JP3373960B2 - Direct conversion receiver - Google Patents

Direct conversion receiver

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JP3373960B2
JP3373960B2 JP29541694A JP29541694A JP3373960B2 JP 3373960 B2 JP3373960 B2 JP 3373960B2 JP 29541694 A JP29541694 A JP 29541694A JP 29541694 A JP29541694 A JP 29541694A JP 3373960 B2 JP3373960 B2 JP 3373960B2
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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]

【産業上の利用分野】本発明は、位相変調されたデジタ
ル無線信号を受信する受信機にかかわり、さらに詳説す
れば、ダイレクトコンバージョン方式による復調回路の
改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiver for receiving a phase-modulated digital radio signal, and more particularly to improvement of a demodulation circuit by a direct conversion system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、無線受信機の多くは、ヘテロダイ
ン方式を採用してきた。これは、アンテナからの高周波
帯受信信号を前置増幅器で増幅した後、局部発振器から
の信号と混合することにより、中間周波信号に変換し、
これを増幅したり帯域通過フィルタを通したりし、時に
は、第2、第3の中間周波信号にさらに変換して同様の
処理をおこない、最後に基底帯域信号を得るものであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, most radio receivers have adopted a heterodyne system. This is a high frequency band received signal from the antenna is amplified by a preamplifier, and then mixed with a signal from a local oscillator to be converted into an intermediate frequency signal,
This is amplified or passed through a band-pass filter, sometimes further converted into second and third intermediate frequency signals and subjected to similar processing, and finally a base band signal is obtained.

【0003】ヘテロダイン方式では、増幅やチャネル選
択を異なる周波数で何段かに分けておこなうため、高利
得でも発振しにくい、選択度特性が良いなどの利点があ
る。
In the heterodyne system, amplification and channel selection are performed in several stages at different frequencies, so that they have advantages such as difficulty in oscillation even at high gain and good selectivity characteristics.

【0004】一方、構成が複雑で、選択用のフィルタが
中間周波帯にあることなどから、スプリアス障害をおこ
しやすく、小型化・低消費電力化・低価格化の障害にな
る、といった問題がある。
On the other hand, since the structure is complicated and the selection filter is in the intermediate frequency band, there are problems that spurious interference is likely to occur, which is an obstacle to miniaturization, low power consumption, and low price. .

【0005】そこで、特に小型化の要求が強い移動体通
信用無線機器では、ダイレクトコンバージョン方式が注
目されている。これは、高周波帯の信号を前置増幅器で
増幅した後、その信号と同じ周波数の局部発振信号によ
り、直接基底帯域に変換し、基底帯域で増幅やチャネル
選択をおこなうことを特徴とする。中間周波信号を用い
ず、基底帯域の増幅器と低域通過フィルタを中心に構成
されるため、IC化に向いた方式とされている。
For this reason, the direct conversion system has been attracting attention for mobile communication wireless devices, which are particularly required to be miniaturized. This is characterized in that a signal in a high frequency band is amplified by a preamplifier, then directly converted into a base band by a local oscillation signal having the same frequency as the signal, and amplification or channel selection is performed in the base band. Since it is composed mainly of a baseband amplifier and a low-pass filter without using an intermediate frequency signal, this method is suitable for IC implementation.

【0006】さて、デジタル無線通信において多用され
るBPSK、QPSK、π/4シフトQPSKなどの位
相変調信号を、かかるダイレクトコンバージョン方式で
受信・復調する場合、従来は、たとえば特開平2−39
652号公報(H04L27/22)に記載されている
ように、図5に示すような構成をとっていた。
When receiving and demodulating a phase-modulated signal such as BPSK, QPSK, π / 4 shift QPSK, which is frequently used in digital radio communication, by such a direct conversion system, conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-39.
As described in Japanese Patent No. 652 (H04L27 / 22), the structure shown in FIG. 5 was adopted.

