JP2012028918A - Receiver, program and method using under-sampling which eliminates image signal - Google Patents

Receiver, program and method using under-sampling which eliminates image signal Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a receiver, a program and a method which can maintain a sampling frequency of an A/D converter at a low level by under-sampling and prevent waveform quality of input signals from being degraded by image signals generated by IQ mismatches.SOLUTION: The receiver has a quadrature demodulator converting a RF band signal into complex IF band signal, the A/D converter and a digital signal processor unit, and also has a switch unit controlled for passing each RF band signal. The digital signal processor unit extracts a desired signal and an image signal of the RF band signal, and calculates a correction coefficient of the image signal for each band signal. Then, the digital signal processor unit multiplies a complex conjugate signal in the image signal by the correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on a frequency axis of the desired signal, and substrates the multiplied signal from the desired signal of the RF band signal.

Description

本発明は、複数のRF(Radio Frequency)帯域信号を同時に受信する、アンダーサンプリングを用いた受信機の技術に関する。   The present invention relates to a technique of a receiver using undersampling that simultaneously receives a plurality of RF (Radio Frequency) band signals.

近年、無線通信規格の発展に伴って、通信の大容量化が進んできている。特に、IMT-Advancedによれば、静止時に1Gbps、移動時でも数百Mbpsの伝送レートを達成することが目標とされている。この目標を達成するためには、周波数帯域幅が、100MHz程度、必要と考えられている。しかしながら、周波数リソースは既に逼迫しており、連続的な広帯域を一括で確保することは、非常に困難となっている。   In recent years, with the development of wireless communication standards, communication capacity has been increased. In particular, according to IMT-Advanced, the goal is to achieve a transmission rate of 1 Gbps when stationary and several hundred Mbps even when moving. In order to achieve this goal, a frequency bandwidth of about 100 MHz is considered necessary. However, frequency resources are already tight, and it is very difficult to secure a continuous broadband at once.

この問題を解決するため、スペクトラムアグリゲーションの技術がある。「スペクトラムアグリゲーション」とは、周波数帯域が互いに離れた複数の帯域を束ねて同時に送信する技術である。この技術によれば、複数の帯域を同時に利用することによって、広い周波数帯域を確保することができる。   In order to solve this problem, there is a spectrum aggregation technique. “Spectrum aggregation” is a technique in which a plurality of bands whose frequency bands are separated from each other are bundled and transmitted simultaneously. According to this technique, a wide frequency band can be secured by using a plurality of bands simultaneously.

また、コグニティブ無線技術の分野によれば、複数の異なる通信システムを同時に組み合わせた通信回線を、ユーザに提供する技術が検討されている。この技術の場合にも、無線機は、複数の異なるRF帯域信号を同時に受信する必要がある。   Further, according to the field of cognitive radio technology, a technology for providing a user with a communication line in which a plurality of different communication systems are combined is being studied. In the case of this technology, the radio device needs to simultaneously receive a plurality of different RF band signals.

複数のRF帯域信号を同時に受信するには、RF帯域信号毎にそれぞれ、受信回路を備える場合が多い。この場合、コストが増加し、且つ、回路サイズが増大するという問題がある。これに対し、受信機の直交復調器の後段回路を共通化し、複数のRF帯域信号を同時に受信する技術がある(例えば特許文献1参照)。   In order to simultaneously receive a plurality of RF band signals, a receiving circuit is often provided for each RF band signal. In this case, there are problems that the cost increases and the circuit size increases. On the other hand, there is a technique in which a post-stage circuit of a quadrature demodulator of a receiver is shared and a plurality of RF band signals are received simultaneously (see, for example, Patent Document 1).

図1は、従来技術における受信機の機能構成図である。   FIG. 1 is a functional configuration diagram of a receiver in the prior art.

図1によれば、3つのRF帯域信号を一括してサンプリングする受信機1が表されている(例えば特許文献1参照)。3つのアンテナ10によって受信された各RF帯域信号は、システム帯域毎の帯域通過フィルタ(BPF:Band Pass Filter)11によって、不要な周波数成分が除去される。次に、その信号は、低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)12によって増幅される。増幅された3つのRF帯域信号は、合成器13によって合成される。合成されたRF帯域信号は、周波数変換機能としての直交復調器14に入力される。   FIG. 1 shows a receiver 1 that collectively samples three RF band signals (see, for example, Patent Document 1). Unnecessary frequency components are removed from each RF band signal received by the three antennas 10 by a band pass filter (BPF: Band Pass Filter) 11 for each system band. Next, the signal is amplified by a low noise amplifier (LNA) 12. The three amplified RF band signals are synthesized by the synthesizer 13. The synthesized RF band signal is input to the quadrature demodulator 14 as a frequency conversion function.

直交復調器(乗算器)14は、単一の局部周波数発振器140から出力される局部発振周波数f(正弦波)に基づいて、RF帯域をIF(Intermediate Frequency、中間周波数)帯域へ変換する。直交復調器14から出力される複素IF信号は、第1のRF信号の中心周波数FR1と局部発振周波数fとにおける和と差の周波数成分を持つ信号と、第2のRF信号の中心周波数FR2と局部発振周波数fとにおける和と差の周波数成分を持つ信号と、第3のRF信号の中心周波数FR3と局部発振周波数fとにおける和と差の周波数成分を持つ信号とを含む。 The quadrature demodulator (multiplier) 14 converts the RF band into an IF (Intermediate Frequency) band based on the local oscillation frequency f (sine wave) output from the single local frequency oscillator 140. The complex IF signal output from the quadrature demodulator 14 includes a signal having a frequency component of the sum and difference between the center frequency F R1 of the first RF signal and the local oscillation frequency f, and the center frequency F of the second RF signal. A signal having a frequency component of the sum and difference between R2 and the local oscillation frequency f, and a signal having a frequency component of the sum and difference between the center frequency F R3 of the third RF signal and the local oscillation frequency f.

直交復調器14から出力された同相IF信号及び直交IF信号はそれぞれ、別個のIF帯域通過フィルタ15へ入力される。IF帯域通過フィルタ15は、IF信号に対して、和の周波数成分を持つ信号を除去する。そして、所定通過帯域のIF信号は、A/D変換器16に入力される。このとき、IF帯域通過フィルタとして、バンドパスフィルタを使用することも可能であり、複数のIF周波数を持つ場合には、それら複数のIF周波数の信号を通過させるマルチバンドパスフィルタを使用して所定帯域以外の信号を除去する。   The in-phase IF signal and the quadrature IF signal output from the quadrature demodulator 14 are respectively input to separate IF bandpass filters 15. The IF band pass filter 15 removes a signal having a sum frequency component from the IF signal. The IF signal in the predetermined pass band is input to the A / D converter 16. At this time, a band-pass filter can be used as the IF band-pass filter, and when there are a plurality of IF frequencies, a multi-band pass filter that passes signals of the plurality of IF frequencies is used. Remove signals outside the band.

