JP5481679B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

この発明は、受信装置に関し、特に、不要波を低減する受信装置に関するものである。

近年、スペクトラム拡散変調信号、周波数スケジューリングされたＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調信号、および周波数スケジューリングされた分割スペクトラムによるシングルキャリア変調（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）による変調信号等の数十ＭＨｚ以上の広帯域変調信号による通信が実用化されている（非特許文献１）。

このような広帯域変調信号は、通常、ＡＤ変換器により全帯域に渡ってデジタルデータに変換され、バンドパスフィルタまたは整合フィルタとして形成されたデジタルフィルタによって不要波を除去または抑制され、復調処理がなされる。

しかし、ＡＤ変換される帯域中に強力な不要波が存在すると、以下の理由によって受信感度が低下する。

強入力によってＡＤ変換器が飽和すると、デジタルフィルタおよび復調処理が正しく作動しないので、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路または受信機に設けられたアッテネータにより利得を下げる動作が、通常、行なわれている。

その結果、ＡＤ変換器に入力される希望波のレベルが低下するので、希望波に対する有効な量子化ビット数が減少し、信号対雑音比が低下して感度抑圧が生じる。

例えば、１２ビットのＡＤ変換器は、６０〜６５ｄＢ程度のダイナミックレンジを有するが、希望波自体の変調によるダイナミックレンジは、少なくとも、１０数ｄＢ以上必要であるので、不要波が希望波に対して５０ｄＢ以上強い場合には、受信不能となる。

この問題を解決する方法として、中心周波数を可変できるノッチフィルタによって不要波を除去または低減する技術が提案されている（特許文献１）。これによって、狭帯域な不要波を除去または低減でき、ＡＧＣ回路の利得を過度に低下させることを防止できる。

特開２００５−８０２７２号公報

服部 武、藤岡 雅宣，"ワイヤレス・ブロードバンドＨＳＰＡ＋／ＬＴＥ／ＳＡＥ教科書，"インプレスＲ＆Ｄ，２００９年，ＩＳＢＮ：９７８−４８４４３２７３８７．

しかし、従来の受信装置では、可変ノッチフィルタの阻止帯域が固定であるため、広帯域な不要波に対処できないという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、広帯域な不要波を低減可能な受信装置を提供することである。

この発明によれば、受信装置は、ノッチフィルタと、ＡＤ変換器と、周波数分析手段と、フィルタ制御手段とを備える。ノッチフィルタは、中心周波数および減衰帯域幅からなる減衰特性を用いて受信信号から不要波を低減する。ＡＤ変換器は、ノッチフィルタの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。周波数分析手段は、ＡＤ変換器によってデジタル化された受信信号をデジタル演算によって周波数分析を行なう。フィルタ制御手段は、周波数分析手段の分析結果に基づいて、不要波の中心周波数および占有帯域幅を推定し、ノッチフィルタの中心周波数および減衰帯域幅を、それぞれ推定した中心周波数および占有帯域幅に設定するようにノッチフィルタを制御する。

好ましくは、フィルタ制御手段は、ノッチフィルタによる不要波の減衰量が最大となるように不要波の占有帯域幅の推定値からノッチフィルタの減衰量を決定する。

好ましくは、ノッチフィルタは、複数の中心周波数を有する。フィルタ制御手段は、不要波の個数および占有帯域幅の推定値からノッチフィルタの各中心周波数ごとにノッチフィルタの減衰帯域幅を決定する。

好ましくは、ノッチフィルタは、複数の単減衰極ノッチフィルタと、複数の迂回回路と、複数のスイッチ回路とを含む。複数の単減衰極ノッチフィルタの各々は、１つの中心周波数を有し、かつ、継続接続される。複数の迂回回路は、複数の単減衰極ノッチフィルタに対応して設けられ、各々が単減衰極ノッチフィルタを介さずに単減衰極ノッチフィルタの入出力を直結する。複数のスイッチ回路は、複数の単減衰極ノッチフィルタに対応して設けられ、各々が１つの単減衰極ノッチフィルタの入力側および出力側に接続される。そして、フィルタ制御手段は、更に、不要波の個数および強度に応じて、スイッチ回路を対応する単減衰極ノッチフィルタまたは迂回回路に接続するように複数のスイッチ回路を制御する。

