JP5339450B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は無線通信装置および無線通信方法に関し、特にディジタルビーム形成器とディジタルチャネライザとを備えた無線通信装置および無線通信方法に関する。

一般的に、ディジタルビーム形成器とディジタルチャネライザとを備えた無線通信装置では、受信用の場合、複数のアンテナ素子で受信した信号を、アンテナ素子ごとにアナログ／ディジタル変換する。そして、複数のアンテナ素子で受信した全ての帯域の信号をディジタルビーム形成器（ＤＢＦ：Digital Beam Forming）に入力し、アンテナ素子ごと、ビームごとに重み付け係数を積和演算し、マルチビーム形成をおこなう。そして、周波数分波チャネライザ（１周波ＤＥＭＵＸ)により周波数分波を行うとともに、ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＤＥＭＵＸ）によりチャンネル分波を行っている。

送信用の場合も同様に、送信する全ての帯域の信号について、ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＭＵＸ）によりチャンネル合波演算処理を行うとともに、周波数合波チャネライザ（１周波ＭＵＸ）により周波数合波をおこなう。そして、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）にてマルチビーム形成の演算処理を行い、アンテナ素子ごとにディジタル／アナログ変換して送信している。

図４は背景技術にかかる無線通信装置の構成を示したものである（特許文献１参照）。図４にかかる無線通信装置は、電波を送受信するためのＮ個のアンテナ１０１_１〜１０１_Ｎと、送信と受信の切り換えを行う送受切換器１０２_１〜１０２_Ｎと、各アンテナ素子１０１_１〜１０１_Ｎで受信した信号の増幅を行う低雑音増幅器（ＬＮＡ）１０３_１〜１０３_Ｎと、各受信信号を中間周波数信号に変換する周波数変換器１０４_１〜１０４_Ｎと、不要周波数成分を除去する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０５_１〜１０５_Ｎと、増幅器、励振器等からなる送信系回路１０９_１〜１０９_Ｎとを有する。更に、各受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０６_１〜１０６_Ｎ、Ａ／Ｄ変換器１０６_１〜１０６_Ｎの出力する中間周波数帯のディジタル信号に対し、直交検波・ダウンコンバートを行い、実部／虚部それぞれのベースバンド信号として出力する直交検波器（Ｉ／ＱＤＥＭ）１０７_１〜１０７_Ｎおよび低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１０８_１〜１０８_Ｎを備える。

図４にかかる無線通信装置は、更に低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１０８_１〜１０８_Ｎから出力された受信ディジタル信号に対し重み付け係数を積和演算しマルチビーム形成を行うディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１０と、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１０にて形成されたビーム（ビーム１、ビーム２、・・・、ビームＬ）ごとに周波数分波を行う周波数分波チャネライザ（１周波ＤＥＭＵＸ）１１１_１_Ａ〜１１１_Ｌ_Ａと、１周波ＤＥＭＵＸにて分波された周波数帯ごとにチャンネル分波を行うディジタルチャネライザ（Ｆ−ＤＥＭＵＸ）１１１_１_Ｂ〜１１１_Ｌ_Ｂと、チャンネル分波後のディジタル信号を時分割多重化する時分割多重化器（Ｔ−ＭＵＸ）１１３とを有する。

図４にかかる無線通信装置では、アンテナ素子１０１_１〜１０１_Ｎで受信された信号は送受切換器１０２_１〜１０２_Ｎを経て、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１０３_１〜１０３_Ｎで増幅され、周波数変換器１０４_１〜１０４_Ｎで中間周波数信号に周波数変換される。そして、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０５_１〜１０５_Ｎにて不要周波数成分が除去され、Ａ／Ｄ変換器１０６_１〜１０６_Ｎにてディジタル信号に変換される。更に、直交検波器（Ｉ／ＱＤＥＭ）１０７_１〜１０７_Ｎおよび低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１０８_１〜１０８_Ｎにてアンテナ素子１０１_１〜１０１_Ｎで受信された信号ごとに直交検波・ダウンコンバートを行い、実部／虚部それぞれのベースバンド信号として出力される。

ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１０は、各受信ディジタル信号に対し重み付け係数を積和演算しマルチビームを形成する。周波数分波チャネライザ（１周波ＤＥＭＵＸ）１１１_１_Ａ〜１１１_Ｌ_Ａは、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１０にて形成されたビームごとに周波数分波を行う。ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＤＥＭＵＸ）１１１_１_Ｂ〜１１１_Ｌ_Ｂは、周波数分波チャネライザ（１周波ＤＥＭＵＸ）１１１_１_Ａ〜１１１_Ｌ_Ａにて分波された周波数帯ごとにチャンネル分波を行う。時分割多重化器（Ｔ−ＭＵＸ）１１３はチャンネル分波後のディジタル信号を時分割多重化する。

また、特許文献２には衛星通信データのディジタル処理のためのシステムに関する技術が開示されている。特許文献２に開示されているディジタルペイロードは、サブバンドスペクトルを複数の周波数スライスに分割するよう構成されるディジタルチャネライザと、複数の周波数スライスの各々を複数の受取ポートの少なくとも１つにルーティングするよう構成されるディジタルスイッチマトリクスと、受取ポートと通信して複数の周波数スライスを受取り、複数の周波数スライスを再び組合わせて、通信衛星の出力ビームで送信するための複数の出力サブバンドを形成するよう構成されるディジタルコンバイナとを有する。

特開２００２−１８５３７８号公報 特表２００６−５１６８６７号公報

昨今、地上の設備を介した通信と衛星を介した通信とで使用周波数帯域を共用したシステムにおいて、定常時には使用周波数帯域の多くを地上の設備を介した通信に割り当てると共に、衛星を介した通信では海上や山間部等において一部の周波数帯域のみを使用し、災害時等の異常時には衛星を介した通信の使用帯域の比率を上げてサービスを維持するシステムが実用化されようとしている。

このようなシステムにおいては、異常時に備えて使用周波数帯域全体を処理できる回路を具備している必要があるが、定常時は一部の周波数帯域しか使用されていない。例えば図４に示した受信用の無線通信装置の場合、入力信号のない帯域についてもディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１０はビーム形成の演算処理を実行する必要があり、電力消費の無駄が発生するという問題がある。また、送信用の無線通信装置の場合も同様に、出力信号のない周波数帯域が存在する場合に、出力信号のない周波数帯域のビーム形成の演算処理を実行する必要があり電力消費の無駄が発生するという問題がある。

上記課題に鑑み本発明の目的は、電力消費の無駄を抑制することが可能な無線通信装置および無線通信方法を提供することである。

本発明にかかる無線通信装置は、受信した電波を受信ディジタル信号に変換する複数の受信モジュールと、前記複数の受信モジュールに対応して設けられ、前記受信ディジタル信号をｉ種類（ｉは正の整数）の周波数帯へ分波した信号を前記周波数帯ごとに出力する複数の周波数分波チャネライザと、前記周波数帯ごとに設けられ、前記複数の周波数分波チャネライザから出力されたｉ種類の周波数帯へ分波された信号を前記周波数帯ごとに入力すると共に、当該分波された信号の各々に対して重み付け係数を積和演算してマルチビームを形成する複数のディジタルビーム形成器と、を有する。

本発明にかかる無線通信装置は、時分割多重化されたディジタル信号をチャンネルごとに並列化するデマルチプレクサと、前記デマルチプレクサから出力された各々の信号に対してチャンネル合波を行う複数のディジタルチャネライザと、ｉ種類の周波数帯（ｉは正の整数）ごとに設けられ、前記ディジタルチャネライザから出力されたマルチビームに対し重み付け係数を積和演算し、当該演算後のディジタル信号を出力する複数のディジタルビーム形成器と、前記ｉ種類の周波数帯ごとに設けられたディジタルビーム形成器から出力された各々のディジタル信号を入力すると共に、ｉ種類の周波数帯の前記ディジタル信号を合波し送信信号を生成する周波数合波チャネライザと、前記周波数合波チャネライザごとに設けられ、前記周波数合波チャネライザで生成された送信信号を入力し、当該送信信号を無線送信する複数の送信モジュールと、を有する。

本発明にかかる無線通信方法は、受信した電波を受信ディジタル信号に変換し、前記受信ディジタル信号をｉ種類（ｉは正の整数）の周波数帯へ分波した信号を前記周波数帯ごとに出力し、前記周波数帯ごとに、前記ｉ種類の周波数帯へ分波された信号に対して重み付け係数を積和演算してマルチビームを形成する。

