JP2006180373A - アンダーサンプリングにおけるサンプリング周波数決定方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 アンダーサンプリングを用いて、１つ以上の無線システム帯域についてシステム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換する際に、できる限り低いサンプリング周波数を決定することができるサンプリング周波数決定方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】 所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と、周波数領域で干渉しないような最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定する。複数のシステム帯域については、更に、所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷと、周波数領域で干渉しないようなサンプリング周波数Ｆｓを決定する。
【選択図】 図７
【解決手段】 所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と、周波数領域で干渉しないような最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定する。複数のシステム帯域については、更に、所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷと、周波数領域で干渉しないようなサンプリング周波数Ｆｓを決定する。
【選択図】 図７
Description
本発明は、アンダーサンプリングにおけるサンプリング周波数決定方法及びプログラムに関する。特に、１つ以上のシステム帯域についてシステム帯域毎に１つの所望チャネルを、同時に周波数変換をすることができるものであって、Ａ／Ｄ変換器におけるサンプリング周波数を決定する技術に関する。
アンダーサンプリングとは、受信信号をナイキスト周波数よりも低い周波数でサンプリングすることにより、意図的に周波数のダウンコンバートイメージを発生させて周波数変換をする方法をいう（例えば非特許文献１参照）。ダウンコンバートとは、高周波信号又は中間周波数帯のイメージを低い周波数のイメージへ折り返させることをいう。これにより、１つのサンプリング周波数で、１つ以上の無線システム帯域のアナログ信号を同時に周波数変換することができる。
図１は、従来技術におけるアンダーサンプリングを用いた受信機の機能構成図である。
図１によれば、受信装置は、アンテナ００１と、低雑音増幅器ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)００２と、バンドパスフィルタＢＰＦ(Band Path Filter)００３と、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ(Analog／Digital Converter)００４とから構成されている。アンテナ００１によって受信された信号は、低雑音増幅器００２によって増幅され、バンドパスフィルタ００３によって所望帯域のみが取り出される。その所望帯域のみを、Ａ／Ｄ変換器００４によってアンダーサンプリングし、一括サンプリング及び周波数変換がなされた信号が出力される。尚、複数のシステム帯域についてシステム帯域毎に所望チャネルがある場合、バンドパスフィルタ００３はシステム帯域毎に並列に設けられる。
図２は、アンダーサンプリングを用いた場合における周波数成分のダウンコンバートイメージ図である。
図２によれば、ｆＬとｆＨとの間で表されるシステム帯域は、所定のアンダーサンプリング周波数Ｆｓを用いることによって、周波数Ｆｓ／２以下の低い周波数にダウンコンバートイメージを発生させている。
図３は、アンダーサンプリングにおけるダウンコンバートイメージであって、式（１）及び（７）〜（１２）を説明する周波数成分のイメージ図である。
Ｆｃ：所望信号の中心周波数
ＦＩＦ：ダウンコンバートイメージにおけるシステム帯域の中心周波数
fix(a)：aの小数点以下が切り捨てられた値を得る関数
rem(a,b)：aをbで割った余りを得る関数
ＦＩＦ：ダウンコンバートイメージにおけるシステム帯域の中心周波数
fix(a)：aの小数点以下が切り捨てられた値を得る関数
rem(a,b)：aをbで割った余りを得る関数
周波数信号の折り返しは、サンプリング周波数の半分（Ｆｓ／２）毎に生じる。従って、前述の式（１）によって、所望信号の中心周波数Ｆｃが折り返される回数を、Ｆｃ／（Ｆｓ／２）によって算出する。算出された値は、fix()によって小数点以下が切り捨てられる。式（１）によって得られる値の偶数／奇数は、図３（ａ）に表されている。
式（１）の値が偶数であった場合、Ｆｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦを算出する。rem（Ｆｃ，Ｆｓ）は、ＦｃをＦｓで割った余りの値を得る。従って、ＦｃがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦは、図３（ｂ）に表されている。
式（１）の値が奇数であった場合、Ｆｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦを算出する。従ってＦｃがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦは、図３（ｃ）に表されている。
図４は、従来技術におけるダウンコンバート後の所望システム帯域の帯域幅の収容を表しており、式（２）、（３）及び（４）を説明する周波数成分のイメージ図である。図４（ａ）は、式（２）及び（３）を表しており、１つのシステム帯域のダウンコンバートイメージを表している。図４（ｂ）は、式（４）を表しており、２つのシステム帯域のダウンコンバートイメージを表している。
サンプリング周波数Ｆｓは、周波数信号の折り返しによって自分自身の信号に影響を受けないようにするために、以下の式（２）及び（３）の条件を満たす必要がある。
ＢＷ：所望システム帯域の帯域幅
ＢＷ：所望システム帯域の帯域幅
式（２）について、所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦから、所望システム帯域の帯域幅の半分ＢＷ／２を減算した周波数が、周波数０よりも高いこと表す。
