JP5354750B2 - イメージ信号を除去するアンダーサンプリングを用いた受信機、プログラム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のＲＦ(Radio Frequency)帯域信号を同時に受信する、アンダーサンプリングを用いた受信機の技術に関する。

近年、無線通信規格の発展に伴って、通信の大容量化が進んできている。特に、IMT-Advancedによれば、静止時に１Ｇｂｐｓ、移動時でも数百Ｍｂｐｓの伝送レートを達成することが目標とされている。この目標を達成するためには、周波数帯域幅が、１００ＭＨｚ程度、必要と考えられている。しかしながら、周波数リソースは既に逼迫しており、連続的な広帯域を一括で確保することは、非常に困難となっている。

この問題を解決するため、スペクトラムアグリゲーションの技術がある。「スペクトラムアグリゲーション」とは、周波数帯域が互いに離れた複数の帯域を束ねて同時に送信する技術である。この技術によれば、複数の帯域を同時に利用することによって、広い周波数帯域を確保することができる。

また、コグニティブ無線技術の分野によれば、複数の異なる通信システムを同時に組み合わせた通信回線を、ユーザに提供する技術が検討されている。この技術の場合にも、無線機は、複数の異なるＲＦ帯域信号を同時に受信する必要がある。

複数のＲＦ帯域信号を同時に受信するには、ＲＦ帯域信号毎にそれぞれ、受信回路を備える場合が多い。この場合、コストが増加し、且つ、回路サイズが増大するという問題がある。これに対し、受信機の直交復調器の後段回路を共通化し、複数のＲＦ帯域信号を同時に受信する技術がある（例えば特許文献１参照）。

図１は、従来技術における受信機の機能構成図である。

図１によれば、３つのＲＦ帯域信号を一括してサンプリングする受信機１が表されている（例えば特許文献１参照）。３つのアンテナ１０によって受信された各ＲＦ帯域信号は、システム帯域毎の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）１１によって、不要な周波数成分が除去される。次に、その信号は、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１２によって増幅される。増幅された３つのＲＦ帯域信号は、合成器１３によって合成される。合成されたＲＦ帯域信号は、周波数変換機能としての直交復調器１４に入力される。

直交復調器（乗算器）１４は、単一の局部周波数発振器１４０から出力される局部発振周波数ｆ（正弦波）に基づいて、ＲＦ帯域をＩＦ(Intermediate Frequency、中間周波数)帯域へ変換する。直交復調器１４から出力される複素ＩＦ信号は、第１のＲＦ信号の中心周波数Ｆ_R1と局部発振周波数ｆとにおける和と差の周波数成分を持つ信号と、第２のＲＦ信号の中心周波数Ｆ_R2と局部発振周波数ｆとにおける和と差の周波数成分を持つ信号と、第３のＲＦ信号の中心周波数Ｆ_R３と局部発振周波数ｆとにおける和と差の周波数成分を持つ信号とを含む。

直交復調器１４から出力された同相ＩＦ信号及び直交ＩＦ信号はそれぞれ、別個のＩＦ帯域通過フィルタ１５へ入力される。ＩＦ帯域通過フィルタ１５は、ＩＦ信号に対して、和の周波数成分を持つ信号を除去する。そして、所定通過帯域のＩＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器１６に入力される。このとき、ＩＦ帯域通過フィルタとして、バンドパスフィルタを使用することも可能であり、複数のＩＦ周波数を持つ場合には、それら複数のＩＦ周波数の信号を通過させるマルチバンドパスフィルタを使用して所定帯域以外の信号を除去する。

Ａ／Ｄ変換器１６は、アンダーサンプリングによって一括して周波数変換を実行する。Ａ／Ｄ変換器１６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１６０から出力される。サンプリング周波数Ｆsは、プロセッサ部（ＣＰＵ）１７の指示に基づくものであって、アンダーサンプリング後の全ての希望信号のスペクトルが、互いに重ならないように適切に選択される。これによって、Ａ／Ｄ変換器１６から、Low-IF信号が出力される。そのLow-IF信号は、デジタルシグナルプロセッサ部１８に入力される。

