JP2000032071A

JP2000032071A - 受信装置及び受信信号サンプリング方法

Info

Publication number: JP2000032071A
Application number: JP10192643A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Shinagawa; 宜昭品川; Kazuhisa Tsubaki; 和久椿
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ＡＤ変換における所要サンプリング周波
数を低減し、消費電力の低減を図る。【解決手段】受信周波数制御部１０８は、サンプリン
グ周波数制御部１０７に対し、自局のチャネル信号成分
の周波数情報を出力する。サンプリング周波数制御部１
０７は、自局のチャネル信号成分の周波数がサンプリン
グ処理によって重ならないようにサンプリング周波数を
制御する。ＡＤ変換器１０２は、サンプリング周波数制
御部１０７にて設定されたサンプリング周波数で受信信
号をディジタル変換する。直交検波部１０３は、ディジ
タル変換された信号をディジタル直交検波する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信に用いられる受信装置及び受信信号サンプリング方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車電話、携帯電話等のディジタル無
線通信では、複数チャネルの信号成分を周波数によって
分割する場合がある。この場合、無線信号に多重される
各チャネル信号成分の周波数は、他のチャネル信号成分
のものと重ならないように設定される。

【０００３】ディジタル無線通信の受信装置は、アナロ
グ受信信号をディジタル信号に変換し、周波数変換した
後、他のチャネル信号成分等の妨害波成分を抑圧するこ
とにより、自局のチャネル信号成分を検出する。そし
て、受信装置は、検出した自局のチャネル信号成分に対
し復調処理を行い、自局宛受信データを取り出す。この
中で、受信装置は、アナログ受信信号を一定の周期でサ
ンプリングすることによりデジタル信号に変換する。

【０００４】以下、従来の受信装置の構成について、図
６のブロック図を用いて説明する。図６に示す受信装置
において、バンドパスフィルタ１は、雑音が重畳した広
帯域の受信信号を通過させ、複数チャネルからなる信号
成分の帯域幅にする。

【０００５】ＡＤ変換器２は、一定のサンプリング周波
数でサンプリングすることにより、バンドパスフィルタ
１から出力されたアナログ受信信号をディジタル信号に
変換する。

【０００６】ディジタル直交検波部３は、互いに位相が
π/２異なるディジタルローカル信号を発生させるロー
カル信号発生部４と、ＡＤ変換器２から出力された受信
信号に各ディジタルローカル信号を乗算するディジタル
乗算器５及びディジタル乗算器６とを具備し、自局のチ
ャネル信号成分をベースバンドに周波数変換する。受信
周波数制御部７は、ローカル信号発生部４に対し、自局
のチャネル信号成分の周波数情報を出力する。

【０００７】受信フィルタ８及び受信フィルタ９は、デ
ィジタル直交検波部３から出力された受信信号に含まれ
る妨害波成分及び２倍高調波成分を抑圧し、自局のチャ
ネル信号成分を取り出す。復調処理部１０は、受信フィ
ルタ８及び受信フィルタ９から出力された自局のチャネ
ル信号成分に復調処理を施し、自局宛受信データを検出
する。

【０００８】次に、従来の受信装置における受信から復
調までの処理について図面を用いて説明する。

【０００９】図７は、従来の受信装置におけるバンドパ
スフィルタ１の出力信号スペクトラムを示す図である。
なお、スペクトラムの横軸は周波数であり、縦軸はスペ
クトラム密度である。

【００１０】図７において、スペクトラム２１は自局の
チャネル信号成分であり、そのキャリア周波数をｆ_c、
その周波数帯域幅をΔｆ_bとする。一方、スペクトラム
２２は、自局以外のチャネル信号成分であり、これらは
妨害波として作用する。また、点線の三角形で表したス
ペクトラム２３は、スペクトラム２１及びスペクトラム
２２を合わせた全てのチャネル信号成分である。

【００１１】まず、受信信号は、バンドパスフィルタ１
を通過することにより、ｆ_l≦ｆ≦ｆ_hの帯域幅に帯域制
限され、ＡＤ変換器２に入力される。ここで、帯域幅ｆ
_l≦ｆ≦ｆ_hは、各チャネル信号成分が取り得る周波数の
最高値から最低値を減算した帯域幅の上下にガードバン
ドｆ_gを加えた範囲である。以下、帯域幅ｆ_l≦ｆ≦ｆ_h
を複数チャネル帯域幅という。

