JP2006020238A - 無線受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
受信状態に応じて、希望信号と異なる信号を効率的に除去させるため希望信号と異なる信号の特性に合わせたフィルタなどの回路特性を切り換えて回路の消費電力を削減する。
【解決手段】
受信信号から希望信号を検出し第1の基準値と比較して第1の制御信号を出力する第1の測定回路16と、受信信号から希望信号と異なる信号を検出し第2の基準値と比較して第2の制御信号を出力する第2の測定回路17と、第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて希望信号と希望信号と異なる信号のレベルを比較し、この比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路18と、この制御回路から出力された第3の制御信号に応じて回路特性が可変される信号処理回路5,10とを有し、希望信号とこれと異なる信号のレベルにより信号処理回路の特性と消費電力を制御する。
【選択図】図1
受信状態に応じて、希望信号と異なる信号を効率的に除去させるため希望信号と異なる信号の特性に合わせたフィルタなどの回路特性を切り換えて回路の消費電力を削減する。
【解決手段】
受信信号から希望信号を検出し第1の基準値と比較して第1の制御信号を出力する第1の測定回路16と、受信信号から希望信号と異なる信号を検出し第2の基準値と比較して第2の制御信号を出力する第2の測定回路17と、第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて希望信号と希望信号と異なる信号のレベルを比較し、この比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路18と、この制御回路から出力された第3の制御信号に応じて回路特性が可変される信号処理回路5,10とを有し、希望信号とこれと異なる信号のレベルにより信号処理回路の特性と消費電力を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、たとえば無線LAN、携帯電話、ディジタルTV受信機などの用途に用いられ、とくに受信状態に対応して消費電力を制御する無線受信装置に関するものである。
通信分野では、一般に、通信機器同士の距離に応じて受信信号の電界強度が変化することから受信装置内に受信信号の増幅利得(ゲイン)を調整する機能を有している。通信機器に用いられる最も典型的なゲイン調整回路は、検波器の入力レベルまたは出力レベルを測定し、その測定したレベルによってゲインをフィードバック制御し、これによって検波器の入力レベルを目標値にするように動作させるものである。しかしながら、ゲイン調整するものの、受信待機時などレベル調整を必要としない場合でもその周辺回路などの消費電力(電流)は固定されたままであった。
また、移動体通信の分野では、電波を受信しながら幾つものセル間を受信装置が移動するため、時々刻々と受信信号の電界強度が変化する。その受信電界強度の変化は、移動体(受信装置)の速度や搬送波周波数が高ければ高いほど顕著である。また自チャンネル信号のほかに隣接した多くのチャンネルがあり、そのためフィルタを用いて他チャンネルの妨害を少なくしている。
さらに、無線LANなどの分野でも同様自チャンネル以外に、隣接チャンネル、隣々接チャンネル、電子レンジなどの近接した信号(電波)が多く存在するため、これらの電波を除去する必要がある。これらの電波を除去するためには、フィルタを用いているが、その動作は固定であり、その消費電力(電流)は固定されたままであった。
さらに、無線LANなどの分野でも同様自チャンネル以外に、隣接チャンネル、隣々接チャンネル、電子レンジなどの近接した信号(電波)が多く存在するため、これらの電波を除去する必要がある。これらの電波を除去するためには、フィルタを用いているが、その動作は固定であり、その消費電力(電流)は固定されたままであった。
次に従来の無線受信装置100の全体ブロック構成図の例を図7に示す。
ここでは、無線LANたとえばOFDM変調方式などで採用されている直交変復調を用いたダイレクトコンバージョン方式の例を示す。
ここでは、無線LANたとえばOFDM変調方式などで採用されている直交変復調を用いたダイレクトコンバージョン方式の例を示す。
アンテナ101から受信された入力信号は、入力フィルタ102、低雑音可変利得増幅器(LNA)103で利得制御されて、直交復調(検波)器を構成する第1,第2周波数変換器104,109に供給される。一方、発振器114からの発振信号が位相器115で0度と90度に位相シフトされてこの第1,第2周波数変換器104,109に供給される。すなわちこの第1,第2周波数変換器104,109で直交(I,Q)復調されて、ベースバンド周波数に変換される。
ベースバンドに変換されたアナログ入力信号は、LPF(ローパスフィルタ)105,110、可変利得増幅器106,111、(固定利得)増幅器107,112に供給される。所定振幅に増幅された入力信号はさらにAD(アナログ−ディジタル)変換器108,113に供給されてディジタル信号変換され、以後ディジタル信号処理回路を用いてディジタル信号処理がされる。
ベースバンドに変換されたアナログ入力信号は、LPF(ローパスフィルタ)105,110、可変利得増幅器106,111、(固定利得)増幅器107,112に供給される。所定振幅に増幅された入力信号はさらにAD(アナログ−ディジタル)変換器108,113に供給されてディジタル信号変換され、以後ディジタル信号処理回路を用いてディジタル信号処理がされる。
上述したOFDM変調方式を用いた受信機器の動作に関し、ある受信信号区間、たとえばパケット内のデータブロック内でゲインが変更されると、1パケットで2つのゲインのデータが混在することになり、後段のベースバンド処理回路に入力されるADコンバータのパケットデータ出力値が途中変更される結果、ベースバンド処理回路内で高速フーリエ変換(FFT)が正しくできなくなる。したがって、パケットのデータブロックまでにゲイン調整処理を完了しておかなくてはならない。通常、OFDM信号のパケットには、データブロックに先立って同期をとるための信号区間(プリアンブル)が存在し、ゲイン調整は、このプリアンブルで行う必要がある。無線LANの場合、プリアンブルの時間は8μ秒と短く、その中で同期確立のために必要な時間を除くと、ゲイン調整に割り当て可能な時間は最大でも4μ秒程度と非常に短い。そのため、高速動作するAGC回路が用いられる。
また、OFDM変調方式の通信は、連続した周波数帯域の多数のサブキャリアに分散してデータを搬送するマルチキャリア変調方式の一種である。一般に、マルチキャリア受信信号は、シングルキャリア受信信号に比べると、マルチパスの影響で位相が異なる信号がより複雑に多重化されている。この影響と、さらには空間(あるいはアンテナ)ダイバーシティで複数のアンテナを頻繁に切り換えることの影響とにより、OFDM受信信号は、同期をとって1つの信号に復調するまでは信号レベルの変動が大きく、そのために受信信号の入力レンジを広くする必要がある。また、受信信号の大きな変動のために、それを量子化するAD変換器が飽和しやすく、これがOFDM復調で重要な信号レベルの直線性を損なうおそれがある。
そこで、受信信号レベルを複数のレンジに分けて検出し、その検出レンジに応じて受信信号をゲイン調整の前に予め減衰させ、ADコンバータが飽和しないようにしている。
このように、図7に示す利得制御方法は、ADコンバータの出力をモニタして最終的な受信信号レベルとするための制御量を決定するフィードバック制御であり、可変利得増幅器106,111の利得を可変し、その後段の増幅器107,112とあわせてAD変換器(ADC)108,113の入力レンジをオーバーしないようにしているだけであり、自チャンネル以外の信号を考慮したフィルタ調整の調整は行っていない。また自チャンネル信号と他チャンネル信号を比較してフィルタLPF105,110のフィルタの特性を調整するだけでなく、受信状況に応じて、アナログ回路の消費電力(電流)を制御することは全く考慮されていない。
特開2003−046353号公報
たとえば、無線LAN受信装置において、直交復調器以降のアナログベースバンドブロックの占める消費電力の割合は半分以上を占める。受信待機時など、信号が受信されていない状態でも常時Enable(動作)状態であるので、消費電力が大きい。
アナログベースバンドブロックの回路の中で、チャンネル選択フィルタ回路の消費電力は比較的大きいものである。チャンネル選択フィルタ回路の消費電力は、その回路に要求される遮断特性に比例する。即ち、要求される減衰量が小さければ、消費電力は小さく、要求される減衰量が大きければ、消費電力は大きい。従来方式においては、仕様などで決められた最悪条件の他チャンネルのレベルから要求された減衰量を実現するチャンネル選択フィルタを、他チャンネルの状況に拠らずに、固定で用いている。そのため、他チャンネルが存在しない場合や小さい場合には、必要以上の電力を消費することになる。
