JP3850107B2 - Broadband radio frequency receiver - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル携帯電話機等で使用される広帯域無線周波受信機に関し、詳細には、信号を広帯域のまま取り込んでチャネル分離や変復調処理をDSP等のディジタル回線で実現するような場合において、受信信号の性能劣化を起こすことなく受信機の広帯域化がはかれ、小型で低消費電力な広帯域無線周波受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、マルチメディア化が種々の分野で進んでおり、移動体通信もマルチメディア時代における情報端末として、その高速化、大容量伝送への要求が高まっている。これにより無線機も広帯域化をはかる必要がある。また、最近では、ディジタル回路技術の発達により、アナログ回路で実現していた機能をディジタル回路で実現する例が増えてきており、ディジタル携帯電話等の通信機分野においても、ソフトウエア無線機と呼ばれる無線機能のほとんどをソフトウエアで実現する技術が提案されている。この技術の特徴は、従来アナログ的に行っていたチャネル分離や変復調といった信号処理機能を、すべてA/D変換後に、ソフトウエアで処理することによって無線機の機能に柔軟性を持たせたことにある。
このため、A/D変換器、DSP等には高周波、広帯域特性が要求され、同時に無線部の広帯域化をはかる必要がある。
【0003】
図4は、広帯域無線周波受信機の構成の従来例を示す図である。この図4に示す広帯域受信機は、ディジタル携帯電話機において、無線機の機能の一部をDSPで実現した例を示している。
図4において、広帯域無線周波受信機は、高周波信号を入力するアンテナ1と、高周波信号の帯域外不要波を除去するための高周波バンドパスフィルタ2と、高周波信号を低雑音で増幅する高周波低雑音増幅器3と、高周波信号を広帯域のまま周波数変換するための固定周波数信号を発信する局部発信器12と、高周波低雑音増幅器3の出力を固定周波数信号と混合して中間周波信号に変換するミキサ4と、周波数変換後の中間周波信号の帯域外不要波を除去するための中間周波バンドパスフィルタ13と、中間周波信号を増幅するAGC機能付き中間周波増幅器8と、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器9と、チャネル分離や変復調処理等の信号処理機能をディジタル的に行うDSP10で構成される。
上記高周波バンドパスフィルタ2、高周波低雑音増幅器3、局部発信器12、ミキサ4、中間周波バンドパスフィルタ13、及び中間周波増幅器8は、周波数変換部14を構成し、この周波数変換部14は、アナログ回路で構成され、アナログ的に信号処理を行う。
【0004】
次に、上記構成の広帯域無線周波受信機の動作を説明する。
図5は、図4の広帯域無線周波数受信機における入出力信号のスペクトルをモデル化した図である。
先ず、アンテナ1からは、中心周波数fRFで帯域幅Wsの高周波信号が入力され、この高周波信号は、高周波バンドパスフィルタ2により、所要帯域(帯域幅WRF)外の不要波が除去される。ここで、高周波バンドパスフィルタ2において、無線性能を満足させるための要求されるダイナミックレンジであって、例えば、80dB以上を得る帯域幅をWRFとおく。
この高周波バンドパスフィルタ2を通過した高周波信号(中心周波数fRF、帯域幅WRF)は、高周波低域雑音増幅器3によって増幅される。次いで、ミキサ4により、この高周波低雑音増幅器3の出力は、局部発信器12から発信される単一周波数の固定周波信号と混合されて周波数変換され、中間周波数信号が出力される。ここで、周波数変換後の中間周波信号の中心周波信号の中心周波数をfIFおく。
次に、中間周波バンドフィルタ13により、局部発信器12の発信周波数を含む所用帯域外の不要波が除去される。ここで、中間周波バンドパスフィルタ13において、無線性能を満足するために要求されるダイナミックレンジであって、例えば、80dB以上を得る帯域幅をWIF、このときの最大周波数をfMAX とおく。
中心周波数fIF、帯域幅WIFの中間周波信号は、中間周波増幅器8によって増幅された後、A/D変換器9によってディジタル変換される。この時、A/D変換器9に要求されるサンプリング速度をfS とすると、サンプリング速度fS は、下式(1)を満たす必要がある。
fS >2×fMAX −−−(1)
(Jeffery A.Wepman,"Analog-to-DigitalConverters and Their Applicati- ons in Radio Receivers",IEEE Communication Megazine,Vol.33,No.5,pp39-45, May 1955)
続いて、A/D変換器9でディジタル変換された信号は、DSP10に入力され、チャネル分離や変復調処理等の信号処理がディジタル的に行われる。
【0005】
図6は、図4の広帯域無線周波数受信機における入出力信号のスペクトルをモデル化した他の例を示す図である。
図6に示すように、ベースバンド付近より比較的高い周波数帯域でサンプリングを行っても良い。この場合、A/D変換器9に要求されるサンプリング速度をfS とすると、下式(2)を満たす必要がある。
fS >2×WIF−−−(2)
