JP2002176458A - Dcオフセット除去回路 - Google Patents

Dcオフセット除去回路

Info

Publication number
JP2002176458A
JP2002176458A JP2000372539A JP2000372539A JP2002176458A JP 2002176458 A JP2002176458 A JP 2002176458A JP 2000372539 A JP2000372539 A JP 2000372539A JP 2000372539 A JP2000372539 A JP 2000372539A JP 2002176458 A JP2002176458 A JP 2002176458A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
offset
output
adder
signal
input signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000372539A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Naito
昌志 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2000372539A priority Critical patent/JP2002176458A/ja
Publication of JP2002176458A publication Critical patent/JP2002176458A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な構成である乗算器を使用せずに加算器
のみの簡易な構成で、CICフィルタの問題点であるD
Cオフセットを除去するDCオフセット除去回路を提供
することを目的とする。 【解決手段】 入力信号のDCオフセットを除去するD
Cオフセット除去回路において、DCオフセット除去回
路の出力信号の正負を判定する正負判定器211と、正
負判定器211の出力を累積処理する加算器215及び
オフセットレジスタ216と、累積処理した結果を任意
のビット数だけ下方シフトするKビットシフタ217
と、Kビットシフタ217の出力と入力信号とを加算し
出力信号として外部に出力する加算器210とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、陸上ディジタル移
動通信システムの、ディジタル復調回路に共する直流
(以下DC)のオフセットを自動的に除去するDCオフ
セット除去回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】より高い周波数領域でA/D変換し、以
降の処理をディジタル信号処理により行う構成は、陸上
ディジタル移動通信システムの復調回路としてのソフト
ウェア無線機の特徴である。このような構成は、受信す
る周波数、変調方式、情報レートに応じてアルゴリズム
を切り替えるようなシステムとして一台の無線機で複数
の通信方式の実現を可能にする。また、このような構成
を実現するためには、DSP(Digital Signal Process
or)のようにアルゴリズムをソフトウェアで実現する方
法や、FPGA(Field Programmable Gate Array)の
ようなリプログラマブル可能な素子を使用する方法が有
効である。
【0003】ソフトウェア無線機は、理想的には無線周
波数(低くとも中間周波数領域)で信号を処理すること
にメリットがあり、高速なサンプリング速度でA/D変
換を行うA/D変換器と共にディジタル信号処理の高速
化が必須となる。しかし、FPGAは回路の複雑さに反
比例して動作可能速度が低下してしまう問題点がある。
一方、乗算器は一般的に複雑な処理である。従って、乗
算器の高速動作時の限界がFPGAにおける信号処理速
度の限界となる。通常の低域通過フィルタとして一般的
に使用されるFIR(Finite Impulse Response)フィ
ルタやIIR(Infinite Impulse Response)フィルタ
は、乗算器を多く必要とする構成である。一方、CIC
(Cascade Integrator-Comb)フィルタは、全く乗算器
を必要としない構成であり、より高速なサンプリングに
よる信号処理が可能になるという大きな利点がある。
【0004】次に、CICフィルタを用いた場合の直交
検波型ディジタル復調回路について説明する。図4は、
CICフィルタを用いた場合の直交検波型ディジタル復
調回路の一例を示すブロック図である。無線周波数ある
いは中間周波数fAに変換されたアナログ受信信号は、
A/D変換器100である定められたサンプリングレー
トfSの周期でサンプリングされ、周波数fAのディジタ
ル受信信号に変換される。ディジタル受信信号は、直交
検波器101で直交するベースバンド受信信号I,Qに
変換される。ベースバンド受信信号I,Qは、それぞれ
CICフィルタ102,103で低域通過フィルタリン
グが行われると共にサンプリング周波数fSを1/R
(Rは整数)にダウンサンプリングされ、それぞれデー
タ判定器104へ出力される。データ判定器104は、
受信信号の変調方式に応じてデータを判定し復調データ
を出力する。
【0005】次に、CICフィルタについて説明する。
CICフィルタの構成は、例えば、参考文献1:IEE
E TRANSACTION ON ACOUSTIC
S,SPEECH AND SIGNAL PROCE
SSING VOL.ASSP−29,NO.2 AP
RIL 1981“An Economical cl
ass of Digital Filter for
Decimation and Interpola
tion”に示されている。図5は、CICフィルタの
構成の一例を示すブロック図である。加算器10は、サ
ンプリングレートfSの入力信号と1サンプル遅延素子
15の出力を加算し、1サンプル遅延素子15と次の加
算器へ出力する。このような加算器と1サンプル遅延素
子の組はN個連続している。N個目の加算器11は、N
−1個目の加算器の出力と1サンプル遅延素子16の出
力を加算し、1サンプル遅延素子16と1/Rダウンサ
ンプラ12へ出力する。1/Rダウンサンプラ12は、
サンプリングレートfS/Rのデシメーション信号を、
加算器13とMサンプル遅延素子17へ出力する。加算
器13は、デシメーション信号とMサンプル遅延素子1
7の出力を加算し、次のMサンプル遅延素子と次の加算
器へ出力する。このような加算器とMサンプル遅延素子
の組はN個連続している。2N個目の加算器14は、2
N−1個目の加算器の出力とMサンプル遅延素子18の
出力を加算し、外部へ出力する。
【0006】ここで、理論的なFIRフィルタの伝達関
数H(z)を以下の(1)式に示す。図5に示すCIC
フィルタが(1)式と同じ特性を持つことは、参考文献
1に示されている。
【0007】
【数1】 ここで、上記加算はk=0からRM−1まで行われる。
【0008】また、M、R、Nを任意に設定することに
より、この周波数特性P(f)は以下の(2)式となる
ことも参考文献1に示されている。
【0009】 P(f)=|sin(πMf)/sin(πf/R)|2N (2)
【0010】CICフィルタの利点は、乗算器等の複雑
な処理を必要とせず、加算器のみで、しかもより少ない
遅延素子で優れた低域通過特性のフィルタを構成できる
点にある。しかし、CICフィルタは、入力信号にわず
かなDCオフセットがあるだけで図5の1サンプル遅延
素子15,16に示すようなフィードバックを持つ回路
部分にオフセットが累積し常に数値が増大するため、演
算の過程で発散するという問題点がある。
【0011】このDCオフセットは、送信機側の直交変
調器の入力信号に混在するDCオフセットに起因するも
のであり、ローカルリークとして顕在する。当然、ロー
カルリークは送信機側の調整により除去するが、完全に
除去することは不可能である。従って、CICフィルタ
の前段にDCオフセット除去回路が必要となる。従来の
DCオフセット除去回路は、以下の(3)式を用いる回
