JP4116591B2 - Digital receiver and receiving method - Google Patents

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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

本発明は、ディジタル受信機および受信方法に関し、特に直交復調後のI信号、Q信号のインバランスを補正する、無線通信におけるディジタル受信機および受信方法に関する。   The present invention relates to a digital receiver and a receiving method, and more particularly, to a digital receiver and a receiving method in wireless communication for correcting imbalance between I and Q signals after quadrature demodulation.

無線通信などで用いられるディジタル変調方式の一つであるOFDM(直交波周波数分割多重:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)等の直交復調は、まず、受信信号が一定周波数の中間周波数(Intermediate Frequency)信号に変換される。更に中間周波数信号は、基準発振器からのローカル信号と混合され、同相成分であるI信号を出力する。同時に、中間周波数信号は、基準発振器から90度移相器を介して位相が90度ずれたローカル信号と混合され、直交成分であるQ信号を出力することで実現される。直交復調後、後段の回路においては、I信号(同相成分)およびQ信号(直交成分)を受け取り、例えば映像データ用のベースバンド信号への変換あるいは無線LAN用のベースバンド信号への変換等のベースバンド信号処理を行う。後段の回路に含まれる、I信号、Q信号それぞれに対応して2系統存在するベースバンドフィルタ、A/D変換器等は、アナログ回路から構成されていることもあり、製造時の製造誤差や、温度変化などの要因により相対誤差(IQインバランス)が生ずる。例えば、振幅誤差、位相誤差等である。このような誤差は、最終的には受信特性に悪影響を及ぼすので、補正する必要がある。   Orthogonal demodulation, such as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which is one of the digital modulation methods used in wireless communications, etc., first converts the received signal to an intermediate frequency (Intermediate Frequency) signal. Is done. Further, the intermediate frequency signal is mixed with the local signal from the reference oscillator and outputs an I signal that is an in-phase component. At the same time, the intermediate frequency signal is realized by being mixed with a local signal whose phase is shifted by 90 degrees from the reference oscillator through a 90 degree phase shifter, and outputting a Q signal which is a quadrature component. After quadrature demodulation, the downstream circuit receives the I signal (in-phase component) and the Q signal (quadrature component) and converts them into, for example, video data baseband signals or wireless LAN baseband signals. Perform baseband signal processing. The baseband filters, A / D converters, etc. that exist in two circuits corresponding to each of the I signal and the Q signal included in the subsequent stage circuit may be composed of analog circuits, Relative error (IQ imbalance) occurs due to factors such as temperature change. For example, amplitude error and phase error. Such an error has an adverse effect on the reception characteristics in the end, and must be corrected.

従来、この補正方法としては、I信号およびQ信号が経るそれぞれの信号経路の伝達特性の基準値との差分、例えば、振幅誤差、位相誤差を計算し、これに基づいて所定のアルゴリズムに従ってそれぞれの信号に対する補正値を計算し、この補正値に基づいてIQ信号を補正することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as this correction method, a difference from a reference value of a transfer characteristic of each signal path through which an I signal and a Q signal pass, for example, an amplitude error and a phase error are calculated, and based on this, each difference is calculated according to a predetermined algorithm. It has been proposed to calculate a correction value for a signal and correct the IQ signal based on the correction value (see, for example, Patent Document 1).

或いは、I信号およびQ信号両者間の振幅誤差、位相誤差を測定して、これらを小さくするように補正値を計算するために、それぞれの信号系統に備える可変減衰器、可変遅延器などの減衰値等を調節する手法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2001−86177公報 特開2001−333120公報
Alternatively, in order to measure the amplitude error and the phase error between both the I signal and the Q signal and calculate the correction value so as to reduce them, the attenuation of the variable attenuator and variable delay device provided for each signal system A method for adjusting a value or the like has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
JP 2001-86177 A JP 2001-333120 A

上述した従来のIQインバランスの補正方法においては、I信号およびQ信号両者間の振幅誤差、位相誤差をそれぞれ独立に補正する為の回路を設けており、計算コストの増大及びハードウェア規模が大きくなる等の問題があった。   In the conventional IQ imbalance correction method described above, a circuit for independently correcting the amplitude error and the phase error between both the I signal and the Q signal is provided, increasing the calculation cost and increasing the hardware scale. There was a problem of becoming.

本発明は、上記事情によりなされたもので、その目的は、簡易な構成でIQインバランスの補正を実現することが可能なディジタル受信機および受信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a digital receiver and a receiving method capable of realizing IQ imbalance correction with a simple configuration.

