JP5278820B2 - 隣接妨害波除去用フィルタ、無線通信装置、電子回路装置、及び隣接妨害波除去方法 - Google Patents
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Description
上述したOFDMを用いる移動通信システムでは、ガードバンド領域を設けることによって、サブキャリア(搬送波)間の直交性が崩れることによるバンド間の干渉の影響を低減することができる。ここで、ガードバンドとは、無線通信において混信を防ぐために設けられる利用されない周波数帯域のことである。無線通信では、様々な周波数帯域で通信がなされるが、隣接した周波数帯域が利用されていると、雑音が多く入ることになる。そこで、ある程度隣接した帯域を用いないことにしており、その周波数帯域がガードバンドと呼ばれている。
しかしながら、このガードバンド領域を設けることは、通信に使用しない帯域を設けることであり、その帯域の分だけ周波数利用効率が低下するという問題がある。
周波数利用効率を高めるためには、ガードバンド領域を設けずに、全てのサブキャリアをデータ伝送に使用する必要がある。しかしながら、受信フィルタの影響や、バンド間の受信電力差、受信タイミング差、周波数オフセット差などの影響によって、サブキャリア間の直交性が崩れることによるバンド間の干渉の影響により、スループットが上がらず、周波数利用効率を高めることができないことが一般的に知られている。
従来技術として、下記の特許文献1に記載されているように、ガードバンド領域に挿入したサブキャリアをデータ伝送に使用する方法がある。
ガードバンド領域をデータ伝送に使用すると決定した場合、サブキャリア間の直交性が崩れることによるバンド間の干渉の影響を受けるといった電波の伝播状況が著しく変化する環境では、高度な計測及び制御方法が必要となる。また、むしろ、ガードバンド領域をデータ伝送に使用することで、データが大きく劣化する恐れもある。
そこで、ガードバンド領域をデータ伝送に使用すると決定した場合、サブキャリア間の直交性が崩れることによるバンド間の干渉の影響を低減する目的において、隣接する妨害波を除去する隣接妨害波除去用フィルタを用いる方法がある。この隣接妨害波除去用フィルタは、上述した理由により、ガードバンドを活用しつつ、隣接する帯域に存在する妨害波に対する大きな除去効果を有することが重要となる。
ここで、フィルタとは、ノイズなどの妨害信号に対し、本来必要な信号を利用するために設置し、不要な帯域の信号を遮断するもののことである。具体的には、インダクタンスコイルとコンデンサの組合せにより構成される受動型フィルタが知られている。
請求項2に記載の発明では、前記探索手段と、前記遮断周波数制御手段は、前記制御信号によって、それぞれ異なる複数のフィルタからいずれか1又は2以上の組み合わせを選択することを特徴とする請求項1に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項3に記載の発明では、前記フィルタは、(1)ローパスフィルタ、(2)ハイパスフィルタ、(3)バンドパスフィルタ、(4)バンドエリミネートフィルタ、(5)複素フィルタの5つのフィルタからいずれか1又は2以上の組み合わせが可能な組合せで構成され、前記遮断周波数制御手段は、前記制御信号によって、前記5つのフィルタからいずれか1又は2以上の組み合わせ可能な組合せを選択することを特徴とする請求項2に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項4に記載の発明では、前記隣接妨害波除去用フィルタの入力側の伝送路上にスイッチを具備し、前記遮断周波数制御手段は、前記スイッチによって、前記複数のフィルタの、いずれか1又は2以上の組み合わせ可能な組合せを選択することを特徴とする請求項3に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項5に記載の発明では、前記遮断周波数制御手段は、前記制御信号に基づいて前記スイッチのオン/オフを制御することを特徴とする請求項4に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