JP5572493B2 - 通信装置及び直交誤差補正方法 - Google Patents
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Description
先ず、実施の形態の具体的な構成及び動作を説明する前に、本発明者らが本願発明に至った着眼点について説明する。より具体的には、直交変調器の直交誤差、直交復調器の直交誤差、及び、直交変復調器の局部発振信号の周波数誤差が、IQ平面上の受信信号点に与える影響について説明する。なお、以下では、変調方式にπ/2シフトBPSK(Binary Phase Shift Keying)を用いた場合を例に挙げて説明する。
図13は、本実施の形態に係る通信装置の要部構成を示すブロック図である。図13に示す通信装置300は、I/Qマッピング部110、送信直交誤差補正部(Tx IQ Imbalance Correction)120、DAC(Digital to Analog Converter)131,132、直交変調部140、カプラ150、送信アンテナ160、局部発振信号生成部310、受信アンテナ210、スイッチ220、直交復調部230、ADC(Analog to Digital Converter)241,242、受信直交誤差補正部250、直交誤差検出部320、及び、利得制御部330を有する。
まず、周波数オフセット部312は、局部発振信号Crxに周波数誤差を与える。すなわち、局部発振信号生成部310は、局部発振信号Ctxの周波数と局部発振信号Crxの周波数とを互いに異なる周波数に設定する。このとき、与える周波数誤差量は、0Hz以外であればよい。また、スイッチ220は、カプラ150で抜き取った直交変調信号Dtx_RFが通信装置300の受信回路200に流れるように、経路を切り替える。
ST120:
移相器323,324は、移相量を0度に設定する。ゼロクロス検出部325,326は、受信信号点の軌跡とI軸及びQ軸との交点であるゼロクロス点の振幅Aeven,Aodd及びBeven,Boddを検出する。なお、交点の検出方法は特に限定されず、ゼロクロス検出部325は、例えば、Drx_q5e=0となる信号点を検出し、信号点のI成分を振幅Aevenとして検出してもよい。もしくは、ゼロクロス検出部325,326は、図17に示す網掛け領域のように、IQ領域に予めゼロクロス領域を設けておき、各ゼロクロス領域に含まれる受信信号点の軌跡の平均振幅を、ゼロクロス点振幅として検出してもよい。
比較部327は、AevenとBevenとを比較する。又は、比較部327は、AoddとBoddとを比較する。そして、比較部327の比較結果Compが、Aeven=Beven(又は、Aodd=Bodd)となるように、利得制御部330は、可変利得増幅部251,254の利得を制御する。
ST140:
移相器323,324は、移相量を45度に設定する。ここで、45度は、位相誤差の影響で受信信号点が描く楕円の長軸及び短軸が、I軸及びQ軸に対して傾く角度である。
比較部327は、AevenとBevenとを比較する。又は、比較部327は、AoddとBoddとを比較する。そして、比較部327の比較結果Compが、Aeven=Beven(又は、Aodd=Bodd)となるように、利得制御部330は、可変利得増幅部252,253の利得を制御する。
ST160:
移相器323,324は、移相量を再び0度に設定する。そして、ステップ2と同様に、ゼロクロス検出部325,326は、受信信号点の軌跡とI軸及びQ軸との交点であるゼロクロス点の振幅Aeven,Aodd及びBeven,Boddを検出する。
比較部327は、AevenとAoddとを比較する。又は、比較部327は、BevenとBoddとを比較する。そして、利得制御部330は、比較部327の比較結果CompがAeven=Aodd(又は、Beven=Bodd)となるように、可変利得増幅部121,124の利得を制御する。
ST180:
周波数オフセット部312は、周波数誤差を0Hzに設定する。すなわち、局部発振信号生成部310は、周波数が等しい局部発振信号Ctx,Crxを生成する。周波数オフセット量が0Hzに設定され、直交変調部140に用いられる局部発振信号Ctxと、直交復調部230に用いられる局部発振信号Crxの周波数が一致すると、受信信号点の回転が止まる。ただし、この時点では、まだ直交変調部140の直交位相誤差は補正されてない。そのため、受信信号点はI軸及びQ軸からずれた位置に観測される。
比較部327は、Drx_q5eと0とを比較する。更に、比較部327は、Drx_i5oと0とを比較する。そして、利得制御部330は、比較部327の比較結果CompがDrx_q5e=0、かつ、Drx_i5o=0となるように、可変利得増幅部122,123の利得を制御する。すなわち、利得制御部330は、S11,S13の虚部が0(Drx_q5e=0)となるように、かつ、S12,S14の実部が0(Drx_i5o=0)となるように、可変利得増幅部122,123の利得を制御する。
110 I/Qマッピング部
120 送信直交誤差補正部
121,122,123,124,251,252,253,254 可変利得増幅部
125,126,144,255,256 加算器
131,132 DAC
140 直交変調部
141,142,231,232 ミキサ
143,233,323,324 移相器
150 カプラ
160 送信アンテナ
200 受信回路
210 受信アンテナ
220 スイッチ
230 直交復調部
241,242 ADC
250 受信直交誤差補正部
300 通信装置
310 局部発振信号生成部
320 直交誤差検出部
321,322 デマルチプレクサ
325,326 ゼロクロス検出部
327 比較部
330 利得制御部
Claims (8)
