JP4292667B2 - Receiving apparatus and method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信および衛星放送等において利用される受信装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図12は、従来の衛星通信のネットワークなどに用いられる変調信号を受信する受信装置100の構成図である。
受信装置100では、以下に示すように処理が行われる。
衛星中継器を介して受信した受信信号(中間周波数信号)S10の同相成分が、同相検波回路12において、局部発振信号S11を用いて検波され、ベースバンドのI信号S12が生成される。
そして、増幅回路15における増幅処理、LPF回路18におけるLPF処理およびA/D変換回路20におけるA/D変換処理を経て、I信号S12からI信号S20が生成される。
このとき、増幅回路15では、ローパスフィルタ49からの増幅率制御信号S49に応じた増幅率でI信号S12が増幅されてI信号S15が生成される。
【0003】
また、それと並行して、受信信号S10の直交成分が、直交検波回路14において、局部発振信号S11と90度位相差を持つ局部発生信号S13を用いて検波され、ベースバンドのQ信号S14が生成される。
そして、増幅回路16における増幅処理、LPF回路19におけるLPF処理およびA/D変換回路21におけるA/D変換処理を経て、Q信号S14からQ信号S21が生成される。
このとき、増幅回路16では、ローパスフィルタ49からの増幅率制御信号S49に応じた増幅率でQ信号S14が増幅されてQ信号S16が生成される。
【0004】
次に、補間回路28および29において、軟判定回路45が適切なタイミングでシンボルの判定を行えるように、シンボルタイミング再生回路46からのシンボルタイミングS46に基づいてそれぞれI信号S20およびQ信号S21の補間処理が行われ、I信号S28およびQ信号S29がそれぞれ生成される。
【0005】
次に、複素乗算回路30において、信号変換回路36,37からのキャリア再生用(周波数引き込み並びに位相同期用)の信号S36,S37を用いて、I信号S28およびQ信号S29に対して周波数引き込み処理および位相同期処理が行われ、I信号S30aおよびQ信号S30bが生成される。
【0006】
次に、ロールオフフィルタ回路31において、I信号S30aに符号間干渉を低減するためのフィルタ処理が行われてI信号S31が生成される。
また、ロールオフフィルタ回路32において、Q信号S30bに符号間干渉を低減するためのフィルタ処理が行われてQ信号S32が生成される。
【0007】
次に、位相検出回路33において、I信号S31およびQ信号S32によって決まる位相が検出され、当該位相を示す位相信号S33が生成される。
位相信号S33は、ループフィルタ回路34に出力されて平滑化され、位相信号S34が生成される。
次に、数値制御発振回路35において、位相信号S34の値に応じた発振周波数を持つ信号S35が生成され、これが信号変換回路36,37に出力される。次に、信号S35に応じたSIN特性を持つ信号S36と、信号S35に応じたCOS特性を持つ信号S37とが、信号変換回路36,37から複素乗算回路30に出力される。
【0008】
ここで、複素乗算回路30、ロールオフフィルタ回路31,32、位相検出回路33、ループフィルタ回路34、数値制御発振回路35および信号変換回路36,37によってコスタスループ25が構成される。
コスタスループ25は、位相検出回路33からの位相信号S33をフィードバックすることで、I信号S28およびQ信号S29に生じる周波数離調成分を引き込んむように作用する。
【0009】
また、受信装置100では、ロールオフフィルタ回路31および32で生成されたI信号S31およびQ信号S32がAGC(Auto Gain Control) 回路47に出力される。
AGC回路47では、A/D変換回路20,21の後段の回路において安定した適切な振幅を用いた処理を行えるように、I信号S31およびQ信号S32の振幅値を用いて、増幅回路15,16の増幅率を制御するためのデジタルの増幅率制御信号S47が例えば8ビットの分解能で生成される。
デジタルの増幅率制御信号S47は、PWM(Pulse Width Modulation)信号生成回路48において、アナログ信号を得るためのPWM信号である増幅率制御信号S48に変換され、ローパスフィルタ49に出力される。
増幅率制御信号S48は、ローパスフィルタ49において高域成分が除去されると、アナログの増幅率制御信号S49となり、増幅回路15および16に出力される。
【0010】
以下、従来の図12に示すAGC回路47の構成を説明する。
図13は、図12に示すAGC回路47の構成図である。
図13に示すAGC回路47では、図12に示すI信号S31およびQ信号S32の乗算がそれぞれ乗算回路150および151で行われ、それぞれの乗算結果である信号S150およびS151が加算回路152に出力される。
次に、加算回路152において、信号S150とS151との加算が行われ、その加算結果である信号S152が加算回路153に出力される。
次に、加算回路153において、信号S152から、最適な振幅を持つ参照用信号S160が減算されて信号S153が生成され、信号S153が加算回路154に出力される。
【0011】
次に、加算回路154および遅延回路155において、信号S153が積分によって平均化され、その結果である信号S155が増幅回路156に出力される。
次に、増幅回路156において、信号S155が増幅されて増幅率制御信号S47が生成される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した図12に示す受信装置100では、増幅回路15および16による増幅率がアナログの増幅率制御信号S47に基づいて決定されるのに対して、AGC回路47におけるAGC処理はデジタルで行われる。
そのため、図13に示すAGC回路47では、信号S52と、参照用振幅信号S160とは実際には完全には一致せず、増幅率制御信号S49は微小な振幅で継続して振動し、受信装置100の特性に悪影響を及ぼすという問題がある。
【0013】
このような問題を解決するために、例えば、特開平7−336174号公報に、AGC処理を全てデジタルで行うデジタルAGC装置が開示されている。
このデジタルAGC装置では、AGC処理を全てデジタルで行うため、AGC処理を細かく最適化可能であるが、例えば、受信信号のダイナミックレンジが大きい場合、例えば40〜60dBである場合、アナログからデジタルに変換する部分の分解能を通常の100倍以上にする必要があり、装置規模および価格の面から現実的でないという問題がある。
【0014】
また、図12に示す受信装置100のように、チューナ部において同相成分と直交成分とを分離して処理を行う装置では、同相検波回路12および直交検波回路14などのアナログ素子の特性のバラツキなどがあるため、例えば、I信号とQ信号とが本来同じ振幅である場合でも、これらアナログ素子のバラツキのために若干の誤差が生じている。
このような誤差は、IQ振幅誤差(IQ Amplitude Imbalance)と呼ばれており、復調時におけるビットエラーレートを劣化させる要因となる。
【0015】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、小規模かつ低価格な構成で、高い特性を得ることができる受信装置およびその方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の第1の観点の受信装置は、第1の増幅率制御信号に基づいて、アナログの受信信号を増幅するアナログ増幅回路と、前記増幅された受信信号をA/D変換するA/D変換回路と、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を増幅するデジタル増幅回路と、前記デジタルの受信信号の振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して前記第2の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路とを有する。
【0017】
第1の観点の受信装置では、アナログ増幅回路において、第1の増幅率制御信号に基づいて、アナログの受信信号が増幅される。
次に、A/D変換回路において、前記増幅された受信信号がA/D変換される。
次に、デジタル増幅回路において、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号が増幅される。
これらの処理の過程で、第1の増幅制御回路では、前記デジタルの受信信号の振幅と所定の参照用振幅との差分が検出され、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号が生成される。
また、第2の増幅制御回路では、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化が積分されて前記第2の増幅率制御信号が生成される。
【0018】
また、本発明の第1の観点の受信装置は、好ましくは、前記第2の増幅率制御信号が係数αを示す場合に、前記デジタル増幅回路は、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を(1+α)倍に増幅する。
【0019】
また、本発明の第1の観点の受信装置は、好ましくは、前記デジタル増幅回路で増幅されたデジタルの受信信号と、フィードバック信号との乗算を行う乗算回路と、前記乗算回路から出力される信号の位相を検出して位相信号を生成する位相検出回路と、前記位相信号に応じた発振周波数の前記フィードバック信号を生成する数値制御回路とを有し、前記第1の増幅制御回路は、前記乗算回路から出力される信号の振幅と、所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する。
【0020】
また、本発明の第2の観点の受信装置は、位相変調されたアナログの受信信号を搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離する分離回路と、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅するアナログ増幅回路と、前記増幅された前記同相成分の信号および直交成分の信号をA/D変換するA/D変換回路と、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号を増幅するデジタル増幅回路と、前記デジタル増幅回路から得られた同相成分の信号および直交成分の信号の周波数引き込み処理および位相同期処理を行うコスタスループ回路と、前記コスタスループ回路からの同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分し、当該積分結果を用いて前記第1の増幅率制御信号の振幅が小さくなるように前記第2の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路とを有する。
【0021】
本発明の第2の観点の受信装置では、分離回路において、位相変調されたアナログの受信信号が、搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離される。次に、アナログ増幅回路において、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とが増幅される。
次に,A/D変換回路において、前記増幅された前記同相成分の信号および直交成分の信号がA/D変換される。
次に、デジタル増幅回路において、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号が増幅される。
次に、処理回路において、前記デジタル増幅回路から得られた同相成分の信号および直交成分の信号の周波数引き込み処理および位相同期処理が行われる。
これらの処理の過程で、第1の増幅制御回路において、前記処理回路からの同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分が検出され、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号が生成される。
また、第2の増幅制御回路において、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化が積分され、当該積分結果を用いて前記第1の増幅率制御信号の振幅が小さくなるように前記第2の増幅率制御信号が生成される。
【0022】
また、本発明の第2の観点の受信装置は、好ましくは、前記第2の増幅制御回路は、デジタルの前記第2の増幅率制御信号を生成し、前記受信装置は、前記デジタルの第2の増幅率制御信号をアナログに変換して前記第1のアナログ増幅回路および前記アナログ増幅回路に出力する変換回路をさらに有する。
【0023】
また、本発明の第3の観点の受信装置は、位相変調されたアナログの受信信号を搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離する分離回路と、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅するアナログ増幅回路と、前記増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換するA/D変換回路と、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅する第1のデジタル増幅回路と、第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅する第2のデジタル増幅回路と、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分し、当該積分結果を用いて前記差分を小さくするように、前記前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路とを有する。
【0024】
本発明の第3の観点の受信装置では、先ず、分離回路において、位相変調されたアナログの受信信号が搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離される。
次に、アナログ増幅回路において、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とが増幅される。
次に、A/D変換回路において、前記増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号がA/D変換される。