この発明の実施の形態による受信装置においては、フィルタ制御手段は、周波数分析手段の分析結果に基づいて、不要波の中心周波数および阻止帯域幅を推定し、その推定した中心周波数および阻止帯域幅をノッチフィルタへ出力し、ノッチフィルタは、フィルタ制御手段から受けた中心周波数および阻止帯域幅によって決定される周波数帯、即ち、不要波の帯域をベースバンド信号から低減する。その結果、不要波の帯域が広帯域になれば、推定される阻止帯域幅が広くなる。そして、ノッチフィルタは、その広くなった阻止帯域幅を用いて不要波の帯域をベースバンド信号から低減する。

従って、不要波の帯域が広帯域になっても、広帯域な不要波を低減できる。

この発明の実施の形態による受信装置の構成図である。 図１に示す受信装置の受信動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態による他の受信装置の構成図である。 図３に示すノッチフィルタの構成図である。 ノッチフィルタの特性を示す第１の概念図である。 ノッチフィルタの特性を示す第２の概念図である。 図３に示す受信装置の受信動作を説明するためのフローチャートである。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による受信装置の構成図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による受信装置１０は、アンテナ１と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２と、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３と、乗算器４と、局部発振器５と、ベースバンドＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）６と、ＡＧＣ７と、ノッチフィルタ８と、ベースバンドアンプ９と、ＡＤ変換器１１と、信号強度検出器１２と、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）１３と、フィルタ制御手段１４と、復調手段１５とを備える。

アンテナ１は、電波を受信し、その受信電波をＢＰＦ２へ出力する。ＢＰＦ２は、高周波ＢＰＦからなり、受信電波のうち、所望の周波数帯の受信電波をＬＮＡ３へ通過させる。この場合、所望の周波数帯は、受信電波のスペクトラムが存在し得る周波数範囲からなり、通常、運用が許可されている周波数帯またはその部分帯域と一致するように設定される。

ＬＮＡ３は、ＢＰＦ２から受けた受信電波を増幅し、その増幅した受信電波を乗算器４へ出力する。

乗算器４は、ＬＮＡ３からの受信電波に局部発振器５からの局部発振信号（周波数＝ｆ_Ｌ）を乗算し、受信電波の周波数を変換する。

局部発振器５は、周波数ｆ_Ｌの局部発振信号を発振し、その発振した局部発振信号を乗算器４へ出力する。

ベースバンドＬＰＦ６は、一般的なダイレクトコンバージョン受信機において用いられているものと同等のものであり、乗算器４からの受信電波のうち、所望のベースバンド信号以外の周波数成分を阻止する。そして、ベースバンドＬＰＦ６の通過帯域幅は、ベースバンド信号における希望信号スペクトラムの上端と下端との間であり、ベースバンドＬＰＦ６のカットオフ周波数は、希望信号スペクトラムを包含し得る十分な通過帯域となるように決定される。

ＡＧＣ７は、ベースバンドＬＰＦ６から所望のベースバンド信号を受け、信号強度検出器１２から信号強度を受ける。そして、ＡＧＣ７は、信号強度に基づいて、ＡＤ変換器１１によって変換されたデジタル信号から検出された信号電圧の平均値が所定の範囲に収まり、ＡＤ変換器１１の入力が飽和せず、更に、できる限り入力信号のダイナミックレンジが確保できるようにベースバンド信号を増幅する。

ノッチフィルタ８は、不要波の中心周波数ｆ_０と、阻止帯域幅Ｗ_０とをフィルタ制御手段１４から受ける。そして、ノッチフィルタ８は、中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０によって決定される周波数帯をベースバンド信号から低減する。

ベースバンドアンプ９は、ノッチフィルタ８を通過したベースバンド信号をＡＤ変換器１１によってアナログ信号からデジタル信号に変換するために十分なレベルまで増幅する。

ＡＤ変換器１１は、ベースバンドアンプ９によって増幅されたベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を信号強度検出器１２、ＦＦＴ１３および復調手段１５へ出力する。

