送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法
【課題】対応する無線通信システムの数が増えた場合にも、その分だけ強固なシールド材を必要とせず、通信装置のコスト増を招くことがない方法を提供する。
【解決手段】互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置は、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算（３１８）し、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算（３１７）する。合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換し、複数の高周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算（３１５）する。これにより、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の低周波信号を一括で周波数変換することができる。
【解決手段】互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置は、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算（３１８）し、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算（３１７）する。合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換し、複数の高周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算（３１５）する。これにより、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の低周波信号を一括で周波数変換することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線通信システムに対応し、互いに干渉することを回避するための手段を有する送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、に複数の無線通信システムに対応して、互いに干渉することを回避する手段を有する通信装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この通信装置は、一方の無線通信システムが使用中の周波数以外の周波数を別の無線通信システムが使用するように、適応的に使用する周波数を選択できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３４７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、たとえ、対応する複数の無線通信システムの周波数が異なっていても、受信機内で特に特に工夫がなければ、ミキサーなどで異なる周波数成分が相互変調を起こして、これが干渉成分となる。これを単純に回避するには、個別の無線通信システムモジュールを強固なシールド材でシールドして、異なる無線通信システム間の電波干渉を防ぐことである。しかしながら、この場合、特に対応する無線通信システムの数が増えるほど、その分だけ強固なシールド材を必要として、通信装置のコスト増を招くという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記従来の課題に鑑みて、個別の無線通信システム間のシールド材を必要とせず、対応する無線通信システムの数が増えても、大きなコスト増を招くことなく、互いの干渉を回避することが可能な、送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを構成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の低周波信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】通信端末を示す外観斜視図
【図２】通信端末のハードウェアの一例を示すブロック図
【図３】管理端末（前面）を示す外観斜視図
【図４】管理端末（背面）を示す外観斜視図
【図５】管理端末のハードウェアの一例を示すブロック図
【図６】通信端末及び管理端末の機能ブロック図
【図７】積分部の動作を示す図
【図８】従来の復調前段の受信信号と雑音の様子を示す図
【図９】相互変調の動作を示す図
【図１０】実施例２における通信端末及び管理端末の機能ブロック図
【図１１】正弦波の合成波を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする送信装置である。
【００１１】
第１の発明によれば、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の低周波信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明であって、さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の低周波信号のそれぞれを、複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えた送信装置である。
【００１３】
第２の発明によれば、符号の周期に応じた積分周期で積分されるので、積分出力を直線的に増加することができ、雑音などの干渉成分に対して、信号出力のレベルを増大させることができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第２の発明であって、さらに、積分器によりレベルが最大値まで積分された複数の低周波信号のそれぞれを増幅する増幅器を備えた送信装置である。
【００１５】
第３の発明によれば、最大値にまで積分された信号成分で増幅されるので、信号出力のレベルを効率良く増大させることができる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第１乃至３いずれかの発明であって、キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれている送信装置である。
【００１７】
第４の発明によれば、同一あるいは近接する周波数帯の通信システムが多く存在するＩＳＭバンドであっても、通信システム同士の干渉を抑制することができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１乃至４いずれかの発明であって、複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかである送信装置である。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数
の高周波信号を受信する受信装置であって、複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えた受信装置である。
【００２０】
第６の発明によれば、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の高周波信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の受信装置にまとめることができる。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた第７の発明は、第６の発明であって、さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の高周波信号のそれぞれを、複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えた受信装置である。
【００２２】
第７の発明によれば、符号の周期に応じた積分周期で積分されるので、積分出力を直線的に増加することができ、雑音などの干渉成分に対して、信号出力のレベルを増大させることができる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた第８の発明は、第７の発明であって、さらに、積分器から複数の高周波信号をサンプリングする復調器を備え、復調器は、積分器により積分された複数の高周波信号を、最大値のレベルでサンプリングする受信装置である。
【００２４】
第８の発明によれば、最大値にまで積分された信号成分で増幅されるので、信号出力のレベルを効率良く増大させることができる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた第９の発明は、第６乃至８いずれかの発明であって、キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれている受信装置である。
【００２６】
第９の発明によれば、同一あるいは近接する周波数帯の通信システムが多く存在するＩＳＭバンドであっても、通信システム同士の干渉を抑制することができる。
【００２７】
上記課題を解決するためになされた第１０の発明は、第６乃至９いずれかの発明であって、複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかである受信装置である。
【００２８】
上記課題を解決するためになされた第１１の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えた送信装置である。
【００２９】
第１１の発明によれば、正弦波を利用することによりアナログ回路で構成することが可能となり、処理速度が大きい場合に消費電力を抑制することができる。
【００３０】
上記課題を解決するためになされた第１２の発明は、第１０の発明であって、さらに、加算器により合算された低周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えた送信装置である。
【００３１】
第１２の発明によれば、正弦波のピークレベルが一定以下に抑えられるので、増幅器等の非線形領域における妨害波の発生を抑えることができる。
【００３２】
上記課題を解決するためになされた第１３の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信装置であって、複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えた受信装置である。
【００３３】
第１３の発明によれば、正弦波を利用することによりアナログ回路で構成することが可能となり、処理速度が大きい場合に消費電力を抑制することができる。
【００３４】
上記課題を解決するためになされた第１４の発明は、第１３の発明であって、さらに、加算器により合算された高周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えた受信装置である。
【００３５】
第１４の発明によれば、正弦波のピークレベルが一定以下に抑えられるので、増幅器等の非線形領域における妨害波の発生を抑えることができる。
【００３６】
（実施の形態１）
