KR20000068083A - Receiver for independent sideband signals - Google Patents

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마티스하인쯔크리스티안
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

독립 측파대 신호(independent sideband signal)를 위한 수신기는 교대로 계수(C1에서 CN-1,C0에서 CN)가 영(zero)이 아닌 각각의 실수 저역 통과 필터를 포함하는 복소 FIR 필터 구조(56)에 적용되는 수신 신호의 디지털화된 직교 관계의 영(zero) IF형들을 만들기 위한 수단(30내지 54)을 포함한다. FIR 필터 구조는 도3(미도시)에서 더 자세하게 설명된다. 각각의 상측파대와 하측파대(USB, LSB)는 각 필터 출력의 합과 차를 구함으로써 복원된다. 각각의 측파대 신호(USB, LSB)는 RAM(58)에 저장되고 저장된 신호가 재생될 필요가 있게될 때 확장되고, 등화되고, 오디오 변환기(64)에 공급되는 아날로그 신호로 변환된다.The receiver for the independent sideband signal alternately contains a complex FIR filter containing each real lowpass filter whose coefficients (C 1 to C N-1 , C 0 to C N ) are nonzero Means 30-54 for making digitized orthogonal zero IF forms of the received signal applied to the structure 56. The FIR filter structure is described in more detail in FIG. 3 (not shown). Each of the upper and lower bands (USB, LSB) is recovered by finding the sum and difference of the respective filter outputs. Each sideband signal USB, LSB is stored in RAM 58 and is expanded, equalized, and converted into an analog signal supplied to audio converter 64 when the stored signal needs to be reproduced.

Description

독립 측파대 신호를 위한 수신기{Receiver for independent sideband signals}Receiver for independent sideband signals

독립 측파대 신호(independent sideband signal: ISB)는 두 개의 독립된 단측파대 신호로 구성되어 있다. 따라서 이것의 기저대역 표현에 있어서 ISB 신호는 복소 신호이다. 오직 복소 표현만이 네거티브 주파수를 포지티브 주파수와 구별되게 하여준다. 가끔 측파대 중에서 단 하나만이 동시에 관여된다. 전통적으로, 측파대 중의 하나를 실수 신호로 구하기 위한 세 가지의 다른 방법들이 아날로그 영역에 존재한다. 세가지 방법은 필터 방법, 페이징 방법 및 위버 방법(Weaver method)이다. 디지털 영역에서는, 대개 위상 방법의 동등성이 적용된다. 요구되어지는 광대역 90°이동은 힐버트 변환(Hilbert transform)에 의해서 이루어질 수 있다.An independent sideband signal (ISB) consists of two independent single sideband signals. Thus, in its baseband representation, the ISB signal is a complex signal. Only complex representations distinguish negative frequencies from positive frequencies. Sometimes only one of the sidebands is involved at the same time. Traditionally, three different methods exist in the analog domain to obtain one of the sidebands as a real signal. Three methods are the filter method, the paging method, and the Weaver method. In the digital domain, the equivalence of the phase method usually applies. The required broadband 90 ° shift can be achieved by the Hilbert transform.

힐버트 변환은 포지티브 주파수들을 -90°(뒤짐을 유도하는)만큼 그리고 네거티브 주파수들을 90°(앞섬을 유도하는)만큼 이동시킨다. 복소 신호의 허수 부분은 90°만큼 실수 부분보다 뒤진다. 만약 복소 신호의 허수 부분이 힐버트 변환되면, 네거티브 주파수들이 0°위상 이동을 보이는 반면에 이것의 포지티브 주파수들은 -180°위상 이동을 보인다. 신호의 원 실수 부분(original real part)을 힐버트 변환된 부분에 더하는 것은 기저대역 표현에서 상측파대(upper side band: USB)에 의해 표현되는 포지티브 주파수를 상쇄시킨다. 다른 쪽의 하측파대(lower side band: LSB)에 의해서 표현되는 네거티브 주파수들은 구조적으로 합산한다. 유사하게, 힐버트 변환된 허수 부분이 실수 부분으로부터 감하여지면, LSB는 상쇄하고 USB가 얻어진다. 실제로, 힐버트 변환의 실질적인 이행에서 유도되는 지연은 실수 신호 경로에서 보상되어져야 한다. 대칭적인 Nth차수 FIR 접근법은 N/2의 일정한 그룹 지연을 가지며, 이것은 실수 선로 경로에서 쉽게 유도되어질 수 있다.The Hilbert transform shifts the positive frequencies by -90 ° (inducing backwards) and the negative frequencies by 90 ° (inducing leading edges). The imaginary part of the complex signal lags behind the real part by 90 °. If the imaginary part of the complex signal is Hilbert transformed, the negative frequencies show 0 ° phase shift while its positive frequencies show -180 ° phase shift. Adding the original real part of the signal to the Hilbert transformed part cancels the positive frequency represented by the upper side band (USB) in the baseband representation. The negative frequencies represented by the lower side band (LSB) are structurally summed. Similarly, if the Hilbert transformed imaginary part is subtracted from the real part, the LSB cancels out and USB is obtained. In practice, the delay induced in the actual implementation of the Hilbert transform must be compensated for in the real signal path. The symmetric N th order FIR approach has a constant group delay of N / 2, which can be easily derived from the real line path.

