(57)【要約】【目的】スプリアス感度を改善するためバンドパスフィルタを挿入するが、バンドパスフィルタを挿入することにより挿入損が増加してしまい、受信感度の劣化が生じてしまう。【構成】目的外の信号を除去するフィルタを有する受信機において、目的外の信号を除去するフィルタと、フィルタの通過とバイパスを切り換えるスイッチと、受信できる信号の強度を測定して判定する受信信号強度判定回路と、受信信号から誤りの度合いを判定する誤り判定回路と、を備えていることを特徴とする受信機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的外の信号を除去するフィルタを有する受信機において、
目的外の信号を除去するフィルタの通過とバイパスを切り換えるスイッチと、
受信できる信号の強度を測定して判定する受信信号強度判定回路と、
受信信号から誤りの度合いを判定する誤り判定回路と、
を備えていることを特徴とする受信機。
【請求項２】
請求項１に記載の受信機であって、
前記受信信号強度判定回路で測定した受信信号から希望信号の信号強度と、
受信信号から誤りの度合いを判定する誤り判定回路から希望波のＳ／Ｎを測定し、希望波の信号強度とＳ／Ｎに応じて前記フィルタの通過を前記スイッチにより切り換えることを特徴とする受信機。
【請求項３】
受信機において、
歪を発生するアンプ等のアクティブ素子への信号入力を下げることが出来る可変減衰器と、
受信できる信号の強度を測定して判定する受信信号強度判定回路と、
受信信号から誤りの度合いを判定する誤り判定回路と、
を備えていることを特徴とする受信機。
【請求項４】
前記受信信号強度判定回路で測定した受信信号から希望信号の信号強度と、
受信信号から誤りの度合いを判定する誤り判定回路から希望波のＳ／Ｎを測定し、希望波の信号強度とＳ／Ｎに応じて前記可変減衰器の減衰量を切り換えることを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波受信機において、妨害波のない環境と妨害波のある環境でも誤り無く受信できるときは感度を優先し、妨害波による影響で正常に受信できない環境では妨害波除去を優先するように、回路を動的に切り換えることのできる高周波受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から高周波受信特性を評価する項目の一つとして、受信感度特性と妨害波除去特性がある。
【０００３】
受信感度は、受信機が音声通信やデータ通信を受信したときにその受信信号に誤りが無く受信できるときや、誤りがあってもその誤りを訂正できる範囲のレベルのことを言う。ＣＤＭＡなどでは音声通信やデータ通信などにおいてビット誤り率やブロック誤り率を測定して復調時にエラー訂正できるレベルのことを言う。
【０００４】
妨害波が存在する状況下での受信特性には、スプリアス感度と相互変調特性がある。スプリアス感度とは、スーパヘテロダイン受信機において信号波と妨害波の差が中間周波数と一致したときに混信がおき、この混信を除去できる能力のことを言う。相互変調特性とは、受信機において２波以上の強力な妨害波を入れると、受信機の非直線動作により妨害波が相互変調積を生じ、希望波周波数や中間周波数に一致したときに混信が発生し、この混信を除去できる能力のことを言う。
【０００５】
受信感度を良くすると非常に弱い信号を受信して復号できるようになるが、妨害波に弱くなる。しかし、一般的にＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の増幅利得を上げることで、雑音指数
が改善でき受信感度を向上することが出来る。例えば、受信機の雑音指数を求める方法には、全体の雑音指数をＦ、ＬＮＡの雑音指数をＦ１、ＬＮＡの利得をＧ１、ミキサの雑音指数をＦ２とすると、式（１）のようになる。
（式１）
Ｆ＝Ｆ１＋（（Ｆ２−１）／Ｇ１）
