JP2008301436A - 受信装置、プログラム、および受信方法 - Google Patents

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    • H04L27/0002Modulated-carrier systems analog front ends; means for connecting modulators, demodulators or transceivers to a transmission line

Abstract

【課題】受信装置、プログラム、および受信方法を提供すること。
【解決手段】所定周波数帯域を有するベースバンド信号、または所定周波数帯域を複数に分割した部分周波数帯域のいずれかを有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と、受信部により受信された無線信号を周波数変換してベースバンド信号を生成する信号処理部と、少なくとも特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけベースバンド信号の周波数帯域をシフトする帯域シフタと、帯域シフタにより周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力するフィルタ部と、フィルタ部から出力される部分信号に基づいて、ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、受信装置、プログラム、および受信方法に関する。
近年、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11規格に基づく無線通信システムが普及している。かかる無線通信システムを構成する送信装置や受信装置などの無線通信装置は、可搬性を有するなど自由度が高い点で、有線による通信システムと比較して有利である。
また、IEEE802.11nにおいては、特許文献1に記載されているように、無線通信に利用する帯域モードとして、20MHzの帯域幅を有する周波数帯域を利用する20MHzモード、40MHzの帯域幅を有する周波数帯域を利用する40MHzモード、該40MHzの上側20MHzの周波数帯域を利用する40MHzUpperモード、または下側20MHzを利用する40MHzLowerモードが想定されている。したがって、受信装置は、無線信号を受信した場合、受信した無線信号がいずれの帯域モードに対応するかを判断し、判断した帯域モードに応じた復調処理を行う必要がある。
無線信号の帯域モードの判断方法として、40MHzUpperモードおよび40MHzLowerモードに対応する周波数帯域の信号成分を抽出する2種のバンドパスフィルタ(例えば、−20MHz〜0MHz、0MHz〜20MHzを通過帯域とするバンドパスフィルタ)を受信装置に設け、各バンドパスフィルタにベースバンド信号に変換された無線信号を入力する方法があげられる。ベースバンド信号から40MHzUpperモードに対応する周波数帯域の信号成分のみが抽出された場合には40MHzUpperモードと判断し、ベースバンド信号から40MHzLowerモードに対応する周波数帯域の信号成分のみが抽出された場合には40MHzLowerモードと判断することができる。
国際公開2006−020520号
しかし、上記の判断方法においては、無線信号の帯域モードを判断するために2種のバンドパスフィルタを受信装置に設ける必要があった。また、例えば−20MHz〜0MHz、0MHz〜20MHzを通過帯域とするために、該バンドパスフィルタをヒルベルトフィルタとして設計する必要があった。その結果、上記の判断方法では、受信装置の構成が複雑化してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、構成の簡素化を図りつつ、ベースバンド信号の周波数帯域を判断することが可能な、新規かつ改良された受信装置、プログラム、および受信方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、所定周波数帯域を有するベースバンド信号、または前記所定周波数帯域を複数に分割した部分周波数帯域のいずれかを有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された無線信号を周波数変換して前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と、少なくとも特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトする帯域シフタと、前記帯域シフタにより周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力するフィルタ部と、前記フィルタ部から出力される部分信号に基づいて、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と、前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と、を備える受信装置が提供される。
かかる構成においては、フィルタ部が、特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ周波数帯域が帯域シフタによりシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力する。すなわち、フィルタ部は、ベースバンド信号が特定の部分周波数帯域を有する場合に、中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ周波数帯域が帯域シフタによりシフトされたベースバンド信号から部分信号を出力することができる。一方、フィルタ部は、ベースバンド信号の周波数帯域が特定の部分周波数帯域以外の部分周波数帯域である場合に、特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ周波数帯域が帯域シフタによりシフトされたベースバンド信号から部分信号を出力しない。
したがって、判断部は、特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ周波数帯域が帯域シフタによりシフトされたベースバンド信号からフィルタ部により部分信号が出力されるか否かに基づき、ベースバンド信号の周波数帯域が特定の部分周波数帯域であるか否かを判断することができる。また、中心周波数を0MHzとする周波数帯域を抽出するフィルタは、正の周波数成分、または負の周波数成分のみを抽出するフィルタより簡素に構成することができる。すなわち、当該受信装置のフィルタ部は中心周波数を0MHzとする周波数帯域を抽出する特性を有するため、当該受信装置によれば、フィルタ部の構成の簡素化を図りつつ、ベースバンド信号の周波数帯域を判断することが可能である。
前記部分周波数帯域は、前記所定周波数帯域を2分割した下側帯域または上側帯域を含み、前記帯域シフタは、前記下側帯域または前記上側帯域のいずれかの特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトさせ、前記フィルタ部は、前記帯域シフタにより周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号、および前記所定周波数帯域の信号成分を抽出した全体信号を出力し、前記フィルタ部から出力された前記部分信号の周波数帯域を、前記帯域シフタとは逆側に前記シフト量だけシフトさせる後段シフタと、前記フィルタ部から出力された前記全体信号から、前記後段シフタにより周波数帯域がシフトされた部分信号を減算する減算部とを備え、前記判断部は、前記フィルタ部から出力される前記部分信号、および前記減算部により減算して得られる信号に基づき、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断してもよい。
かかる構成においては、フィルタ部が、下側帯域または上側帯域のいずれかの特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ周波数帯域が帯域シフタによりシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力する。すなわち、特定の部分周波数帯域と、ベースバンド信号の周波数帯域が一致している場合、フィルタ部は部分信号を出力することができる。また、減算部は、全体信号から後段シフタにより帯域シフトされた部分信号を減算することにより、ベースバンド信号に含まれる特定の部分周波数帯域以外の部分周波数帯域(下側帯域または上側帯域)の信号成分を出力する。
