(57)【要約】    【課題】      高価であってかつ高性能な特性が得られ難い広帯域フィルタを複数個用いることなく、高性能化が実現できる安価なＯＦＤＭ信号受信装置を提供する。    【解決手段】  ＯＦＤＭ信号受信機は、帯域制限部１１１内において、高性能で安価な狭帯域のフィルタ１２０，１２１を並列に接続する構成とした。これにより、帯域制限部１１１は、フィルタ１２０，１２１の通過帯域が重なる周波数帯において発生する劣化要因をＯＦＤＭ０復調方式のアルゴリズムを利用して補償することができる。このようにして、ＯＦＤＭ信号受信機は高価であって高性能な特性が得られ難い広帯域フィルタを複数個用いることなく、高性能で安価な狭帯域フィルタを用いて、通過損失、帯域内リプル、ノイズ抑圧量、温度特性、及びＶＳＷＲなどの諸特性の高性能化を容易に実現することができる。  【選択図】      図１
2006121161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波のアナログ信号を受信するアナログ信号受信手段と、
前記アナログ信号受信手段が受信したアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、
前記アナログ・ディジタル変換手段から受信したディジタル信号についてＯＦＤＭ復調処理を行うディジタル信号処理手段とによって構成され、
前記アナログ信号受信手段は、通過帯域の異なる複数のフィルタを並列接続してアナログ信号の受信信号を合成させる帯域制限部を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号受信機。
【請求項２】
前記帯域制限部は、前記複数のフィルタの分配及び合成を行うときにインピーダンスを整合させるための整合回路を自己の入力側及び出力側に備えることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信機。
【請求項３】
前記帯域制限部は、少なくとも１つのフィルタの経路に、アナログ信号のレベルを任意に可変させる可変利得回路とそのアナログ信号の位相を任意に可変させる可変位相回路の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信機。
【請求項４】
前記帯域制限部は、通過帯域の異なる複数のフィルタを同一のデバイス内に構成し、各フィルタの通過遅延量を同等にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のＯＦＤＭ信号受信機。
【請求項５】
高周波のアナログ信号を受信するアナログ信号受信手段と、
前記アナログ信号受信手段が受信したアナログ信号をディジタル信号に変換する複数のアナログ・ディジタル変換手段と、
前記複数のアナログ・ディジタル変換手段から受信したそれぞれのディジタル信号についてＯＦＤＭ復調処理を行うディジタル信号処理手段とによって構成され、
前記アナログ受信手段は、通過帯域の異なる複数のフィルタから出力されたそれぞれのアナログ信号を、前記複数のアナログ・ディジタル変換手段の各々へ入力する帯域制限部を備え、
前記ディジタル信号処理手段は、前記複数のアナログ・ディジタル変換手段から入力されたディジタル信号をパラレル・シリアル変換処理にて合成させるパラレル・シリアル変換器を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号受信機。
【請求項６】
前記帯域制限部は、通過帯域特性の異なる複数のフィルタの通過帯域が重ならないようにアナログ信号の合成を行うことを特徴とする請求項５に記載のＯＦＤＭ信号受信機。
【請求項７】
前記帯域制限部は、アナログ信号を合成するための通過帯域の異なるフィルタを任意に選択できることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のＯＦＤＭ信号受信機。
【請求項８】
請求項７に記載のＯＦＤＭ信号受信機を備えたことを特徴とする複合受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号受信機等に関し、特に、広帯域信号を受信するときに適正に帯域制限を行うＯＦＤＭ信号受信機及び複合受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信システムにおいても、１００Ｍｂｐｓ以上のスループットを広範囲のカバレッジ（電波到達区域）に亘って提供するためにシステム容量の増大に向けた検討がなされており、例えば、無線帯域幅が１００ＭＨｚ以上の移動体通信システムを用いた検討も報告されている。一般に広帯域信号受信機においては、アナログ・ディジタル変換部（以下、ＡＤ変換部という）は、ロジック部品の消費電力や装置容積やコスト等を考慮した場合、ＡＤ変換部でのサンプリング（つまり、オーバサンプリング数）を大きく取ることが難しい。そのため、ＡＤ変換部によるサンプリングによって折り返される雑音信号が信号帯域内に入ってくるシステムとなりやすい。したがって、広帯域信号受信機に急峻な周波数特性を有するアナログ帯域制限フィルタを設けることが必須となる。
【０００３】
また、移動体通信システムにおいては、一般的に帯域制限フィルタとして周波数選択性の優れたフィルタ、例えば、圧電素子の表面振動波を利用したＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波）フィルタが用いられることが多い。ＳＡＷフィルタにおいては、一般的にＩＤＴ(Inter Digital Transducer:交叉指電極)を、sin(πbt)/(πbt)の形状に重み付ける形で表すことができる。尚、ｂはバンド幅、ｔは時間である。そのため、バンド幅ｂが大きいほど挿入損失が大きくなるため、広帯域のＳＡＷフィルタにおいては狭帯域のフィルタに比べて通過ロスが大きくなってしまう。また、ＳＡＷフィルタにおいて広帯域な特性を得るためには、電気機械結合係数の大きなデバイスを使用する必要があるが、一般的に、電気機械結合係数と温度係数はトレードオフの関係にあるため、広帯域フィルタは利得（通過ロス）や中心周波数における温度変化量が大きくなってしまう。
