JP2009088809A - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信出力電力を制御することで装置全体の通信品質を確保することが可能な、通信装置および通信方法を提供すること。
【解決手段】 ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う周波数変換部と、周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、周波数変換部で変換したミリ波帯の信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、増幅部で増幅した増幅信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識部と、認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成する局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御部と、を含むことを特徴とする、通信装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置および通信方法に関し、より詳細には、ミリ波モジュールを用いて電波の送受信を行う通信装置および通信方法に関する。

近年、ギガビットを越えるデータレートを有する無線通信システムが要求されている。このようなギガビットを超える伝送速度を達成するためには、６０ＧＨｚを超える高周波のミリ波信号をキャリア信号として使用する。

送信出力が１０ｍＷ以下の範囲内であれば、１つの送信機あたり２．５ＧＨｚの帯域幅を利用することが許される。この許容範囲を有効に生かすことで、１Ｇｂｐｓ以上という高速無線通信が可能となる。これは現在広く普及している無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）よりも高い周波数で、かつ帯域幅を広く利用できるため、はるかに高速で通信できる。

しかし、従来のミリ波モジュールを用いた通信装置においては、ミリ波としての装置特性から、送信出力電力を制御する機能が無かった。従って、従来のミリ波モジュールを用いた通信装置では、装置全体の通信品質を確保することが困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、送信出力電力を制御することで装置全体の通信品質を確保することが可能な、新規かつ改良された通信装置および通信方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う周波数変換部と、周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、周波数変換部で変換したミリ波帯の信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と、増幅部で増幅した増幅信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識部と、認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成する局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御部と、を含むことを特徴とする、通信装置が提供される。

かかる構成によれば、周波数変換部はＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行い、局部発振信号生成部は周波数変換部での周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成し、増幅部は周波数変換部で変換したミリ波帯の信号を増幅して増幅信号を生成する。そして、認識部は増幅部で増幅した増幅信号の信号レベルと雑音レベルとを認識し、局部発振信号制御部は認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成する局部発振信号の信号レベルを制御する。その結果、増幅信号の送信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した送信レベルおよび雑音レベルに基づいて局部発振信号の信号レベルを制御することで、送信する送信信号の品質を改善することができる。

局部発振信号制御部は、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍する周波数逓倍部と、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、周波数逓倍部を介して周波数変換部に入力するか、周波数逓倍部を介さずに周波数変換部に入力するかを切り替える切替部と、を含んでいてもよい。かかる構成によれば、周波数逓倍部は局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍し、切替部は局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、周波数逓倍部を介して周波数変換部に入力するか、周波数逓倍部を介さずに周波数変換部に入力するかを切り替える。その結果、切替部の切り替えによって局部発振信号生成部の出力信号レベルを制御することで、送信する送信信号の品質を改善することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、他の通信装置が送信したミリ波帯の信号を受信する受信部と、受信部で受信したミリ波帯の信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識部と、ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う第１の周波数変換部と、第１の周波数変換部における周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成し、第１の周波数変換部に入力される局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御部と、を含むことを特徴とする、通信装置が提供される。

かかる構成によれば、受信部は他の通信装置が送信したミリ波帯の信号を受信し、認識部は受信部で受信したミリ波帯の信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する。そして、第１の周波数変換部はＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行い、局部発振信号生成部は第１の周波数変換部における周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成し、局部発振信号制御部は、認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成し、第１の周波数変換部に入力される局部発振信号の信号レベルを制御する。その結果、受信した受信信号の送信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した送信レベルおよび雑音レベルに基づいて局部発振信号の信号レベルを制御することで、送信する送信信号の品質を改善することができる。

局部発振信号制御部は、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍する第１の周波数逓倍部と、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、第１の周波数逓倍部を介して第１の周波数変換部に入力するか、第１の周波数逓倍部を介さずに第１の周波数変換部に入力するかを切り替える第１の切替部と、を含んでいてもよい。かかる構成によれば、第１の周波数逓倍部は局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍し、第１の切替部は、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、第１の周波数逓倍部を介して第１の周波数変換部に入力するか、第１の周波数逓倍部を介さずに第１の周波数変換部に入力するかを切り替える。その結果、第１の切替部の切り替えによって局部発振信号生成部の出力信号レベルを制御することで、送信する送信信号の品質を改善することができる。

