DE69837941T2

DE69837941T2 - Breitband empfänger und kanalabtastungsvefahren

Info

Publication number: DE69837941T2
Application number: DE69837941T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hohya-shi MANO
Original assignee: AOR Ltd
Current assignee: AOR Ltd
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2018-10-06
Also published as: CA2346286A1; EP1120920A1; WO2000021206A1; EP1120920B1; CN1315082A; DE69837941D1; EP1120920A4; CN1168227C; KR20010106504A; US6816715B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Breitband-Empfänger, einen so genannten Scanner, und insbesondere auf einen Breitband-Empfänger und ein Kanalabfrageverfahren, die einen Kanal mit hoher Geschwindigkeit ermitteln können.
Stand der Technik
Ein Breitband-Empfänger, der ein breites Frequenzband abtastet, einen in dem Frequenzband erscheinenden Kanal erfasst und je nach den Umständen ein Signal in dem erfassten Kanal demoduliert und dieses Signal als ein akustisches Signal ausgibt, ist bereits bekannt. Wie in 1 gezeigt, umfasst ein solcher Breitband-Empfänger im Allgemeinen eine Antenne 12, einen RF-Verstärker 14, einen Frequenzwandler 16, einen Frequenzsynthesizer 18 bestehend aus einem PLL-Schaltkreis (Phasenregelkreis) und einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), ein Schmalband-Filter 102, einen Detektor 104, einen Steuerschaltkreis 106 und einen Demodulationsschaltkreis 108.
Radiowellen, die von der Antenne 12 empfangen werden, werden von dem Frequenzwandler 16 über den RF-Verstärker 14 in ein Zwischenfrequenzsignal gewandelt. Dieses Zwischenfrequenzsignal wird durch das Schmalband-Filter 102, das im Wesentlichen eine Frequenzbandbreite, das heißt eine Stufenbreite, aufweist, dem Detektor 104 zugeführt. Der Detektor 104 erfasst, ob in dem Signal, das durch das Schmalband-Filter 102 hindurchgetreten ist, ein Kommunikationssignal enthalten ist oder nicht und gibt ein Erfassungssig nal zur Anzeige der Erfassung des Kommunikationssignals an den Steuerschaltkreis 106 aus. Der Steuerschaltkreis 106 reagiert zum Beispiel auf das Erfassungssignal, fixiert die Frequenz des lokalen Oszillationssignals aus dem Frequenzsynthesizer 18, steuert jeden Schaltkreis so, dass das erfasste Kommunikationssignal an den Demodulationsschaltkreis 108 ausgegeben wird, oder verändert die Frequenz des lokalen Oszillationssignals und steuert jeden Schaltkreis so, dass ein Zwischenfrequenzsignal mit einer anderen Frequenz von dem Frequenzwandler 16 ausgegeben wird.
Auf diese Weise werden durch Wiederholen einer Verarbeitung, bei der die Frequenz des Zwischenfrequenzsignals verändert wird und ein Schmalband-Filter mit einer vorbestimmten Frequenzbandbreite (Kanalbreite) dieses Signal filtert und festgestellt wird, ob ein Kommunikationssignal in dem gefilterten Signal enthalten ist oder nicht, in dem abzusuchenden Suchfrequenzbereich enthaltene kommunizierende Signale erfasst, und eines dieser Signale kann als Sprache oder dergleichen ausgegeben werden.
Bei dem herkömmlichen Breitband-Empfänger müssen jedoch Änderungen der Frequenz des lokalen Oszillationssignals entsprechend der Anzahl der im Suchfrequenzbereich enthaltenen Kanäle durchgeführt werden, das heißt multipliziert mit dem Ergebnis der Division Suchfrequenzbereich durch Kanalbreite. Wenn zum Beispiel Flugfunk mit einem Suchfrequenzbereich von 108 MHz bis 136 MHz und einer Frequenzbandbreite, das heißt einer Kanalbreite, von 25 kHz erfasst werden soll, muss die Frequenz des lokalen Oszillationssignals für (24 M/25 k) = 960-mal verändert werden. Im Allgemeinen beträgt die Frequenzsteuerzeit eines Frequenzsynthesizers, das heißt die Zeit, bis die Frequenz geändert ist und das Vorliegen eines vorbestimmten Signals erfasst wird, mehrere zig Millisekunden. Daher wird die vielmalige Iteration der Frequenzänderungen und Kanalsuche zu einem Hindernis bei der Verbesserung der Suchgeschwindigkeit des Empfängers.
Außerdem kann bei dem herkömmlichen Breitband-Empfänger, wenn ein bestimmter Kanal erfasst wird, nur erfasst werden, ob ein kommunizierendes Signal in diesem Kanal vorliegt oder nicht, und nur das Signal in diesem Kanal kann demoduliert und ausgegeben werden, aber das gleichzeitige Erfassen mehrerer Kanäle und das Demodulieren und Ausgeben eines Signals ist nicht möglich.
