JP5684859B2 - 受信装置及び受信方法 - Google Patents
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Description
本発明は、センシングを行う受信装置に関する。
近年、無線通信システムの発展に伴い、携帯電話や無線LAN(Local Area Network)などで利用される周波数帯域の拡大に対する需要が増大している。特に、数GHz帯の周波数帯域においては稠密に周波数が割り当てられているため、新たな周波数帯域を確保することが困難である。このような問題を解決するために、既に割当て済みの周波数を利用して空間多重化や時分割多重化などの技術を用いることで、周波数の利用効率を上げることが検討されている。
この技術の実現には、周波数の利用状況により変化する利用可能な周波数帯域をリアルタイムに把握する必要がある。そのため、求められるセンシング用の無線受信機としては、周波数を広帯域に受信すること、かつ、他のシステムが存在しないことを示す低い受信レベルまで高精度に周波数を受信することなどが必要である。
例えば、無線通信におけるセンシングには、スペクトラムアナライザを用いて広帯域な受信帯域を掃引しながら電力を受信する方法が利用されている(例えば、非特許文献1参照)。
また、電波の利用状況を監視する電波監視システムは、広帯域のセンシングを行うセンシング装置で無線信号を受信し、高速デジタル専用回線を用いて受信した無線信号をセンタ局へ集約し、データベースの作成を行っている(例えば、非特許文献2参照)。このような広帯域のセンシング装置をある一定の間隔で配置してセンシング装置それぞれをネットワークに接続し、周波数の利用効率を向上させる無線ネットワークの実現が検討されている。
また、電波の利用状況を監視する電波監視システムは、広帯域のセンシングを行うセンシング装置で無線信号を受信し、高速デジタル専用回線を用いて受信した無線信号をセンタ局へ集約し、データベースの作成を行っている(例えば、非特許文献2参照)。このような広帯域のセンシング装置をある一定の間隔で配置してセンシング装置それぞれをネットワークに接続し、周波数の利用効率を向上させる無線ネットワークの実現が検討されている。
また、NICT(National Institute of Information and Communications Technology)が開発した1台の端末で複数の無線通信サービスをユーザに提供できるソフトウェア無線機などが無線通信システムの利用効率を向上させる技術として検討されている(例えば、非特許文献3参照)。
"Agilent N9344C Handheld Spectrum Analyzer Data Sheet "、[online]、平成23年3月16日、アジレント・テクノロジー(Agilent Technologies, Inc. )、[平成23年6月30日検索]、インターネット<URL:http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5990-7193EN.pdf>
「DEURAS システム概要」、[online]、平成22年7月30日、総務省関東総合通信局、[平成25年2月19日検索]、インターネット<URL:http://www.soumu.go.jp/soutsu/kanto/re/system/index.html>
[online]、[平成25年6月4日検索]、インターネット<URL:http://www.nict.go.jp/publication/NICT-News/0410/p01.html>
ところで、コグニティブ無線通信システムなどの広帯域センシング装置において、センシングする周波数の範囲を広げようとした場合、周波数変換に用いる局部発振器の可変周波数範囲を大きくする必要がある。一般的に、局部発振器の可変周波数範囲を大きくする場合には、バラクタダイオードなどの可変容量素子の可変範囲の制限や高調波抑圧のフィルタの実現が困難であるという問題がある。
このような問題を解決するために、IF(Intermediate Frequency:中間周波数)をRF(Radio Frequency:高周波)帯域より高い周波数に設定することで、局部発振器において中心周波数に対する可変周波数幅を下げることができる。しかしながら、IF帯域を高い周波数に設定する場合、回路部品の価格が高いことや実装時の信号の損失が大きくなることや小型で狭帯域のBPF(Band-Pass Filter:バンドパスフィルタ)の実現が困難である。例えば、センシング装置において0.4GHz〜6GHz帯域のRF信号をセンシングする場合、IF帯域として13GHzを選択すると、局部発振器としては7GHz〜12.6GHzの可変範囲が必要になる。この場合、局部発振器13GHzの周波数を通過させて12.6GHzのLO(Local Oscillator:局部発振器)の周波数リークを減衰させるBPFの実現が困難である。