本発明にかかる無線通信方法は、時分割多重化されたディジタル信号をチャンネルごとに並列化し、前記並列化された各々の信号に対してチャンネル合波を行い、ｉ種類の周波数帯（ｉは正の整数）ごとに、前記チャンネル合波されたマルチビームに対し重み付け係数を積和演算しディジタル信号を生成し、前記ｉ種類の周波数帯の前記ディジタル信号を合波し送信信号を生成し、前記送信信号を無線送信する。

本発明により電力消費の無駄を抑制することが可能な無線通信装置および無線通信方法を提供することが可能となる。

実施の形態１にかかる無線通信装置（受信機）を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる無線通信装置（送信機）を示すブロック図である。 本発明の効果を説明するための図である。 背景技術にかかる無線通信装置を説明するためのブロック図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図１は本実施の形態にかかる無線通信装置（受信機）を説明するためのブロック図である。図１にかかる無線通信装置は、電波を送受信するためのＮ個のアンテナ素子１_１〜１_Ｎ（Ｎは正の整数）と、送信と受信の切り換えを行う送受切換器２_１〜２_Ｎと、各アンテナ素子１_１〜１_Ｎで受信した信号の増幅を行う低雑音増幅器（ＬＮＡ）３_１〜３_Ｎと、各受信信号を中間周波数信号に変換する周波数変換器４_１〜４_Ｎと、不要周波数成分を除去する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５_１〜５_Ｎと、増幅器、励振器等からなる送信系回路（図２参照）９_１〜９_Ｎとを有する。更に、各受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６_１〜６_Ｎ、Ａ／Ｄ変換器６_１〜６_Ｎの出力する中間周波数帯のディジタル信号に対し、直交検波・ダウンコンバートを行い、実部／虚部それぞれのベースバンド信号として出力する直交検波器（Ｉ／ＱＤＥＭ）７_１〜７_Ｎおよび低域通過フィルタ（ＬＰＦ）８_１〜８_Ｎを備える。これらは、受信モジュール１５_１〜１５_Ｎを構成する。

図１にかかる無線通信装置（受信機）は、更に、各受信モジュール１５_１〜１５_Ｎで生成された受信ディジタル信号に対し、各受信モジュール１５_１〜１５_Ｎごとにｉ種類（ｉは正の整数）の周波数帯（Ｆ１〜Ｆｉ）への分波を行う周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎを備える。また、周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎで分波されたＦ１〜Ｆｉの周波数ごとに、各周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎから出力された信号に対し重み付け係数を積和演算してマルチビーム形成を行うディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉを備える。また、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉで生成されたビーム（ビーム１、ビーム２、・・・、ビームＭ：Ｍは正の整数）ごとにチャンネル分波を行なうディジタルチャネライザ（Ｆ−ＤＥＭＵＸ) １２_１_１〜１２_ｉ_Ｍと、チャンネル分波後のディジタル信号を時分割多重化する時間多重器（Ｔ−ＭＵＸ）１３を備える。

次に、図１に示す無線通信装置の動作について説明する。図１にかかる無線通信装置において、アンテナ素子１_１〜１_Ｎで受信された信号は送受切換器２_１〜２_Ｎを経て、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３_１〜３_Ｎで増幅され、周波数変換器４_１〜４_Ｎで中間周波数信号に周波数変換される。そして、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５_１〜５_Ｎにて不要周波数成分が除去され、Ａ／Ｄ変換器６_１〜６_Ｎにてディジタル信号に変換される。更に、直交検波器（Ｉ／ＱＤＥＭ）７_１〜７_Ｎおよび低域通過フィルタ（ＬＰＦ）８_１〜８_Ｎにてアンテナ素子１_１〜１_Ｎで受信された信号ごとに直交検波・ダウンコンバートを行い、実部／虚部それぞれのベースバンド信号として出力される。

また、周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎはそれぞれ、受信モジュール１５_１〜１５_Ｎから出力された信号を入力し、ｉ種類の周波数帯（Ｆ１〜Ｆｉ）に分波し、各周波数帯（Ｆ１〜Ｆｉ）に対応したディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉにそれぞれ信号を出力する。ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉはＦ１〜Ｆｉの周波数ごとに、各周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎから出力された信号に対し重み付け係数を積和演算してマルチビーム形成を行う。例えば、周波数Ｆ１に対応したディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１は、各周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎから周波数Ｆ１に対応した信号を入力し、これらの信号に対して各受信モジュール１５_１〜１５_Ｎに対応した重み付け係数を積和演算して、マルチビーム（ビーム１〜ビームＭ）を形成する。

ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＤＥＭＵＸ) １２_１_１〜１２_ｉ_Ｍは、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉで生成されたビーム（ビーム１、ビーム２、・・・、ビームＭ）ごとにチャンネル分波を行なう。また、時間多重器（Ｔ−ＭＵＸ）１３はチャンネル分波後のディジタル信号を時分割多重化する。

上記構成を有する図１に示す無線通信装置（受信機）では、入力信号のない周波数帯域が存在する場合に、入力信号のない周波数帯域においてビーム形成のための演算を実施しないようにしているため電力消費の無駄を抑制することが可能となる。

その理由は次の通りである。図１に示す無線通信装置（受信機）では、各周波数帯への分波を行う周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎをディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉの前段に設けている。これにより、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉが、周波数ごとにマルチビームを形成することができる。よって、入力信号のない周波数帯域が存在する場合に、入力信号のない周波数帯域におけるビーム形成のための演算を実施しないようにすることが可能となる。つまり、入力信号のない周波数帯域について、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉの演算を実施しないことで、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉにおける無駄な電力消費を抑制することができる。

全てのクラスタ（ビーム１〜ビームＭ）が同じ周波数配置（ｉ周波繰り返し）で構成されている場合、つまり、全てのクラスタ（ビーム１〜ビームＭ）が１つのディジタルビーム形成器（例えば、Ｆ１_ＤＢＦ）１１_１で処理される場合、本実施の形態にかかる発明により、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉの演算量を背景技術の場合と比べて１／ｉに削減することができる。したがって、ｉの値が大きいほど、つまり周波数分波数（周波数繰り返し数）が大きいほど演算量の削減効果は大きくなる。

一方、一部のクラスタで周波数配置が異なる場合においては、周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎにて１つのチャンネルが複数の周波数帯に分離しないように周波数分割を実行する。更に、１つのセル（ビーム）が複数の周波数帯にまたがる場合においては、そのセル（ビーム）用のビーム形成演算を、対応する周波数帯のディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉにて追加実行することにより、所望のビーム形成が可能である。

一部のクラスタで周波数配置が異なる場合における演算量の例を以下に示す。例えば、周波数分波数（周波数繰り返し数：ｉ＝７）にて、同じ周波数配置構成のクラスタが５０％で、残りの５０％のクラスタにて周波数配置構成が異なる場合について説明する。具体的には、例えばＦ１_ＤＢＦ（１１_１）で５０％のクラスタの演算が実施され、Ｆ２_ＤＢＦ〜Ｆ７_ＤＢＦ（１１_２〜１１_７）で残り５０％のクラスタの演算が実施され場合について説明する。この場合、背景技術にかかる受信用ディジタルビーム形成装置の構成における演算量をＡとすると、本実施の形態にかかる無線通信装置の受信用ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_７における演算量は、Ａ／７（１＋６＊０．５）＝Ａ＊４／７となる。

また、例えば周波数分波数（周波数繰り返し数：ｉ＝８）にて、同じ周波数配置構成のクラスタが５０％で、残りの５０％のクラスタにて周波数配置構成が異なる場合について説明する。具体的には、例えばＦ１_ＤＢＦ（１１_１）で５０％のクラスタの演算が実施され、Ｆ２_ＤＢＦ〜Ｆ８_ＤＢＦ（１１_２〜１１_８）で５０％のクラスタの演算が実施され場合について説明する。この場合、背景技術にかかる受信用ディジタルビーム形成装置の構成における演算量をＡとすると、本実施の形態にかかる無線通信装置の受信用ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_８における演算量は、Ａ／８（１＋７＊０．５）＝Ａ＊９／１４となる。

よって、本実施の形態にかかる無線通信装置では、一部のクラスタで周波数配置が異なる場合においても、十分に演算量を削減することができる。なお、本実施の形態にかかる無線通信装置においてワーストケースとなる場合は、全てのクラスタで異なる周波数配置になったときであるが、この場合も演算量は背景技術の場合と同じであり、演算量が増えることはない。したがって、本実施の形態にかかる無線通信装置では、柔軟性を維持しつつ、実際の運用時における演算量を削減することができる。

