JP2002026759A - 振幅変調方式の受信装置 - Google Patents

振幅変調方式の受信装置

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JP2002026759A
JP2002026759A JP2001148291A JP2001148291A JP2002026759A JP 2002026759 A JP2002026759 A JP 2002026759A JP 2001148291 A JP2001148291 A JP 2001148291A JP 2001148291 A JP2001148291 A JP 2001148291A JP 2002026759 A JP2002026759 A JP 2002026759A
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ツムケラー、マーカス
Carsten Merkle
メルクレ、カルステン
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  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ＡＧＣ増幅器の利得を正しく設定することがで
き、また、目的の信号成分を所望の分解能でデジタル信
号に変換することができる。 【解決手段】 目的の信号成分の中心周波数をＲＦ帯か
ら第１の中間周波数帯ＩＦ１にシフトするダウンコンバ
ータ３の周波数を、例えば目的の信号成分に隣接する高
いレベルの不要な信号成分が第１のアナログＩＦフィル
タ６の通過帯域外になるようにずらす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振幅変調方式の受
信装置（amplitude modulation receiver：以下、ＡＭ
受信機という。）と、ＡＭ信号の受信及び処理方法に関
する。特に、本発明は、アナログ中間周波数フィルタ
（analog IF filter：以下、アナログＩＦフィルタとい
う。）を備える短波ＡＭ受信機等の一定の中間周波数帯
域幅を有するＩＦフィルタを備えたＡＭ受信機に関し、
例えばデジタル無線モンディアル方式（Digital Radio
Mondial system：以下、ＤＲＭ方式という。）の受信機
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＲＭ方式において、受信機の中間周波
数帯域幅は、２０ｋＨｚと規定されている。したがっ
て、受信機内のアナログＩＦフィルタは、２０ｋＨｚの
帯域幅を有さなければならない。一方、ＤＲＭ方式の受
信機で処理可能なＤＲＭ信号及び既存のアナログ信号の
有効な帯域幅は、既存のアナログＡＭ信号の場合のよう
に、１０ｋＨｚ又は１０ｋＨｚ以下であってもよい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】目的の信号（wanted s
ignal）の帯域幅が、受信機のアナログＩＦフィルタよ
りも狭く、この目的の信号に隣接して不要な信号（unwa
nted signal）が発生すると、特に、そのような不要な
信号のレベルが高いときには、問題が生じる。すなわ
ち、アナログＩＦフィルタにより抑圧されないこの不要
な信号によって、後段の自動利得制御（Automatic gain
control：以下、ＡＧＣという。）増幅器の利得が誤っ
て設定され、ＡＧＣ増幅処理の後であってデジタルベー
スバンド処理の前に行われるアナログ／デジタル変換
（A/D-conversion：以下、Ａ／Ｄ変換という。）処理の
際に、目的の信号の所望の分解能が得られなくなる。
【０００４】図３は、上述したようなＡＭ信号と、２つ
の異なる中間周波数帯のアナログＩＦフィルタの特性を
示す図であり、図中のｆＩＦ１は、無線周波数帯ＲＦか
ら第１の中間周波数帯ＩＦ１への第１のダウンコンバー
トの際に用いられる第１のアナログＩＦフィルタの中心
周波数であり、ｆＩＦ２は、第１の中間周波数帯ＩＦ１
から第２の中間周波数帯ＩＦ２への第２のダウンコンバ
ートの際に用いられる第２のアナログＩＦフィルタの中
心周波数である。
【０００５】図３（Ａ）は、第１のダウンコンバート後
の信号を示す図である。第１のアナログＩＦフィルタの
