JP2002353843A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 時分割送受信及び同時送受信を行なう無線装
置において、送信帯域内に不要周波数成分が発生しない
ようにして小型化する。 【解決手段】 送信局部発振器122の出力信号を、第１
分周器121で分周して、搬送波信号を生成する。変調器1
02は、直交ベースバンド信号（Ｉ,Ｑ）で、搬送波信号
を変調して変調信号を生成する。送信周波数変換器103
は、変調信号を、送信局部発振器122の出力信号で周波
数変換して、送信信号を生成する。変調信号の高調波中
で、送信信号の周波数に最も近い周波数は、送信信号の
周波数と一致するので、妨害とならない。変調信号中の
高調波を除去するフィルタが不要になるので、無線装置
を小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線装置に関し、
特に、同時送受信や時分割送受信を行なう移動体無線通
信システムに用いられる無線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５と図６に、従来の無線装置の機能ブ
ロック図を示す。図５を参照しながら、従来の無線装置
の動作を説明する。送信時に、変調器502は、直交ベー
スバンド信号（Ｉ，Ｑ）で、送信局部発振器521の出力
信号である搬送波を変調して、変調信号を生成する。送
信周波数変換器503は、共通局部発振器522の出力信号
で、変調信号を周波数変換して、送信信号を生成する。
フィルタ504で送信信号中の不要周波数成分を低減し、
その送信信号を電力増幅器505で増幅する。電力増幅さ
れた送信信号を共用器507からアンテナ506に送り、送信
する。

【０００３】受信時には、共用器507は、アンテナ506で
受信した信号を、低雑音増幅器508に送り、低雑音増幅
器508で受信信号を増幅する。受信第１周波数変換器509
は、共通局部発振器522の出力信号で、受信信号を周波
数変換して、第１中間周波信号を生成する。フィルタ51
0で、第１中間周波信号中の不要周波数成分を低減す
る。受信第２周波数変換器511は、受信局部発振器523の
出力信号で、第１中間周波信号を周波数変換して、第２
中間周波信号を生成する。

【０００４】共通局部発振器522と、送信局部発振器521
と、受信局部発振器523には、基準発振器501の出力信号
が入力される。送信局部発振器521と受信局部発振器523
の出力周波数は、送信時と受信時においてそれぞれ固定
である。

【０００５】時分割送受信時には、送信局部発振器521
の高調波成分が、送信帯域に影響を及ぼさないように、
共通局部発振器522の出力周波数を設定している。同時
送受信時には、共通局部発振器522の出力信号は、送信
周波数変換器503に入力されるとともに、受信第１周波
数変換器509にも入力される。共通局部発振器522の出力
周波数は、送信局部発振器521の高調波成分との関係に
加えて、第２中間周波数とフィルタ510の通過帯域周波
数との関係に基づいて決定される。

【０００６】送信局部発振器521の高調波成分が送信帯
域に影響を及ぼさないように、共通局部発振器522の出
力周波数を独立に設定することは難しい。そのため、送
信帯域内に送信局部発振器521の高調波成分が発生し、
不要周波数成分となりやすい。これを防ぐために、図６
に示すように、変調器502と送信周波数変換器503との間
に、送信局部発振器521の高調波成分を低減させるフィ
ルタ524を設ける。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の無線装
置では、変調信号中の高調波成分を低減させる帯域通過
フィルタが必要となり、無線装置全体が大きくなるとい
う問題があった。

【０００８】本発明の目的は、上記従来の問題を解決し
て、時分割送受信時及び同時送受信時に、送信帯域内に
不要周波数成分が発生しないようにして、無線装置を小
型化することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、送信周波数と異なる受信周波数を使
用して同時送受信または時分割送受信を行なう無線装置
を、基準信号を生成する基準発振器と、基準信号に基づ
いて送信局部信号を発生する送信局部信号発生手段と、
送信局部信号を分周して搬送波信号を生成する第１分周
器と、搬送波信号を送信ベースバンド信号で変調して変
調信号を生成する変調器と、変調信号を送信局部信号に
より周波数変換して送信信号を生成する送信周波数変換
器と、基準信号に基づいて第１受信局部信号を発生する
第１受信局部信号発生手段と、受信信号を第１受信局部
信号により周波数変換して第１受信中間周波信号を生成
する第１受信周波数変換器と、基準信号に基づいて第２
受信局部信号を発生する第２受信局部信号発生手段と、
第１受信中間周波信号を第２受信局部信号により周波数
変換して第２受信中間周波信号を生成する第２受信周波
数変換器とを具備する構成とした。

