JP2013131960A - Calibration control device, calibration signal generation device, orthogonal conversion device and demodulation device - Google Patents

Calibration control device, calibration signal generation device, orthogonal conversion device and demodulation device Download PDF

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Kazutoshi Kubo
和俊 久保
Masaho Kimura
公穂 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calibration control device, a calibration signal generation device, an orthogonal conversion device and a demodulation device which can be flexibly adapted to various input signals and stably maintain suitable performance and characteristics at high levels without significantly changing configurations.SOLUTION: A calibration control device for obtaining a frequency of a calibration signal to be overlapped on or alternative to two signals as a reference of compensation for deviation of both or one of orthogonality and a level of the two signals which are orthogonal to each other, includes frequency setting means for setting the frequency of the calibration signal for a frequency in a band in which a noise level is less than a predetermined value among bands to be occupied bands of the two signals.

Description

本発明は、互いに直交する2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差の補償の基準となる校正信号の周波数を求める校正制御装置と、その校正信号を生成する校正信号生成装置と、入力信号を互いに直交する2つの信号に変換してその直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差を補償する直交変換装置と、これらの2つの信号を復調する復調装置とに関する。   The present invention relates to a calibration control device for obtaining a frequency of a calibration signal which is a reference for compensation of deviation of either or both of the orthogonality and level of two signals orthogonal to each other, and a calibration signal generation for generating the calibration signal. An orthogonal transform device that converts an input signal into two signals orthogonal to each other and compensates for deviations in the degree of orthogonality and / or level, and a demodulator that demodulates these two signals .

ヘテロダイン検波方式やホモダイン検波方式が適用された伝送システムや通信システムにおいて、さまざまなニーズおよび制約の下で、受信波の周波数変換に先行してイメージ妨害波を除去するフィルタの省略や特性の簡素化が図られる受信端では、その周波数変換のために、イメージ波の抑圧比が高く設定可能なイメージリジェクション・ミキサが多く用いられる。
図3は、従来のイメージリジェクション・ミキサの構成例を示す図である。
In transmission systems and communication systems to which heterodyne detection or homodyne detection is applied, filters that eliminate image interference waves prior to frequency conversion of received waves and simplification of characteristics under various needs and restrictions At the receiving end where the image signal is received, an image rejection mixer that can set a high suppression ratio of the image wave is often used for the frequency conversion.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional image rejection mixer.

図において、受信波は、スイッチ31のブレーク接点に与えられ、そのスイッチ31の共通接点は、乗算器32i、32qの第一の入力に接続される。乗算器32iの出力は、縦続接続された低域フィルタ33iおよびA/D変換器34iを介して直交度補正部35の一方の入力に接続される。乗算器32qの出力は、縦続接続された低域フィルタ33qおよびA/D変換器34qを介して直交度補正部35の他方の入力に接続される。直交度補正部35の一方の出力は縦続接続された移相器36および可変利得増幅器37を介して加算器38の第一の入力および復調制御部39の第一の入力に接続される。直交度補正部35の他方の出力は遅延器40を介して加算器38の第二の入力および復調制御部39の第二の入力に接続される。加算器38の出力は、復調制御部39の第三の入力に接続される。復調制御部39の第一ないし第三の出力ポートは、それぞれ可変利得増幅器37、直交度補正分35およびスイッチ31の制御端子に接続される。復調制御部39のデジタル出力ポートは、縦続接続されたD/A変換器41および低域フィルタ42を介してスイッチ31のメーク接点に接続される。一方、乗算器32i、32qの第二の入力には移相器43の対応する出力が接続され、その移相器43の入力には局部発振器44の出力が接続される。   In the figure, the received wave is applied to the break contact of the switch 31, and the common contact of the switch 31 is connected to the first inputs of the multipliers 32i and 32q. The output of the multiplier 32i is connected to one input of the orthogonality correction unit 35 via a cascaded low-pass filter 33i and an A / D converter 34i. The output of the multiplier 32q is connected to the other input of the orthogonality correction unit 35 via the cascaded low-pass filter 33q and the A / D converter 34q. One output of the orthogonality correction unit 35 is connected to the first input of the adder 38 and the first input of the demodulation control unit 39 via the phase shifter 36 and the variable gain amplifier 37 connected in cascade. The other output of the orthogonality correction unit 35 is connected to the second input of the adder 38 and the second input of the demodulation control unit 39 via the delay unit 40. The output of the adder 38 is connected to the third input of the demodulation control unit 39. The first to third output ports of the demodulation control unit 39 are connected to the variable gain amplifier 37, the orthogonality correction component 35, and the control terminal of the switch 31, respectively. The digital output port of the demodulation control unit 39 is connected to the make contact of the switch 31 via the cascaded D / A converter 41 and the low-pass filter 42. On the other hand, the corresponding output of the phase shifter 43 is connected to the second input of the multipliers 32 i and 32 q, and the output of the local oscillator 44 is connected to the input of the phase shifter 43.

このような構成のイメージリジェクション・ミキサでは、局部発振器44は、受信波の周波数frに適した値に予め設定された周波数f の局発信号を生成する。移相器43は、その局発信号を互いに直交した位相の局発信号Li、Lqに変換し、乗算器32i、32qにそれぞれ与える。 In the image rejection mixer having such a configuration, the local oscillator 44 generates a local oscillation signal having a frequency f L set in advance to a value suitable for the frequency fr of the received wave. The phase shifter 43 converts the local oscillation signal into local oscillation signals Li and Lq having phases orthogonal to each other, and supplies the signals to the multipliers 32i and 32q, respectively.

