受信システム
【課題】低雑音で干渉信号の影響を低減した受信を行う。
【解決手段】受信システムは、周波数掃引される局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、入力された無線信号を局部発振信号と乗算することにより該無線信号を周波数変換して出力する第１の周波数変換部と、周波数変換された無線信号を周波数領域の信号に変換し、変換により得られる周波数領域における信号が周波数を遷移する速度と、局部発振信号の周波数を掃引する速度とに基づいて、無線信号に含まれる信号を検出し、検出した信号を分離する信号処理部とを具備する。
【解決手段】受信システムは、周波数掃引される局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、入力された無線信号を局部発振信号と乗算することにより該無線信号を周波数変換して出力する第１の周波数変換部と、周波数変換された無線信号を周波数領域の信号に変換し、変換により得られる周波数領域における信号が周波数を遷移する速度と、局部発振信号の周波数を掃引する速度とに基づいて、無線信号に含まれる信号を検出し、検出した信号を分離する信号処理部とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号を受信する受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や無線ＬＡＮなどの無線通信システムの発展に伴い、周波数需要が増大している。特に、数ＧＨｚ帯の周波数帯においては稠密に周波数が割り当てられており、新たな周波数帯域を確保することが難しい。このため、既に割り当て済みの周波数の中で、「空間的」、「時間的」に使い分けることで、周波数の利用効率を上げることが検討されている。
【０００３】
この実現には、利用状況により変化する利用可能な周波数帯域を把握した後に通信として使用する、コグニティブ無線システムや、様々な無線規格に柔軟に対応できるソフトウェア無線技術などが期待されている。求められるセンシング用の無線受信機には、低い受信レベルの信号を高精度に受信でき、他のシステムが存在しないことを検出できることが要求される。
【０００４】
従来の無線受信機は低雑音増幅器の前後にバンドパスフィルタを用いて所望帯域外の干渉信号を除去している。マイクロ波帯の無線機のバンドパスフィルタとしてはＳＡＷ（SURFACE ACOUSTIC WAVE：表面弾性波）フィルタや境界弾性波フィルタ、誘電体フィルタなどが使われている。ＳＡＷフィルタや境界弾性波フィルタは所望帯域外の信号の抑圧量が大きく、小型かつ低コストで量産できるため、近年の携帯電話の内蔵フィルタとして使われている（非特許文献１）。誘電体フィルタは比較的広帯域な無線信号を扱う基地局受信機などで使われている。
【０００５】
従来の無線受信機は、１チャンネルのみを受信する携帯端末などでは、回路部品数が少なくて済むダイレクトコンバージョン型受信機が使われている（非特許文献２）。複数チャネルを同時に受信するようなシステムでは、ヘテロダインやスーパーヘテロダイン型受信機が使われる場合がある。ヘテロダインやスーパーヘテロダイン型受信機では、イメージ帯域に干渉信号が存在すると所望信号の電力判定や復調が難しくなるので、イメージ帯の干渉信号を除去するためにＳＡＷフィルタやイメージ抑圧ミキサなどの周波数変換器を用いている（非特許文献３）。
【０００６】
しかし、様々な周波数に対応するコグニティブ無線システムやソフトウェア無線機においては、ＲＦ帯のバンドパスフィルタを用いることは受信できる周波数帯域が制限されてしまい望ましくない。周波数可変のバンドパスフィルタなども検討されているが、一般的に可変範囲が狭いこと、周波数固定のフィルタに比べて挿入損失が大きくなるという課題がある。特に低雑音増幅器の前に配置するバンドパスフィルタの挿入損失が大きいと受信機の雑音指数が増加し、微弱な信号を受信及び復調できないことがある。
また、バンドパスフィルタを用いない場合、無線受信機の周波数変換器では、局部発振器信号の整数倍の帯域において受信機が感度を持つため、高調波帯の干渉信号が混信するという課題がある。この解決方法として、ヌル点となる周波数を可変にするＦＩＲフィルタを用いる方法などが提案されている（非特許文献４）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】根津禎、「『境界弾性波』を用いたフィルタ 村田製作所が開発」、日経エレクトロニクス、日経ＢＰ、２００７年５月７日号、ｐｐ．１２−１３
【非特許文献２】吉田、加藤、富澤、大高、鶴見、「ダイレクトコンバージョン及びＬｏｗ−ＩＦ方式を用いたソフトウェア無線機受信系の構成と試作評価」、電子情報通信学会論文誌２００１／７ ｖｏｌ．Ｊ８４−Ｂ， ｎｏ．７，２００１．
【非特許文献３】束原恒夫、「ＣＭＯＳ ＲＦ回路設計入門−第２回−」、日経エレクトロニクス、日経ＢＰ、２００８年０１月２８日号、ｐｐ．１６４−１７４
【非特許文献４】Rahim Bagheri, Ahmad Mirzaei, Saeed Chehrazi, Mohammad E. Heidari, Minjae Lee, Mohyee Mikhemar, Wai Tang, and Asad A. Abidi, An 800-MHz-6-GHz Software-Defined WirelessReceiver in 90-nm CMOS, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 41, NO. 12, pp. 2860-2876, DECEMBER 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献４に記載された技術を用いる場合、ヌル点となる周波数の可変範囲を広げると回路規模の増大を招いてしまう問題がある。上述のように、広帯域の無線信号を低雑音で高感度な受信を行うには様々な課題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、様々な周波数に対応するコグニティブ無線システムやソフトウェア無線機などにおいて、低雑音で干渉信号の影響を低減した受信を行うことができる受信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、本発明は、周波数掃引される局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、入力された無線信号を前記局部発振信号と乗算することにより該無線信号を周波数変換して出力する周波数変換部と、前記周波数変換された無線信号を周波数領域の信号に変換し、変換により得られる周波数領域における信号の周波数が変化する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とに基づいて、前記無線信号に含まれる信号を検出し、検出した信号を分離する信号処理部とを具備することを特徴とする受信システムである。
【００１１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記周波数領域における信号ごとに、該信号の周波数と、該信号が周波数を遷移する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とから、該信号に対する前記無線信号の周波数を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、更に、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定し、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、更に、前記周波数領域における信号のうち、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度に対して整数倍の速度で周波数が変化する信号が複数存在し、該信号の周波数が同じ時刻に０［Ｈｚ］になる場合、該信号を自システム内部で生じた高調波であると判定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、自システム内部で高調波が生じていると判定した場合、前記周波数変換部における利得を低下させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記局部発振信号が掃引される周波数帯のうち位相雑音が少ない周波数帯における局部発振信号を乗算して周波数変換された信号を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、更に、前記局部発振信号の周波数と、前記無線信号の搬送波の初期位相を示す情報とを用いて、前記検出した信号を復調することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記無線信号における周波数帯ごとに対する、使用用途、無線電力規格、無線変調方式及び該使用用途において用いられる位置を示す周波数情報を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記無線信号において信号を検出する対象の周波数帯に含まれる所望信号と、該対象の周波数帯以外に含まれる信号及び該所望信号のイメージ帯の信号である干渉信号とを検出し、前記周波数変換部において周波数変換された前記干渉信号の周波数と、前記所望信号の周波数とが一致しない前記局部発振信号の周波数帯を前記局部発振信号の周波数を掃引する周波数帯に選択し、選択周波数帯において前記局部発振信号を掃引させる制御を前記局部発振信号生成部に対して行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記検出した信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成し、前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記局部発振信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成する周波数変換用信号生成部と、前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号を出力する第２の周波数変換部とを更に備え、前記信号処理部は、前記第２の周波数変換部が出力する信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２の周波数変換部は、アナログ信号に対して乗算を行うことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記検出した信号に基づいて、前記局部発振信号の周波数を変化させる速度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、局部発振信号の周波数を掃引する速度と、無線信号を周波数変換して得られる信号の周波数が変化する速度とから、所定の無線信号に含まれる信号を検出することができる。このとき、検出した信号に対する無線信号における周波数は、局部発振信号の周波数及び周波数を掃引する速度、及び無線信号を周波数変換して得られる信号の周波数が変化する速度から算出することができるので、無線信号において所定の周波数範囲に信号が存在するか否かの判定を行うことができる。
このように、無線信号に対してフィルタ処理を行うことなく、所定の周波数範囲に信号が存在するか否かの判定を行うことができるので、フィルタ処理における損失や雑音指数の増加を生じさせることなく、低雑音な受信処理を行うことができる。また、検出した信号が所定の周波数範囲の信号であるか、所定の周波数範囲以外の干渉信号であるかを判定できるので、無線信号から干渉信号を検出、及び分離して、干渉信号の影響を低減した受信処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態における受信機１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における信号処理部１７０の構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の一例を示す図である。
【図４】本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の他の例を示す図である。
【図５】本実施形態における信号処理部１７０が行う所望信号及び干渉信号を検出する判定処理のフローチャートである。
【図６】受信機１００において生じる不要波の例を示す図である。
【図７】本実施形態における高調波検出方法の概要を示す図である。
【図８】高調波が所望信号に対して影響を与える場合を示す概略図である。
【図９】受信機１００に対する変形例としての受信システム２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）の一例を示す図である。
【図１１】信号処理部１７０の構成の第１の変形例を示す概略ブロック図である。
【図１２】検出した所望信号を周波数変換用信号として時系列データのデジタル信号とを乗算した場合のＩＦ信号の周波数変化を示すグラフである。
【図１３】信号処理部１７０の構成の第２の変形例を示す概略ブロック図である。