通過帯域幅は、図３（Ａ）に示すように、２０ｋＨｚで
あり、すなわち第１のアナログＩＦフィルタの通過帯域
は、ｆＩＦ１−１０ｋＨｚ〜ｆＩＦ１＋１０ｋＨｚであ
る。第１の中間周波数帯ＩＦ１にダウンコンバートされ
たＡＭ信号の目的の信号成分３０は、中心周波数ｆＣ＝
ｆＩＦ１とした１０ｋＨｚの帯域幅を有し、すなわち、
第１の中間周波数帯ＩＦ１におけるＡＭ信号の周波数帯
域は、ｆＩＦ１−５ｋＨｚ〜ｆＩＦ１＋５ｋＨｚであ
る。この目的の信号成分３０の近傍には、目的の信号成
分３０に比して低い、等しい又は高いレベルの不要な信
号成分３１ａ，３１ｂがある。この図３（Ａ）には、周
波数が低い領域のレベルが低い不要な信号成分３１ａ
と、周波数が高い領域のレベルが高い不要な信号成分３
１ｂが図示されている。これらの不要な信号成分３１
ａ，３１ｂは、第１のアナログＩＦフィルタの通過帯域
内と通過帯域外に生じている。
【０００６】同様に、図３（Ｂ）は、第２のダウンコン
バート後の信号を示す図であり、目的の信号成分３０の
中心周波数ｆＣは、ｆＩＦ２であり、目的の信号成分３
０の帯域幅は、１０ｋＨｚ、すなわちｆＩＦ２−５ｋＨ
ｚ〜ｆＩＦ２＋５ｋＨｚであり、第２のアナログＩＦフ
ィルタの帯域幅は２０ｋＨｚ、すなわちｆＩＦ２−１０
ｋＨｚ〜ｆＩＦ２＋１０ｋＨｚである。また、不要な信
号成分３１ａ，３１ｂは、目的の信号成分３０に隣接し
ており、目的の信号成分３０のレベルよりも低い、等し
い又は高いレベルを有する。
【０００７】狭い帯域幅の目的の信号成分３０に隣接し
た不要な信号成分３１ｂのレベルが高いときは、第２の
アナログＩＦフィルタの後段のＡＧＣ増幅器から出力さ
れる目的の信号成分のエネルギは、ＡＧＣ増幅器の後段
のＡ／Ｄ変換器の入力点において、不要な信号成分３１
ｂがない場合よりもはるかに低い。
【０００８】この問題に対処するためには、Ａ／Ｄ変換
器の分解能又はサンプリングクロックを、目的の信号成
分の分解能がＡ／Ｄ変換器の後段におけるデジタルベー
スバンド処理に適するように、高める必要があるが、受
信機を実現するためのコストが高くなる。
【０００９】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、本発明の目的は、改良されたＡＭ受信機
とＡＭ信号の受信及び処理方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、目的の信号
成分の中心周波数を無線周波数（ＲＦ）帯から第１の中
間周波数帯ＩＦ１にシフトする第１のダウンコンバート
手段の周波数を、例えば第１のダウンコンバート手段の
後段において目的の信号成分に隣接する高いレベルの不
要な信号成分が第１のアナログＩＦフィルタの通過帯域
外になるように、ずらす（detune）。
【００１１】この結果、第１のアナログＩＦフィルタ
は、目的の信号成分に隣接する不要な信号成分をカット
し、得られる信号に基づいて、後段のＡＧＣ増幅器の利
得が正しく設定されるとともに、目的の信号成分は、所
望の分解能でＡ／Ｄ変換される。
【００１２】元の中心周波数への再調整は、デジタルベ
ースバンド処理又は第２の中間周波数帯ＩＦ２への第２
のダウンコンバートの際に行われる。
【００１３】上述したような「可変」の第１の中間周波
数帯ＩＦ１の中心周波数は、目的の信号成分の外側にあ
る高速フーリエ変換（fast Fourier transform：ＦＦ
Ｔ）搬送波の電力を分析し、又はデジタルベースバンド
処理においてビットエラーレート（Bit Error Rate：Ｂ
ＥＲ）を微調整（fine tuning）し、又はＡＧＣ制御電
圧を最適化することによって、最適に設定することがで
きる。
【００１４】なお、上述したようなダウンコンバートの
際に用いられる局部発振周波数のずらしは、第２のダウ
ンコンバート、又は第１と第２のダウンコンバートの際
にも行うようにしてもよい。後者の場合には、目的の信
号成分の両側にある不要な信号成分をカットすることが
できる。どちらの場合にも、元の中心周波数への再調整
は、デジタルベースバンド処理の際に行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した振幅変調
方式の受信機（amplitude modulation receiver：以
下、ＡＭ受信機という。）、ＡＭ信号の受信及び処理方
