(57)【要約】【課題】対応する無線周波数帯域を増やした場合においても局発信号間のミキシングにより発生する不要波を低減すること。【解決手段】複数の異なる周波数の局発信号を生成する複数の局発信号生成部と、複数の局発信号を用いて前記複数の無線周波数帯の周波数を周波数変換する周波数変換部とを備え、前記複数の局発信号生成部は、ある基底周波数の整数倍であり、かつ、ある局発信号の周波数が他の局発信号の周波数の整数倍にならず、かつ、ある２つ以上の局発信号の周波数が他の複数の局発信号の周波数の和、及び差に一致しない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する通信機。【選択図】図３
2014007569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる周波数の局発信号を生成する複数の局発信号生成部と、
前記複数の局発信号を用いて前記複数の無線周波数帯の周波数を周波数変換する周波数変換部と
を備え、
前記複数の局発信号生成部は、
ある基底周波数の整数倍であり、
かつ、ある局発信号の周波数が他の局発信号の周波数の整数倍にならず、
かつ、ある２つ以上の局発信号の周波数が他の複数の局発信号の周波数の和、及び差に一致しない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する
受信機。
【請求項２】
前記複数の局発信号生成部は、
ある局発信号の周波数が他の局発信号の周波数のＫ（Ｋは２以上の整数）以下の整数倍にならない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する
請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記複数の局発信号生成部は、
ある局発信号の周波数が他の複数の局発信号周波数における、あるＬ次（Ｌは２以上の整数）の和、及び差に一致しない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する
請求項１又は２に記載の受信機。
【請求項４】
前記基底周波数は、
前記周波数変換部による周波数変換後に取り出す中間周波数の帯域幅の２倍以上に設定する
請求項１から３のいずれか１項に記載の受信機。
【請求項５】
複数の異なる周波数の局発信号を生成する複数の局発信号生成ステップと、
前記複数の局発信号を用いて前記複数の無線周波数帯の周波数を周波数変換する周波数変換ステップと
を有し、
前記複数の局発信号生成ステップにおいて、
ある基底周波数の整数倍であり、
かつ、ある局発信号の周波数が他の局発信号の周波数の整数倍にならず、
かつ、ある２つ以上の局発信号の周波数が他の複数の局発信号の周波数の和、及び差に一致しない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する
受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線帯域を用いて通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の用途の多様化にしたがって、複数の周波数帯域の信号を受信できる受信機（マルチバンド受信機）において、受信帯域の広帯域化が要求されている。マルチバンド受信機の構成には、同時に受信できる無線周波数帯域の数を限定し、必要とされる数の受信回路を設ける構成がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１のように無線周波数帯域に応じて受信回路を設ける構成では、対応する無線周波数帯域の増加に応じて回路規模が増大してしまうという問題が生じる。
【０００４】
一方、対応する無線周波数帯域を増やした場合においても回路規模の増大を低減できる受信機の構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、複数の無線周波数帯域に含まれる信号の周波数変換を行う受信機であって、複数の局発信号を生成し、その個々の電力を調整することで複数の無線周波数帯の周波数を同時に変換し、かつバンド毎の変換利得を独立に制御することを特徴とする受信機である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０８７０１６号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】伊藤他、「携帯電話とそのシステムの徹底研究」、ＣＱ出版社、ＲＦワールド、Ｎｏ．２、ｐ５７、２００８年４月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、特許文献１の技術は、受信器の回路規模の小型化に有効であること、バンド毎の周波数変換利得を独立に制御できることなどのメリットがある。