JP2011146946A - Communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置、特に、UWB(Ultra Wide Band)通信やBlueTooth通信等のOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)通信において妨害波除去用フィルタの低消費電力化に好適な受信装置および送信装置に関する。 The present invention relates to a communication apparatus, and more particularly to a reception apparatus and a transmission apparatus suitable for reducing power consumption of an interference wave removing filter in OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) communication such as UWB (Ultra Wide Band) communication and BlueTooth communication. .
UWB(Ultra Wide Band)通信やBlueTooth通信等のOFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)通信では、主信号の周波数に隣接した周波数や、隣接した周波数に更に隣接した周波数に信号が存在することがある。これらの信号を隣接ch信号、次隣接ch信号と称することにする。隣接ch信号と次隣接信号は主信号から見ると不要な妨害波であり、これらを除去するために高次のLPF(Low Pass Filter)を使用することが定められている。 In OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) communication such as UWB (Ultra Wide Band) communication and BlueTooth communication, a signal may exist at a frequency adjacent to the main signal frequency or at a frequency further adjacent to the adjacent frequency. These signals are referred to as an adjacent channel signal and a next adjacent channel signal. The adjacent channel signal and the next adjacent signal are unnecessary interference waves when viewed from the main signal, and it is determined to use a high-order LPF (Low Pass Filter) in order to remove them.
しかし、隣接ch信号や次隣接ch信号は常に存在するわけではなく、隣接ch信号または次隣接ch信号が存在しない時には、より低次数のLPFで足りる。従って、隣接ch信号と次隣接ch信号の存否によってLPFを可変にすれば、低消費電力化を図ることができる。 However, the adjacent channel signal and the next adjacent channel signal are not always present, and when there is no adjacent channel signal or the next adjacent channel signal, a lower order LPF is sufficient. Therefore, if the LPF is made variable depending on the presence / absence of the adjacent channel signal and the next adjacent channel signal, power consumption can be reduced.
この種の従来技術として、隣接ch対応にBPF、次隣接ch対応にHPFを設け、BPFの出力およびHPFの出力それぞれを異なる基準電圧と比較した結果によって、LPFの次数を切り換える無線受信回路(特許文献1)や、妨害波を除去する複数の異なる極位置を持つフィルタの内の必要としないフィルタ部分をバンド選択信号によってパワーオフする携帯電話用の受信回路(特許文献2)が知られている。 As a conventional technology of this type, a BPF is provided for the adjacent channel, and an HPF is provided for the next adjacent channel, and the BPF output and the HPF output are compared with different reference voltages. Document 1) and a receiving circuit for a mobile phone (Patent Document 2) that powers off a filter portion that is not required among a plurality of filters having different pole positions for removing interference waves with a band selection signal are known. .
しかしながら、上述した従来技術においては、LPFの次数を切り換えるため、ch対応にフィルタを設けると回路の規模が大きくなり、またバンド選択信号を載せて送信するとデータ伝送量の増大につながるという問題点がある。 However, in the above-described prior art, since the order of LPF is switched, if a filter is provided for ch, the circuit scale becomes large, and transmission with a band selection signal leads to an increase in the amount of data transmission. is there.
発明が解決しようとする問題点は、複数の妨害波の存否によってLPFの次数を制御して消費電力を抑制するに当たり、回路規模やデータ伝送量が大きくなる点である。 The problem to be solved by the invention is that the circuit scale and the amount of data transmission increase when the order of the LPF is controlled and the power consumption is suppressed by the presence or absence of a plurality of interference waves.
本発明は、複数の妨害波を妨害波の間で帯域幅に差をつけて通信信号から取り出し、複数の妨害波それぞれの存否を各妨害波の電圧値によって知れることとしたことを最も主要な特徴とする。 The most important aspect of the present invention is that a plurality of jamming waves are extracted from a communication signal with a difference in bandwidth between the jamming waves, and the presence / absence of each of the plurality of jamming waves can be known from the voltage value of each jamming wave. Features.
本発明の通信装置によると、複数の妨害波それぞれの存否を各妨害波の電圧値によって知ることができるため、複数の妨害波を取り出すためのフィルタは1つで足り、また、複数の妨害波の有無の情報を通信信号内に載せて送る必要がなくなるので、伝送量の増大を図ることができるという利点がある。 According to the communication apparatus of the present invention, since the presence or absence of each of the plurality of interference waves can be known from the voltage value of each interference wave, one filter is sufficient for extracting the plurality of interference waves, and the plurality of interference waves Since there is no need to send information on the presence / absence of information in a communication signal, there is an advantage that the amount of transmission can be increased.
