JP4063550B2 - 無線通信機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベースバンド周波数のベースバンド信号と複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行う無線通信機などに関し、特に、当該変換を行う構成を効率化したFWA(Fixed Wireless Access)システムの無線通信機などに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばFWAのシステムは、ミリ波帯を利用した加入者系無線アクセスシステムとして、ポイントトゥポイント(Point to Point)やポイントトゥマルチポイント(Point to Multipoint)の回線構成で、現在盛んに開発が行われている。なお、加入者系無線アクセスは、例えばWLL(Wireless Local Loop)などとも称せられる。
また、例えばTDD(Time Division Duplex)通信方式は、携帯電話などのシステムで用いられており、送受信を時分割で交互に行う方式として知られている。
【0003】
また、次世代広帯域FWAシステムは、ノードと呼ばれる加入者系無線装置を都市部などに格子状(メッシュ状)に配置して構成され、また、各ノードが受信する電波の方向と強度に応じて電波伝播状況を予測して送信に使用可能な混信・干渉のないチャネルと輻射方向を自律的に選択する自律型経路選択技術と、各ノードが各リンクの利用状況や回線品質を常時モニタしてその変化に応じて複数の経路から最適な経路を選択する技術と、メッシュ状のネットワークアーキテクチャにおいて最適な経路を選択して通信を行う無線ルーティング技術を駆使して構成され、このような構成により今までに無いFWAシステムを構成しようとするものである。また、次世代広帯域FWAシステムは、情報伝送速度を向上させるために、負荷の多いノード間の通信においては、周波数軸上に複数用意された無線チャネルのうちのいくつかの無線チャネルを束にして送受信を行う合波技術を利用する。
【0004】
図7には、従来の技術を用いて次世代広帯域FWA装置の周波数変換回路を構成した場合における当該周波数変換回路の構成例を示してある。同図に示した周波数変換回路には、信号処理部41と、バンドパスフィルタ(BPF:Band Pass Filter)42と、位相同期ループ(PLL:Phase-Locked Loop)43と、ミキサ44と、増幅器(AMP)45と、シングルポートシックストランスポート(SP6T)スイッチ46と、6つのSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタF1〜F6と、SP6Tスイッチ47と、送信電力制御部48と、TDDスイッチ49と、中間周波数(IF:Intermediate Frequency)信号入出力端子50と、増幅器51と、SP6Tスイッチ52と、6つのSAWフィルタF11〜F16と、SP6Tスイッチ53と、ミキサ54と、自動利得制御(AGC:Automatic Gain Control)増幅器55とが備えられている。
【0005】
また、図8には、上記図7に示した周波数変換回路により行われる周波数変換の様子の一例を示してある。図8に示した横軸は周波数を示しており、縦軸は電力を示している。図8には、ベースバンド周波数f0のベースバンド信号や、6つの中間周波数f1〜f6の中間周波数信号や、それぞれの中間周波数信号に対応したキャリアリーク周波数L1〜L6の信号及びイメージ周波数I1〜I6の信号を示してある。なお、i=1〜6について、fi=f0+Liであり、Ii=Li−f0である。
【0006】
以下で、上記した図7及び図8を参照して、上記図7に示した周波数変換回路により行われる信号処理の動作の一例を示す。
信号処理部41は、送信信号をデジタル直交変調処理することにより、比較的低い周波数f0を有する直交変調波を生成する。
【0007】
また、信号処理部41は制御信号によりPLL43を制御し、PLL43は制御される周波数(ここでは、L1〜L6のいずれか)の信号を発生して2つのミキサ44、54へ出力する。
また、信号処理部41は、制御信号により4つのSP6Tスイッチ46、47、52、53や送信電力制御部48やAGC増幅器55を制御し、また、タイミング信号によりTDDスイッチ49を制御する。
【0008】
信号処理部41により生成された周波数f0の送信信号(ここでは、ベースバンド信号)は、BPF42により不要なスプリアスが除去された後に、ミキサ44により中間周波数であるf1〜f6のいずれかの周波数の中間周波数信号へ変換される。その後、中間周波数へ変換された送信信号は、増幅器45により増幅され、信号処理部41からの制御により切り替わるSP6Tスイッチ46により選択される当該中間周波数に該当するSAWフィルタ(F1〜F6のいずれか)へ出力される。
【0009】
6つのSAWフィルタF1〜F6は、6つの中心周波数f1〜f6のそれぞれに対応しており、例えば送信周波数(ここでは、中間周波数)がf1である場合には中心周波数がf1であるSAWフィルタF1が選択される。それぞれのSAWフィルタF1〜F6は、送信信号のスプリアスであるキャリアリーク周波数L1〜L6の信号やイメージ周波数I1〜I6の信号を除去し、当該除去後の送信信号をSP6Tスイッチ47を介して送信電力制御部48へ出力する。
【0010】
送信電力制御部48は、制御部(ここでは、信号処理部41)からの制御により送信信号の送信電力を増減し、電力制御後の送信信号をTDDスイッチ49へ出力する。TDDスイッチ49は、制御部(ここでは、信号処理部41)からの制御により、送信或いは受信に応じて、信号系統を送信のための系統と受信のための系統とで切り替える。TDDスイッチ49は、送信時には送信電力制御部48側に切り替わり、送信信号をIF入出力端子50へ出力する。
【0011】
なお、デジタル直交変復調を行う上で、現在のデバイスレベルではコストやハード的に50MHz以下にある変調波を扱うのが限界である。この事実は、送信時においては直交変調波をアップコンバートする上でローカルリーク(キャリアリーク)周波数とイメージ周波数がメイン信号の中心周波数に対して50MHz離調以内の比較的近い部分に発生することを意味するため、SAWフィルタのように急峻なスカート特性をもったフィルタを用いることが要求される。
【0012】
また、例えば次世代広帯域FWAでは、1024QAMという超多値変調の利用が考えられており、この場合、従来のようなアナログ直交変調方式では十分な変調精度が得られず、符号間干渉を起こしてしまい実現が困難である。このような理由により、次世代広帯域FWAシステムでは、デジタル直交変調方式を選択せざるを得ないような実情がある。
【0013】
一方、受信時には、TDDスイッチ49は増幅器51側に切り替わり、IF入出力端子50から入力される受信信号(ここでは、中間周波数信号)がTDDスイッチ49を介して受信系の増幅器51へ出力される。この受信信号は、6つの中心周波数f1〜f6の中のいずれかの周波数を有する信号であり、増幅器51により増幅された後に、送信側と同様に、2つのSP6Tスイッチ52、53に対する制御部(ここでは、信号処理部41)からの制御により、該当する周波数(f1〜f6のいずれか)のSAWフィルタ(F11〜F16のいずれか)を通過させられてスプリアスやイメージの信号が除去される。
【0014】
その後、受信信号は、ミキサ54により中心周波数f0のベースバンド信号へ変換されて、AGC増幅器55へ出力される。AGC増幅器55は、制御部(ここでは、信号処理部41)からの制御信号により、出力電力値が常に目標電力値となるようにフィードバック制御され、これにより、受信信号から得られたベースバンド信号を一定の電力で信号処理部41へ出力する。信号処理部41は、ベースバンド信号として入力される受信信号をデジタル直交検波して元の情報を復調する。
【0015】