以下、本発明の具体的な内容について実施の形態１を用いて説明する。
【００３７】
本発明の実施の形態について図１、２、３、４、５、６、７、８、及び９を用いて説明する。
【００３８】
図１は、通信端末の一例を示す外観斜視図である。
【００３９】
本実施の形態における通信端末１ａ、１ｂは、図１に示すように、携帯可能な電話器である。通信端末１ａ、１ｂは筐体１０１を有しており、筐体１０１には、電話番号などを表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１０２と、電話番号を指定するためのボタンなどで構成されるキーマトリックス１０３と、マイク１０４と、電波を送受信する外部アンテナ１０５ａと、話し相手からの音声を出力するスピーカ１０６とが設けられている。なお、通信端末の一例として、図１の電話器を示したが、特に電話器に限る必要はなく、通信端末は、アクセスポイントを含む他の通信端末と接続可能な機能を備えた機器（例えばパーソナルコンピュータなどの電子機器）であってもよい。
【００４０】
図２は、通信端末のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【００４１】
通信端末１ａ、１ｂは、図２に示すように、破線で示す筐体１０１内に、回路モジュール１１０を有している。回路モジュール１１０には、図１で説明したＬＣＤ１０２やキーマトリックス１０３の他、ベースバンドＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１１と、無線モジュール１２４とが実装されている。
【００４２】
ベースバンドＩＣ１１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１１ａと、音声処理を行うＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ブロック１１１ｂと、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を制御する無線ＭＡＣブロック１１１ｃと、メインバス１１１ｄやローカルバス１１１ｅなどのバスとを有している。
【００４３】
ベースバンドＩＣ１１１内のＣＰＵ１１１ａ、ＶｏＩＰブロック１１１ｂ、及び無線ＭＡＣブロック１１１ｃは、メインバス１１１ｄを介して、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１２、及びＦｌａｓｈ ＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１３に接続されている。また、ＣＰＵ１１１ａは、ローカルバス１１１１：ｋ１ｅを介して、ＬＣＤ１０２、ＬＣＤの電源を制御するＬＣＤ電源制御ＩＣ１１４、必要なＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧に変換するＤＣ−ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｏ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）変換器１１６、初期化信号を通知するリセットＩＣ１１８、及び電池１２１に接続され電池１２１の電圧を測定することにより電池残量が少なくなったことを通知する電池残量検知ＩＣ１２０に接続されている。ＤＣ−ＤＣ変換器１１６は、ダイオード１１９を介して電池１２１に接続され、リセットＩＣ１１８、及びＬＣＤ１０２に必要な電圧に昇圧するＬＣＤ電源用昇圧回路１１７は、電池１２１に接続されている。
【００４４】
また、ＣＰＵ１１１ａ、及びＶｏＩＰブロック１１１ｂは、ローカルバス１１１ｅを介して、マイク１０４からの信号を増幅するアンプ１２２、及びスピーカ１０６への信号を増幅するアンプ１２３に接続されている。アンプ１２２、１２３はそれぞれ、マイク１０４、及びスピーカ１０６に接続されている。さらに、ベースバンドＩＣ１１１は、キーマトリックス１０３、ベースバンドＩＣにクロックを供給する発振器１１５、無線モジュール１２４、及び使用するアンテナをベースバンドＩＣ１１１から切り替えるアンテナ切り替えＳＷ（ＳＷｉｔｃｈ）１２６に接続されている。
【００４５】
無線モジュール１２４は、送受信切り替えＳＷ１２４ａと、受信信号を増幅するＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１２４ｂと、送信信号を増幅する共通ＰＡ部（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１２４ｃと、無線信号への変調、及び無線信号からの復調を行うＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）変復調器１２４ｄとを有している。また、無線モジュール１２４は、無線モジュール１２４にクロックを供給する発振器１２５、及びアンテナ切り替えＳＷ１２６に接続されている。アンテナ切り替えＳＷ１２６は、図１で説明した外部アンテナ１０５ａと、内部アンテナ１０５ｂとに接続されている。
【００４６】
図３は、通信端末の一種である管理端末の一例の前面を示す外観斜視図、図４は、管理端末の一例の背面を示す外観斜視図である。
【００４７】
本実施の形態における管理端末２は、図３に示すようにルータである。管理端末２は、筐体２１を有しており、筐体２１の前面には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの表示部２２が設けられている。筐体２１の背面には、図４に示すように、ＤＣ電源コネクタ２３、ＲＪ４５などＬＡＮ用モジュラージャック２４、及びＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用モジュラージャック２５が設けられている。ＤＣ電源コネクタ２３には、図４に示すように、平行ケーブルなどの電力線２６が接続される。ＬＡＮ用モジュラージャック２４、及びＷＡＮ用モジュラージャック２５には、ＬＡＮケーブル２７が接続される。なお、管理端末の一例として、図３、及び図４のルータを示したが、特にこれに限る必要はなく、管理端末は、アクセスポイントの機能を備えた機器（例えばテレビなどの家電機器）であってもよい。
【００４８】
図５は、管理端末のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【００４９】
管理端末２は、図５に示すように、破線で示す筐体２１内に、回路モジュール２１０を有している。回路モジュール２１０には、メインＩＣ２１１と、無線ＬＡＮコントローラ２１９と、無線モジュール２２０とが実装されている。
【００５０】
メインＩＣ２１１は、ＣＰＵ２１１ａと、メインバス２１５ｆやローカルバス２１１ｇなどのバスと、バス上のデータの流れを制御するＢＣＵ（Ｂｕｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１１ｂと、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層を制御するＭＡＣブロック（ＥＭＡＣ）２１１ｃ、２１１ｄと、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）バスを制御するＰＣＩＵ２１１ｅとを有している。
【００５１】
メインＩＣ２１１内のＣＰＵ２１１ａ、及びＢＣＵ２１１ｂは、メインバス２１５ｆを介して、ＳＤＲＡＭ２１４と、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２１５とに接続されている。また、ＣＰＵ２１１ａ、及びＢＣＵ２１１ｂは、ローカルバス２１１ｇを介して、メインＩＣ２１１にクロックを供給する発振器２１２と、ＬＥＤなどの表示部２２と、メインＩＣ２１１に初期化信号を出力するリセットＩＣ２１３とに接続されている。
【００５２】
メインＩＣ２１１内のＭＡＣブロック２１１ｃ、２１１ｄはそれぞれ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の物理層を制御するＰＨＹ（ＰＨＹｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）・ＩＣ２１６、２１７に接続されており、ＰＨＹ・ＩＣ２１６、２１７はそれぞれ、ＷＡＮ用モジュラージャック２４、ＬＡＮ用モジュラージャック２５に接続されている。また、メインＩＣ２１１は、ＤＣ−ＤＣ変換器２１８を介して、ＤＣ電源コネクタ２３に接続されている。ＤＣ−ＤＣ変換器２１８は、ＤＣ電源コネクタ２３から供給されるＤＣ電圧をメインＩＣ２１１で必要なＤＣ電圧に変換する。
【００５３】
無線ＬＡＮコントローラ２１９は、ＭＡＣ層を制御するＭＡＣブロック２１９ａと、物理層を制御するＰＨＹブロック２１９ｂとを有している。メインＩＣ２１１内のＰＣＩＵ２１１ｅは、ＭＡＣブロック２１９ａを介して、ＰＨＹブロック２１９ｂに接続されている。
【００５４】
無線モジュール２２０は、メインＩＣ２１１から送信または受信状態が設定され、送受信切り替えＳＷ２２０ａと、受信信号を増幅するＬＮＡ２２０ｂと、送信信号を増幅するＰＡ２２０ｃと、無線信号への変調、及び無線信号からの復調を行うＲＦ変復調器２２０ｄとを有している。
【００５５】
無線モジュール２２０は、無線モジュール２２０にクロックを供給する発振器２２１に接続され、無線モジュール２２０内のＲＦ変復調器２２０ｄは、無線ＬＡＮコントローラ２１９内のＰＨＹブロック２１９ｂに接続されている。無線モジュール２２０内の送受信切り替えＳＷ２２０ａは、メインＩＣ２１１から使用するアンテナを切り替えるアンテナ切り替えＳＷ２１２を介して、アンテナ２１３、２１４に接続されている。
【００５６】
図６は、本発明の複合無線通信システム用通信装置を示すブロック図である。
【００５７】
図６を用いて全体の処理の概要について説明する。
【００５８】
送信系において、各無線通信システムに一意に対応し、互いに直交関係にある符号を、ＰＮ発生器３１４で発生させる。符合は互いに直交関係である符号、すなわち直交符号であれば、種々の符号を利用することができる。また、完全な直交関係を有する符号（Ｗａｌｓｈ符号、巡回Ｍ系列など）だけではなく、実質的に直交関係を有する符号（Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列など）を用いることができる。
【００５９】
ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号と、各無線通信システムの変調部３１９において変調された各無線通信システムの各ベースバンド信号を乗算器３１８、３１８で乗ずる。乗算器３１８、３１８は、第１の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各乗算器３１８の出力、すなわち、符号が乗算された複数のベースバンド信号は、加算器３１７で合算される。
【００６０】
加算器３１７の出力、すなわち合算されたベースバンド信号は、共通ＲＦ部３１６に入力されて、共通ＲＦ部３１６において高周波側に周波数変換しつつ、信号電力を増幅する。共通ＲＦ部３１６は、周波数変換器の一例である。これにより、共通ＲＦ部３１６は、ベースバンド信号を、複数のキャリア周波数に対応するＲＦ信号に変換する。本実施の形態１では、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号に変換する。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００６１】
