JP2010200043A - Reception device and method of processing baseband signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異なる複数の無線システムの所望信号を１つ以上含む受信信号から、所望信号に重畳する雑音または干渉を除去し、所望信号を復元する受信装置に関するもので、特に、ソフトウェア受信機に利用されるものに関する。 The present invention relates to a receiving apparatus that removes noise or interference superimposed on a desired signal from a received signal including one or more desired signals of a plurality of different wireless systems, and restores the desired signal. It relates to what is used.
従来、１台で異なる複数の無線システムに対応する受信装置として、各無線システムの専用ハードウェアを個別に備えたマルチモード受信機とＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換後のデジタル信号に対してソフトウェアによるデジタル信号処理手段を用いて各無線システムに対応する受信処理を行うソフトウェア受信機がある。無線システムの高度化、多様化に対して、前者は、ハードウェアの交換や追加を行うで対応することになるが、後者は、ハードウェアの構成を変更せずに比較的容易なソフトウェアの変更や追加を行うことで、対応することができるため、拡張性、適応性、経済性等の観点から、ソフトウェア受信機が注目されている。 Conventionally, as a receiving device corresponding to a plurality of different wireless systems, a multimode receiver individually equipped with dedicated hardware for each wireless system and a digital signal after AD (Analog to Digital) conversion by software There is a software receiver that performs reception processing corresponding to each wireless system using digital signal processing means. The former will respond to the advancement and diversification of wireless systems by replacing or adding hardware, but the latter is a relatively easy software change without changing the hardware configuration. Therefore, software receivers are attracting attention from the viewpoints of expandability, adaptability, economy, and the like.
従来のソフトウェア受信機の構成の一例を図９に示す。図９に示すソフトウェア受信機は、アンテナ１０から受信された信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１１でベースバンド信号に変換し、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１２で帯域制限される。帯域制限されたベースバンド信号が、ＢＰＦ１２からＡＤ変換部１３に出力されると、ＡＤ変換部１３によってデジタル信号に変換され、デジタル信号処理部１４に出力される。デジタル信号処理部１４は、ソフトウェアによるデジタル信号処理手段を備えており、入力されたデジタル信号に応じて、無線システムに対応する受信処理を行う。
An example of the configuration of a conventional software receiver is shown in FIG. The software receiver shown in FIG. 9 converts a signal received from the
この従来のソフトウェア受信機では、キャリア周波数、変調方式、占有帯域幅等が異なる複数の無線システムに対応するためにできる限り広い帯域幅で受信する必要があるが、広帯域に受信すると白色雑音の影響が強くなり、また、複数の信号を同時に受信した場合、近隣周波数の信号から大きく影響を受けてしまう。このため、ＢＰＦにより適切に通過帯域を制限することが重要であり、要求されている。 In this conventional software receiver, it is necessary to receive a wide bandwidth as much as possible in order to support a plurality of wireless systems having different carrier frequencies, modulation schemes, occupied bandwidths, etc. In addition, when a plurality of signals are received at the same time, it is greatly influenced by signals of neighboring frequencies. For this reason, it is important and required to appropriately limit the passband by the BPF.
例えば、周波数変換や通過帯域の異なる複数のフィルタを用いて信号の占有帯域幅に応じた適切な帯域制限が可能で、かつ近隣周波数の干渉信号の影響を受けにくいソフトウェア受信機がある（例えば、特許文献１参照）。 For example, there is a software receiver that can appropriately limit the band according to the occupied bandwidth of a signal using a plurality of filters having different frequency conversion and pass bands, and is not easily affected by an interference signal of a neighboring frequency (for example, Patent Document 1).
また、ＢＰＦをソフトウェアによりフィルタ係数を設定し、通過帯域を制御するデジタルフィルタで構成し、ＢＰＦによる帯域制限をＡＤ変換後のデジタル信号に対して行うソフトウェア受信機がある（例えば、特許文献２参照）。 Further, there is a software receiver in which a BPF is configured by a digital filter that sets a filter coefficient by software and controls a pass band, and performs band limitation by BPF on a digital signal after AD conversion (see, for example, Patent Document 2) ).
しかしながら、従来技術では、信号帯域幅に合わせてＢＰＦの通過帯域を適切に調整することにより、調整後の通過帯域外の雑音や干渉信号は除去できるが、通過帯域内の雑音や干渉から影響を受けるという問題がある。 However, in the conventional technology, by adjusting the BPF passband appropriately according to the signal bandwidth, noise and interference signals outside the adjusted passband can be removed, but the noise and interference within the passband are affected. There is a problem of receiving.
また、対応する無線システムの種類が多くなるほど、あらかじめ用意するＢＰＦの数や切り替え処理等が増加し、特に未知の無線システムの信号に対しては、柔軟な対応が難しいという問題がある。 In addition, as the number of types of corresponding wireless systems increases, the number of BPFs prepared in advance, switching processing, and the like increase. In particular, there is a problem that it is difficult to respond flexibly to signals of unknown wireless systems.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、所望信号の占有帯域内に存在する雑音や干渉を除去することにより受信特性を向上することができ、キャリア周波数、変調方式、占有帯域幅等が異なる様々な無線システムの所望信号に対して柔軟に対応できる受信装置及びベースバンド信号の処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to improve reception characteristics by removing noise and interference existing in the occupied band of a desired signal, and to improve carrier frequency. Another object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a baseband signal processing method that can flexibly cope with desired signals of various wireless systems having different modulation schemes, occupied bandwidths, and the like.
上述の課題を解決するために、本発明は、ベースバンド信号処理部を備えた受信装置であって、前記ベースバンド信号処理部が、受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出する中心周波数検出手段と、前記中心周波数検出手段によって検出された前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成する基準信号生成手段と、前記基準信号生成手段によって前記基準信号を生成する際に利用した解析方法と同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析し、前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方を前記所望信号の特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、前記基準信号生成手段によって生成された前記基準信号としての前記第１の周波数特性の各時点における、前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量抽出手段によって抽出された前記特徴量と一致するように、該基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元する所望信号復元手段を具備し、異なる複数の無線システムの信号を１つ以上含んだ受信信号から１つ以上の所望信号を復元することを特徴とする。
また、本発明に係るベースバンド信号処理部を備えた受信装置であって、前記ベースバンド信号処理部は、受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる少なくとも１つの所望信号の中心周波数を検出する中心周波数検出部と、前記中心周波数検出部によって検出する少なくとも１つの前記中心周波数に基づき、前記各中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号を時間的に連続させた第１の周波数特性を少なくとも１つ生成し、前記第１の周波数特性を基準信号として出力する基準信号生成部と、前記受信信号を時間的に連続させた第２の周波数特性を生成し、前記第２の周波数特性の各時点において、前記中心周波数検出部によって検出された前記中心周波数に対応する電力成分および位相成分のうち少なくとも一方を前記所望信号の特徴量として抽出する特徴量抽出部と、前記基準信号生成部によって生成された第１の周波数特性の各時点において、前記受信信号に基づき前記中心周波数検出部によって検出された前記中心周波数に対応する電力成分および位相成分のうち少なくとも一方を前記基準信号の特徴量として抽出し、前記基準信号の特徴量が、前記所望信号の特徴量と一致する前記所望信号の復元信号を生成する所望信号復元部と、を具備し、異なる複数の無線システムの信号を１つ以上含んだ受信信号から１つ以上の前記所望信号を復元することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the present invention provides a receiving device including a baseband signal processing unit, wherein the baseband signal processing unit analyzes a reception frequency characteristic of a received signal and includes the received signal in the received signal. Center frequency detecting means for detecting one or more center frequencies, which are the frequencies of one or more desired signal carriers and subcarriers, and no frequency having the same frequency as the center frequency detected by the center frequency detecting means. Reference signal generation means for generating one or more first frequency characteristics that are temporally continuous in the modulation signal as a reference signal, and the same analysis as the analysis method used when the reference signal is generated by the reference signal generation means A second frequency characteristic that is temporally continuous from the received signal using a method, and the received signal on the center frequency at each time point of the second frequency characteristic. At each point of time of the first frequency characteristic as the reference signal generated by the feature signal extraction unit that extracts one or both of the power component and the phase component as the feature value of the desired signal, and the reference signal generation unit, The first continuous in time of the reference signal so that one or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency coincide with the feature quantity extracted by the feature quantity extraction means. By controlling the frequency characteristic of the first signal, the first frequency characteristic is used as at least one restoration signal corresponding to the desired signal, and there is provided desired signal restoration means for restoring the desired signal. It is characterized in that one or more desired signals are restored from a received signal including one or more.