信号強度検出器１２は、ＡＤ変換器１１から受けたデジタル信号の信号強度を検出し、その検出した信号強度をＡＧＣ７へ出力する。

ＦＦＴ１３は、ＡＤ変換器１１から受けたデジタル信号を高速フーリエ変換し、周波数領域の信号をフィルタ制御手段１４へ出力する。

なお、ＦＦＴ１３は、スペクトラム解析手段に用いられるものであり、複数のバンドパスフィルタをデジタル信号処理によって形成し、その出力レベルを出力する構成からなっていてもよい。

フィルタ制御手段１４は、ＦＦＴ１３からの周波数領域の信号に基づいて、不要波の中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０を推定し、その推定した中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０をノッチフィルタ８へ出力する。

復調手段１５は、ＡＤ変換器１１からのデジタル信号を復調し、受信信号を出力する。

ノッチフィルタ８は、共振回路、またはＬＰＦとＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）とを組み合わされたものからなる。

ノッチフィルタ８が共振回路からなる場合、ノッチフィルタ８の阻止帯域幅Ｗ_０は、共振のＱ値によって制御される。この場合、フィルタ制御手段１４は、次の方法によって、Ｑ値を用いてノッチフィルタ８の阻止帯域幅Ｗ_０を制御する。

不要波のスペクトラムをＳ（ω）（ωは、信号の角周波数）とし、ノッチフィルタ８の伝達関数をＨ（ω，Ｑ）とすると、フィルタ制御手段１４は、Ｕ＝｜Ｈ（ω，Ｑ）Ｓ（ω）｜が最小になるようにＱ値を決定する。

そして、フィルタ制御手段１４は、例えば、最急勾配法を用いてＱ値を更新する。また、フィルタ制御手段１４は、数個のＱ値を用いて数個のＵを演算し、Ｕが最小になるときのＱ値を選択する。

伝達関数Ｈ（ω，Ｑ）は、既知であり、Ｓ（ω）は、ＦＦＴ１３で推定されるので、ＵのＱに対する偏微分は、Ｑの微小な変化ΔＱに対するＵの変化率ΔＵ／ΔＱによって演算される。

従って、最急勾配法によってＱ値を再帰的に更新するアルゴリズムは、次式によって表される。

Ｑ（更新値）＝Ｑ−μΔＵ／ΔＱ・・・（１）

なお、式（１）において、μは、ステップサイズである。ステップサイズμは、例えば、Ｕ＝１０ｌｏｇ｜Ｈ（ω，Ｑ）Ｓ（ω）｜と定義すれば、１〜１０の範囲である。

従って、フィルタ制御手段１４は、最急勾配法を用いる場合、式（１）を用いてＱ値を更新し、その更新したＱ値をノッチフィルタ８へ出力する。

一方、フィルタ制御手段１４は、数個のＱ値によってＵが最も小さくなるときのＱ値を選択する場合、不要波として考えられる最大の帯域幅に等しい減衰帯域幅に対応した値をＱの最小値とし、Ｑの最大値を最小の帯域幅もしくは希望信号の最小帯域幅の程度に設定する。

図２は、図１に示す受信装置１０の受信動作を説明するためのフローチャートである。図２を参照して、受信動作が開始されると、アンテナ１は、電波を受信し（ステップＳ１）、その受信した受信電波をＢＰＦ２へ出力する。

そして、ＢＰＦ２は、受信電波のうち、所望の周波数帯の受信電波をＬＮＡ３へ通過させる。その後、ＬＮＡ３は、ＢＰＦ２から受けた受信電波を増幅し、その増幅した受信電波を乗算器４へ出力する。

引き続いて、乗算器４は、ＬＮＡ３からの受信電波に局部発振器５からの局部発振信号（周波数＝ｆ_Ｌ）を乗算し、受信電波をベースバンド信号に変換する（ステップＳ２）。そして、ベースバンドＬＰＦ６は、乗算器４からの受信電波のうち、所望のベースバンド信号以外の周波数成分を阻止し、所望のベースバンド信号をＡＧＣ７へ通過させる。ＡＧＣ７は、信号強度検出器１２からの信号強度に基づいて、ＡＤ変換器１１によって変換されたデジタル信号から検出された信号電圧の平均値が所定の範囲に収まり、ＡＤ変換器１１の入力が飽和せず、更に、できる限り入力信号のダイナミックレンジを確保できるようにベースバンド信号を増幅する。

