JP4968737B2 - Sampling frequency search method and program for undersampling for desired channel - Google Patents

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Description

本発明は、所望チャネルに対するアンダーサンプリングのためのサンプリング周波数探索方法及びプログラムに関する。特に、アンダーサンプリングによってRF(Radio Frequency)信号に含まれる複数のシステム帯域の各所望チャネルを、一括して標本化するためのサンプリング周波数Fsを探索する技術に関する。   The present invention relates to a sampling frequency search method and program for undersampling for a desired channel. In particular, the present invention relates to a technique for searching for a sampling frequency Fs for collectively sampling each desired channel of a plurality of system bands included in an RF (Radio Frequency) signal by undersampling.

アンダーサンプリングとは、受信信号をナイキスト周波数よりも低い周波数でサンプリングすることにより、意図的にエイリアシングイメージを発生させ、高周波数搬送波を低周波数に変換する方法をいう(例えば非特許文献1参照)。サンプリング周波数が低いので、受信機の処理能力を比較的低くできるが、ノイズ除去のためのフィルタの設計が複雑となる。逆に、オーバーサンプリングとは、受信信号をナイキスト周波数よりも高い周波数でサンプリングする方法をいう。サンプリング周波数が高いので、ノイズ除去のためのフィルタの設計を簡単にできるが、受信機に対して高い処理能力が要求される。   Undersampling refers to a method of intentionally generating an aliasing image by sampling a received signal at a frequency lower than the Nyquist frequency and converting a high-frequency carrier wave to a low frequency (see Non-Patent Document 1, for example). Since the sampling frequency is low, the processing capability of the receiver can be relatively low, but the design of the filter for noise removal becomes complicated. Conversely, oversampling refers to a method of sampling a received signal at a frequency higher than the Nyquist frequency. Since the sampling frequency is high, the design of a filter for noise removal can be simplified, but a high processing capability is required for the receiver.

図1は、アンダーサンプリングを用いた場合における周波数成分のイメージ図である。   FIG. 1 is an image diagram of frequency components when undersampling is used.

図1によれば、横軸が周波数を表している。白抜きの矩形状はシステム帯域を表し、斜線の山型状は所望チャネルを表す。システム帯域及び所望チャネルに対して、アンダーサンプリング周波数Fsを用いて標本化することによって、周波数Fs/2以下の低い周波数帯にエイリアシングが発生する。   According to FIG. 1, the horizontal axis represents frequency. A white rectangle represents a system band, and a hatched mountain shape represents a desired channel. By sampling using the undersampling frequency Fs for the system band and the desired channel, aliasing occurs in a low frequency band below the frequency Fs / 2.

符号は、以下のように定義される。
Fc:システム帯域の中心周波数
Fch:所望チャネルの中心周波数
Fif:サンプリング周波数Fsによる標本化後の、エイリアシングシステム帯域の中心周波数
Fifch:サンプリング周波数Fsによる標本化後の、エイリアシング所望チャネルの中心周波数
BW:システム帯域幅、エイリアシングシステム帯域の帯域幅
BWch:所望チャネル幅
BH:所望チャネルの最高境界周波数と周波数Fs/2との周波数差
BH=Fs/2−(Fifch+BWch/2)
BL:所望チャネルの最低境界周波数と周波数0との周波数差
BL=Fifch−BWch/2
The code is defined as follows.
Fc: Center frequency of system band Fch: Center frequency of desired channel Fif: Center frequency of aliasing system band after sampling at sampling frequency Fs Fifch: Center frequency of aliasing desired channel after sampling at sampling frequency Fs BW: System bandwidth, bandwidth of aliasing system bandwidth BWch: desired channel width BH: frequency difference between highest boundary frequency of desired channel and frequency Fs / 2 BH = Fs / 2− (Fifch + BWch / 2)
BL: frequency difference between lowest boundary frequency of desired channel and frequency 0 BL = Fifch−BWch / 2

図2は、アンダーサンプリングにおけるエイリアシングイメージの対応説明図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating the correspondence of aliasing images in undersampling.

以下のような関数を定義する。
fix(a): aの小数点以下を切り捨てる関数
rem(a,b):aをbで割った余りを得る関数
Define the following functions:
fix (a): A function that rounds off the decimal part of a
rem (a, b): Function that obtains the remainder when a is divided by b

アンダーサンプリング時のサンプリング周波数Fsに対して、以下のFifchが導出される。
Nch=fix(Fch/(Fs/2))
Nchが偶数である場合、Fifch=rem(Fch,Fs)
=Fch−Nch×(Fs/2)
Nchが奇数である場合、Fifch=Fs−rem(Fch,Fs)
=(Nch+1)×Fs/2−Fch
The following Fifch is derived for the sampling frequency Fs at the time of undersampling.
Nch = fix (Fch / (Fs / 2))
If Nch is an even number, Fifch = rem (Fch, Fs)
= Fch-Nch x (Fs / 2)
If Nch is an odd number, Fifch = Fs−rem (Fch, Fs)
= (Nch + 1) x Fs / 2-Fch

周波数信号の折り返しは、サンプリング周波数の半分(Fs/2)毎に生じる。従って、前述の式によって、所望チャネルの中心周波数が折り返される回数Nchを、Fch/(Fs/2)によって算出する。算出された値は、fix()によって小数点以下が切り捨てられる。前述の式によって得られた値Nchの偶数/奇数に応じて、エイリアシングシステム帯域のイメージの位置が異なる。   The folding of the frequency signal occurs every half of the sampling frequency (Fs / 2). Accordingly, the number of times Nch at which the center frequency of the desired channel is folded is calculated by Fch / (Fs / 2) by the above-described equation. The calculated value is truncated by fix (). The position of the image in the aliasing system band varies depending on the even / odd value Nch obtained by the above equation.

図2(a)は、折り返し回数Nchが偶数であった場合における、Fs/2以下に折り返されたエイリアシングシステム帯域を表す。   FIG. 2A shows the aliasing system band that is folded back to Fs / 2 or less when the number of times of folding Nch is an even number.

図2(b)は、折り返し回数Nchが奇数であった場合における、Fs/2以下に折り返されたエイリアシングシステム帯域を表す。   FIG. 2B shows an aliasing system band that is folded back to Fs / 2 or less when the number of times of folding Nch is an odd number.

アンダーサンプリングを用いた技術として、複数の無線システム帯域についてシステム帯域毎に標本化する際に、できる限り低いサンプリング周波数を探索することができるサンプリング周波数探索方法及びプログラムの技術がある(例えば特許文献1参照)。この技術によれば、できる限り低いサンプリング周波数Fsを探索することができるので、高速なA/D変換器を必要とせず、デジタル信号処理のためのデータ量も削減でき、更には消費電力の低減をもたらす。   As a technique using undersampling, there is a sampling frequency search method and program technique capable of searching for the lowest possible sampling frequency when sampling a plurality of wireless system bands for each system band (for example, Patent Document 1). reference). According to this technique, the lowest possible sampling frequency Fs can be searched, so that a high-speed A / D converter is not required, the amount of data for digital signal processing can be reduced, and power consumption is further reduced. Bring.

また、アンダーサンプリングを用いて、同時に受信した複数のRF信号が、標本化後に互いに重なり合うことのないサンプリング周波数範囲を算出する技術もある(例えば非特許文献2参照)。この技術は、各RF信号の標本化により生じる折り返しの位置関係によって場合分けをし、アンダーサンプリング数とRF信号の周波数とから、利用可能なサンプリング周波数を算出している。   There is also a technique for calculating a sampling frequency range in which a plurality of RF signals received simultaneously are not overlapped with each other after sampling by using undersampling (see, for example, Non-Patent Document 2). In this technique, cases are classified according to the positional relationship of folding caused by sampling of each RF signal, and an available sampling frequency is calculated from the number of undersampling and the frequency of the RF signal.

ここで、複数のシステム帯域を一括して標本化する受信機における一般的な機能構成について簡単に説明する。受信機は、アンテナと、低雑音増幅器LNA(Low Noise Amplifier)と、バンドパスフィルタBPF(Band Path Filter)と、A/D変換器ADC(Analog/Digital Converter)とから構成される。アンテナによって受信された信号は、低雑音増幅器によって増幅され、バンドパスフィルタによって所定帯域のみが取り出される。A/D変換器は、その帯域のみを、アンダーサンプリングによって標本化する。尚、バンドパスフィルタは、システム帯域毎に並列に設けられる。   Here, a general functional configuration of a receiver that samples a plurality of system bands collectively will be briefly described. The receiver includes an antenna, a low noise amplifier LNA (Low Noise Amplifier), a band pass filter BPF (Band Path Filter), and an A / D converter ADC (Analog / Digital Converter). The signal received by the antenna is amplified by a low noise amplifier, and only a predetermined band is extracted by a band pass filter. The A / D converter samples only the band by undersampling. Bandpass filters are provided in parallel for each system band.