式（３）について、所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦに所望システム帯域の帯域幅の半分ＢＷ／２を加算した周波数が、サンプリング周波数の半分Ｆｓ／２よりも低いことを表す。
これにより、１つのシステム帯域について１つの所望チャネルを周波数変換するために、システム帯域のダウンコンバートイメージがベースバンド０〜Ｆｓ／２に収容されることが確保される。従って、式（２）及び（３）の条件を満たすサンプリング周波数Ｆｓにおいて、アンダーサンプリングが可能となる。
式（３）について、所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦに所望システム帯域の帯域幅の半分ＢＷ／２を加算した周波数が、サンプリング周波数の半分Ｆｓ／２よりも低いことを表す。
これにより、１つのシステム帯域について１つの所望チャネルを周波数変換するために、システム帯域のダウンコンバートイメージがベースバンド０〜Ｆｓ／２に収容されることが確保される。従って、式（２）及び（３）の条件を満たすサンプリング周波数Ｆｓにおいて、アンダーサンプリングが可能となる。
次に、２つのシステム帯域を一括してサンプリングするためには、システム帯域毎に式（１）〜（３）の条件を満たしていることに加えて、以下の式（４）の条件を満たすことを要する。これにより、２つのシステム帯域が重ならないようなサンプリング周波数Ｆｓを選択することができる。式（４）の添字１，２は、システム帯域の番号を表す。
ＦＩＦ１：システム帯域１におけるダウンコンバート後の信号の中心周波数
ＦＩＦ２：システム帯域２におけるダウンコンバート後の信号の中心周波数
ＢＷ１：所望システム帯域１の帯域幅
ＢＷ２：所望システム帯域２の帯域幅
ＦＩＦ１：システム帯域１におけるダウンコンバート後の信号の中心周波数
ＦＩＦ２：システム帯域２におけるダウンコンバート後の信号の中心周波数
ＢＷ１：所望システム帯域１の帯域幅
ＢＷ２：所望システム帯域２の帯域幅
式（４）について、２つの所望システム帯域の帯域幅の半分（ＢＷ１／２、ＢＷ２／２）の和が、２つの所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦの差以下であることを表す。これにより、２つのシステム帯域が重ならないことが確保される。
更に、２つのシステム帯域における式（４）を拡張させることにより、Ｎ個のシステム帯域を一括にサンプリングするサンプリング周波数Ｆｓを決定することもできる。この場合、式（１）〜（３）及び（５）を満足することを要する。
これにより、全てのシステム帯域同士が重ならないことが確保される。
尚、サンプリングした後の信号は、直交復調器に入力される。直交復調器は、数値制御発振器ＮＣＯ(Numerical Controlled Oscillator)によって所望チャネルのイメージ周波数の正弦波を発生させ、乗算器によるミキサで、サンプリング後の信号と正弦波信号とを乗算することにより所望チャネルのベースバンド信号ＩチャネルとＱチャネルとの信号を出力する（例えば特許文献１参照）。
Dennis M. Akos, Michael Stockmaster, James B. Y. Tsui and Joe Caschera 「Direct Bandpass Sampling of Multiple Distinct RF Signals」、IEEE Transactions on communications、vol.47、No.7、July 1999、pp.983-988
特開２００１−４５０８１号
しかしながら、アンダーサンプリングを用いて１つの所望システム帯域を１つのＡ／Ｄ変換器で同時にサンプリングする場合、その所望システム帯域が広いと、アンダーサンプリング可能なサンプリング周波数が少なくなり、必然的にサンプリング周波数が高くなるとう問題があった。
また、複数の所望システム帯域を１つのＡ／Ｄ変換器で同時にサンプリングする場合、そのサンプリング周波数Ｆｓは、全ての所望システム帯域を加算した帯域幅の２倍以上が必要となる。従って、アンダーサンプリング可能なサンプリング周波数が少なくなり、必然的にサンプリング周波数が高くなるとう問題があった。
サンプリング周波数Ｆｓが高くなるほど高速なＡ／Ｄ変換器を必要とし、ディジタル信号処理のためのデータ量が増大し、更には消費電力の増大を招くという問題があった。
従って、本発明は、アンダーサンプリングを用いて、１つ以上の無線システム帯域についてシステム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換する際に、できる限り低いサンプリング周波数を決定することができるサンプリング周波数決定方法及びプログラムを提供することを目的とする。
本発明は、アンダーサンプリングを用いて、１つ以上の無線システム帯域についてシステム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換するためのサンプリング周波数Ｆｓを決定するサンプリング周波数決定方法及びプログラムに関する。
本発明は、１つ以上の無線システム帯域についてシステム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換するためのサンプリング周波数Ｆｓを決定するサンプリング周波数決定方法について、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップを有することを特徴とする。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップを有することを特徴とする。
また、本発明のサンプリング周波数決定方法における他の実施形態によれば、
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することも好ましい。
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することも好ましい。
更に、本発明のサンプリング周波数決定方法における他の実施形態によれば、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すことも好ましい。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すことも好ましい。