フィルタ制御手段１４は、ＦＦＴ１３からの周波数領域の信号に基づいて、不要波の中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０を推定し（ステップＳ３）、その推定した中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０をノッチフィルタ８へ出力する。そして、ノッチフィルタ８は、フィルタ制御手段１４から受けた不要波の中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０によって決定される不要波の周波数帯をベースバンド信号から低減する（ステップＳ４）。

その後、ベースバンドアンプ９は、ノッチフィルタ８を通過したベースバンド信号をＡＤ変換器１１によってアナログ信号からデジタル信号に変換するために十分なレベルまで増幅する。そして、ＡＤ変換器１１は、ベースバンドアンプ９によって増幅されたベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を信号強度検出器１２、ＦＦＴ１３および復調手段１５へ出力する。

その後、信号強度検出器１２は、ＡＤ変換器１１から受けたデジタル信号の信号強度を検出し、その検出した信号強度をＡＧＣ７へ出力する。また、ＦＦＴ１３は、ＡＤ変換器１１から受けたデジタル信号を高速フーリエ変換し、周波数領域の信号をフィルタ制御手段１４へ出力する。

一方、復調手段１５は、ＡＤ変換器１１からのデジタル信号を復調し、受信信号を出力する（ステップＳ５）。これによって、受信動作が終了する。

このように、受信装置１０においては、フィルタ制御手段１４は、ＦＦＴ１３からの周波数領域の信号に基づいて、不要波の中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０を推定し、その推定した中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０をノッチフィルタ８へ出力し、ノッチフィルタ８は、フィルタ制御手段１４から受けた中心周波数ｆ_０および阻止帯域幅Ｗ_０によって決定される周波数帯、即ち、不要波の帯域をベースバンド信号から低減する。その結果、不要波の帯域が広帯域になれば、推定される阻止帯域幅Ｗ_０が広くなる。そして、ノッチフィルタ８は、その広くなった阻止帯域幅Ｗ_０を用いて不要波の帯域をベースバンド信号から低減する。

従って、不要波の帯域が広帯域になっても、広帯域な不要波を低減できる。

図３は、この発明の実施の形態による他の受信装置の構成図である。この発明の実施の形態による受信装置は、図３に示す受信装置１０Ａであってもよい。図３を参照して、受信装置１０Ａは、図１に示す受信装置１０のノッチフィルタ８をノッチフィルタ８Ａに代え、フィルタ制御手段１４をフィルタ制御手段１４Ａに代えたものであり、その他は、受信装置１０と同じである。

ノッチフィルタ８Ａは、複数の阻止帯域を有し、１個以上の不要波の帯域をベースバンド信号から低減する。

フィルタ制御手段１４Ａは、１個以上の不要波の帯域をベースバンド信号から低減するようにノッチフィルタ８Ａを制御する。

図４は、図３に示すノッチフィルタ８Ａの構成図である。図４を参照して、ノッチフィルタ８Ａは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、ノッチフィルタ８１，８３と、迂回回路８２，８４とを含む。

スイッチＳＷ１、ノッチフィルタ８１、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３、ノッチフィルタ８３およびスイッチＳＷ４は、直列に接続される。迂回回路８２は、ノッチフィルタ８１に対応して設けられ、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２との間でノッチフィルタ８１と並列に配置される。迂回回路８４は、ノッチフィルタ８３に対応して設けられ、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ４との間でノッチフィルタ８３と並列に配置される。

スイッチＳＷ１は、フィルタ制御手段１４Ａからの信号ＳＧ１によって端子ＴＭ１または端子ＴＭ２に接続される。この場合、スイッチＳＷ１は、信号ＳＧ１が“１”からなるとき、端子ＴＭ１に接続され、信号ＳＧ１が“０”からなるとき、端子ＴＭ２に接続される。