WO 92/22144 beschreibt einen Breitband-Empfänger, der dazu dient, das Vorhandensein von Signalen in einem von mehreren Radiofrequenzkanälen zu erfassen. Der Breitband-Empfänger umfasst einen Empfänger zum Empfangen eines Breitband-Signals mit mehreren Radiofrequenzkanälen. Der Empfänger umfasst auch einen Mischer zum Mischen des Breitband-Signals, um ein Zwischensignal zu erzeugen, das ein Signal auf einem der mehreren Kanäle enthält. Ebenfalls in dem Empfänger enthalten ist ein Detektor zum Erfassen von Energiekomponenten in dem ZF-Signal, die mit den Trägersignalen korrespondieren, um das Vorliegen eines Trägersignals zu bestimmen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Breitband-Empfängers, der Kanäle in dem Suchfrequenzbereich mit hoher Geschwindigkeit erfassen und das Signal regenerieren kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines bedienungsfreundlichen Breitband-Empfängers, der das Erfassen eines Kanals und das Demodulieren und Ausgeben eines Signals in diesem Kanal oder in anderen Kanälen gleichzeitig durchführen kann und auf diese Weise die Verwirklichung einer schnellen Suche ermöglicht.
Beschreibung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird mit einem Breitband-Empfänger erreicht, der Radiowellen empfängt und einen einem bestimmten Rundfunk zugeteilten Frequenzbereich als Suchfrequenzbereich verwendet, um einen Kanal zu ermitteln, der in dem Suchfrequenzbereich kommuniziert, umfas send einen Frequenzwandler, der die Frequenz eines Signals, das über eine Antenne eingegeben wird, durch Verwendung eines lokalen Oszillationssignals von einem lokalen Oszillator wandelt, ein mit dem Frequenzwandler verbundenes Breitband-Filter, das die Ausgabe des Frequenzwandlers empfängt, um einer Signalkomponente, die mit einem Abfrageband, das eine Bandbreite von mindestens mehreren Kanälen beinhaltet, korrespondiert, zu erlauben, durch dieses hindurchzutreten, einen mit dem Breitband-Filter verbundenen A/D-Wandler, der die Signalkomponente empfängt und in ein digitales Signal wandelt, einen mit dem A/D-Wandler verbundenen FFT-Arithmetik-Schaltkreis, der das digitale Signal empfängt und es einer Fast-Fourier-Transformation unterwirft, und einen Erfassungsschaltkreis, der einen in einem vorbestimmten Abfrageband kommunizierenden Kanal auf der Grundlage des mittels des FFT-Arithmetik-Schaltkreises erhaltenen Berechnungsergebnisses erfasst, wobei er so aufgebaut ist, dass eine Frequenz eines lokalen Oszillationssignals verändert wird, um das Abfrageband zu verändern, wodurch ein kommunizierender Kanal in einem zugeteilten Frequenzbereich erfasst wird.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Signal, das mit dem Abfrageband korrespondiert, das eine Bandbreite von mehreren Kanälen beinhaltet, mit einem Breitband-Filter entnommen. Dieses Signal wird weiter der FFT-Operation unterworfen, um sequenziell eine Leistung bezüglich der Frequenz zu berechnen, und ein kommunizierender Kanal kann in dem Abfrageband anhand dieser Leistung erfasst werden. Außerdem können nach der vorliegenden Erfindung mehrere Kanäle durch Abtasten des Abfragebands erfasst werden. Als Ergebnis kann die Anzahl der Frequenzänderungen des lokalen Oszillationssignals und die Anzahl der Frequenztransformationen verringert werden, wodurch eine Verkürzung der erforderlichen Verarbeitungszeit für das Absuchen der Kanäle möglich wird.
Nach einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Breite des Abfragebands des Breitband-Filters auf Ibw/Cbw > Tfft/Tch + 1gesetzt (wobei I_bw eine Abfragebandbreite, C_bw ein Suchfrequenzbereich, T_fft die Zeit für Operationen im FFT-Arithmetik-Schaltkreis und T_ch die Frequenzsteuerzeit eines lokalen Oszillators ist).
Nach dem vorstehenden Aspekt ist die linke Seite der vorstehenden Gleichung vorzugsweise ausreichend groß.
