、複数の周波数信号を生成する第２混合部と、該第２混合部から生成された複数の周波数信号を受信して、選択された周波数信号を出力する第２選択部とからなる。

好ましくは、前記第１混合部が、１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚ、２６４ＭＨｚの周波数信号を生成する。

そして、前記第１選択部が、選択信号に応じて前記周波数生成手段から６３３６ＭＨｚ及び３１６８ＭＨｚの周波数信号のうちのいずれかの周波数信号を選択する。

また、前記第２混合部が、制御信号に応じて前記第１混合部から生成された周波数信号と、前記第１選択部からの選択された周波数信号とを受信して、複数の周波数信号を生成する第１混合機と、該第１混合機から生成された複数の周波数信号を受信して、さらに他の複数の周波数信号を生成する第２混合機とを備える。

好ましくは、前記第１混合機から生成された複数の周波数信号は、第１バンドグループから第３バンドグループまでの中心周波数であり、前記第２混合機から生成された複数の周波数信号は、第４バンドグループから第５バンドグループまでの中心周波数である。

また、前記第１バンドグループから前記第３バンドグループまでの中心周波数信号は、３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚの信号であり、前記第４バンドグループから前記第５バンドグループまでの中心周波数信号は、８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚの信号である。

本発明によれば、マルチバンドを使用してデータを送受信する超広帯域無線通信システムにおいて、決められた帯域（３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ）内にあるすべてのサブバンドの中心周波数をすべて生成することによって、広帯域無線通信のためのサブバンドの活用度を一層高めることができる。

また、第１バンドグループから第５バンドグループまでの１４つのすべてのサブバンドを利用することによって、複雑かつ多様な無線周波数環境において周波数の干渉の少ないサブバンドの柔軟な活用により、安定したＵＷＢ通信を可能にする効果がある。

以下、図面を参照して、発明を実施するための最良の形態について説明する。
図３は、発明を実施するための最良の形態に係る周波数合成装置の一実施形態を示した図である。

図３に示す周波数合成装置は、決められた帯域内の中心周波数を生成するときに利用される周波数を生成させる周波数生成手段１００と、周波数生成手段１００が生成した周波数を調整して、決められた帯域内のすべてのサブバンド又は一部のサブバンドの中心周波数を生成する周波数調整手段２００と、からなる。

ここで、決められた帯域は超広帯域であって、決められた帯域内にあるすべてのサブ帯域の中心周波数とは、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚの範囲内にあるすべてのサブ帯域の中心周波数のことをいう。したがって、すべてのサブ帯域の中心周波数は、図１に示すように、第１バンドグループから第５バンドグループまでのサブバンドの中心周波数を示し、３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚ、８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚである１４つのサブバンドの中心周波数のことをいう。ただし、このようなサブバンドの中心周波数は上記の周波数に限定されるものではない。つまり、技術変化などに応じて変更される可能性がある。

具体的に詳説すれば、周波数生成手段１００は、局部発振器１１０、分周手段１３０、及び位相固定ループ（ＰＬＬ：ＰｈａｓｅＬｏｃｋＬｏｏｐ）１５０からなる。

局部発振器１１０は、周波数制御信号に応じて発振周波数を生成する。この時、局部発振器１１０は、周波数制御信号に応じてすべてのサブバンドの中心周波数を生成するために、１２６７２ＭＨｚの周波数信号を生成する。

分周手段１３０は、第１分周部１３２と第２分周部１３４とを備え、局部発振器１１０からの周波数信号を受信して、分周された複数の周波数信号を出力する。
第１分周部１３２と第２分周部１３４は、局部発振器１１０からの１２６７２ＭＨｚの周波数信号を受信して、複数の分周された周波数信号を出力する。

第１分周部１３２は、第１分周器１３２−１、第２分周器１３２−２、及び第３分周器１３２−３からなる。
第１分周器１３２−１は、局部発振器１１０からの１２６７２ＭＨｚの周波数信号を受信して、１／３分周された周波数信号（４２２４ＭＨｚの周波数信号）を出力する。
第２分周器１３２−２は、第１分周器１３２−１から１／３分周された周波数信号を受信して、１／４分周された周波数信号（１０５６ＭＨｚの周波数信号）を出力する。
第３分周器１３２−３は、第２分周器１３２−２から１／４分周された周波数信号を受信して、１／４分周された周波数信号（２６４ＭＨｚの周波数信号）を出力する。

