(57)【要約】【課題】フェーズノイズブロッキング特性を改善する。【解決手段】無線周波数信号にローカル信号を混合して中間周波数信号を生成する受信装置１００において、ＲＳＳＩに基づいてローカル信号のレベルを制御する制御部１１７を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数信号にローカル信号を混合して中間周波数信号を生成する受信装置において、受信信号の強度に基づいて前記ローカル信号のレベルを制御する制御手段を備える受信装置。
【請求項２】
前記制御手段は、中間周波数信号に要求される信号品質を得るために必要な所定の受信信号の強度と、受信した中間周波数信号の受信信号の強度とを比較し、前記受信した中間周波数信号の受信信号の強度が前記所定の受信信号の強度より大きい場合、前記受信した中間周波数信号の受信信号の強度が前記所定の受信信号の強度に近づくように前記ローカル信号のレベルを制御する請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記制御手段は、変調方式毎に設定した前記所定の受信信号の強度と前記受信した中間周波数信号の受信信号の強度とを比較する請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ローカル信号のレベルをアンプの増幅利得により制御する請求項１から３の何れか一項記載の受信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ローカル信号のレベルをアッテネータの減衰利得により制御する請求項１から３の何れか一項記載の受信装置。
【請求項６】
無線周波数信号にローカル信号を混合して中間周波数信号を生成する受信方法において、受信信号の強度に基づいて前記ローカル信号のレベルを制御する制御ステップを備える受信方法。
【請求項７】
前記制御ステップは、変調方式毎に中間周波数信号に要求される信号品質を得るために必要な所定の受信信号の強度と、受信した中間周波数信号の受信信号の強度とを比較するステップと、前記受信した中間周波数信号の受信信号の強度が前記所定の受信信号の強度より大きい場合、
前記受信した中間周波数信号の受信信号の強度が前記所定の受信信号の強度に近づくように前記ローカル信号のレベルを制御するステップとを含む請求項６記載の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線周波数信号にローカル信号を混合して中間周波数信号を生成する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は一般的な受信回路の一部の構成を示す図である。アンテナを介して受信したＲＦ（無線周波数）信号はＢＰＦ１０１、アンプ１０２及びＢＰＦ１０３を介して発振器１０４から出力されるローカル信号とともにミキサ１０５へ供給されＩＦ（中間周波数）信号に変換される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２―７６９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
受信回路の性能評価項目の一つにフェーズノイズブロッキング特性がある。強力な近接信号を受信した場合、受信機のサイドバンドノイズが上昇し、弱い信号がそのノイズによってブロックされるが、この上昇したノイズのレベルを示すのがフェーズノイズブロッキング特性である。以下、フェーズノイズブロッキングが発生する要因について説明する。
【０００４】
図５は受信信号の近傍特性を示す図であり、縦軸は出力レベル、横軸は周波数を示している。図中、ｆ０はローカル信号の中心周波数を示しているが、中心周波数ｆ０よりΔｆだけ離れた離調周波数ｆ０-Δｆにもフェーズノイズにより電力成分が存在し、この電力成分がミキサへ入力され、ミキサの出力に電力成分が発生する。この電力成分がフェーズノイズブロッキングとなる。
【０００５】
図６はミキサの出力特性を示す図であり、縦軸は変換利得を示し、横軸はローカル信号のレベルを示している。図示特性のミキサの場合、入力ローカルレベルが０［ｄＢｍ］を超えたあたりから、変換利得の特性は飽和する。素子ばらつきや温度特性を考慮すると、＋２〜＋５［ｄＢｍ］程度で使用することが好ましい。一般的に、ローカル信号レベルは変換利得や線形性から最適な値へ設定するが、図５に示すように、あるレベル以下になると変換利得が大きく低下し、動作が不安定となるから、変換利得が充分に飽和するレベルの信号をミキサへ入力する必要がある。
