【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波帯・ミリ
波帯の無線通信方法、および無線通信装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radio communication method and a radio communication device for a microwave band and a millimeter wave band.
【０００２】[0002]
【従来の技術】まず、第１の従来例として、２０００年
電子情報通信学会総合大会ＳＣ３−５４２３ページから
４２４ページに開示されているミリ波送受信機の構成を
図５に示す。2. Description of the Related Art First, as a first conventional example, FIG. 5 shows the configuration of a millimeter wave transceiver disclosed in the 2000 IEICE General Conference SC3-5423 pages 424.
【０００３】図５（ａ）に示す送信側においては、ＩＦ
変調信号源１００によって変調された中間周波数信号１
０８ａと、局部発振器１０５により発振された当該局部
発振波１０６が、周波数ミキサ１０１に入力され周波数
上昇変換され、周波数上昇変換された無線信号波１０７
のみをバンドパスフィルタ１０２により取り出し、送信
用増幅器１０３により、適当なレベルまで増幅されアン
テナ１０４にて放射される。[0005] On the transmitting side shown in FIG.
Intermediate frequency signal 1 modulated by modulation signal source 100
08a and the local oscillation wave 106 oscillated by the local oscillator 105 are input to the frequency mixer 101, frequency-upconverted, and the frequency-upconverted radio signal wave 107
Only the signal is extracted by a band-pass filter 102, amplified to an appropriate level by a transmission amplifier 103, and radiated by an antenna 104.
【０００４】図５（ｂ）は、局部発振波１０６と無線信
号波１０７の周波数の位置関係を示す図である。FIG. 5B is a diagram showing a positional relationship between the frequency of the local oscillation wave 106 and the frequency of the radio signal wave 107.
【０００５】図５（ｃ）に示す受信側においては、アン
テナ１１２により受信し、低雑音アンプ１１１で適当な
レベルまで増幅され、バンドパスフィルタ１０２で、所
望波である無線信号波１０７のみを取り出し、周波数ミ
キサ１１０に入力される。同時に受信側で生成した局部
発振器１１４で発生させた局部発振波１０５も周波数ミ
キサ１１０に入力される。周波数ミキサでは、周波数ダ
ウンコンバートされ中間周波数信号１０８ｂが生成され
る。On the receiving side shown in FIG. 5C, the signal is received by an antenna 112, amplified to an appropriate level by a low-noise amplifier 111, and a bandpass filter 102 extracts only a desired radio signal wave 107. , Are input to the frequency mixer 110. At the same time, a local oscillation wave 105 generated on the receiving side and generated by a local oscillator 114 is also input to the frequency mixer 110. In the frequency mixer, the frequency is down-converted to generate the intermediate frequency signal 108b.
【０００６】次に、第２の従来のミリ波帯通信装置とし
て、２０００年電子情報通信学会ソサイエティ大会 Ｂ
−５−１３７ ４２５ページ、及び２０００年電子情報
通信学会 技術報告ＲＣＳ２０００−３０ｖｏｌ．１０
０、Ｎｏ．８４、２０００−０６に開示されているミリ
波自己ヘテロダイン通信システムについて、図６に示
す。第１の従来例と同様な動作・機能するものは同じ番
号で示している。[0006] Next, as a second conventional millimeter-wave band communication device, the IEICE Society Conference 2000, B
−5-137, page 425, and IEICE Technical Report RCS2000-30vol. 10
0, No. 84, 2000-06, a millimeter-wave self-heterodyne communication system is shown in FIG. The same operation and function as those in the first conventional example are indicated by the same numbers.
【０００７】図６（ａ）に示す送信側においては、ＩＦ
変調信号源１００によって、変調された中間周波数信号
１０８ａが生成され、局部発振器１０５により局部発振
波１０６が生成され、当該局部発振波１０６が周波数ミ
キサ１０１に入力されて周波数上昇変換され、周波数上
昇変換された無線信号波１０７と局部発振波１０６をバ
ンドパスフィルタ１０２により取り出し、送信用増幅器
１０３により、適当なレベルまで増幅されアンテナ１０
４にて放射される。On the transmitting side shown in FIG.
The modulated intermediate frequency signal 108 a is generated by the modulation signal source 100, the local oscillation wave 106 is generated by the local oscillator 105, and the local oscillation wave 106 is input to the frequency mixer 101, and is subjected to frequency up conversion and frequency up conversion. The obtained radio signal wave 107 and local oscillation wave 106 are taken out by the band-pass filter 102, amplified to an appropriate level by the transmission amplifier 103, and
Emitted at 4.
【０００８】受信側においては、アンテナ１１２により
受信し、低雑音アンプ１１１で適当なレベルまで増幅さ
れ、バンドパスフィルタ１０２で、所望波である無線信
号波１０７と局部発振波１０６を取り出し、周波数ミキ
サ１１０に入力される。周波数ミキサのもつ２乗効果に
よって、前記無線信号波１０７と局部発信波１０６は２
乗検波され、受信側で中間周波数信号１０８ｂを生成
し、復調器１１３へ入力される構成となる。On the receiving side, the signal is received by an antenna 112, amplified to an appropriate level by a low noise amplifier 111, and a desired signal, a radio signal wave 107 and a local oscillation wave 106 are taken out by a bandpass filter 102, 110 is input. Due to the square effect of the frequency mixer, the radio signal wave 107 and the local oscillation wave 106
The signal is multiply detected, the intermediate frequency signal 108b is generated on the receiving side, and the intermediate frequency signal 108b is input to the demodulator 113.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】図５の第１の従来例に
おいては、３０ＧＨｚ以上のミリ波帯では、送信側の局
部発振器１０５、受信機側の局部発振器１１４に高い周
波数安定度を持たせるのが困難であり、かつ、発振器の
位相雑音が大きく、変調信号が４相以上の多値位相変調
方式やマルチキャリ方式（ＯＦＤＭ）伝送方式でのディ
ジタル無線通信が困難であるという課題があった。In the first conventional example shown in FIG. 5, in the millimeter wave band of 30 GHz or more, the local oscillator 105 on the transmitting side and the local oscillator 114 on the receiving side have high frequency stability. And the phase noise of the oscillator is large, and it is difficult to perform digital wireless communication using a multi-level phase modulation system or a multi-carrier system (OFDM) transmission system in which the modulation signal has four or more phases. .
