(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数帯域または無線システムが異なる複数の信号が含まれる所望周波数帯域の受信信号が供給されるローパスフィルタと、
上記ローパスフィルタの出力を共通周波数にアップコンバートするアップコンバート部と、
上記アップコンバート部に対して接続された適応フィルタリング部とからなり、
上記適応フィルタリング部が第１および第２のダウンコンバート部と、上記第１および第２のダウンコンバート部のそれぞれに接続される第１および第２のフィルタとを有し、
上記第１および第２のダウンコンバート部に対して供給されるローカル信号のローカル周波数を調整することによって、上記希望波の上側周波数帯域および下側周波数帯域にそれぞれ存在する不要信号を除去するようにした通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置において、
上記アップコンバート部と上記適応フィルタリング部の上記第１のダウンコンバート部との間に共通の第３のフィルタが挿入される通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の通信装置において、
上記所望周波数帯域を（ｆ１〜ｆ２）とすると、上記ローパスフィルタの遮断周波数がｆ２とされ、上記ローパスフィルタのストップバンドをｆｓとし、使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとすると、上記共通周波数ｆｘが下記の式を満足するように設定された通信装置。
ｆｘ≧ｆｓ＋(ＢＷｍ)／２
【請求項４】
請求項３に記載の通信装置において、
上記アップコンバート部に対して供給されるローカル信号の周波数ＬＯが下記の式を満足するように設定された通信装置。
ＬＯ＝ｆｘ＋所望周波数
【請求項５】
請求項１に記載の通信装置において、
使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとし、上記第１および第２のフィルタの通過帯域をＢＷｐとすると、上記通過帯域ＢＷｐが下記の式を満足するように設定された通信装置。
ＢＷｐ≧ＢＷｍ
【請求項６】
請求項５に記載の通信装置において、
上記第１および第２のフィルタの遮断周波数をｆｐとし、ストップバンドをｆｓとし、使用する無線システムの最小帯域幅をＢＷｎとし、チャネル間隔をβとすると、下記の式を満足するように設定された通信装置。
ｆｐ−ｆｓ≧β−ＢＷｎ
【請求項７】
請求項１に記載の通信装置において、
上記第１および第２のフィルタの通過帯域が左右非対称の場合に、上記第１のフィルタの出力信号に対してアップコンバートを行うことによって左右の反転を行い、
左右の反転された信号を上記第２のフィルタに供給して不要信号を除去するようにした通信装置。
【請求項８】
周波数帯域または無線システムが異なる複数の信号が含まれる所望周波数帯域の受信信号をローパスフィルタにより帯域制限するステップと、
上記ローパスフィルタの出力を共通周波数にアップコンバートするアップコンバートステップと、
上記アップコンバートされた信号に対する適応フィルタリングステップとからなり、
上記適応フィルタリングステップが第１および第２のダウンコンバートステップと、上記第１および第２のダウンコンバートステップのそれぞれの出力に対する第１および第２のフィルタリングステップとを有し、
上記第１および第２のダウンコンバートステップにおいて使用されるローカル信号のローカル周波数を調整することによって、上記希望波の上側周波数帯域および下側周波数帯域にそれぞれ存在する不要信号を除去するようにした通信方法。
【請求項９】
請求項８に記載の通信方法において、
上記アップコンバートステップと上記適応フィルタリングステップの上記第１のダウンコンバートステップとの間に共通の第３のフィルタリングステップが挿入される通信方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の通信方法において、
上記所望周波数帯域を（ｆ１〜ｆ２）とすると、上記ローパスフィルタの遮断周波数がｆ２とされ、上記ローパスフィルタのストップバンドをｆｓとし、使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとすると、上記共通周波数ｆｘが下記の式を満足するように設定された通信方法。
ｆｘ≧ｆｓ＋(ＢＷｍ)／２
【請求項１１】
請求項１０に記載の通信方法において、
