JP3502817B2 - PSK receiver - Google Patents

PSK receiver

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JP3502817B2
JP3502817B2 JP2000224095A JP2000224095A JP3502817B2 JP 3502817 B2 JP3502817 B2 JP 3502817B2 JP 2000224095 A JP2000224095 A JP 2000224095A JP 2000224095 A JP2000224095 A JP 2000224095A JP 3502817 B2 JP3502817 B2 JP 3502817B2
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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、PSK(Phase Shi
ft Keying)受信機、特に移動体通信に適しAGC(Autom
atic Gain Control)回路を備えるPSK受信機に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a PSK (Phase Shi
ft Keying) receiver, especially suitable for mobile communication AGC (Autom
atic gain control) circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に、移動体通信等に使用されるPS
K受信機の一部回路を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a PS used for mobile communication and the like.
The partial circuit of a K receiver is shown.

【0003】図示した回路より前段の回路においては、
無線信号の受信、受信信号の増幅、受信信号の無線周波
数(RF)から中間周波数(IF)へのダウンコンバー
ト等の処理が実行され、この図に示す回路部分にはIF
の受信信号が入力される。直交復調器10は、このIF
入力信号を直交復調し、その結果得られたI(in-phas
e),Q(quadrature phase)各chのベースバンド信号
を、AGC回路12(後述)及び不要成分除去用のLP
F14を介してサンプリング回路16に供給する。
In the circuit preceding the circuit shown in the figure,
Processing such as reception of a radio signal, amplification of the reception signal, and down conversion of the reception signal from a radio frequency (RF) to an intermediate frequency (IF) is executed.
The received signal of is input. The quadrature demodulator 10
The input signal is quadrature demodulated and the resulting I (in-phas
e), Q (quadrature phase) The baseband signal of each channel is supplied to the AGC circuit 12 (described later) and LP for removing unnecessary components.
It is supplied to the sampling circuit 16 via F14.

【0004】サンプリング回路16は、このベースバン
ド信号をサンプリングし、その結果得られたディジタル
のベースバンド信号を、DCオフセットレベル補正回路
18、周波数補正回路20及び位相補正回路22を介し
て後段の回路例えば復号器に供給する。DCオフセット
レベル補正回路18、周波数補正回路20及び位相補正
回路22は、図示しない復号器がディジタルのベースバ
ンド信号から符号値を正確に復号できるよう、当該ベー
スバンド信号に誤差補正を施す回路を構成している。な
お、上述の通りサンプリング回路16によりA/D変換
が行われているため、サンプリング回路16以後の回路
は、図示しない後段の回路を含め、DSP(Digital Sig
nal Processor)等、ディジタル信号処理向けのデバイス
により実現できる。
The sampling circuit 16 samples this baseband signal, and the digital baseband signal obtained as a result is passed through a DC offset level correction circuit 18, a frequency correction circuit 20 and a phase correction circuit 22 to a circuit in the subsequent stage. For example, it is supplied to the decoder. The DC offset level correction circuit 18, the frequency correction circuit 20, and the phase correction circuit 22 constitute a circuit that performs error correction on the baseband signal so that a decoder (not shown) can accurately decode the code value from the digital baseband signal. is doing. Since the A / D conversion is performed by the sampling circuit 16 as described above, the circuits after the sampling circuit 16 including the circuits in the subsequent stages (not shown) include a DSP (Digital Sig).
nal Processor) and other devices for digital signal processing.

【0005】図中のベースバンド出力信号に現れうる誤
差としては、DCオフセット、周波数誤差、位相誤差、
クロック誤差等がある。
Errors that may appear in the baseband output signal in the figure include DC offset, frequency error, phase error,
There is a clock error.

