KR100384410B1 - 직교복조장치, 방법 및 기록매체 - Google Patents

직교복조장치, 방법 및 기록매체 Download PDF

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Abstract

직교복조장치의 수신동작을 정지하지 않고, I(Q)신호변환부의 교정을 실시할 수 있는 직교복조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 직교복조장치는, 사용자신호 (IF)와 의사노이즈 (PN)을 가산하여 얻어진 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산기(32); 의사노이즈 중첩신호를 소정 주파수의 로컬주파수신호 (L1)와 혼합함으로써 얻어진 변환신호를 출력하는 신호변환부 (100); 변환신호와 의사노이즈를 승산함으로써 얻어진 상관신호를 출력하는 제1 승산기(72); 상관신호를 적분하여 출력하는 제1 적분기(82); 및 변환신호에 소정의 처리를 행하는 후단회로(90)로 이루어진다.
직교복조장치는 제1 승산기(72)가 의사노이즈를 취출하고 교정하는 동안, 후단회로(90)가 바람직한 방법으로 변환신호를 처리하도록 한다. 그래서, 직교복조장치는 자신의 수신동작을 멈추지 않고 신호변환부(100)를 교정할 수 있다.

Description

직교복조장치, 방법 및 기록매체{QUADRATURE DEMODULATOR, QUADRATURE DEMODULATION METHOD AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 직교복조장치의 교정에 관한 것이다.
동기 검파장치의 일례로서는 QPSK(quadrature PSK)로 변조된 신호와 같이, 서로 직교하는 I신호(동상 성분)(in-phase component)와 Q신호(직교성분)의 2계통의 베이스밴드신호에 동기검파하는 직교복조장치가 있다. 직교복조장치(1)의 구체예를 도 26을 참조하여 설명한다.
우선, 수신신호가 주파수 변환부(10)에 입력된다. 주파수 변환부(10)는 수신신호를 일정주파수의 중간주파수 신호(IF, intermediate frequency)로 변환하여 출력한다. 중간주파수 신호(IF)는 I신호변환부(100)와 Q신호변환부(200)에 입력된다. I신호변환부(100)는, 기준발진기(40)로부터 주파수(LF1)의 로컬신호(local signal)를 수신하고, 중간주파수 신호(IF)와 혼합하여 I신호(동상 성분)를 출력한다. Q신호변환부(200)는 기준발진기(40)로부터 90도 위상변화기(42)에 의하여, 위상이 90도 어긋난 주파수(LF1)의 로컬신호를 수신하고, 중간주파수신호(IF)와 혼합하여 Q신호(직교성분)를 출력한다. 후단회로(90)는 I신호(동상성분) 및 Q신호(직교성분)를 수신하고 소정의 동작을 실시한다.
여기서, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)에는 온도변화 등의 요인에 의해 오차가 발생한다. 예를 들면, 진폭오차, 위상오차, 옵셋오차가 있다. 이와 같은 오차는 후단회로(90)의 동작 등에 악영향을 미치므로, 제거, 즉 교정할 필요가 있다.
I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200) 교정에는 하기와 같은 방법이 있다. 즉, 사용자는 I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)를 교정하기 위해, 소정의 주파수의 신호를 부여한다. 이 경우, 직교복조장치(1)는 수신신호의 처리를 중지하게 된다. 그후, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)가 구비하는 가변감쇠기, 가변지연기 등의 감쇠값 등을 조절하여, 교정(calibration:CAL)한다.
그러나, 이와 같은 I신호변환부 및 Q신호변환부의 교정을 실시하고 있는 동안에는, 사용자는 수신신호를 직교복조장치(1)에 입력할 수 없다. 즉, 직교복조장치(1)의 수신동작을 정지해야만 한다.
그래서, 본 발명은 직교복조장치의 수신동작을 정지하지 않고, I 및 Q 신호변환부의 교정을 실시할 수 있는 직교복조장치 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 I신호변환부(100)의 내부구성을 나타내는 블록도.
도 3은 전환스위치(76)를 포함한 구성을 나타내는 도면.
도 4는 제1 실시예의 동작을 나타내는 플로우챠트.
도 5는 제1 실시예의 동작을 설명하는 식의 리스트.
도 6은 위상오차 보정부(86)의 동작예를 나타내는 개념도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 8은 I신호변환부(100)의 내부구성을 나타내는 블록도.
도 9는 ADC부(80)의 내부구성을 나타내는 블록도.
도 10은 제2 실시예의 동작을 나타내는 플로우챠트.
도 11은 위상오차 검출 원리의 설명도와, 측정 데이터의 플롯에서 동상 위치를 특정하는 다이어그램.
도 12는 약한 PN신호의 검출과 동기 관계를 설명하는 도면.
도 13은 제3 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 14는 전환스위치(76)를 포함한 구성을 나타내는 도면.
도 15는 제3 실시예의 동작을 나타내는 식.
도 16은 제4 실시예에 관한 직교복조장치의 구성를 나타내는 블록도.
도 17은 ADC부(80)의 내부구성을 나타내는 블록도.
도 18은 제5 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 19는 전환스위치(76)를 포함한 구성을 나타내는 도면.
도 20은 제5 실시예의 동작을 설명하는 식의 리스트.
도 21은 제5 실시예의 동작을 나타내는 도면.
도 22는 제6 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 23은 제7 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 24는 전환스위치(76)를 포함한 구성을 나타내는 다이어그램.
도 25는 제8 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 26은 종래의 직교복조장치(1)의 구체예를 나타내는 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
(32)‥‥가산기 (46)‥‥의사노이즈 혼합승산기
(100)‥‥I신호변환부 (200)‥‥Q신호변환부
(300)‥‥기준신호변환부 (90)‥‥후단회로
(72)‥‥제1 승산기 (71)‥‥제2 승산기
(74)‥‥직교승산기 (36,38,44,63,76)‥‥전환스위치
(82)‥‥제1 적분기 (81)‥‥제2 적분기
(84)‥‥직교적분기 (86)‥‥위상오차보정부
(87)‥‥진폭오차계측부 (88)‥‥평균치 계산부
(40)‥‥기준발진기 (101,201,301,401)‥‥위상변화기
(400)‥‥사용자신호변환부 (77)‥‥감산기
(78)‥‥직교감산기 (33)‥‥위상변화기
(89)‥‥오차계측부
상기 과제를 감안하여, 제1항에 기재된 발명은, 사용자신호와 의사노이즈를 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산수단; 상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환수단; 상기 변환신호와 상기 의사노이즈를 승산하여 상관신호를 출력하는 제1 승산수단; 및 상기 상관신호를 적분하여 출력하는 제1 적분수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 직교복조장치에 의하면, 의사노이즈 P(t)를 포함한 의사노이즈 중첩신호는 신호변환수단에 의해 변환신호로 변환된다. 변환신호의 P(t)항은 제1 승산수단에 의해 상관이 취해지고, 상관신호에 있어서는 P(t)2항으로 된다. P(t)2을 충분히 긴 구간으로 적분하면 0이 아닌 정수가 된다. 따라서, 상관신호의 P(t)2항은 제1 적분수단에 의해 적분되고, 신호변환수단의 위상오차, 진폭오차의 함수로 되어서 출력된다. 또한, P(t)를 충분히 긴 구간에서 적분하면 0이 되기 때문에, 상관신호의 P(t)항은, 제1 적분수단에 의해 0으로 된다. 따라서, 제1 적분수단의 출력은, 신호변환수단의 위상오차, 진폭오차의 함수이다. 그래서, 제1 적분수단의 출력에 근거하여, 신호변환수단의 위상오차를 계측할 수 있다.
또한, 의사노이즈로는, 예를 들면, M계열의 의사랜덤패턴이 있다. 그러나, M계열의 의사랜덤패턴에 한정되지는 않는다. 즉, 의사노이즈를 P(t)로 하면, P(t)2를 충분히 긴 구간에서 적분한다면 0이 아닌 정수가 되고, P(t)를 충분히 긴 구간으로 적분하면 0으로 되도록 하는 것이라면 좋다.
청구항 2에 기재된 본 발명은, 제1항에 기재된 발명에 있어서, 진폭오차 및 위상오차 없이, 상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 상기 로컬신호를 혼합하여 기준변환신호를 출력하는 기준신호변환수단; 상기 의사노이즈와 상기 기준변환신호를 승산한 기준상관신호를 출력하는 제2 승산수단; 및 상기 기준상관신호를 적분하여 출력하는 제2 적분수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 직교복조장치에 의하면, 기준신호 변환수단에는 진폭오차 및 위상오차가 없기 때문에, 제2 적분수단의 출력은 진폭오차 및 위상오차를 포함하지 않은 것으로 된다. 따라서, 진폭오차를 포함한 제1 적분수단의 출력과, 진폭오차 및 위상오차를 포함하지 않은 제2 적분수단의 출력을 비교하는 것에 의해, 진폭오차를 계측할 수 있다.
청구항 3에 기재된 본 발명은, 제2항 기재의 발명에 있어서, 상기 신호변환수단의 진폭오차를 보정하는 진폭오차보정수단; 및 상기 신호변환수단이 출력한 상기 변환신호의 평균을 구하는 평균값 계산수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 평균값 계산수단에 의해서, DC옵셋오차를 구할 수 있다.
청구항 4에 기재된 본 발명은 제1항 기재의 발명에 있어서, 상기 제1 적분수단의 상기 출력이 소정값이 되도록 상기 신호변환수단에 부여하는 상기 로컬신호의 위상을 조절하는 위상오차보정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 본 발명은, 제2항 기재의 발명에 있어서, 제1 적분수단의 출력의 하나인 상기 소정값을 상기 제2 적분수단의 출력으로 나눈 값에 근거하여 진폭오차를 구하는 진폭오차 계측수단을 더 포함하도록 구성된다.
청구항 6에 기재된 본 발명은, 제4항 또는 제5항 기재의 발명에 있어서, 상기 소정값은 상기 제1 적분수단의 최대출력값이 되도록 구성된다.
청구항 7에 기재된 본 발명은, 제1항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈가 사용자신호보다 작은 것이 되도록 구성된다.
청구항 8에 기재된 본 발명은, 제7항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈가 플로어노이즈(floor noise)와 실질적으로 동일한 것이 되도록 구성된다.
청구항 9에 기재된 본 발명은, 제1항 기재의 발명에 있어서, 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교로컬신호와 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호 변환수단; 직교변환신호와 의사노이즈를 승산한 직교상관신호를 출력하는 직교승산수단; 및 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분수단을 더 포함하도록 구성된다.
청구항 10에 기재된 본 발명은, 제9항 기재의 발명에 있어서, 직교승산수단은 제1 승산수단와 공통이고, 직교적분수단은 제1 적분수단과 공통이고, 신호변환수단 및 직교신호 변환수단 중 어느 한 쪽을 직교승산수단에 접속하는 접속전환수단을 더 포함하도록 구성된다.
청구항 11에 기재된 본 발명은, 제1항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈와 로컬신호를 혼합하여 가산수단에 출력하는 의사노이즈혼합수단을 더 포함하도록 구성된다.