したがって、判断部は、フィルタ部からの部分信号のみを検出した場合はベースバンド信号の周波数帯域が特定の部分周波数帯域であると判断し、減算部から出力された信号のみを検出した場合はベースバンド信号の周波数帯域が特定の部分周波数帯域以外の部分周波数帯域であると判断できる。また、判断部は、フィルタ部からの部分信号および減算部から出力された信号の双方を検出した場合はベースバンド信号の周波数帯域が所定周波数帯域であると判断することができる。また、当該受信装置は、フィルタ部に3つのフィルタを設ける必要がないため、フィルタ部の構成をさらに簡素化することが可能である。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、所定周波数帯域を有するベースバンド信号、前記所定周波数帯域を2等分した下側帯域を有するベースバンド信号、または上側帯域を有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された無線信号を周波数変換し、所定のサンプリングレートでデジタル化した前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と、入力された信号から、0Hz付近を中心周波数とし、該信号のサンプリングレートと、前記所定のサンプリングレートに対する前記所定周波数帯域の帯域幅の割合を乗じた帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出して出力するフィルタ部と、前記信号処理部から前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力された前記ベースバンド信号のサンプリングレートを半分に間引く間引き部と、前記間引き部によりサンプリングレートを間引かれたベースバンド信号の周波数帯域を、前記下側帯域の中心周波数または前記上側帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけシフトさせて前記フィルタ部に入力する帯域シフタと、前記帯域シフタから前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力されたベースバンド信号に基づいて、前記信号処理部により生成された前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と、前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と、を備える受信装置が提供される。
前記フィルタ部は、前記信号処理部から入力されるベースバンド信号のサンプル値を時系列に保持する第1のレジスタ群と、前記帯域シフタから入力されるベースバンド信号のサンプル値を時系列に保持する第2のレジスタ群と、前記第1のレジスタ群または前記第2のレジスタ群に保持されている各サンプル値に重みを付して加算する重み付け加算を行ない、前記間引き部または前記判断部に出力する算出部と、を備え、前記算出部は、前記第1のレジスタ群に保持されている各サンプル値の重み付け加算と、前記第2のレジスタ群に保持されている各サンプル値の重み付け加算と、を順次切り替えて行なってもよい。
かかる構成においては、算出部が、第1のレジスタ群に保持されているサンプル値の重み付け加算と、第2のレジスタ群に保持されているサンプル値の重み付け加算とを、切り替えて行なう。すなわち、一の算出部を設けるのみで第1のレジスタ群に保持されているサンプル値の重み付け加算と、第2のレジスタ群に保持されているサンプル値の重み付け加算とを実現できるため、フィルタ部の構成の簡素化を図ることができる。
前記算出部は、前記第2のレジスタ群に保持されている各サンプル値の重み付け加算を行なう度に、前記第2のレジスタ群の中央のレジスタに保持されているサンプル値に付す重みの正負を切り替えてもよい。かかる構成においては、算出部は、第2のレジスタ群に保持されている各サンプル値の重み付け加算を行なう度に、ベースバンド信号に含まれる上側帯域および下側帯域の信号成分を交互に出力することができる。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、所定周波数帯域を有するベースバンド信号、または前記所定周波数帯域を複数に分割した部分周波数帯域のいずれかを有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された無線信号を周波数変換して前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と、少なくとも特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトする帯域シフタと、前記帯域シフタにより周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力するフィルタ部と、前記フィルタ部から出力される部分信号に基づいて、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と、前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と、を備える受信装置として機能させるためのプログラム。
かかるプログラムは、例えばCPU、ROMまたはRAMなどを含むコンピュータのハードウェア資源に、上記のような受信部、帯域シフタおよびフィルタ部などの機能を実行させることができる。すなわち、当該プログラムを用いるコンピュータを、上述の受信装置として機能させることが可能である。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、所定周波数帯域を有するベースバンド信号、前記所定周波数帯域を2等分した下側帯域を有するベースバンド信号、または上側帯域を有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された無線信号を周波数変換し、所定のサンプリングレートでデジタル化した前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と、入力された信号から、0Hz付近を中心周波数とし、該信号のサンプリングレートと、前記所定のサンプリングレートに対する前記所定周波数帯域の帯域幅の割合を乗じた帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出して出力するフィルタ部と、前記信号処理部から前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力された前記ベースバンド信号のサンプリングレートを半分に間引く間引き部と、前記間引き部によりサンプリングレートを間引かれたベースバンド信号の周波数帯域を、前記下側帯域の中心周波数または前記上側帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけシフトさせて前記フィルタ部に入力する帯域シフタと、前記帯域シフタから前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力されたベースバンド信号に基づいて、前記信号処理部により生成された前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と、前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と、を備える受信装置として機能させるためのプログラム。
かかるプログラムは、例えばCPU、ROMまたはRAMなどを含むコンピュータのハードウェア資源に、上記のような受信部、フィルタ部および帯域シフタなどの機能を実行させることができる。すなわち、当該プログラムを用いるコンピュータを、上述の受信装置として機能させることが可能である。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、所定周波数帯域を有するベースバンド信号、または前記所定周波数帯域を複数に分割した部分周波数帯域のいずれかを有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信するステップと、前記無線信号を周波数変換して前記ベースバンド信号を生成するステップと、少なくとも特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトするステップと、周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力するステップと、前記部分信号に基づいて、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断するステップと、前記ベースバンド信号を前記判断結果を利用して復調するステップと、を含む受信方法が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、所定周波数帯域を有するベースバンド信号、前記所定周波数帯域を2等分した下側帯域を有するベースバンド信号、または上側帯域を有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信するステップと、前記無線信号を周波数変換し、所定のサンプリングレートでデジタル化した前記ベースバンド信号を生成するステップと、入力された信号から、0Hz付近を中心周波数とし、該信号のサンプリングレートと、前記所定のサンプリングレートに対する前記所定周波数帯域の帯域幅の割合を乗じた帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出して出力するフィルタに前記ベースバンド信号を入力するステップと、前記フィルタから出力された前記ベースバンド信号のサンプリングレートを半分に間引くステップと、サンプリングレートを間引かれたベースバンド信号の周波数帯域を、前記下側帯域の中心周波数または前記上側帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけシフトさせて前記フィルタに入力するステップと、前記フィルタ部から出力されたベースバンド信号に基づいて、前記無線信号に基づいて生成された前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断するステップと、前記ベースバンド信号を前記判断結果を利用して復調するステップと、を含む受信方法が提供される。