【０００４】
また、一般的に広帯域フィルタにおいては狭帯域フィルタに比べて比帯域が大きくなる。比帯域の大きい広帯域フィルタにおいては、同一のＬ，Ｃ定数によっても帯域内のインピーダンス変化が大きく異なるため、全周波数帯域に亘って所望の性能を得るためには、狭帯域のフィルタに比べて、ノイズなどを抑圧するための帯域外抑圧量、インピーダンス特性、あるいは帯域内リプルが劣化するなどの不具合がある。さらには、広帯域の帯域制限フィルタにおいては帯域特性のばらつきが大きく、狭帯域のフィルタに比べて歩留まりが低下するため、結果的に広帯域信号受信機のコストが上昇してしまう。そのため、広帯域信号受信機において所要の帯域外抑圧量を得るためには、帯域制限フィルタ（例えば、ＳＡＷフィルタ）を直列に複数個接続する必要がある。さらに、帯域制限フィルタの損失を補うために複数の増幅器を追加する必要がある。
【０００５】
このような帯域制限フィルタや増幅器を複数個接続する広帯域信号受信機に関する技術は種々報告されている。図１７は、帯域制限フィルタや増幅器を複数個直列に接続した従来のフィルタ直列型広帯域信号受信機の一例を示す構成図である。このフィルタ直列型広帯域信号受信機は、アンテナ２００２、入力した信号を低雑音増幅してＩＦ周波数に変換するフロントエンド部２００３、帯域制限部２００１、ＡＤ変換部の入力信号が一定となるように自動的に利得を調整するＡＧＣ（Automatic Gain Control）部２００４、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換部２００５、及びディジタル信号を復調処理する信号処理部２００６などを備えている。また、帯域制限部２００１は、複数のフィルタ２０１１ａ、２０１１ｂ、２０１１ｃ及び複数の増幅器２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃが直列に接続された構成となっている。
【０００６】
また、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を用いてＯＦＤＭ信号処理を行う技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。図１８は、ＦＦＴ処理を用いてＯＦＤＭ信号の処理を行う従来の広帯域信号受信機の一例を示す構成図である。図１８に示す構成要素で図１７と同一の構成要素については同一の符号が付してある。図１８の広帯域信号受信機は特許文献１に開示された技術と類似のものであり、フロントエンド部２００３と、広帯域フィルタ２１１１及び特定の周波数に急峻な減衰を与えるノッチフィルタ２１１２を備えた帯域制限部２１０１と、ＡＤ変換部２００５と、直交復調処理、ＦＦＴ処理、回線推定処理の機能を備えてＯＦＤＭ信号の処理を行うＯＦＤＭ信号処理部２１０６とを備えた構成となっている。尚、ＯＦＤＭ方式の詳細は下記の非特許文献１及び非特許文献２などに報告されている。
【０００７】
次に、図１８の帯域制限部２１０１の動作について説明する。ＩＦ周波数帯に変換されたＯＦＤＭ信号の帯域を抜き出すための広帯域フィルタ２１１１の出力をセラミックやＬＣなどで構成したノッチフィルタ２１１２に入力し、広帯域フィルタ２１１１だけでは除去できないＯＦＤＭ信号のアナログ隣接妨害成分をノッチフィルタ２１１２で除去するようにしている。通常、ノッチフィルタ２１１２はＯＦＤＭ帯域内の位相に影響を与えるが、ＯＦＤＭの場合は、等化や遅延検波の復調処理により位相変化分が補償されるので、実質上は位相の影響はなくなるという特徴を持っている。
【０００８】
また、ＦＦＴ処理を用いてＯＦＤＭ信号処理を行う別の技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。図１９は、ＦＦＴ処理機能を用いてＯＦＤＭ信号の処理を行う従来の広帯域信号受信機の他の例を示す構成図である。図１９に示す構成要素で図１７と同一の構成要素については同一の符号が付してあり、重複する説明は省略する。図１９の広帯域信号受信機は、フロントエンド部２００３、直交復調処理を行う直交復調部２２０７、ＡＤ変換部２００５、及びＦＦＴ処理器と不要成分除去器と復調処理器とを有するＯＦＤＭ信号処理部２２０６とを備えた構成となっている。
【０００９】
次に、図１９に示す広帯域信号受信機の帯域制限動作について説明する。ＡＤ変換部２００５の出力信号に対して、ＦＦＴ処理器２２１１にて高速フーリエ変換を施して、時間軸を周波数軸に変換する。ＦＦＴ処理後では希望波と妨害波の分離が容易となり、不要成分除去器２２１２にて希望波信号以外の不要成分を除去するように動作する。
【特許文献１】特開２０００−１３３５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３１０３号公報
【非特許文献１】ＩＴＵ―ＲＳ寄書（ＴＧ１１／３）