次に、0.4GHz〜6GHz帯域のRF信号をセンシングする場合、IF帯域として8GHzの周波数が選択されると、局部発振器としては2GHz〜7.6GHzの可変範囲が必要になる。この場合、回路部品の価格や信号の損失は低下するが、狭帯域のBPF周波数制限部の実現は容易になる。しかし、この場合、局部発振器の周波数が2GHz、2.66GHz、4GHzになった際に、それぞれの周波数の4倍波、3倍波、2倍波がIF帯域である8GHzの周波数と同じになってしまう。そのため、局部発振器で生じる高調波が干渉波となってしまい、所望のRF信号をセンシングできないという問題があった。
上記事情に鑑み、本発明は、高調波の影響を軽減させる技術の提供を目的としている。
本発明の一態様は、センシング対象の周波数帯域ごとに、前記周波数帯域で受信された信号が、自装置に中間周波数として設定されている第1の中間周波数の高調波の影響を受ける帯域の信号である場合には、前記第1の中間周波数から第2の中間周波数に切り替えて前記信号を受信し、高調波の影響を受ける帯域の信号ではない場合には、前記第1の中間周波数の切り替えを行わないように制御する制御部、を備える受信装置である。
本発明の一態様は、上記の受信装置であって、第1の中間周波数帯域、または、第2の中間周波数帯域の信号を通過し、第1の中間周波数帯域、または、第2の中間周波数帯域のどちらにも該当しない周波数帯域の信号を減衰する帯域制限部を更に備え、前記第1の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部の中心周波数および帯域幅と、前記第2の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部の中心周波数および帯域幅とが重ならないように前記第1の中間周波数及び前記第2の中間周波数の値が設定され、かつ、前記第1の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部の中心周波数をF_BPF_1、前記第2の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部の中心周波数をF_BPF_2、それらの帯域幅をΔFとした場合、前記第1の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部の中心周波数および帯域幅が下記式1に基づいて算出され、前記第2の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部の中心周波数および帯域幅が下記式2に基づいて算出され、式1と式2とで求められる離散的な周波数帯域がセンシングしたい所望の周波数帯域の範囲で重ならないように前記帯域制限部の中心周波数および帯域幅をそれぞれ設定する。
本発明の一態様は、センシング対象の周波数帯域ごとに、前記周波数帯域で受信された信号が、自装置に中間周波数として設定されている第1の中間周波数の高調波の影響を受ける帯域の信号である場合には、前記第1の中間周波数から第2の中間周波数に切り替えて前記信号を受信し、高調波の影響を受ける帯域の信号ではない場合には、前記第1の中間周波数の切り替えを行わないように制御する制御ステップ、を有する受信方法である。
本発明により、高調波の影響を軽減させることが可能となる。
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態における受信装置100の機能構成を表す概略ブロック図である。受信装置100は、アンテナ110と、センシング設定部111と、制御部112と、LNA(Low Noise Amplifier:低雑音増幅器)113と、第1局部発振信号生成部114と、第1局部発振器115と、第1周波数変換器116と、第1周波数制限部117と、第2局部発振信号生成部118と、第2局部発振器119と、第2周波数変換器120と、第2周波数制限部121と、利得調整部122と、A/D変換器(Analog Digital converter:アナログ/デジタル変換器)123と、信号処理部124とを備える。