共通ＲＦ部３１６の出力（複数のＲＦ信号）に対して、ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号が乗算器３１５で乗算される。それらの乗算器出力は積分器３１３で積分される。乗算器３１５、３１５は、第２の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各積分器の出力は、共用ＰＡ部で増幅されて、スイッチ１２６とアンテナ１０５を介して空中に送信される。
【００６２】
ここで、共通ＲＦ部３１６の各出力は、後段の共通ＰＡ部１２４ｃの増幅量と合わせて、各無線通信システムで必要な出力電力となるように、信号成分が増幅されている。また、共通ＲＦ部３１６の出力は、各無線通信システムに対応した周波数まで変換されているが、各周波数には、全ての対応する無線通信システムの信号が混在した形になっている。しかし、その後の乗算器と積分の動作により、符号の直交性により、各周波数では、所定の信号成分のみ抽出されて、互いの干渉は回避される。
【００６３】
以上のように、送信系において、複数のベースバンド信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数のＲＦ信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数のベースバンド信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【００６４】
受信系においては、アンテナ１０５とスイッチ１２６を介して受信したＲＦ信号は共用ＬＮＡ１２４ｂで増幅される。共用ＬＮＡ１２４ｂの出力、すなわち複数のＲＦ信号は、ＰＮ発生器３１４で発生された各無線通信システムに一意に対応し互いに直交関係にある符号と、乗算器３０４、３０４で乗算される。乗算器３０４、３０４は、第１の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００６５】
なお、本実施の形態１では、ＲＦ信号は、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号である。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００６６】
また、符合は互いに直交関係である符号、すなわち直交符号であれば、種々の符号を利用することができる。また、完全な直交関係を有する符号（Ｗａｌｓｈ符号、巡回Ｍ系列など）だけではなく、実質的に直交関係を有する符号（Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列など）を用いることができる。
【００６７】
乗算器３０４、３０４の出力は、加算器３０５で合算されて、共通ＲＦ部３０６に入力される。共通ＲＦ部３０６において、キャリア周波数からベースバンド周波数まで周波数変換しつつ、信号電力を増幅し、ＲＦ信号を複数のベースバンド信号を出力する。共通ＲＦ部３０６の出力、すなわち複数のベースバンド信号は、乗算器３０７、３０７で、ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号が乗算される。乗算器３０７、３０７は、第１の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００６８】
各乗算器３０７、３０７の出力は、積分器３０８、３０８で積分される。各積分器３０８、３０８の出力からは、復調部３０９で、各無線通信システムに対応した信号が復調される。一方、各積分器３０８、３０８の出力からは、各無線通信システムの受信信号電力の大きさがＡＢＳ（ＡＢＳｏｌｕｔｅ）部３１０で絶対値が抽出される。各無線通信システムに対応したＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）部３１１では、各無線通信システムに対応する各積分器３０８、３０８の出力の大きさが所定のレベルになるように、乗算器３０４、３０４で乗ぜられる各符号のレベルが調整される。
【００６９】
これにより、ＡＧＣのダイナミックレンジを各無線通信システムに対して同じに設定することができ、複数の通信システムを単独の装置で共用することができる。
【００７０】
図９は、相互変調の動作を示す図である。
【００７１】
ここで、図９を用いて、干渉が起こるようすについて説明する。乗算器や非線形な増幅器を信号が通ると図９に示すように、周波数が加算された成分と減算された成分が発生して、この成分が希望信号成分の帯域に入ると干渉成分となる。
【００７２】
しかしながら、上記のような構成により、送信系、及び受信系の共通ＲＦ部では、各無線通信システムの周波数が同一あるいは近接しながらも、符号の直交性により、互いに干渉することなく検出可能となる。
【００７３】
図７は、積分部の動作を示す図、図８は、従来の復調前段の受信信号と雑音の様子を示す図である。
【００７４】
これについて、図７と図８を用いて説明する。
【００７５】
従来は、図８に示すように、受信信号レベルが小さい場合には、復調前段の受信信号レベルに対して雑音レベル（干渉成分）が大きくなることがあり、この場合、復調信号が誤ることになる。
【００７６】
しかしながら、本発明では、送信系または受信系において、共通ＲＦ部３０６、３１６の後段で、各無線通信システムに一意に対応した符号で乗ぜられた各無線通信システムの信号は積分されて、図７に示すような波形になる。各符号と雑音（干渉成分）との間に相関はないので、積分後の雑音成分のレベルは変わらないが、予め符号が乗ぜられた各信号成分の積分出力は、図７に示すように、基本的には直線的に増えて符号（ＰＮ）１周期（符号が巡回する周期）の積分周期の最終段で最大になる。この最大値をサンプリングすれば、雑音成分に対する信号成分の大きさは最大となり、誤りなく復調することが可能となる。
【００７７】
これにより、符号の周期に応じた積分周期で積分されるので、積分出力を直線的に増加することができ、雑音などの干渉成分に対して、信号出力のレベルを増大させることができる。
【００７８】
なお、最大値でサンプリングする例を示したが、必ずしも、最大値である必要はなく、所定値の閾値を設定してサンプリングをすることも可能である。閾値が雑音レベルより高ければ、最大値をサンプリングする場合と同様の効果が得られる。
【００７９】
なお、無線通信システムでは、使う周波数や帯域幅も異なるため、伝送路での減衰量も異なる。そこで、受信側で予め減推量を見積、これを送信レベルに反映することで、受信信号レベルが均一になるようにすれば、受信信号レベルのダイナミックレンジが小さくなり、それだけ安価な部品を使うことが可能となり、通信装置のコストを抑えることが可能となる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態１では、キャリア周波数として、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）、及びＤＥＣＴの例を示したが、特にこれらに限定されない。例えば、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド内のキャリア周波数として、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）を、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）やＤＥＣＴと組み合わせることも可能である。また、ＩＳＭ以外の周波数帯でもよく、例えば、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を組み合わせることも可能である。さらに、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）、ＤＥＣＴ、Ｗｉ−Ｆｉなど３以上の通信システムを組み合わせてもよい。その場合、直交関係にある３以上の符号を使用する必要がある。また、無線のみならず、有線（例えば電力線通信）を組み合わせることも可能である。
【００８１】
なお、上述した実施の形態１では、通信端末に適用した場合を説明したが、管理端末に適用することも可能である。
【００８２】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２における複合無線通信システム用通信装置を示すブロック図である。
【００８３】
図１０を用いて全体の処理の概要について説明する。送信系において、各無線通信システムに一意に対応し、互いに直交関係にある正弦波波形を、正弦波発生器４１９で発生させる。正弦波発生器４１９からＮ個の正弦波（Ｎ：２以上の整数）が出力自在である。Ｎ個の正弦波は、互いに直交関係にある。
【００８４】
互いに直交関係にある正弦波波形としては、ＳＩＮ波とＣＯＳ波の関係のように、９０°位相が異なる正弦波の組み合わせや、周期が整数倍の関係にある正弦波の組み合わせ、さらに、９０°位相が異なり、周期が整数倍の関係にある正弦波の組み合わせが存在する。例えば、ｍ倍の周期まで考慮すれば、合計で２×ｍ個の互いに直交関係にある正弦波波形の組み合わせが存在する。なお、周期が整数倍の関係にある正弦波とは、周期Ｔを基準として、２Ｔ、３Ｔ、・・・、ｎ×Ｔ（ｎは２以上の整数）の関係にある正弦波をいう。
【００８５】
正弦波発生器４１９で発生させた各正弦波と、各無線通信システムの変調部４１８において変調された各無線通信システムの各ベースバンド信号を乗算器４１７で乗ずる。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各乗算器４１７の出力、すなわち、正弦波が乗算された複数のベースバンド信号は、加算器４１６で合算される。
【００８６】
加算器４１６の出力、すなわち合算されたベースバンド信号は、共通ＲＦ部４１５に入力されて、共通ＲＦ部４１５において高周波側に周波数変換しつつ、信号電力を増幅する。共通ＲＦ部４１５は、周波数変換器の一例である。これにより、共通ＲＦ部４１５は、ベースバンド信号を、複数のキャリア周波数に対応するＲＦ信号に変換する。実施の形態２では、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号に変換する。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００８７】
共通ＲＦ部３１６の出力（複数のＲＦ信号）に対して、ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号が乗算器３１５で乗算される。それらの乗算器出力は積分器３１３で積分される。乗算器３１５、３１５は、第２の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各積分器の出力は、共用ＰＡ部４１２で増幅されて、スイッチ１２６とアンテナ１０５を介して空中に送信される。
【００８８】