上記アップコンバートステップにおいて使用されるローカル信号の周波数ＬＯが下記の式を満足するように設定された通信方法。
ＬＯ＝ｆｘ＋所望周波数
【請求項１２】
請求項８に記載の通信方法において、
使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとし、上記第１および第２のフィルタの通過帯域をＢＷｐとすると、上記通過帯域ＢＷｐが下記の式を満足するように設定された通信方法。
ＢＷｐ≧ＢＷｍ
【請求項１３】
請求項１２に記載の通信方法において、
上記第１および第２のフィルタの遮断周波数をｆｐとし、ストップバンドをｆｓとし、使用する無線システムの最小帯域幅をＢＷｎとし、チャネル間隔をβとすると、下記の式を満足するように設定された通信方法。
ｆｐ−ｆｓ≧β−ＢＷｎ
【請求項１４】
請求項８に記載の通信方法において、
上記第１および第２のフィルタの通過帯域が左右非対称の場合に、上記第１のフィルタの出力信号に対してアップコンバートを行うことによって左右の反転を行い、
左右の反転された信号を上記第２のフィルタに供給して不要信号を除去するようにした通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばコグニティブ無線に使用して好適な通信装置および通信方法、より具体的には、周波数コンバータおよび周波数コンバート方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一台の端末でユーザ周辺の電波の利用環境を認識・学習し、その結果に基づいて、ユーザが所望する帯域幅、ＱｏＳ(Quality of Service)を満たす無線システムに適応的に切り替え／多重化を行い、無線通信を行うコグニティブ無線技術が注目されている。コグニティブ無線は、端末や基地局等の無線機に対して周辺の電波状況を認識・認知(cognitive)
する機能を持たせ、無線機自身が認識・認知した電波環境に応じて無線通信に利用する帯域幅や無線方式等を選択して周波数の利用効率を高める方式である。すなわち、利用可能な無線システムを，センシング等の環境認識技術を用いて信号の存在の有無を認識し、且つさらに信号の存在が確認された周波数帯に関しては、可能であればシステムの同定を行い、環境認識結果としてまとめ、その環境認識結果に基づいてユーザが所望する帯域幅、ＱｏＳを満たす無線システムに適応的に切り替え／多重化を行う。
【０００３】
このコグニティブ無線機を実現するためには、移動通信／放送に適したＶＨＦ／ＵＨＦ帯からマイクロ波帯までの広い周波数帯の電波の利用環境の認識（センシング）を行うことができる高周波回路（ＲＦ）部が必要となる。このＲＦ部に対する所要条件としては、できるだけ少ない部品点数で且つ小型のデバイスでこの各周波数帯に存在する無線通信システムを弁別しつつ、信号はダウンコンバートできることが挙げられる。
【０００４】
ＲＦ部の一例として、フィルタバンクがある。フィルタバンクとは複数の周波数、帯域幅に対応するフィルタ（帯域制限フィルタ）を用意し、段階的にフィルタリングを行うことによりシステムの弁別を行うものである。しかしながら、すべての無線システムが使用する周波数帯／帯域幅に対応させるためには、多くのフィルタを用意する必要があり、このフィルタの大きさがＲＦ部の大きさを決める一つの大きな要因となっていた。また、新規にセンシングする周波数を追加する場合にも容易に追加ができない問題もある。さらに、下記の非特許文献１および特許文献１等に記載されているように、可変フィルタを用いる方式が提案されている。
【０００５】
【非特許文献１】河合他，”中心周波数および帯域幅を可変とする帯域通過型フィルタ”，信学技報，ＳＲ２００７−３２，ｐｐ．７３−７６，Ｊｕｌｙ．２００７
【特許文献１】特開２００７−３１２２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可変フィルタは、フィルタを切り替えるための高度なスイッチング技術が必要となり現状の回路技術では実現にはまだ時間を要する。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、多数のフィルタバンクを使用することによって回路規模が大きくなることを防止でき、さらに、可変フィルタ方式におけるフィルタ切り替えの問題を生じない通信装置および通信方法を提供することにある。
【０００８】
