WO2006077733A1 - 無線通信装置 - Google Patents

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WO2006077733A1
WO2006077733A1 PCT/JP2005/024044 JP2005024044W WO2006077733A1 WO 2006077733 A1 WO2006077733 A1 WO 2006077733A1 JP 2005024044 W JP2005024044 W JP 2005024044W WO 2006077733 A1 WO2006077733 A1 WO 2006077733A1
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capacitor
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Sachio Iida
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Sony Corporation
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    • H04L25/06—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
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    • H04B2001/71362—Arrangements for generation of hop frequencies, e.g. using a bank of frequency sources, using continuous tuning or using a transform using a bank of frequency sources

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication apparatus that performs frequency conversion on a radio signal to be frequency hopped, and in particular, multiband that hops a center frequency at a predetermined band interval.
  • the present invention relates to a radio communication apparatus that performs reception processing by converting an OFDM signal frequency.
  • the present invention relates to a radio communication apparatus that performs frequency conversion of a multiband OFD M-UWB signal that performs frequency switching in a wide band, and particularly in a multiband OFDM-UWB communication system.
  • the present invention relates to a wireless communication apparatus that solves the problem of self-mixing when frequency conversion of received signals is performed by direct conversion.
  • Standards related to wireless networks include IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11, HiperLANZ2, IEEE 802.15.3.
  • WPAN Wireless Personal Access Ne twork
  • UWB Wired Personal Access Ne twork
  • CE Consumer Electronics
  • To Realization of P transmission and home network is expected. If the use of the millimeter wave band becomes widespread, short-range radio over lGbps will be possible, and ultra-high-speed short-range DAN (Device Area Network) including storage devices will also be possible.
  • a wireless network is constructed indoors, a multipath environment is formed in which a receiving device receives a superposition of a direct wave and a plurality of reflected waves' delayed waves. Multipath causes delay distortion (or frequency-selective fading) and causes errors in communication. Intersymbol interference resulting from delay distortion occurs.
  • a multicarrier transmission system As a main countermeasure against delay distortion, a multicarrier transmission system can be cited.
  • transmission data is distributed and transmitted to a plurality of carriers having different frequencies, so that the bandwidth of each carrier is narrow and is not easily affected by frequency selective fading.
  • the frequency of each carrier is set so that each carrier is orthogonal to each other within a symbol period. ing.
  • information sent serially is slower than the information transmission rate, and multiple data output by serial z-parallel conversion is assigned to each carrier for each symbol period, and amplitude and phase modulation are performed for each carrier.
  • inverse FFT on the plurality of carriers, it is converted into a signal on the time axis and transmitted while maintaining the orthogonality of each carrier on the frequency axis.
  • the reverse operation is performed, that is, FFT is performed to convert the time axis signal to the frequency axis signal, and each carrier is demodulated according to the modulation method. Convert and reproduce the information sent in the original serial signal.
  • the OFDM modulation scheme is adopted as a standard for wireless LAN in IEEE802.llaZg, for example.
  • the information signal is also transmitted using the DS-UWB method, which increases the DS information signal diffusion rate to the limit, or an in- nus signal sequence with a very short period of about several hundred picoseconds.
  • standardization is ongoing for UWB communication systems that employ OFDM modulation. For example, multi-band OFDM—UWB modulation using IFF TZFFT with frequency hopping (FH) of multiple subbands each of 528 MHz width in the 3.1 to 4.8 GHz frequency band. (For example, see Non-Patent Document 2).
  • direct spreading and frequency hopping (FH) differ depending on the communication channel. It is a spread spectrum system that assigns codes and performs multiple access, and uses a much wider frequency bandwidth for communication than information signals.
  • primary modulation such as OFDM and secondary modulation by spreading are performed.
  • FIG. 7 shows frequency allocation defined in the multiband OFDM-UWB communication system.
  • Band 1 with center frequency 3432MHz, 3960MHz, 4488MHz # 1 to # 3 and Band 1 with center frequency 5016MHz, 5548MHz, 6072MHz, respectively # 4 to Band # Group 2 consisting of 6 and bands with center frequencies of 6600MHz, 7128MHz and 7656MHz # 7 to # 9
  • FIG. 8 shows a configuration example of a receiver used in the multiband OFDM system.
  • the receiver shown in the figure adopts a direct conversion configuration for frequency conversion of a received signal.
  • the intermediate frequency (IF) stage is removed, the signal received by the antenna is amplified, and the frequency is directly converted to the baseband signal by multiplication with the local frequency.
  • the direct conversion method facilitates wideband reception of the receiver and increases the flexibility of the receiver configuration.
  • the local (LO) signal cos having the same frequency as the center frequency of the RF signal.
  • the low-pass filter extracts the low frequency band, amplifies it with a VGA (variable gain amplifier), AD converts it, and further converts the time-axis signal into a frequency-axis signal by FFT. Demodulate the carrier and reproduce the information sent in the original serial signal.
  • the IF filter is not used, so that the receiver can be easily operated in a wide band and the configuration of the receiver is increased.
  • the received frequency and the local frequency are equal.
  • the local signal self-mixing is such that a part of the local signal that leaks out toward the antenna of the receiver main body is reflected by the antenna and returns to the receiver again. Generated by multiplying the signal itself. Alternatively, after a part of the local signal is emitted to the outside through the antenna, the reflected wave is received by the antenna and mixed with the local signal.
  • the local signal amplitude in Fig. 9 is 0.5V
  • the total gain of the low noise amplifier (LNA) and the mixer is 30dB
  • the local signal leakage is reflected by the antenna and returns to point A in the figure.
  • the DC offset of the mixer output is 2.5mV.
  • the DC offset is larger than the signal level of the desired signal.
  • multi-band OFDM communication system performs frequency hopping (FH) (described above)
  • FH frequency hopping
  • the frequency of the local signal changes every time frequency hopping is performed.
  • the reflection coefficient of the antenna varies with frequency
  • the DC offset caused by self-mixing also changes with frequency hopping.
  • capacitor C and circuit impedance R form a first-order high-pass filter (HPF)
  • the cutoff frequency of the frequency response is 1Z (2 ⁇ CR)
  • the convergence time of the step response is 2 ⁇ CR.
  • the direct conversion receiver wants to pass up to 4.125 MHz, but the convergence time of the DC offset step response is the OFDM symbol rate. I want to keep it around 1Z10 (about 30 nanoseconds).
  • the cut-off frequency is 4.125 MHz
  • a DC offset is detected and held at a time other than the time slot assigned to the own receiver, and held in the time slot assigned to the own receiver. It is possible to subtract and remove the DC offset
  • a DC offset is detected and held during the preamble period of the received frame, and the held DC offset is subtracted and removed during other periods. Is possible.
  • Bluetooth communication is known as a wireless system that performs frequency hopping.