本発明の一態様によれば、受信した変調ディジタル信号をI信号(同相成分)、Q信号(直交成分)に分配する手段と、前記I信号に対し所定の信号処理を行うI信号用信号処理手段と、前記Q信号に対し所定の信号処理を行うQ信号用信号処理手段と、前記I信号用信号処理手段の周波数特性を検出する手段と、
前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を検出する手段と、検出された前記I信号用信号処理手段の周波数特性を、Q信号の信号経路に付加する手段と、検出された前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を、I信号の信号経路に付加する手段と、を備えることを特徴とするディジタル受信機が提供される。
According to one aspect of the present invention, means for distributing a received modulated digital signal into an I signal (in-phase component) and a Q signal (quadrature component), and signal processing for I signal for performing predetermined signal processing on the I signal Means, Q signal signal processing means for performing predetermined signal processing on the Q signal, means for detecting frequency characteristics of the I signal signal processing means,
Means for detecting the frequency characteristic of the signal processing means for Q signal, means for adding the detected frequency characteristic of the signal processing means for I signal to the signal path of the Q signal, and signal for the detected Q signal Means for adding a frequency characteristic of the processing means to the signal path of the I signal is provided.

また、本発明の一態様によれば、変調ディジタル信号をI信号(同相成分)、Q信号(直交成分)に分配するステップと、前記I信号に対し所定の信号処理を行うI信号用信号処理ステップと、前記Q信号に対し所定の信号処理を行うQ信号用信号処理ステップと、前記I信号用信号処理手段の周波数特性を検出するステップと、前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を検出するステップと、検出された前記I信号用信号処理手段の周波数特性を、Q信号の信号経路に付加するステップと、検出された前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を、I信号の信号経路に付加するステップから構成されることを特徴とする受信方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, the step of distributing the modulated digital signal into an I signal (in-phase component) and a Q signal (quadrature component), and signal processing for I signal for performing predetermined signal processing on the I signal A signal processing step for Q signal for performing predetermined signal processing on the Q signal, a step for detecting a frequency characteristic of the signal processing means for the I signal, and a frequency characteristic of the signal processing means for the Q signal are detected. And adding the detected frequency characteristic of the signal processing means for I signal to the signal path of the Q signal, and adding the detected frequency characteristic of the signal processing means for Q signal to the signal path of the I signal The receiving method is characterized by comprising the step of adding to the above.

本発明によれば、補正値の計算の為の複雑なアルゴリズムを不要とし、I信号およびQ信号両者間の振幅誤差、位相誤差のような伝達特性の差異を測定せずに、少ない計算コスト及びハードウェアコストで、IQインバランスの補正が可能となる。   According to the present invention, a complicated algorithm for calculating the correction value is not required, and the calculation cost and the calculation cost can be reduced without measuring the difference in transfer characteristics such as the amplitude error and the phase error between the I signal and the Q signal. IQ imbalance can be corrected at hardware cost.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るディジタル受信機の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るディジタル受信機は、アンテナ10と、例えばIG−BTスイッチングによる周波数変換器11と、例えば高精度のクリスタルモジュールを採用した基準発信器12と、複数の入力信号を混合する混合器15と、伝送路を伝達する信号の位相を90度だけ変化させる90度移相器13と、ステップ波形入力器14と、ベースバンド周波数を抜き出すBB(ベースバンド)フィルタ21,22と、サンプリングを行うA/D変換器31,32と、矩形波の入力信号から反転増幅によりパルス状の信号を作る数値計算回路41,42および補正器51,52から構成されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital receiver according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the digital receiver according to the first embodiment of the present invention includes an antenna 10, a frequency converter 11 using, for example, IG-BT switching, and a reference transmission employing, for example, a high-precision crystal module. 12, a mixer 15 that mixes a plurality of input signals, a 90-degree phase shifter 13 that changes the phase of a signal transmitted through the transmission path by 90 degrees, a step waveform input unit 14, and a baseband frequency BB (baseband) filters 21 and 22, A / D converters 31 and 32 that perform sampling, numerical calculation circuits 41 and 42 that generate a pulse-like signal by inverting amplification from a rectangular wave input signal, and a corrector 51, 52.

