JP2001119298A - 広帯域ディジタル受信機 - Google Patents
広帯域ディジタル受信機Info
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Abstract
た時の両者の信号レベル比が大きい場合、受信機各部の
回路は十分なダイナミックレンジを持つ必要があり、A
GCアンプ6出力をディジタル化するA/D変換器7に
は大きなダイナミックレンジが要求されるが、現状では
非常に高価、大型で消費電流も大きい。 【解決手段】A/D変換器7の出力から、信号検出回路
8で最大電力の信号を検出し、減算器13でAGCアン
プ6出力とD/A変換器10でアナログ化した前記最大
電力信号との差を求め、その出力をA/D変換器15で
ディジタル化してチャネル分離し復調する。
Description
通信で使用される受信機において、受信信号を広帯域の
ままA/D変換する場合に、性能劣化なく小型で安値な
A/D変換器を使用できる広帯域ディジタル受信機に関
する。
り、アナログ回路で実現していた機能をディジタル回路
で実現する例が増えている。ディジタル回路で機能を実
現した場合、特性のハラッキがない、経年劣化がない、
調整が不要というメリットが得られる。さらに、ディジ
タル回路としてDSP等のプログラマブルなテバイスを
用いた場合、ソフトウェアによって機能が記述されるの
で、修正、変更が容易であるというメリットも得られ
る。ディジタル携帯電話等の移動体通信の分野において
もディジタル回路への移行は進んでおり、究極の例とし
て通信機能のほとんとをソフトウェアで実現するソフト
ウェア無線機(Joe Mitola,"The Software Radio Archi
tecture",IEEE Communication Magazine May 1995 Vo
l.33 No.5)が提案されている。
ル分離を、ディジタル回路で行うようにした従来の広帯
域ディジタル受信機の一例を示す構成概要である。ここ
で、広帯域ディジタル受信機とは、RF帯あるいはIF
帯において、広帯域信号をそのままA/D変換し、チャ
ネル分離以降の処理をディジタル回路で行う受信機であ
る。(関連特許出願:“ディジタル無線周波受信機”特
願昭61-504791)同図に示すように、この受信機は、無
線電波を受信するアンテナ1と、帯域制限を行うRFバ
ンドパスフィルタ2と、IF信号に周波数変換して帯域
制限を施すためのミキサ3とローカル信号発振器4とI
Fバンドパスフィルタ5と、IF信号増幅用のAGCア
ンプ6と、アナログのIF受信信号をディジタルに変換
するA/D変換器7と、所望のチャネル帯域を分離する
チャネル分離器16と、該チャネル分離器出力信号から
データ信号を復調する復調器17とで構成される。
れた受信信号は、RFバンドパスフィルタ2に入力され
て必要な帯域制限を受ける。ここで言う必要な帯域とは
該広帯域ディジタル受信機が受信可能なバンド幅であ
り、通常使用されるシステムのサーヒスバンド帯域に一
致する。RFバンドパスフィルタ2の通過帯域幅をWと
する。次に、RFバンドパスフィルタ2で帯域制限を受
けた受信信号(RF信号)は、ミキサ3とローカル発振
器4とIFバンドパスフィルタ5により周波数変換及び
帯域制限を施されてIF信号となる。バンドパスフィル
タ5の帯域幅すなわちIF信号の帯域幅はWである。該
IF信号はAGCアンプ6で増幅された後、A/D変換
器7で広帯域ディジタル信号に変換される。前記AGC
アンプ6の増幅率は、A/D変換器7への入力信号が該
A/D変換器7の最大入力レヘルを越えない範囲で最大
になるようにフィードバック制御される。変換された広
帯域ディジタル信号はチャネル分離器16で所望の狭帯
域(チャネル帯域)ディジタル信号に分離される。ここ
での狭帯域(チャネル帯域)は、例えばPDC800MH
z方式携帯電話では25kHzの帯域幅である。チャネ
ル分離されたチャネル帯域ディジタル信号は、復調器1
7においてシステムの変調方式(PDC800MHz方式
携帯電話ではπ/4QPSK)に応じて復調され、テー
タ信号となる。
地局に対するエリア内の複数の移動局の位置関係は時々
刻々と変化しするので、希望局と干渉局からの電波信号
を同時に受信した際の両者の入力信号のレベル比が非常
に大きくなる場合がある。そのため、受信機各部の回路
は、十分なダイナミックレンジを持つ必要があり、前記
広帯域ディジタル受信機では、A/D変換器7に要求さ
れる入力ダイナミックレンジは大きな値を要求されるた
め、変換ビット数を大きくしなければならい。しかしな
がら、広帯域ディジタル受信機に必要なサンプリング速
度で大きなダイナミックレンジのA/D変換器は、現状
では非常に高価、大型で消費電流も多くなってしまうと
いう問題があった。本発明は、以上説明したような従来
の広帯域ディジタル受信機の問題点を解決するためにな
されたものであって、性能劣化を起こすことなくA/D
変換器に要求されるダイナミックレンジ(量子化ビット
数)を低減して、安価で小型のA/D変換器を使用でき
る広帯域ディジタル受信機を提供することを目的とす
る。
め、本発明においては、広帯域の受信信号を増幅するA
GC増幅手段と、前記AGC増幅手段の出力信号をディ
ジタル変換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段
の出力から所望のチャネル帯域を分離するチャネル分離
手段と、前記チャネル分離手段の出力信号を復調する復
調手段で構成される広帯域ディジタル受信機において、