The baseband signal processing unit includes a baseband signal processing unit according to the present invention, wherein the baseband signal processing unit analyzes a reception frequency characteristic of the reception signal and determines at least one desired signal included in the reception signal. A center frequency detecting unit for detecting a center frequency, and a non-modulated signal having the same frequency as each of the center frequencies based on at least one of the center frequencies detected by the center frequency detecting unit. A reference signal generation unit that generates at least one frequency characteristic of the first frequency characteristic and outputs the first frequency characteristic as a reference signal; a second frequency characteristic that temporally continues the reception signal; and At least one of the power component and the phase component corresponding to the center frequency detected by the center frequency detector The center detected by the center frequency detector based on the received signal at each time point of the first frequency characteristic generated by the feature amount extraction unit that extracts the desired signal as the feature amount and the reference signal generation unit At least one of a power component and a phase component corresponding to a frequency is extracted as a feature amount of the reference signal, and a restored signal of the desired signal whose feature amount of the reference signal matches the feature amount of the desired signal is generated. And a desired signal restoring unit, wherein one or more desired signals are restored from a received signal including one or more signals of a plurality of different wireless systems.
さらに、本発明は、ベースバンド信号処理部を備えた受信装置であって、前記ベースバンド信号処理部が、受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出する中心周波数検出手段と、前記中心周波数検出手段によって検出された前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成する基準信号生成手段と、前記基準信号生成手段によって前記基準信号を生成する際に利用した解析方法と同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析し、前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方と、前記基準信号生成手段によって生成された前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性とを利用して、１つ以上の前記中心周波数に対して互いに独立した電力成分および位相成分の一方もしくは両方を算出し、算出された前記電力成分および前記位相成分の一方もしくは両方を１つ以上の所望信号の特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、前記基準信号生成手段によって生成された前記基準信号としての前記第１の周波数特性の各時点における、前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量抽出手段によって抽出された前記特徴量と一致するように、該基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元する所望信号復元手段を具備し、異なる複数の無線システムの信号を１つ以上含んだ受信信号から１つ以上の所望信号を復元することを特徴とする。 Furthermore, the present invention is a receiving device including a baseband signal processing unit, wherein the baseband signal processing unit analyzes a reception frequency characteristic of the received signal, and one or more desired signals included in the received signal A center frequency detecting means for detecting one or more center frequencies which are frequencies of a carrier wave and a subcarrier, and an unmodulated signal having the same frequency as the center frequency detected by the center frequency detecting means in terms of time. A reference signal generating means for generating one or more of the first frequency characteristics as a reference signal, and the received signal using the same analysis method as used when the reference signal generating means generates the reference signal. And analyzing the second frequency characteristic continuous in time from the power component and the phase of the received signal on the center frequency at each time point of the second frequency characteristic. Utilizing one or both of the minutes and the first frequency characteristic of the reference signal generated by the reference signal generating means that are temporally continuous, independent of one or more of the center frequencies Feature quantity extraction means for calculating one or both of a power component and a phase component, and extracting one or both of the calculated power component and phase component as a feature quantity of one or more desired signals; and the reference signal generation One or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency at each time point of the first frequency characteristic as the reference signal generated by the means is extracted by the feature amount extraction means The first frequency characteristic is controlled by controlling the first frequency characteristic that is temporally continuous with the reference signal so as to coincide with the feature amount. As the at least one restoration signal corresponding to the desired signal, there is provided desired signal restoration means for restoring the desired signal, and one or more desired signals are received from received signals including one or more signals of a plurality of different wireless systems. It is characterized by restoring.
上記発明において、基準信号生成手段は、前記中心周波数と同一の周波数の無変調信号の位相をシフトさせて複数の基準信号を生成し、前記所望信号復元手段は、各時点における前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分及び位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量抽出手段によって抽出された前記特徴量と一致するように、前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御する際に、各時点において前記複数の基準信号の中から前記特徴量の位相成分と最も相関の高い位相成分を持つ前記基準信号を選択し、選択された前記基準信号の電力成分を制御することを特徴とする。 In the above invention, the reference signal generating means generates a plurality of reference signals by shifting the phase of an unmodulated signal having the same frequency as the center frequency, and the desired signal restoring means is on the center frequency at each time point. Control the first frequency characteristic of the reference signal that is temporally continuous so that one or both of the power component and the phase component of the reference signal coincide with the feature amount extracted by the feature amount extraction unit. When selecting, the reference signal having the phase component having the highest correlation with the phase component of the feature amount is selected from the plurality of reference signals at each time point, and the power component of the selected reference signal is controlled. It is characterized by.
本発明は、受信信号から１つ以上の所望信号を復元するベースバンド信号の処理方法であって、前記受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の前記所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出するステップと、前記検出した前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成するステップと、前記基準信号を生成した同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析するステップと、前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方を前記所望信号の特徴量として抽出するステップと、前記第１の周波数特性の各時点における、前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量と一致するように、該基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元するステップとを含むことを特徴とする。 The present invention is a baseband signal processing method for restoring one or more desired signals from a received signal, analyzing a received frequency characteristic of the received signal, and one or more desired signals included in the received signal Detecting one or more center frequencies which are the frequencies of a carrier wave and a sub-carrier wave, and a first frequency characteristic continuous in time of an unmodulated signal having the same frequency as the detected center frequency as a reference signal Each of the second frequency characteristic, the step of generating one or more as a step, analyzing the second frequency characteristic continuous in time from the received signal using the same analysis method that generated the reference signal, Extracting one or both of a power component and a phase component of the received signal on the center frequency at a point in time as a feature quantity of the desired signal; and the first frequency The first frequency characteristic of the reference signal that is temporally continuous so that one or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency coincide with the feature amount at each point of time. And controlling the first frequency characteristic as at least one restoration signal corresponding to the desired signal to restore the desired signal.