しかしながら、同時に受信する無線周波数帯域が増えると、特に局発信号間のミキシングが増加し、受信ＩＦ周波数において不要波が混入してしまうという問題がある。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明は、対応する無線周波数帯域を増やした場合においても局発信号間のミキシングにより発生する不要波を低減する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、複数の異なる周波数の局発信号を生成する複数の局発信号生成部と、前記複数の局発信号を用いて前記複数の無線周波数帯の周波数を周波数変換する周波数変換部とを備え、前記複数の局発信号生成部は、ある基底周波数の整数倍であり、かつ、ある局発信号の周波数が他の局発信号の周波数の整数倍にならず、かつ、ある２つ以上の局発信号の周波数が他の複数の局発信号の周波数の和、及び差に一致しない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する受信機である。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の受信機であって、前記複数の局発信号生成部は、ある局発信号の周波数が他の局発信号の周波数のＫ（Ｋは２以上の整数）以下の整数倍にならない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の受信機であって、前記複数の局発信号生成部は、ある局発信号の周波数が他の複数の局発信号周波数における、あるＬ次（Ｌは２以上の整数）の和、及び差に一致しない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する。
【００１２】
本発明の一態様は、上記の受信機であって、前記基底周波数は、前記周波数変換部による周波数変換後に取り出す中間周波数の帯域幅の２倍以上に設定する。
【００１３】
本発明の一態様は、複数の異なる周波数の局発信号を生成する複数の局発信号生成ステップと、前記複数の局発信号を用いて前記複数の無線周波数帯の周波数を周波数変換する周波数変換ステップとを有し、前記複数の局発信号生成ステップにおいて、ある基底周波数の整数倍であり、かつ、ある局発信号の周波数が他の局発信号の周波数の整数倍にならず、かつ、ある２つ以上の局発信号の周波数が他の複数の局発信号の周波数の和、及び差に一致しない、という条件を満足するように前記複数の局発信号を生成する受信方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、対応する無線周波数帯域を増やした場合においても局発信号間のミキシングによって生じる不要波を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による受信機１の一部構成の具体例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による受信機１の構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態による、局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎの局発信号の周波数設定のルールを説明するための概念図である。
【図４】本発明の一実施形態による受信機１の局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎの局発信号の周波数設定の一例を示す概念図である。
【図５】本実施形態による、局発信号の周波数設定ルールに基づいて局発信号の周波数設定を行った場合の受信信号スペクトルの具体例を示す概念図である。
【図６】本実施形態による周波数設定ルールからずれた局発信号の周波数設定を行った場合の受信信号スペクトルを示す概念図である。
【図７】本実施形態による受信機１が実際に使用される場合の利点を説明するための概念図である。
【図８】本実施形態による受信機１において、他バンドに対応した局発信号の干渉を低減するという利点を説明するためのブロック図である。
【図９】本実施形態による受信機１の局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎにおける周波数設定法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態による受信機１の一部構成の具体例を示すブロック図である。受信機１は、局発信号生成部１０−１、１０−２、…、１０−Ｎ（Ｎは２以上の整数）、電力調整部（ＡＴＴ）１１−１、１１−２、…、１１−Ｎ、及び周波数変換部１２を備えている。局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎは、複数の周波数の局部発振信号（局発信号）ＬＯ１〜ＬＯＮを生成して出力する。局部発振信号ＬＯ１、ＬＯ２、…、ＬＯＮは、各々、周波数Ｆ１、Ｆ２、…、ＦＮを有する。電力調整部１１−１、１１−２、…、１１−Ｎは、それぞれ局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎから供給される局発信号の電力を所定の設定に応じて制御し、周波数変換部１２に出力する。周波数変換部１２は、アンテナによって受信した受信信号ＲＦに対して周波数変換処理を行う。周波数変換部１２は、局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯＮに応じて、受信信号ＲＦに対して周波数変換を行う。周波数変換部１２は、受信信号ＲＦを、ベースバンド又は中間周波数（ＩＦ）帯域における所望の周波数に配置して出力する。
