KR20010059648A - Digital IF Receiver - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코드분할 다중접속(Code Digital Multiple Access, 이하 CDMA라 칭함)용 디지털 중간주파수(Intermediate frequency, 이하 IF라 칭함) 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a digital intermediate frequency (IF) receiver for Code Digital Multiple Access (CDMA).
기존의 CDMA용 수신기의 IF 시스템은 아날로그 회로로 구성되었는데, 도 1에서 처럼 IQ 혼합기(mixer)(11)와 저역통과 필터기(Low pass filter, 이하 LPF라 칭함)(13)는 아날로그 회로로 구성되었으며, 기저대역 아날로그 신호를 디지털 아날로그 신호로 바꾸어 주기 위해 제 1 및 아날로그/디지털 변환기(analog to digital converter, 이하 ADC라 칭함)(14a, 14b)를 사용하고 입/출력 형식자(I/O formatter)(15)로 4비트(bit) 출력 신호를 출력한다.The IF system of the conventional CDMA receiver is composed of an analog circuit. As shown in FIG. 1, the IQ mixer 11 and the low pass filter (hereinafter referred to as LPF) 13 are composed of analog circuits. First and analog to digital converters (hereinafter referred to as ADCs) 14a and 14b to convert baseband analog signals to digital analog signals. (4) outputs a 4-bit output signal.
상기와 같은 구성에서, X_if는 기존의 CDMA용 수신기의 IF 대역 아날로그 신호이며, 입력신호는 IF 중심 주파수 F0을 갖는 대역폭 1.2288㎒의 아날로그 신호이며, 출력신호는 출력 표본화율 9.8304㎒이고, I, Q 각각 4비트로 된 8비트 디지털 기저대역 신호이다.In the above configuration, X_if is an IF band analog signal of a conventional CDMA receiver, the input signal is an analog signal having a bandwidth of 1.2288 MHz having an IF center frequency F0, and the output signal has an output sampling rate of 9.8304 MHz, and I, Q 8-bit digital baseband signals of 4 bits each.
상기 IQ 혼합기(mixer)(11)는 X_if를 입력으로 받아서 IF 주파수와 같은 코사인(cosine), 사인(sine) 함수(12)를 각각 X_if에 곱하여 주어 출력은 아날로그 기저대역 I, Q 신호가 된다.The IQ mixer 11 receives X_if as an input and multiplies a cosine and sine function 12 equal to the IF frequency by X_if, respectively, to give an analog baseband I and Q signal.
I, Q 신호는 각각 상기 인덕턴스와 캐패시턴스로 구성된 아날로그 필터인 LPF(13a, 13b)를 거친다.The I and Q signals pass through LPFs 13a and 13b, which are analog filters composed of the inductance and capacitance, respectively.
상기 LPF(13a, 13b)의 역할은 상기 IQ 혼합기(11)에서 나오는 이미지 신호를 제거하며, LPF를 통과한 신호는 상기 제 1 ADC(14a)의 입력으로 들어간다.The role of the LPFs 13a and 13b removes the image signal from the IQ mixer 11, and the signal passing through the LPF enters the input of the first ADC 14a.
여기서 ADC(14a, 14b)는 각각 아날로그 I, Q 신호를 디지털 신호로 바꾸어 주는데, 이때 제 1 ADC의 표본화율은 출력 표본화율인 칩비율(chip rate)의 8배인 9.8304㎒이다.Here, the ADCs 14a and 14b convert analog I and Q signals into digital signals, respectively, wherein the sampling rate of the first ADC is 9.8304 MHz, which is eight times the chip rate which is the output sampling rate.
상기 입/출력 형식자(15)는 ASIC-ROM으로 구현되고 디지털화한 I, Q 신호를 받아서 I는 상위 4비트, Q는 하위 4비트로 된 8비트 디지털 신호를 출력한다.The input / output formatter 15 receives an digitized I and Q signal that is implemented in an ASIC-ROM and outputs an 8-bit digital signal having an upper 4 bits of I and a lower 4 bits of Q.
하지만, 상기 기존의 회로와 같이 아날로그 회로로 구성할 경우 각 아날로그 부품의 특성 오차로 인한 IF 시스템의 오차를 감수해야 하고, 이 시스템의 오차는 수신 신호의 특성을 나쁘게 하며 하드웨어의 단가를 높이는 단점이 있다. 그리고 IF 시스템의 입출력 조건이 바뀌면 모든 회로를 새롭게 구성해야 하며, 회로의 각 부분을 구성하기 위해 여러 부품을 사용하므로 하드웨어의 크기가 큰 단점을 가지게 된다.However, when the analog circuit is configured like the conventional circuit, the error of the IF system due to the characteristic error of each analog component has to be taken. The error of the system degrades the characteristics of the received signal and increases the unit cost of the hardware. have. And if the input and output conditions of the IF system change, all circuits must be newly configured, and the hardware size is large because the parts are used to compose each part of the circuit.