本発明は、受信信号から１つ以上の所望信号を復元するベースバンド信号の処理方法であって、前記受信信号の周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の前記所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出するステップと、前記検出した前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成するステップと、前記基準信号を生成した同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析するステップと、前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分、及び位相成分の一方もしくは両方と、前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性とを利用して、１つ以上の前記中心周波数に対して互いに独立した電力成分および位相成分の一方もしくは両方を算出し、算出された前記電力成分および前記位相成分の一方もしくは両方を１つ以上の所望信号の特徴量として抽出するステップと、前記第１の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量と一致するように、前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元するステップとを含むことを特徴とするベースバンド信号の処理方法。 The present invention is a baseband signal processing method for restoring one or more desired signals from a received signal, wherein the frequency characteristics of the received signal are analyzed, and one or more desired signals included in the received signal are analyzed. A step of detecting one or more center frequencies which are frequencies of a carrier wave and a subcarrier wave, and a first frequency characteristic continuous in time of an unmodulated signal having the same frequency as the detected center frequency as a reference signal A step of generating one or more, a step of analyzing a second frequency characteristic continuous in time from the received signal using the same analysis method that generated the reference signal, and each time point of the second frequency characteristic Using one or both of the power component and the phase component of the received signal on the center frequency in the first frequency characteristic of the reference signal in time, One or both of a power component and a phase component that are independent of each other with respect to two or more center frequencies are calculated, and one or both of the calculated power component and phase component are used as one or more desired signal feature quantities Extracting, and the time component of the reference signal so that one or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency at each time point of the first frequency characteristic coincide with the feature amount. A step of restoring the desired signal by controlling the first frequency characteristic that is continuous with the first frequency characteristic as at least one restoration signal corresponding to the desired signal. Baseband signal processing method.
本発明によれば、受信信号の時間的に連続した周波数特性と、所望信号の中心周波数に基づき生成された、雑音や干渉が重畳されていない基準信号とを利用して、所望信号を復元することにより、所望信号の雑音や干渉を除去し、受信特性を向上することができる。また、本発明によれば、受信信号から所望信号を抽出する際に、ＢＰＦを必要とせず、所望信号の占有帯域幅に依存しない信号処理により所望信号を抽出することができ、様々な無線システムの所望信号に対して柔軟に対応することができる。 According to the present invention, the desired signal is restored using the temporally continuous frequency characteristics of the received signal and the reference signal generated based on the center frequency of the desired signal and not superimposed with noise or interference. As a result, the noise and interference of the desired signal can be removed and the reception characteristics can be improved. In addition, according to the present invention, when extracting a desired signal from a received signal, a desired signal can be extracted by signal processing that does not require a BPF and does not depend on an occupied bandwidth of the desired signal. The desired signal can be flexibly dealt with.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す通り、第１の実施形態に係る受信装置は、アンテナ１００と、ＲＦ部１０１と、ＡＤ変換部１０２と、ベースバンド信号処理部２００を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the receiving apparatus according to the first embodiment includes an
ベースバンド信号処理部２００は、中心周波数検出部２０１、基準信号生成部２０２、特徴量抽出部２０３、所望信号復元部２０４、復調部２０５を備えている。
The baseband
ＲＦ部１０１は、アンテナ１００により受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換し、ＡＤ変換部１０２に出力する。ＡＤ変換部１０２は、入力されたベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をベースバンド信号処理部２００の中心周波数検出部２０１と特徴量抽出部２０３に受信信号として出力する。
The
中心周波数検出部２０１は、ＡＤ変換部１０２より入力された受信信号の周波数特性（受信周波数特性）についてフーリエ変換を用いて解析し、その解析結果から閾値判定を行い、例えば、所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出する。検出された中心周波数は、基準信号生成部２０２と特徴量抽出部２０３に出力される。なお、閾値判定とは、図３を用いて後述する通り、例えば、中心周波数検出部２０１によって、所定の閾値Ｔｈより高い電力成分に対応する周波数が抽出され、抽出された周波数が中心周波数と判定されることをいう。本実施の形態に係る中心周波数検出部２０１は、例えば図３では、電力成分が所定の閾値Ｔｈ以上となる２つの中心周波数ｆｌ、ｆ２を検出する。
The center
基準信号生成部２０２は、中心周波数検出部２０１より入力された所望信号の中心周波数ｆｌ、ｆ２と同一の周波数を有する無変調信号から、例えば、短時間フーリエ変換、ウェーブレット変換、ウィグナー分布、一般化調和解析のいずれかを用いて抽出される時間的に連続した周波数特性（第１の周波数特性）を生成し、基準信号として所望信号復元部２０４に出力する。
The reference
特徴量抽出部２０３は、ＡＤ変換部１０２より入力された受信信号の時間的に連続した周波数特性について、基準信号生成部２０２と同一の解析方法を用いて解析し、その解析結果から中心周波数検出部２０１より入力された所望信号の中心周波数ｆｌ、ｆ２上の電力成分と位相成分の一方もしくは両方を所望信号の特徴量として抽出し、所望信号復元部２０４に出力する。例えば、特徴量抽出部２０３は、受信信号の時間的に連続した周波数特性（第２の周波数特性）を生成する。また、特徴量抽出部２０３は、第２の周波数特性の各時点において、受信信号に基づき中心周波数検出部２０１によって検出された中心周波数に対応する電力成分および位相成分のうち少なくとも一方を所望信号の特徴量として抽出し、所望信号復元部２０４に出力する。
The feature
また、基準信号生成部２０２と特徴量抽出部２０３で利用した解析方法は、中心周波数検出部２０１においても所望信号の中心周波数の検出のために受信信号を解析する方法として併用することができる。この場合、中心周波数検出部２０１における解析結果を特徴量抽出部２０３で利用することで、特徴量抽出部２０３における受信信号の解析を省略することができる。