【非特許文献２】テレビジョン学会研究報告Vol.17，No.54，p7-12，BCS 93-33(Sep.1993)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図１７に示すようなフィルタ直列型広帯域信号受信機では、高価な広帯域フィルタとフィルタ損失補償用の増幅器とを複数個備えるため、回路規模が大きくなってコストアップすると共に消費電力が増大するなどの不具合がある。さらに、利得の温度ドリフトや中心周波数における温度変化量の大きい広帯域フィルタを複数個直列に接続しているため、温度変動によって受信性能が劣化しやすいなどの不具合もある。また、図１８に示すような広帯域受信機では、ノッチフィルタ２１１２によって広帯域な帯域外ノイズを抑圧することが難しい。さらに、図１９に示すような広帯域受信機では、ＡＤ変換部２００５でのサンプリングにより折り返される雑音信号の影響がないようにしなければならない。また、オーバサンプリング数を大きく取るために、高速サンプリングが可能なＡＤ変換部２００５や高速処理が可能な信号処理部２００６が必要となる。このようなＡＤ変換部２００５や信号処理部２００６は、サンプリング速度や信号処理速度が速くなるにしたがって消費電力が増加し、かつ回路規模やコストも増大する。そのために、広帯域信号受信器の消費電力が増加したり、回路規模やコストが増大するなどの不具合がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載された広帯域受信機では、帯域制限フィルタの特性を緩やかにして、ＡＤ変換部が希望波以外の信号（ノイズ）も入力する動作を行うため、ノイズレベルによってＡＤ変換部の分解能が劣化する。このため、高価で消費電力の大きい高分解能なＡＤ変換部を用いる必要があるため、消費電力がさらに増加し、回路規模やコストがさらに増大するなどの不具合がある。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高価であってかつ高性能な特性が得られ難い広帯域フィルタを複数個用いることなく、通過損失、帯域内リプル、ノイズ抑圧量、温度特性、及びＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Rate：電圧定在波比）等について高性能化が実現できる安価なＯＦＤＭ信号受信機及び複合受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るＯＦＤＭ信号受信機は、高周波のアナログ信号を受信するアナログ信号受信手段と、アナログ信号受信手段が受信したアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、アナログ・ディジタル変換手段から受信したディジタル信号についてＯＦＤＭ復調処理を行うディジタル信号処理手段とによって構成され、アナログ信号受信手段は、通過帯域の異なる複数のフィルタを並列接続してアナログ信号の受信信号を合成させる帯域制限部を備える構成を採る。
【００１４】
また、本発明に係るＯＦＤＭ信号受信機においては、前記帯域制限部は、複数のフィルタの分配及び合成を行うときにインピーダンスを整合させるための整合回路を自己の入力側及び出力側に備える構成を採る。
【００１５】
また、本発明に係るＯＦＤＭ信号受信機においては、前記帯域制限部は、少なくとも１つのフィルタの経路に、アナログ信号のレベルを任意に可変させる可変利得回路とそのアナログ信号の位相を任意に可変させる可変位相回路の少なくとも一方を備える構成を採る。
【００１６】
また、本発明に係るＯＦＤＭ信号受信機においては、前記帯域制限部は、通過帯域の異なる複数のフィルタを同一のデバイス内に構成し、各フィルタの通過遅延量を同等にした構成を採る。
【００１７】
また、本発明に係るＯＦＤＭ信号受信機は、高周波のアナログ信号を受信するアナログ信号受信手段と、アナログ信号受信手段が受信したアナログ信号をディジタル信号に変換する複数のアナログ・ディジタル変換手段と、複数のアナログ・ディジタル変換手段から受信したそれぞれのディジタル信号についてＯＦＤＭ復調処理を行うディジタル信号処理手段とによって構成され、アナログ受信手段は、通過帯域の異なる複数のフィルタから出力されたそれぞれのアナログ信号を、複数のアナログ・ディジタル変換手段の各々へ入力する帯域制限部を備え、ディジタル信号処理手段は、複数のアナログ・ディジタル変換手段から入力されたディジタル信号をパラレル・シリアル変換処理にて合成させるパラレル・シリアル変換器を備える構成を採る。
【００１８】
また、本発明に係るＯＦＤＭ信号受信機においては、前記帯域制限部は、通過帯域特性の異なる複数のフィルタの通過帯域が重ならないようにアナログ信号の合成を行う構成を採る。さらに、前記帯域制限部は、アナログ信号を合成するための通過帯域の異なるフィルタを任意に選択できる構成を採る。また、上記発明のＯＦＤＭ信号受信機によって複合受信機を構成することもできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＯＦＤＭ信号受信機によれば、アナログ受信手段の帯域制限部が、通過帯域の異なる複数のフィルタを並列に接続してアナログ信号を合成させるので、高性能で安価な狭帯域フィルタを用いて帯域制限を行うことができる。これによって高性能で安価なＯＦＤＭ信号受信機を実現することが可能となる。また、アナログ受信手段の帯域制限部は、少なくとも１つのフィルタの経路に可変利得回路または可変位相回路の一方または両方を備えているので、前記発明による効果に加えて、フィルタの特性がばらついても大きく利得の落ち込む周波数帯が存在しないようにすることができる。
【００２０】
また、本発明のＯＦＤＭ信号受信機によれば、帯域制限部は、通過帯域の異なる複数のフィルタを同一デバイス内に構成して各フィルタの通過遅延量を同等にしている。したがって、前記発明による効果に加えて、アナログ信号の調整を行い易く、かつ小型で安価なＯＦＤＭ信号受信機を実現することができる。
【００２１】