【図１４】受信機１００の変形例の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における受信機（受信システム）の概要について説明する。以下の実施形態における受信機は、無線周波数帯域を中間周波数（Intermediate Frequency；ＩＦ）帯（又はベースバンド周波数帯）の信号へ周波数変換する。このとき、ある掃引速度（周波数変化速度）の局部発振信号を用いて、ＩＦ帯の信号へ周波数変換する。ＩＦ帯の信号は、掃引速度（周波数変化速度）の相違に基づいて、所望信号とイメージ波帯及び高調波帯の干渉信号とに分離され、所望信号が取り出される。ここで、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。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における受信機１００の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、受信システムとしての受信機１００は、広帯域ＬＮＡ（Low Noise Amplifier；低雑音増幅器）１１０と、局部発振信号生成部１２０、周波数変換部１３０、周波数帯域制限部１４０と、利得調整部１５０と、アナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）１６０と、信号処理部１７０とを備えている。
【００２７】
広帯域ＬＮＡ１１０は、アンテナを介して受信したＲＦ（Radio Frequency；無線周波数）信号を増幅し、増幅したＲＦ信号を周波数変換部１３０に出力する。
局部発振信号生成部１２０は、ある周波数の局部発振信号（ＬＯ１）を生成する局部発振器１２１を有している。局部発振信号生成部１２０は、局部発振器１２１が生成する局部発振信号を周波数変換部１３０に出力する。局部発振器１２１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。局部発振信号ＬＯ１における掃引速度をＶｏｓｃ１とする。
【００２８】
周波数変換部１３０は、無線周波数帯のＲＦ信号を、ＩＦ帯の信号に周波数変換する。周波数変換部１３０には、局部発振信号と、ＲＦ信号とが入力される。周波数変換部１３０は局部発振信号とＲＦ信号とを乗算し、乗算によりＩＦ帯に変換された信号を周波数帯域制限部１４０に出力する。
【００２９】
周波数帯域制限部１４０は、周波数変換部１３０から出力される信号に含まれるＩＦ帯の信号を通過させ、ＩＦ帯以外の信号を減衰させて利得調整部１５０に出力する。
利得調整部１５０は、周波数帯域制限部１４０から出力されるＩＦ帯の信号に対して、利得調整を行う。利得調整部１５０は、周波数変換部１３０や周波数帯域制限部１４０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増幅し、増幅した信号をアナログ−デジタル変換部１６０に出力する。
【００３０】
アナログ−デジタル変換部１６０は、予め定められたサンプリング周波数で、利得調整部１５０が出力する信号に対してサンプリングを行い、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。また、アナログ−デジタル変換部１６０は、生成した時系列データのデジタル信号を信号処理部１７０に出力する。
【００３１】
信号処理部１７０には、アナログ−デジタル変換部１６０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１７０は、入力された信号に対してフーリエ変換を行い、ＩＦ帯信号の周波数情報を算出する。周波数情報には、各周波数ごとの電力情報や、位相情報などが含まれる。
また、信号処理部１７０は、ＩＦ帯信号の周波数情報における時間方向の変化を測定することにより、どのＲＦ周波数に信号が存在するかを検出する。このとき、信号処理部１７０は、局部発振信号ＬＯ１の周波数変化速度（掃引速度）と周波数情報とに基づいて、入力されたデジタル信号に含まれる所望信号や干渉信号などの受信信号の分離及び検出を行う。
【００３２】
図２は、本実施形態における信号処理部１７０の構成例を示す概略ブロック図である。同図に示すように、信号処理部１７０は、フーリエ変換部１７１、判定部１７２、フィルタ部１７３、同期部１７４、復調部１７５、及び復号／誤り訂正部１７６を有している。
【００３３】
フーリエ変換部１７１は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力される時系列データのデジタル信号に対してフーリエ変換をして時間領域の信号に変換する。判定部１７２は、フーリエ変換された信号と、局部発振信号ＬＯ１の周波数変化速度に基づいて、ＩＦ帯信号において予め定めた閾値電力Ｐ０以上の電力を有する周波数成分に対応する信号のＲＦ帯における周波数を算出し、自装置が受信したＲＦ信号においてセンシング対象としている周波数帯に所望信号が存在するか否かを判定する。また、判定部１７２は、ＩＦ帯信号において閾値電力Ｐ０以上の電力を有する周波数成分に対応する信号のＲＦ帯における周波数、電力、及び位相を検出し、検出結果を周波数情報として出力する。
フィルタ部１７３は、判定部１７２が出力する周波数情報に基づいて、時系列データのデジタル信号から所望信号を抽出する。同期部１７４は抽出された所望信号に対して同期をとる。復調部１７５は同期された信号を復調する。復号／誤り訂正部１７６は復調された信号に対して復号及び誤り訂正をして受信データを再生する。
【００３４】
なお、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。また検出する値は相関値などの大きさでも良く、信号の電力レベルに限らない。
【００３５】
図３は、本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の一例を示す図である。ここでは、局部発振信号生成部１２０が周波数Ｆ１を有する局部発振信号ＬＯ１を生成する場合について説明する。局部発振信号の掃引速度をＶｏｓｃ１とし、無線周波数帯に所望信号（ＲＦ１）と、干渉信号（ＲＦ２及びＲＦＭ）があるものとする。
図３（ａ）に示すように、局部発振器１２１が局部発振信号ＬＯ１を掃引速度Ｖｏｓｃ１で掃引すると、局部発振信号ＬＯ１、局部発振信号ＬＯ１の２逓倍波及びＮ逓倍波によりＩＦ帯に周波数変換された信号（ＩＦ１、ＩＦ２及びＩＦＭ）は、時間の経過に応じて、ＩＦ帯における周波数が遷移する。
このとき、所望信号であるＩＦ１の周波数の単位時間当たりの遷移量は、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度Ｖｏｓｃ１と等しい。一方、干渉信号であるＩＦ２及びＩＦＭの周波数は、局部発振信号Ｖｏｓｃ１の２倍及びＭ倍の速度で変化する。この遷移速度を基に所望信号ＩＦ１と、干渉信号ＩＦ２及びＩＦＭとを分離することができる。また、ある時刻における局部発振信号の周波数に、同時刻に検出されたＩＦ帯の信号の周波数差を加算することにより、信号処理部１７０が有する判定部１７２は検出された信号が存在した無線周波数を判定することができる。
【００３６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した掃引をした際のＩＦ帯の信号の周波数変化を示す波形図である。同図において横軸は時間を示し、縦軸はＩＦ帯に周波数変換した後の信号が検出された周波数を示している。同図に示すように、局部発振信号の掃引速度が、ＩＦ帯に変換された信号の周波数変化速度（傾き）として現れる。すなわち、所望信号や干渉信号などの受信信号がそれぞれの周波数帯域における線スペクトラムと仮定したとき、局部発振信号を掃引しながら周波数変換を行うことによって、線スペクトラムが時間軸上で周波数を遷移しながら観測されることになる。このとき、観測される線スペクトラムの単位時間あたりの周波数の遷移量が、局部発振信号の掃引速度と等しくなることから、当該線スペクトラムがどの周波数帯に存在するかを検出することができる。また、ある時刻のＬＯ信号の発振周波数にそのときに観測された信号の周波数差を加算することにより、所望信号及び干渉信号の存在する周波数を判定できる。
【００３７】
図４は、本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の他の例を示す図である。ここでも、局部発振信号生成部１２０が周波数Ｆ１を有する局部発振信号ＬＯ１を生成する場合について説明する。局部発振信号の掃引速度をＶｏｓｃ１とし、無線周波数帯に信号（ＲＦ１及びＲＦ２）があるものとする。ＲＦ１は所望信号であり局部発振信号ＬＯ１の上側波帯に位置する。ＲＦ２はイメージ帯の干渉信号であり、ＬＯ１の下側波帯に位置する。
図４（ａ）に示すように、局部発振器１２１が局部発振信号ＬＯ１を掃引速度Ｖｏｓｃ１で掃引すると、局部発振信号ＬＯ１によりＩＦ帯に周波数変換された信号（ＩＦ１及びＩＦ２）は、時間の経過に応じて、ＩＦ帯における周波数が遷移する。
【００３８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した掃引をした際のＩＦ帯の信号の周波数変化を示す波形図である。同図において横軸は時間を示し、縦軸はＩＦ帯に周波数変換した後の信号が検出された周波数を示している。同図に示すように、局部発振信号の掃引速度が、ＩＦ帯に変換された信号の周波数変化速度（傾き）として現れる。
所望信号ＩＦ１の周波数の単位時間当たりの遷移量は、−Ｖｏｓｃ１と等しい。一方、干渉信号ＩＦ２は、局部発振信号Ｖｏｓｃ１の速度で変化する。つまり、遷移速度が正負逆となる。判定部１７２は、この遷移速度の増減の違いを元に所望信号ＩＦ１とイメージ帯の干渉信号ＩＦ２を分離することができる。
【００３９】
図５は、本実施形態における信号処理部１７０が行う所望信号及び干渉信号を検出する判定処理のフローチャートである。ここでは、局部発振信号生成部１２０が有する局部発振器１２１は、周波数が増加する方向に掃引を行う場合について説明する。
信号処理部１７０には、アナログ−デジタル変換部１６０からデジタル信号に変換された時系列データのデジタル信号と、局部発振信号の周波数及び掃引速度とが入力され、判定部１７２がＩＦ帯における周波数ごとの電力情報、位相情報を検出する（ステップＳ１０１）。なお、周波数ごとの電力情報、位相情報に替えて、閾値を超える電力が検出された周波数を検出するようにしてもよい。
判定部１７２は、フーリエ変換された信号において、受信電力を測定し、測定した受信電力が予め定められた閾値電力Ｐ０以上の信号があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定部１７２は、受信電力が閾値電力Ｐ０以上の信号がない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、受信信号を検出する処理を終了する。
【００４０】
一方、判定部１７２は、受信電力が閾値電力Ｐ０以上の信号がある場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、当該信号の周波数変化速度がＶｏｓｃ１であるか否かの判定を行い（ステップＳ１０３）、周波数変化速度がＶｏｓｃ１である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、局部発振信号ＬＯ１で周波数変換した下側波帯（Low Side Band；ＬＳＢ）成分と判定し（ステップＳ１０４）、受信信号を検出する処理を終了する。
判定部１７２は、信号の周波数変化速度がＶｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、処理をステップＳ１０５に進める。
【００４１】
判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度が−Ｖｏｓｃ１であるか否かを判定し（ステップＳ１０５）、周波数変化速度が−Ｖｏｓｃ１である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、局部発振信号ＬＯ１で周波数変換した上側波帯（Upper Side Band；ＵＳＢ）成分と判定し（ステップＳ１０６）、受信信号を検出する処理を終了する。
一方、判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度が−Ｖｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、処理をステップＳ１０７に進める。
【００４２】
判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度がＮ×Ｖｏｓｃ1であるか否かを判定し（ステップＳ１０７）、周波数変化速度がＮ×Ｖｏｓｃ1である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、局部発振信号ＬＯ1のＮ倍波で周波数変換したＬＳＢ成分と判定し（ステップＳ１０８）、受信信号を検出する処理を終了する。
一方、判定部１７２は、信号の周波数変化速度がＮ×Ｖｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理をステップＳ１０９に進める。
【００４３】
判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度が−Ｎ×Ｖｏｓｃ1であるか否かを判定し（ステップＳ１０９）、周波数変化速度が−Ｎ×Ｖｏｓｃ1である場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、当該信号を局部発振信号ＬＯ1のＮ倍波で周波数変換したＵＳＢ成分と判定し（ステップＳ１１０）、受信信号を検出する処理を終了する。
