JP4710733B2 - Wireless receiver - Google Patents
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Description
本発明は、所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置に関する。 The present invention relates to a radio reception apparatus that receives a pulse-shaped radio signal having a predetermined period at a timing synchronized with the period and demodulates a baseband signal from the pulse train.
近年、高速無線伝送方式の一つとして、所定の周期タイミングに同期したパルス信号のパルス列を用いて超広帯域な通信を行うウルトラワイドバンド(UWB:Ultra Wide Band)通信方式が注目されている。そのUWB通信の一態様として、特許文献1には、搬送波を用いず、たとえばパルス幅が1nsec(ナノ秒)以下等の極めて短いパルス信号から成るパルス列を用いて通信を行うものが知られている。
In recent years, attention has been paid to an ultra wide band (UWB) communication system that performs ultra wide band communication using a pulse train of a pulse signal synchronized with a predetermined cycle timing as one of high-speed wireless transmission systems. As one aspect of the UWB communication,
そして、その短いパルス信号に受信装置の受信タイミングを同期させるにあって、特許文献2には、受信信号のパターン(パルス列)が常に0の場合はアンプのゲインが低すぎるものとしてゲインをアップし、受信信号のパターンが常に1の場合はアンプのゲインが高すぎるものとしてゲインをダウンすることで、同期信号パターンを探索し、同期を得ることが示されている。
特許文献2の従来技術は、アンプのゲインで対応しており、受信信号レベルに対して、受信装置の熱雑音などによるノイズフロアレベルを最適化し、前記パルス列を抽出するのに好適である。しかしながら、受信帯域内に妨害波があり、特にその妨害波パワーが大きい時には、受信不能になるという問題がある。
The conventional technique of
本発明の目的は、妨害波に対する耐性を高めることができる無線受信装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the radio | wireless receiver which can improve the tolerance with respect to an interference wave.
本発明の無線受信装置は、所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置において、
受信信号が入力され、前記無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるフィルタ部と、前記フィルタ部からの出力の包絡線あるいはピークを検出する検波部と、前記フィルタ部と検波部との間に介在される増幅部と、前記検波部の出力を所定の積分期間に亘って積算する積分部と、前記積分部の出力電圧をアナログ/デジタル変換するアナログ/デジタル変換部と、前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値に基づき、前記積分部の前記積分期間を調整するとともに、前記ベースバンド信号の復調を行う信号復調部と、前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値の分散値に応じて、前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整するとともに、妨害波によって前記A/D変換値の分散値が大きくなると、前記増幅部のゲインを低下し、前記分散値が略一定になるようにゲイン調整する感度制御部とを含むことを特徴とする。
The radio reception apparatus of the present invention receives a pulsed radio signal having a predetermined period at a timing synchronized with the period, and demodulates a baseband signal from the pulse train.
A filter unit that receives a received signal and can extract at least a part of a frequency band used in the radio signal, a detection unit that detects an envelope or peak of an output from the filter unit, and the filter An amplifier interposed between the detector and the detector, an integrator for integrating the output of the detector over a predetermined integration period, and an analog / digital conversion for analog / digital conversion of the output voltage of the integrator A signal demodulator that adjusts the integration period of the integrator and demodulates the baseband signal based on the A / D conversion value in the analog / digital converter, and the analog / digital converter depending on the variance value of the a / D conversion value at, as well as adjust the pass frequency band of the filter unit, the dispersion value of the a / D conversion value by disturbance is large That when, decreases a gain of the amplifying section, wherein the dispersion value is characterized by comprising a sensitivity control unit for gain adjustment to be substantially constant.