すなわち、この発明は、受信した広帯域信号内の信号を可変シンセサイザにより共通周波数帯にアップコンバート（ＵＣ）した後、中間周波数帯へのダウンコンバート（ＤＣ）する過程で適応的にフィルタリングを行い、希望信号を取り出すマルチバンド周波数ダウンコンバージョン(Multiband frequency down conversion: ＭＢＦＤＣ) 方式を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、この発明は、周波数帯域または無線システムが異なる複数の信号が含まれる所望周波数帯域の受信信号が供給されるローパスフィルタと、
ローパスフィルタの出力を共通周波数にアップコンバートするアップコンバート部と、
アップコンバート部に対して接続された適応フィルタリング部とからなり、
適応フィルタリング部が第１および第２のダウンコンバート部と、第１および第２のダウンコンバート部のそれぞれに接続される第１および第２のフィルタとを有し、
第１および第２のダウンコンバート部に対して供給されるローカル信号のローカル周波数を調整することによって、希望波の上側周波数帯域および下側周波数帯域にそれぞれ存在する不要信号を除去するようにした通信装置である。
【００１０】
好ましくは、アップコンバート部と適応フィルタリング部の第１のダウンコンバート部との間に共通の第３のフィルタが挿入される。
【００１１】
好ましくは、所望周波数帯域を（ｆ１〜ｆ２）とすると、ローパスフィルタの遮断周波数がｆ２とされ、ローパスフィルタのストップバンドをｆｓとし、使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとすると、共通周波数ｆｘが下記の式を満足するように設定される。
ｆｘ≧ｆｓ＋(ＢＷｍ)／２
さらに、アップコンバート部に対して供給されるローカル信号の周波数ＬＯが下記の式を満足するように設定される。
ＬＯ＝ｆｘ＋所望周波数
【００１２】
好ましくは、適応フィルタリング部では、使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとし、第１および第２のフィルタの通過帯域をＢＷｐとすると、通過帯域ＢＷｐが下記の式を満足するように設定される。
ＢＷｐ≧ＢＷｍ
さらに、第１および第２のフィルタの遮断周波数をｆｐとし、ストップバンドをｆｓとし、使用する無線システムの最小帯域幅をＢＷｎとし、チャネル間隔をβとすると、下記の式を満足するように設定される。
ｆｐ−ｆｓ≧β−ＢＷｎ
【００１３】
この発明は、第１および第２のフィルタの通過帯域が左右非対称の場合に、第１のフィルタの出力信号に対してアップコンバートを行うことによって左右の反転を行い、
左右の反転された信号を第２のフィルタに供給して不要信号を除去するようにした通信装置である。
【００１４】
この発明は、周波数帯域または無線システムが異なる複数の信号が含まれる所望周波数帯域の受信信号をローパスフィルタにより帯域制限するステップと、
ローパスフィルタの出力を共通周波数にアップコンバートするアップコンバートステップと、
アップコンバートされた信号に対する適応フィルタリングステップとからなり、
適応フィルタリングステップが第１および第２のダウンコンバートステップと、第１および第２のダウンコンバートステップのそれぞれの出力に対する第１および第２のフィルタリングステップとを有し、
第１および第２のダウンコンバートステップにおいて使用されるローカル信号のローカル周波数を調整することによって、希望波の上側周波数帯域および下側周波数帯域にそれぞれ存在する不要信号を除去するようにした通信方法である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明においては、所望信号帯域に対してアップコンバートを行いその後アップコンバートした周波数帯でフィルタリングを行う。すなわち、受信入力端で多くの帯域制限フィルタが必要とはならない。また、アップコンバートした帯域は高周波であるため、フィルタリング等の作業を行う場合も小型のデバイスが期待される。
【００１６】
