JP2006526914A

JP2006526914A - 周波数変調信号の受信器及び送信器

Info

Publication number: JP2006526914A
Application number: JP2006506925A
Authority: JP
Inventors: アンソニィケルセラエルス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2006-11-24
Also published as: EP1623506A1; KR20060016765A; WO2004098075A1; CN1781256A; US20060238328A1; US20060234647A1

Abstract

本発明の受信器は、非ベースバンド構成要素（１）と、周波数復調器（３）と、ベースバンド構成要素（５）とから構成される。前記非ベースバンド構成要素（１）は、非ベースバンド信号を処理する一方で、周波数変調非ベースバンド信号において第１群遅延変動を生じさせる。前記周波数変調非ベースバンド信号における前記第１群遅延変動は、復調ベースバンド信号における第２群遅延変動になる。前記ベースバンド構成要素（５）は、前記復調ベースバンド信号における前記第２群遅延変動をほぼ補償することが可能である。本発明の送信器は、ベースバンド構成要素（２１）と、周波数変調器（２３）と、非ベースバンド構成要素（２５）とから構成される。前記ベースバンド構成要素（２１）は、非変調ベースバンド信号において第１群遅延変動を生じさせることが可能である。前記非変調ベースバンド信号における前記第１群遅延変動は、周波数変調非ベースバンド信号における第２群遅延変動になる。前記周波数変調非ベースバンド信号を処理する前記非ベースバンド構成要素（２５）は、特定の群遅延特性を有する。この特定の群遅延特性は、前記第２群遅延変動によってほぼ補償される。

Description

本発明は、周波数変調信号の受信器に関する。

本発明は、更に、周波数変調信号の送信器に関する。

斯様な受信器は、様々な種類の携帯通信装置から及びＦＭチューナを備える無線電信機から既知である。ＦＭチューナ器を備える無線電信機は、周波数変調アナログ音声信号を受信し復調するような受信器を用いることが可能である。コードレス電話用のＤＥＣＴ標準規格を用いる携帯通信装置又はパーソナル・エリア・ネットワーク用のＺｉｇＢｅｅ標準規格は、周波数変調器を備える送信器及び周波数復調器を備える受信器を有する。デジタル信号は、これらの携帯通信装置において、搬送周波数を中心とした前後の２つ又は４つの異なる周波数に変調される。このことは、周波数偏移変調（ＦＳＫ）と呼ばれる。例えばアナログＦＭ又はデジタルＦＳＫ変調信号のような周波数変調信号は、送信器及び／又は受信器におけるいくつかの構成要素によって引き起こされる群遅延変動を被る。群遅延は、装置又は構成要素の位相対周波数特性の負導関数である。群遅延変動は、ＦＳＫ変調信号における符号間干渉を引き起こし、これにより、ビット誤りレート性能の低下を引き起こし得る。群遅延変動が高価な構成要素を用いることによってのみ低減され得るということは、既知の受信器の欠点である。

本発明の第１の目的は、群遅延変動が費用効果的な態様で最小化される、冒頭の段落に記載の種類の受信器を提供することである。

本発明の第２の目的は、群遅延変動が費用効果的な態様で最小化される、冒頭の段落に記載の種類の送信器を提供することである。

本発明に従う第１目的は、受信器が、周波数変調非ベースバンド信号を処理することが可能である非ベースバンド構成要素であって、前記周波数変調非ベースバンド信号において第１群遅延変動を生じさせる非ベースバンド構成要素と、前記周波数変調非ベースバンド信号を復調する周波数復調器であって、前記周波数変調非ベースバンド信号における前記第１群遅延変動が、復調された前記ベースバンド信号における第２群遅延変動になるような周波数復調器と、前記復調ベースバンド信号における前記第２群遅延変動をほぼ補償することが可能であるベースバンド構成要素とを有することにより実現される。復調の前に群遅延を補償することが最も論理的でありそうであるが、ベースバンド構成要素は、多くの場合、より低い費用で製造され得る。この有利な点は、ベースバンド構成要素が高周波数よりも一層容易に安定化され得る０付近の周波数を処理するという事実による。ベースバンド構成要素は、概して、非ベースバンド構成要素を用いての使用に関して特に構成される必要があり得る。