前記A/D変換手段の出力信号の中から最大電力の信号
を検出する検出手段と、前記検出手段の出力をアナログ
信号に変換するD/A変換手段と、前記AGC増幅手段
の出力と前記D/A変換手段の出力信号との減算を行う
減算手段と、前記減算手段の出力を増幅する第2のAG
C増幅手段と、前記第2のAGC増幅手段の出力信号を
ディジタル変換する第2のA/D変換手段とを、前記チ
ャネル分離手段の前段に接続したことを特徴とする。
の形態に基づいて説明する。図1は、本発明に係わる広
帯域ディジタル受信機の実施の一形態例を示す構成概要
図である。同図に示すように、本受信機は、無線電波を
受信するアンテナ1と、帯域制限を行うRFバンドパス
フィルタ2と、受信信号をIF信号に周波数変換し帯域
制限を施すためのミキサ3とローカル信号発振器4とI
Fバンドパスフィルタ5と、増幅用のAGCアンプ6
と、アナログ受信信号をディジタルに変換するA/D変
換器7と、信号電力が最大の受信信号を検出する最大信
号検出器8と、不要波を除去するバンドパスフィルタ9
と、ディジタル信号をアナログに変換するD/A変換器
10と、イメージ信号を除去するローパスフィルタ11
と、切替器12と、2信号の差を出力する減算器13
と、増幅用の第2のAGCアンプ14と、第2のA/D
変換器15と、所望のチャネル帯域を分離するチャネル
分離器16と、チャネル信号を復調する復調器17とで
構成される。
ル受信機は、図3の従来の受信機におけるA/D変換器
7とチャネル分離器16との間に、本発明の特徴となる
信号処理手段を挿入した構成となっているので、図3と
共通する回路の説明は省略する。図1において、A/D
変換器7でA/D変換された広帯域ディジタル信号は、
最大信号検出回路8において信号電力が最大の信号の周
波数と帯域幅とが特定される。前記最大信号検出回路8
における最大信号の検出方法は、例えばFFT(高速フ
ーリエ変換)なとが利用できる。前記最大信号検出回路
8の出力信号は、バンドパスフィルタ9において不要波
が除去される。該バンドパスフィルタ9はDSP等の信
号処理回路で定義されるディジタルフィルタであり、検
出された最大信号の周波数成分のみを通過させるよう、
ソフトウェアにより容易に適応的に制御される。前記バ
ンドパスフィルタ9の出力は、前記A/D変換器7でA
/D変換された広帯域ディジタル信号に含まれる信号の
うち、最大レベルの信号のレプリカとなる。
D/A変換器10によりアナログ信号に変換され、ロー
パスフィルタ11でイメージ信号が除去された後、切替
器12を介して減算器13に入力する。前記減算器13
においては、前記A/D変換器7の入力信号と前記ロー
パスフィルタ11出力信号との減算処理が行われる。但
し、最大信号検出回路8において検出した最大信号の周
波数が希望局信号の周波数と一致する場合は、前記切替
器12におけるローパスフィルタ11と減算器13間の
接続を断としてAGCアンプ6の出力をそのまま第2の
AGCアンプ14に供給することになる。前記減算器1
3の出力信号は、第2のAGCアンプ14で増幅された
後、第2のA/D変換器15で再ひ広帯域ディジタル信
号に変換される。前記第2のAGCアンプ14の増幅率
は、第2のA/D変換器15への入力信号が該第2のA
/D変換器15の最大入力レヘルを越えない範囲で最大
になるようにフィードバック制御される。
る場合の、本発明の広帯域ディジタル受信機各部の周波
数スペクトルで、同図(a)はA/D変換器7の入力信
号(受信信号)のスペクトル図であり、同図(b)はロ
ーパスフィルタ11の出力信号のスペクトル図であり、
同図(c)は第2のA/D変換器15の入力信号のスペ
クトル図である。同図をもとに、本発明の詳細を説明す
る。図2(a)に示すように、受信信号の干渉信号レベ
ルは、希望信号レベルに比べて非常に大きい。そして、
AGCアンプ6の増幅率は、A/D変換器7への入力信
号が、そのA/D変換器7の最大入力レヘルを越えない
範囲で最大になるようにフィードバック制御されるの
で、前記A/D変換器7のダイナミックレンジが小さい
場合、希望信号は量子化ノイズに消されてしまう。この
ため、A/D変換器7から最大信号検出回路8に出力さ
れるディジタル信号には、干渉信号と量子化雑音のみが
含まれることになる。ここでは、干渉信号が1波で、且
つその信号電力が最大であると仮定する。前記最大信号
検出回路8では、この干渉信号の周波数を特定し、バン
ドパスフィルタ9に出力する。前記バンドパスフィルタ
9においては、その特性を変化させて干渉信号の周波数
成分を取り出すことにより、A/D変換器7の量子化雑
音を抑圧したダイナミックレンジの大きな干渉信号のレ
フリカを得ることができる。従って、D/A変換器10
の出力信号は、干渉信号と抑圧された量子化雑音信号で
ある。ただし、前記D/A変換器10は、向上したダイ
ナミックレンジに対応する分解能(量子化ビット数)に
対応していなければならない。
器10の出力信号をローパスフィルタ11に通した後の
アナログ信号のスペクトルは、ダイナミックレンジの大
きな干渉信号のレブリカが得られる。そして、減算器1
3において、前記A/D変換器7への入力信号から、前
記干渉信号のレプリカ(ローパスフィルタ11の出力信
号)を減算することによって干渉信号を抑圧することが
できる。第2のAGCアンプ14の出力信号(第2のA
/D変換器15入力信号)のスペクトルを図2(c)に
示す。干渉信号が抑圧されているので、希望信号は第2
のAGCアンプ14で増幅された後、量子化雑音に消さ