そこで、本発明の目的は、無線受信装置の受信状態に応じて、増幅器出力レベルを可変してAD変換器の入力レベルを一定にするだけでなく、希望信号と異なる信号を効率的に除去させるためフィルタの特性を切り換えることによりフィルタの消費電力(電流)も制御し、さらにアナログブロックの動作・停止を制御することにより、特性を劣化させずに低消費電力化する無線受信装置を提供することである。
アナログベースバンドブロックの回路の中で、チャンネル選択フィルタ回路の消費電力は比較的大きいものである。チャンネル選択フィルタ回路の消費電力は、その回路に要求される遮断特性に比例する。即ち、要求される減衰量が小さければ、消費電力は小さく、要求される減衰量が大きければ、消費電力は大きい。従来方式においては、仕様などで決められた最悪条件の他チャンネルのレベルから要求された減衰量を実現するチャンネル選択フィルタを、他チャンネルの状況に拠らずに、固定で用いている。そのため、他チャンネルが存在しない場合や小さい場合には、必要以上の電力を消費することになる。
そこで、本発明の目的は、無線受信装置の受信状態に応じて、増幅器出力レベルを可変してAD変換器の入力レベルを一定にするだけでなく、希望信号と異なる信号を効率的に除去させるためフィルタの特性を切り換えることによりフィルタの消費電力(電流)も制御し、さらにアナログブロックの動作・停止を制御することにより、特性を劣化させずに低消費電力化する無線受信装置を提供することである。
本発明の無線受信装置は、受信信号から希望信号を選択し、該希望信号のレベルを検出し第1の基準値と比較し、該比較結果に応じて第1の制御信号を出力する第1の測定回路と、前記受信信号から前記希望信号と異なる信号を選択し、前記希望信号と異なる信号のレベルを検出し第2の基準値と比較し、該比較結果に応じて第2の制御信号を出力する第2の測定回路と、前記第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて上記希望信号と前記希望信号と異なる信号のレベルを比較し、該比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路と、前記制御回路から出力された第3の制御信号が供給され、該第3の制御信号に応じて回路特性が可変される信号処理回路とを有する。
本発明の受信装置は、入力信号と発振器からの発振信号が供給され第1の位相を有する信号に周波数変換する第1の周波数変換器と、前記入力信号と前記発振器からの発振信号が供給され第2の位相を有する信号に周波数変換する第2の周波数変換器と、前記第1と第2の周波数変換器から第1と第2の位相を有する周波数変換された信号が供給され、該周波数変換された信号から希望信号を選択し、該希望信号のレベルを検出し第1の基準値と比較し、該比較結果に応じて第1の制御信号を出力する第1の測定回路と、前記周波数変換された信号から前記希望信号と異なる信号を選択し、前記希望信号と異なる信号のレベルを検出し第2の基準値と比較し、該比較結果に応じて第2の制御信号を出力する第2の測定回路と、前記第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて上記希望信号と前記希望信号と異なる信号のレベルを比較し、該比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路と、前記第1と第2の周波数変換器から出力された第1と第2の位相を有する周波数変換された信号が供給され、前記制御回路から出力された第3の制御信号に応じて回路特性が可変される信号処理回路とを有する。
本発明の無線受信装置は、入力信号と発振器からの発振信号が供給され前記入力信号を第1の位相を有する第1の中間周波数に変換する第1の周波数変換器と、前記入力信号と前記発振器からの発振信号が供給され前記入力信号を第2の位相を有する第2の中間周波数に変換する第2の周波数変換器と、前記第1と第2の中間周波数が供給され、該第1と第2の中間周波数から希望信号を選択し、該希望信号のレベルを検出し第1の基準値と比較し、該比較結果に応じて第1の制御信号を出力する第1の測定回路と、前記第1と第2の周波数変換された信号から前記希望信号と異なる信号を選択し、前記希望信号と異なる信号のレベルを検出し第2の基準値と比較し、該比較結果に応じて第2の制御信号を出力する第2の測定回路と、前記第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて上記希望信号と前記希望信号と異なる信号のレベルを比較し、該比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路と、前記第1と第2の周波数変換器から出力された第1と第2の位相を有する周波数変換された信号が供給され、前記制御回路から出力された第3の制御信号に応じて回路特性と消費電力が可変される信号処理回路とを有する。
上記の無線受信装置を用いれば、受信待機時の消費電力を減少させることができる。また、受信時のチャンネル選択フィルタの消費電力も妨害特性を劣化させることなく削減することができる。
本発明は、無線受信装置に関し、無線−LAN,携帯電話、ディジタルTV受信機などに適用されるものであって、ダイレクトコンバージョン方式の受信装置だけでなく、それ以外の一般的な中間周波数に変換される受信装置にも明らかに適用できる。
本実施形態例においてはW(無線)−LANのOFDMにおけるダイレクトコンバージョン方式を用いた受信装置について説明する。
本実施形態例においてはW(無線)−LANのOFDMにおけるダイレクトコンバージョン方式を用いた受信装置について説明する。
OFDM無線装置のシステム構成例とその動作について図を用いて説明する。
図1に、本発明の無線受信装置20の全体のシステムブロック構成図の例を示している。図1において、無線受信装置20は、アンテナ(ANT)1、入力フィルタ2、低雑音可変利得増幅器(LNA)3、第1,第2周波数変換器4,9、LPF(ローパスフィルタ)5,10、可変利得増幅器6,11、増幅器7,12、ADC(AD変換器)8,13、発振器14、位相器15、自チャンネルパワー測定回路16、他チャンネルパワー測定回路17、制御回路18などで構成されている。さらにAD変換器8,13からの出力ディジタル信号は、ベースバンド信号処理回路(図示せず)に供給される。ベースバンド信号処理回路は、同期検出回路、OFDM復調回路などで構成され、チャンネル検出するための具体回路として、CCA判定回路、データフロント判定回路(プリアンブル判定回路)、データエンド判定回路などがある。
入力信号をベースバンドに復調した後、この復調したベースバンド信号のデータの前部の有無を判定するデータフロント判定回路と、このデータの後部を判定するデータエンド判定回路と、受信信号の信号レベルを測定する受信信号レベル測定回路(RSSI)と、この受信信号レベル測定回路からの出力信号の遷移状態を検出する受信信号レベル検出回路と、この受信信号検出回路の出力信号とデータエンド判定回路からの信号を用いて信号処理し、通信チャンネルを特定している。
次に各構成部分とその動作について説明する。
図1に、本発明の無線受信装置20の全体のシステムブロック構成図の例を示している。図1において、無線受信装置20は、アンテナ(ANT)1、入力フィルタ2、低雑音可変利得増幅器(LNA)3、第1,第2周波数変換器4,9、LPF(ローパスフィルタ)5,10、可変利得増幅器6,11、増幅器7,12、ADC(AD変換器)8,13、発振器14、位相器15、自チャンネルパワー測定回路16、他チャンネルパワー測定回路17、制御回路18などで構成されている。さらにAD変換器8,13からの出力ディジタル信号は、ベースバンド信号処理回路(図示せず)に供給される。ベースバンド信号処理回路は、同期検出回路、OFDM復調回路などで構成され、チャンネル検出するための具体回路として、CCA判定回路、データフロント判定回路(プリアンブル判定回路)、データエンド判定回路などがある。
入力信号をベースバンドに復調した後、この復調したベースバンド信号のデータの前部の有無を判定するデータフロント判定回路と、このデータの後部を判定するデータエンド判定回路と、受信信号の信号レベルを測定する受信信号レベル測定回路(RSSI)と、この受信信号レベル測定回路からの出力信号の遷移状態を検出する受信信号レベル検出回路と、この受信信号検出回路の出力信号とデータエンド判定回路からの信号を用いて信号処理し、通信チャンネルを特定している。
次に各構成部分とその動作について説明する。
アンテナ1は、W−LANで使用するマイクロ波帯域において、マイクロストリップラインで形成されていて、1/4波長を用いたアンテナでPCカードに収納できるように小型形状にしてある。
