JP4574531B2 - 送信機 - Google Patents
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Description
無線送信機は、一例として、公知でない特願2005−198591号に記載されたものと同様の構成を有する。ここでは、説明の便宜上から、後述する本発明の実施例を説明する図1を参照し、図1に示されるのと同一の符号を用いて説明するが、本発明を限定する意図は無い。
制御部7は、キャリアリーク補正回路1におけるDCオフセット補正値を変化させることにより、DCオフセットの成分を除去することができる。
本例では、IQ平面上の或る1点と、そこからI軸方向に±1、Q軸方向に±1にある点の範囲を考え、これら5点を順々にDCオフセット補正値としてキャリアリーク補正回路1に設定し、これら5点の中からフィードバック信号の電力値(残存するDCオフセットの電力値)が最小となる点を見つけ、次にその点を中心とした同様な5点を考えて同じ動作を繰り返して行い、これにより、残存するDCオフセットの電力値が最小となるDCオフセット補正値を探す。ここで、前記した±1の幅をステップサイズと呼ぶ。
図6には、I相のDCオフセット補正値は正解値であるがQ相のDCオフセット補正値が非線形ポイントから抜け出せないときにおける周波数スペクトルの一例を示してある。同図の横軸は周波数、縦軸はレベル(パワー)を示している。同図に示されるように、残存するDCオフセットによるキャリアリークが大きく残ってしまう。
D/Aコンバータの非線形特性は、例えば、各ビットの重みが正確に2のべき乗の関係になっていないことによるもので、バイポーラ出力時のゼロ出力付近に発生するものが最も深刻である。
図7には、補正値対キャリアリーク特性の一例を示してある。同図の横軸はQ相のDCオフセット補正値を示しており、縦軸はリークしたキャリアの電力値の測定値(測定電力値)を示している。
本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、例えば非線形ポイントがあるような場合においても、DCオフセットの成分を適切に補正することができる送信機を提供することを目的とする。
すなわち、演算手段が、前記信号に対してDCオフセットの補正値を演算する。検出手段が、前記演算手段により前記補正値が演算された後であって前記DCオフセットが発生した後における信号についてDCオフセットを反映する量(キャリアリークのレベル)を検出する。制御手段が、基準となる信号点及び当該信号点に対してステップサイズの間隔で配置される信号点からなる複数の信号点の中で、それぞれの信号点に対応する値を前記演算手段により演算するDCオフセットの補正値として用いた場合に前記検出手段により検出される量が最小となる信号点を次の基準となる信号点とすることを繰り返して行い、且つ、この場合に前記検出手段により検出される量が小さくなったことに応じて前記ステップサイズを小さい値へ変更することを実行して、前記検出手段により検出される量が小さくなる値を前記演算手段により演算するDCオフセットの補正値として設定する。
また、DCオフセットの補正値の演算後で且つDCオフセットの発生後では、キャリアリークのレベルを検出することにより、発生したDCオフセットが補正により低減された程度(残量)を把握することができる。
なお、DCオフセットの補正値を演算する処理部とDCオフセットが発生する処理部との接続順序(処理の順序)としては、任意であってもよく、全体的には、発生したDCオフセットが補正値により補正されることになる。
また、DCオフセットを反映する量(評価値)としては、リークしたキャリアの電力若しくは振幅のレベルを用いることが望ましいが、残留しているDCオフセットに対して単調に変化する量であれば|I|+|Q|の平均値、或いはI/Qを正しく分離できる状態であれば各相の平均値(直流成分)を用いることができる。
また、基準となる信号点に対してステップサイズの間隔で配置される信号点としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、基準となる信号点に対して上下左右のうちの1つ以上についてそれぞれステップサイズだけ離れた信号点を用いることができる。
また、信号点を検索する範囲となる複数の信号点の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、信号点の検索を繰り返して行う回数としては、任意の回数が用いられてもよい。
また、信号点(DCオフセットの補正値)の検索は、例えば、通信相手に対して実際に送信する対象となる信号を用いて行われてもよく、或いは、当該検索を行うために予め規定された信号を送信対象となる信号として用いて当該検索が行われて、最終的に検索された信号点(DCオフセットの補正値)が設定された後に通信相手に対して実際に信号が送信されてもよい。