更に、フィルタ次数の変更を妨害波成分のパワー値から自動的に行なうことが可能となるため、複数の妨害波の有無を通信装置の仕様として予め決めておく必要がなく、後発的に仕様が変更されても対応できる。 Furthermore, since it is possible to automatically change the filter order from the power value of the disturbing wave component, it is not necessary to predetermine whether or not there are a plurality of disturbing waves as the specifications of the communication device, and the specifications can be changed later. It can cope with changes.
本発明の通信装置は、通信信号に含まれる複数の妨害波を除去して主信号を出力するためのフィルタと、複数の妨害波を妨害波の間で帯域幅に差をつけて通信信号から取り出す帯域通過フィルタと、取り出した各妨害波のパワーを電圧値により出力するパワー検出器と、各妨害波の電圧値を帯域幅の差に対応したリファレンス電圧と比較して各妨害波の存否を検出する妨害波と1対1対応のコンパレータと、各妨害波の存否に基づいてフィルタの次数を自動的に切り替えることを特徴とする。 The communication device according to the present invention includes a filter for removing a plurality of interference waves included in a communication signal and outputting a main signal, and a plurality of interference waves with a bandwidth difference between the interference signals from the communication signal. Compare the bandpass filter to be extracted, the power detector that outputs the power of each extracted jamming wave as a voltage value, and compare the voltage value of each jamming wave with a reference voltage corresponding to the difference in bandwidth to determine whether each jamming wave exists. It is characterized in that the order of the filter is automatically switched based on the presence / absence of each interfering wave and a comparator corresponding to the interfering wave to be detected on a one-to-one basis.
本発明の実施例1について図1を参照して詳細に説明する。図1は本発明の受信装置を示すブロック図である。無線通信信号はアンテナ20によって捉えられ、アンテナ20からLNA(低雑音増幅器)30に入力されて増幅される。LNA30の出力がDEM(直交復調器)40に入力され、DEM40では無線通信信号から搬送周波数であるRF周波数が取り除かれ、DEM40の出力がLPF次数自動切替回路10に入力される。LPF次数自動切替回路10は、妨害波成分の強弱によりLPFの次数を自動的にアナログ回路のみで切り替えることによって、無線通信信号から隣接ch信号と次隣接ch信号を低消費電力で取り除いて主信号のみのベースバンド信号を出力する。
Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a receiving apparatus of the present invention. The wireless communication signal is captured by the
LPF次数自動切替回路10は、VGA(可変ゲイン増幅器)11,LPF12,VGA13,BPF14,PowerDET(パワー検出器)15,コンパレータ16およびコンパレータ17で構成されている。先ず、DEM40の出力はゲインを調整することのできるVGA11に入力され、VGA11の出力は、次数を切り替えることができるLPF3と、妨害波成分である隣接ch信号および次隣接ch信号のみのパワー成分を通過させるBPF14に接続される。
The LPF order
図2の実線で示すように、BPF14は隣接ch信号の全周波数帯域と次隣接ch信号の一部周波数帯域を通過させる。即ち、隣接ch信号については隣接ch全域の周波数成分を抽出するが、次隣接ch信号については一部の周波数成分を抽出するのみである。このような特性をBPF14に持たせたのは、隣接ch信号と次隣接ch信号の存否をそれらの強弱の差によって識別するためである。なお、図2における点線は、主信号,隣接ch信号および次隣接ch信号の周波数帯域を参考までに示したものである。
As shown by the solid line in FIG. 2, the
PowerDET15は、BPF14の出力、即ち妨害波のパワーを電圧値により出力する。これにより、BPF14の上記特性から、次隣接ch信号が存在する時より隣接ch信号が存在する時に、より大きな電圧値を発生させることになる。PowerDET15の出力は、コンパレータ16の一方の入力端子と、コンパレータ17の一方の入力端子に接続される。コンパレータ16は、他方の入力端子に接続されたRef電圧18とPowerDET15の出力とを比較する。また、コンパレータ17は、他方の入力端子に接続されたRef電圧19とPowerDET15の出力とを比較する。
The PowerDET 15 outputs the output of the
ここに、Ref電圧19とRef電圧18は、隣接ch信号が存在する時はPowerDET15の出力がRef電圧19を超え、隣接ch信号が存在せず次隣接ch信号が存在する時はPowerDET15の出力がRef電圧18とRef電圧19の間の電圧値、隣接ch信号と次隣接ch信号の両方が存在しない時はPowerDET15の出力がRef電圧18未満となるように設定される。従って、図3に示すように、コンパレータ17は隣接ch信号の有無を検出し、コンパレータ16は隣接ch信号がない場合の次隣接ch信号の有無を検出する。コンパレータ17とコンパレータ16における比較結果はLPF12に供給され、LPF12の次数切替のために使用される。
Here,