入力フィルタ2は、マイクロストリップラインまたはMMICでコイルとキャパシタ,誘電体素子を用いた外部素子等で構成され、たとえばW−LAN(無線ラン)のIEEE80211a,bフォーマットでは5.0GHz,2.4GHzで、それぞれ100MHz,83.5MHz帯域幅の特性を有する帯域フィルタであり、この帯域外の信号またはノイズを除去する。
入力フィルタ2は、マイクロストリップラインまたはMMICでコイルとキャパシタ,誘電体素子を用いた外部素子等で構成され、たとえばW−LAN(無線ラン)のIEEE80211a,bフォーマットでは5.0GHz,2.4GHzで、それぞれ100MHz,83.5MHz帯域幅の特性を有する帯域フィルタであり、この帯域外の信号またはノイズを除去する。
低雑音可変利得増幅器3は受信装置の初段に構成されるものであり、入力信号レベルが小さいときでも音質、画質などを確保するため特にS/Nの良い増幅器すなわち雑音指数(NF)を小さくしたローノイズアンプであり、また入力信号のレベルが大きいとき動作が飽和しないよう利得制御している。利得制御は、自チャンネル測定回路16の出力信号を用いることも可能である。
第1,第2周波数変換器4,9はいわゆる直交復調(検波)回路用ミキサであり、このミキサに低雑音可変利得増幅器3から増幅された入力信号が2分配(I,Qch信号)されてそれぞれに入力される。一方PLL回路(図示せず)で発振周波数と位相を安定にした発振信号を発振器4に供給し、この発振器4から安定した発振信号を出力する。この発振信号は位相器15に供給され、所定量位相シフトした発振信号、たとえば0度と90度に位相シフトし、この位相量が互いに異なる2つの発振信号を上述の第1,第2周波数変換器(各ミキサ)4,9へ供給する。この結果各第1、第2周波数変換器4,9からは、入力信号と発振器14からの発振信号の周波数差が導出され、この実施形態ではベースバンドのI,Qch(チャンネル)信号が取り出される。
発振器14は、PLL回路内に構成しているVCOであっても良い。このような構成にすると発振器の周波数をより安定に動作させることができる。
LPF(ローパスフィルタ;またはチャンネルフィルタ)5,10は第1,第2周波数変換器4,9から出力されたI,Qchのベースバンド信号の周波数のみを選択し、カットオフ周波数以上の周波数領域を減衰させて高域の周波数帯域に存在する他チャンネル(隣接、隣々接チャンネル)信号やノイズを減衰させる。
LPF5,10はICにおいてはgmCを用いたアクティブフィルタで構成され、電流を可変してgmを変え、周波数特性すなわちカットオフ特性を調整している。
可変利得増幅器6,11は、ダイレクトコンバージョンされてベースバンド(周波数)に変換されたI,Qch信号をLPF5,10を用いて帯域外の信号を減衰しかつノイズも減少させた後希望の信号のみを増幅する。さらに、この可変利得増幅器6,11は制御回路18からの制御信号に応じて、たとえば差動増幅器の電流源の電流を増減して増幅度を可変できるように構成されている。
増幅器7,12は上述の可変利得増幅器6,11で一定レベルに増幅された入力信号を後段のADC(AD変換器)8,13に供給するためのバッファで、インピーダンス変換して、たとえばエミッタフォロワーまたはPNPとNPNバイポーラトランジスタを用いたプッシュ・プル回路の低インピーダンス出力構成としている。
LPF5,10はICにおいてはgmCを用いたアクティブフィルタで構成され、電流を可変してgmを変え、周波数特性すなわちカットオフ特性を調整している。
可変利得増幅器6,11は、ダイレクトコンバージョンされてベースバンド(周波数)に変換されたI,Qch信号をLPF5,10を用いて帯域外の信号を減衰しかつノイズも減少させた後希望の信号のみを増幅する。さらに、この可変利得増幅器6,11は制御回路18からの制御信号に応じて、たとえば差動増幅器の電流源の電流を増減して増幅度を可変できるように構成されている。
増幅器7,12は上述の可変利得増幅器6,11で一定レベルに増幅された入力信号を後段のADC(AD変換器)8,13に供給するためのバッファで、インピーダンス変換して、たとえばエミッタフォロワーまたはPNPとNPNバイポーラトランジスタを用いたプッシュ・プル回路の低インピーダンス出力構成としている。
ADC8,13は、全並列型、直並列型、積分型、Δ−Σ型、パイプライン型などで構成され、ビット精度は後段のディジタル処理との兼ね合いで設定される。またこれらのADC8,13はバイポーラトランジスタやMOSトランジスタを用いて製造される。
このADC8,13に供給される入力信号は、低雑音可変利得増幅器3,可変利得増幅器6,11の増幅度が制御されていて、その結果増幅器7,12からの出力信号の振幅レベルは一定値になる。この入力レベルは一般に、ADC8,13の入力振幅のフルスケール(レベル)になるよう設定される。ディジタル信号に変換する理由は、後段のベースバンド信号処理回路でディジタル的に信号処理するためである。
ADC8,13の動作は、CLKなどの同期信号に応じて入力アナログを所定のビット数のディジタル信号に変換され、T7,T8からディジタル化されたI,Qch信号が取り出される。
このADC8,13に供給される入力信号は、低雑音可変利得増幅器3,可変利得増幅器6,11の増幅度が制御されていて、その結果増幅器7,12からの出力信号の振幅レベルは一定値になる。この入力レベルは一般に、ADC8,13の入力振幅のフルスケール(レベル)になるよう設定される。ディジタル信号に変換する理由は、後段のベースバンド信号処理回路でディジタル的に信号処理するためである。
ADC8,13の動作は、CLKなどの同期信号に応じて入力アナログを所定のビット数のディジタル信号に変換され、T7,T8からディジタル化されたI,Qch信号が取り出される。
自チャンネルパワー測定回路16は、図1,2に示すように、第1,第2周波数変換器4,9の出力に接続され、希望周波数である自チャンネルの周波数を選択するフィルタと比較論理回路などで構成されている。本実施形態例において、自チャンネル信号はベースバンド領域の周波数であるので、上述のフィルタはLPFで構成される。
自チャンネルの周波数がベースバンド周波数でなく、中間周波数の場合はBPF(バンドパスフィルタ)などで構成される。
その後、ベースバンドに変換された自チャンネルのアナログI,Qch信号のみが選択され、比較器で基準値と比較され、所定レベル以上になると制御信号が発生されて、次段の制御回路18へこの制御信号が出力される。
自チャンネルの周波数がベースバンド周波数でなく、中間周波数の場合はBPF(バンドパスフィルタ)などで構成される。
その後、ベースバンドに変換された自チャンネルのアナログI,Qch信号のみが選択され、比較器で基準値と比較され、所定レベル以上になると制御信号が発生されて、次段の制御回路18へこの制御信号が出力される。
図2に自チャンネルパワー測定回路16の回路構成例を示す。
第1,第2周波数変換器4,9の出力T2,T3が入力端子T32,T31にそれぞれ接続され、たとえばIch(Iチャンネル)が入力されるT31はLPF31に接続され、ベースバンド周波数のみ選択される。LPF31の出力はコンパレータ33,34の一方の端子に接続され、このコンパレータ33の他方の入力端子はT33から基準電圧VCが供給され、またコンパレータ34の他方の入力端子は端子T36から別の基準電圧VDが供給される。
基準電圧VC,VDとIch(チャンネル)信号が比較され、その比較結果が端子T37に供給されるCLK(クロック)や制御信号などに応じて次段のOR回路37,38の一方の入力に供給される。
第1,第2周波数変換器4,9の出力T2,T3が入力端子T32,T31にそれぞれ接続され、たとえばIch(Iチャンネル)が入力されるT31はLPF31に接続され、ベースバンド周波数のみ選択される。LPF31の出力はコンパレータ33,34の一方の端子に接続され、このコンパレータ33の他方の入力端子はT33から基準電圧VCが供給され、またコンパレータ34の他方の入力端子は端子T36から別の基準電圧VDが供給される。
基準電圧VC,VDとIch(チャンネル)信号が比較され、その比較結果が端子T37に供給されるCLK(クロック)や制御信号などに応じて次段のOR回路37,38の一方の入力に供給される。
またQch信号についてもIch信号と同様である。
すなわち、第1,第2周波数変換器4,9の出力T2,3が入力端子T32,T31に接続され、Qch(Qチャンネル)が入力されるT32はLPF32に接続され、ベースバンド周波数のみ選択される。LPF32の出力はコンパレータ35,36の一方の端子に接続され、このコンパレータ35の他方の入力端子はT33から基準電圧VCが供給され、さらにコンパレータ36の他方の端子には端子T36から別の基準電圧VDが供給される。
基準電圧VC,VDとQch(チャンネル)信号が比較され、その比較結果が端子35、36に供給されるCLK(クロック)や制御信号などに応じて次段のOR回路37,38の一方の入力に供給される。