次に、第1のデジタル増幅回路において、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号が増幅される。
また、第2のデジタル増幅回路において、第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号が増幅される。
これらの処理の過程で、第1の増幅制御回路において、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分が検出され、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号が生成される。
また、第2の増幅制御回路において、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分が積分され、当該積分結果を用いて前記差分を小さくするように、前記前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号が生成される。
【0025】
本発明の第3の観点の受信装置は、好ましくは、前記第2の増幅制御回路は、係数βを示す前記第2の増幅率制御信号と、係数「−β」を示す前記第3の増幅率制御信号とを生成し、前記第1のデジタル増幅回路は、前記第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を(1+β)倍に増幅し、前記第2のデジタル増幅回路は、前記第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を(1−β)倍に増幅する。
【0026】
また、本発明の第4の観点の受信装置は、位相変調されたアナログの受信信号を搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離する分離回路と、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅するアナログ増幅回路と、前記増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換するA/D変換回路と、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅する第1のデジタル増幅回路と、第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅する第2のデジタル増幅回路と、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して第4の増幅率制御信号を生成し、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分して第5の増幅率制御信号を生成し、前記第4の増幅率制御信号および前記第5の増幅率制御信号を用いて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を小さくすると共に、前記第1の増幅率制御信号の振幅を小さくするように、前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路とを有する。
【0027】
また、本発明の第4の観点の受信装置は、好ましくは、前記第2の増幅制御回路は、係数αを示す前記第4の増幅率制御信号と、係数βを示す前記第5の増幅率制御信号とに基づいて、係数(1+α+β)を示す前記第2の増幅率制御信号と、係数(1+α−β)を示す前記第3の増幅率制御信号とを生成し、前記第1のデジタル増幅回路は、前記第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を(1+α+β)倍に増幅し、前記第2のデジタル増幅回路は、前記第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を(1+α−β)倍に増幅する。
【0028】
また、本発明の第1の観点の受信方法は、第1の増幅率制御信号に基づいて、アナログの受信信号を増幅し、前記増幅された受信信号をA/D変換し、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を増幅し、前記デジタルの受信信号の振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して前記第2の増幅率制御信号を生成する。
【0029】
また、本発明の第2の観点の受信方法は、位相変調されたアナログの受信信号を搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離し、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅し、前記増幅された前記同相成分の信号および直交成分の信号をA/D変換し、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号を増幅し、当該増幅された同相成分の信号および直交成分の信号に周波数引き込み処理および位相同期処理を行い、当該処理によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分し、当該積分結果を用いて前記第1の増幅率制御信号の振幅が小さくなるように前記第2の増幅率制御信号を生成する。
【0030】
また、本発明の第3の観点の受信方法は、位相変調されたアナログの受信信号を搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離し、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅し、当該増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換し、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅し、第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅し、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分し、当該積分結果を用いて前記差分を小さくするように、前記前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する。
【0031】
また、本発明の第4の観点の受信方法は、位相変調されたアナログの受信信号を搬送波の同相成分の信号と直交成分の信号とに分離し、第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅し、前記増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換し、第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅し、第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅し、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して第4の増幅率制御信号を生成し、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分して第5の増幅率制御信号を生成し、前記第4の増幅率制御信号および前記第5の増幅率制御信号を用いて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を小さくすると共に、前記第1の増幅率制御信号の振幅を小さくするように、前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係わる受信装置について説明する。
図1は、本実施形態の受信装置1の構成図である。
受信装置1は、例えば、SCPC(Single Channel Per Carrier)方式などの周波数分割多元接続(FDMA:Frequency Division Multiple Access)を用い、BPSK(Binary Phase Shift Keying) およびQPSK(Quadrature Phase Shift Keying) などの位相シフト変調された信号を衛星中継器を介して受信し、受信信号の復調などを行う受信装置に用いられる。
【0033】
図1に示すように、受信装置1は、例えば、入力端子10、局部発振回路11、同相検波回路12、移相回路13、直交検波回路14、アナログ増幅回路15,16、LPF回路18,19、A/D変換回路20,21、発振回路22、デジタル増幅回路23,24、補正回路28,29、複素乗算回路30、ロールオフフィルタ回路31,32、位相検出回路33、ループフィルタ回路34、数値制御発振回路35、信号変換回路36,37、軟判定回路45、シンボルタイミング再生回路46およびAGC(Auto Gain Control) 回路47、PWM信号生成回路48、ローパスフィルタ49およびAGC回路50を有する。
【0034】
ここで、受信装置1は、請求項1および請求項5などの受信装置に対応している。
図1に示す構成要素と請求項1の構成要素との対応は以下に示すようになる。アナログ増幅回路15が本発明のアナログ増幅回路に対応し、A/D変換回路20,21が本発明のA/D変換回路に対応し、デジタル増幅回路23,24が本発明のデジタル増幅回路に対応し、AGC回路47が本発明の第1の増幅制御回路に対応し、AGC回路50が本発明の第2の増幅制御回路に対応している。
また、図1に示す構成要素と請求項5の構成要素との対応は以下に示すようになる。
また、図1に示す構成要素と請求項5の構成要素との対応は以下に示すようになる。同相検波回路12および14が本発明の分離回路に対応し、アナログ増幅回路15が本発明のアナログ増幅回路に対応し、A/D変換回路20,21が本発明のA/D変換回路に対応し、デジタル増幅回路23,24が本発明のデジタル増幅回路に対応し、コスタスループ回路55が本発明の処理回路に対応し、AGC回路47が本発明の第1の増幅制御回路に対応し、AGC回路50が本発明の第2の増幅制御回路に対応している。
【0035】
局部発振回路11は、受信信号S10の搬送波となる中間周波数の局部発振信号S11を生成し、これを同相検波回路12および移相回路13に出力する。
同相検波回路12は、局部発振信号S11と、入力端子10から入力されたQPSK変調された中間周波数の受信信号S10とを乗算することで搬送波の同相成分を検波してベースバンドのI信号S12を生成し、これをアナログ増幅回路15に出力する。
移相回路13は、局部発振回路11からの局部発振信号S11の位相を90度移相させて局部発振信号S13を生成し、これを直交検波回路14に出力する。直交検波回路14は、局部発振信号S13と、入力端子10から入力されたQPSK変調された受信信号S10とを乗算することで搬送波の直交成分を検波してベースバンドのQ信号S14を生成し、これをアナログ増幅回路16に出力する。
【0036】
アナログ増幅回路15は、LPF回路49からの増幅率制御信号S49に基づいて、I信号S12を増幅してI信号S15を生成し、これをLPF回路18に出力する。
アナログ増幅回路16は、LPF回路49からの増幅率制御信号S49に基づいて、Q信号S14を増幅してQ信号S16を生成し、これをLPF回路19に出力する。
【0037】
LPF回路18は、I信号S15の高域成分を除去してI信号S18を生成し、これをA/D変換回路20に出力する。
LPF回路19は、Q信号S16の高域成分を除去してQ信号S19を生成し、これをA/D変換回路21に出力する。
【0038】
発振回路22は、受信信号S10の予め決められたサンプリング周波数と同じ周波数を持つ発振信号S22を生成し、これをA/D変換回路20,21に出力する。
ここで、サンプリング周波数は、シンボルタイミング再生(キャリア再生)の都合上、シンボルレートRsの2倍より大きくする。
【0039】
A/D変換回路20は、発振回路22からの発振信号に基づいて、I信号S18のA/D変換を行ってデジタルのI信号S20を生成し、これをデジタル増幅回路23に出力する。
A/D変換回路21は、発振回路22からの発振信号に基づいて、Q信号S19のA/D変換を行ってデジタルのQ信号S21を生成し、これをデジタル増幅回路23に出力する。
【0040】
デジタル増幅回路23は、AGC回路50からの増幅率制御信号S50が示す増幅率αに基づいて、A/D変換回路20からのI信号S20を増幅してI信号S23を生成し、これを補間回路28に出力する。
ここで、増幅率αは、例えば、「0≦α≦1」を満たしている。
図2(A)は、デジタル増幅回路23の構成図である。
図2(A)に示すように、デジタル増幅回路23は、乗算回路80および加算回路81を有する。
デジタル増幅回路23では、図1に示すA/D変換回路20からのI信号S20が、乗算回路80および加算回路81に出力される。
乗算回路80において、I信号S20と、増幅率αを示す増幅率制御信号S50とが乗算され、その乗算結果である信号S80が加算回路81に出力される。
加算回路81では、I信号S20と信号S80とが加算され、その加算結果であるI信号S23が図1に示す補間回路28に出力される。
デジタル増幅回路23は、I信号S20を(1+α)倍に増幅してI信号S23を生成する。
デジタル増幅回路23は、アナログ増幅回路15のAGC処理で補正しきれない部分を補助的に補正する役割を果たし、補正できる範囲は狭くてよい。
デジタル増幅回路23は、8ビットのI信号S20に対して最大±25%程度の振幅補正を行う場合には、図2(A)に示す乗算回路80は6ビット入力でよいので、小規模な回路で実現できる。
【0041】
デジタル増幅回路24は、AGC回路50からの増幅率制御信号S50が示す増幅率αに基づいて、A/D変換回路21からのQ信号S21を増幅してQ信号S24を生成し、これを補間回路29に出力する。
図2(B)は、デジタル増幅回路24の構成図である。
図2(B)に示すように、デジタル増幅回路24は、乗算回路82および加算回路83を有する。
デジタル増幅回路24では、図1に示すA/D変換回路21からのQ信号S21が、乗算回路82および加算回路83に出力される。
乗算回路82において、Q信号S21と、増幅率αを示す増幅率制御信号S50とが乗算され、その乗算結果である信号S82が加算回路83に出力される。
加算回路83では、Q信号S21と信号S82とが加算され、その加算結果であるQ信号S24が図1に示す補間回路29に出力される。
デジタル増幅回路24は、Q信号S21を(1+α)倍に増幅してQ信号S24を生成する。
デジタル増幅回路24は、アナログ増幅回路16のAGC処理で補正しきれない部分を補助的に補正する役割を果たし、補正できる範囲は狭くてよい。
デジタル増幅回路24は、8ビットのQ信号S21に対して最大±25%程度の振幅補正を行う場合には、図2(B)に示す乗算回路82は6ビット入力でよいので、小規模な回路で実現できる。
【0042】
補間回路28は、軟判定回路45が適切なタイミングでシンボルの判定を行えるように、シンボルタイミング再生回路46からのシンボルタイミング信号S46に基づいてI信号S23の補間処理を行ってI信号S28を生成する。
補間回路29は、軟判定回路45が適切なタイミングでシンボルの判定を行えるように、シンボルタイミング再生回路46からのシンボルタイミング信号S46に基づいてQ信号S24の補間処理を行ってQ信号S29を生成する。
【0043】
複素乗算回路30は、信号変換回路36,37からのキャリア再生用(周波数引き込み並びに位相同期用)の信号S36,S37を用いて、下記式(1)に基づいて、I信号S28およびQ信号S29に対して周波数引き込み処理および位相同期処理を行い、I信号S30aおよびQ信号S30bを生成する。
【0044】
【数1】
【0045】
図3は、複素乗算回路30の構成図である。
図3に示すように、複素乗算回路30は、乗算回路60,61,62,63および加算回路64,65を有する。
複素乗算回路30では、図1に示す補間回路29からのQ信号S29が、乗算回路60および61に入力される。
また、図1に示す補間回路28からのI信号S28が、乗算回路62および63に入力される。
また、信号変換回路36からのSIN特性の信号S36が、乗算回路61および63に出力される。
また、信号変換回路37からのCOS特性の信号S37が、乗算回路60および62に出力される。
【0046】
そして、乗算回路60において、Q信号S29と信号S37との乗算が行われ、当該乗算結果の信号S60が加算回路65に出力される。
また、乗算回路61において、Q信号S29と信号S36との乗算が行われ、当該乗算結果の信号S61が加算回路64に出力される。
また、乗算回路62において、I信号S28と信号S37との乗算が行われ、当該乗算結果の信号S62が加算回路64に出力される。
また、乗算回路63において、I信号S20と信号S43との乗算が行われ、当該乗算結果の信号S63が加算回路65に出力される。
【0047】
そして、加算回路65において、信号S60から信号S63が減算され、その減算結果がQ信号S30bとなる。
また、加算回路64において、信号S61と信号S62とが加算され、その加算結果がI信号S30aとなる。
【0048】
ロールオフフィルタ回路31は、I信号S30aに符号間干渉を低減するためのフィルタ処理を行ってI信号S31を生成し、これを位相検出回路33、軟判定回路45、シンボルタイミング再生回路46およびAGC回路47に出力する。
ロールオフフィルタ回路32は、Q信号S30bに符号間干渉を低減するためのフィルタ処理を行ってQ信号S32を生成し、これを位相検出回路33、軟判定回路45、シンボル再生回路46およびAGC回路47に出力する。
なお、本実施形態では、ロールオフフィルタ回路31,32をコスタスループ55内に構成した場合を例示したが、これらを補間回路28,29の直後に設置してもよい。
【0049】
位相検出回路33は、I信号S31およびQ信号S32によって決まる位相を検出し、当該位相を示す位相信号S33をループフィルタ回路34に出力する。
【0050】
ループフィルタ回路34は、位相信号S33の高域成分を除去して位相信号S34を生成し、これを数値制御発振回路35に出力する。
【0051】
数値制御発振回路35は、オーバーフローを禁止しない累積加算回路であり、位相信号S34の値に応じてそのダイナミックレンジまでの加算動作を行って発振状態となり、位相信号S34の値に応じた発振周波数を持つ信号S35を生成し、これを信号変換回路36,37に出力する。すなわち、数値制御発振回路35は、アナログ回路における電圧制御発振回路(VCO)と同じ動作をデジタルで行う。
図4は、数値制御発振回路35の構成図である。
図4に示すように、数値制御発振回路35は、加算回路70、ラッチ回路71および増幅回路72を有する。
数値制御発振回路35では、加算回路70において、図1に示すループフィルタ回路34から入力した8ビットの信号S34と、ラッチ回路71から出力される16ビットの信号S71とが加算されて16ビットの信号S70が生成される。信号S70は、ラッチ回路71に出力される。
ラッチ回路71では、信号S70が1システムクロックサイクルだけ遅延され、信号S71として加算回路70および増幅回路72に出力される。
増幅回路72では、16ビットの信号S71が、2-8倍に増幅されて、8ビットの信号S35が生成される。
信号S35は、信号変換回路43および44に出力される。
【0052】
図5は、数値制御発振回路35の動作を説明するための図であり、ラッチ回路71から出力される信号S71の値の変化を示している。
図5に示すように、ラッチ回路71では、信号S70がオーバーフローすると、信号S71の値を0にする。また、信号S70の値に応じて、すなわち信号S41の値に応じて、信号S71の傾きが大きくなり、周期が変化する。具体的には、信号S41の値が大きい程、信号S71の周期は短く、すなわち周波数が高くなる。数値制御発振回路35によれば、システムクロック信号の周波数の1/2までの周波数の信号S35を生成できる。数値制御発振回路35の周波数の分解能は、(システムクロック信号の周波数)×2-16 になる。
【0053】
信号変換回路36は、図4に示すようにSIN特性を持つ8ビットの分解能の信号を格納したROMを有し、数値制御発振回路35からの信号S35に応じてROMから読み出したSIN特性の信号S36を複素乗算回路30に出力する。
信号変換回路37は、図4に示すようにCOS特性を持つ8ビットの分解能の信号を格納したROMを有し、数値制御発振回路35からの信号S35に応じてROMから読み出したCOS特性の信号S37を複素乗算回路30に出力する。
【0054】
ここで、複素乗算回路30、ロールオフフィルタ回路31,32、位相検出回路33、ループフィルタ回路34、数値制御発振回路35および信号変換回路36,37によってコスタスループ(Costas Loop) 回路55が構成される。
【0055】
軟判定回路45は、ロールオフフィルタ回路31からのI信号S31と、ロールオフフィルタ回路32からのQ信号S32とを軟判定し、その結果を後段の誤り訂正回路に出力する。そして、誤り訂正後に、I信号およびQ信号を用いて再生信号が生成される。
【0056】
シンボルタイミング再生回路46は、ロールオフフィルタ回路31,32からのI信号S31およびQ信号S32のシンボルタイミングを検出し、その結果に応じたシンボルタイミング信号S46を補間回路28,29に出力する。
【0057】
AGC回路47は、A/D変換回路20,21の後段の回路において安定した適切な振幅を用いて処理が行えるように、I信号S31およびQ信号S32の振幅値を用いて、アナログ増幅回路15,16の増幅率を制御するためのデジタルの増幅率制御信号S47を例えば8ビットの分解能で生成し、これをPWM信号生成回路48に出力する。
AGC回路47は、例えば、前述した従来の受信装置100で説明した図13に示す構成と同じ構成を有している。
【0058】
PWM信号生成回路48は、デジタルの増幅率制御信号S47を、アナログ信号を得るためのPWM信号である増幅率制御信号S48に変換し、これをローパスフィルタ49に出力する。
ローパスフィルタ49は、増幅率制御信号S48の高域成分を除去して、アナログの増幅率制御信号S49を生成し、これをアナログ増幅回路15および16に出力する。
【0059】
AGC回路50は、図1に示すAGC回路47からの増幅率制御信号S47の時間的な変化分を積分して増幅率αを示す増幅率制御信号S50を生成し、これをデジタル増幅回路23および24に出力する。
図6は、AGC回路50の構成図である。
図6に示すように、遅延回路90、加算回路91,92、遅延回路93および増幅回路94を有する。
AGC回路50では、図1に示すAGC回路47からの増幅率制御信号S47が遅延回路90および加算回路91に出力される。
次に、遅延回路90および加算回路91によって、増幅率制御信号S47の時間変化分が検出され、当該検出された時間変化分を示す信号S91が加算回路92に出力される。
次に、加算回路92および遅延回路93によって、信号S91が積分され、その結果である信号S93が増幅回路94に出力される。
次に、信号S93が、増幅回路94によって増幅されて増幅率制御信号S50が生成される。
【0060】
以下、受信装置1の動作を説明する。
衛星中継器を介して受信した受信信号S10の同相成分が、同相検波回路12において、局部発振信号S11を用いて検波され、ベースバンドのI信号S12が生成される。
また、それと並行して、受信信号S10の直交成分が、直交検波回路14において、局部発振信号S11と90度位相差を持つ局部発生信号S13を用いて検波され、ベースバンドのQ信号S14が生成される。
【0061】
アナログ増幅回路15における増幅率制御信号S49に基づいた増幅処理によって、I信号S12からI信号S15が生成される。
LPF回路18におけるLPF処理およびA/D変換回路20におけるA/D変換処理を経て、I信号S15からI信号S20が生成される。
次に、図2(A)に示すデジタル増幅回路23において、AGC回路50からの増幅率制御信号S50に基づいて、I信号S20からI信号S23が生成される。
次に、補間回路28において、軟判定回路45が適切なタイミングでシンボルの判定を行えるように、シンボルタイミング再生回路46からのシンボルタイミング信号S46に基づいてI信号S23の補間処理が行われてI信号S28が生成される。
【0062】
また、上述したI信号の処理と並行して以下に示すQ信号の処理が行われる。
すなわち、アナログ増幅回路16における増幅率制御信号S49に基づいた増幅処理によって、Q信号S14からQ信号S16が生成される。
LPF回路19におけるLPF処理およびA/D変換回路21におけるA/D変換処理を経て、Q信号S16からQ信号S21が生成される。
次に、図2(B)に示すデジタル増幅回路24において、AGC回路50からの増幅率制御信号S50に基づいて、Q信号S21からQ信号S24が生成される。
次に、補間回路29において、軟判定回路45が適切なタイミングでシンボルの判定を行えるように、シンボルタイミング再生回路46からのシンボルタイミング信号S46に基づいてQ信号S24の補間処理が行われてQ信号S29が生成される。
【0063】
そして、コスタスループ回路55において、I信号S28およひQ信号S29の周波数引き込み処理および位相同期処理が行われる。
その過程で、ロールオフフィルタ回路31,32からのI信号S31およびQ信号S32がAGC回路47に出力される。
AGC回路47では、図13に示す構成によって、A/D変換回路20,21の後段の回路において安定した適切な振幅を用いた処理を行えるように、I信号S31およびQ信号S32の振幅値を用いて、増幅回路15,16の増幅率を制御するためのデジタルの増幅率制御信号S47が例えば8ビットの分解能で生成される。
デジタルの増幅率制御信号S47は、PWM信号生成回路48において、アナログ信号を得るためのPWM信号である増幅率制御信号S48に変換され、ローパスフィルタ49に出力される。
増幅率制御信号S48は、ローパスフィルタ49において高域成分が除去されると、アナログの増幅率制御信号S49となり、増幅回路15および16に出力される。
【0064】
また、図6に示すAGC回路50において、増幅率制御信号S47の時間変化分が積分されて、増幅率αを示す増幅率制御信号S50が生成され、増幅率制御信号S50がデジタル増幅回路23,24に出力される。
【0065】
以上説明したように、受信装置1によれば、従来から行われているAGC回路47によるアナログ増幅回路15,16の増幅率の制御に加えて、AGC回路47が生成した増幅率制御信号S47を用いたAGC回路50によるデジタル増幅回路23,24の増幅率制御を行う。
ここで、AGC回路50において、増幅率制御信号S47の時間変化を積分することでAGC回路47の分解能以下の変化量を持つ増幅率制御信号S50を得て、増幅率制御信号S50を用いてデジタル増幅回路23,24の増幅率を制御する。これによって、図13に示すAGC回路47において信号S152と参照用振幅信号S160とが実際に完全に一致しないことによる増幅率制御信号S47に継続して生じる微小な振幅の振動を抑制することができる。その結果、受信装置121によれば、復調時の受信信号のシンボルデータの振幅を最適化でき、受信装置1の特性を前述した従来の受信装置100に比べて改善できる。
【0066】
すなわち、受信装置1では、AGC回路50およびデジタル増幅回路23,24は、AGC回路47およびアナログ増幅回路15,16によって補正しきれない部分を補助的に補正する役割を果たす。
【0067】
第2実施形態
図7は、本実施形態の受信装置121の構成図である。
図7に示すように、受信装置121は、例えば、入力端子10、局部発振回路11、同相検波回路12、移相回路13、直交検波回路14、アナログ増幅回路15,16、LPF回路18,19、A/D変換回路20,21、発振回路22、デジタル増幅回路23,24、補正回路28,29、複素乗算回路30、ロールオフフィルタ回路31,32、位相検出回路33、ループフィルタ回路34、数値制御発振回路35、信号変換回路36,37、軟判定回路45、シンボルタイミング再生回路46およびAGC(Auto Gain Control) 回路47、PWM信号生成回路48、ローパスフィルタ49およびIQ振幅誤差補正回路51を有する。
【0068】
図7に示す受信装置121は、請求項8に記載の受信装置に対応している。
また、図7に示す構成要素と請求項8の構成要素との対応は以下に示すようになる。同相検波回路12および14が本発明の分離回路に対応し、アナログ増幅回路15が本発明のアナログ増幅回路に対応し、A/D変換回路20,21が本発明のA/D変換回路に対応し、デジタル増幅回路24が本発明の第1のデジタル増幅回路に対応し、デジタル増幅回路23が本発明の第2のデジタル増幅回路に対応し、AGC回路47が本発明の第1の増幅制御回路に対応し、IQ振幅誤差補正回路51が本発明の第2の増幅制御回路に対応している。
【0069】
図7において、図1と同じ符号を付した構成要素は、前述した第1実施形態で説明した同じ符号の構成要素と同じである。
すなわち、受信装置121は、図1に示す受信装置1からAGC回路50を除いて、代わりにIQ振幅誤差補正回路51および符号判定回路120を加えた構成をしている。
【0070】
以下、IQ振幅誤差補正回路51について説明する。
図8は、図7に示すIQ振幅誤差補正回路51の構成図である。
図8に示すように、IQ振幅誤差補正回路51は、絶対値生成回路110,111、減算回路112、加算回路113、遅延回路114および増幅回路115を有する。
IQ振幅誤差補正回路51では、図7に示すロールオフフィルタ回路31からのI信号S31が絶対値生成回路110に入力される。
絶対値生成回路110において、I信号S31の絶対値を示す信号S110が生成され、これが減算回路112に出力される。
また、図8に示すロールオフフィルタ回路32からのQ信号S32が絶対値生成回路111に入力される。
絶対値生成回路111において、Q信号S32の絶対値を示す信号S111が生成され、これが減算回路112に出力される。
【0071】
次に、減算回路112において、信号S110から信号S111が減算され、その減算結果である信号S112が加算回路113に出力される。
次に、加算回路113および遅延回路114によって、信号S112が積分され、その積分結果である信号S114が増幅回路115に出力される。
次に、増幅回路115において、信号S114が増幅されて増幅率βを示す増幅率制御信号S51が生成される。
ここで、増幅率αは、例えば、「0≦α≦1」を満たしている。
増幅率制御信号S51は、IQ振幅誤差補正回路51から図7に示すデジタル増幅回路23および符号判定回路120に出力される。
符号判定回路120では、増幅率制御信号S51の符号が反転され、例えば、増幅率−βを示す増幅率制御信号S120がデジタル増幅回路23に出力される。
【0072】
デジタル増幅回路23,24は、前述した第1実施形態の場合と同じ構成を有しているが、増幅率制御信号S50ではなく、それぞれ増幅率−βを示す増幅率制御信号S120および増幅率βを示す増幅率制御信号S51に基づいて、A/D変換回路20および21からのI信号S20およびQ信号S21を(1−β)倍および(1+β)倍に増幅してI信号S23およびQ信号S24を生成する。
【0073】
図9(A)は、本実施形態のデジタル増幅回路23の作用を説明するための図である。
本実施形態のデジタル増幅回路23では、図7に示すA/D変換回路20からのI信号S20が、乗算回路80および加算回路81に出力される。
乗算回路80において、I信号S20と、増幅率−βを示す増幅率制御信号S120とが乗算され、その乗算結果である信号S80が加算回路81に出力される。
加算回路81では、I信号S20と信号S80とが加算され、その加算結果であるI信号S23が図7に示す補間回路28に出力される。
本実施形態のデジタル増幅回路23は、I信号S20を(1−β)倍に増幅してI信号S23を生成する。
【0074】
図9(B)は、本実施形態のデジタル増幅回路24の作用を説明するための図である。
本実施形態のデジタル増幅回路24では、図7に示すA/D変換回路21からのQ信号S21が、乗算回路82および加算回路83に出力される。
乗算回路82において、Q信号S21と、増幅率βを示す増幅率制御信号S51とが乗算され、その乗算結果である信号S82が加算回路83に出力される。加算回路83では、Q信号S21と信号S82とが加算され、その加算結果であるQ信号S24が図7に示す補間回路29に出力される。
本実施形態のデジタル増幅回路24は、Q信号S21を(1+β)倍に増幅してQ信号S24を生成する。
【0075】
受信装置121の作用を説明する。
受信装置121では、衛星中継器を介して受信した受信信号S10が上述した第1実施形態の受信装置1と同様の処理を経て、A/D変換回路20および21からデジタル増幅回路23および24に、I信号S20およびQ信号S21が出力される。
また、後段のロールオフフィルタ回路31および32からのI信号S31およびQ信号S32がIQ振幅誤差補正回路51に入力され、図8に示すIQ振幅誤差補正回路51において、I信号S31の振幅とQ信号S32の振幅との差分を積分した値に応じた増幅率制御信号S51が生成される。
増幅率制御信号S51は、デジタル増幅回路24および符号判定回路120に出力される。
そして、符号判定回路120からデジタル増幅回路23に、増幅率βを示す増幅率制御信号S51の符号が反転され、増幅率−βを示す増幅率制御信号S120が生成され、増幅率制御信号S120がデジタル増幅回路23に出力される。
【0076】
そして、デジタル増幅回路23および24において、I信号S20の振幅と、Q信号S21の振幅との誤差を抑制するように増幅処理が行われてI信号S23およびQ信号S24が生成される。
そして、I信号S23およびQ信号S24に対して、前述した第1実施形態の場合と同様に、補間回路28,29およびコスタスループ回路55の処理が行われる。
【0077】
上述したように、受信装置121では、IQ振幅誤差補正回路51において、I信号S31とQ信号S32との振幅の絶対値の誤差を積分することで、I信号の振幅とQ信号の振幅との間の定常的な誤差を抑制するように、デジタル増幅回路23,24の増幅率を制御できる。
その結果、同相検波回路12および直交検波回路14などのアナログ回路の特性のバラツキによって生じるIQ振幅誤差を適切に抑制でき、従来に比べて、復調時におけるビットエラーレートを改善できる。
また、受信装置121では、同相検波回路12および直交検波回路14などのアナログ回路の性能に対しての要求を緩和でき、構成の簡単化および低価格化が図れる。
【0078】
第3実施形態
図10は、本実施形態の受信装置131の構成図である。
図1に示すように、受信装置1は、例えば、入力端子10、局部発振回路11、同相検波回路12、移相回路13、直交検波回路14、アナログ増幅回路15,16、LPF回路18,19、A/D変換回路20,21、発振回路22、デジタル増幅回路23,24、補正回路28,29、複素乗算回路30、ロールオフフィルタ回路31,32、位相検出回路33、ループフィルタ回路34、数値制御発振回路35、信号変換回路36,37、軟判定回路45、シンボルタイミング再生回路46およびAGC(Auto Gain Control) 回路47、PWM信号生成回路48、ローパスフィルタ49、AGC回路50、IQ振幅誤差補正回路51および加算回路52,53を有する。
図10において、図1と同じ符号を付した構成要素は、前述した第1実施形態で説明した同じ符号の構成要素と同じである。
すなわち、受信装置121は、図1に示す受信装置1からAGC回路50に、IQ振幅誤差補正回路51、減算回路52および加算回路53を加えた構成をしている。
また、IQ振幅誤差補正回路51は、第2実施形態で説明した図8に示すものと同じである。
【0079】
図10に示す受信装置131は、請求項11に記載の受信装置に対応している。
また、図10に示す構成要素と請求項11の構成要素との対応は以下に示すようになる。同相検波回路12および14が本発明の分離回路に対応し、アナログ増幅回路15が本発明のアナログ増幅回路に対応し、A/D変換回路20,21が本発明のA/D変換回路に対応し、デジタル増幅回路24が本発明の第1のデジタル増幅回路に対応し、デジタル増幅回路23が本発明の第2のデジタル増幅回路に対応し、AGC回路47が本発明の第1の増幅制御回路に対応し、AGC回路50、IQ振幅誤差補正回路51、減算回路52および加算回路53が本発明の第2の増幅制御回路に対応している。
【0080】
受信装置131では、第1実施形態で説明した図6に示すAGC回路50から加算回路52および53に、増幅率αを示す増幅率制御信号S50が入力される。
ここで、増幅率αは、例えば、「0≦α≦1」を満たしている。
また、第2実施形態で説明した図8に示すIQ振幅誤差補正回路51から加算回路52および53に、増幅率βを示す増幅率制御信号S51が入力される。
ここで、増幅率βは、例えば、「0≦β≦1」を満たしている。
【0081】
そして、減算回路52において、増幅率制御信号S50から増幅率制御信号S51が減算され、その減算結果である「α−β」を示す増幅率制御信号S52がデジタル増幅回路23に出力される。
また、加算回路53において、増幅率制御信号S50と増幅率制御信号S51とが加算され、その加算結果である「α+β」を示す増幅率制御信号S53がデジタル増幅回路24に出力される。
【0082】
デジタル増幅回路23,24は、前述した第1実施形態の場合と同じ構成を有しているが、増幅率制御信号S50ではなく、それぞれ増幅率−βを示す増幅率制御信号S120および増幅率βを示す増幅率制御信号S51に基づいて、A/D変換回路20および21からのI信号S20およびQ信号S21を(1−β)倍および(1+β)倍に増幅してI信号S23およびQ信号S24を生成する。
【0083】
図11(A)は、本実施形態のデジタル増幅回路23の構成図である。
本実施形態のデジタル増幅回路23では、図10に示すA/D変換回路20からのI信号S20が、乗算回路80および加算回路81に出力される。
乗算回路80において、I信号S20と、増幅率「α−β」を示す増幅率制御信号S52とが乗算され、その乗算結果である信号S80が加算回路81に出力される。
加算回路81では、I信号S20と信号S80とが加算され、その加算結果であるI信号S23が図10に示す補間回路28に出力される。
本実施形態のデジタル増幅回路23は、I信号S20を(1+α−β)倍に増幅してI信号S23を生成する。
【0084】
図11(B)は、本実施形態のデジタル増幅回路24の作用を説明するための図である。
本実施形態のデジタル増幅回路24では、図10に示すA/D変換回路21からのQ信号S21が、乗算回路82および加算回路83に出力される。
乗算回路82において、Q信号S21と、増幅率「α+β」を示す増幅率制御信号S53とが乗算され、その乗算結果である信号S82が加算回路83に出力される。
加算回路83では、Q信号S21と信号S82とが加算され、その加算結果であるQ信号S24が図1に示す補間回路29に出力される。
本実施形態のデジタル増幅回路24は、Q信号S21を(1+α+β)倍に増幅してQ信号S24を生成する。
【0085】
受信装置131は、上述した第1実施形態の受信装置1の効果と、第2実施形態の受信装置121の効果との双方を発揮できる。
すなわち、受信装置131によれば、図13に示すAGC回路47において信号S152と参照用振幅信号S160とが実際に完全に一致しないことによる増幅率制御信号S47に継続して生じる微小な振幅の振動を抑制できると共に、I信号の振幅とQ信号の振幅との間の定常的な誤差を抑制できる。
【0086】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の受信装置およびその方法によれば、受信信号を安定して状態で処理できるため、例えば復調処理の特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1実施形態の受信装置の構成図である。
【図2】図2は、図1に示すデジタル増幅回路の構成図である。
【図3】図3は、図1に示す複素乗算回路の構成図である。
【図4】図4は、図1に示す数値制御発振回路の構成図である
【図5】図5は、図4に示す数値制御発振回路の動作を説明するための図であり、ラッチ回路から出力される信号の値の変化を示す図である。
【図6】図6は、図1に示すAGC回路の構成図である。
【図7】図7は、本発明の第2実施形態の受信装置の構成図である。
【図8】図8は、図7に示すIQ振幅誤差補正回路の構成図である。
【図9】図9は、図7に示すデジタル増幅回路の作用を説明するための図である。
【図10】図10は、本発明の第3実施形態の受信装置の構成図である。
【図11】図11は、図10に示すデジタル増幅回路の構成図である。
【図12】図12は、従来の受信装置の構成図である。
【図13】図13は、図12に示すAGC回路の構成図である。
【符号の説明】
10…入力端子、11…局部発振回路、12…同相検波回路、13…移相回路、14…直交検波回路、15,16…増幅回路、17,18,19…LPF回路、20,21…A/D変換回路、23,24…デジタル増幅回路、28,29…補間回路、30…複素乗算回路、31,32…ロールオフフィルタ回路、33…位相検出回路、34…ループフィルタ回路、35…数値制御発振回路、36,37…信号変換回路、45…軟判定回路、46…シンボル再生回路、47…AGC回路、48…PWM信号生成回路、49…ローパスフィルタ、50…AGC回路、51…IQ振幅誤差補正回路、120…符号反転回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiving apparatus and method used in satellite communication and satellite broadcasting.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 is a configuration diagram of a receiving apparatus 100 that receives a modulation signal used in a conventional satellite communication network or the like.
In the receiving apparatus 100, processing is performed as follows.
The in-phase component of the received signal (intermediate frequency signal) S10 received via the satellite repeater is detected by the in-
An I signal S20 is generated from the I signal S12 through an amplification process in the
At this time, in the
[0003]
In parallel with this, the quadrature component of the received signal S10 is detected by the
Then, the Q signal S21 is generated from the Q signal S14 through the amplification process in the
At this time, in the
[0004]
Next, in the
[0005]
Next, the
[0006]
Next, in the roll-
In the roll-
[0007]
Next, the
The phase signal S33 is output to the
Next, in the numerically controlled
[0008]
Here, the Costas loop 25 is configured by the
The Costas loop 25 acts to pull in the frequency detuning component generated in the I signal S28 and the Q signal S29 by feeding back the phase signal S33 from the
[0009]
In receiving apparatus 100, I signal
The
