JP2008054012A - Wireless receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置に関する。 The present invention relates to a radio reception apparatus that receives a pulse-shaped radio signal having a predetermined period at a timing synchronized with the period and demodulates a baseband signal from the pulse train.
近年、高速、低消費電力、低コストな近距離無線通信技術として、ウルトラワイドバンド(UWB:Ultra Wide Band)無線技術が注目されている。UWB無線技術は、500MHz以上の帯域幅または20%以上の比帯域幅に幅広く周波数スペクトルを拡散させて通信を行うもので、単位帯域幅当りの送信電力を下げて、従来からある他の無線通信と周波数帯を共用するものである。 In recent years, ultra wide band (UWB) wireless technology has attracted attention as a short-range wireless communication technology with high speed, low power consumption, and low cost. The UWB wireless technology performs communication by spreading a frequency spectrum over a wide bandwidth of 500 MHz or more or a specific bandwidth of 20% or more, and lowers transmission power per unit bandwidth to reduce other conventional wireless communication. And share the frequency band.
そして、米国では、2002年に、3.1〜10.6(GHz)の周波数帯において−41.3(dBmeirp/MHz)までの出力が法制化され、我が国においては、3.4〜4.8(GHz)および7.25〜10.25(GHz)の周波数帯で−41.3(dBmeirp/MHz)、欧州においては3.1〜4.8(GHz)および6〜9(GHz)の周波数帯で−41.3(dBmeirp/MHz)の出力が法制化される見込みである。これらの周波数帯には、固定マイクロ波無線、固定系・移動系放送中継装置、航空機用電波高度計、気象レーダー等の無線局が既に存在している。さらに、第4世代携帯電話も上記周波数帯を利用する予定である。前述のUWB通信での出力レベルは、これら既存の無線システムに干渉を与えない程度に抑制された値となっている。 In the United States, in 2002, output up to -41.3 (dBmeirp / MHz) was legalized in the frequency band of 3.1 to 10.6 (GHz), and in Japan, 3.4 to 4. -41.3 (dBmeirp / MHz) in frequency bands of 8 (GHz) and 7.25 to 10.25 (GHz), 3.1 to 4.8 (GHz) and 6 to 9 (GHz) in Europe The output of -41.3 (dBmerp / MHz) is expected to be legalized in the frequency band. Radio stations such as fixed microwave radio, fixed / mobile broadcast repeater, aircraft radio altimeter, weather radar, etc. already exist in these frequency bands. Furthermore, the fourth generation mobile phone will also use the above frequency band. The output level in the above-mentioned UWB communication is a value that is suppressed to such an extent that interference does not occur in these existing wireless systems.
図20〜25を用いて、前記UWB無線技術の一態様について説明する。このUWB無線技術は、たとえば特許文献1に示されるもので、搬送波を用いず、パルス幅がたとえば1nsec以下等の極めて短いパルス信号から成るパルス列を用いて通信を行うものである。図20は、送信器1の概略構成を示すブロック図である。このUWB無線技術は、正弦波を搬送波に用いる従来の無線技術とは異なり、図21(a)および図22(a)で示すような送信すべきベースバンド信号に基づいて、変調部2が、インパルス列を、図21(b)や図22(b)で示すように変調をして、BPF3でUWB無線に割当てられた上述の周波数帯域内に収まるように帯域制限をした後、アンプ4で増幅し、アンテナ5から放射する。
An aspect of the UWB wireless technology will be described with reference to FIGS. This UWB wireless technology is disclosed in Patent Document 1, for example, and performs communication using a pulse train composed of an extremely short pulse signal having a pulse width of, for example, 1 nsec or less without using a carrier wave. FIG. 20 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the transmitter 1. Unlike the conventional radio technology using a sine wave as a carrier wave, this UWB radio technology is based on a baseband signal to be transmitted as shown in FIGS. 21 (a) and 22 (a). The impulse train is modulated as shown in FIG. 21 (b) and FIG. 22 (b), the band is limited by the
実際に送信されるインパルス信号は、前記BPF3による帯域制限によって、図21(c)や図22(c)で示されるような時間軸方向にある程度の長さを持った信号となる。図21は、変調方式として振幅変調(ASK)の例を示しており、図22は位相変調(BPSK)の例を示している。
The impulse signal that is actually transmitted becomes a signal having a certain length in the time axis direction as shown in FIGS. 21C and 22C due to the band limitation by the
図23は、上述のようなインパルス式のUWB無線方式における典型的な従来技術の受信器11の概略的構成を示すブロック図である。アンテナ12で受信された信号は、周波数帯域が固定のバンドパスフィルタ(以下、BPF)13で受信帯域以外の周波数成分が除去され、ローノイズアンプ14で増幅された後に、信号復調器15において復調され、さらに判定器16においてビット判定され、その復調ビット列がマイコン17に取り込まれて前記ベースバンド信号に復元され、電文解析等の処理が行われる。
FIG. 23 is a block diagram showing a schematic configuration of a typical
前記復調器15の構成としては、前記ASK変調に対応する場合には、図24に示すように、ダイオードの非線形性を用いた検波器21と、1ビット区間に亘って積分することで復調信号を生成する積分放電器22と、前記復調信号のビットレートを再生して積分放電器22にタイミングを供給するビット同期回路23とを備えて構成され、前記BPSK変調に対応する場合には、図25に示すように、インパルス列からBPF24で作成した送信信号と同等の波形となる比較信号と、受信信号との相関を相関器25で演算し、その後、前記積分放電器22において1ビット区間に亘って積分して復調信号を生成し、ビット同期回路23において復調信号のビットレートを再生して積分放電器22にタイミングを供給する。
As shown in FIG. 24, the
前述のように、UWB無線は既存の無線システムと周波数帯域を共用するものであり、既存の無線システムに対してUWB無線が干渉しないことは、UWB無線の出力を前述のように微小な−41.3(dBmeirp/MHz)に抑制することで担保されている。これに対して、既存の無線システムの出力は数(W)〜数十(W)あり、アンテナ利得も数十(dBi)もあるので、UWB無線が受ける干渉の影響は大きい。 As described above, the UWB radio shares the frequency band with the existing radio system, and the fact that the UWB radio does not interfere with the existing radio system is that the output of the UWB radio is as small as −41 as described above. .3 (dBmeirp / MHz). On the other hand, since the output of the existing wireless system is several (W) to several tens (W) and the antenna gain is several tens (dBi), the influence of the interference that the UWB wireless receives is large.
そこで、特許文献2には、周波数帯域が既知である通常の狭帯域の通信に使用される信号成分を固定周波数のフィルタで抽出し、その抽出した電力が所定の閾値以上であるときには、干渉が大きいと判断して、その抽出した信号成分をUWBの受信信号から減算することで除去するようにしたUWB受信装置が提案されている。
上述の従来技術では、無線LANやGPSなど、予め干渉信号となり得る帯域成分が分っている信号については効果を奏するものの、想定していない帯域成分の干渉信号については、フィルタが対応できず、前記干渉信号を除去できないという問題がある。たとえば、LANや移動体通信などで新しい周波数帯や変調方式が定義されると、適応できない。 In the above-mentioned conventional technology, although it is effective for signals such as wireless LAN and GPS that have previously known band components that can become interference signals, filters cannot cope with interference signals of band components that are not assumed, There is a problem that the interference signal cannot be removed. For example, if a new frequency band or modulation method is defined in a LAN or mobile communication, it cannot be applied.