スイッチ31は、復調制御部39の配下で、乗算器32i、32qに上記受信波を引き渡す。   The switch 31 delivers the received wave to the multipliers 32 i and 32 q under the control of the demodulation control unit 39.

これらの乗算器32i、32qは、このようにして引き渡された受信波を上記局発信号Li、Lqに基づいてそれぞれダウンコンバートすることにより、中間周波信号IFi、IFqに変換する。   These multipliers 32i and 32q convert the received waves delivered in this way into intermediate frequency signals IFi and IFq by down-converting them based on the local signals Li and Lq, respectively.

これらの中間周波信号IFi、IFqは、それぞれ(低域フィルタ33i,A/D変換器34i)、(低域フィルタ33q,A/D変換器34q)を介して直交度補正部35に引き渡される。直交度補正部35は、後述するように、これらの中間周波信号IFi、IFqの直交度を補償することにより、中間周波信号IFi′、IFq′を生成する。   These intermediate frequency signals IFi and IFq are delivered to the orthogonality correction unit 35 via (low-pass filter 33i, A / D converter 34i) and (low-pass filter 33q, A / D converter 34q), respectively. As will be described later, the orthogonality correction unit 35 compensates for the orthogonality of these intermediate frequency signals IFi and IFq to generate intermediate frequency signals IFi ′ and IFq ′.

上記中間周波信号IFi′は、移相器36によって(π/2)ラジアン移相された後、可変利得増幅器37を介して加算器38および復調制御部39に引き渡される。また、上記中間周波信号IFq′は、遅延器40によって遅延(移相器36および可変利得増幅器37の伝搬遅延時間の和に等しい。)が与えられた後、加算器38および復調制御部39に引き渡される。   The intermediate frequency signal IFi ′ is phase-shifted by (π / 2) radians by the phase shifter 36 and then delivered to the adder 38 and the demodulation control unit 39 via the variable gain amplifier 37. Further, the intermediate frequency signal IFq ′ is given a delay (equal to the sum of propagation delay times of the phase shifter 36 and the variable gain amplifier 37) by the delay device 40, and then to the adder 38 and the demodulation control unit 39. Delivered.

復調制御部39は、このようにして可変利得増幅器37の出力と遅延器40の出力とからそれぞれ与えられる2つの中間周波信号を直交復調(以下、「復調処理」という。) することにより、受信波に含まれる伝送情報を復元する。   The demodulation control unit 39 performs reception by performing quadrature demodulation (hereinafter referred to as “demodulation processing”) of the two intermediate frequency signals respectively given from the output of the variable gain amplifier 37 and the output of the delay device 40 in this way. Restore the transmission information contained in the wave.

また、復調制御部39は、図3に示すイメージリジェクション・ミキサが備えられた通信装置で行われるべき通信制御(チャネル制御や呼設定が含まれてもよい。)の手順に基づいて決定される期間に、次の処理(以下、「キャリブレーション処理」という。)を行う。   Further, the demodulation control unit 39 is determined based on the procedure of communication control (channel control and call setting may be included) to be performed by the communication apparatus provided with the image rejection mixer shown in FIG. The following processing (hereinafter referred to as “calibration processing”) is performed during the period.

(1) 復調処理を中断する。
(2) 上記中間周波信号IFi、IFqの直交度およびレベルの偏差を圧縮するキャリブレーションのために、受信波に代えて適用されるべきキャリブレーション信号を生成し、D/A変換器41および低域フィルタ42を介してスイッチ31のメーク接点に与える。
(1) Stop the demodulation process.
(2) For calibration to compress the orthogonality and level deviation of the intermediate frequency signals IFi and IFq, a calibration signal to be applied instead of the received wave is generated, and the D / A converter 41 and the low frequency The signal is applied to the make contact of the switch 31 through the pass filter 42.

(3) スイッチ31の共通接点をブレーク接点に代えてメーク接点に接続することにより、上記キャリブレーション信号を乗算器32i、32qに与える。なお、このようなキャリブレーション信号は、既述の受信波と同様に直交する2つの信号に変換された後に、直交度補正部35を介し、さらに、それぞれ移相器36および可変利得増幅器37と、遅延器40とを介して復調制御部39および加算器38にキャリブレーション信号Smi、Smqとして引き渡される。 (3) The calibration signal is supplied to the multipliers 32i and 32q by connecting the common contact of the switch 31 to the make contact instead of the break contact. Such a calibration signal is converted into two signals orthogonal to each other in the same manner as the received wave described above, and further, via the orthogonality correction unit 35, and further to the phase shifter 36 and the variable gain amplifier 37, respectively. The calibration signals Smi and Smq are delivered to the demodulation control unit 39 and the adder 38 via the delay unit 40.

(4) 加算器38によって求められたキャリブレーション信号Sci、Scqの和(以下、「和信号」という。)の周波数解析を行う。 (4) Frequency analysis of the sum of calibration signals Sci and Scq (hereinafter referred to as “sum signal”) obtained by the adder 38 is performed.

(5) その周波数解析の結果に含まれる上記キャリブレーション信号の周波数成分のレベルを最小とする自動制御や適応アルゴリズムに基づいて、直交度補正部35と可変利得増幅器37とに、これらのキャリブレーション信号Sci、Scqの間における位相の差とレベルの差とのそれぞれの補正に適用されるべき移相量Δφと利得偏差Δaとを与える。 (5) Based on automatic control or an adaptive algorithm that minimizes the level of the frequency component of the calibration signal included in the result of the frequency analysis, the orthogonality correction unit 35 and the variable gain amplifier 37 perform these calibrations. A phase shift amount Δφ and a gain deviation Δa to be applied to correct each of the phase difference and the level difference between the signals Sci and Scq are given.

