(57)【要約】【課題】  簡単な構成で狭帯域妨害に強いスペクトラム拡散通信方式の受信機を提供することであり、主要な構成要素をデジタル処理することによりＩＣ化が可能で、性能が安定して安価なスペクトラム拡散通信方式の受信機を提供すること。【解決手段】  狭帯域妨害信号を除去するために受信信号をＦＦＴし、周波数スペクトラムに変換した状態で妨害信号の検出および除去を行い、これを逆ＦＦＴすることで妨害信号が除去された受信信号を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散通信方式の狭帯域妨害周波数を除去する機能を有する受信機であって、受信信号をベースバンド帯域に周波数変換した後これをデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータを有し、上記Ａ／Ｄコンバータでデジタル化した受信信号をＣＰＵ、ＤＳＰその他デジタル演算回路によってＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行い、その結果得られる受信信号の周波数スペクトラムから単一周波数および狭帯域の妨害周波数成分を検出しこれ除去した後、これをＩ−ＦＦＴ（逆フーリエ変換）で時間軸データに戻して逆拡散および復調するスペクトラム拡散方式の受信機。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【発明の利用分野】
本発明は、スペクトラム拡散方式の通信機における狭帯域妨害信号の除去に関するものである。
【従来技術】
スペクトラム拡散通信は、送信信号をその周波数帯域に比べて非常に広い周波数帯域に拡散して通信を行うものであり、原理的にフェージング特性に優れ、高速通信が可能であることなどから、携帯電話や無線ＬＡＮなど近年その利用分野が広がっている。
その特徴を活かし国内電波法に定められるところの微弱電波を利用した無線通信機器においてもスペクトラム拡散方式を採用することで無線通信の利用分野が更に広がることが期待されるが、携帯電話などのように特定の通信サービスのために設けられた周波数帯域を持たない微弱電波では、妨害特性が重要な課題となる。
特に占有周波数帯域幅が広いスペクトラム拡散方式では、その帯域内に狭帯域あるいは単一周波数の妨害電波が存在する確率が高くなり、これらを排除することが必要となる。またこのような妨害特性の向上は、微弱電波に限らず通信品質の向上という意味でスペクトラム拡散通信方式にとって有効な手段となる。
このような妨害信号の除去については従来から考案されており、それには特許第２７５３５６５号、特開平２−１８２０４５などがある。しかしこれらの技術では、妨害信号の検出手段が複雑であり安価に装置を構成できない。また周波数が離れて存在する複数の狭帯域もしくは単一周波数の妨害があった場合、すべての妨害を除去することは不可能である。
【発明が解決しようとする問題】
本発明は、複数の狭帯域妨害が除去できるスペクトラム拡散通信方式の受信機を提供することであり、妨害信号の除去をデジタル処理することによりＩＣ化が容易になり性能が安定して安価なスペクトラム拡散通信方式の受信機を提供するものである。
【問題を解決するための手段】
本発明は、スペクトラム拡散方式の受信機で狭帯域妨害信号を除去するために受信信号をＦＦＴし、周波数スペクトラムに変換した状態で妨害信号の検出および除去を行い、これを逆ＦＦＴすることで妨害信号が除去された受信信号を得るものである。妨害信号の検出および除去をすべてデジタル化し装置のＩＣ化を容易にするものである。
【発明の実施例】
以下に本発明の一例を説明する。図１は本発明の実施例をブロックダイヤグラムで表したものである。アンテナ（１）から入力された高周波信号は、バンドパスフィルタ（２）によって不要な周波数帯域を除去し、ローノイズアンプ（３）によって増幅される。ミキサー（４）は、受信信号をローカル発振器（５）の出力と混合して周波数変換を行う。この例は、ダイレクトコンバージョン方式であるからローカル発振器（５）の周波数は受信周波数に等しく、高周波受信信号は直接ベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号は可変利得増幅器（６）によって増幅されローパスフィルタ（７）で不要高周波を除去してＡ／Ｄコンバータ（８）に入力される。Ａ／Ｄコンバータによりデジタルデータに変換された受信信号（時間軸データ）をＦＦＴ（高速フーリエ変換）（１１）で周波数軸データに変換し、単一周波数もしくは狭帯域妨害信号のスペクトラムを検出する。検出された妨害信号のスペクトラムを除去した後、Ｉ−ＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）（１３）で再び時間軸データに戻す。妨害成分が除去された受信信号は、逆拡散処理（１４）されてから復調（１５）される。