「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。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、折り返し雑音の影響を軽減するために、高性能のノイズ除去フィルタが必要となる。

特開２０１０−１１３７６号公報

Gye-Tae Gil、Young-Doo Kim、Lee, Y.H.、KoreaTelecom, Daejeon、「Non-Data-Aided Approach to I/Q Mismatch Compensation inLow-IF Receivers」、IEEE Transactions on signal processing, VOL. 55, NO. 7, JULY2007、[online]、［平成２２年７月１４日検索］、インターネット＜URL:http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?url=http://ieeexplore.ieee.org/iel5/78/4244638/04244676.pdf%3Farnumber%3D4244676&authDecision=-203＞

図２は、ＲＦ帯域信号とイメージ信号とを表す説明図である。

図２（ａ）によれば、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を高くした場合の説明図である。前述した従来技術における受信機の機能構成によれば、Ａ／Ｄ変換器及びデジタル信号処理回路の省電力化を図るべく、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を低く抑えることが好ましい。ここで、複数のＲＦ帯域信号を直接的にアンダーサンプリングする場合には、周波数軸上で希望信号が重ならないようにした上で、できるだけ低いサンプリング周波数を設定しなければならない。

図２（ｂ）によれば、アンダーサンプリングによる周波数変換後の信号が、周波数軸上の正負の領域で隣り合うように設定されている。即ち、周波数変換後の各信号の周波数の絶対値が、一部又は全てで等しくなる。これによって、サンプリング周波数を低く抑えることができる。

しかしながら、受信回路のＩＱミスマッチによって生じるイメージ信号によって、ＲＦ帯域信号同士で互いに干渉し合う場合がある。このとき、受信信号の波形品質が劣化することとなる。

そこで、本発明は、アンダーサンプリングによってＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を低く抑えると共に、ＩＱミスマッチによって生じるイメージ信号による受信信号の波形品質の劣化を防ぐことができる受信機、プログラム及び方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、複数のＲＦ(Radio Frequency)帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のＲＦ帯域信号を合成する合成器と、合成されたＲＦ帯域信号を複素ＩＦ帯域信号に変換する単一の直交復調器と、複素ＩＦ帯域信号を１つのサンプリング周波数Ｆsで一括してアンダーサンプリングするＡ／Ｄ変換器とを有する受信機において、
各アンテナと合成器との間で、１つのＲＦ帯域信号のみを通過させるべく切替制御されるスイッチ部と、
Ａ／Ｄ変換器から出力されたＩＦ帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するデジタルシグナルプロセッサ部と
を有し、
デジタルシグナルプロセッサ部は、
希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
帯域信号毎に、ＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
ＲＦ帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と
して機能させ、
スイッチ部が、複数のＲＦ帯域信号を同時に受信していないとき、ＲＦ帯域信号毎に切替制御することによって、デジタルシグナルプロセッサが、帯域信号毎の補正係数を算出することを特徴とする。

本発明の受信機における他の実施形態によれば、デジタルシグナルプロセッサ部は、直交復調手段から出力された希望信号及びイメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることも好ましい。

本発明の受信機における他の実施形態によれば、スイッチ手段の前段に設けられた、試験信号の入力を切り替える試験信号スイッチと、試験信号スイッチに、試験信号を供給する試験信号発生部とを更に有することも好ましい。

本発明によれば、複数のＲＦ帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のＲＦ帯域信号を合成する合成器と、合成されたＲＦ帯域信号を複素ＩＦ帯域信号に変換する単一の直交復調器と、複素ＩＦ帯域信号を１つのサンプリング周波数Ｆsで一括してアンダーサンプリングするＡ／Ｄ変換器とを有する受信機に搭載されたデジタルシグナルプロセッサを機能させるプログラムにおいて、
受信機は、各アンテナと合成器との間で、１つのＲＦ帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
デジタルシグナルプロセッサは、Ａ／Ｄ変換器から出力されたＩＦ帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するものであり、
希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
帯域信号毎に、ＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
ＲＦ帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と
して機能させ、
複数のＲＦ帯域信号を同時に受信していないとき、ＲＦ帯域信号毎に切替制御されることによって、デジタルシグナルプロセッサが、帯域信号毎の補正係数を算出することを特徴とする。