項6に記載の発明では、前記フィルタは、レジスタンス素子と容量性リアクタンス素子を含む回路からなり、前記容量性リアクタンス素子に可変容量素子を用い、前記可変容量素子が、前記必要な帯域に対応した前期制御信号を印加する端子を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項7に記載の発明では、前記フィルタは、誘導性リアクタンス素子と容量性リアクタンス素子を含む回路からなり、前記容量性リアクタンス素子に可変容量素子を用い、前記可変容量素子が、前記必要な帯域に対応した前期制御信号を印加する端子を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項8に記載の発明では、前記フィルタは、前記可変容量素子として、可変容量ダイオードを用いることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項9に記載の発明では、前記遮断周波数制御手段は、前記フィルタを通過する前、及び、前記フィルタを通過した後の、前記隣接する帯域に存在する隣接妨害波の強度を比較する比較手段を備え、前記比較手段から得られた前記隣接妨害波の情報に基づいて、前記制御信号を決定することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタを提供する。
請求項10に記載の発明では、前記遮断周波数制御信号生成手段は、マイクロコントローラを備え、前記マイクロコントローラが、不要な帯域の信号を遮断する周波数を制御する制御信号を生成することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタ提供する。
請求項11に記載の発明では、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタを備えたことを特徴とする無線通信装置を提供する。
請求項12に記載の発明では、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタを、ベースバンド帯域を扱う伝送路上に設けることを特徴とする、ベースバンド帯域及びRF帯域を扱う無線通信装置を提供する。
請求項13に記載の発明では、Ultra Wide Band(UWB)帯域に関わる無線通信において、マルチバンドOFDM方式を用いる請求項12に記載の無線通信装置を有する電子回路装置を提供する。
また、前記目的を達成するために、請求項14に記載の発明では、混信を防ぐために設けられ、利用されない周波数帯域であるガードバンド領域を持つ信号を扱う無線通信において、前記無線通信が複数ある隣接する帯域がホッピングする周波数ホッピング方式であり、前記周波数ホッピング方式のホッピングが一定のパターンを持つ場合、複数の帯域を持つ信号を扱い、ノイズなどの妨害波に対し、必要な帯域の信号を利用し、不要な帯域の信号を遮断するフィルタを用いた隣接妨害波除去方法であって、前記フィルタは、検知された妨害波の情報に基づいて、前記不要な帯域の信号を遮断する遮断周波数を制御する制御信号を生成する第1のステップと、前記周波数ホッピングの、前記一定のパターンを観測する第4のステップと、前記第4のステップで観測された前記一定のパターンに対応する前記遮断周波数を予め決定しておく第2のステップと、前記第2のステップで決定した遮断周波数を記憶する第3のステップと、前記第3のステップで記憶された遮断周波数に基づいて前記制御信号を決定し、前記必要な帯域が持つガードバンド領域を除去する第5のステップと、からなる隣接妨害波除去方法を提供する。
その結果、システムを大きく変更することなく、比較的簡単な回路構成で所定の隣接妨害波除去を可能にするフィルタ、該フィルタを備えた無線通信装置及び電子回路装置を提供することができる。
まず、図1は、本発明の第1の実施形態に係るフィルタの基本的な概略構成を示した図である。
本発明の第1の実施形態のフィルタ1には、複数の帯域を持つ信号20が入力され、信号20のうち、必要な帯域に存在する信号(以降、所望信号)のみをフィルタ1によってフィルタリングし、信号30を出力している。