以上に従来の技術を用いて構成した次世代広帯域FWA装置の周波数変換回路の構成例や動作例を示したように、送受信共に、信号処理部41の入出力周波数はf0のべ一スバンド周波数となる。また、送受信周波数(ここでは、中間周波数)はf1〜f6のいずれかであり、例えばf1である時には、PLL43からの発振周波数を周波数L1(L1=f1−f0)として当該周波数L1の信号をミキサ44、54にローカル信号として加えることにより、送信時にはベースバンド周波数f0のベースバンド信号を中間周波数f1の中間周波数信号へ変換し、受信時には中間周波数f1の中間周波数信号をベースバンド周波数f0のベースバンド信号へ変換する。
【0016】
なお、FWA装置は、一般的に、屋内装置(IDU:In Door Unit)と屋外装置(ODU:Out Door Unit)に分離され、上記図7に示した構成部分は屋内装置の構成部分に該当する。IDUとODUとの間は例えば同軸ケーブルにより通信可能に接続され、中間周波数としては例えば同軸ケーブルによる損失の影響が比較的少ない70MHz帯や140MHz帯という低い周波数が使用される。また、ODUは、中間周波数の中間周波数信号と無線周波数(RF:Radio Frequency)であるミリ波帯の信号との周波数変換を行い、アンテナから電波を放射することやアンテナにより電波を受信することを行う。
【0017】
一例として、FWA装置としては、例えば基地局装置や加入者局装置が構成される。この場合、基地局装置や加入者局装置は、例えば、ビルの屋上や塔などの高所に固定設置される屋外装置とビル内などに固定設置される屋内装置とをケーブルで接続して構成される。そして、基地局装置や加入者局装置の屋外装置は、アンテナを用いた無線通信処理を行う無線処理部を備え、主に無線通信処理を司る。また、基地局装置の屋内装置は主にバックボーンネットワークとのデータ通信を司り、加入者局装置の屋内装置は主にパーソナルコンピュータなどの通信端末装置やLANなどとのデータ通信を司る。
【0018】
また、参考として、周波数変換に関する従来技術例を紹介する。
特開平10−93476号公報に記載の「無線通信機用送受信装置」では、TDMA−TDD方式における連続したn(nは2以上の整数)スロットのそれぞれに同期して送信ローカル信号及び受信ローカル信号を供給するn段構成のローカル信号発生手段を備えた構成や、周波数を低下させる同一の方向に2段階で周波数変換を行うダブルスーパーヘテロダインの構成や、フィルタを送受信で共用する構成が用いられている。なお、後述する本発明と比較すると、例えば、送受信で共用されるフィルタの機能(例えば周波数帯)や目的が本発明の場合とは異なり、2段階の周波数変換の目的が本発明の場合とは異なり、本発明で用いられるミキサとフィルタとミキサの組み合わせの構成を有していない点で本発明の場合とは異なり、また、FWAシステムに適用することが困難であると考えられる点で本発明の場合とは異なる。
【0019】
特開平5−129984号公報に記載の「無線通信装置」では、フィルタなどを送受信で共用する構成が用いられている。なお、後述する本発明と比較すると、例えば、送受信で共用されるフィルタの機能(例えば周波数帯)や目的が本発明の場合とは異なり、本発明で用いられるミキサとフィルタとミキサの組み合わせの構成を有していない点で本発明の場合とは異なる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば上記図7に示したような次世代広帯域FWA用などの周波数変換回路の構成では、SAWフィルタがチャネル数分必要となってしまうという構成上やコスト上の問題があった。具体的に、上記図7に示した例では、チャネル数が6個である場合を示し、この場合には、送信系及び受信系のそれぞれに6つのSAWフィルタが必要となり、このため、コストがかかり、装置が大きくなってしまうという問題があった。また、例えば周波数変換の方向が異なる点を除いて送信系と受信系とで周波数変換の構成が同じであるにもかかわらず、送信系と受信系とで2系統のハードウエアを持ち、ハードウエアが重複してしまうという問題点があった。
【0021】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、ベースバンド周波数のベースバンド信号と複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行う構成を効率化した無線通信機や、このような無線通信機を用いて構成されたFWAシステムを提供することを目的とする。
【0022】
更に具体的には、本発明では、例えばTDD通信技術や多くの無線システムで使用されている周波数軸上に複数のチャネルを配置する技術を利用した次世代広帯域FWA装置のような無線通信機器の周波数変換回路において、従来と比べてSAWフィルタに代表されるIFフィルタの個数を減らす技術や、送受信のハードウエアを共通化する技術を提供し、これにより、従来と比べてコストや装置サイズを改善する。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信機では、複数の通信周波数の信号を無線により通信するに際して、次のような構成により、ベースバンド周波数のベースバンド信号と中間周波数の中間周波数信号との変換を行う。
すなわち、ベースバンド周波数側周波数変換手段がベースバンド周波数のベースバンド信号とベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数の信号との変換を行い、中間周波数側周波数変換手段が前記所定の周波数の信号と複数の通信周波数に対応した複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行い、不要周波数信号成分除去手段が前記所定の周波数の信号から不要な周波数の信号成分を除去する。
【0024】
具体的には、例えば送信処理においては、ベースバンド周波数側周波数変換手段がベースバンド信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、不要周波数信号成分除去手段が当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、中間周波数側周波数変換手段が当該除去後の信号を中間周波数信号へ変換する。一方、例えば受信処理においては、中間周波数側周波数変換手段が中間周波数信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、不要周波数信号成分除去手段が当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、ベースバンド周波数側周波数変換手段が当該除去後の信号をベースバンド信号へ変換する。
【0025】
従って、複数の中間周波数の中間周波数信号について不要周波数信号成分除去手段が共通化されるため、不要周波数信号成分除去に関する構成を効率化することができ、例えば従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
なお、上記のような本発明の構成は、例えば、送信処理のみについて適用されてもよく、受信処理のみについて適用されてもよく、送信処理と受信処理の両方について適用されてもよい。
【0026】
また、本発明の好ましい実施例では、前記所定の周波数の信号を処理するフィルタ(不要な周波数の信号成分を除去する機能)については比較的狭帯域のフィルタリング機能が必要となるが1つのフィルタを共用化することが可能であり、また、複数の中間周波数の中間周波数信号を処理するフィルタについては比較的広帯域のフィルタリング機能を有する1つのフィルタを共用化することが可能である。これらは、前記所定の周波数がベースバンド周波数と比べて高いことにより実現され、つまり、前記所定の周波数の信号から中間周波数の中間周波数信号を得るときに用いられるローカル周波数と中間周波数との離隔(=前記所定の周波数)が従来と比べて大きくなることにより実現される。
