無線接收機的製作方法

2023-07-07 18:04:01 2

專利名稱：無線接收機的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線接收機，它對高頻信號進行離散時間性採樣，並且離散 時間性地處理後級。
背景技術：
為了實現無線接收機的小型低能耗以及模擬信號處理單元和數位訊號 處理單元的一體化，公開了直接對高頻信號離散時間性地進行採樣，並離散 時間性地處理後級的結構(比如非專利文獻1 )。由此，還可期^f寺減輕以往的 連續時間的模擬處理中的設計複雜度。
以下，利用圖1說明一例以往使用了離散時間性處理的無線接收機的結 構以及動作。
由天線IO接收到的模擬RF信號在低噪聲放大單元(LNA) 20中被放 大。該放大後的模擬RF信號在離散時間性變頻處理單元30中，被變換為低 頻信號，並被變換為離散時間性的模擬信號。此時，對用來決定離散時間間 隔的採樣速率進行變換，以使其降低到在後級也能進行充分的處理。
具體而言，在採樣混頻器31中，通過對由本機頻率振蕩單元40提供的 具有頻率fL。的頻率的本機信號與由低噪聲放大單元20輸出的信號進行混 頻，接收模擬RF信號的頻率被變換，同時連續時間性的信號被變換為離散 時間性的信號。
對在此得到的離散時間性的信號而言，雖然為與本機頻率fLo等效的採 樣速率，但是如果直接使用則對後級的處理的負擔較大。於是，在抽取 (decimation )處理單元32中，通過進行採樣值的抽取，也就是進行稀疏， 降低採樣速率。另外，雖然未圖示，在前級去除因抽取產生的混疊失真的影 響是不言而喻的。
然後，在A/D (模擬/數字)變換處理單元50中，經抽取而變換為f①/N 的採樣速率的離散時間模擬信號以fu/N的採樣速率被量化，變換為數字值。 通過後級的數字接收處理單元60對該數位訊號進行解調和解碼處理等規定的接收處理，並作為接收數據輸出。這樣，通過將接收到的模擬RF信號變換為離散時間性信號而進行離散 時間信號處理，能夠適用數位訊號處理性的設計方法，使以往對模擬電路單 元要求的複雜度得到緩和，能夠實現設計的容易度和小型化。另外，圖1所示的無線接收機表示了通常的結構例，根據所適用的無線通信系統的要求規格，也有在低噪聲放大單元20的前級插入濾波器，或者 在A/D變換處理單元50適用增量-總和(△ Z )型的A/D變換處理單元的情 況。另外，在非專利文獻1中，公開了在相當於抽取處理單元32的處理單 元中，具有基於離散時間性的電荷移動的濾波效果的結構。[非專利文南大1 ] R.B.Staszewski等、"All-Digital TX Frequency Synthesizer and Discrete-Time Receiver for Bluetooth Radio in 130n-nm CMOS",正EE Journal of Solid-State Circuits, VOL.39, NO. 12, December 2004 (第2284 ~ 2287頁、圖12 ~圖16 )發明內容本發明需要解決的問題但是，上述的以往技術具有以下所示的問題。也就是說，將具備圖l所示那樣的、進行以往的離散時間性處理的結構 的無線接收機適用於信道頻帶較寬的系統時，根據所接收的信道頻率，由離 散時間性變頻處理單元30輸出的離散時間性信號的採樣速率會發生變化。 嚴密地說，相當依賴於變頻時所使用的本機頻率，由離散時間性變頻處理單 元30輸出的離散時間性信號的採樣速率發生變化。這裡，々￡設圖1所示的無線接收機作為電^L用UHF (超高頻)頻帶的廣 播信號的接收系統而適用，所述電視用UHF頻帶的接收信道頻率為 470MHz ~ 770MHz。然後，假設將接收信號直接變頻為基帶(所謂的Zero-IF 頻帶)，抽取處理單元32中的抽取率N固定為1/32而使用。此時，在接收信道頻率為473MHz時所得的採樣速率為14.78125MHz, 而在接收信道頻率為767MHz時所得的採樣速率為23.96875MHz。這樣，在 所得的採樣速率根據接收信道頻率發生變化的情況下，需要在後級的A/D變 換處理單元50中也對應其。比如，在A/D變換處理單元50中，需要使量化 採樣的速率配合根據接收信道頻率發生變化的採樣速率而進行採樣。或者，不依賴於接收信道頻率而使量化採樣速率不變，則需要在A/D變換處理單元50的前級或者後級進行濾波處理，以便去除由於與所輸入的離散時間性信號的採樣速率的不匹配而產生的混疊失真分量。而且，像非專利文獻1所公開的那樣，在相當於抽取處理單元32的處 理單元得到濾波效果的結構的情況下，該濾波的頻率響應特性為以進行離散 時間性處理的採樣速率作為基準的特性，因此濾波的頻率響應特性根據所接 收的信道頻率也發生變化。其結果，可能對相對於接收頻帶外的幹擾波的截 止特性以及頻帶內的接收信號頻語造成影響。但是，在非專利文獻l中並未 公開任何針對這樣的問題的對策。本發明的目的在於提供無線接收機，該無線接收機具備通過離散時間性處理系統適用於接收信道頻帶較寬的系統時的接收特性。 用於解決課題的手段本發明的無線接收機採用的結構包括離散時間性變頻單元，利用本機 頻率信號對接收信號離散時間性地進行採樣並進行變頻和稀疏處理，而輸出 基於本機頻率的採樣速率的離散時間性模擬信號；模擬/數字變換處理單元， 將所述離散時間性模擬信號量化為數字值，而輸出接收數位訊號；頻率響應 特性校正處理單元，生成基於所述採樣速率的抽頭(tap)係數值；以及數字 濾波處理單元，利用所述抽頭係數值，對所述接收數位訊號進行數字濾波處 理。發明的效果根據本發明，能夠提供無線接收機，該無線接收機具備通過離散時間性 變頻獲得與本機頻率對應的採樣速率的信號的接收處理系統，提高將該接收 處理系統適用於接收信道頻帶較寬的系統時的接收特性。