  • Non-Patent Document 1 Nikkei Electronics March 11, 2002 issue “Radio Revolutionary Child Raising the Production Ultra WidebandJ P. 55—66
  • Non-Patent Document 2 IEEE802. 15.3a TI Document ⁇ URL: http: // grouper, ie ee. Org / groups / 802/15 / pub / 2003 / May03 File name: 03142r2P80 2- 15_TI-CFP-Document. Doc >
  • Non-Patent Document 3 Anuj Batra, "03267rlP802— 15— TG3a— Multi— band— OF DM-CFP-Presentation, ppt”, pp. 17, July 2003.
  • Non-Patent Document 4 "Direct— Conversion Radio Transceivers for Digital Communications" by Asad A. Abidi (IEEE J. Solid- State Circuits, vol. 30, no. 12, pp. 1399-1410, 1995
  • An object of the present invention is to provide a multiband hopping center frequency at a predetermined band interval.
  • An object of the present invention is to provide an excellent wireless communication apparatus capable of suitably receiving and processing an OFDM signal after frequency conversion.
  • a further object of the present invention is to provide a multiband OFD that performs frequency switching in a wide band.
  • a further object of the present invention is to provide reception in a multiband OFDM UWB communication system. It is an object of the present invention to provide an excellent wireless communication apparatus capable of solving the problem of DC offset due to self-mixing when frequency-converting a signal by a direct conversion method.
  • the present invention has been made in consideration of the above problems, and is a wireless communication apparatus that receives a communication signal for frequency hobbing a plurality of frequency bands,
  • a frequency converter that performs frequency conversion by multiplying the received communication signal by a local signal that is a hopping frequency force
  • Capacitors corresponding to each frequency band to be frequency hopped are arranged in parallel, the capacitors are switched while synchronizing with the frequency hopping, and a high-pass filter unit that removes the DC offset contained in the received signal after frequency conversion,
  • a reception processing unit that performs signal processing such as low-frequency transmission, amplification, digital conversion, and demodulation on the received signal after DC offset removal;
  • a wireless communication device comprising:
  • the present invention relates to a radio communication apparatus that performs frequency conversion on a received signal and performs reception processing in a multiband OFDM-UWB communication system that performs frequency switching in a wide band.
  • the received signal frequency is converted by the conversion method.
  • the IF filter is not used, so that it is easy for the receiver to wideband.
  • the reception frequency and the local frequency are equal, so there is a problem that a DC component, that is, a DC offset, is generated by self-mixing of the local signal.
  • frequency hopping is performed for each symbol, so it is difficult to detect and remove a DC offset during an extremely short frequency switching time.
  • a method of inserting a first-order high-pass filter at the output of the mixer that multiplies the received signal by the local frequency is performed.
  • the capacitor repeatedly charges and discharges at every frequency hopping, which is cumbersome with a step response. Therefore, in the radio communication apparatus according to the present invention, a first-order high-pass filter is configured by arranging capacitors corresponding to each frequency band to be frequency hopped in parallel. Then, the DC offset contained in the received signal after frequency conversion is removed while switching the capacitor in synchronization with the frequency hopping.
  • capacitors # 1, # 2, ... are prepared for each band # 1, # 2, ... to be hopped.
  • Capacitor # 1 holds the charge just before frequency hopping from band # 1 to other band # 2, and when hopping to node # 1 again, capacitor # 1 continues the step response be able to.
  • the capacitor switching operation corresponding to frequency hopping is repeated, the capacitor # 1 is no longer charged and discharged and settles to a steady state.
  • the transient frequency of step response occurring in a certain frequency band does not affect the next frequency band that has been hopped.
  • the cut-off frequency of the hynos filter can be set below the subcarrier frequency.
  • the high-pass filter unit provides a time difference when switching capacitor connections so that two or more capacitors are not connected in parallel at the same time while synchronizing with frequency hopping.
  • a configuration may be considered in which a connection switching switch is provided at one end of each capacitor and the other end is always connected in common.
  • a parasitic capacitance removing unit that removes the parasitic capacitance when each of the capacitors is disconnected.
  • a switch that disconnects both ends of the capacitor when not selected and A parasitic capacitance removal unit can be configured by a switch that grounds one end of the capacitor.
  • the problem of DC offset due to self-mixing when the received signal is frequency-converted by the direct conversion system is solved. It is possible to provide an excellent wireless communication device that can be used.
  • capacitors corresponding to each frequency band to be frequency hopped are arranged in parallel to form a first-order high-noise filter, and capacitors are connected while being synchronized with frequency hopping.
  • the DC offset contained in the received signal after frequency conversion was removed. Since the DC offset removal process is performed independently for each frequency band to be hopped, the cut-off frequency of the high-noise filter can be set to be lower than the subcarrier frequency.
  • FIG. 1 is a diagram showing a noise filter configured by arranging capacitors corresponding to each frequency band to be frequency hopped in parallel.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the input voltage and output voltage of band # 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a modification of the circuit configuration shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration example in which a parasitic capacitance removing unit is added to the circuit shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a configuration of a multiband OFDM-UWB receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG.6 Frequency hopping 'Multiband by controller' Local oscillator frequency hobbing and timing chart showing an example of switching operation of capacitors # C1 to C # 3 is there.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of frequency allocation defined in the multiband OFDM-UWB communication system.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a direct conversion type receiver used in a multiband OFDM system.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining self-mixing of local signals.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a DC offset caused by self-mixing.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a first-order cup pass filter.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the convergence time of the DC offset step response when the cutoff frequency is 4.125 MHz for the direct conversion receiver.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an access' code in Bluetooth communication.
  • the present invention relates to a radio communication apparatus that performs frequency conversion of a received signal and performs reception processing in a multiband OFDM-UWB communication system that performs frequency switching in a wide band.
  • the received signal frequency is converted by the conversion method.
  • a method of inserting a first-order high-pass filter (HPF) as shown in Fig. 11 is generally performed at the output of the mixer that multiplies the received signal by the local frequency. .
  • the capacitor repeats charging and discharging at each frequency hopping, resulting in a step response as shown in FIG. [0050]
  • the capacitor holds the charge just before frequency hopping from one band # 1 to another band # 2, and hops again to band # 1, the key is If it is possible to continue the step response with a capacitor, it is assumed that the capacitor will not charge and discharge and should settle to a steady state. In other words, the DC offset removal process is performed independently for each frequency band to be hopped.
  • the first-order high-pass filter inserted after the frequency converter that multiplies the received signal by the local signal is frequency-hopped as shown in FIG.
  • Capacitors corresponding to the above are arranged in parallel, and the capacitors are switched while synchronizing with the frequency hopping.
  • capacitors # 1, # 2, and # 3 are prepared for each band # 1, # 2, and # 3 to be hopped.
  • Each capacitor repeats charging / discharging at each frequency hopping to generate a step response.
