(57)【要約】【課題】受信電波状況に応じた中間周波数モードで無線周波数信号を受信することを可能にする。【解決手段】発振器１１０は、発振周波数が可変に構成される。直交復調器１０３は、周波数混合器３３０を含み、無線周波数信号の周波数よりも低い中間周波数の中間周波数信号を生成する。ＡＤＣ１０６は、アナログフィルタ１０４を通過した中間周波数信号をデジタル信号に変換する。チャネル選択信号処理部１０７は、デジタル信号に変換された中間周波数信号から復調信号を生成する。モード制御部１０８は、受信電波状況に基づいて、直交復調器１０３の動作モードを、ゼロ中間周波数モードと低中間周波数モードとの間で切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振周波数が可変に構成された発振器と、
無線周波数信号と前記発振器が出力する発振信号とを混合する周波数混合器を含み、前記無線周波数信号の周波数よりも低い中間周波数の中間周波数信号を生成する直交復調器と、
前記中間周波数信号を帯域制限するアナログフィルタと、
前記アナログフィルタを介して入力される中間周波数信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記デジタル信号に変換された中間周波数信号から復調信号を生成する受信信号処理部と、
受信電波状況に基づいて、前記直交復調器の動作モードを、前記中間周波数信号の周波数をゼロ中間周波数とするゼロ中間周波数モードと、前記中間周波数をゼロよりも大きい低中間周波数とする低中間周波数モードとの間で切り替えるモード制御部とを備える無線受信機。
【請求項２】
前記モード制御部は、前記復調信号が含まれる選択波周波数帯域の信号レベルと、該選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号レベルとに基づいて、前記ゼロ中間周波数モード又は前記低中間周波数モードを選択する請求項１に記載の無線受信機。
【請求項３】
前記モード制御部は、前記選択波周波数帯域の信号レベルが第１のしきい値よりも低いか否かを判断し、前記第１のしきい値以上であると判断した場合は、前記ゼロ中間周波数モードを選択する請求項２に記載の無線受信機。
【請求項４】
前記モード制御部は、前記選択波周波数帯域の信号レベルが前記第１のしきい値以上であると判断した場合は、更に、前記選択波周波数帯域の信号レベルと、前記中間周波数信号における前記選択波周波数帯域よりも高い周波数帯域でかつ該選択波周波数帯域に隣接する上側隣接周波数帯域の信号レベルとの比が第２のしきい値よりも大きいか否かを判断し、前記選択波周波数帯域の信号レベルと前記上側隣接周波数帯域の信号レベルとの比が前記第２のしきい値よりも大きいと判断した場合は前記ゼロ中間周波数モードを選択し、前記選択波周波数帯域の信号レベルと前記上側隣接周波数帯域の信号レベルとの比が前記第２のしきい値以下であると判断した場合は前記低中間周波数モードを選択する請求項３に記載の無線受信機。
【請求項５】
前記モード制御部は、前記選択波周波数帯域の信号レベルが前記第１のしきい値よりも低いと判断した場合は、更に、前記選択波周波数帯域の信号レベルと、前記中間周波数信号における前記選択波周波数帯域よりも低い周波数帯域でかつ該選択波周波数帯域に隣接する下側隣接周波数帯域の信号レベルとの比が第３のしきい値よりも大きいか否かを判断し、前記選択波周波数帯域の信号レベルと前記下側隣接周波数帯域の信号レベルとの比が前記第３のしきい値よりも大きいと判断した場合は前記低中間周波数モードを選択し、前記選択波周波数帯域の信号レベルと前記下側隣接周波数帯域の信号レベルとの比が前記第３のしきい値以下であると判断した場合は前記ゼロ中間周波数モードを選択する請求項３に記載の無線受信機。
【請求項６】
前記受信信号処理部は、前記アナログデジタル変換器でデジタル信号に変換された前記ゼロ中間周波数の中間周波数信号から復調信号を生成するゼロ中間周波数信号処理部と、前記アナログデジタル変換器でデジタル信号に変換された前記低中間周波数の中間周波数信号から復調信号を生成する低中間周波数信号処理部とを含む請求項１に記載の無線受信機。
【請求項７】
前記ゼロ中間周波数信号処理部は、前記中間周波数信号の前記復調信号が含まれる選択波周波数帯域の周波数以下の周波数成分を通過させ、前記復調信号を生成する第１のローパスフィルタと、前記中間周波数信号の周波数スペクトラムを所定周波数だけ低周波数側又は高周波数側にシフトする複素乗算器と、該複素乗算器を用いて周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号の所定の周波数以下の周波数成分を通過させる第２のローパスフィルタとを含む請求項６に記載の無線受信機。
【請求項８】
前記モード制御部は、前記ゼロ中間周波数モード時は、前記中間周波数信号の信号レベルと、前記第１のローパスフィルタから出力される復調信号の信号レベルと、前記第２のローパスフィルタから出力される信号の信号レベルとに基づいて、前記ゼロ中間周波数モード又は前記低中間周波数モードを選択する請求項７に記載の無線受信機。
【請求項９】
前記低中間周波数信号処理部は、前記中間周波数信号の周波数スペクトラムを前記中間周波数だけ低周波数側にシフトする複素乗算器と、該複素乗算器を用いて周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号における前記復調信号が含まれる選択波周波数帯域に対応した周波数以下の周波数成分を通過させ、前記復調信号を生成する第３のローパスフィルタと、前記中間周波数信号の前記選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域以外の周波数成分を減衰させ、前記中間周波数信号の前記選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタとを含む請求項６に記載の無線受信機。
【請求項１０】
前記モード制御部は、前記ゼロ中間周波数モード時は、前記中間周波数信号の信号レベルと、前記第３のローパスフィルタから出力される復調信号の信号レベルと、前記バンドパスフィルタから出力される信号の信号レベルとに基づいて、前記ゼロ中間周波数モード又は前記低中間周波数モードを選択する請求項９に記載の無線受信機。
【請求項１１】
前記受信信号処理部は、前記復調信号が含まれる選択波周波数帯域の周波数以下の周波数成分を通過させ、前記復調信号を生成する第１のデジタルフィルタと、所定の周波数以下の周波数成分を通過させる第２のデジタルフィルタと、前記中間周波数信号の周波数スペクトラムを所定周波数だけ低周波数側又は高周波数側にシフトする複素乗算器と、前記中間周波数信号の信号経路を切り替える経路切替スイッチとを含み、
前記モード制御部は、前記直交復調器の動作モードを前記ゼロ中間周波数モードとする場合は、前記アナログデジタル変換器でデジタル信号に変換された中間周波数信号が前記第１のデジタルフィルタ及び前記複素乗算器にそれぞれに入力され、前記複素乗算器の出力が前記第２のデジタルフィルタに入力されるように前記経路切替スイッチを制御し、前記直交復調器の動作モードを前記低中間周波数モードとする場合は、前記アナログデジタル変換器でデジタル信号に変換された中間周波数信号が前記第２のデジタルフィルタを介して前記複素乗算器に入力され、前記複素乗算器の出力が前記第１のデジタルフィルタに入力されるように前記経路切替スイッチを制御する請求項１に記載の無線受信機。
【請求項１２】
前記無線周波数信号が複数のチャネルの信号を含んでおり、
前記複数のチャネルの無線周波数信号の信号レベルをスキャンするチャネルスキャン部を更に有し、
前記モード制御部は、前記チャネルスキャン部が実施したチャネルスキャンの結果に基づいて、前記ゼロ中間周波数モード又は前記低中間周波数モードを選択する請求項１に記載の無線受信機。
【請求項１３】
前記モード制御部は、選択波周波数帯域に対応する受信チャネルの前記信号レベルと、前記選択波周波数帯域よりも高い周波数帯域でかつ前記受信チャネルに隣接する上側隣接チャネルの前記信号レベルと、前記選択波周波数帯域よりも低い周波数帯域でかつ前記受信チャネルに隣接する下側隣接チャネルの前記信号レベルとに基づいて、前記ゼロ中間周波数モード又は前記低中間周波数モードを選択する請求項１２に記載の無線受信機。
【請求項１４】
前記デジタル信号に変換された前記中間周波数信号の信号レベルを検出する第１のレベル検出器と、前記デジタル信号に変換された前記中間周波数信号の前記復調信号が含まれる選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号レベルを検出する第２のレベル検出器と、前記デジタル信号に変換された前記中間周波数信号の前記選択波周波数帯域の信号レベルを検出する第３のレベル検出器とを更に有し、
前記モード制御部は、前記第１のレベル検出器、前記第２のレベル検出器、及び前記第３のレベル検出器で検出された信号レベルに基づいて、前記ゼロ中間周波数モード、又は前記低中間周波数モードを選択する請求項１に記載の無線受信機。
【請求項１５】
前記第２のレベル検出器は、前記デジタル信号に変換された前記中間周波数信号の、前記選択波周波数帯域よりも高い周波数帯域でかつ該選択波周波数帯域に隣接する上側隣接周波数帯域、又は前記選択波周波数帯域よりも低い周波数帯域でかつ該選択波周波数帯域に隣接する下側隣接周波数帯域を含む所定の周波数帯域の信号レベルを検出する請求項１４に記載の無線受信機。
【請求項１６】
前記無線周波数信号の信号レベルを検出する第４のレベル検出器を更に有し、
前記モード制御部は、前記ゼロ中間周波数モード時は、前記第４のレベル検出器で検出された信号レベルと前記第３のレベル検出器で検出された信号レベルとの比を比較し、該比が所定のしきい値よりも高い場合は、前記直交復調器の動作モードを前記低中間周波数モードに切り替える請求項１４に記載の無線受信機。
【請求項１７】
前記モード制御部は、前記ゼロ中間周波数モード時は前記第１のレベル検出器及び前記第２のレベル検出器の動作を停止させ、前記低中間周波数モード時は前記第４のレベル検出器の動作を停止させる請求項１６に記載の無線受信機。
【請求項１８】
前記モード制御部は、前記直交復調器の動作モードを前記ゼロ中間周波数モードとする場合は、前記アナログデジタル変換器の帯域を、前記低中間周波数モード時の帯域よりも狭い帯域とする請求項１に記載の無線受信機。
【請求項１９】
前記アナログフィルタは、ローパスフィルタとバンドパスフィルタとの間で切替可能に構成されており、前記モード制御部は、前記ゼロ中間周波数モード時は前記アナログフィルタをローパスフィルタとして機能させ、前記低中間周波数モード時は前記アナログフィルタをバンドパスフィルタとして機能させる請求項１に記載の無線受信機。
【請求項２０】
無線周波数信号を受信し、
前記受信した無線周波数信号を直交復調器で中間周波数信号に変換し、
前記中間周波数信号をデジタル信号に変換し、
前記デジタル信号に変換された中間周波数信号から復調信号を生成し、
受信電波状況に基づいて、前記中間周波数信号の周波数をゼロ中間周波数、又は該ゼロ中間周波数よりも大きい低中間周波数に制御する中間周波数選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線受信機及び中間周波数選択方法に関し、例えば中間周波数信号を生成する直交復調器を有する無線受信機、及びそのような無線受信機における中間周波数選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の２つの通信方式の信号を受信する受信機を開示する。非特許文献１に記載の受信機は、直交復調器を有しており、通信信号は、直交復調器によって中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）信号に変換される。非特許文献１に記載の受信機は、通信方式Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの場合はＬｏｗ−ＩＦ（低中間周波数）モードで動作し、通信方式がＺｉｇＢｅｅの場合はＺｅｒｏ−ＩＦ（ゼロ中間周波数）モードで動作する。具体的には、通信システムがＢｌｕｅｔｏｏｔｈの場合、通信信号は中間周波数２ＭＨｚの中間周波数信号に変換され、通信システムがＺｉｇＢｅｅの場合、通信信号は中間周波数０Ｈｚの中間周波数に変換される。非特許文献１には、通信方式がＢｌｕｅｔｏｏｔｈの場合は、直交復調器の前段に配置されたアナログフィルタをバンドパスフィルタとして動作させ、通信方式がＺｉｇＢｅｅの場合は、アナログフィルタをローパスフィルタとして動作させることも記載されている。
【０００３】
