JP2007189462A

JP2007189462A - 車載用無線通信装置

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Publication number: JP2007189462A
Application number: JP2006005359A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kubota; 修司久保田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2026-01-12
Also published as: JP4675242B2

Abstract

【課題】各チャネルのパワー値の大きい順にチャネル選択順を決定することにより、最大パワーのチャンネルから効率よく基地局を選択することが可能な車載用無線通信装置を提供する。
【解決手段】全受信チャンネルの使用帯域で制限するＢＰＦ２と、ＢＰＦ２の出力信号を増幅するＬＮＡ３と、ＬＮＡ３の出力を中間周波数に変換するＭｉｘ４と、ミキシング周波数を決定するＳＹＮＶＣＯ１０と、中間周波帯信号を増幅するＩＦＡＭＰ５と、ＩＦＡＭＰ５の出力を帯域制限するＩＦ−ＢＰＦ６と、ＩＦ−ＢＰＦ６の出力をディジタルデータに変換するＡＤＣ７と、中間周波数のＤＣ成分をカットするＨＰＦ１１と、ＩＦＡＭＰ５の出力をサンプリングするＡＤＣ１２と、ＡＤＣ１２の出力のパワースペクトラムを算出するパワースペクトラム算出部１３と、パワーの大きい順にチャネル選択順を決定するチャンネル選択部１４と、を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用無線通信装置に関し、さらに詳しくは、デジタル変調された無線通信信号を復調するための復調器、並びにこれを用いた車載受信機に関するものである。

近年、車載分野においてもＥＴＣ(Electronics Toll Collection)やＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）といった車載用無線通信システムが実用化され、車載器と路側装置との間の無線通信をデジタル無線通信で実施している。また、既にＥＴＣは高速道路の自動料金収集システムとして稼動している。これらのシステムはＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５などに規格化されている。即ち、このシステムは、車両に搭載された車載器と路側に設けられた路側装置間での無線通信により、５．８ＧＨｚ帯の搬送波周波数を使用する。またＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５規格にはアップリンク用、ダウンリンク用にそれぞれ７チャンネルずつ割り当てられており、各チャンネルの配置は図８のようになっている。図８では、アップリンク用、ダウンリンク用の各チャンネルが周波数の低い順に配置されている。
また、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５規格ではアップリンク周波数とダウンリンク周波数はペアになっており、図８のチャンネル配置から明らかなように、アップリンクとダウンリンクでは４０ＭＨｚ離れたチャンネルを使用することとなる。例えば、アップリンク７チャンネルは５．８１５ＧＨｚ、ダウンリンク７チャンネルは５．７７５ＧＨｚであり、その差は０．０４ＧＨｚつまり４０ＭＨｚ離れている。また、車載器は規格において単向通信、または半二重通信のみ定義されている。

ところで、受信機のＲＦ構成はいろいろな種類が考えられ、一般的にはスーパーヘテロダイン方式やダイレクトコンバージョン方式またはＬＯ−ＩＦ方式などが採用されている。ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５規格のシステムでもいろいろなＲＦ構成が考えられる。
図７に従来の受信系ＲＦ構成図を示す。同図における受信機は、高周波信号を受信するアンテナ５０と、アンテナ５０からの入力信号を使用する全受信チャンネル使用帯域で制限する帯域制限フィルタ（ＢＰＦ１）５１と、ＢＰＦ１−５１の出力信号を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）５２と、ＬＮＡ５２の出力を中間周波数に変換するためのミキサ（Ｍｉｘ）５３と、ミキサ５３のミキシング周波数を決定する周波数可変なＳＹＮＶＣＯ５９と、ミキサ５３の出力である中間周波帯信号を増幅するＩＦＡＭＰ５４と、ＩＦＡＭＰ５４の出力を帯域制限するためのＢＰＦ２−５５と、ＢＰＦ２−５５の出力をサンプリングしてディジタルデータに変換するＡＤＣ１−５６と、ＡＤＣ１−５６により変換されたディジタルデータから信号を復調するｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ５７と、ＳＹＮＶＣＯ５９を制御するｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ５８と、を備えて構成される。