本発明は、アンダーサンプリングを用いて、複数の無線システム帯域について該システム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換するためのサンプリング周波数Ｆｓを決定するサンプリング周波数決定方法について、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉せず、且つ、所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷ他のＩＦと、周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップを有することを特徴とする。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉せず、且つ、所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷ他のＩＦと、周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップを有することを特徴とする。
また、本発明のサンプリング周波数決定方法における他の実施形態によれば、
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓであって、且つ、他の全てのシステム帯域について
｜ＦＩＦｃｈ−Ｆ他のＩＦ｜≧（ＢＷｃｈ＋ＢＷ他のＩＦ）／２
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することも好ましい。
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓであって、且つ、他の全てのシステム帯域について
｜ＦＩＦｃｈ−Ｆ他のＩＦ｜≧（ＢＷｃｈ＋ＢＷ他のＩＦ）／２
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することも好ましい。
更に、本発明のサンプリング周波数決定方法における他の実施形態によれば、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すことも好ましい。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すことも好ましい。
本発明は、アンダーサンプリングを用いて、１つの無線システム帯域について１つの所望チャネルを周波数変換するサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させるサンプリング周波数決定プログラムについて、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップとしてコンピュータを実行させることを特徴とする。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップとしてコンピュータを実行させることを特徴とする。
また、本発明のサンプリング周波数決定プログラムにおける他の実施形態によれば、
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させることも好ましい。
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させることも好ましい。
更に、本発明のサンプリング周波数決定プログラムにおける他の実施形態によれば、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すようにコンピュータを実行させることも好ましい。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すようにコンピュータを実行させることも好ましい。
本発明は、アンダーサンプリングを用いて、複数の無線システム帯域について該システム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換するサンプリング周波数Ｆｓを決定するように、コンピュータを実行させるサンプリング周波数決定プログラムについて、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉せず、且つ、所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷ他のＩＦと、周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップとしてコンピュータを実行させることを特徴とする。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉せず、且つ、所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷ他のＩＦと、周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップとしてコンピュータを実行させることを特徴とする。
また、本発明のサンプリング周波数決定プログラムにおける他の実施形態によれば、
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓであって、且つ、他の全てのシステム帯域について
｜ＦＩＦｃｈ−Ｆ他のＩＦ｜≧（ＢＷｃｈ＋ＢＷ他のＩＦ）／２
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させることも好ましい。
前記ステップは、システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓであって、且つ、他の全てのシステム帯域について
｜ＦＩＦｃｈ−Ｆ他のＩＦ｜≧（ＢＷｃｈ＋ＢＷ他のＩＦ）／２
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させることも好ましい。
更に、本発明のサンプリング周波数決定プログラムにおける他の実施形態によれば、
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すようにコンピュータを実行させることも好ましい。
所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すようにコンピュータを実行させることも好ましい。
本発明によれば、アンダーサンプリングを用いて、１つ以上の無線システム帯域についてシステム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換する際に、できる限り低いサンプリング周波数を決定することができる。