In addition, the analysis method used in the reference
所望信号復元部２０４は、基準信号生成部２０２より入力された基準信号の中心周波数上の電力成分と位相成分の一方もしくは両方が、特徴量抽出部２０３より入力された所望信号の特徴量と一致するように基準信号の電力成分と位相成分の一方もしくは両方を制御する。例えば、所望信号復元部２０４は、基準信号生成部２０２によって生成された第１の周波数特性の各時点において、中心周波数検出部２０１によって検出された中心周波数ｆｌ、ｆ２に対応する電力成分および位相成分のうち少なくとも一方を基準信号の特徴量として抽出する。
また、所望信号復元部２０４は、抽出した基準信号の特徴量を特徴量抽出部２０３によって抽出された所望信号の特徴量に一致させた所望信号の復元信号を生成する。
The desired
Further, the desired
なお、所望信号復元部２０４は、電力成分の制御において、各時点における受信信号から抽出した所望信号の中心周波数上の電力成分と基準信号の中心周波数上の電力成分の比を、それぞれの時点の基準信号の周波数特性全体に掛け合わせることで復元信号を生成する。例えば、所望信号復元部２０４は、生成した基準信号の特徴量が電力成分を含んでいる場合、第２の周波数特性の各時点から特徴量抽出部２０３によって所望信号の特徴量として抽出される電力成分と、第１の周波数特性の各時点から所望信号復元部２０４によって基準信号の特徴量として抽出される電力成分の比を、時間的に連続する周波数特性のそれぞれの時点の基準信号の第１の周波数特性全体に掛け合わせることで行われる。
Note that the desired
また、所望信号復元部２０４は、位相成分の制御において、各時点における受信信号から抽出した所望信号の中心周波数上の位相成分と基準信号の中心周波数上の位相成分の差分だけ、それぞれの時点の基準信号の周波数特性全体を回転させることで復元信号を生成する。例えば、所望信号復元部２０４は、生成した基準信号の特徴量が位相成分を含んでいる場合、第２の周波数特性の各時点から特徴量抽出部２０３によって所望信号の特徴量として抽出される位相成分と、第１の周波数特性の各時点から所望信号復元部２０４によって基準信号の特徴量として抽出される位相成分の差分だけ、時間的に連続する周波数特性のそれぞれの時点の基準信号の周波数特性（第１の周波数特性）全体を回転させる。
In addition, in the control of the phase component, the desired
このように、所望信号復元部２０４は、特徴量抽出部２０３によって所望信号の特徴量として抽出された電力成分や位相成分に基づき、基準信号生成部２０２によって生成された基準信号としての第１の周波数特性の各時点における周波数特性の電力成分や位相成分を制御する。このため、所望信号と同じ中心周波数を有する復元信号を生成することができる。
一方、所望信号復元部２０４は、中心周波数以外の帯域の基準信号の周波数特性も、中心周波数上の特徴量に基づいて制御することで、所望信号の復元信号を生成することができる。このため、中心周波数以外の帯域に重畳する雑音を除去することができる。
さらに、所望信号復元部２０４は、基準信号生成部２０２や特徴量抽出部２０３で利用した解析方法に基づき、復元信号を時間的に連続させた周波数特性を時間信号に変換し、所望信号として復調部２０５に出力する。
As described above, the desired
On the other hand, the desired
Further, the desired
復調部２０５は、所望信号復元部２０４から入力された所望信号に対し、同期検波あるいは非同期検波、及び変調方式の推定を行い、推定された変調方式に従って復調処理を行う。
The
図２は、第１実施形態のベースバンド信号処理部２００の処理フローを示し、図３は、各処理において得られる信号の状態を示している。なお、上述の通り、中心周波数検出部２０１は、２つの中心周波数ｆｌ、ｆ２を検出し、受信信号には、２値ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調がなされた所望信号が含まれる例について以下説明する。
FIG. 2 shows a processing flow of the baseband
ＡＤ変換部１０２からデジタル信号である受信信号（図３の受信信号１１００）が出力されると、ベースバンド信号処理部２００の中心周波数検出部２０１と特徴量検出部２０３に入力される（ステップＳ１）。受信信号が入力されると、中心周波数検出部２０１は、入力した受信信号（図３の受信信号１１００）の周波数特性を解析し、解析結果として受信信号の例えばスペクトル（図３のスペクトル１１０１）を得る（ステップＳ２）。中心周波数検出部２０１は、ステップＳ２の解析結果である受信信号のスペクトル（図３のスペクトル１１０１）を閾値Ｔｈにより閾値判定することで、所望信号の中心周波数ｆｌ、ｆ２を検出する（ステップＳ３）。例えば、中心周波数検出部２０１は、スペクトル１１０１において、所定の閾値Ｔｈより高い電力成分に対応する周波数を中心周波数ｆｌ、ｆ２として検出する。
When a received signal (received
特徴量抽出部２０３は、受信信号の時間的に連続した周波数特性を解析し、受信信号の時間的に連続した周波数特性（図３の周波数特性１１０２）を得る（ステップＳ４）。特徴量抽出部２０３は、ステップＳ３において中心周波数検出部２０１によって検出された所望信号の中心周波数ｆｌ、ｆ２が入力され、受信信号に基づく時間的に連続した周波数特性（図３の周波数特性１１０２）から、所望信号の中心周波数ｆｌ、ｆ２上の電力成分及び位相成分の一方あるいは両方を所望信号の特徴量として抽出する（ステップＳ５）。ここでは、特徴量抽出部２０３によって、所望信号の中心周波数ｆｌ、ｆ２上の電力成分が、所望信号の特徴量として抽出された例を説明する。
The feature
一方、基準信号生成部２０２は、ステップＳ３において中心周波数検出部２０３によって検出された所望信号の中心周波数ｆｌ、ｆ２が入力されると、この中心周波数ｆｌ、ｆ２と同じ周波数の無変調信号１１０３の時間的に連続した周波数特性を、基準信号（図３の基準信号１１０４）として生成する（ステップＳ６）。なお、基準信号生成部２０２は、無変調信号に対して窓関数を掛けた後に短時間フーリエ変換を行うことができる。これにより、基準信号生成部２０２は、中心周波数しか有さない無変調信号であっても、図３に示すように、側波帯を有する周波数領域の信号１１０４を生成することができる。
On the other hand, when the center frequencies f 1 and f 2 of the desired signal detected by the
所望信号復元部２０４は、ステップＳ５において特徴量抽出部２０３によって抽出された所望信号の特徴量を利用し、ステップＳ６において基準信号生成部２０２によって生成された基準信号（図３の基準信号１１０４）の電力位相あるいは位相成分の少なくとも１方の制御を行う（ステップＳ７）。例えば、所望信号復元部２０４は、基準信号生成部２０２によって生成された周波数特性１１０４の各時点において、受信信号に基づき中心周波数検出部２０１によって検出された中心周波数ｆｌ、ｆ２に対応する電力成分と位相成分を基準信号の特徴量として抽出し、前記所望信号の特徴量と一致するように周波数特性１１０４を制御する。
所望信号復元部２０４は、ステップＳ７で制御された、電力・位相成分制御後の基準信号の周波数特性（図３の周波数特性１１０５）を利用し、所望信号（図３の信号１１０６）の復元を行う（ステップＳ８）。例えば、所望信号復元部２０４は、抽出した基準信号の中心周波数に対応する電力成分と、特徴量抽出部２０３によって抽出された所望信号の特徴量である電力成分の比を、時間的に連続する周波数特性の各時点に応じて、それぞれの時点の基準信号の周波数特性全体に掛け合わせることで、所望信号の復元信号を生成する。これにより、例えば、中心周波数検出部２０１によって中心周波数ｆｌ、ｆ２が検出される際に、閾値判定によって、電力成分が閾値Ｔｈ以上となっている中心周波数ｆｌ、ｆ２の電力成分を、所望信号の電力成分とすることができ、かつ、中心周波数ｆｌ、ｆ２以外の帯域の基準信号の周波数特性も制御することで、所望信号の復元信号を生成することができるため、中心周波数以外の帯域に重畳する雑音を除去することができる。
The desired
The desired
復調部２０５は、ステップＳ８で復元した所望信号の復元信号（図３の信号１１０６）の復調を行う（ステップＳ９）。
このように、特徴量抽出部２０３によって生成される受信信号の時間的に連続した周波数特性と、基準信号生成部２０２によって生成される所望信号の中心周波数に基づき生成された、雑音や干渉が重畳されていない基準信号とを利用して、所望信号復元部２０４が、所望信号を復元することにより、所望信号の雑音や干渉を除去し、受信特性を向上することができる。よって、受信信号から所望信号を抽出する際に、ＢＰＦが不要であり、所望信号の占有帯域幅に依存しない信号処理により所望信号を抽出することができ、様々な無線システムの所望信号に対して柔軟に対応することができる。
The
In this manner, noise and interference generated based on the temporally continuous frequency characteristics of the reception signal generated by the feature
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態による受信装置の構成を示すブロック図である。図４において、本発明の第２の実施形態の受信装置は、アンテナ５００と、ＲＦ部５０１と、ＡＤ変換部５０２と、ベースバンド信号処理部６００を備えている。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention includes an
ベースバンド信号処理部６００は、中心周波数検出部６１１、基準信号生成部６１２、特徴量抽出部６１３、所望信号復元部６１４、復調部６０５を備えている。
The baseband
アンテナ５００、ＲＦ部５０１、ＡＤ変換部５０２は、第１の実施形態における、アンテナ１００、ＲＦ部１０１、ＡＤ変換部１０２と同様であり、その説明を省略する。この第２の実施形態では、中心周波数検出部６１１、基準信号生成部６１２、特徴量抽出部６１３、所望信号復元部６１４が、第１の実施形態の中心周波数検出部２０１、基準信号生成部２０２、特徴量抽出部２０３、所望信号復元部２０４と異なっている。
The
中心周波数検出部６１１は、ＡＤ変換部５０２より入力された受信信号の周波数特性についてフーリエ変換を用いて解析し、その解析結果から閾値判定を行い、例えば、所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数ｆ３、ｆ４を検出する。また、中心周波数検出部６１１は、検出した中心周波数ｆ３、ｆ４を、基準信号生成部６１２に出力する。
The center
