(57)【要約】【課題】本発明は、妨害信号が近接していない周波数帯域にホッピングした場合には、消費電流が少ないフィルタ次数の低いローパスフィルタを使用し、妨害信号が近接している周波数帯域に周波数ホッピングした場合には、消費電流が多いフィルタ次数の高いローパスフィルタを、周波数ホッピングに同期させ切り替えて使用することで消費電流を低減する受信装置を提供することを目的とする。【解決手段】周波数の割り当てによって、妨害波の近接する周波数帯と妨害波の近接しない周波数帯が発生する。本発明の受信装置は周波数帯域ごとのローパスフィルタ／アンプを具備する。コントローラ２１は受信周波数帯域の切り替えに応じて、これらの切り替えをすることで、妨害波の乗りにくい周波数帯では次数の高いローパスフィルタの使用を避け、消費電力を抑制する。【選択図】図１
2008278397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも高周波成分を除去する第1のローパスフィルタを有する第１の受信回路と、
少なくとも高周波成分を除去する第２のローパスフィルタを有する第２の受信回路を含み、
前記第１の受信回路及び前記第２の受信回路を切り替えながら通信を行う通信方法の受信装置であって、
前記第１のローパスフィルタの次数が前記第２のローパスフィルタの次数より小さいことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の受信装置において、更に制御装置を含み、前記制御装置は前記第１の周波数帯と前記第２の周波数帯を所定の周期で切り替えることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項２記載の受信装置において、前記制御装置は前記第1のローパスフィルタの定常状態移行を待って前記第１の周波数帯の使用を開始し、前記第２のローパスフィルタの定常状態移行を待って前記第２の周波数帯の使用を開始することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項２記載の受信装置において、前記制御装置は前記第１の周波数帯の使用と同期して前記第２のローパスフィルタの電源を切断し、前記第２の周波数帯の使用と同期して前記第１のローパスフィルタの電源を切断することを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか1項に記載の受信装置において、前記通信方法はＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）であることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数ホッピングする信号を周波数変換して受信する受信装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）は近距離高速無線伝送を実現する無線通信システムとして注目されており、業界団体ＷｉＭｅｄｉａ  ＡｌｉａｎｃｅはＭＢ−ＯＦＤＭ方式のＵＷＢシステムを推進している。
【０００３】
図３では、ＷｉＭｅｄｉａ  Ａｌｉａｎｃｅで規定されているＭＢ−ＯＦＤＭ方式の周波数割り当てを示している。同図に示すように、中心周波数をそれぞれ３４３２ＭＨｚ、３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚとするバンド＃１〜＃３からなるバンドグループ＃１と、中心周波数が５０１６ＭＨｚ、５５４８ＭＨｚ、６０２７ＭＨｚとするバンド＃４〜＃６からなるバンドグループ＃２、中心周波数が６６００ＭＨｚ、７１２８ＭＨｚ、７６５６ＭＨｚとするバンド＃７〜＃９からなるバンドグループ＃３、中心周波数が８１８４ＭＨｚ、８７１２ＭＨｚ、９２４０ＭＨｚとするバンド＃１０〜＃１２からなるバンドグループ＃４、中心周波数が９７６８ＭＨｚ、１０２９６ＭＨｚとするバンド＃１３、＃１４からなるバンドグループ＃５とで構成される。このうち、ＷｉＭｅｄｉａ規格ではバンドグループ＃１の３バンドを用いることが義務付けられている。