上記通信装置は、ミリ波帯の信号をＩＦ帯の信号に変換する周波数変換処理を行う第２の周波数変換部をさらに含み、局部発振信号生成部は、第２の周波数変換部における周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成し、局部発振信号制御部は、認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成し、第２の周波数変換部に入力される局部発振信号の信号レベルを制御してもよい。かかる構成によれば、第２の周波数変換部はミリ波帯の信号をＩＦ帯の信号に変換する周波数変換処理を行う。そして、局部発振信号生成部は第２の周波数変換部における周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成し、局部発振信号制御部は認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成し、第２の周波数変換部に入力される局部発振信号の信号レベルを制御する。その結果、その結果、受信した受信信号の送信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した送信レベルおよび雑音レベルに基づいて、ミリ波帯の信号をＩＦ帯の信号に変換する周波数変換処理に用いる局部発振信号の信号レベルを制御することで、送信する信号だけでなく、受信した受信信号の品質も改善することができる。

局部発振信号制御部は、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍する第２の周波数逓倍部と、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、第２の周波数逓倍部を介して第２の周波数変換部に入力するか、第２の周波数逓倍部を介さずに第２の周波数変換部に入力するかを切り替える第２の切替部と、を含んでいてもよい。かかる構成によれば、第２の周波数逓倍部は局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍し、第２の切替部は、局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、第２の周波数逓倍部を介して第２の周波数変換部に入力するか、第２の周波数逓倍部を介さずに第２の周波数変換部に入力するかを切り替える。その結果、第２の切替部の切り替えによって局部発振信号生成部の出力信号レベルを制御することで、受信した受信信号の品質を改善することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う周波数変換ステップと、周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成ステップと、周波数変換ステップで変換したミリ波帯の信号を増幅して増幅信号を生成する増幅ステップと、増幅ステップで増幅した増幅信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識ステップと、認識ステップで認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成する局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御ステップと、を含むことを特徴とする、通信方法が提供される。

かかる構成によれば、周波数変換ステップはＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行い、局部発振信号生成ステップは周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成し、増幅ステップは周波数変換ステップで変換したミリ波帯の信号を増幅して増幅信号を生成し、認識ステップは増幅ステップで増幅した増幅信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する。そして、局部発振信号制御ステップは認識ステップで認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成する局部発振信号の信号レベルを制御する。その結果、増幅信号の送信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した送信レベルおよび雑音レベルに基づいて局部発振信号の信号レベルを制御することで、送信する送信信号の品質を改善することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、他の通信装置が送信したミリ波帯の信号を受信する受信ステップと、受信ステップで受信したミリ波帯の信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識ステップと、ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う周波数変換ステップと、周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成ステップと、認識ステップで認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成する局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御ステップと、を含むことを特徴とする、通信方法が提供される。

かかる構成によれば、受信ステップは他の通信装置が送信したミリ波帯の信号を受信し、認識ステップは受信ステップで受信したミリ波帯の信号の信号レベルと雑音レベルとを認識し、周波数変換ステップはＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行い、局部発振信号生成ステップは周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する。そして、局部発振信号制御ステップは認識ステップで認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、局部発振信号生成部で生成する局部発振信号の信号レベルを制御する。その結果、受信した受信信号の送信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した送信レベルおよび雑音レベルに基づいて局部発振信号の信号レベルを制御することで、送信する送信信号の品質を改善することができる。

以上説明したように本発明によれば、送信出力電力を制御することで装置全体の通信品質を確保することが可能な、新規かつ改良された通信装置および通信方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態にかかる、ミリ波モジュールを用いた通信装置について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる、ミリ波モジュールを用いた通信装置について説明する説明図である。図１に示したように、本発明の第１の実施形態にかかる通信装置１０は、ミリ波モジュール１００と、アンテナ１４０、１５０と、を含んで構成される。

ミリ波モジュール１００は、上位から送られた信号をミリ波帯の周波数を有するものに変換してアンテナ１４０に送出したり、アンテナ１５０が受信したミリ波帯の周波数を有する信号の周波数を変換して上位に渡したりするものである。

ミリ波モジュール１００は、送信系ＩＦ帯増幅器１０２と、周波数変換器１０４と、増幅器１０６と、ＴＳＳＩ認識部１０８と、ドライバ１１０、１１４と、統合系認識部１１８と、局部発振信号生成部１２４と、局部発振信号制御部１２５と、低雑音増幅器１２６と、ＲＳＳＩ認識部１２８と、周波数変換器１３０と、受信系ＩＦ帯増幅器１３２と、を含んで構成される。