基準信号生成部６１２は、中心周波数検出部６１１から出力される所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４と同一の周波数を有する無変調信号から、例えば、短時間フーリエ変換、ウェーブレット変換、ウィグナー分布、一般化調和解析のいずれかを用いて抽出される時間的に連続した第１の周波数特性を生成し、基準信号として特徴量抽出部６１３と所望信号復元部６１４に出力する。ここで、基準信号生成部６１２は、所望信号ごとに基準信号を生成し、例えば、複数の所望信号を含む受信信号が入力される場合、各所望信号はそれぞれ異なる少なくとも1つの中心周波数を備えるものであってもよい。
また、基準信号生成部６１２は、中心周波数検出部６１１によって検出された中心周波数ｆ３、ｆ４を、生成した基準信号と合わせて特徴量抽出部６１３に出力する。
The reference
Further, the reference
特徴量抽出部６１３は、ＡＤ変換部５０２より入力された受信信号の時間的に連続した周波数特性（図６に示す周波数特性２１００）について、基準信号生成部６１２と同一の解析方法を用いて解析し、その解析結果から基準信号生成部６１２より入力された所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上の電力成分と位相成分の一方もしくは両方を所望信号の特徴量として抽出する。例えば、特徴量抽出部６１３は、受信信号の時間的に連続した第２の周波数特性（図６に示す周波数特性２１００）を生成する。また、特徴量抽出部６１３は、周波数特性２１００の各時点において、受信信号に基づき中心周波数検出部６１１によって検出された中心周波数ｆ３、ｆ４のそれぞれ対応する電力成分（図７に示す電力成分ａ、ｂ）を、所望信号の特徴量として抽出する。
さらに、特徴量抽出部６１３は、抽出した各所望信号の特徴量（図７に示す電力成分ａ、ｂ）と、基準信号生成部６１２から入力された基準信号（第１の周波数特性）を用いて、各所望信号に対し、互いに独立した特徴量を算出し、その独立した特徴量を、所望信号復元部６１４に出力する。詳細については、図７を用いて後述する。
The feature
Further, the feature
また、基準信号生成部６１２と特徴量抽出部６１３で利用した解析方法は、中心周波数検出部６１１においても所望信号の中心周波数の検出のために受信信号を解析する方法として併用することができる。この場合、中心周波数検出部６１１における解析結果を特徴量抽出部６１３で利用することで、特徴量抽出部６１３における受信信号の解析を省略することができる。
In addition, the analysis method used in the reference
所望信号復元部６１４は、基準信号生成部６１２より入力された基準信号の中心周波数上の電力成分と位相成分の一方もしくは両方が、特徴量抽出部６１３より入力された独立した各所望信号の特徴量と一致するように基準信号の電力成分と位相成分の一方もしくは両方を制御する。詳細については、図７を用いて後述する。
The desired
また、所望信号復元部６１４は、電力成分の制御において、各時点における受信信号から抽出した所望信号の中心周波数上の電力成分と基準信号の中心周波数上の電力成分の比を、それぞれの時点の基準信号の周波数特性全体に掛け合わせることで復元信号を生成する。
Further, in the control of the power component, the desired
さらに、所望信号復元部６１４は、位相成分の制御において、各時点における受信信号から抽出した所望信号の中心周波数上の位相成分と基準信号の中心周波数上の位相成分の差の分だけ、それぞれの時点の基準信号の周波数特性全体を回転させることで復元信号を生成する。
Furthermore, the desired
このように特徴量抽出部６１３より入力された独立した各所望信号の特徴量に基づいて各時点における周波数特性の電力成分と位相成分を制御した基準信号により、各所望信号を個別に復元し、隣接した中心周波数を利用する所望信号を分離する。この復元された所望信号を基準信号生成部６１２と特徴量抽出部６１３で利用した解析方法に基づいて、時間的に連続した周波数特性から時間信号に変換し、復調部６０５に出力する。
In this way, each desired signal is individually restored by the reference signal in which the power component and the phase component of the frequency characteristics at each time point are controlled based on the feature amount of each independent desired signal input from the feature
図５、図６を参照し、第２実施形態における信号分離動作について説明する。図５は、第２実施形態のベースバンド信号処理部６００の処理フローを示しており、図６は、第２実施形態の信号分離処理における信号の状態の例を示している。
The signal separation operation in the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a processing flow of the baseband
ＡＤ変換部５０２からデジタル信号である受信信号が出力されると、ベースバンド信号処理部６００の中心周波数検出部６１１と特徴量抽出部６１３に入力される（ステップＳ１０１）。受信信号が入力されると、中心周波数検出部６１１は、入力した受信信号の周波数特性を解析し、解析結果として受信信号の例えばスペクトルを生成する（ステップＳ１０２）。中心周波数検出部６１１は、ステップＳ１０２の解析結果である受信信号のスペクトルを閾値Ｔｈにより閾値判定することで、所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４を検出する（ステップＳ１０３）。
When a received signal that is a digital signal is output from the
特徴量抽出部６１３は、受信信号の時間的に連続した周波数特性を解析し、受信信号の時間的に連続した周波数特性（図６の周波数特性２１００）を生成する（ステップＳ１０４）。特徴量抽出部６１３は、ステップＳ１０３において中心周波数検出部６１１によって検出された所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４が入力され、ステップＳ１０４において生成した受信信号の時間的に連続した周波数特性から、所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上の電力成分及び位相成分の一方あるいは両方を所望信号の特徴量として抽出する（ステップＳ１０５）。
The feature
一方、基準信号生成部６１２は、ステップＳ１０３において中心周波数検出部２０３によって検出された所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４が入力されると、この中心周波数ｆ３、ｆ４と同じ周波数を有する無変調信号の時間的に連続した周波数特性を基準信号として生成する（ステップＳ１０６）。なお、基準信号生成部６１２では、無変調信号に対して窓関数を掛けた後に短時間フーリエ変換を行うため、本来は中心周波数しか有さない無変調信号であっても、側波帯を有する周波数領域の基準信号１１０４を得ることができる。上述の動作は、第１の実施形態と同様である。
On the other hand, when the reference
特徴量抽出部６１３は、ステップＳ１０４において生成した受信信号の時間的に連続した周波数特性（図６の周波数特性２１００）に基づき、ステップＳ１０５において抽出した各所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上の特徴量（電力成分及び位相成分の一方あるいは両方）と、ステップＳ１０６において基準信号生成部６１２によって生成された各所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４と同一の周波数の無変調信号の時間的に連続した周波数特性である基準信号を利用し、互いに独立した各所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上の電力成分及び位相成分の一方あるいは両方を算出する（ステップＳ１０７）。なお、詳細については図７を用いて後述する。
The feature
ステップＳ１０７において特徴量抽出部６１３によって算出された独立した所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上の電力成分および位相成分の一方あるいは両方を用いて、各時点における基準信号の電力成分および位相成分の一方あるいは両方を制御することで、基準信号の周波数特性（図６の周波数特性２１０１）を生成される（ステップＳ１０８）。
Using one or both of the power component and the phase component on the center frequencies f 3 and f 4 of the independent desired signal calculated by the feature
所望信号復元部６１４は、ステップＳ１０８において生成された各時点の基準信号の周波数特性（図６の周波数特性２１０１）を利用し、それぞれの所望信号を復元することにより、分離した隣接する中心周波数ｆ３、ｆ４を利用する所望信号（図６の所望信号２１０２）を得る（ステップＳ１０９）。復調部６０５は、ステップＳ１０９において所望信号復元部６１４によって復元された所望信号の復元信号（図３の信号１１０６）の復調を行う（ステップＳ１１０）。
このように、特徴量抽出部６１３によって生成される受信信号の時間的に連続した周波数特性と、基準信号生成部６１２によって生成される所望信号の中心周波数に基づき生成された、雑音や干渉が重畳されていない基準信号とを利用して、所望信号復元部６１４が、所望信号を復元することにより、所望信号の雑音や干渉を除去し、受信特性を向上することができる。よって、受信信号から所望信号を抽出する際に、ＢＰＦが不要であり、所望信号の占有帯域幅に依存しない信号処理により所望信号を抽出することができ、様々な無線システムの所望信号に対して柔軟に対応することができる。
また、本発明によれば、隣接周波数を利用する複数の所望信号を分離することできる。
The desired
In this way, noise and interference generated based on the temporally continuous frequency characteristics of the reception signal generated by the feature
Further, according to the present invention, it is possible to separate a plurality of desired signals that use adjacent frequencies.