本発明の受信器の実施例において、ベースバンド構成要素は、ベースバンドフィルタを有する。ベースバンドフィルタは、例えば雑音低減に関して有用である。特別な群遅延変動補償機能をベースバンドフィルタに加えることにより、２つの機能が１つの物理的構成要素を用いて実現され得る。

ベースバンドフィルタは、復調ベースバンド信号における第２群遅延変動を補償するガウスフィルタを有し得る。標準ガウスフィルタは、何の大幅な群遅延変動も有し得ないが、ガウスフィルタは、多数の種々異なる群遅延特性のうちの１つを有するように適合され得る。またガウスフィルタは、雑音低減に関しても非常に適している。

非ベースバンド構成要素は、中間周波数フィルタを有し得る。無線周波数信号がベースバンド信号に変換される前に、無線周波数は、通常、初めに例えば１０．７ＭＨｚ帯の信号である中間周波数（ＩＦ）信号に変換される。ＩＦ信号は、所望の送信器を選択すると共に不所望の近い送信器を除くために、フィルタ処理される。フィルタが理想的でない場合、雑音及び群遅延変動は、結果として生じ得る。フィルタの組み合わせは、１つのフィルタより良い除去及び少ない雑音を提供し得る。フィルタの組み合わせは、例えば、２つのセラミックＩＦフィルタ及びガウスベースバンドフィルタを備え得る。

中間周波数フィルタは、セラミックフィルタを有し得る。中間周波数フィルタ、特にセラミックフィルタは、群遅延変動の一般的な発生源である。発明者は、別の物理的構成要素におけるセラミックＩＦフィルタによって引き起こされる群遅延変動を補償することは、例えばＳＡＷフィルタのようなより高価なフィルタによって安価なセラミックフィルタを置き換えるよりも安価であり得ることを認識していた。追加的な有利な点として、セラミックフィルタは、例えばＳＡＷフィルタのようなあるより高価なフィルタより良い選択性を提供する。

本発明に従う第２の目的は、送信器が、非変調ベースバンド信号において第１群遅延変動を生じさせることが可能であるベースバンド構成要素と、前記非変調ベースバンド信号を周波数変調する周波数変調器であって、前記非変調ベースバンド信号における前記第１群遅延変動が周波数変調非ベースバンド信号における第２群遅延変動になる周波数変調器と、前記周波数変調非ベースバンド信号を処理することが可能である非ベースバンド構成要素であって、前記非ベースバンド構成要素が、特定の群遅延特性を有し、前記特定の群遅延特性が、前記第２群遅延変動によってほぼ補償される非ベースバンド構成要素とを有することにより実現される。群遅延変動は、受信器の非ベースバンド構成要素においてと同様に、送信器の非ベースバンド構成要素においても引き起こされ得る。しかし、送信器における群遅延変動は、予備補償される必要がある。

本発明の送信器の実施例におけるベースバンド構成要素は、ベースバンドフィルタを有する。ガウスベースバンドフィルタが、スペクトル効率を得るために、例えばガウス周波数偏移変調（ＧＦＳＫ）送信器において用いられる。

ベースバンドフィルタは、非変調ベースバンド信号において第１群遅延変調を生じさせるガウスフィルタを有し得る。標準ガウスフィルタは、何の大幅な群遅延変動も有し得ないが、ガウスフィルタは、多数の種々異なる群遅延特性のうちの一つを有するように適合され得る。