以下、ミリ波モジュール１００の各部の構成について説明する。

送信系ＩＦ帯増幅器１０２は、上位のモジュール（図示せず）から送られてきたＩＦ帯の信号を増幅して、周波数変換器１０４に出力するものである。送信系ＩＦ帯増幅器１０２で信号の増幅を行う際には、ＴＳＳＩ認識部１０８とＲＳＳＩ認識部１２８のどちらか一方、または両方からの情報に基づいて増幅を行う。

周波数変換器１０４は、送信系ＩＦ帯増幅器１０２から送られてきた、周波数がｆ_ＩＦであるＩＦ帯の信号を、周波数がｆ_ｒであるミリ波帯の信号に変換して出力するものである。周波数変換器１０４で周波数を変換する際には、局部発振信号生成部１２４で生成される局部発振信号を用いる。周波数変換器１０４では、局部発振信号を分周してＩＦ帯の信号とミキシングすることで、ＩＦ帯の信号からミリ波帯の信号に変換することができる。周波数変換器１０４が変換するミリ波帯の信号は増幅器１０６に送られる。

増幅器１０６は、周波数変換器１０４が出力した信号を所定量増幅するものである。増幅器１０６で増幅した信号はアンテナ１４０に送られて、アンテナ１４０から送出される。また、増幅器１０６で増幅した信号は、ＴＳＳＩ認識部１０８に送られる。

ＴＳＳＩ認識部１０８は、実際にアンテナ１４０から送信される送信信号の送信レベルおよび雑音レベルを認識するものである。ＴＳＳＩ認識部１０８が認識した送信信号の送信レベル及び雑音レベルは、送信系ＩＦ帯増幅器１０２、増幅器１０６、ドライバ１１０および統合系認識部１１８に送られ、通信装置１０から送信する信号の電力制御を行う。

ドライバ１１０は、ＴＳＳＩ認識部１０８から送られた、送信信号の送信レベル及び雑音レベルを受け取り、送信信号の送信レベル及び雑音レベルに基づいて送信系周波数逓倍器１１２の制御を行うものである。

ドライバ１１４は、ＲＳＳＩ認識部１２８から送られた、受信信号の受信レベル及び雑音レベルを受け取り、受信信号の受信レベル及び雑音レベルに基づいて受信系周波数逓倍器１１６の制御を行うものである。

局部発振信号制御部１２５は、局部発振信号生成部１２４で生成される局部発振信号の信号レベルを制御するものである。局部発振信号制御部１２５は、送信系周波数逓倍器１１２と、受信系周波数逓倍器１１６と、切替器１２０、１２２と、を含んで構成される。以下、局部発振信号制御部１２５に含まれる各部の構成について説明する。

送信系周波数逓倍器１１２は、入力された信号の周波数を逓倍して出力するものである。本実施形態においては、送信系周波数逓倍器１１２は、局部発振信号生成部１２４が生成した局部発振信号を入力し、ドライバ１１０からの制御に基づいて、局部発振信号の周波数を２倍に逓倍して出力している。

受信系周波数逓倍器１１６は、入力された信号の周波数を逓倍して出力するものである。本実施形態においては、受信系周波数逓倍器１１６は、局部発振信号生成部１２４が生成した局部発振信号を入力し、ドライバ１１４からの制御に基づいて、局部発振信号の周波数を逓倍して出力している。

切替器１２０は、統合系認識部１１８から制御され、局部発振信号生成部１２４から生成した局部発振信号の、送信系周波数逓倍器１１２への入力の有無を切り替えるものである。同様に、切替器１２２は、統合系認識部１１８から制御され、局部発振信号生成部１２４から生成した局部発振信号の、受信系周波数逓倍器１１６への入力の有無を切り替えるものである。

以上、局部発振信号制御部１２５に含まれる各部の構成について説明した。

統合系認識部１１８は、ＴＳＳＩ認識部１０８が認識した送信信号の送信レベル及び雑音レベルと、ＲＳＳＩ認識部１２８が認識した受信信号の受信レベル及び雑音レベルを受け取り、切替器１２０、１２２の切り替え制御を行うものである。

局部発振信号生成部１２４は、周波数変換器１０４、１３０で周波数変換処理を行うための、局部発振信号を生成するものである。局部発振信号生成部１２４から生成された局部発振信号は、切替器１２０、１２２によって、送信系周波数逓倍器１１２、受信系周波数逓倍器１１６を経由して周波数変換器１０４、１３０に入力されるか、送信系周波数逓倍器１１２、受信系周波数逓倍器１１６を経由せずに周波数変換器１０４、１３０に入力されるかが決まる。

