(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調形式、信号帯域幅の異なる無線電波を受信復調するソフトウェア受信機において、
所定周波数の高周波信号を第１の中間周波信号に変換すると共に前記高周波信号の信号帯域幅に応じて帯域制限する周波数変換器を備えたソフトウェア受信機であって、
前記周波数変換器は、
周波数混合器と局部発振器と中心周波数及び通過帯域幅がそれぞれ異なる帯域通過フィルタを複数個並列に接続した帯域通過フィルタとを備え、
前記局部発振器の出力する局部発振信号と前記第１の中間周波信号とを前記周波数混合器で混合することによって生成される第２の中間周波信号を前記帯域通過フィルタに供給すると共に、
前記第２の中間周波信号が前記帯域通過フィルタの内、１つの所定の帯域通過フィルタを通過するように前記局部発振器の周波数を制御するように構成されることを特徴とするソフトウェア受信機。
【請求項２】
請求項１記載のソフトウェア受信機おいて、
アンテナと高周波増幅部とＡ／Ｄ変換器とデジタル処理手段を備え、
前記アンテナで受信した無線電波を前記高周波増幅部で増幅後、前記第１の中間周波信号に変換して前記周波数変換器へ供給するとともに、前記周波数変換器が出力する前記第２の中間周波信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を該無線電波の変調形式及び信号帯域幅に応じてデジタル処理手段で処理することによって、所定の復調信号を出力したことを特徴とするソフトウェア受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変調形式、信号帯域幅等の異なる複数の電波形式の無線信号を受信復調するソフトウェア受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一台の受信機で周波数帯、変調方式、帯域幅が異なる様々な電波形式の無線信号に対応できる多機能型の受信機、いわゆるマルチモード受信機と呼ばれるものが研究、提案されている。
近年、マルチモード受信機を実現する有力な手段としてソフトウェア受信機が提案されて注目を集めている。これは、受信した無線信号を極力高い周波数帯で一旦Ａ／Ｄ変換し、これをＤＳＰ等のデジタル処理手段を用いてフィルタリングや復調等の処理を一括して行うものである。このようにするとＤＳＰ等のデジタル処理手段に内蔵するプログラム（ソフトウェア）の内容だけを変更すれば、ハードウェアの構成を変更せずに様々な電波形式の無線電波に対応することができるので、高機能、多機能さらに小型化を図る有力な手段として様々なタイプのものが研究、開発されているのは周知のことである。
【０００３】
図３は従来のソフトウェア受信機の実施の形態例を示したブロック図である。図３に示した従来のソフトウェア受信機は、無線電波を受信し高周波信号を出力するアンテナ１と、前記アンテナ１から供給される高周波信号を所定帯域のみ選択するＲＦフィルタ２と、前記ＲＦフィルタ２が選択した高周波信号を増幅し高周波増幅信号を出力するＲＦＡＭＰ２と、所定周波数の局部発振信号を出力する局部発振器４と、前記ＲＦＡＭＰ３が供給する高周波増幅信号と前記局部発振器４が供給する局部発振信号とを混合し中間周波信号を生成する周波数混合器５と、前記周波数混合器５の出力から中間周波信号を選択すると共にそれ以外の不要信号成分を除去するＩＦフィルタ６と、前記中間周波信号を増幅すると共にその出力電圧を一定値に維持し中間周波増幅信号として出力するＡＧＣＡＭＰ７と、前記中間周波増幅信号からＡＧＣ制御電圧を生成し前記ＡＧＣＡＭＰ７の利得を制御するＡＧＣ制御部８と、前記ＡＧＣＡＭＰ７の供給する中間増幅信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９と、前記Ａ／Ｄ変換器９が供給するデジタル信号を処理し復調信号（デジタル信号）を出力するデジタル処理手段１０と、前記復調信号をアナログ信号に変換し復調信号（アナログ信号）を出力するＤ／Ａ変換器１１とを備えている。
【０００４】
以下図示した従来のソフトウェア受信機についてその動作を説明する。
まず、アンテナ１が無線電波を受信し高周波信号をＲＦフィルタ２へ供給する。
ＲＦフィルタ２はこれを所定の周波数帯域のみ選択し高周波信号をＲＦＡＭＰ３へ供給する。ここで、ＲＦフィルタ２を通過する高周波信号は図５（ａ）に示すようにＲＦフィルタ２の全通過帯域（ｆＲ１〜ｆＲ２）の一部の帯域を通過し所定の信号帯域幅（ΔｆＲ）を有するものであって、ＲＦフィルタ２の全通過帯域に同時にｎチャネル分の高周波信号を多重化することができるようになっている。ここでは図５（ａ）のチャネル１に相当する周波数範囲を高周波信号が占有しているものとして説明を進める。
【０００５】
さて、ＲＦフィルタ２を通過した高周波信号はＲＦＡＭＰ３にて増幅された後高周波増幅信号として周波数混合器５に供給される。周波数混合器５は前記高周波増幅信号と局部発振器４から供給された局部発振信号とを混合し中間周波信号を生成する。これをＩＦフィルタ６で選択し前記周波数混合器５で生じた不要な周波数成分を除去すると図５（ｂ）に示すとおり、所定帯域を通過した中間周波信号が得られる。ここで、ＩＦフィルタ６の通過帯域は前記高周波信号の信号帯域幅、すなわちチャネル１の帯域であるΔｆＲと同等か或いはそれよりも広い通過帯域ΔｆＩＦを有するようになっている。
【０００６】
次に、ＡＧＣＡＭＰ７は前記中間周波信号を増幅し中間周波増幅信号を出力しＡＧＣ制御部８とＡ／Ｄ変換器９とにそれぞれ供給する。ＡＧＣ制御部８は前記中間周波増幅信号を検出すると共にＡＧＣ制御電圧を生成しＡＧＣＡＭＰ７へ供給する。従って、ＡＧＣＡＭＰ７の出力電圧がほぼ一定となるようにＡＧＣＡＭＰ７の利得がフィードバック制御される。
一方、Ａ／Ｄ変換器９は出力電圧が一定化された前記中間周波増幅信号をサンプリングしデジタル信号に変換すると共にデジタル処理手段１０へ供給する。
デジタル処理手段１０は前記デジタル信号を無線信号の信号帯域幅に合わせて所定帯域でフィルタリングするとともに、無線信号の変調形式に合わせて所定の復調処理を行う。その結果、デジタル処理手段１０は所定の復調信号（デジタル信号）を出力し、Ｄ／Ａ変換器１１は前記復調信号をアナログ信号に変換し出力する。このように、変調形式に応じてアナログ信号或いはデジタル信号を復調することができる。
ここで、デジタル処理手段１０に内蔵しているプログラム（ソフトウェア）を変更することで、無線信号の信号帯域幅や変調形式に対応してフィルタリングや復調の処理を実施することが出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のソフトウェア受信機には以下のような問題点があった。すなわち、従来のソフトウェア受信機はＡ／Ｄ変換器９に入力される中間増幅信号はＩＦフィルタ６において帯域制限されている。これは、帯域外或いは帯域近傍の妨害波や隣接チャネルの信号（チャネル２〜チャネルｎ）を効果的に除去するため必要最小限まで狭くするのが望ましい。ところが、受信する無線信号の変調形式や変調信号等は様々であり、信号帯域幅もそれに応じて様々な値をとる。よって、ＩＦフィルタ６の通過帯域は最大の信号帯域幅をもつ無線信号に合わせて必要最大限まで広くしておかなければならない。このため、無線信号の信号帯域幅に応じて適切な帯域制限をデジタル処理手段１０によって実施し、復調信号が所要のＳＮ比を確保するようにしているのが通常である。
【０００８】
しかし、この方式は過大な信号強度の妨害波を受信した場合、Ａ／Ｄ変換器９に入力される中間周波増幅信号が妨害波によって抑圧され易いという欠点を有する。即ち、過大な妨害波と希望する無線信号（以下希望波と言う）が周波数的に接近しているような場合、ＩＦフィルタ６は必要最大限まで通過帯域を広げているので妨害波を充分除去することができないということが生じる。
