JP5970425B2 - Receiving apparatus and receiving method - Google Patents
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Description
本発明は、無線信号の受信装置、及び受信方法に関する。 The present invention relates to a radio signal receiving apparatus and a receiving method.
近年、携帯電話や無線LAN(Local Area Network)などの無線通信システムの発展に伴い、周波数需要が増大している。特に、数GHz(ギガヘルツ)帯の周波数帯においては稠密に周波数が割り当てられており、新たな周波数帯域を確保することが難しい。このため、既に割り当て済みの周波数の中で、「空間的」、「時間的」に使い分けることで、周波数の利用効率を上げることが検討されている。 In recent years, with the development of wireless communication systems such as mobile phones and wireless local area networks (LAN), frequency demand has increased. In particular, in the frequency band of several GHz (gigahertz), frequencies are densely allocated, and it is difficult to secure a new frequency band. For this reason, it has been studied to increase the frequency utilization efficiency by using “spatial” and “temporal” among the already assigned frequencies.
この実現には、利用状況により変化する利用可能な周波数帯域を把握した後に通信として使用するコグニティブ無線システムや、様々な無線規格に柔軟に対応できるソフトウェア無線技術などが期待されている。求められるセンシング用の無線受信機には、低い受信レベルの信号を高精度に受信でき、他のシステムが存在しないことを検出できることが要求される。 For this realization, a cognitive radio system that is used as communication after grasping an available frequency band that changes depending on the use situation, software radio technology that can flexibly cope with various radio standards, and the like are expected. A required wireless receiver for sensing is required to be able to receive a signal with a low reception level with high accuracy and to detect the absence of another system.
従来の無線受信機は低雑音増幅器の前後にバンドパスフィルタを用いて所望帯域外の干渉信号を除去している。マイクロ波帯の無線機のバンドパスフィルタとしてはSAW(SURFACE ACOUSTIC WAVE:表面弾性波)フィルタや境界弾性波フィルタ、誘電体フィルタなどが使われている。SAWフィルタや境界弾性波フィルタは所望帯域外の信号の抑圧量が大きく、小型かつ低コストで量産できるため、近年の携帯電話の内蔵フィルタとして使われている(非特許文献1)。誘電体フィルタは比較的広帯域な無線信号を扱う基地局受信機などで使われている。 A conventional wireless receiver uses a bandpass filter before and after the low noise amplifier to remove interference signals outside the desired band. As a band-pass filter of a wireless device in the microwave band, a SAW (SURFACE ACOUSTIC WAVE) filter, a boundary acoustic wave filter, a dielectric filter, and the like are used. SAW filters and boundary acoustic wave filters are used as built-in filters in recent mobile phones because they have a large amount of suppression of signals outside the desired band, and can be mass-produced at a small size and low cost (Non-patent Document 1). Dielectric filters are used in base station receivers that handle relatively broadband wireless signals.
従来の無線受信機は、1チャンネルのみを受信する携帯端末などでは、回路部品数が少なくて済むダイレクトコンバージョン型受信機が使われている(非特許文献2)。複数チャネルを同時に受信するようなシステムでは、ヘテロダインやスーパーヘテロダイン型受信機が使われる場合がある。ヘテロダインやスーパーヘテロダイン型受信機では、イメージ帯域に干渉信号が存在すると所望信号の電力判定や復調が難しくなるので、イメージ帯の干渉信号を除去するためにSAWフィルタやイメージ抑圧ミキサなどの周波数変換器を用いている(非特許文献3)。 As a conventional wireless receiver, a direct conversion type receiver that requires a small number of circuit components is used in a portable terminal that receives only one channel (Non-patent Document 2). In a system that receives multiple channels simultaneously, a heterodyne or superheterodyne receiver may be used. In heterodyne and superheterodyne receivers, if there is an interference signal in the image band, it becomes difficult to determine and demodulate the power of the desired signal. (Non-patent Document 3).
しかし、様々な周波数に対応するコグニティブ無線システムやソフトウェア無線機、広帯域な無線信号のセンシング装置等においては、RF帯のバンドパスフィルタを用いることは受信できる周波数帯域が制限されてしまうという課題がある。また、周波数可変のバンドパスフィルタなども検討されているが、一般的に可変範囲が狭いこと、周波数固定のフィルタに比べて挿入損失が大きくなるという課題がある。特に低雑音増幅器の前に配置するバンドパスフィルタの挿入損失が大きいと受信機の雑音指数が増加し、微弱な信号を受信及び復調できないことがある。
また、バンドパスフィルタを用いない場合、無線受信機の周波数変換器では、局部発振器信号の整数倍の帯域において受信機が感度を持つため、高調波帯の干渉信号が混信するという課題がある。この解決方法として、ヌル点となる周波数を可変にするFIRフィルタを用いる方法などが提案されている(非特許文献4)。
However, in cognitive radio systems, software defined radios, and broadband wireless signal sensing devices that support various frequencies, the use of RF bandpass filters limits the frequency band that can be received. . In addition, frequency-variable band-pass filters have been studied. However, there are problems that the variable range is generally narrow and that the insertion loss is larger than that of a frequency-fixed filter. In particular, if the insertion loss of a bandpass filter arranged in front of the low noise amplifier is large, the noise figure of the receiver increases, and a weak signal may not be received and demodulated.
Further, when a band-pass filter is not used, the frequency converter of the radio receiver has a problem that interference signals in the harmonic band interfere with each other because the receiver has sensitivity in a band that is an integral multiple of the local oscillator signal. As a solution to this problem, a method using an FIR filter that makes the frequency that becomes the null point variable has been proposed (Non-Patent Document 4).
しかしながら、非特許文献4に記載された技術を用いる場合、ヌル点となる周波数の可変範囲を広げると回路規模の増大を招いてしまう問題がある。上述のように、広帯域の無線信号を低雑音で高感度な受信を行うには様々な課題がある。 However, when the technique described in Non-Patent Document 4 is used, there is a problem that an increase in the circuit scale is caused if the variable range of the frequency that becomes the null point is widened. As described above, there are various problems in receiving a broadband wireless signal with low noise and high sensitivity.
上記事情に鑑み、本発明は、回路規模を抑え、様々な周波数に対応しながら、低雑音で干渉信号の影響を低減した受信を行うことができる受信装置、及び受信方法を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a receiving method capable of performing reception with reduced noise and reduced influence of an interference signal while suppressing circuit scale and supporting various frequencies. It is said.