低雑音増幅器１２６は、アンテナ１５０で受信した受信信号に対して所定量増幅した信号を出力するものである。低雑音増幅器１２６で増幅された信号は周波数変換器１３０に送られる。

ＲＳＳＩ認識部１２８は、実際にアンテナ１５０で受信された受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを認識するものである。ＲＳＳＩ認識部１２８が認識した受信信号の受信レベル及び雑音レベルは、送信系ＩＦ帯増幅器１０２、ドライバ１１４および統合系認識部１１８に送られ、通信装置１０が送信する信号の電力制御を行う。

周波数変換器１３０は、低雑音増幅器１２６から送られてきたミリ波帯をＩＦ帯の信号に変換して出力するものである。周波数変換器１３０で周波数を変換する際には、局部発振信号生成部１２４から生成される局部発振信号を用いる。周波数変換器１３０では、局部発振信号を分周してミリ波帯の信号とミキシングすることで、ミリ波帯からＩＦ帯の信号に変換することができる。周波数変換器１３０で変換して出力するＩＦ帯の信号は受信系ＩＦ帯増幅器１３２に送られる。

受信系ＩＦ帯増幅器１３２は、周波数変換器１３０から送られてきたＩＦ帯の信号を所定量増幅して、上位のモジュールに対して出力するものである。

以上、ミリ波モジュール１００の各部の構成について説明した。

アンテナ１４０は、増幅器１０６で増幅された送信信号を、他の通信装置（図示せず）に向けて電波として空気中に送出するものである。また、アンテナ１５０は空気中に放出された他の通信装置からの電波を受信するものである。

なお、図１では送信用のアンテナと受信用のアンテナとを分けて示しているが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもなく、送信用と受信用とで同じアンテナを用いてもよい。

以上、図１を用いて本発明の第１の実施形態にかかる、ミリ波モジュール１００を用いた通信装置１０の構成について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明する。

通常、マイクロ波帯で無線伝送を行うシステムにおいては、ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ；搬送波対雑音比）特性は、送信系・受信系それぞれの特性によって決まる。

上述した、ミリ波モジュール１００を用いた通信装置１０においては、ミリ波帯周波数をｆ_ｒ、局部発振信号生成部１２４が生成する局部発振信号の周波数をｆ_Ｌｏ、ＩＦ帯周波数をｆ_ＩＦとすると、以下の数式１で示す関係を満たす。

なお、一般的にはミリ波帯においてはｆ_ｒ＞ｆ_Ｌｏであることが多い。

周波数変換器１０４、１３０に入力される、局部発振信号生成部１２４が生成した局部発振信号の周波数は、周波数逓倍器を通すかどうかで異なる。周波数逓倍器を通す場合は、雑音が増加するが、高い周波数の信号を周波数変換器１０４、１３０に入力することができるので、周波数変換器１０４、１３０の特性が良好になる。

一方、周波数逓倍器を通さない場合は、雑音は減少するが、高い周波数の信号を周波数変換器１０４、１３０に入力することができないので、周波数変換器１０４、１３０の特性が周波数逓倍器を通す場合に比べて若干低下することになる。

なお、ＣＮＲの値は周波数逓倍器を通さない場合の方が良好な値となるので、ＣＮＲの値によって周波数逓倍器を通すかどうかを選択することになる。

さらに、周波数が非常に高いミリ波帯のシステムでは、局部発振信号生成部１２４も非常に高い周波数での動作が要求されるので、局部発振信号生成部１２４の性能も、送信系・受信系それぞれのＣＮＲに大きく影響を及ぼすこととなる。

そこで、本実施形態においては、送信系の送信レベルを認識することによって、送信系の周波数変換器１０４に入力する局部発振信号のレベルを決定し、送信電力を制御することを目的とする。

図２は、本発明の第１の実施形態にかかる通信方法について説明する流れ図である。以下、図２を用いて、本発明の第１の実施形態にかかる通信方法について説明する。

まず、ミリ波モジュール１１０に上位のモジュール（図示せず）から送られてくるＩＦ帯の信号を、送信系ＩＦ帯増幅器１０２で所定量増幅する（ステップＳ１０２）。送信系ＩＦ帯増幅器１０２で所定量増幅されたＩＦ帯の信号は、周波数変換器１０４に送られる。

