JPH0983596A - Digital quadrature detector - Google Patents

Digital quadrature detector

Info

Publication number
JPH0983596A
JPH0983596A JP7260991A JP26099195A JPH0983596A JP H0983596 A JPH0983596 A JP H0983596A JP 7260991 A JP7260991 A JP 7260991A JP 26099195 A JP26099195 A JP 26099195A JP H0983596 A JPH0983596 A JP H0983596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nts
output
frequency
quadrature
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7260991A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3129947B2 (en
Inventor
Noriaki Shinagawa
宜昭 品川
Kazunori Igai
和則 猪飼
Kazuhisa Tsubaki
和久 椿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP07260991A priority Critical patent/JP3129947B2/en
Publication of JPH0983596A publication Critical patent/JPH0983596A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3129947B2 publication Critical patent/JP3129947B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce calculation amount in a reception FIR low-pass filter for the input IF signal of an arbitrary frequency and to highly accurately secure a base band signal. SOLUTION: Quadrature detection means 3 and 4 which detect a sample value signal which is A/D converted by a local frequency fs/4 and equivalently generate in-phase output and output, which have frequency offset Δf equivalent to the minimum value of |fc-(fs/4)| and whose sampling frequencies are fs/2, band-pass filters 5 and 6 which band-restrict the in-phase output and output and phase compensation means 7 and 19 compensating Δf included in the outputs of the band pass filters 5 and 6 are provided. When the carrier frequency of a signal after A/D conversion is considered to be fs/4 and it is detected, '0' is inserted into in-phase output and output at every other sample and the sampling frequency is equivalently reduced to 1/2. Thus, Δf by the consideration is compensated by the phase compensation means 7 and 19.

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、ディジタル無線通信で
用いるディジタル直交検波装置に関し、特に、装置を構
成するディジタルフィルタの演算量の削減を図るもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital quadrature detection device used in digital radio communication, and more particularly to reducing the amount of calculation of a digital filter constituting the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のディジタル直交検波装置は、図6
に示すように、中間周波数(IF)に変換された受信信
号S(t)が入力するIF信号入力端子1と、受信IF
信号S(t)をサンプリング周波数fsでサンプリング
してディジタル信号に変換するA/D変換器2と、A/
D変換器2の出力サンプル値列S(nTs)(但し、T
s=1/fs)をローカル周波数fs/4で直交検波す
るためにローカル信号を乗算する乗算器3、4と、乗算
器3、4の出力Xi(nTs)、Xq(nTs)を帯域
制限する受信FIRローパスフィルタ17、18と、受信F
IRローパスフィルタ17、18の出力をベースバンド信号
として出力する同相出力端子8及び直交出力端子9とを
備えている。
2. Description of the Related Art A conventional digital quadrature detector is shown in FIG.
, The IF signal input terminal 1 to which the reception signal S (t) converted to the intermediate frequency (IF) is input, and the reception IF
An A / D converter 2 for sampling the signal S (t) at a sampling frequency fs and converting it into a digital signal;
Output sample value sequence S (nTs) of the D converter 2 (where T
(s = 1 / fs) is band-limited to the multipliers 3 and 4 for multiplying the local signal for quadrature detection at the local frequency fs / 4, and the outputs Xi (nTs) and Xq (nTs) of the multipliers 3 and 4. Reception FIR low-pass filters 17, 18 and reception F
It has an in-phase output terminal 8 and a quadrature output terminal 9 for outputting the outputs of the IR low-pass filters 17 and 18 as baseband signals.

【0003】このディジタル直交検波装置では、受信F
IRローパスフィルタ17、18の演算量を減らすため、入
力IF信号S(t)の中心周波数fIFとA/D変換器2
のサンプリング周波数fsとの間に fIF=(4k+1)fs/4 (k=0,1,2,‥) (1) の関係が成立つように、A/D変換器2のサンプリング
周波数fsを設定し、また、直交検波部のローカル周波
数をfs/4に設定している。
In this digital quadrature detector, the reception F
In order to reduce the calculation amount of the IR low pass filters 17 and 18, the center frequency f IF of the input IF signal S (t) and the A / D converter 2
The sampling frequency fs of the A / D converter 2 is set so that the relationship of f IF = (4k + 1) fs / 4 (k = 0,1,2, ...) (1) holds with the sampling frequency fs of In addition, the local frequency of the quadrature detection unit is set to fs / 4.

【0004】この場合、入力IF信号S(t)(=I
(t)cos2πfIFt+Q(t)sin2πfIFt)
は、A/D変換器2により、次式(2)で表される出力
サンプル値列S(nTs)に変換される。
In this case, the input IF signal S (t) (= I
(T) cos2πf IF t + Q (t) sin2πf IF t)
Is converted into an output sample value sequence S (nTs) represented by the following expression (2) by the A / D converter 2.

【0005】 S(nTs)=I(nTs)cos(πn/2) +Q(nTs)sin(πn/2) (2) そして、この信号は次式(3)の周波数fcを中心周波
数として分布する。
S (nTs) = I (nTs) cos (πn / 2) + Q (nTs) sin (πn / 2) (2) Then, this signal is distributed with the frequency fc of the following expression (3) as the center frequency. .

【0006】 fc=mfs±(fs/4) (m=0,±1,±2,‥) (3) 一例として、fIF=5fs/4(式(1)でk=1の場
合)の時のA/D変換器2の入力、出力の周波数スペク
トルを図7(a)(b)に示す。
Fc = mfs ± (fs / 4) (m = 0, ± 1, ± 2, ...) (3) As an example, f IF = 5fs / 4 (when k = 1 in the equation (1)) The input and output frequency spectra of the A / D converter 2 at this time are shown in FIGS.

【0007】一方、直交検波部では、S(nTs)をロ
ーカル周波数fs/4で直交検波するために、乗算器3
においてS(nTs)にcos(πn/2)を乗算し、
乗算器4においてS(nTs)にsin(πn/2)
(n=0,±1,±2,‥)を乗算する。このローカル
周波数fs/4のローカル信号cos(πn/2)、s
in(πn/2)が(1,0,−1,0)、(0,1,
0,−1)を1周期とする周期系列であることを考慮す
ると、直交検波部の出力Xi(nTs)、Xq(nT
s)は次式(4)(5)のように表され、1サンプルお
きに0が内挿された形となる。
On the other hand, in the quadrature detector, the multiplier 3 is used to quadrature detect S (nTs) at the local frequency fs / 4.
At, multiplying S (nTs) by cos (πn / 2),
In the multiplier 4, sin (πn / 2) is added to S (nTs)
Multiply (n = 0, ± 1, ± 2, ...). The local signal cos (πn / 2), s of the local frequency fs / 4,
in (πn / 2) is (1, 0, -1, 0), (0, 1,
Considering that it is a periodic sequence having 0, −1) as one period, outputs Xi (nTs), Xq (nT) of the quadrature detection unit are taken into consideration.
s) is expressed by the following equations (4) and (5), and has a form in which 0 is interpolated every other sample.

【0008】 Xi(nTs)=S(nTs)cos(πn/2) =I(nTs)(1+(−1)n)/2 (4) Xq(nTs)=S(nTs)sin(πn/2) =Q(nTs)(1−(−1)n)/2 (5) この結果、直交検波部の出力は、等価的にサンプリング
周波数がfs/2となる。また、直交検波部の出力の中
心周波数は、乗算器3、4での乗算によりfc±(fs
/4)となり、mfsとmfs±(fs/2)(m=
0,±1,±2,‥)となる。この直交検波部の出力の
周波数スペクトルを図7(c)に示す。
Xi (nTs) = S (nTs) cos (πn / 2) = I (nTs) (1 + (− 1) n ) / 2 (4) Xq (nTs) = S (nTs) sin (πn / 2) ) = Q (nTs) (1-(-1) n ) / 2 (5) As a result, the output of the quadrature detection unit equivalently has a sampling frequency of fs / 2. Further, the center frequency of the output of the quadrature detection unit is fc ± (fs
/ 4), and mfs and mfs ± (fs / 2) (m =
0, ± 1, ± 2, ...). The frequency spectrum of the output of this quadrature detector is shown in FIG. 7 (c).