すなわち、第1,第2周波数変換器4,9の出力T2,3が入力端子T32,T31に接続され、Qch(Qチャンネル)が入力されるT32はLPF32に接続され、ベースバンド周波数のみ選択される。LPF32の出力はコンパレータ35,36の一方の端子に接続され、このコンパレータ35の他方の入力端子はT33から基準電圧VCが供給され、さらにコンパレータ36の他方の端子には端子T36から別の基準電圧VDが供給される。
基準電圧VC,VDとQch(チャンネル)信号が比較され、その比較結果が端子35、36に供給されるCLK(クロック)や制御信号などに応じて次段のOR回路37,38の一方の入力に供給される。
OR回路37,38はコンパレータ33,34,35,36の出力信号が供給され論理演算、たとえばOR処理されてその結果を端子T38,T39からPs−L,Ps−Hとして出力し、制御回路でさらに演算処理する。
このように、自チャンネルパワー測定回路30は、最低受信レベルPs−Lと比較的大きいレベルPS−Hを検知し、また受信待機時にアナログベースバンドブロックをDisable(動作停止)など適用する場合は、自チャンネルパワー測定回路のPs−Lの出力をそのままEnable(動作可能)信号として用いることもできる。また、ノイズ対策のために、自チャンネルパワー測定回路の出力値を移動平均するなどの他の変形例の適用できる。
図1において、他チャンネルパワー測定回路17は、第1,第2周波数変換器4,9の出力に接続され、自チャンネル以外の周波数を選択するフィルタと比較論理回路などで構成されている。他チャンネル信号として、隣接、隣々接チャンネル信号がある。隣接チャンネルのパワー測定をするときは、図4に示すように、隣々接チャンネル信号を除去する必要があり、さらに自チャンネル信号も検出してはいけないのでBPF(バンドパスフィルタ)で構成される。
図3に他チャンネルパワー測定回路50(17)についての回路構成例を示す。
Ich信号が入力される入力端子T51がHPF(ハイパスフィルタ)51に接続され、このHPF51の出力がコンパレータ53の一方に入力端子に接続されている。また、Qch信号が入力される入力端子T52がHPF(ハイパスフィルタ)52接続され、このHPF52の出力がコンパレータ54の一方に入力端子に接続されている。
基準電圧VFが供給された端子T55は上述の各コンパレータ53,54の他方の入力端子にそれぞれ接続されている。コンパレータ53,54はT55から供給された基準電圧とHPF51,52から出力されたI,Qch信号が比較され、その結果が、たとえばCKL(クロック)や制御信号に応じてOR回路55に供給される。OR回路55でOR演算処理された後、端子T53からその処理結果のPadj−L信号が出力される。
Ich信号が入力される入力端子T51がHPF(ハイパスフィルタ)51に接続され、このHPF51の出力がコンパレータ53の一方に入力端子に接続されている。また、Qch信号が入力される入力端子T52がHPF(ハイパスフィルタ)52接続され、このHPF52の出力がコンパレータ54の一方に入力端子に接続されている。
基準電圧VFが供給された端子T55は上述の各コンパレータ53,54の他方の入力端子にそれぞれ接続されている。コンパレータ53,54はT55から供給された基準電圧とHPF51,52から出力されたI,Qch信号が比較され、その結果が、たとえばCKL(クロック)や制御信号に応じてOR回路55に供給される。OR回路55でOR演算処理された後、端子T53からその処理結果のPadj−L信号が出力される。
隣接チャンネルパワーと隣々接チャンネルパワー測定をするときは、図4に示すように、BPF61,63を用いて所定の隣接チャンネル周波数のみを選択する。また隣々接チャンネル信号を選択するときは、HPF(ハイパスフィルタ)を用いて希望周波数を選択する。
図4において、Ich信号が供給される入力端子T61がBPF61とHPF62の入力端子に接続され、このフィルタBPF61とHPF62の各出力端子はコンパレータ65,66の一方の入力端子に接続されている。コンパレータ65の他方の入力端子は基準電圧VGが供給される端子T67に接続され、コンパレータ66の他方の入力端子は別の基準電圧VHが供給される端子T68に接続されている。
各コンパレータ65,66に端子T66からCLKや制御信号が供給され、この制御信号に応じてコンパレータ65,66で比較された結果がOR回路69,70の一方の入力端子に供給される。
各コンパレータ65,66に端子T66からCLKや制御信号が供給され、この制御信号に応じてコンパレータ65,66で比較された結果がOR回路69,70の一方の入力端子に供給される。
Qch信号についても同様な構成となっている。
すなわち、Qch信号が供給される入力端子T62がBPF63とHPF64の入力端子に接続され、このフィルタBPF63とHPF64の各出力端子はコンパレータ67,68の一方の入力端子に接続されている。コンパレータ67の他方の入力端子は基準電圧VGが供給される端子T67に接続され、コンパレータ68の他方の入力端子は別の基準電圧VHが供給される端子T68に接続されている。
各コンパレータ67,68に端子T66からCLKや制御信号が供給され、この制御信号に応じてコンパレータ67,68で比較された結果がOR回路69,70の他方の入力端子に供給される。
すなわち、Qch信号が供給される入力端子T62がBPF63とHPF64の入力端子に接続され、このフィルタBPF63とHPF64の各出力端子はコンパレータ67,68の一方の入力端子に接続されている。コンパレータ67の他方の入力端子は基準電圧VGが供給される端子T67に接続され、コンパレータ68の他方の入力端子は別の基準電圧VHが供給される端子T68に接続されている。
各コンパレータ67,68に端子T66からCLKや制御信号が供給され、この制御信号に応じてコンパレータ67,68で比較された結果がOR回路69,70の他方の入力端子に供給される。
OR回路69,70でコンパレータ65,66,67,68から出力された信号を用いてOR論理演算が行われ、その結果、端子T63,T64からPadj−L,Palt−Lを出力する。
制御回路18は、自チャンネルパワー測定回路16と他チャンネルパワー測定回路17の出力に接続され、これらの測定回路からの出力された制御信号を用いて、上述したLPF5,10や可変利得増幅器6,11,増幅器7,12、ADC(AD変換器)8,13などを制御する。
制御回路18では、自チャンネルパワー測定回路16と他チャンネルパワー測定回路17の出力値から判定されるEnable,Disableの制御信号(表1と表2のFilter Control信号に相当する)をLPF(チャンネル選択フィルタ)5,10 に、Ps−Lの出力に基づくLPF以外のアナログベースバンドのEnable,Disableの制御信号を可変利得増幅器6,11,増幅器(バッファ)7,12、AD変換器8,13に送信する。
制御回路18では、自チャンネルパワー測定回路16と他チャンネルパワー測定回路17の出力値から判定されるEnable,Disableの制御信号(表1と表2のFilter Control信号に相当する)をLPF(チャンネル選択フィルタ)5,10 に、Ps−Lの出力に基づくLPF以外のアナログベースバンドのEnable,Disableの制御信号を可変利得増幅器6,11,増幅器(バッファ)7,12、AD変換器8,13に送信する。
LPF5,10の構成例について図5を用いて説明する。
図5に示したLPF5,10はアクティブフィルタとスイッチを用いた、A,B,Cの3つのブロックから構成された5次のLPFである。
Aブロックは1次のLPFで、入力端子Vin+,Vin−がスイッチ(SW1)を介して、gmアンプ81の第1の+入力端子(非反転入力端子)と第1の−入力端子(反転入力端子)にそれぞれ接続され、gmアンプ81の出力は次段のアンプ82の入力と接続されている。アンプ82の+出力端子と入力の−入力端子(反転入力端子)間に抵抗R1AとキャパシタC1Aが直列接続され、また−出力端子と入力の+入力端子(非反転入力端子)間に抵抗R1BとキャパシタC1Bが直列接続されている。
図5に示したLPF5,10はアクティブフィルタとスイッチを用いた、A,B,Cの3つのブロックから構成された5次のLPFである。
Aブロックは1次のLPFで、入力端子Vin+,Vin−がスイッチ(SW1)を介して、gmアンプ81の第1の+入力端子(非反転入力端子)と第1の−入力端子(反転入力端子)にそれぞれ接続され、gmアンプ81の出力は次段のアンプ82の入力と接続されている。アンプ82の+出力端子と入力の−入力端子(反転入力端子)間に抵抗R1AとキャパシタC1Aが直列接続され、また−出力端子と入力の+入力端子(非反転入力端子)間に抵抗R1BとキャパシタC1Bが直列接続されている。
さらに、アンプ82の+出力端子はgm1アンプ81の第2の−入力端子(反転入力端子)に接続され出力信号を帰還している。アンプ82の−出力端子はgm1アンプ81の第2の+入力端子(非反転入力端子)端子に接続され、出力信号が帰還されている。