(Jeffery A.Wepman,"Analog-to-Digital Converters and Their Applicati-ons in Radio Receivers",IEEE Communication Megazine,Vol.33,No.5,pp39-45,May 1955 )
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、上記式(1)、(2)のいずれの場合においても、前記広帯域無線周波受信機の構成では、実際に、広帯域化をはかろうとすると、以下に詳述する理由で各種アナログデバイスやA/D変換器9、DSP10の高周波特性や広帯域特性等に対する要求が非常に大きくなるため、回路規模が大きくなり、消費電力が増大するという問題があった。
上記図5に示すように、前記広帯域無線周波数受信機では、高周波信号を直接ベースバンド付近に周波数変換するので負の折り返し信号が中間周波数帯域に入りこんでしまい、雑音となって無線性能に悪影響を及ぼし、性能劣化を引き起こす。このため、最大周波数fMAX は下式(3)の条件を満たす必要がある。
fMAX >fIF+WIF/2−−−(3)
上記式(1)と上記式(3)からA/D変換器のサンプリング速度fS とアナログ回路との関係は、下式(4)の如くなる。
fS >2fIF+WIF−−−(4)
即ち、上記式(4)からわかるように、受信機の広帯域化をはかろうとすると、fIFが大きくなるため、A/D変換器9のサンプリング速度fS を大としなけらばならない。その結果、高価なA/D変換器が必要となり装置のコストが大となる。また、中間周波数IIFをよりベースバンドに近づけると、中間周波バンドパスフィルタの実現が困難であり、実現できても広帯域特性を確保するためには、挿入損失、形状が大きくなる。さらに、帯域外の減衰特性が緩慢になり、前記と同様のダイナミックレンジを確保するにはWIFが大きくなり、A/D変換器への負荷を増大させるとともに帯域外の雑音に影響されやすくなる。
例えば、実際に減衰特性が良好なことで知られている表面弾性波フィルタで考えると、中心周波数が100MHZで通過帯域幅WSを20MHZとした場合にはfMAX は120MHZ程度となり、A/D変換器に対して240Msps(M Samples/sec)以上のサンプリング速度でサンプリングしなければならない。
かかるA/D変換器のサンプリング速度を速くしなければならないという問題は、広帯域無線周波受信機の構成を、例えば、ダブルコンバージョン方式で構成した場合や上記図6に示すサンプリング手法を用いたとしても、同様に発生する問題である。
本発明は、上記課題を鑑てなされたものであり、受信信号の特性を劣化させることなく、受信機の広帯域特性を保ちながらA/D変換器のサンプリング速度を低くして、小型で、且つ低消費電力な広帯域無線周波受信機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る広帯域無線周波受信機は、入力する高周波信号を広帯域のまま周波数変換して中間周波信号を生成する周波数変換部と、各々異なる中心周波数を有し、各々の通過帯域が重なり合った状態で所定の通過帯域幅を形成する複数のバンドパスフィルタを備え、前記中間周波信号を前記複数のバンドパスフィルタ各々の通過帯域幅で濾過して出力するフィルタ部と、前記複数のバンドパスフィルタの出力レベルを各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベルをDSPに出力するレベル検出部と、前記DSPの制御により、前記レベル検出部の出力を選択して切り換える切替器と、前記切替器により選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、チャネル分離や変復調等の信号処理と前記切替器の切替を制御する前記DSPと、を備えた構成とした。
請求項1に係る広帯域無線受信機によれば、フィルタ部の複数のバンドパスフィルタが、中間周波信号を各々が異なる通過帯域幅で濾過して出力し、レベル検出部は、前記複数のバンドパスフィルタの出力レベルを各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベルをDSPに出力し、切替器がDSPの制御により、レベル検出部の出力を選択して切り換え、A/D変換器が切替器により選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換する構成であるので、フィルタ部の複数のバンドパスフィルタの出力のレベルを検出して、目的とする通信帯域を検出し、レベル検出部からの出力をシステムの運用形態にあわせて選択して出力するができる。その結果、受信機の広帯域特性を保ちながらA/D変換器のサンプリング速度を従来より低くすることができるため、小型でかつ低消費電力の広帯域無線受信器を提供することが可能となる。
【0008】
請求項2に係る広帯域無線周波受信機は、請求項1に係る広帯域無線周波受信機において、前記複数のバンドパスフィルタは、各々が異なる共振点を有するSAWフィルタからなり、多周波の信号を同時に扱うことが可能とした。
請求項2に係る広帯域無線周波受信機によれば、バンドパスフィルタにSAWフィルタを使用した構成であるので、請求項1記載の発明の効果に加えて、中間周波信号を異なる通過帯域幅で濾過して出力するフィルタを安価に構成することが可能となる。