したがって、第１分周器１３２−１は、局部発振器１１０からの１２６７２ＭＨｚの周波数信号を受信して、１／３分周した信号である４２２４ＭＨｚの直交信号（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｓｉｇｎａｌ）を出力する。
第２分周器１３２−２は、第１分周器１３２−１から１／３分周された周波数信号である４２２４ＭＨｚの直交信号を受信して、１／４分周した信号である１０５６ＭＨｚの直交信号を出力する。
第３分周器１３２−３は、第２分周器１３２−２から１／４分周された周波数信号である１０５６ＭＨｚの直交信号を受信して、１／４分周した信号である２６４ＭＨｚの直交信号を出力する。

第２分周部１３４は、第１分周器１３４−１と第２分周器１３４−２とからなる。
第１分周器１３４−１は、局部発振器１１０からの１２６７２ＭＨｚの周波数信号を受信して、１／２分周した周波数信号である６３３６ＭＨｚの直交信号を出力する。
第２分周器１３４−２は、第１分周器１３４−１からの周波数信号である６３３６ＭＨｚの直交信号を受信して、１／２分周した周波数信号である３１６８ＭＨｚの直交信号を出力する。

位相固定ループ（ＰＬＬ）１５０は、基準周波数信号を受信し、分周手段１３０からの分周された周波数信号を受信して、周波数を安定させる動作を行うための周波数制御信号を出力する。

すなわち、位相固定ループ１５０は、外部（図示せず）から基準周波数信号を受信する。
そして、位相固定ループ１５０は、分周手段１３０内にある第１分周部１３２の第３分周器１３２−３からの分周された周波数信号である２６４ＭＨｚの信号を受信して、周波数を安定させる動作を行わせるための周波数制御信号を出力する。

一方、周波数調整手段２００は、第１混合部２２０、第１選択部２４０、第２混合部２６０及び第２選択部２８０からなる。

第１混合部２２０は、制御信号に応じて周波数生成手段１００から生成された周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する。具体的に、第１混合部２２０は、第１分周部１３２の第２分周器１３２−２と第３分周器１３２−３からそれぞれ１０５６ＭＨｚ、２６４ＭＨｚの信号を受信して、１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚ、２６４ＭＨｚの周波数信号を生成する。すなわち、第１混合部２２０は、受信した１０５６ＭＨｚ、２６４ＭＨｚの信号を制御信号に応じて加算及び減算して、１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚの直交信号を生成して出力し、第３分周器１３２−３から受信した２６４ＭＨｚの信号を出力する。

第１選択部２４０は、選択信号に応じて周波数生成手段１００からの周波数信号を受信して、選択した周波数信号を出力する。すなわち、前記第１選択部２４０は、第２分周部１３４の第１分周器１３４−１と第２分周器１３４−２から６３３６ＭＨｚ及び３１６８ＭＨｚの周波数信号をそれぞれ受信した後、選択信号に応じて６３３６ＭＨｚ及び３１６８ＭＨｚの周波数信号のうちのいずれかの信号を選択して出力する。

第２混合部２６０は、第１混合器２６２及び第２混合器２６４を備え、第１混合部２２０から生成された周波数信号と、第１選択部２４０からの選択された周波数信号とを受信して、複数の周波数信号を生成する。

まず、第２混合部２６０の第１混合器２６２は、制御信号に応じて、第１混合部２２０から生成された周波数信号と、第１選択部２４０からの選択された周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する。具体的に、第１混合器２６２は、第１混合部２２０からの１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚ、２６４ＭＨｚの信号と、第１選択部２４０からの６３３６ＭＨｚ、３１６８ＭＨｚの信号とを制御信号に応じて適切に加算して、３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚの周波数信号を生成する。したがって、第１混合機２６２から生成された複数の周波数信号は、図１に示された第１バンドグループから第３バンドグループまでの中心周波数に該当する。

そして、第２混合器２６４は、前記第１混合器２６２から生成された複数の周波数信号、及び第１分周部１３２の第２分周器１３２−２の周波数信号を受信して、さらに他の複数の周波数信号を生成する。具体的に、第２混合器２６４は、第１混合器２６２からの３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚの信号、及び第２分周部１３４の第２分周器１３４−２からの３１６８ＭＨｚの信号を制御信号に応じて適切に加算して、８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚの周波数信号を生成する。したがって、第２混合器２６４から生成された複数の周波数信号は、第４バンドグループから第５バンドグループまでの中心周波数に該当する。