例として、信号20が、図2に示すようなガードバンドを持つ場合がある。この場合、所望信号に隣接する帯域に存在する信号(以降、隣接信号)は、隣接妨害波となる。
図3の太線で示すように、ガードバンドも含めた帯域で所望信号を通過するフィルタ1′もあるが、第1の実施形態のフィルタ1では、図2に示すように、ガードバンドを積極的に除去する特性を備えている。
ここで、ガードバンドを積極的に除去するということについて、詳しく説明する。
ガードバンドは、所望信号と隣接信号間の緩衝材のような役割を持っており、隣接信号(隣接妨害波)の影響が所望信号に及ばないようにしている。このガードバンドが広いほど隣接妨害波の影響は少なくなるが、周波数の利用効率が悪化するという欠点が生じる。
本発明の第1の実施形態では、隣接妨害波のパワーが大きい場合に、図2に示すように、通過帯域を狭めてガードバンドを犠牲にすることで、隣接妨害波からの影響を極力小さくしている。一般的に、ガードバンドはデータ伝送には使用しない領域であるため、このようにガードバンドを除去することが可能になる。(逆に、隣接妨害波が小さい場合には、通過帯域を広めることでガードバンドを緩衝材ではなく、データ伝送に使用することにすれば、より多くのデータ伝送が可能になる。)
また、ガードバンド除去の度合いは、隣接妨害波の強度等によって変えても良い。
所望信号に対して高周波側の隣接妨害波しか存在しない場合、図4に示すように、フィルタ2は、隣接妨害波が存在する側のガードバンドのみを積極的に除去する特性を備えている。ガードバンド除去の度合いは、隣接妨害波の強度等によって変えても良い。
これは、隣接妨害波が低周波側にのみ存在する場合でも同様の構成とすることが可能である。
フィルタ3は、前述の第1の実施形態及び第2の実施形態の構成において、更に遮断周波数制御手段を有する遮断周波数制御部40を備えており、遮断周波数制御部40は、遮断周波数制御部40内に備わる遮断周波数制御信号生成部(図示しない)で、遮断周波数fcを制御する制御信号50を生成する。図5(b)に示すように、この遮断周波数fcを調整(制御)することにより、ガードバンドの除去の度合いを制御することができる。本発明の第3の実施形態のフィルタ3では、例えば、隣接妨害波のパワーが大きい場合には、遮断周波数fcを、通過帯域を狭めるように調整(制御)して、ガードバンドを犠牲にすることで、隣接妨害波からの影響を極力小さくする。逆に、隣接妨害波が小さい場合には、遮断周波数fcを、通過帯域を広めるように調整(制御)して、ガードバンドを緩衝材ではなく、データ伝送に使用することにして、より多くのデータ伝送を可能にする。
ここで、遮断周波数とは、フィルタに備わる特性であり、該フィルタを通過することによって遮断される周波数のことである。フィルタが生成する制御信号に基づき、そのフィルタが遮断する遮断周波数は決まる(制御される)ことになる。
フィルタ4は、前述の第3の実施形態の構成において、更に、周波数が異なる2つの切替用フィルタ60及び切替用フィルタ70を備えており、切替用フィルタ60の遮断周波数をfc_a、切替用フィルタ70の遮断周波数をfc_bとする。
フィルタ4は、遮断周波数制御部40から制御信号50を供給することで、切替用フィルタ60及び切替用フィルタ70のいずれか又はこれらの組み合わせを選択する制御を行う。この際、前述のように選択された切替用フィルタで構成されたフィルタ4は、入力として信号20、出力として信号30が与えられる構成となるよう、選択制御される。
このように、遮断周波数制御部40が生成して供給する制御信号50により、遮断周波数が異なる切替用フィルタを選択することによって、切替用フィルタ60及び切替用フィルタ70のいずれか又はこれらの組み合わせからなるフィルタ4は、遮断周波数fcが制御可能となり、ガードバンド除去の度合いを適応的に調整することができる。
また、この第4の実施形態では、切替用フィルタは切替用フィルタ60及び切替用フィルタ70の2つとしたが、これに限ることなく、少なくとも2つ以上の複数の切替用フィルタを備えている構成とすることができる。
フィルタ5には、第4の実施形態の構成において、更に、遮断周波数の異なるローパスフィルタ80とハイパスフィルタ90を備えており、ローパスフィルタ80の遮断周波数はfc_a、ローパスフィルタ90の遮断周波数はfc_bとなっている。