本発明の目的は、所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置において、任意の帯域の干渉信号に対応することができる無線受信装置を提供することである。 An object of the present invention is to cope with an interference signal in an arbitrary band in a radio reception apparatus that receives a pulse-shaped radio signal having a predetermined cycle in synchronization with the cycle and demodulates a baseband signal from the pulse train. It is an object of the present invention to provide a wireless receiving device that can be used.
本発明の無線受信装置は、所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置において、受信信号が入力され、前記無線信号で使用される周波数帯域内の信号に対して、通過または阻止帯域が変化可能であり、その出力から前記ベースバンド信号の復調を行わせるフィルタと、前記フィルタからの出力の包絡線あるいはピークを検出する検波器と、前記検波器の出力を所定の積分期間に亘って積算する積分器と、前記フィルタの通過または阻止帯域を変化させ、それによる積分器からの出力に応答して、前記通過または阻止を設定する帯域設定手段とを含むことを特徴とする。 The radio reception apparatus of the present invention receives a pulsed radio signal having a predetermined period at a timing synchronized with the period, and receives a received signal in the radio reception apparatus that demodulates a baseband signal from the pulse train, and the radio signal The filter can change the pass or stop band for the signal in the frequency band used in, and detects the envelope or peak of the output from the filter that demodulates the baseband signal from its output And an integrator for integrating the output of the detector over a predetermined integration period, and changing the pass or stop band of the filter, and in response to the output from the integrator, the pass or Band setting means for setting blocking.
上記の構成によれば、UWB信号などの所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置において、広帯域アンテナで受信された信号成分は、フィルタにおいて前記無線信号で使用される周波数帯域の成分が抽出され、信号復調器に入力されて前記ベースバンド信号の復調に使用される。ここで本発明では、前記フィルタの出力を使用して、検波器において包絡線あるいはピーク検波を行い、その出力を積分器において所定の積分期間に亘って積算することで、受信信号レベルを検出できるようにするとともに、前記フィルタの通過または阻止帯域を可変とする。そして、帯域設定手段が前記フィルタの通過または阻止帯域を変化させつつ、積分器から出力される受信信号レベルをモニタし、前記受信信号レベルが高くなる場合にはフィルタから干渉信号(妨害波)が多く通過しているものと判断し、低くなる場合にはフィルタで前記干渉信号が阻止されているものと判断し、前記干渉信号のレベルが最も小さくなるように前記フィルタの通過または阻止帯域を設定する。 According to the above configuration, the wireless reception device that receives a pulse-shaped radio signal of a predetermined period such as a UWB signal at a timing synchronized with the period and demodulates the baseband signal from the pulse train is received by the wideband antenna. As a signal component, a frequency band component used in the radio signal is extracted in a filter, and is input to a signal demodulator to be used for demodulation of the baseband signal. Here, in the present invention, the output of the filter is used to perform envelope detection or peak detection in the detector, and the output is integrated over a predetermined integration period in the integrator, whereby the received signal level can be detected. In addition, the pass or stop band of the filter is variable. The band setting means monitors the received signal level output from the integrator while changing the pass or stop band of the filter. When the received signal level becomes high, an interference signal (interference wave) is output from the filter. If it is judged that the signal is passing a lot, and if it is low, it is judged that the interference signal is blocked by the filter, and the pass or stop band of the filter is set so that the level of the interference signal is minimized. To do.
したがって、任意の帯域の干渉信号が存在しても、広帯域で送信されるインパルス信号において前記干渉信号と重ならない周波数帯域の成分を抽出し、前記信号復調器に入力することができるので、前記干渉信号に対する耐性を高めることができる。 Therefore, even if an interference signal of an arbitrary band exists, a component of a frequency band that does not overlap with the interference signal can be extracted from an impulse signal transmitted in a wide band and input to the signal demodulator. Resistance to signals can be increased.
また、本発明の無線受信装置では、前記フィルタは、阻止帯域が変化可能な帯域阻止フィルタから成り、前記帯域設定手段は、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記帯域阻止フィルタの阻止帯域を掃引させ、前記積分器からの出力レベルが最も低下した周波数に前記帯域阻止フィルタの阻止帯域を設定することを特徴とする。 In the radio reception apparatus of the present invention, the filter includes a band rejection filter whose stop band can be changed, and the band setting means monitors the output level from the integrator while monitoring the stop band of the band rejection filter. And the stop band of the band stop filter is set to a frequency at which the output level from the integrator is the lowest.
上記の構成によれば、干渉信号を阻止するにあたって、前記フィルタを、阻止帯域が変化可能な帯域阻止フィルタ(バンドエリミネーションフィルタ、ノッチフィルタ)で構成し、これに対応して、前記帯域設定手段の動作としては、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記帯域阻止フィルタの阻止帯域を掃引させると、積分器からの出力レベルが低下した周波数に前記干渉信号が存在すると推定されるので、前記無線信号で使用される周波数帯域の全域を掃引させた後に、前記出力レベルが最も低下した周波数に前記帯域阻止フィルタの阻止帯域を設定する。 According to the above configuration, when blocking an interference signal, the filter is configured by a band rejection filter (band elimination filter, notch filter) whose stop band can be changed, and correspondingly, the band setting means As the operation, while monitoring the output level from the integrator and sweeping the stop band of the band stop filter, it is estimated that the interference signal is present at the frequency at which the output level from the integrator has decreased, After sweeping the entire frequency band used by the radio signal, the stop band of the band stop filter is set to a frequency at which the output level is the lowest.
これによって、最もレベルの高い干渉信号を阻止することができる。 As a result, the interference signal with the highest level can be blocked.
さらにまた、本発明の無線受信装置では、前記フィルタは、阻止帯域が変化可能な帯域阻止フィルタが複数個相互に並列に接続されて成り、前記帯域設定手段は、前記各帯域阻止フィルタの阻止帯域を、初期状態として前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定し、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各帯域阻止フィルタの阻止帯域を順次前記無線信号で使用される周波数帯域外に移動させ、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、その帯域阻止フィルタの阻止帯域を初期状態に復帰させることを特徴とする。 Furthermore, in the radio reception apparatus of the present invention, the filter is formed by connecting a plurality of band stop filters whose stop bands can be changed in parallel with each other, and the band setting means includes the stop bands of the band stop filters. Are set to be different from each other within the frequency band used in the radio signal as an initial state, and the stop band of each band stop filter is sequentially applied to the radio signal while monitoring the output level from the integrator. When the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, the stop band of the band stop filter is returned to the initial state.