また、本発明のＯＦＤＭ信号受信機によれば、アナログ信号受信手段の帯域制限部が通過帯域の異なる複数のフィルタの並列回路に信号を経由させ、それぞれの信号を各々のアナログ・ディジタル変換部へ入力している。さらに、ディジタル信号処理手段のパラレル・シリアル変換器がパラレル・シリアル変換処理によって信号の合成を行っている。したがって、前記発明による効果に加えて、狭帯域フィルタを用いても調整の必要がないので、高性能で製造が容易なＯＦＤＭ信号受信機を実現することができる。
【００２２】
また、本発明のＯＦＤＭ信号受信機によれば、帯域制限部が、通過帯域特性の異なる複数のフィルタの通過帯域が重ならないようにして２つの出力を合成している。したがって、前記発明による効果に加えて、多数のフィルタを備えてもＡＤ変換手段を２つに集約にすることができる。さらに、本発明のＯＦＤＭ信号受信機によれば、帯域制限部において合成する通過帯域の異なるフィルタを選択することができるので、前記発明による効果に加えて、ＯＦＤＭ信号用受信機と他方式の受信機の帯域制限部とを共有することが可能となり、その結果、小型かつ高性能で安価なＯＦＤＭ信号受信機や複合受信機を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明のＯＦＤＭ信号受信機は、通過帯域の異なる複数のフィルタを経由して信号を合成する帯域制限部を備え、この帯域制限部は、高性能で安価な狭帯域フィルタが並列接続となるような構成とした。このようにして、狭帯域フィルタを並列接続する構成にすることにより、ＯＦＤＭ復調方式のアルゴリズムを利用することによって帯域制限部で帯域が重なる周波数帯において発生する特性劣化要因を補償するようにしたことを特徴としている。これによって、高性能で安価なＯＦＤＭ信号受信機を実現することができる。
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明におけるＯＦＤＭ信号受信機の実施の形態の幾つかを詳細に説明する。尚、以下に述べる各実施の形態に用いる図面において、同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
【００２５】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。図１に示すＯＦＤＭ信号受信機は、アナログ受信部１０１、アナログ・ディジタル変換部（ＡＤ変換部）１０２、ディジタル信号処理部１０３、及びアンテナ１０４を備えた構成となっている。また、ディジタル信号処理部１０３は、直交復調機能部１０３ａ、ＦＦＴ機能部１０３ｂ、回線推定部１０３ｃなどのＯＦＤＭ復調に必要な各種機能部を有している。さらに、アナログ受信部１０１は、入力した信号を低雑音増幅してＩＦ周波数に変換するフロントエンド部１１０と、希望信号帯域外のノイズ信号を抑圧する帯域制限部１１１と、ＡＤ変換部１０２の入力信号が一定となるように自動的に利得を調整するＡＧＣ部１１２とを備えた構成となっている。
【００２６】
図７は、本発明の実施の形態１に係るフィルタの特性図であり、横軸に周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸に利得（ｄＢ）を示している。図１に示す帯域制限部１１１は、例えば、図７に示すような通過特性の異なるフィルタ１２０とフィルタ１２１を並列に備えており、帯域制限部１１１に入力された信号はそれぞれのフィルタ１２０，１２１を経由して合成するように構成されている。各フィルタ１２０，１２１はそれぞれ通過帯域が異なるため、入力と出力のインピーダンス整合が取れていればよく、各フィルタ１２０，１２１には等電力分配及び等電力合成を行う素子を設けなくてもよい。
【００２７】
アンテナ１０４から受信されたＯＦＤＭ信号は、アナログ受信部１０１に入力されて利得変換、周波数変換、及び帯域制限を行う。そして、アナログ受信部１０１の出力信号はＡＤ変換部１０２でディジタル信号に変換され、ディジタル信号処理部１０３にてＯＦＤＭ復調処理がなされる。ここで、アナログ受信部１０１内にある帯域制限部１１１は、フィルタ１２０，１２１が同利得で重なる周波数帯域において出力信号のレベル及び位相特性が変化する。さらに、２つのフィルタ１２０，１２１の通過遅延特性が異なった場合は、同帯域内において時間的に異なる２波の信号が帯域制限部１１１より出力される。
【００２８】
しかし、ＯＦＤＭ方式においては、サブキャリア毎にパイロット信号を用いた回線推定によって利得変化及び位相変化を推定することが可能であるので、帯域内の利得及び位相特性が変化してもＯＦＤＭ復調処理において補償さる。そのため、実質上は、帯域制限部１１１で帯域が重なる周波数帯において発生する特性劣化の影響はなくなる。さらに、ＯＦＤＭ方式においては、マルチバス障害を防ぐために信号間に設ける冗長部分であるガードインターバルの機能を用いることにより、ガードインターバル内のマルチパス（遅延時間）は補償される。したがって、複数のフィルタ１２０，１２１の間の遅延時間差がガードインターバル内に入るようにすれば、２つのフィルタ１２０，１２１の遅延が異なることによって発生する遅延波の影響はなくなる。
【００２９】
以上説明したように、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信機は、帯域制限部１１１を高性能で安価な狭帯域フィルタを並列に接続する構成とすることによって、帯域制限部１１１は、フィルタ１２０，１２１の通過帯域が重なる周波数帯において発生する劣化要因をＯＦＤＭ０復調方式のアルゴリズムを利用して補償することができる。このようにして、実施の形態１のＯＦＤＭ信号受信機は、高価であってかつ高性能な特性が得られ難い広帯域フィルタを複数個用いることなく、高性能で安価な狭帯域フィルタを用いて帯域制限部１１１を構成することにより、通過損失、帯域内リプル、ノイズ抑圧量、温度特性、及びＶＳＷＲなどの諸特性の高性能化を容易に実現することができる。