図1は、本実施形態における受信装置100の機能構成を表す概略ブロック図である。受信装置100は、アンテナ110と、センシング設定部111と、制御部112と、LNA(Low Noise Amplifier:低雑音増幅器)113と、第1局部発振信号生成部114と、第1局部発振器115と、第1周波数変換器116と、第1周波数制限部117と、第2局部発振信号生成部118と、第2局部発振器119と、第2周波数変換器120と、第2周波数制限部121と、利得調整部122と、A/D変換器(Analog Digital converter:アナログ/デジタル変換器)123と、信号処理部124とを備える。
アンテナ110は、広帯域の電波を受信し、受信した電波を電気信号(RF信号)に変換して受信装置100に入力する。
センシング設定部111は、受信されたRF信号が、センシングを行う対象となっている周波数帯域のうち干渉対象の周波数帯域から受信された信号であるか否かを判定する。干渉対象の周波数帯域とは、受信装置100に中間周波数として設定されている第1の中間周波数の高調波の影響を受ける周波数帯域である。第1の中間周波数とは、受信装置100の起動時に設定されている中間周波数の値であってもよい。また、第1の中間周波数は、ユーザによって任意に変更されてもよい。以下、干渉対象の周波数帯域から受信された信号を干渉対象信号と称する。
センシング設定部111は、受信されたRF信号が、センシングを行う対象となっている周波数帯域のうち干渉対象の周波数帯域から受信された信号であるか否かを判定する。干渉対象の周波数帯域とは、受信装置100に中間周波数として設定されている第1の中間周波数の高調波の影響を受ける周波数帯域である。第1の中間周波数とは、受信装置100の起動時に設定されている中間周波数の値であってもよい。また、第1の中間周波数は、ユーザによって任意に変更されてもよい。以下、干渉対象の周波数帯域から受信された信号を干渉対象信号と称する。
制御部112は、受信装置100の各機能部を制御する。例えば、制御部112は、センシング設定部111の判定結果に基づいて第1周波数変換器116で周波数変換される中間周波数を決定する。また、制御部112は、決定した中間周波数に応じて第1局部発振器115が出力する局部発振信号の周波数を制御する。
LNA113は、アンテナ110から入力されたRF信号を増幅して、第1周波数変換器116に出力する。
LNA113は、アンテナ110から入力されたRF信号を増幅して、第1周波数変換器116に出力する。
第1局部発振信号生成部114(局部発振信号生成部)は、ある周波数の局部発振信号を生成する第1局部発振器115を有している。
第1局部発振器115は、ある周波数を有する局部発振信号を生成し、生成した局部発振信号を第1周波数変換器116に出力する。第1局部発振器115は、発振周波数を予め定められた一定の速度で掃引して使うことができる。掃引とは、周波数変換に用いる局部発振信号の周波数を、予め定められたステップで、ある周波数から異なる周波数に変化させることである。第1局部発振器115は、制御部112の制御に従い、ある周波数を有する局部発振信号を生成する。
第1局部発振器115は、ある周波数を有する局部発振信号を生成し、生成した局部発振信号を第1周波数変換器116に出力する。第1局部発振器115は、発振周波数を予め定められた一定の速度で掃引して使うことができる。掃引とは、周波数変換に用いる局部発振信号の周波数を、予め定められたステップで、ある周波数から異なる周波数に変化させることである。第1局部発振器115は、制御部112の制御に従い、ある周波数を有する局部発振信号を生成する。
第1周波数変換器116(周波数変換器)は、LNA113から出力された無線周波数帯のRF信号を、制御部112が決定した中間周波数帯の信号に周波数変換する。第1周波数変換器116には、第1局部発振器115から出力された局部発振信号と、RF信号とが入力される。第1周波数変換器116は、局部発振信号とRF信号とを乗算し、RF信号より周波数の高い中間周波数帯の信号に変換する。第1周波数変換器116は、乗算により中間周波数帯に変換された信号を第1周波数制限部117に出力する。
第1周波数制限部117(帯域制限部)は、第1周波数変換器116から出力された信号に含まれる中間周波数帯の信号を通過させ、中間周波数帯以外の信号を減衰させて第2周波数変換器120に出力する。なお、第1周波数制限部117は、周波数可変機能を有する。
第2局部発振信号生成部118は、ある周波数の局部発振信号を生成する第2局部発振器119を有している。
