JP2000295304A - Demodulator - Google Patents

Demodulator

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JP2000295304A
JP2000295304A JP9613499A JP9613499A JP2000295304A JP 2000295304 A JP2000295304 A JP 2000295304A JP 9613499 A JP9613499 A JP 9613499A JP 9613499 A JP9613499 A JP 9613499A JP 2000295304 A JP2000295304 A JP 2000295304A
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JP
Japan
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output
intermediate frequency
signal
low
circuit
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Pending
Application number
JP9613499A
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Japanese (ja)
Inventor
Daiichi Akimaru
大一 秋丸
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a demodulator equipped with AGC capable of controlling the amplitude of a signal into prescribed value regardless of C/N at the output point of an intermediate frequency(IF) amplifier circuit by providing a feedback control loop for controlling the gain of the IF amplifier circuit. SOLUTION: An AGC loop is provided with an IF amplifier circuit 1, multipliers 5 and 6, low-pass filters(LPF) 7 and 8, A/D 9 and 10, a power detector(PWR) 17, a comparator(COMP) 18, an LPF 19 and a D/A 20. The output (digital number) of the PWR 17 becomes one input of the COMP 18 and is compared with a reference value ref as the other input of the COMP 18 and the compared result is outputted. The output of the COMP 18 is integrated by the LPF 19 and converted to an analog voltage by the D/A 20 and feedback control is performed to the gain of the IF amplifier circuit 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル無線通信
システムにおいて直交変調方式の変調を受けた信号を復
調する復調装置に関し、特に復調装置におけるAGC
(自動利得制御)回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a demodulator for demodulating a signal which has been subjected to quadrature modulation in a digital radio communication system, and more particularly to an AGC in a demodulator.
(Automatic gain control) circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、このような復調装置の従来の構
成の一例を示すブロック図である。以下、図2について
従来の復調装置の構成と動作とを説明する。アンテナ
(図示せず)で受信した直交変調方式の変調を受けた無
線周波数の信号は周波数変換回路(図示せず)により、
中間周波数信号に変換され、図2にIF INとして示
す信号となって中間周波増幅回路201で増幅される。
受信信号に対する増幅利得が最大の部分は、中間周波増
幅回路201であるので、AGCでは中間周波増幅回路
201の利得を制御するのが一般である。図2に示す装
置では、中間周波増幅回路201の出力点に検波器20
2を設け、中間周波増幅回路201の出力である中間周
波数信号の振幅に比例する直流電圧を生成し、この直流
電圧により中間周波増幅回路201の利得を負帰還制御
する。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional configuration of such a demodulator. Hereinafter, the configuration and operation of the conventional demodulator will be described with reference to FIG. A radio frequency signal that has been subjected to quadrature modulation and received by an antenna (not shown) is converted by a frequency conversion circuit (not shown)
The signal is converted into an intermediate frequency signal, and becomes a signal indicated as IF IN in FIG.
Since the part where the amplification gain for the received signal is the largest is the intermediate frequency amplifier circuit 201, the gain of the intermediate frequency amplifier circuit 201 is generally controlled in AGC. In the device shown in FIG. 2, the detector 20 is connected to the output point of the intermediate frequency amplification circuit 201.
2, a DC voltage proportional to the amplitude of the intermediate frequency signal output from the intermediate frequency amplification circuit 201 is generated, and the gain of the intermediate frequency amplification circuit 201 is negatively feedback-controlled by the DC voltage.

【0003】なお、図2に示す例では準同期検波方式が
用いられている。すなわち、乗算器205、206にお
いて、中間周波増幅回路201の出力とローカル発振器
203の出力との乗算による同期検波が行われるが、こ
の場合、中間周波増幅回路201の出力周波数とローカ
ル発振器203の出力周波数とが正確に一致してはいな
いため、乗算器205、206の出力は直流成分になら
ず、中間周波増幅回路201の出力周波数とローカル発
振器203の出力周波数の周波数差の位相回転が残る信
号になる。
In the example shown in FIG. 2, a quasi-coherent detection system is used. That is, in the multipliers 205 and 206, synchronous detection is performed by multiplying the output of the intermediate frequency amplifier circuit 201 and the output of the local oscillator 203. In this case, the output frequency of the intermediate frequency amplifier circuit 201 and the output of the local oscillator 203 are output. Since the frequencies do not exactly match, the outputs of the multipliers 205 and 206 do not become DC components, and the phase rotation of the frequency difference between the output frequency of the intermediate frequency amplifier circuit 201 and the output frequency of the local oscillator 203 remains. become.

【0004】中間周波増幅回路201の出力信号Sは、
S=Icosω0 t+Qsinω0 t ・・・ (1)
で表すことができ(ここに、Iは同相信号成分、Qは直
交信号成分を表し、直交変調方式の場合IとQとは+1
又は−1の値を取る)、これに対しローカル発振器20
3の出力信号Lは、L=cosω1 t ・・・ (2)
で表すことができ、π/2移送器204の出力Rは R
=sinω1 t ・・・ (3)で表すことができる。
従って乗算器205の出力ID は、ID =Icosω0
tcosω1 t+Qsinω0 tcosω1 t ・・・
(4)で表すことができ、乗算器206の出力QD
は、QD =Icosω0 tsinω1 t+Qsinω0
tsinω1 t ・・・ (5)で表すことができる。
The output signal S of the intermediate frequency amplification circuit 201 is
S = Icosω 0 t + Qsinω 0 t ··· (1)
(Where I represents an in-phase signal component, Q represents a quadrature signal component, and in the case of a quadrature modulation method, I and Q are +1
Or -1), whereas the local oscillator 20
3 is L = cos ω 1 t (2)
And the output R of the π / 2 transporter 204 is R
= Sin ω 1 t (3)
Therefore, the output I D of the multiplier 205 is I D = I cos ω 0
tcosω 1 t + Qsinω 0 tcosω 1 t ···
The output QD of the multiplier 206 can be expressed by (4).
Is Q D = I cos ω 0 t sin ω 1 t + Q sin ω 0
t sin ω 1 t (5)