端子ＴＭ１は、ノッチフィルタ８１の入力側に接続される。端子ＴＭ２は、迂回回路８２の入力側に接続される。端子ＴＭ３は、ノッチフィルタ８１の出力側に接続される。端子ＴＭ４は、迂回回路８２の出力側に接続される。

ノッチフィルタ８１は、中心周波数ｆ_１および阻止帯域幅Ｗ_１をフィルタ制御手段１４Ａから受け、その受けた中心周波数ｆ_１および阻止帯域幅Ｗ_１によって決定される不要波の帯域をベースバンド信号から低減する。そして、ノッチフィルタ８１は、不要波の帯域を低減したベースバンド信号を端子ＴＭ３へ出力する。

迂回回路８２は、ベースバンド信号を端子ＴＭ２から端子ＴＭ４へ通過させる。スイッチＳＷ２は、端子ＴＭ３，ＴＭ４とスイッチＳＷ３との間に配置される。そして、スイッチＳＷ２は、フィルタ制御手段１４Ａからの信号ＳＧ２によって端子ＴＭ３または端子ＴＭ４に接続される。この場合、スイッチＳＷ２は、信号ＳＧ２が“１”からなるとき、端子ＴＭ３に接続され、信号ＳＧ２が“０”からなるとき、端子ＴＭ４に接続される。

スイッチＳＷ３は、フィルタ制御手段１４Ａからの信号ＳＧ３によって端子ＴＭ５または端子ＴＭ６に接続される。この場合、スイッチＳＷ３は、信号ＳＧ３が“１”からなるとき、端子ＴＭ５に接続され、信号ＳＧ３が“０”からなるとき、端子ＴＭ６に接続される。

端子ＴＭ５は、ノッチフィルタ８２の入力側に接続される。端子ＴＭ６は、迂回回路８４の入力側に接続される。端子ＴＭ７は、ノッチフィルタ８３の出力側に接続される。端子ＴＭ８は、迂回回路８４の出力側に接続される。

ノッチフィルタ８３は、中心周波数ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_２をフィルタ制御手段１４Ａから受け、その受けた中心周波数ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_２によって決定される不要波の帯域をベースバンド信号から低減する。そして、ノッチフィルタ８３は、不要波の帯域を低減したベースバンド信号を端子ＴＭ７へ出力する。

迂回回路８４は、ベースバンド信号を端子ＴＭ６から端子ＴＭ８へ通過させる。スイッチＳＷ４は、フィルタ制御手段１４Ａからの信号ＳＧ４によって端子ＴＭ７または端子ＴＭ８に接続される。この場合、スイッチＳＷ４は、信号ＳＧ４が“１”からなるとき、端子ＴＭ７に接続され、信号ＳＧ４が“０”からなるとき、端子ＴＭ８に接続される。

フィルタ制御手段１４Ａは、ＦＦＴ１３からの周波数領域の信号に基づいて、不要波の個数Ｎ（Ｎ＝０，１，２，３，・・・）を検出するとともに、その検出したＮ個の不要波の中心周波数ｆ_ｉおよび阻止帯域幅Ｗ_ｉ（１≦ｉ≦Ｎ（≠０））を検出する。なお、以下においては、Ｎの最大数は、例えば、２とする。

そして、フィルタ制御手段１４Ａは、１個の不要波を検出し、その検出した１個の不要波の中心周波数および阻止帯域幅がそれぞれ中心周波数ｆ_１および阻止帯域幅Ｗ_１であるとき、中心周波数ｆ_１および阻止帯域幅Ｗ_１をノッチフィルタ８１へ出力し、１からなる信号ＳＧ１，ＳＧ２をそれぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２へ出力し、０からなる信号ＳＧ３，ＳＧ４をそれぞれスイッチＳＷ３，ＳＷ４へ出力する。

これによって、スイッチＳＷ１は、端子ＴＭ１に接続され、スイッチＳＷ２は、端子ＴＭ３に接続され、スイッチＳＷ３は、端子ＴＭ６に接続され、スイッチＳＷ４は、端子ＴＭ８に接続される。その結果、ノッチフィルタ８１は、端子ＴＭ１を介して入力されたベースバンド信号から不要波の帯域（中心周波数ｆ_１および阻止帯域幅Ｗ_１によって決定される帯域）を低減して端子ＴＭ３へ出力する。そして、迂回回路８４は、ノッチフィルタ８１から出力されたベースバンド信号を端子ＴＭ６から端子ＴＭ８へ通過させる。

