JP3230106B2 - Gain fluctuation compensation circuit - Google Patents

Gain fluctuation compensation circuit

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JP3230106B2
JP3230106B2 JP33487892A JP33487892A JP3230106B2 JP 3230106 B2 JP3230106 B2 JP 3230106B2 JP 33487892 A JP33487892 A JP 33487892A JP 33487892 A JP33487892 A JP 33487892A JP 3230106 B2 JP3230106 B2 JP 3230106B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、QPSK信号等のベー
スバンド帯遅延検波回路の構成法に属し、特にアナログ
回路で生じるゲイン変動を補償する回路に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of constructing a baseband delay detection circuit for a QPSK signal or the like, and more particularly to a circuit for compensating for a gain fluctuation occurring in an analog circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】QPSKや16QAM信号の復調器は、
図1に示すように入力信号1と入力信号の中心周波数に
同期した搬送波5を4の直交位相検波器において複素乗
算し、6の低域フィルタで高調波成分及び雑音を除去し
た後、振幅レベル調整用の増幅器7を介して8の識別器
(A/D変換器)へ入力し、識別再生信号2,2′を得
ている。しかし、一般的に4,6,7はアナログアクテ
ィブ素子により構成されているため、周囲温度や経時変
化によりゲイン変動が発生し、I,Qチャネルのレベル
にアンバランスが生じて復調特性が劣化する。
2. Description of the Related Art A demodulator for a QPSK or 16QAM signal is:
As shown in FIG. 1, the input signal 1 and a carrier 5 synchronized with the center frequency of the input signal are subjected to complex multiplication in a quadrature phase detector 4 and harmonic components and noise are removed by a low-pass filter 6 to obtain an amplitude level. The signal is input to the discriminator (A / D converter) 8 through the adjustment amplifier 7 to obtain discrimination reproduction signals 2, 2 '. However, since 4, 6, and 7 are generally constituted by analog active elements, gain fluctuations occur due to changes in ambient temperature and aging, and imbalance occurs in the levels of the I and Q channels, thereby deteriorating demodulation characteristics. .

【0003】この問題を解決するため、従来は図1に示
すように(特許第1506432号“多値識別器”)A
/D変換器から得られる識別信号2と誤差信号3の排他
的論理和9出力を10の低域フィルタにより積分して、
A/D変換器直前の増幅器にフィードバックをかけて
I,Qチャネルの信号を所望レベルに保っていた。本回
路の基本原理は、2,3の排他的論理和をとると復調動
作が線形のためどの象限の信号に対してもゲインが1よ
り大の場合は正、1より小の場合は負となることを利用
している。
In order to solve this problem, conventionally, as shown in FIG. 1 (Japanese Patent No. 1506432 "multi-value discriminator")
An exclusive OR 9 output of the identification signal 2 and the error signal 3 obtained from the / D converter is integrated by a low-pass filter of 10, and
Feedback was applied to the amplifier immediately before the A / D converter to keep the I and Q channel signals at a desired level. The basic principle of this circuit, if demodulation operation to take the exclusive OR of 2 is larger than 1 gain for any quadrant of the signal for the linear positive, and negative if than one small Utilize becoming.