特に、ＲＦサンプリングに適用し、決定されたサンプリング周波数Ｆｓは、１つ以上の所望チャネルのダウンコンバートイメージが重畳されることなく、サンプリング周波数の半分Ｆｓ／２以内に並べて収容することができるものである。これにより、サンプリング周波数として使用することができる周波数が増大し、必然的に最低サンプリング周波数がより低くなる。これは、ディジタル信号処理のためのデータ量が低減し、比較的低速なＡ／Ｄ変換器であっても実現できるので、低消費電力化及び無線通信装置の小型化を可能とする。
尚、従来技術によれば、サンプリング後、ディジタル的に直交復調を行う際、複雑なsin及びcos信号を発生するための演算が必要となるために、デバイスの高速化又はsin及びcosの値を保持する数値テーブルの所持により、回路規模の増大、消費電力の増大、及び装置の大型化を招いていた。本発明によれば、所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されので、直交復調器の回路構成が簡素化され、無線装置の小型化及び信号処理の高速化を可能とする。
このようなサンプリング周波数決定方法及びプログラムは、サンプリング周波数を決定する発振周波数決定回路に、特に用途がある。
図５は、本発明におけるアンダーサンプリングを用いた受信機の機能構成図である。ここでは、２つのシステム帯域の一括サンプリングに対応したものが描かれている。
アンテナ１０１による受信信号は、低雑音増幅器１０２によって増幅され、バンドパスフィルタ１０３及び１０４によって所望帯域のみが取り出される。所望帯域のみが取り出された２つのシステム帯域の受信信号は、アンダーサンプリング処理部に入力される。アンダーサンプリング処理部は、Ａ／Ｄ変換器１０５によって、一括サンプリング及びダウンコンバートが行われる。
Ａ／Ｄ変換器１０５のサンプリング周波数Ｆｓは、シンセサイザ１０６から供給される。サンプリング周波数Ｆｓは、受信するシステム帯域毎のダウンコンバート後の中心周波数ＦＩＦと、帯域幅ＢＷと、ダウンコンバート後のシステム帯域内における所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈと、所望チャネルの帯域幅ＢＷｃｈとの情報に基づいて、ＣＰＵ１０７によって決定される。本発明によれば、１つ以上のシステム帯域についてシステム帯域毎に１つの所望チャネルを一括してサンプリングすることができるサンプリング周波数Ｆｓであって、最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することに特徴がある。
アンダーサンプリング処理部から出力された信号は、直交復調器１１０に入力される。直交復調器１１０は、入力された信号を、乗算器５０１及び５０４によって、数値制御発振器５０２から出力された正弦波信号と乗算する。ここで、数値制御発振器５０２の発振周波数は、ダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈと同じである。また、Ｑチャネルには、移相器５０３によってπ／２ラジアンだけ位相の遅れた正弦波が乗算される。その結果、乗算器５０１及び５０４それぞれは、所望チャネルのＩチャネル及びＱチャネルのベースバンド信号を出力する。尚、アンダーサンプリング処理部から出力された信号における、所望チャネルの中心周波数が、サンプリング周波数の４分の１の周期である場合、乗算器５０１及び５０４で乗算される値は、−１、１、０だけでよい。尚、直交復調器１１０の他の実施形態については、後述する。
直交復調器１１０から出力されたベースバンド信号は、ローパスフィルタ１１１及び１１２によって、直交復調により生じた高周波成分が除去される。これらローパスフィルタ１１１及び１１２から出力された所望チャネルの信号は、復調器１１３によって復調される。
図６は、本発明におけるサンプリング周波数Ｆｓ決定方法のフローチャートである。
図６の処理は、基本的に、１つのシステム帯域における１つの所望チャネルをサンプリングするためのサンプリング周波数を決定するものであって、ＣＰＵ１０７によって行われる。また、図６の処理は、複数のシステム帯域におけるシステム帯域毎の所望チャネルをサンプリングするためのサンプリング周波数を決定するために、その一部で用いられる。
まず、仮のサンプリング周波数Ｆｓを決定した上で、処理を開始する。ここでは、以下の式（６）に基づいて仮のサンプリング周波数Ｆｓが決定される。
ＢＷ：所望システム帯域の帯域幅
ＢＷｃｈ：所望チャネルの帯域幅
ＢＷ：所望システム帯域の帯域幅
ＢＷｃｈ：所望チャネルの帯域幅
（Ｓ２０１）周波数成分の折り返しは、サンプリング周波数Ｆｓ／２毎に生じる。従って、以下の式（７）によって、所望システム帯域の中心周波数Ｆｃが折り返される回数を、 fix｛Ｆｃ／（Ｆｓ／２）｝によって算出する。尚、fix()によって小数点以下を切り捨てた値を得る。以下の式（７）によって得られる値の偶数／奇数は、図３（ａ）に表されている。
（Ｓ２０２）式（７）の値が偶数であった場合、以下の式（９）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦを算出する。rem（Ｆｃ，Ｆｓ）は、ＦｃをＦｓで割った余りの値を得る。従って、ＦｃがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦは、図３（ｂ）に表されている。
（Ｓ２０３）式（８）の値が奇数であった場合、以下の式（１０）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦを算出する。従ってＦｃがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦは、図３（ｃ）に表されている。
（Ｓ２０２）式（７）の値が偶数であった場合、以下の式（９）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦを算出する。rem（Ｆｃ，Ｆｓ）は、ＦｃをＦｓで割った余りの値を得る。従って、ＦｃがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦは、図３（ｂ）に表されている。
（Ｓ２０３）式（８）の値が奇数であった場合、以下の式（１０）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦを算出する。従ってＦｃがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦは、図３（ｃ）に表されている。
