JP6761218B2 - Reception processing device and receiver - Google Patents
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Description
本明細書に記載する技術は、受信処理装置及び受信機に関する。 The techniques described herein relate to receiving processors and receivers.
ダイレクトRF(Radio Frequency)アンダーサンプリング受信方式を利用する受信機が知られている。 A receiver that uses a direct RF (Radio Frequency) undersampling reception method is known.
ここで、アンダーサンプリングとは、高周波数のRF信号(「受信信号」と称されてもよい。)をより低い周波数(「クロック周波数」や「サンプリング周波数」と称されてよい。)fCLKでサンプリングする技術である。アンダーサンプリングにおいては、エリアシングによって、fCLK/2より高い周波数の信号がfCLK/2以下に折り返されて混信となる技術が利用される。 Here, undersampling refers to a high frequency RF signal (which may be referred to as a “received signal”) at a lower frequency (which may be referred to as a “clock frequency” or a “sampling frequency”) f CLK . It is a sampling technique. In undersampling by aliasing, art high frequency signal from f CLK / 2 is interference is folded below f CLK / 2 is utilized.
ダイレクトRFアンダーサンプリング受信方式を利用する受信機は、アンテナにより受信した信号をLNA(低雑音増幅器)で増幅させ、増幅させた信号をBPF(帯域通過フィルタ)に通過させる。更に、受信機は、BPFに通過させた信号に対して、S/H(サンプルホールド)回路によって所定のクロック周波数fCLKでアンダーサンプリングを行なう。そして、受信機は、アンダーサンプリングを行った信号をアナログ/デジタル変換し、変換したデジタル信号に対して、DSP(Digital Signal Processor)によってフィルタ処理を行なう(例えば、下記特許文献1を参照)。
The receiver using the direct RF undersampling reception method amplifies the signal received by the antenna with an LNA (low noise amplifier), and passes the amplified signal through a BPF (bandpass filter). Further, the receiver undersamples the signal passed through the BPF at a predetermined clock frequency f CLK by the S / H (sample hold) circuit. Then, the receiver performs analog / digital conversion of the undersampled signal, and filters the converted digital signal by a DSP (Digital Signal Processor) (see, for example,
S/H回路によってアンダーサンプリングを行なう際に、クロック周波数fCLKは例えばシステム帯域幅の2倍に設定されるため、システム帯域幅の増加に応じてクロック周波数fCLKが増加するという課題がある。 When undersampling is performed by the S / H circuit, the clock frequency f CLK is set to twice the system bandwidth, for example, so that there is a problem that the clock frequency f CLK increases as the system bandwidth increases.
1つの側面では、本明細書に記載する技術は、受信信号のアンダーサンプリングにおいて使用するクロック信号の周波数を低減させることを目的とする。 In one aspect, the techniques described herein are aimed at reducing the frequency of clock signals used in undersampling received signals.
1つの側面において、受信処理装置は、受信信号の周波数の0.25倍よりも低い周波数を有するクロック信号に基づいて前記受信信号のサンプリングを行ない、第1サンプリング信号と第2サンプリング信号とを抽出するサンプリング部と、アナログデジタル変換された前記第1サンプリング信号及び前記第2サンプリング信号に基づき、前記第1サンプリング信号からイメージ信号を除去した第1生成信号を生成する演算部と、を備え、前記第1生成信号は、前記受信信号の中心周波数よりも高い周波数帯域である上側波帯又は低い周波数帯域である下側波帯における信号であり、前記サンプリング部は、前記クロック信号の入力を、前記受信信号の搬送波の4分の1周期である所定時間遅延させる遅延部と、前記受信信号と前記遅延部によって遅延させられた信号との入力を受けて、前記第1サンプリング信号を抽出する第1サンプリング部と、前記受信信号と前記クロック信号との入力を受けて、前記第2サンプリング信号を抽出する第2サンプリング部と、を備える。 In one aspect, the reception processing device samples the received signal based on a clock signal having a frequency lower than 0.25 times the frequency of the received signal, and extracts the first sampling signal and the second sampling signal. A sampling unit for generating an analog-digitally converted first sampling signal and a calculation unit for generating a first generated signal obtained by removing an image signal from the first sampling signal based on the second sampling signal. The first generated signal is a signal in the upper wave band which is a frequency band higher than the center frequency of the received signal or the lower wave band which is a lower frequency band, and the sampling unit receives the input of the clock signal. The first sampling signal is extracted by receiving an input of a delay unit that delays a predetermined time, which is a quarter cycle of the carrier of the received signal, and the received signal and the signal delayed by the delay unit . It includes a sampling unit and a second sampling unit that receives inputs from the received signal and the clock signal and extracts the second sampling signal.
1つの側面として、受信信号のアンダーサンプリングにおいて使用するクロック信号の周波数を低減させることができる。 As one aspect, the frequency of the clock signal used in undersampling the received signal can be reduced.
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形例や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. However, the embodiments shown below are merely examples, and there is no intention of excluding the application of various modifications and techniques not specified in the embodiments. That is, the present embodiment can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
また、各図は、図中に示す構成要素のみを備えるという趣旨ではなく、他の構成要素を含むことができる。以下、図中において、同一の符号を付した部分は特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を示す。 Further, each figure does not mean that it includes only the components shown in the figure, but may include other components. Hereinafter, in the drawings, parts having the same reference numerals indicate the same or similar parts unless otherwise specified.