【０００６】
ＲＦ信号（周波数Ａ［ＭＨｚ］）及びローカル信号（周波数Ｂ［ＭＨｚ］）が供給されることにより、ミキサには２つの周波数成分（Ａ-Ｂ＝Ｃ［ＭＨｚ］、Ａ＋Ｂ＝Ｄ［ＭＨｚ］）が発生する。周波数成分Ｃ又はＤを後段の狭帯域フィルタで選択し、希望周波数である中間周波数として後段の回路に供給する。以降、周波数成分Ｃを中間周波数とする。図５に示した離調周波数ｆ０-Δｆの電力成分により周波数成分Ｃが生成されると、ノイズ成分となり妨害を発生させる。ΔｆをＥとすると、Ａ＋Ｅ-Ｂ-Ｅ＝Ｃ［ＭＨｚ］の関係が成り立ち、周波数成分Ｃが発生する。周波数Ａ＋Ｅがブロッキングを発生させる妨害周波数となる。Ｅはシステムの帯域内に存在する全ての周波数と考えなければならず、ブロッキング特性は受信信号の品質を決める非常に重要な要素となる。
【０００７】
一般的に、ローカル信号は、図６に示すように変換利得が充分に飽和し、温度等により変換利得が変化しない充分なレベルに設定してミキサに入力される。ローカル信号のレベルが高ければ、低いレベルの信号を受信することができるが、受信状態が良ければ、ローカル信号のレベルを下げても充分な特性を確保できる（図７参照）。ローカル信号のレベルを下げることで、中心周波数ｆ０のレベルは下がるが、離調周波数ｆ０-Δｆのレベルも下がるため、ブロッキングにより発生するフェーズノイズが減少する。
【０００８】
図６に示す特性のミキサを例にすると、標準入力レベルを＋５［ｄＢｍ］として設定した場合、ローカル信号レベルを５［ｄＢｍ］低下させた０［ｄＢｍ］までは変換利得の低下は見られないから、ローカル信号レベルを５［ｄＢｍ］を低下させたことによる主信号の影響はないと考えることができる。ローカル信号レベルが-１０［ｄＢｍ］の場合、変換利得は低下するから、ローカル信号レベルを下げることによりミキサから出力されるフェーズノイズによる電力成分を減らすことができる。
【０００９】
図７はフェーズノイズ特性を示しており、縦軸は入力レベル、横軸は周波数を示している。ローカル信号の中心周波数ｆ０からΔｆ離れた離調周波数ｆ０-Δｆに着目すると、ＰＬＬ、ＶＣＯの特性より、Ｃ／Ｎ分の減衰が期待される為、ミキサの変換利得は飽和レベルから充分低下し、減衰域に達している。その為、ローカル信号レベルを５［ｄＢｍ］下げれば、５［ｄＢｍ］分の変換利得が低下すると考えることができる。以上の特性から、ローカル信号レベルを５［ｄＢｍ］下げても、主信号のミキサの出力レベルを維持したまま、離調周波数における出力レベルを低下させることができる。
【００１０】
また、フェーズノイズブロッキングを改善する方法として、ＶＣＯ、ＰＬＬ、ＢＰＦに着目することも考えられる。しかし、フェーズノイズ特性は、ＶＣＯ、ＰＬＬの特性から限界がある。また、昨今、ＰＬＬには高速ロックアップが要求され、ループ帯域幅を広げる必要があるが、ループ帯域幅を広くすると、離調周波数に対してフェーズノイズを改善することができない。さらに、狭帯域のＢＰＦの特性にも限界がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、無線周波数信号にローカル信号を混合して中間周波数信号を生成する受信装置において、受信信号の強度に基づいて前記ローカル信号のレベルを制御する制御手段を備える。また、本発明は、無線周波数信号にローカル信号を混合して中間周波数信号を生成する受信方法において、受信信号の強度に基づいて前記ローカル信号のレベルを制御する制御ステップを備える。この構成によれば、ローカル信号のレベルを受信信号の強度を考慮して可変することで、中間周波数のＣ／Ｎ特性を低下させることなくフェーズノイズを下げることが可能となり、フェーズノイズブロッキング特性を改善することができる。
【００１２】
具体的には、変調方式毎に中間周波数信号に要求される信号品質を得るために必要な所定の受信信号の強度と、受信した中間周波数信号の受信信号の強度とを比較し、前記受信した中間周波数信号の受信信号の強度が前記所定の受信信号の強度より大きい場合、前記受信した中間周波数信号の受信信号の強度が前記所定の受信信号の強度に近づくように前記ローカル信号のレベルを制御する。