【0007】図5において、アンテナ20から受信され
た信号は前置増幅回路21で増幅された後、混合回路2
2にて直交信号発生回路23で発生された信号と混合さ
れる。その後、低域通過フィルタ24を通過した後、リ
ミッタ回路27にてリミッタがかけられ、復調回路28
にて復調される。この方式では、ここでは、アンテナ2
0にて受信した位相変調信号と直交信号発生回路23が
発生する信号との位相関係を一定に保つため、これら二
つの信号の間の位相差にほぼ比例した電圧を位相誤差検
出回路26が出力し、この出力によって電圧制御発振器
25の発振周波数を変動させることにより、直交信号発
生回路23の位相をフィードバック制御している。
In FIG. 5, the signal received from the antenna 20 is amplified by the preamplifier circuit 21 and then mixed by the mixing circuit 2.
At 2, it is mixed with the signal generated by the orthogonal signal generation circuit 23. After passing through the low-pass filter 24, the limiter circuit 27 applies a limiter to the demodulation circuit 28.
Demodulated at. In this system, here, the antenna 2
In order to keep the phase relationship between the phase-modulated signal received at 0 and the signal generated by the quadrature signal generation circuit 23 constant, the phase error detection circuit 26 outputs a voltage substantially proportional to the phase difference between these two signals. Then, by varying the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 25 with this output, the phase of the quadrature signal generation circuit 23 is feedback-controlled.

【0008】この方式における位相誤差検出回路26
は、特開平2−39652号公報に示されているよう
に、複数の乗算回路を含んでいる。ところが、位相誤差
検出回路26の入力は一般に微弱で、またフェージング
の影響でレベル変動を受けるため、乗算回路を構成する
ことが困難である。また、位相制御の動作を安定させる
ためには、位相誤差検出回路26の出力が入力レベルの
影響を受けてはいけないので、特開平2−39652号
の実施例では高周波段においてAGCを導入している
が、一般に移動通信の受信電波の強さは非常に広ダイナ
ミックレンジであるので、高周波段だけのAGCでは十
分変動を吸収できない。
The phase error detection circuit 26 in this system
Includes a plurality of multiplication circuits as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-39652. However, the input of the phase error detection circuit 26 is generally weak and is subject to level fluctuation due to the influence of fading, so that it is difficult to configure a multiplication circuit. Further, in order to stabilize the operation of the phase control, the output of the phase error detection circuit 26 should not be affected by the input level. Therefore, in the embodiment of JP-A-2-39652, the AGC is introduced in the high frequency stage. However, in general, the strength of received radio waves in mobile communication has a very wide dynamic range, and therefore, fluctuations cannot be sufficiently absorbed by an AGC having only a high frequency stage.

【0009】また、図6に示すように、直交信号発生回
路と受信信号との位相関係を一定には保つためのループ
を設けない構成法もある。図において、アンテナ29か
ら受信された信号は、前置増幅回路30で増幅された
後、混合回路31にて直交信号発生回路32で発生され
た信号と混合される。その後、低域通過フィルタ33を
通過した後、電圧制御増幅回路34に送られる。
Further, as shown in FIG. 6, there is also a configuration method in which a loop for keeping the phase relationship between the quadrature signal generation circuit and the received signal constant is not provided. In the figure, a signal received from an antenna 29 is amplified by a preamplifier circuit 30 and then mixed by a mixer circuit 31 with a signal generated by a quadrature signal generator circuit 32. Then, after passing through the low pass filter 33, it is sent to the voltage control amplifier circuit 34.