尚、ＩＦ帯信号をアンダーサンプリングにより復調処理する方式は従来技術として特許文献１や特許文献２などに開示されている。アンダーサンプリングにすることで、本来アナログ回路で行うベースバンドへのダウンコンバージョンと直行変換回路をディジタル化できるので、アナログ回路の小型化が実現でき、更にＡＤＣのサンプリング周波数が低くなるので、ディジタル信号処理による復調処理の動作周波数を低くすることが可能となり、受信機の小電力化を実現することができるというメリットがある。
前述したようにＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５規格のシステムでは、送受信機のチャネルが４０ＭＨｚ離れていることから、受信用のＲＦ周波数変換を送信チャネルと同じ周波数の局部発信器でミキシングすると、受信ＩＦ信号として４０ＭＨｚを中心とした信号が得られる。このようにすることで、受信ＲＦ信号は４０ＭＨｚのＩＦ信号までダウンコンバージョンされて、アンダーサンプリング手法を使って復調処理を行うことができるため、前述のようにアナログ回路の小型化を実現できる。また、前記のように送受信で局部発振器をひとつで実現できるというメリットもある。

図６は受信信号とアンダーサンプリングの関係を示す図である。縦軸にパワーレベル、横軸に周波数を表す。これは、サンプリング周波数Ｆｓを３２ＭＨｚにしたときに、４０ＭＨｚの受信信号４０が８ＭＨｚを中心とした受信帯域に現れる様子を示している。即ち、Ｆｓ（３２ＭＨｚ）から８ＭＨｚ離れたところに４０ＭＨｚの受信信号４０が現れ、反対側に２４ＭＨｚと、８ＭＨｚにアンダーサンプリング４１、４２が現れる。しかし、アンダーサンプリング手法ではサンプリング周波数の１／２の帯域が折り重なるため、受信する信号帯域以外の隣接波等の妨害波の影響を十分に考慮する必要がある。そのため、図５に示すように受信信号３３以外の帯域を帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）で十分にカットしなくてはいけない（特性３２）。即ち、Ｆｓ／２と３／２＊Ｆｓの帯域に信号３４、３５、３１、３０が現れるので、３２のようなフィルタ特性を持つＢＰＦにより、受信信号３３以外の信号をカットする必要がある。
特開平８−１６２９９０号公報特開２００３−３１８７６０公報

一方、前記のようなＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５規格のシステムにおいて、車載受信機は路側器と通信を行うために、まず最初に通信可能な接続チャネルを走行中に探す必要がある。図８のように７チャネル存在するダウンリンク・チャネルの中から順番にパワーサーチと路側器からのＦＣＭＳ（フレームコントロールメッセージスロット）を検出し、ＣＲＣ検定によるエラーチャックを行い、正常に受信できるかをチェックする必要がある。規格では周波数選定時間が定義されており、最大９スロットのフレームを９フレーム時間となっている。つまりチャンネルあたり最大６３ｍｓｅｃ時間が必要となり、もしも全チャンネルが使用中で受信可能な状態であったなら、全チャネルをサーチし、受信状況が良好で最大のパワーを示すチャネルを選択するのに最大で４４１ｍｓｅｃの時間が必要となる。これは時速１２０ｋｍで走行中の車両の場合、約１５ｍも進むこととなる。
このように、ＬＯ−ＩＦ方式によりＩＦ帯域の信号をＡＤＣへ入力し、ディジタル信号処理で変復調処理を行う構成にもかかわらず、アンダーサンプリング手法を使った受信機の場合、回路の小型化、省電力化といったメリットがある反面、ディジタル復調部へ入力される信号はサンプリング周波数の１／２の帯域に制限されるので、接続チャンネルの選択処理を行うのにチャネル毎に受信周波数を変更して受信パワーを検出し、受信電波状況を確認するのに十分な時間が必要となるといった問題がある。