２つの通信方式の通信信号を受信する受信機は、特許文献１にも開示されている。特許文献１に記載の受信機は、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）及びＧＳＭ（Global System for Mobile communication）（登録商標）の２つの通信方式の通信信号を受信する。特許文献１に記載の受信機は、通信方式がＵＭＴＳの場合はＺｅｒｏ−ＩＦモードで動作し、通信方式がＧＳＭの場合はＬｏｗ−ＩＦモードで動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１５１０４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「A 0.6-V Zero-IF/Low-IF Receiver With Integrated Fractional-N Synthesizer for 2.4-GHz ISM-Band Applications」，IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 45, NO. 3, MARCH 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び非特許文献１では、２つの通信方式の通信信号を１つの受信機で受信することができ、機能ブロックを最大限再利用する受信機が提供される。しかしながら、特許文献１及び非特許文献１では、通信方式が定まると中間周波数のモードが定まるため、１つの通信方式で通信を行う場合に、無線状況に依存して、必ずしも受信性能を最大化できるとは限らないという問題があった。
【０００７】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施の形態によれば、無線受信機は、中間周波数信号を生成する直交復調器を有しており、受信電波状況に基づいて、直交復調器の動作モードが、ゼロ中間周波数モードと低中間周波数モードとの間で切り替えられる。
【発明の効果】
【０００９】
前記一実施の形態によれば、受信電波状況に応じた中間周波数モードで無線周波数信号を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る無線受信機を示すブロック図。
【図２】無線通信信号の配置例を示す模式図。
【図３】アナログフィルタの構成例を示すブロック図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はアナログフィルタの伝達関数を示すグラフ。
【図５】アナログフィルタの別の構成例を示す回路図
【図６】アナログフィルタの伝達関数の周波数特性を示す模式図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）はアナログフィルタの入出力信号の信号例を示す模式図。
【図８】ゼロ中間周波数信号処理部の構成例を示すブロック図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）はゼロ中間周波数信号処理部における信号例を示す模式図。
【図１０】低中間周波数信号処理部の構成例を示すブロック図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は低中間周波数信号処理部における信号例を示す模式図。
【図１２】無線受信機における受信の動作手順を示すフローチャート。
【図１３】受信モード選択判定の動作手順を示すフローチャート。
【図１４】実施形態２の無線受信機で用いられるチャネル選択信号処理部の構成例を示すブロック図。
【図１５】チャネル選択信号処理部のゼロ中間周波数モード時の動作状態を示すブロック図。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は無線受信機における各部の信号例を示す模式図。
【図１７】チャネル選択信号処理部の低中間周波数モード時の動作状態を示すブロック図。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は無線受信機における各部の信号例を示す模式図。
【図１９】本実施形態に係る無線受信機における受信の動作手順を示すフローチャート。
【図２０】実施形態３に係る無線受信機を示すブロック図。
【図２１】各チャネルの信号レベルを示す模式図。
【図２２】実施形態３に係る無線受信機における受信の動作手順を示すフローチャート。
【図２３】変形例に係る無線受信機を示すブロック図。
【図２４】無線通信信号の周波数帯域を示す模式図。
【図２５】変形例に係る無線受信機における受信の動作手順を示すフローチャート。
【図２６】無線受信機と無線送信機とを含む無線送受信機を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態の説明に先立って、後述する実施形態を想到するに至った経緯を説明する。無線通信デバイスの受信機を設計する際のシステム設計の１つの要因として、ＡＤＣ（ＡＤ変換器：Analog to Digital Convertor）の帯域幅、及び分解能がある。ＡＤＣの帯域幅及び分解能は、アナログ出力側のアナログ復調信号を取り扱わなければならない帯域幅及び信号電力レベルに基づいて決定されることが一般的である。
【００１２】
ここで、今般のＩｏＴ（Internet of Things）向けの狭帯域な信号帯域システムにおいて、受信機の低消費電力化を図ることを考えると、ＡＤＣの帯域幅及び／又は分解能はあまり高くできない。このため、低消費電力化を図る受信機では、アナログ部分において、信号帯域及び取り扱える電力レベルに制約が生じ、アナログ領域での信号帯域と中間周波数（ＩＦ）とをどのように取り扱うかがひとつの課題となる。特に、ＩｏＴ向けの狭帯域通信システムは低消費電力化も重要な項目であるため、ＡＤＣの特性は信号帯域を高くとることができず、中間周波数は低くする必要がある。
【００１３】
狭帯域通信システムに適用可能な中間周波数のモードとして、ゼロＩＦモードと低ＩＦモードとがある。ゼロＩＦモードは、中間周波数を０Ｈｚ（ｆＩＦ＝０Ｈｚ）とするモードである。ゼロＩＦモードでは、一般的に、１／ｆノイズ、ＤＣ（Direct Current）オフセット、及び偶数次歪みなどが問題となる。一方、低ＩＦモードは、中間周波数を、信号帯域幅よりも大きい周波数、例えば信号帯域の数倍程度の周波数とするモードである。中間周波数ｆＩＦは、例えば信号帯域幅が３００ｋＨｚであったとすると、
３００ｋＨｚ＜ｆＩＦ＜Ｎ×３００ｋＨｚ＜ＡＤＣのナイキスト帯域幅
を満たす範囲の周波数に決定される。具体的には、ＡＤＣのナイキスト周波数が５ＭＨｚから６ＭＨｚ程度で、中間周波数ｆＩＦはＮ＝２程度の５００ｋＨｚ又は６００ｋＨｚ程度の周波数となる。
【００１４】
上記したように、ゼロＩＦモードでは、１／ｆノイズ、ＤＣオフセット、及び偶数次歪みが問題となる。一方、低ＩＦモードでは、イメージ周波数及び中間周波数を高く設定する必要があるため、ゼロＩＦモードと比較して、ＡＤＣ帯域を広く取る必要があるという問題がある。各ＩＦモードの長所と短所とを、下記の特性表にまとめる。
【表１】
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上記表を参照すると、ゼロＩＦモードと低ＩＦモードの特性は、各特性項目においてそれぞれ相反関係にあることがわかる。
【００１５】
特許文献１及び非特許文献１においては、１つの通信方式に対して、どちらか一方の中間周波数モードが選択され、その中間周波数モードに固定して通信が行われる。例えば、低ＩＦモードが選択された場合、イメージ周波数帯域での妨害に弱いことが課題となる。その一方で、ゼロＩＦモードを選択すると、１／ｆノイズ及びＤＣオフセットが問題となり、受信ゲインを大きく取るような最小受信感度特性が向上しないことが課題となる。
【００１６】
本発明者らは、受信電波環境を検出し、その受信電波環境に適した中間周波数モードを選択することで、各モードでの長所と短所とを互いに補い、受信電波環境に応じてそれぞれの短所をカバーできるのではないかと考え、以下の実施形態を想到するに至った。１つの通信方式に対し、時間の経過と共に変化し得る受信電波環境に適応して中間周波数モードを選択することで、受信性能を劣化させず、ロバストな通信を実現できる受信機が実現可能である。
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、上記課題を解決するための手段を適用した実施形態を詳細に説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、又はその他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、何れかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１８】
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスク）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、及び半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００１９】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクション又は実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、応用例、詳細説明、又は補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２０】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（動作ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、又は位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等（個数、数値、量、範囲等を含む）についても同様である。
【００２１】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る無線受信機を示す。無線受信機１００は、アンテナ１０１、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０２、直交復調器（ＱＤＥＭ：Quadrature  Demodulator）１０３、アナログフィルタ１０４、可変利得増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）１０５、ＡＤＣ（Analog to Digital Convertor）１０６、チャネル選択信号処理部１０７、発振器１１０、モード制御部１０８、レベル検出器１５１、レベル検出器１５２、及びレベル検出器１５３を有する。
【００２２】
アンテナ１０１は、無線周波数信号（無線通信信号）を受信する。ＬＮＡ１０２は、無線通信信号を増幅する。無線通信信号における信号帯域幅は、例えば数ｋＨｚから１ＭＨｚ程度であるとする。無線通信信号の通信方式には、例えばＩｏＴ及びＭ２Ｍ（Machine-to-Machine）などにも適用される、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈに代表されるＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．８０２．１５．１やＺｉｇＢｅｅに代表されるＩＥＥＥ  ｓｔｄ．８０２．１５．４などが用いられる。あるいは、通信方式には、ＳｕｂＧＨｚに称されるＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．８０２．１５．４ｇや８０２．１１ａｈといった通信方式が用いられてもよい。
【００２３】
発振器１１０は、局所発振信号を出力する。発振器１１０は、発振周波数が可変に構成されている。例えば、発振器１１０は、ＶＣＯ（Voltage-controlled oscillator ）として構成される。発振器１１０は、例えば図示しないＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路に含まれており、所定の基準クロック信号に同期した局所発振信号を出力する。
【００２４】
直交復調器１０３は、２つの周波数混合器３３０、及び移相器３３１を有する。移相器３３１は、局所発振信号を入力し、互いに直交する２つの位相の局所発振信号を各周波数混合器３３０に出力する。各周波数混合器３３０は、無線通信信号と局所発振信号とを乗算（混合）し、無線通信信号を、その周波数よりも低い中間周波数の中間周波数信号に変換する。一方の周波数混合器３３０で変換（生成）された中間周波数信号はＩ（In-phase）信号に対応し、他方の周波数混合器３３０で生成された中間周波数信号はＱ（Quadrature-Phase）信号に対応する。
【００２５】
無線受信機１００（直交復調器１０３）は、その動作モードとして、ゼロ中間周波数モードと低中間周波数モードとを有する。無線受信機１００がゼロ中間周波数モードで動作する場合、発振器１１０が出力する局所発振信号の周波数ｆＬＯは、無線通信信号の周波数ｆＲＦと等しい周波数に制御される。この場合、中間周波数信号の周波数ｆＩＦはゼロとなる。一方、無線受信機１００が低中間周波数モードで動作する場合、局所発振信号の周波数ｆＬＯは、所定の中間周波数信号の周波数ｆＩＦに対して、ｆＩＦ＝｜ｆＲＦ−ｆＬＯ｜が満たされる周波数に制御される。なお、以下では、中間周波数信号の周波数ｆＩＦは、ｆＩＦ＝ｆＲＦ−ｆＬＯであるとして説明する。
【００２６】
