JP4541199B2

JP4541199B2 - 受信装置

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Publication number: JP4541199B2
Application number: JP2005079793A
Authority: JP
Inventors: 政弘武田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP2006262331A

Description

本発明は、受信装置に関するものであり、特に、多重化変調信号を復調可能な受信装置に関するものである。

近年、携帯電話や、テレビジョン放送、あるいは無線を利用した音楽伝送・映像伝送など、伝送情報がディジタル化されるとともに、伝送情報の処理においてもディジタル処理技術が利用され、ディジタル化の波は無線通信の分野にも及んでいる。一方、伝送情報のディジタル化が進展しても、これらの情報伝送を支える伝送技術としては、依然としてアナログ伝送の技術が重要な役目を果たしている。周波数分割多重（ＦＤＭ）伝送と呼ばれる伝送方式もその一つであり、例えば、ディジタル携帯電話や、ディジタルテレビジョン放送では周波数分割された通信チャネルを利用したディジタル伝送が行われている。

かかる状況の中で、単一の送信機と受信機を用いて、周波数多重化された信号を送受信するセルラ電話システムを開示した公報が存在する（例えば、特許文献１など）。ここで、この特許文献１に示されたセルラ電話システムの受信機の処理について、ＦＭ変調信号が周波数多重された周波数多重ＦＭ変調信号を受信する場合を例にとり説明する。

このセルラ電話システムの受信機において、音声信号の多重数をＫ（Ｋは整数）とするとき、個々にＦＭ変調されたＫ波の音声信号が周波数多重された状態で受信され、これらＫ波の周波数多重ＦＭ変調信号が一括でＡＤ変換され、ディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、ベースバンドにダウンコンバートされる過程でＫ個のチャネルに分離される。Ｋ個のチャネルに分離された信号は、ＦＭ復調処理や、音声信号帯への周波数変換処理、ディエンファシス処理等が施された後、所望の音声信号が出力される。このように、特許文献１に示された受信機は、周波数多重信号が分離された分離信号のダウンコンバート以降の処理をＫ波分（多重数分）用意することにより、単一の受信機にてＫ波のＦＭ変調信号の受信を行うものとして構成されている。

特開平０６−２０４９５８号公報（図１３など）

しかしながら、上記特許文献１に示される従来技術では、周波数多重信号の周波数分離に関し、上述のように分離すべき各信号にそれぞれ対応する復調装置を用意する必要があるので、多重数が増大した場合には回路規模が大きくなるといった問題点があった。

また、上記特許文献１に示される従来技術では、例えばアナログ変調された信号が周波数多重されるようなアナログ多重変調信号に対して適用することはできるが、例えば異なる通信システムから収集された信号が多重化された後に一括的にアナログ変調されるような多重アナログ変調信号に対して適用することができないといった問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多重化信号の多重数が増大した場合であっても、回路規模の増大を抑止することができる受信装置を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、多重アナログ変調信号を受信処理することができる受信装置を提供することを第２の目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる受信装置は、複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を受信処理する受信装置であって、前記多重化変調信号をダウンコンバートするミキサと、前記ミキサの出力信号をディジタルＩＦ信号に変換するディジタル信号変換手段と、前記ディジタルＩＦ信号を前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、前記複素ベースバンド信号を復調して前記多重化信号を生成する復調手段と、前記多重化信号を多重分離する多重信号分離手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、ミキサでは、多重化変調信号がダウンコンバートされたＩＦ信号（アナログＩＦ信号）が生成され、ディジタル信号変換手段では、ミキサの出力信号がディジタルＩＦ信号に変換され、ダウンコンバート手段では、ディジタルＩＦ信号が多重化信号のベースバンド帯域（すなわち、多重化された変調信号全体から見たベースバンド帯域）における複素ベースバンド信号に変換され、復調手段では、複素ベースバンド信号が復調された多重化信号が生成され、多重信号分離手段では、多重化信号が多重分離される。

本発明にかかる受信装置によれば、多重化変調信号が一括的にディジタル変換され、この変換されたディジタル信号が復調処理された多重化信号を用いて時分割的に情報信号を分離するようにしているので、多重化信号の多重数が増大した場合であっても、回路規模の増大を抑止できるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す受信装置１０は、局部発振器１１と、局部発振器１１の出力信号（局発信号）１０２に基づいてＩＦ信号１０３を出力するミキサ１２と、ＩＦ信号１０３をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換器（以下「ＡＤ変換器」という）１３と、ＡＤ変換器１３の出力信号（受信ディジタルＩＦ信号）をダウンコンバートおよび直交検波するディジタルダウンコンバート器１４と、ディジタルダウンコンバート器１４の出力信号（複素ベースバンド信号）１０５を復調する復調器（ディジタル復調器）１５と、復調器１５の出力信号（周波数多重信号）１０６を多重分離する多重信号分離器１６と、を備えるように構成されている。

つぎに、図１に示した受信装置１０の動作について図１および図２を用いて説明する。なお、図２は、図１に示した受信装置１０の各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略波形を示す図であり、各信号に付した番号は、図１の信号線に付した番号に対応している。