次に、周波数変換器１０４において、送信系ＩＦ帯増幅器１０２で増幅されたＩＦ帯の周波数ｆ_ＩＦを有する信号に対して、ミリ波帯の周波数ｆ_ｒを有する信号となるように周波数変換処理を行う（ステップＳ１０４）。上述したように、ＩＦ帯の信号からミリ波帯の信号への変換処理は、局部発振信号生成部１２４で生成される局部発振信号を用いる。周波数変換器１０４では、局部発振信号を分周してＩＦ帯の信号とミキシングすることで、ＩＦ帯の信号からミリ波帯の信号に変換することができる。

周波数変換器１０４において周波数変換処理を行うと、続いて増幅器１０６において、周波数が変換された信号を増幅し、アンテナ１４０から送信するための送信信号を得る（ステップＳ１０６）。増幅器１０６で増幅された信号はアンテナ１４０から電波として送出されるとともに、ＴＳＳＩ認識部１０８に入力される。

増幅器１０６で増幅した結果得られた送信信号はＴＳＳＩ認識部１０８に入力され、ＴＳＳＩ認識部１０８において、送信信号の送信レベルおよび雑音レベルを認識する（ステップＳ１０８）。

送信信号の送信レベルおよび雑音レベルを認識すると、認識した送信信号の送信レベルおよび雑音レベルに基づいて、周波数変換器１０４に入力する局部発振信号の入力レベルを決定する（ステップＳ１１０）。本実施形態においては、送信系周波数逓倍器１１２におけるゲインを動作電流の電流値によって選定する。

図３は、本発明の一実施形態にかかる、送信系周波数逓倍器１１２を流れる電流の電流値と、送信系周波数逓倍器１１２のゲインとの関係の一例についてグラフを用いて説明する説明図である。図３では、送信系周波数逓倍器１１２を流れる電流が変化したときの、局部発振信号生成部１２４の雑音値および送信系周波数逓倍器１１２のＣＮＲ特性の変化について示している。

図３に示したグラフでは、送信系周波数逓倍器１１２のＣＮＲ特性は、電流がｃ点付近にある場合に、最も特性が良好である。また、電流がａ点やｂ点にある場合には、雑音特性はよいが信号レベルが低く、ｄ点にある場合には雑音特性が悪く、ミリ波モジュール１００全体としてのＣＮＲ特性は低くなってしまう。

本実施形態では、ＴＳＳＩ認識部１０８で認識した送信信号の送信レベルおよび雑音レベルに基づいて、通信装置１０の状況を把握し、把握した状況に基づいて送信系周波数逓倍器１１２の動作制御を実行する。

（１）送信レベルが低く、ＣＮＲが低い場合
送信レベルが低く、ＣＮＲが低いと認識された場合は、図３において送信系周波数逓倍器１１２に流れる電流の電流値がａ点やｂ点付近である場合が想定される。この場合は、送信系周波数逓倍器１１２に流れる電流の電流値を増加して動作点を変更し、局部発振信号生成部１２４の出力信号レベルを増加することによって、送信信号の送信レベルを調整することができる。

また、送信系周波数逓倍器１１２に流れる電流の電流値がａ点やｂ点付近であっても、雑音レベルが高い場合がある。この場合は、切替器１２０を使用して、送信系周波数逓倍器１１２を経由せずに局部発振信号を周波数変換器１０４に入力する経路を選択することができる。送信系周波数逓倍器１１２を経由しない場合には、周波数変換器１０４に入力される局部発振信号の周波数は、送信系周波数逓倍器１１２を経由する場合に比べて低い周波数となるが、送信系周波数逓倍器１１２を経由しない場合では周波数変換器１０４をサブハーモニック的に使用することになる。

（２）送信レベルが高く、ＣＮＲが高い場合
送信レベルが高く、ＣＮＲが高いと認識された場合は、図３において送信系周波数逓倍器１１２に流れる電流の電流値がｃ点やｄ点付近である場合が想定される。この場合は、送信系周波数逓倍器１１２の動作点を、ｂ点〜ｃ点の間となるように変更することによって、雑音特性を緩和させる。