【0004】しかし、ベースバンド帯遅延検波のように
ゲイン変動の発生した後で非線形演算を行なう場合には
従来の手法を適用することができない。1例として、π
/4−QPSK遅延検波について考察する。図2は本発
明の構成を示しているが、ハッチを施した13,14を
除けば通常のベースバンド帯遅延検波回路である。各ブ
ロックに付した番号は図1と共通している。まずゲイン
変動がない場合、A/D変換器出力のサンプル値(x
k ,yk )及び遅延検波出力Uk (ukx,uky)をX−
Y平面上にプロットするとそれぞれ図6(a),(b)
のような信号となる。次に、ゲイン変動によりI,Qチ
ャネルのゲインがそれぞれ0.9,1.2となった場
合、(xk ,yk )及びUk (ukx,uky)はそれぞれ
図7(a),(b)のようになる。同図(b)から明ら
かなように、ある象限に復調された信号について誤差信
号は一定の極性を示さないため、従来の回路構成ではレ
ベル変動を補償できない。
However, the conventional method cannot be applied to the case where nonlinear calculation is performed after the occurrence of gain fluctuation as in baseband differential detection. As an example, π
Consider / 4-QPSK differential detection. FIG. 2 shows the configuration of the present invention. However, except for the hatched parts 13 and 14, it is a normal baseband differential detection circuit. The number assigned to each block is common to FIG. First, when there is no gain fluctuation, the sample value of the output of the A / D converter (x
k , y k ) and differential detection output U k ( uk x , u ky )
When plotted on the Y plane, FIGS. 6A and 6B respectively show
The signal is as follows. Next, if the I, the gain of the Q channel becomes respectively 0.9,1.2 by the gain variation, (x k, y k) and U k (u kx, u ky ) each view 7 (a) , (B). As is clear from FIG. 2B, the error signal does not show a fixed polarity for the signal demodulated in a certain quadrant, so that the conventional circuit configuration cannot compensate for the level fluctuation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的は遅
延検波による非線形操作が存在してもゲイン変動を正し
く推定して劣化のない復調信号を得ること、及び動作の
安定性を確保するためディジタル信号処理で実現する手
段を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to correctly estimate gain fluctuation even when nonlinear operation by differential detection is present, and to reduce deterioration. It is an object of the present invention to obtain a demodulated signal that does not exist and to provide a means realized by digital signal processing in order to ensure the stability of operation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、受信信号をその中心周波数とほぼ等
しい周波数を有する局部発振器で複素乗積検波し、低域
フィルタにより高調波成分及び雑音を除去して得られる
同相(I)・直交(Q)成分をA/D変換した後、1シ
ンボル間の複素サンプル値を複素乗算するベースバンド
遅延検波回路において、該A/D変換器出力のI,Q成
分をそれぞれ独立に所定の量だけ重み付けするゲイン補
償回路と、重み付けする所定量を推定する重み推定回路
とから成るゲイン変動補償回路を有し、該ゲイン補償回
路は、I,Q両チャネル共に正規のゲイン1に重み推定
回路から得られる変動分を加算して新たなゲインとし、
第1の重み推定回路はIチャネル用重み係数を推定する
もので、該遅延検波回路出力のIチャネル誤差信号と、
該ゲイン補償回路のIチャネル出力信号及びそれを1シ
ンボル遅延させた信号の3信号を乗算し、その出力を微
小係数でスケーリングした信号を積分してIチャネルの
重み係数推定量とし、第2の重み推定回路はQチャネル
用重み係数を推定するもので、該遅延検波回路のQチャ
ネル出力信号とQチャネル誤差信号を乗算し、その出力
を前記微小係数でスケーリングした信号を積分してQチ
ャネルの重み係数推定量とするゲイン変動補償回路にあ
る。
A feature of the present invention to achieve the above object is that a received signal is subjected to complex product detection by a local oscillator having a frequency substantially equal to its center frequency, and a harmonic component is detected by a low-pass filter. And A / D conversion of an in-phase (I) / quadrature (Q) component obtained by removing noise and a complex multiplication of a complex sample value of one symbol, the A / D converter It has a gain compensation circuit composed of a gain compensation circuit for independently weighting the I and Q components of the output by a predetermined amount, and a weight estimation circuit for estimating a predetermined amount to be weighted. Q For both channels, add the variation obtained from the weight estimation circuit to the normal gain 1 to obtain a new gain,
The first weight estimating circuit estimates an I-channel weighting coefficient, and outputs an I-channel error signal output from the differential detection circuit;
A signal obtained by multiplying an I-channel output signal of the gain compensation circuit and a signal obtained by delaying the I-channel output signal by one symbol and integrating a signal obtained by scaling the output by a small coefficient is used as an I-channel weighting coefficient estimation amount. The weight estimating circuit estimates a Q-channel weighting coefficient, multiplies the Q-channel output signal of the differential detection circuit by a Q-channel error signal, integrates a signal obtained by scaling the output by the small coefficient, and integrates the Q-channel output signal. It is in a gain fluctuation compensating circuit as a weight coefficient estimation amount.

【0007】本発明の別の特徴は、受信信号をその中心
周波数とほぼ等しい周波数を有する局部発振器で複素乗
積検波し、低域フィルタにより高調波成分及び雑音を除
去して得られる同相(I)・直交(Q)成分をA/D変
換した後、1シンボル間の複素サンプル値を複素乗算す
るベースバンド遅延検波回路において、該A/D変換器
出力のI,Q成分をそれぞれ独立に所定の量だけ重み付
けするゲイン補償回路と、重み付けする所定量を推定す
る重み推定回路とから成るゲイン変動補償回路を有し、
該ゲイン補償回路は、正規のゲイン1に重み推定回路か
ら得られる変動分を加算して新たなゲインとし、該重み
推定回路は、該遅延検波回路のIチャネル出力信号とそ
の識別結果より得られる誤差信号を共通の入力信号とし
て、A/D変換器出力のI,Q成分を1シンボル遅延さ
せた信号とI,Qチャネルに対応したゲイン補償回路出
力信号を乗算し、その結果を更に該誤差信号と乗算し、
その出力を微小係数でスケーリングした信号を積分して
I,Q両チャネルそれぞれのゲイン変動分の推定量とす
るゲイン変動補償回路にある。
Another feature of the present invention is that a received signal is subjected to complex product detection by a local oscillator having a frequency substantially equal to its center frequency, and the in-phase (I) obtained by removing a harmonic component and noise by a low-pass filter. A) A / D conversion of the quadrature (Q) component, followed by complex multiplication of a complex sample value for one symbol by a baseband differential detection circuit, in which the I and Q components of the A / D converter output are independently predetermined. A gain compensating circuit comprising a gain compensating circuit for weighting only the amount of
The gain compensating circuit adds a variation obtained from the weight estimating circuit to the normal gain 1 to obtain a new gain, and the weight estimating circuit is obtained from the I-channel output signal of the differential detection circuit and the identification result thereof. Using the error signal as a common input signal, a signal obtained by delaying the I and Q components of the output of the A / D converter by one symbol and a gain compensation circuit output signal corresponding to the I and Q channels is multiplied. Multiply by the signal
A signal obtained by integrating a signal obtained by scaling the output by a small coefficient is used as a gain fluctuation compensating circuit for estimating a gain fluctuation amount of each of the I and Q channels.