【００１３】
本発明において、前記ローカル信号のレベルをアンプの増幅利得により制御するか、または前記ローカル信号のレベルをアッテネータの減衰利得により制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。受信信号はＢＰＦ１０１、アンプ１０２及びＢＰＦ１０３を介して発振器１０４の出力とともにミキサ１０５へ供給される。発振器１０４の出力は可変利得アンプ１０５で増幅され、ＢＰＦ１０６で帯域制限された後、ミキサ１０５へ供給される。ミキサ１０５の出力はＢＰＦ１０７を介してアンプ１０８で増幅された後、発振器１０９の出力とともにミキサ１１０に供給される。発振器１０９の出力はアンプ１１１で増幅された後、ＢＰＦ１１２を介してミキサ１１０に供給される。ミキサ１１０の出力はアンプ１１３及びＢＰＦ１１４を介して可変利得アンプ１１５で増幅された後、復調部１１６で復調される。
【００１５】
制御部１１７は復調部１１６で検出したＩＦ信号のＲＳＳＩ（受信信号強度表示信号）に基づいて可変利得アンプ１０５の増幅利得を制御し、ローカル信号のレベルを制御する。具体的には、検出したＲＳＳＩが予め設定した閾値（所定ＲＳＳＩ）より大きい場合は、受信状態がよいと判断して、ＲＳＳＩが閾値に等しくなるまで入力レベルを下げる。閾値はＩＦ信号に要求されるＣ／Ｎを得るために必要な値を示しており、Ｃ／Ｎは変調方式毎に異なるから、閾値は変調方式毎に設定される（表１参照）。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
図２は変調方式毎のＢＥＲ特性を示しており、縦軸はＢＥＲ、横軸はＣ／Ｎ（理論値）を示している。例えば、６４ＱＡＭでの通信を行う際に、ＢＥＲ（ビット誤り率）＝０．００１％を実現するには、理論上では２６ｄＢのＣ／Ｎが必要となる。変調クラスが上がるにつれて所要Ｃ／Ｎは高くなる。従って、変調クラスに応じたＣ／Ｎが得られるように閾値を設定する。なお、表１に示した閾値は、受信信号通過帯域３００[ｋＨｚ]、受信機ＮＦ３．０[ｄＢ]、２７℃の条件下での雑音レベル−１１６．０６[ｄＢｍ]の受信機を用い、ＢＥＲ＝０．００１％のポイントを基準として設定される値を示している。
【００１８】
図３は制御部１１７の処理の流れを示す図である。まず、受信信号の変調方式を検出し（Ｓ１０１）、変調方式毎にＲＳＳIの閾値を決定する（Ｓ１０２）。その後、受信信号のＲＳＳＩを検出し（Ｓ１０３）、受信信号のＲＳＳＩと変調方式毎に決定した閾値とを比較する（Ｓ１０４）。受信信号のＲＳＳＩが変調方式毎に決定した閾値以上である場合は（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、ローカル信号のレベルを低くするように制御し（Ｓ１０５）、それ以外の場合は（Ｓ１０４：Ｎｏ）、ローカル信号のレベルを保持する（Ｓ１０６）。
【００１９】
上記実施形態によれば、ローカル信号のレベルをＲＳＳＩを考慮して可変することで、ＩＦ信号のＣ／Ｎ特性を低下させることなくフェーズノイズを下げることが可能となり、フェーズノイズブロッキング特性を改善することができる。また、ＶＣＯ、ＰＬＬ、ＢＰＦによりフェーズノイズを改善する場合に比べて、低コストでフェーズノイズを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る受信装置の構成を示す図
【図２】ＢＥＲ特性を示す図
【図３】制御部の処理の流れを示す図
【図４】受信回路の構成を示す図
【図５】受信信号の近傍特性を示す図
【図６】ミキサの出力特性を示す図
【図７】フェーズノイズ特性を示す図
【符号の説明】
【００２１】
１００  受信装置
１０１、１０３、１０７、１１４  ＢＰＦ
１０２、１０８、１１３  アンプ
１０４、１０９  発振器
１０５  可変利得アンプ
１０５、１１０  ミキサ
１１５  アンプ
１１６  復調部
１１７  制御部
【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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