【００１０】一方、第２の従来例のように、変調信号波
と局部発振波を同時に伝送し、受信側の周波数ミキサ１
１０において２乗検波するような方式では、ミリ波局部
発振器１０５の安定度と位相雑音は周波数ミキサ１１０
でキャンセルされるため、上記発振器に対する課題は解
決される。On the other hand, as in the second conventional example, the modulation signal wave and the local oscillation wave are transmitted simultaneously, and the frequency mixer 1 on the receiving side is used.
10, the stability and the phase noise of the millimeter-wave local oscillator 105 are determined by the frequency mixer 110.
Therefore, the problem for the oscillator is solved.
【００１１】しかしながら、以下に述べる理由により、
第２の従来例では、第１の従来例に比較して、無線伝送
距離が短くなってしまうという新たな問題が発生する。However, for the following reasons,
The second conventional example has a new problem that the wireless transmission distance is shorter than the first conventional example.
【００１２】図５に示す第１の従来例においては、受信
側周波数ミキサでは、周波数ダウンコンバートされ中間
周波数信号１０８ｂが生成される。ここで、受信側の局
部発振器１１４の出力パワーは一定であり、入力された
無線信号波１０７と、変換された中間周波信号１０８ｂ
の関係は、線形関係にあり、無線信号波が６ｄＢ減衰す
れば、出力される中間周波数信号も６ｄＢ減衰する関係
にある。In the first conventional example shown in FIG. 5, the receiving-side frequency mixer performs frequency down-conversion to generate an intermediate frequency signal 108b. Here, the output power of the local oscillator 114 on the receiving side is constant, and the input radio signal wave 107 and the converted intermediate frequency signal 108b
Is a linear relationship, and if the radio signal wave is attenuated by 6 dB, the output intermediate frequency signal is also attenuated by 6 dB.
【００１３】これに対して図６に示すような第２の従来
例においては、局部発振波１０６と無線信号波１０７が
無線区間を伝送するため、無線伝送区間距離が長くなる
距離の２乗に反比例して、局部発振波１０６と無線信号
波１０７電力は減衰する。つまり局部発振波１０６と無
線信号波１０７の電力は夫々無線伝送距離が２倍になる
と、６ｄＢずつ劣化する。従って、受信器中の周波数ミ
キサ１１０は、２乗検波特性を使用するために、距離が
２倍になると１２ｄＢずつ減衰する。この減衰は第１の
従来例に比較して２倍である。On the other hand, in the second conventional example as shown in FIG. 6, since the local oscillation wave 106 and the radio signal wave 107 are transmitted in the radio section, the local oscillation wave 106 and the radio signal wave 107 are squared to the distance where the radio transmission section distance is long. In inverse proportion, the power of the local oscillation wave 106 and the power of the radio signal wave 107 attenuate. That is, the power of the local oscillation wave 106 and the power of the radio signal wave 107 degrade by 6 dB when the radio transmission distance is doubled. Therefore, the frequency mixer 110 in the receiver attenuates by 12 dB when the distance is doubled in order to use the square detection characteristic. This attenuation is twice as large as that of the first conventional example.
【００１４】以上述べたように、第２の従来例では第１
の従来例に比較して、減衰が２倍になり、その結果、無
線伝送距離が少なくとも１／２となってしまうという問
題があった。As described above, in the second conventional example, the first
As compared with the conventional example, the attenuation is doubled, and as a result, there is a problem that the wireless transmission distance becomes at least １ ／.
【００１５】加えて、第２の従来例では、略同一パワー
の無線信号波１０７と局部発振波１０６である必要があ
り、無線信号波は通常数ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの広帯域
信号であり、局部発振信号波は正弦波であり、帯域幅は
１ｋＨｚ以下である。従って、無線信号波１０７と局部
発振波１０６の信号波を同一のパワーで無線伝送しよう
とすると、局部発振波の方が、単位帯域当たりの平均パ
ワーが著しく大きくなり送信用増幅器１０３、が歪やす
くなる。従って、線形性の高い送信アンプが必要にな
る、あるいは、アンプの線形動作領域まで全体の送信パ
ワーを下げて伝送しなければならず、さらに伝送距離が
短くなるという問題があった。In addition, in the second conventional example, it is necessary that the radio signal wave 107 and the local oscillation wave 106 have substantially the same power, and the radio signal wave is usually a wide band signal of several MHz to 100 MHz. The wave is a sine wave and the bandwidth is less than 1 kHz. Therefore, when trying to wirelessly transmit the signal wave of the radio signal wave 107 and the signal wave of the local oscillation wave 106 with the same power, the local oscillation wave has an extremely large average power per unit band, and the transmission amplifier 103 is easily distorted. Become. Therefore, there is a problem that a transmission amplifier having a high linearity is required, or transmission must be performed with the entire transmission power reduced to a linear operation region of the amplifier, and the transmission distance is further reduced.