上記の構成によれば、干渉信号を阻止するにあたって、前記フィルタを、阻止帯域が変化可能であり、かつ阻止帯域が初期状態において前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なる複数の帯域阻止フィルタで構成し、これに対応して、前記帯域設定手段の動作としては、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各帯域阻止フィルタの阻止帯域を前記相互に異なる周波数である初期状態の周波数から前記無線信号で使用される周波数帯域外へ一旦移動させ、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、移動させる前の阻止帯域に前記干渉信号が存在すると推定されるので、その帯域阻止フィルタの阻止帯域を初期状態に復帰させる。 According to the above configuration, when blocking an interference signal, the filter has a plurality of bands whose stopbands can be changed and which are different from each other within a frequency band used in the radio signal in the initial state. Corresponding to this, as the operation of the band setting means, the output state from the integrator is monitored, and the stop band of each band stop filter is the initial state which is different from each other. If the output level from the integrator is once higher than a predetermined level, the interference signal is present in the stop band before being moved. Since it is estimated, the stop band of the band stop filter is returned to the initial state.
したがって、干渉信号が存在している帯域に設定された帯域阻止フィルタによって、干渉信号の存在する帯域だけを阻止させ、干渉信号が存在していない帯域はそのまま通過させることができる。 Therefore, only the band where the interference signal exists can be blocked by the band rejection filter set in the band where the interference signal exists, and the band where the interference signal does not exist can pass as it is.
また、本発明の無線受信装置では、前記フィルタは、帯域阻止フィルタとそれに対を成すスイッチ素子との直列回路が相互に並列に複数組接続され、かつ前記各帯域阻止フィルタの阻止帯域が前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定されて成り、前記帯域設定手段は、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各スイッチ素子を導通状態から開放状態へ切換え、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、そのスイッチ素子を導通状態に復帰させることを特徴とする。 In the radio reception apparatus of the present invention, the filter includes a plurality of series circuits each including a band rejection filter and a pair of switch elements connected in parallel to each other, and each band rejection filter has a stop band equal to the wireless The band setting means is configured to switch each switch element from a conductive state to an open state while monitoring an output level from the integrator, and is configured to be different from each other within a frequency band used for a signal, When the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, the switch element is returned to a conductive state.
上記の構成によれば、干渉信号を阻止するにあたって、前記フィルタを、帯域阻止フィルタとそれに対を成すスイッチ素子との直列回路を相互に並列に複数組接続することで構成し、かつ前記各帯域阻止フィルタの阻止帯域が前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定しておき、これに対応して、前記帯域設定手段の動作としては、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各スイッチ素子を初期状態の導通状態から一旦開放状態へ切換え、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、その開放したスイッチ素子に対応した帯域阻止フィルタの阻止帯域に前記干渉信号が存在すると推定されるので、その帯域阻止フィルタに対応するスイッチ素子を導通状態に復帰させる。 According to the above configuration, when blocking interference signals, the filter is configured by connecting a plurality of series circuits of a band rejection filter and a pair of switch elements in parallel to each other, and each band The stop band of the stop filter is set so as to be different from each other within the frequency band used in the radio signal, and the operation of the band setting means is performed by monitoring the output level from the integrator. However, when each switch element is switched from the initial conduction state to the open state once and the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, the band rejection filter corresponding to the opened switch element. Since the interference signal is estimated to be present in the stop band, the switch element corresponding to the band stop filter is returned to the conductive state.
したがって、干渉信号が存在している帯域に設定された帯域阻止フィルタによって、干渉信号の存在する帯域だけを阻止させ、干渉信号が存在していない帯域はそのまま通過させることができる。 Therefore, only the band where the interference signal exists can be blocked by the band rejection filter set in the band where the interference signal exists, and the band where the interference signal does not exist can pass as it is.
さらにまた、本発明の無線受信装置では、前記フィルタは、通過帯域が変化可能な帯域通過フィルタから成り、前記帯域設定手段は、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記帯域通過フィルタの通過帯域を掃引させ、前記積分器からの出力レベルが最も低下した周波数に前記帯域通過フィルタの通過帯域を設定することを特徴とする。 Furthermore, in the radio reception apparatus of the present invention, the filter is composed of a bandpass filter whose passband can be changed, and the band setting means monitors the output level from the integrator while passing through the bandpass filter. The band is swept, and the pass band of the band pass filter is set to the frequency at which the output level from the integrator is the lowest.
上記の構成によれば、干渉信号を阻止するにあたって、前記フィルタを、通過帯域が変化可能な帯域通過フィルタ(バンドパスフィルタ)で構成し、これに対応して、前記帯域設定手段の動作としては、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記帯域通過フィルタの通過帯域を掃引させると、積分器からの出力レベルが高い周波数程、前記干渉信号が存在すると推定されるので、前記無線信号で使用される周波数帯域の全域を掃引させた後に、前記出力レベルが最も低下した周波数に前記帯域通過フィルタの通過帯域を設定する。 According to the above configuration, when blocking the interference signal, the filter is configured by a band pass filter (band pass filter) whose pass band can be changed. When the pass band of the band pass filter is swept while monitoring the output level from the integrator, the higher the output level from the integrator, the higher the level of the interference signal, it is estimated that the interference signal exists. After sweeping the entire frequency band to be used, the pass band of the band pass filter is set to the frequency at which the output level is the lowest.
これによって、最も干渉信号レベルの低い帯域を通過させることができる。 As a result, the band with the lowest interference signal level can be passed.
また、本発明の無線受信装置では、前記フィルタは、通過帯域が変化可能な帯域通過フィルタが複数個相互に並列に接続されて成り、前記帯域設定手段は、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、任意の帯域通過フィルタの通過帯域を、前記無線信号で使用される周波数帯域内で掃引させ、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった帯域を含まないように、各帯域通過フィルタの通過帯域を前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定することを特徴とする。 In the wireless receiver of the present invention, the filter comprises a plurality of bandpass filters whose passbands can be changed connected in parallel to each other, and the band setting means monitors the output level from the integrator. However, each pass band of any band pass filter is swept within the frequency band used in the radio signal, and does not include a band in which the output level from the integrator is higher than a predetermined level. The pass band of the band pass filter is set to be different from each other within the frequency band used in the radio signal.
上記の構成によれば、干渉信号を阻止するにあたって、前記フィルタを、通過帯域が変化可能な複数の帯域通過フィルタで構成し、これに対応して、前記帯域設定手段の動作としては、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、任意の帯域通過フィルタの通過帯域を、前記無線信号で使用される周波数帯域内で掃引させ、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなるか否かから干渉信号の帯域を探索する。そして、積分器からの出力レベルが前記所定のレベルより高くなった帯域は干渉信号が存在すると推定されるので、その帯域を含まないように、各帯域通過フィルタの通過帯域を前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定する。 According to the above configuration, when blocking the interference signal, the filter is constituted by a plurality of bandpass filters whose passbands can be changed. Correspondingly, the operation of the band setting means includes an integrator. Whether the pass level of an arbitrary band pass filter is swept within the frequency band used in the radio signal while monitoring the output level from the integrator, and whether the output level from the integrator is higher than a predetermined level. To search for the band of the interference signal. Since the band where the output level from the integrator is higher than the predetermined level is estimated to be an interference signal, the pass band of each band pass filter is used in the radio signal so as not to include that band. Are set to be different from each other within the frequency band to be set.