【0008】[0008]

【実施例】[実施例1]QPSK受信信号の複素包絡線
[Embodiment 1] A complex envelope of a QPSK reception signal is shown.

【0009】[0009]

【数1】 (Equation 1)

【0010】とする。ここで、h(t)は伝送路のイン
パルスレスポンス、φk は差動符号化された位相角で、
φk =φk-1 +mk π/2+θ(mk =0,1,2,
3)である。また、θはQPSKの場合0、π/4−Q
PSKの場合π/4となる。復調器のI,Qチャネルの
ゲインをそれぞれdgx,dgyとすれば、時刻t=k
Tにおける復調信号Rk は次式で与えられる。
It is assumed that: Here, h (t) is the impulse response of the transmission path, φ k is the phase angle differentially encoded,
φ k = φ k−1 + m k π / 2 + θ (m k = 0,1,2,2
3). Θ is 0 in the case of QPSK, π / 4-Q
In the case of PSK, it becomes π / 4. Assuming that the gains of the I and Q channels of the demodulator are dgx and dgy, respectively, time t = k
The demodulated signal R k at T is given by:

【0011】 Rk =dgx・cosφk +jdgy・sinφk =xk +jyk (2)[0011] R k = dgx · cosφ k + jdgy · sinφ k = x k + jy k (2)

【0012】例えば、π/4−QPSK復調信号をX−
Y平面上に表すと、ゲイン変動が無くdgx=dgy=
1の場合には図6(a)のように、ゲイン変動が存在す
ると図7(a)のようになる。次に、I,Qチャネルに
それぞれ1+wx ,1+wyの重み付けを行なった後遅
延検波を行なうと、
For example, when the π / 4-QPSK demodulated signal is
When expressed on the Y plane, there is no gain change and dgx = dgy =
In the case of 1, as shown in FIG. 6A, if there is a gain fluctuation, the result is as shown in FIG. 7A. Then, I, when performing differential detection after performing weighting of each 1 + w x, 1 + w y in the Q channel,

【0013】Zk =(1+wx )xk +j(1+wy
k より、 Uk =Zk ・Z* k-1={(1+wx2kk-1 +(1+wy2kk-1 } +j(1+wx )(1+wy )(ykk-1 −xkk-1 ) (3)
Z k = (1 + w x ) x k + j (1 + w y )
from y k, U k = Z k · Z * k-1 = {(1 + w x) 2 x k x k-1 + (1 + w y) 2 y k y k-1} + j (1 + w x) (1 + w y) (y k x k-1 -x k y k-1) (3)

【0014】が得られる。識別信号をDk =dk,x +j
k,y とし、I,Qチャネルの誤差信号をそれぞれe
k,x ,ek,y とすると、
Is obtained. The identification signal is represented by D k = d k , x + j
Let d k, y be the error signals of the I and Q channels respectively e
If k, x and e k, y ,

【0015】 ek,x =dk,x −(1+wx2kk-1 −(1+wy2kk-1 (4) ek,y =dk,y −(1+wx )(1+wy )(xk-1k −xkk-1 ) (5) となる。E k, x = d k, x − (1 + w x ) 2 x k x k−1 − (1 + w y ) 2 y k y k−1 (4) e k, y = d k, y − ( 1 + w x) (1 + w y) (x k-1 y k -x k y k-1) and made (5).

【0016】誤差の2乗平均を最小とするように重み係
数を推定するには、式(4)の瞬時誤差の2乗からwx
に関する傾斜を求めてそれと反対の方向に逐次制御すれ
ばよい。従って、
In order to estimate the weight coefficient so as to minimize the root mean square of the error, w x is calculated from the square of the instantaneous error in the equation (4).
What is necessary is just to obtain the inclination with respect to and sequentially control in the opposite direction. Therefore,

【0017】[0017]

【数2】 (Equation 2)

【0018】として求まる。ここで、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。また、誤差e
k,x と重み係数wx は無相関であるから式(6)の右辺
第2項に(1+wx )を乗算してもwx の修正に影響を
及ぼさない。従って、wx の修正は次式により行なう。
## EQU1 ## Here, μ is a minute coefficient called a step size parameter. Also, the error e
k, x and the weighting factor w x does not affect the correction of w x be multiplied right paragraph 2 a (1 + w x) of formula (6) since it is uncorrelated. Therefore, the correction of w x is performed by the following equation.