（Ｓ２０４）以下の式（８）によって、所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈが折り返される回数を、fix｛Ｆｃｈ／（Ｆｓ／２）｝によって算出する。式（７）と同様に、式（８）によって得られる値の偶数／奇数は、図３（ａ）に表されている。
（Ｓ２０５）式（８）の値が偶数であった場合、以下の式（１１）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈを算出する。ＦｃｈがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦｃｈは、図３（ｂ）に表されている。
（Ｓ２０６）式（８）の値が奇数であった場合、以下の式（１２）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈを算出する。ＦｃｈがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦｃｈは、図３（ｃ）に表されている。
（Ｓ２０５）式（８）の値が偶数であった場合、以下の式（１１）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈを算出する。ＦｃｈがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦｃｈは、図３（ｂ）に表されている。
（Ｓ２０６）式（８）の値が奇数であった場合、以下の式（１２）によってＦｓ／２以下に折り返されたダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈを算出する。ＦｃｈがＦｓ／２以下に折り返された周波数ＦＩＦｃｈは、図３（ｃ）に表されている。
Ｆｃ：所望システム帯域の中心周波数
ＦＩＦ：ダウンコンバート後の所望システム帯域の中心周波数
Ｆｃｈ：所望チャネルの中心周波数
ＦＩＦｃｈ：ダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数
fix(a)：aの少数以下を切り捨てた値を得る関数
rem(a,b)：aをbで割った余りを得る関数
ＦＩＦ：ダウンコンバート後の所望システム帯域の中心周波数
Ｆｃｈ：所望チャネルの中心周波数
ＦＩＦｃｈ：ダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数
fix(a)：aの少数以下を切り捨てた値を得る関数
rem(a,b)：aをbで割った余りを得る関数
ここで、本発明によれば、ダウンコンバートイメージが所望チャネルに重ならないようなサンプリング周波数Ｆｓを得ることを特徴とする。
（Ｓ２０７）（Ｓ２０８）このようにして得られたダウンコンバート後のシステム帯域中心周波数ＦＩＦと、ダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈとに対して、以下の式（１３）及び（１４）を満足するＦｓを算出する。両式の条件を満たすことによって、ダウンコンバートイメージが所望チャネルに重ならないようなサンプリング周波数Ｆｓを得ることができる。
図７は、以下の式（１３）及び（１４）を説明する周波数成分のイメージ図である。式（１３）は図７（ａ）に表されており、式（１４）は図７（ｂ）に表されている。
式（１３）の左辺について、所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈに所望チャネルの帯域幅の半分ＢＷｃｈ／２を加算した周波数を、サンプリング周波数の半分Ｆｓ／２から差し引いた部分を表す。
式（１３）の右辺について、所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦに所望システム帯域の帯域幅の半分ＢＷ／２を加算した周波数から、サンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を差し引いた部分を表す。
式（１３）の右辺について、所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦに所望システム帯域の帯域幅の半分ＢＷ／２を加算した周波数から、サンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を差し引いた部分を表す。
式（１４）の左辺について、所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈに所望チャネルの帯域幅の半分ＢＷｃｈ／２を減算した部分を表す。
式（１４）の右辺について、所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦから、所望システム帯域の帯域幅の半分ＢＷ／２を減算した部分を符号反転した部分を表す。
式（１４）の右辺について、所望システム帯域の中心周波数ＦＩＦから、所望システム帯域の帯域幅の半分ＢＷ／２を減算した部分を符号反転した部分を表す。
（Ｓ２０９）フローチャートに記載されたように、式（１３）又は式（１４）のいずれか一方についても満たされない場合、サンプリング周波数ＦｓをΔＦｓだけ増分し、再び２０１から処理を繰り返す。
図８は、２システム帯域についてシステム帯域毎の１つの所望チャネルをサンプリングするためのサンプリング周波数Ｆｓ決定方法のフローチャートである。
まず、仮のサンプリング周波数Ｆｓを決定した上で、処理を開始する。ここでは、以下の式（１６）に基づいて仮のサンプリング周波数Ｆｓが決定される。添字ｎは、システム帯域毎の番号を示す。２つのシステム帯域（ｎ＝１，２）のシステム帯域幅ＢＷｎとチャネル帯域幅ＢＷｃｈｎとの全ての和を、仮の最小サンプリング周波数とする。
（Ｓ３０１）（Ｓ３０２）仮のサンプリング周波数Ｆｓについて、システム帯域毎に、図６に表したサンプリング周波数決定処理を行う。これにより、システム帯域毎に、アンダーサンプリング可能なサンプリング周波数Ｓ１及びＳ２が決定される。
（Ｓ３０３）以下の式（１７）のように、サンプリング周波数Ｓ１とＳ２とが等しいか否か判断する。
（Ｓ３０４）サンプリング周波数Ｓ１とＳ２とが等しくないならば、式（１８）のようにＳ１がＳ２よりも小さいか否か判定する。
（Ｓ３０５）Ｓ１がＳ２よりも小さいならば、Ｓ１に所定のサンプリング周波数ΔＦｓを加算した値を仮のサンプリング周波数Ｆｓとして、再度、システム帯域１に対するＳ３０１のサンプリング周波数決定処理を行う。