このためＩＦフィルタ６を通過した過大な妨害波をＡＧＣＡＭＰ７が増幅することによって希望波が抑圧されてしまう現象が発生してしまう。
【０００９】
たとえば、ＩＦフィルタ６を通過した妨害波が希望波より１０ｄＢ高ければ、ＡＧＣＡＭＰ７は本来ならば希望波の信号強度に合わせて所定の出力電圧まで増幅する動作をすべきところ、逆に１０ｄＢ高い妨害波に合わせて出力電圧を制御してしまうため、希望波は通常の出力電圧より１０ｄＢ抑圧されてしまう。
従って、Ａ／Ｄ変換器９が妨害波を含んだ状態でＡ／Ｄ変換をすれば、デジタル処理手段１０に供給されるデジタル信号には妨害波成分が含まれ、希望波の成分も１０ｄＢ抑圧された状態で信号処理しなければならない。妨害波成分はデジタル処理手段１０によってフィルタリングし除去はできるものの、希望波成分の振幅値が抑圧されている分、復調信号に影響を与えそのＳＮ比が劣化してしまう。
【００１０】
これを防止するため、希望波成分がある程度抑圧されてもＡ／Ｄ変換器９でこれを処理できるようにダイナミックレンジが広い、すなわち分解能の高いＡ／Ｄ変換器を利用する方法があるが、Ａ／Ｄ変換器の分解能にも限界があるので充分とはいえない。
また、受信機全体の構成をダブルスーパーヘテロダイン方式にしてＩＦフィルタの出力した中間周波信号をさらにＩＦＡＭＰで増幅し、これを周波数混合器で第２局部発振器の第２局部発振信号と混合して第２中間周波信号を得る。そして通過帯域幅がそれぞれ異なる帯域通過フィルタを複数用意し切換スイッチで選択し切り換えるといった方法も考えられるが、切換えスイッチが多数必要になる等ハードウェアが複雑化してしまい好ましいものではない。
本発明は上述した従来のソフトウェア受信機の近傍周波数の妨害波に弱い欠点を解決するためになされたものであって、ハードウェア構成を複雑にすることなく且つ妨害波に強い選択度の優れたソフトウェア受信機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明に係わるソフトウェア受信機の請求項１記の発明は、変調形式、信号帯域幅の異なる無線電波を受信復調するソフトウェア受信機において、
所定周波数の高周波信号を第１の中間周波信号に変換すると共に前記高周波信号の信号帯域幅に応じて帯域制限する周波数変換器を備えたソフトウェア受信機であって、前記周波数変換器は、周波数混合器と局部発振器と中心周波数及び通過帯域幅がそれぞれ異なる帯域通過フィルタを複数個並列に接続した帯域通過フィルタとを備え、前記局部発振器の出力する局部発振信号と前記第１の中間周波信号とを前記周波数混合器で混合することによって生成される第２の中間周波信号を前記帯域通過フィルタに供給すると共に前記中間周波信号が前記帯域通過フィルタの内、１つの所定の帯域通過フィルタを通過するように前記局部発振器の周波数を制御するように構成されるものである。
【００１２】
本発明に係るソフトウェア受信機の請求項２記載の発明は、請求項１記載のソフトウェア受信機において、アンテナと高周波増幅部とＡ／Ｄ変換器とデジタル処理手段を備え、前記アンテナで受信した無線電波を前記高周波増幅部で増幅後、前記第１の中間周波信号に変換して前記周波数変換器へ供給するとともに、前記周波数変換器が出力する前記第２の中間周波信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を該無線電波の変調形式及び信号帯域幅に応じてデジタル処理手段で処理することによって、所定の復調信号を出力したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係わるソフトウェア受信機の実施の形態例を示したブロック図である。
図１に示した本発明に係わるソフトウェア受信機は、無線電波を受信し高周波信号を出力するアンテナ１と、前記アンテナ１が供給する高周波信号を所定帯域のみ選択するＲＦフィルタ２と、前記ＲＦフィルタ２が選択した高周波信号を増幅し高周波増幅信号を出力するＲＦＡＭＰ３と、所定周波数の局部発振信号を出力する局部発振器４と、前記ＲＦＡＭＰ３が供給する高周波増幅信号と前記局部発振器４が供給する局部発振信号とを混合し中間周波信号を生成する周波数混合器５と、前記周波数混合器５の出力する中間周波信号を選択すると共にそれ以外の不要信号成分を除去するＩＦフィルタ６と、前記ＩＦフィルタ６の選択した中間周波信号を増幅し中間周波増幅信号を出力するＩＦＡＭＰ１２と、所定周波数の第２局部発振信号を出力する第２局部発振器１４と、前記局部発振器１４の発振周波数を無線信号の信号帯域幅に応じて異なる周波数に制御する局発制御部１５と、前記ＩＦＡＭＰ１２が供給する中間周波増幅信号と前記第２局部発振器１４が供給する第２局部発振信号とを混合し第２中間周波信号を生成するとともにその周波数が前記第２局部発振器の周波数に応じて異なる周波数に変換される周波数混合器１３と、前記第２中間周波信号の周波数に対応した通過帯域を複数有するマルチ帯域通過フィルタ１６と、前記マルチ帯域通過フィルタ１６が選択した第２中間周波信号を増幅しその出力電圧を一定値に維持し第２中間周波増幅信号として出力するＡＧＣＡＭＰ７と、前記第２中間周波増幅信号からＡＧＣ制御電圧を生成し前記ＡＧＣＡＭＰ７の利得を制御するＡＧＣ制御部８と、前記ＡＧＣＡＭＰ７の供給する第２中間増幅信号をサンプリングしデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９と、前記Ａ／Ｄ変換器９が供給するデジタル信号を処理し復調信号（デジタル信号）を出力するデジタル処理手段１０と、前記復調信号をアナログ信号に変換し出力するＤ／Ａ変換器１１とを備えている。
【００１４】
以下図１に示した実施の形態例についてその動作を詳細に説明する。まず、アンテナ１が受信した無線電波はＲＦフィルタ２で帯域制限されたのちＲＦＡＭＰ３で増幅され周波数混合器５に供給される。これを周波数混合器５にて中間周波信号に変換し帯域制限及び増幅後中間周波増幅信号として周波数混合器１３へ供給する。周波数混合器１３は第２中間周波増幅信号と第２局部発振器が供給する第２局部発振信号とを混合し第２中間周波信号を生成する。ここで、第２局部発振器１４は局発制御部１５から供給される局発制御信号によって周波数が制御されるようになっている。局発制御部１５は無線信号の信号帯域幅に応じて第２局部発振器１４の発振周波数を制御する。
【００１５】
例えば、ここでは無線信号の信号帯域幅が様々な変調形式に応じて広帯域、中帯域、狭帯域の３種類の帯域に変化すると仮定する。
このとき、前記無線信号の信号帯域幅に応じて第２局部発振器１４の発振周波がそれぞれ異なるように周波数制御する。このようにすると周波数混合器１３によって生成された第２中間周波信号の周波数は無線信号の信号帯域幅に対応して異なる周波数に変換される。ここで、広帯域、中帯域、狭帯域に対応して第２中間周波信号の周波数がそれぞれ周波数をｆ１、ｆ２及びｆ３であるとする。
【００１６】
これをマルチ帯域通過フィルタ１６で選択するが、信号帯域幅に応じてｆ１、ｆ２及びｆ３のいずれの周波数でも第２中間周波信号として通過できるようになっている。ここで、マルチ帯域通過フィルタは図２（ａ）に示すように、中心周波数がｆ１、ｆ２及びｆ３である３つの通過帯域を有し、それぞれの通過帯域は無線信号の信号帯域幅に応じて広帯域（Δｆ１）、中帯域（Δｆ２）、狭帯域（Δｆ３）の３種類の通過帯域幅を選択できるようになっている。
【００１７】
次に、マルチ帯域通過フィルタ１６を通過した第２中間周波信号はＡＧＣＡＭＰ７に供給され、その出力電圧が一定となるようにＡＧＣ制御部８で制御されて第２中間周波増幅信号としてＡ／Ｄ変換器９に供給される。
Ａ／Ｄ変換器９はこれをＡ／Ｄ変換してデジタル信号を出力しデジタル処理手段１０に供給する。デジタル処理手段１０はこれを処理し復調信号を生成すると共にＤ／Ａ変換器１１へ供給する。Ｄ／Ａ変換器１１はこれを必要に応じてアナログ信号に変換し出力することができる。
ここで、デジタル処理手段１０においては従来例と同様に所定のフィルタリングを実施しているが、これはマルチ帯域通過フィルタ１６によるフィルタリングと併用しフィルタリングをさらに効果的にするためである。
【００１８】
従って、このように無線信号の信号帯域幅に応じて第２中間周波信号の周波数をｆ１、ｆ２或いはｆ３に変化させ、これを複数の通過帯域を有するマルチ帯域通過フィルタで信号帯域幅に応じて適切に帯域制限をすることができる。
すなわち、無線信号の信号帯域幅に応じて適切に帯域制限することにより周波数的に隣接する妨害波によって希望波が抑圧されるといったことを防止することが可能となる。
【００１９】
以上説明した本発明に係わるソフトウェア受信機においては、マルチ帯域通過フィルタについてそれ自体複数の帯域を備えるものであるとしたが、本発明にあたっては、これに限らず、例えば図２（ｂ）の様に中心周波数と通過帯域がそれぞれ異なる３種類の帯域通過フィルタを並列に接続した構造のものであってもよい。このようにすると多少ハードウェア構成が複雑になるが、図１で示した実施例と同様３つのフィルタを切り換えるための切換スイッチは不要であることは変わらず同様な効果を得ることができる。また、マルチ通過帯域フィルタが備える通過帯域の数は実施例で示した３種類に限定されるものではなく、使用場面に応じてさらに数を増やしてもよい。
【００２０】
従来の構成においてフィルタを切り換える方法においては各フィルタの中心周波数を全く同じ周波数で設計しなければならなかったが、図２の例は各フィルタの中心周波数をその通過帯域にあわせて自由に設定できることから設計の自由度が得ることができる利点を備えているものである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、従来ソフトウェア受信機が近接周波数の妨害波によって希望波が抑圧され易い欠点を解決し、無線信号を第１の中間周波信号に変換するとともに、その第１の中間周波信号を異なる周波数の第２の中間周波信号に変換するとともに、前記第２の中間周波信号の周波数が複数の帯域通過フィルタを有する帯域通過フィルタのいずれか一つの帯域通過フィルタを通過するように構成したので、信号帯域幅に応じた適切な帯域制限をすることが可能な近接した周波数の妨害波の影響を受けにくいソフトウェア受信機を提供するのに著効を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるソフトウェア受信機の実施の形態例を示すブロック図。
【図２】マルチ帯域通過フィルタの構成例と選択特性を示した図。
【図３】従来のソフトウェア受信機の第１の実施の形態例を示すブロック図。
【図４】  ＲＦフィルタとＩＦフィルタの選択特性を示したブロック図。
【符号の説明】
１・・・アンテナ
２・・・ＲＦフィルタ
３・・・ＲＦＡＭＰ
４・・・局部発振器
５、１３・・・周波数混合器
６・・・ＩＦフィルタ
７・・・ＡＧＣＡＭＰ
８・・・ＡＧＣ制御部
９・・・Ａ／Ｄ変換器
１０・・・デジタル処理手段
１１・・・Ｄ／Ａ変換器
１２・・・ＩＦＡＭＰ
１４・・・第２局部発振器
１５・・・局発制御部
１６・・・マルチ帯域通過フィルタ
【図１】
0004046312.tif 000002
【図２】
0004046312.tif 000003
【図３】
0004046312.tif 000004
【図４】
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