請求項3に係る広帯域無線周波受信機は、請求項1又は2記載の広帯域無線周波受信機において、広帯域信号の周波数解析を行うためのFFT機能を備えたFFT処理部を前記DSP内部、もしくは、外部に備えた構成とした。
請求項3に係る広帯域無線周波受信機によれば、広帯域信号の周波数解析を行うためのFFT機能を備えたFFT処理部を前記DSP内部、もしくは、外部に備えた構成であるので、請求項1又は2記載の発明の効果に加えて、電波環境の監視等を行うことが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る広帯域無線周波受信機を図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係る広帯域無線周波受信機の構成を示すブロック図である。図1において、上記図4で示した広帯域無線周波受信機と同等機能を有する部分は同一符号を付してある。図1において、広帯域無線周波受信機は、高周波信号を入力するアンテナ1と、高周波信号の帯域外不要波を除去するための高周波バンドパスフィルタ2と、高周波信号を低雑音で増幅を行う高周波低雑音増幅部3と、高周波信号を広帯域のまま周波数変換するための固定周波数信号を発生する局部発信器12と、高周波低雑音増幅器3の出力を固定周波数信号と混合して中間周波信号に変換するミキサ4と、複数の中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dを備え、各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dにより周波数変換後の中間周波信号の帯域外不要波を除去するIWF(Integrated Wideband Filter)5と、IWF5の各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dの出力レベルを記憶するとともに、DSP10に対してこの出力レベルを出力するレベル検出部6と、レベル検出部6の出力をDSP10からの制御に応じて切り替える切替器7と、切替器7からの中間周波信号を増幅するAGC機能付き中間周波増幅器8と、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器9と、チャネル分離や変復調処理等の信号処理機能をデジタル的に行うためのDSP10と、及びA/D変換後のデジタル信号をFFT処理して処理データをDSP10に出力し、無線環境等の環視を可能とさせるFFT処理部11等により構成されている。上記中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dとしては、例えば、各々が異なる共振点を有するSAWフィルタを用いることができる。図2は、IWF5の各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5bの周波数特性を示す図である。各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5bは、図2に示す如く、中心周波数f1で通過帯域幅W1、中心周波数f2で通過帯域幅W2、中心周波数f3で通過帯域幅W3、中心周波数f4で通過帯域幅W4の周波数特性をそれぞれ有している。
【0010】
次に、上記構成の広帯域無線周波受信機の動作を説明する。
図3はIWF5で広帯域信号を処理する場合の入出力信号をスペクトルで示した図である。
先ず、アンテナ1からは、中心周波数fRF、帯域幅Wsの高周波信号が入力され、この高周波信号は、高周波バンドパスフィルタ2により、所要帯域(帯域幅WRF)外の不要波が除去される。ここで、高周波バンドパスフィルタ2において、無線性能を満足さえるための要求されるダイナミックレンジであって、例えば、80dB以上を得る帯域幅をWRFとおく。
この高周波バンドパスフィルタ2を通過した高周波信号(中心周波数fRF、帯域幅WRF)は、高周波低域雑音増幅器3によって増幅された後、単一周波数の固定周波数信号を出力する局部発信器12からの信号とミキサ4によって広帯域のままベースバンド付近、又は、数10MHZ帯まで周波数変換される。ここで、周波数変換後の中間周波信号の中心周波数をfIFとおく。
【0011】
次に、周波数変換された信号はIWF5の各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dにそれぞれ入力される。
ここで、高周波信号の帯域幅Wsと、各中間周波バンドパスフィルタ5a 〜5dの通過帯域幅W1〜W4は、下式(5)の関係となる。
Ws=W1+W2+W3+W4−−−(5)
そして、中間周波信号は、各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dにより局部発信器12の発信周波数を含む所要帯域外の不要波が除去され、各帯域幅W1〜W4に帯域分割される。
ここで、IWF5の各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dにおいて、無線性能を満足するために要求されるダイナミックレンジであって、例えば、80dB以上を得る帯域幅をWIFとおく。
【0012】
レベル検出部6は、IWF5の各出力の出力レベルを測定し各中間周波バンドパスフィルタ5a〜5dの出力レベルを記憶するとともに、測定した出力レベルをDSP10に出力する。切替器7は、DSP10の制御により、レベル検出部6の出力を切り換えて、中間周波増幅器8に出力する。切替器7によって選択された中間周波信号は、中間周波増幅器により増幅された後、A/D変換器9により、ディジタル変換される。