（Ｓ３０６）Ｓ１がＳ２よりも小さくないならば、Ｓ２に所定のサンプリング周波数ΔＦｓを加算した値を仮のサンプリング周波数Ｆｓとして、再度、システム帯域２に対するＳ３０２のサンプリング周波数決定処理を行う。
（Ｓ３０７）Ｓ３０３においてサンプリング周波数Ｓ１とＳ２とが等しいと判定されたならば、サンプリング周波数Ｆｓを、Ｓ１（＝Ｓ２）とする。
（Ｓ３０３）以下の式（１７）のように、サンプリング周波数Ｓ１とＳ２とが等しいか否か判断する。
（Ｓ３０４）サンプリング周波数Ｓ１とＳ２とが等しくないならば、式（１８）のようにＳ１がＳ２よりも小さいか否か判定する。
（Ｓ３０５）Ｓ１がＳ２よりも小さいならば、Ｓ１に所定のサンプリング周波数ΔＦｓを加算した値を仮のサンプリング周波数Ｆｓとして、再度、システム帯域１に対するＳ３０１のサンプリング周波数決定処理を行う。
（Ｓ３０６）Ｓ１がＳ２よりも小さくないならば、Ｓ２に所定のサンプリング周波数ΔＦｓを加算した値を仮のサンプリング周波数Ｆｓとして、再度、システム帯域２に対するＳ３０２のサンプリング周波数決定処理を行う。
（Ｓ３０７）Ｓ３０３においてサンプリング周波数Ｓ１とＳ２とが等しいと判定されたならば、サンプリング周波数Ｆｓを、Ｓ１（＝Ｓ２）とする。
（Ｓ３０８）以下の式（１９）を満たすか否か判定する。式（１９）は、システム帯域２における所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈ２と、システム帯域１の中心周波数ＦＩＦ１との間の差が、システム帯域２における所望チャネルの帯域幅の半分ＢＷｃｈ２／２と、システム帯域１の帯域幅の半分ＢＷ１／２との和よりも大きいことを意味する。この様子を図７（ｃ）に示す。
（Ｓ３０９）以下の式（１９）を満たさない場合、サンプリング周波数ＦｓをΔＦｓだけ増分し、再びＳ３０１及びＳ３０２から処理を繰り返す。
（Ｓ３０９）以下の式（１９）を満たさない場合、サンプリング周波数ＦｓをΔＦｓだけ増分し、再びＳ３０１及びＳ３０２から処理を繰り返す。
（Ｓ３１０）以下の式（１９）を満たす場合、式（２０）を満たすか否か判定する。式（２０）は、システム帯域２の中心周波数ＦＩＦ２と、システム帯域１における所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈ１との間の差が、システム帯域２の帯域幅の半分ＢＷ２／２と、システム帯域１における所望チャネルの帯域幅の半分ＢＷｃｈ１／２との和よりも大きいことを意味する。式（２０）を満たすならば、そのサンプリング周波数Ｆｓが決定され、処理を終了する。このサンプリング周波数Ｆｓによれば、２つのシステム帯域におけるシステム帯域毎の１つの所望チャネルが、他のシステム帯域のダウンコンバートイメージの影響を受けることがない。
（Ｓ３１１）以下の式（１９）を満たさない場合、サンプリング周波数ＦｓをΔＦｓだけ増分し、再びＳ３０１及びＳ３０２から処理を繰り返す。
（Ｓ３１１）以下の式（１９）を満たさない場合、サンプリング周波数ＦｓをΔＦｓだけ増分し、再びＳ３０１及びＳ３０２から処理を繰り返す。
図９は、３以上の複数システム帯域についてシステム帯域毎の１つの所望チャネルをサンプリングするためのサンプリング周波数Ｆｓ決定方法のフローチャートである。
図９によれば、図８と対応付けてシーケンス番号を付している。処理内容については、図８のフローチャートと全く同じである。尚、図８の式（１９）及び（２０）は、以下の式（２１）によって代用される。これにより、容易にＮ個のシステム帯域へ拡張可能となる。即ち、本発明は、システム帯域の数によって制限されるものではない。
次に、高速な処理を可能とする直交復調器の構成と、それに対応するサンプリング周波数決定方法について説明する。
図５の機能構成図からも明らかなとおり、Ａ／Ｄ変換器１０５から出力された信号は、直交復調器１１０に入力される。この直交復調器１１０は、一般にｓｉｎ及びｃｏｓ演算を行う必要があり、それに対応する回路規模及び演算量が必要となる。そこで、サンプリング周波数の決定方法によっては、直交復調器１１０の回路規模及び演算量を削減することができ、高速な処理を可能とする。
図１０は、直交復調器を簡単化するためのサンプリング周波数決定方法のフローチャートである。図５には、図１０によって決定されたサンプリング周波数でサンプリングされた信号に対応する別の直交復調器１１０の実施形態が、破線で記載されている。
図１０によれば、仮のサンプリング周波数Ｆｓを決定した上で、処理を開始する。ここでは、図６と同様に、仮のサンプリング周波数Ｆｓ＝ＢＷ＋ＢＷｃｈとする。
（Ｓ６０１）図６に説明した本発明のサンプリング周波数決定処理を実行し、最低のサンプリング周波数を決定する。
（Ｓ６０１）図６に説明した本発明のサンプリング周波数決定処理を実行し、最低のサンプリング周波数を決定する。
（Ｓ６０２）サンプリング周波数の４分の１であるＦｓ／４がＦＩＦｃｈと等しいか否かを判定する。等しければ、処理を終了する。
（Ｓ６０３）等しくなければ、最低のサンプリング周波数ＦｓをΔＦｓだけ増分して、再度、本発明におけるサンプリング周波数決定処理を実行する。
これにより、結局のところ、ダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数ＦＩＦｃｈの４倍となる最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することができる。
図１０のような処理を実行することによって、直交復調器の機能構成を簡単化することができる。その直交復調器の機能構成図は、図５に他の実施形態として記載されている。
図５における他の実施形態の直交復調部１１０によれば、Ｉチャネルの信号は、
（１）サンプリングした信号
（２）常にゼロを出力する発信器からの出力
（３）サンプリングした信号の符号を反転した信号
の３つを順に並べて、スイッチ５０８を往復させて出力する。Ｑチャネルにおいても同様の動作を行うけれども、スイッチ５０９は、スイッチ５０８よりも１ステップだけ遅れて動作する。
（１）サンプリングした信号
（２）常にゼロを出力する発信器からの出力
（３）サンプリングした信号の符号を反転した信号
の３つを順に並べて、スイッチ５０８を往復させて出力する。Ｑチャネルにおいても同様の動作を行うけれども、スイッチ５０９は、スイッチ５０８よりも１ステップだけ遅れて動作する。
これにより出力されたＩチャネルの信号及びＱチャネルの信号はそれぞれ、図３のローパスフィルタＬＰＦ１１１及び１１２によって高周波成分が除去され、復調器１１３によって所望チャネルの信号が復元される。