【0009】次に、直交検波部の出力に含まれる2倍高
調波成分に相当するmfs±(fs/2)(m=0,±
1,±2,‥)の成分を抑圧するために、受信FIRロ
ーパスフィルタ17、18を用いて帯域制限を行なう。この
結果、図7(d)に示すようにベースバンドI,Q信号
が得られる。
Next, mfs ± (fs / 2) (m = 0, ±) corresponding to the second harmonic component contained in the output of the quadrature detector.
In order to suppress the components (1, ± 2, ...), band limitation is performed by using the reception FIR low pass filters 17 and 18. As a result, baseband I and Q signals are obtained as shown in FIG.

【0010】このとき、受信FIRローパスフィルタ1
7、18のタップ数がLタップであると、入力信号のサン
プリング周波数がfs/2であるために出力1サンプル
当たりの積和演算回数はL/2に削減される。
At this time, the reception FIR low-pass filter 1
When the number of taps of 7 and 18 is L taps, the number of multiply-accumulation operations per output sample is reduced to L / 2 because the sampling frequency of the input signal is fs / 2.

【0011】このように、従来のディジタル直交検波装
置では、受信FIRローパスフィルタでの演算量を削減
しながら、入力IF信号からベースバンド信号を検出し
ている。
As described above, in the conventional digital quadrature detector, the baseband signal is detected from the input IF signal while reducing the calculation amount in the reception FIR low pass filter.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のディジ
タル直交検波装置では、入力IF信号の中心周波数fIF
とA/D変換器のサンプリング周波数fsとの間に式
(1)の関係が成立することが条件付けられており、こ
の条件から外れた場合には、周波数オフセットが生じた
り、直交検波部での0内挿効果が得られず受信FIRロ
ーパスフィルタでの演算量が増加してしまうという問題
点があった。
However, in the conventional digital quadrature detector, the center frequency f IF of the input IF signal is
And the sampling frequency fs of the A / D converter are required to be satisfied by the equation (1). If this condition is not satisfied, a frequency offset may occur or the quadrature detection unit There is a problem that the 0 interpolation effect cannot be obtained and the amount of calculation in the reception FIR low-pass filter increases.

【0013】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであり、任意の中心周波数の入力IF信号に対
して、受信FIRローパスフィルタでの演算量を削減し
ながら、ベースバンド信号を高精度に得ることができる
ディジタル直交検波装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and reduces the calculation amount in the reception FIR low-pass filter with respect to the input IF signal of an arbitrary center frequency while reducing the baseband signal. It is an object of the present invention to provide a digital quadrature detection device that can be obtained with high accuracy.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、入
力IF信号をサンプリング周波数fsでサンプリングし
て中心周波数fcのサンプル値信号にA/D変換した
後、直交検波してベースバンド信号を得るディジタル直
交検波装置において、A/D変換されたサンプル値信号
をローカル周波数fs/4で直交検波して、fcとfs
/4との差の最小値に相当する周波数オフセットを持
ち、等価的にサンプリング周波数がfs/2である同相
出力及び直交出力を発生する直交検波手段と、この同相
出力及び直交出力をそれぞれ帯域制限する第1及び第2
のバンドパスフィルタと、第1及び第2のバンドパスフ
ィルタの出力に含まれる前記周波数オフセットを補償す
る位相補償手段とを設けている。
Therefore, according to the present invention, the input IF signal is sampled at the sampling frequency fs, A / D-converted into a sampled signal having a center frequency fc, and then quadrature detected to obtain a baseband signal. In the digital quadrature detector, the A / D-converted sample value signal is quadrature-detected at the local frequency fs / 4 to obtain fc and fs.
Quadrature detecting means for generating an in-phase output and a quadrature output equivalently having a sampling frequency of fs / 2 with a frequency offset corresponding to the minimum value of the difference from / 4, and band-limiting the in-phase output and the quadrature output respectively. First and second
And a phase compensating means for compensating for the frequency offset contained in the outputs of the first and second band pass filters.

【0015】また、A/D変換されたサンプル値信号を
ローカル周波数fs/4で直交検波して、fcとfs/
4との差の最小値に相当する周波数オフセットを持ち、
等価的にサンプリング周波数がfs/2である同相出力
及び直交出力を発生する直交検波手段と、この同相出力
及び直交出力をそれぞれ帯域制限する第1及び第2のバ
ンドパスフィルタと、第1及び第2のバンドパスフィル
タの出力サンプル値列からシンボル識別点を検出するシ
ンボル識別点検出手段と、このシンボル識別点検出手段
により検出されたシンボル識別点の値を用いてベースバ
ンド遅延検波を行なうベースバンド遅延検波手段と、ベ
ースバンド遅延検波手段の出力に含まれる、前記周波数
オフセットに起因する位相誤差を補償する位相補償手段
とを設けている。
Further, the A / D-converted sample value signal is subjected to quadrature detection at a local frequency fs / 4 to obtain fc and fs /
Has a frequency offset corresponding to the minimum value of the difference from 4,
Quadrature detection means equivalently generating an in-phase output and a quadrature output having a sampling frequency of fs / 2, first and second band-pass filters for band limiting the in-phase output and the quadrature output, respectively, and first and second A symbol discrimination point detecting means for detecting a symbol discrimination point from the output sample value sequence of the second band pass filter, and a baseband for performing baseband differential detection using the value of the symbol discrimination point detected by the symbol discrimination point detecting means. The differential detection means and the phase compensation means included in the output of the baseband differential detection means for compensating the phase error caused by the frequency offset are provided.

【0016】また、A/D変換されたサンプル値を|f
c|の最小値に相当するローカル周波数で直交検波して
同相出力及び直交出力を発生する直交検波手段と、この
同相出力及び直交出力に含まれる周波数mfs+(fs
/2)(m=0,±1,±2,‥)付近の妨害波の成分
を抑圧する第1及び第2のローパスフィルタと、第1及
び第2のローパスフィルタの出力サンプル値列を1サン
プルおきに間引き、サンプリング周波数をfs/2に変
換する第1及び第2の間引き処理手段と、第1及び第2
の間引き処理手段の出力を帯域制限するための第1及び
第2の受信ローパスフィルタとを設けている。
Further, the sample value obtained by A / D conversion is represented by | f
Quadrature detection means for performing quadrature detection at a local frequency corresponding to the minimum value of c | to generate an in-phase output and a quadrature output, and a frequency mfs + (fs included in the in-phase output and the quadrature output.
/ 2) (m = 0, ± 1, ± 2, ...) The first and second low-pass filters that suppress the components of the interfering wave and the output sample value string of the first and second low-pass filters are set to 1 First and second thinning processing means for thinning out every sample and converting the sampling frequency to fs / 2, and first and second
First and second receiving low-pass filters for band limiting the output of the thinning-out processing means are provided.

【0017】[0017]

【作用】中心周波数fIFの入力IF信号をサンプリング
周波数fsでA/D変換すると、A/D変換後の信号の
中心周波数はfc=((mD±N)/D)fs(但し、
D,Nは正整数、m=0,±1,±2,‥)となる。こ
の信号のキャリア周波数をfs/4と見なして直交検波
すると、同相出力及び直交出力には1サンプルおきに0
が内挿され、等価的にサンプリング周波数が1/2に減
少する。そのため、この同相出力及び直交出力をバンド
パスフィルタに入力してフィルタ処理を行なう場合に
は、Lタップのバンドパスフィルタの積和演算回数がL
/2に削減される。
When the input IF signal with the center frequency f IF is A / D converted at the sampling frequency fs, the center frequency of the signal after A / D conversion is fc = ((mD ± N) / D) fs (however,
D and N are positive integers and m = 0, ± 1, ± 2 ,. When the carrier frequency of this signal is regarded as fs / 4 and quadrature detection is performed, the in-phase output and the quadrature output are zero every other sample.
Is interpolated, and the sampling frequency is equivalently reduced to 1/2. Therefore, when the in-phase output and the quadrature output are input to the bandpass filter for filter processing, the number of product-sum operations of the L-tap bandpass filter is L.
It is reduced to / 2.

【0018】このバンドパスフィルタの出力には、先の
「見なし」により、△f(=|fc−(fs/4)|の
最小値)の周波数オフセットが含まれるが、この周波数
オフセットは位相補償手段で取除かれ、高精度のベース
バンド信号が出力される。
The output of this band-pass filter contains a frequency offset of Δf (= │fc- (fs / 4) │ minimum value) due to the above-mentioned "deem", and this frequency offset is phase-compensated. And the baseband signal with high precision is output.