したがって、複数の帯域通過フィルタで干渉信号が存在しない帯域だけを通過させることができる。 Therefore, it is possible to pass only a band in which no interference signal exists with a plurality of bandpass filters.
さらにまた、本発明の無線受信装置では、前記フィルタは、帯域通過フィルタとそれに対を成すスイッチ素子との直列回路が相互に並列に複数組接続され、かつ前記各帯域通過フィルタの通過帯域が前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定されて成り、前記帯域設定手段は、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各スイッチ素子を開放状態から導通状態へ切換え、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、そのスイッチ素子を開放状態に復帰させることを特徴とする。 Furthermore, in the wireless reception device of the present invention, the filter includes a plurality of series circuits each including a series circuit of a band pass filter and a switch element paired therewith, and the pass band of each band pass filter is the The band setting means switches each switch element from an open state to a conductive state while monitoring the output level from the integrator, within a frequency band used for a radio signal. When the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, the switch element is returned to the open state.
上記の構成によれば、干渉信号を阻止するにあたって、前記フィルタを、帯域通過フィルタとそれに対を成すスイッチ素子との直列回路を相互に並列に複数組接続することで構成し、かつ前記各帯域通過フィルタの通過帯域が前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定しておき、これに対応して、前記帯域設定手段の動作としては、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各スイッチ素子を初期状態の開放状態から一旦導通状態へ切換え、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、その導通したスイッチ素子に対応した帯域通過フィルタの通過帯域に前記干渉信号が存在すると推定されるので、その帯域通過フィルタに対応するスイッチ素子を開放状態に復帰させる。 According to the above configuration, when blocking an interference signal, the filter is configured by connecting a plurality of series circuits of a band-pass filter and a pair of switch elements in parallel to each other, and each band The pass band of the pass filter is set so as to be different from each other within the frequency band used in the radio signal, and the operation of the band setting means correspondingly monitors the output level from the integrator. However, when each of the switch elements is switched from the initial open state to the conductive state once and the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, the band pass filter corresponding to the conductive switch element Since the interference signal is estimated to be present in the pass band, the switch element corresponding to the band pass filter is returned to the open state.
したがって、複数の帯域通過フィルタで干渉信号が存在しない帯域だけを通過させることができる。 Therefore, it is possible to pass only a band in which no interference signal exists with a plurality of bandpass filters.
また、本発明の無線受信装置は、信号復調器の前段に阻止帯域が変化可能な帯域阻止フィルタをさらに備えることを特徴とする。 In addition, the radio reception apparatus of the present invention is further characterized by further including a band rejection filter whose stop band can be changed before the signal demodulator.
上記の構成によれば、前記帯域通過フィルタの通過帯域の設定によっても避けきれない干渉信号に対しても、前記帯域通過フィルタにさらに帯域阻止フィルタを組合わせることで極力阻止することができる。 According to the above configuration, even an interference signal that cannot be avoided by setting the pass band of the band pass filter can be prevented as much as possible by combining the band pass filter with a band stop filter.
さらにまた、本発明の無線受信装置は、信号復調器が相関受信器である場合に、比較信号源と相関器との間に、前記信号復調器の前段に配置したフィルタと同等のフィルタを設けることを特徴とする。 Furthermore, when the signal demodulator is a correlation receiver, the radio reception apparatus of the present invention provides a filter equivalent to the filter disposed in the preceding stage of the signal demodulator between the comparison signal source and the correlator. It is characterized by that.
上記の構成によれば、信号復調器が相関受信器である場合に受信信号と同様のフィルタ処理を比較信号に対しても行う。 According to said structure, when a signal demodulator is a correlation receiver, the filter process similar to a received signal is performed also with respect to a comparison signal.
したがって、本発明を相関受信器に対しても適用することができる。 Therefore, the present invention can be applied to a correlation receiver.
本発明の無線受信装置は、以上のように、任意の帯域の干渉信号が存在しても、広帯域で送信されるインパルス信号において前記干渉信号と重ならない周波数帯域の成分を抽出し、前記信号復調器に入力することができるので、前記干渉信号に対する耐性を高めることができる。 As described above, the radio receiving apparatus of the present invention extracts a component of a frequency band that does not overlap with the interference signal from an impulse signal transmitted in a wide band even when an interference signal of an arbitrary band exists, and the signal demodulation Since the signal can be input to the device, the resistance to the interference signal can be increased.
また、本発明の無線受信装置は、以上のように、帯域阻止フィルタの阻止帯域を、無線信号で使用される周波数帯域の全域を掃引させた後に、出力レベルが最も低下した周波数に設定するので、最もレベルの高い干渉信号を阻止することができる。 Further, as described above, the wireless reception device of the present invention sets the stop band of the band stop filter to the frequency at which the output level is the lowest after sweeping the entire frequency band used in the radio signal. The interference signal with the highest level can be blocked.
さらにまた、本発明の無線受信装置は、以上のように、干渉信号が存在している帯域に設定された帯域阻止フィルタによって、干渉信号の存在する帯域だけを阻止させ、干渉信号が存在していない帯域はそのまま通過させることができる。 Furthermore, as described above, the radio reception apparatus of the present invention blocks only the band in which the interference signal exists by using the band rejection filter set in the band in which the interference signal exists, so that the interference signal exists. No band can be passed through as it is.
さらにまた、本発明の無線受信装置は、以上のように、無線信号で使用される周波数帯域の全域を掃引させた後に、出力レベルが最も低下した周波数に帯域通過フィルタの通過帯域を設定するので、最も干渉信号レベルの低い帯域を通過させることができる。 Furthermore, as described above, the wireless receiver of the present invention sets the passband of the bandpass filter to the frequency at which the output level is the lowest after sweeping the entire frequency band used in the radio signal. The band with the lowest interference signal level can be passed.
また、本発明の無線受信装置は、以上のように、複数の帯域通過フィルタで干渉信号が存在しない帯域だけを通過させることができる。 In addition, as described above, the wireless reception device of the present invention can pass only a band in which no interference signal exists with a plurality of bandpass filters.
また、本発明の無線受信装置は、以上のように、帯域通過フィルタの通過帯域の設定によっても避けきれない干渉信号に対しても、前記帯域通過フィルタにさらに帯域阻止フィルタを組合わせることで極力阻止することができる。 In addition, as described above, the radio reception apparatus of the present invention can combine the band-pass filter with a band-stop filter as much as possible even for interference signals that cannot be avoided even by setting the pass-band of the band-pass filter. Can be blocked.
さらにまた、本発明の無線受信装置は、以上のように、信号復調器が相関受信器である場合に受信信号と同様のフィルタ処理を比較信号に対しても行うので、本発明を相関受信器に対しても適用することができる。 Furthermore, as described above, when the signal demodulator is a correlation receiver, the radio reception apparatus of the present invention performs the same filtering process on the comparison signal as the received signal. It can also be applied to.