【0010】そしてこの実施例においては、基底帯域の
2つの信号を、AD変換回路35で数値化し、デジタル
信号処理によって復調する。この場合、信号がAD変換
回路35の適正入力電圧範囲にはいるように、AGC電
圧をとり出し電圧制御増幅回路34に加えてやる必要が
ある。しかし、ここでも電圧制御増幅回路34の入力
は、微弱かつ広ダイナミックレンジであり、しかも2つ
の電圧制御増幅回路34の特性はバランスがとれていな
けれなならないため、そのような回路の実現は難しかっ
た。また、AD変換回路やデジタル信号処理回路は消費
電力はコストの増大につなる場合が多かった。
In this embodiment, the two signals in the base band are digitized by the AD conversion circuit 35 and demodulated by digital signal processing. In this case, it is necessary to extract the AGC voltage and add it to the voltage control amplifier circuit 34 so that the signal falls within the appropriate input voltage range of the AD conversion circuit 35. However, also here, the input of the voltage control amplifier circuit 34 is weak and has a wide dynamic range, and the characteristics of the two voltage control amplifier circuits 34 must be well balanced, so that it is difficult to realize such a circuit. . In addition, the power consumption of the AD conversion circuit and the digital signal processing circuit often leads to an increase in cost.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、以上のよ
うな従来技術の問題点に鑑み、微弱な信号の乗算回路
や、特性のそろった広ダイナミックレンジのAGCルー
プを必要としないダイレクトコンバージョン方式受信機
を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention does not require a multiplication circuit for a weak signal and a wide dynamic range AGC loop with uniform characteristics. An object is to provide a system receiver.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明によるダイレクト
コンバージョン方式受信機は、N値位相変調されたデジ
タル無線信号の受信機において、周波数が受信搬送波と
等しく位相差が互いに直交関係にある2つの信号を発生
する直交信号発生回路と、該2つの信号のそれぞれと受
信高周波信号との積をとる2つの混合回路と、該2つの
乗算回路の出力にそれぞれ接続され信号帯域幅と概等し
い遮断周波数を持つ2つの低域通過フィルタと、該2つ
の低域通過フィルタの出力を線型合成して、N個の出力
を得るマトリクス回路と、該マトリクス回路のN個の出
力を振幅制限増幅することにより、1もしくは0のデジ
タル値を得るN個のリミッタ回路と、該N個のリミッタ
回路の出力パターンから、位相平面をπ/N間隔で2N
分割した領域を示す情報を得る位相判定回路と、該位相
平面をπ/N間隔で2N分割した領域を示す情報から、
復調データを決定する変換回路と、該位相平面をπ/N
間隔で2N分割した領域を示す情報から、位相誤差信号
をとりだす位相誤差検出回路と、該位相誤差信号により
周波数を制御され、前記直交信号発生回路の発生周波数
基準を発生する電圧制御発振器とを具備し、前記マトリ
クス回路では、2つの入力を複素数とみなして、π/N
間隔で設定されたN種類の回転角でそれぞれ回転させた
後、実部をとり、かつ、前記N種類の回転角ごとに設定
された適宜の正数倍して出力するように動作することを
特徴とするものである。
A direct conversion type receiver according to the present invention is a receiver of an N-value phase-modulated digital radio signal, in which two signals whose frequency is equal to that of a received carrier and whose phase difference is orthogonal to each other. A quadrature signal generating circuit, two mixing circuits that take the product of each of the two signals and the received high frequency signal, and a cutoff frequency that is connected to the outputs of the two multiplying circuits and has a cutoff frequency approximately equal to the signal bandwidth. The two low-pass filters that are provided, a matrix circuit that linearly combines the outputs of the two low-pass filters to obtain N outputs, and the N outputs of the matrix circuits are amplitude-limited and amplified. Based on N limiter circuits that obtain a digital value of 1 or 0 and the output patterns of the N limiter circuits, the phase plane is 2N at intervals of π / N.
From the phase determination circuit that obtains information indicating the divided area and the information indicating the area obtained by dividing the phase plane by 2N at π / N intervals,
A conversion circuit that determines the demodulated data and the phase plane are set to π / N.
A phase error detection circuit for extracting a phase error signal from information indicating a 2N-divided region and a voltage controlled oscillator for generating a frequency reference of the quadrature signal generation circuit whose frequency is controlled by the phase error signal. However, in the matrix circuit, the two inputs are regarded as complex numbers, and π / N
After rotating each of the N types of rotation angles set at intervals, the real part is taken, and an operation is performed so as to output by multiplying an appropriate positive number set for each of the N types of rotation angles. It is a feature.

【0013】また、本発明によるダイレクトコンバージ
ョン方式受信機は、該位相誤差検出回路が、前記位相平
面をπ/N間隔で2N分割した領域を示す情報から、信
号位相が偶数番目の領域にあるか奇数番目の領域にある
かに応じて、1もしくは0のデジタル信号を得、該デジ
タル信号を低域通過フィルタにより平滑することによ
り、前記位相誤差信号を生成することを特徴とするもの
である。
Further, in the direct conversion type receiver according to the present invention, whether the signal phase is in an even-numbered area from the information indicating the area in which the phase error detection circuit divides the phase plane by 2N at intervals of π / N. The phase error signal is generated by obtaining a digital signal of 1 or 0 depending on whether it is in an odd-numbered area and smoothing the digital signal by a low-pass filter.