【0019】また、バンドパスフィルタの出力からシン
ボル識別点を検出し、このシンボル識別点を用いてベー
スバンド遅延検波を行なう場合には、その遅延検波の出
力に含まれる、周波数オフセット△fに起因する位相誤
差θe=2π△fTが位相補償手段で取り除かれる。
Further, when a symbol identification point is detected from the output of the bandpass filter and baseband differential detection is performed using this symbol identification point, it is caused by the frequency offset Δf included in the output of the differential detection. The phase error θe = 2πΔfT is removed by the phase compensating means.

【0020】また、A/D変換された信号を|fc|の
最小値のローカル周波数で直交変換した場合には、直交
変換後のサンプル値列を、簡単なローパスフィルタを通
した後、間引き処理することによってサンプリング周波
数をfs/2に変換し、その後に行なうフィルタ処理で
の積和演算回数を1/2に削減する。この簡単なローパ
スフィルタは、入力IF信号に妨害波が混入している場
合に、間引き処理後の信号成分と重なる虞れのある妨害
波の成分を抑える働きをする。従って、IF信号が妨害
波を含む場合でも、受信フィルタでの少ない演算回数
で、高精度のベースバンド信号を得ることができる。
When the A / D-converted signal is orthogonally transformed at the local frequency having the minimum value of | fc |, the sampled sequence after the orthogonal transformation is passed through a simple low-pass filter and then thinned out. By doing so, the sampling frequency is converted to fs / 2, and the number of product-sum operations in subsequent filter processing is reduced to 1/2. This simple low-pass filter has a function of suppressing an interference wave component which may possibly overlap with the signal component after the thinning-out process when the interference wave is mixed in the input IF signal. Therefore, even if the IF signal includes an interference wave, a highly accurate baseband signal can be obtained with a small number of calculations in the reception filter.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

(第1実施例)第1実施例のディジタル直交検波装置
は、図1に示すように、中心周波数fIFの受信IF信号
S(t)が入力するIF信号入力端子1と、このIF信
号をサンプリング周波数fsでサンプリングしてサンプ
ル値信号に変換するA/D変換器2と、A/D変換され
たサンプル値列S(nTs)(Ts=1/fs)をロー
カル周波数fs/4で直交検波するためにcos(πn
/2)、sin(πn/2)(n=0,±1,±2,
‥)を乗算する乗算器3、4と、乗算器3、4の出力を
帯域制限する受信FIRバンドパスフィルタ5、6と、
受信FIRバンドパスフィルタ5、6の出力の周波数オ
フセットを補償する位相補償部7と、位相補償部7に補
償関数を供給する補償関数用メモリ19と、位相補償部7
の同相出力、直交出力をベースバンド信号として出力す
る同相出力端子8及び直交出力端子9とを備えている。
(First Embodiment) As shown in FIG. 1, a digital quadrature detector according to a first embodiment outputs an IF signal input terminal 1 to which a received IF signal S (t) having a center frequency fIF is inputted and the IF signal. An A / D converter 2 for sampling at a sampling frequency fs and converting it into a sample value signal, and a quadrature detection of an A / D converted sample value sequence S (nTs) (Ts = 1 / fs) at a local frequency fs / 4. Cos (πn
/ 2), sin (πn / 2) (n = 0, ± 1, ± 2,
, And receiving FIR band pass filters 5 and 6 for band limiting the outputs of the multipliers 3 and 4, and
A phase compensator 7 for compensating the frequency offset of the outputs of the reception FIR band pass filters 5, 6, a compensation function memory 19 for supplying a compensation function to the phase compensator 7, and a phase compensator 7.
The in-phase output terminal 8 outputs the in-phase output and the quadrature output as a baseband signal.

【0022】このディジタル直交検波装置に入力するI
F信号S(t)の中心周波数fIFを一般的に次式のよう
に表す。
I input to this digital quadrature detector
The center frequency f IF of the F signal S (t) is generally expressed by the following equation.

【0023】 fIF=(N/D)fs (N,D:正整数) (6) この時、A/D変換器2の出力サンプル値列S(nT
s)は、次式(7)の周波数fcを中心周波数として分
布する。
F IF = (N / D) fs (N, D: positive integer) (6) At this time, the output sample value sequence S (nT of the A / D converter 2
s) is distributed with the frequency fc of the following equation (7) as the center frequency.

【0024】 fc=mfs±fIF =((mD±N)/D)fs (m=0,±1,±2,‥) (7) 一例として、N=9、D=8の場合の動作について説明
する。この時、式(6)、(7)は次式(8)、(9)
のように表され、A/D変換器2の入力、出力の周波数
スペクトルは図3(a)、(b)のようになる。
Fc = mfs ± f IF = ((mD ± N) / D) fs (m = 0, ± 1, ± 2, ...) (7) As an example, operation when N = 9 and D = 8 Will be described. At this time, equations (6) and (7) are given by the following equations (8) and (9).
The frequency spectrum of the input and output of the A / D converter 2 is as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

【0025】 fIF=(9/8)fs (8) fc=(m±(9/8))fs (m=0,±1,±2,‥) (9) この時、S(nTs)は次式(10)のように表され
る。
F IF = (9/8) fs (8) fc = (m ± (9/8)) fs (m = 0, ± 1, ± 2, ...) (9) At this time, S (nTs) Is expressed by the following equation (10).

【0026】 S(nTs)=I(nTs)cos(2π(fs/8)nTs) +Q(nTs)sin(2π(fs/8)nTs) (10) 直交検波部では、このS(nTs)をローカル周波数f
s/4で直交検波するために、乗算器3がローカル信号
cos(2π(fs/4)nTs)=cos(πn/
2)をS(nTs)に乗算し、乗算器4がローカル信号
sin(2π(fs/4)nTs)=sin(πn/
2)をS(nTs)に乗算する。このcos(πn/
2)、sin(πn/2)は(1、0、−1、0)、
(0、1、0、−1)を1周期とする周期系列であるこ
とを考慮すると、直交検波部の出力Xi(nTs)、X
q(nTs)は1サンプルおきに0が内挿された形とな
り、次式のように表される。
S (nTs) = I (nTs) cos (2π (fs / 8) nTs) + Q (nTs) sin (2π (fs / 8) nTs) (10) In the quadrature detector, this S (nTs) is calculated. Local frequency f
In order to perform the quadrature detection at s / 4, the multiplier 3 causes the local signal cos (2π (fs / 4) nTs) = cos (πn /
2) is multiplied by S (nTs), and the multiplier 4 local signal sin (2π (fs / 4) nTs) = sin (πn /
2) is multiplied by S (nTs). This cos (πn /
2), sin (πn / 2) is (1, 0, -1, 0),
Considering that it is a periodic sequence having (0, 1, 0, -1) as one period, outputs Xi (nTs), X of the quadrature detection unit
q (nTs) has a form in which 0 is interpolated every other sample, and is expressed by the following equation.

【0027】 Xi(nTs) =S(nTs)cos(πn/2) =I(nTs)(cos(2π(fs/8)nTs) +cos(2π(3fs/8)nTs))/2 +Q(nTs)(sin(2π(3fs/8)nTs) −sin(2π(fs/8)nTs))/2 (11) Xq(nTs) =S(nTs)sin(πn/2) =I(nTs)(sin(2π(3fs/8)nTs) +sin(2π(fs/8)nTs))/2 +Q(nTs)(cos(2π(fs/8)nTs) −cos(2π(3fs/8)nTs))/2 (12) 直交検波部の出力の中心周波数は、乗算器3、4での乗
算でfc±(fs/4)となり、mfs+(11fs/
8)(=mfs+(3fs/8))、mfs+(7fs
/8)、mfs−(7fs/8)、mfs−(11fs
/8)(=mfs+(5fs/8))(m=0,±1,
±2,‥)となり、その直交検波部の出力の周波数スペ
クトルが図3(c)のようになる。また、等価的にサン
プリング周波数がfs/2となる。なお、同図に示すよ
うに、直交検波部の出力には次式で表される周波数オフ
セット△fが生じている。
Xi (nTs) = S (nTs) cos (πn / 2) = I (nTs) (cos (2π (fs / 8) nTs) + cos (2π (3fs / 8) nTs)) / 2 + Q (nTs) ) (Sin (2π (3fs / 8) nTs) -sin (2π (fs / 8) nTs)) / 2 (11) Xq (nTs) = S (nTs) sin (πn / 2) = I (nTs) ( sin (2π (3fs / 8) nTs) + sin (2π (fs / 8) nTs)) / 2 + Q (nTs) (cos (2π (fs / 8) nTs) -cos (2π (3fs / 8) nTs)) / 2 (12) The center frequency of the output of the quadrature detection unit is fc ± (fs / 4) after multiplication by the multipliers 3 and 4, and mfs + (11fs /
8) (= mfs + (3fs / 8)), mfs + (7fs
/ 8), mfs- (7fs / 8), mfs- (11fs
/ 8) (= mfs + (5fs / 8)) (m = 0, ± 1,
. ±., And the frequency spectrum of the output of the quadrature detector becomes as shown in FIG. 3 (c). Further, the sampling frequency is equivalently fs / 2. As shown in the figure, the output of the quadrature detector has a frequency offset Δf represented by the following equation.