上記の構成によれば、UWB信号などの所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置において、広帯域アンテナで受信された信号成分は、フィルタ部において前記無線信号で使用される周波数帯域の成分が抽出され、検波部において包絡線検波あるいはピーク検波された後、積分部において所定の積分期間に亘って積算され、アナログ/デジタル変換部においてアナログ/デジタル変換されることで、信号復調部においてそのA/D変換値を所定の閾値と比較すると、「1」または「0」のデータとして判定することが可能となる。信号復調部は、得られた「1」または「0」データから、前記ベースバンド信号の復調を行うとともに、同期用のパルス列が検出されていない場合には、その同期用パルス列が検出されるように前記積分期間のタイミングを制御する。 According to the above configuration, the wireless reception device that receives a pulse-shaped radio signal of a predetermined period such as a UWB signal at a timing synchronized with the period and demodulates the baseband signal from the pulse train is received by the wideband antenna. The signal component is extracted from the frequency band used in the radio signal in the filter unit, envelope-detected or peak-detected in the detector, and then integrated over a predetermined integration period in the integrator. By performing analog / digital conversion in the digital conversion unit, when the A / D conversion value is compared with a predetermined threshold value in the signal demodulation unit, it can be determined as data of “1” or “0”. The signal demodulating unit demodulates the baseband signal from the obtained “1” or “0” data, and when no synchronizing pulse train is detected, the synchronizing pulse train is detected. The timing of the integration period is controlled.
そして、本発明では、前記フィルタ部を前記無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるようにするとともに、感度制御部を設け、この感度制御部が前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値の分散値に応じて、前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整する。たとえば、前記フィルタ部が、前記無線信号で使用される周波数帯域の低域側の成分を通過させるフィルタと、高域側の成分を通過させるフィルタとを備えて構成される場合、低域側の成分を通過させるフィルタを選択していて、妨害波によって前記A/D変換値の分散値、すなわちゆらぎの幅が大きくなり、本来の同期タイミング以外にもパルスが検出されるようになってしまうと、高域側の成分を通過させるフィルタに切換える。或いは、前記フィルタ部が、前記無線信号で使用される周波数帯域の全帯域を通過させるフィルタと、低域側または高域側の成分を通過させるフィルタとを備えて構成される場合、全帯域を通過させるフィルタを選択していて、妨害波によって前記A/D変換値の分散値が大きくなり、本来の同期タイミング以外にもパルスが検出されるようになってしまうと、低域側または高域側の成分を通過させるフィルタに切換える等である。 In the present invention, the filter unit can extract at least a component of a frequency band used in the radio signal, and a sensitivity control unit is provided. The pass frequency band of the filter unit is adjusted according to the variance value of the A / D conversion value in the conversion unit. For example, when the filter unit is configured to include a filter that passes a low-frequency component of a frequency band used in the radio signal and a filter that passes a high-frequency component, When a filter that passes a component is selected and the dispersion value of the A / D conversion value, that is, the width of the fluctuation increases due to an interference wave, a pulse is detected other than the original synchronization timing. Then, switch to a filter that passes the high-frequency component. Alternatively, in the case where the filter unit is configured to include a filter that passes the entire band of the frequency band used in the radio signal and a filter that passes a component on the low frequency side or the high frequency side, If the filter to be passed is selected, the dispersion value of the A / D conversion value becomes large due to the interference wave, and a pulse is detected in addition to the original synchronization timing, the low frequency side or the high frequency range For example, the filter is switched to a filter that passes the component on the side.
したがって、妨害波のレベルが大きく、送信信号が埋もれてしまうような場合でも、前記広帯域の無線信号において、前記妨害波に埋もれていない帯域の成分から送信信号のベースバンド成分を復調することができる。こうして、無線信号で使用される周波数帯域内に妨害波があるときに、その妨害波の帯域を避けることで、受信感度を落とすことなく、妨害波に対する耐性を高めることができる。 Therefore, even when the level of the interference wave is large and the transmission signal is buried, the baseband component of the transmission signal can be demodulated from the band component not buried in the interference wave in the broadband wireless signal. . Thus, when there is an interfering wave in the frequency band used for the radio signal, by avoiding the band of the interfering wave, tolerance against the interfering wave can be increased without reducing the reception sensitivity.