ここで、アンテナ10で受信される高周波の受信信号は、周波数変換器11によって中間周波数に落とされた後、基準発信器12からのローカル信号と混合し、I信号(同相成分)を出力し、同時に、基準発振器12から90度移相器13を介して位相が90度ずれたローカル信号と混合し、Q信号(直交成分)を出力する。   Here, the high frequency received signal received by the antenna 10 is dropped to an intermediate frequency by the frequency converter 11 and then mixed with the local signal from the reference transmitter 12 to output an I signal (in-phase component), At the same time, the signal is mixed with a local signal whose phase is shifted by 90 degrees from the reference oscillator 12 via the 90-degree phase shifter 13, and a Q signal (quadrature component) is output.

通信時においては、この後、I信号、Q信号はそれぞれ、干渉波除去を目的としたBBフィルタ21,22、A/D変換器31,32等を経由して、後段のディジタル復調回路(図示せず)へと処理が進むことになる。   At the time of communication, the I signal and the Q signal thereafter pass through the BB filters 21 and 22, A / D converters 31 and 32, etc. for the purpose of removing interference waves, respectively, and the subsequent digital demodulation circuit (FIG. The process proceeds to (not shown).

一般に、ディジタル通信にあっては、非通信時、即ち、通信の開始前、又は、通信を行っていない期間が存在する。例えば、無線LAN端末の規格の一つである、IEEE802.11のMAC層(メディアアクセス制御:Media Access Control)仕様においては、フレーム間のタイムインターバルが規定されている。すなわち、無線LANでは,大別するとデータ・フレームとACKフレームという二つのフレームのやり取りで通信が行われる。データ・フレームには実際にやり取りするデータ(TCP/IPのパケットなど)が含まれる。ACKフレームはデータを正しく受け取ったことを相手に知らせるためのものである。データ転送の際は,送信側がデータ・フレームを送り,これを受け取った側がACKフレームを返して完了する。このフレームのやり取りは,間断なく行われているわけではない。送信側は,ACKフレームを受信してDIFS(Distributed Coordination Function Interframe Space)と呼ばれる一定時間を空けてから,データ・フレームを送信する。受信側もデータ・フレームを受け取ってからSIFS(Short Interframe Space)と呼ばれる一定時間を空けてからACKフレームを送信する。このように一定時間を空けるタイムインターバルの期間は所定のアクセスポイントと端末との間でデータ(フレーム)の送受信を停止(非通信)することになっている。   In general, in digital communication, there is a non-communication time, that is, before the start of communication, or a period during which communication is not performed. For example, in the IEEE 802.11 MAC layer (Media Access Control) specification, which is one of the standards for wireless LAN terminals, a time interval between frames is defined. That is, in a wireless LAN, communication is performed by exchanging two frames, that is, a data frame and an ACK frame. The data frame includes data that is actually exchanged (such as TCP / IP packets). The ACK frame is for informing the other party that the data has been correctly received. At the time of data transfer, the transmitting side sends a data frame, and the receiving side returns an ACK frame to complete. This frame exchange is not done without interruption. The transmission side receives the ACK frame and transmits a data frame after a certain time called DIFS (Distributed Coordination Function Interframe Space). The receiving side also transmits an ACK frame after receiving a data frame after a certain time called SIFS (Short Interframe Space). In this way, during a time interval that leaves a certain time, transmission / reception of data (frames) between a predetermined access point and a terminal is stopped (non-communication).

本発明の実施の形態においては、上記のような非通信時に、ステップ波形入力器14から単位階段状のステップ波形信号をI信号、Q信号の両系統に入力する。尚、この実施の形態ではステップ波形入力器14によりステップ波形を入力する例で説明するが、波形としてはIQバランスを測定するための波形であればよく必ずしもステップ波形に限定しない。また、ステップ波形入力器14としては、例えば送信系のD/A変換回路を利用すれば、ハードウェア的なコストがあまりかからない。入力されたステップ波形信号はそれぞれBBフィルタ21,22、A/D変換器31,32等を経由して、数値計算回路41,42に入力され、この数値計算回路41,42で数値微分などの処理が実行される。これによって、I信号が経由するBBフィルタ21からA/D変換器31までのインパルス応答が、数値計算回路41で得られる。   In the embodiment of the present invention, a unit stepped step waveform signal is input to both the I signal and Q signal systems from the step waveform input unit 14 during non-communication as described above. In this embodiment, an example in which a step waveform is input by the step waveform input unit 14 will be described. However, the waveform is not limited to the step waveform as long as it is a waveform for measuring the IQ balance. Further, as the step waveform input unit 14, for example, if a transmission D / A conversion circuit is used, the hardware cost is not so high. The input step waveform signals are respectively input to the numerical calculation circuits 41 and 42 via the BB filters 21 and 22, the A / D converters 31 and 32, and the numerical calculation circuits 41 and 42 perform numerical differentiation and the like. Processing is executed. Thereby, an impulse response from the BB filter 21 to the A / D converter 31 through which the I signal passes is obtained by the numerical calculation circuit 41.