【0014】[0014]

【作用】前記リミッタ回路の出力より得られるN個の1
もしくは0の信号のパターンは、以下の実施例で詳述す
るように、2N種類可能であって、これらは、位相平面
上でπ/N間隔で分割された2N個の領域と1対1に対
応する。また、このようにして得られた領域の情報か
ら、信号が平均的に見て偶数番目の領域と奇数番目の領
域のどちらに偏って存するかを調べることができる。そ
こで、符号がどちらに偏っているかを示し、かつ、大き
さがその偏りの度合に概比例するような位相誤差信号を
生成して、直交信号発生回路の位相に負帰還をかけてや
れば、受信信号の位相点が、位相平面上での2N個の領
域の偶数番目の境界上、若しくは、奇数番目の領域の境
界上に留まるように制御することが可能である。この方
法では、位相誤差信号はリミッタ回路の出力から得るの
で微弱な信号の乗算回路を必要としない。
Operation: N 1's obtained from the output of the limiter circuit
Alternatively, as described in detail in the embodiments below, 2N types of signal patterns are possible, and these are in a one-to-one correspondence with 2N regions divided at π / N intervals on the phase plane. Correspond. Further, from the information of the areas thus obtained, it is possible to check whether the signal is biased to even-numbered areas or odd-numbered areas on average. Therefore, if the phase error signal is generated such that the sign is biased, and the magnitude is approximately proportional to the degree of the bias, and negative feedback is applied to the phase of the quadrature signal generation circuit, It is possible to control so that the phase point of the received signal stays on the even-numbered boundary of the 2N areas or on the boundary of the odd-numbered area on the phase plane. In this method, since the phase error signal is obtained from the output of the limiter circuit, a weak signal multiplication circuit is not required.

【0015】さて、複素信号の位相角を、π/N間隔で
設定されたN種類の回転角で回転させる動作は、正負の
重みづけ可能な加算回路だけで実現でき、ここでも乗算
回路を必要としない。また、回転操作した後は直ちにリ
ミッタにかけるので、入力信号のレベルが変動しても、
影響を受けない。
Now, the operation of rotating the phase angle of the complex signal by N kinds of rotation angles set at intervals of π / N can be realized only by the addition circuit which can be weighted by positive and negative, and the multiplication circuit is required here as well. Not. Also, since the limiter is applied immediately after the rotation operation, even if the level of the input signal changes,
Not affected.

【0016】かくして、本発明によれば、微弱な信号の
乗算回路やAGCループが不要となる。
Thus, according to the present invention, a weak signal multiplication circuit and an AGC loop are not required.

【0017】[0017]

【実施例】以下、N=4の場合、すなわちQPSK信号
の受信機を構成する場合の実施例について、図1に基づ
いて動作をさらに詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The operation of the embodiment in the case of N = 4, that is, the case of constructing a receiver of a QPSK signal will be described in further detail below with reference to FIG.

【0018】本実施例では、アンテナ1と前置増幅回路
2を通して受信された信号は、2つの混合回路3におい
て、直交信号発生回路4が発生する直交高周波信号と乗
算され、2つの低域通過フィルタ5により低域成分を抽
出することにより、2つの基底帯域信号となる。なお、
2つの低域通過フィルタ5の遮断周波数は信号の帯域幅
とほぼ等しく設定されており、これにより、受信信号中
の他チャネル信号や、雑音が除去される。
In this embodiment, the signals received through the antenna 1 and the preamplifier circuit 2 are multiplied by the quadrature high-frequency signal generated by the quadrature signal generation circuit 4 in the two mixing circuits 3 and two low-pass signals are passed. By extracting the low-frequency component by the filter 5, two baseband signals are obtained. In addition,
The cutoff frequencies of the two low-pass filters 5 are set to be substantially equal to the bandwidth of the signal, so that other channel signals and noise in the received signal are removed.

【0019】マトリクス回路6は、この2つの基底帯域
信号P,Qを複素信号として入力し、それを、0,π/
4,π/2,3π/4だけ回転して、実部をとって出力
する。すなわち、マトリクス回路6の4つの出力は、
The matrix circuit 6 inputs the two baseband signals P and Q as a complex signal, and inputs them as 0, π /
It is rotated by 4, π / 2, 3π / 4, and the real part is taken and output. That is, the four outputs of the matrix circuit 6 are

【0020】[0020]

【数1】 [Equation 1]

【0021】となる。[0021]

【0022】図2はこのマトリックス回路6の回路構成
を示したものであり、図において12は緩衝増幅回路、
13は反転回路、14は加算器である。
FIG. 2 shows the circuit configuration of the matrix circuit 6, in which 12 is a buffer amplifier circuit.
Reference numeral 13 is an inverting circuit, and 14 is an adder.