さらに、アップコンバートをした場合、近接する干渉波例えば隣接チャネルの信号も一緒にアップコンバートされることがある。この発明では、干渉波信号がアップコンバートされた場合においてもフィルタの中心周波数を固定し、周波数変換のローカル周波数により情報の中心周波数を任意に調整して不要な信号を除去するようにしている。この発明により、必要な帯域のみ切り出すことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する一実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。この一実施の形態には、主として、（ａ）広帯域信号を受信した後に所望周波数を共通周波数にシフトさせる部分（共通周波数アップコンバージョン(Common center frequency Up-Conversion: ＣＣＦＵＣ）部）と、（ｂ）複数の帯域幅に適応させるフィルタリング部（以下、適応帯域フィルタリング部(Adaptive bandwidth filtering:ＡＢＦ）部）とからなる。
【００１８】
図１に示すように、図示しないアンテナで受信され、低雑音電力増幅器を介された広帯域の受信信号がローパスフィルタ（ＬＰＦ）１に入力される。ローパスフィルタ１は、システム全体での最大所望受信周波数以上の成分（受信範囲外の信号）を除去する。ローパスフィルタ１の出力信号がミキサ（乗算器）２に供給される。ミキサ２に対して可変シンセサイザ３からのローカル信号が入力される。ミキサ２によって広帯域信号の周波数が共通周波数Ｆ０にアップコンバージョンされる。
【００１９】
ローカル信号は、所望する無線システムに対して必要な値が異なるため、可変シンセサイザ３を用いてローカル周波数を所望の値に調整する。また、ローパスフィルタ１は、アップコンバートする周波数帯より高い周波数帯に他の信号が存在した場合、受信信号をミキシングする際に折り返しが発生するという問題に対処するために設けられる。
【００２０】
ミキサ２の後段では、通過帯域の広いフィルタで帯域制限を行い、隣接チャネル等に関しては、後段の適応帯域フィルタリング部にて除去する。ミキサ２の出力に対して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４が接続される。バンドパスフィルタ４を通過した信号がミキサ５に供給される。ミキサ５に対して可変シンセサイザ６からのローカル信号が供給され、ミキサ５によってＩＦ(Intermediate Frequency)周波数Ｆ１のＩＦ信号へダウンコンバートされる。
【００２１】
ミキサ５の出力信号がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７に供給される。バンドパスフィルタ７を通過した信号がミキサ８に供給される。ミキサ８に対して可変シンセサイザ９からのローカル信号が供給され、ミキサ８によってＩＦ周波数Ｆ２のＩＦ信号へダウンコンバートされる。
【００２２】
ミキサ８の出力信号がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０に供給される。バンドパスフィルタ１０を通過した信号がミキサ１１に供給される。ミキサ１１に対して可変シンセサイザ１２からのローカル信号が供給され、ミキサ１１によってＩＦ周波数Ｆ３のＩＦ信号へダウンコンバートされる。
【００２３】
ミキサ１１に対してＡ／Ｄコンバータ１３が接続される。Ａ／Ｄコンバータ１３によって、ミキサ１１の出力信号がデジタル信号へ変換される。図示しないが、デジタル信号処理部によってＡ／Ｄコンバータ１３の出力デジタル信号が処理される。デジタル信号処理部は、ソフトウェアによりその処理の内容が規定され、ソフトウェア無線装置が構成される。例えばデジタル信号処理部によって復調部が構成され、復調出力から妨害波の影響の程度が判定され、判定結果から適切な無線システム、周波数バンド等が選択される。
【００２４】
図２に示すように、一例として、使用する帯域（受信信号の帯域）を（３００ＭHz〜６ＧHz）とし、アップコンバートされる共通の周波数（シフト周波数またはアップコンバート（ＵＣ）周波数）が例えば８ＧHzとされる。
【００２５】
一例として広帯域信号中の希望周波数が３種類の無線システムに対応して８００ＭHz、２．４ＧHz、５．２ＧHzとされる。これらの希望周波数に対して可変シンセサイザ３は生成するローカル信号のローカル周波数ＬＯは、（ＬＯ＝ＵＣ周波数＋８００ＭHz）、（ＬＯ＝ＵＣ周波数＋２．４ＧＭHz）、（ＬＯ＝ＵＣ周波数＋５．２ＧＭHz）にそれぞれ設定される。
【００２６】
ミキサ２の出力に接続されたバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４は、アップコンバート周波数の８ＭHzを中心周波数とし、希望信号自体が帯域制限されないように、使用する無線システムの最大帯域幅以上の帯域を有する。バンドパスフィルタ４、バンドパスフィルタ７およびバンドパスフィルタ１０の通過帯域幅が互いに等しいものとされる。これらの通過帯域幅は、無線システムに対応して設定される。