A/D変換器16は、アンダーサンプリングによって一括して周波数変換を実行する。A/D変換器16のサンプリング周波数Fsは、サンプリングクロック生成部160から出力される。サンプリング周波数Fsは、プロセッサ部(CPU)17の指示に基づくものであって、アンダーサンプリング後の全ての希望信号のスペクトルが、互いに重ならないように適切に選択される。これによって、A/D変換器16から、Low-IF信号が出力される。そのLow-IF信号は、デジタルシグナルプロセッサ部18に入力される。   The A / D converter 16 performs frequency conversion collectively by undersampling. The sampling frequency Fs of the A / D converter 16 is output from the sampling clock generator 160. The sampling frequency Fs is based on an instruction from the processor unit (CPU) 17 and is appropriately selected so that the spectra of all desired signals after undersampling do not overlap each other. As a result, a Low-IF signal is output from the A / D converter 16. The Low-IF signal is input to the digital signal processor unit 18.

「アンダーサンプリング」とは、受信信号をナイキスト周波数よりも低い周波数でサンプリングすることにより、意図的にエイリアシングイメージを発生させ、高周波数搬送波を低周波数に変換する方法をいう。サンプリング周波数が低いので、受信機の処理能力を比較的低くできるが、折り返し雑音の影響を軽減するために、高性能のノイズ除去フィルタが必要となる。   “Undersampling” refers to a method of intentionally generating an aliasing image by sampling a received signal at a frequency lower than the Nyquist frequency and converting a high frequency carrier wave to a low frequency. Since the sampling frequency is low, the processing capability of the receiver can be relatively low, but a high-performance noise removal filter is required to reduce the influence of aliasing noise.

特開2010−11376号公報JP 2010-11376 A

Gye-Tae Gil、Young-Doo Kim、Lee, Y.H.、KoreaTelecom, Daejeon、「Non-Data-Aided Approach to I/Q Mismatch Compensation inLow-IF Receivers」、IEEE Transactions on signal processing, VOL. 55, NO. 7, JULY2007、[online]、[平成22年7月14日検索]、インターネット<URL:http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?url=http://ieeexplore.ieee.org/iel5/78/4244638/04244676.pdf%3Farnumber%3D4244676&authDecision=-203>Gye-Tae Gil, Young-Doo Kim, Lee, YH, KoreaTelecom, Daejeon, `` Non-Data-Aided Approach to I / Q Mismatch Compensation in Low-IF Receivers '', IEEE Transactions on signal processing, VOL. 55, NO. 7 , JULY2007, [online], [searched July 14, 2010], Internet <URL: http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?url=http://ieeexplore.ieee.org/ iel5 / 78/4244638 / 04244676.pdf% 3Farnumber% 3D4244676 & authDecision = -203>

図2は、RF帯域信号とイメージ信号とを表す説明図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an RF band signal and an image signal.

図2(a)によれば、A/D変換器のサンプリング周波数を高くした場合の説明図である。前述した従来技術における受信機の機能構成によれば、A/D変換器及びデジタル信号処理回路の省電力化を図るべく、A/D変換器のサンプリング周波数を低く抑えることが好ましい。ここで、複数のRF帯域信号を直接的にアンダーサンプリングする場合には、周波数軸上で希望信号が重ならないようにした上で、できるだけ低いサンプリング周波数を設定しなければならない。   FIG. 2A is an explanatory diagram when the sampling frequency of the A / D converter is increased. According to the functional configuration of the receiver in the prior art described above, it is preferable to keep the sampling frequency of the A / D converter low in order to save power in the A / D converter and the digital signal processing circuit. Here, when directly undersampling a plurality of RF band signals, it is necessary to set a sampling frequency as low as possible while preventing desired signals from overlapping on the frequency axis.

図2(b)によれば、アンダーサンプリングによる周波数変換後の信号が、周波数軸上の正負の領域で隣り合うように設定されている。即ち、周波数変換後の各信号の周波数の絶対値が、一部又は全てで等しくなる。これによって、サンプリング周波数を低く抑えることができる。   According to FIG.2 (b), the signal after the frequency conversion by undersampling is set so that it may adjoin in the positive / negative area | region on a frequency axis. That is, the absolute value of the frequency of each signal after frequency conversion becomes equal in part or all. As a result, the sampling frequency can be kept low.

しかしながら、受信回路のIQミスマッチによって生じるイメージ信号によって、RF帯域信号同士で互いに干渉し合う場合がある。このとき、受信信号の波形品質が劣化することとなる。   However, there are cases where RF band signals interfere with each other due to an image signal generated by IQ mismatch of the receiving circuit. At this time, the waveform quality of the received signal is degraded.

そこで、本発明は、アンダーサンプリングによってA/D変換器のサンプリング周波数を低く抑えると共に、IQミスマッチによって生じるイメージ信号による受信信号の波形品質の劣化を防ぐことができる受信機、プログラム及び方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a receiver, a program, and a method capable of suppressing the sampling frequency of the A / D converter to be low by undersampling and preventing deterioration of the waveform quality of the received signal due to an image signal caused by IQ mismatch. For the purpose.

本発明によれば、複数のRF(Radio Frequency)帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のRF帯域信号を合成する合成器と、合成されたRF帯域信号を複素IF帯域信号に変換する単一の直交復調器と、複素IF帯域信号を1つのサンプリング周波数Fsで一括してアンダーサンプリングするA/D変換器とを有する受信機において、
各アンテナと合成器との間で、1つのRF帯域信号のみを通過させるべく切替制御されるスイッチ部と、
A/D変換器から出力されたIF帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するデジタルシグナルプロセッサ部と
を有し、
デジタルシグナルプロセッサ部は、
希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
帯域信号毎に、IQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
RF帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と、して機能させることを特徴とする。
According to the present invention, an antenna that simultaneously receives a plurality of RF (Radio Frequency) band signals, a combiner that combines a plurality of RF band signals, and a single unit that converts the combined RF band signals into complex IF band signals. In the receiver having the quadrature demodulator and the A / D converter that collectively undersamples the complex IF band signal at one sampling frequency Fs,
A switch unit that is switch-controlled to pass only one RF band signal between each antenna and the combiner;
A digital signal processor for extracting a desired signal from which an image signal has been removed from an IF band signal output from an A / D converter;
Digital signal processor
A quadrature demodulating means for extracting a desired signal and an image signal which is positive and negative on the frequency axis with respect to the desired signal;
Correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient of an image signal based on IQ mismatch for each band signal;
Complex conjugate arithmetic means for outputting a complex conjugate signal in the image signal;
Correction coefficient multiplication means for multiplying the complex conjugate signal by the correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal;
It is made to function as a subtraction means for subtracting a complex conjugate signal multiplied by a complex coefficient from a desired signal of an RF band signal.