フィルタ5は、遮断周波数制御部40から制御信号50を供給し、ローパスフィルタ80とハイパスフィルタ90のいずれか又はこれらの組み合わせを選択する制御を行う。この際、選択されたフィルタで構成されたフィルタ5は、入力として信号20、出力として信号30が与えられる構成となるよう、選択制御される。
ここで、ローパスフィルタ80とハイパスフィルタ90の通過帯域をスペクトルで示すと、一例として、図8(a)のようになる。
フィルタ5の遮断周波数制御部40は、隣接妨害波の有無によって、ローパスフィルタ80とハイパスフィルタ90のいずれか又はこれらの組み合わせを選択する制御を行う。具体的には、フィルタ5の遮断周波数制御部40は、隣接妨害波が高周波側のみに存在する場合はローパスフィルタ80のみを選択する制御を行い、一方、隣接妨害波が低周波側のみに存在する場合はハイパスフィルタ9のみを選択する制御を行う。また他方、隣接妨害波が両隣に存在する場合にはローパスフィルタ80とハイパスフィルタ90の両方を選択する制御を行う。このように制御することで、フィルタ5は、バンドパス特性を有するフィルタとなることが、図8(a)よりわかる。
さらに、複素フィルタは、中心周波数と帯域幅とを任意で決定することができるため、上記の制御を微調整することを可能とする構成に有用である。図8(d)は、複素フィルタの通過特性をスペクトルで表した図である。複素フィルタでは、周波数fc_0をシフトさせることができ、負の周波数も扱うことができる。
詳しくは、フィルタ5は、遮断周波数が異なるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネートフィルタのいずれか又はこれらの組み合わせを選択する構成となっており、選択されたフィルタは入力として信号20、出力として信号30が与えられる構成となるよう、選択制御される。フィルタ5は、必要に応じて各種フィルタ回路を用意・選択することで、フィルタ5全体としての遮断周波数fcの微調整をすることがより可能となる。さらに、複素フィルタは、中心周波数と帯域幅を任意で決定できるため有用である。これらのフィルタは比較的簡単な回路構成で実現できるので、この構成にすることで設計の煩雑さやコスト低減に繋げることができる。
第6の実施形態のフィルタ6では、第5の実施形態の構成において、更に、異なる遮断周波数fc_a、及び、遮断周波数fc_bを持つ切替用フィルタ80及び切替用フィルタ90を切替える場合に、図9のように、それぞれスイッチ100及びスイッチ101を、伝送路上(信号20上)に設けてある。
このように、それぞれ異なる遮断周波数を持つ複数のフィルタに対する切替えは、伝送路上(信号20上)にスイッチ100及びスイッチ101を設けることで実現できる。この切替機構はスイッチを設けるだけで実現できるので、この構成にすることで設計の煩雑さやコスト低減に繋がる。
また、第6の実施形態では、スイッチは、スイッチ100及びスイッチ101の2つとしたが、これに限られるものではない。つまり、複数の切替用フィルタを備えている構成とした場合は、該切替用フィルタと同数のスイッチを設ける構成とすることで、複数の切替用フィルタの切替えが実現できる。
第7の実施形態では、第6の実施形態において、切替用フィルタの切替えで用いるスイッチの具体的な構成として、CMOS等を用いた相補型のスイッチを用いたフィルタ7(図示しない)がある。このフィルタ7では、このスイッチは、図10に示すような端子で構成されており、信号INにH(ハイ)信号、信号IN_BにL(ロー)信号が入力された時に、入力信号が切替用フィルタの入力端子と導通する。逆に、信号INにL(ロー)信号、信号IN_BにH(ハイ)信号が入力された時には、入力信号は遮断され、このスイッチに接続される切替用フィルタは無効となる。
詳しくは、仮に、遮断周波数制御部40から供給された制御信号50が、フィルタを切替えるためのH(ハイ)、又は、L(ロー)を有する信号であるならば、そのままスイッチに接続すれば、フィルタは、フィルタ全体としての遮断周波数fcが制御可能となり、その結果、ガードバンド除去の度合いを適応的に調整することができる。