アナログフィルタ１０４は、直交復調器１０３が生成したＩ信号及びＱ信号を帯域制限する。アナログフィルタ１０４は、ローパスフィルタとバンドパスフィルタとの間で切替可能に構成されている。アナログフィルタ１０４は、アクティブフィルタとして構成されていてもよいし、パッシブフィルタとして構成されていてもよい。アナログフィルタ１０４は、無線受信機１００がゼロ中間周波数モードで動作する場合はローパスフィルタとして機能し、Ｉ信号及びＱ信号のうち、所定の周波数以下の周波数成分を通過させる。アナログフィルタ１０４は、無線受信機１０が低中間周波数モードで動作する場合はバンドパスフィルタとして機能し、Ｉ信号及びＱ信号のうち、中間周波数信号の周波数ｆＩＦを含む所望の周波数帯の信号成分を通過させる。
【００２７】
可変利得増幅器１０５は、アナログフィルタ１０４を通過したＩ信号及びＱ信号を増幅する。可変利得増幅器１０５は、Ｉ信号及びＱ信号の信号レベルを、ＡＤＣ１０６で取り扱う信号のレベルに調整する。ＡＤＣ１０６は、アナログフィルタ１０４及び可変利得増幅器１０５を介して入力されるＩ信号及びＱ信号をそれぞれデジタル信号に変換する。無線受信機１００において、アンテナ１０１から可変利得増幅器１０５までの構成要素は、アナログドメインを構成する。一方、ＡＤＣ１０６の後段に配置されたチャネル選択信号処理部１０７、モード制御部１０８、及びレベル検出器１５１〜１５３は、デジタルドメインを構成する。
【００２８】
チャネル選択信号処理部（受信信号処理部）１０７は、デジタル信号に変換されたＩ信号及びＱ信号（中間周波数信号）から復調信号を生成する。チャネル選択信号処理部１０７は、ゼロ中間周波数信号処理部１２０、低中間周波数信号処理部１３０、２つのスイッチＳＷ１、及びスイッチＳＷ２を有する。各スイッチＳＷ１は、ＡＤＣ１０６でデジタル信号に変換されたＩ信号及びＱ信号の出力先を、ゼロ中間周波数信号処理部１２０と低中間周波数信号処理部１３０との間で切り替える。スイッチＳＷ２は、ゼロ中間周波数信号処理部１２０と低中間周波数信号処理部１３０との一方を選択する。無線受信機１００がゼロ中間周波数モードで動作する場合、各スイッチＳＷ１はＩ信号及びＱ信号をゼロ中間周波数信号処理部１２０に出力し、スイッチＳＷ２はゼロ中間周波数信号処理部１２０を選択する。一方、無線受信機１００が低中間周波数モードで動作する場合、各スイッチＳＷ１はＩ信号及びＱ信号を低中間周波数信号処理部１３０に出力し、スイッチＳＷ２は低中間周波数信号処理部１３０を選択する。
【００２９】
ゼロ中間周波数信号処理部１２０は、各スイッチＳＷ１を介して入力されたＩ信号及びＱ信号から復調信号（受信ベースバンド信号）を生成し、生成した復調信号をスイッチＳＷ２を介して出力する。また、ゼロ中間周波数信号処理部１２０は、Ｉ信号及びＱ信号における、復調信号が含まれる選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を生成し、その信号をレベル検出器１５２に出力する。ゼロ中間周波数信号処理部１２０は、例えば、Ｉ信号及びＱ信号における、選択波周波数帯域よりも高い周波数帯域でかつ選択波周波数帯域に隣接する上側隣接周波数帯域、及び選択波周波数帯域よりも低い周波数帯域でかつ選択波周波数帯域に隣接する下側隣接周波数帯域の少なくとも一方を含む所定の周波数帯域の信号を、レベル検出器１５２に出力する。
【００３０】
低中間周波数信号処理部１３０は、各スイッチＳＷ１を介して入力されたＩ信号及びＱ信号から復調信号を生成し、生成した復調信号をスイッチＳＷ２を介して出力する。また、低中間周波数信号処理部１２０は、Ｉ信号及びＱ信号における、復調信号が含まれる選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を生成し、その信号をレベル検出器１５２に出力する。低中間周波数信号処理部１３０は、例えば、Ｉ信号及びＱ信号における、上側隣接周波数帯域及び下側隣接周波数帯域の少なくとも一方を含む所定の周波数帯域の信号を、レベル検出器１５２に出力する。
【００３１】
レベル検出器１５１〜１５３は、それぞれ信号の強度（信号レベル）を検出する。レベル検出器（レベル検出器１）１５１は、ＡＤＣ１０６が出力するＩ信号及びＱ信号の信号レベルを検出する。レベル検出器（レベル検出器２）１５２は、ゼロ中間周波数信号処理部１２０及び低中間周波数信号処理部１３０が出力する、Ｉ信号及びＱ信号の選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号の信号レベルを検出する。レベル検出器１５２は、例えばＩ信号及びＱ信号における、上側隣接周波数帯域及び下側隣接周波数帯域の少なくとも一方を含む所定の周波数帯域の信号の信号レベルを検出する。レベル検出器（レベル検出器３）１５３は、スイッチＳＷ２を介して出力される復調信号の信号レベルを検出する。
【００３２】
レベル検出器１５１〜１５３は、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）を生成する。レベル検出器１５１〜１５３は、Ｉ信号及びＱ信号の信号振幅を演算処理する。レベル検出器１５１〜１５３は、例えば、Ｉ信号とＱ信号の振幅値の二乗和平方根を演算し、ＲＭＳ（Root Mean Square）の信号レベルを生成する。あるいは、レベル検出器１５１〜１５３は、Ｉ信号及びＱ信号の振幅値を一定量だけ蓄積し、蓄積したデータを用いてＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を実施し、信号振幅レベルを演算してもよい。
【００３３】
モード制御部１０８は、無線受信機１００の動作モードを、ゼロ中間周波数モードと低中間周波数モードとの間で切り替える。モード制御部１０８は、例えばレベル検出器１５１、レベル検出器１５２、及びレベル検出器１５３のそれぞれで検出された信号レベルに基づいて、ゼロ中間周波数モードを選択するか、或いは低中間周波数モードを選択するかを決定する。本実施形態では、モード制御部１０８は、特に、同じ通信方式の無線通信信号を受信している間に、ゼロ中間周波数モードと低中間周波数モードとの切替を行う。別の言い方をすると、モード制御部１０８は、無線通信信号の通信方式の切替を伴わずに、ゼロ中間周波数モードと低中間周波数モードとの切替を行う。
【００３４】
モード制御部１０８は、ゼロ中間周波数モードを選択した場合は、発振器１１０の発振周波数ｆＬＯを選択波周波数と同じ周波数に制御する。また、モード制御部１０８は、アナログフィルタ１０４に制御信号を送信し、アナログフィルタ１０４をローパスフィルタとして機能させる。さらに、モード制御部１０８は、チャネル選択信号処理部１０７に制御信号を送信することで、Ｉ信号及びＱ信号がゼロ中間周波数信号処理部１２０に入力されるように各スイッチＳＷ１を制御し、かつ、スイッチＳＷ２にゼロ中間周波数信号処理部１２０側を選択させる。
【００３５】
モード制御部１０８は、低中間周波数モードを選択した場合は、発振器１１０の発振周波数ｆＬＯを選択波周波数よりも中間周波数ｆＩＦだけ低い周波数に制御する。また、モード制御部１０８は、アナログフィルタ１０４に制御信号を送信し、アナログフィルタ１０４をバンドパスフィルタとして機能させる。さらに、モード制御部１０８は、チャネル選択信号処理部１０７に制御信号を送信することで、Ｉ信号及びＱ信号が低中間周波数信号処理部１３０に入力されるように各スイッチＳＷ１を制御し、かつ、スイッチＳＷ２に低中間周波数信号処理部１３０側を選択させる。
【００３６】
［無線通信信号］
図２は、無線通信信号の配置例を示す。ここでは、ＩｏＴ向けのＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇ通信システムとして、日本の特定小電力無線向け９２０ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚ帯の通信システムを考える。この通信システムでは、チャネル数は１６（Ｎｏ．０〜Ｎｏ．１５）であり、１つのチャネルあたりの帯域幅は４００ｋＨｚである。図２には、ある時刻において、各チャネルに存在する信号の信号レベルが示されている。
【００３７】
いま、通信選択（所望）チャネルがＮｏ．３であったとする。ＡＤＣ１０６には、アナログフィルタ１０４を用いて帯域制限された受信信号成分が入力される。選択チャネルがＮｏ．３であった場合、アナログフィルタ１０４が帯域制限することで、ＡＤＣ１０６がＡＤ変換するＩ信号及びＱ信号には、チャネルＮｏ．３の周波数帯域を含むその近傍の周波数帯域の信号成分が含まれる。例えば、ＡＤ変換されるＩ信号及びＱ信号に、選択チャネルの２つ隣までのチャネルの信号成分が含まれるとした場合、Ｉ信号及びＱ信号には、チャネルＮｏ．１〜Ｎｏ．５の信号成分が含まれる。
【００３８】
図２では、選択チャネルであるチャネルＮｏ．３の周波数領域を領域Ａで示し、上側隣接チャネルであるチャネルＮｏ．４及びＮｏ．５の周波数領域を領域Ｂで示し、下側隣接チャネルであるチャネルＮｏ．１及びＮｏ．２の周波数領域を領域Ｃで示している。ＡＤＣ１０６は、チャネル選択信号処理部１０７及びレベル検出器１５１に、領域Ａ、領域Ｂ、及び領域Ｃの周波数成分を含むＩ信号及びＱ信号を出力する。レベル検出器１５１は、ＡＤＣ１０６から出力されるＩ信号及びＱ信号の全帯域、つまりチャネルＮｏ．１〜Ｎｏ．５に存在する信号の信号レベルを検出する。
【００３９】
チャネル選択信号処理部１０７は、領域Ａ、領域Ｂ、及び領域Ｃの周波数成分を含むＩ信号及びＱ信号から、選択チャネルに対応した領域Ａの周波数成分を抽出する処理を行うことで、復調信号を生成する。レベル検出器１５３は、チャネル選択信号処理部１０７が生成した復調信号、つまり、図２に領域Ａで示されるチャネルＮｏ．３に存在する信号の信号レベルを検出する。
【００４０】
ここで、上側隣接チャネル（上側隣接周波数帯域）、及び下側隣接チャネル（下側隣接周波数帯域）に存在する信号は、選択チャネルの信号に対して妨害波となり得る。ゼロ中間周波数信号処理部１２０及び低中間周波数信号処理部１３０は、例えば上側隣接チャネルであるチャネルＮｏ．４及びＮｏ．５又は下側隣接チャネルであるチャネルＮｏ．１及びＮｏ．３に存在する信号を抽出する処理も行い、抽出した信号をレベル検出器１５２に出力する。レベル検出器１５２は、上側隣接チャネル又は下側隣接チャネルに存在する信号の信号レベルを検出する。
【００４１】
モード制御部１０８は、レベル検出器１５１〜１５３で検出された信号レベルに基づいて受信電波状況を判断し、動作モード（受信モード）の選択を行う。モード制御部１０８は、選択チャネルに対応する領域Ａに存在する信号の信号レベルと、それとは異なる領域Ｂ及び／又は領域Ｃに存在する信号の信号レベルとに基づいて、ゼロ中間周波数モード又は低中間周波数モードを選択する。より詳細には、モード制御部１０８は、例えば、選択チャネルに対応する領域Ａの信号レベルに対して、妨害波信号となる領域Ｂの信号レベル、及び／又は、領域Ｃの信号レベルの大小関係を判定し、受信電波状況に適した受信性能が得られる中間周波数モードを選択する。領域Ａ、領域Ｂ、及び領域Ｃのそれぞれの信号レベルは、レベル検出器１５１〜１５３で検出された信号レベルと、トータルの受信利得、及びフィルタ特性などから推定可能である。
【００４２】
例えば、モード制御部１０８は、選択チャネルの信号レベルと、所定のしきい値（しきい値１）とを比較する。モード制御部１０８は、選択チャネルの信号レベルがしきい値１以上の場合は、ゼロ中間周波数モードを選択する。あるいは、モード制御部１０８は、選択チャネルの信号レベルがしきい値１以上の場合は、更に、選択チャネルの信号レベルと上側隣接周波数帯域の信号レベルとの比を計算し、その比と所定のしきい値（しきい値２）とを比較する。モード制御部１０８は、比がしきい値２よりも大きい場合はゼロ中間周波数モードを選択し、比がしきい値以下の場合は低中間周波数モードを選択してもよい。
【００４３】
モード制御部１０８は、選択チャネルの信号レベルがしきい値１よりも低い場合は、更に、選択チャネルの信号レベルと下側隣接周波数帯域の信号レベルとの比を計算し、その比と所定のしきい値（しきい値３）と比較する。モード制御部１０８は、比がしきい値３よりも大きい場合は、低中間周波数モードを選択し、比がしきい値３以下の場合はゼロ中間周波数モードを選択してもよい。
【００４４】
なお、レベル検出器１５２において上側隣接周波数帯域の信号レベルが検出されていた場合、下側隣接周波数帯域の信号レベルは、計算で求めることができる。具体的には、図２の領域Ａ〜Ｃの全帯域の信号レベルを検出するレベル検出器１５１の検出結果から、領域Ａの信号レベルを検出するレベル検出器１５３の検出結果及び領域Ｂの信号レベルを検出するレベル検出器１５２の検出結果を取り除くことで、下側隣接周波数帯域に対応する領域Ｃの信号レベルを求めることができる。同様に、レベル検出器１５２において下側隣接周波数帯域の信号レベルが検出されていた場合も、上側隣接周波数帯域の信号レベルは計算で求めることができる。仮に、レベル検出器１５２において、領域Ａと領域Ｂ又は領域Ｃとの周波数領域の信号レベルが検出されていた場合も、上側隣接周波数帯域及び下側隣接周波数帯域の信号レベルは計算で求めることができる。
【００４５】
［アナログフィルタ］
図３は、アナログフィルタの構成例を示す。このアナログフィルタ１０４は、アクティブフィルタとして構成されており、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒｆと、キャパシタＣ２と、オペアンプ４０１と、スイッチ４０２と、インバータ４０３とを有する。なお、中間周波数信号であるＩ信号及びＱ信号は、アナログドメインにおいて実際には作動信号として構成されているが、図３においては、作動信号を１つの信号として示している。