式（１）より、ＬＮＡの利得を高くすれば、雑音指数が小さくなる。
【０００６】
また、このＬＮＡの前にスプリアス感度を改善する為に、バンドパスフィルタを挿入するのが一般的だが、この挿入損を小さくするほど雑音指数が改善でき受信感度を向上することが出来る。例えば、式（１）より、Ｆ１が小さくなることで、全体の雑音指数が小さくなることで、受信感度を向上することになる。
【０００７】
しかしながら、ＬＮＡの増幅利得を上げるとその次段に配置するＬＮＡやミキサへの入力レベルが高くなる。また、バンドパスフィルタの挿入損が小さいと、次段であるＬＮＡの入力レベルが高くなる。すなわち、妨害波が入ってきたときに、ＬＮＡ、ミキサ等が、より小さいアンテナ入力レベルで歪むため相互変調特性が劣化してしまう。
【０００８】
よって、受信感度と相互変調特性のバランスを見て、受信感度をある程度犠牲にすることで、相互変調特性を改善するよう設計する必要がある。
【０００９】
さらに、スプリアス特性を良くする為に、バンドパスフィルタは妨害波が十分減衰できるような減衰特性にする必要があり、減衰特性を改善すると希望波の挿入損が増加してしまう。よって、受信感度とスプリアス感度の２つのバランスを見て受信感度をある程度犠牲にしてスプリアス感度を改善するように設計することも重要である。
【００１０】
特許文献１に受信信号強度の信号レベルから希望信号より大きい妨害波の入力を判定し、妨害波が大きいときにＬＮＡの増幅利得を切り換えて、妨害波の影響を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２９８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記にあるように、スプリアス感度を改善するには、バンドパスフィルタの挿入損が増加してしまい、受信感度の劣化が生じてしまう。
【００１３】
さらに、相互変調特性を改善する為には、ＬＮＡ等のアクティブ素子の前段にあるバンドパスフィルタ等の減衰器の減衰量を多くするか、ＬＮＡ等のアクティブ素子の増幅利得を下げる必要があり、受信感度の劣化が生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明における高周波受信機は、隣接信号を除去するためのバンドパスフィルタと、高周波信号がバンドパスフィルタの通過を切り換える高周波スイッチと、受信信号を増幅するＬＮＡと、中間周波数変換回路と、を有し、受信信号強度、ビット誤り率とブロック誤り率等のＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）から妨害波の影響が大きいときには、前記高周波スイッ
チによってバンドパスフィルタを通過させ、妨害波の影響が小さいときはバンドパスフィルタを通過させないように切り換えること、を特徴とする。
【００１５】
また、本発明における高周波受信機は、アンテナ入力レベルが大きくなるときに一番早く過入力による歪を発生するアンプ等のアクティブ素子の前に可変減衰器、を有し、受信信号強度、ビット誤り率とブロック誤り率から妨害波の影響が大きいときには、前記可変減衰器の減衰を増加させ、妨害波の影響が小さいときは減衰を小さくするように切り換えること、を特徴とする。
【００１６】
ＣＰＵの内部にある記憶部には、あらかじめＳ／Ｎの所定値Ａと、ＲＳＳＩの所定値Ｂが書き込まれており、取得した受信電界強度も格納される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、受信信号強度、ビット誤り率とブロック誤り率から妨害波の影響度を把握することが出来るようになる。この情報を使い、妨害波のない環境と妨害波がある環境でも誤り無く受信できるときは受信感度を優先し、妨害波による影響で正常に受信できない環境では妨害波除去を優先するように、バンドパスフィルタの通過の切り替え、または、可変減衰器の減衰量の切り替えができる。この時、バンドパスフィルタの通過を切り替えることで、スプリアス感度特性と相互変調特性が改善でき、可変減衰器の減衰量を切り替えることで、相互変調特性が改善できる。よって、受信感度優先の受信機と妨害波特性優先の受信機の切り替えを、妨害波環境に応じて動的に変化すことが出来る為、受信しているその時の妨害波の環境に応じて、常に最良な受信感度特性を得ることが出来る。