本発明の一態様は、受信した無線信号を分配する分配部と、局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備え、前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、前記周波数変換部は、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、前記周波数帯域制限部は、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、前記利得調整部は、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、前記アナログデジタル変換部は、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、前記信号処理部は、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定し、前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記局部発振信号の素数の倍数波を発生する、ことを特徴とする受信装置である。
また、本発明の一態様は、受信した無線信号を分配する分配部と、局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備え、前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、前記周波数変換部は、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、前記周波数帯域制限部は、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、前記利得調整部は、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、前記アナログデジタル変換部は、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、前記信号処理部は、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定し、前記信号処理部は、検出した信号の振幅、中心周波数、及び位相をそれぞれ所定量変化させ、変化後の前記信号と、他の信号処理部において検出された前記信号との差が所定以内である場合、同一の信号であると判定する、ことを特徴とする受信装置である。
また、本発明の一態様は、受信した無線信号を分配する分配部と、局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備え、前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、前記周波数変換部は、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、前記周波数帯域制限部は、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、前記利得調整部は、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、前記アナログデジタル変換部は、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、前記信号処理部は、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定し、前記信号処理部は、検出した前記信号と、他の前記信号処理部が検出した前記信号とを同じ変調方式により復調して相関値を算出し、算出した前記相関値が所定より高い場合、検出した前記信号に他の前記信号処理部が検出した前記信号が含まれていると判定する、ことを特徴とする受信装置である。
One embodiment of the present invention includes a plurality of sets of a distribution unit that distributes a received radio signal, a local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a signal processing unit. The local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency, and the frequency conversion unit generates a corresponding local oscillation signal generation unit The local oscillation signal thus generated is multiplied by the radio signal distributed by the distributing unit to perform frequency conversion, and the frequency band limiting unit performs predetermined conversion of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency converting unit. And the gain adjusting unit adjusts the gain of the radio signal after frequency conversion passed by the corresponding frequency band limiting unit, and the analog-digital converting unit The radio signal after frequency conversion whose gain is adjusted by the corresponding gain adjustment unit is converted from analog to digital, and the signal processing unit is digitized by the corresponding analog-digital conversion unit after the frequency conversion A signal included in a radio signal is detected, compared with a signal detected by another signal processing unit, an interference signal included in the detected signal is specified, and the local oscillation signal generation unit is a local part having a predetermined frequency. The receiving apparatus generates an oscillating signal or a multiple of a prime number of the local oscillating signal .
Another embodiment of the present invention is a distribution unit that distributes a received radio signal, a local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a plurality of signal processing units. The local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency, and the frequency conversion unit corresponds to the corresponding local oscillation signal generation unit The local oscillation signal generated by the signal is multiplied by the radio signal distributed by the distribution unit to perform frequency conversion, and the frequency band limiting unit performs the frequency conversion by the corresponding frequency conversion unit. The predetermined frequency band, and the gain adjusting unit adjusts the gain of the radio signal after the frequency conversion passed by the corresponding frequency band limiting unit, and the analog digital The conversion unit converts the radio signal after the frequency conversion whose gain is adjusted by the corresponding gain adjustment unit from analog to digital, and the signal processing unit is a frequency conversion digitized by the corresponding analog-digital conversion unit A signal included in the later radio signal is detected, compared with a signal detected by another signal processing unit, an interference signal included in the detected signal is specified, and the signal processing unit detects the detected signal When the difference between the changed signal and the signal detected by another signal processing unit is within a predetermined range, the same signal is determined. The receiving device is characterized by the above.
Another embodiment of the present invention is a distribution unit that distributes a received radio signal, a local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a plurality of signal processing units. The local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency, and the frequency conversion unit corresponds to the corresponding local oscillation signal generation unit The local oscillation signal generated by the signal is multiplied by the radio signal distributed by the distribution unit to perform frequency conversion, and the frequency band limiting unit performs the frequency conversion by the corresponding frequency conversion unit. The predetermined frequency band, and the gain adjusting unit adjusts the gain of the radio signal after the frequency conversion passed by the corresponding frequency band limiting unit, and the analog digital The conversion unit converts the radio signal after the frequency conversion whose gain is adjusted by the corresponding gain adjustment unit from analog to digital, and the signal processing unit is a frequency conversion digitized by the corresponding analog-digital conversion unit A signal included in the later radio signal is detected, compared with a signal detected by the other signal processing unit, an interference signal included in the detected signal is specified, and the signal processing unit detects the detected signal The signal and the signal detected by the other signal processing unit are demodulated by the same modulation method to calculate a correlation value. When the calculated correlation value is higher than a predetermined value, the detected signal is subjected to other signal processing. It is determined that the signal detected by the unit is included.
また、本発明の一態様は、上述する受信装置であって、前記信号処理部は、予め記憶される周波数情報に、検出した前記信号の周波数に対応して記述されている無線変調方式を用いて、デジタル化された周波数変換後の前記無線信号を復調する、ことを特徴とする。 One embodiment of the present invention is the above-described receiving device, wherein the signal processing unit uses a radio modulation scheme described in advance corresponding to the detected frequency of the signal in the frequency information stored in advance. Then, the radio signal after the digitized frequency conversion is demodulated.
また、本発明の一態様は、上述する受信装置であって、前記信号処理部は、予め記憶される周波数情報に、検出した前記信号の周波数に対応して記述されている使用用途、無線電力規格、または、前記使用用途において用いられる位置のうち1以上に基づいて、検出された前記信号が所望信号であるか否かを判断する、ことを特徴とする。 One embodiment of the present invention is the above-described receiving device, in which the signal processing unit uses the wireless power described in the frequency information stored in advance corresponding to the detected frequency of the signal. It is characterized in that it is determined whether the detected signal is a desired signal based on one or more of the positions used in the standard or the usage application.
また、本発明の一態様は、分配部と、局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備える受信装置が実行する受信方法であって、前記分配部が、受信した無線信号を複数の前記周波数変換部に分配し、前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、前記周波数変換部が、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、前記周波数帯域制限部が、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、前記利得調整部が、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、前記アナログデジタル変換部が、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、前記信号処理部が、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定する過程を有し、前記過程において、前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記局部発振信号の素数の倍数波を発生する、ことを特徴とする受信方法である。
また、本発明の一態様は、分配部と、局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備える受信装置が実行する受信方法であって、前記分配部が、受信した無線信号を複数の前記周波数変換部に分配し、前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、前記周波数変換部が、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、前記周波数帯域制限部が、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、前記利得調整部が、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、前記アナログデジタル変換部が、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、前記信号処理部が、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定する過程を有し、前記過程において、前記信号処理部が、検出した信号の振幅、中心周波数、及び位相をそれぞれ所定量変化させ、変化後の前記信号と、他の信号処理部において検出された前記信号との差が所定以内である場合、同一の信号であると判定する、ことを特徴とする受信方法である。
また、本発明の一態様は、分配部と、局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備える受信装置が実行する受信方法であって、前記分配部が、受信した無線信号を複数の前記周波数変換部に分配し、前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、前記周波数変換部が、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、前記周波数帯域制限部が、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、前記利得調整部が、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、前記アナログデジタル変換部が、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、前記信号処理部が、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定する過程を有し、前記過程において、前記信号処理部が、検出した前記信号と、他の前記信号処理部が検出した前記信号とを同じ変調方式により復調して相関値を算出し、算出した前記相関値が所定より高い場合、検出した前記信号に他の前記信号処理部が検出した前記信号が含まれていると判定する、ことを特徴とする受信方法である。
One embodiment of the present invention is a receiving device including a distribution unit, and a plurality of sets of a local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a signal processing unit. The distribution unit distributes the received radio signal to the plurality of frequency conversion units, and the local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or an integer multiple of the predetermined frequency. A local oscillation signal of a wave is generated, and the frequency conversion unit multiplies the radio signal distributed by the distribution unit by the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit to perform frequency conversion. The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency converting unit, and the gain adjusting unit corresponds to the corresponding frequency band limiting unit Adjusting the gain of the radio signal after the frequency conversion that has been passed through, the analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after the frequency conversion that the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital, The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares the signal detected by the other signal processing unit with the detected signal have a process for identifying an interference signal included in the signal, in the process, the local oscillation signal generating unit, for generating a multiple waves prime local oscillation signal or the local oscillation signal of a predetermined frequency, and wherein the This is the receiving method.