【００１２】図８は、従来の受信装置におけるＡＤ変換
器２の入力信号及び出力信号のスペクトラムを示す図で
ある。図８において、ｆ_sはサンプリング周波数、ｋは
自然数である。

【００１３】図８（ａ）は、ＡＤ変換器２の入力信号の
スペクトラムを示す図であり、図７と同様のものであ
る。また、図８（ｂ）は、ｋが偶数である場合における
ＡＤ変換器２の出力信号のスペクトラムを示す図であ
り、図８（ｃ）は、ｋが奇数である場合におけるＡＤ変
換器２の出力信号のスペクトラムを示す図である。

【００１４】ここで、サンプリングによって自局のチャ
ネル信号成分にスペクトラムの折り返しが生じると、受
信装置はこれを検出できない。

【００１５】従来の受信装置は、サンプリング周波数を
変更することができないので、自局のチャネル信号成分
の周波数が複数チャネル帯域幅内のどの位置であっても
検出できるように、サンプリング周波数を設定する必要
がある。そこで、従来の受信装置は、複数チャネル帯域
幅ｆ_l≦ｆ≦ｆ_hに基づき、サンプリング周波数ｆ_sを以
下に示す式（１）及び式（２）の関係が成り立つように
設定している。

【００１６】ｋｆ_s/２≦ｆ_l （１）ｆ_h≦(ｋ+１)ｆ_s/２（２）これにより、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、
ｋが奇数であっても偶数であっても、全てのチャネル信
号成分においてスペクトラムの折り返しが生じないの
で、自局のチャネル信号成分の周波数が複数チャネル帯
域幅内のどの位置であっても検出できる。

【００１７】ここで、式（１）及び式（２）から以下に
示す式（３）及び式（４）が導かれる。

【００１８】２ｆ_h/(ｋ+１)≦ｆ_s≦２ｆ_l/ｋ（３）１≦ｋ≦ｆ_l/(ｆ_h-ｆ_l) （４）そして、式（４）より、ｋについて以下に示す式（５）
が成り立つ場合、式（３）より、サンプリング周波数ｆ
_sの理論上の最小値は、以下に示す式（６）となる。

【００１９】ｋ＝Int｛ｆ_l/(ｆ_h-ｆ_l)｝＝ｆ_l/(ｆ_h-ｆ_l) （Int（＊）:＊の整数部）（５）ｆ_s＝２(ｆ_h-ｆ_l) （６）このように、従来の受信装置は、ＡＤ変換におけるサン
プリング周波数を複数チャネル帯域幅の２倍以上に設定
している。

【００２０】以下、ｋが偶数の場合について説明する。
０≦ｆ≦ｆ_s/２の周波数範囲において、自局のチャネル
信号成分の中心周波数ｆ_iは、以下に示す式（７）とな
る。

【００２１】ｆ_i＝ｆ_c-(ｋ/２)ｆ_s （７）ＡＤ変換器２から出力された受信信号は、ディジタル乗
算器５にて、ディジタルローカル信号cos（２π（ｆ_i/
ｆ_s）ｎ）を乗算され、ディジタル乗算器６にて、ディ
ジタルローカル信号sin（２π（ｆ_i/ｆ_s）ｎ）を乗算さ
れる（ｎ：整数）。

【００２２】図９は、従来の受信装置におけるディジタ
ル直交検波部３の入出力信号スペクトラムを示す図であ
る。なお、図９は、サンプリング周波数ｆ_s近傍のみを
示す。

【００２３】図９（ａ）は、ディジタル直交検波部３の
入力信号のスペクトラムを示す図であり、図８（ｂ）と
同様のものである。また、図９（ｂ）は、ディジタル直
交検波部３の出力信号のスペクトラムを示す図である。
また、図９（ｃ）は、受信フィルタ８又は受信フィルタ
９の出力信号のスペクトラムを示す図である。

【００２４】図９（ｂ）に示すように、受信信号にディ
ジタルローカル信号を乗算すると、自局のチャネル信号
成分がベースバンドに周波数変換される。

【００２５】そして、図９（ｃ）に示すように、受信信
号は、受信フィルタ８及び受信フィルタ９を通過するこ
とにより、２倍高調波成分や妨害波成分を抑圧され、自
局のチャネル信号成分が取り出される。自局のチャネル
信号成分は復調処理部１０に入力され、復調処理されて
自局宛受信データが検出される。