  • capacitor # 1 retains the charge just before frequency hopping from band # 1 to other band # 2, and when hopping to band # 1 again, the capacitor Step response can be continued with # 1.
  • the capacitor switching operation corresponding to frequency hopping is repeated, the capacitor # 1 is no longer charged and discharged, and eventually settles in a steady state.
  • the transient phenomenon of the step response occurring in a certain frequency band does not affect the next frequency band after frequency hopping.
  • Fig. 7 shows that in the multiband OFDM-UWB communication system, group 1, which is considered as mamdatory, consists of bands # 1 to # 3. In other words, since frequency hopping is performed between band # 1, band # 2, and band # 3, the high-pass filter shown in FIG. 1 switches between the following three states.
  • FIG. 2 shows the relationship between the input voltage and output voltage of band # 1.
  • the horizontal axis represents time based on the frequency hopping cycle.
  • Capacitor # 1 is discharged in advance, and SW # 1 is turned on only for the frequency hopping period to.
  • capacitor C # 1 has its input voltage directly applied to circuit impedance R as if the force is also short-circuited, but immediately passes through R to the right electrode of capacitor C # 1 Charge flows in. As a result, a positive charge that is commensurate with the input voltage is accumulated in the left electrode of the capacitor C # 1, and the capacitor C # 1 is charged and the output voltage decreases.
  • SW # 1 is turned on again in response to hopping to band # 1 in hopping cycle t3. In response to this, charging resumes from the output voltage that is lower by the potential charged in capacitor C # 1, and the output voltage further decreases.
  • This charging operation is interrupted at the next hopping cycle t4. Subsequently, it resumes at t6 when it hops to node # 1, and at the next hopping period t7, charging of capacitor C # 1 is completed and the output voltage becomes a steady state of zero, and thereafter no longer changes.
  • step response is several cycles after the frequency hopping. Converges to a steady state. Therefore, the problem of step response for each frequency hobbing (described above) does not occur.
  • a switch for connection switching is provided at one end of each capacitor arranged in parallel, and the other end is always connected in common. .
  • the parasitic capacitance to remove the parasitic capacitance when each capacitor is disconnected It is more preferable to provide a capacity removing unit.
  • the parasitic capacitance removing unit can be configured by a switch that disconnects both ends of the capacitor when not selected and a switch that grounds one end of the disconnected capacitor.
  • FIG. 4 shows a circuit configuration example of a high-pass filter when a parasitic capacitance removing unit is added.
  • the capacitor C # l is connected, and SW # la and SW # lc are on at the same time, and SW # lb is off.
  • the switches a and c and the b switch operate exclusively in the case of the same capacitors # 1 to # 3.
  • FIG. 5 shows a configuration of a multiband OFDM-UBB receiver according to an embodiment of the present invention.
  • the receiver shown in FIG. 1 employs a circuit with a capacitor switching mechanism shown in FIG. 1 as a high-pass filter after frequency down-conversion.
  • the receiver shown in the figure adopts a direct conversion configuration for frequency conversion of the received signal.
  • Local (LO) signals cos (2 ⁇ f) and sin (2 ⁇ ⁇ ) having the same frequency as the center frequency of the RF signal are used for frequency conversion of the received signals on the I axis and the Q axis.
  • the multiband receiver needs three frequencies of 3432MHz, 3960MHz, and 4488MHz, which are the same frequency as the center frequency of the RF signal, as local signals.
  • the multiband local oscillator generates these multiple frequency signals.
  • the channel switching width is large! /, So a single PLL cannot perform frequency switching over a wide band.
  • a multi-band 'local oscillator is preferably configured to accurately obtain the center frequency of each band in a multi-band' system by using frequency division and frequency calculation for a single frequency force as a reference.
  • Such a frequency synthesizer is disclosed in, for example, the specification of Japanese Patent Application No. 2004-251006, which has already been assigned to the present applicant.
  • Frequency Hopping The 'controller controls frequency hobbing operation in a multi-band' local oscillator. And down conversion 'mixer multiband' low Multiply the local signal output from the Cull Oscillator by each I-axis and Q-axis received signal and perform frequency conversion.
  • the down-conversion 'mixer is followed by capacitors C # 1 to C # 3 corresponding to each band # 1 to # 3 for frequency hopping and connection disconnection of these capacitors to the I axis and Q axis respectively.
  • a first-order high-pass filter configured by arranging switches SW # 1 to SW # 3 in parallel is provided!
  • Frequency hopping The controller uses the switch sw # while synchronizing with frequency hopping, ie local frequency switching in a multi-band' local oscillator.
  • Capacitor # 1 holds the charge just before frequency hopping from band # 1 to another band # 2 and continues step response with capacitor # 1 when hopping to band # 1 again Can do. As the capacitor switching operation corresponding to the frequency hopping is repeated, the capacitor # 1 is no longer charged and discharged and settles to a steady state. The same applies to the other capacitors C # 2 and C # 3. In other words, since the DC offset removal process is performed independently for each frequency band to be hopped, the transient phenomenon of the step response that occurs in a certain frequency band does not affect the next frequency band that has been frequency hopped.
  • a parasitic capacitance removing unit as shown in FIG. 4 may be provided in each capacitor C # 1 to C # 3.
  • the received signal after frequency conversion and further DC offset removal uses a low-pass filter to extract the low frequency band, amplify it with VGA, AD convert it, and further use the FFT to time-domain the signal frequency. Converted into axis signals, demodulates each carrier, and reproduces the information sent in the original serial signal.
  • the frequency hopping controller is synchronized with the frequency hopping of the multi-band 'local oscillator, and at the same time, the time difference A t is switched when switching the capacitor connections so that two or more capacitors are not connected in parallel.
  • FIG. 6 shows an example of multi-band local oscillator frequency hopping by frequency hopping controller and switching operation of capacitors # C1 to C # 3.