One embodiment of the present invention is a receiving device including a distribution unit, and a plurality of sets of a local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a signal processing unit. The distribution unit distributes the received radio signal to the plurality of frequency conversion units, and the local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or an integer multiple of the predetermined frequency. A local oscillation signal of a wave is generated, and the frequency conversion unit multiplies the radio signal distributed by the distribution unit by the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit to perform frequency conversion. The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency converting unit, and the gain adjusting unit corresponds to the corresponding frequency band limiting unit Adjusting the gain of the radio signal after the frequency conversion that has been passed through, the analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after the frequency conversion that the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital, The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares the signal detected by the other signal processing unit with the detected signal A process of identifying an interference signal included in the signal, wherein in the process, the signal processing unit changes the amplitude, center frequency, and phase of the detected signal by a predetermined amount, respectively, If the difference from the signal detected by the signal processing unit is within a predetermined range, it is determined that they are the same signal.
One embodiment of the present invention is a receiving device including a distribution unit, and a plurality of sets of a local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a signal processing unit. The distribution unit distributes the received radio signal to the plurality of frequency conversion units, and the local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or an integer multiple of the predetermined frequency. A local oscillation signal of a wave is generated, and the frequency conversion unit multiplies the radio signal distributed by the distribution unit by the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit to perform frequency conversion. The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency converting unit, and the gain adjusting unit corresponds to the corresponding frequency band limiting unit Adjusting the gain of the radio signal after the frequency conversion that has been passed through, the analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after the frequency conversion that the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital, The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares the signal detected by the other signal processing unit with the detected signal A step of identifying an interference signal included in the signal, wherein the signal processing unit demodulates the detected signal and the signal detected by the other signal processing unit using the same modulation method. Calculating a correlation value, and when the calculated correlation value is higher than a predetermined value, determining that the detected signal includes the signal detected by another signal processing unit. A reception method for the butterflies.
本発明により、回路規模を抑え、様々な周波数に対応しながら、低雑音で干渉信号の影響を低減した受信を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform reception with reduced noise and reduced influence of interference signals while suppressing the circuit scale and supporting various frequencies.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態における受信機(受信装置)について説明する。本実施形態における受信機は、無線周波数(Radio Frequency;RF)帯域の信号を中間周波数(Intermediate Frequency;IF)帯(又はベースバンド周波数帯)の信号へ周波数変換する。このとき、本実施形態の受信機は、複数の局部発振信号により、複数の周波数変換を同時に行い、複数個のIF帯の信号へ周波数変換する。IF帯の信号は、所望の周波数帯域の信号の他、局部発振信号の高調波の周波数帯域の信号が混ざっている。そこで、受信機は、複数個のIF帯の信号の比較を行うことで、所望帯域の信号と高調波の干渉信号を分離する。 Hereinafter, a receiver (receiving apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The receiver according to the present embodiment frequency-converts a radio frequency (RF) band signal to an intermediate frequency (IF) band (or baseband frequency band) signal. At this time, the receiver of the present embodiment performs a plurality of frequency conversions simultaneously using a plurality of local oscillation signals, and converts the frequency into a plurality of IF band signals. In the IF band signal, a signal in a harmonic frequency band of a local oscillation signal is mixed in addition to a signal in a desired frequency band. Therefore, the receiver compares a plurality of IF band signals to separate a desired band signal and a harmonic interference signal.
図1は、本発明の一実施形態における受信機1の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように受信機1は、アンテナ11、広帯域LNA(Low Noise Amplifier;低雑音増幅器)12、分配部13、局部発振信号生成部14−1〜14−N、周波数変換部15−1〜15−N、周波数帯域制限部16−1〜16−N、利得調整部17−1〜17−N、アナログ−デジタル変換部(ADC)18−1〜18−N、及び信号処理部19−1〜19−Nを備えて構成される(Nは2以上の整数)。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a receiver 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the receiver 1 includes an
広帯域LNA12は、アンテナ11を介して受信したRF信号を増幅し、分配部13に出力する。分配部13は、広帯域LNA12が増幅したRF信号を分配し、周波数変換部15−1〜15−Nに入力する。
局部発振信号生成部14−i(iは1以上N以下の整数)は、ある周波数の局部発振信号(LOi)を生成し、周波数変換部15−iに出力する。局部発振信号LO1〜LONはそれぞれ周波数が異なり、例えば、局部発振信号生成部14−1〜14−Nは、局部発振信号LO1〜LONとして、局部発振信号L0及びその局部発振信号L0の整数倍波2×L0、3×L0、…、M×L0の局部発振信号を生成する。
The
The local oscillation signal generation unit 14-i (i is an integer of 1 or more and N or less) generates a local oscillation signal (LO i ) having a certain frequency and outputs it to the frequency conversion unit 15-i. The local oscillation signals LO 1 to LO N have different frequencies. For example, the local oscillation signal generators 14-1 to 14 -N have the local oscillation signal L 0 and the local oscillation signal L 0 as the local oscillation signals LO 1 to LO N. , And 2 × L0, 3 × L0,..., M × L0 local oscillation signals are generated.
周波数変換部15−1〜15−Nは、無線周波数帯のRF信号を、IF帯の信号に周波数変換する。周波数変換部15−i(iは1以上N以下の整数)には、局部発振信号生成部14−iが生成した局部発振信号と、分配部13が分配したRF信号とが入力される。周波数変換部15−iは、局部発振信号生成部14−iから入力された局部発振信号と分配部13から入力されたRF信号とを乗算し、乗算によりIF帯に変換された信号を周波数帯域制限部16−iに出力する。
The frequency conversion units 15-1 to 15-N frequency-convert radio frequency band RF signals to IF band signals. The local oscillation signal generated by the local oscillation signal generation unit 14-i and the RF signal distributed by the
周波数帯域制限部16−i(iは1以上N以下の整数)は、周波数変換部15−iから出力された信号に含まれるIF帯の信号を通過させ、IF帯以外の信号を減衰させて利得調整部17−iに出力する。
利得調整部17−i(iは1以上N以下の整数)は、周波数帯域制限部16−iから出力されたIF帯の信号に対して、利得調整を行う。利得調整部17−iは、周波数変換部15−iや周波数帯域制限部16−iにおける信号処理で減衰した信号のレベルを、予め定められた電力レベルになるよう増幅し、増幅した信号をアナログ−デジタル変換部18−iに出力する。
The frequency band limiting unit 16-i (i is an integer of 1 to N) passes the IF band signal included in the signal output from the frequency conversion unit 15-i and attenuates the signal other than the IF band. It outputs to the gain adjustment unit 17-i.