【００１８】
また、妨害波の影響度を把握するためには、受信信号強度だけでなく、ビット誤り率とブロック誤り率の情報も使用するため、妨害波の影響度を把握する精度が高い。また、受信信号強度、ビット誤り率とブロック誤り率は、複雑な回路が不要で一般的な受信機では簡単に得られる情報を使う為、低コスト、小型、低消費電力で実現することが出来る
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一般的な高周波受信機の高周波から中間周波数までのブロック図
【図２】妨害波の有無を検出し、バンドパスフィルタの切り換えを行うときのフローチャート１
【図３】妨害波の有無を検出し、バンドパスフィルタの切り換えを行うときのフローチャート２
【図４】妨害波の有無を検出し、バンドパスフィルタの切り換えを行うときのフローチャート３
【図５】妨害波の有無を検出し、バンドパスフィルタの切り換えを行うときのフローチャート４
【図６】妨害波の有無を検出し、バンドパスフィルタの切り換えを行うときのフローチャート５
【図７】所定値を書き込むための接続
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
【００２１】
図１において、高周波信号を受信するアンテナ１１０、バンドパスフィルタを切り換える切り換えスイッチ１１４、妨害波を除去するためのバンドパスフィルタ１１６、高周波信号を増幅するＬＮＡ１１８、希望波と妨害波のレベルを下げるための可変減衰器１２０、中間周波数へ周波数を変換するミキサ１２２、中間周波数へ周波数を変換するための局部発振器１２４、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）及びＳ／Ｎからバンドパスフィルタの切り換えをするか否かを判定する受信信号強度判定回路１２６、ビット誤り率やブロック誤り率から妨害波によるエラーの有無を判定するエラー判定回路１２８、これらを制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１３０を持つ高周波受信機１０１のブロック図である。
【００２２】
切り換えスイッチ１１４の初期値はバンドパスフィルタ１１６に通過する方向となっており、可変減衰器１２０の減衰量は０とする。アンテナ１１０で高周波信号を受信する。
受信した高周波信号は切り換えスイッチ１１４を通りバンドパスフィルタ１１６からＬＮＡ１１８で高周波信号を増幅してから、可変減衰器１２０を通り、ミキサ１２２に入力される。
【００２３】
ミキサ１２２では、入力された高周波信号と局部発信器１２４から入力された周波数の信号から、差分を取り出して出力して、後段へ引き渡される。
【００２４】
図２、図３、図４、図５および図６に切り換えスイッチ１１４の切り換え手順と可変減衰器１２０の減衰量の決定手順をフローチャートに示す。
【００２５】
受信を開始したら、可変減衰器１２０を０ｄＢにし、切り換えスイッチ１１４はバンドパスフィルタ１１６を通過する０側にする（Ｓ２０１）。
ＲＳＳＩを測定し、受信電界強度をＣＰＵ１３０に格納し、ブロック誤り率等からＳ／Ｎを測定する（Ｓ２０２）。Ｓ／Ｎが所定値Ａ以上であるかどうか計算し、もし、Ｓ／Ｎが所定値未満である場合は、Ｓ２１１の処理に移る。Ｓ／Ｎが所定値Ａ以上であるときは、受信終了か確認する（Ｓ２０４）。継続して受信するときは、Ｓ２０２の処理へ移る。受信終了のときは、可変減衰器１２０の設定を０ｄＢにし、切り換えスイッチ１１４はバンドパスフィルタ１１６を通過させるために０側にする（Ｓ２０５）。