【0028】 △f=|fc−(fs/4)|の最小値 =fs/8 (13) 次に、直交検波部出力に含まれる2倍高調波成分に相当
するmfs+(3fs/8)、mfs+(5fs/8)
(m=0,±1,±2,‥)の成分を抑圧するために、
中心周波数△fの受信FIRバンドパスフィルタ5、6
を用いて帯域制限を行なう。
The minimum value of Δf = | fc− (fs / 4) | = fs / 8 (13) Next, mfs + (3fs / 8) corresponding to the second harmonic component included in the output of the quadrature detection unit, mfs + (5fs / 8)
In order to suppress the component of (m = 0, ± 1, ± 2, ...),
Reception FIR band pass filters 5 and 6 having a center frequency Δf
To limit the bandwidth.

【0029】この結果、図3(d)に示す周波数スペク
トルが得られる。このとき、受信FIRバンドパスフィ
ルタ5、6のタップ数がLタップであるとすると、入力
信号のサンプリング周波数がfs/2であることから出
力1サンプル当たりの積和演算回数はL/2に削減され
る。
As a result, the frequency spectrum shown in FIG. 3 (d) is obtained. At this time, assuming that the number of taps of the reception FIR bandpass filters 5 and 6 is L taps, the number of multiply-accumulation operations per output sample is reduced to L / 2 because the sampling frequency of the input signal is fs / 2. To be done.

【0030】一方、このフィルタリング処理は、式(1
1)、(12)における3fs/8の成分を除去するこ
とに相当し、フィルタ出力Yi(nTs),Yq(nT
s)は次式によって表される。
On the other hand, this filtering process is performed using the equation (1
1) and (12) are equivalent to removing the 3fs / 8 component, and filter outputs Yi (nTs), Yq (nT
s) is represented by the following equation.

【0031】 Yi(nTs)=R(nTs)cos(2π(fs/8)nTs +φ(nTs))/2 (14) Yq(nTs)=R(nTs)sin(2π(fs/8)nTs +φ(nTs))/2 (15) R(nTs)=(I(nTs)2+Q(nTs)21/2 (16) φ(nTs)=tan-1(Q(nTs)/I(nTs)) (17) 位相補償部7では、次の式(18)(19)のような演
算を行なうことで受信FIRバンドパスフィルタ5、6
の出力に生じている周波数オフセット△f=fs/8を
補償する。なお、同式におけるcos(nπ/4)、s
in(nπ/4)は補償関数用メモリ19から供給する。
そのために、補償関数用メモリ19には、時刻nに依存す
る複数の補償関数値cos(nπ/4)、sin(nπ
/4)を記憶させておく。
Yi (nTs) = R (nTs) cos (2π (fs / 8) nTs + φ (nTs)) / 2 (14) Yq (nTs) = R (nTs) sin (2π (fs / 8) nTs + φ (NTs)) / 2 (15) R (nTs) = (I (nTs) 2 + Q (nTs) 2 ) 1/2 (16) φ (nTs) = tan −1 (Q (nTs) / I (nTs) (17) In the phase compensator 7, the reception FIR bandpass filters 5 and 6 can be obtained by performing the operations of the following equations (18) and (19).
The frequency offset Δf = fs / 8 that occurs in the output of is compensated. Note that cos (nπ / 4), s in the equation
in (nπ / 4) is supplied from the compensation function memory 19.
Therefore, in the compensation function memory 19, a plurality of compensation function values cos (nπ / 4), sin (nπ) depending on the time n.
/ 4) is stored.

【0032】 Ie(nTs)=Yi(nTs)cos(nπ/4) +Yq(nTs)sin(nπ/4) (18) Qe(nTs)=−Yi(nTs)sin(nπ/4) +Yq(nTs)cos(nπ/4) (19) この結果、次式(20)(21)で示されるように、ベ
ースバンド信号が得られる。
Ie (nTs) = Yi (nTs) cos (nπ / 4) + Yq (nTs) sin (nπ / 4) (18) Qe (nTs) = − Yi (nTs) sin (nπ / 4) + Yq (nTs) ) Cos (nπ / 4) (19) As a result, a baseband signal is obtained as shown in the following equations (20) and (21).

【0033】 Ie(nTs)=R(nTs)cos(φ(nTs))/2 =I(nTs)/2 (20) Qe(nTs)=R(nTs)sin(φ(nTs))/2 =Q(nTs)/2 (21) このように、第1実施例のディジタル直交検波装置で
は、入力IF信号を、その中心周波数fIFの値とは無関
係に、ローカル周波数fs/4で直交検波し、等価的に
サンプリング周波数をfs/2に変換して、受信FIR
バンドパスフィルタの演算量を削減している。そして、
フィルタ出力の周波数オフセットを位相補償部で補償す
ることにより高精度のベースバンド信号を得ている。
Ie (nTs) = R (nTs) cos (φ (nTs)) / 2 = I (nTs) / 2 (20) Qe (nTs) = R (nTs) sin (φ (nTs)) / 2 = Q (nTs) / 2 (21 ) Thus, the digital quadrature detection device of the first embodiment, the input IF signal, regardless of the value of the center frequency f IF, quadrature detection at a local frequency fs / 4 , Equivalently converting the sampling frequency to fs / 2, and receiving FIR
The calculation amount of the bandpass filter is reduced. And
A highly accurate baseband signal is obtained by compensating the frequency offset of the filter output by the phase compensator.

【0034】(第2実施例)第2実施例のディジタル直
交検波装置は、フィルタ出力に含まれる位相誤差をベー
スバンド遅延検波を行なった後に補償している。
(Second Embodiment) The digital quadrature detection apparatus of the second embodiment compensates for the phase error contained in the filter output after performing the baseband delay detection.

【0035】この装置は、図2に示すように、受信FI
Rバンドパスフィルタ5、6の出力サンプル値列Yi
(nTs)、Yq(nTs)(Ts=1/fs)からシ
ンボル識別点の値Yi(nT)、Yq(nT)(T:シ
ンボル周期)を検出するシンボル識別点検出部10と、シ
ンボル識別点検出部10の出力から変調位相差の余弦ID
(nT)と正弦QD(nT)とを発生するベースバンド
遅延検波部11と、ベースバンド遅延検波部11の出力ID
(nT)、QD(nT)に含まれる周波数オフセット△
fに起因する位相誤差θe(=2π△fT)を補償する
位相補償部12と、位相補償部12に補償係数を供給する補
償係数用メモリ20とを備えている。その他の構成は第1
実施例の装置と変わりがない。
This device, as shown in FIG.
Output sample value string Yi of the R bandpass filters 5 and 6
(NTs), Yq (nTs) (Ts = 1 / fs), the symbol identification point detection unit 10 for detecting the values Yi (nT), Yq (nT) (T: symbol period) of the symbol identification points, and the symbol identification check. Cosine ID of the modulation phase difference from the output of the output unit 10
(NT) and sine QD (nT) generating baseband differential detection section 11 and output ID of baseband differential detection section 11
(NT), frequency offset included in QD (nT) Δ
The phase compensating unit 12 for compensating the phase error θe (= 2πΔfT) caused by f and the compensation coefficient memory 20 for supplying the compensation coefficient to the phase compensating unit 12 are provided. Other configurations are first
There is no difference from the device of the embodiment.