図１および図２において、まず、ミキサ１２では、入力された受信ＲＦ信号１０１と局部発振器１１より出力される局発信号１０２とに基づいて所定のＩＦ帯までダウンコンバートされたＩＦ信号１０３が出力される。ＡＤ変換器１３では、入力されたＩＦ信号１０３がディジタルＩＦ信号１０４に変換される。ディジタルダウンコンバート器１４では、入力されたディジタルＩＦ信号１０４がベースバンドまでダウンコンバートされた複素ベースバンド信号１０５に変換される。復調器１５では、入力された複素ベースバンド信号１０５に基づいて、例えば周波数変調（以下「ＦＭ変調」という）されたＦＭ信号であれば周波数復調（以下「ＦＭ復調」という）されたＦＭ復調信号が出力される。最後に多重信号分離器１６では、復調器１５の出力信号である周波数多重信号１０６が入力され、入力された周波数多重信号１０６が多重分離された多重分離信号１０７が出力される。

つぎに、背景技術の項で若干説明した、アナログ多重変調信号と多重アナログ変調信号との差異について、図３および図４を用いて説明する。ここで、図３は、アナログ多重変調信号の一例を示す説明図であり、図４は、多重アナログ変調信号の一例を示す説明図である。

まず、アナログ多重変調信号は、図３に示すように、＃１、＃２、・・・、＃Ｎのベースバンド信号が、例えば周波数変調、位相変調、振幅変調などのアナログ変調によって所定の周波数帯にアップコンバートされた後、周波数軸上にそれぞれの信号帯域が重ならないように配置された多重化信号となる。なお、このようなアナログ多重変調信号は、同一システム内に収容された複数の情報端末からの通信情報を処理するような通信システムに適用されるのが一般的であり、上述した特許文献１のセルラ電話システムにおいても、このようなアナログ多重変調信号が送受信される。

一方、多重アナログ変調信号は、図４に示すように、＃１、＃２、・・・、＃Ｎのベースバンド信号が、ベースバンド帯の周波数軸上でそれぞれの信号帯域が重ならないように配置された後、例えば周波数変調、位相変調、振幅変調などのアナログ変調によって所定の周波数帯に一括的にアップコンバートされた多重化信号となる。このような多重アナログ変調信号は、上記のアナログ多重変調信号とは異なり、同一システム内の複数の信号であるか、異なるシステムからの複数の信号であるかを問わず、複数の信号が周波数多重化された後にアナログ変調が行われる点に特徴があり、本発明の受信装置では、この多重アナログ変調信号が送受信される。なお、本発明では、このような多重アナログ変調信号の送受信を目的とするとともに、多重化信号の分離に際し、後述する時分割処理を併用しているので、特許文献１のセルラ電話システムのように多重化信号の多重数が増大した場合に回路規模が増大するといった問題点を生じさせることがない。

つぎに、本発明の実施の形態１にかかる復調器の構成について説明する。図５は、本発明の実施の形態１にかかる復調器１５ａの構成を示すブロック図である。なお、同図に示す復調器１５ａは、図１に示した受信装置における復調器１５の一実施形態であり、アナログ変調の一例である多重ＦＭ変調信号を復調する場合の構成例として示されている。

図５において、復調器１５ａは、図５には図示しないディジタルダウンコンバート器１４から出力された複素ベースバンド信号１０５に基づいて位相を推定する位相推定器２１と、位相推定器２１の出力信号（位相情報信号）２０１に基づいて複素ベースバンド信号１０５に含まれる周波数成分を検出する周波数検出器２２とを備えている。

つぎに、復調器１５ａの動作について説明する。図５において、複素ベースバンド信号１０５が位相推定器２１に入力され、位相推定器２１では、位相情報信号２０１が推定される。なお、位相情報信号２０１の位相推定手法としては、例えば、次式に示すような逆タンジェント演算を用いることができる。

θ(ｔ)＝ｔａｎ^-1(Ｑ(ｔ)／Ｉ(ｔ)) ・・・（１）

ここで、（１）式におけるθ(ｔ)は、時刻ｔにおいて推定された位相情報（位相成分）であり、Ｉ(t)および(Ｑ(t)は、それぞれ時刻ｔにおける複素ベースバンド信号１０５の実数成分および虚数成分である。

また、位相情報信号２０１が周波数検出器２２に入力され、周波数検出器２２では、周波数成分が検出され、ＦＭ復調信号１０６として出力される。なお、このＦＭ復調信号１０６は、多重信号分離器１６に出力される周波数多重信号１０６でもある。なお、周波数検出器２２の周波数検出手法としては、例えば、微分回路などを用いて、次式に示すような現在の位相と１サンプル前の位相との差分を求める差分演算に基づいて検出することができる。