청구항 12에 기재된 본 발명은, 제1항 기재의 발명에 있어서, 사용자신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환사용자신호를 출력하는 사용자신호 변환수단; 변환신호로부터 변환사용자신호를 감산하여 제1 승산수단에 공급하는 감산수단을 더 포함하고, 제1 승산수단이 감산수단의 출력과 의사노이즈를 승산한 상관신호를 출력하도록 구성된다.
감산수단이, 변환신호로부터 변환사용자신호를 감산하여 출력하여, 그 출력이 적분된다. 의사노이즈를 P(t)로 한다면, 변환신호에서 변환사용자신호를 감산하면, P(t)항만 남는다. 그래서, 오차측정에 대해서 사용자신호의 영향을 받기 어려워진다.
청구항 13에 기재된 본 발명은, 제12항 기재의 발명에 있어서, 제1 적분수단의 출력의 하나인 소정값을 진폭오차 및 위상오차가 없다고 가정할 경우 얻어지는 제1 적분수단의 예측된 출력값으로 나눈 값에 근거하여 진폭오차를 구하는 진폭오차계측수단을 구비하도록 구성된다.
소정값이란, 위상오차를 제거한 값이고, 진폭오차의 함수이다. 이러한 값을, 진폭오차 및 위상오차가 없다고 가정할 경우의 제1 적분수단의 출력의 예측값으로 나누면, 그 값은 진폭오차의 함수이므로, 진폭오차를 구할 수 있다.
청구항 14에 기재된 본 발명은, 제13항 기재의 발명에 있어서, 소정값이 상기 제1 적분수단의 최대출력값이 되도록 구성된다.
청구항 15에 기재된 본 발명은, 제13항 기재의 발명에 있어서, 신호변환수단의 진폭오차를 보정하는 진폭오차 보정수단; 신호변환수단으로부터 출력한 변환신호의 평균을 구하는 평균값 계산수단을 더 포함하도록 구성된다.
상기 평균값 계산수단에 의해서, DC옵셋오차를 구할 수 있다.
청구항 16에 기재된 본 발명은, 제12항 기재의 발명에 있어서, 제1 적분수단의 출력이 최대로 되도록 신호변환수단에 부여하는 로컬신호의 위상을 조절하는 위상오차 보정수단을 구비하도록 구성된다.
청구항 17에 기재된 본 발명은, 제12항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈가 사용자신호보다도 작은 것이 되도록 구성된다.
청구항 18에 기재된 본 발명은, 제17항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈가 플로어노이즈와 실질적으로 동일한 것이 되도록 구성된다.
청구항 19에 기재된 본 발명은, 제12항 기재의 발명에 있어서, 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교로컬신호와 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호 변환수단; 직교변환신호에서 변환사용자신호를 감산하는 직교감산수단; 직교감산수단의 출력과 의사노이즈를 승산한 직교상관신호를 출력하는 직교승산수단; 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분수단을 더 포함하도록 구성된다.
청구항 20에 기재된 본 발명은, 제19항 기재의 발명에 있어서, 직교승산수단은 제1 승산수단과 공통이고, 직교적분수단은 제1 적분수단과 공통이고, 신호변환수단 및 직교신호 변환수단의 어느 한 쪽을 직교승산수단에 접속하는 접속전환수단을 구비하도록 구성된다.
청구항 21에 기재된 본 발명은, 제12항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈와 로컬신호를 혼합하여 가산수단으로 출력하는 의사노이즈 혼합수단을 더 포함하도록 구성된다.
청구항 22에 기재된 본 발명은, 의사노이즈의 위상을 변화시켜서 출력하는 위상변화수단; 사용자신호와 위상변화수단의 출력를 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산수단; 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환수단; 로컬신호의 위상을 90도 이동한 직교로컬신호와 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호변환수단; 의사노이즈와 변환신호를 승산하여 상관신호를 출력하는 승산수단; 의사노이즈와 직교변환신호를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산수단; 상관신호를 적분하여 출력하는 적분수단; 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분수단을 구비하도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 직교복조장치에 의하면, 제1 적분수단을 횡축으로, 제2 적분수단의 출력을 종축으로 택하고, 오차가 없다고 가정하면 원(眞圓)으로 된다. 그러나, 오차가 있으면, 원은 변형하여 타원으로 된다. 따라서, 원이 변형하는 정도로부터, 위상오차 등의 오차를 구할 수 있다.
청구항 23에 기재된 본 발명은, 제22항 기재의 발명에 있어서, 적분수단 및 직교적분수단으로부터, DC옵셋오차, 위상오차 및 진폭오차를 계측하는 오차계측수단을 구비하도록 구성된다.
청구항 24에 기재된 본 발명은, 제23항 기재의 발명에 있어서, 오차계측수단이, DC옵셋오차, 위상오차 및 진폭오차 중 어느 하나 이상을 무시하고, 무시하지 않은 오차를 계측하도록 구성된다.
청구항 25에 기재된 본 발명은, 제22항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈가사용자신호보다 작은 것이 되도록 구성된다.
청구항 26에 기재된 본 발명은, 제25항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈가 플로어노이즈와 실질적으로 동일한 것이 되도록 구성된다.
청구항 27에 기재된 본 발명은, 제22항 기재의 발명에 있어서, 의사노이즈와 로컬신호를 혼합하여 가산수단에 출력하는 의사노이즈 혼합수단을 더 포함하도록 구성된다.
청구항 28에 기재된 본 발명은, 제22항 기재의 발명에 있어서, 직교승산수단은 승산수단과 공통이고, 직교적분수단은 적분수단과 공통이고, 신호변환수단 및 직교신호 변환수단 중 어느 한 쪽을 직교승산수단에 접속하는 접속전환수단을 구비하도록 구성된다.
청구항 29에 기재된 본 발명은, 제22항 기재의 발명에 있어서, 사용자신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환사용자신호를 출력하는 사용자신호 변환수단; 변환신호에서 변환사용자신호를 감산하여 승산수단에 공급하는 감산수단; 직교변환신호에서 변환사용자신호를 감산하여 직교승산수단에 공급하는 직교감산수단을 더 포함하고, 승산수단이 감산수단의 출력과 의사노이즈를 승산한 상관신호를 출력하고, 직교승산수단이 직교감산수단의 출력과 의사노이즈를 승산한 직교상관신호를 출력하도록 구성된다.
청구항 30에 기재된 본 발명은, 사용자신호와 의사노이즈를 가산한 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계; 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계; 변환신호와 의사노이즈를 승산한 상관신호를 출력하는 제1 승산단계; 상관신호를 적분하여 출력하는 제1 적분단계를 포함하도록 구성된다.
청구항 31에 기재된 본 발명은, 제30항 기재의 발명에 있어서, 진폭오차 및 위상오차 없이, 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 기준변환신호를 출력하는 기준신호 변환단계; 의사노이즈와 기준변환신호를 승산한 기준상관신호를 출력하는 제2 승산단계; 기준상관신호를 적분하여 출력하는 제2 적분단계; 신호변환단계의 진폭오차를 보정하는 진폭오차보정단계; 신호변환단계로부터 출력된 변환신호의 평균을 구하는 평균값 계산단계를 더 포함하도록 구성된다.
청구항 32에 기재된 본 발명은, 의사노이즈의 위상을 변화시켜서 출력하는 위상변화단계; 사용자신호와 위상변화단계의 출력을 가산한 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계; 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계; 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교로컬신호와 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호 변환단계; 의사노이즈와 변환신호를 승산하여 상관신호를 출력하는 승산단계; 상기 의사노이즈와 상기 직교변환신호를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산단계; 상관신호를 적분하여 출력하는 적분단계; 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분단계를 포함하도록 구성된다.
청구항 33에 기재된 본 발명은, 제32항에 있어서, 서로 직교하는 I축과 Q축을 제공하는 단계; 적분단계의 출력을 I축 또는 Q축 중 한 쪽에, 직교적분단계의 출력을 I축 또는 Q축의 다른 쪽에 할당하는 단계; I축과 Q축에 의해 정의된 좌표를 통과하는 타원을 그리는 단계; 타원의 형상으로부터 DC옵셋오차, 위상오차 및 진폭오차를 구하는 단계를 더 포함하도록 구성된다.
청구항 34에 기재된 본 발명은, 사용자신호와 의사노이즈를 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계; 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계; 변환신호와 의사노이즈를 승산한 상관신호를 출력하는 제1 승산단계; 상관신호를 적분하여 출력하는 제1 적분단계를 포함하는 직교복조방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 지시프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체이다.
청구항 35에 기재된 본 발명은, 제34항에 있어서, 상기 직교복조방법이 진폭오차 및 위상오차 없이, 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 기준변환신호를 출력하는 기준신호 변환단계; 의사노이즈와 기준변환신호를 승산한 기준상관신호를 출력하는 제2 승산단계; 기준상관신호를 적분하여 출력하는 제2 적분단계; 신호변환수단의 진폭오차를 보정하는 진폭오차 보정단계; 신호변환단계로부터 출력된 변환신호의 평균을 구한 평균값 계산단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체이다.
청구항 36에 기재된 본 발명은, 의사노이즈의 위상을 변환시켜서 출력하는 위상변화단계; 사용자신호와 위상변화단계의 출력을 가산한 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계; 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계; 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교로컬신호와 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호 변환단계; 의사노이즈와 변환신호를 승산하여 상관신호를 출력하는 직교승산단계; 의사노이즈와 직교변환신호를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산단계; 상관신호를 적분하여 출력하는 적분단계; 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분단계를 포함하는 직교복조방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 지시프로그램을 기록한 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체이다.
청구항 37에 기재된 본 발명은, 제36항에 있어서, 상기 직교복조방법이, 서로 직교하는 I축과 Q축을 제공하는 단계; 적분단계의 출력을 상기 I축 또는 Q축 중 한 쪽에, 직교적분단계의 출력을 I축 또는 Q축의 다른 쪽으로 할당하는 단계; I축과 Q축에 의해 정의된 좌표를 통과하는 타원을 그리는 단계; 타원의 형상으로부터 DC옵셋오차, 위상오차 및 진폭오차를 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 제1 실시예에 관한 직교복조장치는, 가산기(32), 의사노이즈 혼합승산기 (46), I신호 변환부(100), Q신호 변환부(200), 기준신호변환부(300), 후단회로 (90), 제1 승산기(72), 제2 승산기(71), 직교승산기(74), 제1 적분기(82), 제2 적분기 (81), 직교적분기(84), 위상오차 보정부(86), 진폭오차 계측부(87), 평균값 계산부(88), 기준 발진기(40) 및 위상변화기(101,201,301,401)로 이루어진다.