【００４６】
アナログフィルタ１０４は、Ｉ信号側及びＱ信号側に、１次ＲＣアクティブフィルタ回路をそれぞれ有している。アナログフィルタ１０４において、抵抗Ｒ１及びＲ２と、キャパシタＣ１と、オペアンプ４０１とは、１次ＲＣアクティブフィルタを構成する。Ｉ信号側の出力信号Ｉｏｕｔ＿Ｂは、スイッチ４０２及び抵抗Ｒｆを介してＱ信号側のオペアンプのマイナス入力端子に接続される。Ｑ信号側の出力信号Ｑｏｕｔ＿Ｂは、スイッチ４０２、インバータ４０３、及び抵抗Ｒｆを介して、Ｉ信号側のオペアンプ４０１のマイナス入力端子に接続される。スイッチ４０２がオフ（開）の場合、Ｉ信号側及びＱ信号側の１次ＲＣアクティブフィルタはそれぞれ独立に動作する。この場合、アナログフィルタ１０４は１次のローパスフィルタとして機能する。
【００４７】
スイッチ４０２がオン（閉）の場合、Ｉ信号側の出力信号は抵抗Ｒｆを介してＱ信号側の入力に帰還される。また、Ｑ信号側の出力信号は、インバータ４０３で位相が反転された後、抵抗Ｒｆを介してＩ信号側の入力に帰還される。この場合、Ｉ信号側とＱ信号側それぞれに信号帰還が加わることで、ローパスフィルタの伝達関数の極が虚数側にωＩＦ（ωＩＦ＝１／（Ｃ２×Ｒｆ））分シフトされたことと等価となり、アナログフィルタ１０４は、複素バンドパスフィルタとして機能する。
【００４８】
図４（ａ）及び（ｂ）は、アナログフィルタ１０４の伝達関数を示す。図４（ａ）は、ローパスフィルタとして機能する場合の伝達関数を示し、図４（ｂ）は、複素バンドパスフィルタとして機能する場合の伝達関数を示す。図４（ａ）及び（ｂ）において、横軸は周波数ωを表し、縦軸は伝達関数の大きさ｜Ｈ（ω）｜を表す。
【００４９】
アナログフィルタ１０４は、ローパスフィルタとして機能する場合は、図４（ａ）に示されるように、−ω０から＋ω０の周波数範囲の信号成分を通過させ、それ以外の周波数の信号成分は減衰させる。一方、アナログフィルタ１０４は、バンドパスフィルタとして機能する場合は、図４（ｂ）に示されるように、−ω０＋ωＩＦから＋ω０＋ωＩＦの周波数範囲の信号成分を通過させ、それ以外の周波数の信号成分は減衰させる。
【００５０】
モード制御部１０８（図１を参照）は、アナログフィルタ１０４のスイッチ４０２を制御することで、アナログフィルタ１０４をローパスフィルタとして機能させ、或いはバンドパスフィルタとして機能させる。モード制御部１０８は、ゼロ中間周波数モード時は、スイッチ４０２をオフにし、アナログフィルタ１０４をローパスフィルタとして機能させる。モード制御部１０８は、低中間周波数モード時は、スイッチ４０２をオンにし、アナログフィルタ１０４を複素バンドパスフィルタとして機能させる。ゼロ中間周波数モード時にアナログフィルタ１０４をローパスフィルタとして機能させることで、ＡＤＣ１０６に入力される信号の帯域が、アナログフィルタ１０４を複素バンドパスフィルタとして機能させる低中間周波数モード時に比べて狭くなる。
【００５１】
図５は、アナログフィルタの別の構成例を示す。このアナログフィルタは、パッシブフィルタとして構成され、抵抗Ｒ、キャパシタＣ、及びスイッチＳＷを有する。スイッチＳＷを介してキャパシタＣの信号入力端子とは反対側の端子が接地される場合、抵抗Ｒ及びキャパシタＣは、ωｃ＝１／ＲＣのカットオフ周波数を有するローパスフィルタとして動作する。
【００５２】
アナログフィルタ１０４において、スイッチＳＷがオンになると、一端が入力端子Ｉ＿ｉｎに接続されるキャパシタの他端は出力端子Ｑ＿ｏｕｔとを接続される。また、一端が入力端子Ｑ＿ｉｎに接続されるキャパシタの他端は出力端子Ｉｂ＿ｏｕｔと接続され、一端が入力端子Ｉｂ＿ｉｎに接続されるキャパシタの他端は出力端子Ｑｂ＿ｏｕｔと接続され、一端が入力端子Ｑｂ＿ｉｎに接続されるキャパシタの他端は出力端子Ｉ＿ｏｕｔと接続される。この場合、アナログフィルタ１０４は、ω＝１／ＲＣのポリフェーズ（オールパス）フィルタとして機能する。
【００５３】
図６は、ポリフェーズフィルタとして機能する場合のＩ信号及びＱ信号を考慮したアナログフィルタ１０４の伝達関数の周波数特性を示す。図６において、横軸は周波数ωを表し、縦軸は伝達関数の大きさ｜Ｈ｜を表す。図６に示されるように、−ωｃ＝−１／ＲＣ周辺のイメージ帯域だけ位相がシフトされ、Ｉ信号とＱ信号との信号合成後にイメージ帯域が抑制される。
【００５４】
モード制御部１０８（図１を参照）は、アナログフィルタ１０４のスイッチＳＷを制御することで、アナログフィルタ１０４をローパスフィルタとして機能させ、或いはポリフェーズフィルタとして機能させる。モード制御部１０８は、ゼロ中間周波数モード時は、スイッチＳＷに接地側を選択させ、アナログフィルタ１０４をローパスフィルタとして機能させる。モード制御部１０８は、低中間周波数モード時は、スイッチＳＷに接地側とは反対側を選択させ、アナログフィルタ１０４をポリフェーズフィルタとして機能させる。
【００５５】
なお、低中間周波数モードでは、ＩＱ信号合成時にイメージ帯域が所望信号に重畳するため、イメージ帯域を抑圧する必要がある。イメージ帯域を減衰させる手段として、上述のアクティブフィルタの複素バンドパスフィルタ、又は、パッシブフィルタのポリフェーズフィルタの何れを用いてもよい。
【００５６】
［アナログフィルタ信号例］
図７（ａ）〜（ｄ）は、アナログフィルタ１０４の入出力信号の信号例を示す。図７（ａ）及び（ｂ）は、ゼロ中間周波数モード時のアナログフィルタ１０４の入出力信号例を示し、図７（ｃ）及び（ｄ）は、低中間周波数モード時のアナログフィルタ１０４の入出力信号例を示している。図７（ａ）〜（ｄ）において、横軸はＩＱベースバンド信号（周波数）を表し、縦軸はＩＱ信号の電力レベルを表している。
【００５７】
ゼロ中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４には、直交復調器１０３（図１を参照）から選択チャネルの中心周波数を０Ｈｚとする中間周波数信号が入力される。図７（ａ）に示されるように、選択チャネルの下側隣接チャネル及び上側隣接チャネルに信号も存在していたとする。これら信号は、選択チャネルの信号に対して妨害波となり得る。ゼロ中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４はローパスフィルタとして機能する。ローパスフィルタとして機能するアナログフィルタは、例えば無線通信信号の信号帯域が１チャネルあたり４００ｋＨｚであった場合は、２００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる通過特性を有する。
【００５８】
例えばローパスフィルタの周波数特性が、図４（ａ）に示される周波数特性であった場合、アナログフィルタ１０４の出力信号において、下側隣接チャネル及び上側隣接チャネルに存在する信号が図７（ｂ）に示されるように減衰される。ゼロ中間周波数モード時、図７（ｂ）に示される信号がＡＤＣ１０６においてデジタル信号に変換され、ゼロ中間周波数信号処理部１２０に入力される。
【００５９】
一方、低中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４には、直交復調器１０３（図１を参照）から選択チャネルの中心周波数を中間周波数ｆＩＦとする中間周波数信号が入力される。図７（ｃ）に示されるように、上記と同様に、選択チャネルの下側隣接チャネル及び上側隣接チャネルに信号も存在していたとする。低中間周波数モードでは、ＤＣ（０Ｈｚ）を中心として、選択チャネルの信号帯域と線対称に、マイナスの周波数領域にイメージ妨害波（イメージ帯域）が現れている。低中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４はバンドパスフィルタとして機能する。バンドパスフィルタとして機能するアナログフィルタ１０４は、例えば中間周波数ｆＩＦが３００ｋＨｚで、かつ１チャネルあたりの信号帯域幅が４００ｋＨｚの場合、１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの周波数成分を通過させる通過特性を有する。
【００６０】
例えばバンドパスフィルタの周波数特性が、図４（ｂ）に示される周波数特性であった場合、アナログフィルタ１０４の出力信号において、下側隣接チャネル及び上側隣接チャネルに存在する信号が図７（ｄ）に示されるように減衰される。イメージ帯域は下側隣接チャネルの周波数帯域と重なっており、イメージ妨害波も、アナログフィルタ１０４で減衰される。低中間周波数モード時、図７（ｄ）に示される信号がＡＤＣ１０６においてデジタル信号に変換され、低中間周波数信号処理部１３０に入力される。
【００６１】
［ゼロ中間周波数信号処理部］
図８は、ゼロ中間周波数信号処理部１２０の構成例を示す。ゼロ中間周波数信号処理部１２０は、２つのＬＰＦ（Low Pass Filter）２０１、２つのＬＰＦ２０２、複素乗算器２０３、及び加算器２０４を有する。なお、図８においては、スイッチＳＷ１及びＳＷ２（図１を参照）は図示を省略している。ゼロ中間周波数信号処理部１２０において、ＬＰＦ（ＬＰＦ１）２０１は復調信号を生成するために使用され、ＬＰＦ（ＬＰＦ２）２０２及び複素乗算器２０３は、レベル検出器１５２で検出される上側隣接周波数帯域又は下側隣接周波数帯域の信号を生成するために使用される。
【００６２】
各ＬＰＦ２０１には、ＡＤＣ１０６でデジタル信号に変換されたゼロ中間周波数のＩ信号及びＱ信号（図７（ｂ）も参照）が入力される。各ＬＰＦ２０１は、Ｉ信号及びＱ信号の選択波周波数帯域（選択チャネル）の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。各ＬＰＦ２０１の出力信号は加算器２０４で加算され、復調信号として出力される。各ＬＰＦ２０１が出力するＩ信号及びＱ信号をＩ及びＱとした場合、復調信号はＩ＋ｊＱ（ｊは虚数）で表される。レベル検出器１５３は、加算器２０４で加算されたＬＰＦ２０１の出力信号（復調信号）の信号レベルを検出する。
【００６３】
複素乗算器２０３には、ＡＤＣ１０６でデジタル信号に変換されたゼロ中間周波数のＩ信号及びＱ信号が入力される。複素乗算器２０３は、入力されたＩ信号及びＱ信号の周波数スペクトラムを所定周波数だけ低周波数側又は高周波数側にシフトする。複素乗算器２０３は、例えば隣接チャネルとして抽出したい周波数帯域の中心の周波数が０Ｈｚとなるように、中間周波数信号の周波数スペクトルをシフトする。
【００６４】
ＬＰＦ２０２は、複素乗算器２０３を用いて周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号の所定の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。ＬＰＦ２０２の出力信号はレベル検出器１５２に入力され、レベル検出器１５２において信号レベルが検出される。モード制御部１０８は、ゼロ中間周波数モード時は、レベル検出器１５１で検出された中間周波数信号の信号レベルと、レベル検出器１５３で検出された復調信号の信号レベルと、レベル検出器１５２で検出されたＬＰＦ２０２の出力信号の信号レベルとに基づいて、動作モードの選択を行う。
【００６５】
［ゼロ中間周波数信号処理部の信号例］
図９（ａ）及び（ｂ）は、ゼロ中間周波数信号処理部１２０における信号例を示す。図９（ａ）はＬＰＦ２０１の出力信号の信号例を示し、図９（ｂ）はＬＰＦ２０２の出力信号例を示す。図９（ａ）及び（ｂ）において、横軸はＩＱベースバンド信号（周波数）を表し、縦軸はＩＱ信号の電力レベルを表している。
【００６６】
例えば、１チャネルあたりの信号帯域幅が４００ｋＨｚの場合、ＬＰＦ２０１は、その半分の２００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる。その場合、図９（ａ）に示されるように、ゼロ中間周波数の中間周波数信号において、選択チャネルの信号帯域の信号のみがＬＰＦ２０１を通過する。ＬＰＦ２０１を通過したＩ信号とＱ信号とを加算することで、復調信号を得ることができる。
【００６７】
一方、複素乗算器２０３は、例えば中間周波数信号の周波数スペクトラムを、６００ｋＨｚだけ低周波側にシフトさせる。この場合、図９（ｂ）に示されるように、周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号において、ＤＣ（０Ｈｚ）の位置が、選択チャネルの１つ上のチャネルと２つ上のチャネルとの境界の周波数の位置となる。ＬＰＦ２０２は、シフトされた中間周波数信号の例えば４００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる。その場合、図９（ｂ）に示されるように、シフトされた中間周波数信号において、選択チャネルの１つの上のチャネルの信号及び２つ上のチャネルの信号のみがＬＰＦ２０２を通過する。ＬＰＦ２０２を通過した信号をレベル検出器１５２に入力することで、上側隣接チャネルの信号レベルの検出が可能である。
【００６８】
［低中間周波数信号処理部］