本発明の受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラムにおける他の実施形態によれば、直交復調手段から出力された希望信号及びイメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることも好ましい。

本発明によれば、複数のＲＦ帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のＲＦ帯域信号を合成する合成器と、合成されたＲＦ帯域信号を複素ＩＦ帯域信号に変換する単一の直交復調器と、複素ＩＦ帯域信号を１つのサンプリング周波数Ｆsで一括してアンダーサンプリングするＡ／Ｄ変換器とを有する受信機におけるデジタル信号処理方法において、
受信機は、各アンテナと合成器との間で、１つのＲＦ帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
Ａ／Ｄ変換器から出力されたＩＦ帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するために、
希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する第１のステップと、
帯域信号毎に、ＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する第２のステップと、
イメージ信号における複素共役信号を出力する第３のステップと、
複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する第４のステップと、
ＲＦ帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する第５のステップとを有し、
複数のＲＦ帯域信号を同時に受信していないとき、ＲＦ帯域信号毎に切替制御されることによって、帯域信号毎の補正係数を算出することを特徴とする。

本発明の受信機、プログラム及び方法によれば、アンダーサンプリングによってＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を低く抑えると共に、ＩＱミスマッチによって生じるイメージ信号による受信信号の波形品質の劣化を防ぐことができる。

従来技術における受信機の機能構成図である。 ＲＦ帯域信号とイメージ信号とを表す説明図である。 本発明の受信機における機能構成図である。 ３つのＲＦ帯域信号を表す説明図である。 ＤＳＰ内部の機能構成図である。 第１のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。 第２のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。 第３のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。 試験信号発生器を用いた受信機の機能構成図である。 図６〜８とは異なるＲＦ帯域信号の配置を表す説明図である。 図１０に対応するＤＳＰ内部の機能構成図である。 第１のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。 第２のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図３は、本発明の受信機における機能構成図である。

図３の受信機１は、図１と比較して、ＲＦ帯域信号毎に、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２と合成器１３との間に、スイッチ２１が設けられている。スイッチ２１は、２入力１出力のものであって、第１の入力はＬＮＡ１３に接続され、第２の入力は終端されている。また、スイッチ２１の出力は、合成器１３に接続される。尚、スイッチ２１の入力ポートの切り替えは、プロセッサ１７から制御される。３つのスイッチ２１から出力されたＲＦ帯域信号は、合成器１３によって合成され、直交復調器１４に入力される。

直交復調器１４は、ＲＦ帯域信号をＩＦ帯域信号へ周波数変換する。直交復調器１４が局部発振周波数を乗算することによって生じる周波数成分の中で、和の周波数成分は、バンドパスフィルタ１５によって除去される。これによって、Ａ／Ｄ変換器１６には、３つの帯域信号における、各帯域のキャリア周波数と局部発振周波数との差の中間周波数に周波数変換されたＩＦ信号が入力される。

図３によれば、プロセッサ１７は、局部周波数発振器１４０の局部発振周波数と、Ａ／Ｄ変換器１６のサンプリング周波数とを調整する。これによって、アンダーサンプリングにおける周波数変換後のLow-IF帯域信号の周波数軸上の位置を調整する。尚、局部発振周波数とサンプリング周波数とは、図１における従来技術における設定と同じである。

図４は、３つのＲＦ帯域信号を表す説明図である。

図４（ａ）によれば、例えば、ＲＦ帯域信号として、以下のキャリア周波数及び帯域幅が用いられているとする。
第１のＲＦ帯域信号Ｓ₁：キャリア周波数1442.5MHz、帯域幅5MHz
第２のＲＦ帯域信号Ｓ₂：キャリア周波数817.5MHz、 帯域幅5MHz
第３のＲＦ帯域信号Ｓ₃：キャリア周波数1930MHz、 帯域幅10MHz