【0005】cosω0 tcosω1 t,sinω0
cosω1 t,cosω0 tsinω1 t,sinω0
tsinω1 tは、何れも和周波数(ω0 +ω1 )成分
と差周波数(ω0 −ω1 )成分を含むが、和周波数成分
はローパスフィルタ207、208で除去されるので、
ローパスフィルタ207の出力IA は式(4)から、I
A =(I/2)cosθ+(Q/2)sinθ ・・・
(6)となり、ローパスフィルタ208の出力QA は
式(4)から、QA =(Q/2)cosθ−(I/2)
sinθ ・・・ (7)となる。
Cos ω 0 t cos ω 1 t, sin ω 0 t
cosω 1 t, cosω 0 tsinω 1 t, sinω 0
tsin ω 1 t includes a sum frequency (ω 0 + ω 1 ) component and a difference frequency (ω 0 −ω 1 ) component, but the sum frequency component is removed by the low-pass filters 207 and 208.
The output I A of the low-pass filter 207 is given by
A = (I / 2) cos θ + (Q / 2) sin θ
(6) and the output QA of the low-pass filter 208 from equation (4), Q A = ( Q / 2) cosθ- (I / 2)
sin θ (7)

【0006】ここに、θ=(ω0 −ω1 )t ・・・
(8)はS(式(1))に対するL(式(2))の位相
遅れを表し、位相同期がとれておればθ=0で、式
(6),(7)から、IA =I/2 ・・・ (9),
A =Q/2 ・・・ (10)を得る。式(6)、式
(7)で表されるIA ,QA は式(9)、式(10)で
表されるIA ,QA に比しθだけの位相回転が残ってい
るという。ローパスフィルタ207、208の出力はそ
れぞれアナログディジタル変換器(A/Dと略記す)2
09、210によりディジタル信号に変換され複素乗算
器211に入力される。
Here, θ = (ω 0 −ω 1 ) t...
(8) represents the phase delay of L (Equation (2)) with respect to S (Equation (1)). If the phase is synchronized, θ = 0, and from Equations (6) and (7), I A = I / 2 (9),
Q A = Q / 2 (10) is obtained. Equation (6), I A of the formula (7), Q A is the formula (9), I A of the formula (10), that remain phase rotation by θ relative to Q A . Outputs of the low-pass filters 207 and 208 are analog-to-digital converters (A / D) 2
The signals are converted into digital signals by 09 and 210 and input to the complex multiplier 211.

【0007】図2の複素乗算器211、AGC212、
AGC213、誤差検出器214、ループフィルタ(L
PFと略記する)215、NCO(Numerically Contro
lledOscillator )(数値制御発振器)216の回路
は、式(6)、式(7)で示す信号(位相回転が残って
いる信号)を入力し、複素乗算器211での回転対称変
換により、位相回転を除去し、それぞれIチャネル出力
(Ich OUTと記す)、Qチャネル出力(Qch
OUTと記す)として得るための回路であって、NCO
216で、cosθ+jsinθ ・・・(11)を生
成し、A/D209の出力とA/D210の出力を、I
A +jQA ・・・ (12)で表し、式(11)と式
(12)の複素乗算を行うと、[{(I/2)cosθ
+(Q/2)sinθ}+j{(Q/2)cosθ−
(I/2)sinθ}](cosθ+jsinθ)=
(I/2)+j(Q/2)・・・ (13)となり、複
素乗算器211の出力の実数成分としてI/2を、虚数
成分としてQ/2を得ることができる。
The complex multiplier 211, AGC 212,
AGC 213, error detector 214, loop filter (L
PF) 215, NCO (Numerically Control)
The circuit of the lledOscillator (numerically controlled oscillator) 216 receives the signals (signals with the remaining phase rotation) shown in Expressions (6) and (7) and performs phase rotation by the complex multiplier 211 by rotationally symmetric conversion. , And the I-channel output (Ich OUT) and the Q-channel output (Qch
OUT) and an NCO
In step 216, cos θ + jsin θ (11) is generated, and the output of the A / D 209 and the output of the A / D 210 are calculated as I
A + jQ A ... (12), and performing complex multiplication of equation (11) and equation (12) gives [{(I / 2) cos θ
+ (Q / 2) sin θ} + j {(Q / 2) cos θ−
(I / 2) sin θ}] (cos θ + j sin θ) =
(I / 2) + j (Q / 2) (13), and I / 2 can be obtained as a real component of the output of the complex multiplier 211 and Q / 2 can be obtained as an imaginary component.

