JP3228358B2 - 直交位相誤差補償回路 - Google Patents

直交位相誤差補償回路

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JP3228358B2
JP3228358B2 JP34063392A JP34063392A JP3228358B2 JP 3228358 B2 JP3228358 B2 JP 3228358B2 JP 34063392 A JP34063392 A JP 34063392A JP 34063392 A JP34063392 A JP 34063392A JP 3228358 B2 JP3228358 B2 JP 3228358B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/38Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/3845Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier
    • H04L27/3854Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier using a non - coherent carrier, including systems with baseband correction for phase or frequency offset
    • H04L27/3863Compensation for quadrature error in the received signal

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、QPSK信号等の復調
に用いるベースバンド帯遅延検波回路において、その直
交位相検波器で生じる直交位相誤差を自動的に補償する
直交位相誤差補償回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図11は、線形復調器およびその直交位
相誤差補償回路の構成を示すブロック図である。
【0003】図において、QPSK信号等の入力信号i
は直交位相検波器11に入力され、局部発振器12およ
びπ/2移相器13で得られる入力信号の中心周波数に
同期した搬送波で乗積検波される。直交位相検波器11
から出力されるIチャネル信号およびQチャネル信号
は、低域フィルタ(LPF)14を介して高調波成分お
よび雑音が除去され、さらに振幅レベル調整用の増幅器
151 ,152 を介してA/D変換器16に入力され、
IチャネルおよびQチャネルの識別信号dX,dy、誤差
信号eX ,ey が得られる。
【0004】ところで、π/2移相器13は周波数特性
を有し、さらに周囲温度,電源電圧変動,経時変化によ
って正確な直交性を確保する困難である。すなわち、π
/2移相器13の直交性の劣化は避けられないが、それ
に伴ってI,Qチャネル間の信号漏洩が発生し、復調特
性が劣化する。
【0005】したがって、従来は、図11に示すような
直交位相検波器11の直交性を補償する直交位相誤差補
償回路が構成されていた。これは、排他的論理和回路1
1,172 で識別信号dX と誤差信号ey 、識別信号
y と誤差信号eX の排他的論理和をとり、さらに加算
器18で各排他的論理和出力を加算して低域フィルタ
(LPF)19により積分し、得られた電圧でπ/2移
相器13を構成するバラクタダイオードの容量を変化さ
せるものである。
【0006】この直交位相誤差補償回路の基本動作原理
は、復調動作が線形のためにどの象限の信号に対して
も、直交位相誤差θが正のときは排他的論理和回路17
1 ,172 の出力が負になり、直交位相誤差θが負のと
きは排他的論理和回路171 ,172 の出力が正になる
ことを利用している。しかし、この原理はベースバンド
帯遅延検波のように非線形演算によって復調信号を得る
場合には適用できない。
【0007】図12は、π/4−QPSK信号の復調を
行うベースバンド帯遅延検波回路の構成を示すブロック
図である。図において、直交位相検波器11,低域フィ
ルタ(LPF)14,増幅器151,152 、A/D変換器
16は、図11に示す線形復調器と同じ構成である。ベ
ースバンド帯遅延検波回路は、さらにA/D変換器16
から出力されるサンプル値xk,ykを4相遅延検波器2
0に入力し、その遅延検波信号Uk(ukX ,uky)から識
別器211 ,212 を介して復調信号Dk (Uk のMS
B信号)を得る構成である。
【0008】図13は、4相遅延検波器20の構成を示
すブロック図である。図において、4相遅延検波器20
は、1シンボルの遅延を与える遅延器101,102
と、乗算器201〜204と、加算器301と、減算器
401とにより構成され、入力されるIチャネルおよび
Qチャネルの各サンプル値xk ,yk と、それを1シン