【０００４】
一方で、バンド＃１は電波天文学用の周波数帯域として割り振られており、現時点ではこのバンドの使用は困難である。よって日本国内ではバンド＃２とバンド＃３の使用に限定される。
【０００５】
図４ではバンドグループ＃１に近接する妨害波を示している。バンド＃１、バンド＃２、バンド＃３をホッピングさせてデータ伝送をしている場合には、４９００ＭＨｚ―５０００ＭＨｚ帯のＷＬＡＮシステムがバンド＃３に最も近接する妨害信号となっている。４９００ＭＨｚ―５０００ＭＨｚ帯は２００４年１２月にＩＥＥＥ８０２．１１ｊとして日本向けに無線規格化されており、使用されている。現時点では、このバンド＃３の使用も万全の状態が確保されているとはいえない。バンドグループ＃１のバンド＃３に周波数ホッピングしているタイミングで中心周波数４９２０ＭＨｚ、周波数チャンネル幅２０ＭＨｚの高速無線ＬＡＮ信号が発生している場合にはミキサ出力で中心周波数４３２ＭＨｚ（＝４９２０ＭＨｚ−４４８８ＭＨｚ）、周波数チャンネル幅２０ＭＨｚの近接妨害信号が発生する可能性がある。
【０００６】
確かに、バンド＃２のみの使用でもＵＷＢシステムとして通信速度は担保できる。しかし、バンドを３つ使ったときには１０ｍ前後の通信距離が確保できるのに対し、バンドが１つしか使えない状況では通信可能距離は４ｍを維持できるかという程度になる。従って、通信可能距離の確保のためにもバンド＃３の使用は不可避である。  
【０００７】
図５は特開２００６−２０３６８６号公報（以下特許文献１）で開示されているＭＢ−ＯＦＤＭ方式のＵＷＢシステムに用いられている受信器の構成例を示している。特許文献１の受信器では、受信信号の中心周波数と同じ周波数のローカル信号を乗算して直接ベースバンド信号に変換するダイレクトコンバージョン方式を採用しているが、周波数ホッピングの対象となる、各周波数帯域に対応したキャパシタを並列に配置し、周波数ホッピングに同期してキャパシタの接続切り替えを行うハイパスフィルタ部を設けてＤＣオフセットを除去する構成を取る。
【０００８】
また、特開２０００−３１２１６１号公報（以下特許文献２）には、移動体端末機の使用周波数帯域に対する通過帯域特性は実質上同程度としたままで、減衰量を変化させる方法についても示されている。すなわち、フィルタの減衰極がキャパシタ及びインダクタの少なくとも、どちらか一方により決定されるものであって、キャパシタ、インダクタンスを変化させることで減衰量を可変化している。
【特許文献１】特開２００６−２０３６８６号公報
【特許文献２】特開２０００−３１２１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の通り、複数の周波数帯を周波数ホッピングさせる無線通信システムでは、妨害信号が近接している周波数帯域と妨害信号が近接していない周波数帯域が存在することがある。
【００１０】
図６は、バンド＃２とバンド＃３に周波数ホッピングしているタイミングで、前述した中心周波数４９２０ＭＨｚ、周波数チャンネル幅２０ＭＨｚの高速無線ＬＡＮ信号が発生している場合に要求されるローパスフィルタの周波数特性を示している特性図である。ベースバンドＵＷＢ信号の周波数帯域幅は２６４ＭＨｚであり、４３２ＭＨｚの近接妨害信号を除去するためには消費電流と次数の高い高性能ローパスフィルタが必要である。一方、バンド＃２にホッピングしているタイミングで高速無線ＬＡＮ信号が発生している場合にはミキサ出力で中心周波数９６０ＭＨｚ（４９２０ＭＨｚ−３９６０ＭＨｚ）の妨害信号が発生する。バンド＃３、バンド＃２にホッピングしているタイミングで発生する４３２ＭＨｚの妨害信号、９６０ＭＨｚの妨害信号を同じ信号レベルだけ減衰させると、フィルタ特性はそれぞれ特性（１）、特性（２）に、減衰量はそれぞれ減衰量（１）（２）になる。これを見ても分かるとおり、減衰量の比較は減衰量（１）＞減衰量（２）になるため、バンド＃２にホッピングしているタイミングでは高性能ローパスフィルタの必要は無い。
【００１１】