【0008】ところでθは式(8)に示すとおり、時間
tと共に変化するので、式(13)に示す回転対称変換
を行うには、誤差信号を検出し、誤差信号が0になるよ
うに負帰還制御を行う。すなわち、Ich OUTとQ
ch OUTから誤差検出器214でIch OUTの
振幅誤差、Qch OUTの振幅誤差(振幅誤差をAd
で表す)、及び位相誤差(Pdで表す)を算出し、振幅
誤差によってそれぞれAGC212、AGC213を負
帰還制御し、位相誤差をLPF215により平滑化して
式(11)のθの値を負帰還制御する。以上の負帰還制
御により式(6)、式(7)のθの変化に追従して式
(11)のθが変化し、Ich OUT、Qch OU
Tは式(13)に示す通りになる。
Since θ changes with time t as shown in equation (8), to perform the rotationally symmetric transformation shown in equation (13), an error signal is detected and a negative value is set so that the error signal becomes zero. Perform feedback control. That is, Ich OUT and Q
From the ch OUT, the error detector 214 detects the amplitude error of the Ich OUT and the amplitude error of the Qch OUT.
) And a phase error (represented by Pd) are calculated, the AGC 212 and the AGC 213 are negatively feedback-controlled by the amplitude error, the phase error is smoothed by the LPF 215, and the value of θ in Expression (11) is negatively feedback-controlled. . By the negative feedback control described above, θ in equation (11) changes following the change in θ in equations (6) and (7), and Ich OUT and Qch OU
T is as shown in Expression (13).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の復調装置の構成
と動作とは以上に説明した通りであるが、そのAGCの
部分に問題がある。図4は正規の信号点(黒丸で示す)
と従来のAGCを用いた場合の信号点(白丸で示す)と
の関係を複素平面上に示す模式図であり、黒丸も白丸も
共にA/D209とAD210の入力点の信号振幅を示
す。黒丸はA/D209とAD210の出力点で、右上
の点から左回りに読んで、(I=+1,Q=+j),
(I=−1,Q=+j),(I=−1,Q=−j),
(I=+1,Q=−j)と正確にディジタル符号化され
るが、白丸の場合は(+1,+j)よりも小さな値にデ
ィジタル符号化される。
Although the structure and operation of the conventional demodulator are as described above, there is a problem in the AGC part. FIG. 4 shows normal signal points (indicated by black circles)
FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the signal points (indicated by white circles) in the case of using the conventional AGC on a complex plane, wherein both the black and white circles indicate the signal amplitudes at the input points of A / D 209 and AD 210. The black circles are the output points of A / D 209 and AD 210, read counterclockwise from the upper right point, and (I = + 1, Q = + j),
(I = -1, Q = + j), (I = -1, Q = -j),
Although the digital encoding is accurately performed as (I = + 1, Q = −j), in the case of a white circle, the digital encoding is performed to a value smaller than (+1, + j).

【0010】A/D209とAD210の入力点の信号
振幅が図4の白丸のようになる原因は、AGCの制御入
力を与える検波器202にある。検波器202は中間周
波増幅回路201の出力振幅のピーク値に比例する直流
電圧を出力するので、中間周波増幅回路201の出力振
幅のピーク値が一定の値になるように制御される。C/
N(搬送波対雑音電力比)が所定値以上の信号に対して
は、中間周波増幅回路201の出力振幅ピーク値の信号
振幅に対する比(peak factor (ピーク率)という)
は、ほぼ一定に保たれるが、C/Nが劣化するとこの比
が増加する。
The reason why the signal amplitudes at the input points of the A / D 209 and the AD 210 become like the white circles in FIG. 4 is due to the detector 202 which supplies the control input of the AGC. Since the detector 202 outputs a DC voltage proportional to the peak value of the output amplitude of the intermediate frequency amplification circuit 201, the detector 202 is controlled so that the peak value of the output amplitude of the intermediate frequency amplification circuit 201 becomes a constant value. C /
For a signal whose N (carrier-to-noise power ratio) is equal to or greater than a predetermined value, the ratio of the output amplitude peak value of the intermediate frequency amplification circuit 201 to the signal amplitude (referred to as peak factor).
Is kept almost constant, but this ratio increases as the C / N degrades.

【0011】ディジタル無線通信システムでは電波伝搬
の途中で各種のフェージング(fading)を受けることが
多い。例えば、電磁波が導体表面で反射するときは、反
射率はほぼ1、反射波の位相遅れはほぼ180°で反射
されるので、反射波と直接波の伝搬距離差が小さい(電
磁波の波長に比して)場所では合成電磁波の強度、すな
わち受信搬送波の強度Cが著しく低下する。Cが著しく
低下した状態で中間周波増幅回路201の出力点で所定
の信号電力を得るためには、中間周波増幅回路201の
利得を大きくする必要があり、白色雑音も増幅されて中
間周波増幅回路201の出力点における雑音電力が大き
くなる。図5は中間周波増幅回路201の出力点におけ
る雑音電力とpeak factor との関係を示す図である。
In a digital radio communication system, various types of fading often occur during radio wave propagation. For example, when an electromagnetic wave is reflected on a conductor surface, the reflectivity is approximately 1 and the phase delay of the reflected wave is approximately 180 °, so that the propagation distance difference between the reflected wave and the direct wave is small (compared to the wavelength of the electromagnetic wave). At that location, the intensity of the composite electromagnetic wave, that is, the intensity C of the received carrier is significantly reduced. In order to obtain a predetermined signal power at the output point of the intermediate frequency amplifying circuit 201 in a state where C is significantly reduced, it is necessary to increase the gain of the intermediate frequency amplifying circuit 201, and white noise is also amplified. The noise power at the output point 201 increases. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the noise power and the peak factor at the output point of the intermediate frequency amplification circuit 201.

【0012】一方図6に示すように、A/D209、2
10の入力レンジaは、A/D入力ピークパワーcに対
して余裕を持つて設定される。C/Nが正常なときに、
AD入力信号パワーbの値の1に対し、A/Dの出力数
値を1にに設定しておくと、C/Nが劣化したとき、中
間周波増幅回路201の出力のピーク値が一定になるよ
うに制御されるので、A/D入力信号パワーbはC/N
が正常なときの値1よりは低下し、図4の白丸で示すよ
うな信号点がA/Dの出力信号となる。逆に、図5に示
すpeak factor の変動分ΔPの最大点でAD入力信号パ
ワーbの値の1に対し、A/Dの出力数値を1に設定し
ておくと、C/Nが正常な状態ではA/Dの出力数値は
1以上となりA/Dが飽和するという問題がある。本発
明の目的は従来の復調回路における上述の問題を解決
し、中間周波増幅回路201の出力点におけるC/Nに
関係なく、信号の振幅を所定値に制御することのできる
AGCを備えた復調装置を提供することである。
On the other hand, as shown in FIG.
The input range a of 10 is set with a margin for the A / D input peak power c. When C / N is normal,
If the output numerical value of A / D is set to 1 with respect to the value of 1 of the AD input signal power b, the peak value of the output of the intermediate frequency amplifier circuit 201 becomes constant when the C / N deteriorates. A / D input signal power b is C / N
Is lower than the value 1 when the signal is normal, and a signal point indicated by a white circle in FIG. 4 becomes an A / D output signal. Conversely, if the output value of the A / D is set to 1 with respect to the value of the AD input signal power b at the maximum point of the variation ΔP of the peak factor shown in FIG. 5, the C / N becomes normal. In this state, the output numerical value of the A / D becomes 1 or more, and there is a problem that the A / D is saturated. An object of the present invention is to solve the above-described problem in the conventional demodulation circuit, and to provide a demodulation provided with an AGC capable of controlling the signal amplitude to a predetermined value regardless of the C / N at the output point of the intermediate frequency amplification circuit 201. It is to provide a device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の復調装置ではA
/D209とA/D210とをAGCループの中に入れ
るAGC回路を構成した。A/D209の出力は式
(6)に示すように、IA =(I/2)cosθ+(Q
/2)sinθ であり、A/D210の出力は式
(7)に示すように、QA =(Q/2)cosθ−(I
/2)sinθ であるので、信号電力Pは P=(IA 2 +(QA 2 =(1/4)(I2 +Q2 ) ・・・ (14) となり、θには無関係な数値となる。本発明では式(1
4)に示すPの値が所定値になるように負帰還制御を行
う。従って、中間周波増幅回路201の出力のC/Nに
は関係なくPの値、従ってIとQの値が制御される。
According to the demodulation device of the present invention, A
An AGC circuit for putting / D209 and A / D210 in an AGC loop was constructed. The output of A / D 209 is given by I A = (I / 2) cos θ + (Q
/ 2) sin θ, and the output of the A / D 210 is Q A = (Q / 2) cos θ− (I
/ 2) sin θ, the signal power P becomes P = (I A ) 2 + (Q A ) 2 = (1/4) (I 2 + Q 2 ) (14), which is irrelevant to θ Numeric value. In the present invention, the formula (1)
Negative feedback control is performed so that the value of P shown in 4) becomes a predetermined value. Accordingly, the value of P, that is, the values of I and Q are controlled regardless of the C / N of the output of the intermediate frequency amplification circuit 201.