기준 발진기(40)는 소정 로컬주파수의 로컬신호를 발생한다. 각 위상변화기 (101,201,301,401)는 기준 발진기(40)에서 출력되는 로컬신호의 위상을 변화시킨다. 위상변화기(101,201,301,401)에 의한 위상의 변위량은 가변적임을 주목한다. 또한, 위상변화기(101)가 위상을 변화시키는 양은, 위상변화기(201)가 위상을 변화시키는 양과는 90도 다르게 되어 있다. 이들은, I신호변환부(100)로부터 발신되는 신호의 위상과, Q신호변환부(200)로부터 발신되는 신호의 위상을 직교시키기 때문이다. 위상변화기(101)가 출력하는 로컬신호(L1)는 I신호변환부(100)에 입력시킨다. 위상변화기(201)가 출력하는 로컬신호(L2)는 Q신호변환부(200)에 입력시킨다. 위상변화기(301)가 출력하는 로컬신호(L3)는 기준신호변환부(300)에 입력시킨다. 위상변화기(401)가 출력하는 로컬신호(L4)는 의사노이즈 혼합승산기(46)에 입력시킨다.
의사노이즈 혼합승산기(46)는 의사노이즈 PN과 로컬신호(L4)를 승산하고 혼합한다. 의사노이즈 PN은, 예를 들면, M계열의 의사랜덤패턴으로서, 바이너리 계열의 발생확률이 거의 50%로 된 긴 주기의 랜덤패턴을 발생한다. 즉, n=2m-1의 주기에서, 2m-1개의 하이레벨 신호 , 2m-1-1개의 로우레벨신호가 발생한다. 그러나, 여기서 말하는 PN은, 의사노이즈를 P(t)로 할 때, P(t)2을 충분히 긴 구간에서 적분한다면 0이 아닌 정수로 되고, P(t)를 충분히 긴 구간에서 적분한다면 0이 되는 임의의 것이라도 좋다. 따라서, 의사노이즈 PN을 M계열의 의사랜덤패턴으로 한정하지 않는다.
가산기(32)는 사용자신호와 의사노이즈 혼합승산기(46)의 출력신호를 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력한다. 여기서 말하는 사용자신호로서는, 직교복조장치가 수신한 수신신호를 주파수 변환부(도면에 나타내지 않음)에 의해, 중간주파수대역에 속하는 신호로 변환함으로써 얻어지는 중간주파수 IF(intermediate frequency)신호를 말한다. 단, 사용자신호를 IF신호로 한정하려는 의도는 아니다. 즉, 소정의 주파수를 갖는 신호라면 사용자신호가 될 수 있다. 또한, 사용자신호를 후단회로(90)로 처리할 때 후단회로가 방해되지 않도록, 의사노이즈는 사용자신호와 비교하여 플로어노이즈 정도의 미약한 신호인 것이 바람직하다.
I신호변환부(신호변환부)(100)는, 의사노이즈 중첩신호와 로컬신호(L1)를 혼합하여 변환신호를 출력한다. I신호변환부(100)의 내부구성을 도 2에 나타낸다. I신호변환부(100)에는, 가변감쇠기(53), 직교믹서(54), 저주파통과(lowpass) 필터(55), 옵셋 가산기(56)가 있다. 의사노이즈 중첩신호는 가변감쇠기(53)에 의해 진폭이 조정된다. 그리고, 진폭이 조정된 신호는 직교믹서(54)에 의해 로컬신호(L1)와 혼합되고, 저역통과필터(55)에 의해 혼합된 신호의 고주파성분이 커트됨과 동시에 적분된다. 마지막으로, DC옵셋 제어입력(56c)이 가산됨으로써, DC옵셋이 조정되어서, 변환신호 i(t)가 출력된다.
또한, 진폭제어입력(53c)은 진폭오차계측부(87)로부터 가변감쇠기(53)에 입력되고, 가변감쇠기(53)의 감쇠율을 제어하여, 진폭오차를 제거한다. DC옵셋 제어입력(56c)은 평균값 계산부(88)로부터 옵셋가산기(56)에 입력되고, 옵셋가산기(56)의 가산량을 제어하여, DC옵셋오차를 제거한다. 또한, 위상오차는 로컬신호(L1)의 위상을 결정하는 위상변화기(101)에 의해 제거된다. 위상변화기(101)는 위상을 변화시키는 양을 조절하여 위상오차를 제거한다.
제1 승산기(72)는 변환신호 i(t)와 의사노이즈 P(t)를 승산하여 상관을 취하고, 상관신호 i(t)·P(t)를 출력한다. 제1 적분기(82)는 상관신호를 적분하여 출력한다.
Q신호변환부(직교신호변환부)(200)는 I신호변환부(100)와 동일한 구성이지만, 로컬신호(L2)와 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력한다. 직교승산기(74)는 Q신호변환부(200)로부터 출력하는 직교변환신호와 의사노이즈 P(t)를 승산하여, 상관을 취하고, 직교상관신호를 출력한다. 직교적분기(84)는 직교상관신호를 적분하여 출력한다.
기준신호변환부(300)는 I신호변환부(100)와 동일한 구성이이지만, 로컬신호 (L3)와 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력한다. 또한, 기준신호변환부(300)는 수신에 직접 사용되지 않고, 진폭오차 및 위상오차가 미리 제거되어 있다. 또한, 기준신호변환부(300)의 진폭제어입력(53c), DC옵셋제어입력 (56c)은 사용자가 조정하는 것이고, 진폭오차계측부(87), 평균값 계산부(88)와는 아무런 관계없다.
제2 승산기(71)는 기준신호 변환부(300)가 출력하는 기준변환신호와 의사노이즈 P(t)를 승산하여 상관을 취하고, 기준상관신호를 출력한다. 제2 적분기(81)는, 기준상관신호를 적분하여 출력한다.
위상오차보정부(86)는 제1 적분기(82), 직교적분기(84)의 출력에 근거하여, 위상변화기(101,201)에 의해 위상을 변화시키는 양을 조절하는 것으로, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 위상오차를 보정한다. 진폭오차계측부(87)는, 제1 적분기(82), 직교적분기(84)의 출력 및 제2 적분기(81)의 출력에 근거하여, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 진폭오차를 계측한다. 또한, 진폭오차계측부 (87)는 진폭제어입력(53c)을 I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)에 부여함으로써, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 진폭오차를 보정하도록 하여도 좋다. 평균값계산부(88)는 진폭오차 및 위상오차가 제거된 I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 출력의 평균을 구하여, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 DC옵셋을 계산한다. 후단회로(90)는 변환신호 및 직교변환신호에 반응하여 원하는 동작을 실시한다.
또한, 직교승산기(74)는 제1 승산기(72)에, 직교적분기(84)는 제1 적분기(82)에 일체화 할 수 있다. 그 경우의 구성을 도 3에 나타낸다. 즉, 전환스위치(76)를 설치하고, 제1 승산기(72)측의 단자(76c)를, I신호변환부(100)측의 단자(76a) 또는 Q신호변환부(200)측의 단자(76b)에 접속하도록 한다.
다음에, 본 발명의 제1 실시예의 동작을 설명한다. 도 4는 제1 실시예의 동작을 나타내는 플로우챠트이다.
우선, 기준신호변환부(300)를 교정한다(S10). 기준신호변환부(300)의 교정은, 종래와 같은 방법으로 실시한다. 기준신호변환부(300)는 신호를 수신하지 않기 때문에, 직교복조장치의 수신동작을 정지시키지 않고 종래와 같은 방법으로 교정할 수 있다. 즉, 기준신호변환부(300)에 교정용의 소정의 주파수의 신호를 부여한다. 그리고, 기준신호변환부(300)의 진폭제어입력(53c)을 조절하여, 진폭오차를 제거한다. 또한, 위상변화기(301)가 위상을 변화시키는 양을 조절하여 위상오차를 제거한다. 또한, DC옵셋제어입력(56c)를 조절하여 DC옵셋오차를 제거하여도 좋다.
다음에, I신호변환부(100)의 위상오차의 교정을 실시한다(S12). 사용자신호 (IF신호)를 I(t), Q(t) 및 ψ를 사용자신호와 의사노이즈의 위상차, P(t)를 의사노이즈, a를 의사노이즈의 감쇠량, m을 진폭오차, θ를 위상오차, d를 DC옵셋오차로 한다면, I신호변환부(100)가 출력하는 변환신호 i(t)는 도 5의 식(1)과 같이 된다. 변환신호 i(t)가 제1 승산기(72)에 의해서 의사노이즈 P(t)와 승산되면, 상관신호 i(t)·P(t)는, 도 5의 식(2)와 같이 된다. 상관신호 i(t)·P(t)는, 제1 적분기(82)에 의해 적분된다. 그 적분의 결과는 도 5의 식(3)과 같이 된다. 즉, P(t)2를 포함한 항은 처리이득 g배가 되고, P(t)를 포함한 항은 확산되고, 무시할 수 있다.
도 5의 식(3)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 적분기(82)의 출력은 θ=0, 즉, 위상오차가 0 일때, 최대값 mag로 된다. 위상오차보정부(86)는 제1 적분기(82)의 모든 출력을 계측하고, 위상변화기(101)에 의해 변화하는 위상의 양을 조절하여, 제1 적분기(82)의 출력이 최대로 되도록 한다. 이것은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 위상 변화량(Δθ라고 한다)을 0 ~ 2π(rad)의 범위에서 변화시키고, 제1 적분기(82)의 출력이 최대로 된 경우의 위상 변화량의 값(Δθ1 이라고 한다)을 기록하며, Δθ=Δθ1 로 설정함으로써, 위상오차 보정을 실시할 수 있다.
또한, I신호변환부(100)의 직후에 위상변화기를 작동시키면, 제1 적분기(82)의 적분결과가, maP(t)cos(θ+45°)로 되는 경우도 있어서, 이 경우는, 최대값을로 나눈 값으로 되도록 Δθ를 조절해야만 한다.
또한, Q신호변환부(200)의 위상오차도 동일하게 교정할 수 있다.
또한, I신호변환부(100)로부터 출력하는 변환신호 및 Q신호변환부(200)로부터 출력하는 직교변환신호는 후단회로(90)에 입력된다. 후단회로(90)는 변환신호 및 직교변환신호에 소정의 단계를 실시한다. 변환신호 및 직교변환신호에는, 의사노이즈가 포함된다. 그러나, 의사노이즈는 사용자신호에 비하여 경미한 플로어노이즈 정도의 신호에 지나지 않기 때문에, 후단회로(90)의 단계에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 후단회로(90)에서 수신처리를 실시하면서, I신호변환부(100)의 위상오차의 교정을 실시할 수 있다.
다음에, I신호변환부(100)의 진폭오차를 교정한다(S14). 사용자신호(IF신호)를 I(t), Q(t), ψ를 사용자신호와 의사노이즈의 위상차, P(t)를 의사노이즈로 한다면, 기준신호변환부(300)이 출력하는 기준변환신호는, 도 5의 식(4)과 같이 된다. 기준변환신호는 제2 승산기(71)에 의해서, 의사노이즈 P(t)를 승산시키고, 기준상관신호는 제2 적분기(81)에 의해 적분된다. 그 적분의 결과는 도 5의 식(5)과 같이 된다. 즉, 도 5의 식(3)에 있어서, m=0, θ=0 일 때, ag로 된다. 여기서, 진폭오차계측부(87)는, I신호변환부(100)의 위상오차가 제거된 때의 제1 적분기(82)의 출력 mag를 제2 적분기(81)의 출력 ag로 나누어서, 도 5의 식(6)에 나타내는 바와 같이, 진폭오차 m을 구한다.