また、フィルタ制御手段１４Ａは、１個の不要波を検出し、その検出した１個の不要波の中心周波数および阻止帯域幅がそれぞれ中心周波数ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_２であるとき、中心周波数ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_２をノッチフィルタ８３へ出力し、０からなる信号ＳＧ１，ＳＧ２をそれぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２へ出力し、１からなる信号ＳＧ３，ＳＧ４をそれぞれスイッチＳＷ３，ＳＷ４へ出力する。

これによって、スイッチＳＷ１は、端子ＴＭ２に接続され、スイッチＳＷ２は、端子ＴＭ４に接続され、スイッチＳＷ３は、端子ＴＭ５に接続され、スイッチＳＷ４は、端子ＴＭ７に接続される。その結果、迂回回路８２は、端子ＴＭ２を介して受けたベースバンド信号を端子ＴＭ２から端子ＴＭ４へ通過させる。そして、ノッチフィルタ８３は、端子ＴＭ５を介して入力されたベースバンド信号から不要波の帯域（中心周波数ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_２によって決定される帯域）を低減して端子ＴＭ７へ出力する。

更に、フィルタ制御手段１４Ａは、２個の不要波を検出し、その検出した２個の不要波の中心周波数および阻止帯域幅がそれぞれ中心周波数ｆ_１，ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_１，Ｗ_２であるとき、中心周波数ｆ_１および阻止帯域幅Ｗ_１をノッチフィルタ８１へ出力し、中心周波数ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_２をノッチフィルタ８３へ出力し、１からなる信号ＳＧ１〜ＳＧ４をそれぞれスイッチＳＷ１〜ＳＷ４へ出力する。

これによって、スイッチＳＷ１は、端子ＴＭ１に接続され、スイッチＳＷ２は、端子ＴＭ３に接続され、スイッチＳＷ３は、端子ＴＭ５に接続され、スイッチＳＷ４は、端子ＴＭ７に接続される。その結果、ノッチフィルタ８１は、端子ＴＭ１を介して入力されたベースバンド信号から不要波の帯域（中心周波数ｆ_１および阻止帯域幅Ｗ_１によって決定される帯域）を低減して端子ＴＭ３へ出力する。そして、ノッチフィルタ８３は、端子ＴＭ５を介して入力されたベースバンド信号から不要波の帯域（中心周波数ｆ_２および阻止帯域幅Ｗ_２によって決定される帯域）を低減して端子ＴＭ７へ出力する。

更に、フィルタ制御手段１４Ａは、不要波を検出しないとき、０からなる信号ＳＧ１〜ＳＧ４をそれぞれスイッチＳＷ１〜ＳＷ４へ出力する。

これによって、スイッチＳＷ１は、端子ＴＭ２に接続され、スイッチＳＷ２は、端子ＴＭ４に接続され、スイッチＳＷ３は、端子ＴＭ６に接続され、スイッチＳＷ４は、端子ＴＭ８に接続される。

その結果、迂回回路８２は、端子ＴＭ２を介して受けたベースバンド信号を端子ＴＭ２から端子ＴＭ４へ通過させる。そして、迂回回路８４は、端子ＴＭ６を介して受けたベースバンド信号を端子ＴＭ６から端子ＴＭ８へ通過させる。

このように、ノッチフィルタ８Ａは、フィルタ制御手段１４Ａからの制御に従って、不要波の個数Ｎおよび不要波の帯域に応じて、ベースバンド信号から不要波の帯域を低減するとともに、不要波が検出されないとき、ベースバンド信号を入力側から出力側へ通過させる。

従って、不要波が検出されないとき、または不要波の個数Ｎがノッチフィルタ８１，８３の個数よりも少ないとき、ノッチフィルタ８１および／またはノッチフィルタ８３を迂回させることによって、フィルタの挿入損失を無くすことができ、感度を向上できる。

