JP2002533999A - 直角位相受信機、通信システム、シグナルプロセッサ、直流オフセットを計算する方法、および直角位相受信機を動作させる方法 - Google Patents

直角位相受信機、通信システム、シグナルプロセッサ、直流オフセットを計算する方法、および直角位相受信機を動作させる方法

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JP2002533999A JP2000590352A JP2000590352A JP2002533999A JP 2002533999 A JP2002533999 A JP 2002533999A JP 2000590352 A JP2000590352 A JP 2000590352A JP 2000590352 A JP2000590352 A JP 2000590352A JP 2002533999 A JP2002533999 A JP 2002533999A
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    • H04L25/061—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset
    • H04L25/063—Setting decision thresholds using feedback techniques only
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 無線通信信号をベースバンド信号に変換するように構成されたダウンコンバータ（２２）と、ダウンコンバータ（２２）と結合されたＩ／Ｑオフセットプロセッサ（４０）とを含み、そのＩ／Ｑオフセットプロセッサ（４０）が、ベースバンド信号を標本化して複数の標本ベクトルを与え、標本ベクトルから差ベクトルを生成し、差ベクトルからスケール化されたベクトルを生成し、さらに、差ベクトル、スケール化されたベクトル、および標本ベクトルの１つを合計して直流オフセット信号を与えるように構成されている直角位相受信機（１０）。無線通信信号を受信すること、受信に続いて、無線通信信号をダウンコンバートすること、無線通信信号を標本化し複数の標本ベクトルを与えること、標本ベクトルから差ベクトルを計算すること、差ベクトルからスケール化されたベクトルを計算すること、および差ベクトル、スケール化されたベクトル、および標本ベクトルの１つを合計して直流オフセット信号を与えることを含む直流オフセットを計算する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、直角位相受信機、通信システム、シグナルプロセッサ、直流オフセ
ットを計算する方法、および直角位相受信機を動作させる方法に関する。
【０００２】 （発明の開示） 直角位相復調技術を利用する無線周波数（ＲＦ：radio frequency）受信機は
、当技術分野で知られている。従来のディジタル直角位相受信機の設計には、ダ
ウンコンバージョン段が後に続く可変増幅段を含むものがある。受信無線周波数
（ＲＦ）信号は、一般に、可変利得増幅器に印加され、アンテナで受信した信号
の強さに応じて受信信号の利得を選択的に調整する。自動利得制御（ＡＧＣ）の
構成要素を利用して、受信機のアンテナでの信号強度の変化に基づいて、可変利
得増幅器を制御することができる。
【０００３】 そのような従来技術の設計では、その後で、可変利得増幅器の出力はダウンコ
ンバータに供給される。ダウンコンバージョンは、受信無線周波数信号を中間周
波数（ＩＦ）からベースバンドにダウンコンバートするために、ミキシングのよ
うなアナログ処理を含んでいる。ダウンコンバージョン動作のあとで、受信信号
をローパスフィルタにかけ、その次のアナログディジタル変換のためのコンディ
ショニングを行う。
【０００４】 典型的な従来のディジタル直角位相受信機で起こるよくある問題は、望ましく
ない直流（Ｄ．Ｃ．）オフセット（また、貫通直流電流（direct current feedt
hrough）としても知られている）の導入である。直流オフセットは、ダウンコン
バージョン、ローパスフィルタ処理、およびアナログ処理とコンディショニング
のステップの結果として、同相（I）チャネルと直角位相（Q）チャネルの両方で
生じる。同相および直角位相チャネル内の直流オフセットにより、受信機の復調
器で信号歪みが生じる。さらに、多くの場合に、直流オフセットは、直角位相受
信機の自動利得制御部分の誤動作の原因となる。
【０００５】 同相および直角位相チャネルの直流部分または合成直流部分は、それぞれ、あ
る変調方式（例えば、デュアルモード符号分割多重アクセス／先進の移動電話シ
ステム（ＣＤＭＡ／ＡＭＰＳ）のアーキテクチャにおける周波数変調／周波数偏
移変調（ＦＭ／ＦＳＫ）のような一定エンベロープ変調方式（constant envelop
e modulation schemes））の搬送波情報を含む。そのような変調方式で、同相お
よび直角位相チャネルについて平均化すると、直流オフセット値または貫通値は
確実には得られないで、むしろ、合成エンベロープ内容の実際の直流と、望まし
くない貫通直流電流との和が生じて、曖昧な結果をもたらす。
【０００６】 貫通直流電流の影響をできるだけ小さくするための例示的な従来技術の方法に
は、ダウンコンバータのローカル発振器を、オフセットすることまたは変調する
ことが含まれる。これらの従来の手法は、ある程度は貫通直流電流の影響を小さ
くするのに成功している。しかし、これらの手法は、いくつかの用途でそのよう
な従来技術の方法の有効性を制限する場合もある合成エンベロープの周波数域に
悪影響を及ぼす。
【０００７】 したがって、直角位相受信機内の直流オフセットを減少させる改良された装置
および方法を提供することが必要である。
【０００８】 本発明の好ましい実施形態を次の添付の図面を参照して以下に説明する。