【0006】まず、PSK変調方式の一例としてO−Q
PSKを想定する。各種の誤差がない場合における位相
平面上での信号点は、図3中の正方形の頂点、即ち振幅
の絶対値が所定値で位相がnπ/2+π/4(但しnは
整数)の点である。DCオフセットとは、位相平面の原
点に対する信号配置中心点(図3では正方形の対角線の
交点)のずれである。ここに、サンプリング回路16の
出力がノイズのみであるなら、当該出力中には、正の振
幅を有するものと負の振幅を有するものとが同じ頻度で
現れるはずである。また、意味のある信号を受信してい
るときでも、サンプリング回路16の出力を十分長い期
間に亘り(即ち十分多いサンプルに亘り)観測し出現頻
度を調べれば、正振幅と負振幅との間に出現頻度の有意
差は現れないはずである。そこで、DCオフセットレベ
ル補正回路18は、随時、サンプリング回路16の出力
Aの符号SGN(A)を例えば過去128シンボルに亘
り平均し、得られた平均値が「負」を示す場合には
「正」側に、「正」を示す場合には「負」側にずらすD
Cオフセットレベル補正を、サンプリング回路16の出
力に施し出力する。なお、SGN(・)は、引数が正で
あるとき+1、負であるとき−1という値をとる関数で
ある。
First, as an example of the PSK modulation system, O-Q
Assume PSK. The signal points on the phase plane when there are no various errors are the vertices of the square in FIG. 3, that is, the points where the absolute value of the amplitude is a predetermined value and the phase is nπ / 2 + π / 4 (where n is an integer). . The DC offset is a shift of the signal arrangement center point (the intersection point of the square diagonal lines in FIG. 3) with respect to the origin of the phase plane. Here, if the output of the sampling circuit 16 is only noise, those having a positive amplitude and those having a negative amplitude should appear at the same frequency in the output. Further, even when a meaningful signal is received, if the output frequency of the sampling circuit 16 is observed for a sufficiently long period (that is, over a sufficiently large number of samples) and the appearance frequency is examined, it is between the positive amplitude and the negative amplitude. There should be no significant difference in the frequency of appearance. Therefore, the DC offset level correction circuit 18 averages the code SGN (A) of the output A of the sampling circuit 16 over, for example, the past 128 symbols at any time, and if the obtained average value indicates "negative", it indicates "positive". On the "" side, shift to the "negative" side to indicate "positive" D
The C offset level correction is applied to the output of the sampling circuit 16 and output. Note that SGN (•) is a function that takes a value of +1 when the argument is positive and −1 when the argument is negative.

【0007】次に、位相誤差とは理想的な信号点に対す
る実際の信号点の位相のずれであり、フェージング伝搬
路における位相不確定性等により生じる。図3に示した
例でいえば、点Bや点Cは理想的な信号点Aに対して位
相誤差を有している。また、周波数誤差とは時間経過に
伴い変化する位相誤差であり、送信機の局部発振周波数
に対する受信機の局部発振周波数の誤差等により生じ
る。図3に示した例で、仮に、点A→点B→点C→…と
いうように信号点が徐々に変化していく現象がみられる
とき、周波数誤差が現れているという。周波数誤差検出
回路26は、位相平面上における信号点の回転或いは正
方形(図3の例)の回転を検出し、周波数補正回路20
は、その結果に基づきDCオフセットレベル補正後のベ
ースバンド信号に補正を施す(周波数誤差補正)。位相
誤差検出回路24は、位相平面上における信号点のずれ
或いは正方形(図3の例)の傾きを検出し、位相補正回
路22は、その結果に基づき周波数誤差補正後のベース
バンド信号に補正を施す(位相誤差補正)。位相補正回
路22の出力(図2中の「ベースバンド出力信号」)は
復号器に供給される。
Next, the phase error is the shift of the phase of the actual signal point from the ideal signal point, and is caused by the phase uncertainty in the fading propagation path. In the example shown in FIG. 3, the points B and C have a phase error with respect to the ideal signal point A. The frequency error is a phase error that changes with the passage of time, and is caused by an error in the local oscillation frequency of the receiver with respect to the local oscillation frequency of the transmitter. In the example shown in FIG. 3, if there is a phenomenon in which the signal points gradually change, such as point A → point B → point C → ..., a frequency error appears. The frequency error detection circuit 26 detects the rotation of the signal point or the rotation of the square (the example of FIG. 3) on the phase plane, and the frequency correction circuit 20.
Corrects the baseband signal after DC offset level correction based on the result (frequency error correction). The phase error detection circuit 24 detects the deviation of the signal points on the phase plane or the inclination of the square (example in FIG. 3), and the phase correction circuit 22 corrects the baseband signal after the frequency error correction based on the result. Apply (phase error correction). The output of the phase correction circuit 22 (“baseband output signal” in FIG. 2) is supplied to the decoder.

【0008】更に、クロック誤差とは、受信信号のシン
ボルピーク(図3でいう信号点に相当)に対するサンプ
リング回路16によるサンプリングタイミングのずれで
ある。クロック再生回路28は、シンボル周波数の2倍
の周波数でベースバンド信号をサンプリングすることに
よって、シンボルピーク近傍即ちアイパターン開口部分
のタイミングでのサンプル値(Ai-1,Ai)のみならず
受信信号のゼロクロス点近傍のサンプル値(Bi)をも
得る。クロック誤差がある場合には、図4(a)及び
(b)に示すように、ゼロクロス点に対しBiのサンプ
リング点がAi-1及びAiのサンプリング点のいずれか寄
りにずれる。このずれに着目し、クロック再生回路28
は、ET=Bi[SGN(Ai)−SGN(Ai-1)]の
演算により、クロック誤差ETを検出する。クロック誤
差ETの符号は、ずれの方向を示している。クロック再
生回路28は、この検出の結果に応じかつクロック誤差
ETの絶対値が小さくなるように、サンプリング回路1
6におけるサンプリングタイミングを補正する。なお、
図4(c)はAi-1=Aiであるためゼロクロス点が無い
状態を示す図である。
Further, the clock error is the deviation of the sampling timing by the sampling circuit 16 with respect to the symbol peak of the received signal (corresponding to the signal point in FIG. 3). The clock recovery circuit 28 samples not only the sample values (A i-1 , A i ) near the symbol peak, that is, the timing of the eye pattern opening, by sampling the baseband signal at a frequency twice the symbol frequency. A sample value (B i ) near the zero crossing point of the signal is also obtained. If there is a clock error, as shown in FIG. 4 (a) and (b), the sampling points of the B i relative to zero-cross point is shifted to the deviation either sampling point A i-1 and A i. Paying attention to this deviation, the clock recovery circuit 28
Detects the clock error ET by the calculation of ET = B i [SGN (A i ) −SGN (A i−1 )]. The sign of the clock error ET indicates the direction of deviation. The clock regenerator circuit 28 adjusts the sampling circuit 1 according to the result of the detection so that the absolute value of the clock error ET becomes small.
The sampling timing in 6 is corrected. In addition,
FIG. 4C is a diagram showing a state where there is no zero-cross point because A i-1 = A i .