ｆ(ｔ)＝θ(ｔ)−θ(ｔ−１) ・・・（２）

ここで、（２）式におけるｆ(ｔ)は、微分後の周波数成分であり、θ（ｔ）、θ（ｔ−１）はそれぞれ時刻ｔ、ｔ−１における位相成分である。

また、図６は、本発明の実施の形態１にかかる多重信号分離器１６ａの構成を示すブロック図である。同図に示す多重信号分離器１６ａは、図１に示した受信装置における多重信号分離器１６の一実施形態であり、多重ＦＭ変調信号などの多重化変調信号を復調する場合の構成例として示されている。

図６において、多重信号分離器１６ａは、図６には図示しない周波数検出器２２から出力されたＦＭ復調信号１０６（周波数多重信号１０６）を後述のディジタルフィルタ器３３の通過帯域に移動させる周波数シフト器３１と、周波数シフト器３１の出力信号（周波数シフト信号）３０１に基づいて最終的に出力する信号に適したサンプル周波数に周波数変換するデシメーション器３２と、デシメーション器３２の出力信号（デシメーション処理信号）３０２の中から必要な信号を分離処理するディジタルフィルタ器３３と、ディジタルフィルタ器３３によって分離された信号（フィルタ分離信号）３０３に基づいて所定の出力帯域に移動させる周波数シフト器３４と、を備えている。

つぎに、多重信号分離器１６ａの動作について図６および図７を用いて説明する。なお、図７は、図６に示した多重信号分離器１６ａの各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略波形を示す図であり、各信号に付した番号は、図６の信号線に付した番号に対応している。また、ここでは多重信号の一例として音声信号（０〜４ｋＨｚ）を多重した音声多重信号の分離について説明する。

まず、復調信号１０６が周波数シフト器３１に入力され、周波数シフト器３１では、多重信号中の分離対象の音声信号がディジタルフィルタ器３３の通過帯域に移動させられる（図７の“＃１”参照）。この処理では、例えば次式に示すようなシフト演算を用いることができる。

ｅ^jθ^'(t)＝ｅ^jθ^(t)×ｅ^-jφ ・・・（３）

ここで、（３）式において、ｅ^jθ^'(t)は周波数シフト後の信号である周波数シフト信号であり、θ'(ｔ)は周波数シフト後の周波数である。また、ｅ^jθ^(t)は周波数シフト前の信号である周波数シフト前信号であり、θ(ｔ)は周波数シフト前の周波数である。また、ｅ^-jφは周波数をφだけシフトさせるために乗算する信号である。

また、周波数シフト信号３０１がデシメーション器３２に入力され、デシメーション器３２では音声信号に適したサンプル周波数（例えば８ｋＨｚ）までの周波数変換処理が施され、このような周波数変換処理後の信号であるデシメーション処理信号３０２が得られる。このデシメーション処理信号３０２がディジタルフィルタ器３３に入力され、ディジタルフィルタ器３３では、音声信号の分離処理が行われ、分離処理後の信号であるフィルタ分離信号３０３が得られる。ディジタルフィルタ器３３から出力されたフィルタ分離信号３０３が周波数シフト器３４に入力され、周波数シフト器３４では、例えば上記（３）式に示したような周波数シフト処理によって、例えば音声信号の出力周波数帯（０〜４ｋＨｚ）まで移動させられた多重分離信号１０７として所望の音声信号が出力される。なお、周波数シフト器３１の周波数シフト量を多重されている個々の信号に応じて変更し、周波数シフト器３１から周波数シフト器３４までの一連の処理を多重数分の繰り返し処理（時分割処理）が行われることにより、１台の多重信号分離器１６ａにて周波数多重信号１０６のすべての信号についての分離が可能となる。

以上説明したように、この実施の形態の受信装置によれば、多重アナログ変調信号を一括的にディジタル変換し、変換された多重化信号に対する一連の処理（フィルタ通過帯域への周波数シフト、フィルタリング、所望帯域への周波数シフト）を多重数の回数分繰り返し行うようにしているので、多重アナログ変調信号の復調および多重信号分離を１台の装置にて行うことができる。また、多重信号分離を時分割で行うことができるので、多重数の増大による回路規模の増大を抑止することができる。

なお、この実施の形態では、音声信号が多重化された後に一括してＦＭ変調された多重ＦＭ変調信号の例を中心に説明したが、変調方式がＡＭ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調、ＰＭ（ＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調の各方式であっても、復調器にてそれぞれ振幅検出、位相検出を行うことにより本発明を適用することができる。なお、被変調信号に対する変調方式として、ＦＭ変調、ＡＭ変調、ＰＭ変調などのアナログ変調に限定されるものではなく、ＡＳＫ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調、ＦＳＫ（ＦｒｅｑｕｅｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調、ＰＳＫ（ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調などのディジタル変調が施された多重変調信号に対しても適用することができる。