【0027】
ここで、無線通信機としては、種々なものが用いられてもよい。
また、複数の通信周波数の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、複数の通信周波数としては、種々な周波数が用いられてもよい。
例えば、複数の通信周波数としてはそれぞれ無線通信に使用される無線周波数が用いられ、複数の通信周波数の数と複数の中間周波数の数として同数が用いられ、それぞれの中間周波数の中間周波数信号が対応する通信周波数の信号へ変換されて無線により送信され、無線により受信された通信周波数の信号が対応する中間周波数の中間周波数信号へ変換される。
【0028】
また、ベースバンド周波数としては、種々な周波数が用いられてもよく、例えば一定の周波数が用いられる。
また、ベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数としては、種々な周波数が用いられてもよく、例えば一定の周波数が用いられる。
【0029】
また、不要周波数信号成分除去手段により除去する不要な周波数の信号成分としては、種々な周波数の信号成分が用いられてもよい。具体的には、例えばベースバンド周波数側周波数変換手段や中間周波数側周波数変換手段により前記所定の周波数の信号を生成する際に発生するスプリアスなどの信号成分が用いられる。
【0030】
また、本発明に係る無線通信機では、次のような構成により、送信処理と受信処理とで周波数変換に関する構成を共用化する。
すなわち、送信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段と受信処理における中間周波数側周波数変換手段とを共通の第1のミキサを用いて構成し、送信処理における中間周波数側周波数変換手段と受信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段とを共通の第2のミキサを用いて構成し、送信処理における不要周波数信号成分除去手段と受信処理における不要周波数信号成分除去手段とを共通のフィルタを用いて構成した。また、送信受信切替手段が送信処理と受信処理とを時分割で切り替える。
【0031】
そして、送信受信切替手段により送信処理に切り替えられた場合には、第1のミキサを用いてベースバンド信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第2のミキサを用いて当該除去後の信号を複数の中間周波数の中で送信対象となる中間周波数の中間周波数信号へ変換する。また、送受信切替手段により受信処理に切り替えられた場合には、第1のミキサを用いて複数の中間周波数の中で受信された中間周波数の中間周波数信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第2のミキサを用いて当該除去後の信号をベースバンド信号へ変換する。
【0032】
従って、送信処理と受信処理とで周波数変換に関する構成が共通化されるため、周波数変換に関する構成を効率化することができ、例えば従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
【0033】
ここで、送信受信切替手段により送信処理と受信処理とを時分割で切り替える態様としては、例えば無線通信機により行われる無線通信で用いられるTDD方式に従ったタイミングで切り替えるような態様が用いられる。
【0034】
また、送信対象となる中間周波数信号の中間周波数や、受信される中間周波数信号の中間周波数としては、例えば通信状況に応じて、複数の中間周波数の中のいずれかの周波数が用いられる。つまり、送信対象となる信号の通信周波数や、受信される信号の通信周波数としては、例えば通信状況に応じて、複数の通信周波数の中のいずれかの周波数が用いられる。なお、例えば2以上の中間周波数の中間周波数信号(2以上の通信周波数の信号)が同時に通信されるような場合が用いられてもよい。
【0035】
また、本発明に係る無線通信機では、第1のミキサと第2のミキサとの少なくとも一方には、ミキサに接続される送信処理用の回路との整合を取る送信処理用整合回路と、ミキサに接続される受信処理用の回路との整合を取る受信処理用整合回路とを備えた。つまり、第1のミキサに送信処理用整合回路と受信処理用整合回路を備える構成と、第2のミキサに送信処理用整合回路と受信処理用整合回路を備える構成とのいずれか一方或いは両方を用いた。
【0036】
従って、第1のミキサや第2のミキサを送信処理と受信処理とで共用する場合において、送信処理用の回路との整合と受信処理用の回路との整合の両方を取ることができ、これにより、送信処理及び受信処理の適正化を図ることができる。
ここで、送信処理用整合回路や、受信処理用整合回路としては、種々な構成の整合回路が用いられてもよい。
【0037】
また、上記のような本発明に係る無線通信機は、例えば次世代広帯域のFWAシステムを構成する通信装置(FWA装置)に適用するのに好適なものである。
本発明に係るFWAシステムでは、屋内装置と屋外装置とを同軸ケーブルを介して接続して構成される通信装置を設けており、通信装置を次のような構成とした。
すなわち、上記のような本発明に係る無線通信機に備えられるベースバンド周波数側周波数変換手段と中間周波数側周波数変換手段と不要周波数信号成分除去手段を、通信装置を構成する屋内装置に備えた。
【0038】
そして、通信装置では、送信処理において、屋内装置がベースバンド信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋外装置へ送信し、屋外装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号を無線周波数の信号へ変換して当該無線周波数の信号を無線により送信する。また、通信装置では、受信処理において、屋外装置が受信した無線周波数の信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋内装置へ送信し、屋内装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号をベースバンド信号へ変換する。
ここで、FWAシステムや、通信装置や、屋内装置や、屋外装置や、同軸ケーブルとしては、種々なものが用いられてもよい。
【0039】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、本発明の第1実施例を説明する。
図1には、本発明の一実施例に係る周波数変換回路の構成例を示してあり、この周波数変換回路は、例えば次世代広帯域FWAシステムに設けられるFWA装置(通信装置)を構成する屋内装置に備えられる。また、屋内装置は、例えば同軸ケーブルを介して屋外装置と接続され、屋外装置との間で同軸ケーブルを介して中間周波数信号を送受信する。
【0040】
同図に示した本例の周波数変換回路には、信号処理部1と、バンドパスフィルタ(BPF)2と、TDDスイッチ3と、PLL(第1のPLL)4と、ミキサ(第1のミキサ)5と、増幅器6と、SAWフィルタ7と、PLL(第2のPLL)8と、ミキサ(第2のミキサ)9と、TDDスイッチ10と、広帯域のバンドパスフィルタ(広帯域BPF)11と、送信電力制御部12と、TDDスイッチ13と、中間周波数(IF)信号入出力端子14と、増幅器15と、バンドパスフィルタ(BPF)16と、自動利得制御(AGC)増幅器17とが備えられている。なお、IF信号入出力端子14は、同軸ケーブル(図示せず)と接続され、当該同軸ケーブルを介して屋外装置(図示せず)と接続される。
【0041】