【0009】以上述べた各種の補正については、必要に
応じ、特開平11−346248号公報等を参照された
い。
For the various corrections described above, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-346248, if necessary.

【0010】また、図2に示す回路はAGC回路12を
有している。AGC回路12は、直交復調器10より前
段例えば即ちIF段内におかれることもあるが、この図
においては、直交復調器10とサンプリング回路16の
間、即ちアナログのベースバンド回路内におかれてい
る。このAGC回路12は、直交復調器10の出力を可
変利得増幅する増幅器及び直交復調器10の出力に現れ
ている振幅変動が抑圧されるよう当該利得を変化させる
回路を含み、より振幅変動の少ない信号をLPF14を
介しサンプリング回路16に供給する。このようにAG
C回路12をサンプリング回路16より前に置く理由の
一つは、伝搬路特性の如何によらずまたその変動によら
ず、誤り無くかつ安定にデータを復号できるようにする
ためである。
The circuit shown in FIG. 2 has an AGC circuit 12. Although the AGC circuit 12 may be placed in a stage before the quadrature demodulator 10, for example, in the IF stage, in this figure, it is placed between the quadrature demodulator 10 and the sampling circuit 16, that is, in an analog baseband circuit. ing. The AGC circuit 12 includes an amplifier for variable gain amplifying the output of the quadrature demodulator 10 and a circuit for changing the gain so that the amplitude variation appearing in the output of the quadrature demodulator 10 is suppressed, and the amplitude variation is smaller. The signal is supplied to the sampling circuit 16 via the LPF 14. Thus AG
One of the reasons for placing the C circuit 12 before the sampling circuit 16 is to enable data to be stably decoded without error regardless of the characteristics of the propagation path and its variations.

【0011】まず、無線伝送における伝搬路特性は、多
くの場合、気象条件、地理的条件等によって左右され
る。また、特に移動体上で信号を受信するときには、受
信機が搭載されている移動体の移動によって伝搬路特性
が激しく変化する。伝搬路特性及びその変化は、受信信
号に振幅変動や位相変動をもたらす。サンプリング回路
16のダイナミックレンジを越える大きな振幅変動を伴
う受信信号が、サンプリング回路16にそのまま供給さ
れると、サンプリング回路16にてアンダーフロー又は
オーバーフローが生じて信号の一部が破損し、復号器に
おける復号は困難又は不可能になる。この問題を解消す
るには、サンプリング回路16のダイナミックレンジを
十分拡げればよいが、それにはサンプリング回路16内
のA/D変換器のビット数を多くしなければならず、高
価格化を招いてしまう。また、ビット数を多くすると次
段以降の回路におけるディジタル信号処理の負荷も増大
する。
First, the propagation path characteristics in wireless transmission are often influenced by weather conditions, geographical conditions, and the like. In addition, particularly when a signal is received on a moving body, the propagation path characteristics change drastically due to the movement of the moving body on which the receiver is mounted. The propagation path characteristic and its change bring about amplitude fluctuation and phase fluctuation in the received signal. If a received signal with a large amplitude variation exceeding the dynamic range of the sampling circuit 16 is supplied to the sampling circuit 16 as it is, an underflow or overflow occurs in the sampling circuit 16 and a part of the signal is damaged, resulting in a decoder. Decryption can be difficult or impossible. To solve this problem, the dynamic range of the sampling circuit 16 should be sufficiently widened, but for that purpose the number of bits of the A / D converter in the sampling circuit 16 must be increased, leading to higher costs. I will leave. Further, if the number of bits is increased, the load of digital signal processing in the circuits of the next stage and thereafter also increases.