[実施の形態1]
図1は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第1の形態に係る受信器31の電気的構成を示すブロック図である。この受信器31では、広帯域のアンテナ32で受信された信号は、周波数帯域が固定のBPF33で受信帯域以外の周波数成分が除去され、さらに後述の電圧制御可変周波数BEF34を介してローノイズアンプ35に入力され、増幅された後に、信号復調器36において復調され、さらに判定器37においてビット判定され、その復調ビット列がマイコン38に取り込まれて前記ベースバンド信号に復元され、電文解析等の処理が行われる。前記アンテナ32、BPF33、ローノイズアンプ35、信号復調器36および判定器37は、前述の図23で示す受信器11におけるアンテナ12、BPF13、ローノイズアンプ14、信号復調器15および判定器16とそれぞれ同様の構成である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a
注目すべきは、本発明では、周波数帯域が固定の前記BPF33から信号復調器36までの間に、通過特性を変化することができるフィルタが介在されることであり、この図1の受信器31では、電圧制御可変周波数BEF34が介在されている。また、これに対応して、前記信号復調器36と並列に、検波器39と積分器40が挿入されている。前記BPF33からの受信信号は、前記検波器39において、包絡線あるいはピーク検波され、その出力が積分器40において所定の積分期間に亘って積算されることで、所定期間の平均受信信号電力レベルを検出できるようになる。こうして求められた受信信号電力レベルはマイコン38のAD変換入力端子から入力され、このマイコン38は、後述するようにその受信信号電力レベルをモニタしながら、DA変換出力端子から出力する制御電圧を変化し、電圧制御可変周波数BEF34の通過特性(阻止帯域)を調整する。
It should be noted that in the present invention, a filter capable of changing the pass characteristic is interposed between the
なお、固定周波数のBPF33、可変周波数のBEF34およびローノイズアンプ35は、それらの順序を任意に入れ替えても同様の効果が得られることは自明である。前記信号復調器36の構成としては、ASK変調に対応する場合には、たとえば前述の図24の構成を用いることができ、BPSK変調に対応する場合には、たとえば前述の図25の構成を用いることができる。この信号復調器36内には、検波器が設けられており、その検波器からの出力を分岐して取出すことで、前記検波器39を省略することもできる。
It is obvious that the same effect can be obtained with the fixed
図2は、電圧制御可変周波数BEF34の一構成例を示す電気回路図である。この電圧制御可変周波数BEF34は、信号ラインK1が結合コンデンサC1,C2によって直流的に分断され、その結合コンデンサC1,C2の接続点が、バラクタダイオードD1およびインダクタL1を介して接地されて構成されている。前記バラクタダイオードD1は、逆バイアス電圧に比例して容量が変化し、そのカソード側には、前記マイコン38から直流の制御電圧VTが印加される。したがって、前記バラクタダイオードD1およびインダクタL1は直列共振器を構成し、その共振周波数は前記制御電圧VTによって変化可能であり、共振周波数ではインピーダンスがゼロとなって前記信号ラインK1がグランドに短絡され、入力信号のうちその共振周波数前後の周波数成分のみを選択的に阻止することができる。
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a configuration example of the voltage control variable frequency BEF34. The voltage control variable frequency BEF34 is configured such that the signal line K1 is DC-coupled by the coupling capacitors C1 and C2, and the connection point of the coupling capacitors C1 and C2 is grounded via the varactor diode D1 and the inductor L1. Yes. The capacitance of the varactor diode D1 changes in proportion to the reverse bias voltage, and a DC control voltage VT is applied from the
図3は、マイコン38の動作を説明するための波形図である。先ず、固定周波数のBPF33の通過帯域は、前記インパルス式のUWB無線方式の全ての周波数の成分を通過させられるように予め定められており、たとえば3〜5(GHz)である。これに対して、干渉信号は任意の周波数で発生する。そこで、マイコン38は、予めプログラミングされたソフトウェアによって、前記積分器40からAD変換入力端子に入力される受信信号電力レベルが予め定める閾値レベル以上となると、前記干渉信号の発生によって該受信信号電力レベルが上昇したものと判定し、その受信信号電力レベルをモニタしつつ、前記DA変換出力端子の電圧、すなわち前記制御電圧VTを、出力範囲の下限から、上限へ向けて、1ステップずつ上昇してゆく。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the
これによって、前記バラクタダイオードD1は、逆バイアス電圧が上がると容量が減るので、BEF34の中心周波数は、図3で示すように上がってゆくことになる。こうして、マイコン38のソフトウェアは、DA変換出力の電圧を徐々に変化させてBEF34の中心周波数を全域で掃引させた後に、受信信号電力レベルが最小となった周波数でAD変換出力の電圧を固定することで、電圧制御可変周波数BEF34の中心周波数を最もレベルの高い干渉信号の周波数と一致させることができる。
As a result, the capacity of the varactor diode D1 decreases as the reverse bias voltage increases, so that the center frequency of the
ここで、UWB無線の帯域幅が500(MHz)以上と広いのに対し、既存の無線システムの使用する周波数帯幅は数(MHz)〜数十(MHz)と相対的に狭く、このように非常に広帯域に周波数スペクトルを拡散させるUWB無線の特性として、その周波数成分の一部が欠損しても、受信感度は低下するが、受信データを復調することは可能である。そこで、本発明は、このようなUWB無線の特性を利用して、任意の帯域の干渉信号が存在しても、広帯域で送信されるインパルス信号において前記干渉信号と重ならない周波数帯域の成分を抽出し、前記信号復調器36に入力することができるので、前記干渉信号に対する耐性を高めることができる。なお、前記BEF34の中心周波数の掃引は、前記受信信号電力レベルの上昇時だけでなく、受信開始時や定期的に行われてもよい。
Here, the bandwidth of UWB wireless is as wide as 500 (MHz) or more, whereas the frequency bandwidth used by existing wireless systems is relatively narrow, such as several (MHz) to several tens (MHz). As a characteristic of UWB radio that spreads the frequency spectrum over a very wide band, even if a part of the frequency component is lost, the reception sensitivity is lowered, but the received data can be demodulated. Therefore, the present invention uses such UWB wireless characteristics to extract a frequency band component that does not overlap with the interference signal in an impulse signal transmitted in a wide band even when an interference signal of an arbitrary band exists. In addition, since the signal can be input to the
[実施の形態2]
図4は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第2の形態に係る受信器41の電気的構成を示すブロック図である。この受信器41は前述の受信器31に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この受信器41では、前記フィルタとして、可変周波数BEF群44が用いられることである。この可変周波数BEF群44は、図5で示すように、前記信号ラインK1が多段の結合コンデンサC1〜C6によって直流的に分断され、それらの結合コンデンサC1〜C6の接続点が、バラクタダイオードD11〜D15およびインダクタL11〜L15から成る直列回路をそれぞれ介して接地されて構成されている。したがって、各直列回路が、特定の周波数の成分を阻止する帯域阻止フィルタF1〜F5を構成する。前記各バラクタダイオードD11〜D15には、マイコン48から、個別に制御可能な制御電圧VT1〜VT5が印加される。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a
図6は、マイコン48の動作を説明するための波形図である。固定周波数のBPF33の通過帯域は、前述の図3と同様である。この図6では、干渉信号は2つのスペクトルが存在する例を示している。本実施の形態では、マイコン48のソフトウェアは、上記のような可変周波数BEF群44を用いることに適応して、調整動作を開始すると、各帯域阻止フィルタF1〜F5の阻止帯域(すなわち前記制御電圧VT1〜VT5)を、初期状態として前記インパルス式のUWB無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定する。続いて、前記積分器40からの受信信号電力レベルをモニタしつつ、前記各帯域阻止フィルタF1〜F5の阻止帯域を、順次、図5で示すように前記UWB無線信号で使用される周波数帯域外に一旦移動させ、前記受信信号電力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、移動させる前の阻止帯域に前記干渉信号が存在すると推定されるので、その帯域阻止フィルタの阻止帯域を初期状態に復帰させ、高くならない場合にはそのままの帯域で維持する。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the
したがって、干渉信号が存在している帯域に設定された帯域阻止フィルタによって、干渉信号の存在する帯域だけを阻止させ、干渉信号が存在していない帯域はそのまま通過させることができる。 Therefore, only the band where the interference signal exists can be blocked by the band rejection filter set in the band where the interference signal exists, and the band where the interference signal does not exist can pass as it is.