(6) 上記期間に亘って既述の処理(1)〜(5)を所定の頻度(周期)で行った後、これらの処理を中断し、かつスイッチ31の共通接点をブレーク接点に接続することにより、通常の復調処理を再開する。 (6) After performing the above-described processes (1) to (5) at a predetermined frequency (cycle) over the above period, these processes are interrupted, and the common contact of the switch 31 is connected to the break contact. Thus, normal demodulation processing is resumed.

すなわち、復調制御部39によって行われる復調処理は、乗算器32iの入力から低域フィルタ33i、A/D変換器34i、直交度補正部35、移相器36および可変利得増幅器37を介して復調制御部39の第一の入力に至る区間と、乗算器32qの入力から低域フィルタ33q、A/D変換器34q、直交度補正部35および遅延器40を介して復調制御部39の第二の入力に至る区間とにおける移相量および利得の偏差が圧縮されつつ行われる。   That is, the demodulation processing performed by the demodulation control unit 39 is demodulated from the input of the multiplier 32 i via the low-pass filter 33 i, the A / D converter 34 i, the orthogonality correction unit 35, the phase shifter 36, and the variable gain amplifier 37. The interval leading to the first input of the control unit 39 and the second input of the demodulation control unit 39 from the input of the multiplier 32q via the low-pass filter 33q, the A / D converter 34q, the orthogonality correction unit 35, and the delay unit 40. The deviation of the amount of phase shift and the gain in the section leading to the input is performed while being compressed.

したがって、乗算器32i、32qの前段において受信波に対する帯域制限が必ずしも十分には行われない場合であっても、イメージ抑圧比は、例えば、70デシベル以上と高い値に安定に維持される。   Therefore, even when the band limitation on the received wave is not always sufficiently performed in the previous stage of the multipliers 32i and 32q, the image suppression ratio is stably maintained at a high value of, for example, 70 dB or more.

なお、本発明に関連する先行技術としては、以下に列記する特許文献1および特許文献2があった。
(1) 「高周波受信信号に対して第1の局部発振信号を乗じて当該高周波受信信号に含まれる第1及び第2の信号を中間周波信号に周波数変換する第1のミキサ回路と、高周波受信信号に対して前記第1の局部発振信号と90°位相差の第2の局部発振信号を乗じて前記第1及び第2の信号を中間周波信号に周波数変換する第2のミキサ回路と、前記第1及び第2のミキサ回路から中間周波信号を入力し、当該中間周波信号に含まれた第1の信号については前記第1及び第2のミキサ回路からの中間周波信号を同相へ移相し、第2の信号については前記第1及び第2のミキサ回路からの中間周波信号を逆相へ移相し、移相後の第1及び第2の信号を加算して第2の信号をキャンセルして第1の信号を取り出す中間周波フィルタと、前記第1及び第2の局部発振信号のうち一方の局部発振信号を反転させる反転回路と、通常受信動作時は反転させていない局部発振信号を第1又は第2のミキサ回路へ入力し、イメージリジェクション特性の校正時は前記反転回路で反転させた局部発振信号を対応する第1又は第2のミキサ回路へ入力するように切り替え制御されるスイッチ回路と、イメージリジェクション特性の校正時に、前記中間周波フィルタから出力される中間周波信号の信号レベルに応じて前記局部発振信号又は中間周波信号の位相及びゲインを調整する制御回路とを具備する」ことによって、「イメージリジェクション特性の校正機能を備えた受信装置のチップ面積を抑制する」点に特徴がある受信装置…特許文献1
In addition, there existed patent document 1 and patent document 2 which are listed below as prior art relevant to this invention.
(1) “a first mixer circuit that multiplies a high-frequency reception signal by a first local oscillation signal and converts the first and second signals contained in the high-frequency reception signal into an intermediate frequency signal; A second mixer circuit that multiplies the first local oscillation signal by a second local oscillation signal having a phase difference of 90 ° with respect to a signal and frequency-converts the first and second signals into an intermediate frequency signal; and An intermediate frequency signal is input from the first and second mixer circuits, and for the first signal included in the intermediate frequency signal, the intermediate frequency signals from the first and second mixer circuits are shifted in phase. For the second signal, the intermediate frequency signal from the first and second mixer circuits is phase-shifted, and the phase-shifted first and second signals are added to cancel the second signal. And an intermediate frequency filter for extracting the first signal, and the first and first filters When the image rejection characteristic is calibrated, an inversion circuit that inverts one of the local oscillation signals is input to the first or second mixer circuit during normal reception operation, and the local oscillation signal that has not been inverted is input to the first or second mixer circuit. Is output from the intermediate frequency filter when calibrating the image rejection characteristic and a switch circuit that is controlled to input the local oscillation signal inverted by the inverting circuit to the corresponding first or second mixer circuit. And a control circuit that adjusts the phase and gain of the local oscillation signal or the intermediate frequency signal according to the signal level of the intermediate frequency signal. Receiving device characterized in that "area is suppressed" ... Patent Document 1