【0012】そこで、比較的ビット数が少ないA/D変
換器を使用できるようにするため、通常は、サンプリン
グ回路16より前段にAGC回路12を設け、サンプリ
ング回路16に入力される信号における振幅変動を抑え
る、という回路構成を採用する。サンプリング回路16
への入力信号における振幅変動が小さければ、サンプリ
ング回路16のダイナミックレンジは狭くてもよく、従
ってサンプリング回路16を構成するA/D変換器のビ
ット数も少なくて済む。これにより、低価格で処理負担
が軽くかつサンプリング回路16における信号破損が生
じにくい受信機が得られる。
Therefore, in order to be able to use an A / D converter having a relatively small number of bits, an AGC circuit 12 is usually provided in a stage preceding the sampling circuit 16 and an amplitude fluctuation in a signal input to the sampling circuit 16 is usually provided. The circuit configuration that suppresses is adopted. Sampling circuit 16
The dynamic range of the sampling circuit 16 may be narrow as long as the amplitude fluctuation in the input signal to the sampling circuit 16 is small. Therefore, the number of bits of the A / D converter constituting the sampling circuit 16 can be small. As a result, it is possible to obtain a receiver that is low in cost, light in processing load, and less likely to cause signal damage in the sampling circuit 16.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このA
GC回路の応答速度の設定に関連して、次のような問題
が発生する。まず、サンプリング回路への入力における
振幅変動を抑える、という本来の使用目的からすれば、
受信信号に現れた振幅変動に敏感に追従しその利得を変
化させるAGC回路、即ち応答速度が十分高いAGC回
路が望ましい。しかし、応答速度が高すぎると、受信信
号により搬送されるデータ(PSK変調成分)による比
較的低周波の変化、即ち本来は保存しておかねばならな
い受信信号変化まで、AGC回路により“除去すべき振
幅変動”として抑圧されてしまう。これは、結果とし
て、復号器出力におけるデータ誤りとなって現れる。従
って、回路設計に際して、AGC回路の応答速度を高す
ぎず低すぎず設定する必要があり、かかる微妙な設定を
行うことは回路設計者にとり負担となっていた。仮に、
回路設計者による応答速度設定が不適切であると、サン
プリング回路における信号破損或いは復号器出力におけ
るデータの誤りという不安定動作が生じることになる。
However, this A
The following problems occur in connection with setting the response speed of the GC circuit. First, from the original purpose of suppressing the amplitude fluctuation in the input to the sampling circuit,
An AGC circuit that sensitively follows the amplitude fluctuation appearing in the received signal and changes its gain, that is, an AGC circuit having a sufficiently high response speed is desirable. However, if the response speed is too high, even a relatively low frequency change due to the data (PSK modulation component) carried by the received signal, that is, the received signal change that should originally be stored should be “removed” by the AGC circuit. It is suppressed as "amplitude fluctuation". This results in a data error at the decoder output. Therefore, when designing the circuit, it is necessary to set the response speed of the AGC circuit not too high or too low, and it has been a burden on the circuit designer to make such a delicate setting. what if,
If the response speed setting by the circuit designer is inappropriate, unstable operation such as signal corruption in the sampling circuit or data error in the decoder output will occur.

【0014】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、PSK受信機にお
ける利得制御の改善により、サンプリング回路における
信号破損及び復号器出力におけるデータ誤りが生じにく
く、従って、受信信号に大きな振幅変動や位相変動をも
たらすフェージング環境下においても安定に動作するP
SK受信機を提供することを、その目的の一つとしてい
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and by improving the gain control in the PSK receiver, signal corruption in the sampling circuit and data error in the decoder output are less likely to occur. Therefore, P that operates stably even in a fading environment that causes large amplitude fluctuations and phase fluctuations in the received signal
One of the purposes is to provide an SK receiver.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係るPSK受信機は、(1)直交復
調されたアナログのベースバンド信号をサンプリングし
ディジタルのベースバンド信号を出力するサンプリング
回路であって、そのダイナミックレンジが、フェージン
グに伴う振幅変動をカバーするよう設定されているサン
プリング回路と、(2)サンプリング回路へ入されて
いるベースバンド信号の振幅変動を抑えるべくデジタル
のベースバンド信号から求まるシンボルピークの振幅が
一定となる利得でサンプリング回路へ入されるアナロ
グのベースバンド信号を増幅し又は減衰させる第1のA
GC回路と、(3)サンプリング回路の出力における
ェージングに伴う振幅変動を抑えるべくサンプリング回
路の出力のシンボルピーク振幅又はその経時平均値に
応じ変化する利得でサンプリング回路の出力を増幅し又
は減衰させる第2のAGC回路と、を備えることを特徴
とする。さらに、第1のAGC回路は、サンプリング回
路の前段に設けられアナログのベースバンド信号を可変
増幅する可変増幅回路と、サンプリング回路の後段に設
けられシンボルピークの振幅を検出する入力レベル検出
回路とを有し、前記入力レベル検出回路からの情報によ
り前記可変増幅回路を制御することを特徴とする。
In order to achieve such an object, the PSK receiver according to the present invention is (1) orthogonal recovery.
A sampling circuit for outputting the tone to digital baseband signals samples the analog baseband signal, the dynamic range, the sampling circuit is configured to cover the amplitude variation due to fading, (2) is input to the sampling circuit
Digitally suppresses fluctuations in the amplitude of the baseband signal
The amplitude of the symbol peak obtained from the baseband signal of
Analog that is input to the sampling circuit at a constant become gain
A for amplifying or attenuating the baseband signal of
And GC circuit, off at the output of (3) a sampling circuit
Characterized in that it comprises a second AGC circuit for or attenuate amplifying the output of the amplitude or gain sampling circuit which varies depending on the time average value of the symbol peak output of the sampling circuit in order to suppress the amplitude variation due to Ejingu And Furthermore, the first AGC circuit is
Variable analog baseband signal provided in front of the road
A variable amplification circuit that amplifies, and a sampling circuit
Input level detection to detect amplitude of eclipsed symbol peak
And a circuit for receiving information from the input level detection circuit.
And controlling the variable amplifier circuit.

