JP6571736B2 - 支配的信号検出の方法および装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年4月8日に出願された、イギリス特許出願第1406340.8号の利益を主張し、その全体開示が参照により本明細書に組み込まれる。
支配的な信号および/またはブロッカーの周波数を突き止めることができれば好都合である。これにより、ブロッカーの影響を軽減するように措置をとることが可能になるかもしれない。例えば、ブロッカーの存在により起こり得る干渉を推定し、その干渉を減少または補正する信号を発生させることによる等である。
本開示の第1の態様では、入力信号内の支配的または有意な周波数成分を特定する方法が提供される。本方法は、電子的ハードウエアを用いて実装される。本方法は、複数の反復を含み得る。反復では、複数の動作が実施される。周波数の試験範囲は、第1の周波数範囲に広がる入力信号から選択され、第1の周波数範囲は対象の範囲を表す。試験範囲の選択は、入力信号をフィルタリングして周波数を試験範囲外へ減衰させることにより達成され得る。試験範囲内の周波数は、分析されて、支配的な周波数成分または少なくとも1つの有意な周波数成分の存在を決定する。そのような周波数成分が特定されると、支配的または少なくとも1つの有意な信号成分が推定される。周波数の推定値は、次いで、周波数の試験範囲の異なる範囲の後続の反復に用いられる。この反復は、試験範囲の中心周波数および/または試験範囲の帯域幅を調節することを含み得る。試験範囲は、検索範囲と同義であるとみなし得る。
例えば本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
信号を第1の周波数範囲にわたって分析して、その中の少なくとも1つの比較的有意な周波数成分を突き止める電子的実装方法であって、電子的ハードウエアを用いて周波数試験範囲を分析して、上記試験範囲の潜在的に有意な成分を特定することと、電子的ハードウエアを用いて上記分析を終了するための条件が満たされたかを決定し、上記条件が満たされなかった場合、上記分析の結果として上記試験範囲を変更し、上記分析および上記決定を繰り返すことと、を含む、方法。
(項目2)
上記試験範囲を変更することは、上記試験範囲の周波数範囲を変更することを含む、上記項目に記載の方法。
(項目3)
上記試験範囲を変更することは、上記試験範囲の帯域幅を変更することを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目4)
上記分析を終了するための上記条件が満たされたかの決定は、
1つ以上の周波数成分が所定の精度で特定されたか、または
反復限界に達したか、
のうちの少なくとも一方を決定することを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目5)
周波数の上記第1の周波数範囲の上記分析は、連続した近似検索を実施することを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
上記周波数検索範囲を複数の領域に分割することと、各領域内の信号強度を分析して、有意または支配的な信号を含んでいる可能性が最も高い候補領域を特定することと、上記試験範囲を変更し、上記候補領域を含めることであって、上記新たな試験範囲が先の周波数試験範囲よりも小さい、ことと、を含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目7)
入力信号をフィルタリングして、周波数成分を上記周波数試験範囲外に排除するか、または減衰させることを更に含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目8)
上記フィルタリングが、上記分析および上記決定の各反復時に重複している周波数範囲にわたって動作するように、上記周波数試験範囲を周波数変換することを更に含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目9)
上記フィルタリング帯域幅は、各反復時に減少される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目10)
上記フィルタリングは、低域通過フィルタリングまたは帯域通過フィルタリングを含み、上記周波数試験範囲は、変換されて上記フィルタリングの通過帯域内に位置する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目11)
上記周波数変換は、デジタル周波数変換装置またはデジタル周波数変換器を用いて実施される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
フーリエ変換エンジンは、信号強度を周波数の関数として推定し、かつ上記強度の推定値を上記周波数試験範囲内の複数の領域の各々に割り当てるために使用される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