Dennis M. Akos, Michael Stockmaster, JamesB. Y. Tsui and Joe Caschera 「Direct Bandpass Sampling of Multiple Distinct RFSignals」、IEEE Transactions on communications、vol.47、No.7、July 1999、pp.983-988Dennis M. Akos, Michael Stockmaster, JamesB. Y. Tsui and Joe Caschera "Direct Bandpass Sampling of Multiple Distinct RF Signals", IEEE Transactions on communications, vol.47, No.7, July 1999, pp.983-988 Ching-Hsiang Tseng and Sun-Chung Chou, “DirectDownconversion of Multiband RF Signals Using Bandpass Sampling,” IEEE Trans.Commun., vol. 5, no. 1, Jan. 2006.Ching-Hsiang Tseng and Sun-Chung Chou, “DirectDownconversion of Multiband RF Signals Using Bandpass Sampling,” IEEE Trans.Commun., Vol. 5, no. 1, Jan. 2006. 特開2006−180373号公報JP 2006-180373 A

従来技術によれば、最も低い周波数から順に、条件を満たすサンプリング周波数を発見するまで、ΔFsずつ、サンプリング周波数を増加させつつ、判定を繰り返すというアルゴリズムを採用していた(例えば、同一出願人による特願2006−161708を参照)。ΔFsを小さくするほど、繰り返し数が増大し、結果的に計算量も増大することとなる。一方で、ΔFsを大きくするほど、アンダーサンプリング可能なサンプリング周波数を見逃してしまう可能性が高くなる。   According to the prior art, an algorithm that repeats the determination while increasing the sampling frequency by ΔFs in order from the lowest frequency until the sampling frequency that satisfies the condition is found is adopted (for example, a feature by the same applicant). See application 2006-161708). As ΔFs decreases, the number of repetitions increases, and as a result, the amount of calculation also increases. On the other hand, as ΔFs is increased, the possibility of missing a sampling frequency that can be undersampled increases.

そこで、本発明は、2つのシステム帯域における各所望チャネルを、1つのA/D変換器を用いて一括して標本化する場合、計算量を増大することなく、利用可能なサンプリング周波数を探索することができるサンプリング周波数探索方法及びプログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention searches for an available sampling frequency without increasing the amount of calculation when each desired channel in two system bands is sampled collectively using one A / D converter. It is an object of the present invention to provide a sampling frequency search method and program that can be used.

本発明によれば、アンダーサンプリングによってRF(Radio Frequency)信号に含まれる複数のシステム帯域の各所望チャネルを、一括して標本化するためのサンプリング周波数Fsを探索する受信機のサンプリング周波数探索方法であって、
全てのエイリアシングシステム帯域について、周波数0及びFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該エイリアシングシステム帯域の所望チャネルに周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを設定する第1のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第2のステップと、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
全ての所望チャネル毎に、他の全てのエイリアシングシステム帯域が周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出する第3のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第4のステップと
を有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a sampling frequency search method of a receiver for searching for a sampling frequency Fs for sampling each desired channel in a plurality of system bands included in an RF (Radio Frequency) signal by undersampling. There,
Sampling frequency range that can be used or not used for all aliasing system bands so that a aliased image of the aliasing system band based on frequency 0 and Fs / 2 does not overlap the desired channel of the aliasing system band on the frequency axis. A first step of setting Fs to Fs + ΔFs;
A second step of repeating the first step again by substituting Fs + ΔFs for Fs when the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set;
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
A third step of calculating available or unusable sampling frequency ranges Fs to Fs + ΔFs so that all other aliasing system bands do not overlap on the frequency axis for every desired channel;
When the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set, the fourth step is performed by substituting Fs + ΔFs into Fs and repeating the first step again.

本発明の受信機のサンプリング周波数探索方法における他の実施形態によれば、
第3のステップ及び第4のステップを実行した後、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
第1のステップ及び第2のステップを実行する
ことも好ましい。
According to another embodiment of the sampling frequency search method of the receiver of the present invention,
After performing the third step and the fourth step,
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
It is also preferable to perform the first step and the second step.

本発明の受信機のサンプリング周波数探索方法における他の実施形態によれば、
所望チャネルの中心周波数Fchがサンプリング周波数Fsによって折り返される回数を、Nch(=fix(Fch/(Fs/2))、fix():引数の小数点以下を切り捨てる関数)とし、
第1のステップは、所望チャネル毎に、
Nchが偶数又は奇数である場合、サンプリング周波数Fsの増加に応じて所望チャネルが低周波数方向又は高周波数方向へ移動する特性を用いて、周波数0又はFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重ならないとき、利用可能のサンプリング周波数範囲を算出し、逆に、周波数軸上で重なるとき、利用不可のサンプリング周波数範囲を算出することも好ましい。
According to another embodiment of the sampling frequency search method of the receiver of the present invention,
The number of times the center frequency Fch of the desired channel is turned back by the sampling frequency Fs is Nch (= fix (Fch / (Fs / 2)), fix (): function for truncating the decimal point of the argument)
The first step is for each desired channel:
When Nch is an even number or an odd number, the aliasing system band based on the frequency 0 or Fs / 2 is used with the characteristic that the desired channel moves in the low frequency direction or the high frequency direction as the sampling frequency Fs increases. However, it is also preferable to calculate an available sampling frequency range when the desired channel does not overlap on the frequency axis, and to calculate an unusable sampling frequency range when it overlaps on the frequency axis.

本発明の受信機のサンプリング周波数探索方法における他の実施形態によれば、
所望チャネルの帯域幅をBWch(Band Width channel)とし、その最高境界周波数と周波数Fs/2との差をBHch(Band High channel)とし、その最低境界周波数と周波数0との差をBLch(Band Low channel)とし、
第1のステップは、所望チャネル毎に、
折り返し回数Nchが偶数である場合、
周波数0又はFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重ならないとき、ΔFsOK=(BL−BWL/2)/(Nch/2)として、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、
周波数0に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsL=(BL+BWch+BWH/2)/(Nch/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLを算出し、
周波数Fs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsH=(BWH/2−BH)/(Nch/2+1/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHを算出し、
折り返し回数Nchが奇数である場合、
周波数0又はFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重ならないとき、ΔFsOK=(BH−BWL/2)/(Nch/2)として、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、
周波数0に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsL=(BWH/2−BL)/(Nch/2+1/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLを算出し、
周波数Fs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsH=(BH+BWch+BWH/2)/(Nch/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHを算出する
ことも好ましい。
According to another embodiment of the sampling frequency search method of the receiver of the present invention,
The desired channel bandwidth is BWch (Band Width channel), the difference between the highest boundary frequency and frequency Fs / 2 is BHch (Band High channel), and the difference between the lowest boundary frequency and frequency 0 is BLch (Band Low channel). channel),
The first step is for each desired channel:
When the number of turn-backs Nch is an even number,
Sampling available as ΔFsOK = (BL−BWL / 2) / (Nch / 2) when the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 or Fs / 2 does not overlap the desired channel on the frequency axis Calculate the frequency range Fs ~ Fs + ΔFsOK,
When the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis, ΔFsL = (BL + BWch + BWH / 2) / (Nch / 2) is calculated, and the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsL is calculated. And
When the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps with the desired channel on the frequency axis, ΔFsH = (BWH / 2−BH) / (Nch / 2 + 1/2), and an unusable sampling frequency The range Fs to Fs + ΔFsH is calculated,
When the number of times Nch is an odd number,
Sampling available as ΔFsOK = (BH−BWL / 2) / (Nch / 2) when the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 or Fs / 2 does not overlap the desired channel on the frequency axis Calculate the frequency range Fs ~ Fs + ΔFsOK,
When the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis, ΔFsL = (BWH / 2−BL) / (Nch / 2 + 1/2), and an unusable sampling frequency range Fs ~ Fs + ΔFsL is calculated,
When the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps the desired channel on the frequency axis, ΔFsH = (BH + BWch + BWH / 2) / (Nch / 2), and an unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsH It is also preferable to calculate.