上記の例ではIQバランスを測定するための波形として、ステップ波形入力器14によりステップ波形を入力するので、数値計算回路41,42では数値微分の処理を行うことによりインパルス応答を得た。しかしこれに代え、IQバランスを測定するための波形として、ステップ波形入力器14によりインパルス信号を入力する場合には、数値計算回路41,42はA/D変換器31,32からインパルス応答が得られる。このため数値計算回路41,42は特に計算を行わずに信号をスルーするだけでよい。   In the above example, since a step waveform is input by the step waveform input unit 14 as a waveform for measuring the IQ balance, the numerical response circuits 41 and 42 obtain an impulse response by performing numerical differentiation. However, instead of this, when an impulse signal is input by the step waveform input unit 14 as a waveform for measuring the IQ balance, the numerical calculation circuits 41 and 42 obtain an impulse response from the A / D converters 31 and 32, respectively. It is done. Therefore, the numerical calculation circuits 41 and 42 need only pass through the signal without performing any particular calculation.

また、IQバランスを測定するための波形として他の波形を用いた場合には、この他の波形に合わせた数値計算を数値計算回路41,42が行ない、インパルス応答を得るようにすればよい。   When another waveform is used as a waveform for measuring the IQ balance, the numerical calculation circuits 41 and 42 may perform numerical calculation according to the other waveform to obtain an impulse response.

尚、図1に示す数値計算回路41、42は、2つに分けてあるが、同一のハードウェアで構成してもよく、得られた出力系列を数値的に例えば微分する等の計算を行うものであればよい。   Although the numerical calculation circuits 41 and 42 shown in FIG. 1 are divided into two, they may be configured by the same hardware, and perform calculations such as numerically differentiating the obtained output series, for example. Anything is acceptable.

本発明の実施の形態では、それぞれ数値計算回路41、42で得られた、I信号が経由するBBフィルタ21からA/D変換器31までのインパルス応答を、Q信号が経由する補正器52のタップ係数とし、Q信号が経由するBBフィルタ22からA/D変換器32までのインパルス応答を、I信号が経由する補正器51のタップ係数としている。   In the embodiment of the present invention, the impulse response from the BB filter 21 through the I signal, which is obtained by the numerical calculation circuits 41 and 42 to the A / D converter 31, respectively, is obtained by the corrector 52 through which the Q signal passes. The impulse response from the BB filter 22 through which the Q signal passes to the A / D converter 32 is used as the tap coefficient of the corrector 51 through which the I signal passes.

したがって、I信号、Q信号にIQインバランスが生じた場合であっても、BBフィルタ21から補正器51までと、BBフィルタ22から補正器52までの周波数特性がほぼ等しくなり、IQインバランスが補正される。この場合、BBフィルタ21,22から補正器51、52までの周波数特性は、BBフィルタ21,22からA/D変換器31,32までの周波数特性の二乗特性にほぼ等しくなるが、BBフィルタ21,22からA/D変換器31,32までの周波数特性はもともと干渉波除去の特性を有しているので、受信特性の劣化にはつながらない。尚、最適な干渉波除去特性を有するように二乗特性を設定すれば、なお良いことは勿論である。   Therefore, even when IQ imbalance occurs in the I signal and Q signal, the frequency characteristics from the BB filter 21 to the corrector 51 and from the BB filter 22 to the corrector 52 are substantially equal, and the IQ imbalance is reduced. It is corrected. In this case, the frequency characteristics from the BB filters 21 and 22 to the correctors 51 and 52 are substantially equal to the square characteristics of the frequency characteristics from the BB filters 21 and 22 to the A / D converters 31 and 32, but the BB filter 21 , 22 to A / D converters 31 and 32 originally have interference wave elimination characteristics, so that reception characteristics are not deteriorated. Needless to say, the square characteristic is set so as to have the optimum interference wave removal characteristic.

このように、非通信時に上記補正を実行すれば、製造誤差に起因する固定的なIQインバランスを補正することが可能となり、受信特性の劣化を防ぐことが可能となる。   As described above, if the above correction is executed during non-communication, it is possible to correct a fixed IQ imbalance caused by a manufacturing error, and it is possible to prevent deterioration of reception characteristics.

