(57)【要約】スロットベースの低中間周波数（ＩＦ）無線受信機は、位相が９０°異なるＩ及びＱのＩＦ局部発振器信号成分を生成するためのＩＦ局部発振器（３、５、１９）と、入力信号をＩ及びＱのＩＦ局部発振器信号成分とミキシングして、Ｉ及びＱのＩＦ信号成分を生成するためのＩ及びＱミキサチャネル（４、６）と、を備える。ＩＦ局部発振器（３、５、１９）は、各フレーム中に第１値と第２値との間でＩＦ局部発振器周波数を複数回交互に変更するための周波数変更手段（２０）を含む。隣接する干渉信号や他の干渉信号の影響を低減するように、第１値と第２値とのうちの一方は、入力信号の所望のキャリア周波数よりも大きく、他方は、それよりも小さい。ベースバンド局部発振器（１２、１３）の位相は、ＩＦ局部発振器周波数の交互変化と同期して交互に変化する。
2007522697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低中間周波数（ＩＦ）無線受信機であって、
各々一組の受信タイムスロットを含む連続的な複数のフレームを含むスロットベースの無線信号を受信するためのアンテナ手段（１）と、
前記アンテナ手段からの信号に応答し、入力信号を生成するための入力手段（２）と、
局部発振器周波数を有する少なくとも１つの局部発振器信号（１５）を生成するための局部発振器手段（３、５、１９）と、
前記入力信号を前記局部発振器信号とミキシングし、ＩＦ信号を生成するためのミキサ手段（４、６）と、
前記ＩＦ信号に応答し、フィルタ処理された信号を生成するように、低ＩＦ範囲内の周波数を選択的に通過させ、前記低ＩＦ範囲外の周波数を除去するためのフィルタ手段（７、８）と、を備え、
前記局部発振器手段（３、５、１９）は、前記複数のフレームの各々の前記受信タイムスロット中に第１値と第２値との間で前記局部発振器周波数を複数回交互に変更するための周波数変更手段（２０）であって、前記第１値と前記第２値のうちの一方は、前記入力信号の所望のキャリア周波数より大きく、他方は、それより小さい、前記周波数変更手段（２０）を含むことを特徴とする低中間周波数（ＩＦ）無線受信機。
【請求項２】
請求項１に記載の低ＩＦ無線受信機は更に、
更なる局部発振器周波数を有する少なくとも１つの更なる局部発振器信号を生成するための更なる局部発振器手段（１２、１３）と、
前記フィルタ処理された信号を前記更なる局部発振器信号とミキシングし、ベースバンド信号を生成するための更なるミキサ手段（２１，２２，２３，２４、２６、２８）と、
前記ベースバンド信号に応答し、ベースバンド周波数範囲内の周波数を選択的に通過させ、前記ベースバンド範囲外の周波数を除去するためのフィルタ手段（２７、２９）と、
を備える、低ＩＦ無線受信機。
【請求項３】
請求項１に記載の低ＩＦ無線受信機において、
前記局部発振器手段（３、５、１９）は、位相が９０°異なる前記局部発振器信号のＩ及びＱ成分をそれぞれ生成するためのＩ及びＱチャネルを含み、
前記ミキサ手段は、前記入力信号を前記局部発振器信号の前記Ｉ及びＱ成分とミキシングし、前記ＩＦ信号のＩ及びＱ成分をそれぞれ生成するためのＩ及びＱミキサチャネルを含み、
前記フィルタ手段（７、８）は、前記フィルタ処理された信号のＩ及びＱ成分をそれぞれ生成するためのＩ及びＱフィルタチャネルを含む、低ＩＦ無線受信機。
【請求項４】
請求項３に記載の低ＩＦ無線受信機は更に、
更なる局部発振器周波数を有するＩ及びＱの更なる局部発振器信号成分を生成するための更なる局部発振器手段（１２、１３）と、
前記フィルタ処理された信号を前記Ｉ及びＱの更なる局部発振器信号成分とミキシングし、前記ベースバンド信号のＩ及びＱ成分を生成するためのＩ及びＱの更なるミキサチャネルを含む更なるミキサ手段（２１，２２，２３，２４、２６、２８）と、