図１０は、低中間周波数信号処理部１３０の構成例を示す。低中間周波数信号処理部１３０は、２つのＬＰＦ３０１、２つのＬＰＦ３０２、複素乗算器３０３、ＢＰＦ（Band Pass Filter）３０４、及び加算器３０５を有する。なお、図１０においても、図８と同様にスイッチＳＷ１及びＳＷ２は図示を省略している。低中間周波数信号処理部１３０において、ＬＰＦ３０１、ＬＰＦ（ＬＰＦ３）３０２、及び複素乗算器３０３は復調信号を生成するために使用され、ＢＰＦ３０４は、レベル検出器１５２で検出される上側隣接周波数帯域又は下側隣接周波数帯域の信号を生成するために使用される。
【００６９】
各ＬＰＦ３０１には、ＡＤＣ１０６でデジタル信号に変換された低中間周波数のＩ信号及びＱ信号（図７（ｄ）も参照）が入力される。各ＬＰＦ３０１は、Ｉ信号及びＱ信号の所定の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。ＬＰＦ３０１は、例えば中間周波数ｆＩＦに選択波周波数帯域（選択チャネル）の１／２程度の帯域幅を加えた周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。複素乗算器３０３は、ＬＰＦ３０１を通過した中間周波数信号の周波数スペクトラムを、中間周波数ｆＩＦだけ低周波側にシフトする。ＬＰＦ３０２は、複素乗算器３０３を用いて周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号における選択波周波数帯域の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。各ＬＰＦ３０２の出力信号は加算器３０５で加算され、復調信号として出力される。レベル検出器１５３は、加算器３０５で加算されたＬＰＦ３０２の出力信号（復調信号）の信号レベルを検出する。
【００７０】
ＢＰＦ３０４には、ＡＤＣ１０６でデジタル信号に変換された低中間周波数のＩ信号及びＱ信号が入力される。ＢＰＦ３０４は、中間周波数信号の選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域以外の周波数成分を減衰させ、選択波周波数帯域とは異なる周波数帯域の周波数成分を通過させる。ＢＰＦ３０４は、例えば上側隣接チャネル又は下側隣接チャネルの周波数帯域の周波数成分のみを通過させる。ＢＰＦ３０４の出力信号はレベル検出器１５２に入力され、レベル検出器１５２において信号レベルが検出される。モード制御部１０８は、低中間周波数モード時は、レベル検出器１５１で検出された中間周波数信号の信号レベルと、レベル検出器１５３で検出された復調信号の信号レベルと、レベル検出器１５２で検出されたＢＰＦ３０４の出力信号の信号レベルとに基づいて、動作モードの選択を行う。
【００７１】
［低中間周波数信号処理部の信号例］
図１１（ａ）及び（ｂ）は、低中間周波数信号処理部１３０における信号例を示す。図１１（ａ）はＬＰＦ３０２の出力信号の信号例を示し、図１１（ｂ）はＢＰＦ３０４の出力信号例を示す。図１１（ａ）及び（ｂ）において、横軸はＩＱベースバンド信号（周波数）を表し、縦軸はＩＱ信号の電力レベルを表している。
【００７２】
例えば、低中間周波数モード時の中間周波数ｆＩＦが３００ｋＨｚの場合、複素乗算器３０３は、中間周波数ｆＩＦ＝３００ｋＨｚの中間周波数信号の周波数スペクトラムを、３００ｋＨｚだけ低周波側にシフトする。この場合、図１１（ａ）に示されるように、周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号において、選択チャネルの中心周波数の位置が０Ｈｚとなる。１チャネルあたりの信号帯域幅が４００ｋＨｚの場合、ＬＰＦ３０２は、その半分の２００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる。その場合、図１１（ａ）に示されるように、周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号において、選択チャネルの信号帯域の信号のみがＬＰＦ３０２を通過する。ＬＰＦ３０２を通過したＩ信号とＱ信号とを加算することで、復調信号を得ることができる。
【００７３】
一方、ＢＰＦ３０４は、中間周波数ｆＩＦ＝３００ｋＨｚの中間周波数信号において、例えば上側隣接チャネルの周波数帯域の信号のみを通過させる。例えば、選択チャネルの１つの上のチャネル及び２つ上のチャネルの信号を通過させる場合、ＢＰＦ３０４は、５００ｋＨｚ〜１３００ｋＨｚの周波数帯域の信号のみを通過させる。その場合、図１１（ｂ）に示されるように、中間周波数信号において、選択チャネルの１つの上のチャネルの信号及び２つ上のチャネルの信号のみがＢＰＦ３０４を通過する。ＢＰＦ３０４を通過した信号をレベル検出器１５２に入力することで、上側隣接チャネルの信号レベルの検出が可能である。
【００７４】
［動作手順］
図１２は、無線受信機における受信の動作手順を示す。無線受信機１００は、無線通信信号を受信する（ステップＡ１）。無線通信信号の受信後、レベル検出器１５１〜１５３はそれぞれ信号レベルを検出する（ステップＡ２）。モード制御部１０８は、ステップＡ２で検出された信号レベルに基づいて受信モード選択判定を行う（ステップＡ３）。モード制御部１０８は、ステップＡ３で選択した受信モード（中間周波数モード）が現在の受信モードと異なる場合は、無線受信機１００内の各部に制御信号を出力し、受信モードをステップＡ３で判定した受信モードに切り替える（ステップＡ４）。無線受信機１００内の図示しない制御部は、受信が終了したか否かを判断する（ステップＡ５）。受信が終了していないと判断された場合、処理はステップＡ１に戻り、無線通信信号の受信が継続される。
【００７５】
図１３は、受信モード選択判定の動作手順を示す。モード制御部１０８は、レベル検出器１５１〜１５３から信号レベルの検出結果を取得すると、所望波（選択チャネル）信号の信号レベルを判定する（ステップＢ１）。モード制御部１０８は、ステップＢ１では、例えば所望波の信号レベルが、基準となる電力レベルよりも大きいか否かを判定する。
【００７６】
ここで、無線受信機１００の入力端での所望波の信号レベルが最小受信感度点付近で、低い電力レベルである場合、ＬＮＡ１０２及び可変利得増幅器１０５が実施する増幅における利得を含めた受信トータル利得ＶＧ＿Ｔ［ｄＢ］を高く設定する必要がある。その場合、ＤＣオフセット及び１／ｆノイズの影響が受信感度に及ぼす影響が大きいため、無線通信信号は低中間周波数モードで受信することが好ましい。
【００７７】
一方、無線受信機１００の入力端での所望波の信号レベルがある程度高い場合は、所望波のＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）が高いため、受信トータル利得を低くでき、ＤＣオフセット及び１／ｆノイズの影響が低くなる。その場合、動作モードをゼロ周波数モードとした場合でも受信性能への影響が低くなり、ゼロ周波数モードとした場合はＡＤＣ１０６の帯域低減が可能となるため、低消費電力化が狙える。
【００７８】
以上の観点から、無線受信機１００への入力換算で所望波の信号レベルがある程度低い場合は、ＤＣオフセットの影響を回避する目的で、低周波数モードを選択することが好ましいと考えられる。一方、所望波の信号レベルが、ＤＣオフセット及び１／ｆノイズの影響が低くなる程度に高い場合は、低消費電力化が可能であるため、ゼロ中間周波数モードを選択することが好ましい。
【００７９】
ステップＢ１における所望波のレベル判定においては、受信性能へ影響する信号電力レベルの境界付近にしきい値Ｐｔｈ＿ＩＦ［ｄＢｍ］が設けられる。モード制御部１０８は、無線受信機１００への入力換算の所望波の信号レベルとしきい値Ｐｔｈ＿ＩＦとを比較する。レベル検出器１５３で検出された所望波の信号レベル（信号電力レベル）の検出値をＰ＿ＬＤ３（ｄＢｍ）とした場合、入力換算での所望波の電力レベルＰ＿ＤＣ［ｄＢｍ］は、下記式を用いて換算することができる。
Ｐ＿ＤＣ［ｄＢｍ］＝Ｐ＿ＬＤ３［ｄＢｍ］＋ＶＧ＿Ｔ［ｄＢ］  （式１）
【００８０】
モード制御部１０８は、ステップＢ１では、上記式１で換算した所望波の電力レベルＰ＿ＤＣと、しきい値Ｐｔｈ＿ＩＦとの大小関係を判定する。具体的には、モード制御部１０８は、下記式２が成立するか否かを判定する。
Ｐ＿ＤＣ＜Ｐｔｈ＿ＩＦ    （式２）
モード制御部１０８は、上記式２が成立する場合は、所望波の信号レベルが低いと判定し、ゼロ中間周波数モードでの受信には適さないと判定する。モード制御部１０８は、上記式２が成立しない場合は、所望波の信号レベルが大きいと判定し、ゼロ中間周波数モードで受信可能と判定する。
【００８１】
ステップＢ１で所望波の信号レベルが低いと判定された場合、上記したように、低中間周波数モードで受信させたい。しかしながら、所望波よりも低周波側（下側）の隣接チャネル周辺のイメージ周波数帯に受信感度劣化に影響する電力レベルの妨害波信号が存在する場合、低中間周波数モードで受信したとしても、受信性能が十分に高くならないことが考えられる。そこで、モード制御部１０８は、ステップＢ１で所望波の信号レベルが低いと判定した場合は、次いで、イメージ妨害判定を実施する（ステップＢ２）。モード制御部１０８は、ステップＢ２では、例えば所望波の信号レベルが下側隣接チャネル近傍妨害波の信号レベルに対して十分に大きいか否かを判定する。
【００８２】
ステップＢ２のイメージ妨害判定において、モード制御部１０８は、無線受信機１００への入力換算でのイメージ周波数帯域（下側隣接チャネル周辺の周波数帯域）の信号電力レベルＰ＿ＡＣＰＬ［ｄＢｍ］を計算する。イメージ周波数帯域はアナログフィルタ１０４で減衰されている。アナログフィルタ１０４におけるイメージ周波数帯域の減衰量をＡＴＴ＿ＬＰ［ｄＢ］とする。また、レベル検出器１５１で検出された広帯域の中間周波数信号の信号レベルをＰ＿ＬＤ１［ｄＢｍ］とし、レベル検出器１５２で検出された上側隣接チャネルの信号レベルをＰ＿ＬＤ２［ｄＢｍ］とする。上記と同様に受信トータル利得をＶＧ＿Ｔ［ｄＢ］とすると、Ｐ＿ＡＣＰＬ［ｄＢｍ］は、下記式３で求めることができる。
【数１】
2018182411.tif 000004
【００８３】
所望波の信号レベルに対するイメージ妨害波信号レベルが高くなってくると、受信性能に大きな影響が出てくる。所望波の信号レベルに対するイメージ妨害波信号レベルの比をＤＵ＿ＡＣＰＬ［ｄＢ］と定義すると、ＤＵ＿ＡＣＰＬは、下記式４で求めることができる。
ＤＵ＿ＡＣＰＬ［ｄＢ］＝Ｐ＿ＤＣ［ｄＢｍ］−Ｐ＿ＡＣＰＬ［ｄＢｍ］  （式４）
【００８４】
ステップＢ２におけるイメージ妨害判定においては、受信性能へ影響するＤＵ比（Desired to Undesired signal ratio）に対して判定しきい値ＤＵｔｈ＿ＬＰ［ｄＢ］が設定される。モード制御部１０８は、式４で求められたＤＵ＿ＡＣＰＬとＤＵｔｈ＿ＬＰとを比較する。具体的には、モード制御部１０８は、ステップＢ２において、下記式５が成立するか否かを判定する。
ＤＵ＿ＡＣＰＬ＞ＤＵｔｈ＿ＬＰ    （式５）
モード制御部１０８は、ステップＢ２において上記式５の条件が満たされる場合、イメージ妨害波の影響はないと判定する。その場合、モード制御部１０８は、低周波数モードを選択する（ステップＢ３）。
【００８５】
ステップＢ１で所望波の信号レベルが大きいと判定された場合、ゼロ中間周波数モードでの受信が可能ではあるものの、所望波よりも高周波側（上側）及び低周波側（下側）の両側帯での隣接チャネル近傍妨害波の信号レベルが高い場合に、２次歪みの影響で受信性能が低下する場合がある。従って、隣接チャネル近傍妨害波の影響がある場合は、低中間周波数モードで受信した方が、高い受信性能が得られる場合がある。そこで、モード制御部１０８は、ステップＢ１で所望波の信号レベルが大きいと判定し、ゼロ中間周波数モードで受信可能と判定した場合は、次いで、隣接チャネル近傍妨害判定を実施する（ステップＢ４）。
【００８６】
モード制御部１０８は、ステップＢ４では、例えば所望波の信号レベルが隣接チャネル近傍妨害波の信号レベルに対して十分に大きいか否かを判定する。ただし、下側隣接チャネル近傍妨害波は、低中間周波数モードを選択した場合でもイメージ妨害波信号成分となり得る。このため、下側隣接チャネル近傍妨害波の信号レベルが高い場合に低中間周波数モードを選択したとしても、受信性能が向上しない可能性がある。このような理由から、ステップＢ４では、所望波の信号レベルが上側隣接チャネル近傍妨害波の信号レベルに対して十分に大きいか否かを判定することとする。
【００８７】
ステップＢ４の隣接チャネル妨害判定において、モード制御部１０８は、無線受信機１００への入力換算での上側隣接チャネルの信号電力レベルＰ＿ＡＣＰＵ［ｄＢｍ］を計算する。上側隣接チャネル周波数帯域も、イメージ帯域と同様にアナログフィルタ１０４で減衰されている。アナログフィルタ１０４における上側隣接チャネルの減衰量をＡＴＴ＿ＵＰ［ｄＢ］とする。上記と同様に、レベル検出器１５２で検出された上側隣接チャネルの信号レベルをＰ＿ＬＤ２［ｄＢｍ］とし、受信トータル利得をＶＧ＿Ｔ［ｄＢ］とすると、Ｐ＿ＡＣＰＵ［ｄＢｍ］は、下記式で求めることができる。
Ｐ＿ＡＣＰＵ［ｄＢｍ］＝Ｐ＿ＬＤ３［ｄＢｍ］＋ＶＧ＿Ｔ［ｄＢ］＋ＡＴＴ＿ＵＰ［ｄＢ］    （式６）
所望波の信号レベルに対する上側隣接チャネルの信号レベルの比をＤＵ＿ＡＣＰＵ［ｄＢ］と定義すると、ＤＵ＿ＡＣＰＵは、下記式７で求めることができる。
ＤＵ＿ＡＣＰＵ［ｄＢ］＝Ｐ＿ＤＣ［ｄＢｍ］−Ｐ＿ＡＣＰＵ［ｄＢｍ］  （式７）
【００８８】
