JP3301033B2 - ディジタル復調器 - Google Patents

ディジタル復調器

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JP3301033B2 JP02065595A JP2065595A JP3301033B2 JP 3301033 B2 JP3301033 B2 JP 3301033B2 JP 02065595 A JP02065595 A JP 02065595A JP 2065595 A JP2065595 A JP 2065595A JP 3301033 B2 JP3301033 B2 JP 3301033B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直交変調された信号の復
調に利用する。特にディジタル処理により直交検波され
た信号のオフセット補償およびゲイン制御に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来例のディジタル復調器を示す
ブロック構成図である。この従来例は、ディジタル信号
に変換されたIチャネルおよびQチャネルの直交検波信
号を入力とし、ディジタル加算器1−1、1−2により
直流オフセット補償を行い、ディジタル乗算器2−1、
2−2によりゲイン制御を行い、位相補償回路3により
キャリア同期を行い、トランスバーサル等化器4により
符号間干渉を除去して復調信号を得る。この復調信号を
信号識別器5−1、5−2により識別することで、識別
信号が得られる。
【0003】位相補償回路3によるキャリア同期は、ト
ランスバーサル等化器4の出力する復調信号と信号識別
器5−1、5−2の出力する識別信号とからキャリア誤
差検出回路11によりキャリア誤差を求め、このキャリ
ア誤差をループフィルタ10を介して位相アキュームレ
ータ9に入力し、位相アキュームレータ9が直交キャリ
ア信号の位相に応じた振幅情報を格納した波形ROM8
−1、8−2からそれぞれsinおよびcosの振幅値
を順次出力させ、 I′=I・cosθ+Q・sinθ Q′=Q・cosθ−I・sinθ の演算を行って信号位相を回転させることにより行われ
る。
【0004】オフセット誤差については、検出精度を上
げるために復調信号が用いられ、オフセット誤差検出回
路16によりIチャネルとQチャネルのそれぞれのオフ
セット誤差が求められ、ループフィルタ7−1を介して
ディジタル加算器1−1、1−2に供給される。
【0005】ゲイン誤差については、ゲイン誤差検出器
15により復調信号と識別信号との差分をとることによ
り検出される。検出されたゲイン誤差は、ループフィル
タ7−2を介してディジタル乗算器2−1、2−2に供
給される。
【0006】ここで、復調信号と入力信号との位相が異
なるため、ゲイン誤差検出器15およびオフセット誤差
検出器16で使用される復調信号および識別信号の位相
を逆補償して入力信号と同位相にする必要がある。そこ
でこの従来例では、復調信号の位相を逆補償する位相逆
補償回路14−1と、識別信号の位相を逆補償する位相
逆補償回路14−2とを備え、これらが、位相補償回路
3およびトランスバーサル等化器4の出力分だけ遅延回
路13により遅延させた再生搬送波により信号位相を再
変換する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】中間周波数帯でキャリ
ア同期を行う同期検波方式では、ベースバンドで信号の
位相補償を行わないため、各チャネル個別にオフセット
成分および振幅誤差成分の検出および補償を行うことが
できる。しかし、準同期検波型復調器では、一般的にベ
ースバンド信号の位相を回転させることでキャリア同期
を行っている。このため、復調信号に含まれるオフセッ
ト成分および振幅誤差成分は、入力信号に含まれている
オフセット成分および振幅誤差成分と異なるものとな
る。したがって、準同期方式では復調信号および識別信
号から各チャネルで個別に誤差成分を検出して補償する
ことは不可能であり、信号の逆補償が必要となる。
【0008】準同期方式の従来例構成と同期検波方式と
を比較した場合、位相逆補償回路が必要であるため、制
御ループ内に余分な演算が必要となり、ループ内の遅延
時間が大きくなる。その結果、制御の収束が遅くなると
いう問題がある。さらに、位相逆補償回路は位相補償回