本発明の受信機における他の実施形態によれば、デジタルシグナルプロセッサ部は、直交復調手段から出力された希望信号及びイメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることも好ましい。   According to another embodiment of the receiver of the present invention, the digital signal processor unit further causes the desired signal and the image signal output from the quadrature demodulation unit to further function as a band pass filter unit that filters only a desired band. It is also preferable.

本発明の受信機における他の実施形態によれば、複数のRF帯域信号を同時に受信する前に、スイッチ手段に対してRF帯域信号毎に順次、切替制御され、帯域信号毎の補正係数が算出されることも好ましい。   According to another embodiment of the receiver of the present invention, before a plurality of RF band signals are received simultaneously, switching is sequentially controlled for each RF band signal with respect to the switch means, and a correction coefficient for each band signal is calculated. It is also preferred that

本発明の受信機における他の実施形態によれば、スイッチ手段の前段に設けられた、試験信号の入力を切り替える試験信号スイッチと、試験信号スイッチに、試験信号を供給する試験信号発生部とを更に有することも好ましい。   According to another embodiment of the receiver of the present invention, the test signal switch for switching the input of the test signal provided in the previous stage of the switch means, and the test signal generator for supplying the test signal to the test signal switch are provided. It is also preferable to have it.

本発明によれば、複数のRF帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のRF帯域信号を合成する合成器と、合成されたRF帯域信号を複素IF帯域信号に変換する単一の直交復調器と、複素IF帯域信号を1つのサンプリング周波数Fsで一括してアンダーサンプリングするA/D変換器とを有する受信機に搭載されたデジタルシグナルプロセッサを機能させるプログラムにおいて、
受信機は、各アンテナと合成器との間で、1つのRF帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
デジタルシグナルプロセッサは、A/D変換器から出力されたIF帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するものであり、
希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
帯域信号毎に、IQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
RF帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と、して機能させることを特徴とする。
According to the present invention, an antenna that simultaneously receives a plurality of RF band signals, a combiner that combines the plurality of RF band signals, and a single quadrature demodulator that converts the combined RF band signal into a complex IF band signal. And a program for functioning a digital signal processor mounted on a receiver having an A / D converter that collectively undersamples a complex IF band signal at one sampling frequency Fs,
The receiver is switch-controlled to pass only one RF band signal between each antenna and the combiner,
The digital signal processor extracts the desired signal from which the image signal is removed from the IF band signal output from the A / D converter,
A quadrature demodulating means for extracting a desired signal and an image signal which is positive and negative on the frequency axis with respect to the desired signal;
Correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient of an image signal based on IQ mismatch for each band signal;
Complex conjugate arithmetic means for outputting a complex conjugate signal in the image signal;
Correction coefficient multiplication means for multiplying the complex conjugate signal by the correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal;
It is made to function as a subtraction means for subtracting a complex conjugate signal multiplied by a complex coefficient from a desired signal of an RF band signal.

本発明の受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラムにおける他の実施形態によれば、直交復調手段から出力された希望信号及びイメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることも好ましい。   According to another embodiment of the program for the digital signal processor of the receiver of the present invention, it further functions as a band pass filter means for filtering only a desired band with respect to a desired signal and an image signal output from the quadrature demodulation means. It is also preferable that

本発明の受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラムにおける他の実施形態によれば、複数のRF帯域信号を同時に受信する前に、スイッチ手段に対してRF帯域信号毎に順次、切替制御され、帯域信号毎の補正係数が算出されることも好ましい。   According to another embodiment of the program for the digital signal processor of the receiver of the present invention, before receiving a plurality of RF band signals at the same time, the switch means is sequentially switched and controlled for each RF band signal. It is also preferable that a correction coefficient for each signal is calculated.

本発明によれば、複数のRF帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のRF帯域信号を合成する合成器と、合成されたRF帯域信号を複素IF帯域信号に変換する単一の直交復調器と、複素IF帯域信号を1つのサンプリング周波数Fsで一括してアンダーサンプリングするA/D変換器とを有する受信機におけるデジタル信号処理方法において、
受信機は、各アンテナと合成器との間で、1つのRF帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
A/D変換器から出力されたIF帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するために、
希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する第1のステップと、
帯域信号毎に、IQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する第2のステップと、
イメージ信号における複素共役信号を出力する第3のステップと、
複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する第4のステップと、
RF帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する第5のステップとを有することを特徴とする。
According to the present invention, an antenna that simultaneously receives a plurality of RF band signals, a combiner that combines the plurality of RF band signals, and a single quadrature demodulator that converts the combined RF band signal into a complex IF band signal. And a digital signal processing method in a receiver having an A / D converter that collectively undersamples a complex IF band signal at one sampling frequency Fs,
The receiver is switch-controlled to pass only one RF band signal between each antenna and the combiner,
In order to extract the desired signal from which the image signal has been removed from the IF band signal output from the A / D converter,
A first step of extracting a desired signal and an image signal that is positive and negative on the frequency axis with respect to the desired signal;
A second step of calculating a correction coefficient of the image signal based on IQ mismatch for each band signal;
A third step of outputting a complex conjugate signal in the image signal;
A fourth step of multiplying the complex conjugate signal by a correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal;
And a fifth step of subtracting the complex conjugate signal multiplied by the complex coefficient from the desired signal of the RF band signal.

本発明の受信機、プログラム及び方法によれば、アンダーサンプリングによってA/D変換器のサンプリング周波数を低く抑えると共に、IQミスマッチによって生じるイメージ信号による受信信号の波形品質の劣化を防ぐことができる。   According to the receiver, program, and method of the present invention, the sampling frequency of the A / D converter can be kept low by undersampling, and deterioration of the waveform quality of the received signal due to the image signal caused by IQ mismatch can be prevented.

従来技術における受信機の機能構成図である。It is a functional block diagram of the receiver in a prior art. RF帯域信号とイメージ信号とを表す説明図である。It is explanatory drawing showing an RF band signal and an image signal. 本発明の受信機における機能構成図である。It is a functional block diagram in the receiver of this invention. 3つのRF帯域信号を表す説明図である。It is explanatory drawing showing three RF band signals. DSP内部の機能構成図である。It is a function block diagram inside DSP. 第1のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。It represents the complex signal sequence r n in the case where only the first RF band signal is passed. 第2のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。It represents the complex signal sequence r n in the case where only the second RF band signal is passed. 第3のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。It represents the complex signal sequence r n in the case where only the third RF band signal is passed. 試験信号発生器を用いた受信機の機能構成図である。It is a functional block diagram of the receiver using a test signal generator. 図6〜8とは異なるRF帯域信号の配置を表す説明図である。It is explanatory drawing showing arrangement | positioning of RF band signal different from FIGS. 図10に対応するDSP内部の機能構成図である。It is a function block diagram inside DSP corresponding to FIG. 第1のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。It represents the complex signal sequence r n in the case where only the first RF band signal is passed. 第2のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。It represents the complex signal sequence r n in the case where only the second RF band signal is passed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図3は、本発明の受信機における機能構成図である。   FIG. 3 is a functional configuration diagram of the receiver according to the present invention.