ここで、共通ＲＦ部４１５の各出力は、後段の共通ＰＡ部４１２の増幅量と合わせて、各無線通信システムで必要な出力電力となるように、信号成分が増幅されている。また、共通ＲＦ部４１５の出力は、各無線通信システムに対応した周波数まで変換されているが、各周波数には、全ての対応する無線通信システムの信号が混在した形になっている。しかし、その後の乗算器と積分の動作により、正弦波間の直交性により、各周波数では、所定の信号成分のみ抽出されて、互いの干渉は回避される。
【００８９】
以上のように、送信系において、複数のベースバンド信号にそれぞれ乗算された正弦波は直交関係にあるので、複数のＲＦ信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数のベースバンド信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【００９０】
また、ＰＮコードと異なり、正弦波はアナログ回路で構成することができるので、処理速度が速い場合であっても、デジタル回路に比較して消費電力を低減することができる。
【００９１】
受信系においては、アンテナ４０１とスイッチ４０２を介して受信したＲＦ信号は共用ＬＮＡ４０３で増幅される。共用ＬＮＡ４０３の出力、すなわち複数のＲＦ信号は、正弦波発生器４１９で発生された各無線通信システムに一意に対応し互いに直交関係にある正弦波と、乗算器４０４で乗算される。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００９２】
なお、本実施の形態２では、ＲＦ信号は、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号である。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００９３】
また、前述のように、正弦波は、互いに直交関係である符号との組み合わせで利用することも可能である．その際、直交符号であれば、種々の符号を利用することができる。また、完全な直交関係を有する符号（Ｗａｌｓｈ符号、巡回Ｍ系列など）だけではなく、実質的に直交関係を有する符号（Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列など）を用いることができる。
【００９４】
また、実施の形態１の直交符号の周期が正弦波の最小周期（つまり、複数の正弦波の中の最も周期が小さいもの）に等しくなるようにして、これらの符号と正弦波を乗算した波形を生成すれば、Ｍ個の直交符号と２×Ｎ個の直交正弦波波形から、合計で、２×Ｎ×Ｍ個の互いに直交関係にある波形を生成することができ、より多くの無線システムが混在する複合無線通信システムに対応可能となる。
【００９５】
乗算器４０４の出力は、加算器４０５で合算されて、共通ＲＦ部４０６に入力される。共通ＲＦ部４０６において、キャリア周波数からベースバンド周波数まで周波数変換しつつ、信号電力を増幅し、ＲＦ信号を複数のベースバンド信号を出力する。共通ＲＦ部４０６の出力、すなわち複数のベースバンド信号は、乗算器４０７で、正弦波発生器４１９で発生させた各正弦波が乗算される。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００９６】
各乗算器４０７の出力は、積分器４０８で積分される。各積分器４０８の出力からは、復調部４１１で、各無線通信システムに対応した信号が復調される。一方、各積分器４０８の出力からは、各無線通信システムの受信信号電力の大きさがＡＢＳ（ＡＢＳｏｌｕｔｅ）部４１０で絶対値が抽出される。各無線通信システムに対応したＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）部４０９では、各無線通信システムに対応する各積分器４０８の出力の大きさが所定のレベルになるように、乗算器４０４で乗ぜられる各正弦波のレベルが調整される。
【００９７】
これにより、ＡＧＣ部４０９のダイナミックレンジを各無線通信システムに対して同じに設定することができ、複数の通信システムを単独の装置で共用することができる。
【００９８】
図１１は、正弦波の合成波を示す図である。複数の正弦波が合成される場合の課題として図１１に示すように、合成波のピーク値が大きくなり、これが増幅器等の非線形領域で歪んで、妨害波が発生することもあるが、合成波（加算器４０５、４１６の出力）のピーク値が所要値を超えた場合には、増幅器、フィルタや周波数コンバータ等で入力される前に、減衰器（図示しない）により合成波のレベルを低減する（カットも含む）。これにより妨害波の発生を防ぐことができる。
【００９９】
なお、上述した実施の形態２では、通信端末に適用した場合を説明したが、管理端末に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本実施の形態の送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法によれば、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドのように、同じ周波数帯で多くのシステムが混在するシステムに対応する場合や、周波数関係が近傍にある異なる携帯電話システムを同時に対応する場合に適用できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ａ 通信端末
１ｂ 通信端末
１０５ アンテナ
１２４ｂ 共用ＬＮＡ
１２４ｃ 共用ＰＡ部
１２６ スイッチ
３０４ 乗算器
３０５ 加算器
３０６ 共通ＲＦ部
３０７ 乗算器
３０８ 積分器
３０９ 復調部
３１０ ＡＢＳ部
３１１ ＡＧＣ部
３１３ 積分器
３１４ ＰＮ発生器
３１５ 乗算器
３１６ 共通ＲＦ部
３１７ 加算器
３１８ 乗算器
３１９ 変調部
４０１ アンテナ
４０２ スイッチ
４０３ 共用ＬＮＡ
４０４ 乗算器
４０５ 加算器
４０６ 共通ＲＦ部
４０７ 乗算器
４０８ 積分器
４０９ ＡＧＣ部
４１０ ＡＢＳ部
４１１ 復調部
４１２ 共用ＰＡ部
４１３ 積分器
４１４ 乗算器
４１５ 共通ＲＦ部
４１６ 加算器
４１７ 乗算器
４１８ 変調部
４１９ 正弦波発生器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線通信システムに対応し、互いに干渉することを回避するための手段を有する送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、に複数の無線通信システムに対応して、互いに干渉することを回避する手段を有する通信装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この通信装置は、一方の無線通信システムが使用中の周波数以外の周波数を別の無線通信システムが使用するように、適応的に使用する周波数を選択できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３４７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、たとえ、対応する複数の無線通信システムの周波数が異なっていても、受信機内で特に特に工夫がなければ、ミキサーなどで異なる周波数成分が相互変調を起こして、これが干渉成分となる。これを単純に回避するには、個別の無線通信システムモジュールを強固なシールド材でシールドして、異なる無線通信システム間の電波干渉を防ぐことである。しかしながら、この場合、特に対応する無線通信システムの数が増えるほど、その分だけ強固なシールド材を必要として、通信装置のコスト増を招くという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記従来の課題に鑑みて、個別の無線通信システム間のシールド材を必要とせず、対応する無線通信システムの数が増えても、大きなコスト増を招くことなく、互いの干渉を回避することが可能な、送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを構成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の低周波信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】通信端末を示す外観斜視図
【図２】通信端末のハードウェアの一例を示すブロック図
【図３】管理端末（前面）を示す外観斜視図
【図４】管理端末（背面）を示す外観斜視図
【図５】管理端末のハードウェアの一例を示すブロック図
【図６】通信端末及び管理端末の機能ブロック図
【図７】積分部の動作を示す図
【図８】従来の復調前段の受信信号と雑音の様子を示す図
【図９】相互変調の動作を示す図
【図１０】実施例２における通信端末及び管理端末の機能ブロック図
【図１１】正弦波の合成波を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする送信装置である。
【００１１】
第１の発明によれば、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の低周波信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明であって、さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の低周波信号のそれぞれを、複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えた送信装置である。
【００１３】
第２の発明によれば、符号の周期に応じた積分周期で積分されるので、積分出力を直線的に増加することができ、雑音などの干渉成分に対して、信号出力のレベルを増大させることができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第２の発明であって、さらに、積分器によりレベルが最大値まで積分された複数の低周波信号のそれぞれを増幅する増幅器を備えた送信装置である。
【００１５】
第３の発明によれば、最大値にまで積分された信号成分で増幅されるので、信号出力のレベルを効率良く増大させることができる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第１乃至３いずれかの発明であって、キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれている送信装置である。
【００１７】
第４の発明によれば、同一あるいは近接する周波数帯の通信システムが多く存在するＩＳＭバンドであっても、通信システム同士の干渉を抑制することができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１乃至４いずれかの発明であって、複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかである送信装置である。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数
の高周波信号を受信する受信装置であって、複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えた受信装置である。
【００２０】