法について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】図１は、本発明を適用したデジタル無線モ
ンディアル（Digital Radio Mondial：以下、ＤＲＭと
いう。）受信機の構成を示すブロック図である。ＡＭ信
号は、アンテナ１によって受信され、増幅器２に供給さ
れる。この無線周波数（ＲＦ）帯のＡＭ信号は、中心周
波数がｆＲＦである目的の信号成分３０を含み、増幅さ
れた後、第１のダウンコンバータ３に供給され、後述す
る第１の局部発振器５からＰＬＬ回路４を介して供給さ
れる局部発振信号を用いて、第１の中間周波数帯ＩＦ１
にダウンコンバートされる。したがって、目的の信号成
分の中心周波数は、ｆＩＦ１に等しくなる。ダウンコン
バートされたＡＭ信号は、第１のアナログＩＦフィルタ
６によって濾波された後、第２のダウンコンバータ７に
より、第２の局部発振器８からの局部発振信号を用い
て、更に第２の中間周波数帯ＩＦ２にダウンコンバート
される。したがって、目的の信号成分の中心周波数はｆ
ＩＦ ２に等しくなる。第２のダウンコンバータ７によっ
て得られる信号は、第２のアナログＩＦフィルタ９によ
って濾波された後、自動利得制御（Automatic gain con
trol：以下、ＡＧＣという。）増幅器１０によって増幅
され、アナログ／デジタル変換器（A/D-converter：以
下、Ａ／Ｄ変換器という。）１１によってデジタル信号
に変換され、後段のデジタルベースバンド処理部１２に
供給される。これらの処理は、基本的には、従来のＤＲ
Ｍ受信機における処理に類似している。
【００１７】ところで、本発明では、第１の中間周波数
ｆＩＦ１を、従来の受信機と同様に一定とはせず、規定
の周波数（possible frequency）である１０．７ＭＨｚ
からずらす（detune）ことにより、ＡＭ信号内の周波数
が高い領域のレベルが高い不要な信号成分３１ｂ又は周
波数が低い領域のレベルが低い不要な信号成分３１ａ
が、第１のアナログＩＦフィルタ６の通過帯域外となる
ようにしている。具体的には、本発明を適用したＤＲＭ
受信機では、ＰＬＬ回路４には、第１の局部発振器５か
らの一定周波数ｆＬＯ１の局部発振信号が供給され、Ｐ
ＬＬ回路４は、この局部発振信号の周波数を、デジタル
ベースバンド処理部１２から供給される制御信号に基づ
いて、適切な第１の中間周波数ｆＩＦ１となるように調
整、すなわち規定の周波数からずらして、第１のダウン
コンバータ３に供給する。
【００１８】この第１の中間周波数のずれは、デジタル
ベースバンド処理部１２での処理において元に戻され
る。すなわち、第１のアナログＩＦフィルタ６とデジタ
ルベースバンド処理部１２の間で行われる第２の中間周
波数帯ＩＦ２へのダウンコンバート、第２のアナログＩ
Ｆフィルタによる濾波、ＡＧＣ増幅及びＡ／Ｄ変換は、
従来のＤＲＭ受信機と同じように行われる。本発明を適
用した第１のアナログＩＦフィルタ６は、周波数が高い
領域のレベルが高い不要な信号成分３１ｂと、目的の信
号成分３０のレベルと等しいレベルを基本的に有する周
波数が低い領域の不要な信号成分３１ａとをカットする
ので、ＡＧＣ増幅器１０から出力される目的の信号成分
３０のエネルギは、適切なレベルを有し、目的の信号成
分３０から外れた不要な信号成分３１ａ，３１ｂによっ
て、強まったり、弱まったりすることはない。
【００１９】上述した説明からも明らかなように、第１
の中間周波数ｆＩＦ１は、目的の信号成分３０のどちら
かの側に隣接する高いレベル、又は低いレベルの不要な
信号成分３１ａ，３１ｂをカットすることができるよう
に、従来のＤＲＭ受信機における第１の中間周波数より
も高く又は低く設定される。この第１の中間周波数ｆ
ＩＦ１は、例えば、デジタルベースバンド処理部１２か
らの制御信号に基づき、ＰＬＬ回路４において行われ
る。具体的には、デジタルベースバンド処理部１２にお
いて、例えば目的の信号成分の外側にある高速フーリエ
変換（fast Fouriertransform：ＦＦＴ）搬送波の電力
を分析して、ＰＬＬ回路４を制御する。また、例えば、
ビットエラーレート（Bit Error Rate：ＢＥＲ）が小さ
くなるように、ＰＬＬ回路４を制御する。さらに、例え
ば、ＡＧＣ制御電圧が最適となるように、ＰＬＬ回路４
を制御する。
【００２０】なお、第２の局部発振器８と第２のダウン