【００２６】このように、上記従来の受信装置において
も、直交検波処理及びフィルタリング処理をディジタル
処理によって実現しているため、アナログ信号処理部分
が削除され、信号検出処理の高精度化、無調整化を図る
ことができる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の受
信装置は、サンプリング周波数が一定であるため、自局
のチャネル信号成分の周波数が複数チャネル帯域幅内の
どの位置であっても検出できるように、サンプリング周
波数を複数チャネル帯域幅の２倍以上に設定する必要が
ある。

【００２８】ＡＤ変換におけるサンプリング周波数を高
く設定すると、ＡＤ変換器における消費電力が大きくな
り、さらに、直交検波処理及びフィルタリング処理での
単位時間当たりの処理量も増加し、ディジタル直交検波
部及び受信フィルタにおける消費電力も増大する。

【００２９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、ＡＤ変換における所要サンプリング周波数を低減
し、消費電力を低減する受信装置及び受信信号サンプリ
ング方法を提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。請求項１記載の受信
装置に関する発明は、自局のチャネル信号成分のスペク
トラムに折り返しが生じないようにサンプリング周波数
を制御するサンプリング周波数制御手段と、このサンプ
リング周波数制御手段が制御したサンプリング周波数に
てアナログ受信信号をディジタル信号に変換するＡＤ変
換手段と、このＡＤ変換手段から出力されたディジタル
信号を直交検波する直交検波手段とを具備する構成を採
る。

【００３１】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の受信装置において、サンプリング周波数制御手段
は、自局以外のチャネル信号成分のスペクトラムに折り
返しが生じることを許容する構成を採る。

【００３２】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は請求項２記載の受信装置において、サンプリング周波
数制御手段は、自局の周波数帯域幅及び複数チャネルか
らなる信号成分の帯域幅に基づいてサンプリング周波数
を制御する構成を採る。

【００３３】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の受信装置において、サンプリング周波数制御手段
は、自局の周波数帯域幅が複数チャネルからなる信号成
分の帯域幅に比べて十分小さい場合、サンプリング周波
数を複数チャネルからなる信号成分の帯域幅とほぼ等し
くする構成を採る。

【００３４】また、請求項１０記載の受信信号サンプリ
ング方法に関する発明は、サンプリング処理によって自
局のチャネル信号成分のスペクトラムに折り返しが生じ
ないようにサンプリング周波数を制御し、制御したサン
プリング周波数にてアナログ受信信号をディジタル信号
に変換する方法を採る。

【００３５】また、請求項１１記載の発明は、請求項１
０記載の受信信号サンプリング方法において、サンプリ
ング処理によって自局以外のチャネル信号成分のスペク
トラムに折り返しが生じることを許容するようにサンプ
リング周波数を制御する構成を採る。

【００３６】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
０又は請求項１１記載の受信信号サンプリング方法にお
いて、自局の周波数帯域幅及び複数チャネルからなる信
号成分の帯域幅に基づいてサンプリング周波数を制御す
る方法を採る。

【００３７】また、請求項１３記載の発明は、請求項１
２記載の受信信号サンプリング方法において、自局の周
波数帯域幅が、複数チャネルからなる信号成分の帯域幅
に比べて十分小さい場合、サンプリング周波数を複数チ
ャネルからなる信号成分の帯域幅とほぼ等しくする方法
を採る。

【００３８】これらの構成により、ディジタル処理によ
って信号検出処理の高精度化、無調整化を図ることがで
き、しかも、サンプリング周波数を自局のチャネル信号
成分の周波数に応じて制御することにより、受信信号の
ディジタル変換処理における所要サンプリング周波数を
低減できるので、ＡＤ変換手段等における消費電力を低
減できる。

【００３９】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の受信装置において、サン
プリング周波数制御手段は、自局のチャネル信号成分の
中心周波数がディジタル変換後にサンプリング周波数の
１／４になるようにサンプリング周波数を制御する構成
を採る。

【００４０】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の受信装置において、直交検波手段は、ＡＤ変換手段
の出力信号成分、０、及び、ＡＤ変換手段の出力信号の
符号反転成分を１サンプル周期毎に切替えて出力する構
成を採る。

【００４１】また、請求項１４記載の発明は、請求項１
０乃至請求項１２のいずれかに記載の受信信号サンプリ
ング方法において、自局のチャネル信号成分の中心周波
数がディジタル変換後にサンプリング周波数の１／４に
なるようにサンプリング周波数を制御する方法を採る。

【００４２】これらの構成により、ディジタル直交検波
手段の構成を簡略化して、ディジタルローカル信号を発
生させて受信信号に乗算させた場合と同等の効果を得る
ことができ、さらに、フィルタリング処理における積和
演算回数を削減し、消費電力を低減できる。