この1次のLPFはSW1とSW2を切り換えてフィルタ80の出力端子Vout+、Vout−のTA端子から出力される。gm1アンプのgmとC1A,R1A,C1B,R1Bの定数を設定して、LPFのカットオフ周波数を決定する。そのフィルタ特性を図6のTBに示す。
1次のLPFであるAブロックが動作している時は、上述の制御回路18からのEnableとDisable信号を用いて、他のBブロックとCブロックは停止させるようにし、LPF5,10の消費電力を削減している。
この1次のLPFはSW1とSW2を切り換えてフィルタ80の出力端子Vout+、Vout−のTA端子から出力される。gm1アンプのgmとC1A,R1A,C1B,R1Bの定数を設定して、LPFのカットオフ周波数を決定する。そのフィルタ特性を図6のTBに示す。
1次のLPFであるAブロックが動作している時は、上述の制御回路18からのEnableとDisable信号を用いて、他のBブロックとCブロックは停止させるようにし、LPF5,10の消費電力を削減している。
次に、A,Bブロックの3次のLPFについて説明する。Aブロックは上述したとおりである。Bブロックは2次のLPFを構成している。
SW2はgm2アンプ83の第1の+(非反転)入力端子と第1の−(反転)入力端子に接続され、gm2アンプ83の+出力端子は次段のアンプ84の+入力端子に、−出力端子は−入力端子にそれぞれ接続されている。アンプ84の+出力端子と−入力端子(反転入力端子)間に抵抗R2AとキャパシタC2Aが直列接続され、また−出力端子と入力の+入力端子(非反転入力端子)間に抵抗R2BとキャパシタC2Bがそれぞれ接続されている。
SW2はgm2アンプ83の第1の+(非反転)入力端子と第1の−(反転)入力端子に接続され、gm2アンプ83の+出力端子は次段のアンプ84の+入力端子に、−出力端子は−入力端子にそれぞれ接続されている。アンプ84の+出力端子と−入力端子(反転入力端子)間に抵抗R2AとキャパシタC2Aが直列接続され、また−出力端子と入力の+入力端子(非反転入力端子)間に抵抗R2BとキャパシタC2Bがそれぞれ接続されている。
アンプ84の出力の+出力端子はgm3アンプ85の第1の+入力端子に、また−出力端子はgm3アンプの第1の−入力端子にそれぞれ接続されている。gm3アンプ85の+出力端子はアンプ86の+入力端子に、また−出力端子はアンプ86の−入力端子に接続されている。
アンプ86の+出力端子と−入力端子(反転入力端子)間に抵抗R3AとキャパシタC3Aが直列接続され、また−出力端子と入力の+入力端子(非反転入力端子)間に抵抗R3BとキャパシタC3Bがそれぞれ接続されている。
アンプ86の+出力端子は、gm3アンプの第2の−入力端子と、gm2アンプの第2の−入力端子に接続され、アンプ86の−出力端子は、gm3アンプの第2の+入力端子と、gm2アンプの第2の+入力端子に接続されている。
さらに、アンプ86の+出力端子はgm2アンプ83の第1の+入力端子にキャパシタC6Aを介して接続し、−出力端子はgm2アンプ83の第1の−入力端子にキャパシタC6Bを介して接続している。
A,Bブロックをカスケード接続して3次のLPFを構成している。A,Bブロックからの信号はSW3を切り換えて出力端子TCから取り出される。その結果を図6のTCに示し、Paltの周波数位置に極が存在し、1次のLPFより減衰量が大きいことを示している。
また、Bブロックから信号を取り出すときは、次段のCブロックの動作は停止して、消費電力を削減するようにしている。
アンプ86の+出力端子と−入力端子(反転入力端子)間に抵抗R3AとキャパシタC3Aが直列接続され、また−出力端子と入力の+入力端子(非反転入力端子)間に抵抗R3BとキャパシタC3Bがそれぞれ接続されている。
アンプ86の+出力端子は、gm3アンプの第2の−入力端子と、gm2アンプの第2の−入力端子に接続され、アンプ86の−出力端子は、gm3アンプの第2の+入力端子と、gm2アンプの第2の+入力端子に接続されている。
さらに、アンプ86の+出力端子はgm2アンプ83の第1の+入力端子にキャパシタC6Aを介して接続し、−出力端子はgm2アンプ83の第1の−入力端子にキャパシタC6Bを介して接続している。
A,Bブロックをカスケード接続して3次のLPFを構成している。A,Bブロックからの信号はSW3を切り換えて出力端子TCから取り出される。その結果を図6のTCに示し、Paltの周波数位置に極が存在し、1次のLPFより減衰量が大きいことを示している。
また、Bブロックから信号を取り出すときは、次段のCブロックの動作は停止して、消費電力を削減するようにしている。
次に、A,B,Cブロックをカスケード接続した5次のLPFの構成とその動作について説明する。
A,Bブロックについては、1次、2次LPFの構成について説明したので、詳細な説明は省略する。Cブロックの2次LPFの回路構成はBブロックの回路構成と同じである。しかし、フィルタの特性を決めるgm、抵抗R4A,R4B,C4A,C4B、R5A,R5B,C5A,C5B、C7A,C7Bで設定するカットオフ周波数(または減数量)、極周波数がBブロックの定数と異なっている。
5次のLPF特性を得るには、SW1,SW2,SW3を選択してA,B,Cブロックがカスケード接続するように設定する。その出力は、SW4を選択して(端子)TDから出力する。この結果えられた周波数特性を図6のTDに示す。曲線TDにおいて、極は2個存在し3次LPFの極周波数Paltとこれより低い位置に極周波数が存在し、3次LPFよりもさらに減衰量が大きいことを示している。
また、図6にはLPF以外にスルーの信号経路も設けていて、SW1とSW4を選択して(端子)TAから、信号を取り出す。この周波数特性を図6のTAに示す。
このTD経路の動作自において、LPF(アクティブフィルタ)80のA,B,Cブロックすべての動作を停止して消費電力を削減することができる。
A,Bブロックについては、1次、2次LPFの構成について説明したので、詳細な説明は省略する。Cブロックの2次LPFの回路構成はBブロックの回路構成と同じである。しかし、フィルタの特性を決めるgm、抵抗R4A,R4B,C4A,C4B、R5A,R5B,C5A,C5B、C7A,C7Bで設定するカットオフ周波数(または減数量)、極周波数がBブロックの定数と異なっている。
5次のLPF特性を得るには、SW1,SW2,SW3を選択してA,B,Cブロックがカスケード接続するように設定する。その出力は、SW4を選択して(端子)TDから出力する。この結果えられた周波数特性を図6のTDに示す。曲線TDにおいて、極は2個存在し3次LPFの極周波数Paltとこれより低い位置に極周波数が存在し、3次LPFよりもさらに減衰量が大きいことを示している。
また、図6にはLPF以外にスルーの信号経路も設けていて、SW1とSW4を選択して(端子)TAから、信号を取り出す。この周波数特性を図6のTAに示す。
このTD経路の動作自において、LPF(アクティブフィルタ)80のA,B,Cブロックすべての動作を停止して消費電力を削減することができる。
次に本発明の無線受信装置20の動作について図1〜6を用いて説明する。
アンテナ1で受信された電波(信号)たとえば、IEEE802.11aで5.0GHzの周波数拡散されたマイクロ波信号は、所定のバンド幅のみ通過する入力フィルタ2でこの希望の信号のみを通過させ、帯域外の信号やノイズを除去している。入力フィルタ2からの出力信号は低雑音可変利得増幅器3へ供給される。ローノイズ特性を有する高周波アンプで増幅された信号は2分配され、次段の直交検波器を構成する第1,2周波数変換器4,9にそれぞれ供給さる。また発振器14から位相器15を介して0度と90度の位相差を有する2つの発振信号も同時に供給される。すなわち、ここでマイクロ波帯域の入力信号がベースバンド周波数に1度にダウンコンバートされIQ復調されている。発振器14は図示しないPLL回路で制御されているので、周波数精度と位相の安定度がよく、そのため1回でベースバンドへ周波数変換している。つぎに、ダウンコンバートされたベースバンドI,Qch信号はLPFの特性を有するLPF(ローパスフィルタ;チャンネル選択フィルタ)5,10に供給され、他チャンネル信号の隣接チャンネル信号、隣々接チャンネル信号の高周波成分やそれ以外のノイズを除去する。
LPF5,10, 可変利得増幅器6,11,増幅器7,12、ADC(AD変換器)8,13は、受信待機時には、DISABLE状態にあり、制御回路18もしくは自チャンネルパワー測定回路30の出力信号に応じて、ENABLE状態に制御される。即ち、Ps−LがLのときはDISABLE,HのときはENABLEに制御される。
また、LPF5,10はたとえば図5に示すように、制御回路18からの制御信号に応じて、SW1〜SW4を切り換え、フィルタの周波数特性を可変している。減衰量の少ない特性が要求されるときはフィルタの段数を少なくして、残りのフィルタの動作を停止し、消費電力を削減する。一方衰量の大きい特性が要求されるときは、フィルタの段数を増加させるようにしている。詳細な説明は後述する。