また、図2には、上記図1に示した本例の周波数変換回路により行われる周波数変換の様子の一例を示してある。図2に示した横軸は周波数を示しており、縦軸は電力を示している。図2には、ベースバンド周波数f0のベースバンド信号や、所定の周波数f1の信号や、当該所定の周波数f1の信号に対応したキャリアリーク周波数L1の信号及びイメージ周波数I1の信号や、6つの中間周波数f2〜f7の中間周波数信号や、それぞれの中間周波数信号に対応したキャリアリーク周波数L2〜L7の信号を示してある。また、図2では、それぞれの中間周波数信号に対応したイメージ周波数I2〜I7の信号の図示を省略してある。なお、f1=f0+L1であり、I1=L1−f0である。また、i=2〜7について、fi=f1+Liであり、Ii=Li−f1である。
【0042】
なお、本例では、好ましい態様例として、複数の中間周波数f2〜f7の中で最小の周波数f2が最大の周波数f7に対応したローカル周波数L7と比べて大きく、当該最小の周波数f2から当該最大の周波数f7までの周波数の信号を抽出するような広帯域BPF11が用いられる。また、SAWフィルタ7としては、所定の周波数f1の信号を抽出するような狭帯域のフィルタが用いられる
【0043】
以下で、上記した図1及び図2を参照して、上記図1に示した本例の周波数変換回路により行われる信号処理の動作の一例を示す。
送信処理では、信号処理部1は、中心周波数f0の送信信号(本例では、ベースバンド信号)をBPF2へ出力する。
【0044】
また、信号処理部1は制御信号により第1のPLL4や第2のPLL8を制御し、第1のPLL4や第2のPLL8は制御される周波数(本例では、L1〜L7のいずれか)の信号を発生してそれぞれに対応した第1のミキサ5や第2のミキサ9へ出力する。
また、信号処理部1は、制御信号により送信電力制御部12やAGC増幅器17を制御し、また、タイミング信号により3つのTDDスイッチ3、10、13を制御する。
【0045】
信号処理部1から出力される中心周波数f0の送信信号は、BPF2を通過した後に、TDDスイッチ3に入力される。
信号処理部1は、送信時には、TDDスイッチ3をA側(BPF2側)に切り替える。TDDスイッチ3を通過した周波数f0の送信信号は、第1のミキサ5により中心周波数f1の信号へ変換される。この場合、第1のミキサ5には、信号処理部1により周波数設定される第1のPLL4から、周波数f0の信号を周波数f1の信号へ変換するために必要なローカル周波数L1のローカル信号を加える。ここで、上記のように、f1=f0+L1の関係がある。
【0046】
第1のミキサ5により中心周波数f1の信号に変換された送信信号は、増幅器6により増幅された後に、SAWフィルタ7により不要なキャリアリーク周波数L1やイメージ周波数I1などのスプリアスの信号が除去される。
スプリアスが除去された中心周波数f1の信号は、第2のミキサ9に入力されて中心周波数が複数の中間周波数f2〜f7の中のいずれかの周波数である中間周波数信号へ変換される。この場合、第2のミキサ9には、信号処理部1により周波数設定される第2のPLL8から、周波数f1の信号を周波数f2〜f7へ変換するために必要なローカル周波数L2〜L7のローカル信号を加える。一例として、周波数f1の信号を周波数f7の信号へ変換する場合には、ローカル信号として周波数L7の信号を供給し、f7=f1+L7の関係を用いて周波数変換を行う。
【0047】
第2のミキサ9により得られる中間周波数f2〜f7の中間周波数信号は、TDDスイッチ10に入力されて、広帯域BPF11へ出力される。なお、信号処理部1は、送信時には、TDDスイッチ10をA側(広帯域BPF11側)に切り替える。
広帯域BPF11は、第2のミキサ9により発生したスプリアスの信号成分を中間周波数信号から除去し、当該除去後の中間周波数信号を送信電力制御部12へ出力する。
【0048】
送信電力制御部12は、信号処理部1からの制御により送信信号(本例では、中間周波数信号)の送信電力を所定の電力とした後に、送信信号をTDDスイッチ13へ出力する。
信号処理部1は、送信時には、TDDスイッチ13をA側(送信電力制御部12側)に切り替える。
TDDスイッチ13を通過した送信信号は、IF信号入出力端子14へ出力される。
【0049】
ここで、広帯域のBPF11によりスプリアスの信号成分を除去することができる理由は、第1のミキサ5により送信信号を一度十分に高い周波数f1の信号へ変換しているためであり、このため、第2のミキサ9で発生するスプリアスの除去のためのフィルタとしては、例えばSAWフィルタのように急峻な特性を必ずしも必要とせず、フィルタリング特性が比較的緩やかな広帯域のBPFで対応することができる。このような点が本例の特徴点の一つとなっている。
【0050】
一方、受信処理では、中心周波数が複数の中間周波数f2〜f7の中のいずれかの周波数である受信信号(本例では、中間周波数信号)がIF信号入出力端子14からTDDスイッチ13に入力される。
信号処理部1は、受信時には、TDDスイッチ13をB側(増幅器15側)に切り替え、TDDスイッチ3をB側(増幅器15側)に切り替える。IF信号入出力端子14から入力される受信信号は、TDDスイッチ13を経由して、増幅器15により増幅された後に、TDDスイッチ3を通過して、第1のミキサ5に入力される。
【0051】
第1のミキサ5には、信号処理部1からの制御により第1のPLL4から、中間周波数f2〜f7の信号を受信するために複数のローカル周波数L2〜L7の中のいずれかの周波数のローカル信号を加える。これにより、第1のミキサ5により、中間周波数f2〜f7の受信信号を所定の周波数f1の信号へ変換する。
【0052】
周波数f1の信号に周波数変換された受信信号は、増幅器6により増幅され、SAWフィルタ7によりスプリアスの信号成分が除去された後に、第2のミキサ9により周波数f0のべ一スバンド信号へ変換される。この場合、第2のミキサ9には、第2のPLL8から、周波数f1の信号を周波数f0の信号へ変換するためのローカル周波数L1のローカル信号を加える。
【0053】
信号処理部1は、受信時には、TDDスイッチ10をB側(BPF16側)に切り替える。第2のミキサ9により周波数f0のベースバンド信号に変換された受信信号は、TDDスイッチ10を経由して、BPF16によりスプリアスの信号成分が除去され、信号電力値がAGC増幅器17により所定の電力値とされた後に、信号処理部1に入力されて処理が行われる。
【0054】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、複数の周波数の信号の送受信を行い、当該送受信を時分割で行うに際して、送信時には、デジタル直交変調されたベースバンド周波数f0のべ一スバンド信号を中間周波数f2〜f7とは別の周波数f1の信号へ一時的に変換し、当該変換後の信号からスプリアスの信号成分を除去した後に、当該除去後の信号を目的となる中間周波数f2〜f7の中間周波数信号へ変換する。一方、受信時には、受信された中間周波数f2〜f7の中間周波数信号を当該別の周波数f1の信号へ一時的に変換し、当該変換後の信号からスプリアスの信号成分を除去した後に、当該除去後の信号を目的となるベースバンド周波数f0のべ一スバンド信号へ変換し、デジタル直交検波する。
【0055】
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、TDDスイッチ3、10、13を用いて送信処理と受信処理を切り替えることにより、送受信系においてミキサ5、9やSAWフィルタ7などの回路を共用する。
【0056】
更に具体的には、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、複数の周波数(複数のチャネル)の送受信を時分割して送信或いは受信又は送受信を行う信号処理部1を有する構成において、信号処理部1には少なくとも第1のミキサ5と第2のミキサ9とフィルタ7から成る回路が接続され、送信時には、第1のミキサ5はベースバンド信号を中間周波数f2〜f7とは別の周波数f1の信号へ変換し、フィルタ7は第1のミキサ5により周波数変換された当該別の周波数f1の信号からスプリアスの信号成分を除去し、第2のミキサ9は当該除去後の当該別の周波数f1の信号を所望の各中間周波数(各チャネル)f2〜f7の中間周波数信号へ変換する。一方、受信時には、第1のミキサ5は各中間周波数(各チャネル)f2〜f7の中間周波数信号を当該別の周波数f1の信号へ変換し、フィルタ7は第1のミキサ5により周波数変換された当該別の周波数f1の信号からスプリアスの信号成分を除去し、第2のミキサ9は当該除去後の当該別の周波数f1の信号を所望のベースバンド周波数f0のベースバンド信号へ変換する。