次に、本実施の形態にかかる発明の効果について図３を用いて説明する。図３において、横軸は衛星の最大周波数帯域幅（地上の設備を介した通信の使用周波数帯域＋衛星を介した通信の使用周波数帯域）に対する実際の衛星の使用帯域幅の比率である。また、縦軸は全てのクラスタが同じ周波数配置で構成されている場合の、周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎとディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉの単位時間当たりの乗算回数の見積もり値である。

見積もりに際しては、受信用とし、最大周波数帯域幅を３０ＭＨｚ、受信モジュール数（Ｎの値）＝１２８、クラスタ数（Ｍの値）＝１８、周波数分波数（周波数繰り返し数：ｉの値）＝８、フィルタ方式をＦＦＴフィルタ、タップ数＝１０とした。

また、図３に示した単位時間当たりの乗算回数として、図４に示した背景技術におけるディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１０と周波数分波チャネライザ（１周波ＤＥＭＵＸ）１１１_１_Ａ〜１１１_Ｌ_Ａの単位時間当たりの乗算回数の合計値と、本実施の形態にかかる発明における周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）１０_１〜１０_Ｎとディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）１１_１〜１１_ｉの単位時間当たりの乗算回数の合計値を算出している。なお、ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＤＥＭＵＸ）部の乗算回数は背景技術と本実施の形態にかかる発明とで差が生じないため、算出値に含めていない。

図３より、最大周波数帯域幅に対する実際の衛星の使用帯域幅の比率が低い「定常時」において、本実施の形態にかかる無線通信装置は単位時間当たりの乗算回数が約５０％低減されることがわかる。消費電力は単位時間当たりの乗算回数に比例するので、本実施の形態にかかる無線通信装置により、定常時の電力消費を低減することが可能となる。

実施の形態２．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。図２は本実施の形態にかかる無線通信装置（送信機）を説明するためのブロック図である。図２に示す本実施の形態にかかる無線通信装置は、時分割多重されたディジタル信号をチャンネルごとに並列化するデマルチプレクサ（Ｔ−ＤＥＭＵＸ）２１と、各ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉにて形成するビームごとにチャンネル合波を行うディジタルチャネライザ（Ｆ−ＭＵＸ）２２_１_１〜２２_ｉ_Ｍとを備える。更に、マルチビームの送信信号に対し重み付け係数を積和演算してＦ１〜Ｆｉの周波数ごとに各送信モジュールの送信ディジタル信号として出力するディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉと、送信モジュールごとにｉ種類の周波数帯（Ｆ１〜Ｆｉ）からの合波を行う周波数合波チャネライザ（ｉ周波ＭＵＸ）２４_１〜２４_Ｎとを備える。

また、実部／虚部それぞれのベースバンド信号に対し、素子ごとに直交変調・アップコンバートを行い、中間周波数帯信号として出力する直交変調器（Ｉ／ＱＭＯＤ）２５_１〜２５_Ｎと、直交変調器（Ｉ／ＱＭＯＤ）２５_１〜２５_Ｎからの各送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２６_１〜２６_Ｎと、増幅器、励振器等からなる送信系回路２７_１〜２７_Ｎと、送信と受信の切り換えを行う送受切換器２８_１〜２８_Ｎと、ＬＮＡ、周波数変換器等からなる受信系回路（図１参照）２９_１〜２９_Ｎと、電波を送受信するためのＮ個のアンテナ素子３０_１〜３０_Ｎと、を備える。ここで、直交変調器（Ｉ／ＱＭＯＤ）２５_１〜２５_Ｎからアンテナ素子３０_１〜３０_Ｎまでは送信モジュール３５_１〜３５_Ｎを構成する。

次に、本実施の形態にかかる無線通信装置（送信機）の動作について説明する。デマルチプレクサ（Ｔ−ＤＥＭＵＸ）２１は時分割多重されたディジタル信号をチャンネルごとに並列化する。ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＭＵＸ）２２_１_１〜２２_ｉ_Ｍは、各ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉにて形成するビーム（ビーム１〜ビームＭ）ごとにチャンネル合波を行う。ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉは、マルチビーム（ビーム１〜ビームＭ）の送信信号に対し重み付け係数を積和演算して、周波数合波チャネライザ（ｉ周波ＭＵＸ）２４_１〜２４_Ｎのそれぞれに送信ディジタル信号を出力する。周波数合波チャネライザ（ｉ周波ＭＵＸ）２４_１〜２４_Ｎは、各ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉからの信号を入力すると共に、ｉ種類の周波数帯（Ｆ１〜Ｆｉ）の信号を合波し、各送信モジュール３５_１〜３５_Ｎに対応した送信信号を出力する。