次に図７を参照し、ステップＳ１０７の算出方法を説明する。図７は、図６の受信信号の時間的に連続した周波数特性２１００の時刻τにおける受信信号及び基準信号の周波数特性の関係を示しており、図７では電力成分のみを示している。
図７に示すａ，ｂの値は、所望信号の中心周波数ｆ３，ｆ４上の受信信号の電力成分である。独立した所望信号の中心周波数ｆ３，ｆ４上の電力成分が、それぞれＡ，Ｂの値をとると仮定した場合、ａの値は、中心周波数ｆ３の基準信号の周波数特性ＳＳ３の周波数ｆ３における周波数特性、中心周波数ｆ４の基準信号の周波数特性ＳＳ４の周波数ｆ３における周波数特性、および周波数ｆ３において重畳する雑音の和の電力成分となる。また、ｂの値は、中心周波数ｆ４の基準信号の周波数特性ＳＳ４の周波数ｆ４における周波数特性、中心周波数ｆ３の基準信号の周波数特性ＳＳ３の周波数ｆ４における周波数特性、および周波数ｆ４において重畳する雑音の和の電力成分となる。この仮定したＡ，Ｂの値を、中心周波数ｆ３，ｆ４の特徴量として特徴量抽出部６１３によって抽出されたａ，ｂの値及び基準信号の周波数特性ＳＳ３、ＳＳ４を利用して算出することにより、独立した所望信号の電力成分が得られる。
Next, the calculation method in step S107 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the relationship between the frequency characteristics of the received signal and the reference signal at the time τ of the time-continuous frequency characteristic 2100 of the received signal of FIG. 6, and FIG. 7 shows only the power component.
The values of a and b shown in FIG. 7 are the power components of the received signal on the center frequencies f 3 and f 4 of the desired signal. Assuming that the power components on the center frequencies f 3 and f 4 of the independent desired signal take values of A and B, respectively, the value of a is the frequency f of the frequency characteristic SS3 of the reference signal of the center frequency f 3. 3, the frequency characteristic at the frequency f 3 of the frequency characteristic SS 4 of the reference signal at the center frequency f 4 , and the power component of the sum of noise superimposed at the frequency f 3 . The value of b, the frequency characteristic in the frequency f 4 of the frequency characteristic SS4 of the reference signal having a center frequency f 4, frequency characteristics in the frequency f 4 of the frequency characteristic SS3 of the reference signal having a center frequency f 3, and the frequency f 4 This is the power component of the sum of the superimposed noises. The assumed values A and B are calculated using the values a and b extracted by the feature
例えば、第１の所望信号の中心周波数ｆ３と、第２の所望信号の中心周波数ｆ４が検出されている場合、特徴量抽出部６１３は、第１、第２の所望信号の中心周波数ｆ３，ｆ４に基づき、それぞれの特徴量として、電力成分ａ、ｂを抽出すると、この電力成分ａ、ｂと基準信号の周波数特性ＳＳ３、ＳＳ４を用いて、仮定したＡ，Ｂの値を算出し、所望信号復元部６１４に出力する。
所望信号復元部６１４は、特徴量抽出部６１３より入力された電力成分Ａ、Ｂに基づいて、基準信号の周波数特性ＳＳ３、ＳＳ４の電力成分を制御する。
For example, when the center frequency f 3 of the first desired signal and the center frequency f 4 of the second desired signal are detected, the feature
The desired
次に、特徴量抽出部６１３によって算出される独立した各所望信号の特徴量（電力成分および位相成分）の計算例について説明する。
特徴量抽出部６１３によって、時間的に連続した周波数特性（例えば、図６の周波数特性２１００）を抽出するための解析方法として短時間フーリエ変換を利用した場合、時刻τにおける隣接する周波数ｆｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を利用するＫ個の所望信号の中心周波数上の独立した電力成分及び位相成分の計算例を以下に示す。
Next, a calculation example of feature amounts (power component and phase component) of each independent desired signal calculated by the feature
When the short-time Fourier transform is used as an analysis method for extracting a temporally continuous frequency characteristic (for example, the frequency characteristic 2100 in FIG. 6) by the feature
中心周波数ｆｋの無変調信号を式（１）のｇｋ（ｔ）に示す。例えば、基準信号生成部６１２は、この式（１）に従って、中心周波数検出部６１１によって検出される中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号ｇｋ（ｔ）を算出する。
An unmodulated signal having a center frequency f k is represented by g k (t) in the equation (1). For example, the reference
なお、本実施の形態において、ベースバンド信号処理部６００に入力される受信信号ｙ（ｔ）は、式（２）において表されるように、時刻ｔにおける無変調信号ｇｋ（ｔ）が電力成分Ａｋ（ｔ）および位相成分Φｋ（ｔ）によって変調された変調信号と、雑音ｎ（ｔ）の和であると仮定する。
In the present embodiment, the received signal y (t) input to the baseband
また、特徴量抽出部６１３において解析される解析方法として、短時間フーリエ変換が利用されて時間的に連続した周波数特性は、式（３）に示すＹ（ω，τ）で表される。
式（３）に示す通り、時間的に連続した周波数特性は、受信信号ｙ（ｔ）に窓関数ｗ（ｔ−τ）を乗算したものに対してフーリエ変換を行うことにより算出される。
In addition, as an analysis method analyzed by the feature
As shown in Expression (3), the temporally continuous frequency characteristic is calculated by performing Fourier transform on the received signal y (t) multiplied by the window function w (t−τ).