【0057】
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、上記のような構成において、信号処理部1に接続される回路に時分割スイッチ(TDDスイッチ)3、10、13を備えてあり、当該時分割スイッチ3、10、13により送受信を切り替えることにより、第1のミキサ5や第2のミキサ9やフィルタ7を送受信で共用化する。
【0058】
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、上記図1に示したように、一構成例として、ベースバンド信号の処理を行う信号処理部1と、信号処理部1から入力されるベースバンド信号をフィルタリング処理するフィルタ2と、送信処理時にはフィルタ2と第1のミキサ5とを接続する一方受信処理時には増幅器15と第1のミキサ5とを接続するスイッチ3と、第1のミキサ5に対してローカル信号を供給する第1のPLL4と、スイッチ3を介してフィルタ2から入力されるフィルタリング処理後のベースバンド信号或いはスイッチ3を介して増幅器15から入力される増幅後の中間周波数信号を所定の周波数f1の信号へ変換する第1のミキサ5と、当該周波数変換された信号を増幅する増幅器6と、当該増幅後の信号をフィルタリング処理するフィルタ7と、第2のミキサ9に対してローカル信号を供給する第2のPLL8と、当該フィルタリング処理後の信号を送信処理時には中間周波数信号へ変換する一方受信処理時にはベースバンド信号へ変換する第2のミキサ9と、送信処理時にはフィルタ11と第2のミキサ9とを接続する一方受信処理時にはフィルタ16と第2のミキサ9とを接続するスイッチ10と、スイッチ10を介して第2のミキサ9から入力される中間周波数信号をフィルタリング処理するフィルタ11と、当該フィルタリング処理後の中間周波数信号の送信電力を制御する送信電力制御部12と、送信処理時には送信電力制御部12とIF信号入出力端14とを接続する一方受信処理時には増幅器15とIF信号入出力端14とを接続するスイッチ13と、スイッチ13を介して送信電力制御部12から入力される中間周波数信号を外部へ出力する一方外部から入力される中間周波数信号をスイッチ13を介して増幅器15へ出力するIF信号入出力端14と、スイッチ13を介してIF信号入出力端14から入力される中間周波数信号を増幅する増幅器15と、スイッチ10を介して第2のミキサ9から入力されるベースバンド信号をフィルタリング処理するフィルタ16と、当該フィルタリング処理後のベースバンド信号の電力を制御して当該電力制御後のベースバンド信号を信号処理部1へ出力する増幅器17とを備えた。
【0059】
また、本例では、好ましい態様例として、上記のような周波数変換回路を備えた無線通信機を次世代広帯域のメッシュ型のFWAシステムに適用した場合を示した。
具体的には、例えば、上記のような本例の無線通信機が任意の位置に設置されたFWA装置に適用され、FWA装置の屋内装置を構成する電子機器が同軸ケーブルにより屋外装置と接続されて構成されたFWAシステムにおいて、当該屋内装置からの送信データ若しくは当該屋内装置への受信データを当該屋外装置により無線通信するに際して、当該屋内装置により処理されるベースバンド信号の周波数と同軸ケーブルを流れる中間周波数信号の周波数との変換が2段階で為される。
【0060】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、例えば上記図7に示したような従来技術ではSAWフィルタが送信側と受信側とでそれぞれ6個必要だったのに対して、周波数変換段を1段多く持つことにより、SAWフィルタを1個で済ますことができる。
また、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、TDDスイッチ3、10、13により送受信の系を切り替えることにより、送受信系の共通化を図ることができる。
【0061】
そして、好ましい態様例として、本例のような周波数変換回路を次世代広帯域FWAシステムの中間周波数に関する周波数変換回路に適用することができ、このようなFWAシステムにおいて、SAWフィルタを複数個用意する必要がなくなるため、装置コストを非常に低くすることが可能となり、また、TDDスイッチを用いることで送受信のハードウエアを共有化することができるため、コストばかりでなく、装置を小型化することも可能である。
【0062】
このように、本例の周波数変換回路では、ベースバンド信号と中間周波数信号との周波数変換を2段階で行うことで少ない数のSAWフィルタでスプリアスの信号成分を除去することができ、また、送受信の回路の一部を共用化することにより回路規模を小さくすることができる。また、本例の周波数変換回路は、例えば、FWAシステムの基地局装置を格子状(メッシュ型)に配置した構成において、電波伝搬状況に応じて基地局装置から基地局装置への通信経路を自律的に選択するような技術などに適用することが可能である。
【0063】
なお、本例の周波数変換回路では、例えば上記図7に示した従来の周波数変換回路と比べて、SAWフィルタの個数が減った代わりに、送信系或いは受信系の一方の系を見るとミキサとPLLが1個ずつ増えているが、一般的には、SAWフィルタとミキサとでは、ミキサのコストの方が圧倒的に安価であり、また、PLLについてもSAWフィルタと比べて安価に構成することができるため、トータルコストでは安価に構成することが可能である。また、TDDスイッチを備えた場合にはTDDスイッチの個数が増えるが、一般的には、SAWフィルタのコストと比較すると圧倒的に安価である。
【0064】
また、従来技術として、例えば、ローカル信号による周波数変換で発生するイメージ周波数の信号やスプリアスの信号を考慮してミキサなどを用いて周波数変換を行ういわゆるシングルスーパーヘテロダイン方式や、スプリアスチャート上でどうしても逃げ切れない周波数が存在するような場合に使用されるダブルスーパーヘテロダイン方式(2回変換)により、使用帯域内に落ち込む不要波を遠ざける技術が知られているが、本例のように中間周波数以外の所定の周波数の信号へ送信信号や受信信号を一時的に変換して最後に所望の周波数の信号へミキサで再変換するような技術は新規なものであると考えられる。
【0065】
ここで、本例では、周波数軸上に複数のチャネルを有して同一の周波数帯でTDD方式による無線通信を行う無線通信方式を用いた。
また、本例では、所定の周波数f1の信号をフィルタリングするフィルタ7として、好ましい態様例として、急峻なフィルタ帯域特性を有するSAWフィルタを用いたが、例えば急峻なフィルタ帯域特性を有するようなフィルタであれば、種々なフィルタが用いられてもよい。
【0066】
また、本例では、基本周波数(ベースバンド周波数)f0と当該基本周波数f0より高い周波数(所定の周波数)f1との変換及び当該所定の周波数f1と中間周波数f2〜f7との変換を用いた2段階の周波数変換の技術と、TDDスイッチを用いた送受信系の共用化の技術とを組み合わせた構成例を示した。本例では、3つのTDDスイッチ3、10、13に対して信号処理部1からスイッチングのタイミング信号が与えられ、各TDDスイッチ3、10、13は送信と受信とを切り替え、また、2つのミキサ5、9と接続される2つのTDDスイッチ3、10では、実質的に、複数チャネルヘの振り分けも行われる。
【0067】