以上説明したように本発明にかかる受信装置、プログラム、および受信方法によれば、構成の簡素化を図りつつ、ベースバンド信号の周波数帯域を判断することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、以下の順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
〔1〕本発明の一実施形態にかかる無線通信システムの概要
〔2〕本発明の第1の実施形態
〔2−1〕本発明の第1の実施形態の目的
〔2−2〕本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置の構成
〔2−3〕無線通信装置において実行される受信方法
〔2−4〕本発明の第1の実施形態の変更例
〔3〕本発明の第2の実施形態
〔3−1〕本発明の第2の実施形態にかかる無線通信装置の構成
〔3−2〕無線通信装置において実行される受信方法
〔3−3〕本発明の第2の実施形態の変更例
〔4〕まとめ
〔1〕本発明の一実施形態にかかる無線通信システムの概要
まず、本発明の一実施形態にかかる無線通信システム1の概要を、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる無線通信システム1の構成例を示した説明図である。図1に示したように、無線通信システム1は、無線通信装置10Aと、無線通信装置10Bと、基地局12と、を含む。なお、本明細書においては、無線通信装置10Aおよび無線通信装置10Bを特に区別する必要が無い場合、単に無線通信装置10と称する。
基地局12は、例えば無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイント(AP)であって、無線通信システム1に含まれる無線通信装置10が送受信する信号を中継する。なお、無線通信装置10が送受信する信号としては、例えば、音楽、講演およびラジオ番組などの音楽データや、映画、テレビジョン番組、ビデオプログラム、写真、文書、絵画および図表などの映像データや、ゲームおよびソフトフェアなどの任意のデータや、無線通信を管理するための任意の信号があげられる。
無線通信装置10Aおよび無線通信装置10Bは、基地局12を介して信号を送受信することができる。また、本実施形態にかかる無線通信装置10は、20MHzの帯域幅を利用する20MHzモード、帯域幅が40MHzである所定の周波数帯域(所定周波数帯域)を利用する40MHzモード、該40MHzの上側半分の20MHzの周波数帯域(部分周波数帯域)を利用する40MHzUpperモード、または下側半分の20MHzの周波数帯域(部分周波数帯域)を利用する40MHzLowerモードのいずれかの帯域モードで無線通信を行うことができる。なお、上記20MHzモードおよび40MHzモードのベースバンド信号における中心周波数は0MHz付近であり、無線信号における中心周波数は5GHz付近であってもよい。
なお、図1においては、受信装置の機能を有する無線通信装置10の一例としてPC(Personal Computer)を示しているが、無線通信装置10は、例えば、家庭用映像処理装置(DVDレコーダ、ビデオデッキなど)、携帯電話、PHS(Personal Handyphone System)、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、PDA(Personal Digital Assistant)、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。
また、図1においては、インフラストラクチャーモードの無線通信システム1を一例として示しているが、各無線通信装置10はアドホックモードで自律分散的に無線通信を行うこともできる。
〔2〕本発明の第1の実施形態
〔2−1〕本発明の第1の実施形態の目的
上記のような無線通信システム1においては、無線通信装置10が、受信した信号の帯域モードを適確に判断し、該帯域モードに応じた方法で受信した信号を復調する必要がある。
帯域モードの判断方法としては、40MHzUpperモードおよび40MHzLowerモードに対応する周波数帯域の信号成分を抽出する2種のバンドパスフィルタを受信装置に設け、各バンドパスフィルタにベースバンド信号に変換された無線信号を入力する方法があげられる。かかる判断方法を実現する無線通信装置30について図11を参照して説明する。
図11は、本発明に関連する無線通信装置30の構成を示した機能ブロック図である。無線通信装置30は、アンテナ32、高周波処理部34、A/D変換部36、フィルタ部40、デシメータ52、デシメータ54、デシメータ56、判断部60、復調部62、およびアプリケーション部64を備える。
アンテナ32が無線信号を受信すると、高周波処理部34が無線信号をベースバンド信号に変換し、A/D変換部36がベースバンド信号をデジタル化する。フィルタ部40は、0MHz〜20MHzの周波数帯域が通過帯域であるUpperフィルタ42、−20MHz〜0MHzの周波数帯域が通過帯域であるLowerフィルタ44、および−20MHz〜20MHzの周波数帯域が通過帯域である40MHzフィルタ46を含む。
したがって、判断部60は、Upperフィルタ42、およびLowerフィルタ44から出力される信号に基づいて帯域モードを判断することができる。例えば、判断部60は、Upperフィルタ42からのみ信号が出力された場合に帯域モードが40MHzUpperモードであると判断し、Upperフィルタ44からのみ信号が出力された場合に帯域モードが40MHzLowerモードであると判断する。復調部62は、判断部60により判断された帯域モードに基づいて40MHzフィルタ46から出力された信号を復調し、アプリケーション部に出力する。
しかし、無線通信装置30は、帯域モードを判断するために2種のバンドパスフィルタ(42、44)を備える必要があった。また、−20MHz〜0MHz、0MHz〜20MHzを通過帯域とするために、該バンドパスフィルタをヒルベルトフィルタとして設計する必要があった。その結果、無線通信装置30は構成が複雑化してしまうという問題があった。
そこで、上記のような事情に鑑みて本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置10を創作するに至った。本実施形態にかかる無線通信装置10は、帯域モードを判断するためのフィルタの構成を簡素化することができる。以下、このような無線通信装置10の構成および動作を詳細に説明する。
〔2−2〕本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置の構成
図2は、本実施形態にかかる無線通信装置10の構成を示した機能ブロック図である。無線通信装置10は、アンテナ104と、高周波処理部106と、A/D変換部110と、プラスシフタ120と、マイナスシフタ124と、フィルタ部130と、デシメータ142と、デシメータ144と、デシメータ146と、判断部150と、復調部160と、アプリケーション部170と、を備える。
アンテナ104は、他の無線通信装置10Bとのインターフェースであって、他の無線通信装置10Bから任意の無線信号を受信する受信部としての機能を有する。例えば、アンテナ104は、他の無線通信装置10Bにおいて、40MHzモード、40MHzUpperモード、または40MHzLowerモードの無線信号(直交周波数分割多重信号)を受信する。
高周波処理部106は、アンテナ104が受信した無線信号を周波数変換(ダウンコンバート)し、アナログ形式のベースバンド信号(複素ベースバンド信号)を生成する信号処理部としての機能を有する。A/D変換部110は、高周波処理部106により生成されたアナログ形式のベースバンド信号を、例えば40MHzのサンプリングレートでデジタル形式に変換する。
プラスシフタ120は、40MHzLowerモードのベースバンド信号の周波数帯域の中心周波数が0MHz付近になるようなシフト量だけA/D変換部110によりデジタル化されたベースバンド信号の周波数帯域をシフトさせる。すなわち、プラスシフタ120は、A/D変換部110によりデジタル化されたベースバンド信号の周波数帯域を10MHzプラス側にシフトさせたプラスシフト信号を生成し、フィルタ部130に入力する。なお、プラスシフタ120による周波数帯域のシフトは、サンプリングレートが40MHzである場合、例えば以下の数式1に示す演算により行なうことができる。