〔A〕関連技術
図1は、関連技術の受信機8の構成例を示すブロック図である。
[A] Related Technology FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a
実施形態の関連技術の受信機8は、例示的に、ダイレクトRFアンダーサンプリング受信方式を利用する。ダイレクトRFアンダーサンプリング受信方式は、直接にRF信号をサンプリングするため、小型かつ消費電力の低い受信機8を実現できる。
The
受信機8は、図1に例示されるように、アンテナ81、LNA82、BPF83、S/H回路84、発振器85、及び、A/D(アナログデジタル)変換器86を備える。
As illustrated in FIG. 1, the
アンテナ81は、例示的に、送信機(不図示)から無線通信によって送信された信号を受信する。
The
LNA82は、例示的に、アンテナ81によって受信された信号(「受信信号」や「RF信号」と称されてよい。)を増幅する。 Illustratively, the LNA 82 amplifies the signal received by the antenna 81 (which may be referred to as a "received signal" or "RF signal").
BPF83は、例示的に、LNAによって増幅された信号を所定の周波数帯域について通過させる。
The
S/H回路84は、例示的に、所定のクロック周波数fCLKを有するクロック信号を生成する発振器85からの入力に基づき、BPF83を通過した受信信号のサンプリングを行ない、サンプリング信号を抽出する。
Illustratively, the S /
A/D変換器86は、例示的に、S/H回路84によって抽出されたサンプリング信号をアナログデジタル変換する。
The A /
受信機8は、A/D変換器86によって変換されたデジタル信号に対して、DSP(不図示)によるフィルタ処理を行なってよい。
The
S/H回路84によってアンダーサンプリングを行なう際に、クロック周波数fCLKは例えばシステム帯域幅の2倍に設定されるため、システム帯域幅の増加に応じてクロック周波数fCLKが増加する。
When undersampling is performed by the S /
〔B〕実施形態
〔B−1〕システム構成例
実施形態の受信機100は、例示的に、受信信号SRFのアンダーサンプリングにおいて使用するクロック周波数fCLKを従来使用していたクロック周波数fCLKよりも低減させることができるものである。
[B] Embodiment [B-1] System configuration example In the
図2は、実施形態の受信機100の構成例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
受信機100は、例示的に、イメージ除去型のダイレクトRFアンダーサンプリング受信方式を利用する。受信機100は、図2に例示されるように、アンテナ1、LNA2、BPF3、I/Qアンダーサンプリング部4、発振器5、A/D変換器61,62、イメージ除去演算部7、USB出力端子101及びLSB出力端子102を備える。なお、「I/Q」は、In-phase/Quadratureの略称である。また、USBはUpper Side Bandの略称であり、LSBはLower Side Bandの略称である。
The
I/Qアンダーサンプリング部4及びイメージ除去演算部7は、受信処理装置の一例として機能してよい。
The I /
アンテナ1は、例示的に、送信機(不図示)から無線通信によって送信された信号を受信する。
The
LNA2は、アンプの一例である。LNA2は、例示的に、アンテナ1によって受信された信号(「受信信号」や「RF信号」と称されてよい。)を増幅する。
LNA2 is an example of an amplifier. The
BPF3は、フィルタの一例である。BPF3は、例示的に、LNA2によって増幅された信号を所定の周波数帯域について通過させる。また、BPF3は、LNA2によって増幅された信号について、所定の周波数帯域以外の周波数帯域の成分を減衰させてよい。 BPF3 is an example of a filter. BPF3, exemplary, passes a signal amplified by LNA2 for a predetermined frequency band. Further, BPF3 may attenuate the components of the frequency band other than the predetermined frequency band with respect to the signal amplified by LNA2.
発振器5は、例示的に、受信信号SRFの周波数fRFよりも低い周波数fCLKを有するクロック信号CLKを生成し、生成したクロック信号CLKをI/Qアンダーサンプリング部4へ入力する。
As an example, the
I/Qアンダーサンプリング部4は、サンプリング部の一例であり、例えばCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)集積回路(IC回路)によって機能してよい。I/Qアンダーサンプリング部4は、例示的に、S/H回路41,42及びTL(Transmission Line)43を備える。
The I /
I/Qアンダーサンプリング部4は、受信信号SRFの周波数fRFよりも低い周波数fCLKを有するクロック信号CLKに基づいて受信信号のサンプリングを行ない、2つのサンプリング信号を抽出してよい。
The I /
2つのサンプリング信号は、第1サンプリング信号及び第2サンプリング信号と称されてよい。 The two sampling signals may be referred to as a first sampling signal and a second sampling signal.