一方、判定部１７２は、信号の周波数変化速度が−Ｎ×Ｖｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、受信信号を検出する処理を終了する。
【００４４】
上述のように、判定部１７２は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力されるＩＦ帯のデジタル信号において、電力が閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度と、局部発振信号ＬＯ１、２×ＬＯ1、…、Ｎ×ＬＯ1の周波数変化速度（掃引速度）とを比較する。これにより、閾値電力Ｐ０以上の電力を有する信号が、無線周波数帯におけるどの周波数の信号であるか、及び、ＬＳＢ成分又はＵＳＢ成分であるかを検出することができる。
このように、周波数変化速度（掃引速度）に基づいて、局部発振信号の基本波で周波数変換されたものか、その高調波で周波数変換されたものかを特定することができる。
【００４５】
図６は、受信機１００において生じる不要波の例を示す図である。受信機１００の内部では、広帯域ＬＮＡ１１０や周波数変換部１３０、利得調整部１５０などにおいて、所望信号の高調波（不要波）が生じる場合がある。この高調波は、所望信号の電力が大きい場合、電力が大きくなる。
例えば、図６に示すように、周波数ｆ１の所望信号が得られた際に、広帯域ＬＮＡ１１０や周波数変換部１３０において、周波数ｆ１に対して２倍の周波数２ｆ１の高調波や、所望信号を変換したＩＦ帯の信号の周波数ｆＩＦ１に対して２倍の周波数２ｆＩＦ１の高調波が生じることがある。
受信機１００内部において、高調波が生じているか否かを判定する高調波検出方法について説明する。図７は、本実施形態における高調波検出方法の概要を示す図である。同図に示すように、ＩＦ周波数が０［Ｈｚ］となる点において、検出された各信号の周波数変化（傾きがＶｏｓｃ１、２×Ｖｏｓｃ１、３×Ｖｏｓｃ１）を示すグラフが交わる場合、検出された各信号は受信機１００内部において生じた高調波と判定することができる。換言すると、局部発振信号の周波数掃引を行っている際に、同じ時刻（タイミング）でＩＦ周波数が０［Ｈｚ］となる信号は、受信機１００内部において生じた高調波と判定することができる。
【００４６】
所望信号の受信電力が大きく、受信機１００において所望信号の高調波が生じる場合は、受信機１００内の回路（例えば、広帯域ＬＮＡ１１０、周波数変換部１３０、又は利得調整部１５０など）の利得調整を行うことで、高調波の発生を抑制することができる。具体的には、信号処理部１７０は、所望信号の高調波が生じていることを検出すると、広帯域ＬＮＡ１１０、周波数変換部１３０、又は利得調整部１５０における利得を低下させて、高調波の発生を抑制する。
【００４７】
しかし、干渉信号の受信電力が大きい場合、受信機１００内の回路の利得を下げると、所望信号の受信電力が微弱なとき、所望信号を復調できなくなる恐れがある。
図８は、高調波が所望信号に対して影響を与える場合を示す概略図である。同図に示すように、干渉信号の高調波のＩＦ帯における周波数を示すグラフと、所望信号のＩＦ帯における周波数を示すグラフとが交わる場合、干渉信号の高調波が所望信号に干渉を与えてしまう。この場合、局部発振器１２１が出力する局部発振信号の周波数を、干渉信号の高調波のＩＦ帯における周波数と、所望信号のＩＦ帯における周波数とが重ならない周波数に変更することにより、受信機１００内の回路の利得調整を行わずに干渉信号の影響を低減することができる。また、干渉信号の電力レベルに対して所望信号の電力レベルが微弱である場合には、ＩＦ帯において所望信号が干渉信号から受ける影響を低減させることができるので、電力レベルが微弱な所望信号を検出する精度をより向上させることができる。
具体的には、信号処理部１７０において、所望信号及び干渉信号それぞれのＩＦ帯における周波数が重なると判定された場合、信号処理部１７０は、所望信号及び干渉信号それぞれのＩＦ帯における周波数が重ならない周波数を局部発振信号ＬＯ１の周波数にさせる制御を局部発振信号生成部１２０に対して行う。
【００４８】
一般に、広帯域な受信機では複数の無線信号を入力するため、広帯域ＬＮＡ、周波数変換部、利得調整部などが電力飽和に近づき、高調波や相互変調歪みなどが受信機内で生じる場合がある。所望信号の信号電力が飽和に近づくと、振幅情報及び位相情報の誤差が大きくなり復調が難しくなる。また、干渉信号の電力が飽和に近づくと、その高調波や相互変調歪みが干渉成分となる。
これに対して、本実施形態における受信機１００は、大きな電力の干渉信号（イメージ信号や高調波帯の無線信号）を検出した場合、広帯域ＬＮＡ１１０、周波数変換部１３０、又は利得調整部１５０の利得調整を行うことで、受信機内で生じる高調波を抑制することができる。
【００４９】
上述のように、本実施形態における受信機１００は、所望信号と当該所望信号のイメージ信号とを検出及び分離することができ、かつ局部発振信号ＬＯ１の高調波で周波数変換された干渉信号と所望信号とを検出及び分離することができる。このように、受信機１００は、ＲＦ帯の信号に対してバンドパスフィルタやＦＩＲフィルタを使用せずとも所望信号の検出を行うことができるので、無線周波数帯における所望信号の検出精度を向上させることができる。また、受信機１００は、バンドパスフィルタやＦＩＲフィルタを使用しないため、雑音指数を低減させることができ、微弱な所望信号も復調することができる。
なお、受信機１００では、ＲＦ帯のバンドパスフィルタの帯域外抑圧量が小さくてもよいため、広帯域で低損失なフィルタを用いて干渉信号を抑圧するようにしてもよい。
【００５０】
なお、図５に示した判定処理において、閾値電力Ｐ０を用いて判定対象となる信号の存在を検出する周波数帯域を、ある特定の周波数帯域に限定するようにしてもよい。この場合、例えば、局部発振器１２１から出力される局部発振信号ＬＯ１の位相雑音が所定のレベルより低いＩＦ帯域を、判定対象となる信号を検出する周波数帯域に選択するようにしてもよい。位相雑音に対する所定のレベルは、受信機１００に要求される受信性能などに応じて予め定められる。
また、アナログ−デジタル変換の後にデジタルフィルタを用いる場合、デジタルフィルタの通過帯域を低い周波数に選択することにより無線信号を検出する精度を改善することができるため、局部発振信号ＬＯ１の位相雑音と、デジタルフィルタの通過帯域とをＩＦ帯を選択する際の条件として用い、信号処理部１７０において信号を検出する周波数帯を選択するようにしてもよい。
また、受信機１００内のスプリアスや、外部からの干渉信号の影響が少ない周波数帯を予め測定し、当該周波数帯を信号処理部１７０において信号を検出する周波数帯に選択することで、信号を検出する精度の向上に効果的である。
【００５１】
また、信号処理部１７０は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力されるデジタル信号に対して、周波数及び電力の判定を行うだけでなく、復調を行うようにしてもよい。特に、周波数変調方式や振幅変調方式を用いて変調された信号であれば、容易に復調することができる。また、局部発振器１２１が出力する局部発振信号ＬＯ１の位相を制御することが出る場合、局部発振信号ＬＯ１の周波数だけでなく、ＲＦ信号の搬送波の初期位相を示す位相情報を用いて、搬送波の位相と局部発振信号ＬＯ１の位相とを同期させることにより、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；四位相偏移変調）などの位相変調信号を受信する場合でも信号を復調することができる。この場合、信号処理部１７０は、閾値電力Ｐ０以上の信号を検出すると、当該信号に対する無線周波数帯における周波数を算出し、算出した周波数における初期位相を示す位相情報を用いて復調するようにする。なお、位相情報は信号を検出する無線周波数帯に応じて、信号処理部１７０に予め記憶させておくようにしてもよい。
【００５２】
また、信号処理部１７０は、無線周波数帯ごとに、使用用途や、無線電力規格、無線変調方式、当該使用用途において用いられる位置などを示す周波数利用情報を記憶するデータベースを有するようにしてもよい。このとき、信号処理部１７０は、図５に示した判定処理において周波数利用情報を用いてもよい。これにより、信号処理部１７０は、各無線周波数帯におけるＲＦ信号の検出精度を向上させることができる。また、信号処理部１７０は、周波数利用情報が示す変調方式に対応する復調を行うことにより、アナログ−デジタル変換部１６０から入力されるデジタル信号を復調するようにしてもよい。なお、信号処理部１７０は、周波数利用情報を記憶するデータベースを有するサーバ装置に問い合わせて周波数利用情報を取得するようにしてもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、受信機１００が一つの装置である構成について説明したが、これに限ることなく、複数の装置を具備する受信システムとしてもよい。
図９は、受信機１００に対する変形例としての受信システム２００の構成を示す概略ブロック図である。受信システム２００において、図１に示した受信機１００と同じ構成には同じ符号を付して、その説明を省略する。受信システム２００は、受信装置２１０と、信号処理装置２７０と、受信装置２１０と信号処理装置２７０とを接続するネットワーク回線２８０とを具備している。受信システム２００は、受信装置２１０と信号処理装置２７０との２つの装置を具備している。
受信装置２１０は、広帯域ＬＮＡ１１０、局部発振信号生成部１２０、周波数変換部１３０、周波数帯域制限部１４０、利得調整部１５０、及びアナログ−デジタル変換部１６０を備えている。アナログ−デジタル変換部１６０の出力は、ネットワーク回線２８０を介して、受信装置２１０と異なる位置に設けられた信号処理装置２７０に伝送される。信号処理装置２７０は、信号処理部１７０と同様に、入力された信号に対してフーリエ変換を行い、ＩＦ帯信号の周波数情報を算出する。また、信号処理装置２７０は、ＩＦ帯信号の周波数情報における時間方向の変化を測定することにより、どのＲＦ周波数に信号が存在するかを検出する。このとき、信号処理装置２７０は、局部発振信号ＬＯ１の周波数変化速度（掃引速度）と周波数情報とに基づいて、受信信号の分離及び検出を行う。
信号処理装置２７０が行う受信信号の分離及び検出をより高速に行うには、演算能力の高い演算装置を用いて行うことが望ましい。これに対して、受信システム２００ではネットワーク回線２８０を介して、受信装置２１０と異なる位置に設けられた高性能なワークステーション等を信号処理装置２７０として使用することができる。また、複数の受信装置２１０を異なる位置に配置し、信号処理装置２７０を各受信装置２１０とネットワーク回線２８０を介して接続する構成は、電波の利用状況などのモニタリング結果を共有するための共通データベースの構築に好適である。
なお、受信装置２１０から信号処理装置２７０に伝送する信号は、アナログ−デジタル変換部１６０でデジタル信号に変換する前のアナログ信号でもよい。また、受信装置２１０から信号処理装置２７０に伝送する際には、アナログ信号伝送方式とデジタル信号伝送方式とのうちいずれの方式を選択してもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態において、受信機１００内部で生じた不要波の影響を低減する場合と同様に、受信信号に含まれる干渉信号の影響を低減するようにしてもよい。図１０は、局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）の一例を示す図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸はＩＦ帯に周波数変換した後の信号が検出された周波数を示している。所望信号の周波数変化を示すグラフと、干渉信号の周波数変化を示すグラフとが重なる領域では、受信電力の判定や復調を行う際の誤差が大きくなる。信号処理部１７０は、干渉信号の存在を検出した後に、当該干渉信号の影響を受ける領域が所望信号に対して生じないように、局部発振信号ＬＯ１の周波数を選択するようにしてもよい。これにより、受信電力の判定や復調の精度を高めることができる。
【００５５】
また、上述の実施形態の信号処理部１７０は、検出した所望信号の周波数変化パターンに基づいて、周波数が変化するデジタル信号を周波数変換用信号として生成し、生成した周波数変換用信号と記録しておいた時系列データのデジタル信号とを乗算するようにしてもよい。具体的には、検出した所望信号の周波数の変化する速度がＶ１の場合に、掃引速度がＶ１の信号を周波数変換用信号として生成し、記録しておいた時系列データのデジタル信号と、生成した周波数変換用信号とを乗算する。この場合、所望信号の周波数と、周波数変換用信号の周波数とは一定となるので、周波数変換用信号が乗算されたデジタル信号において、所望信号の周波数は一定となる。一方、干渉信号の周波数は、周波数変換用信号を乗算した後においても局部発振信号の掃引速度と周波数変換用信号の掃引速度とに応じて変化する。
このように、周波数変換用信号を乗算することにより、干渉信号の中心周波数は新たな変化速度で変化し、所望信号の変化速度は０となり、中心周波数が一定となる。中心周波数が一定にされた所望信号を含むデジタル信号に対して、所望信号の帯域以外の帯域を制限するデジタルフィルタを用いて帯域制限をすることで、干渉信号を分離、除去する精度を向上させることができる。