Figure 2008301436
数式1において、kはA/D変換部110から入力されるサンプル番号であり、xkはk番目の入力サンプル値を示し、x’kはプラスシフタ120の出力を示している。
マイナスシフタ124は、40MHzUpperモードのベースバンド信号の周波数帯域の中心周波数が0MHz付近になるようなシフト量だけA/D変換部110によりデジタル化されたベースバンド信号の周波数帯域をシフトさせる。すなわち、マイナスシフタ124は、A/D変換部110によりデジタル化されたベースバンド信号の周波数帯域を10MHzマイナス側にシフトさせたマイナスシフト信号を生成し、フィルタ部130に入力する。なお、マイナスシフタ124による周波数帯域のシフトは、サンプリングレートが40MHzである場合、例えば以下の数式2に示す演算により行なうことができる。
Figure 2008301436

数式2において、kはA/D変換部110から入力されるサンプル番号であり、xkはk番目の入力サンプル値を示し、x’’kはマイナスシフタ124の出力を示している。
ここで、A/D変換部110によりデジタル化されたベースバンド信号の帯域モードが40MHzモードである場合、40MHzUpperモードである場合、および40MHzLowerモードである場合のプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の具体例について、図3A〜図3Cを参照して説明する。
図3Aは、40MHzモードのプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の具体例を示した説明図である。図3Aに示したように、40MHzモードのベースバンド信号は、−20MHz〜20MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。
かかる40MHzモードのベースバンド信号の周波数帯域がプラスシフタ120により10MHzプラスシフトされたプラスシフト信号は、40MHzモードのベースバンド信号と同じく−20MHz〜20MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。これは、40MHzモードのベースバンド信号の10MHz〜20MHzの信号成分が、プラスシフト信号の−20MHz〜−10MHzの信号成分となるためである。
また、40MHzモードのベースバンド信号の周波数帯域がマイナスシフタ124により10MHzマイナスシフトされたプラスシフト信号も同様に、−20MHz〜20MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。これは、40MHzモードのベースバンド信号の−20MHz〜―10MHzの信号成分が、マイナスシフト信号の10MHz〜20MHzの信号成分となるためである。
図3Bは、40MHzLowerモードのプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の具体例を示した説明図である。図3Bに示したように、40MHzLowerモードのベースバンド信号は、−20MHz〜0MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。
かかる40MHzLowerモードのベースバンド信号の周波数帯域がプラスシフタ120により10MHzプラスシフトされたプラスシフト信号は、−10MHz〜10MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。
また、40MHzLowerモードのベースバンド信号の周波数帯域がマイナスシフタ124により10MHzマイナスシフトされたマイナスシフト信号は、−20MHz〜−10MHz、および10MHz〜20MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。これは、40MHzLowerモードのベースバンド信号の−20MHz〜−10MHzの信号成分が、マイナスシフト信号の10MHz〜20MHzの信号成分となるためである。
図3Cは、40MHzUpperモードのプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の具体例を示した説明図である。図3Cに示したように、40MHzUpperモードのベースバンド信号は、0MHz〜20MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。
かかる40MHzUpperモードのベースバンド信号の周波数帯域がプラスシフタ120により10MHzプラスシフトされたプラスシフト信号は、−20MHz〜−10MHz、および10MHz〜20MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。これは、40MHzUpperモードのベースバンド信号の10MHz〜20MHzの信号成分が、プラスシフト信号の−20MHz〜−10MHzの信号成分となるためである。
また、40MHzUpperモードのベースバンド信号の周波数帯域がプラスシフタ124により10MHzマイナスシフトされたマイナスシフト信号は、−10MHz〜10MHzまでの周波数帯域に信号成分を有する。
このように、40MHzLowerモードのプラスシフト信号、および40MHzモードのマイナスシフト信号が−10MHz〜10MHzまでの周波数帯域の信号成分を有し、40MHzLowerモードのマイナスシフト信号、および40MHzモードのプラスシフト信号は−10MHz〜10MHzまでの周波数帯域の信号成分を有さない。また、プラスシフタ120およびマイナスシフタ124は、帯域シフタとして機能する。
図2を参照して無線通信装置10の構成の説明に戻ると、フィルタ部130は、20MHzフィルタ132と、20MHzフィルタ134と、40MHzフィルタ136と、を含む。
20MHzフィルタ132は、プラスシフタ120から入力されたプラスシフト信号から、0MHzを中心周波数とし、40MHzLowerモードのベースバンド信号の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出する。すなわち、20MHzフィルタ132は、プラスシフタ120から入力されたプラスシフト信号から、−10MHz〜10MHzの周波数帯域の信号成分を抽出し、Lower信号として出力する。
ここで、図3A〜図3Cに示したように、−10MHz〜10MHzの周波数帯域の信号成分を含むプラスシフト信号は、40MHzモードと40MHzLowerモードのプラスシフト信号である。したがって、Lower信号は、帯域モードが40MHzモードまたは40MHzLowerモードである場合に出力される。
20MHzフィルタ134は、マイナスシフタ124から入力されたマイナスシフト信号から、0MHzを中心周波数とし、40MHzUpperモードのベースバンド信号の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出する。すなわち、20MHzフィルタ134は、マイナスシフタ124から入力されたマイナスシフト信号から、−10MHz〜10MHzの周波数帯域の信号成分を抽出し、Upper信号として出力する。
ここで、図3A〜図3Cに示したように、−10MHz〜10MHzの周波数帯域の信号成分を含むマイナスシフト信号は、40MHzモードと40MHzUpperモードのマイナスシフト信号である。したがって、Upper信号は、帯域モードが40MHzモードまたは40MHzUpperモードである場合に出力される。
40MHzフィルタ136は、A/D変換部110から出力されたデジタル形式のベースバンド信号から、40MHzモードのベースバンド信号の周波数帯域の信号成分を抽出する。すなわち、40MHzフィルタ136は、A/D変換部110から出力されたデジタル形式のベースバンド信号から、−20MHz〜20MHzの周波数帯域の信号成分を抽出して40MHz信号として出力する。
デシメータ142は20MHzフィルタ132から出力されるLower信号のサンプリングレートを間引き(例えば、40MHzから20MHz)、デシメータ144は20MHzフィルタ134から出力されるUpper信号のサンプリングレートを間引き(例えば、80MHzから20MHz)、デシメータ146は40MHzフィルタ136から出力される40MHz信号のサンプリングレートを間引く(例えば、80MHzから40MHz)。
判断部150は、フィルタ部130から出力される信号に基づいて帯域モードを判断する。例えば、判断部150は、フィルタ部130からLower信号のみが出力された場合、帯域モードが40MHzLowerモードであると判断する。また、判断部150は、フィルタ部130からUpper信号のみが出力された場合、帯域モードが40MHzUpperモードであると判断する。また、判断部150は、フィルタ部130からUpper信号およびLower信号の双方が出力された場合、帯域モードが40MHzモードであると判断する。判断部150は、Lower信号およびUpper信号の有無を、プリアンブルの検出の可否に基づいて判断してもよい。