また、前記フィルタ部と検波部との間に介在される増幅部をさらに備え、該増幅部は前記感度制御部からの信号によって、ゲイン調整されるので、妨害波によって前記A/D変換値の分散値が大きくなると、好ましくは前記フィルタ部の通過周波数帯域が調整された後に増幅部のゲインが低下され、前記分散値が略一定になるように制御されることで、受信感度は低下するが、妨害波より大きいレベルの受信信号が入力されると、それを復調することができる。したがって、妨害波が避けられない時に、その妨害波のパワーを超える受信信号であれば、受信可能にすることができる。 The front Symbol further comprising an amplification section which is interposed between the filter portion and the detection portion, the amplified portion signal from the sensitivity control unit, since the gain adjustment, the A / D conversion value by disturbance When the dispersion value of the filter section increases, the gain of the amplification section is preferably reduced after the pass frequency band of the filter section is adjusted, and the reception sensitivity is lowered by controlling the dispersion value to be substantially constant. However, if a received signal having a level larger than the interference wave is input, it can be demodulated. Accordingly, when the interference wave is unavoidable, it can be received if it is a received signal exceeding the power of the interference wave.
さらにまた、本発明の無線受信装置は、所定周期のパルス状の無線信号を当該周期と同期したタイミングで受信し、そのパルス列からベースバンド信号を復調する無線受信装置において、受信信号が入力され、前記無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるフィルタ部と、前記フィルタ部からの出力の包絡線あるいはピークを検出する検波部と、前記検波部の出力を所定の積分期間に亘って積算する積分部と、前記積分部の出力電圧をアナログ/デジタル変換するアナログ/デジタル変換部と、前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値に基づき、前記積分部の前記積分期間を調整するとともに、前記ベースバンド信号の復調を行う信号復調部と、前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値の分散値を取得し、その分散値に応じて、前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整するとともに、前記A/D変換値の分散値から受信信号の有無を判定し、受信信号が有る積分期間での分散値の取得を制限する感度制御部とを含むことを特徴とする。 Furthermore, the radio reception apparatus of the present invention receives a pulsed radio signal having a predetermined period at a timing synchronized with the period, and the radio reception apparatus that demodulates the baseband signal from the pulse train receives the received signal. A filter unit capable of extracting a component of at least a part of a frequency band used in the radio signal; a detection unit detecting an envelope or a peak of an output from the filter unit; and an output of the detection unit Based on the integration unit that integrates over the integration period, the analog / digital conversion unit that performs analog / digital conversion on the output voltage of the integration unit, and the A / D conversion value in the analog / digital conversion unit, A signal demodulator that adjusts the integration period and demodulates the baseband signal, and an A / D converter in the analog / digital converter. Get the variance value, in accordance with the variance value, as well as adjust the pass frequency band of the filter unit, determines the presence of a received signal from the variance of the A / D conversion value, the received signal has integrated And a sensitivity control unit that limits the acquisition of the variance value over a period.
上記の構成によれば、上述のようにA/D変換値の分散値が大きくなると妨害波が発生しているものと判定して前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整するにあたって、前記分散値から受信信号の有無を判定し、受信信号が有る積分期間での分散値の取得を制限することで、受信信号が存在しない期間における熱雑音や妨害波などのノイズ成分の分散値を正確に求めることができ、前記フィルタ部の通過周波数帯域調整や増幅部のゲイン調整を適正に行うことができる。 According to the above configuration, when the dispersion value of the A / D conversion value increases as described above, it is determined that an interference wave is generated and the adjustment of the pass frequency band of the filter unit is performed from the dispersion value. Accurately determine the variance value of noise components such as thermal noise and jamming waves during periods when there is no received signal by determining the presence or absence of the received signal and limiting the acquisition of variance values during the integration period when the received signal is present Therefore, it is possible to appropriately adjust the pass frequency band of the filter unit and the gain of the amplifier unit.