路と同程度の回路規模となるため、同期検波方式と比較
して制御回路の回路規模が増大するという問題もある。
【0009】本発明は、このような課題を解決し、制御
ループの遅延時間が小さく、かつ回路規模の縮小が可能
な準同期型のディジタル復調器を提供することを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタル復調
器は、直交変調された信号をディジタル処理により直交
検波したIチャネルおよびQチャネルの信号を入力信号
とし、これらの入力信号の直流オフセット補償およびゲ
イン制御を行う入力補償手段と、この入力補償手段の出
力を位相回転させることでキャリア同期を行う位相補償
手段と、この位相補償手段の出力信号から符号間干渉を
除去する等化手段と、この等化手段の出力する復調信号
を識別する識別手段とを備え、位相補償手段は、等化手
段の出力する復調信号と識別手段の出力する識別信号と
からキャリア誤差を検出する手段と、検出されたキャリ
ア誤差を補償するための位相情報を求める手段と、この
位相情報により信号位相を回転させる手段とを含み、入
力補償手段は、復調信号、識別信号および位相情報から
オフセット誤差およびゲイン誤差を検出する誤差検出手
段と、検出されたオフセット誤差を補償する値を入力信
号にディジタル加算する手段と、検出されたゲイン誤差
を補償する値を入力信号にディジタル乗算する手段とを
含むディジタル復調器において、誤差検出手段は、復調
信号と識別信号との相関からゲイン誤差を求める手段
と、復調信号と識別信号とから得られた誤差信号を位相
情報により位相変換することでオフセット誤差信号を生
成する手段とを含むことを特徴とする。
【0011】IチャネルおよびQチャネルの二つの入力
信号に対して共通のゲイン誤差およびオフセット誤差信
号を用いることがよい。
【0012】ゲイン誤差を求める手段は、Iチャネルま
たはQチャネルの少なくとも一方について、復調信号の
極性を求める手段と、復調信号と誤差信号との誤差成分
の極性を求める手段と、二つの極性の排他的論理和を求
める手段とを含むことがよい。また、オフセット誤差信
号を生成する手段は、IおよびQのそれぞれのチャネル
における復調信号と識別信号との誤差を求める手段と、
それぞれの誤差の極性を求める手段と、Iチャネルの誤
差の極性、Qチャネルの誤差の極性およびそれぞれの極
性の反転のいずれかを位相情報により選択する手段とを
含むことがよい。
【0013】
【作用】アナログ処理を用いた直交検波器においては、
A/D変換器前段のアナログ回路の不完全性のため、チ
ャネル間の特性差が存在しており、I、Q両チャネル個
別に制御する必要があった。しかし、ディジタル信号処
理を用いた直交検波方式では、チャネル間の特性差は無
視できるため、ディジタル処理型のオフセットおよびゲ
イン補償においては、両チャネルとも同一の制御係数で
補償可能である。
【0014】このとき、振幅誤差成分は信号点と信号点
配置の中心とを結ぶ直線に沿って存在するため、位相回
転量には依存しない。このため、ゲイン制御用の誤差信
号は復調信号と識別信号との相関のみ検出できる。一
方、オフセットの誤差成分は、位相補償量=0の場合、
両チャネルとも誤差量は同一となる。このため、誤差成
分極性の反転、非反転は、位相回転量のみで決まり、キ
ャリア位相制御信号で判定できる。このとき、位相補償
回路と等化器との出力遅延時間によって生じるキャリア
位相制御信号と復調信号との時間差は遅延回路を用いて
調整する。
【0015】このように本発明のディジタル復調器で
は、振幅誤差成分およびオフセット成分を位相逆補償を
行うことなく簡易に抽出でき、制御ループの遅延時間を
短縮できるとともに、回路規模を縮小することができ
る。
【0016】
【実施例】図1は本発明実施例のディジタル復調器を示
すブロック構成図である。この実施例は、直交変調され
た信号をディジタル処理により直交検波したIチャネル
およびQチャネルの信号を入力信号とし、ディジタル加
算器1−1、1−2、ディジタル乗算器2−1、2−
2、位相補償回路3およびトランスバーサル等化器4に
より復調信号を求め、信号識別器5−1、5−2により
信号を識別して出力する。また、この実施例は、位相補
償回路3によるキャリア同期のため、波形ROM8−
1、8−2、位相アキュームレータ9、ループフィルタ