【００４３】また、請求項７記載の無線通信移動局装置
に関する発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の受信装置にてディジタル変換処理及びディジタル直
交検波処理を行う構成を採る。

【００４４】また、請求項８記載の無線通信基地局装置
に関する発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の受信装置にてディジタル変換処理及びディジタル直
交検波処理を行う構成を採る。

【００４５】また、請求項９記載の無線通信システムに
関する発明は、無線通信移動局装置と無線通信基地局装
置の少なくとも一方に請求項１乃至請求項６のいずれか
に記載の受信装置を搭載して無線通信を行う構成を採
る。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００４７】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における受信装置の構成を示すブロック図であ
る。図１に示す受信装置において、バンドパスフィルタ
１０１は、雑音が重畳した広帯域の受信信号を通過さ
せ、複数チャネルからなる信号成分の帯域幅にする。

【００４８】ＡＤ変換器１０２は、設定したサンプリン
グ周波数でサンプリング処理することにより、バンドパ
スフィルタ１０１から出力された受信信号をディジタル
変換する。ここで、ＡＤ変換器１０２は、自局のチャネ
ル信号成分の周波数に基づいて、サンプリング周波数を
可変設定できる。

【００４９】ディジタル直交検波部１０３は、互いに位
相がπ/２異なるディジタルローカル信号を発生させる
ローカル信号発生部１０４と、ＡＤ変換器１０２から出
力された受信信号に各ディジタルローカル信号を乗算す
るディジタル乗算器１０５及びディジタル乗算器１０６
とを具備し、自局のチャネル信号成分をベースバンドに
周波数変換する。

【００５０】サンプリング周波数制御部１０７は、自局
のチャネル信号成分の周波数に基づいてサンプリング周
波数を設定し、ＡＤ変換器１０２及びローカル信号発生
部１０４にサンプリング周波数情報を出力する。

【００５１】受信周波数制御部１０８は、ローカル信号
発生部１０４及びサンプリング周波数制御部１０７に対
し、自局のチャネル信号成分の周波数情報を出力する。

【００５２】受信フィルタ１０９及び受信フィルタ１１
０は、ディジタル直交検波部１０３から出力された受信
信号から妨害波成分及び２倍高調波成分を抑圧し、自局
のチャネル信号成分を取り出す。

【００５３】復調処理部１１１は、受信フィルタ１０９
及び受信フィルタ１１０から出力された自局のチャネル
信号成分に復調処理を施し、自局宛受信データを検出す
る。

【００５４】次に、実施の形態１における受信装置の受
信から復調までの処理について説明する。図２は、バン
ドパスフィルタ１０１の出力信号スペクトラムを示す図
である。なお、スペクトラムの横軸は周波数であり、縦
軸はスペクトラム密度である。

【００５５】図２において、スペクトラム２０１は、自
局のチャネル信号成分であり、そのキャリア周波数をｆ
_c、その周波数帯域幅をΔｆ_bとする。一方、スペクトラ
ム２０２は、自局以外のチャネル信号成分であり、これ
らは妨害波として作用する。また、点線の三角形で表し
たスペクトラム２０３は、スペクトラム２０１及びスペ
クトラム２０２を合わせた全てのチャネル信号成分であ
る。なお、ｆ_c、Δｆ_b、ｆ_l及びｆ_hの各周波数データ
は、予め受信周波数制御部１０８のメモリに登録させて
おくか、装置の起動時に外部から設定する。

【００５６】まず、受信信号は、バンドパスフィルタ１
０１を通過することにより、ｆ_l≦ｆ≦ｆ_hの帯域幅に帯
域制限され、ＡＤ変換器１０２に入力される。ここで、
帯域幅ｆ_l≦ｆ≦ｆ_hは、各チャネル信号成分が取り得る
周波数の最高値から最低値を減算した帯域幅の上下にガ
ードバンドｆ_gを加えた範囲である。以下、帯域幅ｆ_l≦
ｆ≦ｆ_hを「複数チャネル帯域幅」という。

【００５７】図３は、実施の形態１における受信装置の
ＡＤ変換器１０２の入出力信号スペクトラムを示す図で
ある。図３において、ｆ_sはサンプリング周波数、ｋは
自然数である。

【００５８】図３（ａ）は、ＡＤ変換器１０２の入力信
号のスペクトラムを示す図であり、図２と同様のもので
ある。また、図３（ｂ）は、ｋが偶数である場合におけ
るＡＤ変換器２の出力信号のスペクトラムを示す図であ
り、図３（ｃ）は、ｋが奇数である場合におけるＡＤ変
換器２の出力信号のスペクトラムを示す図である。