フィルタ8は、第3から第7の実施形態の構成におけるフィルタ回路において、フィルタ回路の例として、レジスタンス素子120(R)と容量性リアクタンス素子130(C)を用いて構成された、ローパスフィルタの構成例である。
ここで、このローパスフィルタの遮断周波数fcは、1/(2πRC)で表現される。つまり、R又はCを変化させることで、遮断周波数fcは任意で調整可能となる。
また、容量性リアクタンス素子130(C)の容量値は可変であり、遮断周波数制御部40から出力(供給)される制御信号50によって、この容量値が調整できる構成となっている。
この構成は、レジスタンス素子120(R)と容量性リアクタンス素子130(C)を用いた、他のフィルタについても同様の説明が可能である。
フィルタ9は、第3から第7の実施形態の構成において、フィルタ回路の例として、誘導性リアクタンス素子140(L)と容量性リアクタンス素子130(C)を用いて構成された、ローパスフィルタの構成例である。
ここで、このローパスフィルタの遮断周波数fcは、L及びCで表現される。つまり、L又は、Cを変化させることで、遮断周波数fcは任意で調整可能となる。
また、容量性リアクタンス素子130の容量値は可変であり、遮断周波数制御部40から出力(供給)される制御信号50によって、この容量値が調整できる構成となっている。
この構成は、誘導性リアクタンス素子140(L)と容量性リアクタンス素子130(C)を用いた、他のフィルタについても同様の説明が可能である。
フィルタ10は、第8から第9の実施形態の構成において、フィルタ回路の例として、レジスタンス素子120(R)と可変容量ダイオード150(C)を用いて構成された、ローパスフィルタの構成例である。
ここで、このローパスフィルタの遮断周波数は、1/(2πRC)で表現される。つまり、R又はCを変化させることで、遮断周波数は任意で調整可能となる。
ここでは、可変容量ダイオード150にかかるバイアス電圧を、遮断周波数制御部40から出力される制御信号50によって調整(制御)できる構成となっている。
具体的には、所望信号の、低周波側に存在する隣接妨害波と、高周波側に存在する隣接妨害波とで、妨害波の強度が異なる場合の、フィルタ11の特性を示している。
隣接妨害波によるバンド間の干渉の影響は、隣接妨害波の強度が大きければ大きいほど顕著になる。そのため、フィルタ11は、第3から第10の実施形態の構成において、更に、図14の隣接信号A側のように、高周波側の隣接妨害波に対しては、フィルタ11の減衰特性は、より高いことが必要とされる。従って、フィルタ11の隣接妨害波除去能力を向上するためには、高周波側の遮断周波数fc_hは、ガードバンド領域内で、より低周波側に設定するのが良い。一方、図14の隣接信号B側のように、低周波側の隣接妨害波に対しては、フィルタ11は、高周波側ほどに減衰特性が高い必要はない。従って、フィルタ11の隣接妨害波除去能力を向上するためには、低周波側の遮断周波数fc_lは、ガードバンド領域内で、より低周波側に設定するのが良い。(遮断周波数fc_lがデータ伝送用バンド以下に設定されているとはいえ、少なからずデータ伝送用バンドの平坦性に影響を与えているので、必要でなければ、遮断周波数fc_lは、より低周波側に設定するのが有効的である。)
この構成は、低周波側の隣接妨害波の強度が高い場合にも同様である。
上述のように、隣接妨害波の有無及び強度に応じて遮断周波数を制御するには、隣接妨害波の情報を観測できることが必要となる。
そこで、第12の実施形態では、第11の実施形態の構成において、フィルタ12(図示しない)は、通信の空き時間(TDMAの間隔など)を利用して隣接波サーチを行うことで、隣接妨害波の情報を得ることができる。
ここで、通信の空き時間について説明する。一般的に、通信の空き時間とは、
(1)一連のデータ送信後に、一定の無信号状態を設けてデータ送信の終了を検出する、
(2)データ伝送前に、伝送するデータの概要(長さ等)を知らせる、
(3)送信相手の受信確認を行う、
といった様々な役割があり、この上述した(1)〜(3)等のデータ伝送として使用される以外の時間帯を指す。上述した隣接波サーチを、この時間帯を利用して行うことで、データ伝送に使用する時間を削ぐことなく、隣接妨害波の状態を検出することが可能となり、通信時間を有効に活用できる。