【００２７】
図３に示すように、初段のバンドパスフィルタ４の通過帯域幅において、中心周波数Ｆ０の希望波Ｄの帯域の上下に例えば隣接チャネルの不要な信号である妨害波Ｕ１およびＵ２が存在している。次段のバンドパスフィルタ７では、ミクサ５によるダウンコンバートによって、バンドパスフィルタ７の通過帯域幅内で希望波Ｄの中心周波数Ｆ１を下側にずらす。妨害波Ｕ１がバンドパスフィルタ７の通過帯域幅の下側に位置するために、妨害波Ｕ１を抑圧することができる。さらに、次段のバンドパスフィルタ１０では、ミクサ８によるダウンコンバートによって、バンドパスフィルタ１０の通過帯域幅内で希望波Ｄの中心周波数Ｆ２を上側にずらす。妨害波Ｕ２がバンドパスフィルタ１０の通過帯域幅の上側に位置するために、妨害波Ｕ２を抑圧することができる。
【００２８】
このように、帯域幅の異なる無線システム毎にシンセサイザの値（ローカル周波数）を可変させ、バンドパスフィルタによる複数のフィルタリング作業により、不要信号を通過帯域外に押し出し、帯域制限を行なう。これによりフィルタバンクを用いずにフィルタリングを行うことが可能となる。
【００２９】
上述したこの発明の一実施の形態におけるアップコンバートを行う共通周波数アップコンバージョンの中心周波数等のパラメータ設定方法について説明する。広帯域な受信信号内の所望信号を同一の周波数にシフトさせる工程と、複数帯域幅に適応させるフィルタリングの工程に対応するパラメータについて説明する。
【００３０】
上述した通り、広帯域の信号を一台の無線機で処理するにあたり、受信した信号内の所望周波数を同一の周波数にアップコンバートすることで、後段をシングルバンドの受信機として処理することが可能となる。しかしながら、受信信号をミキシングする際に発生する折り返しが問題となるため、折り返しの出ないように、アップコンバートの中心周波数を設定する必要がある。
【００３１】
希望する無線システムの周波数範囲をｆ１〜ｆ２とすると、ｆ２以上の周波数成分が存在した場合に折り返しが発生する。このため折り返しが存在しないように、ローパスフィルタ１によって帯域を制限する必要がある。図４は、ローパスフィルタ１の遮断周波数をｆ２とし、ストップバンドをｆｓとした場合の、周波数ｆ１とｆ２とｆｓとの設定を示す。使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとおくと、ｆ２以上の周波数の信号から影響を受けず、且つｆｓとＢＷｍが重ならない範囲以上であれば、折り返しが発生しない。図５は、システムの最大帯域幅と最適周波数の関係を示す。図５に示すように、シフトさせる周波数として最適な周波数をｆｘとし、ｆｘとＢＷｍの関係式は式(１)のようになる。
【００３２】
ｆｘ≧ｆｓ＋(ＢＷｍ)／２            (１)
【００３３】
次にローカル周波数ＬＯの設定方法について説明する。ローカル周波数ＬＯを設定する上での注意点は、ミキサの入力段での不要周波数除去である。最適な周波数ｆｘへアップコンバートをする際に受信信号を広帯域のままミキサにかける必要があり、結果ミキサに入力される周波数成分が非常に多くなる。また、ミキサの入力、出力、ローカル信号がそれぞれ漏れ、出力から入力に漏れた周波数が再びミキシングされるといった動作が起こり、発生する周波数のパターンがさらに増加する。特にミキサの入力周波数に合わせて、ハーモニック信号が発生するため、不要な周波数を除去しない場合、予測していない周波数成分がｆｘに入り込む可能性が高くなる。
【００３４】
図６は、ミキサに入力される周波数をｆｒとし、ローカル信号を乗じた場合に発生する信号のパターンを示す。ここで、図６中で示すｎ、ｍの数値が大きくなるほど電力が小さく、周波数軸上で離れるほど、他の信号への影響は小さくなる。ミキサ内での周波数の漏れこみ、ハーモニック信号を考慮すると、広帯域の信号を扱う場合には、ローカル周波数ＬＯの設定が重要となる。
【００３５】
最適な周波数ｆｘにアップコンバートするには、図６におけるｎ、ｍが１の時のｆｒ＋ＬＯ、ｆｒ−ＬＯをｆｘに合わせる２種類のパターン存在するが、ｆｒ＋ＬＯをｆｘに合わせると、ｆｒ−ＬＯが元々の受信周波数帯に存在してしまい、ミキサの漏れやハーモニック信号による影響が大きくなる。しかし、ｆｒ−ＬＯをｆｘに合わせることで、ｆｒ＋ＬＯの成分は周波数軸上で遥かに高くなり、ｆｘへの影響がなくなる。