バッファ（９）はデュアルページメモリであり、これはＦＦＴ、ノイズ除去、Ｉ−ＦＦＴがバッチ処理になるため、これらの処理時間の間に連続して入力されるデジタル受信信号を一時的に保存しておき受信信号が欠落しないように設けるものである。
図１の点線で囲まれたバッファ（９）、レベル検出（１０）、ＦＦＴ（１１）、ノイズ除去（１２）、Ｉ−ＦＦＴ（１３）、逆拡散処理（１４）、復調（１５）はすべてデジタル回路で構成される。
次に妨害信号の検出および除去の動作について説明する。なお可変利得増幅器（６）の利得制御に関しては、復調回路の基本的動作であり本発明の主たる要素ではないので説明を省略する。図２は、受信信号のスペクトラムを表したものである。ｆｏを中心として±ｆｓにスペクトラム拡散されたところに単一周波数ｆｉ１、ｆｉ２、ｆｉ３の妨害信号が重畳されている。これを前述のダイレクトコンバージョンの例でベースバンド信号に周波数変換すると図３のようになる。すなわち拡散された信号は、周波数０Ｈｚから拡散周波数ｆｓまでの帯域を持ち、妨害信号は、｜ｆｉｘ−ｆｏ｜に周波数変換される。図１のＡ／ＤコンバータのデジタルデータをＦＦＴ処理することは、図３のスペクトラムをデジタル演算で求めることであり、このスペクトラムから単一周波数の妨害信号の有無やその周波数を読み取ることは容易である。さらにこのスペクトラムから妨害信号周波数成分を除去することも可能である。
図４は上記スペクトラムから妨害周波数成分を除去した状態を示しており、これを逆ＦＦＴすることで妨害の無い受信信号を再生できる。その後は逆拡散、復調という通常のスペクトラム拡散通信受信機と同様のプロセスで受信データが得られる。
これまでは原理を説明するために省略してあるが、実際のＦＦＴ処理においては有限かつ離散的なデータに対してフーリエ変換を行うため本来存在しない周波数スペクトル（サイドローブ）が発生して周波数分解能が低下し、妨害周波数成分の検出および除去に支障が出る。これを防ぐためにＦＦＴ処理をするデジタルデータに適当な窓関数の乗算を行っている。
窓関数の乗算のためＦＦＴで求められた周波数スペクトラムから妨害周波数成分を除去して逆ＦＦＴした場合に得られる時間軸波形は、窓関数が乗じられたものであり、正確に受信信号波形を再生するためにはこれに逆窓関数の乗算が必要である。しかしこの後行われる復調処理に必要なのは逆拡散結果の信号の正負の符号のみであり、逆窓関数の乗算は省略しても問題はない。特にＦＦＴのためのデータをサンプルする時間幅をデータの１ビット分の時間幅の整数分の一に選べば、逆拡散結果の軟判定を考慮した場合には効果的である。
本発明は回路構成としては複雑になるが、すべてデジタル回路で構成されるためＩＣ化が容易であり量産効果による低価格化が期待できる。
【発明の効果】
スペクトラム拡散通信では拡散率を高くすれば単一周波数妨害に対する除去率も向上するが、それは同時に周波数占有帯域幅を広げることになる。微弱電波で無線通信を行う場合は、他の通信機器の出す電波や電子機器からの輻射ノイズなど単一周波数および狭帯域の妨害波が存在することを前提として考えなければならないので、周波数占有帯域幅を広げることはこれらのノイズの影響をより多く受ける可能性がある。従って本発明によって上記の単一周波数および狭帯域ノイズを除去できれば微弱電波によるスペクトラム拡散通信の通信品質の向上が可能になり、無線通信の利用範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスペクトラム拡散方式受信機のブロックダイヤグラム
【図２】拡散信号と妨害信号のスペクトラム
【図３】ベースバンド帯域に周波数変換された拡散信号と妨害信号のスペクトラム
【図４】妨害信号を除去したベースバンド信号のスペクトラム
【符号の名称】
１はアンテナ    ２はバンドパスフィルタ    ３はローノイズアンプ
４はミキサー    ５はローカル発振器    ６は可変利得増幅器
７はローパスフィルタ    ８はＡ／Ｄコンバータ    ９はバッファ
１０はレベル検出    １１はＦＦＴ（高速フーリエ変換）    １２はノイズ除去
１３はＩ−ＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）    １４は逆拡散処理    １５は復調
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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