このように、フィルタ12は、通信の空き時間を利用して隣接波サーチを行うことで、通信の時間を有効活用し、かつ、隣接妨害波の情報を得ることができる。
上述のように、隣接妨害波の有無及び強度に応じて遮断周波数を制御するには、隣接妨害波の情報を観測できることが必要となる。
図5における、フィルタ3に入力される信号20と、フィルタ3から出力される信号30とでは、フィルタ3の特性によりそのスペクトルが異なる。そこで、第13の実施形態では、第11の実施形態の構成において、フィルタ13(図示しない)は、初めに、フィルタ13の遮断周波数の値(特性)を任意で設定し、その状態で、遮断周波数制御部40は、信号20と信号30を比較する。(図示しない比較部は、遮断周波数制御部40に組み込まれている。)
詳しくは、遮断周波数制御部40は、信号20と信号30とのスペクトルを比較し、隣接帯域のスペクトル強度に変化がなければ、隣接妨害波がないものと判断する。一方、隣接帯域のスペクトル強度に変化があれば、相応の隣接信号が存在すると判断する。ただし、雑音の特性は差し引くものとする。
ここで、搬送波周波数をある一定の時間間隔でホッピングさせる無線通信を、周波数ホッピング方式(FH−SS方式)と呼ぶ。詳しくは、スペクトラム拡散方式の一つで、通常の狭帯域変調信号の周波数を次々に切替えて送信する方式である。予め決まったホッピングパターンに基づいて、周波数シンセサイザを制御している。
この周波数ホッピング方式において、複数ある搬送波周波数に対してホッピングにパターンがある場合に、第14の実施形態のフィルタ14(図示しない)では、第3から第10の実施形態のフィルタの構成において、遮断周波数制御部40は、初めにそのパターンを観測し、各ホッピング時に対する遮断周波数fcの値を予め決め、遮断周波数制御部40内に記憶させておく。以降の通信においては、遮断周波数制御部40より、このパターン毎に対応する遮断周波数fcを随時与えれば良い。
このように、周波数ホッピング方式において、遮断周波数制御部40が、ホッピングパターンを予め観測し、各パターン毎に遮断周波数fcを与えることで、フィルタ14は、高速な制御が可能となる。
第15の実施形態のフィルタ15(図示しない)では、第3から第14の実施形態の構成において、遮断周波数制御部40は、制御信号50を生成する遮断周波数生成部(図示しない)としてマイクロコントローラを内蔵している。そのため、遮断周波数の制御を自動的に行うことができる。マイクロコントローラは、一般的にCPU機能とメモリが内蔵されており、この制御信号50を生成するプログラムが組み込まれている。
このように、遮断周波数制御部40に、遮断周波数生成部としてマイクロコントローラを内蔵することで、フィルタ15は、自動的に制御信号50を生成することができる。
一般的に、ベースバンド帯域(低周波帯域)は、ある一定の帯域で定められていることが多いが、搬送波周波数は、規格や通信方式により複数存在する場合がある。
仮に、RF帯域(高周波帯域)で本発明の第1から第15の実施形態に係るフィルタによるフィルタリングを行うのであれば、各搬送波周波数に対しても遮断周波数を変更させなくてはならない。さらに、RF帯域(高周波帯域)によっては、高周波特性のためにフィルタの設計が困難となる可能性もある。
そこで、本発明の第16の実施形態では、第1から第15の実施形態に係るフィルタを、ベースバンド帯域(低周波帯域)の伝送路上に設置する。このように、フィルタをベースバンド帯域(低周波帯域)の伝送路上に設置することで、フィルタの設計を容易にすることができる。
第1から第16の実施形態に係るフィルタは、ガードバンドを適応的に除去することによって、隣接妨害波によるバンド間の干渉を抑え、かつ、ガードバンドの機能も最大限に活用することができる。これにより、該フィルタを搭載した無線通信装置は、エラーの発生確率が低くなる。(逆に、本実施形態に係るフィルタのようにガードバンドを適応的に除去することをしないで、その結果、隣接妨害波が存在する場合には、増幅アンプや乗算回路等で、その相互変調歪成分が所望信号の存在する領域に進入して、伝送されるデータそのものに干渉して影響を生じさせるおそれがある。程度の差こそあれ、上述のような干渉によって、伝送されるデータのスペクトルは送信したスペクトルとは異なってくるため、エラーが発生し易くなることになる。)