第2局部発振信号生成部118は、ある周波数の局部発振信号を生成する第2局部発振器119を有している。
第2局部発振器119は、ある周波数を有する局部発振信号を生成し、生成した局部発振信号を第2周波数変換器120に出力する。第2局部発振器119は、発振周波数を第1周波数制限部117の中心周波数に合わせて変更することができる。
第2周波数変換器120は、第1周波数制限部117から出力された中間周波数帯の信号を、ベースバンド帯の信号に周波数変換する。第2周波数変換器120には、第2局部発振器119から出力された局部発振信号と、中間周波数帯の信号とが入力される。第2周波数変換器120は、局部発振信号と中間周波数帯の信号とを乗算し、中間周波数帯の信号より周波数帯の低いベースバンド帯の信号に変換する。第2周波数変換器120は、乗算によりベースバンド帯に変換された信号を第2周波数制限部121に出力する。
第2周波数制限部121は、第2周波数変換器120から出力された信号に含まれるベースバンド帯の信号を通過させ、ベースバンド帯以外の信号を減衰させて利得調整部122に出力する。なお、第2周波数制限部121は、周波数可変機能を有する。
利得調整部122は、第2周波数制限部121から出力されたベースバンド帯の信号に対して利得調整を行う。具体的には、利得調整部122は、第1周波数変換器116、第2周波数変換器120、第1周波数制限部117及び第2周波数制限部121における信号処理で減衰した信号のレベルを、予め定められた電力レベルになるように増幅する。その後、利得調整部122は、増幅した信号をA/D変換器123に出力する。
A/D変換器123は、利得調整部122から出力された信号に対し、アナログ/デジタル変換を行うことによってアナログ信号である当該信号をデジタル信号に変換する。具体的には、まず、A/D変換器123は、予め定められたサンプリング周波数で、利得調整部122から出力された信号に対してサンプリングを行う。次に、A/D変換器123は、アナログ信号の強度に応じたデジタル信号に変換し、時系列データのデジタル信号を生成する。そして、A/D変換器123は、生成した時系列のデジタル信号を信号処理部124に出力する。
信号処理部124には、A/D変換器123においてデジタル化された信号が入力される。信号処理部124は、入力された信号に対してフーリエ変換を行うことによって、デジタル化された信号の周波数情報を算出する。周波数情報には、各周波数帯域の電力情報や、位相情報などが含まれる。また、信号処理部124は、デジタル化された時系列データのデジタル信号から周波数情報の時間方向の変化を測定する為の信号変換を行う。信号変換を行う方法は、フーリエ変換以外にも短時間フーリエ変換やウェーブレット変換、またウィグナー分布解析等を行う時間周波数変換方法を利用してもよい。なお、信号処理部124が検出する値は、相関値の大きさでもよく、信号の電力レベルに限定される必要はない。
以下、本実施形態における第1局部発振器115および第1周波数変換器116によって生じる高調波の影響を軽減する処理について具体例を挙げて説明する。
まず、受信装置100は、管理者の操作、又は、指示に応じてセンシング対象の周波数帯域を決定する。管理者とは、受信装置100を操作している人物であってもよいし、受信装置100から収集される周波数情報を管理している管理会社の人物であってもよい。この説明においては、センシング対象の周波数帯域として、“0.4GHz〜6GHz”の周波数帯域をセンシングする例について説明する。
まず、受信装置100は、管理者の操作、又は、指示に応じてセンシング対象の周波数帯域を決定する。管理者とは、受信装置100を操作している人物であってもよいし、受信装置100から収集される周波数情報を管理している管理会社の人物であってもよい。この説明においては、センシング対象の周波数帯域として、“0.4GHz〜6GHz”の周波数帯域をセンシングする例について説明する。
受信装置100が0.4GHz〜6GHzの周波数帯域をセンシングする場合、制御部112の制御に従い、第1の中間周波数(例えば、9GHz)と第2の中間周波数(例えば、10GHz)との2つの中間周波数を切り替えられるようにする。まず、受信装置100は、センシング実行開始時には中間周波数を9GHzとして広帯域のセンシングを実施する。この場合、受信装置100は、制御部112の制御に従い、第1局部発振器115が出力する局部発振信号の周波数を3GHz〜8.6GHzの範囲において、所定の間隔(例えば、50MHz毎)で変化させながらセンシングを行う。