図５および図６は、それぞれ、ノッチフィルタ８Ａの特性を示す第１および第２の概念図である。

フィルタ制御手段１４Ａは、不要波が１個である場合（＝不要波の個数Ｎがノッチフィルタの個数よりも少ない場合）、好ましくは、次のようにノッチフィルタ８Ａを制御する。

即ち、フィルタ制御手段１４Ａは、不要波が１個である場合、２個のノッチフィルタ８１，８２の阻止帯域が相互に重なるように中心周波数ｆ_１，ｆ_２を制御する。図５を参照して、曲線ｋ１は、ノッチフィルタ８１の周波数特性であり、曲線ｋ２は、ノッチフィルタ８３の周波数特性である。この場合、フィルタ制御手段１４Ａは、周波数特性ｋ１，ｋ２が相互に重なるように中心周波数ｆ_１，ｆ_２を制御する。その結果、ノッチフィルタ８Ａは、曲線ｋ３によって示される周波数特性を有する。

従って、不要波のより大きな減衰を得ることができる。

また、フィルタ制御手段１４Ａは、不要波が１個である場合、２個のノッチフィルタ８１，８２の阻止帯域が隣接するように中心周波数ｆ_１，ｆ_２を制御する。図６を参照して、曲線ｋ４は、ノッチフィルタ８１の周波数特性であり、曲線ｋ５は、ノッチフィルタ８３の周波数特性である。この場合、フィルタ制御手段１４Ａは、周波数特性ｋ４，ｋ５が隣接するように中心周波数ｆ_１，ｆ_２を制御する。その結果、ノッチフィルタ８Ａは、曲線ｋ６によって示される周波数特性を有する。

従って、より広帯域な不要波の減衰を得ることができる。

フィルタ制御手段１４Ａは、その他、フィルタ制御手段１４と同じ機能を果たす。

図７は、図３に示す受信装置の受信動作を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、受信動作が開始されると、図２に示すステップＳ１，Ｓ２と同じ動作が実行される（ステップＳ１１，Ｓ１２）。

そして、フィルタ制御手段１４Ａは、ＦＦＴ１３からの周波数領域の信号に基づいて、不要波の個数を検出し（ステップＳ１３）、不要波の個数Ｎが“０”であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において、不要波の個数Ｎが“０”でないと判定されたとき、フィルタ制御手段１４Ａは、不要波の中心周波数ｆ_ｉおよび阻止帯域幅Ｗ_ｉを推定する（ステップＳ１５）。

そして、ノッチフィルタ８Ａは、上述した方法によって、不要波の個数Ｎと、不要波の中心周波数ｆ_ｉおよび阻止帯域幅Ｗ_ｉとに応じて不要波の帯域をベースバンド信号から低減する（ステップＳ１６）。

その後、ベースバンド信号は、アナログ信号からデジタル信号に変換され、復調される（ステップＳ１７）。

一方、ステップＳ１４において、不要波の個数が“０”であると判定されたとき、ノッチフィルタ８Ａは、ノッチフィルタ８１，８２を迂回してベースバンド信号を通過させる（ステップＳ１８）。そして、一連の動作は、ステップＳ１７へ移行する。

なお、一連の動作がステップＳ１６からステップＳ１７へ移行した場合、ステップＳ１７において、不要波が低減されたベースバンド信号のデジタル信号への変換および復調が行なわれる。また、一連の動作がステップＳ１８からステップＳ１７へ移行した場合、ステップＳ１７において、不要波が無いベースバンド信号のデジタル信号への変換および復調が行なわれる。

そして、ステップＳ１７の後、一連の動作が終了する。

なお、上記においては、ＡＧＣ７は、ベースバンドＬＰＦ６の後段に配置されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、ＡＧＣ７の入力ダイナミックレンジが広く、かつ、低歪みであるとき、ＡＧＣ７は、ベースバンドＬＰＦ６の前段に配置されてもよい。

