(57)【要約】【課題】ＩＱミスマッチ補正に際して、規格依存性なし、インターオペラビリティの問題なし、テスト信号生成回路などの面積増加が懸念される追加部品なしを実現する。【解決手段】パターン１の信号を用いる第１のステップで得られた受信機の受信結果と、パターン２の信号を用いる第２のステップで得られた受信機の受信結果とに基づき、送信機での利得誤差および位相誤差をキャンセルするとともに、受信機の補正用行列を求め、受信機の各サブキャリアのデータに対して補正する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機において、互いに直交関係にある複数のサブキャリアを逆フーリエ変換して互いに直交関係にある送信Ｉチャネルベースバンド信号と送信Ｑチャネルベースバンド信号を生成し、該送信Ｉチャネルベースバンド信号と該送信Ｑチャネルベースバンド信号を直交変調した後に加算してＲＦ信号として送信し、
受信機において、ＲＦ信号を受信して直交復調することで受信Ｉチャネルベースバンド信号と受信Ｑチャネルベースバンド信号に分離し、該受信Ｉチャネルベースバンド信号と該受信Ｑチャネルベースバンド信号をフーリエ変換して、互いに直交関係にある複数のサブキャリアを生成させるＯＦＤＭダイレクトコンバージョン方式のＲＦ送受信装置における、ＩＱミスマッチ補正方法であって、
前記送信機のｋ番目のサブキャリアにデータを入力したときに得られる前記送信機の互いに直交関係にある第１の送信ベースバンド信号と第２の送信ベースバンド信号のうちの前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第１のステップと、
前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号としたパターン２の信号を生成し、かつ前記パターン２の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記Ｑチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン２の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記Ｉチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第２のステップとを備え、
前記第１のステップで得られた前記受信機の受信結果と、前記第２のステップで得られた前記受信機の受信結果とに基づき、前記送信機での利得誤差および位相誤差をキャンセルするとともに、前記受信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列によって前記受信機で得られるｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とするＩＱミスマッチ補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、
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により、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2を求めて、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して補正を行うことを特徴とするＩＱミスマッチ補正方法。
ただし、
＊は、複素共役である。
ＲK1 は、前記送信機のｋ番目のサブキャリアに配置したデータをｄｋとし、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ１とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ１とし、前記パターン１の信号を、
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とするとき、前記送信機から出力する前記ＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させて前記ｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
Ｒ−ｋ1 は、前記パターン１の信号を用いるとき、ＩＱミスマッチのために前記受信機で−ｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
Ｒｋ2 は、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ２とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ２とし、前記パターン２の信号を、
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とし、かつ前記送信機のローカル信号をＩチャネルとＱチャネルで互いに入れ替え、前記送信機から出力する前記ＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させたとき、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
Ｒ−ｋ2 は、前記パターン２の信号を用いかつ前記ローカル信号をＩチャネルとＱチャネルで互いに入れ替えた条件のとき、ＩＱミスマッチのために受信機で−ｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
ｈは、前記受信機における利得誤差である。
ψは、前記受信機における位相誤差である。
Ｒｅ[  ]は、実数部を示す。
Ｉｍ[  ]は、虚数部を示す。
【請求項３】
請求項１に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３のステップと、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号の極性反転した信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３の信号を生成し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４のステップとを備え、
前記第３のステップで得られた前記受信機の受信結果と、前記第４のステップで得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とするＩＱミスマッチ補正方法。
【請求項４】
請求項２に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、
前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータについて行い、
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2013105538.tif 000088
2013105538.tif 000089