第1局部発振器115が3GHz、4.5GHzの局部発振信号を出力した場合に当該3GHz、4.5GHzに対応したRF帯域、つまり6GHz、4.5GHzの帯域は第1局部発振器115が出力する局部発振信号の周波数の3倍、2倍にあたる高調波が第1の中間周波数9GHzに漏れこむことの影響によりセンシングの精度が落ちている。そのため、受信装置100は、この2つの帯域(6GHz、4.5GHz)に対して再びセンシングを行う。この際、制御部112は、中間周波数を9GHz(第1の中間周波数)から10GHz(第2の中間周波数)に変更して2つの帯域(6GHz、4.5GHz)のセンシングを実施する。この際の第1局部発振器115の信号は、4GHz、5.5GHzであり、これは第1局部発振器115のカバーする周波数帯域3GHz〜8.6GHz内の信号である。また、4GHzの2倍波(8GHz)及び5.5GHzの2倍波(11GHz)は、10GHzの中間周波数帯域に対して周波数帯域が10%以上離れているため、フィルタで除去することが比較的容易である。このような処理が行われることによって、受信装置100は第1局部発振器115によって生じる高調波の影響を軽減することが可能になる。
以上で、高調波の影響を軽減する処理についての説明を終了する。
以上で、高調波の影響を軽減する処理についての説明を終了する。
図2は、第1局部発振器115から生じる高調波のリークが影響する帯域幅の具体例を示す図である。
図2の縦軸は電力レベルを表し、横軸は周波数を表す。図2(A)は、第1の中間周波数設定時の第1局部発振器115の周波数と第1周波数制限部117との周波数関係を示している図である。図2(A)に示されるF_BPF_1のスペクトルは、BPF(本実施例では、第1周波数制限部117)の中心周波数を表す。さらに、中心周波数F_BPF_1を基準として左右に所定の範囲の帯域幅(図2では、F_BPF_1を基準とした四角の範囲:ΔFとする)が示されている。ΔFは、定数である。この帯域幅ΔFは、所望のベースバンド信号の帯域幅の2倍程度であることが望ましい。また、図2(A)には、F_BPF_1以外にも複数のスペクトルが表されている。これらのスペクトルは、中心周波数F_BPF_1の周波数帯域を分周した状態を表しており、1/2で表されるスペクトルは、F_BPF_1のスペクトルに比べて高調波のリークが影響する帯域幅が1/2であることが表されている。つまり、これらの分周された周波数帯域に第1局部発振器115の周波数が設定されると、当該周波数の高調波が第1周波数制限部117の周波数帯域へ漏れこんでしまう。これにより、センシングの精度が低下してしまう。
図2の縦軸は電力レベルを表し、横軸は周波数を表す。図2(A)は、第1の中間周波数設定時の第1局部発振器115の周波数と第1周波数制限部117との周波数関係を示している図である。図2(A)に示されるF_BPF_1のスペクトルは、BPF(本実施例では、第1周波数制限部117)の中心周波数を表す。さらに、中心周波数F_BPF_1を基準として左右に所定の範囲の帯域幅(図2では、F_BPF_1を基準とした四角の範囲:ΔFとする)が示されている。ΔFは、定数である。この帯域幅ΔFは、所望のベースバンド信号の帯域幅の2倍程度であることが望ましい。また、図2(A)には、F_BPF_1以外にも複数のスペクトルが表されている。これらのスペクトルは、中心周波数F_BPF_1の周波数帯域を分周した状態を表しており、1/2で表されるスペクトルは、F_BPF_1のスペクトルに比べて高調波のリークが影響する帯域幅が1/2であることが表されている。つまり、これらの分周された周波数帯域に第1局部発振器115の周波数が設定されると、当該周波数の高調波が第1周波数制限部117の周波数帯域へ漏れこんでしまう。これにより、センシングの精度が低下してしまう。
図2(B)は、第1の中間周波数が設定された場合に第1局部発振器115が出力する局部発振信号が漏えいし、センシングの精度が低下するRF周波数を示す図である。これらのRF周波数は、F_BPF_1の周波数の1/2、2/3、3/4、・・・、(M−1)/Mという周波数帯域に生じ、その帯域幅もそれぞれ1/2×ΔF、2/3×ΔF、3/4×ΔF、・・・、(M−1)/M×ΔFとなる。