【０００９】 （本発明および発明の開示を実施する最良の形態） １つの態様によれば、本発明は、無線通信信号をベースバンド信号に変換する
ように構成されたダウンコンバータと、ダウンコンバータと結合されたＩ／Ｑオ
フセットプロセッサとを含み、そのＩ／Ｑオフセットプロセッサが、ベースバン
ド信号を標本化して複数の標本ベクトルを与え、その標本ベクトルから差ベクト
ルを生成し、その差ベクトルからスケール化されたベクトルを生成し、さらに、
差ベクトル、スケール化されたベクトルおよび標本ベクトルの１つを合計して直
流オフセット信号を与えるように構成されている直角位相受信機を提供する。
【００１０】 第２の態様によれば、本発明は、無線通信信号をベースバンド信号に変換する
ように構成されたダウンコンバータと、ダウンコンバータと結合され、ベースバ
ンド信号を標本化して複数の標本値を与え、その複数の標本値から直流オフセッ
ト信号を生成するように構成されたＩ／Ｑオフセットプロセッサと、ダウンコン
バータおよびＩ／Ｑオフセットプロセッサと結合され、ベースバンド信号と直流
オフセット信号を組み合わせるように構成された加算器とを含む直角位相受信機
を提供する。
【００１１】 本発明の他の態様は、直流オフセットを計算するように構成された直角位相受
信機のシグナルプロセッサを提供する。そのシグナルプロセッサは、ベースバン
ド信号を標本化して複数の標本ベクトルを与え、その標本ベクトルから差ベクト
ルを計算し、その差ベクトルからスケール化されたベクトルを計算し、さらに、
差ベクトル、スケール化されたベクトルおよび標本ベクトルの１つを合計して直
流オフセット信号を与えるように構成された回路を含む。
【００１２】 本発明の他の態様は、無線通信信号を出力するように構成された送信機と、無
線通信信号を受信するように構成された直角位相受信機とを含み、その直角位相
受信機が、無線通信信号をベースバンド信号に変換するように構成されたダウン
コンバータと、ダウンコンバータと結合され、ベースバンド信号を標本化して複
数の標本値を与え、その複数の標本値から直流オフセット信号を与えるように構
成されたＩ／Ｑオフセットプロセッサと、ダウンコンバータおよびＩ／Ｑオフセ
ットプロセッサと結合され、ベースバンド信号と直流オフセット信号を組み合わ
せるように構成された加算器とを含む通信システムを提供する。
【００１３】 他の態様によれば、本発明は、一定エンベロープの変調された無線通信信号を
受信するように構成されたアンテナと、アンテナと結合され無線通信信号の利得
を調整するように構成された可変利得増幅器と、可変利得増幅器と結合され無線
通信信号を同相および直角位相アナログベースバンド信号に変換するように構成
されたダウンコンバータと、ダウンコンバータと結合され同相および直角位相ア
ナログベースバンド信号から所定のカットオフ周波数よりも上の周波数成分をフ
ィルタ除去するように構成された複数のローパスフィルタと、ローパスフィルタ
と結合され同相および直角位相アナログベースバンド信号を同相および直角位相
ディジタルベースバンド信号に変換するように構成された複数のアナログディジ
タル変換器と、アナログディジタル変換器と結合され、同相および直角位相ディ
ジタルベースバンド信号を標本化して複数の標本ベクトルを与え、標本ベクトル
から差ベクトルを生成し、差ベクトルから直交ベクトルを生成し、直交ベクトル
からスケール化されたベクトルを生成し、さらに、差ベクトル、スケール化され
たベクトルおよび標本ベクトルの１つを合計して同相および直角位相ディジタル
直流オフセット信号を与えるように構成されたＩ／Ｑオフセットプロセッサと、
Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと結合され同相および直角位相ディジタル直流オフ
セット信号を同相および直角位相アナログ直流オフセット信号に変換するように
構成された複数のディジタルアナログ変換器と、ダウンコンバータおよびディジ
タルアナログ変換器と結合され同相および直角位相アナログ直流オフセット信号
の１つおよびそれぞれの同相および直角位相アナログベースバンド信号の１つを
個々に引くように構成された複数の加算器と、同相および直角位相ディジタルベ
ースバンド信号に応答して可変利得増幅器を制御するように構成された自動利得
制御回路とを含む直角位相受信機を提供する。
【００１４】 他の態様は、無線通信信号を受信すること、受信することに続いて無線通信信
号をダウンコンバートすること、無線通信信号を標本化し複数の標本ベクトルを
与えること、標本ベクトルから差ベクトルを計算すること、差ベクトルからスケ
ール化されたベクトルを計算すること、および、差ベクトル、スケール化された
ベクトルおよび標本ベクトルの１つを合計して直流オフセット信号を与えること
を含む直流オフセットを計算する方法を提供する。
【００１５】 本発明の他の態様は、直角位相受信機内で無線通信信号を受信すること、受信
することの後で無線通信信号をダウンコンバートし同相および直角位相のベース
バンド信号を与えること、同相および直角位相のベースバンド信号を標本化し複
数の標本値を与えること、複数の標本値から直流オフセット信号を計算すること
、および、同相および直角位相のベースバンド信号から直流オフセット信号を引
くことを含む直角位相受信機を動作させる方法を提供する。
【００１６】 図１について説明すると、送信機８と直角位相受信機（quadrature receiver
）１０を含む通信システム１を示す。送信機８と直角位相受信機１０は、少なく
とも１つの無線通信信号１１を利用するディジタル通信用に構成することができ
る。ほんの１つの例示的な実施形態では、通信システム１は、デュアルモード符
号分割多重アクセス／先進の移動電話システム（（dual-mode code division mu