【００５９】ここで、実施の形態１の受信装置は、サン
プリング周波数制御部１０７の制御により、サンプリン
グ周波数ｆ_sを自局のチャネル信号成分の周波数に合わ
せて制御できるため、自局のチャネル信号成分のキャリ
ア周波数ｆ_c、その周波数帯域幅をΔｆ_b及び複数チャネ
ル帯域幅ｆ_l≦ｆ≦ｆ_hに基づいて、サンプリング周波数
ｆ_sを以下に示す式（８）及び式（９）の関係が成り立
つように設定する。

【００６０】 (ｋｆ_s/２)+{(ｋｆ_s/２)-ｆ_l}≦ｆ_c-Δｆ_b/２（８）ｆ_c+Δｆ_b/２≦(ｋ+１)ｆ_s/２-{ｆ_h-(ｋ+１)ｆ_s/２} （９）これにより、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、
ｋが奇数であっても偶数であっても、自局のチャネル信
号成分は、ＡＤ変換処理後もスペクトラムの折り返しを
生じない。なお、自局以外のチャネル信号成分が、ＡＤ
変換処理後にスペクトラムの折り返しを生じても、自局
のチャネル信号成分の検出には影響しない。

【００６１】ここで、式（８）及び式（９）から以下に
示す式（１０）及び式（１１）が導かれる。

【００６２】 (ｆ_c+Δｆ_b/２+ｆ_h)/(ｋ+１)≦ｆ_s≦(ｆ_c-Δｆ_b/２+ｆ_l)/ｋ（１０）１≦ｋ≦(ｆ_c-Δｆ_b/２+ｆ_l)/(Δｆ_b+ｆ_h-ｆ_l) （１１）サンプリング周波数制御部１０７は、受信周波数制御部
１０８から入力したｆ _cに対応する周波数情報を用いて
ｋの最大値を算出し、ｋの最大値を用いて式（１０）の
下限(ｆ_c+Δｆ_b/２+ｆ_h)/(ｋ+１)を計算し、理論上のサ
ンプリング周波数の最小値である所要サンプリング周波
数ｆ_sを算出する。

【００６３】ここで、式（１０）より、ｋについて以下
に示す式（１２）が成り立つ場合、式（１１）より、所
要サンプリング周波数ｆ_sは、以下に示す式（１３）と
なる。

【００６４】ｋ＝Int{(ｆ_c-Δｆ_b/２+ｆ_l)/(Δｆ_b+ｆ_h-ｆ_l)｝＝(ｆ_c-Δｆ_b/２+ｆ_l)/(Δｆ_b+ｆ_h-ｆ_l) （Int（＊）:＊の整数部）（１２）ｆ_s＝Δｆ_b+ｆ_h-ｆ_l （１３）ここで、Δｆ_b≪（ｆ_h−ｆ_l）であるならば、式（１
３）は以下に示す式（１４）となり、所要サンプリング
周波数を従来の受信装置に対して約１／２に低減でき
る。

【００６５】サンプリング周波数制御部１０７は、サン
プリング周波数情報をＡＤ変換器１０２に出力し、算出
したサンプリング周波数ｆ_sにてＡＤ変換器１０２を動
作させる。

【００６６】ｆ_s＝ｆ_h-ｆ_l （１４）以下、ｋが偶数の場合について説明する。０≦ｆ≦ｆ_s/
２の周波数範囲において、自局のチャネル信号成分の中
心周波数ｆ_iは、以下に示す式（１５）となる。

【００６７】ｆ_i＝ｆ_c-(ｋ/２)ｆ_s （１５）ＡＤ変換器１０２から出力された受信信号は、ディジタ
ル乗算器１０５にてディジタルローカル信号cos（２π
（ｆ_i/ｆ_s）ｎ）を乗算され、ディジタル乗算器１０６
にてディジタルローカル信号sin（２π（ｆ_i/ｆ_s）ｎ）
を乗算される。なお、ｎは整数である。

【００６８】図４は、実施の形態１における受信装置の
ディジタル直交検波部１０３の入出力信号スペクトラム
を示す図である。なお、図４は、サンプリング周波数ｆ
_s近傍のみを示す。