【0014】すなわち、本願発明のディジタル復調装置
は、直交変調方式の変調を受けた受信波を周波数変換し
て生成した中間周波数信号を増幅し、その増幅利得を制
御するAGCの制御信号入力端子を有する中間周波増幅
回路、この中間周波数信号の位相に位相同期した搬送波
信号、又は中間周波数信号の中心周波数に近接した周波
数の搬送波信号を発生するローカル発振器、このローカ
ル発振器の出力の搬送波にπ/2の位相遅れを与える移
相器、中間周波増幅回路の出力とローカル発振器の出力
との乗算を行う第1の乗算器、中間周波増幅回路の出力
と移相器の出力との乗算を行う第2の乗算器、第1の乗
算器の出力のうち周波数の低い成分だけを抽出する第1
のローパスフィルタ、第2の乗算器の出力のうち周波数
の低い成分だけを抽出する第2のローパスフィルタ、第
1のローパスフィルタの出力をディジタル信号に変換す
る第1のA/D、第2のローパスフィルタの出力をディ
ジタル信号に変換する第2のA/D、第1のA/Dの出
力と第2のA/Dの出力とから信号の電力を算出するパ
ワー検出器、このパワー検出器の出力が所定の数値にな
るよう中間周波数増幅回路の利得を制御するフィードバ
ック制御ループを備えたことを特徴とする。
That is, the digital demodulation device of the present invention amplifies an intermediate frequency signal generated by frequency-converting a received wave that has been modulated by the quadrature modulation method, and connects an AGC control signal input terminal for controlling the amplification gain. An intermediate frequency amplifier circuit, a local oscillator that generates a carrier signal phase-locked to the phase of the intermediate frequency signal, or a carrier signal having a frequency close to the center frequency of the intermediate frequency signal; , A first multiplier for multiplying the output of the intermediate frequency amplifier by the output of the local oscillator, and a second multiplier for multiplying the output of the intermediate frequency amplifier by the output of the phase shifter. , The first for extracting only low frequency components from the output of the first multiplier
, A second low-pass filter that extracts only low-frequency components from the output of the second multiplier, a first A / D that converts the output of the first low-pass filter into a digital signal, and a second A second A / D for converting the output of the low-pass filter into a digital signal, a power detector for calculating the power of the signal from the output of the first A / D and the output of the second A / D, and the power detector And a feedback control loop for controlling the gain of the intermediate frequency amplifier circuit so that the output of the intermediate frequency amplifier becomes a predetermined value.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明の一実施形態
を示すブロック図で、図1において符号1、3、4、
5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、
15、16で示す部分は、それぞれ図2の符号201、
203、204、205、206、207、208、2
09、210、211、212、213、214、21
5、216に示す部分に相当し、中間周波増幅回路1、
ローカル発振器3、移送器4、第1の乗算器5、第2の
乗算器6、第1のローパスフィルタ7、第2のローパス
フィルタ8、第1のA/D9、第2のA/D10、複素
乗算器11、AGC12、AGC13、誤差検出器1
4、LPF15、NCO16であり、互いに相当する部
分は同様に動作するので重複した説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
The parts denoted by reference numerals 15 and 16 are respectively denoted by reference numerals 201 and 201 in FIG.
203, 204, 205, 206, 207, 208, 2
09, 210, 211, 212, 213, 214, 21
5 and 216, and corresponds to the intermediate frequency amplifier circuit 1,
A local oscillator 3, a transporter 4, a first multiplier 5, a second multiplier 6, a first low-pass filter 7, a second low-pass filter 8, a first A / D 9, a second A / D 10, Complex multiplier 11, AGC 12, AGC 13, Error detector 1
4, the LPF 15 and the NCO 16, and the parts corresponding to each other operate in the same manner, and the duplicate description will be omitted.

【0016】図1において、符号17はパワー検出器
(図面ではPWRと略記する)、符号18はコンパレー
タ(図面ではCOMPと略記する)、符号19はLP
F、符号20はディジタルアナログ変換器(以下D/A
と略記する)である。すなわち、図2におけるAGCル
ープは中間周波増幅回路201と検波器202だけで構
成されるが、図1におけるAGCループは、中間周波増
幅回路201と、乗算器5、6と、ローパスフィルタ
7、8と、A/D9、10と、パワー検出器17と、L
PF19と、D/A20とを含んで構成される。AGC
ループ構成のこの相違だけが、従来の装置に対する本発
明の装置の相違点であるので、以下、主として図1に示
すAGCループの構成について説明する。
In FIG. 1, reference numeral 17 denotes a power detector (abbreviated as PWR in the drawing), reference numeral 18 denotes a comparator (abbreviated as COMP in the drawing), and reference numeral 19 denotes LP.
F, symbol 20 is a digital-to-analog converter (hereinafter D / A
Abbreviated). That is, the AGC loop in FIG. 2 includes only the intermediate frequency amplification circuit 201 and the detector 202, but the AGC loop in FIG. 1 includes the intermediate frequency amplification circuit 201, the multipliers 5 and 6, and the low-pass filters 7 and 8. , A / Ds 9 and 10, power detector 17, L
It includes a PF 19 and a D / A 20. AGC
Since this difference in the loop configuration is the only difference between the conventional apparatus and the apparatus of the present invention, the configuration of the AGC loop shown in FIG. 1 will be mainly described below.

【0017】図3はパワー検出器17の構成例を示すブ
ロック図で、符号171は第1の自乗回路、符号172
は第2の自乗回路、符号173は加算回路である。第1
の自乗回路171は第1のA/D9の出力の自乗の数値
を出力し、第2の自乗回路172は第2のA/D10の
出力の自乗の数値を出力し、加算回路173は両自乗回
路171、172の出力の和を出力する。加算回路17
3の出力が信号の有効電力となることは、先に式(1
4)に示した通りである。この信号の有効電力が所定値
となるように中間周波数増幅回路1の利得が制御され
る。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the power detector 17. In FIG.
Is a second square circuit, and 173 is an adder circuit. First
Circuit 171 outputs the value of the square of the output of the first A / D 9, the second square circuit 172 outputs the value of the square of the output of the second A / D 10, and the addition circuit 173 outputs the square of The sum of the outputs of the circuits 171 and 172 is output. Adder circuit 17
The fact that the output of No. 3 becomes the active power of the signal is based on the equation (1)
This is as shown in 4). The gain of the intermediate frequency amplifier circuit 1 is controlled so that the active power of this signal becomes a predetermined value.