The gain adjusting unit 17-i (i is an integer of 1 or more and N or less) performs gain adjustment on the IF band signal output from the frequency band limiting unit 16-i. The gain adjusting unit 17-i amplifies the signal level attenuated by the signal processing in the frequency converting unit 15-i and the frequency band limiting unit 16-i to a predetermined power level, and analogizes the amplified signal. -It outputs to the digital conversion part 18-i.
アナログ−デジタル変換部18−i(iは1以上N以下の整数)は、予め定められたサンプリング周波数で、利得調整部17−iから出力された信号に対してサンプリングを行い、アナログ信号の強度に応じたデジタル信号に変換し、時系列データのデジタル信号を生成する。また、アナログ−デジタル変換部18−iは、生成した時系列データのデジタル信号を信号処理部19−iに出力する。 The analog-digital conversion unit 18-i (i is an integer of 1 to N) performs sampling on the signal output from the gain adjustment unit 17-i at a predetermined sampling frequency, and the intensity of the analog signal Is converted into a digital signal according to the above, and a digital signal of time series data is generated. The analog-digital conversion unit 18-i outputs the generated digital signal of time series data to the signal processing unit 19-i.
信号処理部19−i(iは1以上N下の整数)には、アナログ−デジタル変換部18−iにおいてデジタル化された信号が入力される。信号処理部19−1〜19−Nは、入力された其々の信号に対してフーリエ変換を行って周波数領域の信号に変換し、IF帯信号の周波数情報を算出する。周波数情報には、各周波数ごとの振幅情報や、位相情報などが含まれる。さらに、信号処理部19−1〜19−Nは、算出された周波数情報を用いて、各周波数変換部15−1〜15−Nで周波数変換された信号の比較を行い、IF帯の信号に干渉信号が含まれているかを判断する。 A signal digitized by the analog-digital conversion unit 18-i is input to the signal processing unit 19-i (i is an integer of 1 or more and N). The signal processing units 19-1 to 19-N perform Fourier transform on each input signal to convert the signal into a frequency domain signal, and calculate the frequency information of the IF band signal. The frequency information includes amplitude information and phase information for each frequency. Furthermore, the signal processing units 19-1 to 19-N use the calculated frequency information to compare the signals frequency-converted by the frequency conversion units 15-1 to 15-N, and to convert the signals into IF band signals. Determine whether an interference signal is included.
局部発振信号生成部14−1が発生させた局部発振信号LO1により周波数変換したIF帯の信号IF1には、LO1だけでなく、その高調波である2×LO1、3×LO1、・・・、N×LO1の周波数帯域の信号が混入する。ここで、LO2=2×LO1と設定すると、局部発振信号生成部14−2が発生させた局部発振信号LO2で周波数変換したIF帯の信号IF2には、2×LO1、4×LO1、・・・、2N×LO1と、LO1の偶数倍の周波数帯域の信号が混入している。つまり、信号処理部19−1は、信号IF1の周波数情報と、信号処理部19−2が得た信号IF2の周波数情報とを比較することで、信号IF1に混入している偶数倍波の信号を判定することができる。 The IF band signal IF 1 frequency-converted by the local oscillation signal LO 1 generated by the local oscillation signal generation unit 14-1 includes not only LO 1 but also its harmonics 2 × LO 1 , 3 × LO 1. ,..., N × LO 1 frequency band signals are mixed. Here, setting LO 2 = 2 × LO 1, the signal I F 2 of IF band frequency-converted by a local oscillation signal LO 2 local oscillation signal generation unit 14-2 is caused, 2 × LO 1, 4 × LO 1 ,..., 2N × LO 1 and signals in a frequency band that is an even multiple of LO 1 are mixed. That is, the signal processing unit 19-1, by comparing the frequency information of the signals IF 1, a frequency information of the signal IF 2 signal processing section 19-2 is to give, even multiple mixed in the signal IF 1 Wave signals can be determined.
また、ここで、LO3=3×LO1=3F1と設定すると、局部発振信号生成部14−3が発生させた局部発振信号LO3で周波数変換したIF帯の信号IF3には、3×LO1、6×LO1、・・・と、LO1の3倍、6倍、…の周波数帯域の信号が混入している。このように、LO1、LO2、LO3の3つの局部発振信号それぞれによりRF信号を周波数変換することにより、2倍、3倍、4倍、6倍、8倍の高調波の信号を分離することができる。このため、信号処理部19−1は、LO1、LO2、LO3の3つの局部発振信号それぞれにより周波数変換した信号、すなわち、自身がフーリエ変換した信号IF1と、信号処理部19−2がフーリエ変換した信号IF2と、信号処理部19−3がフーリエ変換した信号IF3を比較することで、信号IF1に含まれている2倍、3倍、4倍、6倍、8倍、…の高調波の信号の混入を検出することができる。
同様に並列数を増やすことで、より高次の高調波による干渉成分を分離することができる。
If LO 3 = 3 × LO 1 = 3F 1 is set here, the signal IF 3 in the IF band frequency-converted by the local oscillation signal LO 3 generated by the local oscillation signal generation unit 14-3 is 3 × LO 1, 6 × LO 1 , and ..., 3 times the LO 1, 6 times, ... the frequency band signal of is mixed. In this way, RF signals are frequency-converted by each of the three local oscillation signals LO 1 , LO 2 , and LO 3 to separate the harmonic signals of 2 times, 3 times, 4 times, 6 times, and 8 times. can do. For this reason, the signal processing unit 19-1 is a signal frequency-converted by each of the three local oscillation signals LO 1 , LO 2 , LO 3 , that is, the signal I F 1 that is Fourier-transformed by itself, and the signal processing unit 19- 2 is a signal I F 2 of Fourier transform, by comparing the signal I F 3 to the signal processing section 19-3 has a Fourier transform twice contained in the signal I F 1, 3-fold, 4-fold, 6 It is possible to detect the mixing of double, eight times,... Harmonic signals.
Similarly, by increasing the parallel number, it is possible to separate interference components due to higher harmonics.
また、局部発振信号生成部14−1〜14−Nがそれぞれ、ある局部発振信号(基本周波数)L0およびその整数倍波のうち、2×L0、3×L0、5×L0、7×L0、11×L0、・・・のように、素数の倍数波を発生させれば、ほぼ全ての高調波帯域の信号をカバーすることができる。 Each of the local oscillation signal generation units 14-1 to 14-N includes 2 × L0, 3 × L0, 5 × L0, 7 × L0 among a certain local oscillation signal (fundamental frequency) L0 and its integral multiple. If multiples of prime numbers such as 11 × L0,... Are generated, signals in almost all harmonic bands can be covered.
