JP2004282426A - ダイレクトコンバージョン受信機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＤＣオフセット制御にかかる時間を短縮することができ、受信特性の劣化を防ぐダイレクトコンバージョン受信機を提供する。
【解決手段】受信した無線周波数信号を処理するアナログ信号処理部と、このアナログ信号処理部の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１−１，１１−２と、入力信号のレベルを一定に保つ機能１５および入力信号のＤＣオフセットを制御する機能１４およびデジタル信号を処理する機能１３を有するデジタル処理部１２を備え、入力レベルを一定に保つためにＡＧＣ機能が動作した時に、回路内部で発生しているＤＣオフセットの変動分をあらかじめ測定しておき、デジタル処理部においてＤＣオフセットの補正をＡＧＣ動作と同時に動作させる。
【選択図】 図１
【解決手段】受信した無線周波数信号を処理するアナログ信号処理部と、このアナログ信号処理部の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１−１，１１−２と、入力信号のレベルを一定に保つ機能１５および入力信号のＤＣオフセットを制御する機能１４およびデジタル信号を処理する機能１３を有するデジタル処理部１２を備え、入力レベルを一定に保つためにＡＧＣ機能が動作した時に、回路内部で発生しているＤＣオフセットの変動分をあらかじめ測定しておき、デジタル処理部においてＤＣオフセットの補正をＡＧＣ動作と同時に動作させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムで使用可能な基地局，車載局，携帯局に組み込まれる受信機，及びこれを用いた無線通信システムに係り、ダイレクトコンバージョン受信方式を用いたものでＤＣオフセット量を検出し補正するための機能を備える受信機，及びこれを用いた無線通信システムで使用されるダイレクトコンバージョン受信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の無線通信システムの高度化と複雑化により１つの受信装置において複数の無線通信システムに対応可能なハードウエアが求められている。その中でダイレクトコンバージョン受信方式は，小型化，低価格化の効果もあり注目を浴びている。
【０００３】
従来のダイレクトコンバージョン受信機は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
以下、図２を用いて従来のダイレクトコンバージョン受信機の構成と動作原理を説明する。
【０００５】
アンテナ３０から入力される受信信号はＲＦ増幅器３１に入力され増幅される。ここで導出される信号が分岐されて、ミキサ３２−１、３２−２に供給される。ミキサ３２−１、３２−２には、各々局部発振器３３から前記増幅信号と同一の周波数で発振している局部発振信号と９０度移相器３４を介した局部発振信号が供給され、Ｉ／Ｑのベースバンド信号に復調される。
【０００６】
前記ベースバンド信号はＬＰＦ３５−１、３５−２により高次の不要成分が除去される。続いて増幅器３６−１、３６−２において所望のレベルまで信号が増幅され、Ａ／Ｄ変換器３７−１，３７−２においてデジタルデータに変換され、データ処理回路３９に入力される。
【０００７】
データ処理回路３９では、入力信号のＤＣオフセットを算出しオフセット分を制御する電圧をＤ／Ａ変換器３８−１、３８−２から出力する。また復調処理を行い復調出力信号を出力する
フェージング等により、変動する入力レベルに対し信号レベルを一定に保つため増幅器３６−１、３６−２をゲイン可変増幅器（ＡＧＣアンプ）として構成する場合もある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−２２０８２３号公報（第３−４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記、ダイレクトコンバージョン受信機では、入力信号周波数と局部発振器信号（ＬＯ）周波数が一致しているため、ＬＯ信号のリークがミキシングによりそのままＤＣ成分となり復調処理において性能劣化をもたらす。
【００１０】
前記従来のようにＤＣオフセット制御を行い影響を緩和させることができるが、ＡＧＣを動作させた場合ＤＣオフセットもＡＧＣのゲイン分増幅されるため再度ＤＣオフセットの調整が必要となる。しかし、この時ＤＣオフセットの変動が大きく一瞬でも入力Ａ／Ｄのダイナミックレンジを超える場合も想定される。また、ＤＣオフセットの変動分が大きいと、制御に時間がかかり収束するまで受信特性を劣化させることになる。
【００１１】
本発明の目的は、ＤＣオフセット制御にかかる時間を短縮することができ、受信特性の劣化を防ぐダイレクトコンバージョン受信機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、ＡＧＣが動作した場合、ＡＧＣのゲイン分のＤＣオフセット量を予め測定しておきその変動分をＡＧＣ動作と同時に減算することで、ＡＧＣ動作時のＤＣオフセット変動を低減させ、通常のＤＣオフセット動作を行いＤＣオフセットの制御時間を短縮させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明のダイレクトコンバージョン受信機の構成図である。