なお、一定の電力成分Ａｋおよび位相成分Φｋを含む変調信号を短時間フーリエ変換した場合の時刻τにおける周波数特性は、式（４）のＧｋ（ω，τ）で表される。 In addition, the frequency characteristic at the time τ when the modulated signal including the constant power component A k and the phase component Φ k is subjected to the short-time Fourier transform is expressed by G k (ω, τ) in Expression (4).
これら式（１）〜（４）を前提として、中心周波数が１つのとき（Ｋ＝１）と、中心周波数が少なくとも２以上のとき（Ｋ≠１）に場合分けして、所望信号復元部６１４によって生成される独立した各所望信号の特徴量（電力成分および位相成分）の算出について説明する。
Ｋ＝１のとき、例えば、特徴量抽出部６１３によって抽出された所望信号の中心周波数ｆ３あるいはｆ４上の電力成分および位相成分は、式（５）で表される。
Based on these equations (1) to (4), the desired
When K = 1, for example, the power component and the phase component on the center frequency f 3 or f 4 of the desired signal extracted by the feature
式（５）に示す電力成分および位相成分は、式（６）に示す通り、所望信号ごとの中心周波数ｆ３あるいはｆ４上の電力成分と位相成分と近似する。 The power component and phase component shown in Expression (5) approximate the power component and phase component on the center frequency f 3 or f 4 for each desired signal, as shown in Expression (6).
よって、特徴量抽出部６１３は、Ｋ＝１の場合、式（６）に従って、所望信号の中心周波数ｆ３あるいはｆ４上の電力成分および位相成分を算出できる。
Therefore, when K = 1, the feature
また、Ｋ≠１のとき、例えば、特徴量抽出部６１３によって抽出された各所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上の電力成分および位相成分は、式（７）で表される。
Further, when K ≠ 1, for example, the power component and the phase component on the center frequencies f 3 and f 4 of each desired signal extracted by the feature
式（７）に示す電力成分および位相成分は、式（８）に示す通り、各所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上のある一定の電力成分Ａｋと位相成分Φｋをもつ変調信号の周波数特性の和と近似する。 The power component and phase component shown in equation (7) are modulated signals having a certain power component A k and phase component Φ k on the center frequencies f 3 and f 4 of each desired signal, as shown in equation (8). It approximates the sum of the frequency characteristics of
よって、特徴量抽出部６１３は、Ｋ≠１の場合、式（９）に従って、式（８）を変換し、独立した各所望信号の中心周波数ｆ３、ｆ４上の電力成分と位相成分の連立方程式を解くことで、独立した各所望信号の中心周波数上の電力成分と位相成分を算出することができる。
Therefore, when K ≠ 1, the feature
なお、上式において、各変数は、以下を意味するものとする。 In the above formula, each variable means the following.
［第３の実施形態］
図１の第１実施形態の基準信号生成部２０２における基準信号の生成の仕方、及び、所望信号復元部２０４における基準信号の位相成分の制御は、以下のように構成しても良い。
[Third Embodiment]
The reference signal generation method in the reference
基準信号生成部２０２は、基準信号を生成する際に、１つの所望信号の中心周波数に対して位相をシフトさせた複数の基準信号を生成し、生成した複数の基準信号を所望信号復元部２０４に出力する。所望信号復元部２０４は、特徴量抽出部２０３より入力された所望信号の位相成分と一致するように基準信号生成部２０２から入力された基準信号の各時点における周波数特性の位相成分を制御する際に、各時点における所望信号の中心周波数上の位相成分と最も相関の高い位相成分を持つ基準信号を選択して利用することにより位相成分の制御を行う。
When generating the reference signal, the reference
［実施形態の効果］
次に、本発明の実施形態の効果について説明する。図８は、第１実施形態においてＯＯＫ（Ｏｎ−Ｏｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ）変調を利用した無線システムの信号が受信した場合のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）とＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）特性の関係である。また、以下の表にシミュレーション条件を示す。
Next, effects of the embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 shows the relationship between SNR (Signal to Noise Ratio) and BER (Bit Error Rate) characteristics when a signal of a wireless system using OOK (On-Off Keying) modulation is received in the first embodiment. The following table shows the simulation conditions.
図８において、（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗ／ｏ ＢＰＦ）が、ＢＰＦによる帯域制限を行わない場合のシミュレーション結果を示しており、ＢＥＲ特性は理論値と一致していることが分かる。（Ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ）は、本発明を利用した場合のシミュレーション結果であり、ＢＰＦによる帯域制限は行っていない。 In FIG. 8, (Conventional method w / o BPF) shows a simulation result in the case where the band limitation by the BPF is not performed, and it can be seen that the BER characteristic matches the theoretical value. (Proposed method) is a simulation result when the present invention is used, and band limitation by BPF is not performed.
ＢＰＦによる帯域制限を行わない場合、本発明により、ＢＥＲ特性が改善できることが分かる。また、（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗ／ ＢＰＦ）は、所望信号の占有帯域幅で帯域制限できるＢＰＦを利用した際のシミュレーション結果である。本発明は、このＢＰＦを利用した際のシミュレーション結果に比べ，ＢＥＲ特性を改善できていることが分かる。図８に示されるように、本発明がＢＰＦでは除去できない通過帯域内の雑音を除去できる効果がある。 It can be seen that the BER characteristics can be improved by the present invention when the band limitation by the BPF is not performed. Further, (Conventional method w / BPF) is a simulation result when a BPF that can be band-limited by the occupied bandwidth of the desired signal is used. It can be seen that the BER characteristics of the present invention can be improved as compared with the simulation results when this BPF is used. As shown in FIG. 8, the present invention has an effect of removing noise in the passband that cannot be removed by BPF.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention.
１００ アンテナ
１０１ ＲＦ部
１０２ ＡＤ変換部
２００ ベースバンド信号処理部
２０１ 中心周波数検出部
２０２ 基準信号生成部
２０３ 特徴量抽出部
２０４ 所望信号復元部
２０５ 復調部
５００ アンテナ
５０１ ＲＦ部
５０２ ＡＤ変換部
６００ ベースバンド信号処理部
６０５ 復調部
６１１ 中心周波数検出部
６１２ 基準信号生成部
６１３ 特徴量抽出部
６１４ 所望信号復元部
100
Claims (5)
前記ベースバンド信号処理部は、
受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出する中心周波数検出手段と、
前記中心周波数検出手段によって検出された前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号生成手段によって前記基準信号を生成する際に利用した解析方法と同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析し、前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方を前記所望信号の特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、
前記基準信号生成手段によって生成された前記基準信号としての前記第１の周波数特性の各時点における、前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量抽出手段によって抽出された前記特徴量と一致するように、該基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、
前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元する所望信号復元手段を具備し、
異なる複数の無線システムの信号を１つ以上含んだ受信信号から１つ以上の所望信号を復元することを特徴とする受信装置。 A receiving device including a baseband signal processing unit,
The baseband signal processor is
Center frequency detecting means for analyzing a reception frequency characteristic of the received signal and detecting one or more center frequencies which are frequencies of a carrier and a subcarrier of one or more desired signals included in the received signal;
Reference signal generation means for generating one or more first frequency characteristics of a non-modulated signal having the same frequency as the center frequency detected by the center frequency detection means as a reference signal.