コンバータ７の間にＰＬＬ回路を設け、第２のダウンコ
ンバータ７に供給する第２の局部発振信号の周波数ｆ
ＬＯ２を可変となるようにしてもよい。このように、第
２の局部発振信号の周波数ｆＬ Ｏ２を可変とすることに
よって、目的の信号成分の両側にある不要な信号成分を
カットすることができる。例えば、周波数が低い領域の
不要な信号成分３１ａを、第２のアナログＩＦフィルタ
９によってカットすることができる。
【００２１】また、第２のダウンコンバータ７に供給す
る第２の局部発振信号を、従来のＤＲＭ受信機で用いら
れている所定の周波数に設定するようにしてもよい。こ
の場合、デジタルベースバンド処理部１２において、周
波数を元に戻すことは行わない。
【００２２】図２は、第１及び第２の中間周波数帯にダ
ウンコンバートされたＡＭ信号を、第１及び第２のアナ
ログＩＦフィルタ６，９のフィルタ特性とともに示す図
である。図３と比較すると、目的の信号成分３０の中心
周波数ｆＣ１は、第１のアナログＩＦフィルタ６の中心
周波数ｆＩＦ１に設定されず、ΔｆＬＯ１ずれた周波数
に設定される。その結果、周波数が高い領域のレベルが
高い不要な信号成分３１ｂは、実質的に第１のアナログ
ＩＦフィルタ６の通過帯域外に位置するように、相対的
にシフトされる。この周波数が高い領域のレベルが高い
不要な信号成分３１ｂは、第１のアナログＩＦフィルタ
６によってカットされるので、ＡＧＣ増幅器１０は、目
的の信号成分３０を、その後段のＡ／Ｄ変換器１１に適
したレベルに増幅することができる。そして、第２のダ
ウンコンバータ７が第２の局部発振器８によって直接駆
動される実施例では、これ以上の周波数シフトは行われ
ず、第２の中間周波数帯ＩＦ２における目的の信号成分
３０の中心周波数ｆＣ２は、第２のアナログＩＦフィル
タ９の中心周波数ｆＩＦ２から、同様にΔｆＬＯ１オフ
セットしている。
【００２３】なお、上述したように、周波数が高い領域
のレベルが高い不要な信号成分３１ｂは、第１のアナロ
グＩＦフィルタ６によって実質的にカットされているの
で、目的の信号成分３０の中心周波数ｆＣ２を、適切な
中間周波数ｆＩＦ２にシフトし、すなわち周波数が低い
領域のレベルが低い不要な信号成分３１ａをカットする
ようにオフセットさせてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、目的の
信号成分の中心周波数をＲＦ帯から第１の中間周波数帯
ＩＦ１にシフトするダウンコンバータ３の周波数を、例
えば目的の信号成分に隣接する高いレベルの不要な信号
成分が第１のアナログＩＦフィルタ６の通過帯域外にな
るようにずらす。これによって、例えば、ＡＧＣ増幅器
の利得を正しく設定することができ、また、目的の信号
成分を所望の分解能でデジタル信号に変換することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＤＲＭ受信機の構成を示すブ
ロック図である。
【図２】図１で示した受信機におけるＩＦ信号を示す図
である。
【図３】従来の受信機におけるＩＦ信号を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ アンテナ、２ 増幅器、３ 第１のダウンコンバー
タ、４ ＰＬＬ回路、５局部発振器、６ 第１のアナロ
グＩＦフィルタ、７ 第２のダウンコンバータ、８ 第
２の局部発振器、９ 第２のアナログＩＦフィルタ、１
０ ＡＧＣ増幅器、１１ Ａ／Ｄ変換器、１２ デジタ
ルベースバンド処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ツムケラー、マーカス ドイツ連邦共和国 70327 シュトゥット ゥガルトヘデルフィンガー シュトラーセ 61 ソニー インターナショナル（ヨー ロッパ） ゲゼルシャフト ミット ベシ ュレンクテル ハフツング ホーム ネッ トワーク カンパニー ヨーロッパ アー ル アンド ディー内 (72)発明者 メルクレ、カルステン ドイツ連邦共和国 70327 シュトゥット ゥガルトヘデルフィンガー シュトラーセ 61 ソニー インターナショナル（ヨー ロッパ） ゲゼルシャフト ミット ベシ ュレンクテル ハフツング ホーム ネッ トワーク カンパニー ヨーロッパ アー ル アンド ディー内 Ｆターム(参考） 5K004 AA03 DB02 DF02 DG01 5K020 BB03 CC01 DD01 DD21 EE04 EE05 FF04 GG01 HH13 LL01 NN08 5K061 AA10 BB02 BB06 CC14 CC16 CC23 CC52 CD04 CD05 FF11 JJ24