一例として、前記回数を1回として、初めは大きい値のステップサイズを用いて、補正後のキャリアリークのレベルが所定の閾値以下(又は、未満)となったときにステップサイズを小さい値へ切り替えるような態様を用いることができる。
また、前記回数を2回以上として、2つ以上の閾値について、補正後のキャリアリークのレベルがそれぞれの閾値以下(又は、未満)となったときにそれぞれに対応した値へステップサイズを切り替えるような態様を用いることができる。
他の例として、回数を特に限定せず、補正の都度、DCオフセットのレベルに比例定数を乗じ(例えば、切り上げ等で整数化し)た値をステップサイズとしてもよい。
すなわち、前記DCオフセットを反映する量は、前記送信対象となる信号の大きさより大きい。つまり、前記送信対象となる信号が小さい。ここで、送信対象となる信号の大きさとしては、DCオフセットを反映する量と同じ単位が用いられ、例えば、電力や振幅絶対値などの単位を用いることができる。
また、前記送信対象となる信号はI相成分とQ相成分からなる。前記信号点はIQ平面上の信号点である。前記DCオフセットの補正値はI相成分とQ相成分からなる。前記演算手段は、前記信号のI相成分に対して前記DCオフセットの補正値のI相成分を加算(或いは、減算)する手段と、前記信号のQ相成分に対して前記DCオフセットの補正値のQ相成分を加算(或いは、減算)する手段を有する。
当該送信機は、前記演算手段により前記DCオフセットの補正値が演算された信号をD/A変換するD/A変換手段と、前記D/A変換手段によりD/A変換された信号を直交変調する直交変調手段を備える。
前記検出手段は、前記直交変調手段より後段の信号についてDCオフセットを反映する量を検出する。
図1には、本発明の一実施例に係る無線送信機の構成例を示してある。
本例の無線送信機は、キャリアリーク補正回路1と、I相のD/Aコンバータ2と、Q相のD/Aコンバータ3と、アナログの直交変調器(AQM)4と、例えば電力増幅器(PA)から構成された増幅器5と、A/Dコンバータ6と、制御部7を備えている。
キャリアリーク補正回路1は、乗算器11と、加算器12と、乗算器13と、加算器14と、乗算器15と、乗算器16と、加算器17から構成されている。
送信対象となるデジタル信号のI相成分(同相成分)とQ相成分(直交成分)がキャリアリーク補正回路1に入力される。
乗算器11は、入力されたQ相成分に対して直交度(IQの直交度)を補正するための補正値(直交度補正値)としてtanθを乗算し、当該乗算結果を加算器12へ出力する。
加算器12は、直交度(IQの直交度)を補正するために、入力されたI相成分と乗算器11から入力された乗算結果とを加算し、当該加算結果を乗算器13へ出力する。
乗算器13は、加算器12から入力された加算結果に対してI相のゲイン(IQのゲイン比)を補正するための補正値(I相ゲイン補正値)を乗算し、当該乗算結果を加算器14へ出力する。
加算器14は、乗算器13から入力された乗算結果とI相のDCオフセットを補正するための補正値(I相DCオフセット補正値)とを加算し、当該加算結果をD/Aコンバータ2へ出力する。
乗算器16は、乗算器15から入力された乗算結果に対してQ相のゲイン(IQのゲイン比)を補正するための補正値(Q相ゲイン補正値)を乗算し、当該乗算結果を加算器17へ出力する。
加算器17は、乗算器16から入力された乗算結果とQ相のDCオフセットを補正するための補正値(Q相DCオフセット補正値)とを加算し、当該加算結果をD/Aコンバータ3へ出力する。
D/Aコンバータ3は、加算器17から入力された補正後のQ相成分の信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換して直交変調器4へ出力する。
直交変調器4は、D/Aコンバータ2から入力されたI相成分及びD/Aコンバータ3から入力されたQ相成分について直交変調を行い、当該直交変調結果の信号を増幅器5へ出力する。
また、増幅器5から出力された信号の一部は、フィードバックのために、結合器(カプラ)などにより取得されて、A/Dコンバータ6に入力される。
A/Dコンバータ6は、入力されたフィードバック信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する。なお、A/Dコンバータ6への入力は適宜、IFに変換されたものであるが、その中心周波数は、D/Aコンバータ2、3が出力するIFのそれとは異なるように設定する。これによりDCオフセットがどちらで発生したものか区別できる。
本例では、前記制御部により、このようにして検出される量が小さくなるように、キャリアリーク補正回路1におけるI相DCオフセット補正値及びQ相DCオフセット補正値を変化させて(更新して)いき、当該電力値が最小となるI相DCオフセット補正値及びQ相DCオフセット補正値を設定する。
なお、本例の無線送信機では、I相及びQ相のDCオフセット補正値の設定に係る構成に主な特徴点があるため、直交度補正値やI相或いはQ相のゲイン補正値の設定については詳しい説明を省略するが、種々な態様が用いられてもよい。
本例では、I相DCオフセット補正値及びQ相DCオフセット補正値を変化させていくに際して、その変化の幅となるステップサイズを±(プラスマイナス)1に固定するのではなく、フィードバック信号から得られる残存するDCオフセットの大きさに応じてステップサイズの大きさを変更する。
図2に示されるように、ステップサイズを±1のように小さい値とすると、検索の途中で非線形ポイントを越えて補正値が変化させられることがないため、補正値が非線形ポイントから抜け出すことができず、誤った補正値を検出してしまう。これに対して、ステップサイズを±5のように大きい値とすると、検索の途中で非線形ポイントを越えて補正値が変化させられることがあるため、補正値が非線形ポイントから抜け出すことができ、正しい補正値を検出することが可能となる。なお、ここでいう1のステップサイズとは、D/Aコンバータ2、3の最小分解能(最下位ビットの重み)に相当し、扱うことのできる量の最小単位である。従って5はその最小単位の5倍である。
本例では、IQ平面上の或る1点と、そこからI軸方向に±z、Q軸方向に±zにある点の範囲を考え、これら5点を順々にDCオフセット補正値としてキャリアリーク補正回路1に設定し、これら5点の中からフィードバック信号の電力値(残存するDCオフセットの電力値)が最小となる点を見つけ、次にその点を中心とした同様な5点を考えて同様な動作を繰り返して行い、これにより、残存するDCオフセットの電力値が最小となるDCオフセット補正値を探す。また、これに際して、フィードバック信号の電力値(残存するキャリアリークの電力値)が大きい値から小さい値へ変化するのに応じて、ステップサイズzの大きさを大きい値から小さい値へ変更する。
また、これらの5点は、IQ平面上における中心点の座標が(x0、y0)であるとすると、点(x0、y0)、点(x0−X、y0)、点(x0+X、y0)、点(x0、y−X0)、点(x0、y0+X)となる。
また、IQ平面上の点(x、y)をキャリアリーク補正回路1に設定する場合には、I相DCオフセット補正値としてxの値を設定し、Q相DCオフセット補正値としてyの値を設定する。
図3(b)に示されるように、ステップサイズX(=z)を用いて、前記次の中心点を基準とした上記と同様な5点について上記と同様に最小電力となる点を検索して、次の中心点とする。
図3(c)に示されるように、ステップサイズ1(=z)を用いて、前記次の中心点を基準とした上記と同様な5点(但し、ステップサイズは異なる)について上記と同様に最小電力となる点を検索して、次の中心点とする。
このようにして、図3(d)に示されるように、残存するDCオフセットの電力値が最も小さくなる点(正解値の点)を検索することができる。このような正解値の点の値をキャリアリーク補正回路1のI相DCオフセット補正値及びQ相DCオフセット補正値に設定することにより、DCオフセットの成分を精度よく除去することができる。
ノイズフロアとほぼ同レベルまでキャリアリークが抑圧されているのが分かる。
Claims (2)
- 送信対象となる信号に発生するDCオフセットを補正する送信機において、
前記信号に対してDCオフセットの補正値を演算する演算手段と、
前記演算手段により前記補正値が演算された後であって前記DCオフセットが発生した後における信号についてDCオフセットを反映する量を検出する検出手段と、
基準となる信号点及び当該信号点に対してステップサイズの間隔で配置される信号点からなる複数の信号点の中で、それぞれの信号点に対応する値を前記演算手段により演算するDCオフセットの補正値として用いた場合に前記検出手段により検出される量が最小となる信号点を次の基準となる信号点とすることを繰り返して行い、且つ、この場合に前記検出手段により検出される量が小さくなったことに応じて前記ステップサイズを小さい値へ変更することを実行して、前記検出手段により検出される量が小さくなる値を前記演算手段により演算するDCオフセットの補正値として設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする送信機。 - 請求項1に記載の送信機において、
前記DCオフセットを反映する量は、前記送信対象となる信号の大きさより大きく、
前記送信対象となる信号はI相成分とQ相成分からなり、
前記信号点はIQ平面上の信号点であり、
前記DCオフセットの補正値はI相成分とQ相成分からなり、
前記演算手段は、前記信号のI相成分に対して前記DCオフセットの補正値のI相成分を加算或いは減算する手段と、前記信号のQ相成分に対して前記DCオフセットの補正値のQ相成分を加算或いは減算する手段を有し、
当該送信機は、前記演算手段により前記DCオフセットの補正値が演算された信号をD/A変換するD/A変換手段と、
前記D/A変換手段によりD/A変換された信号を直交変調する直交変調手段と、を備え、
前記検出手段は、前記直交変調手段より後段の信号についてDCオフセットを反映する量を検出する、
ことを特徴とする送信機。
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