本発明は、かかる課題に鑑み、高周波受信信号を周波数変換して得られたＩＦ帯信号の周波数よりも低い周波数でサンプリングするアンダーサンプリング方式を用いた車載用無線通信装置の受信機において、ＩＦ信号を使用信号帯域で制限してアンダーサンプリングすると共に、ＩＦ帯周波数の２倍以上の周波数でサンプリングし、受信チャンネル選択時のみＩＦ周波数以下に全チャネルが配置されるように局部発信器周波数を設定し、算出されたパワースペクトラムから各チャネルのパワー値の大きい順にチャネル選択順を決定することにより、最大パワーのチャンネルから効率よく基地局を選択することが可能な車載用無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、アンテナからの入力信号を全受信チャンネルの使用帯域で制限する帯域制限フィルタと、該帯域制限フィルタの出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器の出力を中間周波数に変換するミキサと、該ミキサのミキシング周波数を決定する周波数可変な局部発振器と、前記ミキサ出力である中間周波帯信号を増幅する中間周波増幅器と、該中間周波増幅器の出力を帯域制限するための中間周波帯域制限フィルタと、該中間周波帯域制限フィルタの出力をサンプリングしてディジタルデータに変換する第１のＡＤ変換器と、を備え、前記第１のＡＤ変換器の出力をディジタル信号処理により復調し、受信中間周波数の２倍より低い周波数により、前記中間周波帯信号を前記第１のＡＤ変換器によりサンプリングするアンダーサンプリング方式を用いた車載用無線通信装置の受信機であって、前記中間周波数のＤＣ成分をカットするための高域通過フィルタと、該高域通過フィルタを通過した中間周波帯信号を該中間周波帯信号周波数の２倍以上のナイキスト条件を満足する周波数により前記中間周波増幅器の出力をサンプリングする第２のＡＤ変換器と、該第２のＡＤ変換器の出力のパワースペクトラムを算出するパワースペクトラム算出部と、受信チャンネル選択時のみ、中間周波帯周波数以下に全チャネルが配置されるように前記局部発信器の周波数を設定し、前記中間周波増幅器の出力を前記第２のＡＤ変換器を使用してディジタルデータにサンプリングし、前記パワースペクトラム算出部の出力信号を用いて複数の受信チャネル信号の各チャネルパワー算出値から、各チャネル信号のレベル判定をすることにより、最大パワーチャネルからパワーの大きい順にチャネル選択順を決定するチャンネル選択部と、を備えたことを特徴とする。

本発明は、中間周波信号を使用信号帯域で制限する中間周波帯域制限フィルタを通した後、アンダーサンプリングするための第１のＡＤ変換器のほかに、中間周波信号からＤＣ成分カット用の高域通過フィルタを通して、中間周波帯周波数の２倍以上の周波数でサンプリングする第２のＡＤ変換器を使用し、受信チャンネル選択時のみ、中間周波数以下に全チャネル（ダウンリンクとアップリンク）が配置されるように局部発信器周波数を設定し、全チャンネルの信号が含まれる第２のＡＤ変換器の出力信号からそのパワースペクトラムを算出し、このパワースペクトラムから各チャネルのパワー値の大きい順にチャネル選択順を決定する。

請求項２は、アンテナからの入力信号を全受信チャンネルの使用帯域で制限する帯域制限フィルタと、該帯域制限フィルタの出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器の出力を中間周波数に変換するミキサと、該ミキサのミキシング周波数を決定する周波数可変な局部発振器と、前記ミキサ出力である中間周波帯信号を増幅する中間周波増幅器と、該中間周波増幅器の出力を帯域制限するための中間周波帯域制限フィルタと、該中間周波帯域制限フィルタの出力をサンプリングしてディジタルデータに変換するＡＤ変換器と、を備え、前記ＡＤ変換器の出力をディジタル信号処理により復調し、受信中間周波帯周波数の２倍より低い周波数により、前記中間周波帯信号を前記ＡＤ変換器によりサンプリングするアンダーサンプリング方式を用いた車載用無線通信装置の受信機であって、前記中間周波数のＤＣ成分をカットするための高域通過フィルタと、前記中間周波帯域制限フィルタの出力と前記高域通過フィルタの出力の何れかを選択するセレクタと、受信チャンネル選択時のみ、中間周波帯周波数以下に全チャネルが配置されるように局部発信器周波数を設定し、前記高域通過フィルタ出力を選択するように前記セレクタにより切り替えて、前記高域通過フィルタを通過した中間周波帯信号成分までの周波数成分を持つ中間周波信号を前記ＡＤ変換器のサンプリング周波数を前記中間周波数の２倍以上のナイキスト条件を満足する周波数に変更し、前記中間周波増幅器の出力信号を前記ＡＤ変換器によりディジタル信号にサンプリングし、前記ＡＤ変換器の出力信号のパワースペクトラムを算出するパワースペクトラム算出部と、前記パワースペクトラム算出部の出力信号を用いて前記複数の受信チャネル信号の各チャネルパワー算出値から、各チャネル信号のレベル判定をすることにより、最大パワーチャネルからパワーの大きい順にチャネル選択順を決定するチャンネル選択部と、を備えたことを特徴とする。

請求項１のような第２のＡＤ変換器を使う代わりに、ＡＤ変換器のサンプリング周波数を動的に変更して、一つのＡＤ変換器で実現できるようにしたものである。これによりＡＤ変換器を２つ搭載する必要がなくなるのでコスト面でメリットがある。また、基本的な動作手順は請求項１と同じであるが、チャネル選択中は中間周波帯域制限フィルタによる帯域制限された信号からＤＣカット用の高域通過フィルタ出力信号を使うようにセレクタで信号パスを切り替える。同時にＡＤ変換器のサンプリング周波数を高速化する。これにより、全チャネルのパワー算出が可能となり、チャンネル選択順序を決定できる。

請求項３は、前記パワースペクトラム算出部は、高速フーリエ変換により周波数解析を行うことにより、前記受信チャネル信号の各チャネル周波数のパワー値を算出することを特徴とする。
スペクトラム情報を取得するためのパワースペクトラム算出部は、高速に行なう必要がある。そのためにはハードウェアにより実現するのが速度的に有利である。本発明では高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により、周波数解析を行うことにより、受信チャネル信号の各チャネル周波数のパワー値を算出するものである。

請求項４は、前記パワースペクトラム算出部は、各受信チャンネルの周波数を中心周波数とし、帯域幅を変調帯域に設定した帯域制限フィルタ群を並列に配置し、各チャンネル毎の前記帯域制限フィルタ出力のパワー値を算出することを特徴とする。
帯域制限フィルタ群を並列に配置することにより、各チャンネル毎の帯域制限フィルタ出力のパワー値を算出することができ、演算の速度を速めることができる。

本発明によれば、高速で移動する車載用無線通信装置の受信機において、基地局からの電波を検出し、全チャンネルのパワーを一度に確認できるようにすることで、最大パワーのチャンネルから効率よく基地局を選択することが可能となり、高速で走行中の車両が通信エリアを通過するまでに、確実に基地局を選択することができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車載用無線受信装置のブロック図である。この車載用無線受信装置１００は、アンテナ１からの入力信号を、全受信チャンネルの使用帯域で制限するＢＰＦ（帯域制限フィルタ）２と、ＢＰＦ２の出力信号を増幅するローノイズアンプＬＮＡ（増幅器）３と、ＬＮＡ３の出力を中間周波数に変換するＭｉｘ（ミキサ）４と、Ｍｉｘ４のミキシング周波数を決定する周波数可変なＳＹＮＶＣＯ（局部発振器）１０と、Ｍｉｘ４出力である中間周波帯信号を増幅するＩＦＡＭＰ（中間周波増幅器）５と、ＩＦＡＭＰ５の出力を帯域制限するためのＩＦ−ＢＰＦ（中間周波帯域制限フィルタ）６と、ＩＦ−ＢＰＦ６の出力をサンプリングしてディジタルデータに変換するＡＤＣ（第１のＡＤ変換器）７と、中間周波数のＤＣ成分をカットするためのＨＰＦ（高域通過フィルタ）１１と、ＨＰＦ１１を通過した中間周波帯信号を中間周波帯信号周波数の２倍以上のナイキスト条件を満足する周波数によりＩＦＡＭＰ５の出力をサンプリングするＡＤＣ（第２のＡＤ変換器）１２と、ＡＤＣ１２の出力のパワースペクトラムを算出するパワースペクトラム算出部１３と、受信チャンネル選択時のみ、中間周波帯周波数以下に全チャネルが配置されるようにＭｉｘ４の周波数を設定し、ＩＦＡＭＰ５の出力をＡＤＣ１２を使用してディジタルデータにサンプリングし、パワースペクトラム算出部１３の出力信号を用いて複数の受信チャネル信号の各チャネルパワー算出値から、各チャネル信号のレベル判定をすることにより、最大パワーチャネルからパワーの大きい順にチャネル選択順を決定するチャンネル選択部１４と、復調器８と、全体を制御するコントローラ９と、を備えて構成されている。