図2は、RF帯の信号、局部発振信号、及びIF帯の信号の例を示す図である。同図を用いて、受信機1の動作を説明する。同図に示すように、RF信号には、周波数帯域F1のRF1信号、周波数帯域2F1のRF2信号、周波数帯域NF1のRFN信号が含まれている。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an RF band signal, a local oscillation signal, and an IF band signal. The operation of the receiver 1 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the RF signal, RF 1 signal of the frequency band F 1, RF 2 signal of the frequency band 2F 1, contains RF N signal of the frequency band NF 1.
広帯域LNA12は、アンテナ11を介して受信したRF帯の信号を増幅し、分配部13に出力する。分配部13は、広帯域LNA12から入力されたRF帯の信号を周波数変換部15−1〜15−Nに分配する。局部発振信号生成部14−1〜14−Nはそれぞれ、周波数帯域F1、2F1、…、NF1をIF帯の局部発振信号LO1〜LONを発生させる。周波数変換部15−1〜15−Nはそれぞれ、対応する局部発振信号生成部14−1〜14−Nから入力された局部発振信号と、分配部13から入力されたRF帯の信号とを乗算してIF帯の信号IF1〜IFNに変換する。
The
図2に示すように、周波数変換部15−1が、局部発振信号LO1で周波数変換した信号IF1には、LO1の周波数帯域の信号S11が含まれるだけでなく、その高調波である2×LO1、N×LO1の周波数帯域の信号S21、S31が混入している。また、周波数変換部15−2が、LO2=2×LO1の局部発振信号で周波数変換した信号IF1には、2×LO1の周波数帯域IFの信号S21が含まれる。さらに、周波数変換部15−Nが、LO2=N×LO1の局部発振信号で周波数変換した信号IFNには、N×LO1の周波数帯域IFの信号SN1が含まれる。 As shown in FIG. 2, the frequency conversion section 15-1, the signal IF 1 obtained by frequency conversion by local oscillation signals LO 1, not only includes signal S 11 of the frequency band of LO 1, at its harmonics Signals S 21 and S 31 in a frequency band of 2 × LO 1 and N × LO 1 are mixed. Further, the signal IF 1 frequency-converted by the frequency conversion unit 15-2 using the local oscillation signal of LO 2 = 2 × LO 1 includes the signal S 21 in the frequency band IF of 2 × LO 1 . Further, the signal IF N frequency-converted by the frequency conversion unit 15-N with the local oscillation signal of LO 2 = N × LO 1 includes the signal S N1 of the frequency band IF of N × LO 1 .
周波数帯域制限部16−i(iは1以上N以外の整数)はそれぞれ、対応する周波数変換部15−iから出力された信号IFiのIF帯域を通過させ、IF帯以外の信号を減衰させて利得調整部17−iに出力する。利得調整部17−i(iは1以上N以下の整数)はそれぞれ、対応する周波数帯域制限部16−iから出力されたIF帯の信号に対して、利得調整を行い、アナログ−デジタル変換部18−iに出力する。アナログ−デジタル変換部18−i(iは1以上N以下の整数)はそれぞれ、対応する利得調整部17−iから出力された信号IFiをアナログからデジタル信号に変換し、信号処理部19−iに出力する。 Each of the frequency band limiting units 16-i (i is an integer other than 1 or more than N) passes through the IF band of the signal IF i output from the corresponding frequency converting unit 15-i and attenuates signals other than the IF band. Output to the gain adjuster 17-i. Each of the gain adjusting units 17-i (i is an integer of 1 to N) adjusts the gain of the IF band signal output from the corresponding frequency band limiting unit 16-i, and performs an analog-digital conversion unit. Output to 18-i. Each of the analog-digital conversion units 18-i (i is an integer of 1 or more and N or less) converts the signal IF i output from the corresponding gain adjustment unit 17-i from an analog to a digital signal, and the signal processing unit 19- output to i.
信号処理部19−i(iは1以上N下の整数)は、デジタルの信号IFiをフーリエ変換して周波数領域の信号に変換して受信電力が閾値以上の信号を検出し、検出した信号の周波数、振幅、及び位相情報などの周波数情報を算出する。これにより、信号処理部19−1では、S11、S12、及びS13の周波数情報が得られ、信号処理部19−2では、S21の周波数情報が得られ、信号処理部19−Nでは、SN1の周波数情報が得られる。
信号処理部19−i(iは1以上N下の整数)は、自身が算出した周波数情報と、他の信号処理部19−j(jは1以上N下の整数、j≠i)が算出した周波数情報とを比較し、信号IFiに所望信号以外の信号が含まれているかを判断する。
このとき、信号処理部19−iは、自身が検出した信号Saの振幅をΔA、中心周波数をΔF、位相をΔφ変化させ、信号処理部19−jで検出した信号Smとの差をとった場合に、信号電力が所定以下、例えば、信号電力がほぼ0となると判定される閾値よりも小さい場合に、信号Saと信号Smが同じであると判定するようにしてもよい。なお、信号処理部19−i及び信号処理部19−jの信号について用いる振幅ΔA、位相Δφは、予め測定した信号に基づいて決められた値を用いる。
あるいは、自己相関を計算することにより、高調波の信号が含まれているかを判断してもよい。この場合、信号処理部19−iは、自身が検出した信号Saと、信号処理部19−jが検出した信号Smを同じ変調方式と仮定して復調し、デジタルデータに変換する。信号処理部19−iは、信号Saを復調したデジタルデータと、信号Smを復調したデジタルデータとの相関値を算出し、算出した相関値が所定よりも高い場合に、信号Saと信号Smが同じであると判断する。
また、信号処理部19−iは、受信電力が強すぎると判断される所定の閾値を超えている信号については、干渉波と判断してもよい。
The signal processing unit 19-i (i is an integer greater than or equal to 1 and lower than N) performs a Fourier transform on the digital signal IF i to convert it to a frequency domain signal, detects a signal whose received power is equal to or greater than a threshold, and detects the detected signal Frequency information such as frequency, amplitude, and phase information is calculated. Thereby, the signal processing unit 19-1 obtains frequency information of S 11 , S 12 , and S 13 , and the signal processing unit 19-2 obtains frequency information of S 21 , and the signal processing unit 19-N Then, the frequency information of SN1 is obtained.
The signal processing unit 19-i (i is an integer from 1 to N below) is calculated by the frequency information calculated by itself and the other signal processing unit 19-j (j is an integer from 1 to N below, j ≠ i). It is determined whether the signal IF i contains a signal other than the desired signal.
In this case, signal processing unit 19-i is the amplitude of the signal S a which itself detects .DELTA.A, the center frequency [Delta] F, the phase is Δφ changes, the difference between the signal S m detected by the signal processing unit 19-j when taken, the signal power is below a predetermined value, for example, when the signal power is smaller than the threshold value which is determined substantially 0 and the signal S a and the signal S m may be determined to be the same. The amplitude ΔA and the phase Δφ used for the signals of the signal processing unit 19-i and the signal processing unit 19-j are values determined based on previously measured signals.