図3の受信機1は、図1と比較して、RF帯域信号毎に、低雑音増幅器(LNA)12と合成器13との間に、スイッチ21が設けられている。スイッチ21は、2入力1出力のものであって、第1の入力はLNA13に接続され、第2の入力は終端されている。また、スイッチ21の出力は、合成器13に接続される。尚、スイッチ21の入力ポートの切り替えは、プロセッサ17から制御される。3つのスイッチ21から出力されたRF帯域信号は、合成器13によって合成され、直交復調器14に入力される。   The receiver 1 of FIG. 3 is provided with a switch 21 between the low noise amplifier (LNA) 12 and the combiner 13 for each RF band signal, as compared with FIG. The switch 21 has two inputs and one output, and the first input is connected to the LNA 13 and the second input is terminated. The output of the switch 21 is connected to the combiner 13. Note that switching of the input port of the switch 21 is controlled by the processor 17. The RF band signals output from the three switches 21 are combined by the combiner 13 and input to the quadrature demodulator 14.

直交復調器14は、RF帯域信号をIF帯域信号へ周波数変換する。直交復調器14が局部発振周波数を乗算することによって生じる周波数成分の中で、和の周波数成分は、バンドパスフィルタ15によって除去される。これによって、A/D変換器16には、3つの帯域信号における、各帯域のキャリア周波数と局部発振周波数との差の中間周波数に周波数変換されたIF信号が入力される。   The quadrature demodulator 14 converts the frequency of the RF band signal into an IF band signal. Among the frequency components generated by the quadrature demodulator 14 multiplying the local oscillation frequency, the sum frequency component is removed by the band pass filter 15. As a result, the A / D converter 16 receives the IF signal frequency-converted to the intermediate frequency of the difference between the carrier frequency of each band and the local oscillation frequency in the three band signals.

図3によれば、プロセッサ17は、局部周波数発振器140の局部発振周波数と、A/D変換器16のサンプリング周波数とを調整する。これによって、アンダーサンプリングにおける周波数変換後のLow-IF帯域信号の周波数軸上の位置を調整する。尚、局部発振周波数とサンプリング周波数とは、図1における従来技術における設定と同じである。   According to FIG. 3, the processor 17 adjusts the local oscillation frequency of the local frequency oscillator 140 and the sampling frequency of the A / D converter 16. This adjusts the position on the frequency axis of the Low-IF band signal after frequency conversion in undersampling. The local oscillation frequency and the sampling frequency are the same as those set in the prior art in FIG.

図4は、3つのRF帯域信号を表す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing three RF band signals.

図4(a)によれば、例えば、RF帯域信号として、以下のキャリア周波数及び帯域幅が用いられているとする。
第1のRF帯域信号S1:キャリア周波数1442.5MHz、帯域幅5MHz
第2のRF帯域信号S2:キャリア周波数817.5MHz、 帯域幅5MHz
第3のRF帯域信号S3:キャリア周波数1930MHz、 帯域幅10MHz
According to FIG. 4A, for example, it is assumed that the following carrier frequency and bandwidth are used as the RF band signal.
First RF band signal S 1 : carrier frequency 1442.5 MHz, bandwidth 5 MHz
Second RF band signal S 2 : carrier frequency 817.5 MHz, bandwidth 5 MHz
Third RF band signal S 3 : carrier frequency 1930 MHz, bandwidth 10 MHz

また、前述した図3の構成によれば、以下のように設定されているとする。
局部発振周波数:1375MHz
A/D変換器のサンプリング周波数:20MHz
Low-IF帯における各帯域周波数:
fIF1=+7.5MHz
fIF2=+2.5MHz
fIF3=-5MHz
Further, according to the configuration of FIG. 3 described above, it is assumed that the following settings are made.
Local oscillation frequency: 1375MHz
A / D converter sampling frequency: 20 MHz
Each band frequency in Low-IF band:
fIF1 = + 7.5MHz
fIF2 = + 2.5MHz
fIF3 = -5MHz

図4(b)によれば、直交復調器におけるIQミスマッチの影響を受けた、各帯域信号のイメージ信号を表す。第1のRF帯域信号S1及び第2のRF帯域信号Sのイメージ信号は、第3のRF帯域信号Sに干渉している。また、第3のRF帯域信号Sのイメージ信号は、第1のRF帯域信号S1及び第2のRF帯域信号Sに干渉している。 FIG. 4B shows an image signal of each band signal affected by IQ mismatch in the quadrature demodulator. The image signals of the first RF band signal S 1 and the second RF band signal S 2 interfere with the third RF band signal S 3 . The third image signal of the RF band signal S 3 of the interfering first to RF band signals S 1 and the second RF band signal S 2.

図5は、DSP内部の機能構成図である。   FIG. 5 is a functional configuration diagram inside the DSP.

図5によれば、A/D変換器からの同相成分の入力系列をrIとし、A/D変換器からの直交成分の入力系列をrQとする。ここで、直交成分の入力系列をrQには、複素系列jを乗算する。そして、両入力系列rI及びをj×rQを合成し、複素信号系列rnを得る。
n=rI+j×rQ
According to FIG. 5, the input sequence of the in-phase component from the A / D converter is r I and the input sequence of the quadrature component from the A / D converter is r Q. Here, the input sequence of the orthogonal component to the r Q, multiplying the complex sequence j. Then, both the input sequence r I and synthesizing the j × r Q, to obtain a complex signal sequence r n.
r n = r I + j × r Q

図6は、第1のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。 Figure 6 shows the complex signal sequence r n in the case where only the first RF band signal is passed.

第1のRF帯域信号のスイッチ21のみをLNA側に接続し、他の帯域信号のスイッチ21を終端側に接続する。この制御は、プロセッサ17によって実行される。これによって、第1のRF帯域信号のみが通過した複素信号系列rnが入力される。ここで、複素信号系列rnは、第1のRF帯域信号S1と、そのイメージ信号S1'とを含む(図6(a)参照)。 Only the switch 21 for the first RF band signal is connected to the LNA side, and the switch 21 for the other band signal is connected to the termination side. This control is executed by the processor 17. Thus, complex signal sequence r n only the first RF band signal has passed is input. Here, the complex signal sequence r n, (see FIG. 6 (a)) including a first RF band signal S 1, and the image signal S 1 '.