第６の発明によれば、複数の低周波信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数の高周波信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数の高周波信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の受信装置にまとめることができる。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた第７の発明は、第６の発明であって、さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の高周波信号のそれぞれを、複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えた受信装置である。
【００２２】
第７の発明によれば、符号の周期に応じた積分周期で積分されるので、積分出力を直線的に増加することができ、雑音などの干渉成分に対して、信号出力のレベルを増大させることができる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた第８の発明は、第７の発明であって、さらに、積分器から複数の高周波信号をサンプリングする復調器を備え、復調器は、積分器により積分された複数の高周波信号を、最大値のレベルでサンプリングする受信装置である。
【００２４】
第８の発明によれば、最大値にまで積分された信号成分で増幅されるので、信号出力のレベルを効率良く増大させることができる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた第９の発明は、第６乃至８いずれかの発明であって、キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれている受信装置である。
【００２６】
第９の発明によれば、同一あるいは近接する周波数帯の通信システムが多く存在するＩＳＭバンドであっても、通信システム同士の干渉を抑制することができる。
【００２７】
上記課題を解決するためになされた第１０の発明は、第６乃至９いずれかの発明であって、複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかである受信装置である。
【００２８】
上記課題を解決するためになされた第１１の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えた送信装置である。
【００２９】
第１１の発明によれば、正弦波を利用することによりアナログ回路で構成することが可能となり、処理速度が大きい場合に消費電力を抑制することができる。
【００３０】
上記課題を解決するためになされた第１２の発明は、第１０の発明であって、さらに、加算器により合算された低周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えた送信装置である。
【００３１】
第１２の発明によれば、正弦波のピークレベルが一定以下に抑えられるので、増幅器等の非線形領域における妨害波の発生を抑えることができる。
【００３２】
上記課題を解決するためになされた第１３の発明は、互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信装置であって、複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えた受信装置である。
【００３３】
第１３の発明によれば、正弦波を利用することによりアナログ回路で構成することが可能となり、処理速度が大きい場合に消費電力を抑制することができる。
【００３４】
上記課題を解決するためになされた第１４の発明は、第１３の発明であって、さらに、加算器により合算された高周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えた受信装置である。
【００３５】
第１４の発明によれば、正弦波のピークレベルが一定以下に抑えられるので、増幅器等の非線形領域における妨害波の発生を抑えることができる。
【００３６】
（実施の形態１）
以下、本発明の具体的な内容について実施の形態１を用いて説明する。
【００３７】
本発明の実施の形態について図１、２、３、４、５、６、７、８、及び９を用いて説明する。
【００３８】
図１は、通信端末の一例を示す外観斜視図である。
【００３９】
本実施の形態における通信端末１ａ、１ｂは、図１に示すように、携帯可能な電話器である。通信端末１ａ、１ｂは筐体１０１を有しており、筐体１０１には、電話番号などを表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１０２と、電話番号を指定するためのボタンなどで構成されるキーマトリックス１０３と、マイク１０４と、電波を送受信する外部アンテナ１０５ａと、話し相手からの音声を出力するスピーカ１０６とが設けられている。なお、通信端末の一例として、図１の電話器を示したが、特に電話器に限る必要はなく、通信端末は、アクセスポイントを含む他の通信端末と接続可能な機能を備えた機器（例えばパーソナルコンピュータなどの電子機器）であってもよい。
【００４０】
図２は、通信端末のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【００４１】
通信端末１ａ、１ｂは、図２に示すように、破線で示す筐体１０１内に、回路モジュール１１０を有している。回路モジュール１１０には、図１で説明したＬＣＤ１０２やキーマトリックス１０３の他、ベースバンドＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１１と、無線モジュール１２４とが実装されている。
【００４２】
ベースバンドＩＣ１１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１１ａと、音声処理を行うＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ブロック１１１ｂと、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を制御する無線ＭＡＣブロック１１１ｃと、メインバス１１１ｄやローカルバス１１１ｅなどのバスとを有している。
【００４３】
ベースバンドＩＣ１１１内のＣＰＵ１１１ａ、ＶｏＩＰブロック１１１ｂ、及び無線ＭＡＣブロック１１１ｃは、メインバス１１１ｄを介して、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１２、及びＦｌａｓｈ ＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１３に接続されている。また、ＣＰＵ１１１ａは、ローカルバス１１１１：ｋ１ｅを介して、ＬＣＤ１０２、ＬＣＤの電源を制御するＬＣＤ電源制御ＩＣ１１４、必要なＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧に変換するＤＣ−ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｏ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）変換器１１６、初期化信号を通知するリセットＩＣ１１８、及び電池１２１に接続され電池１２１の電圧を測定することにより電池残量が少なくなったことを通知する電池残量検知ＩＣ１２０に接続されている。ＤＣ−ＤＣ変換器１１６は、ダイオード１１９を介して電池１２１に接続され、リセットＩＣ１１８、及びＬＣＤ１０２に必要な電圧に昇圧するＬＣＤ電源用昇圧回路１１７は、電池１２１に接続されている。
【００４４】
また、ＣＰＵ１１１ａ、及びＶｏＩＰブロック１１１ｂは、ローカルバス１１１ｅを介して、マイク１０４からの信号を増幅するアンプ１２２、及びスピーカ１０６への信号を増幅するアンプ１２３に接続されている。アンプ１２２、１２３はそれぞれ、マイク１０４、及びスピーカ１０６に接続されている。さらに、ベースバンドＩＣ１１１は、キーマトリックス１０３、ベースバンドＩＣにクロックを供給する発振器１１５、無線モジュール１２４、及び使用するアンテナをベースバンドＩＣ１１１から切り替えるアンテナ切り替えＳＷ（ＳＷｉｔｃｈ）１２６に接続されている。
【００４５】
無線モジュール１２４は、送受信切り替えＳＷ１２４ａと、受信信号を増幅するＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１２４ｂと、送信信号を増幅する共通ＰＡ部（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１２４ｃと、無線信号への変調、及び無線信号からの復調を行うＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）変復調器１２４ｄとを有している。また、無線モジュール１２４は、無線モジュール１２４にクロックを供給する発振器１２５、及びアンテナ切り替えＳＷ１２６に接続されている。アンテナ切り替えＳＷ１２６は、図１で説明した外部アンテナ１０５ａと、内部アンテナ１０５ｂとに接続されている。
【００４６】
図３は、通信端末の一種である管理端末の一例の前面を示す外観斜視図、図４は、管理端末の一例の背面を示す外観斜視図である。
【００４７】
本実施の形態における管理端末２は、図３に示すようにルータである。管理端末２は、筐体２１を有しており、筐体２１の前面には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの表示部２２が設けられている。筐体２１の背面には、図４に示すように、ＤＣ電源コネクタ２３、ＲＪ４５などＬＡＮ用モジュラージャック２４、及びＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用モジュラージャック２５が設けられている。ＤＣ電源コネクタ２３には、図４に示すように、平行ケーブルなどの電力線２６が接続される。ＬＡＮ用モジュラージャック２４、及びＷＡＮ用モジュラージャック２５には、ＬＡＮケーブル２７が接続される。なお、管理端末の一例として、図３、及び図４のルータを示したが、特にこれに限る必要はなく、管理端末は、アクセスポイントの機能を備えた機器（例えばテレビなどの家電機器）であってもよい。
【００４８】
図５は、管理端末のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【００４９】
管理端末２は、図５に示すように、破線で示す筐体２１内に、回路モジュール２１０を有している。回路モジュール２１０には、メインＩＣ２１１と、無線ＬＡＮコントローラ２１９と、無線モジュール２２０とが実装されている。
【００５０】
メインＩＣ２１１は、ＣＰＵ２１１ａと、メインバス２１５ｆやローカルバス２１１ｇなどのバスと、バス上のデータの流れを制御するＢＣＵ（Ｂｕｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１１ｂと、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ層を制御するＭＡＣブロック（ＥＭＡＣ）２１１ｃ、２１１ｄと、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）バスを制御するＰＣＩＵ２１１ｅとを有している。