ltiple access／advanced mobile phone system）ＣＤＭＡ／ＡＭＰＳ）のアー
キテクチャで、周波数変調／周波数偏移変調（ＦＭ／ＦＳＫ）の変調方式を利用
する。通信システム１のその他の構成が可能である。
【００１７】 図２について説明すると、図示された直角位相受信機１０は、ベースバンドプ
ロセッサ１４と結合された無線受信経路１２を含む。無線受信経路１２は、さら
に、無線通信信号を受信するように構成されたアンテナ１６と結合されている。
例示的な無線通信信号は、周波数変調（ＦＭ）された無線周波数（ＲＦ）信号を
含む。また、無線受信経路１２は、処理回路、スピーカを含む送受器回路、およ
び／または任意の他の所望の回路を含むことができる外部回路１８と結合される
。
【００１８】 アンテナ１６で受信された信号は、無線受信経路１２に印加される。最初に、
そのような受信信号は、受信経路１２に加える前に、処理してもよい。例えば、
受信信号は、受信経路に加える前に、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、中間周波数（Ｉ
Ｆ）変換器、および帯域フィルタに印加してもよい。
【００１９】 無線受信経路１２は、可変利得増幅器２０、ダウンコンバータ２２、ローカル
発振器２４、ローパスフィルタ２６、２７、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ
）２８、２９、ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）３０、３１、および加算器
３２、３３を含む。図示のダウンコンバータ２２は、複数のミクサ３４、３５お
よび移相器（phase shifter）３６を含む。
【００２０】 図示のベースバンドシグナルプロセッサ１４は、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ
４０、自動利得制御（ＡＧＣ）回路４２、およびダウンストリームプロセッサ４
４を含む。ベースバンドプロセッサ１４の例示的な実施形態は、ディジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）のファームウェアまたは特定用途向け集積回路（ＡＳ
ＩＣ）を含む。Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０、自動利得制御回路４２、およ
びダウンストリームプロセッサ４４は、個々に無線受信経路１２と結合されてい
る。
【００２１】 可変利得増幅器（ＶＧＡ）２０は、直角位相受信機１０の通常の動作中に、ア
ンテナ１６から無線通信信号を受信する。可変利得増幅器２０は、無線通信信号
の利得を選択的に調整するように構成されている。可変利得増幅器２０は、中間
周波数（ＩＦ）通信信号をダウンコンバータ２２に出力するように動作可能であ
る。
【００２２】 ダウンコンバータ２２は、無線通信信号を同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）の
アナログベースバンド信号に変換するダウンコンバージョンの動作を行う。特に
、ローカル発振器２４は、それぞれのミクサ３４、３５に加えるための周期的な
波形を移相器３６に出力する。受信無線通信信号は、また、両方のミクサ３４、
３５にも印加される。ミクサ３４、３５は、受信した周期的な波形を使用して、
中間周波数無線通信信号をそれぞれの同相および直角位相のアナログベースバン
ド信号にダウンコンバートするように動作する。
【００２３】 同相および直角位相のベースバンド信号は、それぞれのローパスフィルタ２６
、２７に印加される。ローパスフィルタ２６、２７は、個々に、同相および直角
位相のアナログベースバンド信号から、所定のカットオフ周波数よりも上の周波
数成分をフィルタ除去するように構成されている。例えば、１つの実施形態では
、ローパスフィルタ２６、２７は、ＡＭＰＳモードで１５ｋＨｚよりも上の周波
数をフィルタ除去するように構成されている。
【００２４】 フィルタ処理された同相および直角位相のベースバンド信号は、それぞれの加
算器３２、３３に加えられる。加算器３２、３３に加えた後で、同相および直角
位相のアナログベースバンド信号は、それぞれのアナログディジタル変換器２８
、２９内でディジタル信号に変換される。同相および直角位相のディジタルベー
スバンド信号は、無線受信経路１２からベースバンドプロセッサ１４に出力され
る。
【００２５】 Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、後で詳しく説明するように、同相（Ｉｏ ｆｆｓｅｔ ）および直角位相（Ｑｏｆｆｓｅｔ）のディジタル直流オフセット信
号を計算するように動作可能である。計算された同相および直角位相の直流オフ
セット信号は、ダウンコンバージョン動作で生じた直流オフセットまたは貫通直
流電流を減少させるために使用することができる。
【００２６】 計算された同相および直角位相の直流オフセット信号は、Ｉ／Ｑオフセットプ
ロセッサ４０から無線受信経路１２に出力される。具体的に言うと、同相および
直角位相の直流オフセット信号は、無線受信経路１２のそれぞれのディジタルア
ナログ変換器３０、３１に加えられる。ディジタルアナログ変換器３０、３１は
、個々に、同相および直角位相のディジタル直流オフセット信号を同相および直
角位相のアナログ直流オフセット信号に変換するように動作する。
【００２７】 直角位相受信機１０は、同相および直角位相のベースバンド信号内の直流オフ
セットを減少させるためのフィードバック構成を含む。図示するように、同相お
よび直角位相のアナログ直流オフセット信号は、それぞれの加算器３２、３３に
加えられる。加算器３２、３３は、同相および直角位相のアナログベースバンド
信号とそれぞれの同相および直角位相のアナログ直流オフセット信号を組み合わ
せるように構成されている。特に、加算器３２、３３は、個々に、ローパスフィ