本発明の無線受信装置は、以上のように、UWB信号などの所定周期のパルス状の無線信号はフィルタ部から検波部に入力されて包絡線あるいはピーク検波され、その出力が積分部において所定の積分期間に亘って積算された後、アナログ/デジタル変換部で変換された値を信号復調部において所定の閾値と比較することで、「1」または「0」のデータとして判定し、ベースバンド信号の復調が可能になるとともに、同期用のパルス列が検出されていない場合には、その同期用パルス列が検出されるように前記積分期間のタイミングを制御することで、同期を得ることができるようにした無線受信装置において、前記フィルタ部を前記無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるようにするとともに、感度制御部を設け、この感度制御部が前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値の分散値、すなわちゆらぎの幅に応じて、前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整する。 As described above, the radio receiving apparatus of the present invention inputs a pulse-like radio signal having a predetermined period, such as a UWB signal, from the filter unit to the detection unit and detects the envelope or peak, and outputs the predetermined signal at the integration unit. After the integration over the integration period, the value converted by the analog / digital converter is compared with a predetermined threshold value in the signal demodulator to determine the data as “1” or “0”, and the baseband signal So that the synchronization can be obtained by controlling the timing of the integration period so that the synchronization pulse train is detected when the synchronization pulse train is not detected. In the wireless receiving apparatus, the filter unit can extract a component of at least a part of a frequency band used in the wireless signal. The sensitivity control unit is provided, the variance of the A / D conversion value of the sensitivity control unit in the analog / digital converter unit, i.e. according to the width of the fluctuation, to adjust the pass frequency band of the filter unit.
それゆえ、妨害波のレベルが大きく、送信信号が埋もれてしまうような場合でも、前記妨害波に埋もれていない帯域の成分から送信信号のベースバンド成分を復調することができ、受信感度を落とすことなく、妨害波に対する耐性を高めることができる。 Therefore, even when the level of the interference wave is large and the transmission signal is buried, the baseband component of the transmission signal can be demodulated from the band component that is not buried in the interference wave, thereby reducing the reception sensitivity. In addition, it is possible to increase the resistance to interference waves.
また、前記フィルタ部と検波部との間に増幅部を介在し、前記感度制御部によって、妨害波によって前記A/D変換値の分散値が大きくなると、好ましくは前記フィルタ部の通過周波数帯域が調整された後に該増幅部のゲインが低下され、前記分散値が略一定になるように制御されるので、受信感度は低下するが、妨害波より大きいレベルの受信信号が入力されると、それを復調することができ、妨害波が避けられない時に、その妨害波のパワーを超える受信信号であれば、受信可能にすることができる。 Further, by interposing a amplifying portion between the front Symbol filter unit and the detection unit, by the sensitivity control unit, when the dispersion value of the A / D conversion value by disturbance is large, preferably the pass frequency band of the filter section After the gain is adjusted, the gain of the amplifying unit is reduced and the dispersion value is controlled so as to be substantially constant, so that the reception sensitivity is lowered, but when a reception signal having a level larger than the interference wave is input, It can be demodulated, and when a jamming wave is unavoidable, any received signal that exceeds the power of the jamming wave can be received.
さらにまた、本発明の無線受信装置は、以上のように、A/D変換値の分散値が大きくなると妨害波が発生しているものと判定して前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整するにあたって、前記感度制御部が、受信信号が有る積分期間での分散値の取得を制限する。 Furthermore, as described above, the radio reception apparatus of the present invention determines that an interference wave is generated when the variance of the A / D conversion value increases, and adjusts the pass frequency band of the filter unit. The sensitivity control unit limits the acquisition of the dispersion value during the integration period in which the received signal is present.
それゆえ、受信信号が存在しない期間における熱雑音や妨害波などのノイズ成分の分散値を正確に求めることができ、前記フィルタ部の通過周波数帯域調整や増幅部のゲイン調整を適正に行うことができる。 Therefore, it is possible to accurately obtain a variance value of noise components such as thermal noise and interference wave during a period in which no received signal exists, and to appropriately adjust the pass frequency band of the filter unit and the gain of the amplifier unit. it can.