【００３６】
以上のことを考慮して最適な周波数ｆｘにアップコンバートする際のローカル周波数ＬＯの設定条件は式(２)となる。式(２)のローカル周波数ＬＯを用い、式(３)に示すアップコンバートを行うのが最適である。
【００３７】
ＬＯ＝ｆｘ＋所望周波数          （２）
（ｆｘ＋所望周波数）−所望周波数＝ｆｘ   （３）
【００３８】
次に、適応帯域フィルタリング（ＡＢＦ）部のフィルタの選択方法について説明する。複数無線システムの受信信号を処理する場合、通信方式毎に各チャネルの帯域幅が異なる。適応帯域フィルタリング部では、対応する一つのフィルタリング方式として、図３に示すように、情報信号の周波数を可変シンセサイザでコントロールし、不要な信号をフィルタの通過帯域外に押し出す方式を用いて、希望波以外の干渉波の削減を図っている。本方式を実現する上で必要となるパラメータは、希望波を削ることのない通過帯域、並びに隣接チャネルの信号が入り込まない急峻さの両方をもつフィルタを実現するパラメータの最適値を考える必要がある。また、一般的なフィルタは完全な左右対称とはならないため、フィルタの形が左右非対称の場合の対策を講じることが望ましい。
【００３９】
一実施の形態では、２個のバンドパスフィルタ７および１０を用いてフィルタリング処理を行っている。このバンドパスフィルタの帯域幅として適する条件は使用する無線システムの最大帯域幅に依存する。フィルタの通過帯域をＢＷｐとし、使用する無線システムの最大帯域幅をＢＷｍとした場合の必要とされる条件を図７に示し、式（４）で示す。
【００４０】
図７から、ＢＷｍがＢＷｐに近付くほど２個のフィルタがぴったり重なり合う形となる。そのため、ＢＷｍ＝ＢＷｐの時が希望波を減衰させずフィルタリング可能とするための最低条件となり、ＢＷｐはそれ以上でなければならない。
【００４１】
ＢＷｐ≧ＢＷｍ           （４）
【００４２】
隣接チャネルの信号を十分に除去するために必要な条件は、フィルタの遮断周波数からストップバンドまでの幅と、使用する無線システムの最小帯域幅と、チャネル間隔とに依存する。フィルタの遮断周波数をｆｐとし、ストップバンドをｆｓとし、使用する無線システムの最小帯域幅をＢＷｎとし、チャネル間隔をβとした場合の条件を図８に示す。
【００４３】
図８より、ｆｐからｆｓまでの間に隣接チャネルの信号が入り込まない最低条件は、使用する無線システムの最小チャネル間隔βと帯域幅ＢＷｎの差分だけ離れていれば良い。これより、遮断周波数とストップバンドの周波数軸上の距離として最適な条件は式（５）となる。
【００４４】
ｆｐ−ｆｓ≧β−ＢＷｎ          （５）
【００４５】
一般的なバンドパスフィルタは左右非対称なものが多く、一方の片側が式（５）を満たしても、他方の片側が式（５）を満たさない場合も想定される。汎用のフィルタを用い、左右非対称であった場合にも隣接チャネルを十分制限する方法の１つとして、処理工程でＩＱチャネルを反転させ、両側の隣接チャネルをフィルタの片側で帯域制限する手法を採用できる。
【００４６】
バンドパスフィルタが左右非対称の場合に考えられる処理工程を図９に示し、反転したＩＱチャネルの例について図１０に示す。また、図１０では、例として入力周波数を１４０ＭHzとし、帯域幅を１０ＭHzとし、ミクサ８ａに供給されるローカル信号のローカル周波数ＬＯを９８０ＭHzとした場合の出力を示す。
【００４７】
図９に示すように、前段からのアップコンバートされた信号がバンドパスフィルタ４により帯域制限され、ミクサ５に供給される。ミクサ５と可変シンセサイザ６からのローカル信号によってダウンコンバートされる。ミクサ５の出力信号がバンドパスフィルタ７に供給され、バンドパスフィルタ７の帯域幅の下側に片側隣接信号（妨害波）が押し出され、片側隣接信号が除去される。
【００４８】
バンドパスフィルタ７の出力と可変シンセサイザ９ａからのローカル信号とがミクサ８ａに供給され、アップコンバートが行われる。このアップコンバートによって、信号の左右を反転させる。ミクサ８ａの出力信号がバンドパスフィルタ１０ａを介してミクサ８ｂに供給され、可変シンセサイザ９ｂからのローカル信号によってダウンコンバートされる。ミクサ８ｂの出力信号がバンドパスフィルタ１０ｂに供給され、逆側隣接信号が除去される。バンドパスフィルタ１０ｂに対してＡ／Ｄコンバータが接続される。
【００４９】