圖l是表示現有的無線接收機的結構的方框圖。圖2是表示本發明實施方式1的無線接收機的結構的方框圖。圖4是表示實施方式2的無線接收機的結構的方框圖。圖5是用於說明圖4的離散時間性變頻處理單元中的頻率響應特性以及校正濾波處理單元的頻率響應特性;艮正處理的圖。
圖6是表示實施方式3的無線接收機的結構的方框圖。
圖7是用於說明圖6的離散時間性變頻處理單元中的、基於抽取率的頻
率響應特性的變化的圖。
圖8是用於說明圖6的校正濾波處理單元的頻率響應特性校正處理的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施方式。另外，在實施方式中， 對相同的結構要素附加相同的標號，並省略其說明以免重複。 (實施方式1)
在本實施方式中，說明以下的結構以及動作例，也即在進行離散時間性 處理的接收系統中，利用有關本機頻率的信息，基於根據接收信道頻率變化
處理的情況下的結構以及動作例。
圖2是表示本實施方式的無線接收機100的結構的方框圖。無線接收機
IOO接收以載波頻率fRF所發送的數字調製信號，對其進行規定的解調處理，
並輸出所得到的接收比特數據。該無線接收機100由以下單元構成天線 110、低噪聲放大單元(LNA) 120、離散時間性變頻處理單元130、本機頻 率振蕩單元140、 A/D變換處理單元150、數字接收處理單元160以及控制 單元170。
天線110接收通過電波傳播路徑以載波頻率fpF發送的信號，並輸出到
低噪聲放大單元120。
低噪聲放大單元120放大所輸入的高頻信號並將其輸出。 離散時間性變頻處理單元130對所輸入的載波頻帶的數字調製信號進行 離散時間性變頻處理而將其變換為低頻信號，並且降低採樣速率而輸出。該 離散時間性變頻處理單元130比如像圖2所示那樣由採樣混頻器131和抽取 處理單元132構成。
採樣混頻器131將載波頻帶的接收信號與本機頻率振蕩信號離散時間性 地混合而進行變頻。該採樣混頻器131比如由FET (場效應管)開關構成， 根據本機振蕩頻率信號對所述載波頻帶的接收信號進行切換(switching),由此進行變頻。
抽取處理單元132通過對離散時間性的輸入信號進行稀疏處理，降低採 樣速率並輸出。在本實施方式中，作為一例說明假設速率變換為所輸入的採 樣速率的1/128的情況。
另外，在本實施方式中，電路處理單元因為不是限定本發明的部件所以 沒有圖示，但是既可以將這些處理單元插入到結構要素之間，也可以採取在
抽取處理單元132中進行濾波處理的結構，所述電路處理單元進行用於去除
變頻時產生的高諧波分量和採樣速率變換時產生的混疊失真的濾波處理。另
外，對於進行變頻的離散時間性變頻處理單元130而言，既可以採用通過將
載波頻率fRF和本機振蕩頻率fu)設定為大致相等而變換為基帶，也即所謂的
Zero-IF輸出的結構，也可以採用將載波頻率fRp和本機振蕩頻率flo設定為 具有相當於規定的頻率fff的差，並輸出低頻帶的中頻(Low-IF)的結構。 在實施方式中，Wi設Zero-IF輸出的情況而進行說明。
本機頻率振蕩單元140基於來自控制單元170的振蕩頻率控制信號，輸 出本機振蕩頻率flo的本機振蕩頻率信號。本機頻率振蕩單元140進而將採 樣頻率fu)/N的採樣頻率信號輸出到A/D變換處理單元150。
元130的信號量化為數字值，並輸出量化後的接收數字調製信號。這裡，A/D 變換處理單元150通過由本機頻率振蕩單元140提供的採樣頻率fu)/N,對 由離散時間性變頻處理單元130輸出的低頻信號進行量化。
數字接收處理單元160對來自A/D變換處理單元150的接收數字調製信 號進行規定的接收處理，並將得到的接收比特數據輸出。該數字接收處理單 元160至少包括信道選擇濾波處理單元161和頻率響應特性校正處理單元 162。另外，在本實施方式中，對於原本在數字接收處理單元中的規定的解 調處理單元和編解碼處理單元，因為對發明的本質沒有影響，所以其圖示和 說明從略，在寫明這些處理的情況下，比如在信道選擇濾波處理單元161的 後級設置這些處理單元即可。
外提供的抽頭係數數據的積和運算處理。信道選擇濾波處理單元161通過積 和運算處理進行信道選擇，也就是進行為了只使應當接收的調製信號的帶寬 通過、而去除頻帶外的頻率分量的數字濾波處理。然後信道選擇濾波處理單元161將得到的結果輸出到數字接收處理單元160中的後級的處理單元。在
本實施方式中，f支設信道選擇濾波處理單元161進行有限脈沖響應型(FIR 型)的濾波處理。
頻率響應特性校正處理單元162基於來自控制單元170的'有關本機振 蕩頻率的信息，決定信道選擇濾波處理單元161所使用的抽頭係數的值，並 輸出到信道選擇濾波處理單元161。
具體而言，頻率響應特性校正處理單元162由基準濾波特性存儲單元 163、頻率響應特性縮放(scaling)處理單元164以及抽頭係數生成單元165 構成。
基準濾波特性存儲單元163存儲在信道選擇濾波處理單元161進行的信 道選擇濾波處理的'作為頻率響應特性的基準的特性數據，。該基準濾波特 性存儲單元163比如由非易失性存儲器構成。其中，在後面論述'作為頻率 響應特性的基準的特性數據'的細節。
頻率響應特性縮放處理單元164基於'有關本機振蕩頻率的信息，，對 與在基準濾波特性存儲單元163中所存儲的特性數據對應的基準頻率響應特 性進行校正處理，並將校正後的頻率響應特性的數據輸出。後面論述該校正 處理的細節。
率響應特性的數據變換為有關脈沖響應特性的數據，並生成用於信道選擇濾 波處理單元161中的濾波處理的抽頭係數值。該抽頭係數生成單元165比如 由進行傅立葉逆變換處理的運算處理單元構成。
控制單元170將振蕩頻率控制信號輸出到控制本機頻率振蕩單元140, 用於對控制本機頻率振蕩單元140進行控制，使其生成與接收信道頻率對應 的本機振蕩頻率信號。而且，控制單元170將上述的'有關本機振蕩頻率的 信息'提供給數字接收處理單元160。另外，在本實施方式中，作為一例， 假設被分配600MHz ~ 800MHz的接收信道頻帶的系統，並為了簡化說明，
假設其最高信道頻率fch一m狄為800MHZ，最低信道頻率feh一min為600MHZ,調
制信號帶寬為± 800KHz的情況。
以下說明關於如上述那樣構成，本機振蕩頻率的設定根據所接收的信道 頻率發生變化，並在A/D變換處理單元150中的釆樣速率fs與其對應地發 生變化那樣的、無線接收機100的後級的數字接收處理單元160中，基於採樣速率的濾波頻率響應的自適應的校正控制的動作。
濾波處理的頻率響應特性H, (f)被存儲在頻率響應特性校正處理單元
162中的基準濾波特性存儲單元163中，所述濾波處理為，在分配給系統的
信道頻率中接收最高信道頻率fch—max( 800MHZ)的信號，在離散時間性變頻
處理單元130中變頻為Zero-IF頻帶後，抽取為1/128，並以6.25MHz的採 樣速率進行A/D變換處理的情況下，使大致與信道頻率帶寬相同的± 800KHz的帶寬通過的濾波處理。在本實施方式中，作為H, (f)的一例，假 設其為7階巴特沃思(Butterworth)特性的頻率響應特性，貝'j H, (f)可以 表示為(式1 )那樣。
(式l)
其中，fo為3dB截止頻率，在本實施方式中相當於800KHz。若將對(式 1 )中的f以及f。使用採樣頻率f;進行了歸一化的結果分別設為f，以及f0，， 則可以表示為(式2 )以及(式3 )那樣。
(—/、/2/2) (式2)
/ '—/。/— 800V — 1/ (式3 )
Jo 一 /, — /800M — /1000 、 A 乂
然後，若將(式1 )以使用採樣頻率&進行了歸一化的頻率f，來表示， 則可以表示為(式4)那樣。
W)卜T^1 "7 (-0.50.5) (式4)
Vl + {l000x/}
圖3中，擴大並圖示了以(式1 )表示的頻率響應特性中的、通過帶寬 附近的部分。在該圖中，實線表示著對於最高信道頻率的接收信號的頻率響 應特性。在本實施方式中，因為由(式1 )表示的頻率響應特性是以採樣頻 率為最高信道頻率800MHz的情況為前提的頻率響應特性，所以假設將(式 1)直接適用於接收信道頻率為600MHz的情況，則採樣速率fs為600/128 =4.6875MHz。因此，如果直^^妄將(式1 )的頻率響應特性適用於濾波處理， 則成為圖3中的虛線所示的頻率響應特性，即成為調製信號頻帶的一部分被刪除的特性。於是，在頻率響應特性縮放處理單元164,基於'有關本機振蕩頻率的 信息，，對與在基準濾波特性存儲單元163中所存儲的特性數據對應的基準 頻率響應特性進行校正處理。具體而言，在頻率響應特性縮放處理單元164，利用由控制單元170提 供的有關本機振蕩頻率f;的信息，對在基準濾波特性存儲單元163中所存儲 的相當於(式4)的頻率響應特性進行校正。也就是說，計算如(式5)所 示的校正頻率特性d (f，)。formula see original document page 11(式5 )其中，fs表示接收信道頻率為fjt的由抽取處理單元132輸出的信號的採樣速率，fs腿表示接收信道頻率為最高信道頻率的800MHz時的同樣的採 樣速率。而且，如果考慮離散時間性變頻處理單元130中的變頻為Zero-IF 方式，接收信道頻率為fn,抽取處理單元132中的抽取比為1/128,則(式5 ) 中的fs以及fSmax分別表示為(式6 )以及(式7 )那樣。formula see original document page 11 (式6)formula see original document page 11 (式7)在抽頭係數生成單元165中，頻率響應特性C1 (f，)通過傅立葉逆變 換處理變換為脈衝響應特性，所述頻率響應特性Cl (f')是在頻率響應特 性縮放處理單元164中利用(式5 )校正後的頻率響應特性。抽頭係數生成 單元165提供所得到的脈衝響應特性，作為在信道選擇濾波處理單元161中 的FIR濾波處理所使用的抽頭係數。這樣，在頻率響應特性校正處理單元162中，利用'有關本機振蕩頻率的信息，對頻率響應特性進行校正，並利用得到的抽頭係數進行數字濾波處理，由此不依賴於因接收信道而異的採樣頻率(在上述例子中為600MHz和800MHz)，而以大致不變的頻率響應特性(圖3的實線)進行信道選擇濾波處理。如上所述，根據本發明的結構以及動作，在具有採樣速率根據接收信道 頻率而變化的離散時間性變頻處理單元130的無線接收機100中，利用有關 本機振蕩頻率的信息，將作為基準的頻率響應特性在頻率軸上進行縮放處 理，進而生成濾波處理的抽頭係數，並利用其進行濾波處理，由此能夠與基濾波處理，從而能夠減輕調製信號頻帶分量的不必要的削減的影響。其結果， 能夠改善接收特性，從而能夠實現可適用到信道頻帶較寬的系統的無線接收 機。另外，在本實施方式的無線接收機100中採用下述結構本機頻率振蕩 單元140所生成的有關本機振蕩信號的頻率的信息，從控制單元170提供給 數字接收處理單元160。但是，本發明並不僅限於此，比如也可以採用從本 機頻率振蕩單元140提供給數字接收處理單元160的結構。另外，雖然在本實施方式中，採用利用有關本機振蕩頻率的信息進行頻 率響應特性的縮放;艮正的結構，但是不一定僅限於此，只要是本質上可估計 根據接收信道頻率而變化的離散時間性變頻處理單元輸出部分的採樣速率 即可。總而言之，在數字接收處理單元160中，可根據離散時間性變頻處理 單元輸出部分的採樣速率，進行頻率響應特性的縮放校正即可。因此，在接 收信道頻率與本機振蕩頻率之間的關係為設計上已知的無線裝置結構的情 況下，也可以採用比如利用有關接收信道頻率的中心頻率值或者信道號碼等 信息來取代有關本機振蕩頻率的信息的結構。另外，在本實施方式中，採用了以下結構，即在基準濾波特性存儲單元 163中，預先存儲無線接收機100以最高信道頻率接收時所需的濾波器的頻 率響應特性作為基準數據，而通過頻率縮放校正來求以比其低的信道頻率接 收時所需的頻率響應特性。但是本發明不一定僅限於此，也可以比如採用以 下結構，即在基準濾波特性存儲單元163中，預先存儲反而以最低信道頻率 接收時所需的頻率響應特性作為基準數據，而通過頻率縮放校正來求以比其 高的信道頻率接收時所需的頻率響應特性。而且，還可以採用以下結構，即 預先將以相當於信道頻帶的中心的信道頻率接收時作為基準數據存儲，而根 據接收信道頻率進行縮放校正。總而言之，只要是在基準濾波特性存儲單元 163中存儲與基準頻率(比如上述最高信道頻率)相對應的頻率響應特性作為基準數據，並可以根據接收信道頻率進行縮放校正即可。這樣，根據實施方式l，無線接收機100中設置離散時間性變頻處理 單元130,利用本機頻率信號對接收信號離散時間性地進行採樣並進行變頻 和稀疏處理，而輸出基於本機頻率的採樣速率的離散時間性模擬信號；A/D 變換單元150,將所述離散時間性模擬信號量化為數字值，而輸出接收數字 信號；信道選擇濾波處理單元161，利用抽頭係數值，對所述接收數位訊號 進行數字濾波處理；以及頻率響應特性校正處理單元162，生成基於所述採 樣速率的所述抽頭係數。由此，因為利用基於採樣速率的抽頭係數進行數字濾波處理，即使採樣 速率根據接收信號的接收信道頻率發生變動時，也能夠進行大致不變的頻率 響應特性的濾波處理，從而能夠減輕調製信號頻帶分量的不必要的削減的影 響。其結果，能夠改善接收特性，從而能夠實現可適用到信道頻帶較寬的系 統的無線4妻收才幾。頻率響應特性校正處理單元162還包括基準濾波特性存儲單元163， 存儲與基準頻率對應的頻率響應特性；頻率響應特性縮放處理單元164,基 於與所述採樣速率對應的所述本機頻率的信息，對與基準濾波特性存儲單元 163所存儲的基準頻率對應的頻率響應特性進行頻率方向的縮放(scale)的 校正；以及抽頭係數生成單元165，將所述校正後的頻率響應特性變換為脈 衝響應，進而生成數字濾波用的抽頭係數值。(實施方式2)在本實施方式中，說明以下的結構以及動作例，即通過離散時間性處理 進行變頻時具有濾波效果，考慮由該濾波效果產生的頻率響應特性的、基於 接收信道頻率的變動，利用有關本機振蕩頻率的信息，在數字接收處理單元圖4是表示本實施方式的無線接收機200的結構的圖。在無線接收機200 中，對與圖2所示的無線接收機100的結構相同的結構以及進行動作的部分 附加了相同的標號，並對它們的說明從略。在無線接收機200中，與無線接 收機100不同的結構以及進行動作的部分為在離散時間性變頻處理單元 210中的抽取處理單元211、以及數字接收處理單元220中的校正濾波處理 單元221和頻率響應特性校正處理單元222。另外，在本實施方式中，與實施方式1的情況同樣地假設被分配600MHz ~ 800MHz的接收信道頻帶的系統，並為了簡化說明， -假設其最高 信道頻率為800MHz,最低信道頻率為600MHz，調製信號帶寬為± 500KHz 的情況。抽取處理單元211與圖2中的抽取處理單元132同樣地通過對離散時間 性的輸入信號進行稀疏處理，降低採樣速率並輸出。抽取處理單元211還具 有在該抽取處理時去除高頻分量的濾波效果。作為具有該濾波效果的結構，比如存在非專利文獻1所公開的結構以及 方法，而其具體的結構並不對本發明的本質產生影響。在本實施方式中，作為該濾波效果的一例，假設獲得如圖5所示那樣的 頻率響應特性。在該圖中，以實線所示的特性，表示接收信道頻率為最高信 道頻率的800MHz時所得的特性，以虛線所示的特性，表示接收信道頻率為 最低信道頻率的600MHz時所得的特性。這樣，在通過離散時間性信號處理 進行變頻和基於抽取進行採樣速率變換的情況下，在最後級所得的採樣速率 和濾波的頻率響應特性根據接收信道頻率發生變化。供的抽頭係數值的數字濾波處理，對由A/D變換處理單元150提供的接收數 字調製信號，進行在離散時間性變頻處理單元210中的濾波的頻率響應特性 的校正。後面論述該頻率響應特性的校正的細節。頻率響應特性校正處理單元222基於由控制單元170提供的有關本機頻 率的信息來決定在校正濾波處理單元221使用的抽頭係數的值，並將其輸出 到校正濾波處理單元221。具體而言，頻率響應特性校正處理單元222由基準校正特性存儲單元 223、頻率響應特性縮;改處理單元224以及抽頭係數生成單元225構成。基準校正特性存儲單元223存儲作為在校正濾波處理單元221進行的、存儲單元223比如由非易失性存儲器構成。另外，後面論述該校正特性數據 的細節。頻率響應特性縮放處理單元224基於有關本機振蕩頻率的信息，對在基 準校正特性存儲單元223中所存儲的校正特性數據進行縮放校正處理，並將 校正後的頻率響應特性的數據輸出。後面論述該縮放校正處理的細節。抽頭係數生成單元225將來自頻率響應特性縮放處理單元224的有關校正頻率特性的數據變換為脈沖響應特性，並生成用於濾波處理的抽頭係數值。該^由頭係數生成單元225比如由進行傅立葉逆變換處理的運算處理單元構成。以下說明在上述那樣構成的、無線接收機200中的後級的數字接收處理 單元220中，基於採樣速率的頻率響應特性的校正處理動作。頻率響應特性C2 (f)被存儲在頻率響應特性校正處理單元222中的基 準校正特性存儲單元223中，所述頻率響應特性C2 (f)為，在分配給系統 的信道頻率中接收最高信道頻率fch,x (800MHz)的信號，在離散時間性變 頻處理單元210中變頻為Zero-IF頻帶後，抽取為1/128,並以6.25MHz的 採樣速率進行A/D變換處理的情況下，用於校正由於抽取處理單元211中的 濾波效果而衰減的信道頻率帶寬內，也就是500KHz以下的頻帶的增益的頻 率響應特性。若將在抽取處理單元211中所得的濾波效果的頻率響應特性表示為H2 (f)，則C2 (f)可以表示為(式8)那樣。formula see original document page 15其中，fc為調製信號的通過帶寬，在本實施方式中相當於500KHz。 若將(式8)以使用採樣頻率f;進行了歸一化的頻率f，來表示，則可 以表示為(式9)那樣。-^ (-1/1600S/" (式9) 1 (-0.5 W <-1/1600, +1/1600 W <+0.5)在基準校正特性存儲單元223中存儲有像(式8)那樣對於以最大信道 頻率接收了的信號的校正特性作為基準數據。圖5為擴大並圖示無線接收機200的抽取處理單元211的濾波效果和數 字接收處理單元220的頻率特性校正效果的頻率響應特性中的、調製信號頻 帶附近的特性。在該圖中，實線為以最高接收信道頻率800MHz接收時的抽 取處理單元211的濾波效果的頻率響應特性，虛線為以最低接收信道頻率600MHz接收時的抽取處理單元211的濾波效果的頻率響應特性。
而且，在圖5中的標註黑圓圈( )的曲線為對以最高信道頻率接收並 進行變頻，進而抽取處理後的信號，進行了以(式9)表示的頻率校正時所 得的校正後的頻率特性。如該圖所示，被校正為相當於調製帶寬的500KHz 為止的增益特性變得平坦，也就是在相當於調製帶寬的500KHz為止獲得大 致不變的增益。
另一方面，若對以最低信道頻率的600MHz接收並進行了變頻和抽取處 理的信號，直接進行以(式9)表示的頻率校正，則由於採樣速率的不同， 無法取得在抽取處理單元211的頻率響應特性與在數字接收處理單元220的 校正特性的匹配性,從而無法得到整個調製帶寬的增益平坦化的校正特徵。 因此，在頻率響應特性縮;故處理單元224中，對(式9)的頻率特性進行縮 放校正。
在頻率響應特性縮;故處理單元224,利用由控制單元170提供的有關本 機振蕩頻率的信息，對在基準校正特性存儲單元223中所存儲的相當於(式 9)的頻率響應特性進行縮放校正。也就是說，計算以(式IO)表示的校正 頻率特性C， 2 (f，)。
formula see original document page 16在抽頭係數生成單元225，基於在頻率響應特性縮放處理單元224中像 (式l)那樣校正後的頻率響應特性，通過傅立葉逆變換處理變換為脈沖響 應特性，並將得到的脈沖響應特性作為用於校正濾波處理單元221的FIR濾 波處理的抽頭係數而提供。
這樣，在頻率響應特性校正處理單元222中，利用有關本機振蕩頻率的 信息對頻率響應特性進行校正，並利用得到的抽頭係數進行數字濾波處理， 由此不依賴於因接收信道而異的採樣頻率(在上述例子中為600MHz和 800MHz)，而像圖5的標註圓圈(〇)的曲線的特性那樣地進行頻率特性的 校正處理。也就是說，被校正為不依賴於因接收信道而異的採樣頻率(在上述例子中為600MHz和800MHz),相當於調製帶寬的500KHz為止的增益 特性變得平坦，也就是在相當於調製帶寬的500KHz為止獲得大致不變的增益。
如上所述，根據本發明的結構以及動作，在具有採樣速率根據接收信道 頻率變化的離散時間性變頻處理單元210的無線接收機200中，利用有關本 機振蕩頻率的信息，將作為基準的頻率響應特性在頻率軸上進行縮放處理， 進而生成濾波處理的抽頭係數，並利用其進行濾波處理，由此能夠與基於接 收信道頻率的採樣速率的變化無關地進行在調製帶寬為止獲得大致不變的 增益的頻率響應特性的濾波處理，從而能夠減輕調製信號頻帶分量的不必要 的削減的影響。其結果，能夠改善接收特性，從而能夠實現可適用到信道頻 帶較寬的系統的無線接收機。
另外，雖然在本實施方式，說明了在校正濾波處理單元221，進行根據 接收信道頻率發生變化的頻率響應特性的縮放校正時的結構以及動作。但 是，並不只限於此，本發明還可以適用於在數字接收處理單元220中進行採 樣速率變換的情況。比如，在將原來以fs = Nx Af的採樣速率輸入的信號變 換為fs， =NxM/Lx Af的採樣速率的情況下，數字接收處理單元220為了 去除混疊失真的影響，進行在fs， ， =NxMx Af的頻率空間上具有用於去 除混疊失真的頻率響應特性那樣的濾波處理。進一步地，數字接收處理單元
校正處理，能夠在進行採樣速率變換的同時，不依賴於接收信道頻率地進行 調製頻帶內的增益特性的校正。另外，本發明並不由採樣速率變換濾波器的 具體的結構而限定。
另外，校正濾波處理單元221不一定只限於調製信號頻帶內的增益校正 和採樣速率變換的目的，比如也可以進行校正以使調製信號頻帶外的信號更 力口衰減。
而且，與實施方式l同樣地，有關本機振蕩信號的頻率的信號的提供源 並不限於控制單元170。而且，在數字接收處理單元220中，可根據離散時 間性變頻處理單元輸出部分的採樣速率，對頻率響應特性進行校正即可。另 外，關於預先在基準校正特性存儲單元223中所存儲的、作為校正濾波處理
的頻率，無需一定為最高信道頻率，總而言之，只要將與基準頻率(比如上述最高信道頻率)對應的校正特性數據預先存儲在基準校正特性存儲單元 223作為基準數據，並根據接收信道頻率可進行縮放校正即可。
這樣，根據實施方式2，無線接收機200中設置離散時間性變頻處理 單元210，利用本機頻率信號對接收信號離散時間性地進行採樣並進行變頻 和稀疏處理，而輸出基於本機頻率的採樣速率的離散時間性模擬信號；A/D 變換單元150,將所述離散時間性模擬信號量化為數字值，而輸出接收數字 信號；校正濾波處理單元221,利用抽頭係數值，對所述接收數位訊號進行 數字濾波處理；以及頻率響應特性校正處理單元222,生成基於所述採樣速 率的所述抽頭係數值。
頻率響應特性校正處理單元222包括基準校正特性存儲單元223，存 儲與基準頻率對應的頻率響應特性；頻率響應特性縮放處理單元224,基於 與所述採樣速率對應的所述本機頻率的信息，對與基準校正特性存儲單元 223所存儲的基準頻率對應的頻率響應特性進行頻率方向的縮放的一交正；以 及抽頭係數生成單元225，將所述校正後的頻率響應特性變換為脈沖響應， 進而生成數字濾波用的抽頭係數值。離散時間性變頻處理單元210具有抽取 處理時的濾波功能；基準校正特性存儲單元223存儲使增益大致不變的頻率 響應校正特性，所述增益為使用與所述基準頻率對應的所述本機頻率所得 的、所述接收數位訊號的調製帶寬內的增益；在所述本機頻率與所述基準頻 率不等時，頻率響應特性縮放處理單元224校正所述頻率響應校正特性，以 使利用該本機頻率所得的所述接收數位訊號的調製帶寬內的增益大致不變；
係數值進行校正濾波處理。
由此，離散時間性變頻處理單元210在變頻時具有濾波效果的結構中， 即使根據接收信號的接收信道頻率，基於離散時間性變頻處理單元210的濾 波效果的頻率響應特性發生變動，也校正頻率響應校正特性，以使利用本機 頻率所得的接收數位訊號的調製帶寬內的增益大致不變，並使用基於校正後 的頻率響應校正特性的抽頭係數進行校正濾波處理，因此能夠與基於接收信 道頻率的採樣速率的變化無關地進行可在調製帶寬為止獲得大致不變的增 益的頻率響應特性的濾波處理，從而能夠減輕調製信號頻帶分量的不必要的 削減的影響。其結果，能夠改善接收特性，從而能夠實現可適用到信道頻帶 較寬的系統的無線接收機。(實施方式3)
在本實施方式，說明在實施方式2舉例說明了的無線接收機的結構中， 進一步使接收信道頻帶為寬範圍的情況下的結構以及動作例。
圖6是表示本實施方式的無線接收機300的結構的圖。在無線接收機300 中，對與圖4所示的無線接收機200的結構相同的結構以及進行動作的部分 附加相同的標號，並對它們的說明從略。在無線接收才幾300中，與無線接收 機200不同的結構以及進行動作的部分為在離散時間性變頻處理單元310 中的抽取處理單元311、凌史字接收處理單元320中的頻率響應特性4交正處理 單元321、以及控制單元330。
另夕卜，在本實施方式中，假設被分配400MHz 800MHz的接收信道頻 帶，並對應與實施方式2的情況相比還低200MHz的信道頻帶的系統。而且， 為了簡化說明，假設其最高信道頻率為800MHz、最低信道頻率為400MHz、 調製信號帶寬為± 500KHz的情形。
抽取處理單元311與圖4中的抽取處理單元211同樣地通過對離散時間 性的輸入信號進行稀疏處理，降低採樣速率而輸出，同時還具有在抽取處理 時去除高頻分量的濾波效杲。抽取處理單元311還能夠根據來自控制單元 330的抽取率控制信號，改變稀疏處理的比率。假設上述濾波的頻率特性伴 隨該抽取率的改變也改變，比如，^i殳接收信道頻率為400MHz,將抽取率 切換為1/128或1/64時，各個頻率響應特性像圖7中的實線和虛線所示的那 樣變化。