アンテナ1で受信された電波(信号)たとえば、IEEE802.11aで5.0GHzの周波数拡散されたマイクロ波信号は、所定のバンド幅のみ通過する入力フィルタ2でこの希望の信号のみを通過させ、帯域外の信号やノイズを除去している。入力フィルタ2からの出力信号は低雑音可変利得増幅器3へ供給される。ローノイズ特性を有する高周波アンプで増幅された信号は2分配され、次段の直交検波器を構成する第1,2周波数変換器4,9にそれぞれ供給さる。また発振器14から位相器15を介して0度と90度の位相差を有する2つの発振信号も同時に供給される。すなわち、ここでマイクロ波帯域の入力信号がベースバンド周波数に1度にダウンコンバートされIQ復調されている。発振器14は図示しないPLL回路で制御されているので、周波数精度と位相の安定度がよく、そのため1回でベースバンドへ周波数変換している。つぎに、ダウンコンバートされたベースバンドI,Qch信号はLPFの特性を有するLPF(ローパスフィルタ;チャンネル選択フィルタ)5,10に供給され、他チャンネル信号の隣接チャンネル信号、隣々接チャンネル信号の高周波成分やそれ以外のノイズを除去する。
LPF5,10, 可変利得増幅器6,11,増幅器7,12、ADC(AD変換器)8,13は、受信待機時には、DISABLE状態にあり、制御回路18もしくは自チャンネルパワー測定回路30の出力信号に応じて、ENABLE状態に制御される。即ち、Ps−LがLのときはDISABLE,HのときはENABLEに制御される。
また、LPF5,10はたとえば図5に示すように、制御回路18からの制御信号に応じて、SW1〜SW4を切り換え、フィルタの周波数特性を可変している。減衰量の少ない特性が要求されるときはフィルタの段数を少なくして、残りのフィルタの動作を停止し、消費電力を削減する。一方衰量の大きい特性が要求されるときは、フィルタの段数を増加させるようにしている。詳細な説明は後述する。
LPF5,10を通過したそれぞれのI,Qch信号は、可変利得増幅器6,11に供給され、出力信号レベルが一定になるように制御される。
可変利得増幅器6,11で信号が十分増幅されて振幅レベルが所定値になった状態で、AD変換器8,13に供給され、アナログ信号がディジタル信号に変換された後、ディジタル信号処理される。
可変利得増幅器6,11で信号が十分増幅されて振幅レベルが所定値になった状態で、AD変換器8,13に供給され、アナログ信号がディジタル信号に変換された後、ディジタル信号処理される。
一方、第1,第2周波数変換器4,9でベースバンドに変換されたI,Qch信号は自チャンネルパワー測定回路16と他チャンネルパワー測定回路17に供給される。
図2に示すように、自チャンネルパワー測定回路16に供給されたI,Qch信号はそれぞれLPF31,32に入力される。LPF31でIchの信号のみが選択されコンパレータ33,34に供給さる。コンパレータ33に供給されたIch信号はT33から供給された基準電圧VCと比較され、またコンパレータ34に供給されたIch信号はT36から供給された基準電圧VDと比較される。Ichの信号が基準電圧VCより低いとコンパレータ33からは“L”レベルの信号が出力され、一方基準電圧VCより高いとコンパレータ33から“H”レベルの信号が出力される。
またコンパレータ34についても同様に、コンパレータ34に供給されたIch信号はT33から供給された基準電圧VDと比較され、またコンパレータ34に供給されたIch信号はT36から供給された基準電圧VDと比較される。Ichの信号が基準電圧VDより低いとコンパレータ34からは“L”レベルの信号が出力され、一方基準電圧VDより高いとコンパレータ34から“H”レベルの信号が出力される。
またコンパレータ35,36についても同様な動作をする。
図2に示すように、自チャンネルパワー測定回路16に供給されたI,Qch信号はそれぞれLPF31,32に入力される。LPF31でIchの信号のみが選択されコンパレータ33,34に供給さる。コンパレータ33に供給されたIch信号はT33から供給された基準電圧VCと比較され、またコンパレータ34に供給されたIch信号はT36から供給された基準電圧VDと比較される。Ichの信号が基準電圧VCより低いとコンパレータ33からは“L”レベルの信号が出力され、一方基準電圧VCより高いとコンパレータ33から“H”レベルの信号が出力される。
またコンパレータ34についても同様に、コンパレータ34に供給されたIch信号はT33から供給された基準電圧VDと比較され、またコンパレータ34に供給されたIch信号はT36から供給された基準電圧VDと比較される。Ichの信号が基準電圧VDより低いとコンパレータ34からは“L”レベルの信号が出力され、一方基準電圧VDより高いとコンパレータ34から“H”レベルの信号が出力される。
またコンパレータ35,36についても同様な動作をする。
次に他チャンネルパワー測定回路17についてその動作について図1、3を用いて説明する。
直交検波器を構成する第1,第2周波数変換器4,9でベースバンドに変換されたI,Qch信号は他チャンネルパワー測定回路17(50)に供給される。
他チャンネルパワー測定回路50に供給されたI,Qch信号はそれぞれHPF51,52に入力される。HPF51,52でIch、Qch信号のみが選択されてコンパレータ53,54に供給さる。コンパレータ53,54に供給されたIch信号はT55から供給された基準電圧VFと比較される。Ich,Qchの信号が基準電圧VFより低いとコンパレータ53,54からは“L”レベルの信号が出力され、一方基準電圧VFより高いとコンパレータ53,54から“H”レベルの信号がそれぞれ出力される。
コンパレータ53,54から出力された信号はOR回路55に供給され論理演算されて端子T53からPadj−L信号として出力される。
直交検波器を構成する第1,第2周波数変換器4,9でベースバンドに変換されたI,Qch信号は他チャンネルパワー測定回路17(50)に供給される。
他チャンネルパワー測定回路50に供給されたI,Qch信号はそれぞれHPF51,52に入力される。HPF51,52でIch、Qch信号のみが選択されてコンパレータ53,54に供給さる。コンパレータ53,54に供給されたIch信号はT55から供給された基準電圧VFと比較される。Ich,Qchの信号が基準電圧VFより低いとコンパレータ53,54からは“L”レベルの信号が出力され、一方基準電圧VFより高いとコンパレータ53,54から“H”レベルの信号がそれぞれ出力される。
コンパレータ53,54から出力された信号はOR回路55に供給され論理演算されて端子T53からPadj−L信号として出力される。
図2と図3に示した、自チャンネルパワー測定回路30の出力Ps−H,Ps−L信号と、他チャンネルパワー測定回路50の出力Padj−L信号を用いて制御回路18でLPF5,10を制御する制御信号を生成する。この結果を表1に示す。
この生成された制御信号(Filter Control)を用いて、LPF5,10としてたとえば図5に示すアクティブフィルタ80のSW1,2,3,4を制御するとともに使用しないフィルタブロックの動作を停止する。
この生成された制御信号(Filter Control)を用いて、LPF5,10としてたとえば図5に示すアクティブフィルタ80のSW1,2,3,4を制御するとともに使用しないフィルタブロックの動作を停止する。
Ps−Hが“L”レベルでPs−Lが“H”レベルの場合、自チャンネルの信号が小さい可能性があり、そのためPadj−Lが“H”レベルまたは“L”レベルにかかわりなく、他チャンネル信号を十分減衰する必要があり、Filter Control をTDに設定している。すなわち、他チャンネル信号を減衰するため、A、B,Cブロックのフィルタすべてを動作させている。
Ps−Hが“H”レベルかつPs−Lが“H”レベルで、Padj−Lが“L”レベルのとき、自チャンネル信号はI,Qとも所定レベル以上であることが判別されているので、他チャンネルの検出レベルが“L”レベルで信号が所定レベル以下あるいは無いとみなされるので、この場合、システム上必要な最低限の減推量のみ実現できればよい。したがって図5において、SW1とSW4を切り換えて出力端子TBに接続するようにし、I,Qch入力信号が一次LPFを通過するように制御される。このときB,Cブロックは動作させる必要は無く、電源をオフまたは電流源を切断して回路動作を停止している。
Ps−Hが“H”レベルかつPs−Lが“H”レベルで、Padj−Lが“L”レベルのとき、自チャンネル信号はI,Qとも所定レベル以上であることが判別されているので、他チャンネルの検出レベルが“L”レベルで信号が所定レベル以下あるいは無いとみなされるので、この場合、システム上必要な最低限の減推量のみ実現できればよい。したがって図5において、SW1とSW4を切り換えて出力端子TBに接続するようにし、I,Qch入力信号が一次LPFを通過するように制御される。このときB,Cブロックは動作させる必要は無く、電源をオフまたは電流源を切断して回路動作を停止している。