【００６９】図４（ａ）は、ディジタル直交検波部１０
３の入力信号のスペクトラムを示す図であり、図３
（ｂ）と同様のものである。また、図４（ｂ）は、ディ
ジタル直交検波部１０３の出力信号のスペクトラムを示
す図である。また、図４（ｃ）は、受信フィルタ１０９
又は受信フィルタ１１０の出力信号のスペクトラムを示
す図である。

【００７０】図４（ｂ）に示すように、受信信号にディ
ジタルローカル信号を乗算すると、自局のチャネル信号
成分がベースバンドに周波数変換される。

【００７１】そして、図４（ｃ）に示すように、受信信
号は、受信フィルタ１０９及び受信フィルタ１１０を通
過することにより、２倍高調波成分や妨害波成分を抑圧
され、自局のチャネル信号成分が取り出される。自局の
チャネル信号成分は復調処理部１１１に入力され、復調
処理されて自局宛受信データが検出される。

【００７２】このように、実施の形態１における受信装
置は、従来と同様に信号検出処理の高精度化、無調整化
を図ることができ、しかも、サンプリング周波数を自局
のチャネル信号成分の周波数に合わせて制御することに
より、従来と比較して所要サンプリング周波数を約１／
２に低減できる。

【００７３】（実施の形態２）図５は、本発明の実施の
形態２における受信装置の構成を示すブロック図であ
る。ここで、図５において、図１と共通する部分につい
ては、図１と同一符号を付し説明を省略する。

【００７４】図５に示す受信装置において、ディジタル
直交検波部５０１は、ＡＤ変換器１０２から出力された
受信信号成分、０、ＡＤ変換器１０２から出力された受
信信号の符号反転成分を切替える切替スイッチ５０２及
び切替スイッチ５０３と、切替スイッチ５０２及び切替
スイッチ５０３の切替制御を行うスイッチ切替制御部５
０４とを具備し、受信信号を周波数変換する。

【００７５】サンプリング周波数制御部５０５は、サン
プリング後に自局のチャネルの中心周波数が、サンプリ
ング周波数の１／４となるようにサンプリング周波数を
決定し、サンプリング周波数情報をＡＤ変換器１０３に
出力する。

【００７６】次に、実施の形態２における受信装置の受
信信号の処理動作について説明する。上記説明のよう
に、サンプリング周波数制御部５０５において、サンプ
リング後に自局のチャネルの中心周波数をサンプリング
周波数の１／４に制御されるので、ｆ_i＝ｆ_s/４を式
（１５）に代入し、サンプリング周波数ｆ_sについて解
くと、以下に示す式（１６）が得られる。なお、式（１
６）は、ｋが偶数であっても奇数であっても成り立つ。

【００７７】ｆ_s＝４ｆ_c/(２ｋ+１) （１６）ここで、ｆ_cの範囲は、図２より以下に示す式（１７）
となる。

【００７８】ｆ_l+Δｆ_b/２+ｆ_g≦ｆ_c≦ｆ_h-Δｆ_b/２+ｆ_g （１７）式（１６）を式（１４）に代入し、ｋについて解くと、
ｆ_cの範囲によって、以下に示す式（１８）及び式（１
９）が得られる。

【００７９】ｆ_l+Δｆ_b/２+ｆ_g≦ｆ_c＜(ｆ_l+ｆ_h)/２；のとき１≦ｋ≦(３ｆ_c-Δｆ_b/２-ｆ_h)/２(ｆ_h-ｆ_c+Δｆ_b/２) （１８） (ｆ_l+ｆ_h)/２≦ｆ_c≦ｆ_h-Δｆ_b/２-ｆ_g；のとき１≦ｋ≦(ｆ_c-Δｆ_b/２+ｆ_l)/２(ｆ_c+Δｆ_b/２-ｆ_l) （１９）また、式（１８）及び式（１９）が成り立つための条件
として、以下に示す式（２０）及び式（２１）が成り立
つ必要がある。

【００８０】１≦{３(ｆ_l+ｆ_g)+Δｆ_b-ｆ_h}/２(ｆ_h-ｆ_l-ｆ_g) （２０）１≦(ｆ_h-Δｆ_b-ｆ_g+ｆ_l)/２(ｆ_h-ｆ_l-ｆ_g) （２１）よって、サンプリング周波数制御部５０５において、受
信周波数制御部１０８から出力された自局のチャネル信
号成分の周波数情報に基づいて、式（１８）及び式（１
９）からｋの最大値が求められる。なお、ｆ_c、Δｆ_b、
ｆ_l及びｆ_hの各周波数データは、受信周波数制御部１０
８のメモリ又は外部メモリに登録される。