図1は、本発明の実施の一形態に係る無線受信装置であるUWB受信装置1の電気的構成を示すブロック図である。このUWB受信装置1は、アンテナ2と、フィルタ部3と、増幅器4と、検波器5と、積分器6と、アナログ/デジタル変換器7と、信号復調部8と、感度制御部9とを備えて構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a
送信機から送信される無線信号は、図2(a)に示すようにパルス状の信号であり、UWB受信装置1がそのパルスに同期するための同期用パルス列と、送信すべきデータ(ベースバンド信号)に対応したパルス列とを備えて構成される。前記同期用パルス列は、図2(b)に示すように、UWBパルスが所定周期Trepで繰返される信号であり、繰返し回数はUWB受信装置1側でパルス位置が検出可能になるように設定されており、その後、パルス同期の終わりを示すパルス列の有無が追加された構成となっている。また、送信データは、この図2の例では、データ値が「1」のときUWBパルスを前記周期TrepでN回繰返し、「0」の時は何も出力されない時間がTrep×Nの期間TDだけ継続される構成となっている。この期間TDは、前記送信すべきデータ(ベースバンド信号)の1ビット期間である。上述の例では、送信すべきデータはオンオフキーイングで示されているけれども、バイフェイズ変調などの他の変調方式で表現されてもよい。
The radio signal transmitted from the transmitter is a pulse signal as shown in FIG. 2 (a), and the
前記送信機からの無線信号は、広帯域アンテナ2で受信され、フィルタ部3において前記無線信号で使用される周波数帯域の成分が抽出され、検波器5において包絡線検波あるいはピーク検波された後、積分器6に入力される。積分器6は、信号復調部8から出力され、前記周期Trep内での積分期間のタイミングを制御する積分制御信号Tintに応答し、該積分制御信号Tintがアクティブのハイレベルのとき、前記検波器5の検波出力を積算する動作を、前記積分制御信号TintによってN回行う。
The radio signal from the transmitter is received by the
その積算値は、アナログ/デジタル変換器7においてアナログ/デジタル変換され、信号復調部8のパルス判定回路8aがそのA/D変換値を所定の閾値と比較することで、前記「1」または「0」のデータとして判定される。前記信号復調部8のパルス判定回路8aは、さらに得られた前記「1」または「0」のデータから前記ベースバンド信号の復調を行うとともに、前記同期用パルス列が検出されない期間は、その同期用パルス列が検出されるように前記積分期間のタイミングを制御する。
The integrated value is subjected to analog / digital conversion in the analog /
詳しくは、送信機から送信されるUWBパルスは、図3(a)に示すように、前記周期Trep毎に繰返す、たとえば2〜3nsec程度のパルスである。また、このUWBパルスの発生タイミング(タイムスロット=ウインドウ位相)は、図3(c)で示すように、前記周期Trep内で、前記2〜3nsecより長い所定期間Tonずつずれたφ1,φ2,・・・,φm(たとえばm=50)の位相で設定されている。 Specifically, the UWB pulse transmitted from the transmitter is a pulse of about 2 to 3 nsec, for example, which is repeated every cycle Trep as shown in FIG. In addition, the generation timing (time slot = window phase) of the UWB pulse is shifted by φ1, φ2,..., Shifted by a predetermined time period Ton longer than 2 to 3 nsec within the period Trep, as shown in FIG. .., φm (for example, m = 50).