ステップＢ４における上側隣接チャネル近傍妨害判定においては、受信性能へ影響するＤＵ比に対して判定しきい値ＤＵｔｈ＿ＵＰ［ｄＢ］が設定される。モード制御部１０８は、式７で求められたＤＵ＿ＡＣＰＵとＤＵｔｈ＿ＵＰとを比較する。具体的には、モード制御部１０８は、ステップＢ４において、下記式８が成立するか否かを判定する。
ＤＵ＿ＡＣＰＵ＞ＤＵｔｈ＿ＵＰ    （式８）
【００８９】
モード制御部１０８は、ステップＢ４において上記式８の条件が満たされる場合、隣接チャネル妨害波の影響はないと判定する。その場合、モード制御部１０８は、ゼロ周波数モードを選択する（ステップＢ５）。モード制御部１０８は、ステップＢ４において上記式８の条件が満たされないとは判定した場合は、隣接チャネル妨害波の影響が大きく、ゼロ中間周波数モードとした場合に受信性能が劣化すると判定する。この場合、モード制御部１０８は、ステップＢ３に進み、低周波数モードを選択する。
【００９０】
モード制御部１０８は、ステップＢ２において上記式５の条件が満たされないと判定した場合、イメージ妨害波の影響が大きく、低中間周波数モードを選択したとしても、ゼロ中間周波数モードを選択した場合と比較して受信性能の向上は見込めない判定と判断する。この場合、モード制御部１０８は、ステップＢ５へ進み、ゼロ中間周波数モードを選択する。ゼロ周波数モードが選択された場合、ＡＤＣ１０６の帯域幅が低減可能となる。このため、低消費電力化の観点で有利である。
【００９１】
［まとめ］
本実施形態では、モード制御部１０８は、受信電波状況に応じて、ゼロ中間周波数モード又は低中間周波数モードを選択する。受信電波状況は、レベル検出器１５１〜１５３で検出された信号レベルに基づいて推定可能である。本実施形態では、選択波周波数帯域の信号レベルと、妨害波となり得る隣接周波数帯域の信号レベルとの関係に基づいて、ゼロ中間周波数モード又は低中間周波数モードが選択される。このようにすることで、時間経過に伴って変化し得る受信電波状況に対して、受信性能を最大限に引き出すことが可能となり、ロバストな通信が可能となる。
【００９２】
特許文献１及び非特許文献１との比較では、これら文献では、通信方式に対して受信モードが固定される。例えばある通信方式に対してゼロ中間周波数モードで通信が行われる場合に、低中間周波数モードに切り替えた方が受信性能の向上が見込まれる場合でも、ゼロ中間周波数モードの通信が継続される。また、別の通信方式に対して低中間周波数モードで通信が行われる場合に、ゼロ中間周波数モードで受信可能な状況であっても、低中間周波数モードの通信が継続される。本実施形態では、受信電波状況に応じて受信モードを切り替えるため、受信性能が高い受信モードで通信を実施可能である。また、ゼロ中間周波数モードで通信を行うことが可能な状況であれば、ゼロ中間周波数モードを選択することで、低消費電力化が可能である。
【００９３】
［実施形態２］
次いで、実施形態２を説明する。図１４は、実施形態２の無線受信機で用いられるチャネル選択信号処理部１０７ａの構成例を示す。チャネル選択信号処理部１０７ａは、２つのＬＰＦ７０１、２つのＬＰＦ７０２、複素乗算器７０３、加算器７０４、及びスイッチＳＷ＿Ａ〜ＳＷ＿Ｆを有する。本実施形態に係る無線受信機におけるチャネル選択信号処理部１０７ａ以外の各構成要素は、図１に示される実施形態１に係る無線受信機１００における各構成要素と同様でよい。
【００９４】
各ＬＰＦ（デジタルフィルタ１）７０１は、中間周波数信号（Ｉ信号及びＱ信号）における選択波周波数帯域の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。各ＬＰＦ７０１の出力信号は加算器７０４で加算され、復調信号として出力される。レベル検出器１５３は、加算器７０４で加算されたＬＰＦ７０１の出力信号（復調信号）の信号レベルを検出する。
【００９５】
各ＬＰＦ（デジタルフィルタ２）７０２は、中間周波数の所定の周波数以下の周波数成分を通過させる。ＬＰＦ７０２は、通過周波数帯域が可変に構成されている。ＬＰＦ７０２の出力信号はレベル検出器１５２に入力され、レベル検出器１５２において信号レベルが検出される。複素乗算器７０３は、中間周波数信号の周波数スペクトラムを所定周波数だけ低周波数側又は高周波数側にシフトする。複素乗算器７０３は、周波数スペクトラムのシフト量（周波数シフト量）が可変に構成されている。スイッチＳＷ＿Ａ〜ＳＷ＿Ｆは、チャネル選択信号処理部１０７ａにおいて中間周波数信号の信号経路を切り替える経路切替スイッチとして使用されるスイッチである。
【００９６】
モード制御部１０８は、選択した中間周波数モードに応じてスイッチＳＷ＿Ａ〜ＳＷ＿Ｆの切替状態を制御する。また、選択した中間周波数モードに応じてＬＰＦ７０２の通過帯域、及び複素乗算器７０３における周波数シフト量を制御する。本実施形態では、モード制御部１０８が、選択した中間周波数モードに応じてスイッチＳＷ＿Ａ〜ＳＷ＿Ｆの切替状態を制御することで、ＬＰＦ及び複素乗算器などの構成要素を、ゼロ中間周波数信号の中間周波数信号に対する信号処理と、低中間周波数の中間周波数に対する信号処理とで共用可能である。
【００９７】
［ゼロ中間周波数モード時の動作］
図１５は、チャネル選択信号処理部１０７ａのゼロ中間周波数モード時の動作状態を示す。図１５には、チャネル選択信号処理部１０７ａにおける中間周波数信号の信号経路も示されている。モード制御部１０８は、ゼロ中間周波数モード時は、チャネル選択信号処理部１０７ａに送信する制御信号を通じて、スイッチＳＷ＿Ａ、ＳＷ＿Ｂ、及びＳＷ＿Ｅをオン（閉）に制御し、残りのスイッチをオフ（開）に制御する。
【００９８】
ＡＤＣ１０６が出力する中間周波数信号（Ｉ信号及びＱ信号）は、スイッチＳＷ＿Ａを通り、各ＬＰＦ７０１に入力される。各ＬＰＦ７０１は、スイッチＳＷ＿Ａを介して入力された中間周波数信号の選択波周波数帯域の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。各ＬＰＦ７０１の出力信号は加算器７０４で加算され、復調信号として出力される。
【００９９】
また、ＡＤＣ１０６が出力する中間周波数信号（Ｉ信号及びＱ信号）は、スイッチＳＷ＿Ｂを通り、複素乗算器７０３にも入力される。複素乗算器７０３は、ゼロ中間周波数モード時は、入力されたＩ信号及びＱ信号の周波数スペクトラムを所定周波数だけ低周波数側又は高周波数側にシフトする。複素乗算器７０３のゼロ中間周波数モード時の周波数シフト量は、図８に示されるゼロ中間周波数信号処理部１２０における複素乗算器２０３の周波数シフト量と同じでよい。複素乗算器７０３は、例えば隣接チャネルとして抽出したい周波数帯域の中心の周波数が０Ｈｚとなるように、中間周波数信号の周波数スペクトルをシフトする。
【０１００】
複素乗算器７０３の出力信号は、スイッチＳＷ＿Ｄを通り、各ＬＰＦ７０２に入力される。各ＬＰＦ７０２は、スイッチＳＷ＿Ｄを介して入力された、周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号の所定の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。ＬＰＦ７０２は、例えば隣接チャネルとして抽出したい周波数帯域の帯域幅の半分の周波数以下の周波数成分のみを通過させる。各ＬＰＦ７０２の出力信号はレベル検出器１５２に入力され、レベル検出器１５２においてＬＰＦ７０２を通過した信号の信号レベルが検出される。
【０１０１】
［ゼロ中間周波数モード時の信号例］
図１６（ａ）〜（ｄ）は、無線受信機における各部の信号例を示す。図１６（ａ）及び（ｂ）は、ゼロ中間周波数モード時のアナログフィルタ１０４（図１を参照）の入出力信号例を示している。図１６（ｃ）はＬＰＦ７０１の出力信号の信号例を示し、図１６（ｂ）はＬＰＦ７０２の出力信号例を示す。図１６（ａ）〜（ｄ）において、横軸はＩＱベースバンド信号（周波数）を表し、縦軸はＩＱ信号の電力レベルを表している。
【０１０２】
ゼロ中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４には、選択チャネルの中心周波数を０Ｈｚとする中間周波数信号が入力される（図１６（ａ）を参照）。ゼロ中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４はローパスフィルタとして機能しており、アナログフィルタ１０４を通過した中間周波数信号では、下側隣接チャネル及び上側隣接チャネルに存在する信号が減衰される（図１６（ｂ）を参照）。ゼロ中間周波数モード時、図１６（ｂ）に示される信号がＡＤＣ１０６においてデジタル信号に変換され、チャネル選択信号処理部１０７ａに入力される。
【０１０３】
ＬＰＦ７０１には、ＡＤＣ１０６においてデジタル信号に変換された中間周波数信号がスイッチＳＷ＿Ａを介して入力される。ＬＰＦ７０１は、例えば１チャネルあたりの信号帯域幅が４００ｋＨｚの場合、入力された中間周波数信号のうち、信号帯域幅の半分の２００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる。その場合、図１６（ｃ）に示されるように、ゼロ中間周波数の中間周波数信号において、選択チャネルの信号帯域の信号のみがＬＰＦ７０１を通過する。ＬＰＦ７０１を通過したＩ信号とＱ信号とを加算することで、復調信号を得ることができる。
【０１０４】
一方、複素乗算器７０３には、ＡＤＣ１０６においてデジタル信号に変換された中間周波数信号がスイッチＳＷ＿Ｂを介して入力される。複素乗算器７０３は、ゼロ中間周波数モード時は、中間周波数信号の周波数スペクトラムを、例えば６００ｋＨｚだけ低周波側にシフトさせる。この場合、図１６（ｄ）に示されるように、周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号において、０Ｈｚの位置が、選択チャネルの１つ上のチャネルと２つ上のチャネルとの境界の周波数の位置となる。ＬＰＦ７０２は、ゼロ中間周波数モード時はカットオフ周波数が例えば４００ｋＨｚに設定され、シフトされた中間周波数信号の４００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる。その場合、図１６（ｄ）に示されるように、シフトされた中間周波数信号において、選択チャネルの１つの上のチャネルの信号及び２つ上のチャネルの信号のみがＬＰＦ７０２を通過する。ＬＰＦ７０２を通過した信号をレベル検出器１５２に入力することで、上側隣接チャネルの信号レベルの検出が可能である。
【０１０５】
［低中間周波数モード時の動作］
図１７は、チャネル選択信号処理部１０７ａの低中間周波数モード時の動作状態を示す。図１７には、チャネル選択信号処理部１０７ａにおける中間周波数信号の信号経路も示されている。モード制御部１０８は、低中間周波数モード時は、チャネル選択信号処理部１０７ａに送信する制御信号を通じて、スイッチＳＷ＿Ｃ、ＳＷ＿Ｄ、及びＳＷ＿Ｆをオン（閉）に制御し、残りのスイッチをオフ（開）に制御する。
【０１０６】
ＡＤＣ１０６が出力する中間周波数信号（Ｉ信号及びＱ信号）は、スイッチＳＷ＿Ｄを通り、各ＬＰＦ７０２に入力される。各ＬＰＦ７０２は、スイッチＳＷ＿Ｄを介して入力された中間周波数信号の所定の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。ＬＰＦ７０２は、例えば選択チャネルと上側隣接チャネル又は下側隣接チャネルの少なくとも一部とを含む所定の周波数帯域の周波数成分とを通過させ、他の周波数成分は減衰させる。ＬＰＦ７０２の出力信号はレベル検出器１５２に入力され、レベル検出器１５２においてＬＰＦ７０２を通過した信号の信号レベルが検出される。
【０１０７】
ＬＰＦ７０２の出力信号は、スイッチＳＷ＿Ｃを介して複素乗算器７０３にも入力される。複素乗算器７０３は、低中間周波数モード時は、スイッチＳＷ＿Ｃを介して入力されるＬＰＦ７０２の出力信号の周波数スペクトラムを、中間周波数ｆＩＦだけ低周波側にシフトする。複素乗算器７０３で周波数スペクトルが低周波側にシフトされた中間周波数信号は、スイッチＳＷ＿Ｆを介してＬＰＦ７０１に入力される。ＬＰＦ７０１は、複素乗算器７０３を用いて周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号における選択波周波数帯域（選択チャネル）の周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させる。各ＬＰＦ７０１の出力信号は加算器７０４で加算され、復調信号として出力される。
【０１０８】
［低中間周波数モード時の信号例］
図１８（ａ）〜（ｄ）は、無線受信機における各部の信号例を示す。図１８（ａ）及び（ｂ）は、低中間周波数モード時のアナログフィルタ１０４（図１を参照）の入出力信号例を示している。図１８（ｃ）はＬＰＦ７０２の出力信号の信号例を示し、図１８（ｄ）はＬＰＦ７０１の出力信号例を示す。図１８（ａ）〜（ｄ）において、横軸はＩＱベースバンド信号（周波数）を表し、縦軸はＩＱ信号の電力レベルを表している。
【０１０９】
低中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４には、選択チャネルの中心周波数を中間周波数ｆＩＦとする中間周波数信号が入力される（図１８（ａ）を参照）。中間周波数信号において、イメージ帯域は、マイナスの周波数範囲に現れる。低中間周波数モード時、アナログフィルタ１０４はバンドパスフィルタとして機能しており、アナログフィルタ１０４を通過した中間周波数信号では、下側隣接チャネル及び上側隣接チャネルに存在する信号が減衰される（図１８（ｂ）を参照）。低中間周波数モード時、図１８（ｂ）に示される信号がＡＤＣ１０６においてデジタル信号に変換され、チャネル選択信号処理部１０７ａに入力される。