第1の信号処理部は、直交復調部183と、帯域通過フィルタ184と、補正係数算出部185と、複素共役演算部186と、補正係数乗算部187と、減算部188とを有し、送信データ系列S1を出力する。これら機能構成部は、デジタルシグナルプロセッサに対するプログラムを実行することによって実現される。 The first signal processing unit includes an orthogonal demodulation unit 183, a band pass filter 184, a correction coefficient calculation unit 185, a complex conjugate calculation unit 186, a correction coefficient multiplication unit 187, and a subtraction unit 188. and it outputs the data series S 1. These functional components are realized by executing a program for the digital signal processor.

直交復調部183は、帯域信号の希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する。希望信号は、複素信号系列rnに乗算器によってe-j2πfIF1nTを乗算することによって得られる(T:サンプリング周波数20MHzの逆数、n:正の整数)(図6(b)参照)。また、イメージ信号は、複素信号系列rnに乗算器によってej2πfIF1nTを乗算することによって得られる(図6(c)参照)。 The orthogonal demodulator 183 extracts a desired signal of the band signal and an image signal that is positive / negative on the frequency axis with respect to the desired signal. Desired signal is obtained by multiplying the e -J2paifIF1nT by the multiplier into a complex signal sequence r n (T: inverse number of the sampling frequency 20 MHz, n: positive integer) (see Figure 6 (b)). The image signal is obtained by multiplying e J2paifIF1nT by the multiplier into a complex signal sequence r n (see Figure 6 (c)).

帯域通過フィルタ184は、直交復調部183から出力された希望信号及びイメージ信号それぞれに対して、例えば、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかける。ここで、ローパスフィルタの通過帯域幅は、正負の周波数を合わせた帯域幅を表す。正の周波数領域のみを見ると、通過帯域幅2.5MHzのローパスフィルタとなる。帯域通過フィルタ184から出力された希望信号はX1nと表され、イメージ信号はZ1nと表される。 The band pass filter 184 applies, for example, a low pass filter having a pass bandwidth of 5 MHz to each of the desired signal and the image signal output from the quadrature demodulation unit 183. Here, the pass bandwidth of the low-pass filter represents a bandwidth obtained by combining positive and negative frequencies. Looking only at the positive frequency region, it becomes a low-pass filter with a passband width of 2.5 MHz. The desired signal output from the band pass filter 184 is represented as X 1n and the image signal is represented as Z 1n .

補正係数算出部185は、RF帯域信号毎に、IQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する。補正係数は、X1n及びZ1nを用いて算出される。この計算方法は、既存技術として数多く提案されている。例えば、先行技術文献2によれば、X1n、Z1nのN個の入力系列(n=0,1,…,N-1)を用いて、以下のように補正係数α1を算出することができる。算出された補正係数α1は、保持される。

Figure 2012028918
The correction coefficient calculation unit 185 calculates the correction coefficient of the image signal based on the IQ mismatch for each RF band signal. The correction coefficient is calculated using X 1n and Z 1n . Many calculation methods have been proposed as existing technologies. For example, according to Prior Art Document 2, the correction coefficient α1 can be calculated as follows using N input sequences (n = 0, 1,..., N−1) of X 1n and Z 1n. it can. The calculated correction coefficient α 1 is held.
Figure 2012028918

複素共役演算部186は、イメージ信号における複素共役信号を出力する。複素共役(complex conjugation)とは、ある複素数に対し、その虚部の符号を入れ替えたものである。   The complex conjugate calculation unit 186 outputs a complex conjugate signal in the image signal. Complex conjugation is the exchange of the sign of the imaginary part of a complex number.

補正係数乗算部187は、複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された補正係数を、乗算する。ここでは、例えば、第1のRF帯域信号の希望信号の周波数軸上には、第3のRF帯域信号のイメージ信号が干渉している。そこで、第3のRF帯域信号の補正係数α3が、複素共役信号に乗算される。 The correction coefficient multiplication unit 187 multiplies the complex conjugate signal by the correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal. Here, for example, the image signal of the third RF band signal interferes on the frequency axis of the desired signal of the first RF band signal. Therefore, the complex conjugate signal is multiplied by the correction coefficient α 3 of the third RF band signal.

減算部188は、RF帯域信号の希望信号X1nから、複素係数が乗算されたZ1nの複素共役信号を減算する。減算後の信号は、第1のRF帯域信号における希望信号Sであって、他のRF帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。 The subtracting unit 188 subtracts the complex conjugate signal of Z 1n multiplied by the complex coefficient from the desired signal X 1n of the RF band signal. The signal after the subtraction is the desired signal S1 in the first RF band signal, and the image signal of the other RF band signal is removed.

図7は、第2のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。 Figure 7 represents a complex signal sequence r n in the case where only the second RF band signal is passed.

第2のRF帯域信号のスイッチ21のみをLNA側に接続し、他の帯域信号のスイッチ21を終端側に接続する。これによって、第2のRF帯域信号のみが通過した複素信号系列rnが入力される。ここで、複素信号系列rnは、第2のRF帯域信号Sと、そのイメージ信号S'とを含む(図7(a)参照)。 Only the switch 21 for the second RF band signal is connected to the LNA side, and the switch 21 for the other band signal is connected to the termination side. Thus, complex signal sequence r n only the second RF band signal has passed is input. Here, the complex signal sequence r n, (see FIG. 7 (a)) including a second RF band signal S 2, and the image signal S 2 '.

第2の信号処理部によれば、直交復調部183によって、希望信号は、複素信号系列rnにe-j2πfIF2nTを乗算することによって得られる(図7(b)参照)。また、イメージ信号は、複素信号系列rnにej2πfIF2nTを乗算することによって得られる(図7(c)参照)。 According to a second signal processing unit, the quadrature demodulator 183, the desired signal is obtained by multiplying the e -J2paifIF2nT the complex signal sequence r n (see FIG. 7 (b)). The image signal is obtained by multiplying the e J2paifIF2nT the complex signal sequence r n (see FIG. 7 (c)).

帯域通過フィルタ184は、直交復調部183から出力された希望信号及びイメージ信号それぞれに対して、例えば、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかける。帯域通過フィルタ184から出力された希望信号は、X2nと表され、帯域通過フィルタ184から出力されたイメージ信号は、Z2nと表される。 The band pass filter 184 applies, for example, a low pass filter having a pass bandwidth of 5 MHz to each of the desired signal and the image signal output from the quadrature demodulation unit 183. The desired signal output from the band pass filter 184 is represented as X 2n, and the image signal output from the band pass filter 184 is represented as Z 2n .

補正係数算出部185は、第2のRF帯域信号におけるIQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する。   The correction coefficient calculation unit 185 calculates the correction coefficient of the image signal based on the IQ mismatch in the second RF band signal.