【0016】このように、本発明を特徴付けているの
は、サンプリング回路の前後を跨ぐ形で設けられたAG
C回路(第1のAGC回路)、サンプリング回路の後段
に設けられたAGC回路(第2のAGC回路)、第1及
び第2のAGC回路の応答速度並びにサンプリング回路
のダイナミックレンジの設定、そして第2のAGC回路
におけるシンボルピーク振幅に基づく利得制御動作の各
点である。
As described above, the present invention is characterized by the AG provided so as to extend across the sampling circuit.
C circuit (first AGC circuit), AGC circuit (second AGC circuit) provided after the sampling circuit, response speeds of the first and second AGC circuits and dynamic range setting of the sampling circuit, and 2 is each point of the gain control operation based on the symbol peak amplitude in the AGC circuit of No. 2.

【0017】第1のAGC回路は比較的応答速度が低い
AGC回路であり、受信信号に現れる振幅変動のうち、
PSK受信機又は通信相手たるPSK送信機の移動に伴
う振幅変動を抑圧・補償する。従って、PSK変調成分
が第1のAGC回路で平滑され失われてしまうことはな
いが、フェージングに伴う振幅変動もサンプリング回路
への入力中に残存することになる。サンプリング回路の
ダイナミックレンジがフェージングに伴う振幅変動をカ
バーできるよう設定されており、またフェージングに伴
う振幅変動にも追従できるよう第2のAGC回路の応答
速度が比較的高く設定されていることから、サンプリン
グ回路への入力に残存している振幅変動特にフェージン
グに伴う振幅変動は、サンプリング回路を通過して第2
のAGC回路への入力中に現れ、第2のAGC回路にて
抑圧・補償されることとなる。また、第2のAGC回路
がディジタルの受信信号を処理する回路の一種であり、
従って(積分・平滑を伴うアナログ段のAGC回路と異
なり)ディジタル受信信号のシンボルピーク振幅又はそ
の経時平均値に応じて利得を変化させるAGC回路とし
て実現できること、またそのような第2のAGC回路で
検出されるのは正又は負のシンボルピークレベル自体の
変化であり、正のシンボルピークから負のシンボルピー
クへの変化等であるPSK変調成分は検出にかからない
ことから、PSK変調成分は、サンプリング回路を介し
第2のAGC回路に入力されるものの第2のAGC回路
における抑圧・補償の対象にはならず、後段の回路例え
ば復号器へと供給されることとなる。
The first AGC circuit is an AGC circuit having a relatively low response speed, and among the amplitude fluctuations appearing in the received signal,
It suppresses and compensates for amplitude fluctuations caused by movement of the PSK receiver or the PSK transmitter that is the communication partner. Therefore, the PSK modulation component is not smoothed and lost in the first AGC circuit, but the amplitude fluctuation due to fading remains in the input to the sampling circuit. Since the dynamic range of the sampling circuit is set to cover the amplitude fluctuation associated with fading, and the response speed of the second AGC circuit is set to be relatively high so as to follow the amplitude fluctuation associated with fading, The amplitude fluctuation remaining at the input to the sampling circuit, especially the amplitude fluctuation due to fading, passes through the sampling circuit and becomes a second value.
Appearing during the input to the AGC circuit of 1) and are suppressed and compensated by the second AGC circuit. The second AGC circuit is a kind of circuit that processes a digital received signal,
Therefore, it can be realized as an AGC circuit that changes the gain according to the symbol peak amplitude of a digital received signal or its average value over time (unlike an analog AGC circuit with integration / smoothing), and with such a second AGC circuit. What is detected is a change in the positive or negative symbol peak level itself, and since a PSK modulation component such as a change from a positive symbol peak to a negative symbol peak is not detected, the PSK modulation component is a sampling circuit. Although it is input to the second AGC circuit via the, it is not subject to suppression / compensation in the second AGC circuit, and is supplied to a circuit in a subsequent stage, for example, a decoder.