ここで、A/D変換器9に要求されるサンプリング速度は、上記式(2)の条件が必要となる。
ディジタル変換された信号は、DSP10に入力され、チャネル分離や変調処理等の信号処理をディジタル的に行われる。また、DSP10は、切替器7を制御するにより、IWF5から出力されるすべての中間周波信号をDSP10に取り込むことが可能となる。
例えば、IWF5に入力する信号の帯域幅Wsを20MHZ、各周波数バンドパスフィルタの通過帯域幅W1〜W4をそれぞれ5MHZとし、実際に減衰特性が良好なことで知られている表面弾性波フィルタで考えると、WIFは15MHZ程度となる。
これにより、通過帯域外の雑音等を十分抑圧可能で広帯域受信時においても良好な受信性能を確保できることになる。また、1つの中間周波バンドパスフィルタの通過帯域幅は5MHZであるので、5〜6Mbpsの転送が可能である。この場合、上記式(2)より、A/D変換器9は、30Msps程度のサンプリング速度で済むことになる。これは、従来技術の4分の1程度のサンプリング速度となる。
さらに、信号を広帯域のまま取り込むことが容易にできるため、本実施の形態で示したように、FFT11の如く、電波環境の環視等の機能を持たせることが可能になるなど新しいシステムの運用を行うことが可能となる。
【0013】
以上説明したように、本実施の形態においては、IWF5の複数の中間バンドパスフィルタ5a〜5dが、中間周波信号を各々が異なる通過帯域で濾過して出力し、レベル検出部6は、各中間バンドパスフィルタ5a〜5dの出力レベルを各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベルをDSP10に出力し、切替器7がDSP10の制御により、レベル検出部6の出力を選択して切り換え、A/D変換器9がレベル検出部6から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する構成であるので、レベル検出部6は、各中間バンドパスフィルタ5a〜5dのフィルタの出力のレベルを検出して、目的とする通信帯域を検出し、切替器7は、レベル検出部6からの出力をシステムの運用形態にあわせて選択してA/D変換器9に出力するができる。その結果、受信機の広帯域特性を保ちながらA/D変換器のサンプリング速度を従来より低くすることができるため、小型でかつ低消費電力の広帯域無線受信器を提供することが可能となる。
付言すると、従来方式に比べて、容易に受信機の広帯域化ができ、しかもA/D変換器やDSP等のディジタルデバイスへの負かを著しく削減することが可能で、性能劣化を起こすことなく広帯域無線周波受信機を構成することができる。
尚、本実施の形態では、DSP10の負荷を軽減するために別途FFT処理部11を設けたが、DSP10でその機能を持たせることも可能である。
また、本実施例では、IWF5の中間周波バンドパスフィルタを、SAWフィルタで構成する例を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく他のフィルタを使用しても良い。また、IWF5で4つの帯域に分割する例を示したが、分割数はこれに限定されるものではない。
【0014】
【発明の効果】
請求項1に係る広帯域無線受信機によれば、フィルタ部の複数のバンドパスフィルタが、中間周波信号を各々が異なる通過帯域幅で濾過して出力し、レベル検出部は、前記複数のバンドパスフィルタの出力レベルを各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベルをDSPに出力し、切替器がDSPの制御により、レベル検出部の出力を選択して切り換え、A/D変換器が切替器により選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換する構成であるので、フィルタ部の複数のバンドパスフィルタの出力のレベルを検出して、目的とする通信帯域を検出し、レベル検出部からの出力をシステムの運用形態にあわせて選択して出力するができる。その結果、受信機の広帯域特性を保ちながらA/D変換器のサンプリング速度を従来より低くすることができるため、小型でかつ低消費電力の広帯域無線受信器を提供することが可能となる。
請求項2に係る広帯域無線周波受信機によれば、バンドパスフィルタにSAWフィルタを使用した構成であるので、請求項1記載の発明の効果に加えて、中間周波信号を異なる通過帯域幅で濾過して出力するフィルタを安価に構成することが可能となる。
請求項3に係る広帯域無線周波受信機によれば、広帯域信号の周波数解析を行うためのFFT機能を備えたFFT処理部を前記DSP内部、もしくは、外部に備えた構成であるので、請求項1又は2記載の発明の効果に加えて、電波環境の監視等を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る広帯域無線周波受信機の構成を示すブロック図。
【図2】図1のIWFの各中間周波バンドパスフィルタの周波数特性を示す図。
【図3】図1のIWFで広帯域信号を処理する場合の入出力信号をスペクトルで示した図である
【図4】従来の広帯域無線周波受信機の構成を示す図。
【図5】図4の広帯域無線周波数受信機における入出力信号のスペクトルをモデル化した第1の例を示す図。