ボル遅延させたサンプル値xk-1 ,yk-1 との積和演算
を行い、遅延検波信号Uk (ukX ,uky)を得る。
【0009】ここで、A/D変換器16から出力される
サンプル値xk ,yk と、4相遅延検波器20から出力
される遅延検波信号Uk (ukX ,uky)をX−Y平面上
に表した様子を図14(a),(b) に示す。なお、これらは
いずれも直交位相誤差がない場合(θ=0°)である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、直交位相誤差
が存在する場合には、ある象限に復調された信号につい
てIチャネル誤差信号は一定の極性を示さない。
【0011】ここで、直交位相誤差θ=10°の場合のサ
ンプル値xk ,yk と遅延検波信号Uk(ukX ,uky)を
X−Y平面上に表した様子を図15(a),(b) に示す。こ
のように誤差信号が一定の極性を示さないので、図11
に示すような直交位相誤差補償回路の構成では、直交位
相検波器11の直交位相誤差を補償することができなか
った。
【0012】本発明は、非線形演算によって復調信号を
得るベースバンド帯遅延検波回路において、直交位相誤
差を正しく推定して劣化のない復調信号を得ることがで
き、さらに動作の安定性を確保するためにディジタル信
号処理を実現することができる直交位相誤差補償回路を
提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、Iチャネルの遅延検波信号に含まれるIチャネル誤
差信号を出力するIチャネル誤差検出手段と、A/D変
換器と遅延検波器との間に配置され、Iチャネルのサン
プル値をそのまま遅延検波器に送出し、Qチャネルのサ
ンプル値に対して、Iチャネルのサンプル値に直交歪み
補償係数を乗算した値を加算する直交歪み補償を行うと
ともに、その直交歪み補償信号に同相歪み補償係数を乗
算する同相歪み補償を行って遅延検波器に送出する位相
補償回路と、遅延検波前のIチャネル信号と同相歪み補
償係数を乗算し、その結果と遅延検波前のQチャネル信
号との積和演算を行い、その結果とIチャネル誤差信号
との相互相関をとって直交歪み補償係数を出力し、直交
歪み補償信号を1シンボル遅延させた信号と遅延検波前
のQチャネル信号を乗算し、その結果とIチャネル誤差
信号との相互相関をとり、さらに正規のゲイン1を加算
した同相歪み補償係数を出力する補償係数推定回路とを
備える。
【0014】請求項2に記載の発明は、Iチャネルの遅
延検波信号に含まれるIチャネル誤差信号を出力するI
チャネル誤差検出手段と、A/D変換器と遅延検波器と
の間に配置され、Iチャネルのサンプル値をそのまま遅
延検波器に送出し、Qチャネルのサンプル値に対して、
Iチャネルのサンプル値に直交歪み補償係数を乗算した
値を加算する直交歪み補償を行って遅延検波器に送出す
る位相補償回路と、遅延検波前のIチャネル信号とQチ
ャネル信号との積和演算を行い、その結果とIチャネル
誤差信号との相互相関をとって直交歪み補償係数を出力
する補償係数推定回路とを備える。
【0015】請求項3に記載の発明は、Iチャネルの遅
延検波信号に含まれるIチャネル誤差信号を出力するI
チャネル誤差検出手段と、Qチャネルの遅延検波信号に
含まれるQチャネル誤差信号を出力するQチャネル誤差
検出手段と、A/D変換器と遅延検波器との間に配置さ
れ、Iチャネルのサンプル値をそのまま遅延検波器に送
出し、Qチャネルのサンプル値に対して、Iチャネルの
サンプル値に直交歪み補償係数を乗算した値を加算する
直交歪み補償を行い、さらに同相歪み補償係数を乗算す
る同相歪み補償を行って遅延検波器に送出する位相補償
回路と、遅延検波前のIチャネル信号とQチャネル信号
との積和演算を行い、その結果とIチャネル誤差信号と
の相互相関をとって直交歪み補償係数を出力し、Qチャ
ネルの遅延検波信号とQチャネル誤差信号との相互相関
をとって同相歪み補償係数を出力する補償係数推定回路
とを備える。
【0016】請求項4に記載の発明は、請求項1ないし
請求項3のいずれかに記載の直交位相誤差補償回路にお
いて、直交歪み補償係数の算出のために相互相関をとる
信号の少なくとも一方にその極性信号を用いる。
【0017】請求項5に記載の発明は、請求項1または
請求項3に記載の直交位相誤差補償回路において、同相
歪み補償係数の算出のために相互相関をとる信号の少な
くとも一方にその極性信号を用いる。
【0018】
【作用】本発明による直交位相誤差補償原理について説
明する。受信した搬送波帯QPSK信号を Re[s(t)・exp(j2πfct)] …(1) とする。ここで、Re[ ] は実部であり、fcは搬送波周
波数である。また、複素包絡線s(t)は、伝送路のインパ
ルスレスポンスをh(t)、差動符号化された位相角をφk
とすると、 s(t)=Σk h(t−kT)exp(jφk) …(2) と表される。なお、φk =φk-1+mkπ/2+ψである。
k は時刻kTにおける送信情報で0,1,2,3の値