(2) 「通信相手局から受信したRF信号をダウンコンバートする際に妨害波となるイメージ信号をキャンセルしてダウンコンバートした所望信号を抽出するイメージリジェクションミキサにおいて、前記RF信号を、2つのRF信号RF1,RF2に分配するRF分配手段と、ローカル信号を、互いに90゜の位相差を有する2つのローカル信号Lo1,Lo2に分配するローカル移相分配手段と前記RF信号RF1と、前記ローカル信号Lo1とを乗算する第1の乗算手段と、前記RF信号RF2と、前記ローカル信号Lo2とを乗算する第2の乗算手段と、前記第1の乗算手段の乗算結果の位相をα゜進ませる第1の移相手段と、前記第2の乗算手段の乗算結果の位相を90゜−α゜遅らせる第2の移相手段と、前記第1の移相手段の移相結果と、前記第2の移相手段の移相結果とを加算合成する加算手段と、前記第1の移相手段の移相結果から、前記第2の移相手段の移相結果を減算合成する減算手段と、前記RF信号に含まれる所望信号の周波数が前記ローカル信号の周波数より高い場合には、前記加算手段の加算結果を選択出力し、一方、前記RF信号に含まれる所望信号の周波数が前記ローカル信号の周波数より低い場合には、前記減算手段の減算結果を選択出力する信号切換手段とを具備する」ことによって「使用する2つの通信帯域がローカル信号周波数より高いものと低いもの場合でも、イメージ信号を除去したIF信号を得る」点に特徴があるイメージリジェクションミキサ…特許文献2 (2) In an image rejection mixer that cancels an image signal that becomes an interference wave when down-converting an RF signal received from a communication partner station and extracts a desired signal that has been down-converted, the RF signal is converted into two RF signals. RF distribution means for distributing the signals RF1 and RF2, local phase shift distribution means for distributing the local signal to two local signals Lo1 and Lo2 having a phase difference of 90 °, the RF signal RF1, and the local signal Lo1 First multiplying means for multiplying the RF signal RF2 and the local signal Lo2, and first for advancing the phase of the multiplication result of the first multiplying means by α °. Phase shifting means, second phase shifting means for delaying the phase of the multiplication result of the second multiplying means by 90 ° -α °, and phase shifting of the first phase shifting means An addition means for adding and combining the result and the phase shift result of the second phase shift means; and subtracting and combining the phase shift result of the second phase shift means from the phase shift result of the first phase shift means And a subtracting means for selecting and outputting the addition result of the adding means when the frequency of the desired signal included in the RF signal is higher than the frequency of the local signal, while the frequency of the desired signal included in the RF signal If the frequency is lower than the frequency of the local signal, the signal switching means for selectively outputting the subtraction result of the subtraction means is provided. However, the image rejection mixer is characterized in that an IF signal from which the image signal is removed is obtained ... Patent Document 2

特開2009−177392号公報JP 2009-177392 A 特開平11−355168号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-355168

ところで、図3に示すた従来のイメージリジェクションミキサでは、受信波が復調制御部39によって復調される通信中には、既述の移相量および利得の偏差は、変動しても圧縮されなかった。さらに、これらの偏差は、キャリブレーション信号Sci、Scqの周波数が一定であるため、これらのキャリブレーション信号Sci、Scqにレベルで外乱や雑音が大きなレベルで重畳する状態では、十分な精度で圧縮されない可能性が高かった。
また、このような移相量および利得の偏差の圧縮は、各部の特性が温度、電源電圧、経年等に応じて変化した場合には、十分な精度では達成され難かった。
By the way, in the conventional image rejection mixer shown in FIG. 3, during the communication in which the received wave is demodulated by the demodulation control unit 39, the above-described phase shift amount and gain deviation are not compressed even if they fluctuate. It was. Furthermore, since the frequencies of the calibration signals Sci and Scq are constant, these deviations are not compressed with sufficient accuracy in a state where disturbances and noises are superimposed on the calibration signals Sci and Scq at a large level. The possibility was high.
Further, such compression of the amount of phase shift and gain deviation is difficult to achieve with sufficient accuracy when the characteristics of each part change according to temperature, power supply voltage, aging, and the like.

本発明は、構成が大幅に変更されることなく、多様な入力信号に柔軟に適応して好適な性能および特性を安定に高く維持できる校正制御装置、校正信号生成装置、直交変換装置および復調装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a calibration control device, a calibration signal generation device, an orthogonal transformation device, and a demodulation device capable of flexibly adapting to various input signals and maintaining stable high performance and characteristics stably without changing the configuration. The purpose is to provide.

請求項1に記載の発明では、互いに直交する2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差の補償の基準として、前記2つの信号に重畳されまたは代替される校正信号の周波数を求める校正制御装置において、周波数設定手段は、前記2つの信号の占有帯域となり得る帯域の内、分布する雑音のレベルが既定の値未満である帯域内の周波数に、前記校正信号の周波数を設定する。   According to the first aspect of the present invention, the frequency of the calibration signal superimposed or replaced with the two signals is used as a reference for compensating the deviation of either or both of the orthogonality and the level of the two signals orthogonal to each other. In the calibration control apparatus, the frequency setting means sets the frequency of the calibration signal to a frequency within a band in which the level of distributed noise is less than a predetermined value among bands that can be occupied bands of the two signals. To do.

すなわち、校正信号の周波数は、雑音のレベルが既定の値未満である帯域の周波数に定常的に設定され、かつ維持される。   That is, the frequency of the calibration signal is constantly set and maintained at a frequency in a band where the noise level is less than a predetermined value.

請求項2に記載の発明では、互いに直交する2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差の補償の基準として、前記2つの信号に重畳されまたは代替される校正信号を生成する校正信号生成装置において、周波数設定手段は、前記2つの信号の占有帯域となり得る帯域の内、分布する雑音のレベルが既定の値未満である帯域内の周波数に、前記校正信号の周波数を設定する。   According to the second aspect of the present invention, a calibration signal that is superimposed or replaced with the two signals is generated as a reference for compensating for the deviation of either or both of the orthogonality and the level of the two signals orthogonal to each other. In the calibration signal generating apparatus, the frequency setting means sets the frequency of the calibration signal to a frequency within a band in which the level of distributed noise is less than a predetermined value among bands that can be occupied bands of the two signals. To do.