なお、判断部150は、Upper信号またはLower信号の有無のみでなく、Upper信号またはLower信号から推定される周波数オフセット、タイミング、SN比などの差分に基づいて帯域モードを判断してもよい。例えば、判断部150は、Upper信号およびLower信号の周波数オフセットの差分が設定範囲内であった場合に帯域モードが40MHzモードであると判断してもよい。
また、図2においては、Upper信号およびLower信号が別系統で判断部150に入力される場合を説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、Upper信号およびLower信号をサンプルごとに交互に混合させた信号を判断部150に入力し、判断部150は偶数サンプル、または奇数サンプルのいずれでプリアンブルを検出したかに基づいて帯域モードを判断してもよい。
復調部160は、判断部150による帯域モードの判断結果に応じた方法でフィルタ部130から出力される40MHz信号を復調する。例えば、復調部160は、判断部150により判断された帯域モードに対応する周波数帯域のみを復調することができる。また、復調部160は、40MHz信号の全体をフーリエ変換し、対応する周波数帯域に含まれるサブキャリアのみを復調してもよい。
また、帯域モードが40MHzUpperモード、または40MHzLowerモードであると判断された場合、復調部160は、40MHz信号でなく、Upper信号、またはLower信号をフーリエ変換してもよい。なお、アプリケーション部170は、任意の処理を行う機能ブロックであっても、外部接続機器であってもよい。
〔2−3〕無線通信装置において実行される受信方法
以上、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置10の構成を説明した。続いて、無線通信装置10において実行される受信方法を図4を参照して説明する。
図4は、無線通信装置10において実行される受信方法の流れを示したフローチャートである。まず、無線通信装置10のアンテナ104が無線信号を受信すると(S204)、高周波処理部106が無線信号からベースバンド信号を生成する(S208)。
続いて、プラスシフタ120が高周波処理部106により生成されたベースバンド信号の周波数帯域を10MHzだけプラス側にシフトさせたプラスシフト信号を出力し、マイナスシフタ124が高周波処理部106により生成されたベースバンド信号の周波数帯域を10MHzだけマイナス側にシフトさせたマイナスシフト信号を出力する(S212)。
その後、20MHzフィルタ132がプラスシフト信号から−10MHz〜10MHzの周波数帯域の信号成分を抽出してLower信号として出力し、20MHzフィルタ134がマイナスシフト信号から−10MHz〜10MHzの周波数帯域の信号成分を抽出してUpper信号として出力する(S216)。
そして、判断部150は、フィルタ部130からUpper信号が出力されたか否かを判断する(S220)。判断部150は、フィルタ部130からUpper信号が出力されたと判断した場合、さらにフィルタ部130からLower信号が出力されたか否かを判断する(S224)。判断部150は、フィルタ部130からLower信号も出力されている場合、帯域モードが40MHzモードであると判断する(S228)。判断部150は、フィルタ部130からLower信号が出力されていない場合、帯域モードが40MHzUpperモードであると判断する(S232)。
一方、S220においてフィルタ部130からUpper信号が出力されていないと判断された場合、判断部150は帯域モードが40MHzLowerモードであると判断する(S236)。その後、復調部160が、判断部150により判断された帯域モードに基づいてベースバンド信号を復調する(S240)。
以上説明したように、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置10においては、正の周波数成分、または負の周波数成分のみを抽出するフィルタより各フィルタ132〜136を簡素に構成することができる。したがって、当該無線通信装置10は、フィルタ部130の構成の簡素化を図りつつ、受信した無線信号の帯域モードを判断することが可能である。
〔2−4〕本発明の第1の実施形態の変更例
次に、本実施形態にかかる無線通信装置10の変更例を説明する。当該無線通信装置10は、設けるフィルタの数を削減することができる点で有効である。以下、図5を参照して当該無線通信装置10について説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置10の変更例を示した説明図である。当該無線通信装置10は、アンテナ104と、高周波処理部106と、A/D変換部110と、プラスシフタ120と、フィルタ部131と、デシメータ142と、デシメータ146と、判断部150と、復調部160と、アプリケーション部170と、マイナスシフタ172と、減算部174と、マイナスシフタ176と、を備える。アンテナ104、高周波処理部106、A/D変換部110、プラスシフタ120、判断部150、復調部160、およびアプリケーション部170の構成は、上記「〔2−2〕本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置の構成」で説明した内容と実質的に同一であるので、説明を省略する。
フィルタ部131は、20MHzフィルタ132と、40MHzフィルタ136と、を備える。20MHzフィルタ132は、プラスシフタ120から出力されたプラスシフト信号から、−10MHz〜10MHzの周波数帯域の信号成分を抽出し、Lower信号として出力する。
マイナスシフタ172は、20MHzフィルタ132から出力されたLower信号の周波数帯域を、プラスシフタ120がシフトさせた周波数帯域だけマイナス方向にシフトさせる。すなわち、マイナスシフタ172は、20MHzフィルタ132から出力されたLower信号の周波数帯域を、10MHzだけマイナス側にシフトさせる後段シフタとして機能する。
減算部174は、40MHzフィルタ136から出力された40MHz信号から、マイナスシフタ172により周波数帯域がマイナスシフトされたLower信号を減算する。その結果、減算部174は、40MHz信号の0MHz〜20MHzの周波数帯域に含まれる信号成分をUpper信号として算出することができる。マイナスシフタ176は、減算部174により算出されたUpper信号の周波数帯域を10MHzだけマイナス側にシフトさせ、判断部150に出力する。
判断部150は、Lower信号およびUpper信号の入力の有無に基づいて、上記「〔2−2〕本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置の構成」で説明した方法により帯域モードを判断することができる。
このように、当該無線通信装置10は、フィルタ部131に設けるフィルタの数を2つに抑制しつつ、帯域モードの判断を行なうことが可能である。
〔3〕本発明の第2の実施形態
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置10は、フィルタ部130に複数の特性を有するフィルタを設ける必要があった。本実施形態にかかる無線通信装置14は、備えるフィルタが一の特性を有するフィルタのみであっても帯域モードの判断を行なうことができる。以下、このような無線通信装置14の構成および動作について詳細に説明する。
〔3−1〕本発明の第2の実施形態にかかる無線通信装置の構成
図6は、本実施形態にかかる無線通信装置14の構成を示した機能ブロック図である。当該無線通信装置14は、アンテナ104と、高周波処理部106と、A/D変換部110と、デシメータ142と、デシメータ144と、デシメータ146と、判断部150と、復調部160と、アプリケーション部170と、フィルタ部180と、プラスシフタ190と、マイナスシフタ194と、を備える。アンテナ104、高周波処理部106、判断部150、復調部160、およびアプリケーション部170の構成は、上記「〔2−2〕本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置の構成」で説明した内容と実質的に同一であるので、詳細な説明を省略する。
A/D変換部110は、高周波処理部106により生成されたベースバンド信号を所定のサンプリングレート(例えば、80MHz)でデジタル化する。A/D変換部110は、高周波処理部106と協働して信号処理部としての機能を有する。
フィルタ部180は、入力された信号を、0MHz付近を中心周波数とし、該信号のサンプリングレートと、A/D変換部110によるサンプリングレートに対する40MHzの割合と、を乗じた帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出して出力する。したがって、フィルタ部180は、A/D変換部110からfs(サンプリングレート)80MHzのベースバンド信号が入力された場合、0MHz付近を中心周波数とし、fs80MHzに1/2を乗じた40MHzの帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出し、40MHz信号として出力する。