前記ベースバンド信号の前記Ｉ及びＱ成分に応答し、前記ベースバンド信号のＩ及びＱ成分をそれぞれ生成するように、ベースバンド周波数範囲内の周波数を選択的に通過させ、前記ベースバンド範囲外の周波数を除去するためのＩ及びＱフィルタ手段（２７、２９）と、
を備える、低ＩＦ無線受信機。
【請求項５】
請求項４に記載の低ＩＦ無線受信機において、
前記更なる局部発振器手段（１２、１３）は、前記局部発振器周波数の交互変化と同期して、前記Ｉ及びＱの更なる局部発振器信号成分に交互に変化する位相シフトを与えるための位相変更手段（２５）を含む、低ＩＦ無線受信機。
【請求項６】
請求項５に記載の低ＩＦ無線受信機において、
前記位相変更手段（２５）は、前記局部発振器周波数の交互変化と同期して、前記Ｉ及びＱの更なるミキサチャネル間において、前記Ｉ及びＱの更なる局部発振器信号成分を交互に変更するように構成されている、低ＩＦ無線受信機。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の低ＩＦ無線受信機において、
前記周波数変更手段は、前記複数のフレームの各々の各連続受信タイムスロットにおいて、前記第１値と前記第２値との間で前記局部発振器周波数を交互に変更するように構成されている、低ＩＦ無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低中間周波数（ＩＦ）無線受信機に関し、特に、限定するものではないが、超低ＩＦ（ＶＬＩＦ）受信機に関する。ここで、「低ＩＦ」とは、結果的に生じるベースバンド信号及びＶＬＩＦの帯域幅と同程度の中間周波数から、結果的に生じるベースバンド信号の帯域幅より大幅に小さい中間周波数まで、を意味する。
【背景技術】
【０００２】
超低ＩＦ受信機は、スロットベースの無線通信、特に、移動通信用地球規模システム（ＧＳＭ）や、デジタル強化型無線通信（ＤＥＣＴ）や、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）において高速アクセスを提供するＧＳＭ標準の拡張であるＧＳＭ発展版用強化型データ（ＥＤＧＥ）等のような、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）プロトコルに広く用いられる。これらの受信機は、所望の信号が所望の中間周波数に変換される場合に、所望の信号上又はその極めて近くで画像周波数として入る干渉信号を除去する必要がある。この除去は、低周波数において、画像消去ミキサ又は多相フィルタによって実現される。これらの画像消去手法の成否は、受信機におけるＩ（同相）及びＱ（９０°異なる位相）経路の位相及び利得について達成される平衡に依存する。米国特許第６５９７７４８号明細書及び欧州特許出願公開第１０５８３７８号明細書は、この種類の受信機について記載している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
受信機におけるＩ及びＱの平衡は、精密なアナログ設計と、デジタル等化器の形態での補正によって実現し得る。しかしながら、これは、歩留まり、ソフトウェアオーバーヘッド、製造オーバーヘッド及び追加ハードウェアの点で、コストを増大させる。更に、画像除去は、温度及び周波数帯域に伴って変動する。
【０００４】
画像チャネルは、所望のチャネルに隣接する複数の周波数チャネルの１つか、又はそれに代わって隣接する複数のチャネルの１つであることが多い。その他の隣接する、又はそれに代わって隣接するチャネルは、画像周波数ではなく、そのような正確な９０°異なる平衡を必要とせず適切に除去し得る。あるいは、標準のフィルタトポロジによって簡単に除去される。選択性は、特に、他のチャネルが「低周波側」ＩＦ上にある場合、つまり、キャリア周波数をＩＦに変換して下げるために用いられる局部発振器（ＬＯ）の周波数がキャリア周波数より小さい場合、問題であり、これにより、受信機が干渉信号を画像と同様に扱い干渉信号スペクトルの一部が帯域内に入ることから、２倍のチャネル間隔（添付図面の図２に示す例では４００ｋＨｚ）にある干渉信号に対して、ＩＦは正である。