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により、前記送信機の補正用行列としてのＪ1，Ｊ2，Ｊ*1，Ｊ*2を求めて、前記送信機のサブキャリアのデータに対して補正を行うことを特徴とするＩＱミスマッチ補正方法。
ただし、
ＲＣｋ1 は、前記送信機で前記パターン１の信号を用い、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
ＲＣｋ3 は、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ３とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ３とし、パターン３の信号を
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として、前記送信機から出力するＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させ、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
ｇは、前記送信機における利得誤差である。
φは、前記送信機における位相誤差である。
【請求項５】
請求項１に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３Ａのステップと、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３Ａの信号を生成し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号を極性反転した信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４Ａのステップとを備え、
前記第３Ａのステップで得られた前記受信機の受信結果と、前記第４Ａのステップで得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とするＩＱミスマッチ補正方法。
【請求項６】
請求項２に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、
前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータについて行い、
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により、前記送信機の補正用行列としてのＪ1，Ｊ2，Ｊ*1，Ｊ*2を求めて、前記送信機のサブキャリアのデータに対して補正を行うことを特徴とするＩＱミスマッチ補正方法。
ただし、
ＲＣｋ1 は、前記送信機で前記パターン１の信号を用い、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
ＲＣｋ3 は、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ３とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ３とし、パターン３Ａの信号を
2013105538.tif 000098
とし、かつ前記送信器のローカル信号のうちのＱチャンネルのローカル信号の極性を反転して、前記送信機から出力するＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させ、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。
ｇは、前記送信機における利得誤差である。
φは、前記送信機における位相誤差である。
【請求項７】
互いに直交関係にある複数のサブキャリアを入力し逆フーリエ変換して互いに直交関係にある送信Ｉチャネルベースバンド信号と送信Ｑチャネルベースバンド信号とを生成する逆フーリエ変換手段と、該送信Ｉチャネルベースバンド信号をＩチャンネルローカル信号で直交変調するとともに前記送信Ｑチャネルベースバンド信号をＱチャンネルローカル信号で直交変調する直交変調手段と、該直交変調手段で該直交変調した後の両信号を加算してＲＦ信号にする加算手段とを備えた送信機と、
ＲＦ信号を受信して直交復調することで受信Ｉチャネルベースバンド信号と受信Ｑチャネルベースバンド信号に分離する直交復調手段と、該受信Ｉチャネルベースバンド信号と該受信Ｑチャネルベースバンド信号をフーリエ変換して互いに直交関係にある複数のサブキャリアを生成するフーリエ変換手段とを備えた受信機と、
を有するＯＦＤＭダイレクトコンバージョン方式のＲＦ送受信装置において、
前記送信機のｋ番目のサブキャリアにデータを入力したときに得られる前記送信機の互いに直交関係にある第１の送信ベースバンド信号と第２の送信ベースバンド信号のうちの前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第１の制御手段と、
前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号としたパターン２の信号を生成し、かつ前記パターン２の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記Ｑチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン２の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記Ｉチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第２の制御手段とを備え、
前記第１の制御手段で得られた前記受信機の受信結果と、前記第２の制御手段で得られた前記受信機の受信結果とに基づき、前記送信機での利得誤差および位相誤差をキャンセルするとともに、前記受信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列によって前記受信機で得られるｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とするＲＦ送受信装置。
【請求項８】
請求項１に記載のＲＦ送受信装置において、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３の制御手段と、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号の極性反転した信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３の信号を生成し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４の制御手段とを備え、
前記第３の制御手段で得られた前記受信機の受信結果と、前記第４の制御手段で得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とするＲＦ送受信装置。
【請求項９】
請求項１に記載のＲＦ送受信装置において、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３Ａの制御手段と、