【0036】この装置は、第1実施例で説明した動作手
順で直交検波を行ない、フィルタ5、6は、式(14)
〜(17)で表されるYi(nTs)、Yq(nTs)
をフィルタ出力として出力する。
This device performs quadrature detection by the operation procedure described in the first embodiment, and the filters 5 and 6 have the formula (14).
~ Yi (nTs) and Yq (nTs) represented by (17)
Is output as a filter output.

【0037】 Yi(nTs)=R(nTs)cos(2π(fs/8)nTs +φ(nTs))/2 (14) Yq(nTs)=R(nTs)sin(2π(fs/8)nTs +φ(nTs))/2 (15) R(nTs)=(I(nTs)2+Q(nTs)21/2 (16) φ(nTs)=tan-1(Q(nTs)/I(nTs)) (17) シンボル識別点検出部10は、Yi(nTs)、Yq(n
Ts)から次式で示されるシンボル識別点での値Yi
(nT)、Yq(nT)(T:シンボル周期)を検出す
る。
Yi (nTs) = R (nTs) cos (2π (fs / 8) nTs + φ (nTs)) / 2 (14) Yq (nTs) = R (nTs) sin (2π (fs / 8) nTs + φ (NTs)) / 2 (15) R (nTs) = (I (nTs) 2 + Q (nTs) 2 ) 1/2 (16) φ (nTs) = tan −1 (Q (nTs) / I (nTs) (17) The symbol identification point detection unit 10 uses Yi (nTs), Yq (n
The value Yi at the symbol identification point expressed by the following equation from Ts)
(NT) and Yq (nT) (T: symbol period) are detected.

【0038】 Yi(nT)=Acos(2π(fs/8)nT+φ(nT))/2 (22) Yq(nT)=Asin(2π(fs/8)nT+φ(nT))/2 (23) A=R(nT) (24) φ(nT)=tan-1(Q(nT)/I(nT)) (25) ベースバンド遅延検波部11は、次式(26)(27)を
演算してベースバンド遅延検波を行なう。
Yi (nT) = Acos (2π (fs / 8) nT + φ (nT)) / 2 (22) Yq (nT) = Asin (2π (fs / 8) nT + φ (nT)) / 2 (23) A = R (nT) (24) φ (nT) = tan −1 (Q (nT) / I (nT)) (25) The baseband differential detection unit 11 calculates the following equations (26) and (27). Performs baseband differential detection.

【0039】 ID(nT)=Yi(nT)Yi((n−1)T) +Yq(nT)Yq((n−1)T) (26) QD(nT)=Yi((n−1)T)Yq(nT) −Yi(nT)Yq((n−1)T) (27) この結果、次式で示すように変調位相差の余弦、正弦を
発生する。
ID (nT) = Yi (nT) Yi ((n-1) T) + Yq (nT) Yq ((n-1) T) (26) QD (nT) = Yi ((n-1) T ) Yq (nT) -Yi (nT) Yq ((n-1) T) (27) As a result, the cosine and sine of the modulation phase difference are generated as shown in the following equation.

【0040】 ID(nT)=A2cos(△φ(nT)+θe) (28) QD(nT)=A2sin(△φ(nT)+θe) (29) △φ(nT)=φ(nT)−φ((n−1)T) (30) θe=2π△fT (△f=fs/8) (31) 位相補償部12では、次の式(32)(33)のような演
算を行なうことによりベースバンド遅延検波部11の出力
に生じている周波数オフセット△fに起因した位相誤差
θeを補償する。なお、同式におけるcosθe、si
nθeは補償係数用メモリ20から供給される。
ID (nT) = A 2 cos (Δφ (nT) + θe) (28) QD (nT) = A 2 sin (Δφ (nT) + θe) (29) Δφ (nT) = φ (nT) ) −φ ((n−1) T) (30) θe = 2πΔfT (Δf = fs / 8) (31) In the phase compensator 12, the calculation as in the following equations (32) and (33) is performed. By doing so, the phase error θe due to the frequency offset Δf generated in the output of the baseband delay detection unit 11 is compensated. Note that cos θe and si in the same equation
nθe is supplied from the compensation coefficient memory 20.

【0041】 Ie(nT)=ID(nT)cosθe+QD(nT)sinθe (32) Qe(nT)=QD(nT)cosθe−ID(nT)sinθe (33) この結果、次式で示すようなベースバンド信号が得られ
る。
Ie (nT) = ID (nT) cosθe + QD (nT) sinθe (32) Qe (nT) = QD (nT) cosθe−ID (nT) sinθe (33) As a result, the baseband as shown in the following formula The signal is obtained.

【0042】 Ie(nT)=A2cos(△φ(nT)) (34) Qe(nT)=A2sin(△φ(nT)) (35) このように第2実施例のディジタル直交検波装置では、
入力IF信号に対して、その中心周波数fIFの値には無
関係に、ローカル周波数fs/4で直交検波を行ない、
等価的にサンプリング周波数をfs/2に変換して受信
FIRバンドパスフィルタの演算量を削減し、さらに、
フィルタ出力の周波数オフセット△fをベースバンド遅
延検波後の一定位相誤差θeを補償するという形で位相
補償することにより高精度のベースバンド信号を得てい
る。この場合、補償係数用メモリ20には、時刻nに依存
しない2つのデータcosθe、sinθeだけを補償
関数値として記憶させておくだけで済む。そのため、大
きなメモリ容量を必要としない。
Ie (nT) = A 2 cos (Δφ (nT)) (34) Qe (nT) = A 2 sin (Δφ (nT)) (35) Thus, the digital quadrature detection of the second embodiment is performed. In the device,
Quadrature detection is performed on the input IF signal at the local frequency fs / 4, regardless of the value of the center frequency f IF of the input IF signal,
Equivalently, the sampling frequency is converted to fs / 2 to reduce the calculation amount of the reception FIR band pass filter.
A high-accuracy baseband signal is obtained by phase-compensating the frequency offset Δf of the filter output in the form of compensating the constant phase error θe after baseband differential detection. In this case, the compensation coefficient memory 20 only needs to store only two data cos θe and sin θe that do not depend on the time n as the compensation function value. Therefore, a large memory capacity is not required.

【0043】(第3実施例)第3実施例のディジタル直
交検波装置は、直交検波処理を行なった後のサンプル値
列を間引くことによって、サンプリング周波数を減らし
ている。
(Third Embodiment) The digital quadrature detection apparatus according to the third embodiment reduces the sampling frequency by thinning out the sample value sequence after the quadrature detection processing.

【0044】この装置は、図4に示すように、IF信号
が入力するIF信号入力端子1と、入力したIF信号を
サンプリング周波数fsでサンプリングし、中心周波数
fc=mfs±fIF(m=0,±1,±2,‥)のサン
プル値信号に変換するA/D変換器2と、A/D変換さ
れたサンプル値列S(nTs)をローカル周波数f
0(=|fc|の最小値)で直交検波するためにcos
(2πf0nTs)、sin(2πf0nTs)を乗算す
る乗算器3、4と、受信IF信号に混入する妨害波の成
分を抑圧するための簡単なFIRローパスフィルタ13、
14と、FIRローパスフィルタ13、14の出力サンプル値
列を1サンプルおきに間引く間引き処理部15、16と、間
引き処理部15、16の出力を帯域制限する受信FIRロー
パスフィルタ17、18と、ベースバンド信号を出力する同
相出力端子8及び直交出力端子9とを備えている。
As shown in FIG. 4, this apparatus samples an IF signal input terminal 1 to which an IF signal is input and the input IF signal at a sampling frequency fs, and outputs a center frequency fc = mfs ± f IF (m = 0. , ± 1, ± 2, ...), and an A / D converter 2 for converting the sampled value signal S (nTs) into a local frequency f.
In order to perform quadrature detection with 0 (= minimum value of | fc |), cos
Multipliers 3 and 4 for multiplying (2πf 0 nTs) and sin (2πf 0 nTs), and a simple FIR low-pass filter 13 for suppressing an interfering wave component mixed in the received IF signal,
14, thinning-out processing units 15 and 16 for thinning out the output sample value strings of the FIR low-pass filters 13 and 14 every other sample, reception FIR low-pass filters 17 and 18 for band-limiting the outputs of the thinning-out processing units 15 and 16, and the base. An in-phase output terminal 8 and a quadrature output terminal 9 for outputting a band signal are provided.