The digital amplification factor control signal S47 is converted into an amplification factor control signal S48, which is a PWM signal for obtaining an analog signal, in a PWM (Pulse Width Modulation)
When the high frequency component is removed by the low-
[0010]
The configuration of the
FIG. 13 is a configuration diagram of the
In the
Next, the
Next, in the
[0011]
Next, in the
Next, in the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the receiving apparatus 100 shown in FIG. 12 described above, the amplification factors of the
For this reason, in the
[0013]
In order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-336174 discloses a digital AGC apparatus that performs all AGC processing digitally.
In this digital AGC apparatus, since the AGC process is all performed digitally, it is possible to finely optimize the AGC process. Therefore, there is a problem that the resolution of the portion to be performed needs to be 100 times or more the normal, which is not realistic from the viewpoint of the device scale and the price.
[0014]
In addition, in a device that performs processing by separating the in-phase component and the quadrature component in the tuner unit, such as the receiving device 100 shown in FIG. 12, the characteristics of analog elements such as the in-
Such an error is called IQ amplitude error (IQ Amplitude Imbalance), and becomes a factor that degrades the bit error rate during demodulation.
[0015]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a receiving apparatus and method capable of obtaining high characteristics with a small-scale and low-cost configuration.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems of the prior art and achieve the above-described object, a receiving apparatus according to a first aspect of the present invention amplifies an analog received signal based on a first gain control signal. An analog amplification circuit, an A / D conversion circuit for A / D converting the amplified reception signal, and a digital reception signal obtained by the A / D conversion based on a second amplification factor control signal And a first digital amplification circuit that detects a difference between the amplitude of the digital reception signal and a predetermined reference amplitude, and generates the first amplification factor control signal so as to reduce the detected difference. And a second amplification control circuit that integrates the time variation of the amplitude of the first amplification factor control signal to generate the second amplification factor control signal.
[0017]
In the receiving apparatus of the first aspect, the analog reception signal is amplified based on the first amplification factor control signal in the analog amplifier circuit.
Next, in the A / D conversion circuit, the amplified received signal is A / D converted.
Next, in the digital amplifier circuit, the digital reception signal obtained by the A / D conversion is amplified based on the second amplification factor control signal.
In the course of these processes, the first amplification control circuit detects the difference between the amplitude of the digital received signal and a predetermined reference amplitude, and reduces the detected difference. An amplification factor control signal is generated.
Further, in the second amplification control circuit, the time change of the amplitude of the first amplification factor control signal is integrated to generate the second amplification factor control signal.
[0018]
In the receiving apparatus according to the first aspect of the present invention, preferably, when the second amplification factor control signal indicates a coefficient α, the digital amplifier circuit is configured to receive the digital signal obtained by the A / D conversion. The received signal is amplified by (1 + α) times.
[0019]
The receiving apparatus according to the first aspect of the present invention is preferably a multiplication circuit that multiplies a digital reception signal amplified by the digital amplification circuit and a feedback signal, and a signal output from the multiplication circuit. A phase detection circuit that generates a phase signal by detecting a phase of the signal, and a numerical control circuit that generates the feedback signal having an oscillation frequency corresponding to the phase signal, wherein the first amplification control circuit includes the multiplication A difference between the amplitude of the signal output from the circuit and a predetermined reference amplitude is detected, and the first amplification factor control signal is generated so as to reduce the detected difference.
[0020]
The receiving apparatus according to the second aspect of the present invention includes a separation circuit that separates a phase-modulated analog reception signal into an in-phase component signal and a quadrature component signal, and a first amplification factor control signal. An analog amplification circuit for amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal, an A / D conversion circuit for A / D converting the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal, A digital amplification circuit that amplifies the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion based on the second amplification factor control signal; and the in-phase component signal obtained from the digital amplification circuit; A Costas loop circuit that performs frequency pull-in processing and phase synchronization processing of a quadrature component signal, and an amplitude and location obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal from the Costas loop circuit. A first amplification control circuit that generates the first amplification factor control signal so as to detect a difference from the reference amplitude and reduce the detected difference, and the first amplification factor control signal A second amplification control circuit that integrates the time variation of the amplitude and generates the second amplification factor control signal so as to reduce the amplitude of the first amplification factor control signal using the integration result;
[0021]
In the receiving apparatus according to the second aspect of the present invention, the phase-modulated analog reception signal is separated into the in-phase component signal and the quadrature component signal of the carrier wave by the separation circuit. Next, the analog amplification circuit amplifies the in-phase component signal and the quadrature component signal based on the first amplification factor control signal.
Next, in the A / D conversion circuit, the amplified in-phase component signal and quadrature component signal are A / D converted.
Next, in the digital amplification circuit, the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion are amplified based on the second amplification factor control signal.
Next, in the processing circuit, frequency pull-in processing and phase synchronization processing of the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained from the digital amplifier circuit are performed.
In the course of these processes, in the first amplification control circuit, the difference between the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal from the processing circuit and a predetermined reference amplitude is detected, and is detected. The first gain control signal is generated so as to reduce the difference.
Further, in the second amplification control circuit, the time variation of the amplitude of the first amplification factor control signal is integrated, and the integration result is used to reduce the amplitude of the first amplification factor control signal. A gain control signal of 2 is generated.
[0022]
In the receiving apparatus according to the second aspect of the present invention, preferably, the second amplification control circuit generates the digital second amplification factor control signal, and the receiving apparatus receives the digital second signal. And a conversion circuit for converting the gain control signal to analog and outputting the analog control signal to the first analog amplification circuit and the analog amplification circuit.
[0023]
The receiving apparatus according to the third aspect of the present invention includes a separation circuit that separates a phase-modulated analog reception signal into an in-phase component signal and a quadrature component signal of a carrier wave, and a first gain control signal. And an analog amplification circuit for amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal, and an A / D conversion circuit for A / D converting the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal, respectively. , Based on a second amplification factor control signal, a first digital amplification circuit that amplifies the orthogonal component signal obtained by the A / D conversion, and on the basis of a third amplification factor control signal, the A / D A second digital amplification circuit that amplifies the in-phase component signal obtained by the D conversion, the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion, and a predetermined reference amplitude Diff of A first amplification control circuit for generating the first amplification factor control signal so as to reduce the detected difference, and an in-phase component signal and a quadrature component signal obtained by the A / D conversion, A second amplification control circuit that generates the second amplification factor control signal and the third amplification factor control signal so as to integrate the difference of the amplitudes of the two and reduce the difference using the integration result; Have
[0024]
In the receiving apparatus according to the third aspect of the present invention, first, the phase-modulated analog received signal is separated into the in-phase component signal and the quadrature component signal of the carrier wave by the separation circuit.
Next, the analog amplification circuit amplifies the in-phase component signal and the quadrature component signal based on the first amplification factor control signal.
Next, in the A / D conversion circuit, the amplified in-phase component signal and quadrature component signal are A / D converted.
Next, in the first digital amplifier circuit, the orthogonal component signal obtained by the A / D conversion is amplified based on the second amplification factor control signal.
The second digital amplifier circuit amplifies the in-phase component signal obtained by the A / D conversion based on the third gain control signal.
In the course of these processes, the first amplification control circuit detects the difference between the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion and a predetermined reference amplitude, The first gain control signal is generated so as to reduce the detected difference.
Further, in the second amplification control circuit, the difference in amplitude between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion is integrated, and the difference is reduced using the integration result. The second gain control signal and the third gain control signal are generated.
[0025]
In the receiving apparatus according to the third aspect of the present invention, preferably, the second amplification control circuit includes the second amplification factor control signal indicating a coefficient β and the third amplification indicating a coefficient “−β”. The first digital amplification circuit amplifies the orthogonal component signal obtained by the A / D conversion by (1 + β) times based on the second amplification factor control signal. The second digital amplifier circuit amplifies the in-phase component signal obtained by the A / D conversion by (1−β) times based on the third gain control signal.
[0026]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a receiving device comprising: a separation circuit that separates a phase-modulated analog reception signal into a signal having an in-phase component and a signal having a quadrature component; and a first gain control signal. And an analog amplification circuit for amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal, and an A / D conversion circuit for A / D converting the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal, respectively. , Based on a second amplification factor control signal, a first digital amplification circuit that amplifies the orthogonal component signal obtained by the A / D conversion, and on the basis of a third amplification factor control signal, the A / D A second digital amplification circuit that amplifies the in-phase component signal obtained by the D conversion, the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion, and a predetermined reference amplitude Diff of In order to reduce the detected difference, a first amplification control circuit that generates the first amplification factor control signal and a time variation of the amplitude of the first amplification factor control signal are integrated to obtain a fourth And an amplitude difference between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion is integrated to generate a fifth amplification factor control signal. The amplitude difference between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion is reduced using the amplification factor control signal and the fifth amplification factor control signal, and the first A second amplification control circuit for generating the second amplification factor control signal and the third amplification factor control signal so as to reduce the amplitude of the amplification factor control signal;
[0027]
In the receiving apparatus according to the fourth aspect of the present invention, preferably, the second amplification control circuit includes the fourth amplification factor control signal indicating a coefficient α and the fifth amplification factor indicating a coefficient β. Based on the control signal, the second amplification factor control signal indicating the coefficient (1 + α + β) and the third amplification factor control signal indicating the coefficient (1 + α−β) are generated, and the first digital amplification is performed. The circuit amplifies the signal of the orthogonal component obtained by the A / D conversion by (1 + α + β) times based on the second amplification factor control signal, and the second digital amplification circuit Based on the amplification factor control signal, the signal of the in-phase component obtained by the A / D conversion is amplified by (1 + α−β) times.
[0028]
The reception method according to the first aspect of the present invention amplifies an analog reception signal based on the first amplification factor control signal, A / D-converts the amplified reception signal, and performs second amplification. Based on the rate control signal, the digital received signal obtained by the A / D conversion is amplified, the difference between the amplitude of the digital received signal and a predetermined reference amplitude is detected, and the detected difference is calculated. The first gain control signal is generated so as to be reduced, and the second gain control signal is generated by integrating the time variation of the amplitude of the first gain control signal.
[0029]
Further, the reception method of the second aspect of the present invention separates the phase-modulated analog reception signal into the in-phase component signal and the quadrature component signal of the carrier, and based on the first amplification factor control signal, Amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal, A / D converting the amplified in-phase component signal and quadrature component signal, and based on a second gain control signal, the A Amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the / D conversion, performing frequency pull-in processing and phase synchronization processing on the amplified in-phase component signal and quadrature component signal, and obtained by the processing Detecting the difference between the amplitude obtained from the signal of the in-phase component and the signal of the quadrature component and a predetermined reference amplitude, and generating the first amplification factor control signal so as to reduce the detected difference, First The time variation of the amplitude amplification factor control signal by integrating the amplitude of said first gain control signal to generate the second gain control signal so as to decrease with the integration result.
[0030]
Further, the reception method of the third aspect of the present invention separates the phase-modulated analog reception signal into the in-phase component signal and the quadrature component signal of the carrier wave, and based on the first amplification factor control signal, Amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal, A / D converting the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal, and based on a second gain control signal, The quadrature component signal obtained by the A / D conversion is amplified, and the in-phase component signal obtained by the A / D conversion is amplified based on the third gain control signal, and the A / D conversion is performed. A difference between the amplitude obtained from the obtained in-phase component signal and quadrature component signal and a predetermined reference amplitude is detected, and the first amplification factor control signal is generated so as to reduce the detected difference. Obtained by the A / D conversion The second amplification factor control signal and the third amplification factor control are integrated so that the difference in amplitude between the in-phase component signal and the quadrature component signal is integrated and the difference is reduced using the integration result. Generate a signal.
[0031]
Further, the reception method of the fourth aspect of the present invention separates the phase-modulated analog reception signal into the in-phase component signal and the quadrature component signal of the carrier, and based on the first amplification factor control signal, Amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal, A / D converting the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal, and based on a second gain control signal, The quadrature component signal obtained by the A / D conversion is amplified, and the in-phase component signal obtained by the A / D conversion is amplified based on the third gain control signal, and the A / D conversion is performed. A difference between an amplitude obtained from the obtained in-phase component signal and quadrature component signal and a predetermined reference amplitude is detected, and the first amplification factor control signal is generated so as to reduce the detected difference. And the first gain control signal A fourth amplification factor control signal is generated by integrating the time variation of the width, and a fifth amplification is performed by integrating the difference in amplitude between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion. A rate control signal is generated, and the amplitudes of the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion are calculated using the fourth gain control signal and the fifth gain control signal. The second gain control signal and the third gain control signal are generated so as to reduce the difference and reduce the amplitude of the first gain control signal.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The receiving apparatus according to the embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a configuration diagram of a receiving
The receiving
[0033]
As shown in FIG. 1, the receiving
[0034]
Here, the receiving
The correspondence between the components shown in FIG. 1 and the components of
The correspondence between the components shown in FIG. 1 and the components of claim 5 is as follows.
The correspondence between the components shown in FIG. 1 and the components of claim 5 is as follows. The in-
[0035]
The
The in-
The
[0036]
Based on the amplification factor control signal S49 from the
Based on the amplification factor control signal S49 from the
[0037]
The
The
[0038]
The
Here, the sampling frequency is set to be larger than twice the symbol rate Rs for convenience of symbol timing reproduction (carrier reproduction).
[0039]
Based on the oscillation signal from the
The A /
[0040]
Based on the amplification factor α indicated by the amplification factor control signal S50 from the
Here, the amplification factor α satisfies, for example, “0 ≦ α ≦ 1”.
FIG. 2A is a configuration diagram of the
As shown in FIG. 2A, the
In the
In the
In the
The
The
When the
[0041]
The
FIG. 2B is a configuration diagram of the
As shown in FIG. 2B, the
In the
In the
In the
The
The
When the
[0042]
The
The
[0043]
The
[0044]
[Expression 1]
[0045]
FIG. 3 is a configuration diagram of the
As shown in FIG. 3, the
In the
Further, the I signal S28 from the
Further, a
A signal S37 having COS characteristics from the
[0046]
Then, the
Further, the
Further, the
Further, the
[0047]
In
In addition, the
[0048]
The roll-
The roll-
In the present embodiment, the case where the roll-
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
The numerically controlled
FIG. 4 is a configuration diagram of the numerically controlled
As shown in FIG. 4, the numerically controlled
In the numerically controlled
In the
In the
The signal S35 is output to the signal conversion circuits 43 and 44.