【００３０】
尚、図１では、帯域制限部１１１のフィルタ数を２個並列としているが、３個以上のフィルタを並列にしても同等の効果が得られる。また、図１では、帯域制限部１１１において複数のフィルタの分配及び合成を行うのにインピーダンス整合を行うための整合回路が入っていないが、このような整合回路を付加しても図１のＯＦＤＭ信号受信機と同様の効果を呈することができる。
【００３１】
図８は、図１に示す実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信機の応用例として整合回路を付加したＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。図８に示すＯＦＤＭ信号受信機は、図１の構成に対して、フィルタ１２０，１２１の入力側及び出力側に整合回路１１０１，１１０２が付加されている。ここで、整合回路１１０１，１１０２は、それぞれ３つの端子にインピーダンスが接続されるコンポーネントに対して反射波がないように動作する。
【００３２】
また、図１のＯＦＤＭ信号受信機ではＡＧＣ部１１２が帯域制限部１１１の出力側に接続されているが、このようなＡＧＣ部１１２は、歪による信号品質の劣化がなく、かつＡＤ変換部１０２の入力信号が一定となるように利得を調整することができれば、帯域制限部１１１の入力側に接続しても同様の効果を呈することができる。さらに、図１のＯＦＤＭ信号受信機では、ディジタル信号処理部１０３内にて直交復調処理を行っているが、ＡＤ変換部１０２の前にアナログ直交復調部を配置しても同様の効果を呈することができる。さらに、図１のＯＦＤＭ信号受信機では、帯域制限部１１１を周波数変化部後に置いているが、固定チャネルのシステムにおいては周波数変換部前においても同様の効果を呈する。
【００３３】
＜実施の形態２＞
図２は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。図２に示す実施の形態２のＯＦＤＭ信号受信機は、図１に示す実施の形態１のＯＦＤＭ信号受信機に対して、帯域制限部２１１に可変位相回路２０１及び可変利得回路２０２を新たに付加した回路構成となっている。図２のＯＦＤＭ信号受信機において、可変位相回路２０１はフィルタ１２０の出力信号の位相を任意に変化させるように動作し、可変利得回路２０２は可変位相回路２０１の出力信号のレベルを任意に変化させるように動作する。また、可変利得回路２０２の出力信号はフィルタ１２１の出力信号と合成されてＡＧＣ部１１２へ入力される。
【００３４】
次に、フィルタ１２０，１２１及び帯域制限部２１１の特性図を参照しながら、図２のように構成された実施の形態２におけるＯＦＤＭ信号受信機の動作について説明をする。図９は本発明の実施の形態２に係る帯域制限部２１１のフィルタ１２０の特性図であり、図１０は本発明の実施の形態２に係る帯域制限部２１１のフィルタ１２１の特性図である。また、図１１は本発明の実施の形態２に係る帯域制限部２１１のフィルタ１２０及びフィルタ１２１の特性図であり、図１２は本発明の実施の形態２に係る落ち込み周波数帯を持つ帯域制限部２１１の特性図であり、さらに、図１３は本発明の実施の形態２に係る落ち込み周波数帯を持たない帯域制限部２１１の特性図である。これらの特性図は何れも横軸に周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸に利得（ｄＢ）を示している。
【００３５】
図２の帯域制限部２１１内のフィルタ１２０は、例えば、図９に示すような周波数−利得特性を有している。また、フィルタ１２１は、例えば、図１０に示すような周波数−利得特性を有している。したがって、図９のフィルタ１２０の特性と図１０のフィルタ１２１の特性を重ねて周波数のレンジを狭くすると図１１に示すような周波数−利得の特性となる。また、図２の帯域制限部２１１において単純に信号合成を行った場合は、例えば、図１２に示すような落ち込み周波数帯を持つ特性となることがある。図１２の特性図においては、周波数が（ｆａ＋２０）ＭＨｚ帯近傍において利得が大きく落ち込んでいる。ＯＦＤＭ方式において、このような利得の落ち込みが発生した場合は、利得が落ち込んだ帯域のサブキャリアの信号レベルが低くなって所要の信号のＣＮ比（キャリア−ノイズ比）が得られなくなるため、利得が落ち込んだ帯域のサブキャリアの通信品質が劣化する。これにより、ＦＤＭ信号受信機の受信性能全体が劣化する。
【００３６】
図１２に示したような利得の落ち込みは、図１１に示すフィルタ１２０とフィルタ１２１の利得が同レベルとなる帯域Ａ内において、フィルタ１２０とフィルタ１２１の位相が逆相で合成されるために生じる現象である。つまり、一般的に材質の異なるフィルタは通過遅延特性が異なるため、所定の帯域内（ここでは受信信号帯域全体）における位相変化量（つまり、位相変化の傾き）が異なる。そのため、材質の異なるフィルタを並列に構成した場合は、位相の変化量が異なるために一定の周波数周期において位相が逆相となる周波数帯が発生する。
【００３７】
したがって、図１２に示すような利得に落ち込みが発生する特性となった場合は、図２に示す回路において可変位相回路２０１または可変利得回路２０２を調整することによって、フィルタ１２０とフィルタ１２１の利得が同レベルの周波数帯域で双方の位相関係が逆相とならないように、フィルタ１２０とフィルタ１２１の利得差がある周波数帯域で位相関係が逆相となるように調整することにより、図１３に示すような利得に落ち込みのない周波数−利得特性を得ることができる。図１３においても若干の利得変動が生じているが、所要のＣＮ比が得られていればＦＤＭ信号受信機の受信性能の劣化は生じない。
【００３８】