【0019】 wx ←wx +μek,x (1+wx )xk (1+wx )xk-1 (6′)W x ← w x + μe k, x (1 + w x ) x k (1 + w x ) x k−1 (6 ′)

【0020】これよりwx はゲイン補償回路のIチャネ
ル出力と遅延検波出力のIチャネル誤差信号から修正す
ることができる。
Accordingly, w x can be corrected from the I-channel output signal of the gain compensation circuit and the I-channel error signal of the delay detection output.

【0021】次に式(5)よりNext, from equation (5)

【数3】 (Equation 3)

【0022】となり、Qチャネルの重み係数は次式で修
正される。
## EQU2 ## The weighting coefficient of the Q channel is modified by the following equation.

【0023】 wy ←wy +μek,y (1+wx )(ykk-1 −xkk-1 ) (7)W y ← w y + μe k, y (1 + w x ) (y k x k−1 −x k y k−1 ) (7)

【0024】ここで、Iチャネルの場合と同様にek,y
とwy の無相関性を利用すると
Here, as in the case of the I channel, e k, y
And using the decorrelation of w y

【0025】 wy ←wy +μek,y (1+wx )(1+wy )(ykk-1 −xkk-1 ) (7′)W y ← w y + μe k, y (1 + w x ) (1 + w y ) (y k x k−1 −x k y k−1 ) (7 ′)

【0026】と変形される。従って、wy は遅延検波回
路のQチャネル出力とQチャネル誤差信号の積によって
修正することができる。
Is transformed. Therefore, w y can be modified by the product of the Q channel output and the Q-channel error signal delay detection circuit.

【0027】なお、周囲温度や経時劣化によるゲイン変
動はその変化速度は小さいため、μはA/D変換器の量
子化雑音程度の大きさでよい。
Note that since the rate of change of the gain variation due to the ambient temperature or aging is small, μ may be as large as the quantization noise of the A / D converter.

【0028】図2はπ/4−QPSK復調器を例にして
本発明の構成を示したもので、ハッチした部分を除けば
通常のベースバンド帯遅延検波回路となる。まず、π/
4−QPSK入力信号1は中心周波数とほぼ等しい周波
数を有する発振器5で直交位相検波され(4)、高調波
成分及び雑音を除去する低域フィルタ6を通過後、増幅
器7で振幅レベルを最適に調整されA/D変換器8でデ
ィジタル信号に変換される。次に、重み推定回路14で
推定されたゲイン変動値wx ,wy に基づき、I,Qチ
ャネルの信号xk ,yk はゲイン補償回路13において
それぞれ(1+wx ),(1+wy )倍され、ゲイン変
動が補償される。15は4相遅延検波回路であり、送信
信号が復調される。識別器16は、単に復調された信号
k のMSB信号を選択し、2,2′として出力する。
FIG. 2 shows the configuration of the present invention by taking a π / 4-QPSK demodulator as an example, and becomes an ordinary baseband differential detection circuit except for the hatched portion. First, π /
The 4-QPSK input signal 1 is subjected to quadrature phase detection by an oscillator 5 having a frequency substantially equal to the center frequency (4). After passing through a low-pass filter 6 for removing harmonic components and noise, an amplifier 7 optimizes the amplitude level. The signal is adjusted and converted into a digital signal by the A / D converter 8. Next, based on the gain fluctuation values w x and w y estimated by the weight estimating circuit 14, the signals x k and y k of the I and Q channels are multiplied by (1 + w x ) and (1 + w y ) in the gain compensating circuit 13, respectively. Thus, the gain fluctuation is compensated. Reference numeral 15 denotes a four-phase delay detection circuit for demodulating a transmission signal. Identifier 16 may simply select the MSB signal of the signal U k demodulated outputs as 2,2 '.

【0029】図3は、ゲイン補償回路13の具体例であ
り、正規のゲイン1に対し変動分wx ,wy をそれぞれ
加算して(22)、I,Qチャネルの復調信号xk ,y
k に乗算する(21)。
FIG. 3 shows a specific example of the gain compensating circuit 13. The gains w x and w y are added to the normal gain 1 (22), and the demodulated signals x k and y of the I and Q channels are added.
Multiply k by (21).

【0030】図4は4相遅延検波回路の具体例であり、
入力複素信号Zk と1シンボル遅延した複素共役信号Z
* k-1との乗算がなされる。
FIG. 4 shows a specific example of a four-phase differential detection circuit.
Complex conjugate signal Z delayed by one symbol from input complex signal Z k
* Multiplication with k-1 is performed.