また、この場合においても上述した（１）の場合と同様に、送信系周波数逓倍器１１２を経由せずに局部発振信号を周波数変換器１０４に入力する経路を選択することができる。

（３）送信レベルが高く、ＣＮＲが低い場合
送信レベルが高く、ＣＮＲが低いと認識された場合は、図３において送信系周波数逓倍器１１２に流れる電流の電流値がｄ点以上である場合が想定される。この場合には、局部発振信号生成部１２４の出力信号レベルを落とす必要があるので、送信系周波数逓倍器１１２の動作電流を下げることによって局部発振信号生成部１２４の出力信号レベルを下げる。

また、この場合においても上述した（１）や（２）の場合と同様に、送信系周波数逓倍器１１２を経由せずに局部発振信号を周波数変換器１０４に入力する経路を選択することができる。送信系周波数逓倍器１１２を経由せずに局部発振信号を周波数変換器１０４に入力することで、局部発振信号生成部１２４の出力信号レベルを下げることができる。

このように、ＴＳＳＩ認識部１０８で認識した送信信号の送信レベルおよび雑音レベルに基づいて、通信装置１０の状況を把握し、把握した状況に基づいて送信系周波数逓倍器１１２の動作制御を実行することでＣＮＲの改善を行うことができる。

図４は、送信系周波数逓倍器１１２を経由する場合と経由しない場合とにおける、送信信号のＣＮＲの値と局部発振信号生成部１２４の雑音値との変化について説明する説明図である。

図４に示したように、送信系周波数逓倍器１１２を経由しない場合は、送信系周波数逓倍器１１２を経由する場合に比べ、局部発振信号生成部１２４の雑音値は減少する。局部発振信号生成部１２４の雑音値が減少するので、送信系周波数逓倍器１１２を経由しない場合は、送信系周波数逓倍器１１２を経由する場合に比べ、ＣＮＲの値は改善する。

ＴＳＳＩ認識部１０８で認識した送信信号の送信レベルおよび雑音レベルに基づいて、送信系ＩＦ帯増幅器１０２および増幅器１０６における増幅量の調整も行ってもよい。送信系ＩＦ帯増幅器１０２および増幅器１０６における増幅量を調整することで、適正な送信電力となるように制御することができる。

以上、本発明の第１の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明した。

以上説明したように本発明の第１の実施形態によれば、送信信号の送信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した送信信号の送信レベルおよび雑音レベルに基づいて送信系周波数逓倍器１１２や、送信系ＩＦ帯増幅器１０２および増幅器１０６の動作制御を行うことで、送信する送信信号の品質を改善することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、送信する送信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握することで送信する送信信号の品質を改善する通信装置および通信方法について説明した。本発明の第２の実施形態では、受信した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握することで送信する送信信号の品質を改善する通信装置および通信方法について説明する。

本発明の第２の実施形態にかかる通信装置の構成は、本発明の第１の実施形態にかかる通信装置１０の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。続いて、本発明の第２の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明する。

図５は、本発明の第２の実施形態にかかる通信方法について説明する流れ図である。以下、図５を用いて本発明の第２の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明する。

まず、アンテナ１５０で、他の通信装置（図示せず）から送信されたミリ波帯の周波数を有する信号を受信する（ステップＳ２０２）。信号を受信すると、受信した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルをＲＳＳＩ認識部１２８で認識する（ステップＳ２０４）。

受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを認識することで、当該信号を送信した他の通信装置との距離を推測することができる。そして、認識した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルに基づいて、局部発振信号の入力レベルおよび送信電力を制御する（ステップＳ２０６）。

（１）他の通信装置が遠距離にある場合
受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを認識した結果、他の通信装置が遠距離に位置すると推測した場合には、通信品質を向上させるために、ＣＮＲの値を改善し、通信装置１０から送信する電波の送信電力を上げる。

ＲＳＳＩ認識部１２８で認識した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルは統合系認識部１１８に送られる。統合系認識部１１８は、受信信号の受信レベルおよび雑音レベルに基づいて、送信系周波数逓倍器１１２の動作点を、図３のｂ点〜ｃ点の間となるように制御することで、ＣＮＲの値を良好な値に保つ。

また、ＲＳＳＩ認識部１２８で認識した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルは送信系ＩＦ帯増幅器１０２に送られ、増幅量を上げることで通信装置１０から送信する電波の送信電力を上げる。

このように、受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを認識した結果、他の通信装置が遠距離に位置すると推測した場合には、送信系周波数逓倍器１１２の動作点を制御してＣＮＲの値を改善し、送信系ＩＦ帯増幅器１０２における増幅量を上げて通信装置１０から送信する電波の送信電力を上げることで通信品質の向上を図ることができる。