頻率響應特性校正處理單元321基本上為與實施方式2的頻率響應特性 校正處理單元222同樣的結構以及進行同樣動作的單元，不同之處在於根據 上述抽取處理單元311的抽取率，切換頻率響應特性的縮放處理內容。因此， 頻率響應特性校正處理單元321具有與圖4的結構不同的基準校正特性存儲 單元322和頻率響應特性縮放處理單元323。
在基準校正特性存儲單元322中，與圖4的基準校正特性存儲單元223 不同之處在於，採用與在離散時間性變頻處理單元310中切換的抽取率對應， 預先存儲多個基準校正特性數據，並根據需要讀出的結構。
在頻率響應特性縮;故處理單元323中，與圖4的頻率響應特性縮放處理 單元224的不同之處在於，從基準校正特性存儲單元322讀出與上述抽取率 對應的基準校正特性數據，進而進行規定的頻率縮放校正處理，在後面論述動作的細節。
在控制單元330中，與圖4的控制單元170的不同之處在於，輸出用於 控制抽取處理單元311的抽取率的控制信號。
在下面說明在如上那樣構成的無線接收裝置300中，與實施方式2不同 的動作的部分。
在控制單元330中，根據無線接收機300應當對應的接收信道頻率，將 規定的控制信號輸出到本機頻率振蕩單元140,同時根據信道頻率輸出用於 改變抽取處理單元311的抽取率的控制信號。
具體而言，在接收信道頻率為600MHz以上且800MHz以下時，控制單 元330進行控制，以使抽取處理單元311的抽取率與實施方式1以及2的情 形同樣地設定為1/128。相對於此，在接收信道頻率為400MHz以上且低於 600MHz時，因為如果將抽取率仍然設定為1/128,則像在圖7以實線所示 那樣，抽取處理單元311的調製信號頻帶的頻率分量的衰減量會增加，所以 控制單元330進行控制，將抽取率切換為1/64，以使像圖7的虛線所示那樣 降低調製信號頻帶內的頻率分量的衰減量。
在頻率響應特性縮放處理單元323中，基於由控制單元330提供的有關 本機頻率的信息，在4妾收信道頻率為600MHz且以上800MHz以下的情況下， 從基準校正特性存儲單元322讀出抽取率為1/128時的基準校正特性數據C2 (f，)，與實施方式2的情況同樣地進行頻率特性的縮放校正。
另 一方面，在接收信道頻率為400MHz以上且低於600MHz的情況下， 在頻率響應特性縮放處理單元323中，從基準校正特性存儲單元322讀出抽 取率為1/64時的基準校正特性數據C3 ( f，)，進行像(式11)所示那樣的 縮放校正處理。另外，在本實施方式中，假設接收信道頻率為600MHz時的 頻率響應特性被作為基準而使用。formula see original document page 20其中，H3 (f，)表示抽取率為1/64時的抽取處理單元311的頻率響應 特性。另外，在抽取率為1/64時，因為在調製信號頻帶外的頻域中未足夠地 確保衰減量(參照圖7)，所以為了確保更大的衰減量，施加校正以便衰減量成為與抽取率為1/128時的頻率響應特性等效的衰減量。
在頻率響應特性縮放處理單元323中，對上述那樣讀出的相當於(式9 ) 的校正特性數據，進行基於可用(式12)表示那樣的頻率縮放的校正，並將 得到的校正頻率響應特性輸出到抽頭係數生成單元225。
formula see original document page 211
(式12)
其後，抽頭係數生成單元225和校正濾波處理單元221的處理內容與在 實施方式2說明了的處理內容同樣。
這樣，在接收400MHz以上且低於600MHz的信道頻帶的情況下，通過 進行基於(式12)的頻率縮放校正，比如在接收400MHz的信道頻率的信 號的情況下，對於圖8的以實線所示那樣的頻率響應特性，獲得標註方塊(□) 的曲線所示那樣的校正效果。
如上所述，根據本發明的結構以及動作，根據在抽取處理單元311中設 定的抽取率，能夠進行更加適當的頻率響應特性的校正，從而能夠實現對具 有更寬頻帶的接收信道帶寬的系統也可適用的無線接收機。
另外，在本實施方式中，以(式ll)所示那樣地施加校正，以使在調製 信號頻域外得到與其它的抽取率的情況下所得的衰減量等效的特性。但是， 本發明不一定只限於此。比如，對於調製信號頻帶外的頻域，也可以進行校 正以確保更大的衰減量。進一步地，在抽取率為1/128時，也可以同樣地進 行校正以便在調製頻帶外的頻域確保更大的衰減量。也就是說，也可以在實 施方式2中的(式7)所示的基準校正特性中，在調製信號頻帶外未施加校 正的頻域，確保更大的衰減量。
另外，雖然在本實施方式中，以在抽取處理單元311設定的抽取率根據 接收信道頻率唯一地被決定的情形為前提進行了說明，但是本發明並不僅限
抽取率的結構，此時通過在頻率響應特性縮放處理單元323進行所屬技術領域的技術人員可容易類推的變更來對應，這是不言而喻的。
這樣，根據實施方式3，無線接收機300中設置離散時間性變頻處理 單元310,利用本機頻率信號對接收信號離散時間性地進行採樣並進行變頻 和稀疏處理，而輸出基於本機頻率的採樣速率的離散時間性模擬信號；A/D 變換單元150,將所述離散時間性模擬信號量化為數字值，而輸出接收數字 信號；校正濾波處理單元22，利用抽頭係數值，對所述接收數位訊號進行 數字濾波處理；以及頻率響應特性校正處理單元321,生成基於所述釆樣速 率的所述抽頭係數值。
頻率響應特性校正處理單元321包括基準校正特性存儲單元322,存 儲與基準頻率對應的頻率響應特性；頻率響應特性縮放處理單元323,基於 與所述採樣速率對應的所述本機頻率的信息，對與基準校正特性存儲單元