また、図２において可変利得回路２０２を調整してフィルタ１２０とフィルタ１２１の通過利得を同等とすることにより、全サブキャリアのＣＮ比を一定とすることができる。これによりフェージングの発生する条件下においても安定した受信特性を得ることが可能となる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信機は、帯域制限部２１１内のフィルタ１２０，１２１の出力側に可変位相回路２０１または可変利得回路２０２を置く構成とし、可変位相回路２０１または可変利得回路２０２を調整することによって、フィルタ１２０とフィルタ１２１の合成出力において大きく利得の落ち込む周波数帯を発生させないようにすることができる。このように、実施の形態２のＯＦＤＭ信号受信機では、フィルタの特性がばらついても大きく利得の落ち込む周波数帯を有さない帯域制限部２１１を実現できることから、高性能なＯＦＤＭ信号受信機を実現することが可能となる。
【００４０】
尚、図２のＯＦＤＭ信号受信機では、フィルタ１２０の出力側に可変位相回路２０１と可変利得回路２０２を置いているが、これに限定することなく、フィルタ１２０とフィルタ１２１の位相差を可変できれば、フィルタ１２０の入力側に可変位相回路２０１と可変利得回路２０２を置いても同等の効果を呈することは云うまでもない。また、図２のＯＦＤＭ信号受信機では、フィルタ１２０の出力側に可変位相回路２０１と可変利得回路２０２がこの順序で配置されているが、フィルタ１２０とフィルタ１２１の位相差を可変できれば、可変位相回路２０１と可変利得回路２０２は逆の順序で配置しても構わない。
【００４１】
＜実施の形態３＞
図３は、本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。実施の形態３のＯＦＤＭ信号受信機は、前述した実施の形態２のＯＦＤＭ信号受信機において、帯域制限部３１１内の複数のフィルタ３２０，３２１が同一のデバイスとして構成された例である。図３において、フィルタ３２０とフィルタ３２１はフィルタデバイス３０１内に構成されていて同一の材質である。
【００４２】
一般的に、ＳＡＷフィルタの遅延特性は、フィルタの材質とＩＤＴの構成によって決定され、主に材質に依存される。材質が同じフィルタを並列に構成した場合は、複数のフィルタにおいて同帯域内を通過する信号の遅延時間差はほとんどなくなる。また、フィルタ３２０とフィルタ３２１において位相の変化量が同等となるために重なる周波数帯においても位相差はほぼ一定となる。フィルタ３２０とフィルタ３２１の材質が同じ場合も、前述したフィルタの材質が異なる場合と同様に、フィルタ３２０とフィルタ３２１の位相関係が逆相の場合は利得が大きく落ち込むが、材質が異なる場合と比べ落ち込みが発生しないような調整を容易に行うことができる。また、実施の形態３のようなフィルタの構成はアンテナ共用器と類似しており、ＯＦＤＭ信号受信機の製造方法においても同様の方法を使用することが可能となるため、小型で安価なＯＦＤＭ信号受信機を製造することが可能となる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ信号受信機は、帯域制限部３１１内の複数のフィルタ３２０，３２１を同一のデバイスで構成することによって、フィルタの合成出力において大きく利得の落ち込む周波数帯を発生させないための調整を行い易くすると共に、既に確立されている製造方法によってフィルタの製造を実現することができる。このように、本発明の実施の形態３におけるＯＦＤＭ信号受信機は、調整を行い易く、かつ小型で安価な帯域制限部を実現することができるので、高性能かつ小型で安価なＯＦＤＭ信号受信機を構成することが可能となる。
【００４４】
＜実施の形態４＞
図４は、本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。図４に示す実施の形態４のＯＦＤＭ信号受信機は、前述した実施の形態１のＯＦＤＭ信号受信機において、帯域制限部４１１内の複数のフィルタを経由した信号をディジタル信号処理部４０３内のパラレル・シリアル変換処理にて合成する構成にした例である。したがって、ＡＧＣ部１１２ａ，１１２ｂ、ＡＤ変換部１０２ａ，１０２ｂ、及びディジタル信号処理部４０３は２系統に分岐されている。尚、ＡＧＣ部１１２ａ，１１２ｂは図１のＡＧＣ部１１２と同一の動作を行い、ＡＤ変換部１０２ａ，１０２ｂも図１のＡＤ変換部１０２と同一の動作を行う。
【００４５】
図４において、帯域制限部４１１は入力された信号を通過特性の異なるフィルタ１２０，１２１へ入力する。フィルタ１２０の出力信号はＡＧＣ部１１２ａにてレベル変換されＡＤ変換部１０２ａに入力される。同様に、フィルタ１２１の出力信号はＡＧＣ部１１２ｂにてレベル変換されＡＤ変換部１０２ｂに入力される。ＡＤ変換部１０２ａ，１０２ｂの出力信号はそれぞれディジタル信号処理部４０３の２系統に分かれて入力される。
【００４６】
ディジタル信号処理部４０３は、ＡＤ変換部１０２ａ，１０２ｂより入力された信号を直交復調処理器４５１，４５２にて直交復調処理を行った後、それぞれＦＦＴ処理器４５３，４５４にてＦＦＴ処理を行う。さらに、ＦＦＴ処理器４５３，４５４の出力信号は、それぞれ選択されたサブキャリアのみ回線推定器４５５にて位相、利得の補償を行い、Ｐ／Ｓ処理器４５６へ入力される。そして、Ｐ／Ｓ処理器４５６は選択されたサブキャリア信号のパラレル・シリアル変換処理を行う。
【００４７】
次に、図４のように構成された実施の形態４のＯＦＤＭ信号受信機の動作について説明する。図１４は本発明の実施の形態４に係る受信信号の特性図であり、横軸に周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸に受信信号レベル（ｄＢｍ）を示している。また、図１５は本発明の実施の形態４に係る帯域制限部４１１のフィルタ１２０，１２１の特性図であり、横軸に周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸にフィルタの利得（ｄＢ）を示している。