상기 단점을 해결하기 위해 본 발명은, CDMA용 수신기의 일부인 IF 시스템에 있어서, 기지국 수신기의 디지털화에 적당하도록 한 디지털화한 IF 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above disadvantages, an object of the present invention is to provide a digitized IF system suitable for digitization of a base station receiver in an IF system that is part of a CDMA receiver.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 소정의 중심주파수를 갖는 중간주파수(IF)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 처리하기 위해 표본화하는 표본화부, 신호변환부(DSP)를 이용하여 상기 표본화된 신호에 따라 사인과 코사인함수를 곱하여 기저대역의 디지털 I 신호와 Q 신호를 출력하는 디지털 신호처리부 및 상기 디지털 신호처리부의 출력신호에서 이미지 신호를 제거하고 일정한 표본화율로 신호를 출력하는 필터링부(FPGA)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the sampling unit for sampling the analog signal of the intermediate frequency (IF) having a predetermined center frequency as a digital signal to the sampled signal using a sample conversion unit (DSP) Therefore, a digital signal processor for outputting baseband digital I and Q signals by multiplying a sine and a cosine function, and a filtering unit (FPGA) for removing an image signal from an output signal of the digital signal processor and outputting a signal at a constant sampling rate. It is characterized by including.
도 1 은 종래의 아날로그 IF 수신 블록구성도,1 is a block diagram of a conventional analog IF receiving block;
도 2 는 본 발명이 적용되는 디지털 IF 수신 블록구성도.2 is a block diagram of a digital IF receiving block to which the present invention is applied.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 디지털 IF 수신기100: digital IF receiver
110 : 표본화부110: sampling unit
120 : 신호변환부120: signal conversion unit
121, 122 : 제 1 및 제 2 곱셈기121, 122: first and second multipliers
123 : 디지털 정현파 오실레이터123: Digital Sine Wave Oscillator
130 : 필터링부130: filtering unit
131, 132 : 제 11 및 제 12 저역통과 필터기131, 132: 11th and 12th low pass filter
133 : 제 10 입/출력 형식자133: 10th input / output formatter
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명이 적용되는 디지털 IF 수신 블럭구성도로서, F0의 IF 대역 아날로그 신호를 디지털 신호로 표본화하는 표본화부(110), 상기 표본화된 신호에 따라 사인과 코사인함수를 곱하여 기저대역의 디지털 I 신호와 Q 신호를 출력하는 디지털 신호처리부(120) 및 변환된 신호에서 상기 표본화부의 이미지를 제거하고 일정 출력율로 출력하는 필터링부(130)로 이루어져 있다.FIG. 2 is a block diagram of a digital IF receiving block to which the present invention is applied. The digital signal processor 120 outputs I and Q signals, and the filtering unit 130 removes an image of the sampling unit from the converted signal and outputs the output at a constant output rate.
상기 구성에 따른 작용을 살펴보면, Xif는 기존의 CDMA용 수신기의 IF 대역 아날로그 신호로서, 중심 주파수는 F0이고 대역폭은 B=1.2288㎒이며, 출력신호는 디지털 기저대역(baseband) I, Q 신호로 각각 표본화율이 8B=9.8304㎒인 4비트 디지털 신호이다.Referring to the operation according to the above configuration, Xif is an IF band analog signal of a conventional CDMA receiver, the center frequency is F0, the bandwidth is B = 1.2288MHz, and the output signals are digital baseband I and Q signals, respectively. It is a 4-bit digital signal with a sampling rate of 8B = 9.8304 MHz.
상기 각 구성블럭을 보면, 상기 표본화부(110)는 상기 F0의 IF 아날로그 신호를 디지털 신호 처리를 위해 표본화하는데, 대역통과(bandpass) 표본화를 이용하고, 표본화율은 신호처리 알고리즘의 단순화를 위해 출력 표본화율의 1/2배(4B), 즉 4.915㎒로 한다.Looking at each of the configuration blocks, the sampling unit 110 samples the IF analog signal of F0 for digital signal processing, using bandpass sampling, and the sampling rate is output to simplify the signal processing algorithm. 1/2 times the sampling rate (4B), that is, 4.915 MHz.
표본화 후 신호의 주파수 분포는 다음 식 1과 같다.After sampling, the frequency distribution of the signal is given by Equation 1.