【0031】図5は重み推定回路の具体例であり、同図
(a)は重み係数wx を得る回路構成である。本回路の
入力信号は、ゲイン補償回路13のIチャネル出力x′
k と減算回路12から得られたIチャネルの誤差信号e
k,x である。wx 推定回路の動作は、xk とxk を1シ
ンボル遅延させた信号を乗算し、その結果をek,x と乗
算する。更にその結果をステップサイズパラメータμで
乗算し、その結果を加算器22と1シンボル遅延回路2
3により積分して出力する。
[0031] Figure 5 is a specific example of the weight estimation circuit, FIG. (A) is a circuit configuration for obtaining a weighting factor w x. The input signal of this circuit is the I-channel output x 'of the gain compensation circuit 13.
k and the I-channel error signal e obtained from the subtraction circuit 12
k, x . The operation of the w x estimating circuit is to multiply x k and a signal obtained by delaying x k by one symbol , and multiply the result by e k, x . The result is further multiplied by a step size parameter μ, and the result is added to the adder 22 and the one-symbol delay circuit 2.
3 and output.

【0032】同図(b)は重み係数wy を得る回路構成
である。本回路の入力信号は、遅延検波回路15のQチ
ャネル出力uk,y と減算回路12から得られたQチャネ
ルの誤差信号ek,y である。wy 推定回路の動作は、u
k,y とek,y を乗算し更にステップサイズパラメータμ
で乗算して、その結果を加算器22と1シンボル遅延回
路23により積分して出力する。
[0032] FIG. (B) is a circuit configuration for obtaining a weighting factor w y. The input signals of this circuit are the Q-channel output u k, y of the delay detection circuit 15 and the Q-channel error signal e k, y obtained from the subtraction circuit 12. The operation of the w y estimation circuit is u
k, y is multiplied by e k, y and the step size parameter μ
, And the result is integrated and output by the adder 22 and the one-symbol delay circuit 23.

【0033】ここで、wx を得る回路において減算回路
12から得られたIチャネルの誤差信号ek,x をその極
性信号に置換してもよいことは明らかである。また、w
y を得る回路においてuk,y とek,y をそれらの極性信
号に置換してもよいことは明らかであり、この場合乗算
器は排他的論理和に置換可能となる。
Here, it is clear that in the circuit for obtaining w x , the I-channel error signal ek, x obtained from the subtraction circuit 12 may be replaced by its polarity signal. Also, w
Obviously, u k, y and e k, y may be replaced by their polarity signals in the circuit for obtaining y, in which case the multiplier can be replaced by an exclusive OR.

【0034】[実施例2]次に図8と図9により本発明
の第2の実施例を説明する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0035】QPSK受信信号の複素包絡線をThe complex envelope of the received QPSK signal is

【数4】 (Equation 4)

【0036】とする。ここで、h(t)は伝送路のイン
パルスレスポンス、φk は差動符号化された位相角で、
φk =φk-1 +mk π/2+θ(mk =0,1,2,
3)である。また、θはQPSKの場合0、π/4−Q
PSKの場合π/4となる。復調器のI,Qチャネルの
ゲインをそれぞれdgx,dgyとすれば、時刻t=k
Tにおける復調信号Rk は次式で与えられる。
It is assumed that Here, h (t) is the impulse response of the transmission path, φ k is the phase angle differentially encoded,
φ k = φ k−1 + m k π / 2 + θ (m k = 0,1,2,2
3). Θ is 0 in the case of QPSK, π / 4-Q
In the case of PSK, it becomes π / 4. Assuming that the gains of the I and Q channels of the demodulator are dgx and dgy, respectively, time t = k
The demodulated signal R k at T is given by:

【0037】 Rk =dgx・cosφk +jdgy・sinφk =xk +jyk (12)[0037] R k = dgx · cosφ k + jdgy · sinφ k = x k + jy k (12)

【0038】例えば、π/4−QPSK復調信号をX−
Y平面上に表すと、ゲイン変動が無くdgx=dgy=
1の場合には図6(a)のように、ゲイン変動が存在す
ると同図(b)のようになる。次に、I,Qチャネルに
それぞれ1+wx ,1+wyの重み付けを行なった後遅
延検波を行なうと、
For example, the π / 4-QPSK demodulated signal is
When expressed on the Y plane, there is no gain change and dgx = dgy =
In the case of 1, as shown in FIG. 6A, when there is a gain fluctuation, the result becomes as shown in FIG. 6B. Then, I, when performing differential detection after performing weighting of each 1 + w x, 1 + w y in the Q channel,

【0039】Zk =(1+wx )xk +j(1+wy
k より、 Uk =Zk ・Z* k-1={(1+wx2kk-1 +(1+wy2kk-1 } +j(1+wx )(1+wy )(ykk-1 −xkk-1 ) (13)
Z k = (1 + w x ) x k + j (1 + w y )
from y k, U k = Z k · Z * k-1 = {(1 + w x) 2 x k x k-1 + (1 + w y) 2 y k y k-1} + j (1 + w x) (1 + w y) (y k X k-1 -x k y k-1) (13)

【0040】が得られる。識別信号をDk =dk,x +j
k,y とし、Iチャネルの誤差信号をek,x とすると、
Is obtained. The identification signal is represented by D k = d k , x + j
Assuming that d k, y and the error signal of the I channel is e k, x ,