すなわち、校正信号の周波数は、雑音のレベルが既定の値未満である帯域の周波数に定常的に設定され、かつ維持される。   That is, the frequency of the calibration signal is constantly set and maintained at a frequency in a band where the noise level is less than a predetermined value.

請求項3に記載の発明では、入力信号を互いに直交する2つの信号に変換し、前記2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差を補償する直交変換装置において、濾波手段は、前記2つの信号の何れか一方と、前記2つの信号の合成波との何れかの帯域の内、外部から指示された帯域の成分を抽出する。   According to a third aspect of the present invention, in the orthogonal transformation device that converts the input signal into two signals orthogonal to each other and compensates for the deviation of either or both of the orthogonality and level of the two signals, the filtering means Extracts a component in a band instructed from the outside, in any band of either one of the two signals and a composite wave of the two signals.

このような成分は、上記2つの信号に重畳された雑音のレベルが高い帯域と低い帯域との何れからも、抽出可能である。   Such a component can be extracted from both the high and low bands of noise superimposed on the two signals.

請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の直交変換装置において、重畳手段は、前記濾波手段によって抽出された成分に基づいて生成された校正信号を前記入力信号に重畳する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the orthogonal transform device according to the third aspect, the superimposing unit superimposes the calibration signal generated based on the component extracted by the filtering unit on the input signal.

すなわち、校正信号は、入力信号と並行して与えられ、2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差の補償の基準として供される。   That is, the calibration signal is given in parallel with the input signal, and serves as a reference for compensating for the deviation of either or both of the orthogonality and level of the two signals.

請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の直交変換装置によって生成された2つの信号を復調する復調装置において、周波数設定手段は、前記直交変換装置に備えられた濾波手段の通過域を可変し、前記通過域の内、分布する雑音のレベルが既定の値以下である帯域内の周波数に、前記校正信号の周波数を設定する。   According to a fifth aspect of the present invention, in the demodulating device for demodulating two signals generated by the orthogonal transformation device according to the fourth aspect, the frequency setting means is a pass band of the filtering means provided in the orthogonal transformation device. And the frequency of the calibration signal is set to a frequency within a band in which the level of distributed noise is not more than a predetermined value in the passband.

すなわち、2つの信号の直交度やレベルは、入力信号と共に入力される雑音のレベルやスペクトルに柔軟に適応して精度よく補償される。   That is, the orthogonality and level of the two signals are flexibly adapted to the noise level and spectrum input together with the input signal and compensated with high accuracy.

本発明によれば、互いに直交する2つの信号の直交度およびレベルの偏差は、雑音によって無用に低下することなく補償される。   According to the present invention, the orthogonality and level deviation of two signals orthogonal to each other are compensated without being unnecessarily reduced by noise.

また、本発明では、これらの2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差は、分布する雑音のレベルが低い帯域から抽出された成分に基づいて補償される。   In the present invention, the deviation of either or both of the orthogonality and the level of these two signals is compensated based on a component extracted from a band having a low level of distributed noise.

さらに、本発明では、入力信号が与えられている状態であるか否かにかかわらず、上記直交度やレベルの偏差の補償が定常的に実現される。   Furthermore, according to the present invention, compensation for the orthogonality and level deviation is steadily realized regardless of whether or not an input signal is applied.

したがって、本発明が適用された伝送系や通信系では、これらの系の構成や特性の如何にかかわらず、高い伝送品質が確保され、かつ安定に維持される。   Therefore, in the transmission system and communication system to which the present invention is applied, high transmission quality is ensured and stably maintained regardless of the configuration and characteristics of these systems.

本発明の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of this invention. 本実施形態の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of this embodiment. 従来のイメージリジェクション・ミキサの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional image rejection mixer.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す図である。
図において、図3に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与し、ここでは、その説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, components having the same functions and configurations as those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted here.

本実施形態と、図3に示す従来例との構成の相違点は、以下の点にある。
(1) スイッチ31に代えて加算器11が備えられる。
(2) 復調制御部39に代えて復調制御部12が備えられる。
(3) 加算器38の出力は、可変帯域フィルタ13を介して復調制御部12の第三の入力に接続され、その可変帯域フィルタ13の制御端子には、復調制御部12の対応する出力ポートが接続される。
The difference between the present embodiment and the conventional example shown in FIG. 3 is as follows.
(1) An adder 11 is provided in place of the switch 31.
(2) A demodulation control unit 12 is provided instead of the demodulation control unit 39.
(3) The output of the adder 38 is connected to the third input of the demodulation control unit 12 via the variable band filter 13, and the control port of the variable band filter 13 has a corresponding output port of the demodulation control unit 12. Is connected.

図2は、本実施形態の動作を説明する図である。
以下、図1および図2を参照して本実施形態の動作を説明する。
本発明の特徴は、本実施形態では、復調制御部12が可変帯域フィルタ13および加算器11と連係して行う以下の処理の手順にある。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the present embodiment.
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
The feature of the present invention lies in the following processing procedure performed by the demodulation control unit 12 in conjunction with the variable band filter 13 and the adder 11 in this embodiment.

復調制御部12は、図3に示す従来例との対比においては、各部と連係することにより従来例と同様に復調処理を行うが、上記可変帯域フィルタ13および加算器11を介してその他の各部と連係することにより、以下に記述する点で異なるキャリブレーション処理を行う。   In contrast to the conventional example shown in FIG. 3, the demodulation control unit 12 performs demodulation processing in the same manner as the conventional example by linking with each unit, but the other units are connected via the variable band filter 13 and the adder 11. By linking with, different calibration processing is performed in the points described below.