<식 1><Equation 1>
중심주파수 = F0-n 4B n은 정수Center frequency = F0-n 4B n is an integer
다음 상기 DSP(120)는 표본화된 신호에 코사인(cosine)과 사인(sine)을 제 1 및 제 2 곱셈기(121, 122)를 통해 곱하여 I, Q 신호를 얻는 디지털 정현파 오실레이터(digital sinusoidal oscillator, 이하 DSO라 칭함)(123)로 구성되는데, 상기 DSO(123)를 구하는 방식은 여러 가지가 있으나, 테이블(table) 방식을 이용하면 빠른 신호처리가 가능하다Next, the DSP 120 multiplies a sampled signal by cosine and sine through first and second multipliers 121 and 122 to obtain a digital sinusoidal oscillator. 123), but there are various ways to obtain the DSO 123, but a fast signal processing is possible by using a table method.
이때 상기 DSO(123)의 중심주파수(Fdso)는 다음 식 2를 만족하는 주파수이다.At this time, the center frequency (Fdso) of the DSO 123 is a frequency satisfying the following equation (2).
<식 2><Equation 2>
0 < Fdso = F0 - N4b <2B n은 정수0 <Fdso = F0-N4b <2B n is an integer
또한, 상기 필터링부(130)는 혼합기(mixer)의 이미지 신호를 제거하는 역할을 하는 LPF(131, 132)가 있는데, 이 LPF는 상기 표본화부(110)의 표본화율과 연관이 있다.In addition, the filtering unit 130 has LPFs 131 and 132 which serve to remove the image signal of the mixer, which is related to the sampling rate of the sampling unit 110.
즉 출력신호가 4비트이기 때문에 게이트 사이즈(gate size)를 고려하여 데이터 사이즈(data size)를 조절할 수 있으며, 상기 LPF(131, 132)의 출력 데이터율(data rate)은 출력 표본화와 같다.That is, since the output signal is 4 bits, the data size can be adjusted in consideration of the gate size, and the output data rate of the LPFs 131 and 132 is equal to the output sampling.
상기 LPF(131, 132)는 두단의 필터로 구성되는데, 첫 단(131)은 상기 혼합기의 이미지 신호를 제거하는 역할을 수행하고, 두 번째 단은 출력 표본화율을 맞추기 위한 보간필터로 표본화율은 8B=9.8304㎒이다.The LPFs 131 and 132 are composed of two stages of filters. The first stage 131 serves to remove the image signal of the mixer, and the second stage is an interpolation filter for matching the output sampling rate. 8B = 9.8304 MHz.
상기 LPF의 각 단(131, 132)으로부터의 I, Q 신호를 입/출력 형식자(I/Oformatter)(133)에서 디지털 신호로 출력하는데, 그 출력율은 8B=9.8304㎒이다.The I / Q signals from the stages 131 and 132 of the LPF are output as digital signals by the I / O formatter 133, and the output rate is 8B = 9.8304 MHz.
상술한 바와 같이 본 발명은, 다음과 같은 효과를 갖는다.As mentioned above, this invention has the following effects.
첫째, 기존의 아날로그 소자를 이용한 아날로그 신호처리를 디지털 소자를 이용하여 디지털 신호처리를 하기 때문에 아날로그 소자의 특성 오차로 인한 수신신호의 왜곡현상을 줄일 수 있다.First, since the analog signal processing using the existing analog device is digital signal processing using the digital device, the distortion of the received signal due to the characteristic error of the analog device can be reduced.
둘째, FPGA와 DSP만을 사용하기 때문에 하드웨어의 크기를 줄일 수 있다.Second, because only FPGAs and DSPs are used, the size of the hardware can be reduced.
셋째, FPGA의 사용량을 줄이고 DSP의 연산량을 줄일 수 있다.Third, FPGA usage can be reduced and DSP computation can be reduced.
넷째, IF 주파수 F0이 바뀌더라도 소프트웨어를 바꾸어 하드웨어를 그대로 사용할 수 있다.Fourth, even if the IF frequency F0 changes, the software can be used as is by changing the software.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990067169A KR20010059648A (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Digital IF Receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990067169A KR20010059648A (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Digital IF Receiver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20010059648A true KR20010059648A (en) | 2001-07-06 |
Family
ID=19634287
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1019990067169A KR20010059648A (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Digital IF Receiver |
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KR (1) | KR20010059648A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020095930A (en) * | 2001-06-18 | 2002-12-28 | 엘지이노텍 주식회사 | Maxium, minium and decetor of final value |
-
1999
- 1999-12-30 KR KR1019990067169A patent/KR20010059648A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20020095930A (en) * | 2001-06-18 | 2002-12-28 | 엘지이노텍 주식회사 | Maxium, minium and decetor of final value |
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