(57)【要約】【課題】カーテシアン歪み補償方式が採用された回路において、直交復調器の直交誤差を軽減させること。【解決手段】  直交変調器と直交復調器と位相器とを備え、カーテシアン歪み補償方式によって歪みが補償された信号を生成するカーテシアン歪み補償部と、前記直交復調器の出力における同相成分と直交成分との位相差毎に、各位相差が生じている場合に前記直交復調器の直交誤差を抑えるために前記位相器へ入力されるべき電圧を算出するための補正値を対応付けて記憶する記憶部と、を備えるカーテシアン歪み補償装置が、前記直交復調器の出力を受け付け、同相成分と直交成分との位相差を算出し、算出された位相差に対応する補正値を読み出し、前記補正値に基づいて前記位相器に与えられる電圧を補正し、前記位相器に与える電圧を補正された電圧にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交変調器と直交復調器と位相器とを備え、カーテシアン歪み補償方式によって歪みが補償された信号を生成するカーテシアン歪み補償部と、
前記直交復調器の出力における同相成分と直交成分との位相差毎に、各位相差が生じている場合に前記直交復調器の直交誤差を抑えるために前記位相器へ入力されるべき電圧を算出するための補正値を対応付けて記憶する記憶部と、
前記直交復調器の出力を受け付け、同相成分と直交成分との位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部によって算出された位相差に対応する補正値を読み出し、前記補正値に基づいて前記位相器に与えられる電圧を補正し、前記位相器に与える電圧を補正された電圧にする電圧制御部と、
を備える、カーテシアン歪み補償装置。
【請求項２】
直交変調器と直交復調器と位相器とを備え、カーテシアン歪み補償方式によって歪みが補償された信号を生成するカーテシアン歪み補償部と、
前記位相器の出力電力毎に、各電力が生じている場合に前記直交復調器の直交誤差を抑えるために前記位相器へ入力されるべき電圧を算出するための補正値を対応付けて記憶する記憶部と、
前記位相器の出力電力を計測し、計測された出力電力に対応付けて前記記憶部に記憶される前記補正値を読み出し、前記補正値に基づいて前記位相器に与えられる電圧を補正し、前記位相器に与える電圧を補正された電圧にする電圧制御部と、
を備える、カーテシアン歪み補償装置。
【請求項３】
直交変調器と直交復調器と位相器とを備え、カーテシアン歪み補償方式によって歪みが補償された信号を生成するカーテシアン歪み補償部と、前記直交復調器の出力における同相成分と直交成分との位相差毎に、各位相差が生じている場合に前記直交復調器の直交誤差を抑えるために前記位相器へ入力されるべき電圧を算出するための補正値を対応付けて記憶する記憶部と、を備えるカーテシアン歪み補償装置が、前記直交復調器の出力を受け付け、同相成分と直交成分との位相差を算出するステップと、
前記カーテシアン歪み補償装置が、算出された位相差に対応する補正値を読み出すステップと、
前記カーテシアン歪み補償装置が、前記補正値に基づいて前記位相器に与えられる電圧を補正し、前記位相器に与える電圧を補正された電圧にするステップと、
を含む直交誤差軽減方法。
【請求項４】
直交変調器と直交復調器と位相器とを備え、カーテシアン歪み補償方式によって歪みが補償された信号を生成するカーテシアン歪み補償部と、前記位相器の出力電力毎に、各電力が生じている場合に前記直交復調器の直交誤差を抑えるために前記位相器へ入力されるべき電圧を算出するための補正値を対応付けて記憶する記憶部と、を備えるカーテシアン歪み補償装置が、前記位相器の出力電力を計測し、計測された出力電力に対応付けて前記記憶部に記憶される前記補正値を読み出すステップと、
前記カーテシアン歪み補償装置が、前記補正値に基づいて前記位相器に与えられる電圧を補正し、前記位相器に与える電圧を補正された電圧にするステップと、
を含む直交誤差軽減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーテシアン歪み補償方式において発生する直交誤差を軽減させるカーテシアン歪み補償装置、及び直交誤差軽減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーテシアン歪み補償方式を採用したカーテシアン歪み補償回路が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
図７は、従来のカーテシアン歪み補償回路Ｐ１の機能構成を表すブロック図である。従来のカーテシアン歪み補償回路Ｐ１では、直交復調器によって出力される検波信号と、制御部からＤＡＣ（Digital to Analog Converter）及び歪信号逆相増幅器を介して直交変調器に出力される入力信号との位相を合わせるために、シンセサイザ出力信号の位相を調整する位相器が備えられる。
【特許文献１】特開２００６−５４９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したカーテシアン歪み補償回路の位相器は直交変調器を用いて安価に構成することができる。しかしながら、直交変調器を用いて構成された位相器は、設定される位相値に応じて、出力される位相調整済み送信ローカル信号の電力に数ｄＢの変動を起こす。そして、この位相調整済み送信ローカル信号の電力の変動は、位相調整済み送信ローカル信号を入力する直交復調器に影響を及ぼす。即ち、直交復調器は、位相器から出力された位相調整済み送信ローカル信号の電力に応じて、直交度に誤差を生じさせる。そして、直交度の誤差（直交誤差）が生じると、カーテシアン歪み補償の歪み補償性能が低下するという問題があった。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は、カーテシアン歪み補償方式が採用された回路において、回路に含まれる直交復調器の直交誤差を軽減させることを可能とするカーテシアン歪み補償装置、カーテシアン歪み補償回路における直交誤差軽減方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様によるカーテシアン歪み補償装置は、直交変調器と直交復調器と位相器とを備えカーテシアン歪み補償方式によって歪みが補償された信号を生成するカーテシアン歪み補償部と、前記直交復調器の出力における同相成分と直交成分との位相差毎に、各位相差が生じている場合に前記直交復調器の直交誤差を抑えるために前記位相器へ入力されるべき電圧を算出するための補正値を対応付けて記憶する記憶部と、前記直交復調器の出力を受け付け、同相成分と直交成分との位相差を算出する位相差算出部と、前記位相差算出部によって算出された位相差に対応する補正値を読み出し、前記補正値に基づいて前記位相器に与えられる電圧を補正し、前記位相器に与える電圧を補正された電圧にする電圧制御部と、を備える。
【０００６】
［２］また、本発明の一態様によるカーテシアン歪み補償装置は、直交変調器と直交復調器と位相器とを備えカーテシアン歪み補償方式によって歪みが補償された信号を生成するカーテシアン歪み補償部と、前記位相器の出力電力毎に、各電力が生じている場合に前記直交復調器の直交誤差を抑えるために前記位相器へ入力されるべき電圧を算出するための補正値を対応付けて記憶する記憶部と、前記位相器の出力電力を計測し、計測された出力電力に対応付けて前記記憶部に記憶される前記補正値を読み出し、前記補正値に基づいて前記位相器に与えられる電圧を補正し、前記位相器に与える電圧を補正された電圧にする電圧制御部と、を備える。
【０００７】
また、本発明の一態様は、カーテシアン歪み補償部と記憶部とを備えるカーテシアン歪み補償装置が行う直交誤差軽減方法として特定されても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、カーテシアン歪み補償方式が採用された回路において、回路に含まれる直交復調器の直交誤差を軽減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［第一実施形態］
【００１０】
図１は、第一実施形態のカーテシアン歪み補償装置１の機能構成を表す機能ブロック図である。図示するように、カーテシアン歪み補償装置１は、カーテシアン歪み補償部１０、ダイオード検波器２０、ＡＤＣ３０、テーブル記憶部４０、電圧制御部５０を備える。
【００１１】
カーテシアン歪み補償部１０は、制御部１０１、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１０２、歪信号逆相増幅器１０３、直交変調器１０４、電力増幅器１０５、方向性結合器１０６、スイッチ１０７、直交復調器１０８、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１０９、シンセサイザ１１０、ＤＡＣ１１１、位相器１１２、方向性結合器１１３を備える。位相器１１２は、例えば直交復調ＩＣ（Integrated Circuit）を用いて実装される。カーテシアン歪み補償部１０は、既存のカーテシアン歪み補償回路の位相器１１２と直交復調器１０８との間に方向性結合器１１３を設けることによって構成される。
【００１２】
ダイオード検波器２０は、位相器１１２から出力される位相調整済みローカル信号を入力として受け、この位相調整済みローカル信号に対し検波処理を行い、ダイオード検波信号を出力する。ダイオード検波器２０は、既存のダイオード検波器によって構成される。
【００１３】
ＡＤＣ３０は、ダイオード検波器２０から出力されるダイオード検波信号に対しアナログデジタル変換を行う。ＡＤＣ３０は、既存のアナログデジタル変換器によって構成される。
【００１４】
テーブル記憶部４０は、ダイオード検波電圧テーブルを記憶する。
電圧制御部５０は、ＡＤＣ３０によってアナログ値に変換されたダイオード検波信号を受け付け、このダイオード検波信号の電圧に応じた補正値をテーブル記憶部４０から読み出す。そして、電圧制御部５０は、補正値に基づいて位相器１１２の電圧を制御する。
【００１５】
図２は、テーブル記憶部４０によって記憶されるダイオード検波電圧テーブルの構成を示す概略図である。ダイオード検波電圧テーブルは、ダイオード検波信号の電圧と補正値とを対応付けたテーブルである。
補正値について説明するに当たって、まず位相器１１２に入力される電圧と直交復調器１０８の直交誤差との関係について説明する。
【００１６】
直交復調器１０８は、直交検波信号の同相成分及び直交成分を出力する。このとき、直交検波信号の同相成分と直交成分との位相差は、９０度に一定しているわけではなく、位相調整済みローカル信号の電力（位相器１１２の出力電力）に応じて変化する。即ち、位相調整済みローカル信号の電力が、直交復調器１０８の直交誤差に影響を与える。そのため、直交復調器１０８の直交誤差が最小となるような位相器１１２の出力電力（以下、「理想電力」という。）を予め実験などによって取得し、位相器１１２の出力電力を理想電力に保つことによって、直交復調器１０８の直交誤差を軽減することが可能となる。
【００１７】
また、位相器１１２はＤＡＣ１１１を介して電圧制御部５０から入力電圧の制御を受け、入力電圧に応じた電力の位相調整済みローカル信号を出力する。そのため、位相器１１２への入力電圧を制御することによって、位相器１１２の出力電力を理想電力に保ち、直交復調器１０８の直交誤差を軽減することが可能となる。
【００１８】
式１は、位相器１１２への入力電圧を表す式である。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
式１において、ｉ及びｑは、それぞれ入力電圧の同相成分と直交成分の電圧を示す。Ｃは、カーテシアン歪み補償部１０において予め設定されている位相器１１２への入力電圧を示し、一定の値である。Δは、補正値を示す。φは、位相器１１２に設定される位相を示す。Ｖｃｏｍは、位相器を構成する直交変調器のベースバンド入力端子コモン電圧である。
【００２１】
式１に示されるように、カーテシアン歪み補償装置１の電圧制御部５０は、予め位相器１１２に設定されている電圧の初期値Ｃに対し、補正値Δを加算することによって、位相器１１２の出力電力を理想電力に保つ。このとき、実際にダイオード検波器２０から出力されるダイオード検波電圧と、そのダイオード検波電圧が出力されている場合に位相器１１２の出力電力を理想電力にするための補正値との対応関係は、予め実験によって取得される。そして、テーブル記憶部４０は、実験によって予め取得されたダイオード検波電圧と補正値との対応関係を示すダイオード検波電圧テーブルを記憶する。
【００２２】
図２において、例えばダイオード検波電圧がｖ１からｖ２の値の間である場合には、電圧制御部５０は、ｖ１−ｖ２と対応付けられている補正値ｄ１をダイオード検波電圧テーブルから読み出す。
【００２３】
図３は、カーテシアン歪み補償装置１が、アンテナ部６０を備えた無線送信装置の送信部に適用された場合の動作例を示すフローチャートである。この場合、位相器１１２から出力される信号は、位相調整済み送信ローカル信号（上述した「位相調整済みローカル信号」に相当。）である。図示するように、カーテシアン歪み補償装置１の制御部１０１は、まず、通信に使用されるチャネルに基づいて局発周波数を算出する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０１は、送信ＰＬＬ（Phase Locked Loop）に局発周波数を設定する（ステップＳ１０２）。次に、制御部１０１は、スイッチ１０７を開き、カーテシアン歪み補償ループを開ループ状態にする（ステップＳ１０３）。次に制御部１０１は、ＤＡＣ１０２を介して歪み信号逆相増幅器１０３にトレーニング信号を送信する（ステップＳ１０４）。トレーニング信号は、所定の周波数（例えば２．２５ｋＨｚや１．５ｋＨｚ）の正弦波信号である。
【００２４】
トレーニング信号は、直交変調器１０４、電力増幅器１０５、方向性結合器１０６を経て直交復調器１０８に入力される。また、位相器１１２はシンセサイザ１１０の出力信号及び制御部１０１ａがＤＡＣ１１１を用いて生成する位相制御電圧（初期値）を入力されて、送信ローカル信号を出力する。直交復調器１０８はトレーニング信号、送信ローカル信号を入力されて、直交検波信号を出力する。
直交検波信号はＡＤＣ１０９を介して制御部１０１に入力され、制御部１０１は直交検波信号の電圧を取得する（ステップＳ１０５）。次に、制御部１０１は、この直交検波信号の位相とトレーニング信号の位相の差を算出し、位相器１１２に設定すべき位相φを決定する（ステップＳ１０６）。位相φの算出方法は既存の技術により実現される。
【００２５】
制御部１０１は、式１及び決定されたφに基づき、ＤＡＣ１１１を介して位相器１１２に位相制御信号を入力する。ここで、式１のΔは“０”とする。こうして位相器１１２から出力される位相調整済み送信ローカル信号は、方向性結合器１１３を介してダイオード検波器２０にも入力される。ダイオード検波器２０は、位相調整済み送信ローカル信号に対し検波処理を行い、ダイオード検波信号を出力する。ダイオード検波信号はＡＤＣ３０を介して電圧制御部５０に入力され、電圧制御部５０はダイオード検波信号の電圧（ダイオード検波電圧）を計測し取得する（ステップＳ１０７）。次に、電圧制御部５０は、このダイオード検波電圧に対応する補正値Δをダイオード検波電圧テーブルから読み出す（ステップＳ１０８）。次に、電圧制御部５０は、ステップＳ１０６において決定された位相φと、ステップＳ１０８において読み出された補正値Δとに基づき、式１に従って位相器１１２に設定すべき電圧の同相成分ｉと直交成分ｑとを補正する（ステップＳ１０９）。そして、電圧制御部５０は、補正された同相成分ｉと直交成分ｑに従って、位相器１１２に与えられる電圧を算出された値にする（ステップＳ１１０）。
【００２６】
次に、制御部１０１は、ＤＡＣ１０２を介して歪信号逆相増幅器１０３にトレーニング信号を送信し、このトレーニング信号がＤＡＣ１０２、歪信号逆相増幅器１０３、直交変調器１０４、電力増幅器１０５、方向性結合器１０６、直交復調器１０８を通過することによって生成される直交検波信号を、ＡＤＣ１０９を介して入力し、直交検波信号の電圧を取得する（ステップＳ１１１）。次に、制御部１０１は、直交検波信号の電圧が最小となるように、ＤＡＣ１０２を介して出力するトレーニング信号のＤＣ電圧を調整する（ステップＳ１１２）。次に、制御部１０１は、スイッチ１０７を閉じ、カーテシアン歪み補償ループを閉ループ状態にする（ステップＳ１１３）。そして、制御部１０１は、ステップＳ１１２において調整されたＤＣ電圧でベースバンド信号をＤＡＣ１０２に出力し、無線信号の送信処理を開始する（ステップＳ１１４）。この無線信号は、アンテナ回路６０によって受信装置へ送信される。
【００２７】
第一実施形態のカーテシアン歪み補償装置１では、電圧Ｃが決定されている条件の下で、理想電力を得るためのダイオード検波電圧と補正値との対応関係が予め実験によって取得され、テーブル記憶部４０がこの対応関係を示すダイオード検波電圧テーブルを記憶する。そして、電圧制御部５０がダイオード検波電圧に応じて補正値をダイオード検波電圧テーブルから読み出し、この値に基づいて位相器１１２に設定される電圧を決定し制御する。そのため、直交復調器１０８に入力される位相調整済みローカル信号の電力を理想電力に近い値で保持し、直交復調器１０８の直交誤差を軽減させることが可能となる。
【００２８】
［第二実施形態］
図４は、第二実施形態のカーテシアン歪み補償装置１ａの機能構成を表す機能ブロック図である。第一実施形態のカーテシアン歪み補償装置１と同じ機能部には図４において図１と同じ符号を付して表し、その説明を省く。
【００２９】
制御部１０１ａは、第一実施形態における制御部１０１の機能に加えて、位相差算出部１０１１、テーブル記憶部１０１２、電圧制御部１０１３を備える。
位相差算出部１０１１は、ＡＤＣ１０９によってアナログ値に変換された直交検波信号を受け付け、この直交検波信号の同相成分と直交成分との位相差を算出する。
【００３０】
テーブル記憶部１０１２は、位相差テーブルを記憶する。
電圧制御部１０１３は、位相差算出部１０１１によって算出された位相差に応じた補正値をテーブル記憶部１０１２から読み出し、この補正値に基づいて位相器１１２の電圧を制御する。
【００３１】
図５は、テーブル記憶部１０１２によって記憶される位相差テーブルの構成を示す概略図である。位相差テーブルは、直交検波信号の同相成分及び直交成分の位相差と補正値とを対応付けたテーブルである。