진폭오차계측부(87)는, 또한 I신호변환부(100)의 진폭제어입력(53c)을 조절하여, 진폭오차를 교정한다. 예를 들면, 구해진 진폭오차 m=2, 즉, 진폭이 2배로 될 때, 진폭제어입력(53c)을 조절하여, 가변감쇠기(53)가 진폭을 1/2로 하여, m=1 으로 되도록 (진폭오차없음) 한다.
또한, Q신호변환부(200)의 진폭오차의 교정도 동일하게 실시할 수 있다.
마지막으로, I신호변환부(100)의 DC옵셋오차의 교정을 실시한다(S16). 또한, m=1, θ=0으로 되어 있고, 진폭오차 및 위상오차는 이미 제거되어 있으므로, I신호변환부(100)의 출력은, 도 5의 식(7)과 같이 된다. 즉, 도 5의 식(1)에서, m=1, θ=0 로 한 것이다. 여기서, 도 5의 식(7)의 값의 평균을 구하면, cos, sin의 항 및 P(t)의 항은 0으로 된다. 따라서, d만 남는다. 이와 같은 사실을 감안하여, 평균값계산부(88)는 진폭오차 및 위상오차가 제거된 I신호변환부(100)의 출력의 평균을 구하여, I신호변환부(100)의 DC옵셋을 계산한다. 그래서, DC옵셋 제어입력(56c)에 DC옵셋과 동일한 크기로 정역을 반대로 한 신호를 부여하여 I신호변환부(100)의 DC옵셋오차를 보정한다.
또한, Q신호변환부(200)의 DC옵셋오차의 교정도 동일하게 실시한다.
본 발명의 제1 실시예에 의하면, I신호변환부(100)가 출력하는 변환신호 및 Q신호변환부(200)가 출력하는 직교변환신호에는, 의사노이즈가 포함된다. 그러나, 의사노이즈는 사용자신호에 비하여 약한 플로어노이즈 정도의 신호에 지나지 않기 때문에, 후단회로(90)의 처리에 영향을 미치지 않는다. 또한, 이 의사노이즈를 이용하여 I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)를 교정할 수 있다.
즉, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 위상오차, 진폭오차, DC옵셋오차를 교정하면서, 후단회로(90)가 변환신호 및 직교변환신호를 원하는 대로 처리할 수 있다.
(제2 실시예)
제2 실시예는 제1 실시예의 구성을 보다 구체화한 것이다. 도 7은 제2 실시예의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 직교복조장치의 주요부구성은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 주파수변환부(10)와, I측 직교변환부(100)와, Q측 직교변환부(200)와, 후단회로(90)와, 기준발진기(40)와, 90도 위상변화기(41,42)와, 전환스위치(44,36,38,63)와, 믹서 (46)와, 기준직교변환부(300)와, 감쇠기(34), 합성기 (combiner)(32), 가변위상변화기 (101,201,301,64), M계열발생부(62)와, 검파기 교정부(66)와, 승산기(71,72)와, 적분수단(81,82)와, ADC부(80)와, 제어부(500)로 이루어진다.
주파수변환부(10)는 일반적인 주파수변환기이다. 외부장치로부터 받은 수신신호에 응답하여, 주파수변환부(10)는 그 내부에 구비한 로컬발진기에 의해 수신신호의 주파수를 변환하여, 일정주파수의 중간주파수신호 IF를 출력한다. 또한, 베이스밴드의 대역폭이, 예를 들면, 10MHz이상의 대역폭이 필요하다고 가정하면, 중간주파수신호 IF는 100MHz이상의 비교적 높은 중간주파수가 적용된다.
기준발진기(40)를 이용하여 임의의 다음 기능을 실행한다.
기준발진기(40)는 첫째로, 주파수변환부(10)로부터의 중간주파수신호 IF에 대하여 동기한 관계에서 발진한 동일주파수를 가지는 로컬주파수신호 LF1을 발생하는 경우와, 두번째로, 기준발진기(40)측의 주파수신호를 기준신호로서 외부에 공급하여 동기를 유지하는 경우와, 세번째로, 기준발진기(40)는 후단회로(90)에 I/Q복조분리 어긋남을 분리보정하는 분리보정기능을 구비한 경우에는, 중간주파수신호 IF에 대하여 비동기관계이어도 좋은 경우가 있지만, 어느 쪽의 경우에도 적용한다. 여기서는, 외부장치에 기준발진기(40)의 신호를 공급시켜서, 중간주파수신호 IF와 로컬주파수신호 LF1은 동기관계에 있는 경우로 한다.
후단회로(90)는, I측 직교변환부(100)와 Q측 직교변환부(200)가 출력하는 직교신호에서 얻은 I신호(동상성분)와 Q신호(직교성분)의 베이스밴드신호에 응답하여 소정의 동작을 실시하는 후단장치이다. 또는, 정상적으로 분리된 I신호 및 Q신호를 얻도록, I/Q복조분리 어긋남을 교정하는 디지털 처리기술에 근거한 분리처리기능을 내장하고 있는 것도 있다.
기준직교변환부(300)는 I측 직교변환부(100), Q측 직교변환부(200)와 동일한 내부구성이고, 가변위상변화기(301)를 통하여 로컬주파수신호 LF2를 수신해서 동기검파하고, 이 검파신호(300s)를 검파기교정부(66)를 통하여 한 쪽의 승산기(71)로 공급한다.
I측 직교변환부(100)와 Q측 직교변환부(200)의 내부구성은 동일하고, 서로 직교하는 I신호 및 Q신호를 동기검파하여 각각 출력한다. I측 직교변환부(100)는 직교동기검파한 I신호(100s)를 출력하고, Q측 직교변환부(200)는 직교동기검파한 Q신호(200s)를 출력한다.
직교신호의 하나인 I신호를 검파하는 I측 직교변환부(100)의 내부구성의 일예는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 고주파증폭기(51)와, 가변지연기(52)와, 가변감쇠기(53)와, 직교믹서(54)와, 저역통과필터(55)와, 옵셋가산기(56)와, 버퍼증폭기 (57)로 이루어진다.
고주파증폭기(51)는 상기 주파수변환부(10)로부터의 중간주파수신호 IF를 수신해서 소정으로 증폭하여 버퍼(완충처리)한 IF신호를 출력한다.
가변지연기(52)는 IF신호가 I측과 Q측의 두 직교믹서(54)의 입력단에 동일 타이밍으로 도달하도록 일치조정하는 미량의 가변지연회로로서, 제어부(500)로부터의 지연량제어신호(52c)에 근거하여 미세조정한 IF신호(52s)를 다음 단계로 출력한다.
가변감쇠기(53)는, 출력되는 I출력신호(100s)와 Q출력신호(200s)의 진폭레벨을 조정하도록 설계된다. 제어부(500)로부터의 감쇠량 제어신호(53c)에 근거하여 얻어진, 적당하게 감쇠한 IF신호(53s)를 출력한다. 또한, 감쇠제어 이외에도, 가변이득증폭기를 이용하는 방법도 있다.
직교믹서(54)는, 예를 들면, 프리휠링(freewheeling) 다이오드를 이용한 믹서(승산기)이며, 한 쪽의 입력단에는 상기 가변감쇠기(53)로부터의 타이밍과 진폭레벨이 적당하게 조정된 IF신호(53s)를 수신하고, 다른 쪽의 입력단에는 상기 IF신호 (53s)의 캐리어 주파수와 동일주파수이고, 동일 위상의 로컬주파수신호 LF1을 수신해서, 양자를 주파수변환하여 직교동기검파한 I성분신호(54s)를 출력한다. 또한, 믹서(54)에 의해 출력되는 I성분신호(54s)는, 직교믹서의 언밸런스나 온도변화 등에 수반한 DC옵셋성분이나, 중간주파수신호 IF의 캐리어 주파수와 로컬주파수신호 LF1의 캐리어 주파수 사이에 위상 어긋남에 따른 DC옵셋성분을 포함하고 있다.
저역통과필터(55)는, 캐리어 주파수 이상의 주파수성분을 제거하고, 상기 직교믹서(54)로부터의 I성분신호(54s)만을 통과출력하는 저역통과필터이다. 이 결과, 베이스밴드의 대역폭의 I신호성분과, DC옵셋성분이 중첩한 중첩신호(55s)가 출력된다.
옵셋가산기(56)는, 불필요한 DC옵셋성분을 상쇄하도록 설계되고, 예를 들면, 저항을 통하여 가변직류전압을 인가하는 아날로그가산기로 구성된다, 제어부(500)로부터의 옵셋량 제어신호(56c)에 근거하여, 상기 중첩한 DC옵셋성분과 후단의 버퍼증폭기(57)의 온도변화에 따른 DC드리프트를 상쇄한 옵셋제거 I신호(변환신호) (56s)를 출력한다.
버퍼증폭기(57)는, 상기 옵셋제거 I신호(56s)를 수신해서 버퍼증폭한 동상 성분의 I신호(100s)를 출력한다. 또한, 원한다면, 본 실시예에 관한 구성에서, 이 버퍼증폭기(57)를 제거할 수도 있다.
직교신호의 다른 하나인 Q신호를 검파하는 Q측 직교변환부(200)에 있어서도 상술한 바와 같다. 그러나, 도 7에 나타내는 바와 같이, 기준발진기(40)와 Q측 직교변환부(200) 사이에 90도 위상변화기(42)를 삽입하고 있어서, 로컬주파수신호 LF1을 90도 위상을 이동한 캐리어 주파수로 직교동기검파한다. 이 결과, Q측 직교변환부(200)의 출력단으로부터는 다른 쪽의 직교성분인 Q신호(200s)가 출력된다.
가변위상변화기(101,201,301)는, 제어부(500)으로부터의 제어신호에 따라서, 통과하는 베이스밴드의 캐리어신호인 로컬주파수신호 LF의 전파시간을 원하는대로 미세조정하는 가변지연기이다.
전환스위치(44)는 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신해서, 로컬주파수신호 LF1 또는 로컬주파수신호 LF1을 90도 위상변화기(41)로 정확히 90도 이동시킨 신호 중 어느 한쪽인 로컬주파수신호 LF2를 믹서(46)와 가변위상변화기(301)에 공급한다.
M계열발생수단(62)은, 예를 들면, PRBS(Pseudo Random Binary Sequence)의 긴 주기인 의사랜덤펄스열을 발생하는 패턴발생기이고, 발생한 M계열 의사랜덤펄스신호(62s)를 믹서(46)와 가변위상변화기(64)에 공급한다. 상기 M계열의 주기시간으로서는, 이미 알려져 있지만, 평탄한 랜덤성을 가지고 있지 않으므로, 주기시간의 정수배단위로 측정하는 것이 바람직하다.
믹서(46)는 상기 M계열 발생수단(62)으로부터의 의사랜덤펄스신호(62s)를 중간주파수의 베이스밴드로 변조하여 출력하고, 출력되는 PN신호(46s)는 전환스위치 (36) 및 감쇠기(34)로 공급한다.