そこで、信号復調部8は、前記積分制御信号Tintによって積分器6の積分期間を制御し、図3(b)で示すような検波器5からの検波出力を、位相φ1〜φm毎に、前記期間TDに亘って、すなわち前記N回積算させ、積算値を求めさせる。その積算値のA/D変換値が、図4(b)で示すように所定の閾値TH以上であるときには前記「1」のデータとして判定し、前記閾値TH未満であるときには「0」のデータとして判定し、図4(a)で示すような送信信号に対応した、図4(c)で示すような復調信号を得る。
Therefore, the
なお、前記パルス判定回路8aが、同期用パルス列の間に前記タイムスロットを期間Tonずつずらして積算を行い、同期タイミングを探索するにあたって、自機に対応したタイムスロット(図3ではφ3の位相)が検出されると、以降の探索は中止される(図3では、φ4の位相まで探索して、φ3の位相でのA/D変換値の方が大きく、その位相を同期スロットと判定している)。これによって、同期タイミングを探索するための消費電力を削減することができる。
When the
上述のように構成されるUWB受信装置1において、注目すべきは、前記フィルタ部3が前記無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるように構成されるとともに、前記感度制御部9が設けられていることである。図5は、前記フィルタ部3の一構成例を示すブロック図である。この図5の例では、フィルタ部3は、相互に並列に設けられる2つのフィルタ3a,3bの前後に、それらのフィルタ3a,3bのいずれか一方に信号経路を切換えるスイッチ素子3c,3dが設けられて構成される。スイッチ素子3c,3dは、前記感度制御部9からのフィルタ切換え信号SELによって相互に連動して切換え制御される。
In the
前記送信機からの送信信号は、たとえば図6(a)で示すような3〜5GHzの広帯域を有するインパルス信号であり、前記フィルタ3a,3bの特性としては、たとえば図6(b)で示すように、フィルタ3aが低域側の成分を通過させ、フィルタ3bが高域側の成分を通過させる。
The transmission signal from the transmitter is an impulse signal having a wide band of 3 to 5 GHz as shown in FIG. 6 (a), for example, and the characteristics of the
また、前記フィルタ部3としては、たとえばフィルタ3aが図6(a)で示す全帯域を通過させ、フィルタ3bが、低域側または高域側の内、妨害波の発生の可能性が低い方の成分を通過させるように構成されてもよい。さらにまた、前記フィルタ部3としては、全帯域を通過させるフィルタに低域側と高域側とのそれぞれを通過させるフィルタとの、3つのフィルタが設けられ、それらを切換えるようにしてもよい。すなわち、前記フィルタ部3としては、上述のように無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるようになっていればよい。さらにまた、前記フィルタ3a,3bが相互に直列に設けられ、前記スイッチ素子3c,3dがそれらのフィルタ3a,3bをそれぞれバイパスするように設けられてもよい。
Further, as the
前記感度制御部9は、前記パルス判定回路8aから入力され、該パルス判定回路8aが、受信パルスを同期しているかどうかを示すパルス検出信号SENに応答して、パルスが検出されない間において、前記アナログ/デジタル変換器7でのA/D変換値の分散値を求め、その分散値に応じて前記フィルタ切換え信号SELを出力し、前記フィルタ部3の通過周波数帯域を調整する。図7〜図11は、その調整動作を説明するための図である。たとえば図7で示すように、送信機の送信アンテナ11からの送信信号に、妨害波発生源12から、フィルタ3a内ではCW波となる妨害波が発生されるとする。この場合の受信アンテナ2へ到達する各信号の波形はそれぞれ図8(a)で示すようになり、その周波数スペクトルは図9(a)で示すようになる。
The sensitivity control unit 9 is input from the
したがって、前述の図6(b)と同様に、フィルタ部3が、図9(b)で示すように低域側のフィルタ3aと高域側のフィルタ3bとによって構成されている場合、低域側のフィルタ3aでは、図8(b)で示すような送信信号と妨害波との合成波が通過することになり、前記送信信号よりも妨害波の方が電界強度が高い場合には、送信信号が妨害波に埋もれてしまうことになる。妨害波≫送信信号の場合には、妨害波しか出力されなくなる。この場合、図10(a)で示す送信信号に対して、フィルタ部3のフィルタ3aを通過して、増幅器4から出力される信号は図10(b)で示すようになり、検波器5で検波され、積分器6でN回積分され、さらにアナログ/デジタル変換器7で変換されたA/D値は、図10(c)で示すように、その多くが前記閾値TH以上となり、信号復調部8のパルス判定部8aは、同期も捕捉できず、図10(d)で示すように、復調信号は得られない。
Therefore, similarly to the above-described FIG. 6B, when the
これに対して、高域側のフィルタ3bでは、図8(c)で示すように妨害波が減衰することになり、その帯域で送信信号≫妨害波の場合には、送信信号のみを抽出することが可能になる。この場合、図11(a)で示す送信信号に対して、フィルタ部3のフィルタ3bを通過して、増幅器4から出力される信号は図11(b)で示すようになり、検波器5で検波され、積分器6でN回積分され、さらにアナログ/デジタル変換器7で変換されたA/D値は、図11(c)で示すように、先ず前記位相φ3での成分が前記閾値TH以上となって、信号復調部8のパルス判定部8aは、同期を捕捉し、その後の送信データ列から、図11(d)で示すように、送信信号に対応した復調信号が得られる。
On the other hand, in the high
前記感度制御部9は、前記フィルタ3a,3bを定期的に所定時間ずつ選択し、それぞれの帯域での妨害波の状況を探索して、妨害波の少ない方に切換えて受信を行うようにしてもよく、また現在切換わっている方のフィルタで同期捕捉ができなくなると、他方のフィルタへ切換えるようにしてもよい。
The sensitivity control section 9 periodically selects the