【0018】従って、本発明によれば、PSK変調成分
がならされずに後段の回路に供給されるため、従来より
信頼性よくかつ安定な動作を期待できる。また、比較的
低速な振幅変動例えば送信機又は受信機の移動に伴う振
幅変動は第1のAGC回路で、比較的高速な振幅変動例
えばフェージングによる振幅変動は第2のAGC回路
で、それぞれ抑圧できるため、その点でも、従来より信
頼性よくかつ安定な動作を期待できる。第1及び第2の
AGC回路の応答速度は、送信機又は受信機の移動に伴
う振幅変動とフェージングによる振幅変動という互いに
著しく異なる速度を有する振幅変動との関連で設定すれ
ばよく、微妙な設定は必要でない。結果として、受信信
号に大きな振幅変動や位相変動をもたらすフェージング
環境下において従来よりも安定に動作するPSK受信機
を、比較的低コストで得ることができる。
Therefore, according to the present invention, since the PSK modulation component is supplied to the circuit in the subsequent stage without being smoothed, it is possible to expect a more reliable and stable operation than the conventional one. Further, a relatively low-speed amplitude fluctuation, for example, an amplitude fluctuation due to the movement of the transmitter or the receiver can be suppressed by the first AGC circuit, and a relatively high-speed amplitude fluctuation, for example, an amplitude fluctuation due to fading can be suppressed by the second AGC circuit. Therefore, also in that respect, more reliable and stable operation can be expected than in the past. The response speeds of the first and second AGC circuits may be set in relation to amplitude fluctuations due to movement of the transmitter or receiver and amplitude fluctuations due to fading, which have significantly different speeds from each other. Is not necessary. As a result, it is possible to obtain a PSK receiver that operates more stably than before under a fading environment that causes large amplitude fluctuations and phase fluctuations in a received signal at a relatively low cost.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、図2に示した従来技
術と同様の又は対応する構成には同一の符号を付し、重
複する説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same or corresponding components as those of the conventional technique shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.

【0020】図1に、本発明の一実施形態に係るPSK
受信機、特に図2に示した部分に対応する部分を示す。
本実施形態の特徴点のうち一つは、この図から明らかな
ように、従来におけるAGC回路12に代えて、直交復
調器10とLPF14の間に可変増幅回路12Aを、ま
たDCオフセットレベル補正回路18と周波数補正回路
20の間に入力レベル検出回路12Bをそれぞれ設け、
これら可変増幅回路12A及び入力レベル検出回路12
Bを以て第1のAGC回路としたことにある。本実施形
態の特徴点のうち他の一つは、やはりこの図から明らか
なように、入力レベル検出回路12Bと周波数補正回路
20の間に第2のAGC回路30を設けたことである。
本実施形態の残りの特徴点は、これら2種類のAGC回
路及びサンプリング回路16の動作内容・設定にある。
FIG. 1 shows a PSK according to an embodiment of the present invention.
3 shows a receiver, in particular a part corresponding to the part shown in FIG.
As is clear from this figure, one of the features of the present embodiment is that instead of the conventional AGC circuit 12, a variable amplifier circuit 12A is provided between the quadrature demodulator 10 and the LPF 14, and a DC offset level correction circuit. An input level detection circuit 12B is provided between the frequency correction circuit 18 and the frequency correction circuit 20,
The variable amplifier circuit 12A and the input level detection circuit 12
This is because B is the first AGC circuit. Another one of the features of this embodiment is that the second AGC circuit 30 is provided between the input level detection circuit 12B and the frequency correction circuit 20 as is also apparent from this figure.
The remaining characteristic points of this embodiment are the operation contents and settings of these two types of AGC circuit and sampling circuit 16.

【0021】例えば、受信信号がレイリーフェージング
を受けているとする。この種のフェージングが生じてい
るとき、受信信号電力は、99.9%の確率で、−30
〜10dBの範囲内に存在する。なお、ここでは受信信
号平均電力を0dBとしている。本実施形態では、サン
プリング回路16のダイナミックレンジが略この範囲を
カバーすることとなるよう、サンプリング回路16内の
A/D変換器のビット数を定めている。従って、仮に、
受信信号における振幅変動が仮にレイリーフェージング
によるものだけであり、サンプリング回路16より前段
の回路にてその振幅変動が除去抑圧されないのであれ
ば、その振幅変動はサンプリング回路16を通過しディ
ジタルの受信信号の一部として後段に供給される。
For example, assume that the received signal is subject to Rayleigh fading. When this type of fading is occurring, the received signal power has a probability of 99.9% of -30.
It exists in the range of -10 dB. The average received signal power is set to 0 dB here. In the present embodiment, the number of bits of the A / D converter in the sampling circuit 16 is determined so that the dynamic range of the sampling circuit 16 substantially covers this range. Therefore, if
If the amplitude variation in the received signal is only due to Rayleigh fading, and if the amplitude variation is not removed and suppressed in the circuit prior to the sampling circuit 16, the amplitude variation passes through the sampling circuit 16 and becomes a digital received signal. It is supplied as a part to the latter stage.