10およびキャリア誤差検出回路11を備え、ディジタ
ル加算器1−1、1−2およびディジタル乗算器2−
1、2−2による入力信号の直流オフセット補償および
ゲイン制御のため、遅延回路6、ループフィルタ7−
1、7−2および誤差検出回路12を備える。
【0017】位相補償回路3は、ディジタル加算器1−
1、1−2およびディジタル乗算器2−1、2−2を介
して入力された信号の位相を回転させることで、キャリ
ア同期を行う。トランスバーサル等化器4は、位相補償
回路3の出力信号から符号間干渉を除去する。信号識別
器5−1、5−2は、トランスバーサル等化器4の出力
する復調信号を識別する。キャリア誤差検出回路11
は、トランスバーサル等化器4の出力する復調信号と信
号識別器5−1、5−2の出力する識別信号とからキャ
リア誤差を検出する。このキャリア誤差検出回路11の
出力はループフィルタ10を介して位相アキュームレー
タ9に供給され、この位相アキュームレータ9は、検出
されたキャリア誤差を補償するための位相情報を求めそ
の位相情報をキャリア位相制御信号として出力する。波
形ROM8−1、8−2は、位相アキュームレータ9か
らのキャリア位相制御信号により、位相補償回路3で信
号位相を回転させるための波形を発生する。誤差検出回
路12は、復調信号と識別信号との相関からゲイン誤差
を求め、復調信号と識別信号とから得られた誤差信号を
位相情報により位相変換することでオフセット誤差信号
を生成する。生成されたオフセット誤差信号はループフ
ィルタ7−1を介してディジタル加算器1−1、1−2
に入力され、入力信号にディジタル加算される。同様に
誤差検出回路12で求められたゲイン誤差は、ループフ
ィルタ7−2を介してディジタル乗算器2−1、2−2
に入力され、ディジタル乗算される。オフセットおよび
ゲイン制御は共通の制御信号を用いて行われる。
【0018】図2は誤差検出回路12の具体例を示すブ
ロック構成図であり、図3は位相補償回路3による誤差
成分の回転を説明する図である。ここでは、制御アルゴ
リズムとしてZF法を用いる場合について説明する。
【0019】この誤差検出回路12は、Iチャネルおよ
びQチャネルのそれぞれの復調信号と識別信号との誤差
成分を求める減算器12−1と、Iチャネルの復調信号
とIチャネルおよびQチャネルのそれぞれの復調信号と
識別信号との誤差成分の極性を求める極性回路12−2
と、Iチャネルの復調信号の極性とIチャネルの誤差の
極性との排他的論理和を求める排他的論理和回路12−
3と、IチャネルおよびQチャネルのそれぞれの誤差成
分の極性を反転する信号反転器12−4と、Iチャネル
の誤差成分またはQチャネルの誤差成分あるいはそれら
の反転のいずれかを選択する4−1セレクタ12−5と
備える。
【0020】誤差信号成分は減算器12−1により復調
信号と識別信号の差分をとることにより得られ、その極
性を極性回路12−2により取り出して誤差信号(I
error、Qerror )とする。このとき、位相補償回路に
よって誤差成分が図3に示すように回転するため、その
位相回転角θに応じて、オフセット誤差極性が表1に示
すように変化する。
【0021】
【表1】 そこで、4−1セレクタを用いて、Ierror 、Ierror
の反転、Qerror 、Qerror の反転のいずれかをキャリ
ア位相制御信号を用いて選択する。これにより、位相回
転角θ分を補正したオフセット誤差信号が得られる。一
方、ゲイン制御信号については、前述したように位相回
転角には依存しないため、Iチャネルの識別信号の極性
signとIerror との排他的論理和をとることで、ゲイ
ン誤差信号が得られる。
【0022】誤差信号生成については、上述の構成の他
に、オフセット誤差信号の場合にはIチャネルまたはQ
チャネルの信号の反転、非反転を表1に従い、2−1セ
レクタで切り替えることも可能でありる。ゲイン誤差に
ついては、Iチャネル信号から検出した誤差信号とQチ
ャネル信号から検出した誤差信号とを加算することもで
きる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のディジタ
ル復調器は、簡単な回路を付加するのみで、準同期検波
方式におけるオフセットおよびゲイン補償を実現でき
る。このため、複数個のディジタル乗算器により構成さ
れる位相逆補償回路を用いる従来の構成と比較して、ル