そして、第２選択部２８０は、第１混合器２６２及び第２混合器２６４を備える第２混合部２６０から生成された複数の周波数信号を受信して、選択信号に応じて選択される周波数信号を出力する。

すなわち、第２選択部２８０は、第１混合器２６２から生成された第１バンドグループから第３バンドグループまでの中心周波数信号である３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚと、第２混合器２６４から生成された第４バンドグループから第５バンドグループまでの中心周波数信号である８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚを受信して、選択信号に応じて選択される周波数信号を出力する。したがって、第２選択部２８０は、第１バンドグループから第５バンドグループまでの超広帯域（３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ）のすべての帯域内にあるサブバンドの中心周波数を生成することができる。

図４は、本実施形態に係る周波数生成手段の他の実施形態を示す図面である。

図４に示すように、周波数生成手段３００は、周波数生成手段１００とは異なり、図３の周波数生成手段１００の第２分周部１３４の第１分周器１３４−１の代わりに、信号変換部３７０を利用する。

図４に示すように、周波数生成手段３００は、局部発振器３１０、分周手段３３０、位相固定ループ（ＰＬＬ）３５０及び信号変換部３７０からなる。

局部発振器３１０は、周波数制御信号に応じて発振周波数を生成する。この時、局部発振器３１０は、周波数制御信号に応じてすべてのサブバンドの中心周波数を生成するために、６３３６ＭＨｚの周波数信号を生成する。

ここで、周波数生成手段１００の局部発振器１１０からの信号を１／２分周する１／２分周器である第１分周器１３４−１が、周波数生成手段１００では、入力される信号の位相を９０度遷移する信号変換部３７０に代替されることによって、周波数生成手段１００と周波数生成手段３００が複数の同じ周波数信号を生成するために、局部発振器３１０の発振周波数は、局部発振器１１０の発振周波数１２６７２ＭＨｚの１／２である６３３６ＭＨｚにする。

分周手段３３０は、第１分周部３３２及び第２分周部３３４からなり、局部発振器３１０からの周波数信号を受信して、分周された複数の周波数信号を出力する。
第１分周部３３２及び第２分周部３３４は、局部発振器３１０からの周波数信号である６３３６ＭＨｚをそれぞれ受信して、複数の分周された周波数信号を出力する。

第１分周部３３２は、第１分周器３３２−１、第２分周器３３２−２、及び第３分周器３３２−３を備える。
第１分周器３３２−１は、局部発振器３１０からの周波数信号６３３６ＭＨｚを受信して、１／３分周した周波数信号２１１２ＭＨｚを出力する。
第２分周器３３２−２は、第１分周器３３２−１から１／３分周された周波数信号２１１２ＭＨｚを受信して、１／２分周した周波数信号１０５６ＭＨｚを出力する。
第３分周器３３２−３は、第２分周器３３２−２から１／２分周された周波数信号１０５６ＭＨｚを受信して、１／４分周した周波数信号２５６ＭＨｚを出力する。

ここで、第２分周器３３２−２からの１０５６ＭＨｚの信号と前記第３分周器３３２−３からの２６４ＭＨｚ信号とは、周波数生成手段１００と同様に、中心周波数を生成する周波数調整手段２００の入力信号として用いられる。

そして、第２分周部３３４は、局部発振器３１０からの周波数信号６３３６ＭＨｚを受信して、１／２分周された周波数信号を出力する。したがって、第２分周部３３４からの周波数信号は、局部発振器３１０の出力信号６３３６ＭＨｚの１／２である３１６８ＭＨｚとなり、この周波数信号は、図３に示した周波数生成手段１００と同様に、周波数調整手段２００の入力信号として用いられる。

位相固定ループ３５０は、基準周波数信号を受信し、分周手段３３０からの分周された周波数信号を受信して、周波数を安定させる動作を行わせるための周波数制御信号を出力する。すなわち、位相固定ループ３５０は、基準周波数信号を受信し、第３分周器３３２−３からの分周された周波数信号２６４ＭＨｚを受信して、周波数を安定させる動作を行うための周波数制御信号を出力する。