【００８１】そして、サンプリング周波数制御部５０５
において、ｋの最大値に基づいて、式（１６）からサン
プリング周波数ｆ_sが求められる。

【００８２】ここで、式（１８）より、ｋについて以下
に示す式（２２）が成り立つ場合、式（１７）より、サ
ンプリング周波数ｆ_sの理論上の最小値は、以下に示す
式（２３）となる。

【００８３】ｋ＝Int{(３ｆ_c-Δｆ_b/２-ｆ_h)/２(ｆ_h-ｆ_c+Δｆ_b/２)｝＝(３ｆ_c-Δｆ_b/２-ｆ_h)/２(ｆ_h-ｆ_c+Δｆ_b/２) （Int（＊）:＊の整数部）（２２）ｆ_s＝２(ｆ_h-ｆ_c+Δｆ_b/２) （２３）ここで、式（２３）及び以下に示す式（２４）からサン
プリング周波数ｆ_sの範囲は以下に示す式（２５）とな
る。

【００８４】 (ｆ_h-ｆ_l)/２＜ｆ_h-ｆ_c＜ｆ_h-ｆ_l （２４）ｆ_h-ｆ_l+Δｆ_b＜ｆ_s＜２(ｆ_h-ｆ_l+Δｆ_b/２) （２５）そして、Δｆ_b≪ｆ_h-ｆ_lとすると、式（２５）は、以下
に示す式（２６）となる。

【００８５】ｆ_h-ｆ_l＜ｆ_s＜２(ｆ_h-ｆ_l) （２６）一方、式（１９）より、ｋについて以下に示す式（２
７）が成り立つ場合、式（１７）より、サンプリング周
波数ｆ_sの理論上の最小値は、以下に示す式（２８）と
なる。

【００８６】ｋ＝Int{(ｆ_c-Δｆ_b/２+ｆ_l)/２(ｆ_c+Δｆ_b/２-ｆ_l)｝＝(ｆ_c-Δｆ_b/２+ｆ_l)/２(ｆ_c+Δｆ_b/２-ｆ_l) （Int（＊）:＊の整数部）（２７）ｆ_s＝２(ｆ_c-ｆ_l+Δｆ_b/２) （２８）ここで、式（２８）及び以下に示す式（２９）からサン
プリング周波数ｆ_sの範囲は以下に示す式（３０）とな
る。

【００８７】 (ｆ_h-ｆ_l)/２≦ｆ_c-ｆ_l＜ｆ_h-ｆ_l （２９）ｆ_h-ｆ_l+Δｆ_b≦ｆ_s＜２(ｆ_h-ｆ_l+Δｆ_b/２) （３０）そして、Δｆ_b≪ｆ_h-ｆ_lとすると、式（３０）は、以下
に示す式（３１）となる。

【００８８】ｆ_h-ｆ_l＜ｆ_s＜２(ｆ_h-ｆ_l) （３１）よって、式（２６）及び式（３１）より、実施の形態２
におけるサンプリング周波数の理論上の最小値は、式
（１４）に示した実施の形態１の値よりも大きくなる
が、従来の受信装置よりも低減できる。

【００８９】また、ｆ_i＝ｆ_s/４であるから、ディジタ
ルローカル信号の同相成分及び直交成分は、以下に示す
式（３２）及び式（３３）となる。

【００９０】 cos{２π(ｆ_i/ｆ_s)ｎ}＝cos(ｎπ/２)＝１，０，-１，０… （３２） sin{２π(ｆ_i/ｆ_s)ｎ}＝sin(ｎπ/２)＝０，１，０，-１… （３３）よって、ディジタル直交検波部５０５の切替スイッチ５
０２及び切替スイッチ５０３を適宜切替制御することに
より、簡単な構造で、ディジタルローカル信号を発生さ
せて受信信号に乗算させる処理と同等の効果が得られ
る。しかも、ディジタル直交検波部５０５の出力には、
１サンプルおきに０が内挿されるので、受信フィルタ１
０９及び受信フィルタ１１０での積和演算回数を従来の
１／２に低減できる。

【００９１】なお、本発明において、復調処理を容易に
するため、受信フィルタ１０９及び受信フィルタ１１０
にて、フィルタ演算結果の間引き処理を行うことも可能
である。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の受信装置
及びサンプリング方法は、所要サンプリング周波数を低
減して消費電力を低減できる。さらに、ディジタル直交
検波部の構成を簡略化できるとともに、フィルタリング
処理における積和演算回数を削減して消費電力を低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における受信装置の構成
を示すブロック図