【００２６】
ＲＳＳＩが所定値Ｂを超えることを確認する（Ｓ２１１）。もし、ＲＳＳＩが所定値Ｂ以下のときは、Ｓ２２０に移る。ＲＳＳＩが所定値Ｂを超えるときは、可変減衰器１２０の設定を０．５ｄＢ加算し、Ｓ／Ｎを測定する（Ｓ２１２）。もし、Ｓ／Ｎが改善しなった場合は、可変減衰器１２０を０．５ｄＢ減算する（Ｓ２１４）。Ｓ／Ｎが改善した場合は、ＲＳＳＩが所定値Ｂを超えているかを確認する（Ｓ２１５）。もし、所定値Ｂを超えていなかったら、Ｓ２１６の処理に移る。所定値Ｂを越えていたら、Ｓ２１２の処理を再度おこなう。
【００２７】
Ｓ／Ｎが所定値Ａ以上かを確認する（Ｓ２１６）。もし、Ｓ／Ｎが所定値Ａを超えていたら、Ｓ２０４に移る。Ｓ／Ｎが所定値Ａを超えていなかったら、切り換えスイッチ１１４を１側に設定し、Ｓ／Ｎを測定する（Ｓ２１７）。Ｓ／Ｎが改善したか確認する（Ｓ２１８）。もし、Ｓ／Ｎが改善していたら、Ｓ２０４に移る。Ｓ／Ｎが改善していなかった場合、切り換えスイッチ１１４を０側に設定し（Ｓ２１９）、Ｓ２０４の処理に移る。
【００２８】
切り換えスイッチ１１４が０側であることを確認する（Ｓ２２０）。もし、切り換えスイッチ１１４が０側であれば、Ｓ２２５に移る。切り換えスイッチ１１４が０側でないときは、切り換えスイッチ１１４を０側に設定し、Ｓ／Ｎを測定する（Ｓ２２１）。Ｓ／Ｎが劣化しているか確認する（Ｓ２２２）。もし、Ｓ／Ｎが劣化している場合は、切り換えスイッチ１１４を１側に設定し（Ｓ２２３）、Ｓ２２４に移る。Ｓ／Ｎが劣化していない場合はＳ２２４に移る。Ｓ／Ｎが所定値Ａを超えていることを確認する（Ｓ２２４）。もしＳ／Ｎが所定値Ａ以上の場合はＳ２０４に移り、Ｓ／Ｎが所定値Ａを超えない場合は、Ｓ２２５に移る。
【００２９】
可変減衰器１２０が０ｄＢであることを確認する（Ｓ２２５）。もし可変減衰器１２０が０ｄＢならＳ２０４に移る。可変減衰器１２０が０ｄＢではないときは、可変減衰器１２０に０．５ｄＢ減算し、Ｓ／Ｎを測定する（Ｓ２２６）。もし、Ｓ／Ｎが改善していたら、Ｓ２２５に移る。Ｓ／Ｎが改善していないときは、可変減衰器１２０を０．５ｄＢ加算し（Ｓ２２８）、Ｓ２０４に移る。
【００３０】
図７は高周波受信機１０１の構成ブロックであるＣＰＵ１３０と、書き込み用のＣＰＵ１４０をシリアルケーブルで接続し、所定値をシリアル通信で書き込むための接続方法である。
【００３１】
なお、本発明 は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、デジタル無線通信としたが、アナログ無線通信でもＳ／Ｎにより減衰量を増減しても良い。また、可変減衰器の加減量を０．５ｄＢとしたが、この数値に限定するものではない。
さらに、本実施例では、バンドパスフィルタとＬＮＡは１段としたが、この段数に限定するものではなく、複数あるバンドパスフィルタを各段ごとにバイパスできる構成にしても良い。その上、バンドパスフィルタとＬＮＡは一対一である必要は無い。
更に、本実施例では、可変減衰器は、ミキサの前に配置してあるが、この場所に限定するものではなく、ＬＮＡの前に配置しても良い。また、記憶部はＣＰＵ内部にあるとしたが、ＣＰＵ外部のメモリとしても良い。そして、所定値を書き込む接続方法をシリアル通信で書き込むとしているが、ＴＣＰ／ＩＰで書き込んでも良い。
【符号の説明】
【００３２】
１０１  高周波受信機
１１０  アンテナ
１１４  切り換えスイッチ
１１６  バンドパスフィルタ
１１８  ＬＮＡ
１２０  可変減衰器
１２２  ミキサ
１２４  局部発振器
１２６  受信信号強度判定回路
１２８  エラー判定回路
１３０、１４０  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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