また、この実施の形態では、被変調信号として音声信号を一例として説明したが、音声信号以外の信号でも周波数シフト量およびディジタルフィルタ特性を被変調信号の特性に適合させることにより本発明を適用することができる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２にかかる多重信号分離器の構成を示す図である。同図に示す多重信号分離器１６ｂでは、実施の形態１における多重信号分離器１６ａの構成において、周波数シフト器３１の入力段に挿入され、周波数多重信号１０６を複素信号に変換する機能を有する複素信号変換器４１と、ディジタルフィルタ器３３に代えて、低周波帯域の信号を分離処理するディジタルＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）器４４とが備えられている。なお、実施の形態１の構成と同一あるいは同等である構成部については、同一符号を付して示している。一方、多重信号分離器１６ｂ内の各構成部から出力される出力信号については、周波数軸上における信号配置等が異なっているので、それぞれ異なる符号を付して示している。

つぎに、多重信号分離器１６ｂの動作について図８および図９を用いて説明する。なお、図９は、図８に示した多重信号分離器１６ｂの各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略波形を示す図であり、各信号に付した番号は、図８の信号線に付した番号に対応している。また、ここでは多重信号の一例として音声信号（０〜４ｋＨｚ）を多重した音声多重信号の分離について説明する。

まず、周波数多重信号１０６が複素信号変換器４１に入力され、複素信号変換器４１にて複素信号に変換される。複素信号に変換する処理としては、例えば次式に基づく直交検波処理を用いることができる。

(Ｉ,Ｑ)＝(ｒ(ｔ)×ｃｏｓ(２πｆｔ),ｒ(ｔ)×ｓｉｎ(２πｆｔ))・・・（４）

ここで、（４）式において、Ｉ、Ｑは、それぞれ直交検波後の複素信号における実数部および虚数部を示している。また、ｒ（ｔ）は周波数多重信号１０６であり、ｔは時刻、ｆは直交検波の際に周波数シフトされる周波数シフト量を示している。

また、複素信号に変換された音声多重信号４０１は周波数シフト器３１に入力され、周波数シフト器３１では、多重信号中の分離対象の音声信号の中心周波数を、例えば上記（３）式に示されるような周波数シフト処理によって、例えば０Ｈｚにシフトされ、周波数帯域が−２〜２ｋＨｚの範囲内に含まれるようにする。このとき出力された周波数シフト信号４０２がデシメーション器３２に入力され、デシメーション器３２では音声信号に適したサンプル周波数（例えば８ｋＨｚ）までの周波数変換処理が施され、デシメーション処理信号４０３が得られる。このデシメーション処理信号４０３がディジタルＬＰＦ器４４に入力され、ディジタルＬＰＦ器４４では、音声信号の分離処理が行われ、分離処理後の信号であるフィルタ分離信号４０４が得られる。なお、ディジタルＬＰＦ器４４として、例えばＦＩＲ（ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを用いることができる。

続いて、フィルタ分離信号４０４が周波数シフト器３４に入力され、周波数シフト器３４では、例えば上記（３）式に示されるような周波数シフト処理によって、例えば音声信号の出力周波数帯（０〜４ｋＨｚ）まで移動させられた多重分離信号１０７として所望の音声信号が出力される。なお、周波数シフト器３１の周波数シフト量が多重されている個々の信号に応じて変更され、周波数シフト器３１から周波数シフト器３４までの一連の処理が時分割処理にて多重数の回数分繰り返し行われることにより、１台の多重信号分離器１６ｂにて周波数多重信号１０６のすべての信号についての分離が可能となる点については、実施の形態１の受信装置と同様である。

なお、この実施の形態の多重信号分離器１６ｂでは、図６に示した多重信号分離器１６ａのディジタルフィルタ器３３を、ディジタルＬＰＦ器４４に変更するとともに、かかる変更に伴って複素信号変換器４１を周波数シフト器３１の入力段に挿入するようにしているので、信号分離に必要なディジタル信号処理の処理量が削減され、実施の形態１の多重信号分離器１６ａと比較し、より少ない処理量で同様の処理を実現することができる。

以上説明したように、この実施の形態の受信装置によれば、多重アナログ変調信号を一括的にディジタル変換し、変換された複素多重化信号に対する一連の処理（０Ｈｚ近傍への周波数シフト、フィルタリング、所望帯域への周波数シフト）を多重数の回数分繰り返し行うようにしているので、多重アナログ変調信号の復調および多重信号分離を１台の装置にて行うことができる。また、多重信号分離を時分割で行うことができるので、多重数の増大による回路規模の増大を抑止することができる。

なお、この実施の形態では、音声信号が多重化された後に一括してＦＭ変調された多重ＦＭ変調信号の例を中心に説明したが、変調方式がＡＭ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調、ＰＭ（ＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調の各方式であっても、復調器にてそれぞれ振幅検出、位相検出を行うことにより本発明を適用することができる。なお、被変調信号に対する変調方式として、ＦＭ変調、ＡＭ変調、ＰＭ変調などのアナログ変調に限定されるものではなく、ＡＳＫ変調、ＦＳＫ変調、ＰＳＫ変調などのディジタル変調が施された多重変調信号に対しても適用することができる。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３にかかる受信装置の構成を示す図である。同図に示す受信装置１０ａでは、図１における受信装置１０の構成において、復調器の位置をＡＤ変換器の前段に配置するように変更している。したがって、受信装置１０ａにおける復調器は、同図に示すようなアナログ復調器５１としてアナログ信号の復調機能を有している。なお、図１に示される受信装置１０の構成と同一あるいは同等である構成部については、同一符号を付して示している。一方、受信装置１０ａの各構成部から出力される出力信号については、周波数軸上における信号配置等が異なっているので、それぞれ異なる符号を付して示している。