また、I/Qアンダーサンプリング部4は、クロック信号CLKの位相に対する受信信号SRFの位相を、第1サンプリング信号と第2サンプリング信号とで異ならせてサンプリングを行なう。
Further, the I /
TL43は、遅延部の一例である。TL43は、例示的に、発振器5とS/H回路41との間(ただし、発振器5とS/H回路42との間を除く。)に備えられ、クロック信号CLKの入力を所定時間遅延させる。TL43は、クロック信号CLKの入力を、例えば、受信信号SRFの搬送波の4分の1周期(T/4)遅延させてよい。TL43は、遅延線路(Delay Line)と称されてもよい。
TL43 is an example of a delay portion. The
S/H回路41は、第1サンプリング部の一例であり、例示的に、受信信号SRFとTL43によって遅延させられた信号との入力を受けて、第1サンプリング信号を抽出する。
The S /
S/H回路42は、第2サンプリング部の一例であり、例示的に、受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて、第2サンプリング信号を抽出する。
The S /
S/H回路41,42は、入力されたアナログ信号である受信信号SRFの離散化(「サンプリング」と称されてもよい。)を行ない、所定期間において離散化した信号の電圧を一定に保つことにより、サンプリング信号を出力する。なお、サンプリング信号の出力手法の詳細については、例えば、特許文献1に記載されている。
The S /
上述したようにクロック信号CLKの入力を受信信号SRFの搬送波の4分の1周期(T/4)遅延させることにより、S/H回路41とS/H回路42とにおける受信信号SRFのホールドタイミングがずれる。そして、第1サンプリング信号と第2サンプリング信号との間に、90度の位相差を生じさせることができる。
As described above, by delaying the input of the clock signal CLK by a quarter cycle (T / 4) of the carrier wave of the received signal SRF, the hold timing of the received signal SRF in the S /
なお、TL43は、発振器5とS/H回路42との間に備えられ、S/H回路42に対するクロック信号CLKの入力を遅延させてもよい。この場合、S/H回路41は、受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて、第1サンプリング信号を抽出してよい。また、この場合、S/H回路42は、受信信号SRFとTL43によって遅延させられた信号との入力を受けて、第2サンプリング信号を抽出してよい。
The
A/D変換器61,62は、例示的に、I/Qアンダーサンプリング部4によって抽出されたサンプリング信号をアナログデジタル変換し、アナログデジタル変換したサンプリング信号をイメージ除去演算部7へ入力する。A/D変換器61は、S/H回路41によって抽出された第1サンプリング信号をアナログデジタル変換する。また、A/D変換器62は、S/H回路42によって抽出された第2サンプリング信号をアナログデジタル変換する。
Illustratively, the A /
イメージ除去演算部7は、演算部の一例であり、例えばDSPによって機能してよい。イメージ除去演算部7は、例示的に、A/D変換器61,62によってアナログデジタル変換されたサンプリング信号に基づき、デジタル信号処理により、第1サンプリング信号及び第2サンプリング信号からイメージ信号を除去した信号を生成する。
The image
第1サンプリング信号からイメージを除去した信号は、第1生成信号の一例であり、上側波帯信号USBと称されてもよい。また、第2サンプリング信号からイメージを除去した信号は、第2生成信号の一例であり、下側波帯信号LSBと称されてもよい。 The signal obtained by removing the image from the first sampling signal is an example of the first generated signal, and may be referred to as an upper band signal USB. Further, the signal obtained by removing the image from the second sampling signal is an example of the second generated signal, and may be referred to as a lower band signal LSB.
上側波帯信号USBは、受信信号SRFの中心周波数よりも高い周波数帯域における成分を有する信号である。また、下側波帯信号LSBは、受信信号SRFの中心周波数よりも低い周波数帯域における成分を有する信号である。 The upper band signal USB is a signal having a component in a frequency band higher than the center frequency of the received signal SRF. Further, the lower band signal LSB is a signal having a component in a frequency band lower than the center frequency of the received signal SRF.
なお、上述したように、TL43は、発振器5とS/H回路42との間に備えられ、S/H回路42に対するクロック信号CLKの入力を遅延させてよい。この場合には、第1サンプリング信号からイメージを除去した信号は下側波帯信号LSBと称されてよく、第2サンプリング信号からイメージを除去した信号は上側波帯信号USBと称されてよい。
As described above, the
第1生成信号は、受信信号SRFの中心周波数よりも高い周波数帯域である上側波帯又は低い周波数帯域である下側波帯における信号である。また、第2生成信号は、上側波帯における信号と下側波帯における信号とのうち、第1生成信号に対応する信号とは異なる帯域側の信号である。 The first generated signal is a signal in the upper band, which is a frequency band higher than the center frequency of the received signal SRF, or the lower band, which is a lower frequency band. Further, the second generated signal is a signal on the band side different from the signal corresponding to the first generated signal among the signal in the upper wave band and the signal in the lower wave band.
すなわち、第1生成信号が上側波帯信号USBである場合には第2生成信号は下側波帯信号LSBであり、第1生成信号が下側波帯信号LSBである場合には第2生成信号は上側波帯信号USBである。 That is, when the first generated signal is the upper band signal USB, the second generated signal is the lower band signal LSB, and when the first generated signal is the lower band signal LSB, the second generated signal is the lower band signal LSB. The signal is the upper band signal USB.