- 第1の局部発振信号及び第2の局部発振信号を生成する局部発振信号生成手段と、
前記第1の局部発振信号を用いて直交変調し、変調信号を生成する直交変調手段と、
前記第2の局部発振信号を用いて前記変調信号を直交復調し、復調信号を生成する直交復調手段と、
前記直交変調手段で生じる第1の直交誤差を補正する第1の直交誤差補正手段と、
前記直交復調手段で生じる第2の直交誤差を補正する第2の直交誤差補正手段と、
前記復調信号の振幅に基づいて、前記第1又は第2の直交誤差を検出する直交誤差検出手段と、
前記直交誤差検出手段の検出結果に応じて、前記第1又は第2の直交誤差補正手段の設定値を制御する直交誤差補正制御手段と、
を具備し、
前記局部発振信号生成手段は、IQ平面上の原点を中心に受信信号点を回転させる回転手段を備え、
前記直交誤差検出手段は、
送信時の前記IQ平面上での信号点配置に応じて、前記復調信号を、送信時にI軸上に配置された第1の分離信号と、送信時にQ軸上に配置された第2の分離信号とに分離する分離手段と、
前記第1及び第2の分離信号の位相を調整する分離信号移相手段と、
位相調整後の前記第1の分離信号がI軸及びQ軸のそれぞれと交わる第1のゼロクロス点及び第2のゼロクロス点の各振幅と、位相調整後の前記第2の分離信号がI軸及びQ軸のそれぞれと交わる第3のゼロクロス点及び第4のゼロクロス点の各振幅を検出するゼロクロス検出手段と、
前記第1から第4のゼロクロス点の振幅を比較する比較手段と、を備え、
前記第1から第4のゼロクロス点の振幅の比較結果に基づいて、前記直交誤差を検出する、
通信装置。 - 前記局部発振信号生成手段は、前記第1の局部発振信号の周波数と異なる周波数を有する前記第2の局部発振信号を生成し、
前記分離信号移相手段は、移相量を0度に設定し、
前記直交誤差補正制御手段は、前記第1のゼロクロス点の振幅と前記第2のゼロクロス点の振幅とが等しくなるか、または前記第3のゼロクロス点の振幅と前記第4のゼロクロス点の振幅とが等しくなるように、前記第2の直交誤差補正手段の設定値を制御する、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記局部発振信号生成手段は、前記第1の局部発振信号の周波数と異なる周波数を有する前記第2の局部発振信号を生成し、
前記分離信号移相手段は、移相量を45度に設定し、
前記直交誤差補正制御手段は、前記第1のゼロクロス点の振幅と前記第2のゼロクロス点の振幅とが等しくなるか、または前記第3のゼロクロス点の振幅と前記第4のゼロクロス点の振幅が等しくなるように、前記第2の直交誤差補正手段の設定値を制御する、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記局部発振信号生成手段は、前記第1の局部発振信号の周波数と異なる周波数を有する前記第2の局部発振信号を生成し、
前記分離信号移相手段は、移相量を0度に設定し、
前記直交誤差補正制御手段は、前記第1のゼロクロス点の振幅と前記第3のゼロクロス点の振幅とが等しくなるか、または前記第2のゼロクロス点の振幅と前記第4のゼロクロス点の振幅とが等しくなるように、前記第1の直交誤差補正手段の設定値を制御する、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記局部発振信号生成手段は、前記第1の局部発振信号の周波数に等しい周波数を有する前記第2の局部発振信号を生成し、
前記分離信号移相手段は、移相量を0度に設定し、
前記直交誤差補正制御手段は、前記第1の分離信号の虚部の値が0、前記第2の分離信号の実部の値が0になるように、前記第1の直交誤差補正手段の設定値を制御する、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記回転手段は、前記第1の局部発振信号に周波数誤差を与えて前記第2の局部発振信号を生成する周波数オフセット部である、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記回転手段は、前記第1の局部発振信号の位相を連続的に変化させて前記第2の局部発振信号を生成する移相手段である、
請求項1に記載の通信装置。 - 直交変調部と、直交復調部と、前記直交変調部又は前記直交復調部における直交誤差を補正する直交誤差補正制御部とを具備する通信装置において、前記直交誤差を補正する直交誤差補正方法であって、
第1の局部発振信号及び第2の局部発振信号を生成し、
前記第1の局部発振信号を用いて直交変調し、変調信号を生成し、
前記第2の局部発振信号を用いて前記変調信号を直交復調し、復調信号を生成し、
前記直交変調部で生じる第1の直交誤差を補正し、
前記直交復調部で生じる第2の直交誤差を補正し、
前記復調信号の振幅に基づいて、前記第1又は第2の直交誤差を検出し、
前記第1又は第2の直交誤差の検出結果に応じて、前記第1又は第2の直交誤差を補正する設定値を制御し、
前記直交誤差を検出する際に、
送信時のIQ平面上での信号点配置に応じて、前記復調信号を、送信時にI軸上に配置された第1の分離信号と、送信時にQ軸上に配置された第2の分離信号とに分離し、
前記IQ平面上の原点を中心に受信信号点を回転させ、
前記第1及び第2の分離信号の位相を調整し、
位相調整後の前記第1の分離信号がI軸及びQ軸のそれぞれと交わる第1のゼロクロス点及び第2のゼロクロス点の各振幅と、位相調整後の前記第2の分離信号がI軸及びQ軸のそれぞれと交わる第3のゼロクロス点及び第4のゼロクロス点の各振幅を検出し、
前記第1から第4のゼロクロス点の振幅を比較し、
前記第1から第4のゼロクロス点の振幅の比較結果に基づいて、前記直交誤差を検出する、
直交誤差補正方法。
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