図4はLPF12の一例として6次のLPFを示しており、LPF12は2次LPF21,2次LPF22および2次LPF23が直列に3段接続されて成る。2次LPF21,2次LPF22,2次LPF23は、それぞれ2次関数の遮断特性を持つLPFであり、それらの出力は、スイッチ24,スイSW25,スイSW26を介してLPF3の出力と接続されている。LPF12の次数制御部(不図示)は、コンパレータ16とコンパレータ17における比較結果に基づいて、2次LPF22および2次LPF23をON/OFFするための信号と、スイッチ24,スイッチ25,スイッチ26をON/OFFするための信号を生成する。
FIG. 4 shows a sixth-order LPF as an example of the
この実施例では、LPF12は、同じ次数の複数段のLPFで構成し、それらをON/OFFすることにより、次数切替を実現しているので、次数の異なるLPFを多数用意する必要がなくレイアウトが少なくて済む利点がある。
In this embodiment, the
図5は、次数が切り替えられた場合のLPF12のフィルタ特性を示す。先ず、アンテナ20で受信された無線通信信号に隣接ch信号と次隣接ch信号が含まれている場合(図5A)、コンパレータ16とコンパレータ17の出力があり、LPF12の次数制御部は、2次LPF22と2次LPF23をONとし、かつスイッチ24とスイッチ25はOPENでスイッチ26をSHORTとする。この結果、LPF12は、2次LPF21と2次LPF22と2次LPF23が直列接続された6次LPFとなり、急峻な遮断周波数特性となって、隣接ch信号と次隣接ch信号を遮断し主信号のみを通過させる。なお、無線通信信号に隣接ch信号が含まれ次隣接ch信号が含まれていない場合も同様である。
FIG. 5 shows the filter characteristics of the
次に、アンテナ20で受信された無線通信信号に次隣接ch信号が含まれている場合(図5B)、コンパレータ16の出力があり、LPF12の次数制御部は、2次LPF21と2次LPF22をONとし2次LPF23をOFFとし、かつスイッチ24とスイッチ26はOPENでSWをSHORTとする。この結果、LPF12は、2次LPF21と2次LPF22が直列接続された4次LPFとなり、中ほどの遮断周波数特性となって、次隣接ch信号を遮断し主信号のみを通過させる。隣接ch信号は存在しないのだから、LPF12の周波数特性は隣接chの周波数帯域に及んでも差し支えない理である。
Next, when the next adjacent channel signal is included in the radio communication signal received by the antenna 20 (FIG. 5B), the output of the
最後に、アンテナ20で受信された無線通信信号に隣接ch信号および次隣接ch信号が含まれていない場合(図5C)、コンパレータ16およびコンパレータ17の出力がなく、LPF12の次数制御部は、2次LPF22と2次LPF23をOFFとし、かつスイッチ24をSHORTとしスイッチ25とスイッチ26をOPENとする。この結果、LPF12は、2次LPF21のみの2次LPFとなり、緩やかな遮断周波数特性となって主信号のみを通過させる。隣接ch信号も次隣接ch信号も存在しないのだから、LPF12の周波数特性は隣接chの周波数帯域を超え次隣接ch信号の周波数帯域に及んでも差し支えない理である。
Finally, when the adjacent channel signal and the next adjacent channel signal are not included in the radio communication signal received by the antenna 20 (FIG. 5C), there is no output of the
このようにして、隣接ch信号と次隣接ch信号の有無により、LPF12の次数を自動的に切り替えることにより低消費電力化を実現している。そして、隣接ch信号と次隣接ch信号の有無は、同一のフィルタで隣接ch信号は全部、次隣接ch信号は一部を抽出して判断することとした。この結果、ch対応にフィルタを設ける必要がないので回路の規模を抑制でき、また隣接ch信号と次隣接ch信号の有無を告げるためのバンド選択信号も不要であるのでデータ伝送量の増大を抑制できる。隣接ch信号および次隣接ch信号が取り除かれたLPF12の出力は、VGA13を経由して主信号のみが出力される。
In this way, low power consumption is realized by automatically switching the order of the
以上に説明した実施例は、受信側でLPFの次数自動切替を行なっているが、送信側で行なうこともできる。図6は、LPF次数自動切替回路10を送信側に設けた場合の本発明の受信装置のブロック図である。図6において、入力データ信号はLPF次数自動切換回路10に入力され、LPF次数自動切換回路10の出力がMOD(直交変調器)50に入力され、MOD50にてRF周波数とミキシングされた信号がPA(電力増幅器)60に入力され、PA42の出力がアンテナ60に入力され無線通信信号として出力される。
In the embodiment described above, the LPF order automatic switching is performed on the reception side, but it can also be performed on the transmission side. FIG. 6 is a block diagram of the receiving apparatus of the present invention when the LPF order
以上に説明した実施例における隣接ch信号および次隣接ch信号は、広くは妨害波成分のデータ信号から発生する2次高調波や3次高調波ということができる。また、無線通信信号を対象としているが、有線通信信号を対象に含めても差し支えない。更に、コンパレータの個数を2より多くすることによって、よりきめ細かい妨害波の除去をすることもできる。 The adjacent channel signal and the next adjacent channel signal in the embodiment described above can be broadly referred to as a second harmonic or a third harmonic generated from the data signal of the interference wave component. Moreover, although the wireless communication signal is targeted, a wired communication signal may be included in the target. Further, by making the number of comparators more than two, more detailed interference waves can be removed.