なお、本例では、屋外装置により無線通信される複数の無線周波数の信号が複数の通信周波数の信号に相当し、中心周波数f0の信号がベースバンド周波数のベースバンド信号に相当し、複数の中心周波数f2〜f7の信号が複数の中間周波数の中間周波数信号に相当し、所定の周波数f1の信号がベースバンド周波数と比べて高く(つまり、f0<f1)且つ中間周波数とは異なる周波数の信号に相当する。ここで、それぞれの周波数の信号としては、通常、周波数の幅(帯域幅)を有した信号が用いられる。
【0068】
また、本例では、送信処理に関しては、第1のPLL4や第1のミキサ5の機能によりベースバンド周波数側周波数変換手段が構成されており、SAWフィルタ7の機能により不要周波数信号成分除去手段が構成されており、第2のPLL8や第2のミキサ9の機能により中間周波数側周波数変換手段が構成されている。
また、本例では、受信処理に関しては、第1のPLL4や第1のミキサ5の機能により中間周波数側周波数変換手段が構成されており、SAWフィルタ7の機能により不要周波数信号成分除去手段が構成されており、第2のPLL8や第2ミキサ9の機能によりベースバンド周波数側周波数変換手段が構成されている。
また、本例では、信号処理部1やTDDスイッチ3、10、13の機能により送信受信切替手段が構成されている。
【0069】
次に、本発明の第2実施例を説明する。
本例では、上記図1に示した周波数変換回路により行われる処理を、具体的な数値例を用いて説明する。なお、上記第1実施例では中間周波数が6チャネル(6CH)構成である場合を示したが、本例では、7チャネル(7CH)構成である場合を示す。
【0070】
図3には、本例の周波数変換回路により行われる周波数変換の様子の一例を示してある。同図に示した横軸は周波数を示しており、縦軸は電力を示している。同図には、ベースバンド周波数f0のベースバンド信号や、所定の周波数f1の信号や、当該所定の周波数f1の信号に対応したキャリアリーク周波数L1の信号及びイメージ周波数I1の信号や、7つの中間周波数f2〜f8の中間周波数信号や、それぞれの中間周波数信号に対応したキャリアリーク周波数L2〜L8の信号を示してある。また、同図では、それぞれの中間周波数信号に対応したイメージ周波数I2〜I8の信号の図示を省略してある。なお、f1=L1−f0であり、I1=L1+f0である。また、i=2〜8について、fi=Li―f1であり、Ii=Li+f1である。
【0071】
なお、本例では、好ましい態様例として、複数の中間周波数f2〜f8の中で最小の周波数f2がベースバンド周波数f0と比べて大きく、最大の周波数f8が当該最小の周波数f2に対応したローカル周波数L2と比べて小さく、当該最小の周波数f2から当該最大の周波数f8までの周波数の信号を抽出するような広帯域BPF11が用いられる。また、SAWフィルタ7としては、所定の周波数f1の信号を抽出するような狭帯域のフィルタが用いられる。
【0072】
本例では、信号処理部1により出力されるベースバンド信号として、中心周波数が13.5MHzであり、シンボルレートが6.75Mspsであり、α=0.3であるルートロールオフフィルタで帯域制限された、帯域幅が約8MHzである1024QAM(Quadrature Amplitude Modulation)の信号波が用いられる。この信号は、8倍オーバサンプルのデジタルアナログ変換器(DAC:Digital Analog Converter)によりデジタル直交変調されて生成されるが、DACの動作クロック(CLK)である54MHz付近にスプリアスが生成される。このスプリアスを中心周波数が13.5MHzであり通過帯域幅が10MHzであり周波数54MHzにおいて60dB以上の減衰を確保することができるBPF2により除去し、当該除去後の信号をTDDスイッチ3へ出力する。
【0073】
送信時には、全てのTDDスイッチ3、10、13はA側に切り替えられている。TDDスイッチ3を通過した13.5MHzの1024QAM信号は、第1のミキサ5のIFポートに入力されて、信号処理部1によりL1=338.5MHzに周波数設定された第1のPLL4によるローカル信号と乗算され、これにより、f1=L1−f0=338.5MHz−13.5MHz=325MHzの信号が生成されて第1のミキサ5のRFポートから出力される。
【0074】
この場合に、第1のミキサ5では、周波数f1の信号以外に、キャリアリークである周波数L1=338.5MHzの信号やイメージである周波数I1=338.5MHz+13.5MHz=352MHzの信号などのスプリアス信号成分も発生するので、ミキサの挿入損失を補うための増幅器6で全ての信号成分を一度増幅した後に、スプリアス除去のためのSAWフィルタ7でスプリアス除去を行う。
【0075】
SAWフィルタ7としては、中心周波数が325MHzであり通過帯域幅が10MHzであり中心周波数±13.5MHz離調点で40dBの減衰量を持つものを2個カスケード接続したものが用いられ、阻止域の減衰量が80dB程度となるようにしてある。SAWフィルタ7によりスプリアス除去された信号は、第2のミキサ9のRFポートに入力されて、最終目標である140MHz付近の中間周波数帯7CHの中のいずれかの中間周波数の信号に必要に応じて周波数変換される。第2のミキサ9には、各CHの中間周波数信号を得るためのローカル周波数L2〜L8のローカル信号を第2のPLL8から必要に応じて供給する。
【0076】
ここで、図4には、各CH1〜7について、中間周波数信号の中心周波数(本例では、中間周波数)f2〜f8と、ローカル周波数L2〜L8との関係の一例を、具体的な数値例を用いて示してある。
【0077】
第2のミキサ9により中間周波数帯7CHのいずれかの中間周波数に周波数変換された1024QAM送信信号は、TDDスイッチ10を経由して、中心周波数が140MHzであり通過帯域幅が80MHzである広帯域BPF11によりスプリアスが除去された後に、送信電力制御部12により所定の電力に設定され、その後、TDDスイッチ13を経由してIF信号入出力端子14から出力される。
【0078】
上述のように、上記図1に示した回路は、一般に屋内ユニット(屋内装置)に備えられ、同軸ケーブルにより屋外ユニット(屋外装置)と接続される。屋外ユニットでは、IF信号入出力端子14から出力されて同軸ケーブルを介して伝送される中心周波数が140MHz付近である送信信号を26GHzのミリ波帯の信号へ周波数変換し、当該周波数変換後の信号を電力増幅してアンテナから無線出力する。
【0079】
一方、受信動作では、空間を伝搬してきた26GHz帯の信号が屋外ユニットにより受信されて140MHz付近の中間周波数信号へ周波数変換され、当該中間周波数信号が同軸ケーブルを伝搬して屋内ユニットのIF信号入出力端子14に入力される。そして、当該中間周波数信号は、B側に切り替えられたTDDスイッチ13を経由して、増幅器15により増幅され、TDDスイッチ3を経由して、第1のミキサ5のIF端子に入力される。
【0080】
ここで、送信時には、第1のミキサ5のIF端子の入力信号は13.5MHzのべ一スバンド信号であったが、受信時には、TDDスイッチ3の切替により、140MHz付近の受信信号となっている。また、送信時には、13.5MHzの信号を325MHzの信号へ変換するために、第1のミキサ5へローカル信号として338.5MHzの信号を第1のPLL4から供給したが、受信時には、第1のミキサ5では140MHz付近のCH1〜CH7のいずれかの信号を325MHzの信号へ変換するために、例えば上記図4に示したようなローカル周波数L2〜L8を有したローカル信号を第1のPLL4から第1のミキサ5へ供給する。
【0081】
第1のミキサ5から出力される325MHzの信号は、増幅器6により増幅された後に、SAWフィルタ7により所定のCHの信号成分だけが切り出され、これにより、当該信号成分が第2のミキサ9のRFポートヘ出力される。
第2のミキサ9では325MHzの信号を13.5MHzのべ一スバンド信号へ変換し、この場合、第2のミキサ9には第2のPLL8から338.5MHzのローカル信号を供給する。第2のミキサ9により13.5MHzの信号に変換された受信信号は、TDDスイッチ10を経由して、中心周波数が13.5MHzであり通過帯域幅が10MHzであるBPF16によりスプリアス除去された後に、AGC増幅器17により所定の電力とされ、その後、信号処理部1に入力されて復調される。