つぎに、受信装置１０ａの動作について図１０および図１１を用いて説明する。なお、図１１は、図１０に示した受信装置１０ａの各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略波形を示す図であり、各信号に付した番号は、図１０の信号線に付した番号に対応している。

図１０および図１１において、まず、ミキサ１２では、入力された受信ＲＦ信号１０１と局部発振器１１より出力される局発信号１０２とに基づいて所定のＩＦ帯までダウンコンバートされたＩＦ信号１０３が出力される。このＩＦ信号１０３がアナログ復調器５１に入力され、アナログ復調器５１では、アナログ復調処理が行われ、アナログ復調信号（すなわち、多重化ＩＦ信号）５０１が出力される。なお、アナログ復調器５１としては、変調方式に応じて任意の復調器を用いればよい。例えば、入力信号として多重ＦＭ信号が入力される場合には、周波数弁別器などを用いることができる。

続いて、ＡＤ変換器１３では、アナログ復調器５１から出力されたアナログ復調信号５０１がディジタル信号５０２に変換される。ディジタルダウンコンバート器１４では、入力されたディジタル信号５０２がベースバンドまでダウンコンバートされた複素ベースバンド信号５０３に変換される。多重信号分離器１６では、ディジタルダウンコンバート器１４の出力信号である複素ベースバンド信号５０３が入力され、入力された複素ベースバンド信号５０３が多重分離された多重分離信号１０７が出力される。なお、多重信号分離器１６では、実施の形態１および２の受信装置と同様に、多重信号の多重数分の時分割処理が繰り返し行われる。

ここで、多重信号分離器１６として、例えば図８に示した多重信号分離器１６ｂを用いることができる。また、ディジタルダウンコンバート器１４から出力される複素ベースバンド信号５０３が、例えば図１２に示すような負の周波数成分を含まない場合には、多重信号分離器１６として、この多重信号分離器１６ｂの他に、例えば図６に示した多重信号分離器１６ａを用いてもよい。なお、多重信号分離器１６ａを用いる場合には、複素ベースバンド信号に含まれる成分のうち、実数部の情報のみで多重信号分離処理を行うことができる。また、多重信号分離器１６ｂを用いる場合であって、図１２に示すような負の周波数成分を含まない場合には、図８に示した処理の中で、複素信号変換器４１の処理をスキップして、残りの構成部の処理に基づいた多重信号分離処理を行うことができる。

以上説明したように、この実施の形態の受信装置によれば、多重アナログ変調信号をアナログ変調した後に一括的にディジタル変換し、変換された多重化信号に対する上記実施の形態１，２の処理を多重数の回数分繰り返し行うようにしているので、多重アナログ変調信号の復調および多重信号分離を１台の装置にて行うことができる。また、多重信号分離を時分割で行うことができるので、多重数の増大による回路規模の増大を抑止することができる。

なお、この実施の形態の受信装置においても、実施の形態１および２と同様に、アナログ変調だけでなく、ディジタル変調が施された多重変調信号に対しても適用することができ、また、音声信号以外の信号であっても周波数シフト量や、ディジタルフィルタ特性などを被変調信号の特性に適合させることにより本発明を適用することができる。

実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４にかかる受信装置の構成を示す図である。同図に示す受信装置１０ｂでは、図１における受信装置１０において、受信ブランチを複数有するように構成している点に特徴がある。そのため、ディジタルダウンコンバート器１４と復調器１５との間にダイバーシチ合成器６５が挿入され、追加されたブランチにはミキサ６２、ＡＤ変換器６３およびディジタルダウンコンバート器６４が備えられるとともに、ディジタルダウンコンバート器１４，６４の各出力がダイバーシチ合成器６５の２つの入力端にそれぞれ接続されるように構成される。なお、図１に示される受信装置１０の構成と同一あるいは同等である構成部については、同一符号を付して示している。また、図１３に示される受信装置１０ｂの各構成部から出力される出力信号について、図１に示される受信装置１０の出力信号と同一あるいは同等である信号については同一符号を付して示し、それ以外については異なる符号を付して示している。

つぎに、受信装置１０ｂの動作について図１３を用いて説明する。なお、上述した内容と重複するものについては、その説明を省略する。まず、同図の下段部に示される追加ブランチにおいて、ミキサ６２では、入力された受信ＲＦ信号６０１と局部発振器１１より出力される局発信号１０２とに基づいて所定のＩＦ帯までダウンコンバートされたＩＦ信号６０３が出力される。ＡＤ変換器６３では、入力されたＩＦ信号６０３がディジタルＩＦ信号６０４に変換される。ディジタルダウンコンバート器６４では、入力されたディジタルＩＦ信号６０４がベースバンドまでダウンコンバートした複素ベースバンド信号６０５に変換される。また、ダイバーシチ合成器６５では、第１のブランチであるディジタルダウンコンバート器１４の出力である複素ベースバンド信号１０５と、第２のブランチであるディジタルダウンコンバート器６４の出力である複素ベースバンド信号６０５とがそれぞれ入力され、これらの入力信号に基づいてダイバーシチ合成が行われ、ダイバーシチ合成信号６０６が生成されて復調器１５に出力される。なお、復調器１５以降の処理については上述したとおりである。