【図6】図4の広帯域無線周波数受信機における入出力信号のスペクトルをモデル化した第2の例を示す図。
【符号の説明】
1 アンテナ
2 高周波バンドパスフィルタ
3 高周波低雑音増幅部
4 ミキサ
5 IWF
5a〜5b 局部発信器
6 レベル検出部
7 切替器
8 中間周波増幅器
9 A/D変換器
10 DSP
11 FFT処理部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a broadband radio frequency receiver used in a digital cellular phone or the like, and more specifically, in a case where a signal is captured in a wide band and channel separation or modulation / demodulation processing is realized by a digital line such as a DSP. The present invention relates to a wide-band radio frequency receiver that is small in size and low in power consumption, with a wider band of the receiver without causing signal performance degradation.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of multimedia has progressed in various fields, and the demand for high-speed and large-capacity transmission of mobile communication is increasing as an information terminal in the multimedia era. As a result, it is necessary to increase the bandwidth of the radio. In recent years, with the development of digital circuit technology, there are an increasing number of examples where functions realized by analog circuits are realized by digital circuits, and in the field of communication equipment such as digital mobile phones, they are also called software radios. Technologies that realize most of the wireless functions with software have been proposed. The feature of this technology is that the signal processing functions such as channel separation and modulation / demodulation, which have been conventionally performed in an analog manner, are all processed by software after A / D conversion. is there.
For this reason, A / D converters, DSPs, and the like are required to have high frequency and broadband characteristics, and at the same time, it is necessary to increase the bandwidth of the radio unit.
[0003]
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional example of the configuration of a wideband radio frequency receiver. The broadband receiver shown in FIG. 4 shows an example in which a part of the function of the wireless device is realized by a DSP in a digital cellular phone.
In FIG. 4, a broadband radio frequency receiver includes an antenna 1 for inputting a high frequency signal, a high
The high-
[0004]
Next, the operation of the broadband radio frequency receiver having the above configuration will be described.