【０００５】
米国特許出願公開第２００２／０１８３０３０号明細書は、無線受信機及び無線送信機に関する装置について記載している。この装置は、移動通信装置の動作周波数帯域に基づき選択可能な局部発振器（ＬＯ）の周波数ＬｏｗＬＯ及びＨｉｇｈＬＯが送信機に含まれ、他方、受信機では、ＬｏｗＬＯ及びＨｉｇｈＬＯを入力するＬＯが、分周波ミキサを介して異なる受信機経路に接続される。
【０００６】
低ＩＦ無線受信機の仕様には、干渉信号の除去に関する厳しい要件が含まれており、最小限のコストでこれらの仕様を満足又は凌駕する必要がある。
本発明は、添付の特許請求の範囲に記載されている無線受信機を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１に示す受信機は、受信した無線信号を増幅器２に供給するためのアンテナ１を備える。「高周波側」局部発振器３は、所望のチャネル周波数ｆｗａｎｔｅｄより高い周波数ｆＬＯ、即ち、ｆＬＯ＝ｆｗａｎｔｅｄ＋ｆＩＦで局部発振器信号を生成する。高周波側局部発振器３からの信号は、Ｉチャネルミキサ４と移相器５とに供給される。移相器５は、高周波側局部発振器３からの信号の位相を９０°シフトさせ、位相シフトされた信号をＱチャネルミキサ６に供給する。Ｉチャネルミキサ４及びＱチャネルミキサ６は、増幅器２からの受信信号を局部発振器信号とミキシングして、位相が９０°異なる低ＩＦ信号（本例では、ＶＬＩＦ信号）を生成し、低ＩＦ信号をＩ低域通過フィルタ７及びＱ低域通過フィルタ８に供給する。そして、フィルタ７及び８からのフィルタ処理されたアナログ信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）９及び１０によってそれぞれデジタル信号に変換され、デジタルミキサ段１１においてＶＬＩＦからＤＣに周波数逓降（ｄｏｗｎ−ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ）される。デジタルミキサ段１１は、ＶＬＩＦ局部発振器１２更には９０°移相器１３からのＶＬＩＦ局部発振器信号とＡＤＣ９及び１０からの信号とをミキシングする。
【０００８】
動作時、所望の信号は、ＧＳＭ及びＥＤＧＥチャネル幅に対応した、一例として図２に２００ｋＨｚで示される帯域幅１４を示す。局部発振器の周波数１５は、本例では、１００ｋＨｚに等しい量ｆＩＦだけ、所望のチャネル１４の中心周波数ｆｗａｎｔｅｄより高い。局部発振器信号とミキシングされる場合、所望のチャネルは低ＩＦ周波数−ｆＩＦを中心とし、画像領域１６からの信号は周波数＋ｆＩＦを中心とする領域に現れ、周波数フィルタを通過する。これは、所望のチャネル１４の中心周波数ｆｗａｎｔｅｄに対して、（添付図面の図２に示す例において、２００ｋＨｚ又は４００ｋＨｚに等しい）ｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒでオフセットされた周波数を中心とする隣接チャネル１７又は別の隣接チャネル１８からの干渉信号の場合である。
【０００９】
米国特許第６５９７７４８号明細書に記載されているように、画像除去は、Ｉ及びＱチャネルの利得及び位相の不平衡に依存する。欧州特許出願公開第１０５８３７８号明細書に記載されているデジタル利得及び位相補正は、例えば、これらのエラーの大幅な補正の実現を可能とし、高水準の画像除去を与える。しかしながら、上述したように、受信機は、それらを画像と同様に扱い、また、干渉信号スペクトルの一部は、所望の帯域に入ることから、画像除去を改善することが望ましい。特に、或る用途では、４１ｄＢの受信干渉信号（Ｉ）が所望のチャネルのキャリア（Ｃ）より大きい場合、キャリア周波数が２ＧＨｚより大きくても、選択性は、１０ｄＢを超える検出キャリア対干渉（Ｃ／ｌ）レベルにあることが望ましい。