この場合、信号処理部１７０を図１１に示すような構成にしてもよい。図１１は、信号処理部１７０の構成の変形例を示す概略ブロック図である。同図に示すように、図２に示した信号処理部１７０の構成に、周波数変換部２７７を新たに設けた構成となっている。周波数変換部２７７は、判定部１７２において検出された所望信号の周波数が変化する速度に基づいて、周波数変換用信号を生成する。また、周波数変換部２７７は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力された時系列データのデジタル信号に対して、生成した周波数変換用の信号を乗算し、乗算により得られた信号をフィルタ部１７３に出力する。フィルタ部１７３では、時系列データのデジタル信号に替えて、周波数変換部２７７から入力される信号から所望信号を抽出する。
【００５６】
また、上述の実施形態の信号処理部１７０において、検出した所望信号を周波数変換用信号とし、当該周波数変換用信号と時系列データのデジタル信号とを乗算するようにしてもよい。図１２は、検出した所望信号を周波数変換用信号として時系列データのデジタル信号とを乗算した場合のＩＦ信号の周波数変化を示すグラフである。図１２（ａ）は周波数変換用信号を乗算する前における局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）を示す図である。図１２（ｂ）は周波数変換用信号を乗算した後における局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）を示す図である。所望信号の周波数と、周波数変換用信号の周波数との差は常に一定なので、アナログ−デジタル変換部１６０から入力される時系列データのデジタル信号に対して周波数変換用信号を乗算することにより、変換後のデジタル信号における所望信号の周波数を同図に示すように一定にすることができる。また、所望信号の周波数を一定にすることで受信信号処理に必要な各種信号処理を一般的な処理方法を以て実施することができる。
この場合、信号処理部１７０を図１３に示すような構成にしてもよい。図１３は、信号処理部１７０の構成の変形例を示す概略ブロック図である。同図に示すように、図２に示した信号処理部１７０の構成に、周波数変換部３７７を新たに設けた構成となっている。周波数変換部３７７は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力された時系列データのデジタル信号をフーリエ変換部１７１に出力する。また、周波数変換部３７７は、判定部１７２において検出された所望信号を周波数変換用信号として、記録しておいた時系列データのデジタル信号に乗算し、乗算結果をフィルタ部１７３に出力する。フィルタ部１７３は、時系列データのデジタル信号に替えて、周波数変換部３７７から入力される信号から所望信号を抽出する。
【００５７】
また、上述の図１３に示した信号処理部１７０の変形例において、検出した所望信号の周波数変化パターンに基づいて周波数変換用信号を生成し、周波数変換部３７７が当該周波数変換用信号を時系列データのデジタル信号に乗算するようにしてもよい。なお、周波数変化パターンには、周波数ホッピング受信機のように、周波数変換に用いる局部発振信号の変化が連続的でなく、離散的に変化する場合も含まれる。この場合においても、図１２（ｂ）に示したように所望信号の周波数を一定にすることができる。これにより、フーリエ変換後の所望信号の周波数成分を強調することができ、信号検出性能を向上させることができる。なお、検出した所望信号の周波数変化パターンは局部発振信号の周波数変化パターンと相関を有しているので、局部発振信号の周波数変化パターンに基づいて周波数変換用信号を生成してもよい。
また、検出した所望信号の周波数変化パターンと同一パターンの周波数変換用信号を用いた周波数変換は、例えば図１４に示すように、デジタル信号に変換する前に行うようにしてもよい。図１４は受信機１００の変形例の構成を示す概略ブロック図である。受信機３００は、受信機１００の構成に加えて、周波数変換用信号生成部３２０と周波数変換部３３０と周波数帯域制限部３４０とを備えている。周波数変換用信号生成部３２０は、局部発振信号ＬＯ1により中間周波数へ周波数変換された所望信号の周波数変化パターンと同一パターンで周波数が変化する局部発振信号ＬＯ２を生成する。周波数変換部３３０は、周波数帯域制限部１４０が出力する信号と、局発振信号ＬＯ２とを乗算し、周波数帯域制限部１４０が出力する信号の周波数を変換する。周波数帯域制限部３４０は、周波数変換部３３０により周波数変換された信号のうち、センシング対象の周波数帯に対応する信号を通過させ、当該周波数帯以外の信号を減衰させて利得調整部１５０に出力する。このように、アナログ信号に対して周波数変換を行い、信号処理部１７０において所望信号の周波数を一定にさせるようにしてもよい。
【００５８】
また、上述の実施形態では、無線周波数帯のＲＦ信号をＩＦ帯の信号に変換する構成について説明したが、これに限ることなく、無線周波数帯のＲＦ信号をベースバンド帯の信号に変換するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、掃引速度を予め定めた一定の速度とした構成について説明したが、これに限ることなく、時刻の経過とともに掃引速度を変化させるようにしてもよい。掃引速度の変化のさせ方として、例えば周波数ホッピングのように周波数を離散的に変化させてもよい。
更に、信号処理部１７０が、判定結果又は信号の復調結果に基づいて掃引速度を制御するフィードバック制御をするようにしてもよい。例えば、信号処理部１７０においてＦＦＴ後の所望信号に対応する周波数スペクトルが予め定めた周波数幅以上に広がってしまう場合に、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させてもよい。また、信号処理部１７０においてＦＦＴ後の所望信号に対応する周波数スペクトルの電力レベルが予め定めた電力以下になる場合に、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させてもよい。また、信号処理部１７０において所望信号を復調、復号した際の符号誤り率が所定値以上の場合に、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させてもよい。信号処理部１７０が検出した所望信号に基づいて局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させる制御を行うことにより、所望信号の周波数スペクトルの広がりを抑えることができ、所望信号を検出する精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、本発明における受信機及び受信システムの機能を実現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、この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所望信号の有無を判定する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とする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。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、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。更に「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（ＲＡＭ）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。
【００６０】
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良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既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）であっても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１００，３００…受信機（受信システム）
１１０…広帯域ＬＮＡ
１２０…局部発振信号生成部
１２１…局部発振器
１３０…周波数変換部（第１の周波数変換部）
１４０，３４０…周波数帯域制限部
１５０…利得調整部
１６０…アナログ−デジタル変換部
１７０…信号処理部
１７１…フーリエ変換部
１７２…判定部
１７３…フィルタ部
１７４…同期部
１７５…復調部
１７６…復号／誤り訂正部
２００…受信システム
２１０…受信装置
２７０…信号処理装置
２７７，３７７…周波数変換部
２８０…ネットワーク回線
３２０…周波数変換用信号生成部
３３０…周波数変換部（第２の周波数変換部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号を受信する受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や無線ＬＡＮなどの無線通信システムの発展に伴い、周波数需要が増大している。特に、数ＧＨｚ帯の周波数帯においては稠密に周波数が割り当てられており、新たな周波数帯域を確保することが難しい。このため、既に割り当て済みの周波数の中で、「空間的」、「時間的」に使い分けることで、周波数の利用効率を上げることが検討されている。
【０００３】
この実現には、利用状況により変化する利用可能な周波数帯域を把握した後に通信として使用する、コグニティブ無線システムや、様々な無線規格に柔軟に対応できるソフトウェア無線技術などが期待されている。求められるセンシング用の無線受信機には、低い受信レベルの信号を高精度に受信でき、他のシステムが存在しないことを検出できることが要求される。
【０００４】
従来の無線受信機は低雑音増幅器の前後にバンドパスフィルタを用いて所望帯域外の干渉信号を除去している。マイクロ波帯の無線機のバンドパスフィルタとしてはＳＡＷ（SURFACE ACOUSTIC WAVE：表面弾性波）フィルタや境界弾性波フィルタ、誘電体フィルタなどが使われている。ＳＡＷフィルタや境界弾性波フィルタは所望帯域外の信号の抑圧量が大きく、小型かつ低コストで量産できるため、近年の携帯電話の内蔵フィルタとして使われている（非特許文献１）。誘電体フィルタは比較的広帯域な無線信号を扱う基地局受信機などで使われている。
【０００５】
従来の無線受信機は、１チャンネルのみを受信する携帯端末などでは、回路部品数が少なくて済むダイレクトコンバージョン型受信機が使われている（非特許文献２）。複数チャネルを同時に受信するようなシステムでは、ヘテロダインやスーパーヘテロダイン型受信機が使われる場合がある。ヘテロダインやスーパーヘテロダイン型受信機では、イメージ帯域に干渉信号が存在すると所望信号の電力判定や復調が難しくなるので、イメージ帯の干渉信号を除去するためにＳＡＷフィルタやイメージ抑圧ミキサなどの周波数変換器を用いている（非特許文献３）。
【０００６】
しかし、様々な周波数に対応するコグニティブ無線システムやソフトウェア無線機においては、ＲＦ帯のバンドパスフィルタを用いることは受信できる周波数帯域が制限されてしまい望ましくない。周波数可変のバンドパスフィルタなども検討されているが、一般的に可変範囲が狭いこと、周波数固定のフィルタに比べて挿入損失が大きくなるという課題がある。特に低雑音増幅器の前に配置するバンドパスフィルタの挿入損失が大きいと受信機の雑音指数が増加し、微弱な信号を受信及び復調できないことがある。
また、バンドパスフィルタを用いない場合、無線受信機の周波数変換器では、局部発振器信号の整数倍の帯域において受信機が感度を持つため、高調波帯の干渉信号が混信するという課題がある。この解決方法として、ヌル点となる周波数を可変にするＦＩＲフィルタを用いる方法などが提案されている（非特許文献４）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】根津禎、「『境界弾性波』を用いたフィルタ 村田製作所が開発」、日経エレクトロニクス、日経ＢＰ、２００７年５月７日号、ｐｐ．１２−１３
【非特許文献２】吉田、加藤、富澤、大高、鶴見、「ダイレクトコンバージョン及びＬｏｗ−ＩＦ方式を用いたソフトウェア無線機受信系の構成と試作評価」、電子情報通信学会論文誌２００１／７ ｖｏｌ．Ｊ８４−Ｂ， ｎｏ．７，２００１．
【非特許文献３】束原恒夫、「ＣＭＯＳ ＲＦ回路設計入門−第２回−」、日経エレクトロニクス、日経ＢＰ、２００８年０１月２８日号、ｐｐ．１６４−１７４