これを見ても分かるように、希望信号と妨害信号が近接している場合には、消費電流が多く、フィルタ次数が高い高性能ローパスフィルタが必要である。一方で、妨害信号が無い、または希望信号と妨害信号が近接していない場合にはそのような高性能ローパスフィルタは必要としない。
【００１２】
１種類の高性能ローパスフィルタを備える特許文献１の回路では、妨害信号が近接していない周波数帯域に周波数ホッピングした信号を復調処理するときに、この高性能ローパスフィルタがオーバースペックとなる。
【００１３】
また、特許文献２記載の発明での使用環境は単一の周波数帯を用いることを考えており、周波数ホッピングのような頻繁な帯域の変更は想定していない。キャパシタ、インダクタンスの頻繁な設定の変更は、追従性の面で見て問題がある。
【００１４】
本発明はこれらの事情をかんがみてなされたものであり、妨害信号が近接していない周波数帯域にホッピングした場合には、消費電流が少ないフィルタ次数の低いローパスフィルタを使用し、妨害信号が近接している周波数帯域に周波数ホッピングした場合には、消費電流が多いフィルタ次数の高いローパスフィルタを、周波数ホッピングに同期させ切り替えて使用することで消費電流を低減する受信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及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】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１７】
本発明に関わる受信装置は妨害波の影響の少ない第１の周波数帯の復調を行う第1のローカル信号発生器及びミキサ回路、高周波成分を除去する第1のローパスフィルタを有する第１の受信回路と、周波数帯の割り当てにより妨害波の影響を受ける第２の周波数帯の復調を行う第２のローカル信号発生器及びミキサ回路、高周波成分を除去する第２のローパスフィルタを有する第２の受信回路を含み、第１の受信回路及び第２の受信回路を切り替えながら通信を行う通信方法の受信装置であって、この第１のローパスフィルタの次数が第２のローパスフィルタの次数より小さいことを特徴とする。
【００１８】
またこの受信装置は、更に制御装置を含み、制御装置は第１の周波数帯と第２の周波数帯を所定の周期で切り替えることを特徴とする。
【００１９】
さらにこの受信装置は、制御装置は第１のローパスフィルタの定常状態移行を待って第１の周波数帯の使用を開始し、第２のローパスフィルタの定常状態移行を待って第２の周波数帯の使用を開始することを特徴としても良い。
【００２０】
この受信装置は、制御装置は第１の周波数帯の使用と同期して第２のローパスフィルタの電源を切断し、第２の周波数帯の使用と同期して第１のローパスフィルタの電源を切断することを特徴としても良い。
【００２１】
この受信装置の通信方法はＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）であることをも射程に含める。  
【発明の効果】
【００２２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２３】
本発明によれば近接する周波数帯域で妨害信号の存在が事前に予想されているときには、フィルタ次数の高い高性能ローパスフィルタを用い、近接する周波数帯域で妨害信号の存在が予想されないときにはフィルタ次数の低いローパスフィルタを用いて希望信号を受信することで使用環境に適した受信装置ならびにそれを利用した無線通信システムを供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明による、ＵＷＢ向けダイレクトコンバージョン方式の受信装置の実施の形態を示すブロック図である。なお、以下の説明ではバンドグループ＃１のバンド＃２及びバンド＃３のみを使用して通信を行うことを想定する。
【００２６】