[0052]
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the numerically controlled
As shown in FIG. 5, in the
[0053]
The
As shown in FIG. 4, the
[0054]
Here, the
[0055]
The
[0056]
The symbol
[0057]
The
For example, the
[0058]
The PWM
The low-
[0059]
The
FIG. 6 is a configuration diagram of the
As shown in FIG. 6, it has a
In the
Next, the
Next, the signal S91 is integrated by the
Next, the signal S93 is amplified by the
[0060]
Hereinafter, the operation of the receiving
The in-phase component of the received signal S10 received via the satellite repeater is detected by the in-
In parallel with this, the quadrature component of the received signal S10 is detected by the
[0061]
By the amplification process based on the amplification factor control signal S49 in the
Through the LPF process in the
Next, in the
Next, in the
[0062]
Further, the following Q signal processing is performed in parallel with the above-described I signal processing.
That is, the Q signal S16 is generated from the Q signal S14 by the amplification process based on the amplification factor control signal S49 in the
Through the LPF process in the
Next, in the
Next, in the
[0063]
Then, in the Costas loop circuit 55, frequency pull-in processing and phase synchronization processing of the I signal S28 and the Q signal S29 are performed.
In the process, the I signal S31 and the Q signal S32 from the roll-
With the configuration shown in FIG. 13, the
The digital amplification factor control signal S47 is converted into an amplification factor control signal S48, which is a PWM signal for obtaining an analog signal, in the PWM
When the high frequency component is removed by the low-
[0064]
Further, in the
[0065]
As described above, according to the receiving
Here, in the
[0066]
That is, in the receiving
[0067]
Second embodiment
FIG. 7 is a configuration diagram of the receiving
As illustrated in FIG. 7, the
[0068]
The receiving
The correspondence between the constituent elements shown in FIG. 7 and the constituent elements of
[0069]
In FIG. 7, the constituent elements having the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same as the constituent elements having the same reference numerals described in the first embodiment.
That is, the receiving
[0070]
Hereinafter, the IQ amplitude
FIG. 8 is a block diagram of the IQ amplitude
As shown in FIG. 8, the IQ amplitude
In the IQ amplitude
In the absolute
Further, the Q signal S32 from the roll-
In the absolute
[0071]
Next, in the
Next, the
Next, in the
Here, the amplification factor α satisfies, for example, “0 ≦ α ≦ 1”.
The amplification factor control signal S51 is output from the IQ amplitude
In the
[0072]
The
[0073]
FIG. 9A is a diagram for explaining the operation of the
In the
In the
In the
The
[0074]
FIG. 9B is a diagram for explaining the operation of the
In the
In the
The
[0075]
The operation of the receiving
In the receiving
Further, the I signal S31 and the Q signal S32 from the subsequent roll-
The amplification factor control signal S51 is output to the
Then, the
[0076]
Then, in the
Then, the processes of the
[0077]
As described above, in the receiving
As a result, IQ amplitude errors caused by variations in characteristics of analog circuits such as the in-
Further, in the receiving
[0078]
Third embodiment
FIG. 10 is a configuration diagram of the receiving
As shown in FIG. 1, the receiving
In FIG. 10, the constituent elements having the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same as the constituent elements having the same reference numerals described in the first embodiment.
That is, the receiving
The IQ amplitude
[0079]
A receiving
The correspondence between the components shown in FIG. 10 and the components of
[0080]
In the receiving
Here, the amplification factor α satisfies, for example, “0 ≦ α ≦ 1”.
Further, the amplification factor control signal S51 indicating the amplification factor β is input to the
Here, the amplification factor β satisfies, for example, “0 ≦ β ≦ 1”.
[0081]
Then, the
Further, the
[0082]
The
[0083]
FIG. 11A is a configuration diagram of the
In the
In the
In the
The
[0084]
FIG. 11B is a diagram for explaining the operation of the
In the
In the
In the
The
[0085]
The receiving
That is, according to the receiving
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the receiving apparatus and method of the present invention, the received signal can be processed in a stable state, so that, for example, the characteristics of demodulation processing can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a receiving apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the digital amplifier circuit shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram of the complex multiplication circuit shown in FIG. 1;
4 is a block diagram of the numerically controlled oscillation circuit shown in FIG. 1. FIG.
5 is a diagram for explaining the operation of the numerically controlled oscillation circuit shown in FIG. 4, and is a diagram showing a change in the value of a signal output from a latch circuit. FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of the AGC circuit shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a configuration diagram of a receiving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of the IQ amplitude error correction circuit shown in FIG. 7;
9 is a diagram for explaining the operation of the digital amplifier circuit shown in FIG. 7; FIG.
FIG. 10 is a configuration diagram of a receiving device according to a third embodiment of the present invention.
11 is a configuration diagram of the digital amplifier circuit shown in FIG. 10;
FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional receiving apparatus.
FIG. 13 is a configuration diagram of the AGC circuit shown in FIG. 12;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記増幅された受信信号をA/D変換するA/D変換回路と、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を増幅するデジタル増幅回路と、
前記デジタルの受信信号の振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、
前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して前記第2の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路と
を有する受信装置。An analog amplification circuit for amplifying an analog reception signal based on the first amplification factor control signal;
An A / D conversion circuit for A / D converting the amplified received signal;
A digital amplification circuit for amplifying a digital reception signal obtained by the A / D conversion based on a second amplification factor control signal;
A first amplification control circuit that detects a difference between an amplitude of the digital reception signal and a predetermined reference amplitude and generates the first amplification factor control signal so as to reduce the detected difference;
A receiving apparatus comprising: a second amplification control circuit that integrates a temporal change in amplitude of the first amplification factor control signal to generate the second amplification factor control signal.
前記デジタル増幅回路は、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を(1+α)倍に増幅する
請求項1に記載の受信装置。When the second gain control signal indicates a coefficient α,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the digital amplifying circuit amplifies a digital received signal obtained by the A / D conversion by (1 + α) times.
請求項2に記載の受信装置。The receiving apparatus according to claim 2, wherein the coefficient α satisfies −1 ≦ α ≦ 1.
前記乗算回路から出力される信号の位相を検出して位相信号を生成する位相検出回路と、
前記位相信号に応じた発振周波数の前記フィードバック信号を生成する数値制御回路と
を有し、
前記第1の増幅制御回路は、前記乗算回路から出力される信号の振幅と、所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する
請求項1に記載の受信装置。A multiplication circuit for multiplying a digital reception signal amplified by the digital amplification circuit and a feedback signal;
A phase detection circuit that detects a phase of a signal output from the multiplication circuit and generates a phase signal;
A numerical control circuit for generating the feedback signal of the oscillation frequency according to the phase signal,
The first amplification control circuit detects a difference between an amplitude of a signal output from the multiplication circuit and a predetermined reference amplitude, and reduces the detected difference so as to reduce the detected difference. The receiving apparatus according to claim 1, wherein the receiving apparatus generates a control signal.
第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅するアナログ増幅回路と、
前記増幅された前記同相成分の信号および直交成分の信号をA/D変換するA/D変換回路と、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号を増幅するデジタル増幅回路と、
前記デジタル増幅回路から得られた同相成分の信号および直交成分の信号の周波数引き込み処理および位相同期処理を行う処理回路と、
前記処理回路からの同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、
前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分し、当該積分結果を用いて前記第1の増幅率制御信号の振幅が小さくなるように前記第2の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路と
を有する受信装置。A separation circuit that separates the phase-modulated analog reception signal into a signal of an in-phase component and a signal of a quadrature component of a carrier;
An analog amplification circuit that amplifies the in-phase component signal and the quadrature component signal based on a first amplification factor control signal;
An A / D conversion circuit for A / D converting the amplified in-phase component signal and quadrature component signal;
A digital amplification circuit that amplifies the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion based on a second amplification factor control signal;
A processing circuit that performs frequency pull-in processing and phase synchronization processing of the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained from the digital amplifier circuit;
The first gain control signal is detected so as to detect a difference between an amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal from the processing circuit and a predetermined reference amplitude, and to reduce the detected difference. A first amplification control circuit for generating
The second gain control signal is generated by integrating the time change of the amplitude of the first gain control signal and using the integration result so that the amplitude of the first gain control signal is reduced. And a second amplification control circuit.
前記デジタル増幅回路は、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を(1+α)倍に増幅する
請求項5に記載の受信装置。When the second gain control signal indicates a coefficient α,
The receiving apparatus according to claim 5, wherein the digital amplifying circuit amplifies the digital received signal obtained by the A / D conversion by (1 + α) times.
デジタルの前記第2の増幅率制御信号を生成し、
前記受信装置は、
前記デジタルの第2の増幅率制御信号をアナログに変換して前記第1のアナログ増幅回路および前記アナログ増幅回路に出力する変換回路
をさらに有する
請求項5に記載の受信装置。The second amplification control circuit includes:
Generating the digital second gain control signal;
The receiving device is:
The receiving apparatus according to claim 5, further comprising a conversion circuit that converts the digital second amplification factor control signal into analog and outputs the analog second amplification signal to the first analog amplification circuit and the analog amplification circuit.
第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅するアナログ増幅回路と、
前記増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換するA/D変換回路と、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅する第1のデジタル増幅回路と、
第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅する第2のデジタル増幅回路と、
前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、
前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分し、当該積分結果を用いて前記差分を小さくするように、前記前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路と
を有する受信装置。A separation circuit that separates the phase-modulated analog reception signal into a signal of an in-phase component and a signal of a quadrature component of a carrier;
An analog amplification circuit that amplifies the in-phase component signal and the quadrature component signal based on a first amplification factor control signal;
An A / D conversion circuit for A / D converting the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal;
A first digital amplification circuit that amplifies the signal of the orthogonal component obtained by the A / D conversion based on a second amplification factor control signal;
A second digital amplification circuit that amplifies the in-phase component signal obtained by the A / D conversion based on a third amplification factor control signal;
The difference between the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion and a predetermined reference amplitude is detected, and the first difference is reduced so as to reduce the detected difference. A first amplification control circuit for generating an amplification factor control signal;
The second amplification factor control signal is integrated so that the difference in amplitude between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion is integrated, and the difference is reduced using the integration result. And a second amplification control circuit for generating the third amplification factor control signal.