【００１６】本発明の目的は、こうした無線伝送距離
と、発振器の安定性・位相雑音特性の課題を解決し、無
線伝送距離を確保しつつ安定で位相雑音特性にすぐれた
ミリ波帯無線通信装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of such a wireless transmission distance and the stability and phase noise characteristics of an oscillator, and to achieve a stable and excellent phase noise characteristic while securing a wireless transmission distance in a millimeter wave band wireless communication apparatus. Is to provide.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明のミリ波帯無線通
信方法は、送信側で、信号波を送信側局部発振波によっ
てミリ波帯へ周波数上昇変換し、前記周波数上昇変換さ
れた信号波と前記送信側局部発振波とを同時に送信し、
受信側で、送信されてきた送信側局部発振波に同期して
受信側局部発振波を再生し、再生された前記受信側局部
発振波を用いて前記周波数上昇変換された信号波を周波
数下降変換して信号波を生成することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a millimeter-wave band wireless communication method, comprising: a transmitter, on a transmitting side, converting a signal wave into a millimeter wave band by a local oscillation wave on a transmitting side; And the transmitting side local oscillation wave at the same time,
On the receiving side, the receiving-side local oscillation wave is reproduced in synchronization with the transmitted transmitting-side local oscillation wave, and the frequency-up-converted signal wave is frequency-downconverted using the reproduced receiving-side local oscillation wave. And generating a signal wave.
【００１８】前記信号波は、変調信号波と低周波局部発
振波の多重波であってもよい。[0018] The signal wave may be a multiplex wave of a modulated signal wave and a low-frequency local oscillation wave.
【００１９】送信側における送信パワーは、信号波のト
ータルパワーよりも送信側局部発振波のトータルパワー
を低下・抑圧して送信するのが好ましい。It is preferable that the transmission power on the transmitting side is transmitted by lowering and suppressing the total power of the local oscillation wave on the transmitting side than the total power of the signal wave.
【００２０】送信側の信号波としては、衛星放送波の中
間周波数信号又は地上波放送波信号波、又は有線放送Ｔ
Ｖの伝送信号波、またはこれらの信号波の多重波を用い
ることが出来る。As the signal wave on the transmission side, an intermediate frequency signal of a satellite broadcast wave, a terrestrial broadcast wave signal wave, or a cable broadcast T
A transmission signal wave of V or a multiplex wave of these signal waves can be used.
【００２１】また、本発明のミリ波帯無線通信方法は、
受信側において、送信波である多重波を自励発振ミキサ
に入力し、前記自励発振ミキサを局部発振波の近傍で発
振させることにより前記自励発振ミキサの自由発振波を
前記局部発振波同期させて局部発振波を再生すると同時
に、前記自励発振ミキサにより無線周波数信号波を周波
数ダウンコンバートし中間周波数の変調信号波を生成す
ることを特徴とする。Further, the millimeter wave band wireless communication method of the present invention comprises:
On the receiving side, a multiplex wave, which is a transmission wave, is input to a self-excited oscillation mixer, and the self-excited oscillation mixer is oscillated in the vicinity of a local oscillation wave to thereby synchronize the free oscillation wave of the self-excited oscillation mixer with the local oscillation wave. At the same time as reproducing the local oscillation wave, the self-oscillation mixer down-converts the radio frequency signal wave to generate an intermediate frequency modulated signal wave.
【００２２】また、本発明のミリ波帯無線通信方法は、
受信側でミリ波局部発振器に、位相同期発振器を具備
し、送信波である多重波中の局部発振波を基準信号波と
し、前記基準信号波と電圧制御発振器の信号が位相比較
され、誤差信号を生成し、前記誤差信号で前記電圧制御
発振器をコントロールすることによって、多重波中の局
部発振波に位相同期させ、前記同期して再生された局部
発振波を用いて周波数下降変換し中間周波数の信号波を
生成することを特徴とする。Further, the millimeter wave band wireless communication method of the present invention comprises:
On the receiving side, a millimeter-wave local oscillator is provided with a phase-locked oscillator, and a local oscillation wave in a multiplex wave, which is a transmission wave, is used as a reference signal wave. The reference signal wave and the signal of the voltage-controlled oscillator are compared in phase, and an error signal is output. By controlling the voltage controlled oscillator with the error signal, the phase is synchronized with the local oscillation wave in the multiplex wave, the frequency is down-converted using the synchronized local oscillation wave, and the intermediate frequency is changed. It is characterized by generating a signal wave.
【００２３】また、本発明のミリ波帯無線通信方法は、
受信側で、ミリ波局部発振器をバンドパスフィルタと増
幅器あるいは狭帯域の増幅器で構成し、多重波中の局部
発振波を増幅することによって、局部発振波を再生生成
し、該局部発振信波を用いて、周波数ダウンコンバータ
により周波数下降変換し中間周波数の信号波を生成する
ことを特徴とする。Also, the millimeter wave band wireless communication method of the present invention comprises:
On the receiving side, the millimeter-wave local oscillator is composed of a band-pass filter and an amplifier or a narrow-band amplifier, and the local oscillation wave is reproduced and generated by amplifying the local oscillation wave in the multiplex wave. It is characterized in that the frequency is down-converted by a frequency down-converter to generate an intermediate frequency signal wave.