直交変調器（Ｉ／ＱＭＯＤ）２５_１〜２５_Ｎは実部／虚部それぞれのベースバンド信号に対し、直交変調・アップコンバートを行い、中間周波数帯信号を出力する。Ｄ／Ａ変換器２６_１〜２６_Ｎは、各送信信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器２６_１〜２６_Ｎから出力された送信アナログ信号は、増幅器、励振器等からなる送信系回路２７_１〜２７_Ｎ、送受切換器２８_１〜２８_Ｎを経て、アンテナ素子３０_１〜３０_Ｎから送信される。

上記構成を有する図２に示す無線通信装置（送信機）では、出力信号のない周波数帯域が存在する場合に、出力信号のない周波数帯域においてビーム形成のための演算を実施しないようにしているため電力消費の無駄を抑制することが可能となる。

その理由は次の通りである。図２に示す無線通信装置（送信機）では、各周波数帯からの合波を行う周波数合波チャネライザ（ｉ周波ＭＵＸ２４_１〜２４_Ｎ）を各ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉの後段に設けている。これにより、各ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉが、周波数ごとにマルチビームを形成することができる。よって、出力信号のない周波数帯域が存在する場合に、出力信号のない周波数帯域においてビーム形成のための演算を実施しないようにすることが可能となる。つまり、入力信号のない周波数帯域について、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉの演算を実施しないことで、ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）２３_１〜２３_ｉにおける無駄な電力消費を抑制することができる。

なお、本実施の形態にかかる無線通信装置（送信機）においても図３に示した実施の形態１で説明した発明の効果と同様の効果を得ることができる。

また、背景技術で説明した特許文献１にかかる技術では、周波数変換器１０４_１〜１０４_Ｎで変換する中間周波数の値と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０５_１〜１０５_Ｎの通過帯域とを設定により可変とした上で、並列処理あるいは時分割処理することにより、ハード量を増やさずに入力信号の周波数帯の変更および拡張に対応することを可能としている。これに対して、本実施の形態にかかる発明は、入力信号の周波数帯の変更および拡張に対応するための技術ではなく、固定された入力信号の周波数帯域の中で、入力のない帯域が存在する場合に対応するための技術であり、特許文献１にかかる技術とは異なる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１_１〜１_Ｎ アンテナ素子
２_１〜２_Ｎ 送受切換器
３_１〜３_Ｎ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
４_１〜４_Ｎ 周波数変換器
５_１〜５_Ｎ 帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
６_１〜６_Ｎ Ａ／Ｄ変換器
７_１〜７_Ｎ 直交検波器
８_１〜８_Ｎ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
９_１〜９_Ｎ 送信系回路
１０_１〜１０_Ｎ 周波数分波チャネライザ（ｉ周波ＤＥＭＵＸ）
１１_１〜１１_ｉ ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）
１２_１_１〜１２_ｉ_Ｍ ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＤＥＭＵＸ)
１３ 時間多重器（Ｔ−ＭＵＸ）
１５_１〜１５_Ｎ 受信モジュール
２１ デマルチプレクサ（Ｔ−ＤＥＭＵＸ）
２２_１_１〜２２_ｉ_Ｍ ディジタルチャネライザ（Ｆ−ＭＵＸ）
２３_１〜２３_ｉ ディジタルビーム形成器（ＤＢＦ）
２４_１〜２４_Ｎ 周波数合波チャネライザ（ｉ周波ＭＵＸ）
２５_１〜２５_Ｎ 直交変調器（Ｉ／ＱＭＯＤ）
２６_１〜２６_Ｎ Ｄ／Ａ変換器
２７_１〜２７_Ｎ 送信系回路
２８_１〜２８_Ｎ 送受切換器
２９_１〜２９_Ｎ 受信系回路
３０_１〜３０_Ｎ アンテナ素子
３５_１〜３５_Ｎ 送信モジュール

Claims (7)