첨부된 도면의 도 1은 힐버트 변환 FIR 필터(10)에 기초한 이러한 접근법을 도시한다. 도 1에서, 직교 관련된 실수와 허수 측파대 신호 I 및 Q는 각각의 동위상과 직교 위상 경로에 각각 적용된다.1 of the accompanying drawings illustrates this approach based on the Hilbert transform FIR filter 10. In Figure 1, the orthogonal real and imaginary sideband signals I and Q are applied to each in-phase and quadrature phase path, respectively.

힐버트 변환 FIR 필터(10)는 직교 위상 경로에 제공되며 각각이 Z-1의 지연을 유도하는, N개가 직렬로 연결된 지연단계(D1, D2, D3, D4 ... D(N-2), D(N-1), D(N))를 포함한다. 곱셈기(M0, M1, M2, M3 ... M(N-2), M(N-1), M(N))는 제 1 지연단계(D1)의 입력과 모든 지연 단계(D1에서 D(N))의 출력에 각각 연결된다. 계수(c0, c1, c2, c3... c(N-2), c(N-1), cN)들은 곱셈기(M0에서 M(N))에 각각 적용된다.The Hilbert transform FIR filter 10 is provided in the quadrature phase path, each of which induces a delay of Z −1 , with N in series connected delay steps D1, D2, D3, D4 ... D (N-2), D (N-1), D (N)). The multipliers M0, M1, M2, M3 ... M (N-2), M (N-1), M (N) are input of the first delay step D1 and all delay steps D1 to D ( N)) is connected to each output. The coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 ... c (N-2) , c (N-1) , c N are applied to the multipliers M0 to M (N), respectively.

곱셈기(M0에서 M(N))에 의해서 만들어진 곱들은 합산 수단(12)에서 더하여지고 출력(14)에 나타난다.The products made by the multipliers M0 to M (N) are added at summing means 12 and appear at the output 14.

동위상 경로는 실수 I 신호를 N/2 만큼 지연시키기 위한 지연 장치(16)를 포함한다.The in-phase path includes a delay device 16 for delaying the real I signal by N / 2.

출력(14)의 신호는 지연 장치(16)로부터의 신호와 신호 결합 단계(18)에서 더하여져 대역 통과 필터(22)에서 여과된 LSB 신호를 제공한다. 출력(14)의 신호는 지연장치(16)에서의 신호로부터 신호 차감 단계(20)에서 감하여져 대역 통과 필터(24)에서 여과된 USB 신호를 제공한다.The signal at output 14 is added in signal combining step 18 with the signal from delay device 16 to provide the LSB signal filtered at band pass filter 22. The signal at output 14 is subtracted from the signal at delay device 16 in signal subtraction step 20 to provide a USB signal filtered by band pass filter 24.

대안으로써 힐버트 변환이 신호의 허수 부분 대신에 신호의 실수 부분에서 이루어질 수도 있다. 그 다음에 LSB와 USB를 위한 출력이 교환된다. 힐버트 변환 FIR 필터의 차수 N은 원하지는 않지만 필요한 측파대 억압에 의존한다. 이상적인 힐버트 변환은 N을 충분히 크게 선택함으로써만 정확히 근접될 수 있는 이상적인 브릭월(brickwall) 필터와 다소 유사하다. 근사치는 특히 0 Hz 근처에서 있는데, 위상 응답은 90°에서 -90°로 점프한다. 이것은 저주파수에 대한 원하지 않는 측파대의 억압이 대역의 나머지와 비교하여 매우 높지는 않은 것을 의미한다.Alternatively, the Hilbert transform may be made at the real part of the signal instead of the imaginary part of the signal. The outputs for the LSB and USB are then swapped. The order N of the Hilbert transform FIR filter is not desired but depends on the required sideband suppression. The ideal Hilbert transform is somewhat similar to an ideal brickwall filter that can only be accurately approximated by selecting N large enough. The approximation is particularly near 0 Hz, with the phase response jumping from 90 ° to -90 °. This means that the suppression of unwanted sidebands for low frequencies is not very high compared to the rest of the band.

대역 통과 필터(22,24)는 대역외 잡음과 임의의 잔존하는 반송파 잡음을 억압하기 위해서 필요하다.Band pass filters 22 and 24 are needed to suppress out-of-band noise and any residual carrier noise.

본 발명은 압축된 아날로그 음성 샘플들을 포함할 수 있는, 독립 측파대 신호를 수신하고 복조하기 위한 수신기에 관한 것이다. 이러한 수신기는 음성 페이징 시스템에서 사용될 수도 있다.The present invention relates to a receiver for receiving and demodulating independent sideband signals, which may include compressed analog speech samples. Such a receiver may be used in a voice paging system.

도 1은 ISB 신호를 복조하는 종래 방법의 개략적 블럭도.1 is a schematic block diagram of a conventional method for demodulating an ISB signal.

도 2는 본 발명에 따라 만들어진 수신기의 일실시예의 개략적 블럭도.2 is a schematic block diagram of one embodiment of a receiver made in accordance with the present invention;

도 3은 각각의 측파대를 복조하기 위한 FIR 필터 배열의 개략적 블럭도.3 is a schematic block diagram of an FIR filter arrangement for demodulating each sideband.

도 4는 ISB 음성 신호의 스펙트럼.4 is a spectrum of an ISB speech signal.

도 5A, 도 5B, 및 도 5C는 각각 저역 통과 필터 계수에서 유도된 저역 통과 필터와, USB 필터와, LSB 필터의 예의 특징들을 설명하는 그래프.5A, 5B, and 5C are graphs illustrating characteristics of examples of a low pass filter derived from a low pass filter coefficient, a USB filter, and an LSB filter, respectively.

도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타내기 위해서 사용된다.Like reference numerals in the drawings are used to indicate like parts.

본 발명의 목적은 ISB 신호의 측파대를 복원할 때의 복잡도를 감소시키기 위한 것이다.It is an object of the present invention to reduce the complexity of restoring the sidebands of an ISB signal.

본 발명의 한 측면에 따라, 독립 측파대(ISB) 신호를 위한 수신기가 제공되는데, 본 수신기는 변조된 ISB 신호를 위한 입력과, 직교 관계의 영(zero) IF ISB 신호를 제공하기 위한 수단과, 상측파대와 하측파대 신호를 각각 생성하기 위하여 상기 영(zero) IF ISB 신호를 복조하기 위한 복조 수단을 포함하고, 상기 복조 수단은 교대로 영이 아닌 계수를 가지는 제 1 및 제 2 실수 디지털 필터와, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터의 출력의 합을 하측파대 신호로 구하기 위한 결합 수단과, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터의 출력 사이의 차를 상측파대 신호로 구하기 위한 차감 수단을 포함한다.In accordance with one aspect of the present invention, a receiver for an independent sideband (ISB) signal is provided, the receiver comprising: an input for a modulated ISB signal, and means for providing an orthogonal zero IF ISB signal; Demodulation means for demodulating the zero IF ISB signal to generate an upper sideband signal and a lower sideband signal, respectively, wherein the demodulation means alternately comprise first and second real digital filters having non-zero coefficients; Coupling means for obtaining a sum of outputs from the first and second filters as a lower band signal, and subtraction means for obtaining a difference between outputs from the first and second filters as an upper band signal.

본 발명은 독립 측파대(ISB) 신호를 위한 수신기를 제공하는데, 본 수신기는 변조된 ISB 신호를 위한 입력과, 직교 관계의 영 IF ISB 신호를 제공하기 위한 수단과, 상측파대와 하측파대 신호를 각각 생성하기 위하여 상기 영 IF ISB 신호를 복조하기 위한 복조 수단을 포함하고, 상기 복조 수단은 상기 제 1 및 제 2 실수 필터의 입력으로 영 IF ISB 신호의 동위상과 직교 위상 성분을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 실수 필터와, 상기 제 1 및 제 2 실수 필터의 출력에 연결된 제 1 및 제 2 입력과 상기 독립 측파대 신호들 중의 하나를 제공하기 위한 출력을 구비하는 합산 수단과, 상기 제 1 필터의 출력에서 상기 제 2 필터의 출력을 감산하기 위하여 상기 제 1 및 제 2 실수 필터의 출력에 각각 연결된 제 1 및 제 2 입력과 독립 측파대의 다른 하나를 제공하기 위한 출력을 구비하는 차감 수단을 포함한다.The present invention provides a receiver for an independent sideband (ISB) signal, the receiver comprising an input for a modulated ISB signal, means for providing an orthogonal zero IF ISB signal, and an upper sideband and a lower sideband signal. Demodulation means for demodulating the zero IF ISB signal to generate, respectively, wherein the demodulation means comprises an in-phase and quadrature phase component of the zero IF ISB signal, respectively, as inputs of the first and second real filters; Summing means having first and second real filters, first and second inputs coupled to outputs of the first and second real filters, and outputs for providing one of the independent sideband signals, and the first An output for providing another of the independent sidebands with the first and second inputs connected to the output of the first and second real filters, respectively, to subtract the output of the second filter from the output of the filter. Compared comprises a subtracting means.

직교 관계의 신호 경로 양쪽에 실수 필터를 제공하면, 수신기의 복잡도는 특히, 임의의 대역외 잡음과 임의의 잔존하는 반송파 신호를 제거하기 위한 대역 통과 필터를 요구하지 않으므로써 감소된다. 이것은 ISB 필터링 배열로 구성되어 있는 원하는 주파수 응답에 의해서 가능하게 된다.Providing a real filter on both sides of the orthogonal signal path reduces the complexity of the receiver, in particular by not requiring a band pass filter to remove any out-of-band noise and any remaining carrier signal. This is made possible by the desired frequency response, which consists of an ISB filtering arrangement.

본 발명은 관심있는 대역에 집중함으로써, 힐버트 변환이 곤란함을 나타내는 0 Hz 부근에서 이상적인 위상 점프를 발생시키기 위하여 시도하는 데에 노력이 낭비될 필요가 없는 사실에 근거를 두고 있다.The present invention is based on the fact that by concentrating on the band of interest, no effort is wasted in trying to produce an ideal phase jump around 0 Hz, which indicates that the Hilbert transform is difficult.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 제 1 및 제 2 실수 필터는 각각의 필터가 직렬로 연결된 N(N은 정수)개의 지연 단계를 포함하는 디지털 필터를 포함하는데, 상기 제 1 필터의 홀수번 단계 출력이 계수들이 각각 적용되는 각각의 곱셈기에 연결되며, 상기 곱셈기의 출력이 합계 신호를 합산 수단의 출력으로써 제공하는 합산 수단에 연결되고, 제 2 필터의 제 1 단계 입력과 짝수번 단계 출력이 계수가 각각 적용되는 각각의 곱셈기에 연결되며, 상기 곱셈기의 출력은 합계 신호를 출력으로써 제공하는 합산 수단에 연결되는 것을 특징으로 한다. 상기 제 1 및 제 2 필터의 곱셈기에 적용되는 계수들은 그것들이 복소 필터에서 유도되지만 실수이다.In an embodiment of the present invention, the first and second real filters include a digital filter including N (N is an integer) delay stages in which each filter is connected in series, and outputs odd-numbered steps of the first filter. These coefficients are each connected to a respective multiplier to which they are applied, and the output of the multiplier is connected to a summation means for providing a sum signal as the output of the summation means, and the first step input and the even-numbered step output of the second filter are And each output of the multiplier is connected to a summation means for providing a sum signal as an output. The coefficients applied to the multipliers of the first and second filters are real, although they are derived in the complex filter.

본 발명의 두 번째 측면에 따라 교대로 영이 아닌 계수를 가지는 제 1 및 제 2 실수 디지털 필터와, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터 출력의 합을 구하기 위한 결합 수단과, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터의 출력 사이의 차를 구하기 위한 차감 수단을 포함하는 ISB 필터가 제공된다.First and second real digital filters having alternating non-zero coefficients in accordance with a second aspect of the invention, combining means for obtaining a sum of outputs from the first and second filters, and the first and second filters An ISB filter is provided that includes a subtraction means for finding the difference between the outputs from.

이제 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예를 들어서 기술된 것이다.The invention is now described by way of example with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 수신기는 대역 통과 필터(32)에 결합된 안테나(30)와 믹서(36)의 제 1 입력측에 rf 증폭기(34)를 포함한다. 제 1 국부 발진기(38)는 믹서(36)의 제 2 입력에 결합되고 입력 신호를 제 1 IF 신호로 주파수 하향 변환하는데 이용된다. 제 1 IF 신호는 대역 통과 필터(40)에서 여과되고 제 2 국부 발진기(44)에서 유도된 신호를 이용하여 믹서(42)에서 더 낮은, 제 2 IF 신호로 주파수 하향 변환된다. 10kHz 부근의 주파수를 가지는 제 2 IF 신호는 신호의 대역폭을 감소시키고 모든 dc 성분을 제거하는 반-에일리어스(anti-alias) 필터(46)에 적용되고 그 출력은 제 2 IF를 4배로 조작하는 A/D 변환기(48)에서 디지털화 된다. 디지털화된 신호는 곱셈기(50,52) 및 90°위상 이동된 출력을 발생하는 주파수 소스(54)를 이용하여 직교 관련된 실수와 허수 기저 대역 신호 I 및 Q로 주파수 하향 변환된다. I 및 Q 출력은 도 3을 참조하여 나중에 더 자세하게 설명될 FIR 필터 배열(56)에 적용된다. 배열(56)로부터의 출력은 각각 상측파대 신호와 하측파대 신호(USB와 LSB)를 포함한다. 이것은 사용자에 의해서 판독되는 것에 대비하여 RAM(58)에 저장된다. USB와 LSB 신호를 판독할 때, 이것은 음성 메시지를 재조립하고, 피치를 조정하고 진폭 요동을 보정하는 확장/등화 단계(60)에 적용된다. 재조립된 메시지는 D/A 컨버터(62)에서 아날로그 신호로 변환되고 출력은 오디오 변환기(64)에 적용된다.Referring to FIG. 2, the receiver includes an antenna 30 coupled to the band pass filter 32 and an rf amplifier 34 on the first input side of the mixer 36. The first local oscillator 38 is coupled to the second input of the mixer 36 and used to frequency downconvert the input signal to the first IF signal. The first IF signal is filtered in bandpass filter 40 and frequency downconverted to a lower, second IF signal in mixer 42 using the signal derived in second local oscillator 44. A second IF signal with a frequency around 10 kHz is applied to an anti-alias filter 46 which reduces the bandwidth of the signal and removes all dc components and its output quadruples the second IF. Is digitalized in the A / D converter 48. The digitized signal is frequency downconverted into quadrature-related real and imaginary baseband signals I and Q using multipliers 50 and 52 and a frequency source 54 generating a 90 ° phase shifted output. The I and Q outputs are applied to the FIR filter arrangement 56, which will be described in more detail later with reference to FIG. The output from array 56 includes an upper band signal and a lower band signal USB and LSB, respectively. This is stored in RAM 58 in preparation for being read by the user. When reading the USB and LSB signals, this applies to an extension / equalization step 60 that reassembles the voice message, adjusts the pitch and corrects amplitude fluctuations. The reassembled message is converted into an analog signal at the D / A converter 62 and the output is applied to the audio converter 64.