Or you may judge whether the signal of a harmonic is contained by calculating an autocorrelation. In this case, signal processing unit 19-i receives a signal S a which itself detects, demodulates assuming a signal S m which the signal processing unit 19-j detects the same modulation scheme, into digital data. The signal processing unit 19-i includes a digital data demodulated signals S a, when calculating a correlation value between the digital data obtained by demodulating the signal S m, the calculated correlation value is higher than the predetermined, signal S a It is determined that the signals Sm are the same.
In addition, the signal processing unit 19-i may determine that a signal that exceeds a predetermined threshold for which the received power is determined to be too strong is an interference wave.
これにより、信号処理部19−1は、自身が算出した周波数情報と、信号処理部19−2が算出した周波数情報とを比較し、信号IF1に含まれる信号S12が、信号IF2に含まれる信号S21と同じであると判定する。さらに、信号処理部19−1は、自身が算出した周波数情報と、信号処理部19−Nが算出した周波数情報とを比較し、信号IF1に含まれる信号S13が、信号IFNに含まれる信号SN1と同じであると判定する。これにより、信号処理部19−1は、信号IF1に含まれる信号S12、S13が高調波の信号であり、所望信号ではないと判断する。 Thus, the signal processing section 19-1, the frequency information that it has calculated, compares the frequency information signal processing section 19-2 has been calculated, the signal S 12 contained in the signal IF 1 is the signal IF 2 It judged to be the same as the signal S 21 contained. Further, the signal processing section 19-1 compares the frequency information that it has calculated, and a frequency information signal processing unit 19-N is calculated, the signal S 13 contained in the signal IF 1 is included in the signal IF N It is determined that it is the same as the signal SN1 to be transmitted. Thereby, the signal processing unit 19-1 determines that the signals S 12 and S 13 included in the signal IF 1 are harmonic signals and are not desired signals.
なお、信号処理部19−2では、信号S21が所望信号の場合もある。同様に、信号処理部19−Nでは、信号SN1が所望信号の場合もある。 In the signal processing section 19-2, in some cases the signal S 21 is the desired signal. Similarly, in the signal processing unit 19-N, the signal SN1 may be a desired signal.
信号処理部19−1〜19−Nは、対応するアナログ−デジタル変換部18−1〜18−Nから入力されたデジタル信号の周波数及び電力の判定を行うだけでなく、検出した信号の復調を行うようにしてもよい。例えば、信号処理部19−1は、信号IF1をフーリエ変換した周波数帯域の信号から、信号S12及び信号S13を除去し、復調を行う。このとき、信号処理部19−1は、信号IF2に含まれる信号S21の振幅、及び位相を変化させて生成した信号S12と同等の信号、信号IFNに含まれる信号SN1の振幅、及び位相を変化させて生成した信号S13と同等の信号を除去する。なお、変化させる振幅、及び位相は、上述した振幅ΔA、位相Δφと同様に、予め測定した信号に基づいて決められた値を用いる。 The signal processing units 19-1 to 19-N not only determine the frequency and power of the digital signals input from the corresponding analog-digital conversion units 18-1 to 18-N, but also demodulate the detected signals. You may make it perform. For example, the signal processing unit 19-1 removes the signal S 12 and the signal S 13 from the frequency band signal obtained by Fourier transforming the signal IF 1 and performs demodulation. At this time, the signal processing section 19-1, the amplitude of the signal S N1 included signal IF 2 the amplitude of the signal S 21 contained in, and equivalent signal and the generated signal S 12 by changing the phase, the signal IF N and changing the phase to remove the same signal and the signal S 13 generated by. As the amplitude and phase to be changed, values determined based on a signal measured in advance are used in the same manner as the above-described amplitude ΔA and phase Δφ.
また、信号処理部19−1〜19−Nは、無線周波数帯ごとに、使用用途や、無線電力規格、無線変調方式、当該使用用途において用いられる位置などのうち1以上を記述した周波数利用情報を記憶するデータベースを有するようにしてもよい。これにより、信号処理部19−1〜19−Nは、各無線周波数帯におけるRF信号の検出精度を向上させたり、干渉信号の情報を得ることができる。
例えば、信号処理部19−1〜19−Nは、検出した信号の無線周波数に対応して周波数利用情報に記述されている無線変調方式を用いて、復調を行う。この無線復調方式は、上記のように、相関値を算出する際にも用いることができる。これにより、効率的に復調を行うことができる。なお、信号処理部19−1〜19−Nは、周波数利用情報が示す変調方式に対応する復調を行うことにより、対応するアナログ−デジタル変換部18−1〜18−Nから入力されたデジタル信号を復調するようにしてもよい。
また、信号処理部19−1〜19−Nは、検出した信号の無線周波数に対応して周波数利用情報に記述されている使用用途、無線電力規格、当該使用用途において用いられる位置が、所望信号のものと合致する場合、検出した信号が所望波であると判断することができる。あるいは、信号処理部19−1〜19−Nは、所望波ではないと判断した信号の無線周波数に対応した使用用途、無線電力規格、当該使用用途において用いられる位置により、所望信号ではない信号についての情報を得ることができる。
なお、信号処理部19−1〜19−Nは、周波数利用情報を記憶するデータベースを有するサーバ装置に問い合わせて周波数利用情報を取得するようにしてもよい。
In addition, the signal processing units 19-1 to 19-N have frequency usage information describing at least one of the usage, radio power standard, radio modulation scheme, position used in the usage, etc. for each radio frequency band. You may make it have a database which memorizes. Thereby, the signal processing units 19-1 to 19-N can improve the detection accuracy of the RF signal in each radio frequency band or obtain information on the interference signal.
For example, the signal processing units 19-1 to 19-N perform demodulation using a radio modulation scheme described in the frequency use information corresponding to the radio frequency of the detected signal. This radio demodulation method can also be used when calculating the correlation value as described above. Thereby, demodulation can be performed efficiently. The signal processing units 19-1 to 19-N perform digital signals input from the corresponding analog-digital conversion units 18-1 to 18-N by performing demodulation corresponding to the modulation scheme indicated by the frequency use information. May be demodulated.
In addition, the signal processing units 19-1 to 19-N indicate that the use application, the wireless power standard, and the position used in the use application described in the frequency use information corresponding to the radio frequency of the detected signal are the desired signal. If the signal matches the detected signal, it can be determined that the detected signal is the desired wave. Alternatively, the signal processing units 19-1 to 19 -N may use a signal that is not a desired signal depending on a use application corresponding to the radio frequency of the signal that is determined not to be a desired wave, a wireless power standard, and a position used in the use application. Information can be obtained.
Note that the signal processing units 19-1 to 19-N may acquire frequency usage information by inquiring of a server device having a database that stores frequency usage information.