【００１０】このように構成したことにより、時分割送
受信時及び同時送受信時に、送信帯域内に不要周波数成
分が発生しなくなり、無線装置を小型化できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。

【００１２】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態は、受信回路と独立に設けた送信局部発振器の出
力信号を分周して搬送波信号を生成し、直交ベースバン
ド信号で変調し、送信局部発振器の出力信号で周波数変
換して送信信号を生成する無線装置である。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る無線装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に
おいて、基準発振器101は、各発振器の基準となる基準
信号を発振する回路である。変調器102は、搬送波信号
を直交ベースバンド信号で変調する回路である。送信周
波数変換器103は、変調信号を高い周波数の送信信号に
変換する回路である。フィルタ104,110は、帯域通過フ
ィルタである。電力増幅器105は、送信信号を電力増幅
する回路である。アンテナ106は、送受信兼用のアンテ
ナである。共用器107は、アンテナへの送信信号とアン
テナからの受信信号を分離する回路である。

【００１４】低雑音増幅器108は、受信信号を高Ｓ／Ｎ
で増幅する回路である。第１受信周波数変換器109は、
受信信号を低い周波数の第１中間周波信号に変換する回
路である。第２受信周波数変換器111は、第１中間周波
信号をさらに低い周波数の第２中間周波信号に変換する
回路である。第１分周器121は、送信局部発振器の出力
信号を分周して搬送波信号を生成する分周回路である。
送信局部発振器122は、基準信号に基づいて送信局部信
号を生成する発振回路である。第１受信局部発振器123
は、基準信号に基づいて第１受信局部信号を生成する発
振回路である。第２受信局部発振器124は、基準信号に
基づいて第２受信局部信号を生成する発振回路である。

【００１５】上記のように構成された本発明の第１の実
施の形態における無線装置の動作を説明する。最初に、
送信系統の動作を説明する。第１分周器121は、送信局
部発振器122の出力信号を分周して、搬送波信号を出力
する。変調器102は、直交ベースバンド信号（Ｉ，Ｑ）
で、第１分周器121の出力である搬送波信号を変調し
て、変調信号を出力する。送信周波数変換器103は、送
信局部発振器122の出力信号である送信局部信号で、変
調器102の出力信号である変調信号を周波数変換する。
フィルタ104は、送信周波数変換器103の出力信号中の不
要周波数成分を低減する。電力増幅器105は、フィルタ1
04の出力信号を電力増幅する。共用器107は、増幅され
た信号をアンテナ106に送り、送信する。

【００１６】次に、受信系統の動作を説明する。アンテ
ナ106で受信した受信信号を、共用器107から低雑音増幅
器108に入力する。受信信号を低雑音増幅器108で増幅す
る。第１受信周波数変換器109で、第１受信局部発振器1
23の出力信号であり第１受信局部信号により周波数変換
して、第１中間周波信号を出力する。第１受信周波数変
換器109の出力信号中の不要周波数成分を、フィルタ110
で低減する。フィルタ110の出力信号を、第２受信周波
数変換器111で、第２受信局部発振器124の出力信号であ
る第２受信局部信号により周波数変換して、第２中間周
波信号を得る。送信局部発振器122と、第１受信局部発
振器123と、第２受信局部発振器124には、基準発振器10
1の出力信号であり基準信号を入力する。

【００１７】第３に、時分割送受信（半二重通信）と同
時送受信（全二重通信）の送信時における不要周波数成
分について説明する。変調器102に入力される搬送波信
号は、送信局部発振器122の出力信号を、第１分周器121
で分周したものである。搬送波信号の周波数ｆ₂と送信
局部発振器122の出力信号の周波数ｆ₁との関係は、第１
分周器121の分周比をＮ（Ｎ＝１，２，３・・・）とす
ると、 ｆ₁＝Ｎ×ｆ₂ ・・・（１） となる。

【００１８】また、送信周波数変換器103の出力信号で
ある送信信号の周波数ｆ₀と、第１分周器121で分周した
搬送波信号の周波数ｆ₂との関係は、 ｆ₀＝ｆ₁＋ｆ₂ ＝（Ｎ＋１）×ｆ₂ ・・・（２） となる。

【００１９】したがって、搬送波信号（周波数ｆ₂）の
高調波のうち、送信信号の周波数ｆ₀に最も近い成分は
（Ｎ＋１）×ｆ₂となり、送信信号の周波数ｆ₀と常に重
なる。そのため、搬送波信号の第（Ｎ＋１）次高調波は
送信信号に埋もれてしまい、送信周波数の近傍に不要な
周波数成分が発生しない。

