(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプリング周波数Ｆｓに基づいて、複数のシステム信号を同時にサンプリングするＡ／Ｄ変換器(Analog/Digital Converter)を有する受信機において、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号から、システム信号毎のデジタル信号を分離する第１のフィルタ手段と、
ダウンサンプル比に基づいて、第１のフィルタ手段から出力されたデータを間引くダウンサンプラ手段と、
アップサンプル比に基づいて、前記ダウンサンプラ手段から出力されたデータに零値データを挿入するアップサンプラ手段と、
前記アップサンプラ手段から出力されたデジタル信号から、当該システム信号に対応する低域の１つのシステム帯域のみを分離する第２のフィルタ手段と、
前記サンプリング周波数Ｆｓ、前記ダウンサンプル比及び前記アップサンプル比を出力するサンプリング周波数決定手段とを有しており、
前記サンプリング周波数決定手段は、使用可能なサンプリング周波数範囲Ｆの中で、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍の１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出し、アップサンプル後のサンプリングレートを１つ以上のサンプリング周波数Ｆの中で、最小のサンプリング周波数Ｆｓを導出することを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記サンプリング周波数決定手段は、前記最大公約数の整数倍とした１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、
前記アップサンプル比は、システムクロックＣｌｋを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値であり、
前記ダウンサンプル比は、サンプリング周波数Ｆｓを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値の約数であって、且つ、ダウンサンプルした際に折り返しによるエイリアシングが重畳しない値であることを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
サンプリング周波数Ｆｓに基づいて、複数のシステム信号を同時にサンプリングするＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号から、システム信号毎のデジタル信号を分離する第１のフィルタ手段と、
ダウンサンプル比に基づいて、第１のフィルタ手段から出力されたデータを間引くダウンサンプラ手段と、
アップサンプル比に基づいて、前記ダウンサンプラ手段から出力されたデータに零値データを挿入するアップサンプラ手段と、
前記アップサンプラ手段から出力されたデジタル信号から、当該システム信号に対応する低域の１つのシステム帯域のみを分離する第２のフィルタ手段と、
前記サンプリング周波数Ｆｓ、前記ダウンサンプル比及び前記アップサンプル比を出力するサンプリング周波数決定手段と
を有する受信機について、前記サンプリング周波数決定手段のサンプリング方法であって、
使用可能なサンプリング周波数範囲Ｆの中で、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍の１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出し、アップサンプル後のサンプリングレートを１つ以上のサンプリング周波数Ｆの中で、最小のサンプリング周波数Ｆｓを導出することを特徴とするサンプリング方法。
【請求項４】
前記最大公約数の整数倍とした１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、
前記アップサンプル比は、システムクロックＣｌｋを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値であり、
前記ダウンサンプル比は、サンプリング周波数Ｆｓを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値の約数であって、且つ、ダウンサンプルした際に折り返しによるエイリアシングが重畳しない値であることを特徴とする請求項３に記載のサンプリング方法。
【請求項５】
サンプリング周波数Ｆｓに基づいて、複数のシステム信号を同時にサンプリングするＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号から、システム信号毎のデジタル信号を分離する第１のフィルタ手段と、
ダウンサンプル比に基づいて、第１のフィルタ手段から出力されたデータを間引くダウンサンプラ手段と、
アップサンプル比に基づいて、前記ダウンサンプラ手段から出力されたデータに零値データを挿入するアップサンプラ手段と、
前記アップサンプラ手段から出力されたデジタル信号から、当該システム信号に対応する低域の１つのシステム帯域のみを分離する第２のフィルタ手段と
を有する受信機に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記サンプリング周波数Ｆｓ、前記ダウンサンプル比及び前記アップサンプル比を出力するように前記コンピュータを機能させ、
使用可能なサンプリング周波数範囲Ｆの中で、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍の１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出し、アップサンプル後のサンプリングレートを１つ以上のサンプリング周波数Ｆの中で、最小のサンプリング周波数Ｆｓを導出するように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
前記最大公約数の整数倍とした１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、
前記アップサンプル比は、システムクロックＣｌｋを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値であり、
前記ダウンサンプル比は、サンプリング周波数Ｆｓを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値の約数であって、且つ、ダウンサンプルした際に折り返しによるエイリアシングが重畳しない値であるようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のシステム信号のシステムクロックを考慮してサンプリングする受信機、方法及びプログラムに関する。特に、複数のシステム信号を単一のＡ／Ｄ変換器(Analog/Digital Converter)によって一括して同時にサンプリングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信したシステム信号を、高周波数の状態でサンプリングするＲＦサンプリングの構成を実現するために、アンダーサンプリングの技術がある。また、アンダーサンプリング技術を応用し、複数システムのＲＦ(Radio Frequency)信号を単一のＡ／Ｄ変換器で同時にアンダーサンプリングする技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、単一のＡ／Ｄ変換器を用いて、複数のシステム信号のシステム帯域を、できる限り低いサンプリング周波数によって同時にサンプリングすることができる。低いサンプリング周波数Ｆｓを用いるために、高速なＡ／Ｄ変換器を必要とせず、デジタル信号処理のためのデータ量も削減でき、更には消費電力の低減をもたらす。また、Ａ／Ｄ変換器の数を減らすことができるため、コスト削減の効果ももたらす。
【０００３】
アンダーサンプリングとは、受信信号をナイキスト周波数よりも低い周波数でサンプリングすることにより、意図的にエイリアシングイメージを発生させ、高周波数搬送波を低周波数に変換する方法をいう。サンプリング周波数が低いので、受信機の処理能力を比較的低くできるが、ノイズ除去のためのフィルタの設計が複雑となる。逆に、オーバーサンプリングとは、受信信号をナイキスト周波数よりも高い周波数でサンプリングする方法をいう。サンプリング周波数が高いので、ノイズ除去のためのフィルタの設計を簡単にできるが、受信機に対して高い処理能力が要求される。
【０００４】
また、周波数Ｍのサンプリング周波数によってサンプリングされた入力データを、周波数Ｎのサンプリング周波数によってサンプリングされたデータに変換するサンプリング周波数変換装置の技術もある（例えば特許文献２参照）。この技術によれば、アップサンプリング及びダウンサンプリングを用いて、非整数倍のサンプリング周波数に変換することができる。
【０００５】
更に、自動車又は携帯電話機に搭載されたデジタル／アナログモードに対応できる送受信装置であって、チャネル間周波数と、デジタルモードの変調レートと、アナログモードのデータレートと、音声サンプリングレートとに対応する周波数の公倍数となる周波数を基準クロックとする技術もある（例えば特許文献３参照）。この技術によれば、必要とされる多数の周波数の信号を、１つの基準クロック信号発生回路の出力から得ることができる。
【０００６】
前述したように、複数のシステム信号を一括してサンプリングする場合、各システム信号のシステムクロックを考慮したサンプリング周波数の選択が必要となる。通常、システムクロックのシンボルレートを再生するためには、各システムクロックに対して、最小公倍数の成分を持つようなサンプリング周波数で、サンプリングを実行することによって再生可能となる。
【０００７】
図１は、従来技術における受信機の機能構成図である。また、図２は、図１の機能構成におけるスペクトラムである。
【０００８】
図１によれば、２つのシステム信号（システムクロック：Ｃｌｋ２、Ｃｌｋ２）を一括でサンプリングする受信機１が表されている。例えば、第１のシステム信号は、ＣＤＭＡ２０００の信号であって、第２のシステム信号は、ＷｉＭＡＸの信号である。受信機１は、システム信号毎のアンテナ１０１及び１０２と、各アンテナから出力されたＲＦ信号を増幅する増幅器１１１及び１１２と、増幅された各ＲＦ信号をシステム帯域毎にフィルタリングする帯域通過フィルタ１２１及び１２２と、各ＲＦ信号を加算する加算器１３とを有する。
【０００９】
加算器１３から出力されたＲＦ信号のスペクトラムは、図２の［ＳＰ１］に表されている。図２によれば、チャネルの中心周波数を２．１２１３ＧＨｚとするＣＤＭＡ２０００のシステム信号と、チャネルの中心周波数を２．４９００ＧＨｚとするＷｉＭＡＸのシステム信号とが表されている。
【００１０】
加算器１３から出力された合成されたＲＦ信号は、単一のＡ／Ｄ変換器１４によって、一括してサンプリングされる。Ａ／Ｄ変換器１４におけるサンプリング周波数Ｆｓは、サンプリングクロック生成部１５から供給される。また、そのサンプリング周波数Ｆｓは、ＣＰＵ１６によって算出される。そのサンプリング周波数Ｆｓは、両方のシステム信号に対してアンダーサンプリングに基づくものであってもよいし、アンダーサンプリング及びオーバーサンプリングに基づくものであってもよい。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたデジタル信号のスペクトラムは、図２の［ＳＰ２］に表されている。図２によれば、２つのシステム信号がアンダーサンプリング（サンプリング周波数Ｆｓ＝１６０ＭＨｚ）されている。ＣＤＭＡ２０００のシステム信号のエイリアシングイメージの中心周波数は４１．２５ＭＨｚとなっている。また、ＷｉＭＡＸのシステム信号のエイリアシングイメージの中心周波数は７０．００ＭＨｚとなっている。尚、アンダーサンプリングを用いるために、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されるデジタル信号におけるシステム帯域の中心周波数は、サンプリング周波数Ｆｓの値によって変動する。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換器１４によってサンプリングされたデジタル信号は、信号分離部１７によって、複製された２つのデジタル信号に分離される。各デジタル信号は、直交復調部１８１及び１８２によって、直交復調され、Ｉチャネル及びＱチャネルのベースバンド信号を出力する。直交復調部１８１及び１８２から出力されたベースバンド信号はそれぞれ、高周波成分が除去された後、信号処理部１９１及び１９２によって処理される。
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１８０３７３号公報
【特許文献２】特開平６−１０４７６４号公報
【特許文献３】特開平５−０６７９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
Ａ／Ｄ変換器の後段の処理について、信号処理部１９１及び１９２の動作クロックを、システムクロックの整数倍にすることが好ましい。単一のＡ／Ｄ変換器で、複数システムの信号を同時にサンプリングするために、複数のシステム信号のシステムクロックの公倍数の周波数を、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数として構成することができる。
【００１５】
しかし、最小公倍数としてのサンプリング周波数が、必ずしも低くなるとは限らない。システム信号の組合せによっては、最小公倍数が数ＧＨｚとなる場合がある。また、アンダーサンプリングによって複数のシステム信号を一括してサンプリングする場合、最小公倍数としてのサンプリング周波数が、アンダーサンプリング可能な周波数よりも低くなるとは限らない。
【００１６】
特許文献２に記載された技術を用いることにより、サンプリングレートを変換することができる。しかし、サンプリング周波数の設定値によっては、アップサンプル比及びダウンサンプル比が高くなる場合がある。この場合、アップサンプル回路、ダウンサンプル回路の縦属接続数が増加してしまう。
【００１７】
従って、本発明は、Ａ／Ｄ変換器及び信号処理部における動作クロックを低く抑えつつ、更にアップサンプル比及びダウンサンプル比を低く抑えて、各システムクロックの整数倍のサンプリングデータが得られる受信機、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、サンプリング周波数Ｆｓに基づいて、複数のシステム信号を同時にサンプリングするＡ／Ｄ変換器を有する受信機において、
Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号から、システム信号毎のデジタル信号を分離する第１のフィルタ手段と、
ダウンサンプル比に基づいて、第１のフィルタ手段から出力されたデータを間引くダウンサンプラ手段と、
アップサンプル比に基づいて、ダウンサンプラ手段から出力されたデータに零値データを挿入するアップサンプラ手段と、
アップサンプラ手段から出力されたデジタル信号から、当該システム信号に対応する低域の１つのシステム帯域のみを分離する第２のフィルタ手段と、
サンプリング周波数Ｆｓ、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を出力するサンプリング周波数決定手段とを有しており、
サンプリング周波数決定手段は、使用可能なサンプリング周波数範囲Ｆの中で、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍の１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出し、アップサンプル後のサンプリングレートを１つ以上のサンプリング周波数Ｆの中で、最小のサンプリング周波数Ｆｓを導出することを特徴とする。
【００１９】
本発明の受信機における他の実施形態によれば、サンプリング周波数決定手段は、最大公約数の整数倍とした１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、
アップサンプル比は、システムクロックＣｌｋを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値であり、
ダウンサンプル比は、サンプリング周波数Ｆｓを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値の約数であって、且つ、ダウンサンプルした際に折り返しによるエイリアシングが重畳しない値であることも好ましい。
【００２０】
本発明によれば、サンプリング周波数Ｆｓに基づいて、複数のシステム信号を同時にサンプリングするＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号から、システム信号毎のデジタル信号を分離する第１のフィルタ手段と、
ダウンサンプル比に基づいて、第１のフィルタ手段から出力されたデータを間引くダウンサンプラ手段と、
アップサンプル比に基づいて、ダウンサンプラ手段から出力されたデータに零値データを挿入するアップサンプラ手段と、
アップサンプラ手段から出力されたデジタル信号から、当該システム信号に対応する低域の１つのシステム帯域のみを分離する第２のフィルタ手段と、
サンプリング周波数Ｆｓ、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を出力するサンプリング周波数決定手段と
を有する受信機について、サンプリング周波数決定手段のサンプリング方法であって、
使用可能なサンプリング周波数範囲Ｆの中で、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍の１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出し、アップサンプル後のサンプリングレートを１つ以上のサンプリング周波数Ｆの中で、最小のサンプリング周波数Ｆｓを導出することを特徴とする。
【００２１】
本発明のサンプリング方法における他の実施形態によれば、最大公約数の整数倍とした１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、
アップサンプル比は、システムクロックＣｌｋを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値であり、
ダウンサンプル比は、サンプリング周波数Ｆｓを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値の約数であって、且つ、ダウンサンプルした際に折り返しによるエイリアシングが重畳しない値であることも好ましい。
【００２２】
本発明によれば、
サンプリング周波数Ｆｓに基づいて、複数のシステム信号を同時にサンプリングするＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号から、システム信号毎のデジタル信号を分離する第１のフィルタ手段と、
ダウンサンプル比に基づいて、第１のフィルタ手段から出力されたデータを間引くダウンサンプラ手段と、
アップサンプル比に基づいて、ダウンサンプラ手段から出力されたデータに零値データを挿入するアップサンプラ手段と、
アップサンプラ手段から出力されたデジタル信号から、当該システム信号に対応する低域の１つのシステム帯域のみを分離する第２のフィルタ手段と
を有する受信機に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
サンプリング周波数Ｆｓ、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を出力するようにコンピュータを機能させ、
使用可能なサンプリング周波数範囲Ｆの中で、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍の１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出し、アップサンプル後のサンプリングレートを１つ以上のサンプリング周波数Ｆの中で、最小のサンプリング周波数Ｆｓを導出するようにコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２３】
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、最大公約数の整数倍とした１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、
アップサンプル比は、システムクロックＣｌｋを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値であり、
ダウンサンプル比は、サンプリング周波数Ｆｓを、サンプリング周波数Ｆｓ及びシステムクロックＣｌｋの最大公約数で除算した値の約数であって、且つ、ダウンサンプルした際に折り返しによるエイリアシングが重畳しない値であるようにコンピュータを機能させることも好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の受信機、方法及びプログラムによれば、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍とした１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を調整することによって、各システムクロックの整数倍のサンプリングデータが得られる最低のサンプリング周波数Ｆｓを導出するために、Ａ／Ｄ変換器及び信号処理部における動作クロックを低く抑えつつ、更にアップサンプル比及びダウンサンプル比を低く抑えて、各システムクロックの整数倍のサンプリングデータが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２６】
図３は、本発明における受信機の機能構成図である。また、図４及び図５は、図３の機能構成におけるスペクトラムである。
【００２７】
図３の受信機１は、図１と比較して、帯域通過フィルタ２０１及び２０２と、ダウンサンプラ２１１及び２１２と、アップサンプラ２２１及び２２２と、低域通過フィルタ２３１及び２３２とを更に有する。
【００２８】
ＣＰＵ１６は、サンプリング周波数決定部として機能する。ここで、サンプリング周波数決定部１６は、必ずしもリアルタイムに演算処理する必要はない。例えば、受信機外部で、事前にサンプリング周波数決定の処理をし、その値を記憶部（例えばＲＯＭ(Read Only Memory)）に記憶させ、その記憶部に記憶されたサンプリング周波数Ｆｓ、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を出力するものであってもよい。
【００２９】
サンプリング周波数決定部１６は、使用可能なサンプリング周波数範囲Ｆの中で、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍の１つ以上のサンプリング周波数Ｆｓについて、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出する。そして、アップサンプル後のサンプリングレートを１つ以上のサンプリング周波数Ｆの中で、最小のサンプリング周波数Ｆｓを導出する。具体的な処理フローについては、図６で後述する。サンプリング周波数決定部１６は、サンプリング周波数Ｆｓをサンプリングクロック生成部１５へ出力し、ダウンサンプル比をダウンサンプラ２１１及び２２２へ出力し、アップサンプル比をアップサンプラ２２１及び２２２へ出力する。
【００３０】
帯域通過フィルタ２０１及び２０２は、信号分離部１７から出力されたデジタル信号を、そのシステム帯域に応じてフィルタリングする。フィルタリングされた各デジタル信号は、ダウンサンプラ２１１及び２１２へ出力される。
【００３１】
帯域通過フィルタ２０１から出力されたＣＤＭＡ２０００のデジタル信号のスペクトラムは、図４の［ＳＰ３−１］に表されている。ＣＤＭＡ２０００のシステム信号のエイリアシングイメージの中心周波数は４１．２５ＭＨｚとなっている。また、帯域通過フィルタ２０２から出力されたＷｉＭＡＸのデジタル信号のスペクトラムは、図４の［ＳＰ３−２］に表されている。ＷｉＭＡＸのシステム信号のエイリアシングイメージの中心周波数は７０．００ＭＨｚとなっている。