【0023】基底帯域信号P,Qのうち、P信号は一方
の緩衝増幅回路12aに入力された後3つの経路に分岐
し、そのうちの1つはそのままリミッタ回路7に出力さ
れ、もう1つは一方の加算器14aに、そして最後の1
つは反転回路13を介してもう一方の加算器14bに入
力される。またQ信号も他方の緩衝増幅回路12bに入
力された後3つの経路に分岐し、1つは一方の加算器1
4aに入力され、もう1つはそのままリミッタ回路7に
出力されるとともに、残りの1つは他方の加算器14b
に入力される。そして、一方の加算器14aからはP+
Qが、他方の加算器14bからは−P+Qがそれぞれリ
ミッタ回路7に出力される。
Of the baseband signals P and Q, the P signal is input to one buffer amplifier circuit 12a and then branched into three paths, one of which is output to the limiter circuit 7 as it is, and the other is output. One adder 14a, and the last 1
One is input to the other adder 14b via the inverting circuit 13. The Q signal is also input to the other buffer amplifier circuit 12b and then branched into three paths, one of which is one adder 1
4a, the other one is directly output to the limiter circuit 7, and the other one is the other adder 14b.
Entered in. Then, from one adder 14a, P +
Q and -P + Q from the other adder 14b are output to the limiter circuit 7, respectively.

【0024】なお、リミッタ回路7では符号だけが問題
となるので、上述の式(2)および式(4)を任意の正
数倍しても結果は同じであり、本実施例では、
Since only the sign matters in the limiter circuit 7, the result is the same even if the equations (2) and (4) are multiplied by an arbitrary positive number. In the present embodiment,

【0025】[0025]

【数2】 [Equation 2]

【0026】で除したものとして回路構成の簡略化を図
っている。
The circuit configuration is simplified by dividing by.

【0027】図1にもどり、マトリクス回路6の4つの
出力は、それぞれリミッタ回路7にかけられ、その符号
に応じて、1もしくは0の4つデジタル値となる。位相
判定回路8は、そのデジタル値のパターンから、受信信
号が位相平面上のどの領域にあるかを決定する。その決
定の方法を図3に示す。
Returning to FIG. 1, the four outputs of the matrix circuit 6 are respectively applied to the limiter circuit 7 and become four digital values of 1 or 0 depending on the sign. The phase determination circuit 8 determines in which area on the phase plane the received signal is located from the pattern of the digital value. The method of the determination is shown in FIG.

【0028】図3(a)のように、Pを実部、Qを虚部
とする複素平面を考え、それを、位相角π/4ごとに、
8つの領域(0から7と番号づける)に分割する。今、
信号点が0から2πまで位相を変化させたとする。図2
における4つの信号s0,sl,s2,s3は、信号点
を、それぞれ0,π/4,π/2,3π/4だけ回転し
た後、それが複素平面の右半面にあるか左半面にあるか
によって1もしくは0の値を出力するものである。よっ
て、それらは、信号点の位相角に応じて図3(b)のよ
うに変化する。この図から、s0、sl、s2、s3の
値のパターンは全部で8通り可能であって、そのパター
ンにより信号点が0から7のどの領域にあるかを一意に
決定できる。
As shown in FIG. 3 (a), consider a complex plane in which P is a real part and Q is an imaginary part.
Divide into 8 regions (numbered 0 to 7). now,
It is assumed that the signal point changes its phase from 0 to 2π. Figure 2
The four signals s0, sl, s2, s3 at are in the right or left half of the complex plane after rotating the signal points by 0, π / 4, π / 2, 3π / 4 respectively. Depending on whether it is a value of 1 or 0 is output. Therefore, they change as shown in FIG. 3B according to the phase angle of the signal point. From this figure, there are a total of eight possible patterns of the values of s0, sl, s2, and s3, and it is possible to uniquely determine in which region 0 to 7 the signal points are located by that pattern.