前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３Ａの信号を生成し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号を極性反転した信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４Ａの制御手段とを備え、
前記第３Ａの制御手段で得られた前記受信機の受信結果と、前記第４Ａの制御手段で得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とするＲＦ送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭダイレクトコンバージョン方式のＲＦ送受信におけるＩＱミスマッチの補正方法およびその方法を実施したＲＦ送受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイレクトコンバージョン方式は、ベースバンド信号をＲＦ信号に直接変換(アップコンバージョン)、もしくはＲＦ信号をベースバンド信号に直接変換(ダウンコンバージョン)する方法である。図１（ａ）にダイレクトコンバージョン方式の送信機と受信機の例を示す。【０００３】
図１（ａ）に示す送信機１０では、複数のサブキャリアｄk，ｄ-k，・・がＩＤＦＴ回路１１で逆離散フーリエ変換され、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される際に、同時に、互いに直交関係にあるＩチャネルベースバンド信号ＴｘＩとＱチャネルベースバンド信号ＴｘＱに分離される。そして、Ｉチャネルベースバンド信号ＴｘＩは、ＤＡ変換器１２Ｉでデジタル信号からアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ１３Ｉで高周波成分が除去され、増幅器１４Ｉでゲイン調整され、ミキサ１５ＩでＩチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｉが乗算されて、ＲＦ信号として加算器１６に入力される。また、Ｑチャネルベースバンド信号ＴｘＱは、ＤＡ変換器１２Ｑでデジタル信号からアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ１３Ｑで高周波成分が除去され、増幅器１４Ｑでゲイン調整され、ミキサ１５ＱでＱチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑが乗算されて、ＲＦ信号として加算器１６に入力される。そして、加算器１６の出力ＲＦ信号は電力増幅器１７で電力増幅されて、アンテナ（図示せず）から送信信号Ｔｘ＿ｏｕｔとして放射される。【０００４】
送信機１０におけるＩＱミスマッチとは、例えば、ＩチャネルルートとＱチャネルルートの間における利得誤差と位相誤差のことを指す。以下では、図２（ａ）に示すように、Ｑチャネル側のミキサ１５Ｑに入力するＱチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑに、利得誤差ｇ、位相誤差φがあるものとして説明する。つまり、ローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑは、理想的には−ｓｉｎωｃｔであるが、−ｇ・ｓｉｎ（ωcｔ＋φ）であるとする。なお、利得誤差ｇと位相誤差φには、キャリア周波数に対する依存性があり、各サブキャリア毎に誤差は異なる。そのため、サブキャリアに対してｇ，φの仮定を行う。【０００５】
図１（ｂ）に示す受信機２０では、アンテナ（図示せず）から入力し、低ノイズ増幅器２１で増幅されたアナログのＲＦ信号Ｒｘ＿ｉｎは、ミキサ２２ＩでＩチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｉが乗算され、ローパスフィルタ２３Ｉで高域成分が除去され、増幅器２４Ｉでゲイン調整され、ＡＤ変換器２５Ｉでアナログ信号からデジタル信号に変換され、Ｉチャネルベースバンド信号ＲｘＩとなる。また、ＲＦ信号Ｒｘ＿ｉｎは、ミキサ２２ＱでＱチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑが乗算されて、ローパスフィルタ２３Ｑで高域成分が除去され、増幅器２４Ｑでゲイン調整され、ＡＤ変換器２５Ｑでアナログ信号からデジタル信号に変換され、Ｑチャネルベースバンド信号ＲｘＱとなる。そして、両ベースバンド信号ＲｘＩ，ＲｘＱは、ＤＦＴ回路２６で離散フーリエ変換され、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換されて、複数のサブキャリアＲk，Ｒ-k，・・が生成される。【０００６】
受信機２０におけるＩＱミスマッチとは、例えば、ＩチャネルルートとＱチャネルルートの間における利得誤差と位相誤差のことを指す。以下では、図２（ｂ）に示すように、Ｑチャネル側のミキサ１５Ｑに入力するＱチャネルローカル信号ＲｘＬｏ＿Ｑに、利得誤差ｈ、位相誤差ψがあるものとして説明する。つまり、ローカル信号ＲｘＬｏ＿Ｑは、理想的には、−ｓｉｎωｃｔであるが、−ｈ・ｓｉｎ（ωｃｔ＋ψ）であるとする。【０００７】
ＯＦＤＭダイレクトコンバージョン方式で信号を送る場合、サブキャリアにデータが乗せられているベースバンド信号は、図３のように表される(サブキャリア数をＮとしている)。ＩＱミスマッチの影響を考える際には、あるサブキャリア（ｋ番目のサブキャリア）のデータとそのサブキャリアの原点を中心とした反対側のサブキャリア(−ｋ番目のサブキャリア)のデータのペアを考えれば良いため、以下ではこのペアに注目してダイレクトコンバージョンについて説明する。【０００８】
図４において、送信機１０におけるＩＱミスマッチの影響を説明する。この図４では、ｋ番目のサブキャリアでｄk、−ｋ番目のサブキャリアでｄ-kというデータを送信することを想定している。図４で表されるように、送信機１０の入力ベースバンド信号ＴｘＩ，ＴｘＱとして、下記のような信号が入力される。＊は共役複素数を示す。
2013105538.tif 000003
【０００９】
上記ベースバンド信号ＴｘＩ，ＴｘＱが入力された場合、送信出力Ｔｘ＿ｏｕｔは、特にＴｋとＴ*−kに注目すると、ＩＱミスマッチの影響によって、下記のように表すことができる。
2013105538.tif 000004
ただし、
2013105538.tif 000005
である。【００１０】
ＩＱミスマッチがない場合は、ｇ＝１およびφ＝０となるため、Ｊ1＝１，Ｊ2＝０となり、式（２）は、下記の式（４）のようにＴｋとＴ*−kには、それぞれｄｋとｄ*−kの成分のみが残るはずである。
2013105538.tif 000006
しかし、ＩＱミスマッチがあることで、Ｔｋにはｄ*−kの成分、Ｔ*−kにはｄｋの成分が影響を与えることになる。【００１１】
次に、図５において、受信機２０におけるＩＱミスマッチの影響を説明する。この図５では、受信機２０の入力信号Ｒｘ＿ｉｎとして、下記のような信号が入力されていると考える。ｃｋ、ｃ−kは、ｋ番目、−ｋ番目のサブキャリアに乗せられたデータ（ｄｋ，ｄ−ｋ）に対応する受信機２０の入力信号内のデータである。