【００２４】本発明のミリ波帯無線通信装置は、送信側
には少なくとも、局部発振器、ミリ波帯への周波数アッ
プコンバータ、および、ミリ波帯信号波と前記局部発振
波とを通過させる通過帯域フィルタ、を具備し、受信側
には少なくとも、送信側局部発振波に同期して受信側局
部発振波を再生する再生回路、および、周波数ダウンコ
ンバータ、を具備することを特徴とする。The millimeter-wave band radio communication apparatus according to the present invention comprises at least a local oscillator, a frequency up-converter to a millimeter wave band, and a pass band for passing a millimeter wave band signal wave and the local oscillation wave on the transmitting side. A receiving circuit including at least a reproduction circuit for reproducing the local oscillation wave on the reception side in synchronization with the local oscillation wave on the transmission side, and a frequency down-converter.
【００２５】前記受信側局部発振波を再生する前記再生
回路に注入同期発振器を具備することが好ましい。It is preferable that the reproducing circuit for reproducing the local oscillation wave on the receiving side includes an injection locked oscillator.
【００２６】または、前記受信側局部発振波を再生する
前記再生回路に自励発振ミキサを具備することが好まし
い。Alternatively, it is preferable that the reproducing circuit for reproducing the local oscillation wave on the receiving side includes a self-excited oscillation mixer.
【００２７】あるいは、前記受信側局部発振波を再生す
る前記再生回路に、位相同期発振器を具備することが好
ましい。Alternatively, it is preferable that the reproducing circuit for reproducing the local oscillation wave on the receiving side includes a phase-locked oscillator.
【００２８】さらに、前記受信側局部発振波を再生する
前記再生回路に、ミリ波増幅器を具備することが好まし
い。Further, it is preferable that the reproducing circuit for reproducing the local oscillation wave on the receiving side includes a millimeter wave amplifier.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１に本発明の
構成を示す。第１の従来例と同様な動作・機能するもの
は同一番号で示す。送信側の構成は図１（ａ）に示すよ
うに変調信号源１００によって、変調された中間周波数
信号１０８ａが生成され、ミリ波帯局部発振器１０５に
より局部発振波１０６が生成され、当該局部発振波１０
６が周波数変換器１０１に入力され周波数上昇変換さ
れ、周波数上昇変換された無線信号波１０７と局部発振
波１０６を通過帯域フィルタ１により取り出し、送信用
増幅器１０３により、適当なレベルまで増幅されアンテ
ナ１０４にて放射される。図１（ｂ）は局部発振波１０
６と無線信号波１０７野関係を示す図である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of the present invention. The same operation and function as those of the first conventional example are indicated by the same reference numerals. As shown in FIG. 1A, the transmitting side configuration is such that a modulated intermediate frequency signal 108a is generated by a modulation signal source 100, a local oscillation wave 106 is generated by a millimeter-wave band local oscillator 105, and the local oscillation wave is generated. 10
6 is input to the frequency converter 101 and frequency-upconverted. The frequency-upconverted radio signal wave 107 and local oscillation wave 106 are extracted by the passband filter 1, amplified to an appropriate level by the transmission amplifier 103, and amplified by the antenna 104. Emitted at FIG. 1B shows a local oscillation wave 10.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a wireless signal wave 6 and a wireless signal wave 107;
【００３０】ここで、図２に通過帯域フィルタ１の特性
を示す。無線信号波１０７は、通過帯域となっており、
局部発振波は一部の信号が抑圧される。無線信号波１０
７のトータルパワーよりも、局部発振波のトータルパワ
ーは、３ｄＢ以上小さくコントロールされている。これ
によって送信アンプ１０３の局部発振波１０６で飽和さ
れることを防いでいる。FIG. 2 shows the characteristics of the pass band filter 1. The radio signal wave 107 is a pass band,
Part of the local oscillation wave is suppressed. Radio signal wave 10
The total power of the local oscillation wave is controlled to be 3 dB or more smaller than the total power of 7. This prevents the local oscillation wave 106 of the transmission amplifier 103 from being saturated.
【００３１】一方受信側では、図１（ｃ）に示すよう
に、アンテナ１１２により受信し、低雑音アンプ１１１
で適当なレベルまで増幅される。分配器６で信号は２分
配され、無線信号波１０７はバンドパスフィルタ２００
で、帯域通過させ、一方局部発振波１０６の方はバンド
パスフィルタ３により、局部発振波のみを帯域通過させ
る。該帯域通過した局部発振波１０６は、適当なレベル
まで増幅器４により増幅された後、注入同期発振器５に
入力される。On the other hand, on the receiving side, as shown in FIG.
To a suitable level. The signal is split into two by the splitter 6, and the radio signal wave 107 is
Then, the local oscillation wave 106 is band-passed by the band-pass filter 3 for the local oscillation wave 106 only. The local oscillation wave 106 that has passed the band is amplified to an appropriate level by the amplifier 4 and then input to the injection locked oscillator 5.