【0029】図1の実施例の位相判定回路8は、このよ
うにして、信号点が存在する領域に対応する示す8個の
信号を出力する。この8個の信号は、どの時点において
も、そのうちの1つのみが1の値をとり、他は0とな
る。この信号から、変換回路9は、変調時の符号化規則
(例えば、グレーコードマッピングと和分変換)の逆動
作を行って、復調データを得る。
In this way, the phase determination circuit 8 of the embodiment shown in FIG. 1 outputs the eight signals shown corresponding to the region where the signal points exist. Of these eight signals, only one of them takes a value of 1 and the other signals become 0 at any time. From this signal, the conversion circuit 9 performs a reverse operation of the coding rule at the time of modulation (for example, Gray code mapping and sum conversion) to obtain demodulated data.

【0030】ORゲート10aおよび低域通過フィルタ
10bから構成される位相誤差検出回路10では、位相
判定回路8の8個の出力のうち奇数番目(もしくは偶数
番目)のものだけを取りだして論理和をとる。この論理
和信号は、信号点が位相平面の奇数番目(もしくは偶数
番目)の領域にある時に1、偶数番目の領域にある時0
となるので、それを低域通過フィルタで平滑した信号
は、信号点が奇数番目の領域と偶数番目の領域とのどち
らに偏って存在するかを示すことになる。よって、この
位相誤差信号によって電圧制御発振器11の発振周波数
を変動させ、直交信号発生回路4が発生する高周波信号
の位相を修正することにより、信号点の位相が、雑音や
干渉成分をのぞいてπ/4,3π/4,5π/4,7π
/4の位置に留まるように制御することが可能である。
In the phase error detection circuit 10 composed of the OR gate 10a and the low-pass filter 10b, only the odd number (or even number) of the eight outputs of the phase determination circuit 8 is taken out and the logical sum is obtained. To take. This OR signal is 1 when the signal point is in the odd (or even) area of the phase plane and 0 when it is in the even area.
Therefore, the signal smoothed by the low-pass filter indicates which one of the odd-numbered region and the even-numbered region the signal points are biased to exist. Therefore, by changing the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 11 by this phase error signal and correcting the phase of the high frequency signal generated by the quadrature signal generation circuit 4, the phase of the signal point is π except noise and interference components. / 4,3π / 4,5π / 4,7π
It is possible to control so that it stays at the / 4 position.

【0031】この実施例では、説明を分りやすくするた
め、位相判定回路8、変換回路9、位相誤差検出回路1
0の動作を分離したが、これらを、等価な動作をする一
つの回路ブロックとして構成することも可能である。ま
た、マトリクス回路6における回転角は、0,π/4,
π/2,3π/4を選んだが、一般には、互いにπ/4
の間隔を持って設定された4つの角度であれば何でもよ
い。
In this embodiment, in order to make the explanation easy to understand, the phase determination circuit 8, the conversion circuit 9, and the phase error detection circuit 1 are included.
Although the operation of 0 is separated, it is also possible to configure these as one circuit block which performs an equivalent operation. The rotation angle in the matrix circuit 6 is 0, π / 4,
We chose π / 2, 3π / 4, but generally π / 4
Any angle may be used as long as it is set at four angles with an interval of.

【0032】以上の実施例は、BPSK(N=2)や、
8−PSK(N=8)、あるいは、8−PSKの特殊な
ケースと考えられるπ/4シフトQPSK等にも容易に
拡張できる。
In the above embodiment, BPSK (N = 2),
It can be easily extended to 8-PSK (N = 8) or π / 4 shift QPSK which is considered to be a special case of 8-PSK.

【0033】図4はこのようなN=8の場合のマトリク
ス回路の内部構成を示す他の実施例である。
FIG. 4 shows another embodiment showing the internal structure of the matrix circuit when N = 8.

【0034】本実施例のマトリクス回路は、2つの基底
帯域信号P,Qを複素信号として入力し、それを、0,
π/8,π/4,3π/8,π/2,5π/8,3π/
4,7π/8だけ回転して、実部をとって出力する。す
なわち、本実施例のマトリクス回路の8つの出力は、
The matrix circuit of the present embodiment inputs two baseband signals P and Q as complex signals, and outputs them as 0,
π / 8, π / 4, 3π / 8, π / 2, 5π / 8, 3π /
Rotate by 4,7π / 8, take the real part and output. That is, the eight outputs of the matrix circuit of this embodiment are

【0035】[0035]

【数3】 [Equation 3]

【0036】となる。It becomes

【0037】図において16は緩衝増幅回路、17は反
転回路、18は加算器である。
In the figure, 16 is a buffer amplifier circuit, 17 is an inverting circuit, and 18 is an adder.