【０１１０】
ＬＰＦ７０２には、ＡＤＣ１０６においてデジタル信号に変換された中間周波数信号がスイッチＳＷ＿Ｄを介して入力される。ＬＰＦ７０２は、低中間周波数モード時は、例えば１チャネルあたりの信号帯域幅が４００ｋＨｚで、中間周波数ｆＩＦが３００ＫＨｚの場合、カットオフ周波数が５００ｋＨｚに設定される。ＬＰＦ７０２は、例えば図１８（ｂ）に示される中間周波数信号のうち、５００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる。その場合、図１８（ｃ）に示されるように、低中間周波数の中間周波数信号において、選択チャネルの信号と、その１つの下のチャネルの信号及び２つ下のチャネルの信号の一部とが、ＬＰＦ７０２を通過する。ＬＰＦ７０２を通過する信号の周波数帯域は、概ね、図２に示される領域Ａ及び領域Ｃの周波数帯域に相当する。ＬＰＦ７０２を通過した信号をレベル検出器１５２に入力することで、選択チャネル及び下側隣接チャネルの信号レベルの検出が可能である。
【０１１１】
ＬＰＦ７０２を通過した信号は、スイッチＳＷ＿Ｃを介して複素乗算器７０３にも入力される。複素乗算器７０３は、低中間周波数モード時は、中間周波数信号の周波数スペクトラムを、中間周波数ｆＩＦだけ低周波側にシフトさせる。この場合、図１６（ｄ）に示されるように、周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号において、選択チャネルの中心周波数が０Ｈｚとなる。ＬＰＦ７０１は、例えば１チャネルあたりの信号帯域幅が４００ｋＨｚの場合、シフトされた中間周波数信号のうち、信号帯域幅の半分の２００ｋＨｚ以下の周波数成分を通過させる。その場合、図１８（ｄ）に示されるように、周波数スペクトラムがシフトされた中間周波数信号において、選択チャネルの信号帯域の信号のみがＬＰＦ７０１を通過する。ＬＰＦ７０１を通過したＩ信号とＱ信号とを加算することで、復調信号を得ることができる。
【０１１２】
ここで、ゼロ中間周波数モード時、レベル検出器１５２は、上側隣接チャネルの信号レベルを検出する（図１６（ｄ）も参照）。下側隣接チャネルの信号レベルは、レベル検出器１５２で検出された信号レベルと、ＡＤ変換された中間周波数信号の全帯域の信号レベルに相当するレベル検出器１５１で検出された信号レベル、及び選択チャネルの信号の信号レベルに相当するレベル検出器１５３で検出された信号レベルとを用いて計算で求めることができる。具体的には、下側隣接チャネルの信号レベルは、レベル検出器１５１で検出された信号レベルから、レベル検出器１５２で検出された信号レベル、及びレベル検出器１５３で検出された信号レベルを取り除くことで、求めることができる。
【０１１３】
一方、低中間周波数モード時、レベル検出器１５２は、概ね、選択チャネル及び下側隣接チャネルの信号レベルを検出する（図１８（ｃ）も参照）。上側隣接チャネル及び下側隣接チャネルの信号レベルは、レベル検出器１５２で検出された信号レベルと、レベル検出器１５１で検出された信号レベル、及びレベル検出器１５３で検出された信号レベルとを用いて計算で求めることができる。具体的には、下側隣接チャネルの信号レベルは、レベル検出器１５２で検出された信号レベルから、レベル検出器１５３で検出された信号レベルを取り除くことで、求めることができる。また、上側隣接チャネルの信号レベルは、レベル検出器１５１で検出された信号レベルから、レベル検出器１５２で検出された信号レベルを取り除くことで、求めることができる。
【０１１４】
［動作手順］
図１９は、本実施形態に係る無線受信機における受信の動作手順を示す。ここでは、無線受信機は、パケット単位で無線通信信号を受信するものとする。無線受信機において、受信開始時（初期状態）では、どちらかの受信モードが選択されているものとする。無線受信機は、パケットの信号の受信を開始する（ステップＣ１）。パケット信号の受信開始後、無線受信機は、パケット受信内復調信号処理と並行して、レベル検出器１５１〜１５３にてそれぞれ信号レベルの検出を行う（ステップＣ２）。モード制御部１０８は、ステップＣ２で検出された信号レベルに基づいて受信モード選択判定を行う（ステップＣ３）。受信モード選択判定は、図１３に示される手順と同様でよい。
【０１１５】
ここで、パケット受信動作中に受信モード（中間周波数モード）を切り替えると、受信の安定性が損なわれる。このため、無線受信機において、受信モードの切替は、次のパケット信号を受信する前に実施されることとする。しかしながら、受信電波状況が、それぞれの受信性能に影響がある要素がしきい値付近にあるような受信電波状況である場合、受信パケットごとに受信モードが切り替えられると、無線受信機の動作及び性能が安定しない場合がある。そこで、本実施形態では、複数回のパケット信号の受信における受信電波状況を統計処理し、その統計処理の結果に基づいて受信モードの切替を行うこととする。
【０１１６】
無線受信機は、パケット信号の受信を終了する（ステップＣ４）。モード制御部１０８は、ステップＣ３で選択した受信モード（中間周波数モード）を統計処理し、次のパケット信号を受信する際の受信モードを決定する（ステップＣ５）。モード制御部１０８は、例えば一方の受信モードが所定回数連続した場合に、その受信モードを次のパケット信号を受信する際の受信モードに決定する。あるいは、モード制御部１０８は、過去所定回数の受信モードの判定結果のうち、一方の受信モードが占める割合が所定の割合以上の場合に、その受信モードを次のパケット信号を受信する際の受信モードとして決定してもよい。モード制御部１０８は、決定した受信モードが現在の受信モードと異なる場合は、無線受信機内の各部に制御信号を出力し、受信モードを決定した受信モードに切り替える。無線受信機内の図示しない制御部は、受信が終了したか否かを判断する（ステップＣ６）。受信が終了していないと判断された場合、処理はステップＣ１に戻り、次のパケット信号の受信が開始される。
【０１１７】
［まとめ］
本実施形態では、チャネル選択信号処理部１０７ａは、中間周波数信号の信号経路を切り替えるためのスイッチＳＷ＿Ａ〜ＳＷ＿Ｆを有している。スイッチＳＷ＿Ａ〜ＳＷ＿Ｆの選択状態を切り替えることで、同じＬＰＦ７０１、ＬＰＦ７０２、及び複素乗算器７０３を用いて、ゼロ中間周波数の中間周波数信号の信号処理と、低中間周波数の中間周波数の信号処理とを実現できる。従って、個別の信号処理部を設ける場合に比べて、構成を簡素化できる。また、本実施形態では、受信電波状況に応じた受信モード判定結果を統計処理し、その結果に基づいて受信モードが切り替えられる。このようにすることで、頻繁に受信モードが切り替えられることを回避して、無線受信機の動作及び受信性能を安定させることができる。
【０１１８】
［実施形態３］
続いて、実施形態３を説明する。図２０は、実施形態３に係る無線受信機を示す。本実施形態に係る無線受信機１００ａは、図１に示される実施形態１に係る無線受信機１００の構成に加えて、チャネルスキャン部１０９を有する。本実施形態において、無線通信信号は複数チャネルの信号を含んでおり、チャネルスキャン部１０９は、複数チャネルの通信信号の各チャネルの信号レベルをスキャンする。本実施形態において、モード制御部１０８は、チャネルスキャン部１０９が実施したチャネルスキャンの結果に基づいて、ゼロ中間周波数モード又は低中間周波数モードを選択する。その他の点は、実施形態１又は実施形態２と同様でよい。
【０１１９】
チャネルスキャン部１０９は、例えば図２に示される無線通信信号の配置において、チャネルＮｏ．０〜Ｎｏ．１６の各チャネルを１つずつ選択する。レベル検出器１５３は、各チャネルの信号の信号レベルを検出し、チャネルスキャン部１０９に通知する。チャネルスキャン部１０９は、選択したチャネルを識別する情報と、そのチャネルの信号レベルの検出結果とを、モード制御部１０８に通知する。モード制御部１０８は、各チャネルに対し、そのチャネルの信号レベルの検出結果を記憶する。
【０１２０】
なお、ＩＥＥＥ  ｓｔｄ．８０２．１５．４ｇ、８０２．１５．１、８０２．１５．４、及び、ＩＥＥ  ｓｔｄ．８０２．１１系のＷｉｒｅｌｅｓｓ−ＬＡＮ（Local Area Network）やＷｉｒｅｌｅｓｓ−ＰＡＮ（Personal Area Network）では、通信相手先を探す際に各通信チャネルの信号の有無がサーチされる。このとき、通信システムの通信フォーマットに適合した信号に対する信号電力レベル検出は、一般的にはＣｈａｎｎｅｌ  Ｓｃａｎと呼ばれ、通信フォーマットに適合しない信号に対するレベル検出はＥｎｅｒｇｙ  Ｄｅｔｅｃｔと呼ばれる。Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｃａｎを行うことで各チャネルの利用状況がわかり、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｔｅｃｔを行うことで、通信システム内の信号とは異なる干渉波信号の有無がわかる。本実施形態においては、これらを特に区別せず、総称してＳｃａｎ（スキャン）と呼ぶこととする。
【０１２１】
［チャネルスキャンの信号例］
図２１は、チャネルスキャンを実施することで得られた各チャネルの信号レベルを示す。図２１において、信号レベルが高いチャネルは、使用中のチャネル、又は妨害波が存在するチャネルを示し、信号レベルが低いチャネルは、未使用のチャネル、又は妨害波が存在しないチャネルを示す。このようなチャネルスキャン結果は、図示しないチャネル選択部などにおいても使用される。チャネルスキャン結果を参照することで、通信に使用するチャネルを選択することができ、また、選択されたチャネルに対し、その近傍に妨害波となる成分がどの程度存在するのかの判断が可能である。
【０１２２】
上記チャネルスキャンは、例えば低中間周波数モードが選択された状態で実施される。低中間周波数モードは、ゼロ中間周波数モードに比べて最小受信感度特性がよい。このため、チャネルスキャンを低中間周波数モードで実施した場合、チャネルスキャンにおいて、低い電力レベルから高い電力レベルまで広い範囲で信号レベルを検出することができる。チャネルスキャン時の受信モードは低中間周波数モードには限定されず、チャネルスキャンは、ゼロ中間周波数モードで実施されてもよい。その場合、チャネルスキャン時の消費電力を低消費電力化できる。
【０１２３】
本実施形態では、モード制御部１０８は、例えば、チャネルスキャン結果における、選択チャネルの信号レベルと、上側隣接チャネルの信号レベルと、下側隣接チャネルの信号レベルとに基づいて、ゼロ中間周波数モード又は低周波数モードを選択する。例えば、モード制御部１０８は、チャネルＮｏ．３を選択チャネルとした場合、チャネルＮｏ．３の信号レベルを選択波周波数帯域の信号レベルとし、チャネルＮｏ．４及びＮｏ．５の信号レベルの合計を上側隣接チャネルの信号レベルとし、チャネルＮｏ．１及びＮｏ．２の信号レベルの合計を下側隣接チャネルの信号レベルとする。モード制御部１０８は、これら信号レベルの大小関係などに基づいて、例えば図１３に示す手順で受信モード選択判定を行う。このようにすることで、受信電波状況に応じた受信モードの選択が可能となる。
【０１２４】
モード制御部１０８は、実施形態１又は実施形態２において説明した、レベル検出器１５１〜１５３での信号レベル検出結果を用いた受信モード選択判定に代えて、又はこれに加えて、上記チャネルスキャン結果に基づく受信モードの選択を実施してもよい。モード制御部１０８がチャネルスキャン結果に基づく受信モードの選択のみを実施する場合、図２０に示される無線受信機１００ａの構成において、レベル検出器１５１及びレベル検出器１５２は省略可能である。
【０１２５】
［動作手順］
図２２は、本実施形態に係る無線受信機における受信の動作手順を示す。無線受信機１００ａは、パケット信号の受信に先立って、チャネルスキャンを実施する（ステップＤ１）。モード制御部１０８は、ステップＤ１のチャネルスキャンの結果に基づいて受信モード選択判定を行う（ステップＤ２）。ステップＤ２で実施される受信モード選択判定は、レベル検出器１５１〜１５３で検出された信号レベルに代えて、チャネルスキャンの結果が用いられる点を除けば、実施形態１において説明したものと同様でよい。
【０１２６】
無線受信機１００ａは、パケットの信号の受信を開始する（ステップＤ３）。モード制御部１０８は、ステップＤ２における受信モード選択判定の結果に従って、ゼロ中間周波数モード又は低中間周波数モードへの切替を行う（ステップＤ４）。無線受信機１００ａは、受信終了か否かを判断する（ステップＤ５）。受信終了ではない場合、処理はステップＤ３に戻り、次のパケット信号が受信される。
【０１２７】
無線受信機１００ａは、ステップＤ５で受信終了と判断した場合は、チャネルスキャンを実行するか否かを判断する（ステップＤ６）。無線受信機１００ａは、例えば通信チャネルを変更する場合に、チャネルスキャンを実行すると判断する。ステップＤ５でチャネルスキャンを実行すると判断されると、処理はステップＤ１に戻り、チャネルスキャン部１０９はチャネルスキャンを実施する。
【０１２８】
［まとめ］