デシメータ146は、フィルタ部180から出力された40MHz信号のサンプリングレートを半分、すなわち40MHzに間引く間引き部としての機能を有する。
プラスシフタ190は、40MHzLowerモードのベースバンド信号の周波数帯域の中心周波数が0MHz付近になるようなシフト量だけ40MHz信号の周波数帯域をシフトさせる。すなわち、プラスシフタ190は、40MHz信号の周波数帯域を10MHzプラス側にシフトさせたプラスシフト信号を生成し、フィルタ部180に入力する。なお、プラスシフタ190による周波数帯域のシフトは、サンプリングレートが40MHzである場合、例えば上記の数式1に示した演算により行なうことができる。
マイナスシフタ194は、40MHzUpperモードのベースバンド信号の周波数帯域の中心周波数が0MHz付近になるようなシフト量だけ40MHz信号の周波数帯域をシフトさせる。すなわち、マイナスシフタ194は、40MHz信号の周波数帯域を10MHzマイナス側にシフトさせたマイナスシフト信号を生成し、フィルタ部180に入力する。なお、マイナスシフタ194による周波数帯域のシフトは、サンプリングレートが40MHzである場合、例えば上記の数式2に示した演算により行なうことができる。
フィルタ部180は、プラスシフタ190から入力されたプラスシフト信号から、−10MHz〜10MHzの信号成分を抽出し、Lower信号として出力する。また、マイナスシフタ194から入力されたマイナスシフト信号から、−10MHz〜10MHzの信号成分を抽出し、Upper信号として出力する。フィルタ部180は、かかるLower信号の抽出、Upper信号の抽出、および40MHz信号の抽出を、同一の構成を用いて実現することができる。以下、図7を参照してこのようなフィルタ部180の構成を説明する。
図7は、フィルタ部180の詳細な構成を示した説明図である。図7に示したように、フィルタ部180は、第1のレジスタ群182と、第2のレジスタ群184と、第3のレジスタ群186と、算出部188と、を備える。
第1のレジスタ群182は、A/D変換部110から出力されたベースバンド信号のサンプル値を保持するレジスタa1〜a21を含む。レジスタanが保持するサンプル値は、レジスタan−1が保持するサンプル値より2サンプル前(1/40MHz前)のサンプル値である(a12、a13は1サンプル前(1/80MHz前))。なお、実際には、第1のレジスタ群182は入力されたベースバンド信号の全てのサンプル値を少なくとも中央のレジスタa12を通過するまで保持する。
第2のレジスタ群184は、マイナスシフタ194から出力されたマイナスシフト信号のサンプル値を保持するレジスタb1〜b21を含む。レジスタbnが保持するサンプル値は、レジスタbn−1が保持するサンプル値より2サンプル前(1/20MHz前)のサンプル値である(b12、b13は1サンプル前(1/40MHz前))。なお、実際には、第2のレジスタ群184は入力されたマイナスシフト信号の全てのサンプル値を少なくとも中央のレジスタb12を通過するまで保持する。
第3のレジスタ群186は、プラスシフタ190から出力されたプラスシフト信号のサンプル値を保持するレジスタc1〜c21を含む。レジスタcnが保持するサンプル値は、レジスタcn−1が保持するサンプル値より2サンプル前(1/20MHz前)のサンプル値である(c12、c13は1サンプル前(1/40MHz前))。なお、実際には、第3のレジスタ群186は入力されたマイナスシフト信号の全てのサンプル値を少なくとも中央のレジスタc12を通過するまで保持する。
算出部188は、加算部Σ1〜11と、重み付け部w1〜w10と、を備える。上記のように、入力された信号のサンプリングレートの半分に帯域幅を制限するためには、入力された信号の各サンプリング値に付する重みを、1サンプルおきにほぼ0にする。したがって、上記のように各レジスタ群に、入力されたサンプル値を1サンプルおきに保持させても問題がない。
また、入力された信号のサンプリングレートの半分に帯域幅を制限するフィルタとしては、入力された信号の各サンプリング値に付する重みを左右対称とするFIRフィルタが考えられる。したがって、加算部Σ1〜10は、同一の重みが付される中央のレジスタを中心とした左右対称の位置のレジスタに保持されているサンプル値を加算する。例えば、Σ1はa11とa13に保持されているサンプル値を加算し、Σ10はa1とa21に保持されているサンプル値を加算する。
また、加算部Σ1〜10は、加算の対象とするレジスタ群を順次切り替える。例えば、加算部Σ1〜10が80MHzの基準クロックに基づいて動作する場合、第nクロックでは第1レジスタ群182に含まれるa1〜a21を加算の対象とし、第n+1クロックでは第2レジスタ群184に含まれるb1〜b21を加算の対象とし、第n+2クロックでは第1レジスタ群182に含まれるa1〜a21を加算の対象とし、第n+3クロックでは第3レジスタ群186に含まれるc1〜c21を加算の対象とする、という順序で加算の対象を切り替えてもよい。
このように加算部Σ1〜10が第1レジスタ群182、第2レジスタ群184、または第3レジスタ群186からサンプル値を取得する様子を、図7においては点線で表している。なお、基準クロックは80MHzに限られず、160MHzであっても、320MHzであってもよい。
重み付け部w1〜w10は、加算部Σ1〜10が加算したサンプル値の各々に重み付けをし(タップ係数を乗じ)、重み付け部w1〜w10により重み付けされた各サンプル値をΣ11が総計し、40MHz信号、Upper信号、またはLower信号として出力する。例えば、加算部Σ1〜10が第1レジスタ群182に含まれるa1〜a21を加算の対象としていた場合にはΣ11は40MHz信号を出力する。また、加算部Σ1〜10が第2レジスタ群184に含まれるb1〜b21を加算の対象としていた場合にはΣ11はUpper信号を出力し、加算部Σ1〜10が第3レジスタ群186に含まれるc1〜c21を加算の対象としていた場合にはΣ11はLower信号を出力する。
フィルタ部180からの出力のサンプリングレートをデシメータ142〜146で半分にデシメーションすることを前提に考えれば、このように、算出部188を40MHz信号、Upper信号、およびLower信号の出力のために交互に利用することが可能となる。また、フィルタ部180にfs80MHzのベースバンド信号が入力された場合、フィルタ部180は、該ベースバンド信号から−20MHz〜20MHzの周波数帯域の信号成分を抽出したfs40MHzの40MHz信号を出力するため、間引き部の機能も実装されていると捉えることもできる。
フィルタ部180から出力されたUpper信号、およびLower信号に基づく帯域モードの判断、復調方法などは、上記「〔2−2〕本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置の構成」で説明した内容と実質的に同一であるので、詳細な説明を省略する。
〔3−2〕無線通信装置において実行される受信方法
以上、本発明の第2の実施形態にかかる無線通信装置14の構成を説明した。続いて、当該無線通信装置14において実行される受信方法について図8を参照して説明する。
図8は、本実施形態にかかる無線通信装置14において実行される受信方法の流れを示したフローチャートである。まず、無線通信装置14のアンテナ104が無線信号を受信すると(S250)、高周波処理部106が無線信号からベースバンド信号を生成する(S254)。続いて、A/D変換部110がベースバンド信号をサンプリングレート80MHzでデジタル化する(S258)。
そして、フィルタ部180が、A/D変換部110から出力されたベースバンド信号の周波数帯域を、fs80MHzの半分の帯域幅を有する−20MHz〜20MHzの周波数帯域に制限した40MHz信号を出力する(S262)。また、フィルタ部180は、ベースバンド信号のサンプリングレートを半分の40MHzに間引く(S266)。
その後、プラスシフタ190が40MHz信号の周波数帯域を10MHzだけプラス側にシフトさせてプラスシフト信号を生成し、マイナスしふた194が40MHz信号の周波数帯域を10MHzだけマイナス側にシフトさせてマイナスシフト信号を生成する(S270)。そして、フィルタ部180が、fs40MHzのプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の周波数帯域を、fs40MHzの半分の帯域幅を有する−10MHz〜10MHzの周波数帯域に制限する(S274)。
そして、判断部150は、フィルタ部180からUpper信号が出力されたか否かを判断する(S278)。判断部150は、フィルタ部180からUpper信号が出力されたと判断した場合、さらにフィルタ部180からLower信号が出力されたか否かを判断する(S282)。判断部150は、フィルタ部180からLower信号も出力されている場合、帯域モードが40MHzモードであると判断する(S286)。判断部150は、フィルタ部180からLower信号が出力されていない場合、帯域モードが40MHzUpperモードであると判断する(S290)。