実施形態の受信機100においては、上側波帯信号USBと下側波帯信号LSBとを別々に取り出すことができる。
In the
イメージ除去演算部7は、位相シフト部71,72及び加算部73,74を備えてよい。
The image
位相シフト部71は、第1位相シフト部の一例であり、例示的に、第1サンプリング信号の位相を+90度シフトさせる。
The
位相シフト部72は、第2位相シフト部の一例であり、例示的に、第2サンプリング信号の位相を+90度シフトさせる。
The
加算部73は、第1加算部の一例である。加算部73は、例示的に、位相シフト部71による位相シフト前の第1サンプリング信号と、位相シフト部72による位相シフト後の第2サンプリング信号とを加算することによって、上側波帯信号USBを同相合成して出力するとともに、そのイメージとなる下側波帯信号LSBを逆相合成して除去する。このため、USB出力端子101には、上側波帯信号USBのみが出力される。
The
加算部74は、第2加算部の一例である。加算部74は、例示的に、位相シフト部72による位相シフト前の第2サンプリング信号と、位相シフト部71による位相シフト後の第1サンプリング信号とを加算することによって、下側波帯信号LSBを同相合成して出力するとともに、そのイメージとなる上側波帯信号USBを逆相合成して除去する。このため、LSB出力端子102には、下側波帯信号LSBのみが出力される。
The
図2に示すイメージ除去演算部7によれば、所望波とイメージ信号との別々の位相シフト操作を施して、イメージ信号に対しては符号反転したイメージ信号を加算することで、イメージ信号をキャンセルすることができる。
According to the image
なお、イメージ除去演算部7は、上側波帯信号USBと下側波帯信号LSBとのうちの一方のみを生成してもよい。上側波帯信号USBと下側波帯信号LSBとのうちの一方のみが生成される場合には、イメージ除去演算部7は、位相シフト部71、加算部74及びLSB出力端子102と位相シフト部72、加算部73及びUSB出力端子101とのうちの一方を備えなくてよい。
The image
また、位相シフト部71は第1サンプリング信号の位相を−90度シフトさせ、位相シフト部72は第2サンプリング信号の位相を−90度シフトさせてもよい。この場合、図2に示される例において、加算部73の出力が下側波帯信号LSBとなり、加算部74の出力が上側波帯信号USBとなる。
Further, the
図3は、実施形態の受信機100におけるSNR及びIRRの第1の例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a first example of SNR and IRR in the
図3に示されるSNRは信号雑音比を示し、IRRはイメージ除去比を示す。イメージ除去比は、所望波の信号レベルに対する、イメージ信号の信号レベルの比を示す。 The SNR shown in FIG. 3 indicates the signal-to-noise ratio, and the IRR indicates the image removal ratio. The image removal ratio indicates the ratio of the signal level of the image signal to the signal level of the desired wave.
上側波帯におけるイメージ除去比は、USB出力端子101から出力される所望波である上側波帯信号USBの信号レベルに対する、イメージ信号となる下側波帯信号LSBの信号レベルの比を示す。別言すれば、上側波帯におけるイメージ除去比は、加算部73で逆相合成されたが除去されずに残留した下側波帯信号LSBの信号レベルと、所望波である上側波帯信号USBの信号レベルとの比を示す。
The image removal ratio in the upper band indicates the ratio of the signal level of the lower band signal LSB, which is the image signal, to the signal level of the upper band signal USB, which is a desired wave output from the
下側波帯におけるイメージ除去比は、LSB出力端子102から出力される所望波である下側波帯信号LSBの信号レベルに対する、イメージ信号となる上側波信号の信号レベルの比を示す。別言すれば、下側波帯におけるイメージ除去比は、加算部74で逆相合成されたが除去されずに残留した上側波帯信号USBの信号レベルと、所望波である下側波帯信号LSBの信号レベルとの比を示す。
The image removal ratio in the lower band indicates the ratio of the signal level of the upper wave signal to be the image signal to the signal level of the lower band signal LSB which is the desired wave output from the
受信信号SRFの周波数帯域fRFが衛星通信帯域やKu帯域と称される12.25〜12.80GHzであり、クロック周波数fCLKが626MHzである場合のSNR及びIRRは、図3に例示するようになる。 The frequency band f RF reception signal SRF is 12.25~12.80GHz called satellite communication band and Ku band, SNR and IRR when the clock frequency f CLK is 626MHz, like that illustrated in FIG. 3 become.
図3に例示されるSNRは31.54dB以上であり、IRRは10.9dB以上である。 The SNR illustrated in FIG. 3 is 31.54 dB or more, and the IRR is 10.9 dB or more.
実施形態の受信機100によれば、図3に例示されるように、例えばKu帯域(別言すれば、「衛星通信帯域」)において、上側波帯と下側波帯との両帯域でのイメージ信号の除去ができる。
According to the
図3に示される例においては、システム帯域幅(「通信帯域幅」と称されてもよい。)が550MHzであるのに対して、クロック周波数fCLKは626MHzに設定される。 In the example shown in FIG. 3, the system bandwidth (which may also be referred to as the "communication bandwidth") is 550 MHz, whereas the clock frequency f CLK is set to 626 MHz.