複素共役演算部186は、イメージ信号における複素共役信号を出力する。ここでは、例えば、第2のRF帯域信号の希望信号の周波数軸上には、第3のRF帯域信号のイメージ信号が干渉している。そこで、補正係数乗算部187は、複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する第3のRF帯域信号について算出された補正係数α3を、乗算する。減算部188は、RF帯域信号の希望信号X2nから、複素係数が乗算されたZ2nの複素共役信号を減算する。減算後の信号は、第2のRF帯域信号における希望信号S2であって、他のRF帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。 The complex conjugate calculation unit 186 outputs a complex conjugate signal in the image signal. Here, for example, the image signal of the third RF band signal interferes on the frequency axis of the desired signal of the second RF band signal. Therefore, the correction coefficient multiplication unit 187 multiplies the complex conjugate signal by the correction coefficient α 3 calculated for the third RF band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal. The subtracting unit 188 subtracts the complex conjugate signal of Z 2n multiplied by the complex coefficient from the desired signal X 2n of the RF band signal. The signal after the subtraction is the desired signal S2 in the second RF band signal, and the image signal of the other RF band signal is removed.

図8は、第3のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。 Figure 8 represents a complex signal sequence r n in the case where only the third RF band signal is passed.

第3のRF帯域信号のスイッチ21のみをLNA側に接続し、他の帯域信号のスイッチ21を終端側に接続する。これによって、第3のRF帯域信号のみが通過した複素信号系列rnが入力される。ここで、複素信号系列rnは、第3のRF帯域信号S3と、そのイメージ信号S3'とを含む(図8(a)参照)。 Only the switch 21 for the third RF band signal is connected to the LNA side, and the switch 21 for the other band signal is connected to the termination side. Thus, complex signal sequence r n that only the third RF band signal has passed is input. Here, the complex signal sequence r n, (see FIG. 8 (a)) including a third RF band signal S 3, and the image signal S 3 '.

第3の信号処理部によれば、直交復調部183によって、希望信号は、複素信号系列rnにe-j2πfIF3nTを乗算することによって得られる(図7(b)参照)。また、イメージ信号は、複素信号系列rnにej2πfIF3nTを乗算することによって得られる(図7(c)参照)。 According to a third signal processing unit, the quadrature demodulator 183, the desired signal is obtained by multiplying the e -J2paifIF3nT the complex signal sequence r n (see FIG. 7 (b)). The image signal is obtained by multiplying the e J2paifIF3nT the complex signal sequence r n (see FIG. 7 (c)).

帯域通過フィルタ184は、直交復調部183から出力された希望信号及びイメージ信号それぞれに対して、所望帯域のみをフィルタリングする。例えば、通過帯域幅10MHzのローパスフィルタをかける。帯域通過フィルタ184から出力された希望信号は、X3nと表され、帯域通過フィルタ184から出力されたイメージ信号は、Z3nと表される。 The band pass filter 184 filters only the desired band for each of the desired signal and the image signal output from the quadrature demodulator 183. For example, a low pass filter with a pass bandwidth of 10 MHz is applied. The desired signal output from the band pass filter 184 is represented as X 3n, and the image signal output from the band pass filter 184 is represented as Z 3n .

補正係数算出部185は、第3のRF帯域信号におけるIQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する。   The correction coefficient calculation unit 185 calculates the correction coefficient of the image signal based on the IQ mismatch in the third RF band signal.

第3のRF帯域信号の希望信号の周波数軸上には、第1及び第2のRF帯域信号のイメージ信号が干渉している。そこで、第3の帯域信号の希望信号X3nから、以下の信号を減算する。
(1)複素信号系列rnにe-j2πfIF1nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号X1nにe-j2π(-fIF3-fIF1)nTを乗算して複素周波数変換した信号の複素共役信号に、補正係数α1を乗算した信号を減算する。
(2)複素信号系列rnにe-j2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号X2nにe-j2π(-fIF3-fIF2)nTを乗算して複素周波数変換した信号の複素共役信号に、補正係数α2を乗算した信号を更に減算する。
減算後の信号は、第3のRF帯域信号における希望信号S3であって、他のRF帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。
The image signals of the first and second RF band signals interfere on the frequency axis of the desired signal of the third RF band signal. Therefore, the following signal is subtracted from the desired signal X 3n of the third band signal.
(1) Complex frequency conversion is performed by multiplying the complex signal sequence r n by e −j2πfIF1nT , and the signal X 1n obtained by applying a low-pass filter with a 5 MHz pass bandwidth is multiplied by e −j2π (−fIF3−fIF1) nT to be complex. A signal obtained by multiplying the complex conjugate signal of the frequency-converted signal by the correction coefficient α 1 is subtracted.
(2) Complex signal sequence r n is multiplied by e −j2πfIF2nT to perform complex frequency conversion, and signal X 2n having a low-pass filter with a pass bandwidth of 5 MHz is multiplied by e −j2π (−fIF3−fIF2) nT to be complex. A signal obtained by multiplying the complex conjugate signal of the frequency converted signal by the correction coefficient α 2 is further subtracted.
The signal after the subtraction is the desired signal S 3 in the third RF band signal, and the image signal of the other RF band signal is removed.

前述したように、スイッチ部21に対してRF帯域信号毎に順次、切替制御することよって、補正係数α1、α2、α3が算出される。その後、複数のRF帯域信号を同時に受信し、デジタルシグナルプロセッサが第1〜第3の信号処理部を並列に実行することによって、イメージ信号が除去された希望信号S1、S2、S3が得られる。 As described above, the correction coefficients α 1 , α 2 , and α 3 are calculated by sequentially controlling the switch unit 21 for each RF band signal. Thereafter, a plurality of RF band signals are received simultaneously, and the digital signal processor executes the first to third signal processing units in parallel, whereby the desired signals S 1 , S 2 , S 3 from which the image signal has been removed are obtained. can get.

図9は、試験信号発生器を用いた受信機の機能構成図である。   FIG. 9 is a functional configuration diagram of a receiver using the test signal generator.

図9によれば、図3と比較して、スイッチ部21の前段に設けられた、試験信号の入力を切り替える試験信号スイッチ23と、試験信号スイッチ23に試験信号を供給する試験信号発生部22とを更に有する。一定の試験信号を、RF帯域信号として用いることによって、適切な補正係数を導出することができる。試験信号スイッチ23及び試験信号発生部22は、プロセッサ17から制御される。   According to FIG. 9, compared to FIG. 3, the test signal switch 23 that switches the input of the test signal, provided in the previous stage of the switch unit 21, and the test signal generator 22 that supplies the test signal to the test signal switch 23. It has further. By using a certain test signal as the RF band signal, an appropriate correction factor can be derived. The test signal switch 23 and the test signal generator 22 are controlled by the processor 17.

図10は、図6〜8とは異なるRF帯域信号の配置を表す説明図である。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing the arrangement of RF band signals different from those in FIGS.