ここで、ダイバーシチ合成器６５によるダイバーシチ合成手法としては、例えば各受信ブランチにおける受信信号の受信電力を測定し、測定された受信電力比に基づいた重み付け係数を算出し、算出された重み付け係数を各ブランチにおける受信信号に乗算し、乗算された受信信号をブランチ全体で加算するような処理を行えばよい。なお、これらの処理によって合成されたダイバーシチ合成信号は、次式によって示すことができる。

ｃｏｍｂ(ｔ)＝｛ｐｗ１／(ｐｗ１＋ｐｗ２)｝×ｒｘ１(ｔ)
＋｛ｐｗ２／(ｐｗ１＋ｐｗ２)｝×ｒｘ２(ｔ) ・・・（５）

ここで、（５）式において、ｐｗ１、ｐｗ２はそれぞれ第１、第２の受信ブランチにおける受信信号平均電力であり、ｒｘ１（ｔ）、ｒｘ２（ｔ）はそれぞれ第１、第２の受信ブランチの任意の時刻ｔにおける複素ベースバンド信号１０５、６０５であり、ｃｏｍｂ(ｔ)はダイバーシチ合成信号６０６を示している。なお、ダイバーシチ合成器６５における平均化段数については、予め計算機シミュレーションなどによって決定しておけばよい。

以上説明したように、この実施の形態の受信装置によれば、上記実施の形態１，２の処理を複数のブランチにおける受信処理に適用しているので、実施の形態１，２の効果に加えて、さらに受信信号の品質を向上させることができる。

なお、この実施の形態の受信装置においても、実施の形態１，２と同様に、アナログ変調だけでなく、ディジタル変調が施された多重変調信号に対しても適用することができ、また、音声信号以外の信号であっても周波数シフト量や、ディジタルフィルタ特性などを被変調信号の特性に適合させることにより本発明を適用することができる。

また、この実施の形態の受信装置では、ダイバーシチ合成するブランチ数が２つの場合について説明したが、２つに限定されるものではなく、３以上のブランチ数を有していても構わない。

実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５にかかる受信装置の構成を示す図である。同図に示す受信装置１０ｃでは、図１０における受信装置１０ａにおいて、受信ブランチを複数有するように構成している点に特徴がある。そのため、ディジタルダウンコンバート器１４と多重信号分離器１６との間にダイバーシチ合成器７６が挿入され、追加されたブランチにはミキサ７２、アナログ復調器７３、ＡＤ変換器７４およびディジタルダウンコンバート器７５が備えられるとともに、ディジタルダウンコンバート器１４，７５の各出力がダイバーシチ合成器７６の２つの入力端にそれぞれ接続されるように構成される。なお、図１０に示される受信装置１０ａの構成と同一あるいは同等である構成部については、同一符号を付して示している。また、図１４に示される受信装置１０ｃの各構成部から出力される出力信号について、図１０に示される受信装置１０ａの出力信号と同一あるいは同等である信号については同一符号を付して示し、それ以外については異なる符号を付して示している。

つぎに、受信装置１０ｃの動作について図１４を用いて説明する。なお、上述した内容と重複するものについては、その説明を省略する。まず、同図の下段部に示される追加ブランチにおいて、ミキサ７２では、入力された受信ＲＦ信号７０１と局部発振器１１より出力される局発信号１０２とに基づいて所定のＩＦ帯までダウンコンバートされたＩＦ信号７０３が出力される。アナログ復調器５１では、入力されたＩＦ信号１０３に基づいてアナログ復調処理が行われ、アナログ復調信号７０４が出力されるとともに、受信信号電力の測定も行われ受信電力信号７０８が算出される。なお、アナログ復調器５１としては、変調方式に応じて任意の復調器を用いればよい。例えば、入力信号として多重ＦＭ信号が入力される場合には、周波数弁別器などを用いることができる。

続いて、ＡＤ変換器７４では、入力されたアナログ復調信号７０４がディジタル信号７０５に変換される。ディジタルダウンコンバート器７５では、入力されたディジタル信号７０５がベースバンドまでダウンコンバートされた複素ベースバンド信号７０６に変換される。また、ダイバーシチ合成器７６では、第１のブランチであるディジタルダウンコンバート器１４の出力である複素ベースバンド信号５０３と、第２のブランチであるディジタルダウンコンバート器６４の出力である複素ベースバンド信号７０６とがそれぞれ入力され、これらの入力信号と、各ブランチにおける受信電力情報である受信電力信号７０７，７０８とに基づいてダイバーシチ合成が行われ、ダイバーシチ合成信号７０９が生成されて多重信号分離器１６に出力される。なお、多重信号分離器１６以降の処理については上述したとおりである。