【0041】 ek,x =dk,x −(1+wx2kk-1 −(1+wy2kk-1 (14) となる。E k, x = d k, x − (1 + w x ) 2 x k x k−1 − (1 + w y ) 2 y k y k−1 (14)

【0042】誤差の2乗平均を最小とするように重み係
数を推定するには、式(14)の瞬時誤差の2乗からw
x ,wy に関する傾斜を求めてそれと反対の方向に逐次
制御すればよい。従って、
In order to estimate the weight coefficient so as to minimize the mean square of the error, it is necessary to calculate w
x, it may be sequentially controlled in the direction opposite to that seeking inclined about w y. Therefore,

【0043】[0043]

【数5】 (Equation 5)

【0044】として求まる。ここで、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り、任意に与える
微小値である。
Is obtained. Here, μ is a minute coefficient called a step size parameter, and is a minute value arbitrarily given.

【0045】式(15)(16)より、重み係数の推定
値はゲイン変動を受けた復調信号とゲイン補償回路出力
とIチャネル誤差信号との積によって与えられる。ま
た、周囲温度や経時劣化によるゲイン変動はその変化速
度は小さいため、μはA/D変換器の量子化雑音程度の
大きさでよい。
From Equations (15) and (16), the estimated value of the weighting coefficient is given by the product of the demodulated signal having undergone gain fluctuation, the output of the gain compensation circuit, and the I-channel error signal. Further, since the rate of change of the gain variation due to the ambient temperature and the deterioration with time is small, μ may be as large as the quantization noise of the A / D converter.

【0046】図2はπ/4−QPSK復調器を例にして
本発明の構成を示したもので、ハッチした部分を除けば
通常のベースバンド帯遅延検波回路となる。まず、π/
4−QPSK入力信号1は中心周波数とほぼ等しい周波
数を有する発振器5で直交位相検波され、高調波成分及
び雑音を除去する低域フィルタ6を通過後、増幅器7で
振幅レベルを最適に調整されA/D変換器8でディジタ
ル信号に変換される。次に、重み推定回路14で推定さ
れたゲイン変動値wx ,wy に基づき、I,Qチャネル
の信号xk ,yk はゲイン補償回路13においてそれぞ
れ(1+wx ),(1+wy )倍され、ゲイン変動が補
償される。15は4相遅延検波回路であり、送信信号が
復調される。識別器16は、単に復調された信号Uk
MSB信号を選択し、2,2′として出力する。
FIG. 2 shows a configuration of the present invention by taking a π / 4-QPSK demodulator as an example, and becomes an ordinary baseband differential detection circuit except for hatched portions. First, π /
The 4-QPSK input signal 1 is subjected to quadrature phase detection by an oscillator 5 having a frequency substantially equal to the center frequency. After passing through a low-pass filter 6 for removing harmonic components and noise, the amplitude level is adjusted optimally by an amplifier 7 and A The signal is converted into a digital signal by the / D converter 8. Next, based on the gain fluctuation values w x and w y estimated by the weight estimating circuit 14, the signals x k and y k of the I and Q channels are multiplied by (1 + w x ) and (1 + w y ) in the gain compensating circuit 13, respectively. Thus, the gain fluctuation is compensated. Reference numeral 15 denotes a four-phase delay detection circuit for demodulating a transmission signal. Identifier 16 may simply select the MSB signal of the signal U k demodulated outputs as 2,2 '.

【0047】ゲイン補償回路、及び4相遅延検波回路と
しては実施例1の場合と同様の回路が用いられる。
As the gain compensation circuit and the four-phase delay detection circuit, the same circuits as those in the first embodiment are used.

【0048】図9は重み推定回路の具体例であり、推定
値wx ,wy を得る回路構成は同一である。本回路の入
力信号は、減算回路12から得られたIチャネルの誤差
信号ek,x と8及び13の出力信号である。wx 推定回
路の動作は、まずxk を1シンボル遅延させた後(1+
k )xk と乗算し、その結果をek,x と乗算する。更
にその結果をステップサイズパラメータμで乗算し、そ
の結果を加算器22と1シンボル遅延回路23により積
分して出力する。
FIG. 9 shows a specific example of the weight estimating circuit. The circuit configuration for obtaining the estimated values w x and w y is the same. The input signals of this circuit are the I-channel error signals ek, x obtained from the subtraction circuit 12, and the output signals of 8 and 13. The operation of the w x estimation circuit is as follows. First, after delaying x k by one symbol, (1+
w k ) x k and the result is multiplied with e k, x . Further, the result is multiplied by a step size parameter μ, and the result is integrated by an adder 22 and a one-symbol delay circuit 23 and output.

【0049】なお、第2の実施例ではゲイン補償回路を
A/D変換器の出力や識別器の出力といった多くの回路
と接続するので接続上の問題が生じることがあるが、第
1の実施例ではそのような問題はない。
In the second embodiment, since the gain compensation circuit is connected to many circuits such as the output of the A / D converter and the output of the discriminator, a connection problem may occur. In the example there is no such problem.