本発明の受信機のサンプリング周波数探索方法における他の実施形態によれば、
第3のステップは、
2つのシステム帯域の各所望チャネルを、一括して標本化する場合、
サンプリング周波数Fsの単位増分量あたりの、エイリアシングシステム帯域の周波数移動量をv(高周波数方向を正とする)とし、第1の所望チャネルの周波数移動量v1と、第2の所望チャネルの周波数移動量v2との移動量相対差をΔv(=v1−v2)とし、
第2のエイリアシングシステム帯域を起点として第1の所望チャネルまでの間隔をΔFaとし、第2の所望チャネルを起点として第1のエイリアシングシステム帯域までの間隔をΔFbとし、
ΔFa又はΔFbの一方又は両方が0以上である場合、
移動量相対差Δvが0以上であるとき、BW2−ΔFa+BWch1又はBW1−ΔFb+BWch2の大きい方をΔFとし、ΔFs=ΔF/Δvとして、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出し、
移動量相対差Δvが0よりも小さいとき、ΔFa及びΔFbの大きい方をΔFとし、ΔFs=ΔF/(−Δv)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出し、
ΔFa又はΔFbの両方が0よりも小さい場合、ΔFa及びΔFbの大きい方をΔFとした上で、
移動量相対差Δvが0以上であるとき、(−ΔF)/Δv、ΔFsOK1及びΔFsOK2の中で最小値をΔFsOKとして、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、
移動量相対差Δvが0よりも小さいとき、ΔFsOK1及びΔFsOK2の中で最小値をΔFsOKとして、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出する
ことも好ましい。
According to another embodiment of the sampling frequency search method of the receiver of the present invention,
The third step is
If you want to sample each desired channel in two system bands together,
The frequency shift amount of the aliasing system band per unit increment of the sampling frequency Fs is v (the high frequency direction is positive), the frequency shift amount v1 of the first desired channel, and the frequency shift of the second desired channel. The relative movement difference from the amount v2 is Δv (= v1−v2),
The interval from the second aliasing system band to the first desired channel is ΔFa, the interval from the second desired channel to the first aliasing system band is ΔFb,
When one or both of ΔFa or ΔFb is 0 or more,
When the movement amount relative difference Δv is 0 or more, the larger of BW2−ΔFa + BWch1 or BW1−ΔFb + BWch2 is set to ΔF, and ΔFs = ΔF / Δv, and the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is calculated.
When the movement amount relative difference Δv is smaller than 0, the larger of ΔFa and ΔFb is set as ΔF, and ΔFs = ΔF / (− Δv) is used to calculate the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
When both ΔFa and ΔFb are smaller than 0, the larger of ΔFa and ΔFb is set as ΔF,
When the movement amount relative difference Δv is equal to or greater than 0, the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated with ΔFsOK being the minimum value among (−ΔF) / Δv, ΔFsOK1 and ΔFsOK2.
When the movement amount relative difference Δv is smaller than 0, it is also preferable to calculate the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK with ΔFsOK being the minimum value among ΔFsOK1 and ΔFsOK2.

本発明の受信機のサンプリング周波数探索方法における他の実施形態によれば、
第1の所望チャネル及び第1のエイリアシングシステム帯域又は第2の所望チャネル及び第2のエイリアシングシステム帯域のいずれか一方が、オーバーサンプリングによって検出された帯域であることも好ましい。
According to another embodiment of the sampling frequency search method of the receiver of the present invention,
It is also preferable that any one of the first desired channel and the first aliasing system band or the second desired channel and the second aliasing system band is a band detected by oversampling.

本発明の受信機のサンプリング周波数探索方法における他の実施形態によれば、
第3のステップは、
3つ以上のシステム帯域の各所望チャネルを、一括して標本化する場合、
隣接する2つのシステム帯域の各所望チャネルの組合せ毎に、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、それら全ての範囲の中で重複するサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを導出する
ことも好ましい。
According to another embodiment of the sampling frequency search method of the receiver of the present invention,
The third step is
When sampling each desired channel of three or more system bands at once,
It is also preferable to calculate an available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK for each combination of desired channels in two adjacent system bands, and to derive an overlapping sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK in all these ranges.

本発明によれば、アンダーサンプリングによってRF信号に含まれる複数のシステムの各所望チャネルを、一括して標本化するためのサンプリング周波数Fsを探索する受信機に搭載されたコンピュータを実行させる周波数探索プログラムであって、
全てのエイリアシングシステム帯域について、周波数0及びFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該エイリアシングシステム帯域の所望チャネルに周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを設定する第1のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第2のステップと、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
全ての所望チャネル毎に、他の全てのエイリアシングシステム帯域が周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出する第3のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第4のステップと
してコンピュータを実行させることを特徴とする。
According to the present invention, a frequency search program for executing a computer mounted on a receiver for searching for a sampling frequency Fs for sampling each desired channel of a plurality of systems included in an RF signal by batch undersampling. Because
Sampling frequency range that can be used or not used for all aliasing system bands so that a aliased image of the aliasing system band based on frequency 0 and Fs / 2 does not overlap the desired channel of the aliasing system band on the frequency axis. A first step of setting Fs to Fs + ΔFs;
A second step of repeating the first step again by substituting Fs + ΔFs for Fs when the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set;
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
A third step of calculating available or unusable sampling frequency ranges Fs to Fs + ΔFs so that all other aliasing system bands do not overlap on the frequency axis for every desired channel;
When the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set, Fs + ΔFs is substituted for Fs, and the computer is executed as the fourth step for repeating the first step again.

本発明の受信機用のサンプリング周波数探索プログラムにおける他の実施形態によれば、
第3のステップ及び第4のステップを実行した後、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
第1のステップ及び第2のステップを実行する
ことも好ましい。
According to another embodiment of the sampling frequency search program for the receiver of the present invention,
After performing the third step and the fourth step,
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
It is also preferable to perform the first step and the second step.

本発明によれば、受信機であって、
前述したプログラムを実行するコンピュータと、
コンピュータから出力されるサンプリング周波数Fsに応じて、サンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成手段と、
サンプリングクロックに応じて、受信したアナログ信号を、デジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, a receiver comprising:
A computer that executes the aforementioned program;
Sampling clock generating means for generating a sampling clock according to the sampling frequency Fs output from the computer;
An analog / digital conversion means for converting a received analog signal into a digital signal according to a sampling clock is provided.

本発明のサンプリング周波数探索方法及びプログラムによれば、2つのシステム帯域における各所望チャネルを、1つのA/D変換器を用いて一括して標本化する場合であっても、計算量を増大することなく、利用可能なサンプリング周波数を探索することができる。これは、高速なA/D変換器を必要とせず、デジタル信号処理の計算量も削減でき、更には消費電力の低減をもたらし、結果的に受信機の小型化も可能とする。   According to the sampling frequency search method and program of the present invention, even if each desired channel in two system bands is sampled collectively using one A / D converter, the amount of calculation is increased. Without being able to search for available sampling frequencies. This does not require a high-speed A / D converter, can reduce the amount of calculation of digital signal processing, and further reduces power consumption. As a result, the receiver can be downsized.

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図3は、受信機の機能構成図である。   FIG. 3 is a functional configuration diagram of the receiver.

図3によれば、2つの所望チャネルの一括サンプリングに対応した受信機が描かれている。アンテナ101による受信信号は、低雑音増幅器102によって増幅され、システム帯域毎のバンドパスフィルタ103によって2つのシステム帯域が取り出される。2つのシステム帯域の信号は、A/D変換器104に入力され、一括サンプリングがなされる。   FIG. 3 depicts a receiver that supports batch sampling of two desired channels. A signal received by the antenna 101 is amplified by a low noise amplifier 102, and two system bands are extracted by a band pass filter 103 for each system band. The signals of the two system bands are input to the A / D converter 104, and batch sampling is performed.

A/D変換器104のサンプリング周波数Fsは、サンプリングクロック生成部109から供給される。サンプリング周波数Fsは、CPU110によって探索される。そのサンプリング周波数Fsによって検出される2つの所望チャネルは、2つともアンダーサンプリングに基づくエイリアシングシステム帯域であってもよいし、アンダーサンプリングに基づくエイリアシングシステム帯域とオーバーサンプリングに基づくシステム帯域とであってもよい。   The sampling frequency Fs of the A / D converter 104 is supplied from the sampling clock generator 109. The sampling frequency Fs is searched for by the CPU 110. The two desired channels detected by the sampling frequency Fs may be an aliasing system band based on undersampling, an aliasing system band based on undersampling, and a system band based on oversampling. Good.

A/D変換器104から出力された2つのデジタル信号は、信号分離部105へ入力され、分離される。2つのデジタル信号はそれぞれ、直交復調器106に入力される。直交復調器106は、入力されたデジタル信号を、2つの乗算器によって、数値制御発振器NCOから出力された正弦波信号と乗算する。ここで、数値制御発振器NCOの発振周波数は、エイリアシング所望チャネルの中心周波数Fifchと同じである。また、Qチャネルには、移相器によってπ/2ラジアンだけ位相の遅れた正弦波が乗算される。その結果、乗算器それぞれは、チャネルのIチャネル及びQチャネルのベースバンド信号を出力する。   The two digital signals output from the A / D converter 104 are input to the signal separation unit 105 and separated. Each of the two digital signals is input to the quadrature demodulator 106. The quadrature demodulator 106 multiplies the input digital signal with the sine wave signal output from the numerically controlled oscillator NCO by two multipliers. Here, the oscillation frequency of the numerically controlled oscillator NCO is the same as the center frequency Fifch of the aliasing desired channel. The Q channel is multiplied by a sine wave whose phase is delayed by π / 2 radians by a phase shifter. As a result, each multiplier outputs a baseband signal of the I channel and Q channel of the channel.

直交復調器106から出力されたベースバンド信号(Iチャネル及びQチャネル)はそれぞれ、ローパスフィルタ107によって、直交復調により生じた高周波成分が除去される。各ローパスフィルタ107から出力された信号は、復調器108によって復調される。   The baseband signals (I channel and Q channel) output from the quadrature demodulator 106 are each removed by the low-pass filter 107 from high frequency components generated by the quadrature demodulation. The signal output from each low-pass filter 107 is demodulated by the demodulator 108.

尚、以下で説明する、サンプリング周波数Fsを探索するためのフローチャートの処理は全て、CPU110によって実行される。   Note that the processing of the flowchart for searching for the sampling frequency Fs described below is all executed by the CPU 110.

図4は、本発明におけるサンプリング周波数探索方法のフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart of the sampling frequency search method in the present invention.

本発明の処理は、以下の4つのステップからなる。尚、図4によれば、サンプリング周波数Fsの初期値は、2つのシステム帯域幅及び2つのチャネル帯域幅の和となるFs=BW1+BW2+BWch1+BWch2として仮決めする。例えば、他の実施形態として、例えば初期値Fs=40MHzの固定値として、少しずつFsを下げていくこともできる。仮決めのFsは、最小値に設定する。   The processing of the present invention includes the following four steps. According to FIG. 4, the initial value of the sampling frequency Fs is provisionally determined as Fs = BW1 + BW2 + BWch1 + BWch2 which is the sum of two system bandwidths and two channel bandwidths. For example, as another embodiment, for example, the initial value Fs = a fixed value of 40 MHz, and Fs can be gradually decreased. The provisional Fs is set to a minimum value.

(第1のステップ)
(S401)第1の所望チャネルについて、チャネル帯域判定処理を実行する。チャネル帯域判定処理は、周波数0又はFs/2に基づく第1のエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、第1のエイリアシングシステム帯域の第1の所望チャネルに周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを設定する。例えば、第1の所望チャネルについて、利用可能のサンプリング周波数範囲はΔFsOK1で表され、利用不可のサンプリング周波数範囲はΔFsH1及びΔFsL1によって表される。
(S402)第2の所望チャネル2について、S401と同様に、チャネル帯域判定処理を実行する。例えば、第2の所望チャネルについて、利用可能のサンプリング周波数範囲はΔFsOK2で表され、利用不可のサンプリング周波数範囲はΔFsH2及びΔFsL2によって表される。
(First step)
(S401) A channel band determination process is executed for the first desired channel. The channel band determination process can be used so that the aliasing image of the first aliasing system band based on the frequency 0 or Fs / 2 does not overlap on the frequency axis with the first desired channel of the first aliasing system band or An unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set. For example, for the first desired channel, the available sampling frequency range is represented by ΔFsOK1, and the unavailable sampling frequency range is represented by ΔFsH1 and ΔFsL1.
(S402) For the second desired channel 2, a channel band determination process is executed as in S401. For example, for the second desired channel, the available sampling frequency range is represented by ΔFsOK2, and the unavailable sampling frequency range is represented by ΔFsH2 and ΔFsL2.

(第2のステップ)
(S403)ΔFsH1、ΔFsL1、ΔFsH2又はΔFsL2のいずれか1つが設定されているか否か、即ち、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定されているか否かを判定する。
(S404)ΔFsH1、ΔFsL1、ΔFsH2又はΔFsL2のいずれか1つが設定されている場合、それらの中で最大値をΔFsに設定する。そして、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、S401へ戻る。
(Second step)
(S403) It is determined whether any one of ΔFsH1, ΔFsL1, ΔFsH2, or ΔFsL2 is set, that is, whether or not an unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set.
(S404) If any one of ΔFsH1, ΔFsL1, ΔFsH2, and ΔFsL2 is set, the maximum value is set to ΔFs. Then, Fs + ΔFs is substituted for Fs, and the process returns to S401 again.

(第3のステップ)
(S405)ΔFsH1、ΔFsL1、ΔFsH2及びΔFsL2が設定されていない場合、即ち、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、サンプリング周波数範囲算出処理を実行する。この処理は、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの範囲の中で、第2のエイリアシングシステム帯域が第1の所望チャネルに周波数軸上で重ならず、且つ、第1のエイリアシングシステム帯域が第2の所望チャネルに周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出する。
(Third step)
(S405) When ΔFsH1, ΔFsL1, ΔFsH2, and ΔFsL2 are not set, that is, when the available sampling frequency ranges Fs to Fs + ΔFs are set, a sampling frequency range calculation process is executed. In this processing, the second aliasing system band does not overlap the first desired channel on the frequency axis within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs, and the first aliasing system band is the first. The usable or unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is calculated so as not to overlap the two desired channels on the frequency axis.

(第4のステップ)
(S406)ΔFsOKが設定されていない場合、即ち、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、S401へ戻る。
(Fourth step)
(S406) When ΔFsOK is not set, that is, when the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set, Fs + ΔFs is substituted for Fs, and the process returns to S401 again.

(S407)ΔFsOKが設定されている場合、Fs+ΔFsがサンプリング周波数として決定される。但し、次に別のサンプリング周波数を探索する場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、S401へ戻る。 (S407) If ΔFsOK is set, Fs + ΔFs is determined as the sampling frequency. However, when another sampling frequency is searched for next time, Fs + ΔFs is substituted for Fs, and the process returns to S401 again.

尚、前述した図4のシーケンスにおける各ステップの入れ替えの実施形態は、本発明の技術的思想の中にある。ここで、第3のステップ及び第4のステップを実行した後、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、第1のステップ及び第2のステップを実行しても、本発明と同様の効果を奏する。また、他の実施形態として、第1のステップで1つのチャネル判定処理をした後で、既に利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定されている場合、その時点で、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返すこともできる。具体的には、S401を実行した後、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定されている場合(S403)、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、S401を繰り返す。   Note that the embodiment of replacing each step in the sequence of FIG. 4 described above is within the technical idea of the present invention. Here, after executing the third step and the fourth step, even if the first step and the second step are executed within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs, it is the same as the present invention. There is an effect. As another embodiment, after a single channel determination process in the first step, when an unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is already set, Fs + ΔFs is substituted for Fs at that time. The first step can be repeated again. Specifically, after executing S401, when the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set (S403), Fs + ΔFs is substituted for Fs, and S401 is repeated again.

図5は、チャネル帯域判定処理のフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart of the channel band determination process.

図6は、図5に対して、Nchが偶数である場合に、ΔFsに応じた所望チャネルの移動を表すイメージ図である。   FIG. 6 is an image diagram showing movement of a desired channel according to ΔFs when Nch is an even number as compared to FIG.

図7は、図5に対して、Nchが奇数である場合に、ΔFsに応じた所望チャネルの移動を表すイメージ図である。   FIG. 7 is an image diagram showing movement of a desired channel according to ΔFs when Nch is an odd number, compared to FIG.

以下では、図6及び図7を参照しながら、図5のフローチャートに沿って説明する。尚、図6及び図7について、移動ベクトルは、高周波数方向を「正・+」とし、低周波数方向を「負・−」とする。   Below, it demonstrates along the flowchart of FIG. 5, referring FIG.6 and FIG.7. 6 and 7, the movement vector is “positive / +” in the high frequency direction and “negative / −” in the low frequency direction.

(S501)最初に、その所望チャネルにおける折り返し回数Nchが、以下のように算出される。また、そのサンプリング周波数Fsに対して、所望チャネルの中心周波数Fifchが、以下のように算出される。
Nch=fix{Fch/(Fs/2)}
Nchが偶数である場合、
Fifch=rem(Fch,Fs)=Fch−Nch×(Fs/2)
Nchが奇数である場合、
Fifch=Fs−rem(Fch,Fs)=(Nch+1)×(Fs/2)−Fch
(S501) First, the number of folds Nch in the desired channel is calculated as follows. Further, the center frequency Fifch of the desired channel is calculated as follows with respect to the sampling frequency Fs.
Nch = fix {Fch / (Fs / 2)}
When Nch is an even number,
Fifch = rem (Fch, Fs) = Fch−Nch × (Fs / 2)
When Nch is an odd number,
Fifch = Fs−rem (Fch, Fs) = (Nch + 1) × (Fs / 2) −Fch

(S502)次に、その所望チャネルに対して、BH及びBLが、以下のように算出される。
BH:所望チャネルの最高境界周波数と周波数Fs/2との周波数差
BH=Fs/2−(Fifch+BWch/2)
BL:所望チャネルの最低境界周波数と周波数0との周波数差
BL=Fifch−BWch/2
(S502) Next, BH and BL are calculated for the desired channel as follows.
BH: frequency difference between the highest boundary frequency of the desired channel and the frequency Fs / 2 BH = Fs / 2− (Fifch + BWch / 2)
BL: frequency difference between lowest boundary frequency of desired channel and frequency 0 BL = Fifch−BWch / 2

(S503)折り返し回数Nchが、偶数であるか奇数であるかを判定する。 (S503) It is determined whether the number of folds Nch is an even number or an odd number.

Nchが偶数である場合、FsをΔFsだけ増加させると、図6のように左方向へ、即ち「負・−」の方向へ移動する。このとき、所望チャネルの中心周波数Fifchの移動量は、「負」の方向へ、以下のΔFifchだけ移動する。
ΔFifch=−(Nch/2)×ΔFs
When Nch is an even number, if Fs is increased by ΔFs, it moves to the left as shown in FIG. 6, that is, in the direction of “negative / −”. At this time, the movement amount of the center frequency Fifch of the desired channel moves in the “negative” direction by the following ΔFifch.
ΔFifch = − (Nch / 2) × ΔFs

Nchが奇数である場合、FsをΔFsだけ増加させると、図7のように右方向へ、即ち「正・+」の方向へ移動する。このとき、所望チャネルの中心周波数Fifchの移動量は、「正」の方向へ、以下のΔFifchだけ移動する。
ΔFif=((Nch1+1)/2)×ΔFs
When Nch is an odd number, if Fs is increased by ΔFs, it moves rightward as shown in FIG. At this time, the movement amount of the center frequency Fifch of the desired channel moves by the following ΔFifch in the “positive” direction.
ΔFif = ((Nch1 + 1) / 2) × ΔFs

(S504)Nchが偶数である場合、BH≧BWH/2(所望チャネルの最高境界周波数が、Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージの最低境界周波数以下である)であるか否かを判定する。BH≧BWH/2の場合、周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重ならない。 (S504) If Nch is an even number, it is determined whether or not BH ≧ BWH / 2 (the highest boundary frequency of the desired channel is equal to or lower than the lowest boundary frequency of the aliasing system band aliasing image based on Fs / 2). To do. When BH ≧ BWH / 2, the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 does not overlap the desired channel on the frequency axis.

(S505)次に、BH≧BWH/2の場合に、BL≧BWL/2(所望チャネルの最低境界周波数が、周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージの最高境界周波数以上である)であるか否かを判定する。 (S505) Next, if BH ≧ BWH / 2, is BL ≧ BWL / 2 (the minimum boundary frequency of the desired channel is equal to or higher than the maximum boundary frequency of the aliasing system band aliasing image based on frequency 0)? Determine whether or not.

(S506)BL≧BWL/2である場合(YES)、周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重ならない。所望チャネルは、図6(a)のイメージの位置にある。このとき、以下のΔFsOKに基づくサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKが、利用可能と判定される。
ΔFsOK=(BL−BWL/2)/(Nch/2)
Fsを増加させることによって、その所望チャネルは、図6のように左方向へ移動する。そして、所望チャネルは、周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージに周波数軸上で重ならない境界位置まで移動できる。その位置におけるFs+ΔFsに基づいて、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出する。
(S506) When BL ≧ BWL / 2 (YES), the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 does not overlap the desired channel on the frequency axis. The desired channel is at the position of the image in FIG. At this time, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK based on the following ΔFsOK can be used.
ΔFsOK = (BL−BWL / 2) / (Nch / 2)
By increasing Fs, the desired channel moves to the left as shown in FIG. The desired channel can be moved to a boundary position that does not overlap the aliasing system band aliasing image based on the frequency 0 on the frequency axis. Based on Fs + ΔFs at that position, an available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated.

(S507)BL≧BWL/2でない場合(NO、BL<BWL/2)、周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重なっている。所望チャネルは、図6(b)のイメージの位置にある。このとき、以下のΔFsLに基づくサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLが、利用不可と判定される。
ΔFsL=(BL+BWch+BWH/2)/(Nch/2)
Fsを増加させることによって、その所望チャネルは、図6のように左方向へ移動する。周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、所望チャネルに周波数軸上で重なっている間、その間のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLが、利用不可と判定される。
(S507) When BL ≧ BWL / 2 is not satisfied (NO, BL <BWL / 2), the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis. The desired channel is at the position of the image in FIG. At this time, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsL based on the following ΔFsL cannot be used.
ΔFsL = (BL + BWch + BWH / 2) / (Nch / 2)
By increasing Fs, the desired channel moves to the left as shown in FIG. While the aliasing system band aliasing image based on the frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis, the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsL between them is determined to be unusable.

(S508)BH≧BWH/2でない場合(BH<BWH/2)、周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重なっている。所望チャネルは、図6(c)のイメージの位置にある。このとき、以下のΔFsHに基づくサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHが、利用不可と判定される。
ΔFsH=(BWH/2−BH)/(Nch/2+1/2)
Fsを増加させることによって、その所望チャネルは、図6のように左方向へ移動する。周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、所望チャネルに周波数軸上で重なっている間、その間のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHが、利用不可と判定される。
(S508) When BH ≧ BWH / 2 is not satisfied (BH <BWH / 2), the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps the desired channel on the frequency axis. The desired channel is at the position of the image in FIG. At this time, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsH based on the following ΔFsH cannot be used.
ΔFsH = (BWH / 2−BH) / (Nch / 2 + 1/2)
By increasing Fs, the desired channel moves to the left as shown in FIG. While the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps the desired channel on the frequency axis, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsH therebetween cannot be used.

(S514)Nchが奇数である場合、BL≧BWH/2(所望チャネルの最低境界周波数が、周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージの最高境界周波数以上である)であるか否かを判定する。BL≧BWH/2の場合、周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重ならない。 (S514) If Nch is an odd number, it is determined whether BL ≧ BWH / 2 (the lowest boundary frequency of the desired channel is equal to or higher than the highest boundary frequency of the aliasing system band aliasing image based on frequency 0). . When BL ≧ BWH / 2, the aliasing system band aliasing image based on the frequency 0 does not overlap the desired channel on the frequency axis.

(S515)次に、BL≧BWH/2である場合、BH≧BWL/2(所望チャネルの最高境界周波数が、周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージの最低境界周波数以下である)であるか否かを判定する。 (S515) Next, when BL ≧ BWH / 2, BH ≧ BWL / 2 (the highest boundary frequency of the desired channel is equal to or lower than the lowest boundary frequency of the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2). It is determined whether or not there is.

(S516)BH≧BWL/2である場合(YES)、周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重ならない。所望チャネルは、図7(a)のイメージの位置にある。このとき、以下のΔFsOKに基づくサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKが、利用可能と判定される。
ΔFsOK=(BH−BWL/2)/(Nch/2)
Fsを増加させることによって、その所望チャネルは、図7のように右方向へ移動する。そして、所望チャネルは、周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージに周波数軸上で重ならない境界位置まで移動できる。その位置におけるFs+ΔFsに基づいて、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出する。
(S516) When BH ≧ BWL / 2 (YES), the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 does not overlap the desired channel on the frequency axis. The desired channel is at the position of the image in FIG. At this time, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK based on the following ΔFsOK can be used.
ΔFsOK = (BH−BWL / 2) / (Nch / 2)
By increasing Fs, the desired channel moves to the right as shown in FIG. The desired channel can be moved to a boundary position that does not overlap the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 on the frequency axis. Based on Fs + ΔFs at that position, an available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated.

(S517)BH≧BWL/2でない場合(NO、BH<BWL/2)、周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重なっている。所望チャネルは、図7(b)のイメージの位置にある。このとき、以下のΔFsHに基づくサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHが、利用不可と判定される。
ΔFsH=(BH+BWch+BWH/2)/(Nch/2)
Fsを増加させることによって、その所望チャネルは、図7のように右方向へ移動する。周波数Fs/2に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、所望チャネルに周波数軸上で重なっている間、その間のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHが、利用不可と判定される。
(S517) When BH ≧ BWL / 2 is not satisfied (NO, BH <BWL / 2), the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps the desired channel on the frequency axis. The desired channel is at the position of the image in FIG. At this time, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsH based on the following ΔFsH cannot be used.
ΔFsH = (BH + BWch + BWH / 2) / (Nch / 2)
By increasing Fs, the desired channel moves to the right as shown in FIG. While the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps the desired channel on the frequency axis, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsH therebetween cannot be used.

(S518)BL≧BWH/2でない場合(BL<BWH/2)、周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージは、所望チャネルに周波数軸上で重なっている。所望チャネルは、図7(c)のイメージの位置にある。このとき、以下のΔFsLに基づくサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLが、利用不可と判定される。
ΔFsL=(BWH/2−BL)/(Nch/2+1/2)
Fsを増加させることによって、その所望チャネルは、図7のように右方向へ移動する。周波数0に基づくエイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、所望チャネルに周波数軸上で重なっている間、その間のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLが、利用不可と判定される。
(S518) When BL ≧ BWH / 2 is not satisfied (BL <BWH / 2), the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis. The desired channel is at the position of the image in FIG. At this time, it is determined that the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsL based on the following ΔFsL cannot be used.
ΔFsL = (BWH / 2−BL) / (Nch / 2 + 1/2)
By increasing Fs, the desired channel moves to the right as shown in FIG. While the aliasing system band aliasing image based on the frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis, the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsL between them is determined to be unusable.

図8は、サンプリング周波数範囲算出処理のフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart of the sampling frequency range calculation process.

図9は、図8のS801について、2つの所望チャネルの移動を表すイメージ図である。   FIG. 9 is an image diagram showing movement of two desired channels in S801 of FIG.

図10は、ΔFa及びΔFbが正又は負の場合について、所望チャネルの位置関係を表すイメージ図である。   FIG. 10 is an image diagram showing a positional relationship of desired channels when ΔFa and ΔFb are positive or negative.

以下では、図9及び図10を参照しながら、図8のフローチャートに沿って説明する。   Below, it demonstrates along the flowchart of FIG. 8, referring FIG.9 and FIG.10.

(S800)最初に、Fifch1<Fifch2の関係にする。即ち、Fifch1>Fifch2の場合、第1のエイリアシングシステム帯域及び第1の所望チャネルと、第2のエイリアシングシステム帯域及び第2の所望チャネルとを入れ替える。即ち、Fifch1とFifch2とを入れ替え、勿論、BWch1とBWch2とも入れ替える。 (S800) First, the relationship of Fifch1 <Fifch2 is established. That is, if Fifch1> Fifch2, the first aliasing system band and the first desired channel are switched with the second aliasing system band and the second desired channel. That is, Fifch1 and Fifch2 are interchanged, and of course, BWch1 and BWch2 are also interchanged.

(S801)サンプリング周波数Fsの単位増分量あたりの、所望チャネルの周波数移動量をvとする。周波数移動量は、以下のように表される。
Nchが偶数である場合: v=−Nch/2
奇数である場合: v=Nch/2+1/2
(S801) Let v be the frequency shift amount of the desired channel per unit increment of the sampling frequency Fs. The frequency shift amount is expressed as follows.
When Nch is an even number: v = −Nch / 2
When odd: v = Nch / 2 + 1/2

そして、第1の所望チャネルの周波数移動量v1と、第2の所望チャネルの周波数移動量v2との移動量相対差Δv(=v1−v2)を算出する。また、第2のエイリアシングシステム帯域を起点として第1の所望チャネルまでの間隔をΔFaとし、第2の所望チャネルを起点として第1のエイリアシングシステム帯域までの間隔をΔFbとする。   Then, a movement amount relative difference Δv (= v1−v2) between the frequency movement amount v1 of the first desired channel and the frequency movement amount v2 of the second desired channel is calculated. In addition, an interval from the second aliasing system band to the first desired channel is ΔFa, and an interval from the second desired channel to the first aliasing system band is ΔFb.

図9を参照して、ΔFa及びΔFbは、以下のように算出される。   Referring to FIG. 9, ΔFa and ΔFb are calculated as follows.

図9(a)によれば、Nch1=偶数、Nch2=偶数である場合、サンプリング周波数Fsを増加することによって、第1の所望チャネルは左方向(低周波数方向)に移動し、第2の所望チャネルも左方向(低周波数方向)に移動する。
ΔFa=(Fifch1+BWch1/2)−(Fifch2−BWch2/2−BWL2)
ΔFb=(Fifch1+BWch1/2+BWH1)−(Fifch2−BWch2/2)
According to FIG. 9A, when Nch1 = even and Nch2 = even, by increasing the sampling frequency Fs, the first desired channel moves to the left (low frequency direction), and the second desired The channel also moves in the left direction (low frequency direction).
ΔFa = (Fifch1 + BWch1 / 2)-(Fifch2-BWch2 // 2-BWL2)
ΔFb = (Fifch1 + BWch1 / 2 / BWH1) − (Fifch2−BWch2 / 2)

図9(b)によれば、Nch1=奇数、Nch2=偶数である場合、サンプリング周波数Fsを増加することによって、第1の所望チャネルは右方向(高周波数方向)に移動し、第2の所望チャネルは左方向(低周波数方向)に移動する。
ΔFa=(Fifch1+BWch1/2)−(Fifch2−BWch2/2−BWL2)
ΔFb=(Fifch1+BWch1/2+BWL1)−(Fifch2−BWch2/2)
According to FIG. 9B, when Nch1 = odd number and Nch2 = even number, the first desired channel moves to the right (high frequency direction) by increasing the sampling frequency Fs, and the second desired channel The channel moves in the left direction (low frequency direction).
ΔFa = (Fifch1 + BWch1 / 2)-(Fifch2-BWch2 // 2-BWL2)
ΔFb = (Fifch1 + BWch1 / 2 / BWL1) − (Fifch2−BWch2 / 2)

図9(c)によれば、Nch1=偶数、Nch2=奇数である場合、サンプリング周波数Fsを増加することによって、第1の所望チャネルは左方向(低周波数方向)に移動し、第2の所望チャネルは右方向(高周波数方向)に移動する。
ΔFa=(Fifch1+BWch1/2)−(Fifch2−BWch2/2−BWH2)
ΔFb=(Fifch1+BWch1/2+BWH1)−(Fifch2−BWch2/2)
According to FIG. 9C, when Nch1 = even and Nch2 = odd, the first desired channel moves to the left (low frequency direction) by increasing the sampling frequency Fs, and the second desired The channel moves to the right (high frequency direction).
ΔFa = (Fifch1 + BWch1 / 2)-(Fifch2-BWch2 // 2-BWH2)
ΔFb = (Fifch1 + BWch1 / 2 / BWH1) − (Fifch2−BWch2 / 2)

図9(d)によれば、Nch1=奇数、Nch2=奇数である場合、サンプリング周波数Fsを増加することによって、第1の所望チャネルは右方向(高周波数方向)に移動し、第2の所望チャネルも右方向(高周波数方向)に移動する。
ΔFa=(Fifch1+BWch1/2)−(Fifch2−BWch2/2−BWH2)
ΔFb=(Fifch1+BWch1/2+BWL1)−(Fifch2−BWch2/2)
According to FIG. 9D, when Nch1 = odd and Nch2 = odd, the first desired channel moves to the right (high frequency direction) by increasing the sampling frequency Fs, and the second desired The channel also moves in the right direction (high frequency direction).
ΔFa = (Fifch1 + BWch1 / 2)-(Fifch2-BWch2 // 2-BWH2)
ΔFb = (Fifch1 + BWch1 / 2 / BWL1) − (Fifch2−BWch2 / 2)

(S802)ΔFa又はΔFbの一方又は両方が0以上であるか否かを判定する。 (S802) It is determined whether one or both of ΔFa and ΔFb is 0 or more.

(S803)ΔFa又はΔFbの一方又は両方が0以上である場合、2つの所望チャネルは、図10(a)のイメージの位置にある。即ち、第2のエイリアシングシステム帯域が第1の所望チャネルに周波数軸上で重なっているか、又は、第1のエイリアシングシステム帯域が第2の所望チャネルに周波数軸上で重なっている。このとき、次に、移動量相対差Δvが0以上であるか否かを判定する。 (S803) When one or both of ΔFa and ΔFb are equal to or greater than 0, the two desired channels are at the position of the image in FIG. That is, the second aliasing system band overlaps the first desired channel on the frequency axis, or the first aliasing system band overlaps the second desired channel on the frequency axis. At this time, it is next determined whether or not the movement amount relative difference Δv is 0 or more.

(S804)ΔFa又はΔFbの一方又は両方が0以上であって、且つ、移動量相対差Δvが0以上である場合、BW2−ΔFa+BWch1又はBW1−ΔFb+BWch2の大きい方を、ΔFとする。そして、ΔFs=ΔF/Δvとして、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出する。Fsを増加させることによって、一方のエイリアシングシステム帯域が、他方の所望チャネルに周波数軸上で重ならないように、2つの所望チャネルの位置を移動させる。 (S804) When one or both of ΔFa and ΔFb is 0 or more and the movement amount relative difference Δv is 0 or more, the larger of BW2−ΔFa + BWch1 or BW1−ΔFb + BWch2 is set to ΔF. Then, an unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is calculated as ΔFs = ΔF / Δv. By increasing Fs, the positions of the two desired channels are moved so that one aliasing system band does not overlap the other desired channel on the frequency axis.

(S805)ΔFa又はΔFbの一方又は両方が0以上であって、且つ、移動量相対差Δvが0よりも小さい場合、ΔFa又はΔFbの大きい方を、ΔFとする。そして、ΔFs=ΔF/(−Δv)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出する。 (S805) If one or both of ΔFa and ΔFb is equal to or greater than 0 and the movement amount relative difference Δv is smaller than 0, the larger ΔFa or ΔFb is defined as ΔF. Then, the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is calculated as ΔFs = ΔF / (− Δv).

(S812)ΔFa及びΔFbの両方が0よりも小さい場合、2つの所望チャネルは、図10(b)のイメージの位置にある。即ち、第2のエイリアシングシステム帯域が第1の所望チャネルに周波数軸上で重ならず、且つ、第1のエイリアシングシステム帯域が第2の所望チャネルに周波数軸上で重なっていない。このとき、ΔFa又はΔFbの大きい方を、ΔFとする。即ち、絶対値の小さい方をΔFとする。 (S812) If both ΔFa and ΔFb are smaller than 0, the two desired channels are at the position of the image in FIG. 10B. That is, the second aliasing system band does not overlap with the first desired channel on the frequency axis, and the first aliasing system band does not overlap with the second desired channel on the frequency axis. At this time, the larger of ΔFa or ΔFb is defined as ΔF. That is, the smaller absolute value is ΔF.

(S813)次に、移動量相対差Δvが0以上であるか否かを判定する。 (S813) Next, it is determined whether the movement amount relative difference Δv is 0 or more.

(S814)ΔFa及びΔFbの両方が0よりも小さく、且つ、移動量相対差Δvが0以上である場合、(−ΔF)/Δv、ΔFsOK1及びΔFsOK2の中で最小値をΔFsOKとして、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出する。Fsを増加させても、一方のエイリアシングシステム帯域が、他方の所望チャネルに周波数軸上で重ならない範囲を導出する。 (S814) When both ΔFa and ΔFb are smaller than 0 and the movement amount relative difference Δv is 0 or more, the minimum value among (−ΔF) / Δv, ΔFsOK1, and ΔFsOK2 can be used as ΔFsOK. The sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated. Even if Fs is increased, a range in which one aliasing system band does not overlap the other desired channel on the frequency axis is derived.