本発明の受信器及び送信器のこれらの態様及び他の態様は、図面を参照にして更に説明及び記載される。図面における対応する要素は、同一の参照符号で識別される。

図１に示される本発明の受信器は、周波数変調非ベースバンド信号７を処理することが可能である非ベースバンド構成要素１を有し、前記非ベースバンド構成要素は、周波数変調非ベースバンド信号７において第１群遅延変動を引き起こし、これにより周波数変調非ベースバンド信号９が生じる。受信器は、更に、周波数変調非ベースバンド信号９を復調する周波数復調器３を有し、周波数変調非ベ−スバンド信号９における第１群遅延変動は、復調ベースバンド信号１１における第２群遅延変動になる。また受信器は、復調ベースバンド信号１１における第２群遅延変動をほぼ補償することが可能であるベースバンド構成要素５も有し、その後、復調ベースバンド信号１３を生じる。受信器は、例えば、光学周波数変調信号又は無線周波数変調信号を受信することが可能であり得る。周波数復調器３は、ＧＦＳＫ復調器の一部であり得る。周波数復調器３は、１つ又は複数の物理的構成要素を有する。非ベースバンド構成要素１、復調器３及びベースバンド構成要素５は、１つ又は複数の集積回路に統合され得る。

図２に示される本発明の送信器は、非変調ベースバンド信号２７において第１群遅延変動を生じさせることが可能であるベースバンド構成要素２１を有し、そして非変調ベースバンド信号２９を生じさせる。送信器は、更に、非変調ベースバンド信号２９を周波数変調する周波数変調器２３を有し、非変調ベースバンド信号２９における第１群遅延変動は、周波数変調非ベースバンド信号３１における第２群遅延変動を生じさせる。また送信器は、周波数変調非ベースバンド信号３１を処理することが可能である非ベースバンド構成要素２５も有し、非ベースバンド構成要素２５は、特定の群遅延特性を有し、前記特定の群遅延特性は、第２群遅延変動によってほぼ補償される。生じる非ベースバンド信号３３は、非ベースバンド構成要素２５によって引き起こされる大幅な群遅延を全く有さない。送信器は、例えば、光学周波数変調信号又は無線周波数変調信号を送信することが可能であり得る。周波数変調器２３は、ＧＦＳＫ変調器の一部であり得る。周波数変調器２３は、１つ又は複数の物理的構成要素を有し得る。ベースバンド構成要素２１、変調器２３、非ベースバンド構成要素２５は、１つ又は複数の集積回路に統合され得る。

受信器の実施例が図３に示される。この実施例における受信器は、ＧＦＳＫ受信器である。当該受信器は、非ベースバンド構成要素１、周波数復調器３及びベースバンド構成要素５を有する。非ベースバンド構成要素１は、アンテナ４１、無線周波数フィルタ４３、低雑音増幅器４５、発振器４７、混合器４９、第１中間周波数（ＩＦ）フィルタ５１、ＩＦ増幅器５３、第２ＩＦフィルタ５５及び制限器増幅器５７を有する。代替として、非ベースバンド構成要素は、複数のアンテナ及びアンテナダイバーシティスイッチを有し得る。低雑音増幅器４５は、受信器の感度を設定し、一方で発振器がアンテナ４１へ漏れるのを絶縁する。無線周波数フィルタ４３は、ＳＡＷフィルタであり得る。ＩＦフィルタ５１及び５５は、セラミックフィルタを有し得る。ベースバンド構成要素５は、バッファ増幅器５９、ベースバンドフィルタ６１及びＡ／Ｄ変換器６３を有する。ベースバンドフィルタ６１は、復調ベースバンド信号における第２群遅延変動を補償するガウスフィルタを有し得る。Ａ／Ｄ変換器６３は、フィルタ処理されたベースバンド信号をベースバンド処理器用のデジタル信号に変換する。代替として、Ａ／Ｄ変換器６３は、スライサ回路によって置き換えられ得る。変調は、例えば、２段階ＧＦＳＫ、２重バイナリＧＦＳＫ又は４段階ＧＦＳＫであり得る。