【非特許文献４】Rahim Bagheri, Ahmad Mirzaei, Saeed Chehrazi, Mohammad E. Heidari, Minjae Lee, Mohyee Mikhemar, Wai Tang, and Asad A. Abidi, An 800-MHz-6-GHz Software-Defined WirelessReceiver in 90-nm CMOS, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 41, NO. 12, pp. 2860-2876, DECEMBER 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献４に記載された技術を用いる場合、ヌル点となる周波数の可変範囲を広げると回路規模の増大を招いてしまう問題がある。上述のように、広帯域の無線信号を低雑音で高感度な受信を行うには様々な課題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、様々な周波数に対応するコグニティブ無線システムやソフトウェア無線機などにおいて、低雑音で干渉信号の影響を低減した受信を行うことができる受信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、本発明は、周波数掃引される局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、入力された無線信号を前記局部発振信号と乗算することにより該無線信号を周波数変換して出力する周波数変換部と、前記周波数変換された無線信号を周波数領域の信号に変換し、変換により得られる周波数領域における信号の周波数が変化する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とに基づいて、前記無線信号に含まれる信号を検出し、検出した信号を分離する信号処理部とを具備することを特徴とする受信システムである。
【００１１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記周波数領域における信号ごとに、該信号の周波数と、該信号が周波数を遷移する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とから、該信号に対する前記無線信号の周波数を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、更に、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定し、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、更に、前記周波数領域における信号のうち、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度に対して整数倍の速度で周波数が変化する信号が複数存在し、該信号の周波数が同じ時刻に０［Ｈｚ］になる場合、該信号を自システム内部で生じた高調波であると判定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、自システム内部で高調波が生じていると判定した場合、前記周波数変換部における利得を低下させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記局部発振信号が掃引される周波数帯のうち位相雑音が少ない周波数帯における局部発振信号を乗算して周波数変換された信号を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、更に、前記局部発振信号の周波数と、前記無線信号の搬送波の初期位相を示す情報とを用いて、前記検出した信号を復調することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記無線信号における周波数帯ごとに対する、使用用途、無線電力規格、無線変調方式及び該使用用途において用いられる位置を示す周波数情報を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記無線信号において信号を検出する対象の周波数帯に含まれる所望信号と、該対象の周波数帯以外に含まれる信号及び該所望信号のイメージ帯の信号である干渉信号とを検出し、前記周波数変換部において周波数変換された前記干渉信号の周波数と、前記所望信号の周波数とが一致しない前記局部発振信号の周波数帯を前記局部発振信号の周波数を掃引する周波数帯に選択し、選択周波数帯において前記局部発振信号を掃引させる制御を前記局部発振信号生成部に対して行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記検出した信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成し、前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記局部発振信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成する周波数変換用信号生成部と、前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号を出力する第２の周波数変換部とを更に備え、前記信号処理部は、前記第２の周波数変換部が出力する信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記第２の周波数変換部は、アナログ信号に対して乗算を行うことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記信号処理部は、前記検出した信号に基づいて、前記局部発振信号の周波数を変化させる速度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、局部発振信号の周波数を掃引する速度と、無線信号を周波数変換して得られる信号の周波数が変化する速度とから、所定の無線信号に含まれる信号を検出することができる。このとき、検出した信号に対する無線信号における周波数は、局部発振信号の周波数及び周波数を掃引する速度、及び無線信号を周波数変換して得られる信号の周波数が変化する速度から算出することができるので、無線信号において所定の周波数範囲に信号が存在するか否かの判定を行うことができる。
このように、無線信号に対してフィルタ処理を行うことなく、所定の周波数範囲に信号が存在するか否かの判定を行うことができるので、フィルタ処理における損失や雑音指数の増加を生じさせることなく、低雑音な受信処理を行うことができる。また、検出した信号が所定の周波数範囲の信号であるか、所定の周波数範囲以外の干渉信号であるかを判定できるので、無線信号から干渉信号を検出、及び分離して、干渉信号の影響を低減した受信処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態における受信機１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における信号処理部１７０の構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の一例を示す図である。
【図４】本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の他の例を示す図である。
【図５】本実施形態における信号処理部１７０が行う所望信号及び干渉信号を検出する判定処理のフローチャートである。
【図６】受信機１００において生じる不要波の例を示す図である。
【図７】本実施形態における高調波検出方法の概要を示す図である。
【図８】高調波が所望信号に対して影響を与える場合を示す概略図である。
【図９】受信機１００に対する変形例としての受信システム２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）の一例を示す図である。
【図１１】信号処理部１７０の構成の第１の変形例を示す概略ブロック図である。
【図１２】検出した所望信号を周波数変換用信号として時系列データのデジタル信号とを乗算した場合のＩＦ信号の周波数変化を示すグラフである。
【図１３】信号処理部１７０の構成の第２の変形例を示す概略ブロック図である。
【図１４】受信機１００の変形例の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における受信機（受信システム）の概要について説明する。以下の実施形態における受信機は、無線周波数帯域を中間周波数（Intermediate Frequency；ＩＦ）帯（又はベースバンド周波数帯）の信号へ周波数変換する。このとき、ある掃引速度（周波数変化速度）の局部発振信号を用いて、ＩＦ帯の信号へ周波数変換する。ＩＦ帯の信号は、掃引速度（周波数変化速度）の相違に基づいて、所望信号とイメージ波帯及び高調波帯の干渉信号とに分離され、所望信号が取り出される。ここで、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。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における受信機１００の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、受信システムとしての受信機１００は、広帯域ＬＮＡ（Low Noise Amplifier；低雑音増幅器）１１０と、局部発振信号生成部１２０、周波数変換部１３０、周波数帯域制限部１４０と、利得調整部１５０と、アナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）１６０と、信号処理部１７０とを備えている。
【００２７】
広帯域ＬＮＡ１１０は、アンテナを介して受信したＲＦ（Radio Frequency；無線周波数）信号を増幅し、増幅したＲＦ信号を周波数変換部１３０に出力する。
局部発振信号生成部１２０は、ある周波数の局部発振信号（ＬＯ１）を生成する局部発振器１２１を有している。局部発振信号生成部１２０は、局部発振器１２１が生成する局部発振信号を周波数変換部１３０に出力する。局部発振器１２１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。局部発振信号ＬＯ１における掃引速度をＶｏｓｃ１とする。
【００２８】
周波数変換部１３０は、無線周波数帯のＲＦ信号を、ＩＦ帯の信号に周波数変換する。周波数変換部１３０には、局部発振信号と、ＲＦ信号とが入力される。周波数変換部１３０は局部発振信号とＲＦ信号とを乗算し、乗算によりＩＦ帯に変換された信号を周波数帯域制限部１４０に出力する。
【００２９】
周波数帯域制限部１４０は、周波数変換部１３０から出力される信号に含まれるＩＦ帯の信号を通過させ、ＩＦ帯以外の信号を減衰させて利得調整部１５０に出力する。
利得調整部１５０は、周波数帯域制限部１４０から出力されるＩＦ帯の信号に対して、利得調整を行う。利得調整部１５０は、周波数変換部１３０や周波数帯域制限部１４０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増幅し、増幅した信号をアナログ−デジタル変換部１６０に出力する。
【００３０】
アナログ−デジタル変換部１６０は、予め定められたサンプリング周波数で、利得調整部１５０が出力する信号に対してサンプリングを行い、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。また、アナログ−デジタル変換部１６０は、生成した時系列データのデジタル信号を信号処理部１７０に出力する。
【００３１】
信号処理部１７０には、アナログ−デジタル変換部１６０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１７０は、入力された信号に対してフーリエ変換を行い、ＩＦ帯信号の周波数情報を算出する。周波数情報には、各周波数ごとの電力情報や、位相情報などが含まれる。
また、信号処理部１７０は、ＩＦ帯信号の周波数情報における時間方向の変化を測定することにより、どのＲＦ周波数に信号が存在するかを検出する。このとき、信号処理部１７０は、局部発振信号ＬＯ１の周波数変化速度（掃引速度）と周波数情報とに基づいて、入力されたデジタル信号に含まれる所望信号や干渉信号などの受信信号の分離及び検出を行う。
【００３２】
図２は、本実施形態における信号処理部１７０の構成例を示す概略ブロック図である。同図に示すように、信号処理部１７０は、フーリエ変換部１７１、判定部１７２、フィルタ部１７３、同期部１７４、復調部１７５、及び復号／誤り訂正部１７６を有している。
【００３３】
フーリエ変換部１７１は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力される時系列データのデジタル信号に対してフーリエ変換をして時間領域の信号に変換する。判定部１７２は、フーリエ変換された信号と、局部発振信号ＬＯ１の周波数変化速度に基づいて、ＩＦ帯信号において予め定めた閾値電力Ｐ０以上の電力を有する周波数成分に対応する信号のＲＦ帯における周波数を算出し、自装置が受信したＲＦ信号においてセンシング対象としている周波数帯に所望信号が存在するか否かを判定する。また、判定部１７２は、ＩＦ帯信号において閾値電力Ｐ０以上の電力を有する周波数成分に対応する信号のＲＦ帯における周波数、電力、及び位相を検出し、検出結果を周波数情報として出力する。
フィルタ部１７３は、判定部１７２が出力する周波数情報に基づいて、時系列データのデジタル信号から所望信号を抽出する。同期部１７４は抽出された所望信号に対して同期をとる。復調部１７５は同期された信号を復調する。復号／誤り訂正部１７６は復調された信号に対して復号及び誤り訂正をして受信データを再生する。
【００３４】
なお、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。また検出する値は相関値などの大きさでも良く、信号の電力レベルに限らない。
【００３５】
図３は、本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の一例を示す図である。ここでは、局部発振信号生成部１２０が周波数Ｆ１を有する局部発振信号ＬＯ１を生成する場合について説明する。局部発振信号の掃引速度をＶｏｓｃ１とし、無線周波数帯に所望信号（ＲＦ１）と、干渉信号（ＲＦ２及びＲＦＭ）があるものとする。