【0045】この装置では、簡単なFIRローパスフィ
ルタ13、14を設けたことにより、入力IF信号に妨害波
が混入している場合でも、それを除いてベースバンド信
号を生成することができる。
In this device, by providing the simple FIR low-pass filters 13 and 14, even if the interfering wave is mixed in the input IF signal, the baseband signal can be generated by removing it.

【0046】この装置に入力する希望波IF信号の中心
周波数fIF0及び妨害波IF信号の中心周波数fIF1を
一般的に次式のように表す。
[0046] represented as the center frequency f IF 1 of the center frequency f IF 0 and disturbance IF signal of the desired wave IF signal input to the device generally following equation.

【0047】 fIF0=(N0/D0)fs (N0,D0:正整数) (36) fIF1=(N1/D1)fs (N1,D1:正整数) (37) この時、A/D変換器2の出力サンプル値列における希
望波成分及び妨害波成分は、次式(38)(39)の周
波数fc0、fc1を中心周波数として分布する。
F IF 0 = (N0 / D0) fs (N0, D0: positive integer) (36) f IF 1 = (N1 / D1) fs (N1, D1: positive integer) (37) At this time, A / The desired wave component and the disturbing wave component in the output sample value sequence of the D converter 2 are distributed with the frequencies fc0 and fc1 of the following equations (38) and (39) as center frequencies.

【0048】 fc0=mfs±fIF0 =((mD0±N0)/D0)fs (m=0,±1,±2,‥) (38) fc1=mfs±fIF1 =((mD1±N1)/D1)fs (m=0,±1,±2,‥) (39) 以下、一例としてN0=9、D0=8、N1=11、D
1=8の場合の動作について説明する。この時、式(3
6)〜(39)は次式(40)〜(42)のように表さ
れ、A/D変換器2の入力及び出力における周波数スペ
クトルは図5(a)(b)のようになる。
Fc0 = mfs ± f IF 0 = ((mD0 ± N0) / D0) fs (m = 0, ± 1, ± 2, ...) (38) fc1 = mfs ± f IF 1 = ((mD1 ± N1 ) / D1) fs (m = 0, ± 1, ± 2, ...) (39) As an example, N0 = 9, D0 = 8, N1 = 11, D
The operation when 1 = 8 will be described. At this time, the formula (3
6) to (39) are expressed by the following equations (40) to (42), and the frequency spectrums at the input and output of the A / D converter 2 are as shown in FIGS.

【0049】 fIF0=(9/8)fs (40) fIF1=(11/8)fs (41) fc0=(m±(9/8))fs (42) fc1=(m±(11/8))fs (42) (m=0,±1,±2,‥) この時、A/D変換器2の出力S(nTs)は次式のよ
うに表される。
F IF 0 = (9/8) fs (40) f IF 1 = (11/8) fs (41) fc0 = (m ± (9/8)) fs (42) fc1 = (m ± ( 11/8)) fs (42) (m = 0, ± 1, ± 2, ...) At this time, the output S (nTs) of the A / D converter 2 is expressed by the following equation.

【0050】 S(nTs)=SD(nTs)+SU(nTs) (43) SD(nTs)=I(nTs)cos(2π(fs/8)nTs) +Q(nTs)sin(2π(fs/8)nTs) (44) SU(nTs)=Wi(nTs)cos(2π(3fs/8)nTs) +Wq(nTs)sin(2π(3fs/8)nTs) (45) 但し、SD(nTs)は希望波成分、SU(nTs)は
妨害波成分を示す。
S (nTs) = SD (nTs) + SU (nTs) (43) SD (nTs) = I (nTs) cos (2π (fs / 8) nTs) + Q (nTs) sin (2π (fs / 8) nTs) (44) SU (nTs) = Wi (nTs) cos (2π (3fs / 8) nTs) + Wq (nTs) sin (2π (3fs / 8) nTs) (45) However, SD (nTs) is a desired wave The component, SU (nTs), represents the interfering wave component.

【0051】一方、直交検波部は、次式で示されるロー
カル周波数f0 で直交検波を行なう 。 f0=|fc0|min =fs/8 (46) そのために、S(nTs)に対して乗算器3でcos
(2πf0nTs)を乗算し、乗算器4でsin(2π
0nTs)を乗算する。その結果、直交検波部の出力
Xi(nTs)、Xq(nTs)は次のように表され
る。
On the other hand, the quadrature detector performs quadrature detection at the local frequency f 0 expressed by the following equation. f 0 = | fc 0 | min = fs / 8 (46) Therefore, cos is calculated by the multiplier 3 for S (nTs).
(2π f 0 nTs) is multiplied, and the multiplier 4 calculates sin (2π
f 0 nTs). As a result, the outputs Xi (nTs) and Xq (nTs) of the quadrature detection unit are expressed as follows.

【0052】 Xi(nTs)=S(nTs)cos(2πf0nTs) =XDi(nTs)+XUi(nTs) (47) XDi(nTs)=SD(nTs)cos(2πf0nTs) =I(nTs)/2 +(I(nTs)cos(2π(fs/4)nTs) +Q(nTs)sin(2π(fs/4)nTs))/2 (48) XUi(nTs)=SU(nTs)cos(2πf0nTs) =(Wi(nTs)cos(2π(fs/4)nTs) +Wq(nTs)sin(2π(fs/4)nTs))/2 +(Wi(nTs)cos(2π(fs/2)nTs) +Wq(nTs)sin(2π(fs/2)nTs))/2 (49) Xq(nTs)=S(nTs)sin(2πf0nTs) =XDq(nTs)+XUq(nTs) (50) XDq(nTs)=SD(nTs)sin(2πf0nTs) =Q(nTs)/2 +(I(nTs)sin(2π(fs/4)nTs) −Q(nTs)cos(2π(fs/4)nTs))/2 (51) XUq(nTs)=SU(nTs)sin(2πf0nTs) =(Wi(nTs)sin(2π(fs/2)nTs) −Wq(nTs)cos(2π(fs/2)nTs))/2 −(Wi(nTs)sin(2π(fs/4)nTs) −Wq(nTs)cos(2π(fs/4)nTs))/2 (52) 但し、XDi(nTs)、XUi(nTs)は同相出力
Xi(nTs)における希望波成分、妨害波成分を、ま
た、XDq(nTs)、XUq(nTs)は直交出力X
q(nTs)における希望波成分、妨害波成分を各々示
している。また、直交検波部の出力の周波数スペクトル
は、乗算器3、4の乗算により、fc0、fc1とf0
とが±されたものとなり、図5(c)のようになる。
Xi (nTs) = S (nTs) cos (2πf 0 nTs) = XDi (nTs) + XUi (nTs) (47) XDi (nTs) = SD (nTs) cos (2πf 0 nTs) = I (nTs) / 2 + (I (nTs) cos (2π (fs / 4) nTs) + Q (nTs) sin (2π (fs / 4) nTs)) / 2 (48) XUi (nTs) = SU (nTs) cos (2πf) 0 nTs) = (Wi (nTs) cos (2π (fs / 4) nTs) + Wq (nTs) sin (2π (fs / 4) nTs)) / 2+ (Wi (nTs) cos (2π (fs / 2)) nTs) + Wq (nTs) sin (2π (fs / 2) nTs)) / 2 (49) Xq (nTs) = S (nTs) sin (2πf 0 nTs) = XDq (nTs) + XUq (nTs) (50) X q (nTs) = SD (nTs ) sin (2πf 0 nTs) = Q (nTs) / 2 + (I (nTs) sin (2π (fs / 4) nTs) -Q (nTs) cos (2π (fs / 4 ) NTs)) / 2 (51) XUq (nTs) = SU (nTs) sin (2πf 0 nTs) = (Wi (nTs) sin (2π (fs / 2) nTs) −Wq (nTs) cos (2π (fs) / 2) nTs)) / 2- (Wi (nTs) sin (2π (fs / 4) nTs) -Wq (nTs) cos (2π (fs / 4) nTs)) / 2 (52) where XDi (nTs) ), XUi (nTs) is the desired wave component and the interfering wave component in the in-phase output Xi (nTs), and XDq (nTs) and XUq (nTs) are the quadrature output X.
The desired wave component and the interfering wave component in q (nTs) are shown. Further, the frequency spectrum of the output of the quadrature detection unit is multiplied by the multipliers 3 and 4 to generate fc0, fc1 and f 0.
And are changed, as shown in FIG. 5 (c).