【００３２】
ダウンサンプラ２１１及び２１２は、ダウンサンプル比Ｄに基づいて、Ｄ個のサンプルデータにつきＤ−１個のデータを間引いて、デジタル信号のレートを減少させる構成要素である。ダウンサンプル比Ｄは、ＣＰＵ１６から出力される。ダウンサンプル比Ｄに基づいてダウンサンプルされたデジタル信号は、アップサンプラ２２１及び２２２へ出力される。
【００３３】
ダウンサンプラ２１１から出力されたＣＤＭＡ２０００のデジタル信号のスペクトラムは、図４の［ＳＰ４−１］に表されている。このシステム帯域における中心周波数は、４１．２５ＭＨｚをダウンサンプル比Ｄ１で除算した周波数（４１．２５／Ｄ１［ＭＨｚ］）となる。また、ダウンサンプラ２１２から出力されたＷｉＭＡＸのデジタル信号のスペクトラムは、図４の［ＳＰ４−２］に表されている。このシステム帯域における中心周波数は、７０．００ＭＨｚをダウンサンプル比Ｄ２で除算した周波数（７０．００／Ｄ２［ＭＨｚ］）となる。
【００３４】
アップサンプラ２２１及び２２２は、アップサンプル比Ｕに基づいて、Ｕ個のサンプルデータの間にＵ−１個の零値データを挿入し、デジタル信号のレートを増加させる構成要素である。アップサンプル比Ｕは、ＣＰＵ１６から出力される。アップサンプル比Ｄに基づいてアップサンプルされたデジタル信号は、低域通過フィルタ２３１及び２３２へ出力される。
【００３５】
アップサンプラ２２１から出力されたＣＤＭＡ２０００のデジタル信号のスペクトラムは、図５の［ＳＰ５−１］に表されている。また、アップサンプラ２２２から出力されたＷｉＭＡＸのデジタル信号のスペクトラムは、図５の［ＳＰ５−２］に表されている。
【００３６】
低域通過フィルタ２３１及び２３２は、システム帯域に対応する最も低いデジタル信号のみを取り出す。フィルタリングされたデジタル信号は、直交復調部１８１及び１８２へ出力される。
【００３７】
低域通過フィルタ２３１から出力されたＣＤＭＡ２０００のデジタル信号のスペクトラムは、図５の［ＳＰ６−１］に表されており、低域通過フィルタ２３２から出力されたＷｉＭＡＸのデジタル信号のスペクトラムは、図５の［ＳＰ６−２］に表されている。図５によれば、システム帯域に対応する最も低いデジタル信号のみが、取り出されている。
【００３８】
図６は、ＣＰＵによって実行されるフローチャートである。
【００３９】
ＣＰＵは、少なくとも２つのシステム信号のシステムクロックに基づいて、サンプリング周波数Ｆｓ、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出する。
【００４０】
（Ｓ６０１）２つのシステムクロックＣｌｋ１及びＣｌｋ２の最大公約数Ｇｃｄを算出する。例えば、第１のシステム信号はＣＤＭＡ２０００の信号であり、第２のシステム信号はＷｉＭＡＸの信号であるとする。
第１のシステム信号［ＣＤＭＡ２０００］
中心周波数              ：２１２１．３ＭＨｚ
システムクロックＣｌｋ１：１．２２８８ＭＨｚ（１，２２８，８００Ｈｚ）
第２のシステム信号［ＷｉＭＡＸ］
中心周波数              ：２４９０．０ＭＨｚ
システムクロックＣｌｋ２：１０ＭＨｚ（１０，０００，０００Ｈｚ）
このとき、最大公約数Ｇｃｄは、３．２ＫＨｚ（３，２００Ｈｚ）となる。
【００４１】
ＣＤＭＡ２０００のシステムクロックＣｌｋ１（＝１．２２８８ＭＨｚ）と、ＷｉＭＡＸのシステムクロックＣｌｋ２（＝１０．００００ＭＨｚ）とに対して、素因数分解をしたとすると、以下のようになる。尚、ｆａｃｔｏｒ（ａ）は、ａの素因数分解の関数を意味する。
ｆａｃｔｏｒ（Ｃｌｋ１）＝２１４・３・５２
ｆａｃｔｏｒ（Ｃｌｋ２）＝２７・５７
【００４２】
（Ｓ６０２）サンプリング周波数として利用したい周波数範囲Ｆの中で、システムクロックＣｌｋ１とシステムクロックＣｌｋ２との最大公約数Ｇｃｄの整数倍となるサンプリング周波数Ｆｓを選択する。
Ｆｓ＝Ｇｃｄ×ｊ  （ｊは整数）
尚、周波数範囲Ｆの最小値は、第１のシステム信号の帯域幅と、第２のシステム信号の帯域幅との和の２倍以上とする。尚、サンプリング周波数Ｆｓを選択する際には、ｊの因数として、システムクロックＣｌｋ１をＧｃｄで割った値である２７・３の因数と、システムクロックＣｌｋ２をＧｃｄで割った値である５５の因数とを、多く含むように選択することで、アップサンプル比を低く抑えることができる。
【００４３】
（Ｓ６０３）このサンプリング周波数Ｆｓに対して、システムクロック毎に最大公約数Ｇｃｄを算出する。Ｇｃｄ（ａ，ｂ）は、ａ及びｂの最大公約数を算出する関数である。
Ｇｃｄ１＝Ｇｃｄ（サンプリング周波数Ｆｓ，システムクロックＣｌｋ１）
Ｇｃｄ２＝Ｇｃｄ（サンプリング周波数Ｆｓ，システムクロックＣｌｋ２）
【００４４】
ＣＤＭＡ２０００及びＷｉＭＡＸの例によれば、周波数範囲Ｆｓ＝１６０ＭＨｚとすると、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号は、以下のようになる。