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Abstract

　マルチバンドＯＦＤＭ＿ＵＷＢ信号をダイレクト・コンバージョン方式で周波数変換する際の自己ミキシングによるＤＣオフセットを除去する。 　ホッピングする周波数帯＃１、＃２、＃３毎にキャパシタ＃１、＃２、＃３が用意される。周波数ホッピングに同期してキャパシタを切り換え、例えば周波数帯＃１から他の周波数帯＃２に周波数ホッピングする直前でキャパシタ＃１が電荷を保持しておき、再び周波数帯＃１にホッピングしたときに、キャパシタ＃１でステップ応答を継続させる。キャパシタ＃１の充放電はなくなり、やがて定常状態に落ち着く。  

Description

明 細 書
無線通信装置
技術分野
[0001] 本発明は、周波数ホッピングする無線信号を周波数変換して受信処理する無線通 信装置に係り、特に、所定のバンド間隔で中心周波数をホッピングするマルチバンド
OFDM信号を周波数変換して受信処理する無線通信装置に関する。
[0002] さらに詳しくは、本発明は、広帯域での周波数切り替えを行なうマルチバンド OFD M—UWB信号を周波数変換して受信処理する無線通信装置に係り、特に、マルチ バンド OFDM— UWB通信方式において、受信信号をダイレクト 'コンバージョンによ り周波数変換する際における自己ミキシングの問題を解消する無線通信装置に関す る。
背景技術
[0003] 無線ネットワークに関する標準的な規格として、 IEEE (The Institute of Elect rical and Electronics Engineers) 802. 11や、 HiperLANZ2、 IEEE802. 1 5. 3などを挙げることができる。
[0004] また、近年では、「ウルトラワイドバンド (UWB)通信」と呼ばれる、非常に広 、周波 数帯域でキャリアを使用せず 1ナノ秒以下の超短パルス波に情報を載せて無線通信 を行なう方式が、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして注目され、そ の実用化が期待されている（例えば、非特許文献 1を参照のこと)。現在、 IEEE802 . 15. 3などにおいて、ウルトラワイドバンド通信のアクセス制御方式として、プリアン ブルを含んだパケット構造のデータ伝送方式が考案されている。
[0005] 将来、 UWBに代表される近距離通信の WPAN (Wireless Personal Access Ne twork)はあらゆる家電品や CE (Consumer Electronics)機器に搭載されることが 予想され、 100Mbps超の CE機器間の P— to— P伝送や家庭内ネットワークの実現 が期待されている。ミリ波帯の利用が普及した場合には lGbps超の短距離無線も可 能となり、ストレージ 'デバイスなどを含む超高速な近距離用の DAN (DeviceArea Network)も実現可能となる。 [0006] また、室内で無線ネットワークを構築した場合、受信装置では直接波と複数の反射 波'遅延波の重ね合わせを受信するというマルチパス環境が形成される。マルチパス により遅延ひずみ (又は、周波数選択性フェージング)が生じ、通信に誤りが引き起こ される。そして、遅延ひずみに起因するシンボル間干渉が生じる。
[0007] 主な遅延ひずみ対策として、マルチキャリア（多重搬送波)伝送方式を挙げることが できる。マルチキャリア伝送方式では、送信データを周波数の異なる複数のキャリア に分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数選択性フェージ ングの影響を受け難くなる。
[0008] 例えば、マルチキャリア伝送方式の 1つである OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing :直交周波数分割多重）方式では、各キャリアがシンボル区 間内で相互に直交するように各キャリアの周波数が設定されている。情報伝送時に は、シリアルで送られてきた情報を情報伝送レートより遅 、シンボル周期毎にシリアル zパラレル変換して出力される複数のデータを各キャリアに割り当ててキャリア毎に 振幅及び位相の変調を行な 、、その複数キャリアにつ 、て逆 FFTを行なうことで周 波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信する。 また、受信時はこの逆の操作、すなわち FFTを行なって時間軸の信号を周波数軸の 信号に変換して各キャリアにつ 、てそれぞれの変調方式に対応した復調を行な 、、 ノラレル Zシリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生する。
[0009] OFDM変調方式は、例えば IEEE802. llaZgにおいて無線 LANの標準規格と して採用されている。また、 IEEE802. 15. 3においても、 DSの情報信号の拡散速 度を極限まで高くした DS— UWB方式や、数 100ピコ秒程度の非常に短い周期のィ ンノルス信号列を用いて情報信号を構成して送受信を行なうインパルス UWB方 式以外に、 OFDM変調方式を採用した UWB通信方式についての標準化が進めら れている。例えば、 3. 1〜4. 8GHzの周波数帯をそれぞれ 528MHz幅からなる複 数のサブバンドを周波数ホッピング (FH)し、各周波数帯が 128ポイントからなる IFF TZFFTを用いたマルチバンド OFDM— UWB変調が検討されている（例えば、非 特許文献 2を参照のこと)。
[0010] ここで、直接拡散 (DS)や周波数ホッピング (FH)は、通信チャネル毎に異なる拡散 符号を割当てて多元接続を行なうスペクトラム拡散方式であり、情報信号に比べて非 常に広い周波数帯域幅を通信に用いる。この方法では、 OFDMなどの 1次変調と、 拡散による 2次変調を行なう。
[0011] 図 7には、マルチバンド OFDM— UWB通信方式において規定されている周波数 割り当てを示している。同図に示すように、中心周波数をそれぞれ 3432MHz、 396 0MHz、 4488MHzとするバンド # 1〜# 3からなるグループ 1と、中心周波数をそれ ぞれ 5016MHz、 5548MHz, 6072MHzとするバンド # 4〜バンド # 6からなるグル ープ 2と、中心周波数をそれぞれ 6600MHz、 7128MHz, 7656MHzとするバンド # 7〜# 9力 なるグループ 3と、中心周波数をそれぞれ 8184MHz、 8712MHz, 9 240MHzとするバンド # 10〜# 12からなるグループ 4と、中心周波数をそれぞれ 97 68MHz並びに 10296MHzとするバンド # 13〜 # 14からなるグループ 5とで構成さ れる。このうち、グループ 1の 3バンドを用いることが義務ィ匕（mandatory)されている とともに、それ以外のグループや帯域は将来の拡張のために用意されている。
[0012] 図 8には、マルチバンド OFDMシステムに用いられる受信機の構成例を示している