ルタ２６、２７から出力されたそれぞれ同相および直角位相のベースバンドアナ
ログ信号から同相および直角位相のアナログ直流オフセット信号を引くように動
作する。
【００２８】 加算器３２、３３から出力された同相および直角位相のアナログ信号は、Ｉ／
Ｑオフセットプロセッサ４０、自動利得制御回路４２およびダウンストリームプ
ロッセッサ４４に加えるために、それぞれのアナログディジタル変換器２８、２
９に印加される。加算器３２、３３から出力された同相および直角位相信号は、
最小限の直流オフセットを含むのが好ましい。
【００２９】 自動利得制御回路４２は、それぞれの加算器３２、３３およびアナログディジ
タル変換器２８、２９から出力されたディジタルの同相および直角位相信号を受
信する。自動利得制御回路４２は、受信したディジタルの同相および直角位相信
号に応じて可変利得増幅器２０を制御するように構成されている。
【００３０】 ダウンストリームプロセッサ４４は、アナログディジタル変換器２８、２９か
らディジタルの同相および直角位相信号を受信する。ダウンストリームプロセッ
サ４４は、例示的な実施形態で、ＩとＱの組合せ動作、復調動作、復号動作およ
び／または検出動作を含んださらなる信号処理を行うように構成することができ
る。ダウンストリームプロセッサ４４の出力は、外部回路１８に加えられる。
【００３１】 直流オフセットまたは貫通直流電流を計算するためにＩ／Ｑオフセットプロセ
ッサ４０で実施される１つの方法は、図３を参照して後で説明するように、エン
ベロープの幾何学的形状についての理論的な知識を使用する。最初に、Ｉ／Ｑオ
フセットプロセッサ４０は、同相および直角位相のベースバンド信号を標本化（
sample）して、複数の標本値（sample values）を供給するように構成される。
例示的な標本値は、同相値と直角位相値を個々に含むベクトルである。Ｉ／Ｑオ
フセットプロセッサ４０は、理論的な知識を使用して標本値から直流オフセット
または貫通直流電流を計算するように構成される。
【００３２】 一般に、同相および直角位相のベースバンド信号の標本化のあとで、Ｉ／Ｑオ
フセットプロセッサ４０は、標本値から差ベクトルを計算し、差ベクトルから直
交ベクトルを計算する。Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、理論的な知識を使
用して、直交ベクトルをスケール化（scale）して、スケール化されたベクトル
（scaled vector）を与える。
【００３３】 その後、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、標本値の少なくとも１つと、差
ベクトルと、および、スケール化されたベクトルとを、合計して、同相および直
角位相の直流オフセット値または信号を計算する。同相および直角位相の直流オ
フセットは、同相および直角位相のベースバンド信号から引くか、またはそうで
ない場合はそれと組み合わせて、ベースバンドプロセッサ１４および外部回路１
８に加えられる同相および直角位相のベースバンド信号内の直流オフセットまた
は貫通直流電流を取り除くかまたは最小にする。
【００３４】 図３について説明すると、受信無線通信信号の合成エンベロープは、個別の同
相チャネルと直角位相チャネルで表されるベースバンド信号である。同相チャネ
ルは、信号の実部を含み、直角位相チャネルは、信号の虚部を含む。
【００３５】 周波数変調法のみで、通信信号の瞬間的な周波数のずれが調整されているかぎ
りでは、同相および直角位相信号は、一定エンベロープの変調された信号である
。一定エンベロープの変調された信号を与える他の変調法を使用してもよい。合
成エンベロープは、一定エンベロープの変調された信号の結果として公称利得Ｒ
を持つ（利得Ｒからのずれは、自動利得制御回路の設定前に起こる可能性がある
）。利得Ｒを有するエンベロープの形状に関してこの理論的な知識を使用して、
本発明によって、受信無線通信信号をダウンコンバートすることで生じる直流オ
フセットまたは貫通直流電流を計算することが可能である。
【００３６】 ベースバンド信号の合成エンベロープは、利得に対応する半径Ｒの円５０で表
すことができる。円５０の未知のオフセットｒ０は、直流オフセットまたは貫通
直流電流に対応する。理論的な知識を使用して、直流オフセットを表す円５０の
中心を決定することができる。
【００３７】 Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、同相および直角位相のベースバンド信号
を標本化して、Ｉ、Ｑ標本対の値ｒｉ、ｒｊを与えるように構成される。そのＩ
、Ｑ標本対の値ｒｉ、ｒｊは、説明の実施形態では、次のベクトルとして表され
る。
【００３８】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【数７】
【数８】 で表される。
【００３９】 Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、１つの実施形態では、求められた直流オ
フセットを積分するするように構成される。その後、積分された直流オフセット
は、無線受信経路１２および加算器３２、３３に出力される。フィードバック制
御ループは、一般に、伝達関数（ａｚ／ｚ−１）を持つ積分器で実現される１つ
の極を利用する。ここで、ａはループゲインである。
【００４０】 図４および図５について説明すると、同相および直角位相のベースバンド信号
内の直流オフセットを減少させるための例示的なフィードバックおよびフィード
フォワードの構造５８、７０が図示されている。図示されている構造５８、７０
は、説明した実施形態の同相信号経路および直角位相信号経路で個々に使用され
る。
【００４１】 特に図４について説明すると、入力ベースバンド信号は、直流オフセットｒ０ を加えた所望の情報ｒｋを含んでいる。ベースバンド信号は、最初に、フィード