また、前述した図３の構成によれば、以下のように設定されているとする。
局部発振周波数：1375MHz
Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数：20MHz
Low-IF帯における各帯域周波数：
fIF1＝+7.5MHz
fIF2＝+2.5MHz
fIF3＝-5MHz

図４（ｂ）によれば、直交復調器におけるＩＱミスマッチの影響を受けた、各帯域信号のイメージ信号を表す。第１のＲＦ帯域信号Ｓ₁及び第２のＲＦ帯域信号Ｓ_２のイメージ信号は、第３のＲＦ帯域信号Ｓ_３に干渉している。また、第３のＲＦ帯域信号Ｓ_３のイメージ信号は、第１のＲＦ帯域信号Ｓ₁及び第２のＲＦ帯域信号Ｓ_２に干渉している。

図５は、ＤＳＰ内部の機能構成図である。

図５によれば、Ａ／Ｄ変換器からの同相成分の入力系列をｒ_Iとし、Ａ／Ｄ変換器からの直交成分の入力系列をｒ_Qとする。ここで、直交成分の入力系列をｒ_Qには、複素系列jを乗算する。そして、両入力系列ｒ_I及びをj×ｒ_Qを合成し、複素信号系列ｒ_nを得る。
ｒ_n＝ｒ_I＋j×ｒ_Q

図６は、第１のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。

第１のＲＦ帯域信号のスイッチ２１のみをＬＮＡ側に接続し、他の帯域信号のスイッチ２１を終端側に接続する。この制御は、プロセッサ１７によって実行される。これによって、第１のＲＦ帯域信号のみが通過した複素信号系列ｒ_nが入力される。ここで、複素信号系列ｒ_nは、第１のＲＦ帯域信号Ｓ₁と、そのイメージ信号Ｓ₁'とを含む（図６（ａ）参照）。

第１の信号処理部は、直交復調部１８３と、帯域通過フィルタ１８４と、補正係数算出部１８５と、複素共役演算部１８６と、補正係数乗算部１８７と、減算部１８８とを有し、送信データ系列Ｓ₁を出力する。これら機能構成部は、デジタルシグナルプロセッサに対するプログラムを実行することによって実現される。

直交復調部１８３は、帯域信号の希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する。希望信号は、複素信号系列ｒ_nに乗算器によってｅ^-j2πfIF1nTを乗算することによって得られる（T：サンプリング周波数20MHzの逆数、n：正の整数）（図６（ｂ）参照）。また、イメージ信号は、複素信号系列ｒ_nに乗算器によってｅ^j2πfIF1nTを乗算することによって得られる（図６（ｃ）参照）。

帯域通過フィルタ１８４は、直交復調部１８３から出力された希望信号及びイメージ信号それぞれに対して、例えば、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかける。ここで、ローパスフィルタの通過帯域幅は、正負の周波数を合わせた帯域幅を表す。正の周波数領域のみを見ると、通過帯域幅2.5MHzのローパスフィルタとなる。帯域通過フィルタ１８４から出力された希望信号はＸ_1nと表され、イメージ信号はＺ_1nと表される。

補正係数算出部１８５は、ＲＦ帯域信号毎に、ＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する。補正係数は、Ｘ_1n及びＺ_1nを用いて算出される。この計算方法は、既存技術として数多く提案されている。例えば、先行技術文献２によれば、Ｘ_1n、Ｚ_1nのＮ個の入力系列(n=0,1,…,N-1）を用いて、以下のように補正係数α１を算出することができる。算出された補正係数α₁は、保持される。

複素共役演算部１８６は、イメージ信号における複素共役信号を出力する。複素共役(complex conjugation)とは、ある複素数に対し、その虚部の符号を入れ替えたものである。

補正係数乗算部１８７は、複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する。ここでは、例えば、第１のＲＦ帯域信号の希望信号の周波数軸上には、第３のＲＦ帯域信号のイメージ信号が干渉している。そこで、第３のＲＦ帯域信号の補正係数α₃が、複素共役信号に乗算される。