図2(C)は、第2の中間周波数が設定された場合に第1局部発振器115が出力する局部発振信号が漏えいし、センシングの精度が低下するRF周波数を示す図である。図2(C)に示されるF_BPF_2は、BPF(本実施例では、第1周波数制限部117)の中心周波数を表す。さらに、中心周波数F_BPF_2を基準として左右に所定の範囲の帯域幅が示されている。これらのRF周波数は、F_BPF_2の周波数の1/2、2/3、3/4、・・・、(N−1)/Nという周波数帯域に生じ、その帯域幅もそれぞれ1/2×ΔF、2/3×ΔF、3/4×ΔF、・・・、(N−1)/N×ΔFとなる。
図2(B)および図2(C)を比較すると、第1周波数制限部117の中心周波数をF_BPF_1からF_BPF_2に変化させることで、第1局部発振器115から生じる高調波の干渉が問題となる帯域をずらすことができる。これにより広い周波数帯域を高精度にセンシングすることが可能である。
上記の第1局部発振器115の高調波の漏えいが干渉する帯域は、第1の中間周波数が設定された場合では式1のように表され、第2の中間周波数が設定された場合では式2のように表される。
また、式1のMは2以上の整数であり、式2のNは2以上の整数である。すなわち、センシングしたい所望の周波数帯域(RF帯域)の範囲で式1と式2とで求められる周波数帯域が重ならないように第1周波数制限部117の中心周波数および帯域幅をそれぞれ設定することで、所望のRF帯域を高精度にセンシングすることができる。
例として、F_BPF_1=9GHz、F_BPF_2=10GHz、ΔF=100MHzとした場合について説明する。この場合に中間周波数として第1の中間周波数が設定されると、第1局部発振器115の高調波の干渉が影響するRF帯域は4.5GHz±25MHz、6GHz±33.3MHz、6.75GHz±37.5MHz、・・・である。
一方、中間周波数として第2の中間周波数が設定されると、第1局部発振器115の高調波の干渉が影響するRF帯域は5GHz±25MHz、6.667GHz±33.3MHz、7.5GHz±37.5MHz・・・である。上述のように、第1の中間周波数が設定された場合にセンシングの精度が悪かった4.5GHz±25MHz、6GHz±33.3MHzを、第2の中間周波数で再びセンシングすることによって補完できることが分かる。
一方、中間周波数として第2の中間周波数が設定されると、第1局部発振器115の高調波の干渉が影響するRF帯域は5GHz±25MHz、6.667GHz±33.3MHz、7.5GHz±37.5MHz・・・である。上述のように、第1の中間周波数が設定された場合にセンシングの精度が悪かった4.5GHz±25MHz、6GHz±33.3MHzを、第2の中間周波数で再びセンシングすることによって補完できることが分かる。
図3は、本実施形態における受信装置100の干渉抑制処理の流れを示すフローチャートである。
制御部112は、センシング対象の周波数帯域を決定する(ステップS101)。具体的には、受信装置100の管理者がセンシング対象の周波数帯域を受信装置100に入力し、制御部112が入力された当該周波数帯域をセンシング対象の周波数帯域であると決定する。その後、制御部112は、センシング対象の周波数帯域のセンシングを行うように自装置を制御する。なお、処理開始時には、中間周波数として、第1の中間周波数および第2の中間周波数が設定されている。
制御部112は、センシング対象の周波数帯域を決定する(ステップS101)。具体的には、受信装置100の管理者がセンシング対象の周波数帯域を受信装置100に入力し、制御部112が入力された当該周波数帯域をセンシング対象の周波数帯域であると決定する。その後、制御部112は、センシング対象の周波数帯域のセンシングを行うように自装置を制御する。なお、処理開始時には、中間周波数として、第1の中間周波数および第2の中間周波数が設定されている。
まず、受信装置100は、制御部112の制御に従い、帯域ごとにセンシングを実行する。センシング設定部111は、アンテナ110を介して入力されたRF信号が干渉対象信号であるか否かを判定する(ステップS102)。入力されたRF信号が干渉対象信号ではない場合(ステップS102−NO)、制御部112は自装置の中間周波数を第1の中間周波数に決定する(ステップS103)。受信装置100の動作時には、中間周波数として第1の中間周波数が設定されている。そのため、制御部112は中間周波数の切り替えを行わない。一方、入力されたRF信号が干渉対象信号である場合(ステップS102−YES)、制御部112は自装置の中間周波数を第2の中間周波数に決定する(ステップS104)。この場合、制御部112は、中間周波数を第1の中間周波数から第2の中間周波数に切り替える。