【００２０】このように、送信局部発振器122と第１受
信局部発振器123とを別個に備えたので、同時送受信と
時分割送受信において、送信局部発振器122の出力周波
数と、第１受信局部発振器123の出力周波数を、個別に
設定することが可能となる。そのため、送信周波数の近
傍に不要な周波数成分が発生しないようにでき、不要周
波数成分を除くフィルタが不要となり、無線装置の小型
化が可能となる。

【００２１】上記のような無線装置を、送信周波数と異
なる受信周波数を使用して同時送受信または時分割送受
信を行なう携帯電話などの移動体無線通信システムの端
末装置に組み込むことにより、端末を小型にできる。こ
の無線装置を移動体無線通信システムの基地局装置に利
用することもできる。

【００２２】上記のように、本発明の第１の実施の形態
では、無線装置を、受信回路と独立に設けた送信局部発
振器の出力信号を分周して搬送波信号を生成し、直交ベ
ースバンド信号で変調し、送信局部発振器の出力信号で
周波数変換して送信信号を生成する構成としたので、時
分割送受信時及び同時送受信時に、送信帯域内に不要周
波数成分が発生しなくなり、無線装置を小型化できる。

【００２３】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態は、基準信号を逓倍した信号で、受信第１中間周
波信号を周波数変換して、受信第２中間周波信号を得る
無線装置である。

【００２４】図２は、本発明の第２の実施の形態におけ
る無線装置の構成を示す機能ブロック図である。図２に
おいて、逓倍器125は、基準発振器101の出力信号を逓倍
する逓倍器である。その他の構成は、第１の実施の形態
と同じである。

【００２５】上記のように構成された本発明の第２の実
施の形態における無線装置の動作を説明する。第２の実
施の形態では、図１に示した第１の実施の形態における
第２受信局部発振器124の出力信号の代わりに、基準発
振器101の出力信号を逓倍する逓倍器125の出力信号を用
いる。第２受信局部発振器124が不要となるため、無線
装置のさらなる小型化が可能である。

【００２６】上記のように、本発明の第２の実施の形態
では、無線装置を、基準信号を逓倍した信号で、受信第
１中間周波信号を周波数変換して、受信第２中間周波信
号を得る構成としたので、無線装置を一層小型にでき
る。

【００２７】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態は、送信局部発振器の出力信号を分周して送信局
部信号を生成し、変調信号を周波数変換する無線装置で
ある。

【００２８】図３は、本発明の第３の実施の形態におけ
る無線装置の構成を示す機能ブロック図である。図３に
おいて、第２分周器126は、送信局部発振器122の出力信
号を分周する分周器である。その他の構成は、第２の実
施の形態と同じである。

【００２９】上記のように構成された本発明の第３の実
施の形態における無線装置の動作を説明する。第３の実
施の形態では、図２に示した第２の実施の形態における
送信局部発振器122の出力信号を分周して送信局部信号
を生成する第２分周器126を追加した。

【００３０】変調器102に入力される搬送波信号の周波
数ｆ₂と、送信局部発振器122の出力信号の周波数ｆ₁’
との関係は、第１分周器121の分周比をＮ（Ｎ＝１，
２，３・・・）とし、第２分周器126の分周比をＫ（Ｋ
＝１，２，３・・・）とすると、 ｆ₁’＝Ｋ×Ｎ×ｆ₂ ・・・（３） となる。

【００３１】また、送信周波数変換器103の出力信号で
ある送信信号の周波数ｆ₀と、第１分周器121で分周して
得た搬送波信号の周波数ｆ₂との関係は、第１の実施の
形態と同様に、式（２）に示したようになる。

【００３２】したがって、搬送波信号（周波数ｆ₂）の
高調波のうち、送信信号の周波数ｆ₀に最も近い成分は
（Ｎ＋１）×ｆ₂となり、送信信号の周波数ｆ₀と常に重
なる。そのため、搬送波信号の第（Ｎ＋１）次高調波は
送信信号に埋もれてしまい、送信周波数の近傍に不要な
周波数成分が発生しない。

【００３３】さらに、第２分周器126を追加したこと
で、送信局部発振器122の出力信号の周波数ｆ₁’は、第
２の実施の形態の送信局部発振器122の出力周波数ｆ₁に
比べて、高く設定することが可能である。送信局部発振
器122の出力信号の周波数ｆ₁’を、第２の実施の形態の
送信局部発振器122の出力周波数ｆ₁のＫ倍（Ｋ＝１，
２，３・・・）と設定した場合、ｆ₁’とｆ₁の関係は、 ｆ₁’＝Ｋ×ｆ₁ ・・・（４） となる。

