JP3094940B2 - Quadrature modulated wave receiving method and apparatus - Google Patents

Quadrature modulated wave receiving method and apparatus

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JP3094940B2 JP09087356A JP8735697A JP3094940B2 JP 3094940 B2 JP3094940 B2 JP 3094940B2 JP 09087356 A JP09087356 A JP 09087356A JP 8735697 A JP8735697 A JP 8735697A JP 3094940 B2 JP3094940 B2 JP 3094940B2
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信や移動体
通信装置に用いられる受信装置に関し、特に、無線周波
数から中間周波数に変換する周波数変換器に無線周波数
を与えるシンセサイザの周波数ステップが、受信チャネ
ルの周波数ステップの整数倍であり、準同期直交検波器
の出力信号に周波数成分が残留する受信装置に関し、特
に隣接波などによる非希望波の干渉の影響が大きいシス
テムにおいて利用される、直交変調された変調波を受信
して信号を取り出す受信装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiving device used for satellite communication and mobile communication devices, and more particularly, to a frequency converter for converting a radio frequency into an intermediate frequency, which provides a radio frequency to a frequency converter. Quadrature modulation, which is an integral multiple of the frequency step of the channel and is used in systems where the frequency component remains in the output signal of the quasi-synchronous quadrature detector, especially in systems where the influence of undesired waves due to adjacent waves is large. The present invention relates to a receiving device for receiving a modulated wave and extracting a signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来の一般的な直交変調された
無線周波帯信号を受信する直交変調波受信装置のブロッ
ク図である。直交変調された受信信号は、低雑音増幅器
(LNA)101によって電力増幅され、周波数変換器
102において周波数シンセサイザ103の出力周波数
と混合することにより無線周波数帯(RF)信号から中
間周波数帯(IF)信号に周波数変換される。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram of a conventional quadrature modulated wave receiving apparatus for receiving a quadrature modulated radio frequency band signal. The orthogonally modulated received signal is power-amplified by a low noise amplifier (LNA) 101 and mixed with an output frequency of a frequency synthesizer 103 in a frequency converter 102 to convert a radio frequency band (RF) signal to an intermediate frequency band (IF). The frequency is converted to a signal.

【0003】周波数変換された前記IF信号は、バンド
パスフィルタ(BPF)104により帯域制限され、準
同期直交検波器105で準同期検波され、準同期直交信
号が出力される。準同期検波された準同期直交信号は、
ローパスフィルタ(LPF)107によって高調波成分
が除去された後、A/D変換器108によってデジタル
信号に変換される。デジタル化された準同期直交信号
は、同期検波または遅延検波直交復調器109に入力さ
れ、受信信号が復調される。
The frequency-converted IF signal is band-limited by a band-pass filter (BPF) 104, quasi-synchronous detected by a quasi-synchronous quadrature detector 105, and a quasi-synchronous quadrature signal is output. The quasi-synchronous quadrature signal subjected to quasi-synchronous detection is
After a harmonic component is removed by a low-pass filter (LPF) 107, the signal is converted into a digital signal by an A / D converter 108. The digitized quasi-synchronous quadrature signal is input to a synchronous detection or delay detection quadrature demodulator 109, and a received signal is demodulated.

【0004】次に、無線周波数帯(RF)から中間周波
数(IF)に変換する周波数変換器に無線周波数を与え
るシンセサイザの周波数ステップが、受信チャネルの周
波数ステップの整数倍である場合を考える。
Next, consider a case where the frequency step of a synthesizer that provides a radio frequency to a frequency converter that converts a radio frequency band (RF) to an intermediate frequency (IF) is an integral multiple of the frequency step of a reception channel.

【0005】図4において、直交変調された受信信号
は、LNA110によって電力増幅され、周波数変換器
111において周波数シンセサイザ112の出力周波数
と混合することによりRF信号からIF信号に周波数変
換される。周波数変換された前記IF信号は、BPF1
13により帯域制限され、準同期直交検波器114で準
同期検波され、準同期直交信号が出力される。前記周波
数シンセサイザ112の周波数ステップが受信チャネル
の周波数ステップのn倍(nは整数)である場合、前記
準同期検波器の出力信号は、±n/2×fsc(fs
c:受信チャネルの周波数ステップ)の範囲内の周波数
成分を含む準同期直交信号となるため、準同期直交検波
の後段に所望のチャネルの信号を選択するためのデジタ
ル周波数シフタ118が挿入される。
In FIG. 4, a quadrature-modulated received signal is power-amplified by an LNA 110 and frequency-converted by a frequency converter 111 from an RF signal to an IF signal by mixing with an output frequency of a frequency synthesizer 112. The frequency-converted IF signal is a BPF1
The quasi-synchronous quadrature detector 114 performs quasi-synchronous detection, and outputs a quasi-synchronous quadrature signal. When the frequency step of the frequency synthesizer 112 is n times (n is an integer) the frequency step of the reception channel, the output signal of the quasi-synchronous detector is ± n / 2 × fsc (fs
c: a frequency step of the reception channel), a digital frequency shifter 118 for selecting a signal of a desired channel is inserted after the quasi-synchronous quadrature detection.

【0006】即ち、LPF116によって高調波成分が
除去された前記準同期直交信号は、A/D変換器117
によってデジタル信号に変換された後、このデジタル化
された準同期直交信号は、デジタル周波数シフタ118
で周波数変換され、所望のチャネルの信号のみがべース
バンド信号に変換される。周波数変換されたべースバン
ド信号はLPF120を介して同期検波または遅延検波
直交復調器121に入力され、所望の受信信号が復調さ
れる。
That is, the quasi-synchronous quadrature signal from which the harmonic component has been removed by the LPF 116 is converted into an A / D converter 117.
After being converted into a digital signal by the digital frequency shifter 118,
, And only the signal of the desired channel is converted to a baseband signal. The frequency-converted baseband signal is input to a synchronous detection or delay detection quadrature demodulator 121 via an LPF 120, and a desired received signal is demodulated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、無線周波
数から中間周波数に変換する周波数変換器に無線周波数
を与える周波数シンセサイザの周波数ステップが、受信
チャネルの周波数ステップの整数倍に設定されている受
信機においては、準同期直交検波器の出力信号は、受信
チャネルの周波数ステップの整数倍の周波数成分を含む
準同期直交信号となる。この残留周波数成分中に、大き
な非希望波が存在すると、準同期直交検波器の振幅誤差
と位相誤差により、デジタル周波数シフタの出力で非希
望波のイメ―ジ成分が希望波に干渉し、受信特性の劣化
が生じる。
As described above, the frequency step of the frequency synthesizer for providing the radio frequency to the frequency converter for converting the radio frequency to the intermediate frequency is set to an integral multiple of the frequency step of the reception channel. The output signal of the quasi-synchronous quadrature detector is a quasi-synchronous quadrature signal containing a frequency component that is an integral multiple of the frequency step of the reception channel. If there is a large undesired wave in the residual frequency component, the image component of the undesired wave interferes with the desired wave at the output of the digital frequency shifter due to the amplitude error and phase error of the quasi-synchronous quadrature detector. Deterioration of characteristics occurs.

【0008】デジタル周波数シフタの出力で、非希望波
のイメージ成分が希望波に干渉する原理を以下に説明す
る。図5は、準同期直交検波器において振幅誤差α、位
相誤差θが存在する場合を想定したときの準同期直交検
波部のブロック図である。このとき、入力信号の周波数
をωとし、準同期直交検波器の局部発振器203の周波
数をωとすると、準同期直交検波器の出力信号は、 I’+jQ’=(Icosωt+Qsinωt) ×{cosωt+j(1+α)sin(ωt+
θ)} となる。LPF206の出力はα、θ<<1という条件
で1次近似すると、 I”+jQ”=(1/2)[(I+jQ)exp{-j(ω
)t} −(IjQ)exp{j(ω-ω )t}・(jθ+α)/2
(式0) となる。よって、準同期直交検波器の入力における希望
波の周波数をω=ω+ωとし、周波数ωにX=
(I+jQ)/2なる信号が存在するとき、Xの複素共
役をXして、式0におけるωにω を、I+jQに
2X、I−jQに2X を代入すると、周波数ω成分
のLPF206の出力信号は、 I”+jQ”=Xexp(-jωt)−Xexp(jω
t)・(jθ+α)/2(式1) となる。また、準同期直交検波器の入力における周波数
ωω −ωである非希望波が存在し、周波数ω
にY=(I+jQ)/2なる信号が存在するとき、Yの
複素共役をYして、式0におけるωにω を、I+
jQに2Yを、I−jQに2Y を代入すると、周波数
ω成分のLPFの出力信号は、 I”+jQ”=Yexp(jωt)−Yexp(-jω
t)・(jθ+α)/2(式2) となる。非希望波が存在すると、デジタル周波数シフタ
の出力信号は、式1と式2の右辺の和になる。α=θ=
0であれば、exp(-jωt)の項にはXしか存在しな
いが、αまたはθ≠0であると、−Y(jθ+α)/
2の項が加算される。希望波に比ベて非希望波のレベル
が十分に大きい場合、つまりY>>Xである場合、−Y
(jθ+α)/2の項が無視できない値となる。この
とき、デジタル周波数シフタは図6のように動作し、非
希望波のイメージ成分が希望波に干渉し、受信特性の劣
化をもたらす。
The principle that the image component of the undesired wave interferes with the desired wave at the output of the digital frequency shifter will be described below. FIG. 5 is a block diagram of a quasi-synchronous quadrature detection unit when it is assumed that an amplitude error α and a phase error θ exist in the quasi-synchronous quadrature detector. In this case, the frequency of the input signal and omega, and the frequency of the local oscillator 203 of the quasi-synchronous quadrature detector and omega I, the output signal of the quasi-synchronous quadrature detector is, I '+ jQ' = ( Icosωt + Qsinωt) × {cosω I t + j (1 + α) sin (ω I t +
θ)}. When the output of the LPF 206 is first-order approximated under the condition of α, θ << 1, I ″ + jQ ″ = (1 /) [ (I + jQ) exp {−j (ω
-ω I) t} - (I - jQ) exp {j (ω-ω I) t} · (jθ + α) / 2]
(Equation 0) . Thus, a zero frequency of the desired wave ω D = ω I + ω at the input of the quasi-synchronous quadrature detector, X frequency omega D =
When (I + jQ) / 2 becomes the signal is present, the complex conjugate of X as a X *, the omega D in omega in the formula 0, the I + jQ
When 2X * is substituted for 2X and I-jQ, the output signal of the LPF 206 of the frequency ω D component is I ″ + jQ ″ = Xexp (−jω 0 t) −X * exp (jω
0 t) · (jθ + α) / 2 (Equation 1). In addition, there is an undesired wave having a frequency ω U = ω I −ω o at the input of the quasi-synchronous quadrature detector, and a frequency ω U
When Y = (I + jQ) / 2 becomes the signal is present, the complex conjugate of Y as a Y *, the omega U to omega in Formula 0, I +
By substituting 2Y for jQ and 2Y * for I-jQ, the output signal of the LPF of the frequency ω U component is: I ″ + jQ ″ = Yexp (jω 0 t) −Y * exp (−jω
0 t) · (jθ + α) / 2 (Equation 2). When an undesired wave is present, the output signal of the digital frequency shifter is the sum of the right side of Equations 1 and 2. α = θ =
If 0, only X exists in the term of exp (-jω 0 t), but if α or θ ≠ 0, −Y * (jθ + α) /
The two terms are added. When the level of the non-desired wave is sufficiently higher than the desired wave, that is, when Y >> X, -Y
* The term (jθ + α) / 2 is a value that cannot be ignored. At this time, the digital frequency shifter operates as shown in FIG. 6, and the image component of the undesired wave interferes with the desired wave, thereby deteriorating the reception characteristics.

【0009】本発明は、無線周波数から中間周波数に変
換する周波数変換器に無線周波数を与える周波数シンセ
サイザの周波数ステップが、受信チャネルの周波数ステ
ップの整数倍であり、準同期直交検波器の出力信号に周
波数成分が残留するため、準同期直交検波器の後段にデ
ジタル周波数シフタを有する直交変調波受信装置におい
て、準同期直交検波器の振幅誤差、および位相誤差が原
因で発生する、希望波の干渉波となる非希望波のイメー
ジ成分による受信特性の劣化を防止することを目的とす
るものである。
According to the present invention, the frequency step of the frequency synthesizer for providing the radio frequency to the frequency converter for converting the radio frequency to the intermediate frequency is an integer multiple of the frequency step of the reception channel, and the output signal of the quasi-synchronous quadrature detector is Since the frequency component remains, in the quadrature modulated wave receiving apparatus having a digital frequency shifter at the subsequent stage of the quasi-synchronous quadrature detector, the interference wave of the desired wave generated due to the amplitude error and the phase error of the quasi-synchronous quadrature detector It is an object of the present invention to prevent the reception characteristic from being deteriorated due to the image component of the undesired wave.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の直交変調波受信
装置は、周波数シフタ部において、非希望波のイメージ
成分を算出し、非希望波のレベルがあるしきい値を越え
たとき、算出された非希望波のイメージ成分を周波数シ
フタ部の出力から減じて希望波のみを抽出した後、復調
することにより、前記目的を達成するものである。
A quadrature modulated wave receiving apparatus according to the present invention calculates an image component of an undesired wave in a frequency shifter, and calculates the image component when the level of the undesired wave exceeds a certain threshold value. The above object is achieved by subtracting the image component of the undesired wave from the output of the frequency shifter unit to extract only the desired wave and demodulating it.

【0011】具体的には、準同期直交検波器の出力信号
をアナログ/デジタル変換する手段と、変換されたデジ
タル信号を周波数f0(但し、f0は受信チャネルの周波
数ステップの整数倍の周波数)で周波数変換する第1の
周波数変換器と、周波数f0で周波数変換された信号か
ら希望波のベースバンド信号を抽出する第1のLPF
と、周波数(−f0)で周波数変換する第2の周波数変
換器と、周波数(−f0)で周波数変換された信号から
ベースバンド信号を抽出する第2のLPFと、前記第1
のLPFの出力信号と前記第2のLPFの出力信号を乗
算する第1の乗算器と、前記第2のLPFの出力信号を
二乗して出力する二乗器と、前記第1の乗算器の出力信
号を一定サンプル分積算する第1の積算器と、前記二乗
器の出力信号を一定サンプル分積算する第2の積算器
と、前記第1の積算器の積算信号を前記第2の積算器の
積算信号で除算する除算器と、前記第2のLPFの出力
信号の複素共役を出力する複素共役算出器と、前記除算
器の出力信号と前記複素共役算出器の出力信号とを乗算
する第2の乗算器と、前記第1のLPFの出力信号から
前記第2の乗算器の出力信号を減算する減算器と、前記
第2のLPFの出力信号のレベルを判定する判別器と、
前記判別器の出力信号によって制御されるセレクタから
なるデジタル周波数シフタによって構成されている。
More specifically, means for analog-to-digital conversion of the output signal of the quasi-synchronous quadrature detector, and conversion of the converted digital signal into a frequency f 0 (where f 0 is a frequency which is an integral multiple of the frequency step of the reception channel) ), And a first LPF for extracting a baseband signal of a desired wave from the signal frequency-converted at the frequency f 0.
When, a second frequency converter for frequency-converting the frequency (-f 0), a second LPF for extracting a baseband signal from the frequency-converted signal at a frequency (-f 0), the first
A first multiplier for multiplying the output signal of the second LPF by the output signal of the second LPF, a squarer for squaring the output signal of the second LPF, and an output of the first multiplier A first integrator for integrating the signal for a fixed number of samples, a second integrator for integrating the output signal of the squarer for a fixed number of samples, and an integrated signal of the first integrator for the second integrator A divider that divides by the integrated signal; a complex conjugate calculator that outputs a complex conjugate of the output signal of the second LPF; and a second multiplier that multiplies an output signal of the divider and an output signal of the complex conjugate calculator. A subtractor for subtracting the output signal of the second multiplier from the output signal of the first LPF; a discriminator for determining a level of the output signal of the second LPF;
It is constituted by a digital frequency shifter comprising a selector controlled by an output signal of the discriminator.

【0012】デジタル信号処理技術により、非希望波の
イメージ成分を容易に除去し、希望波を劣化なく抽出す
ることが可能である。また、非希望波のレべルを判定
し、該判定結果に応じて、算出された非希望波のイメー
ジ成分を減じる手段に制御を与える手段を設けることに
よって、非希望波のレべルが低い場合に発生する、非希
望波のイメージ成分の算出値の誤差の影響を除去するこ
とができる。
The digital signal processing technology makes it possible to easily remove an image component of an undesired wave and extract a desired wave without deterioration. The level of the undesired wave is determined by determining the level of the undesired wave and providing a means for controlling the means for reducing the calculated image component of the undesired wave according to the determination result. It is possible to remove the influence of the error in the calculated value of the image component of the undesired wave, which occurs when the frequency is low.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は本発明の直交変調波受信装
置の実施の形態を示すブロック図であり、図2は本発明
において用いられる非希望波イメージ成分を算出する手
段を示すブロック図である。直交変調波受信装置は、R
F部30、IF部31、デジタル周波数シフタ部32及
び同期検波または遅延検波直交復調器25から構成され
ている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a quadrature modulated wave receiving apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing means for calculating an undesired wave image component used in the present invention. It is. The quadrature modulated wave receiving device has
It comprises an F section 30, an IF section 31, a digital frequency shifter section 32, and a synchronous detection or delay detection quadrature demodulator 25.

【0014】RF部30は、入力信号を電力増幅する低
雑音増幅器(LNA)1と、無線周波数帯(RF)信号
から中間周波数帯(IF)信号に周波数変換する周波数
変換器2と、周波数変換器2に周波数変換用の無線周波
数信号を与える周波数シンセサイザ3を備えている。周
波数シンセサイザ3はその出力周波数ステップが受信チ
ャネルの周波数ステップの整数倍であることを特徴とす
る。
The RF section 30 includes a low noise amplifier (LNA) 1 for power-amplifying an input signal, a frequency converter 2 for converting a frequency from a radio frequency band (RF) signal to an intermediate frequency band (IF) signal, and a frequency converter. A frequency synthesizer 3 for providing a radio frequency signal for frequency conversion to the device 2 is provided. The frequency synthesizer 3 is characterized in that its output frequency step is an integral multiple of the frequency step of the receiving channel.

【0015】IF部31は、RF部30から出力される
IF信号を帯域制限する帯域制限フィルタ(BPF)4
と、帯域制限されたIF信号を準同期直交検波し同相成
分と直交成分を出力する準同期直交検波器5と、準同期
直交検波器5にIF信号を与える局部発振器6と、準同
期直交検波器5の出力信号の高調波成分を除去する低域
通過フィルタ(LPF)7と、LPF7で高調波成分が
除去された準同期直交信号をサンプリングし、デジタル
信号に変換するA/D変換器8とを備えている。
The IF unit 31 has a band limiting filter (BPF) 4 for band limiting the IF signal output from the RF unit 30.
A quasi-synchronous quadrature detector 5 that performs quasi-synchronous quadrature detection on the band-limited IF signal and outputs an in-phase component and a quadrature component; a local oscillator 6 that supplies the quasi-synchronous quadrature detector 5 with an IF signal; A low-pass filter (LPF) 7 for removing a harmonic component of the output signal of the device 5 and an A / D converter 8 for sampling the quasi-synchronous quadrature signal from which the harmonic component has been removed by the LPF 7 and converting the signal into a digital signal. And