도 3에 도시된 FIR 필터 배열(56)은 I 및 Q 신호를 각각 처리하는 2개의 실수 저역 통과 필터를 포함한다.The FIR filter arrangement 56 shown in FIG. 3 includes two real low pass filters that process the I and Q signals, respectively.

I 신호 경로의 경우, 필터는 직렬로 연결된 지연 단계 (DI1,DI2 ... DI(N))를 포함한다. 곱셈기(M1, M3, M(N-3), M(N-1))는 홀수번 지연 단계(DI1, DI3 ... DI(N-3), DI(N-1))의 출력에 결합된다. 실수 계수(c1, c3... cN-3및 cN-1)는 곱셈기(M1, M3 ... M(N-3), M(N-1)) 각각에 적용된다. 산출된 곱의 결과들은 출력(14A)을 구비하는 합산 단계(12A)에서 결합된다.For the I signal path, the filter includes a series of delay stages (DI1, DI2 ... DI (N)). Multipliers M1, M3, M (N-3) and M (N-1) are coupled to the outputs of odd-delay steps DI1, DI3 ... DI (N-3), DI (N-1) do. The real coefficients c 1 , c 3 ... c N-3 and c N-1 are applied to each of the multipliers M1, M3 ... M (N-3), M (N-1). The results of the calculated product are combined at summing step 12A with output 14A.

Q 신호 경로에서, 필터는 직렬로 연결된 지연 단계(DQ1,DQ2 ... DQ(N-2), DQ(N-1), DQ(N)), 곱셈기(M0, M2, M4 ... M(N-2), M(N)) 및 곱셈기로부터의 출력들을 결합하고 출력신호를 출력(14B)에 제공하기 위한 합산 단계(12B)를 포함한다는 점에서 유사성을 갖는다. 그러나 차이점은 곱셈기(M0 ... M(N))가 제 1 지연 단계(DQ1)의 입력 및 짝수번 지연 단계(DQ2, DQ4 ... DQ(N-2), DQ(N))의 출력에 연결된다는 것이다. 또한 실수 계수(c0, c2, c4... cN-2, cN)가 다른 필터의 곱셈기에 적용되는 계수와는 서로 다르다.In the Q signal path, the filter is connected in series with delay stages (DQ1, DQ2 ... DQ (N-2), DQ (N-1), DQ (N)), multipliers (M0, M2, M4 ... M (N-2), M (N)) and similarities in that it includes a summing step 12B for combining the outputs from the multiplier and providing the output signal to the output 14B. However, the difference is that the multiplier M0 ... M (N) is the input of the first delay step DQ1 and the output of the even-numbered delay steps DQ2, DQ4 ... DQ (N-2), DQ (N). Is connected to. Also, the real coefficients (c 0 , c 2 , c 4 ... c N-2 , c N ) are different from the coefficients applied to the multipliers of other filters.

도 1과 비교할 때, 도 3은 각각이 일련의 지연 단계를 구비하는 2개의 실수 저역 통과 필터를 갖지만 필터당 곱셈기의 수는 도 1에 도시된 힐버트 필터에서 사용되는 차수(order)의 절반이다. 2개의 실수 저역 통과 필터를 구비함으로써, 곱셈기의 총 개수는 힐버트 필터에서 사용되는 것보다 많지 않고 합산 단계(14A,14B)로부터의 출력은 필요한 추가적인 대역 통과 필터링이 전혀 없이 도 1에 보여진 배열을 이용하여 이용될 수 있다.Compared with FIG. 1, FIG. 3 has two real low pass filters, each with a series of delay steps, but the number of multipliers per filter is half the order used in the Hilbert filter shown in FIG. By having two real lowpass filters, the total number of multipliers is no more than that used in the Hilbert filter and the output from summing steps 14A, 14B uses the arrangement shown in Figure 1 without any additional bandpass filtering required. Can be used.