【００５１】
メインＩＣ２１１内のＣＰＵ２１１ａ、及びＢＣＵ２１１ｂは、メインバス２１５ｆを介して、ＳＤＲＡＭ２１４と、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２１５とに接続されている。また、ＣＰＵ２１１ａ、及びＢＣＵ２１１ｂは、ローカルバス２１１ｇを介して、メインＩＣ２１１にクロックを供給する発振器２１２と、ＬＥＤなどの表示部２２と、メインＩＣ２１１に初期化信号を出力するリセットＩＣ２１３とに接続されている。
【００５２】
メインＩＣ２１１内のＭＡＣブロック２１１ｃ、２１１ｄはそれぞれ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の物理層を制御するＰＨＹ（ＰＨＹｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）・ＩＣ２１６、２１７に接続されており、ＰＨＹ・ＩＣ２１６、２１７はそれぞれ、ＷＡＮ用モジュラージャック２４、ＬＡＮ用モジュラージャック２５に接続されている。また、メインＩＣ２１１は、ＤＣ−ＤＣ変換器２１８を介して、ＤＣ電源コネクタ２３に接続されている。ＤＣ−ＤＣ変換器２１８は、ＤＣ電源コネクタ２３から供給されるＤＣ電圧をメインＩＣ２１１で必要なＤＣ電圧に変換する。
【００５３】
無線ＬＡＮコントローラ２１９は、ＭＡＣ層を制御するＭＡＣブロック２１９ａと、物理層を制御するＰＨＹブロック２１９ｂとを有している。メインＩＣ２１１内のＰＣＩＵ２１１ｅは、ＭＡＣブロック２１９ａを介して、ＰＨＹブロック２１９ｂに接続されている。
【００５４】
無線モジュール２２０は、メインＩＣ２１１から送信または受信状態が設定され、送受信切り替えＳＷ２２０ａと、受信信号を増幅するＬＮＡ２２０ｂと、送信信号を増幅するＰＡ２２０ｃと、無線信号への変調、及び無線信号からの復調を行うＲＦ変復調器２２０ｄとを有している。
【００５５】
無線モジュール２２０は、無線モジュール２２０にクロックを供給する発振器２２１に接続され、無線モジュール２２０内のＲＦ変復調器２２０ｄは、無線ＬＡＮコントローラ２１９内のＰＨＹブロック２１９ｂに接続されている。無線モジュール２２０内の送受信切り替えＳＷ２２０ａは、メインＩＣ２１１から使用するアンテナを切り替えるアンテナ切り替えＳＷ２１２を介して、アンテナ２１３、２１４に接続されている。
【００５６】
図６は、本発明の複合無線通信システム用通信装置を示すブロック図である。
【００５７】
図６を用いて全体の処理の概要について説明する。
【００５８】
送信系において、各無線通信システムに一意に対応し、互いに直交関係にある符号を、ＰＮ発生器３１４で発生させる。符合は互いに直交関係である符号、すなわち直交符号であれば、種々の符号を利用することができる。また、完全な直交関係を有する符号（Ｗａｌｓｈ符号、巡回Ｍ系列など）だけではなく、実質的に直交関係を有する符号（Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列など）を用いることができる。
【００５９】
ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号と、各無線通信システムの変調部３１９において変調された各無線通信システムの各ベースバンド信号を乗算器３１８、３１８で乗ずる。乗算器３１８、３１８は、第１の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各乗算器３１８の出力、すなわち、符号が乗算された複数のベースバンド信号は、加算器３１７で合算される。
【００６０】
加算器３１７の出力、すなわち合算されたベースバンド信号は、共通ＲＦ部３１６に入力されて、共通ＲＦ部３１６において高周波側に周波数変換しつつ、信号電力を増幅する。共通ＲＦ部３１６は、周波数変換器の一例である。これにより、共通ＲＦ部３１６は、ベースバンド信号を、複数のキャリア周波数に対応するＲＦ信号に変換する。本実施の形態１では、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号に変換する。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００６１】
共通ＲＦ部３１６の出力（複数のＲＦ信号）に対して、ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号が乗算器３１５で乗算される。それらの乗算器出力は積分器３１３で積分される。乗算器３１５、３１５は、第２の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各積分器の出力は、共用ＰＡ部で増幅されて、スイッチ１２６とアンテナ１０５を介して空中に送信される。
【００６２】
ここで、共通ＲＦ部３１６の各出力は、後段の共通ＰＡ部１２４ｃの増幅量と合わせて、各無線通信システムで必要な出力電力となるように、信号成分が増幅されている。また、共通ＲＦ部３１６の出力は、各無線通信システムに対応した周波数まで変換されているが、各周波数には、全ての対応する無線通信システムの信号が混在した形になっている。しかし、その後の乗算器と積分の動作により、符号の直交性により、各周波数では、所定の信号成分のみ抽出されて、互いの干渉は回避される。
【００６３】
以上のように、送信系において、複数のベースバンド信号にそれぞれ乗算された符号は直交関係にあるので、複数のＲＦ信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数のベースバンド信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【００６４】
受信系においては、アンテナ１０５とスイッチ１２６を介して受信したＲＦ信号は共用ＬＮＡ１２４ｂで増幅される。共用ＬＮＡ１２４ｂの出力、すなわち複数のＲＦ信号は、ＰＮ発生器３１４で発生された各無線通信システムに一意に対応し互いに直交関係にある符号と、乗算器３０４、３０４で乗算される。乗算器３０４、３０４は、第１の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００６５】
なお、本実施の形態１では、ＲＦ信号は、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号である。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００６６】
また、符合は互いに直交関係である符号、すなわち直交符号であれば、種々の符号を利用することができる。また、完全な直交関係を有する符号（Ｗａｌｓｈ符号、巡回Ｍ系列など）だけではなく、実質的に直交関係を有する符号（Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列など）を用いることができる。
【００６７】
乗算器３０４、３０４の出力は、加算器３０５で合算されて、共通ＲＦ部３０６に入力される。共通ＲＦ部３０６において、キャリア周波数からベースバンド周波数まで周波数変換しつつ、信号電力を増幅し、ＲＦ信号を複数のベースバンド信号を出力する。共通ＲＦ部３０６の出力、すなわち複数のベースバンド信号は、乗算器３０７、３０７で、ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号が乗算される。乗算器３０７、３０７は、第１の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００６８】
各乗算器３０７、３０７の出力は、積分器３０８、３０８で積分される。各積分器３０８、３０８の出力からは、復調部３０９で、各無線通信システムに対応した信号が復調される。一方、各積分器３０８、３０８の出力からは、各無線通信システムの受信信号電力の大きさがＡＢＳ（ＡＢＳｏｌｕｔｅ）部３１０で絶対値が抽出される。各無線通信システムに対応したＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）部３１１では、各無線通信システムに対応する各積分器３０８、３０８の出力の大きさが所定のレベルになるように、乗算器３０４、３０４で乗ぜられる各符号のレベルが調整される。
【００６９】
これにより、ＡＧＣのダイナミックレンジを各無線通信システムに対して同じに設定することができ、複数の通信システムを単独の装置で共用することができる。
【００７０】
図９は、相互変調の動作を示す図である。
【００７１】
ここで、図９を用いて、干渉が起こるようすについて説明する。乗算器や非線形な増幅器を信号が通ると図９に示すように、周波数が加算された成分と減算された成分が発生して、この成分が希望信号成分の帯域に入ると干渉成分となる。
【００７２】
しかしながら、上記のような構成により、送信系、及び受信系の共通ＲＦ部では、各無線通信システムの周波数が同一あるいは近接しながらも、符号の直交性により、互いに干渉することなく検出可能となる。
【００７３】
図７は、積分部の動作を示す図、図８は、従来の復調前段の受信信号と雑音の様子を示す図である。
【００７４】
これについて、図７と図８を用いて説明する。
【００７５】
従来は、図８に示すように、受信信号レベルが小さい場合には、復調前段の受信信号レベルに対して雑音レベル（干渉成分）が大きくなることがあり、この場合、復調信号が誤ることになる。
【００７６】
しかしながら、本発明では、送信系または受信系において、共通ＲＦ部３０６、３１６の後段で、各無線通信システムに一意に対応した符号で乗ぜられた各無線通信システムの信号は積分されて、図７に示すような波形になる。各符号と雑音（干渉成分）との間に相関はないので、積分後の雑音成分のレベルは変わらないが、予め符号が乗ぜられた各信号成分の積分出力は、図７に示すように、基本的には直線的に増えて符号（ＰＮ）１周期（符号が巡回する周期）の積分周期の最終段で最大になる。この最大値をサンプリングすれば、雑音成分に対する信号成分の大きさは最大となり、誤りなく復調することが可能となる。
【００７７】
これにより、符号の周期に応じた積分周期で積分されるので、積分出力を直線的に増加することができ、雑音などの干渉成分に対して、信号出力のレベルを増大させることができる。
【００７８】
なお、最大値でサンプリングする例を示したが、必ずしも、最大値である必要はなく、所定値の閾値を設定してサンプリングをすることも可能である。閾値が雑音レベルより高ければ、最大値をサンプリングする場合と同様の効果が得られる。
【００７９】