図1に例示した実施形態の関連技術の受信機8においてはクロック周波数fCLKが例えばシステム帯域幅の2倍に設定されるのに対して、実施形態の受信機100において設定されるクロック周波数fCLKは関連技術の受信機8において設定されるクロック周波数fCLKよりも減少する。別言すれば、実施形態の受信機100においては、図1に例示した実施形態の関連技術の受信機8において用いるクロック周波数fCLKの2分の1のクロック周波数fCLKで、システム帯域中の上側波帯信号USBと下側波帯信号LSBとを同時に受信できる。
In the
また、図1に例示した実施形態の関連技術の受信機8においてはBPF83の通過帯域が例えばクロック周波数の2分の1に設定されるのに対して、実施形態の受信機100において設定されるBPF3の通過帯域はクロック周波数の2分の1よりも広くすることができる。
Further, in the
すなわち、実施形態の受信機100によれば、システム帯域幅を広げた場合においても、クロック周波数fCLKを従来よりも低減させることができ、BPF3の通過帯域を従来よりも広げることができる。
That is, according to the
〔B−2〕変形例
図4は、実施形態の変形例の受信機100aの構成例を示すブロック図である。
[B-2] Modified Example FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the
変形例における受信機100aは、図4に例示されるように、図2に例示した実施形態の受信機100が備えるI/Qアンダーサンプリング部4に代えて、I/Qアンダーサンプリング部4aを備える。
As illustrated in FIG. 4, the
I/Qアンダーサンプリング部4aは、図2に例示したI/Qアンダーサンプリング部4と同様に、例示的に、S/H回路41,42及びTL43を備える。
Like the I /
TL43は、例示的に、BPF3とS/H回路41との間(ただし、BPF3とS/H42との間を除く。)に備えられ、S/H回路41への受信信号SRFの入力を所定時間遅延させる。
The TL43 is exemplarily provided between the BPF3 and the S / H circuit 41 (except between the BPF3 and the S / H42), and specifies the input of the received signal SRF to the S /
S/H回路41は、例示的に、TL43によって遅延させられた信号とクロック信号CLKとの入力を受けて、第1サンプリング信号を抽出する。
Illustratively, the S /
S/H回路42は、例示的に、受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて、第2サンプリング信号を抽出する。
Illustratively, the S /
なお、TL43は、BPF3とS/H回路42との間に備えられ、S/H回路42に対する受信信号SRFの入力を遅延させてもよい。この場合、S/H回路41は、受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて、第1サンプリング信号を抽出してよい。また、この場合、S/H回路42は、TL43によって遅延させられた信号とクロック信号CLKとの入力を受けて、第2サンプリング信号を抽出してよい。
The
変形例における受信機100aによっても、上述した実施形態の受信機100と同様の効果を奏することができる。
The
TL43を90度ハイブリッド回路や、低域通過フィルタ(LPF)と高域通過フィルタ(HPF)とを組み合わせた90度分配器、あるいはポリフェーズフィルタなどで置き換えても、同様の効果を奏する。 The same effect can be obtained by replacing the TL43 with a 90-degree hybrid circuit, a 90-degree distributor that combines a low-pass filter (LPF) and a high-pass filter (HPF), or a polyphase filter.
〔C〕その他
開示の技術は上述した各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。各実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
[C] Other disclosed techniques are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the spirit of each embodiment. Each configuration and each process of each embodiment can be selected as necessary, or may be combined as appropriate.
上述した実施形態における受信機100及び変形例における受信機100aの回路は、差動回路であってもよい。
The circuit of the
図5は、図2に例示した受信機100に対応する差動回路構成の受信機100bの構成例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the
受信機100bは、図5に例示されるように、上側波帯信号USB及び下側波帯信号LSBに加えて、反転された上側波帯信号USB及び反転された下側波帯信号LSBを出力する。
As illustrated in FIG. 5, the
受信機100bは、図5に例示されるように、アンテナ1、LNA2、BPF3、インバータ9、I/Qアンダーサンプリング部4b、発振器5、A/D変換器61,62、イメージ除去演算部7a、USB出力端子101、LSB出力端子102、反転USB出力端子103及び反転LSB出力端子104を備える。
As illustrated in FIG. 5, the
インバータ9は、例示的に、BPF3によって出力された2つの受信信号RFのうちの一方を反転させ、反転させた受信信号RFをI/Qアンダーサンプリング部4bへ入力する。
By way of example, the inverter 9 inverts one of the two received signal RFs output by BPF3, and inputs the inverted received signal RF to the I /
I/Qアンダーサンプリング部4bは、図2に例示したI/Qアンダーサンプリング部4と同様に、S/H回路41,42及びTL43を備えてよい。I/Qアンダーサンプリング部4bは、アンダーサンプリングを行ない、第1及び第2サンプリング信号に加えて、反転された第1及び第2サンプリング信号を抽出してよい。
The I /
S/H回路41は、受信信号SRFとTL43によって遅延させられた信号との入力を受けて第1サンプリング信号を抽出するとともに、反転された受信信号SRFとTL43によって遅延させられた信号との入力を受けて反転された第1サンプリング信号を抽出してよい。
The S /
S/H回路42は、受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて第2サンプリング信号を抽出するとともに、反転された受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて反転された第2サンプリング信号を抽出してよい。