復調制御部12は、既述の期間であるか否かにかかわらず、通信制御および上述した復調処理に並行して以下の手順によりキャリブレーション処理を行う。   The demodulation control unit 12 performs the calibration process according to the following procedure in parallel with the communication control and the above-described demodulation process regardless of whether or not it is the above-described period.

(1) 可変帯域フィルタ13の通過域を周波数軸上で掃引する(図2(1))。
(2) その通過域を介して得られた信号の電力に基づく自動制御または適応制御のアルゴリズムにより、加算器38によって求められた和信号(キャリブレーション信号Sci、Scqの和)の帯域の内、以下の基準(a),(b) の双方を満たす周波数fを求める。
(1) The pass band of the variable band filter 13 is swept on the frequency axis (FIG. 2 (1)).
(2) Within the band of the sum signal (sum of calibration signals Sci and Scq) obtained by the adder 38 by an automatic control or adaptive control algorithm based on the power of the signal obtained through the passband, A frequency f satisfying both the following criteria (a) and (b) is obtained.

(a) 周波数軸上で中間周波信号IFi、IFq(図2(2))の占有帯域になるべくに近接する。
(b) 中間周波信号IFi、IFqに該当しない雑音(イメージ妨害波を含む干渉波や妨害波)(図2(3))のレベルが既定の閾値th(図2(4))を下回る。
(a) On the frequency axis, they are as close as possible to the occupied bands of the intermediate frequency signals IFi and IFq (FIG. 2 (2)).
(b) The level of noise (interference waves and interference waves including image interference waves) (FIG. 2 (3)) not corresponding to the intermediate frequency signals IFi and IFq is lower than the predetermined threshold th (FIG. 2 (4)).

さらに、復調制御部12は、このようにして求めた周波数fのキャリブレーション信号を適切なレベル(例えば、中間周波信号IFi、IFqのレベルに比べて過大ではない。)で生成し、D/A変換器41、低域フィルタ42および加算器11を介して受信波にそのキャリブレーション信号を重畳させる。   Further, the demodulation control unit 12 generates the calibration signal of the frequency f thus obtained at an appropriate level (for example, it is not excessive compared with the levels of the intermediate frequency signals IFi and IFq), and D / A. The calibration signal is superimposed on the received wave via the converter 41, the low-pass filter 42 and the adder 11.

キャリブレーション信号が重畳された受信波は乗算器32i、32q以降の各段に従来例と同様にして与えられ、その受信波は復調制御部12によって従来例と同様に復調処理が施される。一方、キャリブレーション信号は、並行して、可変帯域フィルタ13によって受信波から分離された後、復調制御部12によって参照され、上記キャリブレーション処理に供される。   The received wave on which the calibration signal is superimposed is applied to each stage after the multipliers 32i and 32q in the same manner as in the conventional example, and the received wave is demodulated by the demodulation control unit 12 as in the conventional example. On the other hand, the calibration signal is separated from the received wave by the variable band filter 13 in parallel, and is then referred to by the demodulation control unit 12 and used for the calibration process.

すなわち、キャリブレーション信号の周波数は、受信波に予め適用された周波数配置と、その周波数配置の下で設定された既知のチャネル配置との下で、上記雑音が実体的に少ない(あるいは最少である)周波数帯域に設定され、かつ維持される。   In other words, the frequency of the calibration signal is substantially low (or minimal) in the frequency arrangement previously applied to the received wave and the known channel arrangement set under the frequency arrangement. ) Set and maintained in the frequency band.

したがって、本実施形態によれば、受信波が直交周波数変換されることによって生成された互いに直交する2つの信号の直交度およびレベルの偏差は、通信中であるか否かにかかわらず精度よく安定に圧縮される。   Therefore, according to this embodiment, the orthogonality and level deviation of two orthogonal signals generated by orthogonal frequency conversion of the received wave are stable with accuracy regardless of whether or not communication is in progress. Is compressed.

さらに、本実施形態によれば、従来例に比べて、以下に列記する点で有利な通信系や通信装置の実現が可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to realize a communication system and a communication device that are advantageous in terms of the following list as compared with the conventional example.

(1) 既述の期間を識別する処理が不要となるため、復調制御部12によって行われるべき処理の簡略化が図られる。
(2) 一旦形成された通信路や伝送路が長時間に亘って維持されるべき通信系や伝送系にも容易に適用可能である。
(3) 温度、電源電圧等の急激な変動に柔軟に適応し、かつ性能が安定に維持可能である。
(1) Since the process for identifying the above-described period is unnecessary, the process to be performed by the demodulation control unit 12 can be simplified.
(2) The present invention can be easily applied to a communication system or a transmission system in which a once formed communication path or transmission line should be maintained for a long time.
(3) It can flexibly adapt to sudden changes in temperature, power supply voltage, etc., and maintain stable performance.

また、本実施形態によれば、キャリブレーション信号のレベルが中間周波信号IFi、IFqのレベルに比べて過大ではない値に設定されるため、そのキャリブレーション信号のレベルが過大であることに起因するキャリブレーションの精度の低下が回避される。   In addition, according to the present embodiment, the level of the calibration signal is set to a value that is not excessive compared to the levels of the intermediate frequency signals IFi and IFq, which is caused by the excessive level of the calibration signal. A reduction in calibration accuracy is avoided.