FIG. 5 is a diagram modeling the spectrum of input / output signals in the wideband radio frequency receiver of FIG.
First, a high-frequency signal having a center frequency f RF and a bandwidth Ws is input from the antenna 1, and unnecessary waves outside the required band (bandwidth W RF ) are removed from the high-frequency signal by the high-
A high-frequency signal (center frequency f RF , bandwidth W RF ) that has passed through the high-
Next, the intermediate
The intermediate frequency signal having the center frequency f IF and the bandwidth W IF is amplified by the
f S > 2 × f MAX −−− (1)
(Jeffery A. Wepman, "Analog-to-Digital Converters and Their Applicati-ons in Radio Receivers", IEEE Communication Megazine, Vol.33, No.5, pp39-45, May 1955)
Subsequently, the signal digitally converted by the A / D converter 9 is input to the
[0005]
FIG. 6 is a diagram illustrating another example in which the spectrum of the input / output signal in the wideband radio frequency receiver of FIG. 4 is modeled.
As shown in FIG. 6, sampling may be performed in a frequency band that is relatively higher than the vicinity of the baseband. In this case, if the sampling rate required for the A / D converter 9 is f S , the following equation (2) must be satisfied.
f S > 2 × W IF −−− (2)
(Jeffery A. Wepman, "Analog-to-Digital Converters and Their Applicati-ons in Radio Receivers", IEEE Communication Megazine, Vol.33, No.5, pp39-45, May 1955)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, in either case of the above formulas (1) and (2), in the configuration of the wideband radio frequency receiver, if it is actually intended to increase the bandwidth, the reason will be described in detail below. Since the requirements for the high-frequency characteristics and the broadband characteristics of various analog devices, the A / D converter 9 and the DSP 10 become very large, there is a problem that the circuit scale increases and the power consumption increases.
As shown in FIG. 5 above, in the broadband radio frequency receiver, since the high frequency signal is directly frequency-converted to the vicinity of the baseband, the negative aliasing signal enters the intermediate frequency band, which becomes noise and adversely affects the radio performance. And cause performance degradation. For this reason, the maximum frequency f MAX needs to satisfy the condition of the following expression (3).
f MAX > f IF + W IF / 2 --- (3)
From the above equations (1) and (3), the relationship between the sampling rate f S of the A / D converter and the analog circuit is expressed by the following equation (4).
f S > 2f IF + W IF −−− (4)
That is, as can be seen from the above equation (4), when trying to increase the bandwidth of the receiver, f IF increases, so the sampling rate f S of the A / D converter 9 must be increased. As a result, an expensive A / D converter is required and the cost of the apparatus is increased. Further, when the intermediate frequency I IF is made closer to the baseband, it is difficult to realize an intermediate frequency bandpass filter, and even if it can be realized, insertion loss and shape increase in order to ensure wideband characteristics. Further, the out-of-band attenuation characteristic becomes slow, and the W IF increases to secure the same dynamic range as described above, which increases the load on the A / D converter and is easily affected by out-of-band noise. .
For example, in the case of a surface acoustic wave filter known to have good attenuation characteristics, f MAX is about 120 MHZ when the center frequency is 100 MHZ and the pass bandwidth WS is 20 MHZ. The sampler must sample at a sampling rate of 240 Msps (M Samples / sec) or higher.
The problem that the sampling rate of the A / D converter has to be increased is that even if the configuration of the wideband radio frequency receiver is configured by, for example, a double conversion method or the sampling method shown in FIG. 6 is used. This is a problem that occurs in the same way.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and by reducing the sampling rate of the A / D converter while maintaining the broadband characteristics of the receiver without degrading the characteristics of the received signal, An object is to provide a broadband radio frequency receiver with low power consumption.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a wideband radio frequency receiver according to claim 1 has a frequency converter that converts an input high frequency signal in a wideband to generate an intermediate frequency signal, and has different center frequencies. A filter unit that includes a plurality of bandpass filters that form a predetermined passband width in a state where the passbands overlap with each other, and that filters and outputs the intermediate frequency signal with the passband widths of the plurality of bandpass filters And detecting and storing each of the output levels of the plurality of bandpass filters, selecting the output of the level detector by controlling the DSP, and a level detector for outputting the detected output level to the DSP a switch for switching the a / D converter for converting the analog signals selected by the switch to a digital signal, channel separation and demodulation, etc. signals It said DSP for controlling the switching of physical and the switch, and configured to include a.