【0022】しかし、実際には、フェージング以外に
も、PSK受信機の移動等、振幅変動の原因がある。仮
に、フェージングによる振幅変動に加えてPSK受信機
の移動による振幅変動がサンプリング回路16への入力
中に含まれているとすると、後者に係る振幅変動の影響
で、受信信号の一部がサンプリング回路16のダイナミ
ックレンジから外れてしまい、破損してしまうこととな
る。従って、フェージングによる振幅変動がサンプリン
グ回路16を通過するようにするには、PSK受信機の
移動(或いは通信相手たるPSK送信機の移動)等によ
る振幅変動を、サンプリング回路16より前段で、抑圧
する必要がある。
However, in reality, in addition to fading, there are causes of amplitude fluctuations such as movement of the PSK receiver. If, in addition to the amplitude fluctuation due to fading, the amplitude fluctuation due to the movement of the PSK receiver is included in the input to the sampling circuit 16, a part of the received signal is affected by the latter amplitude fluctuation. It will be out of the dynamic range of 16 and will be damaged. Therefore, in order to allow the amplitude fluctuation due to fading to pass through the sampling circuit 16, the amplitude fluctuation due to the movement of the PSK receiver (or the movement of the PSK transmitter as the communication partner) or the like is suppressed in a stage before the sampling circuit 16. There is a need.

【0023】可変増幅回路12A及び入力レベル検出回
路12Bにより構成される第1のAGC回路は、PSK
受信機の移動等による振幅変動をサンプリング回路16
への受信信号の入力に先立ち抑圧すべく設けられた回路
である。入力レベル検出回路12Bは、DCオフセット
レベル補正回路18の出力から受信信号の振幅を検出す
る。更に、その結果を比較的長時間例えば128シンボ
ル分に亘り平均することにより受信レベルを求め、受信
レベルにおける振幅変動をPSK受信機の移動等による
振幅変動の消え残り(可変増幅回路12Aの利得の制御
誤差)として検出する。そして、その結果に応じ可変増
幅回路12Aの利得を変化させることにより、サンプリ
ング回路16への入力におけるPSK受信機の移動等に
よる振幅変動を抑圧する。なお、可変増幅回路12A
は、図1では直交復調器10の後段に設けているが、よ
り前段に設けてもよい。サンプリング回路16以降の回
路はDSP等により実現できるため、入力レベル検出回
路12Bによる検出はシンボルピークレベルの検出及び
平均化として実現できる。
The first AGC circuit composed of the variable amplification circuit 12A and the input level detection circuit 12B is PSK.
The sampling circuit 16 measures the amplitude fluctuation due to the movement of the receiver.
It is a circuit provided to suppress the received signal before input to the. The input level detection circuit 12B detects the amplitude of the received signal from the output of the DC offset level correction circuit 18. Further, the reception level is obtained by averaging the results over a relatively long period of time, for example, for 128 symbols, and the amplitude variation in the reception level remains due to the movement of the PSK receiver or the like (the gain of the variable amplification circuit 12A is reduced). Control error). Then, by changing the gain of the variable amplifier circuit 12A according to the result, the amplitude fluctuation due to the movement of the PSK receiver at the input to the sampling circuit 16 is suppressed. The variable amplifier circuit 12A
1 is provided after the quadrature demodulator 10 in FIG. 1, but may be provided before the quadrature demodulator 10. Since the circuits after the sampling circuit 16 can be realized by a DSP or the like, the detection by the input level detecting circuit 12B can be realized by detecting and averaging the symbol peak level.

【0024】また、サンプリング回路16を通過したフ
ェージングによる振幅変動は、DCオフセットレベル補
正回路18及び入力レベル検出回路12Bを経て、第2
のAGC回路30に入力される。AGC回路30は、第
1のAGC回路に比べて応答速度が高いAGC回路であ
る。前掲の例の如く第1のAGC回路が128シンボル
分の平均値に応じて利得を変化させる回路であるなら
ば、第2のAGC回路30では8シンボル分の平均値に
応じて利得を変化させる。このように高い応答速度とす
ることによって、第1のAGC回路及びサンプリング回
路16を通過してきた振幅変動特にフェージングによる
振幅変動を概ね抑圧できる。更に、第2のAGC回路3
0はディジタルの受信信号を扱う回路であり、前掲の入
力レベル検出回路12Bと同様にシンボルピークレベル
を検出する回路を用いて、実現できる。従って、データ
による低周波変動即ちPSK変調成分は保存され、図示
しない復号器に供給される。
Further, the amplitude fluctuation due to fading that has passed through the sampling circuit 16 is passed through the DC offset level correction circuit 18 and the input level detection circuit 12B to the second level.
Is input to the AGC circuit 30 of. The AGC circuit 30 is an AGC circuit whose response speed is higher than that of the first AGC circuit. If the first AGC circuit is a circuit that changes the gain according to the average value of 128 symbols as in the above example, the second AGC circuit 30 changes the gain according to the average value of 8 symbols. . With such a high response speed, amplitude fluctuations that have passed through the first AGC circuit and sampling circuit 16, especially amplitude fluctuations due to fading, can be substantially suppressed. Further, the second AGC circuit 3
Reference numeral 0 is a circuit for handling a digital received signal, which can be realized by using a circuit for detecting a symbol peak level similarly to the input level detecting circuit 12B described above. Therefore, the low frequency fluctuation due to the data, that is, the PSK modulation component is stored and supplied to a decoder (not shown).