2013105538.tif 000007
【００１２】
このＲＦ受信信号をＤＦＴ回路２６で処理してベースバンド信号に変換すると、その信号は、特にＲｋとＲ*−kに注目すると、下記のように表すことができる。
2013105538.tif 000008
ただし、
2013105538.tif 000009
である。【００１３】
ＩＱミスマッチがない場合は、ｈ＝１およびψ＝０となるため、Ｋ1＝１およびＫ2＝０となり、式（６）は下記の式（８）のように、ＲkとＲ*−kにはそれぞれｃkとｃ*−kの成分のみが残るはずである。
2013105538.tif 000010
しかし、ＩＱミスマッチがあることで、Ｒkにはｃ*−kの成分、Ｒ*−kにはｃkの成分がそれぞれ影響を与えることになる。【００１４】
さて、上記で説明したＩＱミスマッチの影響を抑制するため、特許文献１、および非特許文献１に記載の従来技術が存在する。この２つの文献では、既知のパイロット信号を送信機側から受信機側へ送信することで、ＩＱミスマッチの検出と補正を行う方法を紹介している。これは、「規格によってプレアンブルにパイロットトーン(テスト信号)を含めることを規定する」、もしくは「（規格とは無関係でも）送受信機を作る各社が周波数同期やタイミング同期用のパイロットトーンに特定の信号パターンを含める」などの方法がとられるが、いずれにせよ規格依存性やインターオペラビリティの問題を含むため、汎用性にかける。【００１５】
また、検出されるミスマッチは、受信機側のＩＱミスマッチだけでなく送信側のＩＱミスマッチも含まれた形となるため、ネットワーク上で受信および送信相手が次々と変わる場合、送受信毎にミスマッチの検出を必要とする問題がある。【００１６】
次に、非特許文献２では、規格依存性のない、周波数領域でのＩＱミスマッチの検出と補正を説明している。ただし、この文献では、「受信機側のみの補正」に焦点を絞って説明している。本発明に関わる内容のため、その詳細を下記で説明する。【００１７】
図６に補正の方法を示す。非特許文献２では、受信信号ＲｘＩ，ＲｘＱをＤＦＴ回路２６で離散フーリエ変換してサブキャリアを得た後、下記式で表されるような計算を行って得た補正用行列２７により、補正部２８で補正している。
2013105538.tif 000011
とすると、補正出力は
2013105538.tif 000012
と表される。ただし
2013105538.tif 000013
である。【００１８】
2013105538.tif 000014
であるとすると、式（１０）は、
2013105538.tif 000015
となり、補正が完了する。【００１９】
補正用行列２７の検出方法は下記の通りである。
2013105538.tif 000016
ただし、
2013105538.tif 000017
である。
Ｅ｛  ｝は、平均をとった場合の期待値を表す。つまり、Ｅ｛ＲｋＲ−k｝は、受信したシンボルでＲｋＲ−kの計算を行って、その時間的平均を取ることを意味する。ｃkとｃ−kには相関がないと仮定すると、Ｅ｛ｃｋｃ−k｝＝０、Ｅ｛ｃ*ｋｃ*−k｝＝０が成立することもある。【００２０】
よって、
2013105538.tif 000018
2013105538.tif 000019
2013105538.tif 000020
によって、Ｋ１Ｋ２が求まる。このＫ１Ｋ２は
2013105538.tif 000021
であるので、
2013105538.tif 000022
2013105538.tif 000023
により、ｈとψが求まり、式（７）からＫ１とＫ２が個々に求まるので、補正用行列２７を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００８−１７１４５号公報
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】Andreas Schuchert, Ralph Hasholzner, and Patrick Antoine,“A novel ＩＱ imbalance compensation scheme for the reception of ＯＦＤＭ signals,”IEEE Trans. Consumer Electron. vol. 47, no. 3, pp. 313?318, Aug. 2001.
【非特許文献２】M. Windisch and G. Fettweis.Standard-Independent I/Q Imbalance Compensation in ＯＦＤＭ Direct-Conversion Receivers 9th International ＯＦＤＭ Workshop (InOWo'04), Dresden, Germany, September 2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、特許文献１と非特許文献１に記載のような方法は、規格に依存するため汎用的ではない。このため、非特許文献２のように規格に依存しない方法が望ましい。しかし、非特許文献２にも下記の問題がある。まず、通信前に検出や補正が行えず、通信初期の段階ではＩＱミスマッチが補正できない。これは、送受信機内部にテスト信号を生成するための回路を設ければ解決するが、そのための面積増加は避けられない。次に、送信機側のＩＱミスマッチに関しては検出と補正ができない。これは、通信のペアとなるもう一方の送受信機も同様の装置を内蔵して送信側のミスマッチを含めて補正すればよいが、これは当然インターオペラビリティの問題を含む。【００２４】
本発明は上記の点に鑑みたもので、その目的は、規格依存性なし、インターオペラビリティの問題なし、受信機の補正にテスト信号が不要であるためテスト信号生成回路が不要であり、追加回路による面積増加を最小限に抑える、といった特徴を兼ね備えたＩＱミスマッチの補正方法およびその補正方法を実施したＲＦ送受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、送信機において、互いに直交関係にある複数のサブキャリアを逆フーリエ変換して互いに直交関係にある送信Ｉチャネルベースバンド信号と送信Ｑチャネルベースバンド信号を生成し、該送信Ｉチャネルベースバンド信号と該送信Ｑチャネルベースバンド信号を直交変調した後に加算してＲＦ信号として送信し、受信機において、ＲＦ信号を受信して直交復調することで受信Ｉチャネルベースバンド信号と受信Ｑチャネルベースバンド信号に分離し、該受信Ｉチャネルベースバンド信号と該受信Ｑチャネルベースバンド信号をフーリエ変換して、互いに直交関係にある複数のサブキャリアを生成させるＯＦＤＭダイレクトコンバージョン方式のＲＦ送受信装置における、ＩＱミスマッチ補正方法であって、前記送信機のｋ番目のサブキャリアにデータを入力したときに得られる前記送信機の互いに直交関係にある第１の送信ベースバンド信号と第２の送信ベースバンド信号のうちの前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第１のステップと、