バック構造５０の加算器６０に加えられる（加算器６０は、図２に示した加算器
３２、３３の１つを含むことができる）。
【００４２】 Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、前に説明したプロセスを使用して機能ブ
ロック６２で直流オフセット（誤差値εとして表される）を推定するために使用
される。Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、直流オフセットをｒｉ、ｒｊおよ
びＲの関数として計算する。その後、求められた直流オフセットを積分機能ブロ
ック６４内で積分する。また、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、ブロック６
４の積分機能を行うように構成することができる。
【００４３】 積分器６４の出力は直流オフセットｒ０を含んでいる。この直流オフセットｒ ０ は、加算器６０に印加され、直流オフセットｒ０を加えた所望の情報ｒｋを含
む入力のベースバンド信号から引かれる。図示のフィードバック構造５８は、誤
差信号εをドライブすることで、直流オフセットまたは貫通直流電流を有効に相
殺して０にする。
【００４４】 特に図５について説明すると、ベースバンドの同相および直角位相信号内の直
流オフセットを減少させる別のフィードフォワード構造７０を図示する。図示の
フィードフォワード構造７０では、所望の情報ｒｋと直流オフセットｒ０とを含
むベースバンド信号が、加算器７２および機能ブロック７４に印加される。Ｉ／
Ｑオフセットプロセッサ４０は、前に説明したプロセスを使用して機能ブロック
７４で直流オフセットを推定するために使用される。Ｉ／Ｑオフセットプロセッ
サ４０は、直流オフセットをｒｉ、ｒｊおよびＲの関数として計算する。推定さ
れた直流オフセットは、ローパスフィルタ７６に加えられ、直流オフセットの時
間平均値ｒ０がローパスフィルタ７６から出力される。計算された直流オフセッ
トｒ０は、加算器７２内でベースバンド信号から引かれる。
【００４５】 図２に図示した直角位相受信機１０はフィードバック構造として構成されてい
るが、他の実施形態では、直流オフセット減少の動作を実施するフィードフォワ
ード構造として構成される。ベースバンド信号から直流オフセットを減少させる
フィードバックおよびフィードフォワードの方法は、ともに、入力値の合理的な
範囲で数値的に強固であり、含まれる動作をＩ／Ｑオフセットプロセッサ４０内
で実施してもよい限りでは、固定小数点式（fixed-point）のディジタル信号処
理（ＤＳＰ）で使用するのが好ましい。
【００４６】 図６について説明すると、ダウンコンバージョン動作のあとで、直流オフセッ
トを求める例示的な方法を図示する流れ図を示す。Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ
４０は、図示のステップを実現する演算コードを実行するように構成することが
できる。
【００４７】 最初に、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、前に説明したように、ダウンコ
ンバートされたベースバンド信号を標本化してＩ、Ｑの標本対ベクトルを与える
ステップＳ１０を行う。その後、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、ステップ
Ｓ１２で、複数の標本値または標本ベクトルから差ベクトルを計算する。ステッ
プＳ１４で、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、差ベクトルを回転して直交ベ
クトルを計算し、その直交ベクトルからスケール化されたベクトルを計算する。
【００４８】 ステップＳ１６で、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、差ベクトルと、スケ
ール化されたベクトルと、および、複数の標本ベクトルの１つとを、使用して、
直流オフセットを求める。その後、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサ４０は、必要で
あれば、積分動作またはローパスフィルタ処理動作のような追加の信号処理を行
ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 通信システムの機能ブロック図である。
【図２】 本発明による例示的な直角位相受信機の機能ブロック図である。
【図３】 一定エンベロープ変調による受信無線通信信号の合成エンベロープの実例とな
る図である。
【図４】 同相および直角位相信号内の直流オフセットを減少させるためのフィードバッ
ク構造の機能的なブロック図である。
【図５】 同相および直角位相信号内の直流オフセットを減少させるためのフィードフォ
ワード構造の機能ブロック図である。
【図６】 直流オフセットを決定するための例示的な方法を図示する流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １， 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ Ｆターム(参考） 5K004 AA01 AA05 AA08 BA02 FG02 FH04 JG01 JH03 5K061 CC11 CC52 JJ06

Claims (50)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線通信信号をベースバンド信号に変換するように構成されたダウンコンバー
    タと、 前記ダウンコンバータと結合されたＩ／Ｑオフセットプロセッサであって、前
    記ベースバンド信号を標本化して複数の標本ベクトルを与え、前記複数の標本ベ