감쇠기(34)는 상기 PN신호(46s)를 수신하여, 수신신호에 실제적인 영향을 주지 않는 정도의 미소레벨, 예를 들면, 노이즈레벨(플로어노이즈)정도로 감쇠하여 가산기(32)로 공급한다.
가산기(32)는 주파수변환부(10)로부터의 중간주파수신호 IF의 주된 신호에 대하여, 감쇠기(34)로부터의 미소신호를 중첩합성한 중첩 IF신호(32s)를 출력한다. 이에 의해, 상기 중첩에 관계없이, 외부로부터 입력되는 수신신호는 정상적으로 직교검파되어 후단회로(90)에 공급되게 된다. 즉, 수신신호의 직교검파동작에는 영향을 주지 않는다.
전환스위치(36)는 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신하여, 상기 중첩 IF신호(32s) 또는 PN신호(46s)의 어느 하나를 선택하여 기준직교변환부(300)로 공급한다.
전환스위치(38)는, 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신하여, I측 직교변환부(100)로부터의 I신호(변환신호)(100s) 또는 Q측 직교변환부(200)로부터의 Q신호(직교변환신호)(200s) 중 어느 하나를 선택한 선택 IQ신호(38s)를 검파기교정부 (66)를 통하여 다른 쪽의 승산기(72)로 공급한다. 이 후, 상기 선택IQ신호(38s)의 공급경로를 IQ측이라 부르고, 기준직교변환부(300)의 출력단의 경로를 R측이라 부른다.
전화스위치(63)는 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신해서, M계열발생수단 (62)으로부터의 의사랜덤펄스신호(62s), 또는 일정 "Hi"레벨신호를 선택하여 가변위상변화기(64)로 공급한다.
가변위상변화기(64)는 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신해서, 상기 전환스위치(63)로부터의 의사랜덤펄스신호(62s) 또는 "Hi"레벨신호를 수신해서, 이 전파시간을 원하는대로 미세조정한 지연랜덤펄스신호(64s)를 출력하고, 이 신호를 승산기(71,72)로 공급하는 가변지연기이다.
검파기교정부(66)는 측정계의 교정용 전환스위치와 기준전압원으로 이루어지고, 주로 승산기(71,72)의 온도차이를 교정하도록 설계되며, 교정기능을 선택하는 전환스위치와 교정용 기준전압(Vref) 및 제로전압(Vzero)을 구비하여, 교정하는 동안, 양 승산기의 입력단으로 교정용 기준전압(Vref), 또는 제로전압(Vzero)을 공급한다.
제1 및 제2 승산기(71,72) 각각은, 2신호를 승산하여 출력하는 승산기이고, 상기 지연랜덤펄스신호(64s)를 한 쪽의 입력단에 수신하고, 상기 검파신호(300s)와 선택 IQ신호(38s)를 대응하는 다른 쪽의 입력단에 수신해서, 양자를 승산한 승산신호를 대응하는 제1 및 제2 적분수단(81,82)으로 공급한다.
적분수단(81,82)은 상기 승산신호를 각각 수신해서, 각각 적분한 아날로그 적분전압신호를 ADC부(80)로 공급한다.
ADC부(80)는, 2계통의 AD변환기와 버퍼메모리를 구비하고, 적분된 2계통의 아날로그 적분전압신호를 입력단에서 수신하고, 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신해서, 소정 일정시간마다 각각 샘플링하며, AD변환기로 샘플링된 데이터를 디지털데이터로 변환하고, 변환한 측정데이터를 내부의 버퍼메모리로 순차 저장한다. ADC부(80)의 내부구성을 도 9에 나타낸다. 위상오차보정부(86)는 적분수단(82)으로부터, 진폭오차계측부(87)는 적분수단(81,82)으로부터 신호를 수신해서 위상오차, 진폭오차를 보정한다. 또한, 평균값 계산부(88)는 선택IQ신호(38s)의 평균값을 계산한다.
제어부(500)는, 예를 들면 중앙연산처리장치(CPU)이고, 수신신호의 IQ직교검파가 정상적으로 행해지도록, 수신동작과 동시평행하여 본 발명의 직교검파의 조정제어를 연속적으로 수시실행한다. 본 발명에 의한 주요 제어요소는 전환스위치 (44,36,38,63)와, 검파기교정부(66)와, 가변위상변화기(101,201,301,64)와, 직교변환부(100,200,300) 내에 있는 각각의 가변지연기(52)와 가변감쇠기(53)와 옵셋가산기(56)이다.
다음에, 제2 실시예의 동작을 도 10의 플로우챠트를 이용하여 설명한다. 또한, I측 직교변환부(100) 및 Q측 직교변환부(200)는 수신신호를 연속적으로 수신하는 동작 중인 것으로 가정한다. 그러나, 장치내 온도나 환경온도 변화 등의 경시변화가 있어도, 항상 최선의 수신상태를 계속적으로 유지할 필요가 있다. 특히, 반도체는 온도변화에 의해 운반지연량과 증폭도 등의 모든 특징이 크게 변화한다.
본 발명에 의한 보정제어는, I측과 Q측의 가변위상변화기(101,201) 및 직교변환부(100,200) 내에 구비하는 가변감쇠기(53)와 옵셋가산기(56)에 대해서는, 최초를 제외하고, 최종적으로 얻은 보정량에 근거하여 미세한 보정만이 실시된다. 이러한 이유로, 수신신호에 대한 직교검파의 동작은 수신동작에 영향을 주지 않고 연속적으로 보정할 수 있다.
전체의 처리단계는, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, PN 검파기교정단계, REF교정단계, 위상 0도단계, 지연조정단계, 위상조정단계, 진폭조정단계, DC옵셋조정단계, 위상 90도단계, 및 지연·위상·진폭·DC옵셋조정단계(600)의 반복루프이다. 이들 측정제어는 제어부(500)으로부터의 제어에 의해 실시된다. 여기서, 지연·위상·진폭·DC옵셋조정단계(600)는 상기 지연조정단계, 위상조정단계, 진폭조정단계, 및 DC옵셋조정단계와 처리내용이 동일하다.
우선, 도 10(a)에 나타내는 「PN검파기교정」단계는, 새로 구비하는 R측과 IQ측의 2계통의 측정계에 대한 교정을 실시한다. 즉, 검파기교정부(66)를 교정측으로 전환하고, 전환스위치(63)는 규정의 "Hi"레벨신호를 양 승산기(71,72)의 한 쪽의 입력단으로 각각 공급하여 교정을 실시한다. 첫째로, 제로전압(Vzero)을 양 승산기(71,72)의 다른 쪽의 입력단으로 공급하여 ADC부(80)로 측정하고, 측정데이터값을 R측 및 IQ측의 제로전압옵셋으로 하여 각각 저장 보존한다. 둘째로, 교정용 기준전압(Vref)을 양 승산기(71,72)의 다른 쪽의 입력단으로 공급하여 ADC부(80)로 측정하여, R측 및 IQ측의 측정데이터값에 대하여, 대응하는 R측 및 IQ측 제로전압옵셋을 감산한 값을 교정용기준전압(Vref)의 교정값으로 하여 보존하고, 사용에 제공한다.
상기 교정에 의해서, 현재의 장치내 온도에 대하여 R측과 IQ측의 2계통의 측정계에 대한 교정이 완료된다.
다음에, 도 10(a)에 나타내는 「REF교정」단계는, 기준직교변환부(300)를 기준상태로 세트한다. 이 처리단계를 도 10(b)에 나타낸다. 이 처리단계에 의해, 기준직교변환부(300)에 관한 가변위상변화기(301), 가변지연기(52), 가변감쇠기(53), 옵셋가산기(56)를 기준상태로 세트한다.
우선, 「PN 입력」단계는 전환스위치(36)를 a측으로 전환하여 PN신호(46s)를 기준직교변환부(300)로 공급한다.
다음에, 「지연·위상·진폭·DC옵셋조정」단계(600)는, 지연조정, 위상조정, 진폭조정, 및 DC옵셋조정으로 이루어진다. 이 제1에서부터 제4까지의 조정단계의 각각을 설명한다.
제 1 지연조정은, PN신호를 입력으로서 수신해서, 기준직교변환부(300) 내부에 있는 가변지연기(52)(도 8참조)의 지연량을 M계열 발생수단의 예를들면 1주기시간마다 변화하여 순차적으로 측정한다. 즉, 기준직교변환부(300)으로부터 출력되는 검파신호(300s)와 가변위상변화기(64)로부터의 지연랜덤펄스신호(64s)를 승산기 (71) 로 승산하고, 소정 정수로 적분한 직류신호를 AD변환하고, AD변환한 측정데이터를 메모리에 순차저장한다. 이것에 의해 얻어진 측정데이터군의 플롯예를 도 11에 나타낸다. 도 11D가 측정데이터군의 플롯이다. 이 절대치에 있어서 최대값을 나타내는 위치(도 11F 참조)가 조정총괄 기준위치로서 구해진다. 이 조정위치로 되는 값을 기억하고, 가변지연기(52)를 다시 세트한다. 또한, 측정데이터의 취득방법에 있어서, 상기와 같이 가변지연기(52)의 지연량을 순차 올림순으로 소정단위량 변화시켜 측정하는 방법에서는, 측정회수가 증가하여 측정시간이 증가한다. 본 조정단계에서는, 최대값이 얻어지면 좋으므로, 상기 취득방법을 대신하여, 예를 들면, 수사구간을 1/2로 분할하는 바이너리 서치 방법과 같이, 측정데이터의 값이 커지는 방향에 대해서만 이산적으로 수사하는 비트서치방법으로 행하여도 좋다. 이 경우는 측정회수를 대폭으로 삭감할 수 있어서, 단시간으로 조정을 완료할 수 있다.
제 2 위상조정은, PN신호를 입력으로서 수신해서, 기준직교변환부(300)로 공급하는 가변위상변화기(301)의 위상량을 변화하여, 상술한 바와 동일하게 순차측정하여 메모리로 순차저장한다. 이들에 의해 얻어진 측정데이터 가운데에서, 절대값의 최대값을 나타내는 위치가 위상조정해야 할 기준위치로서 구해진다. 이 조정위치로 되는 값을 기억하여, 가변위상변화기(301)를 다시 세트하고 위상조정이 완료된다.
제3 진폭조정은, PN신호를 입력으로 하여 수신해서, 기준직교변환부(300) 내부에 있는 가변감쇠기(53)의 감쇠량을 제어하여, 얻어지는 측정데이터의 진폭값이 미리 정한 진폭값이 되도록 한다. 즉, 가변감쇠기(53)의 감쇠량을 변화시켜 측정데이터를 취득하고, 얻어진 측정데이터의 값이 미리 정한 진폭값으로 되는 값을 기억하고, 가변감쇠기(53)의 감쇠량을 다시 세트하여 진폭조정을 완료한다.
제4 DC옵셋조정은, M계열발생수단(62)의 동작을 멈춘 상태로 한 PN신호, 즉, 무신호를 입력으로서 수신하여, 기준직교변환부(300) 내부에 있는 옵셋가산기 (56)로의 옵셋제어량을 제어하여, 얻어진 측정데이터가 제로값으로 되는 옵셋제어량을 기억하고, 다시 세트하여 DC옵셋조정을 완료한다.