一方、S278においてフィルタ部180からUpper信号が出力されていないと判断された場合、判断部150は帯域モードが40MHzLowerモードであると判断する(S294)。その後、復調部160が、判断部150により判断された帯域モードに基づいてベースバンド信号を復調する(S298)。
以上説明したように、本発明の第2の実施形態にかかる無線通信装置14は、備えるフィルタが一の特性を有するフィルタ部180のみであっても帯域モードの判断を行なうことができる。
〔3−3〕本発明の第2の実施形態の変更例
続いて、本発明の第2の実施形態の変更例を説明する。当該変更例にかかる無線通信装置14は、フィルタ部181にマイナスシフト信号を入力することなくUpper信号を出力することができる。以下、図9および図10を参照して当該無線通信装置14について説明する。
図9は、本発明の第2の実施形態の変更例にかかる無線通信装置14の構成を示した機能ブロック図である。当該無線通信装置14は、アンテナ104と、高周波処理部106と、A/D変換部110と、デシメータ142と、デシメータ144と、デシメータ146と、判断部150と、復調部160と、アプリケーション部170と、フィルタ部181と、プラスシフタ190と、を備える。
このように、当該無線通信装置14は、40MHz信号をマイナスシフトさせるマイナスシフタを含まないが、フィルタ部181はUpper信号を出力することができる。すなわち、フィルタ部181は、プラスシフタ190から出力されたプラスシフト信号に基づいてLower信号およびUpper信号の双方を出力することができる。かかるフィルタ部181の構成を、図10を参照して説明する。
図10は、フィルタ部181の構成を示した説明図である。フィルタ部181は、図7を参照して説明したフィルタ部180と共通する構成が多いため、異なる部分に重きをおいて説明する。
フィルタ部181は、第1のレジスタ群182と、第3のレジスタ群186と、算出部189とを備える。算出部189は、加算部Σ1〜11と、重み付け部w1〜10を備える。
加算部Σ1〜10は、加算の対象とするレジスタ群を順次切り替える。例えば、加算部Σ1〜10が80MHzの基準クロックに基づいて動作する場合、奇数クロックでは第1レジスタ群182に含まれるa1〜a21を加算の対象とし、偶数クロックでは第3レジスタ群186に含まれるc1〜c21を加算の対象とする。
重み付け部w1〜10は、加算部Σ1〜10により加算されたサンプル値に、毎回同じ重みを付す。一方、第3のレジスタ群186の中央のレジスタc11のサンプル値に重み付け部w11が付する重みは、加算部Σ1〜10が加算の対称を第3レジスタ群186にする度に切り替える。例えば、重み付け部w11が付する重みは、「1」と「−1」との間で切り替えられてもよい。
具体的には、加算部Σ1〜10が偶数クロックにおいて加算の対象を第3レジスタ群186とする場合、重み付け部w11は、偶数クロックにおいて交互にレジスタc11のサンプル値に付する重みの正負を切り替える。
かかる構成により、重み付け部w1〜11から重みが付されたサンプル値を総計する加算部Σ11からは、偶数クロックにおいてUpper信号とLower信号を交互に出力することができる。
〔4〕まとめ
以上説明したように、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置10おいては、フィルタ部130が、−20MHz〜0MHzおよび0MHz〜20MHzの周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ周波数帯域がシフトされたプラスシフト信号およびマイナスシフト信号から、−10MHz〜10MHzの信号成分を抽出したUpper信号およびLower信号を出力する。
したがって、判断部150は、フィルタ部130からUpper信号およびLower信号が出力されたか否かに基づき、帯域モードを判断することができる。また、−10MHz〜10MHzのような中心周波数を0MHzとする周波数帯域を抽出するフィルタは、正の周波数成分、または負の周波数成分のみを抽出するフィルタより簡素に構成することができる。すなわち、当該無線通信装置10は、フィルタ部130の構成の簡素化を図りつつ、帯域モードを判断することが可能である。
また、本発明の第1の実施形態の変更例によれば、無線通信装置10のフィルタ部131の後段にマイナスシフタ172および減算部174を設けることにより、フィルタ部131に要するフィルタ数を削減することができる。
また、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置14によれば、フィルタ部180の算出部188を異なる系列の信号の処理に切替ながら動作させることができるため、フィルタ部180のハードウェア規模を一層抑制することが可能である。
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本明細書の無線通信装置10、14の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含むとしてもよい。
また、無線通信装置10、無線通信装置14に内蔵されるCPU、ROMおよびRAMなどのハードウェアを、上述した無線通信装置10、無線通信装置14の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。また、図2、5、6、9の機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
本発明の一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示した説明図である。 本発明の第1の実施形態にかかる無線通信装置の構成を示した機能ブロック図である。 40MHzモードのプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の具体例を示した説明図である。 40MHzLowerモードのプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の具体例を示した説明図である。 40MHzUpperモードのプラスシフト信号およびマイナスシフト信号の具体例を示した説明図である。 同実施形態にかかる無線通信装置において実行される受信方法の流れを示したフローチャートである。 同実施形態にかかる無線通信装置の変更例を示した説明図である。 本発明の第2の実施形態にかかる無線通信装置の構成を示した機能ブロック図である。 フィルタ部の詳細な構成を示した説明図である。 同実施形態にかかる無線通信装置において実行される受信方法の流れを示したフローチャートである。 同実施形態の変更例にかかる無線通信装置の構成を示した機能ブロック図である。 フィルタ部の構成を示した説明図である。 本発明に関連する無線通信装置の構成を示した機能ブロック図である。
符号の説明
10、14 無線通信装置
12 基地局
104 アンテナ
106 高周波処理部
110 A/D変換部
120、190 プラスシフタ
124、172、176、194 マイナスシフタ
130、131、180、181 フィルタ部
150 判断部
160 復調部
170 アプリケーション部

Claims (9)

  1. 所定周波数帯域を有するベースバンド信号、または前記所定周波数帯域を複数に分割した部分周波数帯域のいずれかを有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と;
    前記受信部により受信された無線信号を周波数変換して前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と;
    少なくとも特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトする帯域シフタと;
    前記帯域シフタにより周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力するフィルタ部と;
    前記フィルタ部から出力される部分信号に基づいて、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と;
    前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と;
    を備えることを特徴とする、受信装置。
  2. 前記部分周波数帯域は、前記所定周波数帯域を2分割した下側帯域または上側帯域を含み、
    前記帯域シフタは、前記下側帯域または前記上側帯域のいずれかの特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトさせ、
    前記フィルタ部は、前記帯域シフタにより周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号、および前記所定周波数帯域の信号成分を抽出した全体信号を出力し、
    前記フィルタ部から出力された前記部分信号の周波数帯域を、前記帯域シフタとは逆側に前記シフト量だけシフトさせる後段シフタと;
    前記フィルタ部から出力された前記全体信号から、前記後段シフタにより周波数帯域がシフトされた部分信号を減算する減算部と;
    を備え、
    前記判断部は、前記フィルタ部から出力される前記部分信号、および前記減算部により減算して得られる信号に基づき、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断することを特徴とする、請求項1に記載の受信装置。
  3. 所定周波数帯域を有するベースバンド信号、前記所定周波数帯域を2等分した下側帯域を有するベースバンド信号、または上側帯域を有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と;
    前記受信部により受信された無線信号を周波数変換し、所定のサンプリングレートでデジタル化した前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と;
    入力された信号から、0Hz付近を中心周波数とし、該信号のサンプリングレートと、前記所定のサンプリングレートに対する前記所定周波数帯域の帯域幅の割合と、を乗じた帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出して出力するフィルタ部と;
    前記信号処理部から前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力された前記ベースバンド信号のサンプリングレートを半分に間引く間引き部と;
    前記間引き部によりサンプリングレートを間引かれたベースバンド信号の周波数帯域を、前記下側帯域の中心周波数または前記上側帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけシフトさせて前記フィルタ部に入力する帯域シフタと;
    前記帯域シフタから前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力されたベースバンド信号に基づいて、前記信号処理部により生成された前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と;
    前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と;
    を備えることを特徴とする、受信装置。
  4. 前記フィルタ部は、
    前記信号処理部から入力されるベースバンド信号のサンプル値を時系列に保持する第1のレジスタ群と;
    前記帯域シフタから入力されるベースバンド信号のサンプル値を時系列に保持する第2のレジスタ群と;
    前記第1のレジスタ群または前記第2のレジスタ群に保持されている各サンプル値に重みを付して加算する重み付け加算を行ない、前記間引き部または前記判断部に出力する算出部と;
    を備え、
    前記算出部は、前記第1のレジスタ群に保持されている各サンプル値の重み付け加算と、前記第2のレジスタ群に保持されている各サンプル値の重み付け加算と、を順次切り替えて行なうことを特徴とする、請求項3に記載の受信装置。
  5. 前記算出部は、前記第2のレジスタ群に保持されている各サンプル値の重み付け加算を行なう度に、前記第2のレジスタ群の中央のレジスタに保持されているサンプル値に付す重みの正負を切り替えることを特徴とする、請求項4に記載の受信装置。
  6. コンピュータを、
    所定周波数帯域を有するベースバンド信号、または前記所定周波数帯域を複数に分割した部分周波数帯域のいずれかを有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と;
    前記受信部により受信された無線信号を周波数変換して前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と;
    少なくとも特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトする帯域シフタと;
    前記帯域シフタにより周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力するフィルタ部と;
    前記フィルタ部から出力される部分信号に基づいて、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と;
    前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と;
    を備える受信装置として機能させるための、プログラム。
  7. コンピュータを、
    所定周波数帯域を有するベースバンド信号、前記所定周波数帯域を2等分した下側帯域を有するベースバンド信号、または上側帯域を有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信する受信部と;
    前記受信部により受信された無線信号を周波数変換し、所定のサンプリングレートでデジタル化した前記ベースバンド信号を生成する信号処理部と;
    入力された信号から、0Hz付近を中心周波数とし、該信号のサンプリングレートと、前記所定のサンプリングレートに対する前記所定周波数帯域の帯域幅の割合を乗じた帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出して出力するフィルタ部と;
    前記信号処理部から前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力された前記ベースバンド信号のサンプリングレートを半分に間引く間引き部と;
    前記間引き部によりサンプリングレートを間引かれたベースバンド信号の周波数帯域を、前記下側帯域の中心周波数または前記上側帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけシフトさせて前記フィルタ部に入力する帯域シフタと;
    前記帯域シフタから前記フィルタ部に入力され、前記フィルタ部から出力されたベースバンド信号に基づいて、前記信号処理部により生成された前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断する判断部と;
    前記ベースバンド信号を前記判断部による判断結果を利用して復調する復調部と;
    を備える受信装置として機能させるための、プログラム。
  8. 所定周波数帯域を有するベースバンド信号、または前記所定周波数帯域を複数に分割した部分周波数帯域のいずれかを有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信するステップと;
    前記無線信号を周波数変換して前記ベースバンド信号を生成するステップと;
    少なくとも特定の部分周波数帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけ前記ベースバンド信号の周波数帯域をシフトするステップと;
    周波数帯域がシフトされたベースバンド信号から、0Hz付近を中心周波数とした前記特定の部分周波数帯域の帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出した部分信号を出力するステップと;
    前記部分信号に基づいて、前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断するステップと;
    前記ベースバンド信号を前記判断結果を利用して復調するステップと;
    を含むことを特徴とする、受信方法。
  9. 所定周波数帯域を有するベースバンド信号、前記所定周波数帯域を2等分した下側帯域を有するベースバンド信号、または上側帯域を有するベースバンド信号、のいずれかのベースバンド信号に基づいて生成された無線信号を受信するステップと;
    前記無線信号を周波数変換し、所定のサンプリングレートでデジタル化した前記ベースバンド信号を生成するステップと;
    入力された信号から、0Hz付近を中心周波数とし、該信号のサンプリングレートと、前記所定のサンプリングレートに対する前記所定周波数帯域の帯域幅の割合を乗じた帯域幅を有する周波数帯域の信号成分を抽出して出力するフィルタに前記ベースバンド信号を入力するステップと;
    前記フィルタから出力された前記ベースバンド信号のサンプリングレートを半分に間引くステップと;
    サンプリングレートを間引かれたベースバンド信号の周波数帯域を、前記下側帯域の中心周波数または前記上側帯域の中心周波数が0Hz付近になるようなシフト量だけシフトさせて前記フィルタに入力するステップと;
    前記フィルタ部から出力されたベースバンド信号に基づいて、前記無線信号に基づいて生成された前記ベースバンド信号の周波数帯域を判断するステップと;
    前記ベースバンド信号を前記判断結果を利用して復調するステップと;
    を含むことを特徴とする、受信方法。
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