The S /
A/D変換器61は、I/Qアンダーサンプリング部4bによって抽出された第1サンプリング信号に加えて、反転された第1サンプリング信号をアナログデジタル変換してよい。
The A /
A/D変換器62は、I/Qアンダーサンプリング部4bによって抽出された第2サンプリング信号に加えて、反転された第2サンプリング信号をアナログデジタル変換してよい。
The A /
イメージ除去演算部7aは、図2に例示したイメージ除去演算部7が備える位相シフト部71,72及び加算部73,74に加えて、位相シフト部71a,72a及び加算部73a,74aを備えてよい。
The image
位相シフト部71a,72aは、図2に例示した位相シフト部71,72と同様の機能を有してよい。また、加算部73a,74aは、図2に例示した加算部73a,74aと同様の機能を有してよい。
The
位相シフト部71aは、反転された第1サンプリング信号の位相を+90度シフトさせてよい。
The
位相シフト部72aは、反転された第2サンプリング信号の位相を+90度シフトさせてよい。
The
加算部73aは、位相シフト部71aによる位相シフト前の反転された第1サンプリング信号と、位相シフト部72aによる位相シフト後の反転された第2サンプリング信号とを加算することによって、反転された上側波帯信号USBを生成してよい。そして、反転された上側波帯信号USBは、反転USB出力端子103から出力されてよい。
The
加算部74aは、位相シフト部72aによる位相シフト前の反転された第2サンプリング信号と、位相シフト部71aによる位相シフト後の反転された第1サンプリング信号とを加算することによって、反転された下側波帯信号LSBを生成してよい。そして、反転された下側波帯信号LSBは、反転LSB出力端子104から出力されてよい。
The
図6は、図4に例示した受信機100aに対応する差動回路構成の受信機100cの構成例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a
受信機100cは、図5に例示した受信機100bと同様に、上側波帯信号USB及び下側波帯信号LSBに加えて、反転された上側波帯信号USB及び反転された下側波帯信号LSBを出力する。
In the
受信機100cは、図6に例示されるように、図5に例示した受信機100bが備えるI/Qアンダーサンプリング部4bに代えて、I/Qアンダーサンプリング部4cを備える。
As illustrated in FIG. 6, the
I/Qアンダーサンプリング部4cは、図5に例示したI/Qアンダーサンプリング部4bと同様に、S/H回路41,42及びTL43を備えてよい。
The I /
TL43は、BPF3とS/H回路41との間(ただし、BPF3とS/H42との間を除く。)に備えられてよい。また、TL43は、S/H回路41への受信信号SRFの入力を所定時間遅延させるとともに、S/H回路41への反転された受信信号RFの入力を所定時間遅延させてよい。
The TL43 may be provided between the BPF3 and the S / H circuit 41 (except between the BPF3 and the S / H42). Further, the
S/H回路41は、TL43によって遅延させられた信号とクロック信号CLKとの入力を受けて、第1サンプリング信号に加えて、反転された第1サンプリング信号を抽出してよい。
The S /
S/H回路42は、受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて第2サンプリング信号を抽出するとともに、反転された受信信号SRFとクロック信号CLKとの入力を受けて反転された第2サンプリング信号を抽出してよい。
The S /
差動回路構成の受信機100b,100cにおいても、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を奏することができる。
The
上述した実施形態における受信機100及び変形例における受信機100aにおいては、n×fCLKは受信帯域のほぼ中心の周波数となっているが、受信帯域外に設定することも可能である。
In the
図7は、実施形態及び変形例の受信機100,100aにおけるSNR及びIRRの第2の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a second example of SNR and IRR in the
例えば、n×fCLKを受信帯域の低域側の帯域外に、(n+1)×fCLKを受信帯域の広域側の帯域外にそれぞれなるように、nとfCLKとを設計する。具体的には,fRFが12.25GHz〜12.80GHzであり、fCLKが610MHzである場合の、SNR及びIRRは図7に例示するようになる。 For example, n and f CLK are designed so that n × f CLK is outside the low band side of the reception band and (n + 1) × f CLK is outside the wide band side of the reception band. Specifically, when f RF is 12.25 GHz to 12.80 GHz and f CLK is 610 MHz, the SNR and IRR are illustrated in FIG. 7.
12.525GHzよりも低域側の信号は、n(=20)×fCLKのUSBとして、20次のアンダーサンプリング受信される一方、12.525GHzよりも高域側の信号は、n+1(=21)×fCLKのLSBとして、21次のアンダーサンプリング受信される。 The signal on the lower frequency side than 12.525 GHz is received as 20th-order undersampling as USB of n (= 20) × f CLK , while the signal on the higher frequency side than 12.525 GHz is n + 1 (= 21). ) The 21st-order undersampling is received as the LSB of × f CLK .
n×fCLKを受信帯域のほぼ中心の周波数とした場合、ちょうど中心周波数となる周波数の変調信号は受信することが困難であるが、n×fCLKの周波数をずらすことで、帯域内のすべての周波数成分を受信することが可能となる。 When n × f CLK is set to a frequency almost at the center of the reception band, it is difficult to receive a modulated signal with a frequency that is exactly the center frequency, but by shifting the frequency of n × f CLK , everything in the band It becomes possible to receive the frequency component of.
100,100a,100b,100c,8 受信機
101 USB出力端子
102 LSB出力端子
103 反転USB出力端子
104 反転LSB出力端子
1,81 アンテナ
2,82 LNA
3,83 BPF
4,4a,4b,4c I/Qアンダーサンプリング部
41,42,84 S/H回路
43 TL
5,85 発振器
61,62,86 A/D変換器
7,7a イメージ除去演算部
71,72,71a,72a 位相シフト部
73,74,73a,74a 加算部
9 インバータ
100, 100a, 100b, 100c, 8
3,83 BPF
4,4a, 4b, 4c I /
5,85
Claims (7)
アナログデジタル変換された前記第1サンプリング信号及び前記第2サンプリング信号に基づき、前記第1サンプリング信号からイメージ信号を除去した第1生成信号を生成する演算部と、
を備え、
前記第1生成信号は、前記受信信号の中心周波数よりも高い周波数帯域である上側波帯又は低い周波数帯域である下側波帯における信号であり、
前記サンプリング部は、
前記クロック信号の入力を、前記受信信号の搬送波の4分の1周期である所定時間遅延させる遅延部と、
前記受信信号と前記遅延部によって遅延させられた信号との入力を受けて、前記第1サンプリング信号を抽出する第1サンプリング部と、
前記受信信号と前記クロック信号との入力を受けて、前記第2サンプリング信号を抽出する第2サンプリング部と、
を備える、受信処理装置。 A sampling unit that samples the received signal based on a clock signal having a frequency lower than 0.25 times the frequency of the received signal and extracts the first sampling signal and the second sampling signal.
An arithmetic unit that generates a first generated signal obtained by removing an image signal from the first sampling signal based on the first sampling signal and the second sampling signal that have been analog-digitally converted.
With
The first generated signal is a signal in the upper wave band which is a frequency band higher than the center frequency of the received signal or the lower wave band which is a lower frequency band.
The sampling unit
A delay unit that delays the input of the clock signal for a predetermined time, which is a quarter cycle of the carrier wave of the received signal .
A first sampling unit that extracts the first sampling signal by receiving the input of the received signal and the signal delayed by the delay unit, and
A second sampling unit that receives the input of the received signal and the clock signal and extracts the second sampling signal , and
A reception processing device .
アナログデジタル変換された前記第1サンプリング信号及び前記第2サンプリング信号に基づき、前記第1サンプリング信号からイメージ信号を除去した第1生成信号を生成する演算部と、
を備え、
前記第1生成信号は、前記受信信号の中心周波数よりも高い周波数帯域である上側波帯又は低い周波数帯域である下側波帯における信号であり、
前記サンプリング部は、
前記受信信号の入力を、前記受信信号の搬送波の4分の1周期である所定時間遅延させる遅延部と、
前記遅延部によって遅延させられた信号と前記クロック信号との入力を受けて、前記第1サンプリング信号を抽出する第1サンプリング部と、
前記受信信号と前記クロック信号との入力を受けて、前記第2サンプリング信号を抽出する第2サンプリング部と、
を備える、受信処理装置。 A sampling unit that samples the received signal based on a clock signal having a frequency lower than 0.25 times the frequency of the received signal and extracts the first sampling signal and the second sampling signal.
An arithmetic unit that generates a first generated signal obtained by removing an image signal from the first sampling signal based on the first sampling signal and the second sampling signal that have been analog-digitally converted.
With
The first generated signal is a signal in the upper wave band which is a frequency band higher than the center frequency of the received signal or the lower wave band which is a lower frequency band.
The sampling unit
A delay unit that delays the input of the received signal for a predetermined time, which is a quarter cycle of the carrier wave of the received signal .
A first sampling unit that extracts the first sampling signal by receiving the input of the signal delayed by the delay unit and the clock signal, and
A second sampling unit that receives the input of the received signal and the clock signal and extracts the second sampling signal, and
The provided, reception processing device.
前記第2サンプリング信号の位相を90度シフトさせる第1位相シフト部と、
前記第1サンプリング信号と、前記第1位相シフト部による位相シフト後の前記第2サンプリング信号とを加算することによって、前記第1生成信号を生成する第1加算部と、
を備える、請求項1又は2に記載の受信処理装置。 The calculation unit
A first phase shift unit that shifts the phase of the second sampling signal by 90 degrees,
A first addition unit that generates the first generation signal by adding the first sampling signal and the second sampling signal after the phase shift by the first phase shift unit.
The reception processing apparatus according to claim 1 or 2 .
前記第2生成信号は、前記上側波帯における信号と前記下側波帯における信号とのうち、前記第1生成信号に対応する信号とは異なる帯域側の信号である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の受信処理装置。 Based on the analog-to-digital converted first sampling signal and the second sampling signal, the arithmetic unit further generates a second generated signal obtained by removing the image signal from the second sampling signal.
The second generated signal is a signal on the band side of the signal in the upper band and the signal in the lower band, which is different from the signal corresponding to the first generated signal.
The reception processing device according to any one of claims 1 to 3 .