다음에, 「IF 입력」단계에서는, 전환스위치(36)를 b측으로 전환하여 중첩 IF신호(32s)를 기준직교변환부(300)로 공급한다. 이 중첩 IF신호(32s)에는 극히 미약한 PN신호가 중첩되어 있어서, 이 미약한 PN신호를 사용하여 조정한다.
다음에, 「지연조정」단계는, 중첩 IF신호(32s)를 조정대상의 입력신호로 하여 수신해서, 기준직교변환부(300) 내부에 있는 가변지연기(52)의 지연량을 M계열발생수단의, 예를 들면, 1주기에 대해서 복수 주기시간의 단위마다, 순차 변화하여 측정한다. 이것은 중첩 IF신호(32s)에 중첩되어 있는 극히 미약한 PN신호를 명료하게 검출가능하게 하는 방법으로는 시간이 걸리는 방법이다.
여기서, 미약한 PN신호의 검출과 동기관계에 대해서, 도 12를 참조하여 설명한다. 승산기(71)에서 승산한 출력신호는 거의 수신신호에 의한 미지의 진폭성분이고, 또한 플러스 측과 마이너스 측으로 크게 진동하고 있다(도 12A,E참조). 그러나, 그 평균값을 취하면, 부정의 랜덤상태이기는 하지만, 정해진 것의 0값을 상하로 하고 있다(도 12C,G참조). 다시, 이것을 소망하는 장기간에 대하여 적분하면 거의 일정한 기울기의 직류성분이 얻어지게 된다(도 12D,H참조). 이 직류성분에 있어서, M계열의 랜덤패턴과는 동기관계에서 승산된 도 12(b)의 경우는 얻어지는 직류성분은 크고(도 12H 참조), 반대로 비동기관계에서 승산된 도 12(a)의 경우는 얻어지는 직류성분은 작아지게(도 12D참조) 된다. 이 특징적인 작용을 이용하여, 동기위치 또는 동기에 인접한 상태에 있는가를 검출가능하게 된다. 즉, 동기한 관계에서 동기승산되는 경우는, 검출신호로서 부상(浮上)이 큰 직류성분이 얻어지고, 반대로, 동기가 어긋난 상태의 경우는 작은 직류성분으로서 얻어진다. 또한, 미지의 입력신호에 대하여는, 플러스 및 마이너스 측으로 큰 진폭이 발생되지만, 비동기관계이기 때문에, 적분하면 거의 제로레벨의 상태로 된다.
상기 특징적인 검출작용을 이용하여, 지연조정단계에서는, 가변지연기(52)의 지연량을 변화하여(또는 바이너리서치 방법에 의해) 1측정마다, 장기간에 대하여 측정을 행하고, 이 기간을 적분한 신호를 상술한 바와 같이 AD변환하여 메모리에 순차 저장한다. 이것에 의해 미약한 PN신호를 검출대상으로 한 위상어긋남이 검출 측정되고, 얻어진 측정데이터 가운데에서, 절대값의 최대값을 나타내는 위치가 해당 PN신호를 대상으로 하는 조정해야 할 기준위치로서 얻어진다. 이 조정위치로 되는 값을 기억하고, 가변지연기(52)를 다시 세트하는 것으로 지연조정이 완료된다.
다음에, 「위상조정」단계는, 중첩IF신호(32s)를 조정대상의 입력신호로서 수신해서, 기준값 직교변환부(300)로 공급하는 가변위상변화기(301)의 위상량을 변화시켜, 상술한 바와 같이 장기간을 단위로 하여 순차측정한다. 이 경우, 기준발진기(40)의 위상을 0도와 90도로 교대로 전환하여 각각 측정을 실시한다. 이것에 의해 얻어진 측정데이터 가운데에서, 기준발진기(40)의 위상이 0도인 경우에 절대값의 최대값을 나타내는 위치가 신호 (32s)의 위상오차를 조정해야 할 기준위치이고, 반대로, 기준발진기 (40)의 위상이 90도인 경우에 절대값의 최소값을 나타내는 위치가 상기 위상오차를 조정해야 할 기준위치이며, 양쪽의 측정에 의해 기준위치를 높은 정밀도로 구한다. 이 조정위치로 되는 값을 기억하여, 가변위상변화기(301)를 다시 세트하는 것으로 위상조정을 완료한다.
상기 조정에 의해서, 현재의 장치내 온도에 있어서의 기준직교변환부(300)에 대한 기준으로 하는 조정이 완료된다.
다음에, 도 10(a)에 나타내는 「위상 0도」단계는 I측 직교변환부(100)를 조정한다. 이를 위해, 기준직교변환부(300)를 I측 직교변환부(100)와 동일위상으로 전환한다. 즉, 전환스위치(44)를 b측으로 전환하여 로컬주파수신호 LF1을 사용한다. 또한, 기준직교변환부(300)의 입력신호는 전환스위치(36)를 b측으로 전환하여, I측 직교변환부(100)와 동일한 중첩 IF신호(32s)를 공급하여 둔다. 또한, 측정계를 I측 직교변환부(100)로 전환해 두기 위해, 전환스위치(38)는 a측으로 전환하여, I신호(100s)를 승산기(72)로 공급하여 둔다.
그런데, I측 직교변환부(100) 및 Q측 직교변환부(200)는 연속적으로 수신동작 중이면서, 상술한 기준직교변환부(300)의 조정과 같이, 각 조정요소의 조정량을 순차 변화시켜, 서치측정하는 측정방법은 실시할 수 없다.
따라서, I측 직교변환부(100) 및 Q측 직교변환부(200)를 연속적으로 수신동작을 행함과 동시에 교정할 필요가 있지만, 그 교정순서는 제1 실시예와 동일하다.
또한, 본 발명의 구성수단은 상술한 실시예에 한하는 것은 아니다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 주파수변환부(10)를 구비하고 있지 않은 장치의 경우에서도 실시할 수 있다. 또한, 기준발진기(40)로서는 중간주파수신호 IF를 수신해서, 이 반송파의 위상에 동기하여 발진하는 PLL구성의 로컬발진기로 한 구성이어도 된다.
또한, M계열 발생수단(62)과 수신신호의 주기시간에 있어서, 거의 일치하는 주기시간관계 또는 거의 동기한 주기관계로 되는 경우가 적용하는 수신신호에 의해서는 드물게 발생한다. 이 경우, 측정데이터의 분산이 발생하거나, 측정오차가 발생하거나 하여, 보정동작이 예정된 수렴시간 (converging time)에 수렴하지 않는 경우가 있다. 이와 같은 것이 염려되는 수신신호를 대상으로서 적용하는 경우에는, 적어도 2종류의 다른 주기시간의 의사랜덤펄스열을 발생하는 발생형태를 구비시키는 구성수단이 있다. 예를 들면, 첫번째로 부호계열의 발생주기수를 변화시키거나, 또는 두번째로 사용하는 클록 원의 주파수를 변화시켜 다른 주기시간을 발생시킨다. 이것에 의해서, 만약 수렴시간이 길게 걸릴 경우에 있어서는, 다른 쪽의 주기시간으로 전환하는 것으로 수렴이 용이하게 된다.
또한, 위에서는, 구체적인 예로서 직교신호를 입력신호로서 수신해서, 위상, 지연, 진폭, DC옵셋의 4항목의 모두를 보정제어하는 경우로 설명하였지만, 상기 4항목 이외의 적어도 어느 1개의 보정항목을 보정대상으로서 보정하는 실시예도 좋다. 예를 들면, 위상차이만을 보정대상으로 하거나, 진폭차이나, DC옵셋차이를 보정대상으로서 적용하여도 좋다.
또한, 측정계로서 승산기(71,72)의 2계통을 구비하는 경우를 실시하고 있지만, 소망에 의해, 1계통의 측정계를 이용하여 서로 전환하여 실시하는 구성도 실현가능하다. 또한, M계열발생수단(62)을 대신해서, 다른 랜덤한 발생수단을 이용하여도 좋다.
(제3 실시예)
제3 실시예에 관한 직교복조장치는 제1 실시예에 비하여, 사용자신호변환부 (400)에 의해, 변환신호에 있어서의 사용자신호를 제거하는 점이 다르다. 제1 실시예와 동일한 부분은 동일부호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 13에 제3 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타낸다.
사용자신호변환부(400)는, I신호변환부(100)와 동일한 구성이다, 단, 로컬신호 L3와 사용자신호를 혼합하여 변환사용자신호를 출력한다. 여기서, 중요한 점은, 사용자신호를 혼합하는 것이고, 의사노이즈 중첩신호를 혼합하는 것은 아니라는 것이다.
감산기(77)는 I신호변환부(100)의 출력으로부터 사용자신호변환부(400)의 출력인 변환사용자신호를 감산한다. 직교감산기(78)는 Q신호변환부(200)의 출력으로부터 사용자신호변환부(400)의 출력인 변환사용자신호를 감산한다. 감산기(77) 및 직교감산기(78)의 감산결과는 제1 승산기(72) 및 직교승산기(74)에 입력되고, 의사노이즈와 승산된다.
또한, 직교감산기(78)는 감산기(77)에, 직교승산기(74)는 제1 승산기(72)에, 직교적분기(84)는 제1 적분기(82)에 일체화할 수 있다. 그 경우의 구성을 도 14에 나타낸다. 즉, 전환스위치(76)를 설치하고, 감산기(77)측의 단자(76c)를, I신호변환부(100)측의 단자(76a) 또는 Q신호변환부(200)의 단자(76b)에 접속되도록 한다.
또한, 도 13, 14의 양쪽의 경우에 한하지만, 가산기(32)와 의사노이즈혼합승산기(46)의 사이에 ALC(automatic level controller)를 설치하여도 좋다.
다음에, 본 발명의 제3 실시예의 동작을 설명한다. 동작순서는 도 4에 나타낸 것과 거의 동일하므로, 도 4를 참조하여 설명한다. 단, 제3 실시예에 있어서는, 기준신호변환부(300)는 없으므로, 기준신호변환부의 교정(S10)은 실시하지 않는다.
우선, I신호변환부(100)의 위상오차의 교정을 실시한다(S12). I신호변환부 (100)의 출력하는 변환신호는 도 5의 (1)식과 같고, 사용자신호변환부(400)의 출력인 변환사용자신호는 도 15의 (1')식과 같다. 즉, 도 5의 (1)식으로부터 P(t)항을 제거한 것으로 된다. 따라서, 감산기(77)에 의해, 변환신호로부터 변환사용자신호를 감산하면, maP(t)cosθ만큼으로 된다. 다음에, 제1 실시예와 동일하게 I신호변환부(100)의 위상오차의 교정이 실시된다.