    クトルから差ベクトルを生成し、前記差ベクトルからスケール化されたベクトル
    を生成し、さらに、前記差ベクトルと、前記スケール化されたベクトルと、及び
    、前記複数の標本ベクトルの１つとを、合計して、直流オフセット信号を与える
    ように構成されている、Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと、 を含む直角位相受信機。
  2. 【請求項２】 前記ダウンコンバータおよび前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと結合され、前
    記ベースバンド信号と前記直流オフセット信号を組み合わせるように構成された
    加算器をさらに含む、請求項１に記載の直角位相受信機。
  3. 【請求項３】 前記無線通信信号の利得を選択的に調整するように構成された可変利得増幅器
    と、 前記加算器と結合され、前記加算器の出力に応じて前記可変利得増幅器を制御
    するように構成された自動利得制御回路とを、 さらに含む、請求項２に記載の直角位相受信機。
  4. 【請求項４】 前記ダウンコンバータと前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサの中間に結合され、
    前記ベースバンド信号をディジタル信号に変換するように構成されたアナログデ
    ィジタル変換器と、 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと前記加算器の中間に結合され、前記直流オ
    フセット信号をアナログ信号に変換するように構成されたディジタルアナログ変
    換器とをさらに含む、請求項２に記載の直角位相受信機。
  5. 【請求項５】 前記ダウンコンバータが、前記無線通信信号を同相および直角位相のベースバ
    ンド信号に変換するように構成されている、請求項１に記載の直角位相受信機。
  6. 【請求項６】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記差ベクトルから直交ベクトルを計算
    するように構成されている、請求項１に記載の直角位相受信機。
  7. 【請求項７】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記直交ベクトルをスケール化して前記
    スケール化されたベクトルを計算するように構成されている、請求項６に記載の
    直角位相受信機。
  8. 【請求項８】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記直流オフセット信号を積分するよう
    に構成されている、請求項１に記載の直角位相受信機。
  9. 【請求項９】 前記無線通信信号が、一定エンベロープの変調された無線通信信号を含む、請
    求項１に記載の直角位相受信機。
  10. 【請求項１０】 無線通信信号をベースバンド信号に変換するように構成されたダウンコンバー
    タと、 前記ダウンコンバータと結合され、前記ベースバンド信号を標本化して複数の
    標本値を与え、前記複数の標本値から直流オフセット信号を与えるように構成さ
    れたＩ／Ｑオフセットプロセッサと、 前記ダウンコンバータおよび前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと結合され、前
    記ベースバンド信号と前記直流オフセット信号を組み合わせるように構成された
    加算器とを、 含む直角位相受信機。
  11. 【請求項１１】 前記無線通信信号の利得を選択的に調整するように構成された可変利得増幅器
    と、 前記加算器と結合され、前記加算器の出力に応じて前記可変利得増幅器を制御
    するように構成された自動利得制御回路とを、 さらに含む、請求項１０に記載の直角位相受信機。
  12. 【請求項１２】 前記ダウンコンバータと前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサの中間に結合され、
    前記ベースバンド信号をディジタル信号に変換するように構成されたアナログデ
    ィジタル変換器と、 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと前記加算器の中間に結合され、前記直流オ
    フセット信号をアナログ信号に変換するように構成されたディジタルアナログ変
    換器とをさらに含む、請求項１０に記載の直角位相受信機。
  13. 【請求項１３】 前記ダウンコンバータが、前記無線通信信号を同相および直角位相のベースバ
    ンド信号に変換するように構成されている、請求項１０に記載の直角位相受信機
    。
  14. 【請求項１４】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記ベースバンド信号を標本化して複数
    の標本ベクトルを与え、前記複数の標本ベクトルから差ベクトルを生成し、前記
    差ベクトルからスケール化されたベクトルを生成し、さらに、前記差ベクトルと
    、前記スケール化されたベクトルと、および、前記標本ベクトルの１つとを、合
    計して、直流オフセット信号を与えるように構成されている、請求項１０に記載
    の直角位相受信機。
  15. 【請求項１５】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記差ベクトルから直交ベクトルを計算
    するように構成されている、請求項１４に記載の直角位相受信機。
  16. 【請求項１６】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記直交ベクトルをスケール化して前記
    スケール化されたベクトルを計算するように構成されている、請求項１５に記載