本発明の受信器及び／又は送信器の実施例において、受信器及び／又は送信器は、ガウスフィルタを有し得る。ガウスフィルタの実施例、すなわち第２次ローパスガウスフィルタが図４に示される。第２次ローパスガウスフィルタは、第１抵抗器８１、第２抵抗器８３、第１コンデンサ８５、第２コンデンサ８７及び差動増幅器８９を有する。信号は、第１抵抗器８１の手前で回路に入る。第１抵抗器８１の他端は、第２抵抗器８３及び第１コンデンサ８５の両方に接続される。第２抵抗器８３の他端は、第２コンデンサ８７及び差動増幅器８９の正入力の両方に接続される。第２コンデンサ８７の他端は、回路の接地に接続される。第１コンデンサ８５の他端は、差動増幅器８９の負入力及び出力の両方に接続される。差動増幅器８７の出力は、回路の出力にも用いられる。ガウスフィルタの群遅延応答は、第２コンデンサ８７の容量を変化することによって適合され得る。代替として、ガウスフィルタは、異なる回路によって又はデジタル信号処理器（ＤＳＰ）において実装され得る。後者の実施例において、復調ベースバンド信号は、ＤＳＰに標本化され、ＤＳＰは、デジタルフィルタを用いて雑音低減化及び群遅延補償を実行する。信号分析器は、ガウスフィルタのどの群遅延応答が非ベースバンド構成要素の群遅延変動を補償するかを測定するのに用いられ得る。

本発明は、好適な実施例に関して記載されているが、上述の原理の範囲内における本発明の変更態様は、当業者にとって明らかであり、したがって、本発明は、前記好適な実施例に制限されず、斯様な変更態様を包含することを意図することを理解されたい。本発明は、全ての新規な特徴並びに各々及び全ての特徴の組み合わせに属する。請求項における参照符号は、保護範囲を制限しない。「有する（ｔｏｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞及びその活用例の使用は、請求項に記載以外の要素の存在を除外しない。要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の前にある単数を示す冠詞「（ａ）」又は「（ａｎ）」は、斯様な要素の複数個の存在を排除しない。

図１は、受信器のブロック図である。図２は、送信器のブロック図である。図３は、受信器の実施例のブロック図である。図４は、ガウスフィルタの実施例のブロック図である。

Claims

周波数変調信号の受信器であって、
−周波数変調非ベースバンド信号を処理することが可能である非ベースバンド構成要素であって、該非ベースバンド構成要素が前記周波数変調非ベースバンド信号において第１群遅延変動を生じさせる非ベースバンド構成要素と、
−前記周波数変調非ベースバンド信号を復調する周波数復調器であって、前記周波数変調非ベースバンド信号における前記第１群遅延変動が、復調ベースバンド信号において第２群遅延変動になる周波数復調器と、
−前記復調ベースバンド信号における前記第２群遅延変動をほぼ補償することが可能であるベースバンド構成要素と
を有する受信器。
前記ベースバンド構成要素がベースバンドフィルタを有する、請求項１に記載の受信器。
前記ベースバンドフィルタが、前記復調ベースバンド信号における前記第２群遅延変動を補償するガウスフィルタを有する、請求項２に記載の受信器。
前記非ベースバンド構成要素が中間周波数フィルタを有する、請求項２に記載の受信器。
前記中間周波数フィルタがセラミックフィルタを有する、請求項４に記載の受信器。
周波数変調信号の送信器であって、
−非変調ベースバンド信号において第１群遅延変動を生じさせることが可能であるベースバンド構成要素と、
−前記非変調ベースバンド信号を周波数変調する周波数変調器であって、前記非変調ベースバンド信号における前記第１群遅延変動が、周波数変調非ベースバンド信号において第２群遅延変動になる周波数変調器と、
−前記周波数変調非ベースバンド信号を処理することが可能である非ベースバンド構成要素であって、前記非ベースバンド構成要素が特定の群遅延特性を有し、前記特定の群遅延特性が前記第２群遅延変動によってほぼ補償される非ベースバンド構成要素と
を有する送信器。
前記ベースバンド構成要素がベースバンドフィルタを有する、請求項６に記載の送信器。
前記ベースバンドフィルタが、前記非変調ベースバンド信号において前記第１群遅延変動を生じさせるガウスフィルタを有する、請求項７に記載の送信器。