前記第1サンプリング信号の位相を90度シフトさせる第2位相シフト部と、
前記第2位相シフト部による位相シフト後の前記第1サンプリング信号と、前記第2サンプリング信号とを加算することによって、前記第2生成信号を生成する第2加算部と、
を備える、請求項4に記載の受信処理装置。 The calculation unit
A second phase shift unit that shifts the phase of the first sampling signal by 90 degrees,
A second addition unit that generates the second generation signal by adding the first sampling signal after the phase shift by the second phase shift unit and the second sampling signal.
The reception processing apparatus according to claim 4 .
所定の周波数帯域において、前記アンプによって増幅された前記受信信号を通過させるフィルタと、
前記フィルタを通過した前記受信信号の周波数の0.25倍よりも低い周波数を有するクロック信号に基づいて前記受信信号のサンプリングを行ない、第1サンプリング信号と第2サンプリング信号とを抽出するサンプリング部と、
前記サンプリング部によって抽出された前記第1サンプリング信号及び前記第2サンプリング信号をそれぞれアナログデジタル変換するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器によってアナログデジタル変換された前記第1サンプリング信号及び前記第2サンプリング信号に基づき、前記第1サンプリング信号からイメージ信号を除去した第1生成信号を生成する演算部と、
を備え、
前記第1生成信号は、前記受信信号の中心周波数よりも高い周波数帯域である上側波帯又は低い周波数帯域である下側波帯における信号であり、
前記サンプリング部は、
前記クロック信号の入力を、前記受信信号の搬送波の4分の1周期である所定時間遅延させる遅延部と、
前記受信信号と前記遅延部によって遅延させられた信号との入力を受けて、前記第1サンプリング信号を抽出する第1サンプリング部と、
前記受信信号と前記クロック信号との入力を受けて、前記第2サンプリング信号を抽出する第2サンプリング部と、
を備える、受信機。 An amplifier that amplifies the received signal and
A filter that passes the received signal amplified by the amplifier in a predetermined frequency band,
A sampling unit that samples the received signal based on a clock signal having a frequency lower than 0.25 times the frequency of the received signal that has passed through the filter, and extracts the first sampling signal and the second sampling signal. ,
An analog-to-digital converter that converts the first sampling signal and the second sampling signal extracted by the sampling unit into analog-to-digital conversion, respectively.
An arithmetic unit that generates a first generated signal obtained by removing an image signal from the first sampling signal based on the first sampling signal and the second sampling signal that have been analog-digitally converted by the analog-digital converter.
With
The first generated signal is a signal in the upper wave band which is a frequency band higher than the center frequency of the received signal or the lower wave band which is a lower frequency band.
The sampling unit
A delay unit that delays the input of the clock signal for a predetermined time, which is a quarter cycle of the carrier wave of the received signal .
A first sampling unit that extracts the first sampling signal by receiving the input of the received signal and the signal delayed by the delay unit, and
A second sampling unit that receives the input of the received signal and the clock signal and extracts the second sampling signal , and
A receiver.
所定の周波数帯域において、前記アンプによって増幅された前記受信信号を通過させるフィルタと、 A filter that passes the received signal amplified by the amplifier in a predetermined frequency band,
前記フィルタを通過した前記受信信号の周波数の0.25倍よりも低い周波数を有するクロック信号に基づいて前記受信信号のサンプリングを行ない、第1サンプリング信号と第2サンプリング信号とを抽出するサンプリング部と、 A sampling unit that samples the received signal based on a clock signal having a frequency lower than 0.25 times the frequency of the received signal that has passed through the filter, and extracts the first sampling signal and the second sampling signal. ,
前記サンプリング部によって抽出された前記第1サンプリング信号及び前記第2サンプリング信号をそれぞれアナログデジタル変換するアナログデジタル変換器と、 An analog-to-digital converter that converts the first sampling signal and the second sampling signal extracted by the sampling unit into analog-to-digital conversion, respectively.
前記アナログデジタル変換器によってアナログデジタル変換された前記第1サンプリング信号及び前記第2サンプリング信号に基づき、前記第1サンプリング信号からイメージ信号を除去した第1生成信号を生成する演算部と、 An arithmetic unit that generates a first generated signal obtained by removing an image signal from the first sampling signal based on the first sampling signal and the second sampling signal that have been analog-digitally converted by the analog-digital converter.
を備え、With
前記第1生成信号は、前記受信信号の中心周波数よりも高い周波数帯域である上側波帯又は低い周波数帯域である下側波帯における信号であり、 The first generated signal is a signal in the upper wave band which is a frequency band higher than the center frequency of the received signal or the lower wave band which is a lower frequency band.
前記サンプリング部は、 The sampling unit
前記受信信号の入力を、前記受信信号の搬送波の4分の1周期である所定時間遅延させる遅延部と、 A delay unit that delays the input of the received signal for a predetermined time, which is a quarter cycle of the carrier wave of the received signal.
前記遅延部によって遅延させられた信号と前記クロック信号との入力を受けて、前記第1サンプリング信号を抽出する第1サンプリング部と、 A first sampling unit that extracts the first sampling signal by receiving the input of the signal delayed by the delay unit and the clock signal, and
前記受信信号と前記クロック信号との入力を受けて、前記第2サンプリング信号を抽出する第2サンプリング部と、 A second sampling unit that receives the input of the received signal and the clock signal and extracts the second sampling signal, and
を備える、受信機。A receiver.
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