【００１４】
アンテナ１から入力される受信信号はバンドパスフィルタ２に入力され、所望の周波数帯域の信号を通過させる。妨害波を除去した信号はＲＦ増幅器３に入力され、直交復調器５で同相（Ｉ），直交（Ｑ）成分に分離される。直交復調器５は分配器４，ミキサ６−１，６−２，９０度移相器８で構成される。直交復調器５に入力された信号は、分配器４により電力を２分配される。ＰＬＬ周波数シンセサイザ１８より入力された搬送波信号の一方はミキサ６−１へ、もう一方は９０度移相器８を経てミキサ６−２に入力される。９０度位相が異なる搬送波信号のミキシングにより同相成分Ｉ／直交成分Ｑ信号が得られる。
【００１５】
Ｉ／Ｑ信号はそれぞれ、ローパスフィルタ９−１，９−２で不要成分が除去され、ＡＧＣアンプ１０−１，１０−２に入力される。ＡＧＣアンプ１０−１，１０−２は入力信号レベルが大きい場合ゲインを小さく、入力信号レベルが小さい場合はゲインを大きくするように働き、Ａ／Ｄコンバータ１１−１，１１−２に入力される信号レベルが最適なレベルとなるように動作することでダイナミックレンジが確保できる。
【００１６】
Ａ／Ｄコンバータ１１−１，１１−２でデジタル信号に変換された信号は、デジタル処理部１２に入力され、ベースバンド処理部１３で符号再生等の処理がなされる。
【００１７】
次に、ＤＣオフセット補償動作について説明する。
【００１８】
Ａ／Ｄコンバータ１１−１，１１−２でデジタル信号に変換されたＩ，Ｑ信号からオフセット制御部１４に信号が伝達される。ここでは、オフセットを検出しオフセットをキャンセルするＤＣ電圧を与えるために、Ｄ／Ａコンバータ１６−１、１６−２を制御してＤＣ電圧を発生させ、加算器７−１，７−２に入力される。加算器７−１，７−２に入力されたＤＣ電圧によりオフセットが補正され、適正なＩ，Ｑ信号が得られる。
【００１９】
同時にベースバンド処理部１３では復調動作をすると共に、入力レベルを検出し、フェージング等で変動する入力レベルを一定に保つためにＡＧＣ制御部１５においてＡＧＣアンプ１０−１，１０−２のゲインを制御するためにＤ／Ａコンバータ１７を動作させる。
【００２０】
このとき、ＡＧＣを動作させると入力のオフセット電圧も変動する。そこで、ＡＧＣが制御を行う場合に制御信号をオフセット制御部１４に送り、これにより、ＡＧＣ制御ゲインに対応したオフセット値を予め算出（測定）しておき、ＡＧＣ制御部１５と同時にオフセット制御部１４も動作させオフセット制御電圧を変動させる。
【００２１】
オフセット電圧は周囲環境や部品のばらつき等により必ず同じ値にはならないがＡＧＣ変動により変化したオフセット電圧は比較的近い値となり、次にオフセットを制御する場合に検出時間、制御時間が短縮できる。
【００２２】
これにより、ＡＧＣ変動によるＤＣオフセット補正の時間を最小にでき受信特性劣化の影響を無くすことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ＡＧＣ制御時のＤＣオフセット変動を予め予測（測定）しておくことでＡＧＣ制御値に対応したＤＣオフセット量をＡＧＣ制御と同時に動作させることで、次のＤＣオフセット制御にかかる時間を短縮することができ，受信特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイレクトコンバージョン受信機の実施例の構成図である。
【図２】従来のダイレクトコンバージョン受信機の構成図である。
【符号の説明】
１：アンテナ、２：バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３：ＲＦ増幅器、４：分配器、５：直交復調器、６−１，６−２：ミキサ、７−１，７−２：加算器、８，３４：９０度移相器、９−１，９−２：ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１０−１，１０−２：ＡＧＣアンプ、１１−１，１１−２：Ａ／Ｄコンバータ、１２：デジタル処理部、１３：ベースバンド処理部、１４：ＤＣオフセット制御部、１５：ＡＧＣ制御部、１６−１，１６−２，１７：Ｄ／Ａコンバータ、１８：ＰＬＬ周波数シンセサイザ、３０：アンテナ、３１：ＲＦ増幅器、３２−１，３２−２：ミキサ、３３：局部発振器、３５−１，３５−２：ＬＰＦ、３６−１，３６−２：増幅器、３７−１，３７−２：Ａ／Ｄ変換器、３８−１，３８−２：Ｄ／Ａ変換器、３９：データ処理回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムで使用可能な基地局，車載局，携帯局に組み込まれる受信機，及びこれを用いた無線通信システムに係り、ダイレクトコンバージョン受信方式を用いたものでＤＣオフセット量を検出し補正するための機能を備える受信機，及びこれを用いた無線通信システムで使用されるダイレクトコンバージョン受信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の無線通信システムの高度化と複雑化により１つの受信装置において複数の無線通信システムに対応可能なハードウエアが求められている。その中でダイレクトコンバージョン受信方式は，小型化，低価格化の効果もあり注目を浴びている。