なお、本実施形態では、キャリブレーション信号の周波数が更新される頻度は、上記直交度およびレベルの偏差が圧縮されるべき精度が所望の値となるならば、如何なるものであってもよい。   In the present embodiment, the frequency at which the frequency of the calibration signal is updated may be any value as long as the above-described orthogonality and the accuracy with which the level deviation is to be compressed have desired values.

また、本実施形態では、キャリブレーション信号は、上記直交度およびレベルの偏差の再評価のみのために生成されてもよく、必ずしも定常的に生成されなくてもよい。   In the present embodiment, the calibration signal may be generated only for re-evaluation of the deviation of the orthogonality and the level, and may not be generated constantly.

さらに、本実施形態では、移相器36および可変利得増幅器37は、何れも、中間周波信号IFi′、IFq′の双方に対応した直交度補正部35の後段に分散されて配置されてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, both the phase shifter 36 and the variable gain amplifier 37 may be distributed and arranged in the subsequent stage of the orthogonality correction unit 35 corresponding to both the intermediate frequency signals IFi ′ and IFq ′. .

また、本実施形態では、移相器36および可変利得増幅器37は、入出力特性が線形であるならば、直交度補正部35の前段と後段との双方または何れか一方にどのように分散されて配置されてもよい。   In the present embodiment, the phase shifter 36 and the variable gain amplifier 37 are distributed in the front stage and / or the rear stage of the orthogonality correction unit 35 as long as the input / output characteristics are linear. May be arranged.

さらに、本実施形態では、遅延器40は、中間周波信号IFi′、IFq′の双方に対応した直交度補正部35の後段に分散されて配置されてもよい。   Further, in the present embodiment, the delay devices 40 may be distributed and arranged in the subsequent stage of the orthogonality correction unit 35 corresponding to both the intermediate frequency signals IFi ′ and IFq ′.

また、本実施形態では、遅延器40は、入出力特性が線形であるならば、直交度補正部35の前段と後段との双方に分散されて配置され、あるいはその前段のみに配置されてもよい。   Further, in the present embodiment, the delay device 40 is distributed and arranged in both the preceding stage and the succeeding stage of the orthogonality correction unit 35 if the input / output characteristics are linear, or may be arranged only in the preceding stage. Good.

さらに、本実施形態では、直交度補正部35は、例えば、局部発振器44によって生成される局発信号の位相と、移相器43の移相量との一部または全てを可変する制御系で代替されてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the orthogonality correction unit 35 is a control system that varies part or all of the phase of the local oscillation signal generated by the local oscillator 44 and the phase shift amount of the phase shifter 43, for example. It may be replaced.

また、本実施形態では、キャリブレーション処理が行われるべき期間が従来例と同様の期間であってもよい場合には、加算器11は、図3に示すスイッチ31で代替されてもよい。   In the present embodiment, when the period during which the calibration process is to be performed may be the same period as in the conventional example, the adder 11 may be replaced with the switch 31 illustrated in FIG.

さらに、可変帯域フィルタ13の入力は、既述の雑音に起因するSN比の低下がなるべく少ない帯域の周波数としてキャリブレーション信号の周波数fが設定され、かつ維持されることが要求されない場合には、可変利得増幅器37の出力と遅延器40の出力との何れか一方に接続されてもよい。   Furthermore, the input of the variable band filter 13 is set such that the frequency f of the calibration signal is set and maintained as the frequency of the band where the decrease in the S / N ratio due to the noise described above is as small as possible. It may be connected to either the output of the variable gain amplifier 37 or the output of the delay device 40.

また、本実施形態では、キャリブレーション信号の周波数fを求めるために適用される基準は、そのキャリブレーション信号の占有帯域幅(変調の有無)等に適合するならば、既述の基準(a),(b) に限定されず、以下に列記する基準(1)〜(3)の任意の組み合わせであってもよい。   Further, in this embodiment, if the reference applied to obtain the frequency f of the calibration signal matches the occupied bandwidth (presence / absence of modulation) of the calibration signal, the above-described reference (a) , (b), and any combination of criteria (1) to (3) listed below may be used.

(1) 周波数軸上において中間周波信号IFi、IFqの占有帯域に隣接する帯域に予め配置されたチャネルの内、既述のチャネル制御等の手順の下でキャリブレーション処理の阻害要因となる可能性がないチャネル
(2) 周波数軸上において中間周波信号IFi、IFqが位置し得る帯域(例えば、所定のチャネルセパレーションにより隣接して配置された複数のチャネルの列)の外にある周波数(図2(5),(6))
(1) Of the channels pre-arranged in the band adjacent to the occupied band of the intermediate frequency signals IFi and IFq on the frequency axis, there is a possibility that it becomes an obstacle to the calibration process under the procedures such as the channel control described above. There is no channel
(2) A frequency outside the band where the intermediate frequency signals IFi and IFq can be located on the frequency axis (for example, a plurality of channels arranged adjacent to each other by a predetermined channel separation) (FIG. 2 (5), (6))

(3) 周波数軸上において中間周波信号IFi、IFqや雑音と重なっても、多元接続方式等の適用によりこれらの中間周波信号IFi、IFqや雑音との分離が可能な周波数 (3) A frequency that can be separated from these intermediate frequency signals IFi, IFq, and noise by applying a multiple access method or the like even if they overlap with the intermediate frequency signals IFi, IFq, and noise on the frequency axis.

さらに、本発明は、通信システムや伝送システムの受信端に限定されず、直交変換、直交復調、直交周波数変換の何れかが行われ、これらの過程における直交度やレベルの偏差の圧縮が要求されるならば、送信端その他の多様な電子機器にも、同様に適用可能である。   Furthermore, the present invention is not limited to the receiving end of a communication system or transmission system, and any one of orthogonal transformation, orthogonal demodulation, and orthogonal frequency transformation is performed, and compression of orthogonality and level deviation in these processes is required. In other words, the present invention can be similarly applied to various electronic devices such as a transmitting end.