更に、非通信時に上記補正を適宜実行すれば、温度変化等に起因する時間変化するIQインバランスも随時補正することが可能となり、受信特性の劣化についても防ぐことが可能となる。   Furthermore, if the above correction is appropriately executed during non-communication, it is possible to correct the IQ imbalance that changes over time due to temperature changes or the like as needed, and it is possible to prevent deterioration of reception characteristics.

以上述べたように、本発明によって、補正の為の目標値を特定のアルゴリズムに従って計算したりせず、また、I,Qそれぞれについて独立に振幅誤差、位相誤差を補正する為の回路を設けることなく、少ない計算コスト及びハードウェアコストで、IQインバランスの補正が随時可能となる。   As described above, according to the present invention, a target value for correction is not calculated according to a specific algorithm, and a circuit for correcting amplitude error and phase error independently for each of I and Q is provided. In addition, the IQ imbalance can be corrected at any time with a small calculation cost and hardware cost.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態に係るディジタル受信機の構成を示すブロック図である。図2に示すように、本発明の第2の実施の形態に係るディジタル受信機は、アンテナ10と、周波数変換器11と、基準発信器12と、複数の入力信号を混合する混合器15と、90度移相器13と、ステップ波形入力器14と、BB(ベースバンド)フィルタ21、22と、A/D変換器31、32と、数値微分を行う数値計算回路43、44およびディジタルフィルタ61、62から構成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital receiver according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the digital receiver according to the second embodiment of the present invention includes an antenna 10, a frequency converter 11, a reference oscillator 12, and a mixer 15 that mixes a plurality of input signals. , 90-degree phase shifter 13, step waveform input unit 14, BB (baseband) filters 21 and 22, A / D converters 31 and 32, numerical calculation circuits 43 and 44 for performing numerical differentiation, and digital filters 61, 62.

ここで、アンテナ10で受信される高周波の受信信号は、周波数変換器11によって中間周波数に落とされた後、基準発信器12からのローカル信号と混合し、同相成分であるI信号を出力し、同時に、基準発振器12から90度移相器13を介して位相が90度ずれたローカル信号と混合し、直交成分であるQ信号を出力する。   Here, the high frequency received signal received by the antenna 10 is dropped to an intermediate frequency by the frequency converter 11 and then mixed with the local signal from the reference transmitter 12 to output an I signal that is an in-phase component, At the same time, the signal is mixed from the reference oscillator 12 via the 90-degree phase shifter 13 with a local signal whose phase is shifted by 90 degrees, and a Q signal that is a quadrature component is output.

通信時においては、この後、I信号、Q信号はそれぞれ、干渉波除去を目的としたBBフィルタ21,22、A/D変換器31,32、ディジタルフィルタ61,62を経由して、後段のディジタル復調回路(図示せず)へと処理が進むことになる。ディジタルフィルタ61,62は、たたみ込み演算(コンボリューション)を行うディジタルフィルタであって、ここでは干渉波除去の働きをさせている。   At the time of communication, the I signal and the Q signal are then passed through the BB filters 21 and 22, A / D converters 31 and 32, and digital filters 61 and 62 for the purpose of removing interference waves, respectively. Processing proceeds to a digital demodulation circuit (not shown). The digital filters 61 and 62 are digital filters for performing a convolution operation (convolution), and here function to remove interference waves.

本実施の形態では、非通信時に、ステップ波形入力器14から単位段階状のステップ波形信号をI信号、Q信号の両系統に入力する。尚、ステップ波形入力器としては、第1の実施の形態で述べたように、送信系のD/A変換回路を利用すれば、ハードウェア的なコストがあまりかからない。入力されたステップ波形信号はそれぞれBBフィルタ21,22、A/D変換器31,32等を経由して、数値計算回路43,44に入力され、数値微分が実行される。これによって、BBフィルタ21,22からA/D変換器31,32までのインパルス応答が、数値計算回路43,44で得られる。 In the present embodiment, a step waveform signal having a unit step shape is input to both the I signal and Q signal systems from the step waveform input device 14 during non-communication. As the step waveform input device, as described in the first embodiment, if a transmission D / A conversion circuit is used, the hardware cost is not so high. The input step waveform signals are respectively input to the numerical calculation circuits 43 and 44 via the BB filters 21 and 22, the A / D converters 31 and 32, and the numerical differentiation is executed. Thus, impulse responses from the BB filters 21 and 22 to the A / D converters 31 and 32 are obtained by the numerical calculation circuits 43 and 44.