단, 제1 실시예와 다른 점은, 제1 승산기(72)에는 사용자신호의 성분이 입력되지 않는다. 제1 실시예의 제1 승산기(72)에는, 비교적 큰 사용자신호와, 비교적 작은 의사노이즈를 포함한 변환신호가 입력된다. 따라서, 변환신호에 의사노이즈를 승산하는 경우에, 사용자신호에 좌우되기 쉽게 된다. 그러나, 제3 실시예에서는 제1 승산기(72)에는 사용자신호의 성분이 입력되지 않아서, 보다 정밀도 높은 교정이 가능하게 된다.
또한, Q신호변환부(200)의 위상오차의 교정도 동일하게 행할 수 있다.
다음에, I신호변환부(100)의 진폭오차의 교정을 실시한다(S14). 진폭오차계측부(87)는, I신호변환부(100)의 위상오차가 제거된 경우의 제1 적분기(82)의 출력 mag를, 진폭오차 및 위상오차가 없다고 가정한 경우의 제1 적분기(82)의 출력 ag로 나누어서, 진폭오차 m을 구한다. 또한, ag는 승산기, ALC 등이 충분히 교정되어 있다면 규정값으로 되므로, 예측가능하다. 또한, 진폭오차의 보정은 제1 실시예와 동일하다.
또한, Q신호변화부(200)의 진폭오차의 교정도 동일하게 행한다.
마지막으로, I신호변환부(100)의 DC옵셋오차의 교정을 실시한다(S16). 이것은 제1 실시예와 동일하다.
본 발명의 제3 실시예에 의하면, 제1 실시예와 동일하게, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 위상오차, 진폭오차, DC옵셋오차를 교정하면서, 후단회로 (90)이 변환신호 및 직교변환신호에 소망의 처리를 실시한다.
또한, 제1 승산기(72)에는 사용자신호의 성분이 입력되지 않음으로써, 제1 실시예에 비교하여, 보다 높은 정밀도의 교정이 실시된다.
(제4 실시예)
제4 실시예는 제3 실시예의 구성을 보다 구체화한 것이다. 도 16은 제4 실시예의 구성을 나타내는 블록도이다. 대략, 제2 실시예와 동일한 구성이므로, 동일한 부분에는 동일부호를 부여하여 설명을 생략한다.
전환스위치(36)는, 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신해서, IF신호나, PN신호(46s)의 어느 쪽을 선택하여 사용자신호변환부(400)로 공급한다.
감산기(77)는 선택 IQ신호(38s)로부터 사용자신호변환부(400)의 출력인 검파신호(300s)를 감산한다.
승산기(72)는 감산기(77)의 출력과 지연랜덤펄스신호(64s)를 승산하여 출력한다.
ADC부(80)의 내부구성을 도 17에 나타낸다. 위상오차보정부(86) 및 진폭오차계측부(87)는 적분수단(82)로부터 신호를 수신해서 위상오차, 진폭오차를 보정한다. 또한, 평균값계산부(88)는 선택 IQ신호(38s)의 평균값을 계산한다.
또한, 제4 실시예의 동작은 제1 실시예 및 제3 실시예와 동일하다.
(제5 실시예)
제5 실시예에 관한 직교복조장치는, 제1 실시예에 비하여, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 출력을 승산, 적분한 것을 종축, 횡축에 취한 결과를 기초로 교정을 실시하는 점에서 다르다. 제1 실시예와 동일한 부분은 동일부호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 18에 제5 실시예에 관한 직교복조장치의 구성을 나타낸다.
위상변화기(33)는 의사노이즈혼합승산기(46)의 출력의 위상을 변화시킨다. 오차계측부(89)는 적분기(82) 및 직교적분기(84)의 출력을 종축,횡축에 취한 결과를 기초로 오차를 계측한다. 또한, 오차의 교정을 실시하여도 좋다.
또한, 직교승산기(74)는 승산기(72)에, 직교적분기(84)는 적분기(82)에 일체화할 수 있다. 그 경우의 구성을 도 19에 나타낸다. 즉, 전환스위치(76)를 설치하고, 제1 승산기(72)측의 단자(76c)를, I신호변환부(100)측의 단자(76a) 또는 Q신호변환부(200)의 단자(76b)에 접속하도록 한다.
다음에, 본 발명의 제5 실시예의 동작을 설명한다. 또한, 제5, 제6 실시예에 있어서는, θ는 위상변화기(33)가 위상을 변화시키는 양을 나타내고, ψ는 위상오차를 나타낸다.
의사노이즈 혼합승산기(46)에 의해, 의사노이즈 P(t)는 로컬신호 L4에 혼합되고, P(t)cosωt로 된다. 다음에, 위상변화기(33)가 위상을 변화시켜서, P(t)cos(ωt+θ)로 된다. 이것이, 가산기(32)에 입력된다.
I신호변환부(100)에는 저역통과필터(55)가 있고, 저역통과필터(55)는 적분요소이기도 하다. 따라서, I신호변환부(100)가 출력하는 변환신호의 P(t)성분은, 도 20의 식(8)과 같이 된다. Q신호변환부(200)에도 저역통과필터(55)가 있고, 저역통과필터(55)는 적분요소이다. 따라서, Q신호변환부(200)가 출력하는 변환신호의 P(t)성분은, 도 20의 식(9)와 같이 된다. 또한, 식(9)에서, 식(8)의 cosωt를 sinωt로 대체한 것으로 되어 있는 것은 I신호변환부(100)의 출력의 위상과 Q신호변환부(200)의 출력의 위상을 직교시키기 때문이다.
여기서, θ(위상변화기(33)가 위상을 변화시키는 양)= 0으로 한다. 그러면, 식(8)은 식(10)으로, 식(9)는 식(11)로 치환된다. 또한, 저역통과필터(55)의 적분구간은, P(t)의 주기보다도 충분히 짧고, cosωt주기보다도 충분히 긴 것으로 한다. 즉, 식(8)은 I신호변환부(100)가 출력하는 신호의 P(t)항, 식(11)은 Q신호변환부(200)가 출력하는 신호의 P(t)항으로 된다. I신호변환부(100) 및 Q신호변환부 (200)의 출력의 P(t)항만이, 제1 적분기(82), 직교적분기(84)의 출력에 남은 것은, 제1 실시예에서도 밝힌 것으로, I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)의 출력의 P(t)항만을 고려한다.
식(10)에 나타내는 신호가, 승산, 적분되면, 정해진 정수(C라 한다)로 된다. 식(11)에 나타내는 신호가, 승산, 적분되면, 0으로 된다. sin의 적분은 충분히 적분구간이 길다면, 0으로 되기 때문이다. 이 결과를, 제1 적분기(82)의 출력을 횡축, 직교적분기(84)의 출력을 종축으로 정한다면, 도 21(a)(θ=0도 참조)에 나타내는 바와 같은 것으로 된다.
동일하게, θ=90도로 하면, 식(8)은 식(12)로, 식(9)는 식(13)으로 치환된다. 식(12)에 나타내는 신호가, 승산, 적분되면, 0으로 된다. sin의 적분은 충분히 적분구간이 길다면, 0으로 되기 때문이다. 식(13)에 나타내는 신호가, 승산, 적분되면, C로 된다. 충분히 긴 구간에서 적분하면, sin2의 적분은 cos2의 적분과 동일값으로 되기 때문이다. 이 결과를, 제1 적분기(82)의 출력을 횡축, 직교적분기(84)의 출력을 종축으로 정하면, 도 21(a)(θ=90도 참조)에 나타내는 바와 같이 된다.
동일하게, θ=45도로 하면, 식(8)은 식(14)로, 식(9)는 식(15)로 치환된다. 식(14)에 나타내는 신호가, 승산, 적분되면, C/로 된다. sin의 적분은 충분히 적분구간이 길다면 0으로 되기 때문이다. 식(15)에 나타내는 신호가, 승산, 적분되면 -C/로 된다. 이 결과를, 제1 적분기(82)의 출력을 횡축, 직교적분기(84)의 출력을 종축으로 정하면, 도 21(a)에 나타내는 바와 같이 된다.
이와 같이, 만일 I신호변환부(100) 및 Q신호변환부(200)에 오차가 없다면, 제1 적분기(82)의 출력을 횡축, 직교적분기(84)의 출력을 종축으로 취한다면, 도 21(a)에 나타내는 바와 같이, 원으로 된다. 그러나, I신호변환부(100)에 진폭오차 m1(진폭을 m1배 시킨다), Q신호변환부(200)에 진폭오차 m2(진폭을 m2배 시킨다)가 있다면, 도 21(b)에 나타내는 바와 같은 타원으로 된다. 또한, I신호변환부(100)에 DC옵셋오차 I0, Q신호변환부(200)에 DC옵셋오차 Q0가 있고, I신호변환부(100)에 위상오차 ψ가 있다면, 도 21(c)와 같은 타원으로 된다. 그래서, θ를 여러가지로 변경하여, 그 경우의 제1 적분기(82)의 출력을 횡축, 직교적분기(84)의 출력을 종축으로 취하여, DC옵셋오차, 위상오차, 진폭오차를 구할 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, I신호변환부 (100) 및 Q신호변환부(200)의 위상오차, 진폭오차, DC옵셋오차를 교정하면서, 후단회로(90)가 변환신호 및 직교변환신호에 원하는 처리를 실시할 수 있다.
(제6 실시예)
제6 실시예는 제5 실시예의 구성을 보다 구체화한 것이다. 도 22는 제6 실시예의 구성을 나타내는 블록도이다.
위상변화기(33)는 PN신호(46s)의 위상을 변화시켜서 출력한다. ADC부(80)는 적분수단(82)의 출력으로부터, 위상오차, 진폭오차, DC옵셋오차를 교정한다.
또한, 제6 실시예의 동작은, 제2 실시예 및 제5 실시예와 동일하다.
(제7 실시예)
제7 실시예는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제5 실시예를 기초로 하여, 제3 실시예의 특징인 사용자신호변환부(400), 감산기(77) 및 직교감산기(78)를 부가한 것이다. 제5 실시예에서 설명한 바와 같이, I신호변환부(100)(Q신호변환부(200))의 출력의 P(t)항만을 사용한다. 따라서, 제3 실시예와 같이 사용자신호변환부(400), 감산기(77) 및 직교감산기(78)를 사용하여, I신호변환부(100)(Q신호변환부(200))의 출력의 P(t)항만을 감산기(77)(직교감산기(78))로부터 출력시켜도 좋다. 또한, 승산기(72)(직교승산기(74))에는 사용자신호의 성분이 입력되지 않는 것에 의해, 높은 정밀도의 교정을 행할 수 있다.
또한, 직교감산기(78)는 감산기(77)에, 직교승산기(74)는 승산기(72)에, 직교적분기(84)는 적분기(82)에 일체화할 수 있다. 이 경우의 구성을 도 24에 나타낸다. 즉, 전환스위치(76)를 설치하고, 감산기(77)측의 단자(76c)를, I신호변환부 (100)측의 단자(76a) 또는 Q신호변환부(200)의 단자(76b)에 접속하도록 한다.
(제8 실시예)
제8 실시예는 제7 실시예의 구성을 보다 구체화한 것이다. 도 25는 제8 실시예의 구성을 나타내는 블록도이다.
전환스위치(36)는, 제어부(500)로부터의 제어신호를 수신해서, IF신호 또는 PN신호(46s)의 어느 하나를 선택하여 사용자신호변환부(400)에 공급한다.
감산기(77)는 선택 IQ신호(38s)로부터 사용자신호변환부(400)의 출력인 검파신호(300s)를 감산한다.
승산기(72)는 감산기(77)의 출력과 지연랜덤펄스신호(64s)를 승산하여 출력한다.
또한, 제 8의 실시예의 동작은 제2의 실시예 및 제7의 실시예의 동작과 동일하다.
본 발명에 의하면, 신호변환부의 위상오차, 진폭오차, DC옵셋오차 등을 교정하면서도, 신호변환부가 출력하는 변환신호에 원하는 처리를 실시할 수 있다.

Claims (37)

  1. 사용자신호와 의사노이즈를 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산수단;
    상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환수단;
    상기 변환신호와 상기 의사노이즈를 승산하여 상관신호를 출력하는 제1 승산수단; 및
    상기 상관신호를 적분하여 출력하는 제1 적분수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  2. 제1항에 있어서, 진폭오차 및 위상오차 없이, 상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 상기 로컬신호를 혼합하여 기준변환신호를 출력하는 기준신호변환수단;
    상기 의사노이즈와 상기 기준변환신호를 승산한 기준상관신호를 출력하는 제2 승산수단; 및
    상기 기준상관신호를 적분하여 출력하는 제2 적분수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 신호변환수단의 진폭오차를 보정하는 진폭오차보정수단; 및
    상기 신호변환수단이 출력한 상기 변환신호의 평균을 구하는 평균값 계산수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 적분수단의 상기 출력이 소정값이 되도록 상기 신호변환수단에 부여하는 상기 로컬신호의 위상을 조절하는 위상오차보정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 적분수단의 상기 출력의 하나인 상기 소정값을 상기 제2 적분수단의 출력에 의해 나눈 값에 근거하여 진폭오차를 구하는 진폭오차계측수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 소정값은 상기 제1 적분수단의 최대출력값인 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 의사노이즈가 상기 사용자신호보다 작은 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 의사노이즈가 플로어노이즈와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교로컬신호와 상기 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호변환수단;
    상기 직교변환신호와 상기 의사노이즈를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산수단; 및
    상기 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 직교승산수단은 상기 제1 승산수단과 공통이고,
    상기 직교적분수단은 상기 제1 적분수단과 공통이며,
    상기 신호변환수단 및 직교신호변환수단 중 어느 한 쪽을 상기 직교승산수단에 접속하는 접속전환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 의사노이즈와 상기 로컬신호를 혼합하여 상기 가산수단에 출력하는 의사노이즈 혼합수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 사용자신호와 소정 로컬주파수의 상기 로컬신호를 혼합하여 변환사용자신호를 출력하는 사용자신호변환수단;
    상기 변환신호로부터 상기 변환사용자신호를 감산하여 상기 제1 승산수단에 공급하는 감산수단을 더 포함하고,
    상기 제1 승산수단이 상기 감산수단의 출력과 상기 의사노이즈를 승산하여 상관신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  13. 제12항에 있어서, 진폭오차 및 위상오차가 없다고 가정할 경우 얻어지는 상기 제1 적분수단의 예측된 출력값으로 상기 제1 적분수단의 상기 출력의 하나인 소정값을 나눈 값에 근거하여 진폭오차를 구하는 진폭오차 계측수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 소정값이 상기 제1 적분수단의 최대출력값인 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 신호변환수단의 진폭오차를 보정하는 진폭오차 보정수단; 및
    상기 신호변환수단이 출력한 상기 변환신호의 평균을 구하는 평균값 계산수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제1 적분수단의 출력이 최대로 되도록, 상기 로컬신호의 위상을 조절하여 상기 신호변환수단에 공급하는 위상오차 보정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 의사노이즈가 상기 사용자신호보다 작은 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 의사노이즈가 플로어노이즈와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교 로컬신호와 상기 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호 변환수단;
    상기 직교변환신호로부터 상기 변환사용자신호를 감산하는 직교감산수단;
    상기 직교감산수단의 출력과 상기 의사노이즈를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산수단; 및
    상기 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 직교승산수단은 상기 제1 승산수단과 공통이고,
    상기 직교적분수단은 상기 제1 적분수단과 공통이며,
    상기 신호변환수단 및 상기 직교신호 변환수단의 어느 한 쪽을 상기 직교승산수단에 접속하는 접속전환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  21. 제12항에 있어서, 상기 의사노이즈와 상기 로컬신호를 혼합하여 상기 가산수단에 출력하는 의사노이즈 혼합수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  22. 의사노이즈의 위상을 변화시켜서 출력하는 위상변화수단;
    사용자신호와 상기 위상변화수단의 출력을 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산수단;
    상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환수단;
    상기 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교 로컬신호와 상기 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호 변환수단;
    상기 의사노이즈와 상기 변환신호를 승산하여 상관신호를 출력하는 승산수단;
    상기 의사노이즈와 상기 직교변환신호를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산수단;
    상기 상관신호를 적분하여 출력하는 적분수단; 및
    상기 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 적분수단 및 상기 직교적분수단의 출력에 근거하여, DC옵셋오차, 위상오차 및 진폭오차를 계측하는 오차계측수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 오차계측수단이 상기 DC옵셋오차, 상기 위상오차 및 상기 진폭오차 중 하나 이상을 무시하고, 무시하지 않은 오차를 계측하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 의사노이즈가 상기 사용자신호보다 작은 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 의사노이즈가 플로어노이즈와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  27. 제22항에 있어서, 상기 의사노이즈와 상기 로컬신호를 혼합하여 상기 가산수단에 출력하는 의사노이즈 혼합수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  28. 제22항에 있어서, 상기 직교승산수단은 상기 승산수단과 공통이고,
    상기 직교적분수단은 상기 적분수단과 공통이며,
    상기 신호변환수단 및 상기 직교신호 변환수단 중 어느 한 쪽을 상기 직교승산수단에 접속하는 접속전환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  29. 제22항에 있어서, 상기 사용자신호와 소정 로컬주파수의 상기 로컬신호를 혼합하여 변환사용자신호를 출력하는 사용자신호 변환수단;
    상기 변환신호로부터 상기 변환사용자신호를 감산하여 승산수단으로 공급하는 감산수단; 및
    상기 직교변환신호로부터 상기 변환사용자신호를 감산하여 직교승산수단에 공급하는 직교감산수단을 더 포함하고,
    상기 승산수단이 상기 감산수단의 출력과 상기 의사노이즈를 승산하여 얻은 상관신호를 출력하고,
    상기 직교승산수단이 상기 직교감산수단의 출력과 상기 의사노이즈를 승산하여 얻은 직교상관신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 직교복조장치.
  30. 사용자신호와 의사노이즈를 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계;
    상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계;
    상기 변환신호와 상기 의사노이즈를 승산한 상관신호를 출력하는 제1 승산단계; 및
    상기 상관신호를 적분하여 출력하는 제1 적분단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조방법.
  31. 제30항에 있어서, 진폭오차 및 위상오차 없이, 상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 상기 로컬신호를 혼합하여 기준변환신호를 출력하는 기준신호변환단계;
    상기 의사노이즈와 상기 기준변환신호를 승산하여 기준상관신호를 출력하는 제2 승산단계;
    상기 기준상관신호를 적분하여 출력하는 제2 적분단계;
    상기 신호변환단계의 진폭오차를 보정하는 진폭오차보정단계; 및
    상기 신호변환단계로부터 출력된 상기 변환신호의 평균을 구하는 평균값 계산단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조방법.
  32. 의사노이즈의 위상을 변화시켜서 출력하는 위상변화단계;
    사용자신호와 상기 위상변화단계의 출력을 가산한 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계;
    상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계;
    상기 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교 로컬신호와 상기 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호변환단계;
    상기 의사노이즈와 상기 변환신호를 승산하여 상관신호를 출력하는 승산단계;
    상기 의사노이즈와 상기 직교변환신호를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산단계;
    상기 상관신호를 적분하여 출력하는 적분단계; 및
    상기 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조방법.
  33. 제32항에 있어서, 서로 직교하는 I축과 Q축을 제공하는 단계;
    상기 적분단계의 출력을 상기 I축 또는 Q축 중 한 쪽에, 상기 직교적분단계의 출력을 상기 I축 또는 Q축의 다른 쪽에 할당하는 단계;
    상기 I축과 상기 Q축에 의해 정의된 좌표를 통과하는 타원을 그리는 단계; 및
    상기 타원의 형상으로부터 DC옵셋오차, 위상오차 및 진폭오차를 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교복조방법.
  34. 사용자신호와 의사노이즈를 가산하여 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계;
    상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계;
    상기 변환신호와 상기 의사노이즈를 승산하여 상관신호를 출력하는 제1 승산단계; 및
    상기 상관신호를 적분하여 출력하는 제1 적분단계를 포함하는 직교복조방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 지시프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체.
  35. 제34항에 있어서, 상기 직교복조방법이,
    진폭오차 및 위상오차 없이, 상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 상기 로컬신호를 혼합하여 기준변환신호를 출력하는 기준신호 변환단계;
    상기 의사노이즈와 상기 기준변환신호를 승산한 기준상관신호를 출력하는 제2 승산단계;
    상기 기준상관신호를 적분하여 출력하는 제2 적분단계;
    상기 신호변환수단의 진폭오차를 보정하는 진폭오차 보정단계; 및
    상기 신호변환단계로부터 출력된 상기 변환신호의 평균을 구하는 평균값 계산단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체.
  36. 의사노이즈의 위상을 변환시켜서 출력하는 위상변화단계;
    사용자신호와 상기 위상변화단계의 출력을 가산한 의사노이즈 중첩신호를 출력하는 가산단계;
    상기 의사노이즈 중첩신호와 소정 로컬주파수의 로컬신호를 혼합하여 변환신호를 출력하는 신호변환단계;
    상기 로컬신호의 위상을 90도 이동하여 얻은 직교로컬신호와 상기 의사노이즈 중첩신호를 혼합하여 직교변환신호를 출력하는 직교신호 변환단계;
    상기 의사노이즈와 상기 변환신호를 승산하여 상관신호를 출력하는 직교승산단계;
    상기 의사노이즈와 상기 직교변환신호를 승산하여 직교상관신호를 출력하는 직교승산단계;
    상기 상관신호를 적분하여 출력하는 적분단계; 및
    상기 직교상관신호를 적분하여 출력하는 직교적분단계를 포함한 직교복조방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 지시프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체.
  37. 제36항에 있어서, 상기 직교복조방법이,
    서로 직교하는 I축과 Q축을 제공하는 단계;
    상기 적분단계의 출력을 상기 I축 또는 Q축 중 한 쪽에, 상기 직교적분단계의 출력을 상기 I축 또는 Q축의 다른 쪽에 할당하는 단계;
    상기 I축과 상기 Q축에 의해 정의된 좌표를 통과하는 타원을 그리는 단계; 및
    상기 타원의 형상으로부터 DC옵셋오차, 위상오차 및 진폭오차를 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에 의해 판독가능한 기록매체.
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