また、本実施形態では、乗算器32i、32qは、局部発振器44から移相器43を介して与えられる局発信号に基づいて受信波をダウンコンバートすることにより、中間周波信号IFi、IFqを生成している。
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、これらの乗算器32i、32qがアップコンバートを行い、あるいは受信波をベースバンド領域にシフトさせる場合にも、同様に適用可能である。
In this embodiment, the multipliers 32 i and 32 q generate intermediate frequency signals IFi and IFq by down-converting the received wave based on the local oscillation signal given from the local oscillator 44 via the phase shifter 43. doing.
However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, the present invention can be similarly applied when the multipliers 32i and 32q up-convert or shift the received wave to the baseband region. .

さらに、本発明は、直交度補正部35、移相器36、可変利得増幅器37、加算器38および遅延器40の全てまたは一部は、PGA等のハードウェアとしては構成されず、例えば、DSPによって行われるディジタル信号処理で代替されてもよい。   Further, according to the present invention, all or part of the orthogonality correction unit 35, the phase shifter 36, the variable gain amplifier 37, the adder 38, and the delay device 40 are not configured as hardware such as PGA. May be replaced by digital signal processing performed by

また、本発明は、既述の直交度とレベルとの何れか一方のみの偏差の圧縮のためにも、同様に適用可能である。   The present invention is also applicable to the compression of the deviation of only one of the above-described orthogonality and level.

さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be made within the scope of the present invention, and any improvement may be applied to all or some of the components.

11,38 加算器
12,39 復調制御部
13 可変帯域フィルタ
31 スイッチ
32i,32q 乗算器
33i,33q,42 低域フィルタ
34i,34q A/D変換器
35 直交度補正部
36,43 移相器
37 可変利得増幅器
40 遅延器
41 D/A変換器
44 局部発振器
11, 38 Adder 12, 39 Demodulation control unit 13 Variable band filter 31 Switch 32i, 32q Multiplier 33i, 33q, 42 Low pass filter 34i, 34q A / D converter 35 Orthogonality correction unit 36, 43 Phase shifter 37 Variable gain amplifier 40 Delay device 41 D / A converter 44 Local oscillator

Claims (5)

互いに直交する2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差の補償の基準として、前記2つの信号に重畳されまたは代替される校正信号の周波数を求める校正制御装置であって、
前記2つの信号の占有帯域となり得る帯域の内、分布する雑音のレベルが既定の値未満である帯域内の周波数に、前記校正信号の周波数を設定する周波数設定手段を備えた
ことを特徴とする校正制御装置。
A calibration control device for obtaining a frequency of a calibration signal superimposed or substituted on the two signals as a reference for compensation of deviation of either or both of orthogonality and level of two signals orthogonal to each other,
A frequency setting means for setting the frequency of the calibration signal to a frequency within a band in which a level of distributed noise is less than a predetermined value among bands that can be occupied bands of the two signals is provided. Calibration control device.
互いに直交する2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差の補償の基準として、前記2つの信号に重畳されまたは代替される校正信号を生成する校正信号生成装置であって、
前記2つの信号の占有帯域となり得る帯域の内、分布する雑音のレベルが既定の値未満である帯域内の周波数に、前記校正信号の周波数を設定する周波数設定手段を備えた
ことを特徴とする校正信号生成装置。
A calibration signal generating device that generates a calibration signal that is superimposed on or replaced with the two signals as a reference for compensating for the deviation of either or both of the orthogonality and level of two signals orthogonal to each other,
A frequency setting means for setting the frequency of the calibration signal to a frequency within a band in which a level of distributed noise is less than a predetermined value among bands that can be occupied bands of the two signals is provided. Calibration signal generator.
入力信号を互いに直交する2つの信号に変換し、前記2つの信号の直交度とレベルとの双方または何れか一方の偏差を補償する直交変換装置であって、
前記2つの信号の何れか一方と、前記2つの信号の合成波との何れかの帯域の内、外部から指示された帯域の成分を抽出する濾波手段を備えた
ことを特徴とする直交変換装置。
An orthogonal transform device that converts an input signal into two signals orthogonal to each other and compensates for a deviation in both or either of the orthogonality and level of the two signals,
An orthogonal transformation device comprising: filtering means for extracting a component of a band designated from the outside of any band of either one of the two signals and a synthesized wave of the two signals .
請求項3に記載の直交変換装置において、
前記濾波手段によって抽出された成分に基づいて生成された校正信号を前記入力信号に重畳する重畳手段を備えた
ことを特徴とする直交変換装置。
The orthogonal transformation device according to claim 3,
An orthogonal transforming device comprising superimposing means for superimposing a calibration signal generated based on the component extracted by the filtering means on the input signal.
請求項4に記載の直交変換装置によって生成された2つの信号を復調する復調装置であって、
前記直交変換装置に備えられた濾波手段の通過域を可変し、前記通過域の内、分布する雑音のレベルが既定の値以下である帯域内の周波数に、前記校正信号の周波数を設定する周波数設定手段を備えた
ことを特徴とする復調装置。
A demodulator that demodulates two signals generated by the orthogonal transform device according to claim 4,
A frequency for changing the pass band of the filtering means provided in the orthogonal transform device, and setting the frequency of the calibration signal to a frequency within the band where the level of distributed noise is a predetermined value or less within the pass band. With setting means
A demodulating device.
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