【0018】パワー検出器17の出力(ディジタル数)
がコンパレータ18の一方の入力となり、コンパレータ
18の他方の入力である基準数値(図面にref で表す)
と比較されその比較結果が出力される。コンパレータ1
8の出力は普通「High」,「Low 」の2値の信号として
出力され、LPF19で積分され、D/A20によりア
ナログ電圧に変換されて中間周波増幅回路1の利得をフ
ィードバック制御する。すなわち、図1に示すフィード
バックループでは、パワー検出器17の出力である信号
電力(式(14)のPの値)がコンパレータ18の他方
の入力である基準数値に一致するように中間周波数増幅
回路1の利得が制御される。従って、A/D9、A/D
10においてディジタル変換に使用する基準電圧値と、
信号電力が制御さるべき所定値(コンパレータ18の他
方の入力である基準数値)とは互いに関連して設定して
おくことが必要である。
Output of power detector 17 (digital number)
Is one input of the comparator 18 and a reference value (represented by ref in the drawing) is the other input of the comparator 18.
And the comparison result is output. Comparator 1
The output 8 is normally output as a binary signal of "High" and "Low", integrated by the LPF 19, converted to an analog voltage by the D / A 20, and feedback-controlled the gain of the intermediate frequency amplifier circuit 1. That is, in the feedback loop shown in FIG. 1, the intermediate frequency amplifier circuit is set so that the signal power (the value of P in the equation (14)) output from the power detector 17 matches the reference value which is the other input of the comparator 18. A gain of one is controlled. Therefore, A / D9, A / D
A reference voltage value used for digital conversion at 10;
It is necessary that the signal power be set in relation to a predetermined value to be controlled (a reference numerical value which is the other input of the comparator 18).

【0019】第1のA/D9の入力が、IA =(I/
2)cosθ+(Q/2)sinθ ・・・ (6)で
あり、第2のA/D10の入力がQA =(Q/2)co
sθ−(I/2)sinθ ・・・ (7)であり、か
つIとQは+1か−1であるので、IA もQA もともに
±sin(θ±π/4)/√2 ・・・ (15) と
なるので、A/D9,10のレンジは+1/√2から−
1/√2をカバーするようにA/Dの基準電圧を定め
る。この基準電圧でIとQとは+1か−1に変換され
る。また、これに関連して式(14)からP=(1/
4)(I2 +Q2 )=1/2となるので、コンパレータ
18の他方の入力である基準数値(ref )は1/2とす
る。すなわち、C/Nが正常な場合、A/D9,10に
おいてIとQとが数値+1か−1に変換される基準電圧
を用いた場合、中間周波増幅回路1のC/Nが悪くなっ
た場合は、中間周波増幅回路1の出力振幅のピーク値が
同一の値に制御される図2の回路の場合、信号I,Qの
値は低下するが、図1の回路では式(14)のPの値を
所定値にするように、中間周波増幅回路1の出力振幅の
ピーク値が自動的に増幅され、A/D9,10の出力は
常に式(15)で与えられる数値に保たれる。
The input of the first A / D 9 is I A = (I /
2) cos θ + (Q / 2) sin θ (6), and the input of the second A / D 10 is Q A = (Q / 2) co
is a sθ- (I / 2) sinθ ··· (7), and because I and Q is a +1 or -1, I A also Q A also both ± sin (θ ± π / 4 ) / √2 · ··· (15) Therefore, the range of A / D9, 10 is from + 1 / √2 to-
A / D reference voltage is determined so as to cover 1 / √2. With this reference voltage, I and Q are converted to +1 or -1. In this connection, from equation (14), P = (1 /
4) Since (I 2 + Q 2 ) = 1 /, the reference value (ref) which is the other input of the comparator 18 is set to 1 /. That is, when the C / N is normal, and when the reference voltage in which I and Q are converted into numerical values +1 or −1 in A / Ds 9 and 10 is used, the C / N of the intermediate frequency amplifier circuit 1 becomes worse. In the case of the circuit of FIG. 2 where the peak value of the output amplitude of the intermediate frequency amplification circuit 1 is controlled to the same value, the values of the signals I and Q decrease, but the circuit of FIG. The peak value of the output amplitude of the intermediate frequency amplifier circuit 1 is automatically amplified so that the value of P becomes a predetermined value, and the outputs of the A / Ds 9 and 10 are always maintained at the values given by the equation (15). .

【0020】以上は好適な実施形態について本発明を説
明したが、本発明は以上に説明した実施形態によって限
定されるものではないことは言うまでもない。例えば、
図1は本発明が準同期検波の回路に適用されA/D9,
A/D10の入力には、式(6)、式(7)に示すよう
に位相回転が残っている場合のAGCについて説明した
が、ローカル発振器3の出力(式(2)参照)の位相が
中間周波数の搬送波(式(1)参照)の位相に位相同期
した同期検波の回路にも本発明を適用することができ
る。また、図1は本発明を直交変調方式の復調装置に適
用した場合を示したが、本発明はPSK(phase shift
keying)変調方式の復調装置にも適用できる。すなわ
ち、PSKは式(1)においてQ=0となった特殊な直
交変調方式であると考えることができる。
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example,
FIG. 1 shows that the present invention is applied to a quasi-synchronous detection circuit,
Although the AGC in the case where the phase rotation remains as shown in the equations (6) and (7) is described at the input of the A / D 10, the phase of the output of the local oscillator 3 (see the equation (2)) is changed. The present invention can also be applied to a synchronous detection circuit that is phase-locked to the phase of the intermediate frequency carrier (see equation (1)). FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a quadrature modulation type demodulation device.
keying) can also be applied to a demodulation device of a modulation method. That is, PSK can be considered to be a special quadrature modulation scheme in which Q = 0 in equation (1).