尚、図2に示す数値計算回路43,44は、2つに分けてあるが、同一のハードウェアで構成してもよく、得られた出力系列を数値的に微分するものであればよい。 Although the numerical calculation circuits 43 and 44 shown in FIG. 2 are divided into two, they may be composed of the same hardware as long as the obtained output series is numerically differentiated.

本実施の形態では、それぞれ数値計算回路43,44で得られた、I信号が経由するBBフィルタ21からA/D変換器31までのインパルス応答を、Q信号が経由するディジタルフィルタ62のタップ係数とし、Q信号が経由するBBフィルタ22からA/D変換器32までのインパルス応答を、I信号が経由するディジタルフィルタ61のタップ係数としている。 In the present embodiment, the impulse response from the BB filter 21 through which the I signal passes to the A / D converter 31 obtained by the numerical calculation circuits 43 and 44, respectively, is the tap coefficient of the digital filter 62 through which the Q signal passes. The impulse response from the BB filter 22 through which the Q signal passes to the A / D converter 32 is used as the tap coefficient of the digital filter 61 through which the I signal passes.

第1の実施の形態と同様に、I信号のBBフィルタ21からA/D変換器31までの周波数特性をQ信号が追加的に経るようにし、Q信号のBBフィルタ22からA/D変換器32までの周波数特性をI信号が追加的に経るようにするのであるが、本第2の実施の形態にあっては、これらの補正をディジタルフィルタ61及び62の当初のタップ係数を変更することで実現する。具体的には、I信号に対応する上述したインパルス応答をa0,a1,a2,…,an−1とし、Q信号に対応する上述したインパルス応答をb0,b1,b2,…,bn−1とし、ディジタルフィルタが干渉波抑圧を実現する為に当初必要だったタップ係数をc0,c1,c2,…,cm−1とする。ディジタルフィルタ61及び62のタップを冗長に持たせておけば、
b0,b1,b2,…,bn−1とc0,c1,c2,…,cm−1の畳込みは、尚、ディジタルフィルタへの入力信号をx(j)(但し、jはサンプル番号)とすると、I信号用の補正器51への入力信号をyi(j),Q信号用への補正器52への入力信号をyq(j)は、

Figure 0004116591
As in the first embodiment, the Q signal additionally passes through the frequency characteristic from the BB filter 21 of the I signal to the A / D converter 31, and the A / D converter is converted from the BB filter 22 of the Q signal. The I signal is additionally subjected to frequency characteristics up to 32. In the second embodiment, the correction is performed by changing the initial tap coefficients of the digital filters 61 and 62. Realize with. Specifically, the above-described impulse response corresponding to the I signal is a0, a1, a2,..., An−1, and the above-described impulse response corresponding to the Q signal is b0, b1, b2,. The tap coefficients originally required for the digital filter to realize interference wave suppression are c0, c1, c2,. If the digital filters 61 and 62 have redundant taps,
The convolution of b0, b1, b2,..., bn-1 and c0, c1, c2,..., cm-1 is expressed as x (j) (where j is the sample number). Then, yi (j) is an input signal to the corrector 51 for I signal, and yq (j) is an input signal to the corrector 52 for Q signal.
Figure 0004116591

及び

Figure 0004116591
as well as
Figure 0004116591

となる。例えばx(j)がインパルス応答であれば、これらを当初のディジタルフィルタの特性に畳み込むことでIQインバランスを補正できるタップ係数zi(j)、zq(j)をそれぞれ設定することができる。

Figure 0004116591
Figure 0004116591
It becomes. For example, if x (j) is an impulse response, tap coefficients zi (j) and zq (j) that can correct IQ imbalance can be set by convolving them with the characteristics of the original digital filter.
Figure 0004116591
Figure 0004116591

これによって、I信号、Q信号それぞれのBBフィルタからA/D変換器までの周波数特性に製造誤差や、温度変化などに起因する差が生じIQインバランスが発生してしまった場合に、BBフィルタ21,22からディジタルフィルタ61,62までの周波数特性をほぼ等しくすることでIQインバランスを補正することが可能となる。この場合、BBフィルタからディジタルフィルタの周波数特性は、当初のディジタルフィルタの特性にBBフィルタからA/D変換器までの周波数特性の二乗特性を掛けたものにほぼ等しくなるが、BBフィルタからA/D変換器までの周波数特性はもともと干渉波除去の特性を有していたので、受信特性の劣化にはつながらない。二乗特性が最適な干渉波除去特性を有するように当初から設計していればなお良い。尚、ディジタルフィルタ61,62としては、周知のFIR(Finite Impulse Response)フィルタを使用することができる。   As a result, when an IQ imbalance occurs when a difference due to a manufacturing error or a temperature change occurs in the frequency characteristics from the BB filter to the A / D converter of each of the I signal and the Q signal, the BB filter IQ imbalance can be corrected by making the frequency characteristics from 21 and 22 to the digital filters 61 and 62 substantially equal. In this case, the frequency characteristics of the BB filter to the digital filter are approximately equal to the original digital filter characteristic multiplied by the square characteristic of the frequency characteristic from the BB filter to the A / D converter. Since the frequency characteristics up to the D converter originally had interference wave elimination characteristics, the reception characteristics are not deteriorated. It is even better if it is designed from the beginning so that the square characteristic has the optimum interference wave elimination characteristic. As the digital filters 61 and 62, known FIR (Finite Impulse Response) filters can be used.

