JP4337913B2 - 受信装置、プログラム、および受信方法 - Google Patents

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。

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。

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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