上記フーリエ変換エンジンは、N個のサンプルに働き、Nは16以下の整数である、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目14)
上記フーリエ変換エンジンはN個のサンプルに働き、Nは8以下の整数である、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目15)
上記フーリエ変換エンジンはN個のサンプルに働き、Nは4以下の整数である、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目16)
上記フーリエ変換エンジンに提供される上記信号を、各反復で増加される間引き係数により間引くことを更に含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目17)
1つ以上の成分を推定するためにパラメータに関するエンジンが使用される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目18)
上記パラメータに関するエンジンは、低次または単一次数のエンジンである、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目19)
入力信号の入力周波数範囲を再帰的に検索するように、かつ以前のパスで支配的な信号を含んでいるとして特定され、かつ上記支配的な信号の周波数が所定の精度で推定されるまで続く減少された周波数検索範囲を各パスで検索するように配置される主要信号検出装置。
(項目20)
上記周波数検索空間を規定するように配置される検索空間制御装置、およびスペクトル分析エンジンを備える、上記項目に記載の装置。
(項目21)
上記検索空間制御装置は、可変周波数検索範囲を所定の周波数範囲にマッピングするように構成される周波数変換器、および制御可能帯域幅フィルタを備える、上記項目のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目22)
上記スペクトル分析エンジンは、低N点FFTエンジンを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目23)
上記スペクトル分析エンジンは、パラメータに関するエンジン含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目24)
上記周波数変換器は、デジタル下方変換器を含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目25)
上記制御可能帯域幅フィルタは、上記制御可能帯域幅フィルタの帯域幅を変更するための帯域幅制御器に応答するデジタルフィルタを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目26)
項目19に記載の主要信号検出装置を備える無線受信機。
(項目27)
上記主要信号検出装置は、ブロッカー信号の高調波を捜すように配置され、上記高調波は、デジタル化信号内に生じる、上記項目に記載の無線受信機。
(摘要)
周波数範囲内の干渉信号等の、支配的な周波数を突き止めるための単一の複雑な計算は、いくつかのより簡単なものに置換される。信号を第1の周波数範囲にわたって分析して、その中の少なくとも1つの比較的有意な周波数成分を突き止める。これには、電子的ハードウエアを用いて周波数試験範囲を分析して、試験範囲内に潜在的に有意な成分を特定することと、電子的ハードウエアを用いて分析を終了するための条件が満たされたかどうかについて決定することと、を含み得る。条件が満たされなかった場合、分析の結果として試験範囲を変更し、かつ分析をすることおよび決定をすることの動作を繰り返す。
図1は、第1の周波数範囲にわたり帯域幅制限された信号内のブロッカー信号等の、支配的な信号を探し出すように配置される信号処理システムのブロック図である。このため、例えば、図1のシステムが受信機内に実装されていると、着信無線信号は増幅されて基礎帯域または低中間の周波数に下方変換されているかもしれない。下方変換された信号は、次いでアナログデジタル変換器50の入力に供給され得る。しかし、そのような配置では、信号を受信機が受信する送信機は、受信機が受信することになる最強信号を提供し得ない。ブロッカー信号または干渉信号として折に触れて公知の、遙かに強力な信号が存在し得る。
したがって、(L>0の場合)
r=相関係数ベクトルである。
それで
70・・・低N点FFT検出
Claims (22)
- 高周波信号を第1の周波数範囲にわたって分析して、その中にピークの大きさの周波数応答を有する少なくとも1つの干渉高周波成分を突き止める電子的実装方法であって、
前記方法は、
少なくとも、高速フーリエ変換(FFT)を実行することと、前記FFTに基づいて、周波数の試験範囲内の周波数のサブレンジを有する候補干渉成分を特定することとにより、電子的ハードウエアを用いて前記試験範囲を分析することであって、前記候補干渉成分は、有意性閾値を超える信号強さを有しており、周波数の前記サブレンジは、ピークの大きさの周波数応答を有する高周波成分を含む、ことと、