【００１７】
図２は、本実施形態による受信機１の構成例を示すブロック図である。なお、図１に示される構成には、図２において図１と同一の符号を付けて示し、説明を省略する。
アンテナ１３は、電波を受信する。以下、アンテナ１３によって受信された電波を受信信号という。受信信号には、複数の異なる周波数帯域の信号が重畳されている。高周波増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１４は、受信信号を増幅する。分波／分配器１５は、受信信号を所定の複数の周波数帯域に分けて出力する。周波数変換部１２−１〜１２−Ｎは、上記周波数変換部１２に相当する。周波数変換部１２−１〜１２−Ｎは、局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎによって生成され、電力調整部１１−１〜１１−Ｎを介して供給される局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯＮの入力を受ける。周波数変換部１２−１〜１２−Ｎは、入力された局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯＮに応じて、受信信号ＲＦに対して周波数変換を行う。周波数変換部１２−１〜１２−Ｎは、分波／分配器１５によって出力された各周波数帯域の受信信号ＲＦを、ベースバンド又は中間周波数（ＩＦ）帯域における所望の周波数に配置して出力する。合成器１６は、各周波数変換部１２−１〜１２−Ｎから出力された信号を合成して出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７は、合成器１６によって出力された信号（受信信号）から高周波成分を除去する。可変利得増幅器１８は、高周波成分が除去された受信信号を増幅する。可変利得増幅器１８は、増幅された受信信号を、図示されない後段回路へ出力する。
【００１８】
図３は、本実施形態による、局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎの局発信号の周波数設定のルールを説明するための概念図である。図３において、横軸は周波数を示す。周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…、ＦＮは、それぞれ、基底周波数Ｆ０に対する局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎの局発信号の周波数である。基底周波数Ｆ０は、例えば周波数変換部１２による周波数変換後に取り出される中間周波数の帯域幅の２倍以上に設定される。
【００１９】
複数局発信号の周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…、ＦＮは、以下のような条件で設定される。
（Ｒ１）基底周波数Ｆ０の整数倍であり、その整数値をＭ１〜ＭＮとした場合、
（Ｒ２）Ｍ１〜ＭＮは、全て２以上の整数である
（Ｒ３）ＬＯ同士は整数倍の関係にならない（ＭＫは、Ｍ１〜ＭＫ−１の倍数ではない）
（Ｒ４）ある２つ以上のＬＯ同士の、あるＬ次（Ｌは２以上の整数）の和や差が他のＬＯに一致しない
例として、
ＭＡ＋ＭＢ≠ＭＣ（２次の和；Ｌ＝２）
ＭＡ−ＭＢ≠ＭＣ（２次の差；Ｌ＝２）
ＭＡ−ＭＢ＋ＭＣ≠ＭＤ（３次の和差；Ｌ＝３）
２ＭＡ−ＭＢ≠ＭＣ（３次の和差；Ｌ＝３）
基底周波数Ｆ０と、複数局発信号の周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…、ＦＮとは、局発信号生成部１０によって決定される。
【００２０】
局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎにおいて、局発信号の周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…、ＦＮを、ある基底周波数Ｆ０の整数倍に設定する。このような処理によって、局発信号間のミキシングで生じる不要信号は、基底周波数Ｆ０の整数倍にのみ生じる。そのため、不要波のスペクトル数を低減することができる。
【００２１】