【0082】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、送受信で使用する325MHzに関する構成部分のハードウエアを送受信で共有化し、当該構成部分以外の構成部分であるフィルタ16やAGC増幅器17やフィルタ11や送信電力制御部12などのように送受信特有の回路部分をTDDスイッチ3、10、13で分離選択する構成とした。また、送信信号や受信信号を中間周波数である140MHz付近以外の325MHzの周波数へいったん周波数変換することを行う周波数変換段を備えることにより、例えば従来技術ではSAWフィルタの個数が7個必要であるのに対して、SAWフィルタの個数を1個で済ましている。
【0083】
なお、送受信でハードウエアを共通化することにより、例えば送受信間の干渉や送受信の切替時の応答性を改善することが好ましい場合もあると考えられるが、送受信間の干渉については、例えばTDDスイッチのアイソレーション特性を改善することにより十分に対応することが可能である。また、送受信切替時の応答性については、例えば通信する信号のフレーム構成において、ガードタイムと呼ばれる通信される信号の無い区間を必要に応じて設けることにより対応することが可能である。一例として、次世代広帯域FWA装置では、フレーム周期である2ms内に送受信を行い、この際のガードタイムを約20μs準備している。
【0084】
また、本例では、信号の周波数変換として、13.5MHzと325MHzとの間と当該325MHzと140MHz付近との間との周波数変換を行っており、例えば送信処理においてベースバンド信号をいったん目標である140MHz付近の中間周波数信号と比べて高い325MHzの信号へ変換しているような点が、上記図2に示した周波数変換の例とは異なっている。なお、好ましくは、各ミキサで発生するスプリアスの検討を十分に行って、メイン信号の搬送波対雑音比(CNR:Carrier-to-Noise Ratio)を劣化させないように十分に考慮するのがよい。
【0085】
次に、本発明の第3実施例を説明する。
本例では、上記図1に示した周波数変換回路に備えられる第1のミキサ5や第2のミキサ9について、その付近の回路構成の他の例を示す。
第1のミキサ5や第2のミキサ9のところでは、TDDスイッチ3、10により、第1のミキサ5の場合にはIFポート入力を送受信タイミングにより切り替え、第2のミキサ9の場合にはIFポート出力を送受信タイミングにより切り替えるが、この場合に、整合(Matching)の問題が生じる。
【0086】
一例として、第1のミキサ5に着目すると、好ましくは、TDDスイッチ3がA側に切り替わっている時には第1のミキサ5のIFポートはフィルタ2と整合が取れていることが必要となり、また、TDDスイッチ3がB側に切り替わっている時には第1のミキサ5のIFポートは増幅器15と整合が取れていることが必要となる。また、一般に各部品のインピーダンスは周波数により異なっており、それぞれの周波数に対して整合を取ることが必要となる。
【0087】
図5には、上記図1に示した周波数変換回路において第1のミキサ5に関して点線で示した構成部分Pについて、上記のような整合を取ることを実現した回路構成例を示してある。
図5には、上記した構成部分Pの他の回路構成例として、BPF21と、送信処理回路側の整合回路(MC)22と、TDDスイッチ23と、第1のPLL24と、第1のミキサ25と、増幅器26と、受信処理回路側の整合回路(MC)27とを示してある。
【0088】
ここで、同図に示した本例の回路構成は、例えばBPF21とTDDスイッチ23との間に送信処理時のための整合回路22が備えられていて増幅器26とTDDスイッチ23との間に受信処理時のための整合回路27が備えられているといった点を除いては、上記図1に示した構成部分Pの回路構成と同様である。
【0089】
送信処理回路側の整合回路22は、送信処理時において第1のミキサ25とフィルタ21との整合を取る機能を有しており、また、受信処理回路側の整合回路27は、受信処理時において第1のミキサ25と増幅器26との整合を取る機能を有している。このように、整合回路22、27を備えた構成として、例えばあらかじめTDDスイッチ23をA側とB側のそれぞれに切り替えて各整合回路22、27の整合を取っておくことにより、TDDスイッチ23が切り替わって第1のミキサ25のIFポートの接続先が異なる系(送信系或いは受信系)に変わった場合においても整合を保つことができる。
なお、本例では、上記図1に示した第1のミキサ5について具体的に説明したが、上記図1に示した第2のミキサ9についても同様な構成として同様な効果を得ることができる。
【0090】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、例えば上記図1に示した第1のミキサ5や第2のミキサ9と接続される送信系や受信系に整合回路を備えて、処理対象となる信号が当該整合回路を介して第1のミキサ5や第2のミキサ9に入力される構成としたため、ミキサに関する整合性を確保することができる。
なお、本例では、整合回路22により送信処理用整合回路が構成されており、整合回路27により受信処理用整合回路が構成されている。
【0091】
次に、本発明の第4実施例を説明する。
本例では、上記図1に示した周波数変換回路に備えられる第1のミキサ5や第2のミキサ9について、その付近の回路構成の他の例を示す。
本例では、送信系と受信系とのアイソレーションの改善策の例を示す。
【0092】
図6には、上記図1に示した周波数変換回路において第1のミキサ5に関して点線で示した構成部分Pについて、上記のようなアイソレーションを改善することを実現した回路構成例を示してある。
図6には、上記した構成部分Pの他の回路構成例として、BPF31と、送信処理回路側の整合回路(MC)32と、送信処理回路側のダイオード(Di)33と、TDDスイッチ34と、第1のPLL35と、第1のミキサ36と、増幅器37と、受信処理回路側の整合回路(MC)38と、受信処理回路側のダイオード(Di)39とを示してある。
【0093】
ここで、同図に示した本例の回路構成は、例えば整合回路32とTDDスイッチ34との間に送信処理時のためのダイオード33が備えられていて整合回路38とTDDスイッチ34との間に受信処理時のためのダイオード39が備えられているといった点を除いては、上記図5に示した回路構成と同様である。
【0094】
このように、本例では、送信処理用の回路や受信処理用の回路にダイオード32、39を挿入してあり、ダイオード32、39にバイアスをかけると高周波信号が導通する性質を利用する。具体的には、送信時には、送信処理用のダイオード33にバイアスをかけて受信処理用のダイオード39にはバイアスをかけないように信号処理部1から制御することにより、TDDスイッチ34単体のアイソレーションにダイオード39のアイソレーションを加算して、これにより、総合のアイソレーションを向上させる。同様に、受信時には、受信処理用のダイオード39にバイアスをかけて送信処理用のダイオード33にはバイアスをかけないことにより、アイソレーションを向上させる。
なお、本例では、上記図1に示した第1のミキサ5について具体的に説明したが、上記図1に示した第2のミキサ9についても同様な構成として同様な効果を得ることができる。
【0095】
以上のように、本例の周波数変換回路を備えた無線通信機では、例えば上記図1に示した第1のミキサ5や第2のミキサ9と接続される送信系や受信系において、整合回路32、38を備えるとともに、更に、TDDスイッチ34の両端にダイオード33、39を備えたため、送信系と受信系とのアイソレーション特性を改善することができる。
【0096】