(例えば、非特許文献 6を参照のこと)。図示の受信機は、受信信号の周波数変換に ダイレクト 'コンバージョン（Direct Conversion)構成が採られている。ダイレクト'コ ンバージョン方式では、中間周波数 (IF)段を削除し、アンテナで受信した信号を増 幅し、ローカル周波数と乗算することによりベースバンド信号に直接周波数変換を行 なう。ダイレクト 'コンバージョン方式によれば、受信機の広帯域ィ匕が容易となり、受信 機の構成の柔軟性が増す。
[0013] 図 8に示す例では、 RF信号の中心周波数と同一周波数のローカル (LO)信号 cos
(2 π f )及び sin (2 π f )力 軸及び Q軸の各受信信号の周波数変換に用いられて 、 る。周波数変換した後は、ローパス'フィルタ (LPF)により低域を取り出し、 VGA (Va riable Gain Amplifier)により増幅し、 AD変換してさらに FFTにより時間軸の信 号を周波数軸の信号に変換し各キャリアについて復調を行ない、元のシリアル信号 で送られた情報を再生する。
[0014] 図 8に示すようなダイレクト 'コンバージョン受信機では、例えば図 7に示すグループ 1の帯域を使用する場合には、 RF信号の中心周波数と同一周波数である 3432MH z、 3960MHz, 4488MHzの 3つの周波数がローカル信号として必要になる。
[0015] ダイレクト 'コンバージョン方式を採用することにより、 IFフィルタを用いないため受 信機の広帯域ィ匕が容易となり、受信機の構成の柔軟性が増す。しかしながら、ダイレ タト 'コンバージョン方式においては、受信周波数とローカル周波数が等しくなるため
、ローカル信号の自己ミキシング（LOself mixing)により直流成分すなわち DCオフ セット (DC offset)が発生するという問題が指摘されている（例えば、非特許文献 3を 参照のこと)。
[0016] ローカル信号の自己ミキシングは、図 9に示すように、受信機本体力 アンテナに向 力つて漏れ出したローカル信号の一部がアンテナで反射して再び受信機に戻り、ミキ サにおいてローカル信号自身と乗算されることによって生じる。あるいは、ローカル信 号の一部がアンテナを通じて外部に放出された後、その反射波がアンテナで受信さ れてローカル信号とミキシングされることもある。
[0017] 例えば、図 9のローカル信号の振幅が 0. 5V、低雑音アンプ (LNA)とミキサの合計 利得が 30dB、ローカル信号の漏れがアンテナで反射して図中の A点に戻るまでに — 70dB減衰していると仮定して、ミキサの出力の DCオフセットを求めると、 2. 5mV になる。一方、希望波の信号レベルは最小で— 74dBm程度であるから、ミキサの出 力では— 44dBm= l . 4mVrmsである。このように DCオフセットは希望波の信号レ ベルよりも大きくなることが判る。
[0018] 下式には、 DCオフセットが生じる過程を記述して!/、る。 cos ( ω t)はローカル信号、 aと φはミキサに戻った反射波の振幅と位相を表している。同式の右辺の第 1項が D Cオフセットであり、第 2項及び第 3項は 2倍の周波数成分である。 DCオフセットは反 射波の振幅と位相によって変化することが理解できょう。
[0019] [数 1]
a · cos^ - t + φ、· cos o . =一■ α · (c。s ( + c。s ( - c。s(2 - ω - t) - sm ( · sin(2 . ω . /》
[0020] マルチバンド OFDM通信システムでは周波数ホッピング（FH)を行なうので（前述） 、ローカル信号の周波数は周波数ホッピングの度に変化している。アンテナの反射 係数も周波数によって異なるので、自己ミキシングによって生じる DCオフセットも周 波数ホッピングに伴って変化してしまう。周波数ホッピングの頻度は OFDMシンボル レートと同じ 3. 2MHzなので、 DCオフセットは図 10に示すように 1Z3. 2MHz = 31 2. 5ナノ秒の周期でステップ状に変化することになる。
[0021] DCオフセットを除去するには、一般に、受信信号にローカル周波数を乗算するミキ サの出力にキャパシタを直列に挿入する方法が行なわれる。この場合、図 11に示す ように、キャパシタ Cと回路インピーダンス Rによって 1次のハイパス'フィルタ（HPF) を構成し、周波数応答の遮断周波数は 1Z (2 π CR)、ステップ応答の収束時間は 2 π CRになる。
[0022] マルチバンド OFDMシステムのサブキャリア周波数は 4. 125MHzであるので、ダ ィレクト.コンバージョン受信機では 4. 125MHzまでは通過させたいが、 DCオフセッ トのステップ応答の収束時間は OFDMシンボルレートの 1Z10程度（およそ 30ナノ 秒）に抑えたい。しかし、遮断周波数を 4. 125MHzにすると、ステップ応答が収束す る時間は図 12に示すように 242ナノ秒（ = 1Z4. 125MHz)と大きくなり、 OFDMシ ンボル内の大部分の時間がステップ応答を伴ってしまうと 、う厄介な問題がある。遮 断周波数を小さくすると、応答収束時間が長くなり、 1シンボル内で DCオフセットがゼ 口に収まらず、次のシンボルに影響してしまう。
[0023] ここで、時分割多重方式の無線システムの場合、自受信機に割り当てられたタイム スロット以外の時間に DCオフセットを検出して保持し、自受信機に割り当てられたタ ィムスロットでは、保持していた DCオフセットを差し引いて除去することが可能である
[0024] また、周波数分割多重方式の無線システムの場合、受信フレームのプリアンブルの 期間に DCオフセットを検出して保持し、その他の期間に、保持していた DCオフセッ トを差し引いて除去することが可能である。
[0025] 従来、周波数ホッピングをする無線システムとして Bluetooth通信が知られている。
この場合、ペイロードの前に 72ビットのアクセス 'コードがあり、この先頭部分に DCォ フセット検出用の 4ビットのプリアンブルを有しているので（図 13を参照のこと）、キヤ パシタの充放電時間を短縮するなどの付カ卩回路によって時定数の切り替えを行なう ことで、この比較的短!、プリアンブル時間を利用して DCオフセットを除去することが 可能である。
[0026] これに対し、マルチバンド OFDM通信システムでは 1シンボル毎に周波数ホッピン グが行なわれ、周波数切り替え時間はわずかに 10ナノ秒未満であることから、この非 常に短い切り替え時間内に DCオフセットを検出して除去しなければならないが、こ れは極めて困難である。すなわち、受信信号をダイレクト 'コンバージョンにより周波 数変換を行なう際の DCオフセットの問題は、マルチバンド OFDMシステムにお!/、て 周波数ホッピングを行なう際に特に顕著であると言える。
[0027] 非特許文献 1：日経エレクトロニクス 2002年 3月 11日号「産声を上げる無線の革命児 Ultra WidebandJ P. 55— 66
非特許文献 2 :IEEE802. 15. 3a TI Document< URL :http : //grouper, ie ee. org/groups/802/15/pub/2003/May03 ファイル名： 03142r2P80 2- 15_TI - CFP - Document. doc>
非特許文献 3 :Anuj Batra, "03267rlP802— 15— TG3a— Multi— band— OF DM - CFP - Presentation, ppt", pp. 17, July 2003.