また、局発信号同士は整数倍の関係にならない。これにより、低い周波数の局発信号の高調波（２倍、３倍、…の整数倍波の周波数帯に生じる）が、他の局発信号の周波数に重ならない。そのため、局発信号の相対電力を制御することにより、バンド毎の変換利得を制御する際、他の局発信号の不要波の影響を低減することができる。したがって、より利得制御範囲を大きくすることができる。
【００２２】
同様に、ある２つ以上の局発信号同士の和や差が他の局発信号に一致しないように周波数を設定することで、他バンドに対応する局発信号に起因する不要波の影響を低減することができる。したがって、より利得制御範囲を大きくすることができる。
【００２３】
図４は、本発明の一実施形態による受信機１の局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎの局発信号の周波数設定の一例を示す概念図である。ＬＯ同士の不要波を抑圧し、変換利得の独立制御を実現する周波数設定方法が採用されている。入力しない基底ＬＯ周波数を設定し、その整数倍になるようにＬＯ１、ＬＯ２、ＬＯ３の周波数が設定される。さらに、上記ルール（Ｒ１）〜（Ｒ４）が満たされるように周波数が設定される。ＬＯ設定を整数問題へ置き換えることができ、不要波を抑圧できる。
【００２４】
複数の局発信号の周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が、（ｒ１）基底周波数Ｆ０の整数倍であり、その整数値を５、１４、３６とした場合、
（ｒ２）Ｍ１〜ＭＮは全て２以上の整数。
（ｒ３）ＬＯ同士は整数倍の関係にならない。
すなわち、１４は、５の倍数でない。
また、３６は、５及び１４の倍数ではない。
（ｒ４）ある２つ以上のＬＯ同士の和や差が他のＬＯに一致しない。
すなわち、５＋１４＝１９≠３６
また、３６−５＝３１≠１４
また、３６−１４＝１２≠５
となり、ルール（Ｒ１）〜（Ｒ４）を満たしている。
【００２５】
図５は、本実施形態による、局発信号の周波数設定ルールに基づいて局発信号の周波数設定を行った場合の受信信号スペクトルの具体例を示す概念図である。図５には、周波数設定ルールに基づいて、３１５ＭＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯の３つの無線周波数帯の信号をＤＣ〜２５ＭＨｚまでのＩＦ周波数帯へ周波数変換した受信信号スペクトルを示している。また、図６は、本実施形態による周波数設定ルールからずれた局発信号の周波数設定を行った場合の受信信号スペクトルを示す概念図である。
【００２６】
図５及び６に示すように、前述の周波数設定ルールに従って局発信号の周波数設定を行った場合、周波数設定ルールからずれた局発信号の周波数設定を行っている場合に比べて、不要波の発生が低減している。さらに、ＤＣ〜２５ＭＨｚまでのＩＦ周波数帯域においては干渉信号が生じていない。このように、図５には、本発明の周波数設定ルールの有効性が示されている。
【００２７】
ある２つ以上のＬＯ同士の和や差が他のＬＯに一致しないこと、というルール（Ｒ３）は、無限の組み合わせまで考えた場合、基底周波数Ｆ０の整数倍の周波数に何らかの成分が発生することが予想される。しかし、周波数変換器の非線形性により生じるので、高次の和や差の成分の電力は低くなる。これらの非線形成分が存在するため、ＬＯ信号の電力を制御することによる変換利得の制御の範囲は狭まるが、変換利得制御は可能である。
【００２８】
図７は、本実施形態による受信機１が実際に使用される場合の利点を説明するための概念図である。本実施形態による受信機１は、図７（Ａ）に示すように、ＰＣ（Personal Computer）２０、携帯電話機２１、電子機器２２などから、様々な電力差で到来する複数の無線周波数帯域の信号を同時に受信する。受信された信号は、例えば図７（Ｂ）の左側に示すようなスペクトルによって表される。このように電力差がある複数の無線周波数帯域の信号を同時に受信した場合であっても、図７（Ｂ）の略中央に示すように、周波数変換したＩＦ帯域において電力差を低減することができる。そのため、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）１９でのビット数を低減することができる。さらに、デジタル化した際のデータ量を低減できる。なお、図７（Ａ）に示す受信機１において、電力調整部１１−１〜１１−３では、ＬＯ電力の相対電力比でバンド毎の変換利得を制御するように構成されている。
【００２９】
図８は、本実施形態による受信機１において、他バンドに対応した局発信号の干渉を低減するという利点を説明するためのブロック図である。なお、図２に示される構成には、図８において図２と同一の符号を付けて示し、説明を省略する。受信機１が複数の周波数変換部１２−１〜１２−Ｎを備えることによって、それぞれの無線周波数に対応している構成の場合であっても、局発信号の成分が分配・合成器等を介して回り込む場合がある。このような場合でも、本実施形態による周波数設定方法により他バンドに対応した局発信号の干渉を低減することができる。