【００３２】
補正値は、上述した式１に用いられるΔである。カーテシアン歪み補償装置１ａの電圧制御部１０１３は、予め位相器１１２に設定されている電圧Ｃに対し補正値Δを加算することによって位相器１１２の入力電圧を補正し、直交復調器１０８の直交誤差を軽減させる。このとき、電圧Ｃが決定されている条件の下で、直交検波信号の位相差と、その位相値が生じている場合に直交誤差を軽減させるための補正値との対応関係は、予め実験によって取得される。そして、テーブル記憶部１０１２は、実験によって予め取得された直交検波信号の位相差と補正値との対応関係を示す位相差テーブルを記憶する。
【００３３】
図５において、例えば直交検波信号の位相差がｐ１からｐ２の値の間である場合には、電圧制御部１０１３は、ｐ１−ｐ２と対応付けられている補正値ｄ１を位相差テーブルから読み出す。
【００３４】
図６は、第二実施形態のカーテシアン歪み補償装置１ａの動作例を示すフローチャートである。以下、図６を用いて、カーテシアン歪み補償装置１ａの動作について説明する。なお、第一実施形態のカーテシアン歪み補償装置１ａと同じ処理には図６において図３と同じ符号を付して表し、その説明を省く。
【００３５】
ステップＳ１０６の次に、位相差算出部１０１１は、直交検波信号の位相差を算出する（ステップＳ２０１）。次に、電圧制御部１０１３は、この直交検波信号の位相差に対応する補正値Δをダイオード検波電圧テーブルから読み出す（ステップＳ２０２）。次に、電圧制御部１０１３は、ステップＳ１０６において決定された位相φと、ステップＳ２０２において読み出された補正値Δに基づき、式１に従って位相器１１２に設定すべき電圧の同相成分ｉと直交成分ｑとを補正する（ステップＳ２０３）。そして、電圧制御部１０１３は、補正された同相成分ｉと直交成分ｑに従って、位相器１１２に与えられる電圧を変更する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４以降の処理は、第一実施形態におけるステップＳ１１１以降と同じ処理である。
【００３６】
第二実施形態のカーテシアン歪み補償装置１ａでは、電圧Ｃが決定されている条件の下で、直交検波信号の位相差と、その位相差が生じている場合に直交誤差を軽減させるための補正値との対応関係が予め実験によって取得され、テーブル記憶部１０１２がこの対応関係を示す位相差テーブルを記憶する。そして、電圧制御部１０１３が位相差に応じて補正値を位相差テーブルから読み出し、この値に基づいて位相器１１２に設定される電圧を決定し制御する。そのため、直交復調器１０８の直交誤差を軽減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第一実施形態のカーテシアン歪み補償回路の直交誤差軽減装置の機能構成を表す機能ブロック図である。
【図２】第一実施形態における記憶部によって記憶されるダイオード検波電圧テーブルの構成を示す概略図である。
【図３】第一実施形態のカーテシアン歪み補償回路の直交誤差軽減装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】第二実施形態のカーテシアン歪み補償回路の直交誤差軽減装置の機能構成を表す機能ブロック図である。
【図５】第二実施形態のカーテシアン歪み補償回路の直交誤差軽減装置の動作例を示すフローチャートである。
【図６】第二実施形態における記憶部によって記憶される位相差テーブルの構成を示す概略図である。
【図７】従来技術におけるカーテシアン歪み補償回路の機能構成を表す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…カーテシアン歪み補正装置，  １０…カーテシアン歪み補正部，  １０１…制御部，  １０２…ＤＡＣ，  １０３…歪信号逆相増幅器，  １０４…直交変調器，１０５…電力増幅器，  １０６…方向性結合器，  １０７…スイッチ，  １０８…直交復調器，  １０９…ＡＤＣ，  １１０…シンセサイザ，  １１１…ＤＡＣ，  １１２…位相器，  １１３…方向性結合器，  ２０…ダイオード検波器，  ３０…ＡＤＣ，  ４０…テーブル記憶部，  ５０…電圧制御部，  ６０…アンテナ，  １０１１…位相差算出部，  １０１２…テーブル記憶部，  １０１３…電圧制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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