(S815)ΔFa及びΔFbの両方が0よりも小さく、且つ、移動量相対差Δvが0よりも小さい場合、ΔFsOK1及びΔFsOK2の中で最小値をΔFsOKとして、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出する。 (S815) When both ΔFa and ΔFb are smaller than 0 and the relative displacement Δv is smaller than 0, the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is set with ΔFsOK being the minimum value among ΔFsOK1 and ΔFsOK2. calculate.

前述した本発明の実施形態によれば、2つのシステム帯域の各所望チャネルを一括して標本化する場合におけるサンプリング周波数の算出について説明した。本発明によれば、これら実施形態を用いて、3つ以上のシステム帯域の各所望チャネルを一括して標本化する場合におけるサンプリング周波数も算出することができる。   According to the above-described embodiment of the present invention, the calculation of the sampling frequency when sampling each desired channel of the two system bands collectively has been described. According to the present invention, it is also possible to calculate a sampling frequency when sampling each desired channel of three or more system bands at once using these embodiments.

図11は、3つ以上のシステム帯域の各所望チャネルを一括して標本化する場合における算出順序の説明図である。   FIG. 11 is an explanatory diagram of a calculation order when sampling each desired channel of three or more system bands at once.

図11によれば、3つのシステム帯域が表されている。ここで、隣接する2つのシステム帯域の各所望チャネルの組合せ毎に、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出する。図11によれば、システム帯域1とシステム帯域2との間で利用可能なサンプリング周波数範囲を算出し、次に、システム帯域2とシステム帯域3との間で利用可能なサンプリング周波数範囲を算出する。そして、これら2つの利用可能なサンプリング周波数範囲の重複する範囲を、利用可能なサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKとして算出することができる。   According to FIG. 11, three system bands are represented. Here, the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated for each combination of desired channels in two adjacent system bands. According to FIG. 11, the sampling frequency range that can be used between the system band 1 and the system band 2 is calculated, and then the sampling frequency range that can be used between the system band 2 and the system band 3 is calculated. . Then, the overlapping range of these two available sampling frequency ranges can be calculated as the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK.

以上、詳細に説明したように、本発明のサンプリング周波数探索方法及びプログラムによれば、2つのシステム帯域における各所望チャネルを、1つのA/D変換器を用いて一括して標本化する場合であっても、計算量を増大することなく、利用可能なサンプリング周波数を探索することができる。これは、高速なA/D変換器を必要とせず、デジタル信号処理の計算量も削減でき、更には消費電力の低減をもたらし、結果的に受信機の小型化も可能とする。このようなサンプリング周波数探索方法及びプログラムは、サンプリング周波数を探索する発振周波数探索回路に、特に用途がある。   As described above in detail, according to the sampling frequency search method and program of the present invention, each desired channel in two system bands is sampled collectively using one A / D converter. Even in such a case, an available sampling frequency can be searched without increasing the amount of calculation. This does not require a high-speed A / D converter, can reduce the amount of calculation of digital signal processing, and further reduces power consumption. As a result, the receiver can be downsized. Such a sampling frequency search method and program have particular application to an oscillation frequency search circuit that searches for a sampling frequency.

前述した本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。   In the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications, and omissions in the scope of the technical idea and the viewpoint of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.

アンダーサンプリングを用いた場合における周波数成分のイメージ図である。It is an image figure of the frequency component in the case of using undersampling. アンダーサンプリングにおけるエイリアシングイメージの対応説明図である。It is a corresponding explanatory view of an aliasing image in undersampling. 受信機の機能構成図である。It is a functional block diagram of a receiver. 本発明におけるサンプリング周波数探索方法のフローチャートである。It is a flowchart of the sampling frequency search method in this invention. チャネル帯域判定処理のフローチャートである。It is a flowchart of a channel band determination process. 図5に対して、Nchが偶数である場合に、ΔFsに応じたエイリアシングシステム帯域の移動を表すイメージ図である。FIG. 6 is an image diagram showing movement of the aliasing system band according to ΔFs when Nch is an even number. 図5に対して、Nchが奇数である場合に、ΔFsに応じたエイリアシングシステム帯域の移動を表すイメージ図である。FIG. 6 is an image diagram showing movement of the aliasing system band according to ΔFs when Nch is an odd number. サンプリング周波数範囲算出処理のフローチャートである。It is a flowchart of a sampling frequency range calculation process. 図8のS801について、2つの所望チャネルの移動を表すイメージ図である。FIG. 9 is an image diagram showing movement of two desired channels in S801 of FIG. ΔFa及びΔFbが正又は負の場合について、所望チャネルの位置関係を表すイメージ図である。It is an image figure showing the positional relationship of a desired channel about the case where (DELTA) Fa and (DELTA) Fb are positive or negative. 3つ以上のシステム帯域の各所望チャネルを一括して標本化する場合における算出順序の説明図である。It is explanatory drawing of the calculation order in the case of sampling each desired channel of three or more system bands collectively.

符号の説明Explanation of symbols

101 アンテナ
102 低雑音増幅器、LNA
103 帯域通過フィルタ、バンドパスフィルタ、BPF
104 A/D変換器、ADC
105 信号分離部
106 直交復調器
107 低域通過フィルタ、ローパスフィルタ
108 復調器
109 サンプリングクロック生成部
110 CPU、コンピュータ
101 antenna 102 low noise amplifier, LNA
103 Band pass filter, band pass filter, BPF
104 A / D converter, ADC
105 Signal Separator 106 Orthogonal Demodulator 107 Low-Pass Filter, Low-Pass Filter 108 Demodulator 109 Sampling Clock Generator 110 CPU, Computer

Claims (10)