ISB 신호들은 종종 오디오 신호인데, 그 주파수 영역은 대략 100 또는 200 Hz에서 시작하여의 총 대역폭을 통합하는 kHz 영역에까지 이른다. 만약 계수{c0, c1, ... , cN}를 갖는 Nth차수 FIR 필터가의 차단 주파수를 갖는 저역 통과 주파수 응답을 갖는다면,에서까지의 관심있는 대역폭에서, LSB와 USB를 유도하는 필터는 도 3에서 도시된 것과 동일한 계수로 쉽게 구성될 수 있으며, 여기서는 필터의 샘플링 주파수이다. 그러므로 도 3에 도시된 필터의 필터 차수는 동일한 원하지 않는 측파대 감쇠를 위한 힐버트 변환의 필터 차수보다 더 작다. I 및 Q를 위한 두 개의 필터가 사용되더라도, 여전히 N+1 곱셈만 수행되어져야 한다. 더 낮은 차수 N을 갖는다는 것은 더 적은 덧셈과 곱셈이 필요하고, 회로의 그룹 지연이 더 작다는 것을 의미한다. 더욱이, 예를 들면 잡음 정형을 위한 추가적인 필터링이 이러한 접근법을 사용하여 회피될 수 있다.ISB signals are often audio signals, the frequency range starting at approximately 100 or 200 Hz Extends to the kHz region, incorporating the total bandwidth. If a th th order FIR filter with coefficients {c 0 , c 1 , ..., c N } If you have a low pass frequency response with a cutoff frequency of in At the bandwidth of interest up to, the filter inducing LSB and USB can be easily configured with the same coefficients as shown in FIG. Is the sampling frequency of the filter. Therefore, the filter order of the filter shown in FIG. 3 is smaller than the filter order of the Hilbert transform for the same unwanted sideband attenuation. Even if two filters for I and Q are used, only N + 1 multiplication should still be performed. Having a lower order N means less addition and multiplication is needed and the group delay of the circuit is smaller. Moreover, additional filtering, for example for noise shaping, can be avoided using this approach.

실수 저역 통과 필터는 아래의 수학식 1에서와 같이 지수 함수와 FIR 필터의 계수를 혼합함으로써 복소 대역 통과 필터를 유도하기 위하여 사용될 수 있다.The real low pass filter may be used to derive a complex band pass filter by mixing the exponential function and the coefficients of the FIR filter as in Equation 1 below.

여기서,는 복소 대역 통과 FIR 필터의 계수이고,는 원 저역통과 FIR 필터의 kth계수이고,는 혼합 또는 이동 주파수이고,는 샘플링 주파수이고, ρ는 임의의 위상이다. ρ를 수학식 2의 배수로 선택함으로써 필터의 진폭 응답은 불변으로 남게 된다.here, Is the coefficient of the complex bandpass FIR filter, Is the k th coefficient of the original lowpass FIR filter, Is the mixing or moving frequency, Is the sampling frequency and p is an arbitrary phase. By choosing p as a multiple of Equation 2, the amplitude response of the filter remains unchanged.

그러므로 수학식 1은 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.Therefore, Equation 1 may be expressed as Equation 3.

다음 수학식 4의 특별한 경우는 수학식 5와 같은 USB 필터의 계수가 된다.A special case of the following Equation 4 is the coefficient of the USB filter as shown in Equation 5.

유사하게, 수학식 6과 같이 네거티브 방향으로 필터 응답을 이동시키면 우리는 수학식 7과 같은 LSB 필터의 계수를 얻는다.Similarly, moving the filter response in the negative direction as shown in Equation 6 yields the coefficients of the LSB filter as shown in Equation 7.

그러므로 USB와 LSB를 결정하는 두 계수의 세트는 각각 수학식 8 및 수학식 9 이다.Therefore, the set of two coefficients that determine USB and LSB are Equations 8 and 9, respectively.

and

이다. 두 가지 특별한 특성이 관측될 수 있다. 첫째로, 각 계수는 실수 또는 허수이지만 혼합되지 않는다. 둘째로, USB 및 LSB 필터에 대한 계수의 세트는 다만 매 두 번째 위치에서 그 부호에서만 서로 다르다. 허수 계수만이 반전 부호를 가진다. 이러한 특성들을 이용한 것이 결국 도 3에 도시된 것과 같은 구조가 된다.to be. Two special characteristics can be observed. First, each coefficient is real or imaginary but not mixed. Second, the set of coefficients for the USB and LSB filters differ only in their sign at every second position. Only imaginary coefficients have inverted signs. Using these characteristics results in a structure as shown in FIG.