この受信装置は、アンテナ１、バンドパスフィルタ２、ＬＮＡ（低雑音増幅器）３、マルチバンドローカル信号源４、ミキサ５、６、電源７、ＬＰＦ／ＰＧＡ（ロ−パスフィルタ／プログラマブルゲインアンプ）８、９、１０、１１、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）１２、１３、ＢＢ−ＰＨＹ（ベースバンド信号処理部）１４、ＬＰＦ／ＰＧＡ用電源スイッチ１５、１６、受信信号用スイッチ１７、１８、１９、２０、コントローラ２１から構成される。
【００２７】
アンテナ１はＵＷＢ  ＲＦ無線信号を受信するための機器である。
【００２８】
バンドパスフィルタ２はノイズ除去のためにアンテナ１で受信した信号の一定の帯域のみを通過させるためのフィルタである。
【００２９】
ＬＮＡ（低雑音増幅器）３は受信した信号を増幅し、復号化に耐える信号強度を得るための増幅器である。ここからの信号処理はＩ成分及びＱ成分に分離され、それぞれに対して復調処理がなされる。
【００３０】
マルチバンドローカル信号源４は中心周波数が３９６０ＭＨｚ、４４８８ＭＨｚである、バンド＃２、＃３のローカル信号を生成し、周波数ホッピングと同期して同相のローカル信号と位相が９０度ずれているローカル信号を生成する。なお、本実施の形態ではマルチバンドローカル信号源として１つの回路として表現しているが、各周波数向けにローカル信号の発生源を設けても問題はない。
【００３１】
ミキサ５はＩ成分信号にマルチバンドローカル信号源４からのローカル信号をミキシングする回路である。同様にミキサ６はＱ成分信号にマルチバンドローカル信号源４からのローカル信号をミキシングする回路である。既述の通り、マルチバンドローカル信号源４からの出力信号は、Ｉ成分向けのものとＱ成分向けのもので位相が９０度ずれている。
【００３２】
電源７は各ＬＰＦ／ＰＧＡを動作させるための電源モジュールである。
【００３３】
ＬＰＦ／ＰＧＡはミキサの出力の高周波成分をローパスフィルタで除去した後、残った低周波成分を増幅する回路である。このうちＬＰＦ／ＰＧＡ８はバンド＃３のＩ成分に用いるフィルタを内包したものであり、ＬＰＦ／ＰＧＡ９はバンド＃２のＩ成分に用いるｎ次のフィルタ次数を有するフィルタを内包したものである。同様に、ＬＰＦ／ＰＧＡ１０はバンド＃３のＱ成分に用いるフィルタを内包したものであり、ＬＰＦ／ＰＧＡ１１はバンド＃２のＱ成分に用いるｎ次のフィルタ次数を有するフィルタを内包したものである。すなわち、ＬＰＦ／ＰＧＡ８とＬＰＦ／ＰＧＡ１０がバンド＃３に対して同時に使用される。また、ＬＰＦ／ＰＧＡ９とＬＰＦ／ＰＧＡ１１がバンド＃２に対して同時に使用される。
【００３４】
ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）はＬＰＦ／ＰＧＡ１１で増幅した信号をデジタル信号に変換する変換器である。ＡＤＣ１２はＩ成分向けの、ＡＤＣ１３はＱ成分向けのものである。
【００３５】
ＢＢ−ＰＨＹ（ベースバンド信号処理部）１４は各ＡＤＣで抽出されたデジタル信号を有意の形式に変換し復調するデジタル信号処理部である。受信装置はこのデータをアプリケーション等で利用することとなる。
【００３６】
２バンド中１つしか使わないＵＷＢにおいて、ＬＰＦ／ＰＧＡを全て常時動作させるのは、電力消費の面で好ましくない。そこでＬＰＦ／ＰＧＡ用電源スイッチ１５、１６で、バンド＃２向けかバンド＃３向けのいずれか一方のみのＬＰＦ／ＰＧＡを動作させることで低消費電力を実現する。
【００３７】
また、受信信号用スイッチ１７、１８、１９、２０は動作しているＬＰＦ／ＰＧＡに対してのみ受信信号を送ることでノイズの発生を防止する。
【００３８】
コントローラ２１は、マルチバンドローカル信号源４、ＬＰＦ／ＰＧＡ用電源スイッチ１５、１６及びスイッチ１７、１８、１９、２０の動作制御を行う回路である。このコントローラの動作を以下で述べる。
【００３９】
図２は、本発明の実施の形態に関わるタイミングチャートである。
【００４０】
既述の通り、バンド＃２とバンド＃３は択一的な処理がなされる。従って、各バンドの受信時にのみ対応するＬＰＦ／ＰＧＡを動作させれば、省電力化に資する。しかし、各ローパスフィルタは電源投入から定常状態に落ち着くまでの時間を要する。そして、バンド＃２用とバンド＃３用では既述の通り次数の異なるフィルタを使っており、この定常状態に落ち着くまでの時間が相違することも考えられる。