本実施形態では、チャネルスキャン部１０９はチャネルスキャンを実施し、モード制御部１０８は、チャネルスキャンの結果に基づいてゼロ中間周波数モード又は低中間周波数モードを選択する。チャネルスキャンの結果を参照することで、選択チャネルに隣接する隣接チャネルの信号レベルを取得することができ、隣接チャネルにおける妨害波電力状況を推定することができる。その推定結果を用いることで、受信電波状況に応じた受信モードの選択が可能となる。
【０１２９】
［変形例］
引き続き、変形例を説明する。図２３は、変形例に係る無線受信機を示す。本変形例に係る無線受信機１００ｂは、図１に示される実施形態１に係る無線受信機１００の構成に加えて、レベル検出器１１５とＡＤＣ１１６とを有する。その他の点は、実施形態１〜実施形態３と同様でよい。
【０１３０】
レベル検出器（レベル検出器４）１１５は、アナログドメインにおいて、ＬＡＮ１０２が出力する無線通信信号の信号レベルを検出する。レベル検出器１１５は、例えば直交復調器１０３において無線通信信号が中間周波数信号に変換される前の無線通信信号の信号レベルを検出する。レベル検出器１１５は、検出した信号レベルの大きさに依存した大きさの信号を検出信号として出力する。ＡＤＣ１１６は、レベル検出器１１５が出力する検出信号をデジタル信号に変換する。モード制御部１０８は、ＡＤＣ１１６でデジタル信号に変換されたレベル検出器１１５の検出信号を記憶する。
【０１３１】
本変形例において、モード制御部１０８は、レベル検出器１１５が出力する検出信号（信号レベルの検出結果）も用いて、受信モード選択判定を実施する。より詳細には、モード制御部１０８は、例えば、ゼロ中間周波数モード時に、レベル検出器１１５で検出された信号レベルと、レベル検出器１５３で検出された信号レベルとの比を計算し、その比と所定のしきい値とを比較する。モード制御部１０８は、比がしきい値よりも高い場合は、受信モードをゼロ中間周波数モードから低中間周波数モードに切り替える。
【０１３２】
モード制御部１０８は、ゼロ中間周波数モードでは、レベル検出器１１５及びレベル検出器１５３で検出された信号レベルに基づいて受信モードの選択を行い、低中間周波数モードでは、レベル検出器１５１〜１５３で検出された信号レベルに基づいて受信モードの選択を行ってもよい。その場合、モード制御部１０８は、ゼロ中間周波数モード時は、使用されないレベル検出器１５１及びレベル検出器１５２の動作を停止させてもよい。また、モード制御部１０８は、低中間周波数モード時は、使用されないレベル検出器１１５の動作を停止させてもよい。使用されないレベル検出器の動作を停止させることで、余分な消費電力を抑えることができる。
【０１３３】
［レベル検出器１１５の検出範囲］
図２４は、レベル検出器１１５が検出する無線通信信号の周波数帯域を示す。レベル検出器１１５が検出する無線通信信号の周波数範囲は、ＬＮＡ１０２の出力利得周波数特性に依存するが、一般的にはＲＦ（Radio Frequency）帯では、数十ＭＨｚから数百ＭＨｚの広帯域でのレベル検出が可能となる場合が多い。ＲＦ帯信号電力レベル検出器であるレベル検出器１１５の周波数検出領域は、ＬＮＡ１０２の出力帯域幅と連動して、選択波周波数帯域（領域Ａ）に隣接する上側隣接チャネル（領域Ｂ）及び下側隣接チャネル（領域Ｃ）を含む、より広範囲な領域Ｄとなる。例えば、レベル検出器１１５は、図２に示される全チャネル、つまり９２０ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚの通信帯域の範囲の信号レベルを検出できる。レベル検出器１１５の前段に所定の周波数帯域を通過するバンドパスフィルタを配置し、レベル検出器１１５が信号レベルを検出する周波数帯域を制限することとしてもよい。
【０１３４】
［動作手順］
図２５は、本変形例に係る無線受信機１００ｂにおける受信の動作手順を示す。モード制御部１０８は、初期状態において、ゼロ中間周波数モードを選択する（ステップＥ１）。モード制御部１０８は、レベル検出器１５１及びレベル検出器１５２の動作を停止させ、レベル検出器１１５を動作させる。レベル検出器１１５は、無線通信信号の信号レベルを検出し、レベル検出器１５３は、選択チャネルの信号レベルを検出する。レベル検出器１１５が検出する無線通信信号の信号レベルをＤ［ｄＢｍ］で表し、レベル検出器１５３が検出する無線信号の信号レベルをＡ［ｄＢｍ］で表す。ゼロ中間周波数モード時、ＡＤＣ１０６の帯域幅は狭帯域化されている。
【０１３５】
無線受信機１００ｂは、パケットの信号の受信を開始する（ステップＥ２）。モード制御部１０８は、現在の受信モードがゼロ中間周波数モードであるか否かを判断する（ステップＥ３）。モード制御部１０８は、通信開始時は、ステップＥ１でゼロ中間周波数モードを選択しているため、現在の受信モードがゼロ中間周波数モードであると判断する。モード制御部１０８は、ステップＥ３で現在の受信モードがゼロ中間周波数モードであると判断すると、レベル検出器１５３で検出された信号レベルに基づいて、所望波（選択チャネル）の信号レベルを判定する（ステップＥ４）。モード制御部１０８は、ステップＥ４では、例えば所望波の信号レベルが、基準となる電力レベルよりも大きいか否かを判定する。
【０１３６】
ステップＥ４の所望波のレベル判定は、図１３のステップＢ２の所望波のレベル判定と同様でよい。モード制御部１０８は、ステップＥ４では、前述の式１で換算された所望波の電力レベルＰ＿ＤＣと、しきい値Ｐｔｈ＿ＩＦとを比較し、Ｐ＿ＤＣ＜Ｐｔｈ＿ＩＦが成立するか否かを判断する。モード制御部１０８は、上記式が成立する場合は、所望波の信号レベルが低いと判定し、低中間周波数モードを選択する（ステップＥ６）。モード制御部１０８は、低中間周波数モードを選択すると、レベル検出器１５１及び１５２を動作させる。また、レベル検出器１１５の動作を停止させる。低中間周波数モード時、ＡＤＣ１０６の帯域幅は広帯域化される。モード制御部１０８は、例えば現在のパケット受信の終了後、次のパケット信号が受信されるまでの間に、低中間周波数モードへの切替を実施する。
【０１３７】
モード制御部１０８は、上記式が成立しない場合は、所望波の信号レベルが大きいと判定し、ゼロ中間周波数モードで受信可能と判定する。この場合、モード制御部１０８は、次いで、レベル検出器１１５で検出された信号レベルとレベル検出器１５３で検出された信号レベルとに基づいてＲＦ電力判定を行い、妨害波となる信号のレベルが大きいか否かを判断する（ステップＥ５）。
【０１３８】
モード制御部１０８は、ステップＥ５では、例えばレベル検出器１１５で検出された信号レベルＤ［ｄＢｍ］と、レベル検出器１５３で検出された所望波の信号レベルＡ［ｄＢｍ］との比に基づいて、妨害波となる信号のレベルの大きさを判断する。信号レベルＤ［ｄＢｍ］と信号レベルＡ［ｄＢｍ］との関係は、所望波の信号レベルに対して妨害波となる信号がない場合は、Ａ［ｄＢｍ］＝Ｄ［ｄＢｍ］となる。妨害波となる信号が多いほど、両者の比を表すＤ−Ａ［ｄＢ］の値が大きくなる。
【０１３９】
ステップＥ５のＲＦ電力判定では、妨害波信号が大きくなって通信に影響が出てくる信号電力レベルのＤＵ比に対して、判定しきい値ＤＵｔｈ＿ＲＦ［ｄＢ］が設定される。モード制御部１０８は、ステップＥ５では、Ｄ−Ａ［ｄＢ］と、判定しきい値ＤＵｔｈ＿ＲＦとを比較する。具体的には、モード制御部１０８は、ステップＥ５において、下記式９が成立するか否かを判定する。
Ｄ−Ａ［ｄＢ］＞ＤＵｔｈ＿ＲＦ［ｄＢ］  （式９）
【０１４０】
モード制御部１０８は、ステップＥ５において上記式９の条件が満たされる場合、妨害波の信号レベルが大きいと判断する。その場合、モード制御部１０８は、ステップＥ６へ進み、低周波数モードを選択する。モード制御部１０８は、低中間周波数モードを選択すると、レベル検出器１５１及び１５２を動作させ、レベル検出器１１５の動作を停止させる。レベル検出器１５１及び１５２が動作することで、図２４の領域Ｂ及び領域Ｃに相当する隣接チャネルの信号レベルも用いた受信モード選択判定が可能となる。低中間周波数モード時、ＡＤＣ１０６の帯域幅は広帯域化される。
【０１４１】
無線受信機１００ａは、受信終了か否かを判断する（ステップＥ９）。受信終了ではない場合、処理はステップＥ２に戻り、次のパケット信号が受信される。
【０１４２】
モード制御部１０８は、受信中に受信モードが低中間周波数モードに切り替えられていた場合は、ステップＥ３において現在の受信モードはゼロ中間周波数モードではないと判断する。その場合、モード制御部１０８は、受信モード選択判定を行う（ステップＥ８）。ステップＥ８の受信モード選択判定は、図１３に示される手順と同様でよい。モード制御部１０８は、ステップＥ８でゼロ中間周波数モードが選択された場合は、現在のパケット受信の終了後、ゼロ中間周波数モードへの切替を行う。
【０１４３】
［まとめ］
本変形例では、レベル検出器１１５は、アナログドメインにおいて無線通信信号の信号レベルを検出し、モード制御部１０８は、レベル検出器１１５で検出された無線通信信号の信号レベルも用いて受信モードの選択を行う。モード制御部は、特に、ゼロ中間周波数モード時に、レベル検出器１１５及びレベル検出器１５３の信号レベル検出結果を用いて受信モードの判定を行う。モード制御部１０８が、ゼロ中間周波数モード時に、レベル検出器１５１及び１５２の動作を停止した場合、これらが動作を停止することで、更なる低消費電力化を図ることができる。
【０１４４】
［無線送受信機］
図２６は、無線受信機と無線送信機とを含む無線送受信機を示す。この無線送受信機は、受信部（無線受信機）１００と、無線送信機５００とを有する。無線受信機１００の構成は、図１に示される実施形態１に係る無線受信機１００の構成と同様でよい。無線送受信機に用いられる受信部は、実施形態２、実施形態３、変形例、並びに、各実施形態及び変形例を適宜組み合わせた無線受信機と同様でもよい。無線受信機１００において、発振器１１０は、ＰＬＬ回路１１１に含まれており、所定の位相に同期した局所発振信号を出力する。スイッチ５１０は、無線通信信号の送信と受信とを切り替える。スイッチ５１０は、無線通信信号の受信時は、アンテナ１０１で受信された無線通信信号をＬＮＡ１０２に出力する。
【０１４５】
無線送信機５００は、送信ベースバンド信号処理部５０１、ＤＡＣ（Digital to Analog Convertor）５０２、フィルタ５０３、直交変調器５０４、及びＰＡ（Power Amplifier）５０５を有する。送信ベースバンド信号処理部５０１は、デジタルドメインに配置されており、送信ベースバンド信号を生成する。送信ベースバンド信号処理部５０１で生成された送信ベースバンド信号は、フィルタ５０３を通過した後、直交変調器５０４に入力される。直交変調器５０４は、移相器と周波数混合器とを含み、発振器１１０が出力する局所発振信号と送信ベースバンド発振信号とを混合することで、互いに直交した変調信号を生成する。ＰＡ５０４は、生成された変調信号を増幅する。スイッチ５１０は、無線通信信号の送信時、ＰＡ５０４が出力する増幅された変調信号を、アンテナ１０１に供給する。
【０１４６】
なお、図１０では、低中間周波数信号処理部１３０において複素乗算器３０３の前段にＬＰＦ３０１が配置される例を説明したが、これには限定されない。低中間周波数信号処理部１３０において、ＬＰＦ３０１は省略可能であり、複素乗算器３０３に、ＡＤＣ１０６でデジタル信号に変換された低中間周波数のＩ信号及びＱ信号が入力されることとしてもよい。また、図８では、ゼロ中間周波数信号処理部１２０において複素乗算器２０３にＡＤＣ１０６でデジタル信号に変換されたゼロ中間周波数のＩ信号及びＱ信号が入力される例を説明したが、これには限定されない。ゼロ中間周波数信号処理部１２０は、複素乗算器２０３の前段に別のＬＰＦを有していてもよく、複素乗算器２０３に対して、そのＬＰＦを介して信号が入力されるように構成されていてもよい。その場合、複素乗算器２０３の前段に配置されたＬＰＦは、例えば隣接チャネルとして抽出したいチャネルの信号帯域幅に選択波周波数帯域の１／２程度の帯域幅を加えた周波数以下の周波数成分を通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させればよい。
【０１４７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、上記各実施形態及び変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１４８】
１００：無線受信機
１０１：アンテナ
１０２：ＬＮＡ
１０３：
１０４：アナログフィルタ
１０５：可変利得増幅器
１０５：モード制御部
１０７：チャネル選択信号処理部
１０８：モード選択部
１０９：チャネルスキャン部
１１０：発振器
１１１：ＰＬＬ回路
１１５：レベル検出器
１２０：ゼロ中間周波数信号処理部
１３０：低中間周波数信号処理部
１５１〜１５３：レベル検出器
２０１、２０２：ＬＰＦ
２０３：複素乗算器
２０４：加算器
３０１、３０２：ＬＰＦ
３０３：複素乗算器
３０４：ＢＰＦ
３０５：加算器
３３０：周波数混合器
３３１：移相器
４０１：オペアンプ
４０２：スイッチ
４０３：インバータ
５００：無線送信機
５０１：送信ベースバンド信号処理部
５０３：フィルタ
５０４：直交変調器
７０１、７０２：ＬＰＦ
７０３：複素乗算器
７０４：加算器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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