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号としたパターン２の信号を生成し、かつ前記パターン２の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記Ｑチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン２の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記Ｉチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第２のステップとを備え、前記第１のステップで得られた前記受信機の受信結果と、前記第２のステップで得られた前記受信機の受信結果とに基づき、前記送信機での利得誤差および位相誤差をキャンセルするとともに、前記受信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列によって前記受信機で得られるｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、
2013105538.tif 000024
2013105538.tif 000025
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2013105538.tif 000028
により、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2を求めて、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して補正を行うことを特徴とするＩＱミスマッチ補正方法。
ただし、＊は、複素共役である。ＲK1 は、前記送信機のｋ番目のサブキャリアに配置したデータをｄｋとし、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ１とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ１とし、前記パターン１の信号を、
2013105538.tif 000029
2013105538.tif 000030
とするとき、前記送信機から出力する前記ＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させて前記ｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。Ｒ−ｋ1 は、前記パターン１の信号を用いるとき、ＩＱミスマッチのために前記受信機で−ｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。Ｒｋ2 は、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ２とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ２とし、前記パターン２の信号を、
2013105538.tif 000031
とし、かつ前記送信機のローカル信号をＩチャネルとＱチャネルで互いに入れ替え、前記送信機から出力する前記ＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させたとき、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。Ｒ−ｋ2 は、前記パターン２の信号を用いかつ前記ローカル信号をＩチャネルとＱチャネルで互いに入れ替えた条件のとき、ＩＱミスマッチのために受信機で−ｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。ｈは、前記受信機における利得誤差である。ψは、前記受信機における位相誤差である。Ｒｅ[  ]は、実数部を示す。Ｉｍ[  ]は、虚数部を示す。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３のステップと、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号の極性反転した信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３の信号を生成し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４のステップとを備え、前記第３のステップで得られた前記受信機の受信結果と、前記第４のステップで得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項２に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータについて行い、
2013105538.tif 000032
2013105538.tif 000033
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により、前記送信機の補正用行列としてのＪ1，Ｊ2，Ｊ*1，Ｊ*2を求めて、前記送信機のサブキャリアのデータに対して補正を行うことを特徴とする。ただし、ＲＣｋ1 は、前記送信機で前記パターン１の信号を用い、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。ＲＣｋ3 は、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ３とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ３とし、パターン３の信号を
2013105538.tif 000037
として、前記送信機から出力するＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させ、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。ｇは、前記送信機における利得誤差である。φは、前記送信機における位相誤差である。
請求項５にかかる発明は、請求項１に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３Ａのステップと、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３Ａの信号を生成し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号を極性反転した信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４Ａのステップとを備え、前記第３Ａのステップで得られた前記受信機の受信結果と、前記第４Ａのステップで得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項２に記載のＩＱミスマッチ補正方法において、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータについて行い、