また、上述の実施形態では、受信機1が一つのアンテナ11を持つ構成について説明したが、これに限ることなく、複数のアンテナを具備する受信機としてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the receiver 1 has one
また、上述の実施形態では、無線周波数帯のRF信号をIF帯の信号に変換する構成について説明したが、これに限ることなく、無線周波数帯のRF信号をベースバンド帯の信号に変換するようにしてもよい。
また、局部発振信号生成部14−1〜14−Nは、基本周波数の局部発振信号を生成する局部発振信号生成器と、生成された局部発振信号を異なる逓倍数により逓倍する逓倍器との組合せで構成してもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the radio frequency band RF signal is converted into the IF band signal has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the radio frequency band RF signal is converted into the baseband signal. It may be.
Each of the local oscillation signal generators 14-1 to 14-N is a combination of a local oscillation signal generator that generates a local oscillation signal having a fundamental frequency and a multiplier that multiplies the generated local oscillation signal by a different multiplication number. You may comprise.
上述した実施形態によれば、受信機1は、受信した広帯域の無線信号を、複数の異なる周波数帯の局部発振信号によりダウンコンバートし、広帯域な無線周波数のセンシングの際に問題となる、高調波帯域の信号の漏れ込みを分離する。受信機1は、異なる周波数帯の局部発振信号によりダウンコンバートされた信号を比較することで、各信号の所望波及び干渉波の無線周波数および電力を判定することができる。
このように、無線信号に対してフィルタ処理を行うことなく、所定の周波数範囲に信号が存在するか否かの判定を行うことができるので、無線帯域の周波数可変フィルタ処理における損失や雑音指数の増加を生じさせることなく、低雑音な受信処理を行うことができる。また、検出した信号が所定の周波数範囲の信号であるか、所定の周波数範囲以外の干渉信号であるかを判定できるので、無線信号から干渉信号を検出、及び分離して、干渉信号の影響を低減した受信処理を行うことができる。
従って、広帯域無線信号の低雑音で高感度な受信を、FIRフィルタと比べて小さな規模で実現できる。例えば、非特許文献4のFig.6のタイプのFIRフィルタはBB周波数帯であるため大きい容量値のキャパシタを複数使うため、面積の小型化が難しい。これに対して、本実施形態では、ミキサ(周波数変換部15−1〜15−N)と局部発振信号生成部14−1〜14−N(または逓倍器)が複数個必要であるが、高い周波数(RF)帯の回路であるため小型化しやすい。
According to the above-described embodiment, the receiver 1 down-converts the received wideband radio signal with the local oscillation signals in a plurality of different frequency bands, which causes a problem when sensing wideband radio frequencies. Isolate band signal leakage. The receiver 1 can determine the radio frequency and power of the desired wave and the interference wave of each signal by comparing the signals down-converted by the local oscillation signals in different frequency bands.
As described above, since it is possible to determine whether or not a signal exists in a predetermined frequency range without performing filtering on the radio signal, loss and noise figure of the frequency variable filter processing in the radio band can be determined. Low noise reception processing can be performed without causing an increase. In addition, since it can be determined whether the detected signal is a signal in a predetermined frequency range or an interference signal outside the predetermined frequency range, the interference signal is detected and separated from the radio signal, and the influence of the interference signal can be determined. Reduced reception processing can be performed.
Therefore, low-noise and high-sensitivity reception of broadband wireless signals can be realized on a small scale as compared with FIR filters. For example, since the FIR filter of the type shown in Fig. 6 of Non-Patent Document 4 is in the BB frequency band, a plurality of capacitors having a large capacitance value are used, so it is difficult to reduce the area. On the other hand, in the present embodiment, a plurality of mixers (frequency conversion units 15-1 to 15-N) and local oscillation signal generation units 14-1 to 14-N (or multipliers) are necessary, but are high. Since it is a frequency (RF) band circuit, it is easy to miniaturize.
上述した実施形態における受信機1の機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。 You may make it implement | achieve the function of the receiver 1 in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program that holds a program for a certain period of time. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
様々な周波数に対応するコグニティブ無線システムやソフトウェア無線機、広帯域なセンシング装置など、広帯域な無線信号を受信する受信装置に利用できる。 The present invention can be used for a receiving device that receives a wideband radio signal, such as a cognitive radio system, a software radio, or a wideband sensing device that supports various frequencies.
1 受信機
11 アンテナ
12 広帯域低雑音増幅器(LNA)
13 分配部
14−1〜14−N 局部発振信号生成部
15−1〜15−N 周波数変換部
16−1〜16−N 周波数帯域制限部
17−1〜17−N 利得調整部
18−1〜18−N アナログ−デジタル変換部(ADC)
19−1〜19−N 信号処理部
1
13 Distributing units 14-1 to 14-N Local oscillation signal generating units 15-1 to 15-N Frequency converting units 16-1 to 16-N Frequency band limiting units 17-1 to 17-N Gain adjusting units 18-1 to 18-1 18-N Analog-to-digital converter (ADC)
19-1 to 19-N Signal processor
Claims (8)
局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備え、
前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、
前記周波数変換部は、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、
前記周波数帯域制限部は、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、
前記利得調整部は、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、
前記アナログデジタル変換部は、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、
前記信号処理部は、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定し、
前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記局部発振信号の素数の倍数波を発生する、
ことを特徴とする受信装置。 A distribution unit for distributing received radio signals;
A local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a plurality of sets of signal processing units,
The local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency,
The frequency conversion unit performs frequency conversion by multiplying the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit by the radio signal distributed by the distribution unit,
The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency conversion unit,
The gain adjusting unit adjusts the gain of the radio signal after frequency conversion that has been passed by the corresponding frequency band limiting unit,
The analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after frequency conversion in which the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital,
The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares it with a signal detected by the other signal processing unit. Identifying an interfering signal included in the signal ,
The local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal having a predetermined frequency or a multiple of a prime number of the local oscillation signal.
A receiving apparatus.
局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備え、 A local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a plurality of sets of signal processing units,
前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、 The local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency,
前記周波数変換部は、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、 The frequency conversion unit performs frequency conversion by multiplying the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit by the radio signal distributed by the distribution unit,
前記周波数帯域制限部は、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、 The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency conversion unit,
前記利得調整部は、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、 The gain adjusting unit adjusts the gain of the radio signal after frequency conversion that has been passed by the corresponding frequency band limiting unit,
前記アナログデジタル変換部は、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、 The analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after frequency conversion in which the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital,
前記信号処理部は、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定し、 The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares it with a signal detected by the other signal processing unit. Identifying an interfering signal included in the signal,
前記信号処理部は、検出した信号の振幅、中心周波数、及び位相をそれぞれ所定量変化させ、変化後の前記信号と、他の信号処理部において検出された前記信号との差が所定以内である場合、同一の信号であると判定する、 The signal processing unit changes the amplitude, center frequency, and phase of the detected signal by a predetermined amount, and the difference between the changed signal and the signal detected by another signal processing unit is within a predetermined range. If the signal is the same,
ことを特徴とする受信装置。 A receiving apparatus.