한 예를 들면, N=8을 만드는 특별한 경우에, 원하지 않는 측파대 억압의 40 dB는 16번째 차수의 FIR 필터를 저역 통과 필터로서 적용함으로써 얻어질 수 있다는 것을 알게 되었다. 그 필터는 에퀴리플(equiripple) 접근법을 사용하여 디자인 되어져왔다.As an example, in the special case of making N = 8, it has been found that 40 dB of unwanted sideband suppression can be obtained by applying a 16 th order FIR filter as a low pass filter. The filter has been designed using an equiripple approach.

설명을 위하여 도 4는 ISB 신호의 예를 설명하는 것이고 조사에 의해서 USB와 LSB가 다르다는 것을 알 수 있을 것이다.For illustrative purposes, FIG. 4 illustrates an example of the ISB signal and it will be appreciated that the USB and LSB are different from each other by investigation.

도 5A는 N=16, fs=6.4kHz 및 f=1.6kHz인 경우에 표준 저역 통과 필터의 주파수 응답을 예시하는 것이다.5A illustrates the frequency response of a standard low pass filter when N = 16, f s = 6.4 kHz and f = 1.6 kHz.

도 5B와 도 5C는 각각 저역 통과 필터 계수로부터 유도된 USB 필터와 LSB 필터의 주파수 응답을 예시한다.5B and 5C illustrate the frequency response of the USB filter and LSB filter derived from the low pass filter coefficients, respectively.

ISB 필터는 AM - SSB 신호가 존재하는 어느 곳에나 응용될 수 있다. ISB 필터는 FPGA에서 프로그래밍 되고 상업화된 부품으로 하드웨어에서 구현될 수 있거나 또는 특별 주문의 ASIC 또는 DSP에서 작동하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다.The ISB filter can be applied wherever the AM-SSB signal is present. ISB filters can be implemented in hardware as components programmed and commercialized in FPGAs, or as software running on custom ASICs or DSPs.

본 명세서를 참조함으로써, 당업자에게 있어서 다양한 변경은 자명하다. 이러한 변경은 ISB 수신기 및 필터와 그 부품들의 설계, 제작 및 사용에서 있어서 이미 알려져 있고 본 명세서에서 이미 설명된 특징 대신에 또는 거기에 추가하여 사용될 수 있는 다른 특징들을 포함할 수 있다.By referring to this specification, various changes are apparent to those skilled in the art. Such modifications may include other features that are already known in the design, manufacture, and use of ISB receivers and filters and their components that may be used instead of or in addition to the features already described herein.

본 발명에 따라서 음성 페이징 시스템과 같은 독립 측파대 통신 시스템이 제공된다.In accordance with the present invention there is provided an independent sideband communication system such as a voice paging system.

Claims (8)