2013105538.tif 000038
2013105538.tif 000039
2013105538.tif 000040
2013105538.tif 000041
2013105538.tif 000042
により、前記送信機の補正用行列としてのＪ1，Ｊ2，Ｊ*1，Ｊ*2を求めて、前記送信機のサブキャリアのデータに対して補正を行うことを特徴とする。ただし、ＲＣｋ1 は、前記送信機で前記パターン１の信号を用い、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。ＲＣｋ3 は、送信Ｉチャネルベースバンド信号をＴｘＩ３とし、送信Ｑチャネルベースバンド信号をＴｘＱ３とし、パターン３Ａの信号を
2013105538.tif 000043
とし、かつ前記送信器のローカル信号のうちのＱチャンネルのローカル信号の極性を反転して、前記送信機から出力するＲＦ信号をループバック経由で前記受信機に入力させ、前記受信機の補正用行列としてのＫ1，Ｋ2，Ｋ*1，Ｋ*2による補正を前記受信機の各サブキャリアのデータについて行ったときの、前記受信機でｋ番目のサブキャリアに得られる受信データである。ｇは、前記送信機における利得誤差である。φは、前記送信機における位相誤差である。
請求項７にかかる発明は、互いに直交関係にある複数のサブキャリアを入力し逆フーリエ変換して互いに直交関係にある送信Ｉチャネルベースバンド信号と送信Ｑチャネルベースバンド信号とを生成する逆フーリエ変換手段と、該送信Ｉチャネルベースバンド信号をＩチャンネルローカル信号で直交変調するとともに前記送信Ｑチャネルベースバンド信号をＱチャンネルローカル信号で直交変調する直交変調手段と、該直交変調手段で該直交変調した後の両信号を加算してＲＦ信号にする加算手段とを備えた送信機と、ＲＦ信号を受信して直交復調することで受信Ｉチャネルベースバンド信号と受信Ｑチャネルベースバンド信号に分離する直交復調手段と、該受信Ｉチャネルベースバンド信号と該受信Ｑチャネルベースバンド信号をフーリエ変換して互いに直交関係にある複数のサブキャリアを生成するフーリエ変換手段とを備えた受信機と、を有するＯＦＤＭダイレクトコンバージョン方式のＲＦ送受信装置において、前記送信機のｋ番目のサブキャリアにデータを入力したときに得られる前記送信機の互いに直交関係にある第１の送信ベースバンド信号と第２の送信ベースバンド信号のうちの前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第１の制御手段と、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号としたパターン２の信号を生成し、かつ前記パターン２の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記Ｑチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン２の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記Ｉチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第２の制御手段とを備え、前記第１の制御手段で得られた前記受信機の受信結果と、前記第２の制御手段で得られた前記受信機の受信結果とに基づき、前記送信機での利得誤差および位相誤差をキャンセルするとともに、前記受信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列によって前記受信機で得られるｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、請求項１に記載のＲＦ送受信装置において、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３の制御手段と、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号の極性反転した信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３の信号を生成し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４の制御手段とを備え、前記第３の制御手段で得られた前記受信機の受信結果と、前記第４の制御手段で得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項１に記載のＲＦ送受信装置において、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記パターン１の信号を生成し、かつ前記パターン１の信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン１の信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第３Ａの制御手段と、前記受信機のｋ番目のサブキャリアのデータを前記受信機の前記補正用行列によって補正した上で、前記第１の送信ベースバンド信号を送信Ｉチャネルベースバンド信号とし、前記第２の送信ベースバンド信号を送信Ｑチャネルベースバンド信号としたパターン３Ａの信号を生成し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｉチャネルベースバンド信号を前記送信機のＩチャネルローカル信号で直交変調し、前記パターン３Ａの信号の内の前記送信Ｑチャネルベースバンド信号を前記送信機のＱチャネルローカル信号を極性反転した信号で直交変調し、両直交変調された信号を加算してＲＦ信号としてループバック経由で前記受信機に入力させる第４Ａの制御手段とを備え、前記第３Ａの制御手段で得られた前記受信機の受信結果と、前記第４Ａの制御手段で得られた前記受信機の受信結果基づき、前記送信機の補正用行列を求め、得られた該補正用行列により前記送信機のｋ番目のサブキャリアのデータに対して利得誤差および位相誤差を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、受信機のサブキャリア補正用の補正用行列はパターン１，２の信号を用いて求め、送信機のサブキャリア補正用の補正用行列は受信機のサブキャリアを補正用行列で補正した上でパターン１，３の信号を用いて求める。したがって、ハードウエアの立ち上げ時や非通信時にその補正を行うことができ、規格依存性がなく、インターオペラビリティの問題がない。また、受信機の補正にテスト信号が不要であるためテスト信号生成回路が不要であり、追加回路による面積増加を最小限に抑える、の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のダイレクトコンバージョン方式の送信機と受信機の構成を示す回路図である。
【図２】従来のダイレクトコンバージョン方式の送信機と受信機の利得誤差と位相誤差の説明図である。
【図３】サブキャリアの説明図である。
【図４】送信機におけるＩＱミスマッチの影響の説明図である。
【図５】受信機におけるＩＱミスマッチの影響の説明図である。