Nach dem bevorzugteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Breitband-Empfänger so aufgebaut, dass er einen mit dem A/D-Wandler verbundenen Demodulationsschaltkreis aufweist, der ein digitales Signal empfängt und das Signal in dem erfassten Kanal demoduliert, so dass die Demodulation eines Signals in einem vorbestimmten Kanal parallel mit dem Betrieb des FFT-Arithmetik-Schaltkreises verwirklicht wird.
Alternativ kann er so aufgebaut sein, dass der Breitband-Empfänger einen mit dem Breitband-Filter verbundenen Demodulationsschaltkreis aufweist, der die Ausgabe von dem Breitband-Filter empfängt, um ein Signal in einem vorbestimmten Kanal so zu demodulieren, dass die Demodulation eines Signals in einem vorbestimmten Kanal parallel mit dem Betrieb des FFT-Arithmetik-Schaltkreises verwirklicht wird. Nach diesen Aspekten wird es möglich, die Erfassung eines Kanals und die Demodulation des erfassten Kanals parallel in einem bestimmten Abfrageband zu verwirklichen.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Breitband-Empfänger, der Radiowellen empfängt und einen einem bestimmten Rundfunk zugeteilten Frequenzbereich als Suchfrequenzbereich verwendet, um einen Kanal zu erfassen, der in dem Suchfrequenzbereich kommuniziert, ein Signalextraktionsmittel zum Extrahieren eines Signals, wobei das Signal mit einem Abfrageband korrespondiert, das mit einem Suchfrequenzbereich korrespondiert, oder mit ei nem Abfrageband, das durch Unterteilen des Suchfrequenzbereichs in mindestens zwei erhalten wird, ein Leistungsberechnungsmittel zum Empfangen eines durch das Signalextraktionsmittel extrahierten Signals und zum Berechnen einer Leistung bezüglich der Frequenz und ein Kanalerfassungsmittel zum Erfassen eines Kanals, der in dem Abfrageband kommuniziert, auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses von dem Leistungsberechnungsmittel, wobei ein in dem Suchfrequenzbereich kommunizierender Kanal durch Ändern des Abfragebands wie erforderlich erfasst wird.
Nach diesem Aspekt ist es möglich, mehrere Kanäle in dem Abfrageband zu erfassen, und somit kann die Häufigkeit der Änderung des Abfragebands verringert werden, wodurch eine Verringerung der Verarbeitungszeit für die Kanalsuche ermöglicht wird.
Darüber hinaus kann das Ziel der vorliegenden Erfindung mit einem Verfahren erreicht werden, das Schritte zur Realisierung des vorstehenden Aufbaus umfasst.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Breitband-Empfängers.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Breitband-Empfängers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Verarbeitung in einem Breitband-Empfänger nach dieser Ausführungsform.
4 zeigt ein Diagram zur Erläuterung der Erfassung eines Signalbands durch ein Breitband-Filter in einem Breitband-Empfänger nach dieser Ausführungsform.
5(a) bis 5(c) zeigen Diagramme zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem gegenwärtig abgesuchten Kanal und einem gegenwärtig demodulierten Kanal nach dieser Ausführungsform.
6 zeigt ein Blockdiagramm eines Breitband-Empfängers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung in einem Breitband-Empfänger nach der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Hardware eines Breitband-Empfängers nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Elemente wie bei dem in 1 gezeigten herkömmlichen Breitband-Empfänger sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Breitband-Empfänger 10 nach dieser Ausführungsform eine Antenne 12, einen RF-Verstärker 14, einen Frequenzwandler 16, einen Frequenzsynthesizer 18 bestehend aus einem PLL-Schaltkreis und einem VCO, ein Breitband-Filter 20 mit einem vorbestimmten ZF-Band, einen A/D-Wandler 22, einen FFT-Arithmetik-Schaltkreis 24, einen Steuerschaltkreis 26 zur Steuerung dieser Elemente und einen Demodulationsschaltkreis 28.
In dieser Ausführungsform kann der Breitband-Empfänger 10 UKW-Schmalband-Rundfunk, gewerblichen UKW-Rundfunk, Fernsehrundfunk oder dergleichen erfassen. In der vorliegenden Spezifikation wird jedoch als Beispiel das Erfassen von Flugfunk mit einer Frequenzbandbreite (Kanalbreite) von 25 kHz beschrieben.