つまり、一例として、第1のミキサと第2のミキサとの少なくとも一方には、ミキサに接続される送信処理用の回路に設けられてアイソレーションを確保する送信処理用回路側アイソレーション確保手段と、ミキサに接続される受信処理用の回路に設けられてアイソレーションを確保する受信処理用回路側アイソレーション確保手段とを備えた。なお、送信処理用回路側アイソレーション確保手段や、受信処理用回路側アイソレーション確保手段としては、例えばダイオードを用いて構成することができる。
【0097】
ここで、本発明に係る無線通信機やFWAシステムなどの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法や、このような方法を実現するためのプログラムなどとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。例えば、本発明に係る技術は、FWAシステムばかりでなく、無線通信や有線通信を行う種々な通信システムに適用することも可能である。
【0098】
また、本発明に係る無線通信機やFWAシステムなどにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【0099】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る無線通信機などによると、複数の通信周波数の信号を無線により通信するに際して、ベースバンド周波数のベースバンド信号とベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数の信号との変換を行うとともに当該所定の周波数の信号と複数の通信周波数に対応した複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行うようにし、この場合に、当該所定の周波数の信号から不要な周波数の信号成分を除去するようにしたため、例えば、複数の中間周波数の中間周波数信号について不要周波数信号成分除去に関する構成を共通化することができ、これにより、従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
【0100】
また、本発明に係る無線通信機などでは、送信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換と受信処理における中間周波数側周波数変換とを共通の第1のミキサを用いて行い、送信処理における中間周波数側周波数変換と受信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換とを共通の第2のミキサを用いて行い、送信処理における不要周波数信号成分除去と受信処理における不要周波数信号成分除去とを共通のフィルタを用いて行う構成として、送信処理と受信処理とを時分割で切り替えるようにしたため、例えば、送信処理と受信処理とで周波数変換に関する構成を共通化することができ、これにより、従来と比べて、コストや装置サイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例に係る周波数変換回路の構成例を示す図である。
【図2】 本発明の第1実施例に係る周波数変換の様子の一例を示す図である。
【図3】 本発明の第2実施例に係る周波数変換の様子の一例を示す図である。
【図4】 本発明の第2実施例に係る中間周波数信号の中心周波数とローカル周波数との関係の一例を示す図である。
【図5】 本発明の第3実施例に係る周波数変換回路の構成例を説明するための図である。
【図6】 本発明の第4実施例に係る周波数変換回路の構成例を説明するための図である。
【図7】 従来例に係る周波数変換回路の構成例を示す図である。
【図8】 従来例に係る周波数変換の様子の一例を示す図である。
【符号の説明】
1・・信号処理部、 2、16、21、31・・BPF、
3、10、13、23、34・・TDDスイッチ、
4、8、24、35・・PLL、 5、9、25、36・・ミキサ、
6、15、26、37・・増幅器、 7・・SAWフィルタ、
11・・広帯域BPF、 12・・送信電力制御部、
14・・IF信号入出力端子、 17・・AGC増幅器、
22、27、32、38・・整合回路、 33、39・・ダイオード、
Claims (4)
- 複数の中間周波数のそれぞれと複数の通信周波数のそれぞれとが対応しており、それぞれの中間周波数の中間周波数信号と対応するそれぞれの通信周波数の信号との変換が行われ、複数の通信周波数の信号を無線により通信する無線通信機において、
ベースバンド周波数のベースバンド信号とベースバンド周波数と比べて高く且つ中間周波数とは異なる所定の周波数の信号との変換を行うベースバンド周波数側周波数変換手段と、
前記所定の周波数の信号と複数の通信周波数に対応した複数の中間周波数の中間周波数信号との変換を行う中間周波数側周波数変換手段と、
前記所定の周波数の信号から不要な周波数の信号成分を除去する不要周波数信号成分除去手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信機。 - 請求項1に記載の無線通信機において、
送信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段と受信処理における中間周波数側周波数変換手段とを共通の第1のミキサを用いて構成し、送信処理における中間周波数側周波数変換手段と受信処理におけるベースバンド周波数側周波数変換手段とを共通の第2のミキサを用いて構成し、送信処理における不要周波数信号成分除去手段と受信処理における不要周波数信号成分除去手段とを共通のフィルタを用いて構成し、
送信処理と受信処理とを時分割で切り替える送信受信切替手段を備え、
送信受信切替手段により送信処理に切り替えられた場合には、第1のミキサを用いてベースバンド信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第2のミキサを用いて当該除去後の信号を複数の中間周波数の中で送信対象となる中間周波数の中間周波数信号へ変換し、
送信受信切替手段により受信処理に切り替えられた場合には、第1のミキサを用いて複数の中間周波数の中で受信された中間周波数の中間周波数信号を前記所定の周波数の信号へ変換し、フィルタを用いて当該変換後の信号から不要な周波数の信号成分を除去し、第2のミキサを用いて当該除去後の信号をベースバンド信号へ変換する、
ことを特徴とする無線通信機。 - 請求項2に記載の無線通信機において、
第1のミキサと第2のミキサとの少なくとも一方には、ミキサに接続される送信処理用の回路との整合を取る送信処理用整合回路と、ミキサに接続される受信処理用の回路との整合を取る受信処理用整合回路とを備えた、
ことを特徴とする無線通信機。 - 屋内装置と屋外装置とを同軸ケーブルを介して接続して構成される通信装置を設けたFWAシステムにおいて、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の無線通信機に備えられるベースバンド周波数側周波数変換手段と中間周波数側周波数変換手段と不要周波数信号成分除去手段を通信装置を構成する屋内装置に備え、
通信装置では、送信処理において、屋内装置がベースバンド信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋外装置へ送信し、屋外装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号を無線周波数の信号へ変換して当該無線周波数の信号を無線により送信し、
通信装置では、受信処理において、屋外装置が受信した無線周波数の信号を中間周波数信号へ変換して当該中間周波数信号を同軸ケーブルを介して屋内装置へ送信し、屋内装置が当該中間周波数信号を受信して当該中間周波数信号をベースバンド信号へ変換する、
ことを特徴とするFWAシステム。
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