ープ内の遅延時間および回路規模ともに縮小する。
【0024】さらに本発明は、A/D変換器前段のアナ
ログ回路のチャネル間特性差が無視できる程度に抑えら
れている場合には、アナログ処理を用いて直交検波され
た信号に対しても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のディジタル復調器を示すブロッ
ク構成図。
【図2】誤差検出回路の具体例を示すブロック構成図。
【図3】位相補償回路による誤差成分の回転を説明する
図。
【図4】従来例のディジタル復調器を示すブロック構成
図。
【符号の説明】
1−1、1−2 ディジタル加算器 2−1、2−2 ディジタル乗算器 3 位相補償回路 4 トランスバーサル等化器 5−1、5−2 信号識別器 6、13 遅延回路 7−1、7−2、10 ループフィルタ 8−1、8−2 波形ROM 9 位相アキュームレータ 11 キャリア誤差検出回路 12 誤差検出回路 12−1 減算器 12−2 極性回路 12−3 排他的論理和回路 12−4 信号反転器 12−5 4−1セレクタ 14−1、14−2 位相逆補償回路 15 ゲイン誤差検出器 16 オフセット誤差検出回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−90265(JP,A) 特開 平7−177187(JP,A) 特開 平7−297870(JP,A) 特開 平5−211534(JP,A) 特開 平6−152676(JP,A) 特開 平5−83313(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直交変調された信号をディジタル処理に
    より直交検波したIチャネルおよびQチャネルの信号を
    入力信号とし、これらの入力信号の直流オフセット補償
    およびゲイン制御を行う入力補償手段と、この入力補償
    手段の出力を位相回転させることでキャリア同期を行う
    位相補償手段と、この位相補償手段の出力信号から符号
    間干渉を除去する等化手段と、この等化手段の出力する
    復調信号を識別する識別手段とを備え、 前記位相補償手段は、前記復調信号と前記識別手段の出
    力する識別信号とからキャリア誤差を検出する手段と、
    検出されたキャリア誤差を補償するための位相情報を求
    める手段と、この位相情報により信号位相を回転させる
    手段とを含み、 前記入力補償手段は、前記復調信号、前記識別信号およ
    び前記位相情報からオフセット誤差およびゲイン誤差を
    検出する誤差検出手段と、検出されたオフセット誤差を
    補償する値を前記入力信号にディジタル加算する手段
    と、検出されたゲイン誤差を補償する値を前記入力信号
    にディジタル乗算する手段とを含むディジタル復調器に
    おいて、 前記誤差検出手段は、前記復調信号と前記識別信号との
    相関からゲイン誤差を求める手段と、前記復調信号と前
    記識別信号とから得られた誤差信号を前記位相情報によ
    り位相変換することでオフセット誤差信号を生成する手
    段とを含むことを特徴とするディジタル復調器。
  2. 【請求項2】 IチャネルおよびQチャネルの二つの入
    力信号に対して共通のゲイン誤差およびオフセット誤差
    信号を用いる請求項1記載のディジタル復調器。
  3. 【請求項3】 前記ゲイン誤差を求める手段は、Iチャ
    ネルまたはQチャネルの少なくとも一方について、復調
    信号の極性を求める手段と、復調信号と識別信号との誤
    差成分の極性を求める手段と、二つの極性の排他的論理
    和を求める手段とを含む請求項1または2記載のディジ
    タル復調器。
  4. 【請求項4】 前記オフセット誤差信号を生成する手段
    は、IおよびQのそれぞれのチャネルにおける復調信号
    と識別信号との誤差を求める手段と、それぞれの誤差の
    極性を求める手段と、Iチャネルの誤差の極性、Qチャ
    ネルの誤差の極性およびそれぞれの極性の反転のいずれ
    かを前記位相情報により選択する手段とを含む請求項1
    ないし3のいずれか記載のディジタル復調器。
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