尚、図１０のようなサンプリング周波数決定処理は、１つのシステム帯域について１つの所望チャネルをサンプリングする場合についてのみ適用できるものではなく、複数のシステム帯域について受信した場合であって、いずれか１つのシステム帯域に適用することによって回路規模又は演算量を削減することができる。例えば、図８又は図９に表されたサンプリング周波数決定処理の中で、いずれか１つを、前述した図１０のサンプリング周波数決定処理に置き換えることにより、１つのシステム帯域の回路規模又は演算量を削減することができる。
最後に、サンプリング周波数とダウンコンバート後の周波数との関係について従来技術と本発明とを比較して具体的に説明する。
図１１は、１つのシステム帯域に対してサンプリングした場合の周波数成分のグラフである。このグラフは、サンプリング周波数Ｆｓ（横軸）に対する、ダウンコンバート後の周波数（縦軸）を表している。図１１（ａ）は従来技術のものであって、図１１（ｂ）は本発明のものであって、１つの所望チャネルについてのものである。
従来技術における図１１（ａ）によれば、所望システム帯域全体をサンプリングする場合、システム帯域全体が上限であるＦｓ／２と下限である０の間に収容される必要がある。約２５ＭＨｚ幅のシステム帯域をサンプリングするための最低周波数は、５２．５ＭＨｚ程度となることを表している。
これに対し、本発明における図１１（ｂ）によれば、所望チャネルをサンプリングする場合、必要なチャネルのみが折り返し信号（灰色部分）と重ならなければよい。従って、約２５ＭＨｚ幅のシステム帯域のうち１チャネルの信号を折り返しと重ならずに取り込むための最低周波数は、２６．５〜２６．６ＭＨｚであることを表す。この例では、サンプリング周波数を半減することができる。
図１２は、従来技術における、２つのシステム帯域に対してシステム帯域毎に１つの所望チャネルをサンプリングした場合の周波数成分のグラフである。ここでは、ＰＨＳと携帯電話システム帯域とについて、同時に受信する場合の実施形態について具体的に説明する。例えば、以下のように設定する。
［ＰＨＳ］
システム帯域の中心周波数Ｆｃ１ ：１９０６．６ＭＨｚ
システム帯域の帯域幅ＢＷ１ ：２６．１ＭＨｚ
所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈ１：１９０６．６ＭＨｚ
所望チャネルの帯域幅ＢＷｃｈ１ ：０．２ＭＨｚ
［携帯電話システム帯域］
システム帯域の中心周波数Ｆｃ２ ：２１２２．５ＭＨｚ
システム帯域の帯域幅ＢＷ２ ：１３．７５ＭＨｚ
所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈ２：２１２２．５ＭＨｚ
所望チャネルの帯域幅ＢＷｃｈ２ ：１．２５ＭＨｚ
［ＰＨＳ］
システム帯域の中心周波数Ｆｃ１ ：１９０６．６ＭＨｚ
システム帯域の帯域幅ＢＷ１ ：２６．１ＭＨｚ
所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈ１：１９０６．６ＭＨｚ
所望チャネルの帯域幅ＢＷｃｈ１ ：０．２ＭＨｚ
［携帯電話システム帯域］
システム帯域の中心周波数Ｆｃ２ ：２１２２．５ＭＨｚ
システム帯域の帯域幅ＢＷ２ ：１３．７５ＭＨｚ
所望チャネルの中心周波数Ｆｃｈ２：２１２２．５ＭＨｚ
所望チャネルの帯域幅ＢＷｃｈ２ ：１．２５ＭＨｚ
図１２のグラフは、ＰＨＳと携帯電話の２つのシステム帯域について一括サンプリングした例を表す。上限であるサンプリング周波数Ｆｓ／２と下限であるサンプリング周波数０との間に、２つのシステム帯域のダウンコンバート後の周波数が並んで収容されるサンプリング周波数Ｆｓを求める。
図１２（ａ）は、最低サンプリング周波数に対する部分を表しており、図１２（ｂ）は、８０ＭＨｚから１００ＭＨｚまでのサンプリング周波数に対する部分を表している。
図１２（ａ）によれば、サンプリング周波数約８３．５ＭＨｚのところで、ＰＨＳの帯域幅と携帯電話システム帯域の帯域幅とが並んで、サンプリング周波数Ｆｓ／２以下に収容されている。従って、このサンプリング周波数でサンプリングすれば、２つのシステム帯域の所望チャネルを同時に周波数変換することができる。このように、従来技術によれば、２つのシステム帯域の帯域幅全体が、サンプリング周波数Ｆｓ／２以下に収容される必要がある。
図１３は、本発明における、２つのシステム帯域に対してシステム帯域毎に１つの所望チャネルをサンプリングした場合の周波数成分のグラフである。
図１３は、本発明におけるアンダーサンプリング可能なサンプリング周波数を表す。図１３（ａ）は、最低サンプリング周波数に対する部分を表しており、図１３（ｂ）は、５０ＭＨｚから１００ＭＨｚまでのサンプリング周波数に対する部分を表している。
図１２（ａ）によれば、２システム帯域全体を一括サンプリングするために必要な最低のサンプリング周波数はおよそ８３．５ＭＨｚが必要であるのに対し、図１３（ａ）によれば、所望の２チャネルのみを受信するために必要な最低のサンプリング周波数はおよそ５８．０ＭＨｚとなることがわかる。
また、図１２（ｂ）によれば、８０ＭＨｚから１００ＭＨｚの間で、２つのシステム帯域を一括して受信することが可能なサンプリング周波数がわずかしか存在しないことが分かる。これに対し、本発明を適用した場合の結果である図１３（ｂ）によれば、所望の２つのチャンネルを一括して受信する場合は、サンプリング周波数として使用可能な周波数が大幅に増えると同時に、８０ＭＨｚ以上だけでなく、それ以下の周波数でもサンプリング可能であることがわかる。
図１３において、ダウンコンバート後の所望チャネルの中心周波数とＦｓ／４の線との交点では、直行復調器に図５の１１０の破線で示した構成を適用することができる。ＰＨＳに対して本構成を用いた場合は、約８０ＭＨｚで初めてアンダーサンプリングが可能となる。一方、携帯電話システムに対して用いた場合は、約１００ＭＨｚでアンダーサンプリングが可能となる。
前述した本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
１０１ アンテナ
１０２ 低雑音増幅器、ＬＮＡ
１０３、１０４ 帯域通過フィルタ、バンドパスフィルタ、ＢＰＦ
１０５ Ａ／Ｄ変換器、ＡＤＣ
１０６ シンセサイザ
１０７ ＣＰＵ
１０８ ＲＯＭ
１０９ ＲＡＭ
１１０ 直交復調器
１１１、１１２ 低域通過フィルタ、ローパスフィルタ
１１３ 復調器
５０１、５０４ 乗算器
５０２ 数値制御発振器、ＮＣＯ
５０３ 移相器
５０８、５０９ スイッチ
１０２ 低雑音増幅器、ＬＮＡ