【0050】[0050]

【発明の効果】図7(b),(c)はゲイン変動補償回
路無しと有りの場合の復調信号を示しており、補償によ
り正しい位置に復調信号が得られていることがわかる。
移動通信等、屋外で用いられる携帯無線端末では周囲温
度等の使用環境が厳しく、アナログアクティブ回路のゲ
イン変動による特性劣化が避けられない状況で本発明の
効果は大である。
FIGS. 7 (b) and 7 (c) show demodulated signals with and without the gain fluctuation compensating circuit. It can be seen that the demodulated signal is obtained at the correct position by compensation.
The effect of the present invention is great in a situation where a mobile wireless terminal used outdoors such as mobile communication has a severe use environment such as an ambient temperature and the like, and the characteristic degradation due to the gain variation of the analog active circuit cannot be avoided.

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

【図1】線形復調器で用いられているゲイン変動補償回
路である。
FIG. 1 shows a gain fluctuation compensation circuit used in a linear demodulator.

【図2】本発明の実施例で、π/4−QPSK復調器に
適用した場合のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram when applied to a π / 4-QPSK demodulator in an embodiment of the present invention.

【図3】図2に示したゲイン補償回路の具体例である。FIG. 3 is a specific example of the gain compensation circuit shown in FIG. 2;

【図4】同様に図2に示した遅延検波回路15の具体例
である。
FIG. 4 is also a specific example of the differential detection circuit 15 shown in FIG.

【図5】同様に図2に示した重み推定回路14の具体例
で、(a)はIチャネル、(b)はQチャネル用の回路
構成である。
5 is a specific example of the weight estimation circuit 14 shown in FIG. 2; FIG. 5A shows a circuit configuration for an I channel, and FIG. 5B shows a circuit configuration for a Q channel;

【図6】ゲイン変動が無い場合のπ/4−QPSK復調
信号の信号空間ダイアグラムで、(a)はA/D変換器
出力を、(b)は遅延検波器出力を示している。
FIGS. 6A and 6B are signal space diagrams of a π / 4-QPSK demodulated signal when there is no gain fluctuation, wherein FIG. 6A shows an output of an A / D converter and FIG. 6B shows an output of a differential detector.

【図7】ゲイン変動(Iチャネルが0.9倍、Qチャネ
ルが1.2倍)が存在する場合の例で、(a)はA/D
変換器出力を、(b)は遅延検波出力を、(c)はゲイ
ン変動補償回路を付加した場合の遅延検波出力をそれぞ
れ示している。
FIG. 7 shows an example in which a gain fluctuation (I channel is 0.9 times and Q channel is 1.2 times) is present.
The converter output, (b) shows the delay detection output, and (c) shows the delay detection output when a gain fluctuation compensation circuit is added.

【図8】本発明の別の実施例のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of the present invention.