第１のシステム信号の中心周波数：４１．２５ＭＨｚ
第２のシステム信号の中心周波数：７０ＭＨｚ
また、周波数範囲Ｆｓと各システムクロックとの最大公約数は、以下のようになる。
Ｇｃｄ１＝５１，２００
Ｇｃｄ２＝１０，０００，０００
【００４５】
（Ｓ６０４）ダウンサンプル比及びアップサンプル比を算出する。アップサンプル比は、システムクロックをＧｃｄで割った値であり、ダウンサンプル比は、サンプリング周波数をＧｃｄで割った値である。
Ｕｐｓａｍｐｌｅ１    ＝Ｃｌｋ１／Ｇｃｄ１
Ｕｐｓａｍｐｌｅ２    ＝Ｃｌｋ２／Ｇｃｄ２
Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ１＝Ｆｓ／Ｇｃｄ１
Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ２＝Ｆｓ／Ｇｃｄ２
【００４６】
ＣＤＭＡ２０００及びＷｉＭＡＸの例によれば、アップサンプル比及びダウンサンプル比は、以下のように算出される。
Ｕｐｓａｍｐｌｅ１    ＝Ｃｌｋ１／Ｇｃｄ１＝２４
Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ１＝Ｆｓ／Ｇｃｄ１    ＝３，１２５
Ｕｐｓａｍｐｌｅ２    ＝Ｃｌｋ２／Ｇｃｄ２＝１
Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ２＝Ｆｓ／Ｇｃｄ２    ＝８
【００４７】
（Ｓ６０５）次に、Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ１及びＤｏｗｎｓａｍｐｌｅ２の約数の集合の中で、ダウンサンプル比として用いた場合に、ダウンサンプリング後の帯域幅が、各システムクロックのナイキストレート以上となる要素の集合（Ａ１、Ａ２）を導出する。
Ａ１＝｛ｎ：ｎ｜Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ１，ｎ＜Ｆｓ／（２×Ｃｌｋ１）｝
Ａ２＝｛ｎ：ｎ｜Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ２，ｎ＜Ｆｓ／（２×Ｃｌｋ２）｝
ここで、ｎ｜Ｎは、ｎがＮの約数であることを表すものとする。
【００４８】
（Ｓ６０６）Ａ１、Ａ２の要素ｎのそれぞれの中から、ダウンサンプリングの際の周波数変換によってシステム帯域の折り返しによるエイリアシングが生じないものを選出する。その集合を、Ａ’１、Ａ’２とする。Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号について、第１のシステム信号の中心周波数をＦ１、システム２の中心周波数をＦ２とし、帯域幅をそれぞれＢ１、Ｂ２とする。
ｎ１∈Ａ１としたときに、（(Ｆｓ／２)／ｎ１）×ｋ，｛ｋ＝１，２，…，ｎ１｝が、区間［Ｆ１−Ｂ１／２，Ｆ１＋Ｂ１／２］に含まれないｎ１をＡ’１の要素とする。
同様に、ｎ２∈Ａ２としたときに、（(Ｆｓ／２)／ｎ２）×ｋ，｛ｋ＝１，２，…，ｎ２｝が区間［Ｆ２−Ｂ２／２，Ｆ２＋Ｂ２／２］に含まれないｎ２をＡ’２の要素とする。
【００４９】
図７は、周波数変換後の帯域内に、ダウンサンプルした際の折り返しイメージの重畳を表す説明図である。
【００５０】
図７によれば、システム帯域内に、（(Ｆｓ／２)／ｎ１）×ｋが重畳しない要素を選択する必要がある。即ち、隣接する折り返しイメージが重畳する場合には、その要素を使用することができない。
【００５１】
ＣＤＭＡ２０００及びＷｉＭＡＸの例によれば、ダウンサンプルによる折り返しを考慮すると、以下のようになる。
Ａ’１＝｛１，５，２５｝
Ａ’２＝｛１，２，４，８｝
【００５２】
（Ｓ６０７）Ａ’１、Ａ’２の中からそれぞれ、最大の要素をＤｏｗｎｓａｍｐｌｅ’１、Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’２とする。
【００５３】
ＣＤＭＡ２０００及びＷｉＭＡＸの例によれば、以下のようになる。
Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’１＝２５
Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’２＝８
【００５４】
（Ｓ６０８）Ｇｃｄ×ｊ（＝Ｆｓ）∈Ｆとなる全てのｊについて、Ｓ６０３〜Ｓ６０７を繰り返す（Ｓ６１１）。これにより、全てのｊについて、Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’１、Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’２、Ｕｐｓａｍｐｌｅ１、Ｕｐｓａｍｐｌｅ２を算出する。
【００５５】
（Ｓ６０９）Ｇｃｄ×ｊ∈Ｆとなる全てのｊについて、Ｓ６０３〜Ｓ６０７を繰り返した後、以下の３つの値の最大値が、最小となるｊをｊ’とする。