１０３、１０４ 帯域通過フィルタ、バンドパスフィルタ、ＢＰＦ
１０５ Ａ／Ｄ変換器、ＡＤＣ
１０６ シンセサイザ
１０７ ＣＰＵ
１０８ ＲＯＭ
１０９ ＲＡＭ
１１０ 直交復調器
１１１、１１２ 低域通過フィルタ、ローパスフィルタ
１１３ 復調器
５０１、５０４ 乗算器
５０２ 数値制御発振器、ＮＣＯ
５０３ 移相器
５０８、５０９ スイッチ
Claims (12)
- アンダーサンプリングを用いて、１つの無線システム帯域について１つの所望チャネルを周波数変換するためのサンプリング周波数Ｆｓを決定するサンプリング周波数決定方法であって、
前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップを有することを特徴とする方法。 - 前記ステップは、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された前記最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
- アンダーサンプリングを用いて、複数の無線システム帯域について該システム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換するためのサンプリング周波数Ｆｓを決定するサンプリング周波数決定方法であって、
前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉せず、且つ、前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷ他のＩＦと、周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップを有することを特徴とする方法。 - 前記ステップは、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓであって、且つ、他の全てのシステム帯域について
｜ＦＩＦｃｈ−Ｆ他のＩＦ｜≧（ＢＷｃｈ＋ＢＷ他のＩＦ）／２
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定することを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された前記最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すことを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
- アンダーサンプリングを用いて、１つの無線システム帯域について１つの所望チャネルを周波数変換するサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させるサンプリング周波数決定プログラムであって、
前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップとしてコンピュータを実行させることを特徴とするサンプリング周波数決定プログラム。 - 前記ステップは、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させることを特徴とする請求項７に記載のサンプリング周波数決定プログラム。 - 前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された前記最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すようにコンピュータを実行させることを特徴とする請求項７又は８に記載のサンプリング周波数決定プログラム。
- アンダーサンプリングを用いて、複数の無線システム帯域について該システム帯域毎に１つの所望チャネルを周波数変換するサンプリング周波数Ｆｓを決定するように、コンピュータを実行させるサンプリング周波数決定プログラムであって、
前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷにおける周波数０又はサンプリング周波数の半分Ｆｓ／２を境界とする折り返し信号と周波数領域で干渉せず、且つ、前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの帯域幅ＢＷｃｈが、他のシステム帯域の帯域幅ＢＷ他のＩＦと、周波数領域で干渉しない最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するステップとしてコンピュータを実行させることを特徴とするサンプリング周波数決定プログラム。 - 前記ステップは、前記システム帯域のダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦ、及び前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈとした場合に、
Ｆｓ／２−（ＦＩＦｃｈ＋ＢＷｃｈ／２）＞（ＦＩＦ＋ＢＷ／２）−Ｆｓ／２及び
ＦＩＦｃｈ−（ＢＷｃｈ／２）＞−（ＦＩＦ−ＢＷ／２）
の条件を満たす１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓであって、且つ、他の全てのシステム帯域について
｜ＦＩＦｃｈ−Ｆ他のＩＦ｜≧（ＢＷｃｈ＋ＢＷ他のＩＦ）／２
の条件を満たす最低のサンプリング周波数Ｆｓを決定するようにコンピュータを実行させることを特徴とする請求項１０に記載のサンプリング周波数決定プログラム。 - 前記所望チャネルのダウンコンバートイメージの中心周波数ＦＩＦｃｈが、サンプリング周波数Ｆｓの４分の１（Ｆｓ／４）となるサンプリング周波数Ｆｓが決定されるまで、決定された前記最低のサンプリング周波数Ｆｓから所定のサンプリング周波数ΔＦｓを増分しつつ前記ステップを繰り返すようにコンピュータを実行させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のサンプリング周波数決定プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004373556A JP4501679B2 (ja) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | アンダーサンプリングにおけるサンプリング周波数決定方法及びプログラム |
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