信号変換部３７０は、局部発振器３１０からの周波数信号６３３６ＭＨｚを受信して、周波数信号の位相を９０度遷移して、周波数信号の位相が、それぞれ９０度ずつ差が出る同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号及び直交位相（Ｑ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）信号に変換して出力する。信号変換部３７０は、例えば、多重位相フィルタ（ＰｏｌｙＰｈａｓｅＦｉｌｔｅｒ：ＰＰＦ）で実現される。

また、信号変換部３７０は、局部発振器３１０から６３３６ＭＨｚのディファレンシャル（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）信号を受信して、ディファレンシャルＩ／Ｑ信号を出力する。このとき、信号変換部３７０の出力信号は、周波数調整手段の入力信号として用いられる。

ここで、局部発振器３１０が６３３６ＭＨｚのディファレンシャルＩ／Ｑ信号を生成する場合、信号変換部３７０は省略可能である。このとき、局部発振器３１０が生成した６３３６ＭＨｚのディファレンシャルＩ／Ｑ信号が直接周波数調整手段２００の入力信号として用いられる。

また、局部発振器３１０の発振周波数を６３３６ＭＨｚから６３３６ＭＨｚの１／２の３１６８ＭＨｚと設定して、１／２分周器である第２分周器３３２−２と第２分周部３３４とを省略することができる。

局部発振器３１０の発振周波数を３１６８ＭＨｚと設定する場合、第１分周器３３２−１は、発振周波数を１／３分周して１０５６ＭＨｚを出力し、第３分周器３３２−３は、第１分周器３３２−１の信号１０５６ＭＨｚを受信して１／４分周することによって、２６４ＭＨｚ信号を出力することができる。

したがって、第１分周部３３２から出力される周波数信号は、１０５６ＭＨｚ、２６４ＭＨｚであって、局部発振器３１０の発振周波数６３３６ＭＨｚを利用する場合と同じである。また、信号変換部３３４から出力される信号は、３１６８ＭＨｚであって、第２分周部３３４から周波数調整手段２００の第２混合器２６４に入力される周波数信号は同じである。

図５は、本実施形態に係る周波数合成装置の周波数調整手段の他の実施形態を示した図面である。
図５に示すように、周波数調整手段４００は、周波数調整手段２００の第１選択部２４０が１つのスイッチで実現されることとは異なり、周波数調整手段４００の第１選択部４４０は、第１スイッチ４４０−１と第２スイッチ４４０−２の２つのスイッチを備える。

周波数調整手段４００の入力信号には、周波数生成手段１００又は周波数生成手段３００からの出力信号が用いられる。

図５に示すように、周波数調整手段４００は、第１混合部４２０、第１選択部４４０、第２混合部４６０、及び第２選択部４８０からなる。

第１混合部４２０は、制御信号に応じて周波数生成手段１００の周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する。
第１混合部４２０は、周波数生成手段１００から１０５６ＭＨｚと２６４ＭＨｚ信号を受信した後、制御信号に応じて、１０５６ＭＨｚと２６４ＭＨｚ信号を加算及び減算して、１３２０ＭＨｚと７９２ＭＨｚ信号を出力する。

第１選択部４４０は、第１スイッチ４４０−１及び第２スイッチ４４０−２を備え、周波数生成手段１００からの周波数信号、及び前記第１混合部４２０からの周波数信号を受信して、選択信号に応じて選択した周波数信号を出力する。

このとき、第１スイッチ４４０−１は、選択信号に応じて周波数生成手段１００からの６３３６ＭＨｚ及び３１６８ＭＨｚ周波数信号のうちのいずれかの周波数信号を選択する。
そして、第２スイッチ４４０−２は、選択信号に応じて周波数生成手段１００からの２６４ＭＨｚ周波数信号と、第１混合部４２０からの１３２０ＭＨｚ又は７９２ＭＨｚの周波数信号を受信して、いずれかの周波数信号を選択する。

したがって、第１選択部４４０は、６３３６ＭＨｚ、３１６８ＭＨｚ、１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚ、又は２６４ＭＨｚの周波数信号のうちのいずれかの信号を出力する。

第２混合部４６０は、第１混合器４６２及び第２混合器４６４を備え、第１選択部４４０からの選択された周波数信号を受信して、制御信号に応じて複数の周波数信号を生成する。