前記第1のデジタル増幅回路は、前記第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を(1+β)倍に増幅し、
前記第2のデジタル増幅回路は、前記第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を(1−β)倍に増幅する
請求項8に記載の受信装置。The second amplification control circuit generates the second amplification factor control signal indicating a coefficient β and the third amplification factor control signal indicating a coefficient (−β),
The first digital amplification circuit amplifies the orthogonal component signal obtained by the A / D conversion by (1 + β) times based on the second amplification factor control signal,
9. The second digital amplifier circuit according to claim 8, wherein the in-phase component signal obtained by the A / D conversion is amplified by (1-β) times based on the third amplification factor control signal. Receiver device.
請求項9に記載の受信装置。The receiving apparatus according to claim 9, wherein the coefficient β satisfies −1 ≦ β ≦ 1.
第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅するアナログ増幅回路と、
前記増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換するA/D変換回路と、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅する第1のデジタル増幅回路と、
第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅する第2のデジタル増幅回路と、
前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する第1の増幅制御回路と、
前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して第4の増幅率制御信号を生成し、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分して第5の増幅率制御信号を生成し、前記第4の増幅率制御信号および前記第5の増幅率制御信号を用いて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を小さくすると共に、前記第1の増幅率制御信号の振幅を小さくするように、前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する第2の増幅制御回路と
を有する受信装置。A separation circuit that separates the phase-modulated analog reception signal into a signal of an in-phase component and a signal of a quadrature component of a carrier;
An analog amplification circuit that amplifies the in-phase component signal and the quadrature component signal based on a first amplification factor control signal;
An A / D conversion circuit for A / D converting the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal;
A first digital amplification circuit that amplifies the signal of the orthogonal component obtained by the A / D conversion based on a second amplification factor control signal;
A second digital amplification circuit that amplifies the in-phase component signal obtained by the A / D conversion based on a third amplification factor control signal;
The difference between the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion and a predetermined reference amplitude is detected, and the first difference is reduced so as to reduce the detected difference. A first amplification control circuit for generating an amplification factor control signal;
The fourth gain control signal is generated by integrating the time variation of the amplitude of the first gain control signal, and the amplitude of the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion is calculated. The difference is integrated to generate a fifth amplification factor control signal, and the signal of the in-phase component obtained by the A / D conversion using the fourth amplification factor control signal and the fifth amplification factor control signal The second amplification factor control signal and the third amplification factor control signal are generated so that the difference in amplitude between the signal and the orthogonal component signal is reduced and the amplitude of the first amplification factor control signal is reduced. And a second amplification control circuit.
前記第1のデジタル増幅回路は、前記第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を(1+α+β)倍に増幅し、
前記第2のデジタル増幅回路は、前記第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を(1+α−β)倍に増幅する
請求項11に記載の受信装置。The second amplification control circuit has the second amplification factor indicating the coefficient (1 + α + β) based on the fourth amplification factor control signal indicating the factor α and the fifth amplification factor control signal indicating the factor β. Generating an amplification factor control signal and the third amplification factor control signal indicating a coefficient (1 + α−β);
The first digital amplification circuit amplifies the orthogonal component signal obtained by the A / D conversion by (1 + α + β) times based on the second amplification factor control signal,
12. The second digital amplifier circuit according to claim 11, wherein the second digital amplifier circuit amplifies the in-phase component signal obtained by the A / D conversion by (1 + α−β) times based on the third amplification factor control signal. Receiver device.
前記増幅された受信信号をA/D変換し、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を増幅し、
前記デジタルの受信信号の振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、
前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して前記第2の増幅率制御信号を生成する
受信方法。Amplifying the analog received signal based on the first gain control signal;
A / D conversion of the amplified received signal,
Amplifying the digital received signal obtained by the A / D conversion based on the second gain control signal;
Detecting the difference between the amplitude of the digital reception signal and a predetermined reference amplitude, and generating the first amplification factor control signal so as to reduce the detected difference;
A receiving method for integrating the time variation of the amplitude of the first gain control signal to generate the second gain control signal.
前記A/D変換によって得られたデジタルの受信信号を(1+α)倍に増幅する
請求項13に記載の受信方法。When the second gain control signal indicates a coefficient α,
The reception method according to claim 13, wherein the digital reception signal obtained by the A / D conversion is amplified by (1 + α) times.
当該乗算によって得られた信号の位相を検出して位相信号を生成し、
前記位相信号に応じた発振周波数の前記フィードバック信号を生成し、
乗算によって得られた信号の振幅と、所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成する
請求項13に記載の受信方法。The digital received signal amplified by the digital amplifier circuit is multiplied by the feedback signal,
Detecting the phase of the signal obtained by the multiplication and generating a phase signal;
Generating the feedback signal of the oscillation frequency according to the phase signal;
The difference between a signal amplitude obtained by multiplication and a predetermined reference amplitude is detected, and the first amplification factor control signal is generated so as to reduce the detected difference. Reception method.
第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅し、
前記増幅された前記同相成分の信号および直交成分の信号をA/D変換し、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号を増幅し、
当該増幅された同相成分の信号および直交成分の信号に周波数引き込み処理および位相同期処理を行い、
当該処理によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、
前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分し、当該積分結果を用いて前記第1の増幅率制御信号の振幅が小さくなるように前記第2の増幅率制御信号を生成する
受信方法。The phase-modulated analog received signal is separated into in-phase and quadrature component signals of the carrier,
Amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal based on a first amplification factor control signal;
A / D-convert the amplified in-phase component signal and quadrature component signal,
Based on the second amplification factor control signal, the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion are amplified,
Perform frequency pull-in processing and phase synchronization processing on the amplified in-phase component signal and quadrature component signal,
The first gain control is performed so as to detect a difference between an amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the processing and a predetermined reference amplitude, and to reduce the detected difference. Generate a signal,
Reception of integrating the time variation of the amplitude of the first amplification factor control signal and generating the second amplification factor control signal so that the amplitude of the first amplification factor control signal is reduced using the integration result Method.
第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅し、
当該増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換し、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅し、
第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅し、
前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、
前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分し、当該積分結果を用いて前記差分を小さくするように、前記前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する
受信方法。The phase-modulated analog received signal is separated into in-phase and quadrature component signals of the carrier,
Amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal based on a first amplification factor control signal;
A / D-convert the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal,
Based on the second amplification factor control signal, the signal of the orthogonal component obtained by the A / D conversion is amplified,
Based on the third gain control signal, the signal of the in-phase component obtained by the A / D conversion is amplified,
The difference between the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion and a predetermined reference amplitude is detected, and the first difference is reduced so as to reduce the detected difference. Generate the gain control signal,
The second amplification factor control signal is integrated so that the difference in amplitude between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion is integrated, and the difference is reduced using the integration result. And a reception method for generating the third amplification factor control signal.
前記第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を(1+β)倍に増幅し、
前記第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を(1−β)倍に増幅する
請求項17に記載の受信方法。Generating the second gain control signal indicating the coefficient β and the third gain control signal indicating the coefficient (−β);
Based on the second amplification factor control signal, the signal of the orthogonal component obtained by the A / D conversion is amplified by (1 + β) times,
The reception method according to claim 17, wherein the in-phase component signal obtained by the A / D conversion is amplified by (1−β) times based on the third amplification factor control signal.
第1の増幅率制御信号に基づいて、前記同相成分の信号および前記直交成分の信号とを増幅し、
前記増幅された前記同相成分の信号および前記直交成分の信号をA/D変換し、
第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を増幅し、
第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を増幅し、
前記A/D変換によって得られた同相成分の信号および直交成分の信号から得られる振幅と所定の参照用振幅との差分を検出し、当該検出された差分を小さくするように、前記第1の増幅率制御信号を生成し、
前記第1の増幅率制御信号の振幅の時間変化を積分して第4の増幅率制御信号を生成し、
前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を積分して第5の増幅率制御信号を生成し、
前記第4の増幅率制御信号および前記第5の増幅率制御信号を用いて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号と直交成分の信号との振幅の差分を小さくすると共に、前記第1の増幅率制御信号の振幅を小さくするように、前記第2の増幅率制御信号および前記第3の増幅率制御信号を生成する
受信方法。The phase-modulated analog received signal is separated into in-phase and quadrature component signals of the carrier,
Amplifying the in-phase component signal and the quadrature component signal based on a first amplification factor control signal;
A / D-convert the amplified in-phase component signal and the quadrature component signal,
Based on the second amplification factor control signal, the signal of the orthogonal component obtained by the A / D conversion is amplified,
Based on the third gain control signal, the signal of the in-phase component obtained by the A / D conversion is amplified,
The difference between the amplitude obtained from the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion and a predetermined reference amplitude is detected, and the first difference is reduced so as to reduce the detected difference. Generate the gain control signal,
Integrating a time variation of the amplitude of the first gain control signal to generate a fourth gain control signal;
Integrating a difference in amplitude between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion to generate a fifth amplification factor control signal;
The fourth gain control signal and the fifth gain control signal are used to reduce the difference in amplitude between the in-phase component signal and the quadrature component signal obtained by the A / D conversion, and A receiving method for generating the second gain control signal and the third gain control signal so as to reduce the amplitude of the first gain control signal.
前記第2の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた直交成分の信号を(1+α+β)倍に増幅し、
前記第3の増幅率制御信号に基づいて、前記A/D変換によって得られた同相成分の信号を(1+α−β)倍に増幅する
請求項19に記載の受信方法。Based on the fourth gain control signal indicating the coefficient α and the fifth gain control signal indicating the coefficient β, the second gain control signal indicating the coefficient (1 + α + β) and the coefficient (1 + α A third amplification factor control signal indicating -β),
Based on the second amplification factor control signal, the signal of the orthogonal component obtained by the A / D conversion is amplified by (1 + α + β) times,
The reception method according to claim 19, wherein the in-phase component signal obtained by the A / D conversion is amplified by (1 + α−β) times based on the third amplification factor control signal.
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