図１０に示すように、バンドパスフィルタ７からの入力信号がミキサ８ａにおいてローカル周波数９８０ＭHzによってアップコンバートされると、（ＬＯ＋入力周波数＝９８０＋１４０＝１１２０ＭHz）の上側成分と、（ＬＯ−入力周波数＝９８０−１４０＝８４０ＭHz）の下側成分とがミキサ８ａから出力される。下側成分をバンドパスフィルタ１０ａによって選択することによって信号の左右を反転させることができる。この方式を用いることで、フィルタが左右非対称の場合にも、左右対称なフィルタと同じような特性を得ることができる。
【００５０】
上述したこの発明の実際の例と、測定結果について説明する。図１１は、試作された無線機の構成を示す。入力側から順に、ローパスフィルタ１、ミクサ２、バンドパスフィルタ４、ミクサ５ａ、バンドパスフィルタ７ａ、ミクサ５ｂ、バンドパスフィルタ７ｂ、ミクサ８ａ、バンドパスフィルタ１０ａ、ミクサ８ｂ、バンドパスフィルタ１０ｂ、ミクサ１１がこの順序で直列に接続される。想定する無線システムの周波数範囲は３００ＭHz〜６ＧHzである。
【００５１】
ミクサ２に対して可変シンセサイザ３から（受信周波数＋８ＧHz）のローカル周波数の信号が供給され、ミクサ２によってアップコンバートがなされる。バンドパスフィルタ４によって８ＧHzを中心周波数とする帯域（通過帯域幅：１００ＭHz）に制限され、ミクサ５ａにおいて、可変シンセサイザ６ａからの（ＬＯ＝７．１６３５ＧHz）のローカル信号によって、中心周波数が８３６．５ＭHzにダウンコンバートされる。バンドパスフィルタ７ａによって８３６．５ＭHzを中心周波数とする帯域（通過帯域幅：２５ＭHz）に制限され、ミクサ５ｂに供給される。
【００５２】
ミクサ５ｂにおいて、可変シンセサイザ６ｂからのローカル信号によってダウンコンバートが行われ、１４０ＭHz付近の中心周波数の信号に変換される。ミクサ５ｂの出力信号が中心周波数が１４０ＭHzで通過帯域幅が２５ＭHzのバンドパスフィルタ７ｂを介してミクサ８ａに供給される。
【００５３】
ミクサ８ａに対して可変シンセサイザ９ａからローカル信号が供給され、ミクサ８ａによって、中心周波数が８３６．５ＭHzの信号へアップコンバートがなされる。アップコンバートによってＩＱチャネルの反転がなされる。ミクサ８ａの出力信号が中心周波数が８３６．５ＭHzで通過帯域幅が２５ＭHzのバンドパスフィルタ１０ａを介してミクサ８ｂに供給される。
【００５４】
ミクサ８ｂにおいて、可変シンセサイザ９ｂからのローカル信号によってダウンコンバートが行われ、１４０ＭHz付近の中心周波数の信号に変換される。ミクサ８ｂの出力信号が中心周波数が１４０ＭHzで通過帯域幅が２５ＭHzのバンドパスフィルタ１０ｂを介してミクサ１１に供給される。
【００５５】
ミクサ１１において、可変シンセサイザ１２からのローカル信号によってダウンコンバートが行われ、２０〜４０ＭHzの範囲の信号に変換される。ミクサ１１の出力信号がＡ／Ｄコンバータ１３に供給され、デジタル信号へ変換される。
【００５６】
希望信号の一例としての無線システムの諸元を表１に示し、図１１に示す装置例のパラメータの設定値を表２に示す。
【００５７】
【表１】
0004868463.tif 000002
【表２】
0004868463.tif 000003
【００５８】
表１に示す通り、中心周波数５１７０ＭHz、帯域幅１6．６ＭHzのＩＥＥＥ．８０２．
１１ａを希望波と想定して測定を行った。表１および表２の値を式（１）に代入することによって、ｆｘ＝７００８ＭHz以上、式（４）よりＷｐ＝１６．６ＭHz以上、式（５）よりｆｐ−ｆｓ＝３．４ＭHz以下という条件がそれぞれ得られる。上述した図１１に示す構成は、この３つの条件を満たして設計されている。
【００５９】
図１２は、測定時の構成を示す。希望波、隣接チャネル妨害波および次隣接チャネル妨害波をそれぞれ信号発生器２１、２２および２３にて発生する。これらの信号を合成器２４にて合成し、合成器２４の出力信号が受信ＲＦ部２５に供給される。受信ＲＦ部２５が図１１に示す構成を有する。受信ＲＦ部２５の出力信号が解析部２６にて解析される。
【００６０】
一例として下記の３通りの条件の測定を行った。
（ａ）希望波（５１７０ＭHz）のみを受信ＲＦ部２５に供給し、出力結果のＥＶＭ(error vector magnitude)を測定した。希望波の電力を−５ｄＢｍから−４５ｄＢｍへ下げていく。
（ｂ）希望波（５１７０ＭHz）に対して隣接チャネル（５１９０ＭHz）および次隣接チャネル（５２１０ＭHz）を合計して−１０ｄＢｍとなる妨害波を加え、希望波の電力を−５ｄＢｍから−４５ｄＢｍへ下げていった場合のＥＶＭを測定した。