図10によれば、例えば、RF帯域信号として、以下の帯域幅が用いられているとする。
第1のRF帯域信号S1:帯域幅15MHz
第2のRF帯域信号S2:帯域幅5MHz
Low-IF帯における各帯域周波数:
fIF1=-2.5MHz
fIF2=+7.5MHz
図10のように、アンダーサンプリング後の帯域信号が、周波数軸上の正と負の両方の領域に存在する。
According to FIG. 10, for example, it is assumed that the following bandwidth is used as the RF band signal.
First RF band signal S 1 : Bandwidth 15 MHz
Second RF band signal S 2 : bandwidth 5 MHz
Each band frequency in Low-IF band:
fIF1 = -2.5MHz
fIF2 = + 7.5MHz
As shown in FIG. 10, the band signal after undersampling exists in both positive and negative regions on the frequency axis.

図11は、図10に対応するDSP内部の機能構成図である。   FIG. 11 is a functional configuration diagram inside the DSP corresponding to FIG.

図12は、第1のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。 Figure 12 represents a complex signal sequence r n in the case where only the first RF band signal is passed.

第1のRF帯域信号に対する第1の信号処理部は、以下のように機能する。
(1)複素信号系列rnにe-j2πfIF1nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅15MHzのローパスフィルタをかけた信号X1nを得る。更に、その信号X1nにej2πfIF1nTを乗算して複素周波数変換する。この複素周波数変換後の信号から、同信号の複素共役信号に補正係数α1を乗算した信号を減算する。
(2)また、複素信号系列rnにe-j2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号X2nを得る。その信号X2nにe-j2πf0nTを乗算して複素周波数変換する。この複素周波数変換後の信号の複素共役信号に補正係数α2を乗算した信号を減算する。尚、f0=2.5MHzとする。
減算後の信号は、第1のRF帯域信号における希望信号Sであって、他のRF帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。
The first signal processing unit for the first RF band signal functions as follows.
(1) The complex signal sequence r n is multiplied by e −j2πfIF1nT to perform complex frequency conversion, and a signal X 1n obtained by applying a low-pass filter with a pass bandwidth of 15 MHz is obtained. Further, the signal X 1n is multiplied by ej2πfIF1nT to perform complex frequency conversion. A signal obtained by multiplying the complex conjugate signal of the signal by the correction coefficient α 1 is subtracted from the signal after the complex frequency conversion.
(2) Further, converts the complex frequency by multiplying e -J2paifIF2nT the complex signal sequence r n, to obtain a signal X 2n multiplied by the low-pass filter passband width 5 MHz. The signal X 2n is multiplied by e −j2πf0nT to perform complex frequency conversion. A signal obtained by multiplying the complex conjugate signal of the signal after the complex frequency conversion by the correction coefficient α 2 is subtracted. Note that f0 = 2.5 MHz.
The signal after the subtraction is the desired signal S1 in the first RF band signal, and the image signal of the other RF band signal is removed.

図13は、第2のRF帯域信号のみが通過された場合における複素信号系列rnを表す。 13 denotes a complex signal sequence r n in the case where only the second RF band signal is passed.

第2のRF帯域信号に対する第2の信号処理部は、以下のように機能する。
(1)複素信号系列rnにe-j2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号X2nを得る。
(2)複素信号系列rnにej2πfIF2nTを乗算して複素周波数変換し、通過帯域幅5MHzのローパスフィルタをかけた信号Z2nの複素共役信号に補正係数α1を乗算した信号を減算する。
減算後の信号は、第2のRF帯域信号における希望信号Sであって、他のRF帯域信号のイメージ信号が除去されたものである。
The second signal processing unit for the second RF band signal functions as follows.
(1) The complex signal sequence r n is multiplied by e −j2πfIF2nT to perform complex frequency conversion, and a signal X 2n obtained by applying a low-pass filter with a pass bandwidth of 5 MHz is obtained.
(2) by multiplying e J2paifIF2nT the complex signal sequence r n and the complex frequency conversion, and subtracts a signal obtained by multiplying the correction coefficient alpha 1 to the complex conjugate signal of the signal Z 2n multiplied by the low-pass filter passband width 5 MHz.
The signal after the subtraction is the desired signal S2 in the second RF band signal, and the image signal of the other RF band signal is removed.

以上、詳細に説明したように、本発明の受信機、プログラム及び方法によれば、アンダーサンプリングによってA/D変換器のサンプリング周波数を低く抑えると共に、IQミスマッチによって生じるイメージ信号による受信信号の波形品質の劣化を防ぐことができる。   As described above in detail, according to the receiver, program and method of the present invention, the sampling frequency of the A / D converter is kept low by undersampling, and the waveform quality of the received signal due to the image signal caused by IQ mismatch. Can be prevented.

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。   Various changes, modifications, and omissions of the above-described various embodiments of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.

1 受信機
10 アンテナ
11 RF帯域用の帯域通過フィルタ、RF−BPF
12 低雑音増幅器、LNA
13 合成器
14 直交復調器
140 局部周波数発振器
15 IF帯域用の帯域通過フィルタ、IF−BPF
16 A/D変換器
160 サンプリングクロック生成器
17 プロセッサ部
18 DSP部、デジタルシグナルプロセッサ部
181 乗算部
182 合成部
183 直交復調部
184 帯域通過フィルタ
185 補正係数算出部
186 複素共役演算部
187 補正係数乗算部
188 減算部
21 スイッチ部
22 試験信号スイッチ部
23 試験信号発生器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Receiver 10 Antenna 11 Band pass filter for RF band, RF-BPF
12 Low noise amplifier, LNA
13 Synthesizer 14 Quadrature Demodulator 140 Local Frequency Oscillator 15 Bandpass Filter for IF Band, IF-BPF
16 A / D converter 160 Sampling clock generator 17 Processor unit 18 DSP unit, digital signal processor unit 181 Multiplying unit 182 Combining unit 183 Orthogonal demodulating unit 184 Band pass filter 185 Correction coefficient calculation unit 186 Complex conjugate arithmetic unit 187 Correction coefficient multiplication Section 188 Subtraction section 21 Switch section 22 Test signal switch section 23 Test signal generator

Claims (8)