このように構成することで、妨害波のレベルが大きく、送信信号が埋もれてしまうような場合でも、前記広帯域の無線信号において、前記妨害波に埋もれていない帯域の成分から送信信号のベースバンド成分を復調することができる。これによって、無線信号で使用される周波数帯域内に妨害波があるときに、その妨害波の帯域を避けることで、受信感度を落とすことなく、妨害波に対する耐性を高めることができる。 With this configuration, even when the level of the interference wave is large and the transmission signal is buried, the baseband component of the transmission signal is changed from the band component not buried in the interference wave in the broadband wireless signal. Can be demodulated. As a result, when there is an interference wave in the frequency band used in the radio signal, by avoiding the interference wave band, it is possible to increase the resistance to the interference wave without reducing the reception sensitivity.
また、前記増幅器4は、可変ゲインアンプであり、前記感度制御部9からの増幅率切換え信号CTLによって、そのゲインが調整される。前記感度制御部9は、前述のように2つのフィルタ3a,3bを切換えてみて、それぞれの場合のA/D変換値の分散値、すなわちゆらぎの幅が共に所定レベル以上であり、両方に妨害波があると判定される場合、妨害波の電力の少ない、すなわち分散値が小さくなる方を選択した上で、さらに前記増幅率切換え信号CTLによって、前記分散値が大きくなる程、増幅器4のゲインを小さく切換える。
The amplifier 4 is a variable gain amplifier, and its gain is adjusted by an amplification factor switching signal CTL from the sensitivity control unit 9. The sensitivity control unit 9 switches between the two
ここで、アンテナ2の受信する信号のない時は、受信電力は熱雑音であるが、増幅器4が発生する雑音はこれより大きくなるので、前記A/D変換値は、図12に示すように、増幅器4の自己雑音によって時間的に変動し、その変動量は、ガウス分布となる。
Here, when there is no signal received by the
一方、初期値として、アンテナ2の受信する電力のない時の単位時間W1のA/D値の分散値が予め与えられているものとする。この状態で妨害波が発生すると、前記図12において、時間W2で示すように、前記分散値はその妨害波の電力レベルに応じて増加することになる。しかしながら、その増加した分散値に応じて、前述のようにフィルタ3a,3bを干渉波電力の小さい方(感度が良く出る周波数側)に切換えた上に、増幅器4の増幅率を低下させるので、信号復調部8では、A/D値の分散値は、時間W1で示す初期設定値と同じになる。これによって、妨害波の電力によって受信感度は低下するが、妨害波が避けられない時に、妨害波の電力以上の送信信号が受信されれば、同期捕捉および信号復調が可能となり、該UWB受信装置1は安定して受信動作を行うことができる。また、前記受信感度の低下レベルを前記妨害波の電力に応じた最小限のレベルに抑えることができる。
On the other hand, it is assumed that the variance value of the A / D value of the unit time W1 when there is no power received by the
さらにまた、前記感度制御部9は、上述のようにパルス判定回路8aからのパルス検出信号SENに応答して、パルスが検出されない間において前記分散値を求めるので、送信パルス発生状態時にA/D値が変動する(図4のφ3区間)ことによる分散値の変動をなくすことができ、受信信号が存在しない期間における熱雑音や妨害波などのノイズ成分の分散値を正確に求めることができる。これによって、前記フィルタ部3の通過周波数帯域調整や増幅器4のゲイン調整を適正に行うことができる。
Furthermore, the sensitivity control unit 9 obtains the dispersion value while no pulse is detected in response to the pulse detection signal SEN from the
1 UWB受信装置
2 アンテナ
3 フィルタ部
3a,3b フィルタ
3c,3d スイッチ素子
4 増幅器
5 検波器
6 積分器
7 アナログ/デジタル変換器
8 信号復調部
8a パルス判定回路
9 感度制御部
11 送信アンテナ
12 妨害波発生源
DESCRIPTION OF
Claims (2)
受信信号が入力され、前記無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるフィルタ部と、
前記フィルタ部からの出力の包絡線あるいはピークを検出する検波部と、
前記フィルタ部と検波部との間に介在される増幅部と、
前記検波部の出力を所定の積分期間に亘って積算する積分部と、
前記積分部の出力電圧をアナログ/デジタル変換するアナログ/デジタル変換部と、
前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値に基づき、前記積分部の前記積分期間を調整するとともに、前記ベースバンド信号の復調を行う信号復調部と、
前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値の分散値に応じて、前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整するとともに、妨害波によって前記A/D変換値の分散値が大きくなると、前記増幅部のゲインを低下し、前記分散値が略一定になるようにゲイン調整する感度制御部とを含むことを特徴とする無線受信装置。 In a wireless receiver that receives a pulse-shaped radio signal of a predetermined period at a timing synchronized with the period, and demodulates a baseband signal from the pulse train,