図１の受信機は、高周波信号を受信するアンテナ１と、アンテナ１からの入力信号を使用する全受信チャンネル使用帯域で制限する帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）２と、ＢＰＦ２の出力信号を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）３と、ＬＮＡ３の出力を中間周波数に変換するためのミキサ４で構成されている。また、ミキサ４には局部発振器１０が接続され、ミキシングする周波数を決定している。ミキサ４の出力はＩＦ増幅器（ＩＦアンプ５）と、ＩＦ帯の帯域制限フィルタ６を介してＡＤＣ７に接続しており、ＡＤＣ７の出力端は復調部８に接続している。
通常受信時は選択している送信チャネルの周波数に局部発振器１０の周波数を設定することで、受信ＩＦ信号が４０ＭＨｚのところに現れる。このときＡＤＣ７のサンプリング周波数を３２ＭＨｚに設定すれば、アンダーサンプリングによりディジタル化された信号は０Ｈｚ〜１６ＭＨｚの帯域の幅を持ち、前記の４０ＭＨｚのＩＦ信号は８ＭＨｚのところに現れることとなる。以上は、使用するチャンネルが決まった後の処理である。

一般に基地局が使用しているチャンネル番号はわからないので、最初は基地局の使用チャンネルをサーチして、その後、接続処理を行い、接続後にデータ通信を開始できる。したがって、走行中は常にチャンネル検出状態にしておく必要がある。前述のように、チャンネル毎に局部発信器１０の周波数を変更してチャンネル検出処理を行うと、７チャンネル分の検出処理に４４１ｍｓｅｃもの時間を必要とする可能性がある。そこで、チャンネル選択中は、前記ＡＤＣ７の代わりにＡＤＣ１２を使用する。

このとき、図３のようにＩＦアンプ５出力にすべてのチャンネルが現れるように、局部発信器１０の周波数を設定する。図３の場合ＤＬ７のチャネルが最低周波数なので、ＤＬ７の５．７７５ＧＨｚに１０ＭＨｚ程度の余裕度を加えて、５．７６５ＧＨｚに局部発信器１０の周波数を設定する。このときＩＦアンプ５出力のＤＣ成分をカットするため、図１のようにＨＰＦ１１を通しておく。また、ＡＤＣ１２のサンプリング周波数は、図３のようにアップリンクチャンネルも含めて、すべてのチャンネルがナイキスト周波数内に収まるように、設定する。たとえば、マージンを含めて１８０ＭＨｚでサンプリングすればよい。

ＡＤＣ１２でサンプリングされたディジタル信号は、図１のようにパワースペクトラム算出部１３を介して得られた各チャンネルのパワー値から、パワーの大きいチャネルから順番に番号を並べ替える。この順番をもとにコントローラ部９は周波数設定を行い、通常受信モードに戻してＡＤＣ７により受信したフレームを解析する。もちろん、パワーがないと判定されたチャネルは受信対象外とする。判定には閾値を用いて実施すればよい。
このようにすることで、最大パワーのチャンネル番号を短時間で検出できるので、周波数選択処理に要する時間が短くて済む。

図２は本発明の第２の実施形態に係る車載用無線受信装置のブロック図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。この車載用無線受信装置１１０は、アンテナ１からの入力信号を全受信チャンネルの使用帯域で制限するＢＰＦ（帯域制限フィルタ）２と、ＢＰＦ２の出力信号を増幅するローノイズアンプＬＮＡ（増幅器）３と、ＬＮＡ３の出力を中間周波数に変換するＭｉｘ（ミキサ）４と、ミキサ４のミキシング周波数を決定する周波数可変なＳＹＮＶＣＯ（局部発振器）１０と、Ｍｉｘ４出力である中間周波帯信号を増幅するＩＦＡＭＰ（中間周波増幅器）５と、ＩＦＡＭＰ５の出力を帯域制限するためのＩＦ−ＢＰＦ（中間周波帯域制限フィルタ）６と、ＩＦ−ＢＰＦ６の出力をサンプリングしてディジタルデータに変換するＡＤＣ（第１のＡＤ変換器）７と、受信中間周波帯周波数のＤＣ成分をカットするためのＨＰＦ（高域通過フィルタ）１１と、ＩＦ−ＢＰＦ６の出力とＨＰＦ１１の出力の何れかを選択するセレクタ１５と、受信チャンネル選択時のみ、中間周波数以下に全チャネルが配置されるように局部発信器周波数を設定し、ＨＰＦ１１の出力を選択するようにセレクタ１５により切り替えて、ＨＰＦ１１を通過した中間周波帯信号成分までの周波数成分を持つ中間周波信号をＡＤ変換器７のサンプリング周波数を受信中間周波帯周波数の２倍以上のナイキスト条件を満足する周波数に変更し、ＩＦＡＭＰ５の出力信号をＡＤ変換器７によりディジタル信号にサンプリングし、ＡＤ変換器７の出力信号のパワースペクトラムを算出するパワースペクトラム算出部１３と、パワースペクトラム算出部１３の出力信号を用いて複数の受信チャネル信号の各チャネルパワー算出値から、各チャネル信号のレベル判定をすることにより、最大パワーチャネルからパワーの大きい順にチャネル選択順を決定するチャンネル選択部１４と、復調器８と、全体を制御するコントローラ９と、を備えて構成される。