【0025】このように、本実施形態においては、互い
に役割が異なりそれに応じて応答速度・回路形態・位置
の異なる2種類のAGC回路を組み合わせると共に、サ
ンプリング回路16のダイナミックレンジをそれに応じ
て定めているため、サンプリング回路16における信号
の破損や復号器におけるデータの復号誤りを引き起こし
にくく、フェージング環境下を移動するPSK受信機に
おいても安定な受信復調を行うことができる。また、こ
れを実現するため回路設計者等に応答速度設定の点で過
重な負担が課せられることもない。
As described above, in this embodiment, two kinds of AGC circuits having different roles and different response speeds, circuit configurations, and positions are combined accordingly, and the dynamic range of the sampling circuit 16 is determined accordingly. Therefore, it is difficult to cause signal damage in the sampling circuit 16 and data decoding error in the decoder, and stable reception demodulation can be performed even in a PSK receiver moving in a fading environment. Further, in order to realize this, the circuit designer or the like is not burdened with an excessive burden in setting the response speed.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係るPSK受信機の要
部構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a PSK receiver according to an embodiment of the present invention.

【図2】 一従来技術に係るPSK受信機の要部構成を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a PSK receiver according to a conventional technique.

【図3】 O−QPSKにおける信号点配置を示す位相
平面図である。
FIG. 3 is a phase plan view showing a signal point arrangement in O-QPSK.

【図4】 (a)〜(c)はそれぞれクロック誤差の検
出原理を示す図である。
4A to 4C are diagrams showing the principle of detecting a clock error.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 直交復調器、12A 可変増幅回路、12B 入
力レベル検出回路、14 LPF、16 サンプリング
回路、30 AGC回路。
10 quadrature demodulator, 12A variable amplification circuit, 12B input level detection circuit, 14 LPF, 16 sampling circuit, 30 AGC circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−321733(JP,A) 特開 平8−274558(JP,A) 特開 平11−331300(JP,A) 特開 平8−340268(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/30 H04B 7/24 - 7/26 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-321733 (JP, A) JP-A-8-274558 (JP, A) JP-A-11-331300 (JP, A) JP-A-8- 340268 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04L 27/00-27/30 H04B 7 /24-7/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直交復調されたアナログのベースバンド
信号をサンプリングしディジタルのベースバンド信号を
出力するサンプリング回路であって、そのダイナミック
レンジが、フェージングに伴う振幅変動をカバーするよ
う設定されているサンプリング回路と、 サンプリング回路へ入力されているベースバンド信号の
振幅変動を抑えるべくデジタルのベースバンド信号から
求まるシンボルピークの振幅が一定となる利得でサンプ
リング回路へ入されるアナログのベースバンド信号を
増幅し又は減衰させる第1のAGC回路と、 ンプリング回路の出力におけるフェージングに伴う
幅変動を抑えるべくサンプリング回路の出力のシンボル
ピーク振幅又はその経時平均値に応じ変化する利得で
サンプリング回路の出力を増幅し又は減衰させる第2の
AGC回路と、 備えることを特徴とするPSK受信機。
1. A sampling circuit samples the baseband <br/> signal of the quadrature demodulated analog outputs baseband signal of the digital, setting as its dynamic range, which covers the amplitude variation due to fading Sampling circuit and the digital baseband signal to suppress the amplitude fluctuation of the baseband signal input to the sampling circuit.
A first AGC circuit which amplifies or attenuates the analog baseband signal amplitude symbols peaks are input to the sampling circuit with a gain which is a constant which is obtained, <br/> vibration due to fading in the output of the sampling circuit PSK, characterized in that it comprises a second AGC circuit for or attenuate amplifying the output of the amplitude or gain sampling circuit which varies depending on the time average value of the symbol peak output of the sampling circuit in order to suppress the width fluctuation Receiving machine.
【請求項2】 請求項1に記載のPSK受信機におい
て、 第1のAGC回路は、 サンプリング回路の前段に設けられアナログのベースバ
ンド信号を可変増幅する可変増幅回路と、 サンプリング回路の後段に設けられシンボルピークの振
幅を検出する入力レベル検出回路と、を有し、 前記入力レベル検出回路からの情報により前記可変増幅
回路を制御することを特徴とするPSK受信機。
2. The PSK receiver according to claim 1.
Te, the first AGC circuit, baseband analog provided before the sampling circuit
A variable amplifier circuit that variably amplifies the signal and a symbol peak that is installed after the sampling circuit.
An input level detection circuit for detecting a width, and the variable amplification according to information from the input level detection circuit.
A PSK receiver characterized by controlling a circuit.
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