[実施の形態3]
図7は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第3の形態に係る受信器51の電気的構成を示すブロック図である。この受信器51は前述の受信器41に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この受信器51では、前記フィルタとして、固定周波数BEF群54が用いられることである。この固定周波数BEF群54は、図8で示すように、前記信号ラインK1が多段の結合コンデンサC1〜C6によって直流的に分断され、それらの結合コンデンサC1〜C6の接続点が、コンデンサC11〜C15、インダクタL11〜L15およびスイッチ素子として機能するPINダイオードS11〜S15から成る直列回路をそれぞれ介して接地されて構成されている。前記PINダイオードS11〜S15のアノードには、マイコン58から、個別にON/OFF制御可能な制御電圧VT11〜VT15が印加される。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of a
したがって、前記コンデンサC11〜C15およびインダクタL11〜L15から構成される直列共振器が、特定の周波数の成分を阻止する帯域阻止フィルタF11〜F15を構成し、マイコン58の前記DA変換出力端子やI/Oポートなどのデジタル出力端子からの前記制御電圧VT11〜VT15が、ハイレベルになると、前記PINダイオードS11〜S15が導通状態になって、対応する帯域阻止フィルタF11〜F15が信号ラインK1に接続されることになり、ローレベルになると、PINダイオードS11〜S15が開放状態となって、帯域阻止フィルタF11〜F15が信号ラインK1から切離されることになる。
Therefore, the series resonator composed of the capacitors C11 to C15 and the inductors L11 to L15 constitutes a band rejection filter F11 to F15 that blocks a component of a specific frequency, and the DA conversion output terminal and the I / O of the
図9は、マイコン58の動作を説明するための波形図である。先ず、各帯域阻止フィルタF11〜F15の中心周波数は、前記UWB無線信号で使用される周波数帯域内で均等に配置され、全帯域が阻止可能なように、前記コンデンサC11〜C15およびインダクタL11〜L15の定数が調整されている。調整動作を開始すると、マイコン58は、初期状態として、前記制御電圧VT11〜VT15を全てハイレベルとし、全ての帯域阻止フィルタF11〜F15を挿入させた状態とする。その後、各制御電圧VT11〜VT15を順次ローレベルとして、対応する帯域阻止フィルタF11〜F15を切離してみて、受信信号電力レベルが変化するか観測する。受信信号電力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、その開放した帯域阻止フィルタF11〜F15の帯域内に干渉信号が存在すると推定されるので、その帯域阻止フィルタF11〜F15に対応するPINダイオードS11〜S15を導通状態に復帰させる。
FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the
このような操作を固定周波数の各帯域阻止フィルタF11〜F15について実行すれば、図9で示すように、干渉信号が存在している帯域に設定された帯域阻止フィルタによって、干渉信号の存在する帯域だけを阻止させ、干渉信号が存在していない帯域はそのまま通過させることができる。また、各帯域阻止フィルタF11〜F15の中心周波数が固定であるので、コンデンサC11〜C15やインダクタL11〜L15に高精度部品を用いたり、LC共振器に代えて基板パターンでスタブを構成するなどの方法で該帯域阻止フィルタF11〜F15を高精度に作成することができ、無調整化を図り易くなる。 If such an operation is performed for each of the fixed frequency band rejection filters F11 to F15, as shown in FIG. 9, the band rejection filter set in the band in which the interference signal exists causes the band in which the interference signal exists. The band in which no interference signal exists can be passed as it is. In addition, since the center frequency of each of the band rejection filters F11 to F15 is fixed, high precision parts are used for the capacitors C11 to C15 and the inductors L11 to L15, or a stub is configured with a substrate pattern instead of the LC resonator. The band rejection filters F11 to F15 can be created with high accuracy by the method, and it becomes easy to achieve no adjustment.