この場合、ベースバンドＬＰＦ６の挿入損失による雑音指数の増加が抑制され、感度を向上できる。

また、上記においては、ノッチフィルタ８，８Ａは、ベースバンド帯域（ベースバンド信号に変換された後の処理領域）に挿入されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、スーパーヘテロダイン方式では、中間周波回路にノッチフィルタ８，８Ａを挿入してもよい。

更に、上記においては、ノッチフィルタ８Ａは、２個のノッチフィルタ８１，８２を含むと説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、ノッチフィルタ８Ａは、３個以上のノッチフィルタを含んでいてもよく、一般的には、２個以上のノッチフィルタを含んでいればよい。

更に、この発明の実施の形態においては、ＦＦＴ１３は、「周波数分析手段」を構成し、ノッチフィルタ８１，８２の各々は、「単減衰極ノッチフィルタ」を構成し、ノッチフィルタ８１，８２は、「複数の単減衰極ノッチフィルタ」を構成する。

更に、この発明の実施の形態においては、迂回回路８２，８４は、「複数の迂回回路」を構成し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、「複数のスイッチ回路」を構成する。この場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ノッチフィルタ８１に対応して設けられた「スイッチ回路」を構成し、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、ノッチフィルタ８３に対応して設けられた「スイッチ回路」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、不要波を低減する受信装置に適用される。

１ アンテナ、２ ＢＰＦ、３ ＬＮＡ、４ 乗算器、５ 局部発振器、６ ベースバンドＬＰＦ、７ ＡＧＣ、８，８Ａ，８１，８２ ノッチフィルタ、９ ベースバンドアンプ、１０，１０Ａ 受信装置、１１ ＡＤ変換器、１２ 信号強度検出器、１３ ＦＦＴ １４，１４Ａ フィルタ制御手段、１５ 復調手段。

Claims (3)

1. 発振回路からなり、前記発振回路の共振のＱ値によって制御される阻止帯域幅と中心周波数とからなる減衰特性を用いて受信信号から不要波を低減するノッチフィルタと、
   前記ノッチフィルタの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
   前記ＡＤ変換器によってデジタル化された受信信号をデジタル演算によって周波数分析を行なう周波数分析手段と、
   前記周波数分析手段の分析結果に基づいて、前記不要波の中心周波数および占有帯域幅を推定し、前記ノッチフィルタの前記中心周波数および前記阻止帯域幅をそれぞれ前記推定した中心周波数および占有帯域幅に設定するように前記ノッチフィルタを制御するフィルタ制御手段とを備え、
   前記フィルタ制御手段は、前記不要波のスペクトラムをＳ（ω）（ωは信号の角周波数）とし、前記ノッチフィルタの伝達関数をＨ（ω，Ｑ）としたとき、Ｕ＝｜Ｈ（ω，Ｑ）Ｓ（ω）｜によって決定されるＵが最小になるようにＱを決定し、その決定したＱを前記ノッチフィルタへ出力し、
   前記ノッチフィルタは、前記フィルタ制御手段から受けたＱによって制御された前記阻止帯域幅と前記中心周波数とからなる減衰特性を用いて受信信号から不要波を低減する、受信装置。
2. 前記ノッチフィルタは、複数の中心周波数を有し、
   前記フィルタ制御手段は、前記不要波の個数および前記占有帯域幅の推定値から前記ノッチフィルタの各中心周波数ごとに前記ノッチフィルタの阻止帯域幅を決定する、請求項１に記載の受信装置。
3. 前記ノッチフィルタは、
   各々が１つの中心周波数を有し、かつ、継続接続された複数の単減衰極ノッチフィルタと、
   前記複数の単減衰極ノッチフィルタに対応して設けられ、各々が前記単減衰極ノッチフィルタを介さずに前記単減衰極ノッチフィルタの入出力を直結する複数の迂回回路と、
   前記複数の単減衰極ノッチフィルタに対応して設けられ、各々が１つの単減衰極ノッチフィルタの入力側および出力側に接続された複数のスイッチ回路とを含み、
   前記フィルタ制御手段は、更に、前記不要波の個数および強度に応じて、前記スイッチ回路を対応する前記単減衰極ノッチフィルタまたは前記迂回回路に接続するように前記複数のスイッチ回路を制御する、請求項１または請求項２に記載の受信装置。

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