According to wideband radio receiver according to claim 1, a plurality of band-pass filter of the filter unit, and outputs the filtered passband width, each of the intermediate frequency signals are different, the level detecting unit, the plurality of bandpass Each output level of the filter is detected and stored, and the detected output level is output to the DSP. The switch selects and switches the output of the level detector under the control of the DSP, and the A / D converter switches the switch. Since the analog signal selected by the method is converted into a digital signal, the output level of the plurality of bandpass filters of the filter unit is detected, the target communication band is detected, and the output from the level detection unit is output. You can select and output according to the system operation mode. As a result, the sampling rate of the A / D converter can be made lower than before while maintaining the broadband characteristics of the receiver, so that it is possible to provide a small-sized and low power consumption broadband wireless receiver.
[0008]
A wideband radio frequency receiver according to a second aspect of the present invention is the wideband radio frequency receiver according to the first aspect, wherein the plurality of bandpass filters are SAW filters each having a different resonance point, and simultaneously transmit a multifrequency signal. It was possible to handle.
According to the wideband radio frequency receiver of the second aspect, since the SAW filter is used as the bandpass filter, in addition to the effect of the first aspect, the intermediate frequency signal is filtered with a different passband width . Thus, the output filter can be configured at low cost.
The wideband radio frequency receiver according to claim 3 is the wideband radio frequency receiver according to
According to the wideband radio frequency receiver of the third aspect, the FFT processing unit having the FFT function for performing frequency analysis of the wideband signal is provided inside or outside the DSP. Alternatively, in addition to the effects of the invention described in 2, it is possible to monitor the radio wave environment.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a broadband radio frequency receiver according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a broadband radio frequency receiver according to the present invention. In FIG. 1, parts having the same functions as those of the broadband radio frequency receiver shown in FIG. 4 are given the same reference numerals. In FIG. 1, a broadband radio frequency receiver includes an antenna 1 for inputting a high-frequency signal, a high-
[0010]
Next, the operation of the broadband radio frequency receiver having the above configuration will be described.
FIG. 3 is a spectrum diagram showing input / output signals when a wideband signal is processed by the IWF 5.
First, a high frequency signal having a center frequency f RF and a bandwidth Ws is input from the antenna 1, and unnecessary waves outside the required band (bandwidth W RF ) are removed from the high frequency signal by the high frequency
The high-frequency signal (center frequency f RF , bandwidth W RF ) that has passed through the high-
[0011]
Next, the frequency-converted signal is input to the intermediate
Here, the bandwidth Ws of the high-frequency signal and the pass bandwidths W1 to W4 of the intermediate
Ws = W1 + W2 + W3 + W4 --- (5)
Then, the intermediate frequency signal is divided into bandwidths W1 to W4 by removing unnecessary waves outside the required band including the transmission frequency of the
Here, in each of the intermediate frequency band-
[0012]
The level detector 6 measures the output level of each output of the IWF 5 and stores the output level of each of the intermediate
Here, the sampling rate required for the A / D converter 9 requires the condition of the above equation (2).
The digitally converted signal is input to the
For example, the bandwidth Ws of a signal input to the IWF 5 is 20 MHZ, the pass bandwidths W1 to W4 of each frequency band pass filter are 5 MHZ, respectively, and a surface acoustic wave filter known to have actually good attenuation characteristics is considered. W IF is about 15 MHZ.
As a result, noise outside the passband can be sufficiently suppressed, and good reception performance can be ensured even during wideband reception. Moreover, since the pass band width of one intermediate frequency band pass filter is 5 MHz, transfer of 5 to 6 Mbps is possible. In this case, from the above equation (2), the A / D converter 9 needs a sampling rate of about 30 Msps. This is about a quarter of the sampling rate of the prior art.