Ｇｃｄ×ｊ
Ｇｃｄ×ｊ×Ｕｐｓａｍｐｌｅ１／Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’１
Ｇｃｄ×ｊ×Ｕｐｓａｍｐｌｅ２／Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’２
【００５６】
（Ｓ６１０）そして、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数はＦｓ＝Ｇｃｄ×ｊ’とし、ダウンサンプラのダウンサンプル比と、アップサンプラのアップサンプル比とを決定する。
サンプリング周波数Ｆｓ＝Ｇｃｄ×ｊ’
ダウンサンプル比Ｄ１＝Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’１
アップサンプル比Ｕ１＝Ｕｐｓａｍｐｌｅ１
ダウンサンプル比Ｄ２＝Ｄｏｗｎｓａｍｐｌｅ’２
アップサンプル比Ｕ１＝Ｕｐｓａｍｐｌｅ２
【００５７】
前述したＣＤＭＡ２０００及びＷｉＭＡＸの例によれば、２つのシステム信号を、サンプリング周波数Ｆｓ＝１６０ＭＨｚによってＡ／Ｄ変換器で一括して同時にサンプリングしている。ＣＤＭＡ２０００におけるデジタル信号に対しては、２５倍のダウンサンプルと、２４倍のアップサンプルとを実行する。ＷｉＭＡＸにおけるデジタル信号に対しては、８倍のダウンサンプルを実行する。
【００５８】
このとき、Ａ／Ｄ変換器及び信号処理部における動作周波数の最高値は、Ａ／Ｄ変換器とその出力信号を分離する帯域通過フィルタとの動作周波数である１６０ＭＨｚとなる。これにより、動作周波数を低く抑えた上で、各システムクロックの整数倍のサンプリングデータを得ることができる。
【００５９】
尚、前述した具体例について、アップサンプル後の低域通過フィルタの出力について、ＣＤＭＡ２０００の信号に対して、システムクロック１．２２８８Ｍｂｐｓの１２５倍でオーバーサンプリングを実行している。サンプリングレートを下げたい場合には、再度ダウンサンプルを実行すればよい。
【００６０】
また、偶数倍のオーバーサンプリング、例えば４倍サンプリングを実行したい場合には、アップサンプル比をＵｐｓａｍｐｌｅ’１×４としてもよい。また、アップサンプル後のフィルタの出力信号に対して、再度４倍アップサンプリングを実行してもよい。
【００６１】
尚、本発明によれば、アップサンプル回路及びダウンサンプル回路の縦属接続数が、余分に縦属接続されることがない。本発明によれば、サンプリング周波数として１６０ＭＨｚを導出しており、１．２２８８ＭＨｚにサンプリングレート変換する場合、（２３×３）／５５倍にサンプリングレート変換をする。これに対し、例えば、サンプリング周波数として１００ＭＨｚを用いた場合、１．２２８８ＭＨｚにサンプリングレート変換すると、（２６×３）／５６倍にサンプリングレート変換することになる。この場合、１６０ＭＨｚの場合と比較して、８倍のアップサンプル回路と、１／５倍のダウンサンプル回路が余分に縦属接続されることになる。
【００６２】
以上、詳細に説明したように、本発明の受信機、方法及びプログラムによれば、複数のシステム信号のシステムクロックの最大公約数の整数倍としたサンプリング周波数Ｆｓの中から、ダウンサンプル比及びアップサンプル比を低く抑えつつ、更にアップサンプル比及びダウンサンプル比を低く抑えて、各システムクロックの整数倍のサンプリングデータが得られるサンプリング周波数Ｆｓを導出する。
【００６３】
前述した本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】従来技術における受信機の機能構成図である。
【図２】図１の機能構成におけるスペクトラムである。
【図３】本発明における受信機の機能構成図である。
【図４】図３の機能構成における第１のスペクトラムである。
【図５】図３の機能構成における第２のスペクトラムである。
【図６】本発明におけるＣＰＵによって実行されるフローチャートである。
【図７】周波数変換後の帯域内に、ダウンサンプルした際の折り返しイメージの重畳を表す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  受信機
１０１、１０２  アンテナ
１１１、１１２  増幅器
１２１、１２２  帯域通過フィルタ
１３  加算器
１４  Ａ／Ｄ変換器
１５  サンプリングクロック生成部
１６  ＣＰＵ、サンプリング周波数決定部
１７  信号分離部
１８１、１８２  直交復調部
１９１、１９２  信号処理部
２０１、２０２  帯域通過フィルタ
２１１、２１２  ダウンサンプラ
２２１、２２２  アップサンプラ
２３１、２３２  低域通過フィルタ
【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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