以上説明したように、非通信時に上記補正を実行すれば、製造誤差に起因する固定的なIQインバランスを補正することが可能となり、受信特性の劣化を防ぐことが可能となる。   As described above, if the above correction is performed at the time of non-communication, it is possible to correct a fixed IQ imbalance caused by a manufacturing error, and it is possible to prevent deterioration of reception characteristics.

更に、非通信時に上記補正を適宜実行すれば、温度変化等に起因する時間変化するIQインバランスも随時補正することが可能となり、受信特性の劣化についても防ぐことが可能となる。   Furthermore, if the above correction is appropriately executed during non-communication, it is possible to correct the IQ imbalance that changes over time due to temperature changes or the like as needed, and it is possible to prevent deterioration of reception characteristics.

以上述べたように、本発明によって、補正の為の目標値を特定のアルゴリズムに従って計算したりせず、また、I,Qそれぞれについて独立に振幅誤差、位相誤差を補正する為の回路を設けることなく、少ない計算コスト及びハードウェアコストで、IQインバランスの補正が随時可能となる。   As described above, according to the present invention, a target value for correction is not calculated according to a specific algorithm, and a circuit for correcting amplitude error and phase error independently for each of I and Q is provided. In addition, the IQ imbalance can be corrected at any time with a small calculation cost and hardware cost.

以上の実施の形態においては、BBフィルタ21,22からA/D変換器31,32までのインパルス応答の決定に、ステップ波形の信号をBBフィルタ21,22に入力して、A/D変換器31,32の出力を数値微分する手法をとった。しかし、送信系のD/A変換回路を利用する等して、単位インパルス波形に近い信号が簡単に生成出来る場合は、これにより得られる単位インパルス波形をBBフィルタ21,22に入力し、BBフィルタ21,22からA/D変換器31,32までのインパルス応答を決定すれば、数値計算回路41,42や数値計算回路43,44の数値微分機能は、不要となる。 In the above embodiment, in determining impulse responses from the BB filters 21 and 22 to the A / D converters 31 and 32, step waveform signals are input to the BB filters 21 and 22, and the A / D converter A method of numerically differentiating the outputs of 31 and 32 was taken. However, when a signal close to the unit impulse waveform can be easily generated by using a transmission D / A conversion circuit, the unit impulse waveform obtained thereby is input to the BB filters 21 and 22, and the BB filter If the impulse responses from 21 and 22 to the A / D converters 31 and 32 are determined, the numerical differentiation functions of the numerical calculation circuits 41 and 42 and the numerical calculation circuits 43 and 44 become unnecessary.

また、補正器51及び52もしくはディジタルフィルタ61,62はA/D変換器31及び32の後段にあればよく、A/D変換器31,32と補正器51,52との間もしくはA/D変換器31,32とディジタルフィルタ61,62との間に、他のディジタルフィルタや他の線形ディジタル回路が存在しても問題なく、設置位置は本発明の趣旨を満たしていれば自由に設定出来る。   Further, the correctors 51 and 52 or the digital filters 61 and 62 may be provided after the A / D converters 31 and 32, and between the A / D converters 31 and 32 and the correctors 51 and 52 or the A / D. There is no problem even if other digital filters or other linear digital circuits exist between the converters 31 and 32 and the digital filters 61 and 62, and the installation position can be freely set as long as the gist of the present invention is satisfied. .