    の直角位相受信機。
  17. 【請求項１７】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記直流オフセット信号を積分するよう
    に構成されている、請求項１０に記載の直角位相受信機。
  18. 【請求項１８】 前記無線通信信号が、一定エンベロープの変調された無線通信信号を含む、請
    求項１０に記載の直角位相受信機。
  19. 【請求項１９】 直流オフセットを計算するように構成された直角位相受信機のシグナルプロセ
    ッサであって、 ベースバンド信号を標本化して複数の標本ベクトルを与え、前記複数の標本ベ
    クトルから差ベクトルを計算し、前記差ベクトルからスケール化されたベクトル
    を計算し、さらに、前記差ベクトルと、前記スケール化されたベクトルと、およ
    び、前記標本ベクトルの１つとを、合計して、直流オフセット信号を与えるよう
    に構成されているシグナルプロセッサ。
  20. 【請求項２０】 前記シグナルプロセッサが、前記差ベクトルから直交ベクトルを計算するよう
    に構成されている、請求項１９に記載のシグナルプロセッサ。
  21. 【請求項２１】 前記シグナルプロセッサが、前記直交ベクトルをスケール化してスケール化さ
    れたベクトルを計算するように構成されている、請求項２０に記載のシグナルプ
    ロセッサ。
  22. 【請求項２２】 前記シグナルプロセッサが、前記ベースバンド信号を標本化して同相値および
    直角位相値を個々に含む複数の標本ベクトルを与えるように構成されている、請
    求項１９に記載のシグナルプロセッサ。
  23. 【請求項２３】 前記シグナルプロセッサが、前記直流オフセット信号を積分するように構成さ
    れている、請求項１９に記載のシグナルプロセッサ。
  24. 【請求項２４】 前記ベースバンド信号が、一定エンベロープの変調された無線通信信号を含む
    、請求項１９に記載のシグナルプロセッサ。
  25. 【請求項２５】 無線通信信号を出力するように構成された送信機と、 前記無線通信信号を受信するように構成された直角位相受信機とを含み、 前記直角位相受信機が、 前記無線通信信号をベースバンド信号に変換するように構成されたダウンコン
    バータと、 前記ダウンコンバータと結合され、前記ベースバンド信号を標本化して複数の
    標本値を与え、前記複数の標本値から直流オフセット信号を与えるように構成さ
    れたＩ／Ｑオフセットプロセッサと、 前記ダウンコンバータおよび前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと結合され、前
    記ベースバンド信号と前記直流オフセット信号を組み合わせるように構成された
    加算器と、 を含む通信システム。
  26. 【請求項２６】 前記無線通信信号の利得を選択的に調整するように構成された可変利得増幅器
    と、 前記加算器と結合され、前記加算器の出力に応じて前記可変利得増幅器を制御
    するように構成された自動利得制御回路とをさらに含む、請求項２５に記載の通
    信システム。
  27. 【請求項２７】 前記ダウンコンバータが、前記無線通信信号を同相および直角位相のベースバ
    ンド信号に変換するように構成されている、請求項２５に記載の通信システム。
  28. 【請求項２８】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記ベースバンド信号を標本化して複数
    の標本ベクトルを与え、前記複数の標本ベクトルから差ベクトルを生成し、前記
    差ベクトルからスケール化されたベクトルを生成し、さらに、前記差ベクトルと
    、前記スケール化されたベクトルと、および、前記標本ベクトルの１つとを、合
    計して、直流オフセット信号を与えるように構成されている、請求項２５に記載
    の通信システム。
  29. 【請求項２９】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記差ベクトルから直交ベクトルを計算
    するように構成されている、請求項２８に記載の通信システム。
  30. 【請求項３０】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記直交ベクトルをスケール化してスケ
    ール化されたベクトルを計算するように構成されている、請求項２９に記載の通
    信システム。
  31. 【請求項３１】 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサが、前記直流オフセット信号を積分するよう
    に構成されている、請求項２５に記載の通信システム。
  32. 【請求項３２】 前記無線通信信号が、一定エンベロープの変調された無線通信信号を含む、請
    求項２５に記載の通信システム。
  33. 【請求項３３】 一定エンベロープの変調された無線通信信号を受信するように構成されたアン
    テナと、 前記アンテナと結合され、前記無線通信信号の利得を調整するように構成され
    た可変利得増幅器と、 前記可変利得増幅器と結合され、前記無線通信信号を同相および直角位相のア
    ナログベースバンド信号に変換するように構成されたダウンコンバータと、 前記ダウンコンバータと結合され、前記同相および直角位相のアナログベース
    バンド信号から所定のカットオフ周波数よりも上の周波数成分をフィルタ除去す
    るように構成された複数のローパスフィルタと、 前記ローパスフィルタと結合され、前記同相および直角位相のアナログベース
    バンド信号を同相および直角位相のディジタルベースバンド信号に変換するよう