本実施形態では、図１のようなＡＤＣ１２を使う変わりに、ＡＤＣ７のサンプリング周波数を動的に変更して、一つのＡＤＣ７で実現できるようにしたものである。これによりＡＤＣを２つ搭載する必要がなくなるのでコスト面でメリットがある。基本的な動作手順は前述の説明と同じであるが、チャネル選択中は図２のようにＢＰＦ６による帯域制限された信号からＤＣカット用のＨＰＦ１１の出力信号を使うようにセレクタ１５で信号パスを切り替える。同時にＡＤＣ７のサンプリング周波数を１８０ＭＨｚまで高速化する。これにより、全チャネルのパワー算出が可能となり、第１の実施形態と同じようにチャンネル選択順序を決定できる。

本発明に係る車載用無線通信装置の受信機は、高周波受信信号を周波数変換して得られたＩＦ帯信号の周波数よりも低い周波数で高周波受信信号をサンプリングするアンダーサンプリング方式を用いた車載用無線通信装置の受信機において、図１のようにＩＦ信号を使用信号帯域で制限するＢＰＦ６を通した後、アンダーサンプリングするためのＡＤＣ７以外にＩＦ信号からＤＣ成分カット用のＨＰＦ１１を通して、ＩＦ帯周波数の２倍以上の周波数でサンプリングするＡＤＣ１２を使用し、受信チャンネル選択時のみ、図３のようにＩＦ周波数以下に全チャネル（ダウンリンクとアップリンク）が配置されるように局部発信器周波数を設定し、全チャンネルの信号が含まれるＡＤＣ１２の出力信号からそのパワースペクトラムを算出し、図４のようなパワースペクトラムから各チャネルのパワー値の大きい順にチャネル選択順を決定する。図４では、アップリンクはＵＬ２、ＵＬ５．ＵＬ７、ＵＬ１の順番で選択され、ダウンリンクはＤＬ２、ＤＬ５、ＤＬ７、ＤＬ１の順番で選択される。
これにより、一定期間パワー算出をすれば、一度にすべての受信チャネルの受信パワー順が決定できるので最大パワーチャネルから順に受信電波状況を確認すれば、効率よくチャネル選択を行うことが可能となり、チャネル選択にかかる時間を大幅に短縮することができる。

または第２の実施形態のように図２のようにＡＤＣ７のサンプリング周波数を可変にし、受信チャネル選択時のみ前記のようにＡＤＣ１２のサンプリング周波数と同じ周波数に設定することで、第１の実施形態と同様にチャネル選択にかかる時間を大幅に短縮することができる。
また図４のようなスペクトラム情報を取得するためのパワースペクトラムの算出方法は、前記パワースペクトラム算出部は、高速フーリエ変換により周波数解析を行うことにより、受信チャネル信号の各チャネル周波数のパワー値を算出する方法と、各受信チャンネルの周波数を中心周波数とし、帯域幅を変調帯域に設定した帯域制限フィルタ群を並列に配置し、各チャンネル毎の帯域制限フィルタ出力のパワー値を算出するようにする方法がある。

本発明の第１の実施形態に係る車載用無線受信装置のブロック図である。本発明の第２の実施形態に係る車載用無線受信装置のブロック図である。ＩＦ周波数以下に全チャネルが配置されるように局部発信器周波数を設定した図である。パワースペクトラムから各チャネルのパワー値の大きい順にチャネル選択順を決定する図である。受信信号以外の帯域を帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）でカットする様子を表す図である。受信信号とアンダーサンプリングの関係を示す図である。従来の受信系ＲＦ構成図である。ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５規格における各チャンネルの配置図である。

符号の説明

１アンテナ、２ＢＰＦ、３ＬＮＡ、４Ｍｉｘ、５ＩＦＡＭＰ、６ＩＦ−ＢＰＦ、７、８復調器、９コントローラ、１０ＳＹＮＶＣＯ、１１ＨＰＦ、１２ＡＤＣ、１３パワースペクトラム算出部、１４チャンネル選択部、１００車載用無線受信装置