また、該フィルタを搭載した無線通信装置から構成される無線送受信システムの、システム全体を変更するのではなく、フィルタのみの変更で済み、メンテナンスの効率があがる。このように、該フィルタを無線通信装置に用いることにより、システムを大きく変更することなく、かつ、比較的簡単な回路構成で、所定の隣接妨害波除去及びデータ伝送を行うことができる。
上記UWBシステムにおいて、多数のユーザへ高速データ伝送用の無線通信を提供するためには、約3GHzから約10GHzにまでおよぶUWB帯域に設けられたサブバンド(計14つ)を広く用いて、ピコネット数を増やすことが必要である。そのため、UWB信号を送受信する無線回路では、受信信号の復調と送信信号の変調の目的で、第1から第14のサブバンド周波数を搬送波信号として生成している。そして、その搬送波信号を高速に切替える周波数ホッピング動作が規定されている。
各サブバンドの帯域幅は528MHzで、かつ、3つのサブバンド毎にバンドグループを形成し、バンドグループ内で周波数ホッピングをしている。この周波数ホッピング方式では、3つのサブバンドが、ある一定のパターンを持ってホッピングしている。本発明の第17の実施形態に係る無線通信装置では、例えば、そのホッピングパターン、及び、そのホッピングパターンに対応する遮断周波数fcの値をマイクロコントローラに記憶させ、制御信号50によって遮断周波数fcを適宜変更することが可能となる。
1′フィルタ
2 フィルタ
3 フィルタ
4 フィルタ
5 フィルタ
6 フィルタ
8 フィルタ
9 フィルタ
10 フィルタ
20、30 信号
40 遮断周波数制御部
50 制御信号
60、70 切替用フィルタ
80 ローパスフィルタ
90 ハイパスフィルタ
100,101 スイッチ
120 レジスタンス素子
130 容量性リアクタンス素子
140 誘導性リアクタンス素子
150 可変容量ダイオード
Claims (14)
- 混信を防ぐために設けられ、利用されない周波数帯域であるガードバンド領域を持つ信号を扱う無線通信において、
前記無線通信が複数ある隣接する帯域がホッピングする周波数ホッピング方式であり、前記周波数ホッピング方式のホッピングが一定のパターンを持つ場合、
複数の帯域を持つ信号を扱い、ノイズなどの妨害波に対し、必要な帯域の信号を利用し、不要な帯域の信号を遮断するフィルタを備え、
前記フィルタは、
検知された妨害波の情報に基づいて、前記不要な帯域の信号を遮断する遮断周波数を制御する制御信号を生成する遮断周波数制御信号生成手段と、
前記遮断周波数制御信号生成手段で生成された制御信号によって前記遮断周波数を制御する遮断周波数制御手段と、
を備え、
前記遮断周波数制御手段は、
前記周波数ホッピングの、前記一定のパターンを観測するパターン観測手段と、
前記パターン観測手段で観測された前記一定のパターンに対応する前記遮断周波数を予め決定しておく遮断周波数決定手段と、
前記遮断周波数決定手段で決定した遮断周波数を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段に記憶された遮断周波数に基づいて前記制御信号を決定し、前記必要な帯域が持つガードバンド領域を除去することを特徴とする隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記遮断周波数制御手段は、
前記制御信号によって、それぞれ異なる複数のフィルタからいずれか1又は2以上の組み合わせを選択することを特徴とする請求項1に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記フィルタは、
(1)ローパスフィルタ、
(2)ハイパスフィルタ、
(3)バンドパスフィルタ、
(4)バンドエリミネートフィルタ、
(5)複素フィルタ
の5つのフィルタからいずれか1又は2以上の組み合わせが可能な組合せで構成され、
前記遮断周波数制御手段は、