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1の実施の形態に係るディジタル受信機の構成を示したブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a digital receiver according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るディジタル受信機の構成を示したブロック図。The block diagram which showed the structure of the digital receiver which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…アンテナ、11…周波数変換器、12…基準発信器、13…90度移相器、14…ステップ波形入力器、21,22…BB(ベースバンド)フィルタ、31,32…A/D変換器、41,42…数値計算回路、43,44…数値計算回路、51,52…補正器、61,62…ディジタルフィルタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Antenna, 11 ... Frequency converter, 12 ... Reference transmitter, 13 ... 90 degree phase shifter, 14 ... Step waveform input device, 21, 22 ... BB (baseband) filter, 31, 32 ... A / D conversion 41, 42... Numerical calculation circuit, 43, 44... Numerical calculation circuit, 51, 52.

Claims (6)

受信した変調ディジタル信号をI信号(同相成分)、Q信号(直交成分)に分配する手段と、
前記I信号に対し所定の信号処理を行うI信号用信号処理手段と、
前記Q信号に対し所定の信号処理を行うQ信号用信号処理手段と、
前記I信号用信号処理手段の周波数特性を検出する手段と、
前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を検出する手段と、
検出された前記I信号用信号処理手段の周波数特性を、Q信号の信号経路に付加する手段と、
検出された前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を、I信号の信号経路に付加する手段と、
を備えることを特徴とするディジタル受信機。
Means for distributing the received modulated digital signal into an I signal (in-phase component) and a Q signal (quadrature component);
I signal processing means for performing predetermined signal processing on the I signal;
Q signal signal processing means for performing predetermined signal processing on the Q signal;
Means for detecting frequency characteristics of the signal processing means for I signal;
Means for detecting frequency characteristics of the signal processing means for Q signal;
Means for adding the detected frequency characteristic of the signal processing means for I signal to the signal path of the Q signal;
Means for adding a frequency characteristic of the detected signal processing means for Q signal to the signal path of the I signal;
A digital receiver comprising:
前記I信号用信号処理手段の周波数特性を、Q信号の信号経路に付加する手段はディジタルフィルタであって、このディジタルフィルタのフィルタ係数は前記I信号用信号処理手段のインパルス応答であり、
前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を、I信号の信号経路に付加する手段は、ディジタルフィルタであって、このディジタルフィルタのフィルタ係数は前記Q信号用信号処理手段のインパルス応答であることを特徴とする請求項1記載のディジタル受信機。
The means for adding the frequency characteristic of the signal processing means for I signal to the signal path of the Q signal is a digital filter, and the filter coefficient of the digital filter is an impulse response of the signal processing means for I signal,
The means for adding the frequency characteristic of the signal processing means for Q signal to the signal path of the I signal is a digital filter, and the filter coefficient of the digital filter is an impulse response of the signal processing means for Q signal. The digital receiver according to claim 1.
前記ディジタルフィルタがFIRフィルタであることを特徴とする請求項2記載のディジタル受信機。   The digital receiver according to claim 2, wherein the digital filter is an FIR filter. 前記インパルス応答の決定は、直交復調後の前記I信号、Q信号それぞれにステップ波形を入力し、A/D変換後にその信号波形を数値微分することを特徴とする請求項2または3記載のディジタル受信機。   4. The digital signal according to claim 2, wherein the impulse response is determined by inputting a step waveform to each of the I signal and Q signal after quadrature demodulation and numerically differentiating the signal waveform after A / D conversion. Receiving machine. 前記インパルス応答の決定は、通信開始前または、通信を行っていない時に実行することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のディジタル受信機。   The digital receiver according to any one of claims 2 to 4, wherein the determination of the impulse response is executed before the start of communication or when communication is not being performed. 変調ディジタル信号をI信号(同相成分)、Q信号(直交成分)に分配するステップと、
前記I信号に対し所定の信号処理を行うI信号用信号処理ステップと、
前記Q信号に対し所定の信号処理を行うQ信号用信号処理ステップと、
前記I信号用信号処理手段の周波数特性を検出するステップと、
前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を検出するステップと、
検出された前記I信号用信号処理手段の周波数特性を、Q信号の信号経路に付加するステップと、
検出された前記Q信号用信号処理手段の周波数特性を、I信号の信号経路に付加するステップから構成されることを特徴とする受信方法。
Distributing the modulated digital signal into an I signal (in-phase component) and a Q signal (quadrature component);
I signal processing step for performing predetermined signal processing on the I signal;
A Q signal signal processing step for performing predetermined signal processing on the Q signal;
Detecting a frequency characteristic of the signal processing means for I signal;
Detecting a frequency characteristic of the signal processing means for Q signal;
Adding the detected frequency characteristic of the signal processing means for I signal to the signal path of the Q signal;
A receiving method comprising the step of adding the detected frequency characteristic of the signal processing means for Q signal to the signal path of the I signal .
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