非特許文献 4:Asad A. Abidi著" Direct— Conversion Radio Transceivers for DigitalCommunications" (IEEE J. Solid— State Circuits, vol. 30, no. 12, pp. 1399- 1410, 1995
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0028] 本発明の目的は、所定のバンド間隔で中心周波数をホッピングさせるマルチバンド
OFDM信号を周波数変換して好適に受信処理することができる、優れた無線通信 装置を提供することにある。
[0029] 本発明のさらなる目的は、広帯域での周波数切り替えを行なうマルチバンド OFD
M—UWB信号を周波数変換して好適に受信処理することができる、優れた無線通 信装置を提供することにある。
[0030] 本発明のさらなる目的は、マルチバンド OFDM UWB通信方式において、受信 信号をダイレクト 'コンバージョン方式で周波数変換する際における自己ミキシングに よる DCオフセットの問題を解消することができる、優れた無線通信装置を提供するこ とにある。
課題を解決するための手段
[0031] 本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、複数の周波数帯を周波数ホッ ビングする通信信号を受信する無線通信装置であって、
受信した通信信号にホッピング周波数力 なるローカル信号を乗算して周波数変 換する周波数変換部と、
周波数ホッピングする各周波数帯に対応したキャパシタを並列的に配置し、周波数 ホッピングに同期しながらキャパシタの接続切り替えを行ない、周波数変換後の受信 信号に含まれる DCオフセットを除去するハイパス ·フィルタ部と、
DCオフセット除去後の受信信号に対し、低域透過、増幅、デジタル変換、復調な どの信号処理を行なう受信処理部と、
を具備することを特徴とする無線通信装置である。
[0032] 本発明は、広帯域での周波数切り替えを行なうマルチバンド OFDM— UWB通信 システムにお 、て、受信信号を周波数変換して受信処理する無線通信装置に関す るものであり、特に、ダイレクト 'コンバージョン方式により受信信号の周波数変換を行 なうものである。
[0033] ダイレクト 'コンバージョン方式によれば、 IFフィルタを用いないため受信機の広帯 域ィ匕が容易となる。ところが、受信機の構成の柔軟性が増す一方、受信周波数とロー カル周波数が等しくなるため、ローカル信号の自己ミキシングにより直流成分すなわ ち DCオフセットが発生するという問題がある。とりわけ、マルチバンド OFDM通信シ ステムでは、 1シンボル毎に周波数ホッピングが行なわれるため、極めて短い周波数 切り替え時間の間に DCオフセットを検出して除去することは困難である。
[0034] DCオフセットを除去するには、一般に、受信信号にローカル周波数を乗算するミキ サの出力に 1次のハイパス ·フィルタを揷入する方法が行なわれる。しかし、ステップ 電圧が印加されるとキャパシタは周波数ホッピングの度に充放電を繰り返すことから、 ステップ応答を伴 、厄介である。 [0035] そこで、本発明に係る無線通信装置では、周波数ホッピングする各周波数帯に対 応したキャパシタを並列的に配置して 1次のハイパス'フィルタを構成することにした。 そして、周波数ホッピングに同期しながらキャパシタの切り換えを行ないながら、周波 数変換後の受信信号に含まれる DCオフセットを除去するようにした。
[0036] 例えば、ホッピングするバンド # 1、 # 2、…毎にキャパシタ # 1、 # 2、…が用意され ている。そして、バンド # 1から他のバンド # 2に周波数ホッピングする直前でキャパ シタ # 1が電荷を保持しておいて、再びノ ンド # 1にホッピングしたときに、キャパシタ # 1でステップ応答を継続させることができる。このように周波数ホッピングに対応した キャパシタの切り換え動作を繰り返すうちに、キャパシタ # 1の充放電はなくなつて定 常状態に落ち着く。すなわち、ホッピングする周波数帯毎に DCオフセットの除去処 理が独立して行なわれるので、ある周波数帯で生じるステップ応答の過渡現象力 周 波数ホッピングした次の周波数帯に影響を及ぼすことがなくなる。
[0037] 従来は、遮断周波数を小さくすると、応答収束時間が長くなり、 1シンボル内で DC オフセットがゼロに収まらず、次のシンボルに影響してしまう。これに対し、本発明によ れば、ハイノス 'フィルタの遮断周波数をサブキャリア周波数以下に設定することがで きる。
[0038] なお、キャパシタの接続切り替えを行なう際に、同時に 2以上のキャパシタが並列接 続されると、容量に応じて各キャパシタに電荷が配分されてしまう。このような場合、 D Cオフセットの影響が他の周波数帯に現れてしまい、ステップ応答時間を短くすると いう効果を十分に得られなくなる可能性がある。そこで、前記ハイパス'フィルタ部は、 周波数ホッピングに同期しながら、同時に 2以上のキャパシタが並列接続されることの ないように、キャパシタの接続を切り替える際に時間差を設けることが、より好ましい。
[0039] また、並列に配置したキャパシタの択一的な接続切り替えを行なう場合、各キャパ シタの一端に接続切り換え用のスィッチを設け、もう片端を常に共通接続するという 構成が考えられる。この場合、共通接続された片端において回路の寄生容量が多く 付くことが懸念される。そこで、前記の各キャパシタが切り離されたときの寄生容量を 除去する寄生容量除去部を備えるようにすることが、より好まし 、。
[0040] 例えば、選択されていないときにキャパシタの両端を切り離すスィッチと、切り離され たキャパシタの片端を接地するスィッチにより、寄生容量除去部を構成することができ る。
発明の効果
[0041] 本発明によれば、広帯域での周波数切り替えを行なうマルチバンド OFDM— UW B信号を周波数変換して好適に受信処理することができる、優れた無線通信装置を 提供することができる。
[0042] また、本発明によれば、マルチバンド OFDM— UWB通信方式にお!、て、受信信 号をダイレクト ·コンバージョン方式で周波数変換する際における自己ミキシングによ る DCオフセットの問題を解消することができる、優れた無線通信装置を提供すること ができる。
[0043] 本発明に係る無線通信装置では、周波数ホッピングする各周波数帯に対応したキ ャパシタを並列的に配置して 1次のハイノ ス 'フィルタを構成し、周波数ホッピングに 同期しながらキャパシタの接続切り替えを行なうことで、周波数変換後の受信信号に 含まれる DCオフセットを除去するようにした。ホッピングする周波数帯毎に DCオフセ ットの除去処理が独立して行なわれるので、ハイノス 'フィルタの遮断周波数をサブ キャリア周波数以下に設定することができる。
[0044] 本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する 図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
[0045] [図 1]周波数ホッピングする各周波数帯に対応したキャパシタを並列的に配置するこ とで構成されたノヽイノス ·フィルタを示した図である。
[図 2]バンド # 1の入力電圧と出力電圧の関係を示した図である。
[図 3]図 1に示した回路構成の変形例を示した図である。
[図 4]図 1に示した回路に寄生容量除去部を追加した回路構成例を示した図である。
[図 5]本発明の一実施形態に係るマルチバンド OFDM— UWB受信機の構成を示し ている。
[図 6]周波数ホッピング 'コントローラによるマルチバンド'ローカル発振器の周波数ホ ッビング及びキャパシタ # C1〜C # 3の切り換え動作例を示したタイミングチャートで ある。