【００４８】
例えば、図４の帯域制限部４１１に図１４のようなＯＦＤＭ信号が入力される。尚、ＯＦＤＭ信号は、図１４に示すように、サブキャリアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを有している。また、帯域制限部４１１内のフィルタ１２０，１２１は、例えば、図１５に示すような特性を有している。すなわち、フィルタ１２０はサブキャリアａ、ｂ、ｃ、ｄ以外の周波数帯を抑圧するように動作し、フィルタ１２１はサブキャリアｅ、ｆ、ｇ、ｈ以外の周波数帯を抑圧するように動作する。
【００４９】
そして、Ｐ／Ｓ処理器４５６において、ＦＦＴ処理器４５３からはサブキャリアａ、ｂ、ｃ、ｄを選択し、ＦＦＴ処理器４５４からはサブキャリアｅ、ｆ、ｇ、ｈを選択して合成することにより、結果的に、Ｐ／Ｓ処理器４５６は受信した信号を狭帯域フィルタ１２０，１２１を用いて復調することが可能となる。さらに、フィルタ１２０，１２１の出力信号は、アナログ受信部１０１にて合成されていないため、出力信号の位相の反転に伴う利得の落ち込みは発生しないので調整を行う必要はない。また、ＡＤ変換部１０２ａ，１０２ｂに入力される信号を周波数別に分割することによって信号レベルも分割されるので、各ＡＤ変換器１０２ａ，１０２ｂの分解能を低くすることも可能となる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ信号受信機は、帯域制限部４１１内の狭帯域なフィルタ１２０，１２１を経由した信号をＰ／Ｓ処理器４５６で合成することにより、複数の狭帯域なフィルタ１２０，１２１を用いても位相の調整をなくすことができる。このように、実施の形態４のＯＦＤＭ信号受信機は、狭帯域なフィルタを用いても調整の必要がないことから、高性能であって、かつ製造が容易なＯＦＤＭ信号受信機を実現することが可能となる。
【００５１】
＜実施の形態５＞
図５は、本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図である。図５に示す実施の形態４のＯＦＤＭ信号受信機は、前述した実施の形態４のＯＦＤＭ信号受信機において、帯域制限部５１１内の複数のフィルタを合成して二つの出力とする構成にした例である。図５において、帯域制限部５１１は入力された信号は通過特性の異なるフィルタ５２０，５２１，５２２，５２３へ入力される。そして、フィルタ５２０，５２１の出力信号は合成されてＡＧＣ部１１２ａにてレベル変換されＡＤ変換部１０２ａに入力される。同様にして、フィルタ５２２，５２３の出力信号はＡＧＣ部１１２ｂにてレベル変換されＡＤ変換部１０２ｂに入力される。
【００５２】
次に、図５のように構成された実施の形態５のＯＦＤＭ信号受信機の動作について説明する。図１６は本発明の実施の形態５に係る帯域制限部５１１のフィルタ５２０，５２１，５２，５２３の特性図であり、横軸に周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸にフィルタの利得（ｄＢ）を示している。例えば、帯域制限部５１１に対して図１４に示すようなＯＦＤＭ信号が入力される。尚、図１４に示すＯＦＤＭ信号はサブキャリアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを有している。
【００５３】
図５の帯域制限部５１１内のフィルタ５２０，５２１，５２２，５２３は図１６に示すような特性を有していて、通過帯域が隣り合うフィルタを合成しないため、２つの出力信号に位相の反転に伴う利得（レベル）の落ち込みは発生しない。したがって、実施の形態４の場合と同様にフィルタ間の位相調整を行う必要はない。
【００５４】
以上説明したように、本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ信号受信機は、複数のフィルタを有した帯域制限部５１１にて、通過帯域が隣り合うフィルタを合成しないように２つの信号に合成することによって、フィルタの個数にかかわらずＡＤ変換部を２つとすることが可能となる。このように、実施の形態５のＯＦＤＭ信号受信機では、複数のフィルタを備えてもＡＤ変換部を２つにすることができるので、小型かつ高性能であって製造の容易なＯＦＤＭ信号受信機を実現することが可能となる。
【００５５】
＜実施の形態６＞
図６は、本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ信号受信機を含んだ複合受信機の構成を示すブロック図である。図６に示す実施の形態６のＯＦＤＭ信号受信機は、前述した実施の形態１のＯＦＤＭ信号受信機において、帯域制限部６１１内にスイッチ６０１を新たに備え、ディジタル信号処理部６０３にＯＦＤＭ復調処理を含んだ他方式の狭帯域信号復調処理機能（例えば、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）の復調処理機能）を有した例である。
【００５６】
図６において、スイッチ６０１は、フィルタ１２０の通過信号を他のフィルタの出力信号と合成させるか、合成させないかを選択することが可能である。また、ディジタル信号処理部６０３は、内部に備えた切り替え器６１０を選択操作することによってＯＦＤＭ復調とＣＤＭＡ復調を選択することが可能である。
【００５７】