（２）他の通信装置が近距離にある場合
受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを認識した結果、他の通信装置が近距離に位置すると推測した場合には、ＣＮＲの値が適切な値となるように送信系周波数逓倍器１１２の動作点を制御し、通信装置１０から送信する電波の送信電力を調整する。

ＲＳＳＩ認識部１２８で認識した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルは統合系認識部１１８に送られる。統合系認識部１１８は、受信信号の受信レベルおよび雑音レベルに基づいて、送信系周波数逓倍器１１２の動作点を、図３のａ点〜ｂ点の間となるように制御することで、ＣＮＲの値を良好な値に保つ。

また、ＲＳＳＩ認識部１２８で認識した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルは送信系ＩＦ帯増幅器１０２に送られ、電波の送信電力を調整するために増幅量を下げることで通信装置１０から送信する電波の送信電力を下げる。

このように、受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを認識した結果、他の通信装置が近距離に位置すると推測した場合には、送信信号のＣＮＲの値が適切な値となるように送信系周波数逓倍器１１２の動作点を制御し、通信装置１０から送信する電波の送信電力を調整することによって、通信品質の向上を図ることができる。

以上、本発明の第２の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明した。

以上説明したように本発明の第２の実施形態によれば、受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルに基づいて送信系周波数逓倍器１１２や、送信系ＩＦ帯増幅器１０２の動作制御を行うことで、通信装置１０から送信する送信信号の品質を改善することができる。

（第３の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、送信する送信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握することで、送信する送信信号の品質を改善する通信装置および通信方法について、本発明の第２の実施形態では、受信した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握することで、送信する送信信号の品質を改善する通信装置および通信方法について、それぞれ説明した。

本発明の第３の実施形態では、受信した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握することで、送信する送信信号の品質だけでなく、受信した受信信号の品質も改善する通信装置および通信方法について説明する。

本発明の第３の実施形態にかかる通信装置の構成は、本発明の第１の実施形態および第２の実施形態にかかる通信装置１０の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。続いて、本発明の第３の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明する。

送信する送信信号の品質の改善については、本発明の第２の実施形態で説明した通りであるため、詳細な説明は省略し、ここでは、受信した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握することで、受信した受信信号の品質を改善する通信方法について説明する。

図６は、本発明の第３の実施形態にかかる通信方法について説明する流れ図である。以下、図６を用いて本発明の第３の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明する。

まず、アンテナ１５０で、他の通信装置（図示せず）から送信されたミリ波帯の周波数を有する信号を受信する（ステップＳ３０２）。信号を受信すると、受信した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルをＲＳＳＩ認識部１２８で認識する（ステップＳ３０４）。

そして、認識した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルに基づいて、局部発振信号の入力レベルを制御し、受信信号のＣＮＲを改善する（ステップＳ３０６）。具体的には、ＣＮＲの値が適切な値となるように受信系周波数逓倍器１１６の動作点を制御することによって周波数変換器１３０に入力される局部発振信号の信号レベルを変化させる。また、切替器１２２を制御して、局部発振信号生成部１２４で生成した局部発振信号を、受信系周波数逓倍器１１６を介して周波数変換器１３０に入力するか、受信系周波数逓倍器１１６を介さずに周波数変換器１３０に入力するかによって、周波数変換器１３０に入力される局部発振信号の信号レベルを変化させる。

このように、受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを認識した結果、他の通信装置が近距離に位置すると推測した場合には、受信信号のＣＮＲの値が適切な値となるように受信系周波数逓倍器１１６の動作点を制御することによって、通信品質の向上を図ることができる。

以上、本発明の第３の実施形態にかかる、通信装置１０を用いた通信方法について説明した。

以上説明したように本発明の第３の実施形態によれば、受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握し、把握した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルに基づいて送信系周波数逓倍器１１２や、送信系ＩＦ帯増幅器１０２の動作制御を行うことで、通信装置１０から送信する送信信号の品質を改善することができる。また、受信した受信信号の受信レベルおよび雑音レベルを把握することで、送信する送信信号の品質だけでなく、受信した受信信号の品質も改善することもできる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、通信装置および通信方法に関し、特に、ミリ波モジュールを用いて電波の送受信を行う通信装置および通信方法に適用可能である。