[実施の形態4]
図10は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第4の形態に係る受信器61の電気的構成を示すブロック図である。この受信器61は前述の受信器31に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この受信器41では、前記フィルタとして、電圧制御可変周波数BPF64が用いられることである。このBPF64は、図11で示すように、前記信号ラインK1が結合コンデンサC1〜C3によって直流的に2段に分断され、それらの結合コンデンサC1〜C3の接続点に、可変周波数の定K型ローパスフィルタFLおよびハイパスフィルタFHがそれぞれ接続されて構成されている。
[Embodiment 4]
FIG. 10 is a block diagram showing an electrical configuration of a
前記ローパスフィルタFLは、前記信号ラインK1にインダクタL21,L22が介在され、それらの接続点が、逆バイアス電圧に比例して容量が変化するバラクタダイオードD21を介して接地されて構成されている。前記ハイパスフィルタFHは、前記信号ラインK1に介在されるバラクタダイオードD22およびコンデンサC21と、その入力側および出力側をそれぞれ接地するインダクタL23,L24とを備えて構成される。マイコン68が、前記バラクタダイオードD21,D22に与える制御電圧VT21,VT22を変化することで、該バラクタダイオードD21,D22の容量が変化し、前記ローパスフィルタFLおよびハイパスフィルタFHのカットオフ周波数が変化する。
The low-pass filter FL is configured such that inductors L21 and L22 are interposed in the signal line K1, and the connection point thereof is grounded via a varactor diode D21 whose capacitance changes in proportion to the reverse bias voltage. The high-pass filter FH includes a varactor diode D22 and a capacitor C21 interposed in the signal line K1, and inductors L23 and L24 that ground their input and output sides, respectively. When the
図12は、この受信器61におけるマイコン68の動作を説明するための波形図である。調整動作を開始すると、マイコン68は、初期状態として、前記制御電圧VT21,VT22を予め定められている値に適宜調整して、前記固定周波数のBPF33の通過帯域と同等以上の通過帯域に該可変周波数のBPF64の通過帯域を設定する。続いて、マイコン68のソフトウェアは、ローパスフィルタFLに与える制御電圧VT21を掃引しながら、受信信号電力レベルを観測して、受信信号電力レベルが低減する点を調べる。次に、前記ローパスフィルタFLの制御電圧VT21を初期状態の電圧に戻してから、ハイパスフィルタFHの制御電圧VT22を掃引しながら、受信信号電力レベルを観測して、受信信号電力レベルが低減する点を調べる。そして、ローパスフィルタFLを制御した場合と、ハイパスフィルタFHを制御した場合とのいずれが通過帯域幅を広くできるかを判断して、ローパスフィルタFLとハイパスフィルタFHとのいずれかの一方のカットオフ周波数を制御する。
FIG. 12 is a waveform diagram for explaining the operation of the
このようにして、干渉信号が存在する場合に、図12で示すように、それを避けて帯域の上側または下側の広い方の周波数帯のUWB信号を受信できるようになる。また、現状でUWB無線と周波数を共用する無線通信システムの占有周波数帯幅は数(MHz)〜数十(MHz)であるが、今後割当てられる第4世代携帯電話システムなど次世代移動体通信システムの占有周波数帯幅は数百(MHz)程度が想定されている。この場合、前記BEF34,44,54ではそのように広い阻止帯域を実現することが困難であるが、BPF64を用いることで、広い阻止帯域を実現することができる。
In this way, when an interference signal is present, as shown in FIG. 12, it is possible to avoid this and receive a UWB signal in the wider frequency band on the upper side or the lower side of the band. In addition, the occupied frequency bandwidth of a radio communication system that shares a frequency with UWB radio is currently several (MHz) to several tens (MHz). Next-generation mobile communication systems such as fourth-generation mobile phone systems to be allocated in the future The occupied frequency bandwidth is assumed to be about several hundreds (MHz). In this case, it is difficult to realize such a wide stop band with the
[実施の形態5]
図13は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第5の形態に係る受信器71の電気的構成を示すブロック図である。この受信器71は前述の受信器61に類似している。注目すべきは、この受信器71では、前記フィルタとして、可変周波数のBPF群74が用いられることである。前記BPF群74は、相互に並列の複数(図13では2つ)のBPF74a,74bから構成されており、各BPF74a,74bは、たとえば前述の図11で示すように構成されている。
[Embodiment 5]
FIG. 13 is a block diagram showing an electrical configuration of a
図14は、この受信器71におけるマイコン78の動作を説明するための波形図である。調整動作を開始すると、マイコン68は、初期状態として、前記各BPF74a,74bの通過帯域を固定周波数BPF33の通過帯域外にしており、その後BPF74a,74bの内の一方の中心周波数を掃引しながら、受信信号電力レベルを観測して、干渉信号の周波数を調べる。次に、前記受信信号電力レベルが所定のレベルより高くなった干渉信号の周波数を避けて、図14で示すように、各BPF74a,74bの通過帯域を割当てるように制御する。このようにして、複数のBPF74a,74bで干渉信号が存在しない帯域だけを通過させることができる。
FIG. 14 is a waveform diagram for explaining the operation of the
[実施の形態6]
図15は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第6の形態に係る受信器81の電気的構成を示すブロック図である。この受信器81は、前述の受信器51,71に類似している。注目すべきは、この受信器81では、前記フィルタとして、固定周波数のBPF群84が用いられることである。前記BPF群84は、固定周波数のBPF8411〜8414と、個別に対応するスイッチ素子8421〜8424との直列回路が相互に並列に複数(図15では4つ)接続されて構成されている。各BPF8411〜8414は、コンデンサとインダクタンスとを用いた前述の図11で示すような定K型フィルタ以外に、誘電体セラミックフィルタや、基板上に形成された共振器などで実現することができる。前記スイッチ素子8421〜8424は、図8と同様にPINダイオードなどで構成することができる。
[Embodiment 6]
FIG. 15 is a block diagram showing an electrical configuration of a
図16は、この受信器81におけるマイコン88の動作を説明するための波形図である。前記各BPF8411〜8414の通過帯域は、前段の固定BPF33の通過帯域に亘って、均等に配置されている。調整動作を開始すると、マイコン88は、初期状態として全てのスイッチ素子8421〜8424を開放状態とする。続いて、各スイッチ素子8421〜8424を順に導通状態にしながら、受信信号電力レベルを観測して、受信信号電力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、その導通したスイッチ素子に対応したBPFの通過帯域に前記干渉信号が存在すると推定されるので、その帯域通過フィルタに対応するスイッチ素子を開放状態に復帰させる。
FIG. 16 is a waveform diagram for explaining the operation of the
このようにして、図16で示すように、複数のBPF8411〜8414で干渉信号が存在しない帯域だけを通過させることができる。また、固定周波数のBPF8411〜8414には、誘電体セラミックフィルタや基板上で形成した高次フィルタを利用できるので、干渉信号に対する阻止量を大きくすることができる。
In this way, as shown in FIG. 16, only a band in which no interference signal exists can be passed by the plurality of
[実施の形態7]
図17は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第7の形態に係る受信器91の電気的構成を示すブロック図である。この受信器91は、前述の受信器31,81に類似している。注目すべきは、この受信器91では、前記フィルタとして、固定周波数のBPF群84と、可変周波数のBEF34とが併用されていることである。
[Embodiment 7]
FIG. 17 is a block diagram showing an electrical configuration of a
図18は、この受信器91におけるマイコン98の動作を説明するための波形図である。前記BPF群84内の各BPF8411,8412の通過帯域は、前段の固定BPF33の通過帯域に亘って、均等に配置されている。調整動作を開始すると、マイコン98は、初期状態として全てのスイッチ素子8421,8424を導通状態とする。また、DA変換出力の電圧を下限にして、BEF34の中心周波数を固定BPF33の通過帯域外とする。続いて、各スイッチ素子8421,8424を順に開放状態にしながら、受信信号電力レベルを観測して、受信信号電力レベルが減少すれば、当該の高周波スイッチを開放状態のままにし、受信信号電力レベルが変わらなければ、当該の高周波スイッチを導通状態に戻す。いずれのスイッチ素子8421,8424を開放状態しても、受信信号電力レベルが減少するならば、全てのBPF8411,8412の通過帯域内に干渉信号が存在することになる。その場合には、1つのスイッチ素子のみを導通状態にして、DA変換の出力電圧を掃引しながら、受信信号電力レベルを観測し、受信信号電力レベルが減少する電圧でDA変換の出力電圧を固定する。
FIG. 18 is a waveform diagram for explaining the operation of the
このようにして、干渉信号が通過帯域に存在しないBPFのみを導通状態にすることができない場合にも、電圧制御可変周波数BEF34の中心周波数を干渉信号の周波数にあわせて選択的に阻止し、UWB信号のみを受信できるようになる。図18では、2つのBPF8411,8412の通過帯域内にそれぞれ干渉信号が存在し、干渉信号のスペクトルが狭い方(高域側)の帯域を通過させるようにし、その帯域内の干渉信号をBEF34で阻止する例を示している。
In this way, even when only the BPF in which the interference signal does not exist in the pass band cannot be turned on, the center frequency of the voltage control
[実施の形態8]
図19は、インパルス式のUWB無線方式における本発明の実施の第8の形態に係る受信器101の電気的構成を示すブロック図である。この受信器101は、前述の受信器31に類似している。注目すべきは、この受信器101では、前記信号復調器36として相関受信をする相関器36aが用いられ、これに対応して、比較信号源102と前記相関器36aとの間に、前記BEF34と同等のBEF104を設けることである。これらのBEF34,104は、前記マイコン38からの制御電圧VTで共通に制御される。
[Embodiment 8]
FIG. 19 is a block diagram showing an electrical configuration of a
このようにすることで、干渉信号がある場合には、可変周波数BEF34を通過したUWB無線の受信信号はスペクトルの一部が欠損し、比較信号との相関値が下がり、受信感度が劣化してしまうところ、受信信号と同じ波形の比較信号を相関器36aに与えることができ、相関演算の確度が向上して受信感度を向上することができる。
In this way, when there is an interference signal, the UWB radio reception signal that has passed through the