【図２】実施の形態１における受信装置のバンドパスフ
ィルタの出力信号スペクトラムを示す図

【図３】実施の形態１における受信装置のＡＤ変換器の
入出力信号スペクトラムを示す図

【図４】実施の形態１における受信装置のディジタル直
交検波部の入出力信号スペクトラムを示す図

【図５】本発明の実施の形態２における受信装置の構成
を示すブロック図

【図６】従来の受信装置の構成を示すブロック図

【図７】従来の受信装置におけるバンドパスフィルタの
出力信号スペクトラムを示す図

【図８】従来の受信装置におけるＡＤ変換器の入出力信
号スペクトラムを示す図

【図９】従来の受信装置におけるディジタル直交検波部
の入出力信号スペクトラムを示す図

【符号の説明】

１０１バンドパスフィルタ１０２ＡＤ変換器１０３ディジタル直交検波部１０４ローカル信号発生部１０５、１０６ディジタル乗算器１０７サンプリング周波数制御部１０８受信周波数制御部１０９、１１０受信フィルタ１１１復調処理部５０１ディジタル直交検波部５０２、５０３切替スイッチ５０４スイッチ切替制御部５０５サンプリング周波数制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自局のチャネル信号成分のスペクトラム
に折り返しが生じないようにサンプリング周波数を制御
するサンプリング周波数制御手段と、このサンプリング
周波数制御手段が制御したサンプリング周波数にてアナ
ログ受信信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換手段
と、このＡＤ変換手段から出力されたディジタル信号を
直交検波する直交検波手段とを具備することを特徴とす
る受信装置。
【請求項２】サンプリング周波数制御手段は、自局以
外のチャネル信号成分のスペクトラムに折り返しが生じ
ることを許容することを特徴とする請求項１記載の受信
装置。
【請求項３】サンプリング周波数制御手段は、自局の
周波数帯域幅及び複数チャネルからなる信号成分の帯域
幅に基づいてサンプリング周波数を制御することを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の受信装置。
【請求項４】サンプリング周波数制御手段は、自局の
周波数帯域幅が複数チャネルからなる信号成分の帯域幅
に比べて十分小さい場合、サンプリング周波数を複数チ
ャネルからなる信号成分の帯域幅とほぼ等しくすること
を特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】サンプリング周波数制御手段は、自局の
チャネル信号成分の中心周波数がディジタル変換後にサ
ンプリング周波数の１／４になるようにサンプリング周
波数を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の受信装置。
【請求項６】直交検波手段は、ＡＤ変換手段の出力信
号成分、０、及び、ＡＤ変換手段の出力信号の符号反転
成分を１サンプル周期毎に切替えて出力することを特徴
とする請求項５記載の受信装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の受信装置にてディジタル変換処理及びディジタル直交
検波処理を行うことを特徴とする無線通信移動局装置。
【請求項８】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の受信装置にてディジタル変換処理及びディジタル直交
検波処理を行うことを特徴とする無線通信基地局装置。
【請求項９】無線通信移動局装置と無線通信基地局装
置の少なくとも一方に請求項１乃至請求項６のいずれか
に記載の受信装置を搭載して無線通信を行うことを特徴
とする無線通信システム。
【請求項１０】サンプリング処理によって自局のチャ
ネル信号成分のスペクトラムに折り返しが生じないよう
にサンプリング周波数を制御し、制御したサンプリング
周波数にてアナログ受信信号をディジタル信号に変換す
ることを特徴とする受信信号サンプリング方法。
【請求項１１】サンプリング処理によって自局以外の
チャネル信号成分のスペクトラムに折り返しが生じるこ
とを許容することを特徴とする請求項１０記載の受信信
号サンプリング方法。
【請求項１２】自局の周波数帯域幅及び複数チャネル
からなる信号成分の帯域幅に基づいてサンプリング周波
数を制御することを特徴とする請求項１０又は請求項１
１記載の受信信号サンプリング方法。
【請求項１３】自局の周波数帯域幅が、複数チャネル
からなる信号成分の帯域幅に比べて十分小さい場合、サ
ンプリング周波数を複数チャネルからなる信号成分の帯
域幅とほぼ等しくすることを特徴とする請求項１２記載
の受信信号サンプリング方法。
【請求項１４】自局のチャネル信号成分の中心周波数
がディジタル変換後にサンプリング周波数の１／４にな
るようにサンプリング周波数を制御することを特徴とす
る請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の受信信
号サンプリング方法。