【００１０】
図面に示す本発明の実施形態において、局部発振器手段は、連続タイムスロット中に第１値と第２値との間で局部発振器周波数を交互に変更するための周波数変更手段を含む。第１値と第２値のうちの一方は、入力信号の所望のキャリア周波数よりも大きく、他方は、それよりも小さい。具体的には、図１に示す実施形態では、ｆＬＯ＝ｆｗａｎｔｅｄ−ｆＩＦとなるように、所望のチャネル周波数ｆｗａｎｔｅｄよりも低い周波数ｆＬＯの局部発振器信号を生成する低周波側局部発振器１９が設けられる。高周波側局部発振器３及び低周波側局部発振器１９からの信号は、二位置スイッチ２０に供給される。二位置スイッチ２０は、受信信号の交互に変化するタイムスロットに対して、高周波側局部発振器３及び低周波側局部発振器１９からのＬＯ信号を交互に選択する。そして、低周波側局部発振器１９が選択される場合、所望のチャネル、低周波側局部発振器１９、画像領域１５及び同じ干渉信号１７及び１８の各周波数間の関係は、図３に示すようになる。従って、干渉信号は、画像領域１５外に入り、周波数フィルタ７及び８によって除去されることが認識し得る。
【００１１】
ＶＬＩＦのＩ及びＱチャネルミキサ段１１の極性を維持するために、このミキサ段は、第１及び第２のＩチャネルミキサ２１及び２２と、第１及び第２のＱチャネルミキサ２３及び２４とを備える。ＬＯ二位置スイッチ２０と同期したＶＬＩＦ二位置スイッチ２５は位相変更を行い、ＶＬＩＦ局部発振器１９からのＶＬＩＦ＿ＬＯ信号を第１のＩミキサ２１及び第１のＱミキサ２３に１つのタイムスロット中に交互に供給するとともに、ＶＬＩＦ移相器１３からの位相シフトされたＶＬＩＦ＿ＬＯ信号を第２のＩミキサ２２及び第２のＱミキサ２４に次のタイムスロット中に交互に供給する。Ｉミキサ２１及び２２は、これらのＶＬＩＦ＿ＬＯ信号をＩチャネルＡＤＣ９からの信号とミキシングし、Ｑミキサ２３及び２４は、これらのＶＬＩＦ＿ＬＯ信号をＱチャネルＡＤＣ１０からの信号とミキシングする。第１のＩミキサ２１及び第２のＱミキサ２４からの信号は、加算器２６に供給され、加算器２６は、ミキシングされた信号を加算して、Ｑ出力２７においてＱ出力信号を生成し、第２のＩミキサ２２及び第１のＱミキサ２３からの信号は、減算器２８に供給され、減算器２８は、ミキシングされた信号を減算して、Ｉ出力２９においてＩ出力信号を生成する。
【００１２】
信号振幅及び位相は、次のように表し得る。即ち、局部ＲＦ発振器が、所望のチャネル周波数より高い場合、高周波側低ＩＦ、低ＩＦ受信機Ｉ、Ｑベクトル出力は、以下のように表現し得る。
【００１３】
【数１】
2007522697.tif 000003
ここで、（ｔｅｒｍ＿ａ）は、項ａであり、（ｔｅｒｍ＿ｂ）は、項ｂである。
【００１４】
また、Ａｗ（ｔ）は、所望のチャネル振幅信号であり、Φｗ（ｔ）は、所望のチャネル位相信号であり、ｆＩＦは、中間ＩＦ周波数であり、Ａｉ（ｔ）は、干渉信号チャネル振幅信号であり、Φｉ（ｔ）は、干渉信号チャネル位相信号である。
【００１５】
Ｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒは、干渉信号周波数のオフセット対所望のチャネル周波数（例えばＧＳＭでは、＋４００ｋｈｚの交互チャネル干渉信号の場合が考慮される）である。
Ｈｗａｎｔｅｄは、ＨＩをＩ経路チャネルインパルス応答とし、ＨＱをＱ経路チャネルインパルス応答としたとき、Ｈｗａｎｔｅｄ＝（ＨＩ＋ＨＱ）／２で表される所望のチャネルフィルタインパルス応答である。
【００１６】
Ｈｉｍａｇｅは、ＨＩをＩ経路チャネルインパルス応答とし、ＨＱをＱ経路チャネルインパルス応答としたとき、Ｈｉｍａｇｅ＝（ＨＩ−ＨＱ）／２で表される画像チャネルフィルタインパルス応答である。
【００１７】
理想的には、ＨＩ＝ＨＱである場合、即ち、周波数上で完全に９０°異なる場合、Ｈｉｍａｇｅは、ゼロになる。