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、A
GCループ内にA/Dを含んでいるため、フェージング
や白色雑音による外乱によりA/D入力レベルが変動し
た場合であっても、A/D出力は基準レベルに収束する
ように動作する。そのため、A/D入力レベルを最大に
設定してもA/Dでオーバーフローすることはない。ま
た、A/D後のディジタル信号からAGCの制御信号を
得ているので、温度特性の影響を受けにくい等の効果が
ある。
As described above, according to the present invention, A
Since the A / D is included in the GC loop, even if the A / D input level fluctuates due to fading or disturbance due to white noise, the A / D output operates so as to converge to the reference level. Therefore, even if the A / D input level is set to the maximum, the A / D does not overflow. Further, since the AGC control signal is obtained from the digital signal after A / D, there is an effect that the temperature characteristic is less affected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】従来の装置の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional device.

【図3】図1のパワー検出器の一例を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a power detector of FIG. 1;

【図4】直交変調方式の正規の信号点と、従来の装置に
より検出される信号点との関係を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between normal signal points of the quadrature modulation method and signal points detected by a conventional device.

【図5】中間周波増幅回路の出力点の信号に含まれる雑
音電力とpeak factor との関係を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a relationship between a noise power included in a signal at an output point of the intermediate frequency amplifier circuit and a peak factor.

【図6】図1、図2のA/Dの入力レンジ、A/D入力
のピーク電力、A/D入力の信号パワーの関係を示す模
式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the A / D input range, the A / D input peak power, and the A / D input signal power in FIGS. 1 and 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中間周波増幅回路 3 ローカル発振器 4 π/2移送器 5 第1の乗算器 6 第2の乗算器 7 第1のローパスフィルタ 8 第2のローパスフィルタ 9 第1のA/D 10 第2のA/D 11 複素乗算器 12 AGC 13 AGC 14 誤差検出器 15 LPF 16 NCO 17 パワー検出器 18 コンパレータ 19 LPF 20 D/A REFERENCE SIGNS LIST 1 intermediate frequency amplifier circuit 3 local oscillator 4 π / 2 transporter 5 first multiplier 6 second multiplier 7 first low-pass filter 8 second low-pass filter 9 first A / D 10 second A / D 11 complex multiplier 12 AGC 13 AGC 14 error detector 15 LPF 16 NCO 17 power detector 18 comparator 19 LPF 20 D / A

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04Q 7/38 H04B 7/26 109N Fターム(参考) 5J100 JA01 KA05 LA00 LA02 LA09 LA11 QA01 SA02 5K004 AA05 FG02 FH01 FH04 FH06 FJ08 5K020 AA08 CC03 DD21 DD23 EE04 EE05 EE16 FF00 GG16 LL01 LL07 5K061 AA04 AA13 BB12 BB14 CC11 CC14 CC23 CC27 CC52 5K067 AA03 BB02 DD51 EE02 EE10 GG11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04Q 7/38 H04B 7/26 109N F term (Reference) 5J100 JA01 KA05 LA00 LA02 LA09 LA11 QA01 SA02 5K004 AA05 FG02 FH01 FH04 FH06 FJ08 5K020 AA08 CC03 DD21 DD23 EE04 EE05 EE16 FF00 GG16 LL01 LL07 5K061 AA04 AA13 BB12 BB14 CC11 CC14 CC23 CC27 CC52 5K067 AA03 BB02 DD51 EE02 EE10 GG11