【００３０】
図９は、本実施形態による受信機１の局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎ（以下、単に「局発信号生成部１０」という。）における周波数設定法の手順を示すフローチャートである。まず、局発信号生成部１０は、受信されるＲＦ信号（受信信号）の周波数と、帯域幅情報とを所得する（ステップＳ１）。次に、局発信号生成部１０は、ＩＦ信号の周波数及び帯域幅を設定する（ステップＳ２）。次に、局発信号生成部１０は、基底ＬＯ周波数を設定する（ステップＳ３）。次に、局発信号生成部１０は、設定された基底ＬＯ周波数の（２以上の）整数倍になるように、各ＬＯ１〜ＬＯＮ周波数を設定する（ステップＳ４）。これにより、上記ルール（Ｒ１）及び（Ｒ２）が満足される。
【００３１】
次に、局発信号生成部１０は、各ＬＯ１〜ＬＯＮ周波数同士がＬ倍以下の整数倍であるか否かを判定する（ステップＳ５）。各ＬＯ１〜ＬＯＮ周波数同士がＬ倍以下の整数倍である場合（ステップＳ５−ＹＥＳ）、局発信号生成部１０は、上記ルール（Ｒ３）が満足されていないため（ＬＯ信号間の干渉が大きいため要見直し）、ステップＳ２に戻り、再設定を行う。
【００３２】
一方、各ＬＯ１〜ＬＯＮ周波数同士がＬ倍以下の整数倍でない場合（ステップＳ５−ＮＯ）、局発信号生成部１０は、上記ルール（Ｒ３）が満足されているため、次の処理に移行する。局発信号生成部１０は、２つ以上のＬＯ信号のＬ次の和、及び差が他のＬＯ信号の周波数に一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。２つ以上のＬＯ信号のＬ次の和、及び差が他のＬＯ信号の周波数に一致する場合（ステップＳ６−ＹＥＳ）、局発信号生成部１０は、ルール（Ｒ４）が満足されないため（ＬＯ信号間の干渉が大きいため要見直し）、ステップＳ２に戻り、再設定を行う。
【００３３】
一方、２つ以上のＬＯ信号のＬ次の和、及び差が他のＬＯ信号の周波数に一致しない場合（ステップＳ６−ＮＯ）、局発信号生成部１０は、ルール（Ｒ４）が満足されるため、当該処理を終了する。
このように、局発信号生成部１０における周波数設定は、プログラミング等により自動化することが可能である。
【００３４】
上述した本実施形態によれば、（Ｒ１）複数局発信号の周波数Ｆ１〜ＦＮが、ある基底周波数Ｆ０の整数倍であり、その整数値をＭ１〜ＭＮとした場合、（Ｒ２）Ｍ１〜ＭＮは、全て２以上の整数であり、（Ｒ３）ＬＯ同士は整数倍の関係にならず、（Ｒ４）ある２つ以上のＬＯ同士の和や差が他のＬＯに一致しない、というルールに基づいて設定される。これによって、対応する周波数帯域を増やしても、局発信号間のミキシングによって生じる不要波を低減することができる。
【００３５】
また、上述した局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎにおける周波数設定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、実行することにより、局発信号生成部１０−１〜１０−Ｎにおける周波数設定を行ってもよい。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であってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、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。
【００３６】
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が送信された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（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００３７】
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。
【符号の説明】
【００３８】
１…受信機，  １０−１〜１０−Ｎ…局発信号生成部，  １１−１〜１１−Ｎ…電力調整部（ＡＴＴ），  １２、１２−１〜１２−Ｎ…周波数変換部，  １３…アンテナ，  １４…高周波，  １５…分波／分配器，  １６…合成器，  １７…ローパスフィルタ，  １８…可変利得増幅器，  １９…Ａ／Ｄ変換器
【図１】
2014007569.tif 000003
【図２】
2014007569.tif 000004
【図３】
2014007569.tif 000005
【図４】
2014007569.tif 000006
【図５】
2014007569.tif 000007
【図６】
2014007569.tif 000008
【図７】
2014007569.tif 000009
【図８】
2014007569.tif 000010
【図９】
2014007569.tif 000011