[図 7]マルチバンド OFDM— UWB通信方式にぉ ヽて規定されて!ヽる周波数割り当 て例を示した図である。
[図 8]マルチバンド OFDMシステムに用いられるダイレクト 'コンバージョン方式受信 機の構成例を示した図である。
[図 9]ローカル信号の自己ミキシングを説明するための図である。
[図 10]自己ミキシングによって生じる DCオフセットを説明するための図である。
[図 11] 1次の杯パス ·フィルタの構成例を示した図である。
[図 12]ダイレクト 'コンバージョン受信機にぉ 、て遮断周波数を 4. 125MHzとしたと きの、 DCオフセットのステップ応答の収束時間を説明するための図である。
[図 13]Bluetooth通信におけるアクセス 'コードの構成を示した図である。
発明を実施するための最良の形態
[0046] 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
[0047] 本発明は、広帯域での周波数切り替えを行なうマルチバンド OFDM— UWB通信 システムにお 、て、受信信号を周波数変換して受信処理する無線通信装置に関す るものであり、特に、ダイレクト 'コンバージョン方式により受信信号の周波数変換を行 なうものである。
[0048] ダイレクト 'コンバージョン方式を採用することにより、 IFフィルタを用いないため受 信機の広帯域ィ匕が容易となり、受信機の構成の柔軟性が増す。しかしながら、受信 周波数とローカル周波数が等しくなるため、ローカル信号の自己ミキシングにより直 流成分すなわち DCオフセットが発生するという問題がある。とりわけ、マルチバンド O FDM通信システムでは、 1シンボル毎に周波数ホッピングが行なわれ、極めて短い 周波数切り替え時間の間に DCオフセットを検出して除去することは困難である。
[0049] DCオフセットを除去するには、一般に、受信信号にローカル周波数を乗算するミキ サの出力に、図 11に示したような 1次のハイパス ·フィルタ (HPF)を挿入する方法が 行なわれる。し力しながら、図 10に示したようなステップ電圧が印加されるとき、キャパ シタは周波数ホッピングの度に充放電を繰り返すことから、図 12に示したようなステツ プ応答になる。 [0050] ここで、本発明者らは、あるバンド # 1から他のバンド # 2に周波数ホッピングする直 前でキャパシタが電荷を保持しておいて、再びバンド # 1にホッピングしたときに、キ ャパシタでステップ応答を継続させることが可能であれば、キャパシタの充放電はなく なって定常状態に落ち着くはずであると思料する。すなわち、ホッピングする周波数 帯毎に DCオフセットの除去処理が独立して行なうようにする。
[0051] このような処理を実現するために、受信信号をローカル信号と乗算する周波数変換 部の後に挿入する 1次のハイパス'フィルタを、図 1に示すように、周波数ホッピングす る各周波数帯に対応したキャパシタを並列的に配置することで構成し、周波数ホッピ ングに同期しながらキャパシタの切り替えを行なうようにする。図示の例では、ホッピン グするバンド # 1、 # 2、 # 3毎にキャパシタ # 1、 # 2、 # 3が用意されている。
[0052] 個々のキャパシタは、周波数ホッピングの度に充放電を繰り返して、それぞれステツ プ応答を生じる。周波数ホッピングに同期したキャパシタの切り換え動作を行なうと、 バンド # 1から他のバンド # 2に周波数ホッピングする直前でキャパシタ # 1が電荷を 保持しておき、再びバンド # 1にホッピングしたときに、キャパシタ # 1でステップ応答 を継続させることができる。そして、周波数ホッピングに対応したキャパシタの切り換え 動作を繰り返すうちに、キャパシタ # 1の充放電はなくなり、やがて定常状態に落ち着 く。すなわち、ホッピングする周波数帯毎に DCオフセットの除去処理が独立して行な われるので、ある周波数帯で生じるステップ応答の過渡現象が、周波数ホッピングし た次の周波数帯に影響を及ぼすことがなくなる。
[0053] 図 7では、マルチバンド OFDM— UWB通信方式において、 mamdatoryとされて いるグループ 1がバンド # 1〜# 3からなることを示した。すなわち、バンド # 1と、バン ド # 2、バンド # 3の間で周波数ホッピングを行なうので、図 1に示したハイパス'フィ ルタは以下のような 3状態の切り換えとなる。
[0054] (1)バンド # 1のときは SW# 1をオン、 SW# 2と SW# 3はオフにしてキャパシタ # 1 だけを接続する。
(2)バンド # 2のときは SW# 2をオン、 SW# 1と SW# 3はオフにしてキャパシタ # 2 だけを接続する。
(3)バンド # 3のときは SW# 3をオン、 SW# 1と SW# 2はオフにしてキャパシタ # 3 だけを接続する。
[0055] 図 2には、バンド # 1の入力電圧と出力電圧の関係を示している。但し、横軸を周波 数ホッピングの周期を基準として時間を表している。キャパシタ # 1はあらかじめ放電 してあり、周波数ホッピング周期 toで初めて SW# 1がオンになるものとする。
[0056] SW# 1をオンした瞬間、キャパシタ C # 1は、あた力もショートされているように入力 電圧がそのまま回路インピーダンス Rに加わるが、すぐに Rを通じてキャパシタ C # 1 の右側電極にマイナス電荷が流入する。この結果、入力電圧と釣り合うだけのプラス 電荷がキャパシタ C # 1の図中左側の電極に蓄積し、キャパシタ C # 1は充電されて 出力電圧は低下する。
[0057] 次の周波数ホッピングの周期 tlになると、 SW# 1はオフになる。このため、充電は 中断されて、キャパシタ C # 1の電荷は移動することが出来ずに保持される。
[0058] ホッピング周期 t3でバンド # 1にホッピングすることに対応して、再び SW# 1がオン する。これに応じて、キャパシタ C # 1に充電された電位だけ低い出力電圧から充電 が再開し、さらに出力電圧は低下する。
[0059] この充電動作は次のホッピング周期 t4で中断される。続いて、ノ ンド # 1にホッピン グする t6で再開し、その次のホッピング周期 t7ではキャパシタ C # 1の充電が完了し て出力電圧はゼロの定常状態になり、それ以降は変化しなくなる。
[0060] このように中断を繰り返しながら過渡現象が継続するので、ハイパス'フィルタの遮 断周波数をサブキャリア周波数よりも低く設定した場合であっても、ステップ応答は周 波数ホッピングの何周期か後には収束して定常状態になる。したがって、周波数ホッ ビング毎のステップ応答の問題 (前述）は生じなくなる。
[0061] なお、図 1に示したノ、ィパス'フィルタ構成において、並列に配置さたれ各キャパシ タと、それぞれの接続切り替えを行なうスィッチとの前後関係を逆にすることも可能で ある。図 3にはこの場合の回路構成例を示している。
[0062] ここで、図 1及び図 3に示したいずれの回路構成の場合も、並列に配置された各キ ャパシタの一端に接続切り換え用のスィッチを設け、もう片端が常に共通接続されて いる。このような場合、共通接続された片端において回路の寄生容量が多く付くこと が懸念される。そこで、各キャパシタが切り離されたときの寄生容量を除去する寄生 容量除去部を備えるようにすることが、より好ましい。
[0063] 例えば、選択されていないときにキャパシタの両端を切り離すスィッチと、切り離され たキャパシタの片端を接地するスィッチにより、寄生容量除去部を構成することができ る。