路構成が一般的である。
【0012】 DCオフセット量=DCオフセット量×λ+受信信号×(1−λ) (3)
【0013】ここで、λは1に近い1未満の数値であ
る。DCオフセット量を(3)式で求め、求めたDCオ
フセット量を受信信号より減算することでDCオフセッ
ト除去が実現できる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(3)
式では乗算器が必要となる。すなわち、CICフィルタ
の利点である乗算器を使用しない簡易な構成による高速
動作は、DCオフセット除去回路の乗算器により阻害さ
れる。
【0015】本発明は上述した課題に鑑みてなされたも
のであり、複雑な構成である乗算器を使用せずに加算器
のみの簡易な構成で、CICフィルタの問題点であるD
Cオフセットを除去するDCオフセット除去回路を提供
することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係るDCオフセット除去回路は、入力信
号のDCオフセットを除去するDCオフセット除去回路
において、前記DCオフセット除去回路の出力信号の正
負を判定する正負判定手段と、前記正負判定手段の出力
を累積処理する累積処理手段と、前記累積処理手段の出
力を任意のビット数だけ下方シフトするビットシフト手
段と、前記ビットシフト手段の出力と前記入力信号とを
加算し前記出力信号として外部に出力する加算手段とを
備えたことを特徴とするものである。
【0017】このような構成によれば、複雑な構成であ
る乗算器を用いることなくDCオフセット除去回路を実
現できるため、FPGAの動作速度がより性能の最大限
まで動作可能となる。また、ソフトウェア無線機の特徴
である、より高い周波数でのディジタル信号処理が実現
できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、CICフィ
ルタを用いた場合の直交検波型ディジタル復調回路に本
発明のDCオフセット除去回路を加えた構成の一例を示
すブロック図である。図1において、図4と同一符号は
図4に示された対象と同一又は相当物を示しており、こ
こでの説明を省略する。本実施の形態では、図4におけ
るCICフィルタ102の前段にDCオフセット除去回
路200を備え、同様にCICフィルタ103の前段に
DCオフセット除去回路201を備えて構成される。
【0019】次に、本発明のDCオフセット除去回路に
ついて詳細に説明する。図2は、本発明のDCオフセッ
ト除去回路の一例を示すブロック図である。まず、DC
オフセットを含む入力信号は、加算器210でKビット
シフタ217の出力であるDCオフセット量と加算さ
れ、正負判定器211と外部(CICフィルタ)へ出力
される。
【0020】DCオフセット量は正負判定器211から
Kビットシフタ217までの回路で検出される。加算器
210の出力は正負判定器211で正負が判断され、そ
の判断結果は出力切替器214へ出力される。また、+
1発生器212は+1を、−1発生器213は−1を、
出力切替器214へ出力する。出力切替器214は、正
負判定器211の判断結果が正(即ち加算器210の出
力が正)のとき、−1発生器213からの入力を選択
し、正負判定器211の判断結果が負(即ち加算器21
0の出力が負)のとき、+1発生器212からの入力を
選択し、出力とする。
【0021】出力切替器214の出力は、累積処理が行
われる。すなわち、出力切替器214の出力は、加算器
215でオフセットレジスタ216の結果と加算され、
オフセットレジスタ216へ格納される。累積処理され
たオフセットレジスタ216の出力が、Kビットシフタ
217でKビット(Kは通常4から16程度)下方シフ
トされることにより、DCオフセットの長期平均化処理
が行われる。通常の変調方式における入力信号は正と負
の信号が均等に発生し平均値が0となるため、長期平均
化処理はDCオフセット除去後信号が正負均等となるよ
うにKビットシフタ217の出力を調整する。Kビット
シフタ217の出力は加算器210へ出力される。
【0022】次に、Kビットシフタ217の動作につい
て具体的な例を挙げて説明する。図3は、入力信号の一
例を示す図である。正負判定器211の判定結果は長期
平均化処理されるため、入力信号にオフセットが無い場
合、累積処理された結果は±0となる。しかし、入力信
号は正負に変動を持つ信号であるため、累積処理された
結果をそのまま加算器210に入力すると、図3の10
0サンプル目において、加算器210により入力信号に
+100が加算されてしまい、DCオフセット除去後信
号に大きな影響を与える。そこで、Kビットシフタ21
7により下方シフトを行い、入力信号の変動の影響を抑
える。例えば、Kビットシフタ217を4ビットシフト
に設定した場合、図3の100サンプル目において、加
算器210により入力信号に100/24=6.25が
加算されることになり、若干の変動はあるもののほとん
ど影響を与えない。
【0023】上述した長期平均化処理により、入力信号
の変動による影響が除去され、DCオフセット成分のみ
が抽出される。また、長期平均化処理を行うため、累積
処理はリセットを行わない。上述の動作により、加算器
210の出力はDCオフセット除去後信号として出力さ
れる。
【0024】
【発明の効果】以上に詳述したように本発明によれば、
複雑な回路である乗算器を用いることなくDCオフセッ
ト除去回路を実現できるため、FPGAの動作速度がよ
り性能の最大限まで動作可能となる。また、ソフトウェ
ア無線機の特徴であるより高い周波数でのディジタル信
号処理が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】CICフィルタを用いた場合の直交検波型ディ
ジタル復調回路に本発明のDCオフセット除去回路を加
えた構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明のDCオフセット除去回路の一例を示す
ブロック図である。
【図3】入力信号の一例を示す図である。
【図4】CICフィルタを用いた場合の直交検波型ディ
ジタル復調回路の一例を示すブロック図である。
【図5】CICフィルタの構成の一例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
100 A/D変換器、101 直交検波器、102,
103 CICフィルタ、104データ判定器、20
0,201 DCオフセット除去回路、210,215
加算器、211 正負判定器、212 +1発生器、
213 −1発生器、214 出力切替器、216 オ
フセットレジスタ、217 Kビットシフタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号のDCオフセットを除去するD
    Cオフセット除去回路において、 前記DCオフセット除去回路の出力信号の正負を判定す
    る正負判定手段と、前記正負判定手段の出力を累積処理
    する累積処理手段と、前記累積処理手段の出力を任意の
    ビット数だけ下方シフトするビットシフト手段と、前記
    ビットシフト手段の出力と前記入力信号とを加算し前記
    出力信号として外部に出力する加算手段とを備えたこと
    を特徴とするDCオフセット除去回路。
JP2000372539A 2000-12-07 2000-12-07 Dcオフセット除去回路 Withdrawn JP2002176458A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000372539A JP2002176458A (ja) 2000-12-07 2000-12-07 Dcオフセット除去回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000372539A JP2002176458A (ja) 2000-12-07 2000-12-07 Dcオフセット除去回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002176458A true JP2002176458A (ja) 2002-06-21