【0016】デジタル周波数シフタ部32は、IF部3
1でサンプリングされた信号を、受信チャネルの周波数
ステップの整数倍であってかつ所望の受信チャネル信号
をベースバンド信号に変換する周波数fにより周波数
変換する周波数変換器9と、周波数fで発振する発振
器10と、周波数fで周波数変換された信号からべー
スバンド信号のみを抽出する低域通過フィルタ(LP
F)13と、IF部31でサンプリングされた信号を周
波数(−f)で周波数変換する周波数変換器11と、
周波数(−f)で発振する発振器12と、周波数(−
)で周波数変換された信号からべースバンド信号の
みを抽出する低域通過フィルタ(LPF)14と、LP
F13の出力信号とLPF14の出力信号を複素乗算す
る複素乗算器15と、入力信号の振幅を二乗して出力す
る振幅二乗器17と、複素乗算器15の出力信号を―定
サンプル分積算する積算器16と、振幅二乗器17の出
力信号を―定サンプル分積算する積算器18と、積算器
16の出力信号を積算器18の出力信号で除算する除算
器19と、LPF14の出力信号の複素共役を出力する
複素共役算出器22と、除算器19の出力信号と複素共
役算出器22の出力信号とを乗算する乗算器20と、L
PF13の出力信号から乗算器20の出力信号を減算す
る減算器21と、非希望波のレべルを判定する判別器2
3と、判別器の出力信号によって制御されるセレクタ2
4とを備えている。なお、周波数(−f )で発振する
発振器12とは、周波数f で発振する発振器10の出
力に対して、その出力が負方向に位相回転制御された信
号を出力する発振器のことである。従って、周波数f
で発振する発振器の出力を負方向に位相回転制御する手
段を設けることにより実現可能であるが、実施例のよう
にディジタル信号処理技術を用いて構成する場合には、
例えば、周波数f で発振する発振器10のディジタル
出力(jω )を複素共役算出器を介して出力すれば、
複素共役なディジタル信号(−jω )を出力する発振
器即ち周波数(−f )で発振する発振器となる。
The digital frequency shifter unit 32 includes an IF unit 3
A signal sampled at 1, a frequency converter 9 to frequency conversion by the frequency f 0 of converting the integral multiple is an in and desired received channel signal of the frequency step of the reception channel into a baseband signal, oscillates at a frequency f 0 an oscillator 10 to a low-pass filter for extracting only the frequency-converted signal Karabe band signal at the frequency f 0 (LP
F) 13; a frequency converter 11 for frequency-converting the signal sampled by the IF unit 31 at a frequency (−f 0 );
An oscillator 12 oscillating at a frequency (−f 0 ) and a frequency (−f 0 )
f 0 ), a low-pass filter (LPF) 14 for extracting only a baseband signal from the signal subjected to frequency conversion,
A complex multiplier 15 for complexly multiplying the output signal of the F13 and the output signal of the LPF 14, an amplitude squarer 17 for squaring and outputting the amplitude of the input signal, and an integration for integrating the output signal of the complex multiplier 15 by a constant sample 16, an integrator 18 for integrating the output signal of the amplitude squarer 17 by a constant sample, a divider 19 for dividing the output signal of the integrator 16 by the output signal of the integrator 18, and a complex of the output signal of the LPF 14. A complex conjugate calculator 22 that outputs a conjugate; a multiplier 20 that multiplies an output signal of the divider 19 by an output signal of the complex conjugate calculator 22;
A subtracter 21 for subtracting an output signal of the multiplier 20 from an output signal of the PF 13; and a discriminator 2 for determining a level of an undesired wave
3 and a selector 2 controlled by the output signal of the discriminator
4 is provided. It should be noted that oscillates at a frequency (-f 0)
An oscillator 12, out of the oscillator 10 which oscillates at a frequency f 0
Signal whose output is phase-rotated in the negative direction
This is an oscillator that outputs a signal. Therefore, the frequency f 0
For controlling the phase rotation of the output of the oscillator oscillating in the negative direction.
This can be realized by providing a step.
When using digital signal processing technology for
For example, digital oscillator 10 which oscillates at a frequency f 0
If the output (jω 0 ) is output via a complex conjugate calculator,
Oscillation output complex conjugate digital signal (-jω 0)
That is , an oscillator that oscillates at a frequency (−f 0 ).