アンテナ110は、電波を受信し、受信した電波を電気信号(RF信号)に変換して受信装置100に入力する。LNA113は、アンテナ110から入力されたRF信号を増幅して、第1周波数変換器116に出力する(ステップS105)。第1周波数変換器116は、出力されたRF信号を、当該RF信号の周波数帯域よりも高い周波数帯域の中間周波数帯の信号にアップコンバートすることによって周波数変換を行う(ステップS106)。この際、第1周波数変換器116は、RF信号と第1局部発振器115から出力された局部発振信号とを乗算する。第1周波数変換器116は、周波数変換した中間周波数帯の信号を第1周波数制限部117に出力する。
第1周波数制限部117は、第1周波数変換器116から出力された信号に含まれる中間周波数帯の信号を通過させ、中間周波数帯以外の信号を減衰させて第2周波数変換器120に出力する(ステップS107)。第2周波数変換器120は、第1周波数制限部117から出力された中間周波数帯の信号を、当該中間周波数帯の信号よりも周波数帯域の低いベースバンド帯の信号にダウンコンバートすることによって周波数変換を行う(ステップS108)。第2周波数変換器120は、ベースバンド帯に変換された信号を第2周波数制限部に出力する。
第2周波数制限部は、第2周波数変換器120から出力された信号に含まれるベースバンド帯の信号を通過させ、ベースバンド帯以外の信号を減衰させて利得調整部122に出力する(ステップS109)。利得調整部122は、第2周波数制限部から出力されたベースバンド帯の信号に対して利得調整を行う(ステップS110)。具体的には、利得調整部122は、第1周波数変換器116、第2周波数変換器120、第1周波数制限部117及び第2周波数制限部121における信号処理で減衰した中間周波信号のレベルを、予め定められた電力レベルになるように増幅する。その後、利得調整部122は、増幅した中間周波信号をA/D変換器123に出力する。
A/D変換器123は、利得調整部122から出力された信号に対し、アナログ/デジタル変換を行うことによってアナログ信号である当該信号をデジタル信号に変換する(ステップS111)。具体的には、A/D変換器123は、予め定められたサンプリング周波数で、利得調整部122から出力された信号に対してサンプリングを行う。次に、A/D変換器123は、アナログ信号の強度に応じたデジタル信号に変換し、時系列データのデジタル信号を生成する。そして、A/D変換器123は、生成した時系列データのデジタル信号を信号処理部124に出力する。
信号処理部124には、A/D変換器123においてデジタル化された信号が入力される。信号処理部124は、入力された信号に対してフーリエ変換を行うことによって、デジタル化された信号の周波数帯域に関する情報を算出する(ステップS112)。その後、ステップS101以降の処理が行われる。繰り返し処理が実行される際には、受信装置100は、センシングを行っていない周波数帯域でセンシングを実行する。
以上のように構成された受信装置100は、所望の信号をセンシングすることができる。具体的には、センシング対象の周波数帯域のうち、ある帯域で受信されたRF信号が、高調波の影響を受ける干渉対象の信号であるか否かに基づいてRF信号の周波数が変換される周波数帯が決定される。これにより、受信されたRF信号が、高調波の影響を受ける干渉対象の信号である場合には高調波が干渉しない中間周波数帯にRF信号の周波数を変換する。そのため、局部発振器で生じる高調波の影響を軽減させることが可能になる。その結果、所望の信号をセンシングすることができる。
<変形例>
第1局部発振信号生成部114は、周波数調整部を備えるように構成されてもよい。周波数調整部は、第1局部発振器115から出力された局部周波信号に対して、逓倍と分周とのいずれか一方、あるいは、逓倍と分周との両方を行うことによって複数の局部発振信号を生成する。また、第2局部発振信号生成部118は、周波数調整部を備えるように構成されてもよい。
受信装置100は、通信部を備えるように構成されてもよい。この場合、受信装置100は、ネットワークを介して信号処理部124が算出した周波数帯域の情報を不図示のサーバに送信する。
第1局部発振信号生成部114は、周波数調整部を備えるように構成されてもよい。周波数調整部は、第1局部発振器115から出力された局部周波信号に対して、逓倍と分周とのいずれか一方、あるいは、逓倍と分周との両方を行うことによって複数の局部発振信号を生成する。また、第2局部発振信号生成部118は、周波数調整部を備えるように構成されてもよい。