をとり、ψはQPSK信号の場合は0、π/4−QPS
K信号の場合はπ/4となる。
【0019】直交位相検波器では、この搬送波帯QPS
K信号と、搬送波 cos(2πfct) およびπ/2移相器を
通過した搬送波 cos(2πfct+π/2) との乗積検波を行
い、ベースバンド同相成分およびベースバンド直交成分
を出力する。いま、π/2移相器に直交位相誤差θが存
在するとすれば、低域フィルタの出力にはIチャネル信
号I(t) およびQチャネル信号Q(t) として、 I(t) =Re[s(t)] ≡x0(t) Q(t) =Im[s(t)]cosθ−Re[s(t)]sinθ≡y0(t)cosθ−x0(t)sinθ …(3) が得られる。
【0020】次に、A/D変換器がI(t),Q(t) を時刻
t=kTで標本化し、それぞれのサンプル値xk , yk
について遅延検波器が遅延検波演算を施すと、遅延検波
信号Uk は、 Uk =(xk+jyk)(xk-1+jyk-1) ={(xkxk-1+ykyk-1)+(xkxk-1-ykyk-1)sin2θ−(xkyk-1+ykxk-1) sinθcosθ}+j(xk-1yk−xkyk-1)cosθ …(4) となる。ここで、実部(Uk,X )の第1項はIチャネル
の所望信号、第2項および第3項は非線形演算(遅延検
波演算)による歪み成分を表し、虚部(Uk,y )はQチ
ャネルの所望信号に直交位相誤差の余弦 cosθが乗算さ
れた歪みとなる。
【0021】 請求項1に記載の発明の直交位相誤差
補償原理 (3)式はIチャネルには所望信号が得られ、Qチャネル
にIチャネルの信号が漏洩していることを示している。
したがって、A/D変換器と遅延検波器との間に配置さ
れる位相補償回路では、Iチャネルのサンプル値xk
そのまま通過させ、Qチャネルのサンプル値yk は、w
Xkを加算する直交歪み補償と、その直交歪み補償信号
を (1+wy)倍する同相歪み補償を行って遅延検波器に
送出することにより、遅延検波器から正しい復調信号を
得ることができる。すなわち、位相補償回路の出力Zk
を Zk =xk+j(yk+wXk)(1+wy) …(5) とする。ここで、wX は直交歪み補償係数であり、1+
y は同相歪み補償係数である。なお、同相歪み補償係
数の1は正規のゲインである。
【0022】wX ,wy の推定は、補償係数推定回路で
次の方法により行う。位相補償回路の出力Zk に対する
遅延検波信号Uk は、 (5)式より Uk =Zk * k-1 ={xkxk-1+(yk+wXxk)(yk-1+wXxk-1)(1+wy)2} +j(xk-1yk−xkyk-1)(1+wy) …(6) として与えられる。この遅延検波信号Uk に対する識別
信号Dk を Dk =dk,X+jdk,y とすると、Iチャネル誤差信号ek,X は、 ek,X =dk,X−{xkxk-1+(yk+wXxk)(yk-1+wXxk-1)(1+wy)2} …(7) となる。このwX ,wy については、誤差の2乗平均を
最小とするように推定するとすれば、 (7)式の瞬時誤差
の2乗からwX ,wy に関する傾斜を求め、それと反対
の方向に逐次制御すればよい。
【0023】すなわち、直交歪み補償係数wX は、 ∂e2 k,X/∂wX=−2ek,X{xk(yk-1+wXxk-1)+xk-1(yk+wXxk)}(1+wy)2 より、 wX ←wX+μek,X{xk(yk-1+wXxk-1)+xk-1(yk+wXxk)}(1+wy)2 …(8) として求まる。この (8)式によると、直交歪み補償係数
X は、遅延検波前のIチャネル信号xk と同相歪み補
償係数(1+wy) を乗算し、その結果と遅延検波前のQ
チャネル信号(yk+wXk)(1+wy) との積和演算を
行い、その結果とIチャネル誤差信号ek,X との相互相
関によって推定できることがわかる。
【0024】なお、μはステップサイズパラメータと呼
ばれる微小係数であるが、周囲温度や経時劣化による直
交位相誤差変動の変化速度は小さいので、A/D変換器
の量子化雑音程度の大きさでよい。
【0025】また、同相歪み補償係数(1+wy ) のw
y は、 ∂e2 k,X/∂wy=−4ek,X(yk+wXk)(yk-1+wXk-1)(1+wy) より、 wy ←wy+μek,X(yk+wXk)(yk-1+wXk-1)(1+wy) …(9) として求まる。この (9)式によると、wy は、位相補償
回路から中途出力される直交歪み補償信号(yk+w
Xk)を1シンボル遅延させた信号と、遅延検波前のQ
チャネル信号(yk+wXk)(1+wy)を乗算し、その結
果とIチャネル誤差信号ek,X との相互相関によって推
定できることがわかる。このwy に、正規のゲイン1を
加算することにより、同相歪み補償係数(1+wy) を推
定できる。なお、遅延検波前のQチャネル信号は、直交
歪み補償信号(yk+wXk) と、同相歪み補償係数(1
+wy) との乗算により得ることができる。
【0026】このように、補償係数推定回路では、直交