10 LPF次数自動切替回路
11,13 VGA(可変ゲイン増幅器)
12 LPF(低域通過フィルタ)
14 BPF(帯域通過フィルタ)
15 PowerDET(パワー検出器)
16,17 コンパレータ
18,19 Ref電圧
20,70 アンテナ
21〜23 2次LPF
24〜26 スイッチ
30 LNA(低雑音増幅器)
40 DEM(直交復調器)
50 MOD(直交変調器)
60 PA(電力増幅器)
10 LPF order automatic switching circuit
11, 13 VGA (variable gain amplifier)
12 LPF (low pass filter)
14 BPF (band pass filter)
15 PowerDET (Power Detector)
16, 17 Comparator
18, 19 Ref voltage
20, 70 antenna
21-23 2nd order LPF
24-26 switch
30 LNA (Low Noise Amplifier)
40 DEM (Quadrature Demodulator)
50 MOD (Quadrature modulator)
60 PA (Power Amplifier)
Claims (3)
前記複数の前記妨害波を妨害波の間で帯域幅に差をつけて前記通信信号から取り出す帯域通過フィルタと、
前記取り出した各妨害波のパワーを電圧値により出力するパワー検出器と、
前記各妨害波の電圧値を前記帯域幅の差に対応したリファレンス電圧と比較して前記各妨害波の存否を検出する前記妨害波と1対1対応のコンパレータと、
前記各妨害波の存否に基づいて前記フィルタの次数を自動的に切り替えることを特徴とする通信装置。 A filter for removing a plurality of interference waves included in a communication signal and outputting a main signal;
A band-pass filter that extracts the plurality of jamming waves from the communication signal with a difference in bandwidth between the jamming waves;
A power detector that outputs the power of each extracted jamming wave according to a voltage value;
A comparator that has a one-to-one correspondence with the disturbing wave that detects the presence or absence of each jamming wave by comparing the voltage value of each jamming wave with a reference voltage corresponding to the difference in the bandwidth;
A communication apparatus, wherein the order of the filter is automatically switched based on the presence / absence of each interference wave.
前記コンパレータは、前記通過後の隣接ch信号の電圧値を第1リファレンス電圧と比較する第1コンパレータと、前記通過後の次隣接ch信号の電圧値を第2リファレンス電圧と比較する第2コンパレータから成ることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 The band pass filter passes the entire frequency band of the adjacent ch signal and the partial frequency band of the next adjacent ch signal with respect to the main signal,
The comparator includes a first comparator that compares the voltage value of the adjacent channel signal after the passage with a first reference voltage, and a second comparator that compares the voltage value of the next channel signal after the passage with a second reference voltage. The communication apparatus according to claim 1, wherein the communication apparatus is configured.
前記第1コンパレータの出力と前記第2コンパレータの出力によって、前記2次低域通過フィルタを3段〜1段直列接続に切り替えることを特徴とする請求項2記載の通信装置。 The filter consists of three secondary low-pass filters of the same configuration,
The communication apparatus according to claim 2, wherein the second-order low-pass filter is switched from a three-stage to a one-stage series connection according to an output of the first comparator and an output of the second comparator.
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- 2010-01-15 JP JP2010006426A patent/JP2011146946A/en active Pending
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