Furthermore, since it is easy to capture signals in a wide band, a new system can be operated, such as the ability to have a radio wave environment, such as FFT 11, as shown in this embodiment. Can be done.
[0013]
As described above, in the present embodiment, the plurality of
In addition, it is possible to easily increase the bandwidth of the receiver as compared with the conventional method, and it is possible to significantly reduce the negative effect on digital devices such as A / D converters and DSPs without causing performance degradation. A broadband radio frequency receiver can be constructed.
In the present embodiment, the FFT processing unit 11 is separately provided to reduce the load on the
In the present embodiment, the intermediate frequency bandpass filter of the IWF 5 is configured with a SAW filter. However, the present invention is not limited to this, and other filters may be used. Moreover, although the example divided | segmented into four bands by IWF5 was shown, the division | segmentation number is not limited to this.
[0014]
【The invention's effect】
According to wideband radio receiver according to claim 1, a plurality of band-pass filter of the filter unit, and outputs the filtered passband width, each of the intermediate frequency signals are different, the level detecting unit, the plurality of bandpass Each output level of the filter is detected and stored, and the detected output level is output to the DSP. The switch selects and switches the output of the level detector under the control of the DSP, and the A / D converter switches the switch. Since the analog signal selected by the method is converted into a digital signal, the output level of the plurality of bandpass filters of the filter unit is detected, the target communication band is detected, and the output from the level detection unit is output. You can select and output according to the system operation mode. As a result, the sampling rate of the A / D converter can be made lower than before while maintaining the broadband characteristics of the receiver, so that it is possible to provide a small-sized and low power consumption broadband wireless receiver.
According to the wideband radio frequency receiver of the second aspect, since the SAW filter is used as the bandpass filter, in addition to the effect of the first aspect, the intermediate frequency signal is filtered with a different passband width . Thus, the output filter can be configured at low cost.
According to the wideband radio frequency receiver of the third aspect, the FFT processing unit having the FFT function for performing frequency analysis of the wideband signal is provided inside or outside the DSP. Alternatively, in addition to the effects of the invention described in 2, it is possible to monitor the radio wave environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wideband radio frequency receiver according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating frequency characteristics of each intermediate frequency bandpass filter of the IWF in FIG. 1;
3 is a diagram showing spectrums of input / output signals when a wideband signal is processed by the IWF of FIG. 1. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional broadband radio frequency receiver.
5 is a diagram showing a first example in which a spectrum of an input / output signal in the broadband radio frequency receiver of FIG. 4 is modeled.
6 is a diagram showing a second example in which the spectrum of an input / output signal in the wideband radio frequency receiver of FIG. 4 is modeled.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5a to 5b Local transmitter 6 Level detector 7
11 FFT processor
Claims (3)
各々異なる中心周波数を有し、各々の通過帯域が重なり合った状態で所定の通過帯域幅を形成する複数のバンドパスフィルタを備え、前記中間周波信号を前記複数のバンドパスフィルタ各々の通過帯域幅で濾過して出力するフィルタ部と、
前記複数のバンドパスフィルタの出力レベルを各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベルをDSPに出力するレベル検出部と、
前記DSPの制御により、前記レベル検出部の出力を選択して切り換える切替器と、
前記切替器により選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
チャネル分離や変復調等の信号処理と前記切替器の切替を制御する前記DSPと、を備えたことを特徴とする広帯域無線周波受信機。A frequency converter that generates an intermediate frequency signal by converting the frequency of the input high frequency signal in a wide band;
A plurality of band-pass filters each having a different center frequency and forming a predetermined pass-band width in a state in which the respective pass-bands overlap each other, and the intermediate frequency signal is represented by the pass-band width of each of the plurality of band-pass filters. A filter unit for filtering and outputting;
A level detection unit that detects and stores the output levels of the plurality of bandpass filters, and outputs the detected output level to the DSP;
A switch for selecting and switching the output of the level detection unit under the control of the DSP;
An A / D converter that converts an analog signal selected by the switch into a digital signal;
A broadband radio frequency receiver comprising signal processing such as channel separation and modulation / demodulation and the DSP for controlling switching of the switch.
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| JP18589897A JP3850107B2 (en) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | Broadband radio frequency receiver |
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