項ｂは、Ｉ経路とＱ経路との間の非理想的マッチングのためにゼロにならないＨｉｍａｇｅに基づくＲＸ帯域内に入る画像部分を表す。従って、例えば、
【００１８】
【数２】
2007522697.tif 000004
である場合、項ｂの第２部分は、
【００１９】
【数３】
2007522697.tif 000005
となり、これは、０周波数を中心、即ち、所望のＲＸチャネル内に入るものとなり、この干渉の振幅は、干渉ｍａｘ（Ａｉ（ｔ））及び画像除去の大きさ（Ｈｉｍａｇｅ）の絶対値のレベルに依存する。
【００２０】
局部ＲＦ発振器が、所望のチャネル周波数より低い、即ち、ｆＬＯ＝ｆｗａｎｔｅｄチャネル−ｆＦＩである場合、低周波側低ＩＦ、低ＩＦ受信機Ｉ、Ｑベクトル出力は、以下のように表し得る。
【００２１】
【数４】
2007522697.tif 000006
ここで、（ｔｅｒｍ＿ａ´）は、項ａ´であり、（ｔｅｒｍ＿ｂ´）は、項ｂ´である。
【００２２】
項ｂ´は、Ｉ経路とＱ経路との間の非理想的マッチングのためにゼロにならないＨｉｍａｇｅに基づくＲＸ帯域内に入る画像部分を表す。従って、例えば、
【００２３】
【数５】
2007522697.tif 000007
である場合（高周波側の場合と同じ干渉信号位置）、項ｂ´の第２部分は、
【００２４】
【数６】
2007522697.tif 000008
になり、これは、４.ｆＩＦ周波数を中心、即ち、所望の受信機チャネル外に入るものとなり、従って、受信機が低周波側低ＩＦモードで動作している時間の間、この寄与項は除去される。
【００２５】
局部発振器周波数ｆＬＯは、高周波側と低周波側との間で交互に変化するため、出力は、示した値の間で交互に変わり、存在する干渉信号の平均的な影響が低減される。所望の周波数帯域のどちら側に干渉信号周波数が発生するかについて知る必要はないが、このことは、干渉信号が所望の周波数帯域の同じ側にある状態で、高周波側と低周波側との間の交互変化が数回発生する場合、可能でないことが多い。
【００２６】
図１に示す実施例の代わりに、或る用途では、局部発振器３及び１９の２つの発振器を１つに組み合わせて、スイッチ２０により、２つのＬＯ周波数間でこの局部発振器の出力をスイッチングし得ることが認識し得る。この実施例は、受信タイムスロットが、非活性受信期間によって分離されている場合、特に有用であり、その非活性受信期間の間、局部発振器は変化し、そして、次の受信タイムスロットの開始前に、新しい周波数で安定する時間を有する。又、図１に示すハードウェアスイッチ２０及び２５は、局部発振器周波数のソフトウェアスイッチングによって置き換え得ることが認識し得る。
【００２７】
また、或る用途では、干渉信号の変動と比較して、交互変化が頻繁に起こる場合、言い換えると、交互変化が（ＧＳＭ及びＥＤＧＥの場合、２０００スロットの）同じブロックで多数回起こる場合、各連続タイムスロットにおける２つのＬＯ周波数間で局部発振器周波数を交互に変更する必要がないことが認識し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一例として与えられた、本発明の一実施形態による受信機のハードウェア実施例の概略ブロック図。
【図２】図１の受信機の動作時において、第１タイムスロット中に出現する信号の周波数スペクトル図。
【図３】図１の受信機の動作時において、後続のタイムスロット中に出現する信号の周波数スペクトル図。
【図４】図１の受信機の動作時において、時間の経過に伴うパラメータの変動を示す図。
【図１】
2007522697.tif 000009
【図２】
2007522697.tif 000010
【図３】
2007522697.tif 000011
【図４】
2007522697.tif 000012
【国際調査報告】
2007522697.tif 000013
2007522697.tif 000014