減算部１８８は、ＲＦ帯域信号の希望信号Ｘ_1nから、複素係数が乗算されたＺ_1nの複素共役信号を減算する。減算後の信号は、第１のＲＦ帯域信号における希望信号Ｓ_１であって、他のＲＦ帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。

図７は、第２のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。

第２のＲＦ帯域信号のスイッチ２１のみをＬＮＡ側に接続し、他の帯域信号のスイッチ２１を終端側に接続する。これによって、第２のＲＦ帯域信号のみが通過した複素信号系列ｒ_nが入力される。ここで、複素信号系列ｒ_nは、第２のＲＦ帯域信号Ｓ_２と、そのイメージ信号Ｓ_２'とを含む（図７（ａ）参照）。

第２の信号処理部によれば、直交復調部１８３によって、希望信号は、複素信号系列ｒ_nにｅ^-j2πfIF2nTを乗算することによって得られる（図７（ｂ）参照）。また、イメージ信号は、複素信号系列ｒ_nにｅ^j2πfIF2nTを乗算することによって得られる（図７（ｃ）参照）。

帯域通過フィルタ１８４は、直交復調部１８３から出力された希望信号及びイメージ信号それぞれに対して、例えば、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかける。帯域通過フィルタ１８４から出力された希望信号は、Ｘ_2nと表され、帯域通過フィルタ１８４から出力されたイメージ信号は、Ｚ_2nと表される。

補正係数算出部１８５は、第２のＲＦ帯域信号におけるＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する。

複素共役演算部１８６は、イメージ信号における複素共役信号を出力する。ここでは、例えば、第２のＲＦ帯域信号の希望信号の周波数軸上には、第３のＲＦ帯域信号のイメージ信号が干渉している。そこで、補正係数乗算部１８７は、複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する第３のＲＦ帯域信号について算出された補正係数α₃を、乗算する。減算部１８８は、ＲＦ帯域信号の希望信号Ｘ_2nから、複素係数が乗算されたＺ_2nの複素共役信号を減算する。減算後の信号は、第２のＲＦ帯域信号における希望信号Ｓ₂であって、他のＲＦ帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。

図８は、第３のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。

第３のＲＦ帯域信号のスイッチ２１のみをＬＮＡ側に接続し、他の帯域信号のスイッチ２１を終端側に接続する。これによって、第３のＲＦ帯域信号のみが通過した複素信号系列ｒ_nが入力される。ここで、複素信号系列ｒ_nは、第３のＲＦ帯域信号Ｓ₃と、そのイメージ信号Ｓ₃'とを含む（図８（ａ）参照）。

第３の信号処理部によれば、直交復調部１８３によって、希望信号は、複素信号系列ｒ_nにｅ^-j2πfIF3nTを乗算することによって得られる（図７（ｂ）参照）。また、イメージ信号は、複素信号系列ｒ_nにｅ^j2πfIF3nTを乗算することによって得られる（図７（ｃ）参照）。

帯域通過フィルタ１８４は、直交復調部１８３から出力された希望信号及びイメージ信号それぞれに対して、所望帯域のみをフィルタリングする。例えば、通過帯域幅10MHzのローパスフィルタをかける。帯域通過フィルタ１８４から出力された希望信号は、Ｘ_3nと表され、帯域通過フィルタ１８４から出力されたイメージ信号は、Ｚ_3nと表される。

補正係数算出部１８５は、第３のＲＦ帯域信号におけるＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する。

第３のＲＦ帯域信号の希望信号の周波数軸上には、第１及び第２のＲＦ帯域信号のイメージ信号が干渉している。そこで、第３の帯域信号の希望信号Ｘ_3nから、以下の信号を減算する。
（１）複素信号系列ｒ_nにｅ^-j2πfIF1nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号Ｘ_1nにｅ^{-j2π(-fIF3-fIF1)nT}を乗算して複素周波数変換した信号の複素共役信号に、補正係数α₁を乗算した信号を減算する。
（２）複素信号系列ｒ_nにｅ^-j2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号Ｘ_2nにｅ^{-j2π(-fIF3-fIF2)nT}を乗算して複素周波数変換した信号の複素共役信号に、補正係数α₂を乗算した信号を更に減算する。
減算後の信号は、第３のＲＦ帯域信号における希望信号Ｓ₃であって、他のＲＦ帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。