受信装置100は、通信部を備えるように構成されてもよい。この場合、受信装置100は、ネットワークを介して信号処理部124が算出した周波数帯域の情報を不図示のサーバに送信する。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
なお、本発明の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、受信装置100の各処理に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(DynamicRandomAccessMemory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
100…受信装置, 110…アンテナ, 111…センシング設定部, 112…制御部, 113…LNA, 114…第1局部発振信号生成部, 115…第1局部発振器, 116…第1周波数変換器, 117…第1周波数制限部, 118…第2局部発振信号生成部, 119…第2局部発振器, 120…第2周波数変換器, 121…第2周波数制限部, 122…利得調整部, 123…A/D変換器, 124…信号処理部
Claims (2)
- センシング対象の周波数帯域ごとに、前記周波数帯域で受信された信号が、自装置に中間周波数として設定されている第1の中間周波数の高調波の影響を受ける帯域の信号である場合には、前記第1の中間周波数から第2の中間周波数に切り替えて前記信号を受信し、高調波の影響を受ける帯域の信号ではない場合には、前記第1の中間周波数の切り替えを行わないように制御する制御部と、
第1の中間周波数帯域、または、第2の中間周波数帯域の信号を通過し、第1の中間周波数帯域、または、第2の中間周波数帯域のどちらにも該当しない周波数帯域の信号を減衰する帯域制限部と
を備え、
前記第1の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部を通過させる周波数帯域の中心周波数および帯域幅と、前記第2の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部を通過させる周波数帯域の中心周波数および帯域幅とが重ならないように前記第1の中間周波数および前記第2の中間周波数の値が設定され、
かつ、前記第1の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部を通過させる周波数帯域の中心周波数をF_BPF_1、前記第2の中間周波数が設定された場合の前記帯域制限部を通過させる周波数帯域の中心周波数をF_BPF_2、それらの帯域幅をΔFとした場合、MおよびNをそれぞれ2以上の整数として、下記式1と式2とで求められる離散的な周波数帯域がセンシングしたい所望の周波数帯域の範囲で重ならないように前記中心周波数F_BPF_1、F_BPF_2、および前記帯域幅ΔFをそれぞれ設定する、受信装置。
- センシング対象の周波数帯域ごとに、前記周波数帯域で受信された信号が、自装置に中間周波数として設定されている第1の中間周波数の高調波の影響を受ける帯域の信号である場合には、前記第1の中間周波数から第2の中間周波数に切り替えて前記信号を受信し、高調波の影響を受ける帯域の信号ではない場合には、前記第1の中間周波数の切り替えを行わないように制御する制御ステップと、
第1の中間周波数帯域、または、第2の中間周波数帯域の信号を通過し、第1の中間周波数帯域、または、第2の中間周波数帯域のどちらにも該当しない周波数帯域の信号を減衰する帯域制限ステップと、
を有し、
前記第1の中間周波数が設定された場合に前記帯域制限ステップで通過させる周波数帯域の中心周波数および帯域幅と、前記第2の中間周波数が設定された場合に前記帯域制限ステップで通過させる周波数帯域の中心周波数および帯域幅とが重ならないように前記第1の中間周波数および前記第2の中間周波数の値が設定され、
かつ、前記第1の中間周波数が設定された場合に前記帯域制限ステップで通過させる周波数帯域の中心周波数をF_BPF_1、前記第2の中間周波数が設定された場合に前記帯域制限ステップで通過させる周波数帯域の中心周波数をF_BPF_2、それらの帯域幅をΔFとした場合、MおよびNをそれぞれ2以上の整数として、下記式3と式4とで求められる離散的な周波数帯域がセンシングしたい所望の周波数帯域の範囲で重ならないように前記中心周波数F_BPF_1、F_BPF_2、および前記帯域幅ΔFをそれぞれ設定する、受信方法。
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