【図9】図8の実施例における重み推定回路を示す。9 shows a weight estimation circuit in the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号入力端子 2,2′ I,Qチャネルの識別信号出力端子 3,3′ I,Qチャネルの誤差信号出力端子 4 直交位相検波器 5 局部発振器 6 低域通過フィルタ 7 増幅器 8 A/D変換器 9 排他的論理和回路 10 ループフィルタ 12 減算器 13 ゲイン補償回路 14 重み推定回路 15 4相遅延検波回路 16 識別器 21 乗算器 22 加算器又は減算器 23 1シンボル遅延素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal input terminal 2, 2 'I, Q channel identification signal output terminal 3, 3' I, Q channel error signal output terminal 4 Quadrature phase detector 5 Local oscillator 6 Low pass filter 7 Amplifier 8 A / D conversion 9 Exclusive OR circuit 10 Loop filter 12 Subtractor 13 Gain compensation circuit 14 Weight estimation circuit 15 4-phase delay detection circuit 16 Discriminator 21 Multiplier 22 Adder or subtractor 23 1-symbol delay element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−77457(JP,A) 特開 昭55−110460(JP,A) 特開 昭63−42255(JP,A) 特開 平5−14213(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-77457 (JP, A) JP-A-55-110460 (JP, A) JP-A-63-42255 (JP, A) JP-A-5-110 14213 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 27/00-27/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 受信信号をその中心周波数とほぼ等しい
周波数を有する局部発振器で複素乗積検波し、低域フィ
ルタにより高調波成分及び雑音を除去して得られる同相
(I)・直交(Q)成分をA/D変換した後、1シンボ
ル間の複素サンプル値を複素乗算するベースバンド遅延
検波回路において、 該A/D変換器出力のI,Q成分をそれぞれ独立に所定
の量だけ重み付けするゲイン補償回路と、重み付けする
所定量を推定する重み推定回路とから成るゲイン変動補
償回路を有し、 該ゲイン補償回路は、I,Q両チャネル共に正規のゲイ
ン1に重み推定回路から得られる変動分を加算して新た
なゲインとし、 第1の重み推定回路はチャネル用重み係数を推定するも
ので、該遅延検波回路出力のIチャネル誤差信号と、該
ゲイン補償回路のIチャネル出力信号及びそれを1シン
ボル遅延させた信号の3信号を乗算し、その出力を微小
係数でスケーリングした信号を積分してIチャネルの重
み係数推定量とし、 第2の重み推定回路はQチャネル用重み係数を推定する
もので、該遅延検波回路のQチャネル出力信号とQチャ
ネル誤差信号を乗算し、その出力を前記微小係数でスケ
ーリングした信号を積分してQチャネルの重み係数推定
量とすること、を特徴とするゲイン変動補償回路。
An in-phase (I) / quadrature (Q) signal obtained by performing complex product detection on a received signal with a local oscillator having a frequency substantially equal to its center frequency and removing a harmonic component and noise by a low-pass filter. In a baseband differential detection circuit that A / D-converts the components and then multiplies the complex sample value of one symbol by complex, a gain for independently weighting the I and Q components of the A / D converter by a predetermined amount. A gain variation compensating circuit comprising a compensation circuit and a weight estimating circuit estimating a predetermined amount to be weighted, wherein the gain compensating circuit has a normal gain of 1 for both I and Q channels, and a variation obtained from the weight estimating circuit. Is added to obtain a new gain. The first weight estimating circuit estimates a channel weighting coefficient. The I-channel error signal output from the differential detection circuit and the I- A signal obtained by multiplying a channel output signal and a signal obtained by delaying the output signal by one symbol is integrated, and a signal obtained by scaling the output by a small coefficient is integrated to obtain an I-channel weight coefficient estimation amount. And a Q-channel output signal of the differential detection circuit is multiplied by a Q-channel error signal, and an output signal obtained by scaling the output with the small coefficient is integrated to obtain a Q-channel weight coefficient estimation amount. A gain fluctuation compensation circuit.
【請求項2】 請求項1に記載の重み推定回路の構成に
関して、第1の重み推定回路が、Iチャネルの誤差信号
をその極性信号に変換して乗算し、第2の重み推定回路
が該遅延検波回路のQチャネル出力信号とQチャネル誤
差信号のいずれか一方又は両方を極性信号に変換して乗
算すること、を特徴とするゲイン変動補償回路。
2. The configuration of the weight estimating circuit according to claim 1, wherein the first weight estimating circuit converts the I-channel error signal into its polarity signal and multiplies it, and the second weight estimating circuit comprises A gain fluctuation compensation circuit, characterized in that one or both of a Q-channel output signal and a Q-channel error signal of a differential detection circuit are converted into a polarity signal and multiplied.
【請求項3】 受信信号をその中心周波数とほぼ等しい
周波数を有する局部発振器で複素乗積検波し、低域フィ
ルタにより高調波成分及び雑音を除去して得られる同相
(I)・直交(Q)成分をA/D変換した後、1シンボ
ル間の複素サンプル値を複素乗算するベースバンド遅延
検波回路において、 該A/D変換器出力のI,Q成分をそれぞれ独立に所定
の量だけ重み付けするゲイン補償回路と、重み付けする
所定量を推定する重み推定回路とから成るゲイン変動補
償回路を有し、 該ゲイン補償回路は、正規のゲイン1に重み推定回路か
ら得られる変動分を加算して新たなゲインとし、 該重み推定回路は、該遅延検波回路のIチャネル出力信
号とその識別結果より得られる誤差信号を共通の入力信
号として、A/D変換器出力のI,Q成分を1シンボル
遅延させた信号とI,Qチャネルに対応したゲイン補償
回路出力信号を乗算し、その結果を更に該誤差信号と乗
算し、その出力を微小係数でスケーリングした信号を積
分してI,Q両チャネルそれぞれのゲイン変動分の推定
量とすること、を特徴とするゲイン変動補償回路。
3. An in-phase (I) / quadrature (Q) signal obtained by performing complex product detection on a received signal with a local oscillator having a frequency substantially equal to its center frequency and removing a harmonic component and noise by a low-pass filter. In a baseband differential detection circuit that A / D-converts the components and then multiplies the complex sample value of one symbol by complex, a gain for independently weighting the I and Q components of the A / D converter by a predetermined amount. A gain fluctuation compensating circuit comprising a compensation circuit and a weight estimating circuit estimating a predetermined amount to be weighted, wherein the gain compensating circuit adds a fluctuation obtained from the weight estimating circuit to a normal gain of 1 to obtain a new gain. The weight estimation circuit uses the I-channel output signal of the differential detection circuit and an error signal obtained from the identification result as a common input signal, and uses the I and Q components of the output of the A / D converter as a common input signal. A signal delayed by one symbol is multiplied by an output signal of a gain compensation circuit corresponding to the I and Q channels, the result is further multiplied by the error signal, and a signal obtained by scaling the output by a small coefficient is integrated to obtain I and Q signals. A gain variation compensation circuit, wherein an estimated amount of gain variation of each of the two channels is used.
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