歪み補償信号(yk+wXk) と、遅延検波前のIチャネ
ル信号xk およびQチャネル信号(yk+wXk)(1+
y)と、Iチャネル誤差信号ek,X とを用いて、(8),
(9) 式の演算を行うことにより位相補償回路に与える各
補償係数wX ,1+wy の推定値を得ることができる。
【0027】 請求項2に記載の発明の直交位相誤差
補償原理 直交位相誤差θが小さい場合は、 cosθ≒1であるの
で、wy ≒0と近似することができる。この場合には、
位相補償回路では、Iチャネルのサンプル値xkはその
まま通過させ、Qチャネルのサンプル値yk は、wXk
を加算する直交歪み補償だけを行って遅延検波器に送出
しても、遅延検波器から正しい復調信号を得ることがで
きる。すなわち、位相補償回路の出力Zk を Zk =xk+j(yk+wXk) …(10) とする。一方、直交歪み補償係数wX を求める (8)式
は、 wX ←wX+μek,X{xk(yk-1+wXxk-1)+xk-1(yk+wXxk) } …(11) に簡易化される。この(11)式によると、直交歪み補償係
数wX は、遅延検波前のIチャネル信号xk およびQチ
ャネル信号(yk+wXk) の積和演算結果と、Iチャネ
ル誤差信号ek,X との相互相関によって推定できること
がわかる。
【0028】このように、補償係数推定回路では、位相
補償回路の出力Zk と、Iチャネル誤差信号ek,X とを
用いて、(11)式の演算を行うことにより、位相補償回路
に与える直交歪み補償係数wX の推定値を得ることがで
きる。
【0029】 請求項3に記載の発明の直交位相誤差
補償原理 (6)式に示す遅延検波信号Uk に対する識別信号Dk を Dk =dk,X+jdk,y とすると、Iチャネル誤差信号ek,X およびQチャネル
誤差信号ek,y は、 ek,X =dk,X−{xkxk-1+(yk+wXxk)(yk-1+wXxk-1)(1+wy)2} …(7) ek,y =dk,y−(xk-1yk−xkyk-1)(1+wy) …(12) となる。
【0030】直交歪み補償係数wX については、誤差の
2乗平均を最小とするように推定するとすれば、 (7)式
の瞬時誤差の2乗からwX に関する傾斜を求め、それと
反対の方向に逐次制御すればよい。すなわち、直交歪み
補償係数wX は (8)式のように求まる。
【0031】ここで、Iチャネル誤差信号ek,X と同相
歪み補償係数(1+wy )は無相関であるので、 (8)式
の(1+wy)2 を1または(1+wy) としても、直交歪
み補償係数wX の推定に影響はない。いま、(1+wy)
とすると、 (8)式は、 wX ←wX+μek,X{xk(yk-1+wXxk-1)(1+wy)+xk-1(yk+wXxk)(1+wy)} …(13) となる。この(13)式によると、直交歪み補償係数wX
遅延検波前のIチャネル信号xk およびQチャネル信号
(yk+wXk)(1+wy) の積和演算結果と、Iチャネ
ル誤差信号ek,X との相互相関によって推定できること
がわかる。
【0032】次に、 (6)式から明らかなように、遅延検
波信号Uk の同相歪みはQチャネルの所望信号を cosθ
倍したものであるので、その同相歪み補償係数(1+w
y )のwy は、 ∂e2 k,y/∂wy =−2ek,y(xk-1yk−xkyk-1) より、 wy ←wy+μek,y(xk-1yk−xkyk-1) …(14) として求まる。
【0033】なお、直交歪み補償の場合と同様に、Qチ
ャネル誤差信号ek,y と同相歪み補償係数(1+wy)は
無相関であるので、(14)式の右辺第2項に(1+wy) を
乗算しても重み係数wy の推定に影響はない。すなわ
ち、 wy ←wy+μek,y(xk-1yk−xkyk-1)(1+wy) …(15) とすることができる。この(15)式によると、wy は (6)
式に示されるQチャネルの遅延検波信号Uk,y ((xk-1yk
-xkyk-1)(1+wy))と、Qチャネル誤差信号ek,yとの相
互相関によって推定ができることがわかる。このw
y に、正規のゲイン1を加算することにより、同相歪み
補償係数(1+wy) を推定できる。
【0034】このように、補償係数推定回路では、位相
補償回路の出力Zk と、Qチャネルの遅延検波信号U
k,y と、Iチャネル誤差信号ek,X およびQチャネル誤
差信号ek,y とを用いて、(13),(15) 式の演算を行うこ
とにより、位相補償回路に与える各補償係数wX ,1+
y の推定値を得ることができる。
【0035】
【実施例】図1は、請求項1に記載の発明の基本構成を
示すブロック図である。本基本構成は、図12に示すベ
ースバンド帯遅延検波回路において、A/D変換器16
と4相遅延検波器20との間に位相補償回路31を配置
し、Iチャネルの遅延検波信号Uk,X と識別信号Dk,X
とからIチャネル誤差信号ek,X を出力する減算器40
2を備え、さらに位相補償回路31の中途出力である直