第１混合器４６２は、制御信号に応じて第１選択部４４０から選択された周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する。このとき、第１混合器４６２が生成した信号は、図１に示す第１バンドグループから第３バンドグループまでのサブバンドの中心周波数に該当する。
第１選択部４４０は、６３３６ＭＨｚ、３１６８ＭＨｚ、１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚ、又は２６４ＭＨｚの周波数信号のうちのいずれかの周波数信号を出力するので、第１混合器４６２は、第１選択部４４０から出力される周波数信号を制御信号に応じて適切に加算することによって、第１バンドグループから第３バンドグループの中心周波数である３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚを生成することができる。

そして、第２混合器４６４は、第１混合器４６２から生成された複数の周波数信号と、周波数生成手段１００からの３１６８ＭＨｚ信号とを受信して、さらに他の複数の周波数信号を生成する。このとき、第２混合器４６４から生成された複数の周波数信号は、第４バンドグループから第５バンドグループまでのサブバンドの中心周波数に該当する。

第２混合器４６４は、第１混合器４６２からの３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚ信号と、周波数生成手段１００からの３１６８ＭＨｚ信号と、を、制御信号に応じて適切に加算することによって、第４バンドグループから第５バンドグループまでのサブバンドの中心周波数信号である８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚ信号を生成することができる。

第２選択部４８０は、第１混合器４６２及び第２混合器４６４を備える前記第２混合部４６０から生成された複数の周波数信号を受信して、選択された周波数信号を出力する。

したがって、第２選択部４８０は、選択信号に応じて前記第１混合器４６２から生成された第１バンドグループから第３バンドグループまでのサブバンドの中心周波数信号と、前記第２混合器４６４から生成された第４バンドグループから第５バンドグループまでのサブバンドの中心周波数信号とを受信して、第１バンドグループから第５バンドグループまでの決められた帯域（３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ）内にあるすべてのサブバンドの中心周波数を出力することができる。

すなわち、第２選択部４８０は、第１混合器４６２からの３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚと、第２混合器４６４からの８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚ信号のうちのいずれかの周波数信号を出力することによって、超広帯域内にあるすべてのサブバンドの中心周波数を出力することができる。

図３、図４及び図５に示す周波数合成装置は、決められた帯域（３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ）内にある１４つのサブバンドの中心周波数をすべて生成することができるが、一部サブバンドの中心周波数のみを選択して活用することもできる。例えば、第１バンドグループのサブバンドの中心周波数である３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚの信号のみを選択して活用することもできる。
なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態の記載により制限されるものではない。

マルチバンドＯＦＤＭ方式のＵＷＢ通信システムにおいて使用する周波数帯域を示した図である。第１バンドグループ内にある３つのサブバンドの中心周波数を生成するための従来の周波数合成装置を示した図である。本実施形態に係る周波数合成装置の一実施形態を示した図である。本実施形態に係る周波数合成装置内にある周波数生成手段の他の実施形態を示した図である。本実施形態に係る周波数合成装置内にある周波数調整手段の他の実施形態を示した図である。

符号の説明

１００周波数生成手段
１１０局部発振器
１３０分周手段
１５０位相固定ループ
２００周波数調整手段
２２０第１混合部
２４０第１選択部
２６０第２混合部
２８０第２選択部