    に構成された複数のアナログディジタル変換器と、 前記アナログディジタル変換器と結合されたＩ／Ｑオフセットプロセッサであ
    って、前記同相および直角位相のディジタルベースバンド信号を標本化して複数
    の標本ベクトルを与え、前記複数の標本ベクトルから差ベクトルを生成し、前記
    差ベクトルから直交ベクトルを生成し、前記直交ベクトルからスケール化された
    ベクトルを生成し、さらに、前記差ベクトルと、前記スケール化されたベクトル
    と、および、前記標本ベクトルの１つとを、合計して、同相および直角位相のデ
    ィジタル直流オフセット信号を与えるように構成されたＩ／Ｑオフセットプロセ
    ッサと、 前記Ｉ／Ｑオフセットプロセッサと結合され、前記同相および直角位相のディ
    ジタル直流オフセット信号を同相および直角位相のアナログ直流オフセット信号
    に変換するように構成された複数のディジタルアナログ変換器と、 前記ダウンコンバータおよび前記ディジタルアナログ変換器と結合され、前記
    同相および直角位相のアナログ直流オフセット信号の１つおよび前記それぞれの
    同相および直角位相のアナログベースバンド信号の１つを個々に差し引くように
    構成された複数の加算器と、 前記同相および直角位相のディジタルベースバンド信号に応じて、前記可変利
    得増幅器を制御するように構成された自動利得制御回路と、 を含む直角位相受信機。
  34. 【請求項３４】 無線通信信号を受信することと、 前記受信に続いて、前記無線通信信号をダウンコンバートすることと、 前記無線通信信号を標本化して複数の標本ベクトルを与えることと、 前記複数の標本ベクトルから差ベクトルを計算することと、 前記差ベクトルからスケール化されたベクトルを計算することと、 前記差ベクトルと、前記スケール化されたベクトルと、および、前記標本ベク
    トルの１つとを、合計して、直流オフセット信号を与えることと、 を含む直流オフセットを計算する方法。
  35. 【請求項３５】 前記差ベクトルから直交ベクトルを計算することをさらに含む、請求項３４に
    記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記直交ベクトルを計算することが、前記差ベクトルを回転することを含む、
    請求項３５に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記スケール化されたベクトルを計算することが、前記直交ベクトルをスケー
    ル化することを含む、請求項３５に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記標本化することが、前記ダウンコンバートすることの後に続く、請求項３
    ４に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記ダウンコンバートすることが、同相信号および直角位相信号を生成する、
    請求項３４に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記直流オフセット信号を積分することをさらに含む、請求項３４に記載の方
    法。
  41. 【請求項４１】 前記無線通信信号から前記直流オフセット信号を引くことをさらに含む、請求
    項３４に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記受信が、一定エンベロープの変調された無線通信信号を受信することを含
    む、請求項３４に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 直角位相受信機内で無線通信信号を受信することと、 前記受信に続いて、前記無線通信信号をダウンコンバートし、同相および直角
    位相のベースバンド信号を与えることと、 前記同相および直角位相のベースバンド信号を標本化し、複数の標本値を与え
    ることと、 前記複数の標本値から直流オフセット信号を計算することと、 前記同相および直角位相のベースバンド信号から前記直流オフセット信号を引
    くことと、 を含む直角位相受信機を動作させる方法。
  44. 【請求項４４】 前記計算することが、 前記標本値から差ベクトルを求めることと、 前記差ベクトルからスケール化されたベクトルを求めることと、 前記差ベクトルと、前記スケール化されたベクトルと、および、前記標本値の
    １つとを、合計することとを含む、請求項４３に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記差ベクトルから直交ベクトルを計算することをさらに含む、請求項４４に
    記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記直交ベクトルを計算することが、前記差ベクトルを回転することを含む、
    請求項４５に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記スケール化されたベクトルを計算することが、前記直交ベクトルをスケー
    ル化することを含む、請求項４５に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記直流オフセット信号を積分することをさらに含む、請求項４３に記載の方
    法。
  49. 【請求項４９】 前記引くことに続いて、かつ、前記同相および直角位相の信号に応じて、前記
    無線通信信号の利得を調整することをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記受信が、一定エンベロープの変調された無線通信信号を受信することを含
    む、請求項４３に記載の方法。
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