（ｃ）希望波（５１７０ＭHz）に対して隣接チャネル（５１５０ＭHz）および次隣接チャネル（５１３０ＭHz）を合計して−１０ｄＢｍとなる妨害波を加え、希望波の電力を−５ｄＢｍから−４５ｄＢｍへ下げていった場合のＥＶＭを測定した。
【００６１】
条件（ａ）の測定結果を図１３に示し、条件（ｂ）の測定結果を図１４に示し、条件（ｃ）の測定結果を図１５に示す。これらの図において、proposed, EVM は、表１の希望波信号を２ms間受信した際の平均ＥＶＭを表し、 withoutRF, EVM は、希望波（５１７０ＭHz）のみを受信ＲＦ部２５を通さずに、信号発生器２１から解析機に直接通した場合の値である。withoutRF, EVM は、比較のための値である。
【００６２】
図１３、図１４、図１５において、希望波の信号電力が妨害波より大きい時にＥＶＭが悪くなっているのは、受信ＲＦ部２５のダイナミックレンジの影響で受信した総電力が大きく、アンプが歪んだためである。図１３、図１４、図１５に示される結果として、隣接チャネルに妨害波がある場合と無い場合で同様の結果を得た。このことより、上述した条件で作成した無線機を用いて測定を行った結果、この発明によるフィルタリング方式により隣接チャネルの妨害波を適切に制限できていることが分かる。
【００６３】
この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、この発明においては、共通周波数アップコンバート部に対して直列に３個のバンドパスフィルタと、３個のダウンコンバート部とを接続しているが、２個のバンドパスフィルタと２個のダウンコンバート部を設けるようにしても良い。また、この発明は、コグニティブ無線に限らず、広帯域の信号を受信する無線装置に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】この発明の一実施の形態における共通周波数アップコンバージョン部の周波数変換処理を示す略線図である。
【図３】この発明の一実施の形態における適応帯域フィルタリング部のフィルタリング処理を示す略線図である。
【図４】使用周波数範囲とローパスフィルタの特性の関係を示す略線図である。
【図５】システムの最大帯域幅と最適周波数の関係を示す略線図である。
【図６】ミクサにおいて発生する信号のパターンを概略的に示す略線図である。
【図７】バンドパスフィルタの帯域幅の設定を概略的に示す略線図である。
【図８】バンドパスフィルタの遮断周波数、ストップバンドの設定の説明に使用する略線図である。
【図９】左右非対称の特性を有するバンドパスフィルタを使用した場合の構成を示すブロック図である。
【図１０】左右非対称の特性を有するバンドパスフィルタを使用した場合の構成の処理を示す略線図である。
【図１１】この発明による無線機の具体例を示すブロック図である。
【図１２】測定時の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の測定条件における測定結果を示すグラフである。
【図１４】第２の測定条件における測定結果を示すグラフである。
【図１５】第３の測定条件における測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・ローパスフィルタ
２，５，５ａ，５ｂ，８，８ａ，８ｂ，１１・・・ミクサ
３，６，６ａ，６ｂ，９，９ａ，９ｂ，１２・・・可変シンセサイザ
４，７，７ａ，７ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ・・・バンドパスフィルタ
【図１】
0004868463.tif 000004
【図２】
0004868463.tif 000005
【図３】
0004868463.tif 000006
【図４】
0004868463.tif 000007
【図５】
0004868463.tif 000008
【図６】
0004868463.tif 000009
【図７】
0004868463.tif 000010
【図８】
0004868463.tif 000011
【図９】
0004868463.tif 000012
【図１０】
0004868463.tif 000013
【図１１】
0004868463.tif 000014
【図１２】
0004868463.tif 000015
【図１３】
0004868463.tif 000016
【図１４】
0004868463.tif 000017
【図１５】
0004868463.tif 000018