【図６】受信機のサブキャリア補正の説明図である。
【図７】送信機のサブキャリア補正の説明図である。
【図８】送信機にパターン１の信号を入力したときの動作の説明図である。
【図９】送信機にパターン２の信号を入力したときの動作の説明図である。
【図１０】送信機にパターン３の信号を入力したときの動作の説明図である。
【図１１】本発明の実施例のＲＦ送受信装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明では、送信機と受信機の双方のＩＱミスマッチの補正を行う。また、テスト信号として、送受信機内において送信機側の任意の信号を受信機側にループバックすることで、追加するハードウェアを最小限に抑える。さらに、規格依存性やインターオペラビリティの問題が無いよう、別の送受信機とペアで検出と補正を行うようなことはしない。
【００２９】
このために、送受信機内において、送信機側の信号を受信機側に渡すループバック経路を形成する。また、送信機側と受信機側の双方において、非特許文献２と同様の計算（検出と補正）を行うためのベースバンド信号処理手段を設ける。また、送信Ｉチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｉと送信Ｑチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑの位相関係を入れ替えることができ、さらには送信Ｑチャネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑの極性を反転できるローカル発振器を用意する。
【００３０】
＜第１の実施例＞
図７に送信機１０の側の補正方法を示す。図６で説明した受信機２０の側での補正と同様に、ＩＤＦＴ回路１１の前段の周波数領域にて、ＩＱミスマッチ要因の逆行列としての補正用行列
2013105538.tif 000044
を用いて、以下のような計算で補正を行う。ｄＣｋ，ｄＣ*−ｋは、サブキャリアのデータｄｋ，ｄ*−ｋを補正した後のサブキャリアのデータである。
2013105538.tif 000045
【００３１】
よって、補正後の送信信号は、
2013105538.tif 000046
となる。
【００３２】
補正用行列の算出は、以下のステップで行う。
（１）パターン１のベースバンド信号に基づく送信信号を送信機１０から受信機２０へループバックする。具体的には、本実施例では加算器１６の出力から受信機２０の低ノイズ増幅器２１に入力する経路をもつ。
（２）パターン２のベースバンド信号に基づく送信信号を送信機１０から受信機２０へループバックする(ただし、送信機１０のローカル信号ＴｘＬｏ＿ＩとＴｘＬｏ＿Ｑの位相関係を逆転させる。)。
（３）受信機２０の補正用行列を算出する。
（４）パターン１のベースバンド信号に基づく送信信号を送信機１０から受信機２０へループバックする(受信機２０の側は補正用行列で補正済みとする。)。
（５）パターン３のベースバンド信号に基づく送信信号を送信機１０から受信機２０へループバックする(受信機２０の側は補正用行列で補正済みとする。)。
（６）送信機１０の側の補正用行列を算出する。
以下、上記の順で説明する。
【００３３】
（１）パターン１のベースバンド信号に基づく送信信号を、送信機１０から受信機２０へループバックする。具体的には、本実施例では加算器１６の出力から受信機２０の低ノイズ増幅器２１に入力する経路をもつ。また、その動作を図９に示す。
送信機１０の出力信号Ｔｘ＿ｏｕｔが受信機２０の入力信号Ｒｘ＿ｉｎとなるように送受信機を接続し、図８で示すようなｋ番目のサブキャリアのデータｄｋに基づくパターン１の信号を、送信機１０にベースバンド信号ＴｘＩ1およびＴｘＱ1として入力する。パターン１の信号は、式で表すと下記の式（２６）のようになる。
2013105538.tif 000047
2013105538.tif 000048
【００３４】
送信機１０の出力信号を
2013105538.tif 000049
とし、送信機１０と受信機２０の間のループバック経路での利得と位相回転を
2013105538.tif 000050
とすると、ループバックを経由した受信機２０の入力信号は、
2013105538.tif 000051
となるので、受信機２０のＤＦＴ回路２６による離散フーリエ変換の後の信号は、
2013105538.tif 000052
となる。
【００３５】
（２）パターン２のベースバンド信号に基づく送信信号を、送信機１０から受信機２０へループバックする。パターン２のベースバンド信号ＴｘＩ2およびＴｘＱ2を式（３１）に示す。また、その動作を図９に示す。
2013105538.tif 000053
ただし、その際に、Ｉチャネルのミキサ１５Ｉに−sinωcｔを、Qチャネルのミキサ１５Qにcosωcｔを入力して、位相関係を逆転させる。
【００３６】
この時、送信機１０の出力信号は、
2013105538.tif 000054
となり、ループバックを経由した受信機２０の入力信号は、
2013105538.tif 000055
となり、受信機２０のＤＦＴ回路２６による離散フーリエ変換の後の信号は、
2013105538.tif 000056
となる。
【００３７】
（３）受信機の補正用行列の算出
パターン１とパターン２のベースバンド信号を入力して得られた結果から、受信機の補正用行列を算出する。式（３０）と式（３４）から、
2013105538.tif 000057
となるので、
2013105538.tif 000058
となり、
2013105538.tif 000059
2013105538.tif 000060
となる。なお、
2013105538.tif 000061
であり、パワーを表す。
【００３８】
よって、
2013105538.tif 000062
により、Ｋ１Ｋ２が求まる。このＫ１Ｋ２は
2013105538.tif 000063
であるので、
2013105538.tif 000064
2013105538.tif 000065
により、ｈとψが求まり、式（７）からＫ１とＫ２が個々に求まるので、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ*１、Ｋ*２からなる補正用行列２７を取得することができる。
【００３９】
以上で、受信機２０側の補正用行列２７の取得が完了する。この補正用行列２７を図６に適用することで、補正部２８で受信機２０側の各サブキャリアに配置されたデータの補正が行われ、ＩＱミスマッチが補償される。なお、この（１）〜（３）のステップによって、送信機１０側の利得誤差ｇと位相誤差φはキャンセルされている。すなわち、式（３９）をみると、一連のプロセスによってＪ１（を構成するｇとφ）が消え、Ｋ1Ｋ2のみの式が出てきていて、これをここではキャンセルという語に集約している。パターン１もパターン２も送信器１０→受信機２０という経路を通るため、式（３０）と（３４）をみると分かるように、受信機２０の出力で得られる値Ｒk1、Rｋ2には、Ｊ1とＪ2の影響が入っている。式（３０）ではＲｋ1，Ｒ＊-k1の２つの方程式しか得られないにも拘わらず、Ｋ1、Ｋ2、ＬkＪ1ｄｋ、Ｌ＊-kＪ＊2ｄｋの変数が入り、それぞれの値をもとめることができない。そこで、パターン２を用意する（ここで重要な点は送信機１０のローカル信号の入れ替え）と、変数を増やすことなく、Ｌ＊-kＪ＊2ｄｋを消すことができる。これが１つ目のキャンセルである。このことを分かりやすく説明しているのが、図８と図９である。送信機出力Ｔｘ＿ｏｕｔをみると、Ｊ＊2ｄｋの符号が、図８と図９で反転している。式（３５）までくると、ＬkＪ1ｄｋという変数は式（３６）〜（３９）で消去されるので、これが２つ目のキャンセルとなる。