前記制御信号によって、前記5つのフィルタからいずれか1又は2以上の組み合わせ可能な組合せを選択することを特徴とする請求項2に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記隣接妨害波除去用フィルタの入力側の伝送路上にスイッチを具備し、
前記遮断周波数制御手段は、
前記スイッチによって、前記複数のフィルタの、いずれか1又は2以上の組み合わせ可能な組合せを選択することを特徴とする請求項3に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記遮断周波数制御手段は、
前記制御信号に基づいて前記スイッチのオン/オフを制御することを特徴とする請求項4に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記フィルタは、
レジスタンス素子と容量性リアクタンス素子を含む回路からなり、
前記容量性リアクタンス素子に可変容量素子を用い、
前記可変容量素子が、前記必要な帯域に対応した前期制御信号を印加する端子を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記フィルタは、
誘導性リアクタンス素子と容量性リアクタンス素子を含む回路からなり、
前記容量性リアクタンス素子に可変容量素子を用い、
前記可変容量素子が、前記必要な帯域に対応した前期制御信号を印加する端子を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記フィルタは、
前記可変容量素子として、可変容量ダイオードを用いることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記遮断周波数制御手段は、
前記フィルタを通過する前、及び、前記フィルタを通過した後の、前記隣接する帯域に存在する隣接妨害波の強度を比較する比較手段を備え、
前記比較手段から得られた前記隣接妨害波の情報に基づいて、前記制御信号を決定することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 前記遮断周波数制御信号生成手段は、マイクロコントローラを備え、
前記マイクロコントローラが、不要な帯域の信号を遮断する周波数を制御する制御信号を生成することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタ。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタを備えたことを特徴とする無線通信装置。
- 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の隣接妨害波除去用フィルタを、ベースバンド帯域を扱う伝送路上に設けることを特徴とする、ベースバンド帯域及びRF帯域を扱う無線通信装置。
- Ultra Wide Band(UWB)帯域に関わる無線通信において、
マルチバンドOFDM方式を用いる請求項12に記載の無線通信装置を有する電子回路装置。 - 混信を防ぐために設けられ、利用されない周波数帯域であるガードバンド領域を持つ信号を扱う無線通信において、
前記無線通信が複数ある隣接する帯域がホッピングする周波数ホッピング方式であり、前記周波数ホッピング方式のホッピングが一定のパターンを持つ場合、
複数の帯域を持つ信号を扱い、ノイズなどの妨害波に対し、必要な帯域の信号を利用し、不要な帯域の信号を遮断するフィルタを用いた隣接妨害波除去方法であって、
前記フィルタは、検知された妨害波の情報に基づいて、前記不要な帯域の信号を遮断する遮断周波数を制御する制御信号を生成する第1のステップと、
前記周波数ホッピングの、前記一定のパターンを観測する第4のステップと、
前記第4のステップで観測された前記一定のパターンに対応する前記遮断周波数を予め決定しておく第2のステップと、
前記第2のステップで決定した遮断周波数を記憶する第3のステップと、
前記第3のステップで記憶された遮断周波数に基づいて前記制御信号を決定し、前記必要な帯域が持つガードバンド領域を除去する第5のステップと、
からなる隣接妨害波除去方法。
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