本発明の第１の実施形態にかかる、ミリ波モジュールを用いた通信装置について説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる通信方法について説明する流れ図である。 送信系周波数逓倍器の電流値とゲインとの関係の一例について説明する説明図である。 送信系周波数逓倍器を経由する場合と経由しない場合とにおける、送信信号のＣＮＲの値と局部発振信号生成部の雑音値との変化について説明する説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかる通信方法について説明する流れ図である。 本発明の第３の実施形態にかかる通信方法について説明する流れ図である。

符号の説明

１０ 通信装置
１００ ミリ波モジュール
１０２ 送信系ＩＦ帯増幅器
１０４ 周波数変換器
１０６ 増幅器
１０８ ＴＳＳＩ認識部
１１０、１１４ ドライバ
１１２ 送信系周波数逓倍器
１１６ 受信系周波数逓倍器
１１８ 統合系認識部
１２０、１２２ 切替器
１２４ 局部発振信号生成部
１２５ 局部発振信号制御部
１２６ 低雑音増幅器
１２８ ＲＳＳＩ認識部
１３０ 周波数変換器
１３２ 受信系ＩＦ帯増幅器
１４０、１５０ アンテナ

Claims (8)

1. ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う周波数変換部と；
   前記周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と；
   前記周波数変換部で変換したミリ波帯の信号を増幅して増幅信号を生成する増幅部と；
   前記増幅部で増幅した前記増幅信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識部と；
   前記認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、前記局部発振信号生成部で生成する前記局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御部と；
   を含むことを特徴とする、通信装置。
2. 前記局部発振信号制御部は、
   前記局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍する周波数逓倍部と；
   前記局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、前記周波数逓倍部を介して前記周波数変換部に入力するか、前記周波数逓倍部を介さずに前記周波数変換部に入力するかを切り替える切替部と；
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
3. 他の通信装置が送信したミリ波帯の信号を受信する受信部と；
   前記受信部で受信したミリ波帯の信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識部と；
   ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う第１の周波数変換部と；
   前記第１の周波数変換部における周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と；
   前記認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、前記局部発振信号生成部で生成し、前記第１の周波数変換部に入力される局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御部と；
   を含むことを特徴とする、通信装置。
4. 前記局部発振信号制御部は、
   前記局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍する第１の周波数逓倍部と；
   前記局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、前記第１の周波数逓倍部を介して前記第１の周波数変換部に入力するか、前記第１の周波数逓倍部を介さずに前記第１の周波数変換部に入力するかを切り替える第１の切替部と；
   を含むことを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
5. ミリ波帯の信号をＩＦ帯の信号に変換する周波数変換処理を行う第２の周波数変換部をさらに含み、
   前記局部発振信号生成部は、前記第２の周波数変換部における周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成し、
   前記局部発振信号制御部は、前記認識部で認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、前記局部発振信号生成部で生成し、前記第２の周波数変換部に入力される局部発振信号の信号レベルを制御することを特徴とする、請求項３に記載の通信装置。
6. 前記局部発振信号制御部は、
   前記局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を逓倍する第２の周波数逓倍部と；
   前記局部発振信号生成部が生成した局部発振信号を、前記第２の周波数逓倍部を介して前記第２の周波数変換部に入力するか、前記第２の周波数逓倍部を介さずに前記第２の周波数変換部に入力するかを切り替える第２の切替部と；
   を含むことを特徴とする、請求項５に記載の通信装置。
7. ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う周波数変換ステップと；
   前記周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成ステップと；
   前記周波数変換ステップで変換したミリ波帯の信号を増幅して増幅信号を生成する増幅ステップと；
   前記増幅ステップで増幅した前記増幅信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識ステップと；
   前記認識ステップで認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、前記局部発振信号生成部で生成する前記局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御ステップと；
   を含むことを特徴とする、通信方法。
8. 他の通信装置が送信したミリ波帯の信号を受信する受信ステップと；
   前記受信ステップで受信したミリ波帯の信号の信号レベルと雑音レベルとを認識する認識ステップと；
   ＩＦ帯の信号をミリ波帯の信号に変換する周波数変換処理を行う周波数変換ステップと；
   前記周波数変換処理に必要な局部発振信号を生成する局部発振信号生成ステップと；
   前記認識ステップで認識した信号レベルと雑音レベルとに基づいて、前記局部発振信号生成部で生成する前記局部発振信号の信号レベルを制御する局部発振信号制御ステップと；
   を含むことを特徴とする、通信方法。

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