【0017】図1を参照して本発明の動作を説明する。
図1において、直交変調波受信装置の入力RF信号は、
LNA1によって電力増幅され、周波数変換器2に入力
され、IF信号に変換される。変換されたIF信号はB
PF4で帯域制限され、準同期直交検波器5で準同期検
波され、準同期直交信号として出力される。ただし、R
F部30の周波数シンセサイザ3の周波数スッテプが受
信チャネルの周波数スッテプのn倍(nは整数)である
ため、準同期検波器5の出力信号は、m×fsc(−n
/2<m<n/2、m、nともに整数、fsc:受信チ
ャネルの周波数ステップ)の周波数成分を含む準同期直
交信号となる。LPF7によって高調波成分が除去され
た準同期直交信号は、A/D変換器8によってデジタル
信号に変換され、変換されたデジタル信号はデジタル周
波数シフタ部32に入力される。ここで、デジタル周波
数シフタ部32の非希望波イメージ成分算出方法を図2
を参照して説明する。
The operation of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, the input RF signal of the quadrature modulated wave receiving device is
The power is amplified by the LNA 1, input to the frequency converter 2, and converted into an IF signal. The converted IF signal is B
The band is limited by the PF 4, quasi-synchronous detection is performed by the quasi-synchronous quadrature detector 5, and the quasi-synchronous quadrature signal is output. Where R
Since the frequency step of the frequency synthesizer 3 of the F unit 30 is n times (n is an integer) the frequency step of the reception channel, the output signal of the quasi-synchronous detector 5 is m × fsc (−n
/ 2 <m <n / 2, where m and n are integers, and fsc: a frequency step of the reception channel). The quasi-synchronous quadrature signal from which the harmonic components have been removed by the LPF 7 is converted into a digital signal by the A / D converter 8, and the converted digital signal is input to the digital frequency shifter 32. Here, the method of calculating the undesired wave image component of the digital frequency shifter unit 32 is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0018】A/D変換器8の出力を式1と式2の右辺
の和とする。但し、ω0=2πf0、f0=m×fscで
あり、Xは希望波の周波数に存在する信号、Yは非希望
波の周波数に存在する信号である。周波数変換器9は+
0に周波数シフトし、周波数変換器11は−f0に周波
数シフトする。よって、LPF13の出力信号をX’、
LPF14の出力信号をY’とすると、Y>>Xであれ
ば、 X’=X−Y*(jθ+α)/2 Y’〜Y (式3) となる。よって、図2中のA、Bは、 A=ΣXY−(jθ+α)/2ΣYY* B=ΣYY* となる。
The output of the A / D converter 8 is defined as the sum of the right sides of the equations (1) and (2). Here, ω 0 = 2πf 0 , f 0 = m × fsc, X is a signal existing at the frequency of the desired wave, and Y is a signal existing at the frequency of the undesired wave. The frequency converter 9 is +
The frequency shifts to f 0 , and the frequency converter 11 shifts the frequency to −f 0 . Therefore, the output signal of the LPF 13 is X ′,
Assuming that the output signal of the LPF 14 is Y ′, if Y >> X, X ′ = XY * (jθ + α) / 2 Y′'Y (Equation 3). Therefore, A and B in FIG. 2 are as follows: A = ΣXY− (jθ + α) / 2ΣYY * B = ΣYY *

【0019】Y>>Xの条件下では、ΣXY/ΣYY*
<<−(jθ+α)/2であるので、A/Bは、 A/B=ー(jθ+α)/2 となる。よって、A/BをY*に乗じた後、X’から引
けば、減算器21の出力はXとなり、希望波の周波数に
存在する信号を抽出することになる。
Under the condition of Y >> X, ΣXY / ΣYY *
<< − (jθ + α) / 2, so A / B is A / B = − (jθ + α) / 2. Therefore, if A / B is multiplied by Y * and subtracted from X ′, the output of the subtractor 21 becomes X, and a signal existing at the frequency of the desired wave is extracted.

【0020】ただし、非希望波レベルが小さい、つまり
Yの値が小さい場合、近似式の誤差は増大するため、Y
の値の大きさによりデジタル周波数シフタ部32の出力
信号を制御する機能を設ける必要がある。デジタル周波
数シフタ部32の出力信号を制御する機能を再度図1を
参照して説明する。
However, when the undesired wave level is small, that is, when the value of Y is small, the error of the approximate expression increases.
It is necessary to provide a function of controlling the output signal of the digital frequency shifter unit 32 according to the magnitude of the value. The function of controlling the output signal of the digital frequency shifter 32 will be described again with reference to FIG.

【0021】式3より、LPF14の出力はYであるの
で、LPF14の出力信号をレべル判別器23に入力す
る。レべル判別器23では、入力信号があるしきい値よ
りも大きいとき、セレクタ24は減算器21の出力を選
択して出力し、入力信号があるしきい値よりも小さいと
きは、セレクタ24はLPF13の出力を選択して出力
する。セレクタ24の出力信号は、同期検波または遅延
検波直交復調回路25に入力され、受信信号が復調され
る。
Since the output of the LPF 14 is Y from Equation 3, the output signal of the LPF 14 is input to the level discriminator 23. In the level discriminator 23, when the input signal is larger than a certain threshold, the selector 24 selects and outputs the output of the subtracter 21, and when the input signal is smaller than a certain threshold, the selector 24 selects the output. Selects the output of the LPF 13 and outputs it. The output signal of the selector 24 is input to the synchronous detection or delay detection quadrature demodulation circuit 25, and the received signal is demodulated.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は、準同期直交検波器の出力信号
から、希望波の干渉波となる非希望波のイメ―ジ成分を
デジタル信号処理により算出し、非希望波のレベルがあ
るしきい値よりも大きいとき、デジタル周波数シフトを
行う際、干渉波となる非希望波のイメージ成分を除去し
てしまうので、無線周波数から中間周波数に変換する周
波数変換器に無線周波数を与える周波数シンセサイザの
周波数ステップが、受信チャネルの周波数ステップの整
数倍に設定されていることにより、準同期直交検波器の
出力信号に残留する複数の周波数成分から、所望の受信
チャネルを選択するための周波数シフタを有する直交変
調波受信装置において、準同期直交検波器の振幅誤差、
および位相誤差が原因で発生する、希望波の干渉波とな
る非希望波のイメージ成分により生ずる受信特性の劣化
を防止することができる。
According to the present invention, an image component of an undesired wave serving as an interference wave of a desired wave is calculated from the output signal of the quasi-synchronous quadrature detector by digital signal processing. When the digital frequency shift is larger than the threshold value, an image component of an undesired wave serving as an interference wave is removed, so that a frequency synthesizer that provides a radio frequency to a frequency converter that converts a radio frequency to an intermediate frequency is used. Since the frequency step is set to be an integral multiple of the frequency step of the reception channel, a frequency shifter for selecting a desired reception channel from a plurality of frequency components remaining in the output signal of the quasi-synchronous quadrature detector is provided. In the quadrature modulated wave receiver, the amplitude error of the quasi-synchronous quadrature detector,
In addition, it is possible to prevent reception characteristics from deteriorating due to an image component of a non-desired wave that becomes an interference wave of a desired wave, which is caused by a phase error.

【0023】[0023]

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

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

【図2】本発明の非希望波イメージ成分を算出する手段
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a unit for calculating an undesired wave image component according to the present invention.

【図3】従来の直交変調波復調装置のブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional quadrature modulation wave demodulator.

【図4】デジタル周波数シフタを有する直交変調波復調
装置のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a quadrature modulation wave demodulator having a digital frequency shifter.

【図5】準同期直交検波部を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a quasi-synchronous quadrature detection unit.

【図6】デジタル周波数シフタの動作を説明する図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the digital frequency shifter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101,110 低雑音増幅器(LNA) 2,9,11,102,111 周波数変換器 3,103,112 周波数シンセサイザ 4,104,113 帯域通過フィルタ(BPF) 5,105,114 準同期直交検波器 6 局部発振器 7,13,14,107,116,120 低域通過
フィルタ(LPF) 8,108,117 A/D変換器 10,12,106,115 発振器 15,20 複素乗算器 16,18 積算器 17 振幅二乗器 19 除算器 21 減算器 22 複素共役算出器 23 レベル判別器 24 セレクタ 25,109,118,121 同期検波または遅延
検波直交復調器 30 RF部 31 IF部 32 デジタル周波数シフタ部
1,101,110 Low noise amplifier (LNA) 2,9,11,102,111 Frequency converter 3,103,112 Frequency synthesizer 4,104,113 Bandpass filter (BPF) 5,105,114 Quasi-synchronous quadrature detection Unit 6 Local oscillator 7, 13, 14, 107, 116, 120 Low-pass filter (LPF) 8, 108, 117 A / D converter 10, 12, 106, 115 Oscillator 15, 20 Complex multiplier 16, 18 Integration Unit 17 amplitude squarer 19 divider 21 subtracter 22 complex conjugate calculator 23 level discriminator 24 selector 25, 109, 118, 121 synchronous detection or delay detection quadrature demodulator 30 RF unit 31 IF unit 32 digital frequency shifter unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38 H04B 1/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04L 27/00-27/38 H04B 1/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】無線周波数から中間周波数に変換する周波
数変換器に無線周波数を与える周波数シンセサイザの周
波数ステップが、受信チャネルの周波数ステップの整数
倍であり、複数受信チャネルの周波数成分を含む準同期
直交検波出力信号から希望受信チャネルのベースバンド
信号を抽出する周波数シフタを備えた受信装置における
直交変調波受信方法であって、前記準同期直交検波出力
信号の振幅誤差と位相誤差によって発生する非希望波の
イメージ成分を算出し、前記非希望波のレベルが所定値
以上のとき、前記非希望波のイメージ成分を減算した信
号を前記周波数シフタの出力信号とすることにより、前
記非希望波のイメージ成分を除去することを特徴とする
直交変調波受信方法。
A frequency synthesizer for providing a radio frequency to a frequency converter for converting a radio frequency to an intermediate frequency has a frequency step of an integer multiple of the frequency step of a reception channel, and includes a quasi-synchronous quadrature including frequency components of a plurality of reception channels. A quadrature modulated wave receiving method in a receiving apparatus including a frequency shifter for extracting a baseband signal of a desired reception channel from a detection output signal, wherein an undesired wave generated by an amplitude error and a phase error of the quasi-synchronous quadrature detection output signal When the level of the undesired wave is equal to or higher than a predetermined value, a signal obtained by subtracting the image component of the undesired wave is used as an output signal of the frequency shifter, thereby obtaining the image component of the undesired wave. And a quadrature modulated wave receiving method.
【請求項2】無線周波数から中間周波数に変換する周波
数変換器に無線周波数を与える周波数シンセサイザの周
波数ステップが、受信チャネルの周波数ステップの整数
倍であり、準同期直交検波器の出力信号から希望受信チ
ャネルのベースバンド信号を抽出する周波数シフタを備
えた受信装置において、前記周波数シフタは、前記準同
期直交検波器の出力信号の振幅誤差と位相誤差によって
発生する非希望波のイメージ成分を算出する手段と、非
希望波のレベルによって制御される前記非希望波のイメ
ージ成分を除去する手段とを有していることを特徴とす
る直交変調波受信装置。
2. A frequency synthesizer for providing a radio frequency to a frequency converter for converting a radio frequency to an intermediate frequency, wherein the frequency step of the frequency synthesizer is an integral multiple of the frequency step of the reception channel, and a desired reception is performed from an output signal of the quasi-synchronous quadrature detector. In a receiving apparatus provided with a frequency shifter for extracting a baseband signal of a channel, the frequency shifter calculates an image component of an undesired wave generated by an amplitude error and a phase error of an output signal of the quasi-synchronous quadrature detector. And a means for removing an image component of the undesired wave controlled by a level of the undesired wave.
【請求項3】前記周波数シフタは、サンプリングされた
信号を周波数f0(但し、f0は受信チャネルの周波数ス
テップの整数倍の周波数)で周波数変換する第1の周波
数変換器と、前記周波数f0で周波数変換された信号か
ら希望波のベースバンド信号を抽出する第1のLPF
と、周波数(−f0)で周波数変換する第2の周波数変
換器と、前記周波数(−f0)で周波数変換された信号
からベースバンド信号を抽出する第2のLPFと、前記
第1のLPFの出力信号と前記第2のLPFの出力信号
を乗算する第1の乗算器と、前記第2のLPFの出力信
号を二乗して出力する二乗器と、前記第1の乗算器の出
力信号を一定サンプル分積算する第1の積算器と、前記
二乗器の出力信号を一定サンプル分積算する第2の積算
器と、前記第1の積算器の積算信号を前記第2の積算器
の積算信号で除算する除算器と、前記第2のLPFの出
力信号の複素共役を出力する複素共役算出器と、前記除
算器の出力信号と前記複素共役算出器の出力信号とを乗
算する第2の乗算器と、前記第1のLPFの出力信号か
ら前記第2の乗算器の出力信号を減算する減算器と、前
記第2のLPFの出力信号のレベルを判定する判別器
と、前記判別器の出力信号によって制御されるセレクタ
から構成されることを特徴とする請求項2記載の直交変
調波受信装置。
Wherein the frequency shifter, the sampled signal frequency f 0 (where, f 0 is an integer multiple of the frequency steps of the received channel frequency) and a first frequency converter for frequency conversion, the frequency f A first LPF for extracting a baseband signal of a desired wave from a signal frequency-converted by 0
If, frequency and the second frequency converter for frequency conversion (-f 0), a second LPF for extracting a baseband signal from the frequency-converted signal at said frequency (-f 0), the first A first multiplier for multiplying an output signal of the LPF by an output signal of the second LPF, a squarer for squaring the output signal of the second LPF and outputting the output signal, and an output signal of the first multiplier , A second integrator for integrating the output signal of the squarer for a fixed sample, and an integration of the integrated signal of the first integrator by the second integrator. A divider for dividing by a signal, a complex conjugate calculator for outputting a complex conjugate of the output signal of the second LPF, and a second for multiplying an output signal of the divider and an output signal of the complex conjugate calculator. A multiplier, the second multiplication from the output signal of the first LPF, 3. A subtractor for subtracting the output signal of the second LPF, a discriminator for judging the level of the output signal of the second LPF, and a selector controlled by the output signal of the discriminator. The quadrature modulated wave receiving device according to the above.
【請求項4】前記セレクタは、前記第2のLPFの出力
信号があるしきい値よりも大きいとき、前記減算器の出
力を選択し、前記第2のLPFの出力信号があるしきい
値よりも小さいとき、前記第1のLPFの出力信号を選
択して出力するように制御されていることを特徴とする
請求項2〜3記載の直交変調波受信装置。
4. The selector selects the output of the subtractor when the output signal of the second LPF is larger than a certain threshold, and selects the output of the second LPF when the output signal of the second LPF is larger than a certain threshold. 4. The quadrature modulated wave receiving apparatus according to claim 2, wherein when the value of the first LPF is smaller, the output signal of the first LPF is controlled to be selected and output.
【請求項5】前記直交変調波受信装置は、衛星通信や移
動体通信用の受信装置として用いられていることを特徴
とする請求項2〜4記載の直交変調波受信装置。
5. The quadrature modulated wave receiving apparatus according to claim 2, wherein said quadrature modulated wave receiving apparatus is used as a receiving apparatus for satellite communication or mobile communication.
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