【００３４】同時送受信の場合、送信局部発振器122の
出力信号と、第１受信局部発振器123の出力信号との相
互干渉で発生する３次の不要周波数成分ｆi₁，ｆi₂は、
第１受信局部発振器123の出力信号の周波数をｆ₃とする
と、 ｆi₁＝２×Ｋ×ｆ₁−ｆ₃ ・・・（５） ｆi₂＝２×ｆ₃−Ｋ×ｆ₁ ・・・（６） となる。但し、Ｋ＝１，２，３・・・である。

【００３５】一方、第２の実施の形態では、この３次の
不要周波数成分ｆi₁’，ｆi₂’は、第１受信局部発振器
123の出力信号の周波数をｆ₃とすると、 ｆi₁’＝２×ｆ₁−ｆ₃ ・・・（７） ｆi₂’＝２×ｆ₃−ｆ₁ ・・・（８） となる。

【００３６】このように、送信出力の周波数と３次の不
要周波数成分との周波数間隔は、本実施の形態では、第
２の実施の形態に比べて、より広くすることが可能であ
る。したがって、送信出力における３次の不要周波数成
分の影響を少なくすることができる。この実施の形態で
は、第２受信局部信号を逓倍器で発生する例を説明した
が、第１の実施の形態のように、第２受信局部信号を第
２受信局部発振器で発生してもよい。

【００３７】上記のように、本発明の第３の実施の形態
では、無線装置を、送信局部発振器の出力信号を分周し
て送信局部信号を生成し、変調信号を周波数変換する構
成としたので、送信局部発振器と受信第１局部発振器の
相互干渉の影響を小さくできる。

【００３８】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態は、同時送受信を行なう場合には、第１受信局部
発振器の出力信号を選択し、時分割送受信を行なう場合
には、送信局部発振器の出力信号を分周した信号を選択
して、第１受信周波数変換器で受信信号の周波数変換を
行なう無線装置である。

【００３９】図４は、本発明の第４の実施の形態におけ
る無線装置の構成を示す機能ブロック図である。図４お
いて、切換器127は、第２分周器126の出力信号か、第１
受信局部発振器123の出力信号のいずれかを選択して、
第１受信周波数変換器109に入力する切換器である。そ
の他の構成は、第３の実施の形態と同じである。

【００４０】上記のように構成された本発明の第４の実
施の形態における無線装置の動作を説明する。第４の実
施の形態では、図３に示した第３の実施の形態の無線装
置に、第２分周器126の出力信号か、第１受信局部発振
器123の出力信号か、いずれかを選択して、第１受信周
波数変換器109に入力する切換器127を追加した。

【００４１】同時送受信の場合、切換器127で第１受信
局部発振器123の出力信号を選択して、第１受信周波数
変換器109に入力する。時分割送受信の場合は、切換器1
27で第２分周器126の出力信号を選択して、第１受信周
波数変換器109に入力する。時分割送受信の場合におい
ては、第１受信周波数変換器109の動作を停止させるた
め、低消費電力化が可能である。

【００４２】この実施の形態では、第２受信局部信号を
逓倍器で発生する例を説明したが、第１の実施の形態の
ように、第２受信局部信号を第２受信局部発振器で発生
してもよい。また、第２分周器を使う例を説明したが、
第１の実施の形態のように、第２分周器を使わないで送
信局部発振器の出力信号を直接利用するものでもよい。

【００４３】上記のように、本発明の第４の実施の形態
では、無線装置を、同時送受信を行なう場合には、第１
受信局部発振器の出力信号を選択し、時分割送受信を行
なう場合には、送信局部発振器の出力信号を分周した信
号を選択して、第１受信周波数変換器で受信信号の周波
数変換を行なう構成としたので、時分割送受信の場合に
低消費電力化できる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、送信周波数と異なる受信周波数を使用して同時送
受信または時分割送受信を行なう無線装置に、送信局部
信号を発生する送信局部信号発生手段と、送信局部信号
を分周して搬送波信号を生成する第１分周器と、搬送波
信号を送信ベースバンド信号で変調して変調信号を生成
する変調器と、変調信号を送信局部信号により周波数変
換して送信信号を生成する送信周波数変換器と、第１受
信局部信号を発生する第１受信局部信号発生手段と、受
信信号を第１受信局部信号により周波数変換して第１受
信中間周波信号を生成する第１受信周波数変換器とを備
えたので、時分割送受信時及び同時送受信時に、送信帯
域内に不要周波数成分が発生しなくなり、無線装置を小
型化できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における無線装置の
構成を示す機能ブロック図、