ここで、ダイバーシチ合成器６５によるダイバーシチ合成手法としては、例えば上記（５）式に示されるような各ブランチの受信信号に対する重み付け処理と、重み付け処理された各ブランチ信号の加算処理を行うような、実施の形態４と同様な処理を行えばよい。

以上説明したように、この実施の形態の受信装置によれば、上記実施の形態３の処理を複数のブランチにおける受信処理に適用しているので、実施の形態３の効果に加え、さらに受信信号の品質を向上させることができる。

なお、この実施の形態の受信装置においても、実施の形態３と同様に、アナログ変調だけでなく、ディジタル変調が施された多重変調信号に対しても適用することができ、また、音声信号以外の信号であっても周波数シフト量や、ディジタルフィルタ特性などを被変調信号の特性に適合させることにより本発明を適用することができる。

以上のように、本発明にかかる受信装置は、例えば多重アナログ変調信号を処理可能な受信装置として有用であり、特に、多重数が増大した場合であっても回路規模の増大を抑止可能な受信装置として好適である。

本発明にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す受信装置の各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略形状を示す図である。アナログ多重変調信号の一例を示す説明図である。多重アナログ変調信号の一例を示す説明図である。本発明の実施の形態１にかかる復調器の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１にかかる多重信号分離器の構成を示すブロック図である。図６に示した多重信号分離器の各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略波形を示す図である。本発明の実施の形態２にかかる多重信号分離器の構成を示す図である。図８に示した多重信号分離器の各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略波形を示す図である。本発明の実施の形態３にかかる受信装置の構成を示す図である。図１０に示した受信装置の各構成部間で伝送される伝送信号の周波数領域における概略波形を示す図である。図１１に示した伝送信号の概略波形において、複素ベースバンド信号５０３が負の周波数成分を含まない場合の一例について示す図である。本発明の実施の形態４にかかる受信装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態５にかかる受信装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ受信装置
１１局部発振器
１２，６２，７２ミキサ
１３，６３，７４ＡＤ変換器
１４，６４，７５ディジタルダウンコンバート器
１５，１５ａ復調器
１６，１６ａ，１６ｂ多重信号分離器
２１位相推定器
２２周波数検出器
３１，３４周波数シフト器
３２デシメーション器
３３ディジタルフィルタ器
４１複素信号変換器
４４ディジタルＬＰＦ器
５１，７３アナログ復調器
６５，７６ダイバーシチ合成器