Claims

マルチバンドを使用してデータを送受信する超広帯域無線通信システムでの周波数合成装置において、
複数の周波数信号を生成する周波数生成手段と、
該周波数生成手段から複数の周波数信号を受信して、周波数調整により超広帯域内のすべてのサブバンドの中心周波数を生成する周波数調整手段と、
を備えることを特徴とする周波数合成装置。
前記周波数生成手段が、
周波数制御信号に応じて発振周波数を生成する局部発振器と、
該局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を分周して、この分周した複数の周波数信号を出力する分周手段と、
基準周波数信号を受信し、前記分周手段から分周された周波数信号を受信して、周波数を安定させる動作を行うための周波数制御信号を出力する位相固定ループと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数合成装置。
前記局部発振器が、
周波数制御信号に応じてすべてのサブバンドの中心周波数を生成するために、１２６７２ＭＨｚの周波数信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の周波数合成装置。
前記分周手段が、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を分周して複数の第１分周された周波数信号を生成し、この複数の第１分周された周波数信号を出力する第１分周部と、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を分周して複数の第２分周された周波数信号を生成し、この複数の第２分周された周波数信号を出力する第２分周部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の周波数合成装置。
前記第１分周部が、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この周波数信号を１／３分周し、この１／３分周された周波数信号を出力する第１分周器と、
該第１分周器から１／３分周された周波数信号を受信して、この１／３分周された周波数信号を１／４分周して、この１／４分周された周波数信号を出力する第２分周器と、
該第２分周器から１／４分周された周波数信号を受信して、この１／４分周された周波数信号をさらに１／４分周して、このさらに１／４分周された周波数信号を出力する第３分周器と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の周波数合成装置。
前記第１分周器により分周された周波数信号は、４２２４ＭＨｚの信号であり、
前記第２分周器により分周された周波数信号は、１０５６ＭＨｚの信号であり、
前記第３分周器により分周された周波数信号は、２６４ＭＨｚの信号であることを特徴とする請求項５に記載の周波数合成装置。
前記第２分周部が、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この周波数信号を１／２分周し、この１／２分周された周波数信号を出力する第１分周器と、
該第１分周器からの周波数信号を受信して、この１／２分周された周波数信号をさらに１／２分周して、このさらに１／２分周された周波数信号を出力する第２分周器と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の周波数合成装置。
前記第１分周器により分周された周波数信号は、６３３６ＭＨｚの信号であり、
前記第２分周器により分周された周波数信号は、３１６８ＭＨｚの信号であることを特徴とする請求項７に記載の周波数合成装置。
前記周波数調整手段が、
制御信号に応じて前記周波数生成手段からの周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する第１混合部と、
前記周波数生成手段から複数の周波数信号を受信して、選択信号に応じてこの複数の周波数信号から１つ以上の周波数信号を選択して、この選択した周波数信号を出力する第１選択部と、
前記第１混合部から生成された周波数信号と、前記第１選択部からの選択された周波数信号と、を受信して、複数の周波数信号を生成する第２混合部と、
該第２混合部により生成された複数の周波数信号と、前記周波数生成手段により生成された周波数信号と、を受信して、この受信した複数の周波数信号から１つ以上の周波数信号を選択して、この選択した周波数信号を出力する第２選択部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数合成装置。
前記第１混合部が、１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚ、２６４ＭＨｚの周波数信号を生成することを特徴とする請求項９に記載の周波数合成装置。
前記第１選択部が、選択信号に応じて前記周波数生成手段から６３３６ＭＨｚ及び３１６８ＭＨｚの周波数信号のうちのいずれかの周波数信号を選択することを特徴とする請求項９に記載の周波数合成装置。
前記第２混合部が、
制御信号に応じて前記第１混合部から生成された周波数信号と、前記第１選択部により選択された周波数信号と、を受信して、この受信した周波数信号に基づいて複数の周波数信号を生成する第１混合器と、
該第１混合器から生成された複数の周波数信号と、前記周波数生成手段からの周波数信号とを受信して、この受信した周波数信号に基づいてさらに他の複数の周波数信号を生成する第２混合器と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載の周波数合成装置。
前記第１混合器により生成された複数の周波数信号は、前記超広帯域の第１バンドグループから第３バンドグループのサブバンドそれぞれの中心周波数であり、
前記第２混合器により生成された複数の周波数信号は、前記超広帯域の第４バンドグループから第５バンドグループのサブバンドそれぞれの中心周波数であることを特徴とする請求項１２に記載の周波数合成装置。
前記第１バンドグループから前記第３バンドグループまでのサブバンドそれぞれの中心周波数信号は、３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚの信号であり、
前記第４バンドグループから前記第５バンドグループまでのサブバンドそれぞれの中心周波数信号は、８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚの信号であることを特徴とする請求項１３に記載の周波数合成装置
前記周波数生成手段が、
周波数制御信号に応じて発振周波数を生成する局部発振器と、