れることなく第2のA/D変換器15で再度ディジタル
信号に変換される。
換された広帯域受信信号はチャネル分離器16で所望の
チャネルの信号のみが分離される。チャネル分離された
狭帯域(チャネル帯域)ディジタル信号は、復調器17
においてシステムの変調方式(例えばPDC800MHz
方式携帯電話ではπ/4QPSK)に応して復調され、
データ信号となる。
且つその電力が最大であると仮定したが、干渉波が複数
存在する場合は、希望信号以外の電力の大きな複数の干
渉信号をFFTなどを用いた検出回路により特定し、そ
れらを通過させる複数のバンドパスフィルタを用いて複
数の干渉信号の合成信号のレプリカを作成することによ
り対処できる。また、本発明では、従来方式に比べて量
子化ビット数の少ないA/D変換器を用いて構成できる
が、反面、量子化ビット数の大きなD/A変換器が必要
である。しかし、サンプリング速度が同じならば、A/
D変換器に比べて、D/A変換器は量子化ビット数の向
上が容易であることから、D/A変換器を含む回路の増
加を考慮しても装置の小型化・低コスト化において有利
な方式であるといえる。
ので、従来方式に比べて干渉信号を減衰させることがで
き、A/D変換器に要求されるダイナミックレンジを小
さくすることが可能となり、広帯域ディジタル受信機の
コスト・消費電流の低減及び小型化を実現する上で大き
な効果がある。
の一形態例を示す構成概要図。
スペクトル、(a)は、A/D変換器7の入力信号のス
ペクトル、(b)は、ローパスフィルタ11の出力信号
のスペクトル、(c)は、第2のA/D変換器15の入
力信号のスペクトル。
成概要図。
3・・ミキサ、4・・ローカル信号発振器、 5
・・IFバンドパスフィルタ、6・・AGCアンプ、
7・・A/D変換器、 8・・最大信号検出器、9・・
バンドパスフィルタ、 10・・D/A変換器、1
1・・ローパスフィルタ、 13・・減算器、14
・・第2のAGCアンプ、 15・・第2のA/D変
換器、16・・チャネル分離器、 17・・復調
器
Claims (1)
- 【請求項1】 広帯域の受信信号を増幅するAGC増幅
手段と、前記AGC増幅手段の出力信号をディジタル変
換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段の出力か
ら所望のチャネル帯域を分離するチャネル分離手段と、
前記チャネル分離手段の出力信号を復調する復調手段で
構成される広帯域ディジタル受信機において、前記A/
D変換手段の出力信号の中から最大電力の信号を検出す
る検出手段と、前記検出手段の出力をアナログ信号に変
換するD/A変換手段と、前記AGC増幅手段の出力と
前記D/A変換手段の出力信号との減算を行う減算手段
と、前記減算手段の出力を増幅する第2のAGC増幅手
段と、前記第2のAGC増幅手段の出力信号をディジタ
ル変換する第2のA/D変換手段とを、前記チャネル分
離手段の前段に接続したことを特徴とする広帯域ディジ
タル受信機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29646699A JP3887515B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 広帯域ディジタル受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29646699A JP3887515B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 広帯域ディジタル受信機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001119298A true JP2001119298A (ja) | 2001-04-27 |
JP3887515B2 JP3887515B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=17833926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29646699A Expired - Fee Related JP3887515B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 広帯域ディジタル受信機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3887515B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004023358A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Denso Corp | 統合通信装置 |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29646699A patent/JP3887515B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004023358A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Denso Corp | 統合通信装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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