複数のRF(Radio Frequency)帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のRF帯域信号を合成する合成器と、合成されたRF帯域信号を複素IF帯域信号に変換する単一の直交復調器と、前記複素IF帯域信号を1つのサンプリング周波数Fsで一括してアンダーサンプリングするA/D変換器とを有する受信機において、
各アンテナと前記合成器との間で、1つのRF帯域信号のみを通過させるべく切替制御されるスイッチ部と、
前記A/D変換器から出力されたIF帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するデジタルシグナルプロセッサ部と
を有し、
前記デジタルシグナルプロセッサ部は、
前記希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
前記帯域信号毎に、IQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
前記複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された前記補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
前記RF帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と
をして機能させることを特徴とする受信機。
An antenna that simultaneously receives a plurality of RF (Radio Frequency) band signals, a synthesizer that synthesizes a plurality of RF band signals, a single quadrature demodulator that converts the synthesized RF band signals into complex IF band signals, In a receiver having an A / D converter that collectively undersamples the complex IF band signal at one sampling frequency Fs,
A switch unit that is switch-controlled to pass only one RF band signal between each antenna and the combiner;
A digital signal processor for extracting a desired signal from which an image signal has been removed from an IF band signal output from the A / D converter;
The digital signal processor unit is
Quadrature demodulation means for extracting the desired signal and an image signal that is positive and negative on the frequency axis with respect to the desired signal;
Correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient of an image signal based on IQ mismatch for each band signal;
Complex conjugate calculation means for outputting a complex conjugate signal in the image signal;
Correction coefficient multiplication means for multiplying the complex conjugate signal by the correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal;
A receiver which functions as subtraction means for subtracting a complex conjugate signal multiplied by a complex coefficient from a desired signal of the RF band signal.
前記デジタルシグナルプロセッサ部は、前記直交復調手段から出力された前記希望信号及び前記イメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることを特徴とする請求項1に記載の受信機。   The said digital signal processor part is further made to function as a bandpass filter means which filters only a desired band with respect to the said desired signal and the said image signal output from the said orthogonal demodulation means. Receiver. 複数のRF帯域信号を同時に受信する前に、前記スイッチ手段に対してRF帯域信号毎に順次、切替制御され、前記帯域信号毎の補正係数が算出されることを特徴とする請求項1又は2に記載の受信機。   3. The correction coefficient for each band signal is calculated by sequentially switching the RF signal for each RF band signal before receiving a plurality of RF band signals simultaneously. As described in the receiver. 前記スイッチ手段の前段に設けられた、試験信号の入力を切り替える試験信号スイッチと、
前記試験信号スイッチに、試験信号を供給する試験信号発生部と
を更に有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の受信機。
A test signal switch for switching the input of the test signal, provided in the previous stage of the switch means;
The receiver according to any one of claims 1 to 3, further comprising a test signal generator for supplying a test signal to the test signal switch.
複数のRF帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のRF帯域信号を合成する合成器と、合成されたRF帯域信号を複素IF帯域信号に変換する単一の直交復調器と、前記複素IF帯域信号を1つのサンプリング周波数Fsで一括してアンダーサンプリングするA/D変換器とを有する受信機に搭載されたデジタルシグナルプロセッサを機能させるプログラムにおいて、
前記受信機は、各アンテナと前記合成器との間で、1つのRF帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
前記デジタルシグナルプロセッサは、前記A/D変換器から出力されたIF帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するものであり、
前記希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する直交復調手段と、
前記帯域信号毎に、IQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記イメージ信号における複素共役信号を出力する複素共役演算手段と、
前記複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された前記補正係数を、乗算する補正係数乗算手段と、
前記RF帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する減算手段と
をして機能させることを特徴とする受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラム。
An antenna that simultaneously receives a plurality of RF band signals, a combiner that combines the plurality of RF band signals, a single quadrature demodulator that converts the combined RF band signal into a complex IF band signal, and the complex IF band In a program for functioning a digital signal processor mounted on a receiver having an A / D converter that undersamples signals at a single sampling frequency Fs at a time,
The receiver is switch-controlled to pass only one RF band signal between each antenna and the combiner,
The digital signal processor extracts a desired signal from which an image signal is removed from an IF band signal output from the A / D converter,
Quadrature demodulation means for extracting the desired signal and an image signal that is positive and negative on the frequency axis with respect to the desired signal;
Correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient of an image signal based on IQ mismatch for each band signal;
Complex conjugate calculation means for outputting a complex conjugate signal in the image signal;
Correction coefficient multiplication means for multiplying the complex conjugate signal by the correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal;
A program for a digital signal processor of a receiver, which functions as subtraction means for subtracting a complex conjugate signal multiplied by a complex coefficient from a desired signal of the RF band signal.
前記直交復調手段から出力された前記希望信号及び前記イメージ信号に対して、所望帯域のみをフィルタリングする帯域通過フィルタ手段として更に機能させることを特徴とする請求項5に記載の受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラム。   6. The digital signal processor of a receiver according to claim 5, wherein said desired signal and said image signal output from said quadrature demodulating means are further functioned as band pass filter means for filtering only a desired band. Program. 複数のRF帯域信号を同時に受信する前に、前記スイッチ手段に対してRF帯域信号毎に順次、切替制御され、前記帯域信号毎の補正係数が算出されることを特徴とする請求項5又は6に記載の受信機のデジタルシグナルプロセッサ用のプログラム。   7. The correction coefficient for each band signal is calculated by sequentially controlling the switch means for each RF band signal before simultaneously receiving a plurality of RF band signals. A program for the digital signal processor of the receiver described in 1. 複数のRF帯域信号を同時に受信するアンテナと、複数のRF帯域信号を合成する合成器と、合成されたRF帯域信号を複素IF帯域信号に変換する単一の直交復調器と、前記複素IF帯域信号を1つのサンプリング周波数Fsで一括してアンダーサンプリングするA/D変換器とを有する受信機におけるデジタル信号処理方法において、
前記受信機は、各アンテナと前記合成器との間で、1つのRF帯域信号のみを通過させるべく切替制御されており、
前記A/D変換器から出力されたIF帯域信号から、イメージ信号を除去した希望信号を抽出するために、
前記希望信号と、該希望信号に対して周波数軸上で正負逆となるイメージ信号と抽出する第1のステップと、
前記帯域信号毎に、IQミスマッチに基づくイメージ信号の補正係数を算出する第2のステップと、
前記イメージ信号における複素共役信号を出力する第3のステップと、
前記複素共役信号に、当該希望信号の周波数軸上にあるイメージ信号に対応する他方の帯域信号について算出された前記補正係数を、乗算する第4のステップと、
前記RF帯域信号の希望信号から、複素係数が乗算された複素共役信号を減算する第5のステップと
を有することを特徴とする受信機のデジタル信号処理方法。
An antenna that simultaneously receives a plurality of RF band signals, a combiner that combines the plurality of RF band signals, a single quadrature demodulator that converts the combined RF band signal into a complex IF band signal, and the complex IF band In a digital signal processing method in a receiver having an A / D converter that collectively undersamples a signal at one sampling frequency Fs,
The receiver is switch-controlled to pass only one RF band signal between each antenna and the combiner,
In order to extract the desired signal from which the image signal has been removed from the IF band signal output from the A / D converter,
A first step of extracting the desired signal and an image signal that is positive and negative on the frequency axis with respect to the desired signal;
A second step of calculating a correction coefficient of the image signal based on IQ mismatch for each band signal;
A third step of outputting a complex conjugate signal in the image signal;
A fourth step of multiplying the complex conjugate signal by the correction coefficient calculated for the other band signal corresponding to the image signal on the frequency axis of the desired signal;
And a fifth step of subtracting a complex conjugate signal multiplied by a complex coefficient from a desired signal of the RF band signal.
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