【図２】本発明の第２の実施の形態における無線装置の
構成を示す機能ブロック図、

【図３】本発明の第３の実施の形態における無線装置の
構成を示す機能ブロック図、

【図４】本発明の第４の実施の形態における無線装置の
構成を示す機能ブロック図、

【図５】従来の無線装置の構成を示す機能ブロック図、

【図６】従来の無線装置の別の構成を示す機能ブロック
図である。

【符号の説明】

101,501 基準発振器 102,502 変調器 103,503 送信周波数変換器 104,110 フィルタ 105,505 電力増幅器 106,506 アンテナ 107,507 共用器 108,508 低雑音増幅器 109,509 第１受信周波数変換器 111,511 第２受信周波数変換器 121 第１分周器 122,521 送信局部発振器 123 第１受信局部発振器 124 第２受信局部発振器 125 逓倍器 126 第２分周器 127 切換器 504,510,524 フィルタ 522 共通局部発振器 523 受信局部発振器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信周波数と異なる受信周波数を使用し
   て同時送受信または時分割送受信を行なう無線装置にお
   いて、基準信号を生成する基準発振器と、前記基準信号
   に基づいて送信局部信号を発生する送信局部信号発生手
   段と、前記送信局部信号を分周して搬送波信号を生成す
   る第１分周器と、前記搬送波信号を送信ベースバンド信
   号で変調して変調信号を生成する変調器と、前記変調信
   号を前記送信局部信号により周波数変換して送信信号を
   生成する送信周波数変換器と、前記基準信号に基づいて
   第１受信局部信号を発生する第１受信局部信号発生手段
   と、受信信号を前記第１受信局部信号により周波数変換
   して第１受信中間周波信号を生成する第１受信周波数変
   換器と、前記基準信号に基づいて第２受信局部信号を発
   生する第２受信局部信号発生手段と、前記第１受信中間
   周波信号を前記第２受信局部信号により周波数変換して
   第２受信中間周波信号を生成する第２受信周波数変換器
   とを具備することを特徴とする無線装置。
2. 【請求項２】 前記送信局部信号発生手段は、前記基準
   信号に基づいて前記送信局部信号を発生する送信局部発
   振器であることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
3. 【請求項３】 前記送信局部信号発生手段は、前記基準
   信号に基づいて出力信号を発生する送信局部発振器と、
   前記送信局部発振器の出力信号を分周して前記送信局部
   信号を発生する第２分周器とからなることを特徴とする
   請求項１に記載の無線装置。
4. 【請求項４】 前記第１受信局部信号発生手段は、前記
   基準信号に基づいて前記第１受信局部信号を発生する第
   １受信局部発振器であることを特徴とする請求項１記載
   の無線装置。
5. 【請求項５】 前記第１受信局部信号発生手段は、前記
   基準信号に基づいて前記第１受信局部信号を発生する第
   １受信局部発振器と、同時送受信を行なう場合には前記
   第１受信局部信号を選択し、時分割送受信を行なう場合
   には前記送信局部信号を選択して、前記第１受信周波数
   変換器に入力する切換器とからなることを特徴とする請
   求項１に記載の無線装置。
6. 【請求項６】 前記第２受信局部信号発生手段は、前記
   基準信号に基づいて前記第２受信局部信号を発生する第
   ２受信局部発振器であることを特徴とする請求項１記載
   の無線装置。
7. 【請求項７】 前記第２受信局部信号発生手段は、前記
   基準信号を逓倍して前記第２受信局部信号を発生する逓
   倍器であることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
8. 【請求項８】 アンテナと、前記送信信号を増幅する電
   力増幅器と、前記電力増幅器の出力信号を前記アンテナ
   に出力するとともに前記アンテナで受信した受信信号を
   出力するアンテナ共用器と、前記アンテナ共用器から受
   けた前記受信信号を増幅して前記第１受信周波数変換器
   に入力する低雑音増幅器とを備えたことを特徴とする請
   求項１〜７のいずれかに記載の無線装置。
9. 【請求項９】 送信周波数と異なる受信周波数を使用し
   て同時送受信または時分割送受信を行なう移動体無線通
   信システムの移動端末装置において、請求項８記載の無
   線装置を備えたことを特徴とする移動端末装置。
10. 【請求項１０】 送信周波数と異なる受信周波数を使用
    して同時送受信または時分割送受信を行なう移動体無線
    通信システムの基地局装置において、請求項８記載の無
    線装置を備えたことを特徴とする基地局装置。