なお、無線通信システムでは、使う周波数や帯域幅も異なるため、伝送路での減衰量も異なる。そこで、受信側で予め減推量を見積、これを送信レベルに反映することで、受信信号レベルが均一になるようにすれば、受信信号レベルのダイナミックレンジが小さくなり、それだけ安価な部品を使うことが可能となり、通信装置のコストを抑えることが可能となる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態１では、キャリア周波数として、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）、及びＤＥＣＴの例を示したが、特にこれらに限定されない。例えば、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド内のキャリア周波数として、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）を、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）やＤＥＣＴと組み合わせることも可能である。また、ＩＳＭ以外の周波数帯でもよく、例えば、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を組み合わせることも可能である。さらに、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）、ＤＥＣＴ、Ｗｉ−Ｆｉなど３以上の通信システムを組み合わせてもよい。その場合、直交関係にある３以上の符号を使用する必要がある。また、無線のみならず、有線（例えば電力線通信）を組み合わせることも可能である。
【００８１】
なお、上述した実施の形態１では、通信端末に適用した場合を説明したが、管理端末に適用することも可能である。
【００８２】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２における複合無線通信システム用通信装置を示すブロック図である。
【００８３】
図１０を用いて全体の処理の概要について説明する。送信系において、各無線通信システムに一意に対応し、互いに直交関係にある正弦波波形を、正弦波発生器４１９で発生させる。正弦波発生器４１９からＮ個の正弦波（Ｎ：２以上の整数）が出力自在である。Ｎ個の正弦波は、互いに直交関係にある。
【００８４】
互いに直交関係にある正弦波波形としては、ＳＩＮ波とＣＯＳ波の関係のように、９０°位相が異なる正弦波の組み合わせや、周期が整数倍の関係にある正弦波の組み合わせ、さらに、９０°位相が異なり、周期が整数倍の関係にある正弦波の組み合わせが存在する。例えば、ｍ倍の周期まで考慮すれば、合計で２×ｍ個の互いに直交関係にある正弦波波形の組み合わせが存在する。なお、周期が整数倍の関係にある正弦波とは、周期Ｔを基準として、２Ｔ、３Ｔ、・・・、ｎ×Ｔ（ｎは２以上の整数）の関係にある正弦波をいう。
【００８５】
正弦波発生器４１９で発生させた各正弦波と、各無線通信システムの変調部４１８において変調された各無線通信システムの各ベースバンド信号を乗算器４１７で乗ずる。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各乗算器４１７の出力、すなわち、正弦波が乗算された複数のベースバンド信号は、加算器４１６で合算される。
【００８６】
加算器４１６の出力、すなわち合算されたベースバンド信号は、共通ＲＦ部４１５に入力されて、共通ＲＦ部４１５において高周波側に周波数変換しつつ、信号電力を増幅する。共通ＲＦ部４１５は、周波数変換器の一例である。これにより、共通ＲＦ部４１５は、ベースバンド信号を、複数のキャリア周波数に対応するＲＦ信号に変換する。実施の形態２では、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号に変換する。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００８７】
共通ＲＦ部３１６の出力（複数のＲＦ信号）に対して、ＰＮ発生器３１４で発生させた各符号が乗算器３１５で乗算される。それらの乗算器出力は積分器３１３で積分される。乗算器３１５、３１５は、第２の乗算器の一例である。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。各積分器の出力は、共用ＰＡ部４１２で増幅されて、スイッチ１２６とアンテナ１０５を介して空中に送信される。
【００８８】
ここで、共通ＲＦ部４１５の各出力は、後段の共通ＰＡ部４１２の増幅量と合わせて、各無線通信システムで必要な出力電力となるように、信号成分が増幅されている。また、共通ＲＦ部４１５の出力は、各無線通信システムに対応した周波数まで変換されているが、各周波数には、全ての対応する無線通信システムの信号が混在した形になっている。しかし、その後の乗算器と積分の動作により、正弦波間の直交性により、各周波数では、所定の信号成分のみ抽出されて、互いの干渉は回避される。
【００８９】
以上のように、送信系において、複数のベースバンド信号にそれぞれ乗算された正弦波は直交関係にあるので、複数のＲＦ信号でキャリア周波数が接近する場合であっても互いに干渉することなく、複数のベースバンド信号を一括で周波数変換することができる。これにより、通信方式が異なる送信回路を互いにシールドすることなく、単独の送信装置にまとめることができる。
【００９０】
また、ＰＮコードと異なり、正弦波はアナログ回路で構成することができるので、処理速度が速い場合であっても、デジタル回路に比較して消費電力を低減することができる。
【００９１】
受信系においては、アンテナ４０１とスイッチ４０２を介して受信したＲＦ信号は共用ＬＮＡ４０３で増幅される。共用ＬＮＡ４０３の出力、すなわち複数のＲＦ信号は、正弦波発生器４１９で発生された各無線通信システムに一意に対応し互いに直交関係にある正弦波と、乗算器４０４で乗算される。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００９２】
なお、本実施の形態２では、ＲＦ信号は、ＤＥＣＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、登録商標）に対応したＲＦ信号、及びＺＩＧＢＥＥ（登録商標）に対応したＲＦ信号である。この場合、ＤＥＣＴのキャリア周波数は１．９ＧＨｚ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）のキャリア周波数は２．４ＧＨｚである。
【００９３】
また、前述のように、正弦波は、互いに直交関係である符号との組み合わせで利用することも可能である．その際、直交符号であれば、種々の符号を利用することができる。また、完全な直交関係を有する符号（Ｗａｌｓｈ符号、巡回Ｍ系列など）だけではなく、実質的に直交関係を有する符号（Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列など）を用いることができる。
【００９４】
また、実施の形態１の直交符号の周期が正弦波の最小周期（つまり、複数の正弦波の中の最も周期が小さいもの）に等しくなるようにして、これらの符号と正弦波を乗算した波形を生成すれば、Ｍ個の直交符号と２×Ｎ個の直交正弦波波形から、合計で、２×Ｎ×Ｍ個の互いに直交関係にある波形を生成することができ、より多くの無線システムが混在する複合無線通信システムに対応可能となる。
【００９５】
乗算器４０４の出力は、加算器４０５で合算されて、共通ＲＦ部４０６に入力される。共通ＲＦ部４０６において、キャリア周波数からベースバンド周波数まで周波数変換しつつ、信号電力を増幅し、ＲＦ信号を複数のベースバンド信号を出力する。共通ＲＦ部４０６の出力、すなわち複数のベースバンド信号は、乗算器４０７で、正弦波発生器４１９で発生させた各正弦波が乗算される。なお、図面では２つの乗算器を示しているが、１つの乗算器で行うことも可能である。
【００９６】
各乗算器４０７の出力は、積分器４０８で積分される。各積分器４０８の出力からは、復調部４１１で、各無線通信システムに対応した信号が復調される。一方、各積分器４０８の出力からは、各無線通信システムの受信信号電力の大きさがＡＢＳ（ＡＢＳｏｌｕｔｅ）部４１０で絶対値が抽出される。各無線通信システムに対応したＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）部４０９では、各無線通信システムに対応する各積分器４０８の出力の大きさが所定のレベルになるように、乗算器４０４で乗ぜられる各正弦波のレベルが調整される。
【００９７】
これにより、ＡＧＣ部４０９のダイナミックレンジを各無線通信システムに対して同じに設定することができ、複数の通信システムを単独の装置で共用することができる。
【００９８】
図１１は、正弦波の合成波を示す図である。複数の正弦波が合成される場合の課題として図１１に示すように、合成波のピーク値が大きくなり、これが増幅器等の非線形領域で歪んで、妨害波が発生することもあるが、合成波（加算器４０５、４１６の出力）のピーク値が所要値を超えた場合には、増幅器、フィルタや周波数コンバータ等で入力される前に、減衰器（図示しない）により合成波のレベルを低減する（カットも含む）。これにより妨害波の発生を防ぐことができる。
【００９９】
なお、上述した実施の形態２では、通信端末に適用した場合を説明したが、管理端末に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本実施の形態の送信装置、受信装置、送信方法、及び受信方法によれば、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドのように、同じ周波数帯で多くのシステムが混在するシステムに対応する場合や、周波数関係が近傍にある異なる携帯電話システムを同時に対応する場合に適用できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１ａ 通信端末
１ｂ 通信端末
１０５ アンテナ
１２４ｂ 共用ＬＮＡ
１２４ｃ 共用ＰＡ部
１２６ スイッチ
３０４ 乗算器
３０５ 加算器
３０６ 共通ＲＦ部
３０７ 乗算器
３０８ 積分器
３０９ 復調部
３１０ ＡＢＳ部
３１１ ＡＧＣ部
３１３ 積分器
３１４ ＰＮ発生器
３１５ 乗算器
３１６ 共通ＲＦ部
３１７ 加算器
３１８ 乗算器
３１９ 変調部
４０１ アンテナ
４０２ スイッチ
４０３ 共用ＬＮＡ
４０４ 乗算器
４０５ 加算器
４０６ 共通ＲＦ部
４０７ 乗算器
４０８ 積分器
４０９ ＡＧＣ部
４１０ ＡＢＳ部
４１１ 復調部
４１２ 共用ＰＡ部
４１３ 積分器
４１４ 乗算器
４１５ 共通ＲＦ部
４１６ 加算器
４１７ 乗算器
４１８ 変調部
４１９ 正弦波発生器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の低周波信号のそれぞれを、前記複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えたことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
さらに、前記積分器によりレベルが最大値まで積分された複数の低周波信号のそれぞれを増幅する増幅器を備えたことを特徴とする請求項２記載の送信装置。
【請求項４】
前記キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の送信装置。
【請求項６】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信装置であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の高周波信号のそれぞれを、前記複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えたことを特徴とする請求項６記載の受信装置。