【００３２】局部発振波１０６の信号で当該注入同期発
振器５を同期させ、送信側の局部発振波１０６を再生さ
せる。該同期信号波は、一定の出力を有しており、局部
発振波５０ａとなる。該局部発振波５０ａは、周波数ミ
キサ１１０に入力され、局部発振信号波５０ａで、無線
周波数信号波１０７は、周波数ダウンコンバートされ、
中間周波信号１０８ｂを生成する。当該中間周波信号１
０８ｂは、復調器１１３へ入力される構成となる。The injection locked oscillator 5 is synchronized with the signal of the local oscillation wave 106 to reproduce the local oscillation wave 106 on the transmission side. The synchronizing signal wave has a constant output and becomes a local oscillation wave 50a. The local oscillation wave 50a is input to the frequency mixer 110, and the radio frequency signal wave 107 is frequency-downconverted by the local oscillation signal wave 50a,
An intermediate frequency signal 108b is generated. The intermediate frequency signal 1
08b is configured to be input to the demodulator 113.
【００３３】該注入同期発振器５の同期幅が、通常数１
０ＭＨｚ以上であり、局部発振信号１０６の帯域幅（１
ｋＨｚ以下）に比較して、局部発振同期信号５０ａは、
十分に狭いため、送信側の局部発振器１０５の周波数と
位相に同期し、送信側の局部発振波１０６が再生され
る。従って、該ダウンコンバートされた中間周波信号１
０８ｂは、ミリ波帯局部発振器１０５の周波数安定性、
位相雑音の影響は受けず、受信側周波数ミキサ１１０内
部では、局部発振器の周波数安定性と位相雑音は、ほぼ
完全にキャンセルされる。The synchronization width of the injection-locked oscillator 5 is usually
0 MHz or more, and the bandwidth of the local oscillation signal 106 (1
kHz or less), the local oscillation synchronization signal 50a is
Since it is sufficiently narrow, the local oscillation wave 106 on the transmission side is reproduced in synchronization with the frequency and phase of the local oscillator 105 on the transmission side. Therefore, the down-converted intermediate frequency signal 1
08b is the frequency stability of the millimeter-wave band local oscillator 105,
It is not affected by the phase noise, and the frequency stability and the phase noise of the local oscillator are almost completely canceled inside the reception-side frequency mixer 110.
【００３４】つまり、送信側の無線信号波１０７の周波
数ｆＲＦは、 ｆＲＦ＝（ｆＬＯ＋ΔｆＬＯ）＋ｆＩＦａ （１） ｆＬＯ：送信側の局部発振信号１０６の周波数 ΔｆＬＯ：周波数不安定性にもとづく局部発振信号の周
波数変動分 ｆＩＦａ：送信側の中間周波信号１０８ａの周波数 で表現でき、無線信号波１０７の周波数ｆＲＦには、局
部発振器１０８ｂの周波数変動ΔｆＬＯが含まれてい
る。That is, the frequency fRF of the radio signal wave 107 on the transmission side is fRF = (fLO + ΔfLO) + fIFa (1) fLO: frequency of the local oscillation signal 106 on the transmission side ΔfLO: frequency fluctuation of the local oscillation signal based on frequency instability The component fIFa can be expressed by the frequency of the intermediate frequency signal 108a on the transmission side, and the frequency fRF of the radio signal wave 107 includes the frequency fluctuation ΔfLO of the local oscillator 108b.
【００３５】一方、受信側のダウンコンバートされた中
間周波信号１０８ｂの周波数ｆＩＦｂは、 ｆＩＦｂ＝ｆＲＦ−（ｆＬＯ＋ΔｆＬＯ） （２） ＝ｆＩＦａ となり、周波数変動成分は送受間で完全にキャンセルさ
れる。加えて、位相も同期しているため同期した局部発
振波は、位相の揺らぎ成分（位相雑音成分）も、送信側
と受信側では同期がとれ、同じ位相角となり、受信側で
ダウンコンバート時には、位相雑音成分もキャンセルさ
れてしまう。On the other hand, the frequency fIFb of the down-converted intermediate frequency signal 108b on the receiving side is fIFb = fRF- (fLO + ΔfLO) (2) = fIFa, and the frequency fluctuation component is completely canceled between transmission and reception. In addition, since the phase is also synchronized, the synchronized local oscillation wave also has a phase fluctuation component (phase noise component) synchronized on the transmitting side and the receiving side, and has the same phase angle. The phase noise component is also canceled.
【００３６】加えて、受信側の注入同期発振器５の出力
パワーは一定であり、入力された無線信号波１０７と、
変換された中間周波信号１０８ｂの関係は、線形関係に
あり、無線信号波が６ｄＢ減衰すれば、出力される中間
周波信号も６ｄＢ減衰する関係にある。つまり、第２の
従来例のような少なくとも１２ｄＢ減衰する関係にな
く、伝送距離が短くなることを防ぐことが可能となる。In addition, the output power of the injection locking oscillator 5 on the receiving side is constant, and the input radio signal wave 107 and
The converted intermediate frequency signal 108b has a linear relationship, and if the radio signal wave is attenuated by 6 dB, the output intermediate frequency signal is also attenuated by 6 dB. That is, it is possible to prevent the transmission distance from being shortened, regardless of the relationship of attenuating at least 12 dB as in the second conventional example.
【００３７】ここでは中間周波信号源として変調信号波
を発生する変調信号源１００を用いて説明したが、当該
信号波は、ＴＶの無線信号、ＣＡＴＶの伝送信号、衛星
放送の中間周波信号であってもよい。同時に、受信側の
復調器１１３は、地上波・ＣＡＴＶ・衛星放送用ＴＶチ
ューナであっても構わない。Although the description has been made using the modulation signal source 100 for generating a modulation signal wave as the intermediate frequency signal source, the signal wave is a TV radio signal, a CATV transmission signal, or a satellite broadcasting intermediate frequency signal. You may. At the same time, the demodulator 113 on the receiving side may be a terrestrial / CATV / satellite broadcast TV tuner.