電子的ハードウエアを用いて前記分析を終了するための条件が満たされたかを決定することと、
前記条件が満たされなかった場合、前記条件が満たされるまで、以前の分析動作において前記候補干渉成分を含むとして特定された周波数の前記サブレンジに対して前記分析および前記決定を反復的に実行することと
を含み、
入力信号をフィルタリングして、周波数成分を周波数の前記試験範囲外に排除するか、または減衰させることを更に含み、
フィルタリング帯域幅は、各反復時に減少され、最も大きい信号強さを有しているビンの周りに中心合わせされる、方法。 - 前記FFTは、N個のサンプルに対して実行され、Nは16以下の整数である、請求項1に記載の方法。
- 前記分析を終了するための前記条件が満たされたかを決定することは、
1つ以上の周波数成分が所定の精度で特定されたか、または
反復限界に達したか
のうちの少なくとも一方を決定することを含む、請求項1または2に記載の方法。 - 前記FFTを実行することは、信号強度を周波数の関数として推定し、かつ前記信号強度の前記推定を前記試験範囲内の複数のビンの各々に割り当て、前記候補干渉成分は、前記複数のビンのうち、前記ピークの大きさの周波数応答を有するビンに対応する、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィルタリングが、前記分析および前記決定の各反復時に重複している周波数範囲にわたって動作するように、周波数の前記試験範囲を周波数変換することを更に含む、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィルタリングは、低域通過フィルタリングまたは帯域通過フィルタリングを含み、周波数の前記試験範囲は、変換されて前記フィルタリングの通過帯域内に位置する、請求項5に記載の方法。
- 前記干渉高周波成分の影響を減少させることを更に含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- フーリエ変換エンジンは、前記FFTを実行して、信号強度を周波数の関数として推定し、かつ前記強度の推定を周波数の前記試験範囲内の複数の領域の各々に割り当てるために使用される、請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記フーリエ変換エンジンは、N個のサンプルに働き、Nは16以下の整数である、請求項8に記載の方法。
- 前記フーリエ変換エンジンは、N個のサンプルに働き、Nは8以下の整数である、請求項8に記載の方法。
- 前記フーリエ変換エンジンは、N個のサンプルに働き、Nは4以下の整数である、請求項8に記載の方法。
- 前記フーリエ変換エンジンに提供される前記信号を、各反復で増加される間引き係数により間引くことを更に含む、請求項8〜11のうちのいずれか一項に記載の方法。
- N点高速フーリエ変換(FFT)エンジンを用いて、高周波入力信号の入力高周波範囲を再帰的に検索することであって、Nは16以下の整数である、ことと、
以前のパスでピークの大きさの周波数応答を有する干渉高周波成分を含んでいるとして特定され、かつ前記干渉高周波成分の周波数が所定の精度で推定されるまで続く減少された周波数検索範囲を各パスで検索することと
を行うように配置される電子回路を備え、
前記電子回路は、前記高周波入力信号をフィルタリングして、周波数成分を前記周波数検索範囲外に排除するか、または減衰させるように更に構成され、フィルタリング帯域幅は、各反復時に減少され、最も大きい信号強さを有しているビンの周りに中心合わせされる、主要信号検出装置。 - 周波数検索空間を規定するように配置される検索空間制御装置、およびスペクトル分析エンジンを備え、
前記スペクトル分析エンジンは、前記N点FFTエンジンを含む、請求項13に記載の装置。 - 前記検索空間制御装置は、可変周波数検索範囲を所定の周波数範囲にマッピングするように構成される周波数変換器、および制御可能帯域幅フィルタを備える、請求項14に記載の装置。
- 前記周波数変換器は、デジタル下方変換器を含む、請求項15に記載の装置。
- 前記制御可能帯域幅フィルタは、前記制御可能帯域幅フィルタの帯域幅を変更するための帯域幅制御器に応答するデジタルフィルタを含む、請求項15または16に記載の装置。
- Nは、8以下である、請求項14〜17のうちのいずれか一項に記載の装置。
- Nは、4以下である、請求項14〜17のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 請求項13〜19のうちのいずれか一項に記載の主要信号検出装置を備える無線受信機。
- 前記主要信号検出装置は、ブロッカー信号の高調波を捜すように配置され、前記高調波は、デジタル化信号内に生じる、請求項20に記載の無線受信機。
- 前記干渉高周波成分の影響を減少させるように構成された補正信号発生器を更に備える、請求項20または21に記載の無線受信機。
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