(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の受信装置、及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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）。
【０００６】
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）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】根津禎，「『境界弾性波』を用いたフィルタ  村田製作所が開発」，日経エレクトロニクス，日経ＢＰ，２００７年５月７日号，ｐｐ．１２−１３
【非特許文献２】吉田、加藤、富澤、大高、鶴見，「ダイレクトコンバージョン及びＬｏｗ−ＩＦ方式を用いたソフトウェア無線機受信系の構成と試作評価」，電子情報通信学会論文誌２００１／７  ｖｏｌ．Ｊ８４−Ｂ，  ｎｏ．７，２００１年
【非特許文献３】束原恒夫，「ＣＭＯＳ  ＲＦ回路設計入門−第２回−」，日経エレクトロニクス，日経ＢＰ，２００８年０１月２８日号，ｐｐ．１６４−１７４
【非特許文献４】Rahim Bagheri, Ahmad Mirzaei, Saeed Chehrazi, Mohammad E. Heidari, Minjae Lee, Mohyee Mikhemar, Wai Tang, and Asad A. Abidi, "An 800-MHz-6-GHz Software-Defined WirelessReceiver in 90-nm CMOS", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 41, NO. 12, pp. 2860-2876, DECEMBER 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態における受信機の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及び中間周波数帯の信号の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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）。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
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。
【符号の説明】
【００４４】
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
【図１】
0005970425.tif 000002
【図２】
0005970425.tif 000003