Claims

複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号をダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号をディジタルＩＦ信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタルＩＦ信号を前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記複素ベースバンド信号を復調して前記多重化信号を生成する復調手段と、
前記多重化信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記多重信号分離手段は、
前記復調手段から出力される多重化信号を所定第１の周波数帯域にシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記所定第１の周波数帯域を通過帯域とし、前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル帯域通過フィルタと、
前記ディジタル帯域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定第２の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。
複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号をダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号をディジタルＩＦ信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタルＩＦ信号を前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記複素ベースバンド信号を復調して前記多重化信号を生成する復調手段と、
前記多重化信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記多重信号分離手段は、
前記復調手段から出力される多重化信号を複素多重化信号に変換する複素信号変換手段と、
前記複素多重化信号に含まれる情報信号のうち、分離対象の情報信号の中心周波数が０Ｈｚ近傍にくるように該複素多重化信号全体をシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル低域通過フィルタと、
前記ディジタル低域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。
前記多重化変調信号が、多重化アナログ変調信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
前記多重化変調信号が、多重化ＰＭ変調信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
前記多重化変調信号が、多重化ＦＭ変調信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
前記復調手段は、
前記複素ベースバンド信号のＩ成分（同相成分）とＱ成分（直交成分）とに基づいて位相情報を推定する位相推定手段と、
前記位相推定手段から出力された位相情報に基づいて前記複素ベースバンド信号に含まれる周波数成分を検出する周波数検出器と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号をダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号をアナログ復調したアナログ復調信号を出力するアナログ復調器と、
前記アナログ復調信号をディジタル信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタル信号を前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記複素ベースバンド信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記多重信号分離手段は、
前記ダウンコンバート手段から出力される複素ベースバンド信号を所定第１の周波数帯域にシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記所定第１の周波数帯域を通過帯域とし、前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル帯域通過フィルタと、
前記ディジタル帯域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定第２の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。
複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号をダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号をアナログ復調したアナログ復調信号を出力するアナログ復調器と、
前記アナログ復調信号をディジタル信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタル信号を前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記複素ベースバンド信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記多重信号分離手段は、
前記ダウンコンバート手段から出力される複素ベースバンド信号に含まれる情報信号のうち、分離対象の情報信号の中心周波数が０Ｈｚ近傍にくるように該複素多重化信号全体をシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル低域通過フィルタと、
前記ディジタル低域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。
複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を複数の受信ブランチにて受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号を各受信ブランチごとにダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号を各受信ブランチごとにディジタルＩＦ信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタルＩＦ信号を各受信ブランチごとに前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記ダウンコンバート手段の各ブランチごとの複素ベースバンド信号をダイバーシチ合成したダイバーシチ合成信号を出力するダイバーシチ合成器と、
前記ダイバーシチ合成信号を復調して前記多重化信号を生成する復調手段と、
前記多重化信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記ダイバーシチ合成信号は、各ブランチごとに測定された受信信号の受信電力比に基づいて重み付け処理され、
前記多重信号分離手段は、
前記復調手段から出力される多重化信号を所定第１の周波数帯域にシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記所定第１の周波数帯域を通過帯域とし、前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル帯域通過フィルタと、
前記ディジタル帯域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定第２の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。
複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を複数の受信ブランチにて受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号を各受信ブランチごとにダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号を各受信ブランチごとにディジタルＩＦ信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタルＩＦ信号を各受信ブランチごとに前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記ダウンコンバート手段の各ブランチごとの複素ベースバンド信号をダイバーシチ合成したダイバーシチ合成信号を出力するダイバーシチ合成器と、
前記ダイバーシチ合成信号を復調して前記多重化信号を生成する復調手段と、
前記多重化信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記ダイバーシチ合成信号は、各ブランチごとに測定された受信信号の受信電力比に基づいて重み付け処理され、
前記多重信号分離手段は、
前記復調手段から出力される多重化信号を複素多重化信号に変換する複素信号変換手段と、
前記複素多重化信号に含まれる情報信号のうち、分離対象の情報信号の中心周波数が０Ｈｚ近傍にくるように該複素多重化信号全体をシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル低域通過フィルタと、
前記ディジタル低域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。
前記多重化変調信号が、多重化ＰＭ変調信号であることを特徴とする請求項９または１０に記載の受信装置。
前記多重化変調信号が、多重化ＦＭ変調信号であることを特徴とする請求項９または１０に記載の受信装置。
前記復調手段は、
前記複素ベースバンド信号のＩ成分（同相成分）とＱ成分（直交成分）とに基づいて位相情報を推定する位相推定手段と、
前記位相推定手段から出力された位相情報に基づいて前記複素ベースバンド信号に含まれる周波数成分を検出する周波数検出器と、
を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の受信装置。
複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を複数の受信ブランチにて受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号を各受信ブランチごとにダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号を各受信ブランチごとにアナログ復調したアナログ復調信号を出力するアナログ復調器と、
前記アナログ復調信号を各受信ブランチごとにディジタル信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタル信号を各受信ブランチごとに前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記ダウンコンバート手段の各ブランチごとの複素ベースバンド信号をダイバーシチ合成したダイバーシチ合成信号を出力するダイバーシチ合成器と、
前記複素ベースバンド信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記ダイバーシチ合成信号は、各ブランチごとに測定された受信信号の受信電力比に基づいて重み付け処理され、
前記多重信号分離手段は、
前記復調手段から出力される多重化信号を所定第１の周波数帯域にシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記所定第１の周波数帯域を通過帯域とし、前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル帯域通過フィルタと、
前記ディジタル帯域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定第２の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。
複数の情報信号が多重化された多重化信号に対して所定の変調が施された多重化変調信号を複数の受信ブランチにて受信処理する受信装置であって、
前記多重化変調信号を各受信ブランチごとにダウンコンバートするミキサと、
前記ミキサの出力信号を各受信ブランチごとにアナログ復調したアナログ復調信号を出力するアナログ復調器と、
前記アナログ復調信号を各受信ブランチごとにディジタル信号に変換するディジタル信号変換手段と、
前記ディジタル信号を各受信ブランチごとに前記多重化信号のベースバンド帯域における複素ベースバンド信号に変換するダウンコンバート手段と、
前記ダウンコンバート手段の各ブランチごとの複素ベースバンド信号をダイバーシチ合成したダイバーシチ合成信号を出力するダイバーシチ合成器と、
前記複素ベースバンド信号を多重分離する多重信号分離手段と、
を備え、
前記ダイバーシチ合成信号は、各ブランチごとに測定された受信信号の受信電力比に基づいて重み付け処理され、
前記多重信号分離手段は、
前記復調手段から出力される多重化信号を複素多重化信号に変換する複素信号変換手段と、
前記複素多重化信号に含まれる情報信号のうち、分離対象の情報信号の中心周波数が０Ｈｚ近傍にくるように該複素多重化信号全体をシフトする第１の周波数シフト手段と、
前記第１の周波数シフト手段の出力信号をフィルタリングするディジタル低域通過フィルタと、
前記ディジタル低域通過フィルタの出力信号を前記情報信号の所望帯域である所定の周波数帯域にシフトする第２の周波数シフト手段と、
を備え、
前記第１の周波数シフト手段から前記第２の周波数シフト手段までの一連の処理が時分割処理にて前記多重化信号の多重数の回数分繰り返し行われることを特徴とする受信装置。