アンダーサンプリングによってRF(Radio Frequency)信号に含まれる複数のシステム帯域の各所望チャネルを、一括して標本化するためのサンプリング周波数Fsを探索する受信機のサンプリング周波数探索方法であって、
全てのエイリアシングシステム帯域について、周波数0及びFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該エイリアシングシステム帯域の所望チャネルに周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを設定する第1のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第2のステップと、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
全ての所望チャネル毎に、他の全てのエイリアシングシステム帯域が周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出する第3のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第4のステップと
を有することを特徴とする受信機のサンプリング周波数探索方法。
A receiver sampling frequency search method for searching for a sampling frequency Fs for sampling each desired channel in a plurality of system bands included in an RF (Radio Frequency) signal by undersampling,
Sampling frequency range that can be used or not used for all aliasing system bands so that a aliased image of the aliasing system band based on frequency 0 and Fs / 2 does not overlap the desired channel of the aliasing system band on the frequency axis. A first step of setting Fs to Fs + ΔFs;
A second step of repeating the first step again by substituting Fs + ΔFs for Fs when the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set;
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
A third step of calculating available or unusable sampling frequency ranges Fs to Fs + ΔFs so that all other aliasing system bands do not overlap on the frequency axis for every desired channel;
A sampling frequency search method for a receiver, comprising: a fourth step of repeating the first step by substituting Fs + ΔFs into Fs when the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set .
第3のステップ及び第4のステップを実行した後、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
第1のステップ及び第2のステップを実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の受信機のサンプリング周波数探索方法。
After performing the third step and the fourth step,
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
The receiver sampling frequency search method according to claim 1, wherein the first step and the second step are executed.
所望チャネルの中心周波数Fchが前記サンプリング周波数Fsによって折り返される回数を、Nch(=fix(Fch/(Fs/2))、fix():引数の小数点以下を切り捨てる関数)とし、
第1のステップは、所望チャネル毎に、
前記Nchが偶数又は奇数である場合、サンプリング周波数Fsの増加に応じて前記所望チャネルが低周波数方向又は高周波数方向へ移動する特性を用いて、周波数0又はFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重ならないとき、利用可能のサンプリング周波数範囲を算出し、逆に、周波数軸上で重なるとき、利用不可のサンプリング周波数範囲を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の受信機のサンプリング周波数探索方法。
The number of times the center frequency Fch of the desired channel is turned back by the sampling frequency Fs is Nch (= fix (Fch / (Fs / 2)), fix (): a function for truncating the decimal part of the argument)
The first step is for each desired channel:
When the Nch is even or odd, the aliasing system band based on the frequency 0 or Fs / 2 is used by using the characteristic that the desired channel moves in the low frequency direction or the high frequency direction as the sampling frequency Fs increases. When the aliasing image does not overlap the desired channel on the frequency axis, an available sampling frequency range is calculated. Conversely, when the aliasing image overlaps on the frequency axis, an unusable sampling frequency range is calculated. The sampling frequency search method of the receiver of Claim 1 or 2.
所望チャネルの帯域幅をBWch(Band Width channel)とし、その最高境界周波数と周波数Fs/2との差をBHch(Band High channel)とし、その最低境界周波数と周波数0との差をBLch(Band Low channel)とし、
第1のステップは、所望チャネル毎に、
折り返し回数Nchが偶数である場合、
周波数0又はFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重ならないとき、ΔFsOK=(BL−BWL/2)/(Nch/2)として、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、
周波数0に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsL=(BL+BWch+BWH/2)/(Nch/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLを算出し、
周波数Fs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsH=(BWH/2−BH)/(Nch/2+1/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHを算出し、
折り返し回数Nchが奇数である場合、
周波数0又はFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重ならないとき、ΔFsOK=(BH−BWL/2)/(Nch/2)として、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、
周波数0に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsL=(BWH/2−BL)/(Nch/2+1/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsLを算出し、
周波数Fs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該所望チャネルに周波数軸上で重なるとき、ΔFsH=(BH+BWch+BWH/2)/(Nch/2)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsHを算出する
ことを特徴とする請求項3に記載の受信機のサンプリング周波数探索方法。
The desired channel bandwidth is BWch (Band Width channel), the difference between the highest boundary frequency and frequency Fs / 2 is BHch (Band High channel), and the difference between the lowest boundary frequency and frequency 0 is BLch (Band Low channel). channel),
The first step is for each desired channel:
When the number of turn-backs Nch is an even number,
Sampling available as ΔFsOK = (BL−BWL / 2) / (Nch / 2) when the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 or Fs / 2 does not overlap the desired channel on the frequency axis Calculate the frequency range Fs ~ Fs + ΔFsOK,
When the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis, ΔFsL = (BL + BWch + BWH / 2) / (Nch / 2) is calculated, and the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsL is calculated. And
When the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps with the desired channel on the frequency axis, ΔFsH = (BWH / 2−BH) / (Nch / 2 + 1/2), and an unusable sampling frequency The range Fs to Fs + ΔFsH is calculated,
When the number of times Nch is an odd number,
Sampling available as ΔFsOK = (BH−BWL / 2) / (Nch / 2) when the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 or Fs / 2 does not overlap the desired channel on the frequency axis Calculate the frequency range Fs ~ Fs + ΔFsOK,
When the aliasing system band aliasing image based on frequency 0 overlaps the desired channel on the frequency axis, ΔFsL = (BWH / 2−BL) / (Nch / 2 + 1/2), and an unusable sampling frequency range Fs ~ Fs + ΔFsL is calculated,
When the aliasing system band aliasing image based on the frequency Fs / 2 overlaps the desired channel on the frequency axis, ΔFsH = (BH + BWch + BWH / 2) / (Nch / 2), and an unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsH The receiver sampling frequency search method according to claim 3, wherein:
第3のステップは、
2つのシステム帯域の各所望チャネルを、一括して標本化する場合、
サンプリング周波数Fsの単位増分量あたりの、エイリアシングシステム帯域の周波数移動量をv(高周波数方向を正とする)とし、第1の所望チャネルの周波数移動量v1と、第2の所望チャネルの周波数移動量v2との移動量相対差をΔv(=v1−v2)とし、
第2のエイリアシングシステム帯域を起点として第1の所望チャネルまでの間隔をΔFaとし、第2の所望チャネルを起点として第1のエイリアシングシステム帯域までの間隔をΔFbとし、
ΔFa又はΔFbの一方又は両方が0以上である場合、
移動量相対差Δvが0以上であるとき、BW2−ΔFa+BWch1又はBW1−ΔFb+BWch2の大きい方をΔFとし、ΔFs=ΔF/Δvとして、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出し、
移動量相対差Δvが0よりも小さいとき、ΔFa及びΔFbの大きい方をΔFとし、ΔFs=ΔF/(−Δv)として、利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出し、
ΔFa又はΔFbの両方が0よりも小さい場合、ΔFa及びΔFbの大きい方をΔFとした上で、
移動量相対差Δvが0以上であるとき、(−ΔF)/Δv、ΔFsOK1及びΔFsOK2の中で最小値をΔFsOKとして、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、
移動量相対差Δvが0よりも小さいとき、ΔFsOK1及びΔFsOK2の中で最小値をΔFsOKとして、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の受信機のサンプリング周波数探索方法。
The third step is
If you want to sample each desired channel in two system bands together,
The frequency shift amount of the aliasing system band per unit increment of the sampling frequency Fs is v (the high frequency direction is positive), the frequency shift amount v1 of the first desired channel, and the frequency shift of the second desired channel. The relative movement difference from the amount v2 is Δv (= v1−v2),
The interval from the second aliasing system band to the first desired channel is ΔFa, the interval from the second desired channel to the first aliasing system band is ΔFb,
When one or both of ΔFa or ΔFb is 0 or more,
When the movement amount relative difference Δv is 0 or more, the larger of BW2−ΔFa + BWch1 or BW1−ΔFb + BWch2 is set to ΔF, and ΔFs = ΔF / Δv, and the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is calculated.
When the movement amount relative difference Δv is smaller than 0, the larger of ΔFa and ΔFb is set as ΔF, and ΔFs = ΔF / (− Δv) is used to calculate the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
When both ΔFa and ΔFb are smaller than 0, the larger of ΔFa and ΔFb is set as ΔF,
When the movement amount relative difference Δv is equal to or greater than 0, the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated with ΔFsOK being the minimum value among (−ΔF) / Δv, ΔFsOK1 and ΔFsOK2.
5. The receiver according to claim 4, wherein when the movement amount relative difference Δv is smaller than 0, an available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated with ΔFsOK being the minimum value among ΔFsOK1 and ΔFsOK2. Sampling frequency search method.
第1の所望チャネル及び第1のエイリアシングシステム帯域又は第2の所望チャネル及び第2のエイリアシングシステム帯域のいずれか一方が、オーバーサンプリングによって検出された帯域であることを特徴とする請求項5に記載の受信機のサンプリング周波数探索方法。   The first desired channel and the first aliasing system band or the second desired channel and the second aliasing system band are bands detected by oversampling. Sampling frequency search method for receivers. 第3のステップは、
3つ以上のシステム帯域の各所望チャネルを、一括して標本化する場合、
隣接する2つのシステム帯域の各所望チャネルの組合せ毎に、利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを算出し、それら全ての範囲の中で重複するサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsOKを導出する
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の受信サンプリング周波数探索方法。
The third step is
When sampling each desired channel of three or more system bands at once,
The available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK is calculated for each combination of desired channels in two adjacent system bands, and the sampling frequency range Fs to Fs + ΔFsOK that overlaps in all these ranges is derived. The reception sampling frequency search method according to claim 5 or 6.
アンダーサンプリングによってRF信号に含まれる複数のシステムの各所望チャネルを、一括して標本化するためのサンプリング周波数Fsを探索する受信機に搭載されたコンピュータを実行させる周波数探索プログラムであって、
全てのエイリアシングシステム帯域について、周波数0及びFs/2に基づく当該エイリアシングシステム帯域の折り返しイメージが、当該エイリアシングシステム帯域の所望チャネルに周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを設定する第1のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第2のステップと、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
全ての所望チャネル毎に、他の全てのエイリアシングシステム帯域が周波数軸上で重ならないように、利用可能又は利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsを算出する第3のステップと、
利用不可のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsが設定された場合、FsにFs+ΔFsを代入して、再度、第1のステップを繰り返す第4のステップと
してコンピュータを実行させることを特徴とする受信機用のサンプリング周波数探索プログラム。
A frequency search program for causing a computer mounted on a receiver to search for a sampling frequency Fs for sampling each desired channel of a plurality of systems included in an RF signal by undersampling collectively,
Sampling frequency range that can be used or not used for all aliasing system bands so that a aliased image of the aliasing system band based on frequency 0 and Fs / 2 does not overlap the desired channel of the aliasing system band on the frequency axis. A first step of setting Fs to Fs + ΔFs;
A second step of repeating the first step again by substituting Fs + ΔFs for Fs when the unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set;
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
A third step of calculating available or unusable sampling frequency ranges Fs to Fs + ΔFs so that all other aliasing system bands do not overlap on the frequency axis for every desired channel;
Sampling for a receiver characterized in that, when an unusable sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs is set, Fs + ΔFs is substituted for Fs and the computer is executed again as a fourth step to repeat the first step. Frequency search program.
第3のステップ及び第4のステップを実行した後、
利用可能のサンプリング周波数範囲Fs〜Fs+ΔFsの中で、
第1のステップ及び第2のステップを実行する
ことを特徴とする請求項8に記載の受信機のサンプリング周波数探索プログラム。
After performing the third step and the fourth step,
Within the available sampling frequency range Fs to Fs + ΔFs,
The receiver sampling frequency search program according to claim 8, wherein the first step and the second step are executed.
請求項8又は9のいずれか1項に記載のプログラムを実行するコンピュータと、
前記コンピュータから出力されるサンプリング周波数Fsに応じて、サンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成手段と、
前記サンプリングクロックに応じて、受信したアナログ信号を、デジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と
を有することを特徴とする受信機。
A computer that executes the program according to any one of claims 8 and 9,
Sampling clock generating means for generating a sampling clock according to the sampling frequency Fs output from the computer;
A receiver comprising analog / digital conversion means for converting a received analog signal into a digital signal in accordance with the sampling clock.
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