該局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を分周して、この分周した複数の周波数信号を出力する分周手段と、
基準周波数信号を受信し、前記分周手段により分周された周波数信号を受信して、周波数を安定させる動作を行うための前記周波数制御信号を出力する位相固定ループと、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この周波数信号の位相を９０度遷移して、この周波数信号の位相が、それぞれ９０度ずつ差が出る同相信号及び直交位相信号に変換して出力する信号変換部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数合成装置。
前記局部発振器が、周波数制御信号に応じてすべてのサブバンドの中心周波数を生成するために、６３３６ＭＨｚの周波数信号を生成することを特徴とする請求項１５に記載の周波数合成装置。
前記分周手段が、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を分周して複数の第１分周された周波数信号を生成し、この複数の第１分周した周波数信号を出力する第１分周部と、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を分周して複数の第２分周された周波数信号を生成し、この複数の第２分周された周波数信号を出力する第２分周部と、
を備えることを特徴とする請求項１５に記載の周波数合成装置。
前記第１分周部が、
前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を１／３分周して、この１／３分周した周波数信号を出力する第１分周器と、
前記第１分周器から１／３分周された周波数信号を受信して、この１／３分周された周波数信号を１／２分周して、この１／２分周した周波数信号を出力する第２分周器と、
前記第２分周器から１／２分周された周波数信号を受信して、この１／２分周された周波数信号を１／４分周して、この１／４分周された周波数信号を出力する第３分周器と、
を備えることを特徴とする請求項１７に記載の周波数合成装置。
前記第１分周器により分周された周波数信号は、２１１２ＭＨｚの信号であり、
前記第２分周器により分周された周波数信号は、１０５６ＭＨｚの信号であり、
前記第３分周器により分周された周波数信号は、２６４ＭＨｚの信号であることを特徴とする請求項１８に記載の周波数合成装置。
前記第２分周部が、前記局部発振器からの周波数信号を受信して、この受信した周波数信号を１／２分周して、この１／２分周された周波数信号を出力することを特徴とする請求項１７に記載の周波数合成装置。
前記第２分周部により分周された周波数信号は、３１６８ＭＨｚの信号であることを特徴とする請求項２０に記載の周波数合成装置。
前記周波数調整手段が、
制御信号に応じて前記周波数生成手段からの周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する第１混合部と、
前記周波数生成手段から周波数信号と、前記第１混合部から周波数信号とを受信して、選択信号に応じてこの受信した周波数信号から１以上の周波数信号を選択し、この選択した周波数信号を出力する第１選択部と、
該第１選択部により選択された周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する第２混合部と、
該第２混合部により生成された複数の周波数信号を受信して、この複数の周波数信号から１以上の周波数信号を選択し、この選択した周波数信号を出力する第２選択部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数合成装置。
前記第１混合部が、１３２０ＭＨｚ、７９２ＭＨｚの周波数信号を生成することを特徴とする請求項２２に記載の周波数合成装置。
前記第１選択部が、
選択信号に応じて前記周波数生成手段から６３３６ＭＨｚ及び３１６８ＭＨｚ周波数信号のうちのいずれかの周波数信号を選択する第１スイッチと、
選択信号に応じて前記周波数生成手段からの２６４ＭＨｚ周波数信号と前記第１混合部からの１３２０ＭＨｚ又は７９２ＭＨｚの周波数信号を受信して、いずれかの周波数信号を選択する第２スイッチと、
を備えることを特徴とする請求項２２に記載の周波数合成装置。
前記第２混合部が、
制御信号に応じて前記第１選択部から選択された周波数信号を受信して、複数の周波数信号を生成する第１混合器と、
該第１混合器により生成された複数の周波数信号と前記周波数生成手段からの周波数信号とを受信して、さらに他の複数の周波数信号を生成する第２混合器と、
を備えたことを特徴とする請求項２２に記載の周波数合成装置。
前記第１混合器から生成された複数の周波数信号は、前記超広帯域の第１バンドグループから第３バンドグループまでのサブバンドの中心周波数であり、
前記第２混合器から生成された複数の周波数信号は、前記超広帯域の第４バンドグループから第５バンドグループまでのサブバンドの中心周波数であることを特徴とする請求項２５に記載の周波数合成装置。
前記第１バンドグループから前記第３バンドグループまでのサブバンドそれぞれの中心周波数信号は、３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚの信号であり、
前記第４バンドグループから前記第５バンドグループまでのサブバンドそれぞれの中心周波数信号は、８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚの信号であることを特徴とする請求項２６に記載の周波数合成装置。
前記決められた帯域が、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の周波数合成装置。
前記決められた帯域が、第１バンドグループから第５バンドグループまで５つのバンドグループに分けられることを特徴とする請求項２８に記載の周波数合成装置。
前記第１バンドグループから前記第５バンドグループまでのサブバンドが、１４個からなることを特徴とする請求項２９に記載の周波数合成装置。
前記第１バンドグループから前記第５バンドグループまでのサブバンドそれぞれの中心周波数信号は、３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚ、５０１６ＭＨｚ、５５４４ＭＨｚ、６０７２ＭＨｚ、６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚ、８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚ、９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚの信号であることを特徴とする請求項３０に記載の周波数合成装置。