Family

ID=18842072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000372539A Withdrawn JP2002176458A (ja) 2000-12-07 2000-12-07 Dcオフセット除去回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002176458A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7903772B2 (en) Digital demodulator with improved hardware and power efficiency
EP1067674B1 (en) Apparatus and method for receiving and processing a radio frequency signal
KR100809258B1 (ko) 무선 수신기 및 집적회로
JP3122793B2 (ja) 同一チャネル干渉を低減する方法および非線形フィルタ
US5216696A (en) Programmable noise bandwidth reduction by means of digital averaging
CA1281080C (en) Digital zero-if selectivity section
KR100406224B1 (ko) 주파수변조신호복조회로및이를채용한통신단말장비
JP3181879B2 (ja) 送信装置
KR20060121126A (ko) 대역통과 샘플링 수신기 및 샘플링 방법
WO2004019488A2 (en) Methods of receiving communications signals including a plurality of digital filters having different bandwidths and related receivers
US20070024477A1 (en) DPSK demodulator and method
EP1693954B1 (en) Demodulation circuit for use in receiver using IF sampling scheme
JP3504071B2 (ja) ダイレクトコンバージョン受信機
KR100959229B1 (ko) 데이터 수신 장치
JP2002271431A (ja) 低域通過フィルタ
JP2002176458A (ja) Dcオフセット除去回路
US20140270021A1 (en) Multimode receiver with complex filter
JP3760113B2 (ja) ディジタルアップコンバータ
JP2002043962A (ja) 通信システムにおける受信方法及び受信機
JP3643109B2 (ja) データ受信装置
JP2002300224A (ja) 受信装置
JP3506562B2 (ja) ダイレクトコンバージョン受信機
JP4098052B2 (ja) 直接検波回路
Otunniyi et al. Comparative Analysis of Farrow Fractional Structure Rate Converter
JPH07297869A (ja) 受信装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080304