독립 측파대(ISB: independent sideband) 신호를 위한 수신기가 변조된 측파대(ISB) 신호를 위한 입력과, 직교 관계의 영 IF ISB 신호(quadrature related zero IF ISB signal)를 제공하기 위한 수단과, 상측파대와 하측파대 신호를 각각 생성하기 위하여 상기 영 IF ISB 신호를 복조하기 위한 복조 수단을 포함하고,Means for providing a receiver for an independent sideband (ISB) signal, an input for a modulated sideband (ISB) signal, a quadrature related zero IF ISB signal, Demodulation means for demodulating the zero IF ISB signal to produce a waveband and a lowerband signal, respectively, 상기 복조 수단은 교대로 영(zero)이 아닌 계수를 가지는 제 1 및 제 2 실수 디지털 필터와, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터의 출력의 합을 하측파대 신호로 구하기 위한 결합 수단과, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터의 출력 사이의 차를 상측파대 신호로 구하기 위한 차감 수단을 포함하는 독립 측파대 신호를 위한 수신기.The demodulation means includes first and second real digital filters having alternating non-zero coefficients, combining means for obtaining a sum of outputs from the first and second filters as a lower band signal, and the first A subtraction means for subtracting the difference between the outputs from the first and second filters into a high sideband signal. 독립 측파대(ISB) 신호를 위한 수신기가, 상기 변조된 ISB 신호를 위한 입력과, 상기 직교 관계의 영 IF ISB 신호를 제공하기 위한 수단과, 상측파대와 하측파대 신호를 각각 생성하기 위하여 상기 영 IF ISB 신호를 복조하기 위한 복조 수단을 포함하고,A receiver for an independent sideband (ISB) signal, means for providing an input for the modulated ISB signal, means for providing the orthogonal zero IF ISB signal, and for generating the upper sideband and the lower sideband signals, respectively; Demodulation means for demodulating an IF ISB signal, 상기 복조 수단은 제 1 및 제 2 실수 필터로서, 상기 제 1 및 제 2 실수 필터의 입력이 상기 영 IF ISB 신호의 동위상 성분 및 직교 위상 성분을 각각 포함하는, 상기 제 1 및 제 2 실수 필터와,The demodulation means are first and second real filters, wherein the inputs of the first and second real filters comprise in-phase components and quadrature components of the zero IF ISB signal, respectively; Wow, 상기 제 1 및 제 2 실수 필터의 출력에 연결된 제 1 및 제 2 입력과 독립 측파대 신호들 중의 하나를 제공하기 위한 출력을 구비하는 합산 수단과,Summing means having an output for providing one of the independent sideband signals and the first and second inputs coupled to the outputs of the first and second real filters; 상기 제 1 필터의 출력에서 상기 제 2 필터의 출력을 감산하기 위하여 상기 제 1 및 제 2 실수 필터의 출력에 각각 연결된 제 1 및 제 2 입력과 상기 독립 측파대 중 다른 하나를 제공하기 위한 출력을 구비하는 차감 수단을 포함하는 독립 측파대 신호를 위한 수신기.An output for providing another of the independent sidebands and the first and second inputs respectively connected to the outputs of the first and second real filters to subtract the output of the second filter from the output of the first filter; A receiver for an independent sideband signal comprising a subtraction means. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 실수 필터는 교대로 계수가 영(zero)이 아닌 디지털 필터인 것을 특징으로 하는 독립 측파대 신호를 위한 수신기.3. The receiver of claim 2 wherein the first and second real filters are alternating digital filters whose coefficients are not zero. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 실수 필터는 각각의 필터가 직렬로 N(N은 정수)개 연결된 지연 단계를 포함하는 디지털 필터를 포함하고,3. The digital filter of claim 2, wherein the first and second real filters comprise a digital filter comprising a delay step in which each filter is connected in series with N (N is an integer), 상기 제 1 필터의 홀수번 단계 출력은 계수들이 각각의 적용되는 각각의 곱셈기에 연결되며, 상기 곱셈기의 출력은 합계 신호를 출력으로 제공하는 합산 수단에 연결되며,The odd-numbered step output of the first filter is connected to each multiplier to which coefficients are applied respectively, and the output of the multiplier is connected to a summation means for providing a sum signal as an output 상기 제 2 필터의 제 1 단계 입력과 짝수번 단계 출력은 계수가 각각 적용되는 각각의 곱셈기에 연결되며, 상기 곱셈기의 출력은 합계 신호를 출력으로써 제공하는 합산 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 독립 측파대 신호를 위한 수신기.An independent side, characterized in that the first stage input and the even-numbered stage output of the second filter are connected to respective multipliers to which coefficients are respectively applied, and the output of the multiplier is connected to a summation means providing a sum signal as an output. Receiver for the band signal. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 필터의 곱셈기에 적용되는 상기 계수는 실수인 것을 특징으로 하는 독립 측파대 신호를 위한 수신기.5. The receiver of claim 4 wherein said coefficients applied to the multipliers of said first and second filters are real. ISB 필터에 있어서, 교대로 영(zero)이 아닌 계수를 갖는 상기 제 1 및 제 2 실수 디지털 필터와, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터의 출력의 합을 구하기 위한 결합 수단과, 상기 제 1 및 제 2 필터로부터의 출력 사이의 차를 구하기 위한 차감 수단을 포함하는 ISB 필터.An ISB filter comprising: first and second real digital filters having alternating non-zero coefficients, combining means for obtaining a sum of outputs from the first and second filters, and the first and An ISB filter comprising subtraction means for finding the difference between the outputs from the second filter. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 실수 필터는 각각의 필터가 직렬로 N(N은 정수)개 연결된 지연 단계를 포함하는 디지털 필터를 포함하고,7. The method of claim 6, wherein the first and second real filters comprise a digital filter comprising a delay step in which each filter is connected in series with N (N is an integer), 상기 제 1 필터의 홀수번 단계 출력은 각각의 계수들이 각각 적용되는 각각의 곱셈기에 연결되며, 상기 곱셈기의 출력은 합계 신호를 출력으로써 제공하는 합산 수단에 연결되고,The odd-numbered step output of the first filter is connected to each multiplier to which respective coefficients are respectively applied, and the output of the multiplier is connected to a summation means providing a sum signal as an output 상기 제 2 디지털 필터의 제 1 단계 입력과 짝수번 단계 출력은 계수가 각각 적용되는 각각의 곱셈기에 연결되며, 상기 곱셈기의 출력은 합계 신호를 출력으로 제공하는 상기 합산 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 ISB 필터.A first step input and an even-numbered step output of the second digital filter are connected to respective multipliers to which coefficients are respectively applied, and the output of the multiplier is connected to the adding means for providing a sum signal as an output. ISB filter. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 필터의 곱셈기에 적용되는 상기 계수는 실수인 것을 특징으로 하는 ISB 필터.8. The ISB filter of claim 7, wherein the coefficients applied to the multipliers of the first and second filters are real.
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