Claims

アンテナからの入力信号を全受信チャンネルの使用帯域で制限する帯域制限フィルタと、該帯域制限フィルタの出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器の出力を中間周波数に変換するミキサと、該ミキサのミキシング周波数を決定する周波数可変な局部発振器と、前記ミキサ出力である中間周波帯信号を増幅する中間周波増幅器と、該中間周波増幅器の出力を帯域制限するための中間周波帯域制限フィルタと、該中間周波帯域制限フィルタの出力をサンプリングしてディジタルデータに変換する第１のＡＤ変換器と、を備え、前記第１のＡＤ変換器の出力をディジタル信号処理により復調し、
受信中間周波数の２倍より低い周波数により、前記中間周波帯信号を前記第１のＡＤ変換器によりサンプリングするアンダーサンプリング方式を用いた車載用無線通信装置の受信機であって、
前記中間周波数のＤＣ成分をカットするための高域通過フィルタと、
該高域通過フィルタを通過した中間周波帯信号を該中間周波帯信号周波数の２倍以上のナイキスト条件を満足する周波数により前記中間周波増幅器の出力をサンプリングする第２のＡＤ変換器と、
該第２のＡＤ変換器の出力のパワースペクトラムを算出するパワースペクトラム算出部と、
受信チャンネル選択時のみ、中間周波帯周波数以下に全チャネルが配置されるように前記局部発信器の周波数を設定し、前記中間周波増幅器の出力を前記第２のＡＤ変換器を使用してディジタルデータにサンプリングし、前記パワースペクトラム算出部の出力信号を用いて複数の受信チャネル信号の各チャネルパワー算出値から、各チャネル信号のレベル判定をすることにより、最大パワーチャネルからパワーの大きい順にチャネル選択順を決定するチャンネル選択部と、を備えたことを特徴とする車載用無線通信装置。
アンテナからの入力信号を全受信チャンネルの使用帯域で制限する帯域制限フィルタと、該帯域制限フィルタの出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器の出力を中間周波数に変換するミキサと、該ミキサのミキシング周波数を決定する周波数可変な局部発振器と、前記ミキサ出力である中間周波帯信号を増幅する中間周波増幅器と、該中間周波増幅器の出力を帯域制限するための中間周波帯域制限フィルタと、該中間周波帯域制限フィルタの出力をサンプリングしてディジタルデータに変換するＡＤ変換器と、を備え、前記ＡＤ変換器の出力をディジタル信号処理により復調し、
受信中間周波帯周波数の２倍より低い周波数により、前記中間周波帯信号を前記ＡＤ変換器によりサンプリングするアンダーサンプリング方式を用いた車載用無線通信装置の受信機であって、
前記中間周波数のＤＣ成分をカットするための高域通過フィルタと、前記中間周波帯域制限フィルタの出力と前記高域通過フィルタの出力の何れかを選択するセレクタと、
受信チャンネル選択時のみ、中間周波帯周波数以下に全チャネルが配置されるように局部発信器周波数を設定し、前記高域通過フィルタ出力を選択するように前記セレクタにより切り替えて、前記高域通過フィルタを通過した中間周波帯信号成分までの周波数成分を持つ中間周波信号を前記ＡＤ変換器のサンプリング周波数を前記中間周波数の２倍以上のナイキスト条件を満足する周波数に変更し、前記中間周波増幅器の出力信号を前記ＡＤ変換器によりディジタル信号にサンプリングし、前記ＡＤ変換器の出力信号のパワースペクトラムを算出するパワースペクトラム算出部と、
前記パワースペクトラム算出部の出力信号を用いて前記複数の受信チャネル信号の各チャネルパワー算出値から、各チャネル信号のレベル判定をすることにより、最大パワーチャネルからパワーの大きい順にチャネル選択順を決定するチャンネル選択部と、を備えたことを特徴とする車載用無線通信装置。
前記パワースペクトラム算出部は、高速フーリエ変換により周波数解析を行うことにより、前記受信チャネル信号の各チャネル周波数のパワー値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用無線通信装置。
前記パワースペクトラム算出部は、各受信チャンネルの周波数を中心周波数とし、帯域幅を変調帯域に設定した帯域制限フィルタ群を並列に配置し、各チャンネル毎の前記帯域制限フィルタ出力のパワー値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用無線通信装置。