次に、図６のように構成された実施の形態６のＯＦＤＭ信号受信機の動作について説明する。広帯域なＯＦＤＭ信号を受信するときには、スイッチ６０１を接続とすることによってフィルタ１２０の通過帯域を含んだ広帯域信号がディジタル信号処理部６０３に入力される。すると、ディジタル信号処理部６０３は、切り替え器６１０によってＯＦＤＭ復調処理を選択することにより、受信した広帯域なＯＦＤＭ信号が復調可能となる。また、狭帯域なＣＤＭＡ信号を受信したときには、切り替え器６１０を切断とすることによってフィルタ１２１のみの通過帯域信号がディジタル信号処理部６０３へ入力される。このとき、信号合成を行わないため、合成に伴う帯域内の位相、利得変化、及び遅延波の発生はない。次に、ディジタル信号処理部６０３は、切り替え器６１０によってＣＤＭＡ復調処理を選択することにより、受信した狭帯域なＣＤＭＡ信号を復調することが可能となる。
【００５８】
以上説明したように、本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ信号受信機を含んだ複合受信機は、帯域制限部６１１内にスイッチ６０１を備えることにより、広帯域なＯＦＤＭ信号と狭帯域な他方式の信号とを帯域制限部６１１に共有させることが可能となる。このように、実施の形態６のＯＦＤＭ信号受信機は、ＯＦＤＭ信号用の受信機と他方式の受信機の帯域制限部を共有することによって、小型かつ高性能で安価な複合受信機を構築することが可能となる。尚、図６に示すＯＦＤＭ信号受信機の回路構成ではスイッチを用いているが、スイッチに限定されることなく、フィルタの合成を制御できるような回路構成（例えば、可変利得回路）であれば、前述と同様の効果を呈することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明に係るＯＦＤＭ信号受信機は、高性能で安価な狭帯域フィルタを並列にして帯域制限部を構成し、帯域制限部において発生する劣化要因をＯＦＤＭ復調方式のアルゴリズムを利用して補償することにより、高性能で安価なＯＦＤＭ信号受信機を実現することができる。したがって、本発明のＯＦＤＭ信号受信機は、移動体通信システムや地上ディジタル放送の分野に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１に係るフィルタの特性図
【図８】図１に示す実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信機の応用例として整合回路を付加したＯＦＤＭ信号受信機の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る帯域制限部のフィルタの特性図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る帯域制限部のフィルタの特性図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る帯域制限部のフィルタ及びフィルタの特性図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る落ち込み周波数帯を持つ帯域制限部の特性図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る落ち込み周波数帯を持たない帯域制限部の特性図
【図１４】本発明の実施の形態４に係る受信信号を示す特性図
【図１５】本発明の実施の形態４に係る帯域制限部のフィルタ及びフィルタの特性図
【図１６】本発明の実施の形態５に係る帯域制限部のフィルタの特性図
【図１７】帯域制限フィルタや増幅器を複数個直列に接続した従来のフィルタ直列型広帯域信号受信機の一例を示す構成図
【図１８】ＦＦＴ処理機能を用いてＯＦＤＭ信号の処理を行う従来の広帯域信号受信機の一例を示す構成図
【図１９】ＦＦＴ処理機能を用いてＯＦＤＭ信号の処理を行う従来の広帯域信号受信機の他の例を示す構成図
【符号の説明】
【００６１】
１０１  アナログ受信部
１０２、１０２ａ、１０２ｂ  ＡＤ変換部
１０３、４０３、６０３  ディジタル信号処理部
１０３ａ  直交復調機能部
１０３ｂ  ＦＦＴ機能部
１０３ｃ  回線推定部
１０４  アンテナ
１１０  フロントエンド部
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１  帯域制限部
１１２、１１２ａ、１１２ｂ  ＡＧＣ部
１２０、１２１、３２０、３２１  フィルタ
２０１  可変位相回路
２０２  可変利得回路
３０１  フィルタデバイス
４５１、４５２  直交復調処理器
４５３、４５４  ＦＦＴ処理器
４５５  回線推定器
４５６  パラレル・シリアル変換処理器
６０１  スイッチ
１１０１、１１０２  整合回路
【図１】
2006121161.tif 000003
【図２】
2006121161.tif 000004
【図３】
2006121161.tif 000005
【図４】
2006121161.tif 000006
【図５】
2006121161.tif 000007
【図６】
2006121161.tif 000008
【図７】
2006121161.tif 000009
【図８】
2006121161.tif 000010
【図９】
2006121161.tif 000011
【図１０】
2006121161.tif 000012
【図１１】
2006121161.tif 000013
【図１２】
2006121161.tif 000014
【図１３】
2006121161.tif 000015
【図１４】
2006121161.tif 000016
【図１５】
2006121161.tif 000017
【図１６】
2006121161.tif 000018
【図１７】
2006121161.tif 000019
【図１８】
2006121161.tif 000020
【図１９】
2006121161.tif 000021