局部発振信号生成部、周波数変換部、周波数帯域制限部、利得調整部、アナログデジタル変換部、及び信号処理部の複数の組とを備え、 A local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a plurality of sets of signal processing units,
前記局部発振信号生成部は、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、 The local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency,
前記周波数変換部は、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、 The frequency conversion unit performs frequency conversion by multiplying the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit by the radio signal distributed by the distribution unit,
前記周波数帯域制限部は、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、 The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency conversion unit,
前記利得調整部は、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、 The gain adjusting unit adjusts the gain of the radio signal after frequency conversion that has been passed by the corresponding frequency band limiting unit,
前記アナログデジタル変換部は、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、 The analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after frequency conversion in which the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital,
前記信号処理部は、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定し、 The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares it with a signal detected by the other signal processing unit. Identifying an interfering signal included in the signal,
前記信号処理部は、検出した前記信号と、他の前記信号処理部が検出した前記信号とを同じ変調方式により復調して相関値を算出し、算出した前記相関値が所定より高い場合、検出した前記信号に他の前記信号処理部が検出した前記信号が含まれていると判定する、 The signal processing unit calculates a correlation value by demodulating the detected signal and the signal detected by another signal processing unit using the same modulation method, and detects when the calculated correlation value is higher than a predetermined value. It is determined that the signal detected by the other signal processing unit is included in the signal.
ことを特徴とする受信装置。 A receiving apparatus.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の受信装置。 The signal processing unit demodulates the radio signal after frequency conversion that has been digitized by using a radio modulation method described in advance corresponding to the detected frequency of the signal in frequency information stored in advance.
Receiving apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の受信装置。 The signal processing unit is based on frequency information stored in advance based on one or more of usages, wireless power standards, or positions used in the usages described corresponding to the detected frequency of the signal. Determining whether the detected signal is a desired signal;
The receiving device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the receiving device is configured as described above.
前記分配部が、受信した無線信号を複数の前記周波数変換部に分配し、
前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、
前記周波数変換部が、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、
前記周波数帯域制限部が、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、
前記利得調整部が、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、
前記アナログデジタル変換部が、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、
前記信号処理部が、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定する過程を有し、
前記過程において、前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記局部発振信号の素数の倍数波を発生する、
ことを特徴とする受信方法。 A reception method executed by a receiving device including a distribution unit, a local oscillation signal generation unit, a frequency conversion unit, a frequency band limiting unit, a gain adjustment unit, an analog-digital conversion unit, and a signal processing unit,
The distribution unit distributes the received radio signal to the plurality of frequency conversion units,
The local oscillation signal generator generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency;
The frequency conversion unit performs frequency conversion by multiplying the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit by the radio signal distributed by the distribution unit,
The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency conversion unit;
The gain adjustment unit adjusts the gain of the radio signal after frequency conversion that has been passed by the corresponding frequency band limiting unit,
The analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after frequency conversion in which the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital,
The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares it with a signal detected by the other signal processing unit. have a process for identifying an interference signal included in the signal,
In the process, the local oscillation signal generation unit generates a local oscillation signal having a predetermined frequency or a multiple wave of a prime number of the local oscillation signal.
And a receiving method.
前記分配部が、受信した無線信号を複数の前記周波数変換部に分配し、 The distribution unit distributes the received radio signal to the plurality of frequency conversion units,
前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、 The local oscillation signal generator generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency;
前記周波数変換部が、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、 The frequency conversion unit performs frequency conversion by multiplying the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit by the radio signal distributed by the distribution unit,
前記周波数帯域制限部が、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、 The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency conversion unit;
前記利得調整部が、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、 The gain adjustment unit adjusts the gain of the radio signal after frequency conversion that has been passed by the corresponding frequency band limiting unit,
前記アナログデジタル変換部が、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、 The analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after frequency conversion in which the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital,
前記信号処理部が、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定する過程を有し、 The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares it with a signal detected by the other signal processing unit. Identifying an interference signal included in the signal,
前記過程において、前記信号処理部が、検出した信号の振幅、中心周波数、及び位相をそれぞれ所定量変化させ、変化後の前記信号と、他の信号処理部において検出された前記信号との差が所定以内である場合、同一の信号であると判定する、 In the process, the signal processing unit changes the amplitude, center frequency, and phase of the detected signal by a predetermined amount, respectively, and the difference between the changed signal and the signal detected by another signal processing unit is When it is within the predetermined range, it is determined that they are the same signal.
ことを特徴とする受信方法。 And a receiving method.
前記分配部が、受信した無線信号を複数の前記周波数変換部に分配し、 The distribution unit distributes the received radio signal to the plurality of frequency conversion units,
前記局部発振信号生成部が、所定周波数の局部発振信号または前記所定周波数の整数倍波の局部発振信号を発生し、 The local oscillation signal generator generates a local oscillation signal of a predetermined frequency or a local oscillation signal of an integer multiple of the predetermined frequency;
前記周波数変換部が、対応する前記局部発振信号生成部が発生させた前記局部発振信号を、前記分配部により分配された前記無線信号に乗算して周波数変換を行い、 The frequency conversion unit performs frequency conversion by multiplying the local oscillation signal generated by the corresponding local oscillation signal generation unit by the radio signal distributed by the distribution unit,
前記周波数帯域制限部が、対応する前記周波数変換部により周波数変換された前記無線信号の所定の周波数帯域を通過させ、 The frequency band limiting unit passes a predetermined frequency band of the radio signal frequency-converted by the corresponding frequency conversion unit;
前記利得調整部が、対応する前記周波数帯域制限部が通過させた周波数変換後の前記無線信号の利得を調整し、 The gain adjustment unit adjusts the gain of the radio signal after frequency conversion that has been passed by the corresponding frequency band limiting unit,
前記アナログデジタル変換部が、対応する前記利得調整部が利得を調整した周波数変換後の前記無線信号をアナログからデジタルに変換し、 The analog-to-digital conversion unit converts the radio signal after frequency conversion in which the corresponding gain adjustment unit has adjusted the gain from analog to digital,
前記信号処理部が、対応する前記アナログデジタル変換部によりデジタル化された周波数変換後の前記無線信号に含まれる信号を検出し、他の前記信号処理部が検出した信号と比較して、検出した前記信号に含まれる干渉信号を特定する過程を有し、 The signal processing unit detects a signal included in the radio signal after frequency conversion digitized by the corresponding analog-to-digital conversion unit, and compares it with a signal detected by the other signal processing unit. Identifying an interference signal included in the signal,
前記過程において、前記信号処理部が、検出した前記信号と、他の前記信号処理部が検出した前記信号とを同じ変調方式により復調して相関値を算出し、算出した前記相関値が所定より高い場合、検出した前記信号に他の前記信号処理部が検出した前記信号が含まれていると判定する、 In the process, the signal processing unit demodulates the detected signal and the signal detected by another signal processing unit using the same modulation method to calculate a correlation value, and the calculated correlation value is greater than a predetermined value. If high, it is determined that the detected signal includes the signal detected by the other signal processing unit,
ことを特徴とする受信方法。 And a receiving method.
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