31,41,51,61,71,81,91,101 受信器
32 アンテナ
33 BPF
34 BEF
35 ローノイズアンプ
36 信号復調器
37 判定器
38,48,58,68,78,88,98 マイコン
39 検波器
40 積分器
44 BEF群
54 BEF群
64 BPF
74 BPF群
84 BPF群
8411〜8414 BPF
8421〜8424 スイッチ素子
C11〜C15,C21 コンデンサ
D1;D11〜D15;D21,D22 バラクタダイオード
F1〜F5 帯域阻止フィルタ
FL ローパスフィルタ
FH ハイパスフィルタ
L1;L11〜L15;L21〜L24 インダクタ
S11〜S15 PINダイオード
31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101
34 BEF
35
74
8421-8424 Switching elements C11-C15, C21 Capacitors D1; D11-D15; D21, D22 Varactor diodes F1-F5 Band stop filter FL Low-pass filter FH High-pass filter L1; L11-L15;
Claims (9)
受信信号が入力され、前記無線信号で使用される周波数帯域内の信号に対して、通過または阻止帯域が変化可能であり、その出力から前記ベースバンド信号の復調を行わせるフィルタと、
前記フィルタからの出力の包絡線あるいはピークを検出する検波器と、
前記検波器の出力を所定の積分期間に亘って積算する積分器と、
前記フィルタの通過または阻止帯域を変化させ、それによる積分器からの出力に応答して、前記通過または阻止を設定する帯域設定手段とを含むことを特徴とする無線受信装置。 In a wireless receiver that receives a pulse-shaped radio signal of a predetermined period at a timing synchronized with the period, and demodulates a baseband signal from the pulse train,
A filter to which a received signal is input and whose passband or stopband can be changed with respect to a signal in a frequency band used in the radio signal, and to demodulate the baseband signal from its output;
A detector for detecting an envelope or peak of the output from the filter;
An integrator for integrating the output of the detector over a predetermined integration period;
A radio receiving apparatus comprising: band setting means for changing the pass or stop band of the filter and setting the pass or stop in response to an output from the integrator.
前記帯域設定手段は、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記帯域阻止フィルタの阻止帯域を掃引させ、前記積分器からの出力レベルが最も低下した周波数に前記帯域阻止フィルタの阻止帯域を設定することを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 The filter comprises a band stop filter whose stop band can be changed,
The band setting means sweeps the stop band of the band stop filter while monitoring the output level from the integrator, and sets the stop band of the band stop filter to a frequency at which the output level from the integrator is the lowest. The wireless reception device according to claim 1, wherein:
前記帯域設定手段は、前記各帯域阻止フィルタの阻止帯域を、初期状態として前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定し、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各帯域阻止フィルタの阻止帯域を順次前記無線信号で使用される周波数帯域外に移動させ、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、その帯域阻止フィルタの阻止帯域を初期状態に復帰させることを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 The filter is formed by connecting a plurality of band stop filters whose stop bands can be changed in parallel with each other,
The band setting means sets the stop band of each band stop filter to be different from each other within the frequency band used in the radio signal as an initial state, while monitoring the output level from the integrator, When the stop band of each band stop filter is sequentially moved out of the frequency band used in the radio signal, and the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, the stop band of the band stop filter The wireless receiver according to claim 1, wherein the wireless receiver is returned to an initial state.
前記帯域設定手段は、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各スイッチ素子を導通状態から開放状態へ切換え、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、そのスイッチ素子を導通状態に復帰させることを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 In the filter, a plurality of series circuits each including a band rejection filter and a pair of switch elements are connected in parallel to each other, and the rejection bands of the band rejection filters are mutually connected within a frequency band used in the radio signal. Are configured differently,
The band setting means switches the switch elements from a conductive state to an open state while monitoring the output level from the integrator, and when the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, The radio receiving apparatus according to claim 1, wherein the switch element is returned to a conductive state.
前記帯域設定手段は、積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記帯域通過フィルタの通過帯域を掃引させ、前記積分器からの出力レベルが最も低下した周波数に前記帯域通過フィルタの通過帯域を設定することを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 The filter is composed of a bandpass filter whose passband can change,
The band setting means sweeps the pass band of the band pass filter while monitoring the output level from the integrator, and sets the pass band of the band pass filter to a frequency at which the output level from the integrator is the lowest. The wireless reception device according to claim 1, wherein:
前記帯域設定手段は、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、任意の帯域通過フィルタの通過帯域を、前記無線信号で使用される周波数帯域内で掃引させ、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった帯域を含まないように、各帯域通過フィルタの通過帯域を前記無線信号で使用される周波数帯域内で相互に異なるように設定することを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 The filter comprises a plurality of bandpass filters whose passbands can be changed, connected in parallel to each other,
The band setting means sweeps the pass band of an arbitrary band pass filter within the frequency band used in the radio signal while monitoring the output level from the integrator, and the output level from the integrator is 2. The pass band of each band pass filter is set to be different from each other within a frequency band used in the radio signal so as not to include a band higher than a predetermined level. Wireless receiver.
前記帯域設定手段は、前記積分器からの出力レベルをモニタしつつ、前記各スイッチ素子を開放状態から導通状態へ切換え、前記積分器からの出力レベルが所定のレベルより高くなった場合には、そのスイッチ素子を開放状態に復帰させることを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。 In the filter, a plurality of series circuits each including a series circuit of a bandpass filter and a pair of switch elements are connected in parallel to each other, and the passbands of the bandpass filters are mutually connected within a frequency band used in the radio signal. Are configured differently,
The band setting means switches the switch elements from an open state to a conductive state while monitoring the output level from the integrator, and when the output level from the integrator becomes higher than a predetermined level, The radio receiving apparatus according to claim 1, wherein the switch element is returned to an open state.
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