つぎに、表1でPs−Hが“H”レベルかつPs−Lが“H”レベルで、Padj−Lが“H”レベルのとき、自チャンネル信号はI,Qとも所定レベル以上であることが判別され、かつ他チャンネルの検出レベルも“H”レベルであるため、他チャンネル信号を減衰する必要がある。そのため、LPFの全てのブロックA,B,Cを動作させるため端子TDからI,Qch信号を出力させるように、LPFの構成を設定する。
つぎに図1,2,4を用いてLPF5,10を制御する制御回路に関する他の実施形態例を示す。図4に隣接チャンネルと隣々接チャンネルの信号のパワーを検出するパワー測定回路を示す。またこの図4に示す他チャンネルパワー測定回路にRSSI回路を用いる場合、その測定に応じて図5に示すアクティブフィルタ80を用いても良い。
図4において、端子T61にIchの入力信号が供給されると、BPF61に入力され隣接チャンネルの信号が選択される。これと並列に、HPF62にも入力され隣々接チャンネルの信号を選択する。
BPF61から出力された隣接チャンネルのIch信号はコンパレータ65に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T67から基準電圧VGが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路69に出力される。Ich信号が基準電圧がVGより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路69に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPadj−Lとして端子T63から取り出される。
また、HPF62から出力された隣々接チャンネル信号のIch信号はコンパレータ66に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T68から基準電圧VFが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路70に出力される。Ich信号が基準電圧VHより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路70に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPalt−Lとして端子T64から取り出される。
図4において、端子T61にIchの入力信号が供給されると、BPF61に入力され隣接チャンネルの信号が選択される。これと並列に、HPF62にも入力され隣々接チャンネルの信号を選択する。
BPF61から出力された隣接チャンネルのIch信号はコンパレータ65に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T67から基準電圧VGが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路69に出力される。Ich信号が基準電圧がVGより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路69に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPadj−Lとして端子T63から取り出される。
また、HPF62から出力された隣々接チャンネル信号のIch信号はコンパレータ66に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T68から基準電圧VFが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路70に出力される。Ich信号が基準電圧VHより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路70に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPalt−Lとして端子T64から取り出される。
つぎにQch信号について説明する。端子T62にQchの入力信号が供給されると、BPF63に入力され隣接チャンネルの信号が選択される。これと並列に、HPF64にも入力され隣々接チャンネルの信号を選択する。
BPF63から出力された隣接チャンネルのQch信号はコンパレータ67に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T67から基準電圧VGが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路69に出力される。Qch信号が基準電圧がVGより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路69に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPadj−Lとして端子T63から取り出される。
また、HPF64から出力された隣々接チャンネル信号のQch信号はコンパレータ68に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T68から基準電圧VFが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路70に出力される。Ich信号が基準電圧VHより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路70に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPalt−Lとして端子T64から取り出される。
BPF63から出力された隣接チャンネルのQch信号はコンパレータ67に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T67から基準電圧VGが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路69に出力される。Qch信号が基準電圧がVGより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路69に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPadj−Lとして端子T63から取り出される。
また、HPF64から出力された隣々接チャンネル信号のQch信号はコンパレータ68に一方の入力端子に供給され、このコンパレータの他方に端子T68から基準電圧VFが供給される。比較された結果がCLK(クロック)信号に応じてまたは同期して、OR回路70に出力される。Ich信号が基準電圧VHより高いと“H”レベル、低いと“L”レベルの信号をOR回路70に出力し、そこで他の入力信号とOR演算処理されてPalt−Lとして端子T64から取り出される。
図2と図4に示した、自チャンネルパワー測定回路30と隣接、隣々接チャンネルパワー測定回路60を組み合わせて制御回路18で制御信号を生成する。その結果を表2に示す。
表2において、Ps−Hが“L”レベルでPs−Lが“H”レベルのときはFilter Control信号はTDとなり、LPFのA,B,Cブロック全て動作し、5次LPFを構成する。このLPFで減衰量を大きくして自チャンネル信号以外の隣接チャンネル、隣々接チャンネルの信号を減衰する必要がある。
表2においてPadj−LとPalt−Lが共に“L”レベルのとき、Filter Control信号はTBとなり、一次LPF出力の信号が得られる。この場合、LPFのB,Cブロックは電源をオフにするか電流を切断して回路動作を停止している。このためLPF5,10での消費電力は削減される。
表2において、Ps−L,Ps−Lが共に“H”レベル、Padj−Lが“H”レベル,Palt−Lが“L”レベルのとき、Filter Control信号はTDとなり、少なくとも隣接チャンネル信号は除去しなくてはならず、この場合A,B,Cブロック全て動作させ希望信号と異なる信号の影響をできるだけ少なくするようにしている。
表2において、Ps−L,Ps−Lが共に“H”レベル、Padj−Lが“L”レベル,Palt−Lが“H”レベルのとき、Filter Control信号はTCとなり、隣接チャンネル信号存在せず、隣々接チャンネル信号が存在するので、LPF5,10のカットオフ周波数は高域に設定できまた減衰量はTDと比べて緩やかで良い。
したがって、LPF5,10でA,Bブロックを動作させ、Cブロックは電源をオフまたは電流源を切断して動作を停止させる。この結果3次のLPF構成となり、5次のLPFと比較して消費電力は削減される。