【００４１】
そこで、各ＬＰＦ／ＰＧＡを動作させる際に定常状態までの時間をあらかじめ想定して、Ｔ２［ｎＳｅｃ］あるいはＴ３［ｎＳｅｃ］周波数ホッピングのタイミングより前倒しして、電源を投入する。一方、受信信号の入力信号線のスイッチである受信信号用スイッチ１７、１８、１９、２０は周波数ホッピングのタイミングでｏｎ／ｏｆｆを切り替える。すなわちコントローラ２１が周波数ホッピングを行う前に定常状態への移行が完了している。
【００４２】
このようにすれば、フィルタ次数の高い高性能ローパスフィルタであるＬＰＦ／ＰＧＡ８とＬＰＦ／ＰＧＡ１０の単位時間当たりの使用回数を削減することができ、消費電流の低減が可能である。
【００４３】
なお、マルチバンドローカル信号源４からのローカル信号の周波数の切り替えは、周波数ホッピングのタイミングで行うことは言うまでもない。
【００４４】
上記では、バンド＃２及びバンド＃３を使用することを想定したがバンド＃１を使用するのであれば、それ向けに回路構成を大きくする必要がある。すなわち、２バンド使用時にはＬＰＦ／ＰＧＡは４つですんだが、３バンド使用を前提とする構成になるとＬＰＦ／ＰＧＡは６つとなる。またＬＰＦ／ＰＧＡ用電源スイッチも同様に２つから３つに拡大され、かつ、受信信号用スイッチも４つから６つに数が増える。ただし、かかる回路の拡張は当業者が容易に想到できるのでここでは省略する。
【００４５】
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、本発明は前記の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で種々変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
周波数ホッピングを伴う通信方式、具体的にはＵＷＢやｃｄｍａ２０００など、の受信装置での利用が考えられる。特にＵＷＢは各国毎に周波数割り当てが相違し、妨害波となりうる信号の有無も相違するので本発明の利用範囲は広いと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に関わる受信装置の回路構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に関わるタイミングチャートである。
【図３】ＷｉＭｅｄｉａＡｌｉａｎｃｅで規定されているＭＢ−ＯＦＤＭ方式の周波数割り当てを表す図である。
【図４】ＭＢ−ＯＦＤＭ方式のバンド＃３に近接する妨害波を説明するための図である。
【図５】従来技術に関わる受信装置の回路構成を表すブロック図である。
【図６】バンド＃２とバンド＃３に周波数ホッピングしているタイミングで高速無線ＬＡＮ信号が発生している場合に要求されるローパスフィルタの周波数特性を示している特性図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…アンテナ、２…バンドパスフィルタ、３…ＬＮＡ（低雑音増幅器）、
４…マルチバンドローカル信号源、５、６…ミキサ、７…電源、
８、９、１０、１１…ＬＰＦ／ＰＧＡ
（ロ−パスフィルタ／プログラマブルゲインアンプ）、
１２、１３…ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）、
１４…ＢＢ−ＰＨＹ（ベースバンド信号処理部）、
１５、１６…ＬＰＦ／ＰＧＡ用電源スイッチ、
１７、１８、１９、２０…受信信号用スイッチ、２１…コントローラ
【図１】
2008278397.tif 000003
【図２】
2008278397.tif 000004
【図３】
2008278397.tif 000005
【図４】
2008278397.tif 000006
【図５】
2008278397.tif 000007
【図６】
2008278397.tif 000008