【0053】次に、直交検波後の妨害波の成分が、間引
き処理後の希望波の成分と重なる虞れがある場合に、そ
の妨害波成分を予めFIRローパスフィルタ13、14によ
って抑える処理を行なう。図5(c)または式(49)
(52)から分かるように、mfs+(fs/2)(m
=0,±1,±2,‥)の周波数に妨害波の成分が発生
しているが、この妨害波成分は、サンプリング周波数を
fs/2に変換する後述する間引き処理を実行した場合
に、間引き処理後のベースバンドの希望波成分の周波数
と重畳してしまう(例えば、fs、2fs、3fs、‥
に相当する希望波成分は、サンプリング周波数のfs/
2への変換でfs/2、fs、3fs/2、‥となり、
このfs/2や3fs/2はmfs+(fs/2)の妨
害波成分と重なる)。希望波と妨害波とが重畳した後で
は、妨害波を取り除くことができなくなる。
Next, when there is a possibility that the component of the interfering wave after the quadrature detection overlaps with the component of the desired wave after the thinning-out process, the interfering wave component is suppressed beforehand by the FIR low pass filters 13 and 14. . FIG. 5 (c) or formula (49)
As can be seen from (52), mfs + (fs / 2) (m
= 0, ± 1, ± 2, ...), an interfering wave component is generated, but this interfering wave component is generated when a thinning-out process described later for converting the sampling frequency to fs / 2 is executed. It is superimposed on the frequency of the desired wave component of the baseband after the thinning process (for example, fs, 2fs, 3fs, ...
The desired wave component corresponding to is the sampling frequency fs /
When converted to 2, fs / 2, fs, 3fs / 2, ...
These fs / 2 and 3fs / 2 overlap the interference wave component of mfs + (fs / 2). After the desired wave and the interfering wave are superposed, the interfering wave cannot be removed.

【0054】そこで、簡単なFIRローパスフィルタ
(例えば7タップ程度)13、14により予めこの妨害波成
分を抑圧する。その後、間引き処理部15、16において、
FIRローパスフィルタ13、14の出力サンプル値列を1
サンプルおきに間引き、サンプリング周波数をfs/2
に変換する。この結果、図5(d)に示す周波数スペク
トルが得られる。
Therefore, this interference wave component is suppressed in advance by simple FIR low-pass filters (for example, about 7 taps) 13 and 14. After that, in the thinning processing units 15 and 16,
Set the output sample value string of the FIR low-pass filters 13 and 14 to 1.
Thinning out every sample, sampling frequency fs / 2
Convert to As a result, the frequency spectrum shown in FIG. 5D is obtained.

【0055】次いで、図5(d)に示すように、例えば
周波数mfs(m=0,±1,±2,‥)を中心に分布
する希望波成分以外の不要成分を受信FIRローパスフ
ィルタ17、18で抑圧することによって、図5(e)に示
すようにベースバンド信号を得ることができる。このと
き、受信FIRローパスフィルタ17、18のタップ数がL
タップであるとすると、フィルタ17、18に入力する信号
のサンプリング周波数がfs/2に変換されているた
め、出力1サンプル当たりの積和演算回数はL/2に削
減される。
Next, as shown in FIG. 5D, for example, an unnecessary component other than the desired wave component distributed around the frequency mfs (m = 0, ± 1, ± 2, ...) Is received by the FIR low-pass filter 17, By suppressing at 18, it is possible to obtain a baseband signal as shown in FIG. At this time, the number of taps of the reception FIR low pass filters 17 and 18 is L
If it is a tap, since the sampling frequency of the signals input to the filters 17 and 18 is converted to fs / 2, the number of product-sum operations per output sample is reduced to L / 2.

【0056】このように第3実施例のディジタル直交検
波装置では、直交検波処理後、間引き処理を行なうこと
によってサンプリング周波数をfs/2に変換し、後段
の受信FIRローパスフィルタでの積和演算回数を1/
2に削減している。また、入力IF信号に妨害波が混入
している場合でも、この成分の内、結果に大きく影響を
与える部分を簡単なFIRローパスフィルタで抑圧し、
その後、間引き処理と、受信FIRローパスフィルタと
の処理を行なうことにより、優れたベースバンド信号を
得ることができる。
As described above, in the digital quadrature detector of the third embodiment, the sampling frequency is converted to fs / 2 by performing the decimating process after the quadrature detecting process, and the number of multiplication and addition operations in the reception FIR low-pass filter in the subsequent stage. 1 /
It has been reduced to 2. Further, even when an interfering wave is mixed in the input IF signal, a part of this component that greatly affects the result is suppressed by a simple FIR low-pass filter,
After that, an excellent baseband signal can be obtained by performing the decimation process and the process of the reception FIR low pass filter.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のディジタル直交検波装置は、入力IF信号
の中心周波数fIFの値とは無関係に、受信FIRバンド
パスフィルタの演算量を削減し、周波数オフセットを補
償して、高精度のベースバンド信号を得ることができ
る。
As is apparent from the above description of the embodiments, the digital quadrature detector according to the present invention calculates the amount of calculation of the reception FIR band pass filter regardless of the value of the center frequency f IF of the input IF signal. It is possible to obtain a highly accurate baseband signal by reducing the frequency offset and compensating for the frequency offset.

【0058】また、ベースバンド遅延検波後の位相誤差
θeを補償する構成の装置では、位相補償の際に、時刻
nに依存しない2つのデータを補償係数として用意すれ
ば足りるため、補償係数を記憶するメモリ容量の削減が
併せて可能になる。
Further, in the apparatus configured to compensate for the phase error θe after the baseband differential detection, it is sufficient to prepare two data independent of the time n as the compensation coefficient at the time of phase compensation, so the compensation coefficient is stored. It is also possible to reduce the amount of memory used.

【0059】また、間引き処理を行なうことによってサ
ンプリング周波数をfs/2に変換する装置では、入力
IF信号に妨害波が混入している場合でも、この成分を
簡単なFIRローパスフィルタで抑圧し、高精度のベー
スバンド信号を、少ない演算回数により、得ることがで
きる。
Further, in the device for converting the sampling frequency into fs / 2 by performing the thinning-out process, even if the interfering wave is mixed in the input IF signal, this component is suppressed by the simple FIR low-pass filter and the An accurate baseband signal can be obtained with a small number of calculations.

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

【図1】第1実施例のディジタル直交検波装置の構成を
示すブロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital quadrature detection device according to a first embodiment,

【図2】第2実施例のディジタル直交検波装置の構成を
示すブロック図、
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital quadrature detection device according to a second embodiment,

【図3】第1及び第2実施例のディジタル直交検波装置
における各部の周波数スペクトル図、
FIG. 3 is a frequency spectrum diagram of each part in the digital quadrature detection device of the first and second embodiments,

【図4】第3実施例のディジタル直交検波装置の構成を
示すブロック図、
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a digital quadrature detection device according to a third embodiment,

【図5】第3実施例のディジタル直交検波装置における
各部の周波数スペクトル図、
FIG. 5 is a frequency spectrum diagram of each part in the digital quadrature detection device of the third embodiment,

【図6】従来のディジタル直交検波装置の構成を示すブ
ロック図、
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional digital quadrature detection device,

【図7】従来のディジタル直交検波装置における各部の
周波数スペクトル図である。
FIG. 7 is a frequency spectrum diagram of each unit in a conventional digital quadrature detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 IF信号入力端子 2 A/D変換器 3、4 乗算器 5、6、17、18 受信FIRバンドパスフィルタ 7 位相補償部 8 同相出力端子 9 直交出力端子 10 シンボル識別点検出部 11 ベースバンド遅延検波部 12 位相補償部 13、14 FIRローパスフィルタ 15、16 間引き処理部 19 補償関数用メモリ 20 補償係数用メモリ 1 IF signal input terminal 2 A / D converter 3, 4 Multiplier 5, 6, 17, 18 Receive FIR bandpass filter 7 Phase compensator 8 In-phase output terminal 9 Quadrature output terminal 10 Symbol discrimination point detector 11 Baseband delay Detection unit 12 Phase compensation unit 13, 14 FIR low-pass filter 15, 16 Decimation processing unit 19 Memory for compensation function 20 Memory for compensation coefficient