及抽頭係數生成單元225,將所述校正後的頻率響應特性變換為脈衝響應， 進而生成數字濾波用的抽頭係數值。離散時間性變頻處理單元310具有抽取
響應特性，所述增益為利用與所述基準頻率以及有關所示離散時間性變頻單 元中的各個抽取率的信息對應的本機頻率所得的、所述接收數位訊號的調製 帶寬內的增益；在所述本機頻率與所述基準頻率不等時，頻率響應特性縮放 處理單元323校正所述頻率響應校正特性，以使利用該本機頻率以及與該本 機頻率對應的抽取率所得的所述接收數位訊號的調製帶寬內的增益大致不 變；校正濾波處理單元221使用基於所述校正後的頻率響應校正特性的所述 抽頭係數值進行校正濾波處理。
由此，離散時間性變頻處理單元310在變頻時具有濾波效果，而且根據 接收信號的接收信道頻率改變抽取率的結構中，即使根據接收信號的接收信 道頻率，離散時間性變頻處理單元310的頻率響應特性發生變動，也校正頻
接收數位訊號的調製帶寬內的增益大致不變，並使用基於校正後的頻率響應 校正特性的抽頭係數進行校正濾波處理，因此能夠與基於接收信道頻率的採 樣速率的變化無關地進行可在調製帶寬為止獲得大致不變的增益的頻率響 應特性的濾波處理，從而能夠減輕調製信號頻帶分量的不必要的削減的影 響。其結果，能夠改善接收特性，從而能夠實現可適用到信道頻帶較寬的系統的無線4妄收才幾。
無線接收機300還包括本機頻率振蕩單元140，生成所述本機頻率信 號；以及控制單元330，根據所述接收信號的信道頻率控制所述本機頻率， 並且與該本機頻率的控制定時相匹配地控制離散時間性變頻單元310中的抽 取率。
2005年12月1日提交的特願2005-348414的日本專利申請中所包含的 說明書、附圖以及說明書摘要的內容全都援用於本發明。 工業實用性
本發明的無線接收機具備通過離散時間性變頻獲得與本機頻率對應的 採樣速率的信號的接收處理系統，作為提高將該接收處理系統適用於接收信 道頻帶較寬的系統時的接收特性的裝置很有用。
權利要求
1.一種無線接收機，包括離散時間性變頻單元，利用本機頻率信號對接收信號離散時間性地進行採樣並進行變頻和稀疏處理，而輸出基於本機頻率的採樣速率的離散時間性模擬信號；模擬/數字變換處理單元，將所述離散時間性模擬信號量化為數字值，而輸出接收數位訊號；頻率響應特性校正處理單元，生成基於所述採樣速率的抽頭係數值；以及數字濾波處理單元，利用所述抽頭係數值，對所述接收數位訊號進行數字濾波處理。
2. 如權利要求1所述的無線接收機，其中，所述頻率響應特性校正處理 單元包括存儲單元，存儲與基準頻率對應的頻率響應特性；頻率響應特性縮放處理單元，基於與所述採樣速率對應的所述本機頻率 的信息，對與所述存儲單元所存儲的基準頻率對應的頻率響應特性校正頻率 方向的縮;故；以及抽頭係數生成單元，將所述校正後的頻率響應特性變換為脈沖響應，進 而生成數字濾波用的抽頭係數值。
3. 如權利要求2所述的無線接收機，其中，所述離散時間性變頻單元具有抽取處理時的濾波功能， 所述存儲單元存儲使增益大致不變的頻率響應校正特性，所述增益為利用與所述基準頻率對應的所述本機頻率所得的所述接收數位訊號的調製帶寬內的增益，在所述本機頻率與所述基準頻率不等時，所述頻率響應特性縮放處理單 元對所述頻率響應校正特性進行校正，以使利用該本機頻率所得的所述接收 數位訊號的調製帶寬內的增益大致不變，所述數字濾波處理單元利用基於所述校正後的頻率響應校正特性的所 述抽頭係數值進行校正濾波處理。
4. 如權利要求2所述的無線接收機，其中，權利要求書第2/2頁所述離散時間性變頻單元具有抽取處理時的濾波功能，所述存儲單元存儲使增益大致不變的頻率響應校正特性，所述增益為， 利用與所述基準頻率以及有關所述離散時間性變頻單元中的各個抽取率的 信息對應的本機頻率所得的所述接收數位訊號的調製帶寬內的增益，在所述本機頻率與所述基準頻率不等時，所述頻率響應特性縮放處理單 元對所述頻率響應校正特性進行校正，以使利用該本機頻率以及與該本機頻 率對應的抽取率所得的所述接收數位訊號的調製帶寬內的增益大致不變，述抽頭係數值進行校正濾波處理。
5.如權利要求1所述的無線接收機，其中，還包括 本機頻率振蕩單元，生成所述本機頻率信號；以及 控制單元，根據所述接收信號的信道頻率控制所述本機頻率，並且與該 本機頻率的控制定時相匹配地控制離散時間性變頻單元中的抽取率。
全文摘要
公開了無線接收機，該無線接收機具備通過離散時間性變頻獲得與本機頻率對應的採樣速率的信號的接收處理系統，提高將該接收處理系統適用於接收信道頻帶較寬的系統時的接收特性。該無線接收機(100)中設置離散時間性變頻處理單元(130)，利用本機頻率信號對接收信號離散時間性地進行採樣並進行變頻和稀疏處理，而輸出基於本機頻率的採樣速率的離散時間性模擬信號；A/D變換單元(150)，將所述離散時間性模擬信號量化為數字值，而輸出接收數位訊號；信道選擇濾波處理單元(161)，利用抽頭係數值，對所述接收數位訊號進行數字濾波處理；以及頻率響應特性校正處理單元(162)，生成基於所述採樣速率的所述抽頭係數。
文檔編號H04B1/26GK101322320SQ20068004497
公開日2008年12月10日 申請日期2006年11月21日 優先權日2005年12月1日
發明者安倍克明, 宮野謙太郎, 松岡昭彥 申請人:松下電器產業株式會社