交歪み補償信号(yk+wXk) と、その出力Zk (xk ,
(yk+wXxk)(1+wy))と、Iチャネル誤差信号ek,X とを
入力し、直交歪み補償係数wX および同相歪み補償係数
(1+wy)を推定して位相補償回路31に与える補償係
数推定回路41を備える。
【0036】図2は、位相補償回路31の実施例構成を
示すブロック図である。図において、位相補償回路31
には、A/D変換器16からIチャネルおよびQチャネ
ルのサンプル値xk ,yk が入力され、補償係数推定回
路41から直交歪み補償係数wX および同相歪み補償係
数(1+wy) が入力される。Iチャネルのサンプル値x
k は、2分岐してその一方がそのまま出力されるととも
に、他方は乗算器205で直交歪み補償係数wX が乗算
される。Qチャネルのサンプル値yk は、加算器302
で乗算器205から出力される値wXkと加算され、得
られた直交歪み補償信号(yk+wXk) は中途出力とし
て取り出されるとともに、乗算器206で同相歪み補償
係数(1+wy) が乗算されて出力される。
【0037】(5)式に示す演算はこのような構成により
実現され、4相遅延検波器20に与えられる直交位相補
償された出力Zk は、Iチャネルがxk となり、Qチャ
ネルが (yk+wXk)(1+wy) となる。
【0038】図3は、補償係数推定回路41の実施例構
成を示すブロック図である。図において、補償係数推定
回路41には、位相補償回路31から中途出力で得られ
る直交歪み補償信号(yk+wXk) と、位相補償回路3
1の出力Zk である遅延検波前のIチャネル信号xk
よびQチャネル信号(yk+wXk)(1+wy)と、Iチャ
ネル誤差信号ek,X が入力される。
【0039】遅延検波前のIチャネル信号xk は、乗算
器207で補償係数推定回路41の出力である同相歪み
補償係数(1+wy) と乗算される。その信号をAとす
る。遅延器103は、信号Aを1シンボル遅延させた信
号Bを出力する。遅延検波前のQチャネル信号(yk
Xk)(1+wy)をCとする。遅延器104は、信号
Cを1シンボル遅延させた信号Dを出力する。乗算器2
08は信号Aと信号Dの乗算を行い、乗算器209は信
号Bと信号Cの乗算を行い、加算器303は各乗算結果
を加算した信号(AD+BC)の積和演算を行う。乗算
器210は、積和演算信号(AD+BC)とIチャネル
誤差信号ek,X を乗算し、乗算器211は乗算器210
の出力とステップサイズパラメータμを乗算し、加算器
304および1シンボル遅延させる遅延器105は乗算
器211の出力を積分する。
【0040】(8)式に示す演算は以上の構成により実現
され、位相補償回路31に与えられる直交歪み補償係数
X が得られる。なお、乗算器210で乗算される各信
号は、少なくとも一方をその極性信号に置換することが
可能であり、その場合には乗算器210は排他的論理和
回路にすることができる。
【0041】直交歪み補償信号(yk+wXk) は遅延器
106で1シンボル遅延され、乗算器212で遅延検波
前のQチャネル信号(yk+wXk)(1+wy)と乗算さ
れる。乗算器213は、乗算器212の出力とIチャネ
ル誤差信号ek,X を乗算し、乗算器214は乗算器21
3の出力とステップサイズパラメータμを乗算し、加算
器305および1シンボル遅延させる遅延器107は乗
算器214の出力を積分する。
【0042】(9)式に示す演算は以上の構成により実現
される。さらに、加算器306は、加算器305の出力
に「1」を加算し、位相補償回路31および乗算器20
7に与える同相歪み補償係数(1+wy )を出力する。
なお、乗算器213で乗算される各信号は、少なくとも
一方をその極性信号に置換することが可能であり、その
場合には乗算器213は排他的論理和回路にすることが
できる。
【0043】また、遅延検波前のQチャネル信号は、直
交歪み補償信号(yk+wXk) と、同相歪み補償係数
(1+wy ) との乗算により得ることができる。その場
合には、補償係数推定回路41の入力信号は、位相補償
回路31から中途出力で得られる直交歪み補償信号(yk
+wXk) と、位相補償回路31の出力Zk のうちIチ
ャネル信号xk と、Iチャネル誤差信号ek,X となる。
その実施例構成を図4に示す。乗算器215は、直交歪
み補償信号(yk+wXk) と、同相歪み補償係数(1+
y ) を乗算し、その結果を乗算器212に与えるとと
もに、信号Cとして遅延器104および乗算器209に
与える。
【0044】図5は、請求項2に記載の発明の基本構成
を示すブロック図である。本基本構成は、図12に示す
ベースバンド帯遅延検波回路において、A/D変換器1
6と4相遅延検波器20との間に位相補償回路32を配
置し、Iチャネルの遅延検波信号Uk,X と識別信号D
k,X とからIチャネル誤差信号ek,X を出力する減算器
402を備え、さらに位相補償回路32の出力Zk (xk,
(yk+wXxk))と、Iチャネル誤差信号ek,X とを入力
し、直交歪み補償係数wX を推定して位相補償回路32
に与える補償係数推定回路42を備える。
【0045】図6は、位相補償回路32の実施例構成を
示すブロック図である。図において、位相補償回路32
には、A/D変換器16からIチャネルおよびQチャネ
ルのサンプル値xk ,yk が入力され、補償係数推定回
路42から直交歪み補償係数wX が入力される。Iチャ
ネルのサンプル値xk は、2分岐してその一方がそのま
ま出力されるとともに、他方は乗算器216で直交歪み
補償係数wX が乗算される。Qチャネルのサンプル値y
k は、加算器307で乗算器216から出力される値w
Xkと加算されて出力される。
【0046】(10)式に示す演算はこのような構成により
実現され、4相遅延検波器20に与えられる直交位相補
償された出力Zk は、Iチャネルがxk となり、Qチャ
ネルが(yk+wXk) となる。
【0047】図7は、補償係数推定回路42の実施例構
成を示すブロック図である。図において、補償係数推定
回路42には、位相補償回路32の出力Zk である遅延
検波前のIチャネル信号xk およびQチャネル信号(yk
+wXk) と、Iチャネル誤差信号ek,X が入力され
る。
【0048】遅延検波前のIチャネル信号xk をAとす
る。遅延器108は、信号Aを1シンボル遅延させた信
号Bを出力する。遅延検波前のQチャネル信号(yk
Xk )をCとする。遅延器109は、信号Cを1シ
ンボル遅延させた信号Dを出力する。乗算器217は信
号Aと信号Dの乗算を行い、乗算器218は信号Bと信
号Cの乗算を行い、加算器308は各乗算結果を加算し
た信号(AD+BC)の積和演算を行う。乗算器219
は、積和演算信号(AD+BC)とIチャネル誤差信号
k,X を乗算し、乗算器220は乗算器219の出力と
ステップサイズパラメータμを乗算し、加算器309お
よび1シンボル遅延させる遅延器110は乗算器220
の出力を積分する。
【0049】(11)式に示す演算は以上の構成により実現
され、位相補償回路32に与えられる直交歪み補償係数
X が得られる。なお、乗算器219で乗算される各信
号は、少なくとも一方をその極性信号に置換することが
可能であり、その場合には乗算器219は排他的論理和
回路にすることができる。
【0050】図8は、請求項3に記載の発明の基本構成
を示すブロック図である。本基本構成は、図12に示す
ベースバンド帯遅延検波回路において、A/D変換器1
6と4相遅延検波器20との間に位相補償回路33を配
置し、Iチャネルの遅延検波信号Uk,X と識別信号D
k,X とからIチャネル誤差信号ek,X を出力する減算器
402と、Qチャネルの遅延検波信号Uk,y と識別信号
k,y とからQチャネル誤差信号ek,y を出力する減算
器403を備え、さらに位相補償回路33の出力Zk (x
k , (yk+wXxk)(1+wy))と、Qチャネルの遅延検波信号
k,yと、Iチャネル誤差信号ek,X およびQチャネル
誤差信号ek,y とを入力し、直交歪み補償係数wX およ
び同相歪み補償係数(1+wy ) を推定して位相補償回
路33に与える補償係数推定回路43を備える。
【0051】図9は、位相補償回路33の実施例構成を
示すブロック図である。図において、位相補償回路33
には、A/D変換器16からIチャネルおよびQチャネ
ルのサンプル値xk ,yk が入力され、補償係数推定回
路43から直交歪み補償係数wX および同相歪み補償係
数(1+wy) が入力される。Iチャネルのサンプル値x
k は、2分岐してその一方がそのまま出力されるととも
に、他方は乗算器221で直交歪み補償係数wX が乗算
される。Qチャネルのサンプル値yk は、加算器310
で乗算器221から出力される値wXkと加算され、さ
らに乗算器222で同相歪み補償係数(1+wy) が乗算
されて出力される。
【0052】(5)式に示す演算はこのような構成により
実現され、4相遅延検波器20に与えられる直交位相補
償された出力Zk は、Iチャネルがxk となり、Qチャ
ネルが (yk+wXk)(1+wy) となる。
【0053】図10は、補償係数推定回路43の実施例
構成を示すブロック図である。図において、補償係数推
定回路43には、位相補償回路33の出力Zk である遅
延検波前のIチャネル信号xk およびQチャネル信号
(yk+wXk)(1+wy)と、Qチャネルの遅延検波信号
k,y と、Iチャネル誤差信号ek,X およびQチャネル
誤差信号ek,y が入力される。
【0054】遅延検波前のIチャネル信号xk をAとす
る。遅延器111は、信号Aを1シンボル遅延させた信
号Bを出力する。遅延検波前のQチャネル信号(yk
Xk)(1+wy)をCとする。遅延器112は、信号
Cを1シンボル遅延させた信号Dを出力する。乗算器2
23は信号Aと信号Dの乗算を行い、乗算器224は信
号Bと信号Cの乗算を行い、加算器311は各乗算結果
を加算した信号(AD+BC)の積和演算を行う。乗算
器225は、積和演算信号(AD+BC)とIチャネル
誤差信号ek,X を乗算し、乗算器226は乗算器225
の出力とステップサイズパラメータμを乗算し、加算器
312および1シンボル遅延させる遅延器113は乗算
器226の出力を積分する。
【0055】(13)式に示す演算は以上の構成により実現
され、位相補償回路33に与えられる直交歪み補償係数
X が得られる。なお、乗算器225で乗算される各信
号は、少なくとも一方をその極性信号に置換することが
可能であり、その場合には乗算器225は排他的論理和
回路にすることができる。
【0056】乗算器227はQチャネルの遅延検波信号
k,y とQチャネル誤差信号ek,yを乗算し、乗算器2
28は乗算器227の出力とステップサイズパラメータ
μを乗算し、加算器313および1シンボル遅延させる
遅延器114は乗算器228の出力を積分する。
【0057】(15)式に示す演算は以上の構成により実現
される。さらに、加算器314は、加算器313の出力
に「1」を加算し、位相補償回路33に与える同相歪み
補償係数(1+wy )を出力する。なお、乗算器227
で乗算される各信号は、少なくとも一方をその極性信号
に置換することが可能であり、その場合には乗算器22
7は排他的論理和回路にすることができる。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の直交位相
誤差補償回路は、ベースバンド帯遅延検波回路において
直交位相誤差に起因する非線形歪を適応的に補償するこ
とができる。図15(c) は、直交位相誤差θ=10°の場
合に、本発明の直交位相誤差補償回路を用いたときの遅
延検波信号Uk(ukX ,uky)であるが、正しい復調信号
が得られていることがわかる。
【0059】したがって、移動通信その他屋外で使用さ
れる携帯無線端末のように周囲温度等の使用環境が厳し
く、直交位相検波器のπ/2移相器の直交性の劣化によ
って直交位相誤差の発生が避けられない状況でも、本発
明の直交位相誤差補償回路を用いることにより劣化のな
い復調信号を得ることができる。
【0060】また、本発明の直交位相誤差補償回路で
は、すべてディジタル信号処理が可能であるので、安定
した動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載の発明の基本構成を示すブロッ
ク図。
【図2】位相補償回路31の実施例構成を示すブロック
図。
【図3】補償係数推定回路41の実施例構成を示すブロ
ック図。
【図4】補償係数推定回路41の他の実施例構成を示す
ブロック図。
【図5】請求項2に記載の発明の基本構成を示すブロッ
ク図。
【図6】位相補償回路32の実施例構成を示すブロック
図。
【図7】補償係数推定回路42の実施例構成を示すブロ
ック図。
【図8】請求項3に記載の発明の基本構成を示すブロッ
ク図。
【図9】位相補償回路33の実施例構成を示すブロック
図。
【図10】補償係数推定回路43の実施例構成を示すブ
ロック図。
【図11】線形復調器およびその直交位相誤差補償回路
の構成を示すブロック図。
【図12】π/4−QPSK信号の復調を行うベースバ
ンド帯遅延検波回路の構成を示すブロック図。
【図13】4相遅延検波器20の構成を示すブロック
図。
【図14】直交位相誤差がない場合のπ/4QPSK復
調信号の信号空間ダイヤグラムであり、(a) はA/D変
換器出力、(b) は遅延検波器出力を示す。
【図15】直交位相誤差が存在する場合のπ/4QPS
K復調信号の信号空間ダイヤグラムであり、(a) はA/
D変換器出力、(b) は遅延検波器出力、(c) は本発明に
よる直交位相誤差補償を行った場合の遅延検波器出力を
示す。
【符号の説明】
11 直交位相検波器 12 局部発振器 13 π/2移相器 14 低域フィルタ(LPF) 15 増幅器 16 A/D変換器 17 排他的論理和回路 18 加算器 19 低域フィルタ(LPF) 20 4相遅延検波器 21 識別器 31〜33 位相補償回路 41〜43 補償係数推定回路 101〜114 遅延器 201〜228 乗算器 301〜314 加算器 401〜403 減算器
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信信号の中心周波数に同期した搬送波
    で受信信号を乗積検波する直交位相検波器と、 そのベースバンド信号から高調波成分および雑音を除去
    したIチャネル信号およびQチャネル信号を出力する低
    域フィルタと、 前記Iチャネル信号およびQチャネル信号を標本化し、
    IチャネルおよびQチャネルのサンプル値を出力するA
    /D変換器と、 前記IチャネルおよびQチャネルのサンプル値を複素乗
    算し、IチャネルおよびQチャネルの遅延検波信号を出
    力する遅延検波器とを備えたベースバンド帯遅延検波回
    路において、 前記Iチャネルの遅延検波信号に含まれるIチャネル誤
    差信号を出力するIチャネル誤差検出手段と、 前記A/D変換器と前記遅延検波器との間に配置され、