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力IF信号をサンプリング周波数fs
でサンプリングして中心周波数fcのサンプル値信号に
A/D変換した後、直交検波してベースバンド信号を得
るディジタル直交検波装置において、 A/D変換されたサンプル値信号をローカル周波数fs
/4で直交検波して、fcとfs/4との差の最小値に
相当する周波数オフセットを持ち、等価的にサンプリン
グ周波数がfs/2である同相出力及び直交出力を発生
する直交検波手段と、 前記同相出力及び直交出力をそれぞれ帯域制限する第1
及び第2のバンドパスフィルタと、 前記第1及び第2のバンドパスフィルタの出力に含まれ
る前記周波数オフセットを補償する位相補償手段とを備
えることを特徴とするディジタル直交検波装置。
1. An input IF signal is sampled at a sampling frequency fs.
In a digital quadrature detector that obtains a baseband signal by performing quadrature detection after sampling with, and performing A / D conversion into a sample value signal having a center frequency fc, the A / D converted sample value signal is converted into a local frequency fs.
Quadrature detection means for performing quadrature detection at / 4, having a frequency offset corresponding to the minimum value of the difference between fc and fs / 4, and equivalently generating an in-phase output and a quadrature output whose sampling frequency is fs / 2. A first for band limiting the in-phase output and the quadrature output respectively
And a second band pass filter, and a phase compensating means for compensating for the frequency offset included in the outputs of the first and second band pass filters.
【請求項2】 入力IF信号をサンプリング周波数fs
でサンプリングして中心周波数fcのサンプル値信号に
A/D変換した後、直交検波してベースバンド信号を得
るディジタル直交検波装置において、 A/D変換されたサンプル値信号をローカル周波数fs
/4で直交検波して、fcとfs/4との差の最小値に
相当する周波数オフセットを持ち、等価的にサンプリン
グ周波数がfs/2である同相出力及び直交出力を発生
する直交検波手段と、 前記同相出力及び直交出力をそれぞれ帯域制限する第1
及び第2のバンドパスフィルタと、 前記第1及び第2のバンドパスフィルタの出力サンプル
値列からシンボル識別点を検出するシンボル識別点検出
手段と、 前記シンボル識別点検出手段により検出されたシンボル
識別点の値を用いてベースバンド遅延検波を行なうベー
スバンド遅延検波手段と、 前記ベースバンド遅延検波手段の出力に含まれる、前記
周波数オフセットに起因する位相誤差を補償する位相補
償手段とを備えることを特徴とするディジタル直交検波
装置。
2. An input IF signal is sampled at a sampling frequency fs.
In a digital quadrature detector that obtains a baseband signal by performing quadrature detection after sampling with, and performing A / D conversion into a sample value signal having a center frequency fc, the A / D converted sample value signal is converted into a local frequency fs.
Quadrature detection means for performing quadrature detection at / 4, having a frequency offset corresponding to the minimum value of the difference between fc and fs / 4, and equivalently generating an in-phase output and a quadrature output whose sampling frequency is fs / 2. A first for band limiting the in-phase output and the quadrature output respectively
And a second band-pass filter, a symbol identification point detection unit that detects a symbol identification point from the output sample value sequences of the first and second band-pass filters, and the symbol identification detected by the symbol identification point detection unit. A baseband differential detection means for performing baseband differential detection using a point value; and a phase compensation means included in the output of the baseband differential detection means for compensating for a phase error caused by the frequency offset. Characteristic digital quadrature detector.
【請求項3】 入力IF信号をサンプリング周波数fs
でサンプリングして中心周波数fcのサンプル値信号に
A/D変換した後、直交検波してベースバンド信号を得
るディジタル直交検波装置において、 A/D変換されたサンプル値を|fc|の最小値に相当
するローカル周波数で直交検波して同相出力及び直交出
力を発生する直交検波手段と、 前記同相出力及び直交出力に含まれる周波数mfs+
(fs/2)(m=0,±1,±2,‥)付近の妨害波
の成分を抑圧する第1及び第2のローパスフィルタと、 前記第1及び第2のローパスフィルタの出力サンプル値
列を1サンプルおきに間引き、サンプリング周波数をf
s/2に変換する第1及び第2の間引き処理手段と、 前記第1及び第2の間引き処理手段の出力を帯域制限す
るための第1及び第2の受信ローパスフィルタとを備え
ることを特徴とするディジタル直交検波装置。
3. An input IF signal is sampled at a sampling frequency fs.
In a digital quadrature detection device that obtains a baseband signal by performing quadrature detection after sampling with, and performing A / D conversion into a sample value signal of center frequency fc, the A / D converted sample value is set to the minimum value of | fc | Quadrature detection means for performing quadrature detection at a corresponding local frequency to generate an in-phase output and a quadrature output, and a frequency mfs + included in the in-phase output and the quadrature output.
First and second low-pass filters for suppressing the interference wave components near (fs / 2) (m = 0, ± 1, ± 2, ...), and output sample values of the first and second low-pass filters The column is thinned out every other sample, and the sampling frequency is f
It is provided with first and second decimation processing means for converting to s / 2, and first and second reception low-pass filters for band limiting the outputs of the first and second decimation processing means. Digital quadrature detector.
JP07260991A 1995-09-14 1995-09-14 Digital quadrature detector Expired - Fee Related JP3129947B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07260991A JP3129947B2 (en) 1995-09-14 1995-09-14 Digital quadrature detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07260991A JP3129947B2 (en) 1995-09-14 1995-09-14 Digital quadrature detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0983596A true JPH0983596A (en) 1997-03-28
JP3129947B2 JP3129947B2 (en) 2001-01-31

Family

ID=17355555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07260991A Expired - Fee Related JP3129947B2 (en) 1995-09-14 1995-09-14 Digital quadrature detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3129947B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114167113A (en) * 2021-12-31 2022-03-11 上海市计量测试技术研究院 Sampling method and system for accurately determining bandwidth of integral digital multimeter

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6200105B1 (en) * 2015-11-04 2017-09-20 小浅商事株式会社 Method for producing grilled seaweed

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114167113A (en) * 2021-12-31 2022-03-11 上海市计量测试技术研究院 Sampling method and system for accurately determining bandwidth of integral digital multimeter
CN114167113B (en) * 2021-12-31 2024-05-17 上海市计量测试技术研究院 Sampling method and system for accurately determining bandwidth of integral digital multimeter

Also Published As

Publication number Publication date
JP3129947B2 (en) 2001-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101140333B1 (en) An orthogonal detector and the orthogonal demodulator and the sampling orthogonal demodulator which using the orthogonal detector
US8976914B2 (en) Multi-tap IQ imbalance estimation and correction circuit and method
KR20050096173A (en) Systems and methods for coherent adaptive calibration in a receiver
JP2002111528A (en) Receiver
EP2894823B1 (en) Coefficient estimation for digital IQ calibration
JP3058870B1 (en) AFC circuit
JPH07321862A (en) Digitally modulated wave demodulator
EP1435687B1 (en) Direct conversion receiver
JP3129947B2 (en) Digital quadrature detector
CN100514951C (en) Apparatus and method for digital modulation
JP2994836B2 (en) AFC circuit of demodulator
KR100676568B1 (en) Timing extractor, timing extraction method and demodulator having the timing extractor
JPH0779363B2 (en) Delay detection circuit
KR20040018141A (en) Data receiving device
JP4292667B2 (en) Receiving apparatus and method thereof
JPH06237277A (en) Psk carrier signal regenerating device
JPH09135150A (en) Digital filter and receiving device
JPH10209904A (en) Receiver
US8023607B2 (en) Frequency synchronization method and apparatus
JPS6331985B2 (en)
JP3643109B2 (en) Data receiving device
EP2797225B1 (en) Method of and apparatus for demodulating an amplitude modulated signal
JP2943803B1 (en) Receiver
EP2381596B1 (en) Parallel digital filter
JP2901427B2 (en) FM demodulator

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees