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Analysis of the Characteristics for Quadrature Receivers Adopting an Auto-Calibration Method

자동 보정 기능을 가진 직교 위상 수신기의 특성 해석

  • Published : 2009.01.31

Abstract

This paper deals with an estimation problem of the gain and phase imbalances between the in-phase and quadrature components in the quadrature receivers which are widely used in wireless communications. It is shown that the estimates derived from the suggested auto-calibration algorithm is asymptotically minimum-variance unbiased as a function of the sampling time. In order to show this characteristic, the probability density functions of the estimates for the gain and phase imbalances are derived first. Then the mean and variance functions are investigated analytically or numerically based on the density functions.

본 논문에서는 직교 위상 수신기에서 발생하는 동상 성분 채널과 직교 성분 채널간의 이득과 위상 불평형의 추정문제를 다룬다. 즉, 자동 보정 기능을 가지는 직교 위상 수신기에서의 백색 Gaussian 잡음을 고려한 통계적인 특성 분석을 통하여 제안된 알고리즘에 의한 추정값이 점근적으로 비편향 최소 분산 추정(asymptotically minimum-variance unbiased estimate) 특성을 가짐을 보여준다. 이를 위하여 먼저 자동 보정 알고리즘에서 사용하는 샘플링 값들에 대한 통계적인 특성을 구하고, 이 샘플 값들의 함수의 형태로 구해지는 이득과 위상 불평형 추정값들의 통계적인 특성을 분석하기 위해 추정값들의 확률분포함수를 구한다. 이를 기반으로 평균 함수 및 분산 함수를 계산하여 추정값들이 비편향 최소 분산 추정 특성을 나타냄을 확인한다.

Keywords

References

  1. A. Sinsky, P. Wang, "Error analysis of a uadrature coherent detector processor", IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, pp. 880-883, Nov. 1974
  2. F.E. Churchill, G. Ogar, and B. Thompson, "The correction of I and Q errors in a coherent processor", IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, vol. 17, pp. 131-137, Jan. 1981 https://doi.org/10.1109/TAES.1981.309045
  3. R. A. Green, R. Anderson-Sprecher, and J. W. Pierre, "Quadrature receiver mismatch calibration", IEEE Trans. on Signal Processing, vol. 47, no. 11, pp. 3130-3133, Nov. 1999 https://doi.org/10.1109/78.796447
  4. J. Pierre, D. Fuhrmann, "Considerations in the autocalibration of quadrature receivers", ICASSP-95, vol. 3, pp. 1900-1903, May 1995 https://doi.org/10.1109/ICASSP.1995.480583
  5. M. Scarpa, J. Vogel, J. Stonick, and S. Kiaei, "BER of differentially detected $\frac{\Pi}{4}$ DQPSK in the presence of quadrature gain imbalance", Proceedings of the IEEE Wireless Communications and Networking Conference, vol. 1, pp. 201-205, 1999