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 振幅変調方式の受信装置において、 入力信号を中間周波数信号にシフトする少なくとも１つ
    のダウンコンバート手段と、 固定された中間周波数帯域幅を有し、上記ダウンコンバ
    ート手段からの中間周波数信号を濾波する少なくとも１
    つの中間周波数フィルタと、 上記ダウンコンバート手段に周波数が可変の局部発振信
    号を供給する局部発振手段とを備え、 上記局部発振手段からの局部発振信号の周波数を、上記
    ダウンコンバート手段からの中間周波数信号の目的の信
    号成分の中心周波数が上記中間周波数フィルタの中間周
    波数帯域幅の中心周波数からずれ、上記目的の信号成分
    に隣接した不要な信号成分が上記中間周波数フィルタの
    中間周波数帯域幅の外側になるように、設定することを
    特徴とする振幅変調方式の受信装置。
  2. 【請求項２】 上記ずらされた中間周波数信号の中心周
    波数を所定の中心周波数に戻すベースバンド処理手段を
    備える請求項１記載の振幅変調方式の受信装置。
  3. 【請求項３】 上記ベースバンド処理手段は、デジタル
    的に処理を行うことを特徴とする請求項２記載の振幅変
    調方式の受信装置。
  4. 【請求項４】 上記ずらされた中間周波数信号の中心周
    波数を所定の中心周波数に戻すダウンコンバート手段を
    備える請求項１記載の振幅変調方式の受信装置。
  5. 【請求項５】 当該受信装置は、デジタル短波受信機で
    あり、特に、デジタル無線モンディアル受信機であるこ
    とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の振
    幅変調方式の受信装置。
  6. 【請求項６】 上記少なくとも１つの中間周波数フィル
    タは、アナログフィルタであることを特徴とする請求項
    １乃至５のいずれか１項記載の振幅変調方式の受信装
    置。
  7. 【請求項７】 上記少なくとも１つの中間周波数フィル
    タの固定された中間周波数帯域幅は、２０ｋＨｚである
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の
    振幅変調方式の受信装置。
  8. 【請求項８】 上記不要な信号成分は、上記目的の信号
    成分の外側にある高速フーリエ変換搬送波の電力を分析
    し、デジタルベースバンド処理においてビットエラーレ
    ートを微調整し、又は自動利得制御電圧を最適化するこ
    とによって、検出されることを特徴とする請求項１乃至
    ７のいずれか１項記載の振幅変調方式の受信装置。
  9. 【請求項９】 受信振幅変調信号を処理する振幅変調信
    号の処理方法において、 上記受信振幅変調信号を中間周波数信号に少なくとも１
    回シフトする際に、 上記中間周波数信号の目的の信号成分の中心周波数を、
    該目的の信号成分に隣接した不要な信号成分が中間周波
    数帯における濾波に用いられる固定された中間周波数帯
    域幅の外側になるように、該中間周波数帯域幅の中心周
    波数からずらす振幅変調信号の処理方法。
  10. 【請求項１０】 上記ずらされた中間周波数信号の中心
    周波数を、上記中間周波数帯における濾波の後に、所定
    の中心周波数に戻す請求項９記載の振幅変調信号の処理
    方法。
  11. 【請求項１１】 当該振幅変調信号の処理方法は、デジ
    タル短波の受信、特に、デジタル無線モンディアルの受
    信で用いられることを特徴とする請求項９又は１０記載
    の振幅変調信号の処理方法。
JP2001148291A 2000-05-17 2001-05-17 振幅変調方式の受信装置 Withdrawn JP2002026759A (ja)

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