[0064] 図 4には、寄生容量除去部を追加した場合のハイパス'フィルタの回路構成例を示 している。同図に示す例では、キャパシタ C # lが接続されている状態を表していて、 SW# laと SW# lcが同時にオンで、 SW# lbはオフしている。また、キャパシタ C # 1を切り離すときは、 SW# laと SW# lcを同時にオフにして、 SW# lbをオンにする 。このように、ぃずれのキャパシタじ# 1〜じ# 3の場合も、 a及び cのスィッチと bのスィ ツチは排他的に動作する。
[0065] 図 5には、本発明の一実施形態に係るマルチバンド OFDM— UWB受信機の構成 を示している。図示の受信機は、周波数をダウンコンバートした後のハイパス'フィル タとして、図 1に示したキャパシタ切り換え機構付きの回路が採用されている。図示の 受信機は、受信信号の周波数変換にダイレクト 'コンバージョン構成が採られて 、る。
[0066] RF信号の中心周波数と同一周波数のローカル (LO)信号 cos (2 π f )及び sin (2 π ί )が I軸及び Q軸の各受信信号の周波数変換に用いられている。例えば図 7に示 すグループ 1の帯域を使用する場合、マルチバンド受信機としては、 RF信号の中心 周波数と同一周波数である 3432MHz、 3960MHz, 4488MHzの 3つの周波数が ローカル信号として必要になる。
[0067] マルチバンド ·ローカル発振器は、これら複数の周波数信号を生成する。マルチバ ンド OFDM— UWBシステムではチャネルの切り替え幅が大き!/、ことから、単一の PL Lでは広帯域での周波数切り替えを行なうことができない。このことから、マルチバン ド 'ローカル発振器は、基準となる単一の周波数力も分周と周波数演算を利用して、 マルチバンド'システムにおける各バンドの中心周波数を正確に得る構成が好ましい と思料される。このような周波数合成装置については、例えば本出願人に既に譲渡さ れて 、る特願 2004— 251006号の明細書に開示されて!、る。
[0068] 周波数ホッピング 'コントローラは、マルチバンド'ローカル発振器における周波数ホ ッビング動作を制御する。そして、ダウンコンバージョン 'ミキサは、マルチバンド'ロー カル発振器から出力されるローカル信号と I軸及び Q軸の各受信信号とをそれぞれ 乗算し、周波数変換を行なう。
[0069] このようなダイレクト 'コンバージョン方式によるダウンコンバージョンでは、ローカル 信号の自己ミキシングにより DCオフセットが発生する。本実施形態では、ダウンコン バージョン 'ミキサの後段には、 I軸及び Q軸のそれぞれに、周波数ホッピングする各 バンド # 1〜 # 3に対応したキャパシタ C # 1〜C # 3及びこれらキャパシタの接続切り 換えを行なうスィッチ SW# 1〜SW# 3を並列的に配置して構成される 1次のハイパ ス ·フィルタが設けられて!/、る。
[0070] 周波数ホッピング 'コントローラは、周波数ホッピング、すなわちマルチバンド'ロー カル発振器におけるローカル周波数の切り換え動作と同期しながら、スィッチ sw#
1〜SW# 3の切り換え動作を行ない、周波数ホッピングに同期してキャパシタ C # 1 〜C # 3を交互に接続するようにする。
[0071] バンド # 1から他のバンド # 2に周波数ホッピングする直前でキャパシタ # 1が電荷 を保持しておいて、再びバンド # 1にホッピングしたときに、キャパシタ # 1でステップ 応答を継続させることができる。このように周波数ホッピングに対応したキャパシタの 切り換え動作を繰り返すうちに、キャパシタ # 1の充放電はなくなつて定常状態に落 ち着く。他のキャパシタ C # 2及び C # 3においても同様である。すなわち、ホッピング する周波数帯毎に DCオフセットの除去処理が独立して行なわれるので、ある周波数 帯で生じるステップ応答の過渡現象が、周波数ホッピングした次の周波数帯に影響 を及ぼすことがなくなる。
[0072] なお、図 5では省略しているが、各キャパシタ C # 1〜C # 3に図 4で示したような寄 生容量除去部を配設してもょ 、。
[0073] このように、周波数変換しさらに DCオフセットを除去した後の受信信号は、ローパス •フィルタにより低域を取り出し、 VGAにより増幅し、 AD変換してさらに FFTにより時 間軸の信号を周波数軸の信号に変換し各キャリアについて復調を行ない、元のシリ アル信号で送られた情報を再生する。
[0074] なお、キャパシタ # C1〜C # 3の接続切り替えを行なう際に、同時に 2以上のキヤ パシタが並列接続されると、容量に応じて各キャパシタに電荷が配分されてしまう。こ のような場合、 DCオフセットの影響が他の周波数帯に現れてしまい、ステップ応答時 間を短くするという効果を十分に得られなくなる可能性がある。そこで、周波数ホッピ ング.コントローラは、マルチバンド'ローカル発振器の周波数ホッピングに同期しな がら、同時に 2以上のキャパシタが並列接続されることのないように、キャパシタの接 続を切り替える際に時間差 A tを設けるようにする。図 6には、周波数ホッピング'コン トローラによるマルチバンド'ローカル発振器の周波数ホッピング及びキャパシタ # C 1〜C # 3の切り換え動作例を示している。
産業上の利用可能性
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明につ 、て詳解してきた。しかしなが ら、本発明の要旨を逸脱しな ヽ範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得 ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本 明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するた めには、特許請求の範囲の記載を参酌すべきである。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の周波数帯を周波数ホッピングする通信信号を受信する無線通信装置であつ て、
受信した通信信号にホッピング周波数力 なるローカル信号を乗算して周波数変 換する周波数変換部と、
周波数ホッピングする各周波数帯に対応したキャパシタを並列的に配置し、周波数 ホッピングに同期しながらキャパシタの接続切り替えを行なうハイパス'フィルタ部と、 前記ハイパス ·フィルタ部を透過した後の受信信号を受信処理する受信処理部と、 を具備することを特徴とする無線通信装置。
[2] 前記通信信号は、広 、周波数帯域に送信情報を載せたウルトラワイドバンド信号で ある、
ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。
[3] 前記通信信号は、複数のデータを各キャリアに割り当ててキャリア毎に振幅及び位 相の変調を行な 、、周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号 に変換した OFDM信号であり、
前記受信処理部では OFDM復調を行なう、
ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。
[4] 前記ノ、ィパス'フィルタ部は、周波数ホッピングに同期しながら、同時に 2以上のキ ャパシタが並列接続されることのないように、キャパシタの接続を切り替える際に時間 差を設ける、
ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。
[5] 前記ノ、ィパス'フィルタ部は、前記の各キャパシタが切り離されたときの寄生容量を 除去する寄生容量除去部を備える、
ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。
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