【０００３】
従来のダイレクトコンバージョン受信機は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
以下、図２を用いて従来のダイレクトコンバージョン受信機の構成と動作原理を説明する。
【０００５】
アンテナ３０から入力される受信信号はＲＦ増幅器３１に入力され増幅される。ここで導出される信号が分岐されて、ミキサ３２−１、３２−２に供給される。ミキサ３２−１、３２−２には、各々局部発振器３３から前記増幅信号と同一の周波数で発振している局部発振信号と９０度移相器３４を介した局部発振信号が供給され、Ｉ／Ｑのベースバンド信号に復調される。
【０００６】
前記ベースバンド信号はＬＰＦ３５−１、３５−２により高次の不要成分が除去される。続いて増幅器３６−１、３６−２において所望のレベルまで信号が増幅され、Ａ／Ｄ変換器３７−１，３７−２においてデジタルデータに変換され、データ処理回路３９に入力される。
【０００７】
データ処理回路３９では、入力信号のＤＣオフセットを算出しオフセット分を制御する電圧をＤ／Ａ変換器３８−１、３８−２から出力する。また復調処理を行い復調出力信号を出力する
フェージング等により、変動する入力レベルに対し信号レベルを一定に保つため増幅器３６−１、３６−２をゲイン可変増幅器（ＡＧＣアンプ）として構成する場合もある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−２２０８２３号公報（第３−４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記、ダイレクトコンバージョン受信機では、入力信号周波数と局部発振器信号（ＬＯ）周波数が一致しているため、ＬＯ信号のリークがミキシングによりそのままＤＣ成分となり復調処理において性能劣化をもたらす。
【００１０】
前記従来のようにＤＣオフセット制御を行い影響を緩和させることができるが、ＡＧＣを動作させた場合ＤＣオフセットもＡＧＣのゲイン分増幅されるため再度ＤＣオフセットの調整が必要となる。しかし、この時ＤＣオフセットの変動が大きく一瞬でも入力Ａ／Ｄのダイナミックレンジを超える場合も想定される。また、ＤＣオフセットの変動分が大きいと、制御に時間がかかり収束するまで受信特性を劣化させることになる。
【００１１】
本発明の目的は、ＤＣオフセット制御にかかる時間を短縮することができ、受信特性の劣化を防ぐダイレクトコンバージョン受信機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、ＡＧＣが動作した場合、ＡＧＣのゲイン分のＤＣオフセット量を予め測定しておきその変動分をＡＧＣ動作と同時に減算することで、ＡＧＣ動作時のＤＣオフセット変動を低減させ、通常のＤＣオフセット動作を行いＤＣオフセットの制御時間を短縮させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明のダイレクトコンバージョン受信機の構成図である。
【００１４】
アンテナ１から入力される受信信号はバンドパスフィルタ２に入力され、所望の周波数帯域の信号を通過させる。妨害波を除去した信号はＲＦ増幅器３に入力され、直交復調器５で同相（Ｉ），直交（Ｑ）成分に分離される。直交復調器５は分配器４，ミキサ６−１，６−２，９０度移相器８で構成される。直交復調器５に入力された信号は、分配器４により電力を２分配される。ＰＬＬ周波数シンセサイザ１８より入力された搬送波信号の一方はミキサ６−１へ、もう一方は９０度移相器８を経てミキサ６−２に入力される。９０度位相が異なる搬送波信号のミキシングにより同相成分Ｉ／直交成分Ｑ信号が得られる。
【００１５】
Ｉ／Ｑ信号はそれぞれ、ローパスフィルタ９−１，９−２で不要成分が除去され、ＡＧＣアンプ１０−１，１０−２に入力される。ＡＧＣアンプ１０−１，１０−２は入力信号レベルが大きい場合ゲインを小さく、入力信号レベルが小さい場合はゲインを大きくするように働き、Ａ／Ｄコンバータ１１−１，１１−２に入力される信号レベルが最適なレベルとなるように動作することでダイナミックレンジが確保できる。
【００１６】
Ａ／Ｄコンバータ１１−１，１１−２でデジタル信号に変換された信号は、デジタル処理部１２に入力され、ベースバンド処理部１３で符号再生等の処理がなされる。
【００１７】
次に、ＤＣオフセット補償動作について説明する。
【００１８】
Ａ／Ｄコンバータ１１−１，１１−２でデジタル信号に変換されたＩ，Ｑ信号からオフセット制御部１４に信号が伝達される。ここでは、オフセットを検出しオフセットをキャンセルするＤＣ電圧を与えるために、Ｄ／Ａコンバータ１６−１、１６−２を制御してＤＣ電圧を発生させ、加算器７−１，７−２に入力される。加算器７−１，７−２に入力されたＤＣ電圧によりオフセットが補正され、適正なＩ，Ｑ信号が得られる。
【００１９】
同時にベースバンド処理部１３では復調動作をすると共に、入力レベルを検出し、フェージング等で変動する入力レベルを一定に保つためにＡＧＣ制御部１５においてＡＧＣアンプ１０−１，１０−２のゲインを制御するためにＤ／Ａコンバータ１７を動作させる。
【００２０】
このとき、ＡＧＣを動作させると入力のオフセット電圧も変動する。そこで、ＡＧＣが制御を行う場合に制御信号をオフセット制御部１４に送り、これにより、ＡＧＣ制御ゲインに対応したオフセット値を予め算出（測定）しておき、ＡＧＣ制御部１５と同時にオフセット制御部１４も動作させオフセット制御電圧を変動させる。
【００２１】
オフセット電圧は周囲環境や部品のばらつき等により必ず同じ値にはならないがＡＧＣ変動により変化したオフセット電圧は比較的近い値となり、次にオフセットを制御する場合に検出時間、制御時間が短縮できる。
【００２２】
これにより、ＡＧＣ変動によるＤＣオフセット補正の時間を最小にでき受信特性劣化の影響を無くすことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ＡＧＣ制御時のＤＣオフセット変動を予め予測（測定）しておくことでＡＧＣ制御値に対応したＤＣオフセット量をＡＧＣ制御と同時に動作させることで、次のＤＣオフセット制御にかかる時間を短縮することができ，受信特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイレクトコンバージョン受信機の実施例の構成図である。
【図２】従来のダイレクトコンバージョン受信機の構成図である。
【符号の説明】
１：アンテナ、２：バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３：ＲＦ増幅器、４：分配器、５：直交復調器、６−１，６−２：ミキサ、７−１，７−２：加算器、８，３４：９０度移相器、９−１，９−２：ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１０−１，１０−２：ＡＧＣアンプ、１１−１，１１−２：Ａ／Ｄコンバータ、１２：デジタル処理部、１３：ベースバンド処理部、１４：ＤＣオフセット制御部、１５：ＡＧＣ制御部、１６−１，１６−２，１７：Ｄ／Ａコンバータ、１８：ＰＬＬ周波数シンセサイザ、３０：アンテナ、３１：ＲＦ増幅器、３２−１，３２−２：ミキサ、３３：局部発振器、３５−１，３５−２：ＬＰＦ、３６−１，３６−２：増幅器、３７−１，３７−２：Ａ／Ｄ変換器、３８−１，３８−２：Ｄ／Ａ変換器、３９：データ処理回路。
Claims (1)
- 受信した無線周波数信号を帯域制限，増幅，周波数変換するアナログ信号処理部と、このアナログ信号処理部の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、入力信号のレベルを一定に保つ機能および入力信号のＤＣオフセットを制御する機能およびデジタル信号を処理する機能を有するデジタル処理部を備え、入力レベルを一定に保つために前記ＡＧＣ機能が動作した時に、回路内部で発生しているＤＣオフセットの変動分をあらかじめ測定しておき、前記デジタル処理部においてＤＣオフセットの補正をＡＧＣ動作と同時に動作させることを特徴とするダイレクトコンバージョン受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003071367A JP2004282426A (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | ダイレクトコンバージョン受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003071367A JP2004282426A (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | ダイレクトコンバージョン受信機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004282426A true JP2004282426A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33287821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003071367A Pending JP2004282426A (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | ダイレクトコンバージョン受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004282426A (ja) |
-
2003
- 2003-03-17 JP JP2003071367A patent/JP2004282426A/ja active Pending
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