図３（ａ）に示すように、局部発振器１２１が局部発振信号ＬＯ１を掃引速度Ｖｏｓｃ１で掃引すると、局部発振信号ＬＯ１、局部発振信号ＬＯ１の２逓倍波及びＮ逓倍波によりＩＦ帯に周波数変換された信号（ＩＦ１、ＩＦ２及びＩＦＭ）は、時間の経過に応じて、ＩＦ帯における周波数が遷移する。
このとき、所望信号であるＩＦ１の周波数の単位時間当たりの遷移量は、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度Ｖｏｓｃ１と等しい。一方、干渉信号であるＩＦ２及びＩＦＭの周波数は、局部発振信号Ｖｏｓｃ１の２倍及びＭ倍の速度で変化する。この遷移速度を基に所望信号ＩＦ１と、干渉信号ＩＦ２及びＩＦＭとを分離することができる。また、ある時刻における局部発振信号の周波数に、同時刻に検出されたＩＦ帯の信号の周波数差を加算することにより、信号処理部１７０が有する判定部１７２は検出された信号が存在した無線周波数を判定することができる。
【００３６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した掃引をした際のＩＦ帯の信号の周波数変化を示す波形図である。同図において横軸は時間を示し、縦軸はＩＦ帯に周波数変換した後の信号が検出された周波数を示している。同図に示すように、局部発振信号の掃引速度が、ＩＦ帯に変換された信号の周波数変化速度（傾き）として現れる。すなわち、所望信号や干渉信号などの受信信号がそれぞれの周波数帯域における線スペクトラムと仮定したとき、局部発振信号を掃引しながら周波数変換を行うことによって、線スペクトラムが時間軸上で周波数を遷移しながら観測されることになる。このとき、観測される線スペクトラムの単位時間あたりの周波数の遷移量が、局部発振信号の掃引速度と等しくなることから、当該線スペクトラムがどの周波数帯に存在するかを検出することができる。また、ある時刻のＬＯ信号の発振周波数にそのときに観測された信号の周波数差を加算することにより、所望信号及び干渉信号の存在する周波数を判定できる。
【００３７】
図４は、本実施形態における無線周波数帯の信号、局部発振信号、及びＩＦ帯の信号の他の例を示す図である。ここでも、局部発振信号生成部１２０が周波数Ｆ１を有する局部発振信号ＬＯ１を生成する場合について説明する。局部発振信号の掃引速度をＶｏｓｃ１とし、無線周波数帯に信号（ＲＦ１及びＲＦ２）があるものとする。ＲＦ１は所望信号であり局部発振信号ＬＯ１の上側波帯に位置する。ＲＦ２はイメージ帯の干渉信号であり、ＬＯ１の下側波帯に位置する。
図４（ａ）に示すように、局部発振器１２１が局部発振信号ＬＯ１を掃引速度Ｖｏｓｃ１で掃引すると、局部発振信号ＬＯ１によりＩＦ帯に周波数変換された信号（ＩＦ１及びＩＦ２）は、時間の経過に応じて、ＩＦ帯における周波数が遷移する。
【００３８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した掃引をした際のＩＦ帯の信号の周波数変化を示す波形図である。同図において横軸は時間を示し、縦軸はＩＦ帯に周波数変換した後の信号が検出された周波数を示している。同図に示すように、局部発振信号の掃引速度が、ＩＦ帯に変換された信号の周波数変化速度（傾き）として現れる。
所望信号ＩＦ１の周波数の単位時間当たりの遷移量は、−Ｖｏｓｃ１と等しい。一方、干渉信号ＩＦ２は、局部発振信号Ｖｏｓｃ１の速度で変化する。つまり、遷移速度が正負逆となる。判定部１７２は、この遷移速度の増減の違いを元に所望信号ＩＦ１とイメージ帯の干渉信号ＩＦ２を分離することができる。
【００３９】
図５は、本実施形態における信号処理部１７０が行う所望信号及び干渉信号を検出する判定処理のフローチャートである。ここでは、局部発振信号生成部１２０が有する局部発振器１２１は、周波数が増加する方向に掃引を行う場合について説明する。
信号処理部１７０には、アナログ−デジタル変換部１６０からデジタル信号に変換された時系列データのデジタル信号と、局部発振信号の周波数及び掃引速度とが入力され、判定部１７２がＩＦ帯における周波数ごとの電力情報、位相情報を検出する（ステップＳ１０１）。なお、周波数ごとの電力情報、位相情報に替えて、閾値を超える電力が検出された周波数を検出するようにしてもよい。
判定部１７２は、フーリエ変換された信号において、受信電力を測定し、測定した受信電力が予め定められた閾値電力Ｐ０以上の信号があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定部１７２は、受信電力が閾値電力Ｐ０以上の信号がない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、受信信号を検出する処理を終了する。
【００４０】
一方、判定部１７２は、受信電力が閾値電力Ｐ０以上の信号がある場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、当該信号の周波数変化速度がＶｏｓｃ１であるか否かの判定を行い（ステップＳ１０３）、周波数変化速度がＶｏｓｃ１である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、局部発振信号ＬＯ１で周波数変換した下側波帯（Low Side Band；ＬＳＢ）成分と判定し（ステップＳ１０４）、受信信号を検出する処理を終了する。
判定部１７２は、信号の周波数変化速度がＶｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、処理をステップＳ１０５に進める。
【００４１】
判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度が−Ｖｏｓｃ１であるか否かを判定し（ステップＳ１０５）、周波数変化速度が−Ｖｏｓｃ１である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、局部発振信号ＬＯ１で周波数変換した上側波帯（Upper Side Band；ＵＳＢ）成分と判定し（ステップＳ１０６）、受信信号を検出する処理を終了する。
一方、判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度が−Ｖｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、処理をステップＳ１０７に進める。
【００４２】
判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度がＮ×Ｖｏｓｃ1であるか否かを判定し（ステップＳ１０７）、周波数変化速度がＮ×Ｖｏｓｃ1である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、局部発振信号ＬＯ1のＮ倍波で周波数変換したＬＳＢ成分と判定し（ステップＳ１０８）、受信信号を検出する処理を終了する。
一方、判定部１７２は、信号の周波数変化速度がＮ×Ｖｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、処理をステップＳ１０９に進める。
【００４３】
判定部１７２は、閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度が−Ｎ×Ｖｏｓｃ1であるか否かを判定し（ステップＳ１０９）、周波数変化速度が−Ｎ×Ｖｏｓｃ1である場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、当該信号を局部発振信号ＬＯ1のＮ倍波で周波数変換したＵＳＢ成分と判定し（ステップＳ１１０）、受信信号を検出する処理を終了する。
一方、判定部１７２は、信号の周波数変化速度が−Ｎ×Ｖｏｓｃ１でない場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、受信信号を検出する処理を終了する。
【００４４】
上述のように、判定部１７２は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力されるＩＦ帯のデジタル信号において、電力が閾値電力Ｐ０以上の信号の周波数変化速度と、局部発振信号ＬＯ１、２×ＬＯ1、…、Ｎ×ＬＯ1の周波数変化速度（掃引速度）とを比較する。これにより、閾値電力Ｐ０以上の電力を有する信号が、無線周波数帯におけるどの周波数の信号であるか、及び、ＬＳＢ成分又はＵＳＢ成分であるかを検出することができる。
このように、周波数変化速度（掃引速度）に基づいて、局部発振信号の基本波で周波数変換されたものか、その高調波で周波数変換されたものかを特定することができる。
【００４５】
図６は、受信機１００において生じる不要波の例を示す図である。受信機１００の内部では、広帯域ＬＮＡ１１０や周波数変換部１３０、利得調整部１５０などにおいて、所望信号の高調波（不要波）が生じる場合がある。この高調波は、所望信号の電力が大きい場合、電力が大きくなる。
例えば、図６に示すように、周波数ｆ１の所望信号が得られた際に、広帯域ＬＮＡ１１０や周波数変換部１３０において、周波数ｆ１に対して２倍の周波数２ｆ１の高調波や、所望信号を変換したＩＦ帯の信号の周波数ｆＩＦ１に対して２倍の周波数２ｆＩＦ１の高調波が生じることがある。
受信機１００内部において、高調波が生じているか否かを判定する高調波検出方法について説明する。図７は、本実施形態における高調波検出方法の概要を示す図である。同図に示すように、ＩＦ周波数が０［Ｈｚ］となる点において、検出された各信号の周波数変化（傾きがＶｏｓｃ１、２×Ｖｏｓｃ１、３×Ｖｏｓｃ１）を示すグラフが交わる場合、検出された各信号は受信機１００内部において生じた高調波と判定することができる。換言すると、局部発振信号の周波数掃引を行っている際に、同じ時刻（タイミング）でＩＦ周波数が０［Ｈｚ］となる信号は、受信機１００内部において生じた高調波と判定することができる。
【００４６】
所望信号の受信電力が大きく、受信機１００において所望信号の高調波が生じる場合は、受信機１００内の回路（例えば、広帯域ＬＮＡ１１０、周波数変換部１３０、又は利得調整部１５０など）の利得調整を行うことで、高調波の発生を抑制することができる。具体的には、信号処理部１７０は、所望信号の高調波が生じていることを検出すると、広帯域ＬＮＡ１１０、周波数変換部１３０、又は利得調整部１５０における利得を低下させて、高調波の発生を抑制する。
【００４７】
しかし、干渉信号の受信電力が大きい場合、受信機１００内の回路の利得を下げると、所望信号の受信電力が微弱なとき、所望信号を復調できなくなる恐れがある。
図８は、高調波が所望信号に対して影響を与える場合を示す概略図である。同図に示すように、干渉信号の高調波のＩＦ帯における周波数を示すグラフと、所望信号のＩＦ帯における周波数を示すグラフとが交わる場合、干渉信号の高調波が所望信号に干渉を与えてしまう。この場合、局部発振器１２１が出力する局部発振信号の周波数を、干渉信号の高調波のＩＦ帯における周波数と、所望信号のＩＦ帯における周波数とが重ならない周波数に変更することにより、受信機１００内の回路の利得調整を行わずに干渉信号の影響を低減することができる。また、干渉信号の電力レベルに対して所望信号の電力レベルが微弱である場合には、ＩＦ帯において所望信号が干渉信号から受ける影響を低減させることができるので、電力レベルが微弱な所望信号を検出する精度をより向上させることができる。
具体的には、信号処理部１７０において、所望信号及び干渉信号それぞれのＩＦ帯における周波数が重なると判定された場合、信号処理部１７０は、所望信号及び干渉信号それぞれのＩＦ帯における周波数が重ならない周波数を局部発振信号ＬＯ１の周波数にさせる制御を局部発振信号生成部１２０に対して行う。
【００４８】
一般に、広帯域な受信機では複数の無線信号を入力するため、広帯域ＬＮＡ、周波数変換部、利得調整部などが電力飽和に近づき、高調波や相互変調歪みなどが受信機内で生じる場合がある。所望信号の信号電力が飽和に近づくと、振幅情報及び位相情報の誤差が大きくなり復調が難しくなる。また、干渉信号の電力が飽和に近づくと、その高調波や相互変調歪みが干渉成分となる。
これに対して、本実施形態における受信機１００は、大きな電力の干渉信号（イメージ信号や高調波帯の無線信号）を検出した場合、広帯域ＬＮＡ１１０、周波数変換部１３０、又は利得調整部１５０の利得調整を行うことで、受信機内で生じる高調波を抑制することができる。
【００４９】
上述のように、本実施形態における受信機１００は、所望信号と当該所望信号のイメージ信号とを検出及び分離することができ、かつ局部発振信号ＬＯ１の高調波で周波数変換された干渉信号と所望信号とを検出及び分離することができる。このように、受信機１００は、ＲＦ帯の信号に対してバンドパスフィルタやＦＩＲフィルタを使用せずとも所望信号の検出を行うことができるので、無線周波数帯における所望信号の検出精度を向上させることができる。また、受信機１００は、バンドパスフィルタやＦＩＲフィルタを使用しないため、雑音指数を低減させることができ、微弱な所望信号も復調することができる。
なお、受信機１００では、ＲＦ帯のバンドパスフィルタの帯域外抑圧量が小さくてもよいため、広帯域で低損失なフィルタを用いて干渉信号を抑圧するようにしてもよい。
【００５０】
なお、図５に示した判定処理において、閾値電力Ｐ０を用いて判定対象となる信号の存在を検出する周波数帯域を、ある特定の周波数帯域に限定するようにしてもよい。この場合、例えば、局部発振器１２１から出力される局部発振信号ＬＯ１の位相雑音が所定のレベルより低いＩＦ帯域を、判定対象となる信号を検出する周波数帯域に選択するようにしてもよい。位相雑音に対する所定のレベルは、受信機１００に要求される受信性能などに応じて予め定められる。