【００３８】上記の構成で、注入同期発振器５の代わり
に増幅器を用いて多重波中の局部発振波１０６を再生し
ても構わない。In the above configuration, an amplifier may be used in place of the injection locked oscillator 5 to reproduce the local oscillation wave 106 in the multiplex wave.
【００３９】さらに、上記の構成では、送信側の局部発
振器１０５からの信号を局部発振信号波１０６とした
が、場合によっては、送信側の中間周波数の中間周波数
信号１０８ａを、変調信号波と低周波局部発振波の多重
波で構成し、当該中間周波数の多重信号波が、ミリ波帯
へ周波数上昇変換されたミリ波無線多重波信号波が送信
され、受信側で、ミリ波帯へ上昇変換された局部発振波
成分に同期した信号波が増幅・再生されてミリ波局部発
振信号波５０ａとなり、周波数ミキサ１１０で周波数ダ
ウンコンバータされて周波数下降変換されて、中間周波
数の中間周波信号１０８ｂを生成しても構わない。この
場合、送信側のミリ波局部発振波１０６はバンドパスフ
ィルタ２００で抑圧されている。 （実施の形態２）第２の実施形態を図３に示す。第１の
実施形態とは図３（ａ）に示す送信側の構成，図３
（ｂ）に示す局部発振波１０６、無線信号波１０７野関
係は同じであり，受信側のみが異なるので、この異なる
部分を説明する。Further, in the above-described configuration, the signal from the local oscillator 105 on the transmitting side is used as the local oscillation signal wave 106. However, in some cases, the intermediate frequency signal 108a of the intermediate frequency on the transmitting side is combined with the modulated signal wave. A multi-wave of a local oscillation wave is transmitted, and a multiplex signal wave of the intermediate frequency is frequency-converted to a millimeter wave band, and a millimeter-wave wireless multiplex signal wave is transmitted. The signal wave synchronized with the generated local oscillation wave component is amplified and reproduced to be a millimeter-wave local oscillation signal wave 50a, which is frequency down-converted and down-converted by the frequency mixer 110 to generate an intermediate frequency intermediate frequency signal 108b. It does not matter. In this case, the transmitting-side millimeter-wave local oscillation wave 106 is suppressed by the band-pass filter 200. (Embodiment 2) FIG. 3 shows a second embodiment. The first embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the transmission side shown in FIG.
The relationship between the local oscillation wave 106 and the radio signal wave 107 shown in (b) is the same, and only the receiving side is different.
【００４０】第１の実施の形態では、周波数ミキサ１１
０と周波数再生手段２ａを注入同期発振器で構成した例
で示したが、第２の実施形態では、周波数ミキサを自励
発振ミキサ２０で構成する。動作は、アンテナより受信
した局部発振波１０６と無線信号波１０７を低雑音アン
プ１１１で適当なレベルまで増幅し局部発振波１０６と
無線信号波１０７を通過帯域フィルタ１０２で取りだ
し、自励発振ミキサ２０に入力される。該自励発振ミキ
サとして、例えば、ＩＥＥＥ−Ｓ Ｉｎｔ．Ｍｉｃｒｏ
ｗａｖｅ Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇ．，１９９８，ｐｐ．１１
３５−１１３８に示されているＳｅｌｆ−Ｏｓｃｉｌｌ
ａｔｉｎｇ Ｍｉｘｅｒｓを利用することができる。In the first embodiment, the frequency mixer 11
In the second embodiment, the frequency mixer is composed of the self-excited oscillation mixer 20. In operation, the local oscillation wave 106 and the radio signal wave 107 received from the antenna are amplified to an appropriate level by the low noise amplifier 111, the local oscillation wave 106 and the radio signal wave 107 are extracted by the pass band filter 102, and the self-oscillation mixer 20 Is input to As the self-excited oscillation mixer, for example, IEEE-S Int. Micro
wave Symp. Dig. , 1998, pp. 11
Self-Osill shown in 35-1138
aating Mixers can be used.
【００４１】当該自励発振ミキサ２０は、送信側の局部
発振周波数１０６付近で自由発振しており、当該自励発
振ミキサ２０を受信機への入力された局部発振信号波１
０６で同期する構成である。該当該自励発振ミキサ２０
を受信機への入力された局部発振信号波１０６で注入同
期をとると同時に、入力無線信号波１０７の信号波で周
波数混合され、ダウンコンバートされた中間周波信号１
０８ｂを生成する構成である。The self-excited oscillation mixer 20 oscillates freely around the local oscillation frequency 106 on the transmitting side, and transmits the self-oscillated mixer 20 to the local oscillation signal wave 1 input to the receiver.
This is a configuration for synchronizing at 06. The self-oscillating mixer 20
Is synchronized with the local oscillation signal wave 106 input to the receiver, and at the same time, the frequency is mixed with the signal wave of the input radio signal wave 107 and the down-converted intermediate frequency signal 1 is
08b is generated.
【００４２】当該中間周波信号１０８は、復調器１１３
へ入力される構成となる。この場合も第１の実施形態と
同様に、該ダウンコンバートされた中間周波信号１０８
ｂは、ミリ波発振器１０５の周波数安定性、位相雑音の
影響は受けず、受信側の自励発振周波数ミキサ２０内部
では、ほぼ完全にキャンセルされる。The intermediate frequency signal 108 is supplied to a demodulator 113
Is input to the system. Also in this case, similarly to the first embodiment, the down-converted intermediate frequency signal 108
b is not affected by the frequency stability and phase noise of the millimeter-wave oscillator 105, and is almost completely canceled inside the self-excited oscillation frequency mixer 20 on the receiving side.