1. 受信した電波を受信ディジタル信号に変換する複数の受信モジュールと、
   前記複数の受信モジュールに対応して設けられ、前記受信ディジタル信号をｉ種類（ｉは正の整数）の周波数帯へ分波した信号を前記周波数帯ごとに出力する複数の周波数分波チャネライザと、
   前記周波数帯ごとに設けられ、前記複数の周波数分波チャネライザから出力されたｉ種類の周波数帯へ分波された信号を前記周波数帯ごとに入力すると共に、当該分波された信号の各々に対して重み付け係数を積和演算してマルチビームを形成する複数のディジタルビーム形成器と、を有し、
   前記ディジタルビーム形成器は、前記ｉ種類の周波数帯のうち入力信号のない周波数帯においてマルチビームを形成するための演算処理を実施しない、
   無線通信装置。
2. 前記複数のディジタルビーム形成器で生成されたビームごとにチャンネル分波を行なう複数のディジタルチャネライザと、
   前記ディジタルチャネライザで分波されたディジタル信号を時分割多重化する時間多重器と、
   を更に備える請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記複数の受信モジュールは各々、
   アンテナ素子と、
   前記アンテナ素子で受信した信号を増幅する低雑音増幅器と、
   前記低雑音増幅器で増幅された信号を中間周波数の信号に変換する周波数変換器と、
   前記中間周波数の信号から不要周波数成分を除去する帯域通過フィルタと、
   前記帯域通過フィルタを通過した信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記Ａ／Ｄ変換器から出力された中間周波数帯のディジタル信号に対して、直交検波を行なう直交検波器と、
   前記直交検波された信号をダウンコンバートし、実部／虚部それぞれのベースバンド信号として出力する低域通過フィルタと、
   を有する請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 時分割多重化されたディジタル信号をチャンネルごとに並列化するデマルチプレクサと、
   前記デマルチプレクサから出力された各々の信号に対してチャンネル合波を行う複数のディジタルチャネライザと、
   ｉ種類の周波数帯（ｉは正の整数）ごとに設けられ、前記ディジタルチャネライザから出力されたマルチビームに対し重み付け係数を積和演算し、当該演算後のディジタル信号を出力する複数のディジタルビーム形成器と、
   前記ｉ種類の周波数帯ごとに設けられたディジタルビーム形成器から出力された各々のディジタル信号を入力すると共に、ｉ種類の周波数帯の前記ディジタル信号を合波し送信信号を生成する周波数合波チャネライザと、
   前記周波数合波チャネライザごとに設けられ、前記周波数合波チャネライザで生成された送信信号を入力し、当該送信信号を無線送信する複数の送信モジュールと、を有し、
   前記ｉ種類の周波数帯ごとに設けられたディジタルビーム形成器のうち、前記ディジタルチャネライザから出力されたマルチビームの送信信号が入力されないディジタルビーム形成器において演算処理を実施しない、
   無線通信装置。
5. 前記複数の送信モジュールは各々、
   実部／虚部それぞれのベースバンド信号に対し、直交変調とアップコンバートを実施し中間周波数帯信号を生成する直交変調器と、
   前記直交変調器で生成された前記中間周波数帯信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   前記アナログ信号を無線送信するアンテナ素子と、
   を有する請求項４に記載の無線通信装置。
6. 受信した電波を受信ディジタル信号に変換するステップと、
   前記受信ディジタル信号をｉ種類（ｉは正の整数）の周波数帯へ分波した信号を前記周波数帯ごとに出力するステップと、
   前記周波数帯ごとに、前記ｉ種類の周波数帯へ分波された信号に対して重み付け係数を積和演算してマルチビームを形成するステップと、を備え、
   前記マルチビームを形成するステップは、前記ｉ種類の周波数帯のうち入力信号のない周波数帯においてマルチビームを形成するための演算処理を実施しない、
   無線通信方法。
7. 時分割多重化されたディジタル信号をチャンネルごとに並列化するステップと、
   前記並列化された各々の信号に対してチャンネル合波を行うステップと、
   ｉ種類の周波数帯（ｉは正の整数）ごとに、前記チャンネル合波されたマルチビームに対し重み付け係数を積和演算しディジタル信号を生成するステップと、
   前記ｉ種類の周波数帯の前記ディジタル信号を合波し送信信号を生成するステップと、
   前記送信信号を無線送信するステップと、を備え、
   前記ディジタル信号を生成するステップは、前記ｉ種類の周波数帯のうち前記マルチビームが入力されない周波数帯において前記ディジタル信号を生成するための演算処理を実施しない、
   無線通信方法。

Images