Das Breitband-Filter 20 nach der vorliegenden Erfindung weist ein Passband von 300 kHz auf. Das heißt, das Breitband-Filter 20 ist so aufgebaut, dass es ein ZF-Band von 300 kHz aufweist.
Außerdem dient der A/D-Wandler 22 dazu, ein eingegebenes Zwischenfrequenzsignal in digitale Daten mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz (zum Beispiel 10 MHz) zu wandeln. Der FFT-Arithmetik-Schaltkreis 24 unterwirft die eingegebenen digitalen Daten der Fast-Fourier-Transformation (FFT), um einen Leistungspegel einer Frequenzkomponente im ZF-Band bezüglich der eingegebenen Daten zu berechnen. Der Steuerschaltkreis 26 steuert den Betrieb des RF-Verstärkers 14 oder des Demodulationsschaltkreises 28 und erfasst eine Frequenz des kommunizierenden Signals auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses des FFT-Arithmetik-Schaltkreises 24.
Die von dem Empfänger 10 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau durchgeführte Verarbeitung wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 3 beschrieben. Beim Einschalten des Empfängers 10 werden zum Beispiel der A/D-Wandler 22 und der FFT-Arithmetik-Schaltkreis 24 initialisiert, und auch die Oszillationsfrequenz des VCO im Frequenzsynthesizer 18 wird initialisiert (Schritt 301). Wenn ein Benutzer dann eine Suchanweisung eingibt, wird die Verarbeitung ab Schritt 302 ausgeführt.
In diesem Empfänger 10 werden die von der Antenne 12 empfangenen Radiowellen von dem RF-Verstärker 14 auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt und dem Frequenzwandler 16 zugeführt. Ein lokales Oszillationssignal von dem VCO im Frequenzsynthesizer 18 wird dem Frequenzwandler 16 zugeführt. Bei dieser Ausführungsform wird durch Ändern der Frequenz des lokalen Oszillationssignals (siehe Schritt 309 weiter unten) das vom Frequenzwandler 16 ausgegebene ZF-Signal durch den Bandpass-Filter 20 mit einem relativ breiten Band von zum Beispiel 300 kHz gefiltert, und, wie in 4 gezeigt, die FFT-Operation wird für jedes Band von etwa 300 kHz (zum Beispiel die Bezugszeichen 401 und 402) durchgeführt, um dadurch einen in diesen Bändern enthaltenen Kanal zu erfassen.
In Schritt 302 wandelt der Frequenzwandler 16 die empfangenen Radiowellen auf der Grundlage des lokalen Oszillationssignals von dem Frequenzsynthesizer 18 in ein Zwischenfrequenzsignal (Schritt 302). Danach wird das Zwischenfrequenzsignal von dem Bandpass-Filter 20 gefiltert und von dem A/D-Wandler 22 in ein digitales Signal gewandelt. Der FFT-Arithmetik-Schaltkreis 24 unterwirft das von dem A/D-Wandler 22 ausgegebene digitale Signal der FFT-Operation (Schritt 303). In dem zuerst ausgeführten Schritt 303 wird die FFT-Operation bezüglich des digitalen Signals durchgeführt, das dem Band 401 in 4 entspricht.
Nach Abschluss der FFT-Operation prüft der Steuerschaltkreis 26 die Ergebnisse der FFT-Operation, um festzustellen, ob ein kommunizierender Kanal vorhanden ist oder nicht (Schritt 304). Wird zum Beispiel Kommunikation in einem bestimmten Frequenzband (Kanal) erfasst (JA in Schritt 304), registriert der Steuerschaltkreis 26 die nötigen Informationen wie etwa dessen Frequenz in einem Speicher (nicht gezeigt) und gibt die Informationen an eine Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) wie etwa eine Flüssigkristallanzeige aus (Schritt 305). Wenn ein Benutzer den Inhalt der Kommunikation in dem in Schritt 304 erfassten Frequenzband erfahren möchte, betätigt er einen vorbestimmten Schalter am Empfänger 10 (JA in Schritt 306). Als Folge wird der Demodulationsschaltkreis 28 aktiviert, und ein Signal in diesem Frequenzband wird demoduliert und einem Audio-Ausgabeschaltkreis zugeführt. Auf diese Weise wird der Kommunikationsinhalt in dem erfassten Kanal als Sprache ausgegeben (Schritt 307).
Wenn andererseits der vorbestimmte Schalter vom Benutzer nicht betätigt wird (NEIN in Schritt 306) oder während der Inhalt der Kommunikation ausgegeben wird, prüft der Steuerschaltkreis 26 erneut die Ergebnisse der FFT-Operation, um dadurch festzustellen, ob ein anderer kommunizierender Kanal vorhanden ist oder nicht (Schritt 304). Wird ein Kanal erfasst, wird danach die Verarbeitung in Schritt 305 bis 307 wiederholt.
Während der Steuerschaltkreis 26 das Vorhandensein eines kommunizierenden Kanals durch Prüfen der Ergebnisse der FFT-Operation bestätigt (Schritte 304 und 305), ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den Kommunikationsinhalt in einem vorbestimmten Kanal mit dem Audio-Ausgabeschaltkreis gleichzeitig zu demodulieren und auszugeben. Dies liegt daran, dass die Informationen (Frequenz und Pegel) bezüglich eines kommunizierenden Kanals in einem vorbestimmten Band (bei dieser Ausführungsform 300 kHz) durch den FFT-Arithmetik-Schaltkreis 24 erhalten wurden, und somit kann, während der Steuerschaltkreis 26 Informationen bezüglich eines bestimmten Kanals erhält, der Demodulationsschaltkreis 28 ein Signal in anderen Kanälen demodulieren und an den Audio-Ausgabeschaltkreis ausgeben.
Bei der Wiedergabe von Kanal 501, wie in 5(a) gezeigt, kann der Steuerschaltkreis 26 zum Beispiel Informationen bezüglich eines Kanals 502 speichern oder die Informationen auf einer Anzeigeeinheit anzeigen. Außerdem wird das Scannen fortgesetzt, sofern nicht ein Benutzer eine Anweisung zur Wiedergabe des Kommunikationsinhalts in Kanal 502 gibt, und der Steuerschaltkreis 26, wie in 5(b) gezeigt, arbeitet, um die Informationen bezüglich des Kanals 503 im Speicher zu speichern oder auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen. Wenn hingegen eine Anweisung zur Ausgabe des Kommunikationsinhalts in Kanal 503 gegeben wird, wie in 5(c) gezeigt, wird ein Signal in Kanal 503 über den Demodulationsschaltkreis 28 dem Audio-Ausgabeschaltkreis zugeführt, und der Kommunikationsinhalt in Kanal 503 wird als Sprache ausgegeben. Außerdem wird unabhängig von dem Kanal während der Demodulation das Scannen sequenziell fortgesetzt (zum Beispiel Kanal 504).
Nach Abschluss der Suche in einem vorbestimmten Abfrageband (300 kHz bei dieser Ausführungsform) (JA in Schritt 308) weist der Steuerschaltkreis 26 den Frequenzsynthesizer 18 an, die Oszillationsfrequenz des VCO zu ändern, und in Reaktion auf diese Anweisung ändert der Frequenzsynthesizer 18 die Oszillationsfrequenz des VCO und gibt ein lokales Oszillationssignal mit einer neuen Frequenz aus (Schritt 309). Wenn zum Beispiel der Frequenzsynthesizer 18 ein lokales Oszillationssignal ausgibt, so dass der Frequenzwand ler 16 ein Zwischenfrequenzsignal ausgibt, um das Band 401 in 4 zu erfassen, gibt in Schritt 309 der Frequenzsynthesizer 18 ein lokales Oszillationssignal mit einer neuen Frequenz an den Frequenzwandler 16, so dass der Frequenzwandler 16 ein Zwischenfrequenzsignal ausgibt, um das Band 402 zu erfassen. Auf diese Weise wird die Frequenz des lokalen Oszillationssignals durch Schritt 309 geändert, und durch Wiederholen der Schritte 302 bis 308 wird es möglich, jedes der Bänder 401 bis 40n der FFT-Operation zu unterwerfen, um einen Kanal zu erfassen, der in jedem Band enthalten sein kann.
Nachstehend wird eine Beschreibung bezüglich des Vergleichs der Verarbeitungszeit zwischen dem Empfänger 10 nach dieser Ausführungsform und einem herkömmlichen Empfänger gegeben. Hierbei wird angenommen, dass der Suchfrequenzbereich S_bw [Hz], die Bandbreite des Betriebsfrequenzbereichs eines Nicht-Suchsignals, das heißt die Bandbreite eines Kanals, C_bw [Hz], die Frequenzsteuerzeit mittels eines lokalen Oszillators T_ch [s] und die Zeit für Operationen des FFT-Arithmetik-Schaltkreises 24 T_fft [s] ist.
Für den herkömmlichen Empfänger kann dann die Zeit T_sold für die Suche im Suchfrequenzbereich im Wesentlichen durch folgenden Ausdruck (1) angegeben werden: Tsold = (Sbw/Cbw) × Tch (1)
Andererseits kann für den Empfänger nach der vorliegenden Ausführungsform die Zeit T_sfft für die Suche im Suchfrequenzbereich im Wesentlichen durch folgenden Ausdruck (2) angegeben werden: Tsfft = (Sbw/Ibw) × (Tch + Tfft) (2)
Um die Suchzeit des Empfängers nach dieser Ausführungsform kürzer als die Suchzeit des herkömmlichen Empfängers zu machen, braucht daher nur der folgende Ausdruck berechnet zu werden:
T_sold > T_sfft, das heißt Ibw/Cbw > Tfft/Tch + 1 (3)
Insbesondere ist in Ausdruck (3) die linke Seite vorzugsweise ausreichend größer als die rechte Seite.

Nachstehend wird ein spezifischeres Vergleichsbeispiel beschrieben. In Japan sind zum Beispiel die Frequenzen für den Flugfunk, eine „key machine" für Schnurlostelefone und digitale Autotelefone entsprechend der nachstehenden Tabelle 1 zugeteilt. Tabelle 1

Band	Frequenz	Frequenzband	Stufe
Flugfunk	108 bis 132 MHz	24 MHz	25 kHz
Schnurlostelefon „key machine"	380,2125 bis 381,3125 MHz	1,1 MHz	12,5 kHz
Digitales Mobil-telefon	810,0125 bis 825,9875 MHz	15,975 MHz	12,5 kHz

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, sind für den Flugfunk Kanäle in dem Band von 24 MHz zwischen 108 MHz und 132 MHz mit Intervallen von 25 kHz zugeteilt. Daher ergibt sich die Anzahl der Kanäle durch 24 MHz/25 kHz = 960. Es wird ein Fall betrachtet, bei dem alle Kanäle mit dem herkömmlichen Empfänger abgesucht werden. Bei dem herkömmlichen Breitband-Empfänger (zum Beispiel dem eines Typs mit Wechsel der Frequenz des PLL wie in 1 gezeigt) beträgt die Zeit zum Ändern der Frequenz und Erfassen des Vorliegens eines kommunizierenden Kanals etwa 20 ms. Da der Empfänger eine Geschwindigkeit von etwa 20 ms pro Kanal hat, bedeutet dies, dass er zum Absuchen aller Kanäle 20 ms × 960 = 19,6 s benötigt.
Wenn andererseits das Frequenzband (Abfrageband), das der FFT-Operation unterworfen werden soll, mit 300 kHz angenommen wird, erhält der Empfänger nach dieser Ausführungsform ein Signal mit einer Häufigkeit von 24 MHz/300 kHz = 80, und unterwirft das erhaltene Signal der FFT-Operation. In einem DSP einer Generation vor dem gegenwärtig (1998) verwendeten reichen zur Ausführung der FFT-Operation mit einer Auflösung von 25 kHz als ein Intervall (Stufe) der Kanäle etwa 160 μs aus. Daher sind zum Absuchen aller Kanäle (20 ms + 160 μs) × 80 = 1,6 s ausreichend. In dem vorstehenden Ausdruck ist 20 ms die Zeit, die zum Ändern der Frequenz nötig ist, entsprechend dem herkömmlichen Breitband-Empfänger.
Wie vorstehend beschrieben, reicht nach dieser Ausführungsform im Vergleich zu dem Fall mit dem herkömmlichen Empfänger 1/12 der Zeit aus, um alle Kanäle abzusuchen.
In gleicher Weise ist nachstehend ein Vergleich für alle in dem Frequenzband des Schnurlostelefons bzw. des digitalen Autotelefons enthaltenen Kanäle beschrieben.
1. Schnurlostelefon
Herkömmlicher Empfänger:

(1,1 MHz/12,5 kHz) × 20 ms = 1,76 s

Diese Ausführungsform:

(1,1 MHz/300 kHz) × (500 μs + 20 ms) = 75 ms

Hierbei ist 500 μs die Zeit, die zum Durchführen der FFT-Operation mit einer Auflösung von 12,5 kHz durch den DSP nötig ist, und 20 ms im nachstehenden Ausdruck ist die Zeit, die zum Ändern der Frequenz eines lokalen Oszillationssignals nötig ist.
2. Digitales Mobiltelefon
Herkömmlicher Empfänger:

(15,975 MHz/12,5 kHz) × 20 ms = 25,56 s

Diese Ausführungsform:

(15,975 MHz/300 kHz) × (500 μs + 20 ms) = 1,091 s

Wie vorstehend beschrieben, ist in beiden Fällen zu erkennen, dass der Empfänger nach dieser Ausführungsform eine Zeit von etwa 1/23,5 des herkömmlichen Empfängers als Suchzeit benötigt.
Wie vorstehend ausführlich beschrieben, wird nach dieser Ausführungsform hinsichtlich eines Zwischenfrequenzsignals ein Frequenzband, das mindestens mehrere Kanäle enthält, entnommen, das Signal in dem Frequenzband wird der FFT-Operation unterworfen und ein in dem Frequenzbereich enthaltener Kanal wird erfasst. Außerdem kann ein optionaler Kanal in dem nötigen Suchfrequenzbereich durch Ändern des entnommenen Frequenzbands erfasst werden. Daher wird es möglich, die Verarbeitungszeit für die Erfassung durch Einstellen der Frequenzbandbreite und Verringern der Häufigkeit der Änderung des Frequenzbands, die Zeit erfordert, zu verringern. Außerdem kann während der Erfassung eines Kanals der Kommunikationsinhalt in anderen Kanälen wiedergegeben werden, sofern er im selben Frequenzband ist.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifikationen sind innerhalb des Umfangs der in den Ansprüchen beschriebenen vorliegenden Erfindung möglich, die im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist zum Beispiel der Demodulationsschaltkreis 28 so aufgebaut, dass er den digitalen Ausgang von dem A/D-Wandler 22 empfängt, ein Signal aus einem vorbestimmten Kanal demoduliert und das demodulierte Signal dem Audio-Ausgabeschaltkreis zuführt. In diesem Fall können der FFT-Arithmetik-Schaltkreis 24 und der Demodulationsschaltkreis 28 durch einen einzelnen DSP (digitaler Signalprozessor) realisiert werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und anstelle des Demodulationsschaltkreises 28 kann, wie in 6 gezeigt, ein analoger Demodulationsschaltkreis 32 zum Empfangen eines analogen Ausgangs des Breitband-Filters 20 und zum Demodulieren eines ausgewählten vorbestimmten Kanals vorgesehen werden.
Außerdem weist bei der vorstehenden Ausführungsform das Breitband-Filter 20 eine Bandbreite von 300 kHz auf, aber die Bandbreite ist nicht hierauf beschränkt und kann unter Berücksichtigung des Nyquist-Intervalls, der Anzahl der von dem FFT-Arithmetik-Schaltkreis 24 zu berechnenden Abtastungen oder dergleichen entsprechend eingestellt werden. Al ternativ kann, sofern möglich, ein Breitband-Filter vorgesehen werden, das ein Hindurchtreten durch den Suchfrequenzbereich erlaubt. In diesem Fall kann der Suchfrequenzbereich selbst als das Abfrageband ausgewiesen werden, und in 3 wird es möglich, einen Kanal in dem Suchfrequenzbereich zu erfassen, ohne das lokale Oszillationssignal durch den Frequenzsynthesizer zu ändern.
Selbstverständlich ist die Abtastfrequenz im A/D-Wandler 22 nicht auf den in der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen Wert beschränkt, und mindestens das Zweifache der Größe der Bandbreite von Nicht-Abtastsignalen reicht aus. Wenn zum Beispiel ein in den A/D-Wandler eingegebenes Signal 10,7 MHz ± 150 kHz beträgt, muss die Abtastfrequenz nur mindestens das Zweifache der Größe der Bandbreite betragen, das heißt 600 kHz oder höher, und eine Frequenz von nicht weniger als 10,7 MHz muss sichergestellt sein.
Außerdem ist die vorstehende Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, so aufgebaut, dass bei Erfassen eines Kanals in Reaktion auf eine Anweisung zum Demodulieren des Kanals (Schritt 306) ein Signal in einem angegebenen Kanal demoduliert wird (Schritt 307), während gleichzeitig andere Kanäle abgesucht werden (Schritt 304). Als Folge kann während der Demodulation und Ausgabe die Erfassung anderer Kanäle durchgeführt werden, wodurch eine Verringerung der Verarbeitungszeit ermöglicht wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehende Verarbeitung beschränkt. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verarbeitung. In 7 sind dieselben Verarbeitungsschritte wie in 3 mit denselben Bezugszeichen versehen. Wie in 7 gezeigt, werden alle kommunizierenden Kanäle in dem Abfrageband erfasst (Schritt 704), und Informationen bezüglich der Kanäle werden auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinheit angezeigt und die Informationen werden in einem Speicher gespeichert (Schritt 705). Wenn ein Benutzer einen bestimmten Kanal auswählt, demoduliert der Demodulationsschaltkreis 28 den Kanal und liefert ein Signal an den Au dio-Ausgabeschaltkreis. Selbstverständlich sind auch andere Verarbeitungsformen möglich.
Bei dieser Ausführungsform wird ein vom Demodulationsschaltkreis demoduliertes Signal dem Audio-Ausgabeschaltkreis zugeführt, und der Kommunikationsinhalt wird als Sprache ausgegeben. Der Aufbau ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und der Kommunikationsinhalt kann auch an die Anzeigeeinheit ausgegeben werden.
Außerdem steht in dieser Beschreibung der Begriff Mittel nicht immer für physikalische Mittel und schließt einen Fall ein, bei dem die Funktion des jeweiligen Mittels durch Software realisiert ist. Darüber hinaus kann eine Funktion eines Mittels durch zwei oder mehr physikalische Mittel realisiert werden oder Funktionen von zwei oder mehr Mitteln können durch ein physikalisches Mittel realisiert werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Mit der vorliegenden Erfindung kann Rundfunk, in dem ein vorbestimmter Frequenzbereich für Flugfunk und digitale Mobiltelefone, einschließlich UKW-Schmalband-Rundfunk, gewerblicher UKW-Rundfunk und Fernsehrundfunk, zugeteilt ist und mehrere Kanäle in dem zugeteilten Frequenzbereich, das heißt einem Frequenzband in einer bestimmten Stufe, zugeteilt sind, abgesucht werden, um einen kommunizierenden Kanal zu erfassen, und der Inhalt kann ausgegeben werden. Daher ist die vorliegende Erfindung für Empfänger und Sender anwendbar.

Claims

Breitband-Empfänger (10), der Radiowellen empfängt, und einen einem bestimmten Rundfunk zugeteilten Frequenzbereich als Suchfrequenzbereich verwendet, um einen Kanal zu ermitteln, der in dem Suchfrequenzbereich kommuniziert, umfassend: ein Signalextraktionsmittel (12, 14, 16, 18) zum Extrahieren eines Signals, wobei das Signal mit einem Abfrageband korrespondiert, das mit einem Suchfrequenzbereich, der durch Unterteilen des Suchfrequenzbereichs in mindestens zwei, korrespondiert; Leistungsberechnungsmittel (24) zum Empfangen eines durch das Signalextraktionsmittel extrahierten Signals und zum Berechnen einer Leistung bezüglich der Frequenz; Kanalerfassungsmittel zum sequentiellen Erfassen eines Kanals oder mehrerer Kanäle, die in dem Abfrageband kommunizieren, auf Grundlage des Berechnungsergebnisses von dem Leistungsberechnungsmittel; einen Demodulationsschaltkreis (28) zum Demodulieren und Ausgeben eines Signals eines vorbestimmten Kanals, der kommuniziert; und einen Steuerschaltkreis (26) zum Bestimmen eines kommunizierenden Kanals, der sequentiell durch den Erfassungsschaltkreis erfaßt wird, gemäß einer vorbestimmten Anweisung, und um dem Demodulationsschaltkreis zu erlauben, das Signal in dem bestimmten Kanal zu demodulieren; dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger so eingerichtet ist, daß, während der Demodulationsschaltkreis ein Signal in dem bestimmten Kanal demoduliert und ausgibt, der Erfassungsschaltkreis die übrigen Kanäle parallel zur Demodulation durch den Demodulationsschaltkreis erfaßt, und der Erfassungsschaltkreis angepaßt ist, einen im Suchfrequenzbereich kommunizierenden Kanal dadurch zu erfassen, daß er das Abfrageband wie erforderlich mittels dem Steuerschaltkreis (26) verändert.
Breitband-Empfänger (10) gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen Frequenzwandler (16), der die Frequenz eines Signals, das über eine Antenne (12) eingegeben wird, durch Verwendung eines lokalen Oszillationssignals von einem lokalen Oszillator wandelt; ein mit dem Frequenzwandler (16) verbundenes Breitband-Filter (20), das die Ausgabe des Frequenzwandlers (16) empfängt, um einer Signalkomponente, die mit einem Abfrageband, das eine Bandbreite von mindestens mehreren Kanälen beinhaltet, korrespondiert, zu erlauben, durch dieses hindurchzutreten; einen mit dem Breitband-Filter (20) verbundenen A/D-Wandler (22), der eine Signalkomponente empfängt und die Signalkomponente in ein digitales Signal wandelt; einen mit dem A/D-Wandler (22) verbundenen FFT-Arithmetik-Schaltkreis (24), der das digitale Signal empfängt und das Signal einer Fast-Fourier-Transformation unterwirft; einen Erfassungsschaltkreis, der einen oder mehrere in einem vorbestimmten Abfrageband kommunizierende Kanäle auf Grundlage des mittels des FFT-Arithmetik-Schaltkreises erhaltenen Berechnugnsergebnisses erfaßt und das Erfassungsergebnis ausgibt; wobei der Steuerschaltkreis (26) angepaßt ist, eine Frequenz des lokalen Oszillationssignals zu verändern, um das Abfrageband zu verändern.
Breitband-Empfänger gemäß Anspruch 2, wobei die Breite des Abfragebands des Breitband-Filters (20) gesetzt wird auf: Ibw/Cbw > Tfft/Tch + 1(wobei I_bw eine Abfragebandbreite, C_bw ein Suchfrequenzbereich, T_fft die Zeit für Operationen im FFT-Arithmetik-Schaltkreis und T_ch die Frequenzsteuerzeit eines lokalen Oszillators ist).
Breitband-Empfänger gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Demodulationsschaltkreis (28) mit dem A/D-Wandler (22) verbunden ist und das digitale Signal empfangt, um ein Signal in dem erfaßten Kanal zu demodulieren, so daß die Demodulation mittels des Demodulationsschaltkreises (28) parallel mit der Erfassung des Kanals verwirklicht wird.
Breitband-Empfänger gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Demodulationsschaltkreis mit dem Breitband-Filter (20) verbunden ist und die Ausgabe von dem Breitband-Filter (20) erhält, um ein Signal in einem vorbestimmten Kanal zu demodulieren, so daß die Demodulation mittels des Demodulationsschaltkreises parallel mit der Erfassung des Kanals verwirklicht wird.
Kanalabfrageverfahren zum Empfangen von Radiowellen, zum Verwenden eines einem bestimmten Rundfunk zugeteilten Frequenzbereichs als Suchfrequenzbereich um einen Kanal zu ermitteln, der in dem Suchfrequenzbereich kommuniziert, und zum Demodulieren und Ausgeben eines Signals in einem vorbestimmten Kanal, umfassend die Schritte: Erhalten eines Abfragebands durch Unterteilen des Suchfrequenzbereichs in mindestens zwei, falls erforderlich; Extrahieren eines mit dem Abfrageband korrespondierenden Signals; Berechnen einer Leistung des extrahierten Signals bezüglich der Frequenz; sequentielles Erfassen eines Kanals oder mehrerer Kanäle, die in dem Abfrageband kommunizieren, auf Grundlage der berechneten Leistung; Bestimmen des sequentiell erfaßten kommunizierenden Kanals gemäß einer vorbestimmten Anweisung; gekennzeichnet durch die Schritte Erfassen der übrigen kommunizierenden Kanäle parallel zur Demodulation und Ausgeben eines Signals in dem bestimmten Kanal; Wiederholen einer Umwandlung der Frequenz des lokalen Oszillationssignals und Verändern des Abfragebands, um in dem Frequenzbereich kommunizierende Kanäle zu erfassen, und Demodulieren und Ausgeben eines Signals in dem bestimmten Kanal.
Kanalabfrageverfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend die Schritte: Umwandeln der Frequenz eines Signals, das über eine Antenne eingegeben wird, mittels eines lokalen Oszillationssignals von einem lokalen Oszillator; Erlauben, daß eine Signalkomponente, die mit einem Abfrageband, das eine Bandbreite von mindestens mehreren Kanälen beinhaltet, korrespondiert, unter Zwischenfrequenzsignalen, die durch die Frequenzumwandlung erhalten werden, zu passieren.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Breite des Abfragebands des Breitband-Filters gesetzt wird auf: Ibw/Cbw > Tfft/Tch + 1(wobei I_bw eine Abfragebandbreite, C_bw ein Suchfrequenzbereich, T_fft die Zeit für Operationen im FFT-Arithmetik-Schaltkreis und T_ch die Frequenzsteuerzeit eines lokalen Oszillators ist).