前述したように、スイッチ部２１に対してＲＦ帯域信号毎に順次、切替制御することよって、補正係数α₁、α₂、α₃が算出される。その後、複数のＲＦ帯域信号を同時に受信し、デジタルシグナルプロセッサが第１〜第３の信号処理部を並列に実行することによって、イメージ信号が除去された希望信号Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃が得られる。

図９は、試験信号発生器を用いた受信機の機能構成図である。

図９によれば、図３と比較して、スイッチ部２１の前段に設けられた、試験信号の入力を切り替える試験信号スイッチ２３と、試験信号スイッチ２３に試験信号を供給する試験信号発生部２２とを更に有する。一定の試験信号を、ＲＦ帯域信号として用いることによって、適切な補正係数を導出することができる。試験信号スイッチ２３及び試験信号発生部２２は、プロセッサ１７から制御される。

図１０は、図６〜８とは異なるＲＦ帯域信号の配置を表す説明図である。

図１０によれば、例えば、ＲＦ帯域信号として、以下の帯域幅が用いられているとする。
第１のＲＦ帯域信号Ｓ₁：帯域幅15MHz
第２のＲＦ帯域信号Ｓ₂：帯域幅5MHz
Low-IF帯における各帯域周波数：
fIF1＝-2.5MHz
fIF2＝+7.5MHz
図１０のように、アンダーサンプリング後の帯域信号が、周波数軸上の正と負の両方の領域に存在する。

図１１は、図１０に対応するＤＳＰ内部の機能構成図である。

図１２は、第１のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。

第１のＲＦ帯域信号に対する第１の信号処理部は、以下のように機能する。
（１）複素信号系列ｒ_nにｅ^-j2πfIF1nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅15MHzのローパスフィルタをかけた信号Ｘ_1nを得る。更に、その信号Ｘ_1nにｅ^j2πfIF1nTを乗算して複素周波数変換する。この複素周波数変換後の信号から、同信号の複素共役信号に補正係数α₁を乗算した信号を減算する。
（２）また、複素信号系列ｒ_nにｅ^-j2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号Ｘ_2nを得る。その信号Ｘ_2nにｅ^-j2πf0nTを乗算して複素周波数変換する。この複素周波数変換後の信号の複素共役信号に補正係数α₂を乗算した信号を減算する。尚、f0=2.5MHzとする。
減算後の信号は、第１のＲＦ帯域信号における希望信号Ｓ_１であって、他のＲＦ帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。

図１３は、第２のＲＦ帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列ｒ_nを表す。

第２のＲＦ帯域信号に対する第２の信号処理部は、以下のように機能する。
（１）複素信号系列ｒ_nにｅ^-j2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号Ｘ_2nを得る。
（２）複素信号系列ｒ_nにｅ^j2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号Ｚ_2nの複素共役信号に補正係数α₁を乗算した信号を減算する。
減算後の信号は、第２のＲＦ帯域信号における希望信号Ｓ_２であって、他のＲＦ帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。

以上、詳細に説明したように、本発明の受信機、プログラム及び方法によれば、アンダーサンプリングによってＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を低く抑えると共に、ＩＱミスマッチによって生じるイメージ信号による受信信号の波形品質の劣化を防ぐことができる。

前述した本発明の種々の実施形態について、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。

１ 受信機
１０ アンテナ
１１ ＲＦ帯域用の帯域通過フィルタ、ＲＦ−ＢＰＦ
１２ 低雑音増幅器、ＬＮＡ
１３ 合成器
１４ 直交復調器
１４０ 局部周波数発振器
１５ ＩＦ帯域用の帯域通過フィルタ、ＩＦ−ＢＰＦ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１６０ サンプリングクロック生成器
１７ プロセッサ部
１８ ＤＳＰ部、デジタルシグナルプロセッサ部
１８１ 乗算部
１８２ 合成部
１８３ 直交復調部
１８４ 帯域通過フィルタ
１８５ 補正係数算出部
１８６ 複素共役演算部
１８７ 補正係数乗算部
１８８ 減算部
２１ スイッチ部
２２ 試験信号スイッチ部
２３ 試験信号発生器