【００４３】加えて、受信側の自励発振器２０の出力パ
ワーは一定であり、入力された無線信号波１０７と、変
換された中間周波信号１０８ｂの関係は、線形関係にあ
り、無線信号波１０７が６ｄＢ減衰すれば、出力される
中間周波信号１０８ｂも６ｄＢ減衰する関係にあり、第
２の従来例のような少なくとも１２ｄＢ減衰する関係に
なく、伝送距離が短くなることも防ぐことが可能とな
る。 （実施の形態３）第３の実施形態を図４に示す。第１の
実施形態とは図４（ａ）に示す送信側の構成，図４
（ｂ）に示す局部発振波１０６、無線信号波１０７野関
係は同じであり，受信側のみが異なるので、この異なる
部分を説明する。異なる部分のみ説明する。In addition, the output power of the self-excited oscillator 20 on the receiving side is constant, and the relationship between the input radio signal wave 107 and the converted intermediate frequency signal 108b is linear, and the radio signal wave 107 Is attenuated by 6 dB, the output intermediate frequency signal 108b is also attenuated by 6 dB, which is not a relationship of at least 12 dB attenuated as in the second conventional example, and it is possible to prevent a short transmission distance. . (Embodiment 3) FIG. 4 shows a third embodiment. The first embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the transmission side shown in FIG.
The relationship between the local oscillation wave 106 and the radio signal wave 107 shown in (b) is the same, and only the receiving side is different. Only different parts will be described.
【００４４】第１の実施の形態では、周波数ミキサ１１
０と第１の周波数再生手段２ａを注入同期発振器５で構
成した例で示したが、第３の実施形態では、第２の周波
数再生手段２ｂとして、位相同期発振器２ｂを構成され
る。In the first embodiment, the frequency mixer 11
In the third embodiment, the phase locked oscillator 2b is configured as the second frequency reproducing unit 2b, although the example in which the zero and the first frequency reproducing unit 2a are configured by the injection locked oscillator 5 is described.
【００４５】動作は、アンテナより受信した局部発振波
１０６と無線信号波１０７を適当なレベルまで増幅し、
分配器６で２分配され、無線信号波１０７のみをバンド
パスフィルタ２００で、帯域通過し、一方局部発振波１
０６の方は、当該信号波１０６のみをバンドパスフィル
タ３により、帯域通過させ、適当なレベルまで増幅器４
により増幅された後、位相比較器１０に入力される。The operation is to amplify the local oscillation wave 106 and the radio signal wave 107 received from the antenna to appropriate levels,
The signal is divided into two by the divider 6 and only the radio signal wave 107 is band-passed by the band-pass filter 200.
In the case of 06, only the signal wave 106 is band-passed by the band-pass filter 3, and the amplifier 4 is turned to an appropriate level.
, And then input to the phase comparator 10.
【００４６】一方送信側の局部発振周波数１０６付近で
自由発振している電圧制御発振器１２の信号の一部が位
相比較器１０に入力される。この位相比較器１０は誤差
信号１５を生成し、ループフィルタにより帯域制限と位
相制御されたあと電圧制御発振器１２へ入力することに
よって位相同期ループを構成する。当該位相同期ループ
により、電圧制御発振器１２は受信器に入力された局部
発振波１０６に位相同期し、周波数と位相は完全に同期
する。当該同期信号波５０ｂは一定の出力を有してお
り、周波数ミキサ１１０に入力され、当該局部発振信号
波５０ｂで、周波数ダウンコンバートされ、中間周波信
号１０８を生成する。当該中間周波信号１０８ｂは、復
調器１１３へ入力される構成となる。On the other hand, a part of the signal of the voltage-controlled oscillator 12 which freely oscillates near the local oscillation frequency 106 on the transmission side is input to the phase comparator 10. The phase comparator 10 generates an error signal 15, performs band limitation and phase control by a loop filter, and then inputs the signal to a voltage controlled oscillator 12 to form a phase locked loop. With this phase locked loop, the voltage controlled oscillator 12 is phase-locked to the local oscillation wave 106 input to the receiver, and the frequency and phase are completely synchronized. The synchronous signal wave 50b has a constant output, is input to the frequency mixer 110, and is down-converted by the local oscillation signal wave 50b to generate the intermediate frequency signal 108. The intermediate frequency signal 108b is configured to be input to the demodulator 113.
【００４７】該ダウンコンバートされた中間周波信号１
０８ｂは、送信側の局部発振器１０５の周波数安定性、
位相雑音の影響は受けず、受信側周波数ミキサ１１０内
部では、ほぼ完全にキャンセルされる。The down-converted intermediate frequency signal 1
08b is the frequency stability of the local oscillator 105 on the transmitting side,
It is not affected by the phase noise and is almost completely canceled inside the reception-side frequency mixer 110.