また、アナログ−デジタル変換の後にデジタルフィルタを用いる場合、デジタルフィルタの通過帯域を低い周波数に選択することにより無線信号を検出する精度を改善することができるため、局部発振信号ＬＯ１の位相雑音と、デジタルフィルタの通過帯域とをＩＦ帯を選択する際の条件として用い、信号処理部１７０において信号を検出する周波数帯を選択するようにしてもよい。
また、受信機１００内のスプリアスや、外部からの干渉信号の影響が少ない周波数帯を予め測定し、当該周波数帯を信号処理部１７０において信号を検出する周波数帯に選択することで、信号を検出する精度の向上に効果的である。
【００５１】
また、信号処理部１７０は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力されるデジタル信号に対して、周波数及び電力の判定を行うだけでなく、復調を行うようにしてもよい。特に、周波数変調方式や振幅変調方式を用いて変調された信号であれば、容易に復調することができる。また、局部発振器１２１が出力する局部発振信号ＬＯ１の位相を制御することが出る場合、局部発振信号ＬＯ１の周波数だけでなく、ＲＦ信号の搬送波の初期位相を示す位相情報を用いて、搬送波の位相と局部発振信号ＬＯ１の位相とを同期させることにより、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；四位相偏移変調）などの位相変調信号を受信する場合でも信号を復調することができる。この場合、信号処理部１７０は、閾値電力Ｐ０以上の信号を検出すると、当該信号に対する無線周波数帯における周波数を算出し、算出した周波数における初期位相を示す位相情報を用いて復調するようにする。なお、位相情報は信号を検出する無線周波数帯に応じて、信号処理部１７０に予め記憶させておくようにしてもよい。
【００５２】
また、信号処理部１７０は、無線周波数帯ごとに、使用用途や、無線電力規格、無線変調方式、当該使用用途において用いられる位置などを示す周波数利用情報を記憶するデータベースを有するようにしてもよい。このとき、信号処理部１７０は、図５に示した判定処理において周波数利用情報を用いてもよい。これにより、信号処理部１７０は、各無線周波数帯におけるＲＦ信号の検出精度を向上させることができる。また、信号処理部１７０は、周波数利用情報が示す変調方式に対応する復調を行うことにより、アナログ−デジタル変換部１６０から入力されるデジタル信号を復調するようにしてもよい。なお、信号処理部１７０は、周波数利用情報を記憶するデータベースを有するサーバ装置に問い合わせて周波数利用情報を取得するようにしてもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、受信機１００が一つの装置である構成について説明したが、これに限ることなく、複数の装置を具備する受信システムとしてもよい。
図９は、受信機１００に対する変形例としての受信システム２００の構成を示す概略ブロック図である。受信システム２００において、図１に示した受信機１００と同じ構成には同じ符号を付して、その説明を省略する。受信システム２００は、受信装置２１０と、信号処理装置２７０と、受信装置２１０と信号処理装置２７０とを接続するネットワーク回線２８０とを具備している。受信システム２００は、受信装置２１０と信号処理装置２７０との２つの装置を具備している。
受信装置２１０は、広帯域ＬＮＡ１１０、局部発振信号生成部１２０、周波数変換部１３０、周波数帯域制限部１４０、利得調整部１５０、及びアナログ−デジタル変換部１６０を備えている。アナログ−デジタル変換部１６０の出力は、ネットワーク回線２８０を介して、受信装置２１０と異なる位置に設けられた信号処理装置２７０に伝送される。信号処理装置２７０は、信号処理部１７０と同様に、入力された信号に対してフーリエ変換を行い、ＩＦ帯信号の周波数情報を算出する。また、信号処理装置２７０は、ＩＦ帯信号の周波数情報における時間方向の変化を測定することにより、どのＲＦ周波数に信号が存在するかを検出する。このとき、信号処理装置２７０は、局部発振信号ＬＯ１の周波数変化速度（掃引速度）と周波数情報とに基づいて、受信信号の分離及び検出を行う。
信号処理装置２７０が行う受信信号の分離及び検出をより高速に行うには、演算能力の高い演算装置を用いて行うことが望ましい。これに対して、受信システム２００ではネットワーク回線２８０を介して、受信装置２１０と異なる位置に設けられた高性能なワークステーション等を信号処理装置２７０として使用することができる。また、複数の受信装置２１０を異なる位置に配置し、信号処理装置２７０を各受信装置２１０とネットワーク回線２８０を介して接続する構成は、電波の利用状況などのモニタリング結果を共有するための共通データベースの構築に好適である。
なお、受信装置２１０から信号処理装置２７０に伝送する信号は、アナログ−デジタル変換部１６０でデジタル信号に変換する前のアナログ信号でもよい。また、受信装置２１０から信号処理装置２７０に伝送する際には、アナログ信号伝送方式とデジタル信号伝送方式とのうちいずれの方式を選択してもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態において、受信機１００内部で生じた不要波の影響を低減する場合と同様に、受信信号に含まれる干渉信号の影響を低減するようにしてもよい。図１０は、局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）の一例を示す図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸はＩＦ帯に周波数変換した後の信号が検出された周波数を示している。所望信号の周波数変化を示すグラフと、干渉信号の周波数変化を示すグラフとが重なる領域では、受信電力の判定や復調を行う際の誤差が大きくなる。信号処理部１７０は、干渉信号の存在を検出した後に、当該干渉信号の影響を受ける領域が所望信号に対して生じないように、局部発振信号ＬＯ１の周波数を選択するようにしてもよい。これにより、受信電力の判定や復調の精度を高めることができる。
【００５５】
また、上述の実施形態の信号処理部１７０は、検出した所望信号の周波数変化パターンに基づいて、周波数が変化するデジタル信号を周波数変換用信号として生成し、生成した周波数変換用信号と記録しておいた時系列データのデジタル信号とを乗算するようにしてもよい。具体的には、検出した所望信号の周波数の変化する速度がＶ１の場合に、掃引速度がＶ１の信号を周波数変換用信号として生成し、記録しておいた時系列データのデジタル信号と、生成した周波数変換用信号とを乗算する。この場合、所望信号の周波数と、周波数変換用信号の周波数とは一定となるので、周波数変換用信号が乗算されたデジタル信号において、所望信号の周波数は一定となる。一方、干渉信号の周波数は、周波数変換用信号を乗算した後においても局部発振信号の掃引速度と周波数変換用信号の掃引速度とに応じて変化する。
このように、周波数変換用信号を乗算することにより、干渉信号の中心周波数は新たな変化速度で変化し、所望信号の変化速度は０となり、中心周波数が一定となる。中心周波数が一定にされた所望信号を含むデジタル信号に対して、所望信号の帯域以外の帯域を制限するデジタルフィルタを用いて帯域制限をすることで、干渉信号を分離、除去する精度を向上させることができる。
この場合、信号処理部１７０を図１１に示すような構成にしてもよい。図１１は、信号処理部１７０の構成の変形例を示す概略ブロック図である。同図に示すように、図２に示した信号処理部１７０の構成に、周波数変換部２７７を新たに設けた構成となっている。周波数変換部２７７は、判定部１７２において検出された所望信号の周波数が変化する速度に基づいて、周波数変換用信号を生成する。また、周波数変換部２７７は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力された時系列データのデジタル信号に対して、生成した周波数変換用の信号を乗算し、乗算により得られた信号をフィルタ部１７３に出力する。フィルタ部１７３では、時系列データのデジタル信号に替えて、周波数変換部２７７から入力される信号から所望信号を抽出する。
【００５６】
また、上述の実施形態の信号処理部１７０において、検出した所望信号を周波数変換用信号とし、当該周波数変換用信号と時系列データのデジタル信号とを乗算するようにしてもよい。図１２は、検出した所望信号を周波数変換用信号として時系列データのデジタル信号とを乗算した場合のＩＦ信号の周波数変化を示すグラフである。図１２（ａ）は周波数変換用信号を乗算する前における局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）を示す図である。図１２（ｂ）は周波数変換用信号を乗算した後における局部発振信号及びその高調波の掃引速度（傾き）を示す図である。所望信号の周波数と、周波数変換用信号の周波数との差は常に一定なので、アナログ−デジタル変換部１６０から入力される時系列データのデジタル信号に対して周波数変換用信号を乗算することにより、変換後のデジタル信号における所望信号の周波数を同図に示すように一定にすることができる。また、所望信号の周波数を一定にすることで受信信号処理に必要な各種信号処理を一般的な処理方法を以て実施することができる。
この場合、信号処理部１７０を図１３に示すような構成にしてもよい。図１３は、信号処理部１７０の構成の変形例を示す概略ブロック図である。同図に示すように、図２に示した信号処理部１７０の構成に、周波数変換部３７７を新たに設けた構成となっている。周波数変換部３７７は、アナログ−デジタル変換部１６０から入力された時系列データのデジタル信号をフーリエ変換部１７１に出力する。また、周波数変換部３７７は、判定部１７２において検出された所望信号を周波数変換用信号として、記録しておいた時系列データのデジタル信号に乗算し、乗算結果をフィルタ部１７３に出力する。フィルタ部１７３は、時系列データのデジタル信号に替えて、周波数変換部３７７から入力される信号から所望信号を抽出する。
【００５７】
また、上述の図１３に示した信号処理部１７０の変形例において、検出した所望信号の周波数変化パターンに基づいて周波数変換用信号を生成し、周波数変換部３７７が当該周波数変換用信号を時系列データのデジタル信号に乗算するようにしてもよい。なお、周波数変化パターンには、周波数ホッピング受信機のように、周波数変換に用いる局部発振信号の変化が連続的でなく、離散的に変化する場合も含まれる。この場合においても、図１２（ｂ）に示したように所望信号の周波数を一定にすることができる。これにより、フーリエ変換後の所望信号の周波数成分を強調することができ、信号検出性能を向上させることができる。なお、検出した所望信号の周波数変化パターンは局部発振信号の周波数変化パターンと相関を有しているので、局部発振信号の周波数変化パターンに基づいて周波数変換用信号を生成してもよい。
また、検出した所望信号の周波数変化パターンと同一パターンの周波数変換用信号を用いた周波数変換は、例えば図１４に示すように、デジタル信号に変換する前に行うようにしてもよい。図１４は受信機１００の変形例の構成を示す概略ブロック図である。受信機３００は、受信機１００の構成に加えて、周波数変換用信号生成部３２０と周波数変換部３３０と周波数帯域制限部３４０とを備えている。周波数変換用信号生成部３２０は、局部発振信号ＬＯ1により中間周波数へ周波数変換された所望信号の周波数変化パターンと同一パターンで周波数が変化する局部発振信号ＬＯ２を生成する。周波数変換部３３０は、周波数帯域制限部１４０が出力する信号と、局発振信号ＬＯ２とを乗算し、周波数帯域制限部１４０が出力する信号の周波数を変換する。周波数帯域制限部３４０は、周波数変換部３３０により周波数変換された信号のうち、センシング対象の周波数帯に対応する信号を通過させ、当該周波数帯以外の信号を減衰させて利得調整部１５０に出力する。このように、アナログ信号に対して周波数変換を行い、信号処理部１７０において所望信号の周波数を一定にさせるようにしてもよい。
【００５８】
また、上述の実施形態では、無線周波数帯のＲＦ信号をＩＦ帯の信号に変換する構成について説明したが、これに限ることなく、無線周波数帯のＲＦ信号をベースバンド帯の信号に変換するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、掃引速度を予め定めた一定の速度とした構成について説明したが、これに限ることなく、時刻の経過とともに掃引速度を変化させるようにしてもよい。掃引速度の変化のさせ方として、例えば周波数ホッピングのように周波数を離散的に変化させてもよい。