【0038】基底帯域信号P,Qのうち、P信号は一方
の緩衝増幅回路16aに入力された後、7つの経路に分
岐される。そのうちの1つはそのままリミッタ回路19
に出力される。他の経路を通る信号は加算器18a、1
8b、18cに入力され、さらに他の経路は反転回路1
7を介して、加算器18d、18e、18fに入力され
る。またQ信号も他方の緩衝増幅回路16bに入力され
た後、7つの経路に分岐し、3つは加算器18a、18
b、18cに入力され、1つはそのままリミッタ回路1
9に出力され、残りの3つは加算器18d、18e、1
8fに入力される。
Of the baseband signals P and Q, the P signal is input to one buffer amplification circuit 16a and then branched into seven paths. One of them is the limiter circuit 19 as it is.
Is output to. The signals passing through the other paths are the adders 18a, 1
8b and 18c, and the other path is input to the inverting circuit 1
It is input to the adders 18d, 18e and 18f via 7. The Q signal is also input to the other buffer amplifier circuit 16b and then branched into seven paths, three of which are adders 18a, 18
b, 18c, one of which is the limiter circuit 1 as it is
9 and the remaining three adders 18d, 18e, 1
It is input to 8f.

【0039】そして、各加算器18a〜18fでは図に
示したα、β、γの係数がかけられた後加算され、上述
の式(5)〜式(12)に従って、それぞれリミッタ回
路19に出力される。
Then, in each of the adders 18a to 18f, the coefficients α, β and γ shown in the figure are multiplied and then added, and output to the limiter circuit 19 in accordance with the above equations (5) to (12). To be done.

【0040】このように、加算器群19は、様々な重み
での加算動作をおこなう。一般に集積回路の製造におい
ては、抵抗の絶対値より抵抗比を高精度で制御できるの
で、このような重み付け回路はIC化に向いている。
As described above, the adder group 19 performs addition operation with various weights. Generally, in the manufacture of integrated circuits, the resistance ratio can be controlled with high accuracy based on the absolute value of the resistance, and thus such a weighting circuit is suitable for IC implementation.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明により、微弱な信号の乗算回路
や、特性のそろった広ダイナミックレンジのAGCルー
プを必要としないダイレクトコンバージョン方式受信機
が提供され、携帯電話機等の小型化・低消費電力化・低
価格化に有効である。
The present invention provides a direct conversion type receiver that does not require a weak signal multiplication circuit or a wide dynamic range AGC loop with uniform characteristics. It is effective for cost reduction and price reduction.

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

【図1】本発明の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】N=4の場合に、本発明におけるマトリクス回
路の構成を例示する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a matrix circuit in the present invention when N = 4.

【図3】本発明における位相判定回路の動作を説明する
図。 (a)位相平面と領域の分割を示す図。 (b)信号点の位相とリミッタ回路の出力の関係を示す
図。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of a phase determination circuit according to the present invention. (A) The figure which shows division | segmentation of a phase plane and a region. (B) A diagram showing the relationship between the phase of the signal point and the output of the limiter circuit.

【図4】N=8の場合に、本発明におけるマトリクス回
路の構成を例示する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a matrix circuit according to the present invention when N = 8.

【図5】第1の従来例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a first conventional example.

【図6】第2の従来例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アンテナ 2 前置増幅回路 3 2つの混合回路 4 直交信号発生回路 5 2つの低域通過フィルタ 6 マトリクス回路 7 4個のリミッタ回路 8 位相判定回路 9 変換回路 10 位相誤差検出回路 11 電圧制御発振器 12 2つの緩衝増幅回路 13 反転回路 14 加算器群 16 2つの緩衝増幅回路 17 反転回路 18 加算器群 19 8つのリミッタ回路 1 antenna 2 Preamplifier circuit 3 Two mixed circuits 4 Quadrature signal generation circuit 5 Two low pass filters 6 matrix circuit 7 4 limiter circuits 8 Phase determination circuit 9 Conversion circuit 10 Phase error detection circuit 11 Voltage controlled oscillator 12 Two buffer amplifier circuits 13 Inversion circuit 14 Adder group 16 Two buffer amplifier circuits 17 Inversion circuit 18 adder group 19 8 limiter circuits

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−50646(JP,A) 特開 平7−273824(JP,A) 特開 昭50−159660(JP,A) 特開 平3−262235(JP,A) 特開 平2−253748(JP,A) 特開 平4−372248(JP,A) 特開 平6−181477(JP,A) 特開 平8−97875(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/22 Continuation of the front page (56) References JP 59-50646 (JP, A) JP 7-273824 (JP, A) JP 50-159660 (JP, A) JP 3-262235 (JP , A) JP-A-2-253748 (JP, A) JP-A-4-372248 (JP, A) JP-A-6-181477 (JP, A) JP-A-8-97875 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04L 27/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 N値位相変調されたデジタル無線信号の
受信機において、周波数が受信搬送波と等しく位相差が
互いに直交関係にある2つの信号を発生する直交信号発
生回路と、該2つの信号のそれぞれと受信高周波信号と
の積をとる2つの混合回路と、該2つの乗算回路の出力
にそれぞれ接続され信号帯域幅と概等しい遮断周波数を
持つ2つの低域通過フィルタと、該2つの低域通過フィ
ルタの出力を線型合成して、N個の出力を得るマトリク
ス回路と、 該マトリクス回路のN個の出力を振幅制限増幅すること
により、1もしくは0のデジタル値を得るN個のリミッ
タ回路と、該N個のリミッタ回路の出力パターンから、
位相平面をπ/N間隔で2N分割した領域を示す情報を
得る位相判定回路と、該位相平面をπ/N間隔で2N分
割した領域を示す情報から、復調データを決定する変換
回路と、該位相平面をπ/N間隔で2N分割した領域を
示す情報から、位相誤差信号をとりだす位相誤差検出回
路と、該位相誤差信号により周波数を制御され、前記直
交信号発生回路の発生周波数基準を発生する電圧制御発
振器とを具備し、前記マトリクス回路では、2つの入力
を複素数とみなして、π/N間隔で設定されたN種類の
回転角でそれぞれ回転させた後、実部をとり、かつ、前
記N種類の回転角ごとに設定された適宜の正数倍して出
力するように動作することを特徴とするダイレクトコン
バージョン方式受信機。
1. A receiver of an N-value phase-modulated digital radio signal, a quadrature signal generation circuit for generating two signals having a frequency equal to that of a reception carrier wave and a phase difference in a quadrature relationship with each other, and a quadrature signal generation circuit for the two signals. Two mixing circuits that take the product of each and the received high-frequency signal, two low-pass filters that are respectively connected to the outputs of the two multiplication circuits and that have a cutoff frequency approximately equal to the signal bandwidth, and the two low-pass filters. A matrix circuit for linearly combining the outputs of the pass filters to obtain N outputs; and N limiter circuits for obtaining a digital value of 1 or 0 by amplitude limiting and amplifying the N outputs of the matrix circuit. , From the output patterns of the N limiter circuits,
A phase determination circuit that obtains information indicating a region obtained by dividing the phase plane into 2N at π / N intervals, a conversion circuit that determines demodulated data from information indicating a region obtained by dividing the phase plane into 2N at π / N intervals, and A phase error detection circuit that extracts a phase error signal from information indicating a region obtained by dividing the phase plane by 2N at π / N intervals, and a frequency is controlled by the phase error signal to generate a frequency reference of the quadrature signal generation circuit. The matrix circuit comprises a voltage-controlled oscillator, the two inputs are regarded as complex numbers, each of them is rotated by N kinds of rotation angles set at π / N intervals, and then a real part is taken, and A direct conversion type receiver, which operates so as to output by multiplying an appropriate positive number set for each of N types of rotation angles.
【請求項2】 前記位相誤差検出回路は、前記位相平面
をπ/N間隔で2N分割した領域を示す情報から、信号
位相が偶数番目の領域にあるか奇数番目の領域にあるか
に応じて、1もしくは0のデジタル信号を得、該デジタ
ル信号を低域通過フィルタにより平滑することにより、
前記位相誤差信号を生成することを特徴とする請求項1
記載のダイレクトコンバージョン方式受信機。
2. The phase error detection circuit determines whether the signal phase is in an even-numbered area or an odd-numbered area based on information indicating an area obtained by dividing the phase plane by 2N at intervals of π / N. By obtaining a digital signal of 1 or 0 and smoothing the digital signal with a low-pass filter,
2. The phase error signal is generated.
Direct conversion method receiver described.
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