したがって、LPF5,10でA,Bブロックを動作させ、Cブロックは電源をオフまたは電流源を切断して動作を停止させる。この結果3次のLPF構成となり、5次のLPFと比較して消費電力は削減される。
表2において、Ps−L,Ps−Lが共に“H”レベル、Padj−Lが“H”レベル,Palt−Lhが“H”レベルのとき、隣接チャンネル信号と隣々接チャンネル信号が存在するのでこれらの信号を減衰する必要がある。Filter Control信号はTDとなり、LPFのA,B,Cブロック全て動作し、5次LPFを構成する。このLPFで減衰量を大きくして自チャンネル信号以外の隣接チャンネル、隣々接チャンネルの信号を減衰する。
このように、従来直交復調器以降のアナログベースバンドブロックの占める消費電力の割合は半分以上を占めていた。また、たとえば受信待機時など、信号が受信されていない状態でも常時動作状態であるので、消費電力が大きかった。
しかし、上述したように、本発明の構成により、自チャンネル信号、隣接チャンネル信号、隣々接チャンネル信号の各信号レベルを測定し、これらの信号レベルに応じて制御信号を生成し、この制御信号を用いて、たとえば、チャンネルフィルタの動作モードたとえばLPFの次数を切り換えることにより、消費電力を削減した。また、自チャンネル信号の有無により、アナログベースバンドブロックを停止することにより、受信待機時の消費電力を削減した。
しかし、上述したように、本発明の構成により、自チャンネル信号、隣接チャンネル信号、隣々接チャンネル信号の各信号レベルを測定し、これらの信号レベルに応じて制御信号を生成し、この制御信号を用いて、たとえば、チャンネルフィルタの動作モードたとえばLPFの次数を切り換えることにより、消費電力を削減した。また、自チャンネル信号の有無により、アナログベースバンドブロックを停止することにより、受信待機時の消費電力を削減した。
1,101…ANT(アンテナ)、2,102…入力フィルタ、3,103…低雑音可変利得増幅器(LNA)、4,9,104,109…周波数変換器、5,10,105,110…LPF(ローパスフィルタ)、6,11,106,111…可変利得増幅器、8,13,108,113…AD変換器、15,115…位相器、14,114…発振器、16,30…自チャンネルパワー測定回路、17,50…他チャンネルパワー測定回路、18…制御回路、80…アクティブフィルタ。
Claims (19)
- 受信信号から希望信号を選択し、該希望信号のレベルを検出し第1の基準値と比較し、該比較結果に応じて第1の制御信号を出力する第1の測定回路と、
前記受信信号から前記希望信号と異なる信号を選択し、該希望信号と異なる信号のレベルを検出し第2の基準値と比較し、該比較結果に応じて第2の制御信号を出力する第2の測定回路と、
前記第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて前記希望信号と前記希望信号と異なる信号のレベルを比較し、該比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力された第3の制御信号が供給され、該第3の制御信号に応じて回路特性と消費電力が可変される信号処理回路と
を有する無線受信装置。 - 前記受信信号と前記希望信号と異なる信号は直交検波した同相信号と直交信号を有し、該同相信号と直交信号を前記第1と第2の測定回路でレベルを検出するようにした
請求項1記載の無線受信装置。 - 前記信号処理回路はアクティブフィルタを有する
請求項1記載の無線受信装置。 - 前記信号処理回路はアクティブフィルタのフィルタの段数を切り換えるスイッチを有し、前記制御回路からの第3の制御信号により前記スイッチを切り変えて、前記アクティブフィルタの回路特性を可変するようにした
請求項1記載の無線受信装置。 - 前記希望信号と異なる信号が複数存在するとき、前記制御回路は、前記希望信号と異なる信号のレベルに応じて前記スイッチを切り換えて前記アクティブフィルタのフィルタ段数を設定するようにした
請求項1記載の無線受信装置。 - 前記第1の測定回路はローパスフィルタを有し、前記希望信号と異なる信号を除去するようにした
請求項1記載の無線受信装置。 - 前記第2の測定回路はバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタを有し、前記希望信号と異なる信号を選択するようにした
請求項1記載の無線受信装置。 - 入力信号と発振器からの発振信号が供給され第1の位相を有する信号に周波数変換する第1の周波数変換器と、
前記入力信号と前記発振器からの発振信号が供給され第2の位相を有する信号に周波数変換する第2の周波数変換器と、
前記第1と第2の周波数変換器から第1と第2の位相を有する周波数変換された信号が供給され、該周波数変換された信号から希望信号を選択し、該希望信号のレベルを検出し第1の基準値と比較し、該比較結果に応じて第1の制御信号を出力する第1の測定回路と、
前記周波数変換された信号から前記希望信号と異なる信号を選択し、前記希望信号と異なる信号のレベルを検出し第2の基準値と比較し、該比較結果に応じて第2の制御信号を出力する第2の測定回路と、
前記第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて上記希望信号と前記希望信号と異なる信号のレベルを比較し、該比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路と、
前記第1と第2の周波数変換器から出力された第1と第2の位相を有する周波数変換された信号が供給され、前記制御回路から出力された第3の制御信号に応じて回路特性が可変される信号処理回路と
を有する無線受信装置。 - 前記受信信号と前記希望信号と異なる信号は直交検波したベースバンド周波数の同相信号と直交信号を有し、該同相信号と直交信号を前記第1と第2の測定回路でレベルを検出するようにした
請求項8載の無線受信装置。 - 前記信号処理回路はアクティブフィルタを有する
請求項8記載の無線受信装置。 - 前記信号処理回路はアクティブフィルタのフィルタの段数を切り換えるスイッチを有し、前記制御回路からの第3の制御信号により前記スイッチを切り変えて、前記アクティブフィルタの回路特性を可変するようにした
請求項8記載の無線受信装置。 - 前記希望信号と異なる信号が複数存在するとき、前記制御回路は、前記希望信号と異なる信号のレベルに応じて前記スイッチを切り換えて前記アクティブフィルタのフィルタ段数を設定するようにした
請求項8記載の無線受信装置。 - 前記第1の測定回路はローパスフィルタを有し、前記希望信号と異なる信号を除去するようにした
請求項8記載の無線受信装置。 - 前記第2の測定回路はバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタを有し、前記希望信号と異なる信号を選択するようにした
請求項8記載の無線受信装置。 - 入力信号と発振器からの発振信号が供給され前記入力信号を第1の位相を有する第1の中間周波数に変換する第1の周波数変換器と、
前記入力信号と前記発振器からの発振信号が供給され前記入力信号を第2の位相を有する第2の中間周波数に変換する第2の周波数変換器と、
前記第1と第2の中間周波数が供給され、該第1と第2の中間周波数から希望信号を選択し、該希望信号のレベルを検出し第1の基準値と比較し、該比較結果に応じて第1の制御信号を出力する第1の測定回路と、
前記第1と第2の周波数変換された信号から前記希望信号と異なる信号を選択し、前記希望信号と異なる信号のレベルを検出し第2の基準値と比較し、該比較結果に応じて第2の制御信号を出力する第2の測定回路と、
前記第1と第2の測定回路から出力された第1と第2の制御信号を用いて上記希望信号と前記希望信号と異なる信号のレベルを比較し、該比較結果に応じた第3の制御信号を出力する制御回路と、
前記第1と第2の周波数変換器から出力された第1と第2の位相を有する周波数変換された信号が供給され、前記制御回路から出力された第3の制御信号に応じて回路特性が可変される信号処理回路と
を有する無線受信装置。 - 前記受信信号と前記希望信号と異なる信号は直交復調した中間周波数の同相信号と直交信号を有し、該同相信号と直交信号を前記第1と第2の測定回路でレベルを検出するようにした
請求項15の無線受信装置。 - 前記信号処理回路はアクティブフィルタを有する
請求項15記載の無線受信装置。 - 前記信号処理回路はアクティブフィルタのフィルタの段数を切り換えるスイッチを有し、前記制御回路からの第3の制御信号により前記スイッチを切り変えて、前記アクティブフィルタの回路特性を可変するようにした
請求項15記載の無線受信装置。 - 前記希望信号と異なる信号が複数存在するとき、前記制御回路は、前記希望信号と異なる信号のレベルに応じて前記スイッチを切り換えて前記アクティブフィルタのフィルタ段数を設定するようにした
請求項15記載の無線受信装置。
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