【００４８】加えて、受信側の位相同期発振器２ｂから
の出力信号５０ｂの出力パワーは一定であり、入力され
た無線信号波１０７と、変換された中間周波信号１０８
ｂの関係は、線形関係にあり、無線信号波１０７が６ｄ
Ｂ減衰すれば、出力される中間周波信号も６ｄＢ減衰す
る関係にあり、第２の従来例のような少なくとも１２ｄ
Ｂ減衰する関係になく、伝送距離が短くなることも防ぐ
ことが可能となる。In addition, the output power of the output signal 50b from the phase locked oscillator 2b on the receiving side is constant, and the input radio signal wave 107 and the converted intermediate frequency signal 108
The relationship of b is a linear relationship, and the radio signal wave 107 is 6d
When the signal is attenuated by B, the output intermediate frequency signal is also attenuated by 6 dB, and is at least 12 dB as in the second conventional example.
It is possible to prevent the transmission distance from being shortened irrespective of B attenuation.
【００４９】[0049]
【発明の効果】受信装置側で、送信装置の局部発振器に
同期した信号を再生して周波数ダウンコンバートするの
で、受信装置からの出力信号中間周波信号は、送信側の
局部発振器の周波数安定性、位相雑音の影響は受けず、
受信側周波数ミキサ内部では、ほぼ完全にキャンセルさ
れる。Since the receiving apparatus reproduces a signal synchronized with the local oscillator of the transmitting apparatus and down-converts the frequency, the intermediate frequency signal output from the receiving apparatus can be used to obtain the frequency stability of the local oscillator on the transmitting side. Unaffected by phase noise,
In the receiving-side frequency mixer, it is almost completely canceled.
【００５０】また、受信側の位相同期発振器からの出力
パワーは一定であり、入力された無線信号波と、変換さ
れた中間周波信号の関係は、線形関係にあり、無線信号
波が６ｄＢ減衰すれば、出力される中間周波信号も６ｄ
Ｂ減衰する関係にあり、第２の従来例のような少なくと
も１２ｄＢ減衰する関係になく、伝送距離が短くなるこ
とも防ぐことが可能となる。The output power from the phase-locked oscillator on the receiving side is constant, and the relationship between the input radio signal wave and the converted intermediate frequency signal is linear, and the radio signal wave is attenuated by 6 dB. If the output intermediate frequency signal is 6d
There is a relationship of attenuating B, which is not the relationship of attenuating at least 12 dB as in the second conventional example, and it is also possible to prevent a short transmission distance.
【００５１】加えて、送信側の局部発振波の出力を制御
しているために、送信アンプが歪を少なくでき、より長
距離伝送が可能となる。以上のように、当該ミリ波通信
装置は、受信側でミリ波局部発振波再生手段を有してい
るため、無線伝送に対して周波数安定度と位相雑音特性
に関して厳しい性能が要求される地上波ディジタル放送
等に使用されているＯＦＤＭ伝送やＣＡＴＶ等で使用さ
れている６４ＱＡＭ、〜２５６ＱＡＭの多値変調波信号
に対してもミリ波無線接続することが可能となる。In addition, since the output of the local oscillation wave on the transmission side is controlled, the distortion of the transmission amplifier can be reduced, and long-distance transmission can be performed. As described above, since the millimeter-wave communication device has the millimeter-wave local oscillation wave reproducing means on the receiving side, terrestrial radio waves that require strict performance with respect to frequency stability and phase noise characteristics for wireless transmission are required. Millimeter-wave wireless connection is also possible for multi-level modulated wave signals of 64QAM and -256QAM used in OFDM transmission and CATV used for digital broadcasting and the like.
【図１】本発明の第１の実施形態を示すミリ波通信装置
ののブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a millimeter wave communication device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態中の送信側バンドパス
フィルタ特性である。FIG. 2 is a diagram illustrating a transmission-side band-pass filter characteristic according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施形態を示すミリ波通信装置
のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a millimeter wave communication device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３の実施形態を示すミリ波通信装置
のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a millimeter wave communication device according to a third embodiment of the present invention.
【図５】第１の従来例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a first conventional example.
【図６】第２の従来例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second conventional example.
１…バンドパスフィルタ ２ａ…第１の周波数再生手段 ２ｂ…第２の周波数再生手段 ３…バンドパスフィルタ ４…増幅器 ５…注入同期発振器 ６…分配器 １２…電圧制御発振器 １３…増幅器 １５…誤差信号 ２０…自励発振ミキサ（セルフオシレーティングミキ
サ） ５０ａ…局部発振波 ５０ｂ…同期信号波 １００…変調信号源 １０１…周波数編間器 １０２…バンドパスフィルタ １０３…送信アンプ １０４…送信アンテナ １０５…局部発振器 １０６…局部発振波 １０７…無線信号 １０８ｂ…中間周波信号 １１０…周波数ミキサ １１２…受信アンテナ １１３…復調器 ２００…バンドパスフィルタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Band pass filter 2a ... 1st frequency reproduction | regeneration means 2b ... 2nd frequency reproduction | regeneration means 3 ... Band pass filter 4 ... Amplifier 5 ... Injection locking oscillator 6 ... Distributor 12 ... Voltage controlled oscillator 13 ... Amplifier 15 ... Error signal Reference Signs List 20 self-excited oscillation mixer (self-oscillating mixer) 50a local oscillation wave 50b synchronization signal wave 100 modulation signal source 101 frequency interpolator 102 bandpass filter 103 transmission amplifier 104 transmission antenna 105 local oscillator 106 local oscillation wave 107 radio signal 108b intermediate frequency signal 110 frequency mixer 112 receiving antenna 113 demodulator 200 bandpass filter
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000320188AJP3745610B2 (en) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | Millimeter-wave wireless communication method |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2024100787A1 (en)* | 2022-11-09 | 2024-05-16 | 日本電信電話株式会社 | Wireless communication transceiver |
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