Claims (6)

1. 複数のＲＦ(Radio Frequency)帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のＲＦ帯域信号を合成する合成器と、合成されたＲＦ帯域信号を複素ＩＦ帯域信号に変換する単一の直交復調器と、前記複素ＩＦ帯域信号を１つのサンプリング周波数Ｆsで一括してアンダーサンプリングするＡ／Ｄ変換器とを有する受信機において、
   各アンテナと前記合成器との間で、１つのＲＦ帯域信号のみを通過させるべく切替制御されるスイッチ部と、
   前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたＩＦ帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するデジタルシグナルプロセッサ部と
   を有し、
   前記デジタルシグナルプロセッサ部は、
   前記希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
   前記帯域信号毎に、ＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
   前記複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された前記補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
   前記ＲＦ帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と
   をして機能させ、
   前記スイッチ部が、複数のＲＦ帯域信号を同時に受信していないとき、ＲＦ帯域信号毎に切替制御することによって、前記デジタルシグナルプロセッサが、前記帯域信号毎の補正係数を算出する
   ことを特徴とする受信機。
2. 前記デジタルシグナルプロセッサ部は、前記直交復調手段から出力された前記希望信号及び前記イメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることを特徴とする請求項１に記載の受信機。
3. 前記スイッチ部の前段に設けられた、試験信号の入力を切り替える試験信号スイッチと、
   前記試験信号スイッチに、試験信号を供給する試験信号発生部と
   を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の受信機。
4. 複数のＲＦ帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のＲＦ帯域信号を合成する合成器と、合成されたＲＦ帯域信号を複素ＩＦ帯域信号に変換する単一の直交復調器と、前記複素ＩＦ帯域信号を１つのサンプリング周波数Ｆsで一括してアンダーサンプリングするＡ／Ｄ変換器とを有する受信機に搭載されたデジタルシグナルプロセッサを機能させるプログラムにおいて、
   前記受信機は、各アンテナと前記合成器との間で、１つのＲＦ帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
   前記デジタルシグナルプロセッサは、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたＩＦ帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するものであり、
   前記希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
   前記帯域信号毎に、ＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
   前記複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された前記補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
   前記ＲＦ帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と
   をして機能させ、
   複数のＲＦ帯域信号を同時に受信していないとき、ＲＦ帯域信号毎に切替制御されることによって、前記デジタルシグナルプロセッサが、前記帯域信号毎の補正係数を算出する
   ことを特徴とする受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラム。
5. 前記直交復調手段から出力された前記希望信号及び前記イメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることを特徴とする請求項４に記載の受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラム。
6. 複数のＲＦ帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のＲＦ帯域信号を合成する合成器と、合成されたＲＦ帯域信号を複素ＩＦ帯域信号に変換する単一の直交復調器と、前記複素ＩＦ帯域信号を１つのサンプリング周波数Ｆsで一括してアンダーサンプリングするＡ／Ｄ変換器とを有する受信機におけるデジタル信号処理方法において、
   前記受信機は、各アンテナと前記合成器との間で、１つのＲＦ帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
   前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたＩＦ帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するために、
   前記希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する第１のステップと、
   前記帯域信号毎に、ＩＱミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する第２のステップと、
   前記イメージ信号における複素共役信号を出力する第３のステップと、
   前記複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された前記補正係数を、乗算する第４のステップと、
   前記ＲＦ帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する第５のステップと
   を有し、
   複数のＲＦ帯域信号を同時に受信していないとき、ＲＦ帯域信号毎に切替制御されることによって、前記帯域信号毎の補正係数を算出する
   ことを特徴とする受信機のデジタル信号処理方法。

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