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直交変調方式の変調を受けた受信波を周
波数変換して生成した中間周波数信号を増幅し、その増
幅利得を制御するAGC(Automatic Gain Control)
(自動利得制御)の制御信号入力端子を有する中間周波
増幅回路、 前記中間周波数信号の位相に位相同期した搬送波信号、
又は前記中間周波数信号の中心周波数に近接した周波数
の搬送波信号を発生するローカル(local )発振器、 このローカル発振器の出力の搬送波にπ/2の位相遅れ
を与える移相器、 前記中間周波増幅回路の出力と前記ローカル発振器の出
力との乗算を行う第1の乗算器、 前記中間周波増幅回路の出力と前記移相器の出力との乗
算を行う第2の乗算器、 前記第1の乗算器の出力のうち周波数の低い成分だけを
抽出する第1のローパスフィルタ、 前記第2の乗算器の出力のうち周波数の低い成分だけを
抽出する第2のローパスフィルタ、 前記第1のローパスフィルタの出力をディジタル信号に
変換する第1のアナログディジタル変換器(以下A/D
と略記する)、 前記第2のローパスフィルタの出力をディジタル信号に
変換する第2のA/D、 前記第1のA/Dの出力と前記第2のA/Dの出力とか
ら信号の電力を算出するパワー検出器、 このパワー検出器の出力が所定の数値になるよう前記中
間周波数増幅回路の利得を制御するフィードバック制御
ループ、 を備えたことを特徴とする復調装置。
An AGC (Automatic Gain Control) for amplifying an intermediate frequency signal generated by frequency-converting a received wave modulated by a quadrature modulation method and controlling the amplification gain thereof.
An intermediate frequency amplifier circuit having a (automatic gain control) control signal input terminal; a carrier signal phase-synchronized with the phase of the intermediate frequency signal;
A local oscillator for generating a carrier signal having a frequency close to the center frequency of the intermediate frequency signal; a phase shifter for giving a phase delay of π / 2 to a carrier wave output from the local oscillator; A first multiplier that multiplies an output by the output of the local oscillator; a second multiplier that multiplies an output of the intermediate frequency amplifier by an output of the phase shifter; A first low-pass filter that extracts only low-frequency components of the output, a second low-pass filter that extracts only low-frequency components of the output of the second multiplier, and an output of the first low-pass filter. A first analog-to-digital converter (hereinafter referred to as A / D) for converting to a digital signal
A second A / D for converting the output of the second low-pass filter into a digital signal, and the power of the signal from the output of the first A / D and the output of the second A / D. And a feedback control loop that controls the gain of the intermediate frequency amplifier circuit so that the output of the power detector becomes a predetermined numerical value.
【請求項2】 請求項1記載の復調装置において、 前記パワー検出器は、 前記第1のA/Dの出力の自乗値を算出する第1の自乗
回路、 前記第2のA/Dの出力の自乗値を算出する第2の自乗
回路、 前記第1の自乗回路の出力と前記第2の自乗回路の出力
とを加算する加算回路、 を備えたことを特徴とする復調装置。
2. The demodulator according to claim 1, wherein the power detector is a first square circuit that calculates a square value of an output of the first A / D, and an output of the second A / D. A demodulation device comprising: a second square circuit for calculating a square value of the second square circuit; and an addition circuit for adding an output of the first square circuit and an output of the second square circuit.
【請求項3】 請求項1記載の復調装置において、 前記フィードバック制御ループは、 前記パワー検出器の出力を前記所定の数値と比較するコ
ンパレータ、 このコンパレータの出力を平滑化するループフィルタ、 このループフィルタの出力をアナログ電圧に変換するデ
ィジタルアナログ変換器、 このディジタルアナログ変換器の出力を制御信号として
前記中間周波増幅回路の前記AGC制御信号入力端子に
入力する手段、 を備えたことを特徴とする復調装置。
3. The demodulator according to claim 1, wherein the feedback control loop is a comparator that compares an output of the power detector with the predetermined numerical value; a loop filter that smoothes an output of the comparator; A digital-to-analog converter for converting the output of the digital-to-analog converter into an analog voltage; and a means for inputting the output of the digital-to-analog converter as a control signal to the AGC control signal input terminal of the intermediate frequency amplifier circuit. apparatus.
【請求項4】 請求項1記載の復調装置において、 前記第1のA/D及び第2のA/Dにおけるディジタル
変換のための基準電圧と前記パワー検出器の制御目標値
となる前記所定の数値とは、互いに関連して定められる
ことを特徴とする復調装置。
4. The demodulation device according to claim 1, wherein the reference voltage for digital conversion in the first A / D and the second A / D and the predetermined value serving as a control target value of the power detector. A demodulator characterized in that the numerical values are determined in relation to each other.
【請求項5】 請求項1記載の復調装置において、 前記中間周波増幅回路の出力をS=Icosω
+Qsinω0 tで表し、前記ローカル発振器の出力を
L=cosω1 tで表すとき、 前記第1のローパスフィルタの出力は、 IA =(I/2)cos(ω0 −ω1 )t+(Q/2)
sin(ω0 −ω1 )t となり、 前記第2のローパスフィルタの出力は QA =(Q/2)cos(ω0 −ω1 )t−(I/2)
sin(ω0 −ω1 )t となり、 前記パワー検出器の出力(IA 2 +(QA 2 =(1
/4)(I2 +Q2 ) となることを特徴とする復調装置。
5. The demodulator according to claim 1, wherein the output of the intermediate frequency amplifier circuit is S = Icosω 0 t.
+ Q sin ω 0 t, and the output of the local oscillator is represented by L = cos ω 1 t. The output of the first low-pass filter is I A = (I / 2) cos (ω 0 −ω 1 ) t + (Q / 2)
sin (ω 0 −ω 1 ) t, and the output of the second low-pass filter is Q A = (Q / 2) cos (ω 0 −ω 1 ) t− (I / 2)
sin (ω 0 −ω 1 ) t, and the output of the power detector (I A ) 2 + (Q A ) 2 = (1
/ 4) (I 2 + Q 2 ).
【請求項6】 請求項5記載の復調装置において、 前記第1のA/Dの出力 IA =(I/2)cos(ω0 −ω1 )t+(Q/2)
sin(ω0 −ω1 )t と、 前記第2のA/Dの出力 QA =(Q/2)cos(ω0 −ω1 )t−(I/2)
sin(ω0 −ω1 )t とを、IA +jQA として複素乗算器の一方の入力と
し、該複素乗算器の他方の入力として cos(ω0
ω1 )t+jsin(ω0 −ω1 )tを入力し、複素乗
算の結果(1/2)(I+jQ)を得ることを特徴とす
る復調装置。
6. The demodulation device according to claim 5, wherein the output of the first A / D I A = (I / 2) cos (ω 0 −ω 1 ) t + (Q / 2)
sin (ω 0 −ω 1 ) t and the output of the second A / D QA = (Q / 2) cos (ω 0 −ω 1 ) t− (I / 2)
sin (ω 01) and t, I A + jQ to one input of the complex multiplier as A, cos 0 as the other input of the complex-multiplier -
ω 1 ) t + jsin (ω 0 −ω 1 ) t, and receives a result of complex multiplication to obtain (1 /) (I + jQ).
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