Analyzing a second frequency characteristic that is temporally continuous from the received signal using the same analysis method as that used when generating the reference signal by the reference signal generating means, and the second frequency characteristic Feature quantity extraction means for extracting one or both of the power component and the phase component of the received signal on the center frequency at each time point as the feature quantity of the desired signal;
One or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency at each time point of the first frequency characteristic as the reference signal generated by the reference signal generation unit is the feature amount extraction unit. By controlling the first frequency characteristic of the reference signal that is temporally continuous so as to coincide with the feature amount extracted by
A desired signal restoring means for restoring the desired signal using the first frequency characteristic as at least one restored signal corresponding to the desired signal;
A receiving apparatus which restores one or more desired signals from a received signal including one or more signals of a plurality of different wireless systems.
前記ベースバンド信号処理部は、
受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出する中心周波数検出手段と、
前記中心周波数検出手段によって検出された前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号生成手段によって前記基準信号を生成する際に利用した解析方法と同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析し、前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方と、前記基準信号生成手段によって生成された前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性とを利用して、１つ以上の前記中心周波数に対して互いに独立した電力成分および位相成分の一方もしくは両方を算出し、算出された前記電力成分および前記位相成分の一方もしくは両方を１つ以上の所望信号の特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、
前記基準信号生成手段によって生成された前記基準信号としての前記第１の周波数特性の各時点における、前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量抽出手段によって抽出された前記特徴量と一致するように、該基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元する所望信号復元手段を具備し、
異なる複数の無線システムの信号を１つ以上含んだ受信信号から１つ以上の所望信号を復元することを特徴とする受信装置。 A receiving device including a baseband signal processing unit,
The baseband signal processor is
Center frequency detecting means for analyzing a reception frequency characteristic of the received signal and detecting one or more center frequencies which are frequencies of a carrier and a subcarrier of one or more desired signals included in the received signal;
Reference signal generation means for generating one or more first frequency characteristics of a non-modulated signal having the same frequency as the center frequency detected by the center frequency detection means as a reference signal.
Analyzing a second frequency characteristic that is temporally continuous from the received signal using the same analysis method as that used when generating the reference signal by the reference signal generating means, and the second frequency characteristic One or both of the power component and the phase component of the received signal on the center frequency at each time point and the first frequency characteristic of the reference signal generated by the reference signal generating means that are temporally continuous. Calculating one or both of the power component and the phase component independent of each other with respect to one or more of the center frequencies, and one or both of the calculated power component and the phase component of one or more desired Feature amount extraction means for extracting as a signal feature amount;
One or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency at each time point of the first frequency characteristic as the reference signal generated by the reference signal generation unit is the feature amount extraction unit. By controlling the first frequency characteristic that is temporally continuous with the reference signal so as to coincide with the feature amount extracted by the above, the first frequency characteristic is set to at least one corresponding to the desired signal. As a restoration signal, it comprises desired signal restoration means for restoring the desired signal,
A receiving apparatus which restores one or more desired signals from a received signal including one or more signals of a plurality of different wireless systems.
前記中心周波数と同一の周波数の無変調信号の位相をシフトさせて複数の基準信号を生成し、
前記所望信号復元手段は、
各時点における前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分及び位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量抽出手段によって抽出された前記特徴量と一致するように、前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御する際に、各時点において前記複数の基準信号の中から前記特徴量の位相成分と最も相関の高い位相成分を持つ前記基準信号を選択し、選択された前記基準信号の電力成分を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。 The reference signal generating means includes
A plurality of reference signals are generated by shifting the phase of an unmodulated signal having the same frequency as the center frequency,
The desired signal restoration means includes
The reference signal is temporally continuous so that one or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency at each time point coincide with the feature amount extracted by the feature amount extraction means. When controlling the first frequency characteristic, the reference signal having the phase component having the highest correlation with the phase component of the feature amount is selected from the plurality of reference signals at each time point, and the selected reference The receiving apparatus according to claim 1, wherein a power component of the signal is controlled.
前記受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の前記所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出するステップと、
前記検出した前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成するステップと、
前記基準信号を生成した同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析するステップと、
前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方を前記所望信号の特徴量として抽出するステップと、
前記第１の周波数特性の各時点における、前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量と一致するように、該基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元するステップと
を含むことを特徴とするベースバンド信号の処理方法。 A baseband signal processing method for recovering one or more desired signals from a received signal, comprising:
Analyzing a reception frequency characteristic of the received signal and detecting one or more center frequencies which are frequencies of a carrier and a subcarrier of the one or more desired signals included in the received signal;
Generating one or more first temporally continuous frequency characteristics of an unmodulated signal having the same frequency as the detected center frequency as a reference signal;
Analyzing a second frequency characteristic continuous in time from the received signal using the same analysis method that generated the reference signal;
Extracting one or both of a power component and a phase component of the received signal on the center frequency at each time point of the second frequency characteristic as a feature quantity of the desired signal;
The reference signal is temporally continuous so that one or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency at the respective time points of the first frequency characteristic coincide with the feature amount. Reconstructing the desired signal by controlling the first frequency characteristic as at least one reconstructed signal corresponding to the desired signal. Processing method.
前記受信信号の受信周波数特性を解析し、前記受信信号に含まれる１つ以上の前記所望信号の搬送波及び副搬送波の周波数である１つ以上の中心周波数を検出するステップと、
前記検出した前記中心周波数と同一の周波数を有する無変調信号の時間的に連続した第１の周波数特性を基準信号として１つ以上生成するステップと、
前記基準信号を生成した同一の解析方法を用いて前記受信信号から時間的に連続した第２の周波数特性を解析するステップと、
前記第２の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記受信信号の電力成分、及び位相成分の一方もしくは両方と、前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性とを利用して、１つ以上の前記中心周波数に対して互いに独立した電力成分および位相成分の一方もしくは両方を算出し、算出された前記電力成分および前記位相成分の一方もしくは両方を１つ以上の所望信号の特徴量として抽出するステップと、
前記第１の周波数特性の各時点における前記中心周波数上の前記基準信号の電力成分および位相成分の一方もしくは両方が、前記特徴量と一致するように、前記基準信号の時間的に連続した前記第１の周波数特性を制御することで、前記第１の周波数特性を前記所望信号に応じた少なくとも１つの復元信号として、前記所望信号を復元するステップと
を含むことを特徴とするベースバンド信号の処理方法。 A baseband signal processing method for recovering one or more desired signals from a received signal, comprising:
Analyzing a reception frequency characteristic of the received signal and detecting one or more center frequencies which are frequencies of a carrier and a subcarrier of the one or more desired signals included in the received signal;
Generating one or more first temporally continuous frequency characteristics of an unmodulated signal having the same frequency as the detected center frequency as a reference signal;
Analyzing a second frequency characteristic continuous in time from the received signal using the same analysis method that generated the reference signal;
One or both of a power component and a phase component of the received signal on the center frequency at each time point of the second frequency characteristic, and the first frequency characteristic that is temporally continuous with the reference signal are used. Calculating one or both of the power component and the phase component independent from each other with respect to one or more of the center frequencies, and calculating one or both of the calculated power component and the phase component of one or more desired signals. Extracting as a feature amount;
The reference signal is temporally continuous so that one or both of the power component and the phase component of the reference signal on the center frequency at each time point of the first frequency characteristic coincide with the feature amount. And a step of restoring the desired signal by controlling the frequency characteristic of the first frequency characteristic as at least one restored signal corresponding to the desired signal. Method.
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| WO2006070439A1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-06 | Vehicle Information And Communication System Center | Msk signal code restoring device and msk signal code restoring program |
| JP2007274630A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sharp Corp | Ofdm demodulator, ofdm demodulation method, program, and computer-readable recording medium |
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