更に、信号処理部１７０が、判定結果又は信号の復調結果に基づいて掃引速度を制御するフィードバック制御をするようにしてもよい。例えば、信号処理部１７０においてＦＦＴ後の所望信号に対応する周波数スペクトルが予め定めた周波数幅以上に広がってしまう場合に、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させてもよい。また、信号処理部１７０においてＦＦＴ後の所望信号に対応する周波数スペクトルの電力レベルが予め定めた電力以下になる場合に、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させてもよい。また、信号処理部１７０において所望信号を復調、復号した際の符号誤り率が所定値以上の場合に、局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させてもよい。信号処理部１７０が検出した所望信号に基づいて局部発振信号ＬＯ１の掃引速度を減速させる制御を行うことにより、所望信号の周波数スペクトルの広がりを抑えることができ、所望信号を検出する精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、本発明における受信機及び受信システムの機能を実現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、この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所望信号の有無を判定する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とする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。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、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。更に「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（ＲＡＭ）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。
【００６０】
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良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既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）であっても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１００，３００…受信機（受信システム）
１１０…広帯域ＬＮＡ
１２０…局部発振信号生成部
１２１…局部発振器
１３０…周波数変換部（第１の周波数変換部）
１４０，３４０…周波数帯域制限部
１５０…利得調整部
１６０…アナログ−デジタル変換部
１７０…信号処理部
１７１…フーリエ変換部
１７２…判定部
１７３…フィルタ部
１７４…同期部
１７５…復調部
１７６…復号／誤り訂正部
２００…受信システム
２１０…受信装置
２７０…信号処理装置
２７７，３７７…周波数変換部
２８０…ネットワーク回線
３２０…周波数変換用信号生成部
３３０…周波数変換部（第２の周波数変換部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数掃引される局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、
入力された無線信号を前記局部発振信号と乗算することにより該無線信号を周波数変換して出力する第１の周波数変換部と、
前記周波数変換された無線信号を周波数領域の信号に変換し、変換により得られる周波数領域における信号の周波数が変化する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とに基づいて、前記無線信号に含まれる信号を検出し、検出した信号を分離する信号処理部と
を具備することを特徴とする受信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記周波数領域における信号ごとに、該信号の周波数と、該信号が周波数を遷移する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とから、該信号に対する前記無線信号の周波数を算出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、更に、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定し、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、更に、
前記周波数領域における信号のうち、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度に対して整数倍の速度で周波数が変化する信号が複数存在し、該信号の周波数が同じ時刻に０［Ｈｚ］になる場合、該信号を自システム内部で生じた高調波であると判定する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
自システム内部で高調波が生じていると判定した場合、前記第１の周波数変換部における利得を低下させる
ことを特徴とする受信システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記局部発振信号が掃引される周波数帯のうち位相雑音が少ない周波数帯における局部発振信号を乗算して周波数変換された信号を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、更に、
前記局部発振信号の周波数と、前記無線信号の搬送波の初期位相を示す情報とを用いて、前記検出した信号を復調する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記無線信号における周波数帯ごとに対する、使用用途、無線電力規格、無線変調方式及び該使用用途において用いられる位置を示す周波数情報を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項９】
請求項３に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記無線信号において信号を検出する対象の周波数帯に含まれる所望信号と、該対象の周波数帯以外に含まれる信号及び該所望信号のイメージ帯の信号である干渉信号とを検出し、
前記第１の周波数変換部において周波数変換された前記干渉信号の周波数と、前記所望信号の周波数とが一致しない前記局部発振信号の周波数帯を前記局部発振信号の周波数を掃引する周波数帯に選択し、選択周波数帯において前記局部発振信号を掃引させる制御を前記局部発振信号生成部に対して行う
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記検出した信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成し、
前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記局部発振信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成する周波数変換用信号生成部と、
前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号を出力する第２の周波数変換部と
を更に備え、
前記信号処理部は、
前記第２の周波数変換部が出力する信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の受信システムにおいて、
前記第２の周波数変換部は、アナログ信号に対して乗算を行う
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記検出した信号に基づいて、前記局部発振信号の周波数を変化させる速度を制御する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１】
周波数掃引される局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、
入力された無線信号を前記局部発振信号と乗算することにより該無線信号を周波数変換して出力する第１の周波数変換部と、
前記周波数変換された無線信号を周波数領域の信号に変換し、変換により得られる周波数領域における信号の周波数が変化する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とに基づいて、前記無線信号に含まれる信号を検出し、検出した信号を分離する信号処理部と
を具備することを特徴とする受信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記周波数領域における信号ごとに、該信号の周波数と、該信号が周波数を遷移する速度と、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度とから、該信号に対する前記無線信号の周波数を算出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、更に、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を増加させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定し、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が減少する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の下側波帯の信号であると判定し、
前記局部発振信号生成部が前記局部発振信号の周波数を減少させる掃引をした際に、前記周波数領域における信号の周波数が増加する場合、前記検出した信号に対する前記無線信号が前記局部発振信号の上側波帯の信号であると判定する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、更に、
前記周波数領域における信号のうち、前記局部発振信号の周波数を掃引する速度に対して整数倍の速度で周波数が変化する信号が複数存在し、該信号の周波数が同じ時刻に０［Ｈｚ］になる場合、該信号を自システム内部で生じた高調波であると判定する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
自システム内部で高調波が生じていると判定した場合、前記第１の周波数変換部における利得を低下させる
ことを特徴とする受信システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記局部発振信号が掃引される周波数帯のうち位相雑音が少ない周波数帯における局部発振信号を乗算して周波数変換された信号を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、更に、
前記局部発振信号の周波数と、前記無線信号の搬送波の初期位相を示す情報とを用いて、前記検出した信号を復調する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記無線信号における周波数帯ごとに対する、使用用途、無線電力規格、無線変調方式及び該使用用途において用いられる位置を示す周波数情報を用いて、前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項９】
請求項３に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記無線信号において信号を検出する対象の周波数帯に含まれる所望信号と、該対象の周波数帯以外に含まれる信号及び該所望信号のイメージ帯の信号である干渉信号とを検出し、
前記第１の周波数変換部において周波数変換された前記干渉信号の周波数と、前記所望信号の周波数とが一致しない前記局部発振信号の周波数帯を前記局部発振信号の周波数を掃引する周波数帯に選択し、選択周波数帯において前記局部発振信号を掃引させる制御を前記局部発振信号生成部に対して行う
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記検出した信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成し、
前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記局部発振信号の周波数の変化速度に応じた速度で周波数が掃引される周波数変換用信号を生成する周波数変換用信号生成部と、
前記周波数変換用信号と前記周波数変換された無線信号とを乗算し、乗算により得られた信号を出力する第２の周波数変換部と
を更に備え、
前記信号処理部は、
前記第２の周波数変換部が出力する信号に基づいて前記無線信号に含まれる信号を検出する
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の受信システムにおいて、
前記第２の周波数変換部は、アナログ信号に対して乗算を行う
ことを特徴とする受信システム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の受信システムであって、
前記信号処理部は、
前記検出した信号に基づいて、前記局部発振信号の周波数を変化させる速度を制御する
ことを特徴とする受信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−９８８５４（Ｐ２０１３−９８８５４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１３６１（Ｐ２０１１−２４１３６１）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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