【００４０】
（４）前記したパターン１のベースバンド信号に基づく送信信号を、送信機１０から受信機２０へループバックする（受信機２０側は先に求めた補正用行列を適用しておく。）。
受信機２０側では、受信機２０のサブキャリアの補正後の結果は下記のようになる。
2013105538.tif 000066
【００４１】
（５）パターン３のベースバンド信号に基づく送信信号を、送信機１０から受信機２０へループバックする（受信機２０側は先に求めた補正用行列を適用しておく。）。
パターン３のベースバンド信号として、次に示すベースバンド信号ＴｘＩ3およびＴｘＱ3を送信機１０に入力する。この信号は、パターン１のベースバンド信号において、Ｑチャネルベースバンド信号ＴｘＱ3を極性反転したものである。その動作を図１０に示す。
2013105538.tif 000067
【００４２】
このとき、送信機１０の出力信号は、
2013105538.tif 000068
であり、ループバックを経由した受信機２０の入力信号は、
2013105538.tif 000069
であるので、受信機のＤＦＴ回路２６による離散フーリエ変換後に更に補正したサブキャリア信号は、
2013105538.tif 000070
となる。
【００４３】
（６）送信機１０側の補正用行列１８を算出する。
上記パターン１とパターン３のベースバンド信号に基づく送信信号を受信した受信機２０のＤＦＴ回路による離散フーリエ変換後の補正結果の出力を用いて、送信機側の補正用行列を求める。式（４３）と式（４７）から、
2013105538.tif 000071
となり、
2013105538.tif 000072
2013105538.tif 000073
である。
【００４４】
よって、式（４９）と式（５０）から、
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により、Ｊ１Ｊ*２が求まる。このＪ１Ｊ*２は
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であるので、
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により、ｇとφが求まり、式（３）からＪ１とＪ２が個々に求まるので、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ*１、Ｊ*２からなる補正用行列１８を取得することができる。
【００４５】
以上の操作が各サブキャリアそれぞれに対して実施され、送信機１０側の補正用行列１８の取得が完了する。この補正用行列１８を図７に適用することで、補正部１９で送信機１０側の各サブキャリアに配置されたデータに対して事前補正が行われ、送信機側のＩＱミスマッチが補償される。
【００４６】
以上の補正用行列２７，１８は、ＲＦ送受信装置を起動する際や非通信時間に求めておいてメモリに格納しておく。そして、実際の通信時には、この補正用行列２７，１８によって、送信機１０側、受信機２０側の双方で補正を行う。
【００４７】
＜第２の実施例＞
以上説明した第１の実施例では、（５）のステップにおいて、パターン３のベースバンド信号に式（４４）に示す信号ＴｘＩ3，ＴｘＱ3を用いたが、この信号ＴｘＩ3，ＴｘＱ3に代えて、次の式（４４’）に示すパターン３Ａの信号を使用することができる。この信号は式（２６）で示したパターン１の信号と同じである。
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ただし、このときは、Ｑチャンネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑの極性を反転させる。このようにしても、送信機１０の出力信号は式（４５）で表されるので、第１の実施例と全く同様に、式（４７）のサブキャリア信号を得ることができる。
【００４８】
＜第３の実施例＞
図１１に、第１の実施例を実施したＲＦ送受信装置の構成を示す。本実施例のＲＦ送受信装置は、図１に示した送信機１０および受信機２０の構成に対して、図６に示した補正部１９、図７に示した補正部２８を追加し、さらに制御部３１、ローカル信号生成部３２、およびスワップ部３３を追加している。制御部３１は、受信機２０の補正行列２７（図６）、送信機１０の補正行列１８（図７）を推定する補正行列推定部と、推定した補正行列を格納する補正行列格納部と、離散逆フーリエ変換器１１から出力する送信Ｉ，Ｑチャンネルベースバンド信号ＴｘＩ，ＴｘＱがパターン１，２，３あるいは３Ａの信号となるような信号をサブキャリアとして生成して送信機１０に入力させるパターン生成部と、ローカル信号生成部３２を制御するローカル信号制御部とを備える。この制御部３１では、前記した（１）〜（６）のステップの処理が行なわれる。ローカル信号生成部３２は、送信機１０に送るＩチャンネルローカル信号ＴｘＬｏ＿ＩとＱチャンネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑを生成し、また、受信機２０に送るＩチャンネルローカル信号Ｒｘｏ＿ＩとＱチャンネルローカル信号ＲｘＬｏ＿Ｑを生成する。第２の実施例を実施するときは、Ｑチャンネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑの極性を反転させることもある。スワップ部３３は、ステップ（２）における処理時に送信機１０側のＩチャンネルローカル信号ＴｘＬｏ＿ＩとＱチャンネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑを入れ替える。
【００４９】
なお、前記した第２の実施例を実施する際には、ステップ（５）においてパターン３Ａの信号を入力させるとともに、ローカル信号生成部３２から出力する送信機１０へのＱチャンネルローカル信号ＴｘＬｏ＿Ｑの極性を反転させる。
【符号の説明】
【００５０】
１０：送信機、１１：離散逆フーリエ変換器、１２（Ｉ，Ｑ）：ＤＡ変換機、１３（Ｉ，Ｑ）：ローパスフィルタ、１４（Ｉ，Ｑ）：増幅器、１５（Ｉ，Ｑ）：ミキサ、１６：加算器、１７：増幅器、１８：補正用行列、１９：補正部
２０：受信機、２１：低ノイズ増幅器、２２（Ｉ，Ｑ）：ミキサ、２３（Ｉ，Ｑ）：ローパスフィルタ、２４（Ｉ，Ｑ）：増幅器、２５（Ｉ，Ｑ）：ＡＤ変換器、２６：離散フーリエ変換器、２７：補正用行列、２８：補正部
３１：制御部、３２：ローカル信号生成部、３３：スワップ部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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