A filter unit that receives a received signal and can extract a component of at least a part of a frequency band used in the radio signal;
A detector for detecting an envelope or a peak of the output from the filter unit;
An amplification unit interposed between the filter unit and the detection unit;
An integrator for integrating the output of the detector over a predetermined integration period;
An analog / digital conversion unit for analog / digital conversion of the output voltage of the integration unit;
A signal demodulator that adjusts the integration period of the integrator and demodulates the baseband signal based on an A / D conversion value in the analog / digital converter;
According to the dispersion value of the A / D conversion value in the analog / digital conversion unit, the pass frequency band of the filter unit is adjusted, and when the dispersion value of the A / D conversion value is increased by an interference wave, the amplification And a sensitivity control unit that adjusts the gain so that the dispersion value becomes substantially constant .
受信信号が入力され、前記無線信号で使用される周波数帯域の少なくとも一部分の成分を抽出することができるフィルタ部と、
前記フィルタ部からの出力の包絡線あるいはピークを検出する検波部と、
前記検波部の出力を所定の積分期間に亘って積算する積分部と、
前記積分部の出力電圧をアナログ/デジタル変換するアナログ/デジタル変換部と、
前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値に基づき、前記積分部の前記積分期間を調整するとともに、前記ベースバンド信号の復調を行う信号復調部と、
前記アナログ/デジタル変換部でのA/D変換値の分散値を取得し、その分散値に応じて、前記フィルタ部の通過周波数帯域を調整するとともに、前記A/D変換値の分散値から受信信号の有無を判定し、受信信号が有る積分期間での分散値の取得を制限する感度制御部とを含むことを特徴とする無線受信装置。 In a wireless receiver that receives a pulse-shaped radio signal of a predetermined period at a timing synchronized with the period, and demodulates a baseband signal from the pulse train,
A filter unit that receives a received signal and can extract a component of at least a part of a frequency band used in the radio signal;
A detector for detecting an envelope or peak of an output from the filter unit;
An integrator for integrating the output of the detector over a predetermined integration period;
An analog / digital conversion unit for analog / digital conversion of the output voltage of the integration unit;
A signal demodulator that adjusts the integration period of the integrator and demodulates the baseband signal based on an A / D conversion value in the analog / digital converter;
Obtains a dispersion value of the A / D conversion value in the analog / digital conversion unit, adjusts a pass frequency band of the filter unit according to the dispersion value, and receives from the dispersion value of the A / D conversion value determines the presence of the signal, no line receiving apparatus you; and a sensitivity control unit for limiting the acquisition of the variance value in the integration period in which the received signal is present.
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