【請求項８】
さらに、前記積分器から複数の高周波信号をサンプリングする復調器を備え、
前記復調器は、前記積分器により積分された複数の高周波信号を、最大値のレベルでサンプリングすることを特徴とする請求項７記載の受信装置。
【請求項９】
前記キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか８項に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかであることを特徴とする請求項６乃至９いずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１１】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信方法であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算し、
前記複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算し、
前記合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換し、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算することを特徴する送信方法。
【請求項１２】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信方法であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算し、
前記複数の符号がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算し、
前記合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換し、
前記複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算することを特徴とする受信方法。
【請求項１３】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１４】
さらに、前記加算器により合算された低周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載の送信装置。
【請求項１５】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信装置であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１６】
さらに、前記加算器により合算された高周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えたことを特徴とする請求項１５記載の受信装置。
【請求項１７】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信方法であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算し、
前記複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算し、
前記合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換し、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算することを特徴する送信方法。
【請求項１８】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信方法であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算し、
前記複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算し、
前記合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換し、
前記複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算することを特徴とする受信方法。
【請求項１】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の低周波信号のそれぞれを、前記複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えたことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
さらに、前記積分器によりレベルが最大値まで積分された複数の低周波信号のそれぞれを増幅する増幅器を備えたことを特徴とする請求項２記載の送信装置。
【請求項４】
前記キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の送信装置。
【請求項６】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信装置であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の符号がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
さらに、前記第２の乗算器により複数の符号が乗算された複数の高周波信号のそれぞれを、前記複数の符号が巡回する周期にそれぞれに応じた積分周期で積分する積分器を備えたことを特徴とする請求項６記載の受信装置。
【請求項８】
さらに、前記積分器から複数の高周波信号をサンプリングする復調器を備え、
前記復調器は、前記積分器により積分された複数の高周波信号を、最大値のレベルでサンプリングすることを特徴とする請求項７記載の受信装置。
【請求項９】
前記キャリア周波数は、ＩＳＭバンドに含まれていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか８項に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記複数の符号のいずれかは、Ｗａｌｓｈ符号、Ｍ系列、巡回Ｍ系列、Ｇｏｌｄ系列のうちのいずれかであることを特徴とする請求項６乃至９いずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１１】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信方法であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算し、
前記複数の符号がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算し、
前記合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換し、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算することを特徴する送信方法。
【請求項１２】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信方法であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の符号のそれぞれを乗算し、
前記複数の符号がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算し、
前記合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換し、
前記複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の符号のそれぞれを乗算することを特徴とする受信方法。
【請求項１３】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信装置であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１４】
さらに、前記加算器により合算された低周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載の送信装置。
【請求項１５】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信装置であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算する第１の乗算器と、
前記第１の乗算器により複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算する加算器と、
前記加算器により合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算する第２の乗算器とを備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１６】
さらに、前記加算器により合算された高周波信号の信号レベルが低減する減衰手段を備えたことを特徴とする請求項１５記載の受信装置。
【請求項１７】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を送信する送信方法であって、
複数の低周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算し、
前記複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の低周波信号を合算し、
前記合算された低周波信号を複数の高周波信号に変換し、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算することを特徴する送信方法。
【請求項１８】
互いにキャリア周波数が異なる複数の高周波信号を受信する受信方法であって、
前記複数の高周波信号のそれぞれに、互いに直交関係にある複数の正弦波のそれぞれを乗算し、
前記複数の正弦波がそれぞれ乗算された複数の高周波信号を合算し、
前記合算された高周波信号を複数の低周波信号に変換し、
前記複数の低周波信号のそれぞれに、前記複数の正弦波のそれぞれを乗算することを特徴とする受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１７１５２（Ｐ２０１２−２１７１５２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４１５２（Ｐ２０１２−５４１５２）
【出願日】平成２４年３月１２日（２０１２．３．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１２日（２０１２．３．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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