    前記Iチャネルのサンプル値をそのまま前記遅延検波器
    に送出し、前記Qチャネルのサンプル値に対して、前記
    Iチャネルのサンプル値に直交歪み補償係数を乗算した
    値を加算する直交歪み補償を行うとともに、その直交歪
    み補償信号に同相歪み補償係数を乗算する同相歪み補償
    を行って前記遅延検波器に送出する位相補償回路と、 遅延検波前のIチャネル信号と前記同相歪み補償係数を
    乗算し、その結果と遅延検波前のQチャネル信号との積
    和演算を行い、その結果と前記Iチャネル誤差信号との
    相互相関をとって前記直交歪み補償係数を出力し、前記
    直交歪み補償信号を1シンボル遅延させた信号と遅延検
    波前のQチャネル信号を乗算し、その結果と前記Iチャ
    ネル誤差信号との相互相関をとり、さらに正規のゲイン
    1を加算した前記同相歪み補償係数を出力する補償係数
    推定回路とを備えたことを特徴とする直交位相誤差補償
    回路。
  2. 【請求項2】 受信信号の中心周波数に同期した搬送波
    で受信信号を乗積検波する直交位相検波器と、 そのベースバンド信号から高調波成分および雑音を除去
    したIチャネル信号およびQチャネル信号を出力する低
    域フィルタと、 前記Iチャネル信号およびQチャネル信号を標本化し、
    IチャネルおよびQチャネルのサンプル値を出力するA
    /D変換器と、 前記IチャネルおよびQチャネルのサンプル値を複素乗
    算し、IチャネルおよびQチャネルの遅延検波信号を出
    力する遅延検波器とを備えたベースバンド帯遅延検波回
    路において、 前記Iチャネルの遅延検波信号に含まれるIチャネル誤
    差信号を出力するIチャネル誤差検出手段と、 前記A/D変換器と前記遅延検波器との間に配置され、
    前記Iチャネルのサンプル値をそのまま前記遅延検波器
    に送出し、前記Qチャネルのサンプル値に対して、前記
    Iチャネルのサンプル値に直交歪み補償係数を乗算した
    値を加算する直交歪み補償を行って前記遅延検波器に送
    出する位相補償回路と、 遅延検波前のIチャネル信号とQチャネル信号との積和
    演算を行い、その結果と前記Iチャネル誤差信号との相
    互相関をとって前記直交歪み補償係数を出力する補償係
    数推定回路とを備えたことを特徴とする直交位相誤差補
    償回路。
  3. 【請求項3】 受信信号の中心周波数に同期した搬送波
    で受信信号を乗積検波する直交位相検波器と、 そのベースバンド信号から高調波成分および雑音を除去
    したIチャネル信号およびQチャネル信号を出力する低
    域フィルタと、 前記Iチャネル信号およびQチャネル信号を標本化し、
    IチャネルおよびQチャネルのサンプル値を出力するA
    /D変換器と、 前記IチャネルおよびQチャネルのサンプル値を複素乗
    算し、IチャネルおよびQチャネルの遅延検波信号を出
    力する遅延検波器とを備えたベースバンド帯遅延検波回
    路において、 前記Iチャネルの遅延検波信号に含まれるIチャネル誤
    差信号を出力するIチャネル誤差検出手段と、 前記Qチャネルの遅延検波信号に含まれるQチャネル誤
    差信号を出力するQチャネル誤差検出手段と、 前記A/D変換器と前記遅延検波器との間に配置され、
    前記Iチャネルのサンプル値をそのまま前記遅延検波器
    に送出し、前記Qチャネルのサンプル値に対して、前記
    Iチャネルのサンプル値に直交歪み補償係数を乗算した
    値を加算する直交歪み補償を行い、さらに同相歪み補償
    係数を乗算する同相歪み補償を行って前記遅延検波器に
    送出する位相補償回路と、 遅延検波前のIチャネル信号とQチャネル信号との積和
    演算を行い、その結果と前記Iチャネル誤差信号との相
    互相関をとって前記直交歪み補償係数を出力し、前記Q
    チャネルの遅延検波信号と前記Qチャネル誤差信号との
    相互相関をとって前記同相歪み補償係数を出力する補償
    係数推定回路とを備えたことを特徴とする直交位相誤差
    補償回路。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
    載の直交位相誤差補償回路において、 直交歪み補償係数の算出のために相互相関をとる信号の
    少なくとも一方にその極性信号を用いることを特徴とす
    る直交位相誤差補償回路。
  5. 【請求項5】 請求項1または請求項3に記載の直交位
    相誤差補償回路において、 同相歪み補償係数の算出のために相互相関をとる信号の
    少なくとも一方にその極性信号を用いることを特徴とす
    る直交位相誤差補償回路。
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